KR200446123Y1 - 면상발열체 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 AC전압 또는 DC전압으로 발열되는 면상발열체에 있어서, 절연성베이스원단과 코팅지의 접착능력을 향상시키고, 외부로부터 투습되는 수분을 차단하기 위해 코로나 방전 처리된 절연성베이스원단에 프라이머 코팅층을 형성하며, 폴리에틸렌(PE)수지를 상기 프라이머코팅층 위에 소정의 두께로 형성시킨 후 카본발열부와 실버부 및 전극을 코팅지로 열합지 시키는 것을 특징으로 하는 면상발열체와 상기 면상발열체 제조 시 전극을 통해 전달되는 전류가 카본발열부로 원활히 전달될 수 있게 실버부와 카본부가 적층되도록 도포 건조시켜 저항을 최적화 할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 면상발열체 제조 시 카본발열부의 저항을 저항측정기로 상시에 모니터링 하여 생산중인 제품의 소비전력을 확인함에 따라 설정한 저항값을 용이하게 식별할 수 있어 면상발열체의 생산 불량을 줄일 수 있도록 일측에 저항 측정용 카본측정부를 갖는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 제공한다.
따라서 본 고안은 습기 및 물리적인 충격으로 코팅지나 절연성베이스원단이 박리되지 않아 누전에 따른 화재발생을 방지할 수 있으며, 투습 시 발생되었던 저항변화율을 줄여 종래의 면상발열체에 비해 접착력이 더욱 우수하고, 전극과 접촉되는 실버부에 소정의 패턴을 가진 카본부가 적층됨에 따라 저항수치가 낮아져 카본발열부로 전류의 흐름을 원활히 전달할 수 있어 상기 카본발열부의 안정된 발열을 얻을 수 있으며, 고가의 실버비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 고안은 면상발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실버페이스와 카본페이스트를 도포 후 건조하여 전극을 구성하는 통상적인 면상발열체에 있어서, 절연성베이스원단과 코팅지의 접착능력을 향상시키고, 외부로부터 투습되는 수분을 차단하기 위해 코로나 방전 처리된 절연성베이스원단에 프라이머 코팅층을 형성하며, 폴리에틸렌(PE)수지를 상기 프라이머코팅층 위에 소정의 두께로 형성시킨 후 카본발열부와 실버부 및 전극을 코팅지로 열합지 시키는 것을 특징으로 하는 면상발열체와 상기 면상발열체 제조 시 전극을 통해 전달되는 전류가 카본발열부로 원활히 전달될 수 있게 실버부와 카본부가 적층되도록 도포 건조시켜 저항을 최적화 할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 면상발열체 제조 시 카본발열부의 저항을 저항측정기로 상시에 모니터링 하여 생산중인 제품의 Watt를 확인함에 따라 설정한 저항값을 용이하게 식별할 수 있어 면상발열체의 생산 불량을 줄일 수 있도록 일측에 저항 측정용 카본측정부를 갖는 것을 특징으로 하는 면상발열체에 관한 것이다.
일반적으로, 기온이 낮은 동절기 난방용품이나 성애제거용, 휴대용 발열패드, 도로 융설용, 가전제품의 발열체 등 발열을 요하는 장소나 제품에 면상발열체가 이용되고 있다.
종래의 면상발열체는 코팅지의 접착능력을 상승시키기 위해 절연성 원단인 PET에 카본발열부와 실버부 및 금속전극을 구성한 후 열가소성 EVA 접착층이 형성된 코팅지로 합지 시켜 제작된다.
상기와 같은 종래의 면상발열체로 2004년 10월 28일 출원된 실용신안출원번호 제20-2004-0030553호와 같이 절연성이 우수한 절연필름의 상면에 고저항체인 액상의 카본페이스트를 적당한 간격을 두고 도포하여 카본발열부를 형성한 후에, 카본부의 양단에 각각 열전도를 향상시키기 위해 도전성의 실버페이스트를 도포하여 실버부를 형성하는 것과 동시에 카본발열부가 균일하게 발열되도록 상기 카본발열부의 양단 끝을 따라 실버라인을 형성한 다음, 실버부에 구리박판을 대고, 절연필름을 코팅시켜 제조된다.
