KR20190067677A - Carbon fiber heating patch and method for manufacturing of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일 구현예는 탄소섬유 발열 패치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a carbon fiber heating patch and a method of manufacturing the same.
일반적으로 탄소섬유를 적용한 발열체(이하, '탄소섬유 발열체'라 함)는 전기 전도성이 우수하여 저전압에서 구동이 가능한 특징이 있다. 또한, 탄소섬유 발열체는 전자파 발생을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 원적외선 방사 특성으로 인하여 친환경적인 발열체로 통한다.Generally, a heating element to which carbon fiber is applied (hereinafter referred to as a 'carbon fiber heating element') is excellent in electric conductivity and can be driven at a low voltage. In addition, the carbon fiber heating element can minimize the generation of electromagnetic waves. In addition, it is an environmentally friendly heating element due to the far-infrared radiation characteristic.
다만, 탄소섬유 발열체는 수 천 내지 수 십 만개의 필라멘트(섬유경 5 내지 8㎛)로 이루어진 다발로 제품화되고 있다. 다만, 탄소섬유 원사를 적용할 경우 가격이 높고 전도부와 접촉하는 일부 필라멘트만 발열거동에 참여하기 때문에 발열 효율이 높지 않은 문제가 있다.However, the carbon fiber heating element is manufactured into a bundle of several thousands to several hundreds of filaments (fiber diameter of 5 to 8 μm). However, when the carbon fiber yarn is applied, only a part of the filaments which are in contact with the conductive parts are included in the heat generation behavior, resulting in a problem that the heat efficiency is not high.
이는, 종래의 탄소섬유 다발은 스프레딩(spreading) 처리를 행하지 않았기 때문에 탄소섬유 다발의 필라멘트 중 일부 필라멘트만 전도부와 접착하여 발열 구동에 참여하게 되기 때문이다. 특히나 탄소섬유 다발의 표면 내측에 위치한 필라멘트는 발열 거동에 참여하지 못하는 데드존(dead zone)을 이루게 된다. 따라서, 탄소섬유 발열체를 구동하는 데에는 일정 수준 이상의 전압이 필요한 상황이다.This is because the conventional carbon fiber bundle is not subjected to the spreading treatment, so that only some filaments of the filaments of the carbon fiber bundle adhere to the conductive portion to participate in the heat generation drive. Particularly, filaments located on the inner surface of the carbon fiber bundle form a dead zone which can not participate in the exothermic behavior. Therefore, a voltage higher than a certain level is required to drive the carbon fiber heating element.
이에 따라, 원사를 적용한 탄소섬유 발열체는 다발의 단위 면적당 발열 효율이 크게 떨어지는 문제가 있다. Accordingly, there is a problem that the heating efficiency per unit area of the bundle of carbon fiber heating elements to which the yarn is applied is significantly lowered.
또한, 탄소섬유 발열체 다발의 두께가 두껍게 형성되어 슬림화가 곤란하다. 더해서, 유연성이 없으며 내열성에 취약한 문제가 있다. 뿐만 아니라, 탄소섬유 발열체에 커넥터를 설치하기 곤란하므로, 자동화가 어려워 규격화된 제품의 대량생산이 곤란한 문제도 있다.Further, the thickness of the carbon fiber heating element bundle is formed thick, making it difficult to make it slim. In addition, there is a problem that it is not flexible and is vulnerable to heat resistance. In addition, since it is difficult to install a connector on a carbon fiber heating element, automation is difficult and mass production of standardized products is difficult.
탄소섬유 발열 패치 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. To provide a carbon fiber heating patch and a manufacturing method thereof.
구체적으로, 광폭화 및 슬림화 단계를 통해 초슬림형 탄소섬유 발열 패치를 제공할 수 있다. 이에, 유연성, 발열 특성이 우수한 탄소섬유 발열 패치를 제공하고자 한다.Specifically, an ultra slim carbon fiber heating patch can be provided through the widening and slimming steps. Accordingly, it is desired to provide a carbon fiber heating patch having excellent flexibility and heat generation characteristics.
본 발명의 일 구현예인 탄소섬유 발열 패치는 탄소섬유 면사, 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 접촉하는 전도성 부재, 상기 전도성 부재와 접촉하는 전원 연결부, 및 상기 탄소섬유 면사의 표면과 이면에 위치하는 필름층을 포함할 수 있다. A carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention includes a carbon fiber cotton yarn, a conductive member contacting both ends of the carbon fiber cotton yarn, a power connecting portion contacting the conductive member, and a film layer . ≪ / RTI >
이때, 상기 탄소섬유 면사의 두께는 5 내지 300㎛ 일 수 있다.At this time, the thickness of the carbon fiber cotton yarn may be 5 to 300 mu m.
상기 탄소섬유 면사 폭당 필라멘트의 개수는 100 내지 1,000개/mm일 수 있다.The number of the filaments per a width of the carbon fiber yarn may be 100 to 1,000 yarns / mm.
상기 필름층은 폴리이미드계 필름, PET필름, 나일론필름, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 필름층은 이에 제한하지 않고, 통상적으로 열라미네이션이 가능한 모든 필름을 포함할 수 있다.The film layer may be a polyimide-based film, a PET film, a nylon film, or a combination thereof. The film layer is not limited thereto and may include all films which are usually capable of thermal lamination.
상기 탄소섬유 면사 두께 대비 폭의 비(폭/두께)는 50 내지 2,000일 수 있다.The width ratio (width / thickness) of the carbon fiber cotton yarn thickness may be 50 to 2,000.
상기 탄소섬유 발열 패치는 복수개의 탄소섬유 면사를 포함하고, 전체 면적 100%에 대한 상기 탄소섬유 면사의 면적은 10 내지 90%일 수 있다.The carbon fiber heating patch includes a plurality of carbon fiber cotton yarns, and the area of the carbon fiber cotton yarns with respect to 100% of the total area may be 10 to 90%.
상기 탄소섬유 면사 간의 간격은, 상기 탄소섬유 면사의 폭에 대해 0.5 내지 10배일 수 있다.The distance between the carbon fiber cotton yarns may be 0.5 to 10 times the width of the carbon fiber cotton yarn.
상기 필름층의 두께는 0.01 내지 0.5mm일 수 있다.The thickness of the film layer may be 0.01 to 0.5 mm.
상기 탄소섬유 발열패치는 상기 필름층의 표면과 이면에 커버층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 커버층은 면, 부직포, 또는 이들의 조합일 수 있다.The carbon fiber heating patch may further include a cover layer on the front and rear surfaces of the film layer. At this time, the cover layer may be a surface, a nonwoven fabric, or a combination thereof.
본 발명의 다른 일 구현예인 탄소섬유 발열 패치는 탄소섬유 발열 패치의 폭 방향으로 위치하는 제1 탄소섬유 면사, 상기 제1탄소섬유 면사와 교차하며, 탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 위치하는 제2탄소섬유 면사, 상기 제1탄소섬유 면사 및 제2탄소섬유 면사의 일단부에 위치하는 제1전도성 부재, 및 상기 제1 탄소섬유 면사 및 제2 탄소섬유 면사의 타단부에 위치하는 제2전도성 부재를 포함하는 탄소섬유 발열 패치를 제공할 수 있다.Another aspect of the present invention is to provide a carbon fiber heating patch comprising a first carbon fiber cotton yarn positioned in a width direction of a carbon fiber heating patch, a second carbon fiber cotton yarn crossing the first carbon fiber cotton yarn, A first conductive member located at one end of the carbon fiber cotton yarn, the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn, and a second conductive member located at the other end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn, A carbon fiber heating patch including the carbon fiber heating patch.
상기 탄소섬유 발열 패치는, 상기 전도성 부재와 접촉하는 전원 연결부를 더 포함할 수 있다.The carbon fiber heating patch may further include a power connection portion in contact with the conductive member.
상기 탄소섬유 발열 패치는 탄소섬유 면사의 표면과 이면에 커버층을 더 포함하며, 상기 커버층은 면, 부직포, 또는 이들의 조합일 수 있다.The carbon fiber heating patch may further include a cover layer on the front and back surfaces of the carbon fiber cotton yarn, and the cover layer may be a face, a nonwoven fabric, or a combination thereof.
또한, 상기 커버층의 일면 또는 양면에 점착층, 접착층 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The cover layer may include an adhesive layer, an adhesive layer, or a combination thereof on one side or both sides of the cover layer.
상기 특징 외에는 먼저 전술한 발열 패치의 구성과 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.Other than the above-described features, the configuration of the heat generating patch is the same as that of the heat generating patch described above, and thus a detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 다른 일 구현예인 탄소섬유 발열 패치의 제조방법은 탄소섬유 면사를 제조하는 단계, 전도성 부재가 부착된 제1필름층을 준비하는 단계, 제2필름층을 준비하는 단계, 상기 제1필름층 상에 탄소섬유 면사를 배치하는 단계, 상기 전도성 부재에 전원 연결부를 부착하는 단계, 및 상기 제2필름층을 상기 탄소섬유 면사 표면에 적층한 후 핫 프레싱 하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a carbon fiber heating patch according to another embodiment of the present invention includes the steps of preparing a carbon fiber cotton yarn, preparing a first film layer having a conductive member, preparing a second film layer, Placing a carbon fiber cotton yarn on the layer, attaching a power connection to the conductive member, and hot-pressing the second film layer after laminating the carbon fiber cotton yarn on the carbon fiber cotton yarn surface.
이때, 상기 탄소섬유 면사의 두께는 5 내지 300㎛일 수 있다. At this time, the thickness of the carbon fiber cotton yarn may be 5 to 300 mu m.
상기 필름을 준비하는 단계에서 상기 필름은 폴리이미드계 필름, PET필름, 나일론필름, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. . 상기 필름층은 이에 제한하지 않고, 통상적으로 열라미네이션이 가능한 모든 필름을 포함할 수 있다.In the step of preparing the film, the film may include a polyimide-based film, a PET film, a nylon film, or a combination thereof. . The film layer is not limited thereto and may include all films which are usually capable of thermal lamination.
