WO2021132825A1 - 발열원단 - Google Patents

발열원단 Download PDF

Info

Publication number
WO2021132825A1
WO2021132825A1 PCT/KR2020/009569 KR2020009569W WO2021132825A1 WO 2021132825 A1 WO2021132825 A1 WO 2021132825A1 KR 2020009569 W KR2020009569 W KR 2020009569W WO 2021132825 A1 WO2021132825 A1 WO 2021132825A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon
based fiber
warp
fiber
fabric
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/009569
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이성만
이동호
송원철
Original Assignee
이성만
이동호
송원철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이성만, 이동호, 송원철 filed Critical 이성만
Priority to US17/787,962 priority Critical patent/US20230054505A1/en
Publication of WO2021132825A1 publication Critical patent/WO2021132825A1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/20—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/242—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads inorganic, e.g. basalt
    • D03D15/247—Mineral
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D03D1/0088—Fabrics having an electronic function
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D11/00—Double or multi-ply fabrics not otherwise provided for
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D13/00—Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H05B3/342—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles
    • H05B3/347—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles woven fabrics
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/032—Heaters specially adapted for heating by radiation heating

Definitions

  • the present invention relates to a heat-generating fabric, and more particularly, it exhibits excellent heat-generating properties, has a uniform temperature distribution, and has excellent flexibility when applied to a fixed surface having a step difference. It relates to a heating fabric that has the effect of transferring the temperature to the inside of an object for the purpose of rising, has a significantly less change in physical properties even after heat generation, and exhibits excellent durability.
  • the heating fabric is a mesh-type heating element fabric in the form of a planar heating element that generates heat by electrical characteristics, and a heating wire is placed on polyethylene foam for thermal insulation and heat insulation effect inside the mat, and an electric insulator sheet is laminated on the top of the heating fabric.
  • a heating wire is placed on polyethylene foam for thermal insulation and heat insulation effect inside the mat, and an electric insulator sheet is laminated on the top of the heating fabric.
  • metallic conductors are arranged at appropriate intervals and arranged along several paths as if piping a hot water pipe in an ondol room, covered with a cover, and then heated by connecting a power source.
  • the predetermined heat-generating characteristics cannot be expressed, cannot have a uniform temperature distribution, and due to poor flexibility, adhesion is not good when applied to a fixed surface having a step difference, and the insulation performance is not good.
  • the temperature was not transmitted to the inside of the object for the purpose of increasing the temperature, the change in physical properties after heating was large, and the durability was not good.
  • the present invention has been devised in order to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is that it exhibits excellent exothermic characteristics, has a uniform temperature distribution, and has excellent flexibility when applied to a fixed surface having a step difference. It is to provide a heating fabric that has excellent thermal insulation performance, has an effect of transferring the temperature to the inside of an object for the purpose of increasing the temperature, has significantly less change in physical properties even after heating, and exhibits excellent durability.
  • the present invention includes a carbon-based fiber that generates heat when an electric current is applied, and the carbon-based fiber provides a heating fabric that simultaneously satisfies the following conditions (1) and (2).
  • a is the tensile strength of the carbon-based fiber (g/d)
  • b is the moisture content (%) of the carbon-based fiber
  • c is the wet tensile strength of the carbon-based fiber (g/d)
  • d is the carbon-based fiber
  • the wet modulus (g/d) of the fiber and e are the wet elongation (%) of the carbon-based fiber.
  • the carbon-based fiber may further satisfy the following condition (3).
  • the carbon-based fiber has a tensile strength of 2 to 9 g/d, a moisture content of 3% or less, a wet tensile strength of 2 to 9 g/d, a wet modulus of 15 to 40 g/d, and a wet elongation of 10 to It can be 30%.
  • the carbon-based fiber may further satisfy the following conditions (4) and (5).
  • the f is the change rate of the luxuries (%) of the carbon-based fiber
  • g is the thermal stress (N) of the carbon-based fiber
  • h is the resistance (k ⁇ ) of the carbon-based fiber.
  • the carbon-based fiber may have a dimensional change rate of -5% or more, a thermal stress of 5N or less, and a resistance of 10 to 500 k ⁇ .
  • the time for which the temperature of the heating element is 40° C. or higher may be 30 seconds to 5 minutes.
  • the time for which the temperature of the heating material is 70° C. or higher may be 10 to 50 minutes.
  • the temperature of the heating fabric may be 80° C. or higher after 1 hour has elapsed.
  • the carbon-based fiber may include a fiber and a carbon doping layer formed on at least a portion of the surface of the fiber and including a binder and carbon particles fixed to the binder.
  • the carbon-based fiber may have a fineness of 100 to 3,500De.
  • the carbon-based fiber may have a Young's modulus of 15 to 40 g/d, and an elongation of 10 to 30%.
  • the heating fabric may further include at least one or more connection parts through which current flows from the outside.
  • slope; and weft may include the carbon-based fiber in any one or more of the warp and weft.
  • one or more carbon-based fibers may be disposed per inch in the disposition direction of one or more of the warp and weft yarns.
  • warp and weft yarn may be arranged to be intertwined, or the weft yarn may be disposed above or below the warp yarn.
  • it may further include a ground yarn provided to weave the warp and weft yarn.
  • the ground yarn may have a fineness of 30 ⁇ 350 De.
  • the ground yarn may have a melting point or a softening point of 190° C. or less.
  • warp and weft yarns may each independently have a fineness of 100 to 3,500 De.
  • the warp and weft yarns are each independently selected from the group consisting of a conductive fiber and a polyester fiber comprising at least one selected from the group consisting of a copper wire, a nichrome wire, an iron-chromium wire, a copper nickel wire, and a stainless wire. It may further include more than one species.
  • the warp and weft yarns are arranged to be intertwined, 1 to 60 yarns of the warp per inch in the warp direction and 1 to 60 yarns per inch in the weft direction may be included, and the weft yarns in the upper or lower portions of the warp yarns is disposed, the warp may include 1 to 30 strands per inch in the warp direction, and 1 to 30 weft yarns per inch in the weft direction.
  • the exothermic fabric according to the present invention exhibits excellent exothermic characteristics, has a uniform temperature distribution, and has excellent flexibility, so that when applied to a fixed surface having a step, it has excellent adhesion and excellent thermal insulation performance. There is an effect that the temperature is transferred to the inside of the device, and the change in physical properties is remarkably small even after heat generation, and there is an effect of excellent durability.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a heating fabric according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a top view showing the arrangement of the ground yarn in the heating fabric according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a top view showing the arrangement of the ground yarn in the heating fabric according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a top view showing the arrangement of the ground yarn in the heating fabric according to another embodiment of the present invention.
  • the heating fabric according to an embodiment of the present invention is implemented by including a carbon-based fiber that generates heat when an electric current is applied.
  • the tensile strength and/or wet tensile strength of the carbon-based fiber When the tensile strength and/or wet tensile strength of the carbon-based fiber is low, durability may be lowered, and when tensile strength is high, flexibility may be lowered and adhesion may be lowered when applied to a fixed surface having a step difference.
  • the moisture content of the carbon-based fibers when the moisture content of the carbon-based fibers is high, changes in physical properties may occur after heat generation, and durability may be reduced.
  • the wet modulus of the carbon-based fiber when the wet modulus of the carbon-based fiber is low or high, the flexibility may decrease, so that when applied to a surface to be fixed having a step difference, adhesion may be reduced, and durability may be reduced.
  • the wet elongation of the carbon-based fiber when the wet elongation of the carbon-based fiber is low or high, the flexibility may be lowered, so that when applied to a surface to be fixed having a step difference
  • the carbon-based fiber provided in the heating fabric according to the present invention satisfies the following conditions (1) and (2) at the same time.
  • condition (1) 0.165 ⁇ (b + e) / (a + c + d) ⁇ 1.8, preferably 0.27 ⁇ (b + e) / (a + c + d) ⁇ 1.3, the condition ( As 2), 0.4 ⁇ d / e ⁇ 4.5, preferably 0.63 ⁇ d / e ⁇ 2.7.
  • a is the tensile strength of the carbon-based fiber (g/d)
  • b is the moisture content (%) of the carbon-based fiber
  • c is the wet tensile strength of the carbon-based fiber (g/d)
  • d is the carbon-based fiber
  • the wet modulus (g/d) of the fiber and e are the wet elongation (%) of the carbon-based fiber.
  • the adhesion may decrease when applied to a fixed surface having a step as the flexibility is lowered, and the durability may be reduced, , If (b + e) / (a + c + d) exceeds 1.8 in the above condition (1), the adhesion may decrease when applied to a fixed surface having a step as the flexibility is lowered, and the durability may be reduced, , changes in physical properties may occur after heat generation.
  • the adhesion may decrease when applied to a fixed surface having a step as the flexibility is lowered, and the durability may be reduced. have.
  • the carbon-based fiber may further satisfy the following condition (3).
  • condition (3) 0.95 ⁇ c / a ⁇ 1.05, preferably 0.97 ⁇ c / a ⁇ 1.03. If the c / a is less than 0.95 or exceeds 1.05, durability may be deteriorated.
  • the carbon-based fiber may have a tensile strength of 2 to 9 g/d to satisfy the above conditions (1) and (2), and preferably, a tensile strength of 2.5 to 8 g/d. If the tensile strength of the carbon-based fiber is less than 2 g/d, the durability may be reduced, and if the tensile strength exceeds 9 g/d, the flexibility is lowered and the adhesion may be lowered when applied to a fixed surface having a step difference. have. In this case, the tensile strength can be measured under the conditions of a gripping distance of 250 mm and a speed of 250 mm/min through KS K 0412: 2016 (filament yarn) standards.
  • the carbon-based fiber may have a moisture content of 3% or less to satisfy the above condition (1), and preferably have a moisture content of 2.5% or less. If the moisture content of the carbon-based fiber exceeds 3%, a change in physical properties may occur after heat generation, and durability may be reduced. At this time, the moisture content can be measured through KS K 0220: 2016 (oven method) standard.
  • the carbon-based fiber may have a wet tensile strength of 2 to 9 g/d to satisfy the above conditions (1) and (3), and preferably, a wet tensile strength of 2.5 to 8 g/d. . If the wet tensile strength of the carbon-based fiber is less than 2 g/d, durability may be reduced, and if the wet tensile strength exceeds 9 g/d, flexibility is lowered and adhesion is reduced when applied to a fixed surface having a step difference. can be In this case, the wet tensile strength can be measured under the conditions of a holding distance of 250 mm and a speed of 250 mm/min through KS K 0412: 2016 (filament yarn) standards.
