KR100823530B1 - 식물성 섬유 발열체 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물을 포함하는 식물성 섬유 발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 도전성 천연섬유가 아교풀 100중량부에 대하여 석연입자 50~200중량부, 토루말린 0.5~10중량부, 지당 0.1~5중량부 및 아연화 0.1~5중량부를 포함하는 도전성조성물에 천연섬유를 담지한 후 건조하여 제조한 것이고, 상기 도전성 천연섬유의 수직방향으로 직물의 마주보는 양끝부분에 평행하게 일정폭으로 동선이 직조되어 파워서플라이와 연결되므로 제조되는 식물성 섬유 발열체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 식물성 섬유 발열체는 도전성 섬유스트랜드가 과열되는 경우에도 불꽃이 붙지않고 단락만 되므로 다른 섬유에 의해 발열이 그대로 유지되고, 전기온돌, 도시가드 및 등유에 비하여 저렴한 비용으로 난방을 할 수 있는 장점이 있다.
천연섬유, 도전성 천연섬유, 섬유 발열체

Description

식물성 섬유 발열체 및 그의 제조방법{Process for preparation of vegetability fiber erema}
본 발명은 천연섬유를 이용하여 난방용으로 사용할 수 있는 식물성 섬유 발열체 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물을 포함하는 식물성 섬유 발열체에 관한 것으로서, 상기 도전성 천연섬유는 아교풀 100중량부에 대하여 석연입자 50~200중량부, 토루말린 0.5~10중량부, 지당 0.1~5중량부 및 아연화 0.1~5중량부를 포함하는 도전성조성물에 천연섬유를 담지한 후 건조하여 제조한 것이고, 상기 도전성 천연섬유의 수직방향으로 직물의 마주보는 양끝부분에 평행하게 일정폭으로 동선이 직조되어 파워서플라이와 연결되므로 제조되는 식물성 섬유 발열체에 관한 것이다.
종래에는 난방시스템은 가스나 등유를 이용하는 보일러, 전기온돌, 온풍기, 난로, 전기히터등을 사용하여 왔다.
이중 온풍기, 난로, 전기히터등은 대류난방형 시스템으로서 방열기에서 가열된 공기가 이동하면서 실내의 공기를 따뜻하게 하는 난방법을 선택하고 있다.
그러나 이러한 대류난방은 온돌식 잠자리에 익숙해져 있는 복사난방을 이용하는 사용자들에게는 이용의 불편함을 초래하고, 난방기의 근거리와 원거리의 온도편차가 심하며, 천장이 높은 실내의 난방이 불가능하고, 직접적인 대류의 순환을 이용하므로 열교환을 하므로 실내공기가 더욱 건조해지는 단점이 있다.
또다른 난방의 형태로 복사난방을 들 수 있으며, 복사난방은 특수한 방열면(放熱面)으로부터의 열복사를 이용하는 난방법을 말한다. 이러한 복사난방의 특징은 인체의 표면이 방열면에서 직접 열복사를 받으며, 실온이 낮아도 난방효과가 있고, 상당히 높은 천장에서 바닥까지 도달하므로 보통 난방으로는 거의 불가능한 천장이 높은 방의 난방이 가능하며, 바닥복사난방일 때는 두한족열(頭寒足熱)의 인체보온 원칙에 합당하므로 쾌적한 환경을 만들 수 있는 장점이 있다. 일반적인 복사난방의 예로서 보일러, 전기온돌판넬, 전기발열매드리스등이 있다.
복사난방에서 실생활에 가장 많이 사용된 방법은 보일러에 의한 복사난방법이다. 이는 가스,·석유, 석탄 등의 연료를 연소시켜 그 연소열을 물에 전하여 증기나 온수를 배관을 통해 순환시킴으로 열을 전달하여 난방을 유지한다.
그러나 이러한 배관보일러는 보일러를 보관할 면적이 따로 필요하고, 약 110~120mm의 시공두께를 가지며, 양생을 포함하여 7일 이상의 시공 시간이 필요하고, 배관이 동파되었을 때는 바닥자체를 뜯어내야하는 대공사가 필요하며, 연소열을 물에 전가시키고, 전가된 온수열이 바닥제에 다시 열전달을 해야하므로, 전도열 의 손실이 크고, 손실되는 전도열만큼의 난방비용증가가 일어나는등의 많은 문제점을 가지고 있다.
