KR20110043367A - 발열 필름 및 그를 포함하는 발열 제품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 발열 필름 및 그를 포함한 발열 제품에 관한 것이다. 본 발명의 발열 필름은 탁월한 안락성 및 필링성을 가지며, 유연성이 우수하다. 또한, 본 발명의 발열 필름은 저전압, 예를 들면, 약 12 V의 전압으로도, 지속적이고 안정적인 발열이 가능하다. 이에 따라 본 발명의 발열 필름은, 각종 발열 제품, 예를 들면, 차량용 또는 유모차용 발열 시트, 또는 각종 휴대용 발열 제품 등에 적용되어 탁월한 효과를 나타낼 수 있다.
발열 필름, 발열 제품, 발열층, 발열부, 전극층, 주전극, 보조 전극, 스티프니스, 직포, 신율
Description
본 발명은 발열 필름 및 그를 포함하는 발열 제품에 관한 것이다.
발열 필름(또는 발열 시트)과 같은 면상 발열체는 차량용 발열 시트, 유모차용 발열 시트 또는 휴대용 발열 제품 등 다양한 용도에 적용될 수 있다.
상기와 같은 면상 발열체가 적용되는 대표적인 용도는 차량용 발열 시트이다. 면상 발열체가 차량용 발열 시트에 적용되기 위해서는, 에너지 효율의 관점에서 저전압 또는 저전력으로 구동 가능하여야 하고, 유연성(flexibility)이 우수하여야 한다. 또한, 착석 시에 착석자의 몸의 굴곡을 잘 따라주어야 하고(이하, 「필링성(filling property)」이라고 칭하는 경우가 있다.), 3차원적으로 용이하게 구부려지며, 부드러운 완충 작용을 나타내어 편안함을 느끼게 해 주여야 한다(이하, 「안락성(comfort property)」이라고 칭하는 경우가 있다.).
이와 같은 발열 필름 또는 발열 시트로는, 통상적으로 와이어(wire) 형상의 발열재의 양면을 부직포로 포장한 제품이 사용되어 오고 있다.
그러나, 기존 발열 제품의 경우, 발열재의 양면에 부직포가 존재하여, 단열 에 의한 열손실이 발생하고, 이에 따라 보다 높은 출력의 전력이 공급되어야 하는 단점이 있다. 또한, 와이어 타입의 제품에서는, 높은 저항을 부여하기 위하여, 전선의 길이를 늘리거나, 등받이와 쿠션의 와이어를 직류로 연결하여야 하는데, 상기 직류 구조의 제품에서 한 부분이라도 단선이나 단락이 발생하게 되면, 제품의 불량이 유발된다.
이러한 와이어 제품의 단점을 보완하기 위하여, 카본을 와이어에 코팅하여 발열 소재로 사용하는 제품이 알려져 있다. 그러나, 상기 제품에서는 카본을 와이어에 균일하게 코팅하기가 어렵고, 이에 따라 국부적인 가열 발생 문제를 해결하지 못한다.
또한, 카본을 이용한 면상 발열체의 경우, 차량용 시트에 적용 시에 필름의 용이하게 구부려지지 않고, 또한 두께의 축소도 어려워서 안락성 및 필링성이 부족하다. 또한, 카본을 발열 소재로 사용할 경우, 지속적인 구부림 등의 물리적 충격에 의해 저항 변화가 크게 발생한다. 또한, 카본 소재의 경우, 전자의 운동 에너지를 열 에너지로 전환하기 위하여, 소재의 함량을 증가시켜야 하며, 이에 따라 저전압 발열이 불가능하다.
본 발명은 발열 필름 및 그를 포함하는 발열 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 기재 시트; 상기 기재 시트상에 형성된 발열층 및 상기 발열층상에 형성된 전극층을 포함하고, 스티프니스(stiffness)가 18 gf·cm 이하인 발열 필름을 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 발열 필름; 및 상기 발열 필름의 전극층에 전압을 인가할 수 있는 전압 인가 장치를 포함하는 발열 제품을 제공한다.
본 발명의 발열 필름은 탁월한 안락성(comfort property) 및 필링성(filling property)을 가지며, 유연성이 우수하다. 또한, 본 발명의 발열 필름은, 저전압, 예를 들면, 약 12 V 이하의 전압으로도, 지속적이고 안정적인 발열이 가능하다. 이에 따라 본 발명의 발열 필름은, 각종 발열 제품, 예를 들면, 차량용 또는 유모차용 발열 시트, 또는 각종 휴대용 발열 제품 등에 적용되어 탁월한 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명은 기재 시트; 상기 기재 시트상에 형성된 발열층; 및 상기 발열층상에 형성된 전극층을 포함하고,
스티프니스(stiffness)가 18 gf·cm 이하인 발열 필름에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 발열 필름을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발열 필름(1)은, 첨부된 도 1에 나타난 바와 같이, 기재 시트(11); 상기 기재 시트(11)의 상부에 형성된 발열층(12) 및 상기 발열층의 상부에 형성된 전극층(13)을 포함한다.
이하, 본 명세서에서, 「A의 상부(또는 하부)에 형성된 B」 또는 「A상에 형성된 B」 등의 표현은, A의 상부 또는 하부에 B가 직접 부착된 경우; A의 상부 또는 하부에 접착층 또는 점착층 등을 매개로 B가 부착된 경우; 또는 A의 상부 또는 하부에 하나 이상의 별도의 층을 형성하고, 상기 별도의 층에 B를 직접 또는 접착제나 점착제 등을 매개로 부착한 경우 등을 모두 포괄하는 의미로 사용된다.
본 발명의 발열 필름은, 각종 발열 제품(ex. 차량용 또는 유모차용 발열 시트, 휴대용 방석, 휴대용 매트, 의류(ex. 점퍼, 코트, 파카 등), 휴대용 의자 또는 휴대용 침대 등)에 적용되었을 때에, 탁월한 안락성 및 필링성을 나타낼 수 있다. 본 발명에서 상기 발열 필름의 스티프니스는 바람직하게는 12 gf·cm 이하, 더욱 바람직하게는 8 gf·cm 이하일 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 스티프니스 수치의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들면, 상기 스티프니스를 2 gf·cm 이상의 범위 내에서 적절히 제어할 수 있다.
본 발명에서, 상기와 같은 스티프니스를 측정하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 이 분야에서 공지되어 있는 일반적인 측정 기기를 사용하여 측정할 수 있다. 본 발명에서는, 예를 들면, 스티프니스를, Toyoseiki사의 스티프니스 측정기(Stiffness Tester)를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명에서 발열 필름의 스티프니스가 18 gf·cm를 초과하면, 시트의 안락성 및 필링성 등의 특성이 저하되어, 발열 필름의 적용 용도가 제한될 우려가 있다.
본 발명의 발열 필름(1)에서 사용할 수 있는 기재 시트(11)의 종류는, 전술한 범위의 스티프니스를 만족하는 한, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 이 분야에서 공지되어 있는 일반적인 합성 수지 필름을 사용할 수 있다.
상기와 같은 합성 수지 필름의 예로는, 폴리에스테르 필름(ex. PET 필름), 폴리우레탄 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리불화비닐리덴(PVDF) 필름 및 ABS(Acrylate-Butadien-Styrene copolymer) 필름으로부터 선택되는 일종 또는 이종 이상의 적층 필름을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 특히, 발열 필름의 안락성 및 필링성 등의 관점에서, 상기 기재 시트로서, 폴리에스테르 필름(바람직하게는 이축 연신 폴리에스테르 필름(ex. BOPET(biaxially oriented polyethyleneterephthalate) 필름)); 또는 상기 폴리에 스테르 필름 및 폴리우레탄 필름(바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 필름(TPU(thermoplastic polyurethane) 필름))의 적층 필름을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, 상기와 같은 기재 시트는 그 두께가 50 ㎛ 내지 300 ㎛, 바람직하게는 100 ㎛ 내지 200 ㎛, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 내지 150 ㎛의 범위에 있을 수 있다. 본 발명에서 기재 시트의 두께가 50 ㎛ 미만이면, 발열 필름의 전체적인 안정성이 저하될 우려가 있다. 또한, 본 발명에서 기재 시트의 두께가 300 ㎛를 초과하면, 안락성 및 필링성 등의 물성이 저하될 우려가 있다.
그러나, 상기 기재 시트의 두께는 본 발명의 하나의 예시에 불과하다. 즉, 본 발명에서는 기재 시트의 종류, 단층 또는 복층 구조 여부, 적층 구조, 목적하는 안락성 및 필링성 등을 고려하여, 상기 기재 시트의 두께를 적절하게 제어할 수 있다.
예를 들어, 본 발명에서 기재 시트로서, 전술한 폴리에스테르 필름(ex. 이축 연신 폴리에스테르 필름)을 사용할 경우, 그 두께는 목적하는 안락성 및 필링성 등을 고려하여, 110 ㎛ 이하, 바람직하게는 약 100 ㎛로 설정될 수 있다. 또한, 본 발명에서 기재 시트로서, 전술한 폴리에스테르 필름(ex. 이축 연신 폴리에스테르 필름) 및 폴리우레탄 필름(ex. 열가소성 폴리우레탄 필름)의 적층 필름을 사용할 경우, 목적하는 스티프니스를 고려하여, 상기 폴리에스테르 필름의 두께를 약 60 ㎛ 이하, 바람직하게는 약 50 ㎛으로 설정하고, 상기 폴리우레탄 필름의 두께를 약 50 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위 내에서 설정할 수 있다.
본 발명에서는, 또한 발열 필름의 안락성 및 필링성의 개선을 목적으로, 상기 기재 시트의 소정 개소에 펀칭홀을 형성할 수도 있다. 이 때, 펀칭홀이 형성되는 장소는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 후술하는 바와 같이, 발열층이 선형상의 발열부를 포함할 경우, 상기 펀칭홀은 발열부의 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 발열 필름(1)는, 상기와 같은 기재 필름(11)의 상부에 형성된 발열층(12) 및 전극층(13)을 포함한다. 본 발명에서, 예를 들면, 상기 발열층은 선 형상으로 패턴화되어 있는 하나 이상의 발열부를 포함하고, 전극층은 상기 선 형상의 발열부와 수직한 방향의 선 형상으로 패턴화되어, 상기 기재 시트의 양 말단에 각각 형성된 제 1 및 제 2 주전극과, 상기 제 1 및 제 2 주전극으로부터 상기 발열부와 평행한 방향으로 연장된 하나 이상의 보조 전극을 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 발열 필름(1)에서 상기 발열층에는 기재 시트(11)상에서 일 방향(예를 들면, 기재 시트의 폭 방향)의 선 형상으로 패턴화되어 존재하는 하나 이상의 발열부(12a, 12b, 12c 등)가 서로 평행하게 이격 배치되어 있을 수 있다. 본 발명에서 상기와 같은 발열부는 도 2에 나타난 바와 같이 복수개로 형성되어 있을 수도 있고, 경우에 따라서는 단일의 발열부가 단독으로 형성되어 있을 수도 있다. 이하, 본 명세서에서 사용하는 용어 「폭 방향」 및 「길이 방향」은 서로 상대적인 개념으로서, 예를 들어, 기재 시트의 어느 하나의 면과 평행한 방향을 「폭 방향」으로 정의할 경우, 상기 「폭 방향」과 수직을 이루는 방향은 「길이 방향」으로 정의될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기 기재 시트가 반드시 사각형 또는 직사각형의 형상이 아닌 원형, 타원형, 다각형 또는 무정형 등의 다른 형상인 경우에도, 상기 발열부가 기재 시트 상에서 특정한 일방향으로 평행하게 형성되어 있을 경우, 그 방향은 「폭 방향」으로 정의될 수 있고, 그와 수직한 방향은 「길이 방향」으로 정의될 수 있다.
본 발명에서는 상기 발열층에 포함되는 발열부(12a, 12b, 12c 등)는 기재 시트 상에서 소정의 규칙을 가지는 형상으로 패턴화되어 있는 것이 저전압 구동성 측면에서 바람직하다.
구체적으로, 본 발명의 발열 필름에서, 상기 발열부는 폭(도 2의 W)이 약 5 mm 내지 15 mm, 바람직하게는 약 8 mm 내지 10 mm일 수 있다. 또한, 발열층이 두 개 이상의 발열부를 포함할 경우, 각 발열부간의 간격(도 2의 P)은, 약 7 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 약 10 mm 내지 15 mm로 설정될 수 있다. 본 발명에서 발열부의 치수가 전술한 범위를 벗어날 경우, 저전압 구동성이 저하되거나, 또는 발열 필름의 전면적에서 균일한 발열을 유도하는 것이 어려워질 우려가 있다.
본 발명에서는, 발열 필름의 저전압 구동성 및 균일한 발열 유도의 관점에서 볼 때, 상기 발열부의 폭(W) 및 간격(P)은 서로 비례 관계를 가진다. 즉, 본 발명에서 발열부의 폭(W)을 상대적으로 짧게 설정한 경우, 발열부의 간격(P)이 지나치게 멀어지면, 저전압 구동성이 떨어지거나, 혹은 발열 필름에서 균일한 발열을 유도하기 어려워질 우려가 있다. 반대로, 본 발명에서 발열부의 폭(W)을 상대적으로 길게 설정한 경우, 발열부의 간격(P)이 지나치게 가까워지면, 저전압 구동성이 떨어지거나, 혹은 발열 필름에서 균일한 발열을 유도하기 어려워질 우려가 있다. 따 라서, 본 발명에서는, 상기와 같은 비례 관계를 고려하여, 발열부의 치수를 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 본 발명에서 발열부의 폭(W)을 약 8 mm로 설정할 경우, 발열부의 간격(P)은 약 10 mm 내지 12 mm, 바람직하게는 약 10 mm로 조절될 수 있고, 발열부의 폭(W)을 약 9 mm로 설정할 경우, 발열부의 간격(P)은 약 10 mm 내지 14 mm, 바람직하게는 약 12 mm로 조절될 수 있으며, 발열부의 폭(W)을 약 10 mm로 설정할 경우, 발열부의 간격(P)은 약 13 mm 내지 15 mm, 바람직하게는 약 15 mm로 조절될 수 있다. 그러나, 상기 예시는 본 발명의 일 태양에 불과하며, 본 발명에서는 저전압 구동성 및 균일한 발열 유도성이 확보되는 한, 상기 패턴의 수치는 자유롭게 제어될 수 있다.
본 발명의 발열 필름에서는 또한, 상기 발열부는 두께가 약 1 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 약 3 ㎛ 내지 7 ㎛의 범위에 있을 수 있다. 본 발명에서 발열부의 두께가 지나치게 낮아지면, 발열 효율이 저하될 우려가 있고, 반대로 지나치게 두꺼워지면, 발열 제품의 양산성이 저하되거나, 또는 제품의 안락성 및 필링성 등의 특성이 저하될 우려가 있다.
한편, 본 발명의 발열 필름에서 상기 발열부의 길이(도 2의 L)는 적용되는 제품의 종류에 따라서 선택되는 것으로 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 5 mm 내지 25 mm, 바람직하게는 약 8 mm 내지 15 mm 의 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다.
본 발명에서, 상기와 같은 발열부 또는 발열부를 포함하는 발열층을 구성하는 소재는 특별히 제한되지 않는다. 상기 발열부는, 예를 들면, 발열 소재로서 탄 소나노튜브(CNT)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 발열 소재로서 탄소나노튜브(CNT)를 사용함으로 해서, 기존 카본 소재와 비교하여, 사용 시 물리적 충격에 의해 발열 소재가 분리되고, 저항 변화가 심하게 발생하는 문제를 해결할 수 있으며, 또한 전자의 운동 에너지를 열 에너지로 전환하기 위한 발열 소재의 함량을 작게 설정할 수 있어서, 보다 효율적인 저전압 구동이 가능하게 되는 이점이 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에서 상기 발열부는, 바인더 수지 및 탄소나노튜브를 포함할 수 있으며, 이 때 탄소나노튜브는 상기 바인더 수지 100 중량부 대비 약 3 중량부 내지 15 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 탄소나노튜브의 함량이 3 중량부 미만이면, 발열 필름의 저전압 구동성이 저하되거나, 발열 효율이 떨어질 우려가 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브의 함량이 15 중량부를 초과하면, 제품의 양산성 내지는 경제성이 저하될 우려가 있다.
상기에서 사용될 수 있는 바인더 수지의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 바인더로서 적용되는 수지를 사용할 수 있고, 예를 들면, 아크릴 수지(ex. EXP-6, LG 화학(제)), 폴리에스테르 수지(EPON 828, Natrochem(제)), PVC 수지(KA-SP-2, KSA(제)), PVAc 수지(Elotex W 제품, National Starch(제)) 또는 EVA 수지(Flowkit FL 제품, National Starch(제)) 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 탄소나노튜브의 종류 역시 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT: Multi-walled CNT)를 사용할 수 있다. 탄소나노튜브는 흑연시트(graphite sheet)가 나노 크기의 직경으로 둥글게 말려 있는 구조를 가지는데, 상기 흑연시트가 말려 있는 겹수에 따라서 단 일벽 탄소나노튜브(SWCNT: Single-walled CNT), 이중벽 탄소나노튜브(DWCNT: Double-walled CNT) 및 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT: Multi-walled CNT)로 분류될 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 종류 중 다중벽 탄소나노튜브를 사용하는 것이 다소 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서는, 예를 들면, 상기 탄소나노튜브로서, 단면의 직경이 약 4 nm 내지 15 nm이며, 종횡비(aspect ratio)가 1,200 내지 20,000인 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 성분으로 이루어지는 발열부를 구성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들면, 우선 전술한 바인더 수지 및 탄소나노튜브를 적절한 용제(ex. 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 또는 아세톤 등의 케톤계 용매; 이소프로필알코올(IPA) 또는 n-헥사놀 등의 알코올계 용매; 1,2-디클로로벤젠, N-메틸피롤리돈(NMP) 또는 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 등)에 분산시키고, 적절한 농도로 희석하여 코팅액을 제조한다. 그 후, 그라비어(gravure) 인쇄 또는 실크(silk) 인쇄 방식으로 상기 코팅액을 사용하여 인쇄 공정을 수행함으로써, 상기 발열부 또는 발열층을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명에서, 도 2에 나타난 바와 같이, 선 형상으로 패턴화되어 있는 상기 각 발열부(12a, 12b, 12c 등)의 사이의 기재 시트(11)에 펀칭홀(punching hole)(11a, 11b, 11c 등)을 형성할 수 있으며, 이에 따라 발열 필름의 안락성 및 필링성 등의 특성을 보다 개선할 수 있다.
본 발명의 발열 필름(1)는 상기 발열층(12)의 상부에 형성된 전극층(13)을 포함한다.
본 발명에서, 상기 전극층(13)은, 도 3(도 3에서 발열층의 도시는 생략한다.)에 나타난 바와 같이, 기재 시트(11)에서 상기 발열부의 형성 방향과 수직한 방향(예를 들면, 기재 시트의 길이 방향)으로 패턴화되어, 상기 기재 시트(11)의 양 말단에 각각 형성된 제 1 주전극(13a) 및 제 2 주전극(13b); 및 상기 각 주전극(13a, 13b)으로부터, 기재 시트(11)에서 발열부의 형성 방향과 평행한 방향(예를 들면, 기재 시트의 폭 방향)으로 연장되어 있는 하나 이상의 보조 전극(13c, 13d)을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 주전극(13a, 13b)은 투포인트 저항이 약 0.4 Ω/cm 이하, 바람직하게는 0.2 Ω/cm 이하이고, 보조 전극(13c, 13d)은 투포인트 저항이 약 0.4 Ω/cm 내지 0.7 Ω/cm의 범위에서 설정되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 용어 「투포인트 저항」은 공지의 투포인트 저항기를 사용하여, 임의의 거리의 두 지점의 사이에서 측정된 저항을 의미한다. 본 발명에서는 주전극 및 보조 전극의 투포인트 저항을 전술한 범위로 설정함으로 해서, 전극층에서 불필요한 발열이 유발되는 것을 방지하고, 발열 필름에서 전체적으로 균일한 발열이 유도되도록 제어할 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 주전극(13a, 13b)의 저항은, 그 수치가 낮을수록 보다 효율적인 구동이 가능한 것으로, 그 하한치는 특별히 제한되지 않는다.
한편, 본 발명에서는, 상기 발열층에서와 같이, 저전압 구동성 및 균일한 발열 유도의 관점에서, 상기 전극층을 소정 형상으로 패턴화하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에서 상기 주전극(13a, 13b)의 폭(W1)은 약 8 mm 내지 30 mm, 바람직하게는 8 mm 내지 12 mm, 보다 바람직하게는 9 mm 내지 11 mm의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 주전극(13a, 13b)의 폭(W1)이 8 mm 미만이면, 주전극의 투포인트 저항이 지나치게 증가하여, 전극부에서 불필요한 발열이 유도될 우려가 있고, 30 mm를 초과하면, 전극층의 두께 편차가 발생하여, 저항 편차가 발생하게 될 우려가 있다.
또한, 본 발명에서 상기 주전극(13a, 13b)의 두께는 약 5 ㎛ 내지 25 ㎛, 바람직하게는 6 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위로 설정되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 주전극(13a, 13b)의 두께가 5 ㎛ 미만이면, 주전극의 투포인트 저항이 지나치게 증가하여, 전극부에서 불필요한 발열이 유도될 우려가 있고, 25 ㎛를 초과하면, 유연성(flexibility)이 요구되는 제품에 적용되었을 때, 제품의 크렉(crack)이 쉽게 발생하고, 상기 크렉부에서 저항 편차 등이 발생할 우려가 있다.
한편, 본 발명에서는, 상기 주전극(13a, 13b)으로부터 연장된 보조 전극(13c, 13d)도 소정의 패턴으로 형성되어 있을 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서는, 하나의 주전극(ex. 제 1 또는 제 2 주전극)으로부터 연장되어 형성된 복수의 보조 전극간의 간격(L1)이 약 5 mm 내지 30 mm, 바람직하게는 약 16 mm 내지 26 mm의 범위에 있을 수 있다.
또한, 본 발명에서, 제 1 주전극(13a)으로부터 연장되어 있는 보조 전극(13d) 및 제 2 주전극(13b)로부터 연장되어 있는 보조 전극(13c)은, 서로 소정 간격(도 3에서 L2)으로 이격된 상태로 인접 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기에서 이격 배치된 보조 전극간의 간격(L2)은 약 4 mm 이하인 것이 바람직하다. 보조 전극간의 간격(L2)이 4 mm를 초과하게 되면, 전류의 흐름이 원활하게 이루어지지 않을 우려가 있다. 한편, 본 발명에서 상기 보조 전극간의 간격(L2)의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 0 mm를 초과하는 범위에서 적절하게 제어될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 보조 전극은 대향하는 주전극, 즉 상기 보조 전극이 연장된 주전극과 마주하는 주전극(예를 들어, 도 3에서 보조 전극(13c)에 대향하는 주전극은 주전극(13a)이며, 보조 전극(13d)에 대향하는 주전극은 주전극(13b)이다)과도 소정 간격(도 3에서 L3)으로 이격 배치되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 예를 들면, 전류의 원활한 흐름 등의 관점에서 상기 간격(L3)를 0 mm 초과 및 4 mm 이하의 범위에서 적절하게 제어할 수 있다.
본 발명에서는 또한, 상기 보조 전극은 0.5 mm 이상, 바람직하게는 1 mm 이상의 폭(W2)을 가지는 것이 바람직하다. 상기 보조 전극의 폭(W2)이 0.5 mm 미만이면, 전극 인쇄의 오차 범위 내에 들어가게 되어, 불균일 인쇄가 발생하고, 이에 따라 각 패턴간의 전류 흐름성이 변화되거나, 발열 효율이 저하될 우려가 있다. 한편, 본 발명에서 상기 폭(W2)의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 3 mm 이하의 범위에서 적절하게 제어될 수 있다.
본 발명의 상기 발열 필름에서는, 도 4에 나타난 바와 같이, 상기와 같이 패턴화된 전극층의 주전극(13a, 13b)이 전술한 발열부(12a, 12b, 12c)의 양 끝단과 소정 영역(A)에서 접촉하고 있고, 상기 보조 전극(13c, 13d)은 상기 발열부(12a, 12b, 12c)상에 형성된 상태로 존재할 수 있다. 상기에서, 발열부(12a, 12b, 12c)와 주전극(13a, 13b)이 접촉하는 영역(A)의 면적은 특별히 제한되지 않고, 적용되는 용도에 따라서 적절히 제어될 수 있다.
본 발명에서는 또한 상기 제 1 또는 제 2 주전극이 2중 배열 구조를 가질 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 본 발명에서는, 도 5에 나타난 바와 같이, 상기 두 개의 주전극 중 하나, 예를 들면, 제 1 주전극은 기재 시트(11)에서 발열부와 수직한 방향으로 형성된 제 1 수직부(13a1), 상기 제 1 수직부(13a1)과 평행하게 소정 간격으로 이격되어, 기재 시트(11)의 내측 방향으로 형성되어 있는 제 2 수직부(13a2) 및 제 1 및 제 2 수직부(13a1, 13a2)의 종단을 연결하는 수평부(13a3)를 포함할 수 있다.
상기에서 제 1 수직부(13a1), 제 2 수직부(13a2) 및 수평부(13a3)의 폭은, 예를 들면, 상기 발열 필름의 주전극의 경우와 동일하게 제어될 수 있다. 즉, 본 발명에서, 상기 제 1 수직부(13a1), 제 2 수직부(13a2) 및 수평부(13a3)가 각각 8 mm 내지 30 mm의 폭을 가지거나, 제 1 수직부(13a1) 및 제 2 수직부(13a2)가 형성되어 있는 전체 폭(즉, 제 1 수직부의 폭 + 제 2 수직부의 폭 + 제 1 및 제 2 수직 부의 간격)이 8 mm 내지 30 mm의 범위에서 선택될 수 있다. 또한, 상기에서 제 1 수직부(13a1) 및 제 2 수직부(13a2)가 이격되어 있는 간격 역시 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 발열 필름의 발열 효율 등을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명에서는, 예를 들면, 상기 제 1 수직부(13a1) 및 제 2 수직부(13a2)의 간격이 10 mm 내지 15 mm의 범위 내에서 적절히 제어될 수 있다. 또한, 도 5에 나타난 전극의 패턴에서, 주전극 등의 두께, 주전극에서 연장되는 보조 전극의 패턴 내지는 치수 등은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 전술한 도 3의 경우와 동일한 내용이 적용될 수 있다.
본 발명에서는, 전극층, 구체적으로는 주전극 중 어느 일방을 상기와 같은 2중 배열로 구성함으로써, 전압 인가 장치를 두 개의 주전극에서 동일 방향에 연결한 경우에도, 전압이 대각선 방향으로 인가되는 효과를 얻을 수 있고, 이에 따라 전극층에 저항이 존재하는 경우에도, 발열 필름이 전체적으로 균일한 발열을 유도할 수 있다.
이와 같은, 효과를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
첨부된 도 6은, 양측의 주전극이 단일 구조로 형성된 경우를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타난 바와 같이, 주전극을 단일 구조로 형성하고, 각각의 주전극의 하부에 전압을 인가하게 되면, 도면에 나타난 점선과 같은 방향으로 전자가 이동하게 된다. 즉, 하단에 (+) 전압이 인가된 주전극을 따라 상부 방향으로 전자가 이동하게 되고, 이와 같이 이동하는 전자는 주전극의 각 개소에 형성된 보조 전극 을 따라 하단에 (-) 전압이 형성된 타측 주전극으로 이동하여, 하부로 이동하게 된다.
그런데, 상기 주전극 및 보조 전극을 구성하는 소재(ex. 은) 자체도 일정 범위의 저항값을 가지기 때문에, 예를 들어, (+) 전압이 인가된 주전극을 따라 상부로 이동하는 전자, (-) 전압이 인가된 주전극을 따라 하부로 이동하는 전자 및 보조 전극을 따라 평행한 방향으로 이동하는 전자는 이동 과정에서 저항에 의해 열에너지로 전환되어 소멸하게 된다. 따라서, 도 6에 나타난 바와 같은 구성에서는, 전체 전극층의 하부(C)에 비하여, 상부(D)를 이동하는 전자의 양이 적어지게 되고, 이에 따라 발열 필름의 상부 및 하부에서 발열 효율의 차이에 따라 온도 편차가 유발되게 된다.
상기와 같은 문제를 최소화하기 위한 방법으로는, 전압의 인가 방향을 엇갈리게 하는 방법, 즉 하나의 주전극에는 (+) 전압을 하부에서 인가하고, 다른 주전극에는 (-) 전압을 상부에서 인가하여, 전자가 대각선 방향으로 이동하게 하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 발열 필름의 적용 용도에 따라서는 상기와 같은 전압 인가 방식이 불가능한 경우가 있다. 예를 들어, 본 발명의 발열 필름이 자동차용 시트에 적용되는 경우, 제품의 구성 상 전압의 인가 방향은 도 6에 나타난 바와 같은 일 방향에 제한되게 된다.
그러나, 본 발명에서와 같이 전극을 구성하게 되면, 전압의 인가 방향이 제한되는 경우에도, 대각선 방향으로 전압이 인가되는 효과를 발휘할 수 있다. 이에 따라, 전극 자체의 저항으로 인한 전자의 손실 없이 발열 필름에 전체적으로 균일 한 발열을 유도할 수 있다.
예를 들어, 첨부된 도 5에 나타난 바와 같이, 2중 배열로 구성된 주전극을 포함하는 전극 패턴에 있어서, 상기 2중 배열의 주전극의 제 1 수직부(13a1)의 하단에서 (+) 전압을 인가하고, 타측의 주전극(13b)의 하단에 (-) 전압을 인가하게 되면, 상기 제 1 수직부(13a1)를 따라서 상부 방향으로 이동한 전자는, 수평부(13a3)를 경유하여, 다시 제 2 수직부(13a2)를 따라서, 하부 방향으로 이동하게 된다. 즉, 상기 구성에 의하면, 제 2 수직부(13a2) 및 타측 주전극(13b)에서 전자가 동일한 방향으로 이동하는 효과를 나타내게 되며, 이에 따라 발열 필름의 각 개소에서 온도 편차가 유발되지 않고, 전체적으로 균일한 발열을 유도할 수 있게 된다.
본 발명에서 상기와 같은 전극층을 구성하는 소재는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들면, 상기 전극층이 은(Ag, silver) 전극층일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기와 같은 은 전극층을 구성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 우선 전극 형성에 사용되는 통상적인 은 나노 입자를 적절한 용제(ex. 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 또는 아세톤 등의 케톤계 용매; 이소프로필알코올(IPA) 또는 n-헥사놀 등의 알코올계 용매; 1,2-디클로로벤젠, N-메틸피롤리돈(NMP) 또는 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 등)에 분산시켜고, 적절한 농도로 희석하여 코팅액(은 나노 입자의 농도는 약 55 중량% 내지 72 중량%)을 제조한다. 이어서, 상기 코팅액을 그라비어 인쇄 또는 실크 인쇄 방식에 적용하여 전극층을 형성할 수 있다.
본 발명의 발열 필름(1)은 또한, 첨부된 도 7에 나타난 바와 같이, 상기 전극층(13)의 상부에 형성된 표면층(14)을 추가로 포함할 수 있다.
이와 같이, 표면층(14)을 추가로 형성함으로 해서, 시트의 형태 안정성을 확보하고, 찢어짐과 같은 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기 표면층(14)의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 일반적인 직포 또는 부직포를 사용할 수 있고, 바람직하게는 직포를 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 특히, 발열 필름의 안락성, 필링성 및 스티프니스 특성의 개선의 관점에서, 길이 방향 또는 폭 방향, 바람직하게는 길이 방향 및 폭 방향의 신율이 60% 이하인 직포를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 직포의 길이 방향 및/또는 폭 방향의 신율이 60%를 초과하게 되면, 제품의 안락성이나 필링성 등의 특성이 저하될 우려가 있다. 본 발명에서 상기와 같은 신율은 예를 들면, 인장력 측정 설비(ex. Instron사의 인장력 측정 설비)를 사용한 표준 시험법(ISS-QT-001) 등을 사용하여 측정할 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 신율의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상의 범위에서 적절히 제어될 수 있다.
또한, 본 발명에서 표면층으로 사용되는 상기 직포 등은 길이 방향 또는 폭 방향, 바람직하게는 길이 방향 및 폭 방향에서의 인열 강도가 2.5 Kgf/5cm 이상일 수 있다. 본 발명에서 직포 등의 길이 방향 및/또는 폭 방향의 인열 강도가 2.5 Kgf/5cm 미만이면, 시트의 안정성 보강 효과 등이 미미할 우려가 있다. 본 발명에서 상기와 같은 인열 강도는 예를 들면, 인장력 측정 설비(ex. Instron사의 인장력 측정 설비)를 사용한 표준 시험법(ISS-QT-001) 등을 사용하여 측정할 수 있다. 한편, 본 발명에서 상기 인열 강도의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 15 Kgf/5cm 이하, 바람직하게는 10 Kgf/5cm 이하의 범위에서 적절히 제어될 수 있다.
본 발명에서 상기에서 직포 또는 부직포는 예를 들면, 폴리에스테르 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리우레탄 섬유, 아크릴 섬유, 폴리올레핀 섬유 또는 셀룰로오스 섬유와 같은 합성 수지 섬유의 일종 또는 이종 이상으로 제조된 직포 또는 부직포이거나, 면(ex. 무명이나 목화솜 등으로 제조된 실)으로 제조된 직포 또는 부직포이거나, 혹은 상기 합성 수지 섬유 및 면을 혼합하여 제조된 직포 또는 부직포일 수 있다. 본 발명에서는 특히 상기 중에서 폴리에스테르 섬유; 또는 폴리에스테르 섬유와 면의 혼합물로 제조된 직포를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기에서 폴리에스테르 섬유 및 면으로 제조된 직포의 경우, 폴리에스테르 섬유 및 면의 중량비(폴리에스테르 섬유:면)가 약 6:4 내지 9:1일 수 있다. 또한, 상기와 같은 소재를 사용하여, 직포 또는 부직포를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 일반적인 제지 또는 직조 공정을 사용하여 제조하면 된다.
한편, 본 발명에서 상기 표면층으로 직포를 사용할 경우, 그 형태는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 도 8에 나타난 바와 같은, 평직(도 8(a)), 위편(도 8(b)) 및 경편(도 8(c))의 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는 특히, 신율 등의 특성이 유리하다는 관점에서, 상기 직포의 종류 중 평직 및/또는 경편을 사용하는 것이 바람직하지만, 전술한 바와 같은 신율 내지는 인열 강도의 특성을 만족하는 한, 반드시 상기에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기와 같은 표면층은 두께가 200 ㎛ 내지 2,000 ㎛의 범위에 있을 수 있다. 본 발명에서 상기 표면층의 두께가 200 ㎛ 미만이면, 표면층 형성으로 인한 형태 안정성 등의 보강 효과가 미미할 우려가 있고, 2,000 ㎛를 초과하면, 발열 필름의 안락성 내지는 필링성 등의 특성이 저하될 우려가 있다. 그러나, 상기한 표면층의 두께는 본 발명의 일 예시에 불과하며, 본 발명에서는 발열 필름이 전술한 범위의 스티프니스를 만족하는 한, 상기 표면층의 두께는 자유롭게 변경될 수 있다.
본 발명에서 상기 발열 필름은 또한, 첨부된 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 전극층(13)의 상부에 형성된 보호층(15)을 추가로 포함할 수 있고, 이와 같은 보호층(15)은 예를 들면, 상기 표면층(14) 및 전극층(13)의 사이에 형성될 수 있다. 이와 같이, 보호층(15)을 추가로 형성함으로 해서, 장기간에 걸친 사용으로 인해, 발열층(12) 및 전극층(13)간의 부착력이 저하되거나, 또는 발열층(12)에 포함되는 발열 소재가 탈착하여 발열 필름의 성능이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 보호층(15)을 구성하는 소재는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 보호층(15)은 합성 수지 필름; 및 상기 합성 수지 필름의 일면 또는 양면에 형성된 접착층을 포함할 수 있다. 상기에서, 사용될 수 있는 합성 수지 필름의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 전술한 기재 시트를 구성하는 합성 수지 필름과 동일한 필름을 사용할 수 있고, 이 중 이축 연신 폴리에스테르 필름을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 합성 수지 필름의 일면 또는 양면에 형성되는 접착층의 종류 역시 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 아크릴계 접착제, EVA계 접착제 또는 폴리비닐알코올계 접착제 등을 사용하면 된다.
또한, 상기와 같은 보호층(15)의 두께 역시 적용되는 용도를 고려하여, 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면, 상기 합성 수지 필름의 두께를 약 20 ㎛ 내지 30 ㎛, 바람직하게는 약 25 ㎛로 설정하고, 접착층의 두께를 약 20 ㎛ 내지 80 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 75 ㎛, 또는 약 25 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께로 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 발열 필름은 또한, 첨부된 도 10에 나타난 바와 같이, 상기 기재 시트(11)의 하부에 형성된 이면층(16)을 추가로 포함할 수 있으며, 이와 같은 이면층(16)의 형성으로 인해, 시트의 형태 안정성 등을 보다 개선할 수 있게 된다. 본 발명에서 상기와 같은 이면층(16)을 구성하는 소재는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 전술한 표면층(15)의 경우와 동일한 소재를 사용할 수 있다.
본 발명은 또한, 전술한 발열 필름; 및 상기 발열 필름으로 전압을 인가할 수 있는 전압 인가 장치를 포함하는 발열 제품에 관한 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발열 필름은, 저전압, 예를 들면, 약 12 V의 전압으로도, 지속적이고 안정적인 발열이 가능하고, 탁월한 유연성을 가져, 우수한 안락성(comfort) 및 필링성(filling property)을 나타낼 수 있으며, 난연성 및 내식성 등과 같은 제반 물성이 탁월하다. 이에 따라 본 발명의 발열 필름은, 예를 들면 각종 차량용 시트 등과 같은 차량용 발열 제품; 또는 휴대용 방석, 휴대용 매트, 의류(ex. 점퍼, 코트, 파카 등), 휴대용 의자 또는 휴대용 침대 등과 같은 발열 제품에 적용되어 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명의 상기 발열 제품은, 본 발명에 따른 발열 필름을 사용하는 한, 그 외의 기타 구성, 예를 들면, 차량용 시트의 경우, 전압 인가 장치, 차량용 시트 본체 및 시트 구성 방법 등은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 공지되어 있는 일반적인 소재 및 방법을 제한 없이 적용할 수 있다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
기재 필름으로서, 두께가 50 ㎛인 이축 연신 폴리에스테르 필름(BOPET)(폴리 에스테르 필름 XG Type, 도래이세한(제)) 및 두께가 50 ㎛인 열가소성 폴리우레탄 필름(TPU)(우레탄 필름, 원케미칼(제))의 적층 필름을 사용하여, 상기 기재 필름 상에 발열층 및 전극층을 각각 형성하였다. 이 때, 발열층은, 아크릴 수지(EXP-6, LG 화학(제)) 100 중량부 및 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT, 엑사이엔씨(제)) 약 10 중량부를 용제(이소프로필 알코올)에 분산시켜 제조된 코팅액을 사용한 그라비어 인쇄 방식으로, 도 2에 나타난 바와 같은 패턴으로 형성하였다. 이 때, 각 발열부의 두께는 약 5 ㎛로 제어하였고, 발열부의 폭(W)은 8 mm, 발열부의 간격(P)은 10 mm로 설정하였다. 이어서, 은 나노입자(저온전극용 Ag Paste, 엑사이엔씨(제))를 용제(IPA)에 분산시켜 제조된 코팅액(은 나노입자 농도: 약 56 wt%)을 사용한 그라비어 인쇄 방식으로, 상기 발열부상에27 Watt(DC 12 Volt) 출력이 되도록, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같은 전극층을 형성하였다. 이 때, 보조 전극의 폭(W2)은 4 mm, 주전극의 폭(W1)은 8 mm, 보조 전극간의 간격(L2)는 4 mm, 보조 전극과 주전극의 간격(L3)은 4 mm, 보조 전극간의 간격(L1)은 약 15 mm로 제어하였다. 그 후, 형성된 전극층의 상부에 보호층으로서, 기재 필름에서 사용한 것과 동일한 이축 연신 폴리에스테르 필름(두께: 50㎛)의 일면에 아크릴계 접착층을 형성한 접착 필름을 적층하여 발열 필름을 제조하였다.
실시예 2.
기재 필름으로서, 두께가 100 ㎛인 이축 연신 폴리에스테르 필름(BOPET)(폴 리에스테르 필름 XG Type, 도래이세한(제))을 사용하고, 상기 기재 필름 상에 실시예 1의 방식과 동일하게 발열층 및 전극층을 각각 형성하였다. 그 후, 상기 전극층의 상부에 보호층으로서, 기재 필름에서 사용한 것과 동일한 이축 연신 폴리에스테르 필름(두께: 25 ㎛)의 양면에 아크릴계 접착층을 형성한 접착 필름을 적층하여 발열 필름을 제조하였다.
실시예 3.
기재 필름으로서, 두께가 100 ㎛인 이축 연신 폴리에스테르 필름(BOPET)(폴리에스테르 필름 XG Type, 도래이세한(제))을 사용하여, 상기 기재 필름 상에 실시예 1의 방식과 동일하게 발열층 및 전극층을 각각 형성하였다. 그 후, 상기 전극층의 상부에 보호층으로서, 기재 필름에서 사용한 것과 동일한 이축 연신 폴리에스테르 필름(두께: 25 ㎛)의 양면에 아크릴계 접착층을 형성한 접착 필름을 적층하였다. 그 후, 상기 보호층의 상부에 표면층으로서 직포를 적층하여, 발열 필름을 제조하였다. 이 때, 기재 시트에 형성된 발열부 패턴의 사이에는 펀칭을 실시하여 펀칭홀을 형성하였다. 상기에서 사용한 직포는, 폴리에스테르 섬유 및 면(중량비: 폴리에스테르:면=80%:20%)를 사용하여 평직형으로 제조된 직포를 사용하였으며, 길이(L) 방향으로 1Ea번 직조하고, 폭(W) 방향으로 2Ea번 직조한, 44 inch의 200 g 제품을 사용하였다. 한편, 사용된 직포의 길이(L) 방향 신율은 약 46.6%이고, 폭(W) 방향 신율은 약 38.2%였으며, 길이(L) 방향 인열 강도는 약 5.4 Kgf/5cm이고, 폭(W) 방향 인열 강도은 약 3.7 Kgf/5cm이었다.
실시예 4.
기재 필름으로서, 두께가 100 ㎛인 이축 연신 폴리에스테르 필름(BOPET)(폴리에스테르 필름 XG Type, 도래이세한(제))을 사용하여, 상기 기재 필름 상에 실시예 1의 방식과 동일하게 발열층 및 전극층을 각각 형성하였다. 그 후, 상기 전극층의 상부에 보호층으로서, 기재 필름에서 사용한 것과 동일한 이축 연신 폴리에스테르 필름(두께: 25 ㎛)의 양면에 아크릴계 접착층을 형성한 접착 필름을 적층하고, 다시 그 상부에 부직포(50 g)(Finon, 코오롱(제))를 적층하여 발열 필름을 제조하였다. 이 때, 기재 시트에 형성된 발열부 패턴의 사이에는 펀칭을 실시하여 펀칭홀을 형성하였다.
비교예 1
기존 범용되고 있는 와이어 타입(wire type)의 발열 필름(88190-2H100, ㈜광진윈텍(제))를 비교예로 설정하여, 하기 시험예에 적용하였다.
시험예 1. 스티프니스의 측정
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에 대하여, Toyoseiki사의 스티프니스 측정 설비를 사용하여, 벤딩 스티프니스(bending stiffness)를 구하는 방식으로 스티프니스를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하여 기재하였다. 이 때, 모든 실시예 및 비교예에 대해서는, 스티프니스의 측정을 3회 실시하고, 그 평균값을 대표 값으로 하였다.
[표 1]
|
|
실시예 | 비교예 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | ||
| 측정 |
1회 | 16.7 | 7.7 | 8.0 | 9.2 | 19.6 |
| 2회 | 16.3 | 7.8 | 7.7 | 9.2 | 19.4 | |
| 3회 | 16.2 | 7.3 | 8.1 | 9.1 | 19.3 | |
| 평균 | 16.4 | 7.6 | 7.9 | 9.2 | 19.4 | |
| 스티프니스 단위: gf·cm | ||||||
상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 경우, 기존 와이어 타입의 제품인 비교예 2에 비해 현격히 우수한 스티프니스 수치를 나타내었고, 이를 통하여, 본 발명의 발열 필름은, 안락성 및 필링성 등의 특성이 탁월하게 유지됨을 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 발열 필름의 단면도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 발열층의 패턴을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 6은 본 발명의 일 태양에 따른 전극층의 패턴을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 태양에 따른 발열 필름의 단면도를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에서 표면층으로 사용될 수 있는 직포의 예시를 나타내는 도면이다.
도 9 및 10은 본 발명의 다양한 태양에 따른 발열 필름의 단면도를 모식적으로 나타낸 도면이다.
<도면 부호의 설명>
1: 발열 필름 11: 기재 시트
12: 발열층 13: 전극층
14: 표면층 15: 보호층
16: 이면층 11a, 11b, 11c: 펀칭홀
12a, 12b, 12c: 발열부 L: 발열부의 길이
W: 발열부의 폭 P: 발열부의 간격
13a, 13b: 주전극 13c, 13d: 보조 전극
L1, L2: 보조 전극의 간격 L3: 보조 전극과 주전극의 간격
W1: 주전극의 폭 W2: 보조 전극의 폭
A: 주전극과 발열부의 접촉부
13a1, 13a2: 제 1 및 제 2 수직부 13a3: 수평부
C, D: 전극패턴의 상부 및 하부 영역
Claims (20)
- 기재 시트; 상기 기재 시트상에 형성된 발열층; 및 상기 발열층상에 형성된 전극층을 포함하고,스티프니스가 18 gf·cm 이하인 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 스티프니스가 12 gf·cm 이하인 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 기재 시트는 이축 연신 폴리에스테르 필름; 또는 이축 연신 폴리에스테르 필름 및 열가소성 폴리우레탄 필름의 적층 필름인 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 기재 시트는 두께가 50 ㎛ 내지 300 ㎛인 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 기재 시트에는 펀칭홀이 형성되어 있는 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 발열층은 선 형상으로 패턴화되어 있는 하나 이상의 발열부를 포함하고, 전극층은 상기 선 형상의 발열부와 수직한 방향의 선 형상으로 패턴화되어, 상기 기재 시트의 양 말단에 각각 형성된 제 1 및 제 2 주전극과, 상기 제 1 및 제 2 주전극으로부터 상기 발열부와 평행한 방향으로 연장된 하나 이상의 보조 전극을 포함하는 발열 필름.
- 제 6 항에 있어서, 발열부는 탄소나노튜브를 포함하는 발열 필름.
- 제 6 항에 있어서, 주전극 및 보조 전극은 은을 포함하는 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 전극층의 상부에 형성된 표면층을 추가로 포함하는 발열 필름.
- 제 9 항에 있어서, 표면층은 길이 방향 또는 폭 방향의 신율이 60% 이하인 직포를 포함하는 발열 필름.
- 제 9 항에 있어서, 표면층은 길이 방향 또는 폭 방향의 인열 강도가 2.5 Kgf/5cm 이상인 직포를 포함하는 발열 필름.
- 제 9 항에 있어서, 표면층은, 폴리에스테르 섬유의 직포 또는 폴리에스테르 섬유 및 면의 혼합물의 직포인 발열 필름.
- 제 9 항에 있어서, 표면층은 평직형 또는 경편형 직포를 포함하는 발열 필름.
- 제 9 항에 있어서, 표면층은 두께가 200 ㎛ 내지 2,000 ㎛인 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 전극층의 상부에 형성된 보호층을 추가로 포함하는 발열 필름.
- 제 15 항에 있어서, 보호층은, 합성 수지 필름; 및 상기 합성 수지 필름의 일면 또는 양면에 형성된 접착층을 포함하는 발열 필름.
- 제 16 항에 있어서, 합성 수지 필름이 이축 연신 폴리에스테르 필름인 발열 필름.
- 제 1 항에 있어서, 기재 시트의 하부에 형성된 이면층을 추가로 포함하는 발열 필름.
- 제 18 항에 있어서, 이면층은 직포 또는 부직포인 발열 필름.
- 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 발열 필름; 및 상기 발열 필름의 전극층에 전압을 인가할 수 있는 전압 인가 장치를 포함하는 발열 제품.
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