KR20110104247A - 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법 - Google Patents
우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법과 그에 의해 제조된 면상발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU)를 인플레이션 성형방법으로 압출하여 TPU시트지를 형성하는 제 1 과정과; TPU시트지의 표면에 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트를 다수의 수평라인 형태로 스크린 인쇄한 후 건조하여 발열부를 형성하는 제 2 과정과; 상기 발열부의 양단에 세로방향으로 전도성 은분을 스크린 인쇄한 후 건조시켜 전도부를 형성하는 제 3 과정과; 고유저항값이 은분의 고유저항값에 근접해지도록 한 은편을 전도부 위에 부착하여 내전류가 향상되도록 하는 단자부를 형성하는 제 4 과정과; 상기 단자부의 끝단에 리마작업으로 전선을 연결하는 제 5 과정과; 전선이 단자부에 연결된 TPU시트지에 인플레이션 성형방법으로 우레탄계 열가소성 엘라스토머를 용융시켜 라미네이팅하여 TPU시트지에 합지부가 적층된 상태로 합지되도록 하는 제 6 과정; 으로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 유연성 및 내산성, 내알칼리성, 내 수분성을 동시에 가지는 유연발열체를 제공하여 기존에서 한정된 열적 성능을 가지는 면상발열체의 온열기구 적용을 곡면형 건축 구조물 난방에 다각화하여 적용할 수 있도록 하고, 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트로 형성되는 발열부와 TPU시트지의 결합력을 향상시키면서 화학적 안정성을 꾀하고, 발열체가 인가된 전력으로 목표 온도에 상승 도달하여 전류가 차단되고 온도가 떨어지면 자동적으로 전류가 부가 되는 정온도 특성 개념, 즉, PTC(Positive Temperature Coefficient) 방식을 적용하여 기존의 면상 발열체가 갖는 인가 전력후 갖는 지속적 온도 상승의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 의하면 유연성 및 내산성, 내알칼리성, 내 수분성을 동시에 가지는 유연발열체를 제공하여 기존에서 한정된 열적 성능을 가지는 면상발열체의 온열기구 적용을 곡면형 건축 구조물 난방에 다각화하여 적용할 수 있도록 하고, 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트로 형성되는 발열부와 TPU시트지의 결합력을 향상시키면서 화학적 안정성을 꾀하고, 발열체가 인가된 전력으로 목표 온도에 상승 도달하여 전류가 차단되고 온도가 떨어지면 자동적으로 전류가 부가 되는 정온도 특성 개념, 즉, PTC(Positive Temperature Coefficient) 방식을 적용하여 기존의 면상 발열체가 갖는 인가 전력후 갖는 지속적 온도 상승의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
Description
본 발명은 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨(PTC:Positive Temperature Coefficient) 유연 면상발열체 제조방법과 그에 의해 제조된 면상발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유연성 및 내산성, 내알칼리성, 내 수분성을 동시에 가지는 유연발열체를 제공하여 기존에서 한정된 열적 성능을 가지는 면상발열체의 온열기구 적용을 곡면형 건축 구조물 난방에 다각화하여 적용할 수 있도록 한 유연 면상발열체에 관한 것이다.
종래 기술에 있어서 열적 성능 기구를 가지는 면상발열체는 상세히 분류하면 부직포에 케이블(CABLE)형태의 전열선을 내장한 후 부직포로 합포한 방식의 열선형 발열체 및 카본극쇄사를 케이블에 내장 한후 폴리에틸렌(POLY ETHYLENE) 계열의 필름으로 라미네이팅 한 선상 발열체와 PET(POLY ETHYLENE TEREPHTHALATE)에 액상 카본 및 전도성 실버를 스크린후 융착 필름으로 라미네이팅을 한 면상 발열체로 나뉠수 있다.
이외에도 여러 종류의 면상발열체에 관한 기술이 제시 되고 있지만 가장 실용화된 제품군들은 상기 2종류의 발열체로 압축 할 수 있다.
