KR200354459Y1 - 면상 발열체 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 면상 발열체에 관한 것으로, 보다 자세하게는 실버 페이스트에 할로겐화 은을 배합하여 온도 상승 속도를 향상시킨 면상 발열체에 관한 것이다.
본 고안의 면상 발열체는 마감재; 상기 마감재상에 위치하며 라미네이팅 공정으로 필름 코팅된 절연 방지를 위한 제 1절연층; 상기 제 1절연층상에 위치하며 전기저항에 의한 열을 발생하고 병렬로 연결된 탄소 발열체; 상기 탄소 발열체상에 위치하며 전류를 통하는 전극; 상기 탄소 발열체와 전극 사이에 도포된 실버 할로겐화 실버 페이스트; 상기 전극상에 위치하며 절연 및 단선 방지를 위한 제 2절연층 및 상기 제 2절연체상에 위치하며 전달된 열을 보호하는 열반사 단열재로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 고안의 면상 발열체는 전도성이 우수하고 표면의 저항을 줄이는 할로겐화 은을 실버 페이스트와 배합함으로써 온도 상승 속도가 빠르게 되고 실내 온도가 상승하는 효과가 있다.
Description
본 고안은 면상 발열체에 관한 것으로, 보다 자세하게는 실버 페이스트에 할로겐화 은을 배합하여 온도 상승 속도를 향상시킨 면상 발열체에 관한 것이다.
일반적으로 면상 발열체는 인가된 전원에 의해 발열되며 전기요, 바닥재, 순간온수기 등 다양한 분야에 사용된다. 상기 면상 발열체는 열선 단면적이 좁아 발열면적이 협소하여 발열량이 부족하고 고르게 열이 전달되지 못하며 열선의 비용이 높은 종래 면상 발열체의 문제점을 해결한 것이다.
상기 면상 발열체는 크게 발열체와 절연체로 이루어져 있는데, 상기 발열체는 +, - 극성을 전하는 2개의 전극과 상기 전극 사이로 맞닿아 있는 발열체로 구성되어 있다. 상기 발열체는 +, -의 양극성을 2개의 전극으로부터 받아 저항의 표면적을 통하여 발열하는 것이다. 상기 전극과 발열체를 감싸고 있는 양쪽 절연체는 누전 및 감전을 방지하는 절연성 플라스틱을 많이 사용하였다.
그러나 면상 발열체는 유연성이 부족하고 접거나 구부리는 경우 부서지거나 크랙(Crack) 현상이 발생되어 전기 전도성에 치명적인 문제가 발생하였다. 상기 문제점을 보완하기 위해 합성수지(PVC) 접착제와 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지를 사용하게 되었다.
도 1은 종래의 면상 발열체의 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 1(가)에 도시된 발열 기능을 갖는 면상 발열체는 카본 섬유사(10)와 내열사를 직조하고, 그 뒤에 카본 섬유사(10)의 양 선단에 도전성 은사(5)를 접합하여 전극을 구성하며, 상기 구성된 전체면에 흡습 방지를 위하여 절연 코팅 처리를 하였다. 그러나 상기 면상 발열체는 구성되는 부품의 단가가 고가이고, 전원공급을 위하여 은사에 전선을 납땜하여 구성되어 있기 때문에 전기적 접속 작업이 용이하지 못하며, 잦은 단선이 발생하고 있다.
도 1(나)에 도시된 것과 같이 전기 장판 등으로 호칭되는 발열 매트를 구성하는 면상 발열체는 발열 수단으로 발열 도료(15)를 이용하고, 상기 발열 도료(15)의 양 선단에 도전성 은사(5)를 접합하여 전극을 구성하고 있다. 그러나, 상기와 같이 발열 도료를 이용하는 경우에는 공정 수율이 낮아 제조 단가가 높고, 상기 제품을 접거나 구부릴 경우 상기 발열 도료 자체에 크랙이 발생되는 문제가 있으며, 형태의 변화에 탄력적이지 못하는 단점이 있었다.
또한, 도 1(다)에 도시된 것과 같이, 가장 보편화된 기술인 전열선(20)을 구부려 결합한 방식으로 제공되는 면상 발열체의 경우는 제품의 단가가 저렴하나 선상 발열로 국부적인 온도차가 심하게 나타나고, 접거나 구부릴 때에는 상기 전열선이 단선되는 문제가 발생되며, 다양한 형태로 변형하여 가공하기가 어려워 획일적인 모양과 몇몇 크기로 한정되어 생산되는 단점이 있었다.
도 2는 종래기술인 대한민국 등록실용신안 제241444호의 면상 발열체를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전원이 공급되어 전선(25)을 통해 구리 박판(30)에 전류가 흐르면, 실버부(35)에 전류가 통해 카본(40)으로 전류가 흐르게 되어 발열체(45)에 열이 발생하는 것이다. 이때, 실버부(35)에 의해 구리 박판(30)에서 카본(40)의 접속 효과가 향상되어 발열체(45)의 국부적인 과열을 방지하고 상기 발열체(45)가 전체적으로 가열되어, 면상 발열체의 손상을 예방하는 것이다.
또한, 필름(50)에 카본(40)을 도포하고 구리 박판(30)으로 전극을 만든 후필름(50)으로 라미네이팅(Laminating) 처리한 면상 발열체라서 상기 필름(50) 전체에 고른 열이 발산되고, 원적외선 방사효과로 인하여 따뜻한 복사열을 느낄 수 있다.
그러나, 상기 종래기술은 카본 도포후 실버 페이스트(Silver Paste)를 인쇄하여 그 위에 전극을 형성하는 구리 박판 방식인데, 상기 카본과 구리 박판을 사용하여 직접 전극을 형성하면 실버 페이스트의 인쇄면이 거칠어 상기 구리 박판과 카본 사이의 미세 공간에 전위차로 인하여 자체 저항이 증가하고 전력소모가 있으며 카본에 공급되는 전류량이 적어지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래에 사용되는 면상 발열체의 실버 페이스트에 전도성이 우수하고 표면의 저항을 줄이는 할로겐화 은을 배합하여 전력소모를 줄일 수 있는 면상 발열체를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.
도 1은 종래의 면상 발열체의 실시예를 나타내는 단면도.
도 2는 종래의 면상 발열체를 나타내는 단면도.
도 3은 본 고안에 따른 면상 발열체를 나타내는 구성도.
도 4는 본 고안에 따른 면상 발열체의 다른 실시예를 나타내는 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100. 마감재 110. 제 1절연층
120. 탄소 발열체 130. 전극
140. 제 2절연층(절연액) 150. 열반사 단열재
160. 제 2절연층(필름)
본 고안의 상기 목적은 마감재; 상기 마감재상에 위치하며 라미네이팅 공정으로 필름 코팅된 절연 방지를 위한 제 1절연층; 상기 제 1절연층상에 위치하며 전기저항에 의한 열을 발생하고 병렬로 연결된 탄소 발열체; 상기 탄소 발열체상에 위치하며 전류를 통하는 전극; 상기 탄소 발열체와 전극 사이에 도포된 실버 할로겐화 실버 페이스트; 상기 전극상에 위치하며 절연 및 단선 방지를 위한 제 2절연층 및 상기 제 2절연체상에 위치하며 전달된 열을 보호하는 열반사 단열재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 면상 발열체에 의해 달성된다.
본 고안의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 3은 본 고안에 따른 면상 발열체를 나타내는 구성도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 면상 발열체는 마감재(100), 제 1절연층(110), 탄소 발열체(120), 전극(130), 제 2절연층(140) 및 열반사 단열재(150)로 구성되어 있다. 그리고, 상기 탄소 발열체(120)와 상기 전극(130) 사이에 도전성을 높이기 위하여 실버 할로겐화 실버 페이스트를 도포한다.
상기 마감재(100)는 모재로 금속판 또는 비금속판을 이용하는데, 상기 금속판은 갈바철판, 칼라철판 또는 동판 등을 이용하고, 비금속판은 타일, 벽지 또는 장판 등을 이용함이 바람직하다. 상기 마감재(100)의 두께는 0.5mm 이하를 사용함이 바람직하고, 가장 바람직한 두께는 0.35mm 내지 0.4mm를 사용한다.
상기 마감재(100)상에 소재가 PET인 필름을 라미네이팅 공정으로 코팅하여 절연 방지를 위한 제 1절연층(110)을 형성한다. 상기 제 1절연층(110)상에 위치하여 전기저항에 의한 열을 발생하고, 병렬로 연결되는 탄소 발열체(120)를 인쇄한다. 상기 탄소 발열체(120)상에 동박테입으로 구성되어 전류를 통하는 전극(130)은 병렬로 부착하는 것이 바람직하다.
상기 실버 할로겐화 실버 페이스트를 도포한 전극(130)에 다시 절연처리 작업을 하여 신축성을 확보한 절연액을 도포하여 경화시킴으로써 제 2절연층(140)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 제 1절연층상에 단열이 뛰어나며 전달된 열을 보호하는 열반사 단열재(150)를 접착한다. 상기 열반사 단열재(150)는 10mm 이하를 사용함이 바람직하다.
상기 실버 할로겐화 실버 페이스트는 할로겐화 은과 실버 페이스트를 배합한 것으로 할로겐화 은은 은과 할로겐의 화합물로서 브롬화 은(AgBr), 염화 은(AgCl) 또는 요오드화 은(AgI) 등을 주 재료로 사용하는 것이 바람직하다.
표 1은 종래의 실버 페이스트를 사용할 때 발열체의 표면온도와 본 고안에 따른 실버 할로겐화 실버 페이스트를 사용할 때 발열체의 표면온도를 비교한 실험 결과값이다.
상기 표 1과 같이 같은 면적과 소비전력 및 소비전류일 때 본 고안의 발열체표면온도가 종래의 발열체 표면온도에 비해 6 ~ 11°C 상승하는 것을 알 수 있다.
본 고안에 따른 면상 발열체의 동작은 전원이 공급됨과 동시에 전극을 통해 전류가 흐르게 된다. 이때 상기 전극과 연결된 탄소 발열체로 전류가 통하게 되어 열이 발생하는 것이다. 상기 인쇄한 탄소 발열체에 실버 할로겐화 실버 페이스트를 여러 부분으로 인쇄하면 열전달 과정에서 일정 부분이 단절되더라도 일정 온도로 열을 균형적으로 지속시키고 장기간 사용이 가능하다.
도 4는 본 고안에 따른 면상 발열체의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 면상 발열체는 마감재(100), 제 1절연층(110), 탄소 발열체(120), 전극(130), 제 2절연층(160) 및 열반사 단열재(150)로 구성되어 있다. 그리고, 상기 탄소 발열체(120)와 상기 전극(130) 사이에 도전성을 높이기 위하여 실버 할로겐화 실버 페이스트를 도포한다.
상기 면상 발열체의 다른 실시예는 도 3의 면상 발열체와 비교할 때 상기 제 2절연층(160)의 형성에 있어 차이가 있다. 즉, 상기 실버 할로겐화 실버 페이스트를 도포한 전극(130)에 투명도와 접착력이 좋고 두께가 일정하며 필름으로 코팅 후 휘거나 뜯어지지 않고 선명한 투명도를 유지하는 라미네이팅 필름으로 제 2절연층(160)을 형성할 수 있다.
따라서, 본 고안에 따른 면상 발열체는 그 크기와 탄소 발열체의 모양이 자유롭게 변형가능하고, 면상 발열체 전체에서 고른 열이 발산되어 원적외선 방사 효과로 인하여 햇볕과 같은 따뜻한 복사열을 느낄 수 있다.
본 고안은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 고안의 면상 발열체는 전도성이 우수하고 표면의 저항을 줄이는 할로겐화 은을 실버 페이스트와 배합함으로써 온도 상승 속도가 빠르게 되고 실내 온도가 상승하는 효과가 있다.
Claims (10)
- 면상 발열체에 있어서,마감재;상기 마감재상에 위치하며 라미네이팅 공정으로 필름 코팅된 절연 방지를 위한 제 1절연층;상기 제 1절연층상에 위치하며 전기저항에 의한 열을 발생하고 병렬로 연결된 탄소 발열체;상기 탄소 발열체상에 위치하며 전류를 통하는 전극;상기 탄소 발열체와 전극 사이에 도포된 실버 할로겐화 실버 페이스트;상기 전극상에 위치하며 절연 및 단선 방지를 위한 제 2절연층; 및상기 제 2절연체상에 위치하며 전달된 열을 보호하는 열반사 단열재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2절연층은 라미네이팅 공정으로 필름 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2절연층은 전극에 절연액을 도포한 후 경화하여 형성된 것을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 1항에 있어서,상기 실버 할로겐화 실버 페이스트는 브롬화 은, 염화 은 및 요오드화 은 중 어느 하나를 주 재료로 사용함을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 1항에 있어서,상기 마감재의 두께는 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 1항에 있어서,상기 열반사 단열재의 두께는 10mm 이하인 것을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 1항에 있어서,상기 마감재는 모재가 금속판임을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 7항에 있어서,상기 금속판은 갈바철판, 칼라철판 또는 동판임을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 1항에 있어서,상기 마감재는 모재가 비금속판임을 특징으로 하는 면상 발열체.
- 제 9항에 있어서,상기 비금속판은 타일, 벽지 또는 장판임을 특징으로 하는 면상 발열체.
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Cited By (1)
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| KR100723734B1 (ko) | 2005-11-03 | 2007-05-30 | 문영수 | 발열 시트 |
-
2004
- 2004-03-16 KR KR20-2004-0007125U patent/KR200354459Y1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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