KR20190057008A - Heating sheet with strong radiant heat using carbon fiber - Google Patents

Abstract

Provided is a heat sheet with high radiant heat using a carbon fiber. Provided is the heat sheet comprising: a surface heating element produced by using a coated carbon heating yarn which is manufactured by impregnating a carbon yarn with alumina in which silicon is mixed with at least one of carbon nanotubes and carbon black, wherein the carbon yarn is obtained by a plastic treatment and a carbonization treatment of organic polymer fibers; and a power supply part supplying electricity to the surface heating element. Therefore, an objective of the present invention is to provide a heat sheet with high radiant heat using carbon fibers, which uses the carbon fibers with maximized usage efficiency of a carbon material by enhancing durability, which is a disadvantage of the carbon material, and increasing a convenience of processing.

Description

탄소 섬유를 이용한 복사열이 강한 온열 시트{HEATING SHEET WITH STRONG RADIANT HEAT USING CARBON FIBER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a heat-

본 발명은 탄소 섬유(carbon fiber)를 이용한 온열 시트 및 그 탄소 발열체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-resistant sheet using carbon fiber and a carbon heating element.

전기를 사용하는 온열 시트의 경우 바닥 난방 및 전기 매트 등으로 주로 사용되고 있으며, 최근 들어 자동차 시트, 방석, 환자용 침구 등 다양한 온열 시트 제품에 대한 수요가 급증함에 따라 발열 원단 산업이 급속히 확장되고 있는 추세이다. Electric heating sheets are mainly used for floor heating and electric mats. In recent years, as the demand for various kinds of heating sheet products such as automobile seat, cushion, patient bedding and so on has surged, the heating fabric industry is rapidly expanding .

이러한 발열 원단은 전기적 특성에 의하여 발열되는 면상발열체 형태의 망사형 발열체 원단과, 매트 내부에 보온 및 단열 효과를 위한 폴리에틸렌 폼에 발열선을 배치하고 그 상부에 전기 절연체 시트를 적층하는 발열 원단 등이 사용되고 있다. Such a heat-generating fabric includes a net-shaped heating element fabricated in the form of an in-plane heating element that generates heat by electrical characteristics, a heating fabric in which a heating wire is disposed in a polyethylene foam for heat insulation and thermal insulation inside the mat, and an electric insulation sheet is laminated on the polyethylene foam. have.

일반적으로 발열 원단의 발열 재료로서 구리선, 철선 및 탄소 등이 사용된다. 구리선과 철선은 열효율은 좋으나 복사열이 약하고 저온 화상이나 화재의 위험이 있어, 최근에는 탄소를 이용한 제품이 늘어나고 있다. 이와 관련하여, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0421651호에는 매트용 카본섬유 면상발열체가 개시되어 있다. Generally, copper wire, wire wire, and carbon are used as the heat generating material of the heat-generating fabric. Copper and steel wires have good thermal efficiency, but have low radiant heat, low-temperature burns, and fire. Recently, carbon-based products have been increasing. In this connection, Korean Utility Model Registration No. 20-0421651 discloses a carbon fiber surface heating element for a mat.

그러나 온열 시트의 발열체로서 사용되는 탄소 소재 또한 그 특성상 내구성이 약해 장기간 사용시 문제가 발생될 수 있다. 즉, 탄소사로 이루어진 발열체는 전자파가 없고 저온화상, 화재위험성이 낮고, 안전성은 우수한 장점이 있으나, 근본적으로 "숯"이라는 특성으로 인해 물리적인 마찰에 취약하다는 단점이 있다. 또한, 500~20,000 가닥의 필라멘트가 결합된 가는 실이기 때문에 마찰에 의한 전기 스파크가 발생할 경우, 400도 이상의 고온에 순간적으로 노출되어, 탄소사가 탄화에 의한 단선되는 문제점이 발생한다. However, the carbon material used as the heating element of the heat sheet is also poor in durability due to its characteristics, which may cause problems in long-term use. In other words, a heating element made of carbon yarn has a disadvantage that it is vulnerable to physical friction due to the characteristic of "char", though it has no electromagnetic wave, has low temperature burning, low fire risk and excellent safety. In addition, since 500 to 20,000 filaments are attached to the filament yarn, when the electric spark due to friction occurs, the filament is momentarily exposed to a high temperature of 400 DEG C or higher, resulting in a problem that the carbon yarn is broken due to carbonization.

