KR100504354B1 - 2 층구조를 갖는 온도조절형 발열 섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유의 심층부(1)에는 상변화 물질을 함유한 원사가 존재하며 그 외층(2)은 전도성 물질로 피복된 2 층 구조를 갖는 온도조절형 발열 섬유에 관한 것이다.

본 발명은 온도조절 기능, 발열기능을 동시에 갖고 있어 동절용 각종 스포츠 의류, 침구류 및 각종 스포츠 용품에 적합하다.

Description

2 층구조를 갖는 온도조절형 발열 섬유 {A thermal insulation 2 layer fiber having the self temperature control function}

본 발명은 2층 구조를 갖는 온도조절 기능과 발열기능이 동시에 발현되는 섬유에 관한 것이다.

외부 전원에 의해 발열기능을 갖는 섬유는 전원 공급이 중단되면 동시에 발열기능도 소멸되는 단점을 갖고 있으며 온도가 상승시 잉여 열에너지가 대기로 방출되어 열 소모율이 높다.

본 발명은 상변화물질을 이용하여 온도상승을 억제하여 열소모율을 저하시키고 또한 전원공급이 중단되어도 장시간 보온기능을 갖는 온도조절형 발열섬유에 관한 것이다.

본 발명은 상변화 물질을 함유한 온도조절형 원사가 심층부(1)에 존재하며 그 외층(2)에는 전도성이 우수한 도전성 탄소, 금, 은, 구리, 니켈 등의 물질이 피복 또는 코팅된 2층 구조를 갖는 섬유로서 온도조절 기능과 발열기능을 동시에 발현시키기 위한 것이다.

본 발명은 2 층 구조를 갖는 온도조절형 발열 섬유에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 상변화 물질을 함유한 아크릴 또는 폴리에스테르, 나이론, 폴리올레핀 등의 원사가 심층부(1)에 존재하며 그 외층(2)은 전도성 물질인 도전성 탄소, 금, 은, 니켈, 구리 등이 주재인 도전성 섬유 또는 상기 전도성 물질로 피복 또는 코팅된 것을 특징으로 한다.

이후 본 발명을 상세하게 설명한다.

심층부(1)에 존재하는 원사는 상변화 물질을 함유한 아크릴 또는 폴리에스테르, 나이론, 폴리올레핀 등의 원사로 구성된다.

상변화 물질이란 특정온도에서 온도의 변화없이 고체에서 액체 또는 액체에서 고체로 상이 변하면서 많은 열을 흡수 또는 방출하는 물질을 의미한다.

이와 같이 상변화 물질이 상변화시 동일한 온도를 유지하면서 흡수 또는 방출하는 열을 잠열이라 하는데 상당한 양의 운동 열에너지를 흡수하여도 온도의 상승없이 단지 고체에서 액체로 그 상만을 변화시켜 주므로써 외층(2)을 구성하는 발열층의 과잉 열에너지를 흡수하여 열손실을 억제시킨다.

반대로 액체로 전이된 상이 고체로 바뀌면서 그간 흡수한 많은 열에너지를 체내로 방출시키므로써 전원공급이 중단되어도 장시간 보온성을 유지시켜 준다.

상변화 온도는 다양하게 설정이 가능하나 25℃가 인체에 적합하다. 상변화 물질로는 C₃OH62, C₂OH42 등의 유기물과 MgCl₂.6H₂O, Srbr₂ .6H₂O, Zn₂.4H₂O 둥의 무기물 등을 사용하는 것이 바람직하며 원사를 방사시 마이크로 캡슐화하여 복합방사 방식으로 제조한다.

외층(2)은 전도성 섬유 또는 물질로 구성된다.

전도성 섬유나 물질로는 비저항치가 낮아 전기 전도성이 우수한 금, 은, 니켈 또는 도전성 탄소를 사용할 수 있으며 상기 물질로 심층부(1)를 피복하거나 원사 코팅하는 방법으로 제조할 수 있다.

본 발명의 섬유는 일반원단의 제직 방법으로 생산한 후 원단의 양 끝단에 금속판을 부착시켜 한쪽에는 + 전류, 다른 한쪽에는 - 전류를 연결시킨 후 전원을 공급하여 사용할 수 있다.

먼저 심층부(1)에는 상변화 물질을 함유한 원사를 심사(Core yarn)로 하고 그 외층(2)을 전도성 물질인 금, 은, 니켈, 구리, 도전성 탄소섬유로 만들어진 원사로 한후 특수장치가 설치된 투포원(two for one) 연사기에서 제조하거나 원사 코팅기에서 심층부(1)를 상기 전도성 물질로 상기 심층부(1)의 표면에 사코팅 방법으로 코팅할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴 본다.

그러나 본 발명이 아래 실시예에만 국한되는 것은 아니다.

(실시예 1)

심층부(1)에는 상변화 물질을 18% 함유한 45'S 아크릴 원사를 심사(Core yarn)로 한 후 그 외층(2)을 75 데니어의 도전성 탄소 원사로 피복시켜 2층 구조의 원사를 만들었다.

상기 원사를 경.위사로 사용하여 경사밀도 140 본/인치, 위사밀도 90 본/인치로 평직 조직으로 제직한 후 원단의 양끝단에 각각 + 전류, - 전류를 흐르게 하였다.

본 발명의 원단의 온도조절 및 유지기능을 측정한 결과는 〈표 1〉과 같다.

(실시예 2)

심층부(1)에는 상변화 물질을 22% 함유한 75 데니어의 폴리에스테르 원사를 심사(Core yarn)로 한 후 그 외층(2)을 100% 은으로 사코팅하여 2 층 구조의 원사를 만들었다.

상기 원사를 경.위사로 사용하여 경사밀도 120 본/인치, 위사밀도 90 본/인치로 능직 조직으로 제직한 후 원단의 양끝단에 각각 + 전류, - 전류를 흐르게 하였다.

제직된 원단의 온도조절 기능 및 유지기능을 측정한 결과는 〈표 1〉과 같다.

(비교실시예 1)

상변화물질 18%를 함유한 45'S 아크릴 원사를 100% 사용하여 실시예 1 과 동일한 조직과 중량으로 제직한 후 같은 방법으로 시험하였다. 결과는 〈표 1〉과 같다.

(비교실시예 2)

100% 도전성 탄소섬유로 실시예 2 와 동일한 조직과 중량으로 제직한 후 같은 방법으로 시험하였다. 결과는 〈표 1〉과 같다.

〈표1. 실시예 1. 2와 비교실시예 1. 2의 비교표〉

구 분	표 면 온 도(℃)(전원연결 후 2분 후)	표 면 온 도(℃)(전원연결 30분 후)	표 면 온 도(℃)(전원공급중단 1시간 후)
실시예 1	34	25	23
실시예 2	36	27	24
비교실시예 1	8	8	8
비교실시예 2	31	39	11

삭제

상기 〈표 1〉에서와 같이 실시예 1. 2는 비교실시예 2에 비해 전원공급 30분후에는 온도상승을 억제하여 잉여 열에너지를 저장하는 기능을 갖는다. 따라서 전원공급이 중단되어도 일정한 온도가 유지되어 보온시간을 연장시켜 준다. 비교실시예 1은 외부전원을 연결하여도 발열기능이 전혀 없다.

본 발명의 원단은 온도조절기능과 발열기능을 동시에 갖고 있어 특히 동절용 스포츠 의류 및 용품, 침구류 등에 적합하다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 2층 구조의 온도조절형 발열섬유 투시도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 온도조절형 원사 중 심층분의 단면도이다.

〈도면중 주요 부분에 대한 부호 설명〉

1. 심층부 (보온층)

2. 외층 (발열층)

3. 상변화물질

Claims (3)

1. 발열기능이 부여된 2중 구조의 섬유에 있어서,

   상변화물질을 함유한 원사로 이루어진 심층부와

   상기 심층부의 표면에 전도성 섬유로 피복되거나 전도성 물질로 코팅되어 있는 외층으로 이루어짐을 특징으로 하는 2층구조의 온도조절형 발열섬유.
2. 제1항에 있어서,

   상기 외층을 구성하는 전도성 물질은 금, 은, 니켈, 구리 및 전도성 탄소로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것임을 특징으로 하는 섬유.
3. 삭제