KR20120102017A - Crabon fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자파가 적은 평면카본섬유 열선의 직조방법 및 평면카본섬유열선에 관한 것이다. The present invention relates to a method of weaving a flat carbon fiber heating wire having a low electromagnetic wave and a flat carbon fiber heating wire.
본 발명은 전자파가 적은 평면카본 열선의 직조방법 및 평면카본열선에 관한 것이다. 카본열선은 카본을 원재료로 하여 든 열선을 말하는데 종래의 카본열선은 PVC소재나 실리콘 소재로 피복을 씌워 일반 열선과 같은 형태로 제작을 하였으며 카본소재의 특성을 살리기 위해 소량의 나노카본을 PVC나 실리콘에 투입하였다. The present invention relates to a method of weaving a planar carbon heating wire and a planar carbon heating wire with few electromagnetic waves. Carbon heating wire refers to a heating wire made of carbon as a raw material. The conventional carbon heating wire is made of a PVC material or a silicon material, and is manufactured in the same form as a general heating wire, and a small amount of nanocarbon is made of PVC or silicon to make use of the carbon material. Was put in.
도1에 도시된 대한민국 실용신안 출원번호 20-1999-0013291호 ' 카본 섬유발열체를 이용한 자계극감형 전기발열선'의 경우 카본발열체를 절연체로 감싸서 단면이 둥근 형태로 만든것을 볼 수가 있으며 도6의 종래의 카본 열선과의 비교에서도 종래의 카본 열선은 굵고 단면이 원형인 형태로 제조된것을 볼 수 있다.
In the case of Korean Utility Model Application No. 20-1999-0013291 shown in FIG. In comparison with the carbon heating wire, the conventional carbon heating wire can be seen to be manufactured in the form of a thick cross section.
즉, 종래의 열선은 절연되어야 하기 때문에 외부에 절연체로 감싸어지며 제작의 편의를 위하여 단면이 둥근형태로 제작하는 경우가 많았다. 특히 굵게 만드는 경우에 열선을 지나는 전류가 커지기 때문에 절연층은 필수적이다. That is, the conventional heating wire is wrapped with an insulator on the outside because it has to be insulated, and in many cases, the cross section is manufactured in a round shape for the convenience of manufacturing. The insulation layer is essential because the current through the hot wire increases, especially in the case of thickening.
또한, 종래의 카본열선은 단면을 사각형이나 다른 형태로 한다고 하여도 그런식으로의 제작이 어려울 뿐 아니라 최종제품은 어느 정도의 높이(두께)를 가지고 있기 때문에 이것을 굳이 사각형의 단면으로 한다고 하여도 그 두께는 거의 비슷하기 때문에 굳이 단면을 다른형태로 만들 이유가 없었다.In addition, the conventional carbon heating wire is difficult to manufacture in that way even if the cross section has a square or other shape, and the final product has a certain height (thickness), so even if it is a square cross section, The thicknesses were so similar that there was no reason for the cross section to be different.
그런데 이러한 열선으로 제품을 제작하려면 열선자체의 두께가 문제가 되지 않도록 하기 위해서는 두께가 두꺼운 제품에만 사용되어야 하기 때문에 깔고 자는 전기매트외에는 사용용도가 제한되었다. However, in order to manufacture a product with such a hot wire, in order to prevent the thickness of the hot wire itself from being a problem, only a thick product should be used so that the use of the electric mat is limited.
즉, 덮고자는 이불이나 옷등에는 사용하여도 열선자체의 두께 때문에 제품이 무거워질뿐 아니라 덮고자는 이불은 덮다보면 구겨지는 경우가 많고 옷은 움직임에 따라 구부러져야 하는 경우가 많은데 종래의 열선은 자체의 강성때문에 잘 접어지지 않아서 사용이 어려워서 종래의 열선은 전기매트등 어느 정도의 두께를가지고 매설할 수 있는 곳에만 사용되었다. 또한, 이러한 열선은 손상이 되면 안되기 때문에 세탁이 어려웠다. 또한, 이러한 열선은 의류에 고정시키기 위해서는 별도의 고정장치를 이용하여야만 하는 경우가 많았다. In other words, even if it is used for blankets and clothes to cover, the thickness of the heating wire itself makes the product not only heavy, but also the blankets to cover are often crumpled when covered, and the clothes often have to bend with movement. Due to its rigidity, it is difficult to use because it is difficult to fold, so the conventional heating wire is used only where it can be buried with a certain thickness such as an electric mat. In addition, since such heating wire should not be damaged, washing was difficult. In addition, these hot wires often had to use a separate fixing device to fix the clothes.
본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된것으로서 세탁이 가능하고 매트이외에도 이불, 의복, 장갑, 시트등 많은 분야에 다용도로 사용이 가능한 카본 열선을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a carbon heating wire that can be used as a laundry in order to overcome the drawbacks described above, and can be used for many purposes such as blankets, clothes, gloves, sheets, etc. in addition to mats.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 평면카본열선을 제공하는데 In order to achieve the above object to provide a flat carbon heating wire
직류전류가 가해졌을때 열을 내는 다수개의 탄소섬유로 이루어진 기본열선과A basic heating wire made of a plurality of carbon fibers that heats when a direct current is applied
상기 기본열선주위로 감기어 평면카본열선의 전체의 모양을 유지하는 구조사와 상기 기본열선과 구조사의 사이및 외부에 형성된 코팅층으로 이루어지는데, It is composed of a structural yarn for winding around the basic heating wire to maintain the overall shape of the flat carbon heating wire and a coating layer formed between and outside the basic heating wire and the structural yarn,
구조사는 여러개의 원을 접하도록 연결한 후에 원의 외곽이 이루는 경로를 따라 움직이는데 원의 아래반원을 움직인후 다음원은 위쪽반원을 움직이도록 하여원의 중심을 따라 회전하면서 감기도록 하며 상기 기본열선은 원의 중심에서 같은 장력으로 공급되도록 하여 일정한 저항을 가지면서도 구조사가 기본열선을 감으면서 평면형태로 움직여 납작한 형태가 되도록 하며 The rescuer connects several circles and moves along the path formed by the outer edge of the circle. After moving the lower half circle of the circle, the next circle moves the upper half circle so that it is wound around the center of the circle and wound. It is supplied with the same tension from the center of the circle, so that the structured worker moves in a flat form while winding the basic heating wire to form a flat shape.
상기 코팅층은 수성으로 에멀젼화된 수지에 기본열선과 구조사로 직조된 선을 통과시켜 기본열선과 구조사 사이및 외부로 수지가 침투되도록 하고 섭씨 70내지80도에서 12내지14시간동안 완전히 건조시킨후 섭씨 110내지 150도의 열로 다림질한 것일 수 있다. The coating layer is passed through a wire woven with a basic heating wire and a structural yarn through an aqueous emulsified resin to allow the resin to penetrate between the basic heating wire and the structural yarn and to the outside, and completely dried at 70 to 80 degrees Celsius for 12 to 14 hours, and then It may be ironed to 110 to 150 degrees of heat.
상기 구조사는 폴리에스테르칩에 난연재를 섞어 방사한 난연섬유일 수 있다. The structural yarns may be flame retardant fibers spun by mixing a flame retardant material in a polyester chip.
상기 평면카본열선의 발열량은 상기 기본열선에 들어가는 탄소섬유의 가닥수에 의해 정해지는 것일 수 있다. The calorific value of the planar carbon heating wire may be determined by the number of strands of carbon fibers entering the basic heating wire.
상기한 바와 같은 열선에 의하여 쉽게 구부러지고 세탁이 쉬우며 발열정도를 조절하기 쉬운 열선을 제공하는 효과를 갖는다. It is easy to bend by the heating wire as described above has the effect of providing a heating wire that is easy to wash and easy to control the heat generation.
도1은 종래의 열선구조를 도시하는 도면
도2는 본 발명에 따른 열선을 도시하는 도면
도3은 본 발명에 따른 열선을 제작하는 공정을 도시하는 도면
도4내지6은 본 발명에 따른 열선을 제작하기 위한 일실시예를 도시하는 도면1 is a view showing a conventional hot wire structure
2 shows a heating wire according to the present invention;
3 is a diagram illustrating a process of manufacturing a heating wire according to the present invention.
4 to 6 show one embodiment for manufacturing a heating wire according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도2는 본 발명에 따른 제품의 일실시예를 도시한 사진이다. 도2의 사진에서 검정색부분은 카본소재의 기본열선(21)이며 파란색부분은 구조사(22)이다. 구조사(22)는 본 발명에 따른 카본열선을 제조하기 위하여 카본 열선과 함께 직조되어 카본열선의 모양을 평면형태로 만들며 기계적인 구조를 만드는 실을 가리킨다. 구조사는 각종원사가 사용될 수 있으며 방염사, 난연사등이 주로 사용될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 2 is a photograph showing an embodiment of a product according to the present invention. In the photograph of FIG. 2, the black portion is the
종래의 열선은 도1에서 보듯이 중앙에 열선이 집중되어 있으며 외부로부터 절연되기 위하여 절연체로 감싸게 된다. 이것은 매트등에 매설되는 열선이 높은 열을 발열하기 위하여 교류를 주로 사용하기 때문이며 직류를 사용하는 경우에는 발열량이 작기 때문에 전기 매트로서의 효용성이떨어지기 때문이었으며 교류를 사용하는 경우 전자파가 발생하기 때문에 전기매트에서 자고 나면 따뜻하기는 하지만 피로가 풀리지 않거나 몸에 전기가 오는 찌리리한 느낌이 나는 경우가 많았다.
The conventional heating wire is wrapped in an insulator to be insulated from the outside and the heating wire is concentrated in the center as shown in FIG. This is because the heating wire embedded in the mat mainly uses alternating current to generate high heat, and in the case of using direct current, the heat generation is small, and thus the utility as an electric mat decreases. When using alternating current, electromagnetic waves are generated. After sleeping at home, they often felt warm but did not feel fatigued or had a tingling feeling of electricity coming into their body.
그러나 본발명에 따른 카본열선은 직류를 사용하는 것을 원칙으로 하며 직류를 사용하더라도 카본열선의 발열량이 다른 열선에 비하여 높은 편이기 때문에 크게 문제가 없으며 덮고자는 이불이나 의복등에서는 전기 매트 정도의 발열을 요구하지도 않기 때문에 직류를 사용하더라도 크게 문제가 없게 된다. However, the carbon heating wire according to the present invention should use a direct current, and even if direct current is used, the heat generation of the carbon heating wire is higher than that of other heating wires, so there is no problem. Since it is not required, there is no problem even when using direct current.
또한 직류를 사용하기 때문에 화재위험이 없으며 실처럼 직조된 것이기 때문에 세탁을 하더라도 누전의 문제가 없게 된다. 특히 기존의 열선은 열선의 일부에 손상이 있는 경우 누전위험이 있었지만 본 발명에 따른 열선은 열선의 일부가 끊어진다고 하여도 출력이 낮아지게 될뿐이므로 화재, 누전 염려가 없다. In addition, since direct current is used, there is no risk of fire, and since it is woven like a thread, there is no problem of a short circuit even after washing. Particularly, the existing heating wire has a risk of leakage when there is damage to a part of the heating wire, but the heating wire according to the present invention does not have a risk of fire or leakage because only the output is lowered even if a part of the heating wire is broken.
또한, 도6에서 보듯이 두께가 거의 없어 사용여부를 알기가 어려울 뿐아니라 실로 바느질하여 고정시키는 것도 가능하게 된다.
In addition, as shown in Figure 6 there is little thickness it is difficult to know whether it is used, as well as it is possible to sew and fix with a thread.
또한, 기본열선(21)은 사진에서 보듯이 열선은 여러개의 열선을 하나의 실처럼 사용하여 직조하기 때문에 열선의 개수나 굵기를 조절하게 되면 전기저항을 쉽게 조절할 수 있게 되어 발열량을 조절할 수 있게 된다. 종래의 카본 열선은 단면의 크기를 조절하여 발열량을 조절하게 되지만 열선의 개수로 조절하는 것이 좀더 미세한 조정이 가능하게 된다.
In addition, since the
구조사(22)로는 폴리에스테르 소재의 섬유를 사용하는 것이 좋은데 폴리에스테르 섬유의 융착점이 높으며 유연하기 때문인데 폴리에스테르칩에 난연제를 혼합하여 방사한 난연사를 사용할 수 있다.
It is preferable to use a fiber made of polyester material as the
그런데 이러한 난연사를 사용하여 구조사로서 카본열선을 제조할때에는 원사를 섭씨 210도내지 220도 정도로 가열하는 것이 좋은데 원사를 최대한 부드럽게 하기 위함이다. However, when manufacturing carbon hot wire as a structural yarn using such flame retardant yarns, it is good to heat the yarn to about 210 to 220 degrees Celsius, in order to soften the yarn as much as possible.
도3은 본 발명에 따른 평면카본열선의 제조공정을 도시한다. Figure 3 shows the manufacturing process of the planar carbon heating wire according to the present invention.
도4는 평면형태로 직조하기 위한 기본열선과 구조사의 배치및 이동방향을 도시한다. 기본열선에 사용되는 카본열선은 폴리에스테르섬유와 비교할때 강도에 차이가 있기 때문에 평면으로 제직한다고 하여도 일반 섬유처럼 회전운동을 하며 제직할 수는 없다. 일반 섬유처럼 회전운동을 하게 되면 카본열선이 끊어지거나 인장력에 의하여 저항이 달라질 수 있기 때문에 카본열선은 항상 동일한 텐션을 준 상태에서 제작이 될 수 있도록 하기 위하여 특정위치에서 고정된 상태로 카본 열선주위로 다른 섬유가 움직이도록 한다. 또한, 제직기에서는 구조사가 제공되는 위치까지 금속봉을 세워 구조사와 함께 제직되기 전까지 같은 텐션을 유지하도록 한다. Fig. 4 shows the arrangement and movement direction of the basic hot wire and the structural yarn for weaving in a planar shape. Carbon heating wire used for basic heating wire has a difference in strength compared to polyester fiber, so even if weaving in a plane, it cannot rotate and weave like ordinary fiber. When the carbon fiber wire is rotated like ordinary fiber, the carbon wire can be broken or the resistance can be changed by the tensile force. Therefore, the carbon wire can be fixed around the carbon wire in a fixed position so that it can be manufactured under the same tension. Let other fibers move. In addition, in the weaving machine to raise the metal rod to the position provided with the rescuer to maintain the same tension until weaving with the rescuer.
도면에서 원의 중심이 되는 a,b의 위치에 카본열선을 위치시킨후에 원의 주위로 적정수의 구조사를 위치시킨다. 구조사의 숫자는 최종제작되는 열선의 종류에 따라 달라질 수 있는데 도2의 카본열선을 만들기 위해서는 도3에서와 같이 두개의 기본열선을 공급하면서 그 주위로 6개의 실이 도3에서와 같은 경로를 따라 이동하도록 하면서 제직하도록 하였다. In the figure, after placing the carbon hot wire at the positions a and b, which are the centers of the circles, a proper number of structural yarns are positioned around the circles. The number of structural yarn may vary depending on the type of the final heating wire. In order to make the carbon heating wire of FIG. 2, six yarns are supplied along the same path as in FIG. 3 while supplying two basic heating wires as shown in FIG. Weaving while moving.
도4에서는 한개의 구조사는 원의 사분면외곽을 따라 움직이게 되는데 붙어있는 숫자대로 움직이게 된다. 즉, 오른쪽 아래있는 원의 위쪽부분에서 운동을 시작한다고 하면 숫자의 순서대로 움직여 다시 원래대로 돌아오게 되는데 왼쪽에 배치된 두개의 원은 붙어있지만 오른쪽 두개의 원은 막혀있어 평면형태의 제직이 되도록 한다. In Figure 4, one structural worker moves along the outside of the quadrant of the circle, and moves according to the attached number. In other words, if you start the movement in the upper right part of the circle on the lower right, it moves in the order of numbers and comes back to it again. .
기본열선주위로 구조사를 짜는 방법은 여러가지가 있을 수 있지만 종래의 천이나 실을 짜는 제조방법과의 차이점은 본 발명에서는 기본열선은 회전하지 않은 상태이고 구조사만 기존과 같은 방법으로 회전하도록 하여 기본열선 주위로 구조사가 회전하여 제직된다는 것이다. There may be a number of ways of weaving a structural yarn around the basic heating wire, but the difference from the conventional manufacturing method of weaving fabric or thread is that in the present invention, the basic heating wire is not rotated and only the structural yarn is rotated in the same manner as the conventional heating wire. The fabric is rotated and woven around.
따라서, 기본열선 주위로 구조사를 짜는 방법은 기존의 제직방법이 사용될 수도 있는데 여러개의 원이 일직선으로 접해있는 상태에서 원의 외주면을 따라 움직이는데 끝과 끝의 원은 서로 붙어있어서는 안된다. 도4에서도 오른쪽 끝에있는 원들은 서로 분리되어 있었다. 또한, 한쪽원에서 아래쪽반원의 외주를 따라 움직였으면 인접한 원에서는 오른쪽 반원의 외주를 따라 움직이도록 하며 기본열선은 언제나 원의 중심에서 공급되도록 한다.
Therefore, the method of weaving the structure yarn around the basic heating line may be a conventional weaving method. In the state where several circles are in contact with each other, they move along the outer circumference of the circle, and the ends and the circles should not be attached to each other. In Fig. 4, the circles at the right end were separated from each other. In addition, if one circle moves along the outer circumference of the lower half circle, the adjacent circle moves along the outer circumference of the right semicircle and the primary heating wire is always supplied from the center of the circle.
이와 같이 제직된 카본열선에는 코팅을 하게 되는데 유연하게 만들고 인장강도를 유지시키며 세탁이 가능하고 수분침투에 의하여 발열성능이 저하되는 것을 막기 위함이다. The woven carbon hot wire is coated in order to make it flexible, to maintain tensile strength, to wash, and to prevent the exothermic performance from being degraded by moisture infiltration.
이를 위하여 제직과정이 끝난 열선은 열에 강한 성질을 갖는 수지(PE,PP,PET등)을 수성으로 에멀젼화시켜 수성수지를 만드는데 카본열선이 통과되기 쉽도록 하기 위하여 점도를 Vis 500~2000cps 정도로 유지시키면서 카본열선을 침전시켜 통과시킨다. 이때 수지가 평면열선에 깊숙이 침투되도록 평면열선을 수지에 침전시킨 다음에 수지가 뭍은 평면열선을 고무로울러에 통과시킨다. To this end, the heating wire after the weaving process is emulsified resin (PE, PP, PET, etc.) having a strong property to heat to make an aqueous resin, while maintaining the viscosity at about Vis 500 ~ 2000cps in order to facilitate the passage of carbon heating wire The carbon hot wire is precipitated and passed through. At this time, the plane heating wire is precipitated in the resin so that the resin penetrates deeply into the plane heating wire, and then the flat heating wire with the resin is passed through the rubber roller.
즉, 수지가 기본열선및 구조사의 틈새를 메우도록 하는데 종래의 열선들과는 다르게 높은 절연성능을 갖는 절연재를 사용하지는 않는다. That is, the resin is to fill the gap between the basic heating wire and the structural yarn, unlike the conventional heating wire does not use an insulating material having a high insulation performance.
이후, 섭씨 70내지 80도 정도에서 3~4시간정도 완전히 건조한후에 섭씨 110도내지 150도 정도의 열로 다림질하게 되면 카본열선이 수지로 완전히 코팅되면서 표면이 매끄러워지게 된다.
Afterwards, when ironed with heat of 110 to 150 degrees Celsius after 3 to 4 hours of drying at 70 to 80 degrees Celsius, the carbon wire is completely coated with a resin and the surface becomes smooth.
도6은 본발명에 따른 카본 열선의 일실시예를 도시하는데 본발명에 따른 카본열선은 여러가닥으로 이루어져 있으며 카본섬유 자체의 강도 때문에 바느질을 해도 바늘이 카본열선의 위를 미끄러져 옆쪽으로 바느질이 이루어지거나 카본 섬유 가닥사이에 이루어지기 때문에 바느질에 의한 성능저하가 없어 바느질에 의한 고정이 가능하게 된다. Figure 6 shows an embodiment of the carbon heating wire according to the present invention, the carbon heating wire according to the present invention is composed of a plurality of strands, even if sewing because of the strength of the carbon fiber itself, the needle slips on the carbon heating wire to sew sideways Because it is made or between the carbon fiber strands there is no performance degradation by sewing is possible by fixing by sewing.
