KR101238075B1 - 제전용 브러쉬모 및 이를 포함하는 정전식 터치펜 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 제전용 브러쉬모는 폴리에스테르계 섬유 원사를 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발에 전도성 입자가 코팅되어 형성된다.

Description

제전용 브러쉬모 및 이를 포함하는 정전식 터치펜{Brush for removal of static electricity and electrostatic touch-pen having the same}

본 발명은 산업 장비나 제품의 표면에 잔류하는 정전기를 제거하는 제전용 브러쉬모 및 이를 포함하는 정전식 터치펜에 관한 것이다.

전자제품, 반도체와 같은 산업 현장에서는 생산 장비에 잔류하는 정전기로 인한 피해를 방지하기 위해 제전 브러쉬를 사용하고 있다. 그러나, 산업용 제전 브러쉬는 브러쉬모에 대한 국내 개발이 아직 부족한 수준으로 현재까지 상업화된 제품은 시중에 없으며, 해외에서 생산된 제전 브러쉬를 수입하여 판매, 유통하고 있는 실정이다.

국내에 수입되는 제전 브러쉬는 브러쉬모의 재질에 따라 스테인레스 스틸(stainless steel)을 사용한 제품과 나일론을 사용한 제품 등이 있다.

첫째로, 스테인레스 스틸을 사용한 제품은 스테인레스 스틸의 원료가 고가이며, 미세하고 가느다란 모로 형성하는 가공이 어려워서 생산 비용이 높다. 또한, 스테인레스 스틸은 강도나 강성이 커서, 이를 이용한 브러쉬로 다른 장비나 제품을 문지르는 경우, 표면에 스크래치(scratch)로 인한 흠이 발생되는 문제점이 있다.

그리고, 반복적인 사용으로 브러쉬모의 말단이 마모되고 마모에 의한 금속가루가 발생하여 또 다른 피해를 일으킨다. 또한, 미세하고 가느다란 모가 다발을 이루어 형성되는 브러쉬모는 힘을 가했을 때 구부러지거나 휘어지는 성질이 현저히 감소하여 브러슁(brushing)할 때 불편하고 효과적이지 못하다.

둘째로, 나일론을 사용한 제품은 나일론의 특성상 열에 취약하다. 그리고, 비도체인 나일론 섬유에 전도성을 갖도록 하기 위해 추가적인 공정이 필요하다. 그러나, 이렇게 형성된 브러쉬모는 쉽게 단선되고 마모가 쉽게 일어나 내구성이 약한 문제점이 있다. 또한, 스테인레스 스틸을 사용한 브러쉬와 마찬가지로 다발로 형성되었을 때, 구부러지거나 휘어지는 성질이 현저히 감소하여 브러슁할 때 불편하고 효과적이지 못하다.

이와 같이, 산업 현장에서 사용되는 제전 브러쉬의 브러쉬모는 전도성을 갖고 있기 때문에 또한, 터치 패널의 입력 장치 중 브러쉬 타입의 정전식 터치펜의 브러쉬모로 사용될 수 있다. 이 때, 상기와 동일한 문제점이 발생한다. 게다가 입력 장치로서 터치 감도가 떨어져 제품의 품질이 떨어진다.

본 발명은 가공이 용이하고 내구성 및 휘어짐이 우수한 제전용 브러쉬모 및 이를 이용한 정전식 터치펜을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 제전용 브러쉬모는 폴리에스테르계 섬유 원사를 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발에 전도성 입자가 코팅되어 형성될 수 있다.

이 때, 상기 폴리에스테르계 섬유 원사의 일방은 원추형으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 손으로 잡는 바디 및 상기 바디의 일단에 외부로 인출되게 배치되며, 전도성을 가지는 감응부를 포함하는 정전식 터치펜에 있어서, 상기 감응부는 상기 폴리에스테르계 섬유 원사의 일방이 원추형으로 형성되고, 그 다음 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발에 전도성 입자가 코팅된 것을 특징으로 한다.

또한, 손으로 잡는 바디 및 상기 바디의 일단에 외부로 인출되게 배치되는 브러쉬모를 포함하는 제전 브러쉬에 있어서, 상기 브러쉬모는 상기 폴리에스테르계 섬유 원사를 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발에 전도성 입자가 코팅된 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 브러쉬모는 길이 방향에 직교하는 단면이 판형이고, 장축의 직경이 2 내지 3 밀리미터 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 제전용 브러쉬모는 가공이 용이하고, 대량 생산이 가능하여 생산 비용을 낮출 수 있다. 또한, 부드럽고 휘어짐이 좋아 브러슁(brushing)이 편리하다. 게다가, 내열성 및 내마모성이 우수하여 내구성이 크게 향상될 수 있다.

또한, 섬유 가닥의 일방을 원추형으로 형성한 제전용 브러쉬모는 사용시 접촉 면적이 보다 넓어 소형으로 제작할 수 있다.

게다가 제전용 브러쉬모가 정전식 터치펜의 감응부로 사용될 때, 터치 감도가 향상될 수 있고 터치 패널의 표면의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 제전용 브러쉬모를 구성하는 폴리에스테르계 섬유 원사를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 제전용 브러쉬모를 포함하는 제전 브러쉬를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 제전용 브러쉬모(56)를 구성하는 폴리에스테르계 섬유 원사(10)의 사시도이다. 제전용 브러쉬모(56)는 폴리에스테르계 섬유 원사(10)를 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발에 전도성 입자가 코팅되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 폴리에스테르계 섬유 원사(10)의 일방은 원추형으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 1을 참조하면, 제전용 브러쉬모(56)를 구성하는 섬유 원사(10)는 방사하여 형성된 가늘고 긴 폴리에스테르계 섬유 원사(10)를 일정한 길이로 절단하여 제공된다. 그리고, 제공된 섬유 원사(10)의 일방은 말단부가 뾰족한 원추형의 형상으로 형성된다.

이 때, 원추형의 형상은 섬유 원사(10)의 일방 말단부에만 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 섬유 원사(10)의 일단에서 타단으로 전체로서 이루어지는 것도 가능하다. 그 방법은 화학 약품을 이용하는 에칭과 물리적으로 깎아 가공하는 테이퍼법이 바람직하다.

그러나, 원추형의 형상은 필수적인 것이 아니며 필요에 따라 복수의 폴리에스테르계 섬유 원사(10)를 그대로 이용하여 제전용 브러쉬모(56)가 형성될 수 있다.

폴리에스테르계 섬유 원사(10)는 먼저 복합 고분자 물질을 녹이고, 그 다음 미세한 구멍을 통해 실을 뽑아 내듯이 방사하여 형성된다. 이 때, 형성된 단일의 섬유 가닥은 길이 방향으로 가느다랗고 단면은 일정한 원 모양이 된다.

폴리에스테르계 섬유는 브러쉬 제품군에서 칫솔, 화장솔 등에 널리 이용되고 있다. 다른 종류의 복합 섬유에 비해 사용감이 부드럽고, 복원력 및 탄성력이 우수한 특성을 갖기 때문이다. 그러나, 폴리에스테르계 섬유는 고분자 화합물로서 전기를 통하는 전도성이 없다.

따라서, 복수의 폴리에스테르계 섬유 원사(10)로 형성된 제전용 브러쉬모(56)는 제전이 요구되는 산업 분야에 사용되기 위해 전도성 입자로 코팅이 된다. 제전용 브러쉬모(56)의 제조 순서는, 먼저 폴리에스테르계 섬유 원사(10)를 제공하고, 그 다음에 일단을 원추형의 형상으로 한 후, 그 다음에 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발을 코팅하는 것이 바람직하다.

코팅 방법의 일실시례로 제전용 브러쉬모(56)를 액상의 전도성 나노 입자가 포함된 용제에 일정 시간 담궈 낸 후, 일정 온도의 열을 일정 시간 공급하여 건조하는 방법이 바람직하다.

이 때, 전도성 나노 입자는 인듐주석산화물(Indium tin oxide, ITO)을 복합 가공한 유기폴리머 형태가 바람직하다. 인듐주석산화물은 박막(얇은 막)인 상태에서 전기 전도율과 광학적 투명도가 우수하여 태양전지, 감압 방식용 필름 내부에 투명한 전도성 코팅을 만들어 주는데 사용된다.

그리고, 다른 실시례로 제전용 브러쉬모(56)는 이온증착법에 의해 코팅되는 것이 바람직하다. 또한, 전도성을 갖기 위해 코팅이 아닌 다른 방법으로는 먼저 폴리에스테르계 물질을 녹이고, 그 후 전도성 나노입자를 혼합시켜 형성된 원료를 방사하여 제공될 수 있다.

상기 코팅이 마쳐진 폴리에스테르계 섬유의 제전용 브러쉬모(56)는 전도성을 갖게 된다. 전도성은 전류의 흐름이 생기는 것이며 전하의 이동이 가능하게 되는 성질이다. 그 결과, 제전용 브러쉬모(56)는 정전기가 잔류하는 표면에 문지르게 되었을 때 전하의 분포를 균일하게 만들어 정전기가 제거되는 효과를 발생시킨다.

다시 말해, 전도성은 동시에 정전기가 제거되는 제전의 효과를 발생시킨다. 따라서, 전도성 폴리에스테르계 섬유 원사(10)는 제전용으로 사용될 수 있다.

또한, 상기 제전용 브러쉬모(56)는 다양한 색상으로 염색하는 것이 용이하며, 부드럽고 유연한 감촉을 갖는다. 또한, 구부러지거나 휘어지더라도 복원성이 뛰어나고, 내열성과 내마모성이 우수하다.

다른 실시례로 제전용 브러쉬모(56)는 복수의 폴리부틸렌테레프탈렌 섬유(PBT, poly-butylene-terephthalate fiber) 원사가 다발을 이루어 형성될 수 있으며, 일단이 원추형의 형상을 갖는 복수의 폴리부틸렌테레프탈렌 섬유 원사를 집모하여 형성될 수 있다.

폴리부틸렌테레프탈렌 섬유는 원래 길이의 약 1.5배까지 늘어남과 동시에 원래 길이로 되돌아갈 수 있는 뛰어난 성질의 합성 섬유이다. 즉, 신축성과 피트(fit)성이 우수하여 젖어도 신축성이 떨어지지 않고 촉감이 부드러우며 탄력성이 있다.

그러나, 폴리부틸렌테레프탈렌 섬유 원사는 폴리에스테르계 섬유의 일종으로 역시 전도성이 없기 때문에 전도성 입자로 코팅을 하여 형성되어야 한다. 이 때, 코팅은 상기에서 언급한 방법과 동일하다.

도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 제전용 브러쉬모(56)를 포함하는 제전 브러쉬(50)를 도시한 사시도이다. 손으로 잡는 바디; 및 상기 바디의 일단에 외부로 인출되게 배치되는 브러쉬모를 포함하는 제전 브러쉬(50)에 있어서, 상기 브러쉬모는 상기 폴리에스테르계 섬유 원사(10)를 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발에 전도성 입자가 코팅된 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 브러쉬모는 길이 방향에 직교하는 단면이 판형이고, 장축의 직경이 2 내지 3 밀리미터 범위인 것을 특징으로 한다.

제전 브러쉬(50)는 몸체(52), 집모부(54) 및 제전용 브러쉬모(56)를 포함하여 이루어진다.

몸체(52)는 사용자의 손에 파지 또는 장착되는 것으로서 손으로 잡기 편리한 직경을 갖는 원통 형태로 형성된다. 이 때, 몸체(52)는 원통 형태 이외에 다각형 형태 또는 외면에 굴곡이 있는 형태 등 손으로 잡기 편리하고 디자인을 고려한 다양한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 몸체(52)는 도체나 부도체 중 어떠한 재질도 사용이 가능하다. 그러나, 전도성 재질인 도체로 형성되는 것이 바람직하다. 몸체(52)가 도체로 형성된 제전 브러쉬(50)는 부도체에 비해 정전기의 제거 효율이 높기 때문이다.

몸체(52)의 일단에 형성된 집모부(54)는 판형으로 압착이 되어 몸체(52)와 제전용 브러쉬모(56)를 결합시키고, 몸체(52)에서 제전용 브러쉬모(56)를 구성하는 섬유 가닥의 이탈을 방지한다.

제전용 브러쉬모(56)는 집모부(54)에 몸체(52)의 길이 방향으로 상기 복수의 전도성 폴리에스테르계 섬유 원사(10)가 다발을 이루어 형성될 수 있으며, 말단이 원추형으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시례에 따른 제전 브러쉬(50)는 제전용 브러쉬모(56)의 길이 방향에 직교하는 단면이 판형이고, 그 단면의 장축(58)의 직경이 2 내지 3 밀리미터 범위인 것을 특징으로 한다. 즉, 기존의 제전 브러쉬(50)에 비해 소형으로 제작하는 것이 가능하다. 그러나, 제전용 브러쉬모(56)는 제전이 요구되는 장비나 제품에 따라 다양한 크기와 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제전 브러쉬모(56)의 단면은 판형에 한정되는 것은 아니며 원형, 삼각형, 오각형 등 다각형도 가능하다.

제전용 브러쉬모(56)는 상기 장축(58)의 수직 방향으로 멀어질수록 섬유 원사(10)의 길이가 점점 짧게 형성되어 층이 이루어질 수 있다. 또한, 섬유 원사(10)의 길이는 장축(58)의 정중앙에서 장축(58)의 축 방향으로 멀어질수록 점점 짧게 형성될 수 있다.

상기 제전 브러쉬(50)는 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 반도체나 전자 제품과 같이 미세한 전기에도 불리하거나 치명적인 영향을 받을 수 있는 산업에서 사용할 수 있다. 또한, 프린터, 팩스, 및 각 종 복합기 등에 장착된 종이 수납부에 발생되는 정전기를 제거할 때 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시례에 따라 손으로 잡는 바디; 및 상기 바디의 일단에 외부로 인출되게 배치되며, 전도성을 가지는 감응부를 포함하는 정전식 터치펜에 있어서, 상기 감응부는 상기 폴리에스테르계 섬유 원사(10)의 일방이 원추형으로 형성되고, 그 다음 복수개로 집모하여 형성된 섬유 다발에 전도성 입자가 코팅된 것을 특징으로 한다.

제전 브러쉬(50)는 멀티미디어 터치 패널에 사용되는 정전식 터치펜을 대체할 수 있으며 그 결과 클릭이나 그림 그리기 등의 작업을 편리하게 할 수 있다. 이 때, 정전식 터치펜의 몸체(52)는 도 2에 도시한 바와 달리 일부 수정되어 디자인 될 수 있다.

다만, 이는 해당 기술분야의 당업자가 일부 설계 변경을 통해 용이하게 도출할 수 있는 바, 바람직한 일실시례에 따른 정전식 터치펜의 몸체(52)에 대한 도면은 생략한다.

정전식 터치펜에 사용되는 제전용 브러쉬모(56)는 터치 패널에 브러쉬의 접촉에 의한 터치 감도 및 감지 정밀도를 향상시키기 위해 원추형 형상의 전도성 섬유 원사(10)로 형성되는 것이 가장 바람직하다.

따라서, 정전식 터치펜은 폴리에스테르계 섬유 원사(10)나 바람직한 일실시례에 따른 폴리부틸렌테레프탈렌 섬유 원사의 일방을 원추형으로 형성하고 이를 집모하여 형성된 섬유 다발에 그 다음 전도성 입자를 코팅하여 형성된 제전용 브러쉬모(56)를 포함하여 형성된다. 그 결과, 상기 제전용 브러쉬모(56)는 터치 패널에 손상이나 오염이 발생되지 않도록 하고 다양한 입력 작업을 부드럽게 수행할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 실시례들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10 : 섬유 원사 50 : 제전 브러쉬
52 : 몸체 54 : 집모부
56 : 제전용 브러쉬모 58 : 장축

Claims (5)

1. 섬유 원사의 일방이 원추형으로 형성되고 전도성 입자가 코팅된 폴리에스테르계 섬유 원사;
   상기 원추형 형상의 폴리에스테르계 섬유 원사를 복수개를 상기 일방의 반대 방향에서 집모하여 고정하는 집모부; 및
   상기 집모부의 일방에 연결되는 손잡이부를 포함하는 제전용 브러쉬.
   
2. 섬유 원사의 일방이 원추형으로 형성되고 전도성 입자가 코팅된 폴리에스테르계 섬유 원사;
   상기 원추형 형상의 폴리에스테르계 섬유 원사를 복수개를 상기 일방의 반대 방향에서 집모하여 고정하는 집모부; 및
   상기 집모부의 일방에 연결되는 손잡이부를 포함하는 정전식 터치펜.
   
3. 제 1항에 있어서, 제전용 브러쉬는,
   상기 집모부가 폴리에스테르계 섬유원사 길이 방향에 직교하는 방향으로 단면이 판형이고, 장축의 직경이 2 내지 3 밀리미터 범위인 것을 특징으로 하는 제전용 브러쉬.
4. 삭제
5. 삭제

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