KR20210090342A

KR20210090342A - Potable cushion

Info

Publication number: KR20210090342A
Application number: KR1020200003428A
Authority: KR
Inventors: 김세규
Original assignee: 주식회사 스마트시티그리드
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-07-20

Abstract

The present invention relates to a portable cushion. According to the present invention, the provided portable cushion comprises: a cushion unit with a built-in heating element; a temperature sensor attached to the heating element; and a control unit for automatically controlling current supply to the heating element based on a temperature measured by the temperature sensor. The cushion unit is divided into a plurality of sections and folded. The heating element is included in some of the plurality of sections. An object of the present invention is to provide the portable cushion having a heating function.

Description

Portable cushion {POTABLE CUSHION}

본 발명은 휴대용 방석에 관한 것으로, 휴대용 배터리에 의해 방석 내부의 내용물을 가열할 수 있는 휴대용 방석에 관한 것이다.The present invention relates to a portable cushion, and to a portable cushion capable of heating the contents inside the cushion by a portable battery.

또한, 본 발명은 분리가 가능한 발열체를 사용하여 쿠션에서 발열체가 탈부착 가능한 휴대용 방석에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a portable cushion in which the heating element is detachable from the cushion using a detachable heating element.

일반적으로 방석은 공간을 형성하는 직물 안에 솜과 같은 충전재를 충전하여 바닥 또는 의자의 딱딱함을 해소하거나, 차가운 바닥에 신체가 직접 닿지 않도록 하기 위해 만든 물건이다. 최근에는 이러한 방석에 발열 기능을 부가하여 겨울철이나 기온이 낮은 날씨에 체온을 따뜻하게 유지하도록 하거나, 통증완화 등의 찜질 효과를 가져다 주는 발열 방석이 사용되고 있다.In general, a cushion is an article made to relieve the stiffness of a floor or chair by filling a material such as cotton in the fabric forming a space, or to prevent the body from directly touching the cold floor. Recently, by adding a heating function to these cushions, heating cushions that keep body temperature warm in winter or in cold weather, or provide a poultice effect such as pain relief have been used.

발열 방석은 내부에 발열을 위한 발열선이나 면상 발열체가 구비되어, 이러한 발열선 또는 면상 발열체에 전원을 인가함으로써, 저항에 의해 열이 발생한다. 따라서, 발열 방석의 전력 등의 용량을 만족하기 위해서는 발열 방석의 내부에 설치되는 발열선이나 면상 발열체의 저항을 적절하게 설계해야 한다.The heating cushion is provided with a heating wire or a planar heating element for heating inside, and by applying power to such a heating wire or a planar heating element, heat is generated by resistance. Therefore, in order to satisfy the capacity of the heating cushion, such as power, it is necessary to properly design the resistance of the heating wire or the planar heating element installed inside the heating cushion.

본 발명은 방석 시트의 전체 면에서 균일한 온도 분포를 가지도록 발열 가능하면서도 굽힘에 의한 단선 우려가 없어 취급이 용이하며, 절연성과 열전도성, 항균성 및 열효율성이 향상된 발열기능을 구비한 휴대용 방석을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a portable cushion having a heating function with improved insulation, thermal conductivity, antibacterial properties and thermal efficiency, which can generate heat so as to have a uniform temperature distribution on the entire surface of the cushion sheet, and is easy to handle because there is no risk of disconnection due to bending. Its purpose is to provide

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.

본 발명의 일 측면에 따르면, 휴대용 방석이 제공된다.According to one aspect of the present invention, a portable cushion is provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 방석은, 발열체가 내장된 쿠션부; 상기 발열체에 부착된 온도 감지 센서; 상기 온도 감지 센서로부터 측정된 온도를 바탕으로 상기 발열체에 전류 공급을 자동으로 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 쿠션부는 복수의 구간으로 나누어지고, 접혀지며, 상기 발열체는 상기 복수의 구간 중 일부에 포함된다.A portable cushion according to an embodiment of the present invention includes a cushion unit with a built-in heating element; a temperature sensor attached to the heating element; A control unit for automatically controlling the supply of current to the heating element based on the temperature measured by the temperature sensor; includes, wherein the cushion unit is divided into a plurality of sections and folded, and the heating element is located in some of the plurality of sections Included.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 그래핀 코팅 탄소섬유로 이루어진 발열체를 이용하므로 방석 시트 전체 면에서 균일한 온도 분포로 발열 가능하고, 발열체의 상/하부 면에 각각 절연성과 열전도성이 우수한 수지를 압착코팅함으로서 안전성이 우수하면서도 발열체에서 발열된 열의 손실을 최소화할 수 있으며, 굽힘에도 단선의 우려가 없어 내구성이 향상됨은 물론 취급이 용이한 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, since a heating element made of graphene-coated carbon fiber is used, heat can be generated with a uniform temperature distribution on the entire surface of the cushion sheet, and a resin with excellent insulation and thermal conductivity is applied to the upper and lower surfaces of the heating element, respectively. By compression coating, it is possible to minimize the loss of heat generated by the heating element while having excellent safety, and there is no risk of disconnection even in bending, so durability is improved and handling is easy.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 그래핀 코팅 탄소섬유로 이루어진 발열체를 쿠션부에서 탈부착이 가능하게 하여 사계절 사용이 가능한 효과가 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the heating element made of graphene-coated carbon fiber is detachable from the cushion part, so that it can be used all year round.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 방석을 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a portable cushion according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various modifications may be made and various embodiments may be provided. In addition, it should be understood that the contents described below include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, terms such as first and second are terms used to describe various components, meanings are not limited thereto, and are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numbers used throughout this specification refer to like elements.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In addition, terms such as "comprises", "comprising" or "have" described below are intended to designate the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It should be construed as not precluding the possibility of addition or existence of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 attached thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 방석을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a portable cushion according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 방석은 쿠션부(100), 상기 쿠션부(100)에 내장된 발열체(110), 상기 발열체(110)에 부착된 온도 감지 센서(120), 상기 발열체(110)가 전기를 공급받을 수 있도록 방석에 연결된 커넥터(130) 및 상기 온도 감지 센서(120)로부터 측정된 온도를 바탕으로 커넥터(130)에서 발열체(110)로 전류 공급을 자동으로 제어하는 제어부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the portable cushion according to an embodiment of the present invention includes a cushion unit 100 , a heating element 110 built into the cushion unit 100 , and a temperature sensor 120 attached to the heating element 110 . , automatically supply current from the connector 130 to the heating element 110 based on the temperature measured from the connector 130 connected to the cushion and the temperature sensor 120 so that the heating element 110 can receive electricity It includes a control unit 160 to control.

상기 휴대용 방석 쿠션부(100)는 복수의 구간으로 나누어져 접혀지며, 쿠션부(100)에 내장된 발열체(110)는 쿠션부(100)에서 탈부착이 가능하도록 상기 복수의 구간 중 일부에 포함되게 설계되고, 상기 쿠션부(100)는 잠열재를 내장하여 발열체(110)에서 전달된 열을 이용하여 온도를 유지할 수 있도록 설계된다.The portable cushion cushion unit 100 is divided into a plurality of sections and folded, and the heating element 110 built into the cushion unit 100 is included in some of the plurality of sections so that it can be detached from the cushion unit 100 . The cushion part 100 is designed to maintain a temperature by using the heat transferred from the heating element 110 by embedding a latent heat material.

또한, 휴대용 방석 쿠션부(100)에 내장된 발열체(110)는 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 양측 가장자리의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 각각 전극(113)이 연결되어 이루어진 발열체(110)와 상기 발열체(110)의 상부 및 하부 면에 각각 합성고무 또는 실리콘을 포함하여 이루어진 수지가 압착 코팅된 절연코팅층(114) 및 상기 절연코팅층(114)의 외측 면에 각각 적층된 상/하측 보호시트(115)로 이루어진다.In addition, the heating element 110 built in the portable cushion cushion unit 100 is a heating element formed by connecting electrodes 113 to one or both sides of both edges of the graphene 111-coated carbon fiber layer 112, respectively. (110) and the upper and lower surfaces of the heating element 110, the insulating coating layer 114 and the insulating coating layer 114 with a resin comprising synthetic rubber or silicone, respectively, are laminated on the outer surface of the compression-coated top / It consists of a lower protective sheet (115).

상기 발열체(110)는 복수의 탄소섬유를 포함하는 탄소섬유층(112)으로 이루어지되, 상기 탄소섬유층(112)에 코팅되는 그래핀(111) 및 상기 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 양측 가장자리의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 부착되는 적어도 하나의 금속 전극을 포함한다. 여기에서, 그래핀(111)은 탄소섬유층(112)에 혼합되어 코팅된다. 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)은 열을 발산하는 발열체가 되며, 금속 전극은 열을 발산하는 탄소섬유층(112)에 전류를 전달한다.The heating element 110 is made of a carbon fiber layer 112 including a plurality of carbon fibers, graphene 111 coated on the carbon fiber layer 112 and a carbon fiber layer 112 coated with the graphene 111 . ) and at least one metal electrode attached to one or both sides of both edges. Here, the graphene 111 is mixed with the carbon fiber layer 112 and coated. The carbon fiber layer 112 coated with graphene 111 becomes a heating element that radiates heat, and the metal electrode transmits a current to the carbon fiber layer 112 that radiates heat.

즉, 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)이 발열부가 되고, 금속 전극이 전극부가 된다. 이때, 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)은 적어도 하나의 금속 전극을 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 일면에 부착시키는 도전성 접착제가 함침된 적어도 하나의 함침영역을 포함한다.That is, the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111 becomes a heating part, and a metal electrode becomes an electrode part. At this time, the graphene 111-coated carbon fiber layer 112 has at least one impregnated region impregnated with a conductive adhesive for attaching at least one metal electrode to one surface of the graphene 111-coated carbon fiber layer 112 . includes

발열부의 역할을 하는 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)과 전극부의 역할을 하는 금속 전극이 각기 서로 다른 비저항을 가지고 있고, 이 저항차에 의해 인가된 전압이 감소하는 전압 강하 현상이 나타나고, 해당 접촉면에서의 단위면적당 발열량이 높아 발열 집중 현상이 발생할 수 있으나, 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 함침영역에 있는 도전성 접착제에 의해 발열 집중 현상이 해소된다. 이때, 도전성 접착제의 비저항이 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 비저항보다 낮고 금속 전극의 비저항보다 높은 것이 바람직하다.The carbon fiber layer 112 coated with graphene 111 serving as a heating part and the metal electrode serving as an electrode part have different specific resistances, and the voltage drop phenomenon in which the applied voltage decreases due to the difference in resistance appears, and the heat concentration phenomenon may occur due to the high amount of heat generated per unit area at the contact surface, but the heat concentration phenomenon is resolved by the conductive adhesive in the impregnated region of the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111 . In this case, it is preferable that the resistivity of the conductive adhesive is lower than the resistivity of the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111 and higher than the resistivity of the metal electrode.

구체적으로, 도전성 접착제는 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 내부로 함침되어 탄소섬유의 표면을 코팅하고, 해당 코팅면과 금속 전극의 일면을 부착시킴으로써, 금속 전극을 통해 인가된 전압을 통전할 수 있는 형태를 구성하며, 이에 전극부인 금속 전극의 저항과 발열부인 탄소섬유층(112)의 저항 사이에 중간 저항 구역이 되어 급격한 전압강하에 따른 발열 집중 현상을 최소화할 수 있게 된다. 즉, 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)은 함침영역의 전기 저항이 상기 함침영역을 제외한 비함침 영역의 전기 저항보다 낮게 되며, 금속 전극은 전기 저항이 상기 함침영역의 전기 저항보다 낮게 된다.Specifically, the conductive adhesive is impregnated into the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111 to coat the surface of the carbon fiber, and by attaching the coated surface and one surface of the metal electrode, the applied through the metal electrode is applied. It constitutes a form capable of conducting voltage, and thus, it becomes an intermediate resistance region between the resistance of the metal electrode, which is the electrode part, and the resistance of the carbon fiber layer 112, which is the heating part, so that it is possible to minimize the heat concentration phenomenon due to a sudden voltage drop. That is, in the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111, the electrical resistance of the impregnated region is lower than the electrical resistance of the non-impregnated region except for the impregnated region, and the metal electrode has an electrical resistance higher than the electrical resistance of the impregnated region. goes low

금속 전극은 미미한 전압 강하 아래에서 전자를 원거리까지 운반하고, 함침영역에 함침되어 있는 도전성 접착제는 탄소섬유보다 빠르게 전자를 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 내부까지 이동시키고, 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)이 전자를 균일하게 받아들여 발열부로 작동하게 된다. 이에, 종래의 카본 블랙을 사용하는 면상 발열체와 달리 금속 전극과 발열체인 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 사이에 별도의 층을 만들 필요가 없으며, 별도의 층으로 전도성이 우수한 실버 페이스트를 사용할 필요도 없다.The metal electrode transports electrons to a long distance under a slight voltage drop, and the conductive adhesive impregnated in the impregnated region moves electrons faster than the carbon fiber to the inside of the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111, The carbon fiber layer 112 coated with the fins 111 uniformly accepts electrons to operate as a heating unit. Therefore, unlike the conventional planar heating element using carbon black, there is no need to create a separate layer between the metal electrode and the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111, which is a heating element, and has excellent conductivity as a separate layer. There is no need to use silver paste.

탄소섬유층(112)은 발열부의 역할을 하며, 탄소섬유를 포함하는 다발 또는 탄소섬유를 포함하는 천으로 이루어질 수 있다. 탄소섬유 천은 탄소섬유를 포함하는 부직포, 펠트, 직물, 시트 등 면상의 형태로 구성된 것을 사용할 수 있다. 또한, 탄소섬유 천은 탄소섬유 다발을 금속 전극 방향에 수직하거나 수직에 가깝게 병렬로 다수 배열한 것일 수 있다. 그리고, 탄소섬유 다발은 금속 전극에 더 넓은 면적으로 부착하기 위해서 일정 폭으로 펼친 것을 사용할 수도 있으며, 금속 전극과 접촉하는 부분에서만 넓게 펼친 것을 사용할 수도 있다.The carbon fiber layer 112 serves as a heating part, and may be made of a bundle including carbon fibers or a cloth including carbon fibers. Carbon fiber cloth may be used in the form of a nonwoven fabric containing carbon fibers, felt, fabric, sheet, etc. in the form of cotton. In addition, the carbon fiber cloth may be one in which a plurality of carbon fiber bundles are arranged in parallel or perpendicular to the direction of the metal electrode. In addition, the carbon fiber bundle may be used that is spread to a certain width in order to attach to a larger area to the metal electrode, or may be spread widely only in a portion in contact with the metal electrode.

여기에서 탄소섬유는 PAN계(폴리아크릴로니트릴계), 피치계, 레이온계뿐만 아니라, 섬유상을 가진 코탄소함유 소재를 사용할 수 있다. 이러한 탄소섬유는 1차원적으로 신장된 구조를 가질 수 있으며, 탄소섬유의 섬유 길이에 특별한 제한이 없음은 물론이다.Here, the carbon fiber may be a PAN-based (polyacrylonitrile-based), pitch-based, or rayon-based material, as well as a fibrous co-carbon-containing material. These carbon fibers may have a one-dimensionally elongated structure, and of course, there is no particular limitation on the fiber length of the carbon fibers.

탄소섬유의 섬유 길이가 길어지면 도전성, 강도 등이 향상되는데 반해, 탄소섬유의 섬유 길이가 지나치게 길면 탄소섬유의 분산성이 떨어질 수 있다. 또한, 섬유 길이가 너무 짧은 경우에는 섬유간 결합력이 저하되어 형태 안정성이 떨어질 수 있다. 그러므로, 적절한 길이의 탄소섬유를 사용해야 하며, 평균 섬유 길이는 사용될 탄소섬유의 종류와 섬유 직경에 따라 다를 수 있다. 또한, 탄소섬유의 섬유 직경이 지나치게 크면 공극의 크기가 너무 커질 수 있고, 섬유 직경이 너무 작으면 가공성이 떨어져 바인더에 의한 결합이 어려울 수 있으므로, 평균 섬유 직영이 적절한 탄소섬유를 사용할 수 있다.When the fiber length of the carbon fiber becomes longer, conductivity, strength, etc. are improved, whereas when the fiber length of the carbon fiber is too long, the dispersibility of the carbon fiber may be deteriorated. In addition, when the fiber length is too short, the bonding force between the fibers may be lowered, and thus shape stability may be deteriorated. Therefore, it is necessary to use a carbon fiber of an appropriate length, and the average fiber length may vary depending on the type of carbon fiber to be used and the fiber diameter. In addition, if the fiber diameter of the carbon fiber is too large, the size of the pores may be too large, and if the fiber diameter is too small, the processability is poor, and bonding by a binder may be difficult, so that an average fiber direct management suitable carbon fiber may be used.

