碳发热体、利用其的碳发热板及其制造方法与流程

本发明涉及碳发热体、利用其的碳发热板及其制造方法，更详细地，涉及通过从碳丝释放的辐射热来实现高取暖效率的碳发热体、利用其的碳发热板及其制造方法。

背景技术：

通常，在各种建筑物设置使用的取暖结构形成如下形态，即，通过在地面设置的热水配管发热或通过使导热体借助所施加的电源发热之后，使得热量向导热层及地板传递，之后使热量辐射到室内空气，由此进行取暖。

在现有的取暖结构中，直接利用热线形态的发热体或主要使用面状发热体形态的膜。

其中，在利用热线形态的发热体的情况下，仅在设置有上述发热体的周边产生局部加热集中现象，存在有可能造成取暖效率下降及不必要地产生能源浪费的问题。

并且，在热量集中的位置，由于过热将产生火花，因而具有火灾等的意外的危险之处，在长期使用这种现有的取暖解结构的情况下，存在因部分累积的湿气而导致霉菌等对人体有害的各种细菌繁殖的问题。

另一方面，在利用线状发热体或膜型发热体的情况下，很小的碰撞也有可能导致断线，因而无法长时间使用，存在需周期性地进行更换的不便之处。

作为用于解决这种问题而做出的努力，在韩国公开专利公报第2007-54152号中，所公开的取暖用发热板形成如下的结构，即，在内部排列电热线，在电热线的上部及下部设置强度高、不易变质的镁板，来作为导热层。

这种结构导致在上下部的镁板之间排列电热线方面需要很多时间、费用及努力，完成之后还会在产品的维护、维修及更换作业方面引起很多不便之处。

因此，需要开发便于制造、减少费用、取暖效率优秀的发热板。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决如上所述的问题，本发明的一目的在于，提供具有电稳定性且以不产生局部性的热量集中的方式均匀地在全部区域呈现发热性能的碳发热体、利用其的碳发热板及其制造方法。

本发明的再一目的在于，可维持半永久形状、制造过程简单、利用辐射热发热原理来提高取暖效率的碳发热体、利用其的碳发热板及其制造方法。

本发明的另一目的在于，可在制造过程中防止供电线受损并可提高制造效率的碳发热体、利用其的碳发热板及其制造方法。

本发明所属技术领域的熟练技术人员可通过本发明的优选实施例来更加明确理解本发明的如上所述的目的和多种优点。

本发明的目的可通过如下的碳发热体来实现。本发明的碳发热体的特征在于，包括：多个聚酯110，织造成纬丝和经丝，形成网状的线状发热体；多个碳丝120，在由多个上述聚酯110并排形成的多个纬丝之间，一同以规定间隔配置，织造成上述线状发热体的纬丝，供电时通过电阻产生热量；多个镀锡线130，在由上述聚酯110和上述碳丝120织造而成的上述线状发热体的边缘区域，沿着经丝方向一同被织造，来向多个上述碳丝120供电；以及供电线140，与多个上述镀锡线130相连接，用于向上述镀锡线130供电，多个上述聚酯和多个上述碳丝沿着纬丝方向按规定间隔交替配置。

根据一实施例，上述镀锡线130的直径为0.16mm，在通过铜线卷绕器制作成20～40条之后织造而成。

根据一实施例，上述碳丝120经过对普通纤维丝进行第一次碳涂敷的步骤、第一次老化步骤、第二次碳涂敷步骤以及第二次老化步骤来以具有所需电阻值的方式制造而成，上述供电线140由特氟龙电线形成。

另一方面，本发明的目的可通过如下的碳发热板的制造方法来实现。本发明的碳发热板的制造方法的特征在于，包括：准备由聚酯形成的第一厚度的一对吸音绝热材料200、200a的步骤；在上述一对吸音绝热材料200、200a之间配置碳发热体100的步骤；在上述碳发热体100与上述一对吸音绝热材料200、200a之间分别配置一对防水塑料300、300a的步骤；通过从上述一对吸音绝热材料200、200a的上部和下部施加热量和压力来使上述防水塑料300、300a熔敷于上述碳发热体100的表面的步骤；通过在冷却冲压机施加压力来以预设厚度压缩上述吸音绝热材料200、200a的厚度的步骤；以及按所需大小切割内置有上述碳发热体100的上述吸音绝热材料200、200a的步骤。

