KR20110010738A

KR20110010738A - 바닥 난방용 평면형 발열재

Info

Publication number: KR20110010738A
Application number: KR1020107026444A
Authority: KR
Inventors: 에드워드 치버스; 노먼 엘 로우웬; 조나단 윌너; 로버트 피 암보르스키
Original assignee: 얼터너티브 히팅 시스템스 인코포레이티드
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2011-02-07
Also published as: US8575523B2; IL208842A0; EP2283698A1; CA2722029C; US20140190957A1; US20090266810A1; CA2722029A1; CA2810303A1; WO2009129595A1; JP2011518419A

Abstract

본 발명의 발열재는, 두 개의 유연성 전기절연 플라스팅 층들을 포함하고, 이 층 사이에 발열재 방향으로 연장되는 제1 도체 및 제2 도체를 구비하며, 발명재의 측변에는 상기 도체에 직각 방향으로 인쇄되어 있는 도전성 띠의 열이 구비된다. 캐리어에 적층되는 금속 포일 시트를 포함하는 접지층이 상기 발열재에 적층된다. 역청 재료의 파손방지막 형태의 보강층이 일표면에 부착되며, 섬유 보강 재료로 된 보강층이 그 반대면에 부착되어 타일 접착층과 접합된다. 전기절연성 재료로 이루어진 제1 및 제2 띠가 제1 및 제2도체 위에 부착되어서 클램프형 단자가 각각 삽입될 수 있는 슬롯을 이루도록 한다.

Description

바닥 난방용 평면형 발열재{PLANAR HEATING ELEMENT FOR UNDERFLOOR HEATING}

본 발명은 타일 시공된 또는 기타 구조의 바닥을 가열하는 바닥 난방에 전형적으로 사용되는 형태의 발열재에 관한 것이다.

바닥 난방용 전기 발열재가 널리 사용되고 있다. 한 가지 구조 예를 들자면, 이 발열재에는, 상부 및 하부에 폴리에스테르 재료층이 놓여진 긴 시트(elongate sheet) 형태의, 전기절연성의 유연한 폴리에스테르가 코팅된 부재를 포함하며, 이 부재에는 양측변을 따라서, 각 층 사이에 있는 상기 부재의 길이 방향으로 평행하게 지나가는 두 개의 전극이나 버스 바(bus bar)가 포함된다. 상기 폴리에스테르층 중 하층 상면에는 상기 전극에 직각으로 도전성 잉크 띠의 열(row of conductive ink strips)이 인쇄되어 상기 전극에 연결됨으로써, 긴 시트를 횡단하는 형태의 병렬 전열 회로(parallel electrical heating circuits)를 구성하고 있다. 도전성 가열 띠가 인쇄된 상면에 부착되는 전극은 주석도금 구리로 만들 수 있으며, 이를 하층의 측변 위에 인쇄되어 있는 은 잉크(silver ink)에 덮을 수 있다. 인쇄된 가열 도체와 버스 바 위에는 상층이 덮여진다.

여러가지 예들이 WO 2008/063173(발명자: 서, 출원인: 카보닉히트사 (Carbonic Heat Corp.), 공개일: 2008. 5. 29.), WO 2007/008724(발명자: 서, 출원인: 카보닉히트사(Carbonic Heat Corp.), 공개일: 2007. 1. 18.), WO 01/65891(발명자: 마스틸러(Marstiller), 출원인: 칼로릭사(Calorique Ltd.), 공개일: 2001. 9. 7.)에 개시되어 있다.

다른 구조의 예를 들자면, 발열재에는 면포류(scrim) 속에 내장되거나 부착되는 구불구불한 연속적인 열선이 포함되는데, 이 열선은 바닥재 아래의 기초바닥 (sub-floor)을 덮을 수 있는 층을 이루고 있다.

이러한 발열재들은 다양한 용도로 잘 알려져 있으며 널리 사용되고 있다. 본 출원에 관련하여 바람직하지만 절대적인 것은 아닌 용도를 들자면, 타일 등의 바닥재를 난방하는 것을 들 수 있다. 이 용도의 경우에 발열재는 바닥재 아래의 기초바닥과 이 기초바닥을 덮는 피복재 사이에 위치하게 되는데, 이 발열재 위에 바닥재가 접착 시공된다. 발열재는 또한 다른 유형의 피복재(예를 들어, 콘크리트)와 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 일 목적은 상기와 같은 일반적인 형태의 발열재를 개선하기 위한 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면,

절연성 물질로 형성되며 제1표면과 제2표면을 갖는 편평(扁平) 시트(flat sheet)와; 전압이 양자간에 인가되는 제1도체 및 제2도체와; 제1도체와 제2도체 사이에서 연장되며 제1표면과 제2표면 사이에 놓여지고, 상기 전압에 의해 발생하는 전류가 통전되어 상기 편평 시트의 실질적으로 전체에 걸쳐서 열을 발생하는 도전 물질;을 포함하는 발열재(heating element) 및

상기 발열재에 적층되고, 상기 발열재를 형성하는 편평 시트의 제1표면에 부착되는 도전성 포일 시트(a sheet of conductive foil)와 이 포일 위에 있는 전기 절연성 플라스틱 재료로 된 피복층(covering layer)을 포함하는 접지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발열재(composite heating element)가 제공된다.

상기 발열재는

상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성(flexible) 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,

상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들(edges)을 갖는 긴 시트(elongate sheet)를 형성하고,

상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,

상기 도전 물질은, 상기 전극에 직각으로 부착되는 도전성 띠의 열(row of conductive strips)로 형성되며, 상기 전극에 접촉하여 상기 긴 시트를 가로지르는 병렬 전열 회로(parallel electrical heating circuits)를 구성하여, 상기 전압이 상기 띠에 가열 전류를 생성하는 것이 바람직하다.

다양한 종류의 평면형 발열재를 사용할 수 있는데, 종이 재료를 이용하여 이를 도체 위에 사용하며 종이 위에 도체와 잉크를 인쇄할 수도 있다.

상기 도전성 띠는 인쇄된 도전성 잉크인 것이 바람직하다.

상기 제1층과 제2층은 폴리에스테르인 것이 바람직하다.

화재 방지를 위하여 상기 발열재의 제2표면에 도전성 포일(foil)로 된 제2의 시트가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 발열재의 일면에 파손방지막(anti-fracture membrane)을 포함하는 보강층이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 파손방지막은 복원력이 있는 탄성층(resilient elastomeric layer)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 탄성층은 역청(bitumen)인 것이 바람직하다.

상기 파손방지막의 바깥쪽 면은 압력 민감성 접착면(pressure sensitive adhesive surface)을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

상기 압력 민감성 접착면은, 이 접착면을 노출시키기 위해서 벗겨낼 수 있는 박리 시트로 덮여 있는 것이 바람직하다.

상기 파손방지막은 반투명인 것이 바람직하다.

상기 발열재는, 상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,

상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측벽들을 갖는 긴 시트를 형성하고,

상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가 전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,

상기 발열재는 또한, 제1도체 위에 위치하여 제1도체와의 사이에 제1슬롯을 형성하여, 이 제1슬롯에 제1단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제1띠; 제2도체 위에 위치하여 제2도체와의 사이에 제2슬롯을 형성하여, 이 제2슬롯에 제2단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제2띠를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 띠와 도체 사이에는 접착제가 사용되지 않는 것이 바람직하다.

상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 도체를 물어서 결합하는 클램프 물림턱(jaw of a clamp)인 것이 바람직하다.

상기 제1띠는 그 폭이 상기 제2띠의 폭보다 넓어서, 접지층 연결용 단자의 접촉자를 수용하는 위치를 제공하는 것이 바람직하다.

상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 접지층을 물어서 결합하는 클램프 물림턱인 것이 바람직하다.

발열재의 제1측 상에 가장 바깥면을 형성하며, 타일 접착층에 결합되기 위한 섬유질 접합층을 형성하는, 섬유 보강 재료로 된 보강층을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 금속포일층 및 플라스틱 재료 피복층은 상기 발열재를 이루는 시트 위에 통상의 적층물로서 부착되도록 미리 가공된 적층물로 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 미리 가공된 적층물은 양면에 접착층이 있는 플라스틱 시트 형태의 적층재에 의해서 상기 발열재에 적층되는 것이 바람직하다.

상기 포일의 두께는 0.001인치보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 제2측면에 따르면,

절연성 물질로 형성되며 제1표면과 제2표면을 갖는 편평 시트와; 전압이 양자간에 인가되는 제1도체 및 제2도체와; 제1도체와 제2도체 사이에 연장되며 제1표면과 제2표면 사이에 놓여지고, 상기 전압에 의해 발생하는 전류가 통전되어 편평 시트의 실질적으로 전체에 걸쳐서 열을 발생하는 도전 물질을 포함하는 발열재; 및

상기 발열재의 일면에 부착되며, 파손방지막을 포함하는 보강층;

상기 발열재의 제1측의 가장 바깥면을 형성하며, 타일 접착층에 결합되기 위한 섬유질 접합층을 형성하는, 섬유 보강 재료로 된 보강층을 포함하는 복합 발열재가 제공된다.

본 발명의 제3측면에 따르면,

절연성 물질로 형성되며 제1표면과 제2표면을 갖는 편평 시트와; 전압이 양자간에 인가되는 제1도체 및 제2도체와; 제1도체와 제2도체 사이에 연장되며 제1표면과 제2표면 사이에 놓여지며, 전압에 의해 발생하는 전류가 통전되어 편평 시트의 실질적으로 전체에 걸쳐서 열을 발생하는 도전 물질을 포함하는 발열재를 포함하고,

상기 발열재는,

상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,

상기 층들은 서로 겹쳐져서 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들을 갖는 긴 시트를 형성하고,

상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열체를 따라 연장되며 인가 전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하며,

상기 발열재는 또한,

제1도체 위에 위치하여 제1도체와의 사이에 제1슬롯을 형성하여, 이 제1슬롯에 제1단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제1띠; 제2도체 위에 위치하여 제2도체와의 사이에 제2슬롯을 형성하여, 이 제2슬롯에 제2단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제2띠를 포함하는 복합 발열재가 제공된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면,

기초바닥(sub-floor);

상기 기초바닥 위에 부착되는 타일층; 및

상기한 발열재를 포함하고,

섬유 보강 재료로 된 보강층이 상기 발열재의 상면에 위치하여 접착제에 의하여 바닥층과 결합되고,

파손방지막이 상기 발열재의 하면에 위치하여 상기 기초바닥에 결합되는 타일시공 바닥이 제공된다.

본 발명에 의하면, 종래의 일반적인 발열재의 구조를 개선함으로써, 효율적으로 바닥을 가열할 수 있는 개선된 구조의 복합 발열재를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 대해서 아래와 같은 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 타일시공 바닥을 위한 본 발명에 따른 복합 발열재의 일측변(edge)의 끝단(end) 부위의 단면도이다.
도 2는 도 1의 측변 전체를 도시한 단면도이다.
도 3은 측변 전체를 도시한 도 2와 유사한 끝단의 정면도를 나타내는 것으로서, 제1, 제2도체 및 접지층에 결합된 도체 클램프를 보여주고 있다.
도 4는 도 3과 유사한 것으로서 끝단의 분해 정면도이다.
도 5는 도 1의 각 구성품을 나타내는 평면도이다.
상기 각 도면에서 사용된 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

우선 특히 도 1, 2, 5를 참조하면, 본 발명에 따른 복합 발열재(19)의 일실시예는, 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층(21); 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층(22)을 포함하는 발열재(20)를 포함한다. 이 구조에서 상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 도 5에 나타낸 것과 같이 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들(side edges)을 갖는 긴 시트(elongate sheet)를 형성하게 된다.

제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극(24)에 의하여 형성된다.

도전 물질이 제1도체와 제2도체 사이에 연결되며 제1표면과 제2표면 사이에 놓여짐으로써, 인가 전압에 의해서 전류가 이 도전 물질에 흘러서 상기 시트의 거의 전체에 걸쳐서 열을 발생시킨다. 도전 물질은 전극에 직각으로 도포 인쇄된 잉크층(26)에 의해 형성되는 도전성 띠의 열(a row of conductive strips)로써 형성되며, 이 열선 배열은 상기 전극(24,25)에 접촉하여 상기 긴 시트를 횡단하는 병렬 전열 회로를 구성하여, 인가 전압에 의해서 이 도전성 띠에 가열 전류가 생성된다. 인쇄 잉크층의 상부에는 은(실버)층(27)이 도포되어 버스 바(bus bar) 또는 전극 (24)에의 접촉성을 향상시킨다.

접지층(28)이 적층재(29)를 통해서 상기 발열재에 적층되는데, 접지층(28)은 전기 절연성 플라스틱 재료로 된 피복층(31)이 미리 입혀져 있는 도전 포일 (conductive foil)을 포함하고 있다. 이 접지층(28)은 발열재(20)를 이루고 있는 편평 시트의 제1표면(22)에, 적층 접착제가 도포되어 있는 플라스틱 재료층으로 형성된 적층재(29)를 통해서 적층된다. 이 밖에도 당업자에게 알려져 있는 다른 적층방법 및 적층재료를 활용할 수 있다.