상기 탄소섬유 면사와 상기 필름을 핫 프레싱하는 하는 단계는 120 내지 400℃ 온도에서 실시할 수 있다.The step of hot-pressing the carbon fiber cotton yarn and the film may be carried out at a temperature of 120 to 400 ° C.
구체적으로, 0.5 내지 20MPa 압력에서 핫 프레싱할 수 있다.Specifically, hot pressing can be performed at a pressure of 0.5 to 20 MPa.
또한, 상기 전도성 부재는 박막 형태일 수 있다. Further, the conductive member may be in the form of a thin film.
상기 탄소섬유 면사의 양단부가 상기 전도성 부재와 접촉할 수 있다.Both ends of the carbon fiber cotton yarn may contact the conductive member.
본 발명의 다른 일 구현예인 탄소섬유 발열 패치의 제조방법은, 탄소섬유 면사를 제조하는 단계, 탄소섬유 발열 패치의 폭 방향으로 제1탄소섬유 면사를 배치하는 단계, 탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 제2탄소섬유 면사를 배치, 상기 제1탄소섬유 면사 및 제2탄소섬유 면사의 일단부에 제1전도성 부재를 형성하는 단계, 및 상기 제1 탄소섬유 면사 및 제2 탄소섬유 면사의 타단부에 제2전도성 부재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a carbon fiber heating patch including the steps of: preparing a carbon fiber cotton yarn, arranging a first carbon fiber cotton yarn in a width direction of the carbon fiber heating patch, Forming a first conductive member on one end of the first carbon fiber cotton yarn and a second carbon fiber cotton yarn by arranging a second carbon fiber cotton yarn on the other end portion of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn, And forming a second conductive member.
상기 전도성 부재를 형성하는 단계 이후에, 상기 전도성 부재에 전원 연결부를 부착하는 단계, 및 상기 탄소섬유 면사 표면에 커버층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. After forming the conductive member, the method may further include attaching a power connection to the conductive member, and forming a cover layer on the carbon fiber cotton surface.
구체적으로, 상기 탄소섬유 표면에 커버층을 형성하는 단계는, 상기 커버층의 일면 또는 양면에 점착층, 접착층 또는 이들의 조합을 형성하여 탄소섬유 면사 표면에 접착할 수 있다. Specifically, the step of forming the cover layer on the carbon fiber surface may be performed by forming an adhesive layer, an adhesive layer, or a combination thereof on one side or both sides of the cover layer to adhere to the surface of the carbon fiber cotton.
또한, 전술한 본 발명의 일 구현예 또는 다른 일 구현예에 의한 탄소섬유 발열 패치의 제조방법에서 상기 전도성 부재를 형성하는 단계는, 전도성 페이스트로 함침하는 단계, 전도성 박막을 부착하는 단계, 전도성 물질을 스퍼터링법으로 증착하는 단계, 또는 이들의 조합을 이용할 수 있다.In the method of manufacturing a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention, the step of forming the conductive member may include the steps of impregnating the conductive member with a conductive paste, attaching the conductive thin film, Or a combination of these may be used.
본 발명의 일 구현예에 따르면 탄소섬유 발열 패치 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a carbon fiber heating patch and a method of manufacturing the same.
탄소섬유 원사를 광폭화 및 슬림화하여, 슬림해진 탄소섬유 면사 (Spread tow) 발열 패치는 유연성이 우수할 수 있다. 뿐만 아니라, 광폭화로 인해 초슬림화된 탄소섬유 면사내의 전원 전도부와 접촉하는 필라멘트의 극대화로 발열 거동에 참여하는 필라멘트가 증가할 수 있다. 이에 따라, 발열 승온 시간이 단축되고 면상 발열 효율특성이 우수한 탄소섬유 발열 패치를 제공할 수 있다. By making the carbon fiber yarn wider and slimmer, the slimmer carbon fiber cotton spun tow heating patch can be excellent in flexibility. In addition, the filaments participating in the exothermic behavior can be increased by maximizing the filaments contacting the power conduction portion in the superfine carbon fiber cotton due to the widening. As a result, it is possible to provide a carbon fiber heating patch having a short heating rise time and excellent surface heating efficiency.
더해서, 규격화된 제품의 대량 생산이 용이할 수 있다.In addition, mass production of standardized products can be facilitated.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 면사에 전도성 부재가 부착되는 일례를 개략도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치를 개략도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 면사에 전도성 부재가 부착되는 일례를 개략도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 탄소섬유 발열 패치의 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 탄소섬유 발열 패치의 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터가 상기 베이스 원단에 내장되어 있는 경우를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(female connector)에 USB 연결 케이블의 커넥터(male connector)가 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터에 전도체가 접속되어 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(female connector)가 커버층의 외부로 노출되어 있는 경우를 도시한 도면이다. 1 is a schematic view of a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an example in which a conductive member is attached to a carbon fiber cotton yarn according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a carbon fiber heating patch according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing an example in which a conductive member is attached to a carbon fiber heating cotton yarn according to another embodiment of the present invention.
5 is a photograph of a carbon fiber heating patch according to the first embodiment of the present invention.
6 is a photograph of a carbon fiber heating patch according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view illustrating a case where a USB connector is embedded in the base fabric of a power supply connector used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view illustrating a state where a male connector of a USB connection cable is connected to a female connector, as an example of a power connection part used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a state where a conductor is connected to a USB connector as an example of a power connection part used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
10 is a view illustrating a case where a USB connector is exposed to the outside of a cover layer, as an example of a power connection part used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. Thus, in some embodiments, well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명의 일 구현예에 의한 탄소섬유 발열 패치(1)는, 탄소섬유 면사(10), 상기 탄소섬유 면사의 표면과 이면에 위치하는 필름층(20), 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 접촉하는 전도성 부재(30), 및 상기 전도성 부재와 접촉하는 전원 연결부(40)를 포함할 수 있다. The carbon
이하, 도 1을 통해 본 발명의 일 구현예에 의한 탄소섬유 발열 패치를 상세히 설명할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. However, the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 탄소섬유 발열 패치를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
먼저, 탄소섬유 발열 패치(1)는 탄소섬유 면사(10)를 포함할 수 있다.First, the carbon
상기 탄소섬유 면사의 두께는 5 내지 300㎛일 수 있다.The thickness of the carbon fiber cotton yarn may be 5 to 300 mu m.
이때, 상기 탄소섬유 면사는 탄소섬유 발열 패치의 발열체일 수 있다.At this time, the carbon fiber cotton yarn may be a heating element of the carbon fiber heating patch.
이는 후술하는 탄소섬유 다발을 슬림화하는 단계에 의한 것일 수 있다. 상기와 같이, 탄소섬유 면사의 두께를 얇게 함으로써 발열 패치의 슬림화가 가능할 수 있다. This may be a step of slimming down the carbon fiber bundle to be described later. As described above, by thinning the thickness of the carbon fiber cotton yarn, it is possible to make the heating patch slimmer.
구체적으로, 탄소섬유 면사의 두께가 상기 범위일 경우, 유연성이 우수할 수 있다. 더 구체적으로, 필름과 합지할 경우 굽힘 파손을 최소화 할 수 있으며, 표면 면상 발열체로서 효율성이 우수한 발열체를 제조할 있다.Specifically, when the thickness of the carbon fiber cotton yarn is within the above range, flexibility can be excellent. More specifically, it is possible to minimize bending damage when laminated with a film, and to produce a heating element having excellent efficiency as a surface-side heating element.
상기 탄소섬유 면사의 폭은 1 내지 1,000mm일 수 있다. 보다 구체적으로는, 2.5 내지 500mm일 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.The width of the carbon fiber cotton yarn may be 1 to 1,000 mm. More specifically, it may be 2.5 to 500 mm. However, the present invention is not limited thereto.
이는 후술하는 탄소섬유 다발을 광폭화하는 단계에 의한 것일 수 있다. 구체적으로, 탄소섬유 다발을 광폭화하여 상기 범위와 같은 폭의 탄소섬유 면사를 발열 패치에 포함함으로써, 대부분의 필라멘트가 발열 거동에 참여할 수 있다. 이에 따라, 전도부와 접착하지 못하는 데드존 발생이 감소할 수 있다.This may be a step of widening the carbon fiber bundle to be described later. Specifically, most of the filaments can participate in the exothermic behavior by widening the carbon fiber bundle to include the carbon fiber cotton yarn having the same width as the above range in the exothermic patch. As a result, the occurrence of dead zones that can not be bonded to the conductive parts can be reduced.
상기 탄소섬유 면사 폭당 포함되는 필라멘트의 개수는 100 내지 1,000개/mm 일 수 있다. 다만, 이는 요구하는 발열특성에 따라 달라질 수 있다. 이에, 제한하지 않는다.The number of filaments included in the carbon fiber cotton yarn width may be 100 to 1,000 yarns / mm. However, this may vary depending on the required heating characteristics. However, the present invention is not limited thereto.
구체적으로, 전술한 광폭화 단계 이전에 탄소섬유 다발의 폭 당 포함된 필라멘트의 개수는 2,000내지 5,000/mm 개였다.Specifically, the number of filaments contained per width of the carbon fiber bundle before the above-described widening step was 2,000 to 5,000 / mm.
상기와 같이, 탄소섬유 면사의 폭당 발열체로 작용한 필라멘트의 개수를 제어하여 광폭화함으로써, 발열 패치의 단위 면적당 발열 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 전원 인가량을 제어함으로써, 고효율성의 면상 발열체로서 적용이 가능하다.As described above, by controlling the number of filaments functioning as heating elements per unit area of the carbon fiber cotton yarn, the heating efficiency per unit area of the heating patch can be improved. Thus, by controlling the power application amount, it is possible to apply the present invention to a planar heating element with high efficiency.
