KR200367948Y1 - 일체형 난방패널 - Google Patents
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Abstract
본 고안의 일체형 난방패널은 전도성 카본블랙(Carbon Black)이 도포된 발열필름과, 발열필름을 보호하기 위하여 발열필름의 상층에 적층하여 접착되는 합성수지재의 보호필름과, 발열필름의 하부에 접착되어 발열필름을 지지하고 시공되는 바닥면과 단열시키기 위한 단열재와, 단열재의 하부에 접착되며, 접지 및 전자파와 수맥을 차단하기 위한 차폐판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 일체형 난방패널은 발열필름의 상층에 보호필름 및 보강판을 접착함으로써, 발열필름의 물리적 화학적 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히 발열필름의 위로 장판을 시공하는 경우에 장판을 자를 때 칼과 같은 도구가 발열필름 및 보호필름을 손상시키는 것을 방지하는 효과가 있고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 재질의 보호필름을 발열필름의 상층으로 접착시킴으로써, 발열필름이 발열할 때 표면이 팽창하고 수축하는 것을 자유롭게 되도록 해 주는 효과가 있다.
Description
본 고안은 전도성 카본블랙(Carbon Black)을 이용한 일체형 난방패널(panel)에 관한 것이다.
일반적으로 발열면적이 협소한 열선히터(heater)가 가지는 급열로 인한 화재위험성, 열선 간격 유지 불안으로 인한 불안정성 또는 열선의 좁은 표면을 통해 나오는 열 전달 효율성 문제 등을 개선하기 위하여 열 저항 표출 면적을 넓게 하여 나온 방식의 히터가 면상 발열체를 이용한 난방패널이다.
이러한 상기 면상 발열체는 크게 도전 발열부와 절연부로 나뉘어져 있고, 도전 발열부는 +, - 의 극성을 전하는 2개의 전극부와 전극 사이로 맞닿아 있는 전기 발열 저항면으로 구성되어지며, 발열부는 +, - 의 양극성을 2개의 전극부로부터 도전 받아 저항 표면적을 통하여 발열되는 것이다. 이러한 도전과 발열면을 감싸고 있는 양쪽 절연층면은 누전 및 감전을 방지하는 절연성 플라스틱 재료를 주로 많이 사용하고 있다.
일반적으로 면상 발열체를 제조하는 방법으로 절연성 플라스틱 필름인 폴리에스테르(PE)나 연질 염화비닐(P.V.C) 필름 표면 위에 동(Cu)이나 알루미늄(Al) 등을 접착하거나, 무전해 도금방법으로 금속 저항성 물질을 증착하여 금속성 도전면을 구성하고, 그 면 위에 겹쳐서 저항성 카본 등을 진공 증착하여 두께를 올린 다음, 전기저항 발열면을 직렬로 통전하여 직접 발열하게 하는 방식이 있다.
또한, 섬유 직조 시에 니크롬 등 전기저항치가 높은 금속세선을 가로와 세로로 직조한 다음 연질 플라스틱을 절연층으로 얇게 코팅하여 구성하는 방식이 있고, 전도성 카본을 폴리에틸렌(PET) 원료 속에 혼합하여 1.5 mm 정도의 두께로 폴리에틸렌 시트(polyethylene sheet) 형태로 압출 성형을 하면서 동시에 플라스틱 양끝의 속 면에 동(Cu) 테이프나 직조된 편조선을 넣어서 이중압출(co-extrusion)을 하여 제조하는 방법 등이 연구되어 왔다.
상기의 공정에 의하여 제조되는 일반적으로 발열기능을 갖는 제품들은 도 1a 내지 도 1c에 도시된 것과 같은 구조로 되어 있다.
도 1a에 도시된 발열기능을 갖는 면상 발열체(10)는 우선 카본 섬유사(12)와 내열사를 직조하고, 그 뒤에 카본사의 양 선단에 전도성 은사(11)를 접합하여 전극을 구성하고, 상기 구성된 전체 면에 흡습방지를 위하여 절연 코팅처리를 하여 구성된다. 이와 같이 구성된 면상 발열체(10)는 구성되는 부품의 단가가 고가이며, 전원공급을 위하여 은사(11)에 전선을 납땜하여 구성하고 있기 때문에 전기적 접속작업이 용이하지 못하고, 또한 잦은 단선이 발생하고 있다.
