KR101725860B1 - 전자기파 실드 발열필름 제조 방법 - Google Patents

전자기파 실드 발열필름 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전자기파 실드 발열필름 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 자기파 실드 발열필름 제조방법은 상기 전원부에서 공급된 전원에 의하여 발열되는 패턴을 기판의 일면에 도전성 잉크로 인쇄하는 단계와 상기 전원부에서 공급된 전원에 의하여 발열되는 패턴을 다른 기판의 일면에 도전성 잉크로 인쇄하는 단계, 및 기판을 합지하는 단계를 포함하고, 상기 각 기판의 패턴은 서로 동일한 위치에 동일한 패턴으로 합지되게 구성함으로써, 합지된 기판의 패턴이 서로 교차되게 위치하도록 형성함으로써 전자기파를 효과적으로 차단할 수 있다.

Description

전자기파 실드 발열필름 제조 방법{THE PRODUCT METHOD OF HEATING FILM FOR ELECTROMAGNETIC SHIELDING}
본 발명은 발열필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열선을 서로 다른 기판에 인쇄하여 서로 합지하고, 발열선에 흐르는 전류를 역방향으로 흐르게 함으로써, 발열필름에서 발생하는 전자기파(전계, 자계)를 실드(Shield)할 수 있는 전자기파 실드 발열필름 제조 방법에 관한 것이다.
건물이나 구조물에 대해 전자파 차폐 기능을 부여하기 위하여 건물의 벽 등에는 차폐재를 부착하게 된다. 그러나 종래의 차폐재로는 충분한 전자파 차폐 성능을 기대하기 어려웠다.
종래의 차폐재로는 강판을 이용하였지만, 강판의 경우 전자파 차폐효과가 우수한 반면에 가격이 비싸고 무게가 많이 나간다는 단점이 있다. 대한민국 공개특허공보 제2003-0052089호에는 제철 제강공정에서 발생되는 폐슬라그에 센더스트(Fe-Si-Al) 5~25%, 탄소 5~30%, 및 결합재 5~30%를 첨가하여 혼합한 후 틀에 넣어 가압, 성형하는 방법으로 보드를 제조하는 기술이 개시되어 있다. 그런데 이러한 종래의 보드의 경우 전자파 차폐 성능이 낮다는 문제점이 있으며, 제조 공정이 복잡하다는 단점이 있다.
특히, 겨울철 차가운 바닥을 따뜻하게 하여 숙면을 취할 수 있도록 하기 위하여 전기요, 또는 의자나 기타 바닥에 설치되는 전기방석으로 제조되는 발열매트가 사용되고 있다.
이러한 발열매트는 가정에서 이용되는 가정용 전원을 사용하여 작동하기 때문에 작동시키기 쉽고, 전기의 공급에 의하여 쉽게 발열하며, 온도의 상승이 빠르고, 매트의 온도 조절이 공급되는 전원을 조절함으로써 용이하게 이루어지기 때문에 최근 발열매트의 사용이 증가되고 있다.
또한 발열매트는 내부에 발열을 위한 발열선이 배선되고 그 발열선에 전원을 인가하면 저항에 의하여 열을 발생시키는 원리로 사용되고 있다.
종래에는 상기와 같은 발열매트에 관하여 다 수개의 기술(예를들면, 특허등록 제938630호, 2010.01.18 등록)이 제안 되고 있다. 특히 종래의 특허등록 제938630호는 전원의 공급에 의하여 열을 발생시키는 발열매트의 온도제어를 위하여 발열선에 흐르는 전류를 측정하여 발열매트의 온도를 제어할 수 있도록 설계되었다.
이와 같이 발열매트는 전기적 신호가 매트에 인가되면서 저항의 증가에 따라서 온도가 상승되는 원리로서 작동되고 있기에 인체에 해로운 전자파가 발생된다.
