KR20140039443A - 발열 가능한 자동차 유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 유리에 발열체 층을 형성하도록 하여 발열 가능한 자동차 유리에서, 상기 발열체 층 상단에는 절연체 층이 형성되고, 상기 발열체 층 양 옆 가장자리에 절연층이 형성되지 않도록 한 부분에, 전극선이 형성되며, 상기 전극선의 일부분에는 전극 단자가 부착될 때, 상기 전극 단자는 전기 전도성 접착재를 사용하여 부착되고, 상기 전극 단자에 외부의 전원이 공급되도록 하므로서, 절연 기능도 부가되어, 안전성이 확보되면서 빠른 시간에 유리 전체에까지 충분한 발열이 가능하도록 하게 되며, 투명한 발열체를 사용하는 특성상 시야에 쉽게 노출이 되지 않으므로, 자동차 뒷유리에 뿐 아니라 앞 유리까지에도 확대 적용될 수 있게 된다.

Description

발열 가능한 자동차 유리{AUTO GLASS BEING PROVIDABLE THE HEAT}

본 발명은 발열 가능한 자동차 유리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차 유리 표면에 발열체를 코팅하고, 코팅된 발열체 주변에 전극선이 형성되고, 또 다시 발열체 위에 절연막이 코팅되어 있는 발열 가능한 자동차 유리이다.

종래부터 자동차용 유리의 열선은 스크린 인쇄법이 널리 채용되고 있다. 스크린 인쇄법은 메시형 스크린에 잉크 차폐마스크를 형성하고, 이 마스크의 비마스크부를 소정의 패턴으로 하고, 비마스크부에서 잉크를 통과시켜서 피인쇄체에 부착시켜 인쇄를 행하는 것이다. 상기 인쇄수단은 비교적 인쇄선 폭이 큰(약 100이상) 패턴의 형성에는 적합하였으나, 인쇄선 폭이 그 이하의 미세한 패턴형성에는 적합하지 않으며, 인쇄되는 패턴에도 제약을 받기 때문에 앞유리 같은 우수한 시인성이 필요로 하는 부품에는 적용되지 못했다.

이에 대한 개선 방법으로, 선행 특허 기술(출원번호 10-2007-0046147)에는. 컨베이어 수단들의 상부에 메쉬(mesh) 타입으로 설치된 지지대와; 상기 지지대의 상부에 위치되어 상기 각각의 챔버로 이송되되, 상기 컨베이어 수단들의 진행방향을 기준으로 선단 상부에 위치한 일부분은 상기 발열체들을 안착시키도록 형성되고 후단 상부에 위치한 일부분은 상기 발열체들을 안착시키는 일부분보다 더 두껍도록 형성된 외형과, 상기 외형의 상부에 위치되어 상기 발열체들이 이탈되는 것을 방지하는 발열체용 고정부와, 발열체용 지그의 가장자리 일부분과 대응되는 일부분에 위치되어 상기 발열체용 지그가 이탈되는 것을 방지하는 지그용 고정부를 포함하는 발열체 제조장치를 제시하고 있다.

또한, 선행 특허 기술(공개번호 10-2011-0110721)에는 서로 마주보는 한 쌍의 석영 유 리부재의 양 단면을 용접하는 장치를 이용하는 용접방법으로, 상기 석영 유리 부재를 일정 간격으로 세로로 세워 대치시키는 공정; 상기 석영 유리 부재의 단면 용접부위를 용접부위의 양측부터 상기 버너 수단에 의해 균일하게 가열 용융하는 공정; 상기 한 쌍의 석영 유리 부재의 용융된 단면 용접부위를 일정 압력으로 눌러 서로 맞대게 하는 동시에 서로 밀어서 용착하는 공정; 상기 용착된 석영유리부재의 용착 부분에 부풀어 오른 볼록(凸)부를 가열 연화시켜서 열변형을 분산시키는 공정; 및 상기 용착된 석영 유리 부재가 냉각된 후 상기 부풀어 오른 볼록(凸)부를 연삭하여 평탄하도록 한 공정을 포함하는 것을 제시하고 있다.

