KR20120041531A - 열전도성 카본 잉크조성물 및 이를 이용한 발열시트 - Google Patents

열전도성 카본 잉크조성물 및 이를 이용한 발열시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접착면에 도포 및 건조 후에도 완전히 경화되지 않는 겔(Gel) 상태를 유지하는 점착 성분과 카본(Carbon) 분말을 혼합함으로써 발열시트의 표면에 인쇄가 가능하고, 열전도성 및 내열성이 우수한 열전도성 카본 잉크조성물 및 이를 이용한 발열시트를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr 및 도전성 폴리머 0.3~5phr을 혼합한 점착제 20~25중량%와; 카본분말 75~80중량%를 포함하는 열전도성 카본 잉크조성물이 개시된다.

Description

열전도성 카본 잉크조성물 및 이를 이용한 발열시트{Thermal conductive ink composition and the heating sheet using the same}
본 발명은 열전도성 카본 잉크조성물 및 이를 이용한 발열시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접착면에 도포 및 건조 후에도 완전히 경화되지 않는 겔(Gel) 상태를 유지하는 점착 성분과 카본(Carbon)분말을 혼합하여 발열체를 구성함으로써 발열시트 등에 인쇄가 가능하고 열전도성 및 내열성이 우수하며, 이를 통해 이불, 카펫, 방석 등과 같은 유연성이 요구되는 생활용품의 품질을 제고할 수 있는 열전도성 카본 잉크조성물 및 이를 이용한 발열시트에 관한 것이다.
발열시트는 전기저항을 갖는 발열체를 매개로 하여 전기에너지를 열에너지로 변화시키는 기능을 하는 것으로, 개발 초창기에는 니크롬, 동 니켈 합금 및 알루미늄 등의 금속 박판과 같은 도전성 물질을 발열체로 하여 절연체에 소정 패턴으로 배열하는 형태였으나, 최근에는 전기효율이 매우 높고 전자파의 발생이 비교적 적은 카본사를 이용하는 방식으로 확대되고 있다.
도 1은 대한민국특허출원 제10-2002-0029761호에 개시된 카본사를 이용한 발열시트의 일례로써, 전원을 공급받는 코일(14)과 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 카본(12)이 일정간격을 유지하면서 병렬로 배열된 하판(10)과, 상기 하판(10)에 압착 고정되도록 저면에 접착제(22)가 도포된 상판(20)으로 구성되어 있다.
그러나 이러한 종래의 발열시트는 섬유 표면에 침전이나 도포방식으로 탄소를 코팅하여 형성된 카본(12)과 발열판(100) 내부에 일정간격으로 배열된 코일(14)의 특성 및 접착제(22)의 경화로 인해 발열판(100)의 자체의 유연성이 떨어질 수밖에 없는 구조적 한계가 있게 마련이다. 즉, 발열판(100)을 일반적인 직물처럼 자연스럽게 접거나 구부릴 수 없기 때문에 사용 시 착용감 및 안락감이 저하되고, 취급 및 보관이 무척 어려워 상품가치의 하락을 초래하게 된다. 따라서 부드럽게 접히는 형태의 발열시트가 필요한 전기이불이나 카펫, 방석 등과 같은 온열을 요하는 생활용품 또는 의류 등에는 활용할 수 없는 제약이 있었다.
또한, 접착제가 경화된 부분은 내구성이 떨어져 외력에 의해 쉽게 파손되고, 이로 인해 사용 과정에서 카본사가 뒤틀리거나 자유로이 움직이기 때문에 온도 편차가 심하게 발생하며, 특히 각종 섬유에 탄소를 코팅한 형태의 카본사의 경우 장시간 사용 시 열에 의해 카본사 자체가 백악화되거나 경화되어 쉽게 끊어지면서 발열이 이루어지지 않고, 심지어 합선 또는 누전 등이 발생되면서 자칫 화재로 이어지는 심각한 문제점이 있었다.
더욱이 섬유 형태의 카본사는 고온으로 발열 시 산소에 의해 산화가 빠르게 진행되기 때문에 오랫동안 사용할 수 없어 수명이 짧고, 발열량이 낮은 등 효율성이 떨어지는 문제점도 있다.
이에 본 발명자는 상술한 제반 문제점의 해결에 역점을 두어 열전도성이 우수함은 물론이고 자연스럽고 유연하게 접히거나 휘어지면서 전기적인 안전성을 확보할 수 있는 발열시트를 개발하고자 다년간 예의 연구하여 왔으며, 그 결과로서 본 발명을 창안하여 완성하게 되었다.
따라서 본 발명은 목적은 발열특성이 우수하면서 건조 후에도 완전히 경화되지 않는 열전도성 카본 잉크조성물을 제공하는 데 있는 것이다.
본 발명은 다른 목적은 우수한 유연성과 전기적인 안전성을 확보할 수 있도록 하는 발열시트를 제공하는 데 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발열체의 산화를 방지할 수 있도록 하는 발열시트를 제공하는 데 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr 및 도전성 폴리머 0.3~5phr을 혼합한 점착제 20~25중량%와; 카본분말 75~80중량%를 포함하는 열전도성 카본 잉크조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 도전성 폴리머는, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리설퍼니트리드, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌 중 어느 하나인 열전도성 카본 잉크조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 열전도성 카본 잉크조성물이 함유된 발열체를 포함하는 발열시트를 제공한다.
또한, 본 발명의 발열시트는, 서로 마주 결합되는 면의 양단에 각각 전극판이 나란하게 배치된 상/하부시트와; 상기 상/하부시트 사이의 어느 하나의 면에 일정한 간격으로 인쇄하되, 그 양측 전극판을 병렬연결하는 발열체를 포함하는 발열시트를 제공한다.
또한, 본 발명의 발열체 표면에는, 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr을 혼합한 점착제 20~30중량%와; 이산화규소(SiO2) 40~50중량%와; 지르코니아(ZrO2) 40~50중량%를 포함하는 산화방지제를 0.01mm~0.03mm의 두께로 도포한 발열시트를 제공한다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 예에 따른 카본 잉크조성물은 열압착이나 건조공정 후에도 완전히 경화되지 않는 겔(Gel) 상태를 유지하는 점착제와 카본분말로 이루어져 있기 때문에 발열특성 및 접착력 등의 물성은 물론이고 접거나 구부리는 등의 사용 시 유연성 및 안전성을 확보하여 사용 및 취급이 자연스럽고 용이할 뿐만 아니라, 발열시트에 인쇄 또는 코팅함으로써 발열체로 사용 가능하므로 종래와 같이 빔실 형태의 카본사가 외력에 의해 쉽게 파손되어 서로 합선 또는 누전되는 것을 방지하는 등 전기적으로 유리한 안전성을 동시에 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 열전도성 카본 잉크조성물을 이용한 발열시트는 유연성이 우수하므로 이불, 방석, 카펫, 매트, 자동차 시트, 커튼 및 의류 등과 같이 편안한 착용감과 안락감 및 안전성을 요구하는 다양한 생활용품 또는 의료용품에 매우 유용하게 활용할 수 있다.
아울러 본 발명의 실시 예에 따른 발열시트는 발열체인 카본 잉크조성물의 표면에 세라믹 성분을 포함하는 산화방지제가 일정 두께로 도포되어 있기 때문에 발열체의 산화를 방지함은 물론이고, 고온에서도 견딜 수 있는 내열성을 증진시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 발열시트의 일 예를 나타낸 분해사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발열시트를 나타낸 분해사시도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발열시트의 요부를 확대한 단면도,
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 열전도성 카본 잉크조성물 및 발열시트를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예에 따른 열전도성 카본 잉크조성물은 고유저항이 일정하고 신축성이 있는 것으로, 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr 및 도전성 폴리머 0.3~5phr을 혼합한 점착제 20~25중량%와; 카본분말 75~80중량%를 포함하여 구성된다.
먼저, 점착제는 40~60℃ 사이에서 24~48시간 정도 건조하면 완전히 경화되지 않는 겔 상태 즉, 유연성을 안정적으로 유지하면서 견고한 접합력을 발휘하는 성질을 가지는 것으로, 아크릴 공중합체 40~50중량부와 에틸 아세테이트 20~30중량부와 아세톤 10~20중량부와 톨루엔 20~30중량부를 함유한 주제 100phr에 대하여 경화제인 이소시아네이트 0.2~10phr를 혼합하여 가교 처리함으로써 수득할 수 있다.
