KR102016100B1 - 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지속적인 발열을 통해 사용자의 체온을 일정하게 장시간 유지시켜 줄 수 있는 장갑 및 신발을 포함하는 피복에 관한 것으로, 사용자의 신체 일부 부위가 삽입 가능한 형상을 가지며, 전도성 나노 구조체로 이루어지는 발열층, 상기 발열층을 둘러싸며 아라미드 섬유 재질로 이루어지는 보호층, 상기 보호층을 둘러싸며 탄성재질로 이루어지는 코팅층 및 상기 발열층에 전기를 제공하는 배터리부를 포함한다.

Description

발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복{Heating Wear}

본 발명은 피복에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지속적인 발열을 통해 사용자의 체온을 일정하게 장시간 유지시켜 줄 수 있는 장갑 및 신발을 포함하는 피복에 관한 것이다.

최근 들어 외부작업자의 안전성에 대한 인식 제고 또는 레저 활동 인구가 증가함으로써 이와 같은 외부작업자 또는 레저 활동 인구를 위한 장갑, 신발 및 의복과 같은 다양한 피복이 소개되고 있다.

이중 장갑은 사람의 손을 보호하기 위하여 사용되는 것으로, 스포츠용 장갑, 작업용 장갑, 가정용 장갑 등이 있다. 또한, 겨울철에 방한을 목적으로 사용되는 장갑과, 수중 속에서 방수기능이 구비된 장갑이 있으며 대부분의 장갑은 신축성 및 유연성을 갖도록 구성된다.

물은 공기에 비해 25배 정도의 열전도율을 가지고 있기 때문에 수상이나 수중 활동시 저체온증(Hypothermia)에 노출될 위험을 갖는다. 따라서 물속 깊이 잠수를 하는 스쿠버다이버, 해녀 또는 수중작업자의 경우 보온효과 및 각종 위험에 대한 신체보호를 위해 잠수복, 잠수용 장갑, 잠수용 부츠등과 같은 장비는 필수적이다.

이에 수중에서 활동하는 사용자를 위한 수중용 장갑이 소개되고 있으나 대부분 방수를 위한 장갑, 또는 열전도율이 낮은 소재를 사용한 장갑이 소개되고 있다.

그리고 일부 발열 장갑 관련 기술이 소개되고 있으나 대부분 열선을 이용한 장갑으로 수중에서 활동이 많은 사용자들이 착용하는 경우 열선이 끊어지는 등의 현상으로 인해 발열 성능이 저하된다.

한국등록특허 제10-1412158호(2014.06.19: 발열 및 유동성이 편리한 수중장갑) 한국등록실용신안 제20-0411160호(2006.03.06: 면상 발열체를 포함하는 방한 장갑)

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 야외 활동을 하는 사용자를 외부 환경으로부터 보호하여 줄 수 있는 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복을 제공하고자 한다.

특히, 수중에서 활동하는 사용자가 다양한 수중활동을 하여도 발열 성능이 저하되지 않는 발열 장갑을 제공하고자 한다.

그리고 수중에서 활동하는 사용자의 안전 및 활동성 또한 향상시킬 수 있는 발열 장갑을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복은 사용자의 신체 일부 부위가 삽입 가능한 형상을 가지며, 전도성 나노 구조체로 이루어지는 발열층, 상기 발열층을 둘러싸며 아라미드 섬유 재질로 이루어지는 보호층, 상기 보호층을 둘러싸며 탄성재질로 이루어지는 코팅층 및 상기 발열층에 전기를 제공하는 배터리부를 포함한다.

본 발명에 의한 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복은 지속적인 발열을 통해 사용자의 체온을 일정하게 장시간 유지시켜 줄 수 있는 효과가 있다.

특히, 사용자가 수중에서 장시간 다양한 수중활동을 하여도 발열 성능이 저하되는 것을 방지하여 줄 수 있는 발열 장갑을 제공할 수 있는 효과가 있다.

