KR101798192B1 - 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법 - Google Patents

전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기전도성이 우수한 팽창흑연을 폴리우레탄 수지에 분산시켜 전도성 코팅 수지로 사용하여 합성섬유 원사에 함침함으로써 전도성 기능이 우수한 코팅사 제조방법에 관한 것이다.
또한 상기 전도성이 우수한 코팅사를 이용하여 섬유형 습도센서를 제조함으로써 스마트 시트, 자동차 시트, 의류 등의 용도에 적합한 습도센서의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은, 용매에 팽창흑연(expanded graphite)을 초음파에 의하여 균일하게 분산시켜 팽창흑연 분산액을 제조하는 제1 단계; 상기 팽창흑연 분산액에 폴리우레탄 수지를 혼합한 후, 롤밀을 통해 분산시켜 전도성 코팅수지를 제조하는 제2 단계; 및 상기 전도성 코팅수지에 합성섬유를 함침한 후, 건조하는 제3 단계; 를 포함한다.

Description

전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법{Method for manufacturing electrically conductive coated yarn and Method for manufacturing humidity sensor manufactured using thereof}
본 발명은 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기전도성이 우수한 팽창흑연을 폴리우레탄 수지에 분산시켜 전도성 코팅 수지로 사용하여 합성섬유 원사에 함침함으로써 전도성 기능이 우수한 코팅사 제조방법에 관한 것이다.
또한, 상기 전도성이 우수한 코팅사를 이용하여 섬유형 습도센서를 제조함으로써 스마트 시트, 자동차 시트, 의류 등의 용도에 적합한 습도센서의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스마트 소재는 센서기능을 갖는 인텔리전트 재료와 유사한 개념으로 외부 환경변화에 따라 반응할 수 있는 소재를 의미하며, 환경에 적응하는 생명체의 특성을 모방한 스마트 소재는 생물체처럼 환경에 반응한다는 점에서 앞으로 급격한 산업 환경 변화에 따른 요구를 만족시킬 수 있는 특성을 가질 것으로 기대되고 있다.
이때, 다층 또는 복층 구조로 제직 또는 편직된 멀티 레이어(multi-layer) 스마트 소재는 개별의 레이어에 기능성 섬유를 삽입하여 만들 수 있다. 기능성 섬유로는 고강도 전도사, 섬유기반의 센서사, 광섬유(POF), 세라믹사, 탄소사, 금속사 등이 있으며 다층구조로 제편직하는 제조기술이 개발되고 있다.
스마트 소재를 활용한 스마트 시트는 크게 수동형과 능동형으로 나눌 수 있고, 이중 후자는 환경 변화를 감지할 수 있는 센서와 반응할 수 있는 액추에이터(Actuator)로 구성되어 있다. 생체의 생리학적인 변화를 전기, 자기, 광학적인 신호로 감지 또는 모니터링 하는 센서가 얇은 고분자 시트, 종이, 섬유소재 또는 특수소재 시트 위에 어레이 칩 형태로 내장 또는 착설되어 있으며, 감지된 생체신호에 따라 작동하는 생체신호 감응형 액추에이터가 동일한 시트에 내장 또는 착설된 구조를 지니고 있다.
이러한 스마트 소재로 많이 쓰이는 물질 중 하나인 전도성 고분자 복합체는 유기 화합물과 전도성 소재를 이용하여 합성한 고분자 복합체로써 전기전도성 특성에 의한 정전기 제거, 유해전자파 차폐 및 흡수, 전기 변색 특성(electrochromism) 등의 기능과 함께 가공성이 다양하고, 경량화, 대량 생산 가능이 가능하여 전극용 재료, 액정 표시 장치의 액정 배향막, 센서, 광전지, 촉매보조체, 전자 부품, 전자파 차폐제, 기능성 의류, 기능성 신발 등 다양한 산업분야에 널리 적용되고 있다.