  • the carbon-based fiber may have a wet modulus of 15 to 40 g/d to satisfy the above conditions (1) and (2), and preferably may have a wet modulus of 17 to 35 g/d. If the wetting modulus of the carbon-based fiber is less than 15 g/d or exceeds 40 g/d, the flexibility may be lowered, so that when applied to a fixed surface having a step, adhesion may be reduced, and durability may be reduced.
  • the carbon-based fiber may have a wet elongation of 10 to 30%, preferably 15 to 25%, to satisfy the above conditions (1) and (2). If the wet elongation of the carbon-based fiber is less than 10% or exceeds 30%, the flexibility may be lowered, so that when applied to a fixed surface having a step, adhesion may be reduced, and durability may be reduced. In this case, the wet elongation can be measured under the conditions of a gripping distance of 250 mm and a speed of 250 mm/min through KS K 0412: 2016 (filament yarn) standards.
  • the carbon-based fiber may further satisfy the following conditions (4) and (5).
  • condition (4) (f 2 + g 3 ) 1/2 / h ⁇ 1.3, preferably (f 2 + g 3 ) 1/2 / h ⁇ 0.35, as condition (5) ,
  • f is the change rate (%) of the luxury dimension of the carbon-based fiber
  • g is the thermal stress (N) of the carbon-based fiber
  • h is the resistance (k ⁇ ) of the carbon-based fiber.
  • the carbon-based fiber may have a luxury dimension change rate of -5% or more to satisfy the above conditions (4) and (5), and preferably have a luxury dimension change rate of -3% or more. If the change rate of the carbon-based fiber is less than -5%, there may be a problem in that the change in physical properties increases after heat generation, and there may be a problem in that the durability is lowered. At this time, the rate of change of the luxury dimension can be measured under the conditions of 100° C. and 30 minutes according to the KS K 0215: 2012 (7.12.(1).B) standard.
  • the carbon-based fiber may have a thermal stress of 5N or less to satisfy the above conditions (4) and (5), and preferably have a thermal stress of 3N or less. If the thermal stress of the carbon-based fiber exceeds 5N, there may be a problem in that the change in physical properties increases after heat generation, and a problem in which durability is lowered may occur. In this case, the thermal stress may be measured at 200° C. and 120 seconds according to ASTM D 5591: 2011 standard.
  • the carbon-based fiber may have a resistance of 10 to 500 k ⁇ , and a resistance of 20 to 450 k ⁇ to satisfy the conditions (4) and (5). If the resistance of the carbon-based fiber is less than 10 k ⁇ , there may be a problem that it cannot have a uniform temperature distribution at the desired level, and if the resistance exceeds 500 k ⁇ , the problem that the heat cannot be generated to the desired level when a current is applied. can occur
  • the carbon-based fiber may have a Young's modulus of 15 to 40 g/d, and preferably, a Young's modulus of 17 to 35 g/d. If the Young's modulus of the carbon-based fiber is less than 15 g/d, or if the Young's modulus exceeds 40 g/d, the flexibility may be lowered, and thus, adhesion may be reduced when the step is applied to the surface to be fixed, and durability may be reduced.
  • the carbon-based fiber may have an elongation of 10 to 30%, and preferably, an elongation of 15 to 25%. If the elongation of the carbon-based fiber is less than 10% or exceeds 30%, the flexibility may be lowered, so that adhesion may be lowered when the step is applied to the surface to be fixed, and durability may be lowered.
  • the heating fabric according to the present invention contains carbon-based fibers, it is possible to achieve the effect of transferring the temperature to the inside of the object for the purpose of increasing the temperature due to the far-infrared emission of the carbon-based fibers.
  • the carbon-based fiber may have a far-infrared emissivity of 70% or more at a wavelength of 5 to 20 ⁇ m, preferably, a far-infrared emissivity of 80% or more at a wavelength of 5 to 20 ⁇ m, more preferably 5 to 20
  • the far-infrared emissivity at a wavelength of ⁇ m may be 90% or more. If the far-infrared emissivity at a wavelength of 5 to 20 ⁇ m of the carbon-based fiber is less than 70%, there may be a problem in that the temperature is not transmitted to the inside of the object for the purpose of increasing the temperature.
  • the carbon-based fiber may have a far-infrared radiation energy of 1 ⁇ 10 2 W/m 2 ⁇ m or more at 30 to 45° C., and a far-infrared radiation energy at 30 to 45° C. of 2 ⁇ 10 2 W/m 2 ⁇ ⁇ m or more. More preferably, the far-infrared radiation energy at 30 to 45° C. may be 3 ⁇ 10 2 W/m 2 ⁇ m or more. If the far-infrared radiation energy at 30 to 45° C. of the carbon-based fiber is less than 1.0 ⁇ 10 2 W/m 2 ⁇ m, there may be a problem in that the temperature is not transmitted to the inside of the object for the purpose of increasing the temperature.
  • the carbon-based fiber may have a fineness of 100 to 3,500 De, more preferably, a fineness of 150 to 3,000 De. If the fineness of the carbon-based fiber is less than 100 De, there may be a problem that the heat generation performance is lowered, a problem that cannot represent a uniform temperature distribution may occur, durability may be reduced, and the fineness exceeds 3,500 De When the flexibility is lowered, when applied to a fixed surface having a step difference, adhesion may be lowered, and a problem may occur that a uniform temperature distribution cannot be exhibited.
  • the carbon-based fibers include carbon fibers alone, fibers having carbon particles on at least a portion of the surface, fibers mixed with carbon fibers, fibers covered with carbon fibers, and carbon fibers coated with a predetermined resin on at least a portion of the surface, etc. , is meant to include all fibers containing a carbon component.
  • the carbon-based fiber provided in the heating fabric according to the present invention may include a fiber and a carbon doping layer formed on at least a portion of the surface of the fiber.
  • the fiber may be used without limitation as long as it is a fiber commonly used in the art, and may preferably be a polyester-based fiber, a polyolefin-based fiber, a polyamide-based fiber, and an acrylate-based fiber, and more preferably A polyester-based fiber may be used, but as long as it is a component that can satisfy the above-described physical properties of the carbon-based fiber including the carbon doping layer, it can be used without limitation, so the present invention is not particularly limited thereto.
  • the carbon doped layer may be formed through a composition for forming a carbon doped layer including carbon particles and a binder
  • the carbon doped layer may include a binder and carbon particles fixed to the binder.
  • the binder may be used without limitation as long as it is a binder that can be used to fix particles that are conventionally fixed in the art, and may preferably include at least one selected from the group consisting of natural binders, inorganic binders and organic binders, More preferably, it may include at least one selected from the group consisting of an inorganic binder and an organic binder, and more preferably an acrylic binder, a urethane binder, a fluorine binder, a silicone binder, a styrene binder, an epoxy binder, and a phenolic binder.
  • the carbon-based fiber may include at least one selected from the group consisting of binders, and more preferably, using an acrylic binder and/or a urethane binder among organic binders, the carbon-based fiber exhibits the above-described physical properties, so that the heating fabric according to the present invention is It may be more advantageous in terms of expressing a desired effect.
  • the carbon particles can be used without limitation as long as they are carbon materials that can be commonly used in the art, and preferably carbon nanotubes, graphene, carbon fiber, carbon black, earth graphite, impression graphite, expanded graphite, and artificial graphite. It may include at least one selected from the group consisting of, more preferably, carbon nanotubes, graphene, carbon fiber, carbon black, artificial graphite and impression graphite that includes at least one selected from the group consisting of, carbon Since the based fiber exhibits the above-described physical properties, the heating fabric according to the present invention may be more advantageous in terms of expressing the desired effect.
  • the carbon doped layer forming composition may further include at least one selected from the group consisting of a solvent, a dispersant, a thickener, and a coupling agent.
  • solvent dispersant, thickener and coupling agent
  • solvents dispersants, thickeners and coupling agents that can each be used in the art, it is not particularly limited in the present invention.
  • the heating fabric according to an embodiment of the present invention is a warp; and weft; and may be implemented by including the carbon-based fiber in any one or more of the warp and weft.
  • the carbon-based fiber may be included in any one or more of the warp and weft yarns, preferably in both the warp and weft yarns.
  • the carbon-based fiber may be arranged in one or more strands, preferably two or more strands per inch in the disposition direction of any one or more of the warp and weft yarns. If the carbon-based fibers are arranged at less than one strand per inch in the discharging direction of one or more of the warp and weft yarns, it is not possible to have a uniform temperature distribution to a desired level, and a problem in which thermal insulation performance is deteriorated may occur.
  • the heating fabric according to another embodiment of the present invention may further include conductive fibers in at least one of the warp and weft yarns, preferably in both the warp and weft yarns.
  • the conductive fiber and the carbon-based fiber may be arranged in a total of one or more strands per inch in any one or more of the warp and weft yarns, preferably, two or more in total. If the conductive fiber and the carbon-based fiber are arranged in a total of less than one strand per inch in one or more of the warp and weft yarns, it is not possible to have a uniform temperature distribution to the desired level, and the thermal insulation performance is deteriorated. can occur
  • the conductive fiber may be used without limitation as long as it is a conductive fiber commonly used in the art, and preferably at least one selected from the group consisting of a stone copper wire, a nichrome wire, a chromium iron wire, a copper nickel wire and a stainless wire. may include.
  • warp, weft and heating fabric of the heating fabric according to the present invention will be described.
  • the warp may include carbon-based fibers as described above, and may further include conductive fibers, and thus electrically communicate with carbon-based fibers and/or conductive fibers that may be further included in the weft to be described later. and may exhibit a fever function.
  • the warp may further include polyester fibers in addition to the carbon-based fibers and conductive fibers described above.
  • the inclination is not limited as long as the fineness can be commonly used in the art, and preferably, the fineness may be 100 to 3,500 De, and more preferably, the fineness may be 150 to 3,000 De. If the fineness of the inclination is less than 100 De, the heat insulation performance may deteriorate as a result of the deterioration of the thermal performance, and durability may decrease, and if the fineness exceeds 3,500 De, the court having a step difference as the flexibility decreases When applied to the front, adhesion may be reduced.
  • weft yarn may include carbon-based fibers as described above, and may further include conductive fibers, carbon-based fibers that may be included in the warp and/or conductive fibers that may be further included and electrically conductive fibers are further included. It can communicate with a heat generating function.
  • the weft yarn may further include polyester fibers in addition to the carbon-based fibers and conductive fibers described above.
  • the weft yarn is not limited as long as it has a fineness that can be commonly used in the art, and preferably has a fineness of 100 to 3,500 De, more preferably a fineness of 150 to 3,000 De. If the fineness of the weft yarn is less than 100 De, there may occur a problem that the thermal performance is lowered as the insulation performance is lowered, the durability may be lowered, and if the fineness exceeds 3,500 De, the court having a step difference as the flexibility is lowered When applied to the front, adhesion may be reduced.
  • the heating fabric may further include a ground yarn, and the ground yarn may be provided to weave the warp and weft yarns.
  • the ground yarn may be used without limitation as long as it is a fiber commonly used in the art, and may preferably include at least one selected from nylon fiber and PET fiber.
  • the melting point or softening point of the ground yarn may be lower than that of the warp and weft yarns described above, preferably 190° C. or less, and more preferably, the melting point or softening point may be 185° C. or less. If the melting point or softening point of the ground yarn exceeds 190°C, it is impossible to selectively fuse only the ground yarn through a predetermined heat treatment, and the warp and weft yarns can be melted or softened first, so a uniform temperature distribution cannot be exhibited. may occur. Accordingly, the ground yarn provided in the heating fabric may be provided in a fibrous form, or may be provided as a fusion unit fused through a predetermined heat treatment.
  • the ground yarn is not limited as long as it has a fineness that can be commonly used in the art, and preferably has a fineness of 30 to 350 De, more preferably a fineness of 50 to 300 De. If the fineness of the ground yarn is less than 30 De, the thermal insulation performance cannot be expressed at the desired level, so there may be a problem that the heating performance is lowered, the durability may be lowered, and if the fineness exceeds 350 De, the flexibility is lowered. Adhesiveness may be reduced when applied to a surface to be fixed having a step difference.
  • the heating fabric according to an embodiment of the present invention may include at least one or more connection parts to which current is applied.
  • connection part can be implemented using any material that can be used as a connection part normally in the art without limitation, and may preferably include at least one selected from the group consisting of the aforementioned carbon-based fiber and conductive fiber.
  • the connecting portion may be provided at at least one end of any one or more of the warp and weft yarns, preferably at both ends of any one or more of the warp and weft yarns, or may be separately provided outside by extending from the heating fabric. have.
  • the heating fabric according to the present invention has the connection part, the above-described carbon-based fibers and/or conductive fibers that may be further included in the heating fabric when current is applied are in electrical communication with each other to express a heating function. .
  • the time for which the temperature of the heating fabric is 40° C. or higher may be 30 seconds to 5 minutes, preferably 35 seconds to 4 minutes, , more preferably 45 seconds to 3 minutes.
  • the time for which the temperature of the heating fabric is 70° C. or higher may be 10 to 50 minutes, preferably 15 to 35 minutes.
  • the time at which the temperature of the heating fabric becomes 40°C or higher is less than 30 seconds, or the time that the temperature of the heating fabric becomes 70°C or higher is less than 10 minutes, damage to the heating fabric occurs due to excessive heating temperature, durability and Mechanical properties may be lowered, and if it exceeds 5 minutes, or if the time at which the temperature of the heating fabric becomes 70 ° C or higher exceeds 50 minutes, the heating characteristic cannot be expressed at the desired level and has a uniform temperature distribution. Unexpected problems may arise.
  • the temperature of the heating fabric when 220V AC voltage is applied, the temperature of the heating fabric may be 80° C. or higher after 1 hour, and preferably, after 1 hour, the temperature of the heating fabric may be 83° C. or higher. and, more preferably, the temperature of the heating fabric may be 85° C. or higher after 1 hour has elapsed. If 220V AC voltage is applied, if the temperature of the heating fabric is less than 80°C after one hour has elapsed, the heating characteristic cannot be expressed to the desired level, and a problem that a uniform temperature distribution cannot be obtained may occur.
  • the warp, weft, and ground yarns provided in the heating fabric according to an embodiment of the present invention may be arranged such that the warp and weft yarns are intertwined, and a ground yarn may be provided to interweave the warp and weft yarns.
  • the structure of the fabric may be made by any one method selected from the group consisting of plain weave, twill weave, sewn weave and double weave.
  • the specific weaving method of each ternary weaving is based on the conventional weaving method, and the ternary weave may be a modified fabric by modifying the structure or combining several tissues.
  • the variable plain weave includes duduk weave and basket weave
  • the variable twill weave includes new twill weave, non-twill weave, non-twill weave, and mountain type twill weave.
  • the double weave is a weaving method of a fabric in which either one of the warp or weft yarns is double or both are double
  • the specific method may be a conventional double weaving method. However, it is not limited to the base material of the fabric structure.
  • the warp and weft yarns provided in the heating fabric of the present invention are arranged to be intertwined, and the ground yarn is provided to weave the warp and weft yarns, the warp is 1 to 60 strands per inch in the warp direction, and the warp yarns per inch in the weft direction. 1 to 60 weft yarns may be included, and preferably 3 to 58 warp yarns per inch in the warp direction, and 3 to 58 weft yarns per inch in the weft direction.
  • the desired level of thermal insulation performance cannot be expressed, so the heat generation performance may be lowered, and a uniform temperature distribution may be achieved. If the warp exceeds 60 strands per inch in the warp direction, or the weft yarn exceeds 60 strands per inch in the weft direction, the flexibility is reduced and the adhesion when applied to a fixed surface having a step difference may decrease durability. this may be lowered.
  • the warp yarn 10, the weft yarn 20 and the ground yarn 30 provided in the heating fabric 100 the warp 10, upper
  • the weft yarn 20 is disposed at the lower portion, and the ground yarn 30 may be provided to weave the warp yarn 10 and the weft yarn 20 as shown in FIGS. 1 to 4 .
  • the warp is 1 to 30 strands per inch in the warp direction, and the warp yarn per inch in the weft direction.
  • 1 to 30 weft yarns may be included, and preferably 3 to 25 warp yarns per inch in the warp direction, and 3 to 25 weft yarns per inch in the weft direction.
  • the desired level of thermal insulation performance cannot be expressed, so the heat generation performance may be lowered, and a uniform temperature distribution may be achieved.
  • the warp exceeds 30 strands per inch in the warp direction, or the weft yarn exceeds 30 strands per inch in the weft direction, flexibility is lowered, and durability may decrease, and adhesion when applied to a fixed surface having a step difference this may be lowered.
  • the heat-generating fabric according to the present invention exhibits a predetermined heat-generating characteristic, has a uniform temperature distribution, and has excellent flexibility, so that when applied to a fixed surface having a step, it has excellent adhesion and excellent thermal insulation performance.
  • a carbon-based fiber having a fineness of 1,500 De having a carbon doping layer including carbon particles fixed to an acrylic binder and a urethane-based binder on the surface of the PET fiber was prepared.
  • the resistance of the carbon-based fiber is 370 k ⁇
  • the far-infrared emissivity at a wavelength of 5 to 20 ⁇ m measured according to KCL-FIR-1005 is 90.1%
  • KS K 0412 According to the 2016 (filament yarn) standard, the tensile strength was 4.28 g/d, the wet tensile strength was 4.33 g/d, the wet elongation was 20.66%, and the grip distance was 250 mm and the speed was 250 mm/min.
  • Elongation is 20.54%
  • KS K 0215: 2012(7.12.(1).B) standard and the rate of change in luxury measured under the conditions of 100°C and 30 minutes is -1.2%
  • ASTM D 5591: 200°C according to 2011 standard and a thermal stress of 0 N
  • a Young's modulus of 24.57 g/d a wet modulus of 25.27 g/d measured under the conditions of 120 seconds
  • a polyester fiber having a melting point of 260° C. and a fineness of 1,000 De is supplied to the warp
  • a polyester fiber having a melting point of 260° C. and a fineness of 1,000 De is supplied to the weft, wherein the carbon-based fiber is 3 per inch in the weft direction.
  • the weft was supplied to pass under the warp
  • LM fibers having a melting point of 170° C. and a fineness of 75 De were supplied to the ground yarn to weave the warp and weft yarns as shown in FIG. 4, both ends of the warp.
  • the fabric was manufactured so that the copper wire, which is a conductive fiber, was disposed as a connection part in the part.
  • a gangform body consisting of a tetrahedron without vertical and horizontal dimensions and a thickness of 2,500 mm ⁇ 3,000 mm ⁇ 3 mm on one side has a width and length of 2,000 mm ⁇ 3,000 mm so that it can be joined to the partition of the gang form body.
  • a high temperature indicates that the heat generating performance is excellent, and a low temperature indicates that the heat generation performance is lowered.
  • the gangform body manufactured in a stepped shape so that a facet of 3,000 mm ⁇ 4,000 mm ⁇ 3 mm in width, length, and thickness on one side has a step difference of 30 cm is applied to the gang form body, and the heating fabric manufactured through the above examples and comparative examples is applied to the gang form body. After bonding to cover the upper surface of the, the following physical properties were measured and shown in Tables 1 to 6 below.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 5 Example 6 carbon fiber
  • Tensile strength (g/d) a 4.28 0.98 12.17 2.6 2.32 2.86 Moisture content (%), b 0.99 2.7 0.65 2.5 4.4 2.6
  • Wet tensile strength (g/d) c 4.33 1.02 12.3 2.67 2.53 2.89 Wetting modulus (g/d), d 25.27 25.31 24.75 25.30 26.12 13.59
  • Wet elongation e 20.66 20.66 20.42 20.66 20.69 31.24
  • Condition(1) 0.64 0.86 0.43 0.76 0.81 1.75
  • Condition (2) 1.22 1.23 1.21 1.22 1.26 0.44
  • Condition (3) 1.01
  • 1.041 1.01
  • Luxurious dimension change (%) f -1.2 -2.9 -1.1 -2.4 -4.3 -2.3
  • Thermal stress (N) g 0 3.1 0 1.3 3.6 0 Resistance (k
  • Example 7 Example 8
  • Example 9 Example 10
  • Example 11 Example 12 carbon fiber
  • Tensile strength (g/d) a 3.49 7.50 7.76 3.14 2.42 3.11 Moisture content (%), b 1.43 0.84 0.83 2.3 2.8 2.4
  • Wet tensile strength (g/d) c 3.52 7.54 7.93 3.15 2.44 3.13 Wetting modulus (g/d)
  • d 18.11 34.75 41.17 24.74 25.19 24.72
  • elongation e 24.45 15.81 9.16 20.48 20.13 20.47
  • Condition(1) 1.03 0.33 0.18 0.73 0.76 0.74
  • Condition (2) 0.74
  • Condition (3) 1.01 1.01 1.02 1.00 1.01 1.00
  • Luxurious dimension change (%) f -1.3 -1.1 -1.0 -2.9 -6.4 -1.8
  • Thermal stress (N) g 0 0.9 2.6 0.7 1.6 2.6 Resistance (k ⁇ )
  • Example 19 Example 20 Example 21 Example 22 Example 23 Example 24 carbon fiber Tensile strength (g/d), a 3.22 3.64 2.87 2.03 2.69 6.96 Moisture content (%), b 3.4 2.1 2.8 0.62 0.68 1.64 Wet tensile strength (g/d), c 3.29 3.59 2.89 2.08 2.77 7.12 Wetting modulus (g/d), d 23.84 24.92 23.74 39.32 32.56 20.81 Wet elongation (%), e 20.83 20.57 20.96 10.93 18.01 23.48 Condition(1) 0.8 0.71 0.81 0.266 0.49 0.72 Condition (2) 1.14 1.21 1.13 3.6 1.81 0.89 Condition (3) 1.02 0.99 1.01 1.02 1.03 1.02 Luxurious dimension change (%), f -4 -2.9 -6.1 -1.0 -1.2 -2.7 Thermal stress (N), g 6.8 2.7 6.7 0 0 1.2 Resistance (k ⁇ ), h 11 20 15 320 330 350 Condition (4) 1.65 0.27 1.23
  • the temperature of the heat-generating fabric rises high, and the durability and heat uniformity are excellent, the change rate of the tensile strength of the fabric is low, the heat-generating performance and thermal insulation performance are excellent, and at the same time, it has excellent adhesion and flexibility. , it can be confirmed that the temperature can be transferred to the inside of the object for the purpose of increasing the temperature.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Abstract

본 발명은 발열원단에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 발열특성을 발현하고, 균일한 온도분포를 가지며, 유연성이 우수하여 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 우수한 동시에 단열성능이 우수하고, 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되는 효과가 있으며, 발열 후에도 물성 변화가 현저히 적고, 내구성이 우수한 효과를 나타내는 발열원단에 관한 것이다.

Description

발열원단
본 발명은 발열원단에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 발열특성을 발현하고, 균일한 온도분포를 가지며, 유연성이 우수하여 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 우수한 동시에 단열성능이 우수하고, 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되는 효과가 있으며, 발열 후에도 물성 변화가 현저히 적고, 내구성이 우수한 효과를 나타내는 발열원단에 관한 것이다.
일반적으로 발열 원단은 전기적 특성에 의하여 발열되는 면상발열체형태의 망사형 발열체 원단과 매트의 내부에 보온 및 단열효과를 위한 폴리에텔렌폼에 발열선을 배치하고 그 상부에 전기 절연체 시트를 적층하여 되는 발열원단이 있으며 최근에는 자동차 시트, 방석, 환자용 침구 등 그 수요가 급증하여 발열원단 산업분야가 급속히 확장되고 있는 추세이다.
이와 같은 발열원단은 금속성 도선을 적당한 간격으로 배열하여 온돌방에 온수 파이프를 배관하듯 여러 경로를 따라 배열하여 커버를 덮은 후 전원을 연결하여 가열하는 방식이 주종을 이루고 있다.
한편, 종래의 발열원단의 경우 소정의 발열특성을 발현하지 못하고, 균일한 온도분포를 가질 수 없고, 유연성이 좋지 않음에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 좋지 않으며, 단열성능이 좋지 않고, 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되지 않으며, 발열 후 물성 변화가 크고, 내구성이 좋지 않은 문제점이 있었다.
이에 따라, 우수한 발열특성을 발현하고, 균일한 온도분포를 가지며, 유연성이 우수하여 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 우수한 동시에 단열성능이 우수하고, 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되는 효과가 있으며, 발열 후에도 물성 변화가 현저히 적고, 내구성이 우수한 효과를 나타내는 발열원단에 대한 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는, 우수한 발열특성을 발현하고, 균일한 온도분포를 가지며, 유연성이 우수하여 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 우수한 동시에 단열성능이 우수하고, 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되는 효과가 있으며, 발열 후에도 물성 변화가 현저히 적고, 내구성이 우수한 효과를 나타내는 발열원단을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 전류가 인가되면 발열하는 카본계섬유를 포함하고, 상기 카본계섬유는 하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 동시에 만족하는 발열원단을 제공한다.
(1) 0.165 ≤ (b + e) / (a + c + d) ≤ 1.8
(2) 0.4 ≤ d / e ≤ 4.5
이때, 상기 a는 카본계섬유의 인장강도(g/d), 상기 b는 카본계섬유의 수분율(%), 상기 c는 카본계섬유의 습윤인장강도(g/d), 상기 d는 카본계섬유의 습윤모듈러스(g/d) 및 상기 e는 카본계섬유의 습윤신도(%)이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카본계섬유는 하기 조건 (3)을 더 만족할 수 있다.
(3) 0.95 ≤ c / a ≤ 1.05
또한, 상기 카본계섬유는, 인장강도가 2 ~ 9 g/d, 수분율이 3% 이하, 습윤인장강도가 2 ~ 9 g/d, 습윤모듈러스가 15 ~ 40 g/d 및 습윤신도가 10 ~ 30%일 수 있다.
또한, 상기 카본계 섬유는 하기 조건 (4) 및 조건 (5)를 더 만족할 수 있다.
(4) (f2 + g3)1/2 / h ≤ 1.3
(5) |f × g| / h1/2 ≤ 8.3
이때, 상기 f는 상기 카본계섬유의 사치수변화율(%), 상기 g는 상기 카본계섬유의 열응력(N) 및, 상기 h는 상기 카본계섬유의 저항(kΩ)임.
또한, 상기 카본계섬유는, 사치수변화율이 -5% 이상, 열응력이 5N 이하 및 저항이 10 ~ 500kΩ일 수 있다.
또한, 220V 교류전압 인가 시, 상기 발열원단의 온도가 40℃ 이상이 되는 시간이 30초 ~ 5분일 수 있다.
또한, 220V 교류전압 인가 시, 상기 발열원단의 온도가 70℃ 이상이 되는 시간이 10분 ~ 50분일 수 있다.
또한, 220V 교류전압 인가 시, 1시간 경과 후 발열원단의 온도가 80℃ 이상일 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는, 섬유 및, 상기 섬유의 표면 적어도 일부에 형성되고, 바인더 및 상기 바인더에 고정되어 구비되는 탄소입자를 포함하는 카본도핑층을 구비할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 섬도가 100 ~ 3,500De일 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 영률이 15 ~ 40 g/d일 수 있고, 신도가 10 ~ 30%일 수 있다.
또한, 상기 발열원단은 외부로부터 전류가 유입되는 적어도 하나 이상의 접속부를 더 포함할 수 있다.
또한, 경사; 및 위사;를 포함하고, 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상에 상기 카본계섬유를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 배설방향 1인치당 상기 카본계섬유가 1가닥 이상 배치될 수 있다.
또한, 상기 경사 및 위사가 상호 엮이도록 배치되거나, 상기 경사 상부 또는 하부에 위사가 배치될 수 있다.
또한, 상기 경사 및 위사를 엮도록 구비되는 그라운드사를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 그라운드사는 섬도가 30 ~ 350 De일 수 있다.
또한, 상기 그라운드사는 융점 또는 연화점이 190℃ 이하일 수 있다.
또한, 상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 섬도가 100 ~ 3,500 De일 수 있다.
또한, 상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 석동선, 니크롬선, 철크롬선, 동니켈선 및 스테인리스선으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 도전섬유 및, 폴리에스테르 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 경사 및 위사가 상호 엮이도록 배치되는 경우, 경사방향 1인치당 상기 경사를 1 ~ 60가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 1 ~ 60가닥 포함할 수 있고, 상기 경사 상부 또는 하부에 위사가 배치되는 경우, 경사방향 1인치당 상기 경사를 1 ~ 30가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 1 ~ 30가닥 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 발열원단은 우수한 발열특성을 발현하고, 균일한 온도분포를 가지며, 유연성이 우수하여 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 우수한 동시에 단열성능이 우수하고, 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되는 효과가 있으며, 발열 후에도 물성 변화가 현저히 적고, 내구성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열원단의 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발열원단에서 그라운드사의 배치를 나타내는 상면도,
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 발열원단에서 그라운드사의 배치를 나타내는 상면도, 그리고
도 4는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 발열원단에서 그라운드사의 배치를 나타내는 상면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발열원단은, 전류가 인가되면 발열하는 카본계섬유를 포함하여 구현된다.
한편, 본 발명의 발열원단의 각 구성에 대해 설명하기에 앞서서, 본 발명에 따른 발열원단의 카본계섬유가 조건 (1) 및 조건 (2)를 동시에 만족해야 하는 이유에 대하여 설명한다.
카본계섬유의 인장강도 및/또는 습윤인장강도가 낮을 경우 내구성이 저하될 수 있고, 인장강도가 높을 경우 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다. 또한, 카본계섬유의 수분율이 높을 경우 발열 후 물성 변화가 발생할 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 카본계섬유의 습윤모듈러스가 낮거나 높을 경우 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다. 그리고, 카본계섬유의 습윤신도가 낮거나 높을 경우 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 발열원단에 구비되는 카본계섬유는 하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 동시에 만족한다.
조건 (1)로써 0.165 ≤ (b + e) / (a + c + d) ≤ 1.8이고, 바람직하게는 0.27 ≤ (b + e) / (a + c + d) ≤ 1.3일 수 있고, 조건 (2)로써 0.4 ≤ d / e ≤ 4.5이고, 바람직하게는 0.63 ≤ d / e ≤ 2.7일 수 있다. 이때, 상기 a는 카본계섬유의 인장강도(g/d), 상기 b는 카본계섬유의 수분율(%), 상기 c는 카본계섬유의 습윤인장강도(g/d), 상기 d는 카본계섬유의 습윤모듈러스(g/d) 및 상기 e는 카본계섬유의 습윤신도(%)이다.
만일 상기 조건 (1)에서 (b + e) / (a + c + d)이 0.165 미만이면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있으며, 상기 조건 (1)에서 (b + e) / (a + c + d)이 1.8을 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성 저하될 수 있으며, 발열 후 물성 변화가 발생할 수 있다.
또한, 만일 상기 조건 (2)에서 d / e가 0.4 미만이거나, d / e가 4.5를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 카본계섬유는 하기 조건 (3)을 더 만족할 수 있다.
조건 (3)으로써, 0.95 ≤ c / a ≤ 1.05일 수 있고, 바람직하게는 0.97 ≤ c / a ≤ 1.03일 수 있다. 만일 상기 c /a가 0.95 미만이거나, 1.05를 초과하면 내구성이 저하될 수 있다.
이하, 본 발명의 발열원단의 각 구성에 대해 설명한다.
먼저 카본계섬유에 대하여 설명한다.
상기 카본계섬유는 상기 조건 (1) 및 조건 (2)를 만족하도록 인장강도가 2 ~ 9 g/d일 수 있고, 바람직하게는 인장강도가 2.5 ~ 8 g/d일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 인장강도가 2 g/d 미만이면 내구성이 저하될 수 있고, 인장강도가 9 g/d를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다. 이때, 상기 인장강도는 KS K 0412 : 2016(필라멘트사) 규격을 통해 파지거리 250mm 및 속도 250mm/min의 조건으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 상기 조건 (1)을 만족하도록 수분율이 3% 이하일 수 있고, 바람직하게는 수분율이 2.5% 이하일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 수분율이 3%를 초과하면 발열 후 물성 변화가 발생할 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다. 이때, 상기 수분율은 KS K 0220 : 2016(오븐법) 규격을 통해 측정할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 상기 조건 (1) 및 조건 (3)을 만족하도록 습윤인장강도가 2 ~ 9 g/d일 수 있고, 바람직하게는 습윤인장강도가 2.5 ~ 8 g/d일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 습윤인장강도가 2 g/d 미만이면 내구성이 저하될 수 있고, 습윤인장강도가 9 g/d를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다. 이때, 상기 습윤인장강도는 KS K 0412 : 2016(필라멘트사) 규격을 통해 파지거리 250mm 및 속도 250mm/min의 조건으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 상기 조건 (1) 및 조건 (2)를 만족하도록 습윤모듈러스가 15 ~ 40 g/d일 수 있고, 바람직하게는 습윤모듈러스가 17 ~ 35 g/d일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 습윤모듈러스가 15 g/d 미만이거나, 40 g/d를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 상기 조건 (1) 및 조건 (2)를 만족하도록 습윤신도가 10 ~ 30%일 수 있고, 바람직하게는 15 ~ 25%일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 습윤신도가 10% 미만이거나, 30%를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다. 이때, 상기 습윤신도는 KS K 0412 : 2016(필라멘트사) 규격을 통해 파지거리 250mm 및 속도 250mm/min의 조건으로 측정할 수 있다.
한편, 상기 카본계섬유는 하기 조건 (4) 및 조건 (5)를 더 만족할 수 있다.
조건 (4)로써, (f2 + g3)1/2 / h ≤ 1.3일 수 있고, 바람직하게는 (f2 + g3)1/2 / h ≤ 0.35일 수 있으며, 조건 (5)로써, |f × g| / h1/2 ≤ 8.3일 수 있고, 바람직하게는 |f × g| / h1/2 ≤ 2.3일 수 있다. 이때, 상기 f는 상기 카본계섬유의 사치수변화율(%), 상기 g는 상기 카본계섬유의 열응력(N) 및, 상기 h는 상기 카본계섬유의 저항(kΩ)이다.
만일 상기 조건 (4)에서 (f2 + g3)1/2 / h가 1.3을 초과하거나, 상기 조건 (5)에서 |f × g| / h1/2가 8.3을 초과하면 발열 후 물성 변화가 증가하는 문제가 발생할 수 있고, 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 목적하는 수준으로 균일한 온도분포를 가질 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
상기 카본계섬유는 상기 조건 (4) 및 조건 (5)를 만족하도록 사치수변화율이 -5% 이상일 수 있고, 바람직하게는 사치수변화율이 -3% 이상일 수 있다. 만일 카본계섬유의 사치수변화율이 -5% 미만이면 발열 후 물성 변화가 증가하는 문제가 발생할 수 있고, 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이때, 상기 사치수변화율은 KS K 0215 : 2012(7.12.(1).B) 규격을 통해 100℃ 및 30분의 조건으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 상기 조건 (4) 및 조건 (5)를 만족하도록 열응력이 5N 이하일 수 있고, 바람직하게는 열응력이 3N 이하일 수 있다. 만일 카본계섬유의 열응력이 5N을 초과하면 발열 후 물성 변화가 증가하는 문제가 발생할 수 있고, 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이때, 상기 열응력은 ASTM D 5591 : 2011 규격을 통해 200℃ 및 120초의 조건으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 상기 조건 (4) 및 조건 (5)를 만족하도록 저항이 10 ~ 500kΩ 일 수 있으며, 저항이 20 ~ 450kΩ 일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 저항이 10kΩ 미만이면 목적하는 수준으로 균일한 온도분포를 가질 수 없는 문제가 발생할 수 있고, 저항이 500kΩ 을 초과하면 전류가 인가되었을 때 목적하는 수준으로 발열할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 영률이 15 ~ 40g/d일 수 있고, 바람직하게는 영률이 17 ~ 35g/d일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 영률이 15g/d 미만이거나, 영률이 40g/d를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 신도가 10 ~ 30%일 수 있고, 바람직하게는 신도가 15 ~ 25%일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 신도가 10% 미만이거나, 30%를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 발열원단은 카본계섬유를 포함함에 따라 카본계섬유의 원적외선 방출로 인하여 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되는 효과를 달성할 수 있다. 구체적으로, 상기 카본계섬유는 5 ~ 20㎛ 파장에서의 원적외선 방사율이 70% 이상일 수 있고, 바람직하게는 5 ~ 20㎛ 파장에서의 원적외선 방사율이 80% 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 5 ~ 20㎛ 파장에서의 원적외선 방사율이 90% 이상일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 5 ~ 20㎛ 파장에서의 원적외선 방사율이 70% 미만이면 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 30 ~ 45℃에서의 원적외선 방사에너지가 1×102 W/㎡·㎛ 이상일 수 있고, 30 ~ 45℃에서의 원적외선 방사에너지가 2×102 W/㎡·㎛ 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 30 ~ 45℃에서의 원적외선 방사에너지가 3×102 W/㎡·㎛ 이상일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 30 ~ 45℃에서의 원적외선 방사에너지가 1.0×102 W/㎡·㎛ 미만이면 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도가 전달되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 카본계섬유는 섬도가 100 ~ 3,500 De, 보다 바람직하게는 섬도가 150 ~ 3,000 De일 수 있다. 만일 상기 카본계섬유의 섬도가 100 De 미만이면 발열성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 균일한 온도분포를 나타낼 수 없는 문제가 발생할 수 있으며, 내구성이 저하될 수 있고, 섬도가 3,500 De를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있고, 균일한 온도분포를 나타낼 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 카본계섬유는 카본섬유 단독, 표면 적어도 일부에 탄소입자를 구비하는 섬유, 카본섬유와 혼섬된 섬유, 카본섬유에 커버링된 섬유 및, 표면 적어도 일부에 소정의 수지가 코팅된 카본섬유 등, 탄소성분을 포함하는 섬유를 모두 포함하는 의미이다.
바람직하게는 본 발명에 따른 발열원단에 구비되는 카본계섬유는 섬유 및, 상기 섬유의 표면 적어도 일부에 형성되는 카본도핑층을 구비할 수 있다.
이때, 상기 섬유는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 섬유라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리에스테르계 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 폴리아미드계 섬유 및 아크릴레이트계 섬유 등일 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리에스테르계 섬유를 사용할 수 있으나, 상기 카본도핑층을 포함하여 상술한 카본계섬유의 물성을 만족할 수 있는 성분이라면 제한 없이 사용할 수 있음에 따라, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 카본도핑층은 탄소입자 및 바인더를 포함하는 카본도핑층 형성 조성물을 통해 형성될 수 있음에 따라, 상기 카본도핑층은 바인더 및 상기 바인더에 고정되어 구비되는 탄소입자를 포함할 수 있다.
상기 바인더는 당업계에서 통상적으로 고정의 입자를 고정하는데 사용될 수 있는 바인더라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 천연 바인더, 무기계 바인더 및 유기계 바인더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 무기계 바인더 및 유기계 바인더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 불소계 바인더, 실리콘계 바인더, 스티렌계 바인더, 에폭시계 바인더 및 페놀계 바인더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 유기계 바인더 중 아크릴계 바인더 및/또는 우레탄계 바인더를 사용하는 것이, 카본계섬유가 상술한 물성을 나타내어 본 발명에 따른 발열원단이 목적하는 효과를 발현하는 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
또한, 상기 탄소입자는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 탄소재료라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 탄소나노튜브, 그래핀, 카본 파이버, 카본블랙, 토상흑연, 인상흑연, 팽창흑연 및 인조흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 탄소나노튜브, 그래핀, 카본 파이버, 카본블랙, 인조흑연 및 인상흑연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이, 카본계섬유가 상술한 물성을 나타내어 본 발명에 따른 발열원단이 목적하는 효과를 발현하는 측면에서 더욱 유리할 수 있다.
또한, 상기 카본도핑층 형성 조성물은 용매, 분산제, 증점제 및 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 용매, 분산제, 증점제 및 커플링제는 각각 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 용매, 분산제, 증점제 및 커플링제라면 제한 없이 사용할 수 있음에 따라, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열원단은 경사; 및 위사;를 포함하고, 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상에 상기 카본계섬유를 포함하여 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 발열원단의 경사 및 위사에 대해 설명하기에 앞서서, 발열원단 내 상술한 카본계섬유의 배치 폭에 대하여 설명하도록 한다.
상기 카본계섬유는 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상에, 바람직하게는 상기 경사 및 위사 모두에 포함될 수 있다. 또한, 상기 카본계섬유는 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 배설방향 1인치당 1가닥 이상, 바람직하게는 2가닥 이상 배치될 수 있다. 만일 상기 카본계섬유가 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 배설방향 1인치당 1가닥 미만으로 배치될 경우 목적하는 수준으로 균일한 온도분포를 가질 수 없고, 단열성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발열원단은 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상에, 바람직하게는 상기 경사 및 위사 모두에 도전섬유를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 도전섬유 및 상기 카본계섬유는 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 배설방향 1인치당 총 1가닥 이상, 바람직하게는 총 2가닥 이상 배치될 수 있다. 만일 상기 도전섬유 및 상기 카본계섬유가 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 배설방향 1인치당 총 1가닥 미만으로 배치될 경우 목적하는 수준으로 균일한 온도분포를 가질 수 없고, 단열성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 도전섬유는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 도전섬유라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 석동선, 니크롬선, 철크롬선, 동니켈선 및 스테인리스선으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 발열원단의 경사, 위사 및 발열원단에 대하여 설명한다.
상기 경사는 상술한 바와 같이 카본계섬유를 포함할 수 있고, 도전섬유를 더 포함할 수 있음에 따라, 후술하는 위사에 포함될 수 있는 카본계섬유 및/또는 더 포함될 수 있는 도전섬유와 전기적으로 연통되어 발열기능을 발현할 수 있다.
한편, 상기 경사는 상술한 카본계섬유와 도전섬유 외에 폴리에스테르 섬유를 더 포함할 수 있다.
상기 경사는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 섬도라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 섬도가 100 ~ 3,500 De, 보다 바람직하게는 섬도가 150 ~ 3,000 De일 수 있다. 만일 상기 경사의 섬도가 100 De 미만이면 단열성능이 저하됨에 따라 발열성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 내구성이 저하될 수 있으며, 섬도가 3,500 De를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 위사는 상술한 바와 같이 카본계섬유를 포함할 수 있고, 도전섬유를 더 포함할 수 있음에 따라, 상술한 경사에 포함될 수 있는 카본계섬유 및/또는 더 포함될 수 있는 도전섬유와 전기적으로 연통되어 발열기능을 발현할 수 있다.
한편, 상기 위사는 상술한 카본계섬유와 도전섬유 외에 폴리에스테르 섬유를 더 포함할 수 있다.
상기 위사는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 섬도라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 섬도가 100 ~ 3,500 De, 보다 바람직하게는 섬도가 150 ~ 3,000 De일 수 있다. 만일 상기 위사의 섬도가 100 De 미만이면 단열성능이 저하됨에 따라 발열성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 내구성이 저하될 수 있으며, 섬도가 3,500 De를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 발열원단은 그라운드사를 더 포함할 수 있고, 상기 그라운드사는 상기 경사 및 위사를 엮도록 구비될 수 있다.
상기 그라운드사는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 섬유라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 나일론 섬유 및 PET 섬유 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 그라운드사는 융점 또는 연화점이 상술한 경사 및 위사 보다 낮을 수 있으며, 바람직하게는 190℃ 이하일 수 있고, 보다 바람직하게는 융점 또는 연화점이 185℃ 이하일 수 있다. 만일 상기 그라운드사의 융점 또는 연화점이 190℃를 초과하면 소정의 열처리를 통해 그라운드사만을 선택적으로 융착시킬 수 없고, 경사 및 위사가 먼저 용융 또는 연화될 수 있음에 따라 균일한 온도분포를 나타낼 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 발열원단에 구비되는 그라운드사는 섬유상으로 구비될 수도 있고, 소정의 열처리를 통해 융착된 융착부로써 구비될 수도 있다.
상기 그라운드사는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 섬도라면 제한되지 않으며, 바람직하게는 섬도가 30 ~ 350 De, 보다 바람직하게는 섬도가 50 ~ 300 De일 수 있다. 만일 상기 그라운드사의 섬도가 30 De 미만이면 목적하는 수준으로 단열성능을 발현할 수 없어서 발열성능이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 내구성이 저하될 수 있으며, 섬도가 350 De를 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 발열원단은, 전류가 인가되는 적어도 하나 이상의 접속부를 포함할 수 있다.
상기 접속부는 당업계에서 통상적으로 접속부로 사용할 수 있는 재질이라면 제한 없이 사용하여 구현할 수 있으며, 바람직하게는 상술한 카본계섬유 및 도전섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접속부는 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 적어도 일 끝단부, 바람직하게는 상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 양 끝단부에 구비될 수 있고, 또는 발열원단에서 연장되어 외부에 별도로 구비될 수도 있다.
본 발명에 따른 발열원단이 상기 접속부를 구비함에 따라, 전류 인가 시 발열원단에 포함되는 상술한 카본계섬유 및/또는 더 포함될 수 있는 도전섬유가 각각 상호 전기적으로 연통되어 발열기능을 발현할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열원단은 220V 교류전압 인가 시, 상기 발열원단의 온도가 40℃ 이상이 되는 시간이 30초 ~ 5분일 수 있고, 바람직하게는 35초 ~ 4분일 수 있으며, 보다 바람직하게는 45초 ~ 3분일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열원단은 220V 교류전압 인가 시, 상기 발열원단의 온도가 70℃ 이상이 되는 시간이 10 ~ 50분일 수 있고, 바람직하게는 15분 ~ 35분일 수 있다. 만일 발열원단의 온도가 40℃ 이상이 되는 시간이 30초 미만이거나, 발열원단의 온도가 70℃ 이상이 되는 시간이 10분 미만이면 발열온도가 과도함에 따라 발열원단에 손상이 발생하고, 내구성 및 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 5분을 초과하거나, 발열원단의 온도가 70℃ 이상이 되는 시간이 50분을 초과하면, 목적하는 수준으로 발열특성을 발현할 수 없고, 균일한 온도분포를 가질 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열원단은 220V 교류전압 인가 시, 1시간 경과 후 발열원단의 온도가 80℃ 이상일 수 있고, 바람직하게는 1시간 경과 후 발열원단의 온도가 83℃ 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1시간 경과 후 발열원단의 온도가 85℃ 이상일 수 있다. 만일 220V 교류전압 인가 시, 1시간 경과 후 발열원단의 온도가 80℃ 미만이면 목적하는 수준으로 발열특성을 발현할 수 없고, 균일한 온도분포를 가질 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열원단에 구비되는 상기 경사, 위사 및 그라운드사는, 상기 경사 및 위사가 상호 엮이도록 배치되고, 상기 경사 및 위사를 엮도록 그라운드사가 구비될 수 있다.
먼저, 직물의 조직은 평직, 능직, 수자직 및 이중직으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있다.
상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원조직이라 할 때 삼원조직 각각의 구체적인 제직방법은 통상적인 제직방법에 의하며, 삼원조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화 있는 직물일 수 있고, 예를 들어 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다. 상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2중으로 된 직물의 제직방법으로 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다. 다만, 상기 직물조직의 기재에 한정되지 않는다.
본 발명의 발열원단에 구비되는 상기 경사 및 위사가 상호 엮이도록 배치되고, 상기 경사 및 위사를 엮도록 그라운드사가 구비되는 경우, 경사방향 1인치당 상기 경사를 1 ~ 60가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 1 ~ 60가닥 포함할 수 있고, 바람직하게는 경사방향 1인치당 상기 경사를 3 ~ 58가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 3 ~ 58가닥 포함할 수 있다. 만일 상기 경사가 경사방향 1인치당 1 가닥 미만이거나, 상기 위사가 위사방향 1인치당 1 가닥 미만이면 목적하는 수준의 단열성능을 발현할 수 없음에 따라 발열성능이 저하될 수 있고, 균일한 온도분포를 가질 수 없으며, 내구성이 저하될 수 있고, 상기 경사가 경사방향 1인치당 60 가닥을 초과하거나, 상기 위사가 위사방향 1인치당 60 가닥을 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발열원단(100)에 구비되는 상기 경사(10), 위사(20) 및 그라운드사(30)는, 경사(10) 상부 또는 하부에 위사(20)가 배치되고, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 경사(10) 및 위사(20)를 엮도록 그라운드사(30)가 구비될 수 있다.
본 발명의 발열원단에 구비되는 상기 경사 상부 또는 하부에 위사가 배치되고, 상기 경사 및 위사를 엮도록 그라운드사가 구비되는 경우, 경사방향 1인치당 상기 경사를 1 ~ 30가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 1 ~ 30가닥 포함할 수 있고, 바람직하게는 경사방향 1인치당 상기 경사를 3 ~ 25가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 3 ~ 25가닥 포함할 수 있다. 만일 상기 경사가 경사방향 1인치당 1 가닥 미만이거나, 상기 위사가 위사방향 1인치당 1 가닥 미만이면 목적하는 수준의 단열성능을 발현할 수 없음에 따라 발열성능이 저하될 수 있고, 균일한 온도분포를 가질 수 없으며, 내구성이 저하될 수 있고, 상기 경사가 경사방향 1인치당 30 가닥을 초과하거나, 상기 위사가 위사방향 1인치당 30 가닥을 초과하면 유연성이 저하됨에 따라 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 발열원단은 소정의 발열특성을 발현하고, 균일한 온도분포를 가지며, 유연성이 우수하여 단차를 가지는 피고정면에 적용 시 밀착성이 우수한 동시에 단열성능이 우수한 효과가 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통해 설명한다. 이때, 하기 실시예들은 발명을 예시하기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
<실시예 1: 발열원단의 제조>
먼저, PET 섬유 표면에 아크릴계 바인더와 우레탄계 바인더에 고정되어 구비되는 탄소입자를 포함하는 카본도핑층을 구비하는 섬도가 1,500 De인 카본계섬유를 준비하였다. 이때, 상기 카본계섬유의 저항이 370kΩ, KCL-FIR-1005에 의거하여 측정한 5 ~ 20㎛ 파장에서의 원적외선 방사율이 90.1%, 40℃에서의 원적외선 방사에너지가 3.63×102 W/㎡·㎛, KS K 0412 : 2016(필라멘트사) 규격을 통해 파지거리 250mm, 속도 250mm/min의 조건으로 측정한 인장강도가 4.28 g/d, 습윤인장강도가 4.33 g/d, 습윤신도가 20.66%, 신도가 20.54%, KS K 0215 : 2012(7.12.(1).B) 규격을 통해 100℃ 및 30분의 조건으로 측정한 사치수변화율이 -1.2%, ASTM D 5591 : 2011 규격을 통해 200℃ 및 120초의 조건으로 측정한 열응력이 0 N, 영률이 24.57 g/d, 습윤모듈러스가 25.27 g/d 및 KS K 0220 : 2016(오븐법) 규격을 통해 측정한 수분율이 0.99%이었다.
그리고, 경사로 융점이 260℃이고 섬도가 1,000 De인 폴리에스테르 섬유를 공급하고, 위사로 융점이 260℃이고 섬도가 1,000 De인 폴리에스테르 섬유를 공급하되, 상기 카본계섬유가 위사 배설방향 1인치당 3가닥 배치되도록, 상기 경사 하부로 위사가 지나가도록 공급하고, 그라운드사로 융점이 170℃이고 섬도가 75 De인 LM섬유를 공급하여 상기 경사 및 위사를 도 4과 같이 엮도록 제조하였으며, 경사 중 양 끝단부에 접속부로써 도전섬유인 석동선이 배치되도록 원단을 제조하였다. 이때, 경사방향 1인치당 상기 경사가 15가닥 배치되고, 위사방향 1인치당 상기 위사가 15 가닥 배치되었다. 그리고, 온도 320℃로 1초 동안 열처리를 수행하여 그라운드사를 융착시켜서 발열원단을 제조하였다.
<실시예 2 ~ 28 및 비교예 1 ~ 7>
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 카본계섬유의 인장강도, 수분율, 습윤인장강도, 사치수변화율, 열응력, 저항, 섬도, 습윤모듈러스, 습윤신도, 영률, 신도, 종류, 1인치 당 가닥수 및 포함여부 등을 변경하여 표 1 내지 표 6과 같은 발열원단을 제조하였다.
<실험예 1>
1. 40℃ 도달 시간 측정
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조한 발열원단에 대하여, 220V 교류전압 인가 후 실시예 및 비교예에 따라 제조한 발열원단 상 임의의 10개 점의 온도를 측정하고, 이들의 평균값을 산출하여 온도의 평균 값이 40℃에 도달하는 시간을 측정하여 하기 표 1 내지 표 6에 나타내었다.
2. 220V 교류전압 인가 시 1시간 경과 후 온도 측정
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조한 발열원단에 대하여, 220V 교류전압 인가 시 1시간 경과 후, 실시예 및 비교예에 따라 제조한 발열원단 상 임의의 10개 점의 온도를 측정하고, 이들의 평균값을 산출하여 온도의 평균 값을 측정하여 하기 표 1 내지 표 6에 나타내었다.
3. 내구성 평가
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조한 발열원단에 대하여, 위사 방향으로 초기 길이 대비 10% 인장 및 복원하는 것을 1세트로 하여, 총 100세트 반복 수행하였다. 이때, 아무런 이상도 없는 경우 - ○, 경사, 위사, 그라운드사 및 카본계섬유 중 어느 하나라도 탈리되는 경우, 단사가 발생하는 경우, 열량이 하락되는 경우 등 어떠한 문제라도 발생하는 경우 - ×로 하여 내구성을 평가하여 하기 표 1 내지 표 6에 나타내었다.
<실험예 2>
1면의 크기가 가로, 세로 및 두께 2,500㎜×3,000㎜×3㎜인 상하가 없는 4면체로 이루어진 갱폼 본체에, 갱폼 본체의 파티션에 접합할 수 있도록, 가로, 세로 2,000㎜×3,000㎜인 상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 발열원단을 접착한 후, 영하 10℃ 조건에서 9 시간 동안 콘크리트를 양생한 후, 하기의 물성을 측정하여 하기 표 1 내지 표 6에 나타내었다.
1. 콘크리트 양생 균일성 평가(발열 균일성 평가)
상기 양생한 각각의 콘크리트에 대하여, 콘크리트 상 임의의 20개 점에 대하여, 해당 분야 15년 이상 경력자 10명에 의해 콘크리트 양생 균일성에 대한 관능평가를 수행하였으며, 20개 지점 모두에서 콘크리트가 양생된 경우 - ◎, 20개 미만 18개 이상의 지점에서 콘크리트가 양생된 경우 - ○, 18개 미만 15개 이상의 지점에서 콘크리트가 양생된 경우 - △, 15개 미만의 지점에서 콘크리트가 양생된 경우 - ×로 하여 콘크리트 양생 균일성을 평가하였다.
2. 발열성능 평가
콘크리트 양생 시, 220V 교류전압 인가 90분 경과 후 갱폼과 부착되어 있는 철판의 온도를 측정하여 발열성능을 평가하였다.
이때, 온도가 높다는 것은 발열성능이 우수함을 나타내고, 온도가 낮다는 것은 발열성능이 저하됨을 나타낸다.
3. 콘크리트 내부 양생 평가
상기 양생한 각각의 콘크리트를 수직방향으로 반으로 나눈 후 정중앙 부분에 대하여, 해당 분야 15년 이상 경력자 10명에 의해 콘크리트 양생 균일성에 대한 관능평가를 수행하였으며, 이를 7점 척도를 통해 평가 후 평균치를 측정하여 콘크리트 내부 양생 정도를 평가하였다.
4. 원단 인장강도 변화율 평가
콘크리트를 양생하기 전, 원단의 경사 방향 및 위사 방향 각각에 대한 초기 인장강도를 측정하고, 콘크리트를 양생한 후, 원단의 경사 방향 및 위사 방향 각각에 대한 인장강도를 측정한 뒤, 경상 방향 및 위사 방향 각각의 초기 인장강도 대비 인장강도 변화율을 측정하고, 평균값을 산출하였다. 이때, 초기 인장강도 대비 양생 후 인장강도의 변화율이 ±1% 미만인 경우 - ○, ±1 ~ ±5%인 경우 - △, ±5%를 초과하는 경우 - ×로 하여 원단 인장강도 변화율을 평가하였다.
<실험예 3: 밀착성 평가>
1면의 가로, 세로 및 두께가 3,000㎜×4,000㎜×3㎜인 면체가 30㎝의 단차를 가지도록 계단형으로 제조한 갱폼 본체에 상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 발열원단이 갱폼 본체의 상면을 덮도록 접착한 후, 하기의 물성을 측정하여 하기 표 1 내지 표 6에 나타내었다.
1. 밀착성 평가
실시예 및 비교예를 통해 제조된 발열원단을 접착한 갱폼 본체를 통해, 영하 10℃ 조건에서 9 시간 동안 콘크리트를 양생한 후, 양생한 각각의 콘크리트에 대하여, 콘크리트 상 임의의 20개 점에 대하여, 해당 분야 15년 이상 경력자 10명에 의해 콘크리트 양생 균일성에 대한 관능평가를 수행하였으며, 20개 지점 모두에서 콘크리트가 양생된 경우 - ◎, 20개 미만 18개 이상의 지점에서 콘크리트가 양생된 경우 - ○, 18개 미만 10개 이상의 지점에서 콘크리트가 양생된 경우 - △, 10개 미만의 지점에서 콘크리트가 양생된 경우 - ×로 하여 콘크리트 양생 균일성을 통해 밀착성을 평가하였다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6
카본계섬유 인장강도(g/d), a 4.28 0.98 12.17 2.6 2.32 2.86
수분율(%), b 0.99 2.7 0.65 2.5 4.4 2.6
습윤인장강도(g/d), c 4.33 1.02 12.3 2.67 2.53 2.89
습윤모듈러스(g/d), d 25.27 25.31 24.75 25.30 26.12 13.59
습윤신도(%), e 20.66 20.66 20.42 20.66 20.69 31.24
조건(1) 0.64 0.86 0.43 0.76 0.81 1.75
조건(2) 1.22 1.23 1.21 1.22 1.26 0.44
조건(3) 1.01 1.041 1.01 1.027 1.091 1.01
사치수변화율(%), f -1.2 -2.9 -1.1 -2.4 -4.3 -2.3
열응력(N), g 0 3.1 0 1.3 3.6 0
저항(kΩ), h 370 382 363 374 396 370
조건(4) 0.0032 0.016 0.003 0.0075 0.02 0.0062
조건(5) 0 0.46 0 0.16 0.78 0
섬도(De) 1500 1500 1500 1500 1500 1500
영률(g/d) 24.57 24.69 24.51 24.79 25.82 10.96
신도(%) 20.54 20.55 20.40 20.55 20.64 35.18
배치폭(1인치당 가닥수) 3 3 3 3 3 3
220V 교류전압 인가 시 40℃ 도달시간 2분43초 3분 2분32초 2분50초 3분38초 2분55초
1시간 후 발열원단 온도(℃) 87 82 88 86 74 81
내구성 평가 ○ × ○ ○ × ×
발열 균일성 평가 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
발열성능 평가(℃) 63 62 63 63 59 62
콘크리트 내부 양생평가 6.8 6.7 6.7 6.8 6.5 6.6
원단 인장강도 변화율 평가 ○ × ○ ○ × ○
밀착성 평가 ◎ ◎ × ◎ ◎ ◎
구분 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11 실시예12
카본계섬유 인장강도(g/d), a 3.49 7.50 7.76 3.14 2.42 3.11
수분율(%), b 1.43 0.84 0.83 2.3 2.8 2.4
습윤인장강도(g/d), c 3.52 7.54 7.93 3.15 2.44 3.13
습윤모듈러스(g/d), d 18.11 34.75 41.17 24.74 25.19 24.72
습윤신도(%), e 24.45 15.81 9.16 20.48 20.13 20.47
조건(1) 1.03 0.33 0.18 0.73 0.76 0.74
조건(2) 0.74 2.2 4.49 1.21 1.25 1.21
조건(3) 1.01 1.01 1.02 1.00 1.01 1.00
사치수변화율(%), f -1.3 -1.1 -1.0 -2.9 -6.4 -1.8
열응력(N), g 0 0.9 2.6 0.7 1.6 2.6
저항(kΩ), h 370 370 370 382 398 379
조건(4) 0.0035 0.0038 0.012 0.0077 0.017 0.012
조건(5) 0 0.051 0.14 0.10 0.51 0.24
섬도(De) 1500 1500 1500 1500 1500 1500
영률(g/d) 17.84 34.68 45.10 24.66 24.31 24.64
신도(%) 24.41 15.78 5.71 20.55 20.56 20.54
배치폭(1인치당 가닥수) 3 3 3 3 3 3
220V 교류전압 인가 시 40℃ 도달시간 2분46초 2분44초 2분44초 2분50초 2분56초 2분47초
1시간 후 발열원단 온도(℃) 82 82 83 86 79 87
내구성 평가 ○ ○ × ○ × ○
발열 균일성 평가 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
발열성능 평가(℃) 63 62 62 63 62 63
콘크리트 내부 양생평가 6.7 6.6 6.1 6.7 6.7 6.8
원단 인장강도 변화율 평가 ○ ○ ○ ○ △ ○
밀착성 평가 ◎ ◎ × ◎ ◎ ◎
구분 실시예13 실시예14 실시예15 실시예16 실시예17 실시예18
카본계섬유 인장강도(g/d), a 2.38 4.26 4.27 4.30 4.32 3.61
수분율(%), b 2.9 1.01 1.00 0.99 0.98 2.2
습윤인장강도(g/d), c 2.41 4.31 4.32 4.34 4.35 3.53
습윤모듈러스(g/d), d 24.32 25.23 25.26 25.03 24.98 24.97
습윤신도(%), e 20.58 20.61 20.65 20.59 20.62 20.56
조건(1) 0.81 0.64 0.64 0.64 0.64 0.71
조건(2) 1.18 1.22 1.22 1.22 1.21 1.21
조건(3) 1.01 1.01 1.01 1.01 1.01 0.978
사치수변화율(%), f -2.4 -1.3 -1.3 -1.2 -1.2 -2.4
열응력(N), g 6.1 0 0 0 0 3
저항(kΩ), h 396 5 20 450 550 20
조건(4) 0.039 0.26 0.065 0.0027 0.0022 0.29
조건(5) 0.73 0 0 0 0 1.61
섬도(De) 1500 1500 1500 1500 1500 1500
영률(g/d) 24.18 24.51 24.55 24.81 24.67 24.67
신도(%) 20.56 20.48 20.52 20.56 20.61 20.56
배치폭(1인치당 가닥수) 3 3 3 3 3 3
220V 교류전압 인가 시 40℃ 도달시간 2분54초 30초 이내 40초 3분17초 4분 2분51초
1시간 후 발열원단 온도(℃) 81 94 89 83 68 86
내구성 평가 × ○ ○ ○ ○ ○
발열 균일성 평가 ◎ △ ◎ ◎ △ ◎
발열성능 평가(℃) 62 100이상 75 52 43 62
콘크리트 내부 양생평가 6.7 2.1 6.6 6.3 5.5 6.6
원단 인장강도 변화율 평가 △ △ ○ ○ ○ ○
밀착성 평가 ◎ △ ◎ ◎ △ ◎
구분 실시예19 실시예20 실시예21 실시예22 실시예23 실시예24
카본계섬유 인장강도(g/d), a 3.22 3.64 2.87 2.03 2.69 6.96
수분율(%), b 3.4 2.1 2.8 0.62 0.68 1.64
습윤인장강도(g/d), c 3.29 3.59 2.89 2.08 2.77 7.12
습윤모듈러스(g/d), d 23.84 24.92 23.74 39.32 32.56 20.81
습윤신도(%), e 20.83 20.57 20.96 10.93 18.01 23.48
조건(1) 0.8 0.71 0.81 0.266 0.49 0.72
조건(2) 1.14 1.21 1.13 3.6 1.81 0.89
조건(3) 1.02 0.99 1.01 1.02 1.03 1.02
사치수변화율(%), f -4 -2.9 -6.1 -1.0 -1.2 -2.7
열응력(N), g 6.8 2.7 6.7 0 0 1.2
저항(kΩ), h 11 20 15 320 330 350
조건(4) 1.65 0.27 1.23 0.0031 0.0036 0.0086
조건(5) 8.2 1.8 10.55 0 0 0.17
섬도(De) 1500 1500 1500 50 150 3000
영률(g/d) 23.60 24.68 23.52 39.12 32.33 20.68
신도(%) 20.80 20.55 20.94 10.89 17.96 23.47
배치폭(1인치당 가닥수) 3 3 3 3 3 3
220V 교류전압 인가 시 40℃ 도달시간 3분1초 2분52초 3분12초 5분초과 3분27초 2분44초
1시간 후 발열원단 온도(℃) 77 86 78 60 86 85
내구성 평가 × ○ × × ○ ○
발열 균일성 평가 ◎ ◎ ◎ × ◎ ◎
발열성능 평가(℃) 62 61 62 31 60 62
콘크리트 내부 양생평가 6.7 6.5 6.6 2.7 6.4 6.6
원단 인장강도 변화율 평가 × ○ × ○ ○ ○
밀착성 평가 ◎ ◎ ◎ △ ◎ ◎
구분 실시예25 실시예26 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
카본계섬유 인장강도(g/d), a 7.15 4.28 13.22 1.28 5.51 1.42
수분율(%), b 1.89 0.99 0.26 3.6 0.94 3.4
습윤인장강도(g/d), c 7.30 4.33 13.47 1.32 5.58 1.46
습윤모듈러스(g/d), d 15.43 25.27 44.1 14.66 10.48 39.2
습윤신도(%), e 27.38 20.66 10.85 29.38 34.96 8.43
조건(1) 0.98 0.64 0.157 1.91 1.66 0.28
조건(2) 0.56 1.22 4.06 0.5 0.3 4.65
조건(3) 1.02 1.01 1.02 1.03 1.01 1.03
사치수변화율(%), f -2.9 -1.2 -0.9 -4.7 -1.0 -4.5
열응력(N), g 1.8 0 0 3.9 0 3.6
저항(kΩ), h 300 370 312 401 325 389
조건(4) 0.013 0.0032 0.0029 0.023 0.0031 0.021
조건(5) 0.30 0 0 0.92 0 0.82
섬도(De) 4000 1500 1500 1500 1500 1500
영률(g/d) 15.21 24.57 43.87 14.51 10.35 38.84
신도(%) 27.35 20.54 10.81 29.34 34.94 8.42
배치폭(1인치당 가닥수) 3 0.5 3 3 3 3
220V 교류전압 인가 시 40℃ 도달시간 2분49초 5분초과 2분11초 3분20초 2분32초 2분50초
1시간 후 발열원단 온도(℃) 80 62 90 84 81 82
내구성 평가 ○ ○ × × × ×
발열 균일성 평가 △ △ ◎ ○ ◎ ◎
발열성능 평가(℃) 59 35 65 60 62 65
콘크리트 내부 양생평가 5.7 3.2 6.1 6.3 6.5 6.2
원단 인장강도 변화율 평가 ○ ○ ○ × ○ ○
밀착성 평가 × △ × × ◎ ×
구분 비교예5 비교예61) 비교예72)
카본계섬유 인장강도(g/d), a - - -
수분율(%), b - - -
습윤인장강도(g/d), c - - -
습윤모듈러스(g/d), d - - -
습윤신도(%), e - - -
조건(1) - - -
조건(2) - - -
조건(3) - - -
사치수변화율(%), f - - -
열응력(N), g - - -
저항(kΩ), h - 0.2 0.00005
조건(4) - - -
조건(5) - - -
섬도(De) - 1500 1500
영률(g/d) - - -
신도(%) - - -
배치폭(1인치당 가닥수) - 3 3
220V 교류전압 인가 시 40℃ 도달시간 - 30초이내 30초이내
1시간 후 발열원단 온도(℃) - 90 93
내구성 평가 ○ × ×
발열 균일성 평가 × ○ ×
발열성능 평가(℃) -9 100이상 100이상
콘크리트 내부 양생평가 1.6 4.3 1
원단 인장강도 변화율 평가 - × ×
밀착성 평가 × ○ ×
1) 상기 비교예 6은 카본계섬유 대신 니크롬선을 사용한 것을 나타냄2) 상기 비교예 7은 PET 섬유와 바인더를 포함하지 않는 카본섬유를 단독으로 사용한 것을 나타냄
상기 표 1 내지 표 6에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 발열원단에 구비되는 카본계섬유의 인장강도, 수분율, 습윤인장강도, 사치수변화율, 열응력, 저항, 섬도, 습윤모듈러스, 습윤신도, 영률, 신도, 종류, 1인치 당 가닥수 및 포함여부 등을 모두 만족하는 실시예 1, 4, 7, 8, 10, 12, 15, 16, 18, 20, 23 및 24가, 이 중에서 하나라도 만족하지 못하는 실시예 2, 3, 5, 6, 9, 11, 13, 14, 17, 19, 21, 22, 25, 26 및 비교예 1 ~ 7에 비하여 온도 40℃ 도달시간이 빠르고, 교류전압 인가 시 1시간 경과 후 발열원단의 온도가 높게 상승하며, 내구성 및 발열 균일성이 우수하고, 원단의 인장강도 변화율이 낮으며, 발열성능 및 단열성능이 우수한 동시에 유연성이 우수함에 따라 밀착성이 우수하고, 온도 상승을 목적으로 하는 대상의 내부까지 온도 전달이 가능하다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 전류가 인가되면 발열하는 카본계섬유를 포함하고,
    상기 카본계섬유는 하기 조건 (1) 및 조건 (2)를 동시에 만족하는 발열원단:
    (1) 0.165 ≤ (b + e) / (a + c + d) ≤ 1.8
    (2) 0.4 ≤ d / e ≤ 4.5
    이때, 상기 a는 카본계섬유의 인장강도(g/d), 상기 b는 카본계섬유의 수분율(%), 상기 c는 카본계섬유의 습윤인장강도(g/d), 상기 d는 카본계섬유의 습윤모듈러스(g/d) 및 상기 e는 카본계섬유의 습윤신도(%)이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카본계섬유는 하기 조건 (3)을 더 만족하는 발열원단:
    (3) 0.95 ≤ c / a ≤ 1.05임.
  3. 제1항에 있어서, 상기 카본계섬유는,
    인장강도가 2 ~ 9 g/d, 수분율이 3% 이하, 습윤인장강도가 2 ~ 9 g/d, 습윤모듈러스가 15 ~ 40 g/d 및 습윤신도가 10 ~ 30%인 발열원단.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카본계 섬유는 하기 조건 (4) 및 조건 (5)를 더 만족하는 발열원단:
    (4) (f2 + g3)1/2 / h ≤ 1.3
    (5) |f × g| / h1/2 ≤ 8.3
    이때, 상기 f는 상기 카본계섬유의 사치수변화율(%), 상기 g는 상기 카본계섬유의 열응력(N) 및, 상기 h는 상기 카본계섬유의 저항(kΩ)임.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카본계섬유는,
    사치수변화율이 -5% 이상, 열응력이 5N 이하 및 저항이 10 ~ 500kΩ인 발열원단.
  6. 제1항에 있어서,
    220V 교류전압 인가 시, 상기 발열원단의 온도가 40℃ 이상이 되는 시간이 30초 ~ 5분인 발열원단.
  7. 제1항에 있어서,
    220V 교류전압 인가 시, 상기 발열원단의 온도가 70℃ 이상이 되는 시간이 10분 ~ 50분인 발열원단.
  8. 제1항에 있어서,
    220V 교류전압 인가 시, 1시간 경과 후 발열원단의 온도가 80℃ 이상인 발열원단.
  9. 제1항에 있어서, 상기 카본계섬유는,
    섬유 및,
    상기 섬유의 표면 적어도 일부에 형성되고, 바인더 및 상기 바인더에 고정되어 구비되는 탄소입자를 포함하는 카본도핑층을 구비하는 발열원단.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 카본계섬유는 섬도가 100 ~ 3,500De인 발열원단.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 카본계섬유는 영률이 15 ~ 40 g/d이고, 신도가 10 ~ 30%인 발열원단.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발열원단은 외부로부터 전류가 유입되는 적어도 하나 이상의 접속부를 포함하는 발열원단.
  13. 제1항에 있어서,
    경사; 및
    위사;를 포함하고,
    상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상에 상기 카본계섬유를 포함하는 발열원단.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 경사 및 위사 중 어느 하나 이상의 배설방향 1인치당 상기 카본계섬유가 1가닥 이상 배치되는 발열원단.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 경사 및 위사가 상호 엮이도록 배치되거나, 상기 경사 상부 또는 하부에 위사가 배치되는 발열원단.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 경사 및 위사를 엮도록 구비되는 그라운드사를 더 포함하는 발열원단.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 그라운드사는 섬도가 30 ~ 350 De인 발열원단.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 섬도가 100 ~ 3,500 De인 발열원단.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 경사 및 위사는 각각 독립적으로 석동선, 니크롬선, 철크롬선, 동니켈선 및 스테인리스선으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 도전섬유 및, 폴리에스테르 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 발열원단.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 경사 및 위사가 상호 엮이도록 배치되는 경우, 경사방향 1인치당 상기 경사를 1 ~ 60가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 1 ~ 60가닥 포함하고,
    상기 경사 상부 또는 하부에 위사가 배치되는 경우, 경사방향 1인치당 상기 경사를 1 ~ 30가닥 및, 위사방향 1인치당 상기 위사를 1 ~ 30가닥 포함하는 는 발열원단.
PCT/KR2020/009569 2019-12-26 2020-07-21 발열원단 WO2021132825A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/787,962 US20230054505A1 (en) 2019-12-26 2020-07-21 Heat generating fabric

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0175336 2019-12-26
KR1020190175336A KR102109019B1 (ko) 2019-12-26 2019-12-26 발열원단

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021132825A1 true WO2021132825A1 (ko) 2021-07-01

Family

ID=70679528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/009569 WO2021132825A1 (ko) 2019-12-26 2020-07-21 발열원단

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230054505A1 (ko)
KR (1) KR102109019B1 (ko)
WO (1) WO2021132825A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102109019B1 (ko) * 2019-12-26 2020-05-12 이성만 발열원단

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2769889B2 (ja) * 1988-12-07 1998-06-25 アモコ・コーポレイション 連続超高モジュラス炭素繊維
KR100411196B1 (ko) * 1999-07-01 2003-12-18 신닛뽄세키유 가부시키가이샤 보강용 메시직물 및 재료보강방법
KR20050081314A (ko) * 2004-02-13 2005-08-19 이춘구 도전성 탄소코팅섬유를 이용한 발열체 원단의 제조방법
KR20110109715A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 코오롱글로텍주식회사 발열원단 및 이의 제조방법
KR101363458B1 (ko) * 2012-09-28 2014-02-19 주식회사 유엠에스 롤 스크린용 발열 원단, 그 제조 방법 및 그를 이용한 발열 롤 스크린
WO2016158955A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 東邦テナックス株式会社 炭素繊維及び炭素繊維の製造方法
KR20170043789A (ko) * 2015-10-14 2017-04-24 임재성 그래핀을 함유한 발열원단 및 그 발열원단 제조방법
KR102109019B1 (ko) * 2019-12-26 2020-05-12 이성만 발열원단

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU587636B2 (en) 1985-10-01 1989-08-24 Sumitomo Metal Mining Company Limited Process for producing autoclaved light weight aerated concrete

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2769889B2 (ja) * 1988-12-07 1998-06-25 アモコ・コーポレイション 連続超高モジュラス炭素繊維
KR100411196B1 (ko) * 1999-07-01 2003-12-18 신닛뽄세키유 가부시키가이샤 보강용 메시직물 및 재료보강방법
KR20050081314A (ko) * 2004-02-13 2005-08-19 이춘구 도전성 탄소코팅섬유를 이용한 발열체 원단의 제조방법
KR20110109715A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 코오롱글로텍주식회사 발열원단 및 이의 제조방법
KR101363458B1 (ko) * 2012-09-28 2014-02-19 주식회사 유엠에스 롤 스크린용 발열 원단, 그 제조 방법 및 그를 이용한 발열 롤 스크린
WO2016158955A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 東邦テナックス株式会社 炭素繊維及び炭素繊維の製造方法
KR20170043789A (ko) * 2015-10-14 2017-04-24 임재성 그래핀을 함유한 발열원단 및 그 발열원단 제조방법
KR102109019B1 (ko) * 2019-12-26 2020-05-12 이성만 발열원단

Also Published As

Publication number Publication date
KR102109019B1 (ko) 2020-05-12
US20230054505A1 (en) 2023-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021132825A1 (ko) 발열원단
WO2015152575A1 (ko) 자동차용 고효율 발열시트
WO2021132827A1 (ko) 내벽 콘크리트 양생용 발열원단 및 이를 통한 내벽 콘크리트 양생방법
WO2021132826A1 (ko) 외벽 콘크리트 양생용 발열원단 및 이를 통한 외벽 콘크리트 양생방법
KR102090192B1 (ko) 발열원단
US10347396B2 (en) Cable jacket for an electrical or optical conductor
WO2011126223A2 (ko) 맞춤형 발열체의 제조방법 및 그 발열체
WO2017164509A1 (ko) 전기온열매트 및 이의 제조방법
WO2020040573A1 (ko) 발열원단
WO2020040575A1 (ko) 내벽/외벽 콘크리트 양생용 발열원단 및 이를 통한 내벽/외벽 콘크리트 양생방법
US7692093B2 (en) High temperature high voltage cable
WO2020040574A1 (ko) 콘크리트 유독성 제어용 양생원단 및 이를 통한 유독성 제어 콘크리트 양생방법
WO2017122875A1 (ko) 난연성 전자파 차폐 전열시트
WO2021201555A1 (en) Induction heating apparatus
WO2017018673A1 (ko) 전자파 상쇄 면상 발열체
JPH11213771A (ja) 耐火電線
KR100718299B1 (ko) 발열 직물 및 그 제조 방법
WO2019190152A1 (ko) 섬유 전극을 이용한 유연성 발열 시트
WO2023038186A1 (ko) 고효율 하이브리드 발열체 및 이의 제조방법
WO2018110941A1 (ko) 플렉서블 전자파차폐재, 이를 포함하는 전자파차폐형 회로모듈 및 이를 구비하는 전자기기
WO2018070709A1 (ko) 탄소 펠트를 이용한 발열체
CN207977146U (zh) 绝缘耐火电缆
WO2024090909A1 (ko) 캡 일체형 내화버스바 및 이를 구비한 배터리 팩
JPH07106056A (ja) 複合ゴムヒーター製品
WO2022010309A1 (ko) 섬유기반 기능성 소재

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20905348

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20905348

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1