KR20100127435A

KR20100127435A - 매트리스

Info

Publication number: KR20100127435A
Application number: KR1020090045875A
Authority: KR
Inventors: 문영수
Original assignee: 문영수
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-12-06

Abstract

본 발명은 매트리스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 탄소를 발열원으로 하는 복수의 발열체로 구성하고, 각각의 발열체에 서로 다른 전극의 전원을 인가하여 발열체로부터 발생되는 전계를 상쇄되도록 구성한 면상 발열체를 매트리스 본체 내부에 설치하여 전자파가 차폐되도록 한 매트리스에 관한 것이다.

본 발명의 매트리스는, 매트리스 본체; 상기 매트리스 본체에 설치되는 면상 발열체를 구비하되, 상기 면상 발열체는, 탄소섬유를 직조하여 형성되고, 제1 전극과 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극으로 플러스(+) 전원이 인가되고 상기 제2 전극으로 마이너스(-) 전원이 인가되는 제1 탄소발열체; 탄소섬유를 직조하여 형성되고, 제1 전극과 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극으로 마이너스(-) 전원이 인가되고 상기 제2 전극으로 플러스(+) 전원이 인가되는 제2 탄소발열체; 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열온도를 가지며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 일면 또는 양면에 형성되는 접착층; 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열성능을 가지는 재료로 구성되며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 직접적으로 인장력이 전달되지 않도록 절연시키는 절연층; 및 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 전원이 인가됨에 따라 발생되는 전계를 차폐시키기 위해, 세라믹 성분과 게르마늄 성분, 탄소 성분 및 폴리에스테르 성분이 일정 비율로 결합되어 전계를 차폐시키는 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 복수의 탄소발열체에 각각 서로 다른 전극의 전원을 인가하게 됨에 따라 각각 서로 다른 방향의 자계가 상쇄되도록 된 면상 발열체를 구비함으로써 전자파의 발생을 근본적으로 차단할 수 있다

매트리스, 면상 발열체, 제1 탄소발열체, 제2 탄소발열체

Description

매트리스{MATTRESS}

본 발명은 매트리스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 탄소를 발열원으로 하는 복수의 발열체로 구성하고, 각각의 발열체에 서로 다른 전극의 전원을 인가하여 발열체로부터 발생되는 전계를 상쇄되도록 구성한 면상 발열체를 매트리스 본체 내부에 설치하여 전자파가 차폐되도록 한 매트리스에 관한 것이다.

침대는 주거생활의 편의성과 수면의 쾌적성 등으로 인해 널리 이용되고 있지만, 전통적인 온돌방식과 같이 난방열을 제공할 수 없으므로 전기장판과 같은 전열기기를 매트리스에 설치하여 난방작용을 수행하는 것이 일반적이다.

이러한 전기장판은 주로 동선을 패드의 내부에 지그재그 형태로 배치하여 구성하게 되므로, 상면상에 사용자에 의해 가해지는 하중이나 충격력이 작용 될 경우 쉽게 손상되거나 파손되고, 동선의 단선 등으로 인해 화재의 위험성이 높은 단점을 갖고 있었다.

이에 따라, 최근에는 대한민국 등록특허 제10-0689044호에 나타난 바와 같이 전기장판에 비해 내구성이 높고 안전성이 뛰어난 면상 발열체를 매트리스 본체의 내부에 구성한 매트리스가 제안되어 있다.

면상 발열체는 탄소사 또는 섬유나 필름의 표면에 침전이나 인쇄방식으로 탄소를 코팅한 선재와 내열섬유를 위사와 경사로 하여 제직 구성한다.

그리고, 면상 발열체는 제직된 면상체에 전원선인 동선을 양측에 구비하고 이 양측 전원선을 통해 전류를 공급하게 되면 탄소섬유나 탄소분말에서 발생하는 저항치에 의하여 발열작용이 수행된다. 하지만, 면상 발열체는 전하의 충돌을 이용하여 발열되는 물리적 또는 전기적 특성으로 인해 인체에 유해한 자계(magnetic field)와 전자계(electronic field)를 형성하게 되므로, 다량의 전자파가 발생된다.