한편, 섬유에 마련되어 외부환경에 반응하는 센서에 관한 특허 기술들을 살펴보면, 국내 공개특허공보 제10-2010-0027252호의 유비쿼터스-센서를 이용한 섬유 특성 측정 시스템은 사람이 착용한 섬유에 부착되어 사람의 움직임이나 외부 환경에 측정하기 위한 센서부; 상기 센서부의 동작 상태를 감시하고, 상기 센서부의 측정값을 전송받아 관리 서버부로 전송하며, 상기 관리서버부의 신호를 수신하기 위한 휴대 단말기부; 및 상기 휴대 단말기부에서 수신한 센서부의 측정값을 수신하여 데이터베이스에 저장하고, 상기 측정값과 기저장된 설정값을 비교하기 위한 관리서버부를 하는 기술에 관한 것으로, 상기 센서를 따로 구비하여 사용자가 착용한 섬유에 센서를 부착해야 한다는 특성으로 인해 사용이 번거롭고 유연성과 전도성이 필요한 스마트 섬유의 용도에 적합하지 않으며, 상기 센서부와 상기 휴대단말기부 등 구성요소가 다소 복잡한 문제점 등이 발생할 우려가 있다.
또한, 전기전도성을 갖는 고분자 복합체에 관한 특허 기술들을 살펴보면, 국내 공개특허공보 제2010-136079호에 열가소성수지에 표면개질된 탄소나노튜브 0.1~5중량부를 포함하는 전도성 발포수지조성물이 알려져 있지만, 상기와 같은 특허의 경우에는 이미 합성한 고분자 수지에 단순히 전도성 소재인 탄소나노튜브를 혼합하여 발포시킨 전도성 발포수지 혼합물로서, 미세 분말의 응집성 특성으로 인해 탄소나노튜브가 고분자 수지 내에서 균일하게 잘 분산되지 아니하여 전기전도적 특성을 제대로 발휘하지 못하는 문제점 등이 발생할 우려가 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-0990081호 (2010년 10월 20일) 대한민국 공개특허공보 제 10-2010-136079호 (2010년 12월 28일)
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 섬유에 센서가 형성되어 유연성과 전도성이 필요한 스마트 섬유의 용도에 적합한 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단순한 구성으로써 제조원가를 절감할 수 있는 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전도성을 부여하는 미세 분말을 용매에 잘 분산시켜 전기전도적 특성을 제대로 발휘하는 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은, 용매에 팽창흑연(expanded graphite)을 초음파에 의하여 균일하게 분산시켜 팽창흑연 분산액을 제조하는 제1 단계; 상기 팽창흑연 분산액에 폴리우레탄 수지를 혼합한 후, 롤밀을 통해 분산시켜 전도성 코팅수지를 제조하는 제2 단계; 및 상기 전도성 코팅수지에 합성섬유를 함침한 후, 건조하는 제3 단계; 를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1 단계에서, 상기 팽창흑연은 상기 용매 100 중량부에 대하여 50중량부인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제1 단계에서, 상기 용매는 디메틸포름아미드(Dimethylformamide, DMF)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 단계에서, 상기 폴리우레탄 수지는, 폴리에스테르 디올(polyester diol), 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol), 폴리테트라메틸렌 글리콜(poly tetramethylene glycol) 중 적어도 어느 하나의 폴리올(polyol)과, 지방족 계열의 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate) 중 적어도 어느 하나의 이소시아네이트(isocyanate)를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제2 단계에서, 상기 폴리우레탄 수지의 100% modulus는 30Kgf/㎠ 내지 70Kgf/㎠ 인 용제형 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제3 단계에서, 상기 합성섬유는 폴리에스터 섬유(polyester fiber)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법에 의해 제조되는 코팅사를 마련하는 A 단계; 직물시트를 제조하는 B 단계; 및 상기 코팅사를 상기 직물시트 표면 상에 S자형으로 형성하는 C 단계; 를 포함한다.
또한, 본 발명의 C 단계에서, 상기 코팅사는 상기 직물시트의 위사에 S자형으로 삽입되어 면직 일체형 신축구조로 제직되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 C 단계에서, 상기 코팅사는 상기 직물시트의 경사에 S자형으로 배치되어 밴드형 신축구조로 제직되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은 섬유에 센서가 형성되어 유연성과 전도성이 필요한 스마트 섬유의 용도에 적합한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은 단순한 구성으로써 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은 전도성을 부여하는 미세 분말을 용매에 잘 분산시켜 전기전도적 특성을 제대로 발휘하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사를 이용한 습도센서의 제조방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 3은 점도 5,000 CPS인 전도성 코팅수지에 의한 원사 두께, 코팅 속도 및 원사 두께와 속도에 따른 전기 저항값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 점도 10,000 CPS인 전도성 코팅수지에 의한 원사 두께, 코팅 속도 및 원사 두께와 속도에 따른 전기 저항값을 나타낸 그래프이다.
도 5는 점도 20,000 CPS인 전도성 코팅수지에 의한 원사 두께, 코팅 속도 및 원사 두께와 속도에 따른 전기 저항값을 나타낸 그래프이다.
도 6은 점도 30,000 CPS인 전도성 코팅수지에 의한 원사 두께, 코팅 속도 및 원사 두께와 속도에 따른 전기 저항값을 나타낸 그래프이다.
도 7은 점도 50,000 CPS인 전도성 코팅수지에 의한 원사 두께, 코팅 속도 및 원사 두께와 속도에 따른 전기 저항값을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 면직 일체형 신축구조의 S자형 코팅사 패턴을 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 밴드형 신축구조의 S자형 코팅사 배치 패턴을 나타낸 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 전도성 섬유 습도센서를 이용하여 습도를 측정한 사진이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법은 다음의 단계에 따라 이루어진다.
제1 단계(S110)에서는 용매에 팽창흑연(expanded graphite)을 초음파에 의하여 균일하게 분산시켜 팽창흑연 분산액을 제조한다. 이는 용매에 팽창흑연을 첨가하였을 경우, 용매에 미세 분말의 응집성 특성으로 인해 팽창 흑연이 용매 내에서 균일하게 잘 분산되지 않는 것을 방지하여 전기전도적 특성을 제대로 발휘할 수 있도록 한다. 특히 초음파 발생기를 이용하여 팽창흑연을 분산시킬 경우 일반교반기나 고속분산기를 이용하는 경우보다 분산시간이 절약될 뿐만 아니라 분산물의 최대입도가 최소화될 수 있어 초음파 발생기를 이용해 분산물을 분산시키는 것이 보다 바람직하다.
이때, 팽창흑연은 상기 용매 100 중량부에 대하여 50중량부인 것이 바람직하다. 팽창흑연이 50중량부 이상 첨가되면 제조되는 전도성 코팅수지의 점도가 50,000 CPS 이상이 되어 합성섬유의 원사에 코팅가공이 어려울 수 있다. 또한, 팽창흑연이 50중량부 이하로 첨가되면 표면저항 값이 10⁴이상으로 증가하여 전도성이 낮아지며, 섬유형 습도센서로 제조시 신호를 전달하는 기능이 약해질 수 있는 단점이 있다.
덧붙여, 상기 용매는 디메틸포름아미드(Dimethylformamide, DMF)인 것이 바람직하다. 상기 용매는 다양한 용매로 사용이 가능하나, 디메틸포름아미드(Dimethylformamide, DMF)를 사용할 경우 분산이나 점도 면에서 보다 더 유리하다.
제2 단계(S120)에서는 상기 팽창흑연 분산액에 폴리우레탄 수지를 혼합한 후, 롤밀(roll mill)을 통해 분산시켜 전도성 코팅수지를 제조한다. 특히 롤밀(특히 3롤밀)을 이용하여 분산시키는 경우 분산물의 최대입도를 최소화시킬 수 있어 분산정도가 고르게 되는 이점이 있으므로 롤밀을 통해 분산시키는 것이 보다 더 바람직하다.
이때, 상기 폴리우레탄 수지는, 폴리에스테르 디올(polyester diol), 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol), 폴리테트라메틸렌 글리콜(poly tetramethylene glycol) 중 적어도 어느 하나의 폴리올(polyol)과, 지방족 계열의 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate) 중 적어도 어느 하나의 이소시아네이트(isocyanate)를 포함하여 제조되는 것이 바람직하다.
폴리우레탄 수지 제조시 폴리올(polyol)로서 폴리에스테르 디올(polyester diol)을 사용하면 코팅사 제조시 원사 표면과의 접착력이 우수하며 가격이 저렴한 장점이 있다. 폴리우레탄 수지 제조시 폴리올(polyol)로서 폴리카보네이트 디올(polycarbonate diol)을 사용하면 기계적 물성과 내구성을 향상시킬 수 있으며, 폴리테트라메틸렌 글리콜(poly tetramethylene glycol)을 사용하면 내가수분해성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 폴리우레탄 수지 제조시 이소시아네이트(isocyanate)로서 지방족 계열의 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate) 또는 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(cyclohexylmethane diisocyanate)를 사용하면 최종적으로 원사에 코팅하여 코팅사 및 섬유형 습도센서 제조 후 자외선에 의한 변색이 발생되지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 수지의 100% modulus는 30Kgf/㎠ 내지 70Kgf/㎠ 인 용제형 폴리우레탄 수지인 것이 바람직하다. 100% modulus는 고무, 합성수지 등 탄성물질을 100% 늘렸을 때 들어가는 힘을 말한다. 100% modulus가 70Kgf/㎠ 이상인 폴리우레탄 수지를 사용한 코팅사의 경우 다소 뻣뻣할 수 있으며, 섬유형 습도센서 제조시 최종 원단이 뻣뻣해 질 우려가 있다. 100% modulus가 30Kgf/㎠ 이하의 폴리우레탄 수지를 사용할 경우 제조되는 코팅사 표면이 점착특성이 발생될 수 있고, 기계적 물성이 취약하여 마모강도 및 내구성이 나빠질 우려가 있다. 따라서, 상기한 범위 내의 100% modulus를 가지는 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
제3 단계(S130)에서는 상기 전도성 코팅수지에 합성섬유를 함침한 후, 건조한다. 이때, 상기 합성섬유는 폴리에스터 섬유(polyester fiber)인 것이 바람직하다. 상기 합성섬유는 다양한 섬유로 사용이 가능하나, 폴리에스터 섬유(polyester fiber)를 사용할 경우 분산이나 점도 면에서 보다 더 유리하다.
또한 본 발명의 전기전도성이 우수한 코팅사를 이용한 습도센서의 제조방법을 설명하려면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사를 이용한 습도센서의 제조방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 2에 도시된바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사를 이용한 습도센서의 제조방법은 다음의 단계에 따라 이루어진다.
A 단계에서는 도 1을 통해 상술한 본 발명의 실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법에 의해 제조되는 코팅사를 마련하며, B 단계에서는 직물시트를 제조한다.
C 단계에서는 상기 코팅사를 상기 직물시트의 표면 상에 S자형으로 형성한다. 코팅사를 경사 또는 위사 방향에 따라 일직선 형태로 삽입하지 아니하고 파형구조로 나열하여 하나의 기능섬유로 넓은 면적을 대응할 수 있으며 기능성 섬유의 파단을 방지하고 내구력을 증대시킨다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 코팅사는 직물시트의 위사에 S자형으로 삽입되어 면직 일체형 신축구조로 제직되는 것이 가능하다. 이는 코팅사를 직물시트에 직선상의 배치로 인해서 습도측정값이 저하되는 문제점을 방지하기 위함이다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 코팅사는 직물시트의 경사에 S자형으로 배치되어 밴드형 신축구조로 제직되는 것이 가능하다. 이는 직물시트에 신축성을 부여하여 시트의 신장 시에 전도성 원사의 끊어짐을 방지하기 위함이다. 시트가 신장될 때에는 일자형으로 펼쳐지고 축소될 때에는 다시금 S자형으로 배치되므로 효율적인 신축성을 나타낸다.
한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 전도성 섬유 습도센서를 이용하여 습도를 측정한 사진이다.
도 10을 참조하면, 습도센서에 손을 올려놓지 않았을 때에는 습도가 0%로 측정되며 손가락을 올려놓았을 때에는 습도가 21%로 측정되었다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은, 팽창흑연을 분산시키고 유연성과 접착력이 우수한 폴리우레탄 수지를 바인더 수지로 사용하여 전기전도성 기능을 부여하여 유연성과 전도성이 필요한 스마트 섬유의 용도 및 섬유형 습도센서에 적합하다.
<흑연(graphite)>
수정과 같은 결정구조를 가지는 육방 정계에 속하는 광물로 석묵이라고도 한다. 흑색을 띠며 금속광택을 가졌으며, 전기의 양도체, 연필심, 도가니, 전기로, 아크 등의 전극 등에 사용되며 활마재(滑磨材)로도 사용된다. 흑연은 다른 물질에 비하여 열에 대한 저항성이 크고 열팽창 계수는 매우 작으며 열전도도 및 전기 전도도가 우수한 것이 가장 큰 특징이며, 결정구조와 미세구조에 따라 형태, 색상, 광택, 경도, 비중, 열 및 전기 전도성 등 여러 가지 물성이 달라지게 된다.
<팽창흑연(expanded graphite)>
결정질 흑연이 크롬산 및 묽은 황산 용액에 산화되고, 빨리 가열하면 물이 흑연의 층 사이에 접적되어, 초기 부피에 비해 100~700%로 팽창되어진 것을 말한다. 이러한 팽창 흑연은 강철주조에서 절연제, 주괴를 덥기 위한 덥개, 가구 및 매트리스의 고탄력 내화재 등에 사용된다. 최근에는 전자기기의 방열재료, 열전도 시트, 난연제, 전도성 필러(filler), 반도체 부품, 디스플레이(LED) 등의 부품 및 전계방출소재로 활발히 이용되고 있는 추세이다.
<실험예 1_전도성 코팅수지의 적정 점도 규명>
본 실험예 1에서는 전도성 코팅수지의 적정 점도를 확인하고자 하였다.
전도성을 부여하기 위한 섬유 코팅 기술개발을 위해 전도성 코팅수지의 점도에 따른 원사 두께, 코팅 속도, 두께 및 속도에 따른 전기 저항값의 결과를 확인하고 최적의 전도성 코팅조건을 확인하였다. 전도성 코팅수지의 적정 점도를 확인하고자 하는 실험은 도 3 내지 도 7과 같이 나타난다.
먼저, 도 3의 그래프는 전도성 코팅수지의 점도가 5,000 CPS인 경우의 원사 두께 및 전기 저항값을 측정한 결과이다. 도 3의 (A) 그래프를 살펴보면, 합성섬유의 코팅 속도가 증가할수록 코팅된 원사의 두께는 감소하였다. 도 3의 (B) 그래프를 살펴보면, 합성섬유가 코팅되는 속도와 전기 저항값은 비례하여 증가한다.
도 4의 그래프는 전도성 코팅수지의 점도가 10,000 CPS인 경우의 원사 두께 및 전기 저항값을 측정한 결과이다. 도 4의 (A) 그래프를 보면, 합성섬유의 코팅 속도가 증가할수록 코팅된 원사의 두께는 감소하였다. 도 4의 (B) 그래프를 살펴보면, 합성섬유가 코팅되는 속도와 전기 저항값은 비례하여 증가한다.
도 5의 그래프는 전도성 코팅수지의 점도가 20,000 CPS인 경우의 원사 두께 및 전기 저항값을 측정한 결과이다. 도 5의 (A) 그래프를 참조하면 합성섬유의 코팅 속도가 증가할수록 코팅된 원사의 두께는 감소하고, 도 5의 (B) 그래프를 참조하면 합성섬유가 코팅되는 속도와 전기 저항값은 비례하여 증가한다.
도 6의 그래프는 전도성 코팅수지의 점도가 30,000 CPS인 경우의 원사 두께 및 전기 저항값을 측정한 결과이다. 도 6의 (A) 그래프를 참조하면 합성섬유의 코팅속도가 증가할수록 코팅된 원사의 두께는 감소하고, 도 6의 (B) 그래프를 살펴보면 합성섬유가 코팅되는 속도와 전기 저항값은 비례하여 증가한다.
도 7의 그래프는 전도성 코팅수지의 점도가 50,000 CPS 인 경우의 원사 두께 및 전기 저항값을 측정한 결과이다. 도 7의 (A) 그래프를 살펴보면, 합성섬유의 코팅속도가 증가할수록 코팅된 원사의 두께가 감소하나, 감소하는 폭이 도 3 내지 도 6의 (A) 그래프에 비해 기울기가 다소 완만하다. 도 7의 (B) 그래프를 살펴보면, 합성섬유가 코팅되는 속도가 증가할수록 전기 저항값이 증가하나, 27m/min 내지 30m/min 속도에서는 감소하는 경향을 보이며 30m/min 이후에서는 도 3 내지 도 6의 (B) 그래프에 비해 다소 급격하게 증가한다.
따라서, 전도성 코팅수지의 점도는 50,000 CPS 이상이 되면 합성섬유의 원사에 코팅가공이 어려울 뿐만 아니라 코팅 속도에 비례하여 전기 저항값이 급격하게 증가하므로 합성섬유의 코팅 속도를 제한하는 단점이 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법에 의해, 섬유에 센서가 형성되어 유연성과 전도성이 필요한 스마트 섬유의 용도에 적합한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코팅사 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은 단순한 구성으로써 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기전도성이 우수한 코티아 제조방법 및 이를 이용한 습도센서의 제조방법은 전도성을 부여하는 미세 분말을 용매에 잘 분산시켜 전기전도적 특성을 제대로 발휘하는 장점이 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 용매에 팽창흑연(expanded graphite)을 초음파에 의하여 균일하게 분산시켜 팽창흑연 분산액을 제조한 후, 상기 팽창흑연 분산액에 100% modulus가 30Kgf/㎠ 내지 70Kgf/㎠인 용제형 폴리우레탄 수지를 혼합한 후, 롤밀을 통해 분산시켜 점도가 50,000CPS 이하인 전도성 코팅수지를 제조한 후 상기 전도성 코팅수지에 합성섬유를 함침한 후, 건조하여 제조된 코팅사를 마련하는 A 단계;
    직물시트를 제조하는 B 단계; 및
    상기 코팅사를 상기 직물시트 표면 상에 S자형으로 형성하는 C 단계;
    를 포함하는 전기전도성이 우수한 코팅사를 이용한 습도센서의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 C 단계에서, 상기 코팅사는 상기 직물시트의 위사에 S자형으로 삽입되어 면직 일체형 신축구조로 제직되는 것을 특징으로 하는 전기전도성이 우수한 코팅사를 이용한 습도센서의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 C 단계에서, 상기 코팅사는 상기 직물시트의 경사에 S자형으로 배치되어 밴드형 신축구조로 제직되는 것을 특징으로 하는 전기전도성이 우수한 코팅사를 이용한 습도센서의 제조방법.
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