그리고, 도 1b에 도시된 면상 발열체(13)는 발열수단으로 발열도료(15)를 이용하고, 상기 발열도료(15)의 양 선단에 전도성 은사(14)를 접합하여 전극을 구성하고 있다. 그러나, 이와 같이 발열도료(15)를 이용하는 경우에는 공정 수율이 낮아 제조단가가 높게 되고, 상기 제품을 접거나 구부릴 경우 상기 발열도료(15) 자체에 크랙이 발생하는 문제가 있으며, 형태의 변화에 탄력적이지 못하다는 단점이 있다.
또한, 도 1c에 도시한 것과 같이 가장 보편화된 기술적인 방식으로전열선(17)을 구부려 결합하는 방식으로 제조되는 면상 발열체(16)의 경우는 제품의 단가가 저렴하나, 선상 발열로 국부적인 온도의 차이가 매우 심하게 나타나며, 접거나 구부릴 때에는 상기 전열선(17)이 단선되는 문제가 발생하고 있다.
그리고 상기의 발열체(10, 13, 16)는 모두 다양한 형태로의 가공이 어렵고, 그 생산이 획일적인 모양과 크기로 제한되는 단점이 있어 왔다.
이러한 상기의 종래 기술에 있어 문제점을 해결하고, 제품의 원가를 절감시키고, 발열체의 가공성이 용이하도록 하여야 한다.
또한, 발열체를 구성하는 통전전극의 가공과 조립이 용이하고, 자동화에 적합하도록 구성되어야 하며, 발열체의 두께가 얇게 구성되면서 동시에 발열 상승시간이 짧아야 하고, 국부적인 온도의 편차가 매우 작거나 없어야 하며, 단선 등의 문제가 발생하지 않아야 한다.
또한, 면상 발열체는 어느 방식이나 전극, 발열부와 그 발열부에서 발생하는 감전 및 누전을 방지하기 위하여 양면을 절연성 재질로서 피복되어야 하므로, 면상 발열체는 전극 발열부보다 더 넓게 별도의 절연층을 구성해야 하는데, 이 경우 불가피하게 전극부나 발열부의 전도 저항면이 외부 공기에 노출되게 되므로, 누전 및 감전을 방지하고, 발열부의 산화를 막고 이를 보호하기 위하여 2차적으로 별도의 절연층 마감을 반드시 해야 하므로 별도의 절연 마감 가공 공정이 추가되어야 한다.
또한, 전기가 공급되어 저항에 의해 열이 발생하는 경우, 이로부터 부수적으로 전자기장이 형성되고, 전자파가 발생하게 되므로, 사용자의 건강을 해칠 수 있다는 문제가 있다.
따라서, 상기한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 난방패널이 요구되고 있다.
본 고안은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 발열필름의 상층에 보호필름 및 보강판을 접착함으로써, 발열필름의 물리적 화학적 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히 상기 발열필름의 위로 장판을 시공하는 경우에 장판을 자를 때 칼과 같은 도구가 상기 발열필름 및 보호필름을 손상시키는 것을 방지하는 일체형 난방패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 고안의 다른 목적은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 등의 열가소성 합성수지 재질의 보호필름을 발열필름의 상층으로 접착시킴으로써, 상기 발열필름이 발열할 때 표면이 팽창하고 수축하는 것을 자유롭게 되도록 한 일체형 난방패널을 제공하는데 있다.
또한, 본 고안의 또 다른 목적은 상기 발열필름의 하부에 단열재를 접착함으로써, 시공할 바닥면으로부터 단열시킴과 동시에, 시공 바닥면의 습기가 상기 발열필름에 좋지 않은 영향을 주는 것을 방지하는 효과가 있으며, 또한 시공 후의 열효율이 높은 일체형 난방패널을 제공하는 데 있다.
또한, 본 고안의 또 다른 목적은 상기 단열재의 하부에는 차폐판이 설치되어 접지됨으로써, 상기 카본블랙에 전류가 흐를 때 생성되는 정전기를 방지하고, 사용자의 건강을 위하여 바닥을 흐르는 수맥 및 전자파를 차단하는 효과가 있는 일체형난방패널을 제공하는데 있다.
