KR20230014105A - 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 반복적인 냉각/가열에 따른 수축/팽창에 의한 주름 발생을 최소화하거나 회피할 수 있는 동시에, 저전압 및 저전력으로 균일하고 충분한 발열에 의한 신속한 온열감을 제공할 수 있고, 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없으며, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능하고 제조비용이 절감될 수 있는 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터에 관한 것이다.
Description
본 발명은 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 반복적인 냉각/가열에 따른 수축/팽창에 의한 주름 발생을 최소화하거나 회피할 수 있는 동시에, 저전압 및 저전력으로 균일하고 충분한 발열에 의한 신속한 온열감을 제공할 수 있고, 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없으며, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능하고 제조비용이 절감될 수 있는 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터에 관한 것이다.
복사히터는 열원으로부터의 복사열을 이용한 난방장치를 의미하고, 건축, 농업, 의료, 미용, 자동차 등의 다양한 분야에서 사용될 수 있고, 특히 겨울철 자동차 운전자의 운전 편의성 증대를 위해 운전자나 탑승자로부터 가장 근접 거리에 위치한 곳, 예를 들어 운전자나 탑승자의 무릎 전방의 위치에 적용될 수 있다.
종래 복사히터는 열선히터 또는 시즈히터(sheath heater), 탄소섬유 제직형 복사히터, 할로겐 램프 복사히터, 필름형 복사히터 등이 있는데, 열선히터 또는 시즈히터는 전력소모가 크고 발열면적이 작아 열전달 과정에서 열손실이 크고 원적외선 방출을 위해 별도의 세라믹 증착 또는 코팅이 필요하고 단열을 위한 글라스울 등의 단열층이 요구되어 부피 및 하중이 증가하는 문제가 있다.
또한, 탄소섬유 제직형 복사히터는 탄소섬유의 높은 열용량으로 인해 신속한 온열감을 제공할 수 없고 제조비용이 높은 문제가 있으며, 할로겐 램프 복사히터는 다른 복사히터에 비해서 신속한 온열감을 제공할 수 있는 장점이 있지만, 할로겐 램프로부터 조사되는 광은 100 내지 3,000 nm의 파장을 가지기 때문에 과량의 가시광과 자외선으로 인해 눈부심이 심각하고, 전력소모가 큰 문제가 있다.
한편, 도 1은 종래 필름형 복사히터의 단면구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 필름형 복사히터는 베이스 기판(10)의 상부면에는 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극을 포함하는 전극 배선 패턴(20), 상기 전극 배선 패턴(20)에 연결된 하나 이상의 발열체(30), 상기 전극 배선 패턴(20) 및 상기 발열체(30)를 외부로부터 보호하기 위한 커버(40) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 전극 배선 패턴(20)에 인가된 전압에 의해 각각의 발열체(30)에 전류가 흐를 때 상기 발열체(30)는 보유한 고유저항에 의해 온도가 상승하여 복사에 의해 상기 베이스 기판(10)의 상부면 또는 하부면에 대향하는 피사체에 열 에너지를 전달하게 된다.
여기서, 종래 필름형 복사히터는 전원의 on/off에 의한 반복되는 베이스 기판(10)의 팽창/수축으로 상기 베이스 기판(10) 및 커버층(40)에 주름이나 돌기가 형성되는 문제가 발생하게 되고, 상기 주름이나 돌기는 필름형 복사히터의 불균일한 발열 및 오작동의 원인이 될 수 있다.
또한, 종래 필름형 복사히터는 전극 배선 패턴(20)의 높이에 의한 단차로 상기 전극 배선 패턴(20)을 구성하는 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극 사이에 발열체(30)를 형성하기 위한 발열 페이스트의 인쇄시 전극과 발열체(30) 사이에 발열 페이스트가 인쇄되지 않은 미세한 간극이 존재하게 되어 발열체(30)의 발열 효율이 저하되고 목적한 발열 에너지를 구현하기 위한 상기 발열체(30)의 저항 및 구동전압의 정밀한 설계가 어려울 수 있다.
