KR20100042760A - Transparent heating element using carbon nanotubes and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A transparency heating element and a manufacturing method thereof are provided to prevent a joining film which is melted from flowing inside a film by laminating a protection layer on a carbon nanotube film. CONSTITUTION: A transparency heating element comprises a pair of transparent glasses(10), a heating laminated film, and a joining film(11). The heating laminated film is inserted between a pair of transparent glasses. The heating laminated film comprises a transparency heating substrate, an electrode part, and a transparent protection layer. A carbon nanotube film(13) is coated in the upper side of the transparency heating substrate. The electrode part supplies power to the transparency heating substrate. The transparent protection layer reduces the surface resistance of the carbon nanotube film. The joining film is inserted between the transparent glass and the heating laminated film.

Description

탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체 및 그 제조방법{Transparent heating element using carbon nanotubes and manufacturing method for the same}Transparent heating element using carbon nanotubes and manufacturing method for the same

본 발명은 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 낮은 전압에서도 발열 구동이 가능한 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent heating element using carbon nanotubes and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a transparent heating element using carbon nanotubes capable of driving heat at low voltage and a method of manufacturing the same.

발열체는 그 외적 형태에 따라 분류할 때, 흔히 열선이라고 일컫는 선형의 발열체와 면상의 발열체로 나눌 수 있다. 선형의 발열체의 대표적인 예로 필라멘트와 니크롬선을 들 수 있다. 그러나, 선형의 발열체는 하나의 선을 통하여 전기가 흐르기 때문에 발열선의 어느 한 부분이라도 끊어지면 전기가 통하지 않는 문제점이 있다.When the heating element is classified according to its external form, it may be divided into a linear heating element and a planar heating element, which are commonly called hot wires. Representative examples of the linear heating element include filament and nichrome wire. However, since the linear heating element flows electricity through one line, if any part of the heating line is broken, electricity does not pass.

그리고 면상의 발열체란 얇은 면상의 전도성 발열체 위에 금속 전극을 양 끝에 설치한 후 절연재로 절연 처리하여 면 전체에서 발열하는 발열체를 총칭하는데, 면상 발열체에는 금속박판을 이용한 것, 발열도료를 이용한 것, 탄소섬유를 이용한 것 등이 있다.In addition, the planar heating element refers to a heating element that generates heat from the entire surface by installing metal electrodes at both ends on a thin planar conductive heating element, and then insulating with an insulating material. And the like using fibers.

탄소섬유를 이용하는 경우, 탄소나노튜브(CNT)액을 투명한 소정의 기판에 분사하여 소성시키면 면상으로 구현되어 CNT 필름제조가 가능하며, 상기 CNT 필름은 전기적 성질이 우수하여 전력 인가 시 발열이 가능하다. 상기 발열 가능한 CNT 필름에 전원을 공급할 수 있는 전극부를 형성한 후 적어도 두 장의 유리 사이에 삽입 후 접합시키면 발열유리 제조가 가능하다. In the case of using carbon fiber, the carbon nanotube (CNT) liquid is sprayed onto a predetermined transparent substrate to be fired to produce a CNT film, and the CNT film has excellent electrical properties, and thus heat generation is possible when power is applied. . Forming an electrode unit capable of supplying power to the heat-generating CNT film and inserting and then bonding between at least two sheets of glass can produce a heating glass.

그런데, 면상의 발열체는 선상의 발열체와는 달리 일부분이 전기적으로 단선이 되어도 발열되는 장점이 있으나, 반대로 상대적으로 높은 저항을 갖는 문제점이 있다. 전기적 성질이 우수한 CNT액으로 제조된 CNT필름의 경우도 400~500 Ω/sq의 면저항값을 갖는다. By the way, the planar heating element has the advantage that the heat generated even if a portion is electrically disconnected, unlike the linear heating element, there is a problem that has a relatively high resistance. CNT film made of CNT liquid having excellent electrical properties also has a sheet resistance of 400-500 mW / sq.

한편, 대부분의 자동차에 사용되는 전기장치는 차량 내부의 12V의 축전지에 의해 구동이 된다. 자동차 뒷유리에 성애 제거를 목적으로 은분으로 인쇄되어 있는 열선의 경우 평균적으로 그 저항값이 1Ω근처에서 형성이 된다. CNT필름을 이용한 발열유리가 자동차등의 저 저압이 요구되는 응용품에 적용되기 위해서는 저항값 하강은 필수적이다.On the other hand, electric devices used in most automobiles are driven by the 12V battery inside the vehicle. In the case of hot wire printed with silver powder on the back glass of a car to remove defrost, on the average, the resistance value is formed around 1 형성. In order for the heating glass using CNT film to be applied to applications requiring low and low pressure such as automobiles, the resistance value drop is essential.

또한 CNT 필름을 이용한 발열유리가 자동차 등의 응용품에 적용한 예로서, CNT 필름을 두 장의 유리에 삽입하여 접합시키는 공정과, 유리와 CNT필름 사이에 접합필름을 삽입하여 CNT 필름과 유리를 접합하는 공정으로 이루어지는 기술이 적용되어야 한다. 접합필름은 플라스틱 고분자 성분으로 주로 PVB (Polyvinyl butyral) 또는 EVA (Ethylene-Vinyl Acetate)가 사용이 된다. In addition, the heating glass using the CNT film is applied to applications such as automobiles, the process of inserting and bonding the CNT film to two sheets of glass, and bonding the CNT film and glass by inserting a bonding film between the glass and the CNT film Process technology must be applied. The bonding film is mainly composed of plastic polymer, PVB (Polyvinyl butyral) or EVA (Ethylene-Vinyl Acetate).

접합공정은 고온, 고압 조건에서 수행되며, 상기 조건에서 접합필름이 용융된 후 CNT 필름에 침투되어 CNT 필름의 면저항 값이 상승하는 문제점이 있었다.Bonding process is carried out under high temperature, high pressure conditions, there is a problem that the sheet resistance value of the CNT film is increased by infiltrating the CNT film after the bonding film is melted under the above conditions.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, CNT 필름 면상에 복수의 보조전극을 형성하여 전극간 저항을 감소시키고, CNT 필름 위에 보호층을 적층하여 고온에서 용융된 접합필름이 CNT 필름 내부로 침투하는 것을 차단함으로써, CNT 필름의 면저항이 상승하는 문제를 개선하여 낮은 전압에서도 발열 구동이 가능한 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and a plurality of auxiliary electrodes are formed on the surface of the CNT film to reduce the inter-electrode resistance, and a protective film is laminated on the CNT film to melt the adhesive film at a high temperature inside the CNT film. It is an object of the present invention to provide a transparent heating element using carbon nanotubes capable of driving heat generation at a low voltage by improving the sheet resistance of the CNT film by blocking the penetration thereof, and a method of manufacturing the same.

상기한 목적은 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체에 있어서,The above object is in a transparent heating element using carbon nanotubes,

한쌍의 투명유리; 상기 투명유리 사이에 삽입되며, 외부에서 전원을 인가받아 면 전체에서 발열하는 발열적층막; 상기 투명유리와 발열적층막 사이에 삽입되는 접합필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체에 의해 달성된다.A pair of transparent glass; An exothermic lamination film interposed between the transparent glass and generating heat from the entire surface by receiving power from the outside; It is achieved by a transparent heating element using carbon nanotubes, characterized in that it comprises a bonding film inserted between the transparent glass and the exothermic laminated film.

바람직하게는, 상기 발열적층막은 상면에 탄소나노튜브 필름이 코팅된 투명 발열기판; 상기 발열기판에 전원을 공급하기 위한 전극부; 상기 탄소나노튜브 필름의 면저항을 감소시키기 위해 삽입된 투명 보호층을 포함한다.Preferably, the heat generating laminated film is a transparent heating substrate coated with a carbon nanotube film on the upper surface; An electrode unit for supplying power to the heating substrate; It includes a transparent protective layer inserted to reduce the sheet resistance of the carbon nanotube film.

상기 탄소나노튜브 필름은 투명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 코팅되고, 상기 전극부는 투명 발열기판에 형성되며, 상기 전극부는 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 발열기판의 양측변에 전도성 물질로 평행하게 인쇄된 부스바; 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 연결되는 보조전극을 포함하고, 상기 투명 발열기판의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 발열기판의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는다.The carbon nanotube film is coated with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, the electrode portion is formed on the transparent heating substrate, the electrode portion transparent heat generated outside the carbon nanotube film so as not to contact the carbon nanotube film. A busbar printed on both sides of the substrate in parallel with a conductive material; An auxiliary electrode connected to the bus bar in a vertical direction to contact the carbon nanotube film, the plurality of auxiliary electrodes formed on one side of the transparent heating substrate is not connected to the bus bar formed on the other side of the transparent heating substrate.

또한, 상기 탄소나노튜브 필름은 튜명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 코팅되고, 상기 전극부는 투명 보호층에 형성되며, 상기 전극부는 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 보호층의 양측변에 전도성 물질로 평행하게 인쇄된 부스바; 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 연결되는 전도성물질의 보조전극을 포함하고, 상기 투명 보호층의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 보호층의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는다.In addition, the carbon nanotube film is coated with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, the electrode portion is formed in a transparent protective layer, the electrode portion to the outside of the carbon nanotube film so as not to contact the carbon nanotube film Busbars printed on both sides of the transparent protective layer in parallel with a conductive material; An auxiliary electrode of a conductive material connected to the bus bar in a vertical direction to contact the carbon nanotube film, and the plurality of auxiliary electrodes formed on one side of the transparent protective layer are not connected to the bus bar formed on the other side of the transparent protective layer. Do not.

특히, 상기 보조전극은 동일한 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.In particular, the auxiliary electrode is characterized in that formed at equal intervals.

한편, 상기한 목적은 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 제조방법에 있어서,On the other hand, the above object is a method of manufacturing a transparent heating element using carbon nanotubes,

투명 발열기판 위에 탄소나노튜브액을 분산 및 코팅하는 단계; 상기 탄소나노튜브가 코팅된 투명 발열기판에 전원을 인가하기 위해 전극부를 형성하는 단계; 상기 탄소나노튜브가 코팅된 투명 발열기판에 투명 보호층을 적층하여 발열적층막을 제조하는 단계; 상기 발열적층막을 두장의 유리 사이에 삽입한 후 접합필름을 이용하여 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투 명 발열체의 제조방법에 의해 달성된다.Dispersing and coating a carbon nanotube liquid on a transparent heating substrate; Forming an electrode part to apply power to the carbon nanotube-coated transparent heating substrate; Manufacturing a thermally laminated film by laminating a transparent protective layer on the carbon nanotube-coated transparent heating substrate; The method of manufacturing a transparent heating element using carbon nanotubes, comprising the step of inserting the exothermic laminated film between two sheets of glass and then bonding using a bonding film.

바람직하게는, 상기 전극부를 형성하는 단계는 투명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 탄소나노튜브 필름을 코팅한 후, 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 발열기판의 양측변에 전도성 물질로 부스바를 평행하게 인쇄하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 보조전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 투명 발열기판의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 발열기판의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는다.Preferably, the forming of the electrode unit may include coating the carbon nanotube film with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, and then the outer surface of the transparent heating substrate so as not to contact the carbon nanotube film. Printing the busbars in parallel with conductive materials on both sides, and forming auxiliary electrodes in a vertical direction on the busbars so as to be in contact with the carbon nanotube film, wherein the auxiliary electrodes are formed on one side of the transparent heating substrate. The electrode is not connected to the busbar formed on the other side of the transparent heating substrate.

또한, 상기 전극부를 형성하는 단계는 투명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 탄소나노튜브 필름을 코팅한 후, 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 보호층의 양측변에 전도성 물질로 부스바를 평행하게 인쇄하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 보조전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 투명 보호층의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 보호층의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는다.In addition, the step of forming the electrode portion is coated with a carbon nanotube film with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, both sides of the transparent protective layer to the outside of the carbon nanotube film so as not to contact the carbon nanotube film. Printing a bus bar in parallel with a conductive material, and forming an auxiliary electrode in a vertical direction on the bus bar to be in contact with the carbon nanotube film, wherein the plurality of auxiliary electrodes formed on one side of the transparent protective layer include: It is not connected to the busbar formed on the other side of the transparent protective layer.

이에 따라 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체 및 그 제조방법에 의하면, CNT 필름 면상에 복수의 보조전극을 형성하여 전극간 저항을 감소시키고, CNT 필름 위에 보호층을 적층하여 고온에서 용융된 접합필름이 CNT 필름 내부로 침투하는 것을 차단함으로써, CNT 필름의 면저항이 상승하는 문제를 개선하여 낮은 전압에서도 발열 구동이 가능하다.Accordingly, according to the transparent heating element and the manufacturing method using the carbon nanotube according to the present invention, by forming a plurality of auxiliary electrodes on the surface of the CNT film to reduce the inter-electrode resistance, by laminating a protective layer on the CNT film melted at high temperature By preventing the bonding film from penetrating the inside of the CNT film, the sheet resistance of the CNT film is improved, thereby enabling heat generation at a low voltage.

따라서, 저 전압의 축전지에 의해 전기 및 전자장치가 작동되는 자동차 등의 운송수단에 응용이 가능한 장점이 있다.Therefore, there is an advantage that can be applied to a vehicle, such as a vehicle in which electric and electronic devices are operated by a low voltage storage battery.

특히, 겨울철 자동차 앞유리 및 뒷유리에 반복적으로 형성되었던 결빙현상 문제의 해결이 가능한 장점이 있다.In particular, there is an advantage that can solve the problem of freezing that was repeatedly formed on the windshield and the rear windshield in winter.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 CNT필름에 전력을 인가하기 위한 전극부를 효과적으로 구성하여 CNT필름의 면저항 하강을 유도할 수 있으며, 발열유리 제조에 있어 필요한 접합공정에서 용융된 접합필름에 의한 공정간 저항값 상승 문제를 해결하여 저 전압에서도 발열 구현이 가능한 발열유리 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention can effectively induce the sheet resistance of the CNT film by configuring the electrode portion for applying power to the CNT film, and solves the problem of increasing the inter-process resistance value due to the molten laminated film in the bonding process required for the heating glass production The present invention relates to a heat generating glass and a method of manufacturing the same, which can generate heat even at a low voltage.

저 전압으로 CNT필름을 발열시키기 위해서는 CNT필름에 전력을 인가시키기 위한 전극부에 걸리는 저항값이 낮아야 한다. 이를 위해서는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 추가적인 보조전극이 CNT필름 면상에 효과적으로 구현되어야 한다. 등 간격의 인터디지털 형태의 추가 전극을 CNT 면상에 n개 형성할 경우 단자간 저항은 1/(n-1)2에 비례하여 감소한다. 단자와 CNT와의 전도도 및 단자의 위치 등을 고려하여 최적의 패턴을 찾을 수 있다. In order to heat the CNT film at a low voltage, a resistance value applied to the electrode unit for applying power to the CNT film should be low. To this end, as shown in FIGS. 8 and 9, an additional auxiliary electrode must be effectively implemented on the CNT film surface. When n additional electrodes of equally spaced interdigital form are formed on the CNT plane, the resistance between terminals decreases in proportion to 1 / (n-1) 2 . The optimum pattern can be found by considering the conductivity between the terminal and the CNT and the position of the terminal.

또한, CNT필름을 두 장의 유리 사이에 접합하는 공정에서 용융된 접합필름에 의해 저항값이 상승하는 문제점을 해결함으로써 제품의 성능을 향상 시킬 수 있다.In addition, the performance of the product can be improved by solving the problem that the resistance value is increased by the molten bonding film in the process of bonding the CNT film between the two sheets of glass.

본 발명은 CNT 필름을 이용하여 발열 가능한 자동차용 안전유리를 제작하기 위하여 투명하면서도 저 전압에서 발열이 가능한 발열유리를 제작한다. The present invention manufactures a transparent glass that can generate heat at low voltage in order to produce a safety glass for automobiles that can generate heat using a CNT film.

본 발명의 제조방법은 CNT를 이용한 투명 면상 발열체를 제조하는 제1공정과, CNT로 구성된 발열면에 전원을 공급하기 위한 전극부를 형성하는 제2공정과, CNT필름의 면저항 상승을 막기위한 투명 보호층 삽입하여 최종 발열 적층막을 구성하는 제3공정과, 발열 적층막을 두 장의 유리 사이에 접합하는 제4공정으로 이루어진다. The manufacturing method of the present invention includes a first step of manufacturing a transparent planar heating element using CNTs, a second step of forming an electrode part for supplying power to a heat generating surface composed of CNTs, and transparent protection for preventing a rise in sheet resistance of the CNT film. It consists of the 3rd process which inserts a layer and comprises a final heat generating laminated film, and the 4th process which bonds a heat generating laminated film between two sheets of glass.

상기 제1공정은 투명 발열기판에 CNT액을 분사하여 구성된다. 상기 투명 발열기판으로는 상온에서 플렉서블하며 접합필름과 접합력이 좋은 PET, PC 등의 플라스틱 물질이 선호된다.The first step is configured by spraying the CNT liquid on the transparent heating substrate. As the transparent heating substrate, a plastic material, such as PET and PC, which is flexible at room temperature and has a good bonding strength, is preferred.

상기 제2공정은 전극부를 형성하는 공정으로, 상기 전극부는 전기 전도성이 좋은 은(Ag) 등의 성분으로 인쇄된 부스바와 보조전극으로 구성된다. 상기 전극부 중 부스바는 CNT필름 면상에 직접 구현되지 않고 CNT 필름면 외부에 형성되는 것이 특징이다. 보조전극은 CNT 필름면에 직접 또는 외부에 구현이 가능하며, 이는 부스바가 형성되는 곳에 따라 달라진다. 부스바는 아래와 같이 크게 두 가지 패턴으로 구현이 가능하다.  The second step is to form an electrode part, and the electrode part is composed of a bus bar and an auxiliary electrode printed with a component such as silver (Ag) having good electrical conductivity. Busbars of the electrode portion is not formed directly on the surface of the CNT film is characterized in that formed on the outside of the CNT film surface. The auxiliary electrode can be implemented directly or externally on the CNT film surface, which depends on where the busbar is formed. The busbar can be implemented in two patterns as follows.

첫번째는 투명 발열기판위에 CNT 필름과 전극부를 동시에 형성하는 방법이다. 투명 발열기판의 일부에 형성된 CNT 필름면 외측에 CNT 필름과 직접적으로 맞닿지 않게 이격시켜 짝수개의 부스바를 일측부와 마주보는 다른 일측부에 형성하 고, 보조전극은 상기 부스바와 연결되며 CNT 필름면과 직접적으로 맞닿도록 CNT 필름면 상층부에 다른 일측부 부스바에 맞닿지 않도록 지그재그로 형성된다. The first method is to simultaneously form a CNT film and an electrode on a transparent heating substrate. An even number of busbars is formed on the other side facing one side of the CNT film by being spaced apart from the CNT film surface directly outside the CNT film surface formed on a part of the transparent heating substrate, and the auxiliary electrode is connected to the busbar and the CNT film surface. It is formed in a zigzag so as not to be in contact with the other side busbar on the upper layer of the CNT film surface so as to directly contact with.

두번째는 전극부를 투명 발열기판과 별도로 형성하여 CNT 필름면 위에 적층하는 방법이다. 이때, 부스바는 CNT 필름면과 맞닿지 않으며 보조전극부만이 CNT 필름면과 직접적으로 맞닿게 적층시 위치 조절을 해야한다.The second method is to form an electrode part separately from the transparent heating substrate and stack it on the CNT film surface. At this time, the busbar is not in contact with the surface of the CNT film, and only the auxiliary electrode portion should be positioned in direct contact with the CNT film surface.

보조전극은 CNT필름의 면저항을 하강시키기 위한 방법으로 CNT보다 저항값이 낮은 물질을 CNT발열 필름면 내에 효과적인 패턴으로 배열시키면 가능하기 때문이다. This is because the auxiliary electrode is a method for lowering the sheet resistance of the CNT film by arranging a material having a lower resistance value than the CNT in an effective pattern in the surface of the CNT heating film.

또한 보조전극과는 달리 부스바를 CNT발열 필름면상에 직접적으로 구현하지 않은 이유는 전력 인가시 CNT발열 필름면보다 전기 전도성이 좋은 부스바와 보조전극에만 국부적으로 발열이 일이나기 때문이다. CNT필름면 위에 직접적으로 은(Ag)등의 성분으로 부스바와 보조전극을 인쇄하면 면저항은 최초 450Ω에서 10Ω까지 하강 시킬 수 있으나 상기와 같은 문제점이 발생한다. 또한 보조전극간의 거리는 동일해야 효과적이다.In addition, unlike the auxiliary electrode, the busbar is not directly implemented on the CNT heat generating film because the locally generated heat is generated only at the bus bar and the auxiliary electrode, which has better electrical conductivity than the CNT heat generating film. If the bus bar and the auxiliary electrode is printed directly on the surface of the CNT film, such as silver (Ag), the sheet resistance can be lowered from 450 kW to 10 kW, but the same problem occurs. In addition, the distance between the auxiliary electrodes is the same to be effective.

부스바에는 유리 외부로 노출이 되는 단자가 연결이 되어 있어 외부에서 전력 공급이 가능하다.Busbars are connected to terminals that are exposed to the outside of the glass, allowing for external power supply.

상기 제3공정은 접합필름에 의한 CNT발열 필름의 면저항 상승 문제를 해결하기 위한 공정으로 투명 발열 유리를 제작하기 위해서는 두 장의 유리에 발열필름을 삽입하여 접합하는 공정이 필수적이며, 접합공정에는 접합필름이 사용된다. 접합필름은 플라스틱 고분자 물질로써 고온 고압의 조건이 필요한 접합공정 중에 용 융된다.  The third step is a process for solving the problem of increasing the sheet resistance of the CNT heat generating film by the bonding film. In order to manufacture the transparent heat generating glass, a process of inserting the heat generating film into the two sheets of glass is essential. This is used. The bonding film is a plastic polymer material that is melted during the bonding process requiring high temperature and high pressure.

상기 용융된 접합필름의 일부는 상기 CNT 필름면으로 침투하여 저항값을 상승시킨다. 이의 해결을 위해 투명 보호층 삽입이 필요하다. 투명 보호층은 접합필름과 접합력이 좋은 투명 발열기판으로 투명 플라스틱 재료가 선호된다. 본 공정은 만약 제2공정에서 전극부가 추가적인 투명시트상에 형성이 되어 CNT발열 필름면 위에 직접적으로 적층이 되었다면, 상기 추가로 삽입된 투명 전극부 시트가 동일 기능 수행이(보호층) 가능하므로 생략이 가능한 공정이다. A part of the molten bonding film penetrates into the CNT film surface to increase the resistance value. In order to solve this, a transparent protective layer needs to be inserted. The transparent protective layer is preferably a transparent plastic substrate with a bonding film and a transparent heating substrate having good bonding strength. In this process, if the electrode part is formed on the additional transparent sheet in the second step and is directly laminated on the surface of the CNT heating film, the additionally inserted transparent electrode part sheet can perform the same function (protective layer) and thus will be omitted. This is a possible process.

상기 제4공정은 제1~3공정을 통해 구현된 CNT 발열 적층막을 두 장의 유리 사이에 삽입 후 접합하는 공정으로“유리 / 접합필름 / CNT 발열 적층막 / 접합필름 / 유리” 순서로 적층이 된다. 사용되는 접합필름에 따라 공정조건(온도와 압력)이 다를 수 있다.The fourth process is a process of inserting and bonding the CNT exothermic lamination film implemented through the first to third processes between two sheets of glass, and laminating them in the order of “glass / laminated film / CNT exothermic lamination film / laminated film / glass”. . Depending on the bonding film used, process conditions (temperature and pressure) may vary.

본 발명의 제조방법에 대해서는 하기에서 상세히 설명되고 있으나, 본 발명의 범주가 실시예에 한정되는 것은 아니다.The manufacturing method of the present invention is described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to the examples.

실시예Example

본 실시예에서, CNT 필름은 PET(polyethylen terephthalate)기판 일면에 CNT액을 분산하여 구현하였다.In this embodiment, the CNT film was implemented by dispersing the CNT liquid on one surface of a polyethylen terephthalate (PET) substrate.

(실시예1)Example 1

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 구조를 나타내는 구성도이다.2 is a block diagram showing the structure of a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.

상기 방법으로 구현된 CNT필름(13) 위에 전극부(14a,14b)를 형성한 후, 추가적으로 PET을 적층 하였다. 여기서, CNT 필름(13)상 양 측변에 은분(Ag paste)으로 형성된 부스바(14a)가 CNT 필름(13)면과 연결되지 않아야 하며, 보조전극(14b)은 CNT 필름(13)면 위에 있어야 하며 보조전극(14b)간의 거리는 동일하다. 그리고“유리(10)/EVA(11)/전극부(14a,14b)가 형성된 CNT 발열 필름(13)/PET(투명보호층(15))/EVA(11)/유리(10)”순서로 적층한 후 접합하였다.After forming the electrode portions 14a and 14b on the CNT film 13 implemented by the above method, PET was further laminated. Here, the busbars 14a formed of silver paste on both sides of the CNT film 13 should not be connected to the CNT film 13 surface, and the auxiliary electrode 14b should be on the CNT film 13 surface. The distance between the auxiliary electrodes 14b is the same. Then, "CNT heating film 13 / PET (transparent protective layer 15) / EVA (11) / glass 10" in which glass 10 / EVA 11 / electrode portions 14a and 14b are formed. After lamination, they were bonded.

(실시예2)Example 2

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체를 나타내는 구성도이다.3 is a block diagram showing a transparent heating element using carbon nanotubes according to another embodiment of the present invention.

별도의 PET 기판(25)의 하면에 전극부(24a,24b)를 형성한 후, 전극부(24a,24b)가 CNT액이 소성되어 형성된 CNT 필름(23)면과 맞닿게 적층한다. 여기서, PET 기판(25)상 양 측변에 형성된 부스바(24a)가 CNT 필름(23)면과 연결되지 않아야 하며, 보조전극(24b)은 CNT 필름(23)면 위에 있어야 하며 보조전극(24b)간의 거리는 동일하다. 그리고“유리(20)/EVA(21)/CNT 발열 필름(22)/전극부(24a,24b)가 형성된 PET(25)/EVA(21)/유리(20)”순서로 적층한 후 접합하였다.After forming the electrode portions 24a and 24b on the lower surface of the separate PET substrate 25, the electrode portions 24a and 24b are laminated to contact the CNT film 23 surface formed by firing the CNT liquid. Here, the busbars 24a formed on both sides of the PET substrate 25 should not be connected to the CNT film 23 surface, and the auxiliary electrode 24b should be on the CNT film 23 surface and the auxiliary electrode 24b. The distance between them is the same. And laminated in the order of "glass (20) / EVA (21) / CNT heating film 22 / PET (25) / EVA (21) / glass 20 with electrodes 24a, 24b)" was laminated. .

(비교예1)(Comparative Example 1)

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제1비교예를 설명하기 위한 구성도이다.4 is a configuration diagram illustrating a first comparative example for comparing with a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.

상기 방법으로 구현된 CNT필름 위에 직접적으로 은분(Ag paste)으로 양 측변에 부스바를 인쇄하여 CNT 필름을 제작한 후 “유리(30)/EVA(31)/CNT 발열필름 /EVA(31)/유리(30)” 순서로 적층한 후 접합하였다.After printing the busbars on both sides with silver paste (Ag paste) directly on the CNT film embodied by the above method, the CNT film was produced, and then “glass 30 / EVA (31) / CNT heating film / EVA (31) / glass. (30) ”and laminated together.

(비교예2)(Comparative Example 2)

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제2비교예를 설명하기 위한 구성도이다.5 is a configuration diagram illustrating a second comparative example for comparing with a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.

상기 방법으로 구현된 CNT 필름면 위에 직접적으로 은분(Ag paste)으로 양 측변에 부스바 및 동일한 간격으로 다수의 보조전극을 인쇄하여 CNT 발열 필름을 제작한 후, “유리(40)/EVA(41)/CNT 발열 필름/EVA(41)/유리(40)” 순서로 적층한 후 접합하였다. 이때, 부스바(44a) 일측부에 형성된 다수의 보조 전극(44b)들은 마주보는 다른 일측부에 형성된 부스바(44a)와 연결되지 않게 형성하였다.After the CNT heating film was manufactured by printing a plurality of auxiliary electrodes at the same interval with busbars on both sides with silver paste directly on the CNT film surface implemented by the above method, “Glass 40 / EVA (41). ) / CNT exothermic film / EVA (41) / glass 40 ”and laminated. At this time, the plurality of auxiliary electrodes 44b formed on one side of the bus bar 44a are not connected to the bus bars 44a formed on the other side of the bus bar 44a.

(비교예3)(Comparative Example 3)

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제3비교예를 설명하기 위한 구성도이다.6 is a configuration diagram illustrating a third comparative example for comparing with a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.

비교예 2와 동일하게 전극부(54a,54b)를 형성한 후, CNT액이 소성되어 형성된 CNT필름면 위에 추가적으로 PET 기판(투명 보호층(55))을 적층하였다. 그리고“유리(50)/EVA(51)/CNT 발열 필름/PET(55)/EVA(51)/유리(50)”순서로 적층한 후 접합하였다.After forming the electrode portions 54a and 54b in the same manner as in Comparative Example 2, a PET substrate (transparent protective layer 55) was additionally laminated on the CNT film surface formed by firing the CNT liquid. And laminated in the order of "glass 50 / EVA (51) / CNT heating film / PET (55) / EVA (51) / glass 50" in order.

(비교예4)(Comparative Example 4)

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제4비교예를 설명하기 위한 구성도이다.7 is a configuration diagram illustrating a fourth comparative example for comparing with a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.

별도의 PET 기판(65)의 하면에 은분(Ag patste)으로 양 측변에 부스바(64a) 를 인쇄하고 보조전극(64b)은 동일하지 않은 간격(상단 및 하단으로 치우쳐진 패턴)으로 다수의 보조전극(64b)을 인쇄한 후 인쇄면이 CNT액이 소성되어 형성된 CNT 필름면과 맞닿게 적층한다. 단, PET 기판(64)상 양 측변에 형성된 부스바(64a)가 CNT 필름면과 연결되며, 보조전극(64b)은 CNT 필름면 위에 있어야 한다. 그리고 아래에서부터 위로“유리(60)/EVA(61)/CNT 발열 필름/전극부(64a,64b)가 형성된 PET(65)/EVA(61)/유리(60)”순서로 적층한 후 접합하였다.On the lower surface of the separate PET substrate 65, the busbars 64a are printed on both sides with Ag patste, and the auxiliary electrodes 64b are arranged at a plurality of auxiliary parts at different intervals (patterns oriented to the top and bottom). After printing the electrode 64b, the printed surface is laminated in contact with the CNT film surface formed by firing the CNT liquid. However, the busbars 64a formed on both sides of the PET substrate 64 are connected to the CNT film surface, and the auxiliary electrode 64b should be on the CNT film surface. And laminated from the bottom up in the order of "PET (65) / EVA (61) / glass (60) with glass 60 / EVA (61) / CNT heating film / electrode portions 64a, 64b) formed and bonded. .

(비교예5)(Comparative Example 5)

상기 실시예와 비교하여 CNT발열 필름면에 부스바 및 보조전극을 형성하지 않고 접합 또한 하지 않았다. Compared with the above embodiment, no busbars and auxiliary electrodes were formed on the CNT heating film surface, and no bonding was performed.

표 1은 실시예에 따른 접합 후 단자 전기 저항값 및 발열 테스트 결과이다.Table 1 shows the terminal electrical resistance value and the heating test result after the bonding according to the embodiment.

Figure 112008072232211-PAT00001
Figure 112008072232211-PAT00001

샘플의 크기는 300x300(mm)로 하였으며, 발열 테스트 결과는 열화상 카메라를 이용하여 확인하였다.The size of the sample was 300x300 (mm), and the exothermic test results were confirmed using a thermal imaging camera.

본 실시예를 통해 알 수 있듯이, 본 발명은 부스바의 위치, 보조전극의 패턴, CNT 필름면 보호층을 최적의 조건(실시예1,실시예2)으로 배치시켜 저전압으로 구동이 가능한 CNT를 응용한 발열유리를 제작할 수 있었다.As can be seen from this embodiment, the present invention is to place the CNT capable of driving at a low voltage by placing the busbar, the pattern of the auxiliary electrode, the CNT film surface protective layer in the optimum conditions (Example 1, Example 2) The applied heating glass could be manufactured.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 제조방법을 나타내는 블럭도,1 is a block diagram showing a method of manufacturing a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 구조를 나타내는 구성도,2 is a block diagram showing the structure of a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체를 나타내는 구성도,3 is a block diagram showing a transparent heating element using carbon nanotubes according to another embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제1비교예를 설명하기 위한 구성도,4 is a configuration diagram for explaining a first comparative example for comparing with a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제2비교예를 설명하기 위한 구성도,5 is a configuration diagram for explaining a second comparative example for comparing with a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제3비교예를 설명하기 위한 구성도,6 is a configuration diagram for explaining a third comparative example for comparing with a transparent heating element using a carbon nanotube according to an embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체와 비교하기 위한 제4비교예를 설명하기 위한 구성도,7 is a configuration diagram for describing a fourth comparative example for comparing with a transparent heating element using carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 부스바와 보조전극 구조를 설명하기 위한 개념도,8 is a conceptual diagram for explaining a busbar and an auxiliary electrode structure of the present invention;

도 9는 종래의 부스바와 보조전극 구조를 설명하기 위한 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating a conventional busbar and auxiliary electrode structure.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10,20,30,40,50,60 : 유리 11,21,31,41,51,61 : 접합필름10,20,30,40,50,60: Glass 11,21,31,41,51,61: Laminated film

12,22,32,42,52,62 : 발열기판 13,23 : 탄소나노튜브 필름12,22,32,42,52,62: heating substrate 13,23: carbon nanotube film

14a,24a,34,44a,54a,64a : 부스바14a, 24a, 34,44a, 54a, 64a: Busbar

14b,24b,44b,54b,64b : 보조전극14b, 24b, 44b, 54b, 64b: auxiliary electrode

15,25 : 투명 보호층15,25: transparent protective layer

Claims (8)

탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체에 있어서,In the transparent heating element using carbon nanotubes, 한쌍의 투명유리;A pair of transparent glass; 상기 투명유리 사이에 삽입되며, 외부에서 전원을 인가받아 면 전체에서 발열하는 발열적층막;An exothermic lamination film interposed between the transparent glass and generating heat from the entire surface by receiving power from the outside; 상기 투명유리와 발열적층막 사이에 삽입되는 접합필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체.A transparent heating element using carbon nanotubes, characterized in that it comprises a bonding film inserted between the transparent glass and the exothermic laminated film. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 발열적층막은 상면에 탄소나노튜브 필름이 코팅된 투명 발열기판;The heat generating laminated film is a transparent heating substrate coated with a carbon nanotube film on the upper surface; 상기 발열기판에 전원을 공급하기 위한 전극부;An electrode unit for supplying power to the heating substrate; 상기 탄소나노튜브 필름의 면저항을 감소시키기 위해 삽입된 투명 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체.Transparent heating element using a carbon nanotubes, characterized in that it comprises a transparent protective layer inserted to reduce the sheet resistance of the carbon nanotube film. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 탄소나노튜브 필름은 투명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 코팅되고, 상기 전극부는 투명 발열기판에 형성되며, 상기 전극부는 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 발열기판의 양측변에 전도성 물질로 평행하게 인쇄된 부스바; The carbon nanotube film is coated with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, the electrode portion is formed on the transparent heating substrate, the electrode portion transparent heat generated outside the carbon nanotube film so as not to contact the carbon nanotube film. A busbar printed on both sides of the substrate in parallel with a conductive material; 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 연결되는 보조전극을 포함하고, 상기 투명 발열기판의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 발열기판의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체.And an auxiliary electrode connected to the bus bar in a vertical direction to contact the carbon nanotube film, and the plurality of auxiliary electrodes formed on one side of the transparent heating substrate are not connected to the bus bar formed on the other side of the transparent heating substrate. Transparent heating element using carbon nanotubes. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 탄소나노튜브 필름은 튜명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 코팅되고, 상기 전극부는 투명 보호층에 형성되며, 상기 전극부는 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 보호층의 양측변에 전도성 물질로 평행하게 인쇄된 부스바; The carbon nanotube film is coated with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, the electrode portion is formed in a transparent protective layer, the electrode portion is transparent to the outside of the carbon nanotube film to avoid contact with the carbon nanotube film Busbars printed parallel to the conductive material on both sides of the layer; 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 연결되는 전도성물질의 보조전극을 포함하고, 상기 투명 보호층의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 보호층의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체.An auxiliary electrode of a conductive material connected to the bus bar in a vertical direction to contact the carbon nanotube film, and the plurality of auxiliary electrodes formed on one side of the transparent protective layer are not connected to the bus bar formed on the other side of the transparent protective layer. Transparent heating element using carbon nanotubes, characterized in that not. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 보조전극은 동일한 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체.The auxiliary electrode is a transparent heating element using carbon nanotubes, characterized in that formed at equal intervals. 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 제조방법에 있어서,In the method of manufacturing a transparent heating element using carbon nanotubes, 투명 발열기판 위에 탄소나노튜브액을 분산 및 코팅하는 단계; Dispersing and coating a carbon nanotube liquid on a transparent heating substrate; 상기 탄소나노튜브가 코팅된 투명 발열기판에 전원을 인가하기 위해 전극부를 형성하는 단계;Forming an electrode part to apply power to the carbon nanotube-coated transparent heating substrate; 상기 탄소나노튜브가 코팅된 투명 발열기판에 투명 보호층을 적층하여 발열적층막을 제조하는 단계;Manufacturing a thermally laminated film by laminating a transparent protective layer on the carbon nanotube-coated transparent heating substrate; 상기 발열적층막을 두장의 유리 사이에 삽입한 후 접합필름을 이용하여 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 제조방법.The method of manufacturing a transparent heating element using carbon nanotubes comprising the step of bonding by using a bonding film after inserting the exothermic laminated film between the two sheets of glass. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 전극부를 형성하는 단계는 투명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 탄소나노튜브 필름을 코팅한 후, 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 발열기판의 양측변에 전도성 물질로 부스바를 평행하게 인쇄하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 보조전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 투명 발열기판의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 발열기판의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 제조방법.The forming of the electrode part may include coating the carbon nanotube film with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, and then conducting the conductive film to both sides of the transparent heating substrate to the outside of the carbon nanotube film so as not to contact the carbon nanotube film. Printing a bus bar in parallel with the material, and forming an auxiliary electrode in a vertical direction on the bus bar to be in contact with the carbon nanotube film, wherein the plurality of auxiliary electrodes formed on one side of the transparent heating substrate are transparent Method of manufacturing a transparent heating element using carbon nanotubes, characterized in that not connected to the busbar formed on the other side of the substrate. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 전극부를 형성하는 단계는 투명 발열기판의 중간에 일정한 크기의 면적으로 탄소나노튜브 필름을 코팅한 후, 탄소나노튜브 필름과 맞닿지 않도록 탄소나노튜브 필름의 외측으로 투명 보호층의 양측변에 전도성 물질로 부스바를 평행하게 인쇄하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 필름과 맞닿도록 부스바에 수직방향으로 보조전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 투명 보호층의 일측변에 형성된 다수의 보조전극은 투명 보호층의 다른 측변에 형성된 부스바와 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 제조방법.The forming of the electrode part may include coating the carbon nanotube film with a predetermined size in the middle of the transparent heating substrate, and then conducting the conductive layer on both sides of the transparent protective layer to the outside of the carbon nanotube film so as not to contact the carbon nanotube film. Printing a bus bar in parallel with the material, and forming an auxiliary electrode in a direction perpendicular to the bus bar to be in contact with the carbon nanotube film, wherein the plurality of auxiliary electrodes formed on one side of the transparent protective layer are transparent. Method for producing a transparent heating element using carbon nanotubes, characterized in that not connected to the busbar formed on the other side of the layer.
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