KR20200025143A

KR20200025143A - 발열체 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20200025143A
Application number: KR1020180102045A
Authority: KR
Inventors: 이기석; 성지현; 이승헌; 백장미
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: KR102326674B1

Abstract

본 출원의 일 실시상태에 따른 발열체는, 제1 접착층, 및 상기 제1 접착층 상에 구비된 한 쌍의 주 버스전극과 발열패턴을 포함하는 제1 발열필름; 및 제2 접착층, 및 상기 제2 접착층 상에 구비된 한 쌍의 보조 버스전극과 발열전극을 포함하는 제2 발열필름을 적층된 구조로 포함한다.

Description

발열체 및 이의 제조방법{HEATING ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 출원은 발열체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 외부 온도와 내부 온도에 차이가 있는 경우에는 자동차 유리에 습기 또는 성에가 발생한다. 이를 해결하기 위하여 발열 유리가 사용될 수 있다. 발열 유리는 유리 표면에 열선 시트를 부착하거나 유리 표면에 직접 열선을 형성하고, 열선의 양 단자에 전기를 인가하여 열선으로부터 열을 발생시키고 이에 의하여 유리 표면의 온도를 올리는 개념을 이용한다.

특히, 자동차 앞유리에 광학적 성능이 우수하면서 발열 기능을 부여하기 위하여 채용하고 있는 방법으로서 아래와 같은 방법이 있다.

첫째, 투명 전도성 박막을 유리 전면에 형성할 수 있다. 투명 전도성 박막을 형성하는 방법에는 ITO와 같은 투명 전도성 산화막을 이용하거나 금속층을 얇게 형성한 후, 금속층 상하에 투명 절연막을 이용하여 투명성을 높이는 방법이 있다. 이 방법을 이용하면 광학적으로 우수한 전도성막을 형성할 수 있다는 장점이 있으나, 상대적으로 높은 저항값으로 인하여 저전압에서 적절한 발열량을 구현할 수 없다는 단점이 있다.

둘째, 금속 패턴 또는 와이어(wire)를 이용하되, 금속 패턴 또는 와이어가 없는 영역을 극대화하여 투과도를 높이는 방법을 이용할 수 있다. 이러한 방법을 이용한 대표적인 제품은 자동차 앞유리 접합에 사용되는 PVB 필름에 텅스텐선을 삽입하는 방식으로 만드는 발열유리이다. 이러한 방법의 경우에는, 사용되는 텅스텐선의 직경은 18㎛ 이상으로 저전압에서 충분한 발열량을 확보할 수 있는 수준의 전도성을 구현할 수 있으나, 상대적으로 굵은 텅스텐선으로 인하여 시야적으로 텅스텐선이 눈에 잘 보이는 단점이 있다.

셋째, PET 필름 위에 프린팅 공정을 통하여 금속 패턴을 형성하거나, PET 필름 위에 금속층을 형성한 후 포토리소그래피 및 에칭 공정을 통하여 금속 패턴을 형성할 수 있다. 상기 금속 패턴이 형성된 PET 필름을 PVB 필름 두 장 사이에 삽입한 후 유리 접합 공정을 거쳐 발열 기능이 있는 발열 제품을 만들 수 있다. 하지만, PET 필름을 두 장의 PVB 시트 사이에 삽입함에 따라, PET 필름과 PVB 시트 사이의 굴절율 차이에 의하여 자동차 유리를 통해 보여지는 사물의 왜곡을 일으킬 수 있다는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0140741호

본 명세서에는 발열체 및 이의 제조방법이 기재된다.

본 출원의 일 실시상태는,

제1 접착층, 및 상기 제1 접착층 상에 구비된 한 쌍의 주 버스전극과 발열패턴을 포함하는 제1 발열필름; 및

제2 접착층, 및 상기 제2 접착층 상에 구비된 한 쌍의 보조 버스전극과 발열전극을 포함하는 제2 발열필름을 적층된 구조로 포함하는 발열체를 제공한다.

또한, 본 출원의 다른 실시상태는,

제1 접착층 상에 한 쌍의 주 버스전극과 발열패턴을 형성하여 제1 발열필름을 준비하는 단계;

제2 접착층 상에 한 쌍의 보조 버스전극과 발열전극을 형성하여 제2 발열필름을 준비하는 단계; 및

열합지 공정을 이용하여, 상기 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 적층시키는 단계

를 포함하는 발열체의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 출원의 다른 실시상태는,

상기 발열체;

상기 발열체의 어느 한 면에 구비되는 제1 유리; 및

상기 발열체의 다른 한 면에 구비되는 제2 유리

를 포함하는 자동차용 발열유리를 제공한다.

본 출원의 일 실시상태에 따르면, 자동차 앞유리의 전면 발열을 수행하는 제1 발열필름과 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 대응되는 영역의 발열을 수행하는 제2 발열필름이 적층된 구조로 포함할 수 있다. 상기 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 동시에 발열시킬 수 있고, 개별적으로 발열시킬 수 있으므로, 사용자의 자유도가 향상될 수 있다.

또한, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부를 빠르게 가열하여 와이퍼와 유리 사이에 고착된 성에를 우선적으로 제거할 수 있으므로, 운전 가능한 수준의 시야 확보 시점을 앞당길 수 있는 특징이 있다.

도 1은 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 발열필름을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 제2 발열필름을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시상태에 따른 발열체를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시상태에 따른 자동차용 발열유리를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 6은 본 출원의 비교예 1에 따른 발열체를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 7 및 도 8은 본 출원의 일 실시상태에 따른 실시예 1 및 비교예 1의 발열특성을 나타낸 도이다.

이하에서, 본 출원에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.

자동차 앞유리에 발열 기능을 부여하기 위해서는 광투과율이 높아야 하며, 빛의 간섭이나 상의 왜곡이 없어야 한다. 종래의 투명 전도성 박막은 높은 저항으로 인해 자동차용 배터리(일반적으로 12V 내지 13V)에서 충분한 발열량을 구현할 수 없으며, 직경이 20㎛ 이상인 텅스텐 와이어를 합지 유리 사이에 삽입하면 적절한 수준의 발열량을 구현할 수 있으나, 운전자의 시야에 거슬리는 문제가 있다.

한편, 자동차 앞유리 전체의 성에가 제거되기 전에 운전자의 시야가 확보되면 운전이 가능하므로, 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부를 빠르게 가열하여 와이퍼와 유리 사이에 고착된 성에를 우선적으로 제거해주면 와이퍼를 움직여 물리적으로 성에를 제거하는 것이 가능하며, 운전 가능한 수준의 시야 확보 시점을 앞당길 수 있다.

이를 구현하기 위하여, 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 열 공급장치를 설치하거나 와이퍼 블레이드에 직접 열선을 도입하는 등의 종래기술이 있었으나, 본 출원에서는 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부를 빠르게 가열할 수 있는 발열필름을 자동차 앞유리에 삽입하여 일체형으로 구현하고자 하였다.

또한, 종래에는 발열필름의 동일한 면에 금속 패턴이 전기적으로 연결되어, 와이퍼 휴지부와 와이퍼 휴지부를 제외한 전면 영역의 발열을 동시에 구동하는 것이 불가능하였다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 접착층 및 제2 접착층은 그 자체로는 피착체와 부착특성이 없으나, 40℃ 내지 120℃의 온도에서 피착체와 열라미네이션 후 부착성이 부여될 수 있는 기재일 수 있다. 또한, 상기 온도 범위에서 피착체와 열라미네이션한 뒤 상온 내지 60℃ 온도에서 소정의 시간 동안 추가로 열처리하면 부착성이 더욱 강해지는 기재일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 접착층 및 제2 접착층은 각각 독립적으로 열가소성 수지를 포함할 수 있고, 상기 열가소성 수지는 폴리비닐부티랄(PVB) 및 에틸 비닐 아세테이트(EVA) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 접착층 및 제2 접착층의 두께는 각각 독립적으로 100㎛ 내지 800㎛ 일 수 있고, 100㎛ 내지 400㎛ 일 수 있으며, 400㎛ 내지 800㎛ 일 수 있고, 300㎛ 내지 500㎛ 일 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발열패턴은 상기 제1 접착층 상의 전체 면적 대비 50% 내지 95%의 면적의 영역에 구비될 수 있고, 상기 발열전극은 상기 제2 접착층 상의 전체 면적 대비 3% 내지 25%의 면적의 영역에 구비될 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발열패턴은 상기 제1 접착층 상의 전체 면적 대비 70% 내지 90%의 면적의 영역에 구비될 수 있고, 상기 발열전극은 상기 제2 접착층 상의 전체 면적 대비 5% 내지 20%의 면적의 영역에 구비될 수 있다.

즉, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 발열필름은 발열패턴이 제1 접착층 상의 전체 면적 대비 50% 내지 95%의 면적의 영역에 구비됨으로써, 자동차 앞유리 등에 적용되어 전면 발열이 수행될 수 있다. 또한, 상기 제2 발열필름은 발열전극이 상기 제2 접착층 상의 전체 면적 대비 3% 내지 25%의 면적의 영역에 구비됨으로써, 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 대응되는 영역에 적용되어 일부 영역의 발열이 수행될 수 있다.

상기 발열패턴이 상기 제1 접착층 상의 전체 면적 대비 50% 미만의 면적의 영역에 구비되는 경우에는, 자동차 전면 유리에 발생한 김이나 서리가 제거되지 않는 영역이 발생할 수 있고, 이에 따라 운전자의 시야를 방해할 수 있다. 또한, 외부에서 발열체로 전압을 인가하기 위한 버스바를 구비하기 위해 발열패턴의 면적은 상기 제1 접착층 상의 전체 면적 대비 95% 이하의 면적에 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 발열전극이 상기 제2 접착층 상의 전체 면적 대비 3% 미만의 면적의 영역에 구비되는 경우에는, 와이퍼 휴지부의 발열 영역이 좁기 때문에 성에 제거의 충분한 기능을 수행하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 발열전극은 높은 발열량을 갖기 위해 패턴의 폭이 넓어 시인성이 높기 때문에, 상기 제2 접착층 상의 전체 면적 대비 25% 초과의 면적의 영역에 구비되는 경우에는 운전자의 시야에 거슬릴 수 있다.

상기 발열패턴 및 발열전극은 각각 독립적으로 금, 은, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 몰리브덴, 니켈 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 제1 발열필름에 포함되는 발열패턴은 선폭이 50㎛ 이하인 전도성 금속선 패턴을 포함할 수 있다. 상기 발열패턴의 선폭은 50㎛ 이하일 수 있고, 30㎛ 이하일 수 있으며, 25㎛ 이하일 수 있고, 10㎛ 이하일 수 있으며, 더더욱 바람직하게는 7㎛ 이하일 수 있고, 5㎛ 이하일 수 있다. 상기 발열패턴의 선폭은 0.1㎛ 이상, 0.2㎛ 이상일 수 있다. 상기 발열패턴의 선간 간격은 30mm 이하일 수 있고, 0.1㎛ 내지 1mm일 수 있으며, 0.2㎛ 내지 600㎛ 일 수 있고, 250㎛ 이하일 수 있다.

상기 발열패턴의 선고는 50㎛ 이하일 수 있고, 15㎛ 이하일 수 있으며, 2㎛ 이하일 수 있다. 본 출원의 일 실시상태에서는 발열패턴의 선폭 및 선고를 균일하게 할 수 있다. 본 출원의 일 실시상태에서는 발열패턴의 균일도는 선폭의 경우 ±20% 범위 이내로 할 수 있고, 선고의 경우 ±10% 범위 이내로 할 수 있다.

상기 발열패턴의 개구율은 70% 내지 98% 일 수 있고, 이에 따라 발열패턴의 인지성을 최소화할 수 있다.

상기 전도성 금속선은 직선일 수도 있으나, 곡선, 물결선, 지그재그선 등 다양한 변형이 가능하다. 또한, 상기 전도성 금속선은 스트라이프(Stripe), 마름모, 정사각형 격자, 원형, 웨이브(wave) 패턴, 그리드, 2차원 그리드 등의 패턴으로 구비될 수 있으며, 특정 형태로 제한되는 것은 아니나, 일정 광원에서 나오는 빛이 회절과 간섭에 의해서 광학적 성질을 저해하지 않도록 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전도성 금속선 패턴은 불규칙 패턴을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 발열필름에 포함되는 발열전극은 선폭이 100㎛ 이하인 전도성 금속선 패턴을 포함하거나, 폭이 8mm 이상인 금속 바를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 발열필름에 포함되는 발열전극은 선폭이 20㎛ 내지 100㎛인 전도성 금속선 패턴을 포함하거나, 폭이 8mm 내지 15mm인 금속 바를 포함할 수 있다. 상기 발열전극의 전도성 금속선 패턴의 내용은 전술한 바와 동일하다. 즉, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 발열필름에 포함되는 발열전극은 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 대응되는 영역에 구비될 수 있고 상기 와이퍼 휴지부는 불투명하게 처리될 수 있으므로, 상기 제2 발열필름에 포함되는 발열전극은 금속 바와 같은 통전극으로 구성되거나 전도성 금속선 패턴 형태로 구성될 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 발열패턴과 발열전극은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 한 쌍의 주 버스전극 및 한 쌍의 보조 버스전극은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있고, 상기 한 쌍의 주 버스전극 및 한 쌍의 보조 버스전극에 각각 개별적으로 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 상기 한 쌍의 주 버스전극에 전압이 인가되는 경우에는 상기 주 버스전극과 전기적으로 연결된 제1 발열필름의 발열패턴에 발열이 수행되고, 상기 한 쌍의 보조 버스전극에 전압이 인가되는 경우에는 상기 보조 버스전극과 전기적으로 연결된 제2 발열필름의 발열전극에 발열이 수행될 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 주 버스전극 및 보조 버스전극은 당 기술분야에 알려진 내용을 이용할 수 있다. 상기 주 버스전극 및 보조 버스전극의 폭은 각각 15mm 이상일 수 있고, 15mm 내지 50mm 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 버스전극의 폭이 15mm 미만인 경우에는 전류량이 증가함에 따라 버스전극 자체에서의 발열이 커질 수 있으며, 50mm를 초과하는 경우에는 전극 재료 비용이 증가할 수 있다.

상기 주 버스전극 및 보조 버스전극은 전술한 발열패턴 또는 발열전극을 구성하는 재료와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 주 버스전극 및 보조 버스전극은 각각 독립적으로 금, 은, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 몰리브덴, 니켈 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 주 버스전극 및 보조 버스전극은 각각 독립적으로 금, 은, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 몰리브덴, 니켈 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함하는 금속박이나 전도성 테이프를 이용하여 형성할 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 버스전극을 은폐하기 위하여 블랙 패턴이 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 블랙 패턴은 코발트 산화물을 함유한 페이스트를 이용하여 프린트할 수 있다. 이 때, 프린팅 방식은 스크린 프린팅이 적당하며, 두께는 10㎛ 내지 100㎛로 설정할 수 있다. 상기 발열패턴, 발열전극 및 버스전극은 각기 블랙 패턴 형성 전이거나 후에 형성할 수도 있다.

본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 발열필름을 하기 도 1에 개략적으로 나타내었고, 본 출원의 일 실시상태에 따른 제2 발열필름을 하기 도 2 및 도 3에 개략적으로 나타내었으며, 본 출원의 일 실시상태에 따른 발열체를 하기 도 4에 개략적으로 나타내었다. 하기 도 1과 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 발열필름은 제1 접착층(10), 및 상기 제1 접착층(10) 상에 구비된 한 쌍의 주 버스전극(30)과 발열패턴(20)을 포함한다. 또한, 하기 도 2 및 도 3과 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 제2 발열필름은 제2 접착층(40), 및 상기 제2 접착층(40) 상에 구비된 한 쌍의 보조 버스전극(60)과 발열전극(50)을 포함한다. 이 때, 상기 발열전극(50)은 하기 도 2와 같이 선폭이 100㎛ 이하인 전도성 금속선 패턴을 포함할 수 있고, 하기 도 3과 같이 폭이 8mm 이상인 금속 바를 포함할 수 있다. 또한, 하기 도 4와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 발열체는 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 적층된 구조로 포함한다.

또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 발열체의 제조방법은, 제1 접착층 상에 한 쌍의 주 버스전극과 발열패턴을 형성하여 제1 발열필름을 준비하는 단계; 제2 접착층 상에 한 쌍의 보조 버스전극과 발열전극을 형성하여 제2 발열필름을 준비하는 단계; 및 열합지 공정을 이용하여, 상기 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 적층시키는 단계를 포함한다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 실리콘계 점착층이 구비된 PET(polyethylene terephthalate) 필름에 동박을 합지한 후, 상기 동박을 포토리소그래피와 선택적 금속 에칭 공정을 통해 발열패턴 형태로 구현할 수 있다. 이를 PVB와 같은 접착층과 열합지한 후 상기 실리콘계 점착층이 구비된 PET 필름을 제거함으로써 발열필름을 제조할 수 있다. 상기와 같은 방법을 이용하여, 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 각각 제조할 수 있고, 상기 제2 발열필름의 발열전극을 통전극으로 적용하는 경우에는 별도의 패터닝 공정 없이 PVB와 통전극을 열합지하여 제조할 수 있다.

또한, 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 적층시키는 열합지 공정은 60℃ 이상의 열을 공급하는 공정으로 수행할 수 있고, 접착층 사이에 트랩되는 기포를 방지하기 위해 5kgf 이상의 압력을 가하는 진공라미네이터나 오토클레이브를 이용할 수 있다.

또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 자동차용 발열유리는, 상기 발열체; 상기 발열체의 어느 한 면에 구비되는 제1 유리; 및 상기 발열체의 다른 한 면에 구비되는 제2 유리를 포함한다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 자동차용 발열유리는 자동차 앞유리용이고, 상기 발열전극은 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 대응되는 영역에 구비될 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 유리 및 제2 유리는 특별히 제한되는 것은 아니고, 당 기술분야에 알려진 유리를 적용할 수 있다.

본 출원의 일 실시상태에 따른 자동차용 발열유리는 발열을 위하여 전원에 연결될 수 있으며, 이 때 발열량은 m²당 100W 내지 1,000W, 바람직하게는 200W 내지 700W인 것이 바람직하다. 본 출원의 일 실시상태에 따른 자동차용 발열유리는 발열체는 저전압, 예컨대 30V 이하, 바람직하게는 20V 이하에서도 발열성능이 우수하다.

본 출원의 일 실시상태에 따른 자동차용 발열유리를 하기 도 5에 개략적으로 나타내었다.

이하, 실시예를 통하여 본 명세서에 기재된 실시상태를 예시한다. 그러나, 이하의 실시예에 의하여 상기 실시상태들의 범위가 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.

< 실시예 >

< 실시예 1>

20㎛ 두께의 실리콘계 점착층이 구비된 100㎛ 두께의 PET(polyethylene terephthalate) 필름 상에 8㎛ 두께의 동박을 롤 라미네이터를 이용하여 부착하여 동박 합지 기재를 제조하였다. 제조된 동박 합지 기재 표면에 10㎛ 두께의 DFR(Dry Film Resist, Hitachi社 RY-3310)을, 100℃의 롤 라미네이터를 이용하여 열합지하였다. 네거티브 타입으로 발열패턴이 구현된 포토마스크를, DFR이 합지된 동박 합지 기재 상에 위치시키고 365nm 파장의 자외선을 250 mJ/cm²의 노광량으로 조사하였다. 미노광된 영역을 선택적으로 제거하는 현상공정을 통해 발열패턴 형태의 DFR을 동박 합지 기재 상에 구현하였다. 염화철계 산성 용액을 이용하여 DFR 패턴이 구현되지 않아 노출된 동박을 선택적으로 제거하고, 발열패턴 상부에 남아있는 DFR을 1.0%의 수산화소듐 수용액을 이용하여 제거하면 발열패턴이 구비된 점착 PET 필름을 만들 수 있다.

발열패턴이 구비된 점착 PET 필름 상에 380㎛ 두께의 PVB를 얹고 오토클레이브 장비에 투입하여 80℃ 온도에서 5kgf의 압력으로 10분 동안 열합지하였다. 열합지 공정 후 PVB에서 점착 PET 필름을 제거하면 발열패턴이 전사되어 제1 발열필름이 제조되었다.

상기 제1 발열필름과 같은 방법으로 발열전극이 구비된 점착 PET 필름을 제조하였고, 발열전극은 선폭 50㎛에 선간격 100㎛인 평행한 직선 10개로 구성하였다. 380㎛ 두께의 PVB를 얹고 오토클레이브 장비에 투입하여 80℃ 온도에서 5kgf의 압력으로 10분 동안 열합지하였다. 열합지 공정 후 PVB에서 점착 PET 필름을 제거하면 발열패턴이 전사되어 제2 발열필름이 제조되었다.

제1 발열필름의 발열패턴의 양 끝단에 50㎛ 두께와 20mm 폭의 전도성 테이프를 붙이고 제2 발열필름의 발열 전극의 양끝단에 50㎛ 두께와 20mm 폭의 전도성 테이프를 붙여 전압을 인가할 수 있는 버스전극을 형성하였다. 이 때, 버스 전극은 최종 발열체의 외부로 돌출되어 전압 인가 장치와 전기적으로 연결이 가능하도록 구성하였다. 제조된 발열체의 구조는 하기 도 4와 같다. 제1 발열필름에 불규칙 선형 구조의 발열패턴을 형성하였으며, 선폭은 15㎛ 이고, 선간격은 800㎛ 였다. 상기 발열패턴은 PVB 상의 전체 면적 대비 90%의 면적의 영역에 구비되었다. 또한, 상기 제2 발열필름의 발열전극은 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 대응되는 영역에 구비되었고, PVB 상의 전체 면적 대비 10%의 면적의 영역에 구비되었다.

2mm 두께의 투명한 판유리에 제2 발열필름의 PVB 면이 접하도록 적층하고, 제2 발열필름의 발열전극과 버스전극이 구비된 면 위에 제1 발열필름의 PVB면이 접하도록 적층하고, 제1 발열필름의 발열패턴과 버스전극이 구비된 면에 2mm 두께의 투명한 판유리를 덮었다. 두 장의 유리 사이에 적층된 발열필름을 오토클레이브 장비에 투입하여 120℃의 온도와 5kgf의 압력으로 30분 동안 열합지하여 발열체를 제조하였다.

< 실시예 2>

실시예 1에서, 50㎛ 두께와 10mm 폭의 동박 스트립을 발열 전극으로 사용하여 380㎛ 두께의 PVB에 얹고 오토클레이브에 투입하고 80℃ 온도에서 5kgf의 압력으로 10분 동안 열합지하여 제2 발열필름을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

< 비교예 1> ( PET필름 기반 단일층 발열패턴 및 발열전극 필름)

100㎛ 두께의 PET(polyethylene terephthalate) 필름 상에 부착증진 용도의 NiCr층을 10nm의 두께로 증착하였다. 상기 NiCr층 상에 구리를 100nm 증착한 후, 전기 도금을 통해 8㎛ 두께의 구리로 이루어진 전도성 발열선 패턴 재료층을 형성하여 Cu/PET 필름을 제조하였다. 제조된 Cu/PET 필름 표면에 10㎛ 두께의 포토레지스트층을, 가열 가능한 롤이 구비된 라미네이터를 이용하여 열합지하였다. 네거티브 타입으로 전도성 발열 패턴이 구현된 포토마스크를, 상기 포토레지스트층이 합지된 Cu/PET 필름 상에 위치시키고 365nm 파장의 자외선을 250 mJ/cm²의 노광량으로 조사하였다. 미노광된 영역을 선택적으로 제거하는 현상 공정을 통해 전도성 발열 패턴과 제1 주 버스바, 제2 주 버스바, 제1 보조 버스바 및 제2 보조 버스바 형상으로 패턴화된 포토레지스트층을 Cu/PET 필름 상에 구현하였다. 염화철계 산성 용액을 이용하여 포토레지스트 패턴이 구현되지 않아 노출된 전도성 발열선 패턴 재료층 표면을 선택적으로 제거하고, 전도성 발열선 패턴 재료층의 상부에 남아있는 포토레지스트층을 1.0%의 수산화소듐 수용액을 이용하여 제거하여 최종적으로 전도성 발열 패턴이 구비된 PET 필름을 제조하였다. 제조된 발열체의 구조는 하기 도 6과 같다. 전도성 발열 패턴의 선폭은 15㎛ 였고, 선간격은 800㎛ 였다.

2mm 두께의 투명한 판유리에 380㎛ 두께의 PVB와 전도성 발열 패턴이 구비된 발열체 발열필름의 PET 면이 접하도록 적층하고, 전도성 발열 패턴의 양 끝단에 버스전극으로 이용하기 위한 50㎛ 두께와 20mm 폭의 동박 스트립을 얹고 상부에 380㎛ 두께의 PVB를 적층하고 상부에 2mm 두께의 투명한 판유리를 덮는다. 두 장의 유리 사이에 적층된 발열필름을 오토클레이브 장비에 투입하여 120℃의 온도와 5kgf의 압력으로 30분 동안 열합지하여 발열체를 제조하였다.

< 실험예 >

실시예 1 및 비교예 1의 발열체를 이용하여, 상온에서 한 쌍의 주 버스전극에 전력 공급 장치를 연결하여 1.5V의 전압을 3분 동안 인가하였고, 적외선 카메라(FLIR社 모델명 i-3)를 이용하여 발열체 표면에서 발생하는 표면 온도를 촬영하였고, 이를 도 6에 나타내었다.

또한, 실시예 1 및 비교예 1의 발열체를 이용하여, 상온에서 보조 버스전극에 전력 공급 장치를 연결하여 1.5V의 전압을 3분 동안 인가하였고, 적외선 카메라(FLIR社 모델명 i-3)를 이용하여 발열체 표면에서 발생하는 표면 온도를 촬영하였고, 이를 도 7 및 도 8에 나타내었다. 보다 구체적으로, 하기 도 7은 실시예 1에 따른 발열체의 표면특성을 나타낸 것이고, 하기 도 8은 비교예 1에 따른 발열체의 표면특성을 나타낸 것이다.

상기 결과와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따르면, 자동차 앞유리의 전면 발열을 수행하는 제1 발열필름과 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 대응되는 영역의 발열을 수행하는 제2 발열필름이 적층된 구조로 포함할 수 있다. 상기 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 동시에 발열시킬 수 있고, 개별적으로 발열시킬 수 있으므로, 사용자의 자유도가 향상될 수 있다.

10: 제1 접착층
20: 발열패턴
30: 주 버스전극
40: 제2 접착층
50: 발열전극
60: 보조 버스전극

Claims

제1 접착층, 및 상기 제1 접착층 상에 구비된 한 쌍의 주 버스전극과 발열패턴을 포함하는 제1 발열필름; 및
제2 접착층, 및 상기 제2 접착층 상에 구비된 한 쌍의 보조 버스전극과 발열전극을 포함하는 제2 발열필름을 적층된 구조로 포함하는 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 접착층 및 제2 접착층은 각각 독립적으로 폴리비닐부티랄(PVB) 및 에틸 비닐 아세테이트(EVA) 중 1종 이상을 포함하는 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 접착층 및 제2 접착층의 두께는 각각 독립적으로 100㎛ 내지 800㎛인 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 발열패턴은 상기 제1 접착층 상의 전체 면적 대비 50% 내지 95%의 면적의 영역에 구비되는 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 발열전극은 상기 제2 접착층 상의 전체 면적 대비 3% 내지 25%의 면적의 영역에 구비되는 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 발열패턴 및 발열전극은 각각 독립적으로 금, 은, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 몰리브덴, 니켈 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함하는 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 발열패턴은 선폭이 50㎛ 이하인 전도성 금속선 패턴을 포함하는 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 발열전극은 선폭이 100㎛ 이하인 전도성 금속선 패턴을 포함하거나, 폭이 8mm 이상인 금속 바를 포함하는 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 발열패턴과 발열전극은 서로 전기적으로 연결되지 않은 것인 발열체.
청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 주 버스전극 및 한 쌍의 보조 버스전극에 각각 개별적으로 전압이 인가되는 것인 발열체.
제1 접착층 상에 한 쌍의 주 버스전극과 발열패턴을 형성하여 제1 발열필름을 준비하는 단계;
제2 접착층 상에 한 쌍의 보조 버스전극과 발열전극을 형성하여 제2 발열필름을 준비하는 단계; 및
열합지 공정을 이용하여, 상기 제1 발열필름 및 제2 발열필름을 적층시키는 단계
를 포함하는 발열체의 제조방법.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항의 발열체;
상기 발열체의 어느 한 면에 구비되는 제1 유리; 및
상기 발열체의 다른 한 면에 구비되는 제2 유리
를 포함하는 자동차용 발열유리.
청구항 12에 있어서, 상기 자동차용 발열유리는 자동차 앞유리용이고,
상기 발열전극은 자동차 앞유리의 와이퍼 휴지부에 대응되는 영역에 구비되는 것인 자동차용 발열유리.