전기온돌판넬은 전기 저항에 의하여 발생하는 열을 이용하는 온돌로서 방습층, 방열층을 만들고 그 위에 발열선을 깔아 복사난방하는 것을 말한다.
대한민국 실용신안등록번호 제170386호에는 원적외선 방사체 분말에 결합제를 혼합하여 판형상으로 성형한 원적외선 방사판; 상기 원적외선 방사판에 매입되어 상기 원적외선 방사판 내에 고정된 열전도판; 및 상기 열전도판의 저면에 일정한 간격으로 배선되어 있고, 상기 원적외선 방사판의 온도를 조절하는 온도조절기와 상기 원적외선 방사판의 온도가 소정 온도이상으로 상승될 때 전원을 차단하는 과열방지장치가 구비된 발열체를 포함하는 "전기식 온돌패널"이 소개되어 있다.
그러나, 상기 전기식 온돌패널은 두꺼운 강판을 사용하므로 무거워 운반 및 시공이 불편하고, 방사판의 제조비용이 상당히 많이 소요되는 되며, 열전도판 전체온도가 올라갈 때까지 일정시간 이상이 소요되어야 하고, 특성상 바닥면만 시공 가능하다는 단점이 있다.
일반적으로 전기발열매트리스는 동선 또는 발열체를 내장하고, 그 위에 절연체를 형성하고 외부에 온도제어기로 구성되어 온도제어기에 연장된 전기선 플러그를 전기코드에 꽂으면, 전기가 통하면서 상기 동선 등의 발열체가 발열되면 상기 온도제어기로 온도를 제어하여 복사난방을 실시하는 것을 말한다.
대한민국 실용신안등록번호 제7172호에는 대판위에 형성한 절연층위에 공지의 은박선을 "E"자 형으로 된 양극도선을 상호 동일 간격으로 대향시켜서 배설하여 불량도체의 분말을 도착하여서 된 발열층을 형성하고 그 위에 절연지와 비닐판을 차례로 적층 부설하여서 제조되는 전기발열매트리스를 개재하고 있고, 대한민국 실용신안등록번호 제40745호에는 비닐장판사이에 스폰지의 내부에 도선이 배선된 것에 있어서, 도선의 배선을 종방향으로 대칭되게 배선하여 상·하부에 배선되는 도선의 중간부에 각각 절곡 방지구를 착설하여서 제조되는 전기발열매트리스를 개재하고 있으며, 대한민국 실용신안등록번호 제195979호에는 전열선이 내장된 발이 놓여지는 부분과, 전열선이 내장된 여러개의 단위전기장판들과, 단위전기장판들을 한쪽 끝에서 접속시켜주는 마감판이 통상의 결합수단으로 분리, 결합시켜 줄 수 있도록 되어 있도록 제조되는 전기발열매트리스를 개재하고 있다.
그러나 이러한 기존의 전기발열매드리스는 방전의 위험이 있으며, 전기열선방식으로 인한 많은 유해전자파를 발생하고, 온도의 이상발열시 제어하기가 어려우며, 특히 온도의 이상발열로 인하여 유기물질의 화제가 일어날 수 있고, 이상발열을 제어하기 위한 또다른 제어장비가 필요하며, 발열선의 화재나 단락시 전체의 발열선이 작동하지 않는다는 문제점을 가지고 있다.
상기한 바와 같이 종래의 복사난방에 사용되는 보일러, 전기온돌판넬, 전기발열매트리스등의 문제점을 극복하기 위하여 본 발명은 식물성 섬유 직물발열체를 사용하여 얇고 가벼운 롤타입 방식으로 보관, 운반 및 시공이 간편하고, 바닥, 벽 , 천정등 어떤 형태의 공간면에도 시공이 가능하며, 섬유직물발열방식으로 전자파가 거의 없고, 천연섬유와 토루말린의 사용으로 다량의 원적외선 및 음이온이 방출되어 건강하고 쾌적한 복사난방이 가능한 식물성 섬유 발열체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물을 제공하고 상기 도전성 천연섬유는 아교풀 100중량부에 대하여 석연입자 50~200중량부, 토루말린 0.5~10중량부, 지당 0.1~5중량부 및 아연화 0.1~5중량부를 포함하는 도전성조성물에 천연섬유를 담지한 후 건조하여 제조한다.
