KR200377362Y1

KR200377362Y1 - 발열 양말

Info

Publication number: KR200377362Y1
Application number: KR20-2004-0035641U
Authority: KR
Inventors: 김진방
Original assignee: 김진방
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2005-03-11

Abstract

본 고안은 양말의 발가락 부위 상부면을 덮는 발열판(10)과, 양말목 부위에 설치된 배터리(30) 및 스위치(40)와, 상기 발열판(10)과 배터리(30) 및 스위치(40)를 각각 연결하는 한쌍의 전선(20)으로 이루어지되, 상기 발열판(10)은 길이가 20 내지 40cm 이고 저항값이 30 ~ 50 Ω인 500 내지 2000 가닥의 노출된 카본섬유 발열체(70)와, 이 카본섬유 발열체(70)를 상하로 덮으면서 서로 접착된 한쌍의 절연 섬유 패드(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 발열 양말인 것이다.

Description

발열 양말{Heating socks}

본 고안은 발열양말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피복되지 않은 카본섬유 다발을 발열체로 사용하고 3 ~ 5 V의 저 전압 충전용 배터리를 전원으로 사용하여 적은 소비전력으로 고효율의 발열 효과가 나도록 구성한 발열 양말에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 카본섬유( carbon fiber )는 유기섬유를 비활성 기체 속에서 적당한 온도로 열처리한 후, 탄화·결정화시킨 섬유로서, 카본섬유( 炭素纖維 )라고도 한다. 19세기 말, T.A. 에디슨이 백열전등의 필라멘트용으로 면이나 아마 등 셀룰로오스계 섬유를 원료로 하여 만든 카본섬유가 역사적으로 가장 오래된 것이다. 미국에서는 1950년대 후반부터 우주개발을 위해 경량이면서 고강성인 새로운 소재를 필요로 하게 되었고, 그 결과 UCC사가 레이온을 원료로 하여 새로운 카본섬유를 개발하였다. 그러나 이러한 카본섬유는 내열성 재료로서 로켓이나 미사일의 선단부나 그 내장재료로 사용 되고 있다. 또한 이 카본섬유는 페놀수지와의 복합재료로서 사용되며, 저탄성률 카본섬유(범용 카본섬유)라고 불린다.

그후 1959년 일본에서는 폴리아크릴로니트릴을 원료로 하는 고탄성률 카본섬유를 개발하였다. 이 카본섬유를 수지로 굳힌 복합재료는 골프 글러브의 샤프트, 테니스 라켓, 낚시줄 등 구조재료에 많이 이용되며, 최근에는 항공기 분야에도 본격적으로 사용되고 있다. 이러한 고탄성률 및 고신도(高伸度)의 카본섬유는 강도 2.5∼5.0Gpa, 탄성률 200∼300Gpa 정도의 높은 물리적 특성을 가진다. 일반적인 제법은 폴리아클리로니트릴로 이루어져 있는 아크릴 섬유를 가열하여 축합 피리딘 고리를 주성분으로 하는 폴리머로 변경하고, 다시 1500℃ 정도의 고온에서의 탄소화 공정으로 시안화수소( HCN )이나 질소( N₂)를 방출시켜, 탄소의 기본구조인 축합다환 방향족 구조를 형성시킨다.

한편, 액정(液晶)피치나 폴리아크릴로니트릴을 이용하여 만들어지는 고탄성률 저신도 카본섬유도 있으며, 주로 구조재료의 탄성률 보강재나 내열재료로서 사용된다. 그 밖에 용제(溶劑)의 회수재(回水材)로 적용되는 활성 카본섬유가 있다.

종래 상기와 같은 카본섬유에 전원을 인가하여 발열시키는 카본섬유 발열체에 관한 기술들이 다양하게 개발되어 있다. 예컨대, 국내 공개특허 제1994-0024818호(공개일자 1994.11.19)에는 미세한 가닥의 카본섬유를 수가닥 조합하여 발열성 도체로 사용하는 기술이 소개되어 있는데, 상기 카본섬유는 12,000가닥을 조합하여 1 M 당 38Ω의 저항을 갖도록 하며, 그 외주연에는 실리콘 고무로 된 코팅층을 형성 시킨 것이다.

또한, 등록실용신안 공고 제207504호(공고일자 2001.1.15)에서는 카본섬유 선상발열체를 이용한 자계 극감형 발열선을 개발하였다. 즉, 절연체와 선상발열체 및 카본섬유를 실리콘 부재 내에서 테프론으로 코팅된 전도체와 분할하여 설치하므로서 자계의 발생을 감소시킨 발열선이 소개되어 있다.

그러나 이러한 종래의 선상 발열체를 원하는 온도 만큼 발열시키기 위해서는 높은 전압이 필요하고 많은 전력이 소모되기 때문에 주로 가정용 전원을 사용하는 전기 담요 등의 발열체로만 사용되고 있다. 또한, 상기와 같은 종래의 선상발열체는 절연물질로 피복되어 있기 때문에 이를 특히 양말에 대한 발열체로 사용할 경우, 착용감이 매우 불량한 문제가 있었다.

한편, 카본섬유 면상발열체를 이용한 기술도 다양하게 개발되어 있다. 국내 등록실용신안 공고 제0267481호(공고일자 2002.3.9)에 의하면, 카본섬유를 펄프 내에 배치 성형 한후, 우레탄 등으로 코팅한 카본섬유 면상발열체를 장갑 내부에 부착시킨 보온장갑이 소개되어 있다.

그러나, 상기와 같은 카본섬유 면상발열체는 이를 발열시키는데 많은 양의 전력이 소비되고, 특히 통기성 및 유연성이 부족하며 세탁 견뢰도도 불량하여 특히 양말에 사용하기에는 여러가지 문제점 들이 남아 있었다.

이에 본 고안은 피복되지 않은 카본섬유 다발을 발열체로 사용하고 3 ~ 5 V의 저 전압 충전용 배터리를 전원으로 사용하여 적은 소비전력으로 고효율의 발열 효과가 나도록 구성한 발열 양말을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 양말의 발가락 부위 상부면을 덮는 발열판(10)과, 양말목 부위에 설치된 배터리(30) 및 스위치(40)와, 상기 발열판(10)과 배터리(30) 및 스위치(40)를 각각 연결하는 한쌍의 전선(20)으로 이루어지되, 상기 발열판(10)은 길이가 20 내지 40cm 이고 저항값이 30 ~ 50 Ω인 500 내지 2000 가닥의 노출된 카본섬유 발열체(70)와, 이 카본섬유 발열체(70)를 상하로 덮으면서 서로 접착된 한쌍의 절연 섬유패드(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 발열 양말인 것이다.

이하, 본 고안을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 발열 양말은 발가락 부위 상부면을 덮는 발열판(10)과, 양말목 부위에 설치된 배터리(30) 및 스위치(40)와, 상기 발열판(10)과 배터리(30) 및 스위치(40)를 각각 연결하는 한쌍의 전선(20)으로 이루어진다. 이때, 발열판(10)은 길이가 20 내지 40cm 인 노출된 카본섬유 500 내지 2000 가닥이 합사되어 30 ~ 50 Ω의 저항값을 갖는 카본섬유 발열체(70)와, 이 카본섬유 발열체(70)를 상하로 덮는 절연 섬유패드(50)으로 이루어진다. 상기 절연 섬유패드(50)의 상판 및 하판은 접착제를 사용하여 서로 견고히 부착할 수도 있고, 기타 통상적인 방법으로 서로 재봉하여 접합 할 수도 있다. 본 고안은 전선(20)을 통해 상기 카본섬유 발열체(70)의 양단에 전압이 3 ~ 5 V인 배터리(30)와 연결하여 약 40 ℃ 정도의 발열량을 확보할 수 있다.

