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KR102263098B1 - Heating Assembly and Heater Comprising The Heating Assembly - Google Patents

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KR102263098B1
KR102263098B1 KR1020200046825A KR20200046825A KR102263098B1 KR 102263098 B1 KR102263098 B1 KR 102263098B1 KR 1020200046825 A KR1020200046825 A KR 1020200046825A KR 20200046825 A KR20200046825 A KR 20200046825A KR 102263098 B1 KR102263098 B1 KR 102263098B1
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South Korea
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carbon nanotube
nanotube layer
heating
heating element
heating assembly
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송재범
최창길
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송재범
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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체는, 상기 시트 상에 배치되되, 탄소나노튜브와 바인더의 혼합물이 교반된 탄소나노튜브 컴파운드를 포함하는 탄소나노튜브 레이어; 및 상기 탄소나노튜브 레이어에 매립되어 있으며, 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 전극;을 포함하는 제 1 발열체와; 상기 전극과 이격되어 사행으로 연장되되, 전기 저항으로 열을 생성하는 발열 코어를 포함하는 제 2 발열체;를 포함한다.The heating assembly according to an embodiment of the present invention includes: a carbon nanotube layer disposed on the sheet, the carbon nanotube layer including a carbon nanotube compound in which a mixture of carbon nanotubes and a binder is stirred; and a pair of electrodes embedded in the carbon nanotube layer and spaced apart from each other; and a second heating element spaced apart from the electrode and extending in a meandering direction, the second heating element including a heating core generating heat by electrical resistance.

Description

발열 조립체 및 포함하는 히터{Heating Assembly and Heater Comprising The Heating Assembly}Heating Assembly and Heater Comprising The Heating Assembly

본 발명은 탄소나노튜브가 포함된 발열 조립체 및 이러한 발열 조립체를 포함하는 히터에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 탄소나노튜브가 바인더에 함침되어 형성된 탄소나노튜브 레이어로 된 발열체에 발열 코어를 구비한 선상발열체(line type heating element)가 부가된 하이브리드 타입의 발열 조립체 및 이를 포함하는 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a heating assembly including carbon nanotubes and a heater including such a heating assembly, and more particularly, a linear heating element having a heating core in a heating element made of a carbon nanotube layer formed by impregnating carbon nanotubes in a binder. It relates to a hybrid type heating assembly to which a (line type heating element) is added and a heater including the same.

일반적으로 발열체란 전기에너지를 열에너지로 바꾸어 그 열을 외부로 복사하여 에너지를 전달하는 물체이다. 이러한 발열체는 각종 전기전자산업, 자동차수송기기 산업, 건축건설 산업, 반도체 산업, 가스정유산업 등 열을 가하는 용도로 다양한 산업분야에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 재질에 따라 금속저항체, 비금속저항체, 기타 저항체로 구분된다. 최근 에너지 절약과 환경 문제에 대한 새로운 인식으로 인해 많은 국가에서 친환경이며 에너지 효율이 높은 발열체의 제조 및 응용분야에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.In general, a heating element is an object that transfers energy by converting electrical energy into thermal energy and radiating the heat to the outside. Such a heating element is widely used in various industrial fields for the purpose of applying heat, such as various electric and electronic industries, automobile transportation equipment industry, building construction industry, semiconductor industry, gas refining industry, and the like. According to the material, it is divided into metal resistors, non-metal resistors, and other resistors. Recently, due to new awareness of energy conservation and environmental problems, many studies have been conducted on the manufacture and application of eco-friendly and energy-efficient heating elements in many countries.

종래에는 최종 제품의 형상면에서 면 형상을 된 발열체를 구현하기 위하여, 사행으로 배열된 선 형상의 저항체로 이루어진 발열코어를 패브릭 내부에 삽입하여 패브릭에 벨크로를 부착하여 벨크로를 통하여 발열이 필요한 부분에 발열체를 부착하여 발열이 필요한 부분을 가열 또는 온열하였으나, 이 경우 선 형상의 발열코어가 배치된 국부적인 구간에 발열이 집중되어 결국 실질적인 면상 발열이 구현되지 못하고 선상 발열이 구현되는 문제점이 있었다.Conventionally, in order to realize a heating element having a planar shape in the shape of the final product, a heating core made of a linear resistor arranged in a meander is inserted into the fabric, and Velcro is attached to the fabric to the part that needs heat through the Velcro. Although a heating element was attached to heat or heat a part requiring heat, in this case, heat was concentrated in a local section in which a linear heating core was disposed, and consequently, there was a problem in that the actual plane heating could not be realized and the linear heating was implemented.

또한, 이러한 선 형상의 발열 코어를 구비한 히터의 경우 선 형상의 발열 코어의 저항값을 정밀하게 제어하고 필요한 저항값으로 저항체를 구성하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있었다.In addition, in the case of a heater having such a linear heating core, it is not easy to precisely control the resistance value of the linear heating core and to configure the resistor with a required resistance value.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 탄소나노튜브를 포함하는 면상의 발열체와 열을 발생시키는 선상의 발열 코어를 동시에 구비하여 열을 발열할 수 있는 발열 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a heating assembly capable of generating heat by simultaneously providing a planar heating element including carbon nanotubes and a linear heating core for generating heat.

또한, 본 발명의 목적은 면상의 발열체나 선상의 발열체 중 어느 하나가 고장나는 경우에도 나머지의 발열체로서 발열할 수 있는 발열 조립체를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a heating assembly capable of generating heat as the remaining heating element even when any one of the planar heating element or the linear heating element fails.

또한 본 발명의 목적은 탄소나노튜브 컴파운드를 시트 적층체로 형성하기 위해 카렌타 공법으로 롤링하는 과정에서 컴파운드 내부에 분산된 탄소나노튜브가 치밀하게 배열되는 롤링 마크의 연장 방향(적층 구조체가 롤링된 후 롤러에서 인출되는 방향에 수직한 방향을 가리키며, 이하 적층 구체조가 롤링후 롤러에서 인출되는 방향을 '롤링 방향'이라 한다)에 나란하게 한 쌍의 전극을 배치하여 탄소나노튜브 컴파운드에서의 단위 면적상 저항값의 일정성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.In addition, an object of the present invention is the extension direction of the rolling mark in which the carbon nanotubes dispersed in the compound are densely arranged in the process of rolling the carbon nanotube compound by the carenta method to form a sheet laminate (after the laminate structure is rolled) The unit area in the carbon nanotube compound by arranging a pair of electrodes in parallel to the direction perpendicular to the direction drawn out from the roller, and the direction in which the laminated structure is drawn out from the roller after rolling is referred to as the 'rolling direction') This is to improve the constantness of the phase resistance value.

또한, 본 발명의 목적은 시트 적층체에 배치되는 전극을 롤링 방향에 수직하게 배치하여, 시트 적층체가 롤러에서 인출될 때 탄소나노튜브가 롤링 방향으로 배향을 하기 때문에 전극을 롤링 방향에 수직하게 배치하면 전극을 롤링 방향에 평행하게 배치할 때보다 탄소나노튜브와 배선과의 접촉량이 증가되어 전기전도성을 향상시키는 것이다.In addition, an object of the present invention is to arrange the electrodes disposed on the sheet laminate perpendicular to the rolling direction, so that the carbon nanotubes are oriented in the rolling direction when the sheet laminate is drawn out from the roller, so the electrodes are disposed perpendicular to the rolling direction When the lower surface electrode is arranged parallel to the rolling direction, the contact amount between the carbon nanotube and the wiring is increased to improve electrical conductivity.

또한, 본 발명의 목적은 시트 적층체에 적층된 탄소나노튜브가 포함된 컴파운드 두께를 조절하거나, 평행하게 배치된 전극간의 거리를 조절함으로서 면상의 발열체의 저항을 자유롭게 제어할 수 있는 면상의 발열체를 포함하는 발열 조립체를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a planar heating element that can freely control the resistance of the planar heating element by adjusting the thickness of the compound containing the carbon nanotubes stacked on the sheet laminate or by adjusting the distance between the electrodes arranged in parallel. It is to provide a heating assembly comprising.

또한, 본 발명의 목적은 면상의 발열체에서 선상의 발열 코어의 배치 위치 및 배치 밀도를 조절하여 국부적으로 가열성능을 높일 수 있는 발열 조립체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heating assembly capable of locally increasing heating performance by adjusting the arrangement position and arrangement density of a linear heating core in a planar heating element.

본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체는, 가요성의 시트, 상기 시트 상에 배치되되, 탄소나노튜브와 바인더의 혼합물이 교반된 탄소나노튜브 컴파운드를 포함하는 탄소나노튜브 레이어; 및 상기 탄소나노튜브 레이어에 매립되어 있으며, 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 전극;을 포함하는 제 1 발열체와; 상기 전극과 이격되어 사행으로 연장되되, 전기 저항으로 열을 생성하는 발열 코어를 포함하는 제 2 발열체;를 포함한다.The heating assembly according to an embodiment of the present invention includes: a flexible sheet, a carbon nanotube layer disposed on the sheet, the carbon nanotube layer including a carbon nanotube compound in which a mixture of carbon nanotubes and a binder is stirred; and a pair of electrodes embedded in the carbon nanotube layer and spaced apart from each other; and a second heating element spaced apart from the electrode and extending in a meandering direction, the second heating element including a heating core generating heat by electrical resistance.

여기서, 상기 제 2 발열체는 상기 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어에 매립되어 있다.Here, the second heating element is embedded in the carbon nanotube layer of the first heating element.

또한, 상기 탄소나노튜브 레이어는, 상기 시트의 상측에 접하여 배치되는 하측 탄소나노튜브 레이어와, 상기 하측 탄소나노튜브 레이어의 상측에 배치되는 상측 탄소나노튜브 레이어를 포함하되, 상기 하측 탄소나노튜브 레이어와 상기 상측 탄소나노튜브 레이어의 접촉면을 따라 상기 전극의 표면의 일부는 상기 하측 탄소나노튜브 레이어와 접촉하고, 상기 전극의 표면의 나머지는 상기 상측 탄소나노튜브 레이어와 접촉한다.In addition, the carbon nanotube layer includes a lower carbon nanotube layer disposed in contact with the upper side of the sheet, and an upper carbon nanotube layer disposed above the lower carbon nanotube layer, wherein the lower carbon nanotube layer A portion of the surface of the electrode is in contact with the lower carbon nanotube layer along the contact surface of the upper carbon nanotube layer with the upper carbon nanotube layer, and the remainder of the surface of the electrode is in contact with the upper carbon nanotube layer.

한편, 상기 상측 탄소나노튜브 레이어의 상측 표면에는 롤링하는 동안 형성된 롤링 마크가 형성되되, 롤링 방향에 수직하게 형성된 상기 롤링 마크의 연장 방향은 상기 전극의 연장 방향에 나란하다. Meanwhile, a rolling mark formed during rolling is formed on the upper surface of the upper carbon nanotube layer, and the extending direction of the rolling mark formed perpendicular to the rolling direction is parallel to the extending direction of the electrode.

여기서, 상기 제 2 발열체의 발열 코어는 직선 연장 구간 발열 코어와 곡선 연장 구간 발열 코어를 포함하되, 상기 직선 연장 구간은 롤링 방향에 수직하게 형성된 상기 롤링 마크의 연장 방향에 나란하게 형성되거나 롤링 마크의 연장 방향에 수직하게 형성될 수 있다.Here, the heating core of the second heating element includes a heating core in a linear extension section and a heating core in a curved extension section, wherein the linear extension section is formed in parallel to the extension direction of the rolling mark formed perpendicular to the rolling direction, or It may be formed perpendicular to the extension direction.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체에 의하면, 상기 제 2 발열체는 상기 제 1 발열체의 상기 탄소나노튜브 레이어의 표면에 배치된다. According to the heating assembly according to another embodiment of the present invention, the second heating element is disposed on the surface of the carbon nanotube layer of the first heating element.

여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체는 상기 제 2 발열체의 발열 코어를 상기 제 1 발열체의 상기 탄소나노튜브 레이어의 표면에 고정하는 고정 매듭부를 추가로 포함한다.Here, the heating assembly according to another embodiment of the present invention further includes a fixing knot for fixing the heating core of the second heating element to the surface of the carbon nanotube layer of the first heating element.

본 발명의 다른 특징은 전술한 발열 조립체 및, 상기 발열 조립체를 둘러싸는 가요성의 커버부를 포함하는 히터에 대한 것이다.Another feature of the present invention relates to a heater including the above-described heating assembly and a flexible cover portion surrounding the heating assembly.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체에서, 발열 코어가 시트에 접촉하지 않도록 발열 코어와 시트 사이에는 적어도 탄소나노튜브 레이어의 일부가 배치된다.In the heating assembly according to another embodiment of the present invention, at least a portion of the carbon nanotube layer is disposed between the heating core and the sheet so that the heating core does not contact the sheet.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체는 하측 탄소나노튜브 레이어와 상측 탄소나노튜브 레이어의 접촉면을 따라 형성된 접착라인을 포함한다.A heating assembly according to another embodiment of the present invention includes an adhesive line formed along a contact surface of the lower carbon nanotube layer and the upper carbon nanotube layer.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체에서, 고정 매듭부는 제 1 발열체를 관통하여 형성된다.In the heating assembly according to another embodiment of the present invention, the fixing knot is formed through the first heating element.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체에서, 상기 발열 코어의 양측 단부는 발열 조립체의 측면 중 하나의 측면으로 돌출된다.In the heating assembly according to another embodiment of the present invention, both ends of the heating core protrude toward one of the side surfaces of the heating assembly.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 발열체에서, 상기 발열 코어의 양측 단부는 발열 조립체의 측면으로 전극의 일부가 돌출된 면으로 돌출된다.In the heating heating element according to another embodiment of the present invention, both end portions of the heating core protrude from the side surface of the heating assembly with a portion of the electrode protruding therefrom.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체에서, 상기 시트는 폴리올레핀계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌테라프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI) 또는 폴리테트라플로오로에틸렌(PTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)가 코팅된 유리섬유, 실리콘소재가 코팅된 유리섬유, 미 코팅 유리섬유와 같은 필름류와 합성섬유를 포함한다.In the heating assembly according to another embodiment of the present invention, the sheet may include polyolefin-based, polyester-based, polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI) or polytetrafluoroethylene (PTFE), polytetrafluoroethylene Films such as (PTFE) coated glass fiber, silicone coated glass fiber, and uncoated glass fiber include synthetic fibers.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체는 발열 코어를 둘러싸는 전기 절연층을 추가로 포함한다.A heating assembly according to another embodiment of the present invention further includes an electrically insulating layer surrounding the heating core.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 면상의 발열체나 선상의 발열체 중 어느 하나가 고장나더라도 나머지 발열체로서 발열을 수행할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, even if any one of the planar heating element or the linear heating element fails, it is possible to generate heat as the other heating element.

또한 본 발명에 따르면, 탄소나노튜브 컴파운드를 시트 적층체로 형성하기 위해 카렌다 공법으로 롤링하는 과정에서 컴파운드 내부에 분산된 탄소나노튜브가 롤링 방향으로 배향되고 제조된 시트 적층체의 롤링 방향과 수직하게 한 쌍의 전극을 배치하여 탄소나노튜브 컴파운드에서의 단위 면적당 저항값의 일정성이 향상된다.In addition, according to the present invention, in the process of rolling the carbon nanotube compound by the calendar method to form a sheet laminate, the carbon nanotubes dispersed in the compound are oriented in the rolling direction and perpendicular to the rolling direction of the manufactured sheet laminate. By disposing the pair of electrodes, the uniformity of the resistance value per unit area in the carbon nanotube compound is improved.

또한, 본 발명에 따르면, 시트 적층체에 배치되는 전극을 롤링 방향에 수직하게 배치하여, 시트 적층체가 롤러에서 인출될 때 탄소나노튜브가 롤링 방향으로 배향을 하기 때문에 전극을 롤링 방향에 수직하게 배치하면 전극을 롤링 방향에 평행하게 배치할 때보다 탄소나노튜브와 전극과의 접촉량이 증가되어 전기전도성이 향상된다.In addition, according to the present invention, the electrode disposed on the sheet laminate is disposed perpendicular to the rolling direction, so that the carbon nanotubes are oriented in the rolling direction when the sheet laminate is drawn out from the roller, so the electrode is disposed perpendicular to the rolling direction When the lower surface electrode is disposed parallel to the rolling direction, the amount of contact between the carbon nanotube and the electrode is increased, thereby improving electrical conductivity.

또한, 본 발명에 따르면 발열 조립체의 발열 성능을 증대시키거나, 국부적 추가 발열을 수행할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, it is possible to increase the heating performance of the heating assembly or to perform additional local heating.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법에 의해 제조된 발열 조립체의 사시도이다.
도 3은 도 2의 발열 조립체의 정면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법에 대한 순서도이다.
도 6은 도 5의 제조방법에 의해 제조된 발열 조립체의 사시도이다.
도 7은 면상의 발열체에 선상의 발열체가 매립되어 있고, 면상의 발열체의 상측 면상에 선상의 발열체가 부가된 발열 조립체의 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 8은 면상의 발열체에 선상의 발열체가 매립되는 방식에 있어서의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
1 is a flowchart of a method of manufacturing a heating assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a heating assembly manufactured by a method of manufacturing a heating assembly according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view of the heating assembly of FIG. 2 ;
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2 .
5 is a flowchart of a method of manufacturing a heating assembly according to another embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a heating assembly manufactured by the manufacturing method of FIG. 5 .
7 is a perspective view illustrating an embodiment of a heat generating assembly in which a linear heating element is embedded in a planar heating element and a linear heating element is added to an upper surface of the planar heating element.
8 is a cross-sectional view showing another embodiment of a method in which a linear heating element is embedded in a planar heating element.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The following description and accompanying drawings are for understanding the operation according to the present invention, and parts that can be easily implemented by those skilled in the art may be omitted.

또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. In addition, the specification and drawings are not provided for the purpose of limiting the present invention, and the scope of the present invention should be defined by the claims. The terms used in this specification should be interpreted with meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention so that the present invention can be most appropriately expressed.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법에 대한 순서도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법은 연속적으로 제공되는 가요성의 시트 상에 탄소나노튜브와 바인더의 혼합물이 교반된 탄소나노튜브 컴파운드를 공급하여 배치하는 단계(S1), 및 상기 시트와 상기 탄소나노튜브 컴파운드를 포함하는 시트 적층체를 롤링하는 단계(S2)를 포함한다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a heat generating assembly according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the method for manufacturing a heat generating assembly according to an embodiment of the present invention comprises the steps of supplying and disposing a carbon nanotube compound in which a mixture of carbon nanotubes and a binder is stirred on a flexible sheet provided continuously (S1), and rolling the sheet laminate including the sheet and the carbon nanotube compound (S2).

여기서, 상기 시트는 폴리올레핀계, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌테라프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)가 코팅된 유리섬유, 실리콘소재가 코팅된 유리섬유, 미 코팅 유리섬유와 같은 필름류와 합성섬유 중 적어도 하나를 포함한다.Here, the sheet is a polyolefin-based, polyester-based, polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polytetrafluoroethylene (PTFE), polytetrafluoroethylene (PTFE) coated glass fiber, silicone material contains at least one of films such as coated glass fibers and uncoated glass fibers, and synthetic fibers.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법은 롤링된 시트 적층체에 전극 및 선상의 발열 코어인 코일을 패터닝하여 배치하는 단계(S3), 이후 시트 적층체의 상부에 별도로 롤링된 추가의 탄소나노튜브 컴파운드를 제공하는 단계(S4) 및 이렇게 적층된 시트 적층체를 경화하는 단계(S5)를 포함한다. 필요하다면, 경화하는 단계 이전에 소정의 형상과 크기로 시트 적층체를 재단하는 단계가 수행될 수 있다.In addition, the method for manufacturing a heating assembly according to an embodiment of the present invention comprises the steps of patterning and arranging an electrode and a coil, which is a linear heating core, on a rolled sheet laminate (S3), and then separately rolling on top of the sheet laminate It includes a step of providing an additional carbon nanotube compound (S4) and curing the laminated sheet laminate (S5). If necessary, the step of cutting the sheet laminate to a predetermined shape and size before the curing step may be performed.

여기서, 본 발명에 따른 발열 조립체의 탄소나노튜브 컴파운드는 탄소나노튜브와 바인더 물질을 포함하여 형성되는데, 특히, 바인더로서 실리콘 폴리머를 포함하여 형성된다. 추가로 본 발명에 따른 발열체 컴파운드는 바인더로서 실리콘 폴리머 이외에 다른 에폭시, 우레탄 등 다양한 유리 폴리머 소재 등을 포함하여 형성될 수 있다.Here, the carbon nanotube compound of the heat generating assembly according to the present invention is formed to include carbon nanotubes and a binder material, and in particular, is formed to include a silicone polymer as a binder. In addition, the heating element compound according to the present invention may be formed by including various glass polymer materials such as epoxy and urethane other than silicone polymer as a binder.

탄소나노튜브는 기계적 강도 및 성질과 열전도 특성이 우수한 발열물질로서, 그 직경은 수 나노미터 내지 수십 나노미터이며, 그 길이는 수 마이크로미터 내지 수백 마이크로미터에 이를 정도로 비등방성의 구조를 갖는 소재이다. 탄소나노튜브에서 하나의 탄소원자는 3개의 다른 탄소원자와 결합되어 있고, 육각형의 벌집구조를 이루고 있는 그래핀 시트가 튜브 형상으로 감겨 있는 구조를 가진다. Carbon nanotubes are heat-generating materials having excellent mechanical strength and properties and thermal conductivity, and have a diameter of several nanometers to several tens of nanometers, and a length of several micrometers to several hundred micrometers. It is a material having an anisotropic structure. In carbon nanotubes, one carbon atom is bonded to three other carbon atoms, and a graphene sheet having a hexagonal honeycomb structure is wound in a tube shape.

이러한 구조적 특성에 따라 탄소나노튜브는 역학적으로도 견고하며(철의 100배 정도), 화학적인 안정도도 뛰어날 뿐만 아니라, 전기저항이 10-4 ~ 10-1 Ω정도로 반도체 특성을 가지며, 일반적인 탄소소재인 흑연이나 탄소섬유 등에 비해 낮은 밀도를 가진다. 또한 직경에 대한 길이비(L/R)가 높아 고분자 수지 내에 분산시 소량의 첨가로 서로 그물망 구조(Network Structure)를 이루어 전기전도 네트워크 형성이 용이하여 뛰어난 전기 전도성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.According to these structural characteristics, carbon nanotubes are mechanically robust (about 100 times that of iron), have excellent chemical stability, and have semiconducting properties with electrical resistance of 10 -4 to 10 -1 Ω, and a typical carbon material. It has a lower density than phosphorus graphite or carbon fiber. In addition, the length to diameter ratio (L/R) is high, so that when dispersed in the polymer resin, a small amount of addition is added to form a network structure with each other, so that it is easy to form an electrically conductive network, and thus excellent electrical conductivity can be obtained.

여기서, 탄소나노튜브를 포함하는 발열 조립체의 탄소나노튜브 컴파운드에서 탄소나노튜브의 함량이 소정의 값 미만으로 포함되면 발열체의 전기전도성이 낮아져 저항이 증가하므로 발열체의 발열효율이 좋지 못한 문제와 전자파 차폐제, 전자파 흡수제, 방열판, 방음제, 음극제 효과가 떨어질 수 있다. 한편, 탄소나노튜브의 함량이 소정의 값을 초과하면 세라믹, 실리콘, 에폭시, 우레탄 각각의 폴리머에 분산이 효과적으로 이루어지지 못하며, 최종 컴파운드의 점도 상승이 매우 커지는 문제와 매트릭스 폴리머와의 결합력이 낮아져 오히려 기계적 강도가 저하되어 내구성이 떨어지게 되는 문제와 성형이 용이하지 못한 단점이 있다. 따라서, 발열 조립체가 충분한 전기전도도 및 열전도성을 가지게 되며, 우수한 가공성 및 성형성과 함께 기계적 강도 또한 저하되지 않도록, 탄소나노튜브 컴파운드에서 탄소나노튜브는 최적의 값으로 포함되어야 한다.Here, when the content of carbon nanotubes in the carbon nanotube compound of the heating assembly including carbon nanotubes is less than a predetermined value, the electrical conductivity of the heating element is lowered and the resistance is increased, so the heating efficiency of the heating element is poor and the electromagnetic wave shielding agent , electromagnetic wave absorber, heat sink, soundproofing agent, negative electrode effect may be reduced. On the other hand, when the content of carbon nanotubes exceeds a predetermined value, dispersion in each polymer of ceramic, silicone, epoxy, and urethane is not effectively achieved, the viscosity increase of the final compound is very large, and the bonding force with the matrix polymer is lowered, There are disadvantages in that the mechanical strength is lowered and the durability is lowered, and the molding is not easy. Therefore, the carbon nanotube should be included in an optimal value in the carbon nanotube compound so that the heating assembly has sufficient electrical conductivity and thermal conductivity, and mechanical strength is not reduced along with excellent processability and formability.

한편, 탄소나노튜브는 튜브의 벽을 이루는 그래핀 시트의 개수에 따라서 단일벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브로 구분되고 여러 개의 탄소나노튜브가 다발의 형태로 존재할 수도 있다. 본 발명에서 사용되는 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(single walled carbon nanotube: SWNT), 이중벽 탄소나노튜브(double-walled carbon nanotube: DWNT), 얇은 다중벽 탄소나노튜브(thin multi-walled carbon nanotube), 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube: MWNT) 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며 바람직하게는 단일벽 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.On the other hand, carbon nanotubes are classified into single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes according to the number of graphene sheets constituting the wall of the tube, and several carbon nanotubes may exist in the form of a bundle. Carbon nanotubes used in the present invention are single walled carbon nanotube (SWNT), double-walled carbon nanotube (DWNT), thin multi-walled carbon nanotube (thin multi-walled carbon nanotube) ), or at least one selected from multi-walled carbon nanotube (MWNT), preferably single-walled carbon nanotube.

또한, 탄소나노튜브는 길이와 관련하여, 탄소나노튜브의 길이가 소정의 값 미만이면 내구성이 저하되고 전기전도성이 낮아져 발열이 충분히 이루어지지 않게 되는 문제점이 있고, 탄소나노튜브의 길이가 소정의 값을 초과하면 발열체의 표면이 고르지 않게 되는 문제점이 있다. 따라서, 탄소나노튜브 컴파운드에 포함되는 탄소나노튜브의 길이는 이러한 점을 고려하여 최적의 치수로 선택되어야 한다In addition, with respect to the length of the carbon nanotube, if the length of the carbon nanotube is less than a predetermined value, durability is lowered and electrical conductivity is lowered, so that heat is not sufficiently generated, and the length of the carbon nanotube is a predetermined value. If it exceeds, there is a problem that the surface of the heating element becomes uneven. Therefore, the length of the carbon nanotube included in the carbon nanotube compound should be selected as an optimal dimension in consideration of this point.

본 발명에서 탄소나노튜브 컴파운드를 제조하기 위한 구체적인 설명은 생략되며 종래의 탄소나노튜브 컴파운드 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 일반적으로, 탄소나노튜브 컴파운드는 탄소나노튜브와 바인더 물질이 일정 비율로 서로 혼합된 혼합물을 포함한다. 이때 탄소나노튜브는 분말형태로 준비되어 바인더 물질에 분산될 수 있다. 우선, 발열체를 제조하기 위하여 탄소나노튜브와 바인더 물질이 혼합되기 전에 탄소나노튜브가 열처리될 수 있다. 아울러, 탄소나노튜브는 바인더 물질에 분산되기 전에 별도의 분산 과정을 더 거칠 수 있다. 즉, 탄소나노튜브는 탄소나노튜브 분산과정을 거쳐 분산된 탄소나노튜브로서 바인더 물질에 고르게 분산되게 된다.In the present invention, a detailed description for manufacturing the carbon nanotube compound is omitted, and may be manufactured by a conventional carbon nanotube compound manufacturing method. In general, the carbon nanotube compound includes a mixture in which carbon nanotubes and a binder material are mixed with each other in a predetermined ratio. In this case, the carbon nanotubes may be prepared in a powder form and dispersed in a binder material. First, the carbon nanotubes may be heat-treated before the carbon nanotubes and the binder material are mixed in order to manufacture the heating element. In addition, the carbon nanotubes may be further subjected to a separate dispersion process before being dispersed in the binder material. That is, the carbon nanotubes are carbon nanotubes dispersed through the carbon nanotube dispersion process, and are evenly dispersed in the binder material.

