KR101382951B1 - electro-conductive textile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제직기 종광의 개구 운동에 의해 날실(1)을 상하 그룹으로 개구시키고, 개구된 날실 속을 북침 운동에 의해 씨실(2)을 위입하고, 바디가 개구 내에 위입된 씨실을 제직된 직물 앞까지 밀어주어 날실과 씨실의 조직을 완성시키는 바디침 운동의 연속 반복으로 제직되어 직물이 형성되고, 상기 직물의 양측에 여러 가닥의 날실을 전기 도체 선(3)으로 대체 배열되고, 상기 씨실은 중심 실(21) 상에 피복용 실(22)을 커버링하고, 상기 피복용 실은 전기 저항 선으로 구성된 전도체 직물에 있어서,
상기 씨실의 중심 실은 전기 전도성 복합 물질이 코팅된 실이고, 상기 전기 도체 선과 씨실이 서로 교차하는 교차부(4)에 상기 전기 전도성 복합 물질이 피복된 교차부이고, 상기 중심 실(21) 상에 코팅된 전기 전도성 복합 물질과 상기 교차부에 피복된 전기 전도성 복합 물질이 서로 결합하여 전기적으로 연결된 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is to open the warp yarn (1) in the upper and lower groups by the opening motion of the weaving machine heald, to enclose the weft yarn (2) by the north needle movement through the opening warp, the fabric weaving the weft yarn in the body The fabric is formed by continuous weaving of body needle movement to complete the tissue of warp and weft by pushing forward, and the warp yarn is arranged by replacing several strands of warp with electric conductor lines 3 on both sides of the fabric. In the conductor fabric covering the sheath 22 on the center yarn 21, the sheath consists of electrical resistance wires,
The center yarn of the weft yarn is a yarn coated with an electrically conductive composite material, and is an intersection where the electrically conductive composite material is coated at an intersection portion 4 where the electric conductor lines and the weft yarn cross each other, and on the center yarn 21. The coated electrically conductive composite material and the electrically conductive composite material coated on the intersection portion are configured to be bonded to each other and electrically connected.
Description
본 발명은 균등하게 가열되는 표면을 제공하기 위한 목적으로 다른 도체 재료와 결합된 전도체 직물에 관한 것이다.The present invention relates to a conductor fabric bonded with another conductor material for the purpose of providing an evenly heated surface.
면상 발열체는 전원을 인가하면 발열하는 얇은 시트 모양의 발열체를 의미한다.The planar heating element refers to a thin sheet-like heating element that generates heat when power is applied.
면상 발열체는 전기 저항 선의 재질에 따라 분류할 수 있다.The surface heating element can be classified according to the material of the electric resistance wire.
우선 금속 전기 저항 선으로서, 체적 저항률이 10×10-6Ω·㎝ 내지 200×10-6Ω·㎝ 범위의 합금선을 가지고 "S"자 모양으로 평면화하여 일 직선 상의 양단에 전원을 인가하는 직렬 구조 방식이다. 그러나 부하 전류가 일 직선 상으로만 흐르고 있으므로서, 선 상 표면에 화학적 변화나 물리적 응력 변형이 일어나면 저항 증가로 분배 전압이 편재화되어 과열과 화재의 위험성이 내재하고 있는 단점이 있다.As the metal electric resistance wire, an alloy wire having a volume resistivity in the range of 10 10 -6 Ω · cm to 200 10 -6 Ω · cm is flattened into an "S" shape and power is applied to both ends of a straight line It is a serial structure. However, since the load current only flows in a straight line, if chemical change or physical stress deformation occurs on the surface of the wire, there is a disadvantage that the distribution voltage is uniformalized due to the increase of resistance, and the risk of overheating and fire is inherent.
그래서, 직렬 구조 방식의 문제점을 개선하고자, 전기 저항 선의 체적 저항률이 10-4Ω·㎝ 내지 102Ω·㎝ 범위에 있는 탄소 섬유 또는 전기 전도성 복합 물질 등으로 직물화하거나 필름화하고, 상기 직물 또는 필름 양단에 전극선을 형성하는 병렬 구조 방식인 발열체이다. 즉, 카본블랙, 탄소나노튜브, 금속 분말 등과 같은 도전 입자와 에폭시수지, 우레탄수지, 폴리에스테르수지, 실리콘수지 등과 같은 결합 수지로 조성된 복합 물질을 섬유 상에 코팅하여 직조하는 직물 발열체, 필름 또는 직물 상에 접착하는 필름 발열체로 구성된다.Therefore, in order to solve the problem of the series structure method, the carbon fiber or the electrically conductive composite material having the volume resistivity of the electric resistance line in the range of 10 -4 Ω · cm to 10 2 Ω · cm is woven or filmed, Or an electrode line is formed at both ends of the film. That is, a fabric heating element, a film, or the like, which is formed by coating a composite material composed of conductive particles such as carbon black, carbon nanotubes, and metal powder with a binding resin such as an epoxy resin, a urethane resin, a polyester resin, And a film heating element adhering to the fabric.
그러나, 탄소 섬유에 대하여 마모, 굴곡, 왜곡 등의 외력에 상당히 약하여 섬유 축에 직각 방향의 힘을 받는다면 부러지기 쉬운 결점이 있고, 상기 복합 물질은 각각 이종 물질 간의 계면 사이로 산성·알칼리, 수분, 오일, 가소제 등이 침투되거나 열 경화에 의해 전기 저항율의 경시 변화로 내구성에 문제가 있었다.However, if the carbon fiber is weakly affected by external forces such as abrasion, bending, and distortion and is subjected to a force in a direction perpendicular to the fiber axis, there is a drawback that the composite material is likely to be broken, and the composite material has an acid, alkali, Oils, plasticizers, and the like penetrate or have a problem in durability due to changes in electrical resistivity with time due to thermosetting.
본 발명은 면상 발열체의 전기 도체 선과 전기 저항 선과의 연결 점에서의 집중 열에 의한 과열과 전기 접촉 저항에 의한 아크 발생 문제를 해결하고자 함이다.The present invention aims to solve the problem of overheating due to concentrated heat and arc generation due to electrical contact resistance at the connection point between the electric conductor wire and the electric resistance wire of the planar heating element.
기존의 금속 전기 저항선를 직렬 방식으로 배열한 구조로 집중 열이 발생하지만, 본 발명은 병렬 방식으로 부하 전류를 분산시키고, 기존 직조 발열체의 양 단에 전기 도체 선과 전기 저항 선이 교차 점은 단순히 교착 상태이므로, 본 발명은 상기 교차 점을 전기 전도성 복합 물질로 결합시키고자 함이다.Intensive heat is generated in a structure in which existing metal electrical resistance wires are arranged in series, but the present invention distributes load current in a parallel manner, and the intersection of the electric conductor wire and the electric resistance wire at both ends of the existing woven heating element is simply a deadlock state. Therefore, the present invention intends to combine the intersection point with the electrically conductive composite material.
특히, 전기 도체 선과 전기 저항 선이 서로 교차하는 교차 점에 전기 전도성 복합 물질이 상·하·좌·우로 에워싸며 결합되고, 종횡비가 큰 도전 입자와 결합 수지 사이의 결합력 보강효과를 배가시키기 위함이다.In particular, the electrically conductive composite material is bonded at the intersection point of the electric conductor line and the electric resistance line, surrounded by up, down, left and right, and doubles the effect of reinforcing the binding force between the conductive particles having a high aspect ratio and the binder resin. .
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제직기 종광의 개구 운동에 의해 날실(1)을 상하 그룹으로 개구시키고, 개구된 날실 속을 북침 운동에 의해 씨실(2)을 위입하고, 바디가 개구 내에 위입된 씨실을 제직된 직물 앞까지 밀어주어 날실과 씨실의 조직을 완성시키는 바디침 운동의 연속 반복으로 제직되어 직물이 형성되고, 상기 직물의 양측에 여러 가닥의 날실을 전기 도체 선(3)으로 대체 배열되고, 상기 씨실은 중심 실(21) 상에 피복용 실(22)을 커버링하고, 상기 피복용 실은 전기 저항 선으로 구성된 전도체 직물에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention opens the warp yarn 1 in an up-and-down group by the opening motion of the loom of heaving loom, and encloses the
상기 씨실의 중심 실은 전기 전도성 복합 물질이 코팅된 실이고, 상기 전기 도체 선과 씨실이 서로 교차하는 교차부(4)에 상기 전기 전도성 복합 물질이 피복된 교차부이고, 상기 중심 실(21) 상에 코팅된 전기 전도성 복합 물질과 상기 교차부에 피복된 전기 전도성 복합 물질이 서로 결합하여 전기적으로 연결된 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.The center yarn of the weft yarn is a yarn coated with an electrically conductive composite material, and is an intersection where the electrically conductive composite material is coated at an intersection portion 4 where the electric conductor lines and the weft yarn cross each other, and on the
전도체 직물의 전기적 병렬 구조로 전기적 연결점이 다수인 위·경사의 교차부에 전기 전도성 물질이 전기적 결합 구조로 형성되어 전기적인 접촉저항에 의한 과열과 아크 발생을 예방하고, 금속 전기 저항 선으로 전도체 직물을 구성함으로써 안전한 전기 용품을 제공할 수 있다.Electrically parallel structure of the conductor fabric forms an electrically coupled material at the intersection of the upper and the inclined wires with a large number of electrical connection points to prevent overheating and arcing caused by electrical contact resistance. By constructing it can provide a safe electrical appliance.
상기한 전기 저항 선의 전기 전도도가 탄소 섬유나 전기 전도성 복합 물질보다 높기 때문에, 전기 도체 선간에 배열된 전기 저항 선에서 안정적인 열이 발생하고, 중심 실인 전기 전도성 복합 물질과 탄소 섬유는 탄소 성분으로서 원적외선이 다량 방사하는 효과가 있다. 또한, 교차부에 교차 점이 전기 전도성 복합 물질로 결합되어 전기적 접촉 저항을 해결할 수 있다. 즉, 접촉 저항은 접촉 간극 거리에 비례하고 접촉 면적에 반비례하기 때문이다.Since the electrical conductivity of the electrical resistance wire is higher than that of the carbon fiber or the electrically conductive composite material, stable heat is generated in the electrical resistance wire arranged between the electrical conductor wires, and the electrically conductive composite material and the carbon fiber, which are the central yarns, have far infrared rays as a carbon component. It has a large spinning effect. In addition, the intersection point is coupled to the electrically conductive composite material to solve the electrical contact resistance. That is, the contact resistance is proportional to the contact gap distance and inversely proportional to the contact area.
또한, 종횡비가 큰 도전 입자와 결합 수지 사이에서 결합력 보강 효과가 커서, 도전 통로 형성과 함께 인장내력, 절곡내력, 유연성, 내구성 등의 물리적 물성도 향상되는 효과가 있다.In addition, the bonding force reinforcing effect is large between the conductive particles having a large aspect ratio and the binder resin, and the physical properties such as tensile strength, bending resistance, flexibility, and durability are also improved along with the formation of the conductive passages.
또한, 상기한 중심 실 상에 전기 전도성 복합 물질을 압출성형으로 압축력에 의해 압축되는 노즐로부터 가는 선 형태로 성형되고, 종횡비가 큰 도전 입자는 성형된 길이 방향으로 배향되는 이방성 구조를 갖는 효과도 있다.In addition, the electrically conductive composite material is molded in a thin line shape from the nozzle compressed by the compressive force by extrusion molding on the center seal, and the conductive particles having a large aspect ratio also have an effect of having an anisotropic structure oriented in the formed longitudinal direction. .
도 1은 본 발명에 따른 전도체 직물의 상태도.
도 2는 본 발명에 따른 전도체 직물의 커버링한 씨실의 사시도.1 is a state diagram of a conductor fabric according to the present invention.
2 is a perspective view of a covered weft of a conductor fabric according to the present invention.
본 발명은 제직기 종광의 개구 운동에 의해 날실(1)을 상하 그룹으로 개구시키고, 개구된 날실 속을 북침 운동에 의해 씨실(2)을 위입하고, 바디가 개구 내에 위입된 씨실을 제직된 직물 앞까지 밀어주어 날실과 씨실의 조직을 완성시키는 바디침 운동의 연속 반복으로 제직되어 직물이 형성되고, 상기 직물의 양측에 여러 가닥의 날실을 전기 도체 선(3)으로 대체 배열되고, 상기 씨실은 중심 실(21) 상에 피복용 실(22)을 커버링하고, 상기 피복용 실은 전기 저항 선으로 구성된 전도체 직물에 있어서,The present invention is to open the warp yarn (1) in the upper and lower groups by the opening motion of the weaving machine heald, to enclose the weft yarn (2) by the north needle movement through the opening warp, the fabric weaving the weft yarn in the body The fabric is formed by continuous weaving of body needle movement to complete the tissue of warp and weft by pushing forward, and the warp yarn is arranged by replacing several strands of warp with
상기 씨실의 중심 실은 전기 전도성 복합 물질이 코팅된 실이고, 상기 전기 도체 선과 씨실이 서로 교차하는 교차부(4)에 상기 전기 전도성 복합 물질이 피복된 교차부이고, 상기 중심 실(21) 상에 코팅된 전기 전도성 복합 물질과 상기 교차부에 피복된 전기 전도성 복합 물질이 서로 결합하여 전기적으로 연결된 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.The center yarn of the weft yarn is a yarn coated with an electrically conductive composite material, and is an intersection where the electrically conductive composite material is coated at an intersection portion 4 where the electric conductor lines and the weft yarn cross each other, and on the
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 전도체 직물의 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전도체 직물의 커버링한 씨실의 사시도로서, 제직기 종광의 개구 운동에 의해 날실(1)을 상하 그룹으로 개구시키고, 개구된 날실 속을 북침 운동에 의해 씨실(2)을 위입하고, 바디가 개구 내에 위입된 씨실을 제직된 직물 앞까지 밀어주어 날실과 씨실의 조직을 완성시키는 바디침 운동의 연속 반복으로 제직되어 직물이 형성되고, 상기 직물의 양측에 여러 가닥의 날실을 전기 도체 선(3)으로 대체 배열되고, 상기 씨실은 중심 실(21) 상에 피복용 실(22)을 커버링하고, 상기 피복용 실은 전기 저항 선으로 구성된 전도체 직물에 있어서,1 is a state diagram of a conductor fabric according to the present invention, Figure 2 is a perspective view of a covered weft of the conductor fabric according to the present invention, by opening the warp yarn 1 in the upper and lower groups by the opening movement of the loom heald, The weft (2) is entered into the warp through the warp, and the body is weaved by a continuous repetition of the body needle movement to push the weft in the opening to the front of the woven fabric to complete the tissue of the warp and weft. Formed, and arranged on both sides of the fabric by replacing several strands of warp with an
상기 씨실의 중심 실은 전기 전도성 복합 물질이 코팅된 실이고, 상기 전기 도체 선과 씨실이 서로 교차하는 교차부(4)에 상기 전기 전도성 복합 물질이 피복된 교차부이고, 상기 중심 실(21) 상에 코팅된 전기 전도성 복합 물질과 상기 교차부에 피복된 전기 전도성 복합 물질이 서로 결합하여 전기적으로 연결된 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.The center yarn of the weft yarn is a yarn coated with an electrically conductive composite material, and is an intersection where the electrically conductive composite material is coated at an intersection portion 4 where the electric conductor lines and the weft yarn cross each other, and on the
직물(textile fabric)은 실로부터 제직(製織,weaving) 또는 편성(編成, knitting) 등에 의해 실을 서로 지지시킴으로써 형성된다. 실이 인접 실들 위로 그리고 아래로 안내되는 제직 및 편성 방법으로 직물이 형성된다.Textile fabrics are formed by supporting the threads from each other by weaving or knitting from the threads. The fabric is formed in a weaving and knitting process in which the yarns are guided over and adjacent to the adjacent yarns.
직물의 한 실시 예로서, 제직은 날실와 씨실이 서로 아래위로 교차하여 어떤 넓이의 평면체가 된 천이다. 직기로 짜여지며 날실와 씨실의 교차 방법에 따라 여러 가지 직물 조직이 된다.In one embodiment of the fabric, the weaving is a fabric having a warp and weft cross-over and a flat body of any width. It is woven into looms and is made into various fabrics depending on how the warp and weft intersect.
제직 공정의 주운동은 직물에 따라 날실을 2개 층으로 분리하여 개구(shed)라고 하는 터널(tunnel)을 형성하는 과정인 개구 운동(shedding motion), 직물 폭에 따라 씨실을 개구 된 날실 사이를 통과시키는 북침 운동(picking motion), 그리고 개구를 통과한 씨실을 바디로써 제직된 직물 앞까지 밀어주어 날실과 씨실의 조직을 완성시키는 바디침 운동(beating motion)으로 구성된다. 또한 제직을 연속적으로 하려면 날실을 경사빔에서 풀어 필요한 속도와 적당한 일정 장력으로써 제직 부분에 공급하는 송출운동(let-off)과 필요한 씨실 간격 만큼 일정한 양의 직물을 제직 부분에서 빼내어 직물을 롤러에 감는 권취운동(take-up)이 필요하다.The main motion of the weaving process is the shedding motion, which is the process of separating the warp into two layers according to the fabric and forming a tunnel called shed, and weaving the weft through the warp according to the width of the fabric. It consists of a picking motion to pass through and a beating motion to push the weft through the opening to the front of the woven fabric as a body to complete the warp and weft tissue. In order to continue the weaving, the warp is released from the warp beam, and a certain amount of fabric is removed from the weaving area by the required speed and proper tension to the weaving part (let-off) and the required weft spacing, and the fabric is wound on the roller. Take-up is necessary.
상기 직물의 양측에 여러 가닥의 날실을 전기 도체 선(3)으로 대체 배열되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the warp of several strands on both sides of the fabric is arranged to be replaced by an electrical conductor line (3).
상기 전기 도체 선은 전기 저항 선인 씨실에 전원 인가용 전극 선의 역할을 한다.The electrical conductor wire serves as an electrode wire for applying power to the weft yarn, which is an electrical resistance wire.
상기 전기 도체 선의 재질은 구리 선, 알루미늄 선, 스테인리스강 선 등이 바람직하다.The material of the electrical conductor wire is preferably a copper wire, an aluminum wire, a stainless steel wire, or the like.
상기 전기 도체 선은 직물의 익조직으로 형성하는 것이 바람직하다.The electrical conductor wire is preferably formed of the blade structure of the fabric.
본 발명의 직물 조직은 익조직(레노직)이 바람직하다. 익조직은 날실이 서로 평행하지 않고, 2본의 날실이 서로 꼬여져 8자형을 만들면서 씨실을 삽입한다. 그러므로서, 그물망 모양의 익직물이 형성된다.The fabric tissue of the present invention is preferably a ripening tissue (leno tissue). The wing tissues are not parallel to each other, and the two warp yarns are twisted together to form an eight-shaped weft. Thus, a wicker-like woven fabric is formed.
특히, 전기 도체 선이 서로 꼬여진 개구 속에서 전기 저항 선이 접촉하고 있어, 전기 도체 선과 전기 저항 선 간에 접촉성을 향상시킨다.In particular, the electrical resistance wire is in contact with the openings in which the electrical conductor wires are twisted with each other, thereby improving the contact between the electrical conductor wire and the electrical resistance wire.
상기 커버링한 씨실의 중심 실은 일반 섬유 실로서, 재질은 한정하지 않지만, 특히 아라미드섬유, 불소섬유, 초고장력 PVA와 같은 슈퍼섬유 또는 유리섬유, 나일론, 폴리에스터섬유 등이 바람직하다. 특히, 유리섬유는 연사된 실을 여러 가닥으로 합사되어진 실이 바람직하다. 실에 꼬임이 있어야 내굴곡성이 좋아지기 때문이다.The center yarn of the covered weft is a general fiber yarn, although the material is not limited, and particularly, superfibers such as aramid fiber, fluorine fiber, and ultra high tensile PVA or glass fiber, nylon, polyester fiber and the like are preferable. In particular, the glass fiber is preferably a yarn in which the yarn is twisted in several strands. This is because the twist resistance is good when the thread is twisted.
상기 전기 저항 선은 니켈크롬 선, 철크롬 선, 구리니켈 선, 스테인리스강 선, 금속 섬유 중에서 어느 하나 또는 어느 하나 이상인 것과 혼용하는 것을 특징으로 한다.The electrical resistance wire is characterized in that it is mixed with any one or any one of nickel chrome wire, iron chrome wire, copper nickel wire, stainless steel wire, metal fiber.
상기 니켈크롬 선, 철크롬 선, 구리니켈 선, 스테인리스강 선의 직경은 0.08mm 이하가 바람직하다. 즉, 기계적 강도가 유지되는 한도내에서 선의 저항을 높이기 위함이다.The diameter of the nickel chromium wire, iron chromium wire, copper nickel wire, stainless steel wire is preferably 0.08 mm or less. That is, to increase the resistance of the line within the limit that the mechanical strength is maintained.
상기 전기 저항 선을 중심 실에 나선형으로 권선하는 것은 상기 직물의 양단에 배열된 전기 도체 선간에 전기 저항 선의 권선 수를 조절하여 전기 저항을 맞추고, 전기 저항 선과 전기 도체 선간에 직교상이 아닌 나선상으로 교차하여 접촉 면적을 크게하여 전기적 접촉 저항을 낮추고자 함이다.The spiral winding of the electrical resistance wire in the center thread adjusts the electrical resistance by controlling the number of windings of the electrical resistance wire between the electrical conductor wires arranged at both ends of the fabric, and crosses the electrical resistance wire and the conductor wire in a spiral rather than orthogonally. This is to reduce the electrical contact resistance by increasing the contact area.
또한, 전기 저항 선이 중심 실 상에 나선 상으로 커버링됨으로써 내굴곡성이 향상될 수 있고, 기계적인 충격에도 견딜 수 있다. 특히, 전기 저항 선으로 안전한 전기 용품을 제공할 수 있다.In addition, the electrical resistance wire is spirally covered on the center seal so that the flex resistance can be improved and can withstand mechanical shock. In particular, it is possible to provide a safe electrical appliance with an electrical resistance wire.
상기와 같이 일반 섬유와 전기 도체 선 및 전기 저항 선의 결합으로 직물 조직이 형성되는 전도체 직물에 있어서, 전기 도체 선과 전기 저항 선과의 교차점을 전기 전도성 복합 물질로 결합시켜 전기적 접촉 저항을 해결하는 것을 특징으로 한다.As described above, in a conductive fabric in which a fabric structure is formed by a combination of a general fiber, an electric conductor wire, and an electric resistance wire, the intersection point of the electric conductor wire and the electric resistance wire is combined with an electrically conductive composite material to solve the electric contact resistance. do.
상기한 전기 전도성 복합 물질은 카본블랙, 탄소나노튜브, 흑연, 탄소 단섬유(chopped) 등과 같은 도전 입자와 결합 수지로 조성된 복합 물질이다.The electrically conductive composite material is a composite material composed of a conductive resin and a binder resin such as carbon black, carbon nanotubes, graphite, chopped carbon, and the like.
특히, 카본블랙에 흑연 분말이나 탄소나노튜브, 탄소 단섬유(chopped)를 혼용할 경우 상기 도전 입자 크기의 차이와 도전 입자의 종횡비(aspect ratio) 증가로 도전 입자간의 접촉점들의 수가 증가하여 도전성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 카본블랙이 서로 응집하는 현상을 크게 줄일 수 있고, 탄소 단섬유와 결합 수지 사이의 결합력 보강효과도 있다.In particular, when carbon powder is mixed with carbon black, graphite powder, carbon nanotube, and chopped carbon, the number of contact points between the conductive particles increases due to the difference in the size of the conductive particles and the aspect ratio of the conductive particles. Not only can it be improved, but also the phenomenon of carbon black agglomerating with each other can be greatly reduced, and there is also a reinforcing effect between the short carbon fibers and the binder resin.
카본블랙의 특성은 입자크기, 비표면적, 구조, 표면성상 등으로부터 나타나게 되는데, 본 발명에 적용되기 위해서는 일반적으로 입자가 작고, 다공질이어서 표면적이 넓으며, 입자들 간의 도전통로 구조가 고도로 발달되어 있고, 불순물을 적게 함유할수록 좋으며, 제조방법에 대해서는 제한이 없다.The characteristics of carbon black are shown from particle size, specific surface area, structure, surface properties, etc. In order to apply to the present invention, the particles are generally small, porous and have a large surface area, and highly conductive path structures between the particles are developed. The less impurities are contained, the better and the production method is not limited.
상기한 탄소나노튜브(carbon nanotube)는 매우 큰 비표면적, 직경 대비 길이 비(종횡비), 뛰어난 탄성 강도, 우수한 전기적 특성과 뛰어난 열전달 특성 등을 가지고 있어, 전기 발열체로서의 안전한 도전 통로를 확보할 수 있다.The carbon nanotubes have a very large specific surface area, length-to-diameter ratio (aspect ratio), excellent elastic strength, excellent electrical properties and excellent heat transfer characteristics, and thus can secure a safe conductive path as an electric heating element. .
탄소나노튜브는 흑연 판(graphite sheet)이 나노 크기의 직경으로 원형으로 말린 상태이고, 흑연 판이 말리는 각도, 형태에 따라 전기적으로 금속성과 반도체의 특징을 보이고, 성장 방법과 성장 조건에 따라 단층벽 탄소나노튜브와 이중벽 탄소나노튜브 그리고 다중벽 탄소나노튜브 등으로 구분된다. 탄소나노튜브의 구조는 흑연 판을 말아 올리는 각도에 따라 armchair, zigzag 그리고 chiral 형태로 구분한다.Carbon nanotubes have a graphite sheet rounded to a nano-size diameter, and show the characteristics of the metal and semiconductor electrically according to the angle and shape of the graphite sheet. It is divided into nanotubes, double-walled carbon nanotubes, and multi-walled carbon nanotubes. The structure of carbon nanotubes is divided into armchair, zigzag and chiral forms according to the angle of rolling up the graphite plate.
본 발명에 따른 탄소나노튜브는 금속성을 나타내는 armchair 구조와 다중벽 탄소나노튜브가 바람직하다.Carbon nanotubes according to the present invention is preferably an armchair structure and multi-walled carbon nanotubes exhibiting metallicity.
따라서, 본 발명은 탄소나노튜브의 높은 전기 전도도와 종횡비(aspect ratio)로 3차원 네트워크 형태의 도전 막을 기재 섬유 표면 상에 형성시키고, 교차부(4) 상에 전기적인 연결 구조와 결합력의 보강효과도 가질 수 있다.Accordingly, the present invention forms a conductive film in the form of a three-dimensional network on the surface of the substrate fiber with the high electrical conductivity and aspect ratio of the carbon nanotubes, and the reinforcing effect of the electrical connection structure and bonding force on the cross section 4. You can also have
상기 탄소 단섬유의 길이는 50㎛ 내지 10㎜인 것이 바람직하다. 상기 길이가 50㎛ 미만인 경우, 탄소 단섬유와 결합 수지 사이의 결합력 보강효과가 나타나지 않고, 10㎜초과 하면 피복 처리가 어렵다.It is preferable that the length of the said short carbon fiber is 50 micrometers-10 mm. When the length is less than 50 µm, the bonding force reinforcing effect between the short carbon fibers and the binder resin does not appear, and when it exceeds 10 mm, the coating treatment is difficult.
상기한 결합 수지는 도전 입자를 결합시켜 도전 통로를 구성하는 기능으로서, 재질은 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 실리콘 고무, 불소 고무, 우레탄 고무, EPDM 고무, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 우레탄 수지, 폴리에스터 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지 등이 바람직하다.The above-mentioned binding resin is a function of bonding the conductive particles to form a conductive passage, but the material is not limited. Examples thereof include silicone rubber, fluorine rubber, urethane rubber, EPDM rubber, epoxy resin, silicone resin, urethane resin, Polyester resins, polyimide resins, polyamide resins and the like are preferred.
특히, 실리콘 고무가 가장 바람직하다.In particular, silicone rubber is most preferred.
실리콘 고무는 내열성이 우수하고, 열 환경에서도 반발 탄성이 우수하기 때문이다. 또한, 실리콘 고무의 원적외선 방사율이 높기 때문이다.This is because silicone rubber is excellent in heat resistance and excellent in resilience even in a thermal environment. This is because the far-infrared emissivity of silicone rubber is high.
즉, 전기 저항 선에 전기 전도성 복합 물질로 일체화시킴으로서, 전기 저항선의 형태 안정성과 열에 의한 소성 변형을 예방할 수 있다.That is, by integrating the electrical resistance wire with an electrically conductive composite material, it is possible to prevent the shape stability of the electrical resistance wire and plastic deformation due to heat.
상기한 실리콘 고무와 같은 반발 탄성이 우수한 결합수지로 일체화되면 전기 도체 선과 전기 저항 선과의 접촉·압착강도의 확보로, 전기적 연결을 유지할 수가 있어 기계적 충격이나 열 충격에도 견딜 수 있는 효과가 있다.When integrated with a resilient bonding resin such as the above-described silicone rubber, by ensuring the contact and compressive strength of the electrical conductor wire and the electrical resistance wire, it is possible to maintain the electrical connection and to withstand mechanical shock and thermal shock.
상기 교차부(4)는 상기 전기 전도성 복합 물질로 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.The intersection 4 is characterized in that it is electrically coupled to the electrically conductive composite material.
결합 방법은 우선, 상기 씨실의 중심 실(21) 상에 상기한 전기 전도성 복합 물질을 코팅하는 것을 특징으로 한다.The bonding method is characterized by first coating the electrically conductive composite material on the
상기한 코팅 처리 방법은 특히 제한되지 않으며, 예를 들면, 기재 섬유를 전기 전도성 물질 중에 침지하는 방법, 터치식 롤러를 이용한 사이징 장치, 닥터, 패드, 분무 장치, 실 프린트 장치 등의 코팅 장치를 이용하여 방법 등을 들 수 있다.The above coating treatment method is not particularly limited, and for example, a method of immersing the substrate fiber in an electrically conductive material, a sizing device using a touch roller, a doctor, a pad, a spray device, a coating device such as a seal printing device, etc. may be used. And the like can be mentioned.
또한, 상기한 중심 실 상에 전기 전도성 복합 물질을 코팅하는 다른 방법으로 전선 피복 방식인 도전성 압출성형 방법으로도 할 수 있다. 압출성형은 전기 전도성 복합 물질을 압축력에 의해 압축되는 노즐로부터 가는 선 형태로 성형되고, 종횡비가 큰 도전 입자는 성형된 길이 방향으로 배향되게 구성된다. 즉, 중심 실은 크로스헤드(crosshead)의 안내구(tapered guider)를 통해 다이의 중심으로 인출과 함께 중심 실에 전기 전도성 복합 물질이 피복되어 도전성 압출성형 실이 제조된다.In addition, another method of coating the electrically conductive composite material on the center seal may be a conductive extrusion molding method which is a wire coating method. Extrusion is formed by forming the electrically conductive composite material in the form of a thin line from the nozzle compressed by the compressive force, and the conductive particles having a high aspect ratio are configured to be oriented in the formed longitudinal direction. In other words, the center thread is drawn out to the center of the die through a tapered guider, and the electrically conductive composite material is coated on the center seal to produce a conductive extruded seal.
그리고, 상기와 같이 코팅된 중심 실 상에 전기 저항 선을 커버링하는 것을 특징으로 한다.Then, the electrical resistance wire is covered on the coated central seal as described above.
그리고, 커버링된 씨실로 직물을 직조하고, 직물의 양 단에 형성된 교차부(4)를 상기한 전기 전도성 물질로 피복 처리하는 것이다. 특히 양 면을 피복처리하는 것이 바람직하다.Then, the fabric is woven with the covered weft and the cross section 4 formed at both ends of the fabric is coated with the electrically conductive material. In particular, it is preferable to coat both sides.
상기한 피복 처리방법은 특히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 직물을 전기 전도성 물질 중에 침지하는 방법, 또는, 교차부(4)만 터치식 롤러를 이용한 사이징 장치, 닥터, 패드, 분무 장치, 실 프린트 장치 등의 코팅 장치를 이용하여 피복 처리하는 것 등을 들 수 있다.The above coating treatment method is not particularly limited, and for example, a method of immersing the fabric in an electrically conductive material, or a sizing device, a doctor, a pad, a spray device, and a yarn using only a touch roller at an intersection portion 4. Coating | covering process using coating apparatuses, such as a printing apparatus, etc. are mentioned.
즉, 중심 실 상에 코팅된 전기 전도성 물질이 교차부(4)의 피복 처리시 전기 전도성 물질과 서로 결합하여 안정적인 전기적 연결 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.That is, the electrically conductive material coated on the central seal is characterized in that it has a stable electrical connection structure by combining with the electrically conductive material in the coating treatment of the cross section (4).
따라서, 본 발명에 따른 전기 전도성 물질로 결합된 전도체 직물은 전도체 직물의 전기적 병렬 구조로 전기적 연결점이 다수인 위·경사의 교차부에 전기적인 결합으로 전기적 접촉저항을 해결할 수 있다.Therefore, the conductive fabric combined with the electrically conductive material according to the present invention can solve the electrical contact resistance by the electrical coupling at the intersection of the weft and inclination of the electrical parallel structure of the conductive fabric.
상기한 전기 저항 선의 전기 전도도가 탄소 섬유나 전기 전도성 복합 물질보다 높기 때문에, 전기 도체 선간에 배열된 전기 저항 선에서 열이 발생하고, 중심 실인 전기 전도성 복합 물질과 탄소 섬유는 탄소 성분으로서 원적외선이 다량 방사하는 것을 특징으로 한다. 또한, 교차부에 교차 점이 전기 전도성 복합 물질로 에워싸고, 종횡비가 큰 도전 입자로 결합되어 결합 수지와의 결합력 보강효과도 있다.Since the electrical conductivity of the electrical resistance wire is higher than that of the carbon fiber or the electrically conductive composite material, heat is generated from the electrical resistance wire arranged between the electrical conductor wires, and the electrically conductive composite material and the carbon fiber, which are the central yarns, have a large amount of far infrared rays as a carbon component. It is characterized by spinning. In addition, the intersection point is surrounded by the electrically conductive composite material, and the bonding point is bonded to the conductive particles having a high aspect ratio, thereby reinforcing the bonding strength with the bonding resin.
기존의 전도체 직물의 전기 도체 선과 전기 저항 선의 결합 관계는 위·경사 직물 조직인 교착 관계로만 구성되어 교차부에서의 접촉 저항이라는 문제가 내재하고 있지만, 본 발명은 전도체 직물의 교차부에 전기적으로 결합하여 접촉 저항 문제를 해결할 수 있어 직물 형태의 전도체 직물을 안전하게 제공할 수 있다.The coupling relationship between the electric conductor wire and the electric resistance wire of the existing conductor fabric is composed only of the interlocking relationship of the weft / slope fabric structure, so that the problem of contact resistance at the intersection is inherent, but the present invention is electrically coupled to the intersection of the conductor fabric. The problem of contact resistance can be solved, providing a secure fabric of conductor fabrics.
또한, 전원을 인가하면 전기 저항 선에서 열이 발생하고, 전기 저항 선은 금속이나 합금으로 구성되어 있어, 전기 저항율이 내유성, 내약품성, 내후성이나 경시변화가 없이 안정적인 전도체 직물을 유지할 수 있다.In addition, when power is applied, heat is generated in the electrical resistance wire, and the electrical resistance wire is made of a metal or an alloy, and thus the electrical resistivity can maintain a stable conductor fabric without oil resistance, chemical resistance, weather resistance, or change over time.
또한, 중심 실을 탄소 섬유인 것을 특징으로 한다.In addition, the central thread is characterized in that the carbon fiber.
그러나, 탄소 섬유는 수천 가닥 이상의 필라멘트로 집속된 상태이므로, 서로 여러 필라멘트 끼리 아크 발생 요소가 있으므로, 탄소 섬유를 상기 전기 전도성 복합 물질로 코팅하는 것을 특징으로 한다. 즉, 수천 가닥 이상의 필라멘트를 서로 결합하여 하나로 일체화되는 것을 특징으로 한다.However, since the carbon fibers are focused with filaments of thousands or more strands, there are arc generating elements between the various filaments, so that the carbon fibers are coated with the electrically conductive composite material. In other words, it is characterized in that the filament of thousands or more strands are combined with each other to be integrated into one.
상기한 전기 저항 선의 전기 전도도가 탄소 섬유나 전기 전도성 복합 물질보다 높기 때문에, 전기 도체 선간에 배열된 전기 저항 선에서 열이 발생하고, 중심 실인 전기 전도성 복합 물질과 탄소 섬유는 탄소 성분으로서 원적외선이 다량 방사하는 것을 특징으로 한다. 또한, 교차부에 교차 점이 전기 전도성 복합 물질로 결합되고, 전기 저항 선보다 전기 전도도가 낮지만 교차점으로 에워싸는 접촉면이 넓어서 전기적 접촉 저항을 해결할 수 있다. 즉, 접촉 저항은 접촉 간극 거리에 비례하고 접촉 면적에 반비례하기 때문이다.Since the electrical conductivity of the electrical resistance wire is higher than that of the carbon fiber or the electrically conductive composite material, heat is generated from the electrical resistance wire arranged between the electrical conductor wires, and the electrically conductive composite material and the carbon fiber, which are the central yarns, have a large amount of far infrared rays as a carbon component. It is characterized by spinning. In addition, the intersection point is coupled to the electrically conductive composite material, the electrical conductivity is lower than the electrical resistance line, but the contact surface surrounded by the intersection is wide, thereby solving the electrical contact resistance. That is, the contact resistance is proportional to the contact gap distance and inversely proportional to the contact area.
<실시 예><Examples>
(1) 폴리에스터 섬유(섬도 1000데니어) 상에 전기 전도성 복합 물질로 코팅하여, 1미터당 20kΩ의 저항치를 맞추었다.(1) Coated with an electrically conductive composite material on a polyester fiber (1000 fine denier), the resistance value of 20 kΩ per meter was set.
(2) 상기 (1)을 중심 실로 하여 니크롬 2종 0.05mm 직경 선으로 커버링하였다. 커버링 피치는 1.6mm 내지 1.8mm로 하여 1미터당 710Ω의 저항치가 나왔다.(2) The above-mentioned (1) was used as the center seal | cover, and it covered with the
(3) 씨실은 상기 (2)에서 제조한 커버링한 실을 사용하고, 날실은 폴리에스터 500데니어(섬도) 2가닥을 한 올로 직조하고, 상기 양 측의 날실을 0.32mm 직경의 동선 10가닥씩 대체 배열하고, 직물 폭은 30센티미터로 제직하고, 직물 밀도는 1인치당 3칸으로 제직함.(3) The weft yarn is a cover yarn prepared in the above (2), and the warp yarn is woven into two strands of polyester 500 denier (fineness), and the warp yarns on both sides are each 10 strands of 0.32 mm diameter copper wire. Alternate arrangement, weaving width 30 cm,
(4) 상기 (3)에서 직조된 직물의 양단 교차부 상에 전기 전도성 복합 물질로 피복한 후, 실리콘 고무로 상기 직물을 피복(피복층의 두께는 0.5mm 정도)시킴.(4) After coating with an electrically conductive composite material on both ends of the woven fabric in (3), the fabric is coated with silicone rubber (the thickness of the coating layer is about 0.5 mm).
상기 (1)에서 (4)까지 공정으로 제조된 전도체 직물의 소비 전력은 1미터당 80와트(정격전압 12V) 정도였다. 12V 전원 인가시 50℃ 정도로 상승함(주변 온도 20℃)
The power consumption of the conductor fabric produced by the process (1) to (4) was about 80 watts per meter (rated voltage 12V). It rises to 50 ℃ when 12V power is applied (ambient temperature 20 ℃)
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시 예의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the present invention. The invention may be embodied in many other forms. Accordingly, modifications of the embodiments of the present invention will not depart from the scope of the present invention.
1: 날실
2: 씨실
3: 전기 도체 선
4: 교차부
21: 중심 실
22: 피복용 실1: warp
2: Weft
3: electrical conductor wire
4: intersection
21: center thread
22: coating thread
Claims (5)
상기 씨실의 중심 실은 전기 전도성 복합 물질이 코팅된 실이고, 상기 전기 도체 선과 씨실이 서로 교차하는 교차부(4)에 상기 전기 전도성 복합 물질이 피복된 교차부이고, 상기 중심 실(21) 상에 코팅된 전기 전도성 복합 물질과 상기 교차부에 피복된 전기 전도성 복합 물질이 서로 결합하여 전기적으로 연결된 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 전도체 직물.The warp yarn 1 is opened in the upper and lower groups by the opening motion of the loom of the weaving machine, the weft yarn 2 enters the open warp yarn by the north needle movement, and the body pushes the weft yarn enclosed in the opening until the woven fabric. The fabric is formed by successive repetition of body needle movement to complete the organization of the warp and weft yarns, and several strands of warp yarns are arranged on both sides of the fabric with electrical conductor wires 3, and the weft yarns have a central yarn ( 21) covering a sheath 22 on the sheath, wherein the sheath is comprised of an electrical resistance wire,
The center yarn of the weft yarn is a yarn coated with an electrically conductive composite material, and is an intersection where the electrically conductive composite material is coated at an intersection portion 4 where the electric conductor lines and the weft yarn cross each other, and on the center yarn 21. And wherein the coated electrically conductive composite material and the electrically conductive composite material coated at the intersections are bonded to each other and electrically connected.
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