KR100504676B1 - 온도조절 기능을 갖는 발열섬유 시이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도조절과 발열기능을 갖는 섬유 시이트에 관한 것으로서 일면에 전도성 물질이 코팅되어 있고 반대면에 상변화물질을 함유한 원단으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 외부에서 전원을 공급 받아 발열층(2)에서 열이 발생되어 온도조절층(1)에서 온도 상승을 억제하고 보온시간을 연장시켜 줌으로써 혹한기에 의류 및 침구류에 유용하게 적용할 수 있다.

Description

온도조절 기능을 갖는 발열섬유 시이트 {A auto-temperature control thermal insulation textile sheet}

본 발명은 상변화물질(PCM : phase change material)로 구성된 섬유 시이트에 전도성 물질이 코팅되어 온도조절 기능과 발열기능이 동시에 발현되는 섬유 시이트에 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 발열섬유 시이트에 관한 것이다.

본 발명은 상변화 물질을 함유한 온도조절형 원사로 구성된 섬유 시이트에 전도성이 우수한 도전성 탄소, 금, 은, 구리, 니켈 등의 물질이 코팅된 섬유로서 온도조절 기능과 발열기능을 동시에 발현시키기 위한 것이다.

본 발명은 2 층 구조를 갖는 온도조절형 발열 섬유에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 상변화물질을 함유한 아크릴 또는 폴리에스테르, 나이론, 폴리올레핀 등의 원사로 구성된 섬유 시이트의 일면에 전도성이 우수한 도전성 탄소, 금, 은, 니켈, 구리 등의 물질이 코팅된 것을 특징으로 한다.이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

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온도조절 기능을 갖는 섬유 시이트는 상변화 물질을 함유한 아크릴 또는 폴리에스테르, 나이론, 폴리올레핀 등의 원사로 구성된다.

상변화물질(PCM : phase change material)이란 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 상승 없이 단지 고체에서 액체로 그 상만을 변화시켜 줌으로써 전도성물질로 코팅된 발열층(1)의 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, C₂OH42등의 유기물과 Mgcl₂.6H₂O, Srbr₂ .6H₂O, Zn₂.4H₂O등의 무기물 등을 사용하는 것이 바람직하며 원사를 방사시 마이크로 캡슐화하여 복합방사방식으로 제조한다. 상변화 물질의 함량은 코팅층을 제외한 섬유의 전체 중량 ％ 10∼80％가 적당하다. 상변화물질의 함량이 10％ 미만이면 기능이 저하되고 80％를 초과하면 가격이 상승하며 또한 제사성에 문제가 발생한다.

발열층(2)은 전도성 물질로 구성된다.

전도성 물질로는 비저항치가 낮아 전기 전도성이 우수한 금, 은, 니켈 및 도전성 탄소로 이루어진 군에서 일 이상 선택하여 사용할 수 있으며 상기 물질로 상변화물질로 구성된 섬유의 한면에 코팅하는 방법으로 제조할 수 있다.

본 발명의 섬유 시이트는 100％ 상변화원사로 제직한 후 그 일면에 전도성물질을 코팅한 다음 코팅면의 양 끝단에 금속판을 부착시켜 한쪽에는 전류, 다른 한쪽에는 전류를 연결시킨 후 전원을 공급하여 사용할 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'S아크릴 원사를 경.위사로 사용하여 경사밀도 140본/인치, 위사밀도 90본/인치로 평직(Plain)조직으로 제직한 후 이어서 전도성 물질인 은으로 섬유 시이트의 한면을 코팅한 다음 코팅면의 양끝단에 각각 전류, 전류를 흐르게 하였다.

본 발명의 섬유 시이트의 온도조절 및 유지기능을 측정한 결과는 ＜표 1＞과 같다.

(실시예 2)

심층부(1)에는 상변화 물질을 22％ 함유한 75데니어의 폴리에스테르 원사를 경.위사로 사용하여 경사밀도 120본/인치, 위사밀도 90본/인치로 능직(Twill) 조직으로 제직한 후 이어서 전도성 물질인 구리로 코팅한 다음 코팅면의 양끝단에 각각 전류, 전류를 흐르게 하였다.

본 발명의 섬유 시이트의 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.

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 없으며 비교실시예 2는 전원이 중단되면 표면 온도가 급속히 저하된다.

본 발명의 섬유 시이트는 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 1은 본 발명에 따른 섬유 시이트의 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 상변화 원사의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 전도성 섬유 시이트에 전원을 공급하는 방법에 대한 예시도이다

＜도면중 주요 부분에 대한 부호 설명＞

1. 온도조절층

2. 발열층(코팅층)

3. 상변화물질

4. 전도성섬유 시이트

5. 금속판

Claims (3)

1. 상변화 물질을 함유한 원사로 제직된 섬유 시이트의 일면에 전도성 물질을 코팅한 것을 특징으로 하는 2층 구조의 온도조절형 발열 섬유 시이트.
2. 제 1 항에 있어서

   상변화물질의 함량이 코팅층을 제외한 섬유의 중량 ％ 대비 10∼80％인 것을 특징으로 하는 시이트.
3. 제 1 항에 있어서

   상기 전도성 물질이 금, 은, 니켈, 구리, 및 전도성 탄소로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것임을 특징으로 하는 시이트.