KR20200126693A - Graphene-coated carbon fiber clothing with fever - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene-coated carbon fiber clothing having a heating function.
일반적으로, 낚시 등과 같은 야외 활동을 함에 있어, 사람들은 주야간의 온도차이로 인해 많은 문제를 겪게 되는데 겨울철이 아닌 경우에도 강이나 바다에서의 주간과 야간의 온도차이는 매우 크다.In general, in doing outdoor activities such as fishing, people have many problems due to the temperature difference between day and night. Even if it is not in winter, the temperature difference between daytime and nighttime in a river or sea is very large.
이로 인해 사람들은 추위를 극복하기 위한 강구책 및 실용성의 문제로 조끼 형태의 의류를 많이 사용하는데, 이 조끼에 방한 기능을 부가하기 위해 털이 부착된 내피를 추가하거나, 또는 조끼 안쪽에 주머니를 구비하여 마찰을 가하면 자체발열이 발생하는 보온팩 등을 사용하는 방법을 이용하였다.For this reason, people often use vest-shaped clothing to overcome the cold and practical problems. To add a cold protection function to the vest, add a fur-attached inner skin, or by providing a pocket inside the vest. A method of using a thermal insulation pack that generates self-heating when friction is applied was used.
그러나 이러한 종래의 방법은 열을 발생시킴에 있어 일회성에 한정되는 문제가 있으며, 또한 발열 온도가 그다지 높지 않은 문제가 있었다.However, such a conventional method has a problem that is limited to one-off in generating heat, and also has a problem that the heating temperature is not very high.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 의류의 등판과 주머니 부분에 발열원단을 구비하고, 의류의 내측 포켓에 구비되는 배터리 및 상기 배터리와 발열원단을 연결하여 전원을 공급하며 발열원단과는 커넥터로 연결되어 분리 가능한 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, comprising a heating fabric provided in the back plate and pocket of the clothing, a battery provided in the inner pocket of the clothing, and a battery connected to the heating fabric to supply power, and the heating fabric is a connector It is an object of the present invention to provide a graphene-coated carbon fiber garment having a heat-generating function that is connected to and can be separated.
상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 의류의 등판부분 및 주머니 부분에 구비된 그래핀 코팅 탄소섬유; 상기 의류의 내측 포켓에 구비되며 전원을 공급하는 배터리; 상기 배터리와 발열원단을 연결하여 전원을 공급하며 상기 그래핀 코팅 탄소섬유와는 분리 가능하도록 설계되는 커넥터;를 포함하고, 상기 그래핀 코팅 탄소섬유는, 탄소섬유 다발 및 탄소섬유 천으로 이루어지는 탄소섬유층; 탄소 원자로 이루어져 상기 탄소섬유층에 코팅되되, 그래핀(GP)이거나 산화물 상태의 그래핀 산화물(GO)이거나, 상기 그래핀 산화물(GO)이 환원된 상태의 그래핀(RFO)으로 이루어지는 그래핀; 및 상기 그래핀이 코팅된 탄소섬유층의 일면에 부착되되, 적어도 구리, 알루미늄, 은(Silver), 니켈, 주석을 포함하는 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 금속 전극을 포함하며, 적어도 하나의 금속 전극을 상기 그래핀이 코팅된 탄소섬유층의 일면에 부착시키는 도전성 접착제가 함침된 적어도 하나의 함침 영역을 포함하는 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류를 제공한다.In order to realize the above object, the present invention provides a graphene-coated carbon fiber provided in a back plate portion and a pocket portion of clothing; A battery provided in an inner pocket of the clothing and supplying power; Including; a connector designed to be separated from the graphene-coated carbon fiber and supplying power by connecting the battery and the heating fabric, wherein the graphene-coated carbon fiber is a carbon fiber layer made of a carbon fiber bundle and a carbon fiber cloth ; Graphene composed of carbon atoms and coated on the carbon fiber layer, graphene (GP) or graphene oxide (GO) in an oxide state, or graphene (RFO) in a reduced state of the graphene oxide (GO); And a metal electrode attached to one surface of the graphene-coated carbon fiber layer, and made of a metal including at least copper, aluminum, silver, nickel, and tin, or an alloy thereof. It provides a graphene-coated carbon fiber clothing having a heating function including at least one impregnated region impregnated with a conductive adhesive attached to one surface of the graphene-coated carbon fiber layer.