구체적으로, 상기 탄소섬유 면사 두께 대비 폭의 비(폭/두께)는 50 내지 2,000 일 수 있다. Specifically, the width ratio (width / thickness) to the carbon fiber cotton yarn thickness may be 50 to 2,000.
전술한 바와 같이, 광폭화 및 슬림화 단계에 의해 제조된 탄소섬유 면사의 두께 대비 폭의 비가 상기와 같은 경우, 동일 인가 전류량 대비 발열면적의 증가로 발열 패치의 단위 면적당 발열 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, when the ratio of the thickness to the width of the carbon fiber cotton yarn produced by the widening and slimming steps is equal to the above, the heating area per unit area of the heating patch can be improved by increasing the heating area compared to the same applied current amount.
또한, 상기 탄소섬유 발열 패치는 복수개의 탄소섬유 면사를 포함하고, 상기 탄소섬유 발열 패치 전체 면적 100%에 대한 상기 탄소섬유 면사 발열체의 면적은 10 내지 90%일 수 있다. 탄소섬유 면적이 상기 범위일 경우, 고효율 면상 발열 효과가 우수할 수 있다.Also, the carbon fiber heating patch may include a plurality of carbon fiber cotton yarns, and the area of the carbon fiber cotton yarn heating element may be 10 to 90% with respect to 100% of the total area of the carbon fiber heating patch. When the carbon fiber area is in the above range, the high-efficiency surface heating effect can be excellent.
구체적으로, 상기 탄소섬유 면사 간의 간격은, 상기 탄소섬유 면사의 폭에 대해 0.5 내지 10배일 수 있다.Specifically, the interval between the carbon fiber cotton yarns may be 0.5 to 10 times the width of the carbon fiber cotton yarn.
탄소섬유 면사 간의 간격이 상기와 같을 경우, 발열 효과가 우수할 수 있다. 구체적으로, 탄소섬유 면사 발열체 간격이 좁을수록 승온 시간이 빠르고 발열패치의 온도 균일성이 우수할 수 있다. 반면, 탄소섬유 면사 발열체 간격이 넓을수록, 에너지 효율이 우수할 수 있다. When the distance between the carbon fiber cotton yarns is the same as above, the exothermic effect can be excellent. Specifically, the shorter the interval between the carbon fiber cotton heating elements is, the faster the temperature rise time and the temperature uniformity of the heating patch can be excellent. On the other hand, the wider the gap between the carbon fiber cotton heating elements, the better the energy efficiency can be.
상기 탄소섬유 면사는 코팅층을 포함할 수 있다.The carbon fiber cotton yarn may include a coating layer.
상기 코팅층은 열경화성 수지, 핫멜트 타입 열가소성 수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다. The coating layer may comprise a thermosetting resin, a hot melt type thermoplastic resin, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto.
구체적으로, 탄소섬유 면사 표면에 코팅층을 더 포함함으로써, 탄소섬유 면사를 이루는 필라멘트를 고정시킬 수 있다. 더해서, 상기 코팅층은 절연층의 역할을 할 수 있다. 이에, 코팅층을 포함하는 탄소섬유 면사를 서로 교차하도록 적층하여도 합선 현상이 유발되지 않을 수 있다. Specifically, the filament constituting the carbon fiber cotton yarn can be fixed by further including a coating layer on the surface of the carbon fiber yarn. In addition, the coating layer may serve as an insulating layer. Thus, even if the carbon fiber cotton yarns including the coating layer are stacked so as to cross each other, a short circuit phenomenon may not be caused.
상기 탄소섬유 면사(10) 표면과 이면에 필름층(20)이 위치할 수 있다.The
구체적으로, 상기 탄소섬유 표면에 위치하는 제1필름층(21) 및 상기 탄소섬유 이면에 위치하는 제2필름층(22)을 포함할 수 있다.Specifically, it may include a first film layer 21 located on the surface of the carbon fiber and a second film layer 22 located on the back surface of the carbon fiber.
상기 필름층의 두께는 0.01 내지 0.5mm 일 수 있다. 구체적으로, 필름층의 두께가 상기 범위일 경우 슬림화에 의한 유연성 효과가 우수할 수 있다.The thickness of the film layer may be 0.01 to 0.5 mm. Specifically, when the thickness of the film layer is in the above range, the effect of flexibility due to slimming can be excellent.
구체적으로, 상기 필름층은 폴리이미드계 필름, PET필름, 나일론필름, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니며, 열합지로 접합이 가능한 모든 필름을 사용할 수 있다.Specifically, the film layer may comprise a polyimide-based film, a PET film, a nylon film, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto, and all the films that can be joined by thermal lamination can be used.
상기와 같은 필름을 필름층으로 사용할 경우, 탄소섬유 면사와 전도성 부재가 접촉되는 영역이 증대될 수 있다. 이에, 발열구동이 가능한 탄소섬유 면사의 필라멘트가 극대화되어 온도 효율성이 우수할 수 있다. 또한, 초슬림화를 통한 접힘 내구성이 우수할 수 있다.When such a film is used as a film layer, the area in which the carbon fiber cotton yarn and the conductive member are in contact can be increased. Thus, the filament of the carbon fiber cotton yarn which can be driven by heat can be maximized and the temperature efficiency can be excellent. In addition, it is possible to provide excellent durability against folding by making it super thin.
상기 탄소섬유 면사(10)의 양단부에 접촉하는 전도성 부재(30)를 포함할 수 있다. And a
본 발명의 명세서에서 탄소섬유 면사의 양단부라 함은, 상기 탄소섬유 면사의 길이 방향의 양 끝단부를 의미할 수 있다.In the specification of the present invention, both end portions of the carbon fiber cotton yarn may refer to both end portions in the longitudinal direction of the carbon fiber cotton yarn.
구체적으로, 상기 전도성 부재(30)는 탄소섬유 면사(10)의 양단부에 최소 2면 이상 접촉될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 전도성 부재(30)는 탄소섬유 면사(10)의 양단부와 2면 이상 접촉하며, 상기 탄소섬유 면사(10)의 가장자리 부에 위치할 수 있다.Specifically, the
또한, 상기 전도성 부재는 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극이 서로 만나지 않는 형태일 수 있다.In addition, the conductive member may be a form in which the positive (+) electrode and the negative (-) electrode do not meet with each other.
상기와 같이 전도성 부재를 포함함으로써, 후술하는 전원 연결부를 통해 탄소섬유 면사에 전기를 효율적으로 공급할 수 있다. By including the conductive member as described above, it is possible to efficiently supply electricity to the carbon fiber cotton yarn through the power connection unit described later.
상기 전도성 부재(30)와 접촉하는 전원 연결부(40)를 포함할 수 있다.And a
구체적으로, 상기 전원 연결부(40)는 커넥터, USB 커넥터, 또는 이들의 조합일 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니며 전원을 연결할 수 있는 것이라면 모두 가능하다.Specifically, the
더 구체적으로, 상기 전원 연결부(40)를 통해 외부 전원과 탄소섬유 발열 패치와 연결이 가능하다. 또한, 상기 전원 연결부(40)는 탄소섬유 발열 패치의 가장 상부층의 외부로 노출된 형태일 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니며 상부층에 내장될 수도 있다.More specifically, it is possible to connect the external power source and the carbon fiber heating patch through the
이는 본원 도 7 내지 11에 도시된 일례를 통해 확인할 수 있다.This can be confirmed through an example shown in FIGS. 7 to 11 of the present application.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터가 상기 베이스 원단에 내장되어 있는 경우를 도시한 도면이다. FIG. 7 is a view illustrating a case where a USB connector is embedded in the base fabric of a power supply connector used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(female connector)에 USB 연결 케이블의 커넥터(male connector)가 연결된 상태를 도시한 도면이다. FIG. 8 is a view illustrating a state where a male connector of a USB connection cable is connected to a female connector, as an example of a power connection part used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터에 전도체가 접속되어 있는 상태를 도시한 도면이다. 9 is a view showing a state where a conductor is connected to a USB connector as an example of a power connection part used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치에 사용되는 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(female connector)가 커버층의 외부로 노출되어 있는 경우를 도시한 도면이다. 10 is a view illustrating a case where a USB connector is exposed to the outside of a cover layer, as an example of a power connection part used in a carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention.
도 7에 상기 외부 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(41)가 상기 커버층에 내장되어 있는 경우를 도시하고 있으며, 도 8에는 USB 커넥터(female connector)(41)에 USB 연결 케이블(50)의 커넥터(male connector)(51)가 연결될 수 있다. 7 shows a case where a
또한, 도 9에는 상기 전원 연결부의 일 예로서, USB 커넥터(41)에 전도체(42)가 접속되어 있는 상태를 도시하고 있으며, 도 10에는 USB 커넥터(female connector)(41)가 커버층의 외부로 노출되어 있는 경우를 도시하고 있다. 9 shows a state in which a
상기 탄소섬유 발열패치는 상기 필름층의 표면과 이면에 커버층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 커버층은 면, 부직포, 또는 이들의 조합일 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.The carbon fiber heating patch may further include a cover layer on the front and rear surfaces of the film layer. Specifically, the cover layer may be a face, a nonwoven fabric, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 탄소섬유 발열 패치는 탄소섬유 발열 패치의 폭 또는 길이 방향으로 위치하는 탄소섬유 면사(10)와 그리고 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 위치하는 전도성 부재(30)를 포함할 수 있다. The carbon fiber heating patch according to another embodiment of the present invention includes a carbon
이는 본원 도 2에 개시된 바와 같다.This is as described in FIG. 2 herein.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 탄소섬유 발열 패치는 탄소섬유 발열 패치의 폭 방향으로 위치하는 제1 탄소섬유 면사(11), 상기 제1탄소섬유 면사와 교차하며, 탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 위치하는 제2탄소섬유 면사(12), 상기 제1탄소섬유 면사 및 제2탄소섬유 면사의 일단부에 위치하는 제1전도성 부재(31), 상기 제1 탄소섬유 면사 및 제2 탄소섬유 면사의 타단부에 위치하는 제2전도성 부재(32)를 포함하는 탄소섬유 발열 패치를 제공할 수 있다. The carbon fiber heating patch according to another embodiment of the present invention includes a first carbon
이는 본원 도 3 및 도 4에 개시된 바와 같다.This is as disclosed in Figs. 3 and 4 herein.
상기 탄소섬유 발열 패치는 상기 제1전도성 부재(31) 또는 제2전도성 부재(32) 중 어느 하나와 접촉하는 전원 연결부를 더 포함할 수 있다.The carbon fiber heating patch may further include a power connection portion in contact with either the first
또한, 상기 제1탄소섬유 면사(11)와 제2탄소섬유 면사(12)는 상기 제1전도성 부재(31) 및 제2전도성 부재(32)에 의해, 각각 전원 연결부로부터 전기적으로 접촉될 수 있다.The first carbon
더 구체적으로, 본 발명의 다른 일 구현예에 의한 탄소섬유 발열 패치는 탄소섬유 발열 패치의 폭 방향으로 위치하는 제1 탄소섬유 면사(11)와, 탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 위치하는 제2탄소섬유 면사(12)가 교차하는 형태일 수 있다. More specifically, the carbon fiber heating patch according to another embodiment of the present invention includes a first carbon
다만, 상기 제1탄소섬유 면사(11)와 제2탄소섬유 면사(12)의 표면에는 코팅층을 더 포함할 수 있다. However, the surface of the first carbon
전술하였듯이, 코팅층은 탄소섬유 면사를 이루는 필라멘트를 고정시킬 수 있다. 더해서, 상기 코팅층은 절연층의 역할을 할 수 있다. 이에, 코팅층을 포함하는 탄소섬유 면사를 서로 교차하도록 적층하여도 합선 현상이 유발되지 않을 수 있다. As described above, the coating layer can fix the filaments constituting the carbon fiber cotton yarn. In addition, the coating layer may serve as an insulating layer. Thus, even if the carbon fiber cotton yarns including the coating layer are stacked so as to cross each other, a short circuit phenomenon may not be caused.
이는 본원 도 2 및 도 4를 통해서도 확인할 수 있다.This can be confirmed from FIG. 2 and FIG.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 면사에 전도성 부재가 부착되는 일례를 개략도로 나타낸 것이다.FIG. 2 is a schematic view showing an example in which a conductive member is attached to a carbon fiber cotton yarn according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 면사에 전도성 부재가 부착되는 일례를 개략도로 나타낸 것이다.4 is a schematic view showing an example in which a conductive member is attached to a carbon fiber heating cotton yarn according to another embodiment of the present invention.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1탄소섬유 면사(11)와 제2탄소섬유 면사(12)가 서로 교차하며 격자(메쉬) 형태로 배열된 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 격자 형태로 교차되어 배열될 경우 각각의 탄소섬유가 교차하는 지점에서 열점(발열)이 있을 수 있다. 이에, 일방향 배열보다 발열 효율이 증대될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 4, it can be seen that the first carbon
이는, 상기 제1탄소섬유 면사(11)와 제2탄소섬유 면사(12) 표면의 코팅층이 절연층 역할을 함에 따라, 합선 현상이 유발되지 않기 때문이다.This is because the coating layer on the surfaces of the first carbon
마지막으로, 상기 탄소섬유 면사의 표면과 이면에 커버층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 커버층은 면, 부직포, 또는 이들의 조합일 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.Finally, the carbon fiber cotton yarn may further include a cover layer on the front and back surfaces thereof. Specifically, the cover layer may be a face, a nonwoven fabric, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 커버층의 일면 또는 양면에 점착층, 접착층 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The cover layer may include an adhesive layer, an adhesive layer, or a combination thereof on one side or both sides of the cover layer.
상기와 같은 커버층은 탄소섬유 면사와 점접착 호환성뿐만 아니라, 인체, 의류 등 다양한 기재(적용 대상물)에 탈부착이 가능한 점착형 부직포 등으로 이루어질 수 있다. The cover layer may be made of an adhesive type nonwoven fabric capable of being detachably attached to various substrates (application objects) such as human body, clothes, etc., as well as visco-adhesive compatibility with carbon fiber cotton yarn.
구체적으로, 대략 60도(℃)의 온도에서 상기 커버층과 탄소섬유 면사를 접착하는 경우, 상기 탄소섬유 면사는 상기 커버층의 일면에 고정되므로 탄소섬유 다발의 틀어짐을 방지할 수 있다.Specifically, when the carbon fiber cotton yarn is adhered to the cover layer at a temperature of about 60 degrees Celsius, the carbon fiber cotton yarn is fixed to one surface of the cover layer, so that the carbon fiber bundle can be prevented from being twisted.
전술한 특징을 제외한 다른 구성은 전술한 바와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.Since other configurations are the same as those described above, detailed description will be omitted.
본 발명의 다른 일 구현예인 탄소섬유 발열 패치의 제조방법은 하기와 같다. A method of manufacturing a carbon fiber heating patch according to another embodiment of the present invention is as follows.
구체적으로, 탄소섬유 면사를 제조하는 단계, 전도성 부재가 부착된 제1필름층을 준비하는 단계, 제2필름층을 준비하는 단계, 상기 제1필름층 상에 탄소섬유 면사를 배치하는 단계, 상기 전도성 부재에 전원 연결부를 부착하는 단계, 및 상기 제2필름층을 상기 탄소섬유 면사 표면에 적층한 후 핫 프레싱 하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the method includes the steps of: preparing a carbon fiber cotton yarn, preparing a first film layer having a conductive member attached thereto, preparing a second film layer, disposing a carbon fiber cotton yarn on the first film layer, Attaching a power connection to the conductive member, and hot-pressing after laminating the second film layer on the surface of the carbon fiber cotton yarn.
먼저, 탄소섬유 면사를 제조하는 단계를 실시할 수 있다.First, a step of producing a carbon fiber cotton yarn can be carried out.
상기 단계는 탄소섬유 다발을 광폭화(spreading)하여 탄소섬유 면사를 제조하는 단계 및 광폭화된 탄소섬유 면사를 슬림(slim)화하는 단계를 포함할 수 있다.The step may include spreading the carbon fiber bundle to produce a carbon fiber cotton yarn and slimming the widened carbon fiber cotton yarn.
구체적으로, 상기 광폭화하는 단계에서 탄소섬유 다발은 코일(미도시)로부터 언와인딩(unwinding) 되면서 공급될 수 있다. Specifically, in the widening step, the carbon fiber bundle can be supplied while being unwound from a coil (not shown).
상기 탄소섬유 다발은 진공과 열풍에 의해 발생된 기류에 의하여 설정된 폭으로 펼쳐질 수 있다. 구체적으로, 진공 펌프에 의하여 생성되는 진공은 흡인 기류를 발생시켜 탄소섬유 다발을 강력하게 흡인할 수 있다. 한편 열풍기에서 생성되어 탄소섬유 다발 쪽으로 분출되는 열풍이 탄소섬유 다발과 부딪치면서 탄소섬유 다발을 원하는 폭으로 펼쳐지게 하면서 목적하는 두께로 슬림화한다. The carbon fiber bundle can be spread with a predetermined width by the air flow generated by the vacuum and the hot air. Specifically, the vacuum generated by the vacuum pump generates a suction air flow, and can strongly attract the carbon fiber bundle. On the other hand, the hot air generated from the hot air blown toward the bundle of carbon fibers collides with the bundle of carbon fibers, and the bundle of carbon fibers is spread to a desired width and slim to the desired thickness.
상기 탄소섬유 다발은 폭당 2,000내지 5,000개/mm의 필라멘트를 포함할 수 있다. 상기 탄소섬유 다발에 포함된 필라멘트의 평균 직경은 5 내지 8㎛일 수 있다.The carbon fiber bundle may include filaments of 2,000 to 5,000 fibers / mm. The average diameter of the filaments contained in the carbon fiber bundle may be 5 to 8 占 퐉.
여기서, 상기 탄소섬유 다발의 폭(W)은 탄소섬유 다발의 길이(L) 방향에 수직한 방향의 크기를 가리키며, 상기 탄소섬유 다발의 두께는 탄소섬유 다발의 폭(W)과 길이(L)가 이루는 평면에 대하여 직교하는 방향의 크기를 가리킨다. The width W of the carbon fiber bundle refers to the size of the carbon fiber bundle in a direction perpendicular to the length L of the bundle of carbon fibers, In the direction orthogonal to the plane.
이에 전술한 광폭화 단계에 의해, 상기 탄소섬유 다발은 초기 폭 대비 2배 내지 10배로 광폭화할 수 있다. 이에 따라 제조된 탄소섬유 면사의 폭은 1 내지 1,000mm일 수 있다. 보다 구체적으로는, 2.5 내지 500mm일 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.By the above-described widening step, the carbon fiber bundle can be widened to 2 to 10 times the initial width. The width of the carbon fiber cotton yarn thus produced may be 1 to 1,000 mm. More specifically, it may be 2.5 to 500 mm. However, the present invention is not limited thereto.
또한, 슬림화 단계에 의해 광폭화된 탄소섬유 다발 내 필라멘트는 초기 두께 대비 1/2 내지 1/25 비로 슬림화할 수 있다. 이에 따라 제조된 탄소섬유 면사의 두께는 5 내지 300㎛일 수 있다. In addition, the filaments in the carbon fiber bundle widened by the slimming step can be slim with a ratio of 1/2 to 1/25 of the initial thickness. The thickness of the carbon fiber cotton yarn thus produced may be 5 to 300 mu m.
