KR20130125920A - Transparent heating substrate using carbon nano tube and method of manufacturing the substrate - Google Patents
Transparent heating substrate using carbon nano tube and method of manufacturing the substrate Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130125920A KR20130125920A KR1020120049547A KR20120049547A KR20130125920A KR 20130125920 A KR20130125920 A KR 20130125920A KR 1020120049547 A KR1020120049547 A KR 1020120049547A KR 20120049547 A KR20120049547 A KR 20120049547A KR 20130125920 A KR20130125920 A KR 20130125920A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- carbon nanotubes
- transparent heating
- heating
- transparent
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 119
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 113
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 84
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 82
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 15
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 7
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 7
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 6
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 229940063557 methacrylate Drugs 0.000 claims 1
- 238000007613 slurry method Methods 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 9
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 2
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004851 dishwashing Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- QYHNIMDZIYANJH-UHFFFAOYSA-N diindium Chemical compound [In]#[In] QYHNIMDZIYANJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/02—Details
- H05B3/06—Heater elements structurally combined with coupling elements or holders
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/06—Roasters; Grills; Sandwich grills
- A47J37/08—Bread-toasters
- A47J37/0814—Bread-toasters with automatic bread ejection or timing means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/0033—Heating devices using lamps
- H05B3/0071—Heating devices using lamps for domestic applications
- H05B3/0076—Heating devices using lamps for domestic applications for cooking, e.g. in ovens
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판 및 이의 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투명하며 두께를 조절하여 발열온도를 조절할 수 있는 발열체를 구비한 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a transparent heating substrate using carbon nanotubes and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a transparent heating substrate using carbon nanotubes having a heating element capable of controlling the heating temperature by controlling the thickness and thickness thereof, and fabricating the same. It is about a method.
일반적으로 발열이 필요한 토스트기 같은 음식 조리 장치나 다리미 등에는 발열체로서 니크롬선이나 기타 금속 발열체가 널리 사용된다. In general, a nichrome wire or other metal heating element is widely used as a heating element in a food cooking device or an iron such as a toaster that requires heat.
그러나 이러한 금속발열체는 불투명한 소재이므로 금속 발열체 안에서의 가열과정을 육안으로 확인하기 어렵다. 따라서 별도의 타이머 등을 적용하여 적절한 조리시간 등을 설정하거나, 사람의 직감에 의하여 가열과정의 시간을 짐작하여 적용하는 것이 보편적이다. However, since the metal heating element is an opaque material, it is difficult to visually check the heating process in the metal heating element. Therefore, it is common to set an appropriate cooking time by applying a separate timer or the like, or to estimate the time of the heating process according to the intuition of a person.
또한, 발열이 되는 가열선 등의 발열체 및 이에 전원을 인가하기 위한 전기 배선이 복잡하게 설치되어 있으며, 이러한 발열체를 설치하기 위해서는 일정한 공간이 필수적으로 필요하게 되어 장치의 부피가 커지는 원인이 되기도 한다. 나아가, 전력 공급은 가정용인 220V의 전압을 통하여 이루어지므로, 고전압 전기의 절연이 필요하고, 많은 전력이 소비되는 등의 문제가 발생된다. In addition, a heating element such as a heating wire that generates heat and an electric wiring for applying power thereto are complicatedly installed. In order to install such a heating element, a certain space is essentially required, which may cause a large volume of the device. Furthermore, since power supply is made through a voltage of 220V for home use, high voltage electricity is required to be insulated, and a lot of power is consumed.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 산화인듐주석(Indium Tin Oxide; ITO)을 사용하여 제조되는 투명전극을 적용한 투명 발열체의 사용이 제시되고 있다. 이는 도전성을 가지는 산화인듐(In2O3)에 산화주석(SnO2)을 수 내지 10% 정도 첨가하여 더욱 더 도전성을 높인 것을 말하는데, ITO를 스퍼터링 타겟(sputtering target)으로 가공하여 유리판에 스퍼터링을 하면, 투명한 도전막을 얻을 수 있다. In order to solve this problem, the use of a transparent heating element applying a transparent electrode manufactured using indium tin oxide (ITO) has been proposed. This means that the conductivity is further increased by adding tin oxide (SnO 2 ) to the indium oxide (In 2 O 3 ) having conductivity, which is further improved by processing ITO as a sputtering target to sputter the glass plate. In this case, a transparent conductive film can be obtained.
그러나 이 방식의 경우는 ITO를 구성하는 원료 중 인듐(Indium)의 가격이 고가이고 ITO원료를 합성 제조하는 공정이 까다로울 뿐만 아니라 유리 등에 도포시에 진공 증착기 안에서 스퍼터링 방식의 가공을 하여야 하는 등 그 공정이 매우 복잡하고 까다로운 문제점이 있다. 또한, 높은 저항으로 인하여 저전압(40V 이하)에서는 사용이 제한적이고, ITO의 경우에는 표면저항이 제조 조건에 따라 수 옴(Ω)에서 수천 옴(Ω)까지 변화시키는 것이 가능하지만 수 옴(Ω)까지 낮추기 위해서는 많은 비용과 까다로운 공정이 필요하다. However, in this method, the price of indium (Indium) among the raw materials constituting the ITO is expensive and the process of synthesizing the ITO raw material is not only difficult, but also the sputtering process in the vacuum evaporator when applying to glass, etc. This is a very complicated and tricky issue. In addition, its high resistance limits its use at low voltages (below 40V), and in the case of ITO, the surface resistance can vary from a few ohms to several thousand ohms depending on manufacturing conditions. Lowering costs is a costly and demanding process.
이와 다른 방식으로 탄소나노튜브나 도전성 폴리머를 사용하여 형성된 박막을 이용할 수도 있는 데, 이러한 기술의 경우 대체적으로 투명도를 해치지 않고는 표면저항을 수백 옴(Ω) 이하로 낮추는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.Alternatively, thin films formed using carbon nanotubes or conductive polymers may be used. However, such a technique has a problem in that it is very difficult to lower the surface resistance to several hundred ohms or less without compromising transparency.
따라서, 표면저항을 용이하게 조절하여 발열량을 넓은 범위에서 비교적 자유롭게 변경할 수 있을 뿐만 아니라, 저전력 사용으로 경제적으로 유리할 뿐만 아니라 공정면에서도 간단한 투명발열체의 제작이 요청되고 있다.
Therefore, it is possible to easily control the surface resistance to change the calorific value relatively freely in a wide range, economically advantageous as well as low power use, the production of a simple transparent heating element in the process is required.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 투명한 발열체를 구현할 수 있고, 이러한 투명한 발열체의 두께를 조절하여 발열온도를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 공정이 비교적 간단하고 저전력으로 온도제어가 용이한 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판을 제공하는데 있다. Accordingly, the first object of the present invention is to implement a transparent heating element, and to control the heating temperature by adjusting the thickness of the transparent heating element, the process is relatively simple and low-power carbon nanotubes easy to control temperature It is to provide a transparent heating substrate used.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 전술한 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 제작방법을 제공하는데 있다.
In addition, a second object of the present invention is to provide a method for manufacturing a transparent heating substrate using the carbon nanotubes described above.
상술한 본 발명의 제 1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 기판, 및 상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브를 이용한 발열층을 포함하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판을 제공한다.In order to achieve the first object of the present invention described above, an embodiment of the present invention provides a transparent heating substrate using carbon nanotubes including a substrate, and a heat generating layer using carbon nanotubes formed on the substrate.
또한, 본 발명의 제 2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 기판을 준비하는 단계, 탄소나노튜브, 바인더, 용매 및 분산제를 포함하는 탄소나노튜브 슬러리 혼합물을 준비하는 단계, 상기 탄소나노튜브 슬러리 혼합물을 상기 기판 상에 도포하는 단계, 및 상기 탄소나노튜브 슬러리가 도포된 기판을 열처리하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열체의 제작방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the second object of the present invention, in one embodiment of the present invention, preparing a substrate, preparing a carbon nanotube slurry mixture comprising a carbon nanotube, a binder, a solvent and a dispersant, the carbon It provides a method for producing a transparent heating element using carbon nanotubes comprising applying a nanotube slurry mixture on the substrate, and heat-treating the substrate on which the carbon nanotube slurry is applied.
본 발명에 의하면 간단한 공정을 통하여 경제성이 우수한 투명 발열기판을 제작할 수 있다. 본 발명의 투명 발열기판은 투명한 발열층의 두께를 제어하여 발열층의 비저항을 변화시킬 수 있고, 이에 따라 간단한 방법으로 발열온도를 다양한 범위에서 제어할 수 있다.According to the present invention, a transparent heating substrate having excellent economic efficiency can be manufactured through a simple process. The transparent heating substrate of the present invention can change the specific resistance of the heating layer by controlling the thickness of the transparent heating layer, and thus can control the heating temperature in various ranges in a simple manner.
또한, 통상 40 V 이하의 저전력의 인가전압을 사용하여 온도를 제어할 수 있으므로 경제적인 면에서 우수하고, 절연을 위한 설비 및 비용이 감소될 수 있다. In addition, since the temperature can be controlled using a low power applied voltage of 40 V or less, it is excellent in terms of economy, and equipment and cost for insulation can be reduced.
그리고 본 발명에 따른 투명 발열기판을 음식물을 가열하여 가공하는 조리기에 사용하면, 가열과정에서 발열기판 내측에 위치한 음식물의 열에 의한 상태변화를 관찰할 수 있다. 따라서 음식물의 조리 완료 시점을 육안으로 관찰할 수 있기 때문에 조리 완료 시점을 예측할 수 있다. 그러므로 조리 완료 시점을 알려주는 별도의 프로그램 설정이나 타이머가 불필요하고, 정확한 조리 완료 시점을 알 수 있게 된다. 또한, 조리 과정 등을 육안으로 확인할 수 있어서 시각적인 흥미를 유발시키는 조리기기를 제작할 수 있다. In addition, when the transparent heating substrate according to the present invention is used in a cooker for heating and processing food, it is possible to observe a state change due to heat of food located inside the heating substrate during the heating process. Therefore, since the cooking completion time of the food can be observed with the naked eye, the cooking completion time can be predicted. Therefore, a separate program setting or timer for notifying the completion of cooking is unnecessary, and accurate cooking completion time can be known. In addition, the cooking process may be visually confirmed, and thus a cooking apparatus may be manufactured to cause visual interest.
마찬가지로, 본 발명의 발열기판을 다리미나 식기 건조기 등 가열이 필요한 장치에 응용하면, 가열정도나 식기 건조 정도를 눈으로 직접 확인할 수 있는 장점이 있다.Similarly, when the heating substrate of the present invention is applied to a device that requires heating, such as a iron or a dish dryer, there is an advantage in that the degree of heating or the degree of drying of the dish can be directly observed.
한편, 본 발명의 투명 발열기판을 목욕 거울에 부착시키면 거울에 김서림이 발생되는 것을 방지하여 거울을 선명한 상태로 유지시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 투명 발열기판을 설거지통 하부에 설치하면 설거지가 완료된 후, 설거지통의 잔류 수분을 건조시켜 곰팡이 증식을 제거할 수 있다.
On the other hand, by attaching the transparent heating substrate of the present invention to the bath mirror it is possible to prevent the fog to occur in the mirror to keep the mirror in a clear state. In addition, when the transparent heating substrate according to the present invention is installed in the lower portion of the dishwashing container after the dish is completed, the residual moisture of the dishwashing container can be dried to remove mold growth.
도 1은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 일실시예를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 투명 발열기판을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 제작방법의 일실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 제작방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 적용례를 나타내기 위한 사시도이다. 1 is a perspective view for explaining an embodiment of a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for describing the transparent heating substrate of FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for manufacturing a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating another embodiment of a method for manufacturing a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention.
5 is a perspective view illustrating an application example of a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 의한 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판 및 이의 제작방법을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a transparent heating substrate using carbon nanotubes and a method of manufacturing the same according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명은 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판을 제공한다. 도 1은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 일실시예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 투명 발열기판을 설명하기 위한 단면도이다.First, the present invention provides a transparent heating substrate using carbon nanotubes. 1 is a perspective view for explaining an embodiment of a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view for explaining the transparent heating substrate of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 먼저 본 발명의 일 실시예에 의한 발열기판(10)은 기판(100)을 포함한다. 상기 기판(100)은 후술하는 탄소나노튜브발열층(100)이 형성되는 베이스의 역할을 한다.1 and 2, first, the
본 발명에서는 발열기판(10) 외부에서 발열기판(10) 내부 또는 발열기판(10)에 둘러싸인 가열대상을 관찰할 수 있도록 하는 것이 바람직하고 또한, 열이 발생하므로 이 발열에 따른 내열성을 구비해야 하므로 투명하면서도 내열성이 우수한 소재를 선택할 수 있다. In the present invention, it is preferable to be able to observe the heating object surrounded by the
즉, 내열성이 우수한 투명 합성수지 기판, 일반 유리기판, 강화유리 기판 등을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 본 발열기판(10)이 적용되는 제품에서 요구되는 내열 온도 수준이나 인체 무해성 등이 서로 다를 수 있으므로, 적용 제품에 따라 서로 다른 소재의 기판을 선택하여 사용할 수 있다.That is, it is preferable to use a transparent synthetic resin substrate, a general glass substrate, a tempered glass substrate, etc., which are excellent in heat resistance, and specifically, the heat resistance temperature level and harmlessness of the human body, which are required in a product to which the
상기 합성수지를 사용하는 경우, 다양한 합성수지 중에서 투명성과 내열성을 동시에 만족시키는 폴리 메틸 메타아크릴레이트(Poly Methly MethAcrylate; PMMA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PolyTetraFluoroEthylene; PTFE), 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC) 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
In the case of using the synthetic resin, poly methyl methacrylate (PMMA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polycarbonate (Poly Carbonate; PC) satisfying both transparency and heat resistance at the same time in various synthetic resins You can choose to use it.
그리고 본 발명의 일 실시예에 의한 발열기판은 상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브 발열층(200)을 포함한다. And the heating substrate according to an embodiment of the present invention includes a carbon
구체적으로, 상기 탄소나노튜브 발열층(200)은 탄소나노튜브 슬러리를 상기 기판(100) 상에 도포한 후 열처리하여 형성한다. 구체적으로, 상기 탄소나노튜브 발열층은 탄소나노튜브 60 내지 80 중량부, 바인더 3 내지 10 중량부, 및 용매 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함한다. Specifically, the carbon
상기 탄소나노튜브(Carbon NanoTube; CNT)는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 소재로서, 관의 지름이 수 내지 수십 나노미터에 불과하다. 이러한 탄소나노튜브는 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 다이아몬드처럼 매우 우수하고, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다. 또한, 탄소섬유는 1％만 변형시켜도 끊어지는 반면 탄소나노튜브는 15％가 변형되어도 견딜 수 있는 내구성이 있다. The carbon nanotube (CNT) is a material in which a hexagonal shape consisting of six carbons is connected to each other to form a tubular shape, and the diameter of the tube is only a few to several tens of nanometers. These carbon nanotubes have electrical conductivity similar to copper, thermal conductivity is very good like diamond, and strength is 100 times better than steel. In addition, the carbon fiber is broken even when only 1% deformation, while the carbon nanotubes are durable to withstand 15% deformation.
상기 탄소나노튜브를 60 중량부 미만 사용하면 전도성이 저하되어 발열량이 충분하지 못하게 된다. 반면, 상기 탄소나노튜브를 80 중량부를 초과하여 사용하면, 바인더의 양이 상대적으로 적어져서 상기 기판(100) 상에 내구성 있도록 안정적이고 견고하게 형성되지 못하는 문제점이 있다. If less than 60 parts by weight of the carbon nanotubes are used, the conductivity is lowered, and the calorific value is insufficient. On the other hand, when the carbon nanotubes are used in an amount exceeding 80 parts by weight, the amount of the binder is relatively small, so that the carbon nanotubes can not be stably and firmly formed on the
특히 본 발명에 의한 발열기판이 토스터기, 식기 건조장치 등 수시로 가열 및 냉각이 반복되는 장치에 사용되는 경우, 탄소나노튜브 성분을 80 중량부 이상 사용하게 되면 이러한 반복되는 가열 냉각 과정에서 탄소나노튜브 발열층(200)이 박리되는 문제점이 발생할 수 있다. In particular, when the heat generating substrate according to the present invention is used in a device that is repeatedly heated and cooled, such as a toaster, a dish drying device, carbon nanotube heat generation in such repeated heating and cooling process when using more than 80 parts by weight of carbon nanotube components Problems that the
상기 바인더로는 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 또는 폴리올레핀계 수지를 사용하거나, 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 바인더는 상기 탄소나노튜브와 혼합되어, 전원이 인가되는 경우 발열을 원활하게 하고, 또한, 탄소나노튜브 성분이 균일하고 견고하게 상기 기판(100) 상에 고정 형성되도록 하는 작용을 한다. 상기 바인더는 약 3 내지 10 중량부 사용하는데, 사용량이 3 중량부 미만이면 잉크나 페이스트 형태가 될 수 없고, 반면 사용량이 10 중량부를 초과하면 전도도가 저하되는 문제점이 발생한다. As said binder, polyacryl type, polyurethane type, polyester type, or polyolefin type resin can be used, or these can also be mixed and used. The binder is mixed with the carbon nanotubes to smoothly generate heat when power is applied, and also to allow the carbon nanotube components to be fixed and firmly formed on the
또한, 상기 탄소나노튜브 슬러리는 용매 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함한다. 상기 용매 및 분산제는 예를 들면, 이소프로필 알코올(IsoPropyl Alcohol; IPA)에 분산성분의 성분을 혼합한 것으로 분산 역할을 하는 물질로는 Triton X-100 등의 상용분산제를 사용할 수 있다. 상기 용매 및 분산제는 용매 85 내지 99중량% 및 분산제 1 내지 15 중량% 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the carbon nanotube slurry includes 5 to 15 parts by weight of a solvent and a dispersant. The solvent and the dispersant may be, for example, a mixture of components of the dispersion component in isopropyl alcohol (IPA), and a dispersing agent such as Triton X-100 may be used. The solvent and the dispersant are preferably 85 to 99% by weight of the solvent and 1 to 15% by weight of the dispersant.
