1. 폴리피롤 증착 직물의 산화제 혼합 비율에 따른 변화
1.1. 표면형태 및 화학적 성분
1.2.2. 인가전압에 따른 폴리피롤 증착 초소수성 직물의
인가전압이 9V인 경우, Figure 45와 같이 시간에 따른 표면온도 변화 가 시료 간 뚜렷하게 나타났으며, Figure 46의 열화상 카메라 이미지를 통해서도 전기에 의한 발열효과를 선명하게 관찰할 수 있었다. 산화제 조건에 따라 살펴보면 A100_H는 5.9℃, AF72_H는 2.9℃, AF55_H는 6.
1℃로 온도 상승이 10℃ 미만이었지만, 표면저항이 낮았던 AF27_H와 F100_H는 각각 10.1℃와 20.1℃를 기록하여 급격한 표면온도 상승을 보 여주었다.
이와 같은 결과를 통하여 폴리피롤의 전도성과 인가전압은 표면온도 에 있어서 매우 중요한 요소임을 알 수 있다. 저항체에 전류를 통할 때 발생하는 열량에 관한 줄의 법칙(Joule's Law)에 따라, 전기저항열은 식 (9)와 같이 나타낸다. 이 때
는 전류(A),
은 저항(Ω),
는 시간(sec)이며, 옴의 법칙에 따라 식 (9)는 식 (10)과 같이 변환된다.
(9)
(10)따라서 인가전압이 일정할 경우, 상기 식에 의하여 각 시료의 발열량 은 표면저항이 낮을수록 증가하며, 본 연구에서는 표면저항이 작았던 F100_H가 가장 우수한 발열기능을 나타내었고, AF27_H, AF55_H, A100_H 및 AF72_H 순으로 표면저항이 낮을수록 온도 상승 정도가 높 게 나타났다. 또한 각 시료의 저항은 일정하기 때문에 옴(Ohm)의 법칙 에 따라 인가되는 전압이 증가할수록 시료로 투입되는 전류량이 증가하 므로 발열량은 인가전압에 비례하여 선형적으로 증가한다[87]. 따라서 전 기발열을 이용한 표면온도는 폴리피롤 섬유복합체에 인가되는 전압을 조 절함으로써 다양한 수준으로 손쉽게 변화시킬 수 있을 것으로 기대된다.
인가전압의 크기와 상관없이 시간에 따른 전기발열곡선은 모든 시료 에서 유사한 경향을 보였다. 전압을 인가하고 3분 이내의 초기 단계에서 는 표면온도가 급격하게 상승하는데, 이는 전기발열기능에 따른 인가전 압에 대한 반응 작용이다[29]. 시료로 투여된 전기에너지는 대류, 복사 및 전도의 형태로 열손실이 발생하는 데, 열손실의 총량을 초과하면 시 료의 온도가 상승하게 되며, 이는 발열과 열손실이 안정적인 균형을 이 룰 때 까지 계속된다[28]. 온도 상승 단계 이후에는 에너지 보존 법칙에 따라 전원(power)에 의한 취득 열량과 대류 및 복사 등에 의한 손실열 량이 균형을 이루면서 일정한 온도를 유지하게 된다[29, 87, 91].
Figure 41. Surface temperature increment of polypyrrole deposited cotton fabrics for 3V voltage.
UC A100_H AF72_H AF55_H AF27_H F100_H
30's
3min
5min
10min
Figure 42. Infrared thermal images of the polypyrrole deposited cotton fabrics for 3V voltage.
Figure 43. Surface temperature increment of polypyrrole deposited cotton fabrics for 6V voltage.
UC A100_H AF72_H AF55_H AF27_H F100_H
30's
3min
5min
10min
Figure 44. Infrared thermal images of the polypyrrole deposited cotton fabrics for 6V voltage.
Figure 45. Surface temperature increment of polypyrrole deposited cotton fabrics for 9V voltage.
UC A100_H AF72_H AF55_H AF27_H F100_H
30's
3min
5min
10min
Figure 46. Infrared thermal images of the polypyrrole deposited cotton fabrics for 9V voltage.