KR20230135239A - Flexible film heater - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플랙서블 필름형 히터에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 저전압 및 저전력으로 신속한 온열감을 제공할 수 있고 복잡하게 굴곡되거나 경사진 다양한 표면에 적용되는 경우에도 균일하고 충분한 발열 기능을 수행할 수 있으며, 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없고, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능한 동시에 다양한 구동전압으로 설계가 용이하고 제조비용이 절감될 수 있는, 플랙서블 필름형 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible film type heater. Specifically, the present invention can provide a rapid sense of warmth at low voltage and low power, can perform a uniform and sufficient heating function even when applied to various complexly curved or inclined surfaces, and can radiate far-infrared rays, which are beneficial to the human body. This relates to a flexible film-type heater that is free from noise, dust, and glare caused by visible light, and can be manufactured in an ultra-light and ultra-thin form, while being easy to design with a variety of driving voltages and reducing manufacturing costs.
Description
본 발명은 플랙서블 필름형 히터에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 저전압 및 저전력으로 신속한 온열감을 제공할 수 있고 복잡하게 굴곡되거나 경사진 다양한 표면에 적용되는 경우에도 균일하고 충분한 발열 기능을 수행할 수 있으며, 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없고, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능한 동시에 다양한 구동전압으로 설계가 용이하고 제조비용이 절감될 수 있는, 플랙서블 필름형 히터에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible film type heater. Specifically, the present invention can provide a rapid sense of warmth at low voltage and low power, can perform a uniform and sufficient heating function even when applied to various complexly curved or inclined surfaces, and can radiate far-infrared rays, which are beneficial to the human body. This relates to a flexible film-type heater that is free from noise, dust, and glare caused by visible light, and can be manufactured in an ultra-light and ultra-thin form, while being easy to design with a variety of driving voltages and reducing manufacturing costs.
필름형 히터는 플랙서블(flexible)한 베이스 필름에 전극, 발열체 등이 인쇄된 컴팩트한 형태의 히터로 소형화 및 경량화가 요구되는 건축용 내장재, 건축용 인테리어 제품뿐만 아니라 프린터, 복사기, 난방기, 오븐, 조리기 같은 전기전자 제품이나 자동차, 선박, 항공기 같은 이동수단 내장재 등의 다양한 용도에 적용될 수 있다.Film-type heaters are compact heaters with electrodes and heating elements printed on a flexible base film. They are used not only for building materials and interior products that require miniaturization and weight reduction, but also for printers, copiers, heaters, ovens, and cookers. It can be applied to a variety of purposes, including electrical and electronic products or interior materials for transportation vehicles such as automobiles, ships, and aircraft.
특히, 건축용 내장재나 건축용 인테리어 제품에 적용되는 필름형 히터는 실내의 넓은 영역에 대한 복사열에 의한 온열감을 제공하기 위한 히터로서 건축물 실내의 다양한 굴곡된 영역에 구비되는데 이러한 복잡한 구비 영역으로 인해 넓은 발열면적의 확보나 저전압 및 저전력으로 신속하고 균일한 온열감을 제공하기 위한 설계가 어렵고, 또한 복잡한 설계에 의해 제조비용이 증가하는 문제가 있다.In particular, film-type heaters applied to architectural interior materials or architectural interior products are heaters that provide a sense of warmth by radiant heat to a wide area of the room, and are installed in various curved areas of the building interior. Due to these complex installation areas, they have a large heating area. It is difficult to secure or design to provide a quick and uniform thermal sensation at low voltage and low power, and there is also a problem of increased manufacturing costs due to complex design.
도 1은 종래 필름형 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1 schematically shows the cross-sectional structure of a conventional film-type heater.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 필름형 히터는 베이스 필름(10)의 일면에 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극(20)을 인쇄하고, 양 말단 각각이 상기 한 쌍의 전극(20) 각각에 연결되도록 하나 이상의 발열체(30)를 인쇄한 후, 상기 전극(20) 및 상기 발열체(30)를 외부로부터 보호하는 커버(40) 등을 추가로 적용함으로써 제조할 수 있다.As shown in FIG. 1, a conventional film-type heater prints a pair of electrodes 20 with different polarities on one side of the base film 10, and both ends are respectively connected to the pair of electrodes 20. It can be manufactured by printing one or more heating elements 30 to be connected to and then additionally applying a cover 40 to protect the electrodes 20 and the heating elements 30 from the outside.
