KR101937373B1 - 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법 및 그 발열원단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코어인 제1합성수지와 외장인 제2합성수지가 일체로 형성되는 모노필라멘트를 경사로써 제조하여 고탄력 및 고강도의 원단 제조가 용이하고, 인가되는 전류에 의해 전기저항을 가지면서 전기에너지를 열에너지로 변환이 가능한 발열섬유를 위사로써 제조하여 온열기능도 겸비한 고탄력/고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법 및 그 발열원단에 관한 것이다.
본 발명 발열원단 제조방법은 모노필라멘트를 압출성형하는 모노필라멘트 성형단계(S10); 모노필라멘트의 강도와 탄성을 증가시키는 모노필라멘트 제조단계(S20); 경사 및 위사(발열섬유)를 일정간격으로 배치하여 원단을 제직하는 원단 제직단계(S30); 열용융을 통해 상호 교차되는 경사 및 위사(발열섬유)를 견고히 결합시키는 원단 열가공단계(S40);를 포함하며, 상기 발열섬유의 양쪽 끝에는 도체를 결합하여 상기 발열섬유들의 양측단을 각각 전기전자적으로 연결시키는 발열섬유 전기적연결단계(S50);를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

Description

고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법 및 그 발열원단{A method for manufacturing a heat-generating fabric using high-elasticity, high-strength monofilament and heat-generating fibers and a heat-generating fabric}

본 발명은 고탄력/고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법 및 그 발열원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열가소성 수지를 주원료로 하는 모노필라멘트를 경사로써 제조하여 고탄력 및 고강도의 원단 제조가 용이하고, 인가되는 전류에 의해 전기저항을 가지면서 전기에너지를 열에너지로 변환이 가능한 발열섬유를 위사로써 제조하여 온열기능도 겸비한 고탄력/고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법 및 그 발열원단에 관한 것이다.

고분자 소재는 그 자체가 지닌 고유 기능인 경량성, 내부식성, 성형가공성 및 대량생산의 용이성 등의 장점으로 인하여, 통기성이 탁월한 망사직물이 신발, 가방지, 커튼, 의복 및 시트용 쿠션재 등의 제품에 널리 응용된다.

또한, 사용자에게 탄력감, 쿠션을 제공하도록 스폰지, 우레탄 성형품, 좌판고정 합판, 레자 및 직물이 여러 부자재로 이루어진 시트용 쿠션재 등의 용도로 사용되는데, 상기와 같이 여러 부자재로 하나의 제품을 생산하게 되면, 공정이 복잡하고 폐기할 때 환경적으로 재활용하는 것이 곤란하다는 문제점을 가진다.

따라서, 일반적인 직물 대신 고신축성 직물을 재료로 사용하여 시트용 쿠션재 등을 제조할 수 있다면, 상기 고신축성 직물이 체압을 균일하게 분산하여 피로감을 덜어주며, 스폰지, 우레탄성형품, 좌석고정합판 등의 부자재를 사용하지 않고도 시트용 쿠션재의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 시트용 쿠션재의 재활용이 가능하여 환경적으로도 매우 유리하며, 이러한 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0594882호에 개시되어 있다.

한편, 전기 발열체는, 저항을 갖는 도체에 전류가 흐를때 방사열을 발생하는 것을 이용하여 열에너지를 제공하는 것으로서, 침대 매트리스나 보온이불 등과 같은 침구류, 보온조끼, 건물내의 난방장치에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있는데, 통상적으로 니크롬, 동니켈 합금 등의 금속발열선을 주로 사용하고 있다.

이러한 금속발열선은 길이에 따라 저항치가 비례적으로 변하여 발열량이 달라지기 때문에 원하는 길이로 자유롭게 잘라서 사용하는 것이 불가능하며, 직렬방식으로 설치되기 때문에 사용중 어느 한 곳이라도 단선이 발생되면 전체가 전력공급이 되지 않아서 발열이 되지 않음은 물론, 어느 부분이 단선되었는지 탐지하기도 어렵고, 전력소모량도 많으며, 전자기파의 발생도 상당하여 건강에도 해로운 영향을 끼친다는 단점이 있는 것으로 알려져 있다.

반면에 카본을 이용한 발열소재들은 발열되는 카본이 화학적으로 무한 병렬결합을 이루고 있어 원하는 길이로 잘라서 사용하여도 저항치의 변화가 없이 동일한 발열온도를 유지할 수 있고, 일정온도로 올라간 후에는 온도유지에 대한 전력소모량이 월등히 낮아서 효율성이 뛰어나며, 전자기파의 발생도 극히 낮은 것으로 알려져 있다.

통상적으로, 신체의 보온이나 난방을 위한 소재로써 카본을 이용한 발열수단들은 적당한 크기의 장판형태로 제작하여 보료나 방석 등의 용도로 주로 사용하고 있는데, 발열체를 외부의 충격이나 습기로부터 보호하기 위한 보호재들이 다수층으로 위아래면에 결합되어서 제조되어지므로, 제조가 번거로움은 물론 제조원가도 고가일 수밖에 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 원단의 단점 및 문제점을 일소하기 위하여 안출된 것으로써, 특히 고강도 및 고탄력이면서도 발열이 가능한 원단을 이용하여 발열소재를 보호하기 위한 보호재의 추가구성이 필요없이 원단 그대로를 사용할 수 있도록 하는 고탄력/고강도 모노필라멘트 및 발열 발열섬유를 이용한 원단 제조방법 및 그 발열원단을 제공함에 그 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 것이다.

또한, 본 발명은 열가소성 폴리에스터계 엘라스토머 수지에 염색제와 자외선 차단제와 소광제 중 어느 하나 또는 둘 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 모노필라멘트를 이용하여 제직되는 원단에 색상을 부여할 수 있도록 함으로써 미감을 아름답게 하여 소비자의 욕구를 만족시킬 수 있는 고탄력 및 고강도 모노필라멘트를 이용한 원단 제조공법을 제공하려는 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 발열섬유의 표면을 합성수지로 코팅하는 것을 통해 발열섬유에 측면 강도를 보완시키는 동시에 유연성을 향상시키고, 제직시 발열섬유의 보푸라기로 인해 제직불량제품 발생없이 생산성의 증대를 이루기 위한 원단 제조공법을 제공하는데 목적이 있다.