이에 따라, 매트리스 내부나 면상 발열체에 별도의 차폐 섬유나 금속박 등과 같은 차폐수단을 설치하여 접지 또는 유도 방식으로 전자파를 제거하도록 하고 있으나, 전자파의 제거효율이 낮을 뿐만 아니라 면상 발열체의 제조공정이 복잡해지게 되므로, 매트리스의 생산성 저하와 생산원가의 상승을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 각각의 발열체에 서로 다른 전극의 전원을 인가하는 복수의 발열체로 구성된 면상 발열체를 매트리스 내에 설치하여 전자파를 차폐할 수 있도록 한 매트리스를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 매트리스는 매트리스에 있어서, 매트리스 본체; 상기 매트리스 본체에 설치되는 면상 발열체를 구비하되, 상기 면상 발열체는, 탄소섬유를 직조하여 형성되고, 제1 전극과 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극으로 플러스(+) 전원이 인가되고 상기 제2 전극으로 마이너스(-) 전원이 인가되는 제1 탄소발열체; 탄소섬유를 직조하여 형성되고, 제1 전극과 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극으로 마이너스(-) 전원이 인가되고 상기 제2 전극으로 플러스(+) 전원이 인가되는 제2 탄소발열체; 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열온도를 가지며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 일면 또는 양면에 형성되는 접착층; 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열성능을 가지는 재료로 구성되며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 직접적으로 인장력이 전달되지 않도록 절연시키는 절연층; 및 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 전원이 인가됨에 따라 발생되는 전계를 차폐시키기 위해, 세라믹 성분과 게르마늄 성분, 탄 소 성분 및 폴리에스테르 성분이 일정 비율로 결합되어 전계를 차폐시키는 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1 탄소발열체의 양면에 제1 접착층 및 제2 접착층을 통해 제1 절연층 및 제2 절연층이 각각 부착되고, 상기 제2 절연층의 일측면에 상기 제2 탄소발열체(120)가 부착되며, 상기 제2 탄소발열체의 다른 측면에 제3 접착층을 통해 제3 절연층이 부착되며, 상기 제1 절연층의 다른 면인 최외각 부분과 상기 제3 절연층의 다른 면인 최외각 부분에 차폐층이 형성될 수 있다.

상기 절연층은, 상기 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열성능을 가지는 열가소성수지(PET)로 구성되며, 상기 접착층에 의해 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 일체로 결합되는 선단 절연층; 및 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 미만의 내열성능을 가지는 열가소성수지로 구성되며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열에 의해 열변형이 발생되어도 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 탄소섬유에 직접적으로 인장력이 전달되지 않도록 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체와 접촉되지 않게 상기 선단 절연층을 커버링하는 후단 절연층을 포함할 수 있다.

상기 선단 절연층은, 상기 후단 절연층에 0.012mm 이상 내지 0.016mm 이하의 두께로 도포, 냉각되어 상기 후단 절연층과 상호 일체로 연결 형성될 수 있다.

그리고, 상기 선단 절연층은, 상기 후단 절연층 및 상기 제1 탄소발열체와 일체로 결합된 상태로 가요성을 구현 가능한 두께를 가지는 필름형상으로 구성될 수 있다.

아울러, 상기 선단 절연층은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 200℃ 이상의 내열온도를 가지는 열가소성수지로 구성되고, 상기 후단 절연층은, 폴리염화비닐(PVC)를 포함하는 200℃ 미만의 내열온도를 가지는 열가소성수지로 구성될 수 있다.