또한, 상기 발열 페이스트로서 탄소나노튜브(CNT), 카본블랙 등의 탄소계 소재를 포함하는 발열 페이스트를 사용할 수 있는데, 이러한 탄소계 발열 페이스트의 저항이 과도한 경우 발열량은 상승하나 과도한 발열에 의해 베이스 기판(10), 커버(40) 등이 열화될 수 있는 반면, 탄소계 발열 페이스트의 저항이 미미한 경우 발열량이 불충분하고 과전류에 의해 전극 배선 패턴(20)이 열화될 수 있다.
나아가, 종래 탄소계 발열 페이스트는 조절 가능한 저항의 범위에 한계가 있기 때문에 종래 필름형 복사히터의 구조에서는 목적한 발열을 구현하는 동시에 베이스 기판(10), 전극 배선 패턴(20), 커버(40) 등의 열화를 방지할 수 있는 저항 및 구동전압의 정밀한 설계에 한계가 있다.
따라서, 반복적인 냉각/가열에 따른 수축/팽창에 의한 주름 발생을 최소화하거나 회피할 수 있는 동시에, 저전압 및 저전력으로 균일하고 충분한 발열에 의한 신속한 온열감을 제공할 수 있고, 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없으며, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능하고 제조비용이 절감될 수 있는 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 반복적인 냉각/가열에 따른 수축/팽창에 의한 주름 발생을 최소화하거나 회피할 수 있는 필름형 복사히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 저전압 및 저전력으로 균일하고 충분한 발열에 의한 신속한 온열감을 제공할 수 있는 필름형 복사히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없으며, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능하고 제조비용이 절감될 수 있는 필름형 복사히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
베이스 기판; 상기 베이스 기판의 일면 또는 양면에 형성되고 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극을 포함하는 전극 배선 패턴; 상기 한 쌍의 전극 각각에 연결되는 하나 이상의 발열체; 및 상기 발열체를 커버하는 피복층을 포함하고, 상기 베이스 기판의 상부에 형성되고, 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되며, 상기 한 쌍의 전극의 측면의 적어도 일부와 연결되는 상부 주름방지층을 포함하거나,상기 베이스 기판의 하부에 형성되고, 상기 한 쌍의 전극 하부에 배치되며, 상기 한 쌍의 전극의 하면의 적어도 일부와 연결되는 하부 주름방지층을 포함하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
여기서, 상기 필름형 복사히터는 상기 한 쌍의 전극을 커버하고 상기 한 쌍의 전극의 상부가 적어도 부분적으로 노출될 수 있도록 하는 도통홀을 갖는 절연층을 추가로 포함하고, 상기 한 쌍의 전극 각각은 상기 도통홀을 통해 상기 발열체와 연결되는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
또한, 상기 베이스 기판은 상기 한 쌍의 전극과 상기 하부 주름방지층을 연결하는 도통홀을 포함하고, 상기 하부 전극을 커버하는 하부 피복층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
한편, 상기 상부 주름방지층 또는 상기 하부 주름방지층은 단면에서 적어도 부분적으로 요철 구조를 보유하고, 상기 상부 주름방지층 또는 상기 하부 주름방지층은 평면에서 적어도 부분적으로 동일하거나 상이한 크기의 원형 또는 다각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
여기서, 상기 요철 구조는 상기 상부 주름방지층 또는 상기 하부 주름방지층의 내측으로 갈수록 폭이 좁아지거나 외측으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
또한, 상기 한 쌍의 전극 각각에 연결되는 발열체는 한 쌍의 전극 사이에 인쇄되는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
그리고, 상기 베이스 기판 또는 상기 피복층은 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
나아가, 상기 전극 배선 패턴을 구성하는 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극 각각은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
한편, 상기 발열체는 베이스 수지 및 전도성 입자를 포함하는 발열 페이스트에 의해 형성되고, 상기 베이스 수지는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함하며, 상기 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트 및 활성탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 탄소계 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
여기서, 상기 전도성 입자는 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속 분말을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터를 제공한다.
본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터는 주름방지층의 적용을 통해 반복적인 냉각/가열에 따른 수축/팽창에 의한 주름 발생을 최소화하거나 회피할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터는 주름방지층의 적용과 새로운 적층구조를 통해 저전압 및 저전력으로 균일하고 충분한 발열에 의한 신속한 온열감을 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터는 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없으며, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능하고 제조비용이 절감될 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래 필름형 복사히터의 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 A-A'의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터의 하나의 실시예에 관한 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터의 다른 실시예에 관한 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 도 3a에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 6은 도 3b에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 7은 도 4a에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 8은 도 4b에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 9는 도 3b 및 3c에 도시된 필름형 복사히터가 적용되는 모습을 도시한 것이다.
도 10은 실시예에서 사용한 필름형 복사히터의 전극 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 A-A'의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터의 하나의 실시예에 관한 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터의 다른 실시예에 관한 단면도를 도시한 것이다.
도 5는 도 3a에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 6은 도 3b에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 7은 도 4a에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 8은 도 4b에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 9는 도 3b 및 3c에 도시된 필름형 복사히터가 적용되는 모습을 도시한 것이다.
도 10은 실시예에서 사용한 필름형 복사히터의 전극 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3 및 4는 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터의 실시예에 관한 단면도를 도시한 것이고, 도 5 및 6은 각각 도 3a 및 3b에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이며, 도 7 및 8은 각각 도 4a 및 4b에 도시된 필름형 복사히터에서 주름방지층의 평면도를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터는 베이스 기판(100), 상기 베이스 기판(100)의 일면에 형성되고 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극(210,220)을 하나 이상 포함하는 전극 배선 패턴(200), 상기 베이스 기판(100)의 상부에 형성되고, 상기 한 쌍의 전극(210, 220) 사이에 배치되며, 상기 한 쌍의 전극(210, 220)의 측면의 적어도 일부와 연결되는 상부 주름방지층(230, 240), 상기 한 쌍의 전극(210, 220)을 커버하고 상기 한 쌍의 전극(210,220)의 상부가 적어도 부분적으로 노출될 수 있도록 하는 도통홀을 갖는 절연층(300), 상기 도통홀을 통해 상기 한 쌍의 전극(210,220) 각각에 연결되도록 인쇄된 하나 이상의 발열체(400), 상기 발열체(400)를 커버하는 피복층(500) 등을 포함할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터는 베이스 기판(100'), 상기 베이스 기판(100')의 상부면에 형성되고 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극(210',220') 및 상기 베이스 기판(100)의 도통홀을 통해 상기 한 쌍의 전극(210',220')의 하면의 적어도 일부에연결되고 상기 베이스 기판(100)의 하부면에 형성되는 하부 주름방지층(230', 240'), 상기 한 쌍의 전극(210',220') 각각에 연결되도록 인쇄된 하나 이상의 발열체(400'), 상기 한 쌍의 전극(210',220') 및 상기 발열체(400')를 커버하는 상부 피복층(500'), 상기 하부 주름방지층(230', 240')를 커버하는 하부 피복층(600') 등을 포함할 수 있다.
상기 전극 배선 패턴(200,200')을 통해 발열체(400,400')에 전원이 인가되면 상기 발열체(400,400')는 보유한 고유저항에 의해 온도가 상승하게 됨으로써 복사에 의해 직접 열 에너지를 피사체에 전달하거나, 전도에 의해 상기 베이스 기판(100) 또는 상기 하부 피복층(600')에 열에너지를 전달하여 상기 베이스 기판(100) 또는 상기 하부 피복층(600')의 온도를 상승시키고, 온도가 상승한 상기 베이스 기판(100) 또는 상기 하부 피복층(600')은 피사체에 대향하는 이의 일면으로부터 상기 피사체로 복사광을 조사하여 온열감을 제공하게 된다.
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(100)의 상부에 형성되고, 상기 한 쌍의 전극(210, 220) 사이에 배치되며, 상기 한 쌍의 전극(210, 220)의 측면의 적어도 일부와 연결되는 상부 주름방지층(230, 240)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 상부 주름방지층(230, 240)은 필름형 복사히터의 폭 방향으로 확장되어 상기 베이스 기판(100)의 일면의 거의 대부분의 표면을 커버하도록 구비됨으로써, 상기 베이스 기판(100)을 지지하는 보강 기능을 추가로 수행하게 되고, 이로써 상기 베이스 기판(100)의 반복적인 냉각/가열에 따른 수축/팽창에 의한 주름 발생을 최소화하거나 회피할 수 있도록 한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 기판(100')의 상부면에 형성되어 상기 발열체(400')와 직접적으로 접촉하는 한 쌍의 전극(210',220')을 포함하고, 상기 베이스 기판(100')의 하부면에 형성되어 상기 베이스 기판(100')의 도통홀을 통해 상기 전극(210',220')과 연결되는 하부 주름방지층(230',240')을 포함하고, 상부 하부 주름방지층(230',240')은 상기 베이스 기판(100')의 하부면의 거의 대부분의 표면을 커버하도록 구비됨으로써, 상기 베이스 기판(100')을 지지하는 보강 기능을 추가로 수행하게 되고, 이로써 상기 베이스 기판(100')의 반복적인 냉각/가열에 따른 수축/팽창에 의한 주름 발생을 최소화하거나 회피할 수 있도록 한다.
또한, 상기 한 쌍의 전극(210,210',220,220')은 상기 상부 주름방지층(230, 240) 또는 상기 하부 주름방지층(230', 240')과 연결됨으로써 전체적인 체적 증가에 의해 저항이 감소되고, 이로써 상기 한 쌍의 전극(210,210',220,220')의 발열을 최소화함으로써, 불필요한 열손실을 방지하는 동시에 상기 발열체(400')의 온도 편차를 줄이고 전체적으로 균일한 발열을 구현할 수 있다. 나아가, 상기 상부 주름방지층(230, 240) 또는 하부 주름방지층(230', 240')은 단면에서 적어도 부분적으로 요철 구조를 보유함으로써 표면적 증가에 따른 발열 특성의 추가적인 향상을 구현할 수 있다.
특히, 도 5 내지 8에 따른 상부 주름방지층(230, 240) 또는 하부 주름방지층(230', 240')의 평면도에 도시된 바와 같이, 도 3a 및 3b에서의 상부 주름방지층(230, 240) 및 도 4a 및 4b에서의 하부 주름방지층(230', 240')은 전체적으로 동일하거나 상이한 크기의 원형 또는 다각형 형상을 가짐으로써, 서로 서로 지지해주는 효과로 효과적인 보강 기능을 구현하는 동시에 표면적 극대화에 따른 발열 특성의 추가적인 향상을 구현할 수 있다.
나아가, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 필름형 복사히터의 적용 환경, 즉 도 9a에 도시된 바와 같이 오목하게 굴곡되거나 도 9b에 도시된 바와 같이 볼록하게 굴곡된 상태로 적용되는 환경에 따라 도 3b 및 3c에서의 상부 주름방지층(230, 240)은 형상이 상이할 수 있다. 구체적으로, 도 9a의 적용 환경에서 사용되는 필름형 복사히터는 도 3b에서의 상부 주름방지층(230, 240)은 내측으로 갈수록 요철 구조의 돌출부 폭이 좁아지는 구조가 발열 특성 구현에 유리한 반면, 도 9b의 적용 환경에서 사용되는 필름형 복사히터는 도 3c에서의 상부 주름방지층(230, 240)은 외측으로 갈수록 요철 구조의 돌출부 폭이 좁아지는 구조가 발열 특성 구현에 유리할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 필름형 복사히터는 도 3에 도시된 바와 같이 절연층(300)에 형성된 도통홀을 통해 발열체(400)가 한 쌍의 전극(210,220)에 연결됨으로써 전극의 높이에 의한 단차로 전극과 발열체 사이에 간극이 발생하는 것을 방지하거나, 도 4에 도시된 바와 같이 발열체(400')의 양 말단이 한 쌍의 상부 전극(210',220') 위를 덮지 않을 수 있고, 즉 상기 발열체(400')의 높이가 상기 한 쌍의 상부 전극(210',220') 높이의 60% 이상으로 상기 한 쌍의 상부 전극(210',220') 사이에 인쇄되는 형태로 형성되기 때문에, 전극의 높이에 의한 단차로 전극과 발열체 사이에 간극이 발생하는 것을 방지하여 발열 효율을 향상시키고 발열체의 저항 및 구동전압의 정밀한 설계가 용이하다.
상기 베이스 기판(100,100'), 상기 절연층(300), 상기 피복층(500), 상기 상부 피복층(500'), 상기 하부 피복층(600') 등은 상기 복사히터가 사용되는 응용분야나 사용온도에 따라 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terepthalate; PET), 폴리아크릴로니트릴(poly acrylonitrile; PAN), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 실리콘, 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 테프론(tefron), 액정고분자(liquid crystal polymer; LCP), 폴리에테르에테르케톤(poly ether ether ketone; PEEK), 폴리에테르술폰(polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate; PEN), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate; CTA), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 플라스틱 소재, 바람직하게는 폴리이미드(polyimide; PI)로 이루어진 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
앞서 기술한 바와 같이, 상기 발열체(400,400')의 발열시 전도에 의해 상기 베이스 기판(100), 상기 상부/하부 피복층(500,500',600') 등에 열에너지가 전달되고 온도가 상승한 상기 베이스 기판(100), 상기 상부/하부 피복층(500,500',600')이 복사에 의해 피사체로 열에너지를 전달하는 경우, 상기 베이스 기판(100), 상기 상부/하부 피복층(500,500',600')은 상기 플라스틱 소재로 이루어져 있어 인체에 유익한 원적외선을 복사광으로 피사체에 조사하여 온열감을 제공할 수 있고, 또한 가시광을 조사하지 않기 때문에 가시광에 의한 눈부심을 방지할 수 있다.
상기 전극 배선 패턴(200,200')을 구성하는 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 이들의 합금 등의 금속 소재로 이루어질 수 있고, 상기 전극 배선 패턴(200,200')은 상기 발열체(400,400') 각각을 직렬 또는 병렬로 연결하여 이들 모두에 전원을 인가할 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
상기 전극 배선 패턴(200,200')은 상기 베이스 기판(100,100')의 일면 또는 양면 전체에 금속박을 적층한 후 포토리소그라피에 의한 에칭 방법으로 패터닝하거나, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 롤투롤 그라비아 인쇄, 콤마 코팅, 롤투롤 콤마 코팅, 플렉소, 임프린팅, 옵셋 인쇄 등의 인쇄 기법에 의해 상기 베이스 기판(100,100')의 일면 또는 양면에 금속 페이스트를 인쇄 후 건조 및 경화함으로써 형성할 수 있다.
상기 발열체(400,400')는 하나 이상이 구비될 수 있고, 200℃ 이상, 바람직하게는 300℃ 이상까지 발열할 수 있으며, 각각의 발열체는 상기 베이스 기판(100,100')의 일면에서 상기 전극 배선 패턴(200,200')을 통해 서로 직렬 또는 병렬로 연결되도록 베이스 수지와 전도성 입자를 포함하는 발열 페이스트를 인쇄한 후 건조시켜 형성할 수 있다.
상기 베이스 수지는 에폭시 수지, 아크릴 수지 등을 포함할 수 있고, 상기 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트, 활성탄소 등의 탄소계 입자를 포함할 수 있고, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등의 금속 분말을 추가로 포함할 수 있으며, 특히 탄소나노튜브는 종횡비가 크기 때문에 소량으로 충분한 전기적 네트워크 형성을 가능하게 할 뿐만 아니라 발열체 조성물의 유리전이온도 및 내열도를 증대시키는 효과가 있다.
상기 주름방지층(230, 230' 240, 240')은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스테인리스 스틸(SUS) 니켈(Ni), 이들의 합금 등의 금속 소재로 이루어질 수 있으며, 상기 전극 배선 패턴(200, 200')과 동일하거나 상이한 금속 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 주름방지층(230, 230', 240, 240')은 상기 베이스 기판(100)의 상당 부분을 덮도록 금속박을 적층한 후 포토리소그라피에 의한 에칭 방법으로 패터닝하거나, 그라비아 인쇄 등의 다양한 인쇄 기법에 의해 금속 페이스트를 인쇄 후 건조 및 경화함으로써 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 필름형 복사히터는 상기 베이스 기판(100)의 하부면 또는 상기 피복층(500)의 상부면, 그리고 상기 상부 피복층(500')의 상부면 또는 상기 하부 피복층(600')의 하부면에 반사판, 단열재 등이 추가로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 반사판은 복사에 의한 열에너지가 피사체에 집중될 수 있도록 상기 필름형 복사히터를 기준으로 피사체가 위치한 방향의 반대 방향으로 열손실이 발생하는 것을 방지하기 위해 피사체가 위치한 방향의 반대 방향으로의 복사광을 반사하여 다시 필름형 복사히터로 복사하는 기능을 수행한다.
상기 반사판은 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(SUS), 은(Ag), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 금(Au), 아연강판, 이들의 합금 등으로 이루어질 수 있고, 상기 베이스 기판(100) 또는 상기 피복층(500,500',600')과 상기 반사판 사이에는 상기 반사판에 의한 복사를 위한 공간 확보 및 공기 단열을 위한 스페이서가 추가로 구비될 수 있으며, 상기 반사판의 타면에는 단열재가 추가로 구비될 수 있다.
[실시예]
1. 제조예
도 10에 도시된 바와 같은 규격 및 구조의 전극이 적용된 필름형 복사히터를 제조했다. 구체적으로, 비교예의 필름형 복사히터는 일반적인 전극 구조를 갖는 반면, 실시예의 필름형 복사히터는 메쉬망 형태의 주름방지층이 구비된다.
2. 필름형 복사히터 구김 평가
실시예 및 비교예 각각의 필름형 복사히터에서 도 10에 표시된 9곳의 높이를 측정했고, 다음 직류 8A로 25분간 통전 후 5분간 휴지를 4회 반복하고 도 10에 표시된 9곳의 높이를 측정했으며, 최대/최소 높이 차이, 표준편차를 계산했다. 측정 및 계산 결과는 아래 표 1에 기재된 바와 같고, 기재한 길이의 단위는 mm이다.
