KR200389288Y1 - 면사직조발열체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 면사에 탄소층을 코팅한 위사로 직조한 직물 면상발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 면사에 발열기능을 향상시킨 탄소층을 코팅한 발열선과 이 발열선을 소정간격의 위사로 하고 양측에 단위로 구성된 전원공급 극선을 경사로 직조하여 발열기능의 향상과 구김 등에 의한 절단 및 단락이 최소하며 면직물에 의한 유연성을 향상시켜 사용처를 다양화시킬 수 있도록 한 면사직조발열체에 관한 것이다.

본 고안은 원사에 탄소층을 소정두께로 코팅한 탄소사와 면사로 위사를 구비하고 면사의 경사로 전기를 공급하는 구리선인 전극사를 한 쌍 이상의 전극부재로 구비하고 공지와 같이 직조장치에 의하여 상기 탄소사를 위사와 일정한 간격으로 직조되도록 하며 경사 중 전극사는 직물지의 양단 끝단에서 소정간격이 내측으로 위치된 상태에서 복수개의 극사가 형성되도록 직조한다.

이때 상기 탄소사와 탄소사 사이에는 면사가 위치되면 이때의 간격을 대량 5mm 전후로 설정하는 것이 바람직하고 그러나 면상발열지의 사용용도 및 원사의 재질과 또는 크기 등에 따라 이 간격 조절은 임의에 따라 설정하는 것이 보다 바람직하다.

본 고안에 의한 면상발열 직물지는 면사가 위사와 경사로 직조된 상태에서 소정간격의 위사 사이마다 탄소사가 균일하게 직조되며 이 탄소사는 직물지의 양측 끝단부에서 소정간격 내측부에 경사로 직조된 극사와 접속 연결된다.

상기 탄소사와 한 쌍의 전극사는 접합부가 상호 기밀하게 압착되어 전원을 도통하게 되며 이러한 발열 직물지는 사용용도 등에 따라 또는 직조(織造) 조직 등에 따라 크기를 임의로 선정하여 직조할 수 있도록 한 면사직조발열체를 제공하려는 것이다.

Description

면사직조발열체{weave type heating element}

본 고안은 면사에 탄소층을 코팅한 위사로 직조한 직물 면상발열체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 면사에 발열기능을 향상시킨 탄소층을 코팅한 발열선과 이 발열선을 소정간격의 위사로 하고 양측에 단위로 구성된 전원공급 극선을 경사로 직조하여 발열기능의 향상과 구김 등에 의한 절단 및 단락이 최소하며 면직물에 의한 유연성을 향상시켜 사용처를 다양화시킬 수 있도록 한 면사직조발열체에 관한 것이다.

전기인가로 발열하는 통상의 면상 발열체는 공기를 오염시키지 않는 위생적 특징과 소음 발생이 없고 온도조절이 용이한 특징으로 발열을 필요로 하는 매트나 침대 매트리스, 보온 이불, 담요등과 함께 아파트나 일반주택 등의 난방장치 등에 폭넓게 이용되고 있다.

뿐만 아니라 사무실이나 상점 등 상업용 건물의 난방장치, 공장의 작업장, 창고, 막사 등의 산업용 난방장치와 각종 산업용 가열장치 및 비닐하우스와 농산물 건조시스템과 같은 농업용 설비, 도로의 재설 수단 등 결빙을 방지하고 또 한편 레저용, 방한용 의류와 가전제품, 유리의 김 서림 방지와 함께 건강보조, 치료용등의 많은 분야에서 그 사용 용도가 증가되는 있는 실정이다.

이러한 면상발열체의 발열원은 니크롬 등의 발열선이 사용되고 있으며 이 니크롬 발열선으로 만든 면상발열체에서는 전기가 선을 통해 연속적으로 흐르기 때문에 발열선의 어느 한 부분이 단락될 경우 전기가 통전되지 못해 면상발열체가 그 기능을 발휘하지 못하는 단점이 있다.

