KR20050003730A - 자동차 시트용 면상 발열 복합체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차 시트를 따뜻하게 가열해 주는 자동차 시트용 면상 발열 복합체에 관한 것으로서, [ⅰ] 합성섬유 또는 레이온 섬유와 도전성 섬유가 서로 교락되어 있으며 도전성 분말을 포함하는 도전성 부직포(1a), 상기 도전성 부직포(1a)의 양변에 형성되어 있는 구리박막의 전극선(1b) 및 상기 전극선(1b) 일측 말단에 형성되어 있는 전선 연결용 터미널(1c)로 구성된 면상 발열체(1)와, [ⅱ] 상기 면상 발열체(1)의 양면에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 절연필름(2,2')과, [ⅲ] 상기 절연필름(2,2')에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 부직포(3,3')와, [ⅳ] 상기 부직포(3,3')에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 폴리우레탄 발포시이트(4,4')로 구성됨을 특징으로 한다. 본 발명은 자동차 시트의 전체 면적을 균일하게 가열할 수 있고, 전력소비를 낮추어 자동차 밧데리나 제너레이터 (Generator)의 부하를 줄여 줄수 있고, 온도조절기(Thermostat) 사용으로 인한 빈번한 고장을 근본적으로 해소할 수 있고, 제조원가도 저렴하다.
Description
본 발명은 자동차 시트용 면상 발열 복합체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 시트 아래에 내장되어 자동차 시트의 전체 면을 균일하게 가열해 주는 자동차 시트용 면상 발열 복합체에 관한 것이다.
최근 자동차가 점차 고급화 됨에 따라 다양한 자동차 시트용 발열체가 생산, 사용되고 있다. 자동차 시트용 발열체는 전기에너지를 열에너지로 변환하여 자동차 시트를 가열해 주는 기구 이다.
자동차 시트용 발열체로는 도 4와 같이 폴리우레탄 발포시이트(4,4') 사이에 발열용 니크롬선(5)이 일정 간격마다 배치되어 있는 선상 발열체가 주로 사용되고 있다. 도 4는 종래 자동차 시트용 선상 발열체의 단면도 이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 선상 발열체는 자동차 시트의 전체 면적을 균일하게 가열할 수 없고, 전력소비가 높아 자동차 밧데리나 제너레이터(Generator)의 부하를 가중시키고, 필수 구성기구인 온도조절기(Thermostat) 부분의 잦은 단락 등으로 고장이 빈번하고, 제조원가도 고가인 여러 문제점들이 있었다.
상기와 같은 선상발열체의 여러 문제점들을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허 제 367862호에서는 은 또는 알루미늄 등의 전도성 물질이 등고선 모양으로 도금이나 에칭 되어있는 면상 발열체를 제안하고 있다. 그러나, 상기 면상 발열체는 전도성 물질이 선상으로 도금 또는 에칭 되어있기 때문에 종래 선상발열체의 여러 문제점들을 효과적으로 해결 할 수 없다.
한편, 대한민국 공개특허 제 2003-10826호에서는 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 이들의 유도체와 같은 전도성 고분자로 제조된 필름으로 구성된 면상 발포체를 제안하고 있으나, 상기 면상 발포체는 금속이나 카본블랙(탄소입자)과 비교시 전도성이 상대적으로 낮은 전도성 고분자 만으로 구성되기 때문에 발열효과가 불충분한 문제가 있었다.
앞에서 설명한 종래 선상 또는 면상 발열체들의 여러 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명에서는 전류가 흐르면 자동차용 시트를 희망온도까지 단시간 내에 가열할 수 있고, 발열효과도 충분한 자동차 시트용 면상 발열 복합체를 제공하고자 한다. 또한, 본 발명에서는 자동차 시트의 전면을 고르게 가열 할 수 있으며, 전력소비를 낮추어 자동차 밧데리나 제너레이터의 부하를 줄여 줄수 있고, 온도조절기(Thermostat)를 사용할 필요가 없어 잦은 고장을 방지할 수 있는 자동차 시트용 면상 발열 복합체를 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 분해 사시도
도 2는 본 발명의 단면도
도 3은 본 발명중 전원이 연결되어 있는 면상 발열체(1)의 평면도
도 4는 종래 자동차 시트용 면상 발열체의 단면도
도 5는 본 발명의 사용상태를 나타내는 단면도
도 6은 본 발명의 전류인가 시간경과에 따른 발열(온도) 특성 그래프
※ 도면중 주요부분에 대한 부호설명
1 : 면상 발열체 2,2' : 절연필름 3,3' : 부직포
4,4' : 폴리우레탄 발포시이트 1a : 도전성 부직포 1b : 전극선
1c : 터미널 1d : 전선 1e : 전압조절기 1f : 밧데리
5 : 발열용 니크롬선 A : 본 발명의 면상 발열 복합체
B : 시트커버(가죽 또는 원단) C : 폴리우레탄 발포체(시트 본체)
이와 같은 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 시트용 면상 발열 복합체는, [ⅰ] 합성섬유 또는 레이온 섬유와 도전성 섬유가 서로 교락되어 있으며 도전성 분말을 포함하는 도전성 부직포(1a), 상기 도전성 부직포(1a)의 양변에 형성되어 있는 구리박막의 전극선(1b) 및 상기 전극선(1b) 일측 말단에 형성되어 있는 전선 연결용 터미널(1c)로 구성된 면상 발열체(1)와, [ⅱ] 상기 면상 발열체(1)의 양면에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 절연필름(2,2')과, [ⅲ] 상기 절연필름(2,2')에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 부직포(3,3')와, [ⅳ] 상기 부직포(3,3')에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 폴리우레탄 발포시이트(4,4')로 구성됨을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 [ⅰ] 1개의 면상 발열체(1)와, [ⅱ] 2개의 절연필름(2,2')과, [ⅲ] 2개의 부직포(3,3')와, [ⅳ] 2개의 발포 시이트(4,4')들로 이루어지며, 이들이 일정순서에 따라 서로 라미네이팅 된 구조를 갖는다.
도 1은 본 발명의 분해 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 단면도 이다.
먼저, 상기 면상 발열체(1)는 도 3과 같이 도전성 부직포(1a), 전극선(1b) 및 전선 연결용 터미널(1c)로 구성 된다. 사용시에는 도 3과 같이 전선 연결용 터미널(1c)에는 차례로 전압조절기(1e)와 밧데리(1f)가 연결되어 있는 전선(1d)이 접지 된다.
도 3은 본 발명중 전원이 연결되어 있는 면상 발열체(1)의 평면도 이다.
면상 발열체(1)를 구성하는 상기 도전성 부직포(1a)는 합성섬유와 도전성 섬유가 니들펀칭(Needle punching) 공정에 의해 서로 교락된 구조를 갖고, 도전성 분말이 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
다시 말해, 본 발명에서는 도전성 부직포(1a)의 도전성을 극대화 하기 위해서 합성섬유로 부직포 제조시 도전성 섬유를 함께 사용하여 부직포를 제조하고, 제조된 부직포에 도전성 분말을 함침 시킴을 특징으로 한다.
부직포에 도전성 분말을 함침시키기 위해 도전성 분말과 합성수지로 조성된 용액에 부직포를 디핑, 건조하는 방법이 사용될 수 있다. 이때, 합성수지로는 폴리아크릴 수지 등을 사용한다.
상기 도전성 섬유와 도정성 분말은 카본블랙, 은, 구리, 니켈 또는 알루미늄 성분 등으로 구성 된다. 상기 합성섬유로는 폴리에스테르섬유, 폴리아미드섬유, 폴리에틸렌섬유, 폴리프로필렌섬유 또는 폴리아크릴 섬유 등 이다. 상기 전극선(1b)는 구리박막으로서 도전성 부직포(1a)의 양변에 형성되어 있다.
도 3과 같이 본 발명의 면상 발열체(1)에 전원을 연결하여 전류가 흐르도록 하면 + 극의 전극선 쪽으로부터 도전성 부직포(1a)를 가로질러 - 극의 전극선 쪽으로 전류가 이동하게 된다. 이때 도전성 부직포(1a)를 통과하는 전류의 전기에너지는 열에너지로 변환되어 자동차 시트를 가열하게 된다. 상기 전선 연결용 터미널(1c)은 각 전극선(1b)의 일측 말단에 형성 된다.
한편, 상기 면상 발열체(1)의 양면에는 절연필름(2,2')들이 각각 라미네이팅 되어 있다. 상기 절연필름(2,2')으로는 폴리우레탄 필름, 폴리올레핀계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 또는 폴리비닐클로라이드 필름 등을 사용한다.
상기 라미네이팅 공정에서는 접착제로서 아크릴 성분과 같은 절연물질을 사용하는 것이 바람직 하며, 라미네이팅 방법은 통상의 필름 라미네이팅 방법과 동일하게 한다. 상기 절연필름(2,2')들은 전류가 면상 발열 복합체 외부로 누출되는 것을 방지할 목적으로 사용 된다.
한편, 상기 절연필름(2,2')에는 2개의 부직포(3,3')들이 각각 라미네이팅 되어 있다. 상기 부직포(3,3')들은 레이온 섬유 부직포, 폴리에스테르 섬유 부직포, 폴리아미드 섬유 부직포, 폴리에틸렌 섬유 부직포, 폴리프로필렌 섬유 부직포 또는 폴리아크릴 섬유 부직포 등 이며, 보다 바람직 하기로는 스펀레이스(Spunlace) 타입의 부직포인 것이 좋다.
상기 부직포(3,3')는 최종 제품의 촉감 및 유연성 등을 개선하기 위해 사용된다. 상기 라미네이팅 공정에서는 아크릴 성분과 같은 절연물질을 접착제로 사용하는 것이 바람직 하다.
한편, 상기 부직포(3,3')에는 2개의 폴리우레탄 발포시이트(4,4')들이 각각 라미네이팅 되어 있다. 상기 폴리우레탄 발포 시이트(4,4')들은 쿠션성 향상과 설치를 용이하게 할 목적으로 사용 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 면상 발열 복합체는 면상 발열체(1)의 양측에 차례로 절연필름(2,2'), 부직포(3,3') 및 폴리우레탄 발포 시이트(4,4')들이 라미네이팅 되어 있어서, 쿠션성이 우수함은 물론 전류가 외부로 누출되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 자동차 시트에 설치도 용이 하다.
특히, 본 발명의 면상 발열체(1)에는 도전성 섬유와 도전성 섬유가 선상 형태가 아니라 랜덤하게 산포되어 있기 때문에 발열효과가 우수하며 지속적 이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예
폴리에스테르 단섬유와 카본블랙 단섬유가 6:4의 중량비로 혼합된 웹(Web)을 니들펀칭하여 부직포를 제조한 다음, 제조된 부직포를 카본블랙 분말 10중량%가 블랜딩 되어있는 폴리아크릴 수지액에 디핑 후 건조하여 두께가 150㎛인 도전성 부직포(1a)를 제조 하였다. 상기 도전성 부직포(1a)의 양변에 두께가 50㎛인 동박의전극선(1b)을 형성시키고, 그 일측에 터미널(1c)을 형성하여 면상 발열체(1)를 제조 하였다. 다음으로, 상기 면상 발열체(1)의 양면에 두께가 60㎛인 폴리우레탄 절연필름(2,2')들을 각각 라미네이팅 하였다. 다음으로, 상기 절연필름(2,2') 각각에 두께가 30㎛인 스펀레이스 타입의 폴리에스테르 부직포(3,3')를 라미네이팅 하였다. 다음으로, 상기 폴리에스테르 부직포(3,3') 각각에 두께가 20㎛인 폴리우레탄 발포 시이트(4,4')를 라미네이팅하여 자동차 시트용 면상 발열 복합체를 제조하였다. 이때, 모든 라미네이팅 공정에서는 폴리아크릴 수지를 접착제로 사용 하였다. 제조된 면상 발열 복합체에 전원 및 전선을 연결하여 실온에서 직류전압 PV 인가시 약 180mA의 전류가 흘렀으며, 온도가 증가하여 약 2분 후에는 약 70℃까지 증가 하였다. 전류인가 시간 경과에 따른 발열(온도) 특성 그래프는 도 6과 같았다.
본 발명은 자동차용 시트를 고르게 가열함과 동시에 단시간 내에 희망 온도까지 가열할 수 있다. 또한, 본 발명은 우수한 발열효과로 전력소비를 낮출 수 있어서 자동차 밧데리나 제너레이터의 부하를 줄여 줄수 있다. 또한, 본 발명은 온도조절기의 사용이 불필요하여 고장이 최소화 되며 제조원가도 저렴하다.
Claims (5)
- [ⅰ] 합성섬유 또는 레이온 섬유와 도전성 섬유가 서로 교락되어 있으며 도전성 분말을 포함하는 도전성 부직포(1a), 상기 도전성 부직포(1a)의 양변에 형성되어 있는 구리박막의 전극선(1b) 및 상기 전극선(1b) 일측 말단에 형성되어 있는 전선 연결용 터미널(1c)로 구성된 면상 발열체(1)와, [ⅱ] 상기 면상 발열체(1)의 양면에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 절연필름(2,2')과, [ⅲ] 상기 절연필름(2,2')에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 부직포(3,3')와, [ⅳ] 상기 부직포(3,3')에 각각 라미네이팅 되어있는 2개의 폴리우레탄 발포시이트(4,4')로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 시트용 면상 발열 복합체.
- 1항에 있어서, 도전성 분말 및 도전성 섬유가 카본블랙, 은, 구리, 니켈 또는 알루미늄 성분으로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 시트용 면상 발열 복합체.
- 1항에 있어서, 합성섬유가 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유 또는 폴리아크릴 섬유로 구성됨을 특징으로 하는 자동차 시트용 면상 발열 복합체.
- 1항에 있어서, 절연필름(2,2')이 폴리우레탄 필름, 폴리올레핀계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 또는 폴리비닐클로라이드 필름인 것을 특징으로 하는 자동차 시트용 면상 발열 복합체.
- 1항에 있어서, 부직포(3,3')가 스펀레이스(spunlace) 타입의 레이온 섬유 부직포, 폴리에스테르 섬유 부직포, 폴리아미드 섬유 부직포, 폴리에틸렌 섬유 부직포, 폴리프로필렌 섬유 부직포 또는 폴리아크릴 섬유 부직포인 것을 특징으로 하는 자동차 시트용 면상 발열 복합체.
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