KR20030097466A - 발열벽돌 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3 ~ 15 중량%을 함유하는 콜로이드질 흑연과, 1 ~ 34 중량%을 함유하는 석영모래와, 1 ~ 35 중량%을 함유하는 굵은 샤모트와, 0.3 ~ 15 중량%을 함유하는 미세 샤모트와, 0.1 ~ 20 중량%을 함유하는 전도성 강옥(corundum)과, 1 ~ 5 중량%을 함유하는 광물섬유와, 그 나머지 속경 시멘트로 구성된 조성물에 전극을 포함하는 발열벽돌 및 그 제조방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명은 콜로이드질 흑연을 포함한 다수의 합성 전기전도성물질을 혼합하여 벽돌형태로 제조하고 이 제조된 벽돌형태의 물질의 양측면에 전도성 본드로 전극을 부착하여 발열벽돌을 완성하므로써, 고온에서도 흑연의 성질이 쉽게 변하지않으므로 그에 따라 벽돌의 내구성이 증진되어 실제 벽돌의 설치특성을 상당히 향상시킴은 물론 벽돌제조공정후에 전극부착공정이 실행되기 때문에 전극의 간격을 항상 일정하게 유지시킬 수 있어 벽돌 전극의 전기저항값을 안정시키게 되므로 그에 따라 벽돌의 대량생산이 용이하게 된다.

Description

발열벽돌 및 그 제조방법{Heating brick and manufacturing method therefore}

본 발명은 발열벽돌 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 콜로이드질 흑연을 포함한 다수의 합성 전기전도성물질을 혼합하여 벽돌형태로 제조하고 이 제조된 벽돌형태의 물질의 양측면에 전도성 본드로 전극을 부착하여 제조되는 발열벽돌에 관한 것이다.

일반적으로 사람이 거주하는 지구의 기후는 계절별 혹은 주야간으로 상당한 차이가 나기 때문에 이를 보정하기 위해 통상 난방장치를 널리 사용하고 있다. 그런대, 최근까지 알려진 난방장치는 ① 연료를 직접 연소시켜서 난방을 하는 소규모의 난로 혹은 벽난로방식과, ② 방열기(放熱器)를 실내에 두고, 그 속에 실외의 보일러에서 만든 증기·온수를 통해서 난방하는 증기난방 혹은 온수난방방식과, ③ 열(熱)가스·증기·온수·전열(電熱) 등으로써 온도를 높게 한 공기를 실내에 보내는 난방, 즉 온풍난방 혹은 라디에이터방식과, ④ 벽·바닥·천장 속에 파이프를 넣고, 그 속에 온수·열풍 등을 보내줌으로써 벽·바닥·천장의 표면온도를 높여서 난방하는 복사난방(輻射煖房)방식과, ⑤ 열을 축열할 수 있는 축열벽돌을 이용하여 일정시간 축열하였다가 방열시키게 하거나 혹은 내부에 전극이 삽입된 발열벽돌에 일정전류를 가하여 벽돌표면에 발열현상을 일으켜 난방을 실행하는 벽돌난방방식 등이 사용되고 있다. 이중 발열벽돌방식은 전기에너지 산업, 빌딩, 토목구조물 건설산업 및 농업분야에서 널리 사용될 수 있다.

그런대, 상기와 같은 종래 발열벽돌의 조성예를 한번 살펴보면, 일 실시예의 발열벽돌은 포틀렌트 시멘트, 카본, 모래 및 물로 구성된다. 또한 다른 실시예의 발열벽돌은 속경시멘트, 흑연, 모래, 샤모트 및 물 등으로 구성된다.

그러면, 상기와 같은 종래 발열벽돌의 실시예들의 제조방법을 도 1을 참고로 살펴보면, 먼저 조성물 계량공정(S1)으로 진행하여 미리 계획된 조성비로 발열벽돌의 재료를 계량한다. 그리고, 상기 조성물 계량공정(S1)후에 재료믹싱공정(S2)으로진행하여 상기 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 믹서에 넣고 적정용량의 물을 넣어 혼합시킨다. 또한, 상기 재료믹싱공정(S2)후에 몰딩공정(S3)으로 진행하여 혼합된 발열벽돌의 조성물을 몰드구조물에 부은 다음 그 위에 전극을 삽입하고 압력을 가하여 발열벽돌의 형태를 갖추게 한다. 그리고, 상기 몰딩공정(S3)후에 숙성공정(S4)으로 진행하여 몰딩공정에 의해 벽돌형태를 갖춘 발열벽돌을 적정시간동안 숙성 예컨대, 건조시켜 발열벽돌의 제작을 완료한다.

한편, 상기와 같은 공정을 거쳐 제조된 종래 발열벽돌은 빌딩의 난방부위나 농업용 가열부재 및 실내 난방용으로 설치할 수 있다. 이때, 상기 설치된 발열벽돌의 전극에 인가전압을 가하면 이 발열벽돌이 내부 전기저항에 의해 발열하므로 의도된 가열 혹은 난방효과를 얻을 수 있게된다.

그러나, 상기와 같은 종래 발열벽돌은 상기와 같은 실시예들에 사용된 흑연이 고온에 이르거나 혹은 과도한 전류가 흐를 경우 그 본래의 탄소성질이 변하기 때문에 발열벽돌의 표면에 크랙이 발생되거나 내구성이 견고하지 못하였으며, 전극을 몰딩할 때 조성물내에 삽입하므로 그 간격이 일정치않아 전기저항값이 각 벽돌마다 달라지게 되므로 그에 따라 벽돌의 대량생산에 상당한 문제점을 야기시켰다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 콜로이드질 흑연을 포함한 다수의 합성 전기전도성물질을 혼합하여 벽돌형태로 제조하고 이 제조된 벽돌형태의 물질의 양측면에 전도성 본드로 전극을 부착하여발열벽돌을 완성하므로써, 고온에서도 흑연의 성질이 쉽게 변하지않으므로 그에 따라 벽돌의 내구성이 증진되어 실제 벽돌의 설치특성을 상당히 향상시키는 발열벽돌을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 벽돌제조공정후에 전극부착공정이 실행되기 때문에 전극의 간격을 항상 일정하게 유지시킬 수 있어 벽돌 전극의 전기저항값을 안정시키게 되므로 그에 따라 벽돌의 대량생산에도 용이한 발열벽돌을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 3 ~ 15 중량%을 함유하는 콜로이드질 흑연과, 1 ~ 20 중량%을 함유하는 석영모래와, 5 ~ 14 중량%을 함유하는 굵은 샤모트와, 0.3 ~ 10 중량%을 함유하는 미세 샤모트와, 0.1 ~ 10 중량%을 함유하는 전도성 강옥과, 1 ~ 5 중량%을 함유하는 광물섬유와, 8 ~ 10 중량%을 함유하는 물과, 그 나머지 속경 시멘트로 구성되는 조성물에 전극을 포함하는 발열벽돌을 제공한다.

본 발명의 또다른 특징은 상기 조성비로 제조되어 발열기능을 실행하는 발열벽돌과, 상기 발열벽돌에 설치된 전극에 연결되어 설정된 전류를 공급하는 전원공급부와, 상기 발열벽돌의 주변에 적절히 설치되어 발열벽돌의 발열온도를 검출하는 검출센서와, 상기 검출센서에 의해 검출된 발열벽돌의 발열온도를 설정된 기준온도와 비교판단하고 그 판단된 결과에 따라 전원공급부를 통해 공급전원을 제어하는 제어부를 포함하는 발열벽돌을 제공하는데 있다.

한편, 본 발명의 추가적인 특징은 상기 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 계량하는 조성물 계량공정과, 상기 조성물 계량공정후에 상기 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 믹서에 넣고 혼합시키는 재료믹싱공정과, 상기 재료믹싱공정후에 혼합된 벽돌재료를 적당한 용기에 넣고 물을 넣어 혼합시킨 다음 몰드구조물에 부어 몰딩시키는 몰딩공정과, 상기 몰딩공정후에 현재 몰드구조물에 의해 벽돌형태를 갖춘 조성물을 습도를 조절하면서 숙성시키는 숙성공정과, 상기 숙성공정후에 고온숙성된 상기 벽돌형태의 조성물을 수분이 없는 상태에서 드라이오븐에 넣어 소성시키는 소성공정과, 상기 소성공정후에 소성이 완료되어 발열벽돌의 형태를 지닌 조성물의 측면에 전도성본드를 이용하여 전극을 부착하여 발열벽돌을 완성하는 전극부착공정으로 이루어진 발열벽돌의 제조방법을 제공한다.

도 1은 종래 발열벽돌의 제조방법을 설명하는 설명도.

도 2는 본 발명의 발열벽돌의 성분을 나타내는 설명도.

도 3은 본 발명의 동작상태를 설명하는 설명도.

도 4는 본 발명의 발열벽돌의 물성을 설명하는 설명도.

도 5는 본 발명의 플로우차트.

<부호의 상세한 설명>

1 : 발열벽돌 2 : 전극

3 : 전원공급부 4 : 검출센서

5 : 제어부 6 : 키패드

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명 발열벽돌의 조성은 도 2에 도시된 바와같이 3 ~ 15 중량%을 함유하는 콜로이드질 흑연과, 1 ~ 20 중량%을 함유하는 석영모래와, 5 ~ 14 중량%을 함유하는 굵은 샤모트와, 0.3 ~ 10 중량%을 함유하는 미세 샤모트와, 0.1 ~ 10 중량%을 함유하는 전도성 강옥과, 1 ~ 5 중량%을 함유하는 광물섬유와, 8 ~ 10 중량%을 함유하는 물과, 그 나머지 속경 시멘트로 구성된다.

그리고, 상기와 같은 구성을 갖는 조성물에 전극이 부착된 형태로 발열벽돌이 최종 완성된다.

여기서, 상기 속경 시멘트는 34 ~ 40 중량%를 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 석영모래의 입자크기는 0.2 ~ 0.25 mm, 굻은 샤모트의 입자크기는 0.15 ~ 2.5 mm, 미세 샤모트의 입자크기는 0.05 ~ 0.09 mm, 전도성 강옥의 입자크기는 0.1 ~ 0.5 mm, 광물섬유의 입자크기는 3.0 ~ 10 mm로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 콜로이드질 흑연은 발열벽돌내에서 다른 구성물질과 결합하여 발열온도에 상당한 영향을 미치게되는데, 상기 콜로이드질 흑연이 3 ~ 15 중량% 범위에 있을 때 발열속도나 발열온도가 가장 안정적이고 카본보다 덜 산화되며 가열시 벽돌의 전기전항의 변화를 최소로 줄여줄수 있기 때문에 바람직스러운데, 상기 콜로이드질 흑연이 상기 3 ~ 15 중량% 범위보다 적게 함유될 경우에는 전기저항의 급격한 변화가 발생하여 발열온도가 낮으므로 벽돌 본래의 가열기능을 할 수가 없다. 반면에, 상기 콜로이드질 흑연이 상기 3 ~ 15 중량% 범위를 초과할 경우에는 발열벽돌내에의 전기저항이 지나치게 작아 발열속도나 발열온도가 과도하게 상승하므로 발열벽돌의 수명을 급격히 단축시키는 결점을 야기시킨다.

또한, 본 발명의 벽돌조성에서 석영모래는 1 ~ 20 중량%을 함유하는 것이 발열벽돌의 강도나 축열성면에서 가장 안정적이므로 바람직스러운데, 만약 상기 석영모래가 상기 1 ~ 20 중량% 범위보다 적을 경우에는 발열벽돌의 강도가 낮아진다. 반면에, 상기 석영모래가 1 ~ 20 중량% 범위보다 초과할 경우에는 발열벽돌의 강도가 지나치게 높아져 발열벽돌의 전기저항을 높게하므로 발열벽돌의 발열특성을 저하시킨다.

한편, 본 발명에서 굵은 샤모트는 5 ~ 14 중량%을 함유하는 것이 가장바람스러운데, 상기 굵은 샤모트가 5 ~ 14 중량% 범위에 위치할 경우 벽돌내에서 다른 구성물과 효과적으로 화합하여 안정적인 전기저항을 확보할 수가 있다. 그런데, 상기굵은 샤모트가 5 ~ 14 중량% 범위보다 적을 경우에는 벽돌내에서 다른 구성물과의 결합력이 적어져 안정적인 전기저항을 확보할 수가 없고, 반면에, 상기 굵은 샤모트가 5 ~ 14 중량% 범위보다 적을 경우에는 벽돌내에서 다른 구성물과의 결합력이 지나쳐 전기저항이 지나치게 적어지므로 안정적인 전기저항특성을 확보하지 못한다.

그리고, 상기 미세 샤모트는 0.3 ~ 10 중량%을 함유하는 것이 가장 바람직스러운데, 상기 미세 샤모트는 상기 범위에 위치할 때 다른 조성물과의 결합에서 수화물없이도 보다 안정적으로 결합되기 때문에 크랙을 예방할 수 있고 벽돌의 전기저항성질을 안정적으로 제어하게 된다. 그러나, 상기 미세 샤모트는 상기 0.3 ~ 10 중량% 범위보다 적게 벽돌에 함유될 경우 다른 조성물과의 결합력이 저하되어 크랙이 발생될 수 있다. 반면에, 상기 미세 샤모트는 상기 0.3 ~ 10 중량% 범위보다 초과하여 벽돌에 함유될 경우 다른 조성물과의 결합력이 지나치게 강력해져 발열특성을 저하시키게된다.

한편, 상기 전도성 강옥(corundum/내열성물질)은 다른 조성물질과 혼합되어 내열성을 더욱 높이게 된다(석영모래의 17배, 샤모트의 100배). 따라서, 상기와 같은 전도성 강옥의 성질에 의해 벽돌의 모든 부위에 열의 발생을 평균화하여 열을 빠르게 확산(heat abstraction)시키는 작용을 한다. 예를들면, 상기 전도성 강옥이 포함된 벽돌의 온도가 400℃이라면 상기 전도성강옥은 이 400℃에서 200℃ 로 열을 분배하여 평균온도를 300℃로 만드는 것과 같은 작용을 하며, 상기와 같은 작용에 의해 내부의 발열온도에 따른 전압을 낮추며, 벽돌에 크랙이 발생되는 것을 방지한다. 특히, 상기 전도성 강옥은 천연산 산화알루미늄으로 성분은 A12O3으로 구성되는 것이 바람직하며, 0.1 ~ 10 중량% 범위를 사용하는 것은 이 범위가 벽돌의 온도를 평균화하여 내외온도의 변화에 따른 크랙을 방지시키는 역할을 수행하는데 가장 적합하다.

따라서, 상기와 같은 전도성 강옥은 상기 0.1 ~ 10 중량% 범위보다 적을 경우 벽돌의 온도를 평균화하지 못해 내외온도의 변화에 따른 크랙이 발생되며, 반면에 상기 전도성 강옥이 상기 0.1 ~ 10 중량% 범위를 초과할 경우에는 벽돌의 발열온도에 상당한 편차가 발생되어 전기저항이 높게 형성되므로 이 역시 크랙발생의 원인을 제공하게 된다.

한편, 상기 광물섬유는 유리섬유, 현무암질 섬유를 사용할 수 있고, 1 ~ 5 중량%의 범위를 사용하는 것이 벽돌의 인장강도와 압축강도를 높여주어 본 발명의 벽돌이 가열되거나 냉각시 발생할 수 있는 크랙을 방지하는데 매우 바람직한 결과를 가져올 수 있다. 따라서, 상기 광물섬유가 상기 1 ~ 5 중량% 보다 적을 경우는 점도의 차이를 가져와 벽돌의 인장강도와 압축강도를 작게하므로 벽돌에 크랙을 발생시키게 되며, 반면에, 상기 광물섬유가 1 ~ 5 중량% 보다 클경우에는 인장강도와 압축강도가 지나치게 높아져 크랙이 발생될 수 있다.

그리고, 본 발명의 벽돌조성에 첨가되는 물은 8 ~ 10 중량%가 가장 바람직스러운데, 이 물이 다른 조성물에 섞여지는 비율이 상기 8 ~ 10 중량%보다 적을 경우에는 벽돌의 성형시간이 길어지고, 반면에 상기 8 ~ 10 중량%를 초과하여 혼합될 경우 벽돌재료들이 녹아서 원하는 형태로 성형을 할 수 없게 된다.

또한, 상기 속경시멘트는 34 ~ 40 중량%의 범위내에 있는 것이 가장 바람직한데, 이 범위내에서만이 본 발명의 벽돌 형태와 각 재료들을 고착시키기가 용이하기 때문이다. 따라서, 상기 속경시멘트가 상기 34 ~ 40 중량% 보다 적게 다른 조성물에 혼합될 경우 벽돌의 강도가 낮아져 쉽게 벽돌이 쉽게 파손될 수 있으며, 반면에, 상기 속경시멘트가 상기 34 ~ 40 중량%를 초과하여 다른 조성물에 혼합될 경우 벽돌의 전기저항이 높아져 발열특성이 저하된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예중 하나는 상기 콜로이드질 흑연을 나노기술을 이용하여 은(Ag)코팅시키는 것인데, 이때 상기 은이 코팅된 콜로이드질 흑연은 고온에서도 탄소의 성질변화를 안정화시켜 전기저항값을 안정화시킨다.

또한, 본 발명의 발열벽돌의 전기적인 회로를 도 3을 참고로 살펴보면, 상기 발열벽돌(1)의 측면에 설치된 전극(2)에 연결되어 설정된 전류를 공급하는 전원공급부(3)와, 상기 발열벽돌(1)의 주변에 적절히 설치되어 발열벽돌(1)의 발열온도를 검출하는 검출센서(4)와, 상기 검출센서(4)에 의해 검출된 발열벽돌(1)의 발열온도를 설정된 기준온도와 비교판단하고 그 판단된 결과에 따라 전원공급부(3)를 통해 공급전원을 제어하는 제어부(5)를 포함한다.

그리고, 상기 제어부(5)의 일단에는 사용자의 기능제어신호를 설정하는 키패드(6)가 연결된다.

여기서, 본 발명의 발열벽돌은 지능망 회로 예컨대, 제어부와 같은 요소없이 단순한 전원공급회로만으로 구성될 수도 있다.

일반적으로 상기와 같은 본 발명의 벽물 조성물은 하기의 표 1에 따른 성분들의 중량 %를 포함하는 혼합물로부터 개시되어 생성되며, 상기 %는 최소값 및 최대값을 포함한다.

상기와 같은 발열벽돌 조성물은 도 4에 도시된 바와같이 본 발명의 발열벽돌은 물질의 특성면에서도 밀도가 1.6 ~ 2.4(ton/m2) 이므로 일반적으로 견고한 재료로 알려진 콘크리트와 유사한 성질을 가지고 있으며, 열전도율 면에서도 0.3 ~ 2. 9(W/m °k) 이므로 다른 유사한 재료 예컨대, 도기, 자기, 콘크리트 및 아스팔트에 비해 매우 우수한 특성을 가지고 있다. 또한, 본 발명의 발열벽돌은 온도전도성면에 있어서도 4.5 ~ 30 ( *101 m2/sec)이므로 다른 도기, 자기, 콘크리트 및 아스팔트에 비해 매우 우수한 특성을 가지고 있다.다음에는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제조방법을 설명한다.

본 발명의 제조공정은 도 5에 도시된 바와같이 조성물 계량공정(S1)으로 진행하여 도 에 도시된 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 계량한다. 그리고, 상기 조성물 계량공정(S1)후에 재료믹싱공정(S2)으로 진행하여 상기 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 믹서에 넣고 혼합시킨다. 그리고, 상기 재료믹싱공정(S2)후에 몰딩공정(S3)으로 진행하여 혼합된 벽돌재료를 적당한 용기에 넣고 물을 넣어 혼합시킨 다음 몰드구조물에 부어 적정압력으로 몰딩시킨다.

즉, 상기 믹서에 상기 언급된 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 넣고 예컨대, 약 40분 동안 회전시킨다. 그리고, 상기 혼합된 발열벽돌의 재료를 적당한 용기에 넣고 물을 넣어 예컨대, 3 ~ 5분동안 잘 혼합한 다음 채로 걸어 몰드구조물에 부어 적정압력 예컨대, 50톤의 압력으로 몰딩시킨다.

한편, 상기 몰딩공정(S3)후에 건조숙성공정(S4)으로 진행하여 현재 몰드구조물에 의해 벽돌형태를 갖춘 조성물의 습기가 제거되도록 건조시킨다. 그리고, 상기 건조숙성공정(S4)후에 습도숙성공정(S5)으로 진행하여 건조된 벽돌형태의 조성물에 습도를 유지시켜주면서 고온에서 다시 숙성시킨다. 또한, 상기 습도숙성공정(S5)후에 소성공정(S6)으로 진행하여 고온숙성된 상기 벽돌형태의 조성물을 수분이 없는 상태에서 드라이오븐에 넣어 소성시킨다.

즉, 상기 몰드구조물에 의해 벽돌형태를 갖춘 조성물은 습기가 제거되도록 예컨대, 하루정도 건조시킨다. 그리고, 상기와 같이 건조된 조성물을 다시 적정습도를 유지시켜주면서 설정된 고온에서 숙성시킨 다음 수분이 없는 상태에서 드라이오븐에 넣어 마지막으로 소성과정을 거쳐 발열벽돌의 완전한 형태를 갖추게 한다.

또한, 상기와같은 소성공정(S6)후에 전극부착공정(S7)으로 진행하여 소성이 완료되어 발열벽돌의 형태를 지닌 조성물의 측면에 전도성본드를 이용하여 전극을 부착하여 발열벽돌을 완성한다.

여기서, 상기 전극부착공정(S7)중에 부착되는 전극은 종래의 전선과는 달리 도 3에 도시된 바와같이 구리판이 사용된다. 이때 상기와 같이 발열벽돌에 본 발명의 전도성 본드를 이용하여 전극을 부착시킨후 열처리를 할 경우 상기 발열벽돌과 전극사이에 위치한 전도성본드의 물유리들이 유리(실리카)성분으로 전환되어 고온에서도 접착력을 유지하므로 안정된 전도성을 갖게 된다.

한편, 상기 전도성 본드의 열처리조건은 100-500℃로 1 ~ 5 시간 가열하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본드 성분은 물유리(Sodium silicate)와 전기 전도성을 갖는 입자를 혼합하여 제조된다. 이때, 상기 전기 전도성 입자로는 금, 은, 알루미늄, 니켈 및 ITU(Indium Tin Oxide)와 같은 금속산화물이 사용될 수 있다.

그리고, 상기와 같은 전도성 본드는 물유리와 이에 혼합되는 전기전도성 물질의 혼합조성은 5:95 내지 80:20으로 하는 것이 바람직스럽다. 또한, 상기 전기전도성 입자의 크기는 10 (nm)에서 수 (mm)까지 사용할 수 있다.

한편, 상기 계량공정(S1)중에 조성되는 콜로이드질 흑연을 나노기술(nano- technique)을 이용하여 은으로 코팅시킨다음 혼합시킬 수도 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 공정에 의해 제조된 본 발명의 발열벽돌은 전기에너지 산업, 빌딩, 토목구조물 건설산업 및 농업분야에서 널리 사용될 수가있는대, 예를들어, 실내의 바닥이나 벽등에 설치하여 사용할 수가 있다.이때, 상기 발열벽돌의 설치가 완료되면 사용자가 키패드(6)를 통해 원하는 온도값을 설정해주면 이를 본 발명 발열벽돌의 제어장치의 제어부(5)가 인식하여 전원공급부(3)를 통해 발열벽돌(1)의 전극(2)에 전압을 인가한다. 그리고, 상기 제어부(5)는 발열벽돌(1)의 주변에 적절히 설치된 센서(4)를 통해 이 발열벽돌(1)의 온도를 체킹하여 설정된 온도로 발열벽돌(1)을 제어하므로 그 본래의 기능 예컨대, 난방기능 등을 실행하게 된다.

[실 시 예]

상기 설명된 본 발명의 제조공정에 따라 하기 표 2에 기재된 다른 조성들로 특징지어진 A, B, C 및 D로 지정된 4개의 다른 샘플들이 제조된다. 상기 값들은 중량 %로 표시된다.

상기 샘플들은 150 mm의 길이와 150 mm 의 너비 그리고 100 mm의 높이를 갖는 벽돌형태이다.