이에, 종래에는 탄소 소재의 내구성을 강화시키기 위해 시트 전체를 코팅하여 공기를 차단시키는 방식을 사용하거나, 또는 자체적으로 움직임을 최소화하여 마찰을 제한시키는 방법을 사용하였다. 예를 들어, 탄소사와 폴리에틸렌 사를 자가드 방식으로 직조한 시트 상태에 실리콘, 우레탄, PET등을 코팅하여 탄소사의 단선을 방지하는 기술이 개발되었으나, 디핑 방식의 코팅을 진행할 경우, 코팅 내부에 공기층이 발생하게 되고, 탄소사 발열시 공기층의 팽창으로 공간이 확장되어 코팅효과가 낮아지게 되어, 전기 스파크가 산화되거나 세탁에 의해 약해진 탄소사의 손상 및 단선이 급속히 진행되는 단점이 있다. 이로 인해, 내구성 강화 처리가 근본적으로 무의미해진다는 문제가 있었다.Conventionally, in order to enhance the durability of the carbon material, the entire sheet is coated to block the air, or a method of restricting the friction by minimizing the movement itself is used. For example, a technology has been developed to prevent disconnection of carbon yarn by coating silicon, urethane, PET or the like on a sheet state in which carbon and polyethylene yarns are woven in a zigzag manner. However, when the dipping type coating is performed, And the space is expanded due to the expansion of the air layer when the carbon burning heat is applied. As a result, the coating effect is lowered, and the electric spark is oxidized or the carbon yarn weakened by washing is rapidly damaged. As a result, there has been a problem that the durability enhancing treatment is fundamentally meaningless.

또한, 탄소 소재를 사용한 발열체를 바닥재나 딱딱한 바닥 매트에 사용할 경우에는, 고정된 바닥재로 사용하기 때문에 비사용시 보관을 위해 접기가 불편하고 무거워 일상적으로 사용하기 불편하며, 부드러운 상태(예: 담요 등)로 발열하는데 한계가 있었다. 반면에, 탄소사를 사용하여 발열체를 부드러운 상태로 사용할 경우에는 스파크가 일어나거나 탄소사 자체의 강도가 약해 단선되는 문제가 발생할 수 있었다.In addition, when a heating element using a carbon material is used as a floor material or a hard floor mat, it is inconvenient for folding because it is used as a fixed floor material, There was a limit to the heat generation. On the other hand, when the carbon yarn is used and the heating element is used in a soft state, sparks may occur or the strength of the carbon yarn itself may be weak, resulting in disconnection.

따라서, 강도, 유연성, 열 전도성 및 전기 전도성이 모두 우수하면서도, 가볍고 가공성이 좋은 탄소 소재를 사용한 온열 시트를 제조할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a technique capable of producing a heat-resistant sheet using a carbon material that is excellent in both strength, flexibility, thermal conductivity, and electrical conductivity, and light and workable.

본 발명의 일 실시예는 탄소 소재의 단점인 내구성을 강화하고 가공 편리성을 높임으로서 탄소 소재의 사용 효율을 극대화 시킨 탄소 섬유를 사용함으로써 복사열이 강한 온열 시트 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a heat-resistant sheet having high radiant heat by using carbon fiber which maximizes the use efficiency of carbon material by enhancing durability, which is a disadvantage of carbon material, and enhancing processing convenience, and a manufacturing method thereof.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 섬유를 이용한 온열 시트는, 유기 고분자 섬유를 소성(燒成) 처리 및 탄화(炭化) 처리하여 생성된 탄소사에 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나를 함침하여 코팅한 것인 탄소 발열사를 사용하여 생성된 면상발열체; 및 상기 면상발열체에 전기를 공급하는 전원부를 포함한다.As a technical means for achieving the above technical object, a carbon fiber-reinforced heat-resistant sheet according to an embodiment of the present invention comprises a carbon fiber produced by firing and carbonizing (treating) an organic polymer fiber, A surface heating element produced by using a carbon heating yarn in which at least one of carbon nanotubes and carbon black is coated with alumina mixed with silicon; And a power supply unit for supplying electricity to the planar heating elements.

