KR101911911B1 - Stretchable conductive fabric - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전류의 통전이 가능하면서 동시에 신축성을 갖는 도전성 원단에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 신축성 도전성 원단은 크림프를 갖는 도전사 및 상기 크림프를 갖는 도전사의 외면을 감싸도록 압출성형된 탄성 고분자 피복층을 구비하는 신축성 복합 도전사를 포함한다.The present invention relates to a conductive fabric capable of conducting current and having elasticity at the same time. The elastic conductive fabric according to the present invention includes a conductive fiber having a crimp and an elastic polymer covering layer extruded to surround the outer surface of the crimp- And the like.
Description
본 발명은 전류의 통전이 가능하면서 동시에 신축성을 갖는 도전성 원단에 관한 것이다. The present invention relates to a conductive fabric capable of current conduction and at the same time having elasticity.
일반적으로, 의복, 장신구 등의 제작에 이용되는 편성물이나 직물과 같은 원단은 통상적으로 천연 섬유사나 합성 섬유사에 의해 제조되는데, 사용되는 최종 제품의 용도에 따라 보온성, 신축성 등이 요구된다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] In general, fabrics such as knitted fabrics and fabrics used in the manufacture of clothes, jewelry, etc. are usually produced by using natural fibers or synthetic fibers, and they are required to have warmth and stretchability depending on the use of the final product.
산업사회가 고도화되고 첨단화됨에 따라 각종 전자기기를 의복에 설치하여 편리하게 이용할 수 있는 스마트 의류 등이 부각되고 있다. As the industrial society has become more sophisticated and more sophisticated, smart apparel, which can be conveniently installed in clothes, has come into the spotlight.
전자기기 부착형 의류는 의복에 전자기기를 구비하고, 전자기기와의 전류 및 전기신호 전달을 위한 케이블 형태의 도전선을 설치하여 제조할 수 있다. 그러나, 이와 같은 전자기기 부착형 의류는 의복의 내부에 별도의 도전선이 설치되어 있으므로 의복의 착용감이 불량하며, 세탁시에 의복의 내부에 설치된 도전을 제거해야 하는 등 사용이 매우 불편하고, 의복에 설치된 도전선이 신축성을 갖고 있지 않으므로 충분한 활동성과 내구성을 확보할 수 없다. The electronic device attachment type garment can be manufactured by providing an electronic device in a garment and installing a cable-type conductive wire for current and electric signal transmission with the electronic device. However, in such an electronic device-attached type garment, since a separate conductive wire is provided in the inside of the garment, the wearing feeling of the garment is poor, and the use of such a need to remove the electrical resistance installed inside the garment at the time of washing is very inconvenient. The conductive wires provided in the conductive wires do not have stretchability, so that sufficient activity and durability can not be ensured.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 전류의 통전이 가능한 도전성 원단의 사용이 제안되었다. 의복을 형성되는 원단인 직물 직조시에 도전선을 위사 또는 경사의 전부 또는 일부로 공급하여 직조한 도전성 직물은, 도전사를 위사 또는 경사로 하여 직물지로 직조하는 과정에서 서로 마찰됨에 따라 도전선이 쉽게 손상되거나 파단되는 문제점을 갖게 된다. 더불어, 신축성(신장성)이 없는 도전사를 포함하는 원단을 이용하여 의복을 제조하면, 의복의 착용감이 불량하며 충분한 활동성을 확보하기가 어렵고, 활동시 도전선에 인장력이 작용되면서 쉽게 손상된다. 도전사의 외면에 절연피복층을 형성한 원단 역시 이러한 문제점을 그대로 갖게 된다. In order to solve such a problem, it has been proposed to use a conductive fabric capable of current conduction. The conductive fabric woven by supplying the conductive wire as all or part of the weft yarn or the warp yarn at the time of weaving the fabric which is the fabric for forming the garment is worn with the weaving yarn by weaving or weaving the conductive yarn, There is a problem of breaking. In addition, when clothes are made using a fabric including a conductive material without stretchability (elongation), it is difficult to secure sufficient activity because of poor fit feeling of clothes, and it is easily damaged by applying a tensile force to the conductive wire during operation. The fabric having the insulating coating layer formed on the outer surface of the conductive yarn also has such a problem.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전류의 통전이 가능하면서 동시에 신축성을 갖는 복합 도전사를 구비하는 원단을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve such a conventional problem, and it is an object of the present invention to provide a fabric having a composite conductive material capable of current conduction and elasticity at the same time.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 신축성 도전성 원단은, 크림프를 갖는 도전사 및 상기 크림프를 갖는 도전사의 외면을 감싸도록 압출성형된 탄성 고분자 피복층을 구비한 신축성 복합 도전사를 포함한다. In order to accomplish the above object, the elastic conductive fabric of the present invention includes a stretchable composite conductive material having a crimp-containing conductive material and an elastic polymer covering layer extruded to surround the outer surface of the conductive yarn having the crimp.
