KR101802932B1 - Heating plate and manufacturing method of the same - Google Patents

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KR101802932B1
KR101802932B1 KR1020170069663A KR20170069663A KR101802932B1 KR 101802932 B1 KR101802932 B1 KR 101802932B1 KR 1020170069663 A KR1020170069663 A KR 1020170069663A KR 20170069663 A KR20170069663 A KR 20170069663A KR 101802932 B1 KR101802932 B1 KR 101802932B1
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conductive
conductive nanostructure
nanowires
nanostructure
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손흥락
윤종현
백범규
박웅비
신미경
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주식회사 경동원
주식회사 경동엠텍
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Abstract

The present invention relates to a planar heating element, and a manufacturing method thereof. The planar heating element comprises: a conductive nanostructure formed to have an irregular network structure; and conductive nanoparticles provided between adjacent conductive nanostructures to increase a contact point of the conductive nanostructure, thereby increasing heating efficiency.

Description

면상발열체와, 면상발열체의 제조방법{Heating plate and manufacturing method of the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar heating element and a manufacturing method of the same,

본 발명은 면상발열체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열 효율을 향상시킬 수 있도록 한 면상발열체 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar heating element and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a planar heating element and a method of manufacturing the same.

면상발열체는 면(面)상으로 발열하는 물체로서, 얇은 면상의 전도성 발열체 양단에 금속 전극을 설치하고, 절연재로 절연 처리한 후 금속 전극에 정격 전압을 인가하면 면 전체에서 발열이 이루어진다. 이러한 면상발열체의 전극으로는 은(Ag), 구리(Cu) 등이 이용되고, 탄소로 구성된 발열체로는 카본 페이스트, 카본 섬유 등이 이용되고 있다.The surface heating element is an object that generates heat on the surface. When a metal electrode is provided on both ends of a conductive heating element on a thin surface and insulation voltage is applied to the metal electrode, heat is generated from the entire surface. As the electrode of the planar heating element, silver (Ag), copper (Cu) or the like is used, and as the heating element made of carbon, carbon paste, carbon fiber and the like are used.

면상발열체는 기존의 선상발열체에 비해 발열 효율이 우수하고, 신속한 난방 조절이 가능하며, 발열 구조가 차지하는 부피가 작아 다양한 제품에 적용이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 면상발열체는 이러한 장점으로 자동차 유리, 주택 내/외부 등에서 사용되는 투명/플렉서블(flexible) 히터, 높은 열효율을 활용한 플렉서블(flexible)/스트레처블(stretchable)/웨어러블(wearable) 열치료 장치, 웨어러블(wearable) 발열 장치 등에 적용되고 있다.The surface heating element has the advantage that it has better heating efficiency than the existing linear heating element, enables rapid heating control, and has a small volume occupied by the heating structure, so that it can be applied to various products. These advantages of the surface heating element are that it is possible to use a transparent / flexible heater used in an automobile glass, a house interior / exterior, etc., a flexible / stretchable / wearable heat treatment device utilizing a high thermal efficiency, a wearable heating device, and the like.

이러한 면상발열체와 관련하여, 선행기술인 한국등록특허 제10-1028843호는 탄소섬유 면상발열체 및 그 제조방법에 대해 개시하고 있다.Regarding such surface heating elements, Korean Patent Registration No. 10-1028843 discloses a carbon fiber surface heating element and a manufacturing method thereof.

하지만 종래기술에 따른 카본 면상발열체는 지속적인 발열과 외부 힘에 의한 발열 구조의 손상으로 화재의 위험이 높고, 발열 효율의 저하가 발생되고 있으며, 이에 전도성 섬유를 이용한 면상발열체가 대안으로 제시되고 있다. 다만, 전도성 섬유 기반의 면상발열체는 전기전도성 및 화학적 안정성을 위해 Ag, Cu, CNT 등의 소재를 사용하고 있으나, 이러한 소재는 단가가 높아 면상발열체의 가격을 상승시킬 수 있다는 단점을 가지고 있다.However, the carbon surface heating element according to the related art has a high risk of fire due to the continuous heat generation and damage to the heat generation structure due to external force, and the heating efficiency is lowered. Accordingly, a planar heating element using conductive fiber has been suggested as an alternative. However, the conductive fiber-based planar heating elements use materials such as Ag, Cu, and CNT for electrical conductivity and chemical stability, but these materials have disadvantages that they can increase the price of the planar heating elements because of high unit cost.

상술한 문제를 개선하기 위해 저렴한 소재를 사용하는 것도 가능하나, 저렴한 소재는 전기전도성이 낮거나 화학적 안정성이 떨어진다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 저렴한 소재를 이용하면서도 전기전도성 및 화학적 안정성을 갖춘 면상발열체의 개발이 요구되고 있다.Although it is possible to use an inexpensive material in order to solve the above problems, an inexpensive material has a problem of low electrical conductivity or poor chemical stability. Therefore, it is required to develop a planar heating element having electrical conductivity and chemical stability while using an inexpensive material.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전도성 나노구조체로 구성된 발열 망 구조 내 전도성 나노 입자를 함께 분산시킴으로써 발열 효율이 향상된 발열 망 구조를 갖는 면상발열체 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a planar heating element having a heating net structure with improved heating efficiency by dispersing conductive nanoparticles in a heating net structure composed of conductive nanostructures together, The purpose is to do.

또한, 본 발명의 다른 목적은 저가 금속군에 해당하는 알루미늄(Al), 철(Fe) 및 이들의 합금으로 이루어진 전도성 나노구조체를 이용하여 면상발열체의 제조 단가를 낮추되, 저가 금속을 사용함으로써 발생될 수 있는 낮은 전기전도성, 발열 구조의 손상 문제를 표면처리와 전도성 나노 구조체의 도금을 통해 해결할 수 있는 면상발열체 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of the surface heating element by using a conductive nanostructure made of aluminum (Al), iron (Fe) and an alloy thereof corresponding to a low-cost metal group, The present invention provides a planar heating element capable of solving the problems of low electrical conductivity and heat generation damage which can be achieved through surface treatment and plating of a conductive nanostructure, and a manufacturing method thereof.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 바로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above, and other technical problems may exist.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서,As means for solving the above-mentioned technical problem,

본 발명은 면상발열체에 있어서, 불규칙한 망 구조로 형성된 전도성 나노구조체; 및 상기 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 인접하는 전도성 나노구조체 간에 제공되는 전도성 나노 입자;를 포함하는 면상발열체를 제공한다.The present invention provides a planar heating element comprising: a conductive nanostructure formed of an irregular network structure; And conductive nanoparticles provided between adjacent conductive nanostructures to increase a point of contact of the conductive nanostructure.

이 경우, 상기 전도성 나노구조체는 Ag 나노와이어, Au 나노와이어, Cu 나노와이어, Ni 나노와이어, Fe 나노와이어, Al 나노와이어, Fe 합금 나노와이어, Al 합금 나노와이어, 카본 섬유(carbon fiber), 단일벽 카본나노튜브, 다중벽 카본나노튜브 및 그래핀 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the conductive nanostructure may be formed of Ag nanowire, Au nanowire, Cu nanowire, Ni nanowire, Fe nanowire, Al nanowire, Fe alloy nanowire, Al alloy nanowire, carbon fiber, Wall carbon nanotubes, multi-wall carbon nanotubes, and graphenes.

이 경우, 상기 그래핀은 산화그래핀 또는 환원된 산화그래핀일 수 있다.In this case, the graphene may be oxidized graphene or reduced oxidized graphene.

이 경우, 상기 전도성 나노구조체의 종횡비는 100 이상 5000 이하일 수 있다.In this case, the aspect ratio of the conductive nanostructure may be 100 or more and 5,000 or less.

이 경우, 상기 전도성 나노구조체의 직경은 5~500 nm일 수 있다.In this case, the diameter of the conductive nanostructure may be 5 to 500 nm.

이 경우, 상기 전도성 나노구조체의 표면에는 상기 전도성 나노구조체보다 전기전도성이 높은 금속 도금막이 형성될 수 있다.In this case, a metal plating film having a higher electrical conductivity than the conductive nanostructure may be formed on the surface of the conductive nanostructure.

이 경우, 상기 금속 도금막은 Ag, Au, Pt, Cu, Sn 및 Ni 중 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.In this case, the metal plating film may be made of a material containing at least one of Ag, Au, Pt, Cu, Sn and Ni.

이 경우, 상기 전도성 나노구조체의 표면에는 황산, 질산 및 염산 중 하나 이상을 포함하는 용액으로 에칭된 요철부가 형성될 수 있다.In this case, the surface of the conductive nanostructure may be etched with a solution containing at least one of sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid.

이 경우, 상기 전도성 나노 입자는 Cu 나노 입자, Ni 나노 입자, Ti 나노 입자, Fe 나노 입자, Ag 나노 입자 및 Co 나노 입자 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the conductive nanoparticles may include at least one selected from Cu nanoparticles, Ni nanoparticles, Ti nanoparticles, Fe nanoparticles, Ag nanoparticles, and Co nanoparticles.

이 경우, 상기 면상발열체는 상기 전도성 나노구조체 및 상기 전도성 나노 입자가 도포된 기판을 더 포함하되, 상기 기판은 세라믹 또는 유리로 이루어지는 경성 기판이거나, 또는 고분자, 섬유 및 종이 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 플렉서블 기판일 수 있다.In this case, the planar heating element may further include a substrate coated with the conductive nanostructure and the conductive nanoparticles, wherein the substrate is a hard substrate made of ceramic or glass, or a flexible substrate made of a polymer, Substrate.

이 경우, 상기 기판은 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱 중 하나 이상을 포함하는 물질에 의해 패키징될 수 있다.In this case, the substrate may be packaged by a material comprising at least one of thermoplastics and thermoset plastics.

이 경우, 상기 열가소성 플라스틱은 PE, PP, PVC, PS, ABS 수지, AS 수지, PMMA, PVA 및 PVDC 중에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 열경화성 플라스틱은 PF, UF, 멜라민 수지, MF, 알키드 수지, UP, EP, PUR, 실리콘 수지 및 디알릴프탈레이트 수지 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In this case, the thermoplastic resin may be at least one selected from among PE, PP, PVC, PS, ABS resin, AS resin, PMMA, PVA and PVDC, and the thermosetting plastic may be at least one selected from the group consisting of PF, UF, melamine resin, MF, UP, EP, PUR, silicone resin and diallyl phthalate resin.

이 경우, 상기 기판은 플라즈마 에칭, 스퍼터링, 광소결, 열소결 및 전자빔 조사 중 어느 하나에 의해 표면처리될 수 있다.In this case, the substrate may be surface-treated by any one of plasma etching, sputtering, light sintering, heat sintering and electron beam irradiation.

또한, 본 발명은 면상발열체를 제조하는 방법에 있어서, 코팅 용액 내에 전도성 나노구조체를 분산시키는 단계와; 상기 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 상기 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시키는 단계; 및 상기 전도성 나노구조체 및 상기 전도성 나노 입자가 포함된 코팅 용액을 기판 상에 도포함으로써 상기 전도성 나노구조체의 불규칙한 망 구조를 형성하는 단계를 포함하는 면상발열체의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of producing a planar heating element, comprising the steps of: dispersing a conductive nanostructure in a coating solution; Dispersing the conductive nanoparticles in a coating solution in which the conductive nanostructure is dispersed to increase a contact point of the conductive nanostructure; And forming an irregular network structure of the conductive nanostructure by applying a coating solution containing the conductive nanostructure and the conductive nanoparticle on a substrate.

이 경우, 상기 전도성 나노구조체는 Ag 나노와이어, Au 나노와이어, Cu 나노와이어, Ni 나노와이어, Fe 나노와이어, Al 나노와이어, Fe 합금 나노와이어, Al 합금 나노와이어, 카본 섬유(carbon fiber), 단일벽 카본나노튜브, 다중벽 카본나노튜브 및 그래핀 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the conductive nanostructure may be formed of Ag nanowire, Au nanowire, Cu nanowire, Ni nanowire, Fe nanowire, Al nanowire, Fe alloy nanowire, Al alloy nanowire, carbon fiber, Wall carbon nanotubes, multi-wall carbon nanotubes, and graphenes.

이 경우, 상기 그래핀은 산화그래핀 또는 환원된 산화그래핀일 수 있다.In this case, the graphene may be oxidized graphene or reduced oxidized graphene.

이 경우, 상기 전도성 나노구조체의 종횡비는 100 이상 5000 이하일 수 있고, 상기 전도성 나노구조체의 직경은 5~500 nm일 수 있다.In this case, the aspect ratio of the conductive nanostructure may be 100 or more and 5000 or less, and the diameter of the conductive nanostructure may be 5 to 500 nm.

이 경우, 상기 전도성 나노 입자는 Cu 나노 입자, Ni 나노 입자, Ti 나노 입자, Fe 나노 입자, Ag 나노 입자, Co 나노 입자 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In this case, the conductive nanoparticles may include at least one selected from Cu nanoparticles, Ni nanoparticles, Ti nanoparticles, Fe nanoparticles, Ag nanoparticles, and Co nanoparticles.

이 경우, 상기 기판은 세라믹 또는 유리로 이루어지는 경성 기판이거나, 또는 고분자, 섬유 및 종이 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 플렉서블 기판일 수 있다.In this case, the substrate may be a rigid substrate made of ceramic or glass, or a flexible substrate made of any one selected from polymer, fiber and paper.

이 경우, 상기 면상발열체의 제조방법은 상기 전도성 나노구조체를 분산시키는 단계 이전에 상기 전도성 나노구조체의 표면을 상기 전도성 나노구조체보다 전기전도성이 높은 금속으로 도금 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the manufacturing method of the planar heating element may further include plating the surface of the conductive nanostructure with a metal having higher electrical conductivity than the conductive nanostructure before the step of dispersing the conductive nanostructure.

이 경우, 상기 도금 처리하는 단계는 PVD, 치환 도금 및 환원 도금 중에서 선택되는 방법으로 행해질 수 있다.In this case, the step of plating may be performed by a method selected from PVD, displacement plating and reduction plating.

이 경우, 상기 면상발열체의 제조방법은 상기 전도성 나노구조체를 분산시키는 단계 이전에 상기 전도성 나노구조체를 황산, 질산 및 염산 중 하나 이상을 포함하는 용액에 의해 에칭함으로써 상기 전도성 나노구조체의 표면에 요철부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, in the method of manufacturing the planar heating element, before the step of dispersing the conductive nanostructure, the conductive nanostructure is etched by a solution containing at least one of sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid, The method further comprising:

이 경우, 상기 면상발열체의 제조방법은 상기 전도성 나노구조체와 상기 전도성 나노 입자가 도포된 상기 기판을 열처리함으로써 접착력 및 전도성을 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the manufacturing method of the planar heating element may further include a step of heat-treating the substrate coated with the conductive nanostructure and the conductive nanoparticles to increase the adhesive force and the conductivity.

이 경우, 상기 면상발열체의 제조방법은 상기 전도성 나노구조체의 불규칙한 망 구조를 형성하는 단계 이후 상기 망 구조의 양단에 전극을 형성하고, 상기 망 구조 및 상기 전극이 형성된 상기 기판에 대해 열처리를 실시하여 패키징하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, in the method of manufacturing the planar heating element, after forming the irregular network structure of the conductive nanostructure, electrodes are formed at both ends of the network structure, heat treatment is performed on the substrate having the network structure and the electrode formed And packaging it.

이 경우, 상기 패키징은 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱 중 하나 이상을 포함하는 물질에 의해 이루어질 수 있다.In this case, the packaging may be made of a material comprising at least one of thermoplastics and thermoset plastics.

이 경우, 상기 열가소성 플라스틱은 PE, PP, PVC, PS, ABS 수지, AS 수지, PMMA, PVA 및 PVDC 중에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 열경화성 플라스틱은 PF, UF, 멜라민 수지, MF, 알키드 수지, UP, EP, PUR, 실리콘 수지 및 디알릴프탈레이트 수지 중에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In this case, the thermoplastic resin may be at least one selected from among PE, PP, PVC, PS, ABS resin, AS resin, PMMA, PVA and PVDC, and the thermosetting plastic may be at least one selected from the group consisting of PF, UF, melamine resin, MF, UP, EP, PUR, silicone resin and diallyl phthalate resin.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도 발명의 상세한 설명 및 도면에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described task solution is merely exemplary and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the detailed description and drawings of the invention.

본 발명에 따르면, 전도성 나노구조체로 구성된 발열 망 구조 내 전도성 나노 입자가 함께 분산됨으로써 면상발열체의 발열 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, since the conductive nanoparticles in the heating net structure composed of the conductive nanostructure are dispersed together, the heating efficiency of the plane heating element can be improved.

또한, 저가 금속군에 해당하는 알루미늄(Al), 철(Fe) 및 이들의 합금으로 이루어진 전도성 나노구조체를 이용함으로써 면상발열체의 제조단가를 최소화할 수 있다.Further, by using a conductive nanostructure made of aluminum (Al), iron (Fe), or an alloy thereof corresponding to a low-cost metal group, manufacturing cost of the surface heating element can be minimized.

아울러, 저가 금속군의 사용으로 발생할 수 있는 낮은 전기전도성, 발열 구조의 손상 문제를 표면처리와 전도성 나노구조체의 도금을 통해 해결할 수 있다.In addition, the problems of low electrical conductivity and thermal damage caused by the use of low-cost metals can be solved through surface treatment and plating of conductive nanostructures.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체에서 전도성 나노구조체의 도금 과정을 예시한 도면,
도 3a는 종래기술에 따른 면상발열체에서 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 도시한 도면,
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체에서 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 불규칙한 망 구조가 형성된 면상발열체를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체가 패키징된 상태를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 제조방법을 나타낸 공정 순서도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 나노구조체를 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)를 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금된 철 나노구조체를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 상에 불규칙한 망 구조로 형성된 전도성 나노구조체를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 나노구조체에 형성된 도금막에 따른 발열효율을 도시한 예시적인 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 불규칙한 망 구조의 형성을 위해 제조된 코팅 용액을 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 니켈(Ni) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 코발트(Co) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 용액에 분산된 나노 입자에 따른 발열 경향을 도시한 도면,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 산화그래핀 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 환원된 산화그래핀 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 용액에 분산된 그래핀에 따른 발열 경향을 도시한 도면,
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자를 도포하고 플라즈마 에칭 처리하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자를 도포하고 스퍼터링(sputtering) 처리하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자를 도포하고 광소결 처리하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자를 도포하고 열소결 처리하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자를 도포하고 전자빔(E-beam) 처리하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면,
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자에 플라즈마 에칭, 스퍼터링(sputtering), 광소결 및 전자빔(E-beam)을 각각 처리한 후 발열 경향을 도시한 도면,
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화알루미늄 기판을 이용하여 제조된 면상발열체를 도시한 도면,
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 의류용 천을 이용하여 제조된 면상발열체를 도시한 도면,
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 사무용 종이를 이용하여 제조된 면상발열체를 도시한 도면.1 is a view showing a planar heating element according to an embodiment of the present invention,
2 is a diagram illustrating a plating process of a conductive nanostructure in a planar heating element according to an embodiment of the present invention,
3A is a view showing contact points of a conductive nanostructure in a planar heating element according to the prior art,
FIG. 3B is a view showing a contact point of the conductive nanostructure in the planar heating element according to an embodiment of the present invention, FIG.
4 is a view illustrating a planar heating element having an irregular net structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a state in which a planar heating element according to an embodiment of the present invention is packaged;
6 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing a planar heating element according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 illustrates a planar heating element manufactured using an iron nanostructure according to an embodiment of the present invention. FIG.
8 is a view showing a planar heating element manufactured using silver nanowire (AgNW) according to an embodiment of the present invention,
FIG. 9 is a view showing a plated iron nanostructure according to an embodiment of the present invention,
FIG. 10 illustrates a conductive nanostructure formed on a substrate according to an embodiment of the present invention with an irregular network structure. FIG.
FIG. 11 is an exemplary view illustrating heat generation efficiency according to a plating film formed on a conductive nanostructure according to an embodiment of the present invention,
FIG. 12 illustrates a coating solution prepared for forming an irregular network structure according to an embodiment of the present invention. FIG.
13 is a view showing a planar heating element manufactured using a coating solution in which silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles are mixed according to an embodiment of the present invention.
14 is a view showing a planar heating element manufactured using a coating solution in which silver nanowires (AgNW) and nickel (Ni) nanoparticles are mixed according to an embodiment of the present invention.
15 is a view showing a planar heating element manufactured using a coating solution in which silver nanowires (AgNW) and cobalt (Co) nanoparticles are mixed according to an embodiment of the present invention.
16 is a view showing a tendency of heat generation according to nanoparticles dispersed in a coating solution according to an embodiment of the present invention,
17 is a view showing a planar heating element manufactured using a silver nanowire (AgNW) and a graphene coating solution according to an embodiment of the present invention,
18 is a view showing a planar heating element manufactured using a silver nanowire (AgNW) and a reduced oxidized graphene coating solution according to an embodiment of the present invention,
FIG. 19 is a graph showing a tendency of heat generation according to graphene dispersed in a coating solution according to an embodiment of the present invention,
20 is a view showing a planar heating element manufactured using a coating solution in which silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles are mixed according to an embodiment of the present invention.
21 is a view showing a planar heating element manufactured by applying silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles according to an embodiment of the present invention and performing plasma etching treatment,
22 is a view showing a planar heating element manufactured by applying and sputtering silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles according to an embodiment of the present invention;
23 is a view showing a planar heating element manufactured by applying silver nano wire (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles according to an embodiment of the present invention and photo-
24 is a view showing a planar heating element manufactured by applying silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles according to an embodiment of the present invention and performing heat sintering,
25 is a view showing a planar heating element manufactured by applying silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles according to an embodiment of the present invention and electron beam (E-beam)
FIG. 26 is a graph showing a tendency of heat evolution after processing silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles according to an embodiment of the present invention by plasma etching, sputtering, light sintering and electron beam (E-beam) The drawings,
27 is a view illustrating a planar heating element manufactured using an aluminum oxide substrate according to an embodiment of the present invention,
28 is a view showing a planar heating element manufactured using a garment cloth according to an embodiment of the present invention,
29 is a view showing an area heating element manufactured using office paper according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체를 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체에서 전도성 나노구조체의 도금 과정을 예시한 도면, 도 3a는 종래기술에 따른 면상발열체에서 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 도시한 도면, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체에서 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 불규칙한 망 구조가 형성된 면상발열체를 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체가 패키징된 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a planar heating element according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a plating process of a conductive nanostructure in a planar heating element according to an embodiment of the present invention. FIG. 3B is a view showing a contact point of the conductive nanostructure in the planar heating element according to an embodiment of the present invention; and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a contact point of the conductive nanostructure in the planar heating element according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view showing a state in which a planar heating element is packaged according to an embodiment of the present invention. FIG.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체는 전도성 나노구조체(110)와, 전도성 나노 입자(120)와, 기판(130)과, 전극(140) 및 전선(150)을 포함할 수 있다.1, the planar heating element according to an exemplary embodiment of the present invention includes a conductive nanostructure 110, conductive nanoparticles 120, a substrate 130, an electrode 140, and a wire 150 ).

전도성 나노구조체(110)는 5~500 nm의 직경과, 100 이상 5000 이하의 종횡비 및 0.5~2500 ㎛의 길이를 갖는 와이어 형태로 이루어져 불규칙한 망 구조를 형성한다.The conductive nanostructure 110 is formed in a wire shape having a diameter of 5 to 500 nm, an aspect ratio of 100 to 5000 and a length of 0.5 to 2500 m to form an irregular network structure.

전도성 나노구조체(110)의 종횡비는 100 이상 5000 이하인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 전도성 나노구조체(110)의 종횡비가 100 미만이면 와이어와 인접하는 와이어의 접촉 지점이 적어 전기전도성을 향상시키는 데 한계가 있고, 종횡비가 5000 초과이면 제조가 어려울 뿐 아니라 오히려 저항값이 커질 수 있다.The aspect ratio of the conductive nanostructure 110 is preferably 100 or more and 5,000 or less. If the aspect ratio of the conductive nanostructure 110 is less than 100, there is a limit in improving the electrical conductivity because there are few points of contact between the wire and the adjacent wire. If the aspect ratio is more than 5,000, the manufacturing is difficult, have.

상술한 바와 같은 전도성 나노구조체(110)는 저가 금속군에 해당하는 철(Fe), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금으로 구성되는 금속 나노 와이어로 이루어지거나, 은 나노와이어(AgNW), 금 나노와이어(AuNW), 구리 나노와이어(CuNW), 니켈 나노와이어(NiNW), 카본 섬유(carbon fiber), 단일벽 카본나노튜브(SW-CNT), 다중벽 카본나노튜브(MT-CNT), 그래핀(Graphene) 등으로 이루어질 수 있다.The conductive nanostructure 110 may be formed of metal nanowires made of iron (Fe), aluminum (Al), or an alloy thereof, which corresponds to a low-cost metal group, or may be made of silver nanowires (AgNW) (AuNW), copper nanowires (CuNW), nickel nanowires (NiNW), carbon fibers, single wall carbon nanotubes (SW-CNT), multiwall carbon nanotubes (MT- Graphene) and the like.

이 경우, 그래핀은 통상의 그래핀이거나 산화그래핀 또는 환원된 산화그래핀일 수 있다. 산화그래핀은 진공, Ar, H2, N2 또는 이들의 혼합 분위기에서 100~1000℃로 30~120분 동안 열처리하여 환원시킬 수 있다. 이러한 그래핀은 기판(130)에 전도성 나노구조체(110)를 도포한 후 그래핀 시트를 도포하거나, 전도성 나노구조체(110)를 도포하고, 그래핀 시트를 도포한 후 전도성 나노 입자(120)를 도포하거나, 또는 전도성 나노구조체(110)를 도포하고, 나노 파우더를 도포한 후 그래핀 시트를 도포하는 방식으로 형성될 수 있으며, 전도성 나노구조체(110)가 분산된 코팅 용액 내에 그래핀 시트, 또는 그래핀 시트와 전도성 나노 입자(120)의 혼합물을 분산시켜 기판(130)에 도포하는 것도 가능하다.In this case, the graphene may be conventional graphene, oxidized graphene or reduced oxidized graphene. The oxidized graphene can be reduced by heat treatment at 100 to 1000 ° C for 30 to 120 minutes in vacuum, Ar, H 2 , N 2, or a mixture thereof. Such graphene may be formed by applying the conductive nanostructure 110 to the substrate 130 and then applying the graphene sheet or applying the conductive nanostructure 110 and applying the graphene sheet to the conductive nanoparticles 120 Or may be formed by applying the conductive nanostructure 110, applying the nano powder, and then applying the graphene sheet. Alternatively, the conductive nanostructure 110 may be formed in a form of a graphen sheet, The mixture of the graphene sheet and the conductive nanoparticles 120 may be dispersed and applied to the substrate 130.

한편, 전도성 나노구조체(110)는 전기전도성과 내부식성을 향상시키기 위해 표면에 금속 도금막이 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 전도성 나노구조체(200)의 표면에 도금소재(210)를 다양한 방식으로 도금할 수 있다. 금속 도금막은 전도성 나노구조체(200)의 전기전도성 및 화학적 안정성을 향상시킬 수 있도록 전도성 나노구조체를 구성하는 물질보다 전기전도성이 높은 금속, 예컨대, 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu), 주석(Sn) 및 니켈(Ni) 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.On the other hand, the conductive nanostructure 110 may be formed with a metal plating film on its surface to improve electrical conductivity and corrosion resistance. That is, as shown in FIG. 2, the plating material 210 may be plated on the surface of the conductive nanostructure 200 in various manners. The metal plating layer may be formed of a metal having high electrical conductivity, such as silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), or the like, so as to improve the electrical conductivity and chemical stability of the conductive nanostructure 200. [ , Copper (Cu), tin (Sn), nickel (Ni), and the like.

이 경우, 도금은 전도성 나노구조체(200)의 표면에 금속 도금막을 균일하게 형성하기 위해 물리적기상증착법(PVD), 치환 도금, 또는 환원 도금 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, the plating is preferably performed by physical vapor deposition (PVD), substitution plating, or reduction plating so as to uniformly form a metal plating film on the surface of the conductive nanostructure 200.

먼저, 전도성 나노구조체(200)의 표면은 물리적기상증착법(PVD), 보다 상세하게는 스퍼터링법(220, sputtering)에 의해 도금될 수 있다.First, the surface of the conductive nanostructure 200 can be plated by physical vapor deposition (PVD), more specifically, sputtering 220 (sputtering).

이 경우, 전도성 나노구조체(200)는 전도성 나노구조체(200)의 타겟(221)을 향하는 면(222)에 한정하여 도금될 수 있으며, 전도성 나노구조체(200)의 화학적 안정성을 확보하기 위해 전도성 나노구조체(200)의 방향을 바꿔가며 스퍼터링이 수행될 수도 있다.In this case, the conductive nanostructure 200 may be plated only on the surface 222 of the conductive nanostructure 200 facing the target 221. In order to ensure the chemical stability of the conductive nanostructure 200, Sputtering may be performed by changing the orientation of the structure 200.

물리적기상증착법(PVD)으로 도금을 수행하기 위한 금속 재료로는 철(Fe)보다 높은 전기전도성을 지닌 금속, 예컨대, 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni) 등을 이용할 수 있다. 하기의 [표 1]에는 각 금속의 전도성 비율을 나타내었다.Examples of the metal material for performing the plating by physical vapor deposition (PVD) include metals having higher electrical conductivity than iron (Fe) such as silver (Ag), gold (Au), aluminum (Al), tungsten (W) Zinc (Zn), nickel (Ni), or the like can be used. The following Table 1 shows the conductivity ratios of the respective metals.

금속metal AgAg CuCu AuAu AlAl WW ZnZn NiNi FeFe PtPt 도전성(%)Conductivity (%) 106106 100100 71.871.8 62.762.7 31.331.3 29.229.2 23.823.8 17.617.6 16.316.3

또한, 전도성 나노구조체(200)의 표면은 치환 도금법(230)에 의해 도금될 수 있다.In addition, the surface of the conductive nanostructure 200 can be plated by the displacement plating method 230.

예를 들어, 전도성 나노구조체(200)를 금속 재질의 피도금재보다 이온화 경향이 작은 금속의 이온이 녹아있는 도금액에 침지시킴으로써 M1 + M2 + → M1 + + M2 반응(M1: 피도금재, M2: 도금재)을 진행시킬 수 있다. 치환 도금법(230)을 이용하면 침지된 피도금재 전방위에 걸쳐 도금막을 형성할 수 있으며, 피도금재 표면의 금속과 치환되는 도금의 특성상 환원 도금보다 얇고 평탄한 도금 표면을 얻을 수 있다. 이 경우, 도금재로는 철(Fe)보다 이온화 경향이 작고, 전기전도성이 높거나 화학적 안정성이 우수한 금속, 예컨대, 은(Ag), 금(Au), 주석(Sn), 니켈(Ni), 납(Pb) 등이 이용될 수 있다.For example, when the conductive nanostructure 200 is immersed in a plating solution in which ions of a metal having a lower ionization tendency than a metal plating material are immersed, M 1 + M 2 + → M 1 + + M 2 reaction (M 1 : Plating material, M 2 : plating material) can be advanced. By using the displacement plating method 230, a plated film can be formed over the entire surface of the immersed plating material, and a plated surface thinner and more flat than reduction plating can be obtained due to the nature of the plating to be substituted with the metal on the surface of the plated material. In this case, the plating material may be a metal having a smaller ionization tendency than iron (Fe) and having high electrical conductivity or chemical stability such as silver (Ag), gold (Au), tin (Sn), nickel (Ni) Lead (Pb) or the like may be used.

아울러, 전도성 나노구조체(200)의 표면은 환원 도금법(240)에 의해 도금될 수 있다.In addition, the surface of the conductive nanostructure 200 can be plated by the reduction plating method 240.

예를 들어, 전도성 나노구조체(200)를 도금 금속이온이 존재하는 도금 용액 내에 피도금재를 침지시킴으로써 도금될 수 있으며, 환원제를 사용하여 M+ + e- → M 반응을 진행시킬 수 있다. 환원 도금법(240)을 이용하면 용액 내에 침지된 피도금재 전방위에 도금이 가능하며, 전기전도성 및 화학적 안정성을 동시에 얻을 수 있다. 이 경우, 도금재로는 철(Fe)보다 전기전도성과 화학적 안정성이 우수한 금속, 예컨대, 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 주석(Sn), 니켈(Ni) 등이 이용될 수 있다.For example, the conductive nanostructure 200 can be plated by immersing a plating material in a plating solution in which plating metal ions are present, and the M + + e - > M reaction can be performed using a reducing agent. When the reduction plating method 240 is used, plating can be performed on all sides of the plating material immersed in the solution, and electrical conductivity and chemical stability can be obtained at the same time. In this case, as the plating material, metals such as silver (Ag), gold (Au), zinc (Zn), tin (Sn), nickel (Ni) and the like which are superior in electric conductivity and chemical stability than iron .

다만, 치환 도금법(230)과 환원 도금법(240)은 수용액 내에서 수행되기 때문에 도금된 전도성 나노구조체(200)를 걸러내는 공정이 요구되는데, 이와 같이 전도성 나노구조체(200)를 수용액으로부터 분리하는 데에는 필터(filter)지를 이용한 여과법, 원심분리법 등이 이용될 수 있다.However, since the displacement plating method 230 and the reduction plating method 240 are performed in an aqueous solution, a process of filtering out the plated conductive nanostructure 200 is required. In order to separate the conductive nanostructure 200 from the aqueous solution, A filtration method using a filter paper, a centrifugal separation method, or the like can be used.

이상으로 전도성 나노구조체의 도금 방식에 대해 설명하였다. 다시 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명은 상술한 도금과 함께 전도성 나노구조체(110)의 전기전도성을 향상시키기 위해 전도성 나노구조체(110)의 표면에 요철부가 형성될 수 있다. 요철부는 전도성 나노구조체(110)의 표면적을 늘려 전도성 나노구조체(110) 간 접촉 지점을 증가시킴으로써 전기전도성을 향상시키는 것으로 전도성 나노구조체(110)를 황산(H2SO4), 질산(HNO3) 및 염산(HCl) 중 하나 이상을 포함하는 용액으로 에칭함으로써 형성될 수 있다.The plating method of the conductive nanostructure has been described above. Referring to FIG. 1 again, the conductive nanostructure 110 may be provided with concavities and convexities on the surface thereof in order to improve the electrical conductivity of the conductive nanostructure 110 together with the above-described plating. The concavo-convex portion increases the surface area of the conductive nanostructure 110 to increase the contact point between the conductive nanostructures 110 to improve the electrical conductivity. The conductive nanostructure 110 is made of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), nitric acid (HNO 3 ) And hydrochloric acid (HCl).

전도성 나노 입자(120)는 전도성 나노구조체(110)의 접촉 지점을 증가시키기 위한 것으로 전도성 나노구조체(120)와 인접하는 전도성 나노구조체 사이에 제공된다.The conductive nanoparticles 120 are provided between the conductive nanostructure 120 and the adjacent conductive nanostructure for increasing the contact point of the conductive nanostructure 110.

본 발명에서 전도성 나노 입자(120)는 구리(Cu) 나노 입자, 니켈(Ni) 나노 입자, 티타늄(Ti) 나노 입자, 철(Fe) 나노 입자, 은(Ag) 나노 입자, 코발트(Co) 나노 입자이거나 그래핀, MW-CNT, SW-CNT 등일 수 있다. 이 경우, 그래핀은 통상의 그래핀이거나 산화그래핀 또는 환원된 산화그래핀일 수 있다.The conductive nanoparticles 120 may be selected from the group consisting of copper nanoparticles, nickel nanoparticles, titanium nanoparticles, iron nanoparticles, silver nanoparticles, cobalt nanoparticles, Particles, graphene, MW-CNT, SW-CNT, and the like. In this case, the graphene may be conventional graphene, oxidized graphene or reduced oxidized graphene.

전도성 나노 입자(120)의 분포 형태에 대해 보다 상세히 설명하면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 본 발명의 경우 전도성 나노구조체(310)와 인접하는 전도성 나노구조체 사이, 즉, 전도성 나노구조체(310)의 접촉 지점(320) 부근에 전도성 나노 입자(330)가 위치함으로써 전류 인가시 종래기술에 따른 전도성 나노구조체에 비해 더 많은 접촉 저항 발생 지점을 제공하고, 이로 인해 면상발열체의 발열량을 향상시킬 수 있다.As shown in FIGS. 3A and 3B, in the present invention, between the conductive nanostructure 310 and adjacent conductive nanostructures, that is, the conductive nanostructure 120 Since the conductive nanoparticles 330 are positioned in the vicinity of the contact point 320 of the conductive nanostructure 310, the contact nanoparticles 330 provide more contact resistance points than the conventional conductive nanostructure upon application of current, .

기판(130)은 면상발열체의 기재로서, 도 4에 도시된 바와 같이 일면에 전도성 나노구조체(110)와 전도성 나노 입자(120)가 도포되어 불규칙한 망 구조(400)를 형성한다.As shown in FIG. 4, the substrate 130 is a substrate of a planar heating element. The conductive nanostructure 110 and the conductive nanoparticles 120 are coated on one surface to form an irregular network structure 400.

이 경우, 불규칙한 망 구조(400)는 전도성 나노구조체(110)와 전도성 나노 입자(120)의 코팅 용액을 기판(130)에 코팅하는 방식으로 형성될 수 있으며, 코팅 방식은 딥코팅(Dip Coating), 스프레이 코팅(Spray Coating), 스핀 코팅(Spin Coating), 드롭 코팅(Drop Coating) 등을 이용할 수 있다. 이와 관련하여, 코팅 용액이 기판(130)에 과도하게 도포된 경우에는 에어브러싱(air brushing), 브러싱(brushing), 스핀코팅(spin coating) 등을 이용하여 불규칙한 망 구조(400)의 밀도를 적절히 조절할 수 있다.In this case, the irregular network structure 400 may be formed by coating the substrate 130 with a coating solution of the conductive nanostructure 110 and the conductive nanoparticles 120, and the coating method may be a dip coating method, Spray Coating, Spin Coating, Drop Coating, and the like can be used. In this regard, when the coating solution is excessively applied to the substrate 130, the density of the irregular network structure 400 may be appropriately adjusted by using air brushing, brushing, spin coating, Can be adjusted.

본 발명에서 기판(130)으로는 세라믹, 유리 등으로 이루어지는 경성 기판, 또는 PET, PVCD, PDMS 등의 고분자, 섬유, 종이 등으로 이루어지는 플렉서블 기판을 이용할 수 있다.As the substrate 130 in the present invention, a rigid substrate made of ceramic, glass, or the like, or a flexible substrate made of polymer, fiber, paper or the like such as PET, PVCD, PDMS or the like can be used.

전극(140)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 기판(130)의 양단에 형성된다. 전극(140)의 형성 방식은 금속 페이스트, 금속 박, 금속 PVD 등이 이용될 수 있으며, 전극(140)의 소재로는 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등이 이용될 수 있다.The electrodes 140 are formed at both ends of the substrate 130 as shown in Figs. The electrode 140 may be formed of a metal paste, a metal foil, a metal PVD or the like. The electrode 140 may be made of platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag) , Aluminum (Al), or the like can be used.

한편, 상술한 바와 같이 망 구조(400)와 전극(140)이 형성된 기판(130)은 면상발열체에 절연 특성을 부여하고, 망 구조(400)와 전극(140)을 보호하기 위해 패키징될 수 있다.The substrate 130 on which the network structure 400 and the electrode 140 are formed may be packaged to provide insulating properties to the planar heating elements and to protect the net structure 400 and the electrodes 140 .

즉, 기판(130)에 패키징 재료를 균일하게 도포하면 전도성 나노구조체(110) 사이의 빈 공간이 패키징 재료로 충진되어 면상발열체의 굽힘, 접힘, 당김 등의 외부 힘에 의한 변형에서도 발열 성능을 잃지 않게 된다. 패키징 재료로는 PE, PP, PVC, PS, ABS 수지, AS 수지, PMMA, PVA, PVDC 등과 같은 열가소성 플라스틱이나, PF, UF, 멜라민 수지, MF, 알키드 수지, UP, EP, PUR, 실리콘 수지, 디알릴프탈레이트 수지 등과 같은 열경화성 플라스틱 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.That is, if the packaging material is uniformly applied to the substrate 130, the empty space between the conductive nanostructures 110 is filled with the packaging material, so that the heat generating performance is lost even by the external force such as bending, folding, . Examples of the packaging material include thermoplastic plastics such as PE, PP, PVC, PS, ABS resin, AS resin, PMMA, PVA and PVDC; PF, UF, melamine resin, MF, alkyd resin, UP, EP, PUR, And a thermosetting plastic such as a diallyl phthalate resin may be used.

상술한 바와 같이 패키징을 실시하면 기판(130) 상에 노출되어 있는 불규칙한 망 구조(400)가 패키징됨으로써 면상발열체의 표면에 절연 특성을 부여하고, 외부 환경으로부터 차단할 수 있다. 또한, 불규칙한 망 구조(400)의 변형, 손상을 예방할 수 있으며, 특히, 웨어러블 면상발열체의 경우 전류가 흐르는 부분이 신체에 접촉하지 않고 발열부에서 발생하는 열이 가열부에 직접 전달되기 때문에 과도한 온도 상승을 방지할 수 있다.When the packaging is performed as described above, the irregular network structure 400 exposed on the substrate 130 is packaged, thereby imparting insulation characteristics to the surface of the area heating element and shielding it from the external environment. Particularly, in the case of a wearable surface heating element, since the portion of the wearable surface heating element is not brought into contact with the body and the heat generated by the heating portion is directly transmitted to the heating portion, The rise can be prevented.

전선(150)은 면상발열체에 외부 전원을 공급하기 위한 것으로 전극(140)에 연결된다.The electric wire 150 is connected to the electrode 140 for supplying external power to the surface heating element.

한편, 이상에서 설명한 면상발열체는 전도성 나노구조체(110)의 접촉 지점을 증가시켜 전기전도성을 향상시키기 위해 전도성 나노구조체(110)와 전도성 나노 입자(120)가 도포된 기판(130)을 플라즈마 에칭, 스퍼터링, 광소결, 열소결 및 전자빔(E-beam) 조사 등의 방식으로 표면처리할 수 있는데, 그 구체적인 방법에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.The planar heating element described above may be formed by plasma etching the substrate 130 on which the conductive nanostructure 110 and the conductive nanoparticles 120 are coated in order to increase the contact point of the conductive nanostructure 110 and improve the electric conductivity, The surface treatment can be performed by a method such as sputtering, light sintering, thermal sintering, and E-beam irradiation. Specific methods thereof will be described later in detail.

이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 제조방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.The planar heating element according to one embodiment of the present invention has been described above. Hereinafter, a method of manufacturing a planar heating element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.6 is a flow chart showing a method of manufacturing a planar heating element according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 제조방법은 코팅 용액 내에 전도성 나노구조체를 분산시키는 단계(S1910)와, 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시키는 단계(S1920) 및 전도성 나노구조체와 전도성 나노 입자가 포함된 코팅 용액을 기판 상에 도포함으로써 전도성 나노구조체의 불규칙한 망 구조를 형성하는 단계(S1930)를 포함하는 바 이하 각 공정에 대해 순차적으로 설명한다.As shown in FIG. 6, a method of manufacturing a planar heating element according to an embodiment of the present invention includes the steps of dispersing a conductive nanostructure in a coating solution (S1910), a step of forming a conductive nanostructure (S1920) of dispersing the conductive nanoparticles in the coating solution in which the conductive nanoparticles are dispersed (S1920), and forming an irregular network structure of the conductive nanostructure by applying a coating solution containing the conductive nanostructure and the conductive nanoparticles on the substrate Hereinafter, each step will be described in detail.

먼저, 메탄올, 에탄올, 증류수, IPA 등과 같은 코팅 용액 내에 전도성 나노구조체를 분산시킨다. 코팅 용액은 상온에서 휘발성이 강하여 전도성 나노구조체가 분산된 상태로 기판에 도포될 경우 빠른 시간 내에 증발함으로써 잔존하는 전도성 나노구조체의 흡착이 가능하게 한다.First, the conductive nanostructure is dispersed in a coating solution such as methanol, ethanol, distilled water, IPA, or the like. The coating solution is highly volatile at room temperature, so that when the conductive nanostructure is dispersed in a state of being coated on a substrate, the coating solution evaporates in a short time, thereby allowing the adsorption of the remaining conductive nanostructure.

이 경우, 전도성 나노구조체에 응집이 발생하면 분산제, 초음파, 교반기 등을 이용하여 응집을 억제할 수 있다. 분산제를 이용하는 방법은 0.5wt% 이하의 계면활성제(음이온, 양이온, 비이온성 계면활성제)를 사용하는 것으로, 분산제는 예를 들어, polyethylene glycol, octyl phenoxy polyethoxy ethanol, sodium, dodecylsulface 등을 포함할 수 있다. 초음파를 이용하는 방법은 0~20kHz 범위의 초음파를 1시간 이상 가함으로써 전도성 나노구조체 간의 응집을 분산시킨다. 또한, 교반기(stirrer)를 이용하는 방법은 1000rpm 이상의 속도로 교반함으로써 응집을 분산시킨다.In this case, when aggregation occurs in the conductive nanostructure, aggregation can be suppressed by using a dispersant, an ultrasonic wave, a stirrer, or the like. The method using a dispersant may include a surfactant (anionic, cationic, nonionic surfactant) of 0.5 wt% or less, and the dispersant may include, for example, polyethylene glycol, octyl phenoxy polyethoxy ethanol, sodium, dodecylsulfate, . The method using ultrasonic waves disperses the aggregation of conductive nanostructures by applying ultrasonic waves in the range of 0 to 20 kHz for 1 hour or more. Also, the method using a stirrer disperses the coagulation by stirring at a speed of 1000 rpm or more.

한편, 전도성 나노구조체는 Fe, Al, 또는 이들의 합금으로 이루어진 금속 나노와이어, Ag 나노와이어, Au 나노와이어, Cu 나노와이어, Ni 나노와이어, 카본 섬유, 단일벽 카본나노튜브, 다중벽 카본나노튜브 및 그래핀 중 어느 하나 이상을 포함하며, 그래핀은 통상의 그래핀이거나 산화그래핀 또는 환원된 산화그래핀일 수 있다. 또한, 전도성 나노구조체의 종횡비는 100 이상 5000 이하이고, 직경은 5~500nm일 수 있다.On the other hand, the conductive nanostructure may be a metal nanowire made of Fe, Al or an alloy thereof, an Ag nanowire, an Au nanowire, a Cu nanowire, a Ni nanowire, a carbon fiber, a single wall carbon nanotube, And graphene, and the graphene may be conventional graphene, or may be oxidized graphene or reduced oxidized graphene. In addition, the aspect ratio of the conductive nanostructure may be 100 to 5000, and the diameter may be 5 to 500 nm.

본 발명은 전기전도성을 향상시키기 위해 전도성 나노구조체를 분산시키기 전에 전도성 나노구조체의 표면을 전도성 나노구조체보다 전기전도성이 높은 금속으로 도금 처리할 수 있다. 도금 처리는 PVD, 치환 도금 및 환원 도금 중에서 선택된 방법으로 행해질 수 있다.The surface of the conductive nanostructure may be plated with a metal having higher electrical conductivity than the conductive nanostructure before dispersing the conductive nanostructure in order to improve the electrical conductivity. The plating treatment may be performed by a method selected from PVD, displacement plating and reduction plating.

또한, 전도성 나노구조체의 표면적을 늘려 전도성 나노 구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 전도성 나노구조체의 분산 전에 황산, 질산 및 염산 중 하나 이상을 포함하는 용액으로 전도성 나노구조체를 에칭하여 표면에 요철부를 형성할 수 있다.In order to increase the surface area of the conductive nanostructure to increase the contact points of the conductive nanostructure, the conductive nanostructure is etched with a solution containing at least one of sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid before the dispersion of the conductive nanostructure to form concave- .

상술한 바와 같이 전도성 나노구조체의 분산이 완료되면 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시킨다.When the dispersion of the conductive nanostructure is completed as described above, the conductive nanoparticles are dispersed in the coating solution to increase the contact point of the conductive nanostructure.

전도성 나노 입자는 Cu 나노 입자, Ni 나노 입자, Ti 나노 입자, Fe 나노 입자, Ag 나노 입자, Co 나노 입자 및 카본입자 등을 포함할 수 있다.The conductive nanoparticles may include Cu nanoparticles, Ni nanoparticles, Ti nanoparticles, Fe nanoparticles, Ag nanoparticles, Co nanoparticles, and carbon particles.

이후, 전도성 나노구조체와 전도성 나노 입자가 분산된 코팅 용액을 기판 상에 도포하여 전도성 나노구조체의 불규칙한 망 구조를 형성한다.Then, a coating solution in which the conductive nanostructure and the conductive nanoparticles are dispersed is applied on the substrate to form an irregular network structure of the conductive nanostructure.

이 경우, 기판은 세라믹, 유리 등으로 이루어지는 경성 기판이나, 고분자, 섬유, 종이 등으로 이루어지는 플렉서블 기판을 이용할 수 있다.In this case, the substrate may be a rigid substrate made of ceramic, glass, or the like, or a flexible substrate made of polymer, fiber, paper, or the like.

기판에 망 구조가 형성되면 망 구조의 양단에 전극을 형성하고, 패키징을 실시한다.When a network structure is formed on a substrate, electrodes are formed on both ends of the network structure, and packaging is performed.

이러한 패키징은 전도성 나노구조체와 전도성 나노 입자를 보호하기 위해 표면 코팅을 수행하는 단계에서 이루어질 수 있다. 표면 코팅 재료는 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱을 사용할 수 있다. 예를 들어, 열가소성 플라스틱은 PE, PP, PVC, PS, ABS 수지, AS 수지, PMMA, PVA 및 PVDC 등을 포함할 수 있고, 열경화성 플라스틱은 PF, UF, 멜라민수지, MF, 알키드수지, UP, EP, PUR, 실리콘수지 및 디알릴프탈레이트수지 등을 포함할 수 있다.Such packaging may be performed in a step of performing a surface coating to protect the conductive nanostructure and the conductive nanoparticles. As the surface coating material, thermoplastic plastic and thermosetting plastic can be used. For example, thermoplastic plastics may include PE, PP, PVC, PS, ABS resin, AS resin, PMMA, PVA and PVDC, and thermosetting plastics may include PF, UF, melamine resin, MF, EP, PUR, silicone resin and diallyl phthalate resin.

상술한 코팅 재료와 하드너(hardner)가 1:10 내지 10:1의 비율로 혼합된 용액을 기판에 균일하게 도포하고, 대기오븐을 이용하여 50~200℃에서 1~60분간 열처리 및 패키징 처리할 수 있다. 이 경우, 필요하다면 표면 코팅 처리한 기판 위에 유리기판, 레진 등을 추가적으로 도포할 수 있다.A solution prepared by mixing the coating material and a hardener in a ratio of 1:10 to 10: 1 is uniformly applied to a substrate and heat-treated and packaged at 50 to 200 ° C for 1 to 60 minutes using an atmospheric oven . In this case, if necessary, a glass substrate, a resin, or the like may be additionally coated on the surface-coated substrate.

한편, 본 발명은 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 전도성 나노 입자를 분산시킨 후 또는 불규칙한 망 구조를 형성한 후에 플라즈마 에칭, 스퍼터링, 광소결, 열소결 또는 전자빔 조사 등을 실시할 수 있는 바 이하 구체적으로 설명한다.Meanwhile, the present invention can perform plasma etching, sputtering, photo-sintering, thermal sintering or electron beam irradiation after dispersing the conductive nanoparticles or after forming an irregular network structure in order to increase the contact points of the conductive nanostructure This will be described in detail below.

먼저, 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시킨 후 플라즈마 에칭 처리를 할 수 있다.First, in order to increase the contact points of the conductive nanostructure, the conductive nanoparticles may be dispersed in a coating solution in which the conductive nanostructure is dispersed, and then plasma etching may be performed.

예를 들어, 전도성 나노구조체, 전도성 나노 입자, 그래핀 시트 또는 이들이 도포된 기판에 플라즈마 에칭하여 요철부를 형성함으로써 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이러한 플라즈마 에칭은 대기조건 및 CF4, O2, H2, NF3, SF6, Cl2, BCl3 또는 Ar 등 하나 이상을 포함하는 분위기에서 진행될 수 있다. 또한, 진공도는 0.1~100mTorr, 시간은 1~180분의 조건으로 행해질 수 있다. 진공도가 0.1mTorr 미만이면 고진공이므로 고가의 장비가 필요하고, 100mTorr를 초과하면 저진공이므로 불순물이 유입되거나 에칭 처리가 안될 수 있다. 또한, 처리 시간이 1분 미만이면 에칭이 안될 수 있고, 180분을 초과하면 과도한 에칭과 손상이 가해질 수 있다.For example, the contact area can be increased by plasma etching the conductive nanostructure, the conductive nanoparticles, the graphene sheet, or the substrate on which the conductive nanostructure, the conductive nanoparticle, the graphene sheet, or the substrate is coated. Such a plasma etch may be carried out in an atmosphere comprising at least one of atmospheric conditions and CF 4 , O 2 , H 2 , NF 3 , SF 6 , Cl 2 , BCl 3 or Ar. The degree of vacuum may be 0.1 to 100 mTorr and the time may be 1 to 180 minutes. When the degree of vacuum is less than 0.1 mTorr, expensive equipment is required because it is a high vacuum, and when the vacuum degree exceeds 100 mTorr, impurities may not be introduced or etching treatment due to low vacuum. If the treatment time is less than 1 minute, etching may not be performed, and if it exceeds 180 minutes, excessive etching and damage may be caused.

또한, 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시킨 후 스퍼터링(sputtering) 처리를 할 수 있다.In order to increase the contact point of the conductive nanostructure, the conductive nanoparticles may be dispersed in a coating solution in which the conductive nanostructure is dispersed, and then the conductive nanoparticles may be sputtered.

예를 들어, 전도성 나노구조체, 전도성 나노 입자, 그래핀 시트 또는 이들이 도포된 기판에 스퍼터링 처리하여 요철부를 형성함으로써 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이러한 스퍼터링은 대기조건 및 Ar, N2, He 및 NE 등의 불활성가스 분위기에서 진행될 수 있다. 또한, DC 파워는 0.1~5kV, 시간은 1~1800s이 될 수 있다. 0.1kV 미만의 전압은 증착에 필요한 에너지가 낮으므로 증착이 안될 수 있고, 5kV를 초과하는 전압은 과도한 세기로 장비 및 시편에 손상이 가해질 수 있다. 또한, 처리 시간이 1초 미만이면 증착이 안될 수 있고, 1800초 초과이면 과도한 증착과 손상이 가해질 수 있다.For example, the contact area can be increased by sputtering the conductive nanostructure, the conductive nanoparticles, the graphene sheet, or the substrate on which the conductive nanostructure, the conductive nanoparticle, the graphene sheet, or the substrate is coated. Such sputtering can be carried out under atmospheric conditions and in an inert gas atmosphere such as Ar, N 2 , He and NE. Also, the DC power may be 0.1 to 5 kV and the time may be 1 to 1800 s. Voltages below 0.1 kV may not be deposited because the energy required for deposition is low, and voltages above 5 kV may cause damage to equipment and specimens with excessive intensity. If the treatment time is less than 1 second, deposition may not be performed, and if it exceeds 1800 seconds, excessive deposition and damage may be caused.

아울러, 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시킨 후 광소결 및 열소결 처리를 할 수 있다.In order to increase the contact point of the conductive nanostructure, the conductive nanoparticles may be dispersed in a coating solution in which the conductive nanostructure is dispersed, followed by photo-sintering and thermal sintering.

예를 들어, 전도성 나노구조체, 전도성 나노 입자, 그래핀 시트 또는 이들이 도포된 기판에 열소결하여 와이어간 접촉부를 접합함으로써 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 열소결은 대기, 진공, Ar, N2, H2 또는 이들의 혼합 분위기에서 50~500℃로 1~180분간 실시되고, 이와 같이 열처리하면 전도성 나노구조체(110)와 전도성 나노구조체 또는 전도성 나노 입자(120) 사이의 접착력이 증가되어 발열 효율을 향상시킬 수 있다. 다만, 열처리 온도가 50℃ 미만이면 접착력 향상에 영향이 없고, 500℃ 초과이면 전도성 나노구조체(110)와 전도성 나노 입자(120)가 손상될 수 있으므로 열처리 온도는 50~500℃인 것이 바람직하다. 또한, 고온에서는 단시간의 열처리가 필요한데 최소 1분 이상이 요구되고, 저온에서는 장시간의 열처리가 필요한데 최대 180분이 소요되므로 열처리 시간은 1~180분인 것이 바람직하다.For example, the contact area can be increased by thermally sintering the conductive nanostructure, the conductive nanoparticles, the graphene sheet, or the substrate to which they are applied to bond the wires to each other. The heat sintering is performed at 50 to 500 ° C for 1 to 180 minutes in an atmospheric, vacuum, Ar, N 2 , H 2, or a mixed atmosphere thereof. When the heat treatment is performed, the conductive nanostructure 110 and the conductive nanostructure or conductive nanoparticles The adhesive strength between the first and second substrates 120 can be increased to improve the heat generation efficiency. However, if the heat treatment temperature is less than 50 ° C, there is no influence on the improvement of the adhesion. If the heat treatment temperature is higher than 500 ° C, the conductive nanostructure 110 and the conductive nanoparticles 120 may be damaged. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 50 to 500 ° C. In addition, a short time heat treatment is required at a high temperature, and a minimum of one minute is required. At a low temperature, a long time heat treatment is required. The heat treatment time is preferably from 1 to 180 minutes because it takes up to 180 minutes.

또 다른 예를 들어, 전도성 나노구조체, 전도성 나노 입자, 그래핀 시트 또는 이들이 도포된 기판에 광소결하여 와이어간 접촉부를 접합함으로써 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 광원은 백색광, 자외선, 적외선 또는 이들의 복합 광원을 사용할 수 있다. 백색광은 강도가 0.01~200J/cm2, 조사 시간은 0.1~200ms이고, 자외선 강도는 1~200mW/cm2, 조사 시간은 0.1~600s이며, 적외선 강도는 1~200mW/cm2, 조사 시간은 0.1~600s일 수 있다. 백색광, 자외선 및 적외선 강도가 각각 0.01J/cm2, 1mW/cm2, 1mW/cm2 미만이면 에너지가 낮아 소결이 안될 수 있고, 백색광, 자외선 및 적외선 강도가 각각 200J/cm2, 200mW/cm2, 200mW/cm2 초과이면 과도한 세기로 시편에 손상이 가해질 수 있다. 또한, 백색광, 자외선 및 적외선 조사 시간이 각각 0.1ms, 0.1초, 0.1초 미만이면 소결이 안될 수 있고, 백색광, 자외선 및 적외선 조사 시간이 각각 200ms, 600초, 600초를 초과하면 시편에 손상이 가해질 수 있다.As another example, the contact area can be increased by photo-sintering the conductive nanostructure, the conductive nanoparticles, the graphene sheet, or the substrate to which they are applied to bond the wires to each other. In this case, the light source may be a white light, an ultraviolet light, an infrared light, or a composite light source of them. White light is an intensity of 0.01 ~ 200J / cm 2, is 0.1 ~ 200ms exposure time, UV light intensity is 1 ~ 200mW / cm 2, the irradiation time is 0.1 ~ 600s, the infrared intensity is 1 ~ 200mW / cm 2, irradiation time 0.1 to 600 s. White light, ultraviolet light, and each of the intensity of the infrared rays 0.01J / cm 2, 1mW / cm 2, 1mW / cm 2 is less than, and may not be able to sinter the low energy, white light, ultraviolet light, and that each 200J / cm 2 intensity of the infrared rays, 200mW / cm 2 , above 200 mW / cm 2 , the specimen may be damaged by excessive strength. In addition, sintering may not be performed when the irradiation time of white light, ultraviolet ray and infrared ray is less than 0.1 ms, 0.1 second and 0.1 second, respectively, and when the irradiation time of white light, ultraviolet ray and infrared ray exceeds 200 ms, .

마지막으로, 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시킨 후 전자빔(E-beam) 처리를 할 수 있다.Finally, in order to increase the contact point of the conductive nanostructure, conductive nanoparticles may be dispersed in a coating solution in which the conductive nanostructure is dispersed, and then subjected to electron beam (E-beam) treatment.

예를 들어, 전도성 나노구조체, 전도성 나노 입자, 그래핀 시트 또는 이들이 도포된 기판에 전자빔(E-beam)을 조사하여 와이어간 접촉부를 접합함으로써 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 전자빔은 진공분위기에서 RF 파워는 10~300W, DC 파워는 0.1~3kV으로 1~60분 동안 조사할 수 있다. RF 파워와 DC 파워가 각각 10W, 0.1kV 미만이면 접합에 필요한 에너지가 낮아 접합이 안될 수 있고, RF 파워와 DC 파워가 각각 300W, 3kV 초과이면 과도한 세기로 장비 및 시편에 손상이 가해질 수 있다. 또한, 처리 시간이 1분 미만이면 접합이 안될 수 있고, 60분을 초과하면 시편에 손상이 가해질 수 있다.For example, the contact area can be increased by irradiating an electron beam (E-beam) to a conductive nanostructure, a conductive nanoparticle, a graphene sheet, or a substrate coated with the conductive nanostructure, The electron beam can be irradiated for 1 to 60 minutes under a vacuum atmosphere at an RF power of 10 to 300 W and a DC power of 0.1 to 3 kV. If RF power and DC power are less than 10W and 0.1kV, respectively, the energy required for bonding may be low. If RF power and DC power are more than 300W and 3kV respectively, excessive strength may damage equipment and specimen. If the treatment time is less than 1 minute, bonding may not be performed, and if it exceeds 60 minutes, the specimen may be damaged.

참고적으로, RF는 Radio Frequency의 약자로 무선 주파수이며, DC는 Direct Current의 약자로 직류를 의미한다.For reference, RF is an abbreviation of Radio Frequency and is a radio frequency. DC stands for Direct Current and means DC.

이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 면상발열체의 제조방법에 대해 설명하였다. 면상발열체의 제조방법은 본 발명의 구현예에 따라 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.The method of manufacturing the planar heating element according to an embodiment of the present invention has been described above. The method of manufacturing the planar heating element may be further divided into additional steps or combined into fewer steps according to embodiments of the present invention. Also, some of the steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 철 나노구조체를 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 면상발열체는 직경 30~60㎛, 길이 10~15mm, 종횡비 150~500 범위의 표면 가공 없는 순수 철 나노구조체를 이용하여 제조될 수 있다. 철 나노구조체를 이용하여 제조한 면상발열체는 저항이 6~8Ω으로, 5V의 전압 인가 시, 상온 25℃로부터 96℃까지 발열된 것을 알 수 있다.7 is a view showing a planar heating element manufactured using the iron nanostructure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the planar heating element may be manufactured using a pure iron nanostructure without a surface treatment having a diameter of 30 to 60 μm, a length of 10 to 15 mm, and an aspect ratio of 150 to 500. The surface heating element manufactured using the iron nanostructure has a resistance of 6 to 8?, And when the voltage of 5 V is applied, it can be seen that the heating has occurred from a room temperature of 25 占 폚 to 96 占 폚.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)를 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 면상발열체는 직경 20~30nm, 길이 20~30㎛, 종횡비 500~1500 범위의 은 나노와이어(AgNW)를 이용하여 제조될 수 있다. 은 나노와이어를 이용하여 제조한 면상발열체는 저항이 6~6.5Ω으로, 5V의 전압 인가 시, 상온 25℃로부터 76℃까지 발열된 것을 알 수 있다.8 is a view showing a planar heating element manufactured using silver nanowire (AgNW) according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the surface heating element may be manufactured using silver nanowires (AgNW) having a diameter of 20 to 30 nm, a length of 20 to 30 μm, and an aspect ratio of 500 to 1500. The surface heating element manufactured by using the silver nanowire has a resistance of 6 to 6.5 OMEGA and when it is applied with a voltage of 5 V,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금된 철 나노구조체를 도시한 도면이다. 도 9를 참조하면, 직경 30~70㎛, 길이 10~15mm, 종횡비 150~500 범위의 철 나노와이어에 다양한 금속으로 PVD-sputtering 공정과 치환 도금 공정을 이용하여 도금을 수행할 있다.9 is a view showing a plated iron nanostructure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, plating may be performed using a variety of metals, such as PVD-sputtering process and displacement plating process, on iron nanowires having a diameter of 30 to 70 μm, a length of 10 to 15 mm, and an aspect ratio of 150 to 500.

도금 처리를 하기 전의 순수 철 나노와이어(810)는 1000배 배율을 이용하여 EDS로 표면 분석을 수행한 결과, 비교적 고른 표면을 지닌 것을 알 수 있다.The surface of the pure iron nanowire 810 before plating was subjected to surface analysis with EDS using a magnification of 1000 times, and it was found that it had a relatively even surface.

금 도금 철 나노와이어(820)는 순수 철 나노와이어(810)에 PVD 도금 방법을 이용하여 스퍼터링(sputtering)을 수행하였다. 예를 들어, 철 나노와이어와 타겟(target) 금속인 금(Au) 간의 거리를 4~6cm로 유지하고, 10- 2torr의 저진공의 분위기에서 180초 동안 스퍼터링을 수행할 수 있다. EDS로 표면 분석을 수행한 결과, 철 나노와이어의 표면에 타겟(target) 금속인 금(Au)을 향하고 있는 방향에서 7wt%의 금(Au)으로 도금되었음을 알 수 있다.The gold-plated iron nanowire 820 was sputtered on the pure iron nanowire 810 using a PVD plating method. For example, the distance between the iron nanowire and the target metal, gold (Au), can be kept between 4 and 6 cm and sputtered for 180 seconds in a low vacuum atmosphere of 10 - 2 torr. As a result of surface analysis with EDS, it can be seen that the surface of the iron nanowire was plated with 7 wt% of gold (Au) in the direction from the target metal to the gold (Au).

은 도금 철 나노와이어(830)는 순수 철 나노와이어(810)에 은(Ag)을 이용하여 치환 도금을 수행하였다. 치환 도금에 사용된 도금 용액은 질산은(AgNO3) 5g/L, 황산(H2SO4) 40g/L, PEG 2g/L 및 도금첨가제 2g/L을 이용하여 제조된 것일 수 있다. 은(Ag)으로 도금된 철 나노와이어(830)를 필터용지로 거른 후, 증류수로 세척하여 EDS로 표면 분석을 수행한 결과, 약 7wt%의 은(Ag)으로 도금되었음을 알 수 있다.The silver plated nanowire 830 was subjected to displacement plating using silver (Ag) to the pure iron nanowire 810. The plating solution used for the substitution plating may be one prepared by using 5 g / L of silver nitrate (AgNO 3 ), 40 g / L of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), 2 g / L of PEG and 2 g / L of plating additive. The iron nanowire 830 plated with silver (Ag) was filtered with a filter paper, washed with distilled water, and subjected to surface analysis with EDS. As a result, it was found that about 7 wt% of silver was plated.

구리 도금 철 나노와이어(840)는 순수 철 나노와이어(810)에 구리(Cu)를 이용하여 치환 도금을 수행하였다. 치환 도금에 사용된 도금 용액은 황화구리(CuSO4) 100g/L, 황산(H2SO4) 40g/L, PEG 2g/L 및 도금첨가제 2g/L을 이용하여 제조된 것일 수 있다. 구리(Cu)로 도금된 철 나노와이어(830)를 필터용지로 거른 후, 증류수로 세척하여 EDS로 표면 분석을 수행한 결과, 약 86wt%의 구리(Cu)로 도금되었음을 알 수 있다.The copper-plated iron nanowire 840 performs substitution plating with pure iron nanowire 810 using copper (Cu). The plating solution used for the displacement plating may be one prepared by using 100 g / L of copper sulfide (CuSO 4 ), 40 g / L of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), 2 g / L of PEG and 2 g / L of plating additive. The iron nanowires 830 plated with copper (Cu) were filtered with a filter paper, washed with distilled water, and subjected to surface analysis with EDS. As a result, it was found that the surface was plated with about 86 wt% of copper (Cu).

이를 통해, 순수 철 나노와이어(810)와 금속으로 도금 처리된 철 나노와이어(820 내지 840)의 표면 형상에는 차이가 없으며, PVD를 통한 스퍼터링(sputtering) 공정은 0.1~10nm의 매우 얇은 도금층을 형성시킨다는 것을 알 수 있다.Thereby, there is no difference in the surface shape of the pure iron nanowire 810 and the iron nanowires 820 to 840 plated with the metal, and the sputtering process through the PVD forms a very thin plating layer of 0.1 to 10 nm .

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 상에 불규칙한 망 구조로 형성된 전도성 나노구조체를 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액을 PET film 상에 도포함으로써, 불연속적인 은 나노와이어(AgNW)로 구성된 불규칙한 발열 망 구조를 형성할 수 있다. 불규칙한 발열 망 구조는 6~6.5Ω의 저항을 가질 수 있다. 이러한 불규칙한 발열 망 구조는 SEM을 통한 분석 결과, 수많은 은 나노와이어(AgNW)가 방향성 없이 배열되어 있으며, 이들 사이에는 수많은 접촉부가 형성된 것을 알 수 있다.10 is a diagram illustrating a conductive nanostructure formed on a substrate according to an embodiment of the present invention, the conductive nanostructure having an irregular network structure. Referring to FIG. 10, a silver nanowire (AgNW) coating solution may be applied on a PET film to form an irregular heating net structure composed of discontinuous silver nanowires (AgNW). Irregular heating net structure can have a resistance of 6 ~ 6.5Ω. As a result of the analysis through the SEM, it can be seen that a large number of silver nanowires (AgNW) are arranged in an irregular direction, and a large number of contacts are formed therebetween.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 나노구조체에 형성된 도금막에 따른 발열효율을 도시한 예시적인 도면이다. 도 9 및 도 11을 참조하면, 도금 공정을 거치지 않은 순수 철 나노와이어(1010)를 대조군으로, 다양한 금속으로 도금된 철 나노와이어(1020 내지 1040)를 실험군으로 비교할 수 있다.FIG. 11 is an exemplary view showing heat generation efficiency according to a plating film formed on a conductive nanostructure according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 and 11, a pure iron nanowire 1010 not subjected to a plating process can be used as a control group, and iron nanowires plated with various metals (1020 to 1040) can be compared with experimental groups.

각각의 면상발열체에 동일하게 5V 전압을 인가한 경우, 대조군인 순수 철 나노와이어(1010)를 이용하여 제조된 면상발열체의 발열온도는 96℃인 것을 알 수 있다. 실험군인 금(Au)으로 도금된 면상발열체(1020)의 발열온도는 133℃로 대조군보다 37℃ 증가하였고, 은(Ag)으로 도금된 면상발열체(1030)의 발열온도는 110℃로 대조군보다 14℃ 증가하였으며, 구리(Cu)로 도금된 면상발열체(1040)의 발열온도는 134℃로 대조군보다 34℃ 증가한 것을 알 수 있다.When the same 5 V voltage was applied to each of the planar heating elements, the heating temperature of the planar heating elements manufactured using the pure iron nanowire 1010 as a control group was 96 ° C. The exothermic temperature of the surface heating element 1020 plated with gold (Au), which was an experimental group, was 133 ° C, which was 37 ° C higher than that of the control, and the exothermic temperature of the surface heating element 1030 plated with silver (Ag) ° C, and the exothermic temperature of the surface heating element 1040 plated with copper (Cu) was 134 ° C, which was 34 ° C higher than that of the control.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 불규칙한 망 구조의 형성을 위해 제조된 코팅 용액을 도시한 도면이다. 도 12를 참조하면, 코팅 용액은 전도성 나노구조체가 분산된 것일 수 있으며, 코팅 용액은 예를 들어, 은 나노와이어(AgNW) 코팅용액(1110)일 수 있다.12 is a view showing a coating solution prepared for forming an irregular network structure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the coating solution may be a conductive nanostructure dispersed, and the coating solution may be, for example, a silver nanowire (AgNW) coating solution 1110.

코팅 용액은 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 코팅 용액은 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액 내에 직경이 30nm인 구리(Cu)를 첨가한 후, 4시간 동안 초음파 처리함으로써, AgNW+CuNP 코팅 용액(1120)으로 제조될 수 있다. 다른 예를 들어, 코팅 용액은 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액 내에 직경이 10nm인 니켈(Ni)를 첨가한 후, 4시간 동안 초음파 처리함으로써, AgNW+NiNP 코팅 용액(1130)으로 제조될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 코팅 용액은 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액 내에 직경이 10nm인 코발트(Co) 나노 입자를 첨가한 후, 4시간동안 초음파 처리함으로써, AgNW+CoNP 코팅 용액(1140)으로 제조될 수 있다.The coating solution can be prepared by dispersing the conductive nanoparticles in a coating solution in which the conductive nanostructure is dispersed. For example, the coating solution may be prepared as AgNW + CuNP coating solution 1120 by adding copper (Cu) having a diameter of 30 nm to the coating solution in which the silver nanowire (AgNW) is dispersed and then ultrasonically treating the coating solution for 4 hours . For example, the coating solution may be prepared by adding nickel (Ni) having a diameter of 10 nm to a coating solution in which silver nanowires (AgNW) are dispersed and then ultrasonically treating the coating solution for 4 hours to prepare AgNW + NiNP coating solution 1130 . As another example, the coating solution may be prepared by adding cobalt (Co) nanoparticles having a diameter of 10 nm to a coating solution in which silver nanowires (AgNW) are dispersed, and then ultrasonicating the coating solution for 4 hours to form AgNW + CoNP coating solution 1140 ). ≪ / RTI >

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 13을 참조하면, AgNW+CuNP 코팅 용액이 사용되고, 5031×0.65nm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우, 면상발열체는 10.3~10.6Ω의 저항을 가지며, 5V의 전압 인가 시, 상온 25℃ 기준으로 97℃까지 발열된 것을 알 수 있다.13 is a view showing a planar heating element manufactured using a coating solution in which silver nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles are mixed according to an embodiment of the present invention. 13, the AgNW + CuNP coating solution is used. In the case of a plane heating element manufactured to have a size of 5031 x 0.65 nm, the plane heating element has a resistance of 10.3 to 10.6?, And when a voltage of 5 V is applied, It was found that it was heated up to 97 ° C.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 니켈(Ni) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액을 이용하여 제조한 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 14를 참조하면, AgNW+NiNP 코팅 용액이 사용되고, 50×31×0.65nm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우, 면상발열체는 3.3~3.8Ω의 저항을 가지며, 5V의 전압 인가 시, 상온 25℃ 기준으로 92℃까지 발열된 것을 알 수 있다.FIG. 14 is a view showing a planar heating element manufactured using a coating solution in which silver nanowires (AgNW) and nickel (Ni) nanoparticles are mixed according to an embodiment of the present invention. 14, the AgNW + NiNP coating solution is used. In the case of a plane heating element manufactured to have a size of 50 x 31 x 0.65 nm, the plane heating element has a resistance of 3.3 to 3.8 ?, and when a voltage of 5 V is applied, Lt; RTI ID = 0.0 > 92 C. < / RTI >

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 코발트(Co) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액을 이용하여 제조한 플렉서블 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 15를 참조하면, AgNW+CoNP 코팅 용액이 사용되고, 50×31×0.65mm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우, 면상발열체는 9.2~9.51Ω의 저항을 가지며, 5V의 전압 인가 시, 상온 25℃ 기준으로 91℃까지 발열된 것을 알 수 있다.FIG. 15 is a view showing a flexible surface heating element manufactured using a coating solution in which silver nanowires (AgNW) and cobalt (Co) nanoparticles are mixed according to an embodiment of the present invention. 15, the AgNW + CoNP coating solution is used. In the case of the plane heating element manufactured to have a size of 50 x 31 x 0.65 mm, the plane heating element has a resistance of 9.2 to 9.51 ?. When the voltage of 5 V is applied, Lt; RTI ID = 0.0 > 91 C. < / RTI >

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 용액에 분산된 나노 입자에 따른 발열 경향을 도시한 도면이다. 도 13 내지 도 16을 참조하면, 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510)에 구리(Cu) 나노 입자, 니켈(Ni) 나노 입자, 코발트(Co) 나노 입자를 분산시키고, 5V의 전압 인가 시, 전도성 나노 입자가 분산됨에 따라 발열량이 증가된 것을 알 수 있다.FIG. 16 is a graph showing a tendency of heat generation according to nanoparticles dispersed in a coating solution according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 to 16, copper (Cu) nanoparticles, nickel (Ni) nanoparticles and cobalt (Co) nanoparticles are dispersed in a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) It can be seen that when the voltage is applied, the amount of heat generated increases as the conductive nanoparticles are dispersed.

예를 들어, 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)을 대조군으로, 은 나노와이어(AgNW)에 전도성 나노 입자를 분산시킨 코팅 용액(1520, 1530, 1540)을 실험군으로 하여 비교하였다.For example, coating solutions (1520, 1530, 1540) in which conductive nanoparticles were dispersed in silver nanowire (AgNW) were used as a control group and silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 as a control group.

대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도는 76℃일 수 있다.The exothermic temperature of the control silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 may be 76 ° C.

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+CuNP, 1520)은 발열 온도가 97℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 21℃가 증가한 것을 알 수 있다.(AgNW + CuNP, 1520) mixed with nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles in the experimental group was heated at a temperature of 97 ° C. and the heat of a silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 It can be seen that the temperature is 21 ° C higher than the temperature.

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 니켈(Ni) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+NiNP, 1530)은 발열 온도가 92℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 16℃가 증가한 것을 수 있다.(AgNW + NiNP, 1530) mixed with nanowires (AgNW) and nickel (Ni) nanoparticles in the experimental group was heated at a temperature of 92 ° C. and the heat of the silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 The temperature may be increased by 16 ° C.

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 코발트(Co) 나노 입자가 혼합된 코팅용액(AgNW+CoNP, 1540)은 발열 온도는 91℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW)코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 15℃가 증가한 것을 알 수 있다.(AgNW + CoNP, 1540) mixed with nanowires (AgNW) and cobalt (Co) nanoparticles in the experimental group had an exothermic temperature of 91 ° C. and a heat generation of the silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 It can be seen that the temperature is increased by 15 ° C.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 산화그래핀 나노시트의 코팅 용액을 이용하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다.FIG. 17 is a view showing a heating surface of a glass surface using silver nano wire (AgNW) and dispersed oxide graphene nanosheet coating solution according to an embodiment of the present invention.

예를 들어, 코팅 용액은 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액 내에 산화그래핀 나노시트를 첨가한 후, 1~300분 동안 초음파 처리함으로써, AgNW+산화그래핀 코팅 용액으로 제조될 수 있다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 유리기판에 분산했을 때 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 61℃인 것을 알 수 있다.For example, the coating solution may be prepared from an AgNW + oxidized graphene coating solution by adding a graphene oxide nanosheet in a coating solution in which silver nanowires (AgNW) are dispersed, and then sonicating for 1 to 300 minutes. When a voltage of 5 V was applied to a glass substrate manufactured to a size of 60 x 60 x 0.7 mm, the exothermic temperature of the planar heating element was found to be 61 ° C.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 환원된 산화그래핀 나노시트의 코팅 용액을 이용하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다.18 is a view showing a heating surface of a glass surface using a coating solution of a silver nanowire (AgNW) and a dispersed reduced graphene graphene nanosheet according to an embodiment of the present invention.

예를 들어, 코팅 용액은 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액 내에 환원된 산화그래핀 나노시트를 첨가한 후, 1~300분 동안 초음파 처리함으로써, AgNW+환원된 산화그래핀 코팅 용액으로 제조될 수 있다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 유리기판에 분산 했을 때 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 68℃인 것을 알 수 있다.For example, the coating solution is prepared by adding AgNW + reduced graphene graphene coating solution by adding reduced graphene nanosheets to a coating solution in which silver nanowires (AgNW) are dispersed, and then ultrasonicating for 1 to 300 minutes. . When a voltage of 5 V was applied to a glass substrate manufactured to a size of 60 x 60 x 0.7 mm, the exothermic temperature of the planar heating element was found to be 68 ° C.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 용액에 분산된 전도성 나노 입자에 따른 발열 경향을 도시한 도면이다. 도 17 내지 도 19를 참조하면, 은 나노와이어(AgNW) 가 분산된 코팅 용액(1510)을 도포 후, 산화그래핀, 환원된 산화그래핀 시트를 도포시키고, 5V의 전압 인가 시, 전도성 나노 입자가 분산됨에 따라 발열량이 증가된 것을 알 수 있다.FIG. 19 is a graph showing a tendency of heat generated by conductive nanoparticles dispersed in a coating solution according to an embodiment of the present invention. FIG. 17 to 19, a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) are dispersed is applied, and then a graphene oxide or a reduced graphene oxide sheet is applied. When a voltage of 5 V is applied, the conductive nanoparticles It can be seen that the amount of heat generated is increased.

예를 들어, 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)을 대조군으로, 은 나노와이어(AgNW)에 전도성 나노 입자를 분산시킨 코팅 용액(1520, 1530, 1540)을 실험군으로 하여 비교하였다.For example, coating solutions (1520, 1530, 1540) in which conductive nanoparticles were dispersed in silver nanowire (AgNW) were used as a control group and silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 as a control group.

대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도는 52℃일 수 있다.The heating temperature of the control silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 may be 52 ° C.

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 산화그래핀 나노시트가 도포된 면상발열체의 발열 온도는 61℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 9℃가 증가한 것을 알 수 있다.The heating temperature of the experimental group, AgNW, and the surface heating element coated with oxidized graphene nanosheets was 61 ℃, which was 9 ℃ higher than the heating temperature of the silver nanowire (AgNW) coating solution (1510) .

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 환원된 산화그래핀 나노시트가 도포된 면상발열체의 발열 온도은 68℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 16℃가 증가한 것을 알 수 있다.The exothermic temperature of the nanowire (AgNW) and the surface heating element coated with the reduced graphene graphene nanosheet was 68 ° C, which was 16 ° C higher than the exothermic temperature of the silver nanowire (AgNW) coating solution (1510) Able to know.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 구리 나노 입자를 도포하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 20을 참조하면, 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510) 도포 후, 구리 나노 입자를 도포하였다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 64℃인 것을 알 수 있다.20 is a view showing a heating surface on a glass surface prepared by applying silver nanowires (AgNW) and dispersed copper nanoparticles according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 20, after applying a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) are dispersed, copper nanoparticles were coated. When a voltage of 5 V is applied to a surface heating element manufactured to have a size of 60 x 60 x 0.7 mm, the surface heating element has a heating temperature of 64 ° C.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 구리 나노 입자에 플라즈마 에칭 처리하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 21을 참조하면, 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510)을 도포하고, 구리 나노 입자를 도포한 후, 플라즈마 에칭 처리하였다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 67℃인 것을 알 수 있다.FIG. 21 is a view illustrating a heating surface of a glass surface formed by plasma etching of silver nanowires (AgNW) and dispersed copper nanoparticles according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 21, a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) are dispersed is coated, and copper nanoparticles are coated thereon, followed by plasma etching. In the case of a surface heating element manufactured to a size of 60 x 60 x 0.7 mm, when the voltage of 5 V is applied, it is found that the surface heating element has a heating temperature of 67 캜.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 구리 나노 입자에 스퍼터링(sputtering) 처리하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 22를 참조하면, 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510)을 도포하고, 구리 나노 입자를 도포한 후, 스퍼터링(sputtering) 처리하였다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 68℃인 것을 알 수 있다.FIG. 22 is a view showing a glass surface heating element manufactured by sputtering silver nanowires (AgNW) and dispersed copper nanoparticles according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 22, a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) are dispersed is coated, and copper nanoparticles are coated and then sputtered. In the case of a surface heating element manufactured to have a size of 60 × 60 × 0.7 mm, when the voltage of 5 V is applied, it is found that the surface heating element has a heating temperature of 68 ° C.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 구리 나노 입자에 광소결 처리하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 23을 참조하면, 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510)을 도포하고, 구리 나노 입자를 도포한 후, 광소결 처리하였다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 71℃인 것을 알 수 있다.23 is a view showing a silver nanowire (AgNW) according to an embodiment of the present invention and a glass surface heating element manufactured by photo-sintering copper nanoparticles dispersed therein. Referring to FIG. 23, a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) are dispersed is coated, and copper nanoparticles are coated thereon, followed by photo-sintering treatment. When a voltage of 5 V is applied to a surface heating element manufactured to have a size of 60 x 60 x 0.7 mm, it can be seen that the exothermic temperature of the surface heating element is 71 ° C.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 구리 나노 입자에 열소결 처리하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 23을 참조하면, 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510)을 도포하고, 구리 나노 입자를 도포한 후, 열소결 처리하였다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 70℃인 것을 알 수 있다.FIG. 24 is a view showing a silver nanowire (AgNW) according to an embodiment of the present invention and a glass surface heating element manufactured by thermally sintering dispersed copper nanoparticles. Referring to FIG. 23, a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) are dispersed is coated, and copper nanoparticles are coated thereon and heat-sintered. In the case of the surface heating element manufactured to a size of 60 x 60 x 0.7 mm, when the voltage of 5 V is applied, it is found that the surface heating element has a heating temperature of 70 캜.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 은 나노와이어(AgNW)와 분산된 구리 나노 입자에 전자빔(E-beam) 처리하여 제조한 글라스 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 25를 참조하면, 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510)을 도포하고, 구리 나노 입자를 도포한 후, 전자빔(E-beam) 처리하였다. 60×60×0.7mm의 크기로 제조된 면상발열체의 경우 5V의 전압 인가 시, 면상발열체의 발열온도는 73℃인 것을 알 수 있다.FIG. 25 is a view showing a silver nano wire (AgNW) according to an embodiment of the present invention and a glass surface heating element manufactured by electron beam (E-beam) processing of dispersed copper nanoparticles. Referring to FIG. 25, a coating solution 1510 in which silver nanowires (AgNW) are dispersed is coated, and copper nanoparticles are coated and then subjected to electron beam (E-beam) treatment. In the case of the surface heating element manufactured to have a size of 60 x 60 x 0.7 mm, the exothermic temperature of the surface heating element is 73 ° C when a voltage of 5 V is applied.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 용액에 분산된 나노 시트에 플라즈마 에칭, 스퍼터링(sputtering), 광소결 및 전자빔(E-beam) 조사 처리에 따른 발열 경향을 도시한 도면이다. 은 나노와이어(AgNW)가 분산된 코팅 용액(1510)을 도포하고, 구리(Cu) 나노 입자를 도포한 후 플라즈마 에칭, 스퍼터링(sputtering), 광소결 및 전자빔(E-beam)을 조사하였다. 5V의 전압 인가 시, 추가 표면처리에 의한 접촉 면적 증가와 전도성 나노 입자가 분산됨에 따라 발열량이 증가된 것을 알 수 있다.FIG. 26 is a graph showing a tendency of heat generated by plasma etching, sputtering, photo-sintering, and electron beam (E-beam) irradiation treatment on a nanosheet dispersed in a coating solution according to an embodiment of the present invention. A coating solution 1510 in which nanowires (AgNW) were dispersed was coated and then copper (Cu) nanoparticles were coated and then plasma etching, sputtering, photo-sintering and electron beam (E-beam) were performed. It can be seen that when the voltage of 5 V is applied, the contact area increases due to the additional surface treatment and the amount of heat generated increases as the conductive nanoparticles are dispersed.

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+CuNP, 1520)의 발열 온도는 64℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 12℃가 증가한 것을 알 수 있다.The heating temperature of the coating solution (AgNW + CuNP, 1520) mixed with the nanowire (AgNW) and the copper (Cu) nanoparticles in the experimental group was 64 ° C. and the heat generation of the silver nanowire (AgNW) coating solution 1510 It can be seen that the temperature increased by 12 ° C.

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+CuNP, 1520)에 플라즈마 에칭 처리 후의 발열 온도는 67℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 15℃가 증가한 것을 알 수 있다.Experimental group: AgNW + CuNP, 1520 mixed with nanowire (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles was heated at 67 ℃ for plasma etching treatment. 1510 < / RTI >

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+CuNP, 1520)에 스퍼터링(sputtering) 처리 후의 발열 온도는 68℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 16℃가 증가한 것을 알 수 있다.The experimental temperature was 68 ℃ after sputtering the coating solution (AgNW + CuNP, 1520) mixed with nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles and the control group was silver nanowire (AgNW) It can be seen that the heating temperature of the solution 1510 is increased by 16 ° C.

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+CuNP, 1520)에 광소결 처리 후의 발열 온도는 71℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 19℃가 증가한 것을 알 수 있다.Experimental group was prepared by coating AgNW + CuNP (1520) with nanowire (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles at 71 ℃ for the heat treatment after photo- Lt; RTI ID = 0.0 > 19 C < / RTI >

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+CuNP, 1520)에 열소결 처리 후의 발열 온도는 70℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 18℃가 증가한 것을 알 수 있다.Experimental groups were prepared by heating AgNW + CuNP (1520), a mixture of nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles, with an exothermic temperature of 70 ℃ and a silver nanowire (AgNW) 1510 < / RTI >

실험군인 은 나노와이어(AgNW)와 구리(Cu) 나노 입자가 혼합된 코팅 용액(AgNW+CuNP, 1520)에 전자빔(E-beam) 조사 처리 후의 발열 온도는 73℃로, 대조군인 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액(1510)의 발열 온도보다 21℃가 증가한 것을 알 수 있다.The experimental temperature was 73 ° C after electron beam (E-beam) irradiation treatment with a coating solution (AgNW + CuNP, 1520) mixed with nanowires (AgNW) and copper (Cu) nanoparticles. AgNW) 21 ° C higher than the exothermic temperature of the coating solution 1510.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화알루미늄(Al2O3) 기판을 이용한 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 27을 참조하면, 103mm×103mm×7.3mm 크기의 산화알루미늄(Al2O3) 세라믹 기판을 이용한 면상발열체는 은 나노와이어(AgNW) 코팅용액 5ml를 이용하고, 에탄올(ethanol)이 증발한 이후, 산화알루미늄 기판의 양 끝단에 0.5mm 두께의 구리박을 이용하여 전극을 형성할 수 있다.27 is a view showing a planar heating element using an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) substrate according to an embodiment of the present invention. 27, an area heating element using an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) ceramic substrate having a size of 103 mm × 103 mm × 7.3 mm uses 5 ml of a silver nanowire (AgNW) coating solution, and after evaporation of ethanol , An electrode can be formed using copper foil having a thickness of 0.5 mm at both ends of an aluminum oxide substrate.

산화알루미늄 세라믹 기판을 이용한 면상발열체의 기판 표면에 레진(resin)과 하드너(hardner) 비율이 10:1인 PDMS 혼합 용액을 고르게 도포하고, 대기오븐을 이용하여 150℃에서 20분간 열처리 및 패키징 처리한 후, 5V의 전압을 인가한 경우, 포화온도가 45℃에 도달하였음을 알 수 있다.A PDMS mixed solution having a ratio of resin and hardener of 10: 1 was uniformly applied to the surface of the substrate of the surface heating element using an aluminum oxide ceramic substrate and heat treated and packaged at 150 ° C for 20 minutes using an atmospheric oven Then, when a voltage of 5 V was applied, it can be seen that the saturation temperature reached 45 캜.

도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 의류용 천을 이용하여 제조된 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 28을 참조하면, 75mm×60mm×0.4mm 크기의 의류용 천을 이용한 면상발열체를 통해 포화온도를 확인할 수 있다.28 is a view showing a planar heating element manufactured using a garment cloth according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 28, the saturation temperature can be confirmed through the surface heating element using the clothes cloth having the size of 75 mm 60 mm 0.4 mm.

면상발열체는 의류용 천에 발열구조가 형성되어 제조될 수 있다. 예를 들어, 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액 5ml를 천 면적에 걸쳐 도포한 후, 자연건조하여 은 나노와이어(AgNW)를 천을 이루는 섬유에 코팅을 수행함으로써, 의류용 천에 발열구조를 형성할 수 있다. 이 때, 패키징 형성 없이 섬유의 양 끝단에 0.5mm 두께의 구리박을 집게로 고정하여 임시 전극을 연결한 후, 3V의 전압을 인가한 경우, 포화온도가 115℃에 도달하였음을 알 수 있다.The planar heating element may be manufactured by forming a heating structure on the cloth for clothes. For example, 5 ml of a silver nanowire (AgNW) coating solution is applied over a surface area, and then the silver nanowire (AgNW) is naturally dried to coat the fabric to form a heating structure . At this time, it can be seen that, when a voltage of 3 V was applied after fixing a 0.5 mm thick copper foil to both ends of the fiber with no tacking and fixing the temporary electrode and connecting the temporary electrode, the saturation temperature reached 115 캜.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 사무용 종이를 이용하여 제조된 면상발열체를 도시한 도면이다. 도 29를 참조하면, 90mm×64mm×0.1mm 크기의 사무용 종이를 이용한 면상발열체를 통해 포화온도를 확인할 수 있다.29 is a view showing a planar heating element manufactured using office paper according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 29, the saturation temperature can be confirmed through the surface heating element using the office paper having the size of 90 mm x 64 mm x 0.1 mm.

면상발열체는 사무용 종이에 발열구조가 형성되어 제조될 수 있다. 이 때, 발열구조는 사무용 종이의 중앙에 35~46mm의 두께로 제조될 수 있다. 예를 들어, 은 나노와이어(AgNW) 코팅 용액 5ml를 종이 면적에 걸쳐 도포한 후, 자연 건조하여 은 나노와이어(AgNW)를 종이에 코팅함으로써, 종이에 발열구조를 형성할 수 있다. 이 때, 패키징 형성 없이 종이의 양 끝단에 0.5mm 두께의 구리박을 집게로 고정하여 임시 전극을 연결한 후, 2.5~3V의 전압을 인가한 경우, 포화온도가 119℃에 도달하였음을 알 수 있다.The planar heating element may be manufactured by forming a heating structure on a business paper. At this time, the exothermic structure can be manufactured at a thickness of 35 to 46 mm at the center of office paper. For example, 5 ml of a silver nanowire (AgNW) coating solution may be applied over a paper area, followed by natural drying to coat the silver nanowire (AgNW) on the paper to form a heating structure on the paper. At this time, it was found that, when a voltage of 2.5 to 3 V was applied after fixing a 0.5 mm thick copper foil on both ends of the paper with a clamp and fixing the temporary electrode without forming a package, the saturation temperature reached 119 ° C have.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and range of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

110 : 전도성 나노구조체 120 : 전도성 나노 입자
130 : 기판 140 : 전극
150 : 전선 200 : 전도성 나노구조체
210 : 도금소재 220 : 스퍼터링법
221 : 타겟 222 : 전도성 나노구조체의 일면
230 : 치환도금법 240 : 환원도금법
300 : 망 구조 310 : 전도성 나노구조체
320 : 전도성 나노구조체의 접촉 지점
330 : 전도성 나노 입자 400 : 망 구조110: conductive nanostructure 120: conductive nanoparticle
130: substrate 140: electrode
150: electric wire 200: conductive nanostructure
210: Plating material 220: Sputtering method
221: target 222: one side of the conductive nanostructure
230: Substitution plating method 240: Reduction plating method
300: network structure 310: conductive nanostructure
320: contact point of the conductive nanostructure
330: conductive nanoparticles 400: network structure

Claims (26)

면상발열체에 있어서,
불규칙한 망 구조로 형성된 전도성 나노구조체; 및
상기 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 인접하는 전도성 나노구조체 간에 제공되는 전도성 나노 입자;
를 포함하되,
상기 전도성 나노구조체의 표면에는 상기 전도성 나노구조체보다 전기전도성이 높은 금속 도금막이 형성되거나, 황산, 질산 및 염산 중 하나 이상을 포함하는 용액으로 에칭된 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체.In the planar heating element,
A conductive nanostructure formed of an irregular network structure; And
Conductive nanoparticles provided between adjacent conductive nanostructures to increase the point of contact of the conductive nanostructure;
, ≪ / RTI &
Wherein a surface of the conductive nanostructure is formed with a metal plating film having a higher electrical conductivity than the conductive nanostructure or formed with a concavo-convex portion etched with a solution containing at least one of sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid. 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체는 Ag 나노와이어, Au 나노와이어, Cu 나노와이어, Ni 나노와이어, Fe 나노와이어, Al 나노와이어, Fe 합금 나노와이어, Al 합금 나노와이어, 카본 섬유(carbon fiber), 단일벽 카본나노튜브, 다중벽 카본나노튜브 및 그래핀 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체.The method according to claim 1,
The conductive nanostructure may be selected from the group consisting of Ag nanowires, Au nanowires, Cu nanowires, Ni nanowires, Fe nanowires, Al nanowires, Fe alloy nanowires, Al alloy nanowires, carbon fibers, A plurality of carbon nanotubes, a plurality of carbon nanotubes, a tube, a multiwall carbon nanotube, and a graphene. 제 2 항에 있어서,
상기 그래핀은 산화그래핀 또는 환원된 산화그래핀인 것을 특징으로 하는 면상발열체.3. The method of claim 2,
Wherein the graphene is graphene oxide or reduced graphene graphene. 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체의 종횡비는 100 이상 5000 이하인 것을 특징으로 하는 면상발열체.The method according to claim 1,
Wherein the aspect ratio of the conductive nanostructure is 100 or more and 5,000 or less. 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체의 직경은 5~500 nm인 것을 특징으로 하는 면상발열체.The method according to claim 1,
Wherein the conductive nanostructure has a diameter of 5 to 500 nm. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 금속 도금막은 Ag, Au, Pt, Cu, Sn 및 Ni 중 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 면상발열체.The method according to claim 1,
Wherein the metal plating film is made of a material containing at least one of Ag, Au, Pt, Cu, Sn and Ni. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 나노 입자는 Cu 나노 입자, Ni 나노 입자, Ti 나노 입자, Fe 나노 입자, Ag 나노 입자 및 Co 나노 입자 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체.The method according to claim 1,
Wherein the conductive nanoparticles include at least one selected from Cu nanoparticles, Ni nanoparticles, Ti nanoparticles, Fe nanoparticles, Ag nanoparticles, and Co nanoparticles. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체 및 상기 전도성 나노 입자가 도포된 기판을 더 포함하되,
상기 기판은 세라믹 또는 유리로 이루어지는 경성 기판이거나, 또는 고분자, 섬유 및 종이 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 면상발열체.The method according to any one of claims 1 to 5, 7, and 9,
Further comprising a substrate on which the conductive nanostructure and the conductive nanoparticles are applied,
Wherein the substrate is a rigid substrate made of ceramic or glass, or a flexible substrate made of any one of polymer, fiber and paper. 제 10 항에 있어서,
상기 기판은 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱 중 하나 이상을 포함하는 물질에 의해 패키징되는 것을 특징으로 하는 면상발열체.11. The method of claim 10,
Wherein the substrate is packaged by a material comprising at least one of thermoplastics and thermosetting plastics. 제 11 항에 있어서,
상기 열가소성 플라스틱은 PE, PP, PVC, PS, ABS 수지, AS 수지, PMMA, PVA 및 PVDC 중에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 열경화성 플라스틱은 PF, UF, 멜라민 수지, MF, 알키드 수지, UP, EP, PUR, 실리콘 수지 및 디알릴프탈레이트 수지 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 면상발열체.12. The method of claim 11,
Wherein the thermoplastic resin is at least one selected from among PE, PP, PVC, PS, ABS resin, AS resin, PMMA, PVA and PVDC, and the thermosetting plastic is selected from the group consisting of PF, UF, melamine resin, MF, , PUR, a silicone resin, and a diallyl phthalate resin. 제 10 항에 있어서,
상기 기판은 플라즈마 에칭, 스퍼터링, 광소결, 열소결 및 전자빔 조사 중 어느 하나에 의해 표면처리되는 것을 특징으로 하는 면상발열체.11. The method of claim 10,
Wherein the substrate is surface-treated by any one of plasma etching, sputtering, light sintering, heat sintering and electron beam irradiation. 면상발열체를 제조하는 방법에 있어서,
코팅 용액 내에 전도성 나노구조체를 분산시키는 단계와;
상기 전도성 나노구조체의 접촉 지점을 증가시키기 위해 상기 전도성 나노구조체가 분산된 코팅 용액 내에 전도성 나노 입자를 분산시키는 단계; 및
상기 전도성 나노구조체 및 상기 전도성 나노 입자가 포함된 코팅 용액을 기판 상에 도포함으로써 상기 전도성 나노구조체의 불규칙한 망 구조를 형성하는 단계;
를 포함하되,
상기 전도성 나노구조체의 표면을 상기 전도성 나노구조체보다 전기전도성이 높은 금속으로 도금 처리하거나, 상기 전도성 나노구조체를 황산, 질산 및 염산 중 하나 이상을 포함하는 용액에 의해 에칭함으로써 상기 전도성 나노구조체의 표면에 요철부를 형성하는 단계를 더 포함하는 면상발열체의 제조방법.A method for producing an area heating element,
Dispersing the conductive nanostructure in a coating solution;
Dispersing the conductive nanoparticles in a coating solution in which the conductive nanostructure is dispersed to increase a contact point of the conductive nanostructure; And
Forming an irregular network structure of the conductive nanostructure by applying a coating solution containing the conductive nanostructure and the conductive nanoparticle on a substrate;
, ≪ / RTI &
The surface of the conductive nanostructure is plated with a metal having higher electrical conductivity than the conductive nanostructure or the conductive nanostructure is etched by a solution containing at least one of sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid, And forming a concave-convex portion. 제 14 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체는 Ag 나노와이어, Au 나노와이어, Cu 나노와이어, Ni 나노와이어, Fe 나노와이어, Al 나노와이어, Fe 합금 나노와이어, Al 합금 나노와이어, 카본 섬유(carbon fiber), 단일벽 카본나노튜브, 다중벽 카본나노튜브 및 그래핀 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.15. The method of claim 14,
The conductive nanostructure may be selected from the group consisting of Ag nanowires, Au nanowires, Cu nanowires, Ni nanowires, Fe nanowires, Al nanowires, Fe alloy nanowires, Al alloy nanowires, carbon fibers, A carbon nanotube, a carbon nanotube, a tube, a multiwall carbon nanotube, and a graphene. 제 15 항에 있어서,
상기 그래핀은 산화그래핀 또는 환원된 산화그래핀인 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.16. The method of claim 15,
Wherein the graphene is graphene oxide or reduced graphene graphene. 제 14 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체의 종횡비는 100 이상 5000 이하이고, 상기 전도성 나노구조체의 직경은 5~500 nm인 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the aspect ratio of the conductive nanostructure is 100 to 5000 and the diameter of the conductive nanostructure is 5 to 500 nm. 제 14 항에 있어서,
상기 전도성 나노 입자는 Cu 나노 입자, Ni 나노 입자, Ti 나노 입자, Fe 나노 입자, Ag 나노 입자, Co 나노 입자 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the conductive nanoparticles include at least one selected from Cu nanoparticles, Ni nanoparticles, Ti nanoparticles, Fe nanoparticles, Ag nanoparticles, and Co nanoparticles. 제 14 항에 있어서,
상기 기판은 세라믹 또는 유리로 이루어지는 경성 기판이거나, 또는 고분자, 섬유 및 종이 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 플렉서블 기판인 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the substrate is a rigid substrate made of ceramic or glass, or a flexible substrate made of any one of polymer, fiber and paper. 삭제delete 제 14 항에 있어서,
상기 도금 처리하는 단계는 PVD, 치환 도금 및 환원 도금 중에서 선택되는 방법으로 행해지는 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the plating step is performed by a method selected from PVD, substitution plating and reduction plating. 삭제delete 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체와 상기 전도성 나노 입자가 도포된 상기 기판을 열처리함으로써 접착력 및 전도성을 증가시키는 단계를 더 포함하는 면상발열체의 제조방법.20. The method according to any one of claims 14 to 19,
Further comprising the step of heat treating the conductive nanostructure and the substrate coated with the conductive nanoparticles to increase adhesive force and conductivity. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전도성 나노구조체의 불규칙한 망 구조를 형성하는 단계 이후 상기 망 구조의 양단에 전극을 형성하고, 상기 망 구조 및 상기 전극이 형성된 상기 기판에 대해 열처리를 실시하여 패키징하는 단계를 더 포함하는 면상발열체의 제조방법.20. The method according to any one of claims 14 to 19,
Forming an irregular network structure of the conductive nanostructure, forming an electrode at both ends of the network structure, and performing heat treatment on the network structure and the substrate on which the electrode is formed to perform packaging, Gt; 제 24 항에 있어서,
상기 패키징은 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱 중 하나 이상을 포함하는 물질에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.25. The method of claim 24,
Wherein the packaging is made of a material comprising at least one of thermoplastics and thermosetting plastics. 제 25 항에 있어서,
상기 열가소성 플라스틱은 PE, PP, PVC, PS, ABS 수지, AS 수지, PMMA, PVA 및 PVDC 중에서 선택되는 어느 하나 이상이고, 상기 열경화성 플라스틱은 PF, UF, 멜라민 수지, MF, 알키드 수지, UP, EP, PUR, 실리콘 수지 및 디알릴프탈레이트 수지 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 면상발열체의 제조방법.26. The method of claim 25,
Wherein the thermoplastic resin is at least one selected from among PE, PP, PVC, PS, ABS resin, AS resin, PMMA, PVA and PVDC, and the thermosetting plastic is selected from the group consisting of PF, UF, melamine resin, MF, , PUR, a silicone resin, and a diallyl phthalate resin.
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