KR20180051064A - Plane heating device and application method of the same - Google Patents
Plane heating device and application method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180051064A KR20180051064A KR1020160147914A KR20160147914A KR20180051064A KR 20180051064 A KR20180051064 A KR 20180051064A KR 1020160147914 A KR1020160147914 A KR 1020160147914A KR 20160147914 A KR20160147914 A KR 20160147914A KR 20180051064 A KR20180051064 A KR 20180051064A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heating
- carbon fiber
- sheet
- fiber sheet
- heating device
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 161
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 105
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 105
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 96
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 24
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 19
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 10
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 4-methylidene-3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound C1(C2=CC=C(C(=O)OC(=C)O1)C=C2)=O LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000013383 initial experiment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
- H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/034—Heater using resistive elements made of short fibbers of conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/036—Heaters specially adapted for garment heating
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 면상발열 기기 및 이의 적용 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 방사율이 우수한 탄소섬유 시트를 이용한 면상발열체를 적용한 면상발열 기기 및 이의 적용 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface heating device and a method of applying the same, and more particularly, to a surface heating device using a surface heating element using a carbon fiber sheet excellent in infrared ray emissivity and an application method thereof.
휴대용 난방기구에 들어가는 발열체들은 지금까지 구리와이어, 탄소섬유 와이어 등이 사용되어왔다. 이와 같은 발열선은 열확산을 위해 1~5mm 두께의 열확산층을 수반하여야 해서 두껍게 만들어져야 했으며, 인체 쪽이 아닌 공기 중으로 열손실도 커서 난방 효율도 떨어졌다. 이에, 난방기구에 면상발열체를 적용하려는 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.Copper wires, carbon fiber wires, etc. have been used as heating elements for portable heating devices. Such a heating line had to be made thick to carry a thermal diffusion layer having a thickness of 1 to 5 mm for thermal diffusion, and the heating efficiency was also lowered due to a large heat loss to the air rather than the human body. Therefore, research and development have been actively carried out to apply an area heating element to a heating mechanism.
기존의 가장 일반적인 면상 발열체의 경우, 카본블랙 분말을 반죽(paste) 형태로 절연필름 상에 도포하는 방식이며, 일정 저항을 갖고 있는 도전성 물질을 소정 패턴으로 절연체에 도포하고 발열패턴을 만들기도 한다. 이와 같은 면상 발열체의 경우 카본간의 접점이 과다하게 많이 발생하여 저항이 커져서 낮은 전압으로 발열시킬 수가 없다. 고전압 발열은 과열 위험성을 높이고 화재 위험 및 감전 위험을 높이는 방식이어서, 이와 같은 문제를 줄이기 위해 저전압으로 발열시키기 위한 다양한 소재 개발이 진행되고 있다.In the case of the conventional most common surface heating element, carbon black powder is applied on an insulating film in a paste form, and a conductive material having a certain resistance is applied to an insulator in a predetermined pattern to form a heating pattern. In the case of such a surface heating element, an excessive amount of contact between carbon atoms occurs, which increases the resistance and can not generate heat at a low voltage. High-voltage heating is a method to increase the risk of overheating and increase the risk of fire and electric shock. Therefore, various materials are being developed to generate heat at a low voltage in order to reduce such problems.
최근 개발된 방법으로 탄소나노튜브를 섬유와 같이 섞어서 직조하여 면상 발열체를 만드는 경우도 있다. 하지만 제작 시간이 길고, 가격이 비싸서 범용적으로는 사용되지 못하고 있다. 보다 경제적이고 발열특성이 우수한 소재와 구조의 개발이 필요하다.Recently, carbon nanotubes are mixed with fibers and woven to make surface heating elements. However, the production time is long and the price is high, so it is not used for general purpose. It is necessary to develop materials and structures that are more economical and exothermic.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저저항 탄소섬유 시트를 제작하는 방법과 이를 사용한 탄소섬유 면상발열체 및 이와 같은 면상발열체를 적용한 저전압 발열 면상발열 기기 및 이의 적용 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a low-resistance carbon fiber sheet, a carbon fiber surface heating element using the same, and a low-voltage heating surface heating device using such a surface heating element and an application method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기는, 사각형의 탄소섬유 시트와 상기 탄소섬유 시트의 평행한 두 변에 위치하는 한 쌍의 금속 전극을 포함하는 탄소섬유 면상발열시트; 및 상기 한 쌍의 금속 전극에 연결되어 상기 탄소섬유 면상발열시트에 직류 5V의 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다..According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for heating a surface of a carbon fiber sheet, comprising a rectangular carbon fiber sheet and a pair of metal electrodes positioned on two parallel sides of the carbon fiber sheet, ; And a power supply unit connected to the pair of metal electrodes to supply DC 5 V power to the carbon fiber sheet heat generating sheet.
또한, 상기 탄소섬유 시트는 평균 길이 10mm 이하로 잘린 단탄소섬유를 사용하여 만들어진 부직포 형태이고, 부직포 두께는 100um 이하이고, 공극률 50% 이상일 수 있다.In addition, the carbon fiber sheet may be in the form of a nonwoven fabric made of cut carbon fibers having an average length of 10 mm or less, the thickness of the nonwoven fabric being 100 μm or less, and the porosity of 50% or more.
또한, 상기 탄소섬유 시트는 전기적 특성이 면저항 10 Ω/square 이하일 수 있다.The carbon fiber sheet may have an electrical property of not more than 10 Ω / square.
또한, 상기 탄소섬유 시트는 비전도성 폴리머 바인더 함량이 3wt% 이하일 수 있다.Also, the carbon fiber sheet may have a nonconductive polymer binder content of 3 wt% or less.