제1도체와 제2도체(24,25)는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속적인 구리 전극에 의하여 형성된다. 제1층 및 제2층(22, 21)은 폴리에스테르로 이루어진다. 화재 방지를 위하여 발열재의 제2 표면(21)에는 도전성 포일로 된 제2 시트(도시 안함)가 제공될 수 있다.

발열재(20)의 아랫면인 제2표면(21)에는 보강층(31)이 제공되는데, 여기에는 역청(bitumen) 등과 같은 복원력이 있는 탄성층으로 형성되는 파손방지막(32:anti-fracture membrane)이 포함된다.

파손방지막(32)의 바깥쪽 면은 압력 민감성 접착면(33)과 이를 덮고 있는 박리 시트(release sheet:34)로 이루어지는데, 접착면을 노출시키기 위해서 박리 시트(34)를 35 지점에서 잡아서 벗겨낼 수 있다.

다른 구성으로서, 상기 파손방지막은 반투명이거나, 또는 적어도 내부의 도전성 잉크 띠(26)가 들여다 보임으로써 사용자가 상기 띠(26)를 자르는 것을 회피하면서 발열재를 가로방향으로 절단할 수 있는 것으로 구성할 수 있다.

전기 절연 재료로 된 제1띠(36)가 제1도체 위에 부착되는데, 이 제1띠와 제1도체 사이의 공간은 제1슬롯(37)으로 형성된다. 이 제1슬롯에 제1단자(38)의 전기 접촉자(도 3, 4)가 삽입된다.

또한 제2도체 위에 부착되는, 전기 절연 재료로 된 제2띠(40)는, 이 제2띠와 제2도체 사이의 공간을 제2슬롯으로 형성하는데, 제2슬롯에 제2단자(39)의 전기 접촉자가 삽입된다. 이들 슬롯은 상기 띠와 각 도체 사이에 접착제를 쓰지 않고 간편하게 단순 형성된다. 상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해 들어가 도체를 물어서 체결되는 하나의 클램프 물림턱(one jaw of a clamp)이다.

제1띠(36)는 그 폭이 제2띠(40)의 폭보다 넓어서, 접지층 연결 단자(41)의 전기 접촉자를 수용할 수 있도록 한다. 상기 단자들은 그 설치물의 전기절연에 필요한 정도로 절연체로 덮여진다.

마찬가지로, 단자(41)의 접촉자는 절연 재료로 된 층을 통해서 포일 접지층 (30)을 물어서 결합하는 하나의 클램프 물림턱이다. 단자(38, 39)의 접촉자가 아래 방향으로 접지층으로부터 공간을 두고 부착되기 때문에, 이들 단자는 접지층에 연결되지 않는다. 또한 단자(41)가 도체(24)로부터 공간을 두고 띠(36)를 따라 위치하기 때문에, 이 단자는 띠(26)와 연결되지 않는다.

섬유 보강 재료로 이루어진 보강층(45)이 적층재(46)에 의해 적층되어서 발열재의 제1면 또는 상면 위의 가장 바깥쪽 층을 이룬다. 여기서, 상기 섬유 보강 재료는 타일 접착층에 결합되기 위한 섬유질 접합층을 이룬다.

금속 포일층(30)과 플라스틱 재료의 피복층(31)은 발열재를 이루는 상기 시트 위에 통상의 적층물로서 부착되도록 미리 가공된 적층물(pre-formed laminate)이다. 여기서 포일의 두께는 0.001인치보다 작고, 바람직하게는 대략 0.00035인치인 것이 좋다.

따라서 상기 구조에서는 적은 비용으로 전류를 흘리기에 충분한 두께를 갖는 얇은 규격의 알루미늄을 사용하고 있다. 이 얇은 알루미늄 자체는 구조적 강도를 갖지 않기 때문에(쉽게 찢어지고 변형됨), 본 발명의 적층 구조물을 용이하게 가공할 수 있게 된다.

알루미늄은 가공할 수 있는 모든 구조적 강도를 갖는 폴리에스테르 캐리어 시트에 미리 적층된다. 이 알루미늄은 건식 가교 폴리에스테르 성분의 적층 접착제를 이용하여 폴리에스터에 단단히 접합된다. 이러한 구조는 통신용 실드케이블에 통상적으로 사용된다.

상부의 폴리에스테르와 하부의 발열재는 또한, 사용시에 상기 알루미늄이 부식성 물질에 노출되지 않도록 하는 배리어 필름의 역할을 한다.

도 4에 나타낸 것과 같이, 단자 클립(38, 39)은 파손방지막(32)을 부착하기 전에 조립되어야 한다.

다른 구조에 있어서는(도시하지 않음), 띠(36, 40)와 유사한 띠가 추가로 사용되어, 앞에서 설명한 슬롯과 유사한 비접착 공간 또는 슬롯을 제공한다. 그러나 이들은 앞에서 설명한 슬롯과는 달리, 파손방지막(32)과 띠(26)의 하부 사이에 단자 클립(38, 39)이 부착된다. 이로써 제작자는 보강층(45)과 같은 다른 층과 동시에 파손방지막을 부착할 수 있게 된다.

아래에 각 구성요소 조합의 특정 예들을 소개한다.

<예 1>

PET 부직포

19㎛ PE

13㎛ PET

19㎛ PE

25㎛ PET 필름

0.6㎛ PET 성분 접착제

9㎛ 알루미늄

19㎛ PE

13㎛ PET

19㎛ PE

51㎛ PET

95㎛ PE

구리 버스 바

도전성 잉크

114㎛ PET

762㎛ 역청

<예 2>

25㎛ PET 필름

0.6㎛ PET 성분 접착제

9㎛ 알루미늄

19㎛ PE

13㎛ PET

19㎛ PE

51㎛ PET

95㎛ PE

구리 버스 바

도전성 잉크

114㎛ PET

<예 3>

25㎛ PET 필름

0.6㎛ PET 성분 접착제

9㎛ 알루미늄

19㎛ PE

23㎛ PET

19㎛ PE

51㎛ PET

95㎛ PE

구리 버스 바

도전성 도료

114㎛ PET

본 발명의 "발열재"는 전기절연성의 유연한(flexible) 폴리에스테르가 코팅된 부재를 포함한다. 이 부재에는 상기 부재의 길이 방향으로 평행하게 지나가는 두 개의 전극이나 버스 바가 포함된다. 도전성 잉크 띠를 폴리에스테르 위에 상기 전극들에 직각으로 인쇄하여 전극들를 가로지르는 전기 회로를 형성한다. 이 도전성 잉크는 제곱피트(미터)당 요구되는 와트수에 해당하는 저항값을 값는데, 각 잉크 띠는 저항(옴)으로 계산되어서 발열부를 이루게 된다. 전체 발열재는 또 다른 전기 절연성 폴리에스테르 필름으로 덮여진다.

고장이나 장애에 대비하여 제3의 버스 바를 사용하여 여기로 접지전류가 흐르도록 할 수 있지만, 대부분의 경우에는 이를 생략할 수 있다. 왜냐하면 예컨대 제곱피트당 대략 10 내지 12와트를 발생하는 정도의 전류 크기에는 추가적인 도전체를 사용할 필요가 없으며 전술한 포일로서 충분하기 때문이다. 포일의 양면에 플라스틱 절연 물질(도시하지 않음)을 코팅할 수 있는데, 만일 버스 바를 사용하지 않는 경우에는 한쪽 면의 플라스틱 코팅층을 벗겨냄으로써 단일 지점에 접지층을 연결하기만 하면 될 뿐이다. 버스 바는 포일의 아래 또는 위에 위치할 수 있다. 상부의 보강층은 직조포 또는 "콜본드(Collbond)"로 알려져 있는 종류의 부직포일 수 있다.

추가적인 실시예로서(도시하지 않음), 상부의 직조포 또는 부직포로 된 보강층과 하부의 파손방지막은, 와이어 부재를 갖는 구조에 연관하여 사용될 수 있다. 여기서 이 와이어 부재는 접지판을 통해 접지하거나 접지하지 않는다. 이 와이어 부재는 면포류 내에 포함된다.

또다른 실시예(도시하지 않음)에서는, 접지층을 포함하는데, 이 접지층의 반대면에는 화재 방지를 위한 제2의 포일층이 포함된다. 발열재는 파손방지막의 일부로서 파손방지막 내에 포함시킬 수도 있고, 제작자에 따라서는 별도로 부착할 수도 있다.

본 발명의 구성은 바닥재 아래의 기초바닥(sub-floor), 이 기초바닥 위에 부착된 타일층, 그리고 발열재로 구성되는 타일시공된 바닥에 활용될 수 있다. 이 발열재에 있어서는, 섬유 보강 재료로 된 보강층이 발열재의 상면에 위치하며 타일 접착제에 의해서 타일층에 접합되고, 파손방지막은 발열재의 하면에 위치하며 기초바닥에 접합된다.

