KR101895694B1 - Textile motion sensor, a method of fabricating the same, and clothing system including the same - Google Patents

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KR101895694B1 KR1020160176902A KR20160176902A KR101895694B1 KR 101895694 B1 KR101895694 B1 KR 101895694B1 KR 1020160176902 A KR1020160176902 A KR 1020160176902A KR 20160176902 A KR20160176902 A KR 20160176902A KR 101895694 B1 KR101895694 B1 KR 101895694B1
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이성수
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Abstract

본 발명은 인체 동작 시의 측정 신호의 노이즈 및 왜곡을 최소화하는 동작 인식 직물 센서 및 이를 포함하는 의복 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서는, 의복과 결합되는 직물 기저층; 상기 직물 기저층 표면 및 상기 직물 기저층 내부 중 어느 하나 이상에 형성되며, 동작에 의하여 저항이 변화되는 전도성 재료층; 및 상기 전도성 재료층과 결합되어 상기 전도성 재료층에 전류를 공급하며, 상기 직물 기저층 또는 상기 의복 상에 프린팅되어 형성되는 금속 배선층을 포함하고, 상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함되며, 상기 카본 나노 입자들은 서로 접촉하여 형성되고, 상기 금속 배선층은 3 내지 50 mm 너비로 상기 직물 기저층 또는 상기 의복에 프린팅될 수 있다.The present invention relates to an operation recognition fabric sensor for minimizing noise and distortion of a measurement signal during a human body operation and a garment system including the same. A motion recognition fabric sensor in accordance with an embodiment of the present invention includes: a fabric base layer coupled to a garment; A conductive material layer formed on at least one of the fabric base layer surface and the fabric base layer, the resistance of which is changed by operation; And a metal interconnection layer coupled with the conductive material layer to supply current to the conductive material layer, the metal interconnection layer being formed by printing on the fabric base layer or the garment, wherein the conductive material layer comprises carbon nanoparticles, 20% by weight and 0.5 to 10% by weight, and the carbon nanoparticles are formed in contact with each other, and the metal wiring layer can be printed in the fabric base layer or the garment with a width of 3 to 50 mm.

Description

동작 인식 직물 센서 및 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 의복 시스템{TEXTILE MOTION SENSOR, A METHOD OF FABRICATING THE SAME, AND CLOTHING SYSTEM INCLUDING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a motion recognition fabric sensor, a manufacturing method thereof, and a clothes system including the same.

본 발명은 동작 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 인체부위 별 동작을 측정하기 위한 동작 인식 직물 센서에 관한 것이다. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an operation sensor, and more particularly, to an operation recognition fabric sensor for measuring an operation of a user's body part.

사용자가 의복을 통해 자신의 신체 상태를 측정할 수 있도록 해 주는 연구는 많이 수행되고 있고, 관련 제품도 시장에서 활발히 거래되고 있으나, 여러 가지 원인으로 인하여 동작을 센싱하는 정확도가 떨어지는 단점이 존재한다. 이러한 원인으로는, 1) 사용자의 움직임으로 인해 센서의 형태가 변형되거나 2) 센서의 위치가 이동하거나, 3) 동작시 센서가 전체적으로 균일하게 신장 및 환원하지 못하고 동작 부위에서의 골격의 형태 변화에 따라 상기 센서의 일부분이 비균일하게 신장 및 수축함으로써, 신체 상태의 측정 정확도가 떨어지게 된다. 이는 일상 생활에서 사용자가 입고 활동하면서 지속적인 측정이 이루어져야 하는 신체 상태 감지 의복에 있어서 문제점이라 할 수 있다. There are many researches that allow users to measure their physical condition through apparel, and related products are actively traded in the market. However, there are disadvantages that the accuracy of motion sensing is low due to various reasons. The reasons for this are as follows: 1) the shape of the sensor is deformed due to the movement of the user; 2) the position of the sensor is shifted; or 3) the sensor is not uniformly stretched or reduced uniformly during operation, Accordingly, a part of the sensor unexpectedly elongates and contracts, resulting in poor measurement accuracy of the physical condition. This is a problem in the detection of the physical condition of the wearer who has to be continuously measured while wearing the wearer in daily life.

또한, 의복 착용자의 움직임에 따른 의복의 움직임으로 인해, 센서의 인체상, 의복상 위치가 변화하면 심박, 동작, 호흡, 혈압, 동작 등 신체 상태의 측정 정확도가 떨어진다. 또한, 기존의 신체 상태 감지를 위한 의복은 인체 동작 후에 의복이 원래의 위치로 복원되지 않은 경우가 발생함에 따라, 센서의 위치 이동으로 인해 정확한 감지에 어려움이 있다. Also, due to the movement of the garment according to the movement of the wearer, the measurement accuracy of the body condition such as heartbeat, motion, respiration, blood pressure, and motion is degraded when the position of the sensor on the human body or clothes changes. In addition, since the clothes for the existing physical condition detection are not restored to the original position after the human body operation, there is a difficulty in accurate detection due to the movement of the sensor position.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체 동작 시, 센서의 위치 이동 및 센서의 비균일한 신장 수축 현상을 저감시킴으로써 동잡음의 영향을 최소화하고 인체 부위별 동작을 정확히 센싱하는 동작 인식 직물 센서 및 이의 제조 방법을 제공한다. An object of the present invention is to provide an operation recognition fabric sensor which minimizes the influence of motion noise by sensing the positional movement of the sensor and the nonuniform shrinkage phenomenon of the sensor and accurately senses the motion of each part of the human body, ≪ / RTI >

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 마찰이나 구김에도 떨어지거나 단락되지 않는 동작 인식 직물 센서 및 이를 포함하는 의복 시스템을 제공한다. Another object of the present invention is to provide a motion recognition fabric sensor and a garment system including the same, which are free from friction or creasing or short-circuiting.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서는, 의복과 결합되는 직물 기저층; 상기 직물 기저층 표면 및 상기 직물 기저층 내부 중 어느 하나 이상에 형성되며, 동작에 의하여 저항이 변화되는 전도성 재료층; 및 상기 전도성 재료층과 결합되어 상기 전도성 재료층에 전류를 공급하며, 상기 직물 기저층 또는 상기 의복 상에 프린팅되어 형성되는 금속 배선층을 포함하고, 상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함되며, 상기 카본 나노 입자들은 서로 접촉하여 형성되고, 상기 금속 배선층은 3 내지 50mm 너비로 상기 직물 기저층 또는 상기 의복에 프린팅된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a motion recognition fabric sensor comprising: a fabric base layer coupled to a garment; A conductive material layer formed on at least one of the fabric base layer surface and the fabric base layer, the resistance of which is changed by operation; And a metal interconnection layer coupled with the conductive material layer to supply current to the conductive material layer, the metal interconnection layer being formed by printing on the fabric base layer or the garment, wherein the conductive material layer comprises carbon nanoparticles, 20% by weight and 0.5 to 10% by weight, and the carbon nanoparticles are formed in contact with each other, and the metal wiring layer is printed on the fabric base layer or the clothes at a width of 3 to 50 mm.

일 실시예에서, 상기 카본 나노 입자들은 상기 전도성 재료층 내에 도전성 패스를 형성할 수 있다. 상기 고분자 화합물은 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에스터, 및 레이온 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 직물 기저층은 상기 의복과 일체화되거나 분리 결합된 형태일 수 있다.In one embodiment, the carbon nanoparticles may form a conductive path in the conductive material layer. The polymer compound may include at least one of urethane, polyurethane, polyester, and rayon. In addition, the fabric base layer may be in the form of being integrated with or separated from the garment.

일 실시예에서, 전도성 재료층은 상기 카본 나노 입자 및 상기 고분자 화합물이 상기 직물 기저층 내부에 침투하여 상기 직물 기저층 내부에 상기 전도성 재료층의 일부가 형성될 수 있다. 상기 전도성 재료층은 상기 카본 나노 입자 및 상기 고분자 화합물이 상기 직물 기저층 표면 상에 코팅되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 동작 인식 직물 센서는 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치의 상기 의복에 결합될 수 있다.In one embodiment, the conductive material layer may be such that the carbon nanoparticles and the polymeric compound penetrate into the fabric base layer to form a portion of the conductive material layer within the fabric base layer. The conductive material layer may be formed by coating the carbon nanoparticles and the polymer compound on the surface of the fabric base layer. In addition, the motion recognition fabric sensor may be coupled to the garment at a location spaced apart from the area where the user's action occurs.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서의 제조 방법은, 카본 나노 입자 20 내지 40 중량%, 친수성 용매 40 내지 60 중량%, 및 고분자 화합물 5 내지 20 중량%를 혼합하여 카본 슬러리를 형성하는 단계; 의복과 결합되는 직물 기저층을 상기 카본 슬러리에 침지하여 상기 직물 기저층 내부 및 표면 상에 상기 카본 슬러리를 포함하는 전도성 재료층을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 재료층이 형성된 상기 직물 기저층을 90℃ 내지 150 ℃ 에서 40분 내지 80분 간 경화함으로써, 상기 전도성 재료층의 표면층의 전도성을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a motion recognition fabric sensor, comprising: mixing 20 to 40% by weight of carbon nanoparticles, 40 to 60% by weight of a hydrophilic solvent, and 5 to 20% To form a carbon slurry; Immersing a fabric base layer in combination with the garment in the carbon slurry to form a layer of conductive material comprising the carbon slurry inside and on the fabric base layer; And reducing the conductivity of the surface layer of the conductive material layer by curing the fabric base layer formed with the conductive material layer at 90 DEG C to 150 DEG C for 40 to 80 minutes.

