KR20220110353A - Transparent film heaters for vinyl greenhouses - Google Patents

Transparent film heaters for vinyl greenhouses Download PDF

Info

Publication number
KR20220110353A
KR20220110353A KR1020210012783A KR20210012783A KR20220110353A KR 20220110353 A KR20220110353 A KR 20220110353A KR 1020210012783 A KR1020210012783 A KR 1020210012783A KR 20210012783 A KR20210012783 A KR 20210012783A KR 20220110353 A KR20220110353 A KR 20220110353A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
heating element
transparent planar
planar heating
thermally conductive
Prior art date
Application number
KR1020210012783A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102597547B1 (en
Inventor
이승오
Original Assignee
이승오
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이승오 filed Critical 이승오
Priority to KR1020210012783A priority Critical patent/KR102597547B1/en
Publication of KR20220110353A publication Critical patent/KR20220110353A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102597547B1 publication Critical patent/KR102597547B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14Greenhouses
    • A01G9/1438Covering materials therefor; Materials for protective coverings used for soil and plants, e.g. films, canopies, tunnels or cloches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/025Electric or magnetic properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/027Thermal properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/041Carbon nanotubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/541Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06Elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/146Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/04Heating means manufactured by using nanotechnology
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)

Abstract

The present invention relates to a transparent planar heating element for a greenhouse, and more specifically to the transparent planar heating element for a greenhouse which is used as a covering material surrounding a frame of a greenhouse for growing crops and prevents damage from cold damage in the winter with high transparency and thermal stability and minimizes damage from excessive humidity caused by condensation from temperature difference between inside and outside, and also prevents snow accumulation outside the greenhouse. According to the present invention, the transparent planar heating element for a greenhouse comprises: a protective layer (10) forming the lowermost surface of the transparent planar heating element; a heating layer (20) composed of a thermally conductive nanomaterial, a thermally conductive inorganic material, and a polyethylene-based binder resin, laminated and formed on an upper part of the protective layer (10), and generating heat at a constant temperature by application of electricity by an electrode layer (30); and a UV coating layer (40) laminated and formed on an upper part of the heating layer (20) to form the uppermost surface of the transparent planar heating element and protecting the heating layer (20) from an external environmental factor. Accordingly, the present invention can increase production efficiency by reducing damage to crops grown in the greenhouse.

Description

비닐하우스용 투명 면상 발열체{Transparent film heaters for vinyl greenhouses}Transparent film heaters for vinyl greenhouses

본 발명은 비닐하우스용 투명 면상 발열체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농작물 재배를 위한 비닐하우스의 골조를 둘러싸는 피복재로 사용되어 높은 투명성과 더불어 열안정성으로 동절기에 냉해 피해를 예방하며 내외부의 온도 차에 따른 결로 발생으로 인한 과습 피해를 최소화하고 비닐하우스 외부의 적설을 방지하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체에 관한 것이다.The present invention relates to a transparent planar heating element for a plastic house, and more particularly, it is used as a covering material surrounding the frame of a plastic house for cultivation of crops and prevents damage from cold damage in winter with high transparency and thermal stability, and the temperature difference between inside and outside It relates to a transparent planar heating element for a plastic house that minimizes damage from over-humidity due to the occurrence of dew condensation and prevents snow accumulation outside the plastic house.

비닐하우스는 채소류(菜蔬類), 화훼류(花卉類), 과수류(果樹類)의 촉성 재배 또는 억제 재배하기 위하여 널리 쓰이는 시설로, 목조, 철조, 알루미늄 조립재 등으로 형성된 골조 외측을 투광성을 가지는 PE, EVA, PVC 등의 플라스틱 소재로 형성된 피복재를 둘러쌈으로써 식물의 주요 생육환경인 광선, 온도, 습도를 인공적으로 조절할 수 있도록 제작되는 온실 구조물을 칭한다.A plastic house is a facility widely used for the stimulated or suppressed cultivation of vegetables, flowers, and fruit trees. , EVA, PVC refers to a greenhouse structure manufactured to artificially control light, temperature, and humidity, which are the main growth environments of plants by enclosing the covering material formed of plastic materials such as EVA and PVC.

일반적으로 비닐하우스의 종류는 형태에 의하여 분류되며, 지붕의 형상에 따라 터널형, 아치형, 지붕형 등으로 구분되고, 대상 작목의 종류, 설치장소의 외기온, 청명도, 기상 조건과 용수 확보, 경제성 등을 고려하여 선택된다.In general, the types of greenhouses are classified according to the shape, and they are divided into tunnel type, arch type, roof type, etc. according to the shape of the roof. is selected taking into account.

또한, 비닐하우스는 기밀성이 높아 비교적 보온력이 좋고, 투광률이 비교적 높은 장점이 있다.In addition, the plastic house has advantages of high airtightness, relatively good thermal insulation, and relatively high light transmittance.

그러나, 이러한 장점에도 불구하고 동절기의 비닐하우스 재배 농가에서는 비닐하우스 외부의 차가운 공기와 내부의 따뜻하고 습한 공기의 접촉으로, 결로 발생에 의한 농작물의 과습 피해 발생 혹은 무적(無滴, 피복재 표면에 물방울이 맺히지 않고 흘러내리게 하는 성질) 불량 발생으로 햇빛의 차단 및 감소로 농작물의 피해가 발생하고 있는데, 이는 농가 비닐 사고, 피해의 대부분을 차지하며, 이러한 피해를 방지하기 위하여 비닐하우스 피복재 제조 시 화학약품인 유적첨가제를 혼합하고 있지만, 실제 효력은 3 ~ 4개월에 불과하여 폐비닐 발생을 증가시키는 문제가 발생하고 있는 실정이다.However, despite these advantages, in winter, in the greenhouse growing farmhouse, the cold air outside the greenhouse and the warm, humid air inside the greenhouse cause excessive moisture damage to the crops due to condensation or invincibility (no water droplets on the surface of the covering material) Damage to crops occurs due to blocking and reduction of sunlight due to defective occurrence, which accounts for most of the damage caused by farmhouse vinyl accidents. Although oil additives are mixed, the actual effect is only 3 to 4 months, so there is a problem of increasing the generation of waste vinyl.

또한, 최근 지구 온난화 및 기상이변으로 폭설과 장기간의 냉해 등의 발생도 점차 증가하고 있으며, 특히, 동절기의 적설(積雪)로 인한 비닐하우스의 붕괴 발생으로 농작물 재배 중단, 시설물 철거, 재설치 등의 비닐하우스 재배 농가의 경제적 손실을 야기한다.In addition, the occurrence of heavy snowfall and long-term cold damage is gradually increasing due to global warming and extreme weather conditions. It causes economic loss to house-growing farms.

상기와 같은 피해를 줄이기 위하여 적설량 분석을 통해 보강 재료의 역학적 구조에 대한 컴퓨터 시뮬레이션의 연구가 진행되어 비닐하우스 구조의 보강 측면에서 도움을 제공할 수 있게 되었으나, 근본적으로 적설로 인한 비닐하우스의 붕괴 사고를 예방 및 감소시킬 수 없는 상황에 있다.In order to reduce the damage as described above, computer simulation studies on the mechanical structure of the reinforcement material were conducted through snow load analysis, and it was possible to provide help in terms of reinforcement of the structure of the greenhouse. are in a situation that cannot be prevented or reduced.

또한, 종래에는 비닐하우스의 지붕과 측면에 모노레일과 구동롤러를 설치하여 지붕에 쌓인 눈을 쓸어내리는 비닐하우스용 제설시스템 등이 개발되었으나, 이러한 시스템은 설비의 크기, 구조, 설치 위치에 따라 제설 범위가 제한되므로 폭이 좁은 지붕에는 어느 정도 효과가 있지만, 폭이 넓은 비닐하우스 지붕에는 효과가 떨어지며, 일정기간동안 지속해서 내리는 눈에 대응하기 위해서는 설비의 크기, 구조 또는 설치 위치 변경이 불가피하다는 문제점이 있다.In addition, conventionally, a snow removal system for a greenhouse that sweeps away snow accumulated on the roof by installing a monorail and a driving roller on the roof and side of the greenhouse has been developed. It is effective to some extent on narrow roofs because have.

이에 비닐하우스의 제설(除雪) 혹은 융설(融雪)을 위하여 발열기능을 구비한 비닐하우스용 피복재에 관한 다양한 기술이 제시되었다.Accordingly, various technologies related to a covering material for a plastic house having a heating function for snow removal or snowmelting of a plastic house have been proposed.

그 일례로, 한국등록특허 제10-1723910호는 전도성 잉크를 필름의 표면에 코팅한 복수개의 발열패턴을 연결하여 발열필름을 구비함으로써 폭설에 대비할 수 있는 비닐하우스의 발열 제어시스템이 공지된 바 있으며, 해당 기술은 인쇄기술을 통하여 고분자 필름 표면상에 전도성 잉크로 형성된 발열패턴을 구비하는 발열필름을 포함함으로써 농작물에 필요한 햇빛을 최소한으로 차단할 수 있고 발열 중에 온도를 어느 정도 균일하게 발열 시킬 수 있는 장점이 있다.As an example, Korean Patent No. 10-1723910 discloses a heat control system for a vinyl house that can prepare for heavy snow by connecting a plurality of heating patterns coated with conductive ink on the surface of the film and providing a heating film. , this technology includes a heating film having a heating pattern formed of conductive ink on the surface of a polymer film through printing technology, so it is possible to minimize sunlight required for crops and to heat the temperature uniformly to some extent during heat generation. There is this.

그러나, 통상적으로 비닐하우스용 피복재는 열가소성 수지로 형성되며, 대부분 비경화 상태로 제품화하여 사용되고 있어 열에 매우 약한 성질을 그대로 보유하고 있으며, 극성이 없으므로 접착성도 매우 나쁘기 때문에 상기와 같이 매우 얇은 발열패턴을 연결할 때 쉽게 손상될 우려가 있으며, 더욱이, 대면적(大面積)의 비닐하우스를 손상 없이 연결하기란 어려울 것이다.However, in general, the covering material for a vinyl house is formed of a thermoplastic resin, and most of it is commercialized and used in an uncured state, so it retains a very weak property to heat. There is a risk of being easily damaged when connecting, and moreover, it will be difficult to connect a large-area vinyl house without damage.

특히, 최근에는 이상기후 현상으로 인하여, 국지성 폭설 및 습설(濕雪, 물기를 많이 포함하고 있는 눈으로, 물기가 적은 건설(乾雪)에 비해 2 ~ 3배 무거움)이 많이 내리므로 종래의 얇은 발열패턴으로 연결된 대면적의 필름으로는 상단에 적설 된 눈의 무게를 지탱하기 어려울 수 있으며, 따라서, 비닐하우스의 수명도 짧아질 수 있는 문제점이 있다. In particular, in recent years, due to the abnormal climate phenomenon, local heavy snow and wet snow (snow containing a lot of water, 2 to 3 times heavier than construction with little water) falls a lot, so the conventional thin It may be difficult to support the weight of the snow on the top with a large-area film connected by a heating pattern, and therefore, there is a problem that the lifespan of the plastic house may be shortened.

대한민국 등록특허 제10-1723910호(2017.03.31.)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1723910 (2017.03.31.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 농작물 재배를 위한 비닐하우스의 골조를 둘러싸는 피복재로 사용되어 높은 투명성과 더불어 열안정성으로 균일한 발열온도를 유지하여 동절기에 냉해 피해를 예방하며, 내외부의 온도차에 따른 결로 발생으로 인한 과습 피해를 최소화하고, 비닐하우스 외부의 적설을 방지하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to maintain a uniform heating temperature with high transparency and thermal stability by being used as a covering material surrounding the frame of a plastic house for growing crops in winter season. It is to provide a transparent planar heating element for a plastic house that prevents damage from cold damage, minimizes damage from over-humidity due to condensation caused by internal and external temperature differences, and prevents snow accumulation outside the greenhouse.

또한, 본 발명의 다른 목적은 비닐하우스 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 통상의 적설량에 충분히 대응할 수 있는 기계적 강도 및 내구성의 구현이 가능한 비닐하우스용 투명 면상 발열체를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a transparent planar heating element for a greenhouse capable of implementing mechanical strength and durability that can sufficiently respond to a normal snow load in order to improve the structural stability of the greenhouse.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 투명 면상 발열체의 최하단면을 형성하는 보호층(10); 열전도성 나노물질, 열전도성 무기물질 및 폴리에틸렌계 바인더 수지로 구성되어 상기 보호층(10) 상부에 적층 형성되며, 전극층(30)에 의해 전기가 인가되어 일정 온도로 발열하는 발열층(20); 및 상기 발열층(20) 상부에 적층 형성되어 상기 투명 면상발열체의 최상단면을 이루며, 외부환경요인으로부터 상기 발열층(20)을 보호하는 UV코팅층(40);을 포함하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체를 제공할 수 있다.In order to achieve the above object, according to the present invention, the protective layer 10 to form the lowermost section of the transparent planar heating element; A heating layer 20 made of a thermally conductive nanomaterial, a thermally conductive inorganic material and a polyethylene-based binder resin to be laminated on the protective layer 10, and to generate heat at a predetermined temperature when electricity is applied by the electrode layer 30; and a UV coating layer 40 that is laminated on the heating layer 20 to form an uppermost cross-section of the transparent planar heating element, and protects the heating layer 20 from external environmental factors; Transparent planar heating element for a plastic house including; can provide

이때, 상기 발열층(20)은, 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 열전도성 나노물질 0.5 내지 20 중량부 및 상기 열전도성 무기물질 0.5 내지 2.0 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the heating layer 20 is characterized in that it comprises 0.5 to 20 parts by weight of the thermally conductive nanomaterial and 0.5 to 2.0 parts by weight of the thermally conductive inorganic material with respect to 100 parts by weight of the polyethylene-based binder resin. .

또한, 상기 열전도성 나노물질은, 직경이 약 5㎚ 내지 500㎚이고, 길이가 약 0.5㎛ 내지 2,500㎛이며, 종횡비가 약 100 내지 5,000의 범위를 갖는 은 나노 와이어인 것을 특징으로 한다.In addition, the thermally conductive nanomaterial is characterized in that it is a silver nanowire having a diameter of about 5 nm to 500 nm, a length of about 0.5 μm to 2,500 μm, and an aspect ratio of about 100 to 5,000.

게다가, 상기 열전도성 나노물질은, 직단일벽 탄소나노튜브(SWNT) 또는 얇은 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.In addition, the thermally conductive nanomaterial is a transparent planar heating element for a plastic house, characterized in that it further comprises a straight single-walled carbon nanotube (SWNT) or a thin multi-walled carbon nanotube (MWCNT).

이와 더불어, 상기 열전도성 무기물질은, 산화아연 나노입자, 활성아연화, 투명아연화 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the thermally conductive inorganic material is characterized in that it contains at least one selected from zinc oxide nanoparticles, activated zinc oxide, transparent zinc oxide, or a combination thereof.

여기서, 상기 산화아연 나노입자는, PDMS(Poly Dimethyl Siloxane) 커플링제로 표면 처리한 산화아연 나노입자인 것을 특징으로 한다.Here, the zinc oxide nanoparticles are characterized in that the zinc oxide nanoparticles surface-treated with a PDMS (Poly Dimethyl Siloxane) coupling agent.

한편, 상기 발열층(20)은, 2단 압출기를 활용하여 상기 열전도성 나노물질과 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지를 혼합 및 압출을 통해 마스터 배치를 형성하는 압출펠릿 공정을 먼저 거친 후, 다층 블로운 압출공정 또는 다층 필름 압출공정을 통해 상기 마스터 배치와 열전도성 무기물질 및 폴리에틸렌계 바인더 수지를 증량 및 보충하여 압출함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the heating layer 20 is first subjected to an extrusion pellet process of forming a master batch by mixing and extruding the thermally conductive nanomaterial and the polyethylene-based binder resin using a two-stage extruder, followed by multi-layer blow extrusion It is characterized in that it is formed by extruding the master batch, the thermally conductive inorganic material, and the polyethylene-based binder resin through a process or a multilayer film extrusion process by increasing and supplementing the amount.

본 발명은 농작물 재배를 위한 비닐하우스의 골조를 둘러싸는 피복재로 사용되어 높은 투명성과 더불어 열안정성으로 균일한 발열온도를 유지하여 동절기에 냉해 피해를 예방하며, 내외부의 온도차에 따른 결로 발생으로 인한 과습 피해를 최소화하고, 비닐하우스 외부의 적설을 방지함으로써 농가의 비닐하우스 재배 농작물의 피해를 감소시켜 생산효율을 높일 수 있다는 이점이 있다.The present invention is used as a covering material surrounding the frame of a plastic house for growing crops, and maintains a uniform heating temperature with high transparency and thermal stability to prevent damage from cold damage in the winter season. By minimizing damage and preventing snow accumulation outside the greenhouse, there is an advantage in that the damage to the crops grown in the greenhouse can be reduced and the production efficiency can be increased.

또한, 본 발명은 비닐하우스 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 통상의 적설량에 충분히 대응할 수 있는 기계적 강도 및 내구성을 구현함으로써 대면적(大面積)의 비닐하우스에도 적용이 가능하고, 이를 통해 비닐하우스 구축시 원가절감을 통해 농가에 경제적 이익을 도모할 수 있으며, 더 나아가 폐비닐 발생량을 감소시켜 환경오염을 방지할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the present invention can be applied to a large-area plastic house by implementing mechanical strength and durability that can sufficiently respond to a normal snow load in order to improve the structural stability of the plastic house, and through this, the cost when constructing a plastic house It is possible to promote economic benefits to farms through the reduction, and furthermore, there is an advantage in that it is possible to reduce the amount of waste vinyl generated and prevent environmental pollution.

도 1은 본 발명에 따른 비닐하우스용 투명 면상 발열체의 단면도.
도 2는 본 발명의 따른 비닐하우스용 투명 면상 발열체 일단부의 일부를 절개하여 도시한 사시도.
1 is a cross-sectional view of a transparent planar heating element for a plastic house according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a portion of one end of the transparent planar heating element for a plastic house according to the present invention cut away.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.With reference to the accompanying drawings will be described in detail for the implementation of the present invention. Irrespective of the drawings, like reference numbers refer to like elements, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited items.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments, and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 투명 면상발열체를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a transparent planar heating element according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 비닐하우스용 투명 면상발열체의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a transparent planar heating element for a plastic house according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 비닐하우스의 피복재로 사용될 수 있는 비닐하우스용 투명 면상발열체는 크게 보호층(10), 발열층(20), 전극층(30) 및 UV코팅층(40)이 순차적으로 적층되어 형성된다.As shown in FIG. 1, the transparent planar heating element for a plastic house that can be used as a covering material for a plastic house is largely a protective layer 10, a heating layer 20, an electrode layer 30 and a UV coating layer 40 are sequentially stacked. is formed

구체적으로 살펴보면, 먼저, 상기 보호층(10)은 상기 투명 면상발열체의 최하단부에 형성되며, 상기 투명 면상발열체가 비닐하우스의 피복재로 사용될 경우, 피복재의 내측면을 이룬다.Specifically, first, the protective layer 10 is formed at the lowermost end of the transparent planar heating element, and when the transparent planar heating element is used as a covering material for a plastic house, it forms the inner surface of the covering material.

상기 보호층(10)은 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리아미드(PA; Poly amides), 폴리카보네이트(PC; Polycarbonate), 폴리올레핀(PO; Poly olefine), 폴리 플로필렌(PP; Poly propylene), 플라스틱(PVC; Polyvinyl chloride), 에틸렌비닐 아세테이트 공중합체(EVA; Ethylene-vinyl acetate), 메탈로센 폴리 플로필렌(m-PP; metallocene-Poly propylene), 메탈로센 폴리올레핀(m-PO;metallocene-Poly olefine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 열가소성 수지로 이루어진 바인더 수지로 형성되며, 바람직하게는 가볍고, 유연하며, 높은 인성, 투명성, 내충격성, 전기 절연성, 내약품성, 내수성, 내한성, 내유성 등의 성질이 있는 활용도가 높은 폴리에틸렌계 바인더 수지로 형성될 수 있다.The protective layer 10 is polyethylene (PE; Polyethylene), polyamide (PA; Poly amides), polycarbonate (PC; Polycarbonate), polyolefin (PO; Poly olefine), poly propylene (PP; Poly propylene), plastic (PVC; Polyvinyl chloride), ethylenevinyl acetate copolymer (EVA; Ethylene-vinyl acetate), metallocene polypropylene (m-PP; metallocene-Poly propylene), metallocene polyolefin (m-PO; metallocene-Poly) olefine) is formed of a binder resin made of a thermoplastic resin comprising at least one selected from the group consisting of, preferably light, flexible, high toughness, transparency, impact resistance, electrical insulation, chemical resistance, water resistance, cold resistance, It may be formed of a polyethylene-based binder resin having high utility, such as oil resistance.

또한, 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지는 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 메탈로센 폴리에틸렌(m-PE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌(m-LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 메탈로센 고밀도 폴리에틸렌(m-HDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the polyethylene-based binder resin is low-density polyethylene (LDPE), metallocene polyethylene (m-PE), linear low-density polyethylene (LLDPE), metallocene linear low-density polyethylene (m-LLDPE), high-density polyethylene (HDPE), metal It may include at least one selected from the group consisting of rosene high-density polyethylene (m-HDPE) and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMW-PE).

한편, 상기 보호층(10)은 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지를 단독으로 사용하여 형성될 수 있으나 바람직하게는 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지에 유적첨가제, 투명 난연제 등 기능성 첨가제를 혼합하여 구성될 수 있다.On the other hand, the protective layer 10 may be formed by using the polyethylene-based binder resin alone, but preferably, it may be formed by mixing the polyethylene-based binder resin with functional additives such as oil oil additives and transparent flame retardants.

다음으로, 상기 발열층(20)은 상기 보호층(10) 상부에 적층 형성되어 후술할 상기 전극층(30)에 전기가 인가되면 전체 면적에서 균일한 온도로 발열하는 것으로, 바인더 수지, 열전도성 나노물질 및 열전도성 무기물질을 혼합하여 형성된다.Next, the heating layer 20 is laminated on the protective layer 10 to generate heat at a uniform temperature over the entire area when electricity is applied to the electrode layer 30 to be described later, binder resin, thermal conductive nano It is formed by mixing a material and a thermally conductive inorganic material.