첨부한 도면을 보면, 도1은 본 고안에 따른 발열판(10)의 구성도로서, 발열판(10)를 구성하는 카본섬유 발열체(70)가 W 자 형태로 배열되고, 상기 카본섬유 발열체(70)는 한겹의 절연섬유 패드(50)에 의해 상하로 덮혀서 접합되어 있다. 그리고 카본섬유 발열체(70)의 양단은 전선(20)을 통해 배터리(30)에 연결되며, 배터리(30)와 연결되는 전선 중 +극 혹은 -극과 연결되는 전선의 어느 하나에는 on-off 스위치(40)가 직렬로 연결된다.

본 고안에서 카본섬유 발열체(70)는 피복되지 않고 노출된 카본섬유 다발을 사용하며, 전체 길이가 20 내지 40cm 이고, 약 500 내지 2000 가닥의 카본섬유가 합사되어 30 ~ 50 Ω의 저항값을 갖을 특징으로 한다. 만일, 피복된 카본섬유 다발을 발열체로 사용하면, 발열효율이 떨어질 뿐 아니라, 작용감이 좋지 않은 단점이 있다. 또한, 본 고안의 카본섬유 발열체(70)가 30 ~ 50 Ω의 저항값을 갖도록 한 것은 전압이 3 ~ 5 V인 휴대용 배터리(30)를 사용하여 약 40 ℃ 정도의 발열량을 나타 낼때, 배터리(30)의 소모가 가장 적게 되도록 최적화 시킨 것이다.

도2는 상기한 구성의 발열판(10)을 적용시킨 발열 양말로서, 추위에 가장 민감한 부분인 발가락 상단 발등 부위에 상기 발열판(10)이 덮혀 있다. 그리고, 배터리(30)는 신발을 신어도 행동에 불편함이 없는 양말의 목 부분에 설치하되, 바람직하기로는 배터리 수납주머니(60)내에 수납한다. 스위치(40)는 사용자의 선택에 따라 on-off 되는 슬라이딩 방식의 스위치를 설치하되, 그 부피가 최소화될 수 있는 구성으로 배터리 수납주머니(60)의 내부 또는 외부에 수납설치하여 발열양말 착용시 불편하지 않도록 한다.

본 고안의 발열 양말은 사용자가 자신의 필요에 따라 스위치(40)를 조작하여 발열온도를 조절할 수 있고, 약 40℃ 정도로 발열시키면 약 2000 mA 정도의 전력으로 4 ~ 5 시간 사용할 수 있다. 또한 배터리 수납주머니(60)는 필요에 따라 여분의 배터리를 보관할 수 있도록 구성 할 수도 있다.

본 고안의 발열 양말은 착용감 및 내구성이 우수하고, 3 ~ 5 V의 휴대형 충전용 배터리를 사용하여 약 40℃ 정도의 온도로 4 ~ 5시간 발열 시킬수 있는 것으로서, 산업용, 레져용, 군사용 등으로 다양하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

도1은 본 고안에 따른 카본섬유를 이용한 발열판의 구성도,

도2는 도1의 발열판이 적용된 발열 양말의 예시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 발열판 20 ; 전선

30 ; 배터리 40 ; 스위치

50 ; 절연섬유 패드 60 ; 배터리 수납주머니

70 ; 카본섬유 발열체

Claims

양말의 발가락 부위 상부면을 덮는 발열판(10)과, 양말목 부위에 설치된 배터리(30) 및 스위치(40)와, 상기 발열판(10)과 배터리(30) 및 스위치(40)를 각각 연결하는 한쌍의 전선(20)으로 이루어지되, 상기 발열판(10)은 길이가 20 내지 40cm 이고, 저항값이 30 ~ 50 Ω인 500 내지 2000 가닥의 노출 카본섬유 발열체(70)와, 이 카본섬유 발열체(70)를 상하로 덮으면서 서로 접착된 한쌍의 절연 섬유패드(50)로 구성된 것을 특징으로 하는 발열 양말.