이때, 상기 탄소사는 레이온계, 피치계 또는 펜계 섬유를 일차적으로 소성 처리한 후 이차적으로 탄화 처리하여 생성된 것일 수 있다.At this time, the carbon fiber may be one produced by first calcining a rayon-based, pitch-based or penny-based fiber and then carbonizing it secondarily.

이때, 상기 면상발열체는, 상기 탄소 발열사와 섬유사를 제직(製織)하여 생성된 것일 수 있으며, 상기 섬유사는 폴리에틸렌사일 수 있다. 또한, 제직의 방식은 자카드 방식일 수 있다.At this time, the planar heating element may be produced by weaving the carbon heating yarn and the fiber yarn, and the fiber yarn may be polyethylene yarn. Also, the weaving method may be a jacquard method.

또한, 상기 면상발열체는, 상기 탄소 발열사를 섬유 시트 또는 면상비닐류에 부착하여 생성된 것일 수 있다. 이때, 섬유 시트는 아라미드 섬유 소재를 사용한 것일 수 있다.Further, the planar heating element may be produced by attaching the carbon heating yarn to a fiber sheet or a flat veneer. At this time, the fiber sheet may be made of an aramid fiber material.

또한, 상기 탄소 발열사는, 상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 디핑 처리하여 코팅한 것일 수 있다.The carbon heating yarn may be formed by impregnating the carbon fiber with a solution of alumina in which at least one of carbon nanotubes and carbon black is mixed with silicon, followed by dipping treatment.

또한, 상기 탄소 발열사는, 상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 압출 처리하여 코팅한 것일 수 있다.Also, the carbon heating yarn may be formed by impregnating the carbon fiber with a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black, and extruding the carbon nanotube.

또한, 상기 탄소 발열사는, 상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 사출 처리하여 코팅한 것일 수 있다.The carbon heating yarn may be formed by impregnating the carbon fiber with a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black and injecting the carbon nanotube into the solution.

본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 섬유를 이용한 전기 발열체는 유기 고분자 섬유를 소성(燒成) 처리 및 탄화(炭化) 처리하여 생성된 탄소사에 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나를 함침하여 코팅한 것인 탄소 발열사를 사용하여 생성된 것이다.According to another embodiment of the present invention, an electric heating element using carbon fibers is formed by mixing carbon fibers formed by firing and carbonizing (treating) an organic polymer fiber with at least one of carbon nanotubes and carbon black, Which is produced by impregnating alumina with impregnated carbon.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 온열 시트를 전체적으로 코팅하는 것이 아니라 발열체의 탄소사를 코팅함으로써, 발열체 내의 공기층을 최소화함으로써 온열 시트에 사용된 탄소 소재의 내구성을 크게 높일 수 있다. 또한, 실리콘 계열의 알루미나를 이용하여 함침 또는 코팅을 수행하는데, 알루미나는 가공이 용이하고 열 손실 및 복사열이 매우 뛰어나므로, 알루미나를 코팅할 경우 그 결합력을 크게 향상시킬 수 있다.According to any one of the above-mentioned means for solving the problems of the present invention, the carbon layer of the heating element is coated not by coating the whole of the heating sheet, but by minimizing the air layer in the heating element, the durability of the carbon material used for the heating sheet can be greatly enhanced . In addition, impregnation or coating is performed using silicon-based alumina. Since alumina is easy to process and has excellent heat loss and radiant heat, when the alumina is coated, its bonding force can be greatly improved.