상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체는, 다수의 탄소섬유와 절연성 내열섬유가 교대로 배치 형성되는 위사; 절연성 내열섬유로 구성되어 상기 위사와 직조되는 경사; 및 상기 다수의 탄소섬유에 연속하여 접하도록 상기 경사를 따라 연장 형성되며, 상기 제1 및 제2 탄소발열체의 연장 방향으로 이격 간격을 두고 배치 형성되는 복수의 전도성소재를 포함할 수 있다.

상기 접착층은, 페놀수지와, 200℃ 이상의 내열온도를 가지는 폴리비닐부티랄을 혼합하여 구성되어 200℃ 이상의 내열성능을 갖도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 매트리스 본체는, 복수의 스프링이 소정 형상으로 배치된 스프링층; 상기 스프링층의 상면에 적층 되는 상부 패드; 상기 상부 패드의 상면에 적층 되는 쿠션 패드; 및 상기 쿠션 패드의 외부에 덧씌워지는 매트리스 커버를 포함하고, 상기 면상 발열체는 상기 상부 패드의 상면 또는 쿠션 패드의 상면에 설치될 수 있다.

본 발명의 매트리스는, 복수의 탄소발열체에 각각 서로 다른 전극의 전원을 인가하게 됨에 따라 각각 서로 다른 방향의 자계가 상쇄되도록 된 면상 발열체를 구비함으로써 전자파의 발생을 근본적으로 차단할 수 있다.

그리고, 면상 발열체에 구비되는 차폐층은 복수의 탄소발열체로부터 발생되는 전자파를 차폐층을 통해 다시 한번 더 차단시킬 뿐만 아니라, 수맥파를 차단하는 효과를 발휘하게 된다. 또한, 절연소재가 열변형 되는 경우에도 절연층의 내열성능에 의해 탄소발열체에 인장력이 전달되는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.

아울러, 면상 발열체를 얇은 필름 형상으로 형성하더라도 상온에서 신장 내지 팽창 변형되지 않으며, 100℃ 이상의 고온 발열 작동 중에도 탄소섬유에 무리한 인장력이 가해지지 않으므로 탄소발열체의 발열효율이 저하되거나 수명이 단축되는 문제점을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다.

도1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스를 나타내는 사시도, 도1b는 도1a의 A-A선 단면도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스에 설치되는 면상 발열체의 요부 단면을 나타내는 구조도이다.

도1a 및 도1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스는 매트리스 본체(100)와 매트리스 본체(100)에 설치되는 면상 발열체(200)로 구성된다.

매트리스 본체(100)는 침대에 설치하는 통상의 매트리스 형태나 온돌방의 바닥에 설치되는 매트 형태 등 다양한 구조나 형태로 제한 없이 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 침대에 설치되는 형태를 기준으로 구성한다.

예컨대, 매트리스 본체(100)는 복수의 스프링을 대략 직육면체 형상을 갖도록 배치 구성한 스프링층(110), 부직포 등으로 형성되어 스프링층(110)의 상면에 적층 되는 상부 패드(120), 스펀지, 라텍스 등과 같은 소재로 형성되어 상부 패드(120)의 상면에 적층 되는 쿠션 패드(130), 및 쿠션 패드(130)의 상측으로 덧씌워지고 페브릭(직조물) 등으로 형성되는 매트리스 커버(140)를 구비한다. 상기한 상부 패드(120)의 상면 또는 쿠션 패드(130)의 상면에 면상 발열체(100)가 개재되도록 설치한다.

그리고, 매트리스 본체(100)의 최하측에는 스프링층(110)을 지지하는 동시에 상측으로부터 전달되는 충격이나 진동을 흡수할 수 있는 충격흡수 패드(150)를 구비할 수 있다.

아울러, 면상 발열체(200)의 상측에 위치하는 상부 패드(120), 쿠션 패드(130), 및 매트리스 커버(140)에는 후술되는 탄소발열체로부터 발산되는 열기에 의해 원적외선을 방출할 수 있도록 토르말린, 전기석, 황토, 숯 등과 같은 원적외선 방사물질의 분말이나 알갱이를 더 포함하여 인체에 유익한 작용할 수 있도록 구성한다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스에 설치되는 면상 발열체를 나타내는 분리사시도이고, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스에 설치되는 면상 발열체의 전극을 설명하기 위한 도면이다.