본 발명은 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류에 관한 것으로, 상기 의류의 등판과 주머니 부분에 발열원단이 구비되고, 상기 의류의 내측 포켓에 구비되는 배터리 및 상기 배터리와 발열원단을 연결하여 전원을 공급하며 상기 발열원단과는 커넥터로 연결되어 분리 가능한 전원공급선으로 구비되어 세탁이 용이하고 일반의류로도 사용 가능하다.The present invention relates to a graphene-coated carbon fiber clothing having a heating function, wherein a heating fabric is provided on the back plate and pocket of the clothing, and a battery provided in an inner pocket of the clothing and the battery and the heating fabric are connected to each other. It supplies power and is provided with a detachable power supply line connected to the heating fabric by a connector, so that washing is easy and can be used as general clothing.
도 1은 본 발명에 따른 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류의 등판과 주머니 부분에 구비된 발열원단의 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a graphene-coated carbon fiber garment having a heating function according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of a heating fabric provided on a back plate and a pocket portion of a graphene-coated carbon fiber garment having a heating function according to the present invention.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.The following content merely illustrates the principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art can implement the principles of the present invention and invent various devices included in the concept and scope of the present invention, although not clearly described or illustrated herein. In addition, it is understood that all conditional terms and examples listed in this specification are, in principle, expressly intended only for the purpose of making the concept of the present invention understood, and are not limited to the embodiments and states specifically listed as such. Should be.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have it, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션들은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, of course, these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be a second element, a second element, or a second section within the technical scope of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "made of" a referenced component, step, operation and/or element is one or more of the other elements, steps, operations and/or elements. It does not exclude presence or addition.
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. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a graphene-coated carbon fiber garment having a heating function according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류는 의류(100)의 등판과 주머니 부분에 구비된 그래핀 코팅 탄소섬유(110), 의류(100)의 내측 포켓에 구비되어 전원을 공급하는 배터리(120), 상기 배터리(120)와 그래핀 코팅 탄소섬유(110)를 연결하여 전원을 공급하며 상기 그래핀 코팅 탄소섬유(110)과 분리가 가능하도록 설계된 커넥터(130)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, graphene-coated carbon fiber clothing having a heating function according to the present invention is graphene-coated
본 발명의 발열의류(100)에는 통상의 발열의류(100) 모두가 포함될 수 있다. 즉, 발열 점퍼, 발열 자켓, 발열 코트, 발열 조끼, 레저용 발열복, 발열 작업복 등이 이에 해당된다.The
그러나 본 발명에서는 사용 설명상의 편의를 위해 발열기능을 구비한 조끼(100)형태로 설명하기로 한다.However, in the present invention, it will be described in the form of a
발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류(100)의 내측 포켓에 그래핀 코팅 탄소섬유(110)에 전원을 공급하는 배터리(120)가 구비된다.A
상기 배터리(120)에는 제어장치가 구비되는데 상기 제어장치는 전원을 온/오프하는 스위치, 상기 그래핀 코팅 탄소섬유(110)의 온도를 조절하는 온도조절장치를 포함한다.The
상기 배터리(120)의 배터리 온/오프 스위치를 온하게 되면 커넥터(130)에 전원이 공급되고 전기가 인가되면서 상기 의류의 그래핀 코팅 탄소섬유(110)에서 발열이 일어난다.When the battery on/off switch of the