根据一实施例，在碳发热板的制造方法中，上述碳发热体100可包括：多个聚酯110，织造成纬丝和经丝，形成网状的线状发热体；多个碳丝120，在由多个上述聚酯110并排形成的多个纬丝之间，一同以规定间隔配置，织造成上述线状发热体的纬丝，供电时通过电阻产生热量；多个镀锡线130，在由上述聚酯110和上述碳丝120织造而成的上述线状发热体的边缘区域，沿着经丝方向一同被织造，来向多个上述碳丝120供电；以及供电线140，与多个上述镀锡线130相连接，用于向上述镀锡线130供电。

根据一实施例，在使上述吸音绝热材料200、200a熔敷的步骤之前，在上述一对吸音绝热材料200、200a中的下部吸音绝热材料200的边缘区域以沿着厚度方向倾斜的方式贯通形成电线插入孔210，其制造方法还可包括通过将上述碳发热体100的上述供电线140插入于上述电线插入孔210来向上述下部吸音绝热材料200的下部露出的步骤。

根据一实施例，上述电线插入孔210以在上述下部吸音绝热材料200的底面露出上述电线插入孔210的区域位于从边缘区域达到规定长度的内侧的方式贯通形成于上述吸音绝热材料200。

根据一实施例，上述镀锡线130和上述供电线140通过端子141电连接。

另一方面，本发明的目的可通过具有碳发热体的碳发热板来实现。本发明的碳发热板的特征在于，包括：碳发热体100；一对防水塑料300、300a，分别配置于上述碳发热体100的上部和下部；一对吸音绝热材料200、200a，配置于上述一对防水塑料300、300a的上部和下部，上述碳发热体100包括：多个聚酯110，织造成纬丝和经丝，形成网状的线状发热体；多个碳丝120，在由多个上述聚酯110并排形成的多个纬丝之间，一同以规定间隔配置，织造成上述线状发热体的纬丝，供电时通过电阻产生热量；多个镀锡线130，在由上述聚酯110和上述碳丝120织造而成的上述线状发热体的边缘区域，沿着经丝方向一同被织造，来向多个上述碳丝120供电；以及供电线140，与多个上述镀锡线130相连接，用于向上述镀锡线130供电，上述供电线140以倾斜的方式贯通插入于上述一对吸音绝热材料200、200a中的下部吸音绝热材料200的边缘区域，上述下部吸音绝热材料200位于上述碳发热体100的下部。

本发明的碳发热体以纬丝和经丝将聚酯织造成网状，以纬丝一同织造碳丝，来形成网状的线状发热体。由于碳发热体形成网状，因而可维持形状上的稳定性，可在整个区域呈现出均匀的发热特性。

并且，纬丝和经丝由聚酯形成，碳丝仅用于纬丝，因而防止在纬丝与经丝之间因摩擦而产生火花，从而可具有电稳定性。

并且，本发明的利用碳发热体的碳发热板使得从碳发热体的碳丝释放出的长波长的热量向碳发热板的外部辐射，而不是停留在碳发热体的表面，因而可通过大量的热辐射来对空间进行取暖，可提高取暖效率。

并且，本发明的碳发热板在一对吸音绝热材料之间配置碳发热体，并通过施加热量和压力来进行制造，因而，整个制造过程简单，具有可减少制造费用的优点。

并且，本发明的碳发热板可使得用于向碳发热体供电的供电线在吸音绝热材料的边缘沿着经丝方向插入形成，因而可在热熔敷及冷却冲压机加压过程中防止外皮受损或脱落。

并且，由于供电线朝向吸音绝热材料的下部延伸，因而可在将吸音绝热材料切割成所需大小的过程中防止供电线一同被切割。

并且，对于本发明的碳发热板而言，为了压缩吸音绝热材料而同时使用热熔敷及冷却冲压机加压过程。由此，常温下的冷却冲压机将对通过热熔敷加热的吸音绝热材料加压，因而无需单独的冷却过程，由此可缩短制造工序，可得到表面光滑的碳发热板。