이상과 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 발열원단 제조방법은 열가소성 수지를 주원료로 하고 염색제, 자외선차단제, 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 모노필라멘트(30)로 압출성형하는 모노필라멘트 성형단계(S10);

상기 모노필라멘트 성형단계(S10)를 통해 성형된 모노필라멘트(30)를 일정범위의 온도로 냉각시키는 냉각부, 일정범위의 온도에서 연신시키는 연신부, 일정힘으로 당기면서 권취보빈에 권취하는 권취부를 순차적으로 거쳐, 상기 모노필라멘트(30)의 강도와 탄성을 증가시키는 모노필라멘트 제조단계(S20);

상기 모노필라멘트 제조단계(S20)를 거쳐 제조된 모노필라멘트(30)를 경사(40)로 하여 일정간격 배치하고, 상기 경사(40)와 교차하는 위사(50)를 일정간격으로 배치하여 원단(60)을 제직하는 원단 제직단계(S30);

상기 원단제직단계(S30)를 통해 제직된 원단(60)을 열가공장비를 이용하여, 상기 모노필라멘트(30)를 열가공함으로써, 열용융을 통해 상기 경사(40)와 교차하는 위사(50)를 결합시키는 원단 열가공단계(S40);를 포함하며,

상기 원단 제직단계(S30)의 위사(50)는 전원인가시에 자체의 고유 저항에 의해 발열이 가능한 발열섬유를 일정간격으로 다수 포함하거나, 또는 전체가 발열섬유로 이루어지도록 하고,

상기 원단 열가공단계(S40)를 통해 제조된 원단중 발열섬유의 양쪽 끝에는, 각 발열섬유들의 양측단을 각각 일렬로 연결시키는 도체박판 또는 도체섬유를 결합하여, 상기 발열섬유들의 양측단을 각각 전기전자적으로 연결시키는 발열섬유 전기적연결단계(S50);를 포함하여,

외부전원의 공급시 발열섬유가 일정 온도로 발열이 가능하도록 이루어지는 것이 특징이며,

또한, 위 제조방법에 따라 제조되는 본 발명의 발열원단은, 열가소성 수지를 주원료로 하고, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 모노필라멘트(30)와;

상기 모노필라멘트(30)를 일정간격으로 배치하여서 된 경사(40)와;

상기 경사(40)와 교차되면서 일정간격으로 배치되는 위사(50);로 구성되되,

상기 위사(50)는 전류인가시에 자체의 고유저항에 따라 발열이 가능한 발열섬유(51)를 일정간격으로 다수 포함하거나 또는 전체를 발열섬유(51)로 구성한 다음, 열용융을 통해 상기 경사와 교차된 상태에서 결합되도록 구성된 것과;

상기 발열섬유(51)의 양측단은 도체로써 각각 일렬로 전기전자적으로 연결되는 것과;

상기 도체는 외부전원에 연결되는 전원공급부와 전기전자적으로 연결된 것;이 특징이다.

본 발명은 압출성형된 고탄력, 고강도의 모노필라멘트를 레노직으로 제작한 경사와, 위사인 발열섬유를 레노형태로 된 레노직의 꼬임 사이사이에 일정간격 배치한 상태에서 열용융시켜 상호 고착시킴으로써, 형태적으로 안정성이 뛰어나고 유연성이 우수하며, 발열원단의 양쪽 끝단에 전극모듈을 형성시켜 발열섬유에 전류를 인가함으로써 발열원단에 발열이 가능하게 되는 효과가 있고,

코어인 제1합성수지와 외장인 제2합성수지가 일체로 형성되는 모노필라멘트를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 원단 열가공단계에서 제2합성수지만 열용융되게 하여 레노형태로 된 경사의 꼬임구조 사이에 끼워진 위사 및 연결지점을 견고히 열접착시킬 수 있으므로 제직된 원단의 형태 안정성이 뛰어남과 더불어 우수한 내구성과 탄성회복력을 가지게 할 수 있는 효과가 있고,

제직되는 원단에 색상을 부여할 수 있도록 함으로써 미감을 아름답게 하여 소비자의 다양한 욕구를 만족시킬 수 있고,

일정온도로 서냉시키는 냉각단계를 통해 모노필라멘트에 공동현상이 생기는 것을 방지할 수 있을 뿐만아 니라, 상온에서 로울러 간의 속도차이를 이용한 연신단계를 통하여 모노필라멘트에 강도를 높임과 동시에 연신효율을 향상시켜 불량제품의 발생없이 생산성의 증대도 이룰 수 있는 등 그 기대되는 효과가 실로 다대하고 유익한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 발열원단 제조방법을 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 모노필라멘트의 일 실시예들을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 모노필라멘트 제조단계를 나타낸 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 냉각단계를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 연신단계를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 원단 제직단계의 일 실시예들을 도시한 개념도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 원단 열용융 관계를 도시한 개념도.
도 8은 본 발명에 따른 발열섬유의 일 실시예를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 발열원단을 나타낸 개략도.

본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 발열섬유는 자체가 고유저항을 가지고 있어서 전류(전원)인가시에 발열이 가능한 통상의 탄소섬유가 대표적인 예라 할 수 있는데, 탄소섬유는 카본(탄소)과 고분자를 주성분으로하여 전기전자적으로 무한병렬연결을 이루는 것이라 알려져 있으며, 화재로부터 발생위험도가 상대적으로 낮다고 알려져 있다.

대표적 보강재인 아라미드나 유리 섬유의 강도 한계가 100℃인 것에 반해, 탄소섬유는 2,000℃까지 변화가 없으며, 전도성이 있어 금속도선과 같은 용도로 사용할 수 있으며, 열팽창 계수가 다른 재료에 비해 매우 낮고, 차수 안정성이 우수하며, 전자파 방어기능이 있으며 높은 열전도성과 원적외선 방사 능력에 따라 전기가 통하는 순간 발열과 원적외선 방사로 광범위한 공간의 난방이 가능하고, 높은 열전도 특성은 전자 통신기기나 산업용 방열소재로 사용할 수 있고, 발열에 관련된 소재에 적용 및 활용이 가능한 것으로 잘 알려져 있다.

이하 본 발명 고탄력/고강도 모노필라멘트 및 발열 발열섬유를 이용한 원단 제조방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은, 열가소성 수지를 주원료로 하고 염색제, 자외선차단제, 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 모노필라멘트(30)로 압출성형하는 모노필라멘트 성형단계(S10);

상기 모노필라멘트 성형단계(S10)를 통해 성형된 모노필라멘트(30)를 일정범위의 온도로 냉각시키는 냉각부, 일정범위의 온도에서 연신시키는 연신부, 일정힘으로 당기면서 권취보빈에 권취하는 권취부를 순차적으로 거쳐, 상기 모노필라멘트(30)의 강도와 탄성을 증가시키는 모노필라멘트 제조단계(S20);

상기 모노필라멘트 제조단계(S20)를 거쳐 제조된 모노필라멘트(30)를 경사(40)로 하여 일정간격 배치하고, 상기 경사(40)와 교차하는 위사(50)를 일정간격으로 배치하여 원단(60)을 제직하는 원단 제직단계(S30);

상기 원단제직단계(S30)를 통해 제직된 원단(60)을 열가공장비를 이용하여, 상기 모노필라멘트(30)를 열가공함으로써, 열용융을 통해 상기 경사(40)와 교차하는 위사(50)를 결합시키는 원단 열가공단계(S40);를 포함하며,

상기 원단 제직단계(S30)의 위사(50)는 전원인가시에 자체의 고유 저항에 의해 발열이 가능한 발열섬유를 일정간격으로 다수 포함하거나, 또는 전체가 발열섬유로 이루어지도록 하고,

상기 원단 열가공단계(S40)를 통해 제조된 원단중 발열섬유의 양쪽 끝에는, 각 발열섬유들의 양측단을 각각 일렬로 연결시키는 도체박판 또는 도체섬유를 결합하여, 상기 발열섬유들의 양측단을 각각 전기전자적으로 연결시키는 발열섬유 전기적연결단계(S50);를 포함하여,

외부전원의 공급시 발열섬유가 일정 온도로 발열이 가능하도록 이루어지는 것이 특징이다.

상기 발열섬유 전기적연결단계(S50)를 거친후에는, 각각의 발열섬유(51)들을 전기전자적으로 연결시키는 원단 양측의 도체(71)에, 외부전원의 인가가 가능하도록 전원공급부(80)를 연결시키는 전원공급부연결단계(S60);를 거쳐 완제품으로써 제조가 가능할 수 있다.

상기 모노필라멘트 성형단계(S10)를 통해 제작되는 모노필라멘트(30)는 도 2에서와 같이, 열가소성 수지를 주원료로 하는 제1합성수지(10)로 제작될 수 있음은 물론이고, 상기 제1합성수지(10)의 표면에 제2합성수지(20)를 코팅하여 제작하는 것도 가능하다.

상기 모노필라멘트(30)가 제1합성수지(10)로 이루어지는 경우, 주원료로써 열가공이 용이한 열가소성 수지에, 염색제나 자외선차단제 또는 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 압출장비를 통해 일정 굵기의 제1합성수지를 성형한다.

상기 모노필라멘트(30)가 제1합성수지(10)의 표면에 제2합성수지(20)를 코팅하여 이루어지는 경우에는, 상기 제2합성수지(20)가 상기 제1합성수지(10) 보다 용융점이 낮은 열가소성 수지를 주원료로 하여 제작되는데, 이하에서 설명하는 모노필라멘트 성형단계(S10)를 통해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 모노필라멘트 성형단계(S10)는 코어로 형성되는 제1합성수지(10)의 표면에 외장으로 형성되는 제2합성수지(20)가 코팅처리되도록하여 단면이 2개의 층으로 형성되는 모노필라멘트(30)를 성형시키는 단계로 이루어질 수 있는데, 이때 상기 제1,2합성수지(10,20)는 한 대의 압출장비를 이용하여 한 번에 성형가공한다.

이를 위하여, 압출금형을 포함하는 압출장비는, 제1합성수지(10), 제2합성수지(20)를 각각 혼합하여 용융시킬 수 있도록 구성되는데, 압출금형을 통과하여 나오는 과정에서 상기 제1합성수지(10)의 표면에 제2합성수지(20)가 코팅될 수 있게 하는 작용을 한다.

또한, 각각의 제1,2합성수지(10,20)는 기계적인 특성이 우수함과 더불어 내화학성과 특히 다양한 온도변화에서 일정한 경도를 유지하며 우수한 복원력과 내후성을 지니는 열가소성 수지를 주원료로 하여 제작되는데, 이러한 열가소성 수지는 열가공을 통한 용융이 가능한 수지로써 열가소성 폴리에스터계 엘라스토머 수지가 바람직한 실시예로 사용될 수 있으며, HDPE, PP, PVC 등과 같은 열가소성 수지가 실시예로 사용될 수 있다.

상기 제1,2합성수지(10,20)는 주원료가 되는 열가소성 수지 89~98 중량%와, 염색제 0~7 중량%와, 자외선차단제 0~9중량%와, 소광제 0~4중량%를 각각 혼합하여 제작함으로써 원하는 색상이나 광택을 구현토록 하는 것이 바람직한데, 이때 각각의 제1,2합성수지(10,20)는 동일한 성분비로 제작되어야 하며, 상기 제1,2합성수지의 중량비는 5:5 ~ 7:3으로 이루어져 코어인 제1합성수지(10)가 외장인 제2합성수지(20)보다 중량비가 더 많거나 최소한 동등한 비율로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 모노필라멘트(30)를 구성하는 제1합성수지(10) 또는 제2합성수지(20)는 열가소성 수지를 주원료로 하여 압출성형되는 것으로, 염색제나 자외선차단제 또는 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합함으로써 다양한 색상을 구현할 수 있고 동시에 광택의 가부 또는 광택의 정도를 조절할 수 있는데,

이하, 성형되는 모노필라멘트(30)의 색상에 따른 제1합성수지(또는 제2합성수지)의 구성 성분비에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

<투명 흰색>

상기 모노필라멘트(30)를 투명한 흰색으로 성형할 때에는 다른 색상이 부가되어서는 안되기 때문에 염색제가 사용되지 않으며, 투명성을 위한 광택까지 요구되므로 소광제도 사용되지 않는다.

여기서 자외선차단제는 제조된 모노필라멘트의 색상이 변형되는 것을 방지하는 작용을 하는 원료로써, 너무 적게 함유될 때에는 자외선차단이 원활하지 않아 색상이 쉽게 변형되는 문제가 있고, 너무 많이 함유될 경우에는 모노필라멘트를 투명한 흰색을 구현시키는 것이 어려우므로 적절한 양을 혼합해야 한다.

따라서, 상기와 같이 투명한 흰색으로 모노필라멘트(30)를 성형 제작할 때에는 제1합성수지(10)(또는 제2합성수지(20))가 열가소성 수지 91~93중량%와, 자외선차단제 7~8중량%를 각각 혼합하여 성형하는 것이 바람직하다.

