(57)【要約】【課題】  銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明は、電源部から印加される電源で発熱する２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を備えた電気温熱治療器であって、前記電源部の電源を入力とし、２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を制御するための電源オン・オフ信号と温度制御信号をそれぞれ出力する制御部、および前記制御部から印加されるそれぞれの電源および／または温度で発熱する銀ナノ電子インク印刷発熱体を含むように構成することにより、電気マット、電気毛布、電気座布団、温水マット、電気カーペットなどの一体型発熱部を２つ以上の部分に分割して使用することができるため、独立して使用が容易であり、それぞれの発熱部位別の希望温度の制御が可能である。【選択図】図１
2017516280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部から印加される電源で発熱する２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を備えた電気温熱治療器であって、
前記電源部の電源を入力とし、２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を制御するための電源オン・オフ信号と温度信号をそれぞれ出力する制御部；を含み、
前記銀ナノ電子インク印刷発熱体は、
前記制御部で印加されるそれぞれの電源と温度に応じて発熱し、２つ以上の基板上に導電性銀インクでそれぞれのパターンを形成し、前記それぞれの銀ペースト上に一対の電極を形成し、前記基板、前記導電性銀インクおよび電極上にグラビア用ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）インクを印刷して構成される、銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器。
【請求項２】
前記銀ナノ電子インク印刷発熱体は、
前記基板の反対面に積層される断熱材と、
前記断熱材の下部に積層されるＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）フォームまたはＰＩ（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）フォームからなる下部外皮と、
前記銀ナノ電子インク印刷発熱体の上部に積層される遮蔽生地と、
前記遮蔽生地の上部に積層される上部外皮とを含んでなる、請求項１に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器。
【請求項３】
前記遮蔽生地は、
炭素不織布に積層されたＬＤＰＥ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）フィルム層にＴＰＵフィルムを押出機を用いてラミネートして製作されるＴＰＵ（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）電磁波遮蔽フィルム層から構成された、請求項２に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器。
【請求項４】
前記銀ナノ電子インク印刷発熱体は、
前記基板の反対面に積層される断熱材と、
前記断熱材の下部に積層されるＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）フォームまたはＰＩ（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）フォームからなる下部外皮と、
前記銀ナノ電子インク印刷発熱体の上部に積層される炭素不織布とラミネートされた上部外皮とを含んでなる、請求項１に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器。
【請求項５】
前記導電性銀インクは、銀ナノゲルの含まれた、電気的信号の通電がなされるパターンの印刷ができるように製造される、請求項１に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器。
【請求項６】
前記グラビア用ＰＴＣインクは、
高分子、カーボンおよび黒鉛の少なくとも一つを含んで製造される、請求項１に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器。
【請求項７】
外面に陰刻されたコアセルパターンが形成され、前記導電性銀インクが注入される製版ローラーと、前記製版ローラーの間に移動するフィルムを加圧して前記製版ローラーのパターンを前記伝導性インクによって前記フィルムの一面に転写させる圧胴ローラーと、前記フィルムをガイドする一つ以上のガイドローラーによってパターンが形成される、請求項１に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器。
【請求項８】
電源部から印加される電源で発熱する銀ナノ電子インク印刷発熱体を備えた電気温熱治療器の製造方法であって、
（ａ）２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を形成する段階と、
（ｂ）下部外皮に断熱材を積層する段階と、
（ｃ）前記断熱材の上部に、前記（ａ）段階で形成された銀ナノ電子インク印刷発熱体を積層する段階と、
（ｄ）前記銀ナノ電子インク印刷発熱体の上部に遮蔽生地を接着する段階とを含んでなる、銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項９】
前記（ａ）段階は、
（ａ−１）基板を準備する段階と、
（ａ−２）前記基板にグラビア印刷方法で導電性銀インクを用いてパターンを形成する段階と、
（ａ−３）前記基板と導電性銀インクのパターン上にグラビア用ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）インクを印刷する段階とを含んでなる、請求項８に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１０】
前記（ａ−２）段階の導電性銀インクは、
（ａ−２−１）銀ナノゲルを製造する段階と、
（ａ−２−２）前記（ａ−２−１）段階で製造された銀ナノゲルの含まれた、電気的信号の通電がなされるパターンの印刷が可能な導電性銀インクを製造する段階とを含んでなる、請求項９に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１１】
前記（ａ−３）段階のグラビア用ＰＴＣインクは、
高分子、カーボンおよび黒鉛の少なくとも一つを含んで製造される、請求項９に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１２】
前記（ａ−２）段階は、
外面に陰刻されたコアセルパターンが形成され、前記導電性銀インクが注入される製版ローラー、前記製版ローラーの間に移動するフィルムを加圧して前記製版ローラーのパターンを前記伝導性インクによって前記フィルムの一面に転写させる圧胴ローラー、および前記フィルムをガイドする一つ以上のガイドローラーによってパターンを形成する、請求項９に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１３】
前記（ａ−２−２）段階は、
（ａ−２−２−１）蒸留水１０ｍｌにＡｇＮＯ３０．３ｇを溶かして銀イオン水溶液を製造する段階と、
（ａ−２−２−２）前記段階で製造された銀イオン水溶液に高分子ピロリドン、高分子ウレタンおよび高分子アミド基から選択された１つ以上の高分子バインダーを添加し、均一に分散するように分散剤を添加して攪拌する段階と、
（ａ−２−２−３）前記（ａ−２−２−２）段階の分散した溶液に１０％ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）水溶液０．５ｇをゆっくりと添加し、さらに３時間撹拌して暗緑色の溶液を製造する段階と、
（ａ−２−２−４）前記（ａ−２−２−３）段階で製造された溶液にアセトン２０ｍｌを添加して１分間攪拌した後、遠心分離器を用いて６０００ｒｐｍで３０分間分離して得た銀沈殿物に０．１ｇのジエタノール２，２アゾビス（Ｄｉｅｔｈａｎｏｌ  ２，２−ａｚｏｂｉｓ）を添加し、銀ナノゲル０．２ｇを製造して導電性銀インクを製造する段階とを含んでなる、請求項１０に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１４】
前記（ａ−３）段階は、
（ａ−３−１）室温で高分子１０〜５０重量％を溶媒１０〜５０重量％に添加し、攪拌機を用いて２０００ｒｐｍで１時間撹拌した後、カーボン１〜１０重量％と黒鉛１〜１０％を添加し、１時間さらに撹拌して高分子、カーボンおよび黒鉛の含まれた導電性ペーストを製造し、製造されたペーストをホモミキサーを用いて２０００ｒｐｍで１０分間混合する段階と、
（ａ−３−２）前記（ａ−３−１）段階の後、３ロールミルを用いてＰＴＣ導電性ペーストを製造する段階とを含んでなる、請求項９に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１５】
前記（ａ−２）段階と前記（ａ−３）段階では、
印刷温度が１５０℃以下であり、印刷速度は５〜４０ｍ／ｍｉｎ、印刷圧力は２０〜４０ｋｇｆ／ｃ２であり、フィルムテンションは５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２に維持してコアセル（Ｃｏｒｅ−Ｃｅｌｌ）を形成する、請求項９に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１６】
前記導電性ＰＴＣインクに追加される高分子成分として、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、およびエチレングリシジルメタクリル酸共重合体（ＥＧＭＡ）のうちのいずれか一つのエチレン共重合体を使用し、或いはポリエチレン（ＰＥ）、ポリウレタンおよびポリエステルのいずれか一つを使用する、請求項１４に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１７】
前記（ｄ）段階での遮蔽生地は、
炭素不織布に積層されたＬＤＰＥ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）フィルム層にＴＰＵフィルムを押出機を用いてラミネートして製作されるＴＰＵ（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）電磁波遮蔽フィルム層を含んで構成し、
前記遮蔽生地の上部には上部外皮が積層される、請求項８に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【請求項１８】
前記遮蔽生地は炭素不織布とラミネートされた上部外皮から構成される、請求項８に記載の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気温熱治療器に係り、より詳しくは、グラビア装置を用いて銀ナノ電子インク印刷発熱体を構成し、身体の部位ごとまたは面積ごとに使用者が希望する温度を調節することができる銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、Ｒ２Ｒグラビア印刷を用いた印刷電子素子を低コストで量産する技術の開発が盛んに行われている。
【０００３】
既存の暖房フィルムの製造工程は、スクリーン印刷とエッチング（Ｅｔｃｈｉｎｇ）工程を基盤とした製品生産が主をなしており、このようなほとんどの工程が複雑で製造コストが高価である。
【０００４】
近年に発売されたヒーターは、既存の重くて厚いヒーターの代わりに、薄くて軽い重量を有するように製造された製品が主流となっている。このような従来のヒーターの一例が韓国特許登録第１１１３７１３号に開示されている。
【０００５】
上述した従来技術は、一つの基板に発熱回路を精密印刷技術で印刷し、その上に絶縁薄膜を印刷して絶縁させ、絶縁薄膜上にさらにセンサー回路を印刷して基板の厚さを最小化し、その上にカバー基板を結合させることを特徴とする。
【０００６】
通常、一人用を除いた暖房寝具類は、面積が大きいため、１人だけ使用する場合、使用者を含む面積外の部分または身体部位別の希望発熱を除いた部分における発熱による電気過消費が発生するおそれがある。
【０００７】
また、古くから漢方医学の補助療法として、お湯で下半身を温めて上半身と下半身のアンバランスな体温を調整することにより体の中の冷気を除去して身体機能の改善に役立てるために使用されていた半身浴法が発達するにつれて、脚光を浴びる傾向にある。
【０００８】
四象体質別に区分してみると、太陰人および少陰人の場合には、汗をかいてこそ健康であるため半身浴が勧められるが、太陽人や少陽人のように体に熱が多い体質の場合には、むしろ半身浴による汗が害になるおそれがある。また、既存の暖房製品は熱線またはＰＶＣホースを用いた製品が主流をなして生産されているが、銀ナノ電子インク印刷発熱体を用いた寝具類製品は全くない実情であり、市販の一部の製品には電磁波への露出という問題がある。
また、個人の体質によって身体部分の温度が異なるため、既存の一体型発熱部を使用する上で多少不便さを生じさせるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、少なくとも一つの銀ナノ電子インク印刷発熱体の温度およびオン／オフをそれぞれまたは同時に制御することができる銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、電極部分接続のために銅箔テープまたは電線およびラミネート加工工程を用いた銀ナノ電子インク印刷発熱体を製作することができる銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、ナノ銀インクを用いてロール・ツー・ロール印刷方式によって製版網点のライン数を均一に調節可能であり、ＰＴＣインクを用いてグラビア装置で印刷することができる銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の別の目的は、自己温度調節が可能なＰＴＣ銀ナノ電子インク印刷発熱体を製作することができる銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決するために、電源部から印加される電源で発熱する２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を備えた電気温熱治療器は、前記電源部の電源を入力とし、２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を制御するための電源オン・オフ信号と温度制御信号をそれぞれ出力する制御部、および前記制御部から印加されるそれぞれの電源および／または温度で発熱する銀ナノ電子インク印刷発熱体を含み、前記銀ナノ電子インク印刷発熱体は、２つ以上の基板上に導電性銀インクでそれぞれのパターンを形成し、前記それぞれの銀ペースト上に一対の電極を形成し、前記基板、前記導電性銀インクおよび電極上にグラビア用ＰＴＣ（（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）インクを印刷して構成することができる。
【００１４】
このような銀ナノ電子インク印刷発熱体は、前記基板の反対面に積層される断熱材と、前記断熱材の下部に積層されるＰＥフォームまたはＰＩフォームからなる下部外皮と、前記銀ナノ電子インク印刷発熱体の上部に積層される遮蔽生地と、前記遮蔽生地の上部に積層される上部外皮とを含んで構成する。
【００１５】
一方、このような課題を解決するために、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法は、（ａ）２つ以上の銀ナノ電子インク印刷発熱体を一つの基板上に形成する段階と、（ｂ）下部外皮に断熱材を積層する段階と、（ｃ）前記断熱材の上部に、前記（ａ）段階で形成された銀ナノ電子インク印刷発熱体を積層する段階と、（ｄ）前記銀ナノ電子インク印刷発熱体の上部に遮蔽生地を接着する段階と、（ｅ）前記遮蔽生地上に上部外皮を積層する段階とを含んでなることができる。
【００１６】
また、（ａ）段階は、（ａ−１）基板を準備する段階と、（ａ−２）前記基板にグラビア印刷方法で導電性銀インクを用いてパターンを形成する段階と、（ａ−３）前記基板と前記導電性銀インクのパターン上にグラビア用ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）インクを印刷する段階とを含んでなる。
【００１７】
導電性銀インクは、銀ナノゲルを製造し、製造された銀ナノゲルの含まれた、電気的信号の通電がなされるパターンの印刷が可能な導電性銀インクを製造することにより実現され、グラビア用ＰＴＣインクは、高分子、カーボンおよび黒鉛の少なくとも一つを含んで製造できる。
【００１８】
導電性ＰＴＣインクに追加される高分子成分としては、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、およびエチレングリシジルメタクリル酸共重合体（ＥＧＭＡ）のうちのいずれか一つのエチレン共重合体を使用し、或いはポリエチレン（ＰＥ）、ポリウレタンおよびポリエステルのいずれか一つを使用することができる。
【００１９】
また、銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器は、外面に陰刻されたコアセルパターンが形成され、前記導電性銀インクが注入される製版ローラー、前記製版ローラーの間に移動するフィルムを加圧して前記製版ローラーのパターンを前記伝導性インクによって前記フィルムの一面に転写させる圧胴ローラー、および前記フィルムをガイドする一つ以上のガイドローラーによってパターンが形成されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
したがって、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法によれば、電気マット、電気毛布、電気座布団、温水マット、電気カーペットなどの一体型発熱部を２以上の部分に分割して使用することができるので、独立して使用が容易であり、それぞれの発熱部位別の希望温度の制御が可能である。
【００２１】
また、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法によれば、半身浴の機能を使用して血管拡張効果と筋肉弛緩効果を得ることができ、血液の循環が円滑になって疲労回復に役立てるうえ、体温が上昇して血流量が増加しながら血液の循環や新陳代謝を促進させ、老廃物の排出に貢献する効果があるので、様々な状況や用途に応じて医療用または暖房製品に多方面から応用および融合させることができる。
【００２２】
また、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法によれば、ロール製版網点のライン（ｌｉｎｅ）数と深度を調節することにより、所望の面積に所望の抵抗値を得ることができるので、当該抵抗値に応じる発熱温度を調節して使用できるという効果がある。
【００２３】
また、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法によれば、既存のＰＴＣ面状発熱体の製作方法として用いられたスクリーン印刷工程を利用せず、Ｒ２Ｒグラビア印刷工程を利用して製作工程の簡素化およびコスト削減効果を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器及びその製造方法によれば、温度によるＰＴＣ銀ナノ電子インク印刷発熱体の５０％を超える電気的電流変化特性により、低温で瞬間発熱温度が高く、高温では低い電流を維持するようにすることにより、火災の危険性を低減することができるうえ、低電力で高い熱効率を持つことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の主要構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係る銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の断面図である。
【図３】本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体の詳細断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】面状発熱体を製造する過程を説明するためのフローチャートである。
【図６】銀ナノゲルを生成する過程を具体的に説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明に係る伝導性インクを用いたコアセル製造装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書および請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的または辞典的な意味で限定解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。
【００２７】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とすると、これは、特に反対の記載がなければ、他の構成要素を排除するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、明細書に記載された「・・・部」、「・・・器」、「モジュール」、「装置」などの用語は少なくとも一つの機能または動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアおよび／またはソフトウェアの組み合わせで実現できる。
【００２８】
各段階において、識別符号（例えば、ａ、ｂ、ｃ、．．．）は、説明の便宜のために使用されるもので、各段階の手順を説明するものではない。各段階は、文脈上明らかに特定の順序を記載していない限り、明記された順序とは異なる順で行われてもよい。つまり、各段階は、明記された順序と同じ順で行われてもよく、実質的に同時に行われてもよく、その逆の順で行われてもよい。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
【００２９】
図１は本発明の一実施例に係る銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の主要構成図、図２は本発明の一実施例に係る銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の断面図、図３は本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体の詳細断面図である。
【００３０】
図示の如く、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器は、外部電源を駆動電源に変換させて出力する電源部１３０と、電源部１３０から印加される電源を入力とし、それぞれの銀ナノ電子インク印刷発熱体の電源と温度を制御するための制御部１１０と、電源によって発熱する銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０とを含んでなることができる。
【００３１】
本発明では、効果的に電磁波を抑制するために、銀ナノ電子インク印刷発熱体の電源端に交流電源を使用せずに直流電源を使用するものと説明するが、これに限定されず、必要に応じて交流または直流電源を使用することができる。
【００３２】
電源部１３０は、コンセントを介して印加される外部交流電源が入力されるＡＣ入力手段１３１、およびＡＣ入力手段１３１から印加される交流電源を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１３２を備え、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３２から出力された直流電源を銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０に出力するように構成することができる。
【００３３】
上述したように、本発明は、電源部１３０に直流変換手段を備えることにより、銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０を直流として発熱させる。通常、発熱マットから発生する電磁波は交流電源の印加時に直流よりも多くの量が発生するからである。
【００３４】
制御部１１０は、電源部１３０から供給される電源をそれぞれの銀ナノ電子インク印刷発熱体１２１、１２２、１２３に供給するとともに、それぞれの銀ナノ電子インク印刷発熱体の温度を制御することができるように構成する。
【００３５】
このために、制御部１１０は、通常の制御パッド上にそれぞれの銀ナノ電子インク印刷発熱体の電源をオン・オフするためのオン／オフ制御部１１１と、各銀ナノ電子インク印刷発熱体の温度を制御するための温度制御部１１２とを備えることができる。
本発明の一実施例では、銀ナノ電子インク印刷発熱体を３つ構成したことを例として挙げて説明する。
【００３６】
図２を参照すると、銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器は、下部外皮１４０上に断熱材１５０を積層し、断熱材上に銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０を構成した後、銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０上に遮蔽生地１６０を積層し、その上に上部外皮１７０を積層した構造で構成する。
【００３７】
下部外皮１４０は緩衝材であってＰＥ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）フォームやＰＵ（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）フォームで構成し、断熱材１５０はアルミニウム断熱材を使用することが好ましい。
遮蔽生地１６０はＴＰＵ電磁波遮蔽フィルムまたは磁界遮蔽シートを使用することができる。
【００３８】
ＴＰＵ（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）電磁波遮蔽フィルムは、炭素不織布に積層されたＬＤＰＥ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）フィルムにＴＰＵフィルムをラミネートして製作することにより、電磁波を遮蔽するとともに楽な感じを与えるという特徴がある。
【００３９】
ＴＰＵ電磁波遮蔽フィルムは、繊維材質の炭素不織布にＬＤＰＥフィルム層を積層した後、その上部に押出機を用いてＴＰＵフィルムをラミネートすることにより製作される。
【００４０】
ＬＤＰＥ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）は、低密度ポリエチレンから高圧ラジカル重合方法によって製造されるため、長鎖分枝が多いことが特徴であり、これにより耐衝撃性や耐低温脆化性、柔軟性、加工性、フィルムの透明性、耐化学性、耐水性、電気絶縁性などに優れる。
ＴＰＵ電磁波遮蔽フィルムの上部には、より効果的に磁場を遮蔽するためにパーマロイ層を積層することができる。
【００４１】
パーマロイ（ｐｅｒｍａｌｌｏｙ）は、ニッケル約８０％、鉄２０％の合金であって、透磁率が非常に高く、磁気ヒステリシス（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）の損失が小さい優秀な磁性材料であって、加工性に優れて複雑多様な形状への加工が容易である
【００４２】
また、パーマロイ（Ｐｅｍａｌｌｏｙ）から壁体を作ると、外部の磁気は壁に吸収されて内部に入ることができない。逆に、磁界発生地点をパーマロイ（ｐｅｒｍａｌｌｏｙ）壁体で塞げると、磁界は外部に出られなくなる。
また、上部外皮１７０はモノリウムなどの床材を使用することができる。
【００４３】
前述の説明では、遮蔽生地１６０上に上部外皮１７０を積層する構造と説明したが、遮蔽生地１６０と上部外皮１７０をそれぞれ使用せずに、遮蔽機能のある炭素不織布と上部外皮とをラミネートして使用することもできる。
【００４４】
ナノ電子インク印刷発熱体１２０は、３つの部分に区分されて断熱材１５０上に積層され、それぞれの銀ナノ電子インク印刷発熱体の電源または温度が制御部１１０によって制御されるように構成する。
【００４５】
このため、各銀ナノ電子インク印刷発熱体は、それぞれの基板１２１ａ、１２２ａ、１２３ａ上に銀ペースト１２１ｂ、１２２ｂ、１２３ｂでパターンを形成し、銀ペースト上に一対の電極１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃを形成するようにする。
つまり、各銀ナノ電子インク印刷発熱体ごとに一対の電極を形成して電源が供給されるようにする。
【００４６】
より具体的には、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体は、基板１２１ａ、１２２ａ、１２３ａにナノ導電性銀インク１２１ｂ、１２２ｂ、１２３を用いてグラビアでパターンを印刷し、パターン上に電極１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃを形成した後、基板の一部、導電性銀インク１２１ｂ、１２２ｂ、１２３および電極１２１ｃ、１２２ｃ、１２３ｃの上にグラビア用ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）インク１２１ｄ、１２２ｄ、１２３ｄを印刷することにより構成される。
以下、図面を参照して、上述した構成の銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法を説明する。
【００４７】
図４は本発明の一実施例に係る銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器の製造方法を説明するためのフローチャートであって、まず、銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０を製造した後（Ｓ１００）、用意された下部外皮１４０に導電性接着剤を用いて断熱材１５０を接着する（Ｓ２００〜Ｓ３００）。
【００４８】
その後、断熱材１５０上に、段階Ｓ１００で製造された銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０を積層して接着し（Ｓ４００）、銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０の上部に遮蔽生地１６０を積層し（Ｓ５００）、その上部に上部外皮１７０を積層して完成することができる（Ｓ６００）。
【００４９】
ここでも、段階Ｓ５００と段階Ｓ６００の両過程を経ることなく、銀ナノ電子インク印刷発熱体１２０の上部に、炭素不織布とラミネートされた上部外皮を積層して構成することもできる。
まず、本発明の銀ナノ電子インク印刷発熱体を製造するために銀ナノゲルを製造する過程を行う（Ｓ１１０）。
本発明の銀ナノゲルは、グラビア装置を用いて伝導性のある銀ナノゲルを生成することができるように構成される。
このため、図面を参照してより具体的に説明する。
【００５０】
図５は銀ナノゲルを生成する過程を説明するためのフローチャートであって、蒸留水１０ｍｌにＡｇＮＯ３０．３ｇを溶かして銀イオン水溶液を製造する（Ｓ１１１）。
【００５１】
つまり、ナノ粒子サイズの銀（Ａｇ）を硝酸塩（Ｎｏ３）と混合することにより、銀酸化物（ＡｇＮＯ３）０．３ｇを蒸留水１０ｍｌに溶かして銀イオン水溶液に製造される。
【００５２】
本発明では、銀酸化物を蒸留水に溶かして銀イオン水溶液を製造すると説明したが、ナノ粒子サイズを有する銀（Ａｇ）と酢酸（ＣＨ３ＣＯＯ）の銀酸化物（ＣＨ３ＣＯＯＡｇ）水溶液を蒸留水に溶かして銀イオン水溶液に製造することもできる。
【００５３】
段階Ｓ１１１で製造された銀イオン水溶液に、高分子ピロリドン、高分子ウレタンおよび高分子アミド基から選択される１つ以上の高分子バインダーを添加し、均一に分散するように分散剤を添加して攪拌する（Ｓ１１２）。
【００５４】
本発明では、説明の便宜のために、銀イオン水溶液に高分子ピロリドン（数平均分子量５万）０．０２ｇを添加し、均一に分散するようにホモジナイザー（Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ）で攪拌するのである。
【００５５】
段階１１３では、段階Ｓ１１２で分散した溶液に１０％ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）水溶液０．５ｇをゆっくりと添加し、さらに３時間撹拌して暗緑色の溶液を製造する。
【００５６】
ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）は、還元剤として動作し、ヒドラジンだけでなく、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、ホルムアルデヒド、アミン類化合物、グリコール類化合物、グリセロール、ジメチルホルムアミド、タンニン酸、クエン酸塩及びグルコースを含む群から選択された一つ以上の還元剤を添加することができるのは勿論のことである。
【００５７】
段階Ｓ１１３で製造された溶液にアセトン２０ｍｌを加えて１分間攪拌した後、遠心分離器を用いて６０００ｒｐｍで３０分間分離して得た銀沈殿物に０．１ｇのジエタノール２，２アゾビス（Ｄｉｅｔｈａｎｏｌ  ２，２−ａｚｏｂｉｓ）を添加して銀ナノゲル０．２ｇを製造する（Ｓ１１４）。
【００５８】
ジエタノール２，２アゾビス（Ｄｉｅｔｈａｎｏｌ  ２，２−ａｚｏｂｉｓ）は、安定化手段として使用され、攪拌段階で底部に沈殿した銀ナノ沈殿物に添加して安定化させるものである。
上述した段階で、銀ナノゲルの含まれた導電性ペーストを完成する。
【００５９】
生成された導電性銀ナノ粒子を電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影すると、銀ナノゲルの粒子は１０〜１００ｎｍの粒子サイズを有する。
上述したように段階Ｓ１１０で銀ナノゲルを製造すると、次に、銀ナノゲルの含まれた導電性銀インクを製造する（Ｓ１２０）。
【００６０】
上述したような銀ナノゲルの含まれた導電性ペーストは、室温で溶媒に分散してエポキシと銀粒子と硬化剤が添加および撹拌され、最終的には銀ナノゲルの含まれた伝導性インクが製造されるのである。
【００６１】
より具体的には、銀ナノゲルの含まれた導電性銀ペーストは、室温で前記製造例１のナノゲル１００ｇをエチレングリコール２０ｇに１時間分散させて製造した銀ナノゲル１重量％、エポキシ樹脂（Ｍｗ：５万）１３重量％、銀粒子８４重量％および硬化剤２重量％を添加して室温で３時間以上攪拌することにより製造する。
この際、エチレングリコールの添加量を調節してそれぞれ粘度２００ｃｐと５００ｃｐのインクを製造する。
（製造例１）
【００６２】
銀イオン水溶液に０．１〜０．０５ｇ／ｍｌの高分子バインダーと０．０１〜０．０５ｇ／ｍｌの還元剤を添加した後、３０分〜３時間攪拌し、アセトン１０ｇ／ｍｌを添加した後、遠心分離器を介して６０００ｒｐｍで２時間処理し、得られる沈殿物にジエタノール２，２アゾビス（Ｄｉｅｈｔｎａｎｏｌ  ２，２−ａｚｏｂｉｓ）０．０１〜０．００１ｇ／ｍｌを添加して第１実施例の銀ナノゲルを得た。
【００６３】
ここで、前記第１実施例の銀ナノゲルの製造過程で遠心分離された後、高分子バインダーの含有量が０．０１〜０．０３重量％の割合を持つように調節することが好ましい。前記高分子バインダーの含有量が０．０１〜０．０３重量％超過または未満になると、ナノゲルが形成されず、分散していない相分離された銀ナノ粒子を得るからである。
【００６４】
また、前記第１実施例の銀ナノゲルを用いた伝導性インクは、銀ナノゲル１〜０．０１ｇ／ｍｌ、極性有機溶媒、並びに有機物添加剤、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、ジエチレンアルコールアミンおよびエチレングリコールの中から選択されたもの０．０１〜０．０６ｇ／ｍｌを添加し、前記製版ローラー１０に供給して前記コアセルを印刷するのに適する。
（製造例２）
【００６５】
蒸留水１０００ｍｌに３０ｇのＡｇＮＯ３を溶かして銀イオン水溶液を製造した。この溶液に高分子ピロリドン（分子量平均５万）２０ｇを添加し、ヒドラジン水溶液１５ｇをゆっくりと添加し、撹拌して暗緑色の溶液を製造した。得られた溶液にアセトン２０００ｍｌを添加し、さらに１分間攪拌した後、遠心分離器を用いて６０００ｒｐｍで１０分間分離した沈殿物にヒドロキシエチルセルロースを添加して銀ナノゲル１５ｇを製造した。
【００６６】
この銀ナノゲルを用いた伝導性インクは、こうして得られた銀ナノゲル１〜０．０１ｇ／ｍｌ、好ましくは０．５〜０．０３ｇ／ｍｌ、水溶液または極性有機溶媒、並びに有機物添加剤、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、ジエチレンアルコールアミンおよびエチレングリコールの中から選択されたもの０．０１〜０．０６ｇ／ｍｌを添加してインクを製造した。
前記銀ナノゲルの第２実施例において前記ヒドロキシエチルセルロースの量を順次変化させた比較例１〜比較例５によって、それぞれの抵抗値を比較した。
（比較例１）
【００６７】
前記製造例２において銀ナノゲルに対して前記ヒドロキシエチルセルロース０重量比を添加した。そして、製造例で記載されているように、得られた銀ナノゲルを水溶性溶媒に混合した後、インクジェットまたはグラビア印刷方法でパターンを印刷し、０〜５分間硬化させた。
（比較例２）
【００６８】
前記製造例２において銀ナノゲルに対して前記ヒドロキシエチルセルロース０．２重量比を添加し、製造例で記載されているように、得られた銀ナノゲルを水溶性溶媒に混合した後、インクジェットまたはグラビア印刷方法でパターンを印刷し、０〜５分間硬化させた。
（実施例３）
【００６９】
前記製造例２で銀ナノゲルに対して前記ヒドロキシエチルセルロース０．３重量比を添加した。そして、製造例で記載されているように、得られた銀ナノゲルを水溶性溶媒に混合した後、インクジェットまたはグラビア印刷方法でパターンを印刷し、０〜５分間硬化させた。
（実施例４）
【００７０】
前記製造例２において銀ナノゲルに対して前記ヒドロキシエチルセルロース０．４重量比を添加した。そして、製造例で記載されているように、得られた銀ナノゲルを水溶性溶媒に混合した後、インクジェットまたはグラビア印刷方法でパターンを印刷し、０〜５分間硬化させた。
（実施例５）
【００７１】
前記製造例２において銀ナノゲルに対して前記ヒドロキシエチルセルロース０．５重量比を添加した。そして、製造例で記載されているように、得られた銀ナノゲルを水溶性溶媒に混合した後、インクジェットまたはグラビア印刷方法でパターンを印刷し、０〜５分間硬化させた。
【００７２】
図８は銀ナノゲルの第２実施例で抵抗を測定したグラフであり、表１は前記比較例１〜比較例５の蒸留水と塩水に沈殿させた後、引き出して抵抗値、接着力および比抵抗を測定した結果である。
【００７３】
【表１】
2017516280.tif 000003
【００７４】
図８と表１の両方を参照すると、ヒドロキシエチルセルロースが０重量比（ｗｔ％）で含有された実施例１による製造用組成物の含まれているインクで印刷されたパターンは、５分間硬化させた場合、蒸留水に浸漬されたパターンの抵抗が５．６→４．１ｍΩ／ｓｑ／ｍｉｌと安定しているが、塩水に浸漬した場合、抵抗値がすべて測定されなかったので安定していないことを確認することができた。
【００７５】
逆にヒドロキシエチルセルロースが０．５重量比（ｗｔ％）を含む実施例５は、蒸留水と塩水でそれぞれ浸漬された場合、いずれも抵抗値が高く測定されたので不適であると判定された。
【００７６】
しかし、実施例２〜実施例４は、ヒドロキシエチルセルロースを前記銀ナノゲルに対して０．２〜０．４重量比で含む製造用組成物であって、蒸留水と塩水にそれぞれ浸漬された場合のいずれも５ｍΩ／ｓｑ／ｍｉｌ以下の抵抗が測定されることにより、合格判定を下すことができた。
したがって、前記銀ナノゲルの第２実施例において、前記ヒドロキシエチルセルロースは銀ナノゲルに対して０．２〜０．４重量比で含むことが好ましい。
【００７７】
段階Ｓ１１０乃至Ｓ１２０の過程を経て導電性銀インクが製造されると、段階Ｓ１３０では高分子、カーボンおよび黒鉛の含まれた導電性ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）インクを製造する。
【００７８】
段階Ｓ１３０でのＰＴＣインク製造方法は、大量生産性を維持しながらも、乾燥後の変形（湾曲、曲げ、カーリングなど）の程度を制御することができなければならない。
【００７９】
具体的には、高分子、カーボンおよび黒鉛の含まれた導電性ペーストは、室温で高分子１０〜５０重量％を溶媒１０〜５０重量％に添加し、攪拌機を用いて２０００ｒｐｍにて１時間撹拌した後、カーボン１〜１０重量％と黒鉛１〜１０％を添加し、１時間追加撹拌した後、製造されたペーストをホモミキサーを用いて２０００ｒｐｍにて１０分間混合する。
【００８０】
その後、３ロールミルを用いてＰＴＣ導電性ペーストを製造し、完成した。この際に、高分子、溶媒、黒鉛およびカーボンの添加量を調節して粘度２００ｃｐ〜２，０００ｃｐのインクを製造した。
発熱体のサイズとパターン形状に応じて、各高分子、溶媒、カーボン、黒鉛の含有量は流動的に変わらなければならない。
【００８１】
発熱体のサイズとパターン形状に応じてインクの含有量が変わらなければならない理由は、発熱面積に応じる所望の温度を実現するためにインクの抵抗が変わらなければならないからである。
【００８２】
また、広い発熱体を製作する場合、発熱温度は印加される電圧によって異なるが、所望の温度に調整するためにはインク自体の抵抗が流動的に低くなるか高くなることができる。
下記の表２はインク含有量別の抵抗値を測定して示すデータである。
【００８３】
【表２】
2017516280.tif 000004
【００８４】
表２を参照すると、発熱体のサイズとパターン形状に応じて各高分子、溶媒、カーボン、黒鉛の含有量が流動的に変わってこそ抵抗値を調節することができることが分かる。
このようなテストを経た好ましい構成比は表３に例示されている。
【００８５】
【表３】
2017516280.tif 000005
【００８６】
高分子成分としては、通常、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレングリシジルメタクリル酸共重合体（ＥＧＭＡ）などのエチレン共重合体を使用し、或いはポリエチレン（ＰＥ）、ポリウレタンまたはポリエステルなども使用することができる。
本発明では、水溶性ＰＴＣインクを製造／開発したので、水との溶解力があるいずれの溶媒を使用してもよい。
【００８７】
本発明の自己温度調節ＰＴＣ銀ナノ電子インク印刷発熱体は、基板上にナノ銀インクとカーボンＰＴＣインクを用いてグラビア装置で印刷するもので、まず、ＰＥＴまたはＰＩからなる基板を用意する（Ｓ１４０）。
【００８８】
段階Ｓ１４０で用意された基板上に、まず、ナノ銀インクを用いてグラビアで印刷し（Ｓ１５０）、電極を印刷した後（Ｓ１６０）、カーボンＰＴＣインクを印刷して銀ナノ電子インク印刷発熱体を完成する（Ｓ１７０）。
段階Ｓ１６０では、銀ペースト上に銅箔テープまたは電線およびラミネート加工工程を用いて電極を形成することができる。
【００８９】
図７はロール・ツー・ロールグラビア印刷装置を示すものであって、本発明の実施例を説明するための一例としてロール・ツー・ロールグラビア印刷装置を示すものである。
【００９０】
グラビア印刷装置は、コアセルのパターン１１が形成された製版ローラー１０と、製版ローラー１０を加圧して、それらの間に移動するフィルム４０を加圧する圧胴ローラー２０と、フィルム４０をガイドする一つ以上のガイドローラー３０とを含んでなる。
【００９１】
製版ローラーは、コアセルの網点を形成するために、上方に突出する多数の突起パターンと、前記突起パターンの間で陰刻される多数のパターン溝とからなる。ここで、前記突起パターンとパターン溝は所定の面積内で限られた数の網点をなすようにパターン形成される。
【００９２】
圧胴ローラー２０は、フィルム４０を挟んで製版ローラーと噛み合いながら回転し、前記製版ローラーに形成されたパターン溝の間に伝導性インクが注入されながら、前記パターンがフィルム４０に転写される。
（面状発熱体の製造例１）
【００９３】
本発明のＰＴＣ面状発熱体を製造するために、導電性銀ナノインクとＰＴＣカーボンインク印刷のための最適なグラビア印刷条件は、印刷温度が１５０℃以下であり、印刷速度は５〜４０ｍ／ｍｉｎ、印刷圧力は２０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２であり、フィルムテンションは５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２に維持されることがコアセル（Ｃｏｒｅ−Ｃｅｌｌ）の形成に最も適する。前記印刷速度はグラビア印刷時のロールの回転に伴うフィルムの移動速度を意味し、印刷圧力はグラビア印刷装置のパターンロールと圧胴ロール間の圧力であり、フィルムテンションはフィルムを両側から引っ張る力を意味する。
【００９４】
製版深度１０μｍで固定されるようにして実験を行うと、５０ｌｉｎｅでは微細ホールが多く現れ、１５０ｌｉｎｅでは微細ホールがほぼ現れないことが分かるため、ライン（ｌｉｎｅ）数を調節してインクによる抵抗を調節することができる。製版深度も同様に、深度が深くなるとインクの転移量が多くなって同じパターンでの抵抗が低くなり、深度が浅くなると抵抗も高くなるのである。
【００９５】
また、ＰＴＣ銀ナノ電子インク印刷発熱体の５０％を超える電気的電流変化特性により、低温で瞬間発熱温度が高く、高温では電流が低く形成されて維持されることにより、火災の危険が減少し、低電力で高い熱効率を持つことができるのである。
【００９６】
上述した方法により製造された銀ナノ電子インク印刷発熱体分離型電気温熱治療器は、既存の暖房寝具類の一体型発熱部を三つの部分に分割して製作したので、使用者を含む面積外の発熱を遮断することにより、電気過消費を防ぐことができる。
【００９７】
以上、本発明は記載された具体例について詳細に説明されたが、本発明の技術思想の範囲内で多様な変形及び修正を加え得るのは当業者にとって明らかであり、それらの変形および修正も特許請求の範囲に属するのは当然のことである。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明は、発熱マットに使用できるものであって、電気マット、電気毛布、電気座布団、温水マット、電気カーペットなどの一体型発熱部を二つ以上の部分に分割して使用することができる温熱マットに利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017516280.tif 000012
【図８】
2017516280.tif 000013
【国際調査報告】
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