특히 현재 가정이나 산업전반에 쓰이는 난방관련 제품의 대부분으로 AC 전원을 사용하고 있기 때문에 그 난방제품에서 발생하는 전자파 중 전기파는 도체를 덮는 방식으로 어느 정도 차단이 가능하나, 자기파는 예외이다.
국제 IARC(암센터)에서 자기파가 500nT 이상 발생시에 암 발생율 5배 이상 증가하는 내용과 함께 발암원인으로 자기파를 꼽고 있다.
따라서, 인체에 해로운 자기파를 차폐시키기 위한 기술의 제안이 시급한 실정이다.
KR 공개 특허 제2003-0142356(2003.04.15)
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 역전류 인쇄 패터닝 기술을 적용하여 각각의 기판에 패턴을 인쇄하고 이를 합지하는 전자기파 실드 발열필름 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 전자기파 실드 발열필름 제조 방법은, (a)상기 전원부에서 공급된 전원에 의하여 발열되는 패턴을 기판의 일면에 도전성 잉크로 인쇄하는 단계와, (b)상기 전원부에서 공급된 전원에 의하여 발열되는 패턴을 다른 기판의 일면에 도전성 잉크로 인쇄하는 단계, 및 (c)상기 (a)단계와 상기 (b)단계의 기판을 합지하는 단계를 포함하고, 상기 각 기판의 패턴은 서로 동일한 위치에 동일한 패턴으로 합지되게 함으로써 달성될 수 있다.
또한, 패턴은 어느 하나의 전극에 연결된 패턴이 좌방향에서 우방향으로 연결되어 일정한 간격(d)을 유지하도록 이격되어 다시 우방향에서 좌방향으로 연결되고, 다시 도면의 상측방향으로 일정한 간격(d)을 유지하도록 연결하고, 좌방향에서 우방향으로 연결되는 것을 교호적(交互的)으로 반복하여 또 다른 전극으로 연결하여 폐회로를 형성하도록 구성한다.
따라서, 본 발명의 전자기파 실드 발열필름 제조 방법에 의하면, 전자기파 차폐를 위해 서로 다른 기판에 발열선을 동일하게 인쇄하고 두 기판을 합지한 다음, 전류를 역방향으로 흐르게 하기 때문에 전자기파를 효과적으로 차폐할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 전자기파 실드 발열필름의 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전자기파 실드 발열필름의 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 다른 전자기파 실드 발열필름의 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 역전류를 형성하는 패턴을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 전자기파 실드 발열필름의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도,
그리고,
도 6은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 롤투롤 그라비아 인쇄장치를 도시한 도면이다.
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.
명세서 전체에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c, ...)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 한정하는 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 의한 전자기파 실드 발열필름의 단면도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 자기파 실드 발열필름은, 기판(110)에 전도성 잉크로 실버 발열선(140)을 인쇄하고, 다른 기판(111)에 전도성 잉크로 인쇄되는 실버 발열선(141)을 인쇄한 다음, 이를 점착층(112)으로 접착하고, 실버 발열선(140,141)의 상부면에 각각 적층되는 카본층(130,131), 각 실버발열선에 전원을 공급하는 전원단자(120,121)가 형성된다.
본 발명은 실버발열선을 서로 다른 기판에 동일하게 형성하고, 흐르는 전류가 역전류로 흐르게 하여 자기파를 상쇄하여 결국 자기파를 차폐하는 동일한 효과를 얻을 수 있도록 한다.
이를 위하여 각 기판에 패턴이 교호적으로 교차되게 구성한다.
먼저 도 2의 본 발명의 일실시예에 의한 자기파 실드 발열필름의 평면도를 참고하면, 기판(110)의 일면에 "+전극(120a)"과 "-전극(120b)"을 순차적으로 배치하고, 본 발명의 패턴은 "+"전극(120a)이 형성된 면에서 반대면으로 패턴을 연결하고, 소정거리 이격되어 이를 다시 전극방향으로 연결하는 방법으로 이를 반복하여 -전극(120b)의 일단에 연결하여 패턴을 완성한다.
