KR101638415B1 - 부분가열형 면상 발열체 및 그 제조방법 - Google Patents

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문재호
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Abstract

부분가열형 면상 발열체를 제공한다.
본 발명은 경사 또는 위사 중 어느 하나와 나란하게 일정간격을 두고 배선되는 발열선을 구비하는 기재층 ; 외부전원의 양극과 음극중 어느 하나와 연결되는 제1주입력선과, 나머지 극성과 연결되는 제2주입력선으로 이루어져 상기 기재층의 제1외측테두리를 따라 배선되는 주입력부 ; 상기 제1,2주입력선의 일단과 교차하도록 상기 제1외측테두리와 인접하는 제2외측테두리를 따라 배선되는 제1보조입력선 ; 상기 제1보조입력선의 일단과 교차하도록 상기 2외측테두리와 인접하는 제3외측테두리를 따라 배선되는 제2보조입력선 ; 상기 주입력부와 일단이 연결되고 상기 제2보조입력선과 타단이 연결되어 상기 발열선과 교차하도록 일정간격을 두고 배열되는 연결선 ; 및 상기 제1주입력선과 제2주입력선사이에 배선된 제1보조입력선과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제1관통홀과, 상기 제1주입력선과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제2관통홀과, 상기 연결선의 일단과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제3관통홀 및 상기 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제4관통홀을 갖추어 사전에 설정된 국부발열영역과 대응하는 연결선에 외부전원을 공급하는 천공단선부를 포함하여 상기 국부발열영역에서 서로 인접하는 연결선과 양단이 연결된 발열선에 외부전원을 공급하여 발열한다.

Description

부분가열형 면상 발열체 및 그 제조방법{Partial Heating Type Plane Heating Element and Method for Fabricating the same}
본 발명은 부분가열이 가능한 면상 발열체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 복잡한 장치 구성없이 사전에 설정된 영역만 국부적으로 외부전원이 선택적으로 인가되어 국부적인 발열이 가능한 부분가열형 면상 발열체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발열매트, 발열담요 및 발열시트와 같은 발열제품은 내부에 전기적 저항에 의하여 발열하도록 통상 금속제인 전열선(니크롬선)을 내장하거나 전도성 카본을 실 형태로 만들어 이것을 그물망 형태의 발열판을 만들거나, 필림위에 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여 발열판을 만들어 사용하였다
또한, 직물형 발열체는 비전도체인 면사로 위사와 경사로 직조하고, 경사사 사이에 전도체인 발열사를 일율적으로 배열하고, 동선을 위사사이에 복수개로 나열하여 일정간격을 두고 반복적으로 구성시켜서 발열사에 전류를 공급할 수 있도록 하고 외부에 폴리우레탄으로 코팅 처리하여 구성시킨 구조로 사용하고 있다.
한편, 이러한 종래의 발열제품은 전원인가시 절연선이나 발열사가 배치된 전체면적이 가열되기 때문에 공급전원 대비 열효율 및 전기효율이 낮아지는 문제점이 있었다.
또한, 차량의 시트에 적용되는 발열체의 경우, 운전자가 시트에 앉았을 때 운전자의 둔부와 등부가 접하는 부분에만 국부적으로 발열될 수 있도록 하는 특성이 요구되며, 번거롭고 복잡한 장치 구성없이 시트를 자체에 국부적인 발열특성을 적용할 수 있는 시트개발이 절실이 요구되고 있다.
(특허문헌 1) KR10-2007-0079770 A
(특허문헌 2) KR10-2011-109718 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 복잡한 장치 구성없이 사전에 설정된 영역만 국부적으로 외부전원이 선택적으로 인가되어 국부적인 발열이 가능한 부분가열형 면상 발열체 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 비전도성 소재로 이루어진 경사와 위사로 직조되고, 상기 경사 또는 위사 중 어느 하나와 나란하게 일정간격을 두고 배선되는 발열선을 구비하는 기재층 ; 외부전원의 양극과 음극중 어느 하나와 연결되는 제1주입력선과, 나머지 극성과 연결되는 제2주입력선으로 이루어져 상기 기재층의 제1외측테두리를 따라 배선되는 주입력부 ; 상기 제1,2주입력선의 일단과 교차하도록 상기 제1외측테두리와 인접하는 제2외측테두리를 따라 배선되는 제1보조입력선 ; 상기 제1보조입력선의 일단과 교차하도록 상기 2외측테두리와 인접하는 제3외측테두리를 따라 배선되는 제2보조입력선 ; 상기 주입력부와 일단이 연결되고 상기 제2보조입력선과 타단이 연결되어 상기 발열선과 교차하도록 일정간격을 두고 배열되는 연결선 ; 및 상기 제1,2주입력선사이를 단선시키면서 상기 제2주입력선과 연결선의 일단을 전기적으로 연결하도록 상기 제1주입력선과 제2주입력선사이에 배선된 제1보조입력선과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제1관통홀과, 상기 제1주입력선과 연결선사이를 단선시키면서 상기 제1주입력선과 제1,2보조입력선을 매개로 상기 연결선의 타단이 전기적으로 연결되도록 상기 제1주입력선과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제2관통홀과, 상기 제2주입력선과 연결선사이를 선택적으로 단선시키도록 상기 연결선의 일단과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제3관통홀 및 상기 제2보조입력선과 연결선사이를 선택적으로 단선시키도록 상기 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제4관통홀을 갖추어 사전에 설정된 국부발열영역과 대응하는 연결선에 외부전원을 공급하는 천공단선부를 포함하여 상기 국부발열영역에서 서로 인접하는 연결선과 양단이 연결된 발열선에 외부전원을 공급하여 발열하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체를 제공한다.
바람직하게, 상기 발열선 또는 연결선은 상기 기재층에 형성되는 국부발열영역을 통과하도록 국부적으로 배선된다.
바람직하게, 상기 연결선은 상기 기재층에 형성되는 국부발열영역을 통과하도록 국부적으로 배선된다.
바람직하게, 상기 발열선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선된다.
바람직하게, 상기 제1주입력선 또는 제2주입력선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선된다.
바람직하게, 상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선된다.
바람직하게, 상기 연결선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선된다.
바람직하게, 상기 국부발열영역을 통과하는 복수개의 발열선 중 일부 발열선의 길이중간에 대응하는 기재층에 관통형성하는 단선용 제5관통홀을 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 기재층은 절연층을 포함한다.
바람직하게, 상기 제1보조입력선과 국부발열영역사이에 배선되는 발열선과 대응하는 기재층에는 사전에 설정된 국부발열영역를 통과하는 발열선에만 전기저항열을 발생시킬 수 있도록 천공형성되는 단선용 제6관통홀을 구비한다.
바람직하게, 상기 단선용 제3관통홀 또는 단선용 제4관통홀과 일단이 중첩되는 연결선의 타단과 대응하는 기재층에는 상기 국부발열영역의 전체면적을 줄일 수 있도록 천공형성되는 단선용 제7관통홀을 구비한다.
또한, 본 발명은 서로 교차되는 경사와 위사 중 어느 하나와 나란하게 배선되는 발열선을 구비하고, 외부전원의 양극과 음극 중 어느 하나와 연결된 제1주입력선과 나머지 극성과 연결된 제2주입력선으로 이루어진 주입력부를 제1외측테두리를 따라 배선하고, 상기 제1,2주입력선과 일단이 교차되는 제1보조입력선을 제1외측테두리와 인접하는 제2외측테두리를 따라 배선하고, 상기 제1보조입력선과 일단이 교차되는 제2보조입력선을 제2외측테두리와 인접하는 제3외측테두리를 따라 배선하고, 상기 주입력부에 일단이 연결되고 상기 제2보조입력선에 타단이 연결되어 상기 발열선과 교차하는 연결선을 구비하는 기재층을 제공하는 단계 ; 상기 제1,2주입력선사이에 배선된 제1보조입력선과 대응하는 기재층에 단선용 제1관통홀을 관통형성하여 제1,2주입력선사이를 단선하고, 상기 제1주입력선의 일단과 대응하는 기재층에 단선용 제2관통홀을 관통형성하여 상기 제1주입력선과 연결선간의 전기적인 연결을 단선하고, 상기 연결선의 일단과 대응하는 기재층에 단선용 제3관통홀을 관통형성하여 상기 제2주입력선과 연결선의 일단이 선택적으로 연결되는 한편, 상기 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 단선용 제4관통홀을 관통형성하여 상기 제1주입력선과 제1,2보조입력선은 매개로 하여 연결선의 타단이 선택적으로 연결되도록 상기 기재층을 천공하는 단계 ; 를 포함하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법을 제공한다
바람직하게, 상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 발열선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 발열선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 발열선을 배선한다.
바람직하게, 상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 제1주입력선이나 제2주입력선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 제1주입력선이나 제2주입력선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 제1주입력선이나 제2주입력선을 배선한다.
바람직하게, 상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선을 배선한다.
바람직하게, 상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 상기 연결선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 상기 연결선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 상기 연결선을 배선한다.
바람직하게, 상기 기재층을 천공하는 단계는 사전에 설정된 국부발열영역을 통과하는 복수개의 발열선 중 일부 발열선의 길이중간에 대응하는 기재층에 단선용 제5관통홀을 관통형성하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 기재층을 천공하는 단계는 사전에 설정된 국부발열영역를 통과하는 발열선에만 전기저항열을 발생시킬 수 있도록 상기 제1보조입력선과 국부발열영역사이에 배선되는 발열선과 대응하는 기재층에 단선용 제6관통홀을 천공형성하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 기재층을 천공하는 단계는 사전에 설정된 국부발열영역의 전체면적을 줄일 수 있도록 상기 단선용 제3관통홀 또는 단선용 제4관통홀과 일단이 중첩되는 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 단선용 제7관통홀을 천공형성하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 기재층을 천공하는 단계 이후에, 상기 기재층을 액상의 수지물로 코팅처리하거나 액상의 수지물이 채워진 침지조에 침지시킨 후 건조시켜 절연층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 경사로 위사로 직조되는 기재층에 발열선과 더불어 외부전원과 연결되는 제1,2주입력선, 제1,2보조입력선 및 연결선을 배선한 다음, 기재층에 천공되는 복수개의 단선용 관통홀에 의해서 사전에 설정된 국부발열영역을 형성하도록 차단회로를 형성함으로써, 복잡한 장치 구성없이 국부발영역에 해당하는 발열선에만 외부전원을 공급하여 국부발열할 수 있기 때문에, 발열체를 포함하는 발열담요, 발열시트와 같은 완제품의 제조원가를 절감할 수 있다.
(2) 외부전원이 공급되는 제1,2주입력선, 제1,2보조입력선 및 연결선과 더불어 전기저항열이 발생되는 발열선을 경사와 위사로 직조되는 직물류의 기재층에 일체화되도록 직조됨으로써 이물감을 최소화시킬 수 있기 때문에 발열체를 포함하는 발열담요, 발열시트와 같은 완제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
(3) 사용자와 접하거나 사전에 설정되는 국부발열영역을 통과하는 발열선에만 외부전원을 공급하여 발열시킴으로써, 전체적인 발열에 비하여 열효율 및 전기효율을 향상시킬 수 있기 때문에 저에너지 고효율의 발열제품을 제조할 수 있다.
(4) 국부발열영역을 통과하는 발열선에 추가로 관통형성되는 단선용 관통홀이나 연결선의 단부에 추가로 관통형성되는 다른 단선용 관통홀에 의해서 국부발열영역의 발열면적을 줄이고, 발열패턴 및 형상을 변경하여 수요가의 다양한 요구에 부응함과 동시에 발열제품의 부가가치 및 다양성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 부분가열형 면상 발열체를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 부분가열형 면상 발열체의 국부발영역에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 부분가열형 면상 발열체를 도시한 구성도이다.
도 4은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 부분가열형 면상 발열체를 도시한 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 부분가열형 면상 발열체(100)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기재층(110), 주입력부(120), 제1보조입력선(131), 제2보조입력선(132), 연결선(133) 및 천공부(140)를 포함한다.
상기 기재층(110)은 비전도성 섬유로 이루어지는 경사(111)와 위사(112)가 서로 교차되도록 직조된 직물로 이루어질 수 있으며, 상기 경사 또는 위사 중 어느 하나와 나란하게 일정간격을 두고 배선되는 발열선(113)을 포함한다.
여기서, 상기 발열선(113)은 기재층(110) 전체에 배선되지 않고, 사전에 설정되는 국부발열영역(A)을 통과하도록 국부적으로 배선됨으로써 나노카본과 같은 전도성 발열소재로 이루어지는 발열선의 사용량을 줄여 제조원가를 절감할 수 있다.
이러한 발열선(113)은 도 2에 도시한 바와 같이, 경사(111)와 위사(112)와 더불어 직조되어 기재층(110)에서 서로 교차되는 위사(112)사이에 이물감이 없도록내부에 배선되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 경사와 위사가 직조된 직물류의 일측면이나 타측면에 배선될 수 있다.
또한, 상기 기재층(110)은 액상의 수지물로 코팅처리하거나 액상의 수지물이 채워진 침지조에 침지시킨 후 건조시켜 절연층(114)을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 주입력부(120)는 제1주입력선(121)과 제2주입력선(122)을 포함하는바, 상기 제1주입력선(121)은 외부전원의 양극(+)과 음극(-)중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 전도성 도전선이나 도전섬유로 이루어지며, 상기 제2주입력선(122)은 외부전원의 나머지 극성과 전기적으로 연결되는 전도성 도전선이나 도전섬유로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1,2주입력선(121,122)은 상기 발열선(113)과 마찬가지로 상기 경사(111)와 위사(111)로 직조되는 기재층(110)의 내부에 배선되도록 직조될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 기재층(110)의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선될 수 있다.
이러한 제1,2주입력선(121,122)은 일정간격을 두고 서로 이격되어 상기 발열선(113)과 나란하도록 상기 기재층(110)에 형성되는 복수개의 외측테두리 중 일측인 제1외측테두리(110a)를 따라 배선될 수 있다.
이때, 상기 제1,2주입력선(121,122)은 하나의 전도성 도전선으로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 복수개의 전도선 도전선이 묶여진 다발형태로 구비되거나 폭방향으로 서로 접하도록 배선된 상태로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 주입력부(120)는 외부전원의 단자와 연결되도록 상기 기재층의 모서리부에 구비되는 콘넥터(115)를 매개로 외부전원과 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제1보조입력선(131)은 상기 기재층(110)의 제1외측테두리(110a)를 따라 배선된 제1,2주입력선(121,122)의 각 일단과 동시에 교차하여 접하도록 상기 제1외측테두리(110a)와 인접하는 제2외측테두리(110b)를 따라 배선되는 전도성 도전선으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제1보조입력선(131)은 상기 발열선(113), 제1,2주입력선(121,122)과 마찬가지로 상기 경사(111)와 위사(111)로 직조되는 기재층(110)의 내부에 배선되도록 직조될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 기재층(110)의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선될 수 있다.
이러한 제1보조입력선(131)은 상기 발열선의 일단부와 교차하면서 후술하는 연결선(133)과 나란하게 배선되도록 직조되는 전도성 도전섬유로 이루어질 수 있다.
상기 제2보조입력선(132)은 상기 기재층(110)의 제2외측테두리(110b)를 따라 배선되는 제1보조입력선(131)의 일단과 교차하여 접하도록 상기 제2외측테두리(110b)와 인접하는 제3외측테두리(110c)를 따라 배선되는 전도성 도전선으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 제2보조입력선(132)은 상기 발열선(113), 제1,2주입력선(121,122) 및 제1보조입력선(131)과 마찬가지로 상기 경사(111)와 위사(111)로 직조되는 기재층(110)의 내부에 배선되도록 직조될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 기재층(110)의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선될 수 있다.
이러한 제2보조입력선(132)은 상기 연결선의 일단부와 교차하면서 상기 제1,2주입력선(121,122)과 나란하게 기재층(110)에 배선되도록 직조되는 전도성 도전섬유로 이루어질 수 있다.
상기 연결선(133)은 상기 기재층(110)의 제1외측테두리(110a)를 따라 배선되는 제1,2주입력선(121,122)과 일단이 접하여 연결되는 전도성 도전선으로 이루어질 수 있으며, 상기 연결선(113)의 타단은 상기 기재층(110)의 제3외측테두리(110c)를 따라 배선된 제2보조입력선(132)과 접하여 연결되고, 상기 제1,2주입력선과 일단이 연결되고 상기 제2보조입력선과 타단이 연결된 연결선의 길이중간은 상기 국부발열영역(A)을 통과하도록 배선된 발열선(113)과 대략 직각으로 교차하도록 상기 기재층(110)에 일정간격을 두고 배선되는 전도성 도전선으로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 연결선(133)은 상기 발열선(113), 제1,2주입력선(121,122) 및 제1,2보조입력선(131,132)과 마찬가지로 상기 경사(111)와 위사(111)로 직조되는 기재층(110)의 내부에 배선되도록 직조될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 기재층(110)의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선될 수 있다.
이러한 연결선(133)은 상기 발열선(113)과 길이중간이 교차하여 연결되고, 상기 제1보조입력선(131)과 나란하게 기재층(110)에 배선되도록 직조되는 전도성 도전섬유로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 연결선(133)은 상기 발열선(113)과 마찬가지로 기재층(110) 전체에 배선되지 않고, 사전에 설정되는 국부발열영역(A)을 통과하도록 국부적으로 배선됨으로써 전도성 도전선이나 도전섬유로 이루어지는 연결선의 사용량을 줄여 제조원가를 절감할 수 있다.
상기 천공 단선부(140)는 상기 제1보조입력선(131)의 단부와 동시에 교차되는 주입력부(120)의 제1주입력선(121)과 제2주입력선(122)사이가 전기적으로 연결되지 않도록 단선시키면서 상기 제2주입력선(122)의 길이중간과 상기 연결선(133)의 일단이 서로 교차하여 전기적으로 연결되도록 상기 제1주입력선(121)과 제2주입력선(122)사이에 배선된 제1보조입력선(131)과 대응하는 기재층(110)에 관통형성되는 단선용 제1관통홀(141)을 포함한다.
이러한 단선용 제1관통홀(141)에 의해서 상기 제1보조입력선의 단부와 동시에 교차되어 서로 연결되어 있던 제1주입력선과 제2주입력선은 서로 전기적으로 단선되는 한편, 상기 제1주입력선(121)은 제1보조입력선(131)의 일단과 접하여 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2주입력선(122)은 상기 연결선(133)의 일단과 접하여 서로 전기적으로 연결되는 것이다.
또한, 상기 기재층(110)에 국부발열영역을 형성하는 회로를 구성하기 위해서, 상기 단선용 제1관통홀(141)과 인접하여 단선용 제2관통홀(142)을 관통형성하는바, 이러한 상기 단선용 제2관통홀(142)은 상기 제1주입력선(121)과 연결선(133)의 일단간의 전기적인 연결을 단선시키면서 상기 제1주입력선(121)과 제1,2보조입력선(131,132)을 매개로 하여 상기 연결선(132)이 타타이 서로 전기적으로 연결되도록 상기 제1주입력선(121)과 대응하는 기재층(110)에 관통형성된다.
여기서, 상기 단선용 제1,2관통홀(141,142)은 상기 제1,2주입력선(121,122)의 선폭 크기보다 상대적으로 큰 내경크기로 갖는 천공홀로 구비되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 기재층(110)의 서로 마주하는 제1외측테두리(110a)와 제3외측테두리(110c)에는 상기 발열선(133)과 교차하도록 배선된 복수개의 연결선의 일단과 타단에 각각 선택적으로 극성을 연결하여 전원을 공급할 수 있도록 단선용 제3관통홀(143)과 단선용 제4관통홀(144)을 각각 관통형성한다.
상기 단선용 제3관통홀(143)은 상기 제2주입력선(122)의 길이중간과 교차하도록 접하여 연결된 복수개의 연결선(133) 중 일부는 상기 제2주입력선(122)과 전기적으로 연결된 상태를 유지하고, 나머지는 상기 제2주입력선(122)과 단선시킬 수 있도록 상기 연결선의 일단과 대응하는 기재층에 관통형성된다.
이때, 상기 단선용 제3관통홀(143)은 상기 제2주입력선(122)의 길이중간에 교차되도록 배선된 복수개의 연결선 단부를 교대로 단선시킬 수 있도록 관통형성되는 단선부위로 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 단선용 제3관통홀(143)과 대응하지 않는 연결선(133)에는 상기 제2주입력선(122)의 극성인 음극이 연결되는 반면에 상기 단선용 제3관통홀(143)과 대응하는 다른 연결선(133)에는 제2주입력선(122)의 극성인 음극이 연결되지 않게 되는 것이다.
상기 단선용 제4관통홀(144)은 상기 제2보조입력선(122)의 길이중간과 교차하도록 접하여 연결된 복수개 연결선(133)중 일부는 상기 제1주입력선(121)과 제1,2보조입력선(131,132)을 매개로 하여 전기적으로 연결된 상태를 유지하고, 나머지는 상기 제1주입력선(121)과 단선시킬 수 있도록 상기 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 관통형성되나.
이때, 상기 단선용 제4관통홀(143)은 상기 제2보조입력선(122)의 길이중간에 교차되도록 배선된 복수개의 연결선 타단을 교대로 단선시킬 수 있도록 관통형성되는 단선부위로 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 단선용 제4관통홀(144)과 대응하지 않는 연결선(133)에는 상기 제1,2보조입력선을 통해 제2주입력선(122)의 극성인 양극이 연결되는 반면에 상기 단선용 제4관통홀(144)과 대응하는 다른 연결선(133)에는 제1주입력선(122)의 극성인 양극이 연결되지 않게 되는 것이다.
이로 인하여, 상기 단선용 제3관통홀과 단선용 제4관통홀에 의해서 복수개의 연결선의 일단과 타단인 양단에는 각각 양극과 음극이 선택적으로 인가되어 외부전원이 공급됨에 따라 상기 복수개의 연결선의 길이중간과 교차하여 복수개의 발열선(113)에는 전기저항에 기인하여 발열하게 되고, 그 발열영역은 사전에 설정된 국부발열영역(A)으로 제한되는 것이다.
한편, 상기 국부발열영역(A)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 발열면적을 줄이고, 발열온도를 줄일 수 있는 무발열영역을 포함하는 발열패턴을 형성할 수 있도록 상기 국부발열영역(A)을 통과하는 발열선(113)의 길이중간에 대응하는 기재층(110)에 관통형성되어 전원공급을 차단하는 단선용 제5관통홀(145)을 구비할 수 있다.
상기 단선용 제5관통홀은 상기 국부발열영역(A)과 대응하는 영역에 배선된 발열선을 단선시키는 것에 의해서 발열면적을 줄이면서 발열온도를 줄일 수 있는 것이다.
또한, 상기 제1보조입력선(131)과 국부발열영역(A)사이에 배선되는 발열선(113)에는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 양극이 부여되는 제1보조입력선(131)과 음극이 부여되는 연결선(133)에 의해서 외부전원이 인가되지만 상기 국부발열영역(A)에서 서로 인접하는 연결선(133)사이의 간격(d)보다 상기 제1보조입력선(131)과 국부발열영역(A)간의 간격(D)이 상대적으로 넓어 발열선에서 전기저항에 기인하는 발열량을 미약하게 발생되지만 열효율 및 전기효율을 위해서 전원을 차단할 필요가 있다.
이에 따라, 상기 제1보조입력선(131)과 국부발열영역(A)사이에 배선되는 발열선(113)과 대응하는 기재층(110)에는 사전에 설정된 국부발열영역(A)를 통과하는 발열선에만 전기저항열을 발생시킬 수 있도록 단선용 제6관통홀(146)을 천공형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 단선용 제4관통홀과 일단이 중첩되는 연결선(133)의 타단과 대응하는 기재층에는 상기 국부발열영역(A)의 전체적인 면적을 줄이고, 발열온도를 줄일 수 있도록 단선용 제7관통홀(147)을 천공형성할 수 있다.
상기 연결선(133)의 양단과 대응하는 기재층에 단선용 제4관통홀(144)과 단선용 제7관통홀(147)이 동시에 천공되면, 상기 연결선에는 양극 및 음극 모두 부여되지 않기 때문에 단선처리된 연결선과 교차되는 복수개의 발열선에서의 발열이 동시에 발생하지 않도록 하여 간단한 천공작업에 의해서 사전에 설정된 국부발열면적에 비하여 상대적으로 작은 발열면적을 형성하고 패터닝할 수 있는 것이다.
이때, 상기 단선용 제7관통홀(147)은 상기 단선용 제4관통홀(144)과 일단이 중첩되는 연결선(133)의 타단에 형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 단선용 제3관통홀과 일단이 중첩되는 연결선의 타단에 형성될 수 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 부분가열형 면상 발열체 제조방법은 기재층(110)을 제공하는 단계와, 상기 기재층(110)을 천공하는 단계를 포함한다.
즉, 상기 기재층(110)을 제공하는 단계는 비전도성 섬유로 이루어지는 경사(111)와 위사(112)가 직조된 직물에 상기 경사 또는 위사 중 어느 하나와 나란하게 일정간격을 두고 배선되도록 발열선(113)을 구비한다.
그리고, 상기 발열선과 더불어 직조되는 경사와 위사로 이루어진 기재층(110)에는 양극(+)과 음극(-)중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 전도성 도전선이나 도전섬유로 이루어진 제1주입력선(121)과 더불어 나머지 극성과 전기적으로 연결되고 전도성 도전선이나 도전섬유로 이루어진 제2주입력선(122)을 동시에 직조하여 배선하게 된다.
또한, 제1,2주입력선(121,122)으로 이루어진 주입력부(120)가 제1외측테두리에 배선된 기재층(110)에는 상기 제1,2주입력선과 일단이 교차되어 연결되도록 제1외측테두리와 인접하는 제2외측테두리를 따라 제1보조입력선(131)을 배선하고, 상기 제1보조입력선과 일단이 교차되어 연결되도록 제2외측테두리와 인접하는 제3외측테두리를 따라 제2보조입력선(132)을 배선하는 한편, 상기 제1,2주입력선과 제2보조입력선과 양단이 교차하여 연결되고 상기 발열선과 교차하여 연결되도록 복수개의 연결선(133)을 배선한다.
여기서, 상기 발열선(113), 제1,2주입력선(121,122), 제1,2보조입력선(131,132), 연결선(133) 중 어느 하나 이상은 경사(111)와 위사(112)와 더불어 직조되어 기재층(110)의 내부에 이물감이 없도록 배선될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 경사와 위사가 직조된 직물류의 일측면이나 타측면에 선택적으로 배선될 수 있다.
이에 따라, 상기 발열선(113), 제1,2주입력선(121,122), 제1,2보조입력선(131,132), 연결선(133)은 상기 경사 및 위사와 더불어 직조되는 전도성 도전섬유로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 발열선(113) 또는 연결선(133)은 상기 기재층(110) 전체 영역에 걸쳐 광범위하게 배선되지 않고, 사전에 설정되는 국부발열영역(A)을 통과하도록 국부적으로 배선됨으로써 전도성 도전선이나 도전섬유로 이루어지는 발열선이나 연결선의 사용량을 줄여 제조원가를 절감할 수 있다.
상기 기재층(110)을 천공하는 단계는 상기 제1주입력선(121)과 제2주입력선(122)사이에 배선된 제1보조입력선(131)과 대응하는 기재층(110)에 단선용 제1관통홀(141)을 관통형성함으로써, 상기 제1보조입력선(131)의 단부와 동시에 교차되는 주입력부(120)의 제1주입력선(121)과 제2주입력선(122)사이가 전기적으로 연결되지 않도록 서로 단선시키면서 상기 제2주입력선(122)의 길이중간과 상기 연결선(133)의 일단이 서로 교차하여 전기적으로 연결되는 것이다.
또한, 상기 단선용 제1관통홀(141)과 인접하는 제1주입력선의 단부와 대응하는 기재층에 단선용 제2관통홀(142)을 관통형성함으로써, 상기 제1주입력선(121)과 연결선(133)의 일단간의 전기적인 연결을 단선시킴과 동시에 상기 제1주입력선(121)은 제1,2보조입력선(131,132)을 매개로 하여 상기 연결선(132)의 타단과 서로 전기적으로 연결되는 것이다.
그리고, 상기 연결선(133)의 일단과 대응하는 기재층에 단선용 제3관통홀(143)을 관통형성함으로써, 상기 제2주입력선(122)의 길이중간과 교차하도록 접하여 연결된 복수개의 연결선(133) 중 일부는 상기 제2주입력선(122)과 전기적으로 연결된 상태를 유지하는 반면에 나머지 연결선은 상기 제2주입력선(122)과 단선시킬 수 있다.
또한, 상기 연결선(133)의 타단과 대응하는 기재층에 단선용 제4관통홀(144)을 관통형성함으로써, 상기 제2보조입력선(122)의 길이중간과 교차하도록 접하여 연결된 복수개 연결선(133)중 일부는 상기 제1주입력선(122)과 제1,2보조입력선(131,132)을 매개로 하여 전기적으로 연결된 상태를 유지하는 반면에 나머지 연결선은 상기 제1주입력선(121)과 단선시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 단선용 제3관통홀(143)과 대응하지 않는 연결선(133)의 일단에는 제2주입력선(122)의 극성인 음극이 연결되는 반면에 상기 단선용 제3관통홀(143)과 대응하는 다른 연결선(133)의 일단에는 제2주입력선(122)의 극성인 음극이 연결되지 않게 되고, 이와 동시에, 상기 단선용 제4관통홀(143)과 대응하지 않는 연결선의 타단에는 상기 제1,2보조입력선을 통해 제1주입력선(121)의 극성인 양극이 연결되는 반면에 상기 제4관통홀(144)과 대응하는 다른 연결선(133)의 타단에는 제1주입력선(121)의 극성인 양극이 연결되지 않게 되는 것이다.
이로 인하여, 상기 단선용 제3관통홀과 단선용 제4관통홀에 의해서 복수개의 연결선의 일단과 타단인 양단에는 각각 양극과 음극이 선택적으로 인가되어 외부전원이 공급됨에 따라 상기 복수개의 연결선의 길이중간과 교차하여 복수개의 발열선(113)에는 전기저항에 기인하여 발열하게 되고, 그 발열영역은 사전에 설정된 국부발열영역(A)으로 제한되는 것이다.
그리고, 상기 기재층(110a)을 천공하는 단계는 상기 국부발열영역(A)을 통과하는 발열선(113)의 길이중간에 대응하는 기재층(110)에 단선용 제5관통홀(145)을 관통형성하여 외부전원을 공급하는 회로를 차단함으로써, 상기 국부발열영역(A)에서 발열영역을 줄이면서 무발열영역을 포함하는 발열패턴을 형성할 수 있는 것이다.
한편, 상기 단선용 제1관통홀 내지 단선용 제5관통홀(145)을 기재층에 천공하는 공정이 종료된 후에는 전도성 도전선이나 도전섬유로 이루어진 제1,2주입력선이나 제1,2보조입력선이나 연결선과 더불어 발열선이 임의 전도재와 접하여 단락(shot)을 방지할 수 있도록 상기 기재층(110)을 액상의 수지물로 코팅처리하거나 액상의 수지물이 채워진 침지조에 침지시킨 후 건조시켜 절연층(114)을 구비하는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 기재층
111 : 경사
112 : 위사
113 : 발열선
114 : 절연층
115 : 콘넥터
120 : 주입력부
121 : 제1주입력선
122 : 제2주입력선
131 : 제1보조입력선
132 : 제2보조입력선
133 : 연결선
140 : 천공부
141 : 단선용 제1관통홀
142 : 단선용 제2관통홀
143 : 단선용 제3관통홀
144 : 단선용 제4관통홀
145 : 단선용 제5관통홀
146 : 단선용 제6관통홀
147 : 단선용 제7관통홀

Claims (20)

  1. 비전도성 소재로 이루어진 경사와 위사로 직조되고, 상기 경사 또는 위사 중 어느 하나와 나란하게 일정간격을 두고 배선되는 발열선을 구비하는 기재층 ;
    외부전원의 양극과 음극중 어느 하나와 연결되는 제1주입력선과, 나머지 극성과 연결되는 제2주입력선으로 이루어져 상기 기재층의 제1외측테두리를 따라 배선되는 주입력부 ;
    상기 제1,2주입력선의 일단과 교차하도록 상기 제1외측테두리와 인접하는 제2외측테두리를 따라 배선되는 제1보조입력선 ;
    상기 제1보조입력선의 일단과 교차하도록 상기 2외측테두리와 인접하는 제3외측테두리를 따라 배선되는 제2보조입력선 ;
    상기 주입력부와 일단이 연결되고 상기 제2보조입력선과 타단이 연결되어 상기 발열선과 교차하도록 일정간격을 두고 배열되는 연결선 ; 및
    상기 제1,2주입력선사이를 단선시키면서 상기 제2주입력선과 연결선의 일단을 전기적으로 연결하도록 상기 제1주입력선과 제2주입력선사이에 배선된 제1보조입력선과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제1관통홀과, 상기 제1주입력선과 연결선사이를 단선시키면서 상기 제1주입력선과 제1,2보조입력선을 매개로 상기 연결선의 타단이 전기적으로 연결되도록 상기 제1주입력선과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제2관통홀과, 상기 제2주입력선과 연결선사이를 선택적으로 단선시키도록 상기 연결선의 일단과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제3관통홀 및 상기 제2보조입력선과 연결선사이를 선택적으로 단선시키도록 상기 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 관통형성되는 단선용 제4관통홀을 갖추어 사전에 설정된 국부발열영역과 대응하는 연결선에 외부전원을 공급하는 천공단선부를 포함하여
    상기 국부발열영역에서 서로 인접하는 연결선과 양단이 연결된 발열선에 외부전원을 공급하여 발열하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발열선 또는 연결선은 상기 기재층에 형성되는 국부발열영역을 통과하도록 국부적으로 배선되는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결선은 상기 기재층에 형성되는 국부발열영역을 통과하도록 국부적으로 배선되는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발열선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선되는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1주입력선 또는 제2주입력선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선되는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선되는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결선은 경사와 위사로 직조된 직물류의 내부에 배선되도록 직조되거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 배선되는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 국부발열영역을 통과하는 복수개의 발열선 중 일부 발열선의 길이중간에 대응하는 기재층에 관통형성하는 단선용 제5관통홀을 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재층은 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1보조입력선과 국부발열영역사이에 배선되는 발열선과 대응하는 기재층에는 사전에 설정된 국부발열영역를 통과하는 발열선에만 전기저항열을 발생시킬 수 있도록 천공형성되는 단선용 제6관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단선용 제3관통홀 또는 단선용 제4관통홀과 일단이 중첩되는 연결선의 타단과 대응하는 기재층에는 상기 국부발열영역의 전체면적을 줄일 수 있도록 천공형성되는 단선용 제7관통홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체.
  12. 서로 교차되는 경사와 위사 중 어느 하나와 나란하게 배선되는 발열선을 구비하고, 외부전원의 양극과 음극 중 어느 하나와 연결된 제1주입력선과 나머지 극성과 연결된 제2주입력선으로 이루어진 주입력부를 제1외측테두리를 따라 배선하고, 상기 제1,2주입력선과 일단이 교차되는 제1보조입력선을 제1외측테두리와 인접하는 제2외측테두리를 따라 배선하고, 상기 제1보조입력선과 일단이 교차되는 제2보조입력선을 제2외측테두리와 인접하는 제3외측테두리를 따라 배선하고, 상기 주입력부에 일단이 연결되고 상기 제2보조입력선에 타단이 연결되어 상기 발열선과 교차하는 연결선을 구비하는 기재층을 제공하는 단계 ;
    상기 제1,2주입력선사이에 배선된 제1보조입력선과 대응하는 기재층에 단선용 제1관통홀을 관통형성하여 제1,2주입력선사이를 단선하고, 상기 제1주입력선의 일단과 대응하는 기재층에 단선용 제2관통홀을 관통형성하여 상기 제1주입력선과 연결선간의 전기적인 연결을 단선하고, 상기 연결선의 일단과 대응하는 기재층에 단선용 제3관통홀을 관통형성하여 상기 제2주입력선과 연결선의 일단이 선택적으로 연결되는 한편, 상기 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 단선용 제4관통홀을 관통형성하여 상기 제1주입력선과 제1,2보조입력선은 매개로 하여 연결선의 타단이 선택적으로 연결되도록 상기 기재층을 천공하는 단계 ; 를 포함하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 발열선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 발열선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 발열선을 배선하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 제1주입력선이나 제2주입력선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 제1주입력선이나 제2주입력선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 제1주입력선이나 제2주입력선을 배선하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 상기 제1보조입력선 또는 제2보조입력선을 배선하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 기재층을 제공하는 단계는 경사 및 위사로 직조된 직물류의 내부에 상기 연결선이 배선되도록 상기 경사 및 위사와 더불어 상기 연결선을 직조하거나 상기 직물류의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 상기 연결선을 배선하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기재층을 천공하는 단계는 사전에 설정된 국부발열영역을 통과하는 복수개의 발열선 중 일부 발열선의 길이중간에 대응하는 기재층에 단선용 제5관통홀을 관통형성하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  18. 제12항 내지 제16항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기재층을 천공하는 단계는 사전에 설정된 국부발열영역를 통과하는 발열선에만 전기저항열을 발생시킬 수 있도록 상기 제1보조입력선과 국부발열영역사이에 배선되는 발열선과 대응하는 기재층에 단선용 제6관통홀을 천공형성하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  19. 제12항 내지 제16항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기재층을 천공하는 단계는 사전에 설정된 국부발열영역의 전체면적을 줄일 수 있도록 상기 단선용 제3관통홀 또는 단선용 제4관통홀과 일단이 중첩되는 연결선의 타단과 대응하는 기재층에 단선용 제7관통홀을 천공형성하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
  20. 제12항 내지 제16항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기재층을 천공하는 단계 이후에, 상기 기재층을 액상의 수지물로 코팅처리하거나 액상의 수지물이 채워진 침지조에 침지시킨 후 건조시켜 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분가열형 면상 발열체 제조방법.
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