일 실시예에서, 상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 전도성 재료층 내의 상기 카본 나노 입자들은 상기 전도성 재료층 내에 도전성 패스를 형성할 수 있다. In one embodiment, the conductive material layer may include carbon nanoparticles and a polymer compound in an amount of 2 to 20% by weight and 0.5 to 10% by weight. The carbon nanoparticles in the conductive material layer may form a conductive path in the conductive material layer.

일 실시예에서, 상기 고분자 화합물은 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에스터, 및 레이온 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 동작 인식 직물 센서는 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 1 내지 8 cm 의 이격된 위치의 상기 의복에 결합되In one embodiment, the polymeric compound may comprise at least one of urethane, polyurethane, polyester, and rayon. The motion recognition fabric sensor is also coupled to the garment at a spaced location of 1 to 8 cm from the area in which the user's action occurs

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 의복 시스템은, 사용자의 동작을 측정하기 위한 동작 인식 직물 센서를 포함하는 의복 시스템으로서, 의복과 결합되는 직물 기저층; 상기 직물 기저층 표면 및 상기 직물 기저층 내부 중 어느 하나 이상에 형성되며, 동작에 의하여 저항이 변화되는 전도성 재료층; 및 상기 전도성 재료층과 결합되어 상기 전도성 재료층에 전류를 공급하며, 상기 직물 기저층 또는 상기 의복 상에 프린팅되어 형성되는 금속 배선층을 포함하고, 상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함되며, 상기 카본 나노 입자들은 서로 접촉하여 형성되고, 상기 금속 배선층은 3 내지 50 mm 너비로 상기 직물 기저층 또는 상기 의복에 프린팅될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparel system including an operation recognition fabric sensor for measuring a user's operation, the fabric system comprising: a fabric base layer coupled with a garment; A conductive material layer formed on at least one of the fabric base layer surface and the fabric base layer, the resistance of which is changed by operation; And a metal interconnection layer coupled with the conductive material layer to supply current to the conductive material layer, the metal interconnection layer being formed by printing on the fabric base layer or the garment, wherein the conductive material layer comprises carbon nanoparticles, 20% by weight and 0.5 to 10% by weight, and the carbon nanoparticles are formed in contact with each other, and the metal wiring layer can be printed in the fabric base layer or the garment with a width of 3 to 50 mm.

일 실시예에서, 상기 동작 인식 직물 센서의 적어도 하나의 일단부에 상기 동작 인식 직물 센서를 상기 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격시키기 위하여 연결되는 이격위치 유지부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 이격위치 유지부는 비신축성 재료로 구성될 수 있으며, 상기 이격위치 유지부는 장방형 테이프 구조, 나선형의 코드 구조, 및 복수 개의 코드들로 구성된 트위스트 구조를 포함할 수 있다.In one embodiment, at least one end of the motion recognition fabric sensor may further include a separation position retainer connected to separate the motion recognition fabric sensor from an area in which the motion of the user is generated. The spacing position retaining portion may be formed of a non-stretchable material, and the spacing position retaining portion may include a rectangular tape structure, a spiral cord structure, and a twist structure composed of a plurality of cords.

일 실시예에서, 상기 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치의 상기 동작 인식 직물 센서의 위치 변동을 방지하기 위한 밀착형 밴드 구조를 더 포함할 수 있고, 상기 밀착형 밴드 구조는 상기 동작 인식 직물 센서의 일단부에 연결되거나 상기 의복 시스템의 일단부에 연결될 수 있다. 또한, 상기 사용자의 동작이 발생되는 영역이 고관절인 경우, 상기 동작 인식 직물 센서는 상기 고관절과 이격된 상기 사용자의 허리 영역 및 상기 허리 영역의 주변부에 배치될 수 있다.In one embodiment, the apparatus may further include a closely-spaced band structure for preventing a positional variation of the motion recognition fabric sensor at a position spaced from an area in which the operation of the user is generated, May be connected to one end of the fabric sensor or to one end of the garment system. In addition, when the area where the user's operation is generated is the hip joint, the motion recognition fabric sensor may be disposed at the waist region of the user and the periphery of the waist region spaced apart from the hip joint.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동작 신호 측정 시스템은, 의복과 결합되는 직물 기저층; 상기 직물 기저층 표면 및 상기 직물 기저층 내부 중 어느 하나 이상에 형성되며, 동작에 의하여 저항이 변화되는 전도성 재료층; 및 상기 전도성 재료층과 결합되어 상기 전도성 재료층에 전류를 공급하며, 상기 직물 기저층 또는 상기 의복 상에 프린팅되어 형성되는 금속 배선층을 포함하고, 상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함되며, 상기 카본 나노 입자들은 서로 접촉하여 형성되고, 상기 금속 배선층은 3 내지 50 mm 너비로 상기 직물 기저층 또는 상기 의복에 프린팅되는 동작 인식 직물 센서; 상기 동작 인식 직물 센서로부터 측정된 결과를 전송하는 통신 모듈; 및 상기 통신 모듈로부터 전송된 측정 신호를 수신 및 처리하는 동작 신호 처리 장치를 포함하고, 상기 동작 인식 직물 센서는 상기 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 상기 동작 인식 직물 센서는 2 개 이상일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an operation signal measuring system including: a fabric base layer coupled to a garment; A conductive material layer formed on at least one of the fabric base layer surface and the fabric base layer, the resistance of which is changed by operation; And a metal interconnection layer coupled with the conductive material layer to supply current to the conductive material layer, the metal interconnection layer being formed by printing on the fabric base layer or the garment, wherein the conductive material layer comprises carbon nanoparticles, 20% by weight and 0.5 to 10% by weight, the carbon nanoparticles being formed in contact with each other, the metallization layer being printed on the fabric base layer or the garment with a width of 3 to 50 mm; A communication module for transmitting the measured result from the motion recognition fabric sensor; And an operation signal processing device for receiving and processing the measurement signal transmitted from the communication module, wherein the motion recognition fabric sensor is disposed at a position spaced apart from an area where the operation of the user is generated. The motion recognition fabric sensor may be two or more.

본 발명에 따르면, 카본 나노 입자와 고분자 화합물을 일정 중량비로 포함하는 전도성 재료층을 형성함으로써, 사용자의 동잡음을 최소화할 수 있고, 인체의 동작에도 불구하고 의복 시스템에 결합된 동작 인식 직물 센서의 3차원(X축, Y축, Z축) 이동을 최소화함으로써, 동작 인식 직물 센서가 측정하고자 하는 인체 부위에서 벗어나지 않도록 할 수 있다.According to the present invention, by forming a conductive material layer containing a carbon nanoparticle and a polymer compound at a constant weight ratio, it is possible to minimize motion noise of a user and to provide a motion recognition fabric sensor By minimizing the three-dimensional (X, Y, Z) movement, the motion recognition fabric sensor can be prevented from deviating from the body part to be measured.

또한, 본 발명에 따르면, 인체 동작시 동작 부위 골격의 형태 변화로 인하여 발생하는 센서의 비균질한 신장으로 인한 노이즈를 감소시키기 위하여 동작 인식 직물 센서를 인체의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격되도록 의복 시스템에 결합시킴으로써, 동작 인식 직물 센서의 측정 정확성을 향상시키고, 인체에 대한 동작 신호를 정확히 감지하고, 감지된 동작 신호를 수신 및 분석함으로써, 동작 신호의 측정 오류를 최소화할 수 있다. In addition, according to the present invention, in order to reduce noise due to inhomogeneous stretching of a sensor caused by a change in shape of an operating site skeleton during a human body operation, an operation recognition fabric sensor is installed in a clothing system By combining, it is possible to minimize the measurement error of the operation signal by improving the measurement accuracy of the motion recognition fabric sensor, accurately detecting the operation signal with respect to the human body, and receiving and analyzing the sensed operation signal.

또한, 본 발명에 따르면 전도성 재료층에 전류/전압/전력을 공급하기 위한 금속 배선층을 전도성 재료층 및 동작 인식 직물 센서가 결합되는 의복에 프린팅하여 형성함으로써, 착용감이 좋고 착용자의 동작에 의한 의복의 변형에도 떨어지거나 단락되지 않는 유연성 및 내구성을 갖는 동작 인식 직물 센서를 제공할 수 있다.According to the present invention, a metal wiring layer for supplying a current / voltage / electric power to a conductive material layer is formed by printing on a conductive material layer and a garment to which an operation recognition fabric sensor is coupled, It is possible to provide an operation recognition fabric sensor having flexibility and durability that is not fallen or short-circuited to deformation.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서를 나타내는 이미지들 일 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 동작을 측정하기 위한 동작 인식 직물 센서를 포함하는 의복 시스템의 일부분을 나타낸 것이다.
도 7a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서를 팔꿈치 및 무릎의 동작 위치(도 7b 및 도 8b) 및 상기 동작 위치와 이격된 위치(도 7a 및 도 8a)에 결합시켜 동작을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of an operation recognition fabric sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart illustrating a method of fabricating a motion recognition fabric sensor in accordance with an embodiment of the present invention.
Figures 3 and 4 may be images representing a motion recognition fabric sensor in accordance with an embodiment of the present invention.
Figures 5 and 6 illustrate a portion of an apparel system that includes an action recognition fabric sensor for measuring a user ' s action in accordance with an embodiment of the present invention.
Figures 7a and 8b illustrate an embodiment of a motion recognition fabric sensor according to an embodiment of the present invention in combination with the operating positions of the elbows and knees (Figures 7b and 8b) and the operating positions and the spaced positions (Figures 7a and 8a) The results are shown in Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.  오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. In the following drawings, thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of any of the listed items.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.  본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다.  또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다.  이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다.  따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다. Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers and / or portions, these members, components, regions, layers and / It is obvious that no. These terms are only used to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Thus, a first member, component, region, layer or section described below may refer to a second member, component, region, layer or section without departing from the teachings of the present invention.

