KR101558860B1 - manufacturing method of Plane heater based on coating by electrically conductive composition, and Plane heater based on coating by electrically conductive composition of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 면상 발열체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 기존의 면상 발열체의 저전압 사용시 효과적으로 발열하기 어려운 점을 극복하기 위해 직조 형태의 면상 발열체를 이용한 면상 발열체 제조시의 도전성 용액을 이용할 뿐만 아니라, 전도성 물질의 코팅을 용이하기 위한 기재 원단을 이용함으로써, 열효율을 향상시키고 저전압 사용에서 효과적으로 발열하도록 하기 위한 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 면상 발열체에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a surface heating element based on a conductive composition coating and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a surface heating element, A surface-heating element based on a conductive composition coating for improving heat efficiency and effectively heating at a low voltage by using a conductive material for preparing a planar heating element using an area heating element and using a substrate material for facilitating coating of the conductive material And a planar heating element manufactured by the method.
현재 국내의 면상 발열체 시장은 필름시장을 선두로 하여, 여러 형태의 기재 원단에 전도성 물질을 코팅하여 효율을 높이고, 내구성과 유연성, 생산성을 높이는 추세로 발전하고 있다.Currently, the domestic market for surface heaters is developing into a trend of increasing efficiency, durability, flexibility, and productivity by coating conductive materials on various types of substrate fabrics, leading the film market.
필름형태의 면상 발열체는 이미 국내 난방시장에 많은 부분을 차지하고 있으며, 유연성의 한계 때문에 기재 원단의 유연성을 보강하기 위하여, 직조형태의 기재 원단가 많이 적용되고 있는 추세이다.The film type surface heating element already occupies a large part in the domestic heating market, and in order to reinforce the flexibility of the substrate fabric due to the limit of the flexibility, a woven fabric of the substrate type is widely used.
한편, 이러한 면상 발열체의 발열을 위한 전압 선택에 있어, 고전압 AC 100V 이상에서는 전도성 물질과 동일한 바인더에서 전도성을 배제한 물질을 여러 차례 코팅하여 절연층을 얻는 것에 비해 저전압 DC 24V 이하는 일반적으로 절연층을 형성하기가 용이하고, 소비자의 안전문제 때문에 저전압 DC 24V 이하를 선호하는 추세이다. On the other hand, in selecting the voltage for the heat generation of such an area heating element, when a high voltage AC 100V or higher is used, the insulating layer is obtained by coating the same material as the conductive material except for the conductive material several times, It is easy to form and tends to prefer low voltage DC 24V or less because of the safety problem of consumers.
이와 더불어, 면상 발열체로의 전극 삽입 문제를 살펴보면, 전극 삽입시 금속박을 이용하여 발열체에 직접 불이는 방법, 전극을 기재 원단 직조 시에 사용전압에 따라 삽입하는 방법, 경사 또는 위사에 직접 전압을 인가하는 방법 등이 사용이 주로 사용된다. 그러나 어떠한 방식으로도 전극 삽입시 접촉저항이 문제가 될 수 있으므로 낮은 접촉저항이 형성되지 않으면 화재의 위험이 있는 문제점이 있다. In addition, the problem of inserting the electrode into the surface heat generating element is as follows: a method of directly burning a heating element using a metal foil when inserting the electrode, a method of inserting the electrode according to the use voltage when weaving the substrate fabric, And the like are mainly used. However, since the contact resistance may be a problem when the electrode is inserted in any way, there is a risk of fire if a low contact resistance is not formed.
또한, 저전압 발열에 있어서 낮은 저항치를 필요로 하는데 이를 위해서는 전도성 코팅액을 많은 횟수로 코팅을 해야함으로써, 기재 원단에 너무 많은 양이 도포시 면상 발열체의 유연성이 현저히 떨어지는 문제점도 있다. In addition, since a low resistance value is required for low-voltage heating, a conductive coating liquid must be coated a large number of times, resulting in a problem that the flexibility of the surface heating element is significantly reduced when a too large amount of the conductive coating liquid is applied to the substrate.
한편, 기재 원단의 선택에 있어 중요한 점은 전도성 물질을 코팅하였을 때, 표면에서 부서짐이나 벗겨짐 현상이 없어야 한다. 즉 높은 전도성을 가진 코팅용액과 다양한 전극 삽입법을 통한 전압의 인가 방법, 면상 발열체의 절연방법 등이 모두 중요 하나, 결정적으로 기재 원단에 코팅액을 도포하여 부서짐이나 크랙이 없어야 하고, 유연성과 열에 대한 내구성, 물리적 내구성, 화학적 안정성을 가진 기재 원단의 제조방법이 매우 중요하다는 결론에 이른다. On the other hand, the important point in selecting the substrate material is that when the conductive material is coated, there is no breakage or peeling on the surface. In other words, coating solution with high conductivity, application method of voltage through various electrode insertion method, insulation method of surface heating element are all important, but it is essential to apply coating liquid to substrate fabric to prevent breakage or crack, The durability, the physical durability, and the chemical stability of the substrate material are very important.
이에 따라 해당 기술 분야에 있어서는 종래의 면상 발열체가 저(低) 저항성을 가진 고분자 전도성 용액을 제시하고도, 기재 원단에 완벽히 고착할 수 없는 문제점 즉, 저항값의 상승, 전도성 조성물의 탈락, 고비용 등 해결하기 위한 기술 개발이 요구된다.
Accordingly, in the related art, even if a conventional planar heating element exhibits a low-resistance polymer conductive solution, it can not be completely fixed to the substrate, that is, the resistance value is increased, the conductive composition is dropped, It is required to develop a technique for solving the problem.
[관련기술문헌][Related Technical Literature]
1. 면상 발열체, 이 면상 발열체를 이용한 면상 발열체 패널 및 면상 발열체의 제조 방법(PLANAR HEAT GENERATOR, PANEL USING THE SAME AND METHOD OF PRODUCING THE SAME)(특허출원번호 제10-2003-0055273호)1. PLANAR HEAT GENERATOR, PANEL USING THE SAME AND METHOD OF PRODUCING THE SAME (Patent Application No. 10-2003-0055273), a method of manufacturing a planar heating element panel using the planar heating element,
2. 면상 발열체 제조방법 및 그에 의하여 제조된 면상 발열체(PLANAR RESISTANCE HEATING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF) (특허출원번호 제10-2005-0060568호)
2. Description of the Related Art [0002] A method of manufacturing an area heating element and a planar heating element manufactured by the method (Patent Application No. 10-2005-0060568)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 기술의 문제점을 획기적으로 해결하기 위한 방법으로, 전도성 물질의 높은 전도성을 부여하여 저전압 발열의 용이성, 기재 원단의 유연성, 온도에 대한 내구성, 강도, 코팅제의 탈락방지, 다양한 전압의 선택의 용이성 등을 제공하도록 하기 위한 면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 면상 발열체를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for dramatically solving the problems of the prior art, The present invention provides a method of manufacturing a surface heating element based on a conductive composition coating for a surface heating element coating in order to provide a coating material for preventing dropout of the coating agent, ease of selection of various voltages, etc., and a surface heating element manufactured by the method.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체 제조방법은 비극성 유기용제인 톨루엔에 고분자 실리콘 바인더와 도전성 카본블랙 분말을 넣어 교반기로 분산 후 숙성하여 1차 조성물을 제조하고, 상기 1차 조성물에 고분지 실리콘 바인더 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 CNT 분말을 혼입하여 교반기로 분산시켜 2차 조성물을 생성하며, 상기 2차 조성물의 온도가 40℃ 이하에서 경화제를 넣고 교반기로 교반하여 전도성 코팅용액 조성물을 제조하는 제 1 단계와; 폴리아미드 계열의 단섬유로 제조된 5 내지 120수의 아라미드 방적사로 5 내지 120 메쉬의 기재 원단을 직조하되, 상기 기재 원단이 DC 24V 이하의 용도인 경우 기재 원단 상에서 10mm 내지 200mm 간격, AC 100V 이상의 용도인 경우 기재 원단 상에서 100mm 내지 1000mm 간격으로 0.1sq 내지 0.32sq의 주석 도금선을 평직 또는 레노직으로 삽입하여 기재 원단을 직조하는 전도성 조성물을 코팅할 전극이 삽입된 기재 원단을 제조하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서 제조된 전극이 삽입된 기재 원단에 상기 제 1 단계에서 제조된 전도성 코팅용액 조성물을 함침 또는 스프레이 도포하고 건조시설에서 170 내지 200℃로 2 내지 10분간 경화시켜 면상 발열체를 제조하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계에서 제조된 면상 발열체에 절연성 조성물을 