즉, "+" 전극(120a)에 연결된 패턴이 -도면을 중심으로- 좌방향에서 우방향으로 연결되어 일정한 간격(d)을 유지하도록 이격되어 -예를 들어 도면의 하측에서 상측 방향으로- 다시 우방향에서 좌방향으로 연결되고, 다시 도면의 상측방향으로 일정한 간격(d)을 유지하도록 연결하고, 좌방향에서 우방향으로 연결되는 것을 교호적(交互的)으로 반복하여 "-" 전극(120b)으로 연결하여 전류를 흐르게 하는 것이다.
결국 본 발명에서의 패턴은 전극 단자를 "+전극(120a)"과 "-전극(120b)"을 순차적으로 배치하고, 반복적으로 구간을 형성하는 폐회로를 구성하는 것이다.
본 발명은 인쇄 전자기술에서 롤투롤 인쇄방식과 역전류 인쇄 패터닝 기술을 적용하여 자기파를 효과적으로 차단함을 목적을 두고 있기 때문에, 다른 기판에도 동일한 패턴을 형성한 다음, 이를 합지하였을 경우 흐르는 전류의 방향만 반대로 하여 자기파가 상쇄되도록 한다.
따라서, 기판을 합지하였을 때 패턴이 서로 일치되게 형성하여야 하므로 전극은 동일한 위치에 형성하고 패턴도 동일하게 형성하면 된다.
구체적으로, 도 3의 본 발명의 일실시예에 의한 자기파 실드 발열필름의 평면도를 참고하면, 다른 기판(111)의 일면에 "+전극(121a)"과 "-전극(121b)"을 순차적으로 배치하되, 기판(110)의 "+전극(120b)"과 "-전극(120a)"의 대응되는 위치에 형성한다,
이를 위하여 전극은 동일한 위치에 형성하되, 패턴을 일치시키기 위하여 각 전극단자에 연결되는 패턴은 서로 반대 방향으로 연결한다.
도면을 참고하면, +전극(121a)과 연결된 패턴은 기판(111)의 가장자리에서 연결되어 상방향으로 연결되고, -전극(121b)과 연결되는 패턴은 +전극(121a)과 패턴 사이로 -전극에 연결된다.
이러한 전극의 매칭은 합지할 경우 간단한 투홀 리베팅을 사용하여 단자를 손쉽게 연결할 수 있도록 하기 위한 것이므로, 굳이 전극의 위치를 한정할 이유는 없다.
따라서, 패턴과 동일하게 위치시키고 나면, 전극의 위치는 필요에 따라 다른 위치에 형성할 수도 있다.
또한, 패턴은 "-"전극(121b)이 형성된 면에서 반대면으로 패턴을 연결하고, 소정거리 이격되어 이를 다시 전극방향으로 연결하는 방법으로 이를 반복하여 +전극(120a)의 일단에 연결하여 패턴을 완성한다.
즉, "-"의 전극(121b)에 연결된 패턴이 -도면을 중심으로- 좌방향에서 우방향으로 연결되어 일정한 간격(d)을 유지하도록 이격되어 -예를 들어 도면의 하측에서 상측 방향으로- 다시 우방향에서 좌방향으로 연결되고, 다시 도면의 상측방향으로 일정한 간격(d)을 유지하도록 연결하고, 좌방향에서 우방향으로 연결되는 것을 교호적(交互的)으로 반복하여 폐회로를 구성하고, "+" 전극(121a)으로 연결하여 전류를 흐르게 하는 것이다.
도 4의 본 발명의 일실시예에 의한 역전류를 형성하는 패턴을 설명하기 위한 도면으로, 합지하였을 경우의 전류 흐름도를 설명하는 도면이다.
도면을 참고하면, 기판(110)과 다른 기판(111)을 합지하면 점착층(112)을 기기준으로 미러(mirror)처럼 패턴이 겹치게 된다.