상기 그래핀 코팅 탄소섬유(110)의 발열량은 상기 배터리(120)의 온도조절장치에서 제어되어 착용자는 인체에 적합한 온도로 그래핀 코팅 탄소섬유(110)를 작동시킬 수 있다.The calorific value of the graphene-coated
또한, 상기 그래핀 코팅 탄소섬유(110)와 배터리(120)가 커넥터(130)로 연결되어 있어, 상기 의류(100)로부터 분리 및 휴대가 가능하여 세탁이 용이하고 일반의류로도 사용할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the graphene-coated
도 2는 본 발명에 따른 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류의 등판과 주머니 부분에 구비된 발열원단의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a heating fabric provided on a back plate and a pocket portion of a graphene-coated carbon fiber clothing having a heating function according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류의 등판과 주머니 부분에 구비된 그래핀 코팅 탄소섬유(110)는 복수의 탄소섬유를 포함하는 탄소섬유층(111), 상기 탄소섬유층(111)에 코팅되는 그래핀(112) 및 상기 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 일면에 부착되는 적어도 하나의 금속 전극(113)을 포함한다. 여기에서, 그래핀(112)은 탄소섬유층(111)에 혼합되어 코팅된다. 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)은 열을 발산하는 발열체가 되며, 금속 전극(113)은 열을 발산하는 탄소섬유층(111)에 전류를 전달한다. 즉, 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)이 발열부가 되고, 금속 전극(113)이 전극부가 된다. 이때, 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)은 적어도 하나의 금속 전극(113)을 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 일면에 부착시키는 도전성 접착제가 함침된 적어도 하나의 함침 영역(114)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the graphene-coated
발열부의 역할을 하는 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)과 전극부의 역할을 하는 금속 전극(113)이 각기 서로 다른 비저항을 가지고 있고, 이 저항차에 의해 인가된 전압이 감소하는 전압 강하 현상이 나타나고, 해당 접촉면에서의 단위면적당 발열량이 높아 발열 집중 현상이 발생할 수 있으나, 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 함침 영역(114)에 있는 도전성 접착제에 의해 발열 집중 현상이 해소된다. 이때, 도전성 접착제의 비저항이 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(!11)의 비저항보다 낮고 금속 전극(112)의 비저항보다 높은 것이 바람직하다.The
구체적으로, 도전성 접착제는 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 내부로 함침되어 탄소섬유의 표면을 코팅하고, 해당 코팅면과 금속 전극(112)의 일면을 부착시킴으로써, 금속 전극(112)을 통해 인가된 전압을 통전할 수 있는 형태를 구성하며, 이에 전극부인 금속 전극(112)의 저항과 발열부인 탄소섬유층(111)의 저항 사이에 중간 저항 구역이 되어 급격한 전압강하에 따른 발열 집중 현상을 최소화할 수 있게 된다. 즉, 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)은 함침 영역(114)의 전기 저항이 상기 함침 영역(114)을 제외한 비함침 영역의 전기 저항보다 낮게 되며, 금속 전극(112)은 전기 저항이 상기 함침 영역(114)의 전기 저항보다 낮게 된다.Specifically, the conductive adhesive is impregnated into the inside of the
금속 전극(112)은 미미한 전압 강하 아래에서 전자를 원거리까지 운반하고, 함침 영역(112)에 함침되어 있는 도전성 접착제는 탄소섬유보다 빠르게 전자를 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 내부까지 이동시키고, 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)이 전자를 균일하게 받아들여 발열부로 작동하게 된다. 이에, 종래의 카본 블랙을 사용하는 면상 발열체와 달리 금속 전극(113)과 발열체인 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 사이에 별도의 층을 만들 필요가 없으며, 별도의 층으로 전도성이 우수한 실버 페이스트를 사용할 필요도 없다.The
탄소섬유층(111)은 발열부의 역할을 하며, 탄소섬유를 포함하는 다발 또는 탄소섬유를 포함하는 천으로 이루어질 수 있다. 탄소섬유 천은 탄소섬유를 포함하는 부직포, 펠트, 직물, 시트 등 면상의 형태로 구성된 것을 사용할 수 있다. 또한, 탄소섬유 천은 탄소섬유 다발을 금속 전극(113) 방향에 수직하거나 수직에 가깝게 병렬로 다수 배열한 것일 수 있다. 그리고, 탄소섬유 다발은 금속 전극(113)에 더 넓은 면적으로 부착하기 위해서 일정 폭으로 펼친 것을 사용할 수도 있으며, 금속 전극(113)과 접촉하는 부분에서만 넓게 펼친 것을 사용할 수도 있다.The
여기에서 탄소섬유는 PAN계(폴리아크릴로니트릴계), 피치계, 레이온계뿐만 아니라, 섬유상을 가진 코탄소함유 소재를 사용할 수 있다. 이러한 탄소섬유는 1차원적으로 신장된 구조를 가질 수 있으며, 탄소섬유의 섬유 길이에 특별한 제한이 없음은 물론이다.Here, as the carbon fiber, not only PAN-based (polyacrylonitrile-based), pitch-based, rayon-based, but fibrous co-carbon-containing material may be used. These carbon fibers may have a one-dimensionally elongated structure, and of course there is no particular limitation on the fiber length of the carbon fibers.
탄소섬유의 섬유 길이가 길어지면 도전성, 강도 등이 향상되는데 반해, 탄소섬유의 섬유 길이가 지나치에 길면 탄소섬유의 분산성이 떨어질 수 있다. 또한, 섬유 길이가 너무 짧은 경우에는 섬유간 결합력이 저하되어 형태 안정성이 떨어질 수 있다. 그러므로, 적절한 길이의 탄소섬유를 사용해야 하며, 평균 섬유 길이는 사용될 탄소섬유의 종류와 섬유 직경에 따라 다를 수 있다. 또한, 탄소섬유의 섬유 직경이 지나치게 크면 공극의 크기가 너무 커질 수 있고, 섬유 직경이 너무 작으면 가공성이 떨어져 바인더에 의한 결합이 어려울 수 있으므로, 평균 섬유 직경이 적절한 탄소섬유를 사용할 수 있다.If the fiber length of the carbon fiber is longer, the conductivity and strength are improved, whereas if the fiber length of the carbon fiber is too long, the dispersibility of the carbon fiber may be deteriorated. In addition, when the fiber length is too short, the bonding force between the fibers may decrease, resulting in poor shape stability. Therefore, carbon fibers of an appropriate length should be used, and the average fiber length may vary depending on the type of carbon fiber to be used and the fiber diameter. In addition, if the fiber diameter of the carbon fiber is too large, the pore size may be too large, and if the fiber diameter is too small, it may be difficult to bond by a binder due to poor workability, and thus carbon fibers having an appropriate average fiber diameter may be used.
예를 들면, 탄소섬유 천의 일례로, 부직포 형태로 약 1~30 mm 길이로 잘려진 촙 상태의 탄소섬유를 사용하여 바인더 첨가를 하고, 습식(wet-laid) 장치를 통해 탄소섬유 부직포를 제조할 수 있다. 이때, 바인더로는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF)로 대표되는 우레탄기, 에폭시기, 카르복실기, 카르보닐기, 아크릴기, 히드록시기, 에스테르기, 에테르기, 비닐아세테이트기, 아미드기, 이미드기, 말레인산기를 포함하는 유기계 바인더 혹은 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTEE), 스티렌부타디엔러버(SBR), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 폴리비닐알코올(PVA) 등 수계 바인더를 제조 용도에 맞게 선택적으로 사용할 수 있으며, 그 함량은 사용된 탄소섬유의 함량 및 제조하고자 하는 탄소섬유 천의 두께 및 전도도를 고려하여 정할 수 있다. 이때, 분산 안정성을 높이는 점도 향상의 목적으로 셀룰로스, 커드란, 타마린드, 젤라틴, 구아검, 펙틴, LBG, 카라기난, 곤약, 알긴산, 아라빅, 젤란, 잔탄 등을 추가하여 사용할 수 있다.For example, as an example of a carbon fiber cloth, a binder is added using a chopped carbon fiber cut into a length of about 1 to 30 mm in the form of a non-woven fabric, and a carbon fiber non-woven fabric is manufactured through a wet-laid device. I can. At this time, the binder includes a urethane group, an epoxy group, a carboxyl group, a carbonyl group, an acrylic group, a hydroxy group, an ester group, an ether group, a vinyl acetate group, an amide group, an imide group, and a maleic acid group represented by polyvinylidene fluoride (PVdF). Organic binders or aqueous binders such as polyvinylpyrrolidone (PVP), polytetrafluoroethylene (PTEE), styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethylcellulose (CMC) and polyvinyl alcohol (PVA) are selected according to the manufacturing purpose. It can be used, and the content can be determined in consideration of the content of the carbon fiber used and the thickness and conductivity of the carbon fiber cloth to be manufactured. At this time, cellulose, curdran, tamarind, gelatin, guar gum, pectin, LBG, carrageenan, konjac, alginic acid, arabic, gellan, xanthan, etc. can be added and used for the purpose of improving the viscosity to increase dispersion stability.
상기 탄소섬유는 공정상 상대적으로 밀도가 높은 조밀부와 밀도가 낮은 소밀부가 임의적으로 형성되기 때문에 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 그래핀(112)이 사용된다. 탄소섬유에 그래핀(112) 혼합시 밀도가 균일하게 분산되어 다양한 발열특성을 가질 수 있다.In the present invention,
상기 그래핀(112)은 탄소 원자로 이루어져 있으며 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로서 탄소나노튜브, 폴러린(Fullerene)처럼 원자번호 6번인 탄소로 구성된 나노물질이다. 그래핀(112)은 물리적, 화학적 안정성이 높다. 그리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있고, 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 또한, 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다.The
또한, 그래핀(112)은 그래핀(GP)이거나 혹은 산화물 상태의 그래핀 산화물(GO)이거나, 혹은 이 그래핀 산화물(GO)이 환원된 상태의 그래핀(RFO)이 사용되며, 10~3,000㎡/g의 표면적을 가지고 탄성계수는 800~1,300GPa, 인장강도는 100~150GPa로 구성된다.In addition, the
본 발명에서 그래핀(112)은 얇은 막 형태 또는 탄소섬유층(111) 내에서 골고루 혼합이 잘되도록 하기 위해 액상으로 사용되어질 수도 있다.In the present invention, the
금속 전극(113)은 구리, 알루미늄, 은(Silver), 니켈, 주석 등을 포함하는 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 모양은 리본 또는 선 형태일 수 있다. 선 형태는 구리 와이어나 은도금 구리 와이어를 사용할 수 있다. 리본 형상은 두께 3~100μm정도일 수 있다.The
함침 영역(114)은 도전성 접착제를 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 내부까지 함침시켜 형성되고, 금속 전극(113)의 일면에 부착된다. 발열부인 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)에 함침되고 전극부인 금속 전극(112)에 접착되는 도전성 접착제의 경우, 금속 전극(113)보다는 높고 탄소섬유층(111)보다는 낮은 비저항 수준을 가질 수 있도록 조성된 도전성 필러가 포함된 접착제이다. 구체적으로, 부직포, 펠트, 시트 등의 형태로 이루어진 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 밀도, 두께 및 기공률 등의 상태에 따라 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 내부로 충분히 함침될 수 있는 수준의 10~15,000 cps의 점도를 가진 도전성 접착제를 사용할 수 있다.The impregnated
여기에서, 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 일부 영역에 함침되는 도전성 접착제는 1~85 중량%의 용제, 0.1~15 중량%의 폴리머 바인더, 1~55 중량%의 도전성 필러를 포함할 수 있다. 각 조성물의 사용량은 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)과 금속 전극(113)의 저항을 고려하여 도전성 접착제의 비저항의 범위, 그래핀(112)이 코팅된 탄소섬유층(111)의 밀도 및 기공률 등을 고려하여 점도 등 목적에 적합하도록 사용될 수 있다. 폴리머 바인더의 경우, 아크릴레이트수지, 에폭시수지, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리이미드 및 폴리에테르 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 도전성 필러는 탄소나노튜브, 카본블랙, 분쇄탄소섬유 및 금, 은, 구리 등과 같은 금속분말이 사용될 수 있다. 또한, 용제로는 주로 물이나 알코올, 아세톤, N-메틸피롤리돈(NMP), 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등과 같은 유기 용제들이 사용될 수 있다.Here, the conductive adhesive impregnated in a partial area of the
또한, 우수한 전기적 성능과 높은 함침율을 위해, 도전성 접착제에 단층벽 또는 다층벽으로 이루어진 탄소나노튜브를 혼합할 수 있다. 예를 들어, 탄소나노튜브의 적정 혼합량은 도전성 접착액을 250도로 건조시킨 후의 고형분 중 7 중량(wt)% 이상으로 할 수 있다.In addition, for excellent electrical performance and high impregnation rate, a single-walled or multi-walled carbon nanotube may be mixed with a conductive adhesive. For example, the appropriate mixing amount of the carbon nanotubes may be 7% by weight or more of the solid content after drying the conductive adhesive solution at 250 degrees.
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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You can understand. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.
Claims (5)
상기 의류의 내측 포켓에 구비되며 전원을 공급하는 배터리;
상기 배터리와 발열원단을 연결하여 전원을 공급하며 상기 그래핀 코팅 탄소섬유와는 분리 가능하도록 설계되는 커넥터;를 포함하고,
상기 그래핀 코팅 탄소섬유는,
탄소섬유 다발 및 탄소섬유 천으로 이루어지는 탄소섬유층;
탄소 원자로 이루어져 상기 탄소섬유층에 코팅되되, 그래핀(GP)이거나 산화물 상태의 그래핀 산화물(GO)이거나, 상기 그래핀 산화물(GO)이 환원된 상태의 그래핀(RFO)으로 이루어지는 그래핀; 및
상기 그래핀이 코팅된 탄소섬유층의 일면에 부착되되, 적어도 구리, 알루미늄, 은(Silver), 니켈, 주석을 포함하는 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 금속 전극을 포함하며,
적어도 하나의 금속 전극을 상기 그래핀이 코팅된 탄소섬유층의 일면에 부착시키는 도전성 접착제가 함침된 적어도 하나의 함침 영역을 포함하는
발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류.
Graphene-coated carbon fibers provided on the back and pockets of clothing;
A battery provided in an inner pocket of the clothing and supplying power;
Including; a connector designed to be separated from the graphene-coated carbon fiber and supplying power by connecting the battery and the heating fabric,
The graphene-coated carbon fiber,
A carbon fiber layer made of a carbon fiber bundle and a carbon fiber cloth;
Graphene composed of carbon atoms and coated on the carbon fiber layer, graphene (GP) or graphene oxide (GO) in an oxide state, or graphene (RFO) in a reduced state of the graphene oxide (GO); And
The graphene is attached to one surface of the coated carbon fiber layer, and includes a metal electrode made of a metal including at least copper, aluminum, silver, nickel, tin, or an alloy thereof,
Including at least one impregnated region impregnated with a conductive adhesive for attaching at least one metal electrode to one surface of the graphene-coated carbon fiber layer
Graphene coated carbon fiber clothing with a heating function.
상기 그래핀은,
얇은 막 형태 또는 액상으로 사용되는 것을 특징으로 하는
발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류.
The method of claim 1,
The graphene,
Characterized in that used in the form of a thin film or liquid
Graphene coated carbon fiber clothing with a heating function.
상기 도전성 접착제는,
1~85 중량%의 용제, 0.1~15 중량%의 폴리머 바인더, 1~55 중량%의 도전성 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는
발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류.
The method of claim 1,
The conductive adhesive,
Characterized in that it comprises 1 to 85% by weight of a solvent, 0.1 to 15% by weight of a polymer binder, and 1 to 55% by weight of a conductive filter
Graphene coated carbon fiber clothing with a heating function.
상기 배터리는,
배터리를 제어하는 제어장치가 구비되되, 상기 제어장치는 상기 배터리를 온/오프하는 스위치 및 그래핀 코팅 탄소섬유 의류의 온도를 조절하는 온도조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는,
발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류.
The method of claim 1,
The battery,
A control device for controlling a battery is provided, wherein the control device includes a switch for turning on/off the battery and a temperature control device for controlling the temperature of the graphene-coated carbon fiber clothing,
Graphene coated carbon fiber clothing with a heating function.
상기 의류는, 적어도 점퍼, 자켓, 코트, 조끼, 레저용 발열복 및 발열 작업복 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
발열기능을 구비한 그래핀 코팅 탄소섬유 의류.
The method of claim 1,
The clothing, characterized in that it comprises at least any one or more of a jumper, a jacket, a coat, a vest, a leisure heating suit and a heating work clothes,
Graphene coated carbon fiber clothing with a heating function.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190050652A KR20200126693A (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Graphene-coated carbon fiber clothing with fever |
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---|---|---|---|---|
KR20230107194A (en) * | 2021-01-13 | 2023-07-14 | 주식회사 바른바이오 | Micro-Electric Stimulation Clothing |
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2019
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