KR20160129798A

KR20160129798A - 탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 발열체와 전원선 결속구조

Info

Publication number: KR20160129798A
Application number: KR1020160140083A
Authority: KR
Inventors: 주진성
Original assignee: 주식회사 그린탑
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2016-11-09
Also published as: WO2015093896A1; KR20150072360A; WO2015093758A1

Abstract

본 발명은 탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 빌열체와 전원선 결속구조에 관한 것으로서 탄소섬유 발열체(10)는 탄소섬유(14)를 합성수지 피복재(16)로 피복하여 구성하되, 그 접속부(12)가 갖는 합성섬유 피복재(16) 내의 탄소섬유(14) 사이에는 전원선(18)이 갖는 심선(22)이 삽입되게 하여 탄소섬유(14)의 손상이나 단선없이 탄소섬유(14)와 심선(22)간 접속이 완전하게 이루어지도록 하고 또 그 접속부(12) (20)는 접속부(12)(20)의 외면에 열수축튜브(26)가 열수축 고정되고, 그 외면에 가압고정되는 슬리브(24)에 의해 결속 되게 함으로서, 접속부(12)(20)의 결속강도강화로 전기식 발열제품으로서 요구되는 인장강도를 만족시켜 줄 수 있도록 한 것이다.

Description

탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 발열체와 전원선 결속구조{Heating materials and source line coupling structure of heating products for carbon fiber}

본 발명은 탄소섬유를 발열수단으로 하여 온열매트와 온열의류 및 온열판넬 등과 같은 각종 탄소섬유 발열제품을 제작할시 탄소섬유 발열체와 전원선을 결속해 주기 위한 탄소섬유 발열체와 전원선 결속구조에 관한 것이다.

일반적으로 널리 알려진 바와 같이 탄소섬유는 가벼우면서 인장강도와 탄성과 전기전도성 및 내열성 등이 매우 우수할 뿐만 아니라 원적외선이 방출되므로 근래에 들어 온열매트와 온열의류 및 온열판넬 등과 같은 각종 발열제품의 제작시 발열수단으로서 구리 등으로 이루어진 기존 발열체를 대신하여 굵기가 가는 여러가닥의 탄소섬유를 절연성 직물로 피복하여서 된 탄소섬유 발열체가 널리 이용되고 있다.

즉 이러한 탄소섬유 발열체를 발열수단으로 하는 각종 발열제품들은 일반 구리선 등을 발열수단으로 하는 일반발열제품과 비교할때 제품을 경량화할 수가 있 고 사용 중 발열체의 손상이나 파손 등에 의한 수명단축을 방지해 줄 수가 있게 됨 은 물론 이러한 이유로 인한 누전이나 감전우려를 없애줄 수가 있고 전자파의 최 소화 및 원적외선 방출로 사용자의 건강을 지켜줄 수가 있으며 높은 발열량 및 적외선에 의한 복사열로 인히여 에너지효율을 극대화할 수가 있게 되는 등의 많은 장점을 지니게 된다.

그러나 탄소섬유는 탄소로 된 유리섬유틀 불활성 기체속에서 가열, 탄화하여 제조한 것으로서 높은 탄성을 지난만큼 굽힘시 쉽게 부러지게 되므로 전윈공급을 위한 일반 전원선과의 결속시 일반 전원선끼리의 결속시와 같은 두선의 꼬임으로는 접속이 이루어지도록 할 수가 없게 된다.

따라서 이제껏 탄소섬유 발열제품의 제작을 위한 탄소섬유 발열체와 전원선의 연결시에는 부득이 탄소섬유 발열체의 접속부가 갖는 피복제를 박리하여 노출된 탄소섬유 외면에 단순히 일반 전원선의 접속부가 갖는 심션을 수회반복적으로 꼬아서 접속이 이루어지도록 한 뒤 그 접속부 외면을 알루미늄포일과 열수축튜브등으로 감싸서 결속해 주도록 함으로서 탄소섬유 발열체가 갖는 탄소섬유와 전원선이 갖는 심선의 접속이 완전하게 이루어질 수가 없기 때문에 저항값 차이에 의한 전력소모량의 증가로 인하여 에너지효율이 떨어지게 되고 또 결속부위의 인장강도가 매우 약해 약한 힘에도 탄소섬유 발열체와 전원선이 쉽게 분리되므로 사용중 누전이나 감전의 위험이 따르게 됨은 물론 특히 전기식 발열제품으로서 요구되는 인장강도에 대한 관련법규정을 전혀 만족시켜 줄 수가 없어 이제껏 탄소섬유 발열체를 발열수 단으로 하는 각종 발열제품들은 거의 전량 불법적으로 생산하여 음성적으로 거래하 고 있어 이에 대한 대책이 시급한 실정이다.