여기서, 점착제는 내부에 휘발성분, 반응잔류물 등의 기포를 유발시키는 성분은 충분히 제거한 후 사용하는 것이 바람직하다. 가교 밀도나 분자량이 너무 낮아 점착제의 탄성률이 너무 낮은 경우, 고온상태에서 대상물과의 사이에 존재하는 작은 기포들이 커져 내부에 산란체를 형성하게 되며, 탄성률이 너무 큰 점착제를 장기간 사용할 경우, 과도한 가교 반응으로 인해 박리현상이 발생할 수도 있다.
그리고 점착제의 점착 특성을 양호하게 하기 위해 주제의 일부에 가교체가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 가교체를 형성하기 위해서 가교 처리가 실시되고, 예를 들어, 유기과산화물, 아이소시아네이트 화합물, 유기금속염, 금속킬레이트 화합물, 에폭시기 함유 화합물 등을 이용하여 화학적 가교 처리가 실시될 수도 있고, 전리성 방사선을 이용하여 물리적 가교 처리가 실시될 수도 있다.
또한, 점착제의 점탄성 특성은 주로 고분자 사슬의 분자량, 분자량 분포, 또는 분자구조의 존재량에 의존하고, 특히 분자량에 의하여 결정되므로, 점착제에 사용되는 아크릴 공중합체의 분자량은 80만 내지 200만인 것이 바람직하며, 이는 통상의 라디칼 공중합 과정을 거쳐 제조할 수 있다.
여기서, 아크릴 공중합체란 아크릴산 에스터를 주성분으로 하며, 필요에 따라 공중합 할 수 있는 단량체를 공중합한 것이다. 아크릴산 에스터로서는 알킬기의 탄소수가 2 이상이 것이며, 바람직하게는 탄소수가 2 내지 18인 것을 들 수 있다. 예를 들어, 아크릴산의 에틸에스터, 프로필에스터, 뷰틸에스터, 펜틸에스터, 헥실에스터, 옥틸에스터, 노닐에스터, 데실에스터, 도데실에스터 등이 있다. 본 발명에서는 이들 아크릴산 에스터 중 1종 또는 2종 이상이 사용된다. 또 이들 알킬에스터 쇄는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다.
그리고 아크릴산 에스터와 공중합 가능한 단량체로서는 아크릴산, 이타콘산, 말레산 등의 카복실기를 함유하는 단량체, 아크릴산 2-하이드록시에틸, 아크릴산 2-하이드록시프로필 등의 하이드록실기를 함유하는 단량체, 아크릴산 메톡시에틸, 아크릴산 에톡시에틸, 아크릴산 뷰톡시에틸, 아크릴산 에틸렌글리콜, 아크릴산 메톡시폴리에틸렌글라이콜, 아크릴산 에톡시에틸렌글리콜 등의 알콕시기를 함유하는 단량체, 스타이렌 및 스타이렌의 유도체, 아세트산비닐, N-비닐-2-피롤리돈 등의 단량체 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 필요에 따라 1종 또는 2종 이상을 아크릴산 에스터와 공중합시켜 사용할 수 있다.
또한, 아크릴 중합체는 접착성이 충분히 발현될 수 있도록 유리 전이 온도가 260°K 이상인 것이 바람직하고, 용액 중합법, 유화 중합법, 현탁 중합법 등의 공지의 중합 방법에 의해 수득할 수 있으며, 과산화물계 화합물 및 아조계 화합물 등의 라디칼 중합 개시제를 이용하여 라디칼 중합을 함으로써 수득할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 점착제 조성물의 제조방법은 특별히 한정되지는 않으며, 아크릴 공중합체와 에틸 아세테이트와 아세톤과 톨루엔 및 경화제를 통상의 방법으로 혼합하여 얻을 수 있다. 이때, 경화제는 점착제의 형성을 위하여 실시하는 배합과정에서 가교 반응이 거의 일어나지 않아야만 균일한 인쇄작업을 할 수 있고, 인쇄작업이 끝나고 건조 및 숙성과정을 거치면, 가교 구조가 형성되어 탄성이 있으며 응집력이 강한 발열체를 얻을 수 있게 된다.
도전성 폴리머는 점착제의 도전성 및 발열특성을 향상시키기 위한 것으로, 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리설퍼니트리드(Poly sulfur nitride), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene) 중 어느 하나로 형성할 수 있다.
이러한 도전성 폴리머의 함유량은 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와 아세톤(Acetone) 10~20중량부와 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 0.3~5phr이며, 더욱 바람직하게는 2~3phr이다.
여기서, 도전성 폴리머의 함유량이 0.3phr 미만일 경우 도전 특성에 기대할 만한 영향이 나타나지 않으며. 5phr 이상일 경우 점착제의 점착력이 떨어질 수 있다.
카본분말은 카본블랙(Carbon Black)을 미세한 크기의 입자로 분말화한 것으로, 고유저항이 일정하며 외부의 전원이 인가되면 고온의 열을 견디면서 고온의 열을 발생시킬 수 있으며, 내구성이 우수하여 산화현상이 일어나지 않는 것을 사용한다.
이러한 카본분말의 함유량은 점착제 100중량%에 400중량%를 즉, 1:4의 비율로 혼합하는 것이 바람직하며, 또 10~50nm 정도의 콜로이드화된 입자를 사용함으로써 희석과 분산이 고르고 흡착성 및 밀착성이 향상되어 접착력과 도전성이 우수할 수 있다.
여기서, 점착제에 대한 카본분말의 비율이 낮은 경우 열전도성 및 발열특성이 저하될 수 있고. 높은 경우 점착력이 떨어질 수 있다.
이와 같은 카본 잉크조성물은 유성 및 수성형으로 이루어질 수 있고, 발열시트에 인쇄 또는 코팅한 후 열압착을 통해 소정 온도 이상으로 승온시키면, 점착제 중의 경화제가 용융되면서 주제와 중합 반응하여 부분적으로 경화되는데, 이때 점착제는 완전히 경화되지 않는 겔 상태 즉, 유연성을 안정적으로 유지하면서 견고한 접합력을 발휘하게 된다.
또한, 열압착 과정에서 점착제가 용융되면서 그 인쇄 또는 코팅된 상태, 즉 카본 잉크조성물에 함유된 카본분말을 일정한 배열상태로 유지시켜 인접하게 인쇄되는 카본 잉크조성물끼리 서로 접촉되는 것을 방지하고, 이와 동시에 상/하부시트를 견고하게 서로 접합시키게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발열시트를 분해한 사시도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발열시트(1)는 서로 마주 결합되는 상/하부시트(2,3)와, 이 상/하부시트(2,3)들 사이의 양단에 나란하게 배치된 전극판(4,4')과, 이 전극판(4,4')들 사이가 병렬연결되도록 상/하부시트 사이의 어느 하나의 면에 일정한 간격으로 인쇄되는 발열체(5)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상/하부시트(2,3)는 발열체(5)를 전기적으로 절연시키는 절연성과 잉크조성물을 통해 발생되는 고온의 열을 견딜 수 있도록 내열성을 가지는 유리 섬유, 합성섬유, 천연섬유, 합성피혁, 천연피혁 및 합성수지 등으로 형성되어 있다.
전극판(4)은 상/하부시트 사이의 양측에 각각 구비되어 발열체(5)에 전류를 공급하는 역할과 함께 발열체들이 서로 전기적으로 접속되도록 한다.
발열체(5)는 고유저항이 일정하고 신축성이 있는 것으로, 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr 및 도전성 폴리머 0.3~5phr을 혼합한 점착제 20~25중량%와; 카본분말 75~80중량%를 포함하여 구성된다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 발열시트(1)의 구성요소 중 상술한 열전도성 잉크조성물의 구성요소와 동일 또는 유사한 성분 및 작용효과를 갖는 것에 대한 반복적인 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발열시트의 요부를 확대한 단면도로서, 도시된 바와 같이, 발열시트(1)의 제조과정에서 일정 패턴으로 인쇄된 카본 잉크조성물(발열체/5)의 표면에 세라믹 성분의 산화방지제(9)를 도포함으로써 카본 잉크조성물(발열체/5)이 쉽게 산화되는 것을 방지하고, 고온에서도 견딜 수 있는 내열성을 증진시킬 수 있게 된다.