니크롬 발열선은 발열선이 단락될 경우, 해당 부분에서 전기 저항이 크게 감소하여 심하게 발열되기 때문에 화재의 위험성이 존재한다.

이에, 발열선의 단락 방지를 위해 발열선의 표면 또는 발열선들 사이를 충분한 두께의 전기부도체에 의한 완전 절연을 하고 있으나, 이처럼 완전 절연을 행할 경우에는 열전도 특성이 떨어지기 때문에 면상발열체의 발열효율이 저하되는 단점이 있다.

그리고 이러한 면상발열체는 방수에 대해 취약한 구조를 가지고 있기 때문에, 물이나 습기가 존재하는 곳에서는 쉽게 사용할 수 없는 결점이 있다.

이러한 문제를 개선하기 위하여 펄프부재에 형성되어 한 쌍의 전극에 의해 인가되는 전원과 발열하는 탄소섬유를 포함한 탄소섬유 발열지를 상하절연부재로 적층시키는 구성이 있고 이러한 구성의 절연부재를 고분자 절연재질의 우레탄재질로 형성되는 선 기술이 알려진바 있다.

또한 위사와 경사로 직조되어 이차원적인 형태로 이루어진 직물에 도전매체로서 열전도가 우수한 탄소를 도포한 후 우레탄으로 코팅 처리된 발열지를 구성하고, 발열지의 종방향이나 횡방향으로는 적어도 한 쌍 이상의 전극부재를 형성하며, 상기 발열지의 상하 표층에는 절연부재가 라미네이팅 된 면상발열체와, 이러한 면상발열체의 직물지에 탄소를 도포시켜 탄소에 정격전압을 일정하게 유지하고 열전도율을 향상하도록 한 면상발열지등이 선행기술로 알려진바 있다.

이러한 선행기술들은 부직포 등에 탄소를 일률적으로 도포하거나 또는 직물지 표면에 탄소를 도포시키는 발열부재와 이 발열부재에 다시 절연을 위한 상하외피를 구비하게 된다.

그리고 상기 외피는 통상 PVC재질의 필름으로 구성됨으로서 면상발열체가 두껍고 유연성을 상실하여 부러짐에 의한 단락현상이 증대되는 문제가 있다.

또한 필름의 절단부로 습기, 물 등이 쉽게 유입될 때 합선 위험성과 함께 유연성이 구비하지 못하여 상품을 다양화시킬 수 없는 단점과 제작공정이 복잡하여 원가상승 등의 문제점을 가지고 있다.

본 고안의 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 특히 면사에 탄소를 소정두께로 코팅한 탄소사를 구비하고 이러한 탄소사를 위사로 사용하여 면직물을 직조함으로서 탄소사의 유연성에 의한 굴곡이 용이하고 일정한 간격으로 조직을 이루어 어느 하나의 절단에도 발열에 지장을 초례하지 않도록 함을 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 면사에 탄소를 코팅한 탄소사의 위사와 면사로 구비되는 경사 및 직물지 양측으로 한 쌍 이상의 전극부재의 극선으로 직조되어 면상발열체의 크기에 제한을 두지 않고 임의 크기로 구성할 수 있도록 한 목적과 함께 직조에 따른 유연성과 제조가 매우 간단하며 자동화장치에 의한 직조가 가능하도록 함을 목적으로 한다.

또한 탄소층은 수분, 물을 흡수하지 않아 전기의 누전 등을 방지함을 목적으로 한다.

상기 탄소사는 소정간격으로 균등하게 구비되어 면상발열체의 온도분포를 균일하게 유지하면서도 그 발열효율을 높일 수 있는 면상발열체를 제공함을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 먼저 원사에 탄소층을 소정두께로 코팅한 탄소사와 면사로 위사를 구비하고 면사의 경사로 전기를 공급하는 구리선인 전극사를 한 쌍 이상의 전극부재로 구비한다.

그리고 공지와 같이 직조장치에 의하여 상기 탄소사를 위사와 일정한 간격으로 직조되도록 하며 경사 중 극사는 직물지의 양단 끝단에서 소정간격이 내측으로 위치된 상태에서 복수개의 극사가 형성되도록 직조한다.

이때 상기 탄소사와 탄소사 사이에는 면사가 위치되면 이때의 간격을 대량 5mm 전후로 설정하는 것이 바람직하다.

그러나 면상발열지의 사용용도 및 원사의 재질과 또는 크기 등에 따라 이 간격 조절은 임의에 따라 설정하는 것이 보다 바람직하다.

본 고안에 의한 면상발열 직물지는 면사가 위사와 경사로 직조된 상태에서 소정간격의 위사 사이마다 탄소사가 균일하게 직조되며 이 탄소사는 직물지의 양측 끝단부에서 소정간격 내측부에 경사로 직조된 극사와 접속 연결된다.

상기 탄소사와 한 쌍의 전극사는 접합부가 상호 기밀하게 압착되어 전원을 도통하게 되며 이러한 발열 직물지는 사용용도 등에 따라 또는 직조(織造) 조직 등에 따라 크기를 임의로 선정하여 직조할 수 있다.

이하에서는 본 고안을 첨부도면을 참조하여 보다 상세한 설명을 하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 면사직조발열체의 개략적인 조직을 보인 사시도이고 도 2는 도1의 "A"부분 확대도이며 도 3는 본 고안의 탄소사 단면도 및 도 4의 (a)(b)(c)(d)는 본 고안 면사직조발열체의 사용예시상태를 보인 설명도이다.

상기 도면에 도시된 본 고안에 따른 면사직조발열체는 통상의 원사에서 선정된 원사(11)에 탄소층(12)을 소정두께로 코팅한 탄소사(10)를 구비한다.

그리고 상기 탄소사(10)와 면사(20)를 소정간격으로 균등하게 이격되도록 하여 위사(100)로 직조한다.

경사(200)는 통상의 면사(20)와 전기를 공급하는 구리선인 전극사(21)를 한 쌍 이상의 전극부재로 구비하되 이 전극사(21)는 면사직조발열체(30)의 양측 끝단에서 내측으로 소정간격 내측에 위치되도록 설정하여 상기 위사(100)와 함께 직조기에 공급시켜 직조하게 된다.

이에 따라 직조된 본 고안은 소정크기의 직물지 형태를 가지며 위사(100)는 약 5mm정도의 간격마다 탄소사(10)가 구성되며 이 탄소사(10)는 직물형태의 면사직조발열체(30)의 양단부에 조직된 전극사(21)와 중첩되고 압착되어 전원이 도통되도록 구성된다.

그리고 경사(200)는 위사(100)와 교차되어 직물지를 구성하는 한편 면사직조발열체(30)의 양단부로 위치되는 소정위치에 구리선인 전극부재로 형성된 전극사(21)가 소정 폭을 이루는 경사(200)로 직조되어 구성된다.

이러한 본 고안의 면사직조발열체(30)는 공지와 같이 본 고안에 의한 면사직조발열체(30)를 사용용도의 크기로 절단하고 전원공급선(31)을 상기 경사(200)중 전극사(21)에 접속시키고 전원공급선(31)에 전원을 공급함으로서 전원이 전극사(21)를 통해 탄소사(10)로 공급됨과 함께 탄소사(10)에서 발열기능을 발휘하게 되는 것이다.

이상과 같이 구성되는 본 고안은 도 3에서 도시한 바와 같이 상기에서 직조된 본 고안의 면사직조발열체(30)를 소정한 크기로 직조하여 구비하고 공지와 같이 본 고안에 의한 면사직조발열체(30)를 사용용도의 크기로 절단하여 전극사(21)에 전원공급선(31)을 접속 연결함과 함께 온도센서(32)를 구성시켜 온도조절기(33)의 설정온도를 제어하도록 구성한다.

이에 따라 공급되는 전원은 온도조절기(33)에 의한 제어와 함께 전원의 통전으로 전원공급선(31)이 전극사(21)를 거처 탄소사(21)로 전원을 인가시키게 된다.

전원을 공급받는 탄소사(21)는 발열기능을 발휘하게 되는 것이다.

상기 탄소사(21)는 원사외부에 탄소층을 소정두께로 코팅하여 구성되고 탄소의 육각 고리가 연이어 층상격자를 형성한 구조이며 금속광택이 있고 흑색이나 회색을 띤다.

강도 10∼20g/d, 비중 1.5∼2.1. 내열성, 내충격성이 뛰어나며 화학약품에 강하고 해충에 대한 저항성이 크다. 또한 가열과정에서 산소, 수소, 질소 등의 분자가 빠져 나가 중량이 감소되므로 금속(알루미늄)보다 가볍고 반면에 금속(철)에 비해 탄성과 강도가 뛰어나다.

이런 특성의 탄소층이 면사직조발열체의 표면에서 고열의 발열과 탄소층이 소정간격으로 균등하게 직조되어 면사직조발열체의 전체 표면을 균등하게 발열시키게 됨으로서 니크롬 등의 발열선을 이용한 종래의 면상발열체의 문제점인 발열선 부위만의 부분발열에 의한 불균일한 온도분포를 해결할 수 있다.

또한, 탄소층은 서로 간 접촉이 훨씬 용이하게 발생하기 때문에 다양한 발열특성을 있고 원사에 코팅으로 구비되어 휨성에 강하고 탄소층의 단전 및 파열이 최소화됨으로서 갖는 면사직조발열체의 사용효과를 증대시킬 수 있다.

이와 같이, 본 고안의 면사직조발열체에 의해 발열선의 단락으로 인해 면상 발열지를 사용하지 못하는 단점을 해소함과 동시에 면사직조발열체의 온도분포를 균일하게 유지하면서도 그 발열효율을 높일 수 있다. 또한, 물이나 습기가 존재하는 곳에서도 안전하게 사용할 수 있는 특징을 발휘하는 것이다.

본 고안은 종래의 구리선으로 구성되는 발열선 또는 직물지표면에 탄소층을 코팅하고 다시 PVC를 중첩하는 등의 구성에서 발열선의 단락과 PVC코팅으로 인한 단점을 간단히 해소하고 면사직조발열체의 온도분포를 균일하게 유지하면서도 그 발열효율을 높일 수 있도록 한 면사직조발열체를 제공하는 효과 및 탄소층이 코팅된 원사로 구비되어 물이나 습기로부터 안전하게 사용할 수 있는 효과 및 직조에 따른 크기의 자유로운 구성과 함께 휨성이 양호하여 의류 등에서도 자유롭게 이용될 수 있는 면사직조발열체를 제공하여 산업발전과 상품성을 크게 향상시킬 수 있는 유용한 고안이다.

도 1은 본 고안에 따른 면사직조발열체의 개략적인 조직을 보인 사시도.

도 2는 도1의 "A"부분 확대도.

도 3은 본 고안의 탄소사 단면도.

도 4의 (a)(b)(c)(d)는 본 고안 면사직조발열체의 사용예시상태를 보인 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10; 탄소사 11; 원사 12; 탄소층

20; 면사 21; 전극사 30; 면사직조발열체

31; 전원공급선 32; 온도센서 33; 온도조절기

100; 위사 200; 경사

Claims (2)

1. 면사로 구비되는 원사에 탄소층을 소정두께로 코팅한 탄소사와, 통상의 면사를 위사로 하고

   전기를 공급하는 구리선인 전극사를 한 쌍 이상의 전극부재로 구비하되, 이 전극사는 면사직조발열체의 양측 끝단에서 내측으로 소정간격 내측에 위치되도록 설정한 전극사와 통상의 경사로 면상 직물지를 직조함과,

   위사는 약 5mm정도의 간격마다 탄소사가 일정한 거리로 구성되고 이 탄소사는 직물형태의 면사직조발열체 양 단부에 조직된 전극사와 중첩과 압착으로 전원이 도통되도록 구성됨을 특징으로 하는 면사직조발열체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탄소사는 원사 외주면에 탄소층을 코팅하여서 구성됨을 특징으로 하는 면사직조발열체.