KR20070000259U - 면상발열체의 전극 부재와 전선의 연결 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 면상발열체에서 핫멜트 접착제가 코팅된 필름 부위를 용이하게 제거하는 방법을 제공함으로써 면상발열체의 금속박과 전선이 연결된 압착 단자가 면상으로 직접 접촉 되게 하여 전기적으로 안정한 연결 상태를 이루게 되도록 하여 접촉불량에 의한 화재발생 우려가 없고 전기적 안정성이 증대된 면상발열체의 전선 연결방법을 제공한다.

면상발열체, 전극, 단자연결, 전선

Description

면상발열체의 전극 부재와 전선의 연결 방법 {Method of connecting Planar Heating Panel electrodes and Power Cable}

도 1 은 면상발열체를 간략하게 나타낸 사시도

도 2 는 면상발열체의 단면도

도 3 은 전선과 면상발열체 연결용 압착단자의 일례

도 4 는 전선과 면상발열체 연결용 압착리벳의 일례

도 5 는 종래기술에 의한 면상발열체와 압착단자 또는 리벳의 연결 단면

도 6 은 본 발명에 따른 필름의 가열 흠집 제조 도구의 개념도

도 7 은 원형과 사각형 모양의 흠집 제조 팁의 사시도

도 8 은 흠집 제조팁의 대표적인 세가지 단면 형상의 예들

도 9 는 본 발명에 따라 제거된 절연 필름 부위의 단면도

도 10 은 본 발명에 의한 면상발열체와 압착단자 또는 리벳의 연결 단면

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 카본코팅 발열 저항층

2 : 통전용 금속 전극부재 (동박테이프)

3 : 절연용 고분자 필름

4 : 핫멜트 접착제가 코팅된 절연용 고분자 필름

5 : 실버페이스트 코팅층

6 : 손잡이

7 : 발열 히터부

8 : 흠집 제조 팁

면상발열체는 평면상의 유연 발열체로 종래의 니크롬선을 이용한 것과는 달리 여러 가닥의 저항선을 사용하는데 한가닥의 저항선이 끊어지더라도 발열특성이 유지되는 장점이 있다 이런 이유로 면상발열체는 전기장판으로 바닥에 깔거나 판재와 일체적으로 판넬을 형성하여 난방용 마루판, 벽판으로 널리 이용되고 있다.

현재 면상발열체는 외관상 여러 가지 형태로 제조되고 있으나 개념적으로 구분하자면 필름인쇄형과 발열섬유직조형의 두가지 방법으로 제조된다고 할 수 있겠다. 필름인쇄형은 도 1 에서 예시한 것처럼 폴리에스테르 필름이나 폴리우레탄 필름과 같은 유연한 고분자 필름 위에 도전성 잉크를 인쇄하여 발열 저항층으로 사용하고 도전성 잉크가 인쇄된 양단에 금속박으로 된 전극을 배치한 후 절연용 고분자 필름을 다시 합지하여 제조되는 형태이다. 절연용 고분자 필름은 합지가 용이하게 되도록 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체와 같은 핫멜트 접착제가 코팅된 폴리에스테르 필름이 주로 사용된다. 이렇게 제조된 면상발열체의 단면도를 도 2에 나타내었다.

이와 같이 제조된 면상발열체에 전선을 연결하기 위하여 핫멜트 접착제가 코팅된 폴리에스테르 필름 부위를 칼로 잘라내고 금속박을 노출시킨 후 그 위에 납땜을 하는 방법과 무납땜형 전선연결 방법으로 도 3에 나타낸 것과 같은 압착단자나 도 4에 나타낸 것과 같은 압착리벳을 이용하는 방법들이 이용되고 있다.

납땜을 하는 방식에서는 금속박을 노출시키기 위해 핫멜트 접착제가 코팅된 폴리에스테르 필름 부위를 칼로 잘라내고 필름을 벗겨내게 되는데 이 과정에서 금속박이 손상을 입을 가능성이 매우 높다. 또 납땜 과정에서 발생하는 고열로 인해 납땜 부위 주변이 손상되거나 변형되게 되어 전기적 안정성이 저하되는 단점이 있다.

무납땜 방식으로 사용되는 압착단자나 압착리벳을 이용하는 방식에서는 특수하게 설계된 부품을 사용하여 필름을 제거하지 않고 면상발열체의 전극으로 사용되는 금속박과 전선을 연결하는 방식으로 시공하기가 매우 용이하여 널리 통용되고 있는 연결 방식이다. 그러나 이와 같은 방식의 경우 도 5에 나타낸 바와같이 금속 박과 압착 단자간의 접촉은 거의 선상 접촉이며 접촉 면적 매우 작아 전기적으로 매우 불안한 연결상태가 되는 단점이 있다.

본 발명에서는 면상발열체에서 핫멜트 접착제가 코팅된 필름 부위를 용이하게 제거하는 방법을 제공하고 면상발열체의 금속박과 전선이 연결된 압착 단자가 면상으로 직접 접촉 되게 하여 전기적으로 안정한 연결 상태를 이루게 하는데 그 목적이 있다.

현재 보편적으로 사용되는 난방용 면상발열체는 약 0.1 - 0.2 mm 두께의 폴리에스테르 필름위에 도전성 카본 잉크를 발열 저항층으로 인쇄하고 건조한 다음 이 카본 잉크의 양단에 실버 페이스트를 전극으로 코팅 건조한 필름과 동박 테이프 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)와 같은 접착제가 코팅된 폴리에스테르 필름을 약 85 - 200 ℃ 사이에서 고온합지 (Hot Lamination) 함으로써 제조된다.

본 발명에서 목적하는 면상발열체에서 핫멜트 접착제가 코팅된 필름 부위를 용이하게 제거하고 면상발열체의 금속박과 압착단자가 면상으로 직접 접촉 연결 되게 하기 위하여는, 첫째 핫멜트 접착제가 코팅된 필름 부위에 제거하려는 모양의 틀을 가진 도구를 가열하여 흠집을 내고 필름을 물리적 힘을 가해 제거하는 단계, 둘째 제거되지 않은 핫멜트 접착제를 용제를 이용하여 녹여 내고 금속박이 표면에 완전히 노출되도록 하는 단계, 셋째 압착단자나 압착리벳을 이용하여 전선과 금속박을 연결하는 단계로 구분할 수 있다.

첫째 단계인 핫멜트 접착제가 코팅된 필름 부위에 제거하려는 모양의 틀을 가진 도구를 가열하여 흠집을 내고 필름을 물리적 힘을 가해 제거하는 단계를 세부적으로 설명하면 다음과 같다. 핫멜트 접착제의 용융 온도는 통상 200 ℃ 이하이며 보통 80 ℃ 에서 130 ℃ 것들이 많이 쓰이고 있다. 폴리에스테르 필름에 사용되는 수지의 용융점은 250 ~ 260 ℃ 정도로 핫멜트 접착제 수지 보다는 훨씬 높다. 따라서 제거하려는 모양의 형상을 가진 도구를 폴리에스테르 수지의 용융점 까지 가열한 후 전선을 연결하고자 하는 면상발열체 부위에 대고 살짝 눌러 흠집을 만든 후 핫멜트 접착제가 식어서 완전히 굳기 전에 핀셋이나 손톱 등을 이용해 폴리에스테르 수지를 벗겨 내면 동박 부위에 손상이 없이 필름을 벗겨 낼 수 있다.

필름 제거에 필요한 도구는 도 6에 예시한 것과 같이 손잡이 부위, 발열 히터 부위, 흠집 제조 팁 부위로 구성되어 납땝용 전기인두와 같이 간편히 제조될 수 있다. 이와 같은 도구는 팁 형상을 바꿈으로써 제거되는 필름부위의 형상을 마음대로 조절할 수 있는데 도 7에는 원형과 직사각형으로 제거할 경우의 간단한 팁 형상을 나타내었다. 팁의 단면도 필름에 흠집을 내기에 용이하도록 여러 가지 형태로 제작될 수 있는데 도 8에는 대표적인 세가지 형상의 팁 단면도를 나타내었다.

둘째 단계는 제거되지 않은 핫멜트 접착제를 유기 용제를 이용하여 녹여 내고 금속박이 표면에 완전히 노출되도록 하는 단계이다. 핫멜트 접착제로 많이 사용되는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 수지는 보통의 용제에는 잘 녹지 않으나 톨루엔, 테트라하이드로 퓨란 등과 같은 방향족 탄화수소계 용제에는 잘 녹는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 유기용제를 면봉과 같은 것에 발라 문지르면 첫째 단계에서 완전히 제거되지 않은 핫멜트 접착제 성분을 완전히 제거해 내고 금속박을 노출시킬 수 있다. 그러나 상기와 같은 유기용제는 발암물질로 분류되어 있어 일반적인 건설 시공 기술자가 사용하기에는 적합하지 않다. 따라서 본 발명에서는 인체에 대한 독성이 거의 없으면서 핫멜트 접착제를 잘 용해할 수 있는 용제로는 데카하이드록시나프탈렌이 있다 따라서 본 발명에서는 데카하이드록시나프탈렌을 최소 20 중량부 이상 100 중량부 이하 함유하는유기용제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 둘째 단계를 통하여 핫멜트 접착제 성분까지 완전히 제거된 면상발열체의 단면도를 도 9에 나타내었다.

셋째 압착단자나 압착리벳을 이용하여 전선과 동박을 연결하는 단계에서는 이미 시중에 유통되고 있는 도 3과 도 4 에 제시한 것과 같은 무납땜형 압착단자나 압착리벳을 이용하여 도 9에서와 같이 표면에 노출된 면상발열체의 동박에 전선을 연결하게 된다. 이렇게 본 발명을 통하여 연결된 면상발열체의 단면을 도 10에 나타내었는데 종래 기술인 도 5에 비하여 동박과 단자간의 접촉 면적이 크게 확대되 어 전기적 안정성이 획기적으로 증대될 수 있음을 알 수 있다.

본 발명따라 면상발열체에서 핫멜트 접착제가 코팅된 필름 부위를 용이하게 제거하게 되고 면상발열체의 금속박과 전선이 연결된 압착 단자가 면상으로 직접 접촉 되게 하여 전기적으로 안정한 연결 상태를 이루게 되게 된다

Claims (3)

1. 면상발열체에서 전극으로 사용되는 금속박과 전선을 연결하는데 있어 절연 필름을 벗겨내기 위해 가열된 도구를 사용하여 절연 필름에 흠집을 내고 절연 필름을 벗겨낸 후 유기 용제를 사용하여 필름의 잔여물을 용해 시켜 내어 금속박을 표면에 완전히 노출시킨 후 노출된 금속박에 압착단자나 압착리벳을 직접 연결하도록 하게 하는 면상발열체와 전선의 연결 방법
2. 청구항 1의 가열된 도구는 손잡이와 발열 히터부와 흠집 형상 팁으로 구성되어 있는 것
3. 청구항 1의 유기용제는 데카하이드록시나프탈렌을 최소 25중량부 이상 100 중량부 이하를 함유하는 것

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