또한, 탄소사의 코팅 시 유연한 성질의 바인딩소재 및 전도성 물질을 사용함으로써 탄소사의 유연성 및 전도성이 높아져, 열 전도성 및 전기 전도성이 뛰어나면서도 가볍고 가공성이 높으며 인체에 좋은 복사열을 배출하는 온열 시트를 제공할 수 있다. In addition, when the carbon fiber is coated, the carbon fiber is improved in flexibility and conductivity by using a flexible binding material and a conductive material to provide a heat-sensitive sheet that is excellent in thermal conductivity and electrical conductivity, have.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면 온열 시트뿐만 아니라 농업용 발열기, 건축용 난방기, 및 개인용 온열기 등에 다양하게 사용할 수 있는 효율 높은 탄소 발열사를 제공할 수 있다.In addition, according to any one of the tasks of the present invention, it is possible to provide an efficient carbon heating yarn that can be used in various applications such as a heating device for agricultural use, a heating device for building use, and a personal heating device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 섬유를 포함하는 온열 시트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 발열사의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 탄화된 탄소사의 일례이다.1 is a perspective view of a heat-resistant sheet including carbon fibers according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a carbon heating yarn according to an embodiment of the present invention.
3 is an example of the carbonized carbon yarn shown in Fig.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하에서 설명할 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 섬유를 이용한 복사열이 강한 온열 시트는, 탄소사(carbon fiber yarn)를 코팅하여 발열체 내의 공기층을 최소화한다. 또한, 유연한 성질의 바인딩 소재 및 전도성 물질을 통해 내구성, 탄소사의 유연성, 전도성이 향상된 탄소 섬유를 사용한 온열 시트이다.A heat-resistant sheet having high radiant heat using carbon fiber according to an embodiment of the present invention to be described below is coated with a carbon fiber yarn to minimize an air layer in a heating element. In addition, it is a heating sheet using carbon fiber with durability, flexibility of carbon fiber and improved conductivity through flexible binding material and conductive material.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 섬유를 포함하는 온열 시트의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 발열사의 단면도이다. 또한, 도 3은 도 2에 도시된 탄화된 탄소사의 일례이다.FIG. 1 is a perspective view of a heat-resistant sheet including carbon fibers according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a carbon heating sheet according to an embodiment of the present invention. 3 is an example of the carbonized carbon yarn shown in Fig.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 온열 시트(100)는 탄소 면상발열체(110), 전원부(120) 및 면상발열체 커버(130)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the thermal sheet 100 according to an embodiment of the present invention includes a carbon surface heating element 110, a power source 120, and a surface heating element cover 130.

탄소 면상발열체(110)는 유기 고분자 섬유를 소성(燒成) 처리 및 탄화(炭化) 처리하여 생성된 탄소사에 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나를 함침하여 코팅한 것인 탄소 발열사(111)를 사용하여 생성된다.The carbon surface heating element 110 is formed by impregnating alumina mixed with at least one of carbon nanotubes and carbon black with carbon yarn produced by calcining and carbonizing the organic polymer fibers, And is produced using the carbon heating yarn 111.

도 2를 참조하면, 탄소 발열사(111)는 탄화된 탄소사(P10)에 실리콘이 함유된 알루미나(alumina)(P20)와, 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)(P30) 또는 카본 블랙(P30)을 함침(impregnation)하여 코팅한다.Referring to FIG. 2, the carbon heating yarn 111 includes alumina (P20) containing silicon in carbonized carbon yarn (P10), carbon nano tube (CNT) (P30) (P30) is impregnated and coated.

참고로, 함침이란 일반적으로 액체를 고체에 스며들게 하는 조작을 의미한다. 예를 들면, 전동기나 발전기의 권선에 절연유를 침투시키거나, 분말 야금의 제품 안에 기름을 침투시키거나, 또는 다공질의 장신구에 향수를 침투시키는 방식 등이 있다.For reference, impregnation generally refers to an operation that impregnates a liquid into a solid. For example, there is a method of infiltrating insulating oil into the windings of an electric motor or a generator, penetrating oil in powder metallurgy products, or penetrating perfume into porous ornaments.