그리고, 상기 탄소섬유 면상발열시트의 양면에 절연을 위한 부도체 필름 또는 천을 부착하여 탄소섬유 면상발열체를 제작하여 사용할 수있다.A non-conductive film or cloth for insulation may be attached to both surfaces of the carbon fiber sheet heat generating sheet to produce a carbon fiber sheet heat generating body.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기의 적용 방법은, 상술한 면상발열 기기를 적용하는 방법에 있어서, 발열조끼, 발열방석, 발열허리밴드, 발열복대, 발열장갑, 발열깔창, 발열담요, 발열의자, 발열풋워머, 발열데스크히터 중 적어도 하나에 상기 면상발열 기기를 적용한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of applying an area heating device to a surface heating device, the method comprising: a heating vest, a heating cushion, a heating waistband, a heating bag, The surface heating device is applied to at least one of a heating insole, a heating blanket, a heating chair, a heating foot warmer, and a heating desk heater.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 저전압의 탄소섬유 시트의 제작이 가능하고, 적외선 방사율이 우수한 탄소섬유 면상발열체를 구성할 수 있으며, 이를 이용하여 5V의 저전압에서 충분히 발열되는 면상발열 기기를 제작할 수 있다.According to the present invention, it is possible to fabricate a carbon fiber sheet with a low voltage and constitute a carbon fiber surface heating element having an excellent infrared ray emissivity, and thereby, a surface heating device capable of sufficiently generating heat at a low voltage of 5V can be manufactured.
그리고, 본 발명에 따라 제작되는 면상발열 기기는 얇고 가벼워서 휴대가 간편하며, 저전압으로 발열이 가능하여 높은 발열량을 갖는 휴대용 난방 기구들을 제작할 수 있다.In addition, the surface heating device manufactured according to the present invention is thin, light and portable, and can generate heat at low voltage, thereby making it possible to manufacture portable heating devices having a high heating value.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 면상발열체의 사진을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 탄소섬유 면상발열체의 열화상 이미지를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열조끼를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열방석을 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열허리밴드를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열복대를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열장갑의 개념을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열깔창의 개념을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열의자의 개념을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열풋워머를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열데스크히터를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.1 is a view showing a photograph of a carbon fiber side heating element according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a thermal image of a carbon fiber plane heating element manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing a heating vest capable of being applied to the surface heating device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 4 is a photograph illustrating a heating cushion to which an area heating device according to an exemplary embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 5 is a photograph showing a heating waist band to which the surface heating device according to the embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 6 is a photograph showing a heat-generating bag to which the surface heating device according to the embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 7 is a view showing a concept of a heat generating glove to which an area heating device according to an embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 8 is a view showing a concept of a heat-generating insole to which the surface heating device according to the embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 9 is a view showing a concept of a heat generating chair to which an area heating device according to an embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 10 is a photograph showing a heating foot warmer to which an area heating device according to an embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 11 is a photograph showing a heat generating desk heater to which an area heating apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the technical spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms "comprises" and / or "made of" means that a component, step, operation, and / or element may be embodied in one or more other components, steps, operations, and / And does not exclude the presence or addition thereof.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
기존의 탄소섬유 시트는 바인더 함량이 5% 이상으로 만들어지며 10g/m2의 면적당 무게를 갖도록 만들어지면서 전기전도성은 20 Ω/□ (Ω/square) 이상으로 만들어졌다. 높은 바인더 함량은 탄소섬유 강도를 올려서 제작을 용이하게 하고 보강재로써 기능을 올려주기는 할 수 있지만, 부도체인 바인더가 탄소섬유 간 접점에 끼며 전기전도성은 크게 떨어지는 단점이 있다. 탄소섬유 부직포의 전기적 특성을 중요하게 사용하지 않던 응용방법에서는 관계 없지만 본 기술 범위인 발열체와 같은 경우는 전기전도성이 중요하여 복합체 조성에 의한 전기전도성 조절은 매우 중요하다. Conventional carbon fiber sheets have a binder content of 5% or more and are made to have a weight per unit area of 10 g / m 2 and have an electrical conductivity of 20 Ω / □ (Ω / square) or more. The high binder content can increase the strength of the carbon fiber to facilitate fabrication and enhance its function as a stiffener, but it has the disadvantage that the binder, which is an insulator, fits into the contact between the carbon fibers and the electrical conductivity is greatly reduced. However, in the case of a heating element such as the present invention, the electrical conductivity is important, so it is very important to control the electrical conductivity of the nonwoven fabric by the composition of the carbon fiber nonwoven fabric.
우리는 새로운 기술을 개발하여 바인더 함량을 3% 이하로 떨어뜨렸다. 초기 실험에 3% 이하 바인더 함량에서 탄소섬유 시트는 탄소섬유가 결합력이 1MPa/cm2으로 약하여 쉽게 찢어지는 특성을 보였다. 전기전도성도 큰 차이를 보이지 않았다. 이에 낮은 바인더 함량에서도 적절한 탄소섬유 부직포 시트의 강도를 유지할 수 있으면서도 저항을 더 낮출 수 있는 방법을 개발하였다. Wet-laid 방식으로 만들어지는 탄소섬유 부직포의 건조를 가열 롤러로 압착하며 건조시킴으로써 결과물의 강도를 높이고 저항을 낮출 수 있었다. 그 원리는 탄소섬유 건조 시 탄소섬유가 거리를 더 가깝게 하고, 서로 접점이 분리되는 탄소섬유의 수를 줄일 수 있어서 압축 건조가 낮은 바인더 함량에서도 낮은 저항을 만들어 낼 수 있던 것이다. We developed a new technology that reduced the binder content to less than 3%. In the initial experiment, the carbon fiber sheet in the binder content of less than 3% showed a tendency that the carbon fiber was easily torn due to weak binding force of 1 MPa / cm 2 . Electrical conductivity was not significantly different. Thus, a method capable of maintaining the strength of a suitable carbon fiber nonwoven fabric sheet even at a low binder content and lowering the resistance is developed. The carbon fiber non-woven fabric produced by the wet-laid method was dried by squeezing with a heating roller, thereby increasing the strength of the resultant product and lowering the resistance. The principle is that when carbon fiber is dried, carbon fibers are brought closer to each other and the number of carbon fibers separating the contacts from each other can be reduced, so that the compression drying can produce a lower resistance even at a lower binder content.