한편, 도 2는 도 1의 실시예의 제조 방법에 의해 제조되어 재단된 발열 조립체에 대한 사시도이며, 도 3은 도 2의 발열 조립체의 정면도이고, 도 4는 도 2의 IV-IV 선을 따라 취한 단면도이다. Meanwhile, FIG. 2 is a perspective view of the heating assembly manufactured and cut according to the manufacturing method of the embodiment of FIG. 1 , FIG. 3 is a front view of the heating assembly of FIG. 2 , and FIG. 4 is taken along line IV-IV of FIG. 2 . It is a cross section.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체(100)는, 면(surface)으로 열을 생성하고 방출하는 제 1 발열체와, 선(line)으로 열을 생성하는 제 2 발열체를 포함한다. 여기서, 제 1 발열체는 가요성의 시트(102), 상기 시트(102) 상에 배치되되 탄소나노튜브와 바인더의 혼합물이 교반된 탄소나노튜브 컴파운드를 포함하는 탄소나노튜브 레이어(104) 및 상기 탄소나노튜브 레이어에 매립되어 있으며, 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 전극(120)을 포함한다. 한편, 제 2 발열체는 상기 전극(120)과 이격되어 배치되되 사행으로 연장되면서 전기 저항으로 열을 생성하는 발열 코어(130)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the heating assembly 100 according to an embodiment of the present invention includes a first heating element that generates and emits heat as a surface, and a second heating element that generates heat as a line. include Here, the first heating element is a flexible sheet 102, a carbon nanotube layer 104 including a carbon nanotube compound in which a mixture of carbon nanotubes and a binder is stirred, which is disposed on the sheet 102, and the carbon nanotubes. It is embedded in the tube layer and includes a pair of electrodes 120 spaced apart from each other. Meanwhile, the second heating element includes a heating core 130 disposed to be spaced apart from the electrode 120 and extending in a meandering manner to generate heat by electrical resistance.

여기서, 상기 제 2 발열체는 상기 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어(104)에 매립되어 있다.Here, the second heating element is embedded in the carbon nanotube layer 104 of the first heating element.

앞서 도 1의 제조 방법에 대한 순서도에서 살펴본 바와 같이, 하측 탄소나노튜브 컴파운드를 제공하는 단계(S1) 후에 전극 및 발열 코일을 패터닝 하는 단계(S3)를 거쳐서 상측 탄소나노튜브 컴파운드를 제공하는 단계(S4)가 수행되기 때문에, 도 2의 상기 탄소나노튜브 레이어(104)는, 상기 시트의 상측에 접하여 배치되는 하측 탄소나노튜브 레이어(104d)와, 상기 하측 탄소나노튜브 레이어의 상측에 배치되는 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)를 포함한다. 여기서, 상측 탄소나노튜브 컴파운드를 제공하는 단계(S4)는 하측 탄소나노튜브 레이어(104d) 전체를 덮도록 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)를 제공할 수도 있고 (도 2 내지 도 4를 참조), 하측 탄소나노튜브 레이어(104d)의 표면에서 전극(120)이 배치된 부분에만 부분적으로 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)를 제공할 수도 있다 (면상의 발열체에 선상의 발열체가 매립되는 방식에 있어서의 다른 실시예를 도시하는 단면도에 대한 도 8을 참조).As seen in the flowchart for the manufacturing method of FIG. 1 above, after the step (S1) of providing the lower carbon nanotube compound, the step (S3) of patterning the electrode and the heating coil to provide the upper carbon nanotube compound ( Since S4) is performed, the carbon nanotube layer 104 of FIG. 2 includes a lower carbon nanotube layer 104d disposed in contact with an upper side of the sheet, and an upper side disposed above the lower carbon nanotube layer. and a carbon nanotube layer 104u. Here, the step of providing the upper carbon nanotube compound (S4) may provide the upper carbon nanotube layer 104u to cover the entire lower carbon nanotube layer 104d (see FIGS. 2 to 4), The upper carbon nanotube layer 104u may be provided only partially on the surface of the lower carbon nanotube layer 104d where the electrode 120 is disposed (in the method in which the linear heating element is embedded in the planar heating element) 8 for a cross-sectional view showing another embodiment).

결국, 발열 조립체(100)는 하측 탄소나노튜브 레이어(104d)와 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)의 접촉면을 따라 형성된 접착라인을 포함한다.As a result, the heating assembly 100 includes an adhesive line formed along the contact surface of the lower carbon nanotube layer 104d and the upper carbon nanotube layer 104u.

상기 전극(120)은 상기 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어(104)에 매립되기 때문에, 상기 하측 탄소나노튜브 레이어(104d)와 상기 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)의 접촉면을 따라 상기 전극(120)의 표면의 일부는 상기 하측 탄소나노튜브 레이어(104d)과 접촉하고, 상기 전극의 표면의 나머지는 상기 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)와 접촉한다.Since the electrode 120 is buried in the carbon nanotube layer 104 of the first heating element, the electrode 120 is along the contact surface of the lower carbon nanotube layer 104d and the upper carbon nanotube layer 104u. ), a portion of the surface is in contact with the lower carbon nanotube layer 104d, and the remainder of the surface of the electrode is in contact with the upper carbon nanotube layer 104u.

제 2 발열체의 발열 코어(130) 역시 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어(104)에 매립되기 때문에, 상기 하측 탄소나노튜브 레이어(104d)와 상기 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)의 접촉면을 따라 상기 발열 코어(130)의 표면의 일부는 상기 하측 탄소나노튜브 레이어(104d)과 접촉하고, 상기 발열 코어(130)의 표면의 나머지는 상기 상측 탄소나노튜브 레이어(104u)와 접촉한다.Since the heating core 130 of the second heating element is also embedded in the carbon nanotube layer 104 of the first heating element, along the contact surface of the lower carbon nanotube layer 104d and the upper carbon nanotube layer 104u. A portion of the surface of the heating core 130 is in contact with the lower carbon nanotube layer 104d, and the rest of the surface of the heating core 130 is in contact with the upper carbon nanotube layer 104u.

발열 조립체(100)에서, 발열 코어(130)가 시트(102)에 접촉하지 않도록 발열 코어(130)와 시트(102) 사이에는 적어도 탄소나노튜브 레이어(104)의 일부가 배치된다. 마찬가지로, 전극(120)이 시트(102)에 직접 접촉하지 않도록 전극(120)과 시트(102) 사이에는 적어도 탄소나노튜브 레이어(104)의 일부가 배치된다.In the heating assembly 100 , at least a portion of the carbon nanotube layer 104 is disposed between the heating core 130 and the sheet 102 so that the heating core 130 does not contact the sheet 102 . Similarly, at least a portion of the carbon nanotube layer 104 is disposed between the electrode 120 and the sheet 102 so that the electrode 120 does not directly contact the sheet 102 .

한편, 도 1의 롤링하는 단계(S2)를 수행하는 동안에, 탄소나노튜브 컴파운드의 표면 중 롤러(미도시)에 접촉하여 압착되는 면에는 롤러의 축방향에 나란한 롤링 마크(106)가 형성된다. 상기 롤링 마크(106)는 롤링 과정에서 시트 적층체가 취출되는 방향에 수직한 방향으로 형성된다. 상기 롤링 마크(106)는 도 2의 발열 조립체(100)의 상측 탄소나노튜브 레이어의 상측 표면에 형성된다. 이때, 상기 롤링 마크(106)의 연장 방향은 상기 전극(120)의 연장 방향에 나란하도록 전극이 배치된다. Meanwhile, during the rolling step S2 of FIG. 1 , a rolling mark 106 parallel to the axial direction of the roller is formed on a surface of the carbon nanotube compound that is pressed in contact with a roller (not shown). The rolling mark 106 is formed in a direction perpendicular to the direction in which the sheet laminate is taken out during the rolling process. The rolling mark 106 is formed on the upper surface of the upper carbon nanotube layer of the heating assembly 100 of FIG. 2 . In this case, the electrode is disposed so that the extending direction of the rolling mark 106 is parallel to the extending direction of the electrode 120 .

즉 전극(120)과 전극(120) 사이에 배치된 탄소나노튜브 레이어(104)의 구간에는 다수의 나란한 롤링 마크가 배치되게 되는데, 이러한 롤링 마크에 나란한 방향으로는 탄소나노튜브의 치밀도가 균일하게 되기 때문에, 전극(120)이 롤링 마크(106)와 나란하게 배열되면 전극들 사이의 구간에서 저항체 역할을 하는 탄소나노튜브 레이어의 저항이 일정하게 된다. That is, a plurality of parallel rolling marks are disposed in the section of the carbon nanotube layer 104 disposed between the electrode 120 and the electrode 120 . In the direction parallel to the rolling mark, the density of the carbon nanotubes is uniform. Therefore, when the electrodes 120 are arranged in parallel with the rolling marks 106, the resistance of the carbon nanotube layer serving as a resistor in the section between the electrodes becomes constant.

여기서, 상기 제 2 발열체의 발열 코어(130)는 직선 구간 발열 코어(130s)와 곡선 구간 발열 코어(130c)를 포함하되, 상기 직선 구간 발열 코어(130s)는 상기 롤링 마크(106)의 연장 방향에 나란하거나 롤링 마크의 연장 방향에 수직하게 배치될 수 있다. 따라서, 면상으로 되어 열을 발생시키는 제 1 발열체의 저항의 균일성과 제 2 발열체의 발열 균일성의 방향이 상충되지 않게 된다.Here, the heating core 130 of the second heating element includes a linear section heating core 130s and a curved section heating core 130c, wherein the straight section heating core 130s extends in the extending direction of the rolling mark 106 . It may be arranged parallel to or perpendicular to the extension direction of the rolling mark. Therefore, the direction of the uniformity of the resistance of the first heating element which becomes planar and generates heat does not conflict with the direction of the uniformity of the heat generation of the second heating element.

도 2 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발열 조립체에서, 상기 발열 코어(130)의 양측 단부는 발열 조립체(100)의 측면 중 동일한 일측면으로 노출되어 돌출된다.2 and 4 , in the heating assembly according to an embodiment of the present invention, both ends of the heating core 130 are exposed to the same one of the side surfaces of the heating assembly 100 and protrude.

한편, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체에서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 조립체(100)는 발열 코어(130)를 둘러싸는 전기 절연층을 추가로 포함하여, 발열 코어(130)에 전류가 흐르게 될 때 발열 코어(130)과 탄소나노튜브 레이어(104) 간에 전기적 상호 작용이 일어나는 것을 방지하게 된다.On the other hand, in the heating assembly according to another embodiment of the present invention, the heating assembly 100 according to another embodiment of the present invention further includes an electrical insulation layer surrounding the heating core 130, the heating core ( When a current flows in 130 , an electrical interaction between the heating core 130 and the carbon nanotube layer 104 is prevented from occurring.

상기 상측 탄소나노튜브 컴파운드가 배선을 덮도록 하측 탄소나노튜브 컴파운드의 표면 중 배선이 배치된 부분에 대하여 선택적으로 배치되는 경우, 전기 절연층(150)은 하측 탄소나노튜브 컴파운드의 상측 표면에만 도포될 수도 있다 (도 8 참고).When the upper carbon nanotube compound is selectively disposed on a portion of the surface of the lower carbon nanotube compound on which the wires are disposed so that the upper carbon nanotube compound covers the wires, the electrical insulation layer 150 is applied only to the upper surface of the lower carbon nanotube compound. It can also be used (see FIG. 8).

도면에 도시하지는 않았지만 상기 발열 조립체(100)의 상측 표면에는 단열체층이 추가로 구비될 수 있다. 상기 단열체층은 우레탄고무, 실리콘고무, 실리콘 폼, 우레탄 폼, 또는 무기계 단열소재(예를 들어, 유리 섬유, 유리중공체, 미네랄 울, 세라크 울), 에어로겔, 아라미드를 포함한 단열특성의 물질을 포함한다.Although not shown in the drawings, an insulating layer may be additionally provided on the upper surface of the heating assembly 100 . The insulation layer is a material of insulation properties including urethane rubber, silicone rubber, silicone foam, urethane foam, or inorganic insulation materials (eg, glass fiber, glass hollow body, mineral wool, ceramic wool), airgel, and aramid. include

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법에 대한 순서도이며, 도 6은 도 5의 제조 방법에 의해 제조된 발열 조립체를 도시한다.5 is a flowchart of a method for manufacturing a heating assembly according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a heating assembly manufactured by the manufacturing method of FIG. 5 .

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법은 연속적으로 제공되는 가요성의 시트 상에 탄소나노튜브와 바인더의 혼합물이 교반된 탄소나노튜브 컴파운드를 공급하여 배치하는 단계(S1'), 및 상기 시트와 상기 탄소나노튜브 컴파운드를 포함하는 시트 적층체를 롤링하는 단계(S2')를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the method for manufacturing a heat generating assembly according to another embodiment of the present invention includes the steps of supplying and disposing a carbon nanotube compound in which a mixture of carbon nanotubes and a binder is stirred on a flexible sheet provided continuously (S1'), and rolling the sheet laminate including the sheet and the carbon nanotube compound (S2').

또한, 도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법은 롤링된 시트 적층체에 전극을 패터닝하여 배치하는 단계(S3'), 적층된 시트 적층체를 경화하는 단계(S4')를 포함한다. 그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체를 제조하는 방법은 경화하는 단계 이후에는 발열 코일인 발열 코어를 시트 적층체의 표면에 배치하여 고정하는 단계(S5')를 포함한다.In addition, the method for manufacturing a heating assembly according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 5 includes the steps of patterning and arranging electrodes on the rolled sheet laminate (S3 ′), curing the laminated sheet laminate ( S3 ′) S4'). In addition, the method of manufacturing a heating assembly according to another embodiment of the present invention includes a step (S5 ′) of arranging and fixing a heating core, which is a heating coil, on the surface of the sheet laminate after the curing step.

선택적으로, 발열 코어를 배치하여 고정하는 단계(S5')는 경화하는 단계(S4') 이전에 수행될 수도 있다.Optionally, the step (S5') of disposing and fixing the heating core may be performed before the step of curing (S4').

도 6을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 조립체(100)는, 면으로 열을 생성하는 제 1 발열체와, 선으로 열을 생성하는 제 2 발열체를 포함한다. 여기서, 제 1 발열체는 가요성의 시트(102), 상기 시트(102) 상에 배치되되 탄소나노튜브와 바인더의 혼합물이 교반된 탄소나노튜브 컴파운드를 포함하는 탄소나노튜브 레이어(104) 및 상기 탄소나노튜브 레이어에 매립되어 있으며, 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 전극(120)을 포함한다. 또한, 제 2 발열체는 상기 전극(120)과 이격되어 배치되되 사행으로 연장되면서 전기 저항으로 열을 생성하는 발열 코어(130)를 포함한다.Referring to FIG. 6 , the heating assembly 100 according to another embodiment of the present invention includes a first heating element generating heat by a surface and a second heating element generating heat by a wire. Here, the first heating element is a flexible sheet 102, a carbon nanotube layer 104 including a carbon nanotube compound in which a mixture of carbon nanotubes and a binder is stirred, which is disposed on the sheet 102, and the carbon nanotubes. It is embedded in the tube layer and includes a pair of electrodes 120 spaced apart from each other. In addition, the second heating element is disposed to be spaced apart from the electrode 120 and includes a heating core 130 extending in a meandering direction to generate heat through electrical resistance.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 발열체의 발열 코어(130)는 상기 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어(104)의 상측 표면에 노출되어 배치된다.As shown in FIG. 6 , the heating core 130 of the second heating element is exposed on the upper surface of the carbon nanotube layer 104 of the first heating element.

또한, 발열 조립체는 상기 제 2 발열체의 발열 코어(130)를 상기 제 1 발열체의 상기 탄소나노튜브 레이어(104)의 표면에 고정하는 고정 매듭부(140)를 추가로 포함한다.In addition, the heating assembly further includes a fixing knot 140 for fixing the heating core 130 of the second heating element to the surface of the carbon nanotube layer 104 of the first heating element.

상기 고정 매듭부(140)는 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어(104) 및 시트(102)를 관통하여 발열 코어(130)를 탄소나노튜브 레이어의 표면에 고정한다.The fixing knot 140 penetrates the carbon nanotube layer 104 and the sheet 102 of the first heating element to fix the heating core 130 to the surface of the carbon nanotube layer.

한편, 도 5의 롤링하는 단계(S2')를 수행하는 동안에, 탄소나노튜브 컴파운드의 표면 중 롤러(미도시)에 접촉하여 압착되는 면에는 롤러의 축방향에 나란한 롤링 마크(106)가 형성된다. 상기 롤링 마크(106)는 도 6의 발열 조립체(100)의 탄소나노튜브 레이어(104)의 상측 표면에 형성된다. 이때, 상기 롤링 마크(106)의 연장 방향은 상기 전극(120)의 연장 방향에 나란하도록 전극이 배치된다. Meanwhile, during the rolling step (S2') of FIG. 5 , a rolling mark 106 parallel to the axial direction of the roller is formed on the surface of the carbon nanotube compound that is pressed in contact with the roller (not shown). . The rolling mark 106 is formed on the upper surface of the carbon nanotube layer 104 of the heating assembly 100 of FIG. 6 . In this case, the electrode is disposed so that the extending direction of the rolling mark 106 is parallel to the extending direction of the electrode 120 .

여기서, 상기 제 2 발열체의 발열 코어(130)는 직선 구간 발열 코어(130s)와 곡선 구간 발열 코어(130c)를 포함하되, 상기 직선 구간 발열 코어(130s)는 상기 롤링 마크(106)의 연장 방향에 나란하게 배치되거나 롤링 마크의 연장 방향에 수직하게 배치될 수 있다.Here, the heating core 130 of the second heating element includes a linear section heating core 130s and a curved section heating core 130c, wherein the straight section heating core 130s extends in the extending direction of the rolling mark 106 . It may be arranged parallel to the , or may be arranged perpendicular to the extension direction of the rolling mark.

발열 조립체(100)는 발열 코어(130)를 둘러싸는 전기 절연층을 추가로 포함하여, 발열 코어(130)에 전류가 흐르게 될 때 발열 코어(130)와 탄소나노튜브 레이어(104) 간에 전기적 상호 작용이 일어나는 것을 방지하게 된다.The heating assembly 100 further includes an electrical insulation layer surrounding the heating core 130 , so that when an electric current flows through the heating core 130 , electrical interconnection between the heating core 130 and the carbon nanotube layer 104 . prevent the action from happening.

도면에 도시하지는 않았지만 상기 발열 조립체(100)의 상측 표면에는 앞서 언급된 바와 같은 소재로 된 단열체층이 추가로 구비될 수 있다. Although not shown in the drawings, an insulator layer made of the above-mentioned material may be additionally provided on the upper surface of the heating assembly 100 .

본 발명의 일실시예에 따른 히터는 전술한 실시예의 발열 조립체 및 이러한 발열 조립체를 둘러싸는 가요성의 커버부(미도시)를 포함하여 형성된다. 상기 히터는 상기 발열 조립체를 발열이 필요한 부분에 용이하게 부착할 수 있도록 하는 벨크로와 같은 고정수단을 포함한다. The heater according to an embodiment of the present invention is formed to include the heating assembly of the above-described embodiment and a flexible cover (not shown) surrounding the heating assembly. The heater includes a fixing means such as Velcro for easily attaching the heating assembly to a portion requiring heat.

역시, 도면에 도시되지는 않았지만, 제 1 발열체와 제 2 발열체는 서로 별개의 작동 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 제어 시스템은 제 1 발열체와 제 2 발열체 중 어느 하나의 발열체가 고장이 나게 되면 나머지 발열체만으로 가열을 수행하게 한다.Again, although not shown in the drawings, the first heating element and the second heating element may be controlled by operation control systems separate from each other. If any one of the first heating element and the second heating element fails, the control system performs heating with only the other heating element.

도 7은 면상의 발열체에 선상의 발열체가 매립되어 있고, 면상의 발열체의 상측 면상에 선상의 발열체가 부가된 발열 조립체의 실시예를 도시하는 사시도이다.7 is a perspective view illustrating an embodiment of a heat generating assembly in which a linear heating element is embedded in a planar heating element and a linear heating element is added to an upper surface of the planar heating element.

도 7을 참고하면, 선상의 발열 코어(130B)를 포함하는 제 2 발열체가 면상의 발열체인 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어(104)의 내부에 매립되면서 동시에 추가의 선상의 발열 코어(130A)를 포함하는 제 2 발열체는 면상의 발열체인 제 1 발열체인 탄소나노튜브 레이어(104)의 상측 표면 상에 고정되어 배치된다.Referring to FIG. 7 , the second heating element including the linear heating core 130B is embedded in the carbon nanotube layer 104 of the first heating element, which is a planar heating element, while at the same time an additional linear heating core 130A. The second heating element including is fixed and disposed on the upper surface of the carbon nanotube layer 104, which is the first heating element, which is a planar heating element.

이건 발명에서 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 이건 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이건 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형의 실시가 가능하며 이러한 변형은 이건 발명의 범위에 포함된다.Although specific embodiments have been described in detail in the present invention, this invention is not limited thereto, and this invention is capable of various modifications by those skilled in the art to which the invention pertains, and these modifications are within the scope of the invention. are included in

해석과 관련하여, 이건 발명은 이건 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있다.With respect to interpretation, it can be understood that this invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the invention.

개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 이건 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 차이점은 이건 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of this invention is indicated in the claims rather than the above description, and differences within the equivalent scope should be construed as being included in the invention.

자체적 의미가 특별히 이건 발명에서 정의되지 않은 용어의 경우 일반적인 의미로 넓게 해석되어야 하며, 균등적 범위의 다른 용어를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.In the case of a term whose meaning is not specifically defined in the present invention, it should be interpreted broadly as a general meaning, and should be interpreted as including other terms in an equivalent range.

102: 시트 104: 탄소나노튜브 레이어
104d: 하측 탄소나노튜브 레이어 104u: 상측 탄소나노튜브 레이어
106: 롤링 마크 120: 전극
130: 발열 코어 130s: 직선 구간 발열코어
130c: 곡선 구간 발열코어 140: 고정 매듭부
102: sheet 104: carbon nanotube layer
104d: lower carbon nanotube layer 104u: upper carbon nanotube layer
106: rolling mark 120: electrode
130: heating core 130s: straight section heating core
130c: curved section heating core 140: fixed knot

Claims (7)

가요성의 시트,
상기 시트 상에 배치되되, 탄소나노튜브와 바인더의 혼합물이 교반된 탄소나노튜브 컴파운드를 포함하는 탄소나노튜브 레이어; 및
상기 탄소나노튜브 레이어에 매립되어 있으며, 서로 이격되어 배치된 한 쌍의 전극;을 포함하는 제 1 발열체와
상기 전극과 이격되어 사행으로 연장되되, 전기 저항으로 열을 생성하는 발열 코어를 포함하는 제 2 발열체를 포함하되,
상기 탄소나노튜브 레이어의 상측 표면에는 롤링하는 동안 형성된 롤링 마크가 형성되되, 롤링 방향에 수직하게 형성된 상기 롤링 마크의 연장 방향은 상기 전극의 연장 방향에 나란하며,
상기 제 2 발열체는 상기 탄소나노튜브 레이어와 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 발열 조립체.
flexible sheet,
a carbon nanotube layer disposed on the sheet, the carbon nanotube layer including a carbon nanotube compound in which a mixture of carbon nanotubes and a binder is stirred; and
A first heating element including a pair of electrodes embedded in the carbon nanotube layer and spaced apart from each other;
A second heating element spaced apart from the electrode and extending in a meandering direction, the second heating element including a heating core generating heat by electrical resistance,
A rolling mark formed during rolling is formed on the upper surface of the carbon nanotube layer, and the extending direction of the rolling mark formed perpendicular to the rolling direction is parallel to the extending direction of the electrode,
The second heating element is a heating assembly, characterized in that the contact with the carbon nanotube layer.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 발열체는 상기 제 1 발열체의 탄소나노튜브 레이어에 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 발열 조립체.
The method of claim 1,
and the second heating element is embedded in the carbon nanotube layer of the first heating element.
제 2 항에 있어서,
상기 탄소나노튜브 레이어는,
상기 시트의 상측에 접하여 배치되는 하측 탄소나노튜브 레이어와,
상기 하측 탄소나노튜브 레이어의 상측에 배치되는 상측 탄소나노튜브 레이어를 포함하되,
상기 하측 탄소나노튜브 레이어와 상기 상측 탄소나노튜브 레이어의 접촉면을 따라 상기 전극의 표면의 일부는 상기 하측 탄소나노튜브 레이어과 접촉하고, 상기 전극의 표면의 나머지는 상기 상측 탄소나노튜브 레이어와 접촉하는 것을 특징으로 하는 발열 조립체.
3. The method of claim 2,
The carbon nanotube layer,
a lower carbon nanotube layer disposed in contact with the upper side of the sheet;
Including an upper carbon nanotube layer disposed on the upper side of the lower carbon nanotube layer,
A portion of the surface of the electrode along the contact surface of the lower carbon nanotube layer and the upper carbon nanotube layer is in contact with the lower carbon nanotube layer, and the rest of the surface of the electrode is in contact with the upper carbon nanotube layer. A heating assembly characterized in that.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 발열체는 상기 제 1 발열체의 상기 탄소나노튜브 레이어의 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는 발열 조립체.
The method of claim 1,
The second heating element is a heating assembly, characterized in that disposed on the surface of the carbon nanotube layer of the first heating element.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 발열체의 발열 코어를 상기 제 1 발열체의 상기 탄소나노튜브 레이어의 표면에 고정하는 고정 매듭부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 조립체.
6. The method of claim 5,
The heating assembly further comprising a fixing knot for fixing the heating core of the second heating element to the surface of the carbon nanotube layer of the first heating element.
제 1 항에 따른 발열 조립체 및, 상기 발열 조립체를 둘러싸는 가요성의 커버부를 포함하는 히터.A heater comprising the heating assembly according to claim 1 and a flexible cover portion surrounding the heating assembly.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230156869A1 (en) * 2021-11-18 2023-05-18 Appear Inc. Systems and methods for facilitating heating of an item

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180080950A (en) * 2017-01-05 2018-07-13 주식회사 코넥실 Planar element with partially fixing special line, manufacturing apparatus and manufacturing method
KR101947147B1 (en) * 2016-09-08 2019-02-14 (주) 파루 Plane heater for refrigerator and the control method thereof
KR102052717B1 (en) * 2019-04-24 2019-12-06 송재범 Heating Pad Comprising CNT and Method For Manufacturing the Same
KR20200021783A (en) * 2018-08-21 2020-03-02 엘지전자 주식회사 Electric Heater

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101947147B1 (en) * 2016-09-08 2019-02-14 (주) 파루 Plane heater for refrigerator and the control method thereof
KR20180080950A (en) * 2017-01-05 2018-07-13 주식회사 코넥실 Planar element with partially fixing special line, manufacturing apparatus and manufacturing method
KR20200021783A (en) * 2018-08-21 2020-03-02 엘지전자 주식회사 Electric Heater
KR102052717B1 (en) * 2019-04-24 2019-12-06 송재범 Heating Pad Comprising CNT and Method For Manufacturing the Same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230156869A1 (en) * 2021-11-18 2023-05-18 Appear Inc. Systems and methods for facilitating heating of an item

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