함침 또는 스프레이 도포하여 절연코팅을 수행하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a method for manufacturing a surface heating element based on a conductive composition coating according to an embodiment of the present invention comprises adding a polymer silicon binder and a conductive carbon black powder to toluene, which is a nonpolar organic solvent, 1 to 10 parts by weight of CNT powder per 100 parts by weight of a high-branched silicon binder is dispersed in the primary composition by a stirrer to produce a secondary composition. When the temperature of the secondary composition is lower than 40 占 폚, And stirring the mixture with a stirrer to prepare a conductive coating solution composition; A base fabric of 5 to 120 mesh is woven with 5 to 120 aramid yarns made of short fibers of polyamide series, and when the base fabric is used for DC 24 V or less, A second step of inserting a tin plating line of 0.1 sq to 0.32 sq at intervals of 100 mm to 1000 sqm on the base material of the base material in a plain or leno form to prepare a base material having an electrode to be coated with the conductive composition to be woven, Wow; The conductive coating solution composition prepared in the first step is impregnated or spray coated on the base material having the electrodes prepared in the second step and cured in a drying facility at 170 to 200 ° C for 2 to 10 minutes to prepare a planar heating element A third step; And a fourth step of performing an insulation coating by impregnating or spraying an insulating composition on the planar heating element manufactured in the third step.
상기 1차 조성물을 제조를 위한 숙성은 24시간 동안 숙성하는 것을 특징으로 한다. The aging for the preparation of the primary composition is characterized by aging for 24 hours.
상기 절연성 조성물은 상기 제 1 단계의 전도성 코팅용액 조성물 중 카본블랙 분말과 CNT 분말이 제외된 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.Wherein the insulating composition comprises a composition in which the carbon black powder and the CNT powder are excluded from the conductive coating solution composition of the first step.
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본 발명의 실시예에 따른 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 면상 발열체는, 도전성 카본블랙과 CNT에 의해 전기적 저항값이 떨어지도록 제조된 고전도성 코팅용액에, 폴리아미드계열의 아라미드 방적사를 사용하여 제조된 기재 원단을 이용하여, 전도성 물질을 기재 원단에 완벽히 고착시킴으로써, 저전압 발열을 하며 유연성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.
The method for manufacturing a surface heating element based on a conductive composition coating and the method for producing the same according to an embodiment of the present invention is characterized in that the surface heating element produced by the conductive composition black coating and the CNT is coated with a poly By using the substrate material produced by using the amide-based aramid yarn, the conductive material is completely fixed to the base fabric, thereby providing low voltage heating and flexibility.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a surface heating element based on conductive composition coating according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 제 1 내지 제 5 공정에 의해 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체를 제조한다.
1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a surface heating element based on conductive composition coating according to an embodiment of the present invention. Referring to Fig. 1, an area heating element based on a conductive composition coating is manufactured by the first to fifth steps.
[제 1 공정][ First Step ]
먼저, 전도성 조성물을 생성한다. First, a conductive composition is produced.