새로운 방법으로 얻어지는 탄소섬유 시트는 평균 길이 10mm 이하로 잘린 단탄소섬유를 사용하여 만들어진 부직포 형태이고, 부직포 두께는 100um 이하이고, 공극률 50% 이상이면서 전기적 특성이 면저항 10 Ω/□ 이하인 것을 특징으로 한다. 이는 기존 탄소섬유 부직포들이 보여주던 특성보다 우월한 것으로 특히, 부직포 두께 대비 면저항이 낮은 특징을 가지고 있다.The carbon fiber sheet obtained by the new method is a nonwoven fabric made of cut carbon fibers having an average length of 10 mm or less and the nonwoven fabric has a thickness of 100 m or less, a porosity of 50% or more and an electrical property of 10? /? . This is superior to the properties of conventional carbon fiber nonwoven fabrics, and has a low sheet resistance compared to nonwoven fabric thickness.
강도면에서도 3% 바인더 함량에서 탄소섬유 시트 두께가 얇아져 단위면적당 인장강도는 증가하여 인장강도가 5MPa/cm2으로 쉽게 찢어지지 않도록 바뀌었다.In terms of strength, the carbon fiber sheet thickness was thinned at the 3% binder content, and the tensile strength per unit area was increased, so that the tensile strength was changed to 5 MPa / cm 2 so as not to be torn easily.
공정상에서 가열롤러를 통과하는 탄소섬유 시트의 온도는 150도에서 200도 사이가 되는 것이 좋으며, 이는 건조 중 바인더의 재용융에 의해 건조용 가열롤러와 탄소섬유 시트가 붙는 현상을 막을 수 있다. 하지만 가열롤러의 온도는 탄소섬유 온도를 150도에서 200도 사이로 유지시키기 위해 150도에서 230도 사이로 유지시키는 것이 좋다. 이송 속도가 빨라짐에 따라 탄소섬유 시트의 온도가 가열롤러 온도에 도달하지 못하고 배출될 수 도 있기 때문이다.It is preferable that the temperature of the carbon fiber sheet passing through the heating roller in the process is between 150 and 200 degrees. This can prevent the heating roller and the carbon fiber sheet from sticking to each other due to the re-melting of the binder during drying. However, the temperature of the heating roller should be maintained between 150 and 230 degrees to maintain the carbon fiber temperature between 150 and 200 degrees. As the feeding speed increases, the temperature of the carbon fiber sheet may be discharged without reaching the heating roller temperature.
발열체의 제작은 탄소섬유 시트를 사각으로 절단하여 준비하고, 탄소섬유 시트의 평행한 두 변에 끝단에 한 쌍의 금속 전극을 부착시킨다. 금속 전극은 전기전도성이 탄소섬유 보다 우수한 알루미늄이나 구리 호일을 폭 5 ~ 10mm로 자른 리본 형태를 사용하는 것이 좋다. 전극과 탄소섬유 시트의 부착은 전도성 폴리머를 사용하거나 듬성듬성 뿌려지듯 도포된 부도체 폴리머를 사용할 수도 있다.The heating element is prepared by cutting a carbon fiber sheet into a square and attaching a pair of metal electrodes to the ends of the carbon fiber sheet on two parallel sides of the carbon fiber sheet. The metal electrode is preferably made of aluminum or copper foil having a width of 5 to 10 mm, which is superior in electric conductivity to carbon fiber. The adhesion of the electrode and the carbon fiber sheet may be carried out by using a conductive polymer or by applying a non-conductive polymer applied in a sputtering manner.
이와 유사하게 폴리머 접착제에 의해 서로 결합하는 한 쌍의 탄소섬유 시트와, 상기 한 쌍의 탄소섬유 시트 사이에 위치하는 한 쌍의 금속 전극을 포함하는 탄소섬유 면상발열체, 및 상기 한 쌍의 금속 전극에 연결되어 상기 탄소섬유 면상발열체에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하도록 만들 수 있다. 이때, 폴리머 접착제는 전도성 폴리머 접착제일 수 있으며, 한 쌍의 탄소섬유 시트 사이와, 금속 전극과 탄소섬유 시트 사이에 도포될 수 있다. 상기 폴리머 접착제에 의해 상기 한 쌍의 금속 전극이 상기 한 쌍의 탄소섬유 시트 사이에 결합하게 된다.A carbon fiber side heating element including a pair of carbon fiber sheets which are similarly bonded to each other by a polymer adhesive and a pair of metal electrodes located between the pair of carbon fiber sheets, And a power supply unit connected to supply power to the carbon fiber plane heating element. At this time, the polymer adhesive may be a conductive polymer adhesive, and may be applied between a pair of carbon fiber sheets and between the metal electrode and the carbon fiber sheet. And the pair of metal electrodes are bonded between the pair of carbon fiber sheets by the polymer adhesive.
