KR20140083841A - 면상도전체의 도전성 선재 배치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다양한 방향에서 작용되거나 복합적인 방향에서 인가되는 외력에 대해 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있고, 외력 크기의 대소에 따라 적절하게 신축작용을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 국부적으로 작용되는 외력에 대해서도 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 면상으로 형성된 면상체에 도전성 선재가 배치되는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 있어서, 상기 도전성 선재는 상기 면상체에 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부와; 상기 대 굴곡부를 형성하는 상기 도전성 선재의 배치경로상에서 상기 대 굴곡부보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부를 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.
면, 도전성 선재의 배치 형태가 진폭 또는 곡률반경이 크게 배치되는 대 굴곡부와, 이 대 굴곡부상에 상대적으로 진폭 또는 곡률반경이 작은 소 굴곡부가 동시에 구성되어 있으므로 다양한 방향에서 작용되거나 복합적인 방향에서 인가되는 외력에 대해 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있어서 도전성 선재의 내구성이 향상되고, 도전성 선재가 배치된 면상체가 효과적으로 신축되므로 착용감, 사용감, 및 상품성이 향상되는 효과가 있다.
그리고, 대 굴곡부 , 수평방향 및 수직방향 소 굴곡부와 함께 Z축방향 굴곡부를 갖도록 도전성 선재가 배치되면 면상체에 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 외력이 인가되더라도 이에 대응하여 신축될 수 있고, 외력의 인가방향이 X, Y, Z축에서 복합적으로 인가되거나 크고 작은 외력이 혼합되어 인가되더라도 효과적으로 대응하면서 정교한 신축작용을 수행할 수 있으므로 품질 및 상품성을 보다 향상시킬 수 있다.

Description

면상도전체의 도전성 선재 배치구조{ELECTRIC LINE LAYOUT STRUCTURE OF PLANAR CONDUCTION ELEMENT}

본 발명은 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다양한 방향에서 작용되거나 복합적인 방향에서 인가되는 외력에 대해 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있고, 외력 크기의 대소에 따라 적절하게 신축작용을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 국부적으로 작용되는 외력에 대해서도 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 관한 것이다.

일반적으로, 의복이나 장신구의 제작에 이용되는 편물이나 직물과 같은 천은 천연 섬유사나 인조 섬유사에 의해 제조되는 것으로, 그 종류가 다양하고, 각각 고유의 성질과 특성을 갖고 있지만, 대개는 보온성, 흡수성, 신축성, 등을 갖도록 하여 의복 등으로 완성한 상태에서 일정한 기능을 수행하도록 되어 있다.

하지만, 현대인들은 종래와 같이 추위를 막을 수 있는 보온성과, 충분한 활동성을 보장하기 위한 신축성, 및 땀을 흡수할 수 있는 흡수성에 더하여 새로운 기능을 갖는 의복을 요구하고 있다. 예컨대. 전류의 통전이 가능하여 각종 전자기기를 의복에 설치하여 편리하게 이용할 수 있고, 의복 스스로 발열작용을 수행하거나 냉각작용을 수행함으로써 가볍고 두께가 얇으면서도 계절에 상관없이 착용할 수 있는 지능형 의류를 기대하고 있다.

이에 따라, 섬유분야에서는 이러한 사회적 요구를 만족하고, 미래의 섬유분야를 선도하기 위한 다양한 노력과 연구개발 활동을 수행하고 있고, 그 대표적인 연구성과로서 일부 스마트 의류가 제품화되어 판매되고 있다. 스마트 의류의 대표적인 형태로는, 레저용 등으로 널리 이용되고 있는 발열 조끼와 같은 발열 의류와, MP3와 같은 전자기기를 손쉽게 이용할 수 있도록 전자기기 부착형 의류를 예로 들 수 있다.

발열 의류는 탄소섬유사 또는 동선을 이용한 발열선에 의해 구성된 면상발열체를 의복에 꿰매거나 별도로 마련한 주머니에 설치하고, 전원부로부터 공급되는 전류에 의한 저항열을 이용하여 발열작용을 수행하도록 구성되어 있다.

하지만, 이러한 발열 의류는 면상발열체가 신축성을 갖지 못하고 있으므로 비교적 신축성을 요하지 않은 인체의 등 부분이나 배 부분에만 제한적으로 설치할 수 있다. 이로 인해 비교적 활동성이 요구되지 않은 낚시 조끼와 같은 특정 의복에만 제한적으로 적용할 수 있고 신축성이 없으므로 충분한 내구성을 확보할 수 없어서 충분한 활동성이 요구되는 잠수복, 작업복, 전투복, 스포츠 의류 등에는 전혀 적용할 수 없는 실정에 있다.

이에 따라 본 출원인은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0964092호로 개시된 바와 같은 도전성 패드 및 그 제조방법을 개발하게 되었다.

상기한 도전성 패드는 도1에 도시된 바와 같이 신축성을 갖도록 면상으로 형성되는 패드(110)와, 이 패드(110)에 지그재그 형태로 배치되어 설치되는 적어도 하나 이상의 도전성 선재(120)를 포함한다. 이때, 도전성 선재(120)는 공급되는 전원을 통전하는 기능을 수행할 수 있는 전원 공급케이블이거나, 공급되는 전원에 의해 저항열로 발열되는 발열선으로 구성될 수 있다. 이러한 도전성 선재(120)는 도전성 패드(100)의 용도 및 사용목적에 따라 전원 공급케이블 또는 발열선으로만 구성될 수도 있고, 전원 공급케이블과 발열선이 함께 구성될 수 있다.

도1에 도시된 바와 같은 도전성 패드는 탄소섬유사, 동선 등과 같이 도전성은 갖지만 신축성을 갖지 않은 도전성 선재를 이용하여 신축성을 갖는 면상의 발열체 또는 면상의 도전체를 구성할 수 있으므로 이를 이용하여 활동성이 요구되는 스마트 의류나 전열기구 등에 구성하게 되면 활동성이 확보되어 사용상의 편의성과 내구성을 획기적으로 향상시킬 수 있지만 이하와 같은 여러가지 문제점을 수반하고 있다.

먼저, 상기한 등록특허 제10-0964092호는 패드(110)의 길이방향(X축 방향) 또는 패드(110)의 폭방향(Y축 방향)으로 비교적 큰 인장력이 작용될 경우에는 지그재그로 배치된 도전성 선재(120)가 변형되면서 패드(110)와 함께 팽창 및 수축될 수 있지만 패드(110)의 표면에 대해 수직한 방향(Z축 방향)에서 충격력과 같은 외력이 작용될 경우나, X축 방향, Y축 방향, 및 Z축 방향에서 복합적으로 인가되는 외력에 대해 적절한 신축작용을 수행할 수 없었다.

그리고, 상기한 등록특허 제10-0964092호는 패드(110)의 협소한 특정 부위로 집중되어 인가되는 외력에 대해 신속하고 적절한 신축작용이 수행되지 않아 도전성 선재(120)의 손상을 유발하게 되는 한계점이 없었다.

또한, 상기한 등록특허 제10-0964092호는 비교적 진폭이 큰 파형 구조로 도전성 선재(120)가 배치되어 있으므로 크고 작은 외력이 복합적으로 인가되거나 부분적으로 외력이 작용되는 경우 정교한 신축작용이 불가능하므로 의복, 침구 등과 같이 인체와 밀착되는 물품에 적용할 경우 이물감을 유발하고 착용감이 불량해지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 다양한 방향에서 작용되거나 복합적인 방향에서 인가되는 외력에 대해 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있도록 한 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 외력 크기의 대소에 따라 적절하게 신축작용을 수행할 수 있고 국부적으로 작용되는 외력에 대해서도 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있도록 한 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 면상으로 형성된 면상체에 도전성 선재가 배치되는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 있어서, 상기 도전성 선재는 상기 면상체에 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부와; 상기 대 굴곡부를 형성하는 상기 도전성 선재의 배치경로상에서 상기 대 굴곡부보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부를 갖도록 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 대 굴곡부 및 상기 소 굴곡부는 파형 구조로 형성될 수 있다.

상기 면상체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조하는 직물지로 구성되고, 상기 도전성 선재는 상기 직물지의 직조과정에서 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 함께 직조, 배치될 수 있다.

또한, 상기 도전성 선재는 상기 면상체의 상면 및 저면 중에서 적어도 어느 한 면에 자수사로 공급되어 상기 면상체에 꿰여지는 고정사에 의해 고정될 수 있다.

그리고, 상기 면상체는 위사 및 경사에 의해 제직된 상면직, 위사 및 경사에 의해 제직되고 상면직의 하방에 이격공간을 갖도록 평행하게 이격, 배치되는 하면직, 및 상기 상면직 및 상기 하면직 사이에 연결되는 연결사를 구비한 다층 면상체로 구성되고, 상기 도전성 선재는 상기 상면직 및 상기 하면직 중에서 적어도 한 곳 이상에 배치, 구성될 수 있다.

상기 도전성 선재는 상기 상면직 또는 상기 하면직을 형성하는 위사 및 경사 중에서 어느 하나의 일부로 공급, 배치될 수 있다.

한편, 상기 도전성 선재는 상기 상면직 및 상기 하면직에 대해 수직하는 방향인 상기 이격공간 상에서 굴곡, 배치되는 Z축방향 굴곡부를 갖도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 도전성 선재는 상기 면상체에 바느질 방식으로 꿰어져 설치될 수 있다.

상기 면상체는 신축성 고분자수지에 의해 형성된 신축성 시트로 구성될 수 있다.

한편, 상기 도전성 선재는 직선구조로 배치되는 직선부를 구비하고, 상기 직선부를 형성하는 상기 도전성 선재는 상기 소 굴곡부 구조로 배치될 수 있다.

상기 도전성 선재는 중심에 배치되는 중심사와, 이 중심사에 엮어지고 도전성을 갖는 선사로 형성된 도전사를 구비하되, 상기 중심사는 비신축성 섬유사 또는 신축성을 갖는 신축성 고분자사로 구성되고, 상기 도전사는 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연피복된 금속사가 다수 가닥 엮여져 구성되며, 상기 도전사의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 도전성 선재는 일측이 전원공급부의 양극 단자와 전기적으로 접속되도록 구성된 양극 도전성 선재와, 상기 양극 도전성 선재와 전기적으로 접속되고 일측이 상기 전원공급부의 음극 단자와 전기적으로 접속되도록 구성된 음극 도전성 선재를 포함하되, 상기 양극 도전성 선재와 음극 도전성 선재는 서로 전기적 특성이 서로 다르게 구성되고, 상기 양극 도전성 선재와 음극 도전성 선재의 타측은 서로 전기적으로 접속된 후 서로 근접 배치되거나 권취되어 단일의 선재로 구성될 수 있다.

특히, 상기 소 굴곡부는 상기 대 굴곡부의 굴곡방향과 동일한 방향으로 굴곡되는 수평방향 소 굴곡부와 상기 대 굴곡부의 굴곡방향에 대해 직교되는 방향으로 굴곡되는 수직방향 소 굴곡부로 이루어지고, 상기 수평방향 소 굴곡부 및 상기 수직방향 소 굴곡부는 단독 또는 혼합되어 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 의하면, 도전성 선재의 배치 형태가 진폭 또는 곡률반경이 크게 배치되는 대 굴곡부와, 이 대 굴곡부상에 상대적으로 진폭 또는 곡률반경이 작은 소 굴곡부가 동시에 구성되어 있으므로 다양한 방향에서 작용되거나 복합적인 방향에서 인가되는 외력에 대해 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있어서 도전성 선재의 내구성이 향상되고, 도전성 선재가 배치된 면상체가 효과적으로 신축되므로 착용감, 사용감, 및 상품성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 따르면 대 굴곡부 및 소 굴곡부가 외력 크기의 대소에 따라 적절하게 신축작용을 수행할 수 있고 국부적으로 작용되는 외력에 대해서도 효과적으로 신축작용을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 정교한 신축작용이 가능하므로 의복, 침구 등과 같이 인체와 밀착되는 물품에 적용할 경우 착용감을 향상시킬 수 있고, 이물감을 유발하지 않을 뿐만 아니라 충분한 활동성을 확보할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 따르면 대 굴곡부 , 수평방향 및 수직방향 소 굴곡부와 함께 Z축방향 굴곡부를 갖도록 도전성 선재가 배치되면 면상체에 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 외력이 인가되더라도 이에 대응하여 신축될 수 있고, 외력의 인가방향이 X, Y, Z축에서 복합적으로 인가되거나 크고 작은 외력이 혼합되어 인가되더라도 효과적으로 대응하면서 정교한 신축작용을 수행할 수 있으므로 품질 및 상품성을 보다 향상시킬 수 있다.

도1은 종래 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 설명하기 위한 도면,
도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조의 기술적 사상을 나타내는 사시도로서, 도2b는 도전성 선재의 다른 배치형태를 나타낸 요부 절개 사시도이고,
도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 A 부분의 확대 사시도, B 부분의 부분절개 확대도이고,
도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조의 변형예를 나타내는 사시도로서 확대부는 D, E 부분의 도전성 선재를 개략적으로 나타낸 사시도이며,
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 F 부분의 개략적인 확대도이고,
도5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 G 부분의 개략적인 종단면도이고,
도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조의 변형예를 나타내는 사시도로서, 확대부는 H 부분의 개략적인 종단면도이고,
도6는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 I 부분의 확대 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2a 내지 도6에 의거하여 상세히 설명하고, 도2a 내지 도6에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조의 기술적 사상을 나타내는 사시도로서, 도2b는 도전성 선재의 다른 배치형태를 나타낸 요부 절개 사시도이다.

도2a를 참조하면, 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 전원이나 전기 신호의 전달을 위한 전원 및 신호 전달선의 기능과, 전기저항에 의해 발열작용을 수행하는 발열선의 기능을 수행할 수 있는 도전성 선재(2)를 면상으로 형성된 면상체(1)에 설치하되, 도전성 선재(2)는 면상체(1)에 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부(2a)와, 이 대 굴곡부(2a)상에서 작은 크기의 굴곡 정도로 굴곡, 배치되는 소 굴곡부(2b)를 갖도록 설치되어 있다.

대 굴곡부(2a)는 면상체(1)에 배치되는 도전성 선재(2)의 기본적인 배치 형상을 따라 배치되는 부분으로 소 굴곡부(2b)에 비해 상대적으로 진폭 또는 곡률반경이 크게 형성된다.

소 굴곡부(2b)는 도2a의 확대부에 나타난 바와 같이 대 굴곡부(2a)를 형성하는 도전성 선재(2)의 배치경로상에서 굴곡, 형성되는 부분으로 대 굴곡부(2a)에 비해 상대적으로 진폭 또는 곡률반경이 작게 형성된다.

그리고, 대 굴곡부(2a) 및 소 굴곡부(2b)는 면상체(1)에 인장력, 충격력 등과 같은 외력이 작용되는 경우 늘어나고 외력의 해제시에 원위치 되도록 하는 기능을 수행하도록 굴곡시킨 것으로 대표적인 형태로서 사인파, 톱니파 등과 같은 파형 구조로 형성될 수 있고, 본 실시예에서는 대략 사인파 형상으로 배치되어 있다.

한편, 상기 면상체(1)는 후술되는 구체적인 실시예에 나타난 바와 같은 직물지를 대표적으로 적용할 수 있으나, 인장력과 같은 외력의 인가시에 신축될 수 있다면 신축성 고분자발포 패드, 신축성 고분자수지에 의해 형성된 신축성 시트로도 구성될 수 있다. 이때, 신축성 고분자 수지는 실리콘 계열의 고무, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레트탈레이트 또는 이들의 공중합체 등의 소재로 적용될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 면상체(1)의 양측이나 넓은 범위로 외력이 인가될 경우 대 굴곡부(2a)가 펼쳐지게 되고 외력의 해제시에 대 굴곡부(2a)가 원위치하게 된다. 이때, 외력의 크기가 대 굴곡부(2a)가 완전히 펼쳐지는 범위 이상의 크기로 인가됨에 따라 대 굴곡부(2a)가 일자형으로 펼쳐지게 되면 소 굴곡부(2b)가 외력에 대응하여 다시 펼쳐지므로 신축효과가 보다 향상되는 장점이 있다.

그리고, 면상체(1)의 특정 부위에 국부적으로 외력이 작용될 경우 해당 부위의 소 굴곡부(2b)가 외력에 대응하여 신축되면서 신축작용을 효과적으로 수행할 수 있다. 특히 면상체(1)의 표면에 대해 수직한 방향(Z축 방향)에서 외력이 작용될 경우 해당 부위의 소 굴곡부(2b)가 수직방향으로 신축되므로 도전성 선재(2)가 손상되거나 파단되지 않고 고유의 기능을 수행하게 된다.

한편, 상기한 소 굴곡부(2b)는 도2b에 도시된 바와 같이 대 굴곡부(2a)의 굴곡방향과 동일한 방향(동일한 수평면 방향)으로 굴곡되는 수평방향 소 굴곡부(2b1)로 구성되거나, 상기 대 굴곡부(2a)의 굴곡방향에 대해 직교되는 방향으로 굴곡되는 수직방향 소 굴곡부(2b2)로 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에서 소 굴곡부(2b)는 면상도전체의 용도, 사용목적 등에 따라 도2a의 확대부에 도시된 바와 같이 수평방향 소 굴곡부(2b1)만으로 배치되거나 도2b에 도시된 바와 같이 수평방향 소 굴곡부(2b1) 및 수직방향 소 굴곡부(2b2)가 혼합되는 형태로 배치될 수 있다. 그 외에도, 소 굴곡부(2b)는 수직방향 소 굴곡부(2b2)만으로도 단독 배치될 수 있다.

도3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 A 부분의 확대 사시도, B 부분의 부분절개 확대도이다.

도3a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 면상체(1)에 배치되는 도전성 선재(2)가 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부(2a)와, 대 굴곡부(2a)를 형성하는 도전성 선재(2)의 배치경로상에서 대 굴곡부(2a)보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부(2b)를 갖도록 설치되되, 면상체(1)는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조하는 직물지(1a)로 구성되고, 도전성 선재(2)는 직물지(1a)의 직조과정에서 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 함께 직조, 배치되도록 되어 있다. 이때, 직물지는 편물 및 직물을 모두 포함하는 개념이다.

예컨대, 도전성 선재(2)는 도3a의 확대부에 나타난 바와 같이 면상체(1)를 직조하기 위해 직기에 위사 및 경사로 공급되는 섬유사와 함께 도전성 선재(2)가 위사로 공급되어 함께 직조된다.

이때, 직기는 대 굴곡부(2a)가 형성되도록 직조바늘의 이동 폭을 크게하여 도전성 선재(2)를 배치 직조함과 동시에 소 굴곡부(2b)가 형성되도록 직조바늘의 이동 폭을 자게 흔들어 주면서 직조과정을 수행한다. 직기는 통상의 편직기나 제직기 등 다양한 직기를 제한 없이 적용할 수 있지만 본 실시예에서는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 공개특허 제10-2011-0083435호에 나타난 직기를 이용하여 직조한 것으로 직기의 세부 구조나 제직방법에 관한 구체적인 설명을 생략한다.

그리고, 도전성 선재(2)는 전원의 통전이 가능하다면 제한 없이 선택하여 구성할 수 있지만, 도전선은 대표적으로 도3a의 확대부 B에 나타난 바와 섬유사와 금속사를 서로 권취하여 형성한 섬유형 도전사를 적용하여 구성한다.

보다 구체적으로 설명하면, 도전성 선재(2)는 중심에 배치되는 중심사(21)와, 이 중심사(21)에 엮어지고 도전성을 갖는 선사로 형성된 복수 가닥의 도전사(22), 및 도전사(22)의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사(23)로 구성되어 있다.

상기 중심사(21)는 통상의 인조 섬유사 및 천연 섬유사로 구성될 수 있지만 절연 특성이 뛰어나고 내열특성을 갖는 고장력 섬유사, 세라믹 섬유사, 유리섬유사 중에서 어느 하나를 선택하여 구성한다. 그리고, 고장력 섬유사가 선택, 적용될 경우에는 내열 특성이 뛰어나고 인장강도가 큰 것으로 알려진 케브라사(상품명)나 아라미드사(상품명)가 선택, 적용될 수 있다. 여기서, 고장력 섬유사는 상기한 케브라사나 아라미드사 정도의 인장강도를 갖는 섬유사를 의미한다.

상기 도전사(22)는 도전성 금속으로 형성된 금속사, 탄소사, 도전성 물질(도전성 금속나노입자, 금속산화물 입자, 그래핀 등)을 포함하는 섬유사, 도전성 물질이 코팅된 섬유사 등을 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 스텐레스, 티타늄, 동(Cu) 등으로 형성되고 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연피복된 도전성 금속사를 적용한다. 그리고, 도전사(22)는 도전성 선재(2)로 구성한 상태에서 위사 또는 경사로 직기에 원활하게 공급할 수 있도록 직경이 100마이크로미터(㎛) 이하인 것을 선택, 적용하는 것이 바람직하다.

아울러, 도전성 선재(2)는 인장력의 인가시에 신축될 수 있도록 중심사(21)로서 스판사 또는 폴리우레탄사로 호칭되는 신축성 고분자사를 적용하여 구성할 수 있다.

도3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조의 변형예를 나타내는 사시도로서 확대부는 D, E 부분의 도전성 선재를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도3b를 참조하면, 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 전원공급부(미도시, 상용전원 콘센트나 직류전원공급장치 등의 전원공급장치)의 양극 단자(미도시)에 접속되는 양극 도전성 선재(2d) 및 전원공급부의 음극 단자(미도시)에 접속되는 음극 도전성 선재(2e)가 서로 근접 배치되게 권취되어 단일의 선재로 배치되어 있다.

양극 도전성 선재(2d)는 도3b의 확대부(D 및 E 부분)에 나타난 바와 같이 도전성을 갖는 소재에 의해 선형부재로 구성되고 일측(이하, '후단부' 라 칭함)이 전원공급부의 양극 단자(미도시)와 전기적으로 접속되고, 타측(이하, '선단부' 라 칭함)이 음극 도전성 선재(2e)에 전기적으로 접속되어 있다.

음극 도전성 선재(2e)는 도전성을 갖는 소재에 의해 선형부재로 구성되고 일측(이하, '후단부' 라 칭함)이 전원공급부의 음극 단자와 전기적으로 접속되고, 타측(이하, '선단부' 라 칭함)이 양극 도전성 선재(2d)에 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 상기 양극 도전성 선재(2d)와 음극 도전성 선재(2e)는 전기전도도, 비저항, 소재, 길이, 직경 등이 서로 상이하여 전기적 특성이 서로 다르게 나타나도록 구성된 것으로, 본 실시예에서는 음극 도전성 선재(2e)와 양극 도전성 선재(2d)는 비저항이 서로 다른 소재로 형성된다.

예컨대, 음극 도전성 선재(2e)는 양극 도전성 선재(2e)에 비해 작은 저항이 작용되도록 비저항이 작은 소재로 구성된다. 이와 같이 음극 도전성 선재(2e)는 비저항이 작은 소재로, 양극 도전성 선재(2d)는 비저항이 큰 소재로 형성되면 전원의 공급시에 음극 도전성 선재(2e)는 전원 공급선의 기능을 수행하고 양극 도전성 선재(2d)는 저항열에 의해 가열되면서 발열작용을 수행하므로 발열선의 기능을 수행하게 된다.

그리고, 도전성을 갖는 소재로 알려진 대표적인 금속의 비저항 작은 순서는 은(Ag), 표준연동(Cu), 금, 알루미늄(Al), 아연(Zn) 순이므로 이러한 비저항 특성을 고려하여 도3a의 B부에 나타난 도전성 선재(2)에 도전사(22) 소재를 서로 다르게 선택, 구성함으로써 음극 도전성 선재(2e)와 양극 도전성 선재(2d)를 구성할 수 있을 것이다.

도3b에 도시된 바와 같은 구조로 도전성 선재(2)를 배치하게 되면 단일 선재 내에 양극 도전성 선재(2d)와 음극 도전성 선재(2e)가 함께 구성되어 있으므로 이를 발열선 및 전원공급선으로 이용할 경우 전원의 통전을 위해 별도의 전원공급선을 배치하지 않아도 되므로 배치가 간결, 단순하고 설치 및 사용상에 편의성이 향상되는 효과가 있다.

한편, 도전성 선재(2)는 도3a의 C부에 도시된 바와 같이 면상체(1)에 직선구조로 배치되는 직선부를 구비하고, 이 직선부에는 대 굴곡부(2a)보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부(2b)를 갖도록 설치되어 있다. 그리고, 직선부에 배치되는 소 굴곡부(2b) 또한 전술한 바와 같이 수평방향 소 굴곡부 및 수직방향 소굴곡부 구조 중에서 어느 하나가 선택되어 배치될 수 있다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 F 부분의 개략적인 확대도이다.

도4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 면상체(1)에 배치되는 도전성 선재(2)가 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부(2a)와, 대 굴곡부(2a)를 형성하는 도전성 선재(2)의 배치경로상에서 대 굴곡부(2a)보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부(2b)를 갖도록 설치되되, 도전성 선재(2)는 자수방식으로 고정될 수 있도록 면상체(1)의 상면 및 저면 중에서 적어도 어느 한 면에 자수사로 공급(도전성 선재가 직기의 자수사 공급부를 통해 공급됨)되어 면상체(1)에 꿰여지는 고정사(3)에 의해 고정되어 있다.

제2 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 통상 자수기라고 호칭되고 있는 섬유 문양형성기계에 의해 구성할 수 있는 것으로서, 면상체(1)의 상면 또는 저면에 도전성 선재(2)를 배치하면서 고정사(3)를 공급하여 면상체(1)에 꿰매어 고정한다.

그리고, 도전성 선재(2)는 고정사(3)만으로도 고정될 수 있지만, 도전성 선재(2)가 배치되는 면상체(1)의 표면과 대향되는 타측면에 도전성 선재(2)의 배치경로를 따라 밑실(미도시, 통상 북실이라고도 칭함)을 배치하여 고정사(3)가 도전성 선재(2)를 꿰매는 과정에서 함께 꿰어져 고정되도록 할 수 있다.

도5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 G 부분의 개략적인 종단면도이다.

도5a를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 면상체(1)에 배치되는 도전성 선재(2)가 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부(2a)와, 대 굴곡부(2a)를 형성하는 도전성 선재(2)의 배치경로상에서 대 굴곡부(2a)보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부(2b)를 갖도록 설치되되, 면상체(1)는 이격 배치되는 2개 이상의 층을 갖는 다층 면상체(1c)로 구성될 수 있다.

다층 면상체(1c)는 통상 복층 직물지, 공간 직물지 등으로 호칭되는 것으로 섬유사가 위사(15) 및 경사(16)로 공급되여 제직된 상면직(11), 위사(15) 및 경사(16)에 의해 제직되고 상면직(11)의 하방에 이격공간(14)을 갖도록 평행하게 이격, 배치되는 하면직(12), 및 상면직(11) 및 하면직(12) 사이에 연결되는 연결사(13)로 구성되어 있다.

그리고, 도전성 선재(2)는 도5a의 확대부에 나타난 바와 같이 상면직(11)에 위사의 일부로 공급, 배치될 수 있다. 그 외에도 도전성 선재(2)는 하면직(12)에 배치되거나 상면직(11) 및 하면직(12)에 모두 배치, 구성될 수 있다. 이때, 도전성 선재(2)는 상면직(11) 또는 하면직(12)을 형성하는 위사(15) 및 경사(16) 중에서 어느 하나로 공급, 배치된다.

한편, 다층 면상체(1c)는 상면직(11)과 하면직(12) 사이에 완충작용이나 보온작용을 수행할 수 있는 이격공간(14)이 구비되어 있으므로 완충성과 포근함을 갖는 자동차용 발열시트나 온열카펫, 온열매트 등을 제작할 수 있다. 그리고, 다층 면상체(1c)는 완충작용이나 보온작용을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 이격공간(14) 내부에 발포폼(미도시)을 주입, 경화하거나 보온재(미도시)를 충진하는 방식으로도 제작할 수 있다. 그리고 다층 면상체(1c)는 전술한 2층 구조 외에도 3층 이상의 다층 구조로도 구성할 수 있을 것이다.

그리고, 다층 면상체(1c)는 도면으로 도시하지는 않았으나 경편기와 같은 직기에 의해 상면직(11) 및 하면직(12)를 직조하는 과정에서 연결사(13)를 공급하여 상면직 및 하면직을 서로 연결하는 형태로 제직하여 구성하되, 하면직(12)은 위사 및 경사가 촘촘하게 서로 제직된 조밀구조의 평조직 직물로 형성되고, 상면직(11)은 위사 및 경사가 그물망 형태로 제직된 망조직 직물 형태가 되도록 구성할 수 있다. 이러한 형태의 다층 면상체(1c)는 인체와 접촉되는 상면직(11)이 망조직 직물로 형성되어 있으므로 충분한 통풍성을 갖는 동시에 도전성 선재(2)에 의해 가열된 열기가 인체를 향해 용이하게 방출될 수 있고, 동시에 하면직(12)가 조밀구조의 평조직 직물로 형성되어 있으므로 어느 정도의 통풍성은 가지고 있으면서도 도전성 선재(2)에 의해 가열된 열기가 불필요하게 하방으로 방출되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 연결사(13)는 상면직(11)과 하면직(12) 사이에 이격공간(14)을 형성할 수 있도록 탄성을 갖는 소재의 선사(실)로 구성된다. 이때, 탄성을 갖는 소재의 선사로는 모노필라멘트사와 같은 합성섬유사 계열의 섬유사를 적용할 수 있다. 아울러, 연결사(13)는 상면직(11) 및 하면직(12)을 형성하는 위사 및 경사에 비해 데니어(굵기)가 큰 것을 적용함으로써 연결사(13)의 지지력에 의해 이격공간의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

도5b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조의 변혀예를 나타내는 사시도로서, 확대부는 H 부분의 개략적인 종단면도이다.

도5b를 참조하면, 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 다층 면상체(1c)에 도전성 선재(2)가 대 굴곡부(2a) 및 소 굴곡부(2b)를 갖도록 상면직(11) 및 하면직(12)에 배치되되, 도전성 선재(2)가 상면직(11) 및 하면직(12)에 대해 수직하는 방향인 이격공간(14) 상에서 굴곡, 배치되는 Z축방향 굴곡부(2c)를 갖도록 설치되어 있다.

이와 같이 Z축방향 굴곡부(2c)가 배치되면 면상체(1)에 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 외력이 인가되더라도 이에 대응하여 도전성 선재(2)가 신축될 수 있다. 그리고, 외력의 인가방향이 X, Y, Z축에서 복합적으로 인가되거나 크고 작은 외력이 혼합되어 인가되더라도 효과적으로 대응하면서 정교한 신축작용을 수행할 수 있다.

그리고, 도면으로 도시하지는 않았으나 도전성 선재(2)의 배치형태는 대 굴곡부(2a) 및 소 굴곡부(2b)를 갖도록 상면직(11)에 배치되고 연이어 이격공간(14)에 Z축방향 굴곡부(2c)를 갖도록 배치된 후 하면직(12)에 대 굴곡부(2a) 및 소 굴곡부(2b)를 갖도록 설치될 수도 있다.

도6는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 나타내는 사시도로서, 확대부는 I 부분의 확대 사시도이다.

도6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 면상체(1)에 도전성 선재(2)가 바느질 방식으로 꿰어져 설치된다. 이때, 도전성 선재는 전술한 실시예와 마찬가지로 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부(2a)와, 대 굴곡부(2a)를 형성하는 도전성 선재(2)의 배치경로상에서 대 굴곡부보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부(2b)를 갖도록 설치된다.

그리고, 상기한 본 발명의 제4 실시예에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조는 별도의 전용설비가 요구되지 않으므로 방석이나 장식품 등과 같이 면적이 작은 면상도전체, 도전성 선재의 배치구조가 복잡한 면상도전체 등의 제작에 적용할 경우 편리하다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 면상도전체의 도전성 선재 배치구조를 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.

1:면상체 1a:직물지
1c:다층 면상체 11:상면직
12:하면직 13:연결사
14:이격공간 15:위사
16:경사 2:도전성 선재
2a:대 굴곡부 2b:소 굴곡부
2b1:수평방향 소 굴곡부 2b2:수직방향 소 굴곡부
2c:Z축방향 굴곡부 2d:양극 도전성 선재
2e:음극 도전성 선재 21:중심사
22:도전사 23:외피 섬유사
3:고정사

Claims (13)

1. 면상으로 형성된 면상체에 도전성 선재가 배치되는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조에 있어서,
   상기 도전성 선재는
   상기 면상체에 지그재그 형상으로 굴곡, 배치되는 대 굴곡부와;
   상기 대 굴곡부를 형성하는 상기 도전성 선재의 배치경로상에서 상기 대 굴곡부보다 진폭 또는 곡률반경이 작게 굴곡, 배치되는 소 굴곡부를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 대 굴곡부 및 상기 소 굴곡부는 파형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
3. 제1항에 있어서,
   상기 면상체는 섬유사를 위사 및 경사로 공급하여 직조하는 직물지로 구성되고,
   상기 도전성 선재는 상기 직물지의 직조과정에서 위사 또는 경사의 일부로 공급되어 함께 직조, 배치되는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
4. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 선재는 상기 면상체의 상면 및 저면 중에서 적어도 어느 한 면에 자수사로 공급되어 상기 면상체에 꿰여지는 고정사에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
5. 제1항에 있어서,
   상기 면상체는 위사 및 경사에 의해 제직된 상면직, 위사 및 경사에 의해 제직되고 상면직의 하방에 이격공간을 갖도록 평행하게 이격, 배치되는 하면직, 및 상기 상면직 및 상기 하면직 사이에 연결되는 연결사를 구비한 다층 면상체로 구성되고,
   상기 도전성 선재는 상기 상면직 및 상기 하면직 중에서 적어도 한 곳 이상에 배치, 구성되는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 도전성 선재는 상기 상면직 또는 상기 하면직을 형성하는 위사 및 경사 중에서 어느 하나의 일부로 공급, 배치되는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
7. 제5항에 있어서,
   상기 도전성 선재는 상기 상면직 및 상기 하면직에 대해 수직하는 방향인 상기 이격공간 상에서 굴곡, 배치되는 Z축방향 굴곡부를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
8. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 선재는 상기 면상체에 바느질 방식으로 꿰어져 설치되는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
9. 제1항에 있어서,
   상기 면상체는 신축성 고분자수지에 의해 형성된 신축성 시트인 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
10. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 선재는 직선구조로 배치되는 직선부를 구비하고,
    상기 직선부를 형성하는 상기 도전성 선재는 상기 소 굴곡부 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
11. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 선재는 중심에 배치되는 중심사와, 이 중심사에 엮어지고 도전성을 갖는 선사로 형성된 도전사를 구비하되,
    상기 중심사는 비신축성 섬유사 또는 신축성을 갖는 신축성 고분자사로 구성되고,
    상기 도전사는 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연피복된 금속사가 다수 가닥 엮여져 구성되며,
    상기 도전사의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피 섬유사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
12. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 선재는 일측이 전원공급부의 양극 단자와 전기적으로 접속되도록 구성된 양극 도전성 선재와, 상기 양극 도전성 선재와 전기적으로 접속되고 일측이 상기 전원공급부의 음극 단자와 전기적으로 접속되도록 구성된 음극 도전성 선재를 포함하되,
    상기 양극 도전성 선재와 음극 도전성 선재는 서로 전기적 특성이 서로 다르게 구성되고,
    상기 양극 도전성 선재와 음극 도전성 선재의 타측은 서로 전기적으로 접속된 후 서로 근접 배치되거나 권취되어 단일의 선재로 구성된 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소 굴곡부는 상기 대 굴곡부의 굴곡방향과 동일한 방향으로 굴곡되는 수평방향 소 굴곡부와 상기 대 굴곡부의 굴곡방향에 대해 직교되는 방향으로 굴곡되는 수직방향 소 굴곡부로 이루어지고, 상기 수평방향 소 굴곡부 및 상기 수직방향 소 굴곡부는 단독 또는 혼합되어 배치되는 것을 특징으로 하는 면상도전체의 도전성 선재 배치구조.

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