KR20120110932A - 발열온도가 균일한 발열원단 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전원을 공급하는 전원부와, 합성섬유, 재생섬유 또는 천연섬유로 형성된 기저층, 상기 기저층의 상부에 전류가 통하는 전도층, 상기 전도층의 상부, 하부 또는 동일평면에 그 일부 또는 전부가 선 또는 면으로 전도층과 접촉된 발열층, 상기 전도층 및 발열층의 상부에 형성된 절연층으로 형성되는 발열원단과, 상기 전원부에서 공급되는 전압을 조절하는 전압조절부, 전원부의 전압값을 감지하는 전압감지부, 발열원단의 저항값을 감지하는 저항감지부, 출력을 조절하는 출력제어부 및 상기 전압조절부, 전압감지부, 저항감지부, 아웃풋 출력제어부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)으로 구성되는 제어부로 구성되되, 상기 제어부는 상기 전원부의 전압 및 발열원단의 저항값을 감지하여 출력을 제어하는 발열온도가 균일한 발열원단에 관한 것이다.
Description
본 발명은 의류용으로 사용가능한 발열원`단에 관한 것으로 전원의 변화나 저항의 변화에 상관없이 언제나 일정온도로 발열하는 발열온도가 균일한 발원원단에 관한 것이다.
스마트 의류(Smart Wear)는 섬유 패션 제품 내에 신호 전달성 섬유 신기술을 적용하고 각종 디지털 장치들을 내장시킴으로써, 언제 어디에서나 디지털 기능을 사용할 있도록 고안된 신종 제품이다. 즉 섬유 또는 의류의 속성을 유지하면 필요한 디지털 기능들을 섬유재료 및 의류에 탑재시킨 신종의류이다. 이 때문에 일반 직물과 다름없는 촉감과 물성을 나타내는 동시에 디지털 신호를 전달하여야 한다. 따라서 섬유나 의복 자체가 외부 자극을 감지하고 스스로 반응하는 소재의 기능성(Hifunction materials properties) 및 의복 및 직물 자체가 갖지 못한 디지털 기능(Digitalized properties)을 결합한 새로운 개념의 의류를 총칭한다 할 수 있다.
1990년대 중반부터 미국이나 유럽에서 군사용으로 개발하기 시작한 스마트 웨어(Smart Wear)는 현재 의류 분야와 의료 분야 등에서 가장 활발하게 개발되고 있다.
특히 프린팅 전자 기술을 이용한 스마트 소재는 착용형 컴퓨터(wearable computer)의 군사용 섬유제품에 다양하게 사용될 수 있다.
스마트 소재에서 의류의 특성과 전기적 특성을 갖는 전도성 섬유, 직물과 각종 부품을 연결하는 인터커넥션(interconnection) 방법으로 프린팅 전자 기술이 이용될 경우, 직물 기반의 전자 회로 설계가 가능하기 때문에 적용 가치가 높다.
예를 들어 프린팅 전자 기술을 군복에 적용할 경우 무게 경감, 부피 축소의 가능성이 있으며, 이에 따라 부상치유 기능, 통신 기능 등이 일체형으로 된 군복 개발이 가능해진다. 첨단을 지향하는 현대전에서도 군인은 완전무장시 45㎏이 넘는 장비를 짊어져야 하기 때문에 본 기술의 개발이 절실히 요구된다.
최근 스마트웨어 제조를 위해 연구되는 발열원단은 온도와 습도, 자외선 등 외부 환경과 체온을 측정해 자동으로 발열해 주는 기능을 지닌다. 하지만, 좀더 편안한 착용감과, 세탁에 있어서도 문제가 없도록 하는 내구성에 대한 요구가 증대되고 있는 실정이다.
현재까지 개발된 발열원단으로는 탄소섬유사를 이용한 발열원단이 있다. 이러한 발열원단은 특허출원 제2003-0001323호 "탄소섬유사 발열원단과 이를 이용한 원적외선 방사 면상발열체"가 제안된 바 있으며, 이는 탄소섬유사로 직조된 발열원단을 열전도성이 우수하거나 원적외선 방사율이 높은 재질들을 혼합한 액상 합성수지에 함침시켜 열특성과 원직외선 특성을 향상시킨 구성이 개시되어 있다.
그러나 상기와 같은 구성은 탄소섬유사를 교차직조한 발열원단을 탄소섬유사의 저항값에 의해 발열기능을 수행하는 것으로서 탄소섬유사의 양을 조절하여 발열량을 조절하여야 하는 것이었으며 도포 되는 액상 합성수지 등은 단지 발열 되는 섬유를 보호하고 원적외선을 방사하도록 하는 정도의 기능만을 가질 뿐만 아니라 그 특징적인 성분들 및 제조공정 등이 추상적으로 기재되어 있을 뿐 상세히 기재되어 있지 아니하여 용이하게 실시할 수 없는 문제점을 가진 것이었다.
또한, 상기와 같이 탄소섬유사를 이용하는 발열원단은 주택의 주거용 난방장치, 의료용 온열기, 차량용 시트, 의류용 온열조끼, 농자재용 비닐하우스 난방, 침대, 사우나, 조리기기 등에 사용될 수 있으나 재질 특성상 탄성이 강하여 굽히거나 접는데 일정 한계가 있는 것으로서 유연성이 떨어져 의류용으로는 사용이 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 휴대용으로 제조될 경우 전원이 시간이 지남에 따라 전원이 떨어지게되고 그로 인해 발열온도가 낮아지는 문제로 휴대용으로 제조가 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 발열원단의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 동적 착용성에 제한 없이 의류용으로 사용할 수 있는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 전원의 변화에도 일정한 발열온도가 유지되는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 원단의 구김이나 접힘으로 저항값이 변화될 경우에도 발열온도가 균일한 발열원단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전원을 공급하는 전원부와, 합성섬유, 재생섬유 또는 천연섬유로 형성된 기저층, 상기 기저층의 상부에 전류가 통하는 전도층, 상기 전도층의 상부, 하부 또는 동일평면에 그 일부 또는 전부가 선 또는 면으로 전도층과 접촉된 발열층, 상기 전도층 및 발열층의 상부에 형성된 절연층으로 형성되는 발열원단과, 상기 전원부에서 공급되는 전압을 조절하는 전압조절부, 전원부의 전압값을 감지하는 전압감지부, 발열원단의 저항값을 감지하는 저항감지부, 출력을 조절하는 출력제어부 및 상기 전압조절부, 전압감지부, 저항감지부, 아웃풋 출력제어부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)으로 구성되는 제어부로 구성되되, 상기 제어부는 상기 전원부의 전압 및 발열원단의 저항값을 감지하여 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 출력제어부에서의 출력제어는 PWM(Pulse-width modulation) 출력제어로 제어되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 기저층과 전도층의 사이에 기저층의 표면 균일성을 위해 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계수지 중 1 이상으로 선택되어 형성되는 프라이머층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 프라이머층이 발수층과 함께 복층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 발열층 또는 전도층은 전도성 물질 또는 전도성 물질과 바인더의 혼합물로 형성되는 것으로 상기 전도성물질은 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 탄소(carbon), 은(silver), 금, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 주석, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 1 이상 선택되고, 상기 바인더는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 절연층은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, PVC계 수지, 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것을 코팅, 프린팅 또는 라미네이팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 발열층은 4~8㎠의 넓이로 다수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 전도층에 꺽이는 부분이 형성될 경우 직선회로보다 상대적으로 폭이 넓은 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
또한, 상기 발열원단에 전원상태를 표시하는 LED모듈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단을 제공한다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명의 발열온도가 균일한 발열원단 제어부의 회로구성도를 나타낸 도면이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 발열원단의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 발열원단의 발열층과 전도층의 일실시예를 나타낸 평면도이다.
본 발명은 전원을 공급하는 전원부 100, 발열원단 200, 제어부 300로 구성되는 발열온도가 균일한 발열원단에 관한 것이다.
상기 전원부 100는 발열원단에 전원을 공급하는 것으로 발열원단을 휴대용으로 사용하기 위해 충전식 배터리나 일회용 배터리를 사용할 수 있도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.
상기 전원부 100의 전원을 ON/OFF 시키는 스위치 100가 별도로 구성될 수 있을 것이다.
