KR101606173B1 - 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법 - Google Patents
은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명은 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 구비한 전기 온열 치료기에 있어서, 상기 전원부의 전원을 입력받아 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 제어하기 위한 전원온오프신호와 온도제어신호를 각각 출력하는 제어부, 및 상기 제어부에서 인가되는 각각의 전원 및/또는 온도로 발열되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 포함하게 구성함으로써, 전기매트, 전기 요, 전기방석, 온수매트, 전기카페트 등 일체형 발열부를 두 부분 이상으로 분할하여 사용할 수 있기 때문에, 독립적으로 사용이 용이하고 각각의 발열부위별 희망온도 제어가 가능하다.
Description
본 발명은 전기 온열 치료기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그라비아 장비를 이용해 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 구성하고, 신체부위별 또는 면적별로 사용자가 희망하는 온도를 조절할 수 있는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 R2R 그라비아 인쇄를 이용한 인쇄전자소자를 저가로 양산하는 기술 개발이 활발히 진행되어지고 있다.
기존 난방필름 제조공정은 대부분 스크린 인쇄와 Etching공정을 기반으로 한 제품생산이 주를 이루고 있으며 이러한 대부분 공정이 복잡하고 제조단가가 고가이다.
근래에 출시되는 히터는 기존의 무겁고 두꺼운 히터 대신에 얇고 가벼운 중량을 갖도록 제조된 제품이 주류를 이루고 있다. 이와 같은 종래의 히터의 일례가 특허등록 제1113713호에 개시되어 있다.
상기 종래기술은 하나의 기판에 발열회로를 정밀 인쇄 기술로 인쇄하고 그 위에 절연박막을 인쇄하여 절연시키고 절연박막 위에 다시 센서회로를 인쇄하여 기판의 두께를 최소화하고 그 위에 덮개 기판을 결합시키는 것을 특징으로 한다.
통상적으로 1인용을 제외한 난방침구류는 면적이 크기 때문에 1인만 사용할 경우, 사용자를 포함하는 면적 외 부분 또는 신체 부위별 희망 발열을 제외한 부분에서의 발열로 인한 전기 과소비 형태가 발생될 수 있다.
또한, 예로부터 한의학의 보조 요법으로써 물로 하체를 따뜻하게 하여 상체와 하체의 불균형한 체온을 바로잡아 몸 속 냉기를 제거하여 신체 기능 개선에 도움을 주기 위해 사용되던 반식욕법이 발달함에 따라 각광받는 추세이다.
사상체질별로 구분해보면 태음인, 소음인의 경우에는 땀을 내야 건강하기 때문에 반신욕이 권장되지만 태양인, 소양인처럼 몸에 열이 많은 체질의 경우 오히려 반신욕으로 인한 땀이 해가 될 수 있다.또한, 기존 난방 제품은 열선 또는 PVC호스를 이용한 제품이 주를 이어 생산되고 있지만 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 이용한 침구류 제품은 전무한 실정이며, 판매되고 있는 제품 중 전자파에 노출되는 문제점이 발생된다.
또한, 개인 체질에 따른 신체부분의 온도가 다르기 때문에 기존 일체형 발열부를 사용함에 있어서 다소 불편함을 야기할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 하나 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 각각 또는 동시에 온도 및 온오프를 제어할 수 있는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전극 부분 연결을 위해 동박테이프 또는 전선 및 라미네이팅 공정을 통한 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 제작할 수 있는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은, 나노 실버잉크를 이용하여 롤투롤 인쇄방식에 의하여 제판 망점의 라인수를 균일하게 조절가능하고, PTC 잉크를 이용하여 그라비아 장비로 인쇄할 수 있는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 자기 온도조절이 가능한 PTC 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 제작할 수 있는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 구비한 전기 온열 치료기는 상기 전원부의 전원을 입력받아 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 제어하기 위한 전원온오프신호와 온도제어신호를 각각 출력하는 제어부, 및 상기 제어부에서 인가되는 각각의 전원 및/또는 온도로 발열되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 포함하고, 상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체는 둘 이상의 기판 상에 도전성 실버 잉크로 각각의 패턴을 형성하고, 상기 패턴 상에 한 쌍의 전극을 형성하고, 상기 기판과 상기 패턴그리고 전극위에 그라비아용 PTC((Positive Temperature Coefficient) 잉크를 인쇄하여 구성할 수 있다.
이러한 은나노 전자잉크 인쇄발열체는 상기 기판의 반대면에 적층되는 단열재와, 상기 단열재의 하부에 적층되는 PE폼 또는 PI폼으로 구성되는 하부외피와, 상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 상부에 적층되는 차폐원단, 및 상기 차폐원단의 상부에 적층되는 상부외피를 포함하여 구성한다.
한편, 이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법은, (a)둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 하나의 기판상에 형성하는 단계와, (b)하부외피에 단열재를 적층하는 단계와, (c)상기 단열재 상부에 상기 (a)단계에서 형성된 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 적층하는 단계와, (d)상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체 상부에 차폐원단을 접착하는 단계, 및 (e)상기 차페원단상에 상부 외피를 적층하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, (a)단계는 (a-1)기판을 준비하는 단계와, (a-2)상기 기판에 그라비아 인쇄 방법으로 도전성 실버 잉크를 이용하여 패턴을 형성하는 단계, 및 (a-3)상기 기판과 상기 도전성 실버 잉크의 패턴위에 그라비아용 PTC(Positive Temperature Coefficient) 잉크를 인쇄하는 단계를 포함하여 이루어진다.
도전성 실버 잉크는 은 나노 젤을 제조하는 단계와, 제조된 은나노젤이 포함된 전기적 신호의 통전이 되는 패턴의 인쇄가 가능한 도전성 실버 잉크를 제조하여 달성되고, 그라비아용 PTC 잉크는 고분자, 카본, 또는 흑연 중 어느 하나 이상을 포함하여 제조될 수 있다.
도전성 PTC 잉크에 추가되는 고분자 성분으로는, 에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(EMMA), 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMAA), 에틸렌 글리시딜 메타크릴산 공중합체(EGMA) 중 어느 하나의 에틸렌 공중합체를 사용하거나 또는 폴리 에틸렌(PE), 폴리 우레탄 또는 폴리 에스테르 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기는 외면에 음각된 코어셀 패턴이 형성되고, 상기 도전성 실버 잉크가 주입되는 제판 롤러와, 상기 제판롤러 사이로 이동되는 필름을 가압하여 상기 제판 롤러의 패턴을 상기 전도성 잉크에 의하여 상기 필름의 일면으로 전사시키는 압동롤러와 상기 필름을 가이드하는 하나 이상의 가이드롤러에 의하여 패턴이 형성되게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법에 의하면, 전기매트, 전기 요, 전기방석, 온수매트, 전기카페트 등 일체형 발열부를 두 부분 이상으로 분할하여 사용할 수 있기 때문에, 독립적으로 사용이 용이하고 각각의 발열부위별 희망온도 제어가 가능하다.
또한, 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법에 의하면, 반신욕 기능을 통해 혈관확장효과와 근육이완효과를 얻을 수 있으며 혈액순환이 원활해져 피로회복에 도움을 주고 체온이 상승하여 혈류량이 증가하면서 혈액순환과 신진대사를 촉진시키고 노폐물 배출을 도와주는 효과가 있기 때문에 여러 상황과 용도에 따라 의료용 또는 난방제품에 다방면으로 응용 및 접목시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법에 의하면, 롤 제판 망점의 line 수와 심도를 조절함으로써 원하는 면적에 원하는 저항치를 얻을 수 있어 해당 저항치에 따른 발열온도를 조절하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법에 의하면, 기존 PTC 면상 발열체 제작 방법으로 이용되던 스크린 인쇄 공정을 이용하지 않고 R2R 그라비아 인쇄공정을 이용하여 제작공정의 단순화와 원가절감 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 및 그 제조 방법에 의하면, 온도에 따른 PTC 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 50% 넘는 전기적 전류변화 특성으로 저온에서 순간 발열 온도가 높고 고온에서는 낮은 전류를 유지하게 함으로써, 화재 위험을 덜 수 있을 뿐만 아니라 저전력에서 높은 열효율을 가질 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 주요 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 단면도,
도 3은 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 상세 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 면상발명체를 제조하는 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 은 나노 젤을 생성하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 전도성 잉크를 이용한 코어셀 제조장치를 도시한 도면,
그리고,
도 8은 은나노 젤의 2실시예에서 저항을 측정한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 단면도,
도 3은 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 상세 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 면상발명체를 제조하는 과정을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 은 나노 젤을 생성하는 과정을 구체적으로 설명하기 위한 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 전도성 잉크를 이용한 코어셀 제조장치를 도시한 도면,
그리고,
도 8은 은나노 젤의 2실시예에서 저항을 측정한 그래프이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 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. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 주요구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 상세 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기는 외부전원을 구동전원으로 변환시켜 출력하는 전원부(130)와, 전원부(130)에서 인가되는 전원을 각각의 은나노 전자잉크 인쇄발열체에 전원과 온도를 제어하기 위한 제어부(110)와, 전원에 의하여 발열하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120)를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 효과적으로 전자파를 억제하기 위하여 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 전원단으로 교류 전원을 사용하지 않고 직류전원을 사용하는 것으로 설명하나, 이에 한정하지 않고, 필요에 따라 교류 또는 직류 전원을 사용할 수 있음을
전원부(130)는 콘센트를 통하여 인가되는 외부교류전원이 입력되는 AC입력수단(131)과, AC입력수단(131)에서 인가되는 교류전원을 직류로 변환하는 AC/DC컨버터(132)를 구성하고, AC/DC컨버터(132)에서 출력된 직류전원을 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120)에 출력하도록 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 전원부(130)에 직류변환수단을 구비함에 따라서 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120)를 직류로서 발열하도록 한다. 통상적으로 발열매트에서 발생되는 전자파는 교류전원의 인가시에 직류보다 많은 양이 발생되기 때문이다.
제어부(110)는 전원부(130)에서 공급되는 전원을 각각의 은나노 전자잉크 인쇄발열체(121,122,123)에 공급함과 동시에 각각의 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 온도를 제어할 수 있도록 구성한다.
이를 위하여 제어부(110)는 통상의 제어패드상에 각각의 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 전원을 온오프하기 위한 온/오프제어부(111)와 각 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 온도를 제어하기 위한 온도제어부(112)를 구비할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 3개로 구성한 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2를 참고하면, 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기는 하부외피(140) 상에 단열재(150)를 적층하고, 단열재 상에 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120)를 구성한 다음, 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120) 상에 차폐원단(160)을 적층하고 그 위에 상부외피(170)를 적층한 구조로 구성한다.