면상 발열체(200)는, 제1 탄소발열체(210), 제2 탄소발열체(220), 접착층(230,232,234), 절연층(240,242,244), 및 차폐층(250)을 구비한다.

그리고, 면상 발열체(200)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 제1 탄소발열체(210)의 양면에 형성되는 제1 접착층(230) 및 제2 접착층(232)에 의해 제1 절연층(240) 및 제2 절연층(242)이 부착되고, 제2 절연층(242)의 일측면에 제2 탄소발열체(220)가 부착되며, 제2 탄소발열체(220)의 다른 측면에 형성되는 제3 접착층(234)에 의해 제3 절연층(244)이 부착되며, 제1 절연층(230)의 다른 면(최외각 부분)과 상기 제3 절연층(244)의 다른 면(최외각 부분)에 차폐층(250)이 형성되어 있다.

제1 탄소발열체(210)는 탄소섬유(211)를 직조하여 형성되고, 도4에 도시된 바와 같이 제1 전극(214)과 제2 전극(215)을 가지며, 제1 전극(214)으로 플러스(+) 전원이 인가되고 제2 전극(215)으로 마이너스(-) 전원이 인가되도록 되어 있다.

제2 탄소발열체(220)는 탄소섬유(211)를 직조하여 형성되고, 제1 전극(214)과 제2 전극(215)을 가지되, 전술한 제1 탄소발열체(210)와는 반대로 제1 전극(214)으로 마이너스(-) 전원이 인가되고 제2 전극(215)으로 플러스(+) 전원이 인가되도록 되어 있다.

그리고, 탄소섬유(211)의 원료로 이용되는 탄소(흑연)의 화학성분은 'C'로서 공지의 물질이며, 다이아몬드와 동질 이상의 것으로 굳기 1 이하, 비중 1.9 ~ 203으로 연하며 지방모양의 감촉이 있고, 흑색으로 불투명하고 금속광택을 가지며, 전기의 양도체이다.

접착층(230,232,234)은 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220)의 발열온도 이상의 내열온도를 가지며, 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220) 의 일면 또는 양면에 형성되어 있다.

절연층(240)은 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220)의 발열온도 이상의 내열성능을 가지는 재료로 구성되며, 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220)에 직접적으로 인장력이 전달되지 않도록 절연시킨다. 이때, 각각의 절연층(240,242,244)은 선단 절연층(241')과 후단 절연층(241")으로 구성된다.

선단 절연층(241')은 탄소발열체(210,220)의 발열온도 이상의 내열성능을 가지는 열가소성수지(PET)로 구성되며, 접착층(230,232,234)에 의해 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(120)에 일체로 결합된다.

후단 절연층(241")은 제1 탄소발열체(210) 또는 상기 제2 탄소발열체(220)의 발열온도 미만의 내열성능을 가지는 열가소성수지로 구성되며, 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220)의 발열에 의해 열변형이 발생되어도 제1 탄소발열체(210) 또는 상기 제2 탄소발열체(220)의 탄소섬유(211)에 직접적으로 인장력이 전달되지 않도록 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220)와 접촉되지 않게 선단 절연층(241')을 커버링하도록 되어 있다.

차폐층(250)은 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220)에 전원이 인가됨에 따라 발생되는 전계를 차폐시키기 위해, 세라믹 성분과 게르마늄 성분, 탄소 성분 및 폴리에스테르 성분이 일정 비율로 포함하여 전계를 차폐시키도록 되어 있다.

한편, 제1 탄소발열체(210) 또는 제2 탄소발열체(220)는 다수의 탄소섬유(211)와 절연성 내열섬유(212)가 교대로 배치 형성되는 위사, 절연성 내열섬 유(212)로 구성되어 위사와 직조되는 경사, 및 다수의 탄소섬유(211)에 연속하여 접하도록 경사를 따라 연장 형성되며, 제1 및 제2 탄소발열체(210,220)의 연장 방향으로 이격 간격을 두고 배치 형성되는 복수의 전도성소재(213)로 이루어진다. 이 전도성소재(213)는 다수 가닥의 도전성 금속사를 소정 폭을 갖도록 제직하는 형태로 엮어서 구성한다.

전술한 바와 같이 탄소섬유(211)를 직조하여 면상 내지 직물상의 탄소발열체(210)로 제조하고, 다수의 탄소섬유(211)가 내열섬유(212)에 의해 상호 중첩되지 않게 균등하게 분포, 배치한 상태로 전도성 소재(213)를 전원 공급장치에 연결하여 전원을 통전하게 되면 지정 온도 범위의 발열 기능을 수행하게 된다.

접착층(230,232,234)은, 탄소발열체(210,220)의 발열온도 이상의 내열온도를 가지도록 제작되어, 탄소발열체(210,220)의 일면 또는 양면에 형성되며, 탄소발열체(210,220)의 발열온도 범위가 100~200℃인 경우, 페놀수지와, 200℃ 이상의 내열온도를 가지는 폴리비닐부티랄(PVB, polyvinyl butyral)을 혼합하여 구성하면 200℃ 이상의 내열성을 구현할 수 있다.

선단 절연층(241')을 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylen terephthalate)와 같이 240℃ 이상의 내열온도를 가지는 소재로 구성하면, 선단 절연층(241')의 내열온도 및 탄소발열체(210,220)의 발열온도 조건하에서도, 선단 절연층(241')이 탄소발열체(210,220)에 열변형이 없이 부착된 상태를 그대로 유지하면서, 후단 절연층(241')과의 연결부에서 작용하는 가압력이 탄소발열체(210,220)로 전달되는 것을 차단하거나 완화시킬 수 있다.

후단 절연층(241")을 기존의 면상발열체에 단일층의 절연재로써 일반적으로 적용되던 폴리염화비닐(PVC, polyvinyl chloride)로 구성하는 경우, 폴리염화비닐은 일반적으로 40~80℃의 내열온도를 가짐에 따라 탄소발열체(210,220)의 발열온도가 100~200℃인 경우 열변형이 발생하게 된다.

탄소발열체(210,220)의 표면을 형성하게 되는 후단 절연층(241")은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 염화비닐수지, 초산비닐수지, 폴리스티렌, ABS수지, 아크릴수지 등과 같이 가공이 용이하고 생산효율 및 경제성이 우수한 열가소성수지로 구성하는 것이 바람직하며, 선단 절연층(241') 또한 탄소발열체(210,220)의 발열온도 이상의 내열온도를 가지는 조건 하에서 열가소성수지로 구성하는 것이 바람직하다.

선단 절연층(241')은, 후단 절연층(241")과 함께 하나의 필름 형태로 일체로 연결됨에 있어서, 후단 절연층(241")의 일면에 0.012mm 이상 내지 0.016mm 이하의 두께로 도포, 냉각하는 간단한 공정에 의해 후단 절연층(241")과 기밀하게 상호 일체로 연결 형성시키거나, 후단 절연층(241") 및 탄소발열체(210,220)와 일체로 결합된 상태로 가요성을 구현 가능한 두께를 가지는 필름 형상으로 별도 제작하여 접착에 의해 일체로 연결 형성시킬 수 있다.

또한, 선단 절연층(241')은, 지정 두께로 도포하거나 필름 형태로 구성됨에 있어서, 200℃ 이상의 내열온도를 가지는 액상 또는 필름 형상의 접착제에 의해 후단 절연층(241")의 일면에 보다 기밀하게 일체로 연결 형성할 수 있다.

전술한 바와 같은 면상 발열체(200)는 제1 탄소발열체(210)의 제1 전극(214)에 플러스(+) 전원을 인가하고 제2 전극(215)에 마이너스(-) 전원을 인가함과 동시 에, 제2 탄소발열체(220)의 제1 전극(215) 마이너스(-) 전원을 인가하고 제2 전극(215)에 플러스(+) 전원을 인가하게 됨에 따라, 제1 탄소발열체(210)에서 발생되는 자계와 제2 탄소발열체(220)에서 발생되는 자계가 서로 다른 방향의 자계이므로 서로 상쇄되어 없어지게 된다. 따라서, 제1 탄소발열체(210)와 제2 탄소발열체(220)에서 발생된 자계가 상쇄됨에 따라 면상 발열체(200)는 자계를 차폐하는 효과를 가지게 된다.

또한, 부직포와 같은 차폐층(250)이 제1 절연층(240) 및 제3 절열층(244)의 최외각 면을 감싸도록 함으로써, 제1 탄소발열체(210) 및 제2 탄소발열체(220)에서 발생되는 전계가 차폐층(250)에 의해 차폐되는 효과를 가지게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 매트리스에 적용되는 면상 발열체(200)는, 폴리염화비닐과 같이 비교적 저온의 내열온도를 가지는 소재로 후단 절연층(241")을 구성하여 탄소발열체(210,220)의 표면을 코팅시킴에 있어서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같이 보다 우수한 내열성능을 가지는 선단 절연층(241')을 탄소발열체(210,220)와 후단 절연층(241") 사이에 일체로 삽입한 구조를 가진다.

따라서, 탄소발열체(210,220)의 발열시 절연층(240,244)이 최외측에서 열변형되더라도, 각 후단 절연층(241")의 내열성능에 의해 탄소발열체(210,220)와 선단 절연층(241')간의 견고한 결합구조를 유지하면서, 탄소발열체(210,220)에 인장력이 전달되는 것을 안정적으로 방지하게 된다.

이에 따라, 100℃ 이상의 고온 발열 작동 중에도, 기존에 탄소섬유의 무리한 인장에 따른 저항증가로 인해 면상발열체의 발열효율이 저하되고, 탄소발열체의 수 명이 저하되던 것을 방지할 수 있으며, 또한 균일한 저항 분포로 인해 탄소발열체 전반에 걸쳐 발열 균일성을 유지할 수 있다.

전술한 바와 같은 면상 발열체(200)를 매트리스 본체(100) 내부에 설치하게 되면, 면상 발열체(200)를 구성하는 각각의 탄소발열체에 서로 다른 전극의 전원이 인가되므로 탄소발열체로부터 발생되는 전계가 서로 상쇄되고, 그 외부를 감싸는 차폐층(250)에 의해 전계가 차폐되므로 전자계 차폐 기능을 갖는 매트리스를 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 매트리스를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

도1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스를 나타내는 사시도,

도1b는 도1a의 A-A선 단면도,

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스에 설치되는 면상 발열체의 요부 단면을 나타내는 구조도,

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스에 설치되는 면상 발열체를 나타내는 분리사시도,

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매트리스에 설치되는 면상 발열체의 전극을 설명하기 위한 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100:매트리스 본체 110:스프링층

120:상부 패드 130:쿠션 패드

140:매트리스 커버 150:충격흡수 패드

200:면상 발열체 210:제1 탄소발열체

214:제1 전극 215:제2 전극

220:제2 탄소발열체 230:제1 접착층

232:제2 접착층 234:제3접착층

240:제1 절연층 242:제2 절연층

244:제3 절연층 250:차폐층

Claims

매트리스에 있어서,

매트리스 본체;

상기 매트리스 본체에 설치되는 면상 발열체를 구비하되,

상기 면상 발열체는,

탄소섬유를 직조하여 형성되고, 제1 전극과 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극으로 플러스(+) 전원이 인가되고 상기 제2 전극으로 마이너스(-) 전원이 인가되는 제1 탄소발열체;

탄소섬유를 직조하여 형성되고, 제1 전극과 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극으로 마이너스(-) 전원이 인가되고 상기 제2 전극으로 플러스(+) 전원이 인가되는 제2 탄소발열체;

상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열온도를 가지며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 일면 또는 양면에 형성되는 접착층;

상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열성능을 가지는 재료로 구성되며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 직접적으로 인장력이 전달되지 않도록 절연시키는 절연층; 및

상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 전원이 인가됨에 따라 발생되는 전계를 차폐시키기 위해, 세라믹 성분과 게르마늄 성분, 탄소 성분 및 폴리 에스테르 성분이 일정 비율로 결합되어 전계를 차폐시키는 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제1항에 있어서,

상기 제1 탄소발열체의 양면에 제1 접착층 및 제2 접착층을 통해 제1 절연층 및 제2 절연층이 각각 부착되고, 상기 제2 절연층의 일측면에 상기 제2 탄소발열체(120)가 부착되며, 상기 제2 탄소발열체의 다른 측면에 제3 접착층을 통해 제3 절연층이 부착되며, 상기 제1 절연층의 다른 면인 최외각 부분과 상기 제3 절연층의 다른 면인 최외각 부분에 차폐층이 형성된 것을 특징으로 하는 매트리스.
제1항에 있어서,

상기 절연층은,

상기 탄소발열체의 발열온도 이상의 내열성능을 가지는 열가소성수지(PET)로 구성되며, 상기 접착층에 의해 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체에 일체로 결합되는 선단 절연층; 및

상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열온도 미만의 내열성능을 가지는 열가소성수지로 구성되며, 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체의 발열에 의해 열변형이 발생되어도 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발 열체의 탄소섬유에 직접적으로 인장력이 전달되지 않도록 상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체와 접촉되지 않게 상기 선단 절연층을 커버링하는 후단 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제3항에 있어서,

상기 선단 절연층은,

상기 후단 절연층에 0.012mm 이상 내지 0.016mm 이하의 두께로 도포, 냉각되어 상기 후단 절연층과 상호 일체로 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제3항에 있어서,

상기 선단 절연층은,

상기 후단 절연층 및 상기 제1 탄소발열체와 일체로 결합된 상태로 가요성을 구현 가능한 두께를 가지는 필름형상을 가지는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제3항에 있어서,

상기 선단 절연층은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 200℃ 이상의 내열온도를 가지는 열가소성수지로 구성되고,

상기 후단 절연층은, 폴리염화비닐(PVC)를 포함하는 200℃ 미만의 내열온도를 가지는 열가소성수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제1항에 있어서,

상기 제1 탄소발열체 또는 상기 제2 탄소발열체는,

다수의 탄소섬유와 절연성 내열섬유가 교대로 배치 형성되는 위사;

절연성 내열섬유로 구성되어 상기 위사와 직조되는 경사; 및

상기 다수의 탄소섬유에 연속하여 접하도록 상기 경사를 따라 연장 형성되며, 상기 제1 및 제2 탄소발열체의 연장 방향으로 이격 간격을 두고 배치 형성되는 복수의 전도성소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제1항에 있어서,

상기 접착층은,

페놀수지와, 200℃ 이상의 내열온도를 가지는 폴리비닐부티랄을 혼합하여 구성되어 200℃ 이상의 내열성능을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 매트리스.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 매트리스 본체는, 복수의 스프링이 소정 형상으로 배치된 스프링층; 상기 스프링층의 상면에 적층 되는 상부 패드; 상기 상부 패드의 상면에 적층 되는 쿠션 패드; 및 상기 쿠션 패드의 외부에 덧씌워지는 매트리스 커버를 포함하고,

상기 면상 발열체는 상기 상부 패드의 상면 또는 쿠션 패드의 상면에 설치되는 것을 특징으로 하는 매트리스.