여기서, 상기 발열층(20)을 구성하는 상기 바인더 수지는 상기 보호층(10)과의 이질감을 줄이고, 접착강도 저하에 따른 층 분리 발생을 방지하며, 투명 면상 발열체의 투명도 및 기계적 강도를 높일 수 있도록 상기 보호층(10)의 바인더 수지와 동일한 종류의 수지인 폴리에틸렌(PE; Polyethylene)계 바인더 수지를 적용하는 것이 바람직하나, 최근에는, 점차 기능성이 향상되는 원료들이 개발됨에 따라 이종의 열가소성 수지를 혼합하여 사용할 수도 있다.Here, the binder resin constituting the heating layer 20 reduces the sense of heterogeneity with the protective layer 10, prevents the occurrence of layer separation due to a decrease in adhesive strength, and increases the transparency and mechanical strength of the transparent planar heating element. It is preferable to apply a polyethylene (PE)-based binder resin, which is the same type of resin as the binder resin of the protective layer 10, but recently, as raw materials with improved functionality are developed, different types of thermoplastic resins are used. It can also be used by mixing.

그러나, 유연성과 내굴곡성이 우수한 폴리에틸렌계 바인더 수지와 유연성을 가지는 은 나노 와이어를 상기 발열층(20)에 적용함으로써 완성된 면상 발열체의 포장, 적재, 보관 및 운송시 구겨지거나 주름이 발생하여 단락 혹은 발열불량 발생을 방지할 수 있다.However, by applying a polyethylene-based binder resin excellent in flexibility and flex resistance and a silver nanowire having flexibility to the heating layer 20, creases or wrinkles occur during packaging, loading, storage and transportation of the completed planar heating element, resulting in a short circuit or Heat failure can be prevented.

또한, 상기 열전도성 나노물질은 열전도성이 높고 투명도가 높은 재료를 선택하는 것이 효과적이며, 구상의 은 나노 입자 혹은 은 나노 와이어를 사용하는 것이 바람직하나, 구상의 은 나노 입자의 경우, 입자 상호간 겹치는 접합점이 적게 형성될 수 있고, 결합력도 약하게 이루어지면서 전기적 단절이 많아질 수 있고, 그로 인해 은 나노 와이어와 비교하면 많은 양의 구상의 은 나노 입자를 필요하게 되므로 은 나노 와이어가 가장 바람직하다.In addition, it is effective to select a material with high thermal conductivity and high transparency for the thermally conductive nanomaterial. It is preferable to use spherical silver nanoparticles or silver nanowires, but in the case of spherical silver nanoparticles, the particles overlap each other. A silver nanowire is most preferable because a small number of junctions may be formed and the electrical disconnection may increase while the bonding strength is weak, and thus a large amount of spherical silver nanoparticles is required compared to the silver nanowire.

통상, 은 나노 와이어는 직경 27.5㎚는 머리카락의 1/3,000 크기이며, 나노크기 입자는 고분자의 회전반경과 비슷한 크기의 직경을 가짐으로, 일반적으로 분자수준의 발열층도 형성이 가능한 것으로 알려져 있다.In general, silver nanowires have a diameter of 27.5 nm, which is 1/3 the size of a hair, and nano-sized particles have a diameter similar to that of a polymer, so it is generally known that a molecular level heating layer can be formed.

게다가, 상기 열전도성 나노물질은 투명도의 저하에 크게 영향을 미치지 않는 범위 내에서 상기 발열층(20)의 발열효과를 높이기 위하여, 단일벽 탄소나노튜브(single walled carbon nanotube, SWNT) 또는 얇은 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled carbon nanotube, MWCNT)를 소량 포함하는 것일 수 있다.In addition, the thermally conductive nanomaterial is single-walled carbon nanotube (SWNT) or thin multi-walled carbon nanotube (SWNT) to increase the heating effect of the heating layer 20 within a range that does not significantly affect the decrease in transparency. It may contain a small amount of carbon nanotube (Multi-walled carbon nanotube, MWCNT).

또한, 상기 열전도성 무기물질은 투명 전도성 산화물질의 산화아연 나노입자(ZnO nanoparticles, ZnO NPs), 활성아연화(Active Zinc Oxide), 투명아연화(ZINC Carbonate) 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 상기 열전도성 무기물질은 산화아연(ZnO) 나노입자인 것이 바람직하며, 상기 산화아연 나노입자는 고온 열 안정 특성이 우수한 투명 전도성 산화물로서, 함께 사용되는 상기 은 나노 와이어의 고온 발열 안전성 및 과전류에 대한 안정성 등의 효과를 제공할 수 있으며, 상기 발열층(20)의 열전도성의 향상과 서지전압(충격전류)으로부터 보호할 수 있어 본 발명에서의 그 적용은 매우 중요하다.In addition, the thermally conductive inorganic material may include one or more selected from zinc oxide nanoparticles (ZnO nanoparticles, ZnO NPs), active zinc oxide, transparent zinc oxide (ZINC Carbonate) or a combination thereof of a transparent conductive oxide material. However, the thermally conductive inorganic material is preferably zinc oxide (ZnO) nanoparticles, and the zinc oxide nanoparticles are transparent conductive oxides having excellent high-temperature thermal stability characteristics. It can provide effects such as stability against overcurrent, improve thermal conductivity of the heating layer 20 and protect from surge voltage (impact current), so its application in the present invention is very important.

상기 발열층(20)은 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지 100 중량부에 대해서 상기 열전도성 나노물질은 약 0.5 내지 20 중량부 및 상기 열전도성 무기물질은 약 0.5 내지 2.0 중량부를 포함하되, 더욱 바람직하게는 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지 100 중량부에 대해서 상기 열전도성 나노물질은 약 1.0 내지 10.0 중량부 및 산화아연 나노입자 약 0.5 내지 2.0 중량부를 포함하며, 상기 열전도성 나노물질을 약 0.5 중량부 미만으로 적용할 경우, 상기 발열층(20)의 전기전도성이 저하될 우려가 있을 수 있다. 이와 반대로, 상기 열전도성 나노물질을 20 중량부를 초과하여 적용할 경우, 상기 발열층(20)의 투명도가 80% 이하로 낮아질 수 있으며, 비교적 긴 입자들을 다량 적용하게 되므로 입자간 엉킴 현상의 발생이 나타날 수 있고, 기계적인 물성이 감소될 수 있어 투명 면상발열체로서 바람직하지 않을 수 있다.The heating layer 20 includes about 0.5 to 20 parts by weight of the thermally conductive nanomaterial and about 0.5 to 2.0 parts by weight of the thermally conductive inorganic material with respect to 100 parts by weight of the polyethylene-based binder resin, more preferably the With respect to 100 parts by weight of the polyethylene-based binder resin, the thermally conductive nanomaterial includes about 1.0 to 10.0 parts by weight and about 0.5 to 2.0 parts by weight of zinc oxide nanoparticles, and when the thermally conductive nanomaterial is applied in less than about 0.5 parts by weight , there may be a risk that the electrical conductivity of the heating layer 20 may be lowered. On the contrary, when the thermally conductive nanomaterial is applied in excess of 20 parts by weight, the transparency of the heating layer 20 may be lowered to 80% or less, and since a large amount of relatively long particles are applied, the occurrence of entanglement between particles is reduced. may appear, and mechanical properties may be reduced, which may be undesirable as a transparent planar heating element.

아울러, 상기 열전도성 나노물질 즉, 상기 은 나노 와이어의 입자크기는 직경이 약 5㎚ 내지 500㎚, 길이가 약 0.5㎛ 내지 2,500㎛, 종횡비가 약 100 내지 5,000 범위에 해당하는 대부분의 입자크기를 적용할 수 있으나, 바람직하게는 직경이 약 5㎚ 내지 300㎚, 길이가 약 0.5㎛ 내지 1,000㎛, 종횡비가 100 내지 약 2,000 범위에 속하는 상기 은 나노 와이어를 선택하여야 하며, 상기 은 나노 와이어의 입자크기를 해당범위 내에서 적용하면 적은 농도의 함량으로도 효율적인 상기 발열층(20)을 형성할 수 있고, 입자들 상호간의 전기적인 브릿지를 보다 촘촘하고 균일하게 구성할 수 있으며, 충분한 전기적 네트워크를 확보함으로써 상기 발열층(20)에 전류를 흘릴 때, 발열 층의 일부분에 발열이 집중되는 품질 불안정을 해소할 수 있고, 핫스팟의 발생이나 전류의 단절 현상을 방지할 수 있는 것이다.In addition, most of the particle sizes of the thermally conductive nanomaterial, that is, the silver nanowire, have a diameter of about 5 nm to 500 nm, a length of about 0.5 μm to 2,500 μm, and an aspect ratio of about 100 to 5,000. Although applicable, preferably, the silver nanowire having a diameter of about 5 nm to 300 nm, a length of about 0.5 μm to 1,000 μm, and an aspect ratio of 100 to about 2,000 should be selected, and the particles of the silver nanowire If the size is applied within the corresponding range, it is possible to form the efficient heating layer 20 even with a small concentration of content, to form an electrical bridge between particles more densely and uniformly, and to secure a sufficient electrical network By doing so, when a current flows through the heating layer 20, quality instability in which heat is concentrated in a portion of the heating layer can be solved, and hot spots or interruption of current can be prevented.

다시 정리하면, 상기 은 나노 와이어의 긴 입자를 활용하여 형성한 상기 발열층(20)은, 통상의 발열층과 비교하여 은 나노 와이어의 함량을 적게 사용하면서도 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 특히, 상기 투명 면상발열체를 형성할 때는 필름의 투명도를 크게 떨어뜨리지 않을 수 있고, 설혹, 일부의 발열선에서 단락이 생기더라도 여러 층의 복층구조가 필요하지 않을 만큼, 긴 은 나노 와이어들이 그물처럼 연결되어 있고, 다수의 접촉점, 우회로를 확보한 구조로서, 전기적인 네트워크가 충분하게 형성될 수 있으므로 매우 안정적일 수 있을 것이다. In other words, the heating layer 20 formed by utilizing the long particles of the silver nanowires can obtain the same effect while using a smaller content of silver nanowires as compared with a conventional heating layer, in particular, When forming a transparent planar heating element, the transparency of the film may not be greatly reduced, and even if a short circuit occurs in some heating wires, long silver nanowires are connected like a net, so that a multi-layer structure of several layers is not necessary, As a structure in which a plurality of contact points and detours are secured, the electrical network can be sufficiently formed, so it may be very stable.

이와 더불어, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 열전도성 나노물질은 상기 발열층(20)의 발열효과를 높이기 위하여, 탄소나노튜브(MWCNT)를 0.1 내지 0.4 중량부를 더 포함할 수 있다. In addition, as mentioned above, the thermally conductive nanomaterial may further include 0.1 to 0.4 parts by weight of carbon nanotubes (MWCNT) in order to increase the heating effect of the heating layer 20 .

한편, 상기 발열층(20)의 형성과정을 구체적으로 살펴보면, 2단 압출기를 활용하여 상기 열전도성 나노물질과 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지를 혼합 및 압출을 통해 펠릿화 하여 마스터 배치를 형성하는 압출펠릿 공정을 먼저 거친 후, 다층 블로운 압출공정 또는 다층 필름 압출공정을 통해 상기 마스터 배치를 정량 활용하여 상기 발열층(20)을 형성하되, 다층 블로운 압출공정 또는 다층 필름 압출공정에서 나머지 조성물을 증량 및 보충하여 상기 보호층(10) 상부에 압출함으로써 고밀도의 균일한 상기 발열층(20)을 형성할 수 있다.On the other hand, looking at the process of forming the heating layer 20 in detail, using a two-stage extruder, the thermally conductive nanomaterial and the polyethylene-based binder resin are pelletized through mixing and extrusion to form a master batch. After first passing through the multi-layer blow extrusion process or the multi-layer film extrusion process, the master batch is quantitatively utilized to form the heating layer 20, but the remaining composition is increased in the multi-layer blow extrusion process or the multi-layer film extrusion process and It is possible to form the high-density and uniform heat-generating layer 20 by extruding it on top of the supplementary protective layer 10 .