하부외피(140)는 완충재로 PE(Polyethylene)폼이나 PU(Polyurethane)폼으로 구성하고, 단열재(150)는 알루미늄 단열재를 사용하는 것이 바람직하다.
차폐원단(160)은 TPU 전자파 차폐 필름이나 자계차폐시트를 사용할 수 있다.
TPU(Thermoplastic Polyurethane)전자파 차폐 필름은 탄소 부직포와 합지된 LDPE(Low Density Poly Ethylene) 필름에 TPU 필름을 합지하여 제작함으로써, 전자파를 차폐함과 동시에 편안한 느낌을 주는 특징이 있다.
TPU 전자파 차폐 필름은 섬유재질의 탄소부직포에 LDPE필름층을 적층한 다음, 그 상부에 압출기를 이용하여 TPU필름을 라미네이팅하여 제작된다.
LDPE(Low Density Polyethylene)는 저밀도 폴리에틸렌으로 고압라디칼중합방식에 의해 제조되기 때문에 장쇄 분지가 많은 것이 특징이라 할 수 있으며 이로 인해 내충격성, 내저온취화성, 유연성, 가공성, 필름의 투명성, 내화학성, 내수성, 전기절연성 등이 우수하다.
TPU 전자파 차폐 필름의 상부에는 보다 효과적으로 자기장을 차폐하기 위하여 퍼멀로이층을 적층할 수 있다.
퍼멀로이(permalloy)는 니켈 약 80%, 철 20%의 합금으로, 투자율(透磁率)이 매우 높고, 자기 히스테리시스(磁氣 hysteresis)의 손실이 작은 우수한 자성재료로 가공성이 쉬워 복잡 다양한 형상으로 가공이 용이하다
또한, 퍼멀로이 (Pemalloy)로 벽체를 만들면 외부의 자기는 벽으로 흡수되어 내부로 들어갈 수 없다. 반대로 자계 발생지점을 permalloy 벽체로 막으면 자계는 외부로 나갈 수 없게 된다.
그리고, 상부외피(170)는 모노륨과 같은 바닥재를 사용할 수 있다.
상기 설명에서는 차폐원단(160) 상에 상부외피(170)를 적층하는 구조로 설명하였으나, 차폐원단(160)과 상부외피(170)를 각각 사용하지 않고, 차폐기능이 있는 탄소부직포와 상부외피를 합지하여 사용할 수도 있다.
은나노 전자잉크 인쇄발열체(120)는 세부분으로 구분되어 단열재(150) 상에 적층되어, 각각의 은나노 전자잉크 인쇄발열체가 제어부(110)에 의하여 전원이 제어되거나 각 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 온도를 제어할 수 있도록 구성한다.
이를 위하여 각 은나노 전자잉크 인쇄발열체는 각각의 기판(121a,122a,123a) 상에 실버페이스트(121b,122b,123b)로 패턴을 형성하고, 실버페이스트 상에 한 쌍의 전극(121c,122c,123c)을 형성하도록 한다.
즉, 각 은나노 전자잉크 인쇄발열체마다 한 쌍의 전극을 형성하여 전원이 공급되어 질 수 있도록 한다.
보다 구체적으로 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체는 기판(121a,122a,123a)에 나노 도전성 실버잉크(121b,122b,123)를 이용하여 그라비아로 패턴을 인쇄하고, 패턴상에 전극(121c,122c,123c)을 형성한 다음, 기판의 일부와, 도전성 실버잉크(121b,122b,123), 그리고 전극(121c,122c,123c)위에 그라비아용 PTC(Positive Temperature Coefficient) 잉크(121d,122d,123d)를 인쇄함으로써 구성된다.
이하, 도면을 참고하여 상술한 구성의 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 의 제조 방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 먼저 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120)를 제조한 다음(S100), 준비된 하부외피(140)에 도전성 접착제를 이용하여 단열재(150)를 접착한다(S200~S300).
이후, 단열재(150)상에 단계 S100에서 제조된 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120)를 적층하여 접착하고(S400), 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120) 상부에 차폐원단(160)을 적층하고(S500), 그 상부에 상부외피(170)를 적층하여 완성할 수 있다(S600).
여기서도 단계 S500과 단계 S600의 두 과정을 거치지 않고, 은나노 전자잉크 인쇄발열체(120) 상부에 탄소부직포와 합지된 상부외피를 적층하여 구성할 수도 있다.
먼저 본 발명의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 제조하기 위하여 은나노 젤을 제조하는 과정을 수행한다(S110).
본 발명의 은나노 젤은 그라비아 장비를 이용해 전도성 있는 은 나노 젤을 생성할 수 있도록 구성된다.
이를 위하여 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 5는 은나노 젤을 생성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 증류수 10ml에 AgNO3 0.3g을 녹여 은 이온 수용액을 제조한다(S111).
즉, 나노 입자 크기를 갖는 은(Ag)을 질산염(No3)과 혼합됨에 따라서 은 산화물(AgNO3) 0.3g을 증류수 10ml에 녹여서 은이온 수용액으로 제조된다.