공개특허 2003-0013861 "탄소섬유를 이용한 발열장치 공개특허 2012-0065494 "탄소나노튜브 실을 이용 한 직류전원

본 발명의 목적은 탄소섬유 발열제품의 제작시 탄소섬유 발열제와 전원선의 접속이 완전하게 이루어질 수가 있고 또 그 결속부위의 인장강도를 강화시켜 줄 수 가 있는 탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 발열체와 전원선 결속구조를 제공하는데 있다.

상기한 목적달성을 위한 본 발명 탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 발열체와 전 원선 결속구조는 실리콘 등과 같은 합성수지로 피복된 탄소섬유 발열체의 접속부 단부에 전원선이 갖는 여러가닥의 심선을 삽입하여 탄소섬유와 심선간 완전한 접속 이 이루어지도록 한 상태에서 열수축튜브를 끼워 탄소섬유 발열체와 전원선이 쉽게 분리되지 못하도록 한 후, 열수축튜브 상에 슬리브를 끼워서 압착고정하여 탄 소섬유 발열체와 전원선의 접속부가 슬리브에 의해 강한 결속력을 유지하도록 구성 함을 특정으로 한다.

본 발명은 각종 탄소섬유 발열제품을 얻기 위한 탄소섬유 발열체(10)와 전원 선(18)의 결속시 접속부(12)(20)의 접속이 완전하게 이루어질 수가 있어 접속 부(12)(20)의 접속불량에 의한 전력손실을 방지해 줄 수가 있고 또 결속부위의 단선에 의한 누전이나 감전위험을 없애줄 수가 있을 뿐만 아니라 결속부위의 결속강도에 대한 전기식 발열제품의 안전관련 법규정을 만족시켜 줄 수가 있게 되므로 탄소섬유 발열체(10)를 온열매트 외 온열의류 빛 온열 판넬 등과 같은 각종 발열제품에 적법하게 이용할 수가 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 : 본 발명의 분해사시도
도 2 : 본 발명의 접속시를 보여주는 사시도
도 3 : 본 발명의 접속후 그 접속부에 슬리브가 끼워진 사시도
도 4 : 본 발명의 접속후 그 접속부를 슬리브로 결속한 사시도
도 5 : 본 발명의 완전한 결속시를 보여주는 사시도
도 6 : 본 발명의 결속시의 단면구성도
도 7 : 본 발명의 다른 실시 예에 따른 결속 방법을 위한 구성도
도 8 : 본 발명의 다른 실시 예에 따른 결속시를 나타내는 도면

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도변에 의거 상세히 설명하기로 하며, 다만 도면들 중 통일한 구성요소들은 가능한 동일부호로 기재하고 관련된 공지기술이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 분해사시도이고 도 2는 본 발명의 결속시를 보여주는 사시도로서, 본 발명은 탄소섬유 발열체(10)의 접속부(12)가 갖는 합성수지 피복재(16) 내의 탄소섬유시트(14)들 사이에 전원선(18)의 접속부(20)가 갖는 심선(22)을 삽입하여 탄소섬유(14)와 심선(22)간 접속이 이루어지도록 한 뒤 그 접속부(12)(20)를 슬리브(24)로 결속하고 또 그 슬리브(24) 외면에는 열수축튜브(26)를 열수축 고정하여 구성한다.

다른 실시 예에 의하면, 보다 높은 결속력을 획득하고 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)의 길이방향으로 쉽게 분리되지 못하도록 하기 위해, 접속부(12)(20)의 외면에 열수축튜브(26)를 끼워 열수축 고정시킨 후, 열수축튜브(26)의 외면에 슬리브(24)를 끼워 가압고정을 할 수 있다. 물론, 슬리브(24)의 외면에 다시 열수축튜브(26)를 끼워 열수축 고정을 수행할 수 있다. 이러한 경우에는 접속부(12)(20)의 외면에 형성되는 열수축튜브(26)에 의해 길이방향의 결속력 즉 인장력을 높일 수 있고, 슬리브(24)에 의해 탄소섬유 발열체(10) 또는 전원선(18)의 중심방향으로 결속력을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 슬리브(24)의 외면에 다시 열수축튜브(26)를 열수축 고정시키는 경우 보다 높은 인장력이 제공될 수 있다.