<불투명 흰색>

상기 모노필라멘트(30)를 불투명한 흰색으로 성형할 때에는 제1합성수지(10)(또는 제2합성수지(20))가 열가소성 수지 91~93중량%와, 흰색계열의 염색제 4~6중량%와, 자외선차단제 2~4중량%를 각각 혼합하여 성형하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 흰색계열 염색제의 범위를 설정하는 것은 상기 염색제의 중량%가 임계치 이하 또는 이상일 경우에는 셩형되는 모노필라멘트(30)를 불투명한 흰색으로 구현시키는 것이 어렵거나, 미려하지 않은 색상이 나오기 때문이다.

그리고, 자외선차단제는 앞서 설명한 바와 같이 햇볕과 같은 자외선에 의해 모노필라멘트의 색상이 쉽게 변하는 현상을 방지함과 더불어, 원하는 색상을 정확히 구현하기 위함이며, 소광제는 불투명한 흰색으로 성형되는 모노필라멘트(30)에 광택을 주어 미관을 아름답게 하기 위하여 사용하지 않는 것이 바람직하다.

<회색>

상기 모노필라멘트(30)를 회색으로 성형할 때에는 제1합성수지(10)(또는 제2합성수지(20))가 열가소성 수지 89~94중량%와, 회색계열의 염색제 3~7중량%와, 자외선차단제 2~4중량%와, 소광제 0~2중량%를 각각 혼합하여 성형하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 회색계열의 염색제는 회색의 진한 정도에 따라 중량비가 달리 혼합될 수 있으며, 상기 염색제와 자외선차단제의 범위를 설정하는 것은 전술한 이유와 동일하다.

그리고, 소광제는 모노필라멘트의 굵기에 따라 필요시 혼합하는 원료로서, 제조되는 모노필라멘트의 굵기가 0.1~0.3mm 정도로 얇은 경우에 광택유지를 위해서는 별도로 사용할 필요가 없으며, 0.3mm 이상인 경우에는 굵기의 정도에 따라 소광제를 비율적으로 사용함으로써 무광의 회색 색상구현이 효과적으로 이루어지게 할 수 있다.

<검정색>

상기 모노필라멘트(30)를 검정색으로 성형할 때에는 제1합성수지(10)(또는 제2합성수지(20))가 열가소성 수지 93~98중량%와, 검정색계열의 염색제 2~4중량%와, 소광제 0~4중량%를 각각 혼합하여 성형하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 소광제는 모노필라멘트의 굵기에 따라 필요시 혼합하는 원료로서, 제조되는 모노필라멘트의 굵기가 얇은 경우에 광택유지를 위해서는 혼합할 필요가 없으며, 굵은 경우에 광택을 지니지 않도록 하기 위해서는 소광제를 4중량% 이하로 혼합하는 것이 바람직하며, 검정색으로 제작된 모노필라멘트는 자외선 차단이 요구되지 않으므로 자외선차단제는 사용하지 않는 것이 바람직하다.

<은색>

상기 모노필라멘트(30)를 은색으로 성형할 때에는 제1합성수지(10)(또는 제2합성수지(20))가 열가소성 수지 91~93중량%와, 은색계열의 염색제 4~6중량%와, 자외선차단제 2~4중량%를 각각 혼합하여 성형하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 은색계열의 염색제와 자외선차단제의 범위를 설정하는 것은 전술한 바와 같은 이유와 동일하며, 은색의 특성상 광택을 발휘해야하므로 소광제는 사용하지 않는다.

상기 모노필라멘트 제조단계(S20)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 모노필라멘트 성형단계(S10)를 통해 성형된 모노필라멘트(30)를 냉각부, 연신부, 권취부를 순차적으로 통과시키는 과정을 거쳐 상기 모노필라멘트(30)가 고강도 및 고탄성을 갖도록 하는 단계이다.

이를 위하여, 상기 냉각부는 물이 수용된 냉각수조(1)로 형성되는데, 냉각되는 온도가 지나치게 낮아서 급냉되는 경우에는 공동현상으로 인해 모노필라멘트(30)의 내부에 빈공간이 생길 수 있으므로 상기 냉각수조(1)의 물 온도를 적절한 온도로 유지시켜 서서히 냉각이 이루어지도록 함이 바람직하다. 이때, 물 온도는 10℃ 내외에서부터 상온 정도까지의 온도가 적절하며, 이와 같은 냉각부를 이용하여 냉각단계(S21)를 수행한다.

또한, 상기 연신부는 냉각단계를 거친 모노필라멘트(30)의 강도 향상 및 균일한 굵기를 형성하기 위하여 늘리는 공정에 해당하는 것인데, 다수의 롤러를 통과시키는 과정을 거쳐 연신이 이루어질 수 있다.

이는, 연신부의 전,후에 각각 설치된 롤러의 속도를 다르게 하는 구성, 즉 연신되기 전에 위치한 제1롤러부(2)보다 연신된 후에 위치하는 제2롤러부(3)의 속도를 조금 빠르게 하는 것을 통해 상온에서 연신을 이루는 작업을 하며, 이와 같은 연신부를 이용하여 연신단계(S22)를 수행한다.

여기서, 상기 연신부의 구성은 연신되지않은 모노필라멘트(30)는 강도가 약하여 실용성이 없기 때문에 요구되는 것인데, 상온에서 연신을 이루는 것은 모노필라멘트의 강도를 높임과 더불어 연신 효율을 높여 생산성의 증대를 이루기 위함이다.

또한, 상기 권취부는 상기 연신부를 통해 연신되어 굵기가 일정해진 모노필라멘트(30)를 권취보빈에 권취하여 보관하는 구성으로, 모노필라멘트(30)의 끊어짐 방지를 위하여 회전력이 낮은 권취모터를 이용하여 일정한 장력으로 권취시키며, 이와 같은 권취부를 이용하여 권취단계(S23)를 수행한다.

상기 원단 제직단계(S30)는, 상기 모노필라멘트 제조단계(S20)를 통해 제조된 모노필라멘트(30)를 이용하여 원단(60)을 제작하는 단계로서, 상기 모노필라멘트 제조단계(S20)를 거쳐 제조된 모노필라멘트(30)를 경사(40)로 하여 일정간격 배치하고 동시에 상기 경사(40)와 교차하는 위사(50)를 일정간격으로 배치하여 원단(60)을 제직할 수 있으며, 제직형태는 평직, 주자직, 레노직 등과 같은 제직형태를 비롯하여 경사와 위사가 서로 교차하는 제직형태가 모두 가능할 수 있다.

이때, 제직되는 원단(60)의 견고성을 위해서는, 모노필라멘트 제조단계(S20)를 통해 제조된 복수개의 모노필라멘트(30)를 레노(leno)형태의 레노직(40)으로 만들어 사용함이 바람직할 수 있는데, 그 후에는 만들어진 레노직(40)을 경사로하여 일정간격 또는 등간격으로 수직 배치한 다음, 레노형태로 된 각 레노직(40)의 꼬임 사이에 위사(50)가 끼워지도록 제직한다. 즉, 일정간격으로 수평배치되는 각각의 위사(50)를 레노형태로 된 레노직(40)의 꼬임구조 사이에 끼워지도록하여 원단을 제직한다.

여기서, 상기 위사(50)가 레노형태로 된 레노직(40)의 꼬임 사이에 끼워지도록 제직하는 것은, 상기 원단 열가공단계(S40)에서 열가공시에 열용융되는 제1합성수지(10)(제2합성수지가 코어인 제1합성수지의 외장으로써 표면에 코팅된 경우에는 제2합성수지(20))로 인해 상기 위사(50)가 레노직(40) 사이에 견고하게 결합되게 하기 위함이며, 이를 통해 제직된 원단(60)이 고강도를 갖추도록 하여 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 위사(50)는 전원(전류)인가시에 자체의 고유 저항에 의해 발열이 가능한 발열섬유가 다수 포함되거나 또는 전체를 발열섬유로 구성할 수 있는데, 단위면적당 포함되는 위사로써의 발열섬유는 그 포함되는 수량에 따라 소망하는 발열온도에 따른 다양한 설계가 가능할 수 있다.

또한, 상기 위사(50)가 발열섬유를 다수 포함하는 경우에는, 열가소성 수지가 상기 발열섬유와 함께 일정간격으로 배치될 수 있다.

아울러, 상기 제1합성수지(10)보다 용융점이 낮은 열가소성 수지를 주원료로 하여 제작되는 제3합성수지(300)를, 전류의 인가에 따라 발열이 가능한 발열섬유의 표면에 가공장비를 이용하여 코팅되도록 성형하는 발열섬유 성형단계(S11)가 추가로 더 포함될 수 있는데, 그 이유나 작용관계는 후술되는 발열원단을 통해 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 발열섬유 성형단계(S11)는 경사와 위사를 원단(60)으로 제직하는 원단 제직단계(S30) 보다 선행하여 실시되기만 하면 가능한 단계이며, 모노필라멘트 성형단계(S10)이나 또는 모노필라멘트 제조단계(S20)의 전,후에 실시될 수 있다.

상기 원단 열가공단계(S40)는, 상기 원단 제직단계(S30)를 통해 제직된 원단(60)을 가공장비를 통해 가열함으로써 열용융을 통해 경사(40)와 위사(50)의 교차하는 부분을 견고히 결합시키는 단계로서, 열가공장비를 이용하여 적의의 온도로 가열하여 결합시킨다.

이때, 상기 모노필라멘트(30)가 제1합성수지(10)로 이루어지는 경우에는, 제1합성수지(10)의 형태는 유지되는 상태에서 그 일부 표면부분이 용융되면서 위사와 결합될 수 있는 정도의 온도 및 시간으로 가열되도록 하며,

상기 모노필라멘트(30)가 제1합성수지(10)의 표면에 제2합성수지(20)를 코팅하여 이루어지는 경우에는, 제1합성수지(10)의 용융점보다는 낮고 제2합성수지(20)의 용융점보다는 높은 온도로 원단을 가열한다. 따라서, 상기 원단 열가공단계(S40)에 의하면 코어로 형성되는 제1합성수지(10)의 외장에 해당하는 제2합성수지(20)만 용융되는 작용이 이루어지므로 제2합성수지(20) 간의 열용융을 통해 경사(40)와 위사(50)가 견고히 결합될 수 있으며, 모노필라멘트(30)가 레노직(40)으로 이루어지는 경우에는, 제2합성수지(20) 간의 열용융을 통해 레노직(40)이 일체로 결합될 뿐만 아니라, 레노형태로 된 상기 레노직(40)의 꼬임 사이에 끼워진 위사(50) 및 연결지점이 견고히 결합되어지므로 우수한 내구성과 탄성회복력을 가지게 되며, 이 과정에서 코어로 형성된 제1합성수지(10)의 형태변형은 발생하지 않으므로 제직된 원단(60)의 형태가 안정적으로 유지되어 상기 원단(60)을 이용한 제품을 미려하게 만들 수 있게 된다. 즉, 상기 원단 열가공단계(S40)는, 상기 원단제직단계(S30)를 통해 제직된 원단(60)을 열가공장비를 이용하여 제1합성수지(10)의 용융점보다는 낮고, 제2합성수지(20)의 용융점보다는 높은 온도로 가열하여, 상기 모노필라멘트(30)의 표면에 코팅된 제2합성수지(20)를 열가공함으로써, 열용융을 통해 레노형태의 꼬인 상태로 된 경사(40)의 꼬임 사이사이에 끼워진 위사(50)를 결합시키는 단계로 이루어질 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따라 제직되는 모노필라멘트(30) 및 고강도 및 고탄력 원단(60)의 일 실시예를 표와 함께 설명하기로 한다.

아래의 [표 1]은 각각의 제1, 2합성수지(10, 20)를 열가소성 폴리에스터계 엘라스토머 수지에 염색제와, 자외선차단제와, 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 혼합한 후, 압출장비를 통해 용융시킴으로써, 색상 및 굵기 별로 제조한 모노필라멘트(30)의 성질이 가장 우수하도록 나타낸 중량비를 도시한 표이다.

여기서 상기 제1합성수지(10)와 제2합성수지(20)의 총 중량비는 6 : 4이며, 각각의 제1, 2합성수지(10, 20)의 성분비는 동일하다.

색상	원료	제1합성수지(중량%) / 제2합성수지(중량%)
투명 흰색	수지(주원료)	91
	자외선차단제	9
불투명 흰색	수지(주원료)	91
	염색제	6
	자외선차단제	3
회색	수지(주원료)	94
	염색제	3
	자외선차단제	2
	소광제	1
검정색	수지(주원료)	98
	염색제	1
	소광제	1
은색	수지(주원료)	91
	염색제	6
	자외선차단제	3

아래의 [표 2]는 모노필라멘트 제조단계(S20)를 통해 제조된 모노필라멘트(30)와 열용융된 경사(40)의 물성을 비교한 표이다.

여기서 사용된 각각의 모노필라멘트(30)는 [표 1] 에서의 0.5mm의 두께와, 검정색으로 제조하기 위한 성분을 이용한 것으로서, ASTM D2256 싱글 스트랜드법(Single Strand Method)을 이용하여 인장강도 측정 시험기로 항복하중과 인장강도 및 파단신장율을 측정하였으며, 이때의 표점거리는 100mm, 인장속도는 100mm/min 으로 측정하였다.

그리고 물성 비교를 위하여 열용융된 경사(40)에서는 상기 경사(40) 사이에 끼워지는 위사(50)를 빼냄으로써, 열용융된 경사(40)로만 측정시험 하였는데, 위사(50)를 빼낼 때에 발생 되는 경사(40)에서의 부분적인 떨어짐 즉, 열용융된 부분적으로 떨어지는 것은 항복하중과 인장강도 및 파단신장율에 있어 영향이 미미하므로 측정시험결과에서 배제하였다.

상기 [표 2]에서 확인할 수 있듯이 모노필라멘트(30)보다 모노필라멘트가 레노형태로 꼬여진 상태로 열용융된 경사(40)의 항복강도와 파단신장율 및 인장강도가 더 향상되었음을 확인할 수 있으며, 직접적인 실험데이터를 첨부하지는 않았으나, [표 1]의 성분을 이용하여 제조한 모든 경사(40)의 물성이 제조되는 모노필라멘트(30)의 두께와 비례하여 증가하였다.

아래의 [표 3]은 위 [표 2] 에서의 모노필라멘트(30)가 적용된 원단(A)과, 모노필라멘트를 레노형태로 꼬아서 열용융한 경사(40)가 적용된 원단(B))을 각각 제조하여 도시한 사진이고, [표 4]는 [표 3]에서의 원단의 물성을 비교한 표이다.

여기서 측정시험은 ASTM D5034 직물의 파단강도와 연신율 그래브 시험법(grab test)을 이용하여 인장강도 측정 시험기로 원단의 파단신장율과 인장강도를 측정하였으며, 이때의 표점거리는 150mm, 인장속도는 100 mm/min 로 하였다.

상기 [표 4]에서 확인할 수 있듯이 모노필라멘트(30)가 적용된 원단(A)보다 모노필라멘트(30)를 레노형태로 꼬아서 열용융한 경사(40)가 적용된 원단(B)의 물성이 전반적으로 향상되었음을 확인할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 고탄력 및 고강도 모노필라멘트를 이용한 원단 제조공법을 이용하면, 코어인 제1합성수지(10)와 외장인 제2합성수지(20)가 일체로 형성되는 모노필라멘트(30)를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 원단 열가공단계(S40)에서 제2합성수지(20)만 열용융되게 하여 레노형태로 된 경사(40)의 꼬임구조 사이에 끼워진 위사(50) 및 연결지점을 견고히 고착시킬 수 있으므로 제직된 원단(60)의 형태 안정성이 뛰어남과 더불어, 우수한 내구성과 탄성회복력을 가지게 할 수 있으며, 제직되는 원단(60)에 색상을 부여할 수 있도록 함으로써 미감을 아름답게 하여 소비자의 욕구를 만족시킬 수 있음과 동시에, 고탄력 고강도를 가지는 제품을 용이하게 제작할 수 있게 된다.

더불어 상술한 실시예는 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백한 것이다.

이하, 전술한 바와 같은 본 발명의 제조방법에 따라 제조되는 발열원단에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 고강도 및 고탄력 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법에 따라 제조되는 것으로써, 그 발열원단(600)은,

열가소성 수지를 주원료로 하고, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 모노필라멘트(30)와; 상기 모노필라멘트(30)를 일정간격으로 배치하여서 된 경사(40)와; 상기 경사(40)와 교차되면서 일정간격으로 배치되는 위사(50);로 구성되되,

상기 위사(50)는 전류인가시에 자체의 고유저항에 따라 발열이 가능한 발열섬유(51)를 일정간격으로 다수 포함하거나 또는 전체를 발열섬유(51)로 구성한 다음, 열용융을 통해 상기 경사(40)와 교차된 상태에서 결합되도록 구성된 것과;

상기 발열섬유(51)의 양측단은 도체(71)로써 각각 일렬로 전기전자적으로 연결되는 것과;

상기 도체(71)는 외부전원에 연결되는 전원공급부(80)와 전기전자적으로 연결된 것;이 특징이며,

위와 같이 구성되는 발열원단(600)은, 적의의 형태와 크기로 재단한 다음 상기 도체(71)를 외부전원에 연결되는 전원공급부(80)와 전기전자적으로 연결시켜, 완제품으로써 사용가능해 질 수 있다.

또한, 상기 발열섬유(51)의 표면에는, 열가소성 수지를 주원료로 하여 제작되는 제3합성수지(300)가 코팅될 수 있는데, 이때 제3합성수지(300)는, 열용융을 통해 상기 모노필라멘트(30)와 교차된 상태에서 결합되도록 구성된다.

이때, 상기 제3합성수지(300)는 주원료인 열가소성 수지에, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제조될 수 있다.

상기 발열섬유(51)는, 카본을 포함하는 통상의 탄소섬유가 대표적인 예이며, 미세한 굵기의 발열섬유(51a)가 수 천 가닥이 다발을 이루면서 구성되어질 수 있는데, 이와 같은 발열섬유(51)를 그대로 사용하는 경우에는 미세한 가닥 각각이 갖는 측면강도가 약하기 때문에 쉽게 끊어지는 등의 훼손이 발생될 수 있으며, 이러한 경우 발열원단 표면에 보푸라기같이 일어날 수 있음은 물론 열의 발생도 효과적이지 못하게 될 수 있으므로 실용성이 떨어질 수 있다.

따라서, 미세한 굵기의 발열섬유(51a) 수 천 가닥이 다발로 형성된 발열섬유(51)의 표면에, 열가소성 수지를 주원료로 하는 제3합성수지(300)를 코팅하여 외부로부터 보호되면서 훼손이나 보푸라기가 일어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 발열원단(600)은, 경사(40)와 위사(50) 간의 결합에 대한 견고성을 위하여,

열가소성 수지를 주원료로 하고, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 제1합성수지(10)와; 상기 제1합성수지(10) 보다 용융점이 낮으며, 열가소성 수지를 주원료로 하고, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 제2합성수지(20)와; 한 대의 압출장비를 이용하여 용융시킴으로써, 상기 제2합성수지(20)가 상기 제1합성수지(10)의 표면에 코팅되어서 이루어지는 모노필라멘트(30)와; 복수의 상기 모노필라멘트(30)를 레노(leno)형태로 꼬아서 된 레노직(40)을 일정간격으로 배치한 경사(40)와; 레노형태로 된 상기 레노직(40)의 꼬임 사이사이에 끼워지도록 하여 일정간격으로 배치되는 위사(50);로 구성되되,

상기 위사(50)는 전류인가시에 자체의 고유저항에 따라 발열이 가능한 발열섬유(51)를 다수 포함하거나 또는 전체가 발열섬유(51)로 구성되어, 상기 제1합성수지(10)의 용융점보다는 낮고 상기 제2합성수지(20)의 용융점보다는 높은 온도로 가열됨으로써 상기 제2합성수지(20) 간의 열용융을 통해 레노형태로 된 상기 레노직(40)의 꼬임 사이에 끼워진 상태로 결합되도록 구성시킨 다음, 상기 발열섬유(51)의 양측단을 도체(71)로써 각각 일렬로 연결시켜 구성하는 것도 가능하다.

이러한 경우에, 상기 발열섬유(51)의 표면에 제3합성수지(300)가 코팅되어 구성시킬 때에는, 상기 제1합성수지(10) 보다 용융점이 낮으며 열가소성 수지를 주원료로 하는 제3합성수지(300)를 코팅하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제3합성수지(300)는 열용융을 통해 상기 모노필라멘트(30)의 제2합성수지(20)와 견고히 결합됨으로써 형태의 안정성은 물론 고강도 및 고탄력 성질이 향상될 수 있으며, 또한 유연해 질 수 있게 된다.

또한, 상기 제3합성수지(300)는, 열용융을 통해 레노형태의 꼬인 상태로 된 경사(40)의 꼬임 사이사이에 끼워진 상태에서 상기 경사(40)와 결합될 수 있다.

상기 제3합성수지(300) 및 제2합성수지(20) 간의 열용융은, 상기 제1합성수지(10)의 용융점보다는 낮고 상기 제2합성수지(20)의 용융점보다는 높은 온도로 가열하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제3합성수지(300)는, 앞서 설명한 모노필라멘트(30)의 색상 부여와 마찬가지로, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 광택/무광택에 대한 선택과 특정한 색상을 가미하여 원하는 형태의 심미감을 증대시킬 수 있다.

상기 도체(71)는 구리섬유 또는 박판형태로 된 구리테이프를 이용함으로써, 상기 발열섬유(51)의 양측단을 각각 일렬로 전기적자적인 연결이 용이하게 이루어질 수 있는데, 구리섬유를 이용하는 경우에는 원단의 양측단에 직조하여 구성될 수 있다.

상기 발열섬유(51)는 전기전자적으로는 무한병렬을 이루면서 전기적 저항을 갖는 것으로, 전류인가시에 발열이 가능한 것이며, 이러한 발열섬유들을 중심으로 양쪽 끝 부분에 도체(71)를 각각 일렬로 연결하여 전도부(70)를 형성시키고, 상기 전도부(70)에 전극모듈을 연결하여 전원(전류)을 인가시키게 되면, 각 발열섬유들과 전기적 네트워크를 형성하면서 경사(40)와 위사(50)로 구성되는 발열원단(600)의 전체에 발열이 가능할 수 있게 되는 것이다.

상기 전원공급부(80)는 일측은 콘센트 등과 같은 외부전원에 연결되고, 타측은 발열원단 양측단의 전도부(70)에 각각 전기전자적으로 연결되는 전극모듈(81)이 구비되며, 그 사이에는 전기적인 제어, 및 회로의 단락이나 화재로부터의 안전을 위한 안전제어를 위한 제어모듈(82)이 포함되어 구성되는 것으로써, 전기전자기기에서 통상적으로 사용되고 있는 콘센트부 또는 작동부 등이 결합된 형태의 구조로 이루어지면 충분히 가능한 것이다.

상기 제어모듈(82)에는 전류량을 조절함으로써 발열온도를 컨터롤할 수 있도록 하는 구성이 포함될 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 고강도 및 고탄력 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단(600)은, 발열소재의 위아래면에 다양한 보호재들을 층층이 결합하여 구성되는 기존의 전기장판이나 등받이 또는 방석류의 발열제품들과 달리, 발열원단 자체가 고강도이면서 고탄력을 가지고 있기 때문에 별도의 보호재나 보호수단의 추가 구성이 필요없이 발열원단 그 자체로 바로 사용 가능한 것이며,

또한, 경사(40)를 구성하는 모노필라멘트(30) 및 위사(50)를 구성하는 발열섬유(51)의 표면이, 열가소성 수지를 주원료로 하는 합성수지로 코팅이 되어 있기 때문에 습기나 물기로 부터의 안전성도 담보될 수 있다.

본 발명 발열원단(600)의 사용예로써 의자의 방석부 쿠션(사용자가 앉았을 때 엉덩이 부분이 닿는 부분) 자체로써 사용될 수 있는데다가 발열까지도 가능할 수 있어 간편하게 사용될 수 있으며, 또한 발열원단 자체를 그대로 사용함으로써 경사와 위사 사이의 통풍도 탁월하기 때문에, 전원(전류)의 온(ON)상태를 통해 발열이 되는 상태로 겨울에 사용할 수 있고 또한 오프(OFF)상태를 통해 여름에도 시원하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

1 : 냉각부 2 : 제1롤러부
3 : 제2롤러부 10 : 제1합성수지
20 : 제2합성수지 30 : 모노필라멘트
40 : 레노직 , 경사 50 : 위사
51 : 발열섬유 60 : 원단
70 : 전도부 71 : 도체
80 : 전원공급부 600 : 발열원단

Claims (11)

1. 열가소성 수지를 주원료로 하고 염색제, 자외선차단제, 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 모노필라멘트(30)로 압출성형하는 모노필라멘트 성형단계(S10);
   상기 모노필라멘트 성형단계(S10)를 통해 성형된 모노필라멘트(30)를 일정범위의 온도로 냉각시키는 냉각부, 일정범위의 온도에서 연신시키는 연신부, 일정힘으로 당기면서 권취보빈에 권취하는 권취부를 순차적으로 거쳐, 상기 모노필라멘트(30)의 강도와 탄성을 증가시키는 모노필라멘트 제조단계(S20);
   상기 모노필라멘트 제조단계(S20)를 거쳐 제조된 모노필라멘트(30)를 경사(40)로 하여 일정간격 배치하고, 상기 경사(40)와 교차하는 위사(50)를 일정간격으로 배치하여 원단(60)을 제직하는 원단 제직단계(S30);
   상기 원단제직단계(S30)를 통해 제직된 원단(60)을 열가공장비를 이용하여, 상기 모노필라멘트(30)를 열가공함으로써, 열용융을 통해 상기 경사(40)와 교차하는 위사(50)를 결합시키는 원단 열가공단계(S40);를 포함하며,
   상기 원단 제직단계(S30)의 위사(50)는 전원인가시에 자체의 고유 저항에 의해 발열이 가능한 발열섬유를 일정간격으로 다수 포함하거나, 또는 전체가 발열섬유로 이루어지도록 하고,
   상기 원단 열가공단계(S40)를 통해 제조된 원단중 발열섬유의 양쪽 끝에는, 각 발열섬유들의 양측단을 각각 일렬로 연결시키는 도체박판 또는 도체섬유를 결합하여, 상기 발열섬유들의 양측단을 각각 전기전자적으로 연결시키는 발열섬유 전기적연결단계(S50);를 포함하여,
   외부전원의 공급시 발열섬유가 일정 온도로 발열이 가능하도록 이루어지되,
   
