KR102183685B1 - 면상 발열 통행로 및 이를 제작하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

통행로 및 통행로의 하측 면에 부착되는 면상발열체를 포함하고, 면상발열체는, 전도성 잉크를 이용하여 잉크선이 인쇄된 발열 필름, 발열 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 적층되는 보호 필름 및 잉크선에 전원을 인가하는 단자부를 포함하는 면상 발열 통행로 및 면상 발열 통행로의 제조 방법이 개시된다.

Description

면상 발열 통행로 및 이를 제작하는 방법 및 장치{SUFACE HEATING PASSAGE AND METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 면상 발열 통행로 및 이를 제작하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조선업과 같은 산업용으로 사용될 수 있는 면상 발열 통행로 및 이를 제작하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 발열제품에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라 다양한 성능의 발열제품이 연구 및 개발되고 있다. 이러한 발열제품 중 전기가 인가되어 발열하는 통상의 면상발열체는 공기를 오염시키지 않아 위생적일 뿐만 아니라 온도 조절이 용이하고, 소음이 없기 때문에 발열을 요하는 매트, 패드, 침대 매트리스, 보온 이불, 담요, 및 주거용 난방장치 등에 이용되고 있으며, 상업용 건물의 난방 장치, 산업용 난방 장치, 농업용 설비 및 동결방지장치 등에도 이용되고 있으므로, 사람들의 생활 곳곳에서 폭넓게 이용되고 있다.

이러한 면상발열체에 대한 계속된 연구 결과로 얇은 필름에서 열을 발생시킬 수 있는 발열필름(heating film)이 개발되었으며, 주로 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 및 폴리이미드(polyimide, PI) 소재의 필름에 인쇄되었다.

발열제품은 난방 장치외에도 산업 환경에서 이용되고 있다. 예를 들어, 외부 온도가 매우 낮은 지역의 경우 눈 또는 얼음이 쌓여 작업에 불편을 초래할 수 있으므로 발열제품이 요구될 수 있다. 다만, 기존의 발열제품으로는 화재의 위험성 등의 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 면상발열체를 이용한 통행로를 제안하고자 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 면상 발열 통행로를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 면상 발열 통행로를 제작하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 면상 발열 통행로를 제작하는 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로는, 통행로 및 통행로의 하측 면에 부착되는 면상발열체를 포함하고, 면상발열체는, 전도성 잉크를 이용하여 잉크선이 인쇄된 발열 필름, 발열 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 적층되는 보호 필름 및 잉크선에 전원을 인가하는 단자부를 포함할 수 있다.

여기서, 발열 필름은, 롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있다.

여기서, 발열 필름은, 전도성 잉크를 이용하여 미리 설정된 패턴에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있다.

여기서, 발열 필름은, 타겟 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 면상발열체는, 발열 필름 및 보호 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착될 수 있다.

여기서, 단자부는, 실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무 및 PVC 중 적어도 하나를 이용하여 몰딩될 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 방법은, 면상발열체를 제조하는 단계 및 면상발열체를 통행로의 하측 면에 부착하는 단계를 포함하고, 면상발열체를 제조하는 단계는, 전도성 잉크를 이용하여 제1 필름에 잉크선을 인쇄하는 단계 및 제1 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 제2 필름을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 제1 필름은, 롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 상기 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 필름은, 전도성 잉크를 이용하여 미리 설정된 패턴에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 필름은, 타겟 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 면상발열체를 제조하는 단계는, 제1 필름 및 상기 제2 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착하는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서, 잉크선에 전원이 인가되는 부분을 실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무 및 PVC 중 적어도 하나를 이용하여 몰딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 장치는, 프로세서(processor), 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory), 적어도 하나의 명령에 따라 필름에 잉크선을 인쇄하는 인쇄 장치, 적어도 하나의 명령에 따라 복수의 필름을 적층하는 제1 적층 장치 및 적어도 하나의 명령에 따라 면상발열체를 통행로에 부착하는 제2 적층 장치를 포함하고, 적어도 하나의 명령은, 인쇄 장치가 전도성 잉크를 이용하여 제1 필름에 잉크선을 인쇄하도록 실행되고, 제1 적층 장치가 제1 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 제2 필름을 적층하여 면상발열체를 제조하도록 실행되고, 제2 적층 장치가 면상발열체를 통행로의 하측 면에 부착하도록 실행될 수 있다.

여기서, 제1 필름은, 롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 필름은, 전도성 잉크를 이용하여 미리 설정된 패턴에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 필름은, 타겟 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 적어도 하나의 명령은, 제1 적층 장치가 제1 필름 및 제2 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착하도록 실행될 수 있다.

여기서, 적어도 하나의 명령에 따라 잉크선에 전원이 인가되는 부분을 실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무 및 PVC 중 적어도 하나를 이용하여 몰딩하는 몰딩 장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 면상발열체의 대면적 발열로 인해 발열 효율을 극대화시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존의 코일 히터보다 소모 전력을 감소시킬 수 있고, 발열체를 경량화할 수 있으므로, 에너지 절감 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 발열필름의 개념도이다.
도 2는 기존의 통행로 발열 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로의 발열 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 장치의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 방법의 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 발열필름의 개념도이다.

발열필름(heating film)은 전류를 열 에너지로 변환시키는 얇은 필름을 의미할 수 있으며, 전도성 인크를 이용하여 발열 회로를 인쇄한 필름을 의미할 수도 있다.

본 발명의 설명에 기재된 발열필름은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치에 대상이 될 수 있는 발열필름 중 하나를 예로 나타낸 것이며, 통상의 발열필름은 모두 본 발명의 테스트 장치의 대상이 될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름 테스트 장치에 대상이 될 수 있는 발열필름은 보호층(110), 발열층(120) 및 기판(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 발열필름의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수 있다.

보호층(110)은 발열층(120)의 훼손을 방지하기 위해 발열층(120)의 상층 부분에 적층될 수 있으며, 폴리이미드(PolyImide, PI), 열가소성 폴리 우레탄(Thermoplastic Poly Urethane, TPU) 및 아크릴(Acrylic) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 여기서, PI는 높은 열 안정성으로 인해 고온 및 저온을 견딜 수 있고, 내화학성, 내마모성도 높은 성질을 가질 수 있고, TPU는 탄성과 강도가 뛰어나며, 내구성이 강하고, 마모가 잘 되지 않는 성질을 가질 수 있다. 또한, 아크릴은 투명하고, 단단한 성질을 가질 수 있다.

발열층(120)은 전도성 잉크로 구성된 발열선을 포함할 수 있으며, 여기서, 전도성 잉크로 실버 페이스트, 가본 페이스트, 탄소나노튜브 및 은나노 잉크 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 발열층(120)은 전도성 잉크를 후술하는 기판(130)에 인쇄함으로써 생성될 수 있다. 여기서, 전도성 잉크를 인쇄하는 방식은 스크런 프린팅, 오프셋 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소 프린팅, 레터프레스 프린팅, 잉크젯 프린팅 및 롤투롤 그라비아 프린팅 중 어느 하나의 방식을 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

기판(130)에는 절연성 기판을 사용할 수 있으며, 유연성을 위해 절연성 필름을 사용할 수도 있다. 여기서, 절연성 기판 또는 절연성 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 사이클로올레핀(cyclo olefin, COC) 및 이들의 조합 중 어느 하나의 소재를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

도 2는 기존의 통행로 발열 장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 기존의 통행로 발열 장치는 코드 히터를 이용하였다. 코드 히터의 제조 기술은 1990년대부터 대중화된 기술로 니켈 및 구리선 등에 PVC 피복에 사용하여 제조되어 왔다. 극지용 코드 히터의 경우 국제 방폭 인증에 필요한 내구성을 확보를 위해 피복제, 절연제 및 내열제 등이 추가될 수 있다. 다만, 평면형 갑판 또는 동행로에 열선을 부착하기 위해서는 코드 히터를 구부려야 하고, 구부림에 따른 피복내 열선 꺽임에 의하여 쇼트 또는 화재를 발생시킬수 있는 문제점이 있다. 또한, 건물 공사 시 콘크리트 경화용으로 사용되는 코트 히터의 경우에도 마찬가지로 동일한 문제가 초래될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 면상 발열 통행로는 면상발열체를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로에 사용되는 면상발열체는 롤투롤 그라비아(roll to roll gravure) 인쇄 방법을 통해 제작될 수 있다.

면상발열체의 제작은 전도성 잉크를 유연한 기판에 인쇄하여야 하는데, 이 과정에서 인쇄 전자 기술을 이용하여 패턴을 필름에 형성할 수 있다. 이러한 인쇄 기술은 롤투롤 그라비아(roll to roll gravure) 방법을 이용할 수 있으나, 그 외에도 스크린(screen) 인쇄 방법, 알루미늄 에칭(aluminium etching) 인쇄 방법, 오프 셋 인쇄 방법, 플렉소 인쇄 방법 및 레터프레스 인쇄 방법 등의 다양한 인쇄 방법이 있다. 인쇄 방법 중 스크린 인쇄 방법, 알루미늄 에칭 방법 및 롤투롤 그라비아 방법을 간략히 설명하면 다음과 같다.

스크린 인쇄 방법은 고점도의 은 페이스트와 카본 페이스트를 사용할 수 있다. 다시 말해, 스크린 인쇄 방법은 은 페이스트를 스크린 인쇄한 다음 열 건조를 수행하고, 인쇄된 은 페이스트 위에 카본 페이스트를 한 번 더 스크린 인쇄하여 열 건조를 수행하여 발열체를 인쇄할 수 있다. 다만, 스크린 인쇄 방법은 재료의 사용량이 많고, 공정 과정이 복잡하여 제조 비용이 증가하고, 균일함이 떨어지기 때문에 대면적 제작에 어려움이 있으며, 일정한 저항을 형성하기가 어려워 발열의 불균일함을 가지는 문제점이 있다.

알루미늄 에칭 인쇄 방법은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 알루미늄 박막에 레지스트를 형성하여 건조 후, 노광하여 현상하고, 다시 건조를 하고, 에칭을 수행하여 레지스트 박리한 후, 린스를 하고, 스크린 카본 인쇄하여 발열체를 인쇄할 수 있다. 이러한 복잡한 과정을 통해 알루미늄이 한 개의 선으로 직렬 연결된 라인의 발열체로 제작되지만, 대면적 제작이 어렵고, 고전력이 요구되며, 주변 환경에 의한 단락 또는 단선으로 인해 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.

롤투롤 그라비아 인쇄 방법은 하나 이상의 가이드롤러를 구동시켜 인입지점에서 회전가능하도록 고정되는 공급롤러에 권취된 필름을 제판롤러와 압동롤러 사이로 이동시키고, 압동롤러가 필름을 사이에 두고 제판 롤러와 맞물리면서 회전되어 UV 임프린트에 의해 필름에 양각 패턴을 형성하고, 양각 패턴 상부면에 롤러를 통해 잉크를 도포하여 발열체를 인쇄할 수 있다. 롤투롤 그라비아 인쇄 방법은 스크린 인쇄 방법 및 알루미늄 에칭 인쇄 방법보다 공정을 단순하게 하고, 생산성을 높일 수 있고, 대면적으로도 제작이 가능한 장점이 있다. 또한, 롤투롤 그라비아 인쇄 방법은 친환경적인 장점도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로의 면상발열체에 사용된 필름은 사용하고자 하는 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(PolyImide, PI) 필름 중 적어도 하나가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 각 필름의 열 변형 온도 30~50 ℃ 또는 150~250 ℃를 고려하여 필름을 선택 및 사용할 수 있다. 본 발명에 사용된 필름은 25~250 um 범위의 두께를 가질 수 있으며, 인쇄면의 전면부는 코로나 처리를 통해 표면장력을 조절하여 사용할 수 있다. 필름 표면의 적정 표면 장력은 잉크, 인쇄 공정 조건 및 필름 재질 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 필름 표면의 표면 장력은 액체의 자유 표면에서 표면을 작게 하려고 작용하는 장력을 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로의 면상발열체 제조는 실버 나노입자를 이용하여 제조한 수계형 잉크를 사용할 수 있다. 일반적으로 면상발열체는 전극부에 실버 페이스트 잉크를 사용하고, 발열부에 카본잉크를 사용한 열적자기제어(Positive Temperature Coefficient, PTC) 발열체이며, 알루미늄 에칭 인쇄 방법을 이용하여 균일한 전력(Constant Wattage, CW)을 가지는 발열체이고, 일부 실버 페이스트만을 이용한 발열체가 시장에서 대부분을 차지하고 있다.

다만, 잉크에 포함된 고분자 바인더의 내열 특성이 사용 온도 150 ℃ 이상이 되도록 구현하기가 어렵고, 바인더 함량이 30 % 이상 포함되어 단위면적당 일정한 저항을 형성하기 위해서는 많은 도체의 함량이 요구될 수 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해서는 고분자 함량을 최소화할 수 있고, 대량 생산이 가능한 롤투롤 그라비아 인쇄 방법을 적용할 수 있으며, 기재에 5B 이상의 강력한 접착력은 가진 실버 나노 잉크를 사용할 수 있다.

면상발열체에 사용되는 실버 나노잉크는 저항에 따라 입자 사이즈를 조절할 수 있다. 여기서, 사이즈는 50 nm에서 수백 nm까지 조절할 수 있고, 롤투롤 그라비아 인쇄 방법을 적용하기 적합한 점도는 5~10000 cp 범위일 수 있다. 여기서, 점도는 유체의 점성의 정도를 의미할 수 있다.

상술한 잉크는 음각으로 패터닝된 원형 롤(roll) 셀 안에 채워질 수 있고, 피딩되는 베이스 필름에 패터닝을 수행하여 패턴을 생성할 수 있다. 여기서, 셀 심도는 1~100 um 범위 및 Wall 사이즈는 1~100 um 범위 이내일 수 있다. 또한, 인쇄 시 인쇄 속도는 약 1~20 M/min 범위, 베이프 필름의 장력은 1~50 kgf 범위 이내일 수 있다. 롤 셀 안에 잉크는 블레이딩이 요구될 수 있으며, 블레이딩 재료는 금, 은, 구리, 니켈, 알루미늄 및 주석 중 적어도 하나가 사용될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로의 면상발열체는 인쇄한 패턴을 보호하기 위해 필름을 이용하여 래미네이트될 수 있다. 여기서, 필름은 PET, PI 및 부직포 중 적어도 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 또한, 패턴이 인쇄된 필름과 패턴을 보호하기 위한 필름을 부착하기 위해 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 적어도 하나의 접착제를 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로의 전기배선을 위한 단자부는 수분의 침투를 보호하기 위해 실링 및 몰딩이 요구될 수 있고, 이러한 경우 실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무, PVC 및 올레핀 계열 중 적어도 하나가 사용될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로는 상술한 면상발열체를 통행로의 사람이 밟지 않는 하부측에 부착하여 획득할 수 있다. 다만, 면상발열체가 부착되는 위치는 이에 한정하지 않는다. 또한, 면상발열체를 부착하는 방법은 통상의 부착 방법이 사용될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로는 면상발열체에 의해 통행로 면을 고르게 가열할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로는 극지방 산업 시설 및 대형 선박의 이동 통로, 난간 및 계단 등에서 얼음을 제거하기 위해 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로의 발열 특성을 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로는 극저온의 상황에서도 발열함을 알 수 있다. 다시 말해, 면상 발열 통행로가 -70~-80 ℃의 상황에서 동작하는 경우, 면상 발열 통행로의 온도는 일정한 온도 범위(-70~-80 ℃)를 유지하다가 72 시간이 되는 지점에서 영상의 온도로 상승하는 것을 알 수 있으며, 이와 함께 주변 온도도 -60 ℃ 이상으로 상승하는 것을 알 수 있다. 여기서, sensor 1 내지 6은 면상 발열 통행로의 온도를 측정하는 센서일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 장치의 블록 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 장치(500)는 적어도 하나의 프로세서(510), 메모리(520) 및 저장 장치(530)를 포함할 수 있다. 또한, 면상발열체 제조 장치(500)는 인쇄 장치(540), 제1 적층 장치(550) 및 제2 적층 장치(560) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 외부의 인쇄 장치, 제1 적층 장치 및 제2 적층 장치와 연결될 수도 있다. 또한, 인쇄 장치, 제1 적층 장치 및 제2 적층 장치는 하나의 장치일 수도 있으며, 기능에 따라 구분하여 지칭한 것일 수 있다. 여기서, 면상발열체 제조 장치(500)는 도 5에 도시하지 않았으나 몰딩 장치를 더 포함할 수 있다.

프로세서(510)는 메모리(520) 및/또는 저장 장치(530)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(510)는 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), 그래픽 처리 장치(GPU, Graphics Processing Unit) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(520)와 저장 장치(530)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(520)는 읽기 전용 메모리(ROM, Read Only Memory) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(RAM, Random Access Memory)로 구성될 수 있다.

메모리(520)는 프로세서(510)를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있을 수 있으며, 인쇄 장치(540)는 적어도 하나의 명령에 따라 필름에 잉크선을 인쇄할 수 있고, 제1 적층 장치(550)는 적어도 하나의 명령에 따라 복수의 필름을 적층할 수 있다. 또한, 제2 적층 장치(560)는 적어도 하나의 명령에 따라 면상발열체를 통행로에 부착할 수 있으며, 몰딩 장치는 적어도 하나의 명령에 따라 상기 잉크선에 전원이 인가되는 부분을 실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무 및 PVC 중 적어도 하나를 이용하여 몰딩할 수 있다.

적어도 하나의 명령은 상기 인쇄 장치가 전도성 잉크를 이용하여 제1 필름에 잉크선을 인쇄하도록 실행되는 명령, 제1 적층 장치가 제1 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 제2 필름을 적층하여 면상발열체를 제조하도록 실행되는 명령 및 제2 적층 장치가 면상발열체를 통행로의 하측 면에 부착하도록 실행되는 명령을 포함할 수 있다.

여기서, 제1 필름은, 롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 상기 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있고, 전도성 잉크를 이용하여 미리 설정된 패턴에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함할 수 있다. 또한, 제1 필름은, 타겟 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 명령은, 제1 적층 장치가 제1 필름 및 제2 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착하도록 실행되는 명령을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 방법의 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열 통행로 제조 장치는 필름에 전도성 잉크를 이용하여 제1 필름에 잉크선을 인쇄할 수 있다(S610). 여기서, 면상 발열 통행로 제조 장치는 롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 상기 잉크선을 인쇄할 수 있으며, 미리 설정된 패턴에 따라 인쇄할 수도 있다.

인쇄 장치가 면상 발열 통행로 제조 장치와 별도로 위치하여 면상 발열 통행로 제조 장치와 연결되어 있는 경우, 면상발열체 제조 장치는 인쇄 장치가 S610 단계를 수행하도록 인쇄 장치에 명령을 전달할 수 있다.

이후, 면상 발열 통행로 제조 장치는 제1 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 제2 필름을 적층하여 면상발열체를 제조할 수 있다(S620). 여기서, 면상 발열 통행로 제조 장치는 제1 필름 및 제2 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착할 수 있다.

제1 적층 장치가 면상 발열 통행로 제조 장치와 별도로 위치하여 면상 발열 통행로 제조 장치와 연결되어 있는 경우, 면상 발열 통행로 제조 장치는 제1 적층 장치가 S620 단계를 수행하도록 제1 적층 장치에 명령을 전달할 수 있다.

마지막으로, 면상 발열 통행로 제조 장치는 제조한 면상발열체를 통행로의 하측 면에 부착하여 면상 발열 통행로를 제조할 수 있다(S630). 여기서, 통행로의 상측 면은 사용자가 밟는 부분을 의미할 수 있고, 하측 면은 사용자가 밟지 않는 부분을 의미할 수 있다.

제2 적층 장치가 면상 발열 통행로 제조 장치와 별도로 위치하여 면상 발열 통행로 제조 장치와 연결되어 있는 경우, 면상 발열 통행로 제조 장치는 제2 적층 장치가 S630 단계를 수행하도록 제2 적층 장치에 명령을 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 보호층 120: 발열층
130: 기판 500: 면상발열체 제조 장치
510: 프로세서 520: 메모리
530: 저장 장치 540: 인쇄 장치
550: 제1 적층 장치 560: 제2 적층 장치

Claims (18)

1. 통행로; 및
   상기 통행로의 하측 면에 부착되는 면상발열체를 포함하고,
   상기 면상발열체는,
   전도성 잉크를 이용하여 잉크선이 인쇄된 발열 필름;
   상기 발열 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 적층되는 보호 필름; 및
   상기 잉크선에 전원을 인가하는 단자부를 포함하되,
   상기 전도성 잉크는 실버 나노(silver nano)입자를 이용하는 수계형 잉크이고,
   상기 발열 필름의 잉크선이 인쇄된 면은, 표면장력을 조절하기 위해 코로나 처리되는, 면상 발열 통행로.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 발열 필름은,
   롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 상기 잉크선이 인쇄된 필름을 포함하는, 면상 발열 통행로.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 발열 필름은,
   상기 전도성 잉크를 이용하여 미리 설정된 패턴에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함하는, 면상 발열 통행로.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 발열 필름은,
   타겟 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 중 어느 하나를 포함하는, 면상 발열 통행로.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 면상발열체는,
   상기 발열 필름 및 상기 보호 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착된, 면상 발열 통행로.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 단자부는,
   실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무 및 PVC 중 적어도 하나를 이용하여 몰딩된, 면상 발열 통행로.
7. 통행로에 면상발열체가 부착된 면상 발열 통행로를 제조하는 방법으로서,
   상기 면상발열체를 제조하는 단계; 및
   상기 면상발열체를 상기 통행로의 하측 면에 부착하는 단계를 포함하고,
   상기 면상발열체를 제조하는 단계는,
   전도성 잉크를 이용하여 제1 필름에 잉크선을 인쇄하는 단계;
   상기 제1 필름의 상기 잉크선이 인쇄된 면에 코로나 처리를 수행하여 표면장력을 조절하는 단계; 및
   상기 제1 필름의 상기 잉크선이 인쇄된 면에 제2 필름을 적층하는 단계를 포함하되,
   상기 전도성 잉크는 실버 나노(silver nano)입자를 이용하는 수계형 잉크인, 면상 발열 통행로 제조 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1 필름은,
   롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 상기 잉크선이 인쇄된 필름을 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1 필름은,
   상기 전도성 잉크를 이용하여 미리 설정된 패턴에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 방법.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 필름은,
    타겟 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 중 어느 하나를 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 방법.
11. 청구항 7에 있어서,
    상기 면상발열체를 제조하는 단계는,
    상기 제1 필름 및 상기 제2 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착하는 단계를 더 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 방법.
12. 청구항 7에 있어서,
    상기 잉크선에 전원이 인가되는 부분을 실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무 및 PVC 중 적어도 하나를 이용하여 몰딩하는 단계를 더 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 방법.
13. 통행로에 면상발열체가 부착된 면상 발열 통행로를 제조하는 장치로서,
    프로세서(processor);
    상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory);
    상기 적어도 하나의 명령에 따라 필름에 잉크선을 인쇄하는 인쇄 장치;
    상기 적어도 하나의 명령에 따라 복수의 필름을 적층하는 제1 적층 장치; 및
    상기 적어도 하나의 명령에 따라 면상발열체를 통행로에 부착하는 제2 적층 장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 인쇄 장치가 전도성 잉크를 이용하여 제1 필름에 잉크선을 인쇄하도록 실행되고,
    상기 제1 필름의 잉크선이 인쇄된 면에 코로나 처리를 수행하여 표면장력을 조절하도록 실행되며,
    상기 제1 적층 장치가 상기 제1 필름의 상기 잉크선이 인쇄된 면에 제2 필름을 적층하여 면상발열체를 제조하도록 실행되고,
    상기 제2 적층 장치가 상기 면상발열체를 상기 통행로의 하측 면에 부착하도록 실행되되,
    상기 전도성 잉크는 실버 나노(silver nano)입자를 이용하는 수계형 잉크인, 면상 발열 통행로 제조 장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 필름은,
    롤투롤 그라비아 프린팅 방법에 따라 상기 잉크선이 인쇄된 필름을 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 장치.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 필름은,
    상기 전도성 잉크를 이용하여 미리 설정된 패턴에 따라 잉크선이 인쇄된 필름을 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 장치.
16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 필름은,
    타겟 온도에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름 및 폴리이미드(polyimide, PI) 필름 중 어느 하나를 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 장치.
17. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 제1 적층 장치가 상기 제1 필름 및 상기 제2 필름을 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계 및 고무계 중 어느 하나의 접착제를 이용하여 접착하도록 실행되는, 면상 발열 통행로 제조 장치.
18. 청구항 13에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령에 따라 상기 잉크선에 전원이 인가되는 부분을 실리콘, 우레탄, 폴리 카보네이트, 에폭시, 고무 및 PVC 중 적어도 하나를 이용하여 몰딩하는 몰딩 장치를 더 포함하는, 면상 발열 통행로 제조 장치.

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