한국전기연구원 나노융합기술연구센터 이동윤 박사팀은 열선이나 전도체로 코팅하는 방식이 아닌 옷감 자체에서 열을 내는 발열섬유를 개발했다.

  이동윤 책임연구원팀이 최근 고효율 금속섬유전극 직조 유연 면상발열체 기술을 개발하고, 경남 함안 ㈜창민테크론에 기술을 이전했다고 12일 밝혔다.

  연구팀은 전통 직조형 유연 태양전지 개발 경험과 기술을 활용해 유연성이 매우 높으면서도 열 흐름이 제어돼 매우 안전한 웨어러블(wearable) 섬유 발열체 개발에 성공했다.

  연구팀은 50마이크로미터(㎛) 수준의 미세 스테인리스강 섬유와 현무암 섬유(바잘트)로 천을 짠 뒤 천에 특수 폴리머, 세라믹 소재를 첨가하는 방식으로 특수 옷감을 만들었다. 특히 금속섬유와 세라믹 섬유를 결합시켜 발열섬유를 만든 것은 세계 최초다.

  기존의 발열제품들은 열선을 사용하거나 전도체를 이용해 만들었다. 열선 제품의 경우 외부에서 충격이 가해지면 과부하가 걸리거나 열선이 끊어지면서 입고 있는 사람에게도 위험하다는 단점이 있었다.

  이번에 이 연구팀이 개발한 금속섬유 발열체는 매우 질기고 유연성이 높아서 접어서 사용할 수 있고, 옷감에 구김 또는 접힘이 있어도 발열체 선이 끊어지지 않는다. 특히 물에 젖거나 세탁을 하더라도 발열체로서 성질이 떨어지지 않는다.

  더군다나 일반 섬유처럼 재봉과 재단도 가능하고 여러가지 무늬로 만들 수도 있어서 미적 감각도 살릴 수 있다. 연구팀은 이 때문에 페인트나 외부 이물질이 묻어 반복세탁이 필요한 야외노동장에서 활용되는 작업복에 많이 활용될 수 있을 것으로 예상하고 있다. 발열 파카, 헬멧, 장갑은 물론 의료용, 자동차 외장용으로도 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

  이동윤 박사는 “기존 발열 의류는 세탁이 불가능하거나 가능하더라도 세탁이 반복될수록 성능이 현저히 떨어진다는 단점이 있다”며 “이번에 개발한 발열섬유는 반복적으로 세탁을 한 뒤에도 성능이 유지되는 뛰어난 강도와 유연성, 안정성을 갖추고 있다”고 설명했다.

  연구팀은 현재 R&D상용화지원사업을 통해 양산형 폴리머침지형 금속섬유면상발열체 제작 공정, 의류에 부착할 수 있는 소형 전원장치, 스테인리스(STS) 전극과 외부 전극 부착용 용접기술 등을 개발해 경남 함안군에 본사를 둔 ㈜창민테크론에 기술이전을 해 양산을 추진하고 있다.