이때, 상기 압출펠릿 공정에서 일반적인 분쇄기를 이용할 경우에는, 은 나노 와이어의 길이가 너무 짧게 절단되는 단점이 있어 상기 발열층(20) 구성시 전기적 네트워크의 형성이 방해될 수 있으므로 본 발명에서는 별도의 분쇄공정이나 분산제를 사용하지 않고 상기 2단 압출기를 활용함으로써 불필요하게 너무 긴 입자의 은 나노 와이어는 대부분 필요로 하는 범위내로 절단되어 질 수 있게 된다.At this time, in the case of using a general pulverizer in the extrusion pellet process, there is a disadvantage that the length of the silver nanowire is cut too short. By utilizing the two-stage extruder without using a process or a dispersant, silver nanowires of unnecessarily long particles can be cut within the required range.

또한, 상기 압출펠릿 공정의 수행시 상기 2단 압출기를 사용하여 물리적인 압출력(약 1,300㎏/㎠)의 작용과 열에 민감한 플렉시블한 폴리에틸렌계 바인더 수지 고유의 용융결합력(약 90Ns/㎡ 내지 100Ns/㎡)의 작용을 활용함으로써 은 나노 와이어의 엉켜있는 입자들의 균일한 분산작용과 절단작용에 효과적이며, 더 나아가, 은 나노 와이어의 구조에 손상을 주지 않기 때문에 은 나노 와이어의 고유물성과 전기적 특성 및 열전도 특성을 변화시키거나 감소시키지 않는다는 이점이 있다.In addition, when performing the extrusion pellet process, using the two-stage extruder, the unique melt bonding force (about 90Ns/m2 to 100Ns/ ㎡), it is effective for uniform dispersion and cutting of entangled particles of silver nanowires, and furthermore, because it does not damage the structure of silver nanowires, the unique properties and electrical properties of silver nanowires and It has the advantage that it does not change or decrease the thermal conductivity properties.

또한, 상기 2단 압출기를 사용하여 은 나노 와이어의 엉켜있는 입자들의 균일한 분산작용과 절단작용을 적용함으로써 값비싼 은 나노 와이어를 대량 사용할 수밖 없는 종래의 대면적의 비닐하우스용 발열체(발열층)와 달리 소량을 사용하여도 높은 전기적 특성 및 열전도 특성을 확보할 수 있으므로 원가절감을 실현할 수 있는 장점이 있을 수 있다.In addition, by applying the uniform dispersion and cutting action of entangled particles of silver nanowires using the two-stage extruder, a conventional large-area heating element for a plastic house (heating layer) that has no choice but to use a large amount of expensive silver nanowires Contrary to this, since high electrical and thermal conductivity properties can be secured even when a small amount is used, there may be an advantage in realizing cost reduction.

그리고, 상기 다층 블로운 압출공정 또는 상기 다층 필름 압출공정을 통해 압출형성된 상기 발열층(20)의 두께는 약 5㎛ 내지 200㎛이되, 약 10㎛ 내지 약 100㎛인 것이 바람직하며, 상기 발열층(20)의 두께를 5㎛ 미만을 적용할 경우, 상기 투명 면상발열체의 기계적인 강도가 약해질 수 있으므로 통상의 눈 무게를 견디는 것이 어려울 수 있으며, 상기 발열층(20)의 두께를 약 200㎛ 이상을 적용할 경우, 상기 투명 면상발열체의 투명도가 낮아져 농작물의 성장에 필요한 햇빛을 충분하게 받기 어려울 수 있다.And, the thickness of the heating layer 20 extruded through the multi-layer blown extrusion process or the multi-layer film extrusion process is about 5 μm to 200 μm, preferably about 10 μm to about 100 μm, and the heating layer When the thickness of (20) is less than 5 μm, the mechanical strength of the transparent planar heating element may be weakened, so it may be difficult to withstand normal snow weight, and the thickness of the heating layer 20 is reduced to about 200 μm When the above is applied, the transparency of the transparent planar heating element is lowered, so it may be difficult to receive sufficient sunlight for the growth of crops.

또한, 상기 발열층(20)을 압출하기 위하여 수행되는 상기 다층 블로운 압출공정은 용융된 수지가 압출기의 원형 압출다이와 에어링을 통하여 튜브 형태의 버블(Bubble)로 팽창되며, 튜브형태의 상기 버블을 시트 형태로 변형하여 상기 발열층(20)을 형성하되, 중간의 연결 및 접착부분이 없이 미끄러운 표면으로 이루어지는 초광폭의 대면적 시트 형상으로, 연속적으로 형성할 수 있는 압출성형 공정일 수 있다.In addition, in the multi-layer blow extrusion process performed to extrude the heating layer 20, the molten resin is expanded into a tube-shaped bubble through a circular extrusion die and an air ring of the extruder, and the tube-shaped bubble is formed. The heating layer 20 is formed by deforming in a sheet form, but it may be an extrusion molding process that can be continuously formed into an ultra-wide, large-area sheet shape made of a slippery surface without an intermediate connection and bonding part.

이때, 상기 다층 블로운 압출공정으로 형성되는 상기 발열층(20)은, 140℃ 내지 230℃의 압출온도에서 압출다이로부터 배출되는 초기의 시트의 경우, 두꺼운 두께로서 고온, 낮은 점도의 성질을 보유하지만, 서서히 얇게 연신되면서 종래기술과 같이 인쇄방법으로는 얻을 수 없는 대면적(大面積)의 고밀도 시트형 상기 발열층(20)를 형성할 수 있으며, 이를 통해 기계적 물성 및 성형 방법 등이 고분자와 비슷하면서도 전기적, 열적 성질은 금속에 가까운 성질을 가질 수 있다.At this time, in the case of the initial sheet discharged from the extrusion die at an extrusion temperature of 140° C. to 230° C., the heating layer 20 formed by the multi-layer blown extrusion process has a thick thickness and high temperature and low viscosity properties. However, it is possible to form the heating layer 20 in the form of a high-density sheet having a large area that cannot be obtained by a printing method as in the prior art while gradually stretching thinly, and through this, mechanical properties and molding methods are similar to those of polymers. However, electrical and thermal properties may have properties close to those of metals.

이와 더불어, 상기 다층 블로운 압출공정에서 사용되는 압출기의 다이에서 상기 발열층(20)이 배출될 때, 압출력과 공기의 힘에 의해 외부로 넓혀지면서 강한 결합력을 가진 폴리에틸렌계 바인더 수지와 함께 엉키고 절단된 은 나노 와이어 입자는 폴리에틸렌계 바인더 수지의 연신되는 힘의 영향을 강하게 받게 되면서 동시에, 넓게 방사 및 분산되어 풀어 헤쳐지게 되고, 계속적으로 얇아지면서 은 나노 와이어 입자간 서로 겹쳐지고 밀착되어 최종적으로는 불규칙하게 얽힌 섬유형태의 그물구조로 이루어진 시트형태의 상기 발열층(20)을 형성할 수 있다.In addition, when the exothermic layer 20 is discharged from the die of the extruder used in the multi-layer blown extrusion process, it is entangled with the polyethylene-based binder resin having a strong bonding force while being expanded to the outside by the force of the extrusion force and the air. The cut silver nanowire particles are strongly affected by the stretching force of the polyethylene-based binder resin, and at the same time, they are widely spun and dispersed and loosened. It is possible to form the heating layer 20 in the form of a sheet consisting of a network structure of irregularly entangled fibers.

한편, 상기 발열층(20)에 포함된 상기 산화아연 나노입자는 어느 정도의 투명성을 가지고 있음에도 불구하고, 열전도성 나노물질의 함유량에 따라 상기 투명 면상발열체의 투명도 감소를 야기할 수 있으므로, 상기 산화아연 나노입자는 열전도성 나노물질의 함유량에 따라 그 사용량은 적절히 변경될 수 있으며, 또한, 이런 문제를 해결하기 위하여, PDMS(Poly Dimethyl Siloxane) 커플링제(Coupling Agent)로 표면처리한 상기 산화아연 나노입자를 은 나노 와이어와 함께 적용함으로써, 상기 투명 면상발열체의 투명도 80% 이상을 확보할 수 있으며, 장기 열안정성을 크게 향상시킬 수 있다.On the other hand, although the zinc oxide nanoparticles included in the heating layer 20 have a certain degree of transparency, depending on the content of the thermally conductive nanomaterial, it may cause a decrease in the transparency of the transparent planar heating element, so that the oxidation The amount of zinc nanoparticles may be appropriately changed depending on the content of the thermally conductive nanomaterial. In addition, in order to solve this problem, the zinc oxide nanoparticles surface-treated with PDMS (Poly Dimethyl Siloxane) coupling agent (Coupling Agent) By applying the particles together with the silver nanowire, it is possible to secure 80% or more of the transparency of the transparent planar heating element, and long-term thermal stability can be greatly improved.

보다 상세하게는, 열에 약한 폴리에틸렌계 바인더 수지를 상기 발열층(20)에 지속적으로 사용하기 위하여, PDMS 커플링제를 주제와 경화제의 중량비 10:1로 혼합한 용액을 산화아연 나노입자의 표면에 코팅처리를 하여 진공실에서 거품을 제거하고, 드라이 오븐에서 100℃로 약 1시간 동안 열처리하여 표면 처리한 후, 산화아연을 다층 블로운 압출 공정에서 혼합 적용함으로써, 상기 투명 면상발열체의 투명도는 크게 떨어뜨리지 않으면서 상기 발열층(20)의 장기 열안정성을 충분하게 향상시킬 수 있고 기계적인 강도를 지속 유지시켜 제품의 사용 수명도 향상시킬 수 있게 될 것이다.More specifically, in order to continuously use the polyethylene-based binder resin, which is weak to heat, for the heating layer 20, a solution of a PDMS coupling agent in a weight ratio of the main agent and the curing agent in a weight ratio of 10:1 is coated on the surface of zinc oxide nanoparticles. After treatment to remove bubbles in a vacuum chamber, heat treatment at 100° C. for about 1 hour in a dry oven and surface treatment, and then mixing and applying zinc oxide in a multi-layer blown extrusion process, the transparency of the transparent planar heating element does not drop significantly. It will be possible to sufficiently improve the long-term thermal stability of the heating layer 20 and to continuously maintain the mechanical strength, thereby improving the service life of the product.

다음으로 상기 전극층(30)은 상기 발열층(20) 양쪽 끝 면으로 위치하여 전원을 인가받는 것으로, 바람직하게는 한쌍의 상기 전극층(30)이 상기 발열층(20)의 양쪽 끝단에서 서로 대항하여 위치된 상태로 상기 발열층(20)에 접착 연결되어 형성되며, 상기 전극층(30)의 형성단계에 있어서 구체적인 설명은 후술하도록 한다.Next, the electrode layer 30 is positioned on both ends of the heating layer 20 to receive power. Preferably, a pair of the electrode layers 30 are opposite to each other at both ends of the heating layer 20 . It is formed by being adhesively connected to the heating layer 20 in a positioned state, and a detailed description of the forming step of the electrode layer 30 will be described later.