전열선 및 카본극쇄사를 이용한 선상 발열체는 열적 성능을 가지는 면상 열기구로 제작시 소재 특성상 점열원 방식으로 부분적으로 가열되는 국부 발열이기 때문에 최종적인 표면적을 가열하는데 필요 이상의 전력이 소모 될 뿐 아니라 전열선 특성상 시간의 경과에 따라 국부발열로 인한 집중 부하로 단선의 우려가 있고 환경적인 면에서는 전자파의 발생량이 많아 인체에 많은 악영향을 주고 있는 것이 현실이라 할 수 있다.
또한 내 유연성의 측면에서는 케이블 피복으로 인해 초기 유연성은 양호하나 경시 변화후 반복적인 굽힘과 접힘이 지속되면 국부 발열로 인해 노화된 열선은 피복 내에서 단락을 더 빠르게 진행시켜 열기구로써 수명은 다하게 되는 단점을 가지고 있다.
PET필름형 면상 발열체는 액상 카본이 균일하게 분포되어 전체 면적이 동시에 등온발열을 하는 구조를 가지고 있어 최종적인 표면적을 가열하는데는 시간 소모가 적어 선상 발열체에 비해 전력 소모가 적고 빠른 시간내에 원하는 상승 온도를 구 할 수 있다.
또한 전자파도 열선발열체 및 선상 발열체에 비해 월등히 적고 난방 시공면에서도 빠른시간내에 진행 할 수 있는 장점을 가지고 있다.
그러나 PET필름 발열체는 소재가 가지는 특성상 고온(70도 미만)에서 융착필름을 이용하여 융착한 PET는 박리 현상이 발생하여 탄소 스크린 부분이 산화가 되어 제 기능을 상실하게 되는 경우가 있고, 특히 유연성의 측면에서 PET 소재가 일반 PE(POLY ETHYLENE) 계열의 소재보다 경질성인 면을 가지고 있어 한번 과도하게 접힌 부분은 전극과 스크린 부분이 손상되어 전기적으로 유연성은 대단히 적다고 할 수 있다.
따라서, PET 필름 발열체는 내굴곡성, 내유연성이 선상 발열체에 비하여 떨어져 내굴곡성을 가지는 건축물 난방 용도나 유연성을 필요로 하는 침구류 등에서는 사실상 사용이 불가능한 제품으로 평가 되고 있다.
또한 PET발열체는 내산성, 내 알칼리성, 내 수분성이 일반 선상발열체에 비해 대단히 약해 건축 구조물 난방 시공시 습기로 인한 누설 전류 현상이 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 유연성 및 내산성, 내알칼리성, 내 수분성을 동시에 가지는 유연발열체를 제공하여 기존에서 한정된 열적 성능을 가지는 면상발열체의 온열기구 적용을 곡면형 건축 구조물 난방에 다각화하여 적용할 수 있도록 하고, 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트로 형성되는 발열부와 TPU시트지의 결합력을 향상시키면서 화학적 안정성을 꾀하고, 발열체가 인가된 전력으로 목표 온도에 상승 도달하여 전류가 차단되고 온도가 떨어지면 자동적으로 전류가 부가 되는 정온도 특성 개념, 즉, PTC(Positive Temperature Coefficient) 방식을 적용하여 기존의 면상 발열체가 갖는 인가 전력후 갖는 지속적 온도 상승의 문제점을 해결할 수 있도록 한 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 PTC 유연 면상발열체 제조방법과 그에 의해 제조된 면상발열체를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은,
우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU)를 인플레이션 성형방법으로 압출하여 TPU시트지를 형성하는 제 1 과정과;
TPU시트지의 표면에 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트를 다수의 수평라인 형태로 스크린 인쇄한 후 건조하여 발열부를 형성하는 제 2 과정과;
상기 발열부의 양단에 세로방향으로 전도성 은분을 스크린 인쇄한 후 건조시켜 전도부를 형성하는 제 3 과정과;
고유저항값이 은분의 고유저항값에 근접해지도록 한 은편을 전도부 위에 부착하여 내전류가 향상되도록 하는 단자부를 형성하는 제 4 과정과;