상기 용매 및 분산제는 상기 슬러리에서 상기 탄소나노튜브와 상기 바인더와 균일하게 분산되어 혼합되도록 하는 역할을 한다. 상기 용매 및 분산제를 5 중량부 미만 사용하면 슬러리의 점도가 높아져서 상기 기판(100) 전체면에 균일한 두께로 도포하는 것이 어려워질 뿐만 아니라, 일정한 분산효과를 기대하기 어렵다. 한편, 상기 용매 및 분산제를 15 중량부를 초과하여 사용하면, 분산효과나 도포의 균일성은 향상되지 않고 후술하는 열처리 시간이 증가되는 문제점이 발생한다. The solvent and the dispersant serve to uniformly disperse and mix the carbon nanotubes and the binder in the slurry. When the solvent and the dispersant are used in an amount less than 5 parts by weight, the viscosity of the slurry is increased, making it difficult to apply a uniform thickness to the entire surface of the
여기서 필요에 따라 글라스 프릿트(glass frit) 1 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다. 글라스 프릿트는 기계적 강도와 화학적 내구성이 우수한 전자재료용의 분말유리의 일종이다. 본 발명에서 글라스 프릿트를 사용하면, 그물 형상의 매트릭스를 형성하여 탄소나노튜브 성분을 포함하는 발열층이 더욱 더 균일하고 기밀성이 향상되어 견고하게 기판 상에 부착될 수 있다. 따라서, 발열기판 전체면에서 균일한 열 발생이 가능해지고 또한, 발열층이 기판으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다 If necessary, the glass frit may further include 1 to 5 parts by weight of glass frit. Glass frit is a kind of powder glass for electronic materials with excellent mechanical strength and chemical durability. When the glass frit is used in the present invention, the heat-generating layer including the carbon nanotube component may be formed more uniformly and airtightly by forming a mesh-like matrix, thereby being firmly attached to the substrate. Therefore, uniform heat generation is possible on the entire surface of the heat generating substrate, and the heat generating layer can be prevented from peeling off from the substrate.
상기 글라스 프릿트를 1 중량부 미만 사용하면 부착 성능의 향상 정도가 미미해서 글라스 프릿트를 첨가하지 않는 경우와 구별되는 효과를 기대할 수 없고, 5 중량부를 초과하여 사용하면 절연성이 증가하고 발열이 효과적으로 일어나지 않게 될 뿐만 아니라, 발열층 두께 조절에 의한 온도 조절을 미세하게 할 수 없는 문제점이 발생한다.If the glass frit is used in less than 1 part by weight, the improvement in adhesion performance is insignificant. Therefore, the effect of the glass frit may not be distinguished from the case in which glass frit is not added. Not only does not occur, there is a problem that can not finely control the temperature by the heating layer thickness control.
본 발명에 의한 발열기판(10)에서는 상기 탄소나노튜브를 이용한 발열층(200)의 두께를 조절하여 발열기판의 비저항을 조절할 수 있고, 상기 비저항이 변경됨에 따라 발열량도 조절되므로, 결과적으로 발열층(200)의 두께를 조절함으로서 손쉽게 발열온도를 조절할 수 있다. In the
즉, 본 발명에서는 발열층의 도포 두께를 균일하게 하고, 또한, 도포 두께를 정밀하게 제어하는 것이 기기의 발열온도를 조절하는 관건이다. 이를 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 상기 탄소나노튜브 슬러리에 상기 정한 양의 비율로 탄소나노튜브와 상기 바인더가 혼합되어야 할 뿐만 아니라, 정밀하게 도포 두께를 제어하기 위해서는 상기 슬러리의 점도가 5,000 내지 20,000 cP의 범위를 유지하여야 한다. That is, in the present invention, the coating thickness of the heating layer is made uniform, and precisely controlling the coating thickness is a key to controlling the heating temperature of the device. To this end, as described above, the carbon nanotubes and the binder must be mixed in the carbon nanotube slurry at a predetermined ratio, and in order to precisely control the coating thickness, the viscosity of the slurry is in the range of 5,000 to 20,000 cP. Must be maintained.
그리고 본 실시예에 의한 발열기판(10)에 전원을 인가하기 위한 구성 즉, 상기 탄소나노튜브 발열층(200) 상에 형성된 전극(300)과 상기 전극에 연결되어 전원을 인가하는 전력 공급선(400)을 더 포함할 수 있다.In addition, a configuration for applying power to the
상기 전극은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 상기 발열층(200)의 양측에 형성되고, 구리, 은, 금을 비롯한 금속 등의 도전체를 인쇄하여 형성하며, 전력 공급선은 일반적인 전선 등으로 구성할 수 있다.
1 and 2, the electrodes are generally formed on both sides of the
본 발명은 상기 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 제작방법을 제공한다. 도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 제작방법의 일실시 예를 설명하기 위한 순서도이다. The present invention provides a method for manufacturing a transparent heating substrate using the carbon nanotubes. 3 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of manufacturing a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 투명 발열기판의 제작방법은 기판을 준비하는 단계(단계 S100), 탄소나노튜브 슬러리를 준비하는 단계(단계 S200), 상기 탄소나노튜브 슬러리 혼합물을 상기 기판 상에 도포하는 단계(단계 S300) 그리고, 상기 탄소나노튜브 슬러리가 도포된 기판을 열처리하는 단계(단계 S400)를 포함한다. Referring to Figure 3, the method for manufacturing a transparent heating substrate according to the present invention comprises the steps of preparing a substrate (step S100), preparing a carbon nanotube slurry (step S200), the carbon nanotube slurry mixture on the substrate Applying to (step S300) and heat-treating the substrate to which the carbon nanotube slurry is applied (step S400).
먼저 본 실시 예에 의한 투명 발열기판의 제작방법은 기판을 준비하는 단계(단계 S100)을 포함한다. 상기 기판을 통하여 발열기판(10) 내부 또는 발열기판(10)에 둘러싸인 가열대상을 관찰할 수 있도록 하는 것이 바람직하고, 또한, 발열이 발생하므로 내열성이 구비되어야 하므로, 투명하면서도 내열성이 우수한 소재를 선택할 수 있다. 따라서, 내열성이 우수하면서 투명도가 있는 소재의 기판을 적용하고자 하는 장치에 맞는 규격으로 절단하여 준비할 수 있다. 이러한 기판(100)으로는 예를 들면, 일반 유리, 강화유리, 폴리 메틸 메타아크릴레이트(Poly Methly MethAcrylate; PMMA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PolyTetraFluoroEthylene; PTFE), 폴리카보네이트(Poly Carbonate; PC) 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
First, the method for manufacturing a transparent heating substrate according to the present embodiment includes preparing a substrate (step S100). It is preferable to observe the heating object inside the
그리고 본 실시예에 의한 투명 발열기판의 제작방법은 탄소나노튜브 슬러리를 준비하는 단계(단계 S200)를 포함한다. In addition, the method of manufacturing a transparent heating substrate according to the present embodiment includes preparing a carbon nanotube slurry (step S200).
상기 탄소나노튜브 슬러리는 탄소나노튜브, 바인더, 용매 및 분산제를 가지고, 제조된 슬러리의 구성 요소 성분비는 상술한 바와 같이, 탄소나노튜브 약 60 내지 80 중량부, 상기 바인더 약 3 내지 10 중량부, 용매 및 분산제 약 5 내지 15중량부이고, 선택적으로 본 투명 발열기판의 용도 및 가열온도에 따라 글라스 프린트 1 내지 5 중량부를 더 사용할 수 있다. The carbon nanotube slurry has a carbon nanotube, a binder, a solvent and a dispersant, and the component ratio of the prepared slurry is about 60 to 80 parts by weight of carbon nanotubes, about 3 to 10 parts by weight of the binder, as described above. The solvent and the dispersant are about 5 to 15 parts by weight, and optionally 1 to 5 parts by weight of glass print may be further used depending on the use of the present transparent heating substrate and the heating temperature.
상기 발열원의 원료 중의 하나인 바인더는 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 및 폴리올레핀계의 수지를 사용하고, 이에 탄소나노튜브 원료와 상기 용매 및 분산제를 혼합하여 분산시킨 후 슬러리를 균일하게 교반하여 5,000 내지 20,000 cP의 점도를 가지는 슬러리를 제조한다. As one of the raw materials of the heating source, a binder of polyacrylic, polyurethane, polyester, and polyolefin resins is used, and the carbon nanotube raw material and the solvent and the dispersant are mixed and dispersed, and the slurry is uniformly stirred to 5,000. Prepare a slurry having a viscosity of from 20,000 cP.
본 발명은 도포된 발열층의 두께를 조절하여 비저항 및 발열온도를 조절하는 것이므로, 특히 발열층을 균일하게 도포하는 것이 필수적이다. 동시에 발열온도를 통상적으로 가정용 건조나 음식조리기기에 사용되는 40 내지 120 ℃로 조절하고자 하는 경우 발열층의 두께는 수 내지 수십 ㎛에 불과하다. 따라서 그 도포 두께를 미세하게 조절하는 것이 필요하다. Since the present invention controls the resistivity and the heating temperature by adjusting the thickness of the coated heating layer, it is essential to apply the heating layer uniformly. At the same time, if you want to control the exothermic temperature to 40 to 120 ℃ commonly used in home drying or cooking equipment, the thickness of the exothermic layer is only a few to several tens of ㎛. Therefore, it is necessary to finely adjust the coating thickness.
이를 위해서는 상기 점도 범위 즉, 5,000 내지 20,000cP를 가지는 것이 바람직하다. 여기서 점도가 5,000cP 미만이면, 지나치게 묽어서 도포 두께를 정밀하게 제어하기 어렵다. 반대로 20,000cP를 초과하면 지나치게 끈적끈적하여 기판 전체 면상에 국부적으로 두께 차이가 발생되지 않도록 균일하게 도포하는 것이 어려워진다.
To this end, it is preferable to have the viscosity range, that is, 5,000 to 20,000 cP. If the viscosity is less than 5,000 cP here, it is too thin and difficult to control the coating thickness precisely. On the contrary, when it exceeds 20,000 cP, it becomes difficult to apply | coat uniformly so that it may become too sticky and a thickness difference does not generate locally on the whole surface of a board | substrate.
이어서, 본 실시예에 의한 투명 발열기판의 제작방법은 상기 탄소나노튜브 슬러리를 상기 기판 상에 도포하는 단계(단계 S300)를 포함한다. Subsequently, the method of manufacturing the transparent heating substrate according to the present embodiment includes applying the carbon nanotube slurry on the substrate (step S300).
본 단계에서는 상기 준비된 슬러리를 상기 기판 상에 실크스크린 및 다양한 인쇄방식을 사용하여 얻고자 하는 발열온도에 따라 적정한 두께를 도포한다.
In this step, the prepared slurry is coated on the substrate with an appropriate thickness according to the exothermic temperature to be obtained by using silk screen and various printing methods.
계속하여, 본 실시예에 의한 투명 발열기판의 제작방법은 상기 탄소나노튜브 슬러리가 도포된 기판을 열처리하는 단계(단계 S400)을 포함한다. Subsequently, the method of manufacturing a transparent heating substrate according to the present embodiment includes a step (step S400) of heat treating the substrate on which the carbon nanotube slurry is applied.
본 단계에서는 상기 슬러리가 도포된 기판을 진공챔버가 아닌 대기압 환경에서 약 80 내지 120 ℃의 온도로 열처리하여 상기 슬러리에 포함된 유기물 및 용매를 휘발시킨다. 이러한 공정에 의하여 상기 기판 상에 발열층이 형성된다.
In this step, the substrate to which the slurry is applied is heat-treated at a temperature of about 80 to 120 ° C. in an atmospheric pressure environment instead of a vacuum chamber to volatilize the organic material and the solvent included in the slurry. By this process, a heat generating layer is formed on the substrate.
본 발명에 따른 투명 발열기판 제작방법의 다른 실시예로서, 전극 형성 단계(단계 S500) 및 전력선 형성단계(단계 S600)를 더 포함할 수 있다. As another embodiment of the method of manufacturing a transparent heating substrate according to the present invention, the method may further include an electrode forming step (step S500) and a power line forming step (step S600).
도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 제작방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating another embodiment of a method for manufacturing a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention.
도 4를 참조하면, 투명 발열기판의 제작방법과 관련된 실시예의 단계 S100 내지 S400을 실시한 후, 상기 열처리된 기판 상에 도전성 물질로 전극을 형성하는 단계(단계 S500)과 상기 전극에 전력공급선을 연결하는 단계(단계 S600)를 더 수행할 수 있다. 여기서, 상기 전극 형성은 구리, 금, 은 등의 금속 같은 전도성 물질을 스크린 인쇄방식으로 형성하여 수행될 수 있다.
Referring to Figure 4, after performing the steps S100 to S400 of the embodiment related to the manufacturing method of the transparent heating substrate, forming an electrode with a conductive material on the heat-treated substrate (step S500) and connecting the power supply line to the electrode The step (step S600) may be further performed. Here, the electrode formation may be performed by forming a conductive material such as a metal such as copper, gold, silver, or the like by screen printing.
이와 같이 제작된 투명 발열기판은 다양한 용도로 적용될 수 있다. 도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판의 적용례를 나타내기 위한 사시도이다. The transparent heating substrate manufactured as described above may be applied to various applications. 5 is a perspective view illustrating an application example of a transparent heating substrate using carbon nanotubes according to the present invention.
도 5를 참조하면, 이는 투명 발열기판을 식빵을 굽기 위한 토스터기에 적용한 것을 나타낸 것이다. 토스터기의 외관 하우징을 투명한 재질로 구성하고 하우징 안에 설치되는 발열판을 본 발명에 의한 투명 발열기판으로 사용하면, 식빵을 토스터기에 넣고 작동시키는 경우, 식빵이 구워지는 과정을 눈으로 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, this shows that the transparent heating substrate is applied to a toaster for baking bread. When the outer housing of the toaster is made of a transparent material and the heating plate installed in the housing is used as the transparent heating substrate according to the present invention, when the bread is put into the toaster and operated, the process of baking the bread can be visually confirmed.
따라서 별도의 타이머 등을 설치하지 않아도 오히려 더 정확하게 자신이 원하는 만큼 식빵이 구워졌을 때 장치의 작동을 정지시킬 수 있다. 그 외에도, 발열이 필요한 다양한 장치에 적용될 수 있다. Therefore, it is possible to stop the operation of the device when the bread is baked more precisely as desired without installing a separate timer. In addition, it can be applied to various devices that require heat generation.
예를 들면, 기존의 전력회로, 디스플레이회로, 오디오 회로에 간단히 부착할 수 있으며, 식기 건조장치, 목욕탕 거울, 전기다리미의 바닥에 설치하거나, 설거지통(수전) 하부에 설치하여 곰팡이나 미생물의 번식을 방지할 수 있다.
For example, it can be easily attached to existing power circuits, display circuits, and audio circuits, and can be installed at the bottom of dish dryers, bathroom mirrors, and irons, or beneath dishwashers (fails) to propagate mold or microorganisms. Can be prevented.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다. 다만 본 실시예 및 실험예는 상술한 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.
Hereinafter, specific examples and experimental examples of the present invention will be described in more detail. It should be understood, however, that the embodiments and examples are for the purpose of promoting understanding of the specific examples of the invention described above, and the scope of rights and the like should not be construed thereby.
실시예Example
[실시예 1]Example 1
1. 토스트기기에 사용하기 위하여 가로 세로가 각각 13㎝으로 절단된 3㎜ 두께의 강화유리를 준비하였다. 1. 3 mm thick tempered glass cut into 13 cm in width and length were prepared for use in a toasting machine.
2. 다중벽 탄소나노튜브 (한국 '카본 나노텍'사) 6.8g 및 폴리우레탄 수지 0.52 g과 용매로 및 분산제로 이소프로필 알코올 0.91g에 Triton X-100 0.07g을 혼합한 0.97g의 용매 및 분산제를 혼합한 후 교반기에서 20분간 교반하였다. 교반 후 측정된 점도는 12,000cP였다. 2. 6.8 g of multi-walled carbon nanotubes (Carbon Nanotech, Inc.) and 0.52 g of polyurethane resin, 0.97 g of Triton X-100 0.07 g mixed with 0.91 g of isopropyl alcohol as a solvent and dispersant After mixing was stirred for 20 minutes in a stirrer. The viscosity measured after stirring was 12,000 cP.
3. 상기 준비된 슬러리를 실크스크린 방식으로 상기 강화유리 기판에 0.81 ㎛ 두께로 도포하였다. 3. The prepared slurry was applied to the tempered glass substrate in a silkscreen manner to a thickness of 0.81 μm.
4. 이어서, 상기 강화유리 기판을 약 110 ℃의 온도에서 30분간 열처리하여 발열층을 형성하였다. 이 때, 측정된 발열층의 두께는 0.65 ㎛ 였다. 4. Subsequently, the tempered glass substrate was heat-treated at a temperature of about 110 ° C. for 30 minutes to form a heat generating layer. At this time, the measured thickness of the heat generating layer was 0.65 μm.
5. 이어서, 은(Ag)을 상기 발열기판 양측에 인쇄하여 한 쌍의 전극 패턴을 형성하였다. 5. Then, silver (Ag) was printed on both sides of the heat generating substrate to form a pair of electrode patterns.
6. 마지막으로, 상기 전극에 전원을 인가할 수 있도록 전력선을 연결하였다. 6. Finally, a power line was connected to apply power to the electrode.
[실시예 2][Example 2]
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 3. 항목의 슬러리 도포두께를 1.58 ㎛로 하고, 이에 따라 4. 항목에서 측정된 발열층의 두께는 1.35 ㎛였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out, except that the 3. slurry coating thickness of the item was 1.58 μm, and thus the thickness of the exothermic layer measured in the item 4. was 1.35 μm.
[실시예 3][Example 3]
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 3. 항목의 슬러리 도포두께를 3.58 ㎛로 하고, 이에 따라 4. 항목에서 측정된 발열층의 두께는 3.21 ㎛였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out, except that 3. The slurry coating thickness of the item was 3.58 μm, and accordingly, the thickness of the exothermic layer measured in the item 4. was 3.21 μm.
[실험예][Experimental Example]
상기 실시예 1 내지 3에 의하여 제작된 투명 발열기판에 38V의 전원을 인가하여 비저항 및 3분 경과 후의 발열온도를 측정하여 아래 [표 1]로 정리하였다. 38V power was applied to the transparent heating substrates manufactured according to Examples 1 to 3, and the specific resistance and the exothermic temperature after 3 minutes were measured and summarized in Table 1 below.
[표 1][Table 1]
상기 실험결과에 의하면, 발열층의 두께를 ㎛ 단위로 미세하게 조절함에 따라 발열온도는 큰 차이를 나타내었고, 비교적 적은 전압(38V)을 사용한 경우에도 충분히 높은 발열량을 나타냄을 알 수 있었다.
As a result of the experiment, it was found that the temperature of the heating layer showed a great difference as the thickness of the heating layer was finely adjusted in the unit of μm, and the heating value was sufficiently high even when a relatively small voltage (38V) was used.
10 : 투명 발열기판 100 : 기판
200 : 탄소나노튜브 발열층 300 : 전극
400 : 전력 공급선 10: transparent heating substrate 100: substrate
200: carbon nanotube heating layer 300: electrode
400: power supply line
Claims (10)
상기 기판 상에 형성된 탄소나노튜브 발열층을 포함하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판.Board; And
A transparent heating substrate using carbon nanotubes comprising a carbon nanotube heating layer formed on the substrate.
탄소나노튜브 60 내지 80 중량부;
바인더 3 내지 10 중량부; 및
용매 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판.The method of claim 1, wherein the carbon nanotube heating layer
60 to 80 parts by weight of carbon nanotubes;
3 to 10 parts by weight of the binder; And
Transparent heating substrate using a carbon nanotubes, characterized in that containing 5 to 15 parts by weight of a solvent and a dispersant.
상기 탄소나노튜브 발열층 상에 형성된 전극; 및
상기 전극에 연결되어 전원을 인가하는 전력 공급선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판. The method of claim 1,
An electrode formed on the carbon nanotube heating layer; And
Transparent heating substrate using a carbon nanotubes, characterized in that it further comprises a power supply line connected to the electrode for applying power.
탄소나노튜브, 바인더, 및 용매 및 분산제를 포함하는 탄소나노튜브 슬러리 혼합물을 준비하는 단계
상기 탄소나노튜브 슬러리를 상기 기판 상에 도포하는 단계; 및
상기 탄소나노튜브 슬러리가 도포된 기판을 열처리하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판 제작방법.Preparing a substrate;
Preparing a carbon nanotube slurry mixture comprising carbon nanotubes, a binder, and a solvent and a dispersant
Applying the carbon nanotube slurry onto the substrate; And
Method of manufacturing a transparent heating substrate using carbon nanotubes comprising the step of heat-treating the substrate coated with the carbon nanotube slurry.
상기 탄소나노튜브, 바인더 및 상기 용매 및 분산제의 혼합물을 교반하여 형성되는 5,000 내지 20,000cP의 점도를 가지는 슬러리인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판 제작방법. The method of claim 7, wherein the carbon nanotube slurry
Method for producing a transparent heating substrate using carbon nanotubes, characterized in that the slurry having a viscosity of 5,000 to 20,000cP formed by stirring the carbon nanotubes, a binder and a mixture of the solvent and the dispersant.
상기 전극에 전력공급선을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 투명 발열기판 제작방법. 8. The method of claim 7, further comprising: forming an electrode on the heat treated substrate;
The method of manufacturing a transparent heating substrate using carbon nanotubes further comprising the step of connecting a power supply line to the electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20120049547A KR101488898B1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | TRANSPARENT HEATING SUBSTRATE USING CARBON NANO TUBE AND METHOD OF MANUFACTURING THE Substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20120049547A KR101488898B1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | TRANSPARENT HEATING SUBSTRATE USING CARBON NANO TUBE AND METHOD OF MANUFACTURING THE Substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130125920A true KR20130125920A (en) | 2013-11-20 |
| KR101488898B1 KR101488898B1 (en) | 2015-02-09 |
Family
ID=49854120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20120049547A KR101488898B1 (en) | 2012-05-10 | 2012-05-10 | TRANSPARENT HEATING SUBSTRATE USING CARBON NANO TUBE AND METHOD OF MANUFACTURING THE Substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101488898B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016182191A1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | 주식회사 대화알로이테크 | Wafer heating apparatus |
| WO2016182196A1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | 주식회사 대화알로이테크 | Heating apparatus for semiconductor vacuum line using sheet heater |
| KR20170057900A (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-26 | (주)세온 | Heating platform and 3D printing apparatus including the heating platform |
| KR20180041865A (en) * | 2016-10-17 | 2018-04-25 | 고려대학교 산학협력단 | Transparent heater of manufacturing the same |
| KR102033714B1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-10-18 | 리그마글라스주식회사 | TRANSPARENT HEATING SUBSTRATE USING IoT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SUBSTRATE |
| EP4072242A3 (en) * | 2021-04-05 | 2022-11-23 | Whirlpool Corporation | Heating apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4662751B2 (en) | 2004-10-22 | 2011-03-30 | グンゼ株式会社 | Transparent sheet heating element and manufacturing method thereof |
| KR200448882Y1 (en) * | 2008-04-04 | 2010-05-31 | 주식회사 엑사이엔씨 | Heater using paste composition |
| KR100945208B1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-03-03 | 한국전기연구원 | Fabrication method of transparent heater containing carbon nanotubes and binders, and the transparent heater |
-
2012
- 2012-05-10 KR KR20120049547A patent/KR101488898B1/en active IP Right Grant
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016182191A1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | 주식회사 대화알로이테크 | Wafer heating apparatus |
| WO2016182196A1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | 주식회사 대화알로이테크 | Heating apparatus for semiconductor vacuum line using sheet heater |
| KR20170057900A (en) * | 2015-11-17 | 2017-05-26 | (주)세온 | Heating platform and 3D printing apparatus including the heating platform |
| KR20180041865A (en) * | 2016-10-17 | 2018-04-25 | 고려대학교 산학협력단 | Transparent heater of manufacturing the same |
| KR102033714B1 (en) * | 2019-01-21 | 2019-10-18 | 리그마글라스주식회사 | TRANSPARENT HEATING SUBSTRATE USING IoT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SUBSTRATE |
| EP4072242A3 (en) * | 2021-04-05 | 2022-11-23 | Whirlpool Corporation | Heating apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101488898B1 (en) | 2015-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20130125920A (en) | Transparent heating substrate using carbon nano tube and method of manufacturing the substrate | |
| US20170150552A1 (en) | Heater, in particular high-temperature heater, and method for the production thereof | |
| KR101637920B1 (en) | Transparent film heater and manufacturing method thereof | |
| CA2196201A1 (en) | Resistance Heating Element With Large-Area, Thin Film and Method | |
| US11706844B2 (en) | Cooktop with a heating coating | |
| KR20160084715A (en) | Transparent electrode and manufacturing method thereof | |
| KR101613503B1 (en) | Composition of Heating Paste and Preparation Method of the Same | |
| JP2008244063A5 (en) | ||
| JP2009049136A (en) | Wiring board, wiring pattern forming method, and manufacturing method of wiring board | |
| CN104952551A (en) | Method and equipment for preparing flexible substrate silver nanowire transparent conducting thin film | |
| KR101485858B1 (en) | Method of patterning a transparent electrode metal nanowires and a transparent electrode patterned metal nanowires thereby | |
| Han et al. | High-performance solution-processable flexible and transparent conducting electrodes with embedded Cu mesh | |
| EP2638776B1 (en) | Domestic appliance and method for production of a domestic appliance heater | |
| CN105609217B (en) | A kind of graphene transparent electrode, its preparation method and display device | |
| CN103607796A (en) | Heater made from screen mesh thin film and manufacturing method thereof | |
| CN106297946B (en) | A kind of preparation method of the carbon electrode based on ink print technique | |
| CN107690206B (en) | Heating electrode structure and heating device | |
| KR20070024595A (en) | Heater for fixing and method of manufacturing the same | |
| DE69830984T2 (en) | thin film heating | |
| CN106571173A (en) | High-temperature-resistant composite and transparent conductive film, preparation method thereof and application thereof | |
| KR20140114187A (en) | The plate heating element applied a coating fabric having an even surface and the manufacturing method thereof | |
| CN108154968B (en) | A kind of electronic information shows the preparation method with metal nano network flexible panel | |
| CN105283513B (en) | Microwave heating conductive resin composition | |
| KR20190068821A (en) | Conductive polymer complex and fabricating method of the same | |
| KR101595484B1 (en) | Planar heating element and method for manufacturing it |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180115 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190110 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191231 Year of fee payment: 6 |