그러나. 상기 선행 특허는 석영 유리 접합 부분이 견고하게 접합되기 위한 구체적인 수단을 제시한 것은 아니다.

또한, 선행 특허 기술(공개번호 10-2006-0058744)는 a) 투명기재, b) 상기 투명기재의 적어도 일면에 구비된 전도성 발열 패턴으로서, 횡 방향의 평균 선간 간격보다 종 방향의 평균 선간 간격이 넓은 형태를 갖는 전도성 발열 패턴을 포함하는 발열체를 제공한다.

그러나, 상기의 방법은 모두 패턴 방식으로 비록 미세한 도선이지만 시인성에 방해를 주게 되며, 따라서 패턴 방식을 채용하지 않고 코팅 방법을 채용하는 자동차 유리용 발열체 개발이 필요한 실정이다.

선행기술 1: 대한민국출원특허 10-2007-0046147, 출원일(2007년05월11일) 선행기술 2: 대한민국공개특허 10-2011-0110721, 공개일(2011년10월07일)

본 발명은 발열체를 자동차 유리 표면에 투명하게 코팅하여, 시인성 방해 받지 않으면서도 필요할 때, 발열이 가능하고 또한, 절연 기능도 부가하여 안전성을 가진 발열 가능한 자동차 유리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은, 자동차 유리에 발열체 층을 형성하도록 하여 발열 가능한 자동차 유리에서, 상기 발열체 층 상단에는 절연체 층이 형성되고, 상기 발열체 층 양 옆 가장자리에 절연층이 형성되지 않도록 한 부분에, 전극선이 형성되며, 상기 전극선의 일부분에는 전극 단자가 부착될 때, 상기 전극 단자는 전기 전도성 접착재를 사용하여 부착되고, 상기 전극 단자에 외부의 전원이 공급되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 발열체 층은 산화 주석인 것을 특징으로 하며, 상기 유리 위에 발열체 층을 코팅하고, 상기 발열체 층 위에 미세 열선를 코팅하며, 다시 그 위에 절연층을 형성 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 유리 위에 미세 열선을 코팅하고, 상기 미세 열선위에 발열체 층을 코팅하며, 다시 그 위에 절연층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 미세 열선은 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 전극선 상단에 전극 단자를 부착하고 난 다음에는. 상기 전극선과 전극 단자를 모두 커버할 수 있도록 절연 수지를 코팅하거나, 절연 수지로 된 테이프로 부착하여 전극선과 전극 단자를 모두 커버하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 투명한 발열체가 코팅된 자동차 유리는 절연 기능도 부가되어, 안전성이 확보되면서 빠른 시간에 유리 전체에까지 충분한 발열이 가능하도록 하게 되며, 투명한 발열체를 사용하는 특성상 시야에 쉽게 노출이 되지 않으므로, 자동차 뒷유리에 뿐 아니라 앞 유리까지에도 확대 적용될 수 있게 된다.

도 1 은 본 제품이 적용된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 발열 가능한 유리의 단면 층 구조를 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 전극선이 구비된 실시예의 도면이다.
도 5내지 도 7은 전극 단자가 구비된 실시의 도면이다.
도 8과 도 9는 미세열선이 구비된 실시예의 도면이다.
도 10은 영역을 나누어 발열체 층을 형성한 실시예의 도면이다.
도 11은 패턴 모양으로 형성된 미세 열선을 나타낸 실시예의 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.

또한 공지된 기술 구성에 대해서는 구체적인 설명은 생략할 수도 있다.

도 1 은 본 제품이 적용된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 발열 가능한 유리(10)는 자동차 뒤 유리에 적용될 수 있는 것으로서, 투명한 발열체를 코팅하여 유리창 본래의 기능인 시인성이 저하되지 않으면서도 발열이 가능하도록 하는 자동차용 유리를 제공하는 것이다. 도면은 자동차 뒤 유리 창틀(20)에 발열 가능한 유리(10)가 장착된 형태의 도면이다.

도 2는 본 발명의 발열 가능한 유리의 단면 층 구조를 나타낸 도면이다.

유리층(11) 표면에 투명 발열체 층(12)이 코팅되고, 다시 그 위에 절연층(13)이 코팅되게 된다. 이때, 상기 유리(11)는 자용차용에 사용되는 통상의 안전 유리를 의미한다.

한편, 본 발명에 적용되는 발열체는 투명도가 유지되는 것으로서, 투과도는 70%에서 95 %정도 범위내에 있는 것으로 한다. 발열 가능하면서 투명한 발열체로서 투명 전극을 사용하는데 투명 전극으로 널리 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide)가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 ITO 층은 증착법등을 사용하여 해당 분야에서 일반적으로 알려진 방법으로 충분히 형성이 가능하다.

또한, 주석산화막으로 발열체를 형성할 수가 있다. 이때, 상기 주석산화막은 염화 제2주석을 필름형태로 증착하여 형성할 수가 있다, 이때, 상기 염화 제2 주석 이외에 염화안티몬, 플루오르, 불소 암모 및 증류수가 혼합된 도전성 액체를 필름형태로 증착하여 형성할 수도 있다.

더욱 자세하게 말하면, 염화 제2주석, 염산, 염화안티몬, 플루오르, 암모늄, 증류수중 어느 하나 이상을 포함하는 도전성 물질을 액상형태로 증착하여 형성하기도 한다.

한편, 본 발명은 통상적으로 사용되는 라미네이팅(raminating) 수단을 이용하여 염화 제2주석, 염산, 염화안티몬, 플루오르, 암모늄 중 어느 하나 이상을 포함하는 도전성 물질에 증류수를 포함하여 필름형태로 증착하여 형성할 수도 있다.

이때, 600도 내지 900 도로 예열되어 있는 소재(유리)의 상부에 증착되어 도전성막인 발열체 층(12)로 형성된다. 여기서, 발열체(12)는 주석화합물을 기본으로 하고 다른 첨가물이 첨가되어 형성된다. 염산 8 내지 18중량%, 염화안티몬 0.5 내지 2중량%, 플루오르 1 내지 10중량%, 불소 암모늄 0.2 내지 1중량%, 그리고 나머지는 증류수로 조성한다. 이때, 혼합물은 약 36시간 정도로 혼합되어 숙성된다.

아울러, 그래핀 같은 첨단 소재도 사용가능할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 도전성 막인 발열체 층(12) 표면에 다시 절연층(13)을 더 형성한다. 절연층은 통상적으로 산화 규소( SiO₂ )를 많이 사용하며, 증착법을 사요하거나 용매에 상기 절연성 물질을 용제에 녹여 롤(roll) 코팅 방법으로 형성하기도 한다.

아울러, 발열체 층(12)의 두께는 10 옹고스트롱 내지 9000Å정도로 형성하게 된다. 그리고 절연층(13)도 발열체 층과 비슷한 정도의 두께로 형성하게 된다.

그리고, 발열체 층(12)의 투과도 보다 절연층(13)의 투과도가 더 높게 된다. 예를들어, 발열체 층(12)의 투과도가 80 %라면 절연층(13)의 투과도는 80 % 보다 높다는 것이다.

본 발명에서 절연층(13)을 구비하는 이유는 자동차 유리의 특성상 사람의 접촉이 언제나 가능하기 때문에 안전한 사용을 위해서이다. 물론, 절연층(13)의 재료로 산화 규소 이외에 투명한 플라스틱 수지류가 사용될 수도 있다. 즉, 투명하고 전기 절연 특성을 가지고 있다면, 무기물과 유기물 모두 본 발명의 절연층 소재로 사용될 수가 있다.

도 3과 도 4는 전극선이 구비된 실시예의 도면이다.

전극선(14a)(14b)은 발열체 층에 전원을 공급하기 위해 저항이 낮은 불투명한 전극 재료를 사용하게 된다.

도면에서처럼, 절연체 층(12)이 일정한 면적에 형성되었다고 했을 때, 전극선(14a)(14b)은 절연체 층의 양측 변을 따라서 형성되게 된다. 이때. 전극선(14a)(14b)은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au) 전기 저항이 낮은 금속이나 전기 저항이 낮은 소재(탄소막 등)가 사용가능하다.

도 5내지 도 7은 전극 단자가 구비된 실시의 도면이다.

앞에서 설명된 전극선(14a)(14b)에 외부 전원을 공급하기 위해서는 전극단자(15)를 더 구비하게 된다. 상기 전극 단자(15)는 금속 시트 형태로 만들어지고, 폭은 전극선(14a)(14b)과 비슷하게 형성되며. 전극선에 부착되어 구비되게 된다. 그리고 상기 전극단자에(15) 외부에서 전원을 공급하는 전선(16)이 연결되는 구조를 가진다.

한편, 상기 전극 단자(15)가 전극선(14a)(14b)에 부착될 때에는 도전성 접착재가 사용되게 된다. 도전성 접착재라 함은 전기를 흐르는 성질이 있으나 접착 기능을 가진 재료이다. 통상적으로는 접착재 수지에 전기 전도성이 좋은 금속 분말이 포함되어 만들어 지게 된다. 혹은 접책재 수지에 전도성 볼이 사용될 수도 있다.

여기서 전도성 볼은 마이크로 단위로 매우 작은 볼이며 표면에 금속성분이 코팅되어 전기 전도성의 성질을 갖게 되는 볼이다.

도 5는 전극선(14a)(14b)에 전극 단자(15)가 접착된 형태에서, 상기 전극 단자에는 다시 전선(16)이 연결된 상태를 나타낸 실시예의 도면이다.

도 6은 전극선과 전극 단자가 형성된 부분의 단면도이다. 발열체 층(12) 상단에 전극선(14a)(14b)가 구비되고, 상기 전극선(14a)(14b)의 일부에 전극 단자(15)가 도전성 접착재(15a)가 사용되어 부착되게 된다. 즉, 전극선(14a)(14b)이 형성되는 발열체 층(12)에는 절연층(13)이 형성되지 않게 된다.

즉, 발열체 층(12) 양 옆 가장자리에 절연층(13)이 형성되지 않도록 한 부분에, 전극선이 형성되도록 하는 것이다.

또한, 도면에서는 별도로 도시되지 않았지만, 전극선 상단에 전극 단자를 부착하고 난 다음에는. 상기 전극선과 전극 단자를 모두 커버할 수 있도록 절연 수지를 코팅하거나, 절연 수지로 된 테이프로 부착하여 전극선과 전극 단자를 모두 커버하는 것을 원칙으로 한다.

도 7은 전도성 볼(15b)가 형성된 실시예의 도면이다. 접착재에 전기가 통하는 성질을 가진 마이크로 단위의 작은 볼이 포함되어, 결과적으로 전기 전도성의 성질을 가지는 접착재가 만들어 질 수 있게 된다.

도 8과 도 9는 미세열선이 구비된 실시예의 도면이다.

발열체 층(12)의 투과도를 높이기 위해서는 코팅되는 두께를 얇게 할수록 좋지만, 그렇게 되면 저항이 너무 높게 되어 충분한 효과를 얻지 못하게 되는 문제가 발생될 수도 있다. 즉. 발열체 층의 저항이 너무 높을 경우 이러한 문제를 보완하기 위해 미세 열선(14c)을 더 구비할 수가 있게 된다.

상기 미세 열선(14c)은 그 간격이 10mm 에서 500 mm 정도로 하고, 상기 미세 열선 두께는 1에서 100 마이크로 미터 정도로 한다. 그리고 전기 저항이 작은 은이나 금등의 소재로 하고, 스크린 인쇄 법을 사용하여 형성하게 된다.

이러한 미세 열선(14c)의 사용으로 낮은 두께의 발열체 층(12)을 사용하여 투명도를 높이면서도, 저항을 높이는 효과를 갖게 된다.

도 8은 양 측면의 전극선(14a)이 미세 열선(14c)로 연결된 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 미세열선이 중간에 단절된 상태를 나타낸 도면이다. 즉, 미세 열선이 양 측면의 전극선(14a) 사이를 연결 할 수 있도록 형성되지 않고 부분적으로 형성된 경우이다. 양 측면의 전극선(14a) 사이의 거리를 L1이라고 하고, 하나의 미세 열선의 거리를 L2라고 하면, L2는 L1의 10 % 이상 50% 이내가 적당하다.

한편, 단면 구조에서 미세 열선(14c)의 위치를 정할 수 있다. 즉, 유리(11) 위에 발열체 층(12)을 코팅하고, 상기 발열체 층(12) 위에 미세 열선(14c)를 코팅하며, 다시 그 위에 절연층(13)을 형성하게 된다.

물론, 유리(11) 위에 미세 열선(14c)을 코팅하고, 상기 미세 열선(14c)위에 발열체 층(12)을 코팅하며, 다시 그 위에 절연층(13)을 형성할 수도 있다.

도 10은 영역을 나누어 발열체 층을 형성한 실시예의 도면이다.

통상적으로 자동차 유리창은 크기가 크게 되고, 따라서 양 측면에만 전극선이 형성될 경우 전극선과 전극선까지의 거리가 커져서 저항이 상당히 올라가게 된다. 따라서, 이러한 부분을 해결하기 위해 영역을 나누어 전극선을 형성하게 되는 것이다.

도 10은 4 개로 영역(30)을 나눈 실시예의 도면이지만, 반드시 4 개의 숫자에 한정된 것은 아니다. 하나의 영역(30) 내에서 약 측면에 전극선(30a)(30b)를 형성하게 된다. 그리고 유리창 틀(20) 내에 감추어지는 부분의 전극선(30a)은 폭이 어느정도 두께를 가져도 되지만, 유리창 틀(20) 내에 감추어지지 않은 부분은 전극선을 상당히 얇게 형성하여야 한다. 즉 1mm 이내가 적당하게 된다.

도 11은 패턴 모양으로 형성된 미세 열선을 나타낸 실시예의 도면이다.

발열체 층(12) 양 옆에 형성된 전극선(14a) 사이에 패턴된 미세 열선(14d)을 구비하는 것이다. 상기 미세 열선은 양 측면에 형성된 두 개의 전극선(14a)을 상호 전기적으로 연결하면서, 패턴까지 형성되게 되는 것이다.

그리고 상기 미세 열선(14d) 패턴 하나의 크기는 그 간격이 10mm에서 500 mm 정도로 하고, 상기 미세 열선 두께는 1에서 100 마이크로 미터 정도로 한다. 그리고 전기 저항이 작은 은이나 금등의 소재로 하고, 스크린 인쇄 법을 사용하여 형성하게 된다.

10 ; 자동차 유리 11 : 유리층
12 ; 발열체 층 13 : 절연체 층
14a, 14b : 전극선 15 : 전극 단자
16 : 전선 15a : 도전성 접착재
14c ; 미세 열선 14d : 패턴된 미세열선

Claims (6)

1. 자동차 유리에 발열체 층을 형성하도록 하여 발열 가능한 자동차 유리에서,
   상기 발열체 층 상단에는 절연체 층이 형성되고, 상기 발열체 층 양 옆 가장자리에 절연층이 형성되지 않도록 한 부분에 전극선이 형성되며,
   상기 전극선의 일부분에는 전극 단자가 부착될 때, 상기 전극 단자는 전기 전도성 접착재를 사용하여 부착되고, 상기 전극 단자에 외부의 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 발열 가능한 자동차 유리.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 발열체 층은 산화 주석인 것을 특징으로 하는 발열 가능한 자동차 유리.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 유리 위에 발열체 층을 코팅하고, 상기 발열체 층 위에 미세 열선를 코팅하며, 다시 그 위에 절연층을 형성 하는 것을 특징으로 하는 발열 가능한 자동차 유리.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 유리 위에 미세 열선을 코팅하고, 상기 미세 열선위에 발열체 층을 코팅하며, 다시 그 위에 절연층을 형성하는 것을 특징으로 하는 발열 가능한 자동차 유리.
   
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
   상기 미세 열선은 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 발열 가능한 자동차 유리.
6. 제 1항에 있어서,
   전극선 상단에 전극 단자를 부착하고 난 다음에는. 상기 전극선과 전극 단자를 모두 커버할 수 있도록 절연 수지를 코팅하거나, 절연 수지로 된 테이프로 부착하여 전극선과 전극 단자를 모두 커버하는 것을 특징으로 하는 발열 가능한 자동차 유리.

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