KR20090012225U - 탄소나노튜브-은 페이스트를 이용한 변좌용 발열시트 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 인쇄필름; 인쇄필름 상에 적층되며, 탄소나노튜브 및 은(Ag)을 포함하는 페이스트로 형성된 발열 저항체; 및 발열 저항체 상에 적층되는 라미네이팅 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트 및 이를 구비한 변좌 케이스를 포함하는 변기에 관한 것이다.

이에 따라, 열전달 효율이 우수한 변좌용 발열시트를 제공할 수 있으며, CNT-Ag페이스트를 적용하면 일반적인 카본페이스트를 사용했을 때 나타나는 저항값의 변화를 줄일 수 있다.

CNT-Ag 페이스트, 발열시트

Description

탄소나노튜브-은 페이스트를 이용한 변좌용 발열시트{Heating sheet for bedpan using CNT-Ag paste}

본 고안은 변좌용 발열시트 및 이를 구비한 변좌 케이스를 포함하는 변기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탄소나노튜브 및 은(Ag)을 포함하는 페이스트를 이용한 변좌용 발열시트 및 이를 구비한 변좌 케이스를 포함하는 변기에 관한 것이다.

종래의 난방 변좌는 폴리프로필렌 등의 수지로 이루어진 케이스 내부에 알루미늄 시트를 개재해서 열선을 부착하거나, 중공형상으로 형성된 변좌 케이스 내에 히터 및 방열체를 배치하는 방법이 연구되어 왔다.

그러나, 종래의 난방 변좌는, 상기 착석면으로부터 방열이나 케이스 내부로의 방열이 크고, 즉 열효율이 나쁘기 때문에 에너지 절약에 관해서 문제가 있다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 와이어 발열체는 열전달 대상물질에 접촉된 부분만 열이 전달되므로 열전달 효율이 저하되며, 반면 도 2에 도시된 필름형 발열체의 경우 발열면이 열전달 대상물질로 전면 밀착되어 있어서 열전달 효율이 와이어 발열체에 비해 매우 높기 때문에 상기 발열체로 사용할 수 있는 재료에 대한 연 구가 활발히 진행되고 있다.

따라서, 본 고안의 목적은, 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 여분의 방열을 최소화하여 내구성을 높인 변좌용 발열시트 및 이를 구비한 변좌 케이스를 포함하는 변기를 제공하는 것이다.

본 고안은, 인쇄필름; 상기 인쇄필름 상에 적층되며, 탄소나노튜브 및 은(Ag)을 포함하는 페이스트로 형성된 발열 저항체; 및 상기 발열 저항체 상에 적층되는 라미네이팅 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트를 제공한다.

본 고안은, 상기 변좌용 발열시트가 구비된 변좌 케이스를 포함하는 변기를 제공한다.

본 고안에 따르면, 열전달 효율이 우수한 변좌용 발열시트를 제공할 수 있으며, CNT-Ag페이스트를 적용하면 일반적인 카본페이스트를 사용했을 때 나타나는 저항값의 변화를 줄일 수 있다.

본 고안에 따른 변좌용 발열시트는, 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄필름과; 상기 인쇄필름 상에 적층되며, 탄소나노튜브 및 은(Ag)을 포함하는 페이스트로 형성된 발열 저항체와; 상기 발열 저항체 상에 적층되는 라미네이팅 필름을 포함한 다.

그리고, 발열 저항체와 상기 라미네이팅 필름 사이에 전극층을 더 구비할 수 있다.

상기 전극층은 상기 발열 저항체에 전기가 효과적으로 인가될 수 있도록 한다.

상기 전극층은 다양한 금속으로 형성될 수 있으며, 한 예로 상기 전극층은 구리박판일 수 있다.

상기 전극층의 두께는 45~55미크론(micron)일 수 있으며, 바람직하게는 50미크론(micron)일 수 있다.

또한, 상기 인쇄필름의 일면에는 상기 발열 저항체가 적층되어 있고, 타면에는 점착필름이 추가로 적층되어 있을 수 있다.

상기 인쇄 필름, 라미네이팅 필름 및 점착필름은 본 고안이 속한 기술 분야의 당업자에게 공지된 것이라면 특별히 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

한 예로, 상기 인쇄 필름은 PET(polyethylen terephthalate) 필름일 수 있으나 이로 한정되는 것은 아니며, 인쇄필름의 두께는 150~200미크론(micron)일 수 있고, 바람직하게는 188미크론(micron)일 수 있다.

상기 라미네이팅 필름으로는, 50미크론(micron)의 두께를 갖는 PET필름에 50미크론(micron)의 두께를 갖는 EEA(Ethylene Ethyl Acrylate) 또는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)계 핫멜트 접착제가 도포된 필름을 사용할 수 있다.

상기 점착필름으로는 내열성 점착제가 양면에 각각 20미크론(micron)씩 도포된 50미크론(micron)의 두께를 갖는 PET 필름을 사용할 수 있다.

상기 페이스트는 전체 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부의 상기 탄소나노튜브 및 30 내지 50 중량부의 상기 은(Ag)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탄소나노튜브는 MWNT(multi wall nanotube) 및 SWNT(single wall nanotube) 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.

또한, 상기 페이스트는 전체 조성물 100 중량부에 대해 30 내지 69 중량부의 유기 바인더를 더 포함할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 고안을 더욱 상세히 설명하지만, 하기 실시예는 본 고안을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 고안의 권리 범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

MWNT(multi wall nanotube) 10중량부, 은(Ag)분말 30중량부, 아크릴 유기바인더 50중량부에 희석제 10중량부를 가하여 점도 조정한 후, 3단롤로 분산 혼합하여 페이스트 조성물을 제조하였다.

PET 인쇄필름에 상기 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 도막을 형성한 후, 이를 135℃에서 10분간 건조하였다.

이때, 상기 도막의 두께는 약 12㎛였다. 이러한 발열 저항체 도막 상에 전극층을 형성하고, 그 위에 라미네이팅 필름을 합지시켜 변좌용 발열시트를 제조하였다.

실시예 2

MWNT(multi wall nanotube) 10중량부, 은(Ag)분말 40중량부, 아크릴 유기바인더 40중량부에 희석제 10중량부를 가하여 점도 조정한 후, 3단롤로 분산 혼합하여 페이스트 조성물을 제조하였다.

PET 인쇄필름에 상기 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 도막을 형성한 후, 이를 135℃에서 10분간 건조하였다.

이때, 상기 도막의 두께는 약 12㎛였다. 이러한 발열 저항체 도막 상에 전극층을 형성하고, 그 위에 라미네이팅 필름을 합지시켜 변좌용 발열시트를 제조하였다.

물성실험

본 고안에 따른 50 W 변좌용 발열시트(필름형 발열체)와, 비교예로서 일반 50 W 와이어 발열체에 220V의 전압을 인가하여, 열전달대상이 되는 물체의 표면을 온도센서를 이용하여 측정한 결과를 표 1에 나타내었다.

실험조건은 주변온도 15℃에서 동시에 두 제품을 작동시켜 변좌표면을 10개의 구간(도 4)으로 나누어서 표면온도가 40℃까지 도달하는 시간(sec)을 측정하였다.

	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨	⑩	비고
(필름형발열체)	89	87	85	90	89	85	86	89	88	87	단위(sec)
(와이어발열체)	290	293	305	301	309	291	291	310	309	308	단위(sec)

표 1를 통해, 같은 소비전력의 제품을 작동시킴에도 불구하고 구조에 따라서 본 고안에 따른 CNT-Ag페이스트를 사용한 변좌용 발열시트(필름형 발열체)가 열전달 효율이 우수한 것을 알 수 있다.

또한 CNT-Ag페이스트를 사용하면 일반적인 카본페이스트를 사용했을 때 나타나는 저항값의 변화를 줄일 수 있다.

한편, 본 고안은 상술한 예로서만 한정되는 것이 아니라 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 고안의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

도 1은 종래 와이어형 발열체의 발열 상태를 도시한 도면이다.

도 2는 필름형 발열체의 발열 상태를 도시한 도면이다.

도 3은 본 고안에 따른 변좌용 발열시트의 구조를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 고안에 따른 변좌용 발열시트의 물성 실험을 위한 온도 측정 지점을 나타낸 도면이다.

Claims (7)

1. 인쇄필름;

   상기 인쇄필름 상에 적층되며, 탄소나노튜브 및 은(Ag)을 포함하는 페이스트로 형성된 발열 저항체; 및

   상기 발열 저항체 상에 적층되는 라미네이팅 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탄소나노튜브는 MWNT(multi wall nanotube) 및 SWNT(single wall nanotube) 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 페이스트는 전체 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부의 상기 탄소나노튜브 및 30 내지 50 중량부의 상기 은(Ag)을 포함하는 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트.
4. 제3항에 있어서,

   상기 페이스트는 전체 조성물 100 중량부에 대해 30 내지 69 중량부의 유기 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트.
5. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄필름의 일면에는 상기 발열 저항체가 적층되어 있고, 타면에는 점착필름이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트.
6. 제1항에 있어서,

   상기 발열 저항체와 상기 라미네이팅 필름 사이에 구비된 전극층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변좌용 발열시트.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 변좌용 발열시트가 부착된 변좌 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 변기.

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