전 세계적으로 건강에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이로 인해, 건강 관리용 신체 모니터링 기능의 스마트 의복 시장 확대를 가져올 것으로 기대된다. 즉, 스포츠 의복, 고령자 건강 상태를 모니터링 하는 실버 의복, 유아 돌연사를 방지하는 유아복, 태아의 상태를 모니터링할 수 있는 임부복, 스마트 전투복, 운동 선수 또는 일반인의 신체 동작을 측정할 수 있는 스마트 의복 등의 다양한 의복 분야에 적용될 수 있다. 또한 웨어러블 무선 센서의 급속한 성장은 무선 통신 센서를 사용하는 의복 시장 개발의 확대를 가속화할 것으로 전망된다. 또한, 헬스케어 및 피트니스용 단말과 멀티 기능 단말 등의 웨어러블 디바이스는 소비자 시장을 직접 겨냥한 수요가 대폭 증가할 것으로 기대된다. There is a growing interest in health worldwide, and this is expected to lead to the expansion of the smart clothing market for health monitoring body functions. In other words, it is possible to use sports clothing, silver clothes for monitoring the elderly health condition, baby clothes to prevent sudden infant death, maternity to monitor the fetal condition, smart combat clothes, smart clothes that can measure athletes' It can be applied to various apparel fields. The rapid growth of wearable wireless sensors is expected to accelerate the development of the clothing market using wireless communication sensors. In addition, demand for wearable devices, such as healthcare and fitness terminals and multi - function terminals, is expected to increase dramatically.

고령화, 저출산, 만성질환 증가, 소득 수준 증가 등은 건강관리에 대한 수요 급증과 더불어 수요층이 고령층에서 청장년층까지 확대되고 있어 유헬스 케어(U-health care) 시장은 지속 성장할 것으로 전망된다. 이 경우, 생체 신호를 측정할 수 있는 스마트 의복에서의 센서의 정확한 동작 구현을 위하여 의복에 부착된 센서의 위치 이동을 최소화하고 생체 신호 센싱시 발생하는 노이즈를 최소화하기 위한 다음과 같은 의복 설계가 고려될 수 있다.The U-health care market is expected to grow steadily, as the demand for healthcare is rapidly increasing, as the demand for healthcare is expanding from the elderly to the younger, due to aging, low fertility, increased chronic diseases, and increased income. In this case, in order to realize accurate operation of the sensor in the smart garment capable of measuring the bio-signal, the following clothing design is considered in order to minimize the movement of the sensor attached to the clothes and minimize the noise generated when sensing the bio- .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서의 구조를 나타내는 구조도이다. 1 is a structural view illustrating a structure of a motion recognition fabric sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 동작 인식 직물 센서(100)는 직물 기저층(10), 전도성 재료층(20), 및 금속 배선층(30)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the motion recognition fabric sensor 100 may comprise a fabric base layer 10, a conductive material layer 20, and a metallization layer 30.

인체의 동작시 동작하는 영역의 인체 부위는 불균일한 형태로 변화하게 되므로, 동작 영역에 동작 인식 직물 센서가 위치하는 경우에는 상기 동작 인식 직물 센서의 일부분만 과신장되게 된다. 이러한 불균일한 동작 인식 직물 센서의 신장에 의하여 동작 센싱시 측정 신호는 노이즈를 포함하게 되므로, 인체 부위의 불균일한 형태 변화가 동작 인식 직물 센서에 전달되는 것을 감소시키는 구조 뿐만 아니라, 이러한 과신장으로 인하여 발생되는 노이즈를 감소시킬 수 있는 재료들로 구성된 조성물을 이용할 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 동잡음을 감소시킬 수 있는 재료들로 구성된 조성물을 포함하는 동작 인식 직물 센서 및 이의 제조 방법에 대하여 서술할 것이다.The body part of the human body operates in a non-uniform manner. Therefore, when the motion recognition fabric sensor is positioned in the operation area, only a part of the motion recognition fabric sensor is oversupplied. Since the measurement signal during operation sensing includes noise, due to the extension of the non-uniform motion recognition fabric sensor, not only the structure that reduces the transfer of the non-uniform shape change of the body region to the motion recognition fabric sensor, It is necessary to use a composition composed of materials capable of reducing generated noise. Therefore, the present invention will describe a motion recognition fabric sensor comprising a composition made of materials capable of reducing motion artifacts and a method of manufacturing the same.

직물 기저층(10)은 면, 마, 및 견와 같은 천연 직물, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리우레탄, PVC, PCB, 및 PP와 같은 합섬 직물, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 직물 기저층(10)을 구성하는 직물의 종류는 이에 한정되지 아니하며, 모든 천연 섬유의 직물 및 모든 합성 섬유의 직물 등 의복에 사용되는 일체의 옷감을 포함할 수 있다. The fabric base layer 10 may comprise natural fabrics such as cotton, hemp, and dog, synthetic fibers such as nylon, polyester, acrylic, polyurethane, PVC, PCB, and PP, or combinations thereof. However, the type of the fabric constituting the fabric base layer 10 is not limited thereto, and may include all the fabrics used in all natural fiber fabrics and all synthetic fiber fabrics.

일 실시예에서, 직물 기저층(10)은 의복을 구성하는 직물층과 별도의 층일 수 있거나, 의복을 구성하는 직물층과 동일한 층일수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 동작 인식 직물 센서가 의복과 별도로 제조되는 경우에는 직물 기저층(10)은 의복을 구성하는 직물층과 별도의 직물층일 수 있다. 그러나, 동작 동작 인식 직물 센서가 의복 제조시 단일 공정으로 제조되는 경우에는 의복을 구성하는 직물층을 직물 기저층(10)으로 하여 동작 동작 인식 직물 센서를 제조할 수도 있다.In one embodiment, the fabric base layer 10 may be a separate layer from the fabric layer making up the garment, or it may be the same layer as the fabric layer making up the garment. For example, if the operational motion recognition fabric sensor according to an embodiment of the present invention is fabricated separately from the garment, the fabric base layer 10 may be a fabric layer separate from the fabric layer making up the garment. However, if the motion-aware fabric sensor is fabricated in a single process at the time of garment manufacturing, a fabric layer that constitutes the garment may be fabricated as the base layer 10 to produce a motion-aware fabric sensor.

전도성 재료층(20)은 직물 기저층(10) 표면 및 직물 기저층(10) 내부 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있으며, 동작에 의하여 전도성 재료층(20) 내의 전도성 물질의 저항이 변화하여 동작의 발생여부, 크기, 및 방향 중 어느 하나 이상을 감지할 수 있다. 전도성 재료층(20)은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 카본 나노 입자는 카본 나노 튜브(CNT), 카본 섬유(Carbon Fiber), 카본 금속, 및 그래핀(Graphene) 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상이 혼합된 전도성 나노입자들을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 상기 카본 나노 튜브를 포함할 수 있다. The conductive material layer 20 may be formed on at least one of the surface of the fabric base layer 10 and the inside of the fabric base layer 10 and the resistance of the conductive material in the conductive material layer 20 may change due to the operation, Size, and direction of the image. The conductive material layer 20 may include carbon nanoparticles and polymeric compounds in an amount of 2 to 20% by weight and 0.5 to 10% by weight. The carbon nanoparticles may include conductive nanoparticles in which one or more of carbon nanotube (CNT), carbon fiber (carbon fiber), carbon metal, and graphene are mixed, , And the carbon nanotubes.

전도성 재료층(20)은 직물 기저층(10) 표면 상에 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 직물 기저층(10)의 기공 사이로 침투하여 직물 기저층(10)의 내부에도 형성될 수 있다. 직물 기저층(10)의 내부 및 표면에 형성되는 전도성 재료층(20)으로 인하여 동작 인식 직물 센서는 전체적으로 전도성을 가질 수도 있다. 전도성 재료층(20)이 직물 기저층(10) 표면 및 내부에 적절하게 코팅되면, 높은 전기전도성 및 선형성의 특징을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 재료층(20)은 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 프린팅, 진공여과, 함침 코팅, 도포 코팅과 같은 방법 또는 프린팅 방법으로 직물 기저층(10) 상에 형성될 수 있다.The conductive material layer 20 may be formed on the surface of the fabric base layer 10 as well as formed within the fabric base layer 10 by penetrating between the pores of the fabric base layer 10. Due to the conductive material layer 20 formed in and on the fabric base layer 10, the motion recognition fabric sensor may have overall conductivity. When the conductive material layer 20 is suitably coated on and in the fabric base layer 10, it can have high electrical conductivity and linearity characteristics. In one embodiment, the conductive material layer 20 may be formed on the fabric base layer 10 by methods such as spin coating, spray coating, printing, vacuum filtration, impregnation coating, application coating, or printing.

일 실시예에서는, 전도성 재료층(20)은 고분자 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 고분자 화합물은 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에스터, 및 레이온을 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 우레탄 또는 폴리우레탄일 수 있다. 상기 카본 나노 입자들은 상기 고분자 화합물 내부에 단반향 또는 다양한 방향으로 배향되는 나노 복합소재로 이루어지는 판 형상의 필름 부재일 수 있다. 상기 카본 나노 입자들은 상기 고분자 화합물 내부에 분산 배치될 수 있다. In one embodiment, the conductive material layer 20 may further comprise a polymeric compound. The polymer compound may include urethanes, polyurethanes, polyesters, and rayon, and may preferably be urethane or polyurethane. The carbon nanoparticles may be a plate-shaped film member made of a nanocomposite material which is oriented in a single direction or in various directions within the polymer compound. The carbon nanoparticles may be dispersed within the polymer compound.

상기 카본 나노 입자들을 상기 고분자 화합물 내에 고르게 분산시키거나, 측정 기능, 감도 등을 높이기 위하여, 상기 카본 나노 입자에 산(acid) 처리를 하여 표면을 개질시킬 수 있다. 상기 카본 나노 입자에 산 처리를 하는 경우, 상기 카본 나노 입자는 카르복시산과 같은 작용기를 가질 수 있다. 또한, 상기 카본 나노 입자에 불순물을 도핑시키거나, 필요한 물질을 더 코팅할 수도 있다.In order to uniformly disperse the carbon nanoparticles in the polymer compound or increase the measurement function, sensitivity, etc., the surface of the carbon nanoparticles can be modified by acid treatment. When the carbon nanoparticles are subjected to an acid treatment, the carbon nanoparticles may have a functional group such as carboxylic acid. In addition, the carbon nanoparticles may be doped with impurities or further coated with a necessary material.

상기 폴리머는 폴리메틸 메타크리레이트(Polymethyl methacrylate)를 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 아니하고 상기 카본 나노 입자가 고루 분산됨으로써 측정장치로서 필요한 성질을 나타낼 수 있는 재료를 적용할 수 있다. 즉, 상기 폴리머로서, 폴리에테르 설폰(Polyether sulfone), 에폭시(Epoxy), 폴리비닐리딘 프루오라이드(Polyvinylidine fluoride), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리비닐 크로라이드(Polyvinyl chloride), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리에스테르(Polyester), 아크리릭(Acrylic), 나일론(Nylon), 셀룰로식(Cellusosic), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머(Acrylonitrile-butadiene-styrene polymer), 폴리카본나이트(Polycarbonate), 아세탈(Acetal), 플루오로플라스틱(Fluoroplastic) 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 적어도 2개 이상을 함께 혼합 사용할 수도 있다. 더불어, 상기 폴리머로는 섬유강화플라스틱(FRP)을 사용할 수 도 있다.The polymer may be polymethyl methacrylate, but it is not limited thereto, and materials capable of exhibiting properties required as a measuring device by uniformly dispersing the carbon nanoparticles can be applied. That is, examples of the polymer include polyether sulfone, epoxy, polyvinylidine fluoride, polyethylene, polyvinyl chloride, polypropylene, But are not limited to, polyesters, acrylic, nylon, cellusosic, acrylonitrile-butadiene-styrene polymer, polycarbonate, Acetal, Fluoroplastic and the like. At least two or more of them may be used together. In addition, fiber-reinforced plastic (FRP) may be used as the polymer.

일 실시예에서, 전도성 재료층(20)은 두 개 이상의 전도성 재료층이 중간 직물층(미도시)를 사이에 두고 적층될 수 있다. 상기 중간 직물층은 면, 마, 견, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리우레탄, PVC, PCB, PP, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 중간 직물층을 구성하는 직물의 종류는 이에 한정되지 아니하며, 모든 천연 섬유의 직물 및 모든 합성 섬유의 직물 등 의복에 사용되는 일체의 옷감을 포함할 수 있다.In one embodiment, the conductive material layer 20 may be laminated with two or more conductive material layers sandwiched between intermediate fabric layers (not shown). The intermediate fabric layer may be made of cotton, hemp, silk, nylon, polyester, acrylic, polyurethane, PVC, PCB, PP, or a combination thereof. However, the kind of the fabric constituting the intermediate fabric layer is not limited to this, and may include any fabric used for the fabric of all the natural fibers and the fabric of all the synthetic fibers.

일 실시예에서, 상기 중간 직물층은 모두 동일한 직물로 구성될 수 있으나, 동작 인식 직물 센서의 목적에 따라 서로 상이한 직물로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 중간 직물층은 직물 기저층(10)과 동일한 직물로 구성될 수도 있고, 상이한 직물로 구성될 수도 있다. 또한, 각각의 전도성 재료층 및 상기 중간 직물층은 동일한 두께를 가질 수 있고, 동작 인식 직물 센서의 목적에 따라 서로 상이한 두께를 가질 수도 있다. In one embodiment, the intermediate fabric layers may all be composed of the same fabric, but may also be composed of fabrics that are different from one another according to the purpose of the motion recognition fabric sensor. In addition, the intermediate fabric layer may be composed of the same fabric as the fabric base layer 10, or it may be composed of a different fabric. Further, each conductive material layer and the intermediate fabric layer may have the same thickness and different thicknesses depending on the purpose of the motion recognition fabric sensor.

또한, 일 실시예에서는, 직물 기저층(10) 상에 복수 개의 전도성 재료층 및 중간 직물층이 적층되며, 직물 기저층(10) 상에 형성되는 전도성 재료층 및 중간 직물층 사이에 접착성을 향상시키기 위하여 바인더 층(미도시)이 더 포함될 수 있다. 상기 바인더 층은 상기 중간 직물층의 적어도 하나의 면에 코팅되어 일체화된 상태로 제공될 수도 있고, 별도의 페이스트 층으로 제공될 수도 있다. 또한, 상기 바인더 층은 전도성 재료층의 전기적 특성을 유지시키기 위하여, 종래의 바인더와는 달리, 접착성과 도전재 역할을 하는 도전성을 동시에 가지고 있어 별도의 첨가물 없이도 자체로서 두 가지 기능을 가지고 있는 일체형 바인더 층으로서의 역할을 할 수 있다.Further, in one embodiment, a plurality of conductive material layers and an intermediate fabric layer are laminated on the fabric base layer 10, and a layer of conductive material formed on the fabric base layer 10 and intermediate fabric layers A binder layer (not shown) may be further included. The binder layer may be coated on at least one surface of the intermediate fabric layer and may be provided in an integrated state or may be provided as a separate paste layer. In addition, unlike conventional binders, the binder layer has both adhesive properties and conductivity, which serves as a conductive material, in order to maintain the electrical properties of the conductive material layer. Thus, the binder layer has two functions, It can serve as a layer.

일 실시예에서, 전도성 재료층(20) 상에는 금속 배선층(30)이 형성될 수 있다. 금속 배선층(30)은 전도성 재료층(20)에서 측정되는 신호를 전송하기 위한 신호전달용 인터커넥션 및 전도성 재료층(20)에 전류/전압/전력을 공급하는 전류/전압//전력공급용 인터커넥션 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, a metal wiring layer 30 may be formed on the conductive material layer 20. The metal wiring layer 30 includes a signal transmission interconnection for transmitting a signal measured in the conductive material layer 20 and a current / voltage / power supply interconnection for supplying a current / voltage / electric power to the conductive material layer 20 Connection, and the like.

금속 배선층(30)은 전도성 재료층(20)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 금속 배선층(30)은 전도성 재료층(20)의 일단에 하나 이상이 전기전도성 접착수단에 의하여 전기적으로 연결되거나 전도성 재료층(20)의 일단으로부터 직물 기저층(10) 상에 프린팅되어 형성될 수 있다. 금속 배선층(30)이 프린팅되어 직물 기저층(10) 상에 형성되는 경우, 전도성 재료층(20)의 일단에 배치되는 전기전도성 접착수단은 생략될 수 있다. 금속 배선층(30)이 상기 전기전도성 접착수단에 의하여 전도성 재료층(20)과 전기적으로 연결되는 경우, 상기 전기전도성 접착수단은 전도성 스냅 버튼 또는 전도성 실버에폭시 페이스트를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고, 전도성 재료층(20)을 상기 전도성 인터커넥션에 전기적으로 연결시킬 수 있는 소재 및 구성요소를 선택적으로 적용할 수 있다.The metal wiring layer 30 may be electrically connected to the conductive material layer 20. The metal wiring layer 30 may be formed by electrically connecting one end of the conductive material layer 20 to one end of the conductive material layer 20 by means of the electrically conductive bonding means or by printing on the fabric base layer 10 from one end of the conductive material layer 20 have. When the metal wiring layer 30 is printed and formed on the fabric base layer 10, the electrically conductive bonding means disposed at one end of the conductive material layer 20 may be omitted. When the metal wiring layer 30 is electrically connected to the conductive material layer 20 by the electrically conductive bonding means, the electrically conductive bonding means may use a conductive snap button or a conductive silver epoxy paste, Materials and components capable of electrically connecting the conductive material layer 20 to the conductive interconnection may be selectively applied.

금속 배선층(30)은 3 내지 50 mm의 너비를 가지고 전도성 재료층(20)으로부터 성장될 수 있다. 만일 금속 배선층(30)은 3 mm 미만의 너비를 갖는 경우, 동작 인식 직물 센서가 부착된 의복에 동작에 의하여 접히거나 늘어남, 또는 구겨짐 등의 변형이 발생하는 경우에는 프린팅된 금속 배선층(30)이 떨어지거나 단락될 가능성이 높다. 금속 배선층(30)이 떨어지거나 단락되는 경우, 동작을 센싱할 수 없음은 물론이다. 또한, 금속 배선층(30)이 50 mm 초과의 너비를 갖는 경우에는 전도성 재료층(20)과 물리적으로 가까워져 노이즈가 발생할 수 있고, 금속 배선이 3 mm 미만의 너비를 갖는 경우와 마찬가지로 넓은 너비의 금속 배선에 의하여 의복의 변형시 떨어지거나 단락될 가능성이 높아질 수 있다.The metal wiring layer 30 can be grown from the conductive material layer 20 with a width of 3 to 50 mm. In the case where the metal wiring layer 30 has a width of less than 3 mm and the deformation such as folding, stretching, or wrinkling occurs due to the operation of the operation recognition fabric sensor, the printed metal wiring layer 30 It is likely to fall or short circuit. It goes without saying that the operation can not be sensed when the metal wiring layer 30 is dropped or short-circuited. In addition, when the metal wiring layer 30 has a width of more than 50 mm, noise may occur due to physical proximity to the conductive material layer 20, and as in the case where the metal wiring has a width of less than 3 mm, The possibility of falling or short-circuiting when the clothes are deformed by the wiring can be increased.

이와 같이, 본 발명의 동작 인식 직물 센서는 배선 구조로서 와이어를 사용하지 아니하고 금속 배선층(30)을 프린팅하여 사용함으로써, 마찰, 구김, 접힘, 또는 늘어남과 같은 변형 발생시에도 떨어지거나 단락되지 아니하는 유연성을 가질 뿐만 아니라, 무구속적이고 착용감이 높을 수 있다. 이러한 특징들을 갖는 본 발명의 동작 인식 직물 센서는 착용자의 동작을 측정 및 분석하기 위하여, 의복에 적용하는 것이 효과적일 수 있다. 또한, 종래의 금속 배선층(30)은 에칭 또는 도금 공정을 수행하여 형성되기도 하지만, 본 발명의 금속 배선층(30)은 이러한 방식을 이용하지 아니하므로 환경오염을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.As described above, the motion recognition fabric sensor of the present invention can be fabricated by printing and using the metal wiring layer 30 without using a wire as a wiring structure, so that flexibility and flexibility that are not dropped or short-circuited even when deformation such as friction, wrinkling, But also can be non-binding and comfortable. The motion recognition fabric sensor of the present invention having these characteristics may be effective in application to garments for measuring and analyzing the wearer's actions. In addition, although the conventional metal wiring layer 30 is formed by performing an etching or plating process, since the metal wiring layer 30 of the present invention does not use this method, it is possible to provide an effect of preventing environmental pollution .

일 실시예에서는, 절연층(미도시)가 전도성 재료층(20) 상에 형성되어 전도성 재료층(20)을 커버하도록 형성될 수 있다. 만일 전도성 재료층(20)의 주변에 상기 전도성 인터커넥션이 형성된 경우에는, 상기 절연층은 전도성 재료층(20) 및 상기 전도성 인터커넥션의 일부를 커버하도록 형성될 수 있다. 상기 절연층은 면, 마, 견, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리우레탄, PVC, PCB, PP, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 절연층을 구성하는 직물의 종류는 이에 한정되지 아니하며, 모든 천연 섬유의 직물 및 모든 합성 섬유의 직물 등 의복에 사용되는 일체의 옷감을 포함할 수 있으나, 절연성을 갖는 직물이거나, 절연성 물질이 코팅된 직물일 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 절연층은 절연성을 갖는 동시에 방수 기능을 갖는 직물로 구성될 수 있다. 또한, 직물 기저층(10)) 및 상기 절연층은 동일한 직물로 구성될 수 있으며, 서로 상이한 직물로 구성될 수도 있다.In one embodiment, an insulating layer (not shown) may be formed on the conductive material layer 20 to cover the conductive material layer 20. If the conductive interconnection is formed around the conductive material layer 20, the insulating layer may be formed to cover a portion of the conductive material layer 20 and the conductive interconnection. The insulating layer may be made of cotton, hemp, nylon, polyester, acrylic, polyurethane, PVC, PCB, PP, or a combination thereof. However, the kind of the fabric constituting the insulating layer is not limited thereto, and may include any fabric used for all natural fiber fabrics and all synthetic fiber fabrics, but it may be a fabric having insulating properties, May be a coated fabric. In one embodiment, the insulating layer may be composed of a fabric having insulation and waterproof function. Further, the fabric base layer 10) and the insulating layer may be composed of the same fabric or may be made of different fabrics.

일 실시예에서는, 상기 절연층(미도시)은 폴리우레탄으로 구성된 직물층일 수 있다. 상기 절연층은 동작 인식 직물 센서가 땀 또는 물 등과 접촉하는 경우, 전도성 재료층(20) 및 상기 전도성 인터커넥션들이 통전되어 센서의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. In one embodiment, the insulating layer (not shown) may be a fabric layer comprised of polyurethane. The insulating layer can prevent the performance of the sensor from degrading by energizing the conductive material layer 20 and the conductive interconnection when the motion recognition fabric sensor is in contact with sweat, water, or the like.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.2 is a flow chart illustrating a method of fabricating a motion recognition fabric sensor in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 먼저 카본 입자, 용매, 및 고분자 화합물을 혼합하여 전도성 슬러리(slurry)를 생성할 수 있다(S10). 상기 전도성 슬러리는 전도성을 갖는 유동성이 적은 액체 상태이며, 상기 카본 입자 및 상기 고분자 화합물이 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 전도성 슬러리는 비표면적이 50 내지 300 m2/g 인 카본 나노 입자 20 내지 40 중량%, 친수성 용매 40 내지 60 중량%, 및 고분자 화합물 5 내지 20 중량%를 혼합하여 15 내지 45분 동안 교반할 수 있다(S10). 상기 교반 단계는 상기 카본 나노 입자, 상기 친수성 용매, 및 상기 고분자 화합물을 동시에 혼합하여 교반하거나 두 가지 이상의 단계를 걸쳐 점차적으로 혼합하여 교반할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 교반 단계는 먼저 상기 카본 나노 입자를 상기 친수성 용매 내에 30 내지 90초 동안 1 내지 10회 제 1 분산하여 진행되고, 상기 제 1 분산 단계에서 형성된 슬러리에 상기 고분자 화합물을 1 내지 10회 분산시킬 수 있다.Referring to FIG. 2, first, a conductive slurry can be formed by mixing carbon particles, a solvent, and a polymer compound (S10). The conductive slurry may be in the form of a conductive liquid having a low fluidity, and may include the carbon particles and the polymer compound. In one embodiment, the conductive slurry is prepared by mixing 20 to 40% by weight of carbon nanoparticles having a specific surface area of 50 to 300 m 2 / g, 40 to 60% by weight of a hydrophilic solvent, and 5 to 20% And stirred for 45 minutes (S10). In the stirring step, the carbon nanoparticles, the hydrophilic solvent, and the polymer compound may be simultaneously mixed and stirred, or may be gradually mixed and agitated through two or more steps. In one embodiment, the stirring step is performed by first dispersing the carbon nanoparticles in the hydrophilic solvent for 1 to 10 times for 30 to 90 seconds, and adding the polymer compound to the slurry formed in the first dispersion step, 10 times.

이후, 상기 전도성 슬러리에 직물 기저층을 넣고, 이를 진공 상태의 데시케이터(Desiccator)에 넣어 상기 직물 기저층 상에 상기 전도성 슬러리가 충분히 침적될 수 있도록 한다(S20). 이와 같이 상기 전도성 슬러리가 침적된 상기 직물 기저층은 상기 전도성 슬러리가 상기 직물 기저층의 기공 사이를 통과하여 상기 직물 기저층의 내부에 침투하여 코팅될 수 있고, 상기 직물 기저층의 표면 상에 코팅될 수도 있다. Thereafter, a fabric base layer is placed in the conductive slurry and placed in a desiccator in a vacuum state so that the conductive slurry can be sufficiently deposited on the fabric base layer (S20). The fabric base layer thus deposited with the conductive slurry may be coated by coating the conductive slurry through the pores of the fabric base layer and penetrating the inside of the fabric base layer and coating the surface of the fabric base layer.

상기 전도성 슬러리가 침적된 상기 직물 기저층은 80 내지 160 ? 의 온도로 40 내지 80 분간 건조 및 경화될 수 있다(S30). 이러한 공정을 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 직물 기저층 및 전도성 재료층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 전도성 재료층에 포함되는 카본 나노 입자들은 상기 전도성 재료층 내에서 서로 접촉하여 형성되어 도전성 패스를 형성할 수 있다. 상기 건조 및 경화된 상기 전도성 재료층은 공기 중에 노출되어 장시간 경과되더라도 상기 전도성 재료층 내의 카본 나노 입자들이 산화되어 전기적 저항이 급격히 높아지는 것이 방지될 수 있다.The fabric base layer on which the conductive slurry is deposited is between 80 and 160? Lt; RTI ID = 0.0 > (S30). ≪ / RTI > Through such a process, a fabric base layer and a conductive material layer according to an embodiment of the present invention can be formed. In addition, the carbon nanoparticles included in the conductive material layer may be formed in contact with each other in the conductive material layer to form a conductive path. The dried and cured conductive material layer can be prevented from being oxidized to a sharp increase in electrical resistance even when the conductive material layer is exposed to the air for a long period of time and thus the carbon nanoparticles in the conductive material layer are oxidized.

도 3 및 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서를 나타내는 이미지들일 수 있다.Figures 3 and 4 may be images representing a motion recognition fabric sensor in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 직물 기저층(10) 및 전도성 재료층(20)을 포함하는 신축성 직물 멤브레인(100)은 이의 양 단부에 결합 부재(200)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 신축성 직물 멤브레인(100)은 길이 방향으로 구분되는 양단부(A) 및 중앙부(B)를 포함할 수 있다. 결합 부재(200)는 신축성 직물 멤브레인(100)의 양단부(A) 상에 형성될 수 있다. 결합 부재(200)는 스냅과 같은 의복과 체결 가능한 부재일 수 있으나, 신축성 직물 멤브레인(100)을 의복에 결합시킬 수 있는 부재라면 이에 한정되지 아니한다. 일 실시예에서, 신축성 직물 멤브레인(100)의 직물 기저층(10)이 의복의 원단과 동일한 층의 일부, 즉, 의복 제조 공정에서 의복을 구성하는 원단을 직물 기저층(10) 또는 커버층(미도시)으로서 동작 인식 직물 센서를 제조한 경우에는 결합 부재는 생략될 수 있다.3, the elastic fabric membrane 100 including the fabric base layer 10 and the conductive material layer 20 described with reference to FIGS. 1 and 2 further includes a coupling member 200 at both ends thereof . In one embodiment, the stretch fabric membrane 100 may include longitudinally divided end portions A and a central portion B. In one embodiment, The joining member 200 may be formed on both ends A of the stretch fabric membrane 100. The engaging member 200 may be a member that can be engaged with a garment such as a snare, but is not limited thereto, as long as the member is capable of engaging the elastic fabric membrane 100 to the garment. In one embodiment, the fabric base layer 10 of the stretch fabric membrane 100 is part of the same layer as the fabric of the garment, i. E., The fabric forming the garment in the garment manufacturing process is the fabric base layer 10 or the cover layer The joining member may be omitted when the motion recognition fabric sensor is manufactured.

도 4를 참조하면, 신축성 멤브레인(100)는 양단부(A) 중에 일단부에 연결되는 금속 배선층(30)을 포함할 수 있다. 금속 배선층(30)은 동작 인식 직물 센서가 결합되는 의복 상에 프린팅 방식으로 형성될 수 있다. 금속 배선층(30)은 카본 또는 알루미늄, 은, 구리, 스테인레스와 같은 금속으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 금속 배선층(30)은 3 내지 50 mm 너비로 신축성 직물 멤브레인의 일부 또는 상기 신축성 직물 멤브레인이 결합되는 의복에 프린팅될 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 금속 배선층(30)은 신축성 멤브레인(100)의 중앙부(B)와 연결될 수 있으며, 신축성 멤브레인(100)의 일부와 접촉된다면 접촉 부위는 상기 실시예에 한정되지 아니한다.Referring to FIG. 4, the flexible membrane 100 may include a metal wiring layer 30 connected to one end of the end portion A. The metallization layer 30 may be formed in a printing manner on the garment to which the motion recognition fabric sensor is coupled. The metal wiring layer 30 may be formed of a metal such as carbon or aluminum, silver, copper, or stainless steel. In one embodiment, the metallization layer 30 may be printed on a portion of the stretch fabric membrane at a width of 3 to 50 mm or a garment to which the stretch fabric membrane is bonded. Also, in other embodiments, the metal wiring layer 30 may be connected to the central portion B of the elastic membrane 100, and the contact portion is not limited to the above embodiment if it is in contact with a portion of the elastic membrane 100.

또한, 일 실시예에서, 신축성 직물 멤브레인(100)의 중앙부(B)는 직사각형의 형상을 이루며, 상기 양단부(A)와 상기 중앙부(B)가 연결되는 연결 영역(C)을 살펴보면, 상기 중앙부(B)의 너비(b)는 상기 양단부(A)의 너비보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 신축성 직물 멤브레인(100)의 중앙부(B)의 너비(b)는 결합 부재(200)의 직경(a)보다 작게 형성될 수 있다. 그러나, 상기 신축성 직물 멤브레인의 형상은 본 발명에 한정되지 아니한다. 이와 같이, 결합 부재(200)와 결합되는 신축성 직물 멤브레인(100)의 단면적을 최소화함으로써, 결합 부재(200)에 의하여 신축성 직물 멤브레인(100)에 가해지는 압력에 의한 동잡음을 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the central portion B of the elastic fabric membrane 100 has a rectangular shape. Referring to the connection region C where the both ends A and the central portion B are connected to each other, B may be formed to be smaller than the width of the both end portions A. [ That is, the width b of the central portion B of the elastic fabric membrane 100 may be smaller than the diameter a of the engaging member 200. However, the shape of the stretch fabric membrane is not limited to the present invention. Thus, by minimizing the cross-sectional area of the elastic fabric membrane 100 coupled with the coupling member 200, it is possible to reduce the dynamic noise due to the pressure applied to the elastic fabric membrane 100 by the coupling member 200.

이와 같이, 본 발명의 동작 인식 직물 센서는 금속 배선층(30)을 종래의 금속 원사 결합 방식이 아닌 프린팅 방식을 채택하여 형성됨으로써, 무구속적이고 착용감이 높으며, 동작에 의한 의복의 변형, 마찰, 구김과 같은 변화에도 떨어지거나 단락하지 아니하는 유연성을 가지므로 의복에 적용하기 용이하다. 또한, 금속 원사 또는 와이어를 사용하지 아니하기 때문에 에칭 또는 도금 공정이 필요하지 아니하여 환경오염을 줄일 수 있다.As described above, the motion recognition fabric sensor of the present invention is formed by adopting the printing method instead of the conventional metal yarn joining method as the metal wiring layer 30, so that the motion recognition fabric sensor is free of constraint and high comfort, And it is easy to apply to clothes because it has flexibility that it does not fall short. In addition, since no metal yarn or wire is used, an etching or plating process is not required and environmental pollution can be reduced.

또한, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 동작 인식 직물 센서(100)는 전도성 재료들이 코팅되고 금속 배선층(30)으로 프린팅 기법을 이용하여 제조된 동작 인식 직물 센서로서, 의복과 일체화되어 의복의 착용자(사용자)에게 이물감을 제공하지 아니하고, 착용자의 신체에 부착되어 동작시 동작 영역의 위치, 각도, 속도와 같은 신체의 동작 정보를 정확하게 측정할 수 있게 한다.In addition, the motion recognition fabric sensor 100 in accordance with various embodiments of the present invention is a motion recognition fabric sensor fabricated using printing techniques with conductive materials coated and metallized layer 30, which is integrated with the garment, (User) attached to the body of the wearer so as to be able to accurately measure the motion information of the body such as the position, angle, and speed of the motion area at the time of operation.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자의 동작을 측정하기 위한 동작 인식 직물 센서를 포함하는 의복 시스템의 일부분을 나타낸 것이다.Figures 5 and 6 illustrate a portion of an apparel system that includes an action recognition fabric sensor for measuring a user ' s action in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 동작 인식 직물 센서(100)가 결합된 의복 시스템은 직물 기저층(10), 전도성 재료층(20), 금속 배선층(30), 및 결합 부재(200)를 포함할 수 있다. 직물 기저층(10)은 면, 마, 견, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리우레탄, PVC, PCB, PP 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 만일 동작 인식 직물 센서(100)가 의복과 일체화되어 제조되는 경우에는 직물 기저층(10)은 의복을 구성하는 원단일 수 있다. 직물 기저층(10)은 도 1 내지 도 4를 참조하여 상기와 같이 설명한 직물 기저층(10)과 동일한 구성, 재료, 및 기능을 가질 수 있다. 또한, 전도성 재료층(20)은 직물 기저층(10) 의 내부 및 표면 상에 코팅될 수 있고, 직물 기저층(10)의 동작 센싱이 필요한 영역의 위치 및 크기에 코팅될 수 있다. 1 to 4, a garment system incorporating motion recognition fabric sensor 100 includes a fabric base layer 10, a layer of conductive material 20, a metallization layer 30, and a coupling member 200 . The fabric base layer 10 may comprise cotton, hemp, dog, nylon, polyester, acrylic, polyurethane, PVC, PCB, PP or combinations thereof. If the motion recognition fabric sensor 100 is fabricated in one piece with the garment, the fabric base layer 10 may be the fabric that makes up the garment. The fabric base layer 10 may have the same configuration, materials, and functionality as the fabric base layer 10 described above with reference to Figs. 1-4. The conductive material layer 20 may also be coated on the inside and on the surface of the fabric base layer 10 and coated on the location and size of the area where the fabric base layer 10 needs to be actuated.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 의복 시스템의 동작 인식 직물 센서(100)는 의복 시스템 상에서 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치에 배치될 수 있다. 동작 인식 직물 센서(100)의 중앙부가 동작이 발생되는 관절의 중앙부에 대응되도록 동작 인식 직물 센서(100)가 의복에 결합되는 경우, 관절이 동작할 때 관절이 튀어나온 부분이 동작 인식 직물 센서(100)를 바깥쪽으로 밀어내면서 동작 인식 직물 센서(100)의 중앙부는 과도하게 신장되고, 바깥부는 적게 신장되는 것과 같이 동작 인식 직물 센서(100)의 일부분만 과 신장될 수 있다. Further, the motion recognition fabric sensor 100 of the garment system according to an embodiment of the present invention may be disposed at a position spaced from the area where the user's operation occurs on the garment system. When the motion recognition fabric sensor 100 is coupled to the garment such that the center of the motion recognition fabric sensor 100 corresponds to the center of the joint where the motion is generated, 100 can be extended with only a portion of the motion recognition fabric sensor 100 such that the central portion of the motion recognition fabric sensor 100 is stretched excessively and the outer portion is less stretched.

이 경우, 동작 인식 직물 센서(100)에 측정되는 동작 신호는 노이즈가 많이 발생하게 된다. 그러므로, 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치에 동작 인식 직물 센서(100)를 결합시킬 필요가 있다. In this case, a large amount of noise is generated in the operation signal measured by the motion recognition fabric sensor 100. Therefore, there is a need to incorporate the motion recognition fabric sensor 100 at a location spaced from the area where the motion occurs.

또한, 동작 인식 직물 센서(100) 착용자의 동작시 인체에서는 관절 부위의 체표면이 가장 많이 신장되지만, 의복에서는 관절 부위로부터 이격된 위치가 가장 많이 신장될 수 있다. 그러므로, 동작 인식 직물 센서(100)를 동작이 발생되는 영역으로부터 일정 거리로 이격된 위치에 배치함으로써 동작시 발생하는 노이즈가 감소된 정확한 신호를 측정할 수 있을 것이다.In addition, the body surface of the joint region is extended most in the human body during the operation of the wearer of the motion recognition fabric sensor 100, but the position spaced from the joint region can be extended most in the clothes. Therefore, by disposing the motion recognizing fabric sensor 100 at a position spaced a certain distance from the area where the operation occurs, it is possible to measure an accurate signal with reduced noise generated during operation.

예를 들어, 팔 또는 다리의 동작을 측정하려고 하는 경우, 동작 인식 직물 센서(100)는 팔 또는 다리 관절 중앙으로부터 3 cm 내지 15 cm 의 거리만큼 이격된 위치에 동작 인식 직물 센서(100)의 한쪽 끝단이 위치하도록 의복에 결합되는 것이 바람직하다. 동작 인식 직물 센서(100)의 위치가 관절의 중앙으로부터 3 cm 미만의 거리만큼 이격된 위치의 의복 영역에 결합되는 경우, 관절의 움직임으로부터 영향을 크게 받아 동작 신호 발생시 노이즈 또는 이로 인한 더블 피크가 발생될 수 있다. 또한, 동작 인식 직물 센서(100)의 위치가 관절의 중앙으로부터 15 cm 초과되는 거리만큼 이격된 위치의 의복 영역에 결합되는 경우, 동작에 의한 의복 및 동작 인식 직물 센서(100)의 신장되는 정도가 적어 정확하게 동작을 측정할 수 없게 된다.For example, when an attempt is made to measure the motion of an arm or leg, the motion recognition fabric sensor 100 is positioned at a distance of 3 cm to 15 cm from the center of the arm or leg joint, It is preferable to be coupled to the garment so that the end is located. When the position of the motion recognition fabric sensor 100 is coupled to the garment area at a distance of less than 3 cm from the center of the joint, there is a large influence from the movement of the joint, and noise or double peak . In addition, when the position of the motion recognition fabric sensor 100 is coupled to the garment area at a position spaced 15 cm from the center of the joint, the degree of stretching of the garment and motion recognition fabric sensor 100 by operation The operation can not be accurately measured.

또한, 예를 들어, 고관절의 운동 동작을 측정하려고 하는 경우에는, 동작 인식 직물 센서(100)를 중력 방향으로의 수직 방향의 동작을 측정하기 위한 제 1 동작 인식 직물 센서 및 지평면과 평행하는 수평 방향의 동작을 측정하기 위한 제 2 동작 인식 직물 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제 1 동작 인식 직물 센서는 의복의 허리둘레선 상에 결합되고, 상기 제 2 동작 인식 직물 센서는 의복의 뒷 중심선으로부터 좌우로 2 내지 20 cm 이내의 위치의 의복 영역에 결합되어 동작 신호의 품질 향상에 기여할 수 있다.Further, for example, when it is desired to measure the motion of the hip joint, the motion recognition fabric sensor 100 may be provided with a first motion recognition fabric sensor for measuring the motion in the vertical direction in the gravity direction, And a second motion recognition fabric sensor for measuring the motion of the first motion recognition fabric. In one embodiment, the first motion recognition fabric sensor is coupled onto the waistline of the garment, and the second motion recognition fabric sensor is coupled to the garment area at a location within 2 to 20 cm left and right from the rear centerline of the garment Thereby contributing to improvement of the quality of the operation signal.

동작 인식 직물 센서(100)가 결합된 의복 시스템의 경우, 동작 인식 직물 센서(100)는 의복 시스템 내에서 사용자의 동작에도 불구하고 노이즈가 적은 신호를 측정할 수 있는 부위에 위치의 변형없이 결합되어 동작을 측정하는 것이 중요하다. 동작 인식 직물 센서(100)의 결합 위치에서의 이탈을 방지하기 위하여 의복 시스템은 이격위치 유지부(300) 및 밀착형 밴드 구조(400) 중 어느 하나 또는 모두를 더 포함할 수 있다.In the case of a garment system in which the motion recognition fabric sensor 100 is combined, the motion recognition fabric sensor 100 is combined in the garment system with no deformation of the position in the region where the noise can be measured, It is important to measure motion. The garment system may further include one or both of the spaced-apart position retaining portion 300 and the coherent band structure 400 to prevent deviation of the motion recognition fabric sensor 100 from the engaged position.

도 5를 참조하면, 이격위치 유지부(300)는 동작 인식 직물 센서(100)의 적어도 하나의 일단부에 결합될 수 있으며, 동작 인식 직물 센서(100)를 상기 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격시키며 그 위치를 유지하기 위하여 연결될 수 있다. 이격위치 유지부(300)는 비신축성 재료로 구성되어 사용자의 동작시에도 동작 인식 직물 센서(100)의 위치를 고정시킬 수 있다. 일 실시예에서, 이격위치 유지부(300)는 장방형 테이프 구조, 나선형의 코드 구조, 및 복수 개의 코드들로 구성된 트위스트 구조를 포함할 수 있다.5, the spacing position retainer 300 may be coupled to at least one end of the motion recognition fabric sensor 100 and may be configured to move the motion recognition fabric sensor 100 from a region where the user's motion occurs And can be connected to maintain its position. The spacing position retaining portion 300 is made of a non-stretchable material so that the position of the motion recognition fabric sensor 100 can be fixed even during operation of the user. In one embodiment, the spacing position retainer 300 may include a rectangular tape structure, a spiral cord structure, and a twist structure comprised of a plurality of cords.

도 6을 참조하면, 동작 인식 직물 센서(100)의 위치 변형을 방지하기 위하여 의복 시스템은 밀착형 밴드 구조(400)를 더 포함할 수 있다. 밀착형 밴드 구조(400)는 동작 인식 직물 센서(100)의 일단부에 연결되거나 상기 의복 시스템의 일단부에 연결될 수 있다. 예를 들면, 동작 인식 직물 센서(100)가 팔꿈치의 하단부에 배치되는 경우, 밀착형 밴드 구조(400)는 의복 시스템의 팔목부 또는 어깨 관절부위에 형성될 수 있다. 이 경우, 밀착형 밴드 구조(400)에 의하여 동작 인식 직물 센서(100)는 신장율이 증가하기 때문에 동작 신호의 크기가 증가되고, 동작 인식 직물 센서(100)를 동작이 발생하는 영역으로부터 이격된 위치에 유지되도록 함으로써 동작 신호 측정시 발생되는 노이즈 또는 더블피크의 신호를 감소시킬 수 있다.Referring to FIG. 6, the garment system may further include a close band structure 400 to prevent positional deformation of the motion recognition fabric sensor 100. The close band structure 400 may be connected to one end of the motion recognition fabric sensor 100 or to one end of the garment system. For example, when the motion recognition fabric sensor 100 is disposed at the lower end of the elbow, the intimate band structure 400 may be formed at the cuff or shoulder joint region of the garment system. In this case, since the motion recognition fabric sensor 100 is increased in extension by the close-contact band structure 400, the size of the operation signal is increased and the motion recognition fabric sensor 100 is moved from a position It is possible to reduce the noise or the double peak signal generated in the operation signal measurement.

도 7a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서의 의복과의 결합 위치에 따른 동작 신호 측정 결과를 나타낸 것이다. 도 7a는 도 4에 도시된 바와 같은 동작 인식 직물 센서가 동작이 발생하는 위치인 팔꿈치로부터 이격된 위치에 결합된 의복 시스템으로부터 측정된 신호이고, 도 7b는 동작이 발생하는 위치인 팔꿈치에 대응하는 위치에 결합된 의복 시스템으로부터 측정된 신호이다.FIGS. 7A and 8B illustrate results of measurement of an operation signal according to a position where the motion recognition fabric sensor is attached to the garment according to an exemplary embodiment of the present invention. Figure 7a is a signal measured from a garment system coupled to a position spaced from an elbow where the motion recognition fabric sensor as shown in Figure 4 occurs where the motion occurs and Figure 7b shows a signal corresponding to the elbow, Lt; RTI ID = 0.0 > position < / RTI >

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서가 동작이 발생하는 위치로부터 이격된 위치의 의복과 결합한 경우(도 7a), 반복 동작시 균일한 신호의 크기가 유지되고, 신호의 형태에 변화도 발생하지 아니하며, 더블 피크도 관찰되지 아니함을 확인할 수 있다. 그러나, 동작이 발생하는 위치에 대응하도록 동작 인식 직물 센서가 결합된 의복 시스템의 경우(도 7b)에는 반복적인 동작에 대한 센서의 측정 결과가 시간이 지날수록 일정하지 아니하고 변형되며, 더블 피크가 발생됨을 확인할 수 있다.7A and 7B, when the motion recognition fabric sensor according to an embodiment of the present invention is combined with a garment at a position spaced apart from a position where an operation occurs (FIG. 7A), a uniform signal size And no change in the shape of the signal occurs, and no double peak is observed. However, in the case of a garment system (FIG. 7B) in which an operation recognition fabric sensor is coupled to correspond to a position where an operation occurs, the measurement result of the sensor for repetitive operation is not constantly changed over time, and a double peak is generated can confirm.

도 8a는 도 4에 도시된 바와 같은 동작 인식 직물 센서가 동작이 발생하는 위치인 무릎으로부터 이격된 위치에 결합된 의복 시스템으로부터 측정된 신호이고, 도 8b는 동작이 발생하는 위치인 무릎에 대응하는 위치에 결합된 의복 시스템으로부터 측정된 신호이다.Figure 8a is a signal measured from a garment system coupled to a position spaced from the knee where the motion recognition fabric sensor as shown in Figure 4 occurs where the motion occurs and Figure 8b shows a signal corresponding to the knee, Lt; RTI ID = 0.0 > position < / RTI >

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 인식 직물 센서가 동작이 발생하는 위치로부터 이격된 위치의 의복과 결합한 경우(도 8a), 반복 동작시 균일한 신호의 크기가 유지되고, 신호의 형태에 변화도 발생하지 아니하며, 더블 피크도 관찰되지 아니함을 확인할 수 있다. 그러나, 동작이 발생하는 위치에 대응하도록 동작 인식 직물 센서이 결합된 의복 시스템의 경우(eh 8b)에는 반복적인 동작에 대한 센서의 측정 결과가 시간이 지날수록 일정하지 아니하고 변형되며, 더블 피크가 발생됨을 확인할 수 있다. 8A and 8B, when the motion recognition fabric sensor according to an embodiment of the present invention is combined with a garment at a position spaced apart from a position where an operation occurs (FIG. 8A), a uniform signal size And no change in the shape of the signal occurs, and no double peak is observed. However, in the case of a garment system (eh 8b) in which the motion recognition fabric sensor is coupled to correspond to the position where the motion occurs, the measurement result of the sensor for repetitive motion is not constantly changed over time, and a double peak is generated Can be confirmed.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.

Claims (20)

의복과 결합되는 직물 기저층;
상기 직물 기저층 표면 및 상기 직물 기저층 내부 중 어느 하나 이상에 형성되며, 동작에 의하여 저항이 변화되는 전도성 재료층; 및
상기 전도성 재료층과 결합되어 상기 전도성 재료층에 전류를 공급하며, 상기 직물 기저층 또는 상기 의복 상에 프린팅되어 형성되는 금속 배선층을 포함하고,
상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량% 로 포함되며, 상기 카본 나노 입자들은 서로 접촉하여 형성되고,
상기 금속 배선층은 3 내지 50 mm 너비로 상기 직물 기저층 또는 상기 의복에 프린팅되며,
상기 직물 기저층은 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치에 접촉될 수 있도록 상기 의복과 결합되는 동작 인식 직물 센서.
A fabric base layer joined to the garment;
A conductive material layer formed on at least one of the fabric base layer surface and the fabric base layer, the resistance of which is changed by operation; And
A metal interconnection layer formed by printing on the fabric base layer or the garment, the metal interconnection layer being connected to the conductive material layer to supply current to the conductive material layer,
Wherein the conductive material layer comprises carbon nanoparticles and a polymer compound in an amount of 2 to 20 wt% and 0.5 to 10 wt%, the carbon nanoparticles are formed in contact with each other,
The metal wiring layer is printed on the fabric base layer or the garment with a width of 3 to 50 mm,
Wherein the fabric base layer is engaged with the garment such that the garment base layer can be brought into contact with the garment at a location spaced apart from the area where the user's action occurs.
제 1 항에 있어서,
상기 카본 나노 입자들은 상기 전도성 재료층 내에 도전성 패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanoparticles form a conductive path in the conductive material layer.
제 1 항에 있어서,
상기 고분자 화합물은 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에스터, 및 레이온 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer compound comprises at least one of urethane, polyurethane, polyester, and rayon.
제 1 항에 있어서,
상기 직물 기저층은 상기 의복과 일체화되거나 분리 결합된 형태인 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서.
The method according to claim 1,
Characterized in that the fabric base layer is in the form of being integrated with or separated from the garment.
제 1 항에 있어서,
상기 전도성 재료층은 상기 카본 나노 입자 및 상기 고분자 화합물이 상기 직물 기저층 내부에 침투하여 상기 직물 기저층 내부에 상기 전도성 재료층의 일부가 형성되는 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive material layer is such that the carbon nanoparticles and the polymeric compound penetrate into the fabric base layer to form a portion of the conductive material layer within the fabric base layer.
제 1 항에 있어서,
상기 전도성 재료층은 상기 카본 나노 입자 및 상기 고분자 화합물이 상기 직물 기저층 표면 상에 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive material layer is formed by coating the carbon nanoparticles and the polymer compound on the surface of the fabric base layer.
삭제delete 동작 인식 직물 센서를 제조하는 방법에 있어서,
카본 나노 입자 20 내지 40 중량%, 친수성 용매 40 내지 60 중량%, 및 고분자 화합물 5 내지 20 중량%를 혼합하여 카본 슬러리를 형성하는 단계;
의복과 결합되는 직물 기저층을 상기 카본 슬러리에 침지하여 상기 직물 기저층 내부 및 표면 상에 상기 카본 슬러리를 포함하는 전도성 재료층을 형성하는 단계; 및
상기 전도성 재료층이 형성된 상기 직물 기저층을 90℃ 내지 150 ℃ 에서 40분 내지 80분 간 경화함으로써, 상기 전도성 재료층의 표면층의 전도성을 감소시키는 단계를 포함하며,
상기 동작 인식 직물 센서는 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 1 내지 8 cm 의 이격된 위치의 상기 의복에 결합되는 동작 인식 직물 센서의 제조 방법.
A method of manufacturing a motion recognition fabric sensor,
20 to 40% by weight of carbon nanoparticles, 40 to 60% by weight of a hydrophilic solvent, and 5 to 20% by weight of a polymer compound to form a carbon slurry;
Immersing a fabric base layer in combination with the garment in the carbon slurry to form a layer of conductive material comprising the carbon slurry inside and on the fabric base layer; And
And reducing the conductivity of the surface layer of the conductive material layer by curing the fabric base layer formed with the conductive material layer at 90 DEG C to 150 DEG C for 40 to 80 minutes,
Wherein the motion recognition fabric sensor is coupled to the garment at a spaced location of 1 to 8 cm from the area in which the user's action occurs.
제 8 항에 있어서,
상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the conductive material layer comprises carbon nanoparticles and a polymer compound in an amount of 2 to 20 wt% and 0.5 to 10 wt%.
제 8 항에 있어서,
상기 전도성 재료층 내의 상기 카본 나노 입자들은 상기 전도성 재료층 내에 도전성 패스를 형성하는 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the carbon nanoparticles in the conductive material layer form a conductive path in the conductive material layer.
제 8 항에 있어서,
상기 고분자 화합물은 우레탄, 폴리우레탄, 폴리에스터, 및 레이온 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 인식 직물 센서의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the polymer compound comprises at least one of urethane, polyurethane, polyester, and rayon.
삭제delete 사용자의 동작을 측정하기 위한 동작 인식 직물 센서를 포함하는 의복 시스템으로서,
상기 동작 인식 직물 센서는,
의복과 결합되는 직물 기저층;
상기 직물 기저층 표면 및 상기 직물 기저층 내부 중 어느 하나 이상에 형성되며, 동작에 의하여 저항이 변화되는 전도성 재료층; 및
상기 전도성 재료층과 결합되어 상기 전도성 재료층에 전류를 공급하며, 상기 직물 기저층 또는 상기 의복 상에 프린팅되어 형성되는 금속 배선층을 포함하고,
상기 전도성 재료층은 카본 나노 입자 및 고분자 화합물이 2 내지 20 중량% 및 0.5 내지 10 중량%로 포함되며, 상기 카본 나노 입자들은 서로 접촉하여 형성되고,
상기 금속 배선층은 3 내지 50 mm 너비로 상기 직물 기저층 또는 상기 의복에 프린팅되며,
상기 동작 인식 직물 센서는 상기 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치에 접촉될 수 있도록 상기 의복과 결합되는 의복 시스템.
CLAIMS 1. A garment system comprising a motion recognition fabric sensor for measuring a user ' s motion,
Wherein the motion recognition fabric sensor comprises:
A fabric base layer joined to the garment;
A conductive material layer formed on at least one of the fabric base layer surface and the fabric base layer, the resistance of which is changed by operation; And
A metal interconnection layer formed by printing on the fabric base layer or the garment, the metal interconnection layer being connected to the conductive material layer to supply current to the conductive material layer,
Wherein the conductive material layer comprises carbon nanoparticles and a polymer compound in an amount of 2 to 20 wt% and 0.5 to 10 wt%, the carbon nanoparticles are formed in contact with each other,
The metal wiring layer is printed on the fabric base layer or the garment with a width of 3 to 50 mm,
Wherein the motion recognition fabric sensor is coupled to the garment such that the garment can be contacted at a location spaced from an area in which the user's action occurs.
제 13 항에 있어서,
상기 동작 인식 직물 센서의 적어도 하나의 일단부에 상기 동작 인식 직물 센서를 상기 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격시키기 위하여 연결되는 이격위치 유지부를 더 포함하는 의복 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein at least one end of the motion recognition fabric sensor further comprises a separation position retainer connected to separate the motion recognition fabric sensor from an area in which the motion of the user occurs.
제 14 항에 있어서,
상기 이격위치 유지부는 비신축성 재료로 구성되는 의복 시스템.
15. The method of claim 14,
Wherein the spacing position holding portion is made of a non-stretchable material.
제 15 항에 있어서,
상기 이격위치 유지부는 장방형 테이프 구조, 나선형의 코드 구조, 및 복수 개의 코드들로 구성된 트위스트 구조를 포함하는 의복 시스템.
16. The method of claim 15,
Wherein the spacing position retaining portion comprises a rectangular tape structure, a spiral cord structure, and a twist structure composed of a plurality of cords.
제 13 항에 있어서,
상기 사용자의 동작이 발생되는 영역으로부터 이격된 위치의 상기 동작 인식 직물 센서의 위치 변동을 방지하기 위한 밀착형 밴드 구조를 더 포함하는 의복 시스템.
14. The method of claim 13,
Further comprising a close band structure for preventing position variations of the motion recognition fabric sensor at a location spaced from an area where the user's action is generated.
제 17 항에 있어서,
상기 밀착형 밴드 구조는 상기 동작 인식 직물 센서의 일단부에 연결되거나 상기 의복 시스템의 일단부에 연결되는 의복 시스템.
18. The method of claim 17,
Wherein said cohesive band structure is connected to one end of said motion recognition fabric sensor or to one end of said garment system.
제 13 항에 있어서,
상기 사용자의 동작이 발생되는 영역이 고관절인 경우, 상기 동작 인식 직물 센서는 상기 고관절과 이격된 상기 사용자의 허리 영역 및 상기 허리 영역의 주변부에 배치되는 의복 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the motion recognition fabric sensor is disposed at a waist region of the user spaced apart from the hip joint and at a periphery of the waist region when the area in which the user's action occurs is a hip joint.
제 13 항에 있어서,
상기 동작 인식 직물 센서는 2 개 이상인 것을 특징으로 하는 의복 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the motion recognition fabric sensors are two or more.
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