따라서, 겹쳐진 패턴에 역전류 인쇄 패터닝 기술을 적용하기 위하여 각각의 패턴에 흐르는 전류 방향을 반대로 흐르게 하면, 자기파가 상쇄되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 인쇄 전자기술에서 롤투롤 인쇄방식과 역전류 인쇄 패터닝 기술을 적용하여 자기파를 효과적으로 차단하기 위하여 서로 다른 기판에 동일한 패턴을 인쇄하고 이를 합지하여 자기파를 효과적으로 차단하도록 한다.
그리고, 본 발명은 서로 다른 기판을 합지하여 사용하는 것이나, 각 기판에는 상술한 바와 같이 전극을 형성하여 역전류 패터닝 기술을 이용하여야 하므로, 각 기판의 전극은 투홀 리베팅을 사용하여 단자를 연결하여 필름의 특성을 보안하고, 전극부를 통한 전원 인가시 안정성을 확보할 수 있도록 한다.
각 기판(110,111)은 PET(polyethylene terephthalate)나 PI(polyimide) 필름을 사용하며 R2R 그라비아 인쇄 공정 시 사용하게 된다.
여기서 PET는 열가소성이고 PI는 열경화성이나, 본 발명에서는 필요한 경우 선택하여 사용할 수 있도록 하기 위하여 PET나 PI를 사용할 수 있도록 한다.
즉, PET는 열가소성이기 때문에 낮은 온도에 적용할 수 있고, PI는 고온에서 적용할 수 있기 때문이다. 그리하여 각각 원하는 경우에 따라서 PET로 할지 PI로 할지 기판으로 정하고 그 기판에 코팅을 하고 사용하면 되는 것이다.
또한 본 발명에서는 기판으로 PVB, EVA 또는 TPU(Thermoplastic polyurethane)를 사용할 수도 있음은 물론이다.
본 발명에서는 각 기판(110,111)에 전도성 잉크로 인쇄되는 발열선(120,121)에 전극을 통하여 전압이 가해지면 전류가 발열체를 통해 면상에 골고루 발열되도록 동작된다.
바람직하게는 각 원하는 고온을 발열할 수 있도록 각각 잉크의 양과 제조법을 다르게 하여 각 상황에 맞게 개발하여야 한다.
이러한 전도성 잉크로는 실버 페이스트, 카본 페이스트, 탄소나노튜브, 은나노 잉크 등을 사용할 수 있다.
실버발열선을 사용하는 경우에는 은 나노 젤을 생성하고 이후 은 나노젤이 포함된 도전성 실버 잉크로 발열선을 기판(110)에 그라비아로 인쇄하도록 한다.
필요한 경우 카본층(130,131) 상부에 전도성원단을 적층하여 발열선(140,141)의 손상을 방지하기 위한 절연 층을 형성하는 역할과 전자파 차폐효과를 갖으며, 플렉시블한 재질로 구성된다.
통상의 발열보호필름은 방열 기능을 주된 목적으로 하지만 본 발명의 전도성 원단의 경우 전자파 차폐 기능을 보완적으로 사용하는 것을 목적으로 한다.
즉, 전도성원단은 본 발명의 역전류 인쇄 패터닝 기술에 의하여 전자기파가 상세되지만 보완적으로 전자파를 차폐할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 전도성원단의 상부에는 보다 효과적으로 자기장을 차폐하기 위하여 퍼멀로이층(미도시)을 더 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.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 전자파 실드 발열필름은 열건조를 통하여 완성이 되는 데 열 건조 온도는 100~200℃, 건조 시간은 1~60min 정도가 적당하다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 일실시예에 의한 자기파 차폐 필름을 발열 매트의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 자기파 실드 발열필름 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 전자파 실드 발열필름 제조 방법은 기판의 일면에 발열판을 형성하는 단계(S100)와 다른 기판의 일면에 발열판을 형성하는 단계(S200)로 이루어진다.
