KR101945045B1 - 부분 신축 도전성 면상체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부분 신축 도전성 면상체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전원공급선, 전기신호 전달선, 및 발열선의 기능을 수행하는 도전선이 배치된 면상체를 구성함에 있어서 신축성이 요구되는 부분은 신축구조로 형성되고, 신축성이 불필요한 부분은 비신축구조로 형성되도록 한 부분 신축 도전성 면상체에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체는 도전성 면상체에 있어서, 상기 도전성 면상체는, 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조 또는 소재로 형성된 신축 면상부; 상기 신축 면상부와 인접하여 하나의 평면을 형성하도록 일체로 배치되고, 외력의 작용시에도 신축되지 않는 비신축 구조이거나 상기 신축 면상부에 비해 신율이 낮은 비신축 면상부; 및 상기 신축 면상부 또는 상기 비신축 면상부에 배치되는 도전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 도전선을 면상체에 구성함에 있어 신축성이 요구되는 부분은 신축구조로 형성하고, 신축성이 불필요한 부분은 비신축구조로 형성함으로써 활동성이나 착용감을 확보하면서도 도전선의 내구성 향상과 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 종래와 같이 도전성 면상체가 전체적으로 신축되는 것이 아니라 인쇄회로기판, 태양전지, 램프 등과 같은 비신축성 소자나 장치가 설치되는 부분은 비신축 구조로 형성함으로써 해당 소자나 장치의 고장이나 오작동을 방지할 수 있고 내구성을 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체는 팽팽하게 당기지 않더라도 도전선이 배치된 부분이 신축되는 구조여서 침대와 같은 물품의 발열체로 적용할 경우에도 양쪽을 팽팽하게 당겨 설치할 필요가 없으므로 설치가 간편하고 침대 프레임의 변형을 방지할 수 있는 장점이 있다. 이로 인해, 제조원가의 절감, 침대의 품질 및 상품성을 향상시킬 수 있다.

Description

부분 신축 도전성 면상체{ELECTRIC CONDUCTION PLANAR ELEMENT WITH PARTIAL ELASTICITY}

본 발명은 부분 신축 도전성 면상체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전원공급선, 전기신호 전달선, 및 발열선의 기능을 수행하는 도전선이 배치된 면상체를 구성함에 있어서 신축성이 요구되는 부분은 신축구조로 형성되고, 신축성이 불필요한 부분은 비신축구조로 형성되도록 한 부분 신축 도전성 면상체에 관한 것이다.

일반적으로, 침대커버, 커튼, 의복 등의 제조에 이용되는 편물이나 직물과 같은 천(이하 직조물이라 통칭한다)은 천연 섬유사나 인조 섬유사에 의해 제조되는 것으로, 그 종류가 다양하고, 각 종류마다 보온성, 흡수성, 신축성, 등 저마다 고유의 성질과 특성을 갖고 있다.

그리고, 산업사회가 고도화되고, 첨단화되면서 현대인들은 종래와 같이 추위를 막을 수 있는 보온성과, 충분한 활동성을 보장하기 위한 신축성, 및 땀을 흡수할 수 있는 흡수성에 더하여 새로운 기능을 갖는 직조물을 요구하고 있다.

예컨대, 전류의 통전이 가능하여 각종 전자기기를 설치하여 편리하게 이용할 수 있고, 스스로 발열작용을 수행하거나 냉각작용을 수행하는 직조물을 요구하고 있다. 이러한, 직조물은 가볍고 두께가 얇으면서도 계절에 상관없이 사용할 수 있는 침대, 지능형 의류, 등을 구현할 수 있기 때문이다.

이에 따라, 섬유분야에서는 이러한 사회적 요구를 만족하고, 미래의 섬유분야를 선도하기 위한 다양한 노력과 연구개발 활동을 수행하고 있고, 그 대표적인 연구성과로서 탄소섬유사를 엮어서 구성한 면상발열체가 개발되어 있다.

이와 같이 탄소섬유사에 의해 직조된 면상발열체는 전원의 공급시에 발열작용을 수행하므로 온열작용을 필요로 하는 물품에 적용할 수는 있지만, 탄소섬유사의 특성상 신축성이 전혀 없으므로 쿠션작용이 요구되는 침대용 소재나, 신축성과 활동성을 필요로 하는 의복 등에 적용할 수 없는 단점이 있고, 사용중에 계속적인 마찰력이 작용할 경우 탄소섬유사의 미세한 조직들이 풀어져 손상되거나 미세한 전기 스파크가 발생되므로 충분한 내구성과 안전성을 확보할 수 없었다.

그리고, 웨어러블 컴퓨터, MP3 등과 같은 전자기기를 구비한 스마트 의류의 경우에는 의복 내부에 조작버튼, 전원부, 각종 전자소자 등을 전기적으로 연결하고 전기신호의 전달을 위한 도전선을 필요로 하지만 탄소섬유사에 의해 제조된 면상발열체는 이러한 기능을 전혀 수행할 수 없는 한계점을 갖고 있다. 이러한 문제점의 대안으로 동선과 같은 도전선을 의복에 별도로 꿰매는 방법이 제시될 수 있지만, 동선은 전혀 신축성을 갖고 있지 않으므로 의복으로서의 활동성과 착용감이 불량하고, 세탁시에 의복의 내부에 설치된 도전선과 조작버튼 등을 제거하여야 하므로 사용이 매우 불편한 단점을 갖는다.