| 실시예 | 비교예 | ||||
| 시험 전 | 시험 후 | 시험 전 | 시험 후 | ||
| 높이 측정 point |
1 | 0.78 | 1.23 | 1.12 | 10.98 |
| 2 | 0.05 | 2.57 | 0.28 | 1.12 | |
| 3 | 0.44 | 2.74 | 0.56 | 2.18 | |
| 4 | 0.16 | 2.01 | 0.28 | 1.01 | |
| 5 | 0.05 | 1.06 | 0.28 | 0.16 | |
| 6 | 0.61 | 1.62 | 0.05 | 0.61 | |
| 7 | 0.73 | 1.34 | 0.78 | 3.36 | |
| 8 | 0.44 | 1.62 | 0.28 | 1.12 | |
| 9 | 0.67 | 1.51 | 0.95 | 5.88 | |
| 최소 높이 | 0.05 | 1.06 | 0.05 | 0.16 | |
| 최대 높이 | 0.78 | 2.74 | 1.12 | 10.98 | |
| 최대-최소높이 차이 | 0.73 | 1.68 | 1.07 | 10.82 | |
| 표준편차 | 0.27 | 0.55 | 0.34 | 3.29 | |
상기 표에 기재된 바와 같이, 비교예의 필름형 복사히터는 팽창/수축 시험 전/후 최대-최소 높이 차이 및 표준 편차가 약 10배 정도 차이가 발생하여 구김 및 주름이 다수 발생한 것으로 확인된 반면, 실시예의 필름형 복사히터는 주름 방지 구조를 통해 팽창/수축 시험 전/후에서 구김 또는 주름의 발생이 최소화된 것으로 확인되었다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100,100' : 베이스 기판 200,200' : 전극 배선 패턴
300,300' : 발열체 400 : 절연층
500 : 피복층 500' : 상부 피복층
600' : 하부 피복층
300,300' : 발열체 400 : 절연층
500 : 피복층 500' : 상부 피복층
600' : 하부 피복층
Claims (10)
- 베이스 기판;
상기 베이스 기판의 일면 또는 양면에 형성되고 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극을 포함하는 전극 배선 패턴;
상기 한 쌍의 전극 각각에 연결되는 하나 이상의 발열체; 및
상기 발열체를 커버하는 피복층을 포함하고,
상기 베이스 기판의 상부에 형성되고, 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되며, 상기 한 쌍의 전극의 측면의 적어도 일부와 연결되는 상부 주름방지층을 포함하거나,상기 베이스 기판의 하부에 형성되고, 상기 한 쌍의 전극 하부에 배치되며, 상기 한 쌍의 전극의 하면의 적어도 일부와 연결되는 하부 주름방지층을 포함하는, 필름형 복사히터. - 제1항에 있어서,
상기 필름형 복사히터는 상기 한 쌍의 전극을 커버하고 상기 한 쌍의 전극의 상부가 적어도 부분적으로 노출될 수 있도록 하는 도통홀을 갖는 절연층을 추가로 포함하고,
상기 한 쌍의 전극 각각은 상기 도통홀을 통해 상기 발열체와 연결되는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판은 상기 한 쌍의 전극과 상기 하부 주름방지층을 연결하는 도통홀을 포함하고,
상기 하부 전극을 커버하는 하부 피복층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 주름방지층 또는 상기 하부 주름방지층은 단면에서 적어도 부분적으로 요철 구조를 보유하고,
상기 상부 주름방지층 또는 상기 하부 주름방지층은 평면에서 적어도 부분적으로 동일하거나 상이한 크기의 원형 또는 다각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제4항에 있어서,
상기 요철 구조는 상기 상부 주름방지층 또는 상기 하부 주름방지층의 내측으로 갈수록 폭이 좁아지거나 외측으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 전극 각각에 연결되는 발열체는 한 쌍의 전극 사이에 인쇄되는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스 기판 또는 상기 피복층은 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 배선 패턴을 구성하는 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극 각각은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열체는 베이스 수지 및 전도성 입자를 포함하는 발열 페이스트에 의해 형성되고,
상기 베이스 수지는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함하며,
상기 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트 및 활성탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 탄소계 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터. - 제9항에 있어서,
상기 전도성 입자는 은(Ag), 구리(Cu) 및 니켈(Ni)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속 분말을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 필름형 복사히터.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210094541A KR20230014105A (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210094541A KR20230014105A (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230014105A true KR20230014105A (ko) | 2023-01-30 |
Family
ID=85106369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210094541A KR20230014105A (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 주름 개선 기능을 갖는 필름형 복사히터 |
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| KR (1) | KR20230014105A (ko) |
-
2021
- 2021-07-20 KR KR1020210094541A patent/KR20230014105A/ko active Search and Examination
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