먼저 기판의 일면에 발열판을 형성하는 단계(S100)는 기판(110)을 준비하는 단계(S110)와, 준비된 기판의 일면에 전도성 잉크로서 발열선(120)을 인쇄하는 전도성 잉크 인쇄단계(S120)와, 전극을 형성하는 단계(S130), 전도성 잉크 인쇄단계(S130) 이후 발열선(120)의 상측으로 발열보호필름인 전도성 원단을 적층하는 단계(S140)와, 건조단계(S150)를 포함할 수 있다.
또한, 전도성 잉크 인쇄단계(S120)를 수행하기 전에, 인쇄에 사용되는 도전성 잉크를 제조하는 단계를 거칠 수 있다.
예를 들어 전도성 실버 잉크를 제조하기 위해 먼저 은 나노 젤을 생성하고 이후 은나노젤이 포함된 도전성 실버 잉크를 제조한다.
먼저, 은나노 젤은 증류수 10ml에 AgNO3 0.3g을 녹여 은 이온 수용액을 제조한다.
즉, 나노 입자 크기를 갖는 은(Ag)을 질산염(No3)과 혼합됨에 따라서 은 산화물(AgNO3) 0.3g을 증류수 10ml에 녹여서 은이온 수용액으로 제조한다.
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.
다음은 제조된 은이온 수용액에 고분자 피롤리돈, 고분자 우레탄, 또는 고분자 아마이드기로부터 선택되는 하나 이상인 고분자 바인더를 첨가하고 균일하게 분산되도록 분산제가 첨가되어 교반되도록 하고, 분산된 용액에 10% 하이드라진(N2H4) 수용액 0.5g을 천천히 첨가하고 추가적으로 3시간 교반하여 어두운 녹색을 띄는 용액을 제조한다.
이후, 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.
상술한 바와 같이 은나노 젤을 제조하고 나면, 다음으로 은 나노 젤이 포함된 도전성 실버 잉크를 제조하는 데, 도전성 페이스트는 실온에서 용매에 분산되어 에폭시와 은입자와 경화제가 첨가 및 교반되어 최종적으로 은나노 젤이 포함된 전도성 잉크가 제조되는 것이다.
먼저 본 발명의 발열필름은 롤투롤 그라비아 인쇄방식, 로터리 스크린, 그라비아 옵셋 등을 이용할 수 있으나, 본 발명에서는 롤투롤 적층기술을 이용하는 것으로 설명한다.
본 발명의 자기파 실드 발열필름은 기판상에 전도성 잉크를 이용하여 그라비아 장비로 인쇄하는 것으로, 먼저 PET 또는 PI로 구성되는 기판(110)을 준비한다(S110).
단계 S110에서 준비된 기판상에 먼저 전도성 잉크를 이용하여 롤투롤 그라비아로 잉크를 인쇄하여 발열선을 기판(110)에 형성한다(S120).
도 6은 롤투롤 그라비아 인쇄장치를 도시한 것으로서, 본 발명의 자기파 실드 발열필름 제조장치는 양각 몰드가 설치된 제판롤러(170)와, 베이스기판(필름, WEB)(110)을 가이드하는 하나 이상의 가이드롤러(180a,180b), 기판을 피딩하는 피딩롤러(150)와 양면에 패턴이 인쇄된 기판을 권치하는 권취롤러(190)를 포함한다.
제판 롤러(150)에 의하여 기판의 표면에 감광제를 코팅하고, 이를 UV노광시켜 패턴을 형성하는 UV성형에 의한 전도성 잉크 인쇄단계(S120)를 수행한다.
구체적으로 양각의 인쇄몰드를 제작한 후에 이를 제판롤러(150)에 결합하고, 제공되는 기판(110)과 제판롤러(150) 사이에 레진주입기(151)를 통하여 UV경화레진을 주입 후 UV조사기(160)를 통하여 UV를 조사하여 표면에 음각의 패턴이 형성된 투명 면상발열체를 제조하는 것이다.