이에 따라 본 출원인은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2008-0050545호(발명의 명칭:도전성 패드 및 그 제조방법), 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2008-0128928호(발명의 명칭:도전성 패드), 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2009-0043932호(발명의 명칭:도전성 패드 및 그 제조장치), 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2010-0004164호(발명의 명칭: 도전성 직조물의 제조방법 및 제조장치) 등을 출원하게 되었다.

이에 따르면, 도전선을 직조방식에 의해 신축성을 갖는 직조물로 구성할 수 있으므로, 별도로 도전선을 꿰매지 않고 발열기능을 수행하도록 하거나 전기의 통전, 전기신호의 전달 기능을 수행할 수 있는 침대나 의복 등을 구현할 수 있었다.

하지만, 본 출원인에 의해 선출원된 도전성 직조물은 전체적으로 신축되는 구조로서 여러가지 문제점을 수반하는 단점이 있다.

첫째, 전술한 신축성을 갖는 직조물은 직조물에 신축성을 부여하기 위해 다량의 스판사와 같은 신축성 고분자사를 위사 및 경사로 공급하여야 하므로 일반 섬유사에 비해 고가인 신축성 고분자사의 소요량 증가로 지나치게 제조원가가 상승되는 단점이 있다.

둘째, 전술한 신축성을 갖는 직조물은 전체적으로 신축되므로 인쇄회로기판, 태양전지 등과 같은 비신축성 소자나 장치를 설치하기가 어렵고, 이러한 장치들을 설치할 경우 반복적인 신축작용으로 고장이나 오작동을 유발하는 요인이 되고 있다.

셋째, 전술한 신축성을 갖는 직조물은 침대와 같은 물품의 발열체로 적용하기 위해 와이어(철선)로 형성된 침대 프레임에 설치할 경우 양쪽을 팽팽하게 당겨설치하여야 하므로 설치작업이 어렵고, 신축성 고분자사의 복원 탄성력에 의해 침대 프레임이 휘어지는 등 변형을 초래하므로 침대의 품질과 상품성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 전원공급선, 전기신호 전달선, 및 발열선의 기능을 수행하는 도전선이 배치된 면상체를 구성함에 있어서 신축성이 요구되는 부분은 신축구조로 형성되고, 신축성이 불필요한 부분은 비신축구조로 형성되도록 한 부분 신축 도전성 면상체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체는 도전성 면상체에 있어서, 상기 도전성 면상체는, 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조 또는 소재로 형성된 신축 면상부; 상기 신축 면상부와 인접하여 하나의 평면을 형성하도록 일체로 배치되고, 외력의 작용시에도 신축되지 않는 비신축 구조이거나 상기 신축 면상부에 비해 신율이 낮은 비신축 면상부; 및 상기 신축 면상부 또는 상기 비신축 면상부에 배치되는 도전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 비신축 면상부는 섬유사가 위사 및 경사로서 공급되어 면상 구조로 제직되고, 상기 신축 면상부는 상기 도전선이 배치되는 영역에 위사 및 경사의 일부 또는 전부로서 신축성 고분자사가 공급되어 신축성을 갖도록 제직될 수 있다.

이때, 상기 신축 면상부는 띠 형태로 형성되고, 상기 도전선은 상기 신축 면상부의 제직시에 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 상기 섬유사 및 상기 신축성 고분자사와 서로 엮어져 파형 구조로 배치되거나, 상기 도전선은 상기 신축 면상부에 자수사로 공급되어 고정사에 의해 파형 구조로 배치, 고정될 수 있다.

상기 신축 면상부는 상기 도전선이 위치하는 영역의 표면에 보호섬유사에 의해 덧대어지거나 돌출되는 형태로 제직되어 상기 도전선의 보호피막의 기능을 수행하는 보호피막층이 구비될 수 있다.

여기서, 상기 보호섬유사는 불연사 또는 난연사일 수 있다.

상기 도전선에 전기적으로 접속되어 외부 전원을 공급하거나 전기신호를 전달하는 커넥터를 포함하는 메인전원선이 상기 비신축 면상부에 배치될 수 있다.

한편, 상기 신축 면상부는 면상으로 직조되고 상부에 배치되는 상부 면상부, 면상으로 직조되고 상기 상부 면상부의 하방으로 이격, 배치되는 하부 면상부, 및 상기 상부 면상부와 하부 면상부의 사이에 연결되어 이격공간을 형성하는 다수의 연결사로 구성되고, 상기 도전선은 상기 상부 면상부, 하부 면상부, 및 이격공간 중 적어도 한 곳 이상에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 비신축 면상부는 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 상기 신축 면상부가 배치될 수 있다.

아울러, 상기 신축 면상부는 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 상기 비신축 면상부가 배치될 수 있다.

상기한 상기 신축 면상부는 위사 및 경사의 일부 또는 전부로서 신축성 고분자사가 공급, 제직된 신축 직조물, 또는 신축성을 갖는 합성수지를 면상체로 형성한 신축 시트로 구성되고, 상기 비신축 면상부는 섬유사가 위사 및 경사로 공급되어 제직된 비신축 직조물, 또는 신축되지 않은 합성수지를 면상체로 형성한 비신축 시트로 구성될 수 있다.

이때, 상기 도전선은 상기 신축 면상부 또는 상기 비신축 면상부에 자수사로 공급되어 고정사에 의해 파형 구조로 배치, 고정될 수 있다.

또한, 상기 도전선은 상기 신축 직조물 또는 상기 비신축 직조물의 제직시에 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 파형 구조로 배치되거나, 상기 신축 직조물 또는 상기 비신축 직조물에 자수사로 공급되어 고정사에 의해 파형 구조로 배치, 고정될 수 있다.

여기서, 상기 신축 직조물, 상기 비신축 직조물, 상기 신축 시트, 및 상기 비신축 시트는 선택적으로 통기성을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체는 도전성 면상체에 있어서, 상기 도전성 면상체는, 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조 또는 소재로 형성된 신축 면상체; 상기 신축 면상체에 적층되는 형태로 배치되고, 상기 신축 면상체에 비해 신율이 작은 구조 또는 소재로 형성된 비신축 면상체; 및 상기 신축 면상체에 배치되는 도전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 신축 면상체는 탈착수단이 구비되어 상기 비신축 면상체에 탈부착 가능하게 설치될 수 있다.

그리고, 상기 신축 면상체는 섬유사와 함께 위사 및 경사의 일부로서 신축성 고분자사가 공급, 제직된 신축 직조물로 구성되고, 상기 비신축 면상체는 섬유사가 위사 및 경사로 공급, 제직된 비신축 직조물로 구성되되, 상기 신축 면상체를 형성하는 섬유사는 상기 도전선에 비해 데니어가 큰 보호섬유사가 포함될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체는 도전성 면상체에 있어서, 상기 도전성 면상체는, 외력의 작용시에 신축되지 않는 비신축 구조로 형성된 제1 비신축 면상체; 외력의 작용시에 신축되지 않는 비신축 구조로 형성되고 상기 제1 비신축 면상체에 접속되는 제2 비신축 면상체; 상기 제1 신축 면상체에 배치되는 도전선; 및 상기 제1 비신축 면상체의 양쪽에 형성되어 상기 제2 비신축 면상체에 접속되고 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조로 형성된 신축 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 비신축 면상체는 탈착수단이 구비되어 상기 제2 비신축 면상체에 탈부착 가능하게 설치될 수 있다.

한편 전술한 상기 도전선은 복수 가닥이 배치되되 상기 도전선 중 일부는 전원공급선 또는 전기신호전달선의 기능을 수행하고 나머지는 발열선의 기능을 수행하도록 배치되고, 상기 도전선은 내부 중심에 배치되는 중심사, 상기 중심사의 외부에 감김 또는 엮임 되고 절연 피복된 복수 가닥의 도전사, 상기 도전사의 외부에 감김 또는 엮임 되어 외피층을 형성하는 복수 가닥의 외피섬유사를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 도전성 면상체는 EL램프선(electroluminescent lamp line), 광섬유사, 및 형상기억수지선 중에 하나 이상이 선택적으로 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체에 의하면, 도전선을 면상체에 구성함에 있어 신축성이 요구되는 부분은 신축구조로 형성하고, 신축성이 불필요한 부분은 비신축구조로 형성함으로써 활동성이나 착용감을 확보하면서도 도전선의 내구성 향상과 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 종래와 같이 도전성 면상체가 전체적으로 신축되는 것이 아니라 인쇄회로기판, 태양전지, 램프 등과 같은 비신축성 소자나 장치가 설치되는 부분은 비신축 구조로 형성함으로써 해당 소자나 장치의 고장이나 오작동을 방지할 수 있고 내구성을 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체는 팽팽하게 당기지 않더라도 도전선이 배치된 부분이 신축되는 구조여서 침대와 같은 물품의 발열체로 적용할 경우에도 양쪽을 팽팽하게 당겨 설치할 필요가 없으므로 설치가 간편하고 침대 프레임의 변형을 방지할 수 있는 장점이 있다. 이로 인해, 제조원가의 절감, 침대의 품질 및 상품성을 향상시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체를 개략적으로 나타낸 사시도,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체에 적용되는 도전선의 일 예를 나타낸 사시도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체에 적용되는 신축 면상부 및 비신축 면상부의 구조를 설명하기 위한 도면,
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체에 적용되는 도전선의 다른 배치 형태를 설명하기 위한 도면,
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면,
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제2 변형예를 나타내는 도면,
도7a 및 도7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제3 변형예를 나타내는 도면,
도8a 및 도8b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제4 변형예를 나타내는 도면,
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체를 설명하기 위한 도면,
도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도10에 의거하여 상세히 설명하고, 도1 내지 도10에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체를 개략적으로 나타낸 사시도, 도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체에 적용되는 도전선의 일 예를 나타낸 사시도이다.

도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(1)는 신축 면상부(11), 비신축 면상부(12), 및 도전선(13)을 구비한 것으로, 전원공급선(전류가 흐르는 도전 케이블을 의미함), 전기신호 전달선(센서 등으로부터 감지되는 전기신호를 전달하는 신호전달 케이블을 의미함), 및 발열선의 기능을 수행하는 도전선(13)을 면상체에 배치한 상태에서 수직 방향 또는 수평 방향에서 외력이 작용되더라도 도전선(13)의 파단이나 손상을 방지할 수 있도록 구성하는데에 그 특징이 있다. 부연 설명하자면, 본원의 배경기술에 나타난 본 출원인의 선행기술은 면상체에 외력이 인가되면 도전선의 손상을 방지할 수 있지만 여러 가지 문제점(본원 배경기술에 구체적으로 기재되어 있음)을 수반하게 되므로 부분적으로 신축성을 갖도록 구성함으로써 제조원가의 절감과 제작성 및 이용성 향상 등 장점을 가지면서 도전선(13)의 손상을 방지할 수 있도록 한다는 점을 그 기술적 사상의 특징으로 한다.

신축 면상부(11)는 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조 또는 소재로 형성된 것으로, 여기서 신축성 구조는 외력이 작용될 경우 늘어나고 외력이 해제시 원위치되는 구조를 칭하는 것으로 신축성 구조는 신축성 섬유사를 서로 얽어매어 면상체로 형성하는 형태(예컨대 그물망 구조), 신축성 섬유사를 제직하는 형태 등이 있으나 본 실시예에서는 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이 스판사와 같은 신축성 고분자사가 포함되어 제직되는 직조구조로 구성한다. 그리고, 신축성 소재는 외력이 작용될 경우 늘어나고 외력이 해제시 원위치 되는 시트나 패드를 제조할 수 있는 소재를 칭하는 것으로, 대표적인 신축성 소재로는 네오프렌(클로로프렌 또는 2-클로로-1,3-부타디엔이라고도 알려져 있음), 폴리우레탄계수지, AAS수지(acrylonitrile styrene acrylic ester copolymer, 아크릴 고무에 아크릴로나이트릴과 스타이렌을 그래프트 혼성중합한 스타이렌수지) 등의 신축성 합성수지나, 고무계 수지가 적용될 수 있을 것이다.

비신축 면상부(12)는 신축 면상부(11)와 인접하여 일체로 배치되고, 외력의 작용시에도 신축되지 않는 비신축 구조이거나 신축 면상부에 비해 신율이 낮은 소재로 형성되는 것으로, 여기서 비신축 구조는 전술한 신축성 구조와는 상반되는 개념의 구조를 칭하는 것으로 대표적인 형태로는 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이 통상의 섬유사를 제직하여 면상체로 형성한 것을 적용한다.

도전선(13)은 도전성 면상체(1)에 인장력과 같이 외력이 작용될 경우 파단되거나 손상되지 않는 구조로 형성된 것이 적용되어야 한다. 이를 위해 도전선(13)은 도3의 A부에 도시된 바와 같이 신축 면상부(11)의 제직시에 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 섬유사와 서로 엮어져 파형 구조로 배치된다. 이와 같이 도전선(13)이 도전성 면상체의 제직시에 동시에 제직되는 구조는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2010-0004164호에 개시된 도전성 직조물의 제조방법 및 제조장치를 적용하여 구현할 수 있다.

그리고, 도전선(13)은 신축 면상부(11) 또는 비신축 면상부(12)에 배치되는 것으로 전류의 통전이 가능한 다양한 선형부재가 적용될 수 있지만, 본 실시예에서는 섬유사 형태로 구성되어 섬유 고유의 부드러움을 가지면서 충분한 인장강도를 갖도록 도2에 도시된 바와 같이 내부 중심에 길이방향을 따라 배치되는 중심사(131), 이 중심사(131)의 외면에 엮음 또는 감김 되는 복수의 도전사(132), 및 도전사(132)의 외부에 감김 또는 엮음되는 복수의 외피섬유사(133)에 의해 외피층을 갖도록 구성된 것이 적용된다.

중심사(131)는 신축 구조로 형성하고자 하는 경우에 스판사(폴리우레탄사), 실리콘사 등과 같이 신축성을 갖는 소재(신축성 고분자수지)로 형성된 신축성 고분자사로 구성하고, 고강도 구조로 형성하고자 하는 경우 탄소사, 아라미드사, 케브라사 등과 같이 인장강도가 큰 고장력 섬유사로 구성할 수 있다.

그리고, 도전사(132)는 중심사(131)의 외면에 엮음 또는 감김 되는 복수 가닥의 선형부재로서, 도전성을 갖는 선형부재라면 설치장소, 용도, 목적 등에 따라 다양한 선형부재가 선택되어 적용될 수 있다. 예컨대, 금속사, 탄소섬유사, 섬유사에 도전성 물질이 포함되거나 코팅된 도전사 등과 같이 전류의 통전이 가능하다면 제한 없이 다양한 소재로 형성된 것을 선택하여 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 스테인레스, 티타늄, 동(Cu), 은(Ag) 등과 같은 금속 소재의 선형부재에 절연 피복층이 형성되고 그 외경이 1 내지 100 마이크로미터인 도전사를 적용한다. 이때, 절연 피복층은 수 마이크로미터 정도의 두께로 형성되는 에나멜코팅층 또는 불소코팅층으로 구성될 수 있다.

또한, 도전선(13)은 신축 면상부(11) 또는 비신축 면상부(12)에 제직방식 또는 자수방식으로 엮여질 수 있도록 외경은 1000㎛가 넘지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위해 도전선을 구성하는 중심사(131), 도전사(132), 및 외피섬유사(133)의 직경은 10 내지 100㎛ 범위의 것을 선택하여 구성한다.

그리고, 도전선(13)은 복수 가닥이 신축 면상부(11)에 배치되되 모든 가닥이 전원의 공급시 가열되어 발열작용을 수행하는 발열선으로 구성될 수 있고, 도전선이 복수 가닥 배치되되 그 중 일부는 전원공급선 또는 전기신호전달선의 기능을 수행하도록 하고 나머지는 발열선의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(1)는 신축 면상부(11) 또는 비신축 면상부(12)에 배치되는 도전선(13), 전기전자 소자(예컨대 도전선의 가열온도를 감지하는 온도센서)나 장치(예컨대 도전선의 전원공급을 제어하는 회로가 내장된 PCB)에 외부 전원을 공급하거나 전기신호를 전달하는 커넥터(151)를 포함하는 메인전원선(15)이 구비되는데, 이러한 메인전원선(15)은 외력에 대해 견고한 접속상태를 유지하고 안정성을 고려하여 비신축 면상부(12)에 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 부분 신축 도전성 면상체는 램프의 점등효과를 통해 다양한 미감을 발휘할 수 있도록 EL램프선(electroluminescent lamp line,미도시)이나, 광섬유사(미도시)가 구비될 수 있다.

아울러, 부분 신축 도전성 면상체(1)는 특정 부분의 형상이 변태 온도에 도달되면 설정된 형태가 되도록 형상기억수지선(미도시)이 배치될 수 있다. 이때, 형상기억수지선은 폴리(메틸-1,3-시클로펜탄)구조의 단독중합체 또는 비닐계인 제2 단량체와의 공중합체의 유리전이온도 혹은 녹는점에 기인하는 가역상과 상기 가역상 영역에 부분적으로 블록 공중합 되어 있는 비닐계 제3단량체의 중합체 부분을 고정상으로 이용하는 형상기억재료용 수지조성물(한국, 등록특허 제10-0420724호 참조) 등을 이용하여 선형부재로 형성한 것을 적용한다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체에 적용되는 신축 면상부 및 비신축 면상부의 구조를 설명하기 위한 도면으로, 도3의 확대부 A는 신축 면상부의 개략적인 확대도, 도3의 확대부 B는 비신축 면상부의 개략적인 확대도이다.

도3을 참조하면, 신축 면상부(11)는 도전선(13)이 배치되는 영역에 위사(a) 및 경사(b)의 일부 또는 전부로서 신축성 고분자사(11a)가 공급되어 신축성을 갖도록 제직되는 직조물(여기서 직조물의 개념은 편물이나 직물과 같은 천을 통칭함)로 구성되어 있다. 그리고, 신축 면상부(11)는 도전선(13)의 배치 형태에 따라 그 외관 형상이 변경될 수 있지만 도3에서는 띠 형태로 형성되어 있다.

상기 비신축 면상부(12)는 섬유사가 위사(a) 및 경사(b)로서 공급되어 면상구조로 제직되는 직조물(여기서 직조물의 개념은 편물이나 직물과 같은 천을 통칭하는 의미임)로 구성되어 있다. 이때, 섬유사는 신축성이 없는 통상의 섬유사가 선택되어 제직됨에 따라 신축 면상부(11)에 비해 신축성이 떨어지지만 위사 및 경사가 서로 얽어매어져 제조되는 직물의 특성상 어느 정도의 신축성을 갖는 것은 당연하다.

상기 도전선(13)은 도3에 도시된 바와 같이 신축 면상부(11)의 제직시에 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 섬유사 및 신축성 고분자사와 서로 엮어져 파형구조로 배치되어 있다. 그리고, 도3에 도시된 바와 같이 신축 면상부(11)에 제직된 도전선을 인출하여 전기적으로 서로 연결하면 도1에 도시된 형태와 유사한 형태의 부분 신축 도전성 면상체를 얻을 수 있다.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체에 적용되는 도전선의 다른 배치 형태를 설명하기 위한 도면으로, 개략적인 요부 확대 단면도이다.

도전선(13)은 도3의 A부에 도시된 바와 같이 신축 면상부(11)의 제직시에 동시에 공급, 제직함으로써 제조공정을 단순화하고 제조원가를 절감하는 것이 바람직하지만, 본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 용도나 크기 등의 조건에 따라 도4에 도시된 바와 같이 도전선(13)을 신축 면상부(11)에 자수사로 공급하여 고정사(14)에 의해 파형 구조로 배치, 고정할 수도 있다.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면으로, 개략적인 단면구조를 나타낸 것이다.

도5를 참조하면, 부분 신축 도전성 면상체(1)의 신축 면상부(11)는 도전선(13)이 위치하는 영역의 표면 상부에 보호섬유사(161)에 의해 덧대어지거나 돌출되는 형태로 제직되어 도전선의 보호피막 기능을 수행하는 보호피막층(16)이 구비되어 있다.

예컨대, 보호피막층(16)은 신축 면상부(11)의 제직시 경사/위사로 공급되는 보호섬유사(161)가 직조과정에서 신축 면상부(11)의 면에 대해 상방으로 돌출되게 제직되어 형성되는 루프 모(절단되지 않고 고리 형태로 형성된 모)로 구성된다.

이때, 보호섬유사(161)는 정전기를 방출할 수 있는 제전사(c)가 포함될 수 있다. 그리고, 보호섬유사는 신축 면상부(11)에 배치된 도전선(13)이 발열선의 기능을 수행하도록 배치된 경우 오작동 등으로 과열되더라도 화재를 방지할 수 있도록 세라믹 섬유사, 유리 섬유사 등과 같은 불연사(不燃絲), 또는 난연재를 포함하여 제조된 섬유사나 섬유사에 난연 또는 불연물질이 코팅된 난연사(難燃絲)가 선택되어 적용될 수 있다.

도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제2 변형예를 나타내는 도면으로, 신축 면상부(11)의 구조를 개략적으로 나타낸 요부 확대 단면도이다.

도6을 참조하면, 신축 면상부(11)는 2중직 구조(경편기로 호칭되는 직기에 의해 제직되고 복층 직물지로도 불리워짐)로 형성되어 있다. 즉, 신축 면상부(11)는 면상으로 직조되고 상부에 배치되는 상부 면상부(111), 면상으로 직조되고 이 상부 면상부(111)의 하방으로 이격, 배치되는 하부 면상부(112), 및 상부 면상부(111)와 하부 면상부(112)의 사이에 연결되어 이격공간(113)을 형성하는 다수의 연결사(114)로 구성되어 있다.

그리고, 도전선(13)은 도6에서 상부 면상부(111)에 배치되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 하부 면상부(112) 및 이격공간(113) 중에서 적어도 한 곳 이상에 선택, 배치될 수 있다.

도7a 및 도7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제3 변형예를 나타내는 도면이다.

도7a 및 도7b를 참조하면, 부분 신축 도전성 면상체(1)는 비신축 면상부(12)에 적어도 하나 이상의 개구부(121)가 형성되고, 이 개구부에 신축 면상부(11)가 배치된 구조로 되어 있다.

그리고, 개구부(121)에 형성되는 신축 면상부(11)는 통상의 재봉기를 이용하여 박음질하여 고정식으로 결합할 수도 있지만, 본 실시예에서는 도7a에 도시된 바와 같이 신축 면상부(11)과 비신축 면상부(12) 사이에 탈착수단(17)이 구비되어 부착 또는 이탈시킬 수 있도록 되어 있다. 그리고, 탈착수단(17)은 신축 면상부(11)의 양단에 설치되는 수 벨크로 화스너(돌출부,171)와, 비신축 면상부(12)의 대응하는 위치에 설치되는 암 벨크로 화스너(고리부,172)로 이루어진 벨크로 화스너로 구성되어 있지만, 지퍼, 원터치 단추 등과 같은 다양한 탈착수단이 선택되어 설치될 수 있다.

이러한 제3 변형예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(1)는 부분적인 발열을 위한 전열기기와 같이 특정 부분에만 도전선(13)을 배치할 필요가 있는 경우에 해당 부위에만 신축 면상부(11)를 결합함으로써 제조과정이 간편하고 제조원가를 절감하면서도 여전히 신축성을 갖게 되므로 도전선의 내구성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

한편, 신축 면상부(11)는 도7a에 도시된 바와 같이 위사 및 경사의 일부 또는 전부로서 신축성 고분자사가 공급, 제직된 신축 직조물(11d)을 대표적으로 적용할 수 있고, 비신축 면상부(12)는 비신축 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 제직한 비신축 직조물(12d)을 대표적으로 적용할 수 있다.

또한, 신축 면상부(11)는 도7b에 도시된 바와 같이 전술한 제1 실시예에 기재된 바와 같은 신축성을 갖는 합성수지 또는 고무계 수지를 면상체로 형성한 신축 시트(11e)로 구성되고, 비신축 면상부(12)는 신축되지 않은 합성수지를 면상체로 형성한 비신축 시트(12e)로 구성될 수 있다.

상기 도전선(13)은 신축 직조물(11d)의 제직시에 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 파형 구조로 배치되거나, 신축 직조물(11d) 또는 비신축 시트(11e)에 자수사로 공급되어 고정사에 의해 파형 구조로 배치, 고정될 수 있다.

도8a 및 도8b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체의 제4 변형예를 나타내는 도면이다.

도8a 및 도8b를 참조하면, 부분 신축 도전성 면상체(1)는 신축 면상부(11)에 적어도 하나 이상의 개구부(115)가 형성되고, 이 개구부(115)에 비신축 면상부(12)가 배치된 구조로 되어 있다.

그리고, 신축 면상부(12)에 마련된 개구부(115)에 설치되는 비신축 면상부(12)는 통상의 재봉기를 이용하여 박음질하여 고정식으로 결합할 수 있고, 지퍼, 벨크로 화스너, 원터치 단추와 같은 탈착수단을 이용하여 결합할 수 있다.

이러한 제4 변형예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(1)는 도전선(13)의 각종 센서, 전류 통전단속, 제어 등을 위한 인쇄회로기판, 태양전지, 충전모듈 등과 같은 비신축성 소자나 장치를 비신축 면상부(12)에 설치하게 되면 외력의 작용으로 신축 면상부(11)가 전체적으로 신축되더라도 비신축 면상부(12)는 신축되지 않으므로 비신축성 소자나 장치를 안전하게 보호할 수 있고, 고장이나 오작동의 유발을 저감할 수 있다.

한편, 신축 면상부(11)는 신축성을 갖는다면 어떠한 형태의 면상체도 제한 없이 적용할 수 있지만 본 실시예에서는 전술한 도7a 및 도7b에 나타난 신축 직조물(11d) 또는 비신축 시트(11e)를 적용하여 구성한다.

비신축 면상부(12)는 신축 면상부(11)에 비해 신율이 낮거나 신축성을 갖지 않는다면 가죽, 펠트, 부직포, 등 어떠한 형태의 면상체도 제한 없이 적용할 수 있지만 본 실시예에서는 비신축 직조물(12d) 또는 비신축 시트(12e)를 대표적으로 적용할 수 있다. 그리고, 도전선(13)은 제3 변형예와 마찬가지로 신축 직조물(11d)의 제직시에 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 파형 구조로 배치되거나, 신축 직조물(11d), 비신축 시트(11e)에 자수사로 공급되어 고정사에 의해 파형 구조로 배치, 고정될 수 있다.

한편, 도8b에 도시된 바와 같이 비신축 시트(12e)는 침대, 의자, 방석, 등과 같은 물품에 적용할 경우 통기성을 갖도록 격자 구조, 그물망 구조 등으로 형성될 수 있다.

그 외에도, 구체적인 도면으로 도시하지는 않았으나 전술한 신축 직조물(11d), 비신축 직조물(12d), 및 비신축 시트(11e)는 선택적으로 통기성을 갖도록 그물망 또는 격자 구조로 형성될 수 있다.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체를 설명하기 위한 도면으로, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성과 동일 유사한 구성에 대하여는 구체적인 설명을 생략한다.

도9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(2)는 전술한 제1 실시예와 나타난 바와 같이 하나의 평면상으로 구성되는 것이 아니라 복수의 층을 이루도록 구성된 점에 특징이 있다.

즉, 제2 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(2)는 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조 또는 소재로 형성된 신축 면상체(21)와, 이 신축 면상체(21)에 적층되는 형태로 배치되고 신축 면상체(21)에 비해 신율이 작은 구조 또는 소재로 형성된 비신축 면상체(22), 및 신축 면상체(21)에 배치되는 도전선(23)으로 구성되어 있다.

그리고, 신축 면상체(21)는 전술한 제1 실시예에 나타난 것 중에서 선택 적용할 수 있지만, 도9에 나타난 바와 같이 섬유사와 함께 위사 및 경사의 일부로서 신축성 고분자사가 공급, 제직된 신축 직조물로 구성되고, 비신축 면상체(22)는 섬유사가 위사 및 경사로 공급, 제직된 비신축 직조물로 구성되어 있다. 또한, 신축 면상체(21)는 도9의 확대부에 나타난 바와 같이 위사(a) 및 경사(b)로 적용되는 섬유사 중에서 도전선(23)에 비해 데니어가 큰 보호섬유사(24)가 선택되어 제직됨으로써 피가압체(도전선에 밀착되는 인체 또는 물품 등)로부터 마찰력이 작용되더라도 섬유사가 먼저 접촉되면서 도전선(23)의 손상이 방지되도록 되어 있다.

이러한 제2 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(2)는 침대나 방석 등의 물품에 면상 발열체로 적용하되, 비신축 면상체(22)를 상부에 위치하도록 제작하게 되면 비신축 면상체에 인체의 하중과 마찰력이 전달되고 하부의 신축 면상체(21)에는 직접적인 하중과 마찰력이 작용되지 않아 신축 면상체(21)에 배치된 도전선(23)을 보호할 수 있어서 내구성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 신축 면상체(21)와 비신축 면상체(22) 사이에는 도9에 도시된 바와 같이 암,수 벨크로 화스너(271,272)로 이루어진 탈착수단(27)이 구비되어 필요에 따라 서로 탈부착할 수 있도록 되어 있다.

도10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체를 설명하기 위한 도면으로, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성과 동일 유사한 구성에 대하여는 구체적인 설명을 생략한다.

제3 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(3)는 후술되는 제1 비신축 면상체(31)나 제2 비신축 면상체(32)와 같은 비신축 면상체에 도전선(33)을 배치하더라도 외력의 인가시 도전선(33)의 손상을 방지할 수 있도록 구성된 점에 특징이 있다. 그리고, 제3 실시예는 복수의 층을 이루도록 구성된 점에서 전술한 제2 실시예와 유사하지만 면상 구조를 형성하는 주요 구성요소(제1 및 제2 비신축 면상체)가 모두 비신축 면상체로 구성된 점이 제2 실시예와 다른 점이다.

예컨대, 제3 실시예에 따른 부분 신축 도전성 면상체(3)는 도10에 도시된 바와 같이 제1 비신축 면상체(31), 제2 비신축 면상체(32), 도전선(33), 및 신축 연결부재(34)로 구성되어 있다.

제1 비신축 면상체(31) 및 제2 비신축 면상체(32)는 외력의 작용시에 신축되지 않는 비신축 구조이거나 신율이 낮은 소재로서 전술한 제1 및 제2 실시예에서 언급한 바와 같은 면상체(비신축 직조물, 비신축 시트)가 선택되어 구성된다.

도전선(33)은 제1 비신축 면상체(31)에 배치되는 것으로, 구체적인 배치형태는 제1 실시예에서 언급한 형태(제직방식, 자수방식) 중에서 선택되어 구성된다.

신축 연결부재(34)는 제1 비신축 면상체(31)의 양쪽에 형성되어 제2 비신축 면상체(32)에 접속되고 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조 또는 소재로 형성되어 있다. 그리고, 신축 연결부재(34)는 고무계 밴드 등과 같이 외력이 작용될 경우 늘어나고 외력이 해제시 원위치 되는 다양한 신축성 부재가 설치될 수 있지만, 본 실시예에서는 도10에 도시된 바와 같이 띠 형태로 형성되어 선단 부분이 제1 비신축 면상체(31)에 고정되고 후단 부분이 제2 비신축 면상체(32)에 고정되는 신축 밴드 형태의 직조물로서, 섬유사와 함께 위사 및 경사의 일부로서 신축성 고분자사가 공급, 제직된 것이 적용되어 있다.

그리고, 상기 제1 비신축 면상체(31)는 제2 비신축 면상체(32)에 박음질 되어 고정식으로 결합될 수도 있지만, 본 실시예에서 제1 비신축 면상체(31)와 제2 비신축 면상체(32) 사이에 암,수 벨크로 화스너(371,372)로 이루어진 탈착수단(37)이 구비되어 필요에 따라 서로 탈부착할 수 있도록 되어 있다. 이때, 탈착수단(37)은 지퍼나 원터치 단추가 적용되어 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 부분 신축 도전성 면상체를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

1,2,3:부분 신축 도전성 면상체
11:신축 면상부 111:상부 면상부
112:하부 면상부 113:이격공간
114:연결사 12:비신축 면상부
13,23,33:도전선 131:중심사
132:도전사 133:외피섬유사
14:고정사 16:보호피막층
161,24:보호섬유사 17,27,37:탈착수단
21:신축 면상체 22:비신축 면상체
31:제1 비신축 면상체 32:제2 비신축 면상체
34:신축 연결부재

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17. 도전성 면상체에 있어서,
    상기 도전성 면상체는,
    외력의 작용시에 신축되지 않는 비신축 구조로 형성된 제1 비신축 면상체;
    외력의 작용시에 신축되지 않는 비신축 구조로 형성되고 상기 제1 비신축 면상체에 접속되는 제2 비신축 면상체;
    상기 제1 비신축 면상체에 배치되는 도전선; 및
    상기 제1 비신축 면상체의 양쪽에 형성되어 상기 제2 비신축 면상체에 접속되고 외력의 작용시에 신축되는 신축성 구조로 형성된 신축 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 신축 도전성 면상체.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 비신축 면상체는 탈착수단이 구비되어 상기 제2 비신축 면상체에 탈부착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 부분 신축 도전성 면상체.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 도전선은 복수 가닥이 배치되되 상기 도전선 중 일부는 전원공급선 또는 전기신호전달선의 기능을 수행하고 나머지는 발열선의 기능을 수행하도록 배치되고,
    상기 도전선은 내부 중심에 배치되는 중심사, 상기 중심사의 외부에 감김 또는 엮임 되고 절연 피복된 복수 가닥의 도전사, 상기 도전사의 외부에 감김 또는 엮임 되어 외피층을 형성하는 복수 가닥의 외피섬유사를 포함하는 것을 특징으로 하는 부분 신축 도전성 면상체.
20. 제19항에 있어서,
    상기 도전성 면상체는 EL램프선(electroluminescent lamp line), 광섬유사, 및 형상기억수지선 중에서 하나 이상이 선택적으로 배치된 것을 특징으로 하는 부분 신축 도전성 면상체.

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