JP5869734B2 - 微細発熱糸及びそれを用いた発熱体 - Google Patents
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Description
本発明は、発熱糸に関し、より詳しくは、直径が小さく、曲げが可能であり、緻密に設けられ、多様な小型製品に適用することができ、熱効率の高い微細発熱糸及びそれを用いた発熱体に関する。
従来、発熱糸（または発熱ケーブル）は、機能性防寒服等の超小型製品に適用する場合、発熱糸の厚さ（通常、約２．５ｍｍ）のため、異物感が感じられ、全体的に嵩高となり、緻密に配線することが不可能であった。
また、発熱糸の厚さが厚くなり、発熱糸が設けられた発熱体の単位面積当たり熱効率に極めて劣り、要求される発熱量を満たすためには、発熱糸の単位長さ当たり消費電力が高くなり、感電の危険性が高くなってしまう。
しかも、従来の発熱糸が設けられた発熱体は、製品が曲げられると、発熱糸が損傷し、漏電、短絡、接触不良等が生じ得るという問題点もあった。
このような問題点を改善するために、韓国公開特許第１０‐２０１１‐００５３８６３号（柔軟性発熱体を用いた着用型発熱パッド）（以下、先行技術という。）が提案されているが、この先行技術は、導電性メッシュと伸縮性発熱線により面状発熱体を構成して、全体的に抵抗分布が不均一であるという短所があり、曲げられた状態では、接触抵抗による発熱体の短絡、合繊についての危険性があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、直径が小さく、曲げが可能であり、緻密に設けられ、多様な小型製品に適用することができ、少ない電力消耗で高い熱効率を示す微細発熱糸及びそれを用いた発熱体を提供することにある。
上述した目的を達成するために、本発明は、数十乃至数百本の微細なポリアラミド繊維（Poly aramid fiber）の合糸した繊維体の1対以上からなる撚糸である直径が200〜600デニール以内のコア11と、該コアの外側の銅または銅合金の一定間隔の螺旋状のコイルからなり抵抗値が０．５Ω／ｍ以上である微細発熱糸である。本発明の微細発熱糸はまた、使用条件下に３．７V〜１２Ｖの電源供給時、５分以内に６０℃まで温度が上昇するように構成される。
本発明の微細発熱糸によれば、高い引張力を有し、微細な厚さのポリアラミド繊維を合糸及び撚糸してコアを形成し、前記コアの外側に小さな直径を有するコアを螺旋状に巻き取って形成するので、小さな直径でも、堅固な引張力を確保し、一定の面積に密集して設置し、高い熱効率を示し、スリムな直径により、薄い繊維やパッドの内側に設置し、曲げられやすい性質により、緻密に設置することができ、手袋、靴下等の小型製品に適用可能であるという長所がある。
以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例について詳述する。
本発明による微細発熱糸は、図１に示すように、内側のコア１１と、前記コア１１の外側の螺旋状のコイル１２と、からなる。
一般に、発熱糸を製造するにあたって、直径を小さく形成すると、引張力が弱化し、使用上、多くの問題点が生じるため、本願出願人は、小さな直径でも、高い引張力を具現可能な材質を適用するために、数多くの試行錯誤を経て優れた熱効率性のある微細発熱糸を得ることになった。
本発明のコア１１は、引張力を増大するために、微細な直径を有するポリアラミド繊維を合糸及び撚糸して構成され、本発明の一実施例として、数十乃至数百本の微細なポリアラミド繊維を合糸し、さらに１対以上を撚糸し、コア１１の全体直径が２００〜６００デニール以内を維持するようになる。
このとき、前記ポリアラミド繊維は、高温でも、収縮等による長さの変形がなく、耐熱性（約４２７℃）、耐切断性に優れるだけでなく、引張強度が鉄の５倍となる程度に強く、かつ軽く、製品耐久性を向上させ、進行性の不良率を低くすることができる。
前記デニールとは、繊維及びフィラメント糸の太さの単位であって、１デニールは、９，０００ｍ長さ当りの１グラム重量の場合の太さをいい、９，０００ｍを固定して重量が２倍、３倍であれば、２デニール、３デニールとなり、数字が大きいほど太い。
また、前記コイル１２は、コア１１の外側に螺旋状に巻き取られ、銅または銅合金（銅＋ニッケル）からなり、一定の発熱量を示すように、抵抗値が０．５Ω／ｍ以上となることが好ましい。
このような本発明の微細発熱糸は、コア１１とコイル１２のみからなるので、直径が最少化し、スリムな繊維やパッドの内側に設けられ、また、曲げが可能であり、緻密に設けられ、手袋、靴下等の小型製品に適用することができる。
例えば、図２に示すように、スリムな原反２０に適用するときは、間隔を最大限狭くし、刺繍方式でジグザグに設置することにより、単位面積当たり最大の熱効率を示すことができる。
前記原反は、織物類（合成繊維及び天然繊維を含む。）、皮類等に共に適用され、本発明による微細発熱糸は、低電圧で駆動され、一定の温度以上上昇しないので、火災の危険性は全くない。