보다 구체적으로, 인쇄몰드가 제판롤러(170)에 설치되면, 롤투롤 공정을 통하여 본 발명의 투명 면상 발열체를 제조하게 된다.
이를 설명하면, 먼저 피딩롤러(150)에 권취된 기판(110)이 하나 이상의 가이드롤러(180a)를 통하여 제판롤러(170)로 공급되기 전에, 기판(110)과 제판롤러사이에 레진주입기(151)를 통하여 UV 경화형 레진을 주입하고, 제판롤러(170)를 통하여 패턴을 임프린팅하고, UV조사기(160)에 노출시켜 노광하여 투명 기판상에 음각 패턴이 형성된 음각필름을 형성하는 것이다.
형성된 음각 필름에 잉크주입기(152)를 통하여 도전성 잉크를 도포하고, 이후 도전성 잉크가 음각에 도포된 필름을 필요에 따라 블레이더를 통하여 잔여 잉크를 제거한다.
전도성 잉크 인쇄단계(S120) 이후 발열선의 상측으로 발열선을 보호할 수 있는 전도성원단을 라미네이팅 하여 적층하는 단계(S140)와, 건조하는 단계(S150)를 거쳐 기판의 일면에 발열판을 완성한다.
단계 S150에서의 건조하는 단계는 열 건조 온도는 100~200℃, 건조 시간은 1~60min 정도가 적당하다.
상술한 단계 S130은 전극형성단계로 인쇄된 발열선에 전극을 형성하되, 상술한 바와 같이 "+전극(120b)"과 "-전극(120a)"을 설치하는 단계이나, 이는 선택적으로 잉크 인쇄단계(S120) 이후에 추가할 수도 있으나, 기판의 양면에 모두 발열판을 형성한 이후에 전극을 형성할 수도 있다.
또한, 단계 S150도 기판의 양면에 모두 발열판을 형성한 다음, 건조단계를 거칠수도 있음은 물론이다.
단계 S110 내지 단계 S150에서 기판의 일면에 발열판을 형성하고 나면, 다른 기판의 일면에 동일한 패턴의 발열판을 형성하는 단계를 거치게 된다(S200).
즉, 단계 S100의 기판 일면에 발열판이 완성되면, 다시 다른 기판(111)을 투입하여 단계 S110 내지 S150을 반복하는 단계 S210 내지 S250을 거쳐 다른 기판의 일면에 발열판을 완성하는 단계로 이루어진다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 자기파 실드 발열필름은 잉크의 종류 및 인쇄공정 제어에 따라 전기 전도도가 변할 수 있으므로, 본 발명에서는 도전성 잉크로 Ag나노잉크, Carbon 잉크, 구리잉크, 금잉크, 알루미늄 페이스트(Aluminium Paste)나 도전성 실버잉크가 사용될 수 있으며, 알루미늄 입자는 그 크기가 크면 클수록 비저항이 작아지기 때문에, 비저항 측면에서는 알루미늄 입자의 반지름이 큰 것을 사용할 수 있다. 그러나, 알루미늄 입자의 크기가 크면, 큰 알루미늄 입자를 이용하여 형성한 표면이 다공질화(porous)되기 때문에 알루미늄 페이스트는 평균 반지름이 5 ㎛ 이하인 알루미늄 입자를 포함함이 바람직할 수 있다.
측면에서는 알루미늄 입자의 반지름이 큰 것을 사용할 수 있다. 그러나, 알루미늄 입자의 크기가 크면, 큰 알루미늄 입자를 이용하여 형성한 표면이 다공질화(porous)되기 때문에 알루미늄 페이스트는 평균 반지름이 5 ㎛ 이하인 알루미늄 입자를 포함함이 바람직할 수 있다.