附图说明

图1为简要示出本发明的碳发热体的简图。

图2为示出碳发热体的实际结构的图。

图3为放大示出图2中的碳发热体的一部分区域的图。

图4为示出本发明的碳发热板的制造过程的图。

图5为示出本发明的碳发热板的制造过程中的以倾斜的方式插入供电线的步骤的例示图。

图6为示出本发明的碳发热板的制造过程中的使供电线插入于吸音绝热材料的截面结构的剖视图。

图7为示出本发明的碳发热板的截面结构的剖视图。

标记说明

1：碳发热板100：碳发热体

110：聚酯120：碳丝

130：镀锡线140：供电线

141：端子200：下部吸音绝热材料

210：电线插入孔200a：上部吸音绝热材料

300：下部防水塑料300a：上部防水塑料

具体实施方式

为了充分理解本发明，将参照附图来对本发明的优选实施例进行说明。本发明的实施例可由多种实施方式变形，不应解释为本发明的范围限定在以下详细说明的实施例。本实施例用于向本发明所属领域的普通技术人员更加完整地说明本发明。因此，为了强调说明的明确性，可夸张表示附图中的结构要素的形状等。应留意的是，对于各个附图中的相同的部件赋予相同的附图标记。将省略对判断为有可能使本发明的主旨变得模糊的公知功能及结构的详细记述。

图1为简要示出本发明的碳发热体100的简图，图2为示出碳发热体100的实际结构的图，图3为放大示出图2的一部分的放大图。

如图所示，本发明的碳发热体100为由聚酯110、碳丝120及镀锡线130按规定面积来以网状织造而成的线状发热体。碳发热体100由纬丝和经丝沿着互相正交的方向织造而成。

在此情况下，白色的聚酯110用于纬丝和经丝，黑色的碳丝120仅用于纬丝，镀锡线130仅集中配置于左右侧边缘区域，来与碳丝120电连接。镀锡线130与供电线140相连接。

在镀锡线130的左右侧配置聚酯110来规定住镀锡线130的位置。

为了使碳丝120和镀锡线130形成面状发热体形状，聚酯110起到形成基础性的网状框架的作用。聚酯110互相正交织造成纬丝和经丝，从而形成所需大小的框架。

在由聚酯110织造成纬丝和经丝形状的形状上，碳丝120被织造成纬丝形状，镀锡线130以经丝形态织造在左右边缘。

通过这种结构，碳丝120和镀锡线130被聚酯110包围，由此维持结构稳定性，从而可长时间以没有形状变形的状态进行使用。

若接收到电源，则碳丝120赋予电阻值，并产生热量。可根据碳丝120的电阻值分为普通地板的地板用发热体、汗蒸房等的需维持高温的汗蒸用发热体、dc用发热体来进行生产。

根据产品的种类，在将以2合、3合撚丝的仿芳纶纱浸渍在混合的碳之后，以具有符合地板用发热体、汗蒸用发热体、dc用发热体的电阻值的方式制造碳丝120。

更加详细的碳丝120的制造方法如下，即，通过利用碳溶液对普通纤维丝进行涂敷的第一次碳涂敷步骤、在卷绕经第一次碳涂敷步骤来涂敷有碳的碳丝之后在50℃的温度下进行24小时的老化的步骤、再次用碳溶液对老化的碳丝进行涂敷的第二次碳涂敷步骤、在50℃的温度下对经第二次碳涂敷的碳丝进行24小时老化的步骤来制造。

这种碳丝120的制造方法在本申请人成功得到授权的授权专利第10-1545151号“碳涂敷丝制作装置及制作方法”中有其详细说明。

镀锡线130起到向碳丝供电的作用。镀锡线130与供电线140相连接。镀锡线130以20～40条作为一组来配置于碳发热体100的两侧。镀锡线130由以锡作为基本材料的导体形成。

供电线140通过与工业电源相连接来向镀锡线130供电。如图5所示，供电线140可通过端子141来与镀锡线130相连接。优选地，供电线140由特氟龙电线来形成。特氟龙电线作为200℃的耐热电线，可在高温下也能够稳定地供电。

