KR101568375B1

KR101568375B1 - 고분자 ptc 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법

Info

Publication number: KR101568375B1
Application number: KR1020150095526A
Authority: KR
Inventors: 기 현 임; 노치우
Original assignee: 엔디티엔지니어링(주)
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2015-11-12
Also published as: WO2017007082A1

Abstract

본 발명은 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 관한 것으로, 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 습식용 면상발열체를 구성하는 상지부의 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene) 접착제(14b)를 이용하여 합지 및 열처리한 후 그라비아 방식으로 로고를 인쇄하는 제1 단계(S10)와; 상기 상지부의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)을 경화제가 포함된 폴리우레탄(Polyurethane) 접착제(16c)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제2 단계(S20)와; 상기 상지부의 로고 인쇄된 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 상기 제2 단계의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)이 합지된 것을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16d)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제3 단계(S30)와; 상기 습식용 면상발열체를 구성하는 하지부의 부직포(13a)와 PP필름(15b)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene) 접착제(14a)를 이용하여 합지 및 열처리하는 제4 단계(S40)와; 상기 하지부의 절연필름인 PP필름(15a)과 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16a)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제5 단계(S50)와; 상기 하지부의 제4 단계의 부직포(13a) 및 PP필름(15b)과 상기 제5 단계의 PP필름(15a) 및 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16b)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제6 단계(S60)와; 상기 제6 단계 후, 상기 중간재 절연필름인 PET필름(110a) 표면에 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부직포(130)와 금속전극(120a,120b)을 동시에 합지한 후 열처리하는 제7 단계(S70)와; 상기 제7 단계 후, 상기 부직포(130) 표면에 자기온도제어기능을 갖는 PTC 정온발열잉크를 그라비아 코팅 방식으로 도포한 후 열처리하는 제8 단계(S80)와; 상기 제3 단계의 중간재 절연필름인 PET필름(110b) 표면과 상기 제8 단계의 코팅된 PTC 정온발열잉크 건조 도막을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(123)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 합지한 후 열처리하는 제9 단계(S90)와; 상기 제9 단계 후, 중간재인 상기 하지부의 부직포(13a)에 이형지(11)가 부착된 양면접착테이프(12)를 부착하는 제10 단계(S100)를 포함함으로써, 자기온도제어특성에 의한 발열체의 손상 및 화재의 위험성에 안전할 뿐만 아니라, 시공 바닥과의 접촉면적 증가로 누설전류와 유도전류가 문제시 되어 주로 건식용으로만 시공되었던 면상발열체를 몰타르를 사용하는 습식 시공에도 사용할 수 있는 독특한 특징이 있다.

Description

고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법{Method for Manufacturing Heating Surface for Wet using a Constant-temperature Polymer PTC Heating Ink}

본 발명은 습식용 면상발열체 제조 방법에 관한 것으로, 특히 누설전류와 유도전류를 최소화하고 자기온도제어특성을 갖는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 에너지 절약형 난방용 발열소재 및 이를 이용한 발열체의 연구개발이 가속화되면서 습식 시공에 따른 누설전류를 최소화시키는 새로운 기술의 개발이 대두되고 있다.

현재까지 습식 시공 방식의 난방용 발열체로는 선상발열체(Wire Heater)가 주로 사용되어 오고 있다. 하지만 선상발열체는 Ni-Cr계 및 Fe Ni-Cr계와 같은 발열소재로 제조되기 때문에 선상발열로 인해 열효율이 낮아 상대적으로 소비전력이 높고, 직렬회로 구성으로 인해 어느 한 곳의 회로가 오픈(Open) 될 경우 발열체 전체가 열이 나지 않는 등 유지 보수의 어려움이 있다. 또한, 집열 등 국부과열과 같은 이상발열현상으로 발열체의 손상 및 화재의 위험성이 크고 제품의 안전성이 결여되어 있다.

또한, 카본계 면상발열체는 선상발열체에 비해 열효율이 우수한 반면, 카본블랙과 같은 전도성 입자를 저항 발열원으로 적용하기 때문에 이 또한, 반복적인 사용으로 인해 저항값이 크게 변화하고 집열 등 국부과열과 같은 이상발열현상으로 발열체의 손상 및 화재의 위험성이 크고 제품의 안전성이 결여되어 있다.

안정성 확보를 위해, 선상발열체와 면상발열체에 과열방지 센서 등 온도제어 시스템이 강구되어 있으나 집열 등 국부과열과 같은 이상발열현상을 유발시키고 있다. 이상발열현상의 주요 경로는 보온이나 축열, 과열로부터 발생하며, 특히 축열부의 온도가 급격하게 상승되면서 발열체의 국부과열이 마감재에 손상을 입혀 전기화재의 원인이 되고 있다.

특히, 현재 습식용으로 시공되고 있는 선상발열체의 문제점을 극복하고 상대적으로 열효율이 우수한 면상발열체를 습식 시공용 발열체로 사용할 경우, 선상발열체보다 누설전류의 급격한 증가로 누전차단기가 작동하는 문제점이 발생한다.

이러한 이유는, 기존의 면상발열체는 전기절연 및 난연 목적으로 대부분 PET 필름으로 제조되어 건식용 시공에 주로 사용되어 왔기 때문이다. 또한, 습식 시공 시 시멘트 몰탈 바닥과 접촉되는 강알카리성과 면상발열체의 PET 필름이 선상발열체에 비해 보다 넓은 시공 바닥면을 갖는 계면접촉성에 의한 방수성으로 습기나 결로 발생 등의 취약한 단점이 있기 때문이다.

한편, 본 출원인에 의한 대한민국 등록특허 제10-1168906호(2012. 07. 20)에는 PET 필름이 적용된 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 정온발열체가 제안된 바 있고, 등록공보 상에는 다양한 도펀트(Dopant) 첨가량 조절에 의한 고분자 PTC 특성향상과 상온저항의 안정화 등의 문제점에 대한 해법이 개시되어 있으며, 이 등록특허로 이미 제품을 상용화시켜 미국 등에 수출이 이루어지고 있다.

그러나, 위 등록특허 기술은 고분자 PTC 정온발열체가 자기온도제어 특성으로 인해 에너지 절감 및 전기화재의 위험으로부터 안전한 반면, 난방용 습식시공에 적용하는데 있어 전술한 바와 같은 어려움이 따른다.

따라서, 본 발명은 본 출원인에 의해 등록된 특허 기술을 응용ㆍ개량하여 누설전류를 최소화하고 난방용 습식시공이 가능한 자기온도제어특성을 갖는 전혀 새로운 습식용 면상발열체 제조 방법을 제안한다.

따라서 본 발명은 전술한 문제점을 극복하기 위해 고안된 것으로서, 보다 상세하게는, 자기온도제어특성을 갖는 PTC 정온발열잉크와 누설전류 및 유도전류를 최소화하기 위한 습식용 면상발열체의 구조를 융합시킨 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 있어서, 상기 방법은 습식용 면상발열체를 구성하는 상지부의 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene) 접착제(14b)를 이용하여 합지 및 열처리한 후 그라비아 방식으로 로고를 인쇄하는 제1 단계(S10)와; 상기 상지부의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)을 경화제가 포함된 폴리우레탄(Polyurethane) 접착제(16c)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제2 단계(S20)와; 상기 상지부의 로고 인쇄된 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 상기 제2 단계의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)이 합지된 것을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16d)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제3 단계(S30)와; 상기 습식용 면상발열체를 구성하는 하지부의 부직포(13a)와 PP필름(15b)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene) 접착제(14a)를 이용하여 합지 및 열처리하는 제4 단계(S40)와; 상기 하지부의 절연필름인 PP필름(15a)과 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16a)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제5 단계(S50)와; 상기 하지부의 제4 단계의 부직포(13a) 및 PP필름(15b)과 상기 제5 단계의 PP필름(15a) 및 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16b)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제6 단계(S60)와; 상기 제6 단계 후, 상기 중간재 절연필름인 PET필름(110a) 표면에 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부직포(130)와 금속전극(120a,120b)을 동시에 합지한 후 열처리하는 제7 단계(S70)와; 상기 제7 단계 후, 상기 부직포(130) 표면에 자기온도제어기능을 갖는 PTC 정온발열잉크를 그라비아 코팅 방식으로 도포한 후 열처리하는 제8 단계(S80)와; 상기 제3 단계의 중간재 절연필름인 PET필름(110b) 표면과 상기 제8 단계의 코팅된 PTC 정온발열잉크 건조 도막을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(123)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 합지한 후 열처리하는 제9 단계(S90)와; 상기 제9 단계 후, 중간재인 상기 하지부의 부직포(13a)에 이형지(11)가 부착된 양면접착테이프(12)를 부착하는 제10 단계(S100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 PTC 정온발열잉크는, PTC와 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT or MWNT, Multi-walled Carbon Nanotube)가 융합된 전도성 고분자 조성물과 TDI계 경화제와 페록시드(Peroxide)계 가교제가 배합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 PP필름(15a~15d)은, 습식 시공 시 면상발열체가 바닥면과의 접촉면적 증가로 인한 투습ㆍ방수성으로부터 발생되는 누설전류(Leakage Current)를 최소화시키기 위해 상기 PET필름(110a,110b)과 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 부분합지는, 상기 면상발열체가 습식 시공 시 바닥면과의 접촉면적 증가로 인한 차단기가 누설전류로 인식하는 유도전류(Induced Current)를 최소화시키기 위해 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지할 경우 공기층(Air Layer)이 형성되도록 일정한 간격을 갖고 마름모형 셀 디자인이나 길이방향 셀 디자인 중에서 어느 하나가 선택되어 상기 절연필름에 접착제가 도포되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 양면접착테이프(12)는, PTC히팅필름을 갖는 습식용 면상발열체가 콘크리트 시공 바닥면으로 열원이 손실되는 것을 방지하기 위한 단열특성과 누설전류를 최소화하기 위한 전기적 절연특성 및 방수특성을 고려하여 PE폼 양면접착테이프나 PE폼과 PET가 합성된 양면접착테이프 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 양면접착테이프(12)는, 누설전류 감소 및 시공비용 절감 효과를 위해 하지부의 부직포상에 부분 또는 전면 부착될 수도 있고, 부직포와 제3 접착제가 없는 상태로 하지부의 PP필름(15b)상에 부분 또는 전면 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

(1) 본 발명은 부분합지 동판 패턴방식으로 접착제를 도포함으로써, 종래 건식용 면상발열체가 시멘트 몰탈 바닥과 접촉되는 강알칼리성과 PET 필름의 넓은 시공 바닥면을 갖는 계면접촉성에 의한 방수로 습기나 결로가 발생되는 습식 시공의 취약점으로 선상발열체에 비해 누설전류가 급격하게 증가하여 누전차단기가 쉽게 단락되는 문제점을 해소할 수 있다.

(2) 본 발명은 습식시공이 가능하도록 절연필름 간에 부분합지는 물론, 자기온도제어특성을 갖는 고분자 PTC 정온발열잉크가 적용되며, 면상발열체 하지부의 부직포 상에는 양면접착테이프를 부착한 새로운 발열체 구조를 갖기 때문에 누설전류의 최소화로 소비전력 절감 및 전기화재의 위험성을 현저하게 낮출 수 있다.

(3) 본 발명은 종래 습식용 선상발열체 보다 발열체의 유연성(Flexibility)과 열효율이 우수하기 때문에, 발열체의 반복적인 사용으로 인한 발열 후 초기 저항값의 변화를 최소화시켜 발열특성을 보다 균일하게 형성함으로써, 제품에 대한 품질 안정성과 신뢰성 확보는 물론 면적단위로 시공이 가능하여 시공 작업의 효율성을 크게 높일 수 있다.

(4) 본 발명은 절연 및 난연 소재인 PET필름에 유연성을 지닌 강성과 단열효과 및 수축팽창에 뛰어난 접합섬유소재들을 합성하고 동박으로 전극이 생성된 하지부와 하지부의 전극을 보호하는 접합소재로 형성된 상지부로 구분하여 라미네이팅 처리한 13겹 접합방식의 최첨단 면상발열체로 종래의 건식용 면상발연체의 단점을 극복하여 습식 시공에 탁월한 효과가 있다.

도 1은 종래 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 정온발열체를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체에 대한 전체 구성을 나타낸 도면
도 3은 상기 도 2에 대한 인가되는 전압에 따른 금속전극의 배치를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체에 대한 금속전극의 배치를 나타낸 도면
도 5는 상기 도 4에 대한 인가되는 전압에 따른 금속전극의 배치를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체에 대한 마름모형 셀 디자인을 갖는 부분합지를 나타낸 도면
도 7은 도 6에 대한 사이즈가 다른 마름모형 셀 디자인을 갖는 부분합지를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체에 대한 길이방향 셀 디자인을 갖는 부분합지를 나타낸 도면
도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체에 대한 부분합지를 위한 그라비아 동판과 드라이라미네이션 및 부분합지 후의 실물사진
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 대한 플로워 차트를 나타낸 도면
도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PET필름과 PP필름 및 PP필름과 PP필름을 부분합지 또는 전면합지 시 누설전류를 비교한 시험결과를 나타낸 도면

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체의 기술적 구성은 크게 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 정온발열체(10)와 함께 원단필름인 PET필름(Polyethylene Terephthalate Film)과 PP필름(Polypropylene Film) 및 에스테르계 부직포를 그라비아(Gravure) 동판(20)을 사용하여 드라이라미네이션(Dry Lamination) 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리되는 하지부(A)와 상지부(B)로 구성된다.

먼저, 본 출원인에 의해 등록된 바 있는 상기 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 정온발열체(Constant Heater Using PCT-Positive Temperature Coefficient Constant Heater-ink Polymer,10)는, 얇은 면상과 내열성 및 절연성을 갖고 일정한 규격으로 제작하되, 상기 정온발열체의 상ㆍ하부 커버 역할을 하는 한 쌍의 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름(110a, 110b)과; 상기 하부 PET 필름(110a)의 가장자리에 매트(Matt) 처리 및 도금박막 처리된 Ni, Ag, Sn, Zn 중에서 어느 하나가 선택되어 에스테르(Ester)계 화합물이 함유된 변성우레탄계 접착제(121)와 TDI(Toluene Diisocianate)계 경화제(122)가 배합된 접착제(123)에 의해 부착되는 한 쌍의 금속전극(120a,120b)과; 상기 하부 PET 필름(110a)과 한 쌍의 금속전극(120a,120b)의 경계부분에서 발생되는 균열을 방지하고 상기 한 쌍의 금속전극의 유동을 방지하기 위해 상기 하부 PET 필름(110a) 전면에 안착되는 에스테르계 부직포(130)와; 상기 금속전극(120a,120b)과 에스테르계 부직포(130)간에 건조 도막을 형성하여 접착력을 강화시키고 전도특성과 자기온도제어특성을 갖도록 정(正)온도계수 특성을 가진 반도체 물질인 PTC 소자(141)와 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT or MWNT, Multi-walled Carbon Nanotube, 142)가 융합된 전도성 고분자 조성물과 TDI계 경화제(122)와 페록시드(Peroxide)계 가교제가 배합된 고분자 PTC 정온발열잉크(140)가 포함되어 있다(대한민국 등록특허 제10-1168906호 참조).

여기서, PET(Polyethylene Terephthalate)는, 플라스틱 성형 재료의 하나로 유리섬유로 강화한 PET성형재료는 열경화성 수지에 비길 만큼 물성이 좋아 전자부품, 자동차전장부품, 열기구 등에 사용되고, 기계적 강도나 치수 정밀도가 향상되는 것과 동시에 유리섬유강화에 의하여 내열성이 비약적으로 향상되어 열변형 온도는 약 240℃로서 상당히 높다. 또한 PET의 무독성, 무취, 투명도 등이 높아 현재 식품 용기로 많이 이용되고 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 하지부(A)는, 자기온도제어 특성으로 인해 에너지 절감 및 전기화재의 위험으로부터 안전한 상기 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 정온발열체(10)의 PET필름(Polyethylene Terephthalate Film,110a)과, 접착제(123), 고분자 PTC 정온발열잉크(140)가 포함되며, 콘크리트 바닥에 몰타르(Mortar)로 시공되는 습식 시공 시 절연필름인 PET필름과 PP필름의 바닥 표면적(혹은 대면적) 증가에 따른 투습성과 방수성으로부터 발생되는 누설전류(Leakage Current)를 최소화시킨다. 또한, 상기 누설전류를 인식하여 인가되는 전압을 차단시키는 차단기의 유도전류(lnduced Current)를 1차적으로 최소화시켜 습식 시공이 가능한 면상발열체를 구현하기 위해 한 쌍의 PP필름(15a,15b), 제1/제2 접착제(16a,16b), 부직포(13a), 제3 접착제(14a), 이형지(11)가 부착된 양면접착테이프(12)가 구비된다.

다시 말해서, 상기 정온발열체에 대한 얇은 면상과 열전도성 및 전기전도성이 우수한 구리(Cu) 등의 금속전극이 실장되는 내열성 및 절연성을 갖는 PET필름(Polyethylene Terephthalate Film,110a)이 콘크리트 바닥 표면적과 접촉될 경우 상기 PET필름의 투습성과 방수성으로 인해 발생되는 누설전류를 최소화시킬 필요가 있다. 이를 최소화시키기 위해 한 쌍의 PP필름(Polypropylene Film,15a,15b)을 상기 PET필름(110a)과 부분합지 또는 전면합지 시키기 위하여 제1/제2 접착제(16a,16b)가 사용된다. 또한, 상기 PP필름(15b)과 접합되며 상기 금속전극의 유동 방지와 누설전류를 최소화시키기 위해 에스테르(Ester)계 부직포(13a)를 합지시키기 위한 제3 접착제(14a)가 사용된다. 그리고 상기 부직포를 콘크리트 등의 시공 바닥면에 용이하게 부착시키기 위하여 이형지(Release Paper,11)가 부착된 양면접착테이프(12)를 구비하여 일체화된 하나의 하지부(A)가 완성된다.

도 2를 참조하면, 상기 상지부(B)는, 상기 하지부(A)와 최종적으로 합지되어 하나의 습식용 면상발열체를 이루는 구성으로서, 자기온도제어 특성으로 인해 에너지 절감 및 전기화재의 위험으로부터 안전한 상기 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 정온발열체(10)의 PET필름(110b)과 접착제(123)가 포함되며, 습식용 면상발열체를 시공 후 마감재인 몰타르(Mortar)에 의한 원단필름인 PET필름과 PP필름의 바닥 표면적 증가에 따른 투습ㆍ방수성으로부터 발생되는 누설전류(Leakage Current)와 상기 누설전류를 인식하는 차단기의 유도전류(lnduced Current)를 2차적으로 최소화시켜 습식 시공이 가능하도록 하고 몰타르와 부직포간에 접착력을 높이기 위해 한 쌍의 PP(Polypropylene)필름(15c,15d)과 제1/제2 접착제(16c,16d)와 부직포(13b) 및 제3 접착제(14b)를 구비하여 일체화된 하나의 상지부(B)가 완성된다.

다시 말해서, 얇은 면상과 열전도성 및 전기전도성이 우수한 구리(Cu) 등의 금속전극이 실장되는 상기 정온발열체에 대한 내열성 및 절연성을 갖는 PET필름( Polyethylene Terephthalate Film,110b)이 상부 마감재인 몰타르와 접촉될 경우 상기 PET필름으로부터 누설전류(Leakage Current)를 최소화시키기 위해 방수성을 갖는 한 쌍의 PP필름(Polypropylene Film,15c,15d)을 상기 PET필름과 부분합지 또는 전면합지 시키기 위하여 제1/제2 접착제(16c,16d)가 사용된다. 또한, 상기 PP필름(15d)과 상부에 시공되는 몰타르와 접착력 향상을 위한 에스테르(Ester)계 부직포(13b)를 합지시키기 위한 제3 접착제(14b)를 구비하여 일체화된 하나의 상지부(B)가 완성된다.

여기서, 상기 폴리프로필렌(Polypropylene,PP)은 석유에서 얻어진 프로필렌을 지글러-나타 촉매로 중합시킨 것으로, 저압법 폴리에틸렌과 같은 방법으로 만들어진다. 폴리프로필렌은 폴리에틸렌분자 사슬의 탄소에 하나씩 걸러 메틸기(CH₃)가 붙은 것이며, 규칙적으로 짧은 가지가 달린 형태를 하고 있다. 폴리프로필렌 필름은 폴리에틸렌 필름보다 투명도가 높고 약간 경질이다. 비중은 0.92로 플라스틱 중에 가장 가벼우며, 용해 온도도 135~160℃로 높고 그 응용범위도 넓다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 정온발열체의 금속전극에 전압 인가 시 시공 바닥과의 접촉면 증가로 인한 면상발열로부터 발생되는 유도전류(Induced Current)를 최소화하기 위해 상기 제1/제2 접착제(16a,16b)에 의해 합지되는 상기 하지부(A)의 원단필름인 PET필름(110a)과 PP필름(15a,15b) 및 상기 제1/제2 접착제(16c,16d)에 의해 합지되는 상기 상지부(B)의 원단필름인 PET필름(110b)과 PP필름(15c,15d)과, 상기 제3 접착제(14a,14b)에 의해 합지되는 에스테르(Ester)계 부직포(13a,13b)는 경화제가 포함된 폴리우레탄(Polyurethane)과 그라비아(Gravure) 동판(20)을 사용하여 드라이라미네이션(Dry Lamination) 방식으로 부분합지(Partial Lamination)한 후에 열처리되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 습식용 면상발열체는, 상기 제1/제2 접착제(16a,16b)에 의해 합지되는 상기 하지부(A)의 원단필름인 PET필름(110a) 및 PP필름(15a,15b)과, 상기 제1/제2 접착제(16c,16d)에 의해 합지되는 상기 상지부(B)의 원단필름인 PET필름(110b) 및 PP필름(15c,15d)과, 상기 제3 접착제(14a,14b)에 의해 합지되는 에스테르(Ester)계 부직포(13a,13b)는 경화제가 포함된 폴리우레탄(Polyurethane)과 그라비아(Gravure) 동판(20)을 사용하여 드라이라미네이션(Dry Lamination) 방식으로 전면합지(Overall Lamination)한 후에 열처리되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제3 접착제(14a,14b)로 사용되는 폴리우레탄(Polyurethane,PU)은, 디이소시안산염(2개의 ―NCO 작용기를 포함하고 있는 유기화합물)과 글리콜처럼 이(二)작용기 화합물을 반응시켜 만드는 유기 중합체 계열에 속하는 수지ㆍ섬유성ㆍ탄성의 합성 화합물로, 가장 잘 알려진 폴리우레탄은 장식용 직물, 매트리스 등에 쓰이는 탄성 거품과 비행기 날개용 심과 같은 가벼운 구조재에 쓰이는 견고한 거품이다. 거품구조를 갖는 폴리우레탄은 폴리에스테르와 같이 카르복시기를 가진 유기화합물을 디이소시안산염과 반응시켜 얻으며, 이 반응을 통해 발생되는 이산화탄소 기포는 생성물 전체에 걸쳐 분산된다.

또한, 도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 습식용 면상발열체는, AC 200~250V용인 경우 상기 PET필름(110a)과 PET필름(110b) 사이에 실장되는 상기 금속전극은 4줄로 배치시킴으로써, 설계된 최대허용전압전류에 적합한 습식용 면상발열체로서의 난방효과를 제공하도록 한다.

또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 상기 습식용 면상발열체는, AC 100~150V용인 경우 상기 PET필름(110a)과 PET필름(110b) 사이에 실장되는 상기 금속전극은 6줄로 배치시킴으로써, 설계된 최대허용전압전류에 적합한 습식용 면상발열체로서의 난방효과를 제공하도록 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 상기 습식용 면상발열체는, 부분합지(Partial Lamination)일 경우 누설전류의 최소화를 위한 공기층(Air Layer,30)이 형성되도록 하기 위해 일정한 간격을 갖고 마름모형 셀로 접착제가 도포된다.

상기 마름모형 셀의 디자인은 절연필름인 PET필름과 PP필름 간에 또는 PP필름과 PP필름 간의 부분합지로 마름모형 공기층을 형성함으로써, 어느 한부분의 셀에 누수가 발생되어도 다른 부분의 셀로 습기 등에 의해 발생된 물이 퍼져 나가지 못하게 하는 구조적 장점이 있다.

또한, 도 6에 비해 도 7의 마름모형 셀 사이즈를 보다 작게 형성함으로써 습식용 면상발열체의 합지력을 향상시킬 수 있고 물이 넓은 면적으로 확산되는 것을 방지할 수 있는 특징이 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 습식용 면상발열체는, 부분합지(Partial Lamination)일 경우 누설전류의 최소화를 위한 공기층(Air Layer,30)의 변형과 금속전극의 리플(Ripple) 및 정온발열체 상에 주름과 웨이브(Wave)를 개선하기 위해 일정한 간격을 갖고 길이방향의 셀로 접착제가 도포된다.

상기 길이방향의 셀의 디자인은 절연필름인 PET필름과 PP필름 간에 또는 PP필름과 PP필름 간의 부분합지로 길이방향 공기층을 형성하도록 함으로써, 정온발열체 제조공정상 마름모형 셀로 부분합지 시 발생되는 공기층의 터짐, 구리전극의 리플(Ripple) 및 정온발열체 상에 주름과 웨이브(Wave)를 개선하기 위함이다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부분합지로 형성된 절연필름간의 공기층이 누설전류를 최소화시키는 원리는, 정온발열체에 교류전원 인가 시 절연필름인 PET필름과 PP필름은 유전체 성질을 가지므로 미량의 전류가 절연필름을 통해 대지로 흐르는 누설전류가 발생된다. 이를 방지하기 위해서는 절연필름인 PET필름과 PP필름 간에 또는 PP필름과 PP필름 간의 부분합지로 공기층을 형성시킴으로써, 이러한 누설전류의 발생을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다. 그 이유는 교류전원 인가 시 정온발열체의 절연필름을 구성하는 분자의 전기쌍극자 배열이 교류전원의 주파수(주기)에 따라 변화되면서 절연필름을 통해서 누설전류가 발생되는 경우가 있다. 이를 마름모형 셀이나 길이방향 셀로 부분합지시킬 경우 습식 시공 시 바닥과의 큰 대면적을 갖는 절연필름의 투습성과 방수성으로 발생되는 습기 등의 수분을 부분합지 셀에 의해 생성된 공기층(공기의 유전율은 진공의 유전율과 비슷함)이 어느 정도 차단하는 역할을 하기 때문이다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체는, 전술한 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 정온발열체는 주로 건식용 면상발열체로 사용되는 것이므로, 이를 이용하여 습식 시공이 가능한 전혀 새로운 면상발열체를 구현한 것에 그 특징이 있다고 할 것이다.

한편, 도 9와 도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체에 대한 절연필름인 PET필름(110a,110b)과 상기 PET필름에 대한 누설전류와 유도전류를 최소화시키기 위해 보강되는 PP필름(15a~15d)을 부분합지를 위한 그리비아(Gravure) 동판(20)과 접착제 용기(40)를 이용하여 드라이라미네이션 과정과 부분합지가 완성된 실물사진을 나타낸다.

이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 습식용 면상발열체의 상지부(B)의 제조 방법은, 습식용 면상발열체를 구성하는 상지부의 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene,PE) 접착제(14b)를 이용하여 합지 및 열처리한 후 그라비아 방식으로 로고를 인쇄하는 제1 단계(S10)를 포함한다.

여기서, 상기 폴리에틸렌(Polyethylene,PE)는 열가소성의 범용수지로 PE라고도 불린다. 제조의 가압조건에 의해, 결정화도(結晶化度)가 낮은 저밀도 폴리에틸렌과 결정화도가 높은 고밀도 폴리에틸렌의 2종류로 크게 나눈다. 기계적 성능, 내습, 방습성, 내한성, 내약품성, 전기절연성에 뛰어나고 성형성도 좋고 저렴해서 대표적인 열가소성 수지로서, 각종 용기, 포장재료, 파이프, 가정용 잡화, 섬유, 전선피복 등 대량으로 사용되고 있다. 자동차에서는 고밀도 PE쪽이 많이 이용되고 있고 천장, 도어 쿠션, 트렁크 룸 안쪽 바름, 에어 덕트, 펜더 라이너, 리저브 탱크 등에 사용되고 있다.

또한, 상기 로고(Logo)는 회사 상호나 습식용 면상발열체의 제품명 등의 다양한 광고문안 혹은 CI 디자인(Corporate Identity Design)일 수 있다.

다음은, 상기 상지부의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)을 경화제가 포함된 폴리우레탄(Polyurethane) 접착제(16c)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제2 단계(S20)를 포함한다.

여기서, 상기 절연필름인 PET필름과 PP필름은 고분자 PTC정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체에 적용되는 절연필름이며, 상기 절연필름은 PP필름보다 내열성 및 난연성이 우수한 PET필름으로 사용한다. 또한, 상기 PP필름은 PET필름이 갖는 투습성과 방수성에 대하여 보강하는 기능을 수행한다. 그리고 현재 면상발열체(혹은 PTC히팅필름)의 해외수출 시 UL인증 및 CE인증을 받아야 하고, UL 및 CE 인증을 받기 위해서는 절연필름은 원단필름 그 자체로 UL인증을 받은 난연 특성이 있는 PET필름으로 반드시 사용해야 한다.

그리고, 상기 상지부의 로고 인쇄된 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 상기 제2 단계의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)이 합지된 것을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16d)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제3 단계(S30)를 포함한다.

상기 제3 단계까지는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 대한 상지부(B)를 제조하는 과정이다. 제조 방법에 있어 하지부(A)와 상지부(B)의 순서는 중요하지 않는다.

다음은 본 발명의 실시 예에 따른 습식용 면상발열체의 하지부(A)의 제조 방법은, 상기 습식용 면상발열체를 구성하는 하지부의 부직포(13a)와 PP필름(15b)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene) 접착제(14a)를 이용하여 합지 및 열처리하는 제4 단계(S40)를 포함한다.

여기서, 상기 폴리에틸렌(Polyethylene,PE)은 열가소성의 범용수지로 PE라고도 불린다. 제조의 가압조건에 의해, 결정화도(結晶化度)가 낮은 저밀도 폴리에틸렌과 결정화도가 높은 고밀도 폴리에틸렌의 2종류로 크게 나눈다. 기계적 성능, 내습, 방습성, 내한성, 내약품성, 전기절연성에 뛰어나고 성형성도 좋고 저렴해서 대표적인 열가소성 수지로서, 각종 용기, 포장재료, 파이프, 가정용 잡화, 섬유, 전선피복 등 대량으로 사용되고 있다. 자동차에서는 고밀도 PE쪽이 많이 이용되고 있고 천장, 도어 쿠션, 트렁크 룸 안쪽 바름, 에어 덕트, 펜더 라이너, 리저브 탱크 등에 사용되고 있다.

상기 하지부의 절연필름인 PP필름(15a)과 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16a)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제5 단계(S50)를 포함한다.

상기 하지부의 제4 단계의 부직포(13a) 및 PP필름(15b)과 상기 제5 단계의 PP필름(15a) 및 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16b)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제6 단계(S60)를 포함한다.

상기 제6 단계 후, 상기 중간재 절연필름인 PET필름(110a) 표면에 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부직포(130)와 금속전극(120a,120b)을 동시에 합지한 후 열처리하는 제7 단계(S70)를 포함한다.

상기 제7 단계 후, 상기 부직포(130) 표면에 자기온도제어기능을 갖는 PTC 정온발열잉크를 그라비아 코팅 방식으로 도포한 후 열처리하는 제8 단계(S80)를 포함한다.

상기 제3 단계의 중간재 절연필름인 PET필름(110b) 표면과 상기 제8 단계의 코팅된 PTC 정온발열잉크 건조 도막을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(123)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 합지한 후 열처리하는 제9 단계(S90)를 포함한다.

상기 제9 단계 후, 중간재인 상기 하지부의 부직포(13a)에 이형지(11)가 부착된 양면접착테이프(12)를 부착하는 제10 단계(S100)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 고분자 PTC정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체는 양면접착테이프(12)가 부착된 일체형으로 습식 시공이 가능하고, 또한, 상기 양면접착테이프가 PTC히팅필름을 갖는 면상발열체에 부착되지 않고 습식 시공 시에는 먼저 양면접착테이프 자체를 바닥면에 부분 또는 전면 부착한 후 이형지(11)를 제거하여 습식용 면상발열체 자체를 양면접착테이프의 바닥 반대면에 부착하여 습식시공을 진행할 수 있다. 그리고 본 발명의 고분자 PTC정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체는 습식 시공용이지만 종래의 면상발열체와 같이 건식 시공에도 적용될 수 있다.

또한, 상기 양면접착테이프는 기재(substrate)의 양쪽면에 접착제가 코팅된 구조로 양면접착테이프에 적용된 기재는 부직포, 화지, PET필름, 아크릴, 아크릴폼, PE폼, PE폼+PET로 이루어지며, 보다 바람직하게는 습식용 면상발열체가 콘크리트 시공 바닥면으로 열원이 손실되는 것을 방지하기 위한 단열특성과 누설전류를 최소화하기 위한 전기적 절연특성과 방수특성을 고려하여 PE폼 양면테이프나 또는 PE폼과 PET로 합성된 양면접착테이프를 사용하는 것이 좋다. 특히, 양면접착테이프는 누설전류 감소 및 시공비용 절감 효과를 위해 하지부의 부직포상에 부분 또는 전면 부착될 수도 있고, 부직포와 제3 접착제가 없는 상태로 하지부의 PP필름(15b)상에 부분 또는 전면 부착함으로써 누설전류 감소 및 시공비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PET필름과 PP필름 및 PP필름과 PP필름을 부분합지 또는 전면합지 시 누설전류를 비교한 것으로, 도 12는 양면접착테이프 부착 없이 시공하였을 때 누설전류의 시험결과를 나타내며, 도 13은 양면접착테이프를 부착하고 시공하였을 때 누설전류의 시험결과를 나타낸다.

시험결과, 먼저, 건조(Dry) 시공 시 부분합지(Partial Lamination) 또는 전면합지(Overall Lamination)된 면상발열체에서는 양면접착테이프에 관계없이 동일한 누설전류 값을 나타내었다. 다음은, 면상발열체 상ㆍ하부에 습식 시공을 위해 몰타르(thin-set 참조)를 사용한 단층 구조의 PET필름인 경우, 양면접착테이프를 부착하지 않은 5일 경과 후의 누설전류는 3.35[mA]인 반면, 양면접착테이프를 부착한 경우는 2.16[mA]로 현저하게 감소됨을 알 수 있다. 또한, 3층 구조를 갖는 PET/PP/PP 필름에서 부분합지인 경우 양면접착테이프를 부착하지 않을 시 1.02[mA]인 반면, 양면접착테이프를 부착한 경우는 0.66[mA]로 크게 감소하였다. 또한, 전면합지에서는 1.24[mA]에서 0.8[mA]로 누설전류가 크게 감소됨을 알 수 있다. 그리고 부분합지인 경우 전면합지에 비해 누설전류는 더 감소하는 것으로 확인되었다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체는 기존의 건식용 면상발열체에 비해 현저하게 누설전류를 최소화시킬 수 있기 때문에 습식 시공이 가능한 특징이 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 PTC 정온발열잉크는, PTC와 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT or MWNT, Multi-walled Carbon Nanotube)가 융합된 전도성 고분자 조성물과 TDI계 경화제와 페록시드(Peroxide)계 가교제가 배합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 PP필름은, 습식 시공 시 면상발열체가 바닥면과의 접촉면적 증가로 인한 투습ㆍ방수성으로부터 누설전류(Leakage Current)를 최소화시키기 위해 상기 PET필름과 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 부분합지는, 면상발열체가 습식 시공 시 바닥면과의 접촉면적 증가로 인한 차단기가 누설전류로 인식하는 유도전류(Induced Current)를 최소화시키기 위해 부분합지 시 공기층(Air Layer)이 형성되도록 일정한 간격을 갖고 마름모형 셀 디자인이나 길이방향 셀 디자인 중에서 어느 하나가 선택되어 상기 절연필름에 접착제가 도포되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 누설전류를 최소화하기 위해 1겹의 두꺼운 원단필름을 적용하지 않고 다층 구조의 습식용 면상발열체 구조를 갖도록 한 것은, 1겹의 두꺼운 원단필름을 사용할 경우 미세 홀이나 크랙 등의 결함으로부터 방수가 되지 않을 수 있는 위험성을 없애기 위한 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 정온발열체 11 : 이형지
12 : 양면접착테이프 13a,13b,130 : 부직포
14a,14b : 제3 접착제(폴리에틸렌 접착제)
15a~15d : PP필름
16a~16d : 제1/제2 접착제(경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제)
20 : 그라비아 동판 30 : 공기층
40 : 접착제 용기 110a,110b : PET필름
120a,120b : 금속전극 123 : 접착제
140 : PTC 정온발열잉크
A : 하지부 B : 상지부

Claims

고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법에 있어서,
상기 방법은 습식용 면상발열체를 구성하는 상지부의 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene) 접착제(14b)를 이용하여 합지 및 열처리한 후 그라비아 방식으로 로고를 인쇄하는 제1 단계(S10)와;
상기 상지부의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)을 경화제가 포함된 폴리우레탄(Polyurethane) 접착제(16c)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제2 단계(S20)와;
상기 상지부의 로고 인쇄된 부직포(13b)와 PP필름(15d)을 상기 제2 단계의 중간재 절연필름인 PP필름(15c)과 PET필름(110b)이 합지된 것을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16d)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제3 단계(S30)와;
상기 습식용 면상발열체를 구성하는 하지부의 부직포(13a)와 PP필름(15b)을 압출 방식으로 폴리에틸렌(Polyethylene) 접착제(14a)를 이용하여 합지 및 열처리하는 제4 단계(S40)와;
상기 하지부의 절연필름인 PP필름(15a)과 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16a)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제5 단계(S50)와;
상기 하지부의 제4 단계의 부직포(13a) 및 PP필름(15b)과 상기 제5 단계의 PP필름(15a) 및 PET필름(110a)을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(16b)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지 또는 전면합지한 후 열처리하는 제6 단계(S60)와;
상기 제6 단계 후, 상기 중간재 절연필름인 PET필름(110a) 표면에 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부직포(130)와 금속전극(120a,120b)을 동시에 합지한 후 열처리하는 제7 단계(S70)와;
상기 제7 단계 후, 상기 부직포(130) 표면에 자기온도제어기능을 갖는 PTC 정온발열잉크를 그라비아 코팅 방식으로 도포한 후 열처리하는 제8 단계(S80)와;
상기 제3 단계의 중간재 절연필름인 PET필름(110b) 표면과 상기 제8 단계의 코팅된 PTC 정온발열잉크 건조 도막을 경화제가 포함된 폴리우레탄 접착제(123)를 이용하여 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 합지한 후 열처리하는 제9 단계(S90)와;
상기 제9 단계 후, 중간재인 상기 하지부의 부직포(13a)에 이형지(11)가 부착된 양면접착테이프(12)를 부착하는 제10 단계(S100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 PTC 정온발열잉크는, PTC와 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT or MWNT, Multi-walled Carbon Nanotube)가 융합된 전도성 고분자 조성물과 TDI계 경화제와 페록시드(Peroxide)계 가교제가 배합되는 것을 특징으로 하는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 PP필름(15a~15d)은, 습식 시공 시 면상발열체가 바닥면과의 접촉면적 증가로 인한 투습ㆍ방수성으로부터 발생되는 누설전류(Leakage Current)를 최소화시키기 위해 상기 PET필름(110a,110b)과 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지되는 것을 특징으로 하는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 부분합지는, 상기 면상발열체가 습식 시공 시 바닥면과의 접촉면적 증가로 인한 차단기가 누설전류로 인식하는 유도전류(Induced Current)를 최소화시키기 위해 그라비아 드라이라미네이션 방식으로 부분합지할 경우 공기층(Air Layer)이 형성되도록 일정한 간격을 갖고 마름모형 셀 디자인이나 길이방향 셀 디자인 중에서 어느 하나가 선택되어 상기 절연필름에 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 양면접착테이프(12)는, 습식용 면상발열체가 콘크리트 시공 바닥면으로 열원이 손실되는 것을 방지하기 위한 단열특성과 누설전류를 최소화하기 위한 전기적 절연특성 및 방수특성을 고려하여 PE폼 양면접착테이프나 PE폼과 PET가 합성된 양면접착테이프 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 양면접착테이프(12)는, 누설전류 감소 및 시공비용 절감 효과를 위해 하지부의 부직포상에 부분 또는 전면 부착될 수도 있고, 부직포와 제3 접착제가 없는 상태로 하지부의 PP필름(15b)상에 부분 또는 전면 부착되는 것을 특징으로 하는 고분자 PTC 정온발열잉크를 이용한 습식용 면상발열체 제조 방법.