보다 구체적으로, 톨루엔 500g에 고분자 실리콘 바인더 50g, 도전성 카본블랙 분말 50g을 넣어 교반기를 이용해 1차 고속분산 후 24시간 숙성한다. 이때 1500rpm, 30분 정도 혼입 분산하여 1차 조성물을 생성한다. 즉, 본 발명에 따른 면상 발열체의 전도성 코팅액으로 사용하기 위한 전도성 조성물은 고분자 물질인 실리콘을 바인더로 이용하며, 고분자 실리콘 바인더를 용해하기 위한 용제는 비극성 유기용제인 톨루엔을 이용하는 것이다. 바인더인 고분자 실리콘은 경화 후 열에 안정적이며, 도전성 카본블랙 분말은 후술하는 CNT 분말과 함께 발열시에 온도에 의한 수축 이완작용으로 PTC(Positive Temperature Coefficient) 기능이 부여되며, 방열효과도 높아진다. 또한, 친환경적인 장점을 갖는다. More specifically, 50 g of the polymeric silicon binder and 50 g of the conductive carbon black powder are added to 500 g of toluene and aged for 24 hours after primary dispersion at high speed using a stirrer. At this time, the first composition is prepared by mixing and dispersing at 1500 rpm for about 30 minutes. That is, the conductive composition for use as the conductive coating liquid of the planar heating element according to the present invention uses silicon, which is a polymer material, as a binder, and toluene, which is a nonpolar organic solvent, is used as a solvent for dissolving the polymeric silicone binder. Polymer silicon, which is a binder, is stable to heat after curing, and the conductive carbon black powder is provided with a PTC (Positive Temperature Coefficient) function due to the shrinkage relaxation action due to temperature at the time of heat generation together with the CNT powder described later, and the heat radiation effect is also enhanced. It also has an environmental friendliness.
이후 숙성된 1차 조성물을 CNT 분말과 분산제 2g를 혼입하고 교반기를 이용해 고속 혼입 분산한다. 이때 2000rpm 1시간 정도 혼입 분산한다. 이때, 도전성인 CNT 분말을 고분자 실리콘 바인더 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부를 첨가하여 혼입 분산한다. Thereafter, the aged primary composition is mixed with CNT powder and 2 g of dispersant and dispersed at high speed using a stirrer. At this time, the mixture is dispersed for about 1 hour at 2000 rpm. At this time, 1 to 10 parts by weight of the conductive CNT powder is added to 100 parts by weight of the polymeric silicon binder and mixed and dispersed.
이와 같이 고분자 바인더를 이용한 전도성 코팅액을 제조하는 과정에 있어, 도전성 카본블랙 분말에 CNT 분말을 첨가하여 혼입 분산함으로써, 두 전도성 분말인 도전성 카본블랙 분말 및 CNT 분말이 각 전기적 저항값이 떨어지게 하는 것을 이용함으로써, 고전도성 액상 전도성 코팅액을 제공한다.In the process of manufacturing the conductive coating solution using the polymeric binder, CNT powder is added to the conductive carbon black powder and mixed and dispersed to obtain a conductive carbon black powder and a CNT powder each having a lower electrical resistance value Thereby providing a highly conductive liquid conductive coating liquid.
이러한 공정에 의한 2차 조성물의 온도가 40℃ 이하로 떨어지면 경화제 0.1g을 넣고 혼입 분산한다. 이때 교반기를 이용한 교반은 1500rpm 30분을 넘지 않으며, 조성물을 비접촉식 온도계로 측정하여, 40℃를 넘지 않게 한다. 전도성 분말 분산을 위한 무리한 교반으로 40℃를 넘을 경우 조성물의 점도가 상승하며, 실리콘이 경화된다.
When the temperature of the second composition by such a process falls below 40 캜, 0.1 g of a curing agent is added and mixed and dispersed. At this time, stirring with a stirrer does not exceed 1500 rpm for 30 minutes, and the composition is measured with a noncontact thermometer so as not to exceed 40 캜. When the temperature is more than 40 캜 with unreasonable agitation for dispersing the conductive powder, the viscosity of the composition increases and the silicone hardens.
[제 2 공정][ Second Step ]
제 1 공정에 의해 전도성 조성물 생성이 완료되면, 기재 원단을 제조한다. When the production of the conductive composition is completed by the first step, a substrate material is produced.
면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물인 전도성 코팅액을 도포하기 위한 기재 원단은 폴리아미드 계열 단섬유에 해당하는 방적사 5 내지 120수를 이용한 방적사 5 내지 120 메쉬로 직조하여 얻은 기재 원단을 사용함으로써, 유연성, 온도에 대한 내구성, 높은 표면 마찰력과, 원사의 잔털, 원단 통기성에 의한 코팅액의 탈락방지, 찢김방지를 구현할 수 있다. The substrate material for applying the conductive coating liquid, which is a conductive composition for coating a surface heating element, is a flexible material having a flexibility, a temperature and a temperature by using a substrate fabric obtained by weaving 5 to 120 mesh yarns using 5 to 120 yarns corresponding to polyamide- Durability and high surface frictional force of the yarn, prevention of falling off of the coating liquid by the fine hair of the yarn and ventilation of the fabric, and prevention of tearing can be realized.
이러한 폴리아미드 계열의 아라미드 섬유를 이용하는 것은 근본적으로 열에 매우 강하고, 찢김성이 없어 고분자 실리콘 바인더의 찢김성에 대한 강도를 보완한다. 다만 장섬유계의 아라미드섬유는 직조시 면에 표면 마찰력이 거의 없어 많은 장점에도 불구하고, 전도성 조성물을 탈락시켜 적용할 수 없다. 이에 따라 본 발명은 단섬유계 솜뭉치를 꼬아서 만든 방적사를 이용하여 이를 해결한다.The use of such polyamide-based aramid fibers is fundamentally very strong against heat and lacks tearability, which complements the tear strength of the polymeric silicone binder. However, the aramid fibers of the long fiber type have almost no surface frictional force on the surface during weaving, so that the conductive composition can not be removed and applied even though it has many merits. Accordingly, the present invention solves this problem by using a spun yarn made by twisting short fiber bundles.
이때, 방적사 특유의 꼬임과 잔털은 전도성 조성물의 부착에 매우 용이하게 작용하며, 기재 원단 제조시 직조방법을 평직 혹은 레노직으로 메쉬 단위를 변형시켜줌으로써, 전도성 조성물을 기재 원단의 앞 뒷면에서 잡아줄 수 있는 장점을 제공한다.
At this time, the twist and the fine hair unique to the spinning yarn are very easy to adhere to the conductive composition, and when the fabric of the base material is manufactured, the mesh unit is modified by plain weaving or leno weaving so that the conductive composition is held at the front and rear sides It offers the advantage of being able to.
<제 2 공정의 실시예>≪ Embodiment of Second Process & gt ;
본 발명의 일 실시예로, 아라미드 방적사 30수를 직기에 위사와 경사로 장착해 약 30 메쉬 크기의 원단을 평직한다.
In one embodiment of the present invention, 30 aramid yarns are woven and loosely weighed in a loom to weave a fabric of approximately 30 mesh size.
[제 3 공정][ Third Step ]
제 2 공정의 기재 원단 제조시 제 3 공정으로 전극 삽입을 수행한다.And electrode insertion is performed in the third step in fabricating the base fabric of the second step.
기재 원단의 전극 삽입에 있어, 다양한 전압의 선택의 용이성을 확보하기 위해서, 경사 방향 또는 위사 방향으로 최종 제조된 면상 발열체가 DC 24V(저전압용) 이하의 용도인 경우 기재 원단 상에서 10mm 내지 200mm 간격, AC 100V(고전압용) 이상의 용도인 경우 기재 원단 상에서 100mm 내지 1000mm 간격으로 0.1sq 내지 0.32sq의 주석 도금선을 평직 또는 레노직으로 삽입하여 직조한다.In order to ensure easy selection of various voltages in electrode insertion of the base material, when the surface heating element finally manufactured in the warp direction or the weft direction is used for DC 24V (for low voltage) or less, In the case of AC 100V (for high voltage) or more application, tin plating lines of 0.1 sq to 0.32 sq are woven by inserting into a plain weave or a Lenovo weave on the base fabric at intervals of 100 mm to 1000 mm.
즉, 제 3 공정시 기재 원단의 전극삽입시 상술한 저전압용 또는 고전압용 간격으로 방적사와 함께 평직 혹은 레노직하거나, 삽입하여 직조한다.
That is, at the time of inserting the electrode of the base fabric in the third step, the fabric is woven by plain weaving, leno weaving or inserting with the yarn at intervals for the low voltage or the high voltage.
<제 3 공정의 실시예>≪ Embodiment of Third Process & gt ;
본 발명의 일 실시예로, 전극 삽입은 경사방향으로 0.2sq 주석 도금선 39가닥을 5cm 간격으로 삽입한다.
In one embodiment of the present invention, the electrode inserts are inserted at intervals of 5 cm with 39 strands of 0.2sq tin plating wire in an oblique direction.
[제 4 공정][ Fourth Step ]
제 2 및 제 3 공정에 의해 전극 삽입된 기재 원단에 제 1 공정에서의 전도성 조성물을 함침 또는 스프레이 도포하고 경화시켜서 면상 발열체를 제조한다. The conductive composition in the first step is impregnated or spray coated on the base material of the electrode inserted by the second and third steps and cured to prepare a planar heating element.
경화시 경화 조건은 제 1 공정에서 고분자 실리콘 바인더에 대한 경화제로 첨가된 중량에 따라 시간의 반비례 관계로 조정될 수 있다.
The curing conditions at the time of curing can be adjusted in an inverse proportion of time to the weight added as the curing agent for the polymeric silicone binder in the first step.
<제 4 공정의 실시예>≪ Embodiment of Fourth Process & gt ;
본 발명의 일 실시예로, 직조 되어진 기재 원단에 제조된 전도성 코팅용액인 전도성 조성물을 함침 또는 스프레이 도포하여 170 내지 200℃의 건조시설에서 2 내지 10분간 경화한다.
In one embodiment of the present invention, a conductive composition, which is a conductive coating solution prepared on a woven base fabric, is impregnated or spray coated and cured at a drying facility of 170 to 200 ° C for 2 to 10 minutes.
[제 5 공정][ Step 5 ]
제 4 공정에 의해 기재 원단에 전도성 조성물을 이용한 전도성 코팅이 완료되면, 기재 원단에 전도성이 부여된 면상 발열체를 절연성 조성물을 이용하여 함침 또는 스프레이 코팅 후 절연코팅을 수행한다.After the conductive coating using the conductive composition is completed by the fourth step, the surface heating element having conductivity to the base material of the substrate is impregnated or spray coated with an insulating composition, and then insulation coating is performed.
보다 구체적으로 절연성 조성물은 제 1 공정의 전도성 조성물에서 전도성 카본블랙 분말과 CNT 분말을 제외한 조성물을 이용하여, 면상 발열체의 절연층을 형성하며, 고분자 실리콘을 톨루엔에 용해한 액상 코팅액에 전도성 분말을 제외하여 얻은 절연 코팅용액으로 발열체 표면에 도포하여 코팅한다.More specifically, in the insulating composition, the insulating layer of the planar heating element is formed by using a composition except for the conductive carbon black powder and the CNT powder in the conductive composition of the first step, and the conductive powder is removed from the liquid coating solution obtained by dissolving the polymer silicon in toluene The obtained coating solution is coated on the surface of the heating element to be coated.