상기 단자부의 끝단에 리마작업으로 전선을 연결하는 제 5 과정과;
전선이 단자부에 연결된 TPU시트지에 인플레이션 성형방법으로 우레탄계 열가소성 엘라스토머를 용융시켜 라미네이팅하여 TPU시트지에 합지부가 적층된 상태로 합지되도록 하는 제 6 과정; 으로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 유연성 및 내산성, 내알칼리성, 내 수분성을 동시에 가지는 유연발열체를 제공하여 기존에서 한정된 열적 성능을 가지는 면상발열체의 온열기구 적용을 곡면형 건축 구조물 난방에 다각화하여 적용할 수 있도록 하고, 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트로 형성되는 발열부와 TPU시트지의 결합력을 향상시키면서 화학적 안정성을 꾀하고, 발열체가 인가된 전력으로 목표 온도에 상승 도달하여 전류가 차단되고 온도가 떨어지면 자동적으로 전류가 부가 되는 정온도 특성 개념, 즉, PTC(Positive Temperature Coefficient) 방식을 적용하여 기존의 면상 발열체가 갖는 인가 전력후 갖는 지속적 온도 상승의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 의해 제조된 유연 면상발열체를 보인 도면.
도 2 는 본 발명의 유연 면상발열체를 보인 단면도.
도 3 은 본 발명의 유연 면상발열체 제조방법을 보인 순서도.
도 2 는 본 발명의 유연 면상발열체를 보인 단면도.
도 3 은 본 발명의 유연 면상발열체 제조방법을 보인 순서도.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 도면에 의하면, 본 발명은
우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU)를 인플레이션 성형방법으로 압출하여 TPU시트지(1)를 형성하는 제 1 과정과;
TPU시트지(1)의 표면에 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트를 다수의 수평라인 형태로 스크린 인쇄한 후 건조하여 발열부(2)를 형성하는 제 2 과정과;
상기 발열부(2)의 양단에 세로방향으로 전도성 은분을 스크린 인쇄한 후 건조시켜 전도부(3)를 형성하는 제 3 과정과;
고유저항값이 은분의 고유저항값에 근접해지도록 한 은편을 전도부(3) 위에 부착하여 내전류가 향상되도록 하는 단자부(4)를 형성하는 제 4 과정과;
상기 단자부(4)의 끝단에 리마작업으로 전선(5)을 연결하는 제 5 과정과;
전선(5)이 단자부(4)에 연결된 TPU시트지(1)에 인플레이션 성형방법으로 우레탄계 열가소성 엘라스토머를 용융시켜 라미네이팅하여 TPU시트지(1)에 합지부(6)가 적층된 상태로 합지되도록 하는 제 6 과정; 으로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제조방법은 다음과 같은 순서로 이루어진다.
1) 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트 제조.
폴리우레탄계 수지를 메틸 에텔 케톤 용매에 용해하여 70% 중량 용액을 조제하고, 이 수지 용액 100 중량부에 대하여 하기 표1의 나머지 성분을 혼합하여 이방성 전도성 페이스트, 즉 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트를 얻는다.
(표 1) 배합 비율
. 폴리우레탄계 수지 : 75%
. 도전성 충전제 (Barium Ferrite) : 5%
. 중크롬산 화합물 : 5%
. 카본블랙 (Mesh 10-20) : 7%
. 광중합 촉진제 : 1%
. 자외선 중합 개시제 : 3%
. 아크릴 옥시기 함유 화합물 : 3%
상기 구성되는 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트는 접착성 카본블랙 조성물로서, 광중합성 베이스 수지 조성물과 자외선 중합 개시제를 포함하는 자외선 조사로 경화되는 페이스트상 조성물로 이루어져 있다.
그리고, 카본 블랙 페이스트는 충분한 접착성을 가짐과 동시에 소망하는 전기 특성 및 장기 내구성을 만족하는 접착제 조성물을 실현 할수 있으며 자외선을 조사하여 경화되기 때문에 열에 의한 악 영향을 배제 할 수 있는 장점이 있다.
이와같이 제조되는 전도성 카본 블랙 페이스트는 티유 시트지(1) 표면에 스크린 인쇄되어 발열부(2)를 이루게 된다.
2) 전도성 은분의 제조.
미세 은분 전도성 페이스트를 폴리에스테르계 수지에 혼합하여 70% 중량 용액을 조제 하고, 이 은분 수지 용액 100 중량부에 대하여 하기 표 2의 나머지 성분을 혼합하여 전도성 페이스트를 얻는다.
(표2) 배합 비율
.수지 은분 용액 : 85%
.폴리 아미드 이미드(Poly Amide Imide:PAI)전도성 페이스트 : 10%
.자외선 중합 개시제 : 3%
.아크릴 옥시기 함유 화합물 : 2%
일반적으로 은(Ag) 분말은 산화가 잘 안되고, 0.1~1㎛ 정도의 작은 분말이라도 안정하여 플레이크(flake)화와 같은 후가공이 가능한 것으로 알려져있다.
고분자형 전도성페이스트에서 전도성은 필러 사이의 접촉에 의해 실현되므로 필러끼리 접촉면적을 크게 할 필요가 있다.
본 발명에서 사용되는 접착성 은분 전도성 페이스트는 PAI 방향족 폴리아미드와 폴리이미드와의 교차 공중합체로 형성 되어있고 이러한 PAI 전도성 페이스트는 납땜과 같은 내열성을 가지고 있어 일반 전도성 페이스트에 사용 할 수 없었던 고 내열성을 요구하는 용도에 사용 할 수 있다.
이 발명의 전도성 은분 페이스트는 UV경화형 페이스트로 저온 속경화성,무 용제화가 가능하여 두껍게 피막을 입힐수 있으며 저경화 수축성 등의 특징을 가지고 있어 고분자형 전도성 페이스트와 조합하여 사용하면 경시 변화에서도 안정성을 부여한다.
이와같이 제조된 전도성 은분 페이스트는 TPU시트지(1)위에 수평라인 형태로 인쇄되어 있는 발열부(2)의 양끝단에 세로방향으로 인쇄되어 전도부(3)를 형성하게 된다.
3) 내전류 향상 은편의 제조.
상기에서 제조된 도전성 은분은 피막의 두께에 따라 전도성 카본 페이스트의 사용량에 따라 내 전류 값이 변화하게 된다.
상기에서 제조된 도전성 은분의 고유 저항 값은 일정 하더라도 최종 발열체로써 제조 되었을 때 발열체의 사용 면적에 따라 사용 저항값의 여부에 따라 이에 따르는 전류 값은 변화가 있으므로 발열체 제조시 사전에 내 전류 값을 높게 책정 하여야 하는 것이 발명의 목적이므로 내전류에 따르는 은편의 고려는 대단히 중요하다고 할 수 있다.
본 발명에서는 도전성 은분이 갖는 고유 저항 값 1.62 [μΩ.cm]에 유사한 고유 저항 값을 갖기 위해서 동 고유가 갖는 저항 값 1.69 [μΩ.cm] 을 이용하여 동에 은 도금을 하여 최대한 저항 편차의 값을 줄여 최종 고유 저항 값을 1.65 [μΩ.cm] 이하로 오차 범위를 최소화 하였다.
상기 은편은 전도부(3) 위에 부착되어 단자부(4)를 이루게 된다.
4) 우레탄계 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane: TPU)의 시트지 제조.
우레탄계 열가소성수지를 사용하여 인플레이션 성형 방법으로 열에 의해 용융하여 발열체 제조에 필요한 0.5mm 필름 시트지를 사이즈에 맞게 압출하여 롤 형태로 제작하고 제작된 TPU시트지(1)를 항온 항습실에 보관하여 24시간 숙성 보관한다.
5) 제조과정.
상기 제조된 우레탄계 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane: TPU)의 시트지(1)를 그라비아 인쇄기에 장착하고 앞서 제조된 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트를 그라비아 인쇄기 함침조에 투입한 후 스크린인쇄하여 TPU시트지(1) 표면에 다수의 수평라인 형태의 발열부(2)를 인쇄한다.
발열부(2)가 인쇄된 TPU시트지(1)를 15m 길이의 UV 자외선 건조기에서 내부 온도 80도 온도와 3m/min 속도로 통과시켜 발열부(2)가 TPU시트지(1)에 고착되도록 한다.
발열부(2)가 건조된 카본 발열 시트(티유 시트지)를 일정량 시편 채취하여 제조에 필요한 면적당 저항 값을 측정하여 그 사용 용도에 맞는 저항 값을 확인한다.
고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트로 이루어진 발열부(2)가 고착된 우레탄계 열가소성 엘라스토머 시트지(1)를 그라비아 인쇄기에 장착하고 앞서 설명된 제조방법으로 제조된 전도성 은분을 스크린인쇄 하여 UV 자외선 건조기에서 앞서 설명된 것과 동일한 조건으로 전도성 은분을 건조시켜 발열부(2)의 양단에 세로방향으로 전도부(3)가 형성되도록 한다.
본 발명의 건조에서 중요한 과정은 건조실의 온도가 너무 높으면 발열부(2)를 이루는 전도성 카본 블랙 페이스트가 갈라지는 현상으로 인해 생산에서 원하는 카본의 저항 값을 얻을수 없으므로 특히 유의 해야 하고, 건조 속도가 지나치게 빠르면 카본 피막 내부가 건조가 되지 않아 원하는 저항 값을 얻을수 없으므로 일정 건조 속도는 대단히 중요한 과정이라 할수 있다.
은분(전도부)과 카본 블랙(발열부)이 최종 건조된 시편을 채취하여 발명에서 원하는 제품의 면적당 저항 값과 은분의 피막 두께, 카본 블랙의 피막 두께를 확인 하는 과정을 거친다.
한편, 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트로 이루어진 발열부(2)와 전도성 은분으로 이루어진 전도부(3)가 고착된 TPU시트지(1)에 내전류 향상을 위한 은편을 전도부(3) 위에 부착하게 되는데,
이 과정에서는 전도성 은분으로 이루어진 전도부(3)의 상부에 은편을 부착하여 단자부(4)를 형성한다.
이때, 은편을 전도부(3)에 부착하는 압력은 10kPa의 낮은 압력으로 부착하여야 하고, 이보다 높은 압력으로 압착하게되면 피막 두께가 두꺼운 은분을 손상시켜 면적당 가지는 고유 저항 값을 상실하게 되고, 우레탄계 열가소성 엘라스토머 시트지(1)를 인장 시켜 후 공정에 영향을 초래하게 하는 원인이 되므로 부착 압력은 10kPa의 낮은 압력으로 부착한다.
은편을 부착하여 단자부(4)를 형성한 발열체 TPU시트지(1)에서 시편을 채취하여 면적당 저항 값을 측정하고 발명이 원하는 범위인지 확인한 후 리마 작업을 통해 단자부(4)의 끝단에 외부로 부터 전원을 공급받기 위한 전선(5)을 연결하는 작업을 실시한다.
전선(5)을 단자부(4)에 연결하는 리마 작업까지 마무리된 우레탄계 열가소성 엘라스토머 카본 발열체 시트지(1)에 인플레이션 성형 방법으로 열가소성 엘라스토머를 용융시켜 라미네이트하여 합지부(6)가 시트지(1)의 상부면에 합지되도록 한다.
합지부(6)를 형성하는 과정에서는 기존에 이루어지는 열가소성 접착성 필름을 사용하는 기존합포 방식을 채택하지 않고, 발열체 시트지 상부에 직접 우레탄계 열 가소성 수지를 용융 시켜 인플레이션 성형 방식으로 라미네이팅 하는 방식을 채택하는데, 이러한 이유는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 상부에 도포된 전도성 은분과 전도성카본블랙 페이스트를 보호하기 위한 것이다.
즉, 열가소성 접착성 필름을 사용하게 되면 용융 온도가 80도 미만에서 용융되어 피막을 형성하게 되는데, 이후 공정에서 우레탄 열가소성 엘라스토마는 용융 온도가 180도로 상부에 부착되면 하부에 부착된 열가소성 필름이 카본 블랙에 영향을 주어 카본이 이동하는 현상이 발생되어 발명에서 원하는 저항 값을 상실하는 원인이 되는 문제점이 발생하게되고, 이후 발열체 최종 제품에서 온도에 따른 내구성으로 라미네이팅 된 제품이 분리 되는 현상이 발생하는 원인이 되어 카본 블랙이 도포된 발열체 시트지 상에 직접 우레탄 열가소성 엘라스토마를 라미네이팅 하는 것이다.
상기 설명과 같이 제조되는 본 발명의 유연 면상발열체는 다음과 같은 장점을 갖고있다.
본 발명에서 사용되는 우레탄계 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane: TPU)는 고무와 플라스틱의 중간 영역에 있는 물질로써 반발 특성, 내마모성이 우수하고 기계적 강도, 내유성,내약품성,내후성 등에 있어서도 높은 특성을 가지며 내열도가 우수 할 뿐 아니라 내굴곡성이나 내 온도성에서 일반 PE계열이나, PET계열에 비해 우수한 성능을 가지는 소재로써 열난방 기구에 적용시 온도의 변화에 따른 내구성이 우수하고 굽힘성 이나 접힘성에 있어서도 복원력이 뛰어나 전극부 즉 전원이 인가되는 도전성 재료 무질 및 카본에 영향을 주지 않는 장점이 있는 것이 특징이다.
또한 제조 공정에서 TPU상에 전도성 재료를 피막후 라미네이팅 시에도 TPU가 가지는 고유의 성질인 양호한 접착력으로 인하여 합포 중간 매체인 열가소성 접착 필름 사용 하지 않고 직접 우레탄계 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane: TPU)를 용융시켜 1차 가공된 발열체 시트지 상에 합포되는 공정이므로 열 가소성 접착 필름을 사용 했을때 보다 내열성 및 내 굴곡성에서 안정성을 가지는 장점이 있다.
이러한 이유는 최종 제품군이 발열을 하는 기구 이므로 합포후 분리가 되면 안정성에서 문제가 되는 경우가 발생하는데 열가소성 접착 필름은 용융점이 120도를 초과하지 않고 80도에서 용융점이 형성되어 1차 스크린 가공된 TPU에 접착하게 되는데 이러한 군들은 이후 경시 변화에서 온도의 변화 및 내열성의 약화로 합포된 제품이 쉽게 분리되는 현상이 발생하여 전원부나 탄소에 공기와의 접촉을 허용하여 탄소가 산화되는 문제점으로 화재의 원인이되고 제품의 결점을 유발하는 원인이 되므로 본 발명에서는 열가소성 접착제 사용없이 직접 우레탄계 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Polyurethane: TPU)를 라미네이팅하는 방법을 채택하였다.
1. TPU시트지, 2: 발열부,
3: 전도부, 4: 단자부,
5: 전선, 6: 합지부,
3: 전도부, 4: 단자부,
5: 전선, 6: 합지부,
Claims (8)
- 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU)를 인플레이션 성형방법으로 압출하여 TPU시트지(1)를 형성하는 제 1 과정과;
TPU시트지(1)의 표면에 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트를 다수의 수평라인 형태로 스크린 인쇄한 후 건조하여 발열부(2)를 형성하는 제 2 과정과;
상기 발열부(2)의 양단에 세로방향으로 전도성 은분을 스크린 인쇄한 후 건조시켜 전도부(3)를 형성하는 제 3 과정과;
고유저항값이 은분의 고유저항값에 근접해지도록 한 은편을 전도부(3) 위에 부착하여 내전류가 향상되도록 하는 단자부(4)를 형성하는 제 4 과정과;
상기 단자부(4)의 끝단에 리마작업으로 전선(5)을 연결하는 제 5 과정과;
전선(5)이 단자부(4)에 연결된 TPU시트지(1)에 인플레이션 성형방법으로 우레탄계 열가소성 엘라스토머를 용융시켜 라미네이팅하여 TPU시트지(1)에 합지부(6)가 적층된 상태로 합지되도록 하는 제 6 과정; 으로 구성한 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
제 2 과정에서 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트는
폴리우레탄계 수지를 메틸 에텔 케톤 용매에 용해하여 70% 중량 용액을 조제하고, 이 수지 용액 100 중량부에 대하여, 폴리우레탄계 수지 75%, 도전성 충전제 (Barium Ferrite) 5%, 중크롬산 화합물 5%, 카본블랙 (Mesh 10-20) 7%, 광중합 촉진제 1%, 자외선 중합 개시제 3%, 아크릴 옥시기 함유 화합물 3%을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
제 2 과정은 TPU시트지(1)를 그라비아 인쇄기에 장착하고, 고분자형 전도성 카본 블랙 페이스트를 그라비아 인쇄기의 함침조에 투입한 후 스크린인쇄하여 TPU시트지(1)의 표면에 수평라인 형태의 다수의 발열부(2)가 인쇄되도록 하며, 발열부(2)가 인쇄된 TPU시트지(1)를 내부 온도 80도 온도와 3m/min의 속도로 15m 길이의 자외선 건조기에 통과시켜 건조하는 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
제 3과정에서 전도성 은분은,
미세 은분 전도성 페이스트를 폴리에스테르계 수지에 혼합하여 70% 중량 용액을 조제 하고, 이 은분 수지 용액 100 중량부에 대하여 수지 은분 용액 85%, 폴리아미드 이미드(Poly Amide Imide:PAI)전도성 페이스트 10%, 자외선 중합 개시제 3% , 아크릴 옥시기 함유 화합물 2%를 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
제 3 과정은 발열부(2)가 표면에 고착된 TPU시트지(1)를 그라이비 인쇄기에 장착하고, 전도성 은분을 그라비아 인쇄기의 함침조에 투입한 후 스크린인쇄하여 발열부(2)의 양단에 세로방향으로 전도성 은분이 인쇄되도록 하며, 전도성 은분이 인쇄된 TPU시트지(1)를 내부 온도 80도 온도와 3m/min의 속도로 15m 길이의 자외선 건조기에 통과시켜 건조하여 전도성 은분으로 이루어진 전도부(3)를 형성하는 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
제 4 과정에서 은편은 동 소재의 표면에 은 도금 처리하여 구성하므로서, 단자부(4)의 고유저항값이 은분의 고유저항값에 근접해지도록 한 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
제 4 과정에서 은편을 전도부(3) 위에 부착하여 단자부(4)를 형성할 때, 은편을 부착하는 압력은 10KPa인 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법.
- 청구항 1 항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체.
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| KR1020100023276A KR20110104247A (ko) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | 우레탄계 열가소성 엘라스토머 소재를 이용한 피티씨 유연 면상발열체 제조방법 |
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-
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- 2010-03-16 KR KR1020100023276A patent/KR20110104247A/ko active IP Right Grant
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