이러한 산화방지제(9)는 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr을 혼합한 점착제 20~30중량%와, 10~100nm 정도의 입자로 이루어진 이산화규소(SiO2) 40~50중량% 및 지르코니아(ZrO2) 40~50중량%를 포함하여 구성되며, 하부시트(3)에 인쇄된 카본 잉크조성물의 표면에 0.01mm~0.03mm 정도의 두께를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 점착제에 대한 이산화규소(SiO2)와 지르코니아(ZrO2)의 배합 비율이 낮은 경우 산화방지 효과가 미약할 수 있고, 높은 경우 열전도성 및 카본 잉크조성물의 유연성이 저하될 수 있다.
<제조 예 1>
아크릴 공중합체 40중량부, 에틸 아세테이트 20중량부, 아세톤 10중량부 및 톨루엔 20중량부를 가교 처리하여 주제를 만들었다. 그리고 이 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2phr과 도전성 폴리머 2phr를 혼합한 점착제 20중량%와 카본분말 80중량%를 교반기에서 1시간 동안 합성함으로써 열전도성 카본 잉크조성물을 얻었다.
이 카본 잉크조성물을 양측에 전극판(4,4')이 나란히 배치되고, 절연성 및 내열성을 갖는 하부시트(3) 상면에 그 전극판을 병렬연결하도록 인쇄하여 발열체(5)를 형성한 후, 이 상태에서 하부시트(3)와 서로 대응하는 상부시트(2)를 덮고, 열프레스를 이용하여 100~150℃ 정도의 온도와 30~50kg/㎠ 정도의 압력 조건으로 열압착한 후, 40~60℃에서 24~48시간 정도 건조하여 발열시트(1)를 제조하였다.
<제조 예 2>
아크릴 공중합체 50중량부, 에틸 아세테이트 30중량부, 아세톤 20중량부, 톨루엔 30중량부를 가교 처리하여 주제를 만들었다. 그리고 이 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 10phr과 도전성 폴리머 3phr를 혼합한 점착제 25중량%와 카본분말 75중량%를 교반기에서 1시간 동안 합성함으로써 열전도성 카본 잉크조성물을 얻었다.
이 카본 잉크조성물을 이용하여 상술한 제조 예 1과 동일한 방법으로 발열체(5)를 형성한 후 발열시트(1)를 제조하였다.
<제조 예 3>
아크릴 공중합체 45중량부, 에틸 아세테이트 25중량부, 아세톤 15중량부, 톨루엔 25중량부를 가교 처리하여 주제를 만들었다. 그리고 이 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 5phr과 도전성 폴리머 4phr를 혼합한 점착제 25중량%와 카본분말 75중량%를 교반기에서 1시간 동안 합성함으로써 열전도성 카본 잉크조성물을 얻었다.
이 카본 잉크조성물을 이용하여 상술한 제조 예 1과 동일한 방법으로 발열체(5)를 형성한 후 발열시트(1)를 제조하였다.
<제조 예 4>
아크릴 공중합체 45중량부, 에틸 아세테이트 25중량부, 아세톤 15중량부, 톨루엔 25중량부를 가교 처리하여 주제를 만들었다. 그리고 이 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 2phr과 도전성 폴리머 2phr를 혼합한 점착제 22중량%와 카본분말 78중량%를 교반기에서 1시간 동안 합성함으로써 열전도성 카본 잉크조성물을 얻었다.
이 카본 잉크조성물을 이용하여 상술한 제조 예 1과 동일한 방법으로 발열체(5)를 형성한 후 발열시트(1)를 제조하였다.
<비교 예 1>
아크릴 공중합체 55중량부, 에틸 아세테이트 35중량부, 아세톤 25중량부, 톨루엔 35중량부를 가교 처리하여 주제를 만들었다. 그리고 이 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 15phr과 도전성 폴리머 2phr를 혼합한 점착제 30중량%와 카본분말 70중량%를 교반기에서 1시간 동안 합성함으로써 잉크조성물을 얻었다.
이 잉크조성물을 이용하여 상술한 제조 예 1과 동일한 방법으로 발열체(5)를 형성한 후 발열시트(1)를 제조하였다.
<비교 예 2>
아크릴 공중합체 30중량부, 에틸 아세테이트 10중량부, 아세톤 5중량부 및 톨루엔 10중량부를 가교 처리하여 주제를 만들었다. 그리고 이 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2phr과 도전성 폴리머 3phr를 혼합한 15중량%와 카본분말 85중량%를 교반기에서 1시간 동안 합성함으로써 잉크조성물을 얻었다.
이 잉크조성물을 이용하여 상술한 제조 예 1과 동일한 방법으로 발열체(5)를 형성한 후 발열시트(1)를 제조하였다.
<평가 시험>
제조 예 1 내지 4 및 비교 예 1 및 2에서 수득된 발열시트에 관해 하기의 평가 시험을 실시하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 접착강도
ICP-FC-240B에 의거하여 상/하부시트와 발열체 사이의 접착강도를 측정하였다. 측정조건은 폭 20cm, 길이 90cm인 시험편을 온도 20℃, 상대습도 65%에서 48시간 동안 방치한 후에 180°박리강도를 측정하였다.
(2) 유연성
KS M ISO 5979에 의거하여 유연성을 시험하였다.
(3) 열전도도
ASTM E1530에 의거하여 열전도도를 평가하였다.
평가 기준: 우수: ○ 양호: △ 불량: ×
평가항목 접착강도(kg/cm) 유연성 열전도도
실시예 1 3.1 ○ ○
실시예 2 3.6 ○ ○
실시예 3 2.2 ○ ○
실시예 4 4.2 ○ △
비교예 1 4.9 △ ×
비교예 2 1.4 ○ ○
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 발열시트는 비교 예에 따라 제조된 발열시트에 비해 접착강도, 유연성이 모두 우수하고 열전도도가 매우 월등함을 확인할 수 있다.
즉, 카본블랙의 함량이 점착제 중량% 대비 75중량% 이하이면 접착강도는 높아지지만 유연성과 열전도도가 떨어지며, 80중량% 이상이면 유연성과 열전도도는 향상되나 접착강도가 현저히 떨어져 상용성에 낮다.
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 치환 및 균등한 타 실시 있어서 명백할 것이다.
1: 발열시트 2: 상부시트
3: 하부시트 4: 전극판
5: 발열체 9: 산화방지제

Claims (5)

  1. 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr 및 도전성 폴리머 0.3~5phr을 혼합한 점착제 20~25중량%와;
    카본분말 75~80중량%;
    를 포함하는 열전도성 카본 잉크조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 도전성 폴리머는,
    폴리아닐린(Polyaniline), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리설퍼니트리드(Poly sulfur nitride), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열전도성 카본 잉크조성물.
  3. 제 1 항의 열전도성 카본 잉크조성물이 함유된 발열체를 포함하는 발열시트.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 발열시트는,
    서로 마주 결합되는 면의 양단에 각각 전극판이 나란하게 배치된 상/하부시트와;
    상기 상/하부시트 사이의 어느 하나의 면에 일정한 간격으로 인쇄하되, 그 양측 전극판을 병렬연결하는 발열체;
    를 포함하는 발열시트.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 발열체의 표면에는,
    아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 40~50중량부와; 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 20~30중량부와; 아세톤(Acetone) 10~20중량부와; 톨루엔(Tolune) 20~30중량부가 함유된 주제 100phr에 대하여 이소시아네이트(Isocyanate) 0.2~10phr을 혼합한 점착제 20~30중량%와; 이산화규소(SiO2) 40~50중량%와; 지르코니아(ZrO2) 40~50중량%를 포함하는 산화방지제를 0.01mm~0.03mm의 두께로 도포한 것을 특징으로 하는 발열시트.
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