상기 제어부 300는 도 1에 나타난 바와 같이 상기 전원부 100에서 공급되는 전압을 조절하는 전압조절부 301, 전원부의 전압값을 감지하는 전압감지부 302, 발열원단 200의 저항값을 감지하는 저항감지부 305, 출력을 조절하는 출력제어부 및 상기 전압조절부 304 및 상기 전압감지부 301, 저항감지부 305, 아웃풋 출력제어부 304를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU) 303으로 구성되어 발열원단의 발열온도를 조절한다.
상기 전압조절부 301는 전원부 100에서 공급되는 전압을 발열원단의 회로에 맞도록 조절하여 제어부의 각 구성부에 과전압이 걸리는 것을 방지한다.
상기 전압감지부 302는 전원부 100의 전압을 감지하는 것으로 전원부를 충전식 배터리나 일회용 배터리로 사용할 경우 사용시간이 지남에 따라 전압이 점차 낮아지는 것을 감지하여 상기 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU) 303에 현재의 전압부의 전압정보를 전달한다.
상기 저항감지부 305는 발열원단 200의 저항값의 변화를 감지하여 변화된 저항값을 상기 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU) 303에 현재의 발열원단의 저항정보를 전달한다.
상기 아웃풋 출력제어부 304는 상기 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU) 303의 발열원단에 공급되는 전력을 조절하여 발열원단의 발열온도를 조절한다.
상기 아웃풋 출력제어부 304의 출력제어는 PWM(Pulse-width modulation) 출력제어로 제어되는 것을 바람직할 것이다.
상기 출력제어는 전압(V)와 저항을 통해 전력(P)을 계산하고, 원하는 온도 범위로 발열되도록 PWM(Pulse-width modulation) 의 Duty(전압을 인가하는 폭)를 조절하여 조절한다.
상기 PWM(Pulse-width modulation) 출력제어는 온(on)이나 오프(off) 함으로써 전압를 공급하는 펄스 제어로서, 온 시간과 오프 시간의 비율을 변화시킴으로써 출력 전압을 제어하는 방식이다
상기 마이크로 콘트롤러 유닛(Micro Controller Unit: MCU) 303는 상기 전압조절부 304 및 상기 전압감지부 301, 저항감지부 305, 아웃풋 출력제어부 304를 제어하는 것으로 상기 전압감지부 301에서 감지된 전압의 변화와 저항감지부 305에서 감지된 저항의 변화를 실시간으로 모니터링하여 아웃풋 출력제어부 304에서 출력되는 출력을 조절하여 발열직물이 균일한 발열온도로 발열되도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 발열온도가 균일한 발열원단에 전원상태를 표시하는 LED모듈 306이 더 형성될 수 있을 것이다. 상기 LED모듈 306은 마이크로 콘트롤러 유닛에 연결되어 전원 여부 및 온도상태를 다른 색상의 빛을 발산시킬 수 도 있다.
상기 발열원단 200은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 합성섬유, 재생섬유 또는 천연섬유로 형성된 기저층 201, 상기 기저층의 상부에 전류가 통하는 전도층 204, 상기 전도층의 상부, 하부 또는 동일평면에 그 일부 또는 전부가 선 또는 면으로 전도층과 접촉된 발열층 203, 상기 전도층 및 발열층의 상부에 형성된 절연층 205으로 구성된다.
상기 기저층 201은 미시적으로 그 표면이 매우 불균일하며, 섬유간의 간극으로 인해 미세한 기공들이 극도로 많이 존재한다. 따라서 이러한 표면의 균일성을 확보하고 후술할 발열층 및또는 전도층이 균일한 두께로 형성되도록 하며, 발열층 등을 형성하는 물질이 기저층 201의 이면으로 침투하지 못하게 하기 위하여 상기 기저층 201의 상부에는 프라이머층 202이 형성될 수 있다. 다만 상기 프라이머층은 선택적으로 원단에 형성될 수 있음을 의미하며 원단의 특성에 따라 배제될 수 있음은 물론이다.
상기 프라이머층 202은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 및 실리콘계 수지 등으로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것일 수 있다.
한편 본 발명에 의한 프라이머층 202은 상기 물질로 이루어진 단일층으로 형성될 수 있고, 발수층(미도시)과 함께 복층구조로 형성될 수 있다. 상기 발수층은 일반 발수가공법에 의해 수행될 수 있고 비제한적인 예로 불소 또는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다. 상기 발수층이 형성되는 경우 발열층 및/또는 전도층이 형성될 표면 및/또는 이면에 형성될 수 있다. 이 경우 발열층 및/또는 전도층을 구성하는 수지성분이 제조공정에서 원단에 스며드는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
상기 프라이머층 202의 상부에는 발열층 203이 형성될 수 있다. 발열층 203은 미리 설계된 형태로, 전도성물질 또는 전도성 물질 및 바인더의 혼합물을 도포하여 형성될 수 있는데, 상기 전도성 물질은 고분자로서 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 등 일 수 있고, 여기에 도전성 카본블랙이 혼합될 수도 있다. 또한 탄소(carbon), 은(silver), 금, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 주석, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것일 수 있다.
도 2는 발열층 203의 상부에 전도층 204이 형성된 일실시예를 나타낸 것으로 전도층 204은 미리 설계된 형태로 형성된 발열층 203의 상부 또는 하부의 소정의 영역에 형성될 수 있다.
한편, 도 3은 전도층 204이 발열층 203과 동일 평면상에 형성된 다른 실시예를 나타낸 것으로 전도층 204은 발열층 203과 동일한 패턴 또는 다른 패턴으로 형성될 수 있다.
또한 도 4는 전도층 204이 발열층 203의 하부에 형성된 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.
전도층 204을 구성하는 소재는 전도성 고분자, 탄소(carbon), 은(silver)과 같은 금속물질 또는 상기 물질과 바인더의 혼합물일 수 있는데, 구체적으로 도전성 필러를 비히클에 분산한 것으로 프린팅 후의 경화막이 도전성을 나타내는 소재를 말하며, 통상적으로 LCD전극 프린팅, 터치스크린 프린팅, 회로기판의 통전 패턴 프린팅, 박막 스위치 판의 접점부 및 패턴부 프린팅, 전자파 실드용으로 사용되고 있다. 상기 도전성 필러는 도전성 금속(은, 금, 백금, 팔라듐, 구리 및 니켈 등)중 은(銀)계가 바람직하다.
상기 전도층의 바인더 소재는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것일 수 있다.
한편 상기 금속물질과 바인더는 90 : 10 내지 80 : 20(중량기준)의 비율로 혼합됨이 바람직한데, 바인더가 상기 범위를 초과하는 경우 전도기능이 저하되는 문제가 있고 상기 범위 미만인 경우 접착력이 저하되는 단점이 있다.
도 5는 발열원단에 전도층 및 발열층을 형성시킨 예를 나타낸 것으로서, 전도층 204의 회로패턴에서 꺽이는 부분이 직선회로보다 상대적으로 폭이 넓은 형태로 형성된 예를 나타낸 것이다. 도 5에서는 상기 형태로서 원형의 형상을 예시한 것이나 그 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 직선회로의 폭보다 넓은 폭의 형태라면 원형, 타원형 등 기타 형태의 형성될 수 있을 것이다.
상기 발열층 203 및/또는 전도층 204의 두께는 2 내지 500㎛가 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우 전도층 두께의 균일성을 확보하기 어려운 문제점이 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 동일 전압하에서 저항값이 하강하게 되어 전류값은 증가하고 결국 전력소모가 증가되는 문제가 있다. 또한 전도층 204의 폭은 10 내지 20mm 정도가 바람직한데, 전도층의 폭이 증가할수록 저항값이 저하되어 전류가 안정적으로 통전할 수 있기는 하나 전도층의 폭이 제한없이 증가하면 제조원가문제와 함께 피복성에 문제가 있다. 한편 본 발명에 의한 원단의 저항치는 세탁전후로 0.5 내지 4Ω을 유지함이 바람직한데, 상기 범위미만은 현실적으로 구현되기 어려우며 상기 범위를 초과하는 경우 전류가 안정적으로 통전하는데 문제가 있다.
또한, 상기 발열층 203은 4~8㎠의 넓이로 다수개가 형성되는 것이 바람직할 것이다. 도 5은 상기 발열층 203이 전도층 204와 접하면서 다수개가 형성된 일실시예를 나타낸 것으로 도 5와 같이 형성된 발열원단 200은 과부하를 억제할 수 있는 효과가 있다.
상기 발열층 203 및/또는 전도층 204의 상부에는 절연층 205이 형성될 수 있다.
상기 절연층 205은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, PVC계 수지 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 수지로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것을 코팅, 프린팅 또는 라미네이팅하여 절연층 205을 형성할 수 있다.
상기 절연층 205은 전도층에 크랙(Crack)과 같은 손상을 방지하며, 원단에 유연성을 부여하며 투습방수 또는 방수기능을 수행한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 발열원단은 다양한 동적 착용성을 보장하면서 발열 기능 구현이 가능하여 의류용으로 적합하다.
또한, 본 발명의 발열원단은 제어부에 전압감지부, 저항감지부를 사용하여 휴대용 전원이 시간이 지남에 따라 전압이 감소하거나 발열원단이 구김 또는 접힘으로 순간적으로 저항값이 변동될 경우 발열온도가 하락하는 것을 방지하고 균일한 발열량을 갖는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 발열온도가 균일한 발열원단 제어부의 회로구성도를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 발열원단의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 발열원단의 발열층과 전도층의 일실시예를 나타낸 평면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 발열원단의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 발열원단의 발열층과 전도층의 일실시예를 나타낸 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기 실시예로 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예
본 발명의 발열원단은 폴리에스테르 평직인 원단에 용제형 폴리우레탄 수지로 프라이머층을 형성시킨 후, 상기 프라이머층 상부에 은 페이스트 성분으로 전도층을 먼저 형성시키고, 상기 전도층 상부에 폴리피롤계 수지로 발열층을 프린팅방식으로 1회 프린팅하여 형성시킨다. 이때 바인더는 아크릴계 가교제를 사용하였다.
상기 상기 발열층은 5㎠의 넓이로 다수개를 형성하였으며, 전도층의 굴곡점 형태를 원형으로 미리 설계된 발열 패턴으로 형성시켰다. 이후 수분산성 폴리우레탄 조성물로 코팅하여 단면으로 절연층을 형성시켜 발열원단을 제조하였다.
제어부는 도 1와 같은 회로 구성도로 전압조절부, 전압감지부, 저항감지부, 출력제어부 및 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)으로 구성하였으며, 상기 출력제어부는 PWM 출력제어 방식을 사용하였다.
◎ 발열원단의 소모전력측정
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 발열온도가 균일한 발열원단에 소모전력을 6.3W로 조절한 후, 발열원단의 구김이나 접힘으로 저항값을 2.4~5Ω으로 변화시킨후, 5.8V, 6.1V, 7V, 7.4V, 8V의 전압을 걸어 발열직물의 소모전력을 측정하여 표 1에 나타내었다.
| No | 저항 | 항목 | 내용 | ||||
| 1 | 2.4Ω | 전압 | 5.8V | 6.1V | 7V | 7.4V | 8V |
| 전류 | 2.41A | 2.54A | 2.91A | 3.08A | 3.33A | ||
| 전력 | 14.02W | 15.5W | 20.42W | 22.82W | 26.67W | ||
| Duty | 45.08% | 42.34% | 31.40% | 28.27% | 24.58% | ||
| 소모전력 | 6.32W | 6.56W | 6.41W | 6.45W | 6.55W | ||
| 2 | 3Ω | 전압 | 5.8V | 6.1V | 7V | 7.4V | 8V |
| 전류 | 1.93A | 2.03A | 2.33A | 2.46A | 2.66A | ||
| 전력 | 11.21W | 12.4W | 16.33W | 18.25W | 21.33W | ||
| Duty | 56.09% | 53.34% | 38.92% | 35.86% | 30.21% | ||
| 소모전력 | 6.28W | 6.61W | 6.35W | 6.54W | 6.44W | ||
| 3 | 4Ω | 전압 | 5.8V | 6.1V | 7V | 7.4V | 8V |
| 전류 | 1.45A | 1.52A | 1.75A | 1.85A | 2A | ||
| 전력 | 8.41W | 9.3W | 12.25W | 13.69W | 16W | ||
| Duty | 78.08% | 67.81% | 53.69% | 47.81% | 39.45% | ||
| 소모전력 | 6.56W | 6.30W | 6.57W | 6.54W | 6.31W | ||
| 4 | 5Ω | 전압 | 5.8V | 6.1V | 7V | 7.4V | 8V |
| 전류 | 1.16A | 1.22A | 1.4A | 1.48A | 1.6A | ||
| 전력 | 6.73W | 7.44W | 9.8W | 10.95W | 12.8W | ||
| Duty | 91.55% | 85.42% | 66.41% | 59.93% | 49.64% | ||
| 소모전력 | 6.16W | 6.35W | 6.50W | 6.56W | 6.35W | ||
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 발열원단은 저항값을 2.4~5Ω으로 변화하여도 소모전력이 6.1~6.6W로 저항값에 따라 소모전력의 차이가 미미한 것을 알 수 있으며, 전력의 변화에도 소모전력이 6.1~6.6W로 소모전력의 차가 적다.
상기의 결과에서 나타나듯이 본 발명의 발열온도가 균일한 발열원단은 구김이나 접힘으로 저항값이 변화하거나 전압이 변화하여도 언제나 균일한 소비전력으로 발열량이 균일한 것을 알 수 있다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
100: 전원부 200: 발열원단
201: 기저층 202: 프라이머층
203: 발열층 204: 전도층
205: 절연층 300: 제어부
301: 전압조절부 302: 전압감지부
303: 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU) 304: 전압조절부
305: 저항감지부 400: 스위치
100: 전원부 200: 발열원단
201: 기저층 202: 프라이머층
203: 발열층 204: 전도층
205: 절연층 300: 제어부
301: 전압조절부 302: 전압감지부
303: 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU) 304: 전압조절부
305: 저항감지부 400: 스위치
Claims (9)
- 전원을 공급하는 전원부와,
합성섬유, 재생섬유 또는 천연섬유로 형성된 기저층, 상기 기저층의 상부에 전류가 통하는 전도층, 상기 전도층의 상부, 하부 또는 동일평면에 그 일부 또는 전부가 선 또는 면으로 전도층과 접촉된 발열층, 상기 전도층 및 발열층의 상부에 형성된 절연층으로 형성되는 발열원단과,
상기 전원부에서 공급되는 전압을 조절하는 전압조절부, 전원부의 전압값을 감지하는 전압감지부, 발열원단의 저항값을 감지하는 저항감지부, 출력을 조절하는 출력제어부 및 상기 전압조절부, 전압감지부, 저항감지부, 아웃풋 출력제어부를 제어하는 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)으로 구성되는 제어부로 구성되되,
상기 제어부는 상기 전원부의 전압 및 발열원단의 저항값을 감지하여 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 출력제어부에서의 출력제어는 PWM(Pulse-width modulation) 출력제어로 제어되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 기저층과 전도층의 사이에 기저층의 표면 균일성을 위해 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계수지 중 1 이상으로 선택되어 형성되는 프라이머층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 프라이머층이 발수층과 함께 복층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 발열층 또는 전도층은 전도성 물질 또는 전도성 물질과 바인더의 혼합물로 형성되는 것으로 상기 전도성물질은 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 탄소(carbon), 은(silver), 금, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 주석, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 1 이상 선택되고, 상기 바인더는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 절연층은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, PVC계 수지, 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것을 코팅, 프린팅 또는 라미네이팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 발열층은 4~8㎠의 넓이로 다수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 전도층에 꺽이는 부분이 형성될 경우 직선회로보다 상대적으로 폭이 넓은 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단. - 제1항에 있어서,
상기 발열원단에 전원상태를 표시하는 LED모듈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 발열온도가 균일한 발열원단.
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|---|---|---|---|
| KR1020110029121A KR20120110932A (ko) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | 발열온도가 균일한 발열원단 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110029121A KR20120110932A (ko) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | 발열온도가 균일한 발열원단 |
Publications (1)
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| KR1020110029121A KR20120110932A (ko) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | 발열온도가 균일한 발열원단 |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO2019046270A1 (en) * | 2017-08-29 | 2019-03-07 | Jabil Inc. | APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING A HEATING APPARATUS CONFORMING IN ARTICLES MAY BE USED |
| KR102033714B1 (ko) * | 2019-01-21 | 2019-10-18 | 리그마글라스주식회사 | 사물인터넷 기반의 투명한 발열 유리 및 이의 제조 방법 |
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| US12076543B2 (en) | 2017-08-22 | 2024-09-03 | Jabil Inc. | Apparatus, system and method of providing a conformable heater system |
-
2011
- 2011-03-30 KR KR1020110029121A patent/KR20120110932A/ko not_active Application Discontinuation
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |