KR20190086543A - 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치 - Google Patents

Abstract

본원발명은, 적어도 자기 발열층과 흡착층을 그 적층에 포함하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물로서, 자기 발열층과 흡착층이 열전도 가능한 태양으로 접속되어 있는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 이를 이용한 흡방습체 및 흡방습 장치를 제공한다.

Description

흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치

본 발명은, 흡습(吸濕)과 방습(放濕)이 가능한 흡방습(吸放濕)용 자기(自己) 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치에 관한 것이다.

본원은, 2017년 1월 16일에 일본 출원된 일본특허출원 2017-004961호에 기초하여 우선권을 주장하고 그 내용을 여기에 원용한다.

종래의 냉동기나 냉수를 이용하는 공조 시스템에서는, 습도를 내리기 위해 공기를 과냉각한 후 재열하는 방식이 취해지고 있기 때문에, 쓸데없는 에너지를 소비하는 데다가 외기온·습도의 변화 등에 유연하게 대응할 수 없다는 결점이 있었다.

그래서, 최근에는 데시칸트 공조 방식이 주목받고 있다. 데시칸트 공조 방식이란, 온도와 습도를 분리 제어하는 에너지 절약형의 공조 방식이다. 데시칸트 공조 방식은, 흡방습용 시트형상물이나 제습 로터 등의 흡방습체에 의해 미리 공기 중의 수분을 제거하고, 이에 의해 얻어진 탈습된 공기를 냉각하므로, 일반적으로 높은 에너지 효율을 발휘하는 것이 알려져 있다. 즉, 공기 중의 수분을 미리 탈습하여 제거함으로써, 냉각하는 대상인 공기의 습도가 안정되기 때문에, 습도가 오르내리는 것이 당연한 외기에도 유연하게 대응하여, 실내 공기를 적절하게 컨트롤할 수 있으므로, 외기를 대량으로 도입할 필요가 있는 공간이나 제습 관리가 요구되는 공간에 적합하다.

상기와 같은 공조 방식에 이용되는 흡방습용 시트형상물, 제습 로터 등의 흡방습체 및 이들에 사용되는 데시칸트(이하, 흡습제라고도 함)로서는, 폴리아크릴산계로 대표되는 유기계의 것, 혹은 제올라이트, 실리카겔, 이모고라이트, 비정질 알루미늄산염 등이 알려져 있다.

그 중에서도, 고·중·저습 분위기 하의 전부에서 수분의 흡착량이 많고, 저온 탈습(재생)이 가능한 데시칸트를 사용한 필터재로서, 특정의 물성을 갖는 비정질 알루미늄산염과 흡습성염을 갖는 제습용 시트형상물이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1).

또한, 수분의 흡방출량이 많고, 흡방출 속도가 빠른 제습 로터로서, 무기계 흡습제를 갖는 베이스재층과 특정의 평균 섬유 직경의 유기계 흡습제를 갖는 흡착층으로 이루어지는 제습 로터도 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2).

한편, 제습용 시트형상물에 허니콤 가공을 실시할 때의 가공성 등을 개선하는 목적으로, 흡습제와 유기 섬유를 갖는 다공질 시트에 비흡습성 무기 필러를 함유시킨 제습 로터재(예를 들어, 특허문헌 3)나, 평면형상 시트 및 파형 시트가 적어도 유리 섬유, 목재 펄프 및 바인더 섬유를 포함하는 표면층과, 목재 펄프 및 바인더 섬유를 포함하는 이면층의 2층을 갖는 것을 특징으로 하는 제습 필터 소자도 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 4).

특허문헌 1: 일본공개특허 2010-201307호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2012-148208호 공보 특허문헌 3: 일본공개특허 2014-36921호 공보 특허문헌 4: 일본공개특허 2014-18722호 공보

그러나, 상술한 종래 기술에서도, 수분의 방출 속도는 충분하지 않고, 또한 제습용 시트형상물의 가공성에도 아직 개선의 여지가 있었다.

특허문헌 1의 기술에서는, 수분 탈착률(%)이 2분 후 수분 탈착량/5분 후 수분 탈착량×100으로서 나타나 있지만, 이는 고습도 공간의 제습, 제습 로터의 소형화 등을 감안한 경우, 충분한 수분의 방출 속도라고는 할 수 없고, 아직 개선의 여지가 있었다.

특허문헌 2의 기술에서는, 주로 평균 섬유 직경 50~1000nm의 섬유상 유기 흡착제를 흡습제로서 사용하고 있고, 그 기술 사상은 단위 체적당 표면적을 크게 함으로써, 수분을 흡탈착할 수 있는 표면적을 증가시켜, 단위시간당 흡방출할 수 있는 수분량을 증가시킨다는 것이다. 수분의 방출 속도로서는, 비교적 저온 저습(40~80℃·0.1~30% RH 정도)의 공기를 통기시킴으로써 흡착 수분을 방출하고, 재생할 수 있다고 해도, 표면적 증대에 따라 탈습에 필요로 하는 통기량을 충분히 확보할 필요성이 있는 등, 특허문헌 1과 마찬가지로 개선의 여지가 있었다.

특허문헌 3의 기술에서는, 흡습제와 유기 섬유를 갖는 다공질 시트에 비흡습성 무기 필러를 함유시킨 제습 로터용재가 허니콤 구조체의 강직성에 기여하고 있다고 해도, 반드시 충분한 가공성이 얻어지고 있는 것은 아니었다.

특허문헌 4의 기술에서는, 목재 펄프 및 바인더 섬유를 포함하는 이면층의 효과에 의해 허니콤 가공시의 접음 적정성이 향상된다고 해도, 이로써 반드시 충분한 가공시 접음 적정성이 얻어지고 있다고는 하기 어려웠다.

그래서, 본 발명은, 흡착된 수분의 방출 속도가 매우 빠르고, 허니콤 구조나 콜게이트 구조 등의 가공을 실시하는 경우에도, 가공성이 우수한 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 면밀히 검토한 결과, 자기 발열층과 흡착층이 열전도 가능한 태양(態樣)으로 접속되어 있음으로써, 흡착된 수분의 방출 속도가 매우 빠르고, 허니콤 구조, 콜게이트 구조 등의 가공을 실시하는 경우에도 가공성이 우수한 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치를 얻을 수 있음을 발견하여 본 발명에 도달한 것이다.

