WO2015174697A1 - 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈 - Google Patents

발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈 Download PDF

Info

Publication number
WO2015174697A1
WO2015174697A1 PCT/KR2015/004662 KR2015004662W WO2015174697A1 WO 2015174697 A1 WO2015174697 A1 WO 2015174697A1 KR 2015004662 W KR2015004662 W KR 2015004662W WO 2015174697 A1 WO2015174697 A1 WO 2015174697A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
parts
heating
paste composition
heating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2015/004662
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김윤진
조진우
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Electronics Technology Institute
Original Assignee
Korea Electronics Technology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020140056921A external-priority patent/KR101572802B1/ko
Priority claimed from KR1020140056922A external-priority patent/KR101572803B1/ko
Application filed by Korea Electronics Technology Institute filed Critical Korea Electronics Technology Institute
Publication of WO2015174697A1 publication Critical patent/WO2015174697A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US15/351,347 priority Critical patent/US10555376B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body
    • H01C17/06513—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the resistive component
    • H01C17/0652—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the resistive component containing carbon or carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body
    • H01C17/06573—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the permanent binder
    • H01C17/06586—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the permanent binder composed of organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/075—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin-film techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0095—Heating devices in the form of rollers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/262—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an insulated metal plate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/46—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/065—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thick film techniques, e.g. serigraphy
    • H01C17/06506—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body
    • H01C17/06593—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits or green body characterised by the temporary binder
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology

Definitions

  • the present invention relates to a heat generating paste composition, and more particularly, to a heat generating paste composition having good energy efficiency and a planar heating element, a heating roller, a heating unit, and a heating module using the same.
  • a heating roller or a heating unit is a component required for thermally fusion of a toner on printing paper and is used in an image forming apparatus (hereinafter referred to as a printer) such as a printer, a copier, and a multifunction printer. These heating rollers make up the majority of printer power usage.
  • the heating roller and the heating unit of the laser printer are heated by an indirect heating method in accordance with the radiation by the halogen lamp is a major cause of power consumption. This is because the heat is transmitted by radiation, so that the entire heat cannot be transferred to the surface of the heating roller, and heat loss occurs at both ends of the heating roller or the heating unit.
  • the conventional planar heating element using carbon is processed while maintaining a temperature of an object at a desired value by flowing a current through both ends of the planar heating element after processing a paste in which carbon-based powder such as carbon black is dispersed.
  • the carbon-based planar heating element based on carbon black is difficult to develop a heating element having a heat resistance of 200 ° C. or higher due to PCT (Positive coefficient temperature) peculiar to carbon black.
  • PCT Physical coefficient temperature
  • An object of the present invention for solving the above problems has a high heat resistance has a small resistance change according to the temperature, low specific resistance is low heat and low power heating paste composition and a planar heating element, heating roller, heating unit and using the same To provide a heating module.
  • Exothermic paste composition of the present invention for achieving the above object 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles, 0.5 to 30 parts by weight of graphite particles, 5 to 30 parts by weight of mixed binder, 29 to 80 parts by weight of the organic solvent, 0.5 to 5 parts by weight of the dispersant is characterized in that it comprises.
  • the exothermic paste composition of the present invention is further characterized by further comprising 0.5 parts by weight to 5 parts by weight of the silane additive with respect to 100 parts by weight of the exothermic paste composition.
  • the mixed binder is characterized in that 10 to 150 parts by weight of polyvinyl acetal resin and 100 to 500 parts by weight of phenolic resin are mixed with respect to 100 parts by weight of epoxy acrylate or hexamethylene diisocyanate. .
  • the carbon nanotube particles are multi-walled carbon nanotube particles.
  • the organic solvent is carbitol acetate, butyl carbitol acetate, DBE (dibasic ester), ethyl carbitol, ethyl carbitol acetate, dipropylene glycol methyl ether, cellosolve acetate, butyl cello It is characterized by two or more mixed solvents selected from sorbate, butanol and octanol.
  • the planar heating element using the heating paste composition of the present invention for achieving the above object is 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles, 0.5 to 30 parts by weight of graphite particles, mixed binder 5 to about 100 parts by weight of the heating paste composition. It is characterized by being formed by screen printing, gravure printing or comma coating the exothermic paste composition comprising 30 parts by weight, 29 to 80 parts by weight of an organic solvent, 0.5 to 5 parts by weight of a dispersant.
  • the heating roller using the heating paste composition of the present invention for achieving the above object the roller, the insulating layer formed on the outer peripheral surface of the roller, 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles, 100 parts by weight of the heat paste composition, graphite
  • a planar heating element comprising a heating paste composition comprising 0.5 to 30 parts by weight of particles, 5 to 30 parts by weight of a mixed binder, 29 to 80 parts by weight of an organic solvent, and 0.5 to 5 parts by weight of a dispersing agent, and formed on an outer circumferential surface of the roller, and the planar It is characterized in that it comprises an electrode which is installed at both ends of the heating element to supply power to the heating element.
  • the heating roller using the heating paste composition of the present invention further comprises a Teflon release layer formed on the outer peripheral surface of the planar heating element.
  • Heating unit using the heating paste composition of the present invention for achieving the above object 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles, graphite based on a substrate, a protective layer formed on one surface of the substrate, 100 parts by weight of the heating paste composition
  • An exothermic paste composition comprising 0.5 to 30 parts by weight of particles, 5 to 30 parts by weight of a mixed binder, 29 to 80 parts by weight of an organic solvent, and 0.5 to 5 parts by weight of a dispersant, and is formed on one surface of the protective layer facing the substrate.
  • a polyimide sheet formed on one surface of the planar heating element which is installed at both ends of the planar heating element, the electrode for supplying power to the planar heating element, and the protective layer facing the protective layer.
  • the substrate is characterized in that it comprises copper, aluminum or stainless steel (stainless steel).
  • the protective layer is characterized in that it comprises a silica (SiO 2 ).
  • the planar heating element is formed by screen printing, gravure printing or comma coating the heating paste composition on the protective layer or the polyimide sheet.
  • the heating unit using the heating paste composition of the present invention characterized in that it further comprises a Teflon release layer formed on one surface of the substrate facing the protective layer.
  • Heating module using the heating paste composition of the present invention for achieving the above object 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles, graphite based on a substrate, a protective layer formed on one surface of the substrate, 100 parts by weight of the heating paste composition
  • An exothermic paste composition comprising 0.5 to 30 parts by weight of particles, 5 to 30 parts by weight of a mixed binder, 29 to 80 parts by weight of an organic solvent, and 0.5 to 5 parts by weight of a dispersant, and is formed on one surface of the protective layer facing the substrate.
  • a heating unit including a planar heating element, electrodes provided at both ends of the planar heating element, and supplying power to the planar heating element, and a heating unit including a polyimide sheet formed on one surface of the planar heating element facing the protective layer, and an opening in a cylindrical longitudinal direction. And a fixing film for fixing and fixing the heating unit to the opening area. It is characterized by.
  • the heating unit using the heating paste composition of the present invention, the heating unit, the substrate, the protective layer, the planar heating element, the electrode and the polyimide sheet in the form of horizontally laminated form coupled to the opening area Characterized in that.
  • the heating unit in the state in which the substrate, the protective layer, the planar heating element, the electrode and the polyimide sheet horizontally stacked, the longitudinal direction of the fixing film The edge is bent along the opening region characterized in that it is coupled to.
  • the exothermic paste composition of the present invention can maintain heat resistance even at a temperature of 200 ° C. or higher, so that the resistance change with temperature is small and stable.
  • planar heating element using the heating paste composition has a low specific resistance and easy to control the thickness, so that high-temperature heating can be performed at low voltage and low power, thereby improving heating efficiency of the heating roller, the heating unit, and the heating module having the heating unit. Can be produced.
  • the process cost is reduced compared to conventional halogen lamps, and the printing speed can be improved by shortening the warm-up time, and the heating roller can be driven by using a low DC driving voltage, which greatly reduces the power consumption. Can be.
  • FIG. 1 is an image of a planar heating element specimen prepared using the heating paste composition according to the present invention.
  • FIG. 2 is an image of an exothermic test state of the planar heating element according to the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a thermal imaging camera photographed image of the planar heating element according to the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a view showing the heat generation characteristics of the planar heating element according to the embodiment of FIG.
  • FIG. 5 is a view showing a driving roller is driven according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a state of the heating roller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the configuration of the heating roller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing the driving of the heating module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a state of the heating module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing the configuration of the heating unit according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a heat generating paste composition and a planar heating element and heating roller made of the composition.
  • the exothermic paste composition of the present invention comprises carbon nanotube particles, graphite particles, a mixed binder, an organic solvent, and a dispersant.
  • 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles 0.5 to 30 parts by weight of graphite particles, 5 to 30 parts by weight of a mixed binder, 29 to 80 parts by weight of an organic solvent, and 0.5 to 5 parts by weight of a dispersant based on 100 parts by weight of the exothermic paste composition.
  • the carbon nanotube particles may be selected from single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, multi-walled carbon nanotubes, or mixtures thereof.
  • the carbon nanotube particles may be multi wall carbon nanotubes.
  • the diameter may be 5 nm to 30 nm, and the length may be 3 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the graphite particles may be graphite nanoparticles having a diameter of 1 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the mixed binder serves to make the exothermic paste composition have heat resistance even in the temperature range of about 300 ° C., and includes polyester, epoxy, epoxy acrylate, and hexamethylene diisocyanate. At least two of diisocyanate, polyvinyl acetal, and phenolic resins are mixed.
  • the mixed binder may be a mixture of polyester, polyvinyl acetal, and phenolic resins, a mixture of epoxy, polyvinyl acetal, and phenolic resins, and epoxy acrylate, polyvinyl acetal, and phenolic resins.
  • the resin may be mixed, or may be a mixture of hexamethylene diisocyanate, polyvinyl acetal, and phenolic resin.
  • by increasing the heat resistance of the mixed binder even if the heat generated at a high temperature of about 300 °C has the advantage that there is no change in resistance of the material or breakage of the coating film.
  • the phenolic resin means a phenolic compound including phenol and phenol derivatives.
  • the phenol derivative may include p-cresol, o-Guaiacol, Creosol, catechol, 3-methoxy-1,2-benzenediol (3 -methoxy-1,2-Benzenediol), Homocatechol, Vinylguaiacol, Syringol, Iso-eugenol, Methoxyeugenol, o O-Cresol, 3-methyl-1,2-benzenediol (3-methyl-1,2-Benzenediol), (z) -2-methoxy-4- (1-propenyl) -phenol ( (z) -2-methoxy-4- (1-propenyl) -Phenol), 2,6-diethoxy-4- (2-propenyl) -phenol (2,6-dimethoxy-4- (2-propenyl) -Phenol, 3,4-dimethoxy-Phenol, 4-ethy
  • the mixing ratio of the mixed binder may be a ratio of 10 to 150 parts by weight of polyvinyl acetal resin and 100 to 500 parts by weight of phenolic resin based on 100 parts by weight of polyester, epoxy, epoxy acrylate or hexamethylene diisocyanate. If the content of the phenolic resin is 100 parts by weight or less, the heat resistance characteristics of the heat-paste composition is lowered, and if it exceeds 500 parts by weight, there is a problem that the flexibility is lowered (increased brittleness).
  • the organic solvent is used to disperse the conductive particles and the mixed binder.
  • the dispersion process can be applied to a variety of commonly used methods, for example through the ultra-sonication (Roll mill), bead mill (Bead mill) or ball mill (Ball mill) process Can be done.
  • Roll mill ultra-sonication
  • Bead mill bead mill
  • Ball mill ball mill
  • the dispersant is to make the dispersion more smoothly, and a conventional dispersant used in the art such as BYK, an amphoteric surfactant such as Triton X-100, and an ionic surfactant such as SDS may be used.
  • a conventional dispersant used in the art such as BYK
  • an amphoteric surfactant such as Triton X-100
  • an ionic surfactant such as SDS
  • the exothermic paste composition according to an embodiment of the present invention may further include 0.5 to 5 parts by weight of the silane coupling agent based on 100 parts by weight of the exothermic paste composition.
  • the silane coupling agent functions as an adhesion promoter to promote adhesion between the resins in the formulation of the exothermic paste composition.
  • the silane coupling agent may be an epoxy containing silane or a merceto containing silane.
  • Examples of such silane coupling agents include epoxy and include 2- (3,4 epoxy cyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxytrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, containing amine groups, N-2 (aminoethyl) 3-amitopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane , N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropy
  • the present invention is a planar heating element formed by screen printing, gravure printing (or roll-to-roll gravure printing) or comma coating (or roll-to-roll comma-coating) to the heat-paste composition according to the embodiments of the present invention described above on the outer circumferential surface of the substrate or roller. Provides additional.
  • the substrate is polycarbonate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide, cellulose ester, nylon, polypropylene, polyacrylonitrile, polysulfone, polyester sulfone, polyvinylidene fluoride, Glass, glass fiber (matte), ceramic, SUS, copper or aluminum substrates and the like can be used, but are not limited to those listed above.
  • the substrate may be appropriately selected depending on the application field of the heating element or the use temperature.
  • the planar heating element prints the drying paste composition according to the embodiments of the present invention on a substrate in a desired pattern through screen printing or gravure printing, and after drying and curing, printing and drying / curing the silver paste or conductive paste on the top.
  • the heating paste composition according to the embodiments of the present invention may be formed by screen printing or gravure printing.
  • the surface heating element may further include a protective layer coated on the upper surface.
  • the protective layer may be formed of silica (SiO 2 ).
  • the heating element has an advantage of maintaining flexibility even if coated on the heating surface.
  • test examples are only examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited by the following test examples.
  • carbon nanotube particles, graphite particles, mixed binders, organic solvents and dispersants were predispersed using a predisperser for 1 hour and predispersed paste.
  • a heating element was prepared by printing using a 325 mesh screen.
  • Comparative Examples 1 to 3 Comparative Examples 1 to 3
  • the carbon nanotube particles, carbon black particles, mixed binder or ethyl cellulose, an organic solvent and a dispersant were predispersed for 1 hour using a linear dispersion machine, The pre-dispersed paste was thoroughly stirred using three mills of wheat flour to prepare an exothermic paste. Thereafter, after aging for 12 hours at room temperature, a heating element was prepared by printing using a 325 mesh screen.
  • FIG. 1 is an image of a planar heating element specimen prepared using the heating paste composition according to the present invention
  • FIG. 2 is an image of an exothermic test state of the planar heating element according to the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 3 is an embodiment of FIG. 1. The image taken by the thermal imaging camera for the surface heating element according to.
  • the composition was screen printed to a size of 10 ⁇ 10 cm and cured, and the resistivity was calculated by specifying the line resistance of both ends and measuring the thickness of the printed electrode through SEM measurement.
  • the composition is screen printed and cured to a size of 10x10cm as shown in Figure 1 to form a heating element
  • the electrode material is printed on both sides of the heating element as shown in Figure 2 and cured to prepare a sample for the exothermic test, as shown in Figure 3 applied an electrode voltage
  • the temperature uniformity of each part of the heating element was measured using a thermal imaging camera.
  • the specific resistance of the planar heating element corresponding to the examples was measured to be smaller than the specific resistance of the planar heating element corresponding to the comparative examples.
  • the DC power required to heat up the planar heating element to 150 ° C, 180 ° C, and 220 ° C was also measured to be smaller than the DC power of the comparative examples. That is, it can be seen that the planar heating elements of the embodiments consume more power and have better heat generation performance than the planar heating elements of the comparative examples.
  • planar heating element according to Examples 1 to 3 is shown to remain stable for 20 days even under an exothermic driving at 200 ° C. (no separate protective layer), whereas in Comparative Examples 1 to 3 within 2 hours during the exothermic driving at 200 ° C. Poor swelling of the surface of the heating part was observed, or a bad phenomenon was observed within a maximum of 5 days. That is, it was confirmed that the planar heating elements of the embodiments can be stably driven even at a high temperature of 200 ° C. or more than the planar heating elements of the comparative examples.
  • FIG. 4 is a view showing the heat generation characteristics of the planar heating element according to the embodiment of FIG.
  • the vertical axis represents the exothermic temperature and the horizontal axis represents the time, which represents the exothermic behavior when DC 31.5V is applied to the planar heating element of the embodiment.
  • a temperature of 180 ° C. may be reached within 12 seconds.
  • the present invention further provides a heating roller employing the planar heating element made of the above-described heating paste composition.
  • FIG 5 is a view showing a driving roller 10 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a view showing a state of the heating roller 10 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 Is a view showing the configuration of the heating roller 10 according to an embodiment of the present invention.
  • an image forming apparatus such as a printer fuses the toner image onto the paper 30 by using the heating roller 10 and the compression roller 20 provided on the discharge side.
  • the heating roller 10 transfers heat to the paper 30 passing through the compression roller 20, and the compression roller 20 includes an elastic material such as rubber, which is located between the heating roller 10.
  • An appropriate pressure is transmitted to the paper 30, and through this, the toner image transferred to the paper 30 can be fixed using heat and pressure.
  • the heating roller 10 includes a roller 11, an insulating layer 12, an electrode 13, and a planar heating element 14.
  • the roller 11 is a cylindrical rotating body which rotates about a rotating shaft.
  • the insulating layer 12 is made of a glassy powder paste such as glass frit, and is formed on the outer circumferential surface of the roller 11 to be positioned between the roller 11 and the planar heating element 14.
  • the planar heating element 14 includes the above-described heating paste composition, wherein 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles, 0.5 to 30 parts by weight of graphite particles, 5 to 30 parts by weight of a mixed binder, and 100 parts by weight of the heating paste composition, It may be composed of an exothermic paste composition comprising 29 to 80 parts by weight of an organic solvent and 0.5 to 5 parts by weight of a dispersant.
  • the planar heating element 14 is formed on the outer circumferential surface of the insulating layer 12.
  • the electrode 13 is provided at both ends of the planar heating element 14 in a configuration for supplying electric power to the planar heating element.
  • the electrode 13 may include lead electrodes formed on the left and right sides of the planar heating element 14, and a power connection electrode attached to the lead electrodes. In some cases, the electrode for power connection may be directly connected to the planar heating element.
  • the electrode 13 can be formed using silver paste, copper paste, copper tape, or the like.
  • a teflon release layer may be formed on the outer circumferential surface of the planar heating element 14 to prevent toner from being buried.
  • the Teflon release layer may be formed by powder coating or spray coating.
  • the present invention further provides a heating unit employing the planar heating element made of the above-described heating paste composition and a heating module using the heating unit.
  • FIG 8 is a view showing a driving module driving state according to an embodiment of the present invention
  • Figure 9 is a view showing a state of the heating module according to an embodiment of the present invention
  • Figure 10 is an embodiment of the present invention Fig. Shows the configuration of the heating unit 40 according to the example.
  • an image forming apparatus such as a printer fuses the toner image onto the paper 60 using the heating unit 40 and the compression roller 50 provided on the discharge side.
  • the heating unit 40 transfers heat to the paper 60 passing through the compression roller 50, the compression roller 50 is formed between the heating unit 40, including an elastic material such as rubber Appropriate pressure is transmitted to the paper 60 in which the toner image transferred to the paper 60 can be fixed using heat and pressure.
  • the heating unit 40 constitutes a heating module together with the fixing film 1.
  • the fixing film 1 is configured to fix the heating unit 40, and forms a cylindrical shape having one surface flat with the heating unit 1. At this time, the fixing film 1 has an opening area in the longitudinal direction of the cylinder, it is possible to fix and fix the heating unit 40 in the opening area of the fixing film (1).
  • the heating unit 40 has a form in which a substrate 41, a protective layer 42, an electrode 43, a planar heating element 44, a polyimide sheet 45, and a teflon release layer 46 are stacked.
  • the heating unit 40 may be coupled to the opening area of the fixing film 1 in a horizontally stacked form, and as shown in FIGS. 8 and 9, the edge of the heating unit 40 may extend along the lengthwise direction of the fixing film 1.
  • In the bent form may be located coupled to the opening area of the fixing film 1 similar to the '' 'shape.
  • substrate 41 is a metal plate-like structure, and is comprised including metal materials, such as copper, aluminum, or stainless steel.
  • the protective layer 42 is formed on one surface of the substrate 41 and is positioned between the substrate 41 and the planar heating element 44.
  • the protective layer 42 may be formed of a thermosetting resin based on silica (SiO 2 ) as a structure for improving the breakdown voltage characteristic and the heat generating property, and may maintain flexibility even when coated on the planar heating element 44.
  • the planar heating element 44 includes the above-described heating paste composition, wherein 0.2 to 6 parts by weight of carbon nanotube particles, 0.5 to 30 parts by weight of graphite particles, 5 to 30 parts by weight of a mixed binder, and 100 parts by weight of the heating paste composition, It may be composed of an exothermic paste composition comprising 29 to 80 parts by weight of an organic solvent and 0.5 to 5 parts by weight of a dispersant.
  • the planar heating element 44 is formed on one surface of the protective layer 42 facing the substrate 41 and is positioned between the protective layer 42 and the polyimide sheet 45.
  • the electrode 43 is provided at both ends of the planar heating element 44 in a configuration for supplying electric power to the planar heating element.
  • the electrode 43 may include a lead electrode coated on the left and right sides of the planar heating element 44, and a power connection electrode attached to the lead electrode. In some cases, the electrode for power connection may be directly connected to the planar heating element.
  • the electrode 43 can be formed using silver paste, copper paste, copper tape, or the like.
  • the polyimide sheet 15 is a film-like structure formed on one surface of the planar heating element 44 facing the protective layer 42.
  • the polyimide sheet 45 is excellent in mechanical strength, electrical properties, and heat resistance.
  • a teflon release layer 16 is formed on one surface of the substrate 41 facing the protective layer 42.
  • the teflon release layer 46 prevents toner from adhering to the substrate 41 and may be formed by powder coating or spray coating.
  • the heating unit 40 is, for example, after coating the Teflon release layer 46 on one surface of the substrate 41, the protective layer 42, the electrode 43 and the planar heating element (2) from the other surface of the substrate 41 44), the polyimide sheet 45 may be produced by a method of sequentially coating.
  • the heating unit 40 sequentially coats the electrode 43, the planar heating element 44, and the protective layer 42 from one surface of the polyimide sheet 45, and faces the planar heating element 44. It may be manufactured by attaching one surface of the protective layer 42 to one surface of the substrate 41.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명은 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 발열 페이스트 조성물은 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하며, 저전압 및 저전력으로 고온 발열이 가능하다.

Description

발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈
본 발명은 발열 페이스트 조성물과 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 에너지 효율이 좋은 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈에 관한 것이다.
히팅롤러(heating roller)나 히팅유닛(heating unit)은 인쇄용지 위에 토너(toner)를 열에 의해 융착하기 위해 필요한 부품으로 프린터, 복사기, 복합기 등의 화상 형성 장치(이하 프린터라 칭함)에 사용되는데, 이러한 히팅롤러는 프린터 전력 사용의 대부분을 차지한다.
특히 레이저 프린터의 히팅롤러나 히팅유닛은, 할로겐 램프에 의한 복사에 따라 간접가열 방식으로 가열되어 전력 소모의 주된 원인이 된다. 이는 복사에 의해 열이 전달되기 때문에 히팅롤러의 표면으로 전체 열이 전달되지 못하고, 히팅롤러나 히팅유닛 양단으로 열 손실이 발생하기 때문이다.
또한, 이러한 열 전달 시스템은, 프린터의 전원을 켰을 때 예열(warm-up)을 위한 시간이 많이 소요되며, 전원을 껐을 때도 열을 제거하기 위한 시간이 길기 때문에 전력 소모를 유발하는 문제가 있다.
이에 기존의 할로겐 램프를 대체할 수 있는 고효율의 발열소재와 히팅롤러 및 히팅유닛의 개발이 시급한 실정이며, 탄소를 이용한 면상 발열체에 대한 연구가 진행되고 있다.
기존의 탄소를 이용한 면상 발열체는 카본블랙과 같은 탄소계 분말을 분산시킨 페이스트를 적당한 형태로 가공한 후, 면상 발열체의 양단에 전류를 흘려 물체의 온도를 원하는 값으로 유지하면서 구동된다. 그런데 이러한 카본블랙 베이스의 탄소계 면상 발열체는, 카본블랙 특유의 PCT(Positive coefficient temperature)로 인해 200℃이상의 내열도를 갖는 발열체를 개발하기 어렵다. 또한, 조성물 자체가 지니는 비저항이 상대적으로 높고, 후막 공정이 용이하지 않아 저전압, 저전력으로 발열체가 포함된 히팅롤러나 히팅유닛을 구동하기가 용이하지 않고, 연속 사용 시간 또한 짧은 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고내열성을 가져 온도에 따른 저항 변화가 작고, 비저항이 낮아 저전압 및 저전력으로 구동 가능한 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열 페이스트 조성물은, 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물에 있어서, 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 실란 첨가제 0.5 중량부 내지 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물에 있어서, 상기 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물에 있어서, 상기 탄소나노튜브 입자는 다중벽 탄소나노튜브 입자인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물에 있어서, 상기 유기 용매는 카비톨 아세테이트, 부틸 카비톨 아세테이트, DBE(dibasic ester), 에틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올 및 옥탄올 중에서 선택되는 2 이상의 혼합 용매인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 면상 발열체는, 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 콤마코팅하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅롤러는, 롤러, 상기 롤러의 외주면에 형성된 절연층, 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 상기 롤러의 외주면에 형성된 면상 발열체, 및 상기 면상 발열체의 양단에 설치되어 상기 발열체로 전원을 공급하는 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅롤러에 있어서, 상기 면상 발열체의 외주면에 형성된 테프론 이형층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛은, 기판, 상기 기판의 일면에 형성된 보호층, 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 상기 기판과 대향하는 상기 보호층의 일면에 형성된 면상 발열체, 상기 면상 발열체의 양단에 설치되어 상기 면상 발열체로 전원을 공급하는 전극, 및 상기 보호층과 대향하는 상기 면상 발열체의 일면에 형성된 폴리이미드 시트(polyimide sheet)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛에 있어서, 상기 기판은 구리, 알루미늄 또는 스테인레스강(stainless steel)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛에 있어서, 상기 보호층은 실리카(SiO2)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛에 있어서, 상기 면상 발열체는 상기 보호층 또는 상기 폴리이미드 시트에 상기 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 콤마코팅하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛에 있어서, 상기 보호층과 대향하는 기판의 일면에 형성된 테프론 이형층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅모듈은, 기판, 상기 기판의 일면에 형성된 보호층, 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 상기 기판과 대향하는 상기 보호층의 일면에 형성된 면상 발열체, 상기 면상 발열체의 양단에 설치되어 상기 면상 발열체로 전원을 공급하는 전극, 및 상기 보호층과 대향하는 상기 면상 발열체의 일면에 형성된 폴리이미드 시트를 포함한 히팅유닛, 및 원통형의 길이 방향으로 개구 영역을 가지며, 상기 개구 영역에 상기 히팅유닛을 고정 정착시키는 정착필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅모듈에 있어서, 상기 히팅유닛은, 상기 기판, 상기 보호층, 상기 면상 발열체, 상기 전극 및 상기 폴리이미드 시트가 수평하게 적층된 형태로 상기 개구 영역에 결합되어 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅모듈에 있어서, 상기 히팅유닛은, 상기 기판, 상기 보호층, 상기 면상 발열체, 상기 전극 및 상기 폴리이미드 시트가 수평하게 적층된 상태에서, 상기 정착필름의 길이 방향을 따라 가장자리가 절곡된 형태로 상기 개구 영역에 결합되어 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체 및 히팅롤러에 따르면 발열 페이스트 조성물은 200℃ 이상의 온도에서도 내열성을 유지 가능함으로써, 온도에 따른 저항 변화가 작아 안정적이다.
또한, 이러한 발열 페이스트 조성물을 이용한 면상 발열체는 비저항이 낮고 두께 조절이 용이하여 저전압 및 저전력으로 고온 발열이 가능하며, 이를 통해 에너지 효율이 개선된 히팅롤러, 히팅유닛 및 해당 히팅유닛을 구비한 히팅모듈을 제작할 수 있다.
더하여 기존의 할로겐 램프 대비 공정 비용이 절감되고, 예열(warm-up) 시간을 단축하여 프린팅 속도를 향상 할 수 있으며, 낮은 직류 구동 전압을 이용하여 히팅롤러를 구동할 수 있어 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발열 페이스트 조성물을 이용하여 제작한 면상 발열체 시편의 이미지이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 면상 발열체의 발열 시험 모습의 이미지이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따른 면상 발열체에 대한 열화상 카메라 촬영 이미지이다.
도 4는 도 1의 실시예에 따른 면상 발열체의 발열 특성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅롤러가 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅롤러의 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅롤러의 구성에 대해 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈이 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅유닛의 구성에 대해 나타낸 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 발열 페이스트 조성물과 해당 조성물로 이루어진 면상 발열체 및 히팅롤러에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 발열 페이스트 조성물은 탄소나노튜브 입자, 그라파이트 입자, 혼합 바인더, 유기 용매 및 분산제를 포함한다.
구체적으로 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함한다.
이때, 탄소나노튜브 입자는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 예컨대 탄소나노튜브 입자는 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube)일 수 있다. 탄소나노튜브 입자가 다중벽 탄소나노튜브일 때, 직경은 5nm 내지 30nm일 수 있고, 길이는 3㎛ 내지 40㎛일 수 있다.
그라파이트 입자는 직경 1㎛ 내지 25㎛의 그라파이트 나노입자일 수 있다.
혼합 바인더는 발열 페이스트 조성물이 300℃ 가량의 온도 범위에서도 내열성을 가질 수 있도록 하는 기능을 하는 것으로, 폴리에스테르(Polyester), 에폭시(Epoxy), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy acrylate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 폴리비닐 아세탈(Polyvinyl acetal) 및 페놀계 수지(Phenol resin) 중 2종 이상이 혼합된 형태를 갖는다. 예컨대 상기 혼합 바인더는 폴리에스테르, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 형태일 수 있고, 에폭시, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 형태일 수 있고, 에폭시 아크릴레이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 형태일 수 있고, 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 형태일 수도 있다. 본 발명에서는 혼합 바인더의 내열성을 높임으로써, 300℃ 가량의 고온으로 발열시키는 경우에도 물질의 저항 변화나 도막의 파손이 없다는 장점을 갖는다.
여기에서 페놀계 수지는 폐놀 및 페놀 유도체를 포함하는 페놀계 화합물을 의미한다. 예컨대 상기 페놀 유도체는 p-크레졸(p-Cresol), o-구아야콜(o-Guaiacol), 크레오졸(Creosol), 카테콜(Catechol), 3-메톡시-1,2-벤젠디올(3-methoxy-1,2-Benzenediol), 호모카테콜(Homocatechol), 비닐구아야콜(Vinylguaiacol), 시링콜(Syringol), 이소-유제놀(Iso-eugenol), 메톡시 유제놀(Methoxyeugenol), o-크레졸(o-Cresol), 3-메틸-1,2-벤젠디올 (3-methyl-1,2-Benzenediol), (z)-2-메톡시-4-(1-프로페닐)-페놀((z)-2-methoxy-4-(1-propenyl)-Phenol), 2,6-디에톡시-4-(2-프로페닐)-페놀(2,6-dimethoxy-4-(2-propenyl)-Phenol), 3,4-디메톡시-페놀(3,4-dimethoxy-Phenol), 4-에틸-1,3-벤젠디올(4-ethyl-1,3-Benzenediol), 레졸 페놀(Resole phenol), 4-메틸-1,2-벤젠디올(4-methyl-1,2-Benzenediol), 1,2,4-벤젠트리올(1,2,4-Benzenetriol), 2-메톡시-6-메틸페놀(2-Methoxy-6-methylphenol), 2-메톡시-4-비닐페놀(2-Methoxy-4-vinylphenol) 또는 4-에틸-2-메톡시-페놀(4-ethyl-2-methoxy-Phenol) 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 혼합 바인더의 혼합 비율은 폴리에스테르, 에폭시, 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부의 비율일 수 있다. 페놀계 수지의 함량이 100 중량부 이하인 경우 발열 페이스트 조성물의 내열 특성이 저하되며, 500 중량부를 초과하는 경우에는 유연성이 저하되는 문제가 있다(취성 증가).
유기 용매는 전도성 입자 및 혼합 바인더를 분산시키기 위한 것으로, 카비톨 아세테이트(Carbitol acetate), 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl carbotol acetate), DBE(dibasic ester), 에틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올(Butanol) 및 옥탄올(Octanol) 중에서 선택되는 2 이상의 혼합 용매일 수 있다.
한편, 분산을 위한 공정은 통상적으로 사용되는 다양한 방법들이 적용될 수 있으며, 예를 들면 초음파처리(Ultra-sonication), 롤밀(Roll mill), 비드밀(Bead mill) 또는 볼밀(Ball mill) 과정을 통해 이루어질 수 있다.
분산제는 분산을 보다 원활하게 하기 위한 것으로, BYK류와 같이 당업계에서 이용되는 통상의 분산제, Triton X-100과 같은 양쪽성 계면활성제, SDS등과 같은 이온성 계면활성제를 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열 페이스트 조성물은 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 실란 커플링제 0.5 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.
실란커플링제는 발열 페이스트 조성물의 배합시에 수지들간에 접착력을 증진시키는 접착증진제 기능을 한다. 실란 커플링제는 에폭시 함유 실란 또는 머켑토 함유 실란일 수 있다. 이러한 실란 커플링제의 예로는 에폭시가 함유된 것으로 2-(3,4 에폭시 사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란이 있고, 아민기가 함유된 것으로 N-2(아미노에틸)3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실리-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란이 있으며, 머켑토가 함유된 것으로 3-머켑토프로필메틸디메톡시실란, 3-머켑토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등이 있으며, 상기 나열한 것에 한정되지 않는다.
본 발명은 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발열 페이스트 조성물을 기판이나 롤러의 외주면 등에 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄(내지 롤투롤 그라비아 인쇄) 또는 콤마코팅(내지 롤투롤 콤마코팅)하여 형성되는 면상 발열체를 추가적으로 제공한다.
여기에서 기판은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드, 셀룰로스 에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리술폰, 폴리에스테르술폰, 폴리비닐리덴플로라이드, 유리, 유리섬유(매트), 세라믹, SUS, 구리 또는 알루미늄 기판 등이 사용될 수 있으며, 상기 나열된 것들로 한정되는 것은 아니다. 기판은 발열체의 응용 분야나 사용온도에 따라 적절히 선택될 수 있다.
면상 발열체는 기판 상에 본 발명의 실시예들에 따른 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄를 통해 원하는 패턴으로 인쇄하고, 건조 및 경화한 후에, 상부에 은 페이스트 또는 도전성 페이스트를 인쇄 및 건조/경화 시킴으로써 전극을 형성함으로써 형성될 수 있다. 또는 은 페이스트 또는 도전성 페이스트를 인쇄 및 건조/경화한 후에 상부에 본 발명의 실시예들에 따른 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄함으로써 형성하는 것도 가능하다.
한편, 면상 발열체는 상부면에 코팅되는 보호층을 더 포함할 수 있다. 보호층은 실리카(SiO2)로 형성될 수 있다. 보호층이 실리카로 형성되는 경우에는 발열면에 코팅되더라도 발열체가 유연성을 유지할 수 있는 장점을 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 발열 페이스트 조성물 및 이를 이용한 면상 발열체를 시험예를 통하여 상세히 설명한다. 하기 시험예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 하기 시험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
시험예
(1) 실시예 및 비교예의 준비
하기 [표 1]과 같이 실시예(3종류) 및 비교예(3종류)를 준비하였다. [표 1]에 표기된 조성비는 중량%로 기재된 것임을 밝혀둔다.
표 1
조성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
탄소나노튜브 입자 4 5 6 4 4 5
그라파이트 입자 15 9 15
카본블랙 입자 15 15 9
혼합 바인더 20 15 22 12
에틸셀룰로오스 10 14
유기 용매 57 66 54 67 65 68
분산제 4 4 5 4 4 4
실시예들의 경우 [표 1]의 조성에 따라(실시예 1 내지 3) 탄소나노튜브 입자, 그라파이트 입자, 혼합 바인더, 유기 용매 및 분산제를 선분산기를 이용하여 1시간 선분산하고, 선분산된 페이스트를 3본밀을 이용하여 완전히 교반하여 발열 페이스트를 제조하였다. 이후 실온에서 12시간 동안 에이징(aging) 후 325 메쉬(mesh) 스크린을 이용하여 인쇄하여 발열체를 제조하였다.
비교예들의 경우 [표 1]의 조성에 따라(비교예 1 내지 3) 탄소나노튜브 입자, 카본블랙 입자, 혼합 바인더 또는 에틸셀룰로오스, 유기 용매 및 분산제를 선분산기를 이용하여 1시간 선분산하고, 선분산된 페이스트를 3본밀을 이용하여 완전히 교반하여 발열 페이스트를 제조하였다. 이후 실온에서 12시간 동안 에이징(aging) 후 325 메쉬(mesh) 스크린을 이용하여 인쇄하여 발열체를 제조하였다.
(2) 면상 발열체 특성 평가
도 1은 본 발명에 따른 발열 페이스트 조성물을 이용하여 제작한 면상 발열체 시편의 이미지이고, 도 2는 도 1의 실시예에 따른 면상 발열체의 발열 시험 모습의 이미지이며, 도 3은 도 1의 실시예에 따른 면상 발열체에 대한 열화상 카메라 촬영 이미지이다.
1) 비저항 평가
도 1과 같이 조성물을 10x10㎝ 크기로 스크린 인쇄한 후 경화시키고, 양끝단의 선저항을 특정하고, SEM 측정을 통해 인쇄 전극의 두께를 측정함으로써 비저항을 계산하였다.
2) 면상 발열체용 조성물 특성 평가
도 1과 같이 조성물을 10x10㎝ 크기로 스크린 인쇄하고 경화하여 발열체를 구성하고, 도 2와 같이 전극 재료를 발열체 양쪽에 인쇄하고 경화하여 발열 시험용 샘플을 제작한 후, 도 3과 같이 전극 전압을 인가한 상태에서 발열체의 부위별 온도 균일도를 열화상 카메라를 이용하여 측정하였다.
이때 공급되는 전력에 따른 승온 효과를 확인하기 위해 각 실시예 및 비교예에 해당하는 면상 발열체를 각각 150℃, 180℃, 220℃까지 승온시키고, 해당 온도에 도달하였을 때의 DC 파워를 측정하였다.
또한 각 실시예 및 비교예에 대하여 200℃에서의 발열 안정성을 테스트하였다.
시험 결과는 하기 [표 2]와 같다.
표 2
특성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
비저항(10- 2Ωcm) 1.9 2.55 2.96 49.3 60.5 59.3
150℃ 도달시 요구되는 DC 파워(w) 22.3 24.5 25.6 127.3 136.5 132.9
180℃ 도달시 요구되는 DC 파워(w) 30.8 33.0 36.5 146.5 172.3 168.5
220℃ 도달시 요구되는 DC 파워(w) 44.0 47.5 48.6 162.5 200.3 185.6
℃ 발열 안정선(day) 20일 이상 20일 이상 20일 이상 불량 5일 불량
[표 2]를 참조하면 실시예들에 해당하는 면상 발열체의 비저항이 비교예들에 해당하는 면상 발열체의 비저항보다 작게 측정되었다. 또한 150℃, 180℃ 및 220℃까기 면상 발열체를 승온하는데 요구되는 DC 파워도 실시예들의 DC 파워가 비교예들의 DC 파워에 비해 작게 측정되었다. 즉 실시예들의 면상 발열체가 비교예들의 면상 발열체보다 전은 전력을 소모하며 발열 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한 실시예 1 내지 3에 따른 면상 발열체는 200℃의 발열 구동하에서도 20일간 안정성이 유지되는 것으로 나타나는 반면(별도의 보호층 없음), 비교예 1 내지 3에서는 200℃의 발열 구동시 2시간 이내에 발열부 표면이 부풀어 오르는 불량 현상이 관찰되거나, 최대 5일 이내에 불량 현상이 관찰되었다. 즉 실시예들의 면상 발열체가 비교예들의 면상 발열체보다 200℃이상의 고온에서도 안정적으로 구동 가능함을 확인할 수 있었다.
도 4는 도 1의 실시예에 따른 면상 발열체의 발열 특성을 나타낸 도면이다.
도 4에서 세로축은 발열 온도를 나타내고 가로축은 시간을 의미내는데, DC 31.5V를 실시예의 면상 발열체에 인가한 경우의 발열 거동을 나타낸다.
도 4에서 180℃의 온도에 도달하는데 소요되는 시간은 6초 이하임을 확인할 수 있으며, 이는 승온 시간이 짧아 프린터 등의 예열(warm-up) 시간이 적게 걸리고, 프린팅 속도를 개선할 수 있음을 의미한다.
본 발명의 실시예는 면상 발열체에 보호막이나 테프론(teflon) 등의 이형층이 코팅된 경우에도 12초 이내에 180℃의 온도에 도달할 수 있다.
본 발명은 상술한 발열 페이스트 조성물로 이루어진 면상 발열체를 채용한 히팅롤러를 추가적으로 제공한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅롤러(10)가 구동되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅롤러(10)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅롤러(10)의 구성에 대해 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 프린터 등의 화상 형성 장치는 배지측에 설치된 히팅롤러(10)와 압축롤러(20)를 이용해 용지(30)에 토너 화상을 융착한다.
이때 히팅롤러(10)는 압축롤러(20)와의 사이를 통과하는 용지(30)에 열을 전달하고, 압축롤러(20)는 고무 등의 탄성 재질을 포함하여 히팅롤러(10)와의 사이에 있는 용지(30)에 적절한 압력을 전달하며, 이를 통해 용지(30)에 전사된 토너 화상을 열과 압력을 이용해 고착시킬 수 있다.
히팅롤러(10)는 롤러(11), 절연층(12), 전극(13) 및 면상 발열체(14)를 포함한다.
롤러(11)는 회전축을 중심으로 회전하는 원통형의 회전체이다.
절연층(12)은 글라스 프릿(glass frit)과 같은 유리질의 분말 페이스트로 이루어지며, 롤러(11)의 외주면에 형성되어 롤러(11)와 면상 발열체(14) 사이에 위치한다.
면상 발열체(14)는 상기한 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 이때 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물로 이루어질 수 있다. 면상 발열체(14)는 절연층(12)의 외주면에 형성된다.
전극(13)은 면상 발열체에 전력을 공급하기 위한 구성으로 면상 발열체(14)의 양단에 설치된다. 전극(13)은 면상 발열체(14)의 좌우측에 도포 형성되는 리드 전극과, 해당 리드 전극에 부착 형성되는 전원접속용 전극을 포함할 수 있다. 경우에 따라서는 전원접속용 전극이 면상 발열체에 직접 연결될 수도 있다. 전극(13)은 은 페이스트, 구리 페이스트, 구리 테이프 등을 이용하여 형성할 수 있다.
실시예에 따라서는 면상 발열체(14)의 외주면에 토너가 묻는 것을 방지하기 위한 테프론(teflon) 이형층이 형성될 수 있다. 이때 테프론 이형층은 분체도장 혹은 스프레이 코팅 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명은 상술한 발열 페이스트 조성물로 이루어진 면상 발열체를 채용한 히팅유닛 및 해당 히팅유닛을 이용한 히팅모듈을 추가적으로 제공한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈이 구동되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅모듈의 모습을 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅유닛(40)의 구성에 대해 나타낸 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 프린터 등의 화상 형성 장치는 배지측에 설치된 히팅유닛(40)과 압축롤러(50)를 이용해 용지(60)에 토너 화상을 융착한다.
이때 히팅유닛(40)은 압축롤러(50)와의 사이를 통과하는 용지(60)에 열을 전달하고, 압축롤러(50)는 고무 등의 탄성 재질을 포함하여 히팅유닛(40)과의 사이에 있는 용지(60)에 적절한 압력을 전달하며, 이를 통해 용지(60)에 전사된 토너 화상을 열과 압력을 이용해 고착시킬 수 있다.
히팅유닛(40)은 정착필름(1)과 함께 히팅모듈을 구성한다. 정착필름(1)은 히팅유닛(40)을 고정시키는 구성으로서, 히팅유닛(1)과 함께 일면이 평평한 원통형을 이룬다. 이때 정착필름(1)은 원통형의 길이 방향으로 개구 영역을 가지며, 이러한 정착필름(1)의 개구 영역에 히팅유닛(40)을 고정 정착시킬 수 있다.
히팅유닛(40)은 기판(41), 보호층(42), 전극(43), 면상 발열체(44), 폴리이미드 시트(45) 및 테프론 이형층(46)이 적층된 형태를 가진다. 이때 히팅유닛(40)은 수평하게 적층된 형태로 정착필름(1)의 개구 영역에 결합되어 위치할 수 있고, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 정착필름(1)의 길이 방향을 따라 가장자리가 절곡된 형태로 'ㄷ' 형상과 유사하게 정착필름(1)의 개구 영역에 결합되어 위치할 수도 있다.
기판(41)는 금속 재질의 판형 구성으로서, 구리, 알루미늄 또는 스테인레스강 등의 금속 재료를 포함하여 구성된다.
보호층(42)은 기판(41)의 일면에 형성되어 기판(41)과 면상 발열체(44)의 사이에 위치한다. 보호층(42)은 내전압 특성 및 발열 특성의 향상을 위한 구성으로서 실리카(SiO2)를 기반으로 한 열경화성 수지로 이루어질 수 있으며, 면상 발열체(44)에 코팅되어도 유연성을 유지할 수 있다.
면상 발열체(44)는 상기한 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 이때 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물로 이루어질 수 있다. 면상 발열체(44)는 기판(41)과 대향하는 보호층(42)의 일면에 형성되어 보호층(42)과 폴리이미드 시트(45)의 사이에 위치한다.
전극(43)은 면상 발열체에 전력을 공급하기 위한 구성으로 면상 발열체(44)의 양단에 설치된다. 전극(43)은 면상 발열체(44)의 좌우측에 도포 형성되는 리드 전극과, 해당 리드 전극에 부착 형성되는 전원접속용 전극을 포함할 수 있다. 경우에 따라서는 전원접속용 전극이 면상 발열체에 직접 연결될 수도 있다. 전극(43)은 은 페이스트, 구리 페이스트, 구리 테이프 등을 이용하여 형성할 수 있다.
폴리이미드 시트(polyimide sheet)(15)는 보호층(42)과 대향하는 면상 발열체(44)의 일면에 형성된 필름 형태의 구성이다. 폴리이미드 시트(45)는 기계적 강도, 전기적 특성 및 내열성이 뛰어나다.
보호층(42)과 대향하는 기판(41)의 일면에는 테프론(teflon) 이형층(16)이 형성된다. 테프론 이형층(46)은 기판(41)에 토너가 묻는 것을 방지하며, 분체도장 혹은 스프레이 코팅 방식으로 형성될 수 있다.
이러한 히팅유닛(40)은 예를 들어, 기판(41)의 일면에 테프론 이형층(46)을 코팅한 후, 기판(41)의 타면으로부터 보호층(42), 전극(43) 및 면상 발열체(44), 폴리이미드 시트(45)를 순차적으로 코팅하는 방법으로 제작될 수 있다.
또한 히팅유닛(40)은 예를 들어, 폴리이미드 시트(45)의 일면으로부터 전극(43) 및 면상 발열체(44), 보호층(42)을 순차적으로 코팅하고, 면상 발열체(44)와 대향하는 보호층(42)의 일면을 기판(41)의 일면에 부착하는 방법으로 제작될 수도 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

Claims (16)

  1. 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 실란 첨가제 0.5 중량부 내지 5 중량부를 더 포함하는 발열 페이스트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부가 혼합되는 발열 페이스트 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 입자는 다중벽 탄소나노튜브 입자인 발열 페이스트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기 용매는 카비톨 아세테이트, 부틸 카비톨 아세테이트, DBE(dibasic ester), 에틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올 및 옥탄올 중에서 선택되는 2 이상의 혼합 용매인 발열 페이스트 조성물.
  6. 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 콤마코팅하여 형성되는 발열 페이스트 조성물을 이용한 면상 발열체.
  7. 롤러;
    상기 롤러의 외주면에 형성된 절연층;
    발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 상기 롤러의 외주면에 형성된 면상 발열체; 및
    상기 면상 발열체의 양단에 설치되어 상기 면상 발열체로 전원을 공급하는 전극;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅롤러.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 면상 발열체의 외주면에 형성된 테프론 이형층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅롤러.
  9. 기판;
    상기 기판의 일면에 형성된 보호층;
    발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 상기 기판과 대향하는 상기 보호층의 일면에 형성된 면상 발열체;
    상기 면상 발열체의 양단에 설치되어 상기 면상 발열체로 전원을 공급하는 전극; 및
    상기 보호층과 대향하는 상기 면상 발열체의 일면에 형성된 폴리이미드 시트(polyimide sheet);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판은 구리, 알루미늄 또는 스테인레스강(stainless steel)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보호층은 실리카(SiO2)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 면상 발열체는 상기 보호층 또는 상기 폴리이미드 시트에 상기 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 콤마코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 보호층과 대향하는 기판의 일면에 형성된 테프론 이형층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛.
  14. 기판, 상기 기판의 일면에 형성된 보호층, 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.2 내지 6 중량부, 그라파이트 입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 5 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 80 중량부, 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 발열 페이스트 조성물을 포함하며, 상기 기판과 대향하는 상기 보호층의 일면에 형성된 면상 발열체, 상기 면상 발열체의 양단에 설치되어 상기 면상 발열체로 전원을 공급하는 전극, 및 상기 보호층과 대향하는 상기 면상 발열체의 일면에 형성된 폴리이미드 시트를 포함한 히팅유닛; 및
    원통형의 길이 방향으로 개구 영역을 가지며, 상기 개구 영역에 상기 히팅유닛을 고정 정착시키는 정착필름;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅모듈;
  15. 제14항에 있어서,
    상기 히팅유닛은, 상기 기판, 상기 보호층, 상기 면상 발열체, 상기 전극 및 상기 폴리이미드 시트가 수평하게 적층된 형태로 상기 개구 영역에 결합되어 위치하는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅모듈.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 히팅유닛은, 상기 기판, 상기 보호층, 상기 면상 발열체, 상기 전극 및 상기 폴리이미드 시트가 수평하게 적층된 상태에서, 상기 정착필름의 길이 방향을 따라 가장자리가 절곡된 형태로 상기 개구 영역에 결합되어 위치하는 것을 특징으로 하는 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅모듈.
PCT/KR2015/004662 2014-05-13 2015-05-11 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈 Ceased WO2015174697A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/351,347 US10555376B2 (en) 2014-05-13 2016-11-14 Heating paste composition, and sheet heating element, heating roller, heating unit and heating module using same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140056921A KR101572802B1 (ko) 2014-05-13 2014-05-13 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체 및 히팅롤러
KR1020140056922A KR101572803B1 (ko) 2014-05-13 2014-05-13 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛 및 히팅모듈
KR10-2014-0056921 2014-05-13
KR10-2014-0056922 2014-05-13

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/351,347 Continuation US10555376B2 (en) 2014-05-13 2016-11-14 Heating paste composition, and sheet heating element, heating roller, heating unit and heating module using same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015174697A1 true WO2015174697A1 (ko) 2015-11-19

Family

ID=54480188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/004662 Ceased WO2015174697A1 (ko) 2014-05-13 2015-05-11 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10555376B2 (ko)
WO (1) WO2015174697A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113099562A (zh) * 2021-05-24 2021-07-09 广东温道百镒健康科技有限公司 一种电热膜、电热板及相应的制造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022119741A1 (de) * 2022-04-07 2023-10-12 PÖTTER-KLIMA Gesellschaft für Nano-Heiztechnologie mbH Beheizbarer Körper

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200166597Y1 (ko) * 1999-08-19 2000-02-15 삼성전자주식회사 전자사진 프로세서의 정착장치
JP3279720B2 (ja) * 1993-04-28 2002-04-30 キヤノン株式会社 加熱装置
JP2007272223A (ja) * 2006-03-10 2007-10-18 Ist Corp 発熱定着ベルト及びその製造方法並びに画像定着装置
KR20090010252U (ko) * 2008-04-04 2009-10-08 주식회사 엑사이엔씨 페이스트 조성물을 이용한 히터
KR20100040033A (ko) * 2008-10-09 2010-04-19 주식회사 엑사이엔씨 고전도성 페이스트 조성물 및 이의 제조방법
KR20110043367A (ko) * 2009-10-21 2011-04-27 (주)엘지하우시스 발열 필름 및 그를 포함하는 발열 제품
KR101128033B1 (ko) * 2011-12-06 2012-04-02 엔디티엔지니어링(주) 전면도포 방식의 플라스틱필름 탄소발열체 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3313039B2 (ja) * 1996-03-13 2002-08-12 京セラミタ株式会社 転写装置とそれを用いた画像形成装置
KR20090001025U (ko) * 2007-07-26 2009-02-02 조진관 자동차 백 미러에 장착되는 led전구
WO2012018242A2 (ko) * 2010-08-05 2012-02-09 한화케미칼 주식회사 탄소소재를 이용한 고효율 방열도료 조성물

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3279720B2 (ja) * 1993-04-28 2002-04-30 キヤノン株式会社 加熱装置
KR200166597Y1 (ko) * 1999-08-19 2000-02-15 삼성전자주식회사 전자사진 프로세서의 정착장치
JP2007272223A (ja) * 2006-03-10 2007-10-18 Ist Corp 発熱定着ベルト及びその製造方法並びに画像定着装置
KR20090010252U (ko) * 2008-04-04 2009-10-08 주식회사 엑사이엔씨 페이스트 조성물을 이용한 히터
KR20100040033A (ko) * 2008-10-09 2010-04-19 주식회사 엑사이엔씨 고전도성 페이스트 조성물 및 이의 제조방법
KR20110043367A (ko) * 2009-10-21 2011-04-27 (주)엘지하우시스 발열 필름 및 그를 포함하는 발열 제품
KR101128033B1 (ko) * 2011-12-06 2012-04-02 엔디티엔지니어링(주) 전면도포 방식의 플라스틱필름 탄소발열체 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113099562A (zh) * 2021-05-24 2021-07-09 广东温道百镒健康科技有限公司 一种电热膜、电热板及相应的制造方法
CN113099562B (zh) * 2021-05-24 2023-02-07 广东温道百镒健康科技有限公司 一种电热膜、电热板及相应的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170064774A1 (en) 2017-03-02
US10555376B2 (en) 2020-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101572803B1 (ko) 발열 페이스트 조성물을 이용한 히팅유닛 및 히팅모듈
WO2016182199A1 (ko) 하이브리드 차량용 배터리 프리 히팅장치 및 그 제어 방법
KR101524642B1 (ko) 후막 형성용 발열 페이스트 조성물 및 이를 이용한 휴대용 저전력 발열 히터
WO2016186314A1 (ko) 차량용 포트
WO2013085126A1 (ko) 전면도포 방식의 플라스틱필름 탄소발열체 제조 방법
WO2020009401A1 (ko) 재사용 가능한 이형필름
WO2013147442A1 (ko) 인쇄용 구리 페이스트 조성물 및 이를 이용한 금속패턴의 형성방법
WO2016182196A1 (ko) 면상발열체를 이용한 반도체 진공라인의 히팅 장치
WO2017164437A1 (ko) 방열특성이 우수한 방열시트 및 이의 제조방법
WO2016182198A1 (ko) 전기차량의 히터장치 및 그 제어방법
US20050191493A1 (en) Electrically conductive coatings with high thermal oxidative stability and low thermal conduction
WO2015174697A1 (ko) 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체, 히팅롤러, 히팅유닛 및 히팅모듈
WO2016186311A1 (ko) 온열매트
KR102117823B1 (ko) 토너 융착용 금속플레이트 히터 및 그를 이용한 융착 벨트
KR101572802B1 (ko) 발열 페이스트 조성물 그리고 이를 이용한 면상 발열체 및 히팅롤러
WO2016186315A1 (ko) 건조 장치
JP2008138039A (ja) カーボンナノファイバー分散ポリイミドワニスおよびその塗膜
JP2009088164A (ja) 放熱スラリー及びそれを用いた電子部品
WO2016182191A1 (ko) 웨이퍼 히팅장치
WO2015122641A1 (ko) 발열 페이스트 조성물, 이를 이용한 면상 발열체 소자 및 휴대용 저전력 발열 히터
CN110769527A (zh) 一种有机高温电热复合膜及制备方法
WO2015016490A1 (ko) 세라믹이 코팅된 흑연의 제조방법
WO2020256307A2 (ko) 열전도-전기절연성 도료 조성물 및 이를 포함하는 태양전지용 외장재 강판
WO2024049068A1 (ko) 필름형 복사히터
KR20200085384A (ko) 비행체의 콜드 스타트용 배터리 히터 모듈 및 그를 포함하는 배터리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15792822

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15792822

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1