其中，由聚酯110和碳丝120形成的纬丝和经丝能够使相互之间的间隔被调节成多种方式。

并且，碳丝120配置于聚酯110之间的间隔和密度可根据碳发热体100的使用目的来以不同方式调节。

作为一例，如图3所示，本发明的优选实施例的碳发热体100被织造成沿着纬丝方向交替配置3行聚酯110和4行碳丝120。但是，这仅仅是一例，聚酯110和碳丝120重复的行数能够以多种方式调节。

本发明的碳发热体100并不仅使用碳丝120，还将聚酯110用作纬丝和经丝，来一同织造形成面状结构。由此，碳丝120可在固定面积上按均匀的间隔配置，可按配置间隔来调节发热量。

并且，从碳丝120释放的热量具有长波长，因而，热量并不停留在表面，而是辐射出去，因此，即使在高温状态下，也不会产生热烧伤的情况，可通过大量的热辐射来对空间进行取暖。

并且，通过以执行温度自调节功能来使规定区域的温度维持在恒定水平的自调节发热体(selfregulationheatingelement)来应对周围的温度环境，由此调节发热状态，以此使温度维持在恒定水平，可减少耗电量。

图4为简要示出本发明的利用碳发热体100的碳发热板1的制造过程的分解立体图，图5和图6为示出向吸音绝热材料200插入供电线140的步骤的立体图，图7为示出碳发热板1的截面结构的剖视图。

如图4所示，碳发热板1在碳发热体100的上部和下部配置吸音绝热材料200、200a，在碳发热体100与吸音绝热材料200、200a之间分别配置防水塑料300、300a，从而形成整个碳发热板1。

碳发热体100以符合所要制造的碳发热板1的大小的方式被切割并准备。碳发热体100的镀锡线130通过利用端子141来与供电线140相连接。

一对吸音绝热材料200、200a可由聚酯110构成。吸音绝热材料200、200a可根据使用目的来以多种规格和厚度制造。作为一例，在制造成地板用发热板的情况下，吸音绝热材料200、200a以70k的密度、50t的厚度、900×1800的规格来制造，在制造成汗蒸用发热板的情况下，吸音绝热材料200、200a以70k的密度、50t的厚度、650×1800的规格来制造。

其中，由于地板用发热板的发热温度在70℃以下，因而使用非阻燃聚酯，由于汗蒸用发热板的发热温度为100～120℃，因而使用阻燃聚酯。

防水塑料300、300a设置于碳发热体100与吸音绝热材料200、200a之间，用于阻断水分向碳发热体100流入。防水塑料300、300a由pe、pp、pi等热可塑性树脂材料形成。防水塑料300、300a按所要制造的碳发热板1的大小来被切割并准备。

为了制造碳发热板1，以如图4所示的方式层叠配置各个结构。而且，如图5所示，向下部吸音绝热材料200插入碳发热体100的供电线140。

如图6所示，作业人员通过操作来在下部吸音绝热材料200的边缘沿着厚度方向贯通形成电线插入孔210。在此情况下，电线插入孔210以按规定角度倾斜的方式形成。

在不向下部吸音绝热材料200的内部插入供电线140而是在上部吸音绝热材料200a与下部吸音绝热材料200之间水平配置的情况下，经压缩步骤并按所需大小切割吸音绝热材料200、200a时，有可能使供电线140一同被切割。

并且，在向下部吸音绝热材料200垂直插入供电线140的情况下，在压缩步骤中有可能导致供电线140被加压而导致电线外皮脱落并断线。

因此，在本发明中，以按规定角度倾斜的方式在下部吸音绝热材料200形成电线插入孔210，并向电线插入孔210插入供电线140。由于供电线140以倾斜的方式插入，因而即使通过热冲压机来沿着垂直方向施加压力或通过冷却冲压机来沿着垂直方向施加压力，也不会使供电线140受损。

其中，供电线140向外部排出的电线插入孔210的下端部形成于从下部吸音绝热材料200的边缘达到规定长度的内侧。使得电线插入孔210的下端部形成于内侧是为了当在结束压缩步骤之后为收尾加工而进行切割时防止电线受损。

为此，如图7所示，当结束制造时，电线插入孔210的下端部位于从吸音绝热材料200的边缘达到规定长度w的内侧，作为一例，优选地，以可位于达到4～5mm的内侧的方式进行加工。

