METHOD FOR FORMING HEATING SURFACE COVER PART ON SURFACE OF MAIN BODY OF HOT HAIR ROLLER, ROLL TOOL FOR HOT HAIR ROLLER, AND HOT HAIR ROLLER

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 열 헤어롤용 열전달 기구는 본체(10)와 발열면 커버부(11)로 구성될 수 있다. 즉, 도면과 같이 롤 형태로 구성될 수 있으며, 다르게 표현하면 열전달 기구는 롤 기구라 할 수 있다.

본체(10)는 외주면에 머리카락이 감기도록 하고, 그 상태에서 외주면에 고정집게(미도시)와 결합됨으로써, 헤어롤의 기능을 수행한다. 따라서, 본체(10)는 원통형 구조로 형성될 수 있다.

한편, 본체(10)는 내부에 발열을 위한 부품이 부착 또는 조립될 수 있도록 개구된 영역을 포함할 수 있다. 개구된 영역을 통해 발열 부품이 삽입 및 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 1과 같이 원통형 구조의 상부면 또는 하부면이 개구된 채로 형성될 수 있으며, 도 2와 같이 내부에 발열필름(20)이 삽입되어 부착될 수 있다.

또한, 본체(10)는 내부에서 발생된 열을 머리카락을 전달시키는 기능을 하는데, 예를 들어, 금속류로 구성될 수 있으며, 알루미늄 소재일 수 있다.

한편, 발열면 커버부(11)는 본체(10)의 외주면 전체를 덮으면서 형성되는 것으로서, 사용자가 헤어롤을 잡을 때 화상사고를 방지하도록 한다. 그와 동시에, 모발에 본체(10) 표면의 온도가 그대로 전달되어 과도한 열에 의한 모발 손상을 방지하는 기능도 수행하며, 정전기 방지 기능 역시 수행할 수 있다. 또한, 알루미늄 본체(10)는 열전도가 빠른만큼 열의 방출이 빠르다. 그런데, 헤어롤은 일반적으로 몇 십분 동안 머리에 고정해둔 채로 사용되는 것이기 때문에, 헤어롤 표면의 열이 오랫동안 유지될 필요가 있다. 발열면 커버부(11)는 벨벳 소재로 구성되며, 나일론 소재로 구성되는 특성으로 인해 열의 보온성이 높기 때문에, 열을 오랫동안 머금을 수 있다.

발열면 커버부(11)의 두께가 너무 얇을 경우 보온성이나 열에 의한 모발손상이나 화상방지 기능을 충분히 달성할 수가 없으며, 반대로, 벨벳 두께가 너무 두꺼울 경우 보온성은 뛰어날지 모르나 열 전달이 충분히 되지 않아 헤어롤의 컬링 셋팅 기능이 제대로 수행되지 않을 수도 있다.

따라서, 발열면 커버부(11)의 두께는 1-5데니아(denia) 범위 내일 수 있다. 바람직하게는 3데니아 일 수 있다. 데니아는 섬유의 굵기를 나타내는 단위이다. 보통 A데니아는 원사 Ag으로 약 9km의 실을 뽑아낼 때의 두께를 의미한다.

발열면 커버부(11)는 또한, 나일론 섬유(fiber) 또는 나일론 섬유(fiber) 5~10만 가닥 정도 꼬임을 가하여 굵게 만든 형태의 나일론 토우(tow)로 형성될 수 있다. 일 예로, 나일론 중에서 폴리아미드(POLYAMIDE) 6.6 토우(tow)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 폴리아미드6.6 토우 는 바람직하게, 백색과 같은 밝은 색상으로 이루어질 수 있다. 또한, 폴리아미드 6.6 토우는 끓는점이 350℃이상이며, 녹는점이 254-263℃ 이내의 범위를 가질 수 있으며, 분자량은 19000~30000일 수 있다. 이러한 폴리아미드 6.6 토우는 기계적 강도, 내열성, 내마모성, 내약품성 및 전기 절연성이 우수한 특징이 있다.

한편, 상술한 열 헤어롤용 열전달 기구는 발열필름(20)이나 인쇄회로기판 등과 결합하여 열 헤어롤을 구성할 수 있다. 여기서 열 헤어롤용 열전달 기구라 함은 컬링 셋팅을 위해 구성된 원통형의 헤어롤 미용도구 중에서 머리카락에 열을 전달할 수 있는 기능을 갖는 기구를 의미한다.

구체적으로, 상술한 열전달 기구를 포함하는 열 헤어롤은 본체(10), 발열필름(20), 제어모듈(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 발열필름(20)은 본체(10)의 내주면의 일부 영역에 부착되어 열을 발생하는 발열체 및 발열체를 커버하는 필름으로 구성될 수 있다. 이러한 발열체의 양단에는 후술하는 인쇄회로기판이 연결되어, 외부 전원이 공급될 수 있다.

발열체는 필름의 형상에 대응하여 지그재그형 형태로 절곡되어 형성될 수 있다. 예시적으로, 너비 20mm 및 길이 40mm의 직사각형 형상의 필름에 대응하여 발열체가 배치될 수 있다. 이때, 발열체는 필름의 너비의 가장자리에 발열체의 일단이 배치되되, 일단으로부터 필름의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 이어서, 발열체는 필름의 면적을 벗어나지 않도록 발열체의 일단이 배치된 방향을 향하여 절곡될 수 있다. 발열체는 이러한 방식으로 반복하여 지그재그형으로 5회 정도 절곡될 수 있다. 이때, 발열체의 타단은 발열체의 일단과 마주하도록 배치될 수 있다. 또한, 필름은 발열체를 앞 뒤로 둘러싸도록 커버할 수 있다. 이러한 발열체의 형상으로 인하여 발열체를 둘러싸는데 필요한 최적 크기의 필름이 사용될 수 있다. 저항은 면적에 반비례하기 때문에, 발열체는 얇은 폭을 갖도록 형성되어야만 원활히 발열기능을 달성할 수 있다. 따라서, 발열체는 선과 같은 얇은 폭으로 형성되되, 발열필름(20)의 전체 면적을 커버하기 위해서, 지그재그 형태로 배열된다. 그에 따라, 본체(10)에 접촉하는 발열체의 면적이 많아지게 되므로, 효율적으로 열을 전달할 수 있다.

여기서, 발열체는 저항성 와이어 또는 에칭 포일(etching foil) 열선으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 저항성 와이어나 에칭 포일 열선은 내화학성이 우수하고, 전기적 노이즈에 강하며 높은 내열성을 지닌다. 저항성 와이어로 구성되는 경우 150℃ 이상의 온도로 발열 가능하며, 에칭 포일 열선의 경우 200℃ 이상의 온도로 발열 가능하다.

또한, 필름은 폴리이미드 필름(polymide film)으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 폴리이미드 필름은 화학물질에 대한 높은 수준의 저항을 가지며, 고진공 환경에서 우수한 가스 방출 특성을 가진다는 장점이 있다. 또한, 상술한 발열필름(20)은 5V의 전압에 가장 효율적으로 발열될 수 있다.

발열체 또는 발열필름(20)의 면적은 본체(10) 내주면 면적의 10~30%로 이루어질 수 있다. 또한, 발열체의 면적이 본체(10) 내주면 면적의 10~30% 보다 적게 되면, 전도면적이 현저히 줄어들기 때문에, 본체(10)의 온도 상승 속도가 상당히 느리거나, 국소적으로 목표 온도에 도달하지 못하는 영역이 발생될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예는 발열필름(20)을 많이 사용하지 않으면서 본체(10)의 온도를 빠른 시간 내에 목표 온도까지 최적으로 발열시킬 수 있기 때문에, 적은 비용으로도 최적의 발열롤을 제작할 수 있다.

도 2를 참조하면, 이러한 발열필름(20)은 원통형 본체(10)의 개구 영역을 통해 삽입되어 본체(10)의 내주면의 일 영역에 부착될 수 있다. 특히, 발열필름(20)은 부착의 편의를 위해 본체(10) 내주면 중 개구 영역과 인접한 영역에 부착될 수 있다.

제어모듈은 발열필름(20)의 온도를 제어하기 위해 전원공급을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어모듈은 인쇄회로기판으로 구성될 수 있으며, 인쇄회로기판 상에 마이크로컨트롤러가 실장된 구조일 수 있다. 인쇄회로기판은 전원 단자와 발열필름(20) 사이에 연결되어 발열필름(20)에 전원단자를 통해 공급되는 외부전원을 전달하는 기능을 하며, 마이크로컨트롤러는 타이머 기능을 수행할 수가 있다. 즉, 마이크로컨트롤러가 인쇄회로기판에서 발열필름(20)으로 공급되는 전류가 특정 시간 동안만 흐를 수 있도록 제어할 수 있다.

추가 실시예로, 제어모듈은 발열필름(20)의 온도를 상시 감지하고, 온도가 미리 설정된 특정 온도에 도달하는 경우, 발열필름(20)으로 전달되는 전류를 차단하도록 구성될 수도 있다. 이를 통해 제어모듈은 열전달 기구의 온도를 제어할 수 있다.

한편, 상술한 열 헤어롤을 이용하여, 아래와 같은 실험을 수행하였다. 아래 실험의 조건은 발열필름 (30)에 3분 30초 내지 4분 30초 범위의 시간으로 1~2A의 전류를 공급하였을 때의 본체와 발열면 커버부(11)의 온도이며, 각 순번의 실험예마다 4회의 반복 실험을 실시한 결과 측정한 온도 범위이다. 원통형 본체(10)의 지름은 30mm이며, 두께는 1-2mm이다. 이때, 발열필름(20)의 면적과 본체 내부면적 간의 비율과 발열면 커버부(11)의 두께를 달리하여 실험을 해보았다.

위의 표에 따라 수행된 실험예마다 가열된 열전달 기구를 머리카락에 말고 10-15분의 시간동안 고정된 채로 셋팅을 진행해본 결과, 1번, 3번, 4번, 5번, 6번의 실험예의 경우 머리카락에 대한 컬링 효과가 가장 두드러지게 나타났다. 즉, 머리카락 셋팅 효과가 적절히 나타나기 위해서는 본체(10)의 온도가 80℃ 이상이 되는 것이 바람직함을 알 수 있다. 한편, 손으로 가열된 열전달 기구를 잡아보았을 때, 2번~5번, 7번의 실험예가 뜨겁지 않은 열을 나타내는 것으로 측정되었다. 즉, 열전달 기구를 손으로 편하게 잡고 머리카락에 고정시키더라도 화상을 입지 않으면서 안전하게 고정시킬 수 있었다. 한편, 1번 및 6번의 경우, 손가락으로 발열면 커버부(11)의 표면을 약 5초이상 잡았을 때 뜨거운 느낌이 전달되어 적절하지 않은 것으로 측정되었다.

이를 종합해볼 때, 발열필름(20)의 온도는 150-200℃ 범위 내의 온도, 본체(10)의 내부 온도는 80-100℃ 범위 내의 온도, 발열면 커버부(11)의 표면 온도는 40-70℃ 범위 내의 온도가 되는 것이 바람직하다. 발열면 커버부(11)의 표면 온도가 사용자가 손으로 열전달 기구를 잡았을 때 전해지는 온도가 되는데, 사용자의 입장에서는 따뜻한 느낌을 받는 수준의 열만 느껴지게 되므로 사용자에게 화상방지 기능을 제공할 수 있다. 또한, 발열면 커버부(11)의 두께가 3Denia인 경우, 발열필름(20)의 면적은 본체(10)의 내주면 면적에 대해 10-30%인 것이 바람직함을 알 수 있다. 한편, 머리카락은 고정집게(미도시)를 통해 본체(10)의 표면과 상당히 밀착되므로, 본체(10)의 내부 온도가 머리카락에 전달되는 온도에 가까울 수 있다. 본체(10)의 내부 온도는 발열면 커버부(11)의 온도보다 상당히 높으므로 머리카락의 컬링 셋팅이 가능 할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여, 본체(10) 표면에 발열면 커버부(11)를 형성하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 발열면 커버부(11)를 형성하는 방법은 본체(10) 상에 벨벳을 형성하는 것을 특징으로 하며, 이를 위해 파우더 형태의 나일론 소재 또는 레이온 소재를 사용하는 것을 특징으로 한다. 그 밖에 다른 소재의 벨벳 파우더도 활용될 수 있다.

먼저, 상술한 폴리아미드로 이루어진 파우더에 대하여 소재검사를 수행하여 불량 소재인지 여부를 판단한다. 폴리아미드는 상술한 폴리아미드 6.6 토우일 수 있다.

그리고 유분을 제거한다(S110). 본체(10) 및 파우더에 기름성분이 남아 있을 경우, 파우더의 본체(10)에 대한 접착력이 현저히 저하되기 때문에 유분을 미리 제거한다.

이어서, 유분이 제거된 본체(10) 표면(즉, 외주면)에 프라이머를 도포하고 건조한다(S120). 프라이머 도포는 발열면 커버부를 본체(10)에 강하게 접착시키기 위하여 사전적으로 수행하는 작업이다. 프라이머가 도포된 후 프라이머를 40-60℃ 범위에서 5-15분간 건조한다. 바람직하게, 50℃에서 10분간 제 1 건조단계를 진행할 수 있다. 온도가 40℃보다 낮거나 온도가 60℃가 넘을 경우 프라이머의 활성도가 저하되거나 점착도가 떨어지게 되므로 40-60℃의 범위가 최적의 건조조건이 된다고 할 수 있다.

프라이머가 도포된 본체(10)의 표면에 접착제를 도포한다(S130). 접착제는 SA321 수성용 바인더일 수 있다.

이어서, 접착제가 도포된 본체(10)의 표면에 직물층(즉, 원사)을 형성하고, 파우더로 구성된 파일(pile)을 직물층에 식모(flocking) 및 건조한다(S140). 직물층은 위사와 경사가 서로 교차되면서 짜여진 것으로서, 파일이 위사와 경사 사이의 영역에 이중으로 삽입되면서 벨벳을 형성하는 역할을 한다. 이때, 식모 방식은 파우더를 본체(10)의 표면에 뿌리는 방식으로 진행될 수 있다. 이때, 일정한 위치와 방향으로만 파우더를 분사시키되, 본체(10)의 원통형 구조의 중심축을 기준으로 본체(10)를 회전시킴으로써, 본체(10)의 표면에 고르게 파우더를 분사시키는 방식으로 진행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 축을 중심으로 회전하는 회전봉의 외주면에 원통형 본체를 삽입한 후, 회전봉의 상부측에 위치한 분사 기구를 통해 파우더를 분사시킬 수 있다. 이때, 분사기구는 본체(10)의 표면 상에서 균일하고 밀도 높은 커버를 형성하기 위하여, 본체(10)의 길이방향으로 수평이동하면서 파우더를 분사시킬 수도 있다. 또는, 본체(10)를 고정시킨 상태에서 여러 위치에서 파우더를 분사하는 방식으로 진행될 수도 있다.

추가 실시예로, 직물층에 파우더를 도포한 후 전압을 인가함으로써, 파일을 식모할 수 있다. 일반적으로, 분사된 파우더는 특정한 방향성을 나타내지는 않는다. 그러나, 전기로에 파우더가 분사된 본체(10)를 삽입하여 소정의 전압으로 대전시킬 경우, 파우더들이 전극에 의하여 특정한 방향성을 나타내면서 결합하여 식모가 완료될 수도 있다.

건조의 경우, 식모된 파일을 40-60℃ 범위에서 1-10분간 건조하여 제 2 건조단계를 진행할 수 있다. 바람직하게, 50℃에서 5분간 건조할 수 있다.

이어서, 식모가 완료된 본체(10)에 대하여 열처리를 수행한다(S150). 열처리는 110-130℃ 범위에서 5-15분간 본체(10)를 가열하거나, 본체(10)가 위치한 챔버 내의 공기를 데우거나 본체 표면에 열전달하여 가열하는 방식으로 수행될 수 있다. 110℃보다 낮은 경우, 식모된 파일들의 결합상태가 완전하게 고정되지 않을 수 있으며, 130℃보다 높은 경우, 파일들의 결합력이 오히려 깨지거나 접착제의 접착력이 떨어질 수도 있다. 이러한 경우, 균일한 조성의 발열면 커버부(11)를 획득하기 어렵기 때문에, 110-130℃ 가 최적의 열처리 범위라 할 수 있다.

그리고 본체(10) 표면의 분진을 제거한다(S160). 본체(10)에 대하여 충격을 가하거나 바람을 주입하여 본체(10) 표면의 분진을 제거할 수 있다. 여기서 바람을 주입하는 것이란 표면의 분진을 제거하기 위해 본체(10) 표면에 바람을 가하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 충격을 가할 경우, 본체(10)가 원래 위치에서 다른 위치로 순간적으로 이동하게 되는데 이때, 본체(10) 표면에 있던 분진이 본체(10)로부터 이탈할 수 있다. 또는, 본체(10)를 회전봉의 외주면에 삽입하여 회전봉의 중심축을 기초로 회전시키면서, 일 측에 구비된 공기주입기구를 통해 바람을 제공함으로써 본체(10)의 전체 표면에서 분진을 제거할 수도 있다.

이상으로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법은 열 헤어롤용 열전달 기구를 최적으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 벨벳의 쿠션효과로 인해, 발열면 커버부(11)로 이루어진 본체(10)를 손가락으로 잡을 때는 뜨거움을 느끼지 않지만, 발열면 커버부(11)와 머리카락이 밀착되도록 고정시킬 경우에는 머리카락과 본체(10)가 거의 맞닿게 되어 머리카락에 본체(10)의 열이 대부분 전해져서 원활한 머리카락 고정 및 셋팅이 이루어질 수 있도록 한다. 이때, 알루미늄 소재의 원통형 본체(10) 표면 상에 발열면 커버부(11)를 형성하는 것이 상당히 어려운 작업이 되는데, 그 이유는 본체(10) 재질의 특성상 금속 표면이 매끄럽기 때문에 벨벳의 직물층(원사) 형성과 파일 식모 과정이 어려우며, 작은 크기의 원통형 물건에 대해 균일하게 발열면 커버부(11)를 형성해야 하기 때문이다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르는 방법은 프라이머 도포와 접착제 도포 과정 및 그 사이의 열 처리 과정을 적절하게 조합하고 최적의 온도로 건조 및 가열함으로써, 상술한 어려움에도 불구하고 효율적으로 원통형 본체(10) 상에 발열면 커버부(11)를 형성할 수 있다.

이를 통해 최종적으로, 본체(10)의 표면에 벨벳 재질의 커버가 형성될 수 있으며, 유관이나 기계를 통한 검사과정을 통해 최종적으로 제품유통을 위한 포장 단계에 진입할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 헤어롤에 대하여 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 헤어롤의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 열 헤어롤은 본체(10), 발열필름(20) 및 전원제어모듈(40)을 포함한다.

본체(10)는 도전성 재질로 구성된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 발열필름(20)은 본체(10)의 내주면의 일부 영역에 부착되어 열을 발생하는 발열체를 포함할 수 있다. 전원제어모듈(40)은 발열필름(20)에 전원단자를 통해 공급되는 외부전원을 전달하며, 발열필름(20) 상부에 배치되어 발열필름(20)의 온도를 제어하기 위해 전원공급을 제어할 수 있다. 예시적으로, 본 발명의 열 헤어롤은 전원이 공급될 경우, 본체(10)의 내주면에 부착된 발열필름(20)의 발열체가 열을 발생함으로써, 도전성 재질의 본체(10)의 온도가 상승될 수 있다. 또한, 본 발명의 열 헤어롤은 전원제어모듈(40)에 의하여, 발열필름(20)의 발열체가 과도하게 열을 발생하지 않도록 제어될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 열 헤어롤을 사용자의 모발에 감아놓는 것만으로도 컬링 효과를 얻을 수 있다. 또한, 고데기와 같이 사용자의 모발에 지속적으로 조작력을 가할 필요 없기 때문에 열 헤어롤을 한번 모발에 감아놓은 후 다른 일을 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 헤어롤의 본체와 관련된 상세 구성을 나타낸 사시도이고, 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열 헤어롤의 본체와 관련된 상세구성을 나타낸 단면도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄회로기판의 회로도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열필름의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원제어모듈의 구성도이고, 은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 헤어롤의 본체에 고정집게가 결합된 모습을 나타낸 사시도이다.

도 4 내지 도 6a를 참조하면, 본 발명의 열 헤어롤은 본체(10), 발열면 커버부(11), 덮개부(12), 전원표시등(13), 전원단자(14), 발열필름(20) 및 전원제어모듈(40)을 포함한다.

본체(10)는 도전성 재질로 구성된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 원통형 형상일수도 있으나, 단순히 둥글게 굴곡되어 형성될 수도 있다. 예를 들어, 본체(10)는 알루미늄으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이로 인해, 후술하는 발열필름(20) 내의 발열체로부터 열이 발생할 경우, 짧은 시간 안에 본체(10)에 효과적으로 열이 확산될 수 있다. 예시적으로, 본체(10)의 지름은 30mm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

발열면 커버부(11)는 본체(10)의 외주면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이러한 발열면 커버부(11)는 본체(10)의 열 방출을 방지하고, 본체(10)의 보온성을 유지하는 역할을 한다. 발열면 커버부(11)는 내열접착제를 통해 본체(10)의 외주면에 접착될 수 있다.

또한, 발열면 커버부(11)는 벨벳 소재 또는 벨크로 소재로 구성될 수 있다.

발열면 커버부(11)가 벨벳으로 구성될 경우, 사용자가 헤어롤을 집을 때 화상사고를 방지하도록 한다. 그와 동시에, 모발에 본체(10)의 표면의 온도가 그대로 전달되어 과도한 열에 의한 모발 손상을 방지하는 기능도 수행하며, 정전기 방지 기능 역시 수행할 수 있다. 또한, 전도성이 높은 본체(11)는 열전도가 빠른 만큼 열의 방출이 빠르다. 그런데, 헤어롤은 일반적으로 몇 십분 동안 머리에 고정해둔 채로 사용되는 것이기 때문에, 헤어롤 표면의 열이 오랫동안 유지될 필요가 있다. 이때, 벨벳으로 이루어진 발열면 커버부(11)는 나일론 소재로 구성되는 특성으로 인해 열의 보온성이 높기 때문에 열을 오랫동안 머금을 수 있다.

또한, 발열면 커버부(11)가 벨크로로 구성될 경우, 벨크로 소재의 특성상 모발이 엉겨붙기 때문에 본체(11)의 외주면에 머리카락이 둥글게 말려지게 할 때 수월하게 본체에 머리카락을 고정시킬 수 있다. 벨크로는 100% 나일론(NYLON 6)으로 이루어질수 있으며, 벨크로의 길이는 본체(10)의 둘레와 길이에 대응되게 형성될 수 있다. 일 예로, 벨크로는 옥스퍼드지를 포함할 수 있으며, 이러한 옥스퍼드지는 디자인 삽입이 용이하다는 장점이 있다. 즉, 옥스퍼드지 원단에 벨크로를 심는 방식으로 발열면 커버부(11)를 구성할 수 있으며, 옥스퍼드지에 다양한 문양의 디자인을 삽입한 후에 모발이 엉겨붙는 벨크로를 추가할 수 있다.

일 예로, 발열면 커버부(11)의 일 영역은 벨벳으로 구성되고, 다른 영역은 벨크로로 구성될 수 있다. 즉, 본체(10)의 외주면 상에 벨벳이 도포되고, 벨벳 상에 벨크로가 도포되는 형태로 구성될 수 있다. 이로 인해, 벨벳의 열 보온성을 유지하는 장점을 가지고, 벨크로의 엉겨붙는 특성으로 인해 머리카락이 미끄러지는 단점은 극복할 수 있다.

발열필름(20)은 본체(10)의 내주면의 일부 영역에 부착되어 열을 발생하는 발열체를 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 발열필름(20)은 발열체(21)와 발열체(21)를 커버하는 필름(22)으로 구성될 수 있다. 이러한 발열체(21)의 양단에는 후술하는 전원제어모듈(40)이 연결되어, 외부 전원이 공급될 수 있다.

발열체(21)는 필름(22)의 형상에 대응하여 지그재그형 형태로 절곡되어 형성될 수 있다. 예시적으로, 너비 20mm 및 길이 40mm의 직사각형 형상의 필름(22)에 대응하여 발열체(21)가 배치될 수 있다. 이때, 발열체(21)는 필름(22)의 너비의 가장자리에 발열체(21)의 일단이 배치되되, 일단으로부터 필름(22)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 이어서, 발열체(21)는 필름(22)의 면적을 벗어나지 않도록 발열체(21)의 일단이 배치된 방향을 향하여 절곡될 수 있다. 발열체(21)는 이러한 방식으로 반복하여 지그재그형으로 5회 정도 절곡될 수 있다. 이때, 발열체(21)의 타단은 발열체(21)의 일단과 마주하도록 배치될 수 있다. 또한, 필름(22)은 발열체(21)를 앞 뒤로 둘러싸도록 커버할 수 있다. 이러한 발열체(21)의 형상으로 인하여 발열체(21)를 둘러싸는데 필요한 최적 크기의 필름(22)이 사용될 수 있다. 저항은 면적에 반비례하기 때문에, 발열체(21)는 얇은 폭을 갖도록 형성되어야만 원활히 발열기능을 달성할 수 있다. 따라서, 발열체(21)는 선과 같은 얇은 폭으로 형성되되, 발열필름(20)의 전체 면적을 커버하기 위해서, 지그재그 형태로 배열된다. 그에 따라, 본체(10)에 접촉하는 발열체(21)의 면적이 많아지게 되므로, 효율적으로 열을 전달할 수 있다.

발열체(21)의 면적은 본체(10) 내주면 면적의 10~30%로 이루어질 수 있다. 또한, 발열체(21)의 면적이 본체(10) 내주면 면적의 10~30% 보다 적게 되면, 전도면적이 현저히 줄어들기 때문에, 본체(10)의 온도 상승 속도가 상당히 느리거나, 국소적으로 목표 온도에 도달하지 못하는 영역이 발생될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예는 발열필름(20)을 많이 사용하지 않으면서 본체(10)의 온도를 빠른 시간 내에 목표 온도까지 최적으로 발열시킬 수 있기 때문에, 적은 비용으로도 최적의 발열롤을 제작할 수 있다.

이때, 발열체(21)에 외부전원이 공급되는 경우, 발열체(21)의 온도는 150~200℃가 바람직하다. 이 경우, 발열체(21)로 인해 가열된 본체(10)의 온도는 80~100℃이고, 본체(10)를 둘러싸고 있는 발열면 커버부(11)의 온도는 40~70℃이 될 수 있다. 이는 사용자의 손이 발열면 커버부(11)에 직접 접촉하더라도 뜨거움을 느끼지는 않으나, 헤어 스타일링이 될 정도의 온도일 수 있다.

여기서, 발열체(21)는 저항성 와이어 또는 에칭 포일(etching foil) 열선으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 발열체(21)는 면상발열체(katon heating film)로 이루어질 수 있다. 저항성 와이어나 에칭 포일 열선은 내화학성이 우수하고, 전기적 노이즈에 강하며 높은 내열성을 지닌다. 저항성 와이러로 구성되는 경우 150℃ 이상의 온도로 발열 가능하며, 에칭 포일 열선의 경우 200℃ 이상의 온도로 발열 가능하다.

또한, 필름(22)은 폴리이미드 필름(polymide film)으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 폴리이미드 필름은 화학물질에 대한 높은 수준의 저항을 가지며, 고진공 환경에서 우수한 가스 방출 특성을 가진다는 장점이 있다. 또한, 상술한 발열필름(20)은 5V의 전압에 가장 효율적으로 발열될 수 있다.

덮개부(12)는 본체(10) 의 개구된 양측을 커버하도록 결합될 수 있으며, 한 쌍으로 구성될 수 있다. 이러한 덮개부(12)는 본체(10)의 지름을 커버할 수 있는 원형의 뚜껑의 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 덮개부(12)는 내열성이 높고 무게가 가벼운 내열 플라스틱으로 이루어지는 것이 바람직하다. 다른 예로, 본체(10)의 하단에 배치되는 덮개부(12)는 후술하는 배터리부의 삽입부가 삽입되는 홈이 형성될 수 있으며, 이러한 홈에 의하여 본체(10)가 배터리부에 지지할 수 있다.

전원표시등(13)은 발열필름(20)에 전원이 공급되는지를 표시할 수 있다. 이러한 전원표시등(13)은 고휘도 발광다이오드로 이루어질 수 있으며, 사용자가 시각적으로 전원이 공급되는 것을 파악할 수 있게 도움을 준다.

도 8을 참조하면, 전원제어모듈(40)은 발열필름(20)의 온도를 제어하기 위해 전원공급을 제어할 수 있다. 이러한 전원제어모듈(40)은 인쇄회로기판(30)과 마이크로 컨트롤러(43)의 조합으로 구성될 수 있다.

여기서, 전원제어모듈(40)에 필수적으로 포함되는 인쇄회로기판(30) 은 발열체에 외부전원을 공급할 수 있다. 인쇄회로기판(30)은 전원단자(14)와 연결되어 있어, 전원단자(14)를 통하여 유입되는 외부전력을 발열체로 전달한다. 인쇄회로기판(30)은 두 개의 배선을 통해 발열필름(20)으로 전류를 공급한다.

여기서, 전원단자(14)는 USB포트로 구성될 수 있으며, 휴대폰, 노트북, 충전기 등의 전자기기와 연결되어 전원을 제공 받을 수 있다.

또한, 인쇄회로기판(30)은 전원단자(14)와 발열필름(20) 사이에 연결되고, 마이크로 컨트롤러(43)는 인쇄회로기판(30) 상에 실장될 수 있다.

마이크로 컨트롤러(43)는, 전류가 발열필름(20)으로 공급되는 시간을 제어할 수 있다.

마이크로 컨트롤러(43)는 타이머 기능을 갖는 것으로서, 기설정된 시간 동안만 발열체(21)로 전류를 흐르게 할 수 있다. 예시적으로, 마이크로 컨트롤러(43)는 3분 30초 내지 4분 30초의 시간 동안만 발열체(21)로 전류를 흐르게 할 수 있다. 이로 인해, 전원제어모듈(40)은 3분 30초 내지 4분 30초의 시간 동안만 발열필름(20)으로 전류를 공급하고, 이후에는 전류를 차단할 수 있다.

한편, 전원표시등(13)은 인쇄회로기판(30)으로부터 전류를 공급받도록 설계되는데, 발열필름(20)으로 전류를 공급하는 배선에서 분기하여 전류를 공급받도록 설계될 수도 있다. 이러한 경우, 발열필름(20)으로 전류가 공급될 때만 전원표시등(13)이 동작하므로, 전류가 공급되지 않을 때는 전원표시등(13)이 꺼질 수 있다. 사용자 입장에서는 전원표시등(13)이 꺼진 것을 보고 충전이 다 된 것(즉, 발열 과정이 완료된 것)으로 곧바로 인식할 수 있다는 점에서 장점이 있다.

추가 실시예로, 인쇄회로기판(30)과 마이크로 컨트롤러(43)의 조합으로 구성되는 전원제어모듈(40)에는 콘덴서(미도시)가 더 부가 될 수도 있다. 여기서, 콘덴서는 1A 또는 2A 범위의 전류가 흐를 수 있으며, 발열필름(20)의 정격 전력량은 115v 또는 28v이고, 와트밀도는 2.4 W/in2, 5 W/in2 또는 10W/in2 일 수 있다.

이때, 콘덴서는 커패시터를 의미하는 것으로서, 교류전압을 직류전압으로 변환하여 전압을 공급하면서, 그 용량에 따라 콘덴서를 통과하여 흐르는 전류의 량이 다르게 설정된다. 즉, 일반 가정에서의 정격전압으로부터 소량의 미리 설정된 전류(예를 들어, 1A 또는 2A)만 발열체(21)에 전달되도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

추가 실시예로, 전원제어모듈(40)은 온도센서(41)와 인쇄회로기판(30)의 조합으로 구성될 수도 있다.

온도센서(41)와 인쇄회로기판(30)의 조합으로 구성되는 전원제어모듈(40)의 경우, 인쇄회로기판(30)은 전원단자(14)와 발열필름(20) 사이에 연결되고, 발열필름(20) 상부에 온도센서(41)가 배치될 수 있다.

이로 인해, 인쇄회로기판(30)은 발열필름(20)에 전원단자(14)를 통해 공급되는 외부전원을 전달하며, 온도센서(41)는 발열체(21)의 온도를 감지하여 감지된 온도가 미리 설정된 임계치를 초과하는 경우, 발열필름(20)으로 공급되는 전류를 차단할 수 있다. 즉, 온도센서(41)는 발열필름(20) 상부에 마련되어 발열체(21)의 발열 온도를 감지한다. 이때, 온도센서(41)는 검출소자로서, 두 종류의 금속선으로 이루어져 접점간의 온도차에 의해 기전력을 발생시키는 열전쌍(Thermocouple)을 포함하여 구성될 수도 있다.

예시적으로, 발열체(21)의 온도가 200도 이상 상승할 경우 전원제어모듈(40)은 발열필름(20)으로 공급되는 전류를 차단할 수 있다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 인쇄회로기판(30)은 발열필름 입력단자(31)를 통하여 발열필름(20)으로 전류량을 공급한다. 이어서, 발열필름 출력단자(32)를 통하여 공급되었던 전류가 다시 인쇄회로기판(30)으로 돌아오도록 구성되어 하나의 완전한 회로 구조를 가진다. 인쇄회로기판(30)에서는 2개의 배선이 연결되는데, 전원제어모듈(40) 및 발열필름(20)과 연결될 수 있다. 즉, 전류가 흐르는 in 배선과 전류가 빠져나가는 out 배선으로 구성되는 2개의 배선이 각각 인쇄회로기판(30)과 전원제어모듈(40), 발열필름(20)과 연결될 수 있다. 이때, 발열필름(20)의 경우, 도 4의 발열체의 좌측 부분에 형성된 네모 형태의 끝부분을 통해서 인쇄회로기판(30)과 연결될 수 있다.

도 6b를 참조하여 구체적으로 설명하면, CON1을 통해 외부전력(예를 들어, 220V 교류전압)을 수신하게 되며, CON1은 마이크로컨트롤러(U1)와 표시등(LED1)과 연결되어 UI과 LED1에 전력을 공급하여 동작하도록 한다. (각 구성 간의 연결배선은 미도시) 이에 따라, 충전이 되고 있는 경우, 자동적으로 표시등에 불이 켜지게 된다. 마이크로컨트롤러는 두 개의 커패시터(Q1, Q2)와 저항(R3~R5)의 직병렬 조합으로 구성된 작은 소(小)회로부와 직렬로 연결되며, 소회로부는 발열체와 연결되는 두 개의 전선과 직렬로 연결된다. 즉, 마이크로 컨트롤러에서 특정시간동안만 전류를 공급할 경우, 발열체로 특정시간만 전류가 공급된다. 또한, 소회로부는 콘덴서와 같은 기능을 수행하여 외부의 교류전원을 직류전원으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, Q1과 Q2 사이에 R3가 연결되고, Q2와 마이크로컨트롤러 사이에 R4, R5가 연결된 구조를 갖는다.

일 예로, 내열 테이프를 통하여 발열필름(20) 및 온도센서(41)를 본체(10)의 내주면에 고정시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 내열 테이프를 대체할 수 있는 다양한 방법(예를 들어, 본드 등)으로 고정시킬 수 있다. 이때, 내열 테이프는 열에 강한 테이프로서, 150-200℃ 이상의 고온에서도 녹거나 접착력이 떨어지지 않는 성능을 가진 테이프이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 열 헤어롤은 본체(10)를 가압하도록 본체(10)의 외측부를 감싸는 고정집게(50)를 포함한다.

일 예로, 고정집게(50)는 횡방향에 대하여 수직하게 관통하는 복수의 홀을 포함할 수 있다. 이러한 복수의 홈(55) 또는 복수의 홀은 손잡이 역할을 수행할 수 있으며, 후술하는 케이스부의 안착홈에 고정집게(50)를 용이하게 탈착시킬 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 홀의 형상은 하트 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 캐릭터 형상으로 이루어져 심미성을 높일 수 있다. 이러한 고정집게(50)는 사용자의 모발이 본체(10)에 감겨져 가온되는 동안 상기 감겨진 모발을 감싸도록 고정되는 것일 수 있다. 또한, 고정집게(50)는 열 헤어롤을 사용자의 모발에 보다 견고하게 고정시킬 수 있다. 또한, 고정집게(50)는 내열성이 우수하고 무게가 가벼운 내열 플라스틱으로 이루어질 수 있다.

추가 실시예로, 고정집게(50)는 본체(10)의 외측을 감싸는 상부 프레임과 하부프레임 및 상부 및 하부 프레임의 일단에 마련되어 상부 및 하부 프레임 사이의 공간을 넓히거나 좁히는 누름손잡이을 포함할 수 있다.

여기서, 누름손잡이는 상부 누름손잡이와 하부 누름손잡이로 구성될 수 있다. 상부 누름손잡이는 상부 프레임의 일 영역에 형성된 축대에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 하부 누름손잡이는 하부 프레임의 일 영역에 형성된 축대에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 각 누름손잡이는 축대에 회전가능하게 배치되되, 각 누름손잡이가 서로 맞닿지는 않는 위치까지만 회전가능하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 각 프레임에서 축대와 인접한 위치에 걸림턱이 배치되고, 각 누름손잡이는 걸림턱에 의해 회전가능한 영역이 제한됨으로써, 서로 맞닿지 않을 수 있다. 이와 같이 구성되는 이유는, 사용자가 고정집게를 두 손가락으로 집고 프레임 간의 간격을 벌릴 때에 유용하도록 하기 위함이다. 한편, 사용자의 선택에 의하여, 상부 누름손잡이는 상부 프레임의 표면에 밀착하도록 회전되어 접힐 수 있다. 마찬가지로, 하부 누름손잡이는 하부 프레임의 표면에 밀착하도록 회전되어 접힐 수 있다. 따라서, 고정집게를 머리카락 컬링의 목적으로 사용할 때는 누름손잡이를 프레임과 이격하게 배치하여 손으로 쉽게 잡고 사용할 수 있도록 하되, 본체(10)에 고정집게(50)를 고정시킨 후 상부 및 하부 누름손잡이를 상부 및 하부 프레임의 표면에 밀착시킬 경우 하나의 원통으로 보관할 수 있다. 이로 인해, 고정집게(50)의 부피를 현저하게 감소시킬 수 있어 휴대 및 보관 중에 차지하는 부피를 최소화 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정집게의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 본체에 고정집게, 베터리부 및 케이스부를 결합하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 본체에 베터리부가 결합된 모습을 나타낸 단면도이다.

다른 예로, 도10을 참조하면, 고정집게(50a)는 본체(10)의 길이방향에 대응하며, 횡단면 상에서 반원의 형상을 갖도록 형성되되, 양단부에 일정한 간격의 복수의 홈(55)이 형성되어 빗살의 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 고정집게(50a)는 본체(10)를 향하도록 탄성이 작용하는 플렉시블한 소재로 이루어질 수 있다. 또 다른 예로, 도 11에 도시된 바와 같이, 고정집게(50b)는 횡방향에 대하여 수직하게 관통하는 복수의 홀을 포함할 수 있다. 이러한 복수의 홈(55) 또는 복수의 홀은 손잡이 역할을 수행할 수 있으며, 후술하는 케이스부의 안착홈에 고정집게(50a, 50b)를 용이하게 탈착시킬 수 있다.

도 11 및 도12를 참조하면, 본 발명의 열 헤어롤은 전원단자(14a)를 통해 발열체(21)에 전원을 공급하는 배터리부(70) 및 본체(10)와 대응하도록 형성되되, 일단에 형성된 개구부를 통하여 본체(10)가 내장되는 케이스부(80)를 더 포함할 수 있다.

배터리부(70)는 본체(10)의 하단에 형성된 홈(16)에 삽입되도록 형성된 삽입부(71)와 전원단자(14a)에 연결되도록 형성된 하부 전원단자(72)를 포함하는 원통형 형상의 하우징(76), 하우징(76)의 내부에 배치되되, 하부 전원단자(72) 및 배터리(74) 사이에 연결되어 배터리(74)에 의한 전류를 발열체(21)로 공급하는 하부 인쇄회로기판(75) 및 하부 인쇄회로기판(75)에 연결되어 발열체(21)에 전원이 공급되는지를 표시하는 하부 전원표시등(73)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 전원단자(14a) 및 하부 전원단자(72)는 입력단자 및 출력단자의 형상으로 대응하도록 구성될 수 있다. 또한, 하부 전원단자(72)는 USB포트로 구성될 수 있으며, 휴대폰, 노트북, 충전기 등의 전자기기와 연결되어 전원을 제공 받을 수 있다. 다시 말해서, 전원단자(14a)는 열 헤어롤의 전원수급단자이고, 하부 전원단자(72)는 배터리부(70)의 전원공급단자이되, 두 단자(14a, 72)의 연결시 배터리부(70)의 충전된 전력이 열 헤어롤로 연결될 수 있다. 즉, 이러한 배터리부(70)를 통하여 본 발명의 열 헤어롤은 전원이 없는 실외공간에서의 휴대성이 증가될 수 있다. 더불어, 배터리부(70)는 하단에 전원수급단자(미도시)를 별도로 포함하고 있어, 전원수급단자를 통해 외부로부터의 전력을 수급할 수 있다. 모든 단자는 usb 포트와 대응하도록 형성될 수 있다.

케이스부(80)는, 케이스부(80)의 외측부에 형성되되 고정집게(50b)가 케이스부(80)를 감싸도록 삽입되는 안착홈(81) 및 개구부를 커버하도록 형성된 케이스 덮개부(82)를 포함할 수 있다. 고정집게(50b)는 안착홈(81)에 대응하도록 형성될 수 있으며, 본체(10)를 향하도록 탄성을 가지는 플렉시블한 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 본체(10)를 내장하는 케이스부(80)를 통하여 본 발명의 열 헤어롤은 외부 충격으로부터 보호될 수 있다.

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 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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.