다음으로, 상기 UV코팅층(40)은 상기 투명 면상발열체의 최상단부에 형성되며, 상기 투명 면상발열체가 비닐하우스의 피복재로 사용될 경우, 피복재의 외측면을 이룬다.Next, the UV coating layer 40 is formed on the uppermost end of the transparent planar heating element, and when the transparent planar heating element is used as a covering material for a plastic house, it forms the outer surface of the covering material.

상기 UV코팅층(40)은 상기 보호층(10)과 함께 상기 발열층(20)의 외측면을 밀폐하여 상기 발열층(20)이 외부 공기 및 물 등과 접촉되는 것을 방지하게 함으로써 상기 발열층(20)을 보호하는 역할을 한다.The UV coating layer 40 seals the outer surface of the heating layer 20 together with the protective layer 10 to prevent the heating layer 20 from coming into contact with external air and water. ) to protect

상기 UV코팅층(40)은 상기 보호층(10)과 같이 폴리에틸렌계 바인더 수지로 구성되며, 상기 UV코팅층(40) 역시, 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지를 단독으로 사용하여 형성될 수 있으나, 바람직하게는 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지에 UV차단제나 UV흡수제 등 기능성 첨가제를 혼합하여 구성될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 UV코팅층(40)은 폴리에틸렌계 바인더 수지 100 중량부에 대해서, UV차단제 혹은 UV흡수제 5 내지 15 중량부를 혼합하여 형성될 수 있다.The UV coating layer 40 is composed of a polyethylene-based binder resin like the protective layer 10, and the UV coating layer 40 may also be formed using the polyethylene-based binder resin alone, but preferably the It may be configured by mixing a functional additive such as a UV blocker or a UV absorber with the polyethylene binder resin, and more preferably, the UV coating layer 40 is a UV blocker or UV absorber 5 to 100 parts by weight of the polyethylene binder resin. It may be formed by mixing 15 parts by weight.

이는 상기 UV코팅층(40)을 구성하는 폴리에틸렌계 바인더 수지가 자외선(UV)에 약하기 때문에 그로 인해 상기 투명 면상발열체가 손상되는 것을 방지하기 위한 것이며, 또한, 주지된 바와 같이, 자외선은 식물의 생육, 꽃이나 과실의 착색, 병해충 발생 등에 영향을 미쳐 식물 성장의 저해요소로 작용하므로 상기 UV코팅층(40)을 형성하기 위하여 상기 UV차단제 혹은 상기 UV흡수제를 병용하여 사용함으로써 비닐하우스 재배의 생산성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.This is to prevent the transparent planar heating element from being damaged thereby because the polyethylene-based binder resin constituting the UV coating layer 40 is weak to ultraviolet rays (UV). Since it affects the coloring of flowers or fruits, the occurrence of pests, etc. and acts as an inhibitor of plant growth, the UV blocker or the UV absorber is used in combination to form the UV coating layer 40, thereby effectively improving the productivity of greenhouse cultivation. can do it

도 2는 본 발명에 따른 비닐하우스용 투명 면상 발열체 일단부의 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.2 is a perspective view showing a portion of one end of the transparent planar heating element for a plastic house according to the present invention cut away.

도 2에 도시된 바와 같이, 한편, 상기 보호층(10), 상기 발열층(20) 및 상기 UV코팅층(40)이 순차적으로 적층된 상태에서 연신공정을 거쳐 접착되어 상기 투명 면상 발열체가 형성되며, 닙 롤(NIP ROLL)사이의 중간을 통과하게 되면서 한 번 더 강한 압축력을 받게 됨으로써 상기 발열층(20)의 내부에 서로 겹쳐있는 은 나노 와이어 입자간의 결합력이 증가될 수 있다.As shown in FIG. 2, on the other hand, the protective layer 10, the heating layer 20 and the UV coating layer 40 are adhered through a stretching process in a sequentially stacked state to form the transparent planar heating element, , as it passes through the middle between the nip rolls, the bonding force between the silver nanowire particles overlapping each other inside the heating layer 20 may be increased by receiving a stronger compressive force once more.

이후, 계속하여 상기 투명 면상 발열체는 다수 개의 가이드 롤을 통과하여서 와인더 롤에 권취될 수 있으며, 이렇게 권취된 롤(ROLL)형태의 상기 투명 면상 발열체는 숙성실에서 상온으로 약 2일간 이상 숙성된다. 이때, 상기의 롤(ROLL) 형태 필름의 숙성단계는 압축 프레스의 압축력을 받는 것과 유사하게, 높은 압력을 지속적으로 받도록 하는 효과를 제공하는 것일 수 있다.Thereafter, the transparent planar heating element can be continuously passed through a plurality of guide rolls to be wound on a winder roll, and the transparent planar heating element in the form of a roll (ROLL) wound in this way is aged at room temperature in the aging room for about 2 days or more. At this time, the aging step of the roll (ROLL) type film may be to provide an effect of continuously receiving a high pressure, similar to receiving the compression force of a compression press.

일반적으로, 은 나노 와이어를 발열 기술에 응용할 때, 은 나노 와이어 입자 In general, when silver nanowires are applied to exothermic technology, silver nanowire particles

상호간 접합의 강도가 매우 중요하며 품질에 큰 영향을 주게 되며, 통상, 은 나노 와이어 입자 상호간의 접합 강도를 증가시키는 방법으로, 전자빔 조사, 가열 냉각(Annealing), 기계적 압축(Mechanical Press) 등의 방법들이 개발되어 있다.The strength of mutual bonding is very important and has a great influence on the quality. Usually, as a method of increasing bonding strength between silver nanowire particles, methods such as electron beam irradiation, annealing, and mechanical press are developed

본 발명에서는, 상기 블로운 압출공정에서 은 나노 와이어의 가열 연화와, 상기 연신공정, 상기 닙 롤(NIP ROLL)에서 압축 과정, 롤 형태의 숙성과정 등으로 인하여, 상기 발열층(20)의 서로 겹쳐지고 접촉된 은 나노 와이어는 강한 압축력을 장시간 받게 되어 균일하면서도 높은 결합력의 형성이 이루어질 수 있으며, 또한, 상기 투명 면상 발열체에 혼합된 조성물들은 상기에서 받은, 여러 가지 응력들로부터 충분히 안정을 취할 수 있을 것이다. In the present invention, due to the heating and softening of the silver nanowire in the blown extrusion process, the stretching process, the compression process in the nip roll, the roll-type aging process, etc., The overlapped and contacted silver nanowires are subjected to a strong compressive force for a long time, so that a uniform and high bonding force can be formed. In addition, the compositions mixed in the transparent planar heating element can be sufficiently stable from the various stresses received above. There will be.

상기와 같은 공정은, 상기 발열층(20)의 밀도를 높게 형성할 수 있게 됨으로서, 본 발명에서 이루고자하는 대면적의 비닐하우스에 균일한 발열온도의 제공이 가능할 수 있을 것이다.In the above process, since the density of the heating layer 20 can be formed to be high, it will be possible to provide a uniform heating temperature to the large-area vinyl house to be achieved in the present invention.

이때, 상기 발열층(20)의 면 저항(sheet resistance)은 100 Ohm/sq. 내지 1,000 Ohm/sq.의 범위이며, 바람직하게는 200 Ohm/sq. 내지 700 Ohm/sq. 의 범위일 수 있고, 또한, 상기 발열층(20)의 발열온도는 40℃ 내지 60℃의 범위로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 투명 면상 발열체로 형성된 비닐하우스의 쌓인 눈의 양에 따라 온도조절기(미도시)를 이용하여 최고 70℃를 초과할 수 없도록 관리되어야 하는데, 이는 상기 발열층(20)을 구성하는 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지의 열 변형 온도가 통상 80℃ ~ 85℃로 낮기 때문이다.In this case, the sheet resistance of the heating layer 20 is 100 Ohm/sq. to 1,000 Ohm/sq., preferably 200 Ohm/sq. to 700 Ohm/sq. In addition, the heating temperature of the heating layer 20 can be used in the range of 40 ℃ to 60 ℃, preferably according to the amount of snow accumulated in the plastic house formed with the transparent planar heating element temperature controller (not shown) should be managed so as not to exceed the maximum of 70 ° C. This is because the heat deformation temperature of the polyethylene-based binder resin constituting the heating layer 20 is usually as low as 80 ° C to 85 ° C.

한편, 상기 전극층(30)은 구리박판으로 형성되며, 상기 발열층(20)의 단부에 접착결합되어 연결되되, 구체적으로는 아래와 같은 공정을 통해 형성된다.On the other hand, the electrode layer 30 is formed of a thin copper plate, and is adhesively bonded to the end of the heating layer 20, and is specifically formed through the following process.

우선, 상기 보호층(10), 상기 발열층(20) 및 상기 UV코팅층(40)만이 적층되어 형성된 상기 투명 면상 발열체를 대량 생산한 후, 필요한 크기의 규격으로 재단하고, 미세한 가공이 가능한 스카이빙기(혹은 가죽 피할기)를 활용하여 재단된 상기 투명 면상 발열체의 폭방향 일단부를 상기 전극층(30)이 형성될 폭(약 15㎜ 내지 20㎜)만큼 스카이빙하여 제거한다.First, after mass-producing the transparent planar heating element formed by laminating only the protective layer 10, the heating layer 20, and the UV coating layer 40, cut to the required size, and a skiving machine capable of fine processing (or by using a leather avoider) to remove by skiving the width direction one end of the cut transparent planar heating element by the width (about 15 mm to 20 mm) where the electrode layer 30 will be formed.

이때, 상기 스카이빙기는 원단 이송용 재봉틀과 정밀한 버핑기(Buffing Machine)를 결합하여 형성된 장치로 대체할 수 있다.In this case, the skiving machine may be replaced with a device formed by combining a sewing machine for transferring fabric and a precise buffing machine.

다음으로, 스카이빙 단계를 통해 외부로 노출된 상기 발열층(20)의 상단면에 투명 전도성 접착제(31)를 도포한 후, 상기 투명 전도성 접착제(31)가 도포된 면 상부에 외부전원 연결부로 전극선(32)이 연결된 상기 구리박판을 위치시키고, 상기 투명 전도성 접착제(31)를 건조시킨 후 상기 투명 면상 발열체를 이동식 압축 롤러 또는 압축 프레스에 통과시켜 접착력을 높인다.Next, after applying the transparent conductive adhesive 31 to the top surface of the heating layer 20 exposed to the outside through the skiving step, the transparent conductive adhesive 31 is applied to the upper surface of the external power connection part. After placing the thin copper plate to which the electrode wire 32 is connected, and drying the transparent conductive adhesive 31, the transparent planar heating element is passed through a movable compression roller or compression press to increase adhesion.

이때, 상기 전극층(30)을 이루는 상기 구리박판은 구리(Cu) 이외 은(Ag)을 포함하는 것일 수 있다. In this case, the copper thin plate constituting the electrode layer 30 may include silver (Ag) other than copper (Cu).