본 발명의 일 실시예에서 사용되는 ‘실리콘을 섞은 알루미나’는 유연성을 가지며 발열선으로서 뛰어난 복사열을 가지며 이는 인체에 유익하며 공간을 데워주는 뛰어난 기능을 갖는다. 또한, ‘CNT’ 또는 ‘카본 블랙’은 전기 전도성을 가지고 있어, 전기선 연결 시 비전도선인 알루미나와 실리콘 코팅에 의한 탄소사의 비전도성을 전도성으로 만들 수 있다.The 'alumina mixed with silicon' used in one embodiment of the present invention has flexibility and excellent radiant heat as a heating line, which is beneficial to the human body and has an excellent function of warming the space. In addition, 'CNT' or 'carbon black' has electrical conductivity, which makes it possible to conduct nonconductivity of carbon fiber by alumina, which is a nonconductive wire, and silicone coating when connecting electric wires.

이때, 탄소사(P10)에 CNT 및 카본 블랙(P30) 중 적어도 하나와 실리콘을 섞은 알루미나(P20) 용액을 함침하여 디핑(dipping) 처리하여 코팅하거나, 함침한 후 압출 또는 사출 처리하여 코팅할 수 있다.At this time, the alumina (P20) solution in which carbon fiber (P10) is mixed with at least one of CNT and carbon black (P30) is impregnated with a dipping treatment to be coated or impregnated, followed by extrusion or injection treatment have.

이러한 탄소사(P10)는 레이온계, 피치계 또는 펜계 섬유를 일차적으로 소성 처리한 후 이차적으로 탄화 처리하여 생성된 것일 수 있다.Such a carbon fiber P10 may be one produced by firstly calcining a rayon-based, pitch-based or penny-based fiber, and then carbonizing it secondarily.

예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 탄화된 탄소사를 구비할 수 있다.For example, carbonized carbon yarn may be provided as shown in Fig.

참고로, 탄화(carbonization)란 유기물을 적당한 조건하에서 가열하면 열분해를 거쳐서 탄소가 풍부한 물질, 즉 무정형(무결정형) 탄소로 되며, 이 반응을 탄화라고 한다. 예를 들어, 목재를 공기를 차단하고 증기 가열하면 목탄이 되는 것이나, 초를 점화하면 그을음이 생기는 것 등이 탄화의 예이다. For reference, carbonization means that when an organic material is heated under proper conditions, it is pyrolyzed to become a carbon-rich material, that is, amorphous carbon. This reaction is called carbonization. For example, when wood is blocked with air and heated by steam, it becomes charcoal, and when it burns candles, soot occurs.

예를 들어, 탄소사(P10)는 레이온계, 피치계 또는 펜계 섬유 500 dn(데니아) 내지25000dn를 100℃의 소성 과정을 거처 1 내지 2차의 2000℃ 내지2500℃의 탄화 과정을 거쳐 생성할 수 있다.For example, carbon fiber (P10) is produced by carbonizing 500 to 50000 dn of rayon, pitch, or penny fiber through a firing process at 100 ° C, followed by a first to second carbonization process at 2000 ° C to 2500 ° C .

다시 도 1로 돌아가서, 탄소 면상발열체(110)는 위에서 설명한 탄소 발열사(111)와 섬유사(112)를 제직(製織)하여 생성할 수 있다. 이때, 섬유사(112)로서 폴리에틸렌사(polyethylene fiber yarn)를 사용하여, 폴리에틸렌사와 탄소사를 자카드 방식으로 제직하여 면상발열체(110)를 생성할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the carbon surface heating element 110 can be produced by weaving the carbon heating yarn 111 and the fiber yarn 112 described above. At this time, polyethylene yarn and polyethylene yarn may be used as the fiber yarn 112 to produce the surface heating element 110 by weaving the polyethylene yarn and the carbon yarn in a jacquard manner.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 탄소 발열사(111)를 섬유 시트 또는 면상비닐류에 부착하여 면상 발열체(110)를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 섬유 시트는 아라미드 섬유(aramid fiber) 소재를 사용하여 생성된 것일 수 있다. 이는 아라미드 섬유(aramid fiber)의 주 성분이 규사로 이루어져 소재 중 복사열 효과가 우수하기 때문이다.According to another embodiment of the present invention, the surface heating element 110 may be produced by attaching the carbon heating yarn 111 to a fiber sheet or a surface veneer. For example, the fibrous sheet can be made using an aramid fiber material. This is because the main component of the aramid fiber is silica sand, which has excellent radiant heat effect.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 온열 시트는, 실리콘, 알루미나, CNT 및 카본 블랙을 함침 및 코팅한 탄소 발열사를 폴리에틸렌 등의 실과 자가드 형태로 짜거나 섬유나 비닐류에 부착한 면상발열체를 사용한다. 이는 인체에 유익하고 공간을 데우기 유리한 복사열이 90%이상 발산하는 특성을 갖는다.  As described above, the heat-generating sheet according to the embodiment of the present invention can be manufactured by a method in which a carbon heating yarn impregnated and coated with silicon, alumina, CNT and carbon black is sintered in the form of a yarn and a yarn such as polyethylene or a surface heating element attached to a fiber or a vinyl use. This has the property of radiating more than 90% of the radiant heat which is beneficial to the human body and is advantageous for warming up the space.

한편, 도 1에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온열 시트(100)는, 면상발열체(110)에 전기를 공급하기 위한 전원부(120)를 더 포함할 수 있으며, 그 구성은 한정되지 않는다. 또한, 온열 시트(100)는 면상발열체(110)가 수납되는 면상발열체 커버(130)를 더 포함할 수 있다. 이때, 면상발열체 커버(130)는 면상발열체(110)를 보호하고 보온력을 유지시키기 위한 것으로서 그 형상 및 소재는 한정되지 않는다.1, the thermal sheet 100 according to the embodiment of the present invention may further include a power supply unit 120 for supplying electricity to the surface heating element 110, and the configuration thereof is not limited . The thermal sheet 100 may further include an area heating element cover 130 in which the area heating element 110 is housed. At this time, the planar heating element cover 130 protects the planar heating element 110 and maintains a thermal insulation, and its shape and material are not limited.

도 1에서는 면상발열체(110)가 면상발열체 커버(130)에 수납될 경우 전원부(120)로부터 전기를 공급받을 수 있도록, 면상발열체 커버(120) 상에 전원부(120)가 연결된 것을 도시하였으나, 전원부(120)는 면상발열체(110)에 직접 연결되어 전기를 공급하도록 구비되는 것도 가능하다. 이를 위해 전원부(120) 및 면상발열체(110)에는 각각 별도의 결합 부재(미도시)가 더 포함되거나 또는 서로 접속할 수 있는 구조의 형태로 생성될 수 있다.1 illustrates that the power source unit 120 is connected to the surface heating element cover 120 so that electricity can be supplied from the power source unit 120 when the surface heating element 110 is housed in the surface heating element cover 130, (120) may be directly connected to the planar heating element (110) to supply electricity. To this end, the power supply unit 120 and the planar heating element 110 may further include separate coupling members (not shown) or they may be formed in a structure in which they can be connected to each other.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 온열 시트
110: 탄소 면상발열체
111: 탄소 발열사
112: 섬유사
120: 전원부
130: 면상발열체 커버100: heat sheet
110: carbon surface heating element
111: Carbon heat generator
112: Fiber yarn
120:
130: Surface heating element cover

Claims (15)

탄소 섬유를 이용한 온열 시트에 있어서,
유기 고분자 섬유를 소성(燒成) 처리 및 탄화(炭化) 처리하여 생성된 탄소사에 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나를 함침하여 코팅한 것인 탄소 발열사를 사용하여 생성된 면상발열체; 및
상기 면상발열체에 전기를 공급하는 전원부를 포함하는 온열 시트.In a heat-resistant sheet using carbon fibers,
The carbon fiber produced by the firing and carbonization treatment of the organic polymer fibers is formed by using a carbon heating yarn which is formed by impregnating alumina mixed with at least one of carbon nanotubes and carbon black and silicon ; And
And a power supply unit that supplies electricity to the planar heating element. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소사는 레이온계, 피치계 또는 펜계 섬유를 일차적으로 소성 처리한 후 이차적으로 탄화 처리하여 생성된 것인, 온열 시트.The method according to claim 1,
Wherein the carbon yarn is produced by primarily calcining a rayon-based, pitch-based or penny-based fiber and then carbonizing it secondarily. 제 1 항에 있어서,
상기 면상발열체는,
상기 탄소 발열사와 섬유사를 제직(製織)하여 생성된 것인, 온열 시트.The method according to claim 1,
The planar heating element,
Wherein the carbon heating yarn and the fiber yarn are produced by weaving the carbon heating yarn and the fiber yarn. 제 3 항에 있어서,
상기 섬유사는 폴리에틸렌사인 것인, 온열 시트.The method of claim 3,
Wherein the fiber yarn is polyethylene yarn. 제 3 항에 있어서,
상기 제직의 방식은 자카드 방식인 것인, 온열 시트.The method of claim 3,
Wherein the weaving method is a jacquard method. 제 1 항에 있어서,
상기 면상발열체는,
상기 탄소 발열사를 섬유 시트 또는 면상비닐류에 부착하여 생성된 것인, 온열 시트.The method according to claim 1,
The planar heating element,
Wherein the carbon heating yarns are produced by attaching the carbon heating yarns to a fibrous sheet or a planar veneer. 제6항에 있어서,
상기 섬유 시트는 아라미드 섬유 소재를 사용한 것인, 온열 시트.The method according to claim 6,
Wherein the fiber sheet is made of an aramid fiber material. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소 발열사는,
상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 디핑 처리하여 코팅한 것인, 온열 시트.The method according to claim 1,
The carbon heating yarns
Wherein the carbon fiber is coated by impregnating a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black with silicon and dipping it. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소 발열사는,
상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 압출 처리하여 코팅한 것인, 온열 시트.The method according to claim 1,
The carbon heating yarns
Wherein the carbon yarn is impregnated with a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black and subjected to extrusion treatment to coat the carbon nanotubes. 제 1 항에 있어서,
상기 탄소 발열사는,
상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 사출 처리하여 코팅한 것인, 온열 시트.The method according to claim 1,
The carbon heating yarns
Wherein the carbon fiber is coated with a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black with silicon and subjected to injection treatment. 탄소 섬유를 이용한 전기 발열체에 있어서,
상기 전기 발열체는 유기 고분자 섬유를 소성(燒成) 처리 및 탄화(炭化) 처리하여 생성된 탄소사에 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나를 함침하여 코팅한 것인 탄소 발열사를 사용하여 생성된 것인 전기 발열체.In an electric heating element using carbon fibers,
Wherein the electric heating body is formed by coating a carbon fiber produced by firing and carbonizing the organic polymer fiber with a carbon heating material which is formed by impregnating alumina mixed with at least one of carbon nanotubes and carbon black with silicon And the electric heating element. 제 11 항에 있어서,
상기 전기 발열체는 상기 탄소 발열사와 섬유사를 제직(製織)하여 생성된 면상 발열체인 것인, 전기 발열체.12. The method of claim 11,
Wherein the electric heating element is an in-plane heating element produced by weaving the carbon heating yarn and the fiber yarn. 제 11 항에 있어서,
상기 탄소 발열사는,
상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 디핑 처리하여 코팅한 것인, 전기 발열체.12. The method of claim 11,
The carbon heating yarns
Wherein the carbon fiber is coated by impregnating a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black with silicon and dipping the carbon fiber. 제 11 항에 있어서,
상기 탄소 발열사는,
상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 압출 처리하여 코팅한 것인, 전기 발열체.12. The method of claim 11,
The carbon heating yarns
Wherein the carbon yarn is coated by impregnating a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black with silicon and extruded. 제 11 항에 있어서,
상기 탄소 발열사는,
상기 탄소사를 상기 탄소나노튜브 및 카본 블랙 중 적어도 하나와 실리콘이 섞인 알루미나의 용액에 함침하고 사출 처리하여 코팅한 것인, 전기 발열체.12. The method of claim 11,
The carbon heating yarns
Wherein the carbon yarn is coated by impregnating a solution of alumina mixed with at least one of the carbon nanotubes and the carbon black with silicon and performing injection treatment.

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