   상기 모노필라멘트 성형단계(S10)는, 열가소성 수지를 주원료로 하고 염색제, 자외선차단제, 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 제1합성수지(10) 및, 상기 제1합성수지(10)보다 용융점이 낮은 열가소성 수지를 주원료로 하고 염색제, 자외선차단제, 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 제2합성수지(20)를 한 대의 압출장비를 이용하여 용융시킴으로써, 상기 제2합성수지(20)가 제1합성수지(10)의 표면에 코팅되도록 모노필라멘트(30)를 압출성형하는 단계;로 이루어지고,
   상기 제1합성수지(10)보다 용융점이 낮은 열가소성 수지를 주원료로 하여 제작되는 제3합성수지(300)를, 전류의 인가에 따라 발열이 가능한 발열섬유의 표면에 열가공장비를 이용하여 코팅되도록 성형하는 발열섬유 성형단계(S11)를, 상기 원단제직단계(S30) 보다 선행하여, 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 원단 열가공단계(S40)는, 상기 원단제직단계(S30)를 통해 제직된 원단(60)을 열가공장비를 이용하여 제1합성수지(10)의 용융점보다는 낮고, 제2합성수지(20)의 용융점보다는 높은 온도로 가열하여, 상기 모노필라멘트(30)의 표면에 코팅된 제2합성수지(20)를 열가공함으로써, 열용융을 통해 상호 교차하는 경사(40)와 위사(50)를 결합시키는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 원단 제직단계(S30)는, 상기 모노필라멘트 제조단계(S20)를 거쳐 제조된 복수개의 모노필라멘트(30)를 레노형태의 경사(40)로 만든 다음, 상기 경사(40)를 일정간격 배치하고, 레노형태로 된 각 경사(40)의 꼬임 사이사이에 끼워지는 위사(50)를 일정간격으로 배치하여 원단(60)을 제직하는 단계로 이루어지고,
   상기 원단 열가공단계(S40)는, 상기 원단제직단계(S30)를 통해 제직된 원단(60)을 열가공장비를 이용하여 상기 모노필라멘트(30)를 열가공함으로써, 열용융을 통해 레노형태의 꼬인 상태로 된 경사(40)의 꼬임 사이사이에 끼워진 위사(50)를 결합시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법.
   
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5. 제1항에 있어서,
   상기 모노필라멘트 제조단계(S20)는, 상기 모노필라멘트 성형단계(S10)에서 성형된 모노필라멘트(30)를 10℃의 온도로 유지된 냉각부를 통과시키는 과정에서 서냉을 이루어 공동현상을 방지하는 냉각단계(S21);
   냉각된 모노필라멘트(30)를 연신부에 구성되는 제1,2롤러부(2,3)의 속도차를 통해 상온에서 연신을 이루어 모노필라멘트의 강도 향상과 더불어 굵기를 일정하게 만드는 연신단계(S22);
   연신되어 굵기가 일정해진 모노필라멘트를 권취부에 권취시켜 보관하는 권취단계(S23);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단 제조방법.
   
6. 열가소성 수지를 주원료로 하고, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 모노필라멘트(30)와;
   상기 모노필라멘트(30)를 일정간격으로 배치하여서 된 경사(40)와;
   상기 경사(40)와 교차되면서 일정간격으로 배치되는 위사(50);로 구성되되,
   상기 위사(50)는 전류인가시에 자체의 고유저항에 따라 발열이 가능한 발열섬유(51)를 일정간격으로 다수 포함하거나 또는 전체를 발열섬유(51)로 구성한 다음, 열용융을 통해 상기 경사와 교차된 상태에서 결합되도록 구성된 것과;
   상기 발열섬유(51)는, 열가소성 수지를 주원료로 하고 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 제3합성수지(300)가 표면에 코팅된 것과;
   상기 발열섬유(51)의 양측단은 도체로써 각각 일렬로 전기전자적으로 연결되는 것과;
   상기 도체는 외부전원에 연결되는 전원공급부와 전기전자적으로 연결된 것;을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3합성수지(300)는, 열용융을 통해 상기 모노필라멘트(30)와 교차된 상태에서 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 경사는, 복수의 상기 모노필라멘트(30)를 레노형태로 꼬아서 된 경사(40)를 일정간격으로 배치한 것과;
   상기 위사는, 레노형태로 된 상기 경사(40)의 꼬임 사이사이에 끼워지도록 하여 일정간격으로 배치되도록 구성되되, 전류인가시에 자체의 고유저항에 따라 발열이 가능한 발열섬유(51)를 다수 포함하거나 또는 전체를 발열섬유(51)로 구성하여, 열용융을 통해 레노형태의 꼬인상태로 된 상기 경사(40)의 꼬임 사이에 끼워진 상태로 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제3합성수지(300)는, 열용융을 통해 레노형태의 꼬인 상태로 된 경사(40)의 꼬임 사이사이에 끼워진 발열섬유(51)를 경사와 결합시키는 것;을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 모노필라멘트(30)는, 열가소성 수지를 주원료로 하고, 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 제1합성수지(10) 및, 상기 제1합성수지(10) 보다 용융점이 낮으며 열가소성 수지를 주원료로 하고 염색제와 자외선차단제와 소광제 중 어느 하나 이상의 원료를 선택적으로 혼합하여 제작되는 제2합성수지(20)를, 한 대의 압출장비를 이용하여 용융시킴으로써, 상기 제2합성수지(20)가 상기 제1합성수지(10)의 표면에 코팅되어서 이루어지는 것;을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제3합성수지(300)는, 상기 제1합성수지(10) 보다 용융점이 낮으며,
    열용융을 통해 상기 모노필라멘트(30)의 제2합성수지(20)와 교차된 상태에서 결합되도록 구성된 것;을 특징으로 하는 고탄력, 고강도 모노필라멘트 및 발열섬유를 이용한 발열원단.
    

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