상기 탄소섬유 면사 폭당 필라멘트의 개수는 개수 100 내지 1,000개/mm 일 수 있다. 구체적으로, 상기 탄소섬유 면사 두께 대비 폭의 비(폭/두께)는 50 내지 2,000일 수 있다.The number of the filaments per a width of the carbon fiber yarn may be 100 to 1,000 filaments / mm. Specifically, the width ratio (width / thickness) to the carbon fiber cotton yarn thickness may be 50 to 2,000.
상기 탄소섬유 면사의 구성에 따른 효과는 앞서 기술한 바와 같으므로, 자세한 설명은 생략한다.Since the effect of the carbon fiber cotton yarn is as described above, a detailed description thereof will be omitted.
구체적으로, 탄소섬유 면사를 제조하는 단계는 상기 탄소섬유 면사 표면을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다. Specifically, the step of fabricating the carbon fiber cotton yarn may further include the step of coating the carbon fiber cotton yarn surface.
또한, 상기 코팅하는 단계는 광폭화된 탄소섬유 면사를 코팅액에 침지하는 단계, 및 상기 탄소섬유 면사 표면의 코팅액을 건조하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the coating step may include dipping the wider carbon fiber yarn in a coating liquid, and drying the coating liquid on the carbon fiber cotton yarn surface.
이때, 열경화성 수지, 핫멜트 타입 열가소성 수지, 또는 이들의 조합을 코팅액으로 사용할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니며, 탄소섬유 면사를 이루는 필라멘트를 광폭화된 상태로 고정하기 위한 물질이라면 모두 가능하다.At this time, a thermosetting resin, a hot-melt type thermoplastic resin, or a combination thereof may be used as a coating liquid. However, the present invention is not limited thereto, and any material can be used for fixing the filaments constituting the carbon fiber cotton yarn in a widened state.
이와 같이 코팅하는 경우, 탄소섬유 면사를 이루는 필라멘트를 고정시킬 수 있다. When such coating is performed, the filaments constituting the carbon fiber cotton yarn can be fixed.
이후, 전도성 부재가 부착된 제1필름층을 준비하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, a step of preparing a first film layer to which a conductive member is attached may be performed.
상기 단계에서 필름은 폴리이미드계 필름, PET필름, 나일론필름, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니며, 통상적으로 열라미네이션이 가능한 모든 필름을 포함할 수 있다.In this step, the film may include a polyimide-based film, a PET film, a nylon film, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto and may include all films which are usually capable of thermal lamination.
상기와 같은 필름을 필름층으로 사용할 경우, 탄소섬유 면사와 전도성 부재가 접촉되는 영역이 증대될 수 있다. 이에, 발열구동이 가능한 탄소섬유 면사의 필라멘트가 극대화되어 온도 효율성이 우수할 수 있다. 또한, 초슬림화를 통한 접힘 내구성이 우수할 수 있다.When such a film is used as a film layer, the area in which the carbon fiber cotton yarn and the conductive member are in contact can be increased. Thus, the filament of the carbon fiber cotton yarn which can be driven by heat can be maximized and the temperature efficiency can be excellent. In addition, it is possible to provide excellent durability against folding by making it super thin.
더 구체적으로, 상기 종류의 필름을 사용하지 않을 경우, 이후 핫 프레싱 단계에서 필름층 구조의 변형이 있을 수 있다. 또한, 화재의 위험성이 있을 수 있다.More specifically, if a film of this kind is not used, then there may be a deformation of the film layer structure during the hot pressing step. In addition, there is a risk of fire.
또한, 상기 제1필름층에 부착된 전도성 부재는 박막 형태일 수 있다. In addition, the conductive member attached to the first film layer may be in the form of a thin film.
이후, 제2필름층을 준비하는 단계를 실시할 수 있다.Then, a step of preparing the second film layer can be carried out.
상기 제2필름층의 필름도 폴리이미드계 필름, PET필름, 나일론필름, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니며, 통상적으로 열라미네이션이 가능한 모든 필름을 포함할 수 있다.The film of the second film layer may also include a polyimide-based film, a PET film, a nylon film, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto and may include all films which are usually capable of thermal lamination.
이후, 상기 제1필름층 상에 탄소섬유 면사를 배치하는 단계를 실시할 수 있다. Thereafter, a step of disposing a carbon fiber cotton yarn on the first film layer may be performed.
이때, 상기 탄소섬유 면사의 양단부는 상기 제1필름층에 부착된 전도성 부재와 접촉될 수 있다.At this time, both ends of the carbon fiber cotton yarn may be in contact with the conductive member attached to the first film layer.
본 명세서에서 상기 탄소섬유 면사의 양단부라 함은 상기 탄소섬유 면사의 길이 방향의 양 끝단부를 가리킬 수 있다. In this specification, both end portions of the carbon fiber cotton yarn may refer to both end portions in the longitudinal direction of the carbon fiber cotton yarn.
이에 따라, 상기 전도성 부재는 탄소섬유 면사의 양단부에 최소 2면 이상 부착할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 전도성 부재는 탄소섬유 면사의 양단부와 2면 이상 접촉하며, 상기 탄소섬유 면사의 가장자리 부에 부착할 수 있다.Accordingly, the conductive member can be attached to both ends of the carbon fiber cotton yarn at least two sides. More specifically, the conductive member contacts two or more sides of both ends of the carbon fiber cotton yarn, and may be attached to the edge of the carbon fiber cotton yarn.
또한, 상기 제1필름층 상에 탄소섬유 면사를 배치할 때, 복수 개의 탄소섬유 면사를 이용하여 배치할 수 있다. 구체적으로, 상기 탄소섬유 면사 사이 간격이 상기 탄소섬유 면사의 폭에 대해 0.5 내지 10배로 배치할 수 있다. Further, when arranging the carbon fiber cotton yarn on the first film layer, it is possible to arrange the carbon fiber cotton yarn using a plurality of carbon fiber cotton yarns. Specifically, the interval between the carbon fiber cotton yarns may be 0.5 to 10 times the width of the carbon fiber cotton yarn.
이와 같이 배치하는 경우, 발열 효과가 우수할 수 있다. 이러한 이유는 탄소섬유 면사에서 발생되는 열이 필름 층을 따라 전도되어 발열패치 면적 전체를 발열하기 때문이다. In the case of such arrangement, the exothermic effect can be excellent. This is because the heat generated from the carbon fiber cotton is conducted along the film layer to generate heat in the entire heat generating patch area.
구체적으로, 탄소섬유 면사 발열체 간격이 좁을수록 승온 시간이 빠르고 발열패치의 온도 균일성이 우수할 수 있다. 반면, 탄소섬유 면사 발열체 간격이 넓을수록, 에너지 효율이 우수할 수 있다. Specifically, the shorter the interval between the carbon fiber cotton heating elements is, the faster the temperature rise time and the temperature uniformity of the heating patch can be excellent. On the other hand, the wider the gap between the carbon fiber cotton heating elements, the better the energy efficiency can be.
다만, 너무 좁을 경우 전력 소모량이 증가할 수 있다. 또한, 너무 넓을 경우, 승온 시간이 길고 온도 균일성이 저하될 수 있다. 이에, 상기 범위로 탄소섬유 면사를 배치할 수 있다.However, if it is too narrow, the power consumption may increase. If it is too wide, the temperature rise time may be long and the temperature uniformity may deteriorate. Accordingly, carbon fiber cotton yarns can be arranged within the above range.
또한, 상기 탄소섬유 면사는 일방향으로 배치할 수 있다. 한편으론 탄소섬유 면사가 교차하도록 배치할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.The carbon fiber cotton yarn may be arranged in one direction. On the other hand, carbon fiber cotton yarns can be arranged to intersect. However, the present invention is not limited thereto.
이후, 상기 전도성 부재에 전원 연결부를 부착하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, a step of attaching a power connection to the conductive member may be performed.
상기 전원 연결부는 커넥터, USB 커넥터, 또는 이들의 조합일 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니며 전원을 연결할 수 있는 것이라면 모두 가능하다.The power connection may be a connector, a USB connector, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto, and any power source can be connected.
더 구체적으로, 상기 전원 연결부를 통해 외부 전원과 탄소섬유 발열 패치와 연결이 가능하다. More specifically, it is possible to connect the external power source and the carbon fiber heating patch through the power connection portion.
마지막으로, 상기 제2필름층을 상기 탄소섬유 면사 표면에 적층한 후 핫 프레싱 하는 단계를 실시할 수 있다.Lastly, the step of hot-pressing the second film layer after laminating the second film layer on the surface of the carbon fiber cotton can be performed.
전술한 단계에서, 전도성 부재가 부착된 제1필름층 상에 탄소섬유 면사를 배치하였다. 이후, 상기 단계에서 탄소섬유 면사 표면에 제2필름층을 더 적층하여 핫 프레싱을 실시할 수 있다.In the above-described step, a carbon fiber cotton yarn was arranged on the first film layer to which the conductive member was attached. Thereafter, the second film layer may be further laminated on the surface of the carbon fiber cotton in the above step to perform hot pressing.
이에 따라, 탄소섬유 면사와 전도성 부재의 표면과 이면에 필름층이 위치한 상태일 수 있다.Accordingly, the film layer may be positioned on the front and back surfaces of the carbon fiber cotton yarn and the conductive member.
이때, 상기 핫 프레싱 단계는 120 내지 400℃ 온도에서 실시할 수 있다.At this time, the hot pressing step may be performed at a temperature of 120 to 400 ° C.
구체적으로, 0.5 내지 20MPa 압력에서 실시할 수 있다.Specifically, it can be carried out at a pressure of 0.5 to 20 MPa.
상기 조건에서 핫 프레싱함으로써, 탄소섬유 면사와 필름을 효율적으로 접착할 수 있다. 상기와 같이 핫 프레싱하는 경우 필름의 변형을 최소화하며 탄소섬유 면사와 접착할 수 있다. By hot pressing under the above conditions, the carbon fiber cotton yarn and the film can be efficiently bonded. When hot-pressing is performed as described above, the deformation of the film is minimized and it can be bonded to the carbon fiber cotton yarn.