본 발명에서는 은 산화물을 증류수에 녹여 은 이온 수용액을 제조하는 것으로 설명하였으나, 또 나노 입자 크기를 갖는 은(Ag)과 아세트산(CH3COO)의 은 산화물(CH3COOAg) 수용액을 증류수에 녹여서 은이온 수용액으로 제조할 수도 있다.
단계 S111에서 제조된 은이온 수용액에 고분자 피롤리돈, 고분자 우레탄, 또는 고분자 아마이드기로부터 선택되는 하나 이상인 고분자 바인더를 첨가하고 균일하게 분산되도록 분산제가 첨가되어 교반되도록 한다(S112).
본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 은이온 수용액에 고분자 피롤리돈(수평균 분자량 5만) 0.02g을 첨가하고 균일하게 분산되도록 호모게나이저(Homogenizer)로 교반하는 것이다.
단계 113에서는 단계 S112에서 분산된 용액에 10% 하이드라진(N2H4) 수용액 0.5g을 천천히 첨가하고 추가적으로 3시간 교반하여 어두운 녹색을 띄는 용액을 제조한다.
하이드라진(N2H4)은 환원제로 동작되며, 하이드라진뿐만이 아니라, 수소화붕소나트륨(NaBH4), 포름알데히드, 아민류 화합물, 글리콜류 화합물, 글리세롤, 디메틸포름아미드, 탄닌산, 시트르산염 및 글루코스를 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 환원제를 첨가할 수 있음은 물론이다.
단계 S113에서 제조된 용액에 아세톤 20ml를 첨가하여 1분 교반 후, 원심분리기를 이용하여 6000rpm에서 30분간 분리하여 수득한 은 침전물에 0.1g의 디에탄올 2,2아조비스(Diethanol 2,2-azobis)를 첨가하여 은 나노젤 0.2g을 제조한다(S114).
디에탄올 2,2아조비스(Diethanol 2,2-azobis)는 안정화 수단으로 사용되며, 교반단계에서 바닥에 침전된 은나노 침전물에 첨가하여 안정화시키는 것이다.
상술한 단계로 은나노젤이 포함된 도전성 페이스트를 완성한다.
생성된 도전성 은나노 입자를 전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 촬영하면, 은나노 젤의 입자는 10~100nm의 입자크기를 갖는다.
상술한 바와 같이 단계 S110에서 은나노 젤을 제조하고 나면, 다음으로 은 나노 젤이 포함된 도전성 실버 잉크를 제조한다(S120).
상기와 같은 은나노젤이 포함된 도전성 페이스트는 실온에서 용매에 분산되어 에폭시와 은입자와 경화제가 첨가 및 교반되어 최종적으로 은나노 젤이 포함된 전도성 잉크가 제조되는 것이다.
보다 구체적으로 은 나노 젤이 포함된 도전성 페이스트를 실온에서 상기 제조예 1dml 나노 젤(100g)을 에틸렌글라이콜(20g)에 1시간 동안 분산시켜 제조한 은 나노 젤 1중량%, 에폭시수지(Mw:5만) 13 중량%, 은 입자 84중량% 및 경화제 2 중량%를 첨하가여 실온에서 3시간 이상 교반하여 은나노 젤이 포함된 도전성 실버 페이스트를 제조한다.
이때, 점도의 조절은 에틸렌 글라이콜의 첨가량을 조절하여 각각 200cp와 500cp의 잉크를 제조한다.
(제조예 1)
은이온 수용액에 0.1~0.05g/ml의 고분자바인더와 0.01~0.05g/ml의 환원제를 첨가 후 30분~3시간 교반한 후 아세톤 10g/ml 를 첨가한 후 원심 분리기를 통해 6000rpm 으로 2시간 처리한 후 얻어지는 침전물에 디에탄올,2,2아조비스(Diehtnanol,2,2 azobis) 0.01~0.001g/ml를 첨가하여 제1실시예의 은나노젤을 수득하였다.
여기서 상기 제1실시예의 은나노젤의 제조과정에서 원심분리된 이후에 고분자 바인더 함량이 0.01~0.03중량%의 비율을 갖도록 조절하는 것이 바람직하다. 상기 고분자 바인더 함량이 0.01~0.03중량%를 넘어서거나 작아지면 나노 젤이 형성되지 않고 분산되지 않은 상분리된 은 나노 입자를 얻게 되기 때문이다.
또한 상기 제1실시예의 은나노젤을 이용한 전도성 잉크는 은 나노 젤 1~0.01g/ml, 극성유기용매, 및 유기물 첨가제, 헥실알콜, 도데실알콜, 다이에틸렌알콜아민, 에틸렌글라이콜 중에서 선택하여 0.01~0.06g/ml로 첨가되어 상기 제판롤러(10)에 공급되어 상기 코어셀을 인쇄하는데에 적합하다.
(제조예 2)
증류수 1000ml에 AgNO3 30g을 녹여 은 이온 수용액을 제조하였다. 이 용액에 고분자 피롤리돈(분자량 평균 5만 ) 20g을 첨가하고, 하이드라진 수용액 15g을 천천히 첨가하고 교반하여 어두운 녹색을 띄는 용액을 제조하였다. 수득된 용액에 아세톤 2000ml를 첨가한 후 추가로 1분 교반 후, 원심분리기를 이용하여 6000rpm에서 10분간 분리한 침전물에 하이드록시 에틸 셀룰로오스를 첨가하여 은 나노젤15g을 제조하였다.
