利用光發熱的織物薄片的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種利用光發熱的織物薄片（a heating textile sheet using light)，更具體地，是涉及一種通過有效地將光（例如太陽能電池）轉變為熱能而具有高的 發熱效率的利用光發熱的織物薄片。
【背景技術】
[0002] 保暖可分為兩種原理。一種是防止熱量從身體被散發到外部，而另一種是主動地 從外部向身體施加熱量。前者是利用絕熱方法通過織物的空氣層來隔絕來自身體的熱量， 利用使用紅外反射材料的方法不從身體向服裝外部發散輻射熱量，以及利用吸收身體輻射 能量的材料。后者是利用在包紗中的電發熱材料、化學反應發熱-加溫材料、和太陽能電池 儲藏-發熱材料。
[0003] 在利用空氣層的絕熱方法中，增加織物的厚度導致減少活性。上述提及的其它方 法由于洗燙或耐久性的降低而未得以廣泛利用。
[0004] 其中，熱導率（thermal conductivity)定義為在恒穩態條件下且當熱量傳輸僅取 決于溫度梯度時，由于單位溫度梯度引起的、在垂直于單位區域的一個表面的方向上經由 一單位厚度所傳送的熱量。各向同性的材料的熱導率是無向量的，各向異性的材料的熱導 率是張量。特別地，金屬由于自由電子的熱傳導性而具有高的熱導率，且熱導率和電導率之 間的關系滿足威德曼 -弗朗茲定律（Wiedemann-Franz Law)。熱導率受到密度、比熱和粘度 的影響。例如，具有高熱導率的亞麻纖維是冷卻纖維，和具有低熱導率的羊毛是保暖纖維。
[0005] 韓國專利公開文獻KR No. 1991-3210公開了一種制造具有優良的除臭和絕熱性能 的涂層織物的方法。具體而言，上述專利涉及制造涂層織物的方法，該方法通過燒結和研磨 使用二甲基甲酰胺作為溶劑且含30±1%固體的聚氨酯溶液、20%-80%的微斜長石、5%-20% 的氧化鈹、5%_15%的氧化鋅、5%-15%的氧化錫和沸石A而得到的微粒混合物來在合成織物 的表面上形成一個涂層。在這一制造方法中，所述涂層是形成于該織物上，因此存在洗滌和 耐久性的缺點。
[0006] 此外，國際公布No. W02002/34988公開了一種至少部分地由導電紗制得的保暖織 物，以從電源產生熱量。所述織物包括至少一導電紗和具有正溫度系數的保溫紗。這個專 利的缺點在于需要額外的發電結構，降低了衣料的通用性。
【發明內容】
[0007] 摶術問題
[0008] 本發明致力于解決上述問題，且本發明的一個目的在于提供一種適用于服裝而無 需額外設備即具有卓越的熱輻射的發熱織物薄片。
[0009] 本發明的另一目的在于提供一種利用光發熱的織物薄片，所述織物薄片通過吸收 光(例如太陽能電池）產生熱而具有卓越的發熱效率且是環境友好的。
[0010] 摶術方案
[0011] 依照本發明的實施方式，利用光發熱的織物薄片包括發熱單元和非發熱單元，所 述發熱單元位于所述織物薄片的一個表面上且具有圓點形或條形形狀，所述非發熱單元不 與所述發熱單元交疊。所述發熱單元通過涂覆圓點形或條形形狀的碳納米管（CNT)或第4 族金屬的碳化物（group_4metal carbide)而形成。
[0012] 依照本發明的實施方式，發熱單元是通過將碳納米管和粘結劑進行混合來涂覆。
[0013] 依照本發明的實施方式，非發熱單元是染色或涂覆作為溫度敏感的色變顏料。
[0014] 依照本發明的實施方式，溫度敏感的色變顏料于5°C -40°C的溫度時變色且在變 色后具有與發熱單元相同的顏色。
[0015] 依照本發明的實施方式，溫度敏感的色變顏料于5°C -40°C的溫度時變色且在變 色前具有與發熱單元相同的顏色。
[0016] 有益效果
[0017] 根據本發明，該利用光發熱的織物薄片利用碳納米管（CNT)或第4族金屬的碳化 物的優良的發熱性能，通過將吸收的光（例如太陽能電池）轉變為熱能，而具有卓越的發熱 效率。
[0018] 此外，根據本發明的發熱織物薄片具有使用碳納米管（CNT)或第4族金屬的碳化 物的內在的紋理特征。
【附圖說明】
[0019] 圖1示出根據本發明的利用光發熱的織物薄片的具有圓點形形狀的發熱單元。
[0020] 圖2示出根據本發明的利用光發熱的織物薄片的具有條形形狀的發熱單元。
【具體實施方式】
[0021] 現在將參照附圖在下文中更為詳盡地描述本發明的實施方式，其中示出本發明的 各實施例。但是，本發明可以以很多不同的形式得以實施，且不應被解釋為受限于在此文中 所列的這些實施例。更確切地，提供這些實施例以使得本公開將是完全和完整的，且將向本 領域技術人員充分地傳達本發明的范圍。全文中，相同的數字代表同樣的部件。
[0022] 如在此所使用，術語"大約"、"基本上"等旨在允許在數學精確度上留有一些余地 以解釋行業中可接受的誤差，并防止任何不負責任的違反者不正當地利用為了幫助理解本 發明而給出了確切或絕對數值的本公開文本。
[0023] 如在此所使用，術語"織物"意圖包括編織或針織所得的制品、無紡布、纖維網狀物 等。
[0024] 圖1示出根據本發明的利用光發熱的織物薄片的具有圓點形形狀的發熱單元。圖 2示出根據本發明的利用光發熱的織物薄片的具有條形形狀的發熱單元。
[0025] 本發明涉及一種利用光發熱的織物薄片10,該織物薄片10包括位于織物的一個 表面上的具有藉由光的發熱功能的發熱單元100。
[0026] 如圖1和圖2所示，根據本發明的利用光發熱的織物薄片10包括位于織物的一個 表面上的具有圓點形或條形形狀的發熱單元100,以及不與該發熱單元交疊的非發熱單元 200 〇
[0027] 發熱單元吸收光以產生熱，且優選通過涂覆碳納米管（CNT)或第4族金屬的碳化 物而形成。
[0028] CNT是一種碳同素異形體，并由于其優良的電性能而成為優于現有的靜電抑制材 料的新式防靜電材料。在石墨片層內部，碳-碳鍵形成六邊形并卷成圓柱體。CNT的直徑通 常可在介于1-100納米的范圍變化。
[0029] 取決于管壁的數量，納米管分為單壁納米管（SWNT)、雙壁納米管（DWNT)和多壁納 米管（MWNT)。在世界上很少生產的SWNT具有比MWNT更為優良的性能。SWNT的電阻值和 載流能力分別是銅的1/100和1000倍。
[0030] CNT的熱導率是在自然界具有最高熱導率的金剛石的2倍。此外，CNT還具有優良 的化學穩定性，例如對酸、堿、還原劑等具有抗性。由于強碳-碳鍵，CNT的機械性能是高強 度合金的50-100倍。CNT具有在其壁中包括細小孔洞和中空結構的六邊形蜂巢結構，因此 CNT有很大的表面積。
[0031] 如果本發明的CNT的尺寸小于2nm，熱性能可能會降低。如果本發明的CNT的尺 寸超出10nm，織物觸感可能會變差。因此，優選本發明的CNT的尺寸介于2nm至IOnm的范 圍。
[0032] 第4族金屬的碳化物是周期表中IV族的過渡族金屬的碳化物。
[0033] 第4族金屬的碳化物吸收波長0. 3 μ m-2 μ m的光能，是太陽能電池的主要組成。此 外，第4族金屬的碳化物執行轉變吸收到的光能被將其輻射為波長0. 3 μ m-2 μ m的熱能，以 及反射從身體輻射出的約波長10 μ m的熱能的功能。
[0034] 第4族金屬的碳化物的實例是碳化鋯、碳化鉿、鈦等等，且優選的是碳化鋯、碳化 鉿和鈦的其中之一，或兩種或以上這些物質的混合物。
[0035] 第4族金屬的碳化物可以用作粉末。如果該粉末的平均粒徑超過20 μ m，該織物薄 片的觸感可能會降低。出于這個原因，優選第4族金屬的碳化物的粉末不超過20 μπι。
[0036] 將CNT