특히, 종래 필름형 히터는 베이스 필름(10)의 일면에서 전극(20)과 발열체(30)가 순차적으로 인쇄됨으로써 일체로 결합되어 있기 때문에 상기 히터가 적용되는 굴곡, 단차, 경사 등에 따라 상기 전극(20)과 발열체(30)의 형상이 함께 변형되고, 결과적으로 한 쌍의 전극(20)은 위치별로 이격된 거리가 상이하게 변경됨으로써 상기 발열체(30)의 발열이 국소적으로 상이하게 변경되어 제작 당시 설계와 달리 발열의 균일도가 크게 저하될 수 있다.In particular, since the conventional film-type heater is integrated by sequentially printing the electrode 20 and the heating element 30 on one side of the base film 10, the electrode ( 20) and the shape of the heating element 30 are modified together, and as a result, the distance between the pair of electrodes 20 is changed differently for each location, so that the heat generation of the heating element 30 is changed locally. Unlike the design at the time, the uniformity of heat generation may be greatly reduced.
따라서, 저전압 및 저전력으로 신속한 온열감을 제공할 수 있고 복잡하게 굴곡되거나 경사진 다양한 표면에 적용되는 경우에도 균일하고 충분한 발열 기능을 수행할 수 있는 필름형 히터가 절실히 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is an urgent need for a film-type heater that can provide a rapid sense of warmth at low voltage and low power and can perform a uniform and sufficient heating function even when applied to various complexly curved or inclined surfaces.
본 발명은 저전압 및 저전력으로 신속한 온열감을 제공할 수 있고 복잡하게 굴곡되거나 경사진 다양한 표면에 적용되는 경우에도 균일하고 충분한 발열 기능을 수행할 수 있는 플랙서블 필름형 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a flexible film-type heater that can provide a rapid sense of warmth at low voltage and low power and can perform a uniform and sufficient heating function even when applied to various complexly curved or inclined surfaces.
또한, 본 발명은 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없고, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능한 동시에 다양한 구동전압으로 설계가 용이하고 제조비용이 절감될 수 있는 플랙서블 필름형 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is a flexible device that can radiate far-infrared rays, which is beneficial to the human body, is free from noise, dust, and glare caused by visible light, and can be manufactured in an ultra-light and ultra-thin form, while being easy to design with various driving voltages and reducing manufacturing costs. The purpose is to provide a film-type heater.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,In order to solve the above problems, the present invention,
베이스 필름, 상기 베이스 필름의 일면에 구비되는 전극, 상기 전극과 접촉하는 하나 이상의 발열체, 및 상기 발열체를 지지하는 커버를 포함하고, 상기 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 일면에 구비되는 전극을 포함하는 하부층과 상기 발열체 및 상기 발열체를 지지하는 커버를 포함하는 상부층이 서로 분리 가능가능한, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.A lower layer including a base film, an electrode provided on one side of the base film, one or more heating elements in contact with the electrode, and a cover supporting the heating element, and including the base film and an electrode provided on one side of the base film. and an upper layer including the heating element and a cover supporting the heating element, which are separable from each other.
여기서, 상기 전극은 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극을 포함하고, 상기 발열체는 양 말단 각각이 상기 한 쌍의 전극 각각에 접촉하는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.Here, the electrode includes a pair of electrodes having different polarities, and both ends of the heating element are in contact with each of the pair of electrodes.
또한, 상기 발열체는 복수 개의 발열체를 포함하고, 상기 복수 개의 발열체는 병렬 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.In addition, a flexible film-type heater is provided, wherein the heating element includes a plurality of heating elements, and the plurality of heating elements are connected in a parallel structure.
한편, 상기 발열체는 복수 개의 발열체를 포함하고, 상기 복수 개의 발열체는 직렬 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.Meanwhile, a flexible film-type heater is provided, wherein the heating element includes a plurality of heating elements, and the plurality of heating elements are connected in series.
그리고, 상기 베이스 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terepthalate; PET), 폴리이미드(polyimide; PI), 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), 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 플라스틱 소재로 이루어진 플라스틱 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.Additionally, the base film may be made of polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polyacrylonitrile (PAN), polyurethane (PU), silicone, or polycarbonate (polycarbonate). PC), tefron, liquid crystal polymer (LCP), poly ether ether ketone (PEEK), polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR), poly polyetherimide (PEI), polyethyelenen napthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, cellulose triacetate (CTA), and cellulose acetate pro A flexible film-type heater is provided, characterized in that it includes a plastic film made of at least one plastic material selected from the group consisting of cellulose acetate propinonate (CAP).
또한, 상기 전극은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.In addition, the electrode is characterized in that it is made of one or more metal materials selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), stainless steel (SUS), nickel (Ni), and alloys thereof. , provides a flexible film type heater.
나아가, 상기 발열체는 혼합 바인더와 전도성 입자를 포함하는 발열체 조성물로부터 형성되고, 상기 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트 및 활성탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.Furthermore, the heating element is formed from a heating element composition containing a mixed binder and conductive particles, and the conductive particles include one or more carbon particles selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, and activated carbon. , provides a flexible film type heater.
한편, 상기 커버는 플라스틱, 가죽 및 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터를 제공한다.Meanwhile, the cover provides a flexible film-type heater, wherein the cover is made of one or more materials selected from the group consisting of plastic, leather, and fiber.
본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터는 전극과 발열체가 분리 가능하게 접촉하는 구조를 통해 저전압 및 저전력으로 신속한 온열감을 제공할 수 있고 복잡하게 굴곡되거나 경사진 다양한 표면에 적용되는 경우에도 균일하고 충분한 발열 기능을 수행할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.The flexible film-type heater according to the present invention can provide a rapid sense of warmth at low voltage and low power through a structure in which the electrode and the heating element are in separable contact, and generates uniform and sufficient heat even when applied to various complexly curved or inclined surfaces. It shows excellent effectiveness in performing its function.
또한, 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터는 탄소계 발열체 및 특정 플라스틱 필름을 통해 원적외선 복사가 가능하여 인체에 유익하고 소음, 먼지 및 가시광에 의한 눈부심이 없고, 초경량 및 초박형으로 제조가 가능한 동시에 다양한 구동전압으로 설계가 용이하고 제조비용이 절감될 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.In addition, the flexible film-type heater according to the present invention is beneficial to the human body as it can radiate far-infrared rays through a carbon-based heating element and a specific plastic film, and is free from noise, dust, and glare from visible light, and can be manufactured in an ultra-light and ultra-thin form, while also being versatile. It is easy to design due to the driving voltage and has excellent effects in reducing manufacturing costs.
도 1은 종래 필름형 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 플랙서블 필름형 히터가 굴곡된 모습을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터의 하나의 실시예에 관한 평면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터의 다른 실시예에 관한 평면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1 schematically shows the cross-sectional structure of a conventional film-type heater.
Figure 2 schematically shows the cross-sectional structure of a flexible film-type heater according to the present invention.
FIG. 3 schematically shows a bent state of the flexible film-type heater shown in FIG. 2.
Figure 4 schematically shows the planar structure of one embodiment of the flexible film-type heater according to the present invention.
Figure 5 schematically shows the planar structure of another embodiment of the flexible film-type heater according to the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure will be thorough and complete, and so that the spirit of the invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도 2는 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.Figure 2 schematically shows the cross-sectional structure of a flexible film-type heater according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터는 베이스 필름(100), 상기 베이스 필름(200)의 일면에 구비되는 전극(200), 상기 전극(200)과 접촉하는 하나 이상의 발열체(300), 상기 발열체(300)를 지지하는 커버(400) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the flexible film-type heater according to the present invention includes a base film 100, an electrode 200 provided on one surface of the base film 200, and one or more contacts with the electrode 200. It may include a heating element 300, a cover 400 supporting the heating element 300, etc.
구체적으로, 상기 플랙서블 필름형 히터는 베이스 필름(100) 및 상기 베이스 필름(100)의 일면에 구비되고 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극(210,220)을 포함하는 하부층과 발열체(300) 및 상기 발열체(300)를 지지하는 커버(400)를 포함하는 상부층으로 이루어질 수 있다.Specifically, the flexible film-type heater includes a base film 100, a lower layer including a pair of electrodes 210 and 220 provided on one side of the base film 100 and having different polarities, a heating element 300, and the It may be composed of an upper layer including a cover 400 supporting the heating element 300.
즉, 상기 하부층은 상기 플랙서블 필름형 히터가 적용될 표면에 밀착되어 설치될 수 있도록 상기 표면의 굴곡, 단차, 경사 등의 형상을 미리 고려하여 제조할 수 있고, 제조시 상기 표면의 굴곡, 단차, 경사 등의 복잡합 형상에도 불구하고 상기 한 쌍의 전극(210,220) 사이의 거리가 전체적으로 일정하도록 할 수 있다.That is, the lower layer can be manufactured by considering the shape of the surface, such as curves, steps, and inclinations, in advance so that it can be installed in close contact with the surface to which the flexible film-type heater will be applied. Despite complex shapes such as inclinations, the distance between the pair of electrodes 210 and 220 can be kept constant overall.
또한, 상기 상부층은 상기 커버(400)의 일면에 하나 이상의 발열체(300)를 인쇄 등으로 형성함으로써 상기 하부층과 별도로 제조할 수 있다. 상기 커버(400)의 일면에 하나 이상의 발열체(300)를 형성할 때 각각의 발열체 양 말단 각각이 상기 하부층의 한 쌍의 전극(210,220) 각각에 접촉할 수 있도록 할 수 있다.Additionally, the upper layer can be manufactured separately from the lower layer by forming one or more heating elements 300 on one surface of the cover 400 by printing, etc. When forming one or more heating elements 300 on one surface of the cover 400, both ends of each heating element can be brought into contact with each of the pair of electrodes 210 and 220 of the lower layer.
여기서, 상기 플랙서블 필름형 히터를 복잡한 형상의 표면에 적용시 상기 상부층 및 상기 상부층에 구비된 발열체(300)의 형상이 변형되더라도 상기 발열체(300)의 발열은 결국 상기 발열체(300)의 양 말단이 각각 접촉하는 한 쌍의 전극(210,220) 사이의 이격된 거리에 의해 결정되고, 상기 하부층 및 상기 하부층에 구비된 한 쌍의 전극(210,220)은 이미 히터가 적용될 표면의 복잡한 형상을 고려하여 이격된 거리가 일정하도록 제조되었으므로, 상기 발열체(300)는 전체적으로 균일한 발열을 구현할 수 있게 된다.Here, when the flexible film-type heater is applied to a surface of a complex shape, even if the shape of the upper layer and the heating element 300 provided in the upper layer are changed, the heat generated by the heating element 300 is ultimately generated at both ends of the heating element 300. This is determined by the distance between the pair of electrodes 210 and 220 in contact with each other, and the lower layer and the pair of electrodes 210 and 220 provided on the lower layer are already spaced apart in consideration of the complex shape of the surface to which the heater will be applied. Since the distance is manufactured to be constant, the heating element 300 can generate uniform heat throughout.
한편, 도 3은 도 2에 도시된 플랙서블 필름형 히터가 굴곡된 모습을 개략적으로 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 3 schematically shows a bent state of the flexible film-type heater shown in FIG. 2.
본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터는 예를 들어 횡단면이 반원형이고 종단면이 굴곡된 형상인 건축용 자재 또는 인테리어 제품에 적용시 도 3에 도시된 바와 같은 횡단면(두께 방향의 단면)을 갖도록 굴곡되게 된다. 또한, 종단면이 굴곡된 형상인 건축용 자재 또는 인테리어 제품의 경우 전체적으로 도넛(doughnut) 형상과 유사할 수 있어 이에 적용되는 플랙서블 필름형 히터는 도 3에 도시된 바와 같이 횡단면(두께 방향의 단면)이 굴곡되는 동시에 히터의 길이 방향으로도 굴곡된다.For example, when the flexible film-type heater according to the present invention is applied to a building material or interior product having a semicircular cross section and a curved longitudinal cross section, it is bent to have a cross section (cross section in the thickness direction) as shown in FIG. 3. . In addition, in the case of building materials or interior products with a curved longitudinal cross-section, the overall shape may resemble a donut, so the flexible film-type heater applied thereto has a cross-section (cross-section in the thickness direction) as shown in Figure 3. At the same time as it is bent, it is also bent in the longitudinal direction of the heater.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 종래 필름형 히터는 전극(20)과 발열체(300)가 일체로 결합되어 있기 때문에 완제품으로 제조 후 두께 방향 및 길이 방향 모두가 굴곡되는 건축용 자재 또는 인테리어 제품의 표면에 적용하기 위해 상기 표면에 감을 때 두께 방향의 단면은 도 3에 도시된 바와 같이 굴곡 가능하나 길이 방향의 굴곡시 전극이 국소적으로 꺾이거나 중첩되는 등 형상이 변형되고, 결과적으로 두께 방향의 단면 마다 한 쌍의 전극 사이의 이격된 거리가 변경될 수 있다.Therefore, since the conventional film-type heater as shown in FIG. 1 has the electrode 20 and the heating element 300 integrally combined, the surface of the building material or interior product is curved in both the thickness and longitudinal directions after being manufactured as a finished product. When wound on the surface for application to the surface, the cross section in the thickness direction can be bent as shown in Figure 3, but when bent in the longitudinal direction, the shape is deformed, such as the electrodes being locally bent or overlapped, and as a result, the cross section in the thickness direction is bent. The distance between each pair of electrodes may be changed.
앞서 기술한 바와 같이, 발열체의 발열은 이의 양 말단이 각각 연결된 한 쌍의 전극 사이의 이격된 거리에 따라 결정되기 때문에 종래 필름형 히터가 두께 방향 및 길이 방향으로 모두 굴곡되는 표면을 갖는 건축용 자재 또는 인테리어 제품 등에 적용되는 경우 발열체가 국소적으로 상이한 발열을 구현하게 되고, 이로써 운전자의 손에 화상을 입힐 수 있다.As described above, the heat generation of the heating element is determined by the distance between a pair of electrodes, the two ends of which are respectively connected, so the conventional film-type heater is a building material or a building material having a surface curved in both the thickness and length directions. When applied to interior products, etc., the heating element produces locally different heat, which may cause burns to the driver's hands.
다만, 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터는 하층부와 상층부가 별도로 제작되고 하층부, 특히 한 쌍의 전극(210,220)은 히터가 적용되는 표면의 복잡한 형상을 고려하여 전체적으로 이격된 거리가 동일하게 제조될 수 있기 때문에, 전체적으로 균일한 발열을 구현할 수 있다.However, in the flexible film-type heater according to the present invention, the lower layer and the upper layer are manufactured separately, and the lower layer, especially the pair of electrodes 210 and 220, are manufactured with the same overall distance in consideration of the complex shape of the surface to which the heater is applied. Therefore, uniform heat generation can be realized throughout.
나아가, 상기 베이스 필름(100)은 상기 전극(200)에 포함되는 한 쌍의 전극(210,220) 사이의 쇼트를 방지하기 위한 절연 필름으로서 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terepthalate; PET), 폴리이미드(polyimide; PI), 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 소재로 이루어진 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.Furthermore, the base film 100 is an insulating film to prevent short circuit between a pair of electrodes 210 and 220 included in the electrode 200, and is made of polyethylene terephthalate (PET) or polyimide (PI). ), poly acrylonitrile (PAN), polyurethane (PU), silicone, polycarbonate (PC), tefron, liquid crystal polymer (LCP), polyether ether ketone (poly ether ether ketone; PEEK), polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethyelenen napthalate (PEN), polyphenylene sulfide Plastic made of one or more plastic materials selected from the group consisting of polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, cellulose triacetate (CTA), and cellulose acetate propinonate (CAP). May include film.
이러한 플라스틱 필름은 일반적으로 원적외선 방사율이 흑체 대비 0.80 이상, 예를 들어 0.88 내외의 값을 보이기 때문에 인체에 유익한 원적외선을 복사광으로 피사체에 조사하여 온열감을 제공할 수 있고, 또한 가시광을 조사하지 않기 때문에 가시광에 의한 눈부심을 방시할 수 있다.These plastic films generally have a far-infrared emissivity greater than 0.80 compared to a black body, for example, around 0.88, so they can provide a sense of warmth by irradiating far-infrared rays, which are beneficial to the human body, to the subject as radiant light. Additionally, because they do not irradiate visible light, Glare caused by visible light can be avoided.
상기 플라스틱 필름을 포함하는 상기 베이스 필름(100)은 두께가 25 ㎛ 초과 75 ㎛ 미만일 수 있고, 바람직하게는 45 내지 55 ㎛일 수 있다. 상기 베이스 필름(100)의 두께가 25 ㎛ 이하인 경우 취급이 어려운 반면, 75 ㎛ 이상인 경우 불필요하게 제조비용이 증가하는 동시에 열용량이 증가하여 발열량 손실이 증가하는 문제가 있다.The base film 100 including the plastic film may have a thickness of more than 25 ㎛ and less than 75 ㎛, and preferably 45 to 55 ㎛. If the thickness of the base film 100 is less than 25 ㎛, it is difficult to handle, while if it is more than 75 ㎛, the manufacturing cost increases unnecessarily and the heat capacity increases, resulting in increased heat generation loss.
상기 전극(200)은 서로 다른 극성을 갖고 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 이들의 합금 등의 금속 소재로 이루어진 한 쌍의 전극(210,220)을 포함하고, 예를 들어, 상기 한 쌍의 전극 중 하나의 전극(210)이 양극(+)을 보유하는 경우 다른 하나의 전극(220)은 음극(-)을 보유할 수 있으며, 상기 한 쌍의 전극(210,220) 각각에는 상기 발열체(300) 각각의 양 말단이 연결됨으로써 상기 발열체(300)에 전원이 공급된다.The electrode 200 is a pair of electrodes having different polarities and made of metal materials such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), stainless steel (SUS), nickel (Ni), and alloys thereof. Includes (210,220), and for example, when one electrode 210 of the pair of electrodes holds a positive electrode (+), the other electrode 220 may hold a negative electrode (-), Power is supplied to the heating element 300 by connecting both ends of the heating element 300 to each of the pair of electrodes 210 and 220.
상기 전극(200)은 상기 베이스 필름(100)의 일면에 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 필름(100)의 일면에 금속 페이스트를 인쇄 후 100 내지 180℃에서 건조 및 경화함으로써 형성할 수 있다.The electrode 200 is formed by laminating a metal foil on one side of the base film 100 and then patterning it using an etching method using photolithography, or using screen printing, gravure printing, roll-to-roll gravure printing, comma coating, roll-to-roll comma coating, or print printing. It can be formed by printing a metal paste on one side of the base film 100 using a printing technique such as flexo, imprinting, or offset printing, followed by drying and curing at 100 to 180°C.
상기 발열체(300)는 혼합 바인더와 전도성 입자를 포함하는 발열체 조성물을 인쇄한 후 건조시켜 형성할 수 있고, 상기 혼합 바인더는 300℃ 가량의 온도에서도 내열성을 가질 수 있도록, 페놀계 수지, 아세탈계 수지, 이소시아네이트계 수지, 에폭시계 수지 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2종 이상을 포함할 수 있고, 상기 전도성 입자는 탄소 입자를 포함하고, 추가로 금속 분말을 포함할 수 있다.The heating element 300 can be formed by printing and then drying a heating element composition containing a mixed binder and conductive particles, and the mixed binder is made of phenol-based resin and acetal-based resin so that it can have heat resistance even at a temperature of about 300°C. , isocyanate-based resin, epoxy-based resin, etc., and the conductive particles may include carbon particles and may further include metal powder.
상기 탄소 입자로는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트, 활성탄소 등, 바람직하게는 탄소나노튜브와 그라파이트를 포함할 수 있고, 상기 탄소 입자로서 탄소나노튜브는 종횡비가 크기 때문에 소량으로 충분한 열전달 네트워크 형성을 가능하게 할 뿐만 아니라 발열체 조성물의 유리전이온도 및 내열도를 증대시키는 효과가 있고, 그라파이트는 탄소나노튜브만으로 도달할 수 없는 저저항을 달성할 수 있도록 한다.The carbon particles may include carbon black, carbon nanotubes, graphite, activated carbon, etc., preferably carbon nanotubes and graphite. Since carbon nanotubes as the carbon particles have a large aspect ratio, a small amount of carbon nanotubes can form a sufficient heat transfer network. It not only makes it possible, but also has the effect of increasing the glass transition temperature and heat resistance of the heating element composition, and graphite makes it possible to achieve low resistance that cannot be achieved with carbon nanotubes alone.
상기 커버(400)는 적용되는 제품의 재질을 고려하여 플라스틱, 가죽, 섬유 등의 플랙서블한 소재로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 원적외선 원단으로 이루어질 수 있다.The cover 400 may be made of a flexible material such as plastic, leather, or fiber, considering the material of the product to which it is applied, and may preferably be made of a far-infrared fabric.
도 4는 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터의 하나의 실시예에 관한 평면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.Figure 4 schematically shows the planar structure of one embodiment of the flexible film-type heater according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터는 복수 개의 발열체(300)를 포함할 수 있고, 각각의 발열체(300)는 양 말단이 각각 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극(210,220) 각각에 연결됨으로써 복수 개의 발열체(300)가 서로 병렬 연결되는 구조로 설계될 수 있다.As shown in FIG. 4, the flexible film-type heater according to the present invention may include a plurality of heating elements 300, and each heating element 300 includes a pair of electrodes at both ends of which have different polarities. (210,220) By being connected to each other, a plurality of heating elements 300 can be designed in a structure in which they are connected in parallel.
복수 개의 발열체(300)가 병렬 구조로 연결되는 경우 일부 발열체(300)가 파손 또는 손상되는 경우에도 다른 발열체(300)가 발열 기능을 수행할 수 있는 장점이 있으나 균일한 발열을 위해 발열체(300) 각각의 길이가 동일해야 하므로 히터가 적용되는 전체 면적의 형상에 따라 발열체(300)가 구비되지 않아 발열하지 않는 데드존(dead zone)이 발생할 수 있는 단점이 있다.When a plurality of heating elements 300 are connected in parallel, there is an advantage that the other heating elements 300 can perform the heating function even if some of the heating elements 300 are broken or damaged, but for uniform heating, the heating elements 300 are used. Since each length must be the same, there is a disadvantage that a dead zone in which no heat is generated may occur because the heating element 300 is not provided depending on the shape of the entire area to which the heater is applied.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터의 다른 실시예에 관한 평면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.Meanwhile, Figure 5 schematically shows the planar structure of another embodiment of the flexible film-type heater according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플랙서블 필름형 히터는 복수 개의 발열체(300)를 포함할 수 있고, 각각의 발열체(300)는 일 말단에서 전극(200)을 통해 서로 연결됨으로써 복수 개의 발열체(300)가 전체적으로 직렬 연결되는 구조로 설계될 수 있다.As shown in FIG. 5, the flexible film-type heater according to the present invention may include a plurality of heating elements 300, and each heating element 300 is connected to each other through an electrode 200 at one end, thereby forming a plurality of heating elements 300. The heating elements 300 may be designed in a structure in which the entire heating elements 300 are connected in series.
복수 개의 발열체(300)가 직렬 구조로 연결되는 경우 일부 발열체(300)가 파손 또는 손상되는 경우 전체 발열체(300)가 발열 기능을 수행할 수 없는 단점은 있으나 각각의 발열체(300)의 길이 조절이 가능하여 히터가 적용되는 전체 면적의 복잡한 형상에 맞추어 데드존(dead zone)을 최소화할 수 있는 설계가 용이한 장점이 있다.When a plurality of heating elements 300 are connected in series, there is a disadvantage in that the entire heating element 300 cannot perform the heating function if some of the heating elements 300 are broken or damaged, but the length of each heating element 300 can be adjusted. This has the advantage of being easy to design to minimize dead zones according to the complex shape of the entire area to which the heater is applied.
상기에서는 본 발명의 일 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.Although the present invention has been described above with reference to an embodiment, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. You can do it. Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, it should be considered to be included in the technical scope of the present invention.
100 : 베이스 필름
200 : 전극
300 : 발열체
400 : 커버100: base film
200: electrode
300: heating element
400: cover
Claims (8)
상기 베이스 필름 및 상기 베이스 필름의 일면에 구비되는 전극을 포함하는 하부층과 상기 발열체 및 상기 발열체를 지지하는 커버를 포함하는 상부층이 서로 분리 가능가능한, 플랙서블 필름형 히터.It includes a base film, an electrode provided on one side of the base film, one or more heating elements in contact with the electrode, and a cover supporting the heating element,
A flexible film-type heater in which a lower layer including the base film and an electrode provided on one side of the base film and an upper layer including the heating element and a cover supporting the heating element are separable from each other.
상기 전극은 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 전극을 포함하고,
상기 발열체는 양 말단 각각이 상기 한 쌍의 전극 각각에 접촉하는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터.According to paragraph 1,
The electrode includes a pair of electrodes having different polarities,
A flexible film-type heater, characterized in that both ends of the heating element are in contact with each of the pair of electrodes.
상기 발열체는 복수 개의 발열체를 포함하고,
상기 복수 개의 발열체는 병렬 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터.According to claim 1 or 2,
The heating element includes a plurality of heating elements,
A flexible film-type heater, characterized in that the plurality of heating elements are connected in a parallel structure.
상기 발열체는 복수 개의 발열체를 포함하고,
상기 복수 개의 발열체는 직렬 구조로 연결되는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터.According to claim 1 or 2,
The heating element includes a plurality of heating elements,
A flexible film-type heater, characterized in that the plurality of heating elements are connected in series.
상기 베이스 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terepthalate; PET), 폴리이미드(polyimide; PI), 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), 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 플라스틱 소재로 이루어진 플라스틱 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터.According to claim 1 or 2,
The base film is polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polyacrylonitrile (PAN), polyurethane (PU), silicone, and polycarbonate (PC). , Tefron, liquid crystal polymer (LCP), poly ether ether ketone (PEEK), polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (polyetherimide (PEI), polyethyelenen napthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, cellulose triacetate (CTA), and cellulose acetate propionate. A flexible film-type heater comprising a plastic film made of at least one plastic material selected from the group consisting of (cellulose acetate propinonate; CAP).
상기 전극은 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni) 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터.According to claim 1 or 2,
The electrode is characterized in that it is made of one or more metal materials selected from the group consisting of silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), stainless steel (SUS), nickel (Ni), and alloys thereof. Subble film type heater.
상기 발열체는 혼합 바인더와 전도성 입자를 포함하는 발열체 조성물로부터 형성되고,
상기 전도성 입자는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트 및 활성탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터.According to claim 1 or 2,
The heating element is formed from a heating element composition containing a mixed binder and conductive particles,
A flexible film-type heater, wherein the conductive particles include one or more carbon particles selected from the group consisting of carbon black, carbon nanotubes, graphite, and activated carbon.
상기 커버는 플라스틱, 가죽 및 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 플랙서블 필름형 히터.According to claim 1 or 2,
A flexible film-type heater, wherein the cover is made of one or more materials selected from the group consisting of plastic, leather, and fiber.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220032437A KR20230135239A (en) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | Flexible film heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230135239A (en) |
-
2022
- 2022-03-16 KR KR1020220032437A patent/KR20230135239A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |