KR200367802Y1 - 발열의류 - Google Patents

Abstract

본 고안은 카본히터를 구비한 발열의류에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소 콜로이드액으로 코팅된 발열선으로 형성되는 카본히터가 구비된 발열의류에 관한 것이다. 본 발명에 따른 발열의류(100)는 서로 이격되어 위치되는 동사 전극(111, 112)과, 상기 양 전극(111, 112) 사이에 연결되며 섬유사(115)에 탄소 콜로이드 용액이 1회에 0.5㎛ 내지 5㎛의 두께로 코팅되어 형성되는 복수의 발열선(113)과, 발열선(113)과 서로 그물망을 이루면서 연결되는 보조선(114)을 포함하는 카본발열체(110)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

발열의류{Clothing with heater}

본 고안은 카본히터를 구비한 발열의류에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 섬유사에 탄소 콜로이드액으로 코팅된 발열선으로 형성되는 카본히터가 구비된 발열의류에 관한 것이다.

의류에 발열체를 내장시켜, 전기를 인가할 경우 발열체가 발열되어 필요한 온도를 얻는 발열의류는 통상적으로 사용되어 왔다.

그러나 발열선으로 일반적인 니크롬선을 이용하는 경우 이로부터 발생하는 전자파가 인체에 유해함이 밝혀진 이후, 전자파를 발생시키지 않으면서도 적온을 얻을 수 있는 발열의류에 대한 연구가 활발히 진행되어, 여러 방식으로 성과를 얻어왔다.

대표적인 예가, 대한민국 특허청 실용신안공보에 공개된 공개번호 제 10-2004-0028323 호의 건강발열의류로서, 이에는 일반의류를 겉감으로하고, 그 내부에위치하는 안감을 전도성 탄소섬유사와 일반섬유사로 제직하며 원적외선과 음이온이 방사되는 건강발열의류 및 그 제조방법에 대해 개시하고 있다.

도 1에는 상기 원적외선이 방사되는 건강발열의류의 내부안감구조를 나타내는 평면개략도가 도시되어 있다. 이에 따르면, 안감(40)은 겉감(미도시)의 내측에 겹접되는 내피로서, 전원을 공급받기 위한 전원공급부재(50) 및 코팅재료가 피착된 구조를 가지며 전도성탄소섬유사(44)를 일반섬유사와 함께 부분 제직하거나, 재단용 천의 정해진 발열부위에 전도성탄소섬유사(44)를 누빈 상태도 무방하다. 또한, 안감(40)은 전원을 공급받기 위한 연결단자(42)가 내측에서 인출된다.

전원공급부재(50)는 대략 안감(40)의 내측 적당한 위치에 주머니형의 수용부재(54)를 형성하고 여기에 밧데리(58)등을 수용함으로써 전원이 공급되도록 하는 일종의 밧데리 케이스 형태로 된다. 일반적인 밧데리 케이스와 같이 본 고안 전원공급부재(50)도 수용부재(54)의 내측에 접속단자(부호 및 도시생략)를 형성하고 외부로 연결단자(52) 및 스위칭수단을 인출형성하여서 된다. 즉, 상기 안감(40)은 인출된 연결단자(52)에 접속되는 연결단자(42)와, 밧데리(58)등을 수용하기 이한 수용부재(54)로 이루어진 전원공급부재(50)를 안감의 적당한 위치에 주머니 형태로 실시되는 것이다.

따라서, 상기 한 구조에 따를 경우, 스위칭수단을 턴온하여 전도성탄소섬유가 소정온도로 발열되게 하여 안감의 특정부위에 제직되거나 누벼진 발열부분에서 발열이 이루어져 찬 냉기로 부터 체온을 유지보온하게 되는 효과가 발생하는 것으로 기재되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 발열의류로서는 원적외선이 방출되고, 전자파를 발생시키지 않는 점에서 어느 정도 효과를 달성할 수 있겠지만, 전도성탄소섬유를 어떠한 수단으로 안감에 제직하거나 누비는 지에 관한 개시가 전혀 이루어 있지 않고, 실재 가능하다고 하더라도 의류와 같이 구겨지거나 접혀지는 것이 빈번한 제품에서 단순한 전도성탄소섬유를 채용할 경우 전도성탄소섬유가 쉽게 단락되어 전혀 실용적으로는 사용될 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 상기 의류에서는 전원공급부재가 안감의 적당한 위치에 주머니 형태로 실시된다고 한정하고 있으나, 이는 의류의 외관을 해치고, 사용자가 전원공급부재에 전기를 충전할 경우에 불편함이 초래되는 문제점도 가지고 있다.

이처럼, 발열의류의 제조에 있어서, 실제 사용하기 편리하고, 건강에도 유리한 제품은 소비자들의 수요욕구에도 불구하고 실질적으로 생산되지 못하고 있다.

본 고안은 상기한 발열의류에서의 장기간 미해결 과제 및 새로운 카본히터의 적용상의 곤란성을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 전자파를 방출하지 않고, 유연성이 뛰어나며, 단락 우려가 없는 카본발열체를 내장한 발열의류를 제공하는 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 탄소섬유사를 구비한 발열의류의 일실시예를 보이는 투시평면도.

도 2a는 본 고안에 채용된 카본히터의 일실시예를 보이는 구성도.

도 2b는 본 고안에 사용되는 발열선의 단면도.

도 2c는 본 고안에 사용되는 보조선의 단면도.

도 2d는 도 2a의 A부분 확대투시도.

도 3a는 본 고안에 따른 카본히터를 구비한 발열의류의 일실시예를 보이는 투시평면도.

도 3b는 본 고안에 따른 카본히터를 구비한 발열의류의 다른 실시예를 보이는 투시평면도.

도 4는 본 고안에 따른 카본히터를 구비한 발열의류의 착용상태를 보이는 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40. 안감 42. 연결단자

44. 전도성탄소섬유사 50. 전원공급부재

52. 연결단자 54. 수용부재

101. 카본히터 110. 카본발열체

111, 112. 전극 113. 발열선

114. 보조선 118. 절연재

119. 동사 120. 제어기

130. 전원연결부 140. 옷감

150. 전원공급 및 제어기

본 고안에 따른 카본히터가 구비된 발열의류는 서로 이격되어 위치되며 전원이 인가되는 동사 전극과, 상기 양 전극사이에 연결되며 섬유사의 외면에 탄소 콜로이드 용액이 1회에 0.5㎛ 내지 5㎛의 두께로 코팅되어 형성되는 복수의 발열선,그리고 상기 전극을 절연시키는 절연재을 포함하여 구성되는 카본발열체, 및 상기 전극에 전선으로 연결되어, 상기 전극에 인가되는 전력을 공급 및 제어하는 전원공급 및 제어기를 포함하여 구성되는 카본히터의 상기 카본발열체가 옷감 사이에 내장되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 카본발열체에는 상기 복수의 발열선과 상호 그물망을 이루도록 연결되고 섬유사로 이루어지는 보조선이 더 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 발열선 및 보조선의 외면은 실리콘, 폴리아크릴, 폴리우레탄으로 구성되는 군에서 선택되는 하나에 의해 100㎛ 내지 1000㎛의 두께로 더 코팅되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 카본발열체의 두께는 0.5mm 내지 5mm 인 것을 특징으로 하는 카본히터를 구비도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 카본발열체는 상기 옷감의 모양에 따라 형성되어 내장되도록구성할 수 있다.

또한, 상기 전원공급 및 제어기는 상기 옷감에 장착되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 전원공급 및 제어기는 상기 옷감에 외장되도록 구성될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하면서, 실시예를 통해 본 고안을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 고안에 따른 발열의류를 내장되는 카본발열체의 형상의 변경, 전원공급 및 제어기의 위치의 변경, 제공되는 의류의 변경등은 본명세서에 의해 당업자에게 자명하므로 본 고안의 범주에서 벗어나지 않으므로, 실시예이외의 변형이 다양하게 이루어 질 수 있다.

도 2a는 본 발명에 따른 카본히터의 일실시예를 보이는 구성도이고, 도 2b는 본 고안에 사용되는 발열선의 단면도이며, 도 2c는 본 고안에 사용되는 보조선의 단면도이다. 또한, 도 2d는 도 2a의 A 부분 확대투시도이다.

이에 따르면, 카본히터(101)는 카본발열체(110)와, 제어기(120)와, 전원연결부(130)로 구성된다. 카본발열체(110)는 소정간격으로 이격되는 동사(119) 전극(111, 112)과, 양 전극(111, 112) 사이에 연결되며 섬유사(115)에 탄소 콜로이드 용액이 1회에 0.5㎛내지 5㎛의 두께로 코팅되어 형성되는 복수의 발열선(113)을 포함하여 구성된다.

전극(111, 112)은 주석으로 도금된 동사(119; 銅絲)가 다수로 배치되어 구성되어, 발열선(113) 및 전선(131)과 연결되며, 전선(131)으로 연결되는 부위의 절연을 위하여 절연재(118)로 절연된다. 이때 사용되는 절연재(118)로는 방수기능을 갖는 실리콘테이프등이 사용될 수 있다. 인가되는 전기로는 AC 또는 DC가 모두 가능하다.

발열선(113)은 섬유사(115)를 내심으로 하여, 그 외면에 카본용액으로 코팅되어 구비된다. 이 때, 사용되는 섬유사(115)는 천연섬유사(셀룰로스계 섬유사, 단백질계 섬유사, 광물질계 섬유사) 및 인조섬유사(유기질섬유사, 반합성섬유사, 합성섬유사, 무기질섬유사)에 제한을 받지 않고 사용될 수 있다(특히, 유리섬유사, 바잘트섬유사, 폴리에스테르가 사용된다).

카본발열체(110)에는 발열선(113)과 서로 그물망을 이루면서 연결되고 발열선(113)을 보조하는 보조선(114)이 더 구비된다. 보조선(114)은 탄소코팅이 되지않은 섬유사(115)를 내심으로 하여 구비된다. 섬유사(115)는 천연섬유사(셀룰로스계 섬유사, 단백질계 섬유사, 광물질계 섬유사) 및 인조섬유사(유기질섬유사, 반합성섬유사, 합성섬유사, 무기질섬유사)에 제한을 받지 않고 사용될 수 있다(특히, 유리섬유사, 바잘트섬유사, 폴리에스테르사, 면사가 사용된다). 그 외면은 다시 실리콘, 폴리아크릴 또는 폴리우레탄으로 100㎛ 내지 1000㎛의 두께로 코팅되어 있다. 실리콘, 폴리아크릴, 폴리우레탄등으로 코팅됨으로써 상기 발열선(113)은 보다 유연하게 절첩되어, 단락의 우려가 없어지게 되고, 또한 너무 얇으면 유연성이 약해지고, 너무 두꺼우면 발열효과가 저하되기 때문이다.

이때, 보조선(114)은 발열선(113)을 보강, 지지하는 역할을 하는데, 본 실시예에서는 가로로 발열선(113)이 세로로 보조선(114)이 형성되어 있지만, 발열선(113)을 보조하는 어떠한 형식으로도 연결가능하다. 예컨데, 발열선(113)사이마다 보조선(114)이 위치하는 것을 포함하는 그물망을 구성할 수 있다.

제어기(120)는 전선(131)으로 카본발열체(110)에 연결되어 발열되는 발열량을 제어할 수 있는 통상의 발열 제어기(120)의 기술을 사용하여 구성되며, 전원연결부(130)는 카본발열체(110)에 전기을 공급할 수 있도록 전원에 연결되도록 구성된다. 따라서, 전원연결부(130)에 전원을 인가하고, 제어기(120)로 필요한 발열이 될 수 있도록 제어기(120)를 조작하면 카본발열체(110)에서는 발열이 이루어진다

이어서, 상기 한 구성의 카본발열체(110)에서 가장 핵심적인 구성요소인 발열선의 제조방법의 일실시예를 설명한다. 먼저 1단계로 유리섬유사를 400℃이하로 가열된 탄소 콜로이드 용액에 통과시킨 다음, 2단계로 건조실로 이송하여 100℃ 이하로 1차건조시고 300℃에서 열처리하여 1차코팅을 완료시킨다. 다음에는 다시 탄소 콜로이드 탱크에 통과시켜 상기와 동일한 공정으로 2차코팅시키는 3단계로 발열선이 제조된다.

상기 실시예에서는 탄소 코팅층(116)을 2층으로 형성하였지만, 코팅층(116)은 사용자가 원하는 규격과 전기저항값이 달성되도록 1층 이상 여러층으로 조절될 수 있으며, 코팅을 1회실시할 때 두께는 0.5㎛ 내지 5㎛이 되도록 한다.

상기한 구성의 본 카본발열체는 얇은 코팅 두께로 전기가 통과하여 열방사효율이 좋고, 정온발열로 과열의 우려가 없고, 고효율 열교환으로 공기를 데워준다. 더우기, 저가의 섬유사 표면에 탄소 콜로이드 용액만을 코팅하므로 종래의 카본히터에 비해 현저히 제조원가를 절감할 수 있다.

도 3a는 본 고안에 따른 발열의류의 일실시예를 보이는 투시평면도이다. 이에 따르면 발열의류(100)는, 그물모양의 카본발열체(110)와, 상기 카본발열체(110)를 내장하고 있는 옷감(140), 상기 카본발열체(110)에서 발열되는 발열량을 제어할 수 있는 전원공급 및 제어기(150)를 포함하여 구성되어 있다.

카본발열체(110)는 소정간격으로 이격되는 동사(119) 전극(111, 112)과, 양 전극(111, 112) 사이에 연결되며 섬유사(115)에 탄소 콜로이드 용액이 1회에 0.5 ㎛내지 5㎛의 두께로 코팅되어 형성되는 발열선(113)을 포함하여 구성되며, 그 외면은 다시 실리콘 또는 폴리아크릴 또는 폴리우레탄으로 100㎛ 내지 1000㎛의 두께로 코팅되어 있다. 실리콘, 폴리아크릴, 폴리우레탄등으로 코팅됨으로써 상기 발열선(113)은 보다 유연하게 절첩되어, 단락의 우려가 없어지게 된다.

동사(119)로 이루어지는 전극(111, 112)은 전선으로 전원공급 및 제어기로 연결되는 부위의 절연을 위하여 절연재(118)로 절연되는데 절연재의 재료로는 방수의 기능도 갖는 실리콘테이프등이 바람직하다.

카본발열체(110)에는 발열선(113)과 서로 그물망을 이루면서 연결되고 발열선(113)과 동일하거나 작은 굵기를 가진 보조선(114)이 더 구비된다. 보조선(114)은 탄소코팅이 되지 않은 섬유사(115)를 내심으로, 외면에 실리콘 또는 폴리아크릴 또는 폴리우레탄이 100㎛ 내지 1000㎛의 두께로 코팅된다. 너무 얇으면 유연성이 약해지고, 너무 두꺼우면 발열효과가 저하되기 때문이다.

이때, 보조선(114)은 발열선(113)을 보강, 지지하는 역할을 하는데, 본 실시예에서는 가로로 발열선(113)이 세로로 보조선(114)이 형성되어 있지만, 발열선(113)을 보조하는 어떠한 형식으로도 연결가능하다. 예컨데, 발열선(113)사이마다 보조선(114)이 위치하는 것을 포함하는 그물망을 구성할 수 있다.

한편, 도 3b에는 본 고안에 따른 발열의류의 다른 실시예를 보이고 있다. 이에 따르면, 카본발열체(110)가 의류의 형상에 맞게 재단되어 내장될 수 있다. 따라서 일부분을 국부가열하는 방식이 아니라, 의류전체에 카본발열체(110)가 분포되어 보다 보온성이 강화되고, 착용감이 좋아지게 된다. 이는 본 고안에 채택된 카본발열체(110)가 모두 유연성이 뛰어난 물질로 구성되어 있으므로 손쉽게 이용될 수 가능하다.

본 고안의 발열의류에는 통상의 발열의류 모두가 포함될 수 있다. 즉, 발열 점퍼, 발열 재킷, 발열 코트, 발열 조끼, 레저용 발열복, 발열 작업복등이 이에 해당한다. 이때, 보다 강력한 발열 효과를 위해서는 열기가 인체 쪽으로만 전달되는 것이 유리하므로, 카본발열체(110)의 바깥쪽에 단열층을 더 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 전극(111, 112)으로부터 전선으로 연결되는 전원공급 및 제어기(150)는 외부로부터 전기를 공급받아, 필요시 일정한 양을 카본발열체(110)에 제공하기 위한 장치로서, 통상 D.C용 밧데리 또는 축전지가 장착되도록 구성되며, 상기 옷감(140)에 장착되거나 외장되도록 구성될 수 있다. 옷감(140)에 장착되는 경우에는 보관은 편리하나, 옷맵시가 좋지 못하게 되며, 조작에 불편한 단점이 있고, 외장되도록 구성하는 경우, 주머니나 허리밸트등에 장착하게 되므로, 보관은 불편하나 옷맵시에는 영향을 주지 않으며, 조작이 편리해지는 장점이 있으므로 발열의류의 종류에 맞게 선택하여 설치할 수 있다.

이하에서는 본 고안에 따른 발열의류의 기능 및 작용을 설명한다. 도 4는 본 고안에 따른 발열의류가 착용된 상태를 나타내는 정면도이다. 전원공급 및 제어기(150)에 전원을 공급하고, 스위치를 켜면, 발열히터에 전기가 인가되면서 각 발열선(113)에서 발열이 일어난다. 각 발열선의 발열량은 전원공급 및 제어기(150)로 제어되므로 사용자는 인체에 적합한 온도로 발열의류를 작동시킬 수 있다. 이때, 각 발열선는 탄소의 코팅량 조절로 전기저항값을 조절하여 인체에 화상을 입힐 수 있는 온도 이상으로는 발열되지 않도록 형성되어 있으므로, 사용시 안전성이 증대된다.

이 때 전원공급 및 제어기(150)는 허리밸트에 착용할 수 있게 제공되면 스위치조작이 편리하므로 도시된 바와 같이 외장형으로 제공될 수 있고, 상술한 바와 같이 옷감(140)자체에 고정장착될 수도 있다. 또한, 카본발열체는 유연한 소재로 구성이 되므로, 착용자는 아무런 행동의 제약을 받지 않으면서 의류를 착용할 수 있다.

본 고안에 따른 발열의류의 효과는 다음과 같다.

첫째, 매우 굵기가 가는 다수의 발열선을 사용할 뿐만아니라, 그 외면을 다시 실리콘등으로 코팅하여 유연성이 매우 커지므로, 단락되는 일이 없으며, 발열의류 사용시의 가장 불편한 점인 경직감이 없어 일반 의류과 같은 느낌을 주게된다.

둘째, 카본발열체에서 원적외선이 방사되어 인체 세포활성화에 도움을 주며, 의류에 매우 간단히 내장될 수 있다.

셋째, 발열의류가 경량화되고, 전기소모량이 작아 장시간 외출시에도 이용가능하며, 정온발열로 과열우려가 없으며, 물세탁을 하여도 의류에 손상이 없다.

비록 고안이 상기에서 언급된 바람직한 실시예에 관해 설명되어졌으나, 고안의 요지와 범위를 벗어남이 없이 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 고안의 진정한 범위내에 속하는 이러한 수정과 변형을 포함할 것으로 예상된다.

Claims (7)

1. 서로 이격되어 위치되며 전원이 인가되는 한쌍의 동사(119) 전극(111, 112)과, 상기 양 전극(111, 112)사이에 연결되며 섬유사(115)의 외면에 탄소 콜로이드 용액이 적어도 1회에 0.5㎛ 내지 5㎛의 두께로 코팅되어 형성되는 복수의 발열선(113), 그리고 상기 전극을 절연시키는 절연재(18)을 포함하여 구성되는 카본발열체(110); 및

   상기 전극(111, 112)에 전선으로 연결되며, 인가되는 전력을 공급 및 제어하는 전원공급 및 제어기(150);를 포함하여 구성되는 카본히터(101)의 상기 카본발열체(110)가 옷감(140) 사이에 내장되는 것을 특징으로 하는 발열의류.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 카본발열체(110)에는 상기 복수의 발열선(113)과 상호 그물망을 이루도록 연결되고 섬유사(115)로 이루어지는 보조선(114)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 발열의류.
3. 청구항 2에 있어서,

   발열선(113) 및 보조선(114)의 외면은 실리콘, 폴리아크릴, 폴리우레탄으로 구성되는 군에서 선택되는 하나에 의해 100㎛ 내지 1000㎛의 두께로 더 코팅되는 것을 특징으로 하는 발열의류.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 카본발열체(110)의 두께는 0.5mm 내지 5mm 인 것을 특징으로 하는 발열의류.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 카본발열체(110)는 상기 옷감(140)의 형상에 따라 형성되어 내장되는 것을 특징으로 하는 발열의류.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 전원공급 및 제어기(150)는 상기 옷감(140)에 장착되거나 전선으로 연결되어 외장되는 것을 특징으로 하는 발열의류.
7. 청구항 6에 있어서,

   섬유사(115)는 셀룰로스계 섬유사, 단백질계 섬유사, 광물질계 섬유사, 유기질섬유사, 반합성섬유사, 합성섬유사, 무기질섬유사 또는 바잘트섬유사로 구성되는 군에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 발열의류.