KR200300692Y1 - 스크린 인쇄에 의한 면상발열체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스크린 인쇄에 의한 면상발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부분 그물형상으로 배열된 카본페이스트에 실버페이스트를 여러부분의 다선으로 연결하여 절연성 합성수지로 코팅을 함으로서, 열전달 과정에서 일정지점이 단절되더라도 일정온도와 고른 분포로 균형적인 열을 유지케할 뿐만 아니라 장기간 사용가능하며 승차시 단시간내에 탑승자에게 온기를 제공하며 전력소비를 최소화할 수 있는 자동차시트용 스크린 인쇄에 의한 면상발열체에 관한 것이다.

스크린 인쇄에 의한 통상의 면상발열체에 있어서, 본 고안은 판상의 합성수지재로 형성된 바닥판(10) 상면에 다단으로 상호 엇갈리는 배치구조의 다수개 사다리형상으로 형성된 카본페이스트(20)와; 상기 카본페이스트(20)의 외주면 일측부분 혹은 외주면 전면에 도포되어 음전극과 양전극이 엇갈리도록 서로 교호하게 형성되어 전극을 전달하는 다수개의 실버페이스트(30)가 상호 연결결합되고; 상기 카본페이스트(20)와 실버페이스트(30) 상면에 소정의 두께와 너비의 얇은 층으로 덧씌어져 코팅 경화된 절연성을 가진 합성수지재(40)와; 점착과 접착성분으로 도포된 마감판(50);이 적층 장착되어 구성됨을 특징으로 한다.

Description

스크린 인쇄에 의한 면상발열체{The sheet heating installation of the screen print}

본 고안은 스크린 인쇄에 의한 면상발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부분 그물형상으로 배열된 카본페이스트에 실버페이스트를 여러부분의 다선으로 연결하여 절연성 합성수지로 코팅을 함으로서, 열전달 과정에서 일정지점이 단절되더라도 일정온도와 고른 분포로 균형적인 열을 유지케할 뿐만 아니라 장기간 사용가능하며 승차시 단시간내에 탑승자에게 온기를 제공하며 전력소비를 최소화할 수 있는 자동차시트용 스크린 인쇄에 의한 면상발열체에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 시트의 발열장치는 니크롬선이나 가는 전기도선을 시트저면 내부에 장착하여 온도센서와 바이메탈 등으로 연결시켜 작동하여 원하는 온도로 조절한 후 사용하였다. 그러나 상기의 니크롬선이나 전기도선은 끊어지기 쉬운단점이 있으며 한군데라도 단선이 되면 제품전체의 작동이 중단되어 부품교환 및 수선도 어려워 장기적인 사용이 불가능하게 되는 것이다.

따라서 근래에는 등록실용신안공보(20-0207322)에서 도전성 발열사와 비도전성 면사를 경사와 위사로 편직하고 양단에 동선을 배치하여 일정온도를 유지케하기위한 자동차시트가 고안되었으나 전원과 연결된 부분의 온도와 떨어진 부분의 온도편차가 생겨 사용자의 불편함을 주었고, 온도편차를 해결하기 위해 공개특허(2002-0023192) ECU및 NTC 히팅 시스템을 이용한 히터가 내장된 자동차시트 및 등받이용 부재가 고안되었으나 본 고안을 구성하는 단계가 복잡하고 제품생산단가가 높아 일반적인 차량소유자들이 보편적으로 사용하기에는 비용적으로 부담을 가중시키는 등의 문제점이 있었다.

또한 현재 사용되고 있는 발연체들은 높은 전압의 발열체는 전자파의 발생과 소비전력이 많으며 전극을 구성하여 통전되는 전선과의 작업 가공성이 자동화가 어렵고, 선상발열체는 가공성이 용이하지 못하여 깨끗하고 다양한 디자인이 이루어지지 어렵고 온도의 상승은 빠르나 온도가 높이 오름에 따른 제어의 수단이 동원되며 화재위험과 제어기의 고장 등으로 인해인체가 화상을 입을 위험도 동반되는 등의 여러가지 문제점이 있었다.

본 고안은 상기에서 발생되는 문제점을 해결하기위해 창출한 것으로, 카본페이스트와 실버페이스트의 간격, 두께, 농도, 넓이에 차별을 두어 전압과 온도조절과 균형적인 온도분포를 가능케함과 더불어 소비전력을 낮추고, 절연성이 부여된 합성수지 등으로 스크린 인쇄, 건조, 코팅경화하여 내화학성, 내열성, 내한성, 내마모성, 내구성이 강화된 스크린 인쇄에 의한 면상발열체을 제공코자 하는데 그 목적이 있다.

이하 첨부도면에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 전체 상태를 도시한 사시도.

도 2는 본 고안의 실버페이스트의 전도를 도시한 상태도.

도 3은 본 고안의 카본페이스트만 도시한 상태도.

도4는 실버페이스트와 카본페이스트의 상면에 절연성을 가진 합성수지제를 도포한 상태도.

도 5a는 종래의 차량시트 발열체의 구조분해 단면도.

도 5b는 본고안의 차량시트 구조분해 단면도.

도 6a는 본 고안에 따른 의료기구 및 매트용 발열체를 나타내는 단면도.

도 6b는 본 고안의 또다른 실시예를 나타내는 단면도.

도 7은 본 고안의 실시예를 나타내는 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 바닥판 20: 카본페이스트 30: 실버페이스트

31: 브리지 40: 절연성을 가진 합성수지재 50: 마감판

line A,B,C,D: 도선 line 1,2,3: 소도선

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 관하여 상세하게 설명하면 다음과같다.

도 1은 본 고안의 전체 상태를 도시한 사시도, 도 2는 본 고안의 실버페이스트의 전도를 도시한 상태도, 도 3은 본 고안의 카본페이스트만 도시한 상태도, 도4는 실버페이스트와 카본페이스트의 상면에 절연성을 가진 합성수지제를 도포한 상태도, 도 5a는 종래의 차량시트 발열체의 구조분해 단면도, 도 5b는 본고안의 차량시트 구조분해 단면도, 도 6a는 본 고안에 따른 의료기구 및 매트용 발열체를 나타내는 단면도, 도 6b는 본 고안의 또다른 실시예를 나타내는 단면도, 도 7은 본 고안의 실시예를 나타내는 사시도로서, 스크린 인쇄에 의한 통상의 면상발열체에 있어서, 본 고안은 판상의 합성수지재로 형성된 바닥판(10) 상면에 다단으로 상호 엇갈리는 배치구조의 다수개 사다리형상으로 형성된 카본페이스트(20)와; 상기 카본페이스트(20)의 외주면 일측부분 혹은 외주면 전면에 도포되어 음전극과 양전극이 엇갈리도록 서로 교호하게 형성되어 전극을 전달하는 다수개의 실버페이스트(30)가 상호 연결결합되고; 상기 카본페이스트(20)와 실버페이스트(30) 상면에 소정의 두께와 너비의 얇은 층으로 덧씌어져 코팅 경화된 절연성을 가진 합성수지재(40)와; 점착과 접착성분으로 도포된 마감판(50);이 적층 장착되어 구성됨을 특징으로 한다.

상기에서 카본페이스트(20)는 넓은 표면적을 가지는 그물망형상의 구조로 되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 실버페이스트(30)의 도선이 카본페이스트(10)의 상단 및 하단으로 구분되어 연결되는 것과 상호 실버페이스트(30)를 연결하는 브리지(31)로 결합되는것으로 구분되어진다.

상기에서 합성수지 바닥판(10)과 마감판(50)은 합성수지재의 필름, 종이, 시트 등으로 구성할 수 있다.

상기에서 전압에 따라 전도성 실버페이스트(30)의 간격과 두께, 넓이를 조절하여 인쇄가능함을 특징으로 한다.

상기에서 카본페이스트(20)는 농도와 전극의 간격, 두께로서 온도상승 소요시간이 조절가능함을 특징으로 한다.

상기에서 카본페이스트(20) 인쇄 디자인에 따라 단위면적당 소요전력을 변경할 수 있으며 직류 및 교류에서도 사용가능함을 특징으로 한다.

이러한 상기 스크린 인쇄에 의한 통상의 면상발열체를 제조하는 방법에 있어서, 판상의 합성수지 바닥판(10)에 다양한 형상을 지닌 디자인으로 형성되는 카본페이스트(20)를 한층으로 스크린 인쇄건조하고, 그 위에 전도성 실버페이스트(30)를 한층 스크린 인쇄하여 건조하는 제 1단계와; 상기 바닥판(10)에 스크린 인쇄건조된 카본페이스트(20)와 실버페이스트(20) 상면에 절연성이 부여된 합성수지재(40) 등을 코팅경화하는 제 2단계와; 상기 바닥판(10)과 같은 판상의 합성수지 마감판(50)에 점착성을 가진 물질로 도포하여 접착처리하는 제 3단계;로 차례로 적층하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 된 본 고안의 작용설명은 다음과 같다.

합성수지 바닥판(10)에 스크린 인쇄된 카본페이스트(20)는 도 3에서 나타내는 바와 같이 각 부분별 또는 다양한 디자인에 따라 그 농도 및 인쇄두께, 전극의간격 등에 맞게 스크린 인쇄한 후 건조하고, 실버페이스트(30)는 도 1에서와 같이 카본페이스트(20) 상부 외주면의 일부 또는 전부로 겹쳐서 스크린 인쇄, 건조를 하되 실버페이스트(30)는 전원의 각 극성(+)(-)과 연결되도록 한 후 각각의 극성에 연결된 실버페이스트(30)는 서로 만나지 않도록 서로 교호하게 형성되고 전원이 인가되면 각각의 극성에 카본페이스트(20)가 연결되어 저항값이 발생되므로 카본페이스트(20)가 열을 발생하게 된다. 이때 전압에 따라 전도성 실버페이스트(30)는 간격과 두께, 넓이를 조절 인쇄할 수 있으며 전도성 카본페이스트(20)의 차별화된 농도와 전극의 간격두께, 넓이로서 온도상승시간과 유지되는 시간이 달라진다. 또한 전도성 카본페이스트(20)의 디자인을 변경하면서 단위면적당 최소 소요전력으로 형성할 수 있고 직류 및 교류에서도 사용할 수 있으며 내구성을 개선할 수 있다.

그리고 상기 합성수지 바닥판(10)과 마감판(50)의 발열체는 저온인 20~40℃에서 TPU, PP, PE, PET 필름을 사용할 수 있고, 중저온인 40~60℃에선 TPU, PET, 폴리아미드 필름을 사용할 수 있으며 고온인 60℃ 이상은 PET, 폴리아미드, 화이버그라스, 시트 등을 사용할 수 있으나 사용조건, 사용용도에 맞추어 발열체를 만들 수 있다. 이때 저온은 농사용 발열체 및 보온 발열체에 사용되며 중저온을 요하는 전기 발연장판, 온돌침대, 의료기구, 차량시트 히터, 싸이드 미러용, 변기 등에 사용되고 고온은 사용용도에 맞추어 발열수단으로 제공될 수 있다.

상기의 면상발열체에서 사용되는 전압은 12V, 24V, 60V, 110V, 220V 등으로 선택적으로 채택하여 제작할 수 있고, 사용되는 물품에 따라 차별적으로 적용하여 사용한다.

도 4에서와 같이 상기 카본페이스트(20)와 실버페이스트(30) 상면으로 절연성이 부여된 합성수지 등이 코팅경화됨으로서 상기 본 고안이 내열성, 내구성, 내마모성 등이 강해지고, 도 3에서와 같이 그물형상의 카본페이스트(20)는 넓은 표면적을 가지므로 발열되는 부분또한 확대되며 각 부분마다 선택적으로 농도, 간격, 넓이 등을 조절하여 제작함으로서 바이메탈과 같은 온도조절기가 없어도 균형적인 열을 유지할 수 있다. 또한 도 2에서 도시된 바와 같이 실버페이스트(30)의 4개 도선(line A)(line B)(line C)(line D)으로 나뉘어지고 각 한개의 도선에서 3개의 소도선(line 1)(line 2)(line 3)으로 나누어지되 카본페이스트(20)와 상호 접촉하여 연결되는 부분은 각각 다른 위치에서 연결하여 전달되므로 전류의 공급위치가 다르게 된다. 즉 4개의 도선과 전원부가 연결된 부분에 전원이 공급되면 전원이 공급되면서 카본페이스트(20)에 열이 발생하게 되는데 전원부와 가까운 부분만 원하는 온도의 열이 발생하므로 전원부와 거리가 먼곳은 도선을 따로 내어서 전원과 거리가 먼곳에 바로 연결하여 공급토록함으로서 매트 전체에 고른 열전달이 된다. 간단한 실시예로서, 즉 도선(line A)(line B)(line C)(line D)의 소도선(line 1)은 카본페이스트(20)와 전원부와 근접한 곳에 브리지(31)를 놓아 전원을 전달하고, 도선 (line A)(line B)(line C)(line D)의 소도선(line 2)은 전원부와 원거리에 브리지를 놓아 전원을 전달하며 도선 (line A)(line B)(line C)(line D)의 소도선(line 3)은 카본페이스트(20) 사이에 또는 카본페이스트(20) 외주면에 별도로 브리지(31)를 연결하여 전원을 공급한다. 또한 도선 (line A),(line B),(line C),(line D)과 소도선(line 1),(line 2),(line 3)이 상호 연결되어 있어 어느 한 도선이 끊어지더라도 상기 남아있는 다른 도선으로 전원을 전달할 수 있으므로 고른 열분포와 더불어 발열체의 수명을 길게 할 수 있다.