특히, 알루미늄 페이스트는 AL 미립자가 수평적으로 여러 층을 형성하고 있기 때문에 수분침투성에 견고한 장벽을 이루고 있어 수증기 수분에 대해 높은 저항성을 갖고 있기 때문에 발열체로 사용하는 데 유리하고, 패턴은 필요에 따라 다양한 무늬의 패턴이 형성될 수 있다.
즉, 음각 인쇄를 통해 미세 선폭의 유지가 가능하고 대면적 균일한 미세 패턴(1㎛~5㎛)의 인쇄가 가능하기 때문에 육안으로 식별이 되지 않고 투명도를 유지할 수 있다.
본 단계에서, 전극형성단계(S130, S230)와 건조단계(S150,S250)는 선택적으로 각 단계별로 적용할 수도 있으나, 각각의 기판에 발열판을 모두 형성한 다음에 전극 또는 건조단계를 거칠 수 있다.
단계 S100 및 단계 S200에서 각각의 기판에 발열판이 형성되면, 두개의 기판을 합지하여 본 발명의 일실시예에 의한 전자기파 실드 발열필름을 완성한다(S300).
단계 S300에서는 두개의 기판(110,111)을 점착제(112)로 접착시키되, 상술한 바와 같이 각 기판의 패턴이 서로 일치되도록 합지한다.
더불어 본 발명의 자기파 실드 발열필름은 역전류 인쇄 패터닝 기술을 이용하기 때문에 전극에는 AC전원을 사용하는 것이 바람직하다.
이로써, 역전류를 이용함으로써, 자기파를 효과적으로 차단하고, 카본, 실버, 알루미늄 등 접지선이 연결 가능한 전도성 잉크를 적용하여 전기파를 차폐할 수 있는 것이다.
이하, 상술한 방법으로 제작하게 된 발열필름의 전류 방향별 자계측정을 비교한 테스트 결과를 설명한다.
표 1은 제조예1로 제작된 발열필름을 측정한 결과이다.
규격 400 x 600
인쇄방법 스크린/단면
샘플정보 폭/4.5mm, 간격/3mm, 1line
인가전압 220V
제조방법 샘플 2개 사용,
전극의 위치 동일
전류방향 동일
측정위치 적극부분 측정 중앙부분 측정
측정값 측정불가 10.67mG
제조예 1의 경우 전극부분에서 자계를 측정한 경우 수치가 높아 측정이 불가하였으며, 중앙부분의 자계 측정 시 10.67mG의 수치를 확인하였으며 이를 감소시키기 위하여 제조예2를 제작하여 측정하였다.
표 2는 제조예2로 제작된 발열필름을 측정한 결과이다.
규격 400 x 600
인쇄방법 스크린/단면
샘플정보 폭/4.5mm, 간격/3mm, 1line
인가전압 220V
제조방법 샘플 2개 사용
전극방향 반대
전류방향 반대
측정위치 가장자리 측정 중앙부분 측정
측정값 0.59mG 0.48mG
제조예 2의 경우 전극부분 및 중앙에서 자계 측정시 각각 0.59mG와 0.478mG의 현저히 감소한 수치를 확인하였으며, 이보다 더 감소시키기 위하여 제조예3을 제작하여 측정하였다.
표 3은 제조예3으로 제작된 발열필름을 측정한 결과이다.
규격 400 x 600
인쇄방법 스크린/단면
샘플정보 폭/4.5mm, 간격/3mm, 1line
인가전압 110V
제조방법 샘플 2개 사용
전극방향 동일
전류방향 교차
측정위치 전극부분 측정 중앙부분 측정
측정값 5.37mG 0.049mG
제조예 3의 측정 결과를 보면 전극부분을 제외한 중앙부분에서의 자계수치가 0.049mG로서 거의 차단됨을 확인할 수 있다.
즉, 본원 발명의 자기파 실드 발열필름과 같이, 각각의 기판의 일면에 패턴을 형성하되 하나의 기판의 패턴과 다른 기판의 패턴이 서로 동일하게 인쇄하여 패턴이 겹치게 함으로써, 전자기파가 현저히 낮아질 수 있는 것이다.
상술한 방법에 의해 제조된 전자기파 실드 발열필름은 차량용 사이드미러 히터, 차량용 스티어링휠, 발열조끼, 발열유모차, 자가풍력발전 발열체, 열선깔창, 발열필름, 목욕탕유리, 성에제거 발열커튼 및 발열매트 뿐만 아니라, 각종 전자기기 등의 인쇄회로기판 등에도 적용할 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.
110,111 : 기판 120,121 : 전원단자
120a,121a : +전극 120b.121b : -전극
130,131 : 카본층 140 : 실버발열선
150 : 피딩롤러 151 : 레진주입기
152 : 잉크주입기 160 : UV조사기
190 : 권취롤러 180a,180b :가이드롤러

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 전원부에서 인가되는 전원으로 발열되는 전자기파 실드 발열필름 제조 방법에 있어서,
    (a)상기 전원부에서 공급된 전원에 의하여 발열되는 제1패턴을 제1기판의 일면에 도전성 잉크로 인쇄하고 상기 제1패턴의 양단에 +전극과 -전극의 제1전극을 형성하는 단계;
    (b)상기 전원부에서 공급된 전원에 의하여 발열되는 제2패턴을 제2 기판의 일면에 도전성 잉크로 인쇄하고 상기 제2패턴의 양단에 +전극과 -전극의 제2전극을 형성하는 단계;
    (c)상기 (a)단계와 상기 (b)단계의 기판을 합지하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 제1 패턴은
    "+"전극에 연결된 패턴이 좌방향에서 우방향으로 연결되어 일정한 간격(d)을 유지하도록 이격되어 다시 우방향에서 좌방향으로 연결되고, 다시 도면의 상측방향으로 일정한 간격(d)을 유지하도록 연결하고, 좌방향에서 우방향으로 연결되는 것을 교호적(交互的)으로 반복하여 "-"전극으로 연결하여 폐회로를 형성하고,
    상기 제2 패턴은
    "-"전극에 연결된 패턴이 좌방향에서 우방향으로 연결되어 일정한 간격(d)을 유지하도록 이격되어 다시 우방향에서 좌방향으로 연결되고, 다시 도면의 상측방향으로 일정한 간격(d)을 유지하도록 연결하고, 좌방향에서 우방향으로 연결되는 것을 교호적(交互的)으로 반복하여 "+"전극으로 연결하여 폐회로를 형성하고
    역전류패터닝이 되도록 상기 각 기판의 패턴은 상기 기판을 중심으로 서로 동일한 위치에 동일한 패턴이 위치하도록 합지하고, 상기 제1전극의 "+,-"전극과 상기 제2전극의 "+,-"전극도 동일한 위치에 동일한 전극이 형성되도록 합지함과 동시에, 상기 제1전극의 "+,-"전극에 연결되는 부위의 제1패턴과 상기 제2전극의 "+,-"전극에 연결되는 부위의 제2패턴만 서로 반대 방향으로 연결하는 전자기파 실드 발열필름 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 패턴은
    롤루롤 그라비아 인쇄장치에 의하여 인쇄되는 전자기파 실드 발열필름 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 롤루롤 그라비아 인쇄장치는,
    롤 상태의 기판을 공급하는 피딩롤러;
    상기 피딩롤러에서 공급된 기판의 일면에 음각의 패턴을 인쇄하는 제판롤러;및
    상기 제판롤러에서 인출된 음각 패턴에 도전성 잉크를 도포하는 잉크주입기;
    를 포함하는 전자기파 실드 발열필름 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제판롤러는
    기판의 표면에 감광제를 코팅하고, UV(ultraviolet) 노광과 현상 및 금속화, 전주도금과 표면에 잔존하는 잉크를 제거하는 세정단계를 거쳐 양각 패턴을 형성한 양각몰드를 구비한 전자기파 실드 발열필름 제조 방법.








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