또한 본 발명에 이용되는 탄소섬유 발열체(10)는 굵기가 가는 여러가닥의 탄 소섬유(14)를 실리콘 등과 같이 열에 강한 합성수지 피복제(16)로 피복하여서 된 것으로서, 그 접속부(12) 단부는 탄소섬유(14)와 합성수지 피복재(16)를 같은 길이를 갖도록 절단하여 합성수지 피복재(16) 내의 탄소섬유(14) 사이에 전원선(18)이 갖는 심선(22)이 삽입되어 접속이 이루어지도록 구성된다.

즉, 탄소섬유 발열체(10)를 구성하는 탄소섬유(14)는 굵기가 매우 가는 여러 가닥으로 이루어져 있어 합성수지 피복재(16)로 피복할시 탄소섬유(14) 사이 사이에는 여유 공간이 발생되고 또 실리콘 등으로 이루어진 합성수지 피복재(16)는 약간의 신축성을 지니게 되므로 합성수지 피복재(16) 내의 탄소섬유(14) 사이사이에 전원 선(18)이 갖는 심선(22)을 삽입하기 위한 충분한 공간이 확보되므로 그 심선 (22)을 용이하게 삽입하여 탄소섬유(14)와의 접속이 이루어지도록 할 수가 있게 된다.

또한 본 발명에서 이용되는 전원선(18)은 심선(22)을 합성수지 피복재(28)로 피복하여서 된 일반적인 것으로서, 다만 그 심선 (22)은 여러 가닥으로 형성하여 탄소섬유 발열체(10)와의 접속시 여러가닥의 심선(22)들이 탄소섬유 발열체(10)가 갖는 여러 가닥의 탄소섬유(14) 사이사이에 긴밀히 삽입되어 탄소섬유(14)와 심선(22) 간 완전한 접속이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한 슬리브(24)는 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)이 갖는 외경보다 내경이 크고 또 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)이 갖는 접속부(12)(20) 외면을 충분히 감쌀 수 있는 길이로서, 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)의 접속부(12)(20) 외변에 여유있게 끼운 뒤 그 접속부(12)(20) 사이에 압착 고정하여 탄소섬유 발열체(10)와 전원공급선(18)의 접속부(12)(20)가 슬리브(24)에 의해 견고히 결속되게 한다.

또한 접속부(12)(20)의 외면에 열수축튜브(26)를 먼저 끼워 인장력을 높인 후에 상기 열수축튜브(26)의 외면에 상기 슬리브(24)를 끼우는 경우에는, 상기 슬리브(24)의 내경은 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)이 갖는 외경에 상기 열수축튜브(26)가 열수축 고정되었을 때의 두께보다 커야할 수 있음은 물론이다.

이때 슬라브(24)는 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)의 합성수지 피복재(16)(28) 외변 또는 열수축튜브(26)의 외변에 가압 고정되므로 견고한 결속을 위한 강한 가압력에도 탄소섬유 발열체(10)가 갖는 탄소섬유(14)나 전원선(18)이 갖는 심선 (22)의 손상 내지는 단선우려가 전혀 없고 오히려 탄소섬유(14)와 심선(22)의 접속부위가 압박되어 접속이 더욱 완벽하게 이루어질 수가 있게 된다.

그리고 슬리브(24) 외면에 형성되는 열수축튜브(26)는 절연재로 이루어지고 또 열에 의해 수축되는 일반적인 것으로서 슬리브(24)가 갖는 길이보다 좀 더 길게 형성하여 열수축시 슬리브(24)를 완전히 감싸주도록 구성된다.

본 발명은 탄소섬유 발열체(10)를 구성하는 탄소섬유(14)를 합성수지 피복재(16)로 피복하여 전원선(18)이 갖는 심선(22)을 합성수지 피복재(16) 내의 탄소 섬유(14) 사이사이에 긴밀히 삽입한 뒤 탄소섬유(14)와 심선(22)간 전체적인 접촉으로 접속이 이루어지도록 함으로서, 접속불량우려를 없애줄 수가 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 전술한 바와 같이 전원선(18)의 심선(22)을 합성수지 피복재(16) 내의 탄소섬유(14) 사이사이에 삽입하는 것이 아니라, 심선(22)의 외변에 상기 탄소 섬유(14)를 나선형으로 감아서 상기 심선(22)과 상기 탄소섬유(14)가 접속되도록 할 수도 있다.

이러한 일 예는 도 7 및 도 8에 도시된다.