즉, 본 발명(1)은, 적어도 자기 발열층과 흡착층을 그 적층에 포함하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물로서, 상기 자기 발열층과 상기 흡착층이 열전도 가능한 태양으로 접속되어 있는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(2)은, 상기 자기 발열층과 상기 흡착층이 접착층을 개재하여 적층된 것을 특징으로 하는 상기 발명(1)에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(3)은, 상기 자기 발열층의 자유단에 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 발명(1) 또는 (2)에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(4)은, 상기 자기 발열층이 금속 섬유 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 발명(1), (2) 또는 (3)에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(5)은, 상기 금속 섬유 소결체를 구성하는 섬유가 적어도 스테인리스 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 발명(1), (2), (3) 또는 (4)에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(6)은, 상기 접착층이 적어도 합성 섬유를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 발명(2), (3), (4) 또는 (5)에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(7)은, 상기 흡착층이 유기 섬유와 유기계 흡습제 및 무기계 흡습제에서 선택되는 적어도 1종 이상의 흡습제를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 발명(1), (2), (3), (4), (5) 또는 (6)에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(8)은, 상기 자기 발열층이 압축 응력과 변형의 관계에 있어서, 소성 변형을 나타내는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 압축 응력이 높은 영역에서 나타나는, 탄성 변형을 나타내는 제2 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 발명(1), (2), (3), (4), (5), (6) 또는 (7)에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이다.

본 발명(9)은, 상기 발명(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7) 또는 (8) 중 어느 하나에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 갖는 것을 특징으로 하는 흡방습체이다.

본 발명(10)은, 상기 전극에 통전하기 위한 통전 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 상기 발명(3), (4), (5), (6), (7), (8) 또는 (9) 중 어느 하나에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물 또는 흡방습체를 갖는 흡방습 장치이다.

본 발명에 의하면, 흡착된 수분의 방출 속도가 매우 빠르고, 허니콤 구조, 콜게이트 구조 등의 가공을 실시하는 경우에도 가공성이 우수한 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치를 제공할 수 있다.

즉, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물 또는 흡방습체는, 자기 발열층이 승온함으로써, 자기 발열층과 열전도 가능한 태양으로 접속된 흡착층이 신속하게 가열되고, 이에 따라 수분의 방출 속도가 빨라지며, 자기 발열층이 골재로서도 기능함으로써, 허니콤 구조, 콜게이트 구조 등의 가공을 실시하는 경우에도 가공성이 우수한 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물의 일 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 흡방습체의 단면 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 흡방습 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4는, 본 발명에 관한 자기 발열층으로서 이용할 수 있는 스테인리스 섬유 소결 부직포를 압축·개방의 사이클로 압축 시험하였을 때의 그래프이다.
도 5는, 본 발명에 관한 자기 발열층으로서 이용할 수 있는 스테인리스 섬유 소결 부직포의 탄성 변형 영역을 상세하게 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물의 다른 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 7은, 흡착층의 온도 상승 속도를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치를 도면을 참조하면서 상세하게 설명하지만, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치의 실시형태는 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물은, 자기 발열층(1)과 흡착층(3)이 접착층(2)을 개재하여 적층된 구조를 취하고 있다. 이하에 각 층에 대해 더욱 상세하게 설명하지만, 자기 발열층(1)과 흡착층(3)은, 열전도 가능한 태양으로 접속되어 있으면 되고, 반드시 접착층(2)을 필요로 하는 것은 아니다. 예를 들어, 자기 발열층(1) 또는 흡착층(3) 중에, 다른 층과 접속 가능한 재료를 배치해 두고, 자기 발열층(1)과 흡착층(3)을 직접 접속하는 태양으로 할 수도 있다. 이를 가능하게 하는 재료로서는, 예를 들어 열 용융에 의해 접속력(접착력)을 발휘하는 합성 섬유 등을 들 수 있다.

본 명세서에서 열전도 가능한 태양이란, 자기 발열층과 흡착층이 직접 접속되어 있거나, 또는 열전도율이 0.03W/m·K 이상인 재료가 자기 발열층과 흡착층에 접속되어 있는 태양을 말한다. 열전도율의 값에 대해서는, 국립천문대 편찬의 「이과연표(理科年表)」의 값을 기준으로 한다.

(자기 발열층)

도 1에 도시된 본 발명에 관한 자기 발열층(1)은, 금속 섬유로 이루어지는 시트를 예시하고 있다. 자기 발열층(1)은, 자기 발열성을 갖는 재료를 갖는 층이고, 자기 발열성이란, 외부의 열원으로부터의 열 전도가 아니라, 예를 들어 유도 가열이나 통전 등에 의해 그 재료 자신이 발열하는 성질을 말한다. 자기 발열층(1)은, 금속 섬유로 이루어지는 시트로는 한정되지 않고, 금속박 등의 층이어도 되며, 자기 발열성을 갖는 금속 이외의 재료로 구성되어 있어도 된다. 나아가 자기 발열성을 갖는 금속 또는 금속 이외의 재료를 포함하여 구성되어 있어도 된다. 또한, 시트형상을 가지지 않아도 된다. 본 명세서에서의 금속 섬유로 이루어지는 시트(이하, 금속 섬유 시트라고도 함)란, 금속 섬유 부직포, 금속 섬유 직포를 포함하는 것이다.

자기 발열성을 갖는 금속의 예로서는, 특별히 한정되지 않지만, 스테인리스, 알루미늄, 황동, 구리, 철, 백금, 금, 주석, 크롬, 납, 티타늄, 니켈, 망가닌, 니크롬 등의 금속 및 합금 재료에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 조합을 이용할 수 있다. 또한, 이들 금속 재료의 형태로서는, 박(箔)형상, 섬유형상, 입자형상 등의 형태를 취할 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 금속 재료의 종류로서는, 적당한 저항과 산화하기 어려움, 가공 적정성 등으로부터 스테인리스를 바람직하게 사용할 수 있다.

자기 발열층(1)이 금속 섬유를 포함하여 이루어지는 경우에는, 통전시의 자기 발열성 및 가공 적성의 면에서 스테인리스, 알루미늄, 황동, 구리, 철, 백금, 금, 주석, 크롬, 납, 티타늄, 니켈, 망가닌, 니크롬 등의 섬유의 사용이 바람직하고, 이들이 금속 섬유 소결체가 되어 있는 것이, 신속한 자기 발열성을 발휘하기 쉬운 점에서 더욱 바람직하다. 이들 중에서도, 스테인리스 섬유 소결체가 특히 바람직하고, 시트형상의 스테인리스 섬유 소결체의 시트 저항은, 예를 들어 50~300mΩ/□ 정도이다. 덧붙여, 자기 발열층(1)이 금속 섬유 등의 섬유 재료로 이루어지는 경우에는, 자기 발열층(1)에 투기성(透氣性)을 부여할 수 있기 때문에, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물의 자기 발열층 이외의 층도 마찬가지로 투기성을 갖는 구성으로 한 경우에는, 모든 층이 투기성을 가지게 되는 결과, 자기 발열층(1)을 포함하는 모든 층을 투과하는 태양으로 공기, 그 밖의 기체를 통과시켜 흡방습시킬 수도 있다. 본 명세서에서의 금속 섬유 소결체란, 금속 섬유가 가열 전의 섬유 상태를 남기면서도 결착되어 있는 상태를 나타낸다.

상기 금속 섬유의 평균 섬유 직경은, 자기 발열층의 형성에 지장이 없는 범위에서 임의로 설정 가능하지만, 바람직하게는 1μm~50μm이다. 또한, 금속 섬유의 단면 형상은 원형, 타원형, 대략 사각형, 부정형 등 어느 것이어도 된다. 또, 본 명세서에서의 「금속 섬유의 평균 섬유 직경」이란, 현미경으로 촬상된 자기 발열층의 임의의 장소에서의 수직 단면에 기초하여 금속 섬유의 단면적을 산출하고(예를 들어, 공지의 소프트로), 이 단면적과 동일 면적을 갖는 원의 직경을 산출함으로써 도출된 임의의 개수의 섬유의 면적 직경의 평균값(예를 들어, 20개의 섬유의 평균값)이다.

또한, 금속 섬유의 섬유 길이는, 1mm 이상의 섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 1mm 이상의 섬유의 존재에 의해, 본 발명에 관한 자기 발열층을 습식 초조(抄造)법으로 제작하는 경우에도, 금속 섬유 간의 교락(交絡) 혹은 접점을 얻기 쉽다는 효과를 나타낸다.

(자기 발열층의 형성 방법)

예를 들어, 금속 섬유를 주체로 한 자기 발열층(1)을 얻는 방법으로서는, 자기 발열성을 갖는 금속 섬유를 주체로 한 웨브를 압축 성형하는 건식법이나, 금속 섬유 또는 금속 섬유를 주체로 하는 원료를 습식 초조법(wet papermaking method)으로 초지(抄紙)하는 방법이나, 금속 섬유 등을 짜는 방법 등에 의해 얻을 수 있다.

건식법에 의해, 본 발명에 관한 자기 발열층(1)을 얻는 경우에는, 카드법, 에어레이드법 등에 의해 얻어진 자기 발열성을 갖는 금속 섬유체를 압축함으로써 시트를 형성할 수 있다. 이 때, 섬유 간의 결합을 부여하기 위해 섬유 간에 바인더를 함침시켜도 된다. 이러한 바인더로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등의 유기계 바인더 외에, 콜로이달 실리카, 물유리, 규산 소다 등의 무기질 접착제를 이용할 수도 있다. 또, 바인더를 함침하는 대신에, 섬유의 표면에 가열 용융 가능한 수지를 미리 피복해 두고, 금속 섬유의 집합체를 적층한 후에 가압·가열 압축해도 된다.

또한, 금속 섬유 등을 수중에 분산시켜 이를 초지하는 습식 초조법에 의해 자기 발열층(1)을 제작할 수도 있다. 구체적으로는, 금속 섬유를 주체로 하여 슬러리를 조제하고, 이에 충전제, 분산제, 증점제, 소포제, 지력 증강제, 사이즈제, 응집제, 착색제, 정착제 등을 적절히 첨가하여 초지기로 습식 초조할 수 있다. 또한, 금속 섬유 이외의 섬유형상물로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리염화비닐 수지, 아라미드 수지, 나일론, 아크릴계 수지 등의 가열 용융에 의해 접속성을 발휘하는 유기 섬유 등을 슬러리 중에 첨가할 수도 있다.

다음에 상기 슬러리를 이용하여, 초지기에서 습식 초조를 실시한다. 초지기로서는, 원망 초지기, 장망 초지기, 단망 초지기, 경사형 초지기, 이들 중에서 동종 또는 이종의 초지기를 조합하여 이루어지는 콤비네이션 초지기 등을 이용할 수 있다. 또한, 에어 드라이어, 실린더 드라이어, 석션 드럼 드라이어, 적외 방식 드라이어 등을 이용하여, 초지 후의 습지를 탈수·건조하여 시트를 얻을 수 있다.

또한, 탈수시에는, 탈수의 물 유량(탈수량)을 초조망의 면내, 폭방향 등에서 균일화하는 것이 바람직하다. 물 유량을 일정하게 함으로써, 탈수시의 난류 등이 억제되고, 금속 섬유가 초조망으로 침강하는 속도가 균일화되기 때문에, 균질성이 높고 가공성이 우수한 자기 발열층을 얻기 쉬워진다. 탈수시의 물 유량을 일정하게 하기 위해서는, 초조망 아래의 수류의 장해가 될 가능성이 있는 구조물을 배제하는 등의 방책을 취할 수 있다. 이에 의해, 면내 불균일이 작고, 보다 치밀하고 가공성이 우수한 자기 발열층을 얻기 쉬워진다.

습식 초조법을 이용할 때에는, 망 위의 수분을 포함한 시트를 형성하고 있는 금속 섬유를 주체로 한 성분을 서로 교락시키는 섬유 교락 처리 공정을 거쳐 제조되는 것이 적합하다. 여기서, 섬유 교락 처리 공정으로서는, 예를 들어 습지 금속 섬유 시트면에 고압 제트 수류를 분사하는 섬유 교락 처리 공정을 채용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 시트의 흐름 방향에 직교하는 방향으로 복수의 노즐을 배열하고, 이 복수의 노즐로부터 동시에 고압 제트 수류를 분사함으로써, 시트 전체에 걸쳐 금속 섬유를 주체로 하는 섬유끼리를 교락시키는 것이 가능하다.

