KR102076767B1 - Heating textile and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발열 섬유원단 및 발열 섬유원단 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신축 가능하면서도 내구성이 뛰어난 발열 섬유원단 및 발열 섬유원단 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 발열 섬유원단은 섬유원단; 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 상기 섬유원단의 일면 상에 제공되며, 카본나노튜브로 이루어진 패턴 발열층; 및 상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결되는 전극;을 포함할 수 있다.The present invention relates to a exothermic fiber fabric and a method for producing a exothermic fiber fabric, and more particularly, to a exothermic and durable exothermic fiber fabric and exothermic fiber fabric manufacturing method.
Exothermic fiber fabric according to an embodiment of the present invention is a fiber fabric; A patterned heating layer provided on one surface of the fiber fabric in a continuous network structure forming an open portion, and made of carbon nanotubes; And an electrode electrically connected to the pattern heating layer.

Description

발열 섬유원단 및 발열 섬유원단 제조방법{Heating textile and method for manufacturing the same}Heating fabric and method for manufacturing the fabric

본 발명은 발열 섬유원단 및 발열 섬유원단 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신축 가능하면서도 내구성이 뛰어난 발열 섬유원단 및 발열 섬유원단 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a exothermic fiber fabric and a method for producing a exothermic fiber fabric, and more particularly, to a exothermic and durable exothermic fiber fabric and exothermic fiber fabric manufacturing method.

의류용 섬유원단, 직물의 내부 소재가 발열 효과를 갖는다면 보온 효과 및 난방비 절약 효과를 가져올 것이다. 최근 이러한 목적으로 발열 기능을 갖는 섬유원단이나 직물 또는 의류를 개발하고자 하는 노력이 지속되고 있다.If the textile material for clothing, the inner material of the fabric has a heating effect will bring thermal insulation and saving heating costs. Recently, efforts have been made to develop fiber fabrics, fabrics, or clothing having a heating function for this purpose.

일반적으로 발열 섬유원단(또는 발열 직물)는 금속사 등의 전도성사를 이용하여 직접 섬유원단을 직조하여 제조하고 있으나, 금속사 등의 전도성사의 경우에는 단가가 매우 높고, 제조하기 매우 힘들며 고가의 장비를 필요로 한다. 또한, 이러한 방식으로 제조된 발열 섬유원단은 탄성력을 가지지 못하는 단점이 있고, 이에 따라 의류 및 탄성이 필요한 웨어러블 제품 등에는 사용하지 못하였다.In general, the heating fiber fabric (or heating fabric) is manufactured by directly weaving the fiber fabric using a conductive yarn such as metal yarn, but in the case of conductive yarn such as metal yarn, the unit price is very high, very difficult to manufacture, and expensive equipment. Need. In addition, the exothermic fiber fabric produced in this manner has a disadvantage that it does not have elasticity, and thus could not be used in clothing and wearable products requiring elasticity.

한국등록특허공보 제10-0991917호Korean Patent Publication No. 10-0991917

본 발명은 패턴 발열층의 손상없이 신축 가능하면서도 내구성이 뛰어난 발열 섬유원단 및 발열 섬유원단 제조방법을 제공한다.The present invention provides an exothermic fiber fabric and an exothermic fiber fabric manufacturing method which is stretchable and durable without damaging the pattern heat generating layer.

본 발명의 일실시예에 따른 발열 섬유원단은 섬유원단; 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 상기 섬유원단의 일면 상에 제공되며, 카본나노튜브로 이루어진 패턴 발열층; 및 상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결되는 전극;을 포함할 수 있다.Exothermic fiber fabric according to an embodiment of the present invention is a fiber fabric; A patterned heating layer provided on one surface of the fiber fabric in a continuous network structure forming an open portion, and made of carbon nanotubes; And an electrode electrically connected to the pattern heating layer.

상기 섬유원단은 결(grain)을 갖고, 상기 패턴 발열층은, 상기 섬유원단의 결을 따라 제공되는 제1 라인부; 및 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 라인부를 포함할 수 있다.The fiber fabric has a grain, and the pattern heating layer comprises: a first line portion provided along the grain of the fiber fabric; And a second line part extending in a direction crossing the result of the fiber fabric.

상기 제2 라인부는 각각 다른 방향으로 연장되어 서로 교차하는 복수의 단위 라인으로 이루어질 수 있다.The second line part may be formed of a plurality of unit lines extending in different directions to cross each other.

상기 제1 라인부와 상기 제2 라인부는 단위 패턴을 이루며, 상기 단위 패턴의 상기 결에 수직한 방향의 길이는 상기 단위 패턴의 상기 결에 평행한 방향의 길이보다 짧을 수 있다.The first line portion and the second line portion form a unit pattern, and a length in a direction perpendicular to the grain of the unit pattern may be shorter than a length in a direction parallel to the grain of the unit pattern.

상기 제1 라인부의 폭은 상기 결 사이의 간격보다 클 수 있다.The width of the first line portion may be greater than the gap between the grains.

상기 섬유원단의 표면에 제공되며, 작용기를 포함하는 표면개질물질로 이루어진 자가조립단층;을 더 포함하고, 상기 자가조립단층은, 상기 섬유원단의 표면과 결합되는 헤드 그룹; 및 상기 자가조립단층의 말단에 제공되는 상기 작용기를 포함하며, 상기 헤드 그룹과 연결되는 엔드 그룹을 포함하며, 상기 카본나노튜브의 표면에는 상기 작용기와 이온 결합되는 기능기가 형성될 수 있다.A self-assembled monolayer formed on the surface of the fiber fabric and comprising a surface-modifying material including a functional group, wherein the self-assembled monolayer comprises: a head group coupled to the surface of the fiber fabric; And a functional group provided at an end of the self-assembled monolayer, including an end group connected to the head group, and a functional group ion-bonded with the functional group may be formed on a surface of the carbon nanotube.

상기 패턴 발열층 상에 제공되며, 전기절연성을 갖는 보호막;을 더 포함할 수 있다.A protective film provided on the pattern heat generating layer and having electrical insulation may be further included.

전기적 신호가 공급되는 단자;를 더 포함하고, 상기 전극은 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 재봉하는 전도성사로 제공될 수 있다.It further comprises a terminal to which an electrical signal is supplied, wherein the electrode may be provided as a conductive yarn for sewing the fiber fabric and the pattern heating layer.

상기 단자는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 전극은 상기 단자 각각으로부터 서로 나란하게 연장되어 상기 단자와 상기 패턴 발열층을 전기적으로 연결할 수 있다.The terminals may be formed in a pair, and the electrodes may extend in parallel from each other of the terminals to electrically connect the terminal and the pattern heating layer.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 섬유원단 제조방법은 카본나노튜브를 분산매에 분산시키는 과정; 섬유원단의 일면 상에 상기 카본나노튜브가 상기 분산매에 분산된 분산 용액을 제공하여 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 패턴 발열층을 형성하는 과정; 및 상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결되는 전극을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.Exothermic fiber fabric manufacturing method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of dispersing carbon nanotubes in a dispersion medium; Forming a pattern heating layer in a continuous network structure in which the carbon nanotubes are dispersed in the dispersion medium on one surface of a fiber fabric to form an open portion; And forming an electrode electrically connected to the pattern heating layer.

상기 섬유원단은 결(grain)을 갖고, 상기 패턴 발열층을 형성하는 과정은, 상기 섬유원단의 결을 따라 제1 라인부를 형성하는 과정; 및 상기 제1 라인부와 단위 패턴을 이루도록 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 라인부를 형성하는 과정을 포함할 수 있다. The fiber fabric has a grain, and the forming of the pattern heat generating layer comprises: forming a first line portion along the grain of the fiber fabric; And forming a second line part extending in a direction crossing the result of the fiber fabric to form a unit pattern with the first line part.

상기 패턴 발열층을 형성하는 과정에서는 상기 단위 패턴의 상기 결에 수직한 방향의 길이가 상기 단위 패턴의 상기 결에 평행한 방향의 길이보다 짧게 상기 패턴 발열층을 형성할 수 있다.In the process of forming the pattern heating layer, the pattern heating layer may be formed such that the length of the unit pattern in the direction perpendicular to the grain is shorter than the length of the unit pattern in the direction parallel to the grain of the unit pattern.

상기 제1 라인부를 형성하는 과정에서는 상기 제1 라인부의 폭을 상기 결 사이의 간격보다 크게 형성할 수 있다.In the process of forming the first line portion, the width of the first line portion may be greater than the gap between the grains.

상기 카본나노튜브를 산처리하여 상기 카본나노튜브의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩을 제거하는 과정; 카본 본딩이 제거된 상기 카본나노튜브의 표면에 상기 작용기와 이온 결합되는 기능기를 형성하는 과정; 및 상기 섬유원단의 표면에 작용기를 포함하는 표면개질물질로 형성되는 자가조립단층을 형성하는 과정;을 더 포함할 수 있다.Acid treatment of the carbon nanotubes to remove at least some of the carbon bonding from the surface of the carbon nanotubes; Forming a functional group ionically bonded to the functional group on the surface of the carbon nanotubes from which carbon bonding is removed; And forming a self-assembled monolayer formed of a surface-modifying material including a functional group on the surface of the fiber fabric.

전기적 신호가 공급되는 단자를 형성하는 과정;을 더 포함하고, 상기 전극을 형성하는 과정은 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 전도성사로 재봉하여 상기 단자와 상기 패턴 발열층을 전기적으로 연결하는 과정을 포함할 수 있다.The method may further include forming a terminal to which an electrical signal is supplied. The forming of the electrode may include stitching the fiber fabric and the pattern heating layer with a conductive yarn to electrically connect the terminal and the pattern heating layer. It may include.

상기 패턴 발열층 상에 전기절연성을 갖는 보호막을 형성하는 과정;을 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a protective film having electrical insulation on the pattern heating layer.

본 발명의 실시 형태에 따른 발열 섬유원단은 섬유원단 상에 카본나노튜브(Carbon NanoTube; CNT)로 패턴 발열층을 형성하여 패턴 발열층이 탄성력을 가질 수 있고, 섬유원단의 변형 시에도 패턴 발열층의 발열 효율과 복원력을 유지할 수 있다. 또한, 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 패턴 발열층을 형성하여 섬유원단의 결(grain)과 평행 또는 수직 방향으로 변형하는 섬유원단의 변형(또는 신축)에 따라 패턴 발열층의 각 단위 패턴이 방향성을 갖고 잘 변형될 수 있다. 이에 따라 패턴 발열층의 손상(또는 단선)없이 발열 섬유원단의 내구성을 향상시킬 수 있다.In the exothermic fiber fabric according to the embodiment of the present invention, the pattern exothermic layer may have elastic force by forming a pattern exothermic layer with carbon nanotubes (CNTs) on the fiber fabric, and the pattern exothermic layer even when the fiber fabric is deformed. It can maintain the heat generating efficiency and resilience. In addition, each unit pattern of the pattern heating layer is formed according to the deformation (or stretching) of the fiber fabric which forms a pattern heating layer in a continuous network structure forming an open part and deforms in the parallel or vertical direction with the grain of the fiber fabric. It can be oriented and deformed well. Accordingly, the durability of the heat generating fiber fabric can be improved without damaging (or breaking) the pattern heat generating layer.

또한, 섬유원단의 결을 따라 제1 라인부를 형성하여 섬유원단의 변형에 따라 변형되면서도 전기전도도를 유지할 수 있는 부분(또는 면적)을 확보할 수 있고, 각 단위 패턴의 결에 수직한 방향의 길이를 각 단위 패턴의 결에 평행한 방향의 길이보다 짧게 하여 결에 수직한 방향으로 신축함으로 인해 저항 변화가 큰 성분을 줄일 수 있다.In addition, by forming the first line portion along the grain of the fiber fabric, it is possible to secure a portion (or area) capable of maintaining electrical conductivity while being deformed according to the deformation of the fiber fabric, and lengthwise in the direction perpendicular to the grain of each unit pattern. By shortening the length in the direction parallel to the grain of each unit pattern, it is possible to reduce the component with a large resistance change by stretching in the direction perpendicular to the grain.

그리고 섬유원단의 표면에 자가조립단층을 형성하여 표면개질한 후에 패턴 발열층을 형성함으로써, 섬유원단과 패턴 발열층의 결합력이 향상될 수 있고, 발열 섬유원단의 내구성이 보다 향상될 수 있다. 또한, 패턴 발열층 상에 보호막을 코팅하여 발열 섬유원단의 표면을 전기절연시킬 뿐만 아니라 패턴 발열층의 박리를 방지할 수도 있다.And by forming a self-assembled monolayer on the surface of the fiber fabric to form a pattern heating layer after the surface modification, the bonding force of the fiber fabric and the pattern heating layer can be improved, the durability of the heat generating fiber fabric can be further improved. In addition, by coating a protective film on the pattern heat generating layer to not only electrically insulate the surface of the heat generating fiber fabric, but also prevent the peeling of the pattern heat generating layer.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 섬유원단을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 섬유원단의 결 및 단위 패턴을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위 패턴을 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결에 수직한 방향으로 늘어난 섬유원단과 패턴 발열층을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자가조립단층과 카본나노튜브의 결합을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 섬유원단 제조방법을 나타낸 순서도.1 is a schematic view showing a heat generating fiber fabric according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram for explaining the texture and unit pattern of the fiber fabric according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing a unit pattern according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a fiber fabric and a pattern heating layer extended in a direction perpendicular to a grain according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating the coupling of a self-assembled monolayer and carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flow chart showing a heating fiber fabric manufacturing method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you. In the description, like reference numerals refer to like elements, and the drawings may be partially exaggerated in size in order to accurately describe embodiments of the present invention, and like reference numerals refer to like elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 섬유원단을 나타낸 개략도로, 도 1(a)는 발열 섬유원단의 평면도이고, 도 1(b)는 발열 섬유원단의 단면도이다.1 is a schematic view showing a heating fiber fabric according to an embodiment of the present invention, Figure 1 (a) is a plan view of the heating fiber fabric, Figure 1 (b) is a cross-sectional view of the heating fiber fabric.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발열 섬유원단(100)은 섬유원단(110); 오픈부(120a)를 형성하는 연속적인 망 구조로 상기 섬유원단(110)의 일면 상에 제공되며, 카본나노튜브(125)로 이루어진 패턴 발열층(120); 및 상기 패턴 발열층(120)에 전기적으로 연결되는 전극(130);을 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the heating fiber fabric 100 according to an embodiment of the present invention is a fiber fabric 110; A pattern heating layer 120 provided on one surface of the fiber fabric 110 in a continuous network structure forming an open portion 120a and made of carbon nanotubes 125; And an electrode 130 electrically connected to the pattern heating layer 120.

섬유원단(110)은 사람의 신체에 착용할 수 있는 장갑, 옷 등의 의복 소재일 수 있으며, 천연섬유, 합성섬유 등으로 이루어질 수 있다. 그리고 섬유원단(110)은 패턴 발열층(120)을 지지할 수 있고, 의류 및 웨어러블 제품에 활용할 수 있다. 또한, 섬유원단(110)은 사이사이가 뚫려 있으므로, 카본나노튜브(125)는 섬유원단(110)의 표면에 남아있을 수 있고, 분산매만 섬유원단(110)을 통과하여 빠져나갈 수 있다. 이에 섬유원단(110)을 사용하게 되면, 패턴 발열층(120)을 형성하는 데에 진공흡착법을 사용할 수 있으며, 진공흡착법에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.Fiber fabric 110 may be a garment material such as gloves, clothes that can be worn on the body of the person, it may be made of natural fibers, synthetic fibers and the like. In addition, the fiber fabric 110 may support the pattern heating layer 120, and may be used for clothing and wearable products. In addition, since the fiber fabric 110 has a gap therebetween, the carbon nanotubes 125 may remain on the surface of the fiber fabric 110, and only the dispersion medium may pass through the fiber fabric 110. When the fiber fabric 110 is used, a vacuum adsorption method may be used to form the pattern heating layer 120, and a detailed description of the vacuum adsorption method will be described later.

한편, 섬유원단(110)은 신축성 소재로 이루어질 수 있으며, 답답함과 불편함 없이 착용감이 우수한 발열 섬유원단(100)을 제공할 수 있다. 또한, 자가조립단층(140)의 헤드 그룹(141)이 섬유원단(110)의 표면에 잘 결합되도록 섬유원단(110)은 천연섬유 표면의 수산화기(-OH)를 활용한 천연섬유 복합재료로 이루어질 수도 있고, 섬유원단(110)의 표면을 활성화시켜 섬유원단(110)의 표면에 수산화기를 형성할 수도 있다.On the other hand, the fiber fabric 110 may be made of an elastic material, it is possible to provide a heat-producing fiber fabric 100 with excellent fit without frustration and discomfort. In addition, the fiber fabric 110 is made of a natural fiber composite material utilizing a hydroxyl group (-OH) of the natural fiber surface so that the head group 141 of the self-assembled monolayer 140 is well bonded to the surface of the fiber fabric 110. Alternatively, the surface of the fiber fabric 110 may be activated to form a hydroxyl group on the surface of the fiber fabric 110.

패턴 발열층(120)은 카본나노튜브(125)로 이루어질 수 있으며, 오픈부(120a)를 형성하는 연속적인 망 구조로 섬유원단(110)의 일면 상에 제공될 수 있다. 여기서, 카본나노튜브(Carbon NanoTube; CNT, 125)는 탄소원자(C) 6개가 육각형의 모양으로 결합된 판상의 흑연시트가 직경이 수 나노미터에서 수백 나노미터 정도로 이루어진 튜브 형태의 나노소재이다. 또한, 카본나노튜브(125)는 탄성력을 가질 수 있으며, 입자들이 붙어있지 않고 어느 정도 이격 거리가 발생하여도 섬유상 구조와 유사하여 전기가 통하는 전기적 네트 워크 현상을 유지함으로써, 일반 카본의 함량에 비해 매우 적은 함량으로도 동등 이상의 성능을 구현하고 전기적 안정성도 보유할 수 있다. 그리고 패턴 발열층(120)은 탄성력을 갖는 카본나노튜브(125)에 의해 탄성력을 가질 수 있으며, 섬유원단(110)의 변형(또는 신축)에 따라 변형될 수 있고, 섬유원단(110)의 변형 시에도 발열 효율과 복원력을 유지할 수 있다. 이때, 패턴 발열층(120)은 표면적의 변화 또는 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 변화에 의해 적어도 부분적으로 저항이 변화될 수 있다.The pattern heating layer 120 may be formed of carbon nanotubes 125 and may be provided on one surface of the fiber fabric 110 in a continuous network structure forming the open part 120a. Here, the carbon nanotube (CNT, 125) is a tube-shaped nanomaterial consisting of a plate-like graphite sheet having six carbon atoms (C) bonded in a hexagonal shape with a diameter of several nanometers to several hundred nanometers. In addition, the carbon nanotubes 125 may have an elastic force, and even though the particles are not attached to each other and a certain distance is generated, the carbon nanotubes 125 may be similar to the fibrous structure to maintain an electrical network phenomenon through which electricity flows, and thus, compared with general carbon content. Even very small amounts can achieve equal or better performance and retain electrical stability. The pattern heating layer 120 may have elastic force by the carbon nanotubes 125 having elastic force, may be deformed according to deformation (or stretching) of the fiber fabric 110, and deformation of the fiber fabric 110. It can maintain heating efficiency and restoring power even when In this case, the resistance of the pattern heating layer 120 may be changed at least partially due to a change in surface area or a change in the number of contact points of the carbon nanotubes 125.

그리고 패턴 발열층(120)은 오픈부(120a)를 형성하는 연속적인 망 구조로 형성될 수 있으며, 이러한 경우에 섬유원단(110)의 변형에 따라 패턴 발열층(120)의 각 단위 패턴(120b)이 방향성을 갖고 잘 변형될 수 있다. 즉, 오픈부(120a)가 패턴 발열층(120)이 변형될 공간(예를 들어, 상기 패턴 발열층의 라인들이 이동할 공간)을 제공하여 섬유원단(110)의 변형에 의한 패턴 발열층(120)의 변형에 대해 완충 역할을 할 수 있고, 패턴 발열층(120)의 변형에 따라 각각의 오픈부(120a)의 형상이 변화되면서 패턴 발열층(120)이 전체적으로 안정적이게 변형될 수 있으며, 각각의 오픈부(120a)를 통해 섬유원단(110)의 변형에 맞추어 각 단위 패턴(120b)마다 부분적으로 변형될 수도 있다. 여기서, 상기 망 구조는 잡아 당기면 늘어나고 놓으면 오므라드는 원리로서, 섬유원단(110)의 변형에 따라 오픈부(120a)의 크기가 자유롭게 신축할 수 있고, 섬유원단(110) 상에 패턴 발열층(120)이 형성되는 면적이 줄어들어 패턴 발열층(120)을 형성하는 재료(예를 들어, 상기 카본나노튜브 등)를 절감할 수도 있다. 그리고 오픈부(120a)는 마름모꼴이나 타원형 등으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 수축이 가능한 원리의 모양이면 족하다. 예를 들어, 육각형의 벌집무늬로 패턴 발열층(120)을 형성할 수 있고, 이러한 경우에 늘어나는 방향과 각도가 30 내지 60°로 변화할 수 있어 변형 특성을 최소화할 수 있다. 이에 패턴 발열층(120)의 손상(또는 단선)없이 발열 섬유원단(100)의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 벌집무늬의 경우에 발열 섬유원단(100)의 내구성 및 발열 균일성을 최대화할 수 있다.In addition, the pattern heating layer 120 may be formed in a continuous network structure forming the open part 120a. In this case, each unit pattern 120b of the pattern heating layer 120 may be modified according to the deformation of the fiber fabric 110. ) Is directional and can be well deformed. That is, the open part 120a provides a space in which the pattern heating layer 120 is to be deformed (for example, a space in which the lines of the pattern heating layer move), so that the pattern heating layer 120 is deformed by the deformation of the fiber fabric 110. ) Can act as a buffer against the deformation of the pattern heating layer 120, and the pattern heating layer 120 can be deformed as a whole as the shape of each open part 120a changes according to the deformation of the pattern heating layer 120. It may be partially deformed for each unit pattern (120b) in accordance with the deformation of the fiber fabric 110 through the open portion (120a) of. In this case, the network structure is stretched and pulled when pulled out as a principle, the size of the open portion (120a) can be freely stretched according to the deformation of the fiber fabric 110, the pattern heating layer 120 on the fiber fabric 110 ) May be reduced to reduce the material (for example, the carbon nanotube, etc.) forming the pattern heating layer 120. The open portion 120a may be formed of a lozenge or an ellipse, and the like, but is not limited thereto. For example, the pattern heating layer 120 may be formed of a hexagonal honeycomb pattern, and in this case, the extending direction and angle may be changed to 30 to 60 °, thereby minimizing deformation characteristics. Accordingly, the durability of the heating fiber fabric 100 can be improved without damaging (or breaking) the pattern heating layer 120, and in the case of a honeycomb pattern, the durability and uniformity of heat generation of the heating fiber fabric 100 can be maximized. .

한편, 신축성 소재로 이루어진 섬유원단(110)과 탄성력을 갖는 패턴 발열층(120)을 통해 답답함과 불편함 없이 착용감이 우수한 발열 섬유원단(100)을 제공할 수도 있다. 그리고 패턴 발열층(120)의 두께는 5 내지 300 ㎛일 수 있으며, 300 ㎛보다 두꺼운 경우에는 패턴 발열층(120) 및/또는 섬유원단(110)이 잘 신축되지 않거나 구부러지지 않아 패턴 발열층(120)에 크랙(crack)이 발생하여 절단되거나 파손될 수 있고, 5 ㎛보다 얇은 경우에는 패턴 발열층(120)이 너무 얇아 충분한 열량이 발생되지 않을 뿐만 아니라 충분한 인장력을 가질 수 없어 패턴 발열층(120)이 신축하면서 절단되거나 파손될 수 있다.On the other hand, through the fiber fabric 110 made of an elastic material and the pattern heat generating layer 120 having an elastic force may provide a heat generating fiber fabric 100 excellent in fit without discomfort and discomfort. The pattern heating layer 120 may have a thickness of 5 to 300 μm, and when the thickness of the pattern heating layer 120 is greater than 300 μm, the pattern heating layer 120 and / or the fiber fabric 110 may not be stretched or bent well. If cracks are generated in the 120 and may be cut or broken, and when thinner than 5 μm, the pattern heat generating layer 120 may be too thin to not generate sufficient heat, and may not have sufficient tensile force. ) Can be cut or broken as it is stretched.

전극(130)은 패턴 발열층(120)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 패턴 발열층(120)의 양쪽 끝단에 형성될 수 있다. 전극(130)을 통해 패턴 발열층(120)에 전류를 흘려주어 패턴 발열층(120)을 전기 발열(또는 저항 발열)시킬 수 있다.The electrode 130 may be electrically connected to the pattern heating layer 120, and may be formed at both ends of the pattern heating layer 120. An electric current may flow in the pattern heat generating layer 120 through the electrode 130 to electrically heat the pattern heat generating layer 120 (or resist heat).

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 섬유원단의 결 및 단위 패턴을 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 섬유원단의 결을 나타내고, 도 2(b)는 단위 패턴을 나타낸다.2 is a conceptual diagram for explaining the grain and unit pattern of the fiber fabric according to an embodiment of the present invention, Figure 2 (a) shows the grain of the fiber fabric, Figure 2 (b) shows the unit pattern.

도 2를 참조하면, 섬유원단(110)은 결(grain, 111)을 가질 수 있으며, 섬유원단(110)마다 다른 특성의 결(111)을 가질 수 있고, 그 결(111)에 따라 늘어나는 길이 대비 저항의 변화량이 달라 패턴 발열층(120)의 저항 변화 시 방향성을 부가해줄 수 있다. 여기서, 섬유원단(110)은 섬유원단(110)의 결(111)에 평행한 방향(11) 또는 수직한 방향(12)으로 신축(또는 변형)될 수 있다. 또한, 섬유원단(110)의 결(111)은 카본나노튜브(125)가 흡착되는 흡착면을 제공할 수 있으며, 패턴 발열층(120)을 이루는 대부분의 카본나노튜브(125)가 결(111)에 흡착될 수 있다.Referring to FIG. 2, the fiber fabric 110 may have a grain 111, each fiber fabric 110 may have a grain 111 having different characteristics, and the length of the fiber fabric 110 may increase according to the grain 111. The amount of change in the contrast resistance is different, which may add directionality when the resistance of the pattern heating layer 120 changes. Here, the fiber fabric 110 may be stretched (or deformed) in a direction 11 parallel to or perpendicular to the grains 111 of the fiber fabric 110. In addition, the grain 111 of the fiber fabric 110 may provide an adsorption surface on which the carbon nanotubes 125 are adsorbed, and most of the carbon nanotubes 125 forming the pattern heat generating layer 120 are grains 111. ) Can be adsorbed.

그리고 패턴 발열층(120)은 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 제공되는 제1 라인부(121); 및 섬유원단(110)의 결(111)과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 라인부(122)를 포함할 수 있다. 제1 라인부(121)는 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 제공될 수 있으며, 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 신축할 수 있어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다. 카본나노튜브(125)는 머리카락 구조로 되어 서로 엉켜 있는 구조이며, 분자 구조상 부분 단락이 발생하여도 연결되어 있는 접촉점이 많아 쇼트나 화재의 위험성이 없고, 장기간 사용에 따른 내구성이 뛰어나다. 이러한 카본나노튜브(125)는 제1 라인부(121)가 늘어남에 따라 서로 엉켜 있던 입자들이 풀리거나 서로 떨어질 수 있으며, 이에 따라 카본나노튜브(125)의 접촉점의 개수가 변할 수 있고, 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 변화에 의해 제1 라인부(121)의 저항이 변화할 수 있다. 제1 라인부(121)는 대부분의 카본나노튜브(125)가 흡착 고정된 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 신축됨으로써, 제1 라인부(121)가 늘어나더라도 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 촘촘히 제공된 카본나노튜브(125)에 의해 입자들 간의 연결이 대부분 유지될 수 있고, 이에 따라 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 변화가 적어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다.The pattern heating layer 120 may include a first line part 121 provided along the grains 111 of the fiber fabric 110; And a second line part 122 extending in a direction crossing the grains 111 of the fiber fabric 110. The first line part 121 may be provided along the grains 111 of the fiber fabric 110 and may be stretched along the grains 111 of the fiber fabric 110. . The carbon nanotubes 125 have a hair structure and are entangled with each other, and have a lot of contact points connected even when a partial short occurs in the molecular structure, and thus there is no risk of short or fire, and the durability is excellent due to long-term use. The carbon nanotubes 125 may have particles entangled with each other as the first line portion 121 is extended or released from each other. Accordingly, the number of contact points of the carbon nanotubes 125 may be changed, and carbon nanotubes may be changed. The resistance of the first line part 121 may change due to the change in the number of contact points of the tube 125. The first line part 121 is stretched along the grain 111 of the fiber fabric 110 on which most carbon nanotubes 125 are adsorbed and fixed, so that the fiber line 110 may be stretched even if the first line part 121 is extended. Most of the connections between the particles can be maintained by the carbon nanotubes 125 closely provided along the grains 111. Accordingly, the change in the number of contact points of the carbon nanotubes 125 is small, so that the change in resistance due to stretching is small. Can be.

제2 라인부(122)는 섬유원단(110)의 결(111)과 교차하는 방향으로 연장될 수 있으며, 제1 라인부(121) 간을 연결할 수 있고, 제1 라인부(121)와 단위 패턴(120b)을 이룰 수 있다. 그리고 제2 라인부(122)는 섬유원단(110)의 결(111)과 교차하는 방향으로 신축하게 되어 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다. 제2 라인부(122)를 이루는 카본나노튜브(125)는 제2 라인부(122)가 늘어남에 따라 서로 엉켜 있던 입자들이 떨어져 어느 정도 이격 거리가 발생할 수 있으며, 이에 따라 카본나노튜브(125)의 접촉점의 개수가 변할 수 있고, 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 변화에 의해 제2 라인부(122)의 저항이 변화할 수 있다. 제2 라인부(122)는 섬유원단(110)의 결(111)과 교차하는 방향으로 신축됨으로써, 제2 라인부(122)가 늘어남에 따라 대부분의 카본나노튜브(125)가 흡착 고정된 섬유원단(110)의 결(111)들이 분리되고, 결(111)들 간에 서로 엉켜 있던 입자들이 떨어져 입자들 간의 연결이 대부분 끊어질 수 있으며, 이에 따라 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 변화가 많게 되어 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다.The second line part 122 may extend in a direction intersecting with the grain 111 of the fiber fabric 110, may connect the first line part 121, and may be united with the first line part 121. Pattern 120b may be achieved. In addition, the second line part 122 may expand and contract in a direction intersecting with the grain 111 of the fiber fabric 110, and thus a change in resistance according to stretching may be large. As the carbon nanotubes 125 constituting the second line part 122 are separated from each other, the particles are entangled with each other as the second line part 122 increases, and thus, the carbon nanotubes 125 are separated. The number of contact points may change, and the resistance of the second line part 122 may change due to a change in the number of contact points of the carbon nanotubes 125. The second line portion 122 is stretched in a direction intersecting with the grain 111 of the fiber fabric 110, and as the second line portion 122 increases, most of the carbon nanotubes 125 are adsorbed and fixed. The grains 111 of the fabric 110 are separated, and particles that are tangled between the grains 111 are separated from each other, and thus the connections between the particles can be mostly broken. As a result, a change in the number of contact points of the carbon nanotubes 125 may occur. This can be large, the resistance change according to the expansion can be large.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단위 패턴을 나타내는 개략도로, 도 3(a)는 벌집 구조의 단위 패턴을 나타내고, 도 3(b)는 격자 구조의 단위 패턴을 나타낸다.3 is a schematic diagram illustrating a unit pattern according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) shows a unit pattern of a honeycomb structure, and FIG. 3 (b) shows a unit pattern of a lattice structure.

도 3을 참조하면, 제2 라인부(122)는 각각 다른 방향으로 연장되어 서로 교차하는 복수의 단위 라인(122a,122b)으로 이루어질 수 있으며, 각각 다른 방향으로 연장되는 복수의 단위 라인(122a,122b)이 서로 교차하여(또는 연결되어) 제1 라인부(121) 간을 연결할 수 있다. 여기서, 각각 다른 방향은 모두 섬유원단(110)의 결(111)과 교차하는 방향일 수 있고, 상기 교차하는 방향은 수직으로 교차하는 것뿐만 아니라 평행하지 않고 비스듬한(또는 엇갈리는) 방향을 모두 포함할 수 있다. 이를 통해 제1 라인부(121)와 수직으로 교차하여 형성되는 사각형의 격자 구조뿐만 아니라 육각형의 벌집 구조 등의 다양한 단위 패턴(120b)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3, the second line part 122 may be formed of a plurality of unit lines 122a and 122b extending in different directions and crossing each other, and each of the plurality of unit lines 122a extending in a different direction. 122b) may cross each other (or be connected) to connect the first line portions 121. Here, each of the different directions may be a direction that intersects the grain 111 of the fiber fabric 110, and the crossing directions may include not only vertically intersecting but also non-parallel and oblique (or staggered) directions. Can be. Through this, various unit patterns 120b such as a hexagonal honeycomb structure as well as a rectangular lattice structure formed to cross the first line part 121 may be formed.

그리고 제1 라인부(121)와 제2 라인부(122)는 단위 패턴을 이룰 수 있다. 제1 라인부(121)와 제2 라인부(122)는 서로 연결되어 단위 패턴(120b)을 이룰 수 있고, 단위 패턴(120b)이 서로 연결되어 연속적인 망 구조를 형성할 수 있다.The first line part 121 and the second line part 122 may form a unit pattern. The first line part 121 and the second line part 122 may be connected to each other to form a unit pattern 120b, and the unit pattern 120b may be connected to each other to form a continuous network structure.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 결에 수직한 방향으로 늘어난 섬유원단과 패턴 발열층을 설명하기 위한 개념도로, 도 4(a)는 늘어나기 전을 나타내고, 도 4(b)는 늘어난 후를 나타낸다.4 is a conceptual view illustrating a fiber fabric and a pattern heating layer extending in a direction perpendicular to a grain according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) shows before stretching, and FIG. 4 (b) shows stretching. Indicates.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 단위 패턴(120b)의 결(111)에 수직한 방향(12)의 길이(V)는 단위 패턴(120b)의 결(111)에 평행한 방향(11)의 길이(P)보다 짧을 수 있다. 패턴 발열층(120)이 결(111)에 평행한 방향(11)으로 신축하는 경우에는 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 신축할 수 있어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다. 패턴 발열층(120)이 결(111)에 평행한 방향(11)으로 늘어나는 경우, 패턴 발열층(120)이 늘어나더라도 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 촘촘히 제공된 카본나노튜브(125)에 의해 입자들 간의 연결이 대부분 유지될 수 있고, 이에 따라 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 변화가 적어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다.2 to 4, the length V of the direction 12 perpendicular to the grain 111 of the unit pattern 120b is parallel to the grain 111 of the unit pattern 120b. It may be shorter than the length (P). When the pattern heating layer 120 is stretched in the direction 11 parallel to the grain 111, the pattern heating layer 120 may be stretched along the grain 111 of the fiber fabric 110, and thus the resistance change according to the stretch may be small. When the pattern heat generating layer 120 extends in the direction 11 parallel to the grain 111, the carbon nanotubes 125 provided closely along the grain 111 of the fiber fabric 110 even though the pattern heat generating layer 120 increases. By most of the connection between the particles can be maintained, and accordingly the change in the number of contact points of the carbon nanotubes 125 may be small, the change in resistance due to stretching can be small.

반면에, 패턴 발열층(120)이 결(111)에 수직한 방향(12)으로 신축하는 경우에는 섬유원단(110)의 결(111)들 사이가 붙었다 떨어졌다 하게 되므로, 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다. 즉, 섬유원단(110)의 결(111)들이 붙어 있을 때와 섬유원단(110)의 결(111)들 사이가 떨어져 있을 때에 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 차이가 많이 나게 되며, 이로 인해 신축에 따른 저항 변화가 크게 된다. 패턴 발열층(120)이 결(111)에 수직한 방향(12)으로 늘어나는 경우, 대부분의 카본나노튜브(125)가 흡착 고정된 섬유원단(110)의 결(111)들 사이가 벌어지게 되고 패턴 발열층(120)이 섬유원단(110)의 결(111)들 사이의 공간에서 신축하면서 결(111)들 간에 서로 엉켜 있던 입자들이 떨어져 입자들 간의 연결이 대부분 끊어질 수 있으며, 이에 따라 카본나노튜브(125)의 접촉점 개수의 변화가 많게 되어 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다.On the other hand, when the pattern heating layer 120 stretches in the direction 12 perpendicular to the grains 111, the gaps between the grains 111 of the fiber fabric 110 are attached and dropped, and thus the resistance change according to the expansion and contraction. Can be large. That is, when the grains 111 of the fiber fabric 110 are attached to each other and the grains 111 of the fiber fabric 110 are separated from each other, the number of contact points of the carbon nanotubes 125 becomes large. Because of this, the change in resistance due to the expansion is large. When the pattern heating layer 120 extends in the direction 12 perpendicular to the grain 111, most of the carbon nanotubes 125 are separated from the grains 111 of the fiber fabric 110 on which the carbon nanotubes 125 are adsorbed and fixed. As the pattern heating layer 120 stretches in the space between the grains 111 of the fiber fabric 110, particles tangled between the grains 111 are separated from each other, and thus the connection between the grains is mostly broken. Since the number of contact points of the nanotubes 125 is increased, resistance change according to stretching may be large.

이에 단위 패턴(120b)의 결(111)에 수직한 방향(12)의 길이(V)를 단위 패턴(120b)의 결(111)에 평행한 방향(11)의 길이(P)보다 짧게 함으로써, 패턴 발열층(120)에서 결(111)에 수직한 방향(12)으로 신축하여(또는 신축함으로 인해) 저항 변화가 큰 성분(또는 부분)을 결(111)에 평행한 방향(11)으로 신축하여 저항 변화가 작은 성분보다 줄일 수 있다. 이를 통해 패턴 발열층(120)이 신축하더라도 패턴 발열층(120)의 저항 변화를 줄일 수 있고, 패턴 발열층(120)의 영역별 저항 변화에 따라 영역별로 발생하는 열효율 차이도 억제 또는 방지할 수 있다.Accordingly, by making the length V of the direction 12 perpendicular to the grain 111 of the unit pattern 120b shorter than the length P of the direction 11 parallel to the grain 111 of the unit pattern 120b, The pattern heating layer 120 is stretched (or stretched) in the direction 12 perpendicular to the grain 111 to stretch the component (or portion) having a large resistance change in the direction 11 parallel to the grain 111. Therefore, the change in resistance can be reduced more than the small component. As a result, even if the pattern heating layer 120 is stretched, the resistance change of the pattern heating layer 120 may be reduced, and the thermal efficiency difference generated in each region may be suppressed or prevented according to the resistance change of each region of the pattern heating layer 120. have.

그리고 제1 라인부(121)의 폭은 결(111) 사이의 간격보다 클 수 있다. 제1 라인부(121)의 폭이 섬유원단(110)의 결(111) 사이의 간격(또는 상기 결 간의 거리)보다 작게 되면, 패턴 발열층(120)이 섬유원단(110)의 결(111) 사이에만 형성되고, 섬유원단(110)의 결(111)에는 형성되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 패턴 발열층(120)의 저항 변화 시 방향성을 부가해줄 수 없고, 안정적인 카본나노튜브(125)의 흡착면을 제공하는 결(111)에 카본나노튜브(125)가 흡착되지 않아 패턴 발열층(120)이 섬유원단(110) 상에 안정적으로 고정될 수 없으며, 패턴 발열층(120)의 신축에 의한 저항 변화를 예측 및/또는 제어할 수 없다.The width of the first line part 121 may be larger than the distance between the grains 111. When the width of the first line portion 121 is smaller than the distance between the grains 111 of the fiber fabric 110 (or the distance between the grains), the pattern heat generating layer 120 is formed of the grains 111 of the fiber fabric 110. It is formed only between), and may not be formed in the grain 111 of the fiber fabric 110. In this case, the directionality cannot be added when the resistance of the pattern heating layer 120 is changed, and the carbon nanotubes 125 are not adsorbed on the grains 111 that provide a stable adsorption surface of the carbon nanotubes 125, thereby generating pattern heating. The layer 120 may not be stably fixed on the fiber fabric 110 and may not predict and / or control the resistance change due to the expansion and contraction of the pattern heating layer 120.

하지만, 제1 라인부(121)의 폭이 결(111) 사이의 간격보다 큰 경우에는 적어도 부분적으로 섬유원단(110)의 결(111)에 흡착되는 카본나노튜브(125)가 생기게 되고, 패턴 발열층(120)이 섬유원단(110) 상에 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 패턴 발열층(120)의 저항 변화 시 방향성을 부가해줄 수 있어 패턴 발열층(120)의 신축에 의한 저항 변화를 예측 및/또는 제어할 수 있다.However, when the width of the first line portion 121 is larger than the gap between the grains 111, the carbon nanotubes 125 that are at least partially adsorbed to the grains 111 of the fiber fabric 110 are formed. The heating layer 120 may be stably fixed on the fiber fabric 110. In addition, directionality may be added when the resistance of the pattern heating layer 120 is changed to predict and / or control the resistance change due to the expansion and contraction of the pattern heating layer 120.

한편, 제1 라인부(121)는 적어도 하나 이상의 결(111)에 걸쳐서 형성될 수 있으며, 제1 라인부(121)의 중앙 라인(또는 중앙부)을 중심으로 결(111)이 대칭되어 배치될 수 있고, 제1 라인부(121)의 중앙 라인에 결(111)이 위치할 수 있다. 이를 통해 제1 라인부(121)가 섬유원단(110) 상에 안정적으로 고정될 수 있으면서 섬유원단(110)의 변형에 따라 방향성을 갖고 잘 변형되도록 할 수 있다. 그리고 제2 라인부(122)의 폭도 결(111) 사이의 간격보다 클 수 있다. 제1 라인부(121)와 제2 라인부(122)의 균일한 발열을 위해 제2 라인부(122)의 폭은 제1 라인부(121)의 폭과 동일할 수 있고, 결(111) 사이의 간격보다 클 수 있다. 또한, 결(111)에 흡착되는 카본나노튜브(125)의 수(또는 면적)가 많아져(또는 넓어져) 제2 라인부(122)가 안정적으로 고정될 수 있고, 패턴 발열층(120)이 섬유원단(110) 상에 보다 안정적으로 고정될 수 있다.Meanwhile, the first line part 121 may be formed over at least one or more grains 111, and the grains 111 may be symmetrically disposed about the center line (or center portion) of the first line portion 121. The grain 111 may be located at the center line of the first line part 121. Through this, the first line part 121 may be stably fixed on the fiber fabric 110 and may be deformed well with the direction according to the deformation of the fiber fabric 110. In addition, the width of the second line part 122 may be greater than the distance between the grains 111. For uniform heating of the first line part 121 and the second line part 122, the width of the second line part 122 may be the same as that of the first line part 121, and the grain 111 may be formed. It may be larger than the interval between. In addition, the number (or area) of the carbon nanotubes 125 adsorbed to the grain 111 increases (or widens), so that the second line portion 122 may be stably fixed, and the pattern heat generating layer 120 The fiber fabric 110 can be more stably fixed.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자가조립단층과 카본나노튜브의 결합을 설명하기 위한 개념도로, 도 5(a)는 섬유원단 상에 형성된 자가조립단층의 개념도이며, 도 5(b)는 카본나노튜브의 표면에 수산화기가 형성되는 개념도이고, 도 5(c)는 자가조립단층과 카본나노튜브의 결합 개념도이다.FIG. 5 is a conceptual view illustrating the coupling between a self-assembled monolayer and carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) is a conceptual view of a self-assembled monolayer formed on a fiber fabric, and FIG. 5 (b). 5 is a conceptual diagram in which a hydroxyl group is formed on the surface of the carbon nanotubes, and FIG.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 발열 섬유원단(100)은 섬유원단(110)의 표면에 제공되며, 작용기를 포함하는 표면개질물질로 이루어진 자가조립단층(140);을 더 포함할 수 있다. 자가조립단층(Self-Assembled Monolayer; SAM, 140)은 작용기를 포함하는 표면개질물질로 형성될 수 있고, 섬유원단(110)의 표면에 제공될 수 있다. 섬유원단(110)의 표면에 자가조립단층(140)을 형성하여 섬유원단(110)을 표면처리하면, 섬유원단(110)과 패턴 발열층(120)의 사이에 개재되는 자가조립단층(140)에 의해 섬유원단(110)과 패턴 발열층(120)의 결합력이 향상되어 섬유원단(110) 상에 패턴 발열층(120)이 잘 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the exothermic fiber fabric 100 according to the present invention may be provided on the surface of the fiber fabric 110, and may further include a self-assembled monolayer 140 made of a surface modifying material including a functional group. . Self-Assembled Monolayer (SAM) 140 may be formed of a surface modifying material including a functional group, and may be provided on the surface of the fiber fabric 110. When the self-assembled monolayer 140 is formed on the surface of the fiber fabric 110 to surface-treat the fiber fabric 110, the self-assembled monolayer 140 is interposed between the fiber fabric 110 and the pattern heating layer 120. By the bonding force between the fiber fabric 110 and the pattern heating layer 120 is improved, the pattern heating layer 120 can be well formed on the fiber fabric 110.

그리고 자가조립단층(140)은 섬유원단(110)의 표면과 결합되는 헤드 그룹(141); 및 자가조립단층(140)의 말단에 제공되는 상기 작용기를 포함하며, 헤드 그룹(141)과 연결되는 엔드 그룹(142)을 포함할 수 있다. 헤드 그룹(141)은 섬유원단(110)의 표면과 결합할 수 있고, 섬유원단(110)의 종류에 따라 선택할 수 있으며, 일반적으로 실리콘 원자(Si)를 포함하는 물질(예를 들어, 실란계)이 선택될 수 있다.And the self-assembled monolayer 140 is a head group 141 coupled to the surface of the fiber fabric 110; And the functional group provided at the end of the self-assembled monolayer 140, and may include an end group 142 connected to the head group 141. The head group 141 may be bonded to the surface of the fiber fabric 110, may be selected according to the type of the fiber fabric 110, and generally includes a material containing silicon atoms (eg, a silane-based ) May be selected.

엔드 그룹(142)은 자가조립단층(140)의 말단에 기능성을 부여할 수 있는 상기 작용기를 포함할 수 있고, 헤드 그룹(141)과 연결될 수 있으며, 상기 작용기는 이후 반응이 될 부분(즉, 어떤 물질을 붙일 것이냐)에 따라 다양한 작용기 중에서 선택될 수 있다.The end group 142 may include the functional group capable of imparting functionality to the end of the self-assembled monolayer 140 and may be connected to the head group 141, where the functional group is to be reacted later (ie, It can be selected from various functional groups depending on what substance to attach.

또한, 자가조립단층(140)은 헤드 그룹(141)과 엔드 그룹(142)을 연결하는 백본(backbone, 143)을 더 포함할 수 있다. 백본(143)은 주로 알킬 사슬로 구성될 수 있고, 하이드로 카본 체인이나 플로 카본 체인들일 수 있다.In addition, the self-assembled monolayer 140 may further include a backbone 143 connecting the head group 141 and the end group 142. The backbone 143 may consist primarily of alkyl chains, and may be hydrocarbon chains or flo carbon chains.

상기 작용기는 아민기(-NH), 아미노기(-NH2), 티올기(-SH), 카르복실기(-COOH), 포르밀기(-CHO), 시아나토기(-OCN), 실라놀기(Si-OH), 포스핀기(-PO2H2), 포스폰기(-PO3H2), 술폰기(-SO3H), 에폭시기 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 작용기를 통해 섬유원단(110)의 표면을 (+)로 대전시켜 섬유원단(110)의 표면에 정전기력을 부과할 수 있고, 카본나노튜브(125)의 표면에 수산화기(-OH)를 형성하는 경우에는 상기 작용기와 수산화기가 이온 결합할 수 있다. 이에 따라 섬유원단(110)과 패턴 발열층(120)의 결합력(즉, 상기 자가조립단층과 상기 패턴 발열층의 결합력)을 향상시킬 수 있다.The functional group is an amine group (-NH), amino group (-NH 2 ), thiol group (-SH), carboxyl group (-COOH), formyl group (-CHO), cyanato group (-OCN), silanol group (Si- OH), a phosphine group (-PO 2 H 2 ), a phosphone group (-PO 3 H 2 ), sulfone group (-SO 3 H), may be at least one selected from the epoxy group. The functional group can charge the surface of the fiber fabric 110 with (+) to impose an electrostatic force on the surface of the fiber fabric 110, to form a hydroxyl group (-OH) on the surface of the carbon nanotubes 125 In this case, the functional group and the hydroxyl group may be ion-bonded. Accordingly, the bonding force between the fiber fabric 110 and the pattern heating layer 120 (that is, the bonding force between the self-assembled monolayer and the pattern heating layer) may be improved.

섬유원단(110)에 자가조립단층(140)을 형성하는 경우에는 섬유원단(110)의 표면에 결합되는 헤드 그룹(141)으로 실란계가 선택될 수 있으며, 자가조립단층(140)을 형성하는 표면개질물질은 아민기(-NH), 아미노기(-NH2), 티올기(-SH), 카르복실기(-COOH), 포르밀기(-CHO), 시아나토기(-OCN), 실라놀기(Si-OH), 포스핀기(-PO2H2), 포스폰기(-PO3H2), 술폰기(-SO3H), 에폭시기 중 선택된 적어도 어느 하나의 작용기를 포함하는 실란계 물질일 수 있고, 아미노실란(Aminosilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane; APTES) 등일 수 있다. 상기 실란계 물질은 고분자 및 무기물을 연결할 수 있는 기를 동시에 갖고 있으므로, 섬유원단(110)과 잘 결합할 수 있으며, 유리섬유와 유사하게 천연섬유 표면의 수산화기(-OH)를 활용하는 경우에는 실란계 물질에 포함된 실리콘(Si)이 섬유원단(110) 표면의 수산화기와 이온 결합하여 헤드 그룹(141)이 섬유원단(110)의 표면에 잘 결합될 수 있다. 따라서, 표면개질물질로 실란계 물질을 사용하는 경우에는 헤드 그룹(141)이 섬유원단(110)의 표면에 잘 결합될 수 있어 섬유원단(110)의 표면에 자가조립단층(140)이 잘 형성될 수 있다. 또한, 실란계 물질을 사용하면, 표면개질물질의 이온들을 일정한 방향으로 섬유원단(110)의 표면에 유도시킬 수 있고, 섬유원단(110)의 표면을 대전시켜 섬유원단(110)의 표면에 정전기력을 부과할 수 있다.When the self-assembled monolayer 140 is formed on the fiber fabric 110, the silane system may be selected as the head group 141 coupled to the surface of the fiber fabric 110, and the surface forming the self-assembled monolayer 140 may be selected. Modifiers include amine groups (-NH), amino groups (-NH 2 ), thiol groups (-SH), carboxyl groups (-COOH), formyl groups (-CHO), cyanato groups (-OCN), silanol groups (Si- OH), phosphine group (-PO 2 H 2 ), phosphone group (-PO 3 H 2 ), sulfone group (-SO 3 H), may be a silane-based material comprising at least one functional group selected from the epoxy group, Aminosilane, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), and the like. Since the silane-based material has a group capable of connecting a polymer and an inorganic material at the same time, the silane-based material can be combined with the fiber fabric 110 well, and in the case of using a hydroxyl group (-OH) on a natural fiber surface similar to glass fiber, Silicon (Si) included in the material is ion-bonded with the hydroxyl group on the surface of the fiber fabric 110 so that the head group 141 may be well bonded to the surface of the fiber fabric 110. Therefore, in the case of using the silane-based material as the surface modifying material, the head group 141 may be well bonded to the surface of the fiber fabric 110, so that the self-assembled monolayer 140 may be well formed on the surface of the fiber fabric 110. Can be. In addition, by using a silane-based material, it is possible to induce ions of the surface modification material to the surface of the fiber fabric 110 in a predetermined direction, to charge the surface of the fiber fabric 110 to the electrostatic force on the surface of the fiber fabric 110 Can be imposed.

카본나노튜브(125)의 표면에는 상기 작용기와 이온 결합되는 기능기가 형성될 수 있다. 카본나노튜브(125)를 산처리하면, 카본나노튜브(125)의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩이 끊어질 수 있고, 카본 본딩이 끊어진 자리(예를 들어, 상기 카본나노튜브의 말단)에 상기 기능기가 형성될 수 있다. 예를 들어, 카본나노튜브(125)의 표면에는 수산화기(-OH)가 형성될 수 있으며, 카본나노튜브(125)의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩이 끊어지고, 카본 본딩이 끊어진 자리에 수산화기가 형성될 수 있다. 카본나노튜브(125)의 표면에 수산화기가 형성되면, 카본나노튜브(125)의 수산화기와 자가조립단층(140)의 작용기가 이온 결합함으로써, 패턴 발열층(120)이 섬유원단(110) 상에 잘 흡착될 수 있다.The surface of the carbon nanotubes 125 may be formed with functional groups that are ionically bonded to the functional groups. When the carbon nanotubes 125 are acid treated, at least a portion of the carbon bonding may be cut off from the surface of the carbon nanotubes 125, and the carbon bonding may be broken (for example, at the ends of the carbon nanotubes). Functional groups can be formed. For example, a hydroxyl group (-OH) may be formed on the surface of the carbon nanotubes 125, and at least a portion of the carbon bonding is cut off from the surface of the carbon nanotubes 125, and the hydroxyl group is formed at the position where the carbon bonding is broken. Can be formed. When the hydroxyl group is formed on the surface of the carbon nanotubes 125, the hydroxyl groups of the carbon nanotubes 125 and the functional groups of the self-assembled monolayer 140 are ion-bonded, such that the pattern heating layer 120 is formed on the fiber fabric 110. It can be adsorbed well.

여기서, 카본나노튜브(125)의 수산화기(-OH)와 자가조립단층(140)의 작용기는 서로 이온 결합할 수 있으며, 카본나노튜브(125)의 수산화기가 엔드 그룹(142)의 작용기와 이온 결합하여 패턴 발열층(120)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 카본나노튜브(125)의 표면에 형성된 수산화(OH-)기와 엔드 그룹(142)의 아민(NH+)기가 이온 결합할 수 있다. 이에 따라 섬유원단(110)과 패턴 발열층(120)이 더욱 강한 에너지로 결합하게 되어 섬유원단(110)와 패턴 발열층(120)의 결합력이 향상될 수 있으며, 신축에 따른 패턴 발열층(120)의 박리가 억제 또는 방지될 수 있고, 발열 섬유원단(100)의 내구성이 향상될 수 있다.Here, the hydroxyl group (-OH) of the carbon nanotubes 125 and the functional groups of the self-assembled monolayer 140 may be ionically bonded to each other, and the hydroxyl groups of the carbon nanotubes 125 are ionically bonded to the functional groups of the end group 142. Thus, the pattern heat generating layer 120 may be formed. For example, the hydroxyl (OH − ) group formed on the surface of the carbon nanotube 125 and the amine (NH + ) group of the end group 142 may be ion-bonded. Accordingly, the fiber fabric 110 and the pattern heating layer 120 are combined with more strong energy, thereby improving the bonding force between the fiber fabric 110 and the pattern heating layer 120, and the pattern heating layer 120 according to the stretching. ) Peeling can be suppressed or prevented, and durability of the exothermic fiber fabric 100 can be improved.

한편, 카본나노튜브(125)를 산처리하여 표면처리함으로써, 카본나노튜브(125)의 표면에 수산화기(-OH)를 형성할 수 있다. 산처리에 의해 카본나노튜브(125)의 표면에 불포화 결합(dangling bond)을 형성시켜 수산화기(-OH)가 카본나노튜브(125)의 표면에 형성되도록 할 수 있다.On the other hand, by acid treatment of the carbon nanotubes 125, the hydroxyl group (-OH) can be formed on the surface of the carbon nanotubes (125). An acid treatment may form a unsaturated bond on the surface of the carbon nanotubes 125 so that the hydroxyl group (—OH) may be formed on the surface of the carbon nanotubes 125.

그리고 패턴 발열층(120)은 진공흡착법으로 섬유원단(110) 상에 형성될 수 있다. 섬유원단(110)의 타면에 진공압을 형성하여 카본나노튜브(125)를 섬유원단(110)의 일면에서 타면 방향으로 흡착시키는 진공흡착법에 의해 패턴 발열층(120)을 섬유원단(110)의 일면 상에 형성할 경우, 강한 진공압에 의한 흡착 에너지에 의해 섬유원단(110) 내부까지 카본나노튜브(125)가 침투할 수 있고, 패턴 발열층(120)이 섬유원단(110) 상에 효과적으로 흡착될 수 있다.The pattern heating layer 120 may be formed on the fiber fabric 110 by vacuum adsorption. By forming a vacuum pressure on the other surface of the fiber fabric 110 to adsorb the carbon nanotubes 125 from one surface of the fiber fabric 110 to the other surface direction by the vacuum adsorption method pattern heat generating layer 120 of the fiber fabric 110 When formed on one surface, carbon nanotubes 125 may penetrate into the fiber fabric 110 by adsorption energy due to a strong vacuum pressure, and the pattern heat generating layer 120 may be effectively formed on the fiber fabric 110. Can be adsorbed.

본 발명에 따른 발열 섬유원단(100)은 패턴 발열층(120) 상에 제공되며, 전기절연성을 갖는 보호막(미도시);을 더 포함할 수 있다. 보호막(미도시)은 패턴 발열층(120) 상에 제공될 수 있으며, 패턴 발열층(120)을 보호할 수 있고, 전기절연성을 가져 전류(또는 전기)가 흐르는 패턴 발열층(120)을 전기절연시킬 수 있다. 또한, 상기 보호막(미도시)은 패턴 발열층(120)에서 발생되는 열이 원활히 외부로 전달되도록 하기 위해 열전도성을 가질 수 있으며, 열전도성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 보호막(미도시)은 효과적인 열전도를 위해 그래파이트, 카본나노튜브(CNT) 등으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수도 있다.The heating fiber fabric 100 according to the present invention may be provided on the pattern heating layer 120 and may further include a protective film (not shown) having electrical insulation. The passivation layer (not shown) may be provided on the pattern heat generating layer 120, may protect the pattern heat generating layer 120, and may have electrical insulation to electrically transfer the pattern heat generating layer 120 through which current (or electricity) flows. It can be insulated. In addition, the protective film (not shown) may have a thermal conductivity in order to smoothly transfer heat generated from the pattern heat generating layer 120 to the outside, and may be made of a material having excellent thermal conductivity. Here, the protective film (not shown) may include any one or more selected from the group consisting of graphite, carbon nanotubes (CNT) and the like for effective thermal conductivity.

예를 들어, 상기 보호막(미도시)은 연성의 재질로 이루어질 수 있고, 패턴 발열층(120) 상에 코팅될 수 있다. 섬유원단(110)의 과도한 변형(예를 들어, 잦은 변형, 상기 패턴 발열층의 탄성한계 이상의 변형 등) 또는 급격한 변형으로 인해 패턴 발열층(120)이 박리될 수 있는데, 섬유원단(110)의 변형에 따라 신축 가능한 연성의 보호막(미도시)을 통해 패턴 발열층(120)의 박리를 방지할 수 있고, 섬유원단(110)의 변형에 따른 표면적 변화로 인한 패턴 발열층(120)의 응력(stress)을 완화시켜 줄 수 있다. 상기 보호막(미도시)은 수지(resin)로 이루어질 수 있으며, 이에 특별히 한정되지 않고, 섬유원단(110)의 변형에 따라 신축이 될 수 있도록 탄성력이 우수한 연성의 소재이면 족하다. 예를 들어, 상기 보호막(미도시)은 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE), 폴리염화비닐(PolyVinyl Chloride; PVC), 폴리우레탄(PolyUrethane; PU), 열가소성폴리우레탄(Thermoplastic Poly Urethane; TPU), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate; PET), 실리콘(silicone) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PolyTetraFluoroEthylene; PTFE) 중 어느 하나 이상으로 코팅(또는 접착)되어 형성될 수 있다.For example, the passivation layer (not shown) may be made of a flexible material, and may be coated on the pattern heating layer 120. Excessive deformation (eg, frequent deformation, deformation above the elastic limit of the pattern heating layer, etc.) or abrupt deformation of the fiber fabric 110 may cause the pattern heating layer 120 to peel off. It is possible to prevent peeling of the pattern heating layer 120 through a flexible protective film (not shown) that can be stretched according to the deformation, and the stress of the pattern heating layer 120 due to the surface area change due to the deformation of the fiber fabric 110 ( It can relieve stress. The protective film (not shown) may be made of a resin, and is not particularly limited thereto. The protective film may be a flexible material having excellent elastic force so as to be stretched according to the deformation of the fiber fabric 110. For example, the protective layer (not shown) is polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polyurethane (PU), thermoplastic polyurethane (TPU), polyethylene terephthalate (PolyEthylene Terephthalate (PET), silicone (silicone) and polytetrafluoroethylene (PolyTetraFluoroEthylene (PTFE)) may be formed by coating (or bonding) with any one or more.

한편, 본 발명의 발열 섬유원단(100)은 섬유원단(110)의 일면과 대향하는 타면 상에 제공되는 단열층(미도시);을 더 포함할 수 있다. 단열층(미도시)은 섬유원단(110)의 타면 상에 형성될 수 있으며, 패턴 발열층(120)에서 발생되는 열이 섬유원단(110)을 통해 외부로 손실되지 않도록 단열시킬 수 있고, 패턴 발열층(120)에서 발생되는 열이 섬유원단(110)과 반대 방향(예를 들어, 상기 보호막 방향)으로만 전달되도록 할 수 있다. 이를 통해 발열 섬유원단(100)의 착용자에게 패턴 발열층(120)에서 발생되는 열이 효과적으로 전달될 수 있다. 이때, 상기 단열층(미도시)은 에어로겔(aerogel), 유리솜, 석영솜, 글라스울, 코르크 및 발포 플라스틱으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Meanwhile, the exothermic fiber fabric 100 of the present invention may further include a heat insulation layer (not shown) provided on the other surface of the fiber fabric 110 opposite to one surface thereof. The heat insulation layer (not shown) may be formed on the other surface of the fiber fabric 110, and may insulate the heat generated from the pattern heat generating layer 120 so that the heat is not lost to the outside through the fiber fabric 110. Heat generated in the layer 120 may be transmitted only in the opposite direction to the fiber fabric 110 (eg, the protective film direction). Through this, heat generated in the pattern heating layer 120 may be effectively transmitted to the wearer of the heating fiber fabric 100. In this case, the heat insulation layer (not shown) may include any one or more selected from the group consisting of aerogel (aerogel), glass wool, quartz wool, glass wool, cork and foamed plastic.

그리고 본 발명에 따른 발열 섬유원단(100)은 전기적 신호가 공급되는 단자(150);를 포함할 수 있고, 전극(130)은 섬유원단(110)과 패턴 발열층(120)을 재봉하는 전도성사로 제공될 수 있다. 단자(150)는 배터리 등의 외부 전원이 연결되어 전기적 신호가 공급될 수 있고, 공급되는 전기적 신호를 전극(130)으로 전달할 수 있다.In addition, the heating fiber fabric 100 according to the present invention may include a terminal 150 to which an electrical signal is supplied, and the electrode 130 may be a conductive yarn for sewing the fabric fabric 110 and the pattern heating layer 120. Can be provided. The terminal 150 may be connected to an external power source such as a battery to supply an electrical signal, and transmit the supplied electrical signal to the electrode 130.

전극(130)은 은(Ag)사(絲), 금(Au)사 등의 전도성사로 섬유원단(110)에 재봉(또는 바느질)하여 형성될 수 있으며, 단자(150)와 패턴 발열층(120)을 전기적으로 연결할 수 있고, 단자(150)로부터 전달되는 전기적 신호를 패턴 발열층(120)에 전달할 수 있다. 이러한 경우, 단락되는 부분없이 패턴 발열층(120) 전체에 전기적 신호(예를 들어, 전류)가 제공될 수 있을 뿐만 아니라 패턴 발열층(120) 전체에 균일하게 전기적 신호를 제공할 수 있고, 간단하게 전극(130)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 보호막(미도시)을 형성한 후에도 별도의 식각(etching) 공정없이 전극(130)을 형성할 수도 있다. 그리고 전도성사로 섬유원단(110)과 패턴 발열층(120)을 함께 재봉하면, 간단하게 전극(130)을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 섬유원단(110)과 패턴 발열층(120)을 단단히 결합(또는 고정)시킬 수 있다.The electrode 130 may be formed by sewing (or sewing) the fiber fabric 110 with conductive yarns such as silver (Ag) and gold (Au) yarns, and the terminal 150 and the pattern heating layer 120. ) May be electrically connected, and an electrical signal transmitted from the terminal 150 may be transmitted to the pattern heating layer 120. In this case, the electrical signal (for example, current) may be provided to the entire pattern heating layer 120 without being shorted, and the electrical signal may be uniformly provided to the entire pattern heating layer 120. The electrode 130 can be formed. In addition, after forming the passivation layer (not shown), the electrode 130 may be formed without an additional etching process. And when sewing the fiber fabric 110 and the pattern heating layer 120 with a conductive yarn, not only can easily form the electrode 130, but also tightly coupled (or the fiber fabric 110 and the pattern heating layer 120) Can be fixed).

단자(150)는 한 쌍으로 이루어질 수 있으며, 전극(130)은 단자(150)에 대응되어 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 단자(150) 각각으로부터 서로 나란하게 연장되어 단자(150)와 패턴 발열층(120)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 전극(130)은 패턴 발열층(120)의 양단에 제공될 수 있고, 단자(150)에 공급되는 전기적 신호가 패턴 발열층(120) 전체에 효과적으로 분산(또는 전달)될 수 있다.The terminals 150 may be formed in a pair, and the electrodes 130 may be formed in pairs corresponding to the terminals 150. The terminals 150 may extend in parallel with each other from each of the terminals 150 to form the terminal 150 and the pattern heating layer. 120 may be electrically connected. In this case, the electrode 130 may be provided at both ends of the pattern heating layer 120, and the electrical signal supplied to the terminal 150 may be effectively distributed (or transferred) to the entire pattern heating layer 120.

또한, 전극(130)은 버스 전극(bus electrode)으로 형성될 수 있으며, 단자(150)로 공급되는 전기적 신호가 단자(150)에 연결되는 전극(130)의 일단부터 반대쪽의 타단까지 빠르게 전달될 수 있고, 패턴 발열층(120)의 양단에서 패턴 발열층(120)의 전체에 빠르게 퍼질(또는 분산될) 수 있다. 이를 통해 패턴 발열층(120)이 전체적으로 균일한 발열을 할 수 있다. 여기서, 상기 버스 전극은 전극의 전체 저항을 줄이기 위해 일정 방향(예를 들어, 수직 방향)을 따라서 직접 연결된 높은 전도율을 가진 전극을 의미한다.In addition, the electrode 130 may be formed as a bus electrode, and electrical signals supplied to the terminal 150 may be rapidly transmitted from one end of the electrode 130 connected to the terminal 150 to the other end of the opposite side. In some embodiments, both ends of the pattern heating layer 120 may be quickly spread (or dispersed) throughout the pattern heating layer 120. Through this, the pattern heating layer 120 may generate uniform heat throughout. Here, the bus electrode refers to an electrode having a high conductivity directly connected along a predetermined direction (eg, a vertical direction) in order to reduce the overall resistance of the electrode.

한편, 전극(130)은 섬유원단(110)의 결(111)에 수직한 방향(12)으로 나란하게 연장되어 형성될 수 있다. 이러한 경우, 단자(150)로 공급된 전기적 신호가 결(111)에 수직한 방향(12)으로 전극(130)을 통해 빠르게 전달되고, 패턴 발열층(120)의 양단에서 섬유원단(110)의 결(111)을 따라 결(111)에 평행한 방향(11)으로 패턴 발열층(120)의 전체에 빠르게 퍼질 수 있다. 또한, 전극(130)은 은(Ag) 등의 금속 페이스트(metal paste)를 섬유원단(110) 상에 코팅하여 높은 전기전도율을 갖도록 형성할 수도 있다.On the other hand, the electrode 130 may be formed to extend in parallel in the direction 12 perpendicular to the grain 111 of the fiber fabric 110. In this case, the electrical signal supplied to the terminal 150 is quickly transmitted through the electrode 130 in the direction 12 perpendicular to the grain 111, and the fiber fabric 110 of both ends of the pattern heating layer 120 Along the grain 111, it can quickly spread over the entire pattern heating layer 120 in a direction 11 parallel to the grain 111. In addition, the electrode 130 may be formed to have a high electrical conductivity by coating a metal paste such as silver (Ag) on the fiber fabric 110.

발열 섬유원단(100)의 발열 테스트로 인장 전의 발열, 인장된 후의 발열 및 5,200 회 인장 후의 발열 효율을 측정하였는데, 발열 섬유원단(100)이 인장되어 신축 후에도 큰 온도 변화 및 발열효율의 변화없이 안정적으로 발열하는 것을 확인할 수 있었다. 약 15 % 인장 및 5,200 회 신축 테스트 결과, 발열 섬유원단(100)은 초기 신축 후에 약 20 ℃의 변화가 있었으나, 추가 신축 후에는 10 ℃ 내외의 변화만 있었으며, 신축 후에도 70 ℃ 이상의 온도를 유지하였다. 19개 지점의 평균 온도에 대한 발열효율을 계산하면, 초기에는 10.3 ℃/W의 발열효율을 나타냈으며, 5,200 회 신축 후에는 9.5 ℃/W의 발열효율을 나타내어 7.7 %의 변화율(또는 감소율)을 보였다. 한편, 섬유원단의 면 전체에 발열층을 형성하는 경우에는 초기의 발열효율도 낮을 뿐만 아니라 신축 후에는 더 큰 감소율을 보였다. 따라서, 본 발명의 발열 섬유원단(100)은 인장되어 신축 후에도 큰 온도 변화 및 발열효율의 변화없이 안정적으로 발열할 수 있으며, 내구성이 향상되었다.The exothermic test of the exothermic fiber fabric 100, the exothermic before tension, exothermic after tension and exothermic efficiency after 5,200 times of tension was measured, the exothermic fiber 100 is stable without stretching the temperature change and exothermic efficiency even after stretching It was confirmed that the fever was generated. As a result of about 15% tensile and 5,200 stretch tests, the exothermic fiber fabric 100 had a change of about 20 ° C. after the initial stretch, but only a change of about 10 ° C. after the additional stretch was maintained, and the temperature was maintained at 70 ° C. or more after the stretch. . When the heat generation efficiency for the average temperature of 19 points was calculated, the heat generation efficiency was initially 10.3 ℃ / W, and after 5,200 expansions, the heat generation efficiency was 9.5 ℃ / W, and the change rate (or reduction rate) of 7.7% was obtained. Seemed. On the other hand, when the heating layer is formed on the entire surface of the fiber fabric, not only the initial heat generation efficiency is low but also a greater reduction rate after stretching. Therefore, the exothermic fiber fabric 100 of the present invention can be stably heated even after stretching and stretching without large temperature change and heat generation efficiency, and durability is improved.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 섬유원단 제조방법을 나타낸 순서도이다.Figure 6 is a flow chart showing a heating fiber fabric manufacturing method according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 섬유원단 제조방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 발열 섬유원단과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.With reference to Figure 6 looks at in more detail the method for producing a heating fiber fabric according to another embodiment of the present invention, the matters overlapping with the above-described portion with respect to the heating fiber fabric according to an embodiment of the present invention will be omitted. .

본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 섬유원단 제조방법은 카본나노튜브를 분산매에 분산시키는 과정(S100); 섬유원단의 일면 상에 상기 카본나노튜브가 상기 분산매에 분산된 분산 용액을 제공하여 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 패턴 발열층을 형성하는 과정(S200); 및 상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결되는 전극을 형성하는 과정(S300);을 포함할 수 있다.Exothermic fiber fabric manufacturing method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of dispersing carbon nanotubes in a dispersion medium (S100); Forming a patterned heating layer in a continuous network structure in which the carbon nanotubes are dispersed in the dispersion medium on one surface of a fiber fabric to form an open portion (S200); And forming an electrode electrically connected to the pattern heating layer (S300).

먼저, 카본나노튜브를 분산매에 분산시킨다(S100). 카본나노튜브를 분산매에 균일하게 분산시킬 수 있으며, 상기 카본나노튜브를 상기 분산매에 넣고 초음파에 의한 분산법 또는 교반(Stirring)법을 이용하여 균일하게 분산시킬 수 있다. 여기서, 표면에 수산화기가 형성된 카본나노튜브를 분산시킬 수도 있고, 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩이 제거된 카본나노튜브를 상기 분산매로 사용하는 초순수에 넣고 상기 카본 본딩이 제거된 카본나노튜브의 표면에 수산화기를 형성할 수도 있다. 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩이 제거된 카본나노튜브를 초순수에 넣는 경우에는 상기 카본 본딩이 제거된 카본나노튜브 표면의 불포화 결합으로 인해 물 분자와의 인력이 증가하고 카본 본딩이 제거된 자리에 수산화기가 형성되어 상기 카본 본딩이 제거된 카본나노튜브의 표면이 (-)로 대전되면서 상기 카본 본딩이 제거된 카본나노튜브의 표면에 정전기력을 부과할 수 있다. 그리고 상기 분산매는 초순수(DI water) 등일 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않으며, 상기 카본나노튜브가 용해되지 않고 상기 카본나노튜브에 영향을 주지 않는 액체이면 족하다.First, the carbon nanotubes are dispersed in a dispersion medium (S100). The carbon nanotubes may be uniformly dispersed in the dispersion medium, and the carbon nanotubes may be placed in the dispersion medium and uniformly dispersed by ultrasonic dispersion or stirring. Here, the carbon nanotubes having a hydroxyl group formed on the surface may be dispersed, and the carbon nanotubes from which at least a portion of the carbon bonding is removed from the surface is placed in ultrapure water used as the dispersion medium, and the carbon nanotubes on which the carbon bonding is removed are removed. A hydroxyl group can also be formed. When carbon nanotubes from which at least a portion of carbon bonding has been removed from the surface are put into ultrapure water, an unsaturation bond on the surface of the carbon nanotubes from which the carbon bonding has been removed increases the attraction to water molecules and the hydroxyl group in the position where the carbon bonding is removed. When the surface of the carbon nanotubes from which the carbon bonding is removed is charged with (−), electrostatic force may be applied to the surface of the carbon nanotubes from which the carbon bonding is removed. The dispersion medium may be ultrapure water (DI water) or the like, but is not particularly limited thereto. The dispersion medium may be a liquid in which the carbon nanotubes are not dissolved and do not affect the carbon nanotubes.

예를 들어, 초순수(예를 들어, 1 ℓ)에 상기 카본나노튜브(예를 들어, 30 ㎎)를 넣고, 18 내지 30 시간 교반시키면서 분산 공정을 수행할 수 있다.For example, the carbon nanotube (for example, 30 mg) is added to ultrapure water (for example, 1 L), and a dispersion process may be performed while stirring for 18 to 30 hours.

상기 카본나노튜브의 표면이 수산화기에 의해 (-)로 대전되면, 상기 카본나노튜브의 표면에 정전기력이 부과되는데, 이로 인해 상기 카본나노튜브의 침전 현상이나 상기 카본나노튜브가 서로 뭉치는 현상이 발생하지 않고 상기 카본나노튜브가 상기 분산매에 균일하게 분산되어 안정된 분산 용액을 얻을 수 있다. 이에 섬유원단 상의 패턴 발열층의 균일성과 신뢰성이 향상된 본 발명의 발열 섬유원단을 제조할 수 있다.When the surface of the carbon nanotubes is charged with (-) by a hydroxyl group, an electrostatic force is applied to the surface of the carbon nanotubes, which causes precipitation of the carbon nanotubes or a phenomenon in which the carbon nanotubes agglomerate with each other. The carbon nanotubes are uniformly dispersed in the dispersion medium, thereby obtaining a stable dispersion solution. Accordingly, it is possible to manufacture the exothermic fiber fabric of the present invention with improved uniformity and reliability of the pattern exothermic layer on the fiber fabric.

다음으로, 섬유원단의 일면 상에 상기 카본나노튜브가 상기 분산매에 분산된 분산 용액을 제공하여 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 패턴 발열층을 형성한다(S200). 패턴 발열층은 진공흡착법 또는 스크린 프린팅(screen printing)법 등을 이용하여 섬유원단의 일면 상에 후막 코팅하여 형성될 수 있으며, 실크 스크린(또는 마스크) 등을 통해 연속적인 망 구조로 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 카본나노튜브의 분산 용액(또는 상기 카본나노튜브 페이스트)을 섬유원단의 일면에서 타면으로 흘려보내면서 상기 섬유원단의 일면 상에 제공하면, 상기 분산매는 상기 섬유원단을 통과하여 밑으로 빠져나오고, 상기 카본나노튜브만 상기 섬유원단 상에 남게(또는 걸러지게) 된다. 여기서, 상기 카본나노튜브의 분산 용액은 분산 용액 제공용기를 통해 제공될 수 있다. 이렇게 상기 섬유원단 상에 남은 상기 카본나노튜브를 건조시켜 상기 패턴 발열층을 형성할 수 있다. 또한, 카본나노튜브(CNT) 페이스트를 스크린 프린팅법으로 상기 섬유원단 상에 인쇄(또는 프린팅)하여 건조시킴으로써, 상기 패턴 발열층을 형성할 수 있다. 이때, 카본나노튜브(CNT) 페이스트에는 바인더(binder)가 혼합될 수 있으며, 50 메쉬(mesh) 이상의 카본나노튜브(CNT)를 10 내지 150 메쉬(예를 들어, 약 110 메쉬)의 실크 스크린을 사용하여 인쇄할 수 있고, 상온(약 25 ℃) 내지 180 ℃(예를 들어, 약 150 ℃)에서 5 내지 10 분간 건조시킬 수 있다. 건조 온도가 상온보다 낮은 경우에는 분산매 등이 완전히 건조되지(또는 다 날아가지) 않아 전기전도도에 영향을 줄 수 있고, 180 ℃보다 높은 경우에는 상기 패턴 발열층에 크랙이 발생하는 등 상기 패턴 발열층 또는 상기 섬유원단이 손상될 수 있다. 건조 시간은 건조 온도에 따라 분산매 등이 완전히 건조될 수 있는 시간으로 알맞게 정해질 수 있다.Next, a pattern heating layer is formed in a continuous network structure in which the carbon nanotubes are dispersed in the dispersion medium on one surface of the fiber fabric to form an open portion (S200). The pattern heating layer may be formed by thick-film coating on one surface of the fiber fabric using vacuum adsorption or screen printing, and may form a pattern in a continuous network structure through a silk screen (or mask). Can be. For example, when the dispersion solution of the carbon nanotubes (or the carbon nanotube paste) is provided on one side of the fiber fabric while flowing from one side of the fiber fabric to the other side, the dispersion medium passes through the fiber fabric to the bottom. And the carbon nanotubes remain on (or filtered out) on the fiber fabric. Here, the dispersion solution of the carbon nanotubes may be provided through a dispersion solution providing container. Thus, the carbon nanotubes remaining on the fiber fabric may be dried to form the pattern heat generating layer. In addition, the pattern heat generating layer may be formed by printing (or printing) carbon nanotube (CNT) paste on the fiber fabric by screen printing. In this case, a binder may be mixed in the carbon nanotube (CNT) paste, and a silk screen of 10 to 150 mesh (for example, about 110 mesh) may be formed of carbon nanotubes (CNT) of 50 mesh or more. Can be printed and dried at room temperature (about 25 ° C.) to 180 ° C. (eg, about 150 ° C.) for 5 to 10 minutes. If the drying temperature is lower than room temperature, the dispersion medium may not be completely dried (or not blown away) and thus may affect the electrical conductivity. If the drying temperature is higher than 180 ° C, the pattern heating layer may have cracks in the pattern heating layer. Alternatively, the fiber fabric may be damaged. The drying time may be appropriately determined as a time at which the dispersion medium and the like can be completely dried according to the drying temperature.

상기 패턴 발열층은 탄성력을 갖는 상기 카본나노튜브에 의해 탄성력을 가질 수 있으며, 상기 섬유원단의 변형에 따라 변형될 수 있고, 상기 섬유원단의 변형 시에도 발열 효율과 복원력을 유지할 수 있다. 이때, 상기 패턴 발열층은 표면적의 변화 또는 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 변화에 의해 적어도 부분적으로 저항이 변화될 수 있다. 그리고 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 상기 패턴 발열층을 형성함으로써, 상기 섬유원단의 변형에 따라 상기 패턴 발열층의 각 단위 패턴이 방향성을 갖고 잘 변형될 수 있다. 이에 상기 패턴 발열층의 손상(또는 단선)없이 발열 섬유원단의 내구성을 향상시킬 수 있다.The pattern heat generating layer may have elastic force by the carbon nanotubes having elastic force, may be deformed according to the deformation of the fiber fabric, and may maintain heat generating efficiency and restoring force even when the fiber fabric is deformed. In this case, the pattern heating layer may have a resistance at least partially changed by a change in surface area or a change in the number of contact points of the carbon nanotubes. And by forming the pattern heating layer in a continuous network structure to form an open portion, each unit pattern of the pattern heating layer can be deformed well with a direction according to the deformation of the fiber fabric. Accordingly, the durability of the heat generating fiber fabric can be improved without damaging (or breaking) the pattern heat generating layer.

상기 패턴 발열층을 형성하는 과정(S200)에서는 상기 섬유원단의 타면에 진공압을 형성하여 상기 분산 용액을 여과하면서 상기 카본나노튜브를 상기 섬유원단 상에 진공 흡착시킬 수 있다. 상기 패턴 발열층은 진공흡착법으로 상기 섬유원단 상에 형성될 수 있다. 상기 섬유원단의 타면에 진공압을 형성할 수 있으며, 진공배기수단을 통해 이와 연결된 진공 용기에 진공을 형성하여 상기 섬유원단의 타면에 진공압이 형성되도록 할 수 있다. 이를 통해 상기 카본나노튜브를 상기 섬유원단의 일면 상에 진공 흡착시킬 수 있으며, 상기 카본나노튜브가 분산매에 분산된 분산 용액에서 여과(filtering)되어 상기 섬유원단 상에 남게 되는 상기 카본나노튜브가 상기 섬유원단 또는 상기 자가조립단층 상에 진공 흡착되어 상기 섬유원단의 일면 상에 상기 패턴 발열층을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 섬유원단마다 다른 특성의 결이 있으며, 그 결에 따라 늘어나는 길이 대비 저항의 변화량이 다르기 때문에 저항의 변형 시 방향성을 부가해줄 수 있다.In the process of forming the pattern heating layer (S200), the carbon nanotubes may be vacuum adsorbed onto the fiber fabric while filtering the dispersion solution by forming a vacuum pressure on the other surface of the fiber fabric. The pattern heating layer may be formed on the fiber fabric by vacuum adsorption. A vacuum pressure may be formed on the other surface of the fiber fabric, and a vacuum may be formed on the other surface of the fiber fabric by forming a vacuum in a vacuum container connected thereto through a vacuum exhausting means. Through this, the carbon nanotubes may be vacuum adsorbed on one surface of the fiber fabric, and the carbon nanotubes are filtered on a dispersion solution dispersed in a dispersion medium and remain on the fiber fabric. The patterned heating layer may be formed on one surface of the fiber fabric by vacuum adsorption on a fiber fabric or the self-assembled monolayer. Here, there are grains of different characteristics for each of the fiber fabrics, and since the amount of change in resistance compared to the length of the fiber is different, the direction can be added when the resistance is deformed.

상기 섬유원단의 타면에 진공압을 형성하여 상기 카본나노튜브를 상기 섬유원단의 일면에서 타면 방향으로 흡착시키는 진공흡착법에 의해 상기 패턴 발열층을 상기 섬유원단의 일면 상에 형성할 경우, 강한 진공압에 의한 흡착 에너지에 의해 상기 섬유원단 내부까지 상기 카본나노튜브가 침투할 수 있고, 상기 패턴 발열층이 상기 섬유원단 상에 효과적으로 흡착될 수 있다. 그리고 진공압에 의해 상기 분산매가 진공을 형성하지 않는 것보다 상기 섬유원단을 잘 빠져나올 수 있기 때문에 빠르게 상기 패턴 발열층을 형성할 수 있고, 이에 따라 상기 패턴 발열층을 형성하는 공정 시간을 단축할 수 있으며, 상기 섬유원단의 표면에 균일하게 진공압이 형성되므로 균일한 상기 패턴 발열층을 형성할 수 있다.When the pattern heat generating layer is formed on one surface of the fiber fabric by a vacuum adsorption method which forms a vacuum pressure on the other surface of the fiber fabric to adsorb the carbon nanotubes from one surface of the fiber fabric to the other surface direction, a strong vacuum pressure By the adsorption energy by the carbon nanotubes can penetrate into the fiber fabric, the pattern heating layer can be effectively adsorbed on the fiber fabric. In addition, since the dispersion medium is able to exit the fiber fabric better than the vacuum without forming a vacuum, the pattern heat generating layer can be formed quickly, thereby reducing the process time for forming the pattern heat generating layer. And, since the vacuum pressure is uniformly formed on the surface of the fiber fabric can form the uniform pattern heating layer.

즉, 진공흡착법으로 상기 패턴 발열층을 형성하여 강한 진공압에 의한 흡착 에너지에 의해 상기 섬유원단 내부까지 상기 카본나노튜브가 침투할 수 있을 뿐만 아니라 상기 카본나노튜브 표면의 수산화기(OH-)와 상기 섬유원단의 표면에 형성된 상기 자가조립단층의 작용기(예를 들어, NH+)가 이온 결합할 수 있어 더욱 강한 에너지로 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층이 결합할 수 있다. 이에 진공흡착법을 통해 더욱 내구성이 높은 상기 카본나노튜브가 흡착(또는 코팅)된 상기 섬유원단으로 발열 섬유원단을 제작할 수 있다.That is, the pattern heating layer is formed by a vacuum adsorption method, and the carbon nanotubes not only penetrate into the fiber fabric by adsorption energy due to a strong vacuum pressure, but also the hydroxyl group (OH-) and the surface of the carbon nanotubes. The functional group (eg, NH + ) of the self-assembled monolayer formed on the surface of the fiber fabric can be ion-bonded, and thus the fiber fabric and the pattern heating layer can be bonded with stronger energy. Accordingly, the exothermic fiber fabric can be fabricated from the fiber fabric on which the carbon nanotubes having high durability are adsorbed (or coated) through vacuum adsorption.

그 다음 상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결되는 전극을 형성한다(S300). 전극은 상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 패턴 발열층의 양쪽 끝단에 형성될 수 있다. 상기 전극을 통해 상기 패턴 발열층에 전류를 흘려주어 상기 패턴 발열층을 전기 발열시킬 수 있다.Next, to form an electrode electrically connected to the pattern heating layer (S300). An electrode may be electrically connected to the pattern heating layer, and may be formed at both ends of the pattern heating layer. An electric current may be generated in the pattern heating layer by flowing a current through the electrode in the pattern heating layer.

상기 섬유원단은 결(grain)을 가질 수 있으며, 섬유원단마다 다른 특성의 결을 가질 수 있고, 그 결에 따라 늘어나는 길이 대비 저항의 변화량이 달라 상기 패턴 발열층의 저항 변화 시 방향성을 부가해줄 수 있다. 또한, 상기 섬유원단의 결은 상기 카본나노튜브가 흡착되는 흡착면을 제공할 수 있으며, 대부분의 상기 카본나노튜브가 상기 결에 흡착될 수 있다.The fiber fabric may have a grain, and may have a grain having different characteristics for each fiber fabric, and the amount of change in resistance compared to the length of the fiber fabric may vary, thereby adding directionality when the resistance of the pattern heating layer is changed. . In addition, the fiber fabric may provide an adsorption surface on which the carbon nanotubes are adsorbed, and most of the carbon nanotubes may be adsorbed on the grains.

상기 패턴 발열층을 형성하는 과정(S200)은 상기 섬유원단의 결을 따라 제1 라인부를 형성하는 과정(S210); 및 상기 제1 라인부와 단위 패턴을 이루도록 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 라인부를 형성하는 과정(S220)을 포함할 수 있다.Forming the pattern heating layer (S200) is a step of forming a first line portion along the texture of the fiber fabric (S210); And forming a second line part extending in a direction crossing the result of the fiber fabric so as to form a unit pattern with the first line part (S220).

상기 섬유원단의 결을 따라 제1 라인부를 형성할 수 있다(S210). 제1 라인부는 상기 섬유원단의 결을 따라 제공될 수 있으며, 상기 섬유원단의 결을 따라 신축할 수 있어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다. 상기 카본나노튜브는 머리카락 구조로 되어 서로 엉켜 있는 구조이며, 분자 구조상 부분 단락이 발생하여도 연결되어 있는 접촉점이 많아 쇼트나 화재의 위험성이 없고, 장기간 사용에 따른 내구성이 뛰어나다. 이러한 상기 카본나노튜브는 상기 제1 라인부가 늘어남에 따라 서로 엉켜 있던 입자들이 풀리거나 서로 떨어질 수 있으며, 이에 따라 상기 카본나노튜브의 접촉점의 개수가 변할 수 있고, 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 변화에 의해 상기 제1 라인부의 저항이 변화할 수 있다. 상기 제1 라인부는 대부분의 상기 카본나노튜브가 흡착 고정된 상기 섬유원단의 결을 따라 신축됨으로써, 상기 제1 라인부가 늘어나더라도 상기 섬유원단의 결을 따라 촘촘히 제공된 상기 카본나노튜브에 의해 입자들 간의 연결이 대부분 유지될 수 있고, 이에 따라 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 변화가 적어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다.A first line part may be formed along the texture of the fiber fabric (S210). The first line part may be provided along the grain of the fiber fabric, and may be stretched along the grain of the fiber fabric, so that the change in resistance according to the stretch may be small. The carbon nanotubes have a hair structure and are entangled with each other, and have a lot of contact points connected even when a partial short occurs in the molecular structure, and thus there is no risk of short or fire, and excellent durability due to long-term use. The carbon nanotubes may have particles entangled with each other as the first line portion increases or may be separated from each other. Accordingly, the number of contact points of the carbon nanotubes may change, and the number of contact points of the carbon nanotubes may change. The resistance of the first line portion can be changed by the. The first line portion is stretched along the grains of the fiber fabric on which most of the carbon nanotubes are adsorbed and fixed, so that the first line portion stretches between the particles by the carbon nanotubes closely provided along the grains of the fiber fabric. Most of the connection can be maintained, and accordingly, the change in the number of contact points of the carbon nanotubes is small, so that the change in resistance due to stretching can be small.

그리고 상기 제1 라인부와 단위 패턴을 이루도록 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 라인부를 형성할 수 있다(S220). 제2 라인부는 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 연장될 수 있으며, 상기 제1 라인부 간을 연결할 수 있고, 상기 제1 라인부와 단위 패턴을 이룰 수 있다. 굴곡을 가져 두 개 이상의 방향으로 연속되어 연장될 수 있다. 이때, 상기 제2 라인부는 서로 다른 방향으로 연장되는 복수의 단위 라인으로 이루어질 수 있으며, 서로 다른 방향으로 연장되는 상기 복수의 단위 라인이 연결되어 상기 제1 라인부 간을 연결할 수 있다. 여기서, 서로 다른 방향은 모두 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향일 수 있고, 상기 교차하는 방향은 수직으로 교차하는 것뿐만 아니라 평행하지 않고 비스듬한(또는 엇갈리는) 방향을 모두 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2 라인부는 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 신축하게 되어 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다. 상기 제2 라인부를 이루는 카본나노튜브는 상기 제2 라인부가 늘어남에 따라 서로 엉켜 있던 입자들이 떨어져 어느 정도 이격 거리가 발생할 수 있으며, 이에 따라 상기 카본나노튜브의 접촉점의 개수가 변할 수 있고, 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 변화에 의해 상기 제2 라인부의 저항이 변화할 수 있다. 상기 제2 라인부는 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 신축됨으로써, 상기 제2 라인부가 늘어남에 따라 대부분의 상기 카본나노튜브가 흡착 고정된 상기 섬유원단의 결들이 분리되고, 상기 결들 간에 서로 엉켜 있던 입자들이 떨어져 입자들 간의 연결이 대부분 끊어질 수 있으며, 이에 따라 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 변화가 많게 되어 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다. In addition, a second line part extending in a direction crossing the result of the fiber fabric may be formed to form a unit pattern with the first line part (S220). The second line part may extend in a direction crossing the result of the fiber fabric, may connect the first line parts, and form a unit pattern with the first line part. It can be curved to extend continuously in two or more directions. In this case, the second line part may be formed of a plurality of unit lines extending in different directions, and the plurality of unit lines extending in different directions may be connected to connect the first line parts. Here, the different directions may all be directions intersecting as a result of the fiber fabric, and the crossing directions may include not only vertically intersecting but also non-parallel and oblique (or staggered) directions. In addition, the second line part may expand and contract in a direction crossing the result of the fiber fabric, and thus the resistance change according to the stretching may be large. The carbon nanotubes forming the second line portion may be separated from each other by the particles being entangled as the second line portion increases, and thus, the number of contact points of the carbon nanotubes may change. The resistance of the second line part may change due to the change in the number of contact points of the nanotubes. The second line portion is stretched in a direction intersecting with the result of the fiber fabric, so that the grains of the fiber fabric on which most of the carbon nanotubes are adsorbed and fixed are separated as the second line portion is stretched, and the grains are entangled with each other. Particles may fall off and most of the connection between the particles may be broken. Accordingly, the change in the number of contact points of the carbon nanotubes is large, and thus the resistance change according to expansion and contraction may be large.

상기 패턴 발열층을 형성하는 과정(S200)에서는 상기 단위 패턴의 상기 결에 수직한 방향의 길이가 상기 단위 패턴의 상기 결에 평행한 방향의 길이보다 짧게 상기 패턴 발열층을 형성할 수 있다. 상기 패턴 발열층이 상기 결에 평행한 방향으로 신축하는 경우에는 상기 섬유원단의 결을 따라 신축할 수 있어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다. 상기 패턴 발열층이 상기 결에 평행한 방향으로 늘어나는 경우, 상기 패턴 발열층이 늘어나더라도 상기 섬유원단의 결을 따라 촘촘히 제공된 상기 카본나노튜브에 의해 입자들 간의 연결이 대부분 유지될 수 있고, 이에 따라 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 변화가 적어 신축에 따른 저항 변화가 작을 수 있다.In the process of forming the pattern heating layer (S200), the pattern heating layer may be formed such that the length of the unit pattern in the direction perpendicular to the grain is shorter than the length of the unit pattern in the direction parallel to the grain of the unit pattern. When the pattern heating layer is stretched in a direction parallel to the grain, the pattern heating layer may be stretched along the grain of the fiber fabric, and thus the resistance change according to the stretch may be small. When the pattern heating layer is extended in a direction parallel to the grains, even when the pattern heating layer is stretched, most of the connection between the particles may be maintained by the carbon nanotubes closely provided along the grains of the fiber fabric. Due to the small change in the number of contact points of the carbon nanotubes, the resistance change according to expansion and contraction may be small.

반면에, 상기 패턴 발열층이 상기 결에 수직한 방향으로 신축하는 경우에는 상기 섬유원단의 결들 사이가 붙었다 떨어졌다 하게 되므로, 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다. 즉, 상기 섬유원단의 결들이 붙어 있을 때와 상기 섬유원단의 결들 사이가 떨어져 있을 때에 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 차이가 많이 나게 되며, 이로 인해 신축에 따른 저항 변화가 크게 된다. 상기 패턴 발열층이 상기 결에 수직한 방향으로 늘어나는 경우, 대부분의 상기 카본나노튜브가 흡착 고정된 상기 섬유원단의 결들 사이가 벌어지게 되고 상기 패턴 발열층이 상기 섬유원단의 결들 사이의 공간에서 신축하면서 상기 결들 간에 서로 엉켜 있던 입자들이 떨어져 입자들 간의 연결이 대부분 끊어질 수 있으며, 이에 따라 상기 카본나노튜브의 접촉점 개수의 변화가 많게 되어 신축에 따른 저항 변화가 클 수 있다.On the other hand, when the pattern heating layer is stretched in the direction perpendicular to the grain, the grains between the fibers are attached and dropped, and thus the resistance change according to the stretching may be large. That is, when the grains of the fiber fabric are attached and when the grains of the fiber fabric are separated, the difference in the number of contact points of the carbon nanotubes is increased, which causes a large change in resistance due to expansion and contraction. When the pattern heating layer extends in a direction perpendicular to the grains, most of the carbon nanotubes adsorb and are fixed between the grains of the fiber fabric, and the pattern heating layer stretches in the space between the grains of the fiber fabric. Particles that are entangled with each other between the grains may be dropped and most of the connections between the particles may be broken. Accordingly, the change in the number of contact points of the carbon nanotubes may increase, resulting in a large change in resistance due to stretching.

이에 상기 단위 패턴의 결에 수직한 방향의 길이를 상기 단위 패턴의 결에 평행한 방향의 길이보다 짧게 함으로써, 상기 패턴 발열층에서 상기 결에 수직한 방향으로 신축하여 저항 변화가 큰 성분(또는 부분)을 상기 결에 평행한 방향으로 신축하여 저항 변화가 작은 성분보다 줄일 수 있다. 이를 통해 상기 패턴 발열층이 신축하더라도 상기 패턴 발열층의 저항 변화를 줄일 수 있고, 상기 패턴 발열층의 영역별 저항 변화에 따라 영역별로 발생하는 열효율 차이도 억제 또는 방지할 수 있다.Accordingly, by shortening the length in the direction perpendicular to the grains of the unit pattern to be shorter than the length in the direction parallel to the grains of the unit pattern, the component (or portion) having a large resistance change by stretching in the direction perpendicular to the grains in the pattern heating layer By stretching in a direction parallel to the grain, the resistance change can be reduced compared to the smaller component. As a result, even when the pattern heating layer is stretched, the resistance change of the pattern heating layer may be reduced, and a difference in thermal efficiency generated for each region may be suppressed or prevented according to the resistance change of each region of the pattern heating layer.

그리고 상기 제1 라인부를 형성하는 과정(S210)에서는 상기 제1 라인부의 폭을 상기 결의 간격보다 크게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 라인부의 폭은 상기 섬유원단의 결 간의 거리보다 클 수 있다. 상기 제1 라인부의 폭이 상기 결의 간격보다 작게 되면, 상기 제1 라인부가 상기 섬유원단의 결 사이에만 형성되고, 상기 섬유원단의 결에는 형성되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 상기 패턴 발열층의 저항 변화 시 방향성을 부가해줄 수 없고, 안정적인 상기 카본나노튜브의 흡착면을 제공하는 상기 결에 상기 카본나노튜브가 흡착되지 않아 상기 패턴 발열층이 상기 섬유원단 상에 안정적으로 고정될 수 없다.In the process of forming the first line part (S210), the width of the first line part may be greater than the grain spacing. That is, the width of the first line portion may be greater than the distance between the grains of the fiber fabric. When the width of the first line portion is smaller than the spacing of the grains, the first line portion may be formed only between the grains of the fiber fabric, and may not be formed in the grains of the fiber fabric. In this case, the pattern heating layer is stable on the fiber fabric because the carbon nanotubes are not adsorbed on the grains, which cannot add directionality when the resistance of the pattern heating layer is changed and provides a stable adsorption surface of the carbon nanotubes. Cannot be fixed.

하지만, 상기 제1 라인부의 폭이 상기 결의 간격보다 큰 경우에는 적어도 부분적으로 상기 섬유원단의 결에 흡착되는 상기 카본나노튜브가 생기게 되고, 상기 제1 라인부를 포함하는 상기 패턴 발열층이 상기 섬유원단 상에 안정적으로 고정될 수 있다. 또한, 상기 패턴 발열층의 저항 변화 시 방향성을 부가해줄 수 있어 상기 패턴 발열층의 신축에 의한 저항 변화를 예측 및/또는 제어할 수 있다.However, when the width of the first line portion is greater than the grain spacing, the carbon nanotubes adsorbed to the grains of the fiber fabric are at least partially formed, and the pattern heat generating layer including the first line portion is formed on the fiber fabric. Can be fixed stably. In addition, it is possible to add directionality when the resistance of the pattern heating layer changes, so that the resistance change due to expansion and contraction of the pattern heating layer may be predicted and / or controlled.

한편, 상기 제2 라인부의 폭도 상기 결의 간격보다 크게 형성할 수 있다. 상기 제1 라인부와 상기 제2 라인부의 균일한 발열을 위해 상기 제2 라인부의 폭은 상기 제1 라인부의 폭과 동일할 수 있고, 상기 결의 간격보다 클 수 있다. 또한, 상기 결에 흡착되는 상기 카본나노튜브의 수(또는 면적)가 많아져(또는 넓어져) 상기 제2 라인부가 안정적으로 고정될 수 있고, 상기 패턴 발열층이 섬유원단 상에 보다 안정적으로 고정될 수 있다.On the other hand, the width of the second line portion may be formed larger than the gap between the grains. The width of the second line part may be equal to the width of the first line part and may be greater than the grain spacing for uniform heating of the first line part and the second line part. In addition, the number (or area) of the carbon nanotubes adsorbed to the grain increases (or widens) so that the second line portion can be stably fixed, and the pattern heat generating layer can be more stably fixed on the fiber fabric. Can be.

본 발명에 따른 발열 섬유원단 제조방법은 상기 카본나노튜브를 산처리하여 상기 카본나노튜브의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩을 제거하는 과정(S50); 카본 본딩이 제거된 상기 카본나노튜브의 표면에 상기 작용기와 이온 결합되는 기능기를 형성하는 과정(S60); 및 상기 섬유원단의 표면에 작용기를 포함하는 표면개질물질로 형성되는 자가조립단층을 형성하는 과정(S40);을 더 포함할 수 있다.Exothermic fiber fabric manufacturing method according to the present invention comprises the step of removing the at least a portion of the carbon bonding on the surface of the carbon nanotubes by acid treatment of the carbon nanotubes (S50); Forming a functional group ionically bonded to the functional group on the surface of the carbon nanotubes from which carbon bonding is removed (S60); And forming a self-assembled monolayer formed of a surface modification material including a functional group on the surface of the fiber fabric (S40).

상기 카본나노튜브를 산처리하여 상기 카본나노튜브의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩을 제거할 수 있다(S50). 상기 카본나노튜브를 산처리하여 상기 카본나노튜브를 표면처리할 수 있다. 산처리에 의해 상기 카본나노튜브의 표면에 불포화 결합(dangling bond)을 형성시켜 수산화기(-OH)가 상기 카본나노튜브의 표면에 형성되도록 할 수 있다. 이때, 상기 카본나노튜브를 상기 분산매에 균일하게 분산시키기 위해 상기 카본나노튜브를 산처리하는 과정(S50)을 상기 카본나노튜브를 분산매에 분산시키는 과정(S100) 이전에 수행할 수도 있다.The carbon nanotubes may be acid treated to remove at least some carbon bonding from the surface of the carbon nanotubes (S50). The carbon nanotubes may be acid treated to surface-treat the carbon nanotubes. An acid treatment may form a unsaturated bond on the surface of the carbon nanotubes such that hydroxyl (-OH) is formed on the surface of the carbon nanotubes. In this case, in order to uniformly disperse the carbon nanotubes in the dispersion medium, an acid treatment of the carbon nanotubes (S50) may be performed before the process of dispersing the carbon nanotubes in the dispersion medium (S100).

상기 카본나노튜브는 질산을 이용하여 산처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 카본나노튜브(예를 들어, 1 g)를 99 % 질산(예를 들어, 150 ㎖)에 넣고 산처리할 수 있다. 이때, 담금법으로 산처리를 수행할 수 있으며, 효율적인 상기 카본나노튜브의 표면처리를 위해 100 내지 150 ℃의 온도로 3 내지 5 시간 동안 교반시키면서 산처리를 수행할 수 있다. 질산에서 꺼낸 상기 카본나노튜브는 초순수 등을 이용하여 상기 카본나노튜브의 pH가 7(또는 중성)이 될 때까지 세척공정을 진행할 수 있다. 예를 들어, 질산에서 꺼낸 상기 카본나노튜브를 초순수로 5 내지 10 회 헹구어 낼 수 있다.The carbon nanotubes may be acid treated using nitric acid. For example, the carbon nanotubes (eg, 1 g) may be placed in 99% nitric acid (eg, 150 mL) and acid treated. At this time, the acid treatment can be carried out by a immersion method, the acid treatment can be performed while stirring for 3 to 5 hours at a temperature of 100 to 150 ℃ for efficient surface treatment of the carbon nanotubes. The carbon nanotubes taken out of nitric acid may be washed using ultrapure water until the pH of the carbon nanotubes reaches 7 (or neutral). For example, the carbon nanotubes taken out of nitric acid may be rinsed 5 to 10 times with ultrapure water.

한편, 염산으로 산처리하는 경우에는 염소 이온(Cl-)이 카본 본딩이 끊어진 자리의 탄소 이온(C4+)과 반응하여 카본 본딩이 끊어진 자리에 염소기(-Cl)가 형성될 수 있고, 이로 인해 상기 카본나노튜브의 표면에 불포화 결합을 형성시킬 수 없다.In the case of acid treatment with hydrochloric acid, chlorine ions (Cl − ) may react with carbon ions (C 4+ ) at the sites where carbon bonding is broken, thereby forming chlorine groups (—Cl) at the sites where carbon bonding is broken. For this reason, an unsaturated bond cannot be formed on the surface of the carbon nanotubes.

상기 카본나노튜브를 산처리하는 과정(S50)에서는 상기 카본나노튜브의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩이 제거될 수 있다. 상기 카본나노튜브를 산처리하면, 산화 과정을 통해(또는 산에 의한 에너지나 열에 의해) 카본 본딩이 끊어질 수 있고, 상기 카본나노튜브의 표면에 불포화 결합을 형성시킬 수 있다.In the process of acid treating the carbon nanotubes (S50), at least some carbon bonding may be removed from the surface of the carbon nanotubes. When the carbon nanotubes are acid treated, carbon bonding may be interrupted through oxidation (or by energy or heat by acid), and an unsaturated bond may be formed on the surface of the carbon nanotubes.

그 다음 상기 카본나노튜브를 산처리하는 과정(S50) 이후에 카본 본딩이 제거된 상기 카본나노튜브의 표면에 상기 작용기와 이온 결합되는 기능기를 형성할 수 있다(S60). 상기 카본나노튜브의 표면에서 카본 본딩이 제거된 부분에는 수산화기 등의 기능기가 달라붙어 상기 카본나노튜브의 표면 말단에 상기 기능기가 형성될 수 있다. 이때, 상기 기능기는 수산화기(-OH)를 포함할 수 있다. 여기서, 수산화기는 공기 중의 수분에 의해서도 제공될 수 있고, 산처리된 상기 카본나노튜브의 세척 공정에서 사용되는 물에 의해 제공될 수도 있으며, 상기 분산매로 초순수를 사용하는 경우에는 상기 분산매에 의해서도 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 카본나노튜브의 표면에 수산화기가 형성되면, 상기 카본나노튜브의 수산화기와 자가조립단층의 작용기가 이온 결합함으로써, 상기 패턴 발열층이 상기 섬유원단 상에 잘 흡착될 수 있다.Thereafter, after the acid treatment of the carbon nanotubes (S50), a functional group may be formed on the surface of the carbon nanotubes from which carbon bonding has been removed (I60). A functional group such as a hydroxyl group may be attached to a portion where the carbon bonding is removed from the surface of the carbon nanotube so that the functional group is formed at the surface end of the carbon nanotube. In this case, the functional group may include a hydroxyl group (-OH). Here, the hydroxyl group may also be provided by water in the air, may be provided by the water used in the washing process of the acid-treated carbon nanotubes, and when using ultrapure water as the dispersion medium may also be provided by the dispersion medium. Can be. For example, when a hydroxyl group is formed on the surface of the carbon nanotubes, the hydroxyl groups of the carbon nanotubes and the functional groups of the self-assembled monolayer are ion-bonded, so that the pattern heat generating layer may be well adsorbed onto the fiber fabric.

그리고 상기 패턴 발열층을 형성하는 과정(S200) 이전에 상기 섬유원단의 표면에 작용기를 포함하는 표면개질물질로 형성되는 자가조립단층을 형성할 수 있다(S40). 자가조립단층은 상기 섬유원단의 표면과 결합되는 헤드 그룹; 자가조립단층의 말단에 제공되는 작용기를 포함하며, 상기 헤드 그룹과 연결되는 엔드 그룹; 및 상기 헤드 그룹과 상기 엔드 그룹을 연결하는 백본(backbone)을 포함할 수 있다. 상기 헤드 그룹은 상기 섬유원단의 표면과 결합할 수 있고, 상기 섬유원단의 종류에 따라 선택할 수 있으며, 일반적으로 실란계(Si-)가 선택될 수 있다. 그리고 상기 백본은 주로 알킬 사슬로 구성될 수 있고, 하이드로 카본 체인이나 플로 카본 체인들일 수 있다. 마지막으로, 상기 엔드 그룹은 기능성을 부여할 수 있는 상기 작용기를 포함할 수 있고, 상기 헤드 그룹과 연결될 수 있으며, 상기 작용기는 이후 반응이 될 부분(즉, 어떤 물질을 붙일 것이냐)에 따라 다양한 작용기 중에서 선택될 수 있다.In addition, a self-assembled monolayer formed of a surface modification material including a functional group may be formed on the surface of the fiber fabric before the process of forming the pattern heating layer (S200). The self-assembled monolayer comprises a head group coupled to the surface of the fiber fabric; An end group including a functional group provided at an end of the self-assembled monolayer, and connected to the head group; And a backbone connecting the head group and the end group. The head group may be combined with the surface of the fiber fabric, may be selected according to the type of the fiber fabric, and generally, a silane system (Si−) may be selected. And the backbone may be mainly composed of alkyl chains, hydrocarbon chains or flo carbon chains. Finally, the end group may include the functional group capable of imparting functionality, and may be connected to the head group, where the functional group may be various functional groups depending on the part to be reacted to later (ie what material to attach). It can be selected from.

상기 섬유원단의 표면에 상기 자가조립단층을 형성하여 상기 섬유원단을 표면처리하면, 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층의 결합력이 향상되어 상기 섬유원단 상에 상기 패턴 발열층이 잘 형성될 수 있다.When the self-assembled monolayer is formed on the surface of the fiber fabric to surface-treat the fiber fabric, the bonding force between the fiber fabric and the pattern heat generating layer may be improved, and the pattern heat generating layer may be well formed on the fiber fabric.

상기 자가조립단층을 형성하는 단계(S40)에서는 상기 표면개질물질을 포함하는 표면처리 용액에 상기 섬유원단을 담지하여 상기 섬유원단의 표면에 상기 자가조립단층을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 섬유원단은 컨베이어 벨트(conveyor belt) 등의 이송부(미도시)를 통해 이송되어 표면처리 용액에 담지될 수도 있으며, 이송부(미도시)는 상기 섬유원단에 접촉되는 벨트(미도시)와 상기 벨트를 이동시키는 회전롤러(미도시)로 구성될 수도 있다. 상기 표면처리 용액은 상기 섬유원단의 표면에 결합되는 상기 헤드 그룹으로 실란계 물질을 더 포함할 수 있으며, 아미노실란(Aminosilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane; APTES) 등일 수 있다. 상기 실란계 물질은 고분자 및 무기물을 연결할 수 있는 기를 동시에 갖고 있으므로, 상기 섬유원단과 잘 결합할 수 있으며, 유리섬유와 유사하게 천연섬유 표면의 수산화기(-OH)를 활용하는 경우에는 실란계 물질에 포함된 실리콘(Si)이 상기 섬유원단 표면의 수산화기와 이온 결합하여 상기 헤드 그룹이 상기 섬유원단의 표면에 잘 결합될 수 있다. 따라서, 상기 표면처리 용액에 실란계 물질이 포함되는 경우에는 상기 헤드 그룹이 상기 섬유원단의 표면에 잘 결합될 수 있어 상기 표면처리 용액에 상기 섬유원단을 담지하는 것만으로 상기 섬유원단에 상기 자가조립단층을 형성할 수 있게 된다. 또한, 실란계 물질이 포함된 상기 표면처리 용액을 사용하면, 상기 표면개질물질의 이온들을 일정한 방향으로 상기 섬유원단의 표면에 유도시킬 수 있고, 상기 섬유원단의 표면을 대전시켜 상기 섬유원단의 표면에 정전기력을 부과할 수 있다.In the forming of the self-assembled monolayer (S40), the self-assembled monolayer may be formed on the surface of the fiber fabric by supporting the fiber fabric in a surface treatment solution containing the surface modification material. Here, the fiber fabric may be transported through a transport unit (not shown) such as a conveyor belt to be supported by a surface treatment solution, and the transport unit (not shown) may be a belt (not shown) in contact with the fiber fabric. It may be composed of a rotating roller (not shown) for moving the belt. The surface treatment solution may further include a silane-based material as the head group bonded to the surface of the fiber fabric, and may be aminosilane, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), or the like. have. Since the silane-based material has a group capable of linking a polymer and an inorganic material at the same time, the silane-based material can be combined well with the fiber fabric, and when used with a hydroxyl group (-OH) on a natural fiber surface similar to glass fiber, The silicon (Si) is ion-bonded with the hydroxyl group on the surface of the fiber fabric, so that the head group may be well bonded to the surface of the fiber fabric. Therefore, when the silane-based material is included in the surface treatment solution, the head group can be well bonded to the surface of the fiber fabric, so that the self-assembly is assembled to the fiber fabric only by supporting the fiber fabric in the surface treatment solution. A single layer can be formed. In addition, by using the surface treatment solution containing a silane-based material, it is possible to induce ions of the surface modification material to the surface of the fiber fabric in a predetermined direction, the surface of the fiber fabric by charging the surface of the fiber fabric Can impose static electricity on the

상기 작용기는 아민기(-NH), 아미노기(-NH2), 티올기(-SH), 카르복실기(-COOH), 포르밀기(-CHO), 시아나토기(-OCN), 실라놀기(Si-OH), 포스핀기(-PO2H2), 포스폰기(-PO3H2), 술폰기(-SO3H), 에폭시기 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 작용기를 통해 상기 섬유원단의 표면을 (+)로 대전시켜 상기 섬유원단의 표면에 정전기력을 부과할 수 있고, 상기 작용기가 상기 카본나노튜브의 수산화기와 이온 결합할 수 있다. 이에 따라 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층의 결합력(즉, 상기 자가조립단층과 상기 패턴 발열층의 결합력)을 향상시킬 수 있다.The functional group is an amine group (-NH), amino group (-NH 2 ), thiol group (-SH), carboxyl group (-COOH), formyl group (-CHO), cyanato group (-OCN), silanol group (Si- OH), a phosphine group (-PO 2 H 2 ), a phosphone group (-PO 3 H 2 ), sulfone group (-SO 3 H), may be at least one selected from the epoxy group. The functional group may charge the surface of the fiber fabric with (+) to impart an electrostatic force to the surface of the fiber fabric, and the functional group may be ion-bonded with the hydroxyl group of the carbon nanotubes. Accordingly, the bonding force between the fiber fabric and the pattern heating layer (that is, the bonding force between the self-assembled monolayer and the pattern heating layer) can be improved.

그리고 상기 카본나노튜브의 수산화기가 상기 엔드 그룹의 작용기와 이온 결합하여 상기 패턴 발열층이 형성될 수 있으며, 예를 들어 상기 카본나노튜브의 표면에 형성된 수산화(OH-)기와 상기 엔드 그룹의 아민(NH+)기가 이온 결합할 수 있다. 이에 따라 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층이 더욱 강한 에너지로 결합하게 되어 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층의 결합력이 향상될 수 있으며, 신축에 따른 상기 패턴 발열층의 박리가 억제 또는 방지될 수 있고, 본 발명의 발열 섬유원단 제조방법으로 제조된 발열 섬유원단의 내구성이 향상될 수 있다.In addition, the pattern heating layer may be formed by the hydroxyl group of the carbon nanotubes ion-bonded with the functional group of the end group, for example, the hydroxyl (OH − ) group formed on the surface of the carbon nanotube and the amine of the end group ( NH + ) groups may be ionically bonded. Accordingly, the fiber fabric and the pattern heating layer may be combined with more strong energy, thereby improving the bonding force between the fiber fabric and the pattern heating layer, and the peeling of the pattern heating layer due to stretching may be suppressed or prevented. The durability of the exothermic fiber fabric manufactured by the exothermic fiber fabric manufacturing method of the present invention can be improved.

본 발명에 따른 발열 섬유원단 제조방법은 전기적 신호가 공급되는 단자를 형성하는 과정(S400);을 더 포함할 수 있고, 상기 전극을 형성하는 과정(S300)은 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 전도성사로 재봉하여 상기 단자와 상기 패턴 발열층을 전기적으로 연결하는 과정(S310)을 포함할 수 있다.The method of manufacturing a heating fiber fabric according to the present invention may further include forming a terminal to which an electrical signal is supplied (S400), and forming the electrode (S300) may include forming the fiber fabric and the pattern heating layer. The method may include a step of electrically connecting the terminal and the pattern heating layer by sewing with a conductive yarn (S310).

또한, 전기적 신호가 공급되는 단자를 형성할 수 있다(S400). 단자는 상기 전극의 일단에 형성될 수 있으며, 배터리 등의 외부 전원이 연결되어 전기적 신호가 공급될 수 있고, 공급되는 전기적 신호를 상기 전극으로 전달할 수 있다.In addition, it is possible to form a terminal to which the electrical signal is supplied (S400). The terminal may be formed at one end of the electrode, an external power source such as a battery may be connected to supply an electrical signal, and may transmit the supplied electrical signal to the electrode.

그리고 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 전도성사로 재봉하여 상기 단자와 상기 패턴 발열층을 전기적으로 연결할 수 있다(S310). 전도성사는 상기 섬유원단에 재봉할 수 있으며, 상기 단자와 상기 패턴 발열층을 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 단자로부터 전달되는 전기적 신호를 상기 패턴 발열층에 전달할 수 있다. 여기서, 상기 전도성사는 은(Ag)사(絲), 금(Au)사 등의 전도성 실을 포함할 수 있고, 상기 섬유원단에 바느질(또는 재봉)하여 제공될 수 있다. 이러한 경우, 단락되는 부분없이 상기 패턴 발열층 전체에 전기적 신호가 제공될 수 있을 뿐만 아니라 상기 패턴 발열층 전체에 균일하게 전기적 신호를 제공할 수 있고, 간단하게 상기 전극을 형성할 수 있다. 또한, 보호막을 형성한 후에도 별도의 식각(etching) 공정없이 상기 전극을 형성할 수도 있다. 그리고 상기 전도성사로 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 함께 바느질하면, 간단하게 상기 전극을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 단단히 결합(또는 고정)시킬 수 있다.In addition, the fiber fabric and the pattern heating layer may be sewn with a conductive yarn to electrically connect the terminal and the pattern heating layer (S310). The conductive yarn may sew to the fiber fabric, may electrically connect the terminal and the pattern heating layer, and may transmit an electrical signal transmitted from the terminal to the pattern heating layer. Here, the conductive yarn may include a conductive thread such as silver (Ag) yarn, gold (Au) yarn, and the like, and may be provided by sewing (or sewing) the fiber fabric. In this case, not only the electrical signal may be provided to the entire pattern heating layer without being shorted, but also the electrical signal may be uniformly provided to the entire pattern heating layer, and the electrode may be simply formed. In addition, after forming the protective film, the electrode may be formed without a separate etching process. When the fiber yarn and the pattern heating layer are sewn together with the conductive yarns, not only the electrode can be easily formed but also the fiber fabric and the pattern heating layer can be tightly coupled (or fixed).

본 발명에 따른 발열 섬유원단 제조방법은 상기 패턴 발열층 상에 전기절연성을 갖는 보호막을 형성하는 과정(S500);을 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a heating fiber fabric according to the present invention may further include forming a protective film having electrical insulation on the pattern heating layer (S500).

상기 패턴 발열층 상에 전기절연성을 갖는 보호막을 형성할 수 있다(S500). 보호막은 상기 패턴 발열층 상에 제공될 수 있으며, 상기 패턴 발열층을 보호할 수 있고, 전기절연성을 가져 전류(또는 전기)가 흐르는 상기 패턴 발열층을 전기절연시킬 수 있다. 또한, 상기 보호막은 상기 패턴 발열층에서 발생되는 열이 원활히 외부로 전달되도록 하기 위해 열전도성을 가질 수 있으며, 열전도성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다.An electrically insulating protective film may be formed on the pattern heating layer (S500). The passivation layer may be provided on the pattern heating layer, may protect the pattern heating layer, and may electrically insulate the pattern heating layer through which current (or electricity) flows due to electrical insulation. In addition, the protective film may have a thermal conductivity to smoothly transfer heat generated from the pattern heat generating layer to the outside, and may be made of a material having excellent thermal conductivity.

예를 들어, 상기 보호막은 연성의 재질로 이루어질 수 있고, 상기 패턴 발열층 상에 코팅될 수 있다. 상기 섬유원단의 과도한 변형(예를 들어, 잦은 변형, 상기 패턴 발열층의 탄성한계 이상의 변형 등) 또는 급격한 변형으로 인해 상기 패턴 발열층이 박리될 수 있는데, 상기 섬유원단의 변형에 따라 신축 가능한 연성의 보호막을 통해 상기 패턴 발열층의 박리를 방지할 수 있고, 상기 섬유원단의 변형에 따른 표면적 변화로 인한 상기 패턴 발열층의 응력(stress)을 완화시켜 줄 수 있다. 상기 보호막은 수지(resin)로 이루어질 수 있으며, 이에 특별히 한정되지 않고, 상기 섬유원단의 변형에 따라 신축이 될 수 있도록 탄성력이 우수한 연성의 소재이면 족하다.For example, the passivation layer may be made of a flexible material, and may be coated on the pattern heating layer. Excessive deformation (eg, frequent deformation, deformation above the elastic limit of the pattern heating layer, etc.) or abrupt deformation of the fabric fabric may cause the pattern heating layer to be peeled off. Peeling of the pattern heating layer can be prevented through the protective film, and stress of the pattern heating layer due to the surface area change due to deformation of the fiber fabric can be alleviated. The protective film may be made of a resin, and is not particularly limited thereto. The protective film may be a flexible material having excellent elastic force so as to be stretched according to the deformation of the fiber fabric.

여기서, 실리콘, 경화제 및 희석제를 혼합하여 상기 보호막을 형성할 수 있으며, 실리콘 69.5 g, 경화제 2 g(2.8 wt%) 및 희석제 20 ml를 혼합하여 스크린 프린팅법으로 인쇄하고 건조시켜 상기 보호막을 형성할 수 있다. 이때, 상온 내지 180 ℃(예를 들어, 약 150 ℃)에서 1 분간 건조시킬 수 있다. 건조 온도가 상온보다 낮은 경우에는 경화제, 희석제 등이 완전히 건조되지 않을 수 있고, 180 ℃보다 높은 경우에는 상기 패턴 발열층에 크랙(crack)이 발생하는 등 상기 패턴 발열층 또는 상기 섬유원단이 손상되거나 상기 보호막의 연성이 저하될 수 있다. 건조 시간은 건조 온도에 따라 경화제, 희석제 등이 완전히 건조될 수 있는 시간으로 알맞게 정해질 수 있다.Here, the protective film may be formed by mixing silicone, a curing agent, and a diluent, and 69.5 g of silicone, 2 g (2.8 wt%) of a curing agent, and 20 ml of a diluent may be mixed, printed and dried by screen printing to form the protective film. Can be. At this time, it may be dried for 1 minute at room temperature to 180 ℃ (for example, about 150 ℃). If the drying temperature is lower than room temperature, the curing agent, the diluent, etc. may not be completely dried. If the drying temperature is higher than 180 ° C., the pattern heating layer or the fabric fabric may be damaged, such as cracks in the pattern heating layer. Ductility of the protective film may be reduced. The drying time may be appropriately determined as a time at which the curing agent, diluent and the like can be completely dried depending on the drying temperature.

이처럼, 본 발명에서는 섬유원단 상에 카본나노튜브(CNT)로 패턴 발열층을 형성하여 패턴 발열층이 탄성력을 가질 수 있고, 섬유원단의 변형 시에도 패턴 발열층의 발열 효율과 복원력을 유지할 수 있다. 또한, 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 패턴 발열층을 형성하여 섬유원단의 결과 평행 또는 수직 방향으로 변형하는 섬유원단의 변형(또는 신축)에 따라 패턴 발열층의 각 단위 패턴이 방향성을 갖고 잘 변형될 수 있다. 이에 따라 패턴 발열층의 손상(또는 단선)없이 발열 섬유원단의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 섬유원단의 결을 따라 제1 라인부를 형성하여 섬유원단의 변형에 따라 변형되면서도 전기전도도를 유지할 수 있는 부분(또는 면적)을 확보할 수 있고, 각 단위 패턴의 결에 수직한 방향의 길이를 각 단위 패턴의 결에 평행한 방향의 길이보다 짧게 하여 결에 수직한 방향으로 신축함으로 인해 저항 변화가 큰 성분을 줄일 수 있다. 그리고 섬유원단의 표면에 자가조립단층을 형성하여 표면개질한 후에 패턴 발열층을 형성함으로써, 섬유원단과 패턴 발열층의 결합력이 향상될 수 있고, 발열 섬유원단의 내구성이 보다 향상될 수 있다. 또한, 패턴 발열층 상에 보호막을 코팅하여 발열 섬유원단의 표면을 전기절연시킬 뿐만 아니라 패턴 발열층의 박리를 방지할 수도 있다.As described above, in the present invention, the pattern heating layer may be formed of carbon nanotubes (CNTs) on the fiber fabric, so that the pattern heating layer may have elastic force, and the heat generating efficiency and the restoring force of the pattern heating layer may be maintained even when the fiber fabric is deformed. . In addition, each unit pattern of the pattern heating layer is directional and well formed according to the deformation (or stretching) of the fiber fabric forming a pattern heating layer in a continuous network structure forming an open part and deforming in parallel or vertical direction as a result of the fiber fabric. It can be modified. Accordingly, the durability of the heat generating fiber fabric can be improved without damaging (or breaking) the pattern heat generating layer. In addition, by forming the first line portion along the grain of the fiber fabric, it is possible to secure a portion (or area) capable of maintaining electrical conductivity while being deformed according to the deformation of the fiber fabric, and lengthwise in the direction perpendicular to the grain of each unit pattern. By shortening the length in the direction parallel to the grain of each unit pattern, it is possible to reduce the component with a large resistance change by stretching in the direction perpendicular to the grain. And by forming a self-assembled monolayer on the surface of the fiber fabric to form a pattern heating layer after the surface modification, the bonding force of the fiber fabric and the pattern heating layer can be improved, the durability of the heat generating fiber fabric can be further improved. In addition, by coating a protective film on the pattern heat generating layer to not only electrically insulate the surface of the heat generating fiber fabric, but also prevent the peeling of the pattern heat generating layer.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the general knowledge in the field of the present invention without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

11 : 결에 평행한 방향 12 : 결에 수직한 방향
100 : 발열 섬유원단 110 : 섬유원단
111 : 결 120 : 패턴 발열층
120a: 오픈부 120b: 단위 패턴
121 : 제1 라인부 122 : 제2 라인부
122a,122b: 단위 라인 125 : 카본나노튜브
130 : 전극 140 : 자가조립단층
141 : 헤드 그룹 142 : 엔드 그룹
143 : 백본 150 : 단자11: direction parallel to the grain 12: direction perpendicular to the grain
100: heat generating fiber fabric 110: fiber fabric
111 texture 120 pattern heating layer
120a: open portion 120b: unit pattern
121: first line portion 122: second line portion
122a, 122b: unit line 125: carbon nanotubes
130 electrode 140 self-assembled monolayer
141: head group 142: end group
143: backbone 150: terminal

Claims (16)

섬유원단;
오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 상기 섬유원단의 일면 상에 제공되며, 카본나노튜브로 이루어진 패턴 발열층; 및
상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결되는 전극;을 포함하며,
상기 섬유원단의 표면에 제공되며, 작용기를 포함하는 표면개질물질로 이루어진 자가조립단층;을 더 포함하고,
상기 자가조립단층은,
상기 섬유원단의 표면과 결합되는 헤드 그룹; 및
상기 자가조립단층의 말단에 제공되는 상기 작용기를 포함하며, 상기 헤드 그룹과 연결되는 엔드 그룹을 포함하고,
상기 카본나노튜브의 표면에는 상기 작용기와 이온 결합되는 기능기가 형성되는 발열 섬유원단.Fiber fabric;
A patterned heating layer provided on one surface of the fiber fabric in a continuous network structure for forming an open portion and made of carbon nanotubes; And
And an electrode electrically connected to the pattern heating layer.
It further comprises a self-assembled monolayer provided on the surface of the fiber fabric, made of a surface modification material containing a functional group,
The self-assembled monolayer,
A head group coupled to the surface of the fiber fabric; And
Including the functional group provided at the end of the self-assembled monolayer, the end group being connected to the head group,
Exothermic fiber fabric is formed on the surface of the carbon nanotubes is a functional group that is ion-bonded with the functional group. 청구항 1에 있어서,
상기 섬유원단은 결(grain)을 갖고,
상기 패턴 발열층은,
상기 섬유원단의 결을 따라 제공되는 제1 라인부; 및
상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 라인부를 포함하는 발열 섬유원단.The method according to claim 1,
The fiber fabric has a grain,
The pattern heating layer,
A first line portion provided along the grain of the fiber fabric; And
Heat generating fiber fabric comprising a second line portion extending in the direction crossing the result of the fiber fabric. 청구항 2에 있어서,
상기 제2 라인부는 각각 다른 방향으로 연장되어 서로 교차하는 복수의 단위 라인으로 이루어진 발열 섬유원단.The method according to claim 2,
The second line portion is a heating fiber fabric consisting of a plurality of unit lines extending in different directions and crossing each other. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 라인부와 상기 제2 라인부는 단위 패턴을 이루며,
상기 단위 패턴의 상기 결에 수직한 방향의 길이는 상기 단위 패턴의 상기 결에 평행한 방향의 길이보다 짧은 발열 섬유원단.The method according to claim 2,
The first line portion and the second line portion form a unit pattern,
And a length in a direction perpendicular to the grain of the unit pattern is shorter than a length in a direction parallel to the grain of the unit pattern. 청구항 2에 있어서,
상기 제1 라인부의 폭은 상기 결 사이의 간격보다 큰 발열 섬유원단.The method according to claim 2,
And a width of the first line portion greater than the spacing between the grains. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 패턴 발열층 상에 제공되며, 전기절연성을 갖는 보호막;을 더 포함하는 발열 섬유원단.The method according to claim 1,
A heating fiber fabric further comprising; a protective film provided on the pattern heating layer, having an electrical insulation. 청구항 1에 있어서,
전기적 신호가 공급되는 단자;를 더 포함하고,
상기 전극은 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 재봉하는 전도성사로 제공되는 발열 섬유원단. The method according to claim 1,
It further comprises a terminal for supplying an electrical signal,
The electrode is a heat generating fiber fabric provided as a conductive yarn for sewing the fiber fabric and the pattern heating layer. 청구항 8에 있어서,
상기 단자는 한 쌍으로 이루어지고,
상기 전극은 상기 단자 각각으로부터 서로 나란하게 연장되어 상기 단자와 상기 패턴 발열층을 전기적으로 연결하는 발열 섬유원단.The method according to claim 8,
The terminal consists of a pair,
The electrode extends parallel to each other from each of the terminals, the heating fiber fabric for electrically connecting the terminal and the pattern heating layer. 카본나노튜브를 분산매에 분산시키는 과정;
섬유원단의 일면 상에 상기 카본나노튜브가 상기 분산매에 분산된 분산 용액을 제공하여 오픈부를 형성하는 연속적인 망 구조로 패턴 발열층을 형성하는 과정; 및
상기 패턴 발열층에 전기적으로 연결되는 전극을 형성하는 과정;을 포함하고,
상기 카본나노튜브를 산처리하여 상기 카본나노튜브의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩을 제거하는 과정;
카본 본딩이 제거된 상기 카본나노튜브의 표면에 상기 작용기와 이온 결합되는 기능기를 형성하는 과정; 및
상기 섬유원단의 표면에 작용기를 포함하는 표면개질물질로 형성되는 자가조립단층을 형성하는 과정;을 더 포함하는 발열 섬유원단 제조방법.Dispersing carbon nanotubes in a dispersion medium;
Forming a pattern heating layer in a continuous network structure in which the carbon nanotubes are dispersed in the dispersion medium on one surface of a fiber fabric to form an open portion; And
Forming an electrode electrically connected to the pattern heating layer;
Acid treatment of the carbon nanotubes to remove at least some of the carbon bonding from the surface of the carbon nanotubes;
Forming a functional group ionically bonded to the functional group on the surface of the carbon nanotubes from which carbon bonding is removed; And
And forming a self-assembled monolayer formed of a surface-modifying material including a functional group on the surface of the fiber fabric. 청구항 10에 있어서,
상기 섬유원단은 결(grain)을 갖고,
상기 패턴 발열층을 형성하는 과정은,
상기 섬유원단의 결을 따라 제1 라인부를 형성하는 과정; 및
상기 제1 라인부와 단위 패턴을 이루도록 상기 섬유원단의 결과 교차하는 방향으로 연장되는 제2 라인부를 형성하는 과정을 포함하는 발열 섬유원단 제조방법.The method according to claim 10,
The fiber fabric has a grain,
Forming the pattern heating layer,
Forming a first line part along the texture of the fiber fabric; And
And forming a second line part extending in a direction crossing the result of the fiber fabric so as to form a unit pattern with the first line part. 청구항 11에 있어서,
상기 패턴 발열층을 형성하는 과정에서는 상기 단위 패턴의 상기 결에 수직한 방향의 길이가 상기 단위 패턴의 상기 결에 평행한 방향의 길이보다 짧게 상기 패턴 발열층을 형성하는 발열 섬유원단 제조방법.The method according to claim 11,
In the process of forming the pattern heat generating layer is a heating fiber fabric manufacturing method of forming the pattern heat generating layer so that the length of the direction perpendicular to the grain of the unit pattern is shorter than the length of the direction parallel to the grain of the unit pattern. 청구항 11에 있어서,
상기 제1 라인부를 형성하는 과정에서는 상기 제1 라인부의 폭을 상기 결 사이의 간격보다 크게 형성하는 발열 섬유원단 제조방법.The method according to claim 11,
In the process of forming the first line portion, the heating fiber fabric manufacturing method for forming a width of the first line portion larger than the gap between the grains. 삭제delete 청구항 10에 있어서,
전기적 신호가 공급되는 단자를 형성하는 과정;을 더 포함하고,
상기 전극을 형성하는 과정은 상기 섬유원단과 상기 패턴 발열층을 전도성사로 재봉하여 상기 단자와 상기 패턴 발열층을 전기적으로 연결하는 과정을 포함하는 발열 섬유원단 제조방법.The method according to claim 10,
Forming a terminal to which an electrical signal is supplied;
The forming of the electrode includes a step of electrically connecting the terminal and the pattern heating layer by sewing the fiber fabric and the pattern heating layer with a conductive yarn. 청구항 10에 있어서,
상기 패턴 발열층 상에 전기절연성을 갖는 보호막을 형성하는 과정;을 더 포함하는 발열 섬유원단 제조방법.The method according to claim 10,
Forming a protective film having an electrical insulation on the pattern heating layer; Heating fiber fabric manufacturing method further comprising.
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