또한, 본 고안의 또 다른 목적은 상기 편평한 보강판을 최상층에 접착시킴으로써, 바닥 시공 시에 바닥의 수평도를 향상시키고, 하층의 단열재, 발열필름 및 보호필름의 적층에 따라 상부 표면이 일정하지 않게 되는 것을 보완하여 편평한 바닥을 얻을 수 있는 일체형 난방패널을 제공하는데 있다.
도 1a는 종래의 기술에 따른 면상 발열체의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 1b는 종래의 기술에 따른 면상 발열체의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 1c는 종래의 기술에 따른 면상 발열체의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 2는 종래 기술에 따른 카본필름으로 구성되는 면상 발열체를 도시한 것이다.
도 3은 본 고안에 따른 일체형 난방패널을 도시한 분해사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 일체형 난방패널을 구성하는 각 층의 적층상태를 도시한 것이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 카본블랙 발열필름 110 : 발열부
120 : 통전부 130 : 베이스 필름
200 : 보호필름 300 : 단열재
310 : 전선인출구 400 : 보강판
500 : 차폐판
상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은 전도성 카본블랙(Carbon Black)이 도포된 발열필름과, 상기 발열필름을 보호하기 위하여 발열필름의 상층에 적층하여 접착되는 열가소성 수지재의 보호필름과, 상기 발열필름의 하부에 접착되어 발열필름을 지지하고, 시공되는 바닥면과 단열시키기 위한 단열재와, 상기 단열재의 하부에 접착되며, 접지 및 전자파와 수맥을 차단하기 위한 차폐판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호필름의 상층에 석고섬유 압축판과 합판 중 어느 하나인 보강판을 더 적층하여 구비하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 보호필름은 폴리에틸렌(PET), 폴리에스테르(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 구성되는 군 중에서 어느 하나인 것이 바람직하며, 상기 단열재는 난연성의 우레탄(Urethane)과 고무류 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 차폐판은 알루미늄(Al)과 구리(Cu) 및 철(Fe)로 구성된 군 중에서 어느 하나로 이루어진 박판인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 고안에 따른 일체형 난방패널을 도시한 분해사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 일체형 난방패널의 단면도이다.
도면을 참조하면, 전도성 카본블랙(Carbon Black)이 도포된 발열필름(100)과, 상기 발열필름(100)을 보호하기 위하여 발열필름(100)의 상층에 적층하여 접착되는 합성수지재의 보호필름(200)과, 상기 발열필름(100)의 하부에 접착되어 발열필름(100)을 지지하고, 시공되는 바닥면과 단열시키기 위한 단열재(300)와, 상기 단열재(300)의 하부에 접착되며, 접지 및 전자파와 수맥을 차단하기 위한 차폐판(500)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 발열필름(100)은 폴리에스테르 등의 재질로 된 베이스 필름(130)에 카본(carbon) 또는 카본과 게르마늄(Ge) 및 토륨(Tr) 등의 혼합물을 실크 인쇄하여 건조시킨 후, 상기 베이스 필름(130)의 네 변 쪽으로 은(Ag)을 인쇄한 후, 그 위에 동(Cu) 테이프를 접착함으로써 통전부(120)를 구성하는 방식으로 난방패널이 제조되게 된다.
상기 인쇄되는 은은 매우 두께가 얇아 전기도선의 결선 및 납땜이 쉽지 않으므로 그 상부로 동박을 접착함으로써, 상기 발열필름(100)의 카본이 도포된 발열부(110)에 전류가 흐를 수 있도록 구성되는 것이다.
상기 카본블랙은 검은색의 미세한 탄소분말로서, 탄화수소가 열분해 또는 불완전 연소함으로써 생성되며, 전기전도성을 향상시키기 위한 용도로 많이 사용되고있는 물질이며, 탄소 육각형의 그물구조가 3 ~ 5층 겹쳐 사슬 모양으로 연결된 구조를 갖는다.
또한, 상기 보호필름(200)은 폴리에틸렌(PET), 폴리에스테르(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 구성되는 군 중에서 어느 하나인 것이 바람직하다.
이때, 상기 폴리에틸렌은 에틸렌(CH2=CH2)을 중합해 얻어지는 고분자 소재이며, 폴리에스테르는 분자 내에 에스테르결합(－CO－O－)을 갖는 고분자화합물이며, 폴리프로필렌은 프로필렌 중합으로 만들어지는 열가소성 수지이다.