상기 샘플들의 초기 물리적-기계적 특성들은 전압을 인가하기전에 시험하였다. 그 결과, 상기 샘플들은 모두 기계적 강도면에서는 양호한 특성을 나타냈으나 콜로이드질 흑연이 3 ~ 15 중량% 범위에 들어가는 B와 C샘플은 전기저항이 양호한 것으로 나타났고, 반면에, 상기 콜로이드질 흑연이 상기 B와 C샘플에 비해 적게 함유된 C 샘플과 콜로이드질 흑연이 상기 B와 C샘플에 비해 많이 함유한 D 샘플은 전기저항이 불량한 것으로 나타났다.

한편, 상기와 같은 샘플 A, B, C 및 D를 전압을 인가하여 활성화시킨다음 4시간동안 시험하였다. 상기 시험결과에서 확인할 수 있는 바와같이, 나노기술에 의해 은코팅된 콜로이드질 흑연이 3 ~ 15 중량% 범위에 들어가는 B와 C샘플은 구동전압이 인가될 경우에도 전기저항이 양호한 것으로 나타났고, 반면에, 상기 콜로이드질 흑연이 상기 B와 C샘플에 비해 적게 함유된 C 샘플은 불량한 것으로 나타났으며, 콜로이드질 흑연이 상기 B와 C샘플에 비해 많이 함유한 D 샘플은 전기저항이 비교적 불량한 것으로 나타났다.

그리고, 상기 나노기술에 의해 은코팅된 콜로이드질 흑연이 3 ~ 15 중량% 범위에 들어가는 B와 C샘플은 다른 A나 B 샘플에 비해 소비전력측면에서도 상당히 양호한 것으로 확인되었다.

뿐만아니라, 상기 나노기술에 의해 은코팅된 콜로이드질 흑연이 3 ~ 15 중량% 범위에 들어가는 B와 C샘플 그리고, D 샘플은 시간당 발열속도면에서 양호한 것으로 시험되었다.

반면에, 상기 나노기술에 의해 은코팅된 콜로이드질 흑연이 3 ~ 15 중량% 범위에 들어가는 B와 C샘플은 발열량 특성측면에서 볼 때, 다른 A나 B 샘플에 비해 매우 양호한 것으로 시험되었다.

상기 샘플 A, B, C 및 D는 빌딩에 광범위하게 사용되는 전통적인 붉은 벽돌의 열용량과 대조되는 열용량을 나타낸다.

뿐만아니라, 상기 나노기술에 의해 은코팅된 콜로이드질 흑연이 3 ~ 15 중량% 범위에 들어가는 B와 C샘플은 본 출원인이 일정조건(60W; 220V)하에서 자체 실시한 축열성 시험에서 이 3 ~ 15 중량% 범위에 미달되거나 초과하는 샘플에 비해 매우 양호한 것으로 확인되었다.

상기와 같은 합성 전기전도성물질과 이들의 적용분야에서, 당업자는 그 이상 그리고 있을 수 있는 요구조건을 만족하기 위해 첨부된 청구범위에 의해 정의되는본 발명을 본 발명의 범주내에서 변형 및 변화시킬 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 공정을 경유하여 제조된 본 발명의 발열벽돌은 건물의 난방, 도로나 교량의 제설, 농축산용 시설의 난방이나 보온, 건강용구의 발열, 공업용 장비의 동파방지시설 등에 적용되어 간편하게 시설할 수가 있다.

이상 설명에서와 같이 본 발명은 콜로이드질 흑연을 포함한 다수의 합성 전기전도성물질을 혼합하여 벽돌형태로 제조하고 이 제조된 벽돌형태의 물질의 양측면에 전도성 본드로 전극을 부착하여 발열벽돌을 완성하므로써, 고온에서도 흑연의 성질이 쉽게 변하지않으므로 그에 따라 벽돌의 내구성이 증진되어 실제 벽돌의 설치특성을 상당히 향상시키는 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 벽돌제조공정후에 전극부착공정이 실행되기 때문에 전극의 간격을 항상 일정하게 유지시킬 수 있어 벽돌 전극의 전기저항값을 안정시키게 되므로 그에 따라 벽돌의 대량생산에도 용이한 효과가 있다.

Claims (17)

1. 3 ~ 15 중량%을 함유하는 콜로이드질 흑연과, 1 ~ 20 중량%을 함유하는 석영모래와, 5 ~ 14 중량%을 함유하는 굵은 샤모트와, 0.3 ~ 10 중량%을 함유하는 미세 샤모트와, 0.1 ~ 10 중량%을 함유하는 전도성 강옥과, 1 ~ 5 중량%을 함유하는 광물섬유와, 8 ~ 10 중량%을 함유하는 물과, 그 나머지 속경 시멘트로 구성되는 조성물에 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
2. 제1항에 있어서, 상기 전극은 구리판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
3. 제2항에 있어서, 상기 전극은 발열벽돌에 전도성 본드로 부착되는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
4. 제3항에 있어서, 상기 전도성 본드는 에폭시와 나노실버성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
5. 제3항에 있어서, 상기 전도성본드는 물유리와 전기 전도성을 갖는 입자를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
6. 제5항에 있어서, 상기 전기 전도성 입자는 금, 은, 알루미늄, 니켈 및 금속산화물중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
7. 제6항에 있어서, 상기 금속산화물은 산화막 인듐을 포함하는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
8. 제3항에 있어서, 상기 전도성 본드는 물유리와 이에 혼합되는 전기전도성 물질의 혼합조성이 5:95 내지 80:20 이내인 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
9. 제5항에 있어서, 상기 전기전도성 입자의 크기는 10 (nm)에서 수 (mm)인 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전극은 발열벽돌의 측면에 구리판으로 부착되는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
11. 제1항에 있어서, 상기 콜로이드질 흑연은 나노기술을 이용하여 은으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
12. 제1항에 있어서, 상기 석영모래의 입자크기는 0.2 ~ 0.25 mm, 굻은 샤모트의 입자크기는 0.15 ~ 2.5 mm, 미세 샤모트의 입자크기는 0.05 ~ 0.09 mm, 전도성 강옥의 입자크기는 0.1 ~ 0.5 mm, 광물섬유의 입자크기는 3.0 ~ 10 mm인 것을 특징으로 하는 발열벽돌.
13. 상기 제1항에 기재된 조성비로 제조되어 발열기능을 실행하는 발열벽돌과, 상기 발열벽돌에 설치된 전극에 연결되어 설정된 전류를 공급하는 전원공급부와, 상기 발열벽돌의 주변에 적절히 설치되어 발열벽돌의 발열온도를 검출하는 검출센서와, 상기 검출센서에 의해 검출된 발열벽돌의 발열온도를 설정된 기준온도와 비교판단하고 그 판단된 결과에 따라 전원공급부를 통해 공급전원을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열벽돌의 제어장치.
14. 상기 제1항에 기재된 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 계량하는 조성물 계량공정과, 상기 조성물 계량공정후에 상기 조성비를 갖는 발열벽돌의 재료를 믹서에 넣고 혼합시키는 재료믹싱공정과, 상기 재료믹싱공정후에 혼합된 벽돌재료를 적당한 용기에 넣고 물을 넣어 혼합시킨 다음 몰드구조물에 부어 몰딩시키는 몰딩공정과, 상기 몰딩공정후에 현재 몰드구조물에 의해 벽돌형태를 갖춘 조성물을 습도를 조절하면서 고온숙성시키는 숙성공정과, 상기 숙성공정후에 고온숙성된 상기 벽돌형태의 조성물을 수분이 없는 상태에서 드라이오븐에 넣어 소성시키는 소성공정과, 상기 소성공정후에 소성이 완료되어 발열벽돌의 형태를 지닌 조성물의 측면에 전도성본드를 이용하여 전극을 부착하여 발열벽돌을 완성하는 전극부착공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발열벽돌의 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 숙성공정은 현재 몰드구조물에 의해 벽돌형태를 갖춘 조성물의 습기가 제거되도록 건조시키는 건조숙성공정과, 상기 건조숙성공정후에 건조된 벽돌형태의 조성물에 습도를 유지시켜주면서 고온에서 다시 숙성시키는 습도숙성공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열벽돌의 제조방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 계량공정중에 콜로이드질 흑연을 나노기술을 이용하여 은으로 코팅하는 코팅공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열벽돌의 제조방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 전극부착공정중에 전도성 본드를 100-500℃로 1 ~ 5 시간동안 가열하여 전극을 발열벽돌에 부착하는 것을 특징으로 하는 발열벽돌의 제조방법.