예를 들면, 탄소섬유 천의 일례로, 부직포 형태로 약 1~30 mm 길이로 잘려진 촙 상태의 탄소섬유를 사용하여 바인더를 첨가하고, 습식(wet-laid) 장치를 통해 탄소섬유 부직포를 제조할 수 있다. 이때, 바인더로는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF)로 대표되는 우레탄기, 에폭시기, 카르복실기, 카르보닐기, 아크릴기, 히드록시기, 에스테르기, 에테르기, 비닐아세테이트기, 아미드기, 이미드기, 말레인산기를 포함하는 유기계 바인더 혹은 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTEE), 스티렌부타디엔러버(SBR), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 및 폴리비닐알코올(PVA) 등 수계 바인더를 제조 용도에 맞게 선택적으로 사용할 수 있으며, 그 함량은 사용된 탄소섬유의 함량 및 제조하고자 하는 탄소섬유 천의 두께 및 전도도를 고려하여 정할 수 있다. 이때, 분산 안정성을 높이는 점도 향상의 목적으로 셀루롤스, 커드란, 타마린드, 젤라틴, 구아검, 펙틴, LBG, 카라기난, 곤약, 알긴산, 아라빅, 젤란, 잔탄 등을 추가하여 사용할 수 있다.For example, as an example of carbon fiber cloth, a binder is added using chopped carbon fibers cut into a length of about 1 to 30 mm in the form of a nonwoven fabric, and a carbon fiber nonwoven fabric is manufactured through a wet-laid device. can In this case, the binder includes a urethane group, an epoxy group, a carboxyl group, a carbonyl group, an acryl group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, a vinyl acetate group, an amide group, an imide group, and a maleic acid group represented by polyvinylidene fluoride (PVdF). Organic binders or water-based binders such as polyvinylpyrrolidone (PVP), polytetrafluoroethylene (PTEE), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC) and polyvinyl alcohol (PVA) can be selected according to the manufacturing purpose and the content can be determined in consideration of the content of the carbon fiber used and the thickness and conductivity of the carbon fiber cloth to be manufactured. In this case, cellulose, curdlan, tamarind, gelatin, guar gum, pectin, LBG, carrageenan, konjac, alginic acid, arabic, gellan, xanthan, etc. may be added for the purpose of improving the viscosity to increase dispersion stability.

상기 탄소섬유는 공정상 상대적으로 밀도가 높은 조밀부와 밀도가 낮은 소밀부가 임의적으로 형성되기 때문에 본 발명에서는 이를 보완하기 위해 그래핀(111)이 사용된다. 탄소섬유에 그래핀(111) 혼합시 밀도가 균일하게 분산되어 다양한 발열특성을 가질 수 있다.In the present invention, graphene 111 is used to compensate for this because the carbon fiber is arbitrarily formed in a dense portion having a relatively high density and a dense portion having a low density in the process. When the graphene 111 is mixed with the carbon fiber, the density is uniformly dispersed, so that it can have various exothermic characteristics.

상기 그래핀(111)은 탄소 원자로 이루어져 있으며 원자 1개의 두께로 이루어진 얇은 막으로서 탄소나노튜브, 폴러린(Fullerene)처럼 원자번호 6번인 탄소로 구성된 나노물질이다. 그래핀(111)은 물리적, 화학적 안정성이 높다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있고, 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 또한, 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다.The graphene 111 is a thin film made of carbon atoms and having a thickness of one atom, and is a nanomaterial composed of carbon having an atomic number of 6, such as carbon nanotubes and fullerene. Graphene 111 has high physical and chemical stability. It conducts electricity 100 times better than copper, can move electrons more than 100 times faster than single crystal silicon, which is mainly used as a semiconductor, and is 200 times stronger than steel, and more than twice that of diamond, which boasts the best thermal conductivity. High thermal conductivity. In addition, it has excellent elasticity and does not lose its electrical properties even when stretched or bent.

또한, 그래핀(111)은 그래핀(GP)이거나 혹은 산화물 상태의 그래핀 산화물(GO)이거나, 혹은 이 그래핀 산화물(GO)이 환원된 상태의 그래핀(RFO)이 사용되며, 10~3,000㎡/g의 표면적을 가지고 탄성계수는 800~1,300GPa, 인장강도는 100~150GPa로 구성된다.In addition, the graphene 111 is graphene (GP) or graphene oxide (GO) in an oxide state, or graphene (RFO) in a reduced state of the graphene oxide (GO) is used, 10 ~ It has a surface area of 3,000 m2/g, has an elastic modulus of 800 to 1,300 GPa, and a tensile strength of 100 to 150 GPa.

본 발명에서 그래핀(111)은 얇은 막 형태 또는 탄소섬유층(112) 내에서 골고루 혼합이 잘되도록 하기 위해 액상으로 사용되어질 수도 있다.In the present invention, the graphene 111 may be used in the form of a thin film or in a liquid form in order to be evenly mixed in the carbon fiber layer 112 .

금속 전극은 구리, 알루미늄, 은(Silver), 니켈, 주석 등을 포함하는 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 모양은 리본 또는 선 형태일 수 있다. 선 형태는 구리 와이어나 은도금 구리 와이어를 사용할 수 있다. 리본 형상은 두께 3~100μm 정도일 수 있다.The metal electrode may be formed of a metal including copper, aluminum, silver, nickel, tin, or an alloy thereof. Also, the shape may be in the form of a ribbon or a line. The wire form may use a copper wire or a silver-plated copper wire. The ribbon shape may have a thickness of about 3 to 100 μm.

함침영역은 도전성 접착제를 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 내부까지 함침시켜 형성되고, 금속 전극의 일면에 부착된다. 발열부인 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)에 함침되고 전극부인 금속 전극에 접착되는 도전성 접착제의 경우, 금속 전극보다는 높고 탄소섬유층(112)보다는 낮은 비저항 수준을 가질 수 있도록 조성된 도전성 필러가 포함된 접착제이다. 구체적으로, 부직포, 펠트, 시트 등의 형태로 이루어진 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 밀도, 두께 및 기공률 등의 상태에 따라 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 내부로 함침될 수 있는 수준의 10~15,000 cps의 점도를 가진 도전성 접착제를 사용할 수 있다.The impregnated region is formed by impregnating the conductive adhesive to the inside of the graphene 111-coated carbon fiber layer 112, and is attached to one surface of the metal electrode. In the case of a conductive adhesive that is impregnated in the carbon fiber layer 112 coated with graphene 111, which is a heating part, and is adhered to a metal electrode, which is an electrode part, the conductive adhesive is higher than the metal electrode and has a specific resistance level lower than that of the carbon fiber layer 112. It is an adhesive with fillers. Specifically, the graphene 111-coated carbon fiber layer 112 according to the state such as the density, thickness and porosity of the graphene 111-coated carbon fiber layer 112 in the form of a nonwoven fabric, felt, sheet, etc. It is possible to use a conductive adhesive having a viscosity of 10 to 15,000 cps at a level that can be impregnated into the interior of the

여기에서, 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 일부 영역에 함침되는 도전성 접착제는 1~85 중량%의 용제, 0.1~15 중량%의 폴리머 바인더, 1~55 중량%의 도전성 필러를 포함할 수 있다. 각 조성물의 사용량은 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)과 금속 전극의 저항을 고려하여 도전성 접착제의 비저항의 범위, 그래핀(111)이 코팅된 탄소섬유층(112)의 밀도 및 기공률 등을 고려하여 점도 등 목적에 적합하도록 사용될 수 있다. 폴리머 바인더의 경우, 아크릴레이트 수지, 에폭시 수지, 폴리에스터, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리이미드 및 폴리에테르 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 도전성 필러는 탄소나노튜브, 카본블랙, 분쇄탄소섬유 및 금, 은, 구리 등과 같은 금속분말이 사용될 수 있다. 또한, 용제로는 주로 물이나 알코올, 아세톤, N-메틸피롤리돈(NMP), 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등과 같은 유기 용제들이 사용될 수 있다.Here, the conductive adhesive impregnated in a portion of the graphene 111-coated carbon fiber layer 112 is 1 to 85 wt% of a solvent, 0.1 to 15 wt% of a polymer binder, and 1 to 55 wt% of a conductive filler may include. The amount of each composition used is the range of specific resistance of the conductive adhesive in consideration of the resistance of the graphene 111-coated carbon fiber layer 112 and the metal electrode, the density and porosity of the graphene 111-coated carbon fiber layer 112 It can be used to suit the purpose, such as viscosity, in consideration of the like. The polymer binder may include at least one selected from acrylate resin, epoxy resin, polyester, polyurethane, polycarbonate, polyamide, polyimide, and polyether. In addition, as the conductive filler, carbon nanotubes, carbon black, pulverized carbon fibers, and metal powders such as gold, silver, and copper may be used. In addition, organic solvents such as water, alcohol, acetone, N-methylpyrrolidone (NMP), ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin may be used as the solvent.

또한, 우수한 전기적 성능과 높은 함침율을 위해, 도전성 접착제에 단층벽 또는 다층벽으로 이루어진 탄소나노튜브를 혼합할 수 있다. 예를 들어, 탄소나노튜브의 적정 혼합량은 도전성 접착액을 250도로 건조시킨 후의 고형분 중 7중량(wt)% 이상으로 할 수 있다.In addition, for excellent electrical performance and high impregnation rate, carbon nanotubes having a single-wall or multi-walled wall may be mixed with the conductive adhesive. For example, the appropriate mixing amount of the carbon nanotubes may be 7 weight (wt)% or more of the solid content after drying the conductive adhesive solution at 250 degrees.

온도 감지 센서(120)는 설정된 시간(예를 들면 수 초 이내)동안 쿠션부(100) 내에 내재된 발열체(110)의 온도를 측정하여 제어부(160)에 제공할 수 있다.The temperature sensor 120 may measure the temperature of the heating element 110 embedded in the cushion unit 100 for a set time (eg, within a few seconds) and provide it to the controller 160 .

제어부(160)는 온도 감지 센서(120)로부터 측정된 온도를 바탕으로 커넥터(130)에서 발열체(110)로 전류 공급을 자동으로 제어할 수 있다. 제어부(160)는 온도 감지 센서(120)에서 설정된 온도정보를 수신하면, 온도정보에 대응하는 필요 전력량을 계산하고, 계산된 전력량이 공급되도록 제어할 수 있다.The controller 160 may automatically control the supply of current from the connector 130 to the heating element 110 based on the temperature measured by the temperature sensor 120 . When the temperature information set by the temperature sensor 120 is received, the controller 160 may calculate a required amount of power corresponding to the temperature information and control the calculated amount of power to be supplied.

예를 들면, 제어부(160)는 커넥터(130)에 의해 연결된 휴대용 배터리의 온/오프(on/of) 제어를 수행할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 휴대용 배터리를 사용하는 것을 예를 들어 설명하였으나, 휴대용 배터리 이외에 자동차 시거 잭 또는 가정용 콘텐트를 사용할 수도 있다. 이를 위하여 쿠션부(100)는 하단에 발열체(110)와 연결되도록 하는 USB 포트, 시거 잭 포트, 가정용 전력케이블 포트 등을 구비할 수 있다.For example, the controller 160 may perform on/off control of the portable battery connected by the connector 130 . In the embodiment of the present invention, the use of a portable battery has been described as an example, but in addition to the portable battery, a car cigar jack or home content may be used. To this end, the cushion unit 100 may be provided with a USB port, a cigar jack port, a home power cable port, etc. to be connected to the heating element 110 at the bottom.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims

a cushion unit with a built-in heating element;
a temperature sensor attached to the heating element;
A control unit for automatically controlling the supply of current to the heating element based on the temperature measured by the temperature sensor;
The cushion part is divided into a plurality of sections and folded,
The heating element is included in some of the plurality of sections
portable cushion.

According to claim 1,
The heating element is a portable cushion, characterized in that detachable from the cushion part.

According to claim 1,
The cushion part has a built-in latent heat material and uses the heat transferred from the heating element to maintain the temperature.

According to claim 1,
The heating element is a portable cushion, characterized in that the carbon fiber or carbon fiber and graphene mixture.

According to claim 1,
The heating element is a portable cushion, characterized in that a linear heating element or a planar heating element.