전도층과 절연층이 완성된 면상 발열체는 발열전압과 발열량에 따라 제 3 공정에서 삽입된 전극 간격에 일정하게 전압을 인가하여 사용한다.
The surface heating element having completed the conductive layer and the insulating layer is used by applying a constant voltage to the electrode interval inserted in the third step according to the heating voltage and the heating value.
상술한 바와 같이 제 1 공정 내지 제 5 공정 중 제 1 공정에서 CNT 분말이 첨가된 면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물 A를 제조하고, 실험을 위한 대조군으로 제 1 공정에서 CNT 분말이 첨가되는 공정을 제외하고 CNT 분말이 첨가되지 않은 면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물 B를 제조하였다.
As described above, the conductive composition A for the surface heating element coating to which the CNT powder was added in the first step to the fifth step was prepared, and as a control for the experiment, except for the step of adding the CNT powder in the first step And a conductive composition B for a surface heating element coating without CNT powder added was prepared.
이러한 기재 원단에 면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물 A를 전도성 코팅액으로 도포하여 생성된 면상 발열체에 대한 저항값은 코팅 횟수에 따라 하기의 표 1과 같으며, 제 2 공정을 제외하고 제 1 및 제 3 공정을 통하여 면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물 B을 전도성 코팅액으로 도포하여 생성된 면상 발열체에 대한 저항값은 코팅 횟수에 따라 하기의 표 2와 같았다.
The resistance value of the resulting conductive composition A for coating the surface heating element with the conductive coating liquid and applied to the surface of the substrate was as shown in Table 1 according to the number of coatings and the resistance values of the first and third The conductive composition B for the surface heating element coating was coated with the conductive coating solution and the resistance value of the resulting surface heating element was as shown in Table 2 according to the number of coatings.
제 1 내지 제 3 공정에 의해 제조된 기재 원단을 가로는 5cm, 세로는 15cm으로 절단하여, 면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물 A를 1회 함침하여 실험용 열풍고에 200℃로 5분간 경화하여 제 1 면상 발열체를 제조하였다. 이와 같은 경화 과정을 5번 반복하여 표 1에 저항값을 기록하였다. The substrate fabric prepared by the first to third steps was cut to a width of 5 cm and a length of 15 cm and the conductive composition A for coating the surface heating element was impregnated once and cured at 200 ° C for 5 minutes in a test air- Thereby producing a planar heating element. This curing process was repeated five times and the resistance values were recorded in Table 1. [
(Ω)Resistance value
(Ω)
제 1 내지 제 3 공정에 의해 제조된 기재 원단을 가로는 5cm, 세로는 15cm으로 절단하여, 면상 발열체 코팅을 위한 전도성 조성물 B를 1회 함침하여 실험용 열풍고에 200℃로 5분간 경화하여 제 2 면상 발열체를 제조하였다. 이와 같은 경화 과정을 5번 반복하여 표 2에 저항값을 기록하였다. The substrate fabric prepared by the first to third steps was cut into a width of 5 cm and a length of 15 cm and the conductive composition B for coating the surface heating element was impregnated once and cured at 200 ° C for 5 minutes in a test air- Thereby producing a planar heating element. This curing process was repeated five times and the resistance values were recorded in Table 2. [
(Ω)Resistance value
(Ω)
표 1 및 표 2에서 나타난 바와 같이, CNT 분말의 첨가 또는 미첨가에 따라 면상 발열체의 저항값이 최종 27배까지 차이가 나는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 1 and Table 2, it can be seen that the resistance value of the area heating element varies by the addition of CNT powder to the final 27 times.
제 1 면상 발열체 중 표 1에서 5회 코팅한 면상 발열체에 DC 5V를 인가에 1분 단위로 비접촉식 온도계를 이용해 온도와 전류값을 측정한 값은 하기의 표 3과 같았다. Table 1 shows the results of measurement of temperature and current values using a noncontact thermometer in units of 1 minute by applying DC 5V to the surface heating element coated on the surface of the first surface heating element five times in Table 1. The results are shown in Table 3 below.
표 3에서 고분자 실리콘의 온도에 따른 수축 이완 작용으로 인해 적은 양이지만 PTC 기능이 확인되었다.
In Table 3, the PTC function was confirmed by a small amount due to the shrinkage relaxation action of the polymeric silicon.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
Claims (7)
폴리아미드 계열의 단섬유로 제조된 5 내지 120수의 아라미드 방적사로 5 내지 120 메쉬의 기재 원단을 직조하되, 상기 기재 원단이 DC 24V 이하의 용도인 경우 기재 원단 상에서 10mm 내지 200mm 간격, AC 100V 이상의 용도인 경우 기재 원단 상에서 100mm 내지 1000mm 간격으로 0.1sq 내지 0.32sq의 주석 도금선을 평직 또는 레노직으로 삽입하여 기재 원단을 직조하는 전도성 조성물을 코팅할 전극이 삽입된 기재 원단을 제조하는 제 2 단계와;
상기 제 2 단계에서 제조된 전극이 삽입된 기재 원단에 상기 제 1 단계에서 제조된 전도성 코팅용액 조성물을 함침 또는 스프레이 도포하고 건조시설에서 170 내지 200℃로 2 내지 10분간 경화시켜 면상 발열체를 제조하는 제 3 단계; 및
상기 제 3 단계에서 제조된 면상 발열체에 절연성 조성물을 함침 또는 스프레이 도포하여 절연코팅을 수행하는 제 4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체의 제조 방법.
Polymeric silicon binder and conductive carbon black powder were added to toluene which is a nonpolar organic solvent and dispersed with a stirrer and aged to prepare a first composition. To the first composition, 1 to 10 parts by weight of CNT powder relative to 100 parts by weight of a high- Dispersing the mixture in an agitator to produce a second composition, mixing the curing agent at a temperature of 40 ° C or lower and stirring the mixture with a stirrer to prepare a conductive coating solution composition;
A base fabric of 5 to 120 mesh is woven with 5 to 120 aramid yarns made of short fibers of polyamide series, and when the base fabric is used for DC 24 V or less, A second step of inserting a tin plating line of 0.1 sq to 0.32 sq at intervals of 100 mm to 1000 sqm on the base material of the base material in a plain or leno form to prepare a base material having an electrode to be coated with the conductive composition to be woven, Wow;
The conductive coating solution composition prepared in the first step is impregnated or spray coated on the base material having the electrodes prepared in the second step and cured in a drying facility at 170 to 200 ° C for 2 to 10 minutes to prepare a planar heating element A third step; And
And a fourth step of performing an insulation coating by impregnating or spraying an insulating composition on the planar heating element manufactured in the third step.
상기 1차 조성물을 제조를 위한 숙성은 24시간 동안 숙성하는 것을 특징으로 하는 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the aging for preparing the first composition is aged for 24 hours. ≪ RTI ID = 0.0 > 25. < / RTI >
상기 절연성 조성물은 상기 제 1 단계의 전도성 코팅용액 조성물 중 카본블랙 분말과 CNT 분말이 제외된 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 조성물 코팅 기반의 면상 발열체의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the insulating composition comprises a composition excluding the carbon black powder and the CNT powder in the conductive coating solution composition of the first step.
A surface heating element based on a conductive composition prepared by the method for producing a surface-heating element based on a conductive composition coating according to any one of claims 1, 2 and 3.
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101027275B1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-04-06 | 이철호 | Heating element for snow removal using thermal interface material including mixture of carbon nanotube, apparatus for manufacturing and method for manufacturing the same |
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|---|---|---|---|---|
| KR101027275B1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-04-06 | 이철호 | Heating element for snow removal using thermal interface material including mixture of carbon nanotube, apparatus for manufacturing and method for manufacturing the same |
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