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KR101434565B1 - Thick membrane type PTC heating element with Conductive paste composition - Google Patents

Thick membrane type PTC heating element with Conductive paste composition Download PDF

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Publication number
KR101434565B1
KR101434565B1 KR1020120129565A KR20120129565A KR101434565B1 KR 101434565 B1 KR101434565 B1 KR 101434565B1 KR 1020120129565 A KR1020120129565 A KR 1020120129565A KR 20120129565 A KR20120129565 A KR 20120129565A KR 101434565 B1 KR101434565 B1 KR 101434565B1
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KR
South Korea
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parts
conductive
weight
paste composition
ptc
Prior art date
Application number
KR1020120129565A
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Korean (ko)
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Inventor
강승경
김철기
Original Assignee
주식회사 엑사이엔씨
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Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 탄소나노튜브, 전도성 carbon black 및 graphite를 혼합한 복합 전도성 파우더와 결정성 고분자 및 탄성이 있는 경화성 수지를 포함하는 Polymer PTC 전도성 페이스트 조성물에 관한 것으로서, 발열시에 바인더에 포함되어 있는 베이스 수지의 열 변형으로 인한 저항 상승 현상을 감소시킬 수 있다. The present invention relates to a polymer PTC conductive paste composition comprising a composite conductive powder in which carbon nanotubes, conductive carbon black and graphite are mixed, a crystalline polymer, and an elastic curable resin, wherein the base resin It is possible to reduce the resistance increase phenomenon due to the thermal deformation of the semiconductor device.

Description

전도성 페이스트 조성물을 포함하는 후막형 PTC 발열체 {Thick membrane type PTC heating element with Conductive paste composition}[0001] The present invention relates to a thick film type PTC heating element including a conductive paste composition,

본 발명은 전도성 페이스트 조성물을 포함하는 후막형 PTC 발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열시에 바인더에 포함되어 있는 베이스 수지의 열변형으로 인한 저항 상승현상을 감소시키는 전도성 페이스트 조성물을 포함하는 후막형 PTC 발열체에 관한 것이다.
The present invention relates to a thick film PTC heating element including a conductive paste composition, and more particularly to a thick film type PTC heating element including a conductive paste composition for reducing a rise in resistance due to thermal deformation of a base resin contained in a binder PTC heating element.

전자산업의 급격한 발전과 함께 전도성 고분자의 중요성이 점차 커지고 있다. 전기전도성 고분자는 기능성 고분자의 한 분야로 고분자재료에 전도성을 부여한 것이다. 이는 고분자물질에 유용한 물리, 화학적 성질의 물성 및 기능성이 우수한 장점을 얻을 수 있을 뿐 아니라 생산원가를 절감할 수 있는 절약형 재료를 얻을 수 있다. 응용분야로는 대전방지용, 자기 발열용 또는 전자기파 흡수 등으로 다양화, 전문화되고 있으며 이러한 용도로 많은 전도성 복합재료가 제조되고 있다. With the rapid development of the electronic industry, the importance of conductive polymers is increasing. Electrically conductive polymer is one of the functional polymers, which imparts conductivity to the polymer material. This makes it possible to obtain economical materials capable of not only obtaining excellent physical and chemical properties and functional properties useful for polymeric materials but also reducing production costs. The application fields are diversified and specialized for anti-static, self-heating or electromagnetic wave absorption, and many conductive composite materials are being manufactured for such applications.

일반적으로 고분자는 낮은 전기전도성로 인하여 전기 절연체로서 뛰어난 역할을 하고 있으나, 전도성 충진제(탄소나노튜브(MWNT 또는 SWNT), 카본블랙, 카본파이버, 금속 등)를 넣어주면 충진제들이 고분자 재료 내에서 전기적인 경로를 형성하여 전자들의 통로로 작용하게 되므로 전기 전도체로서의 역할을 하기도 한다.In general, the polymer plays an excellent role as an electrical insulator due to its low electrical conductivity. However, if a conductive filler (carbon nanotube (MWNT or SWNT), carbon black, carbon fiber, metal, etc.) is put in the polymer, It forms a path and acts as a path of electrons, and therefore, it also serves as an electrical conductor.

PTC(Positive Temperature Coefficient) 특성이란 상온 정도의 낮은 온도에서는 저항이 낮아 전도성을 갖지만, 온도가 상승함에 따라 비교적 좁은 온도 영역에서 전기 저항이 급격히 증가하는 특성을 말한다. 전도성 충진제가 함유된 반 결정성 고분자는 온도를 증가시키면 고분자의 용융영역에서 열적 팽창으로 인하여 고분자 내에 있는 충진제 입자 사이의 층이 증가하게 되어 전자의 흐름이 방해를 받게 되고 온도가 증가함에 따라 저항이 갑자기 크게 증가하는 현상이 나타나는데 이를 '자기저항제어기능'이라고 하며 PTC현상이라고도 한다. PTC (Positive Temperature Coefficient) is a characteristic that the resistance is low due to low resistance at a room temperature, but the electrical resistance is rapidly increased in a relatively narrow temperature range as the temperature rises. As the temperature increases, the semi-crystalline polymer containing the conductive filler increases the layer between the filler particles in the polymer due to the thermal expansion in the melting region of the polymer, so that the flow of the electrons is disturbed. As the temperature increases, Suddenly, a phenomenon that is greatly increased is called "magnetoresistance control function" and it is called PTC phenomenon.

따라서, 이러한 특성을 갖는 소재는 주위온도 및 전류 조건에 따라 변화하는 회로 보호 소자등의 전기회로에서, 제품이나 전기화로의 손상을 방지하기 위해 사용된다. Therefore, a material having such characteristics is used in an electric circuit such as a circuit protection device that changes in accordance with ambient temperature and current conditions to prevent damage to a product or electric furnace.

도 1은 폴리머 바인더 내에 도전성 입자가 첨가되어 있는 것을 도식화한 것이며, 온도가 상승되면 바인더의 열팽창으로 인한 전도성 입자간의 거리가 이격되어 흐름이 차단되는 현상을 설명한 것이다.FIG. 1 is a graphical illustration showing that conductive particles are added in a polymer binder, and a phenomenon in which a flow is shut off due to a distance between conductive particles due to thermal expansion of the binder when the temperature is raised is blocked.

현재 상용화되고 있는 면상 발열 필름의 경우, 필름 표면에 열을 축적할 수 있는 물질이 놓이게 되면, 열갇힘 현상으로 인해 온도가 상승하고 제품에 문제가 생기거나 화재의 위험이 있다. 이러한 위험을 방지하기 위해 대부분의 제품에는 적정온도에서 전류를 차단하는 온도 센서를 사용한다.In the case of a surface heating film which is currently being commercialized, if a substance capable of accumulating heat is placed on the surface of the film, the temperature is increased due to the heat trapping phenomenon, and there is a risk to the product or a risk of fire. To avoid these hazards, most products use temperature sensors that shut off the current at the right temperature.

그러나, 온도 센서는 그 부착된 부분의 온도만을 감지하므로 다른 부분이 과열되더라도 제어가 불가능하여 제품의 손상과 화재의 위험성을 완전히 차단할 수 없다. However, since the temperature sensor only detects the temperature of the attached part, it is not possible to control the temperature of the other part even if the other part is overheated, so that the risk of damage to the product and fire can not be completely blocked.

이러한 문제점을 해결하기 위해, PTC 기능을 갖는 발열 코팅층으로 코팅을 하는 것이다. 이 경우 열 갇힘에 의해 과열되는 부위가 온도 센서 없이도 온도상승에 의한 자기 제어현상으로 인해 과열에 의해 열팽창이 되는 경우 바인더에 포함된 결정성 고분자의 결정성 부분이 무정형 상태로 전환된다. 고분자의 결정성 부분이 무정형 상태가 되면 도전성 물질간 거리가 이격되어 전기의 흐름이 차단되기 때문에 화재의 위험성이 차단될 수 있다. In order to solve such a problem, a coating with a heat generating coating layer having a PTC function is applied. In this case, when the thermal overheating is caused by overheating due to the self-control phenomenon caused by the temperature rise without the temperature sensor, the crystalline portion of the crystalline polymer contained in the binder is converted into an amorphous state. When the crystalline part of the polymer becomes amorphous, the distance between the conductive materials is distant and the electric current is blocked, so that the risk of fire can be blocked.

그러나, 기존 폴리머 PTC 발열체를 사용하는 대부분의 제품은 일정 온도를 유지하다가 바인더에 포함되어 있는 결정성 고분자의 열팽창이 가속화되면서 결정성 고분자를 잡아주는 역할을 하는 베이스 수지의 열 변형이 일어난다. 이로 인해, 도전성 물질간의 거리가 과도하게 멀어져 PTC 발열체의 초기저항대비 저항값이 급격하게 상승하여 발열이 되지 않는 현상이 나타나고 있어 장기적으로 신뢰성이 떨어지며, 안정적인 성능을 구현하지 못하고 있다.
However, most of the products using the conventional polymer PTC heating element maintain a constant temperature, and the thermal expansion of the crystalline polymer contained in the binder accelerates and thermal deformation of the base resin, which serves to hold the crystalline polymer, occurs. As a result, the distance between the conductive materials is excessively distanced, and the initial resistance resistance value of the PTC heating element rises sharply and the heat is not generated. Thus, the reliability of the PTC heating element deteriorates in the long term.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 후막형 PTC 발열체에서 발열 시, 베이스 수지의 열변형으로 인한 저항 상승 현상을 감소시킨 전도성 페이스트 조성물 및 이의 제조방법, 이를 포함하는 후막형 PTC 발열체를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed in order to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a conductive paste composition with reduced resistance increase due to thermal deformation of a base resin upon heat generation in a thick film PTC heating element, The object of the present invention is to provide a PTC heating element.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 전도성 페이스트 조성물은 탄소나노튜브, 전도성 카본 블랙 및 흑연을 포함하는 복합 전도성 파우더; 결정성 고분자; 및 탄성이 있는 경화성 수지를 포함한다.Disclosure of the Invention In order to solve the above-mentioned technical problems, the conductive paste composition of the present invention comprises a composite conductive powder comprising carbon nanotubes, conductive carbon black and graphite; Crystalline polymer; And an elastic curable resin.

본 발명의 일실시예에서, 상기 결정성 고분자는 결정도 20~80을 갖고, 용융점이 20~250℃ 범위를 갖는 수지인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, it is preferable that the crystalline polymer has a crystallinity of 20 to 80 and is a resin having a melting point in a range of 20 to 250 ° C.

본 발명의 일실시예에서, 상기 결정성 고분자는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌계, 저밀도 폴리에틸렌계, 고밀도 폴리에틸렌계 및 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX)를 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the crystalline polymer is one selected from the group consisting of polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene-based, low-density polyethylene-based, high-density polyethylene-based and polyethylene wax Or more.

본 발명의 일실시예에서, 상기 탄성이 있는 경화성 수지는, 아크릴 우레탄 공중합체, 변성 아크릴 우레탄 공중합체, 우레탄 공중합체 및 변성 우레탄 공중합체를 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the elastic curable resin preferably includes at least one member selected from the group consisting of an acrylic urethane copolymer, a modified acrylic urethane copolymer, a urethane copolymer and a modified urethane copolymer Do.

본 발명의 일실시예에서, 전도성 페이스트 조성물은 탄소나노튜브 0.1~10 중량부, 전도성 카본 블랙(carbon black) 1~50 중량부, 흑연(graphite) 1~50 중량부를 혼합한 전도성 파우더를 포함하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the conductive paste composition includes a conductive powder obtained by mixing 0.1 to 10 parts by weight of carbon nanotubes, 1 to 50 parts by weight of conductive carbon black, and 1 to 50 parts by weight of graphite .

본 발명의 일실시예에서, 전도성 페이스트 조성물은 결정도 20~80를 갖고 용융점이 20~250℃범위를 갖는 결정성 고분자를 1 내지 50 중량부로 포함하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the conductive paste composition preferably comprises 1 to 50 parts by weight of a crystalline polymer having a crystallinity of 20 to 80 and a melting point of 20 to 250 캜.

본 발명의 일실시예에서, 전도성 페이스트 조성물은 1 내지 50 중량부의 탄성이 있는 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the conductive paste composition preferably comprises 1 to 50 parts by weight of an elastic curable resin.

본 발명의 일실시예에서, 상기 탄소나노튜브는 SWNT(Single-Wall Nanotubes), DWNT(Double-Wall Nanotubes), MWNT(Multi-Wall Nanotubes) 및 풀러렌(Fullerene)을 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present invention, the carbon nanotube is one selected from the group consisting of Single-Wall Nanotubes (SWNT), Double-Wall Nanotubes (DWNT), Multi-Wall Nanotubes (MWNT), and Fullerene Or more.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 후막형 PTC 발열체는 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 포함한다.
In order to solve the above technical problems, the thick film PTC heating element includes a polymer PTC conductive paste composition.

상기와 같은 본 발명은, 후막형 PTC 발열체의 발열시에 바인더에 포함되어 있는 베이스 수지의 열 변형으로 인한 저항 상승 현상을 감소시키도록 하는 효과가 있다.
The present invention has the effect of reducing resistance increase due to thermal deformation of the base resin included in the binder at the time of heat generation of the thick film PTC heating element.

도 1은 폴리머 바인더의 열팽창에 의한 전도성 입자의 전기흐름 단선현상을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예와 비교예에 대하여 8시간 단위의 시간에 따른 저항변화율을 나타낸 그래프이다.
FIG. 1 shows a phenomenon in which an electrical current flows through a conductive particle due to thermal expansion of a polymer binder.
FIG. 2 is a graph showing the rate of change of resistance with time in units of 8 hours with respect to the embodiment and the comparative example.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발열은 전도성 페이스트 조성물로, 탄소나노튜브, 전도성 카본블랙(carbon black), 흑연(graphite)의 복합 전도성 파우더, 결정성 고분자 및 경화성 수지를 포함한다. The exotherm is a conductive paste composition comprising a carbon nanotube, conductive carbon black, a composite conductive powder of graphite, a crystalline polymer, and a curable resin.

탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 신소재이다. 탄소나노튜브는 그 자체로 일반적으로 사용되는 전도성 카본에 비해 전도성이 우수한 물질이지만, 탄소나노튜브간에 강한 반데르발스의 힘(Van der Waals Force)으로 인해, 탄소나노튜브들은 서로 뒤엉켜 있는 다발 형태로 존재하기 때문에 바인더에서의 분산성이 제한된다. 따라서, 분산성이 우수한 전도성 카본 블랙(carbon black)과 육각 형태의 판상 구조로 구조적 안정성 및 분산성이 우수한 흑연(graphite)을 혼합한 복합 전도성 파우더 조성물을 적용함으로써 안정적인 저항값을 갖는 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 제공할 수 있다. Carbon nanotubes are a new material with six carbon hexagons connected together to form a tube. Carbon nanotubes are materials that are more conductive than conventional conductive carbon, but because of the strong van der Waals force between the carbon nanotubes, the carbon nanotubes are in the form of bundles that are intertwined with each other The dispersibility in the binder is limited. Therefore, by applying a composite conductive powder composition in which carbon black having excellent dispersibility and hexagonal plate-like structure are mixed with graphite having excellent structural stability and dispersibility, a polymer PTC conductive paste having a stable resistance value Composition can be provided.

본 발명의 조성물에 포함되는 탄소나노튜브의 종류는 벽을 이루고 있는 결합 수에 의해 결정된다. 본 발명의 일실시예에 따른 조성물에 포함되는 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브 SWNT(Single-Wall Carbon Nanotubes),이중벽 탄소나노튜브 DWNT(Double-Wall Carbon Nanotubes), 다중벽 탄소나노튜브 MWNT(Multi-Wall Carbon Nanotubes)을 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.The kind of the carbon nanotubes contained in the composition of the present invention is determined by the number of bonds forming the wall. The carbon nanotubes included in the composition according to an exemplary embodiment of the present invention may be single wall carbon nanotubes (SWNTs), double wall carbon nanotubes (DWNTs), multiwall carbon nanotubes MWNTs Multi-Wall Carbon Nanotubes) may be used.

바람직하게는, 탄소나노튜브는 열전도도와 전기전도도가 우수하여 가장 활용도가 높고, 산화 온도가 비교적 높아 상대적으로 발열체의 소재로 적합한 MWNT(Multi-Wall Nanotubes) 및 SWNT(Single-Wall Nanotubes) 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 탄소나노튜브를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. Preferably, the carbon nanotubes are selected from among multi-wall nanotubes (MWNTs) and single-wall nanotubes (SWNTs), which are relatively highly utilizable because of their excellent thermal conductivity and electrical conductivity and relatively high oxidation temperatures. One or more carbon nanotubes may be used, but are not limited thereto.

또한, 전도성 카본블랙의 종류는 특별히 한정되거나 제한되는 것은 아니지만, DBP 흡수율이 50~700(cc/100g) 흡수율을 갖는 전도성 카본 블랙을 사용할 수 있다. 바람직하게는 분산성 및 페이스트 점도조절이 우수한 100~500(cc/100g) 의 DBP 흡수율을 갖는 전도성 카본블랙을 사용할 수 있다. 카본블랙이 전도성을 갖는 물질로 사용되기 위해서는 2차 구조가 고도로 발달되어야 하며, 단위 부피당 입자수가 많아야 한다.따라서, 카본블랙은 입자경이 작고 표면적이 클수록 DBP 흡수율은 높고, 전도성이 우수하다.The kind of the conductive carbon black is not particularly limited, but a conductive carbon black having a DBP absorption rate of 50 to 700 (cc / 100 g) can be used. Preferably, conductive carbon black having a DBP absorption of 100 to 500 (cc / 100 g), which is excellent in dispersibility and paste viscosity control, can be used. In order for carbon black to be used as a conductive material, the secondary structure must be highly developed and the number of particles per unit volume must be high. Therefore, the carbon black has a small particle diameter and a large surface area, the DBP absorption rate is high and the conductivity is excellent.

DBP 흡수율이 50(cc/100g) 이하의 전도성 카본블랙의 경우 입자경이 크고 표면적이 작기 때문에 전도성 특성이 떨어져 PTC 전도성 페이스트 조성물로는 부적합하며, 700(cc/100g)이상의 전도성 카본블랙의 경우 입자경이 작고 표면적이 크기 때문에 전도성은 우수하나 작은 입자로 인해 분산성이 떨어지고 PTC 전도성 페이스트에서 요구되는 물성인 흐름성 및 인쇄성이 파괴되는 현상이 발생하여 부적절하다. Conductive carbon black having a DBP absorption rate of 50 cc / 100 g or less is not suitable for a PTC conductive paste composition because of its large particle diameter and small surface area, resulting in poor conductivity. In the case of conductive carbon black having a cc / Because of its small size and high surface area, it has good conductivity, but it is inadequate because of its small particle size and poor dispersibility and flow properties and printability, which are required properties of PTC conductive paste.

전도성 흑연은 0.013 ~ 0.025Ωcm의 전기 저항, 0.090 ~ 0.094의 마찰계수인 천연 인상 흑연(Natural Crystalline Graphite), 0.04 ~ 0.08Ωcm의 전기저항, 0.1 ~ 0.2 마찰계수인 인조 흑연(Synthetic Graphite) 및 0.03 ~ 0.06Ωcm 전기저항, 0.2 ~ 0.3 마찰계수인 토상 흑연(Amorphous Graphite)을 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 전도성 흑연을 사용할 수 있다. The conductive graphite has an electrical resistance of 0.013 to 0.025? Cm, a Natural Crystalline Graphite of a friction coefficient of 0.090 to 0.094, an electrical resistance of 0.04 to 0.08? Cm, a synthetic graphite of a friction coefficient of 0.1 to 0.2, At least one conductive graphite selected from the group consisting of amorphous graphite having a coefficient of friction of 0.06? Cm and a friction coefficient of 0.2 to 0.3 can be used.

바람직하게는 전지저항과 마찰계수가 낮은 천연 인상 흑연(Natural Crystalline Graphite)사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Natural Crystalline Graphite, which is preferably low in battery resistance and coefficient of friction, may be used, but is not limited thereto.

결정성 고분자는 20~80의 결정도를 갖고 용융점이 섭씨 20~200℃범위의 고분자이며, 경화성 수지는 탄성을 갖는 것이 바람직하다.The crystalline polymer is preferably a polymer having a crystallinity of 20 to 80 and a melting point in a range of 20 to 200 캜, and the curable resin preferably has elasticity.

전도성 페이스트 조성물이 PTC 발열체로서의 성능을 구현시키기 위해서는, 조성물에 포함되는 결정성 고분자가 용융점이하에서 결정형태로 유지하고 있어야 한다. 온도가 용융 온도까지 상승할 때, 결정성 고분자가 열에 의한 결정구조에 변형이 발생하여 부피가 팽창해야 하고, 이로 인해 전도성 입자간의 이격거리가 벌어지게 되며 저항값을 상승시켜야 한다. 온도가 다시 용융점이하로 내려가면, 다시 결정성 고분자는 재결정을 형성하여 전도성 입자간의 이격거리가 가까워져 저항값이 낮아져야 한다. In order for the conductive paste composition to exhibit its performance as a PTC heating element, the crystalline polymer contained in the composition must remain in a crystalline form below the melting point. When the temperature rises to the melting temperature, the crystal structure of the crystalline polymer undergoes deformation and expansion of the volume, which causes the distance between the conductive particles to expand and the resistance value to rise. When the temperature again falls below the melting point, the crystalline polymer again forms a recrystallization, so that the distance between the conductive particles approaches and the resistance value should be lowered.

따라서, 상기 PTC 성능을 구현시키는 결정성 고분자는 20~80의 결정도를 갖고 용융점이 20~250℃범위를 갖는 고분자가 바람직하다. 이는 결정도가 너무 높을 경우 용융점에서 변형이 과도하게 발생하여 용융점이하로 온도가 낮아져서 재결정이 이루어질 때, 전도성 입자간의 이격거리가 멀어진 상태로 재결성이 형성되며, 저항값이 상승하는 현상이 발생하고, 결정도가 너무 낮을 경우 PTC 성능이 구현되지 않기 때문이다. Therefore, the crystalline polymer that realizes the PTC performance is preferably a polymer having a crystallinity of 20 to 80 and a melting point in the range of 20 to 250 ° C. This is because when the crystallinity is too high, deformation occurs excessively at the melting point and the temperature becomes lower than the melting point, and when the recrystallization is carried out, a re-crystallization is formed in a state where the distance between the conductive particles is distant, Is too low, PTC performance is not implemented.

또한, 용융점이 20℃ 이하의 결정성 고분자는 상온이하에서도 변형이 발생하며 일정한 저항값을 갖기 어렵기 때문에 페이스트 조성물로서 부적합하다. 또한, 용융점이 200℃ 이상의 결정성 고분자의 경우 PTC현상이 발생하는 (열에 의해 부피창이 일어나는) 온도가 너무 높아 반복 내구성이 떨어져 저항 변화가 심하게 나타나기 때문에 페이스트 조성물로서 부적합하다. 따라서, PTC성능을 구현시키는 결정성 고분자는 20~80의 결정도를 갖고 용융점이 20~250℃ 범위를 갖는 고분자가 바람직하다. 상기 PTC 성능을 구현시키는 결정성 고분자는, 폴리프로필렌계 수지, 저밀도폴리에틸렌계 수지, 고밀도 폴리에틸렌계 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 수지, 폴리 에틸렌 왁스(PE WAX) 등이 될 수 있으며, 바람직하게는 결정도 40~50, 용윰점이 40~100℃인 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX)가 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 폴리에틸렌 왁스(PE WAX)는 다른 결정성 고분자보다 결정도가 40~50으로 용융점에서 열 변형에 의한 부피 팽창 후 재결정이 안정적으로 형성됨에 따라 PTC 성능을 안정적으로 구현시킬 수 있으며 용융점이 40~100℃로 상온에서 전도성 페이스트 작업이 용이하고 일반적으로 폴리머 PTC 특성이 요구되는 40~100℃ 구간에서 최적의 PTC 성능을 구현시킬 수 있다.In addition, the crystalline polymer having a melting point of 20 캜 or lower is not suitable as a paste composition because it is deformed even at room temperature or lower and hardly has a constant resistance value. Further, in the case of a crystalline polymer having a melting point of 200 ° C or higher, the temperature at which a PTC phenomenon occurs (a volume window occurs due to heat) is too high to cause repeated durability and a change in resistance, which is unsuitable as a paste composition. Therefore, the crystalline polymer which realizes the PTC performance is preferably a polymer having a crystallinity of 20 to 80 and a melting point in the range of 20 to 250 ° C. The crystalline polymer for realizing the PTC performance may be a polypropylene resin, a low-density polyethylene resin, a high-density polyethylene resin, a polybutylene terephthalate (PBT) resin, a polyethylene wax (PE WAX) Polyethylene wax (PE-WAX) having a crystallinity of 40 to 50 and a melting point of 40 to 100 DEG C is preferable, but not limited thereto. The polyethylene wax (PE WAX) has a crystallinity of 40 to 50 than other crystalline polymers, and since the recrystallization is stably formed after the volume expansion due to thermal deformation at the melting point, the PTC performance can be stably realized and the melting point is 40 to 100 ° C. Conductive paste can be easily worked at room temperature and the optimum PTC performance can be realized in a range of 40 to 100 ° C. in which polymer PTC characteristics are generally required.

PTC 발열체 발열시 결정성 고분자의 열 변형에 의한 수축 팽창 시 안정적으로 물성을 유지시킬 수 있는 베이스 수지로는 탄성이 있는 경화성 수지로써 아크릴/우레탄 공중합체, 변성 아크릴/우레탄 공중합체, 우레탄 공중합체, 변성 우레탄 공중합체 등을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴/우레탄 공중합체 및 변성 아크릴/우레탄 공중합체가 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. PTC Heat Resistant Base resin that can stably maintain physical properties during thermal expansion and contraction expansion due to thermal deformation of polymer is an elastic curable resin such as acrylic / urethane copolymer, modified acrylic / urethane copolymer, urethane copolymer, Modified urethane copolymers, and the like, preferably acrylic / urethane copolymers and modified acrylic / urethane copolymers, but are not limited thereto.

본 발명의 전도성 페이스트 조성물을 포함하는 후막형 PTC 발열체는 인쇄성, 분산성 및 흐름성을 갖고 있어야 하며, 도막 형성 후에 도막의 강도, 부착성등의 기본적인 도막 물성이 유지되어야 한다. 또한 상기에서 제시한 바와 같이 결정성 고분자의 열 변형에 의한 수축 팽창시 안정적으로 물성을 유지시킬 수 있도록 탄성이 있어야 한다. The thick film PTC heating element including the conductive paste composition of the present invention should have printability, dispersibility, and flowability, and the basic physical properties of the coating film such as strength and adhesion after coating should be maintained. In addition, as described above, the crystalline polymer must have elasticity so as to stably maintain the physical properties upon thermal expansion and contraction expansion.

본 발명의 전도성 페이스트 조성물을 포함하는 후막형 PTC 발열체가 상기한 특성을 갖기 위해서, 분산성, 인쇄성, 도막 강도 및 부착성이 우수한 아크릴과 탄성이 있는 우레탄을 공중합체 시킨 아크릴/우레탄 공중합체 및 변성 아크릴/우레탄 공중합체를 베이스 수지로 선택하는 것이 바람직하다.  In order to achieve the above properties, the thick film PTC heating element including the conductive paste composition of the present invention is required to have an acrylic / urethane copolymer copolymerized with acryl and urethane having excellent dispersibility, printability, It is preferable to select a modified acrylic / urethane copolymer as the base resin.

탄성이 있는 경화성 수지는 탄소나노튜브, 전도성 카본 블랙(carbon black), 흑연의 복합 전도성 파우더 조성물과 결정성 고분자를 고정시켜 줌으로써 PTC 발열체의 장시간 사용시 전도성 파우더의 유동을 안정적으로 유지시켜줄 수 있으며, 열 변형에 의한 저항이 상승하는 현상을 방지하는 역할을 한다. The elastic curable resin fixes the composite conductive powder composition of carbon nanotube, conductive carbon black, and graphite and the crystalline polymer, thereby stably maintaining the flow of the conductive powder when the PTC heating element is used for a long time, And serves to prevent a phenomenon in which resistance due to deformation increases.

이하에서는, 실시예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명이 실시예들이 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 본 발명이 다양하게 변경될 수 있다는 것은 자명한 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, it is to be understood that the present invention is not limited thereto, and that various changes and modifications may be made by those skilled in the art to which the present invention pertains.

[[ 실시예Example 1] One]

다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 5 중량부, 천연 인상 흑연 5중량부, 전도성 카본블랙 5 중량부, 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX) 10 중량부, 탄성이 있는 경화성 수지로 아크릴/우레탄 공중합체 수지 100 중량부에 희석제로 용매인 뷰틸글라이콜아세테이트 50중량부를 가하여 점도 조정한 후, 교반기로 교반 후 3단롤로 분산 혼합하여 Polymer PTC 전도성 페이스트 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of multi-wall carbon nanotubes (MWNT), 5 parts by weight of natural graphite, 5 parts by weight of conductive carbon black, 10 parts by weight of polyethylene wax (PE-WAX), 100 parts by weight of an acrylic / urethane copolymer resin 100 50 parts by weight of butylacrylate acetate as a solvent as a diluent was added to the mixture to adjust the viscosity. The mixture was stirred with a stirrer and dispersed and mixed in a three-stage roll to prepare a polymer PTC conductive paste composition.

PET 필름에 폴리머 PTC전도성 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 도막을 형성한 후 , 이를 140℃에서 20분간 건조하였다. 이때, 상기 도막의 두께는 약 8㎛였다. 이러한 저항체막 상에 은 페이스트(silver paste, 고형분 함량 72%)로 전극층을 형성하고, 그 위에 라미네이팅 필름을 합지시켜 PTC 발열체를 제조하였다. A polymer PTC conductive paste composition was printed on a PET film by a screen printing method to form a coating film, which was then dried at 140 DEG C for 20 minutes. At this time, the thickness of the coating film was about 8 mu m. A PTC heating element was prepared by forming an electrode layer on the resistive film with a silver paste (solid content: 72%) and laminating a laminated film thereon.

상기 PTC 발열체의 전극 양단에 220V의 교류를 인가하여, PTC 현상 온도가 나타나는 최대 온도까지 발열시킨 후 디지털 멀티메타를 이용하여 전류를 측정하여 초기 저항값과 최대 온도 저항값을 각각 산출하여 저항변화량을 측정하여 PTC 특성을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
A current of 220 V was applied to both terminals of the PTC heating element to generate heat up to the maximum temperature at which the PTC development temperature appeared, and the current was measured using a digital multimeter to calculate the initial resistance value and the maximum temperature resistance value, And the PTC characteristics were analyzed. The results are shown in Table 1 below.

[[ 실시예Example 2] 2]

다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 10 중량부, 천연 인상 흑연 10중량부, 전도성 카본블랙 10 중량부, 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX) 10 중량부, 탄성이 있는 경화성 수지로 아크릴/우레탄 공중합체 수지 100 중량부에 희석제로 용매인 뷰틸글라이콜아세테이트 50중량부를 가하여 점도 조정한 후, 교반기로 교반 후 3단롤로 분산 혼합하여 Polymer PTC전도성 페이스트 조성물을 제조하였다. 10 parts by weight of multi-walled carbon nanotubes (MWNT), 10 parts by weight of natural graphite, 10 parts by weight of conductive carbon black, 10 parts by weight of polyethylene wax (PE-WAX), 100 parts by weight of an acrylic / urethane copolymer resin 100 50 parts by weight of butylacrylate acetate as a solvent as a diluent was added to the mixture to adjust the viscosity. The mixture was stirred with a stirrer and dispersed and mixed in a three-stage roll to prepare a polymer PTC conductive paste composition.

PET 필름에 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 도막을 형성한 후 , 이를 140℃에서 20분간 건조하였다. 이때, 상기 도막의 두께는 약 8㎛였다. 이러한 저항체막 상에 은 페이스트(silver paste, 고형분 함량 72%)로 전극층을 형성하고, 그 위에 라미네이팅 필름을 합지시켜 PTC 발열체를 제조하였다. A polymer PTC conductive paste composition was printed on a PET film by a screen printing method to form a coating film, which was then dried at 140 DEG C for 20 minutes. At this time, the thickness of the coating film was about 8 mu m. A PTC heating element was prepared by forming an electrode layer on the resistive film with a silver paste (solid content: 72%) and laminating a laminated film thereon.

상기 PTC 발열체의 전극 양단에 220V의 교류를 인가하여, PTC 현상 온도가 나타나는 최대 온도까지 발열시킨 후 디지털 멀티메타를 이용하여 전류를 측정하여 초기 저항값과 최대 온도 저항값을 각각 산출하여 저항변화량을 측정하여 PTC 특성을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
A current of 220 V was applied to both terminals of the PTC heating element to generate heat up to the maximum temperature at which the PTC development temperature appeared, and the current was measured using a digital multimeter to calculate the initial resistance value and the maximum temperature resistance value, And the PTC characteristics were analyzed. The results are shown in Table 1 below.

[[ 비교예1Comparative Example 1 ]]

다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 20 중량부, 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX) 10 중량부, 탄성이 있는 경화성 수지로 아크릴/우레탄 공중합체 수지 100 중량부에 희석제로 용매인 뷰틸글라이콜아세테이트 50중량부를 가하여 점도 조정한 후, 교반기로 교반 후 3단롤로 분산 혼합하여 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 제조 하였다.20 weight parts of multi-walled carbon nanotubes (MWNT), 10 weight parts of polyethylene wax (PE-WAX), 100 weight parts of an acrylic / urethane copolymer resin as an elastic curable resin, 50 weight parts of butylglycol acetate as a diluent And the mixture was stirred and mixed by a three-stage roll to prepare a polymer PTC conductive paste composition.

PET 필름에 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 도막을 형성한 후 , 이를 140℃에서 20분간 건조하였다. 이때, 상기 도막의 두께는 약 8㎛였다. 이러한 저항체막 상에 은 페이스트(silver paste, 고형분 함량 72%)로 전극층을 형성하고, 그 위에 라미네이팅 필름을 합지시켜 PTC 발열체를 제조하였다. A polymer PTC conductive paste composition was printed on a PET film by a screen printing method to form a coating film, which was then dried at 140 DEG C for 20 minutes. At this time, the thickness of the coating film was about 8 mu m. A PTC heating element was prepared by forming an electrode layer on the resistive film with a silver paste (solid content: 72%) and laminating a laminated film thereon.

상기 PTC 발열체의 전극 양단에 220V의 교류를 인가하여, PTC 현상 온도가 나타나는 최대 온도까지 발열시킨 후 디지털 멀티메타를 이용하여 전류를 측정하여 초기 저항값과 최대 온도 저항값을 각각 산출하여 저항변화량을 측정하여 PTC 특성을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
A current of 220 V was applied to both terminals of the PTC heating element to generate heat up to the maximum temperature at which the PTC development temperature appeared, and the current was measured using a digital multimeter to calculate the initial resistance value and the maximum temperature resistance value, And the PTC characteristics were analyzed. The results are shown in Table 1 below.

[[ 비교예Comparative Example 2] 2]

다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 5 중량부, 천연 인상 흑연 5중량부, 전도성 카본블랙 5 중량부, 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX) 10 중량부, 열 건조 타입 아크릴 수지 100 중량부에 희석제로 용매인 뷰틸글라이콜아세테이트 50중량부를 가하여 점도 조정한 후, 교반기로 교반 후 3단롤로 분산 혼합하여 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of multi-walled carbon nanotubes (MWNT), 5 parts by weight of natural graphite, 5 parts by weight of conductive carbon black, 10 parts by weight of polyethylene wax (PE-WAX), 100 parts by weight of heat- And 50 parts by weight of butylglycol acetate were added to adjust the viscosity. The mixture was stirred with a stirrer and dispersed and mixed in a three-stage roll to prepare a polymer PTC conductive paste composition.

PET 필름에 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 도막을 형성한 후 , 이를 140℃에서 20분간 건조하였다. 이때, 상기 도막의 두께는 약 8㎛였다. 이러한 저항체막 상에 은 페이스트(silver paste, 고형분 함량 72%)로 전극층을 형성하고, 그 위에 라미네이팅 필름을 합지시켜 PTC 발열체를 제조하였다.A polymer PTC conductive paste composition was printed on a PET film by a screen printing method to form a coating film, which was then dried at 140 DEG C for 20 minutes. At this time, the thickness of the coating film was about 8 mu m. A PTC heating element was prepared by forming an electrode layer on the resistive film with a silver paste (solid content: 72%) and laminating a laminated film thereon.

상기 PTC 발열체의 전극 양단에 220V의 교류를 인가하여, PTC 현상 온도가 나타나는 최대 온도까지 발열시킨 후 디지털 멀티메타를 이용하여 전류를 측정하여 초기 저항값과 최대 온도 저항값을 각각 산출하여 저항변화량을 측정하여 PTC 특성을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
A current of 220 V was applied to both terminals of the PTC heating element to generate heat up to the maximum temperature at which the PTC development temperature appeared, and the current was measured using a digital multimeter to calculate the initial resistance value and the maximum temperature resistance value, And the PTC characteristics were analyzed. The results are shown in Table 1 below.

[[ 비교예Comparative Example 3] 3]

다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 5 중량부, 천연 인상 흑연 5중량부, 전도성 카본블랙 5 중량부, 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX) 10 중량부, 열 건조 타입 폴리에스터 수지 100 중량부에 희석제로 용매인 뷰틸글라이콜아세테이트 50중량부를 가하여 점도 조정한 후, 교반기로 교반 후 3단롤로 분산 혼합하여 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of multi-walled carbon nanotubes (MWNT), 5 parts by weight of natural graphite, 5 parts by weight of conductive carbon black, 10 parts by weight of polyethylene wax (PE-WAX), 100 parts by weight of heat- And 50 parts by weight of in-butyl glycolacetate were added to adjust the viscosity. The mixture was stirred with a stirrer and dispersed and mixed in a three-stage roll to prepare a polymer PTC conductive paste composition.

PET 필름에 폴리머 PTC 전도성 페이스트 조성물을 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 도막을 형성한 후 , 이를 140℃에서 20분간 건조하였다. 이때, 상기 도막의 두께는 약 8㎛였다. 이러한 저항체막 상에 은 페이스트(silver paste, 고형분 함량 72%)로 전극층을 형성하고, 그 위에 라미네이팅 필름을 합지시켜 PTC 발열체를 제조하였다.A polymer PTC conductive paste composition was printed on a PET film by a screen printing method to form a coating film, which was then dried at 140 DEG C for 20 minutes. At this time, the thickness of the coating film was about 8 mu m. A PTC heating element was prepared by forming an electrode layer on the resistive film with a silver paste (solid content: 72%) and laminating a laminated film thereon.

상기 PTC 발열체의 전극 양단에 220V의 교류를 인가하여, PTC 현상 온도가 나타나는 최대 온도까지 발열시킨 후 디지털 멀티메타를 이용하여 전류를 측정하여 초기 저항값과 최대 온도 저항값을 각각 산출하여 저항변화량을 측정하여 PTC 특성을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
A current of 220 V was applied to both terminals of the PTC heating element to generate heat up to the maximum temperature at which the PTC development temperature appeared, and the current was measured using a digital multimeter to calculate the initial resistance value and the maximum temperature resistance value, And the PTC characteristics were analyzed. The results are shown in Table 1 below.


실시예1

Example 1

실시예2

Example 2

비교예1

Comparative Example 1

비교예2

Comparative Example 2

비교예3

Comparative Example 3

초기저항값(Ω)

Initial resistance value (Ω)

1150

1150

875

875

1215

1215

1089

1089

1578

1578

최대온도 저항값(Ω)

Maximum temperature resistance (Ω)

7520

7520

4725

4725

5224

5224

7405

7405

8679

8679

PTC 현상온도
(℃)

PTC development temperature
(° C)

60

60

60

60

60

60

60

60

60

60

PTC 특성

PTC Properties

6.5

6.5

5.4

5.4

4.3

4.3

6.8

6.8

5.5

5.5

표1에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예1 과 비교예 1를 비교하여 보면 탄소나노튜브를 단독으로 사용한 것과 탄소나노튜브, 전도성 카본 블랙,흑연을 혼합해서 사용한 것과 저항값은 비슷하게 나오지만 PTC 특성 분석결과 탄소나노튜브, 전도성 전도성 카본 블랙, 흑연을 혼합한 실시예 1의 경우가 우수한 성능을 보임을 확인 할 수 있다. As can be seen from Table 1, when comparing Example 1 with Comparative Example 1, the resistance values are similar to those obtained by using carbon nanotubes alone, a mixture of carbon nanotubes, conductive carbon black, and graphite, As a result, it can be confirmed that Example 1 in which carbon nanotubes, conductive conductive carbon black, and graphite are mixed shows excellent performance.

또한 실시예 1 와 비교예 2를 비교하여 보면 PTC 특성이 비슷함을 확인 할 수 있다. 실시예 1, 실시예2, 비교예1, 비교예2, 모두 PTC 현상온도가 60℃로 동일한 온도를 나타낸 것으로 보아 PTC 현상온도는 결정도가(40~50)인 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX)로 성능이 결정됨을 알 수 있다.
Also, when comparing Example 1 and Comparative Example 2, it can be confirmed that PTC characteristics are similar. The PTC development temperature was the same as that of the polyethylene wax (PE-WAX) having a crystallinity of 40 to 50, because the PTC development temperature was 60 ° C in Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 The performance is determined.

그리고 비교예 3의 경우 열 건조 타입 폴리에스터 수지를 사용한 경우 PTC 특성이 5.5로 실시예1, 비교예2보다 현저하게 낮음을 확인할 수 있다. 이는 폴리에스터의 높은 분자량으로 인해 PTC특성이 감소되는 것으로 확인할 수 있다.In the case of Comparative Example 3, when the thermally drying type polyester resin was used, it was confirmed that the PTC characteristic was 5.5, which is significantly lower than that of Example 1 and Comparative Example 2. It can be confirmed that the PTC characteristics are reduced due to the high molecular weight of the polyester.

실시예 1, 실시예2, 비교예1, 비교예2, 모두 PTC 현상온도가 60℃로 동일한 온도를 나타낸 것으로 보아 PTC 현상온도는 결정도가(40~50)인 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX)로 성능이 결정됨을 알 수 있다. The PTC development temperature was the same as that of the polyethylene wax (PE-WAX) having a crystallinity of 40 to 50, because the PTC development temperature was 60 ° C in Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 The performance is determined.

도 2는 실시예와 비교예에 대하여 8시간 단위의 시간에 따른 저항변화율을 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the rate of change of resistance with time in units of 8 hours with respect to the embodiment and the comparative example.

상기 실시예 1, 실시예2, 비교예 1, 비교예 2의 PTC 발열체를 220V의 교류 전압를 인가하여 PTC 현상 온도인 60℃를 8시간 유지시킨 후 완전 OFF 시켜 상온까지 온도가 내려간 후에 초기 전항대비 저항 변화량을 측정 하여 장시간 사용 시 반복 내구성을 평가 하였다. 한 사이클 발생 시간을 하루 8시간으로 하여 7일간 저항 변화를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다. The PTC heating elements of Examples 1, 2, and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were maintained at a PTC developing temperature of 60 ° C for 8 hours by applying an alternating voltage of 220 V and then completely turned off, The resistance change amount was measured to evaluate the repeated durability when used for a long time. The resistance change was measured for 7 days with a cycle time of 8 hours per day. The results are shown in Table 2 below.


test
cycle

test
cycle

실시예1

Example 1

실시예2

Example 2

비교예1

Comparative Example 1

비교예2

Comparative Example 2

비교예3

Comparative Example 3

저항
(Ω)

resistance
(Ω)

변화율
(%)

Rate of change
(%)

저항
(Ω)

resistance
(Ω)

변화율
(%)

Rate of change
(%)

저항
(Ω)

resistance
(Ω)

변화율
(%)

Rate of change
(%)

저항
(Ω)

resistance
(Ω)

변화율
(%)

Rate of change
(%)

저항
(Ω)

resistance
(Ω)

변화율
(%)

Rate of change
(%)

0회

0 times

1150

1150

0.00

0.00

875

875

0.00

0.00

1215

1215

0.00

0.00

1089

1089

0.00

0.00

1578

1578

0.00

0.00

1회

1 time

1161

1161

1.00

1.00

878

878

0.30

0.30

1240

1240

2.10

2.10

1143

1143

5.00

5.00

1734

1734

9.89

9.89

2회

Episode 2

1172

1172

1.90

1.90

889

889

1.60

1.60

1275

1275

4.90

4.90

1194

1194

9.60

9.60

1812

1812

14.83

14.83

3회

3rd time

1178

1178

2.40

2.40

891

891

1.80

1.80

1287

1287

5.90

5.90

1224

1224

12.40

12.40

1924

1924

21.93

21.93

4회

4 times

1184

1184

3.00

3.00

895

895

2.30

2.30

1299

1299

6.90

6.90

1294

1294

18.80

18.80

2104

2104

33.33

33.33

5회

5 times

1187

1187

3.20

3.20

896

896

2.40

2.40

1288

1288

6.00

6.00

1375

1375

26.30

26.30

2543

2543

61.15

61.15

6회

6 times

1189

1189

3.40

3.40

895

895

2.30

2.30

1287

1287

5.90

5.90

1576

1576

44.70

44.70

2748

2748

74.14

74.14

7회

7 times

1188

1188

3.30

3.30

898

898

2.60

2.60

1295

1295

6.60

6.60

2100

2100

92.80

92.80

3378

3378

144.07

144.07

표2에서 볼 수 있는 바와 같이 실시예 1 과 비교예1를 비교해 보면 탄소나노튜브 단독으로 사용이 탄소나노튜브, 전도성 카본 블랙 및 흑연을 혼합해서 사용한 것보다 저항 변화율이 큰 것을 확인하였다. 실시예 1과 비교예 2를 비교해 보면 열 건조형 타입 아크릴을 사용할 경우 열 변형에 의한 수축 팽창시 안정성이 떨어져 저항값이 큰 폭으로 상승하는 것을 확인할 수 있었으며 탄성이 있는 열경화성 수지를 사용할 경우 4% 이내로 우수한 내구성을 갖는 것으로 확인되었다.
As can be seen from Table 2, when comparing Example 1 and Comparative Example 1, it was confirmed that the use of carbon nanotubes alone has a higher rate of change in resistance than a case where carbon nanotubes, conductive carbon black, and graphite are mixed. Comparing Example 1 and Comparative Example 2, it was found that when the thermal drying type acrylic was used, the stability of the thermal expansion caused by shrinkage expansion was lowered and the resistance value was increased to a large extent. In the case of using an elastic thermosetting resin, And it has been confirmed that it has excellent durability.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that changes may be made.

Claims (9)

탄소나노튜브, 전도성 카본 블랙 및 흑연(graphite)을 혼합한 복합 전도성 파우더;
결정도 20~80을 갖고, 용융점이 20~250℃ 범위를 갖는 결정성 고분자; 및
탄성이 있는 경화성 수지를 포함하는 전도성 페이스트 조성물.
Composite conductive powder obtained by mixing carbon nanotubes, conductive carbon black, and graphite;
A crystalline polymer having a crystallinity of 20 to 80 and a melting point of 20 to 250 캜; And
A conductive paste composition comprising an elastic curable resin.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 결정성 고분자는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌계, 저밀도 폴리에틸렌계, 고밀도 폴리에틸렌계 및 폴리에틸렌 왁스(PE-WAX)를 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 페이스트 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the crystalline polymer comprises at least one member selected from the group consisting of polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene-based, low-density polyethylene-based, high-density polyethylene-based and polyethylene wax (PE-WAX) Conductive paste composition.
제 1항에 있어서,
상기 탄성이 있는 경화성 수지는, 아크릴 우레탄 공중합체, 변성 아크릴 우레탄 공중합체, 우레탄 공중합체 및 변성 우레탄 공중합체를 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 페이스트 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic curable resin comprises at least one member selected from the group consisting of an acrylic urethane copolymer, a modified acrylic urethane copolymer, a urethane copolymer and a modified urethane copolymer.
제 1항에 있어서,
상기 전도성 파우더는,
상기 탄소나노튜브 0.1~10 중량부, 상기 전도성 카본블랙 1~50 중량부, 상기 흑연 1~50 중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 전도성 페이스트 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive powder comprises:
0.1 to 10 parts by weight of the carbon nanotubes, 1 to 50 parts by weight of the conductive carbon black, and 1 to 50 parts by weight of the graphite.
제 1항에 있어서, 상기 결정성 고분자는,
전체 조성물 100중량부에 대해 1 내지 50 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 페이스트 조성물.
The method according to claim 1,
And 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
제 1항에 있어서,
상기 탄성이 있는 경화성 수지는 전체 조성물 100중량부에 대해 1 내지 50 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 페이스트 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic curable resin is contained in an amount of 1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
제 5항에 있어서,
상기 탄소나노튜브는 SWNT(Single-Wall Nanotubes), DWNT(Double-Wall Nanotubes), MWNT(Multi-Wall Nanotubes) 및 풀러렌(Fullerene)을 포함하여 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 페이스트 조성물.
6. The method of claim 5,
The carbon nanotube may include at least one selected from the group consisting of SWNTs (Single-Wall Nanotubes), DWNTs (Double-Wall Nanotubes), MWNTs (Multi-Wall Nanotubes), and fullerenes Conductive paste composition.
제 1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 전도성 페이스트 조성물을 포함하는 후막형 PTC 발열체.


9. A thick film PTC heating element comprising the conductive paste composition according to any one of claims 1 to 8.


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