여기에서, 탄소섬유 시트는 열을 발산하는 발열체가 되며, 금속 전극은 열을 발산하는 탄소섬유 시트에 전류를 전달한다. 즉, 탄소섬유 시트가 발열부가 되고, 금속 전극이 전극부가 된다. 이때, 탄소섬유 시트는 종래의 탄소섬유 시트의 두께를 반으로 줄인 것을 사용하는 것이 바람직하다.Here, the carbon fiber sheet is a heat generating element that dissipates heat, and the metal electrode transmits electric current to the carbon fiber sheet that radiates heat. That is, the carbon fiber sheet is a heat generating portion, and the metal electrode is an electrode portion. At this time, it is preferable to use a carbon fiber sheet in which the thickness of the conventional carbon fiber sheet is reduced to half.
금속 전극이 탄소섬유 시트에 끼워진 형태가 됨으로써, 금속 전극을 탄소섬유 시트의 양면에 사용하지 않게 되어 금속 전극의 개수를 종래에 비해 반으로 줄일 수 있다. 또한, 전극부인 금속 전극과 발열부인 탄소섬유 시트 간 접촉 면적은 2배가 됨으로써, 접촉부의 발열 문제도 해결되고, 저전압으로 발열이 가능하다. 또한, 전극의 개수를 줄임에 따라 두께를 줄일 수 있다.Since the metal electrode is fitted to the carbon fiber sheet, the metal electrode is not used on both sides of the carbon fiber sheet, and the number of the metal electrodes can be reduced by half compared with the conventional one. In addition, since the contact area between the metal electrode as the electrode portion and the carbon fiber sheet as the heat generating portion is doubled, the problem of heat generation at the contact portion is solved, and heat can be generated at a low voltage. In addition, the thickness can be reduced as the number of electrodes is reduced.
그리고, 전원 공급부는 저전압으로 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부로 DC 5V 정도의 리튬이온전지 등을 사용할 수 있다. 즉, 저전압으로 발열이 가능하여 직류 5V 리튬이온전지로 높은 발열량을 갖는 휴대용 난방기구들을 제작할 수 있다.The power supply unit can supply power at a low voltage. As a power supply unit, a lithium ion battery of about 5V DC can be used. That is, it is possible to generate portable heating devices with a high heating value by using a DC 5V lithium ion battery because heat can be generated at a low voltage.
또한, 탄소섬유와 전극, 탄소섬유간 접합은 전도성 폴리머 접착제를 탄소섬유 시트 사이와, 금속 전극과 탄소섬유 시트 사이에 고르게 도포하여 면 전체에 접착층을 형성할 수도 있으나, 금속 전극이 탄소섬유 시트 사이에 끼워져 고정되는 형태가 되므로, 전도성 폴리머 접착제를 듬성듬성 도포할 수도 있다. 이에, 전도성 폴리머 접착제를 듬성듬성 도포함으로써, 고가인 전도성 폴리머 접착제의 사용량을 줄여 비용을 절감할 수 있다. 전도성 폴리머 접착제는 공지된 여러 전도성 폴리머 접착제가 사용될 수 있다. The bonding between the carbon fibers and the electrodes and the carbon fibers may be performed by evenly applying a conductive polymer adhesive between the carbon fiber sheets and between the metal electrodes and the carbon fiber sheet to form an adhesive layer on the entire surface, So that the conductive polymer adhesive can be applied evenly. Thus, by applying the conductive polymer adhesive in a roughened manner, the amount of the expensive conductive polymer adhesive can be reduced, thereby reducing the cost. As the conductive polymer adhesive, various known conductive polymer adhesives can be used.
또한, 전도성 접착제 외에 비전도성 접착제도 사용될 수 있다. 이러한 비전도성 폴리머 접착제는 스프레이, 롤링 등의 방식으로 탄소섬유 시트, 금속 전극에 부착될 수 있다. 즉, 비전도성 폴리머 접착제는 층을 형성하지는 않으며, 수십 μm의 액적이 탄소섬유 사이, 금속 전극의 표면에 달라 붙어 탄소섬유 시트 간, 탄소섬유 시트와 금속 전극 간에 부착력을 만들어 준다. 이때, 비전도성 폴리머 접착제에 의해 일정한 층이나 필름을 형성하지는 않으며, 액적 상태로 미약하게 뿌려지기 때문에 그 사용량이 적다. 예를 들어, 비전도성 폴리머 접착제는 용매에 용해된 상태, 또는 알콜이나 물에 분산된 상태로 탄소섬유 시트, 금속 전극에 스프레이 방식 등으로 분사될 수 있다. 폴리머 바인더의 경우, 아크릴레이트수지, 에폭시수지, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리이미드 및 폴리에테르 중에서 선택된 1종 또는 스티렌부타디엔고무(styrene butadien rubber:SBR), 부타디엔고무(butadiene rubber:BR), 니트릴고무(acrylonitrile-butadiene rubber:NBR), 폴리클로로프렌고무(polychloroprene rubber:CR), 에틸렌프로필렌고무(ethylene propylene rubber:EPR), 우레탄고무(urethane rubber), 아크릴고무(acrylic rubber), 클로로솔폰화 폴리에틸렌고무(CSM), 실리콘고무 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition to the conductive adhesive, a nonconductive adhesive may also be used. These nonconductive polymer adhesives can be applied to carbon fiber sheets, metal electrodes by spraying, rolling or the like. That is, the nonconductive polymer adhesive does not form a layer, and a liquid droplet of several tens of micrometers adheres to the surface of the metal electrode between the carbon fibers, thereby creating an adhesion force between the carbon fiber sheet and the carbon fiber sheet and the metal electrode. At this time, a certain layer or film is not formed by the nonconductive polymer adhesive, and the use amount thereof is small because it is sprayed weakly in a droplet state. For example, the nonconductive polymer adhesive may be sprayed on a carbon fiber sheet, a metal electrode, or the like in a state dissolved in a solvent or dispersed in alcohol or water. In the case of the polymer binder, one kind selected from an acrylate resin, an epoxy resin, a polyester, a polyurethane, a polycarbonate, a polyamide, a polyimide and a polyether or a styrene butadiene rubber (SBR), a butadiene rubber (BR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), polychloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber (EPR), urethane rubber, acrylic rubber, Chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), and silicone rubber.
