KR101778011B1 - 발열 잉크조성물의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 발열 잉크조성물 및 상기 발열 잉크조성물을 이용한 발열장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발열 잉크조성물의 제조방법, 발열 잉크조성물 및 상기 발열 잉크조성물을 이용한 발열장치의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부와 질산은(AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 제1혼합물에 고분자 바인더 0.05 ~ 2 중량부 및 브롬계 화합물 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제2혼합물을 제조하여 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 원심분리하여 침전된 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매를 혼합함에 따라, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체를 제공할 수 있는 발열 잉크조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함함에 따라, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체를 제공할 수 있는 발열 잉크조성물을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제조하고, 기판 상에 상기 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, 상기 기판을 180 ~ 210 ℃로 가열하여 기판 상의 발열 잉크조성물을 1차 경화시키고, 전압을 인가하여 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써, 800 ℃ 이상의 고온으로 가열하는 공정이 생략되어 비용이 저렴하면서도 단 시간 내에 제조할 수 있을 뿐 아니라, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체를 포함하는 발열장치의 제조방법을 제공한다.

Description

발열 잉크조성물의 제조방법 및 이의 제조방법으로 제조된 발열 잉크조성물 및 상기 발열 잉크조성물을 이용한 발열장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING EXOTHERMIC INK COMPOSITION AND EXOTHERMIC INK COMPOSITION MANUFACTURED BY USING THE SAME AND METHOD FOR MANUFACTURING EXOTHERMIC APPARATUS USING EXOTHERMIC INK COMPOSITION}

본 발명은 발열 잉크조성물의 제조방법, 발열 잉크조성물 및 상기 발열 잉크조성물을 이용한 발열장치의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원의 “지역특화산업육성사업” 지원으로 수행된 연구 결과이다(과제고유번호 : 1415147734, 세부과제번호 : R0004126).

최근 스노보드, 스키, 스케이트, 켐핑 등 겨울철 야외 활동의 증가로 인해 발열제품에 대한 연구가 증가하고 있다. 이러한 발열제품은 다양한 형태로 구현되나, 기본적으로 선, 필름, 알루미나, 내열유리 등으로 이루어진 기판 상에 전기 인가 시에 발열되는 잉크 또는 페이스트 등을 이용한 발열체가 형성된 형태로 구성된다.

상기와 같이 기판 상에 발열체가 형성된 발열장치는 외측에 외피를 덧대거나 적층함으로써 일반적으로 알려진 전기매트. 전기 요, 전기방석, 온수매트, 전기카페트, 발 난로, 보온 이불, 보온 담요 등의 형태로 제조될 수 있을 뿐 아니라, 주거용 난방장치, 작업장이나 창고 등의 산업용 난방장치, 농업용 설비, 결빙을 방지하는 각종 동결방지장치 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 한편, 발열장치의 활용이 증대되면서 발열체 자체의 낮은 발열 특성, 집열 또는 국부과열과 같은 이상발열과 이로 인한 발열장치의 손상 및 화재 위험성, 및 고온 발열 시 기판으로부터 발열체가 분리되어 발열 특성이 저하되는 등의 문제를 해결하고, 발열 특성이 우수한 발열장치에 대한 요구가 증가하고 있다.

이에 따라, 대한민국 등록특허 제10-1579885호에서는 은(Ag)과 팔라듐(Pd)을 포함하는 페이스트를 기판 상에 인쇄하고, 이를 800 ~ 850 ℃에서 가열함으로써 제조되어, 고온에서 장시간 작동하여도 회로의 들뜸이 없는 고신뢰성 히터를 제공한다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-0557398호에서는 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)을 포함하는 전극 페이스트를 기판 상에 인쇄하고, 이를 900 ℃ 이상의 고온으로 가열함으로써 제조되어, 편발열이 낮고 고른 열 분포를 가지는 히터를 제공하고 있다.

그러나, 상기된 등록특허들은 기판 상에 은을 포함하는 페이스트를 인쇄하고 이를 800 ℃ 이상의 고온으로 가열하여 발열체를 형성함으로써 발열체의 들뜸 내지 분리를 방지하면서도 발열 성능을 향상시키고 있으나, 상기 페이스트를 경화시키기 위해 800 ℃ 이상의 고온으로 가열하는 과정에서 별도의 시설과 긴 시간이 소요됨에 따라, 비용이 증가되는 문제가 있었다. 게다가, 상기와 같이 800 ℃ 이상의 고온에서 가열처리함에도 불구하고, 고온 발열시 여전히 기판으로부터 발열체가 들뜨거나 분리되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1579885호 대한민국 등록특허 제10-0557398호

본 발명의 첫 번째 목적은 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부와 질산은(AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 제1혼합물에 고분자 바인더 0.05 ~ 2 중량부 및 브롬계 화합물 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제2혼합물을 제조하여 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 원심분리하여 침전된 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매를 혼합함으로써, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체를 제공할 수 있는 발열 잉크조성물의 제조방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 두 번째 목적은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함함에 따라, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체를 제공할 수 있는 발열 잉크조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 세 번째 목적은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제조하고, 기판 상에 상기 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, 상기 기판을 180 ~ 210 ℃로 가열하여 발열 잉크조성물을 1차 경화시키고, 전압을 인가하여 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써, 800 ℃ 이상의 고온 가열 공정이 생략되어 비용이 저렴하면서도 단 시간 내에 제조될 수 있고, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않을 뿐 아니라 발열 특성이 우수한 발열체를 포함하는 발열장치의 제조방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 목적은 상기된 바와 같은 기술적과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수 있다.

상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol)을 가열하는 제1단계, 상기 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부와 질산은(AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하는 제2단계, 상기 제1혼합물에 고분자 바인더 0.05 ~ 2 중량부 및 브롬계 화합물 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제2혼합물을 제조하는 제3단계, 상기 제2혼합물에 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 원심분리하여 침전된 은 조성물을 수득하는 제4단계, 상기 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매를 혼합하여 발열 잉크조성물을 제조하는 제5단계를 포함하는 발열 잉크조성물의 제조방법을 제공한다.

상기 은 조성물은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자, 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함할 수 있다.

상기 은 조성물은 상기 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 상기 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함할 수 있다.

상기 발열 잉크조성물은 상기 은 조성물 100 중량부에 대해 상기 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 상기 제2유기용매 20 ~ 60 중량부를 포함할 수 있다.

상기 제2단계에서는 질산니켈(Ni(NO₃)₂) 1 ~ 5 중량부를 더 혼합할 수 있다.

상기 두 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제공한다.

상기 은 조성물은 상기 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 상기 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함할 수 있다.

상기 발열 잉크조성물은 상기 은 조성물 100 중량부에 대해 상기 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 상기 유기용매 20 ~ 60 중량부를 포함할 수 있다.

상기 세 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제조하는 발열 잉크조성물 제조단계; 기판 상에 상기 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 패턴형성단계; 상기 기판을 180 ~ 210 ℃로 가열하여, 상기 기판 상의 발열 잉크조성물을 1차 경화시키는 제1경화단계; 및 상기 1차 경화된 발열 잉크조성물에 전압을 인가하여, 상기 1차 경화된 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써 발열체를 형성하는 제2경화단계;를 포함하는 발열장치의 제조방법을 제공한다.

상기 제2경화단계에서 인가되는 전압은 30 ~ 220 V인 것일 수 있다.

상기 은 조성물은 상기 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 상기 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함할 수 있다.

상기 발열 잉크조성물은 상기 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 유기용매 20 ~ 60 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 발열 잉크조성물의 제조방법에 따르면, 디에틸렌글리콜 100 중량부와 질산은(AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 제1혼합물에 고분자 바인더 0.05 ~ 2 중량부 및 브롬계 화합물 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제2혼합물을 제조하여 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 원심분리하여 침전된 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매를 혼합함에 따라, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열 잉크조성물을 제조할 수 있다. 특히, 본 발명의 발열 잉크조성물의 제조방법에 따라 제조된 발열 잉크조성물은 600 ℃ 이상의 고온에서 발열하여도 기판으로부터 쉽게 분리되지 않아 안정하다.

또한, 본 발명의 발열 잉크조성물은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함함에 따라, 고온 발열 하여도 기판으로부터 쉽게 분리되지 않을 뿐 아니라 발열 특성이 우수할 수 있다.

또한, 본 발명의 발열체의 제조방법에 따르면, 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제조하고, 기판 상에 상기 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, 상기 기판을 180 ~ 210 ℃로 가열하여 기판 상의 발열 잉크조성물을 1차 경화시키고, 전압을 인가하여 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써, 800 ℃ 이상의 고온 가열 공정이 생략되어 비용이 저렴하면서도 단 시간 내에 제조될 수 있다. 또한, 고온 발열 시 기판으로부터 쉽게 분리되지 않을 뿐 아니라 발열 특성이 우수한 발열체를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발열 잉크조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발열장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 발열장치의 제조방법에 따라 제조된 발열장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예 1에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 5는 실시예 2에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 6은 비교예 7에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 7은 비교예 8에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 8은 비교예 9에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 9는 비교예 10에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 10은 비교예 11에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 11은 비교예 18에 따라 제조된 은 조성물의 SEM 사진을 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 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.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, “은 나노입자”는 입경이 100 나노미터 이하이며 구형인 은 나노입자를 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, “은 마이크로입자”는 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, “은 조성물”은 상기 은 나노입자와 상기 은 마이크로 입자를 포함하는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에 있어서, “유무기 하이브리드 수지”는 나노미터 크기의 무기물과 유기수지를 분자단위에서 화학적으로 결합시킨 것을 의미한다.

이하에서는 ‘입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자’를 ‘구형의 은 나노입자’로 간략하게 호칭할 수 있으며, ‘길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자’를 ‘막대 형태의 은 마이크로입자’로 간략하게 호칭할 수 있다. 또한, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발열 잉크조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발열장치의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 도 2에 도시된 발열장치의 제조방법에 따라 제조된 발열장치의 단면을 도시한 도면이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서는 발열 잉크조성물의 제조방법을 제공한다.

도 1을 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 잉크조성물의 제조방법(10)은 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol)을 가열하는 제1단계(11), 상기 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부와 질산은(AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하는 제2단계(12), 상기 제1혼합물에 고분자 바인더 0.05 ~ 2 중량부 및 브롬계 화합물 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제2혼합물을 제조하는 제3단계(13), 상기 제2혼합물에 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 원심분리하여 침전된 은 조성물을 수득하는 제4단계(14), 상기 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매를 혼합하여 발열 잉크조성물을 제조하는 제5단계(15)를 포함함에 따라, 고온 발열 시 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체(130)를 형성할 수 있는 발열 잉크조성물을 제공할 수 있다.

본 실시예의 제조방법에 따라 제조된 은 조성물은 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로 입자를 함께 포함할 수 있다. 특히, 입경이 구형의 은 나노입자 100 중량부와 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부의 비율을 갖도록 제조되어, 이를 포함하는 발열 잉크조성물은 고온 발열 시 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체(130)를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 600 ℃ 이상의 고온 발열 시에도 기판(110)으로부터 쉽게 분리되거나 들뜨지 않는 안정한 발열체(130)를 형성할 수 있다.

(1) 제1단계(11)에서는 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol)을 가열한다.

디에틸렌글리콜(Diethylene glycol)은 에틸렌옥사이드와 물 또는 에틸렌글리콜의 가열반응에 의해 제조되거나, 에틸렌클로로히드린(Ethylene chlorohydrin) 또는 브로모도히드린(Bromohydrin)을 글리콜과 약 120 ℃ 이상의 온도에서 반응시킴으로써 제조될 수 있고, HOCH₂CH₂OCH₂CH₂OH 구조의 시성식을 가진다.

본 실시예에서 디에틸렌글리콜은 질산은, 고분자 바인더 및 브롬계 화합물이 서로 균일하게 혼합될 수 있도록 도움을 주는 용매로서 역할을 하며, 제1단계(11)에서는 디에틸렌글리콜을 끓는점 보다 낮은 130 ~ 180 ℃로 가열하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 디에틸렌글리콜의 가열은 공지된 모든 방법에 의해 실시될 수 있다. 본 실시예에서 디에틸렌글리콜을 130 ~ 180 ℃로 가열하여 사용함에 따라, 본 실시예에서는 구형의 은 나노입자 100 중량부와 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부의 적정 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 있어 발열 특성이 우수해질 뿐 아니라, 겔 상태의 은 조성물을 제조할 수 있어 사용이 편리할 수 있다.

만약, 디에틸렌글리콜의 온도가 130 ℃ 미만일 경우에는 디에틸렌글리콜과 질산은, 고분자 바인더 및 브롬계 화합물이 충분히 혼합되지 않아 조성이 균일하지 않을 뿐 아니라 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자를 상기된 비율로 포함하는 은 조성물을 제조할 수 없으므로, 발열 특성이 저하될 수 있다. 반면, 디에틸렌글리콜의 온도가 180 ℃를 초과할 경우에는 제1혼합물을 제조하는 과정에서 디에틸렌글리콜이 증발되어 질산은의 농도가 달라짐에 따라 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자를 적정비율로 혼합하여 제조하는 데에 어려움이 있을 뿐 아니라, 입자의 형태가 균일하지 못하여 발열 특성이 저하될 수 있다.

(2) 제2단계(12)에서는 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부와 질산은(AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조한다.

본 실시예의 제2단계(12)에서는 제1단계(11)에서 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부와 상기 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 질산은 (AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부, 바람직하게는 1 ~ 4 중량부, 더욱 바람직하게는 1.5 ~ 3 중량부를 혼합하여, 제1혼합물을 제조할 수 있다. 또한, 제2단계(12)에서는 제1혼합물의 균일한 혼합을 위해 별도의 교반이 실시될 수 있으며, 교반은 공지된 모든 방법이 적용될 수 있다.

만약, 본 실시예의 발열 잉크조성물이 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 질산은을 0.5 중량부 미만으로 포함할 경우에는 은 조성물 제조를 위한 은 입자가 충분히 공급되지 않아 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자가 적정 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 없다. 반면, 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 질산은을 5 중량부를 초과하여 포함할 경우에는 경제적이지 못하고, 과도하게 투입된 은 입자들이 응집되거나 침전물을 형성하여 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자가 적정 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 없다. 이에 따라, 발열 잉크조성물을 이용한 발열체(130)의 발열특성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

또한, 제2단계(12)에의 제1혼합물에는 디에틸렌글리콜 및 질산은과 함께 질산니켈(Ni(NO₃)₂)을 더 포함될 수 있으며, 질산니켈의 투입으로 인해 발열 잉크조성물의 접착력이 향상되어 발열 잉크조성물에 의한 발열체(130)가 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않을 수 있다.

본 실시예에 따르면, 본 실시예의 제2단계(12)에서는 질산니켈을 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 1 ~ 5 중량부, 바람직하게는 2 ~ 4 중량부, 더욱 바람직하게는 2 ~ 3 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 만약, 본 실시예의 발열 잉크조성물이 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 질산니켈을 1 중량부 미만으로 포함할 경우에는 접착력 개선 효율이 미미하며, 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 질산니켈을 5 중량부 초과하여 포함할 경우에는 부산물을 생성하여 발열 잉크조성물을 오염시킬 뿐 아니라 접착력 개선 효율에 큰 차이가 없어 경제성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

한편, 제2단계(12)에서는 제1단계(11)에서 가열된 디에틸렌글리콜의 온도를 130 ~ 180 ℃로 유지하기 위해 별도의 가열이 실시될 수 있으며, 이로 인해 제2단계(12)에서 제조되는 제1혼합물은 130 ~ 180 ℃의 온도를 가질 수 있다.

(3) 제3단계(13)에서는 제1혼합물에 고분자 바인더 0.05 ~ 2 중량부 및 브롬계 화합물 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제2혼합물을 제조한다.

본 실시예의 제3단계(13)에서는 제2단계(12)에서 제조된 제1혼합물과 고분자 바인더 및 브롬계 화합물을 혼합함으로써 제2혼합물을 제조할 수 있으며, 제2혼합물의 균일한 혼합을 위해 별도의 교반이 실시될 수 있고, 교반은 공지된 모든 방법에 의해 실시될 수 있다. 또한, 제3단계(13)에서도 상기 제1단계(11) 내지 상기 제2단계(12)와 동일하게 가열이 실시될 수 있으나, 반드시 실시되어야 하는 것은 아니다.

먼저, 본 실시예의 고분자 바인더로는 공지된 모든 종류의 고분자 바인더가 적용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리비닐피롤리돈, 아마이드계 화합물, 카바마이드계 화합물 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 실시예의 고분자 바인더는 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 0.05 ~ 2 중량부, 바람직하게는 0.1 ~ 1.5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 1 중량부의 비율로 포함될 수 있다.

만약, 본 실시예의 발열 잉크조성물이 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 고분자 바인더를 0.05 중량부 미만으로 포함할 경우에는 본 실시예의 발열 잉크조성물이 겔 상태로 형성되지 않고 묽은 상태가 되어 사용성이 저하될 뿐 아니라 접착성 및 부착성이 저하되어 발열 특성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 반면, 본 실시예의 발열 잉크조성물이 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 고분자 바인더를 2 중량부를 초과하여 포함할 경우에는 발열 잉크조성물의 점도가 지나치게 높아져 사용성이 저하될 뿐 아니라, 막대 형태의 은 마이크로입자의 양이 증가하여 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자가 적정 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 없음에 따라, 발열 특성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 특히, 고분자 바인더의 함량이 2 중량부를 초과할 경우에는 발열체(130)의 치밀도가 떨어져 발열 성능이 저하될 뿐 아니라 발열체(130)가 기판(110)으로부터 쉽게 분리되는 문제가 있을 수 있다.

본 실시예의 브롬계 화합물은 브롬화 칼륨, 브롬화 나트륨, 브롬화 바륨, 브롬화 칼슘, 브롬화 리튬 및 브롬화 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 브롬화 칼륨이 사용될 수 있다. 또한, 브롬계 화합물은 상기 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 0.1 ~ 3 중량부, 바람직하게는 1 ~ 3 중량부, 더욱 바람직하게는 2 ~ 3 중량부의 비율로 포함될 수 있다.

만약, 본 실시예의 발열 잉크조성물이 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 브롬계 화합물을 0.1 중량부 미만으로 포함할 경우에는 막대 형태의 은 마이크로입자의 양이 적게 형성되어 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자가 적정 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 없어 발열 특성이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 브롬계 화합물 3 중량부를 초과하여 포함할 경우에는 막대 형태의 은 마이크로입자의 양이 증가되어 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자가 적정 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 없어 발열 특성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

특히, 브롬계 화합물은 구형의 은 나노입자의 응집과 성장을 촉진하여 막대 형태의 은 마이크로입자를 제조할 수 있도록 함에 따라, 은 조성물에서 막대 형태의 은 마이크로입자의 생성량은 브롬계 화합물의 투입량에 따라 조절할 수 있다. 또한, 상기와 같은 제3단계(13)를 통해 제조된 제2혼합물은 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함할 수 있으며, 별도의 불순물, 부산물 등이 혼합된 형태일 수 있다.

(4) 제4단계(14)에서는 제2혼합물에 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 원심분리하여 침전된 은 조성물을 수득한다.

본 실시예의 제4단계(14)에서는 상기 제3단계(13)에서 제조된 구형의 은 나노입자, 막대 형태의 은 마이크로입자 및 별도의 불순물 등이 혼합된 제2혼합물과 제1유기용매를 혼합하고, 이를 원심분리함으로써 각종 부산물, 부유물 등을 제거하여 겔 상태의 은 조성물 수득할 수 있다. 제4단계(14)에서 원심분리는 약 2500 ~ 3300 rpm으로 약 5 ~ 15 분 동안 실시될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

제1유기용매는 혼합물 내의 불순물을 제거하고 겔 상태의 은 조성물을 수득하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 제1유기용매로는 헥실알코올, 도데실알코올, 다이에틸렌알코올아민, 에틸렌글라이콜, 에탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 공지된 모든 종류의 유기용매가 적용될 수 있다.

본 실시예의 제1유기용매는 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 130 ~ 180 중량부, 바람직하게는 140 ~ 170 중량부, 더욱 바람직하게는 150 ~ 160 중량부의 비율로 혼합될 수 있다. 만약, 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부에 대해 제1유기용매가 130 중량부 미만으로 포함될 경우에는 제2혼합물 내의 불순물이 충분히 제거되지 못하는 문제가 있을 수 있으며, 제1유기용매가 180 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 은 조성물의 점도가 낮아져 겔 상태의 은 조성물을 수득할 수 없고, 이로 인해 사용성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.

한편, 제4단계(14)에서 원심분리는 수회 반복될 수 있다. 예를 들어, 제4단계(14)는 제2혼합물에 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 약 3000 rpm으로 10 분 동안 원심분리한 후, 상등액을 버리고 침전물을 수득하는 것을 1회로 하여 수회 반복될 수 있다. 상기 원심분리의 횟수는 제한되지 않으나, 1 ~ 3회 반복하는 것이 바람직하다.

상기의 과정을 통해 최종적으로 얻어진 침전물은 상기 제1단계(11) 내지 제3단계(13)에서 투입된 디에틸렌글리콜, 질산은, 질산니켈, 고분자 바인더 및 브롬계 화합물 중에서 반응하지 못한 미반응 물질, 상기 물질들의 부반응에 의해 생긴 부산물 등이 제거된, 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 적정비율로 포함하는 은 조성물일 수 있다.

특히, 제1단계(11) 내지 제4단계(14)를 통해 제조된 은 조성물은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함할 수 있으며, 이로 인해 본 실시예의 발열 잉크조성물은 고온 발열 시 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체(130)를 형성할 수 있다.

한편, 제1단계(11) 내지 제4단계(14)를 통해 제조된 은 조성물의 막대 형태의 은 마이크로입자는 길이 및 폭의 비율은 3 ~ 5 : 1인 것일 수 있으며, 이에 의해 발열 특성이 더욱 향상될 수 있다.

(5) 제5단계(15)에서는 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매를 혼합하여 발열 잉크조성물을 제조한다.

본 실시예의 제5단계(15)에서는 상기 제4단계(14)에서 수득된 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 용매를 혼합함으로써 발열 잉크조성물을 제조할 수 있다. 특히, 발열 잉크조성물은 은 조성물 100 중량부와 상기 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 제2유기용매 20 ~ 60 중량부가 혼합됨으로써 제조될 수 있다.

유무기 하이브리드 수지는 나노미터 크기의 무기물과 유기수지(prepolymer)를 분자단위에서 화학적으로 결합시킨 것으로, 경도, 안정성, 투명성, 저온공정특성, 유연성 및 인성이 우수할 뿐 아니라, 전기적 특성(절연성, 고유전성, 내아크성 등), 열적 특성(고온 내구성, 고열 전도성 등) 및 기계적 특성(내구성, 내마모성, 내스크래치성, 고접착성, 고경도 등)이 우수하다. 또한, 필름이나 섬유형태로의 가공이 용이하며, 상기 무기물과 유기수지의 혼합비, 혼합방법 등을 조절하여 기공률을 조절할 수 있다.

본 실시예에서는 소수화된 MgO, ZnO, Al₂O₃, ZrO₂ 등의 무기물과 에폭시수지를 결합시킴으로써 제조된 유무기 하이브리드 수지를 사용함으로써, 본 실시예의 발열 잉크조성물로부터 형성된 발열체(130)의 전기적 특성, 열적 특성 및 기계적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 실시예의 발열 잉크조성물은 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부, 바람직하게는 1 ~ 8 중량부, 더욱 바람직하게는 1.5 ~ 5 중량부를 포함할 수 있다. 만약, 발열 잉크조성물이 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지를 0.1 중량부 미만으로 포함할 경우에는 발열체(130)가 기판(110) 상에 잘 부착되지 않을 뿐 아니라 발열체(130)의 전기적 특성, 열적 특성 및 기계적 특성의 향상이 미미할 수 있다. 반면, 발열 잉크조성물이 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지를 10 중량부를 초과하여 포함할 경우에는 발열 잉크조성물의 점도가 지나치게 높아져 사용성이 저하될 수 있다.

본 실시예의 제2유기용매로는 헥실알코올, 도데실알코올, 다이에틸렌알코올아민, 에틸렌글라이콜, 에탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 공지된 모든 종류의 유기용매가 적용될 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 발열 잉크조성물을 제조하는 방법에서 사용되는 제1유기용매는 은 조성물을 수득하기 위해 사용되는 것을 의미하며, 제2용매는 발열 잉크조성물을 제조하기 위해 사용되는 것을 의미하는 것일 뿐, 제1유기용매와 제2유기용매는 동일한 것(성분/종류)일 수 있다.

본 실시예의 발열 잉크조성물은 은 조성물 100 중량부에 대해 제2유기용매를 20 ~ 60 중량부, 바람직하게는 20 ~ 50 중량부, 더욱 바람직하게는 30 ~ 40 중량부를 포함할 수 있다. 만약, 본 실시예의 발열 잉크조성물이 은 조성물 100 중량부에 대해 제2유기용매를 20 중량부 미만으로 포함할 경우에는 발열 잉크조성물의 점도가 높아져 사용성이 저하되고 유무기 하이브리드 수지와 은 조성물이 균일하게 혼합되지 못하는 문제가 있을 수 있으며, 제2유기용매를 60 중량부를 초과하여 포함할 경우에는 발열 잉크조성물이 묽어져 기판(110) 상에 인쇄 내지 도포가 어려울 수 있으며, 발열 잉크조성물에 의한 발열체(130)가 기판(110)으로부터 쉽게 분리되는 문제가 있을 수 있다.

제5단계(15)에서는 상기된 바와 같은 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매 이외에 발열 잉크조성물의 물성 및 사용성 향상을 위한 다양한 종류의 첨가제들이 포함될 수 있다. 참가제는 예를 들어, 분산제, 분산안정제, 경화촉진제, 점증제, 글래스프릿, 경화제, 안료, 금속 입자 등 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명에서는 상기 제1 단계 내지 제5단계(15)를 포함하는 발열 잉크조성물의 제조방법에 의해 제조된 발열 잉크조성물을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 발열 잉크조성물은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함함에 따라, 고온 발열 시 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체(130)를 형성할 수 있는 발열 잉크조성물을 제공할 수 있다.

특히, 발열 잉크조성물은 상기 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 유기용매 20 ~ 60 중량부를 포함할 수 있으며, 이에 의해 발열 잉크조성물의 접착성 및 부착성이 우수해질 뿐 아니라 발열 특성이 우수해질 수 있다.

또한, 은 조성물은 상기 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 상기 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함함에 따라, 본 실시예의 발열 잉크조성물은 고온 발열 시 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체(130)를 형성할 수 있다. 이 때, 은 조성물의 막대 형태의 은 마이크로입자는 길이 및 폭의 비율은 3 ~ 5 : 1인 것일 수 있으며, 이에 의해 발열 특성이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 유기용매는 헥실알코올, 도데실알코올, 다이에틸렌알코올아민, 에틸렌글라이콜, 에탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 공지된 모든 종류의 유기용매가 적용될 수 있다.

또한, 본 발명에는 상기의 발열 잉크조성물을 이용한 발열장치(100)의 제조방법을 제공한다.

도 2를 보면, 본 발명의 실시예에 따른 발열 잉크조성물을 이용한 발열체(130)의 제조방법은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제조하는 발열 잉크조성물 제조단계, 기판(110) 상에 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 패턴형성단계(20), 기판(110)을 180 ~ 210 ℃로 가열하여, 기판(110) 상의 발열 잉크조성물을 1차 경화시키는 제1경화단계(30) 및 상기 1차 경화된 발열 잉크조성물에 전압을 인가하여 1차 경화된 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써 발열체(130)를 형성하는 제2경화단계(40)를 포함함에 따라, 800 ℃ 이상의 고온으로 가열하는 공정이 생략되어 비용이 저렴하면서도 단 시간 내에 제조할 수 있을 뿐 아니라, 고온 발열 시 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체(130)를 포함하는 발열장치(100)를 제공할 수 있다. 상기 발열장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같을 수 있다.

(A) 발열 잉크조성물 제조단계(10)에서는 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제조한다.

본 실시예의 발열 잉크조성물 제조단계(10)에서는 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 혼합함으로써 발열 잉크조성물을 제조한다. 이때, 발열 잉크조성물 제조단계(10)에서는 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부, 유기용매 20 ~ 60 중량부 및 경화제 150 ~ 230 중량부를 포함할 수 있다.

특히, 은 조성물은 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 5 ~ 25 중량부로 포함함에 따라, 발열 잉크조성물은 고온 발열 시 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않으면서도 발열 특성이 우수한 발열체(130)를 형성할 수 있다. 이때, 막대 형태의 은 마이크로입자는 길이 및 폭의 비율은 3 ~ 5 : 1인 것일 수 있다.

또한, 본 실시예의 (A)발열 잉크조성물 제조단계(10)는 상기 (1)제1단계(11) 내지 (5)제5단계(15)를 포함하는 발열 잉크조성물의 제조방법과 동일하며, 상기 (1)제1단계(11) 내지 (5)제5단계(15)의 내용을 모두 포함한다.

(B)패턴형성단계(20)에서는 기판(110) 상에 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한다.

본 실시예의 패턴형성단계(20)에서는 상기 발열 잉크조성물 제조단계(10)에서 제조된 발열 잉크조성물을 기판(110) 상에 인쇄 내지 도포하여 패턴을 형성할 수 있으며, 패턴의 형태는 특별히 제한되지 않는다. 패턴은 예를 들어, 일정 간격으로 이격된 복수 개의 선으로 형성될 수 있으며, 일정 간격으로 이격된 복수 개의 선들이 교차하는 벌집 모양, 다이아몬드 모양 등 다양한 형태일 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 기판(110)은 발열 장치에 적용될 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어 알루미나 및 질화알루미늄 등을 포함하는 세라믹 기판(110), 내열유리, 고분자 필름 등이 적용될 수 있다. 상기 가판의 두께는 1 ~ 500 마이크로미터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 실시예에서 기판(110) 상에 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성하기 위해서는 공지된 모든 방법의 인쇄 또는 도포 방법이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 그라비아 인쇄, 스프레이 코팅, 롤 프린팅, 실크스크린 인쇄, 옵셋 인쇄 등의 방법이 적용될 수 있다.

(C)제1경화단계(30)에서는 패턴이 형성된 기판(110)을 180 ~ 210 ℃로 가열하여, 기판(110) 상의 발열 잉크조성물을 1차 경화시킨다.

본 실시예의 제1경화단계(30)에서는 상기 패턴형성단계(20)에서 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴이 형성된 기판(110)을 180 ~ 210 ℃로 가열함으로써, 기판(110) 상의 발열 잉크조성물을 1차로 경화시킬 수 있다.

패턴형성단계(20)에서는 흐름성을 가지는 액상의 발열 잉크조성물을 이용하여 기판(110) 상에 패턴을 형성함에 따라 기판(110) 상의 발열 잉크조성물을 경화시키는 과정이 실시되어야한다. 종래에는 단순히 800 ℃ 이상의 고온으로 가열함으로써 발열 잉크조성물을 경화시킴에 따라, 고온 가열을 위한 별도의 장치 및 공정이 추가되어야 하는 문제가 있었으나, 본 실시예에서는 저온에서 1차 경화한 뒤 전압을 인가하여 2차 경화시킴으로써 접착성이 뛰어난 발열체(130)를 형성할 수 있으면서도 비용이 저렴할 수 있다.

본 실시예에서 가열은 본 실시예의 발열 잉크조성물에 의해 패턴이 형성된 기판(110)을 180 ~ 210 ℃로 가열할 수 있는 방법이라면 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(110)을 고온의 열난로 또는 소성기에 투입한 후 열을 가함으로써 기판(110) 상의 발열 잉크조성물을 1차로 경화할 수 있다. 만약, 제1경화단계(30)에서 180 ℃ 이하로 가열하게 되면 기판(110) 상의 발열 잉크조성물이 충분히 경화되지 않는 문제가 있을 수 있으며, 210 ℃ 이상으로 가열하게 되면 고온으로 가열하기 위한 별도의 장치 등의 필요에 의해 비용이 증가되는 문제가 있을 수 있다.

(D)제2경화단계(40)에서는 상기 1차 경화된 발열 잉크조성물에 전압을 인가하여, 1차 경화된 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써 발열체(130)를 형성한다.

본 실시예의 제2경화단계(40)에서는 상기 제1경화단계(30)로 인해 1차 경화된 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써 발열체(130)를 형성할 수 있는데, 발열 잉크조성물의 2차 경화를 위해 발열 잉크조성물에 전압을 인가할 수 있다.

본 실시예의 제2경화단계(40)에서 기판(110)에 인가되는 전압은 30 ~ 220V일 수 있으며, 인가되는 전압의 세기는 발열선의 길이와 저항에 따라 달라질 수 있으므로, 상기된 바에 제한되지 않는다. 예를 들어, 발열선의 길이가 약 800 mm 이면서 저항이 약 2 Ω인 경우 30 ~ 40 V의 전압이 인가될 수 있으며, 발열선의 길이가 약 4000 mm 이면서 저항이 약 6.5 Ω인 경우 180 ~ 190 V의 전압이 인가될 수 있다. 즉, 인가되는 전압의 세기는 발열선의 길이와 저항에 따라 달라질 수 있으며, 인가되는 전압의 범위는 30 ~ 220V로 이에 맞춰 발열선의 길이와 저항을 적정하게 맞춰야한다.

상기된 바와 같이, 제2경화단계(40)에서는 발열 잉크조성물의 1차 경화 상태, 기판(110)의 종류, 발열선의 길이와 저항에 따라 전압의 세기를 달리하며, 발열 잉크조성물(발열 잉크조성물이 도포 내지 인쇄된 기판(110))에 전압을 인가할 수 있다. 이와 같이 전기가 인가되면, 발열 잉크조성물은 약 200 ~ 600 ℃로 발열하면서 완전히 경화되어, 기판(110) 상에 발열체(130)를 형성할 수 있다.

본 실시예에 따라 기판(110) 상에 형성된 발열체(130)는 구형의 은 나노입자와 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물을 포함할 뿐 아니라, 발열 잉크조성물을 180 ~ 210 ℃의 저온에서 1차 경화시키고 이에 전기를 인가하여 2차 경화시켜 제조됨에 따라, 발열체(130) 자체의 발열 특성이 우수할 뿐 아니라 기판(110)에 대한 접착력 및 부착력이 우수하여 고온 발열 시에도 기판(110)으로부터 쉽게 분리되지 않아 안정할 수 있다. 이에 따라, 상기 발열체(130)를 포함하는 본 실시예의 발열 장치의 발열 특성이 우수할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따라 기판(110) 상의 형성되는 발열체(130)의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 1 ~ 30 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 발열체(130)의 두께가 1 마이크로미터 미만일 경우에는 전기에너지를 열에너지로 충분히 변환시키지 못해 발열 특성이 저하될 뿐 아니라, 두께가 30 마이크로미터를 초과할 경우에는 기판(110)과의 접착력이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

도 3에 도시된 바처럼, 기판(110) 상에 발열체(130)가 형성된 후에 양단에 전극(120)을 형성함으로써 발열장치(100)를 완성할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따라 제조된 발열장치(100)의 외측에 외피를 덧대거나 적층함으로써 전기매트, 전기 요, 저기방석, 온수매트, 전기카페트, 발 난로, 보온 이불, 보온 담요 등의 형태로 제조할 수 있으며, 본 실시예에 따라 제조된 발열장치(100)는 산업용 난방장치, 농업용 설비, 결방 방지를 위한 동결방지장치 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.

실시예

실시예 1

반응기에 디에틸렌글리콜을 반응기에 투입하고 약 170 ℃로 가열한 뒤, 상기 170 ℃의 디에틸렌글리콜 100 g과 질산은 2 g을 혼합하여 제1혼합물을 제조하였으며, 상기 제1혼합물에 폴리비닐피롤리돈 1 g 및 브롬화 칼륨 2 g를 혼합하여 제2혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 과정에서 계속해서 가열과 교반을 실시하여 제2혼합물의 온도는 약 160 ~ 170 ℃ 이었다. 이어서, 제2혼합물에 아세톤 150 g을 투입하고 교반한 뒤, 3000 rpm 으로 약 10 분 동안 원심분리하여 침전물을 수득하였고, 상기 침전물을 아세톤 150 중량부와 혼합한 뒤 원심분리하여 침전된 은 조성물을 수득하였다.

이 후, 상기 은 조성물 100 g, 유무기 하이브리드 수지 5 g, 헥실알코올과 도데실알코올이 혼합된 유기용매 40 g을 혼합하여 발열 잉크조성물을 제조하였다. 이때, 유무기 하이브리드 수지는 소수화된 MgO 및 Al₂O₃가 혼합된 무기물과 에폭시수지를 결합시킨 것으로 사용하였다.

상기 발열 잉크조성물을 이용하여 알루미나 기판의 일면에 패턴을 형성한 뒤, 기판을 200 ℃에서 10 분 동안 가열한 후, 180 ~ 190 V의 전압을 인가(발열선 길이 : 4000 mm, 저항 : 6.5 Ω)하여 발열 잉크조성물을 완전 경화시킴으로써 기판 상에 발열체(두꼐 : 약 10 ~ 15 마이크로미터)를 형성하였다. 이어서, 상기 발열체가 형성된 기판에 복수 개의 전극을 형성함으로써, 발열 장치를 제조하였다.

실시예 2

실시예 1과 동일하며, 브롬화 칼륨을 3 중량부 혼합하여 발열장치를 제조하였다.

실시예 3

실시예 2와 동일하며, 디에틸렌글리콜의 온도를 200 ℃로 가열하여 발열장치를 제조하였다.

실시예 4

실시예 2와 동일하며, 질산니켈 3 중량부를 더 포함하여 발열장치를 제조하였다.

실시예 5

실시예 2와 동일하며, 발열 잉크조성물을 180 ℃에서 1차 경화시킴으로써 발열장치를 제조하였다.

실시예 6

실시예 2와 동일하며, 30 ~ 40 V의 전압을 인가(발열선 길이 : 800 mm, 저항 : 2 Ω)함으로써, 발열장치를 제조하였다.

비교예

비교예 1

실시예 2와 동일하나, 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, 기판을 800 ℃에서 가열함으로써, 발열장치를 제조하였다.

비교예 2

실시예 2와 동일하나, 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, 기판을 1000 ℃에서 가열함으로써, 발열장치를 제조하였다.

비교예 3

실시예 2와 동일하나, 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, 기판을 100 ℃에서 가열함으로써, 발열장치를 제조하였다.

비교예 4

실시예 2와 동일하나, 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성한 뒤, 기판을 300 ℃에서 가열함으로써, 발열장치를 제조하였다.

비교예 5

실시예 2와 동일하나, 전압을 인가하지 않고, 발열장치를 제조하였다.

비교예 6

실시예 2와 동일하나, 380 ~ 400 V의 전압을 인가(발열선 길이 : 4000 mm, 저항 : 6.5 Ω)

비교예 7

실시예 2와 동일하나, 브롬화 칼륨을 투입하지 않고 발열장치를 제조하였다.

비교예 8

실시예 2와 동일하나, 브롬화 칼륨을 7 중량부 투입하여 발열장치를 제조하였다.

비교예 9

실시예 2와 동일하나, 브롬화 칼륨을 15 중량부 투입하여 발열장치를 제조하였다.

비교예 10

실시예 2와 동일하나, 디에틸렌글리콜을 80 ℃로 가열하여 발열장치를 제조하였다.

비교예 11

실시예 2와 동일하나, 디에틸렌글리콜을 210 ℃로 가열하여 발열장치를 제조하였다.

비교예 12

실시예 2와 동일하나, 은 조성물 50 중량부, 유무기 하이브리드 수지 6 중량부, 헥실알코올과 도데실알코올이 혼합된 유기용매 40 중량부를 혼합한 발열 잉크조성물을 이용하여, 발열장치를 제조하였다.

비교예 13

실시예 2와 동일하나, 은 조성물 300 중량부, 유무기 하이브리드 수지 5 중량부, 헥실알코올과 도데실알코올이 혼합된 유기용매 40 중량부를 혼합한 발열 잉크조성물을 이용하여, 발열장치를 제조하였다.

비교예 14

실시예 2와 동일하나, 은 조성물 100 중량부, 유무기 하이브리드 수지 20 중량부, 헥실알코올과 도데실알코올이 혼합된 유기용매 40 중량부를 혼합한 발열 잉크조성물을 이용하여, 발열장치를 제조하였다.

비교예 15

실시예 2와 동일하나, 은 조성물 100 중량부 및 헥실알코올과 도데실알코올이 혼합된 유기용매 40 중량부를 혼합한 발열 잉크조성물을 이용하여, 발열장치를 제조하였다.

비교예 16

실시예 2와 동일하나, 유무기 하이브리드 수지를 대신하여 일반 에폭시 수지를 사용하여, 발열장치를 제조하였다.

비교예 17

실시예 2와 동일하나, 질산은을 0.1 중량부 사용하여, 발열장치를 제조하였다.

비교예 18

실시예 2와 동일하나, 질산은을 10 중량부 사용하여, 발열장치를 제조하였다.

실험예 1

상기 실시예 1 ~ 2에 따라 제조된 은 조성물과 비교예 7 ~ 11 및 18에 따라 제조된 은 조성물을 분석하여 하기의 표 1 및 표 2에 나타내었으며, 상기와 같은 은 조성물의 분석은 SEM 분석을 통해 실시되었다. 하기의 표 1 및 표 2에 개시된 막대 형태의 은 마이크로입자 및 사각형의 은 나노입자의 중량비는 구형의 은 나노입자를 기준으로 비교한 것이다.

중량비	실시예 1	실시예 2
구형의 은 나노입자	100	100
막대 형태의 은 마이크로입자	10	20
도면	도 4	도 5

비교예
		7	8	9	10	11	18
중량비	구형의 은 나노입자	100	100	100	100	100	X
	막대 형태의 은 마이크로입자	거의 X	25 초과	25 초과	거의 X	25 초과	X
도면		도 6	도 7	도 8	도 9	도 10	도 11

실시예 1 ~ 2 및 비교예 7 ~ 8을 보면 브롬화 칼륨의 사용량이 증가할수록 은 조성물을 구성하는 막대 형태의 은 마이크로입자의 양이 증가함을 알 수 있다. 또한, 디에틸렌글리콜을 130 ~ 180 ℃로 가열하지 않거나 질산은을 과량 사용할 경우, 입경이 100 나노미터인 구형의 은 나노입자 100 중량부와 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부의 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 없음을 알 수 있다.

즉, 본 발명에서 제시하는 온도와 조성비에 따르면 실시예 1 ~ 2 와 같이, 입경이 100 나노미터인 구형의 은 나노입자 100 중량부와 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부의 비율로 혼합된 은 조성물을 제조할 수 있음을 의미한다.

실험예 2

상기 실시예 1 ~ 6에 따라 제조된 발열장치 및 상기 비교예 1 ~ 18에 따라 제조된 발열장치에 각각 전류를 공급하여, 600 ℃로 약 5000회 발열시킨 뒤, 저항변화율을 측정하여 하기의 표 3에 나타내었습니다.

	저항 변화율		저항변화율
실시예 1	±7.5	비교예 7	30.5
실시예 2	±1.2	비교예 8	41.5
실시예 3	±1.8	비교예 9	47.7
실시예 4	±1.6	비교예 10	31.0
실시예 5	±1.5	비교예 11	48.1
실시예 6	±1.5	비교예 12	27.4
비교예 1	±58.9	비교예 13	33.8
비교예 2	±63.8	비교예 14	58.1
비교예 3	-	비교예 15	46.8
비교예 4	55.8	비교예 16	45.9
비교예 5	-	비교예 17	35.5
비교예 6	56.9	비교예 18	45.1

상기 표 3을 참고하면, 실시예 1 내지 6의 저항변화율은 약 1 ~ 11 % 이내이며, 비교예 1 내지 18의 저항변화율은 약 27 ~ 63 %로, 실시예에 비해 비교예의 저항변화율이 매우 높은 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 발열장치의 경우 저항변화율이 낮아 발열 특성이 우수함을 의미한다.

한편, 비교예 3 및 비교예 5의 경우 발열 잉크조성물이 완전히 경화되지 않아, 저항 변화율을 측정할 수 없었다.

실험예 3

실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 18에 따라 제조된 발열장치가 300℃, 400 ℃, 500 ℃, 600 ℃, 700 ℃, 800 ℃로 발열(100회 미만)할 때의, 기판에 대한 발열체의 접착 상태를 관찰하여 하기의 표 4에 나타내었다(상기 접착 상태의 평가는 ASTM D 3359 규격에 따라 진행함). 접착 상태는 육안으로 관찰 후 하기의 표 4에 기판 상에서 발열체가 분리되지 않은 경우 5B, 발열체가 일부 들뜨거나 분리된 경우 4B ~ 1B, 발열체가 들뜨거나 분리된 경우 OB 로 표기하였다.

ASTM D 3359 규격에 따르면 기판으로부터 분리된 면적이 5B는 0%(가장우수), 4B 5% 이하, 3B는 5 ~ 15%, 2B는 15 ~ 35%, 1B는 35 ~ 65%, 0B는 65% 이상(가장나쁨)인 것을 의미한다.

	300	400	500	600	700	800
실시예1	5B	5B	5B	5B	5B	4B
실시예2	5B	5B	5B	5B	5B	5B
실시예3	5B	5B	5B	5B	5B	5B
실시예4	5B	5B	5B	5B	5B	5B
실시예5	5B	5B	5B	5B	5B	5B
실시예6	5B	5B	5B	5B	5B	5B
비교예1	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예2	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예3	-	-	-	-	-	-
비교예4	5B	3B	1B	OB	OB	OB
비교예5	-	-	-	-	-	-
비교예6	5B	3B	1B	OB	OB	OB
비교예7	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예8	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예9	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예10	5B	5B	3B	3B	OB	OB
비교예11	5B	5B	3B	3B	OB	OB
비교예12	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예13	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예14	5B	3B	OB	OB	OB	OB
비교예15	3B	3B	OB	OB	OB	OB
비교예16	5B	5B	3B	3B	OB	OB
비교예17	5B	5B	5B	3B	OB	OB
비교예18	5B	5B	5B	3B	OB	OB

상기 표 4를 참고하면, 실시예 1 ~ 6의 발열체는 300 ~ 800 ℃ 까지 모두 안정적으로 발열체가 기판 상에 접착(부착)되어 있음을 확인할 수 있다. 반면, 종래와 같이 고온으로만 가열하여 발열체를 형성한 비교예 1 ~ 2의 경우 600 ℃ 이상의 고온에서는 발열체의 접착력이 현저히 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 1차 경화 온도가 180 ~ 210 ℃의 범위를 초과하는 비교예 4 및 전압이 범위를 초과하는 비교예 6의 경우에도 400 ℃ 이상의 온도에서부터 발열체의 접착력이 현저히 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 우수한 발열 특성을 가지는 발열장치를 제공할 수 있음을 의미한다.

또한, 디에틸렌글리콜의 가열온도가 130 ~ 180 ℃의 범위를 벗어나는 비교예 10 및 비교예 11의 경우에도 500 ℃ 이상의 온도에서부터 발열체의 접착력이 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 디에틸렌글리콜의 가열온도가 상기 범위를 만족하지 못할 경우, 은 조성물이 겔 상태로 형성되지 못하기 때문이다.

한편, 비교예 3 및 비교예 5의 경우 발열 잉크조성물이 완전히 경화되지 않아, 발열체의 접착 상태를 관찰하기 어려웠다.

실험예 4

실시예 1 ~ 6, 비교예 1 ~ 2, 7 ~ 13 및 16 ~ 18에 따라 제조된 발열장치가 600 ℃로 발열할 때, 발열 횟수에 따라 기판에 대한 발열체의 접착 상태를 관찰하여 하기의 표 5 ~ 6에 나타내었다(상기 접착 상태의 평가는 ASTM D 3359 규격에 따라 진행함_. 접착 상태는 발열 횟수 초기 0회, 100회, 200회, 300회, 400회, 500회, 600회, 700회, 800회, 900회, 1000회, 2000회, 3000회, 4000회, 5000회 단위로 측정하였으며, 기판 상에서 발열체가 분리되지 않은 경우 5B, 발열체가 일부 들뜨거나 분리된 경우 4B ~ 1B, 발열체가 들뜨거나 분리된 경우 0B 로 표기하였다. 이때, 발열 1회는 10 분간 발열 후 10 반간 방치한 것을 의미한다. ASTM D 3359 규격에 따르면 기판으로부터 분리된 면적이 5B는 0%(가장우수), 4B 5% 이하, 3B는 5 ~ 15%, 2B는 15 ~ 35%, 1B는 35 ~ 65%, 0B는 65% 이상(가장나쁨)인 것을 의미한다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
0	5B	5B	5B	5B	5B	5B
100	5B	5B	5B	5B	5B	5B
200	5B	5B	5B	5B	5B	5B
300	5B	5B	5B	5B	5B	5B
400	5B	5B	5B	5B	5B	5B
500	5B	5B	5B	5B	5B	5B
600	5B	5B	5B	5B	5B	5B
700	5B	5B	5B	5B	5B	5B
800	5B	5B	5B	5B	5B	5B
900	5B	5B	5B	5B	5B	5B
1000	5B	5B	5B	5B	5B	5B
2000	5B	5B	5B	5B	5B	5B
3000	5B	5B	5B	5B	5B	5B
4000	5B	5B	5B	5B	5B	5B
5000	5B	5B	5B	5B	5B	5B

비교예

1

2

7

8

9

10

11

12

13

16

17

18

0

3B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

100

3B

3B

3B

3B

3B

2B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

200

3B

3B

3B

3B

3B

1B

3B

3B

3B

3B

3B

3B

300

2B

0B

3B

3B

3B

0B

0B

3B

3B

3B

3B

3B

400

1B

0B

3B

3B

0B

0B

0B

2B

2B

0B

2B

2B

500

0B

0B

2B

2B

0B

0B

0B

1B

1B

0B

1B

1B

600

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

700

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

800

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

900

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

1000

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

2000

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

3000

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

4000

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

5000

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

0B

상기 표 5 ~ 6을 보면, 실시예 1 내지 실시예 6의 발열체는 우수한 접착 상태를 유지하는 것을 알 수 있는 반면, 비교예의 발열체는 기판으로부터 쉽게 분리되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 발열장치의 발열 특성이 우수함을 의미한다.

실험예 5

상기 실시예 1에 따른 발열장치 및 상기 비교예 1에 따른 발열장치에 동일하게 220 V의 전압을 인가하고, 상기 실시예 1의 발열체(발열 잉크조성물)와 상기 비교예 1의 발열체(발열 잉크조성물)의 온도가 100 ℃, 200 ℃, 300 ℃, 400 ℃, 500 ℃ 각각에 도달하는 시간을 측정하여 하기의 표 7에 나타내었다.

발열체 온도	100℃	200℃	300℃	400℃	500℃
실시예 1(초)	15	30	48	72	108
비교예 1(초)	34	63	103	158	275

상기 표 7에 개시된 바에 따르면, 본 발명에 따라 제조된 발열체의 승온 속도가 비교예 1에 비해 현저히 빠른 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 발열장치의 경우 비교예 1에 비해 설정 온도에 빠르게 도달하므로, 본 발명에 따른 발열장치는 발열 성능이 우수함을 의미한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 발열 잉크조성물 제조단계
11 : 제1단계
12 : 제2단계
13 : 제3단계
14 : 제4단계
15 : 제5단계
20 : 패턴형성단계
30 : 제1경화단계
40 : 제2경화단계
100 : 발열장치
110 : 기판
120 : 전극
130 : 발열체

Claims (12)

1. 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol)을 가열하는 제1단계;
   상기 가열된 디에틸렌글리콜 100 중량부와 질산은(AgNO₃) 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 제1혼합물을 제조하는 제2단계;
   상기 제1혼합물에 고분자 바인더 0.05 ~ 2 중량부 및 브롬계 화합물 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하여 제2혼합물을 제조하는 제3단계;
   상기 제2혼합물에 제1유기용매 130 ~ 180 중량부를 혼합한 뒤, 원심분리하여 침전된 은 조성물을 수득하는 제4단계;
   상기 은 조성물과 유무기 하이브리드 수지 및 제2유기용매를 혼합하여 발열 잉크조성물을 제조하는 제5단계를 포함하고,
   상기 유무기 하이브리드 수지는 소수화된 MgO, ZnO, Al₂O₃ 및 ZrO₂로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 무기물과 에폭시 수지가 결합된 수지인 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물의 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 은 조성물은
   입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자; 및
   길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물의 제조방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 은 조성물은
   상기 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 상기 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물의 제조방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 발열 잉크조성물은
   상기 은 조성물 100 중량부에 대해 상기 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 상기 제2유기용매 20 ~ 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물의 제조방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계에서는 질산니켈(Ni(NO₃)₂) 1 ~ 5 중량부를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물의 제조방법.
   
6. 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 은 조성물은
   상기 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 상기 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 발열 잉크조성물은
   상기 은 조성물 100 중량부에 대해 상기 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 상기 유기용매 20 ~ 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 잉크조성물.
   
9. 발열 잉크조성물을 이용한 발열장치의 제조방법에 있어서,
   입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 및 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자를 포함하는 은 조성물, 유무기 하이브리드 수지 및 유기용매를 포함하는 발열 잉크조성물을 제조하는 발열 잉크조성물 제조단계;
   기판 상에 상기 발열 잉크조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 패턴형성단계;
   상기 기판을 180 ~ 210 ℃로 가열하여, 상기 기판 상의 발열 잉크조성물을 1차 경화시키는 제1경화단계; 및
   상기 1차 경화된 발열 잉크조성물에 전압을 인가하여, 상기 1차 경화된 발열 잉크조성물을 2차 경화시킴으로써 발열체를 형성하는 제2경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열장치의 제조방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2경화단계에서 인가되는 전압은 30 ~ 220 V인 것을 특징으로 하는 발열장치의 제조방법.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 은 조성물은
    상기 입경이 100 나노미터 이하인 구형의 은 나노입자 100 중량부 및 상기 길이가 2 ~ 5 마이크로미터인 막대 형태의 은 마이크로입자 5 ~ 25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열장치의 제조방법.
    
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 발열 잉크조성물은
    상기 은 조성물 100 중량부에 대해 유무기 하이브리드 수지 0.1 ~ 10 중량부 및 유기용매 20 ~ 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열장치의 제조방법.

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