KR20230126576A - Paste composition for plannar heating element using hybrid positive temperature coefficient characteristic, plannar heating element using this - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물, 이를 이용한 면상발열체에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 유리전이온도(Tg)가 서로 다른 2종 이상의 열가소성 수지; 도전성 필러; 용매;를 포함하여, 전력 인가에 의한 온도 상승에 따라 저온 구간과 고온 구간에서 저항값이 연속적으로 변화되고, 인가된 전력의 해제 시, 저항값이 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복되는 것을 기술적 요지로 한다.The present invention relates to a paste composition for a planar heating element using hybrid positive temperature coefficient characteristics, and a planar heating element using the same.
The present invention, the glass transition temperature (Tg) of two or more different thermoplastic resins from each other; conductive filler; Including, the resistance value is continuously changed in the low-temperature section and the high-temperature section according to the temperature rise by power application, and when the applied power is released, the resistance value is restored to the initial state before power application. do it with
Description
본 발명은 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물, 이를 이용한 면상발열체에 관한 것이다.The present invention relates to a paste composition for a planar heating element using hybrid positive temperature coefficient characteristics, and a planar heating element using the same.
면상발열체는 통상의 열선 방식에 비해 면적으로 발열하여 발열률이 우수하고 전력 소모율이 적으며, 유해 전자파의 발생이 거의 없을 뿐만 아니라 평활성과 내구성을 가지고 있어 바닥난방, 건물벽면, 파티션 내부 등 다양한 사용처에 설치되어 사용되고 있다.Compared to the conventional heating wire method, the planar heating element generates heat by area, has excellent heat generation rate, low power consumption rate, hardly generates harmful electromagnetic waves, and has smoothness and durability. installed and used.
면상발열체는 기판 상에 발열층이 형성된 구조를 가지며, 그중 면상발열체가 적용되는 1세대 바닥난방에 있어서, 보통 발열층으로 카본 페이스트가 사용되고 있다. 카본 페이스트로는 주제인 바인더로 내열성이 있고 극성이 높은 합성 폴리머를 사용하여 왔으며, 이러한 카본 페이스트를 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름에 도포한 후 필름 표면에 온도 센서를 부착하여 외벽에 온도 조절기로 제어하는 방식으로 과열 및 과전류를 방지하고자 하였다. 하지만 면상발열체 생산 시 저항체의 두께를 균일하게 하지 못하면 국부적으로 과열이 발생하여 화재가 발생하는 문제점이 있었다.The planar heating element has a structure in which a heating layer is formed on a substrate, and in the first generation floor heating to which the planar heating element is applied, carbon paste is usually used as the heating layer. As for the carbon paste, a heat-resistant and highly polar synthetic polymer has been used as the main binder. After the carbon paste is applied to a polyethylene terephthalate (PET) film, a temperature sensor is attached to the surface of the film and controlled by a temperature controller on the outer wall. In this way, overheating and overcurrent were prevented. However, if the thickness of the resistor is not uniform during the production of the planar heating element, there is a problem in that overheating occurs locally and a fire occurs.
2세대 바닥난방의 발열층에 사용되는 카본 페이스트는 주제인 바인더를 낮은 온도에서도 열변형이 생기는 열가소성 합성 폴리머를 사용하였다. 2세대 바닥난방에 적용되는 카본 페이스트는 사용 온도인 40℃에서 50℃로 도달하기 이전 온도부터 열변형이 생겨 적정 온도에 도달하는 시간도 늦어지며 반복적으로 사용하다 보면 발열층의 변형이 일어날 수 밖에 없다. 이렇게 되면 설계 저항값이 초기보다 점점 높아져 어느 시점이 되면 면상발열체가 작동되지 않는다.The carbon paste used in the heating layer of the second-generation floor heating uses a thermoplastic composite polymer that undergoes thermal deformation even at low temperatures as the main binder. The carbon paste applied to the 2nd generation floor heating is thermally deformed from the temperature before reaching the operating temperature of 40℃ to 50℃, so the time to reach the proper temperature is delayed. does not exist. In this case, the design resistance value is gradually higher than the initial value, and at some point the planar heating element does not operate.
종래 기술인 '셀프 스위치 기능을 부가한 면상 발열체용 카본 페이스트 조성물(등록번호: 10-0889195)'에서는 변성 폴리아크릴레이트와, 폴리에틸렌계 또는 석유수지계 왁스인 서모스탯 왁스를 사용하여 셀프 스위치 기능이 부여될 수 있는 카본 페이스트를 제공한다.In the prior art 'carbon paste composition for plane heating element with self-switch function added (registration number: 10-0889195)', self-switch function is given by using modified polyacrylate and thermostat wax, which is a polyethylene-based or petroleum resin-based wax. A carbon paste that can be used is provided.
상기 종래 기술은, 국부적으로 과전류가 흘러서 센서가 제어하지 못해 특정 온도 이상으로 과열되면 카본 저항체 내부에서 상 변화가 생겨 자체적으로 저항값이 상승되며 회로에 흐르는 과전류를 차단하여 과열을 방지하는 방식이라 할 수 있다.In the prior art, when overheating exceeds a certain temperature due to a local overcurrent flow that the sensor cannot control, a phase change occurs inside the carbon resistor, increasing the resistance value on its own, and blocking overcurrent flowing in the circuit to prevent overheating. can
그러나 왁스류는 녹는점(melting point) 이상으로 온도가 상승하면 카본 페이스트로 이루어진 코팅층이 수축 및 팽창되면서 무정형 구조로 상 변화된 후 초기 형태로 회복되지 않는데, 즉 반복적으로 사용하게 되면 초기 저항값으로 회복되지 않아 재사용 시 결국 열이 다시 발생하지 않는 문제점이 있다.However, when the temperature rises above the melting point of waxes, the coating layer made of carbon paste contracts and expands, changing the phase to an amorphous structure and not recovering to its initial form, that is, it recovers to its initial resistance value when used repeatedly. There is a problem in that heat is not regenerated after all when reused.
따라서 1세대, 2세대 카본 페이스트의 단점을 개선하여 일회용이 아닌 반복 재사용이 가능하도록 하면서, 온도 조절기에 의존하지 않고도 화재로 인한 안전사고를 방지할 수 있는 카본 페이스트와, 이를 적용한 면상발열체에 대한 새로운 기술 개발이 필요한 실정이다.Therefore, carbon paste that can prevent safety accidents due to fire without relying on a temperature controller while improving the disadvantages of the 1st and 2nd generation carbon paste so that it can be reused repeatedly rather than disposable, and a new planar heating element to which it is applied There is a need for technological development.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 전력 인가에 의한 온도 상승에 따라 저온 구간과 고온 구간에서 저항값이 연속적으로 변화되되, 인가된 전력 해제 시 저항값을 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복시켜 반복적으로 사용할 수 있도록 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물, 이를 이용한 면상발열체를 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.The present invention was invented to solve the above problems, and the resistance value is continuously changed in the low-temperature section and the high-temperature section according to the temperature rise due to power application, but when the applied power is released, the resistance value is changed to the initial state before power is applied. It is a technical challenge to provide a paste composition for a planar heating element using hybrid positive temperature coefficient characteristics, and a planar heating element using the same so that it can be recovered and used repeatedly.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 유리전이온도(Tg)가 서로 다른 2종 이상의 열가소성 수지; 도전성 필러; 및 용매;를 포함하여, 전력 인가에 의한 온도 상승에 따라 저온 구간과 고온 구간에서 저항값이 연속적으로 변화되고, 상기 인가된 전력의 해제 시, 상기 저항값이 상기 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention, two or more types of thermoplastic resins having different glass transition temperatures (Tg); conductive filler; and a solvent, wherein a resistance value continuously changes in a low-temperature section and a high-temperature section according to an increase in temperature due to power application, and when the applied power is released, the resistance value is restored to an initial state before the power application. It provides a paste composition for a planar heating element using hybrid positive temperature coefficient characteristics, characterized in that.
본 발명에 있어서, 상기 열가소성 수지는, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아세틸 셀룰로오스 수지 및 니트로 셀룰로오스 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the thermoplastic resin is characterized in that at least one selected from the group consisting of acrylic resins, urethane resins, epoxy resins, polyester resins, acetyl cellulose resins and nitro cellulose resins.
본 발명에 있어서, 상기 열가소성 수지는, 유리전이온도 범위가 12 내지 18℃인 제1열가소성 수지; 유리전이온도 범위가 42 내지 48℃인 제2열가소성 수지; 유리전이온도 범위가 50 내지 58℃인 제3열가소성 수지; 유리전이온도 범위가 62 내지 68℃인 제4열가소성 수지; 유리전이온도 범위가 70 내지 75℃인 제5열가소성 수지; 유리전이온도 범위가 77 내지 83℃인 제6열가소성 수지; 및 유리전이온도 범위가 100 내지 110℃인 제7열가소성 수지;로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the thermoplastic resin, a first thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 12 to 18 ℃; A second thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 42 to 48 ° C; A third thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 50 to 58 ° C; A fourth thermoplastic resin having a glass transition temperature of 62 to 68 ° C; A fifth thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 70 to 75 °C; A sixth thermoplastic resin having a glass transition temperature of 77 to 83 ° C; And a seventh thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 100 to 110 ° C.; characterized in that two or more selected from the group consisting of.
본 발명에 있어서, 도전성 필러는, 흑연(graphite)과 카본블랙(carbon black)을 혼합하여 형성되되, 상기 흑연은, 천연흑연(natural graphite), 인조흑연(synthetic graphite), 인상흑연(crystalline graphite) 및 토상흑연(amorphous graphite)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the conductive filler is formed by mixing graphite and carbon black, and the graphite is natural graphite, synthetic graphite, or crystalline graphite. And it is characterized in that at least one selected from the group consisting of amorphous graphite.
상기의 다른 술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 기판; 및 상기 기판의 적어도 일면 상에 코팅되어 형성되는 발열층;을 포함하고, 상기 발열층은, 상기 페이스트 조성물인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 제공한다.In order to solve the above other technical problems, the present invention, a substrate; and a heating layer formed by coating on at least one surface of the substrate, wherein the heating layer is the paste composition.
상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명의 카본 페이스트 조성물은 유리전이온도 값이 서로 다른 2종 이상의 열가소성 수지와, 도전성 필러와, 용매를 포함하여 구성됨으로써, 1세대, 2세대 카본 페이스트의 단점을 개선하여 일회용이 아닌 반복 재사용이 가능한 효과가 있다.The carbon paste composition of the present invention according to the means for solving the above problems is composed of two or more types of thermoplastic resins having different glass transition temperatures, a conductive filler, and a solvent, thereby improving the disadvantages of the first and second generation carbon pastes. It has the effect of being able to reuse repeatedly rather than disposable.
즉 본 발명의 카본 페이스트 조성물은 전력 인가에 의한 온도 상승에 따라 저온 구간과 고온 구간에서 저항값이 연속적으로 변화되되, 인가된 전력의 해제 시 저항값이 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복될 수 있으므로, 가정용, 산업용 등 면상발열체의 발열층으로 적용하여 반복적으로 사용할 수 있어 내구성이 우수한 효과가 있다.That is, in the carbon paste composition of the present invention, the resistance value continuously changes in the low-temperature section and the high-temperature section according to the temperature rise due to the application of power, but the resistance value can be restored to the initial state before the application of power when the applied power is released. , It can be used repeatedly by applying it as a heating layer of planar heating elements such as for home and industrial use, so it has excellent durability.
또한 본 발명의 카본 페이스트 조성물을 발열층으로 구비하는 면상발열체가 적용된 난방 매트는, 온도 센서와 온도 조절기에 의존하지 않더라도 화재로 인한 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, the heating mat to which the planar heating element having the carbon paste composition of the present invention as a heating layer is applied has an effect of preventing safety accidents due to fire without relying on a temperature sensor and a temperature controller.
도 1은 본 발명에 따른 페이스트 조성물이 적용된 히팅 필름의 온도변화에 따른 소비전력 변화를 나타낸 그래프.
도 2는 종래 페이스트 조성물이 적용된 히팅 필름의 온도변화에 따른 소비전력 변화를 나타낸 그래프.1 is a graph showing a change in power consumption according to a change in temperature of a heating film to which a paste composition according to the present invention is applied.
2 is a graph showing a change in power consumption according to a change in temperature of a heating film to which a conventional paste composition is applied.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 카본 페이스트 조성물에 관한 것으로, 유리전이온도(Tg)가 서로 다른 2종 이상의 열가소성 수지와, 흑연 및 카본블랙의 도전성 필러와, 용매를 포함하여 구성됨으로써, 전력 인가에 의한 온도 상승에 따라 저온 구간과 고온 구간에서 저항값이 연속적으로 변화되고, 특히 인가된 전력의 해제 시, 저항값이 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복되는 특징을 갖는다. 여기서 저항값은 상대적으로 낮은 저항값을 갖는 저저항 영역(저온 구간에 해당)과, 상대적으로 높은 저항값을 갖는 고저항 영역(고온 구간에 해당)을 구성하는데, 인가된 전력을 해제하게 되면 고저항 영역의 저항값을 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복할 수 있음을 의미한다.The present invention relates to a carbon paste composition for a planar heating element using hybrid positive temperature coefficient characteristics, comprising two or more thermoplastic resins having different glass transition temperatures (Tg), a conductive filler of graphite and carbon black, and a solvent. As a result, the resistance value continuously changes in the low-temperature section and the high-temperature section according to the temperature rise due to power application, and in particular, when the applied power is released, the resistance value is restored to the initial state before power application. Here, the resistance value constitutes a low-resistance region having a relatively low resistance value (corresponding to a low-temperature section) and a high-resistance region having a relatively high resistance value (corresponding to a high-temperature section). This means that the resistance value of the resistance region can be restored to an initial state before power is applied.
상기 페이스트 조성물은 인가되는 전력에 비례해서 온도가 올라갈 때 저온 구간에서는 저항값이 증가하긴 하나 큰 변화율이 거의 없는 정온 특성과, 저온 구간보다 높은 온도 범위인 고온 구간에서는 온도가 상승하면서 저항값이 증가하는 정온도 계수(PTC: positive temperature coefficient) 특성을 나타냄으로써, 하이브리드 정온도 계수 특성을 가지게 된다.When the temperature rises in proportion to the power applied to the paste composition, the resistance value increases in the low-temperature section, but has a constant temperature characteristic with almost no large change rate, and the resistance value increases as the temperature rises in the high-temperature section, which is a higher temperature range than the low-temperature section. By exhibiting positive temperature coefficient (PTC) characteristics that
즉 바닥난방에 적용되는 면상발열체의 발열층에 적용되는 페이스트 조성물은 사용 온도인 대략 30 내지 50℃를 포함하는 저온 구간에서는 1세대 정온 특성과 유사한 성질을 나타내고, 저온 구간을 초과하는 온도 범위인 50 내지 95℃의 고온 구간에서는 2세대 정온도 계수 특성이 부여됨으로써, 사용 온도까지 도달하는 시간을 빠르고 30 내지 50℃ 범위 중 특정 온도 이상이 되면 상 변화가 생겨 회로에 흐르는 과전류를 차단하여 과열을 방지할 수 있다. 단, 정온 특성은 전력 입력에 비례해서 온도가 상승해도 저항변화가 거의 없는 특성을 의미한다.That is, the paste composition applied to the heating layer of the planar heating element applied to floor heating exhibits similar properties to the first generation constant temperature characteristics in the low temperature range including about 30 to 50 ° C. In the high-temperature range of 30 to 95 ° C, second-generation positive temperature coefficient characteristics are given, so the time to reach the operating temperature is fast, and when the temperature exceeds a certain temperature in the range of 30 to 50 ° C, a phase change occurs to prevent overheating by blocking overcurrent flowing in the circuit. can do. However, the constant temperature characteristic means that there is almost no change in resistance even when the temperature rises in proportion to the power input.
저항은 면적에 반비례하는 관계를 갖는데, 결정 구조로 이루어져 있던 페이스트 조성물이 전력 인가에 의한 온도가 상승함에 따라 부피 팽창되면서 결정들이 분리된 무정형의 비결정 구조로 상 변화되고, 인가되었던 전력의 제거 시 비결정 구조가 다시 결정 구조로 상 변화가 이루어져 초기 저항값을 회복하게 된다.The resistance has an inverse relationship with the area. As the paste composition, which had a crystalline structure, expands in volume as the temperature rises due to the application of power, the phase changes to an amorphous amorphous structure in which crystals are separated, and when the applied power is removed, the amorphous The structure undergoes a phase change back to the crystalline structure to recover the initial resistance value.
본 발명에 있어서, 열가소성 수지는 유리전이온도(Tg)가 서로 다른 2종 이상으로 이루어진다.In the present invention, the thermoplastic resin is composed of two or more types having different glass transition temperatures (Tg).
이러한 열가소성 수지는 PET 필름 형태의 기판, 에폭시 기판, 페놀 기판, 유리 기판 및 절연 처리된 금속 기판 중 하나 이상의 기판에 대한 부착력이 우수하다. 이런 이유로 열가소성 수지는 30 내지 40중량부로 포함될 수 있는데, 열가소성 수지가 30중량부 미만이면 페이스트 조성물의 기판에 대한 부착 능력을 갖지 못하여, 결국 페이스트 조성물이 경화된 후라도 기판으로부터 쉽게 박리될 수 있으며, 40중량부를 초과하면 면상발열체의 기판 상에 코팅되는 발열층이 두꺼워질 수 있어 바람직하지 않다.Such a thermoplastic resin has excellent adhesion to one or more substrates selected from among a PET film type substrate, an epoxy substrate, a phenolic substrate, a glass substrate, and an insulated metal substrate. For this reason, the thermoplastic resin may be included in 30 to 40 parts by weight. If the thermoplastic resin is less than 30 parts by weight, the paste composition does not have the ability to adhere to the substrate, so that the paste composition can be easily separated from the substrate even after curing. If it exceeds parts by weight, the heating layer coated on the substrate of the planar heating element may become thick, which is undesirable.
카본 페이스트 조성물은 기판에 대한 부착력이 좋으면서, 종래 정온 면상발열체와 같이 대략 50℃까지 올라가는 상승 속도는 유사하며, 그 이상의 온도에서는 정온도 계수 특성을 나타내고, 페이스트 조성물이 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄 방식에 적합한 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아세틸 셀룰로오스(acetyl cellulose) 수지 및 니트로 셀룰로오스(nitro cellulose) 수지로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택하는 것이 바람직하다. 여기서 아세틸 셀룰로오스는 셀룰로오스의 하이드록시기를 아세틸화한 것으로, 유리의 대안으로 자주 사용되는 가볍고 견고한 열가소성을 띄며, 셀룰로스 아세테이트라고 할 수 있다.The carbon paste composition has good adhesion to the substrate, has a similar rising rate up to about 50 ° C. as in the conventional constant temperature planar heating element, exhibits positive temperature coefficient characteristics at a temperature higher than that, and the paste composition is suitable for screen printing or gravure printing. It is preferable to select at least one kind from the group consisting of suitable acrylic resins, urethane resins, epoxy resins, polyester resins, acetyl cellulose resins and nitro cellulose resins. Here, acetyl cellulose is acetylated hydroxyl group of cellulose, and is a light and strong thermoplastic often used as an alternative to glass, and can be referred to as cellulose acetate.
종래 카본 페이스트에 사용되던 서모스탯 폴리에틸렌 왁스는 녹는점 이상의 온도로 상승되면 코팅면이 수축 팽창되면서 늘어나 초기 형태로 다시 재생되지 않는다. 그래서 서로 혼합이 가능하며 다양한 유리전이온도 값을 가지는 열가소성 수지를 사용한 것이다.When the temperature of the thermostat polyethylene wax used in the conventional carbon paste is raised to a temperature higher than the melting point, the coated surface expands while contracting and does not regenerate to its initial shape. Therefore, thermoplastic resins that can be mixed with each other and have various glass transition temperature values are used.
열가소성 수지로는 유리전이온도 범위가 12 내지 18℃인 제1열가소성 수지, 유리전이온도 범위가 42 내지 48℃인 제2열가소성 수지, 유리전이온도 범위가 50 내지 58℃인 제3열가소성 수지, 유리전이온도 범위가 62 내지 68℃인 제4열가소성 수지, 유리전이온도 범위가 70 내지 75℃인 제5열가소성 수지, 유리전이온도 범위가 77 내지 83℃인 제6열가소성 수지, 유리전이온도 범위가 100 내지 110℃인 제7열가소성 수지로 이루어진 군에서 2종 이상을 선택하여 사용될 수 있다.The thermoplastic resin includes a first thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 12 to 18 ° C, a second thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 42 to 48 ° C, a third thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 50 to 58 ° C, glass A fourth thermoplastic resin having a transition temperature range of 62 to 68 ° C, a fifth thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 70 to 75 ° C, a sixth thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 77 to 83 ° C, a glass transition temperature range of 100 to 110° C. may be used by selecting two or more from the group consisting of the seventh thermoplastic resin.
본 발명에 있어서, 도전성 필러는 흑연(graphite)과 카본블랙(carbon black)을 혼합하여 형성되는 것으로, 페이스트 조성물에 도전성을 부여한다. 이를 위해 도전성 필러는 5 내지 20중량부로 포함될 수 있는 바, 도전성 필러가 5중량부 미만이면 페이스트 조성물에 충분한 도전성을 부여할 수 없고, 20중량부를 초과하면 열가소성 수지와의 혼화율이 저하될 수 있어 바람직하다.In the present invention, the conductive filler is formed by mixing graphite and carbon black, and imparts conductivity to the paste composition. To this end, the conductive filler may be included in 5 to 20 parts by weight. If the conductive filler is less than 5 parts by weight, sufficient conductivity cannot be imparted to the paste composition, and if it exceeds 20 parts by weight, the mixing ratio with the thermoplastic resin may be lowered. desirable.
도전성 필러를 구성하는 흑연은 천연흑연(natural graphite), 인조흑연(synthetic graphite), 인상흑연(crystalline graphite) 및 토상흑연(amorphous graphite)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택할 수 있다. 상세히 흑연은 설계하는 용도에 따라 인상흑연과 인조흑연을 적절하게 혼합하여 사용하며, 인상흑연의 경우 발열 속도를 현저히 증가시켜줄 수 있다.One or more types of graphite constituting the conductive filler may be selected from the group consisting of natural graphite, synthetic graphite, crystalline graphite, and amorphous graphite. In detail, graphite is used by properly mixing impression graphite and artificial graphite according to the design purpose, and in the case of impression graphite, the heating rate can be significantly increased.
흑연은 1 내지 10㎛ 크기 범위일 수 있다. 흑연의 크기가 1㎛ 미만이면 카본 페이스트 조성물에 도전성을 부여하기 부족하여 흑연의 양을 늘려야 하는 단점이 있다. 흑연의 입자 크기가 크면 스크린 인쇄 시 판막힘 현상이 자주 나타나 생산성이 저하되므로, 10㎛를 초과하지 않는 것이 바람직하며, 8㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.Graphite can range in size from 1 to 10 μm. If the size of the graphite is less than 1 μm, there is a disadvantage in that the amount of graphite must be increased because it is insufficient to impart conductivity to the carbon paste composition. If the particle size of the graphite is large, clogging often occurs during screen printing, resulting in a decrease in productivity.
카본블랙은 전도성을 띄는 것으로, 면상발열체에 전력을 인가하게 되면 카본블랙을 통하여 전하가 이동될 수 있다. 카본블랙의 입자는 1 내지 100nm 크기 범위를 가질 수 있으며, 1nm 미만의 크기이면 전도성을 충분히 부여하기 부족한 양이고, 카본블랙보다 상대적으로 입자 크기가 큰 흑연을 연결시켜주기 어려울 뿐만 아니라, 흑연들 사이에서 카본블랙이 네트워크 구조를 형성하기 어려워진다. 100nm를 초과하면 흑연과의 혼화율이 좋지 못한 단점이 있으며, 이는 흑연들 사이에 카본블랙이 침투되지 못하고 오히려 흑연들 간의 사이 간격을 넓혀주게 됨을 의미한다.Carbon black is conductive, and when power is applied to the planar heating element, charges may be transferred through the carbon black. Particles of carbon black may have a size range of 1 to 100 nm, and if the size is less than 1 nm, the amount is insufficient to sufficiently impart conductivity, and it is difficult to connect graphite having a relatively larger particle size than carbon black, and it is difficult to connect graphite between graphites. It becomes difficult for carbon black to form a network structure in If it exceeds 100 nm, there is a disadvantage in that the mixing ratio with graphite is not good, which means that the carbon black does not penetrate between the graphites and rather widens the gap between the graphites.
흑연과 카본블랙은 정해진 저항값에 따라 1 : 0.5 내지 2의 중량비율로 혼합될 수 있다. 카본블랙이 흑연 1중량비율 대비 0.5중량비율 미만으로 혼합되면 기판 상에 발열층으로 이루어진 도막의 은폐력이 저하되고, 흑연을 포함한 도전성 필러의 연결 밀도가 낮아져 불균일한 상태가 발생한다. 카본블랙이 2중량비율을 초과하면 분산체의 흡유량이 커서 분산 공정에서 점도가 상승되어 유동성이 약해지므로 기판에 도포하기 어렵다.Graphite and carbon black may be mixed in a weight ratio of 1:0.5 to 2 according to a predetermined resistance value. When carbon black is mixed in an amount less than 0.5 weight ratio relative to 1 weight ratio of graphite, the hiding power of the coating film composed of the heating layer on the substrate is lowered, and the connection density of the conductive filler including graphite is lowered, resulting in an uneven state. If the carbon black content exceeds 2% by weight, the oil absorption of the dispersion is large, so the viscosity increases during the dispersion process and the fluidity is weakened, making it difficult to apply the carbon black to the substrate.
본 발명에 있어서, 용매로는 열가소성 수지와의 용해도와 상용성 및 작업성에 따라 그 종류를 선택하여 사용할 수 있다. 예컨대 디베이직 에스테르(Dibasic ester), 디에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트(Diethylene glycol mono butyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 디아세테이트(Ethylene glycol diacetate), 디에틸렌 글리콜 모노 에테르 아세테이트(Diethylene glycol mono ethyl ether acetate), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트(Propylene glycol mono methyl ether acetate) 및 에틸렌 글리콜 모노 부틸 에테르 아세테이트(Ethylene glycol mono butyl ether acetate)로 이루어진 군에서 1종 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.In the present invention, the type of solvent may be selected and used according to solubility, compatibility and workability with the thermoplastic resin. For example, Dibasic ester, Diethylene glycol mono butyl ether acetate, Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Cyclohexanone, propylene glycol mono methyl ether acetate, and ethylene glycol mono butyl ether acetate are used alone or in combination of two or more. can be used
용매의 경우 60 내지 70중량부 범위로 포함될 수 있다. 용매가 60중량부 미만으로 혼합되면 열가소성 수지와의 용해도 조절이 어렵고, 이로 인해 작업성이 좋지 못한 단점이 있다. 용매가 70중량부를 초과하면 그 이하의 양으로 첨가된 경우와 비교하여 성능 향상 측면에서 무의미하므로, 70중량부를 초과하지 않는 것이 바람직하다.The solvent may be included in the range of 60 to 70 parts by weight. When the solvent is mixed in an amount of less than 60 parts by weight, it is difficult to adjust the solubility with the thermoplastic resin, resulting in poor workability. If the solvent exceeds 70 parts by weight, it is meaningless in terms of performance improvement compared to the case where the solvent is added in an amount less than 70 parts by weight, so it is preferable not to exceed 70 parts by weight.
한편, 상기 유리전이온도(Tg)가 서로 다른 2종 이상의 열가소성 수지와, 도전성 필러와, 용매를 포함하여 하이브리드 정온도 계수 특성을 갖는 페이스트 조성물을 제조하기 위해서는 우선, 용매에 유리전이온도가 다른 다수 개의 열가소성 수지를 순차적으로 혼합하여 일정 속도로 정해진 온도와 시간 동안 교반하여 완전히 용해시킨다. 이후 흑연, 카본블랙과 첨가제 등을 배합량에 맞게 투입하여 교반하고, 삼본밀에 6㎛ 이하의 분산도가 될 때까지 분산하여 페이스트 조성물을 제조한다.Meanwhile, in order to prepare a paste composition having hybrid positive temperature coefficient characteristics including two or more types of thermoplastic resins having different glass transition temperatures (Tg), a conductive filler, and a solvent, first, a plurality of solvents having different glass transition temperatures The two thermoplastic resins are sequentially mixed and stirred at a constant speed for a predetermined temperature and time to completely dissolve them. Thereafter, graphite, carbon black, additives, etc. are added according to the mixing amount, stirred, and dispersed in a three-boned mill until the degree of dispersion is 6 μm or less to prepare a paste composition.
이렇게 제조되는 페이스트 조성물은 1세대, 2세대의 카본 페이스트의 단점을 개선하여 사용 온도까지 도달하는 시간과 과전류가 흘러서 센서가 제어하지 못하여 특정 온도 이상 과열이 되면 카본 저항체 내부에서 상 변화가 생겨 자체적으로 저항값이 상승되어 과열을 방지할 수 있게 된다. 그리고 2세대 페이스트 조성물의 단점을 보완하여 50℃까지 온도가 빨리 도달하고 그 이후 100℃ 이내에서 저항변화율을 제어하여 일회용이 아닌 반복 재사용이 가능할 뿐만 아니라, 온도 조절기에 의존하지 않더라도 화재로 인한 안전사고를 방지할 수 있다.The paste composition prepared in this way improves the disadvantages of the 1st and 2nd generation carbon pastes, and when the sensor fails to control the time to reach the operating temperature and the overcurrent flows, and overheats above a certain temperature, a phase change occurs inside the carbon resistor, which automatically As the resistance value increases, overheating can be prevented. In addition, by supplementing the disadvantages of the second generation paste composition, the temperature reaches 50 ° C quickly and the resistance change rate is controlled within 100 ° C thereafter, so that not only disposable but repeated reuse is possible, and safety accidents caused by fire even without relying on a temperature controller can prevent
이하, 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 단, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail. However, the following examples are merely illustrative to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereby.
<실시예 1><Example 1>
유리전이온도가 15℃인 아크릴 수지(elvacite 2044) 10중량%, 유리전이온도가 45℃인 아크릴 수지(elvacite 2028) 10중량%, 유리전이온도가 55℃인 아크릴 수지(elvacite 2045) 10중량%, 유리전이온도가 65℃인 아크릴 수지(elvacite 2043) 10중량%, 유리전이온도가 75℃인 아크릴 수지(elvacite 2552) 10중량%, 유리전이온도가 80℃인 아크릴 수지(elvacite 2013) 10중량%, 유리전이온도가 105℃인 아크릴 수지(elvacite 2041) 40중량%를 혼합한 아크릴 수지를 준비하였다.10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2044) having a glass transition temperature of 15 ° C, 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2028) having a glass transition temperature of 45 ° C, 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2045) having a glass transition temperature of 55 ° C , 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2043) having a glass transition temperature of 65 ° C, 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2552) having a glass transition temperature of 75 ° C, 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2013) having a glass transition temperature of 80 ° C %, an acrylic resin was prepared by mixing 40% by weight of an acrylic resin (elvacite 2041) having a glass transition temperature of 105 ° C.
이렇게 유리전이온도가 각각 다른 아크릴 수지를 혼합한 35g을 Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Dibasic ester 혼합용매 65g에 완전히 용해될 때까지 2 내지 3시간 동안 일정 온도를 유지하며 교반하였다.35 g of acrylic resins having different glass transition temperatures were stirred while maintaining a constant temperature for 2 to 3 hours until completely dissolved in 65 g of a mixed solvent of ethylene glycol diacetate, diethylene glycol mono ethyl ether acetate, and dibasic ester.
여기에 카본블랙(입자 크기 24nm) 6g, 인상흑연(입자 크기 8㎛) 6g, 인조흑연(입자 크기 3㎛) 6g, 분산제(bykjet9132) 5g을 순차적으로 투입하며 고르게 섞일 때까지 교반하였다. 그후 소포제(byk-1758) 0.5g, 레벨링제(byk-340) 0.2g, 접착증진제(ajinomotofine-techno co,inc의 AL-M) 1g, 침강방지제(Wacker-chemie GmbH의 HDK-15) 1g, 나머지 희석제를 혼합한 후 1시간 동안 충분히 교반하였다. 이러한 혼합액을 삼본밀에 투입한 후 고르게 분산되도록 3회 반복 밀링작업을 하였으며, 마지막으로 도포 조건에 따라 희석제인 Dibasic ester 또는 propylene glycol mono methyl acetate로 점도 조절하였다.6 g of carbon black (particle size 24 nm), 6 g of impression graphite (particle size 8 μm), 6 g of artificial graphite (particle size 3 μm), and 5 g of dispersant (bykjet9132) were sequentially added thereto and stirred until evenly mixed. Then, 0.5 g of antifoaming agent (byk-1758), 0.2 g of leveling agent (byk-340), 1 g of adhesion promoter (AL-M from ajinomotofine-techno co, inc), 1 g of anti-settling agent (HDK-15 from Wacker-chemie GmbH), After mixing the rest of the diluent, the mixture was thoroughly stirred for 1 hour. After putting this mixed solution into a sambon mill, milling was repeated three times to ensure uniform dispersion, and finally, the viscosity was adjusted with dibasic ester or propylene glycol mono methyl acetate as a diluent depending on the coating conditions.
<실시예 2><Example 2>
유리전이온도가 45℃인 아크릴 수지(elvacite 2028) 10중량%, 유리전이온도가 55℃인 아크릴 수지(elvacite 2045) 10중량%, 유리전이온도가 65℃인 아크릴 수지(elvacite 2043) 10중량%, 유리전이온도가 75℃인 아크릴 수지(elvacite 2552) 10중량%, 유리전이온도가 80℃인 아크릴 수지(elvacite 2013) 10중량%, 유리전이온도가 105℃인 아크릴 수지(elvacite 2041) 50중량%를 혼합한 아크릴 수지를 준비하였다.10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2028) having a glass transition temperature of 45 ° C, 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2045) having a glass transition temperature of 55 ° C, 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2043) having a glass transition temperature of 65 ° C , 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2552) having a glass transition temperature of 75 ° C, 10% by weight of an acrylic resin (elvacite 2013) having a glass transition temperature of 80 ° C, 50% by weight of an acrylic resin (elvacite 2041) having a glass transition temperature of 105 ° C An acrylic resin mixed with % was prepared.
이렇게 유리전이온도가 각각 다른 아크릴 수지를 혼합한 35g을 Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Dibasic ester 혼합용매 65g에 완전히 용해될 때까지 2 내지 3시간 동안 일정 온도를 유지하며 교반하였다.35 g of acrylic resins having different glass transition temperatures were stirred while maintaining a constant temperature for 2 to 3 hours until completely dissolved in 65 g of a mixed solvent of ethylene glycol diacetate, diethylene glycol mono ethyl ether acetate, and dibasic ester.
여기에 카본블랙(입자 크기 24nm) 6g, 인상흑연(입자 크기 8㎛) 6g, 인조흑연(입자 크기 3㎛) 6g, 분산제(bykjet9132) 5g을 순차적으로 투입하며 고르게 섞일 때까지 교반하였다. 그후 소포제(byk-1758) 0.5g, 레벨링제(byk-340) 0.2g, 접착증진제(ajinomotofine-techno co,inc의 AL-M) 1g, 침강방지제(Wacker-chemie GmbH의 HDK-15) 1g, 나머지 희석제를 혼합한 후 1시간 동안 충분히 교반하였다. 이러한 혼합액을 삼본밀에 투입한 후 고르게 분산되도록 3회 반복 밀링작업을 하였으며, 마지막으로 도포 조건에 따라 희석제인 Dibasic ester 또는 propylene glycol mono methyl acetate로 점도 조절하였다.6 g of carbon black (particle size 24 nm), 6 g of impression graphite (particle size 8 μm), 6 g of artificial graphite (particle size 3 μm), and 5 g of dispersant (bykjet9132) were sequentially added thereto and stirred until evenly mixed. Then, 0.5 g of antifoaming agent (byk-1758), 0.2 g of leveling agent (byk-340), 1 g of adhesion promoter (AL-M from ajinomotofine-techno co, inc), 1 g of anti-settling agent (HDK-15 from Wacker-chemie GmbH), After mixing the rest of the diluent, the mixture was thoroughly stirred for 1 hour. After putting this mixed solution into a sambon mill, milling was repeated three times to ensure uniform dispersion, and finally, the viscosity was adjusted with dibasic ester or propylene glycol mono methyl acetate as a diluent depending on the coating conditions.
<실시예 3><Example 3>
유리전이온도가 105℃인 아크릴 수지(elvacite 2041) 50중량%, 유리전이온도가 15℃인 아크릴 수지(elvacite 2044) 50중량%를 혼합한 아크릴 수지를 준비하였다.An acrylic resin was prepared by mixing 50% by weight of an acrylic resin (elvacite 2041) having a glass transition temperature of 105 ° C and 50% by weight of an acrylic resin (elvacite 2044) having a glass transition temperature of 15 ° C.
이렇게 유리전이온도가 각각 다른 아크릴 수지를 혼합한 35g을 Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Dibasic ester 혼합용매 65g에 완전히 용해될 때까지 2 내지 3시간 동안 일정 온도를 유지하며 교반하였다.35 g of acrylic resins having different glass transition temperatures were stirred while maintaining a constant temperature for 2 to 3 hours until completely dissolved in 65 g of a mixed solvent of ethylene glycol diacetate, diethylene glycol mono ethyl ether acetate, and dibasic ester.
여기에 카본블랙(입자 크기 24nm) 6g, 인상흑연(입자 크기 8㎛) 6g, 인조흑연(입자 크기 3㎛) 6g, 분산제(bykjet9132) 5g을 순차적으로 투입하며 고르게 섞일 때까지 교반하였다. 그후 소포제(byk-1758) 0.5g, 레벨링제(byk-340) 0.2g, 접착증진제(ajinomotofine-techno co,inc의 AL-M) 1g, 침강방지제(Wacker-chemie GmbH의 HDK-15) 1g, 나머지 희석제를 혼합한 후 1시간 동안 충분히 교반하였다. 이러한 혼합액을 삼본밀에 투입한 후 고르게 분산되도록 3회 반복 밀링작업을 하였으며, 마지막으로 도포 조건에 따라 희석제인 Dibasic ester 또는 propylene glycol mono methyl acetate로 점도 조절하였다.6 g of carbon black (particle size 24 nm), 6 g of impression graphite (particle size 8 μm), 6 g of artificial graphite (particle size 3 μm), and 5 g of dispersant (bykjet9132) were sequentially added thereto and stirred until evenly mixed. Then, 0.5 g of antifoaming agent (byk-1758), 0.2 g of leveling agent (byk-340), 1 g of adhesion promoter (AL-M from ajinomotofine-techno co, inc), 1 g of anti-settling agent (HDK-15 from Wacker-chemie GmbH), After mixing the rest of the diluent, the mixture was thoroughly stirred for 1 hour. After putting this mixed solution into a sambon mill, milling was repeated three times to ensure uniform dispersion, and finally, the viscosity was adjusted with dibasic ester or propylene glycol mono methyl acetate as a diluent depending on the coating conditions.
<실시예 4><Example 4>
유리전이온도가 15℃인 폴리에스테르 수지(ES-350) 10중량%, 유리전이온도가 47℃인 폴리에스테르 수지(ES-410) 10중량%, 유리전이온도가 50℃인 폴리에스테르 수지(ES-450) 10중량%, 유리전이온도가 65℃인 폴리에스테르 수지(ES-100) 10중량%, 유리전이온도가 71℃인 폴리에스테르 수지(ES-660) 60중량%를 혼합한 폴리에스테르 수지를 준비하였다.10% by weight of a polyester resin (ES-350) having a glass transition temperature of 15°C, 10% by weight of a polyester resin (ES-410) having a glass transition temperature of 47°C, and a polyester resin (ES-410) having a glass transition temperature of 50°C -450) 10% by weight, a polyester resin having a glass transition temperature of 65℃ (ES-100) 10% by weight, a polyester resin having a glass transition temperature of 71℃ (ES-660) 60% by weight mixed with a polyester resin prepared.
이렇게 유리전이온도가 각각 다른 폴리에스테르 수지를 혼합한 35g을 Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Dibasic ester 혼합용매 65g에 완전히 용해될 때까지 2 내지 3시간 동안 일정 온도를 유지하며 교반하였다.35 g of polyester resins having different glass transition temperatures were stirred while maintaining a constant temperature for 2 to 3 hours until completely dissolved in 65 g of a mixed solvent of ethylene glycol diacetate, diethylene glycol mono ethyl ether acetate, and dibasic ester.
여기에 카본블랙(입자 크기 24nm) 6g, 인상흑연(입자 크기 8㎛) 6g, 인조흑연(입자 크기 3㎛) 6g, 분산제(bykjet9132) 5g을 순차적으로 투입하며 고르게 섞일 때까지 교반하였다. 그후 소포제(byk-1758) 0.5g, 레벨링제(byk-340) 0.2g, 접착증진제(ajinomotofine-techno co,inc의 AL-M) 1g, 침강방지제(Wacker-chemie GmbH의 HDK-15) 1g, 나머지 희석제를 혼합한 후 1시간 동안 충분히 교반하였다. 이러한 혼합액을 삼본밀에 투입한 후 고르게 분산되도록 3회 반복 밀링작업을 하였으며, 마지막으로 도포 조건에 따라 희석제인 Dibasic ester 또는 propylene glycol mono methyl acetate로 점도 조절하였다.6 g of carbon black (particle size 24 nm), 6 g of impression graphite (particle size 8 μm), 6 g of artificial graphite (particle size 3 μm), and 5 g of dispersant (bykjet9132) were sequentially added thereto and stirred until evenly mixed. Then, 0.5 g of antifoaming agent (byk-1758), 0.2 g of leveling agent (byk-340), 1 g of adhesion promoter (AL-M from ajinomotofine-techno co, inc), 1 g of anti-settling agent (HDK-15 from Wacker-chemie GmbH), After mixing the rest of the diluent, the mixture was thoroughly stirred for 1 hour. After putting this mixed solution into a sambon mill, milling was repeated three times to ensure uniform dispersion, and finally, the viscosity was adjusted with dibasic ester or propylene glycol mono methyl acetate as a diluent depending on the coating conditions.
<실시예 5><Example 5>
유리전이온도가 47℃인 폴리에스테르 수지(ES-410) 15중량%, 유리전이온도가 50℃인 폴리에스테르 수지(ES-450) 15중량%, 유리전이온도가 65℃인 폴리에스테르 수지(ES-100) 15중량%, 유리전이온도가 71℃인 폴리에스테르 수지(ES-660) 55중량%를 혼합한 폴리에스테르 수지를 준비하였다.15% by weight of a polyester resin (ES-410) having a glass transition temperature of 47°C, 15% by weight of a polyester resin (ES-450) having a glass transition temperature of 50°C, and a polyester resin (ES-450) having a glass transition temperature of 65°C -100) A polyester resin was prepared by mixing 15% by weight and 55% by weight of a polyester resin (ES-660) having a glass transition temperature of 71 ° C.
이렇게 유리전이온도가 각각 다른 폴리에스테르 수지를 혼합한 35g을 Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Dibasic ester 혼합용매 65g에 완전히 용해될 때까지 2 내지 3시간 동안 일정 온도를 유지하며 교반하였다.35 g of polyester resins having different glass transition temperatures were stirred while maintaining a constant temperature for 2 to 3 hours until completely dissolved in 65 g of a mixed solvent of ethylene glycol diacetate, diethylene glycol mono ethyl ether acetate, and dibasic ester.
여기에 카본블랙(입자 크기 24nm) 6g, 인상흑연(입자 크기 8㎛) 6g, 인조흑연(입자 크기 3㎛) 6g, 분산제(bykjet9132) 5g을 순차적으로 투입하며 고르게 섞일 때까지 교반하였다. 그후 소포제(byk-1758) 0.5g, 레벨링제(byk-340) 0.2g, 접착증진제(ajinomotofine-techno co,inc의 AL-M) 1g, 침강방지제(Wacker-chemie GmbH의 HDK-15) 1g, 나머지 희석제를 혼합한 후 1시간 동안 충분히 교반하였다. 이러한 혼합액을 삼본밀에 투입한 후 고르게 분산되도록 3회 반복 밀링작업을 하였으며, 마지막으로 도포 조건에 따라 희석제인 Dibasic ester 또는 propylene glycol mono methyl acetate로 점도 조절하였다.6 g of carbon black (particle size 24 nm), 6 g of impression graphite (particle size 8 μm), 6 g of artificial graphite (particle size 3 μm), and 5 g of dispersant (bykjet9132) were sequentially added thereto and stirred until evenly mixed. Then, 0.5 g of antifoaming agent (byk-1758), 0.2 g of leveling agent (byk-340), 1 g of adhesion promoter (AL-M from ajinomotofine-techno co, inc), 1 g of anti-settling agent (HDK-15 from Wacker-chemie GmbH), After mixing the rest of the diluent, the mixture was thoroughly stirred for 1 hour. After putting this mixed solution into a sambon mill, milling was repeated three times to ensure uniform dispersion, and finally, the viscosity was adjusted with dibasic ester or propylene glycol mono methyl acetate as a diluent depending on the coating conditions.
<실시예 6><Example 6>
유리전이온도가 71℃인 폴리에스테르 수지(ES-660) 50중량%, 유리전이온도가 15℃인 폴리에스테르 수지(ES-350) 50중량%를 혼합한 폴리에스테르 수지를 준비하였다.A polyester resin was prepared by mixing 50% by weight of a polyester resin (ES-660) having a glass transition temperature of 71 ° C and 50% by weight of a polyester resin (ES-350) having a glass transition temperature of 15 ° C.
이렇게 유리전이온도가 각각 다른 폴리에스테르 수지를 혼합한 35g을 Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Dibasic ester 혼합용매 65g에 완전히 용해될 때까지 2 내지 3시간 동안 일정 온도를 유지하며 교반하였다.35 g of polyester resins having different glass transition temperatures were stirred while maintaining a constant temperature for 2 to 3 hours until completely dissolved in 65 g of a mixed solvent of ethylene glycol diacetate, diethylene glycol mono ethyl ether acetate, and dibasic ester.
여기에 카본블랙(입자 크기 24nm) 6g, 인상흑연(입자 크기 8㎛) 6g, 인조흑연(입자 크기 3㎛) 6g, 분산제(bykjet9132) 5g을 순차적으로 투입하며 고르게 섞일 때까지 교반하였다. 그후 소포제(byk-1758) 0.5g, 레벨링제(byk-340) 0.2g, 접착증진제(ajinomotofine-techno co,inc의 AL-M) 1g, 침강방지제(Wacker-chemie GmbH의 HDK-15) 1g, 나머지 희석제를 혼합한 후 1시간 동안 충분히 교반하였다. 이러한 혼합액을 삼본밀에 투입한 후 고르게 분산되도록 3회 반복 밀링작업을 하였으며, 마지막으로 도포 조건에 따라 희석제인 Dibasic ester 또는 propylene glycol mono methyl acetate로 점도 조절하였다.6 g of carbon black (particle size 24 nm), 6 g of impression graphite (particle size 8 μm), 6 g of artificial graphite (particle size 3 μm), and 5 g of dispersant (bykjet9132) were sequentially added thereto and stirred until evenly mixed. Then, 0.5 g of antifoaming agent (byk-1758), 0.2 g of leveling agent (byk-340), 1 g of adhesion promoter (AL-M from ajinomotofine-techno co, inc), 1 g of anti-settling agent (HDK-15 from Wacker-chemie GmbH), After mixing the rest of the diluent, the mixture was thoroughly stirred for 1 hour. After putting this mixed solution into a sambon mill, milling was repeated three times to ensure uniform dispersion, and finally, the viscosity was adjusted with dibasic ester or propylene glycol mono methyl acetate as a diluent depending on the coating conditions.
<비교예 1><Comparative Example 1>
유리전이온도가 71℃인 폴리에스테르 수지(ES-660) 35g을 Ethylene glycol diacetate, Diethylene glycol mono ethyl ether acetate, Dibasic ester 혼합용매 65g에 완전히 용해될 때까지 2 내지 3시간 일정 온도를 유지하며 교반하였다. 여기에 카본블랙(입자 크기 24nm) 6g, 인상흑연(입자 크기 8㎛) 6g, 인조흑연(입자 크기 3㎛) 6g, 분산제(bykjet9132) 5g을 순차적으로 투입하며 고르게 섞일 때까지 교반하였다. 그리고나서 소포제(byk-1758) 0.5g, 레벨링제(byk-340) 0.2g, 접착증진제(ajinomotofine-techno co,inc의 AL-M) 1g, 침강방지제(Wacker-chemie GmbH의 HDK-15) 1g, 나머지 희석제를 혼합한 후 1시간 동안 충분히 교반하였다. 이러한 혼합액을 삼본밀에 투입한 후 고르게 분산되도록 3회 반복 밀링작업을 하였으며, 마지막으로 도포 조건에 따라 희석제인 Dibasic ester 또는 propylene glycol mono methyl acetate로 점도 조절하였다.35 g of a polyester resin (ES-660) with a glass transition temperature of 71 ° C was stirred while maintaining a constant temperature for 2 to 3 hours until completely dissolved in 65 g of a mixed solvent of ethylene glycol diacetate, diethylene glycol mono ethyl ether acetate, and dibasic ester. . 6 g of carbon black (particle size 24 nm), 6 g of impression graphite (particle size 8 μm), 6 g of artificial graphite (particle size 3 μm), and 5 g of dispersant (bykjet9132) were sequentially added thereto and stirred until evenly mixed. Then, 0.5 g of defoamer (byk-1758), 0.2 g of leveling agent (byk-340), 1 g of adhesion promoter (AL-M from ajinomotofine-techno co, inc), 1 g of anti-settling agent (HDK-15 from Wacker-chemie GmbH) , After mixing the rest of the diluent, the mixture was sufficiently stirred for 1 hour. After putting this mixed solution into a sambon mill, milling was repeated three times to ensure uniform dispersion, and finally, the viscosity was adjusted with dibasic ester or propylene glycol mono methyl acetate as a diluent depending on the coating conditions.
<시험예 1><Test Example 1>
본 시험예에서는 실시예 1 내지 6과, 비교예 1에 따라 제조된 페이스트 조성물의 물성을 분석해 보았다. 관련하여, 실시예 1 내지 6에서는 도전성 필러인 카본블랙, 인상흑연 및 인조흑연, 첨가제인 소포제, 분산제, 접착증진제, 침강방지제를 투입하고, 열가소성 수지의 유리전이온도 값을 다르게 구분하였다. 서로 다른 유리전이온도 값을 갖는 열가소성 수지의 양을 다르게 투입하여 열가소성 수지의 최종 유리전이온도 값을 변화시켜 3세대 바닥난방인 하이브리드 정온도 계수 특성 테스트를 진행하였다.In this test example, the physical properties of the paste composition prepared according to Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were analyzed. In this regard, in Examples 1 to 6, conductive fillers such as carbon black, impression graphite and artificial graphite, additives such as an antifoaming agent, a dispersing agent, an adhesion promoter, and an antisettling agent were added, and the glass transition temperature values of the thermoplastic resins were differentiated. The final glass transition temperature value of the thermoplastic resin was changed by introducing different amounts of thermoplastic resins having different glass transition temperature values, and the hybrid positive temperature coefficient characteristic test of the 3rd generation floor heating was conducted.
면적저항 측정방법은 코로나 처리된 100 × 100mm PET 필름에 페이스트 조성물 5g을 30㎛ 두께의 applicator를 사용하여 도포한 후 3분간 건조한 다음, 3분간 상온에서 방치한 후 저항측정기를 사용하여 전극간 거리 1cm 저항값을 측정하였다.The area resistance measurement method is to apply 5 g of the paste composition to a corona-treated 100 × 100 mm PET film using a 30 μm thick applicator, dry it for 3 minutes, leave it at room temperature for 3 minutes, and measure the distance between electrodes by 1 cm using a resistance meter. Resistance values were measured.
점도 측정방법은 500ml 비이커에 페이스트 조성물을 담은 후 액온도를 25℃로 조절한 다음 Brookfield LV DVE 점도계를 사용하여 스핀들(spindle) No4, 회전속도 12rpm에서 1분간 방치 후 표시값을 데이터값으로 취하였다.The viscosity measurement method was to put the paste composition in a 500ml beaker, adjust the liquid temperature to 25 ° C, and then use a Brookfield LV DVE viscometer to stand for 1 minute at spindle No. 4 and rotational speed of 12 rpm, and then take the displayed value as the data value .
부착력 테스트는 코로나 처리된 100 × 100mm PET 필름에 페이스트 조성물 5g을 30㎛ 두께의 applicator를 사용하여 도포한 후 3분간 건조한 다음, 3분간 상온에서 방치한 후 칼로 가로 세로 10 × 10개의 바둑판 모양의 흠집을 내어 스카치테이프로 붙인 후 떼어 내었을 때, 50% 이상 탈락되면 나쁨, 5 내지 20% 탈락되었을 때 보통, 5% 미만으로 탈락되었을 때 우수로 평가하였다.In the adhesion test, 5 g of the paste composition was applied to a corona-treated 100 × 100 mm PET film using a 30 μm thick applicator, dried for 3 minutes, left at room temperature for 3 minutes, and then 10 × 10 checkerboard-shaped scratches were made with a knife. When peeled off after attaching with Scotch tape, it was evaluated as bad when more than 50% fell off, normal when 5 to 20% fell off, and excellent when less than 5% fell off.
상기 실시예 1 내지 6과, 비교예 1에 따라 제조된 페이스트 조성물의 면적저항 측정방법에 따른 면적저항, 점도 측정방법에 따른 점도, 부착력 테스트에 따른 부착성 결과를 하기 표 1에 나타내었다.Area resistance according to the area resistance measurement method, viscosity according to the viscosity measurement method, and adhesion results according to the adhesion test of the paste composition prepared according to Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 are shown in Table 1 below.
1Example
One
2Example
2
3Example
3
4Example
4
5Example
5
6Example
6
1comparative example
One
(Ω)area resistance
(Ω)
(poise)viscosity
(poise)
표 1을 참조하면, PET 필름에 부착력이 우수하고 통상적으로 사용하는 아크릴 수지와 폴리에스테르 수지를 사용하여 비교해 본 결과, 아크릴 수지 및 폴리에스테르 수지 모두 사용 가능하며, 특히 물리적인 특성은 실시예 4가 가장 우수한 것으로 평가되었다.Referring to Table 1, as a result of comparison using acrylic resin and polyester resin, which have excellent adhesion to PET film and are commonly used, both acrylic resin and polyester resin can be used, and in particular, the physical properties of Example 4 are rated as the best.
또한 실시예 1 내지 6과, 비교예 1을 PET 필름에 도포하여 온도(℃)와 저항(Ω/cm)의 관계를 하기 표 2에 나타내었다. 단, 각각의 값은 온도 상승 시 저항변화 값(Ω)을 의미한다.In addition, Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were applied to PET films, and the relationship between temperature (° C.) and resistance (Ω/cm) is shown in Table 2 below. However, each value means the resistance change value (Ω) when the temperature rises.
(℃)temperature
(℃)
1Example
One
2Example
2
3Example
3
4Example
4
5Example
5
6Example
6
1comparative example
One
실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3은 Lucite사의 elvacite grade 중 서로 다른 유리전이온도 값을 일정 비율별로 배분하여 테스트한 것으로, 실시예 1은 유리전이온도 값이 15℃인 elvacite 2044를 10중량% 사용하여 거동을 관찰하였는데, 테스트 결과 50℃ 근방까지는 저항값이 천천히 올라가고 30% 정도의 변화 값을 나타내었으며, 50℃ 이상 80℃ 근방까지 초기 저항값의 두배가 변화되어 정온도 계수 특성이 나타났다.Example 1, Example 2 and Example 3 were tested by distributing different glass transition temperature values by a certain ratio among Lucite's elvacite grades. The behavior was observed using %. As a result of the test, the resistance value slowly increased up to around 50℃ and showed a change value of about 30%, and the initial resistance value changed twice from 50℃ to around 80℃, showing positive temperature coefficient characteristics. .
특히 전원을 인가해서 50℃까지 상승하는 동안 정온 필름과 같은 거동을 나타내며, 그 이상의 온도에서는 정온도 계수 특성을 나타내는 것이 중요하다. 실시예 2에서는 유리전이온도 값이 낮은 elvacite 2044를 제외하고 배합하여 거동을 관찰하였다. 표 2에서와 같이 50℃까지는 저항값의 변화가 없으며, 100℃까지 상승하면서 정온도 계수 특성이 나타났다. 하지만 실시예 2는 개발 목적에 근접하긴 했지만 PET 필름과의 부착력이 다소 좋지 않은 것으로 평가되었다(표 1참조).In particular, it is important to exhibit the same behavior as a constant-temperature film while raising up to 50° C. after power is applied, and to exhibit positive temperature coefficient characteristics at a temperature higher than that. In Example 2, the behavior was observed by mixing except for elvacite 2044, which has a low glass transition temperature. As shown in Table 2, there was no change in resistance value up to 50 ° C, and positive temperature coefficient characteristics appeared while increasing up to 100 ° C. However, although Example 2 was close to the purpose of development, it was evaluated that the adhesion with the PET film was rather poor (see Table 1).
실시예 3은 유리전이온도 값이 15℃인 elvacite 2044와 유리전이온도 값이 105℃인 elvacite 2041을 50중량%씩 혼합하여 테스트하였다. 실시예 1과 마찬가지로 유사한 거동을 보였으나, 목적에는 다소 부합하지 않았다.Example 3 was tested by mixing 50% by weight of elvacite 2044 having a glass transition temperature of 15°C and elvacite 2041 having a glass transition temperature of 105°C. It showed similar behavior as in Example 1, but was somewhat out of purpose.
실시예 4, 실시예 5 및 실시예 6은 BaseKorea 사의 폴리에스테르 수지의 서로 다른 유리전이온도 값을 갖는 ES-350, ES-410, ES-450, ES-100, ES-660을 이용하여 테스트하였다. 실시예 4는 유리전이온도 값이 15℃인 ES-350을 10중량%를 사용하여 거동을 관찰한 것으로, 테스트 결과 50℃까지 상승하는 동안 저항값의 변화가 크지 않으며, 그 이상 온도에서 100℃까지 정온도 계수 특성을 나타내었다. 그리고 PET 필름과의 부착력도 양호해서 본 발명에서 요구하는 특성을 모두 나타내었다.Examples 4, 5, and 6 were tested using ES-350, ES-410, ES-450, ES-100, and ES-660 having different glass transition temperature values of polyester resins from BaseKorea. . In Example 4, the behavior was observed using 10% by weight of ES-350 having a glass transition temperature of 15 ° C. As a result of the test, the change in resistance value was not large while rising to 50 ° C. exhibited positive temperature coefficient characteristics. In addition, the adhesive strength with the PET film was also good, showing all the properties required in the present invention.
실시예 5의 경우 PET 필름과의 부착력이 약하며, 실시예 6의 경우 유리전이온도 값이 15℃인 ES-350과 유리전이온도 값이 71℃인 ES-660을 50중량%씩 혼합하여 테스트하였다. 초기 저항값에서 50℃ 온도 구간에서도 변화가 생기며 50℃ 이상에서부터 100℃까지의 구간에 큰 폭으로 저항변화가 관찰되었다. 정온도 계수 효과가 크게 나타나지만 반복적으로 사용 시 초기 설계 저항값으로 돌아오지 않고 열이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 하이브리드 정온도 계수 특성을 갖는 페이스트 조성물을 개발하게 된 이유가 여기에 있다.In the case of Example 5, the adhesion with the PET film is weak. In the case of Example 6, 50% by weight of ES-350 having a glass transition temperature of 15 ° C and ES-660 having a glass transition temperature of 71 ° C were tested. . In the initial resistance value, a change occurred in the temperature range of 50 ℃, and a large resistance change was observed in the range from 50 ℃ or more to 100 ℃. Although the positive temperature coefficient effect was large, it was confirmed that no heat was generated without returning to the initial design resistance value when used repeatedly. This is the reason why a paste composition having hybrid positive temperature coefficient characteristics was developed.
상기 결과로 서로 다른 유리전이온도 값의 폴리에스테르 수지를 사용하여 일정 비율 알맞게 배합해서 사용하면 바닥난방용 면상발열체의 가장 이상적인 거동을 나타낼 수 있음을 확인하였다.As a result, it was confirmed that the most ideal behavior of the floor heating element for floor heating can be exhibited when polyester resins having different glass transition temperatures are properly mixed and used in a certain ratio.
반면, 비교예 1은 BaseKorea에서 생산되고 있는 폴리에스테르 수지 grade 중 유리전이온도 값이 가장 높은 ES-660을 사용한 일반적인 페이스트 조성물로 정온도 계수 특성은 가지고 있지 않음이 확인되었다.On the other hand, Comparative Example 1 is a general paste composition using ES-660, which has the highest glass transition temperature among the polyester resin grades produced by BaseKorea, and it was confirmed that it does not have positive temperature coefficient characteristics.
<시험예 2><Test Example 2>
본 시험예에서는 본 발명의 페이스트 조성물이 적용된 히팅 필름의 온도변화에 따른 소비전력과, 이를 통해 저항변화를 분석해 보았다. 관련하여, 0℃에서부터 95℃ 까지의 온도변화에 따라 필요로 하는 소비전력을 하기 표 1에 나타내었다. 단, 소비전력이 낮을수록 저항값이 큼을 의미한다.In this test example, the power consumption according to the temperature change of the heating film to which the paste composition of the present invention is applied and the resistance change were analyzed. In relation to this, the power consumption required according to the temperature change from 0 ° C to 95 ° C is shown in Table 1 below. However, the lower the power consumption, the higher the resistance value.
도 1은 표 1을 그래프화한 것으로, 즉 도 1은 본 발명에 따른 페이스트 조성물이 적용된 히팅 필름의 온도변화에 따른 소비전력 변화를 그래프로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 저온 구간 특히 30℃에서 작은 변화로 온도를 빠르게 상승시키며, 국부 과열이 발생하여 95℃까지 온도가 상승할 경우 1m2 기준 소비전력이 242W에서 134W 만큼 감쇄하여 정온도 계수 특성의 소비전력 변화율이 44%에 도달함이 확인된다. 이는 상대적으로 높은 저항값을 갖는 고온 구간에서 큰 변화가 발생한 것이다. 이러한 도 1에 따르면 전력을 인가하면 A점으로부터 저온 구간(0℃ 이상 내지 50℃ 미만) 및 고온 구간(50℃ 이상 내지 95℃ 이하)을 거쳐 소비전력이 지속적으로 감소하여 B점에 도달하고, 인가되었던 전력을 해제하면 B점으로부터 A점까지 같은 거동을 따라 회복이 이루어진다.Figure 1 is a graph of Table 1, that is, Figure 1 is a graph showing the change in power consumption according to the temperature change of the heating film to which the paste composition according to the present invention is applied. Referring to FIG. 1, the temperature is rapidly raised with a small change in the low-temperature section, especially at 30 ° C, and when local overheating occurs and the temperature rises to 95 ° C, the power consumption per 1 m 2 is reduced by 242 W to 134 W, resulting in positive temperature coefficient characteristics. It is confirmed that the power consumption change rate of reaches 44%. This is because a large change occurred in a high-temperature section with a relatively high resistance value. According to FIG. 1, when power is applied, power consumption continuously decreases from point A through a low-temperature section (0 ° C or more to less than 50 ° C) and a high-temperature section (50 ° C or more to 95 ° C or less) to reach point B, When the applied power is released, recovery is performed along the same behavior from point B to point A.
반면, 도 2는 종래 페이스트 조성물이 적용된 히팅 필름의 온도변화에 따른 소비전력 변화를 그래프로 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 종래 히팅 필름의 경우 50℃ 이내에서 정온도 계수 특성의 변화율이 90% 정도인데, 이는 저온 구간에서 소비전력의 변화가 발생하면 온도를 올리는데 시간이 소요되며 정온도 계수 특성은 과열 방지를 위한 목적이지만 고온 구간에서 더 이상 소비전력 변화가 없다. 이는 고온 구간에서 저항값의 변화가 없음을 의미한다.On the other hand, FIG. 2 is a graph showing a change in power consumption according to a change in temperature of a heating film to which a conventional paste composition is applied. Referring to FIG. 2, in the case of a conventional heating film, the change rate of the positive temperature coefficient characteristic is about 90% within 50 ° C. The purpose is to prevent overheating, but there is no change in power consumption in the high temperature section. This means that there is no change in the resistance value in the high temperature section.
종래 페이스트 조성물이라 함은 열을 발산하지 못하게 하는 왁스인 서모스탯 폴리에틸렌 왁스가 포함된 것으로, 왁스는 전력 인가 시 열이 발산되는 현상을 막아버린다. 이런 특징을 갖는 종래 페이스트 조성물이 사용된 히팅 필름에 있어서, 전력 인가에 의해 온도가 상승함에 따라 A점으로부터 ①을 따라 소비전력이 다소 감소하다가(저온 구간), 특히 온도가 50℃ 이상에서부터 95℃까지 소비전력의 변화가 거의 없고 일정 수준 유지되는데(고온 구간), 이 고온 구간은 저항값의 변화가 없음을 의미한다. 이어서 인가되었던 전력이 해제되면 ②를 따라 A점까지 소비전력이 회복하지 못하고 A점보다 다소 낮은 위치의 C점으로 이동되기 때문에 약간 불안정해진 상태가 된다.A conventional paste composition includes thermostat polyethylene wax, which is a wax that prevents heat from being dissipated, and the wax prevents heat from being dissipated when power is applied. In the heating film using the conventional paste composition having such characteristics, as the temperature rises by applying power, the power consumption decreases slightly from point A along ① (low temperature section), especially when the temperature is from 50 ° C or higher to 95 ° C There is little change in power consumption and is maintained at a certain level (high temperature section), which means that there is no change in resistance value in this high temperature section. Then, when the applied power is released, the power consumption does not recover to point A along ② and moves to point C, which is slightly lower than point A, resulting in a slightly unstable state.
이후 다시 전력이 인가되면 온도 상승에 따라 소비전력이 C점으로부터 ③을 따라 다소 감소하다가(저온 구간), 온도가 50℃ 이상에서부터 95℃까지 소비전력의 변화가 거의 없고 일정 수준 유지만 되다가(고온 구간), 인가되었던 전력이 해제되면 ④를 따라 C점까지 소비전력이 회복되지 못하고 C점보다 다소 낮은 위치의 E점으로 이동되어 소비전력 편차가 발생한다.Afterwards, when power is applied again, the power consumption decreases somewhat along ③ from point C as the temperature rises (low temperature section), and there is little change in power consumption from the temperature of 50℃ or higher to 95℃, but it is maintained at a certain level (high temperature section). section), when the applied power is released, the power consumption does not recover to point C along ④ and moves to point E, which is slightly lower than point C, resulting in power consumption deviation.
다시, 히팅 필름에 전력이 인가되면 온도 상승에 따라 소비전력이 ⑤를 따라 다소 감소하다가(저온 구간), 온도가 50℃ 이상에서부터 95℃까지 소비전력의 변화가 거의 없게 된다.Again, when power is applied to the heating film, the power consumption decreases somewhat along ⑤ as the temperature rises (low temperature section), and there is little change in power consumption from 50 ° C or higher to 95 ° C.
전력 인가에 의한 온도가 상승함에 따라 초기 결정 구조가 저온 구간에서 무결정 구조로 변환되고, 이후 고온 구간에서 아무런 상 변화가 일어나지 않다가, 인가되었던 전력을 다시 해제하면 왁스에 의해 굳어진 상태여서 고화되었기 때문에 결정 구조로 되돌아가지 못한다. 이 때문에 반복 가동 시 초기 세팅했던 정격이 변할 수 밖에 없어서, 결국 복원이 불가능해진다.As the temperature rises due to power application, the initial crystalline structure is converted to an amorphous structure in the low-temperature section, and no phase change occurs in the high-temperature section thereafter. It cannot go back to its crystalline structure. Because of this, the initially set rating inevitably changes during repeated operation, making restoration impossible.
히스테리시스 곡선을 형성하게 되면 복원성에 유의미하다 볼 수 있는데, 도 2의 그래프를 살펴보면, 완전한 히스테리시스 곡선을 형성하지 못하고 히스테리시스 곡선의 시작점(A, C, E)과 끝점(B, D, F)이 서로 만나지 못해 상태가 훼손된 것으로 보아 고장의 원인이 됨을 확인할 수 있다.Forming a hysteresis curve can be seen as meaningful in restorability. Looking at the graph of FIG. 2, a complete hysteresis curve cannot be formed, and the starting points (A, C, E) and end points (B, D, F) of the hysteresis curve are mutually exclusive. It can be confirmed that it is the cause of the failure because the condition is damaged because it does not meet.
정리하면, 본 발명은 유리전이온도(Tg)가 서로 다른 2종 이상의 열가소성 수지와, 도전성 필러와, 용매를 포함하여 구성됨으로써, 전력 인가에 의한 온도 상승에 따라 저온 구간과 고온 구간에서 저항값이 연속적으로 변화되고, 특히 인가된 전력의 해제 시, 저항값이 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복되는 특징이 있다.In summary, the present invention is composed of two or more types of thermoplastic resins having different glass transition temperatures (Tg), a conductive filler, and a solvent, so that the resistance value is increased in the low-temperature section and the high-temperature section according to the temperature rise due to the application of power. It is continuously changed, and in particular, when the applied power is released, the resistance value is restored to an initial state before power is applied.
이러한 특징에 따르면, 결정 구조로 이루어져 있던 페이스트 조성물이 전력 인가에 의한 온도가 상승함에 따라 저온 구간 및 고온 구간을 거쳐 저항값이 연속적으로 변화되면서 부피 팽창이 이루어져 결정들이 무정형의 비결정 구조로 상 변화되고, 인가되었던 전력의 제거 시 비결정 구조로부터 다시 결정 구조로 상 변화가 이루어져 초기 저항값을 회복할 수 있으므로, 1세대, 2세대 카본 페이스트의 단점을 개선하여 일회용이 아닌 반복 재사용이 가능한 데에 의미가 있다.According to this feature, as the temperature of the paste composition having a crystal structure rises due to the application of power, the resistance value continuously changes through the low temperature section and the high temperature section, and the volume expansion occurs, so that the crystals are phase changed into an amorphous amorphous structure. , When the applied power is removed, the phase changes from the amorphous structure back to the crystalline structure so that the initial resistance value can be recovered, so it is meaningful that it can be reused repeatedly rather than disposable by improving the disadvantages of the 1st and 2nd generation carbon pastes. there is.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are intended to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (5)
도전성 필러; 및
용매;를 포함하여,
전력 인가에 의한 온도 상승에 따라 저온 구간과 고온 구간에서 저항값이 연속적으로 변화되고,
상기 인가된 전력의 해제 시, 상기 저항값이 상기 전력 인가되기 전의 초기 상태로 회복되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물.two or more thermoplastic resins having different glass transition temperatures (Tg);
conductive filler; and
Including; solvent;
The resistance value is continuously changed in the low-temperature section and the high-temperature section according to the temperature rise due to the application of power,
When the applied power is released, the resistance value is restored to an initial state before the power is applied.
상기 열가소성 수지는,
아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아세틸 셀룰로오스 수지 및 니트로 셀룰로오스 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물According to claim 1,
The thermoplastic resin,
A paste composition for surface heating elements using hybrid positive temperature coefficient characteristics, characterized in that it is at least one selected from the group consisting of acrylic resins, urethane resins, epoxy resins, polyester resins, acetyl cellulose resins and nitro cellulose resins
상기 열가소성 수지는,
유리전이온도 범위가 12 내지 18℃인 제1열가소성 수지;
유리전이온도 범위가 42 내지 48℃인 제2열가소성 수지;
유리전이온도 범위가 50 내지 58℃인 제3열가소성 수지;
유리전이온도 범위가 62 내지 68℃인 제4열가소성 수지;
유리전이온도 범위가 70 내지 75℃인 제5열가소성 수지;
유리전이온도 범위가 77 내지 83℃인 제6열가소성 수지; 및
유리전이온도 범위가 100 내지 110℃인 제7열가소성 수지;로 이루어진 군에서 선택되는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물.According to claim 1,
The thermoplastic resin,
A first thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 12 to 18 ° C;
A second thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 42 to 48 ° C;
A third thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 50 to 58 ° C;
A fourth thermoplastic resin having a glass transition temperature of 62 to 68 ° C;
A fifth thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 70 to 75 °C;
A sixth thermoplastic resin having a glass transition temperature of 77 to 83 ° C; and
A seventh thermoplastic resin having a glass transition temperature range of 100 to 110 ° C.; A paste composition for a surface heating element using hybrid positive temperature coefficient characteristics, characterized in that at least two selected from the group consisting of.
도전성 필러는, 흑연(graphite)과 카본블랙(carbon black)을 혼합하여 형성되되,
상기 흑연은, 천연흑연(natural graphite), 인조흑연(synthetic graphite), 인상흑연(crystalline graphite) 및 토상흑연(amorphous graphite)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 하이브리드 정온도 계수 특성을 이용한 면상발열체용 페이스트 조성물.According to claim 1,
The conductive filler is formed by mixing graphite and carbon black,
The graphite has hybrid positive temperature coefficient characteristics, characterized in that at least one selected from the group consisting of natural graphite, synthetic graphite, crystalline graphite and amorphous graphite. Paste composition for surface heating element used.
상기 기판의 적어도 일면 상에 코팅되어 형성되는 발열층;을 포함하고,
상기 발열층은, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 페이스트 조성물인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 면상발열체.Board; and
A heating layer formed by being coated on at least one surface of the substrate; includes,
The heating layer is a surface heating element characterized in that the paste composition according to any one of claims 1 to 4.
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