상기 공정에 의해 제작된 본 발명에 관한 자기 발열층(1)은, 예를 들어 금속 섬유끼리 결착되어 있는 것이 바람직하고, 상기 결착시키기 전에 프레스(가압) 공정을 실시해도 된다. 결착 전에 프레스 공정을 실시함으로써, 그 후의 결착 공정에 있어서 금속 섬유끼리의 결착부를 확실히 마련하기 쉽고(결착점의 수를 증가시키기 쉽고), 소성 변형을 나타내는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 압축 응력이 높은 영역에서 나타나는, 탄성 변형을 나타내는 제2 영역을 보다 얻기 쉽기 때문에, 본 발명에 관한 자기 발열층(1)에 우수한 가공성을 부여하기 쉬워지는 점에서 바람직하다. 또한, 프레스는 가열 하에서 실시해도 되고, 비가열 하에서 실시해도 되지만, 본 발명에 관한 자기 발열층(1)이 가열 용융에 의해 접속성을 발휘하는 유기 섬유 등을 포함하고 있는 경우에는, 그 용융 개시 온도 이상에서의 가열이 유효하고, 금속 섬유 단독 또는 복수종의 금속 성분을 포함하여 구성되는 경우에는, 가압만 해도 된다. 나아가 가압시의 압력은, 자기 발열층(1)의 두께를 고려하여 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어 두께 170μm 정도의 자기 발열층의 경우, 선압(線壓) 300kg/cm 미만, 바람직하게는 250kg/cm 미만으로 실시함으로써, 본 발명에 관한 자기 발열층에 양호한 가공성을 부여하기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또한, 이 프레스 공정에 의해, 자기 발열층의 점적률을 조정할 수도 있다. 본 명세서에서의 점적률이란, 자기 발열층의 체적에 대해 섬유가 존재하는 부분의 비율로, 자기 발열층의 평량과, 두께 및 금속 섬유의 진밀도(眞密度)로부터 이하의 식에 의해 산출된다(금속 섬유만으로 자기 발열층이 구성되는 경우). 자기 발열층이, 복수의 금속 섬유나 금속 섬유 이외의 섬유 등을 포함하는 경우에는, 조성 비율을 반영한 진밀도값을 적용함으로써 점적률을 산출할 수 있다.

점적률(%)=자기 발열층의 평량/(자기 발열층의 두께×금속 섬유의 진밀도)×100

또한, 상기 건식법 혹은 습식 초조법에 의해 얻어진 자기 발열층(예를 들어, 금속 섬유 부직포)은, 진공 중 또는 비산화 분위기 중에서 금속 섬유의 융점 이하의 온도로 소결하는 소결 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 금속 섬유끼리의 접점이 결착됨으로써, 소결 후의 자기 발열층의 강도를 높이는 것이 가능해지고, 통전시에 균일한 자기 발열성을 얻기 쉬워짐과 아울러, 가공성도 향상시키기 쉬워진다. 이와 같이 제작되는 자기 발열층의 평량은 요구되는 저항값에 따라 임의로 조정이 가능하고, 한정되지 않지만, 100g/㎡~200g/㎡가 가공 적성의 면에서 바람직하다.

나아가 소결된 자기 발열층은, 소결 후에 프레스(가압) 공정을 실시함으로써 더욱 균질성을 높일 수 있다. 섬유가 랜덤으로 교락된 자기 발열층은, 두께 방향으로 압축됨으로써 두께 방향뿐만 아니라 면방향으로도 섬유의 시프트가 발생한다. 이에 의해, 소결시에는 공극이었던 장소에도 금속 섬유를 배치하기 쉬워지는 효과를 기대할 수 있고, 그 상태는 금속 섬유가 갖는 소성 변형 특성에 의해 유지된다. 이에 의해, 면내 불균일 등이 작고, 보다 치밀하고 가공성이 우수한 자기 발열층을 얻을 수 있다.

또한, 금속 섬유 등을 포함시킴으로써 제작하는 방법은, 기직(機織)과 마찬가지의 방법으로, 평직, 능직, 삼능직, 첩직, 트리플직 등의 형태로 완성할 수 있다.

본 발명에 관한 자기 발열층(1)은, 압축 응력과 변형의 관계에 있어서, 소성 변형을 나타내는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 압축 응력이 높은 영역에서 나타나는, 탄성 변형을 나타내는 제2 영역을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 소성 변형이란, 외력(압축 응력)에 대해, 탄성 변형보다 전에 발생하는 변형으로서, 그 후 외력을 제거해도, 외력을 받은 물질의 형상이, 외력을 가하기 전의 상태로 회복되지 않는 변형을 가리키며, 탄성 변형이란, 외력이 제거된 후에, 외력을 받은 물질의 형상이, 외력을 가하기 전의 상태로 회복되는 변형을 가리킨다.

소성 변형, 탄성 변형은, 압축·개방의 사이클로 압축 시험을 행함으로써, 응력-변형 곡선으로부터 확인할 수 있다. 상기 압축 시험은, 예를 들어 인장·압축 응력 측정 시험기를 사용하여 행할 수 있다. 우선, 가로세로 30mm의 시험편을 준비한다. 예를 들어, 미츠토요사 제품: 디지매틱 인디케이터 ID-C112X를 이용하여 준비한 시험편의 두께를 압축 시험 전의 두께로서 측정한다. 이 마이크로미터는 공기에 의해 측정 프로브의 오르내림을 행할 수 있고, 또한 그 속도도 임의로 조절할 수 있다. 시험편은 미량의 응력에 의해 찌부러지기 쉬운 상태의 것도 있기 때문에, 측정 프로브를 내릴 때에는 가능한 한 이 프로브의 자중만이 시험편에 걸리도록 천천히 하강시킨다. 또한, 이 프로브를 대는 횟수는 1번만으로 한다. 이 때 측정한 두께를 「시험 전의 두께」로 한다.

이어서, 시험편을 이용하여 압축 시험을 행한다. 1kN의 로드 셀을 이용한다. 압축 시험에 사용하는 지그는, 스테인리스제의 직경 100mm의 압축 프로브를 사용한다. 압축 속도는 1mm/min로 하고, 시험편의 압축·개방 동작을 계속해서 3회 행한다. 이에 의해 본 발명에 관한 자기 발열층의 소성 변형, 탄성 변형을 확인할 수 있다.

덧붙여, 시험에 의해 얻어진 「응력-변형 곡선(차트)」으로부터, 응력에 대한 실제 변형을 계산하고, 이하의 식에 따라 소성 변형량을 산출할 수 있다.

소성 변형량=(압축 1회째의 솟음부의 변형)-(압축 2회째의 솟음부의 변형)

이 때, 솟음부란, 압축 응력 2.5N일 때의 변형의 것을 가리킨다.

시험 후의 시험편의 두께를 전술한 것과 마찬가지의 방법으로 측정을 행하고, 이를 「시험 후의 두께」로 한다.

또한, 본 발명에 관한 자기 발열층은, 소성 변형률이 원하는 범위 내인 것이 바람직하다. 소성 변형률이란, 자기 발열층의 소성 변형의 정도를 나타낸다. 또, 본 명세서에서의 소성 변형률(예를 들어, 0MPa~1MPa까지 하중을 서서히 증가시키면서 가하였을 때의 소성 변형률)은 이하와 같이 규정된다.

소성 변형량(μm)=T0-T1

소성 변형률(%)=(T0-T1)/T0×100

상기 T0은, 하중을 가하기 전의 자기 발열층의 두께이며,

상기 T1은, 하중을 가하고 해방한 후의 자기 발열층의 두께이다.

본 발명에 관한 자기 발열층은, 제1 영역으로서 소성 변형을 일으키는 것이 바람직하고, 그 소성 변형률은 1%~90%인 것이 바람직하며, 4%~75%인 것이 더욱 바람직하고, 20%~55%인 것이 특히 바람직하며, 20%~40%인 것이 가장 바람직하다. 1%~90%의 범위임으로써, 예를 들어 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 콜게이트 가공하는 경우에 있어서, 자기 발열층을 갖는 시트형상물에 형상 추종성을 부여하기 쉬워지고, 결과적으로 가공성을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

도 4는, 1020μm 두께의 자기 발열층으로서 이용할 수 있는 스테인리스 섬유 소결 부직포를 압축·개방의 사이클로 압축 시험하였을 때의 그래프이다. 본 스테인리스 섬유 소결 부직포는, 섬유 직경 8μm, 섬유 길이 3mm의 스테인리스 섬유를 유기 섬유와 함께 초조하여 소결시킨 것이다. 본 스테인리스 섬유 소결 부직포의 평량은 200g/㎡이었다. 그래프 중, 1회째~3회째는 압축 횟수를 나타내고, 1회째가 첫회 압축시의 측정값, 다음에 2회째 압축시의 측정값, 나아가 3회째 압축시의 측정값을 플롯하고 있다. 이에 따르면, 본 발명에 관한 자기 발열층으로서 이용할 수 있는 상기 스테인리스 섬유 소결 부직포는, 소성 변형을 나타내는 제1 영역(A), 탄성 변형을 나타내는 제2 영역(B)을 가지고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 관한 자기 발열층(여기서는 스테인리스 섬유 소결 부직포)이, 소성 변형을 나타내는 제1 영역(A)을 가지고 있음으로써, 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이 허니콤 구조, 콜게이트 구조 등의 가공이 실시된 경우에도, 자기 발열층이 갖는 소성 변형 특성에 의해 이 시트형상물의 가공성을 향상시키기 쉬워지는 효과를 나타낸다.

이 변화는, 자기 발열층의 두께 방향의 압축으로도 발현되고, 절곡 응력을 받은 경우에도 절곡 개소 내부에서 압축 응력이 발생한다. 예를 들어, 허니콤 가공 등으로 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이 절곡된 경우, 이를 구성하는 자기 발열층의 절곡부 내측과 외측에서는, 곡률에 상당하는 거리의 차가 발생한다. 예를 들어, 자기 발열층이 금속 섬유를 포함하여 이루어지는 경우, 이 거리의 차를 메우기 위해, 이 층의 공극이 좁아지게 되고, 결과적으로 절곡부에서는 자기 발열층 내부에 압축 응력이 발생하게 된다.

나아가 탄성 변형을 나타내는 제2 영역(B)은, 압축 응력에 대한 변형에 변곡부(a)를 갖는 것이 바람직하다. 도 5는, 본 발명에 관한 탄성 변형을 나타내는 제2 영역(B)을 보다 상세하게 설명하기 위한 그래프로서, 데이터 값은 도 4와 동일하다. 도 5에 도시된 변곡부(a)보다 앞의 탄성 변형을 나타내는 영역(B1)은, 이른바 스프링 탄성 영역으로 이해되고, 변곡부(a)보다 뒤의 탄성 변형을 나타내는 영역(B2)은, 금속 내부에 변형을 모으는 이른바 변형 탄성 영역이라고 이해된다. 즉, 본 발명에 관한 자기 발열층으로서 이용할 수 있는, 예를 들어 상기 스테인리스 섬유 소결 부직포가, 탄성 변형을 나타내는 제2 영역(B)에, 유연한 탄성 변형 특성을 갖는 영역인 변곡부(a)보다 앞의 탄성 변형을 나타내는 영역(B1)과, 비교적 강직한 탄성 변형 특성을 갖는 영역인 변곡부(a)보다 뒤의 탄성 변형을 나타내는 영역(B2)을 가짐으로써, 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이 허니콤 구조, 콜게이트 구조 등의 가공이 실시된 후에도, 자기 발열층이 갖는 형태 안정 효과에 의해, 이 시트형상물의 형상을 안정시키기 쉽다는 효과를 얻기 쉽다.

또한, 본 발명에 관한 자기 발열층의 JIS P8113에 준하여 측정되는 신장률은, 1%~5%인 것이 바람직하다. 1% 미만이면, 예를 들어 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 콜게이트 가공하는 경우에 있어서, 자기 발열층이 파단될 우려가 있다. 5%를 초과하는 신장률이면, 자기 발열층을 구성하는 재료가 부분적으로 밀도가 낮아질 우려가 있다. 도 4에 도시된 본 발명에 관한 자기 발열층의 신장률은 2.8%이었다.

(흡착층)

본 발명에 관한 흡착층(3)은, 수분 흡착 능력을 갖는 층이면 어떠한 구성도 취할 수 있지만, 유기 섬유와 유기계 흡습제 및 무기계 흡습제에서 선택되는 적어도 1종을 포함하여 구성되는 투기성을 갖는 층인 것이 바람직하다.

상기 유기 섬유로서는, 올레핀계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 에틸렌아세트산비닐 공중합체 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴계 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 폴리비닐에테르 수지, 폴리비닐케톤 수지, 폴리에테르 수지, 폴리비닐알코올 수지, 디엔계 수지, 및 폴리우레탄계 수지 등의 열가소성 합성수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 푸란 수지, 요소 수지, 아닐린 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지 등의 열경화성 합성수지로 이루어지는 섬유, 목재 펄프, 닥나무, 삼지닥나무, 짚, 케나프, 대나무, 린터, 버개스, 에스파르토, 사탕수수 등의 식물 섬유, 혹은 이들을 미세화한 것을 이용할 수 있는 것 외에, 셀룰로오스 재생 섬유인 레이온 섬유, 아세테이트 등의 반합성 섬유, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소 수지계 섬유, 실리콘 수지계 섬유, 스테인리스나 니켈 울 등의 금속 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유 등도 이용할 수 있다. 이들 중, 흡습제의 담지성, 후가공 적응성 등으로부터 목재 펄프를 포함하는 것이 적합하다. 목재 펄프로서는, 예를 들어 침엽수 고수율 미표백 크라프트 펄프(HNKP; N재), 침엽수 표백 크라프트 펄프(NBKP; N재, NB재), 광엽수 미표백 크라프트 펄프(LUKP; L재), 광엽수 표백 크라프트 펄프(LBKP, L재) 등의 화학 펄프, 그라운드 우드 펄프(GP), 가압된 그라운드 우드 펄프(PGW), 서모메카니컬 펄프(TMP) 등의 기계 펄프, 디잉킹 펄프(DIP), 웨이스트 펄프(WP) 등의 고지(古紙) 펄프나 세미케미컬 펄프(CP) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 열가소성 합성수지의 구조는, 심초 구조(core-sheath structure)를 가지지 않는, 단면에 있어서 거의 단일 조성의 주체 섬유이어도 되고, 심초 구조를 갖고 있어도 된다. 흡착층이, 열가소성 합성수지나 열경화성 합성수지를 포함하고 있으면, 가열이나 가압 공정을 거쳐 가공된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물의 가공성, 형태 안정성을 높이기 쉽다.

상기 유기계 흡습제로서는, 폴리아크릴산계로 대표되는 흡수성 고분자, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 유기계 흡습제를 이용할 수 있다.

상기 무기계 흡습제로서는, 세피올라이트, 제올라이트, 벤토나이트, 아타풀자이트, 규조토, 규조토 혈암, 활성탄, 다공질 실리카, 수산화알루미늄, 섬유상 산화티타늄, 알로페인, 이모고라이트, 비정질 알루미늄 규산염, 저결정성 층상 점토 광물과 비정질 알루미늄 규산염으로 이루어지는 알루미늄 규산염 복합체 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도 저결정성 층상 점토 광물과 비정질 알루미늄 규산염으로 이루어지는 알루미늄 규산염 복합체는, 비교적 낮은 온도에서 탈습이 가능하기 때문에 적합하게 이용할 수 있다.

이들 흡습제는 각각 단독으로 이용해도 되고, 2종류 이상을 병용할 수도 있다. 또한, 흡착층 중의 흡습제의 함유량은, 흡착층 전체 질량에 대해 60질량%~90질량%인 것이 바람직하고, 65~85질량%인 것이 보다 바람직하며, 70~80질량%인 것이 더욱 바람직하다. 60질량% 미만이 되면, 목적으로 하는 제습 성능을 얻기 어려워지는 경우가 있고, 90질량%를 초과하면, 유기 섬유 성분량의 감소에 의해, 흡습제의 탈락 등이 발생하기 쉬워져 가공성이 저하될 우려가 있다. 본 발명에 관한 흡착층(3)은, 적어도 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 구성하는 자기 발열층(1)과 적층되기 때문에, 가공시의 형태 안정성을 확보하기 쉽고, 이에 의해 흡습제의 고질량 첨가가 가능해지는 이점이 있다.

본 발명에 관한 흡착층(3)은, 이하의 방법으로 제조할 수 있지만, 양산화에는 방법(1)이 적합하다.

방법(1) 유기 섬유에 담지된 흡습제를 포함하는 시트를 습식 초조법 또는 건식법에 의해 얻는 방법.

방법(2) 습식 초조법 또는 건식법으로 얻어진 유기 섬유를 포함하는 시트에 흡습제를 코팅하는 방법.

방법(3) 자기 발열층 또는 접착층 등에 흡습제와 유기 섬유를 코팅함으로써 형성시키는 방법.

방법(1)

상기 건식법으로서는, 카드법, 에어레이드법 등을 사용할 수 있다. 습식 초조법이란, 유기 섬유, 흡습제 등을 수중에 저농도로 분산시켜 이를 초지하는 방법으로, 저가이며 균일성이 높고 대량 제조가 가능한 수법이다. 구체적으로는, 유기 섬유와 흡습제를 주체로 하여 슬러리를 조제하고, 이에 충전제, 분산제, 증점제, 소포제, 지력 증강제, 사이즈제, 응집제, 착색제, 정착제 등을 적절히 첨가하여 초지기로 습식 초조한다. 초지기로서는, 원망 초지기, 장망 초지기, 단망 초지기, 경사형 초지기, 이들 중에서 동종 또는 이종의 초지기를 조합하여 이루어지는 콤비네이션 초지기 등을 이용할 수 있다. 또한, 에어 드라이어, 실린더 드라이어, 석션 드럼 드라이어, 적외 방식 드라이어 등을 이용하여, 초지 후의 습지를 건조하여 시트를 얻을 수 있다. 이와 같이 제작하는 시트의 평량은, 흡습제의 종류, 첨가량 등에 따라 임의의 값이 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다.

습식 초조법에서는, 유기 섬유와 흡습제 등으로 구성되는 초조 슬러리를 안정화시키기 위해, 응집제를 첨가할 수도 있다. 응집제로서는, 수산화아연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물, 알루미나, 실리카, 규산알루미늄, 규산마그네슘 등의 금속 산화물 또는 금속 규산염, 이들 금속 산화물 또는 금속 규산염의 함수물, 황산알루미늄, 폴리염화알루미늄, 음이온 또는 양이온 변성 폴리아크릴아미드, 마찬가지로 폴리에틸렌옥사이드계 폴리머, 아크릴산 또는 메타크릴산 함유 공중합물 등의 수용성 중합체, 알긴산 또는 폴리비닐인산 및 이들의 알칼리성염, 암모니아, 디에틸아민 및 에틸렌디아민 등의 알킬아민, 에탄올아민 등의 알칸올아민, 피리딘, 모르폴린, 함아크릴로일모르폴린 중합물 등이 있다. 특히, 음이온 또는 양이온 변성 수용성 폴리머 응집제 중, 폴리머 중에 양이온 단위와 음이온 단위 양쪽을 갖는 양성 응집제는 우수한 응집 효과를 발휘할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 알킬케텐 다이머나 아크릴계 수지로 대표되는 사이즈제를 첨가할 수도 있다. 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 가공할 때에 수분을 첨가하여 가공성을 보조하는 경우가 있는데, 사이즈제는 첨가된 수분의 과잉 흡수를 방지하고, 가공성을 향상시키기 쉽게 하는 효과를 나타낸다.

방법(2)

방법(1)에 준하여 제작한 유기 섬유를 주체로 한 시트에, 흡습제를 코팅하는 방법이다. 코팅용 매체로서는, 물, 물과 알코올, 케톤 등의 유기 용제의 혼합액 등을 적합하게 이용할 수 있다. 코팅에는, 사이즈 프레스, 게이트 롤코터, 에어 나이프 코터, 블레이드 코터, 콤마 코터, 바코터, 그라비아 코터, 키스 코터 등의 함침 또는 도공 장치를 사용할 수 있다.

방법(3)

자기 발열층 또는 후술하는 접착층(2) 등을 베이스재로 하고, 유기 섬유, 흡습제를 주체로 하는 코팅액을 제작하여, 방법(2)에 준하는 방법으로 코팅하는 방법이다.

(접착층)

본 발명에 관한 자기 발열층(1)과 흡착층(3)은, 접착층(2)을 개재하여 적층되어 있어도 된다. 본 발명에 관한 접착층(2)은, 자기 발열층(1)과 흡착층(3)을 열전도 가능한 태양으로 접속할 수 있는 것이면, 어떤 형태도 취할 수 있다.

접착층(2)은, 자기 발열층(1)에서 발생한 열을 효율적으로 전달하는 것에 주안을 두는 경우에는, 도전성 접착·점착으로 할 수도 있고, 자기 발열층(1)을 금속 섬유 부직포 주체로 구성한 경우에는, 예를 들어 접착층(2)을, 심초 섬유 등의 용융시에 형태 유지성을 갖는 합성 섬유로 이루어지는 합성 섬유 시트 등으로 함으로써, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물에 투기성을 부여할 수도 있다. 이 경우, 합성 섬유의 열 용착 등에 의해 자기 발열층(1)과 흡착층(3)의 적층을 실시해도 된다. 이러한 합성수지로 열 용착함으로써, 흡방습용 자기 발열성 시트형상물의 가공성, 형태 안정성을 높이기 쉬워지는 효과를 나타낸다. 또한, 합성 섬유 시트는, 직포이어도 되고 부직포이어도 상관없다.

상기 합성 섬유 시트에 사용되는 합성 섬유는, 폴리아미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유(이하, PET 섬유라고도 함), 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유(이하, 변성 PET 섬유라고도 함), 아크릴 섬유, 폴리올레핀 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에틸렌나프탈레이트 섬유, 폴리부틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리아릴렌설파이드 수지(예를 들어, 폴리페닐렌설파이드 섬유, 폴리아세탈 섬유, 액정 폴리머 섬유, 폴리이미드 섬유 등을 사용할 수 있지만, 용융시에 섬유 형태를 유지하기 쉬운(투기성을 확보하기 쉬운) 점에서, 심초 구조의 PET 섬유 또는 변성 PET 섬유를 적합하게 이용할 수 있다.

접착층(2)을 형성하는 방법으로서는, 자기 발열층(1) 또는 흡착층(3)을 베이스재로 한 코팅이나, 접착층(2)이 섬유를 주로 하여 구성되는 경우에는, 상기 습식 초조법 또는 건식법 등에 의해 형성할 수 있다.

자기 발열층과 흡착층을 접착층을 개재하여 적층하는 방법은, 자기 발열층과 흡착층이 열전도 가능한 태양으로 접속되어 있으면 되고, 접착층을 구성하는 재료에 따라 적절히 적합한 방법을 이용하면 된다. 즉, 접착층이 접착성, 점착성 등을 가지고 있는 경우에는, 그 접착성, 점착성을 이용하여 적층하면 되고, 예를 들어 접착층에 열 용융 가능한 섬유형상물을 갖는 경우에는, 가열 조건 하에서 적층을 실시하면 된다.

또한, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물은, 도 6에 도시된 바와 같은 흡착층을 자기 발열층 사이에 끼운 구성으로 할 수도 있다. 구체적으로는, 자기 발열층, 흡착층, 자기 발열층의 적층 구조나, 자기 발열층, 접착층, 흡착층, 접착층, 자기 발열층 등의 적층 구조이다. 이러한 구조로 함으로써 수분의 방출 속도가 매우 빠르고, 또한 흡착제의 탈락 위험이 낮은 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 얻기 쉬워진다.

(흡방습체)

도 2는, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 중심(中芯)(5)과 같이 콜게이트 가공하고, 마찬가지로 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 라이너(6)로 하여, 골판지 형상의 것이 적층된 태양으로 한 흡방습체(4)의 예를 나타내는 것이다. 흡방습체(4)로서는, 이러한 예에 그치지 않고 허니콤 구조 등으로 할 수도 있다. 이러한 가공을 실시함으로써 표면적을 넓혀, 흡습량을 향상시킬 수 있음과 아울러, 구조화에 의해 흡방습체(4)의 강성도 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 구성하는 자기 발열층(1)은, 상기한 특성에 의해 콜게이트 가공, 허니콤 가공 등을 실시하는 경우의 가공 적성이 우수하고 형태 안정성도 높다. 나아가 자기 발열층(1)을 금속 섬유를 주체로 한 층으로 한 경우에는, 상기한 바와 같이 가공시에 신장도 기대할 수 있음과 아울러, 가공 후도 탄성 변형 영역(탄성 변형 영역을 나타내는 제2 영역)을 남기고 있기 때문에, 흡방습체(4)에 외력이 가해졌다고 해도 형상 복원력을 가지게 되고, 흡방습체(4)의 형태 안정성에 기여하기 쉽다는 특성을 가진다.

(흡방습 장치)

도 3은, 투기성을 갖는 층 구성의 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 통기 경로에 설치한 흡방습 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.

습기를 포함한 공기는 상류측으로부터 자기 발열층(1), 접착층(2)을 투과하여 흡착층(3)에 도달하고, 흡착층(3)에서 수분이 흡착된다. 이 때, 자기 발열층(1)은, 후술하는 열원으로서의 역할을 할 뿐만 아니라, 예를 들어 먼지 제거 등의 필터로서의 역할도 할 수 있다. 흡착층(3)이 수분 흡착 한계에 도달한 경우, 혹은 흡착층(3)의 수분 흡착 성능이 저하된 경우는, 통전 회로를 개재하여 전원(8)으로부터 전극(7)에 통전을 실시한다. 그러면 자기 발열층(1)이 자기 발열하고, 그 열은 접착층(2)을 개재하여 흡착층(3)을 신속하게 가열, 흡착층(3)의 탈습이 신속하게 행해지게 된다. 이 때, 동시에 열풍 등을 공급하여, 더욱 탈습 속도를 향상시킬 수도 있다. 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물은, 자기 발열층(1)과 흡착층(3)이 열전도 가능한 태양으로 접속되어 있기 때문에, 종래의 데시칸트 로터와 같이 흡습력 재생을 위해 열풍만을 사용하는 방식과 비교하여, 매우 신속하게 재생이 완료되기 쉬운 경향이 있다. 또한, 본 발명의 흡방습 장치는 이 예에 그치지 않고, 복수의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물이나 흡방습체를 준비하는 형태나, 흡방습체의 구조화를 실시함으로써 하나의 흡방습체 내에서, 자기 발열층(1)의 가열 영역, 비가열 영역을 형성해도 된다. 또한, 자기 발열층의 자유단이란, 반드시 돌출된 단부를 의미하지 않고, 예를 들어 원형상의 자기 발열층이면, 원주단 등이면 된다.

흡착층(3)의 수분 흡착 성능은, 설치된 상류측 습도계(10)와 하류측 습도계(11)의 습도차에 의해 짐작할 수 있다. 즉, 이러한 습도차가 일정 정도 작아진 경우, 흡착층(3)의 수분 흡착 성능이 저하되었다고 판단할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치는, 자기 발열층과 흡착층이 열전도 가능한 태양으로 접속되어 있기 때문에, 흡착된 수분의 방출 속도가 매우 빠르고, 자기 발열층이 골재적으로 기능함으로써, 허니콤 구조, 콜게이트 구조 등의 가공을 실시하는 경우에도 가공성이 우수하다.

나아가 자기 발열층이, 소성 변형을 나타내는 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 압축 응력이 높은 영역에서 나타나는, 탄성 변형을 나타내는 제2 영역을 구비하는 경우에는, 허니콤 구조, 콜게이트 구조 등의 가공성을 더욱 향상시키는 것이 가능해지고, 가공 후의 형태 안정성도 우수한 흡방습용 자기 발열성 시트형상물, 흡방습체 및 이들을 이용한 흡방습 장치를 제공할 수 있는 것이다.

도 7은, 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물과, 자기 발열층을 가지지 않는 흡착층만으로 이루어지는 시트형상물의 가열 시간과 온도 상승의 관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물은, 섬유 직경 8μm, 섬유 길이 3mm의 스테인리스 섬유 소결체로 이루어지는 두께 500μm, 평량 100g/㎡의 자기 발열층과, 저결정성 층상 점토 광물과 비정질 알루미늄 규산염으로 이루어지는 알루미늄 규산염 복합체를 펄프 섬유에 담지시킨 초조물인 흡착층(알루미늄 규산염 복합체의 첨가량은, 흡착층 전체를 100으로 하여 90wt%, 평량 250g/㎡)을, 심초 구조를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 초조 시트인 접착층으로 접착한 태양을 이룬다.

흡착층만으로 이루어지는 시트형상물은, 상기 저결정성 층상 점토 광물과 비정질 알루미늄 규산염으로 이루어지는 알루미늄 규산염 복합체를 펄프 섬유에 담지시킨 초조물인 흡착층과 동일한 것을 이용하였다.

가열 시간과 온도 상승의 관계를 확인한 시험 방법은 이하와 같다.

<본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물>

직류 전원의 단자를 자기 발열층의 양단에 연결하고, 자기 발열층의 중심이 80℃가 되는 조건으로 자기 발열층에 통전을 실시(열풍의 통풍 없음)하였다. 흡착층에 붙인 K 열전쌍에 의해 흡착층의 온도 상승값을 경과 시간마다 측정하였다.

<자기 발열층을 가지지 않는 흡착층만으로 이루어지는 시트형상물>

80℃의 열풍을, 흡착층을 통해 통과시켰을 때의 흡착층의 온도 상승값을, 흡착층에 붙인 K 열전쌍에 의해 경과 시간마다 측정하였다.

도 7의 흡착층의 온도 상승을 나타내는 그래프에서도 알 수 있는 바와 같이, 자기 발열층과 흡착층이 열전도 가능한 태양으로 접속되어 있는 본 발명의 흡방습용 자기 발열성 시트형상물은, 흡착층만으로 이루어지는 시트형상물에 열풍을 통과시키는 태양과 비교하여, 흡착층의 온도 상승이 매우 빠른 것을 알 수 있다. 흡착층을 구성하는 흡습제는, 소정 온도에 도달하면 흡착된 것을 탈습하기 때문에, 흡착층의 온도 상승이 빠른 것은, 즉 수분의 방출 속도가 매우 빠른 것을 나타내고 있다고 할 수 있다.

1 자기 발열층
2 접착층
3 흡착층
4 흡방습체
5 중심
6 라이너
7 전극
8 전원
9 컨트롤러
10 상류측 습도계
11 하류측 습도계
A 소성 변형을 나타내는 제1 영역
B 탄성 변형을 나타내는 제2 영역
B1 변곡부(a)보다 앞의 탄성 변형 영역
B2 변곡부(a)보다 뒤의 탄성 변형 영역
a 변곡부

Claims (10)

1. 적어도 자기(自己) 발열층과 흡착층을 그 적층에 포함하는 흡방습(吸放濕)용 자기 발열성 시트형상물로서,
   상기 자기 발열층과 상기 흡착층이 열전도 가능한 태양(態樣)으로 접속되어 있는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 자기 발열층과 상기 흡착층이 접착층을 개재하여 적층된 것을 특징으로 하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 자기 발열층의 자유단에 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 자기 발열층이 금속 섬유 소결체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속 섬유 소결체를 구성하는 섬유가 적어도 스테인리스 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 접착층이 적어도 합성 섬유를 갖는 것을 특징으로 하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 흡착층이 유기 섬유와 유기계 흡습제 및 무기계 흡습제에서 선택되는 적어도 1종 이상의 흡습제를 갖는 것을 특징으로 하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 자기 발열층이 압축 응력과 변형의 관계에 있어서,
   소성 변형을 나타내는 제1 영역과,
   상기 제1 영역보다 압축 응력이 높은 영역에서 나타나는, 탄성 변형을 나타내는 제2 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 흡방습용 자기 발열성 시트형상물.
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물을 갖는 것을 특징으로 하는 흡방습체.
10. 상기 전극에 통전하기 위한 통전 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 청구항 3 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 흡방습용 자기 발열성 시트형상물 또는 흡방습체를 갖는 흡방습 장치.

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