또한, 상기 투명 전도성 접착제(31)는 통상 상용화된 전도성 접착제일 수 있으며, 상기 은 나노 와이어를 포함하는 상기 발열층(20)과 상기 구리박판을 전도성을 부여하여 접착함으로써 상호 전류의 소통을 원활하게 하여 틈새에서 발생할 수 있는 접촉저항을 감소 및 제거시킬 수 있다.In addition, the transparent conductive adhesive 31 may be a commercially available conductive adhesive, and by adhering the heating layer 20 including the silver nanowire and the copper thin plate with conductivity, the mutual current can be smoothly communicated. Thus, it is possible to reduce and eliminate the contact resistance that may occur in the gap.

이후, 상기 투명 전도성 접착제(31)가 충분히 경화되어 접착이 완료되면, 폴리에틸렌계 바인더 수지를 사용하여, 상기 구리박판의 상면과 측면을 밀폐시키게 된다.Thereafter, when the transparent conductive adhesive 31 is sufficiently cured and adhesion is completed, the upper surface and the side surface of the copper thin plate are sealed by using a polyethylene-based binder resin.

바람직하게는 폴리에틸렌계 바인더 수지를 이형지 상에 적합한 두께로 단면 코팅하고 권취하여 긴 롤의 형태로 형성한 후 스카이빙된 부위의 폭(약 15㎜ 내지 20㎜)에 대응하는 크기로 절단된 폴리에틸렌 테이프를 이용하여 상기 발열층(20)과 접착 연결된 상기 구리박판의 상면을 감싸므로써 외부로 노출된 부위를 밀폐시킬 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 폴리에틸렌 테이프를 상기 발열층(20)과 접착 연결된 상기 구리박판의 상면에 배치시킨 상태에서, 약 30㎜의 폭을 가지는 “ㄱ”형태로 형성된 상단 금형과 일직선 형태로 형성된 하단 금형으로 이루어진 가열 압축 프레스에 위치시켜 가열 압축함으로써 구리박판의 상면과 측면을 동시에 밀폐하여 외부와 차단시킬 수 있다.Preferably, a polyethylene tape is cut to a size corresponding to the width (about 15 mm to 20 mm) of the skived area after the polyethylene-based binder resin is coated on a single side to a suitable thickness on a release paper and wound to form a long roll. It is possible to seal the portion exposed to the outside by wrapping the upper surface of the copper foil adhesively connected to the heating layer 20 using In the state placed on the upper surface of the thin plate, the upper surface and the side of the copper thin plate are simultaneously heated and compressed by placing them in a heating compression press consisting of an upper mold formed in a “L” shape with a width of about 30 mm and a lower mold formed in a straight line. It can be sealed and blocked from the outside.

이때, 상기 스카이빙 부위의 폭이 상기 투명 면상 발열체의 두께보다 크게 형성되므로 상기 상단 금형의 폭방향 길이가 길고, 상하방향 높이가 짧은 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 상단 금형 및 하단 금형의 표면은 테프론 코팅 등으로 처리를 함으로써 다수의 압축과정으로도 제품 오염 발생을 최소화할 수 있다. At this time, since the width of the skiving part is formed to be larger than the thickness of the transparent planar heating element, it is preferable that the width direction length of the upper mold is long and the height in the vertical direction is short, and the surfaces of the upper mold and the lower mold are By treating it with Teflon coating, it is possible to minimize the occurrence of product contamination even with multiple compression processes.

또한, 상기 폴리에틸렌 테이프의 가열 압축 단계에서 외부로 노출되는 전극선의 단락 등에 의해 장애가 발생될 수 있으나, 상단 금형의 측면 일부를 절개함으로서 공정에 지장 없이 불편요소를 해소할 수 있다.In addition, in the step of heating and compressing the polyethylene tape, an obstacle may occur due to a short circuit of the electrode wire exposed to the outside, but by cutting a part of the side of the upper mold, the inconvenience can be eliminated without hindering the process.

상기 폴리에틸렌 테이프의 가열 압축 단계 이후, 상기 전극층(30) 형성 위치 이외에, 상기 투명 면상 발열체의 재단 단계에서 상기 발열층(20)의 단면이 불필요하게 외부로 노출되는 곳은 핫 멜트 접착용 장비 또는 핫 멜트 글루건(HOT MELT GLUE GUN)을 이용하여 폴리에틸렌 바인더 수지 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지(EVA: EthyleneVinyl Acetate)로 밀폐시킨다.After the heat compression step of the polyethylene tape, in addition to the electrode layer 30 formation position, the place where the cross section of the heating layer 20 is unnecessarily exposed to the outside in the cutting step of the transparent planar heating element is hot melt bonding equipment or hot It is sealed with polyethylene binder resin or ethylene vinyl acetate resin (EVA: EthyleneVinyl Acetate) using a melt glue gun (HOT MELT GLUE GUN).

또한, 상기 전극선(32)의 끝단을 온도 조절기에 연결시킴으로써 전원 공급 및 발열 온도를 조절할 수 있도록 하며, 이때, 상기 전극층(30)에 220볼트의 교류 전압을 연결하게 되면 상기 발열층(20)에 전류가 흘러 발열하게 되고, 상기 발열층(20)의 발열 온도의 범위는 약 30℃ 내지 약 100℃일 수 있으나, 상용 발열 온도는 약 40℃ 내지 약 60℃ 일 수 있으며, 최고온도는 약 70℃를 초과할 수 없도록 관리되는 것이 바람직하다.In addition, by connecting the end of the electrode wire 32 to a temperature controller, power supply and heating temperature can be adjusted. At this time, when an AC voltage of 220 volts is connected to the electrode layer 30, the heating layer 20 is Current flows and heat is generated, and the range of the heating temperature of the heating layer 20 may be about 30° C. to about 100° C., but the commercial heating temperature may be about 40° C. to about 60° C., and the maximum temperature is about 70 It is desirable to manage it so that it cannot exceed ℃.

한편, 상기의 투명 면상 발열체를 비닐하우스에 적용하는 방법은, 평상시 또는 봄, 여름, 가을철에는 전원의 연결 없이, 일반 비닐하우스와 동일하게 사용할 수 있으며, 겨울철의 필요할 때 전원을 공급하고 발열시켜서, 겨울철 비닐하우스에 쌓이는 눈을 가능한 신속하게 제거할 수 있으며, 또한, 비닐하우스 외부의 온도가 강하하여 비닐하우스에 물방울이 발생되거나, 장기간의 냉해가 발생하여 재배중인 농작물의 피해가 우려될 때, 상기와 같은 여러 가지 상황의 발생에서 적절하게, 상기 투명 면상 발열체의 발열온도의 강, 약을 조절할 수 있음으로서, 농가의 비닐하우스 재배 농작물의 피해를 감소할 수 있을 것이다. On the other hand, the method of applying the transparent planar heating element to the plastic house can be used in the same way as in a general plastic house, without connecting the power source in normal times or in spring, summer, and autumn, and by supplying power and heating when necessary in winter, It is possible to remove the snow that accumulates in the plastic house in winter as quickly as possible, and also, when the temperature outside the plastic house drops and water drops are generated in the plastic house, or when there is a long-term cold damage, damage to the crops being grown is concerned. In the occurrence of various situations such as, by being able to appropriately adjust the strength and weakness of the heating temperature of the transparent planar heating element, it will be possible to reduce the damage to the crops cultivated in the greenhouse.

이하, 본 발명에 따른 비닐하우스용 투명 면상 발열체의 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by Examples, Comparative Examples and Experimental Examples of the transparent planar heating element for a plastic house according to the present invention.

실시예Example

1:1 비율로 LDPE 및 EVA을 혼합한 혼합물 90중량부에 대하여, 은 나노 와이어에 미량 탄소나노튜브(CNT)를 함유한 열전도성 나노물질 10중량부를 혼합하여, 나사 L/D은 20~48이고 나사속도는 300~400/min인 2단 압출기에서 압출펠릿을 제조한 후, 표 1에 기재된 조성비에 따라 나머지 조성물을 추가하여 1,800mm Extruder의 블로운 압출기를 활용하여 실시예 1 내지 3을 제조하였다.With respect to 90 parts by weight of a mixture of LDPE and EVA in a 1:1 ratio, 10 parts by weight of a thermally conductive nanomaterial containing trace carbon nanotubes (CNT) is mixed with silver nanowires, and the screw L/D is 20 to 48 After preparing the extruded pellets in a two-stage extruder having a screw speed of 300 to 400/min, the remaining compositions were added according to the composition ratio shown in Table 1, and Examples 1 to 3 were prepared using a blown extruder of an 1800 mm extruder. did.

비교예comparative example

1:1 비율로 LDPE 및 EVA을 혼합한 혼합물 100중량부를 나사 L/D은 20~48이고 나사속도는 300~400/min인 2단 압출기에서 압출펠릿을 제조한 후, 표 1에 기재된 조성비에 따라 나머지 조성물을 추가하여 1,800mm Extruder의 블로운 압출기를 활용하여 비교예 1을 제조하였다.100 parts by weight of a mixture of LDPE and EVA in a 1:1 ratio was prepared in a two-stage extruder having a screw L/D of 20 to 48 and a screw speed of 300 to 400/min. Comparative Example 1 was prepared using a blown extruder of an 1800 mm extruder by adding the remaining composition accordingly.

구 분division 재 료 명material name 보호층protective layer 발열층heating layer UV코팅층UV coating layer 비교예 1Comparative Example 1 EVAEVA 5050 5050 5050 LDPELDPE 4545 4545 4545 UV차단제UV blocker 55 55 55 실시예 1Example 1 EVAEVA 4747 4545 4747 LDPELDPE 4747 4646 4747 UV차단제UV blocker 55 55 55 열전도성 나노물질Thermally Conductive Nanomaterials 00 33 00 ZnO 나노입자(10㎚ ∼20㎚)ZnO nanoparticles (10nm ∼ 20nm) 1One 1One 1One 실시예 2Example 2 LDPELDPE 3535 3232 3535 EVAEVA 3030 3030 3030 m-LLDPEm-LLDPE 3030 3030 3030 UV차단제UV blocker 55 55 55 열전도성 나노물질Thermally Conductive Nanomaterials 00 33 00 ZnO 나노입자(10㎚∼20㎚)ZnO nanoparticles (10nm to 20nm) 00 00 00 실시예 3Example 3 LDPELDPE 3434 3030 3434 EVAEVA 3030 3030 3030 m-LLDPEm-LLDPE 3030 3030 3030 UV차단제UV blocker 55 55 55 열전도성 나노물질Thermally Conductive Nanomaterials 00 44 00 ZnO 나노입자(10㎚∼20㎚, PDMS표면처리)ZnO nanoparticles (10nm-20nm, PDMS surface treatment) 1One 1One 1One

실험예 1Experimental Example 1

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 대하여 표 2와 같이 물성을 평가하였으며, 여기서, 평가된 물성의 결과는, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 각 5개씩 시편의 시험 결과들 중에서 최상값과 최하값을 제외한 평균값을 나타낸 것으로, 이에 대한 시험방법은 다음과 같다.Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were evaluated for physical properties as shown in Table 2, where the evaluated physical properties are the best values among the test results of each of 5 specimens of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 and the mean value excluding the lowest value, and the test method for this is as follows.

⑴ 인장강도 시험⑴ Tensile strength test

KS M3006 규격의 시험편으로 인스트론사 UTM(Instron 4400 series)으로 로드셀 50 kgf의 조건으로 하여 인장 강도를 측정하였다. Tensile strength was measured with a test piece of KS M3006 standard under the condition of a load cell of 50 kgf using Instron's UTM (Instron 4400 series).

(2) 굴곡시험(2) Flexural test

KS M3008 규격의 시험편으로 인스트론사 UTM(Instron 4400 series)에서 스팬 거리를 50mm로 하고 크로스 헤드 속도를 2.5 m/min의 조건으로 하여 굴곡탄성 율을 측정하였다.The flexural modulus was measured using a test piece of KS M3008 standard with a span distance of 50 mm and a crosshead speed of 2.5 m/min in Instron's UTM (Instron 4400 series).

⑶ UV(자외선) 차단 효과⑶ UV (ultraviolet rays) blocking effect

측정 장비: UV Rejection(자외선 투과율 측정기) Measuring equipment: UV Rejection (ultraviolet light transmittance meter)

⑷ 투명도 측정⑷ Transparency measurement

측정 장비: Opacity Meter TOM11(불투명도 측정기), SOLAR TRANSMISSION(투과율 측정기)Measuring equipment: Opacity Meter TOM11, SOLAR TRANSMISSION

⑸ 열안정성⑸ Thermal stability

각 시험편에 220V의 교류 전압을 공급하여, 시험 발열 온도는 상용 최고 온도보다 높은 100℃에서 장기 발열 시험을 실행하였다(비교예 1은 시험에서 제외). By supplying an AC voltage of 220V to each test piece, a long-term heating test was performed at 100° C., the test heating temperature being higher than the commercial maximum temperature (Comparative Example 1 was excluded from the test).

⑹ 표면 온도 측정⑹ Surface temperature measurement

측정 장비: 표면온도 측정기 (IR CAMERA)Measuring equipment: surface temperature measuring instrument (IR CAMERA)

본 발명에 따른, 실시예 1, 2, 3의 시험용 필름 5m×5m의 4곳에서, 발열 지시온도(Setting Temperature) 60℃, 발열 시작으로부터 10분 경과 후 온도를 측정 하였다(비교예 1은 시험에서 제외). According to the present invention, in 4 places of 5 m × 5 m of the test films of Examples 1, 2, and 3 according to the present invention, the temperature was measured after 10 minutes from the start of the heat generation at 60 ° C. (Comparative Example 1 is a test excluded).

구 분division 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 인장강도 (㎏f/㎠)Tensile strength (kgf/㎠) 282282 284284 309309 318318 굴곡 탄성율 (㎏f/㎠)Flexural modulus (kgf/㎠) 12,57112,571 11,99611,996 13,12513,125 13,35013,350 투명도transparency 투과율 (%)Transmittance (%) 8787 7676 8585 8484 불투명도Opacity 0.5820.582 0.6400.640 0.5960.596 0.6180.618 자외선 차단효과
(파장 350㎚)
UV protection effect
(wavelength 350nm)
2.12.1 2.42.4 2.32.3 2.32.3
열안정성
(100℃에서 장기 발열시간 측정)
thermal stability
(Measurement of long-term heating time at 100℃)
__ 900분 이상over 900 minutes 350분
(420분경 파손)
350 minutes
(Damage around 420 minutes)
900분 이상over 900 minutes
표면 온도 측정 (℃)
(5m*5m의 4곳)
Surface temperature measurement (℃)
(4 places of 5m*5m)
-- 61.2 60.5
60.9 60.7
61.2 60.5
60.9 60.7
60.1 61.8
61.4 60.6
60.1 61.8
61.4 60.6
61.9 60.4
60.8 61.1
61.9 60.4
60.8 61.1

실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 표면 온도를 측정한 결과 각 위치의 온도편차는 60℃± 2,0℃ 이내로 측정되었으며, 실시예 2의 경우, 시험 발열 온도 100℃에서 약 350분 경과할 때 저항이 서서히 상승을 시작하여, 약 420분경에서 파괴되었다.As a result of measuring the surface temperature of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the temperature deviation at each location was measured within 60°C ± 2.0°C, and in the case of Example 2, about 350 minutes passed at the test exothermic temperature of 100°C When the resistance started to rise slowly, it broke at about 420 minutes.

또한, PDMS를 사용하여 표면 처리하지 않은 산화아연 나노입자를 사용한 실시예 1과 PDMS를 사용하여 표면를 처리한 산화아연 나노입자를 사용한 실시예 3의 경우, 시험 발열 온도 100℃에서 장시간 지속 작동하였을 때, 모두 900분경까지 저항 변화 없이 우수하게 발열 특성이 잘 유지 되었으나, 실시예 1의 경우, 투명도가 크게 감소되었으며, 실시예 3의 경우 투명도가 적게 감소된 것을 알 수 있었다.In addition, in the case of Example 1 using zinc oxide nanoparticles that were not surface-treated using PDMS and Example 3 using zinc oxide nanoparticles surface-treated using PDMS, when continuously operated at a test exothermic temperature of 100° C. , all had excellent heat-generating properties without resistance change until about 900 minutes, but in the case of Example 1, the transparency was greatly reduced, and in the case of Example 3, it was found that the transparency was reduced little.

아울러, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 인장강도 시험 결과는 비슷한 것으로 나타났으며, 구체적으로 비교하였을때, 비교예 1과 실시예 1에 비하여 실시예 2와 실시예 3은 인장강도가 높게 나타나는 것은 수지의 종류에서 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌(m-LLDPE)을 증량 사용함에 따른 것으로 볼 수 있다. In addition, the tensile strength test results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were found to be similar, and when specifically compared, Examples 2 and 3 had higher tensile strength than Comparative Examples 1 and 1 The appearance can be seen as a result of using an increased amount of metallocene linear low-density polyethylene (m-LLDPE) in the type of resin.

그러나, 열전도성 나노물질과 산화아연 나노입자(10㎚ 내지 20㎚)의 사용과 관련하여 인장강도의 증감에는 영향을 미치지 않는 것으로 평가되나, 투명 면상 발열체의 열안정성을 크게 향상시킬 수 있으므로 농업용 비닐하우스의 폴리에틸렌계 광폭(다층, 삼중)필름의 인장강도 품질기준이 21.6N/㎟ 이상/0.08㎜ 내지 0.1㎜ (220.32㎏f/㎠ 이상/0.08㎜ 내지 0.1㎜)로 규정되어 있다는 점을 미뤄보아 발열층의 발열 과정에서 통상적인 눈의 무게를 견딜 수 있을 만큼 발열 필름은 충분한 기계적인 강도를 유지할 수 있을 것이다.However, it is evaluated that it does not affect the increase or decrease of tensile strength in relation to the use of thermally conductive nanomaterials and zinc oxide nanoparticles (10 nm to 20 nm), but since it can greatly improve the thermal stability of the transparent planar heating element, agricultural vinyl Considering the fact that the tensile strength quality standard of House's polyethylene-based wide (multi-layer, triple) film is stipulated as 21.6N/mm2 or more/0.08mm to 0.1mm (220.32kgf/cm2 or more/0.08mm to 0.1mm). The heating film will be able to maintain sufficient mechanical strength to withstand the weight of normal snow during the heating process of the heating layer.

또한, 굴곡탄성율의 결과는 사용된 수지에 따라 소정의 차이는 나타나지만, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 굴곡탄성율은 특별히 현저한 차이는 나타나지 않았다.In addition, the results of the flexural modulus showed a predetermined difference depending on the resin used, but the flexural modulus of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 did not show a particularly significant difference.

반면, 투명도의 측정 결과는, 비교예 1에서 높은 투명도를 보였으나, 은 나노 와이어의 열안정성을 향상하기 위하여 산화아연 나노입자를 적용한 실시예 1에서처럼 광투과율과 불투명도가 동시에 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여, PDMS으로 표면 처리한 산화아연 나노입자를 적용한, 실시예 3은 투명도가 크게 감소하지 않는 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, the measurement result of the transparency showed high transparency in Comparative Example 1, but it was confirmed that the light transmittance and the opacity were significantly reduced at the same time as in Example 1, in which zinc oxide nanoparticles were applied to improve the thermal stability of the silver nanowire. In order to solve this problem, it was confirmed that in Example 3, in which zinc oxide nanoparticles surface-treated with PDMS were applied, the transparency did not significantly decrease.

실험예 2Experimental Example 2

실시예 3으로 34㎝×64㎝ 규격의 시편을 제작하여 평면의 합판 상에 위치시키고, 발열온도 60℃에서 시간적인 성능을 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.In Example 3, a specimen having a size of 34 cm × 64 cm was prepared and placed on a flat plywood, and the results of measuring the temporal performance at a heating temperature of 60° C. are shown in Table 3.

이때, 상기 합판은 기울기 20도의 경사 조건을 설정하였으며, 이는 일반적인 비닐하우스 지붕의 경사각도 20 ~ 30도를 고려하여 동일한 조건으로 판단하여 설정한 것이며, 투명 면상 발열체의 발열상태를 측정한 결과, 통상 약 10㎝ 두께의 비닐하우스상의 적설량에서 충분히 제설할 수 있을 것으로 판단된다.At this time, the plywood was set to a slope condition of 20 degrees, which was determined and set under the same conditions in consideration of the inclination angle of a general greenhouse roof of 20 to 30 degrees. It is judged that the snow can be sufficiently removed from the amount of snow on the plastic house with a thickness of about 10 cm.

구 분division 내 용Contents 대분류Main Category 세분류subdivision 공통상황 및 조건Common Situations and Conditions 외기온도
(℃)
outside temperature
(℃)
○ 눈 내린 장소,
○ -3℃ ~ 0℃
○ Where it snowed,
○ -3℃ ~ 0℃
전 원power 220V 교류전압 220V AC voltage 상용 최고 온도
(℃)
Commercial Highest Temperature
(℃)
61.5 61.5
적설 방법snow cover method 적설용 틀
(단위:㎝)
frame for snow
(Unit: cm)
○ 가로:60, 세로:30, 높이:10,
○ 상하 오픈된 직사각형으로 연결된 1.5T 투명 아크릴판재
○ Width:60, Length:30, Height:10,
○ 1.5T transparent acrylic plate connected to the upper and lower open rectangles
발열 필름 fever film ○ 두께: 150㎛
○ 가로: 64㎝, 세로: 34㎝
○ Thickness: 150㎛
○ Width: 64cm, Length: 34cm
방 법 Way ○ 5T 합판 상단에, 실시 예 3에 따른, 상기의 발열필름을 바닥에 위치시키고, 그 상단으로 상기의 적설용 틀을 배치.
→ 주변에 내린 눈을 삽으로 옮겨 담음.
→ 상단은 압력을 주지 않고 30㎝ 눈금자로 긁어서, 높게 쌓여 넘치는 눈을 제거.
→ 적설 된 눈에 손상을 주지 않도록 주의하여 적설용 틀을 제거.
○ On the top of the 5T plywood, according to Example 3, place the heating film on the floor, and place the frame for the snow on the top.
→ Transfer the snow that fell around it with a shovel.
→ Remove the excess snow by scraping the top with a 30cm ruler without applying pressure.
→ Remove the frame for snow, taking care not to damage the snow.
외기온도(0℃)에서 60℃ 까지 도달 소요시간 Required time to reach 60℃ from outside temperature (0℃) 무 적설 상태no snow 8초 8 seconds 10㎝ 적설 상태10cm snow condition 15초 15 seconds 기 울 기 inclination 수 평 horizontality 60℃600초경과 60℃ 600 seconds passed 약 3~4㎝ 높이의 눈이 남았음
(스위치 작동부터 포함)
About 3 to 4 cm high of snow remained.
(starting with switch operation)
평면 20도 경사 flat 20 degree slope 장 방향 경사long slope 60℃*약 318초 하단 녹아서 모두 흘러내림(스위치 작동부터 포함) 60℃ * About 318 seconds All melted down at the bottom (including the switch operation) 단 방향 경사unidirectional slope 60℃*약 233초 하단 녹아서 모두 흘러내림(스위치 작동부터 포함) 60℃* About 233 seconds The bottom melts and all flows down (including the switch operation) ○ 65℃ 이상 발열온도 초과 되지 않음.○ Over 65℃, the heating temperature is not exceeded.

실시예 3의 물성 측정 결과 및 적설 상의 발열성능 측정 결과를 기반으로 다시 정리하면, 본 발명에 의한 투명 면상 발열체는 투명도는 크게 감소하지 않으면서, 장기 열안전성은 그대로 보유할 수 있으며, 인장강도를 향상시켜 통상의 적설량에 충분히 대응할 수 있는 기계적인 강도와 균일한 발열 온도를 유지할 수 있어 더욱 향상된 성능의 제설도 기대할 수 있으며, 적설로 인한 농가의 피해를 감소할 수 있을 것이다.Summarizing again based on the measurement result of the physical properties of Example 3 and the measurement result of the thermal performance on snow cover, the transparent planar heating element according to the present invention does not significantly reduce the transparency, and long-term thermal stability can be maintained as it is, and the tensile strength By improving it, it is possible to maintain the mechanical strength and uniform heating temperature that can sufficiently cope with the normal snow load, so that more improved snow removal can be expected, and damage to farms due to snow can be reduced.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다. Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 보호층
20: 발열층
30: 전극층
31: 전도성 접착제
32: 전극선
40: UV코팅층
10: protective layer
20: heating layer
30: electrode layer
31: conductive adhesive
32: electrode wire
40: UV coating layer

Claims (7)

투명 면상 발열체의 최하단면을 형성하는 보호층(10);
열전도성 나노물질, 열전도성 무기물질 및 폴리에틸렌계 바인더 수지로 구성되어 상기 보호층(10) 상부에 적층 형성되며, 전극층(30)에 의해 전기가 인가되어 일정 온도로 발열하는 발열층(20); 및
상기 발열층(20) 상부에 적층 형성되어 상기 투명 면상발열체의 최상단면을 이루며, 외부환경요인으로부터 상기 발열층(20)을 보호하는 UV코팅층(40);을 포함하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.
a protective layer 10 forming the lowermost section of the transparent planar heating element;
A heating layer 20 made of a thermally conductive nanomaterial, a thermally conductive inorganic material and a polyethylene-based binder resin to be laminated on the protective layer 10, and to generate heat at a predetermined temperature when electricity is applied by the electrode layer 30; and
A transparent planar heating element for a plastic house comprising; a UV coating layer 40 that is laminated on the heating layer 20 to form the uppermost cross-section of the transparent planar heating element, and protects the heating layer 20 from external environmental factors.
제 1항에 있어서,
상기 발열층(20)은,
상기 폴리에틸렌계 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 열전도성 나노물질 0.5 내지 20 중량부 및 상기 열전도성 무기물질 0.5 내지 2.0 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.
The method of claim 1,
The heating layer 20,
With respect to 100 parts by weight of the polyethylene-based binder resin, the transparent planar heating element for a plastic house, characterized in that it comprises 0.5 to 20 parts by weight of the thermally conductive nanomaterial and 0.5 to 2.0 parts by weight of the thermally conductive inorganic material.
제 2항에 있어서,
상기 열전도성 나노물질은,
직경이 약 5㎚ 내지 500㎚이고, 길이가 약 0.5㎛ 내지 2,500㎛이며, 종횡비가 약 100 내지 5,000의 범위를 갖는 은 나노 와이어인 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.
3. The method of claim 2,
The thermally conductive nanomaterial,
A transparent planar heating element for a plastic house, characterized in that it is a silver nanowire having a diameter of about 5 nm to 500 nm, a length of about 0.5 μm to 2,500 μm, and an aspect ratio of about 100 to 5,000.
제3항에 있어서,
상기 열전도성 나노물질은,
직단일벽 탄소나노튜브(SWNT) 또는 얇은 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.
4. The method of claim 3,
The thermally conductive nanomaterial,
A transparent planar heating element for a vinyl house, characterized in that it further comprises a direct single-walled carbon nanotube (SWNT) or a thin multi-walled carbon nanotube (MWCNT).
제2항에 있어서,
상기 열전도성 무기물질은,
산화아연 나노입자, 활성아연화, 투명아연화 또는 이들의 조합으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.
3. The method of claim 2,
The thermally conductive inorganic material is
A transparent planar heating element for a plastic house, characterized in that it comprises at least one selected from zinc oxide nanoparticles, activated zinc, transparent zinc, or a combination thereof.
제5항에 있어서,
상기 산화아연 나노입자는,
PDMS(Poly Dimethyl Siloxane) 커플링제로 표면 처리한 산화아연 나노입자인 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.
6. The method of claim 5,
The zinc oxide nanoparticles,
A transparent planar heating element for a vinyl house, characterized in that it is zinc oxide nanoparticles surface-treated with a PDMS (Poly Dimethyl Siloxane) coupling agent.
제1항에 있어서,
상기 발열층(20)은,
2단 압출기를 활용하여 상기 열전도성 나노물질과 상기 폴리에틸렌계 바인더 수지를 혼합 및 압출을 통해 마스터 배치를 형성하는 압출펠릿 공정을 먼저 거친 후, 다층 블로운 압출공정 또는 다층 필름 압출공정을 통해 상기 마스터 배치와 열전도성 무기물질 및 폴리에틸렌계 바인더 수지를 증량 및 보충하여 압출함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 비닐하우스용 투명 면상 발열체.
According to claim 1,
The heating layer 20,
After first undergoing an extrusion pellet process of forming a master batch by mixing and extruding the thermally conductive nanomaterial and the polyethylene-based binder resin using a two-stage extruder, the master through a multi-layer blow extrusion process or a multi-layer film extrusion process A transparent planar heating element for a plastic house, characterized in that it is formed by extruding the batch and the thermally conductive inorganic material and the polyethylene-based binder resin by increasing and supplementing it.
KR1020210012783A 2021-01-29 2021-01-29 Transparent film heaters for vinyl greenhouses KR102597547B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210012783A KR102597547B1 (en) 2021-01-29 2021-01-29 Transparent film heaters for vinyl greenhouses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210012783A KR102597547B1 (en) 2021-01-29 2021-01-29 Transparent film heaters for vinyl greenhouses

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220110353A true KR20220110353A (en) 2022-08-08
KR102597547B1 KR102597547B1 (en) 2023-11-02

Family

ID=82845375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210012783A KR102597547B1 (en) 2021-01-29 2021-01-29 Transparent film heaters for vinyl greenhouses

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102597547B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117882592A (en) * 2024-03-14 2024-04-16 兰州石化职业技术大学 Composite sunlight greenhouse and control method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012516536A (en) * 2009-02-17 2012-07-19 エルジー・ハウシス・リミテッド Carbon nanotube heating sheet
JP2015520757A (en) * 2012-05-15 2015-07-23 ビーエーエスエフ エスイー Zinc oxide powder for easy formulation
KR101723910B1 (en) 2014-12-30 2017-04-06 전자부품연구원 System for controlling heating vinyl greenhouse
JP2018504749A (en) * 2014-12-31 2018-02-15 コーロン インダストリーズ インク Transparent sheet heating element
JP6591159B2 (en) * 2014-12-22 2019-10-16 日精株式会社 Planar heating element
KR20200045601A (en) * 2018-10-22 2020-05-06 주식회사 에스에프씨 Antimicrobial Film Having Nano ZnO Particle, Method of Making the Same and Food Packing Products
JP2020516044A (en) * 2017-03-24 2020-05-28 カンブリオス フィルム ソリューションズ コーポレーション Flat heating structure

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012516536A (en) * 2009-02-17 2012-07-19 エルジー・ハウシス・リミテッド Carbon nanotube heating sheet
JP2015520757A (en) * 2012-05-15 2015-07-23 ビーエーエスエフ エスイー Zinc oxide powder for easy formulation
JP6591159B2 (en) * 2014-12-22 2019-10-16 日精株式会社 Planar heating element
KR101723910B1 (en) 2014-12-30 2017-04-06 전자부품연구원 System for controlling heating vinyl greenhouse
JP2018504749A (en) * 2014-12-31 2018-02-15 コーロン インダストリーズ インク Transparent sheet heating element
JP2020516044A (en) * 2017-03-24 2020-05-28 カンブリオス フィルム ソリューションズ コーポレーション Flat heating structure
KR20200045601A (en) * 2018-10-22 2020-05-06 주식회사 에스에프씨 Antimicrobial Film Having Nano ZnO Particle, Method of Making the Same and Food Packing Products

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117882592A (en) * 2024-03-14 2024-04-16 兰州石化职业技术大学 Composite sunlight greenhouse and control method
CN117882592B (en) * 2024-03-14 2024-06-04 兰州石化职业技术大学 Composite sunlight greenhouse and control method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102597547B1 (en) 2023-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103804774B (en) Radiation pre-cross ethylene-vinyl acetate resin film and preparation method thereof
JPS58128853A (en) Agricultural film
WO2015124109A1 (en) Radiation pre-crosslinked polyolefin adhesive film, preparation method therefor, encapsulating method and assembly with same
WO2000002257A1 (en) Photovoltaic module and method for producing same
CN102196905A (en) Nanoscale IR absorber in multilayer molded bodies
ES2264275T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING OF A CO-EXTRUDED OF MULTIPLE LAYERS AND CO-CO-EXTRUDED MANUFACTURED BY MEANS OF THIS PROCEDURE.
KR102597547B1 (en) Transparent film heaters for vinyl greenhouses
CN106393750A (en) Integrated forming technology of macromolecular sheet production and gluing
CN104669744B (en) Outer coating type high-performance PO film and preparation method thereof
KR101063886B1 (en) Method for Preparing Adhesive Sheet for Solar Cell Module
EP3319798B1 (en) Multilayer films and methods of making same
KR20130114440A (en) Eva sheet for solar cell sealing and method of manufacturing thereof
US20170282511A1 (en) Air-permeable laminate insulation material
CN107353475A (en) The anti-double-layer coextrusion internally-inlaid drip irrigation zone and preparation method thereof of burning of one kind
CN107955249A (en) A kind of high conversion film for turning light rate and preparation method thereof
JP2007306923A (en) Covering film for use in agriculture with heat insulation effect obtained by means of one or more polyamide layers
DE102019220384A1 (en) Monoaxially stretched polyolefin film
IT201800006500A1 (en) Film for agricultural use and its production method.
JP3956151B2 (en) Process for producing olefin-based multilayer film for agriculture and horticulture
KR102272496B1 (en) apparatus and method for manufacturing of keeping film and keeping film manufactured by that
JP3871583B2 (en) Olefin multilayer film
KR101756971B1 (en) Thermo-adhesion binding tape for gardening and manufacturing method thereof
US20180126709A1 (en) Multilayered air permeable laminated heat insulation material
CN206352369U (en) New modified asphalt root resistant waterproof roll
JP2001320979A (en) Coating material for protected horticulture

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant