KR101873964B1

KR101873964B1 - 탄소섬유 발열체의 제조방법, 탄소섬유 발열체, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법, 및 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치

Info

Publication number: KR101873964B1
Application number: KR1020160171632A
Authority: KR
Inventors: 배일준; 김덕만
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원; 김덕만
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-07-03
Also published as: KR20180069441A

Abstract

탄소섬유 발열체의 제조방법, 탄소섬유 발열체, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법, 및 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 복수개의 필라멘트로 이루어지는 탄소섬유 다발을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하는 광폭화 펼침 단계, 상기 광폭화 펼침 단계를 행함과 동시에 상기 광폭화하는 탄소섬유 다발의 두께를 슬림(slim)화 하는 슬림화 단계, 상기 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조하는 탄소섬유 면사 제조 단계, 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 물질을 도포하는 전도성 물질 도포 단계, 및 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 박막(foil)을 부착하는 전도성 박막 부착 단계를 포함한다.

Description

탄소섬유 발열체의 제조방법, 탄소섬유 발열체, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법, 및 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치{METHOD FOR MANUFACTURING CARBON FIBER HEATING ELEMENT, THE HEATING ELEMENT, METHOD FOR MANUFACTURING HEATING PATCH USING CARBON FIBER HEATING ELEMENT, THE HEATING PATCH}

본 발명은 탄소섬유 발열체의 제조방법, 탄소섬유 발열체, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법, 및 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치에 관한 것이다.

일반적으로, 탄소섬유를 적용한 발열체(이하, '탄소섬유 발열체'라 함)는 전기적 전도성이 우수하여, 저저압에서 구동이 가능하고, 전자파 차폐를 최소화할 수 있으며, 원적외선 방사 특성으로 인하여 친환경적인 발열체이다.

그러나, 탄소섬유는 수천 ~ 수십만개의 필라멘트(섬유경 5~7㎛)로 이루어진 다발로 제품화되고 있는데, 가격이 높고, 전도부와 접촉하는 일부 필라멘트만 발열거동에 참여하기 때문에 발열 효율이 높지 않은 제약이 있다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 종래의 탄소섬유 다발은 스프래딩(spreading) 처리를 행하지 않았기 때문에 탄소섬유 다발의 필라멘트(10) 중 전도부(20)와 접촉하는 탄소섬유 다발의 표면에 위치한 일부의 필라멘트(10a)에만 접촉 저항에 의하여 발열 구동에 참여하게 되며, 또한, 상기 탄소섬유 다발의 필라멘트(10) 중 전도부(20)와 접촉하지 못하는 탄소섬유 다발의 표면 내측에 위치한 필라멘트(10) 부분은 발열 거동에 참여하지 못하는 데드존(dead zone)을 이루게 되므로, 그 만큼 탄소섬유 발열체의 구동에 고전압이 필요하게 된다.

이에 따라, 탄소섬유 다발의 단위면적당 발열 효율이 크게 떨어질 뿐만 아니라, 탄소섬유 다발의 두께가 두껍게 형성될 수 밖에 없기 때문에 탄소섬유 발열체의 슬림화가 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명은 탄소섬유의 단위면적당 발열효율을 극대화하고, 저전압 구동 및 초슬림화 가능한 탄소섬유 발열체의 제조방법, 탄소섬유 발열체를 제공하며,

또한, 휴대가 쉽고 간편하게 의류 및/또는 피부에 탈부착 가능한, 발열(온열) 패치로 탈부착이 간편하며, 일상생활과 야외활동 시에도 사용이 가능 의류와 피부에 부착(적용)에 의한 의료 분야 등 부위의 제한이 없이 사용 가능한 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법, 및 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 복수개의 필라멘트로 이루어지는 탄소섬유 다발을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하는 광폭화 펼침 단계,

상기 광폭화 펼침 단계를 행함과 동시에 상기 광폭화하는 탄소섬유 다발의 두께를 슬림(slim)화 하는 슬림화 단계,

상기 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조하는 탄소섬유 면사 제조 단계,

상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 물질을 도포하는 전도성 물질 도포 단계, 및

상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 박막(foil)을 부착하는 전도성 박막 부착 단계를 포함하는 것인 탄소섬유 발열체의 제조방법이 제공될 수 있다.

상기 탄소섬유 다발의 폭은 상기 광폭화 펼침 단계를 행하여 2배 내지 10배로 광폭화 되는 것일 수 있다.

상기 탄소섬유 다발의 두께는 상기 슬림화 단계를 행하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화 되는 것일 수 있다.

상기 탄소섬유 면사 제조 단계는 탄소섬유 다발의 표면에 코팅액을 코팅하는 표면 코팅 단계, 및

상기 탄소섬유 다발의 표면에 코팅된 코팅액을 건조하는 코팅액 건조 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 코팅액은 액상의 접착제(binder)인 것일 수 있다.

상기 전도성 물질 도포 단계는 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 페이스트를 함침하는 페이스트 함침 단계, 및

상기 전도성 페이스트를 건조하는 페이스트 건조 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 전도성 박막 부착 단계는 상기 페이스트 함침 단계 이전, 또는 상기 페이스트 건조 단계 이후에 행하는 것일 수 있다.