그리고 수중에서 활동하는 사용자의 안전 및 활동성 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 중 하나인 발열 장갑의 모습을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 따른 발열 장갑의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 발열 장갑의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 1에 따른 발열 장갑이 포함하는 제어시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 1에 따른 발열 장갑의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 6은 도 1에 따른 발열 장갑의 또다른 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 7은 도 1에 따른 발열 장갑의 또다른 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 8은 도 1에 따른 발열 장갑의 배터리부를 나타낸 단면도이다.

본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다.

또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은, 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있는 않는 한, 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은, 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.

그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는, 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는, 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 중 하나인 발열 장갑(10)의 모습을 나타낸 평면도로서, 본 발명에 따른 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복은 장갑, 신발, 모자, 의류 등 다양한 피복을 포함할 수 있는데 아래 설명에서는 발열 장갑(10)을 예시로 하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 발열 장갑(10)은 사용자의 손 및 손 주위 일부 신체 부위가 삽입 가능한 형상을 가지며, 발열되는 발열부를 발열부(200)를 포함한다.

발열부(200)는 전도성 나노 구조체 소재로 이루어지는 발열층(16), 발열층(16)을 둘러싸며 아라미드 섬유 재질로 이루어지는 보호층(14), 보호층(14)을 둘러싸며 탄성재질로 이루어지는 코팅층(12), 발열층(16)에 전기를 제공하는 배터리부(100) 및 배터리부(100)로부터 전기를 인가받아 발광하는 발광부(500)를 포함한다.

발열층(16)은 전도성 나노 구조체 소재로 이루어지는데 상기 전도성 나노 구조체는 5~500 nm의 직경과, 100 이상 5000 이하의 종횡비 및 0.5~2500 ㎛의 길이를 갖는 와이어 형태로 이루어져 불규칙한 망 구조를 형성한다.

상기 전도성 나노구조체의 종횡비는 100 이상 5000 이하인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 전도성 나노구조체의 종횡비가 100 미만이면 와이어와 인접하는 와이어의 접촉 지점이 적어 전기전도성을 향상시키는 데 한계가 있고, 종횡비가 5000 초과이면 제조가 어려울 뿐 아니라 오히려 저항값이 커질 수 있다.

상술한 바와 같은 전도성 나노구조체는 저가 금속군에 해당하는 철(Fe), 알루미늄(Al) 및 이들의 합금으로 구성되는 금속 나노 와이어로 이루어지거나, 카본 섬유(carbon fiber), 단일벽 카본나노튜브(SW-CNT), 다중벽 카본나노튜브(MT-CNT), 탄소 분말 및 그래핀(Graphene) 등으로 이루어질 수 있다.

발열층(16)은 사용자의 손 형상에 맞게 면형태로 구비됨으로써 기존의 열선과 같은 와이어와 대비하여 사용자의 손 전체에 열을 제공할 수 있으며, 전도성 나노구조체로 이루어지기 때문에 기존의 열선에서 발생할 수 있는 끊어짐과 같은 문제점을 방지할 수 있다.

발열층(16)은 사용자의 손 형상 전체에 형성하여 줄 수 있으며, 사용자의 선택에 따라서는 움직임이 많지 않은 손등면 부분에 형성하여 주는 형태로도 실시가 가능하다.

발열층(14)은 전극들(도시하지 않음) 및 배터리부(100)와 연결되어 전원을 공급받고, 공급받은 전원에 의해 소정의 열을 발열한다.

다음으로 발열층(14)을 둘러싸는 보호층(14)은 폴리이미드(PI; polyimid)와 에폭시를 포함하거나 폴리이미드(PI; polyimid)와 폴리에스터를 포함하여 형성하여 줄 수 있다.

다음으로 보호층(14)을 둘러싸는 코팅층(12)은 탄성을 가지는 실리콘, 고무와 같은 재질로 형성하여 줄 수 있다.

다음으로 배터리부(100)는 발열층(16)에 전기를 인가하기 위하여 소형의 배터리와 전극 등을 포함하여 이루어진다. 상기 배터리는 다양한 형태로 구비가 가능한데 바람직하기로는 평판 원형의 소형 배터리로 구비되는 것이 바람직하며, 배터리가 탈부착되는 배터리 탈부착부(도시하지 않음)는 수밀구조를 가지도록 구비하여 주는 것이 바람직하다.

도 4는 도 1에 따른 발열 장갑이 포함하는 제어시스템의 구성을 나타낸 구성도로서, 발열장갑(10)은 발광부(500), 센서부(600) 통신부(400) 및 제어부(300)를 더 포함한다.

발광부(500)는 발열장갑(10)의 외측표면인 사용자의 손 주위로 발광하여 수중에서 발열 장갑(10)을 사용하는 사용자의 손 주위의 시야를 밝혀준다. 이를 통해 사용자는 손 주위 환경이나 위험상황을 쉽게 인지하도록 하여 사용자의 안전성을 향상시킬 수 있다.

발광부(500)는 배터리 사용 용량을 줄이기 위한 점등하는 형태로 구성하여 주는 것이 바람직하다.

발광부(500)는 도5에 도시된 바와 같은 발광하는 광섬유(510)등의 형태로 사용자의 선택에 따라 실시가 가능하다.

다음으로 센서부(600)는 수중환경에서 온도, 압력, 수중 깊이 등을 측정하는 수단으로 다양한 센서들로 이루어질 수 있으며, 이와 같이 측정된 데이터는 디스플레이부(610, 620)를 통해 사용자에게 안내하여 준다.

센서부(600)는 사용자가 착용한 발열장갑(10)의 내측 온도를 측정하는 센서를 구비하여 줄 수 있다. 이를 통해 발열장갑(10)의 내측 온도가 높거나 낮아지는 것에 따라 발열부(200)에서 발열되는 온도를 제어할 수 있도록 한다.

다음으로 통신부(400)는 블루투스 및 와이파이등의 통신 수단을 이용하여 센서부(600)에서 측정한 데이터를 외부로 송신하여 사용자의 상태를 외부에서 인지할 수 있도록 구비된다.

발열부(200), 발광부(500), 센서부(600) 및 통신부(400)는 제어부(300)에 의해 작동이 제어된다.

도 6은 도 1에 따른 발열 장갑의 또다른 실시예를 나타내는 구성도로서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 장갑(10)은 배터리부(100)를 포함하는 제어 모듈(110)이 사용자의 손등 부분에 위치하여 조작이 용이하고 파손이 되지 않도록 한다.

그리고 제어 모듈(110)로부터 연장되는 전력선(112)이 손가락 윗부분까지 이어져 손가락 윗부분에 위치하는 개별 발열 모듈(210)과 연결되어 개별 발열 모듈(210)이 발열될 수 있도록 한다.

이는 사용자가 수중에 위치하는 경우 손등 부위에 가장 많은 온도저하를 느끼기 때문에 손등 부위를 중심으로 발열하여주며 개별 발열 모듈(210)로 구성하여 줌으로써 사용자의 손동작이 활발히 일어나더라도 개별 발열 모듈(210)이 파손되는 것을 방지하여 주기 위함이다.

도 7은 도 1에 따른 발열 장갑의 또다른 실시예를 나타내는 구성도로서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발열 장갑(10)은 전력선(112), 개별 발열 모듈(210) 또는 발열층(16)이 손가락의 옆선에 형성되어 있는 형태로 구비된다. 즉, 도 7의 (a)와 같이 전력선(112) 및 개별 발열 모듈(210)이 발열 장갑(10)의 손가락 부위 옆선을 따라 형성되거나 도 7의 (b)와 같이 물결무늬를 이루며 형성된다. 이는 구부러짐이 많은 손가락 부위 위쪽 보다는 구부러짐이 적은 손가락 부위 옆선에 형성하여 파손을 방지하면서도 사용자가 온도저하를 가장 많이 느끼는 손가락 부위에 발열을 제공하기 위함이다.

또는 도 7의 (c)와 같이 사용자의 선택에 따라서는 발열층(16) 또는 개별 발열 모듈(210)을 발열 장갑(10)의 손가락 부위를 나선형으로 회전하며 감싸는 형태로도 구비하여 줄 수 있다. 이와 같이 나선형 형태로 이루어지면 사용자의 손가락 부위 전체에 발열을 제공하여 주면서도 손가락의 움직임에 의한 발열층(16) 또는 전력선(112)의 손상은 더욱 방지하여 줄 수 있는 효과가 있다.

다음으로 도 8은 도 1에 따른 발열 장갑(10)의 배터리부(100)를 나타낸 단면도로서, 배터리부(100)는 도 7의 (A)에 도시된 바와 같이 배터리 지지부(130) 및 배터리 패킹부(120)를 포함한다.

배터리 지지부(130)는 내부에 배터리(140)가 안착되며 전극(도시하지 않음) 및 전력선(112)과 연결되도록 한다.

배터리 지지부(130)는 내면이 하부 방향으로 직경이 작아지는 챔퍼(chamfer) 구조(132)로 이루어지며 상측에는 배터리 패킹부(120)가 결합되는 나사홈(134)이 형성된다.

다음으로 배터리 지지부(130)는 상측 덮개부(122) 하단에 나사선이 형성된 나사부(124)가 구비되고 나사부(124) 하측에는 탄성의 재질을 가지며 내부에 중공이 형성된 볼(Ball) 형태의 패킹(126)이 구비된다.

따라서 배터리 지지부(130)에 배터리 패킹부(120)가 결합되면 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이 내면이 하부 방향으로 직경이 작아지는 챔퍼(chamfer)에 볼(Ball) 형태의 패킹(126)이 탄성적으로 밀착되어 외부에서 물이 배터리 지지부(130) 내측으로 들어오지 않도록 수밀 패킹된다.

그리고 볼(Ball) 형태의 패킹(126)은 내부에 공기가 찬 형태로 구비되어 부력을 제공하기 때문에 위급상황에서 사용자가 수중에서 발열 장갑을 벗어 놓으면 발열 장갑(10)이 부력에 의해 수표면으로 떠오르며 발광부(500)를 통해 외부로 발광하여 외부에 위급한 상황이 발생하였음을 안내할 수 있다.

따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열 장갑(10)은 사용자의 안전을 더욱 효과적으로 증진시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10: 발열 장갑 100: 배터리부 200: 발열부 300: 제어부
400: 통신부 500: 발광부 600: 센서부

Claims (8)

1. 사용자의 신체 일부 부위가 삽입 가능한 형상을 가지며, 전도성 나노 구조체로 이루어지는 발열층;
   상기 발열층을 둘러싸며 아라미드 섬유 재질로 이루어지는 보호층;
   상기 보호층를 둘러싸며 탄성재질로 이루어지는 코팅층;
   상기 발열층에 전기를 제공하는 배터리부; 및
   상기 배터리부를 통해 전기를 인가받아 발광하는 발광부;를 포함하고,
   상기 배터리부가 내면이 하부 방향으로 직경이 작아지는 챔퍼(chamfer) 구조로 이루어지며 내부에 배터리가 안착되는 배터리 지지부, 상기 배터리 지지부 상측에 결합되며 상기 내면이 하부 방향으로 직경이 작아지는 챔퍼(chamfer) 표면을 탄성적으로 압착하는 패킹을 포함하는 패터리 패킹부로 이루어지는, 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 피복은 수중에서 사용되는 장갑 또는 신발중 어느 하나인, 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복은,
   사용자의 수중 온도, 깊이, 압력 및 GPS 위치정보 중 어느 하나를 측정하는 센서부;를 더 포함하는 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복.
5. 제 4항에 있어서, 상기 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복은,
   상기 센서부에서 측정한 데이터를 사용자에게 안내하는 디스플레이부;를 더 포함하는 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복.
6. 제 2항에 있어서, 상기 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복은,
   상기 전도성 나노 구조체로 이루어지는 발열층이 사용자의 손등 부위에 개별적으로 구비되는, 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 패킹은,
   탄성을 가지며 내부 중공에 공기가 주입된 볼(Ball) 형태의 패킹으로 상기 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복에 부력을 제공하는, 발열 및 안전 성능이 향상된 방한 피복.

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