21: 기본열선 22: 구조사21: basic heating wire 22: rescuer
Claims (5)
기본열선과 구조사를 제공하는 제1단계와
상기 제1단계에서 제공된 열선과 구조사로 평면제직을 하는 제2단계와
평면제직된 섬유열선을 코팅하는 제3단계를 포함하는데,
상기 제2단계에서 상기 구조사는 여러개의 원을 접하도록 연결한 후에 원의 외곽이 이루는 경로를 따라 움직이는데 원의 아래반원을 움직인후 다음원은 위쪽반원을 움직이도록 하여원의 중심을 따라 회전하면서 감기도록 하며 상기 기본열선은 원의 중심에서 같은 장력으로 공급되도록 하여 일정한 저항을 가지면서도 구조사가 기본열선을 감으면서 평면형태로 움직여 납작한 형태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는, 전자파가 적게 발생하는 평면카본섬유열선의 제조방법As a method for producing a flat carbon fiber heating wire with less electromagnetic waves,
The first step of providing basic heating and structural history
A second step of plane weaving with the heating wire and the structural yarn provided in the first step;
A third step of coating the plane woven fibrous wire,
In the second step, the rescuer moves along a path formed by the outer edge of the circle after connecting the plurality of circles. The next circle moves the upper half circle to rotate along the center of the circle. The basic heating wire is supplied with the same tension at the center of the circle so that the structural engineer has a constant resistance while moving the basic heating wire in a flat form so that the flat carbon fiber generates less electromagnetic waves. Manufacturing method of hot wire
직류전류가 가해졌을때 열을 내는 다수개의 탄소섬유로 이루어진 기본열선과
상기 기본열선주위로 감기어 평면카본열선의 전체의 모양을 유지하는 구조사와 상기 기본열선과 구조사의 사이및 외부에 형성된 코팅층으로 이루어지는데,
구조사는 여러개의 원을 접하도록 연결한 후에 원의 외곽이 이루는 경로를 따라 움직이는데 원의 아래반원을 움직인후 다음원은 위쪽반원을 움직이도록 하여원의 중심을 따라 회전하면서 감기도록 하며 상기 기본열선은 원의 중심에서 같은 장력으로 공급되도록 하여 일정한 저항을 가지면서도 구조사가 기본열선을 감으면서 평면형태로 움직여 납작한 형태가 되도록 하며
상기 코팅층은 수성으로 에멀젼화된 수지에 기본열선과 구조사로 직조된 선을 통과시켜 기본열선과 구조사 사이및 외부로 수지가 침투되도록 하고 섭씨 70내지80도에서 12내지14시간동안 완전히 건조시킨후 섭씨 110내지 150도의 열로 다림질한 것을 특징으로 하는,평면카본섬유 열선
As a flat carbon fiber heating wire,
A basic heating wire made of a plurality of carbon fibers that heats when a direct current is applied
It is composed of a structural yarn for winding around the basic heating wire to maintain the overall shape of the flat carbon heating wire and a coating layer formed between and outside the basic heating wire and the structural yarn,
The rescuer connects several circles and moves along the path formed by the outer edge of the circle. After moving the lower half circle of the circle, the next circle moves the upper half circle so that it is wound around the center of the circle and wound. It is supplied with the same tension from the center of the circle, so that the structured worker moves in a flat form while winding the basic heating wire to form a flat shape.
The coating layer is passed through a wire woven with a basic heating wire and a structural yarn through an aqueous emulsified resin to allow the resin to penetrate between the basic heating wire and the structural yarn and to the outside, and completely dried at 70 to 80 degrees Celsius for 12 to 14 hours, and then Flat carbon fiber heating wire, characterized in that ironed by heat of 110 to 150 degrees
The planar carbon fiber heating wire according to claim 2, wherein the calorific value of the planar carbon heating wire is determined by the number of strands of carbon fibers entering the basic heating wire.
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