더 구체적으로, 핫 프레싱 온도가 120℃ 미만인 경우 필름의 융착이 용이하지 않아 들뜸 현상이 유발될 수 있다. 한편, 핫 프레싱 온도가 400℃를 초과하는 경우, 접착 필름의 표면이 녹아 탄소섬유 발열 패치의 유연함과 두께의 일관성을 유지할 수 없다.More specifically, when the hot-pressing temperature is less than 120 ° C, fusion of the film is not easy and lifting phenomenon may be caused. On the other hand, when the hot-pressing temperature exceeds 400 ° C, the surface of the adhesive film melts and the flexibility and thickness consistency of the carbon fiber heating patch can not be maintained.
이후, 상기 필름 표면과 이면에 커버층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 커버층은 면, 부직포, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.Thereafter, the method may further include forming a cover layer on the front and back surfaces of the film. At this time, the cover layer may include a surface, a nonwoven fabric, or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 또 다른 일 구현예는 탄소섬유 면사를 제조하는 단계, 탄소섬유 발열 패치의 폭 또는 길이 방향으로 상기 탄소섬유 면사를 배치하는 단계, 상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 부재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Another embodiment of the present invention is a method of manufacturing a carbon fiber yarn, comprising the steps of: preparing a carbon fiber cotton yarn; disposing the carbon fiber cotton yarn in a width or length direction of the carbon fiber heating patch; and forming a conductive member at both ends of the carbon fiber cotton yarn .
본 발명의 또 다른 일 구현예는 탄소섬유 면사를 제조하는 단계, 탄소섬유 발열 패치의 폭 방향으로 제1탄소섬유 면사를 배치하는 단계, 탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 제2탄소섬유 면사를 배치하는 단계, 상기 제1탄소섬유 면사 및 제2탄소섬유 면사의 일단부에 제1전도성 부재를 형성하는 단계, 및 상기 제1 탄소섬유 면사 및 제2 탄소섬유 면사의 타단부에 제2전도성 부재를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a carbon fiber heating patch, comprising the steps of: preparing a carbon fiber cotton yarn; arranging a first carbon fiber cotton yarn in a width direction of the carbon fiber heating patch; Forming a first conductive member on one end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn and forming a second conductive member on the other end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn, To form a second layer.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치의 제조방법에서, 탄소섬유 발열 패치의 폭 방향으로 제1탄소섬유 면사를 배치하는 단계와, 탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 제2탄소섬유 면사를 배치하는 단계를 실시할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a carbon fiber heating patch, comprising the steps of: disposing a first carbon fiber cotton yarn in a width direction of a carbon fiber heating patch; The step of arranging the cotton yarn can be carried out.
전술하였듯이, 상기 제1탄소섬유 면사(11)와 제2탄소섬유 면사(12)의 표면에는 코팅층을 더 포함할 수 있다. As described above, the surface of the first carbon
전술하였듯이, 코팅층은 탄소섬유 면사를 이루는 필라멘트를 고정시킬 수 있다. 더해서, 상기 코팅층은 절연층의 역할을 할 수 있다. 이에, 코팅층을 포함하는 탄소섬유 면사를 서로 교차하도록 적층하여도 합선 현상이 유발되지 않을 수 있다. As described above, the coating layer can fix the filaments constituting the carbon fiber cotton yarn. In addition, the coating layer may serve as an insulating layer. Thus, even if the carbon fiber cotton yarns including the coating layer are stacked so as to cross each other, a short circuit phenomenon may not be caused.
이후, 상기 제1탄소섬유 면사 및 제2탄소섬유 면사의 일단부에 1전도성 부재를 형성하는 단계, 및 상기 제1 탄소섬유 면사 및 제2 탄소섬유 면사의 타단부에 제2전도성 부재를 형성하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, one conductive member is formed on one end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn, and a second conductive member is formed on the other end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn Step can be carried out.
구체적으로, 상기 전도성 부재를 형성하는 단계는, 전도성 페이스트로 함침하는 단계; 전도성 박막을 부착하는 단계; 전도성 물질을 스퍼터링법으로 증착하는 단계; 또는 이들의 조합을 이용할 수 있다.Specifically, the step of forming the conductive member includes the steps of: impregnating the conductive member with a conductive paste; Attaching a conductive thin film; Depositing a conductive material by sputtering; Or a combination thereof.
보다 구체적으로, 상기 전도성 박막을 부착하는 단계는 상기 전도성 페이스트로 함침하는 단계 이전 단계 또는 상기 전도성 페이스트로 함침하는 단계 이후에 실시할 수 있다. 구체적으로, 페이스트로 함침한 후 건조 이후에 실시할 수 있다. 이에, 상기 전도성 박막은 상기 전도성 페이스트가 함침된 부분에 부착될 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.More specifically, the step of adhering the conductive thin film may be performed before the step of impregnating with the conductive paste or after the step of impregnating with the conductive paste. Specifically, it can be carried out after impregnation with a paste and after drying. Thus, the conductive thin film may be attached to the portion to which the conductive paste is impregnated. However, the present invention is not limited thereto.
보다 더 구체적으로, 상기 전도성 물질을 스퍼터링법으로 증착하는 단계는 상기 전도성 페이스트로 함침하는 단계 이전 단계 또는 상기 전도성 페이스트로 함침하는 단계 이후에 실시할 수 있다. More specifically, the step of depositing the conductive material by the sputtering method may be carried out before the step of impregnating with the conductive paste or after the step of impregnating with the conductive paste.
더 구체적으로, 상기 전도성 물질을 증착하는 단계는 상기 페이스트로 함침하는 단계와 상기 페이스트 함침, 건조 단계를 생략하고 실행할 수 있다. 이 경우, 상기 전도성 물질을 증착하는 단계는 상기 탄소섬유 면사 제조 단계를 행한 후 실행할 수 있다. More specifically, the step of depositing the conductive material may be performed by omitting the step of impregnating with the paste and the step of impregnating and drying the paste. In this case, the step of depositing the conductive material may be performed after the carbon fiber cotton yarn manufacturing step.
또한, 상기 전도성 박막은 용이한 전원 인가를 위해 탄소섬유 면사의 양단부에서 상기 탄소섬유 면사의 폭 방향으로 일정 길이 돌출될 수 있다.The conductive thin film may protrude from both ends of the carbon fiber cotton yarn by a predetermined length in the width direction of the carbon fiber cotton yarn for easy power supply.
이는 본원 도 2에도 도시되어 있다.This is also illustrated in FIG. 2 herein.
먼저, 상기 전도성 부재를 형성하는 단계는 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 페이스트를 함침하는 방법을 이용할 수 있다. 상기 단계는 함침 후 건조하는 단계까지 포함할 수 있다. First, in the step of forming the conductive member, a method of impregnating conductive paste on both ends of the carbon fiber cotton yarn may be used. The above step may include the step of impregnating and drying.
이때, 전도성 페이스트는 슬러리 형태일 수 있다. At this time, the conductive paste may be in the form of a slurry.
구체적으로, 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 페이스트 일 수 있다.Specifically, the conductive paste may be any one selected from silver (Ag) paste, gold (Au) paste, copper (Cu) paste, nickel (Ni) paste, carbon nanotube A paste, or a synthetic paste containing at least one or more of these pastes.
전도성 페이스트를 이용할 경우, 탄소섬유 면사의 길이 방향 양단부를 목적하는 길이만큼 용이하게 함침시킬 수 있다.When the conductive paste is used, both ends of the carbon fiber cotton yarn in the longitudinal direction can be easily impregnated by a desired length.
한편으로는, 전도성 박막(foil)을 부착하는 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로, 전도성 박막은 전도성 페이스트가 함침된 부분 상에 더 부착될 수 있다. 다만, 상기 전도성 박막의 일단부는 용이한 전원 인가를 위하여 상기 탄소섬유 면사의 양단부에서 상기 탄소섬유 면사의 폭 방향으로 일정한 길이 돌출될 수 있다. On the other hand, a method of attaching a conductive foil can be used. Specifically, the conductive thin film may be further attached on the portion where the conductive paste is impregnated. However, one end of the conductive thin film may protrude a predetermined length in the width direction of the carbon fiber cotton yarn at both ends of the carbon fiber cotton yarn for easy power supply.
이때, 전도성 박막(foil)은 구리(Cu) 박막, 은(Ag) 박막, 금(Au) 박막, 니켈(Ni) 박막 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다. 상기 전도성 박막의 두께는 100nm 내지 500nm일 수 있다. At this time, the conductive foil may include a copper (Cu) thin film, a silver (Ag) thin film, a gold (Au) thin film, a nickel (Ni) thin film or a combination thereof. However, the present invention is not limited thereto. The thickness of the conductive thin film may be 100 nm to 500 nm.
또한, 전도성 물질을 스퍼터링법으로 증착하는 방법을 이용할 수 있다. A method of depositing a conductive material by a sputtering method may also be used.
구체적으로, 전도성 물질을 진공 상태에서 증발시켜 박막을 형성하는 스퍼터링(sputtering)법을 이용할 수 있다. Specifically, a sputtering method of forming a thin film by evaporating a conductive material in a vacuum state can be used.
이때, 전도성 물질은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 탄소섬유, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.At this time, the conductive material may include copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), carbon fiber, or a combination thereof.
또한 전도성 물질(구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 등)이 박막으로 형성된 필름층을 적용할 수도 있다. 이 때 필름층 박막 전도부에 탄소섬유 면사를 일정한 간격으로 위치하도록 배열한 적층체 위에 순수 필름층을 배치한 후, 전원 인가 회로를 연결한 후 핫 프레싱하여 초슬림 필름 타입으로 제조가 가능하였다.It is also possible to apply a film layer in which a conductive material (copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), etc.) is formed as a thin film. At this time, the pure film layer was arranged on the laminated body arranged so that the carbon fiber cotton yarns were arranged at the predetermined distance on the film layer thin film conductive portion, and then, after applying the power supply circuit, hot-pressed was possible.
상기 전도성 페이스트, 상기 전도성 박막, 및 전도성 물질은 탄소섬유 면사 내 필라멘트의 효율적인 발열을 위하여 탄소섬유보다 큰 전기 전도성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 탄소섬유 면사와의 접촉저항이 최소화 되어 저전압(예컨대, DC 5V 등) 발열 구현이 가능하게 된다. The conductive paste, the conductive thin film, and the conductive material may be made of a material having electrical conductivity higher than that of the carbon fiber for efficient heat generation of the filaments in the carbon fiber cotton yarn. Accordingly, the contact resistance with the carbon fiber cotton yarn is minimized, so that it is possible to realize heat generation at a low voltage (e.g., DC 5V).
본원 도 2 내지 도 4를 통해 전도성 부재의 부착 예를 확인할 수 있다.2 through 4, examples of the attachment of the conductive member can be confirmed.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 면사에 전도성 부재가 부착되는 일례를 개략도로 나타낸 것이다.FIG. 2 is a schematic view showing an example in which a conductive member is attached to a carbon fiber cotton yarn according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치를 개략도로 나타낸 것이다.3 is a schematic view of a carbon fiber heating patch according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 면사에 전도성 부재가 부착되는 일례를 개략도로 나타낸 것이다.4 is a schematic view showing an example in which a conductive member is attached to a carbon fiber heating cotton yarn according to another embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 전도성 부재는 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극을 인가할 수 있도록 탄소섬유 면사의 양단부에 일자 형태로 부착될 수 있다. As shown in FIG. 2, the conductive member may be attached in a straight line to both ends of the carbon fiber cotton yarn so as to apply a positive (+) electrode and a negative (-) electrode.
도 3에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 면사의 2면에 각각 ㄱ 자 또는 ㄴ 자 형태로 부착될 수 있다. 이때 제1탄소섬유 면사와 제2제1탄소섬유 면사는 각각 서로 교차할 수 있다.As shown in FIG. 3, they may be attached to two sides of the carbon fiber cotton yarn in the form of a letter or letter, respectively. At this time, the first carbon fiber cotton yarn and the second first carbon fiber cotton yarn may cross each other.
도 4에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 면사의 양단부에 일자 형태로 부착될 수 있다. 이때, 제1탄소섬유 면사와 제2제1탄소섬유 면사는 각각 서로 교차할 수 있다.As shown in FIG. 4, the carbon fiber cotton yarn can be attached in a straight line to both ends of the carbon fiber cotton yarn. At this time, the first carbon fiber cotton yarn and the second first carbon fiber cotton yarn may cross each other.
즉, 상기와 같이 전도성 부재를 포함함으로써, 탄소섬유 면사에 전기를 효율적으로 공급할 수 있다. That is, by including the conductive member as described above, electricity can be efficiently supplied to the carbon fiber cotton yarn.
구체적으로, 상기 전도성 부재를 형성하는 단계 이후에, 상기 전도성 부재에 전원 연결부를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에, 전원 열결부를 통해 공급되는 전원이 전도성 부재에 의해 탄소섬유 면사에 전달될 수 있다.Specifically, after the step of forming the conductive member, a step of attaching the power connection to the conductive member may be further included. Accordingly, the power supplied through the power source heat coupling can be transmitted to the carbon fiber cotton yarn by the conductive member.
더 구체적으로, 탄소섬유 면사를 제조하는 단계는 전술한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략한다.More specifically, since the step of producing the carbon fiber cotton yarn is as described above, a detailed description will be omitted.
이하, 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail. The following examples are illustrative of the present invention only and are not intended to limit the scope of the present invention.
실시예Example 1 One
탄소섬유 발열 패치용 탄소섬유 면사를 제조하였다. A carbon fiber cotton yarn for a carbon fiber heating patch was prepared.
이후, 상기 탄소섬유 면사 필라멘트 표면을 열경화성 수지로 코팅하였다.Then, the surface of the carbon fiber cotton filament was coated with a thermosetting resin.
또한, 동박의 전도성 부재가 부착된 폴리이미드계 필름(제1필름층)과 순수 폴리이미계 필름(제2필름층)을 준비하였다.Further, a polyimide film (first film layer) and a pure polyimide film (second film layer) each having a conductive member of a copper foil were prepared.
상기 탄소섬유 면사 7개를 준비한 후, 상기 탄소섬유 면사의 폭 대비 4배 간격으로 배치하였다.Seven carbon fiber cotton yarns were prepared and arranged at an interval of four times the width of the carbon fiber cotton yarn.
이후, 상기 탄소섬유 면사 양단부가 폴리이미드 필름(제1필름층)에 부착된 동박 전도성 부재와 접촉하도록 배치하였다. 이후, 상기 전도성 부재에 USB 커넥터 전원 연결부를 부착하였다.Then, both ends of the carbon fiber cotton yarn were arranged so as to be in contact with the copper foil conductive member attached to the polyimide film (first film layer). Thereafter, a USB connector power connection was attached to the conductive member.
마지막으로, 상기 제1필름층 상에 일정 간격으로 배치된 탄소섬유 면사 표면에 제2필름층을 배치, 적층한 후 핫 프레싱하였다. 이때, 온도와 프레스 압력은 260℃, 10MPa로 하였다.Finally, the second film layer was disposed on the surface of the carbon fiber yarn disposed at regular intervals on the first film layer, laminated, and hot-pressed. At this time, the temperature and the press pressure were set to 260 占 폚 and 10 MPa.
이는 도 5에 도시된 바와 같다.This is as shown in Fig.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 탄소섬유 발열 패치의 사진이다. 5 is a photograph of a carbon fiber heating patch according to the first embodiment of the present invention.
다만, 이는 본 발명의 일 구현예에 따른 예시를 개시한 것일 뿐, 이에 한정하지 않는다.However, it should be understood that the present invention is not limited thereto.
실시예Example 2 2
실시예 1에 따른 탄소섬유 발열 패치에 커버층을 더 포함하였다.The carbon fiber heating patch according to Example 1 further included a cover layer.
이는 도 6에 도시된 바와 같다.This is as shown in FIG.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 탄소섬유 발열 패치의 사진이다.6 is a photograph of a carbon fiber heating patch according to a second embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 발열 패치 상에 커버층을 더 형성함으로써 다양한 목적으로 이용할 수 있다. As shown in Fig. 6, by forming a cover layer on the carbon fiber heating patch, it can be used for various purposes.
이에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 탄소섬유 발열 패치는 상용의류 및/또는 피부에 탈부착이 가능할 수 있다, 또한, 순수 DC 전원을 사용하여 전자파가 발생하지 않으므로 인체에 무해하고, 원적외선을 방사하여 인체에 유익하다.Accordingly, the carbon fiber heating patch according to an embodiment of the present invention can be detachably attached to commercial clothing and / or skin. Also, since a pure DC power source is not used to generate electromagnetic waves, it is harmless to the human body, It is beneficial to the human body.
또한, 상기 발열 패치의 주요 적용 가능분야 아래와 같지만, 발열이 필요한 모든 분야에 제품화가 가능함은 물론이다.It should be noted that the heat-generating patch is mainly applicable to the following fields, but it is possible to produce the heat-generating patch in all fields requiring heat generation.
- 섬유 적용 분야: 방석, 점퍼, 신발, 와이셔츠, 장갑 등의 섬유제품에 적용 가능.- Textile applications: Applicable to textile products such as cushions, jumpers, shoes, shirts and gloves.
- 피부 적용 분야: 한방 및 의료용 파스, 생리통 완화, 통증 억제, 진통소염 약 성분을 종전보다 깊숙히 침투하여 통증을 완화할 수 있음.- Skin application field: Oriental medicine and medical par, ejaculatory relief, pain control, analgesic anti-inflammatory ingredients can penetrate deeper than ever before to relieve pain.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .
1: 탄소섬유 발열 패치
10: 탄소섬유 면사
11: 제1탄소섬유 면사
12: 제2탄소섬유 면사
20: 필름층
21: 제1필름층
22: 제2필름층
30: 전도성 부재31: 제1전도성 부재
32: 제2전도성 부재
40: 전원 연결부
41: USB 커넥터
42: 전도체
50: USB 연결 케이블
51: USB 연결 케이블의 커넥터(male connector)1: Carbon Fiber Fever Patch
10: Carbon fiber cotton yarn
11: First carbon fiber cotton yarn
12: second carbon fiber cotton yarn
20: film layer
21: first film layer
22: Second film layer
30: conductive member 31: first conductive member
32: second conductive member
40: Power connection
41: USB connector
42: Conductor
50: USB connection cable
51: Connector for USB connection cable (male connector)
Claims (27)
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 접촉하는 전도성 부재;
상기 전도성 부재와 접촉하는 전원 연결부; 및
상기 탄소섬유 면사의 표면과 이면에 위치하는 필름층을 포함하고,
상기 탄소섬유 면사의 두께는 5 내지 300㎛ 이며,
상기 탄소섬유 면사 폭당 필라멘트의 개수는 100 내지 1,000개/mm인 탄소섬유 발열 패치.
Carbon fiber cotton;
A conductive member contacting both ends of the carbon fiber cotton yarn;
A power connection portion in contact with the conductive member; And
And a film layer disposed on a front surface and a back surface of the carbon fiber cotton yarn,
The thickness of the carbon fiber cotton yarn is 5 to 300 탆,
Wherein the number of filaments per the carbon fiber cotton yarn width is 100 to 1,000 yarns / mm.
상기 필름층은,
폴리이미드계 필름, PET필름, 나일론필름, 또는 이들의 조합인 탄소섬유 발열 패치.
The method of claim 1,
Wherein the film layer comprises:
A polyimide film, a PET film, a nylon film, or a combination thereof.
상기 필름층의 두께는 0.01 내지 0.5mm인 탄소섬유 발열 패치.
3. The method of claim 2,
Wherein the film layer has a thickness of 0.01 to 0.5 mm.
A carbon fiber cotton yarn positioned in the width direction or the longitudinal direction of the carbon fiber heating patch; And a conductive member located at both ends of the carbon fiber cotton yarn.
상기 제1탄소섬유 면사와 교차하며, 탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 위치하는 제2탄소섬유 면사;
상기 제1탄소섬유 면사 및 제2탄소섬유 면사의 일단부에 위치하는 제1전도성 부재; 및
상기 제1 탄소섬유 면사 및 제2 탄소섬유 면사의 타단부에 위치하는 제2전도성 부재를 포함하는 탄소섬유 발열 패치.
A first carbon fiber cotton yarn positioned in the width direction of the carbon fiber heating patch;
A second carbon fiber cotton yarn intersecting the first carbon fiber cotton yarn and positioned in the longitudinal direction of the carbon fiber heating patch;
A first conductive member positioned at one end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn; And
And a second conductive member located at the other end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn.
상기 탄소섬유 발열 패치는,
상기 전도성 부재와 접촉하는 전원 연결부를 더 포함하는 탄소섬유 발열 패치.
5. The method according to claim 4 or 5,
The carbon fiber heating patch comprises:
And a power connection portion in contact with the conductive member.
상기 탄소섬유 발열패치는,
탄소섬유 면사의 표면과 이면에 커버층을 더 포함하며,
상기 커버층은 면, 부직포, 또는 이들의 조합인 탄소섬유 발열 패치.
5. The method according to claim 4 or 5,
The carbon fiber heating patch comprises:
Further comprising a cover layer on the front and back surfaces of the carbon fiber cotton yarn,
Wherein the cover layer is a face, a nonwoven fabric, or a combination thereof.
상기 커버층의 일면 또는 양면에 점착층, 접착층 또는 이들의 조합을 포함하는 탄소섬유 발열 패치.
5. The method according to claim 4 or 5,
A carbon fiber heating patch comprising an adhesive layer, an adhesive layer, or a combination thereof on one or both sides of the cover layer.
상기 탄소섬유 면사의 표면에는 코팅층이 위치하며,
상기 코팅층은 절연층인 탄소섬유 발열 패치.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
A coating layer is disposed on the surface of the carbon fiber cotton yarn,
Wherein the coating layer is an insulating layer.
상기 탄소섬유 면사의 두께 대비 폭의 비(폭/두께)는 50 내지 2,000인 탄소섬유 발열 패치.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the carbon fiber cotton yarn has a width to width ratio (width / thickness) of 50 to 2,000.
상기 탄소섬유 발열 패치는 복수개의 탄소섬유 면사를 포함하고,
전체 면적 100%에 대한 상기 탄소섬유 면사의 면적은 10 내지 90%인 탄소섬유 발열 패치.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the carbon fiber heating patch includes a plurality of carbon fiber cotton yarns,
Wherein the area of the carbon fiber cotton yarn is 10 to 90% with respect to 100% of the total area.
상기 탄소섬유 면사 간의 간격은, 상기 탄소섬유 면사의 폭에 대해 0.5 내지 10배인 탄소섬유 발열 패치.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the interval between the carbon fiber cotton yarns is 0.5 to 10 times the width of the carbon fiber cotton yarn.
전도성 부재가 부착된 제1필름층을 준비하는 단계;
제2필름층을 준비하는 단계;
상기 제1필름층 상에 탄소섬유 면사를 배치하는 단계;
상기 전도성 부재에 전원 연결부를 부착하는 단계; 및
상기 제2필름층을 상기 탄소섬유 면사 표면에 적층한 후 핫 프레싱 하는 단계를 포함하되,
상기 탄소섬유 면사의 두께는 5 내지 300㎛인 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
Producing a carbon fiber cotton yarn;
Preparing a first film layer to which a conductive member is attached;
Preparing a second film layer;
Disposing a carbon fiber cotton yarn on the first film layer;
Attaching a power connection to the conductive member; And
And hot-pressing the second film layer on the carbon fiber cotton surface,
Wherein the thickness of the carbon fiber cotton yarn is 5 to 300 mu m.
상기 필름을 준비하는 단계에서,
상기 필름은 폴리이미드계 필름, PET필름, 나일론필름, 또는 이들의 조합을 포함하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
The method of claim 13,
In the step of preparing the film,
Wherein the film comprises a polyimide-based film, a PET film, a nylon film, or a combination thereof.
상기 탄소섬유 면사와 상기 필름을 핫 프레싱하는 하는 단계는,
120 내지 400℃ 온도에서 실시하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
The method of claim 13,
Hot pressing the carbon fiber cotton yarn and the film,
A method for producing a carbon fiber heating patch, which is carried out at a temperature of 120 to 400 占 폚.
상기 탄소섬유 면사와 상기 필름을 핫 프레싱하는 하는 단계는,
0.5 내지 20MPa 압력에서 실시하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
16. The method of claim 15,
Hot pressing the carbon fiber cotton yarn and the film,
At a pressure of 0.5 to 20 MPa.
상기 전도성 부재는 박막 형태인 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
The method of claim 13,
Wherein the conductive member is in the form of a thin film.
상기 탄소섬유 면사의 양단부가 상기 전도성 부재와 접촉하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법
The method of claim 13,
A method of manufacturing a carbon fiber heating patch in which both ends of the carbon fiber cotton yarn are in contact with the conductive member
탄소섬유 발열 패치의 폭 또는 길이 방향으로 상기 탄소섬유 면사를 배치하는 단계;
상기 탄소섬유 면사의 양단부에 전도성 부재를 형성하는 단계를 포함하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
Producing a carbon fiber cotton yarn;
Disposing the carbon fiber cotton yarn in a width direction or a length direction of the carbon fiber heating patch;
And forming a conductive member at both ends of the carbon fiber cotton yarn.
탄소섬유 발열 패치의 폭 방향으로 제1탄소섬유 면사를 배치하는 단계;
탄소섬유 발열 패치의 길이 방향으로 제2탄소섬유 면사를 배치하는 단계;
상기 제1탄소섬유 면사 및 제2탄소섬유 면사의 일단부에 제1전도성 부재를 형성하는 단계; 및
상기 제1 탄소섬유 면사 및 제2 탄소섬유 면사의 타단부에 제2전도성 부재를 형성하는 단계를 포함하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
Producing a carbon fiber cotton yarn;
Disposing a first carbon fiber cotton yarn in a width direction of the carbon fiber heating patch;
Disposing a second carbon fiber cotton yarn in a longitudinal direction of the carbon fiber heating patch;
Forming a first conductive member on one end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn; And
And forming a second conductive member on the other end of the first carbon fiber cotton yarn and the second carbon fiber cotton yarn.
상기 전도성 부재를 형성하는 단계 이후에,
상기 전도성 부재에 전원 연결부를 부착하는 단계, 및
상기 탄소섬유 면사 표면에 커버층을 형성하는 단계를 더 포함하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
The method according to claim 19 or 20,
After the step of forming the conductive member,
Attaching a power connection to the conductive member, and
And forming a cover layer on the surface of the carbon fiber cotton yarn.
상기 탄소섬유 표면에 커버층을 형성하는 단계는,
상기 커버층의 일면 또는 양면에 점착층, 접착층 또는 이들의 조합을 형성하여 탄소섬유 면사 표면에 접착하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
The method according to claim 19 or 20,
The step of forming the cover layer on the surface of the carbon fibers may include:
Wherein a cover layer, an adhesive layer, or a combination thereof is formed on one side or both sides of the cover layer to adhere to the surface of the carbon fiber cotton.
상기 전도성 부재를 형성하는 단계는,
전도성 페이스트로 함침하는 단계;
전도성 박막을 부착하는 단계;
전도성 물질을 스퍼터링법으로 증착하는 단계; 또는 이들의 조합을 이용하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
The method according to claim 19 or 20,
Wherein forming the conductive member comprises:
Impregnating with a conductive paste;
Attaching a conductive thin film;
Depositing a conductive material by sputtering; Or a combination thereof.
탄소섬유 면사를 제조하는 단계는,
탄소섬유 다발을 광폭화(spreading)하여 탄소섬유 면사를 제조하는 단계; 및
광폭화된 탄소섬유 면사를 슬림(slim)화하는 단계를 포함하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
21. The method according to any one of claims 13 to 20,
The step of producing the carbon fiber cotton yarn includes:
Fabricating a carbon fiber cotton yarn by spreading a carbon fiber bundle; And
And slimming the widened carbon fiber cotton yarn.
상기 광폭화하는 단계는,
탄소섬유 다발의 초기 폭 대비 2배 내지 10배로 광폭화하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
21. The method according to any one of claims 13 to 20,
Wherein the widening comprises:
Wherein the width of the carbon fiber bundle is 2 to 10 times wider than the initial width of the carbon fiber bundle.
상기 슬림화하는 단계는,
탄소섬유 다발 내 필라멘트의 초기 두께 대비 1/2 내지 1/25 비로 슬림화하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.
21. The method according to any one of claims 13 to 20,
Wherein the slimming step comprises:
Wherein the filament is slim with a ratio of 1/2 to 1/25 of the initial thickness of the filaments in the carbon fiber bundle.
탄소섬유 면사를 제조하는 단계는,
상기 슬림화된 탄소섬유 면사 표면을 코팅하는 단계를 더 포함하는 탄소섬유 발열 패치의 제조방법.21. The method according to any one of claims 13 to 20,
The step of producing the carbon fiber cotton yarn includes:
Further comprising the step of coating the surface of the slimized carbon fiber cotton yarn.
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