여기에서, 탄소섬유는 PAN계(폴리아크릴로니트릴계), 피치계, 레이온계뿐만 아니라, 섬유상을 가진 고탄소함유 소재를 사용할 수 있다. 금속 전극은 한 쌍의 탄소섬유 시트의 사이 양 측부에 각각 부착될 수 있다. 이때, 금속 전극을 탄소섬유 시트의 일면 양 끝단에 맞추어 위치시킬 수도 있으나, 금속 전극을 탄소섬유 시트 사이에 완전히 들어오도록 하여 금속 전극의 움직임을 방지할 수 있다. 금속 전극으로는 구리나 알루미늄 호일이 적합하며 두께 3~100μm 정도, 폭 3~10mm 정도의 구리 리본 등을 사용할 수 있다. 전선이 부착된 탄소섬유 시트 양면에는 절연을 위한 부도체 필름을 부착시켜 주는 것이 좋다. 절연을 위한 부도체 필름은 부직, 직조 등의 천 형태로 만든 것과 필름 형태가 쓰일 수 있다. 천 형태는 메쉬형 천, 부직포, 스폰지형 등의 기공률이 높으며, 기공률과 경제성을 고려하여 부직포 형태의 천을 사용할 수 있다. 천 형태의 절연 시트는 폴리머나 천연섬유 재질의 직조 또는 부직, 그물상 구조 등으로 이루어질 수 있으며, 셀룰로오스, 폴리아미드, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리페놀 포름알데히드(PF), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리비닐클로라이드(PVC), 방향족 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리우레탄(PU) 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 다공성 절연층은 PET, PP, PE 등의 부도체 폴리머 또는 셀룰로오스를 포함하여 부직, 직조 등의 천 형태로 만든 것일 수 있다.Here, the carbon fiber may be a high carbon-containing material having a fibrous phase as well as a PAN-based (polyacrylonitrile-based), a pitch-based or a rayon-based material. The metal electrodes may be attached to both sides of the pair of carbon fiber sheets, respectively. At this time, although the metal electrode may be positioned at both ends of one side of the carbon fiber sheet, the metal electrode may be completely inserted between the carbon fiber sheets to prevent the metal electrode from moving. As the metal electrode, copper or aluminum foil is suitable, and a copper ribbon having a thickness of about 3 to 100 mu m and a width of about 3 to 10 mm can be used. It is advisable to attach a nonconductive film for insulation on both sides of the carbon fiber sheet with wire. The nonconductive film for insulation may be made of a nonwoven fabric or a cloth such as a woven fabric and a film form. The cloth form has a high porosity such as a mesh type cloth, a nonwoven fabric, a sponge type, etc., and a nonwoven cloth can be used in consideration of porosity and economical efficiency. The sheet-like insulating sheet may be formed of a woven or nonwoven fabric of a polymer or a natural fiber, a net structure, and the like. The sheet may be formed of a material selected from the group consisting of cellulose, polyamide, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PA), polyvinyl chloride (PVC), aromatic polyamide, polyacrylonitrile (PAN), polyurethane (PU), and a combination thereof, in combination with one or more selected from the group consisting of ethylene terephthalate (PBT), polyphenol formaldehyde (PF), polyvinyl alcohol And at least one material selected from the group consisting of For example, the porous insulating layer may be made of a nonwoven fabric such as nonwoven fabric, woven fabric or the like including non-conductive polymer such as PET, PP, PE or cellulose.
필름 형태는 기공이 없는 완전한 폴리머 필름을 사용하는 것을 말한다. 경제성과 내구성을 고려하여 폴리아미드, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리페놀 포름알데히드(PF), 폴리비닐 알코올(PVOH), 폴리비닐클로라이드(PVC), 방향족 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리우레탄(PU) 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 두께는 50um에서 200um 이내가 적정하다.The film form refers to the use of a complete polymer film without pores. (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenol formaldehyde (PF), polyvinyl alcohol (PVOH) , At least one material selected from the group consisting of polyvinyl chloride (PVC), aromatic polyamide, polyacrylonitrile (PAN), polyurethane (PU), and combinations thereof. The thickness should be within 50um to 200um.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유 면상발열체의 사진을 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 탄소섬유 면상발열체의 열화상 이미지를 도시한 도면이다. 1 is a view showing a photograph of a carbon fiber side heating element according to an embodiment of the present invention. 2 is a view showing a thermal image of a carbon fiber side heating element manufactured according to an embodiment of the present invention.
아래의 실시예 1에 따른 함침 방식으로 탄소섬유 면상발열시트를 제작하였다. 그런 후에, 열화상 이미지를 획득하였다.A carbon fiber faced heating sheet was prepared by the impregnation method according to Example 1 below. Then, an infrared image was obtained.
위와 같은 소재와 구조로 제작된 탄소섬유 면상발열 시트의 양면에 절연을 위한 부도체 필름 또는 천을 부착하여 보다 안전한 형태의 탄소섬유 면상발열체를 제작한다. 이와 같은 과정을 거친 탄소섬유 면상발열체는 발열조끼, 발열방석, 발열허리밴드, 발열복대, 발열장갑, 발열깔창, 발열담요, 발열의자, 발열풋워머, 발열데스크히터 등에 적용 가능하다.A non-conductive film or cloth for insulation is attached to both sides of the carbon fiber sheet heat-generating sheet made of the above-described material and structure to make safer carbon fiber sheet heat-generating body. The carbon fiber surface heating element thus processed can be applied to a heating vest, a heating cushion, a heating waist band, a heating bag, a heating glove, a heating insole, a heating blanket, a heating chair, a heating foot warmer,
이와 같은 탄소섬유 면상발열체 적용 면상발열 기기는 5V의 저전압 구동으로 과열 위험과 화재 위험을 낮추고, 휴대용 리튬이온전지를 이용한 휴대형으로의 제작이 가능하여 편의성을 크게 높일 수 있다. Such a surface heating device using a carbon fiber plane heating device lowers the risk of overheating and fire by driving a low voltage of 5V and can be manufactured in a portable type using a portable lithium ion battery, thereby greatly enhancing convenience.
<실시예 1>≪ Example 1 >
6 mm 길이의 탄소섬유 촙을 분산시켜 두께 50μm의 탄소섬유 부직포를 제작하였다. 가로 세로 각각 100mm 크기로 잘라내서 탄소섬유 부직포의 양 끝에 폭 5mm, 두께 36μm의 구리 리본을 밀착시켰다. 접착은 비전도성 고무계 바인더를 톨루엔 용재에 녹여 스프레이 하고 밀착시키는 방식을 사용하였다. 5%고무 함량과 95% 톨루엔 포함 유기용재에 녹여 좋은 결과를 얻었다. 면상발열시트의 제작은 하단부터 순서대로 탄소섬유 부직포, 구리 리본, 탄소섬유 부직포를 놓고 고무계 접착제를 사용하여 부착하였다. 순서는 2장의 탄소섬유 부직포 각각의 한 면에 접착제를 스프레이 하고, 구리 리본을 사이에 두고 부착하였다. 접착제의 사용량은 약 5 ml 수준이었다. 110℃ 의 오븐에서 3분간 건조하여 탄소섬유 부직에 구리 리본을 영구 고정시켰다.A carbon fiber nonwoven fabric having a thickness of 50 탆 was prepared by dispersing a carbon fiber 6 having a length of 6 mm. Cut into a size of 100 mm in width and 100 mm in width, and copper ribbon having a width of 5 mm and a thickness of 36 탆 was adhered to both ends of the carbon fiber nonwoven fabric. The adhesive was prepared by dissolving the nonconductive rubber binder in the toluene solvent and spraying it. Good results were obtained by dissolving in 5% rubber content and organic solvent containing 95% toluene. The heat-generating sheet was made of carbon fiber non-woven fabric, copper ribbon, and carbon fiber non-woven fabric. The procedure was such that an adhesive was sprayed on one side of each of the two carbon fiber nonwoven fabrics and attached with a copper ribbon interposed therebetween. The amount of adhesive used was about 5 ml. And then dried in an oven at 110 캜 for 3 minutes to permanently fix the copper ribbon to the carbon fiber nonwoven fabric.
탄소섬유 발열시트 양면에 부도체인 PET 부직포 50um를 같은 접착 방식으로 부착하여 탄소섬유 면상발열체를 완성하으며, 이를 도 1에 도시하였다.A non-woven PET nonwoven fabric 50um was attached to both surfaces of the carbon fiber heating sheet by the same bonding method to complete the carbon fiber surface heating element, which is shown in Fig.
양단 전극에 5V를 인가하여 발생되는 열을 열화상 이미지로 촬영하였으며, 이는 도 2에 도시되어 있다.The heat generated by applying 5 V to the electrodes at both ends was photographed as an infrared image, which is shown in Fig.
본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기는 여러 기술에 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 발열조끼, 발열방석, 발열허리밴드, 발열복대, 발열장갑, 발열깔창, 발열담요, 발열의자, 발열풋워머, 발열데스크히터 중 적어도 하나에 면상발열 기기를 적용할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기는 발열조끼, 발열방석, 발열허리밴드, 발열복대, 발열장갑, 발열깔창, 발열담요, 발열의자, 발열풋워머, 발열데스크히터의 발열 모듈로 사용할 수 있다.The surface heating device according to an embodiment of the present invention may be applied to various technologies. For example, a surface heating device can be applied to at least one of a heating vest, a heating cushion, a heating waistband, a heating bag, a heating glove, a heating insole, a heating blankets, a heating chair, a heating foot warmer and a heating desk heater. That is, the surface heating device according to an embodiment of the present invention is a heating module of a heating vest, a heating cushion, a heating waistband, a heating bag, a heating glove, a heating insole, a heating blanket, a heating chair, a heating foot warmer, Can be used.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열조끼를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.FIG. 3 is a photograph showing a heating vest capable of being applied to the surface heating device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열조끼에 장착할 수 있다. 일반적으로, 발열조끼의 내부에 면상발열 기기를 장착할 것이다.Referring to FIG. 3, the surface heating device according to an embodiment of the present invention may be mounted on a heating vest. Generally, a surface heating device will be mounted inside the heating vest.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열방석을 촬영한 사진을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a photograph illustrating a heating cushion to which an area heating device according to an exemplary embodiment of the present invention can be applied.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열방석에 장착할 수 있다. 일반적으로, 발열방석의 내부에 면상발열 기기를 적용할 것이다.Referring to FIG. 4, the surface heating device according to an embodiment of the present invention may be mounted on a heating cushion. Generally, an area heating device will be applied inside the heating cushion.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열허리밴드를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.FIG. 5 is a photograph showing a heating waist band to which the surface heating device according to the embodiment of the present invention can be applied.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열허리밴드에 장착할 수 있다. 일반적으로, 발열허리밴드의 내부에 면상발열 기기를 설치할 것이다.Referring to FIG. 5, the surface heating device according to the embodiment of the present invention may be mounted on the heating waistband. Generally, an area heating device will be installed inside the heating waist band.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열복대를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.FIG. 6 is a photograph showing a heat-generating bag to which the surface heating device according to the embodiment of the present invention can be applied.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열복대에 장착할 수 있다. 일반적으로, 발열복대의 내부에 면상발열 기기를 적용할 것이다.Referring to FIG. 6, the surface heating device according to an embodiment of the present invention may be mounted on a heating bag. In general, an area heating device will be applied inside the heating bag.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열장갑의 개념을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a view showing a concept of a heat generating glove to which an area heating device according to an embodiment of the present invention can be applied.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열장갑에 장착할 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 손의 편안한 움직임을 위해, 손등 부분에 탄소섬유 시트를 위치시키고, 손목 부분에 건전지 등의 전원 공급부를 위치시킬 수 있다.Referring to FIG. 7, the surface heating device according to an embodiment of the present invention may be mounted on a heating glove. As shown in Fig. 7, for easy movement of the hand, the carbon fiber sheet can be positioned on the back of the hand, and the power supply unit such as a battery can be positioned on the wrist.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열깔창의 개념을 도시한 도면이다.FIG. 8 is a view showing a concept of a heat-generating insole to which the surface heating device according to the embodiment of the present invention can be applied.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기(50)를 발열깔창에 장착할 수 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 발바닥 부분에 탄소섬유 시트를 위치시키고, 발등이나 발목 부분에 건전지 등의 전원 공급부를 위치시킬 수 있다.Referring to FIG. 8, the surface heating device 50 according to an embodiment of the present invention may be mounted on the heat generating insole. As shown in Fig. 8, it is possible to place the carbon fiber sheet on the soles of the feet, and to place the power supply portion such as the battery or the like on the foot or the ankle.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열의자의 개념을 도시한 도면이다.FIG. 9 is a view showing a concept of a heat generating chair to which an area heating device according to an embodiment of the present invention can be applied.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열의자에 장착할 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 앉는 부분에 탄소섬유 시트를 위치시키고, 의자 하부나 등받침 부분 등에 건전지 등의 전원 공급부를 위치시킬 수 있다.Referring to FIG. 9, the surface heating device according to an embodiment of the present invention may be mounted on a heating chair. As shown in Fig. 9, it is possible to position the carbon fiber sheet at the sitting portion, and to place the power supply portion such as a battery or the like in the lower portion of the chair or the backrest portion.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열풋워머를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.FIG. 10 is a photograph showing a heating foot warmer to which an area heating device according to an embodiment of the present invention can be applied.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열풋워머에 장착할 수 있다. 일반적으로, 발바닥이 닿는 부분에 면상발열 기기(50)를 적용할 것이다.Referring to FIG. 10, the surface heating device according to an embodiment of the present invention may be mounted on a heating foot warmer. Generally, the surface heating device 50 will be applied to the portion where the sole comes into contact.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기가 적용될 수 있는 발열데스크히터를 촬영한 사진을 도시한 도면이다.FIG. 11 is a photograph showing a heat generating desk heater to which an area heating apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열 기기를 발열데스크히터에 장착할 수 있다. 일반적으로, 데스크의 하부나 상부에 면상발열 기기를 부착할 것이다.Referring to FIG. 11, the surface heating device according to the embodiment of the present invention can be mounted on the heating desk heater. Generally, surface heating devices will be attached to the lower or upper part of the desk.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (6)
상기 한 쌍의 금속 전극에 연결되어 상기 탄소섬유 면상발열시트에 직류 5V의 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는, 면상발열 기기.A carbon fiber sheet heat generating sheet comprising a rectangular carbon fiber sheet and a pair of metal electrodes located on two parallel sides of the carbon fiber sheet; And
And a power supply unit connected to the pair of metal electrodes to supply DC 5 V power to the carbon fiber facet heating sheet.
상기 탄소섬유 시트는 평균 길이 10mm 이하로 잘린 단탄소섬유를 사용하여 만들어진 부직포 형태이고, 부직포 두께는 100um 이하이고, 공극률 50% 이상인, 면상발열 기기.The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber sheet is in the form of a nonwoven fabric made of cut carbon fibers having an average length of 10 mm or less, the thickness of the nonwoven fabric is 100um or less, and the porosity is 50% or more.
상기 탄소섬유 시트는 전기적 특성이 면저항 10 Ω/□ 이하인, 면상발열 기기.The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber sheet has an electrical property of not more than a sheet resistance of 10? / ?.
상기 탄소섬유 시트는 비전도성 폴리머 바인더 함량이 3wt% 이하인, 면상발열 기기.The method of claim 3,
Wherein the carbon fiber sheet has a nonconductive polymer binder content of 3 wt% or less.
상기 탄소섬유 면상발열시트의 양면에 절연을 위한 부도체 필름 또는 천을 부착하여 탄소섬유 면상발열체를 제작하여 사용하는, 면상발열 기기.The method according to claim 1,
Wherein a nonconductive film or cloth for insulation is attached to both surfaces of the carbon fiber faced heating sheet to manufacture and use a carbon fiber faced heating element.
발열조끼, 발열방석, 발열허리밴드, 발열복대, 발열장갑, 발열깔창, 발열담요, 발열의자, 발열풋워머, 발열데스크히터 중 적어도 하나에 상기 면상발열 기기를 적용하는, 면상발열 기기의 적용 방법.6. A method of applying the surface heating device according to any one of claims 1 to 5,
A method of applying an area heating device to at least one of a heating vest, a heating cushion, a heating waist band, a heating bag, a heating glove, a heating insole, a heating blanket, a heating chair, a heating foot warmer, .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160147914A KR102619592B1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Plane heating device and application method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160147914A KR102619592B1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Plane heating device and application method of the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180051064A true KR20180051064A (en) | 2018-05-16 |
| KR102619592B1 KR102619592B1 (en) | 2023-12-29 |
Family
ID=62452051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160147914A KR102619592B1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Plane heating device and application method of the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102619592B1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101983263B1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-05-29 | 주식회사 산돌바이오매트 | Heating mat |
| KR20210082712A (en) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | (주)넥스웜 | Fiber heating element power connection method |
| KR20210082714A (en) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | (주)넥스웜 | Double insulated sheet type heating element |
| KR20210082717A (en) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | (주)넥스웜 | Functonal sheet type heating element |
| KR20220000585A (en) | 2020-06-26 | 2022-01-04 | 최상철 | Evaporated waste gas burning system for volatile organic compounds tank |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060073119A (en) * | 2004-12-24 | 2006-06-28 | (주) 유니플라텍 | Heating unit with good resistance properties |
| KR100828735B1 (en) | 2007-09-27 | 2008-05-09 | 주식회사 코스모센추리 | Flexible heat generation sheet and method for manufacturing the same |
| KR101128033B1 (en) | 2011-12-06 | 2012-04-02 | 엔디티엔지니어링(주) | Method for manufacturing pet film carbon heating element of the whole surface spread type |
| KR101233393B1 (en) * | 2012-08-16 | 2013-02-15 | 주식회사 뉴지로 | Micro heating yarn and it's heating element |
| KR101648379B1 (en) * | 2016-01-12 | 2016-08-16 | 재단법인 한국탄소융합기술원 | Carbon fiber non woven fabric and manufacturing method thereof and using method using it |
-
2016
- 2016-11-08 KR KR1020160147914A patent/KR102619592B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060073119A (en) * | 2004-12-24 | 2006-06-28 | (주) 유니플라텍 | Heating unit with good resistance properties |
| KR100828735B1 (en) | 2007-09-27 | 2008-05-09 | 주식회사 코스모센추리 | Flexible heat generation sheet and method for manufacturing the same |
| KR101128033B1 (en) | 2011-12-06 | 2012-04-02 | 엔디티엔지니어링(주) | Method for manufacturing pet film carbon heating element of the whole surface spread type |
| KR101233393B1 (en) * | 2012-08-16 | 2013-02-15 | 주식회사 뉴지로 | Micro heating yarn and it's heating element |
| KR101648379B1 (en) * | 2016-01-12 | 2016-08-16 | 재단법인 한국탄소융합기술원 | Carbon fiber non woven fabric and manufacturing method thereof and using method using it |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101983263B1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-05-29 | 주식회사 산돌바이오매트 | Heating mat |
| KR20210082712A (en) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | (주)넥스웜 | Fiber heating element power connection method |
| KR20210082714A (en) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | (주)넥스웜 | Double insulated sheet type heating element |
| KR20210082717A (en) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | (주)넥스웜 | Functonal sheet type heating element |
| KR20220000585A (en) | 2020-06-26 | 2022-01-04 | 최상철 | Evaporated waste gas burning system for volatile organic compounds tank |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102619592B1 (en) | 2023-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20180051064A (en) | Plane heating device and application method of the same | |
| US4534886A (en) | Non-woven heating element | |
| KR100759648B1 (en) | Flexible ptc heating element | |
| US20060278631A1 (en) | Laminate fabric heater and method of making | |
| US9161393B2 (en) | Heated textiles and methods of making the same | |
| US8008606B2 (en) | Composite heating element with an integrated switch | |
| JP2022088449A (en) | Heatable garment, cloth for such garment, and producing method | |
| CN104589714A (en) | Electric heating textile based on carbon nano tubular membrane | |
| US20080083720A1 (en) | Method of heating an article | |
| KR101238667B1 (en) | Manufacturing method for both sides impregnated heating-plate using carbon fiber heating-plate for graphene | |
| CN103687105B (en) | The heater of electricity | |
| KR101575500B1 (en) | Plane Heating Fabric | |
| KR20150145099A (en) | Positive temperature coefficient using conductive liquid emulsion polymer composition, manufacturing method of thereoff, Face heater with it | |
| CN212034371U (en) | Graphite alkene diaphragm that generates heat for clothing | |
| CN111278177B (en) | Preparation method of carbon material electric heating sheet | |
| CN109565909A (en) | Heating element | |
| JP2009199794A (en) | Planar heating element | |
| CN109041299A (en) | A kind of flexible electric heating sheet and clothes | |
| WO2022107904A1 (en) | Aerogel blanket insulating material, and functional composite material using same | |
| CN101203075A (en) | Laminating fabric heater and preparation thereof | |
| KR101302970B1 (en) | Flexible carbon fiber | |
| KR101276726B1 (en) | Preparation of flexible carbon fiber | |
| JP2018513736A5 (en) | ||
| US20200078212A1 (en) | Heating patch, and warming device for skin care comprising same | |
| KR20110088047A (en) | Planar heating element with waterproof, moisture-permeable, and antistatic property and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |