KR101558514B1 - 발열 담요 - Google Patents

Abstract

탄소섬유와 마섬유를 직조한 발열체를 이용하여 유연성이 높은 발열 담요를 제공한다. 발열 담요는, i) 내부에 중공형 공간이 형성되고, 일측이 개구된 외피, ii) 중공형 공간과 접하고, 둘 이상의 수납부들이 형성된 내피, 및 iii) 수납부들 내에 수용되는 플렉서블 발열 패드를 포함한다. 발열 패드는, i) 외부 전원과 연결되어 전력을 공급받고, 제1 방향으로 길게 뻗은 한 쌍의 금속 전극, ii) 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗고, 한 쌍의 금속 전극을 상호 연결하는 복수의 도전성 복합형 씨실들, iii) 제1 방향으로 길게 뻗고, 씨실들과 상호 교차하여 함께 직조된 복수의 단일형 날실들, 및 iv) 금속 전극, 복수의 도전성 복합형 씨실들 및 복수의 단일형 날실들을 둘러싸는 커버 부재를 포함한다. 씨실들의 탄성 회복률과 날실들의 탄성 회복률의 차는 10% 이하이며, 수납부들은 상호 이격되어 나란히 형성되고, 수납부들은 그 가장자리에 형성되어 길게 뻗은 인입구를 포함하고, 인입구를 통하여 발열 패드를 삽입하도록 적용된다.

Description

발열 담요 {HEATING BLANKET}

본 발명은 발열 담요에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 탄소섬유와 마섬유를 직조한 발열체를 이용한 발열 담요에 관한 것이다.

발열 담요는 발열을 필요로 하는 야외와 가정 등의 다양한 곳에서 활용 된다. 발열 담요는 발열원으로 니크롬과 구리 등의 발열선을 이용한다. 그러나 니크롬과 구리 발열선을 사용하는 경우 단락 현상으로 인하여 화재가 발생할 수 있다.

화재 발생 위험을 줄이기 위해 절연 부재를 이용한 발열 담요, 예를 들면 우레탄 발열 담요가 사용될 수 있다. 그러나 우레탄 발열 담요는 낮은 유연성을 가지므로, 발열선이 단선되거나 단락이 발생할 수 있다. 또한, 우레탄 발열 담요는 습기에 약하여 합선이 발생할 수 있다.

탄소섬유와 마섬유를 직조한 발열체를 이용하여 유연성이 높은 발열 담요를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발열 담요는 i) 내부에 중공형 공간이 형성되고, 일측이 개구된 외피, ii) 중공형 공간과 접하고, 둘 이상의 수납부들이 형성된 내피, 및 iii) 수납부들 내에 수용되는 플렉서블 발열 패드를 포함한다. 발열 패드는, i) 외부 전원과 연결되어 전력을 공급받고, 제1 방향으로 길게 뻗은 한 쌍의 금속 전극, ii) 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗고, 한 쌍의 금속 전극을 상호 연결하는 복수의 도전성 복합형 씨실들, iii) 제1 방향으로 길게 뻗고, 씨실들과 상호 교차하여 함께 직조된 복수의 단일형 날실들, 및 iv) 금속 전극, 복수의 도전성 복합형 씨실들 및 복수의 단일형 날실들을 둘러싸는 커버 부재를 포함한다. 씨실들의 탄성 회복률과 날실들의 탄성 회복률의 차는 10% 이하이며, 수납부들은 상호 이격되어 나란히 형성되고, 수납부들은 그 가장자리에 형성되어 길게 뻗은 인입구를 포함하고, 인입구를 통하여 발열 패드를 삽입하도록 적용된다.

씨실들의 평균 탄성 회복률은 55% 내지 65%일 수 있다. 단일형 날실들 중 하나 이상의 날실은 마를 포함하고, 마는 아마(flax), 저마(ramie), 대마(hemp) 및 황마(jute)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다. 씨실들의 탄성 회복률과 날실들의 탄성 회복률의 차는 5% 이하일 수 있다. 단일형 날실들은 상호 이격되어 형성되고, 단일형 날실들간의 간격은 1cm 내지 1.5cm일 수 있다.

복수의 도전성 복합형 씨실들은, i) 섬유를 포함하는 코어, 및 ii) 코어의 외표면에 코팅된 탄소층을 포함할 수 있다. 탄소층의 두께는 0.56mm 내지 0.58mm일 수 있다. 복수의 도전성 복합형 씨실들과 한 쌍의 금속 전극을 상호 연결하는 본딩부를 더 포함하고, 본딩부는 카본, 방수제 및 우레탄을 포함할 수 있다. 각 수납부 내의 수납 공간은 상호 멀어지는 방향을 향하여 인입구를 통해 개구될 수 있다.

인입구의 개구 방향은 제1 방향 또는 제2 방향이고, 인입구의 개구 방향이 제1 방향인 경우, 수납부의 제1 방향의 길이는 수납부의 제2 방향의 길이보다 크고, 인입구의 개구 방향이 제2 방향인 경우, 수납부의 제2 방향의 길이가 수납부의 제1 방향의 길이보다 클 수 있다. 수납부의 제2 방향의 길이가 수납부의 제1 방향의 길이보다 큰 경우, 수납부는 상호 이격되어 3개 이상 나란히 형성될 수 있다. 수납부는 인입구와 이격되고 수납 공간을 외부와 연통시키는 슬릿형 인출구를 더 포함하고, 발열 패드는 금속 전극와 외부 전원을 상호 연결하는 전원선을 더 포함하고, 전원선은 인출구를 관통하여 인출될 수 있다.

외피는 i) 제1 지퍼부가 형성된 제1 가장자리부, ii) 제1 지퍼부와 상호 맞물리도록 적용된 제2 지퍼부가 형성된 제2 가장자리부, 및 iii) 제1 지퍼부의 일단과 제2 지퍼부의 일단에 설치되어 외피가 반으로 접히면서 제1 지퍼부와 제2 지퍼부를 상호 결합시키도록 적용된 지퍼 손잡이를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 담요는, i) 내부 공간이 형성되고, 일측이 개구된 커버, ii) 내부 공간에 삽입되는 보온재, 및 iii) 커버와 보온재 사이에 위치하는 플렉서블 발열 패드를 포함한다. 발열 패드는, i) 외부 전원과 연결되어 전력을 공급받고, 제1 방향으로 길게 뻗은 한 쌍의 금속 전극, ii) 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗고, 한 쌍의 금속 전극을 상호 연결하는 복수의 도전성 복합형 씨실들, iii) 제1 방향으로 길게 뻗고, 씨실들과 상호 교차하여 함께 직조된 복수의 단일형 날실들, 및 iv) 금속 전극, 복수의 도전성 복합형 씨실들 및 복수의 단일형 날실들을 둘러싸고, 그 가장자리에 형성된 지퍼부를 포함하는 커버 부재를 포함한다. 씨실들의 탄성 회복률과 날실들의 회복률의 차는 10% 이하일 수 있다.

보온재는, i) 제2 방향을 따라 길게 뻗어 형성되고, 지퍼부에 대응하는 또다른 지퍼부, 및 ii) 또다른 지퍼부에 결합되어 또다른 지퍼부를 따라 상호 반대 방향으로 이동하면서 지퍼부와 또다른 지퍼부를 상호 결합시키도록 적용된 한 쌍의 지퍼 손잡이들을 포함할 수 있다. 커버는 제2 방향을 따라 길게 뻗어 형성되고, 지퍼부에 대응하는 커버 지퍼를 더 포함하고, 커버 지퍼는 지퍼부와 상호 결합되도록 적용될 수 있다.

접어서 사용해도 고장이 없고 지속적으로 사용 가능한 발열 담요를 제공할 수 있다. 따라서 야외에서 취침시에 사용하는 침낭 등에 적용하여 추위에도 따뜻한 잠자리를 제공할 수 있다. 또한, 발열체를 쉽게 탈착할 수 있고, 발열체에 연결되는 전원부의 위치를 상하좌우 사용자가 원하는 위치에 놓을 수 있으므로, 사용하기가 간편하여 사용하기에 편리하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발열 담요를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 발열 담요가 펼쳐진 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 발열 담요가 전원 장치와 연결되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 발열 패드를 부분적으로 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발열 담요를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발열 담요를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발열 담요를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발열 담요를 나타낸 개략적인 도면이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서 사용되는 "발열 담요"라는 용어는 사람이 보온 등을 위해 깔거나 덮는 모든 객체를 의미하는 것으로 해석된다. 따라서 발열 담요는 발열을 위해 사용하는 이불, 담요, 커버, 침낭, 매트, 매트리스 등의 모든 객체를 포함하는 것으로 해석된다.

또한, 이하에서 사용하는 "복합형"의 용어는 상업적으로 유통되는 둘 이상의 소재가 합쳐져서 이루어진 상태를 의미한다. 그리고 "단일형"이라는 용어는 상업적으로 유통되는 단일의 소재로 이루어진 상태를 의미한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발열 담요(100)를 개략적으로 나타낸다. 도 1의 발열 담요(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 발열 담요(100)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 발열 담요(100)는 외피(10), 내피(20) 및 플렉서블 발열 패드(30)를 포함한다. 이외에, 발열 담요(100)는 필요에 따라 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있다.

도 1의 발열 담요(100)는 y축 방향으로 뒤쪽이 막힌 침낭 형태를 가지므로, 외피(10)의 내부에는 중공형 공간이 형성된다. 외피(10)는 오리털 등을 사용하여 누빔 처리하므로, 방한에 유용하다. 또는, 야외 활동에 적합하도록 외피(10)를 방수 기능과 발수 기능을 가진 고어텍스 등의 소재로 제조할 수도 있다. 그리고 외피(10)에는 UV 코팅 또는 아크릴 코팅 등을 실시하여 차광 효과를 얻을 수 있다.