도 5b는 본 고안에 따른 제조방법으로 제작된 자동차용 시트발열체의 단면도로서 판상의 합성수지재로 형성된 바닥판(10) 상면에 카본페이스트(20)와 실버페이스트(30)가 스크린 인쇄한후 건조되어 코팅 경화된 절연성을 가진 합성수지재(40)가 도포되어 점착성를 가진 마감판(50)이 차례로 적층되어 구성되는 구조의 단면도로서 도 5a에서 나타내는 바와 같이, 종전에 사용되는 스폰지, 부직포 등을 본 고안에서는 사용하지 않아 부피가 감소됨을 알 수 있다.

도 6a, 6b에서는 본 고안의 또다른 실시예를 도시한 것으로서, 도 6a에서는 방수 및 보호코팅제를 첨가하여 제작하고, 도 6b에서는 유연성 및 굴곡성을 원할 경우 합성수지 마감판(50)을 상,하 열융착 등의 방법으로 제작하여 사용할수 있음을 도시한 것이다.

그리고 카본페이스트(20)로 다양한 디자인으로 구성하여 스크린인쇄를 함으로서, 원하는 특정부분으로 열이 발생하는 양이 많도록 조절할 수 있고, 다양한 발열경로를 형성할 수 있어 특정부위에 열을 요하는 의료용이나 전기장판의 외주면에 카본페이스트(20)의 농도나 넓이, 두께로 온도 상승시간이나 온도조절이 가능하다.

이와같이 된 본 고안은 판상의 합성수지재로 형성된 바닥판 상면에 카본페이스트와 실버페이스트를 농도, 넓이, 간격, 두께등을 조절하여 다양하게 디자인됨으로서 별도의 균형적인 온도를 제공함과 동시에 온도조절이 되며 실버페이스트의 전도와 브리지로 인해 어느 한 부분이 단선이 되더라도 열전달이 되어 발열체를 지속적으로 사용할 수 있음과 더불어 소비전력을 절약하고, 절연성을 가진 합성수지로 코팅경화하여 도포됨으로서 내마모성, 내구성, 내열성, 내화학성 등이 강화되어 발열체의 수명을 연장시키는 등의 효율적인 면상발열체를 제공하는데 그 효과가 있다.

Claims (7)

1. 스크린 인쇄에 의한 통상의 면상발열체에 있어서, 판상의 합성수지재로 형성된 바닥판(10) 상면에 다단으로 상호 엇갈리는 배치구조의 다수개 사다리형상으로 형성된 카본페이스트(20)와; 상기 카본페이스트(20)의 외주면 일측부분 혹은 외주면 전면에 도포되어 음전극과 양전극이 엇갈리도록 서로 교호하게 형성되어 전극을 전달하는 다수개의 실버페이스트(30)가 상호 연결결합되고; 상기 카본페이스트(20)와 실버페이스트(30) 상면에 소정의 두께와 너비의 얇은 층으로 덧씌어져 코팅 경화된 절연성을 가진 합성수지재(40)와; 점착과 접착성분으로 도포된 마감판(50);이 적층 장착되어 구성됨을 특징으로 하는 인쇄스크린 인쇄에 의한 면상발열체.
2. 제 1항에 있어서, 카본페이스트(20)는 넓은 표면적을 가지는 그물망형상의 구조로 되는것을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 면상발열체
3. 제 1항에 있어서, 실버페이스트(30)의 도선이 카본페이스트(10)의 상단 및 하단으로 구분되어 연결되는 것과 상호 실버페이스트(30)를 연결하는 브리지(31)로 결합되는 것으로 구분되어짐을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 면상발열체
4. 제 1항에 있어서, 합성수지 바닥판(10)과 마감판(50)은 합성수지재의 필름, 종이, 시트 등으로 구성할 수 있음을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 면상발열체
5. 제 1항에 있어서, 전압에 따라 전도성 실버페이스트(30)의 간격과 두께, 넓이를 조절하여 인쇄가능함을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 면상발열체
6. 제 1항에 있어서, 카본페이스트(20)는 농도와 전극의 간격, 두께로서 온도상승 소요시간을 조절가능함을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 면상발열체
7. 제 1항에 있어서, 카본페이스트(20) 인쇄 디자인에 따라 단위면적당 소요전력을 변경할 수 있으며 직류 및 교류에서도 사용가능함을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 면상발열체