KR102311656B1 - 무전원 자가 발열 의류 - Google Patents

무전원 자가 발열 의류 Download PDF

Info

Publication number
KR102311656B1
KR102311656B1 KR1020170177805A KR20170177805A KR102311656B1 KR 102311656 B1 KR102311656 B1 KR 102311656B1 KR 1020170177805 A KR1020170177805 A KR 1020170177805A KR 20170177805 A KR20170177805 A KR 20170177805A KR 102311656 B1 KR102311656 B1 KR 102311656B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
generated
outer skin
friction
power
resistor
Prior art date
Application number
KR1020170177805A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190076200A (ko
Inventor
김상우
김지혜
곽성수
유한준
김보성
정요한
윤홍준
손영인
김태윤
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020170177805A priority Critical patent/KR102311656B1/ko
Publication of KR20190076200A publication Critical patent/KR20190076200A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102311656B1 publication Critical patent/KR102311656B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/002Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment
    • A41D13/005Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches with controlled internal environment with controlled temperature
    • A41D13/0051Heated garments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00Garments
    • A41D1/002Garments adapted to accommodate electronic equipment
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N1/00Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
    • H02N1/04Friction generators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D2400/00Functions or special features of garments
    • A41D2400/10Heat retention or warming
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00Physical properties
    • D10B2401/16Physical properties antistatic; conductive
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/036Heaters specially adapted for garment heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)

Abstract

본 발명은 인체가 움직일 때 발생하는 마찰을 이용하여 마찰대전 발전 전류가 지나가는 저항체에서 발생하는 발열을 이용한 자가 발열 장치를 이용한 자가 발열 의류를 제공하고자 한다.
본 발명의 무전원 자가 발열 의류에 따르면, 외부 전원부가 필요 없는 자가 발열 장치를 개발하여 의류에 적용함으로써 현재 세계적 규모의 아웃도어 시장에서 큰 영향력을 끼칠 것이라 예상된다.