상기의 수지 재료들은 모두 열가소성 수지로서, 발열필름(100)에 전기가 통전되어 열이 발생할 때, 열에 의하여 신축됨에 따라 상기 카본블랙이 도포된 발열부(110)의 변형 또는 균열을 방지할 수 있게 된다.
이러한 보호필름(200)은 상기 발열필름(100)이 물리적으로 손상되는 것을 방지할 뿐 아니라, 카본블랙이 도포된 발열부(110)로 이루어진 발열필름(100)이 공기 중에 있는 습기와 반응하여 산화되는 것을 방지하는 역할을 하여 절연을 돕게 된다.
또한, 상기 단열재(300)는 합성고무(synthetic rubber)로 이루어지고, 사용되는 조건에 따라 그 두께를 1 내지 100 mm 의 범위로 하며, 상기 일체형 난방패널이 시공되는 바닥면에 존재하는 냉기로부터 상기 발열필름(100)을 보호함은 물론, 시공되는 바닥면의 습기가 발열필름(100)의 성능 및 내구성에 좋지 않은 영향을 미치는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 합성고무는 인공적으로 합성된 고무모양 물질 또는 고무 탄성체 및 그것들의 원료인 합성고분자 화합물을 말하고, 원료 및 제조법에 따라 다양한 종류가 있으며 화학구조상 서로 다른 특징을 나타내며, 대표적으로 우레탄 고무(urethane rubber)가 사용된다.
상기 발열필름(100)의 통전부(120)에 전기를 공급하기 위한 전선(미도시)을 접속하기 위하여, 상기 단열재(300)의 일측면에 전선인출홈(310)이 형성되며, 상기 전선이 전선인출홈(310)을 통하여 상기 통전부(120)에 접속되고, 전기가 공급됨에 따라 발열필름(100)의 발열부(110)에서 열이 발생하여 난방이 가능하게 되는 것이다.
또한, 상기 차폐판(500)은 알루미늄(Al)과 구리(Cu) 및 철(Fe)로 구성된 군 중에서 어느 하나로 이루어진 0.01 내지 1 mm 두께의 박판인 것이 바람직하다.
이러한 상기 차폐판(500)은 바닥면으로부터의 전자파를 차폐하고, 수맥을 차단하는 역할을 함으로써, 사용자의 건강을 보호하고 증진시킬 수 있도록 하는 효과가 있으며, 알루미늄(Al)과 구리(Cu) 및 철(Fe)로 구성된 군 중에서 어느 하나로 이루어진 박판인 것이 바람직하다.
여기서 차폐판이란 한정된 공간을 전기적, 자기적 또는 전자기적으로 차단하기 위한 패널로서, 실제로 전자기차폐를 행하는 데는 외부의 잡음원으로부터 격리시키고 싶은 것을 둘러싸서 가림으로써 외부로 방출되지 않도록 하게 된다.
이러한 방식의 차폐방법은 주파수에 따라 다르며, 전자기장의 진동주파수가 수십kHz 이상인 경우에는 전기전도율이 큰 구리나 알루미늄 금속판을 사용하는 것이 효과적이다.
또한, 상기 보호필름의 상층에 섬유석고 압축판과 합판 중 어느 하나인 보강판(400)을 더 적층하여 구비하는 것이 바람직하다.
상기 섬유석고 압축판은 일반적인 황산염광물의 하나인 석고(CaSO·2HO) 중에서 자형결정(自形結晶)이 섬유모양인 섬유석고를 압축하여 제조된 평판을 말한다.
또한, 상기 합판(plywood)은 베니어 합판, 파이버보드(fiber board), 파티클 보드(particle board) 등 다양한 종류의 것이 사용될 수 있다.
상기 합판은 얇은 단판(單板)에 접착제를 바른 후, 나무의 결과 결이 엇갈리게 여러 겹으로 붙여서 만든 판상의 가공된 목재를 말하고, 상기 파이버보드는 목재나 짚 등의 식물섬유를 성형열압 또는 건조시킨 판재이며, 파티클 보드는 합성수지 접착제를 스프레이로 도포한 작은 목재조각을 겹쳐 열압성형(熱壓成形)한 것이다.