상기와 같이 제조되는 통상적인 면상발열체의 경우 난방 시 습도가 높은 환경에 의해 절연성베이스원단 표면에 결로현상이 발생되면 절연성베이스원단과 코팅지의 자체 미세 기공을 통해 수분이 침투하여 상기 절연성베이스원단에 부착되어 있는 EVA나 EEA 등의 열가소성수지로 구성된 접착층을 박리시키고, 상기와 같이 박리된 부분에 장시간 물리적인 충격을 줄 경우 접촉저항에 의해 쇼트가 발생되어 제품불량이 발생되는 등 시공 후 소정의 기간이 지나 모두 철거해야 하는 문제로 경제적, 정신적인 손실이 발생되었다. 그리고, 카본발열부의 양단에 형성되는 실버부가 전극에서 전달되는 전류를 카본부로 원활히 통전시키기 위해 저항을 최소화 하도록 실버의 고형분 함유량이 높은 실버페이스트를 사용하고 있어 제품의 제작비용이 상승하는 문제점이 있다. 또한, 상기 면상발열체 생산 시 건조되는 카본발열부와 실버부의 저항을 육안으로 확인할 수 없어 짐작에 의해 생산된 제품이 많은 불량이 초래하여 경제적 및 정신적인 손실을 발생시키는 문제점이 있다.
따라서 본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 절연성베이스원단과 코팅지가 외부로부터 투습되는 수분에 의해 접착성이 저하되지 않도록 코로나 방전처리 된 절연성베이스원단과 코팅지에 프라이머코팅층과 열가소성수지층을 형성시키고, 전극을 통해 전달되는 전류를 카본발열부로 원활히 전달시키도록 실버부에 카본부을 적층시켜 저항을 최적화 하며, 상기 면상발열체 제조 시 카본발열부와 실버부의 저항을 저항측정기로 상시에 모니터링 하여 생산중인 제품의 Watt를 시각적으로 확인함에 따라 설정한 저항값을 용이하게 식별할 수 있어 면상발열체의 생산 불량을 줄일 수 있는 면상발열체를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 면상발열체는, AC용 또는 DC용 전압에서 사용할 수 있는 면상태의 발열체로서, 면상발열체(100) 자체에서 발열되는 온도에 대응할 수 있는 내열성을 갖는 절연성베이스원단(102)과; 상기 절연성베이스원단(102)에 코로나방전(110)처리와; 프라이머코팅층(113)과; 열가소성수지층(125)을; 형성시켜 저항열에 의해 발열되는 카본발열부(115)와; 전극으로부터 상기 카본발열부(115)로 원활하게 전류를 통전시켜주는 실버부(118)를; 인쇄 건조하며, 상기 실버부(118)와 접촉되어 원거리의 카본발열부(115)까지 전류를 원활히 공급하도록 형성되는 전극(120); 카본발열부(115)와 소정의 이격거리를 두고 동시에 인쇄되어 상기 카본발열부(115)의 저항수치를 저항측정기로 측정할 수 있도록 형성되는 카본측정부(130); 상기 절연성베이스원단(102)과 동일한 방법으로 코로나방전(110)처리 후 프라이머코팅층(113)과 열가소성수지층(125)을 형성시키는 코팅지(114)를 라미네이팅기로 상기 절연성베이스원단(102)과 열압착 시켜 코팅되는 것을 특징으로 한다.
상기 면상발열체(100)는 첨부도면에 도시된 구체적인 실시예를 통하여 본고안의 기술내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 고안의 도 1은 종래의 면상발열체를 보인 도면이고, 도 2는 본 고안에 따른 면상발열체를 보인 사시도이며, 도 3은 본 고안에 따른 면상발열체를 보인 평면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 면상발열체를 보인 단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 면상발열체 카본발열부의 간접적인 저항 측정을 보인 평면도이며, 도 6는 본 고안에 따른 면상발열체 카본발열부의 직접적인 저항 측정을 보인 평면도이다.
본 고안의 도 2 내지 도 4에서 면상발열체의 구성을 보인 도면과 같이 면상발열체(100) 자체에서 발열되는 온도에 대응할 수 있는 내열성을 가진 절연성베이스원단(102)이나 코팅지(114) 내면에 제작 시 형성되는 자체기공을 통해 습기의 투습을 방지하도록 접착층인 열가소성수지층(125)을 형성하고, 접착성을 확보하도록 일면에 코로나 방전(110)처리 한 후 프라이머 코팅층(113)을 갖는 절연성베이스원단(102);과 저항열에 의해 발열기능을 갖도록 인쇄 건조되는 카본발열부(115);와 전류의 흐름을 원활하게 하고 접촉저항이 발생되지 않도록 상기 카본발열부(115)의 양단에 소정의 간격으로 인쇄 건조되는 실버부(118);가 형성되며, 카본발열부(115)의 원거리까지 전류를 통전하도록 실버부(118)와 접촉되어지는 동박판 전극(120); 카본발열부(115)와 소정의 이격거리를 두고 동시에 인쇄되어 상기 카본발열부(115)의 저항수치를 저항측정기로 측정할 수 있도록 형성되는 카본측정부(130); 상기 카본발열부(115)와 실버부(118)의 저항 변화를 최소화하고 물리적인 충격으로부터 보호되는 코팅지(114)에 코로나 방전(110)처리 한 후 프라이머 코팅층(113)을 형성시키고, PE 또는 EVA 또는 EEA 중 1종 이상을 단독 또는 혼용하여 구성되는 열가소성수지층(125); 상기 프라이머코팅층(113)에 적층시켜 코팅지(114)가 구성된다.
절연성베이스원단(102)은 면상발열체(100)에 전원을 통전 시 자체적으로 발생되는 고온열에 견딜 수 있도록 내열성과 물리적인 충격에 견딜 수 있는 절연성베이스원단(102)을 이용하여야 한다. 면상발열체(100)를 일반적으로 사용하는 온도는 상온 20~100℃내외로서 주로 난방용이나 찜질용으로 사용되고 있다. 상기와 같은 온도에 내열성을 갖는 절연성베이스원단(102)으로는 PET, PE, 폴리우레탄, 에폭시 원단 및 열접착성, 전기절연성, 난연성, 내굴곡성 및 접착제의 흐름성이 균일한 폴리이미드원단 등을 이용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 PET를 사용하도록 한다. 이러한 상기 절연성베이스원단(102)은 제조 시 자체적으로 형성된 미세 기공이 존재하는데, 이와 같은 기공을 통해 습기가 투습하여 저항발열부인 카본발열부(115)와 실버부(118) 및 합지되는 코팅지(114)의 접착력에 영향을 주어 카본(115)과 실버(118) 및 코팅지(114)의 열가소성수지층(125)이 습기에 의해 박리되는 현상이 일어난다. 상기와 같은 문제점을 방지하기 위해 절연성베이스원단(102)의 인쇄면에 카본발열부(115)와 실버부(118) 및 코팅지(114)의 접착이 우수하도록 코로나방전(110)처리를 한다. 코로나방전(110)이란 2개의 전극사이에 높은 전압을 가하면, 불꽃을 발하기 이전에 전기장의 강한 부분만이 발광하여 전도성을 갖는 현상을 말한다. 2개의 전극이 모두 평판 또는 지름이 큰 구와 같은 경우의 전기장은 거의 균일하지만, 한쪽 극 또는 양극이 봉상 또는 침상으로 되어 있으면, 그 극 부근의 전기장이 특히 강해져 부분적인 방전이 일어나 빛이나 소리를 낸다.
이와 같은 처리를 코로나 방전(110)처리라고 하는데, 상기와 같이 절연성베이스원단(102)의 인쇄면을 코로나 방전(110)처리 하여 상기 인쇄면에 요철이나 홈을 발생시킨 후 프라이머 코팅층(113)을 상기 코로나방전(110)처리 된 인쇄면에 적층시켜 접착력을 향상시킨다.
상기와 같이 절연성베이스원단(102)에 형성되는 프라이머 코팅층(113)은 아크릴계수지, 폴리에틸렌계수지, 폴리우레탄계수지 및 이들의 공중합체 중 1종 이상을 단독 또는 혼용하여 제작되는 수지를 코로나 방전(110)처리 된 절연성베이스원단(102) 면에 1~50㎛의 두께로 도포하여 형성하며, 바람직하게는 2~10㎛를 도포하여 형성한다.
한편, 열가소성수지층(125)은 EVA나 PE, EEA 수지 중 1종 이상을 단독 또는 혼용하여 형성된 수지를 상기 프라이머 코팅층(113)에 10~50㎛의 두께로 적층시켜 형성하며, 바람직하게는 15㎛를 형성한다.
그리고, 카본발열부(115)는 전원을 투입 시 저항열에 의해 발열기능을 갖도록 소정의 패턴으로 프라이머코팅층(113) 위에 도전성 카본페이스트를 인쇄 후 건조하여 구성된다. 이러한 카본페이스트의 수지성분은 절연성베이스원단(115)에 코팅된 프라이머 코팅층(113)과 같은 수지로 제작된 카본페이스트를 사용하여 건조 후 상호 바인더 역할을 할 수 있도록 한다.
실버부(118)는 절연성베이스원단(102)에 인쇄된 카본발열부(115)의 양단에 일정한 간격을 유지하여 인쇄 건조되며, 전극을 통해 통전되는 전류를 카본발열부(115)로 접촉저항이 없이 원활히 전달하도록 구성된다. 상기와 같은 카본발열부(115)와 실버부(118)는 1°카본인쇄와 2°실버인쇄가 상호 바뀌어도 무방하다.
그리고, 전극(120)은 실버부(118)와 접촉되도록 상기 실버(118) 상부에 중첩시켜 공급되는 전류를 원거리의 카본발열부(115) 전체에 동일한 발열성능을 갖도록 형성된다. 상기 전극(120)의 재질로는 동박판이나 알루미늄박판 또는 동이나 알루미늄을 주석으로 도금한 비금속박판을 이용한다.
카본측정부(130)는 카본발열부(115)와 소정의 이격거리를 두고 상기 카본발열부(115)에 인쇄되는 동일한 저항수치의 카본페이스트로 동시에 인쇄시켜 건조된다. 저항열에 의해 발열되는 카본발열부(115)의 외곽에 도 5와 같이 카본측정부(130)가 소정의 이격거리를 두면서 인쇄형태가 끊어짐이 없이 연속적인 인쇄패턴을 가지도록 구성된다. 이러한 카본측정부(130)에 저항수치를 시각적으로 모니터링 하도록 저항측정기(135)를 이용해 일정한 간격을 저항탐침봉(138)으로 탐침하여, 카본측정부와 동일한 카본페이스트로 인쇄된 카본발열부(115)의 저항을 간접적인 방법으로 확인할 수 있다. 또한, 도 6과 같이 다르게 형성이 되는 카본발열부(115)가 블록(block)구조로 형성되어 일정간격을 두고 반복적으로 인쇄되는 패턴이 형성되는 카본측정부(130a)로써, 카본발열부(115)의 양쪽 끝단에 일정한 부분을 저항측정기(135)로 직접 탐침하여 저항수치를 측정하는 구조를 가진다.
코팅지(114)는 상기 카본발열부(115) 표면이 고온으로 발열되는 경우와 물리적인 손상 등에 의해 카본발열부(115)와 실버부(118)의 저항 값이 변화되는 것을 방지한다. 이러한 코팅지(114)는 절연성베이스원단(102)과 접착시키기 위해 상기 절연성베이스원단(102)과 동일한 방법으로 코팅지(114)의 접착면을 코로나 방전(110)처리 후 프라이머 코팅층(113)을 아크릴계수지, 폴리에틸렌계수지, 폴리우레탄계수지 및 이들의 공중합체 중 1종 이상을 단독 또는 혼용하여 제작되는 수지를 코로나 방전(110)처리 된 코팅지(114)의 접착면에 1~50㎛의 두께로 도포하여 형성하며, 바람직하게는 2~10㎛를 도포하여 형성한다. 또한, 상기 프라이머 코팅층(113)에 열가소성 수지층(125)을 적층시켜 구성하는데, EVA나 PE, EEA 수지 중 1종 이상을 단독 또는 혼용하여 형성된 열가소성수지를 20~200㎛의 두께로 형성하며, 바람직하게는 50~75㎛를 형성한다.
상기와 같이 카본발열부(115)와 실버부(118), 카본측정부(130), 전극(120)이 형성된 절연성베이스원단(102)과 코팅지(114)를 열라미네이팅기기로 열압착시켜 밀폐되도록 구성되며, 습기에 의한 박리현상을 제거하고 접착력이 우수하도록 구성된 면상발열체(100)를 제공하게 된다.
이상에서 바람직한 실시예를 도시하여 설명하였으나 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 고안이 속하는 기술분야의 사상적 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능한 범주까지 귀속할 수 있다 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본고안은 절연성베이스원단이나 코팅지의 자체 기공으로 투습되는 습기를 차단시키고, 고가의 실버를 절약할 수 있으며, 제조 시 상시적으로 카본의 저항수치를 모니터링 하여 면상발열체의 제조 불량률을 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 이러한 효과를 통해 제품의 가격경쟁력 확보를 얻을 수 있으며, 안정된 발열효과를 갖는 안전한 면상발열체를 제공하는 효과가 있다.
[도 1] 은 종래의 면상발열체를 보인 도면
[도 2] 는 본 고안에 따른 면상발열체를 보인 사시도
[도 3] 은 본 고안에 따른 면상발열체를 보인 평면도
[도 4] 는 본 고안에 따른 면상발열체를 보인 단면도
[도 5] 는 본 고안에 따른 면상발열체 카본발열부의 간접적인 저항 측정을 보인 평면도
[도 6] 는 본 고안에 따른 면상발열체 카본발열부의 직접적인 저항 측정을 보인 평면도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 면상발열체 102 : 절연성베이스원단
110 : 코로나 방전 113 : 프라이머 코팅층
114 : 코팅지 115 : 카본발열부
118 : 실버부 120 : 금속전극
125 : 열가소성수지층 130 : 카본측정부
130a : 카본측정부 135 : 저항측정기
138 : 저항탐침봉
Claims (5)
- AC용 또는 DC용 전원을 이용하여 온열을 발산하는 면상발열체(100)에 있어서, 인쇄되는 일면에 코로나 방전(110)처리 한 후 프라이머 코팅층(113)과 열가소성수지층(125)을 갖는 절연성베이스원단(102); 저항열에 의해 발열기능을 갖도록 상기 절연성베이스원단(102)에 인쇄 건조되는 카본발열부(115);와 전류의 흐름을 원활하게 하고 카본발열부(115)에 접촉저항이 발생되지 않도록 상기 카본발열부(115) 양단에 소정의 간격으로 인쇄 건조되는 실버부(118); 카본발열부(115)와 소정의 이격거리를 두고 상기 카본발열부(115)에 인쇄되는 동일한 저항수치의 카본페이스트로 동시에 인쇄시켜 건조되는 카본측정부(130); 상기 카본발열부(115)의 원거리까지 전류를 통전하도록 실버부(118)와 접촉되어지는 전극(120); 카본발열부(115)와 실버부(118)의 저항 변화를 안정시켜주도록 코로나 방전(110)처리한 후 소정의 두께로 프라이머 코팅층(113)과 열가소성수지층(125)을 갖는 코팅지(114)가 상기 절연성베이스원단(102)과 열압착 되는 것을 특징으로 하는, 면상발열체
- 청구항 1에 있어서;절연성베이스원단(102)과 코팅지(114)에 형성되는 프라이머 코팅층(113)이 아크릴계수지, 폴리에틸렌계수지, 폴리우레탄계수지 및 이들의 공중합체 중 1종 이상을 단독 또는 혼용하여 형성된 수지를 코로나 방전(110)처리 된 절연성베이스원단(102)과 코팅지(114)에 1∼50㎛의 두께로 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 면상발열체
- 삭제
- 카본발열부(115)와 소정의 이격거리를 두고 끊어짐이 없이 연속적인 인쇄패턴을 형성하여 카본발열부(115)의 저항을 간접적으로 판단하는 카본측정부(130)가 형성되는 것을 특징으로 하는, 면상발열체
- 삭제
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