본 발명에 사용되는 천연섬유는 식물성 천연섬유를 사용한다면 그 사용에 크게 제한을 두지 않는다. 사용가능한 식물성 천연 섬유의 예로는 대마섬유, 아마섬유, 저마섬유, 황마섬유, 마닐라마섬유, 시살마섬유, 뉴잘랜드마섬유, 면섬유등을 들 수 있고, 이들의 혼합섬유도 사용할 수 있다. 이중 도전성조성물의 담지에 효과적이고 내열성이 우수한 아마섬유를 사용하는 것이 좋다.
아마섬유는 쥐손이풀목 아마과 한해살이풀에서 생성되며, 쥐손이풀목 한해살이풀의 주요성분인 지방산 및 리놀렌산이 약 40% 정도 들어있고, 올레산, 필미트산, 스테아트산등이 포함되어 있다. 옛 조상들은 아마섬유로 옷감을 만들어 의약품으로 병을 치료하기도 했으며, 목화가 보급되기 전까지 주요 의료섬유로 사용되었다. 아마섬유는 강도가 대단히 크며, 흡습에 따라 강도가 증가하며 초기탄성률이 크고, 섬유 중 다리미의 안전온도가 230℃일 정도로 내열성이 특히 우수하며, 불에 태웠을 때 재가 없고, 땅속에서 5~6개월만에 녹아 없어져 친환경적이며, 곰팡이에 의한 저항력이 높아 항균, 항충성이 우수한 장점을 가지고 있다.
아마섬유는 쥐손이풀목 아마과 한해살이풀에서 추출한 1차섬유를 가연하여 10수 1합~10수 4합, 15수 1합 및 15수 2합으로 재조한다. 각각의 아마섬유는 도전성 천연섬유의 용도 및 직조물의 사용방법에 따라 각기 용도를 달리하여 사용된다.
천연섬유를 담지하여 도전성 천연섬유를 제조하는 도전성조성물은 아교풀 100중량부에 대하여 석연입자 50~200중량부, 토루말린 0.5~10중량부, 지당 0.1~5중량부 및 아연화 0.1~5중량부를 포함하는 도전성조성물을 사용한다.
상기 도전성조성물에서 아교풀은 도전성조성물의 용매 및 점착제의 역할을 하며, 통상적으로 500~10,000cps의 점도를 가지는 아교풀을 사용하는 것이 좋다. 아교풀의 점도가 500cps이하에서는 점도가 너무 낮아 도전성조성물의 함량이 열세인 도전성 천연섬유가 제조되고, 10,000cps이상에서는 점도가 너무 높아 도전성조성물의 혼합 및 담지공정의 비효율성을 초래하므로 좋지 않다. 보다 효과적인 도전성조성물의 혼합과 도전성 천염섬유의 균일한 담지율을 위하여는 2,500~3,500cps의 점도를 가지는 아교풀을 사용하는 것이 더욱 좋다.
도전성조성물에서 석연은 천연섬유에 도전성을 부여하고, 토루말린(전기석)은 음이온과 원적외선을 방출하여 숙면과 쾌적한 생활을 할 수 있도록 해주며, 지당(Titanium Dioxide : TiO2)과 아연화(Zinc Oxide)는 전기 과열에 의한 단락이나 폭발을 방지한다.
특히 토루말린은 원적외선과 음이온을 발산하는 신비의 광석이라고 일컬어지며, 음이온방출에 의해 자율신경계 조절작용, 혈액의 정화작용, 세포의 부활 작용, 저항력의 증진 작용 등과 같은 이로운 작용을 도모하고, 원적외선을 방출하여 인체에 강하게 침투함으로 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는 데 도움이 되고, 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 주며, 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자에 닿으면 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 흔들어줌으로써 세포조직을 활성화하여 노화방지, 신진대사 촉진, 만성피로 등 각종 성인병 예방에 효과를 나타낸다. 그밖에도 발한작용 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등의 효과가 있다.
또한 도전성조성물에는 인계 난연제 및 탄산리튬(Li2CO3)을 더 첨가하여 사용할 수 있다. 인계 난연제로 사용되는 물질의 예로는Tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphate(이하 ‘TCPP’), Triethyl phosphate(이하 ‘TEP’) 및 Trimethyl phosphate(이하 ‘TMP’) 또는 이들의 혼합물등을 들 수 있다. 특히 인계 난연제중 TCPP를 첨가하면 섬락가능성(Flashover Propensity)이 TEP나 TMP에 비 하여 낮아지므로 TCPP를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 인계 난연제를 첨가한 도전성조성물에 담지한 도전성 천연섬유는 이상과열온도에서 발화에 보다 안정적이며, 발화가 발생하여도 다른 섬유로의 확장을 막아주는 효과가 있다.
탄산리튬은 아교풀 100중량부에 대하여 0.01~0.5중량부로 더 첨가하며, 탄산리튬이 첨가된 도전성 천연섬유는 도전성조성물 용액 자체의 전해질 등에 의해 잔류전기가 축적될 수 있으므로 에너지가 절약되는 효과를 가져온다.
상기 도전성조성물에서 석연, 토루말린, 탄산리튬은 평균입경 0.01~30㎛의 것을 사용하는 것이 좋다. 평균입경 0.01㎛이하는 실제로 생산되는 물질의 구입비를 높여 제조단가를 상승시키므로 좋지않고, 평균입경 30㎛이상은 물질의 입경이 증대하여 섬유의 표면이 매끄럽지 못하므로 직조시 직물의 질감을 떨어뜨리므로 좋지 않다.
본 발명에 따른 도전성 천연섬유는 도 1에서 나타내었듯이 천연섬유(1)를 도전성조성물(2)에 담지하여 건조하므로 얻어진다. 이때 건조에 사용되는 히터(3)는 원적외선히터를 사용하여 건조한다. 이렇게 제조된 도전성 천연섬유는 0.3~1.2mm의 지름을 갖는다.
도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물은 천연섬유를 교직으로 직조하되 직물위사조직도에서 천연섬유:도전성 천연섬유의 비가 n:1이 되도록 도전성 천염섬유를 위사로 첨가하여 일정한 밀도로 도전성 천연섬유가 직조되는 것을 특징으로 하며, 이때 n은 1~100의 자연수이다. 직조되는 직물의 도전성 천연섬유가 불규칙정렬을 하게 되면 밀도가 일정치 않게되어 전기흐름이 균일하지 못하고, 전기 소모성 이 많아지므로 스파크의 위험이 있어 화재의 위험이 높아지기 때문에 도전성 첨연섬유의 밀도를 일정하게 n:1로 직조하여 전기흐름을 균일하게 하고 전기소모를 효과적으로 활용할 수 있다. 상기 제조된 직물은 교직을 기본으로 하되 무늬를 넣을 수도 있다. 무늬는 직조조직도에 따라 그 형태를 자유롭게 넣을 수 있으며 일예로서 다이아몬드형의 무늬를 직물에 넣기위한 직물조직도를 도 3에 나타내었다. 다이아몬드형 무늬를 넣을 경우에는 다이아몬드 무늬의 상하 꼭지점에 해당하는 부분에 도전성 천연섬유가 위사로 놓이도록 하는 것이 좋다. 이는 직물을 제조한 후 폴리우레탄필름을 상하로 적층해 압착할 때 직물의 끝부분이 일정한 형태를 유지한데 유리하기 때문이다.
상기 도전성 천연섬유와 천연섬유에 동선을 추가하여 천연섬유를 이용한 발열체를 제조한다. 이때 도전성 천연섬유와 천연섬유는 상기의 방법으로 직조하고, 상기 동선은 도전성 천연섬유의 수직방향으로 직물의 마주보는 양끝부분에 평행하게 일정폭으로 직조하여 파워서플라이와 연결되어 천연섬유를 이용한 발열체를 제조한다.
또한 상기 천연섬유를 이용한 발열체는 난연제를 포함하는 폴리우레탄필름으로 천연섬유, 도전성 천연섬유 및 동선으로 직조한 직물의 상하 양면에 적층하여 열압착함으로 제조한다.
본 발명에 따른 천연섬유를 이용한 발열체의 제조방법은
a) 천연섬유, 도전성 천연섬유 및 동선을 이용하여 직물을 직조하는 단계;
b) 상기 직물의 양면에 난연제를 포함하는 폴리우레탄필름을 적층하는 단계;
c) 상기 적층체를 열압착하여 융착시키는 단계; 및
d) 상기 a) 단계의 동선과 파워서플라이를 연결하는 단계;
를 포함하여 제조하고, 상기 동선은 도전성 천연섬유의 수직방향으로 직물의 마주보는 양끝부분에 평행하게 일정폭으로 직조되어 파워서플라이와 연결되어 제조한다.
천연섬유를 이용한 발열체의 제조방법에서 b) 단계의 난연제는 인계 난연제를 사용할 수 있다. 인계 난연제로 사용되는 물질의 예로는 TCPP, TEP 및 TMP 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있고, 이들 중 TCPP를 사용하는 것이 좋다. 난연제는 폴리우레탄필름 100중량부에 대하여 0.1~10중량부로 사용한다. 폴리우레탄필름 100중량부에 대하여 0.1중량부로 이하로 난연제를 사용하면 난연성이 부족하여 난연효과가 다소 열세이고, 폴리우레탄필름 100중량부에 대하여 10중량부 이상이면 폴리우레탄필름의 물성이 경화되어 열압착성이 다소 열세이므로, 폴리우레탄필름 100중량부에 대하여 0.1~10중량부의 난연제를 사용하는 것이 좋고, 보다 효율적인 난연성과 폴리우레탄필름의 물성을 위하여서는 폴리우레탄필름 100중량부에 대하여 5~6중량부로 사용하는 것이 더욱 좋다.
도전성 천연섬유, 천연섬유 및 동선을 직조한 직물에 폴리우레탄필름을 열압착하여 적층하는 개략도를 도 2에 나타내었다. 도전성 천연섬유, 천연섬유 및 동선을 직조한 직물(4)을 중앙에 위치시키고, 난연제를 포함하는 폴리우레탄 필름(5)을 상하로 적층하여 80~90℃의 히트롤러(6)로 열압착하여 감온시킨 후 동선에 파워서플라이를 연결하므로 천연섬유를 이용한 발열체를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 천연섬유를 이용한 발열체는 도전성조성물의 조성비에 따라 입력전압을 6, 12, 24, 110, 220, 380v, 및 440v로 조절할 수 있다. 입력전압이 각각 다르더라도 도전성조성물의 조성비를 변화시켜 도전성 천연섬유의 담지 조건을 바꾸어 주면 각기 다른 입력전압하에서도 동일한 발열온도를 맞출 수 있으므로 시공하는 곳의 전압에 따라 동일한 열효율을 갖는 천연섬유를 이용한 발열체를 사용할 수 있어 폭넓은 사용분야를 갖을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 천연섬유를 이용한 발열체는 3.3058m²(1평)당 최대소비전력이 70W/h이며, 평균소비전력은 250~300W/h정도로서 82.645m²(25평), 35℃ 난방시 일일 난방시간 10시간 기준으로 한달동안 사용하였을 때 도시가스 및 전기온돌에 비해 약 30%의 난방비를 절감할 수 있고, 등유보일러에 비하여는 약 60%의 난방비 절감효과를 가져올 수 있다.
본 발명에 따른 천연섬유를 이용한 발열체는 배관보일러의 대체용으로서 소요되는 전기량이 적으므로 난방비용을 크게 절감할 수 있으며, 도전성 천연섬유를 직조하여 직물을 형성하므로 난방면적의 온도편차를 2도 이내로 줄일 수 있고, 난연제를 포함하는 폴리우레탄필름으로 압착되어있어 이상과열에 의해서도 화재가 발생하지 않고, 도전성 천연섬유의 직조된 수직방향으로 동선이 직조되어 있어 이상과열에 의한 도전성 천연섬유의 단락이 일어나도 나머지 도전성 천연섬유는 계속 발열하여 온도를 유지시킬 수 있는 장점이 있다.
이하 본 발명에 따른 천연섬유를 이용한 발열체를 실시예 및 실험예로서 보다 상세히 설명하지만 하기 실시예 및 실험예가 본 발명의 사상을 한정하는 것은 아니다.
[제조예 1]도전성 아마섬유의 제조
원통형자동믹스기 3단계 반응기에 아교풀 18kg(점도: 3000cps), 석연 25kg(평균입경: 30㎛), 토루말린 1kg(평균입경: 30㎛), 지당 350g, 아연화 350g, 및 탄산리튬 25g(평균입경: 30㎛)을 넣고 10시간동안 교반하여 혼합하였다. 상기 혼합액에 아마섬유(효성방직 제품, 쥐손목이풀목 아마과 한해살이풀에서 추출, 탄성율 20g/수, 10수 2합사)를 2분동안 담지하여 90℃의 원적외선 히터로 건조하여 도전성 천연섬유를 제조하였다. 이때 얻어진 도전성 아마섬유는 지름 0.9mm, 전기저항치 85Ω의 도전성을 갖는 도전성 아마섬유였다.
[실시예 1]천연섬유를 이용한 발열체의 제조
제조예 1에서 제조된 도전성 아마섬유, 제조예 1에서 사용한 아마섬유, 및 직경 0.03mm의 동선을 이용하여 아마섬유를 교직으로 직조하고 위사에 도전성 아마섬유를 2:1의 위사조직도로 추가하여 직조하였다. 직조물은 폭 2m, 기장 100m의 직물을 직조하고 직물의 양 끝에 도전성 아마섬유와 수직의 방향으로 동선을 경사로 사용하여 동선의 폭 이 5cm가 되도록 직물을 직조하였다. 이후 90℃로 가열된 히트롤러에 100kg/m3의 압력과 1.2초/m의 속도로 폴리우레탄필름(PU 87%, 실리콘 정포제 7.5%, TCPP 5.5%)을 먼저 압착시작한 후 상기 직조된 직물을 상하의 폴리우레탄필름의 중앙으로 삽입하여 폴리우레탄이 상하로 적층된 천연섬유를 이용한 발열체을 제조한 후 동선에 파워서플라이를 연결하여 천연섬유를 이용한 발열체1을 제조하였다.
[실험예 1]난방시스템별 유지비교
실시예 1에서 제조한 천연섬유를 이용한 발열체1 다수를 연결하여 82.645m²(25평)의 공간에 바닥제로 시공하고, 같은 공간에 각각 전기온돌(대동온돌판넬 제품, 모델넘버 NH-2.7AC 500W/평 220V용), 도시가스배관보일러(린나이코리아(주) 보일러제품, 모델넘버 R501-16KF ), 및 등유배관보일러(린나이코리아(주) 보일러제품, 모델넘버 ROB-137ST )를 시공하여 난방온도를 35℃로 설정하고, 일일 난방시간은 10시간을 사용하였을 때의 난방시스템별 유지 비교를 실시하였다. 이때 사용된 전기는 일반용 전기를 기준으로 적용하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1. 난방시스템별 유지 비교표
Figure 112007064922509-pat00001
본 발명에 따른 천연섬유를 이용한 발열체는 소요되는 전기량이 적으므로 난방비용을 크게 절감할 수 있으며, 배관용보일러(약 7일)보다 월등히 감축된 시공시간을 가지므로 공사기간의 단축을 유도할 수 있고, 단선등의 하자가 발생하였 때도 대규모 공사가 아닌 하자가 발생한 부분만을 교체하여 간단한 유지보수가 가능하므로 기존의 배관용보일러의 대체용으로 매우 적합하다.
도 1은 도전성 천연섬유의 담지과정을 도시한 개략도이다.
도 2는 천연섬유를 이용한 발열체의 폴리우레탄필름의 압착공정을 도시한 개략도이다.
도 3은 직물의 무늬를 넣기위한 조직도이다.
1. 천연섬유 2. 도전성조성물 혼합액
3. 원적외선히터 4. 천연섬유를 이용한 발열체 직물.
5. 폴리우레탄필름 6. 히트롤러
7. 천연섬유를 이용한 발열체

Claims (18)

  1. 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물로서,
    상기 도전성 천연섬유는 아교풀 100중량부에 대하여 석연입자 50~200중량부, 토루말린 0.5~10중량부, 지당 0.1~5중량부 및 아연화 0.1~5중량부를 포함하는 도전성조성물에 천연섬유를 담지한 후 건조하여 제조한 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 천연섬유는 대마섬유, 아마섬유, 저마섬유, 황마섬유, 마닐라마섬유, 시살마섬유, 뉴질랜드마섬유, 및 면섬유에서 선택되는 어느하나 또는 이들의 혼합섬유인 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 천연섬유는 아마섬유인 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성조성물은 탄산리튬이 아교풀 100중량부에 대하여 0.01~0.5중량부로 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 아교풀은 500~10,000cps의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 아교풀은 2,500~3,500cps의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 석연, 토루말린, 탄산리튬은 평균입경 0.01~30㎛ 인 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물은 천연섬유를 교직으로 직조하되 직물위사조직도에서 천연섬유:도전성 천연섬유의 비가 n:1이 되도록 도전성 천염섬유를 위사로 첨가하여 일정한 밀도로 도전성 천연섬유가 직조되는 것을 특징으로 하는 도전성 천연섬유와 천연섬유로 제조된 직물.
    [n은 1~100의 자연수이다]
  9. 천연섬유, 도전성 천연섬유 및 동선으로 직조한 직물을 포함하는 발열체로서, 상기 도전성 천연섬유는 아교풀 100중량부에 대하여 석연입자 50~200중량부, 토루말린 0.5~10중량부, 지당 0.1~5중량부 및 아연화 0.1~5중량부를 포함하는 도전성조성물에 천연섬유를 담지한 후 건조하여 제조한 것이고, 상기 동선은 도전성 천연섬유의 수직방향으로 직물의 마주보는 양끝부분에 평행하게 일정폭으로 직조되어 파워서플라이와 연결되어 제조되는 천연섬유를 이용한 발열체.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 발열체는 난연제를 포함하는 폴리우레탄필름으로 천연섬유, 도전성 천연섬유 및 동선으로 직조한 직물의 양면을 열압착하여 접착한 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 발열체.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 난연제는 폴리우레탄필름 100중량부에 대하여 0.1~10중량부로 사용되는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 발열체.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 난연제는 폴리우레탄필름 100중량부에 대하여 5~6중량부로 사용되는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 발열체.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 난연제는 Tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphate(TCPP), Triethyl phosphate(TEP) 및 Trimethyl phosphate(TMP)에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 발열체.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 도전성조성물은 탄산리튬 및 Tris(1,3-chloro-2- propyl)phosphate(TCPP)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 발열체.
  15. 삭제
  16. a) 천연섬유, 동선 및 아교풀 100중량부에 대하여 석연입자 50~200중량부, 토루말린 0.5~10중량부, 지당 0.1~5중량부 및 아연화 0.1~5중량부를 포함하는 도전성조성물에 천연섬유를 담지한 후 건조하여 제조한 도전성 천연섬유를 이용하여 직물을 직조하는 단계;
    b) 상기 직물의 양면에 난연제를 포함하는 폴리우레탄필름을 적층하는 단계;
    c) 상기 적층체를 열압착하여 융착시키는 단계; 및
    d) 상기 a) 단계의 동선과 파워서플라이를 연결하는 단계;
    를 포함하여 제조되고, 상기 동선은 도전성 천연섬유의 수직방향으로 직물의 마주보는 양끝부분에 평행하게 일정폭으로 직조되어 파워서플라이와 연결되어 제조되는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 발열체의 제조방법.
  17. 삭제
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 도전성조성물은 탄산리튬 및 Tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphate(TCPP)를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 천연섬유를 이용한 발열체의 제조방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101434842B1 (ko) 2014-02-07 2014-09-02 최상경 전도성천연원사 및 이를 이용한 직물 발열체
CN105256430A (zh) * 2015-11-20 2016-01-20 盐城工学院 一种防静电疏水复合麻纱线及其制造方法
CN107604652A (zh) * 2017-09-26 2018-01-19 界首市双鑫纺织有限公司 一种抗静电亚麻纤维的制备方法
CN114908493A (zh) * 2022-06-13 2022-08-16 广州海天塑胶有限公司 一种复合汽车内饰件用释放负离子材料的制备工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030019491A (ko) * 2003-01-23 2003-03-06 (주)동양메디칼 온열과 음이온을 가진 음전위 발생 매트의 전열시트제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030019491A (ko) * 2003-01-23 2003-03-06 (주)동양메디칼 온열과 음이온을 가진 음전위 발생 매트의 전열시트제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101434842B1 (ko) 2014-02-07 2014-09-02 최상경 전도성천연원사 및 이를 이용한 직물 발열체
CN105256430A (zh) * 2015-11-20 2016-01-20 盐城工学院 一种防静电疏水复合麻纱线及其制造方法
CN107604652A (zh) * 2017-09-26 2018-01-19 界首市双鑫纺织有限公司 一种抗静电亚麻纤维的制备方法
CN114908493A (zh) * 2022-06-13 2022-08-16 广州海天塑胶有限公司 一种复合汽车内饰件用释放负离子材料的制备工艺
CN114908493B (zh) * 2022-06-13 2022-12-27 广州海天塑胶有限公司 一种复合汽车内饰件用释放负离子材料的制备工艺

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