본 발명의 신축성 도전성 원단에 있어서, 상기 크림프를 갖는 도전사는 합성섬유로 된 멀티필라멘트의 외면에 금속 도금되어 이루어진 것이 바람직하고, 상기 탄성 고분자 피복층은 열가소성 폴리우레탄으로 이루어진 것이 바람직하다.In the stretchable conductive fabric of the present invention, it is preferable that the conductive yarn having the crimp is formed by metal plating on the outer surface of the multifilament made of synthetic fibers, and the elastic polymer covering layer is made of thermoplastic polyurethane.
본 발명의 신축성 도전성 원단에 있어서, 상기 크림프를 갖는 도전사의 크림프율은 10 내지 90%인 것이 바람직하다. In the stretchable conductive fabric of the present invention, the crimp ratio of the crimped conductive yarn is preferably 10 to 90%.
전술한 신축성 도전성 원단은 상기 신축성 복합 도전사를 경사 또는 위사로 포함하는 직물이거나, 또는 상기 신축성 복합 도전사를 편성사로 포함하는 편성물일 수 있다. The above-mentioned elastic conductive fabric may be a fabric including the warp or weft of the stretchable composite warp yarn, or a knitted fabric including the stretchable composite warp yarn as a knitting yarn.
본 발명의 신축성 도전성 원단에 이용되는 신축성 복합 도전사는 코어부인 도전사에 의해 전류의 통전이 가능하다. 도전사 자체의 물성은 탄성체가 아니어서 신장성이 없으나, 도전사에 부여된 크림프로 인해 도전사가 신장성을 갖는다. 한편, 신축성 복합 도전사의 쉘부인 탄성 고분자 피복층은 절연성 피복재로서 원단을 제조하는 과정에서 코어부인 도전사가 손상되거나 크림프가 풀리는 것을 방지한다. The stretchable composite conductive yarn used in the stretchable conductive fabric of the present invention can conduct current by the conductive yarn as a core part. Although the physical properties of the electric conductor itself are not elastomeric, they are not extensible. On the other hand, the elastic polymer covering layer, which is the shell part of the stretchable composite conductive yarn, is an insulating covering material and prevents the conductive yarn as the core part from being damaged or the crimp from being loosened during fabrication of the fabric.
본 발명의 신축성 복합 도전사를 구비한 원단으로 제조된 의류와 같은 제품을 착용하면, 가해지는 외력에 따라 신축성 복합 도전사의 크림프 및 탄성 고분자 피복층이 늘어나게 된다. 외력이 제거되면 탄성 고분자 피복층의 회복력에 의해 피복층은 물론 피복층에 의해 고정되고 감싸진 도전사의 크림프도 원상태로 회복되므로, 원단의 신축성이 지속적으로 유지된다. When a product such as clothing made of a fabric with a stretchable composite conductive yarn of the present invention is worn, the crimp of the stretchable composite conductive yarn and the elastic polymer covering layer are increased according to the applied external force. When the external force is removed, the elasticity of the covering layer of the elastic polymer is restored to the original state of the conductive yarn fixed by the covering layer as well as the covering layer, so that the stretchability of the fabric is continuously maintained.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 복합 도전사의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 복합 도전사의 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 복합 도전사를 인장한 경우 형태 변화를 나타낸 개략적인 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 도전성 원단의 구성을 나타내는 평면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. And shall not be construed as limited to such matters.
1 is a longitudinal sectional view of a stretchable composite conductive yarn according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a stretchable composite conductive yarn according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view illustrating a change in shape when a stretchable composite conductive material according to an embodiment of the present invention is stretched.
4 is a plan view showing the construction of a stretchable conductive fabric according to an embodiment of the present invention.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The foregoing and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: There will be. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 복합 도전사의 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 도전사의 횡단면도이다.FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a stretchable composite conductive yarn according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a stretchable conductive yarn according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 신축성 복합 도전사(100)는 크림프를 갖는 도전사(20)와, 크림프를 갖는 도전사(20)의 외면을 감싸도록 압출성형된 탄성 고분자 피복층(10)을 구비한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the elastic flexible
신축성 복합 도전사(100)는 코어부인 도전사에 의해 전류의 통전이 가능하다. 크림프를 갖는 도전사(20)는 합성섬유로 된 멀티필라멘트의 외면에 은 등의 도전성 금속으로 금속 도금되어 형성된 것이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이러한 크림프를 갖는 도전사는 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 즉, 나일론, 폴리에스테르 등으로 된 합성섬유를 방사팩을 통해 멀티필라멘트로 방사한 후, 이를 크림프 처리 및 도금처리하여 제조할 수 있다. 멀티필라멘트의 크림프 처리는 예를 들어 멀티필라멘트를 이성분계 필라멘트를 사용한 후 열처리 등을 통해 가연할 수도 있고(특허문헌 1 참조), 나일론 등의 멀티필라멘트를 가연처리 등 잘 알려진 크림프 부여 공정을 통해 크림프를 부여할 수도 있다. 크림프를 갖는 멀티필라멘트의 외면에 금속 도금처리하는 방법 역시 도전사 제조시 사용되는 통상의 도금방법을 그대로 적용할 수 있다. 크림프를 갖는 도전(20)사의 크림프율은 목적하는 원단의 신축성에 따라 조절할 수 있는데, 예를 들어 10 내지 90 %일 수 있다.The stretchable composite
크림프를 갖는 도전사(20)의 단면 형상은 원형, 타원형 등이 모두 가능하며, 그 지름 역시 원단의 용도에 따라 조절할 수 있는데, 예를 들어 20 내지 1000 마이크로미터일 수 있다.The cross-sectional shape of the
탄성 고분자 피복층(10)은 크림프를 갖는 도전사(20)의 외면을 감싸도록 같이 압출성형하여 형성한다. 이러한 탄성 고분자 피복층(10)은 크림프를 갖는 도전사(20)를 완전히 감싸면서 압출성형됨으로서 코어부의 크림프를 갖는 도전사(20)의 크림프를 안정적으로 내부에 고정 및 지지하게 된다. 이러한 공정이 가능하도록 탄성 고분자 피복층(10)을 구성하는 고분자는 열가소성의 성질을 갖으면서 동시에 탄성을 갖고 있어야 하며 절연성도 갖추어야 한다. 이러한 성질을 갖는 고분자라면 탄성 고분자 피복층(10)의 재료로서 사용이 가능한데, 열가소성 폴리우레탄이 당업계에 잘 알려져 있으므로 바람직하게 이용된다. 탄성 고분자 피복층(10)의 피복 두께는 원단의 용도에 따라 조절할 수 있는데, 예를 들어 10 내지 500 마이크로미터일 수 있다.The elastic
그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 복합 도전사를 인장한 경우 형태 변화를 도 3을 참조하여 설명한다. The shape change when the stretchable composite conductive material according to the embodiment of the present invention is stretched will be described with reference to FIG.
도 2에 도시된 신축성 복합 도전사(100)에 신장력을 가하면, 쉘부를 구성하는 탄성 고분자 피복층(10)이 자체의 탄성에 따라 늘어난다. 이 때, 코어부를 이루는 도전사(20)는 탄성 고분자 피복층(10)에 의해 고정되고 감싸진 크림프가 풀리면서 탄성 고분자 피복층(10)이 신장하는 정도에 맞추어 늘어나게 된다.When an elastic force is applied to the elastic
가해진 신장력이 제거되면, 탄성 고분자 피복층(10)은 자체의 탄성에 의해 줄어들게 되고, 탄성 고분자 피복층(10)에 의해 고정되고 감싸진 도전사의 풀린 크림프도 탄성 고분자 피복층(10)이 줄어드는 정도에 맞추어 줄어들게 된다.When the applied stretching force is removed, the elastic
이와 같이, 본 발명에 구비된 신축성 복합 도전사(100)는 외력에 의해 용이하게 늘어났다가 외력이 줄어들면 원상태로 회복되므로, 신축성이 지속적으로 유지된다. As described above, the stretchable composite
전술한 신축성 복합 도전사(100)는 의류의 전기신호를 이용하는 도전성 원단, 예를 들어 각종 전자기기를 의복에 적용하여 편리하게 이용할 수 있는 스마트 의류 등에 유용하게 이용될 수 있는데, 신축성 복합 도전사(100)를 경사 또는 위사로 포함시킨 직물이나 신축성 복합 도전사(100)를 편성사로 포함시킨 편성물을 예시할 수 있다. 신축성 복합 도전사(100)는 편성사로 이용되어 편성물 형태의 원단으로 사용이 가능하고(특허문헌 2 참조), 경사 또는 위사로 이용되어 직물 형태의 원단으로도 사용이 가능한데, 보다 유용하게 사용될 수 있는 원단인 신축성 도전성 원단의 바람직한 구성을 도 4에 평면도로 나타냈다.The stretchable composite
신축성 도전성 직물은 전술한 신축성 복합 도전사(100)만으로 제직할 수도 있으나, 비용과 착용감, 흡수성 등을 고려하여 도 4와 같이 구성할 수 있다.The stretchable conductive fabric may be woven using only the stretchable composite
도 4를 참조하면, 신축성 복합 도전사(11b)와 일반적인 고분자사(11a)를 포함하는 위사(11) 및 일반적인 고분자사로 형성된 경사(12)로 제직된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 신축성 도전성 직물에는, 일부 위사에만 신축성 복합 도전사(11b)가 이용되고, 나머지 위사와 경사(12)에는 일반적인 고분자사가 이용될 수 있다. Referring to FIG. 4, the weft yarn 11 is made of a
상기 위사(11)는 신축성 복합 도전사(11b)와 하나 이상의 고분자사(11a)가 교번하여 배열되는 구조를 갖는다. 즉, 위사(11)는 신축성 복합 도전사(11b)가 고분자사(11a) 사이에 간헐적으로 배열되는 구조를 갖는다. 도 4에서는, 두 개의 고분자사(11a)와 하나의 신축성 복합 도전사(11b)가 교번하여 배열되는 위사 구조를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 단일(또는 복수)의 신축성 복합 도전사(11b)가 단일 또는 3개 이상의 고분자사(11a)와 교번하여 배열되는 구조를 가지는 위사를 이용할 수도 있다. 위사(11)에 포함된 고분자사(11a) 및 경사(12)로서, 면사, 마사, 폴리에스테르사, 나일론사 등의 일반적인 고분자사가 이용될 수 있다.The weft yarn 11 has a structure in which a stretchable composite
이와는 반대로, 신축성 복합 도전사가 일부 경사에만 이용되고, 나머지 경사 및 모든 위사에는 일반적인 고분자사가 이용될 수 있으며, 신축성 복합 도전사가 일부 경사와 일부 위사에만 사용될 수도 있다. 도 4에서는, 신축성 도전성 원단이 평직으로 제직된 것으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 능직, 주자직 또는 이들의 변화조직으로 제직될 수 있다. On the contrary, a stretchable composite conductive yarn may be used only for a part of warp yarns, and other warp yarns and all weft yarns may be made of a general polymer yarn, and a stretchable composite yarn may be used for some warp yarns and some weft yarns. In Fig. 4, the elastic conductive fabric is shown as plain weave. However, the present invention is not limited to this, and it may be woven into twill, junior, or a change fabric thereof.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.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. The present invention is not limited to the drawings.
100 : 신축성 복합 도전사
20 : 크림프를 갖는 도전사
10 : 탄성 고분자 피복층
11 : 위사
11a : 고분자사
11b: 신축성 복합 도전사
12: 경사100: Stretchable composite mortar
20: Challengers with Crimp
10: Elastic polymer coating layer
11: Weft
11a: Polymer yarn
11b: Flexible composite toughness
12: Slope
Claims (5)
상기 크림프를 갖는 도전사의 외면을 감싸도록 압출성형된 탄성 고분자 절연성 피복층을 구비하는 신축성 복합 도전사를 포함하여 직조 또는 편성된 신축성 도전성 의류.A protector having a crimp and
And an elastic polymer insulating coating layer extruded to surround an outer surface of the conductive yarn having the crimp. The elastic conductive clothes are woven or knitted.
상기 크림프를 갖는 도전사는 합성섬유로 된 멀티필라멘트의 외면에 금속 도금되어 이루어진 것을 특징으로 하는 신축성 도전성 의류.The method according to claim 1,
Wherein the conductive yarn having the crimp is formed by plating a metal on an outer surface of a multifilament made of synthetic fibers.
상기 탄성 고분자 절연성 피복층은 열가소성 폴리우레탄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 신축성 도전성 의류.The method according to claim 1,
Wherein the elastic polymer insulating coating layer is made of thermoplastic polyurethane.
상기 크림프를 갖는 도전사의 크림프율은 10 내지 90%인 것을 특징으로 하는 신축성 도전성 의류.The method according to claim 1,
And the crimp ratio of the conductive yarn having the crimp is 10 to 90%.
상기 신축성 도전성 의류는 상기 신축성 복합 도전사를 경사 또는 위사로 포함하는 직물로 된 의류이거나, 또는 상기 신축성 복합 도전사를 편성사로 포함하는 편성물로 된 의류인 것을 특징으로 하는 신축성 도전성 의류.The method according to claim 1,
Wherein the elastic conductive clothing is a garment made of a fabric containing the elastic warp knitted or woven fabric as the warp or weft or a knitted fabric comprising the stretchable composite warp knitted fabric as a knitted fabric.
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