KR200346518Y1

KR200346518Y1 - 모서리를 탄소섬유 다발과 금속선 다발로 혼합 직조하여전극금속과 전기가 잘 접속되도록 만든 탄소섬유로짜여진 그물 망 모양의 직조물

Info

Publication number: KR200346518Y1
Application number: KR20-2003-0035589U
Authority: KR
Inventors: 김기호
Original assignee: 김기호
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2004-04-03

Abstract

본 발명은 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유를 교차되도록 짜여진 그물 망 모양의 직조물(이하 '탄소섬유 직조물'이라 함)을 전기발열체로 사용할 때 전기가 잘 통하도록 하기 위하여, 상기 직조물의 양 옆 모서리부분의 탄소섬유 다발에 금속선 다발을 혼합 직조해서 탄소섬유 전체에 전기가 잘 전달되도록 만드는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 그물 망 모양의 탄소섬유 직조물을 전기발열체로 사용할 때 금속전극과 탄소섬유의 전기접속부분에서 전기저항이 커서 발생하는 부분적인 과열로 인한 탄소섬유의 연소를 방지하고 전기적 특성 변화를 막아서 탄소섬유 직조물을 섭씨 150도 이하의 저온 전기발열체로 사용하는데 내구성과 안전성을 확보할 수 있다.

Description

모서리를 탄소섬유 다발과 금속선 다발로 혼합 직조하여 전극금속과 전기가 잘 접속되도록 만든 탄소섬유로 짜여진 그물 망 모양의 직조물{Net-type Carbon Fiber Textiles which have Edges Weaved with Mixed Fibers of Carbon and Metal Fibers for Good Electric Contact with Electrode Metal}

본 발명은 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유를 교차되도록 짜여진 그물 망 모양의 탄소섬유 직조물을 전기발열체로 사용할 때 전기가 잘 통하도록 하기 위하여, 상기 직조물의 가로 양 옆 모서리부분의 탄소섬유 다발에 금속선 다발을 혼합 직조해서 탄소섬유 전체에 전기가 잘 전달되도록 만드는 것을 특징으로 한다.

종래의 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유로 짜여진 그물 망 모양의 직조물은 강한 탄성만을 얻기 위하여 다른 섬유를 혼합하지 않는 구조로 되어 있다. 따라서 그와 같은 직조물을 탄소섬유 전기발열체로 사용하고자 하는 부분에 적용하는데 전기 접속이 곤란하거나 전극 금속 연결부위에서의 부분발열에 의한 탄소섬유의 연소가 일어나는 등 어려운 점이 있었다.

또한, 종래에는 전기발열체로 주로 니크롬선이 사용되어 왔으나 니크롬선은 사용에 따라 수축이 일어나고 강도가 떨어져서 단선이 되는 결점이 있고, 또 니크롬선은 아스팔트나 콘크리트와 같은 도로 포장체에 삽입 매설하여 전기발열체로 사용할 때 열팽창율이 크게 차이가 나므로 팽창이나 수축에 따라 응력을 받게 되어 단선되는 문제가 있다. 그러나 탄소섬유는 이러한 문제점들이 없이 전기발열체로서 사용될 수 있는 특성이 있다.

상기한 바와 같이 종래의 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유로 짜여진그물 망 모양의 직조물은 강한 탄성만을 얻기 위하여 금속선 다발 등 다른 섬유를 혼합하지 않는 구조로 되어 있다. 따라서 그와 같은 탄소섬유 직조물을 전기발열체로 이용하고자 하는 부분에 적용하는데는 전극 금속과 탄소섬유 사이에 전기접속이 곤란하거나 접속 부에서 접속저항이 커서 부분발열에 의해 탄소섬유가 공기 중에서 연소되는 등 어려운 점이 있었다.

이상과 같은 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명에서는 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유를 이용하여 그물 망 모양의 직조물로 짜서 전기 발열체로 사용하고자 할 때 탄소섬유에 전기가 잘 통하도록 하기 위하여, 상기 직조물의 양 옆 모서리 부분의 탄소섬유 다발에 금속선 다발을 혼합 직조해서 탄소섬유 전체에 전기가 잘 전달되도록 만들었다. 그렇게 직조되면 금속전극과 탄소섬유의 전기접속부분에 금속선 다발이 같이 있게 되므로 전극 금속과 전기접속이 잘되고 저항이 크지 않아 탄소섬유로 전기가 잘 통하게 되므로 종래의 제품에서 발생하는 전극 금속에서의 부분적인 과열로 인한 탄소섬유의 연소를 방지하고 전기적 특성 변화를 막아서 탄소섬유를 섭씨 150도 이하의 저온발열체로 사용하는데 내구성과 안전성을 확보할 수 있다.

도1은 모서리를 탄소섬유와 금속선 다발로 혼합 직조하여 전극 금속과 전기적 접속을 좋게 만든 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유를 교차시켜 그물 망 모양으로 짠 직조물의 예시도이다.

도2는 상기 탄소섬유 직조물을 전기발열체로 도로 포장체의 중간층에 삽입 매설하여 사용할 때 전극 금속과의 전기접속을 위한 연결의 한 상태를 나타낸 개략 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : 탄소섬유 다발 2 : 유리섬유 다발 혹은 탄소섬유 다발

3 : 그물 망 4 : 금속선 다발과 탄소섬유 다발 혼합체

5 : 전극 금속 6 : 온도조절기

7 : 전원 8 : 온도센서

9 : 도로 포장체(아스팔트 혹은 콘크리트)

10 : 도로 포장체 중간층에 삽입 매설된 탄소섬유 직조체

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유를 교차시켜 그물 망 모양의 직조물로 짜서 전기발열체로 사용하고자 할 때 탄소섬유에 전기가 잘 통하도록 하기 위하여, 상기 직조물의 모서리 부분의 탄소섬유 다발에 금속선 다발을 혼합 직조해서 탄소섬유 전체에 전기가 잘전달되도록 만드는 것을 특징으로 한다.

그렇게 직조되면 금속전극과 탄소섬유의 전기접속부분에 금속선 다발이 같이 있게 되므로 전기접속이 잘되고 저항이 크지 않아 탄소섬유로 전기가 잘 통하게되므로 종래의 제품에서 발생하는 부분적인 과열로 인한 탄소섬유의 연소를 방지하고 전기적 특성 변화를 막아서 탄소섬유를 섭씨 150도 이하의 저온 전기발열체로 사용하는데 내구성과 안전성을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

도1을 참조하면, 본 발명에 의한 탄소섬유 직조체는, 탄소섬유(1)와 유리섬유(2)가 교차되면서 일정간격(1 내지 15cm)을 두고 그물 망(3) 형상으로 배치되어 있고, 직조체의 모서리 부분은 탄소섬유(1)와 금속선 다발(4)로 혼합 직조된 상태로 되어 있다.

상기 그물 망 직조체(3)는 탄소섬유 다발을 서로 다른 방향으로 교차하여 직조하거나, 한쪽 방향으로는 탄소섬유 다발을 그리고 다른 방향으로는 유리섬유 다발을 교차하여 직조하거나, 또는 각 방향에서 탄소섬유와 유리섬유를 서로 번갈아 직조하여 구성할 수도 있다. 이때, 탄소섬유는 직조체의 길이가 짧은 방향으로 배치되는 것이 적합하다. 여기서, 그물 망(3)의 탄소섬유는 높은 탄성계수와 전기 전도성을 나타내며, 유리섬유는 높은 장력강도를 나타내어 그물 망 전체의 직조체는 구조를 지탱하는 강도가 상당히 크면서도 전기발열체로 사용될 수 있다.

도2를 참조하여 도로나 교량, 지하 주차장, 건물 또는 터널 출입구, 응달진 경사면 도로, 산악도로 등의 도로 포장체인 아스팔트나 콘크리트의 중간층에 그물망 직조체(3)를 삽입 매설하는 과정을 설명한다.

먼저, 신설되거나 기존의 도로나 교량, 지하 주차장, 건물 또는 터널 출입구, 응달진 경사면 도로, 산악도로 등에 그물 망 직조체(3)는 포장면을 기준으로 폭 방향으로는 탄소섬유가 배치되도록 하고, 길이(차량 진행)방향으로 유리섬유가 배치되도록 도로 포장체 중간층에 삽입 매설(10)되는데, 이는 폭 방향으로 배치된 탄소섬유가 도로나 교량에서 주로 길이(차량 진행)방향으로 발생하는 파열을 억제하거나 소성변형을 억제함으로써 유리섬유보다 고강도인 탄소섬유에 의해 파열 발생 등을 최소화 할 수 있기 때문이다.

또한, 아스팔트를 포장하기 이전에 직조체(3)의 그물 망 모서리를 이루는 탄소섬유와 금속선 다발로 혼합 직조된 부분에 각각 전기적으로 접속하고, 전원에 연결함으로써 탄소섬유에서 발생되는 열에 의해 도로나 교량, 지하 주차장, 건물 또는 터널 출입구, 응달진 경사면 도로, 산악도로 등의 포장면에 제빙, 제설 효과를 얻을 수 있다. 탄소섬유 직조체를 도로 포장체인 아스팔트 나 콘크리트(9) 등에 삽입 매설(10)하였을 때 균열을 방지하고, 차량의 하중이나 기타 외부 충격으로 인한 전단변형을 방지하며, 표면에 전달되는 하중의 확대로 인한 포장두께가 감소되는 등의 문제를 방지하며, 특히 탄소섬유는 전기 전도성이 있으므로 전기발열체 역할을 하므로 겨울철 융설작용이나 제빙효과를 발휘할 수 있다.

이때 탄소섬유 발열체에 공급되는 전원(7)은 온도센서(8)를 구비한 콘트롤러(6)에 의해 자동 제어할 수 있는데, 도로나 교량, 지하 주차장, 건물 또는 터널 출입구, 응달진 경사면 도로, 산악도로 등의 포장면이나 주변온도가 영하 5℃이하로 떨어졌을 때 탄소섬유가 발열을 시작하였다가 10℃까지 올라갔을 때 발열을 정지하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유를 이용하여 그물 망 모양의 직조물로 짜서 전기 발열체로 사용하고자 할 때 탄소섬유에 전기가 잘 통하도록 하기 위하여, 상기 직조물의 모서리 부분의 탄소섬유 다발에 금속선 다발을 혼합 직조해서 탄소섬유 전체에 전기가 잘 전달되도록 만들었다. 그렇게 직조되면 금속전극과 탄소섬유의 전기접속부분에 금속선 다발이 같이 있게 되므로 전기접속이 잘되고 저항이 크지 않아 탄소 섬유로 전기가 잘 통하게 되므로 종래의 제품에서 발생하는 전극 금속 접속부에서 발생하는 부분적인 과열로 인한 탄소섬유의 연소를 방지하고 전기적 특성 변화를 막아서 탄소섬유를 섭씨 150도 이하의 저온발열체로 사용하는데 내구성과 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 탄소섬유 그물 망 직조체를 도로나 교량, 지하 주차장, 건물 또는 터널 출입구, 응달진 경사면 도로, 산악도로 등을 포장하는 아스팔트나 콘크리트 중간 층에 삽입 매설하여 아스팔트나 콘크리트의 내구성을 향상시키고, 겨울철에는 전기적으로 연결하여 발열체 역할을 하도록 하여 도로 위에 쌓이는 눈을 녹이고 결빙을 막아 차량이나 사람의 미끄럼사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이때, 본 발명에 의한 탄소섬유 직조체를 이용한 도로 포장면의 보강 및 융설방법은, 상기 직조체의 그물망은 도로 포장면을 기준으로 차량 진행의 직각방향으로는 탄소섬유가 배치되도록 하고, 차량 진행방향으로 유리섬유가 배치되도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구 범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

탄소섬유끼리 혹은 탄소섬유와 유리섬유가 교차되면서 일정간격을 두고 그물 망 모양으로 짜여 지고, 그 직조물의 모서리는 금속선 다발과 탄소섬유를 혼합 직조하는 것을 특징으로 하는 탄소섬유 직조물.
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