외피(10)는 제1 가장자리부(101), 제2 가장자리부(103) 및 지퍼 손잡이(105)를 포함하고, 외피(10)의 y축 방향 일측은 사람이 들어갈 수 있게 개구된다. 한편, 제1 가장자리부(101)에는 제1 지퍼부(1011)가 형성되고, 제2 가장자리부(103)에는 제2 지퍼부(1031)가 형성된다. 도 1에는 지퍼 손잡이(105)를 도시하였지만 지퍼(zipper), 벨크로(velcro) 및 암수가 형성된 결합 장치 등을 이용하여 제1 지퍼부(1011)와 제2 지퍼부(1031)를 열고 닫을 수 있다. 제1 지퍼부(1011)와 제2 지퍼부(1031)는 또다른 발열 담요의 지퍼부와 연결하여 좀더 큰 사이즈로 사용할 수도 있다. 따라서, 사용자는 필요에 따라 발열 담요(100)를 1인용에서 다인용까지 다양하게 사용할 수 있다.

내피(20)는 외피(10)의 내부 중공형 공간과 접하여 위치한다. 내피(20)는 발열 담요(100)의 보온성을 높이기 위해 겹겹이 형성될 수 있다. 외피(10)와 내피(20) 사이에는 솜 등의 보온재가 함유될 수 있다. 내피(20)의 표면에는 수납부들(201, 202)이 형성되고, 수납부들(201, 202)은 2개 이상으로 형성될 수 있다. 2개의 발열 패드들(30)은 각각 수납부들(201, 202)에 수납되어 발열 담요(100)를 사용하는 사람을 따뜻하게 해 줄 수 있다. 2개의 발열 패드들(30)을 사용하므로, 각 발열 패드(30)에 사람이 누워서 발열 담요(100)를 2인용으로 사용할 수 있다. 발열 패드(30)는 전원 장치(40)(도 2에 도시)와 전기적으로 연결된다. 이하에서는 도 2를 통하여 발열 담요(100)의 내부 구조를 좀더 상세하게 설명한다.

도 2는 도 1의 발열 담요(100)가 개방된 상태를 개략적으로 나타낸다. 즉, 도 2에는 설명을 위하여 외피(10)를 제거한 발열 담요(100)의 내부 구조를 상세하게 도시한다. 한편, 도 2의 확대원에는 발열 담요(100)의 전원선(401)과의 연결 상태를 나타낸다.

도 2에 도시한 바와 같이, 내피(20)에는 수납부들(201, 202)이 형성된다. 수납부들(201, 202)은 내피(20)가 길게 뻗은 방향, 즉 y축 방향으로 길게 뻗어 있다. 수납부들(201, 202)은 측면 가장자리에 인입구들(2011, 2021)을 형성한다. 인입구들(2011, 2021)은 y축 방향으로 길게 뻗어 있으며, 수납부들(201, 202)의 y축 방향의 길이는 x축 방향의 길이보다 크다.

만약, 인입구들(2011, 2021)이 수납부들(201, 202)의 상측 또는 하측 가장자리 즉, x축 방향을 따라 형성되는 경우, 발열 패드(30)를 수납부들(201, 202)에 수납하기 어려울 수 있다. 즉, 이 경우, 사용자가 발열 패드(30)를 수납부들(201, 202)에 잘 펴진 상태로 수납하기 위하여 발열 패드(30)를 길게 밀어 넣어야 하므로, 발열 패드(30)가 울거나 구부러져서 잘 삽입되지 않을 수 있다. 따라서 도 2에 도시한 바와 같이, 수납부들(201, 202)내의 수납 공간은 상호 멀어지는 방향으로 인입구들(2011, 2021)을 통해 개구되는 것이 바람직하다.

수납부들(201, 202)은 발열 패드(30)를 안정적으로 수납하기 위해 내피(20)와 연결된 수납 고정 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 내피(20)에는 전원 장치(40)와 온도 제어 장치(50)를 수납하는 장치 수납 공간(미도시)이 설치될 수 있다.

외피(10) 또는 내피(20)가 더러워져서 세탁해야 되는 경우, 예를 들면 발열 담요(100)를 캠핑용 침낭으로 사용한 경우, 먼저 발열 패드(30)를 수납부들(201, 202)에서 쉽게 빼낼 수 있다. 즉, 발열 패드(30)를 발열 담요(100)와 분리시켜서 발열 담요(100)만 세탁하여 발열 패드(30)가 젖어서 파손되지 않도록 할 수 있다.

도 2의 확대원에 도시한 바와 같이, 수납부들(201, 202)에는 인입구들(2011, 2021)과 이격되어 형성된 인출구(2013)가 형성된다. 발열 패드(30)와 연결된 전원선(401)은 인출구(2013)를 통하여 수납부(201) 밖으로 인출된다. 따라서 전원선(401)이 수납부들(201, 202)에 자주 닿아서 수납부들(201, 202)이 찢어질 수 있지만, 가장자리가 누빔처리되어 견고한 인출구(2013)에 의해 그 이동이 제한되므로, 수납부들(201, 202)이 찢어지지 않고 그 내구성을 잘 유지할 수 있다. 또한, 인출구(2013)는 외풍이 통과하지 않도록 슬릿형으로 형성한다. 따라서 인출구(2013)에 외풍이 유입될 공간을 최소화하여 발열 담요의 보온성을 최대화할 수 있다. 한편, 발열 패드(30)는 전원선(401)을 통해 전원 장치(40)와 안정적으로 연결되어 전력을 공급받을 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발열 담요(100)가 전원 장치(40) 및 온도 제어 장치(50)와 연결된 상태를 개략적으로 나타낸다. 이하에서는 도 3을 통하여 발열 담요(100)가 전원 장치(40) 및 온도 제어 장치(50)와 연결되어 발열 패드(30)가 발열되는 과정을 좀더 상세하게 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 발열 패드(30)의 금속 전극(301)은 전원선(401)을 통하여 전원 장치(40) 및 온도 제어 장치(50)와 연결된다. 발열 패드(30)에는 온도 센서(501)가 설치되므로, 온도 센서(501)가 발열 패드(30)의 온도를 감지하여 온도 제어 장치(50)로 전송한다. 측정된 발열 패드(30)의 온도는 온도 제어 장치(50)에 디스플레이된다. 온도 제어 장치(50)는 타이머 기능과 발열 예약 기능 등을 포함하여 사용자가 발열 담요(100)(도 2에 도시)를 쉽게 사용하도록 해 준다. 한편, 전원선(401)은 내피(20)(도 2에 도시)에 형성된 장치 수납 공간(미도시)에 수납될 수 있다.

전원 장치(40)는 발열 패드(30)의 발열에 필요한 전력을 공급한다. 전원 장치(40)는 집의 콘센트 등에 꽂아서 작동시키거나 휴대용 건전지 등으로 작동시킬 수 있다. 이 경우, 야외에서도 발열 담요(100)를 사용할 수 있다. 이하에서는 도 4를 통하여 도 3의 발열 패드(30)의 구조를 좀더 상세하게 설명한다.

도 4는 도 3의 발열 패드(30)를 부분적으로 나타내고, 도 4의 확대원에는 도전성 복합형 씨실들(303)을 확대하여 나타낸다. 도 4의 발열 패드(30)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 발열 패드(30)의 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 발열 패드(30)는 한 쌍의 금속 전극들(301), 씨실들(303), 날실들(305) 및 본딩부(309)를 포함한다. 금속 전극(301)은 전원 장치(40)(도 3에 도시)와 전기적으로 연결되어 씨실들(303)에 전력을 인가한다.

한 쌍의 금속 전극들(301)은 y축 방향으로 길게 뻗어 있다. 한 쌍의 금속 전극들(301)은 구리 또는 니켈 등의 소재로 제조될 수 있다. 금속 전극들(301)은 박막 또는 봉 형태 등으로 제조할 수 있다.

씨실들(303)은 금속 전극(301)이 뻗은 방향과 교차하는 방향인 x축 방향으로 길게 뻗어 있다. 도 4의 확대원에 도시한 바와 같이, 씨실들(303)은 섬유를 포함하는 코어(3031)와 탄소층(3033)을 포함한다. 섬유로서 면사 등을 그 소재로 사용할 수 있다. 탄소층(3033)은 코어(3031)의 외표면에 코팅된다. 이 경우, 탄소층(3033)의 두께는 0.5mm 내지 0.6mm일 수 있다. 좀더 바람직하게는, 0.56mm 내지 0.58mm일 수 있다. 탄소층(3033)은 열경화성 수지에 도전성 탄소를 첨가한 후 압출하여 제조할 수 있다. 이 경우, 탄소층(3033)은 탄소의 육각고리 형태가 연속 연결된 층상 격자를 형성할 수 있다. 씨실들(303)은 그 표면에 탄소층(3033)을 포함하므로 도전성을 가진다. 또한, 씨실들(303)은 탄소층(3033)과 섬유의 복합형 구조로 되어 있다.

씨실들(303)은 한 쌍의 금속 전극들(301) 사이에 형성되어 금속 전극들(301)을 상호 연결한다. 즉, 금속 전극들(301)에 인가된 전원이 탄소층(3033)으로 공급되어 씨실들(303)이 발열한다. 탄소층(3033)은 종래의 발열체로 사용하는 구리선과 비교시, 화재의 위험성이 낮아 안전하다. 또한, 탄소층(3033)은 습기에 강하고 내충격성이 뛰어나므로 캠핑 등의 목적으로 야외에서 사용하는 발열 담요(100)에 적합하다. 그리고 탄소층(3033)은 씨실(303)에 어느 정도 탄성을 부여하여 발열 패드(30)의 강도와 유연성을 높일 수 있다.

날실들(305)은 씨실들(303)이 뻗은 방향과 교차하는 방향인 y축 방향으로 길게 뻗어 씨실들(303)과 상호 교차해 직조된다. 발열 패드(30)는 씨실들(303)과 날실들(305)을 각각 두가닥으로 교차시키는 옥스포드 직조 방법 또는 씨실들(303)과 날실들(305)을 격자무늬로 직조하는 타프타 직조 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 이 경우, 발열 패드(30)의 강도가 커지므로, 강한 외력에 잘 견딜 수 있다. 한편, 발열 패드(30)는 커버 부재(미도시, 이하 동일)를 포함할 수 있다. 커버 부재는 씨실들(303)과 날실들(305)의 직조체를 둘러싸며, 실리콘 코팅 등을 통하여 방수 효과와 발수 효과를 향상시킨다. 날실들(305)은 아마(flax), 저마(ramie), 대마(hemp) 또는 황마(jute)로 이루어진다. 따라서 날실들(305)은 한 종류 또는 상호 유사한 마들로 된 단일형 구조를 가진다.

만약 탄소층을 포함하는 탄소사와 일반적인 원사를 이용하여 직조하는 경우, 탄소사와 원사의 탄성률의 차이가 발생한다. 이 경우, 직조 사이 사이가 울게 되어 직조체가 평평하지 못하게 된다. 따라서 마를 사용하여 이러한 현상을 방지할 수 있다. 즉, 날실들(305)의 소재인 마의 평균 탄성 회복율(average resilience percentage)을 이용하여 직조체를 평평하게 유지한다. 여기서, 마의 평균 탄성 회복율은 55% 내지 65%일 수 있다. 마의 평균 탄성 회복율이 너무 크거나 작은 경우, 씨실들(303)과 날실들(305)의 탄성률에 차이가 발생하여 직조체가 우는 현상이 발생할 수 있다. 그러므로 전술한 평균 탄성 회복율을 가지는 마를 사용하여 씨실들(303)의 탄소층(3033)의 평균 탄성 회복률과 비슷하게 맞춘다. 즉, 씨실들(303)의 평균 탄성 회복률과 날실들(305)의 평균 탄성 회복률의 차를 10% 이하로 조절한다. 그 결과, 발열 패드(30)가 울지 않고 항상 평평한 상태를 유지하므로, 발열 패드(30)를 수차례 접었다가 펴도 내구성에는 전혀 문제점이 발생하지 않는다. 좀더 바람직하게는, 씨실들(30)의 평균 탄성 회복률과 날실들(305)의 평균 탄성 회복률의 차를 5% 이하로 조절할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 날실들(305)은 상호 이격되어 형성되고, 날실들(305)의 이격 거리(d1)는 1cm 내지 1.5cm일 수 있다. 날실들(305)의 이격 거리가 너무 작거나 너무 큰 경우, 발열 패드(30)의 온도를 제어하기 어렵다. 따라서 이격 거리(d1)를 전술한 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 마를 함유한 날실들(305)은 작은 대전성을 가지므로, 정전기가 거의 발생하지 않는다. 따라서 발열 패드(30)에 전력이 인가되는 경우, 정전기에 의한 아크 발생을 미연에 차단할 수 있다. 또한, 날실들(305)은 마를 포함하므로, 내산성, 내알칼리성 및 박테리아 저항성을 가진다. 따라서 주로 캠핑 등 야외에서 사용되는 발열 담요(100)에 사용하기에 바람직하다.

본딩부(309)는 씨실들(303)과 한 쌍의 금속 전극들(301)을 견고하게 연결한다. 본딩부(309)는 방수제와 우레탄(urethane) 용액 등에 카본 등의 도전성 물질을 교반하여 제조할 수 있다. 이 경우, 방수제, 우레탄 용액 및 카본의 중량비를 500:10:1으로 설정할 수 있다. 교반 시간은 4시간 정도로 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발열 담요(200)를 개략적으로 나타낸다. 도 5의 발열 담요(200)는 수납부들(203, 204, 205)을 제외하고는 도 2의 발열 담요(100)와 동일하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 동일한 부분에 대해서는 편의상 그 상세한 설명을 생략한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 내피(20)는 수납부들(203, 204, 205)을 포함하고, 수납부들(203, 204, 205)은 3개 이상 형성된다. 여기서, 수납부들(203, 204, 205)의 가장자리에 형성된 인입구(2023)는 x축 방향으로 길게 뻗어 있다. 수납부들(203, 204, 205)의 x축 방향의 길이는 수납부들(203, 204, 205)의 y축 방향의 길이보다 더 크므로, 인입구(2023)를 통하여 발열 패드(30)를 탈착하기에 용이하다.

수납부들(203, 204, 205)은 제1 수납부(203), 제2 수납부(204) 및 제3 수납부(205)를 포함한다. 제1 수납부(203)는 사용자 신체의 상부와 접하고, 제2 수납부(204)는 사용자 신체의 중간부에 접하며, 제3 수납부(205)는 사용자 신체의 하부와 접할 수 있다. 여기서, 수납부들(203, 204, 205)에 삽입되는 각 발열패드들(30)은 전원 장치(40)에 각각 별개로 연결되어 각각 그 온도를 독립적으로 제어할 수 있다. 종래에는 발열체가 발열 담요에 단일형으로 내장되어 있어서 사용자가 원하는 부분만 선택하여 발열시킬 수 없었고 전체를 발열해야 했다. 그러나 발열 담요(200)를 사용하는 경우, 사용자가 발열 패드(30)를 수납부들(203, 204, 205)에 수납하여 그 온도를 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서 사용자의 어깨, 등, 다리 등 필요한 부분만 온도를 올려서 사용할 수 있으므로, 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.

한편, 도 5에는 도시하지 않았지만 발열 패드(30)는 수납부들(203, 204, 205) 이외에 다른 수납부들(미도시, 이하 동일)을 더 포함할 수 있다. 따라서 발열 패드(30)를 사용자가 원하는 발열 위치에 맞추어 또다른 수납부들에 삽입하여 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발열 담요(300)를 개략적으로 나타낸다. 도 6의 발열 담요(300)는 접이선(207)을 제외하고는 도 2의 발열 담요(100)와 동일하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 동일한 부분에 대해서는 편의상 그 상세한 설명을 생략한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 발열 담요(300)는 접이선(207)을 포함한다. 접이선(207)은 수납부들(201, 202)이 길게 뻗은 y축 방향을 따라 길게 뻗어 있고, 수납부(201)와 수납부(202) 사이의 중간에 형성된다. 접이선(207)을 기준으로 발열 담요(300)의 양쪽 면적은 상호 동일하게 형성되므로, 접이선(207)을 이용하여 발열 담요(300)를 쉽게 반으로 접을 수 있다.

제1 가장자리부(101)에는 제1 지퍼부(1011)와 지퍼 손잡이(105)가 설치되고, 제2 가장자리부(103)에는 제2 지퍼부(1031)가 설치된다. 따라서 사용자는 접이선(207)을 이용하여 발열 담요(300)를 반으로 접은 후, 제1 지퍼부(1011)와 제2 지퍼부(1031)를 상호 맞닿도록 하고 지퍼 손잡이(105)를 이용하여 제1 지퍼부(1011)와 제2 지퍼부(1031)를 상호 맞물릴 수 있다. 이 경우, 발열 담요(300)가 이중으로 사용자를 감싸므로, 발열 담요(300)를 1인용으로 더욱 따뜻하게 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발열 담요(400)를 개략적으로 나타낸다. 도 7의 확대원에는 보온재(601)와 커버 부재(70)가 결합되는 상태를 나타낸다. 도 7의 발열 담요(400)의 구조는 도 2의 발열 담요(100)의 구조와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 동일한 부분에 대해서는 편의상 그 상세한 설명을 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 발열 담요(400)는 커버(60)와 보온재(601)를 포함한다. 커버 부재(70)는 보온재(601)에 결합되고, 그 내부에는 발열 패드(30)를 삽입한다. 커버 부재(70)의 상측 가장자리에는 제2 지퍼부(703)가 형성되고, 그 상하좌우의 가장자리에는 인출구들(2015)이 형성된다.

커버(60)에는 내부 공간이 형성되고, 그 일측은 개구되어 있다. 따라서 솜 등을 보온재(601)로 사용하여 전술한 내부 공간에 삽입할 수 있다. 보온재(601)에는 x축 방향을 따라 길게 뻗은 제1 지퍼부(701)가 형성된다.

도 7의 확대원에 도시한 바와 같이, 제1 지퍼부(701)는 지퍼 손잡이들(705)을 이용하여 제2 지퍼부(703)와 상호 결합시킨다. 2개의 지퍼 손잡이들(705)을 도 7의 확대원의 화살표 방향, 즉 각각 x축 방향과 -x축 방향을 따라 상호 만나도록 이동시켜 보온재(601)와 커버 부재(70)를 상호 결합시킬 수 있다.

전원 장치(40)(도 2에 도시, 이하 동일)가 발열 담요(400)의 좌측에 위치하는 경우, 전원선(401)이 좌측 인출구들(707, 2015)을 차례로 통과하여 전원 장치(40)와 전기적으로 연결된다. 발열 담요(400)를 가정에서 사용하는 경우, 콘센트의 위치에 따라 상하좌우의 인출구들(2015)을 통하여 쉽게 전원선(401)을 외부로 인출해 사용할 수 있다. 한편, 발열 담요(400)는 지퍼부들(709, 7091, 7093)을 추가로 형성하여 사용자의 편리성을 높인다. 여기서 지퍼부들(709, 7091, 7093)은 제3 지퍼부(709), 제4 지퍼부(7091) 및 제5 지퍼부(7093)를 포함한다. 제3 지퍼부(709)는 필요에 따라 제1 지퍼부(701)와 결합시켜 커버 부재(70)를 보온재(601)에 결합시킬 수 있다. 또한, 보온재(601) 대신에 제4 지퍼부(7091) 또는 제5 지퍼부(7093)를 이용하여 커버 부재(70)를 커버(60)에 결합시킬 수도 있다.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발열 담요(500)를 개략적으로 나타낸다. 도 8의 발열 담요(500)의 구조는 도 7의 발열 담요(400)의 구조와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 동일한 부분에 대해서는 편의상 그 상세한 설명을 생략한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 발열 담요(500)는 커버(60)와 커버 지퍼(602)를 포함한다. 커버 지퍼(602)는 커버(60)에 형성된다. 커버 부재(70)에는 지퍼부(703)가 달려 있어서 커버 지퍼(602)와 결합한다. 즉, 지퍼 손잡이들(705)을 이용하여 커버 지퍼(602)와 지퍼부(703)를 결합시킬 수 있다. 커버(60)는 이불 또는 담요 커버를 그 예로 들 수 있다. 따라서, 발열 담요(500)를 사용하는 경우, 커버 지퍼(602)와 지퍼부(703)를 결합해 발열 담요(500)를 편리하게 사용할 수 있다. 한편, 커버 부재(70)의 상하좌우 모서리에 형성된 인출구들(2015)과 커버(60)의 상하좌우에 형성된 인출구들(707)을 이용하여 콘센트의 위치에 관계없이 전원선(401)을 외부로 인출할 수 있다. 따라서 발열 담요(500)를 용이하게 사용할 수 있다.

