“빨고 접고 구기고 끊겨도...성능 이상 무!”

전기硏, 금속·세라믹 섬유로 발열체 직조해 발열의류 만들어 조강희 기자l승인2018.02.13l수정2018.02.19 11:45

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▲ 전기연구원이 개발한 금속섬유 발열 옷감의 제조과정.

[한국에너지신문] 열선을 옷 속에 넣거나 전도체를 입힌 섬유를 이용하지 않고, 발열체로 옷감을 짜서 발열 의류를 만드는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 반복 세탁 후에도 성능이 유지되고, 강도와 유연성 및 안정성이 뛰어나다.

한국전기연구원 나노융합기술연구센터 이동윤 책임연구원 팀은 최근 ‘고효율 금속섬유전극 직조 유연 면상발열체 기술’을 개발해 관련 기업에 이전했다.

연구팀은 전통 직조형 유연 태양전지 개발 경험과 기술을 활용해 유연성이 높으면서도 열 흐름이 제어돼 안전한 섬유 발열체를 개발했다.

연구팀은 50 마이크로미터(μm)급의 미세 스테인레스강 섬유와 현무암 섬유 ‘바잘트’로 천을 짜서 만들고, 이 천에 특수 고분자 물질이나 세라믹 소재를 첨가해 새로운 발열 옷감을 제작했다. 발열체를 금속섬유와 세라믹섬유를 이용해 직조하는 기술은 국내외에서 처음으로 개발됐다.

흔히 사용되는 발열 의류는 열선을 이용하기 때문에 충격을 가하면 과열되거나 열선이 끊어지기도 한다. 하지만 이번에 전기연구원이 개발한 금속섬유 발열체는 질기고 유연해 접어서 사용할 수 있고, 옷감에 구김이나 접힘이 있어도 발열체 선이 끊어지지 않는다.

보통 발열 소재로 사용되는 니크롬선이나 탄소발열체, 나노 발열체를 직접 사용하지 않고 금속섬유전극으로 발열 옷감을 직조했기 때문이다.

이 덕분에 발열 의류를 입다가 발열체 일부가 손상돼도 정상적으로 작동한다. 눈비를 맞거나 세탁을 해도 발열성능이 떨어지지 않는다. 때문에 이 기술로 제작된 발열 의류는 발열체를 탈부착하지 않아도 바로 물세탁과 다림질을 할 수 있다.

열 흐름을 제어할 수 있어 이상 발열에 따른 화재나 화상 위험도 없다. 전류가 공급되면 발열 섬유가 모두 고르게 발열하기 때문에 열효율은 단연 뛰어나다. 웨어러블 기기 제품 설계에 따라 흔히 겸용하는 스마트폰 보조배터리로도 8시간 이상 사용할 수 있다.

이번에 개발한 금속섬유 발열체는 ‘옷감’이다. 재봉과 재단은 물론, 무늬 넣기도 할 수 있어 의류용, 난방용, 의료용, 자동차용 등으로 제작할 수 있다.

연구팀은 현재 해당 기술을 창민테크론에 이전해 양산을 추진하고 있다. ‘양산형 폴리머 침지형 금속섬유면상 발열체 제작 공정’, ‘의류에 부착할 수 있는 소형 전원장치’, ‘스테인레스(SUS)전극과 외부전극 부착용 용접기술’이 이번에 이전된 기술이다.

▲ 연구책임자인 이동윤 책임연구원이 금속섬유 발열 옷감의 온도를 측정하고 있다.

이동윤 책임연구원은 “기존 발열 의류는 세탁을 할 수 없거나 세탁이 반복될수록 성능이 떨어졌다”며 “반면 이번에 금속섬유 발열체로 만든 발열의류는 가혹한 조건에서 세탁해도 성능을 그대로 유지한다”고 강조했다.

이 연구원은 “페인트 등 이물질이 많이 묻어 반복 세탁해야 하는 야외용 발열 작업복에 우선 적용하고 파카·헬멧·장갑처럼 발열기능이 필요한 각종 스마트웨어에도 쓰이게 될 것”이라고 말했다.

연구팀과 창민테크론은 온도를 자유롭게 조절할 수 있는 발열체를 일체형으로 적용한 조끼·목도리·모자 시제품을 제작해 선보이고 있다. 올해 상반기 안으로 관련 제품이 출시될 것으로 보인다.


조강희 기자  knews7@koenergy.co.kr
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