이를 통한 전도성 잉크는 상기와 같이 수득된 은나노젤 1~0.01g/ml, 바람직하게는 0.5~0.03g/ml, 수용액 또는 극성유기용매, 및 유기물 첨가제, 헥실알콜, 도데실알콜, 다이에틸렌알콜아민, 에틸렌글라이콜 중에서 선택하여 0.01~0.06g/ml로 첨가하여 잉크을 제조하였다.
상기 은나노젤의 제2실시예에서 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스의 양을 순차적으로 변화시킨 제1 내지 제5비교예를 통하여 각각의 저항값을 비교하였다.
(비교예 1)
상기 제조예 2에서 은나노젤 대비 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스 0중량비를 첨가하였다. 그리고 제조예에서 기재된 바와 같이 수득된 은나노젤을 수용성 용매에 혼합한 뒤에 잉크젯 또는 그라비아 인쇄방법으로서 패턴을 인쇄하고, 0~5분간 경화 시켰다.
(비교예 2)
상기 제조예2에서 은나노젤 대비 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스 0.2중량비를 첨가하였고, 제조예에서 기재된 바와 같이 수득된 은나노젤을 수용성 용매에 혼합한 뒤에 잉크젯 또는 그라비아 인쇄방법으로서 패턴을 인쇄하고, 0~5분간 경화 시켰다.
(실시예 3)
상기 제조예 2에서 은나노젤 대비 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스 0.3중량비를 첨가하였다. 그리고 제조예에서 기재된 바와 같이 수득된 은나노젤을 수용성 용매에 혼합한 뒤에 잉크젯 또는 그라비아 인쇄방법으로서 패턴을 인쇄하고, 0~5분간 경화 시켰다.
(실시예 4)
상기 제조예 2에서 은나노젤 대비 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스 0.4중량비를 첨가하였다. 그리고 제조예에서 기재된 바와 같이 수득된 은나노젤을 수용성 용매에 혼합한 뒤에 잉크젯 또는 그라비아 인쇄방법으로서 패턴을 인쇄하고, 0~5분간 경화 시켰다.
(실시예 5)
상기 제조예 2에서 은나노젤 대비 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스 0.5중량비를 첨가하였다. 그리고 제조예에서 기재된 바와 같이 수득된 은나노젤을 수용성 용매에 혼합한 뒤에 잉크젯 또는 그라비아 인쇄방법으로서 패턴을 인쇄하고, 0~5분간 경화 시켰다.
도 8은 은나노 젤의 2실시예에서 저항을 측정한 그래프이며, 표 1은 상기비교예1 내지 비교예 5의 증류수와 염수에 침전시킨 이후에 인출시킨 다음에 저항값과, 접착력 및 비저항의 측정결과이다.
| 첨가물질 첨가량 |
경화 | 150도 30초 경화 | 150도 3분 경화 | 150도 5분 경화 | |||
| 침적용액 | 증류수 20H | 염수 20H |
증류수 20H | 염수 20H |
증류수 20H | 염수 20H |
|
| HEC 0.0wt% |
비저항 | 7.6->X | 7.7->X | 5.7->3.1 | 5.8->X | 5.6->4.1 | 5.6->X |
| 접착력 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 45/100 | 0/100 | |
| HEC 0.2wt% | 비저항 | 7.6->2.3 | 4.7->3.2 | 4.6->2.8 | 4.7->3.2 | 4.8->3.3 | 4.8->3.3 |
| 접착력 | 0/100 | 75/100 | 69/100 | 88/100 | 95/100 | 100/100 | |
| HEC 0.3wt% | 비저항 | 7.6->3.8 | 7.7->4.8 | 6->4.2 | 5.8->4.9 | 5.8->4.9 | 5.8->3.7 |
| 접착력 | 32/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | |
| HEC 0.4wt% | 비저항 | 6.8->2.8 | 6.2->3.7 | 5.2->3.2 | 5.1->3.2 | 4.9->3.7 | 4.9->3.1 |
| 접착력 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | |
| HEC 0.5wt% | 비저항 | 8.0->5.0 | 8.2->5.7 | 6.9->5.2 | 7.4->5.3 | 7.2->5.8 | 7.2->5.2 |
| 접착력 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | 100/100 | |
도 8과 표 1을 모두 참조하면, 하이드록시 에틸 셀룰로오스가 0중량비(wt%)가 함유된 실시예 1에 의한 제조용 조성물이 포함된 잉크로 인쇄된 패턴은 5분간 경화시켰을 경우 증류수에 입수된 패턴의 저항이 5.6->4.1mΩ/sq/mil로 안정되었으나, 염수에 입수시킨 경우에 저항값이 모두 측정되지 않았기에 안정화되지 않은 결론을 도출할 수 있었다.
반대로 하이드록시 에틸 셀룰로오스가 0.5중량비(wt%)를 포함하는 실시예 5는 증류수와 염수에 각각 입수된 경우 모두 저항값이 높게 측정되었기에 부적합한 것으로 판정되었다.
하지만, 실시예 2 내지 실시예 4는 하이드록시 에틸 셀룰로오스가 상기 은 나노 젤대비 0.2~0.4중량비를 포함하는 제조용 조성물로서 증류수와 염수에 각각 입수되었던 경우에서 모두가 5mΩ/sq/mil 이하의 저항값이 측정됨에 따라서 합격판정을 내릴 수 있었다.
따라서 상기 은나노젤의 제2실시예에서 상기 하이드록시 에틸 셀룰로오스는 은나노 젤 대비 0.2~0.4중량비를 포함하는 것이 바람직하다.
단계 S110 내지 S120의 과정을 거쳐 도전성 실버 잉크가 제조되면, 단계 S130에서는 고분자, 카본, 그리고 흑연이 포함된 도전성 PTC(Positive Temperature Coefficient)잉크를 제조한다.
단계 S130에서의 PTC 잉크 제조 방법은 대량 생산성을 유지하면서도 건조 후의 변형(완곡, 휨, 커링 등) 정도를 제어할 수 있어야 한다.
구체적으로, 고분자와 카본, 흑연이 포함된 도전성 페이스트는 실온에서 고분자 10~50중량%를 용매 10~50중량%에 교반기를 이용하여 2000rpm 1시간 교반한 다음, 카본 1~10중량%와 흑연 1~10%첨가 후 한시간 추가 교반후 제조된 페이스트를 호모믹서를 이용하여 2000rpm 10분 혼합한다.
이후 3롤밀을 통하여 PTC 도전성 페이스트를 제조 완성 하였다. 점도의 조절은 고분자, 용매, 흑연, 카본의 첨가량을 조절하여 첨가량을 조절하여 점도 200cp~2,000cp의 잉크를 제조하였다.
발열체의 사이즈와 패턴 모양에 따라 각 고분자, 용매, 카본, 흑연의 함량은 유동적으로 변하여야 한다.
발열체의 사이즈와 패턴에 따라 잉크의 함량이 변하여야 하는 이유는 발열 면적에 따른 원하는 온도를 구현하기 위해서는 잉크의 저항이 달라져야 하기 때문이다.
또한 넓은 발열체를 제작할 경우 발열 온도는 인가되는 전압에 따라 달라지지만 원하는 온도를 조정하기 위해서는 잉크 자체의 저항이 유동적으로 낮아지거나 높아질수 있다.
아래 표 2는 잉크 함량별 저항 수치를 측정한 데이터이다.
| 고분자 | 용매 | 카본 | 흑연 | 저항 |
| 40% | 40% | 15% | 5% | 10Ω |
| 45% | 45% | 5% | 5% | 150Ω |
| 45% | 40% | 10% | 5% | 55Ω |
| 40% | 45% | 5% | 10% | 25Ω |
| 50% | 40% | 5% | 5% | 120Ω |
표 2를 참고하면, 발열체의 사이즈와 패턴 모양에 따라 각 고분자, 용매, 카본, 흑연의 함량이 유동적으로 변하여야 저항치를 조절할 수 있음을 알 수 있다.
이러한 테스트를 거친 바람직한 구성비는 표 3에 예시되어 있다.
| 고분자 | 용매 | 카본 | 흑연 | 밀도 | 점도 |
| 10~50% | 10~50% | 1~10% | 1~10% | 1~1.2g/ml | 200~2000cp |
고분자 성분으로는 통상적으로 에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(EMMA), 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMAA), 에틸렌 글리시딜 메타크릴산 공중합체(EGMA) 등과 같은 에틸렌 공중합체를 사용하거나 또는 폴리 에틸렌(PE), 폴리 우레탄 또는 폴리 에스테르 등도 사용 될수 있다.
본 발명에서는 수용성 PTC 잉크를 제조/개발 하였으므로 물과 용해력이 있는 어느 용매를 사용하여도 무방하다.
본 발명의 자기 온도조절 PTC 은나노 전자잉크 인쇄발열체는 기판상에 나노 실버잉크와 카본 PTC 잉크를 이용하여 그라비아 장비로 인쇄하는 것으로, 먼저 PET 또는 PI로 구성되는 기판을 준비한다(S140).
단계 S140에서 준비된 기판상에 먼저 나노 실버잉크를 이용하여 그라비아로 인쇄하고(S150), 전극을 인쇄한 다음(S160), 이후 카본 PTC 잉크를 인쇄하여 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 완성한다(S170).
단계 S160에서는 실버페이스트 상에 동박테이프 또는 전선 및 라미네이팅 공정을 통하여 전극을 형성할 수 있다.
도 7은 롤투롤 그라비아 인쇄장치를 도시한 것으로서 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 일례로서 롤투롤 그라비아 인쇄장치를 도시한 것이다.
그라비아 인쇄장치는 코어셀의 패턴(11)이 형성된 제판롤러(10)와, 제판롤러(10)를 가압하여 그 사이로 이동되는 필름(40)을 가압하는 압동롤러(20)와, 필름(40)을 가이드하는 하나 이상의 가이드롤러(30)를 포함한다.
제판 롤러는 코어셀의 망점을 형성하기 위하여 상방으로 돌출되는 다 수개의 돌기패턴과, 상기 돌기패턴 사이에서 음각되는 다 수의 패턴홈으로 이루어진다. 여기서 상기 돌기패턴과 패턴홈은 설정된 면적내에서 한정된 숫자의 망점을 이루도록 패턴형성된다.
압동롤러(20)는 필름(40)을 사이에 두고 제판 롤러와 맞물리면서 회전되어 상기 제판 롤러에 형성된 패턴홈 사이에 전도성 잉크가 주입되면서 상기 패턴이 필름(40)으로 전사된다.
(면상 발열체 제조예1)
본 발명의 PTC 면상 발열체를 제조하기 위해 도전성 실버 은나노 잉크와 PTC 카본 잉크 인쇄를 위한 최적의 그라비아 인쇄조건은 인쇄온도 150℃이하이고 인쇄 속도는 5~40m/min, 인쇄 압력은 20~40kgf/cm2이며 필름 텐션은 5~10kgf/cm2으로 유지되는 것이 Core-Cell을 형성하는데 가장 적합하다. 상기 인쇄속도는 그라비아 인쇄시의 롤의 회전에 따른 필름의 이동속도를 의미하여, 인쇄압력은 그라비아 인쇄장치의 패턴롤과 압동롤 사이의 압력이고, 필름 텐션은 필름을 양쪽에서 잡아 당겨주는 힘을 의미한다.
제판 심도 10um에서 고정되게 하여 실험을 진행하면, 50line에서는 미세 홀이 많이 나타나고 150line에서는 미세홀이 거의 나타나지 않는 것을 알 수 있기 때문에 line수를 조절하여 잉크에 따른 저항을 line수로 조절할 수 있는 것이다. 제판 심도도 마찬가지로 심도가 깊으면 잉크의 전이 량이 많아져 같은 패턴에서 저항이 낮아지고 심도가 높아지면 그에 따라 저항도 높아지게 되는 것이다.
또한, PTC 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 50%넘는 전기적 전류변화 특성으로 저온에서 순간 발열 온도가 높고 고온에서는 전류가 낮게 형성되어 유지됨으로써 화재 위험이 줄어들고 저전력에서 높은 열효율을 가질 수 있는 것이다.
상술한 방법에 의해 제조된 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기는 기존 난방 침구류의 일체형 발열부를 세 부분으로 분할하여 제작하였기 때문에 사용자를 포함한 면적 이외의 발열을 차단함으로써 전기 과소비 형태를 막을 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
110 : 제어부 120,121,122,123 : 은나노 전자잉크 인쇄발열체
130 : 전원부 140 : 하부외피
150 : 단열재 160 : 차폐원단
170 : 상부외피
130 : 전원부 140 : 하부외피
150 : 단열재 160 : 차폐원단
170 : 상부외피
Claims (18)
- 삭제
- 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 구비한 전기 온열 치료기에 있어서,
상기 전원부의 전원을 입력받아 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 제어하기 위한 전원온오프신호와 온도신호를 각각 출력하는 제어부;
를 포함하고,
상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체는
상기 제어부에서 인가되는 각각의 전원과 온도에 따라 발열되며, 둘 이상의 기판 상에 도전성 실버 잉크로 각각의 패턴을 형성하고, 상기 각각의 패턴 상에 한 쌍의 전극을 형성하고, 상기 기판과 상기 패턴 그리고 전극위에 그라비아용 PTC(Positive Temperature Coefficient) 잉크를 인쇄하여 구성하고,
상기 기판의 반대면에 적층되는 단열재와, 상기 단열재의 하부에 적층되는 PE(Polyethylene)폼 또는 PI(Polyurethane)폼으로 구성되는 하부외피와, 상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 상부에 적층되는 차폐원단, 및 상기 차폐원단의 상부에 적층되는 상부외피를 포함하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기.
- 제 2항에 있어서,
상기 차폐원단은
탄소부직포에 적층된 LDPE(Low Density Poly Ethylene)필름층에 TPU필름을 압출기를 이용하여 라미네이팅하여 제작되는 TPU(Thermoplastic polyurethane) 전자파차폐필름층으로 구성된 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기.
- 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 구비한 전기 온열 치료기에 있어서,
상기 전원부의 전원을 입력받아 둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 제어하기 위한 전원온오프신호와 온도신호를 각각 출력하는 제어부;
를 포함하고,
상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체는
상기 제어부에서 인가되는 각각의 전원과 온도에 따라 발열되며, 둘 이상의 기판 상에 도전성 실버 잉크로 각각의 패턴을 형성하고, 상기 각각의 패턴 상에 한 쌍의 전극을 형성하고, 상기 기판과 상기 패턴 그리고 전극위에 그라비아용 PTC(Positive Temperature Coefficient) 잉크를 인쇄하여 구성하고,
상기 기판의 반대면에 적층되는 단열재와, 상기 단열재의 하부에 적층되는 PE(Polyethylene)폼 또는 PI(Polyurethane)폼으로 구성되는 하부외피, 및 상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체의 상부에 적층되는 탄소부직포와 합지된 상부외피를 포함하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기.
- 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
상기 도전성 실버잉크는
은나노젤이 포함된 전기적 신호의 통전이 되는 패턴의 인쇄가 가능하도록 제조되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기.
- 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
상기 그라비아용 PTC 잉크는
고분자, 카본, 또는 흑연 중 어느 하나 이상을 포함하여 제조되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기.
- 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
외면에 음각된 코어셀 패턴이 형성되고, 상기 도전성 실버 잉크가 주입되는 제판 롤러와, 상기 제판롤러 사이로 이동되는 필름을 가압하여 상기 제판 롤러의 패턴을 상기 도전성 실버 잉크에 의하여 상기 필름의 일면으로 전사시키는 압동롤러와 상기 필름을 가이드하는 하나 이상의 가이드롤러에 의하여 패턴이 형성되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기.
- 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 구비한 전기 온열 치료기의 제조 방법에 있어서,
(a)둘 이상의 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 형성하는 단계;
(b)하부외피에 단열재를 적층하는 단계;
(c)상기 단열재 상부에 상기 (a)단계에서 형성된 은나노 전자잉크 인쇄발열체를 적층하는 단계;및
(d)상기 은나노 전자잉크 인쇄발열체 상부에 차폐원단을 접착하는 단계;
를 포함하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 (a)단계는
(a-1)기판을 준비하는 단계;
(a-2)상기 기판에 그라비아 인쇄 방법으로 도전성 실버 잉크를 이용하여 패턴을 형성하는 단계;및
(a-3)상기 기판과 상기 도전성 실버 잉크의 패턴위에 그라비아용 PTC(Positive Temperature Coefficient) 잉크를 인쇄하는 단계;
를 포함하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 (a-2)단계의 도전성 실버 잉크는
(a-2-1)은 나노 젤을 제조하는 단계;및
(a-2-2)상기 (a-2-1)단계에서 제조된 은나노젤이 포함된 전기적 신호의 통전이 되는 패턴의 인쇄가 가능한 도전성 실버 잉크를 제조하는 단계;
를 포함하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 (a-3)단계의 그라비아용 PTC 잉크는
고분자, 카본, 또는 흑연 중 어느 하나 이상을 포함하여 제조되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 (a-2)단계는
외면에 음각된 코어셀 패턴이 형성되고, 상기 도전성 실버 잉크가 주입되는 제판 롤러와, 상기 제판롤러 사이로 이동되는 필름을 가압하여 상기 제판 롤러의 패턴을 상기 도전성 실버 잉크에 의하여 상기 필름의 일면으로 전사시키는 압동롤러와 상기 필름을 가이드하는 하나 이상의 가이드롤러에 의하여 패턴을 형성하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 10항에 있어서,
상기 (a-2-2)단계는
(a-2-2-1)증류수 10ml에 AgNO3 0.3g을 녹여 은 이온 수용액을 제조하는 단계;
(a-2-2-2)상기 단계에서 제조된 은이온 수용액에 고분자 피롤리돈, 고분자 우레탄, 또는 고분자 아마이드기로부터 선택되는 하나 이상인 고분자 바인더를 첨가하고 균일하게 분산되도록 분산제를 첨가하여 교반하는 단계;
(a-2-2-3)상기 (a-2-2-2) 단계의 분산된 용액에 10% 하이드라진(N2H4) 수용액 0.5g을 천천히 첨가하고 추가적으로 3시간 교반하여 어두운 녹색을 띄는 용액을 제조하는 단계;
(a-2-2-4)상기 (a-2-2-3)단계에서 제조된 용액에 아세톤 20ml를 첨가하여 1분 교반 후, 원심분리기를 이용하여 6000rpm에서 30분간 분리하여 수득한 은 침전물에 0.1g의 디에탄올 2,2아조비스(Diethanol 2,2-azobis)를 첨가하여 은 나노젤 0.2g을 제조하여 도전성 실버 잉크를 제조하는 단계;
를 포함하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 (a-3)단계는
(a-3-1)고분자와 카본, 흑연이 포함된 도전성 페이스트는 실온에서 고분자 10~50중량%를 용매 10~50중량%에 교반기를 이용하여 2000rpm 1시간 교반한 다음, 카본 1~10중량%와 흑연 1~10%첨가 후 한시간 추가 교반후 제조된 페이스트를 호모믹서를 이용하여 2000rpm 10분 혼합하는 단계;
(a-3-2)상기 (a-3-1)단계 이후 3롤밀을 통하여 PTC 도전성 페이스트를 제조하는 단계;
를 포함하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 9항에 있어서,
상기 (a-2)단계와 (a-3)단계에서는
인쇄온도 150℃이하이고 인쇄 속도는 5~40m/min, 인쇄 압력은 20~40kgf/cm2이며 필름 텐션은 5~10kgf/cm2으로 유지하여 코어셀(Core-Cell)을 형성하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 14항에 있어서,
상기 PTC 도전성 페이스트에 추가되는 고분자 성분으로,
에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(EMMA), 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체(EMA), 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMAA), 에틸렌 글리시딜 메타크릴산 공중합체(EGMA) 중 어느 하나의 에틸렌 공중합체를 사용하거나 또는 폴리 에틸렌(PE), 폴리 우레탄 또는 폴리 에스테르 중 어느 하나를 사용하는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 (d)단계에서의 차폐원단은
탄소부직포에 적층된 LDPE(Low Density Poly Ethylene)필름층에 TPU필름을 압출기를 이용하여 라미네이팅하여 제작되는 TPU(Thermoplastic polyurethane) 전자파차폐필름층을 포함하여 구성하고,
상기 차폐원단의 상부에 상부외피가 적층되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 차폐원단은
탄소부직포와 합지된 상부외피로 구성되는 은나노 전자잉크 인쇄발열체 분리형 전기 온열 치료기 제조방법.
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