도 7 및 도 8을 참조하면 탄소섬유 발열체(10)에 탄소섬유(14)가 일정 길이 이상 노출되도록 피복제(16)를 벗겨낸 후, 노출된 탄소섬유(14)를 소정의 접착성 테이프(30) 상에 위치시킬 수 있다. 상기 접착성 테이프(30)는 폭이 탄소섬유(14)의 폭 보다 넓으며, 접착성 물질에 도포되어 있는 어떠한 형태의 것으로 선택되어도 무방할 수 있다.

그리고 상기 접착성 테이프(30)의 소정의 위치에 탄소섬유(14)를 도 7에 도시된 바와 같이 접착성 테이프(30)의 길이방향으로 부착한 후, 상기 탄소섬유(14)가 부착된 접착성 테이프(30)를 상기 전원선(18)의 심선(22)의 외경에 도 8에 도시된 바와 같이 나선형으로 감음으로써 상기 심선(22)과 상기 탄소섬유(14)가 접속될 수 있다. 상기 접착성 테이프(30)가 상기 심선(22)에 감기는 나선의 각도는 상기 탄소섬유(14)가 굽힘에 의해 끊어지지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있음은 물론이다.

이러한 결속은 접착성 테이프(30)에 도포되어 있는 접착성 물질 및 상기 접착성 테이프(30)에 의해 탄소섬유(14)와 심선(22)이 비교적 견고히 결속될 수 있는 효과가 있다.

그리고 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)의 접속 후에는, 전술한 실시 예 즉, 탄소섬유(14) 사이에 심선을 삽입하는 결속방식과 마찬가지로, 그 접속부(12)(20) 즉, 상기 접착성 테이프(30)와 심선(22)이 결속된 영역의 외면에 슬리브(24)를 끼운뒤 상기 슬리브(24)를 접속부(12)(20) 사이에 가압고정하여 접속부(12)(20)를 결속해 주도록 함으로서, 슬리브(24)를 가압고정하는 과정에서 그 가압력에 의해 탄소섬유(14)와 심선(22)간 접속이 더욱 완벽하게 이루어지게 된다. 또는 전술한 바와 같이 상기 접착성 테이프(30)와 심선(22)이 결속된 영역의 외면에 열수축튜브(26)를 먼저 끼워서 인장력을 높인 후, 열수축튜브(26)의 외면에 상기 슬리브(24)를 가압고정할 수도 있다.

그리고 상기 슬리브(24)의 외면에 다시 열수축튜브(24)를 열수축고정하여 이중의 열수축 튜브(26)에 의해 높은 인장력의 제공과 함께, 슬리브(24)에 의한 견고한 결속이 이루어질 수 있는 효과가 있다. 특히 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)의 결속이 탄소섬유(14)의 손상이나 단선없이 견고하게 이루어질 수가 있어 사용 중 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)의 단선에 의한 누전이나 감전우려를 없애줄 수가 있고 또 전기식 발열제품으로서 요구되는 결속부의 인장강도에 대한 관련법규정을 만족시켜 줄 수가 있게 되는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

(10)--탄소섬유 발열체 (12)--접속부
(14)--탄소섬유 (16)--합성수지 피복재
(18)--전원선 (20)--접속부
(22)--심선 (24)--슬리브
(26) 열수축튜브 (28)--합성수지 피복재

Claims

탄소섬유 발열체(10)에서 일정 길이만큼 피복제(16)로부터 노출된 탄소섬유(14)가 길이방향으로 부착된 접착성 테이프(30)를 전원선(18)의 접속부(20)가 갖는 심선(22)에 나선형으로 감아서 접속이 이루어지도록 하고, 접속이 이루어진 부위의 외면에는 열수축튜브(26)가 열수축 고정되어 형성되고, 상기 열수축튜브(26)의 외면에슬리브(24)를 끼운뒤 상기 슬리브(24)를 가압고정하여 탄소섬유 발열체(10)와 전원선(18)간 결속이 이루어지도록 구성함을 특정으로 하는 탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 발열체와 전원선 결속 구조.
제1항에 있어서, 상기 전원선(18)이 갖는 섬선 (22)은 복수가닥으로 구성함을 특정으로 하는 탄소섬유 발열제품의 탄소섭유 발열체와 전원선 결속구조.
제1항에 있어서, 상기 슬리브(24)의 외면에 슬리브(24)가 갖는 길이보다 긴 제2열수축튜브를 끼워서 열수축 고정해 주도록 구성함을 특정으로 하는 탄소섬유 발열제품의 탄소섬유 발열체와 전원선 결속구조.