Description

무전원 자가 발열 의류 {SELF HEATING CLOTHING WITH NO POWER MODE}
본 발명은 무전원 자가 발열 의류에 관한 것으로서, 구체적으로 마찰 대전 효과를 이용한 무전원 자가 발열 의류에 관한 것이다.
기존의 체온 유지용 아웃도어 의류는 체온의 발산을 막는 기능만을 수행할 뿐 직접 발열이 이루어지지 않거나, 외부 전원부를 사용하여 발열기능을 추가하였다.
기존의 체온 유지용 아웃도어 의류는 체온의 발산만을 막는 기능을 수행하거나, 외부 전원부를 사용하여 발열기능을 추가하는 기술을 가지고 있었다. 인체가 움직일 때 발생하는 마찰대전 효과를 이용하여 자가 발열이 가능한 장치를 의류에 적용한다면, 현재 세계적 규모의 아웃도어 시장에서 "자가 발열 의류"라는 새로운 기능성 의류를 제시함으로써 큰 영향력을 끼칠 것이라 예상된다.
현재 판매되고 있는 아웃도어 의류의 소재는 대표적으로 고어텍스, 깃털, 은 나노 코팅 등이 있다. 첫 번째로 아웃도어의 외피에 주로 사용되는 고어텍스는 방수, 방풍 기능뿐만 아니라 투습성 또한 겸한 기능성 소재로써, 마찰대전 특성 측면에서 본다면 매우 네거티브(Negative)한 특성을 가지고 있다. 이에 비해 아웃도어의 내장재로 쓰이는 깃털은 매우 포지티브(Positive)한 마찰대전 특성을 가지고 있으며, 추운 겨울철 내의로 입는 면, 니트 등 또한 매우 포지티브한 마찰대전 특성을 가지고 있다. 따라서 현재 아웃도어에 사용되고 있는 소재인 고어텍스와 깃털, 내의는 마찰대전 특성이 매우 좋은 소재이므로 마찰대전 발전 소자의 최대 전류 출력을 이끌어 낼 수 있을 것으로 예상된다.
체온 발산을 방지하는 아웃도어의 금속 코팅(예를 들어, 은 나노 코팅 등)은 전도성을 가지고 있으므로 전극 역할을 할 수 있기 때문에 따로 마찰대전 발전 소자를 위한 전극을 추가할 필요 없이 바로 적용 가능한 장점을 가질 수 있을 것이다.
본 발명은 인체가 움직일 때 발생하는 마찰대전 효과를 이용한 자가 발열 장치를 의류에 적용함으로써 낮은 기온의 환경에서 체온을 더욱 효율적으로 유지할 수 있는 새로운 기능성 의류를 제공하고자 한다.
본 발명은 인체가 움직일 때 발생하는 마찰을 이용하여 마찰대전 발전 전류가 지나가는 저항체에서 발생하는 발열을 이용한 자가 발열 장치를 이용한 자가 발열 의류를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열(triboelectric series) 상에서의 대전 특성이 상이하며, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것으로 이루어지고, 상기 금속 섬유는 전기전도성 은사(silver yarn) 또는 전도사(conductive yarn)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 저항체는 세장형(elongated) 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 상기 착용자의 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것으로 이루어지고, 상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 저항체는 세장형 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며, 상기 외피는 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 서로 재질이 상이한 외피로 제작되어 있고, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 상기 외피 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
이 경우 상기 서로 재질이 상이한 외피는 마찰 대전열 상에서 대전 특성 차이가 큰 물질들로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것으로 이루어지고, 상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 저항체는 세장형 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 추가적인 실시에에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며, 상기 외피는 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 서로 재질이 상이한 외피로 제작되어 있고, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 상기 외피 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 상기 외피와 상기 착용자의 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
상기 서로 재질이 상이한 외피는 마찰 대전열 상에서 대전 특성 차이가 큰 물질들로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것으로 이루어지고, 상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어진다.
상기 저항체는 세장형 형태인 것이 바람직하다.
한편, 상기 저항체에는 별도의 외부 전력 공급장치가 추가로 연결되어 있을 수 있다.
본 발명의 무전원 자가 발열 의류에 따르면, 외부 전원부가 필요 없는 자가 발열 장치를 개발하여 의류에 적용함으로써 현재 세계적 규모의 아웃도어 시장에서 큰 영향력을 끼칠 것이라 예상된다.
본 발명에 따른 마찰대전 효과를 이용한 자가 발열 장치는 현재 의류에 적용되고 있는 외부 전원부를 사용한 발열 장치의 안전성 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 두 가지 마찰대전 물질이 고정된다면 마찰대전의 최대 발전 전류량이 결정이 되므로 과전류 등의 사고 가능성을 차단함으로써 안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류에서 외피와 외피 간의 마찰에 의한 마찰전기 발생에 대한 모식도를 도시한다.
도 2는 도 1의 실시예에서 마찰대전에 의한 마찰 전기 발전 전류가 발생된 후 전류가 지나가는 저항체에서 발열이 이루어지는 모식도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류에서 외피와 착용자의 내의 또는 신체 피부 간의 마찰에 의한 마찰전기 발생에 대한 모식도를 도시한다.
도 4는 도 3의 실시예에서 마찰대전에 의한 마찰 전기 발전 전류가 발생된 후 전류가 지나가는 저항체에서 발열이 이루어지는 모식도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류에서 의류의 수축 또는 확장에 따른 외피와 내장재 간의 마찰에 의한 마찰전기 발생에 대한 모식도를 도시한다.
도 6은 도 5의 실시예에서 마찰대전에 의한 마찰 전기 발전 전류가 발생된 후 전류가 지나가는 저항체에서 발열이 이루어지는 모식도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마찰 대전 발전 소자를 이용한 자가 발열 장치의 개략적인 구성도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에서 마찰 대전 발전 소자에 의한 마찰 전기 발생의 출력값을 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에서 마찰 대전 발전 소자의 발전 전류가 저항체를 지나갈 때 저항체에서 발생되는 발열 온도의 변화를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 인체가 움직일 때 발생하는 마찰을 이용하여 마찰대전 발전 전류가 지나가는 저항체에서 발생하는 발열을 이용한 자가 발열 장치를 이용한 자가 발열 의류를 제공한다. 즉, 인체가 움직일 때 의류의 외피들 사이, 외피와 내의 사이, 외피와 인체의 피부 사이, 외피와 내장재 사이에서 발생되는 마찰대전 발전 전류가 저항체를 지나갈 때, 저항체에서 발생하는 발열 현상을 이용한 자가 발열 의류에 관한 것이다.
의류에서 발생되는 마찰을 크게 3가지 형태로 나눌 수 있는데 그 내용은 다음과 같다.
도 1에 나와 있듯이 첫 번째 경우는 몸체 부분의 의류 외피 부분과 팔부분의 의류 외피 부분이 마찰되는 경우이다. 이 경우에는 후술하는 것처럼 두 부분의 외피의 재질이 상이한 것으로 이루어져야 한다. 즉 두 외피 부분이 마찰 대전 특성 차이가 큰 재질로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 도 2에 나와 있듯이 외피들 사이에서 마찰이 발생될 때, 의류에 코팅되어 있는 금속을 통해 마찰대전 발전 전류가 저항체로 지나감으로써 저항체에서 발열이 이루어질 수 있게 된다.
다음으로, 두 번째 경우는 도 3에 나와 있듯이 의류의 외피(10)와 내의 혹은 신체(50)의 피부가 마찰하는 경우이다. 이 경우에는 내의 및 신체에는 금속이 없으므로 단일 전극(30)의 마찰대전 발전소자 형태를 이루어야한다. 도 4에 나와 있듯이 또 하나의 금속 코팅 부분을 접지역할로 사용함으로써, 마찰대전 발전 전류가 저항체(40)로 지나갈 수 있게 설계해야 한다.
마지막으로, 세 번째 경우는 도 5에 나와 있듯이 의류가 수축할 때 외피(10)와 내장재(20)가 마찰하는 경우이다. 의류 자체가 수축하고 다시 원 복구되는 과정에서 외피(10)와 내장재(20)가 서로 마찰함으로써 마찰대전 발전전류가 발생될 수 있다. 도 6에 나와 있듯이 이 경우 또한 코팅되어 있는 금속(30)을 통해 마찰대전 발전 전류가 저항체(40)로 지나감으로써 발열이 일어나게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열(triboelectric series) 상에서의 대전 특성이 상이하며, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
도 5 및 도 6에서와 같이 의류를 착용하고 있는 착용자의 움직임에 따라 외피(10)와 내장재(20) 사이의 마찰이 발생되고, 이에 의해 마찰 전기가 발생될 수 있게 된다. 일반적으로 외피에 주로 사용되는 의류 재질은 방수, 방풍 기능뿐만 아니라 투습성 또한 겸한 기능성 소재가 이용되고 이러한 소재들은 마찰대전 특성 측면에서 본다면 매우 네거티브(Negative)한 특성을 가지고 있으며, 의류의 내장재로 쓰이는 깃털 등은 매우 포지티브(Positive)한 마찰대전 특성을 갖는다.
즉, 외피(10)와 내장재(20)의 재질은 마찰 대전열 상에서 마찰 대전 특성이 상이한 것이 이용되며, 마찰 대전 특성의 차이가 클수록 더욱 큰 마찰전기를 기대할 수 있게 된다.
또한, 의류에 코팅된 금속 코팅부(30)를 도선으로 이용하고, 이를 통해 연결된 저항체(40)에 생성된 마찰 전기가 지나가면서 발열이 이루어지게 된다.
금속 코팅부(30)는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것이 이용되고, 이러한 금속 섬유는 전기전도성 은사(silver yarn) 또는 전도사(conductive yarn)로 이루어질 수 있다.
또한, 저항체(40)는 세장형(elongated) 형태인 것이 바람직하다. 즉, 저항체를 가늘고 길게 설계함으로써 적은 전류가 지나감에도 발열이 잘 될 수 있다. 마찰대전 발전소자의 최적 발전 저항에 맞게 설계함으로써 의류에서 생성되는 마찰 발전 전류를 최적 효율로 이용 가능한 부분이다.
이하에서는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류를 계속 설명하도록 하겠으며, 위에서 설명한 부분과 중복되는 부분에 대해서는 중복 설명을 생략하도록 하겠다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 상기 착용자의 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
도 3 및 도 4의 실시예에서와 같이 의류의 외피와 사용자가 착용하고 있는 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생될 수 있다. 이 경우 의류의 착용자의 움직임에 따라 위에서 설명한 것과 같은 외피와 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기 발생도 동시에 이루어진다.
상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지며, 상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 저항체는 세장형(elongated) 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며, 상기 외피는 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 서로 재질이 상이한 외피로 제작되어 있고, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 상기 외피 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
이러한 실시예에서는 도 1 및 도 2에서 도시된 것처럼, 외피와 외피 부분이 맞닿는 부분에서의 마찰에 의한 마찰전기가 발생되며, 이 경우 의류의 착용자의 움직임에 따라 외피와 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생됨은 물론이다.
상기 서로 재질이 상이한 외피는 마찰 대전열 상에서 대전 특성 차이가 큰 물질들로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지고, 상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 저항체는 세장형 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 추가적인 실시예에 따른 무전원 자가 발열 의류는, 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고, 상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며, 상기 외피는 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 서로 재질이 상이한 외피로 제작되어 있고, 의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 상기 외피 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 상기 외피와 상기 착용자의 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어진다.
본 실시예에서는 착용자의 움직임에 따라 외피와 내장재 간의 마찰에 의한 마찰전기, 외피와 외피가 맞닿는 부분에서의 마찰에 의한 마찰전기, 그리고 외피와 착용자의 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰전기의 발생이 모두 가능한 실시예를 제시한다.
상기 서로 재질이 상이한 외피는 마찰 대전열 상에서 대전 특성 차이가 큰 물질들로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지고, 상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 상기 저항체는 세장형 형태인 것이 바람직하다.
한편, 상기 저항체에는 별도의 외부 전력 공급장치가 추가로 연결되어 있을 수 있다.
실시예 1의 마찰전기 발전 소자는 "외피로 많이 사용되는 고어텍스(PTFE 재질)", "내의로 많이 사용되는 텍스타일 재질"로 구성되어 있다. 이 경우 금속은 Cu 도선을 이용하였습니다. 또한 저항체는 Stainless Steel(SUS 304)를 이용하였다.
온도의 측정은 다음과 같이 이루어졌다. 고어텍스와 텍스타일 재질로 구성된 마찰전기 발전 소자에서 발생하는 발전 전류가 저항체로 흐를 때, 저항체 위에 위치한 온도 센서에서 발열 온도를 감지하여 계측기에서 측정을 하였다.
실시예 1에서는 기본 마찰대전 발전 소자를 이용하여 마찰이 일어날 때, 마찰대전 발생 전류가 발생한 후 발전 전류가 저항체를 지나갈 때 얼만큼의 발열이 일어나는지 알아보기 위해 기초 실험을 진행하였다. 도 7에 나와 있듯이 마찰대전 발전소자와 저항체를 연결한 후, 마찰이 일어날 때, 온도 센서와 계측기를 통해 저항체에서 몇 도의 발열이 발생하는지를 측정해보았다.
도 8은 기초 실험에 사용된 마찰대전 발전소자의 전압 그리고 전류 출력 값을 나타내며, 도 9는 마찰대전 발전소자의 발전 전류가 저항체를 지나갈 때 저항체에서 발생하는 발열 정도를 측정한 데이터를 도시한다. 약 300초 가량의 마찰을 하였을 때, 0.5도 정도의 온도가 증가한 것을 확인하였다. 0.5도의 온도 증가는 현재 발열 의류 시장에서 제안하는 적합한 온도 증가이며, 이러한 실시예 1의 기초 실험을 통해 마찰대전 효과를 이용한 자가 발열 의류의 가능성을 확인하였다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고,
    상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열(triboelectric series) 상에서의 대전 특성이 상이하며,
    의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어지는,
    무전원 자가 발열 의류.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것인,
    무전원 자가 발열 의류.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 섬유는 전기전도성 은사(silver yarn) 또는 전도사(conductive yarn)로 이루어진,
    무전원 자가 발열 의류.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항체는 세장형(elongated) 형태인,
    무전원 자가 발열 의류.
  5. 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고,
    상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며,
    의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 상기 착용자의 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어지는,
    무전원 자가 발열 의류.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것인,
    무전원 자가 발열 의류.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어진,
    무전원 자가 발열 의류.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 저항체는 세장형(elongated) 형태인,
    무전원 자가 발열 의류.
  9. 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고,
    상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며,
    상기 외피는 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 서로 재질이 상이한 외피로 제작되어 있고,
    의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 상기 외피 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어지는,
    무전원 자가 발열 의류.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 서로 재질이 상이한 외피는 마찰 대전열 상에서 대전 특성 차이가 큰 물질들로 이루어진,
    무전원 자가 발열 의류.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것인,
    무전원 자가 발열 의류.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어진,
    무전원 자가 발열 의류.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 저항체는 세장형 형태인,
    무전원 자가 발열 의류.
  14. 외피; 내장재; 상기 외피에 코팅된 금속 코팅부; 및 상기 금속 코팅부에 연결된 저항체를 포함하고,
    상기 외피와 상기 내장재의 마찰 대전열 상에서의 대전 특성이 상이하며,
    상기 외피는 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 서로 재질이 상이한 외피로 제작되어 있고,
    의류의 착용자의 움직임에 따라 상기 외피와 상기 내장재 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 상기 외피와 외피가 맞닿는 부분에서는 상기 외피 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되며, 상기 외피와 상기 착용자의 내의 또는 피부 사이의 마찰에 의한 마찰 전기가 발생되고, 생성된 마찰 전기가 상기 저항체를 지나가면서 발열이 이루어지는,
    무전원 자가 발열 의류.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 서로 재질이 상이한 외피는 마찰 대전열 상에서 대전 특성 차이가 큰 물질들로 이루어진,
    무전원 자가 발열 의류.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 금속 코팅부는 금속 섬유로 이루어지거나 또는 금속이 코팅된 것인,
    무전원 자가 발열 의류.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 금속 섬유는 전기전도성 은사 또는 전도사로 이루어진,
    무전원 자가 발열 의류.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 저항체는 세장형 형태인,
    무전원 자가 발열 의류.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 저항체에는 별도의 외부 전력 공급장치가 추가로 연결되어 있는,
    무전원 자가 발열 의류.
KR1020170177805A 2017-12-22 2017-12-22 무전원 자가 발열 의류 KR102311656B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177805A KR102311656B1 (ko) 2017-12-22 2017-12-22 무전원 자가 발열 의류

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177805A KR102311656B1 (ko) 2017-12-22 2017-12-22 무전원 자가 발열 의류

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190076200A KR20190076200A (ko) 2019-07-02
KR102311656B1 true KR102311656B1 (ko) 2021-10-08

Family

ID=67258295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170177805A KR102311656B1 (ko) 2017-12-22 2017-12-22 무전원 자가 발열 의류

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102311656B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113142698A (zh) * 2021-05-08 2021-07-23 厦门安踏体育用品有限公司 一种服装外套

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200405219Y1 (ko) 2005-10-10 2006-01-11 (주)케이피엠글로벌 원적외선 자가 발열조끼
KR101353561B1 (ko) 2012-08-13 2014-01-22 주식회사 성진나이스 코팅장갑 및 그 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070099895A (ko) * 2006-04-06 2007-10-10 박탄세 발열의류
KR20130142553A (ko) * 2012-06-19 2013-12-30 허영유 자가 발열 등산복

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200405219Y1 (ko) 2005-10-10 2006-01-11 (주)케이피엠글로벌 원적외선 자가 발열조끼
KR101353561B1 (ko) 2012-08-13 2014-01-22 주식회사 성진나이스 코팅장갑 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190076200A (ko) 2019-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. A Compound Yarn Based Wearable Triboelectric Nanogenerator for Self‐Powered Wearable Electronics
CN204157683U (zh) 一种电热衣/裤及其配饰
TW201425671A (zh) 感測並回應的織物之技術
KR102311656B1 (ko) 무전원 자가 발열 의류
Ning et al. Dual-mode thermal-regulating and self-powered pressure sensing hybrid smart fibers
WO2013085051A1 (ja) 布ヒータ
US20150382402A1 (en) Electrically-Heated Clothing/Pants and Its Accessories with Silicone Rubber Heaters
TW201540206A (zh) 一種具有控制器之電熱衣/褲
US20170181480A1 (en) Garment generating electricity by ambulation or arm swinging past torso or both
Polanský et al. A novel large-area embroidered temperature sensor based on an innovative hybrid resistive thread
Neves et al. Advances in the optimisation of apparel heating products: A numerical approach to study heat transport through a blanket with an embedded smart heating system
Thilagavathi et al. Development and characterization of electric heating fabric based on silver coated nylon yarn
CN104536481A (zh) 自适应冷热温度控制电路、系统以及特种服装
Maurya et al. Influence of Knitting Engineering and Environment Conditions on the Performance of Heating Textiles for Therapeutic Applications
KR20130141283A (ko) 전기 전도성 섬유를 포함하는 밴드 센서
Liu et al. Particle flow spinning mass-manufactured stretchable magnetic yarn for self-powered mechanical sensing
JP2011094246A (ja) 手袋
Muthukumar et al. Development and characterization of metal woven electric heating fabrics
KR101377583B1 (ko) 전기나 신호를 전송하기 위한 의류용 전도성 구조물
Liang et al. Effect of bonding and washing on electronic textile stretch sensor properties
JP5329888B2 (ja) 防塵服、及び、クリーンルーム内における帯電防止方法
Wu et al. Stretchable spring‐sheathed yarn sensor for 3D dynamic body reconstruction assisted by transfer learning
CN209732884U (zh) 一种睫毛仪及其温控加热装置
CN208523817U (zh) 保暖服装
KR102160661B1 (ko) 면상 발열 시트 조립체

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant