KR960003830B1 - 발열전선의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

발열전선의 제조방법

제 1 도는 종래의 발열전선을 절개하여 나타낸 사시도.

제 2 도는 종래의 발열전선의 제조방법을 설명하기 위한 도면.

제 3 도는 본 발명에 따라 제조된 발열전선을 절개하여 나타낸 사시도.

제 4 도의 (a),(b)는 본 발명에 따른 발열전선의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 도체 2 : 발열체

3 : 중간재킷 4 : 외부재킷

5 : 구조스트립 10,20 : 발열전선

본 발명은 발열전선의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 자율적으로 제어되는 고분자 발열전선의 열처리방법에 관한 것이다.

제 1 도는 종래의 85℃ 이하에서 자율적으로 제어되는 고분자 발열전선(이하, "발열전선"이라 약칭함)을 절개하여 나타낸 사시도로서, 종래의 발열전선(10)의 구조를 살펴보면, 내부에는 두개의 도체(1)가 평행하게 연속적으로 연장되어 있으며, 이 도체(1)는 발열체(2)로 피복되어 있고, 또한, 발열체(2)는 차례로 중간재킷(3)과 외부재킷(4)으로 피복되어 있다.

이러한 발열전선(10)의 발열체(2)는 전기적 절연특성을 갖는 매트릭스수지에 도전성을 갖는 카본블랙을 충진하여 제조한다. 85℃급 이하의 정온전선의 발열전선은 발열체의 매트릭스수지로 결정용융온도가 약 110℃인 폴리올레핀이나 저밀도 폴리에틸렌수지를 가장 많이 사용한다. 중간재킷(3)은 발열체(2)를 열처리 하기 위하여 피복하며 일반적으로 결정용융온도가 160℃ 이상인 폴리우레탄 또는 폴리에스터수지를 사용하며, 외부재킷(4)은 주로 폴리올레핀수지를 사용한다.

한편, 상기와 같은 구조를 갖는 종래의 발열전선의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

우선, 두개의 도체(1)위에 압출기를 이용하여 발열체(2)와 중간재킷(3)을 차례로 피복한다. 그후, 제 2 도에 도시한 바와같이 중간재킷(3)에 의하여 피복된 발열체(2)를 디스크 형상으로 권취한다. 그리고, 필요한 조장으로 권취된 발열체(2)의 디스크를 열풍이 순환되는 오븐내에서 발열체(2)의 주조성물인 매트릭스수지의 결정용융온도 또는 그 이상의 온도에서 열처리한다. 열처리된 발열체를 전자선 조사장치를 이용하여 가교시키고, 최종적으로 외부재킷(4)을 압출방식에 의하여 피복하면 발열전선(10)이 제조된다.

중간재킷(3)은 발열체(2)를 피복하고 디스크 모양으로 권취하여 열처리할 때, 발열체(2)의 칫수가 변형하거나 발열체(2)가 용융하여 서로 접착하는 것을 방지하기 위하여 사용되며, 이러한 중간재킷(3)으로는 85℃이하 발열체의 매트릭스수지인 폴리올레핀 또는 저밀도 폴리에틸렌과 용융접착되지 않는 결정용융온도가 160℃ 이상인 폴리우레탄 또는 폴리에스터수지가 사용된다.

상기와 같은 방법에 의하여 제조된 발열전선(10)의 발열체(2)에 전압이 인가되면, 전류(I)와 저항(R)에 따른 I²R의 열에너지에 의한 가열에 따라 발열체(2)는 발열된다. 그러나, 발열체(2)가 소정의 온도까지 상승하게 되면 발열체(2)의 조성물인 매트릭스수지의 결정이 용융하게 된다. 따라서, 열팽창이 발생하며, 카본블랙의 입자는 도전통로가 단락되어 더 이상의 발열은 발생하지 않게 된다. 매트릭스수지의 결정용융온도의 부근에서 일어나는 상기와 같은 현상을 스위칭현상이라 하며, 이러한 스위칭현상은 자율적으로 제어된다. 즉, 더 이상의 발열이 일어나지 않는 발열체(2)의 매트릭스수지는 자연적으로 냉각되고, 이에 따라 발열체(2)의 카본블랙은 도전성을 회복하게 됨으로써 다시 발열체(2)는 가열되어 발열을 하게 된다. 그리고 이러한 과정이 계속적으로 반복하여 일어나게 된다.

종래에는 발열전선을 제조할 때, 중간재킷(3)을 피복하여 열처리를 하였으며, 이는 발열체의 스위칭특성을 향상시키기 위한 것이었다. 즉, 발열체를 열처리함으로써 발열체를 제조할 때, 파괴된 발열체의 매트릭스수지내에 충진된 카본블랙의 입자구조가 회복되어 발열체의 도전성이 향상되며 보다 적은 량의 카본블랙을 첨가하여 보다 높은 전도도, 즉, 출력을 얻을 수 있게 된다. 따라서, 열처리를 한 제품은 열처리를 하지 않은 제품보다 스위칭특성이 우수하기 때문에 발열체에 중간재킷을 피복하여 열처리를 하는 것은 필수적인 과정이었다.

그러나, 종래의 발열전선의 중간재킷으로 사용되는 재질로써는 결정용융온도가 발열체의 매트릭스수지의 결정용융온도보다 훨씬 높은 폴리우레탄 또는 폴리에스터수지가 사용되었으나, 이들 수지는 고가의 제품이므로, 발열전선의 제조원가를 상승시키는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 중간재킷을 피복하지 않고도 발열체를 열처리할 수 있는 발열전선의 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발열전선의 제조방법은 두 개의 도체를 피복한 발열체를 한쌍의 구조스트립사이에 삽입하고, 이 구조스트립을 권취하여 가열체내에서 상기 발열체를 열처리한 후, 열처리된 발열체를 구조스트립으로부터 분리하여 외부재킷을 피복하는 단계들로 이루어진 것에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 발열전선의 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제 3 도는 본 발명에 따른 발열전선의 제조방법에 의하여 제조된 발열전선을 절개하여 나타낸 사시도로서, 제 1 도에 나타낸 종래의 발열전선과 비교하면 발열체(2)와 외부재킷(4)사이에는 중간재킷(3)이 없음을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 발열전선은 발열체(2)에 외부재킷(4)이 직접 피복되어 있다.

이와같은 구조를 갖는 발열전선의 제조방법은 제 4 도의 (a),(b)에 잘 나타나 있다.

즉, 본 발명에 따른 발열전선의 제조에 있어서는, 열처리과정으로 종래의 중간재킷(3)을 피복하지 않으며, 그대신 반복사용이 가능한 구조스트립(5)을 사용하여 발열체를 열처리한다. 따라서, 발열체(2)를 열처리하는 과정을 제외하고 다른 제조공정은 종래와 동일하므로 이하에서는 발열체를 열처리하는 과정만을 설명한다.

우선, 도체(1)를 피복한 발열체(2)를 동일한 구조를 갖는 한쌍의 구조스트립(5) 사이에, 제 4 도의 (a)에 도시된 바와같이, 삽입장치(도시안됨)을 이용하여 발열체(2)를 삽입한다. 그리고 제 4 도의 (b)와 같이 발열체(2)가 삽입된 구조스트립(5)을 디스크 모양으로 권취하여 열풍이 순환되는 오븐내에서 열처리를 하고, 열처리된 발열체(2)를 구조스트립(5)으로부터 분리함으로써 열처리과정은 완료된다. 또한, 다른 발열체(2)를 열처리하는 경우에는 이미 열처리작업을 수행한 구조스트립(5)을 재사용하면 된다.

상기 구조스트립(5)의 재질로서는 실리콘고무, 불소고무 등의 내열고무와, 발열체(2)의 매트릭스수지인 폴리올레핀 또는 저밀도 폴리에틸렌수지와 용융접착하지 않으며 결정용융온도가 160℃ 이상인 폴리우레탄, 폴리에스터수지 등의 분자내에 극성기를 함유하는 수지가 사용될 수 있다.

상기 구조스트립(5)의 재질로서 실리콘고무, 불소고무 등은 발열체(2)와 밀착도가 양호하여 열전달이 균일하게 이루어지며, 이에 따라 길이 방향으로 전도도가 균일한 발열체를 생산할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에서는 발열체를 열처리함에 있어서 고가품인 중간재킷을 사용하지 않고 구조스트립을 반복적으로 재사용할 수 있어 발열전선의 제조원가를 낮출 수 있는 현저한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 두개의 도체를 피복한 발열체를 한쌍의 구조스트립사이에 삽입하고, 이 구조스트립을 권취하여 가열체내에서 상기 발열체를 열처리한 후, 열처리된 발열체를 구조스트립으로부터 분리하여 외부재킷을 피복하는 단계들로 이루어진 발열전선의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구조스트립은, 실리콘고무, 불소고무 등의 내열고무 또는 폴리우레탄수지, 폴리에스터수지 등과 같은 분자구조내에 극성기를 함유하는 수지로 이루어진 발열전선의 제조방법.