在以倾斜的方式向下部吸音绝热材料200插入供电线140之后，利用温度在180～200℃的热冲压机来按200ton施加压力160秒钟。其中，在以高温对吸音绝热材料200、200a施加压力的过程中，混合在聚酯的lm和防水塑料300、300a将通过热熔敷相粘结。lm的熔点在110～180℃的温度，因而在温度达到180～200℃的热冲压机中将被熔化。若lm熔化，则防水塑料300、300a将一同被热熔敷。热熔敷的防水塑料300、300a固着于碳发热体100的上部表面和下部表面，从而起到防水作用。吸音绝热材料200、200a的厚度通过第一次压缩来缩小。

在经过利用热冲压机来进行的熔敷步骤之后，在温度在12℃的冷却冲压机中以300ton施加压力160秒钟。在此过程中，吸音绝热材料200、200a的厚度将被第二次缩小。作为一例，初始厚度d1为50t的吸音绝热材料200、200a经过第一次压缩过程来被减少20～25t，在经过第二次压缩过程之后，压缩厚度d2减少3.5t。由此，碳发热板1的整体厚度d3达到7t。

其中，在本发明的碳发热板1的制造过程中，依次进行利用热冲压机的热熔敷过程和利用冷却冲压机的加压过程。虽然可仅利用热冲压机来按所需的最终厚度对初始厚度进行压缩，但在本发明中，为了缩短生产时间以及保证吸音绝热材料200、200a的表面质量，以不同温度依次进行加压。

在仅通过热冲压机来按所需的厚度对吸音绝热材料200、200a进行热压接的情况下，按最终厚度压缩的吸音绝热材料200、200a处于高温状态。因此，为了后续的切割等的收尾工序，需等到吸音绝热材料200、200a的热量全凉下来为止，因而将导致生产时间被拉长。

并且，温度高的吸音绝热材料200、200a处于未固化的柔韧的状态，因而切割并不整洁，切割面不整洁、表面质量不均匀。

因此，在本发明中，通过接近常温的温度在12℃的冷却冲压机来对吸音绝热材料200、200a施加压力，来具有在以所需的温度对吸音绝热材料200、200a进行压缩的同时进行冷却的两种效果。

如图7所示，结束成型的碳发热板1将按规格被切割。将碳发热板1放置于操作台之后，通过高速旋转的锯齿进行切割。结束切割的碳发热板1将在50℃的温度下经24小时的老化之后出库。

在此情况下，对碳发热板1进行规格及外观检查。并检查电介质强度及漏泄电流。电介质强度以在3.750v下坚持1分钟的方式进行测试，漏泄电流测试是否在0.75ma以下。在这些测试中均合格的产品将出厂。

如上所述，本发明的碳发热体以纬丝和经丝将聚酯织造成网状，以纬丝一同织造碳丝，来形成网状的线状发热体。由于碳发热体形成网状，因而可维持形状上的稳定性，可在整个区域呈现出均匀的发热特性。

并且，纬丝和经丝由聚酯形成，碳丝仅用于纬丝，因而防止在纬丝与经丝之间因摩擦而产生火花，从而可具有电稳定性。

并且，本发明的利用碳发热体的碳发热板使得从碳发热体的碳丝释放出的长波长的热量向碳发热板的外部辐射，而不是停留在碳发热体的表面，因而可通过大量的热辐射来对空间进行取暖，可提高取暖效率。

并且，本发明的碳发热板在一对吸音绝热材料之间配置碳发热体，并通过施加热量和压力来进行制造，因而，整个制造过程简单，具有可减少制造费用的优点。

以上所说明的本发明的碳发热体及利用其的碳发热板的实施例仅属于例示性的，本发明所属技术领域的普通技术人员能够理解，可由此实现多种变形及等同的其他实施例。因此，本发明并不限定于在上述的详细说明中所提及的实施方式。因此，本发明的真正的技术保护范围应根据所附的发明要求保护范围中的技术思想来定。并且，本发明应理解为包括在所附的发明要求保护范围中所定义的本发明的思想及其范围内的所有变形实施方式、等同实施方式及代替技术方案。