이러한 상기 보강판(400)은 특히 상기 난방패널을 바닥면에 시공한 후, 그 위에 장판을 시공할 때, 장판을 칼과 같은 도구로 자르는 경우 상기 발열필름(100) 및 보호필름(200)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
또한, 전기가 상기 전도성 카본블랙을 도포한 발열부(110)에 공급되어 열이 발생하는 경우 열이 쉽게 공기 중으로 발산되는 것을 방지함으로써 열을 비교적 장시간 보유할 수 있도록 도와줄 뿐 아니라, 상기 발열필름(100) 및 그 상층에 접착되는 보호필름(200)의 두께에 의하여 표면이 일정하게 수평을 이루지 못하는 것을보완하는 역할을 하게 된다.
상술한 바와 같이 전도성 카본블랙이 도포된 발열필름과, 상기 발열필름을 보호하기 위하여 발열필름의 상층에 적층하여 접착되는 합성수지재의 보호필름과, 상기 발열필름의 하부에 접착되어 발열필름을 지지하고, 시공되는 바닥면과 단열시키기 위한 단열재와, 상기 단열재의 하부에 접착되며, 접지 및 전자파와 수맥을 차단하기 위한 차폐판을 포함하여 구성된 본 고안의 일체형 난방패널은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 고안에 따른 난방패널은 발열필름의 상층에 보호필름 및 보강판을 접착함으로써, 발열필름의 물리적 화학적 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히 상기 발열필름의 위로 장판을 시공하는 경우에 장판을 자를 때 칼과 같은 도구가 상기 발열필름 및 보호필름을 손상시키는 것을 방지하는 효과가 있다.
둘째, 본 발명에 따른 난방패널은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 재질의 보호필름을 발열필름의 상층에 접착시킴으로써, 상기 발열필름이 발열할 때 표면이 팽창하고 수축하는 것을 자유롭게 되도록 해 주는 효과가 있다.
셋째, 상기 발열필름의 하부에 단열재를 접착함으로써, 시공할 바닥면으로부터 단열시킴과 동시에, 시공 바닥면의 습기가 상기 발열필름에 좋지 않은 영향을 주는 것을 방지하는 효과가 있으며, 또한 시공 후의 열효율이 높아지는 효과가 있다.
넷째, 상기 단열재의 하부에는 차폐판이 설치되어 접지 됨으로써, 상기 카본블랙에 전류가 흐를 때 생성되는 정전기를 방지하고, 사용자의 건강을 위하여 바닥을 흐르는 수맥 및 전자파를 차단하는 효과가 있다.
다섯째, 상기 편평한 보강판을 최상층에 접착시킴으로써, 바닥 시공 시에 바닥의 수평도를 향상시키고, 하층의 단열재, 발열필름 및 보호필름의 적층에 따라 상부 표면이 일정하지 않게 되는 것을 보완하여 편평한 바닥을 얻을 수 있는 효과가 있다.
본 고안은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 실용신안등록 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
Claims (6)
- 전도성 카본블랙(Carbon Black)이 도포된 발열필름과;상기 발열필름을 보호하기 위하여 발열필름의 상층에 적층하여 접착되는 합성수지재의 보호필름과;상기 발열필름의 하부에 접착되어 발열필름을 지지하고, 시공되는 바닥면과 단열시키기 위한 단열재와;상기 단열재의 하부에 접착되며, 접지 및 전자파와 수맥을 차단하기 위한 차폐판을 구비하는 것을 특징으로 하는 일체형 난방 패널.
- 제 1항에 있어서,상기 보호필름의 상층에 석고섬유 압축판과 합판 중 어느 하나인 보강판을 더 적층하여 구비하는 것을 특징으로 하는 일체형 난방 패널.
- 제 1항에 있어서,상기 보호필름은 폴리에틸렌(PET), 폴리에스테르(PE) 및 폴리프로필렌(PP)으로 구성되는 군 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 일체형 난방 패널.
- 제 1항에 있어서,상기 단열재는 난연성의 합성고무인 것을 특징으로 하는 일체형 난방 패널.
- 제 1항 또는 제 4항에 있어서,상기 발열필름에 전기를 공급하기 위한 전선을 접속하기 위하여, 상기 단열재의 일 측면에 전선인출홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 난방 패널.
- 제 1항에 있어서,상기 차폐판은 알루미늄(Al)과 구리(Cu) 및 철(Fe)로 구성된 군 중에서 어느 하나로 이루어진 박판인 것을 특징으로 하는 일체형 난방 패널.
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