KR20240005519A - 직조형 발열 구조체 - Google Patents
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Abstract
직조형 발열 구조체는, 씨줄부, 상기 씨줄부에 직조된 날줄부 및 상기 씨줄부 및 상기 날줄부 중 어느 하나의 양 측들 각각에 전원을 인가하는 한 쌍의 전극부를 포함하고, 상기 씨줄부 및 상기 날줄부 각각은, 메쉬 형태로 배열된 고분자 코어, 상기 코어를 둘러싸도록 구비된 탄소 발열체 및 상기 탄소 발열체를 덮도록 구비된 절연 셀을 포함하고, 상기 탄소 발열체는, 전도성 카본블랙, 폴리-디메틸-실록산(poly-dimethyl-siloxane)을 기본 구조로 하는 액상 실리콘 바인더, 첨가제 및 용매를 포함하는 탄소 페이스트 조성물로 형성된다.
Description
본 발명의 실시예들은 직조형 발열 구조체 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 실시예들은 우수한 유연성을 가지면서 동시에 면상 형태의 발열체를 갖는 직조형 발열 구조체에 관한 것이다.
기능성 고분자의 한 분야로서 전기 전도성 고분자의 중요성이 점차 커지고 있다. 고분자 재료가 전기 전도성을 가짐에 따라 고분자 물질의 유용한 물리·화학적 성질의 물성 및 기능성이 우수한 장점을 얻을 수 있다. 이로써, 전기 전도성 고분자는 대전 방지용, 자기 발열용, 또는 전자기파 흡수 등으로 다양한 용도로 사용되면서 연구되고 있다.
한편, 상기 전도성 복합 재료는 고분자 수지 내에 분산된 전도성 충진재를 포함한다.
일반적으로 많은 고분자 물질들은 절연성이 좋은 재료로 인식되어 오고 있으며, 고분자 재료는 낮은 전기 전도도로 인하여 전기 절연재로서 뛰어난 역할을 하지만 CB(Carbon Black), Carbon Fiber, 금속 가루 등의 충진제를 넣어주면 전기 전도체로서의 역할을 한다. 첨가된 충진제들은 고분자 재료 내에서 전기적인 경로를 형성하여 전자들의 통로로 작용하게 된다. PTC란 고분자 재료에 전도성 입자를 넣어줌으로써 전도체의 역할을 하며, 특정온도나 과전류가 흐를 때 이로 인한 제품이나 전자 회로의 손상을 방지하기 위하여 사용되는 물질을 총칭한다. 전형적으로 사용되어온 PTC 소자들은 뛰어난 열적, 전기적 보호성을 갖는다.
이 경우, 상기 전도성 복합 재료의 온도가 증가할 경우, 고분자 수지의 용융 영역에서 열적 팽창이 발생한다. 이때, 고분자 수지 내에 분산되어 있는 충진재 입자 사이의 간격이 증가함에 따라 전자의 흐름이 방해를 받게 되고 저항이 갑자기 증가한다. 이를 PTC (Positive Temperature Coefficient; PTC) 현상이라고 한다.
상기 고분자 복합 재료에 PTC 기능을 부여하기 위해 첨가해주는 전도성 입자로서 가장 많이 사용되는 것은 Carbon Black 과 Carbon fiber 이며, 고분자 재료로는 PE와 같은 결정성을 갖는 고분자를 사용한다.
상기 고분자 PTC 소자는 전자 제품이나 전자회로의 손상을 방지할 수 있는 역할로 제작 형태가 자유로우므로 소형 기구 설계에 이미 활발히 적용되고 있다.
하지만, 상기 고분자 복합 재료가 면상 발열체로 사용될 경우, 온도에 따른 저항 변화율이 지나치게 높아서 상기 면상 발열체의 구동을 제어하는 데 어려움이 있다. 나아가, 상기 면상 발열체가 장시간 사용될 경우, 저항이 지나치게 증가하고, 반복적인 열수축과 열팽창간의 진폭이 반복적으로 발생하기 때문에 제품의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 온도 변화에 따른 균일한 저항값을 가질 뿐 만 아니라 우수한 내구성을 갖는 직조형 발열 구조체를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 직조형 발열 구조체는, 씨줄부, 상기 씨줄부에 직조된 날줄부 및 상기 씨줄부 및 상기 날줄부 중 어느 하나의 양 측들 각각에 전원을 인가하는 한 쌍의 전극부를 포함하고, 상기 씨줄부 및 상기 날줄부 각각은, 메쉬 형태로 배열된 고분자 코어, 상기 코어를 둘러싸도록 구비된 탄소 발열체 및 상기 탄소 발열체를 덮도록 구비된 절연 셀을 포함하고, 상기 탄소 발열체는, 전도성 카본블랙, 폴리-디메틸-실록산(poly-dimethyl-siloxane)을 기본 구조로 하는 액상 실리콘 바인더, 첨가제 및 용매를 포함하는 탄소 페이스트 조성물로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액상 바인더는 비닐기를 포함하는 폴리-디메일-실록산, 백금 촉매 및 반응 억제제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액상 실리콘 바인더는 상기 탄소 페이스트 조성물 총 질량에 대하여 10 내지 30 중량%를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 첨가제는 경화 촉진제 또는 분산제를 포함하고, 상기 용매는, 알파-테르핀올 (alpha-terpineol), N-메틸피롤리돈 (N-methylpyrrolidone), 부틸 셀로솔브 (butyl cellosolve), 부틸 셀로솔브 아세테이트 (butyl cellosolve acetate), 에틸 셀로솔브 (cellosolve), 에틸 셀로솔브 아세테이트 (cellosolve acetate), 에틸 카비톨 (Ethyl carbitol), 에틸 카비톨 아세테이트(Ethyl carbitol acetate), 부틸 카비톨(Butyl carbitol), 부틸 카비톨 아세테이트 (Butyl carbitol acetate), 에톡시 에틸 아세테이트(Ethoxyethyl acetate), 부틸 아세테이트 (Butyl acetate), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(Propylene glycol monomethyl ether), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate),감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 2-에틸헥실 락테이트(2-Ethylhexyl-s-lactate) 및 자일렌 (xylene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서. 60 내지 130°C의 온도 범위에서 0.95 내지 1.05 의 저항 변화율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고분자 코어는, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 실리콘, 테프론 및 아라미드 중 적어도 하나를 포함하는 내열성 고분자 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소 발열체는 상기 고분자 코어에 대하여 스프레이 공정 또는 딥핑 공정을 통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연 셀은, 상기 탄소 발열체에 대하여 스프레이 공정 또는 딥핑 공정을 통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 직조형 발열 구조체는 액상 실리콘 고무 대신에 폴리-디메틸-실록산(poly-dimethyl-siloxane)을 기본 구조로 하는 액상 실리콘 바인더를 포함함으로써, 온도 변화에 무관하게 일정한 저항값을 가짐에 따라 직조형 발열 구조체는 전압 전류 제어를 통하여 외부 컨트롤러가 용이하게 적용될 수 있다.
나아가, 기존 섬유 원단을 이용하는 발열 구조체와 비교할 때, 본 발명의 실시예들에 따른 직조형 발열 구조체는 우수한 유연성과 굴곡진 베이스면에 견고하게 부착되고 우수한 가공성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2의 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 2의 씨줄부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 직조형 발열 구조체에 대한 온도-저항특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 직조형 발열 구조체에 대한 유연성 특성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 2의 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 2의 씨줄부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 직조형 발열 구조체에 대한 온도-저항특성을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 직조형 발열 구조체에 대한 유연성 특성을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 제1 바인더 및 카본 블랙을 혼합하여 제1 혼합물을 준비한다. 이때, 상기 제1 바인더 및 카본 블랙은 약 1: 5 내지 8 의 질량비로로 혼합된다.
여기서 상기 제1 바인더는, 내열성, 내한성, 내오존성, 전기절연성이 우수하며, 또한 우수한 유연성을 가진다.
이후 제1 혼합물에 대하여 교반 및 밀링 공정을 수행함으로써, 전도성 탄소 조성물을 준비한다. 이때, 희석제(톨루엔 등)이 첨가될 수 있다. 여기서, 카본블랙 함유량이 적으면 희석제를 첨가하지 않고도 상기 전도성 탄소 조성물의 유동성이 확보된다. 희석제를 첨가하는 이유는 교반시 전도성 탄소 조성물의 유동성을 증대시킨다.
한편, 제2 바인더 및 전도성 금속 파우더를 혼합하여 제2 혼합물을 준비한다. 이때, 제2 바인더 및 전도성 금속 파우더는 약 1 : 5 내지 8의 질량비로 혼합될 수 있다.
상기 제2 혼합물에 대하여 교반 및 밀링 공정이 수행됨으로써, 전극 형성용 금속 조성물을 준비한다(S110).
이후, 고분자 코어에 전도성 탄소 조성물을 도포하여 탄소 발열체를 형성한다(S120).
상기 탄소 조성물을 원단 코어에 도포하기 위하여, 스프레이 공정 또는 딥핑 공정이 수행될 수 있다.
상기 고분자 코어는, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 실리콘, 테프론 및 아라미드 중 적어도 하나를 포함하는 내열성 고분자 수지를 포함할 수 있다. 상기 고분자 코어는, 씨줄과 날줄로 직조된 상태를 가진다. 이와 다르게, 상기 고분자 코어는, 판상, 봉상, 환상, 바 형태 등 다양한 형상을 가질 수 있다.이로써, 씨줄부(120) 및 날줄부(130)로 직조된 메쉬 형태의 탄소 발열체가 형성될 수 있다.
이어서, 상기 준비된 금속 조성물로 전극부를 형성한다(S130). 상기 전극부는 프린팅 공정을 통하여 상기 씨줄부들 중 양 단에 또는 날줄부들의 양 단에 형성될 수 있다.
이와 다르게, 상기 전극부는 실버 또는 금속 재질로 이루어진 원사를 이용하는 직조 공정을 통하여 상기 씨줄부들 중 양 단에 또는 날줄부들의 양 단에 형성될 수도 있다.
이후, 절연 물질을 S120 및 S130 단계에서 형성된 탄소 발열체 및 전극부에 코팅하여 절연 셀을 형성한다(S140). 이로써, 고분자 코어, 탄소 발열체, 전극부 및 절연 셀을 포함하는 발열 구조체가 형성된다.
상기 절연 셀은 탄소 발열체에 대하여 스프레이 공정 또는 딥핑 공정을 통하여 형성될 수 있다.
이어서, 상기 전극부의 일 단부에 단자부를 형성한다(S150). 상기 단자부에는, 전원이 연결됨으로써, 상기 전극부를 통하여 탄소 발열체에 전원이 인가될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 평면도이다. 도 3은 도 2의 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 도 2의 씨줄부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체(1)는, 씨줄부(120), 상기 씨줄부(120)에 직조된 날줄부(130) 및 상기 씨줄부(120) 및 상기 날줄부(130) 중 어느 하나의 양 측들 각각에 전원을 인가하는 한 쌍의 전극부(110)를 포함한다.
상기 씨줄부(120) 및 날줄부(130)는 상호 직조되어 메쉬 형태를 가질 수 있다.
한편, 상기 씨줄부(120) 및 상기 날줄부(130) 각각은, 메쉬 형태로 배열된 고분자 코어(121), 상기 코어(121)를 둘러싸도록 구비된 탄소 발열체(123) 및 상기 소 발열체(123)를 덮도록 구비된 절연 셀(125)을 포함한다.
상기 고분자 코어(121)는, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 실리콘, 테프론 및 아라미드 중 적어도 하나를 포함하는 내열성 고분자 수지를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 고분자 코어(121)는, 130°C 이상의 전이 온도를 가짐에 따라 우수한 내열성을 가질 수 있다.
이때, 상기 탄소 발열체(123)는, 전도성 카본블랙, 폴리-디메틸-실록산(poly-dimethyl-siloxane)을 기본 구조로 하는 액상 실리콘 바인더, 첨가제 및 용매를 포함하는 탄소 페이스트 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 액상 실리콘 바인더는, 비닐기를 포함하는 폴리-디메일-실록산, 백금 촉매 및 반응 억제제를 포함할 수 있다. 상기 액상 실리콘 바인더의 예로는, MOMENTIVE PERFORMANCE MATERIALS INC. 社의 TSE 3221SS?? 제품을 들 수 있다.
한편, 상기 액상 실리콘 바인더는 상기 탄소 페이스트 조성물 총 질량에 대하여 10 내지 30 중량%를 가질 수 있다.
상기 전극부(110)는, 상기 씨줄부(120) 및 상기 날줄부(130) 중 어느 하나의 양 측들 각각에 제공된다. 상기 전극부(110)는, 씨줄부(120) 또는 날줄부(130)의 양 단부에 전원을 공급할 수 있다. 이때, 상기 전극부(110)는 프린팅 공정을 통하여 상기 씨줄부(120) 또는 날줄부(130)에 형성될 수 있다.
상기 첨가제는 경화 촉진제 또는 분산제를 포함한다. 이대, 상기 경화 촉진제는, BYK社의 BYK-CATALYST 450??을 포함할 수 있다.
또한, 상기 분산제로서, BYK社 310??, 313?? 제품을 들 수 있으며, 이는, 표면장력과 안료의 습윤 분산성을 강화할 수 있다.
상기 용매는, 알파-테르핀올 (alpha-terpineol), N-메틸피롤리돈 (N-methylpyrrolidone), 부틸 셀로솔브 (butyl cellosolve), 부틸 셀로솔브 아세테이트 (butyl cellosolve acetate), 에틸 셀로솔브 (cellosolve), 에틸 셀로솔브 아세테이트 (cellosolve acetate), 에틸 카비톨 (Ethyl carbitol), 에틸 카비톨 아세테이트(Ethyl carbitol acetate), 부틸 카비톨(Butyl carbitol), 부틸 카비톨 아세테이트 (Butyl carbitol acetate), 에톡시 에틸 아세테이트(Ethoxyethyl acetate), 부틸 아세테이트 (Butyl acetate), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(Propylene glycol monomethyl ether), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate),감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 2-에틸헥실 락테이트(2-Ethylhexyl-s-lactate) 및 자일렌 (xylene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직조형 발열 구조체(200)는, 씨줄부(220), 상기 씨줄부(220)에 직조된 날줄부(230) 및 상기 씨줄부(220) 및 상기 날줄부(230) 중 어느 하나의 양 측들 각각에 전원을 인가하는 한 쌍의 전극부(210)를 포함한다.
상기 전극부(210)는 실버 또는 금속 재질로 이루어진 원사를 이용하는 직조 공정을 통하여 상기 씨줄부들(220) 중 양 단에 또는 날줄부들(230)의 양 단에 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 직조형 발열 구조체에 대한 온도-저항특성을 나타내는 그래프이다.
실시예 1은 도전성 카본블랙 5 내지 10% 중량% 및 MOMENTIVE PERFORMANCE MATERIALS INC. 社의 TSE 3221SS?? 제품의 폴리-디메틸-실록산을 기본 구조로 한는 액상 실리콘 바인더 10 내지 15중량%, 유기 용매 65 내지 80 중량% 및 첨가제 5 내지 10 중량%를 포함하는 제1 혼합물을 이용하여 탄소 발열체를 포함하는 직조형 발열 구조체를 제조하였다.
한편, 비교예1은 도전성 카본블랙 5 내지 10% 중량% 및 클로로-트리메틸-실란을 기본 구조로 하는 DOW CHEMCIAL 社의 DOWSILTM 1640 flake resin의 바인더 10 내지 15중량%, 유기 용매 65 내지 80 중량% 및 첨가제 5 내지 10 중량%를 포함하는 제1 혼합물을 이용하여 탄소 발열체를 포함하는 직조형 발열 구조체를 제조하였다.
또한, 비교예2는 도전성 카본블랙 5 내지 10% 중량% 및 페닐실세스퀴옥세인(Phenyl-Silsesquioxane)을 기본 구조로 하는 DOW CHEMCIAL 社의 DOWSILTM 0217 flake resin의 바인더 10 내지 15중량%, 유기 용매 65 내지 80 중량% 및 첨가제 5 내지 10 중량%를 포함하는 제1 혼합물을 이용하여 탄소 발열체를 포함하는 직조형 발열 구조체를 제조하였다.
또한, 비교예3는 도전성 카본블랙 5 내지 10% 중량% 및 디클로로-디메틸(dichloro-dimethyl)을 기본 구조로 하는 DOW CHEMCIAL 社의 DOWSILTM 0255 flake resin의 바인더 10 내지 15중량%, 유기 용매 65 내지 80 중량% 및 첨가제 5 내지 10 중량%를 포함하는 제1 혼합물을 이용하여 탄소 발열체를 포함하는 직조형 발열 구조체를 제조하였다.
또한, 비교예4는 도전성 카본블랙 5 내지 10% 중량% 및 디클로로-다이페닐-실란(dichloro-diphenyl-silan)을 기본 구조로 하는 DOW CHEMCIAL 社의 DOWSILTM 0220 flake resin의 바인더 10 내지 15중량%, 유기 용매 65 내지 80 중량% 및 첨가제 5 내지 10 중량%를 포함하는 제1 혼합물을 이용하여 탄소 발열체를 포함하는 직조형 발열 구조체를 제조하였다.
이어서, JIS R 1637 표준에 의거하여 4 point probe 탐침 방식 면저항 측정기로 면저항 측정 후 두께값 적용하여 비저항값을 측정하였다.
도 6을 참조하면, 비교예1의 경우, 온도가 증가함에 따라 저항이 증가하는 PTC 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 반면에, 실시예1의 경우, 30°C 내지 240°C까지 온도 변화 범위 내에서 거의 일정한 저항값을 가짐을 확인할 수 있다. 예를 들면, 실시예1에 따른 직조형 발열 구조체는, 60 내지 130°C의 온도 범위에서 0.95 내지 1.05 의 저항 변화율을 가진다.
따라서, 실시예1에 따른 직조형 발열 구조체는 온도 변화에 무관하게 일정한 저항값을 가짐에 따라 직조형 발열 구조체는 전압 전류 제어를 통하여 외부 컨트롤러가 용이하게 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 직조형 발열 구조체에 대한 유연성 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참고하면, 비교예1은 벤딩 사이클이 증가함에따라 저항이 증가하는 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 반면에, 실시예1의 경우, 310 내지 1,000 회 벤딩하더라도 거의 일정한 저항값을 가짐을 확인할 수 있다. 따라서, 실시예1에 따른 직조형 발열 구조체는 우수한 유연성을 가짐을 확인할 수 있다.
한편, 실시예1 및 비교예1 내지 4에 대한 접착성, 인쇄성과 저항변화율 및 벤딩테스트 결과를 아래의 표 1로 정리하였다.
| 실시예 및 비교예 |
액상 Si 바인더의 기본 구조 | ||||
| 실시예1 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | |
| Poly-dimethyl-siloxane | Chloro-trimethyl-silane | Phenyl-Silsesquioxane | dichloro-dimethyl | dichloro-diphenyl-silan | |
| 접착성 | ◎ | ○ | △ | △ | ○ |
| 인쇄성 | ○ | △ | △ | △ | △ |
| 벤딩테스트 | ◎ | ○ | ○ | △ | △ |
| 저항변화율 | ○ | △ | △ | △ | ○ |
실시예1과 같이 poly-dimethyl-siloxane을 기본 구조로 하는 바인더를 포함하는 직조형 발열 구조체는 다른 바인더(비교예 1 내지 4)에 비해 우수한 벤딩 특성 및 저항 변화율을 비롯한 접착성과 인쇄성을 가짐을 확인할 수 있다.
100, 200 : 직조형 발열 구조체
110, 210 : 전극부
120, 220 : 씨줄부 130, 230 : 날줄부
120, 220 : 씨줄부 130, 230 : 날줄부
Claims (8)
- 씨줄부;
상기 씨줄부에 직조된 날줄부; 및
상기 씨줄부 및 상기 날줄부 중 어느 하나의 양 측들 각각에 전원을 인가하는 한 쌍의 전극부를 포함하고,
상기 씨줄부 및 상기 날줄부 각각은, 메쉬 형태로 배열된 고분자 코어, 상기 코어를 둘러싸도록 구비된 탄소 발열체 및 상기 탄소 발열체를 덮도록 구비된 절연 셀을 포함하고,
상기 탄소 발열체는, 전도성 카본블랙, 폴리-디메틸-실록산(poly-dimethyl-siloxane)을 기본 구조로 하는 액상 실리콘 바인더, 첨가제 및 용매를 포함하는 탄소 페이스트 조성물로 형성된 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체. - 제1항에 있어서, 상기 액상 실리콘 바인더는 비닐기를 포함하는 폴리-디메틸-실록산, 백금 촉매 및 반응 억제제를 포함하는 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체.
- 제1항에 있어서, 상기 액상 실리콘 바인더는 상기 탄소 페이스트 조성물 총 질량에 대하여 10 내지 30 중량%를 갖는 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체.
- 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 경화 촉진제 또는 분산제를 포함하고, 상기 용매는, 알파-테르핀올 (alpha-terpineol), N-메틸피롤리돈 (N-methylpyrrolidone), 부틸 셀로솔브 (butyl cellosolve), 부틸 셀로솔브 아세테이트 (butyl cellosolve acetate), 에틸 셀로솔브 (cellosolve), 에틸 셀로솔브 아세테이트 (cellosolve acetate), 에틸 카비톨 (Ethyl carbitol), 에틸 카비톨 아세테이트(Ethyl carbitol acetate), 부틸 카비톨(Butyl carbitol), 부틸 카비톨 아세테이트 (Butyl carbitol acetate), 에톡시 에틸 아세테이트(Ethoxyethyl acetate), 부틸 아세테이트 (Butyl acetate), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(Propylene glycol monomethyl ether), 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(Propylene glycol monomethyl ether acetate),감마-부티로락톤(γ-butyrolactone), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone), 에틸 락테이트(ethyl lactate), 2-에틸헥실 락테이트(2-Ethylhexyl-s-lactate) 및 자일렌 (xylene) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체.
- 제1항에 있어서. 60 내지 130°C의 온도 범위에서 0.95 내지 1.05 의 저항 변화율을 갖는 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체.
- 제1항에 있어서, 상기 고분자 코어는, 폴리에스테르, 나일론, 아크릴, 실리콘, 테프론 및 아라미드 중 적어도 하나를 포함하는 내열성 고분자 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체.
- 제1항에 있어서, 상기 탄소 발열체는 상기 고분자 코어에 대하여 스프레이 공정 또는 딥핑 공정을 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체.
- 제1항에 있어서, 상기 절연 셀은, 상기 탄소 발열체에 대하여 스프레이 공정 또는 딥핑 공정을 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 직조형 발열 구조체.
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