초록 ▼

□ 최종목표
~400℃까지 사용이 가능한 산업용 유연면상발열체

□ 개발내용 및 결과
○ 400℃급 산업용 범용 금속직조 유연면상발열체 개발
- SUS사를 직조하여 제조한 직조 전극의 고온발열 시험을 통해 400℃까지 균일한 발열 확인
- 금속직조 발열전극의 절연을 위해 폴리이미드 필름 패키징 공정 확보
- 반도체 배관용 시제품 제작 및 특성시험 통과
○ 산업용 발열체의 설계를 위한 특성 전산모사
- 반도체장치의 배관의 발열특성 및 온도분포 전산모사
- ANSYS를 이용한 전기-

□ 최종목표
~400℃까지 사용이 가능한 산업용 유연면상발열체

□ 개발내용 및 결과
○ 400℃급 산업용 범용 금속직조 유연면상발열체 개발
- SUS사를 직조하여 제조한 직조 전극의 고온발열 시험을 통해 400℃까지 균일한 발열 확인
- 금속직조 발열전극의 절연을 위해 폴리이미드 필름 패키징 공정 확보
- 반도체 배관용 시제품 제작 및 특성시험 통과
○ 산업용 발열체의 설계를 위한 특성 전산모사
- 반도체장치의 배관의 발열특성 및 온도분포 전산모사
- ANSYS를 이용한 전기-열-기체유동 연성해석 기술 확보
- 전산모사를 통한 실험결과 검증 및 설계 기술 확보
○ 금속섬유발열체와 외부연결전극 접합 방법 개발
- 발열체에 균일한 전계를 인가하기 위한 금속스트립으로 만들어진 외부연결전극을 금속섬유전극에 심용접하는 공정 개발 및 소재 개발
- 베릴륨동 소재의 저온용 발열체용 외부전극 개발
- SUS와 Ni 소재의 산업용 고온발열체 외부전극 개발
○ 금속섬유발열체 양산 장비 개발
- 폴리이미드 절연필름 라미네이팅 장치와 외부전극 심용접을 결합한 롤투롤 양산 제조 장비 개발
○ 의류용 저온 금속섬유면상발열체 개발
- 여성내의 적용 저온면상발열체 개발
- 스포츠웨어 및 패딩용 저온면상발열체 제작
- 블루투스 제어 온도조절 전원장치 양산 시제품 제작
- 저가형 3단 USB type 온도조절장치 개발

□ 기술개발 배경
○ 한국전기연구원에서 세계최초로. 50μm의 스테인레스강 섬유를 이용하여 직조 유연면상발열체를 제조하는 기술 개발
○ ㈜송이실업은 전기연구원 금속섬유직조 기술(태양전지용 직조기술)을 이전 받아 현재 세계 유일의 1.5m폭 금속섬유직조 양산기술 개발에 성공하여 금속섬유직조 천 양산 중.
○ 현재 본 제품이 대상으로하는 400℃까지 사용이 가능한 고온면상발열체는 아직 세계적으로도 본격적인 제품이 없어 실질적인 비교 대상이 없음
○ 탄소계 면상 발열체는 전자부품연구소, 한국전자통신연구원, 코오롱 등에서 개발하여 일부 상품화에 성공하였으나 사용온도가 250℃로 한계가 있고, 가격이 고가임.
○ 재료연구소는 은나노를 폴리머기판위에 코팅하여 박막으로 제조하는 은나노 발열체를 개발하여 희성금속에 기술이전하였으나 아직 상품은 나오지 않고 있고, 은나노의 특성인 산화의 문제로 고온 사용에는 한계가 있음.
○ Watrow사는 니크롬선과 같은 기존 발열선을 가늘게 사용하여 면상으로 제작하는 방식 또는 폴리이미드 위에 니크롬을 증착하여 면상발열체를 제조하는 방식을 택하고 있으나 유연성이 나쁘고 대면적의 발열체 제작이 어려워 산업용으로 광범위한 응용은 어려워 시장이 제한적임.
○ Sefar사는 미세한 Cu금속선을 폴리머실과 합사하여 직조하는 섬유형 면상발열체를 시판하고 있으나, 금속섬유만의 직조기술을 지니지 못하여 직조가 가능하나 저항이 낮은 Cu선을 사용함에 따라 사용온도가 50℃ 이하로 낮고 발열효율이 매우 나빠 의류이외의 타 용도로는 사용이 어렵고 산업용으로의 사용은 불가능함.

□ 핵심개발 기술의 의의
○ 50μm의 가는 금속섬유만으로 광폭의 양산형 직조가 가능한 세계최고의 독창적인 기술 보유
○ 금속섬유만을 이용하여 400℃까지의 고온에서 사용이 가능한 유일한 유연면상발열체
○ 금속섬유/세라믹섬유속섬유/아라미드섬유의 복합섬유를 이용한 독창적 기술
○ 미세한 섬유일수록 효율이 향상되므로, 기존의 발열선재에 비해 높은 효율 달성 가능
○ 200℃/분 이상의 고속 승온이 가능

□ 적용 분야
○ 본 제품은 범용성이 커서 각종 발열을 필요로하는 반도체와 LED 제조장치, 산업배관, 발전소, 군용, 전기자동차용, 의류용,의료용 등 다양한 용도로 활용이 가능하여 시장 확장성이 큼.
○ 금속섬유와 단열섬유를 다양하게 사용하는 것이 가능하므로 수요자의 요구에 따라 다양한 기능 및 형태를 지닌 발열체 개발가능

(출처 : 초록 - 3. 개발결과 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 초록 ... 3
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 16
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 파급 효과 ... 17
• 제 2 장 과제 수행 내용 ... 19
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 19
• 제 2 절 개발 내용 및 개발 범위 ... 20
• 제 3 장 과제 수행 결과 및 사업화 계획 ... 23
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 23
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 23
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 23
• 3. 연구개발 성과 ... 41
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 44
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 44
• 1. 시장 현황 ... 44
• 2. 사업화 계획 ... 45
• 3. 향후 추가 기술 개발 계획 ... 46
• 제 4 장 결 론 ... 46
• 제 1 절 향후 활용방안 ... 46
• 제 2 절 지원효과 ... 47
• 제 3 절 결 론 ... 48
• 끝페이지 ... 49