상기 전도성 페이스트는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트인 것일 수 있다.

상기 전도성 박막은 구리(Cu) 박막, 은(Ag) 박막, 금(Au) 박막, 니켈(Ni) 박막 중에서 선택되는 어느 하나의 박막인 것일 수 있다.

상기 전도성 박막 부착 단계를 행한 후, 상기 전도성 박막에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 복수개의 필라멘트로 이루어지는 탄소섬유 다발을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하는 광폭화 펼침 단계,

상기 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조하는 탄소섬유 면사 제조 단계, 및

상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 전도성 물질을 증착시키는 전도성 물질 증착 단계를 포함하는 것인 탄소섬유 발열체의 제조방법이 제공될 수 있다.

상기 전도성 물질 증착 단계는 진공 상태에서 스퍼터링(sputtering)에 의하여 이루어지는 것일 수 있다.

상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 탄소섬유 중에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.

상기 전도성 물질 증착 단계를 행한 후, 상기 전도성 물질에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 페이스트를 함침하는 페이스트 함침 단계,

상기 전도성 페이스트를 건조하는 페이스트 건조 단계, 및

상기 전도성 물질 증착 단계를 행한 후, 상기 전도성 물질에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부를 부착하는 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기의 탄소섬유 발열체의 제조방법, 및

상기 탄소섬유 면사의 일면 또는 양면에 베이스 원단을 부착하는 베이스 원단 부착 단계를 포함하고,

상기 베이스 원단은 부직포로 이루어지는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법이 제공될 수 있다.

상기 베이스 원단 부착 단계를 행하기 이전에, 상기 베이스 원단의 일면 또는 양면에 점착제 또는 접착제를 도포하는 점착제 또는 접착제 도포 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 전도성 박막 부착 단계와 상기 점착제 또는 접착제 도포 단계 사이에 실행되고, 상기 베이스 원단에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 탄소섬유 발열체의 제조방법, 및

상기 전도성 물질 증착 단계와 상기 점착제 또는 접착제 도포 단계 사이에 실행되고, 상기 전도성 물질에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 복수개의 필라멘트로 이루어지며 광폭화되고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 제조되는 탄소섬유 면사,

상기 탄소섬유 면사의 양단부에 도포되는 전도성 페이스트, 및

상기 탄소섬유 면사의 양단부에 부착되는 전도성 박막을 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체가 제공될 수 있다.

상기 탄소섬유 다발의 폭은 광폭화 장치에 의하여 2배 내지 10배로 광폭되고,

상기 탄소섬유 다발의 두께는 슬림화 장치에 의하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화되는 것일 수 있다.

상기 전도성 페이스트는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트 등에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트인 것일 수 있다.

상기 전도성 박막에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부가 부착되는 것일 수 있다.

상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 박막으로 전도성 물질이 증착되는 전도성 물질 증착부를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체가 제공될 수 있다.

상기 탄소섬유 다발의 폭은 광폭화 장치에 의하여 2배 내지 10배로 광폭되고, 상기 탄소섬유 다발의 두께는 슬림화 장치에 의하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화되는 것일 수 있다.

상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au)과 같은 금속, 탄소섬유를 포함하는 것일 수 있다.

상기 전도성 물질에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부가 부착되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 복수개의 필라멘트로 이루어지며 광폭화되고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 제조되는 탄소섬유 면사, 및

상기의 탄소섬유 발열체를 포함하고,

상기 탄소섬유 면사의 일면 또는 양면에 부착되는 베이스 원단을 포함하고,

상기 베이스 원단은 부직포와 같은 원단을 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패드가 제공될 수 있다.

상기 베이스 원단의 일면 또는 양면에는 점착제 또는 접착제가 도포되는 것일 수 있다.

상기 베이스 원단에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부가 부착되는 것일 수 있다.

본 발명의 구현예에 따르면, 얇고 가벼운 탄소섬유 발열체를 제조하고, 이와 같이 제조한 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치로 의류 및/또는 피부에 바로 적용이 가능하며 일상적인 활동이 가능할 뿐만 아니라 전원공급으로 시간의 제약이 없이 여러 번 또는 반복하여 사용이 가능하다.

즉, 휴대가 쉽고 간편하게 의류 및/또는 피부에 탈부착 가능한, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열(온열) 패치로 탈부착이 간편하며, 일상생활과 야외활동 시에도 사용이 가능하며, 의류와 피부에 부착(적용)에 의한 의료 분야 등 부위의 제한이 없이 사용 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에 의하여 제조된 탄소섬유 발열체의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에 의하여 제조된 탄소섬유 발열체의 다른 예를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에 따라 제조된 발열 패치의 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에 따라 제조된 발열 패치의 개략적인 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법의 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에 의하여 제조된 탄소섬유 발열체의 탄소섬유 다발과 전도성 박막의 접촉에 의한 발열 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 종래기술에 따른 탄소섬유 다발과 전도부의 접촉에 의한 발열 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에서 사용되는 외부 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터가 상기 베이스 원단에 내장되어 있는 경우를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에서 사용되는 외부 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(female connector)에 USB 연결 케이블의 커넥터(male connector)가 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에서 사용되는 외부 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터에 전도체가 접속되어 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에서 사용되는 외부 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(female connector)가 베이스 원단의 외부로 노출되어 있는 경우를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 구현예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에 의하여 제조된 탄소섬유 발열체의 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에 의하여 제조된 탄소섬유 발열체의 다른 예를 도시한 개략적인 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법은, 복수개의 필라멘트(101)로 이루어지는 탄소섬유 다발(100)을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하는 광폭화 펼침 단계(S10),

상기 광폭화 펼침 단계(S10)를 행함과 동시에 상기 광폭화하는 탄소섬유 다발(100)의 두께를 슬림(slim)화 하는 슬림화 단계(S20), 및

상기 광폭화하고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발(100)의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조하는 탄소섬유 면사 제조 단계(S30)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탄소섬유 면사는 전구체(PAN계, 핏치계, 레이온계 등) 타입에 구애 받지 않고, 탄화수율 90% 이상의 탄소섬유 필라멘트를 광폭화 펼침 단계, 슬림화 단계 및 표면 코팅(코팅액)에 의하여 초슬림화하여 설정된 크기를 갖는 면사를 가리킨다.

상기 광폭화 펼침 단계(S10)에서 탄소섬유 다발(100)은 코일(미도시)로부터 언와인딩(unwinding) 되면서 공급될 수 있다.

상기 탄소섬유 다발(100)은 진공과 열풍에 의해 발생된 기류에 의하여 설정된 폭으로 펼쳐지는데, 진공 펌프에 의하여 생성되는 진공은 흡인 기류를 발생시켜 탄소섬유 다발을 강력하게 흡인하게 되며, 열풍기에서 생성되어 탄소섬유 다발 쪽으로 분출되는 열풍이 탄소섬유 다발과 부딪치면서 탄소섬유 다발을 원하는 폭으로 펼쳐지게 하면서 원하는 두께로 슬림화 한다.

상기 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101)는 효과적인 발열을 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 어느 일방향(예컨대, 길이 방향)으로 배열될 수 있으며, 보다 효과적인 발열을 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 격자(메쉬) 형태로 배열될 수 있다.

상기 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101)는 설정된 섬유 직경, 예컨대 5~7㎛ 직경을 가질 수 있고, 상기 탄소섬유 다발(100)은 수천~수십만개의 필라멘트(101)로 이루어질 수 있다.

상기 광폭화 펼침 단계(S10)에서 탄소섬유 다발(100)의 폭은 설정된 폭(W)으로 광폭화되고, 상기 슬림화 단계(S20)에서 탄소섬유 다발(100)의 두께는 설정된 두께로 슬림화 될 수 있다.

여기서, 상기 탄소섬유 다발(100)의 폭(W)은 탄소섬유 다발의 길이(L) 방향에 수직한 방향의 크기를 가리키며, 상기 탄소섬유 다발(100)의 두께는 탄소섬유 다발의 폭(W)과 길이(L)가 이루는 평면에 대하여 직교하는 방향의 크기를 가리킨다.

상기 탄소섬유 다발(100)의 폭(W)은 상기 광폭화 펼침 단계를 행하여 최소 2배 내지 최대 10배로 광폭화 될 수 있으며, 예컨대, 광폭화 펼침 단계를 행하기 전에 5~10mm의 탄소섬유 다발의 폭(W)은 광폭화 펼침 단계를 행한 후 20~100mm의 폭(W)으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 탄소섬유 다발의 두께는 상기 슬림화 단계를 행하여 최소 1/2 내지 최대 1/25 비율로 슬림화 될 수 있으며, 예컨대, 슬림화 단계를 행하기 전에 200~500㎛의 탄소섬유 다발(100)의 두께는 슬림화 단계를 행한 후 20~100㎛의 두께로 형성될 수 있다.

상기 탄소섬유 면사 제조 단계에서는 탄소섬유 다발의 전기적 특성을 최적화하기 위하여 탄소섬유 다발에 부가적인 코팅이 추가될 수 있다.

상기 탄소섬유 면사 제조 단계(S30)는 상기 탄소섬유 다발(100)을 코팅액 저장조에 저장된 코팅액에 잠기게 한 후 코팅액 내에 일부가 잠겨 있는 통과롤을 통과시켜 탄소섬유 다발의 표면에 코팅액을 코팅하는 표면 코팅 단계(S31), 및

상기 표면 코팅 단계(S31)에서 탄소섬유 다발(100)의 표면에 코팅된 코팅액을 건조하는 코팅액 건조 단계(S32)를 포함할 수 있다.

상기 코팅액(200)은 상기 탄소섬유 다발의 필라멘트(101)의 폭을 광폭화시킨 상태로 고정하기 위한 액상의 접착제(binder) 등을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 물질을 도포하는 전도성 물질 도포 단계(S40)를 포함할 수 있다.

상기 전도성 물질 도포 단계(S40)는 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 페이스트(200)를 함침하는 페이스트 함침 단계(S41), 및

상기 페이스트 함침 단계(S41)에서 함침한 전도성 페이스트(200)를 건조하는 페이스트 건조 단계(S42)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 상기 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101)에 전원 인가를 위한 전도성 박막(foil)(300)을 부착하는 전도성 박막 부착 단계(S50)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 탄소섬유 면사의 양단부라 함은 상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 또는 폭 방향을 가리킬 수 있다.

상기 전도성 박막 부착 단계(S50)는 상기 페이스트 함침 단계(S41) 이전에 행하거나, 상기 페이스트 건조 단계(S42) 이후에 행할 수 있다.

상기 전도성 페이스트(200)는 상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 설정된 길이만큼만 용이하게 함침시킴과 아울러 용이하게 고정시켜 줄 수 있도록 슬러리(slurry) 상태로 함침될 수 있다.

상기 전도성 페이스트(200)는 전원 인가시 탄소섬유 다발(100) 중 표면에 위치한 필라멘트뿐만 아니라 표면 내부에 위치한 필라멘트(101)의 전기 전도를 최대화하여 발열 효율을 상승시킬 수 있다.

상기 전도성 페이스트(200)는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트 등에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트 일 수 있다.

또한, 상기 전도성 박막(300)은 상기 탄소섬유 다발(100)의 양단부에서 상기 전도성 페이스트(200)가 함침된 부분에 부착될 수 있지만, 상기 전도성 박막(300)의 일단부는 용이한 전원 인가를 위하여 상기 탄소섬유 다발(100)의 양단부에서 상기 탄소섬유 다발의 폭 방향으로 일정한 길이 돌출될 수 있다.

상기 전도성 박막(300)은 구리(Cu) 박막, 은(Ag) 박막, 금(Au) 박막, 니켈(Ni) 박막 등에서 선택되는 어느 하나의 박막일 수 있다.

상기 전도성 박막(300)의 두께는 100nm~500nm의 크기를 가질 수 있다.

상기 전도성 페이스트(200) 및 상기 전도성 박막(300)은 탄소섬유 다발의 필라멘트의 효율적인 발열을 위하여 탄소섬유보다 큰 전기 전도성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 탄소섬유 다발과의 접촉저항이 최소화 되므로서 저전압(예컨대, DC 5V 등) 발열 구현이 가능하게 된다.

또한, 상기 전도성 박막(300)은 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극을 인가할 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 다발의 양단부에 일자 형태로 부착될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 다발의 2면에 각각 ㄱ 자 또는 ㄴ 자 형태로 부착될 수 있다.

상기 전도성 박막 부착 단계(S50)를 행한 후, 상기 전도성 박막(300)에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부(미도시)를 부착하는 외부 전원 연결부 부착 단계(S51)를 포함할 수 있다.

상기 외부 전원 연결부는 커넥터 또는 USB 커넥터 등을 포함할 수 있으며, 상기 외부 전원 연결부에는 상기 전도성 박막(300)과 전기적으로 접속되기 위한 전도체(미도시)가 접속될 수 있다.

상기 외부 전원 연결부는 상기 전도성 박막(300)의 외부로 노출될 수 있지만, 내장될 수 있음은 물론이다.

이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법의 과정에 대해서 설명한다.

먼저, 복수개의 필라멘트(101)로 이루어지는 탄소섬유 다발(100)을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하여(S10), 예컨대, 5~10mm의 탄소섬유 다발의 폭(W)을 20~100mm의 폭(W)으로 형성한다.

그리고, 상기 광폭화 펼침 단계(S10)를 행함과 동시에 상기 광폭화하는 탄소섬유 다발(100)의 두께를 슬림(slim)화 하여(S20), 예컨대, 200~500㎛의 탄소섬유 다발(100)의 두께를 20~100㎛의 두께로 형성한다.

상기 광폭화하고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발(100)의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조한다(S30).

즉, 상기 탄소섬유 다발(100)을 코팅액 저장조에 저장된 코팅액에 잠기게 한 후 코팅액 내에 일부가 잠겨 있는 통과롤을 통과시켜 탄소섬유 다발의 표면에 코팅액(예컨대, 액상의 접착제)을 코팅하고(S31), 상기 탄소섬유 다발(100)의 표면에 코팅된 코팅액을 건조한다 (S32).

그리고, 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 물질을 도포한다(S40).

상기 전도성 물질 도포 단계(S40)에서는 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 페이스트(200)를 함침하고(S41), 상기 페이스트 함침 단계(S41)에서 함침한 전도성 페이스트(200)를 건조한다(S42).

그 다음, 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 상기 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101)에 전원 인가를 위한 전도성 박막(foil)(300)을 부착한다(S50).

상기 전도성 페이스트(200) 및 상기 전도성 박막(300)은 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트의 효율적인 발열을 위하여 탄소섬유보다 전기 전도성이 우수한 재질로 이루어지며, 따라서, 탄소섬유 다발과의 접촉저항이 최소화 되므로서 저전압 발열 구현이 가능하게 된다.

도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법의 개략적인 구성도이다.

본 발명의 제2 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법은 하기에서 특별히 설명하는 사항 이외에는 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에서 설명한 사항과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 제2 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법은, 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에서, 상기 전도성 박막 부착 단계(S50)를 행하는 대신에, 상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 전도성 물질을 박막으로 증착시키는 전도성 물질 증착 단계(S60)를 행할 수 있다.

상기 전도성 물질 증착 단계(S60)는 상기 페이스트 함침 단계(S41) 이전에 행하거나, 페이스트 건조 단계 이후(S42)에 행할 수 있다.

상기 전도성 물질 증착 단계(S60)는 상기 페이스트 함침 단계(S41)와 상기 페이스트 건조 단계(S42)를 생략하고 실행할 수 있다. 이 경우, 상기 전도성 물질 증착 단계(S60)는 상기 탄소섬유 면사 제조 단계(S30)를 행한 후 실행할 수 있다.

또한, 상기 전도성 물질 증착 단계(S60)는 전도성 물질을 진공 상태에서 증발시켜 박막을 형성하는 스퍼터링(sputtering) 등에 의하여 이루어질 수 있다.

상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 등과 같은 금속, 탄소섬유 등을 포함할 수 있다.

상기 전도성 물질 증착 단계(S60)에서 증착된 박막의 두께는 100nm~500nm의 크기를 가질 수 있다.

상기 전도성 물질 증착 단계(S60)를 행한 후, 상기 전도성 물질 증착 단계(S60)에서 증착된 박막에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부(미도시)를 부착하는 외부 전원 연결부 부착 단계(S61)를 포함할 수 있다.

상기 외부 전원 연결부는 커넥터 또는 USB 커넥터 등을 포함할 수 있으며, 상기 외부 전원 연결부에는 상기 전도성 물질과 전기적으로 접속되기 위한 전도체(미도시)가 접속될 수 있다.

상기 외부 전원 연결부는 상기 전도성 물질의 외부로 노출될 수 있지만, 내장될 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법의 개략적인 구성도이고, 도 6은 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에 따라 제조된 발열 패치의 개략적인 평면도이며, 도 7은 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에 따라 제조된 발열 패치의 개략적인 측면도이다.

본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법은 하기에서 특별히 설명하는 사항 이외에는 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에서 설명한 사항과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 5 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법은, 상기의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법을 포함하고,

상기 탄소섬유 면사의 일면 또는 양면에 베이스 원단(400)을 부착하는 베이스 원단 부착 단계(S80)를 포함할 수 있다.

상기 베이스 원단(400)으로는 부직포 등과 같은 원단을 포함할 수 있다.

상기 베이스 원단 부착 단계(S80)를 행하기 이전에, 상기 탄소섬유 면사와 탈부착 가능하게 함과 아울러 탄소섬유 발열체의 적용 대상물에 탈부착이 가능하도록 상기 베이스 원단(400)의 일면 또는 양면에 상기 베이스 원단(400)의 점착 또는 접착을 위한 점착제 또는 접착제를 도포하는 점착제 또는 접착제 도포 단계(S70)를 포함할 수 있다.

상기 베이스 원단(400)으로 부직포를 사용할 경우, 예컨대, 0.19mm 부직포의 일면에 접착제(접착풀)를 도포하고, 대략 60도의 온도에서 상기 탄소섬유 다발(100)을 접착하면, 탄소섬유 다발(100)은 상기 부직포의 일면에 고정되므로 탄소섬유 다발의 틀어짐을 방지할 수 있다.

또한, 상기 베이스 원단(400)의 부직포에 접착된 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101)가 도 6에 도시된 바와 같이, 격자(메쉬) 형태로 배열되어 있을 경우, 필라멘트(101)의 교차점에서 열점(발열)을 이루게 되어 발열 효율이 매우 증대될 수 있다.

상기 부직포는 탄소섬유 다발과 점접착 호환성뿐만 아니라, 인체, 의류 등 다양한 기재(적용 대상물)에 탈부착이 가능한 점착형 부직포 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 예컨대, 전기저항 0.04옴의 특성화된 구리 박막을 탄소섬유에 결합하여 전류전도 특성을 높일 수 있다.

상기 전도성 박막 부착 단계(S50)와 상기 점착제 또는 접착제 도포 단계(S70) 사이에 실행되고, 상기 베이스 원단(400)에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부(미도시)를 부착하는 외부 전원 연결부 부착 단계(S51)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 외부 전원 연결부는 상기 베이스 원단(400)의 외부로 노출될 수 있지만, 상기 베이스 원단(400)에 내장될 수 있음은 물론이다.

도 11에 상기 외부 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(500)가 상기 베이스 원단(400)에 내장되어 있는 경우를 도시하고 있으며, 도 12에는 USB 커넥터(female connector)(500)에 USB 연결 케이블(600)의 커넥터(male connector)(610)가 연결될 수 있다.

또한, 도 13에는 상기 외부 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(510)에 전도체(511)가 접속되어 있는 상태를 도시하고 있으며, 도 14에는 USB 커넥터(female connector)(510)가 베이스 원단(400)의 외부로 노출되어 있는 경우를 도시하고 있다.

상기 베이스 원단 부착 단계(S80)는 상기 탄소섬유 면사 제조 단계(S30)를 행하기 이전, 상기 페이스트 함침 단계(S41)를 행하기 이전, 상기 페이스트 건조 단계(S42)를 행한 후, 상기 전도성 박막 부착 단계(S50)를 행하기 이전, 상기 전도성 박막 부착 단계(S50)를 행한 후의 단계 중에서 적어도 하나의 단계에서 실시될 수 있다.

상기 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에 따라 제조되는 발열 패치는, 상용의류 및/또는 피부에 탈부착이 가능하며, 순수 DC 전원을 사용하여 전자파가 발생하지 않으므로 인체에 무해하고, 원적외선을 방사하여 인체에 유익하다.

또한, 상기 발열 패치의 주요 적용 가능분야 아래와 같지만, 발열이 필요한 모든 분야에 제품화가 가능함은 물론이다.

- 섬유 적용 분야: 방석, 점퍼, 신발, 와이셔츠, 장갑 등의 섬유제품에 적용가능.

- 피부 적용 분야: 한방 및 의료용 파스, 생리통 완화, 통증 억제, 진통소염 약 성분을 종전보다 깊숙히 침투하여 통증을 완화할 수 있음.

도 8은 본 발명의 제4 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법의 개략적인 구성도이다.

본 발명의 제4 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법은 하기에서 특별히 설명하는 사항 이외에는 본 발명의 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에서 설명한 사항과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 8을 참고하면, 본 발명의 제4 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법은, 제3 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법에서,

상기 전도성 박막 부착 단계(S50)를 행하는 대신에, 상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 전도성 물질을 박막으로 증착시키는 전도성 물질 증착 단계(S60)를 행할 수 있다.

상기 전도성 물질 증착 단계(S60)와 상기 점착제 또는 접착제 도포 단계(S70) 사이에 실행되고, 상기 베이스 원단(400)에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부(미도시)를 부착하는 외부 전원 연결부 부착 단계(S61)를 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에 의하여 제조된 탄소섬유 발열체의 탄소섬유 다발과 전도성 박막의 접촉에 의한 발열 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 9에 따르면, 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에 의하여 제조된 탄소섬유 발열체의 탄소섬유 다발은 광폭화 펼침 단계와 슬림화 단계를 행하여 탄소섬유 다발(100)의 광폭화 및 슬림화를 행하였기 때문에, 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101) 중 전도성 박막(300)과 접촉하는 탄소섬유 다발(100)의 표면에 위치한 일부의 필라멘트(101)는 물론 상기 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101) 중 전도성 박막(300)과 직접 접촉하지 못하는 상기 탄소섬유 다발(100)의 표면 내측에 위치한 필라멘트(101) 부분까지도 발열 거동에 참여하게 되므로, 데드존(dead zone)이 발생되지 않게 되며, 저전압으로 탄소섬유 발열체의 구동이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제5 구현예에 따른 탄소섬유 발열체는 하기에서 특별히 설명하는 사항 이외에는 본 발명의 제1 구현예에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법에서 설명한 사항과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 제5 구현예에 따른 탄소섬유 발열체는, 복수개의 필라멘트(101)로 이루어지며 광폭화되고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발(100)의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 제조되는 탄소섬유 면사,

상기 탄소섬유 면사의 양단부에 도포되는 전도성 물질,

상기 탄소섬유 면사의 양단부에 상기 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101)에 전원 인가를 위하여 부착되는 전도성 박막(foil)(300)을 포함할 수 있다.

상기 탄소섬유 다발(100)의 폭은 광폭화 장치(미도시)에 의하여 설정된 폭으로 광폭화 되며, 특히 2배 내지 10배로 광폭화 될 수 있다.

또한, 상기 탄소섬유 다발(100)의 두께는 슬림화 장치(미도시)에 의하여 설정된 두께로 슬림화 되며, 특히, 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화 될 수 있다.

상기 전도성 물질은 슬러리 상태의 전도성 페이스트를 포함할 수 있다.

상기 전도성 페이스트는 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 함침된 후 건조될 수 있다.

여기서, 상기 전도성 페이스트(200)는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트 등에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트 일 수 있다.

상기 전도성 박막(300)에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부(미도시)가 부착될 수 있다.

또한, 상기 전도성 박막을 부착하는 대신에, 또는 상기 전도성 물질을 도포하고 상기 전도성 박막을 부착하는 대신에, 상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 박막으로 전도성 물질이 증착되는 전도성 물질 증착부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 전도성 물질 증착부는 전도성 물질을 진공 상태에서 증발시켜 박막을 형성하는 스퍼터링(sputtering) 등에 의하여 이루어질 수 있다.

상기 전도성 물질 증착부의 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 등과 같은 금속, 탄소섬유 등을 포함할 수 있다.

상기 전도성 물질 증착부에서 증착된 박막의 두께는 100nm~500nm의 크기를 가질 수 있다.

상기 전도성 물질에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부(미도시)가 부착될 수 있다.

상기 전도성 물질 증착부의 전도성 물질은 상기 탄소섬유 다발(100)의 필라멘트(101)의 효율적인 발열을 위하여 탄소섬유보다 큰 전기 전도성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 탄소섬유 다발과의 접촉저항이 최소화 되므로서 저전압(예컨대, DC 5V 등) 발열 구현이 가능하게 된다.

그리고, 본 발명의 제6 구현예에 따른 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패드는, 하기에서 특별히 설명하는 사항 이외에는 본 발명의 제5 구현예에 따른 탄소섬유 발열체에서 설명한 사항과 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 탄소섬유 면사의 일면 또는 양면에 부착되는 베이스 원단(400)을 포함할 수 있다.

상기 베이스 원단(400)에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부(미도시)를 부착될 수 있다.

상기 외부 전원 연결부는 커넥터 또는 USB 커넥터 등을 포함할 수 있으며, 상기 외부 전원 연결부에는 상기 베이스 원단(400)과 전기적으로 접속되기 위한 전도체(미도시)가 접속될 수 있다.

상기 베이스 원단(400)의 일면 또는 양면에는 상기 탄소섬유 면사와 탈부착 가능하게 함과 아울러 탄소섬유 발열체의 적용 대상물에 탈부착이 가능하도록 상기 베이스 원단(400)의 점착 또는 접착을 위한 점착제 또는 접착제가 도포될 수 있다.

100: 탄소섬유 다발
101: 필라멘트
200: 전도성 페이스트
300: 전도성 박막
400: 베이스 원단

Claims

복수개의 필라멘트로 이루어지는 탄소섬유 다발을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하는 광폭화 펼침 단계,
상기 광폭화 펼침 단계를 행함과 동시에 상기 광폭화하는 탄소섬유 다발의 두께를 슬림(slim)화 하는 슬림화 단계,
상기 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조하는 탄소섬유 면사 제조 단계,
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 물질을 도포하는 전도성 물질 도포 단계, 및
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 박막(foil)을 부착하는 전도성 박막 부착 단계를 포함하고,
상기 탄소섬유 다발의 필라멘트는 5~7㎛ 직경을 가지고,
상기 탄소섬유 다발의 폭은 상기 광폭화 펼침 단계를 행하여 2배 내지 10배로 광폭화 되고,
상기 탄소섬유 다발의 두께는 상기 슬림화 단계를 행하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화 되는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 탄소섬유 면사 제조 단계는 탄소섬유 다발의 표면에 코팅액을 코팅하는 표면 코팅 단계, 및
상기 탄소섬유 다발의 표면에 코팅된 코팅액을 건조하는 코팅액 건조 단계를 포함하고,
상기 코팅액은 액상의 접착제(binder)인 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 전도성 물질 도포 단계는 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 페이스트를 함침하는 페이스트 함침 단계, 및
상기 전도성 페이스트를 건조하는 페이스트 건조 단계를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 전도성 페이스트는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트인 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 전도성 박막은 구리(Cu) 박막, 은(Ag) 박막, 금(Au) 박막, 니켈(Ni) 박막 중에서 선택되는 어느 하나의 박막인 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
복수개의 필라멘트로 이루어지는 탄소섬유 다발을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하는 광폭화 펼침 단계,
상기 광폭화 펼침 단계를 행함과 동시에 상기 광폭화하는 탄소섬유 다발의 두께를 슬림(slim)화 하는 슬림화 단계,
상기 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조하는 탄소섬유 면사 제조 단계, 및
상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 전도성 물질을 증착시키는 전도성 물질 증착 단계
를 포함하고,
상기 탄소섬유 다발의 필라멘트는 5~7㎛ 직경을 가지고,
상기 탄소섬유 다발의 폭은 상기 광폭화 펼침 단계를 행하여 2배 내지 10배로 광폭화 되고,
상기 탄소섬유 다발의 두께는 상기 슬림화 단계를 행하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화 되는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
삭제
제7항에 있어서,
상기 전도성 물질 증착 단계는 진공 상태에서 스퍼터링(sputtering)에 의하여 이루어지는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 탄소섬유 중에서 선택되는 어느 하나인 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 전도성 박막 부착 단계를 행한 후, 상기 전도성 박막에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
복수개의 필라멘트로 이루어지는 탄소섬유 다발을 펼침(spreading)에 의하여 광폭화하는 광폭화 펼침 단계,
상기 광폭화 펼침 단계를 행함과 동시에 상기 광폭화하는 탄소섬유 다발의 두께를 슬림(slim)화 하는 슬림화 단계,
상기 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 탄소섬유 면사를 제조하는 탄소섬유 면사 제조 단계,
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 페이스트를 함침하는 페이스트 함침 단계,
상기 전도성 페이스트를 건조하는 페이스트 건조 단계, 및
상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 전도성 물질을 증착시키는 전도성 물질 증착 단계
를 포함하고,
상기 탄소섬유 다발의 필라멘트는 5~7㎛ 직경을 가지고,
상기 탄소섬유 다발의 폭은 상기 광폭화 펼침 단계를 행하여 2배 내지 10배로 광폭화 되고,
상기 탄소섬유 다발의 두께는 상기 슬림화 단계를 행하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화 되는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
삭제
제12항에 있어서,
상기 전도성 페이스트는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트인 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 전도성 물질 증착 단계는 진공 상태에서 스퍼터링(sputtering)에 의하여 이루어지는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제15항에 있어서,
상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 탄소섬유 중에서 선택되는 어느 하나인 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 전도성 물질 증착 단계를 행한 후, 상기 전도성 물질에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부를 부착하는 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체의 제조방법.
제1항, 제3항 내지 제7항, 제9항, 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법, 및
상기 탄소섬유 면사의 일면 또는 양면에 베이스 원단을 부착하는 베이스 원단 부착 단계를 포함하고,
상기 베이스 원단은 부직포로 이루어지는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법.
제12항, 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 탄소섬유 발열체의 제조방법, 및
상기 탄소섬유 면사의 일면 또는 양면에 베이스 원단을 부착하는 베이스 원단 부착 단계를 포함하고,
상기 베이스 원단은 부직포로 이루어지는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법.
제18항에 있어서,
상기 베이스 원단 부착 단계를 행하기 이전에, 상기 베이스 원단의 일면 또는 양면에 점착제 또는 접착제를 도포하는 점착제 또는 접착제 도포 단계를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법.
제20항에 있어서,
상기 전도성 박막 부착 단계와 상기 점착제 또는 접착제 도포 단계 사이에 실행되고, 상기 전도성 박막에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법.
제19항에 있어서,
상기 베이스 원단 부착 단계를 행하기 이전에, 상기 베이스 원단의 일면 또는 양면에 점착제 또는 접착제를 도포하는 점착제 또는 접착제 도포 단계를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법.
제22항에 있어서,
상기 전도성 물질 증착 단계와 상기 점착제 또는 접착제 도포 단계 사이에 실행되고, 상기 전도성 물질에 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부 부착 단계를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치의 제조방법.
복수개의 필라멘트로 이루어지며 광폭화되고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 제조되는 탄소섬유 면사,
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 도포되는 전도성 페이스트, 및
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 부착되는 전도성 박막
을 포함하고,
상기 탄소섬유 다발의 필라멘트는 5~7㎛ 직경을 가지고,
상기 탄소섬유 다발의 폭은 광폭화 장치에 의하여 2배 내지 10배로 광폭되고,
상기 탄소섬유 다발의 두께는 슬림화 장치에 의하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화되는 것인, 탄소섬유 발열체.
삭제
제24항에 있어서,
상기 전도성 페이스트는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트 등에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트인 것인, 탄소섬유 발열체.
제26항에 있어서,
상기 전도성 박막은 구리(Cu) 박막, 은(Ag) 박막, 금(Au) 박막, 니켈(Ni) 박막 중에서 선택되는 어느 하나의 박막인 것인, 탄소섬유 발열체.
제24항에 있어서,
상기 전도성 박막에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부가 부착되는 것인, 탄소섬유 발열체.
복수개의 필라멘트로 이루어지며 광폭화되고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 제조되는 탄소섬유 면사,
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 도포되는 전도성 페이스트, 및
상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 박막으로 전도성 물질이 증착되는 전도성 물질 증착부
를 포함하고,
상기 탄소섬유 다발의 필라멘트는 5~7㎛ 직경을 가지고,
상기 탄소섬유 다발의 폭은 광폭화 장치에 의하여 2배 내지 10배로 광폭되고,
상기 탄소섬유 다발의 두께는 슬림화 장치에 의하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화되는 것인, 탄소섬유 발열체.
삭제
제29항에 있어서,
상기 전도성 페이스트는 은(Ag) 페이스트(paste), 금(Au) 페이스트, 구리(Cu) 페이스트, 니켈(Ni) 페이스트, 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 페이스트 등에서 선택되는 어느 하나의 페이스트 또는 이들 중 적어도 어느 하나 이상의 페이스트를 포함하는 합성 페이스트인 것인, 탄소섬유 발열체.
제31항에 있어서,
상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au)과 같은 금속, 탄소섬유를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체.
제29항에 있어서,
상기 전도성 물질에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부가 부착되는 것인, 탄소섬유 발열체.
복수개의 필라멘트로 이루어지며 광폭화되고 두께 슬림화된 탄소섬유 다발의 표면에 폭 고정을 위한 코팅액을 코팅하여 제조되는 탄소섬유 면사, 및
상기 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부에 박막으로 전도성 물질이 증착되는 전도성 물질 증착부
를 포함하고,
상기 탄소섬유 다발의 필라멘트는 5~7㎛ 직경을 가지고,
상기 탄소섬유 다발의 폭은 광폭화 장치에 의하여 2배 내지 10배로 광폭되고,
상기 탄소섬유 다발의 두께는 슬림화 장치에 의하여 1/2 내지 1/25 비율로 슬림화되는 것인, 탄소섬유 발열체.
삭제
제34항에 있어서,
상기 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au)과 같은 금속, 탄소섬유를 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체.
제34항에 있어서,
상기 전도성 물질에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부가 부착되는 것인, 탄소섬유 발열체.
제24항, 제26항, 제27항, 제29항, 제31항, 제32항, 제34항, 및 제36항 중 어느 한 항에 따른 탄소섬유 발열체를 포함하고,
상기 탄소섬유 면사의 일면 또는 양면에 부착되는 베이스 원단을 포함하고,
상기 베이스 원단은 부직포와 같은 원단을 포함하는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치.
제38항에 있어서,
상기 베이스 원단의 일면 또는 양면에는 점착제 또는 접착제가 도포되는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치.
제38항에 있어서,
상기 베이스 원단에는 외부 전원을 연결하기 위한 외부 전원 연결부가 부착되는 것인, 탄소섬유 발열체를 이용한 발열 패치.