このとき、微細発熱糸１０を原反２０に固定するときは、拡大図に示すように、微細発熱糸１０の両側を刺繍方式でジグザグに横切る第１の固定糸３０が刺繍により固定され、前記第１の固定糸３０は、第２の固定糸３１により再度固定される。
このように設けられた微細発熱糸１０に沿って刺繍された第１の固定糸３０及び第２の固定糸３１により、微細発熱糸１０が原反２０に簡単に固定されることにより、防熱服、座布団、背もたれ、シート等に広く用いられる。
一方、前記微細発熱糸１０は、低電力が印加されるＵＳＢ端子２１に両端が連結されることにより、コンピュータまたは家電機器またはＵＳＢ電源変換装置に接続して便利に使用し、また、直流電源連結ジャック２２に両端が連結されるこにより、低電力印加の直流電源供給装置または一般の交流／直流電圧変換器（ＡＣ／ＤＣコンバータ）に接続して使用することができる。
このような作用は、本発明による微細発熱糸１０の直径が、従来製品に比べて極めて小さく形成される（抵抗値が高い）ことにより、低電圧でも、最上の熱効率を発揮することができるので、得られる。
例えば、本発明による微細発熱糸は、一般のコンピュータのＵＳＢ端子や小型直流電源供給装置から供給される低電力印加（３．７Ｖ〜１２Ｖ）電源を用いて、５分以内に６０℃まで温度が上昇し、バッテリ（５Ｖ、５４００ｍＡ）の使用時、最小８時間以上、６０℃以上の温度が維持される。
本発明は、図３に示すように、微細発熱糸１０が設けられた原反２０の上側と下側に外皮４０を結合することにより、座布団、布団等として用いられ、外皮の損傷により、異物が直接微細発熱糸に伝達されることを防止するために、前記微細発熱糸１０と外皮４０との間に絶縁体であるフィルム４１を挿入してもよい。
特に、本発明では、前記フィルム４１は、製品の用途に応じて、多様な機能、すなわち、遠赤外線、陰イオン等を放出するように特殊材質で作製することにより、付加的な効果を加えることができる。例えば、前記フィルム４１は、作製段階で、玉、炭、麦飯石、ゲルマニウム粉末を混合して作製することにより、遠赤外線または陰イオンの放出効果が得られる。
また、本発明は、図４ａ及び図４ｂに示すように、マット５０の内側に設けるときは、微細発熱糸１０を多様なパターンで形成することにより、熱量を調節することができる。
すなわち、図４ａのように、緻密に設けることにより、多い熱を発生し、冬に外出用に用いてもよく、図４ｂのように、間隔を置いて設けることにより、室内用に用いてもよい。
このようなマット５０は、充電または交換が可能な内部または外部のバッテリ６０、６０ａから電源を供給され、外部の調節スイッチ６１で電源をオン／オフ手動制御可能であり、温度センサ６２が設けられ、一定の温度以上となると、自動に電源を遮断するように構成してもよい。
本発明の他の実施例として、図５に示すように、コイル１２の外側にシリコンからなる絶縁体である被覆１３をコートして作製してもよく、この場合、原反２０に設けるときは、図６に示すように、第１の固定糸３０及び第２の固定糸３１により固定される。
このとき、前記被覆１３は、シリコン以外にＰＶＣ、テフロン(登録商標)等を含めた一般の電線の材質を用いてもよいが、微細発熱糸が全体的に細い直径を維持するように構成されなければならない。
また、本発明の微細発熱糸は、図７に示すように、使用中、頻繁に曲げられる製品、例えば、手袋等にも緻密に設けられるので、さらに便利であり、このときも、調節スイッチ６１により、バッテリ６０から供給される電源を制御することができる。
上記した本発明は、上述した特定の実施例に限定されず、請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、当該発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、誰でも、様々な変更実施が可能である。
Claims (3)
- 数十乃至数百本の微細なポリアラミド繊維（Poly aramid fiber）の合糸した繊維体の1対以上からなる撚糸である直径が200〜600デニール以内のコア11と、該コアの外側の銅または銅合金の一定間隔の螺旋状のコイルからなり抵抗値が０．５Ω／ｍ以上である微細発熱糸。
- 数十乃至数百本の微細なポリアラミド繊維（Poly aramid fiber）の合糸した繊維体の1対以上からなる撚糸である直径が200〜600デニール以内のコア11と、該コアの外側の銅または銅合金の一定間隔の螺旋状のコイルからなり抵抗値が０．５Ω／ｍ以上である微細発熱糸10、10ａが原反20の上面にジグザグ状の固定用糸30、31によりに固定され、さらに原反20の上面、下面にそれぞれ外皮40が設けられた発熱体。
- 前記微細発熱糸10、10ａと外皮40との間に、遠赤外線または陰イオンを放出可能な絶縁体のフイルム41があり、前記微細発熱糸10、10ａには、ＵＳＢ端子21、直流電源連結ジャック22、バッテリ60、60ａのいずれかにより電源を供給できることを特徴とする請求項２に記載の発熱体。
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