앞에서 설명한 본 발명에서 다양한 변형이 이루어질 수 있으며 특허청구범위의 기술적사상과 범위를 이탈하지 않는 범위에서 명백히 크게 다른 많은 실시예들이 도출될 수 있기 때문에, 본 명세서에 포함된 모든 내용은 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야지 제한하는 것으로 해석되어서는 아니될 것이다.

Claims

절연성 물질로 형성되며 제1표면과 제2표면을 갖는 편평(扁平) 시트(flat sheet)와; 전압이 양자간에 인가되는 제1도체 및 제2도체와; 제1도체와 제2도체 사이에서 연장되며 제1표면과 제2표면 사이에 놓여지고, 상기 전압에 의해 발생하는 전류가 통전되어 상기 편평 시트의 실질적으로 전체에 걸쳐서 열을 발생하는 도전 물질;을 포함하는 발열재(heating element) 및
상기 발열재에 적층되고, 상기 발열재를 형성하는 편평 시트의 제1표면에 부착되는 도전성 포일 시트(a sheet of conductive foil)와 이 포일 위에 있는 전기 절연성 플라스틱 재료로 된 피복층(covering layer)을 포함하는 접지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 발열재(composite heating element).
제1항에 있어서, 상기 발열재는
상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성(flexible) 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,
상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들(edges)을 갖는 긴 시트(elongate sheet)를 형성하고,
상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,
상기 도전 물질은, 상기 전극에 직각으로 부착되는 도전성 띠의 열(row of conductive strips)로 형성되며, 상기 전극에 접촉하여 상기 긴 시트를 가로지르는 병렬 전열 회로(parallel electrical heating circuits)를 구성하여, 상기 전압이 상기 띠에 가열 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 복합 발열재.
제2항에 있어서, 상기 도전성 띠는 인쇄된 도전성 잉크인 복합 발열재.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1층과 제2층은 폴리에스테르인 복합 발열재.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 화재 방지를 위하여 상기 발열재의 제2표면에 도전성 포일(foil)로 된 제2 시트가 제공되는 복합 발열재.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발열재의 일면에 파손방지막(anti-fracture membrane)을 포함하는 보강층이 제공되는 복합 발열재.
제6항에 있어서, 상기 파손방지막은 복원력이 있는 탄성층을 포함하는 복합 발열재.
제7항에 있어서, 상기 탄성층은 역청(bitumen)인 복합 발열재.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 파손방지막의 바깥쪽 면은 압력 민감성 접착면(pressure sensitive adhesive surface)을 형성하고 있는 복합 발열재.
제9항에 있어서, 상기 압력 민감성 접착면은, 이 접착면을 노출시키기 위해서 벗겨낼 수 있는 박리 시트로 덮여 있는 복합 발열재.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파손방지막은 반투명인 복합 발열재.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열재는, 상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,
상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들을 갖는 긴 시트를 형성하고,
상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,
상기 발열재는 또한,
제1도체 위에 위치하여 제1도체와의 사이에 제1슬롯을 형성하여, 이 제1슬롯에 제1단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제1띠;
제2도체 위에 위치하여 제2도체와의 사이에 제2슬롯을 형성하여, 이 제2슬롯에 제2단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제2띠를 포함하는 복합 발열재.
제12항에 있어서, 상기 띠와 도체 사이에는 접착제가 사용되지 않는 복합 발열재.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 도체를 물어서 결합하는 하나의 클램프 물림턱(one jaw of a clamp)인 복합 발열재.
제12항 또는 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1띠는 그 폭이 상기 제2띠의 폭보다 넓어서, 접지층 연결용 단자의 전기 접촉자를 수용하는 위치를 제공하는 복합 발열재.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 접지층을 물어서 결합하는 하나의 클램프 물림턱인 복합 발열재.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 발열재의 제1측 상에 가장 바깥면을 형성하는 섬유 보강 재료로 형성된 보강층을 포함하며, 상기 보강층은 타일 접착층에 결합되기 위한 섬유질 접합층을 형성하는 복합 발열재.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속포일층 및 플라스틱 재료 피복층은 상기 발열재를 이루는 시트 위에 통상의 적층물로서 부착되도록 미리 가공되어 있는 적층물로 되어 있는 복합 발열재.
제18항에 있어서, 상기 미리 가공된 적층물은 양면에 접착층이 있는 플라스틱 시트 형태의 적층재(laminating layer)에 의해서 상기 발열재에 적층되는 복합 발열재.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일의 두께는 0.001인치보다 작은 복합 발열재.
절연성 물질로 형성되며 제1표면과 제2표면을 갖는 편평(扁平) 시트(flat sheet)와; 전압이 양자간에 인가되는 제1도체 및 제2도체와; 제1도체와 제2도체 사이에서 연장되며 제1표면과 제2표면 사이에 놓여지고, 상기 전압에 의해 발생하는 전류가 통전되어 상기 편평 시트의 실질적으로 전체에 걸쳐서 열을 발생하는 도전 물질;을 포함하는 발열재(heating element) 및
상기 발열재의 일면에 부착되며, 파손방지막을 포함하는 보강층;
상기 발열재의 제1측의 가장 바깥면을 형성하며, 타일 접착층에 결합되기 위한 섬유질 접합층을 형성하는, 섬유 보강 재료로 된 보강층을 포함하는 복합 발열재.
제21항에 있어서, 상기 발열재에 적층되며, 상기 발열재를 형성하는 편평 시트의 제1표면에 부착되는 도전 포일과 이 포일 위에 있는 전기 절연성 플라스틱 재료로 된 피복층을 포함하는 접지층이 제공되는 복합 발열재.
제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 발열재는
상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,
상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들을 갖는 긴 시트를 형성하고,
상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,
상기 도전 물질은, 상기 전극에 직각으로 부착되는 도전성 띠의 열로 형성되며, 상기 전극에 접촉하여 상기 긴 시트를 가로지르는 병렬 전열 회로(parallel electrical heating circuits)를 구성하여, 상기 전압이 상기 띠에 가열 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 복합 발열재.
제23항에 있어서, 상기 도전성 띠는 인쇄된 도전성 잉크인 복합 발열재.
제23항에 있어서, 상기 제1층과 제2층은 폴리에스테르인 복합 발열재.
제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 화재 방지를 위하여 상기 발열재의 제2표면에 도전성 포일로 된 제2 시트가 제공되는 복합 발열재.
제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파손방지막은 복원력이 있는 탄성층을 포함하는 복합 발열재.
제27항에 있어서, 상기 탄성층은 역청인 복합 발열재.
제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 파손방지막의 바깥쪽 면은 압력 민감성 접착면을 형성하는 복합 발열재.
제29항에 있어서, 상기 압력 민감성 접착면은, 이 접착면을 노출시키기 위해서 벗겨낼 수 있는 박리 시트로 덮여 있는 복합 발열재.
제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파손방지막은 반투명인 복합 발열재.
제23항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열재는, 상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,
상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들을 갖는 긴 시트를 형성하고,
상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,
상기 발열재는 또한,
제1도체 위에 위치하여 제1도체와의 사이에 제1슬롯을 형성하여, 이 제1슬롯에 제1단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제1띠;
제2도체 위에 위치하여 제2도체와의 사이에 제2슬롯을 형성하여, 이 제2슬롯에 제2단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제2띠를 포함하는 복합 발열재.
제32항에 있어서, 상기 띠와 도체 사이에는 접착제가 사용되지 않는 복합 발열재.
제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 도체를 물어서 결합하는 하나의 클램프 물림턱인 복합 발열재.
제32항 또는 제33항 또는 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1띠는 그 폭이 상기 제2띠의 폭보다 넓어서, 접지층 연결용 단자의 접촉자를 수용하는 위치를 제공하는 복합 발열재.
제32항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 접지층을 물어서 결합하는 하나의 클램프 물림턱인 복합 발열재.
제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속포일층 및 플라스틱 재료 피복층은 상기 발열재를 이루는 시트 위에 통상의 적층물로서 부착되도록 미리 가공되어 있는 적층물인 복합 발열재.
제37항에 있어서, 상기 미리 가공되어 있는 적층물은 양면에 접착층이 있는 플라스틱 시트 형태의 적층재에 의해서 상기 발열재에 적층되는 복합 발열재.
제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일의 두께는 0.001인치보다 작은 복합 발열재.
절연성 물질로 형성되며 제1표면과 제2표면을 갖는 편평 시트와; 전압이 양자간에 인가되는 제1도체 및 제2도체와; 제1도체와 제2도체 사이에서 연장되며 제1표면과 제2표면 사이에 놓여지고, 상기 전압에 의해 발생하는 전류가 통전되어 상기 편평 시트의 실질적으로 전체에 걸쳐서 열을 발생하는 도전 물질;을 포함하는 발열재를 포함하고,
상기 발열재는,
상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,
상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들을 갖는 긴 시트를 형성하고,
상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,
상기 발열재는 또한,
제1도체 위에 위치하여 제1도체와의 사이에 제1슬롯을 형성하여, 이 제1슬롯에 제1단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제1띠;
제2도체 위에 위치하여 제2도체와의 사이에 제2슬롯을 형성하여, 이 제2슬롯에 제2단자의 전기 접촉자가 삽입되도록 하는, 전기 절연 재료로 된 제2띠를 포함하는 복합 발열재.
제40항에 있어서, 상기 발열재에 적층되며, 상기 발열재를 형성하는 편평 시트의 제1표면에 부착되는 도전 포일 시트와 이 포일 위에 있는 전기 절연성 플라스틱 재료로 된 피복층을 포함하는 접지층이 포함되는 복합 발열재.
제41항에 있어서, 상기 발열재는
상기 제1표면을 형성하는 제1 유연성 전기절연 플라스틱층; 상기 제2표면을 형성하는 제2 유연성 전기절연 플라스틱층을 포함하고,
상기 층들은 서로 겹쳐져 결합되어 내측 표면과 외측 표면 및 겹쳐지는 측변들을 갖는 긴 시트를 형성하고,
상기 제1도체와 제2도체는, 상기 시트의 각 측변을 따라 상기 층 사이에서 발열재를 따라 연장되며 인가전압의 양단에 연결되도록 배치되는 두 개의 연속 전극을 포함하고,
상기 도전 물질은, 상기 전극에 직각으로 부착되는 도전성 띠의 열로 형성되며, 상기 전극에 접촉하여 상기 긴 시트를 가로지르는 병렬 전열 회로를 구성하여, 상기 전압이 상기 띠에 가열 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 복합 발열재.
제42항에 있어서, 상기 도전성 띠는 인쇄된 도전성 잉크인 복합 발열재.
제42항 또는 제43항에 있어서, 상기 제1층과 제2층은 폴리에스테르인 복합 발열재.
제42항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 화재 방지를 위하여 상기 발열재의 제2표면에 도전성 포일로 된 제2 시트가 제공되는 복합 발열재.
제42항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발열재의 일면에 파손방지막을 포함하는 보강층이 제공되는 복합 발열재.
제46항에 있어서, 상기 파손방지막은 복원력이 있는 탄성층을 포함하는 복합 발열재.
제47항에 있어서, 상기 탄성층은 역청인 복합 발열재.
제47항에 있어서, 상기 파손방지막의 바깥쪽 면은 압력 민감성 접착면을 형성하는 복합 발열재.
제49항에 있어서, 상기 압력 민감성 접착면은, 이 접착면을 노출시키기 위해서 벗겨낼 수 있는 박리 시트로 덮여 있는 복합 발열재.
제47항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파손방지막은 반투명인 복합 발열재.
제42항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 띠와 도체 사이에는 접착제가 사용되지 않는 복합 발열재.
제42항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 도체를 물어서 결합하는 하나의 클램프 물림턱인 복합 발열재.
제42항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1띠의 폭은 제2띠의 폭보다 넓어서, 접지층 연결용 단자의 접촉자를 수용하는 위치를 제공하는 복합 발열재.
제42항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉자는, 절연 재료로 된 층을 통해서 상기 접지층을 물어서 결합되는 하나의 클램프 물림턱인 복합 발열재.
제42항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 발열재의 제1측 상에서 가장 바깥면을 형성하며, 타일 접착층에 결합되기 위한 섬유질 접합층을 형성하는, 섬유 보강 재료로 된 보강층을 포함하는 복합 발열재.
제42항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속포일층 및 플라스틱 재료 피복층은 상기 발열재를 이루는 편평 시트 위에 통상의 적층물로서 부착되도록 미리 가공되어 있는 적층물인 복합 발열재.
제57항에 있어서, 상기 미리 가공되어 있는 적층물은 양면에 접착층이 있는 플라스틱 시트 형태의 적층재에 의해서 상기 발열재에 적층되는 복합 발열재.
제42항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포일의 두께는 0.001인치보다 작은 복합 발열재.
기초바닥(sub-floor);
상기 기초바닥 위에 부착되는 타일층; 및
청구항 제1항 내지 제59항 중 어느 한 항에 따른 발열재를 포함하고,
섬유 보강 재료로 된 보강층이 상기 발열재의 상면에서 타일 접착제에 의해서 타일층에 결합되고,
파손방지막이 상기 발열재의 하면에 위치하여 상기 기초바닥에 결합되는 타일시공 바닥(tiled floor).