이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며. 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

발열 패드 직조체의 굽힘 실험

실험예 1

도 3과 동일한 구조를 가지는 씨실과 날실을 직조하여 발열 패드를 제조하였다. 씨실은 0.46mm 두께의 탄소층을 면사로 된 코어의 외표면에 코팅하여 제조하였다. 그리고 날실은 다양한 종류의 마를 사용하여 제조하였다. 제조한 씨실의 평균 탄성 회복률을 측정하였다. 씨실과 날실로 발열 패드를 제조한 후 데시케이터에 넣고, 데시케이터의 온도와 습도를 각각 20±2℃ 및 65±2%로 세팅하였다. 그리고 발열 패드를 KES-FB 시스템에 준하여 구김 하중을 5초간 유지시킨 후 제거하고, 이 과정을 10회 반복한 후 그 표면을 관찰하였다. 나머지 상세한 실험 과정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.

실험예 2

0.48mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 3

0.50mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 4

0.52mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 5

0.54mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 6

0.56mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 7

0.58mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 8

0.60mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 9

0.62mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

실험예 10

0.64mm 두께의 탄소층을 면사의 외표면에 코팅하였다. 나머지 실험 과정은 전술한 실험예 1과 동일하였다.

발열 패드 직조체의 굽힘실험결과

실험예 1 내지 실험예 10에 따라 제조한 발열 패드의 씨실과 날실의 평균탄성회복률의 차, 발열량 및 굽힘표면특징을 조사하여 하기의 표 1에 나타낸다.

표 1에 기재한 바와 같이, 탄소층의 두께가 작을수록 발열량이 작게 나타났다. 그리고 실험예 1 및 실험예 2에서는 발열 패드의 표면에 움 현상이 발생하여 굽힘 표면 특징이 좋지 않았다. 또한, 실험예 9 및 실험예 10에서는 발열 패드에 말림 현상이 발생하여 굽힘 표면 특징이 좋지 않았다. 반면에, 실험예 6 및 실험예 7처럼 탄소층의 두께와 평균탄성회복률의 차를 적절하게 조절한 경우, 적절한 발열량과 굽힘표면특징을 가지는 발열 패드를 제조할 수 있었다.

실험예	탄소층 두께	평균탄성회복률			발열량	굽힘표면특징
		씨실	날실	차
실험예 1	0.46mm	46%	58%	12%	少	불량
실험예 2	0.48mm	48%	61%	13%	少	불량
실험예 3	0.50mm	49%	58%	9%	中	다소 양호
실험예 4	0.52mm	51%	61%	10%	中	다소 양호
실험예 5	0.54mm	53%	61%	8%	中	다소 양호
실험예 6	0.56mm	55%	62%	7%	中	양호
실험예 7	0.58mm	58%	65%	7%	中	양호
실험예 8	0.60mm	61%	64%	3%	大	다소 양호
실험예 9	0.62mm	64%	65%	1%	大	불량
실험예 10	0.64mm	71%	65%	6%	大	불량

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

10. 외피
20. 내피
30. 발열 패드
40. 전원 장치
50. 온도 제어 장치
60. 커버
70. 커버 부재
101. 제1 가장자리부
103. 제2 가장자리부
105. 지퍼 손잡이
201, 202, 203, 204, 205. 수납부
207. 접이선
301. 금속 전극
303. 도전성 복합 씨실들
305. 단일형 날실들
309. 본딩부
401. 전원선
501. 온도 센서
601. 보온재
602. 커버 지퍼
603, 703, 1031. 제2 지퍼부
701, 1011. 제1 지퍼부
705. 지퍼 손잡이
707, 2013, 2015. 인출구
709, 7091, 7093. 지퍼부들
2011, 2021, 2023. 인입구
3031. 코어
3033. 탄소층

Claims (15)

1. 내부에 중공형 공간이 형성되고, 일측이 개구된 외피,
   상기 중공형 공간과 접하고, 둘 이상의 수납부들이 형성된 내피, 및
   상기 수납부들 내에 수용되는 플렉서블 발열 패드
   를 포함하고,
   상기 발열 패드는,
   외부 전원과 연결되어 전력을 공급받고, 제1 방향으로 길게 뻗은 한 쌍의 금속 전극,
   상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗고, 상기 한 쌍의 금속 전극을 상호 연결하는 복수의 도전성 복합형 씨실들,
   상기 제1 방향으로 길게 뻗고, 상기 씨실들과 상호 교차하여 함께 직조된 복수의 단일형 날실들, 및
   상기 금속 전극, 상기 복수의 도전성 복합형 씨실들 및 상기 복수의 단일형 날실들을 둘러싸는 커버 부재
   를 포함하고,
   상기 씨실들의 탄성 회복률과 상기 날실들의 탄성 회복률의 차는 10% 이하이며,
   상기 수납부들은 상호 이격되어 나란히 형성되고, 상기 수납부들은 그 가장자리에 형성되어 길게 뻗은 인입구를 포함하고, 상기 인입구를 통하여 상기 발열 패드를 삽입하도록 적용되고
   상기 단일형 날실들 중 하나 이상의 날실은 마를 포함하고, 마는 아마(flax), 저마(ramie), 대마(hemp) 및 황마(jute)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 섬유를 포함하는 발열 담요.
2. 제1항에서,
   상기 씨실들의 평균 탄성 회복률은 55% 내지 65%인 발열 담요.
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 씨실들의 탄성 회복률과 상기 날실들의 탄성 회복률의 차는 5% 이하인 발열 담요.
5. 제1항에서,
   상기 날실들은 상호 이격되어 형성되고, 상기 날실들간의 간격은 1cm 내지 1.5cm인 발열 담요.
6. 제1항에서,
   상기 복수의 씨실들은,
   섬유를 포함하는 코어, 및
   상기 코어의 외표면에 코팅된 탄소층
   을 포함하고,
   상기 탄소층의 두께는 0.56mm내지 0.58mm인 발열 담요.
7. 제1항에서,
   상기 복수의 씨실들과 상기 한 쌍의 금속 전극을 상호 연결하는 본딩부를 더 포함하고, 상기 본딩부는 카본, 방수제 및 우레탄을 포함하는 발열 담요.
8. 제1항에서,
   상기 각 수납부 내의 수납 공간은 상호 멀어지는 방향을 향하여 상기 인입구를 통해 개구되는 발열 담요.
9. 제1항에서,
   상기 인입구의 개구 방향은 상기 제1 방향 또는 상기 제2 방향이고, 상기 인입구의 개구 방향이 상기 제1 방향인 경우, 상기 수납부의 제1 방향의 길이는 상기 수납부의 제2 방향의 길이보다 크고, 상기 인입구의 개구 방향이 상기 제2 방향인 경우, 상기 수납부의 제2 방향의 길이가 상기 수납부의 제1 방향의 길이보다 큰 발열 담요.
10. 제9항에서,
    상기 수납부의 제2 방향의 길이가 상기 수납부의 제1 방향의 길이보다 큰 경우, 상기 수납부는 상호 이격되어 3개 이상 나란히 형성된 발열 담요.
11. 제9항에서,
    상기 수납부는 상기 인입구와 이격되고 상기 수납 공간을 외부와 연통시키는 슬릿형 인출구를 더 포함하고,
    상기 발열 패드는 상기 금속 전극와 외부 전원을 상호 연결하는 전원선을 더 포함하고, 상기 전원선은 상기 인출구를 관통하여 전원 장치와 연결된 발열 담요.
12. 제1항에서,
    상기 외피는
    제1 지퍼부가 형성된 제1 가장자리부,
    상기 제1 지퍼부와 상호 맞물리도록 적용된 제2 지퍼부가 형성된 제2 가장자리부, 및
    상기 제1 지퍼부의 일단과 상기 제2 지퍼부의 일단에 설치되어 상기 외피가 반으로 접히면서 상기 제1 지퍼부와 상기 제2 지퍼부를 상호 결합시키도록 적용된 지퍼 손잡이
    를 포함하는 발열 담요.
13. 내부 공간이 형성되고, 일측이 개구된 커버,
    상기 내부 공간에 삽입되는 보온재, 및
    상기 커버와 상기 보온재 사이에 위치하는 플렉서블 발열 패드
    를 포함하고,
    상기 발열 패드는,
    외부 전원과 연결되어 전력을 공급받고, 제1 방향으로 길게 뻗은 한 쌍의 금속 전극,
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 길게 뻗고, 상기 한 쌍의 금속 전극을 상호 연결하는 복수의 도전성 복합형 씨실들,
    상기 제1 방향으로 길게 뻗고, 상기 씨실들과 상호 교차하여 함께 직조된 복수의 단일형 날실들, 및
    상기 금속 전극, 상기 복수의 도전성 복합형 씨실들 및 상기 복수의 단일형 날실들을 둘러싸고, 그 가장자리에 형성된 지퍼부를 포함하는 커버 부재
    를 포함하고,
    상기 씨실들의 탄성 회복률과 상기 날실들의 회복률의 차는 10% 이하이며,
    상기 단일형 날실들 중 하나 이상의 날실은 마를 포함하고, 마는 아마(flax), 저마(ramie), 대마(hemp) 및 황마(jute)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 섬유를 포함하는 발열 담요.
14. 제13항에서,
    상기 보온재는,
    상기 제2 방향을 따라 길게 뻗어 형성되고, 상기 지퍼부에 대응하는 또다른 지퍼부, 및
    상기 또다른 지퍼부에 결합되어 상기 또다른 지퍼부를 따라 상호 반대 방향으로 이동하면서 상기 지퍼부와 상기 또다른 지퍼부를 상호 결합시키도록 적용된 한 쌍의 지퍼 손잡이들
    을 포함하는 발열 담요.
15. 제13항에서,
    상기 커버는 상기 제2 방향을 따라 길게 뻗어 형성되고, 상기 지퍼부에 대응하는 커버 지퍼를 더 포함하고,
    상기 커버 지퍼는 상기 지퍼부와 상호 결합되도록 적용된 발열 담요.
    

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