KR102136251B1

KR102136251B1 - 다양한 전도성 원사별 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 가지는 제직장치

Info

Publication number: KR102136251B1
Application number: KR1020180144197A
Authority: KR
Inventors: 정상욱; 김홍제; 전상후; 황진년
Original assignee: 광림섬유(주)
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2020-07-21
Also published as: KR20200059449A

Abstract

본 발명은 다양한 전도성 원사별 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 가지는 제직장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 개별 장력 조절이 가능한 다수의 분할경사빔을 통해 다양한 센서 감도를 가지는 전도성 원사를 개별 원사 송출하여 한 번에 제직할 수 있는 다양한 전도성 원사별 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 가지는 제직장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 제직기에 경사를 공급하는 경사빔이 비전도성 원사를 공급하는 제1경사빔과 전도성 원사를 공급하는 제2경사빔이 각각 형성된 이중의 경사빔으로 형성되어 스트레인 센서 직물을 제직하는 제직장치에 있어서, 상기 제2경사빔은 회전축과; 상기 회전축과 동반회전하되 상기 회전축 상에 다수개로 분할 형성되어 각각의 센서 감도를 가지는 전도성 원사가 개별 권취되어 회전함에 따라 제직기로 해당 전도성 원사를 동시에 송출하는 다수의 분할경사빔;을 포함한다.

Description

다양한 전도성 원사별 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 가지는 제직장치{Weaving apparatus with division warp beam capable of controlling individual tension by various conductive yarns}

본 발명은 다양한 전도성 원사별 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 가지는 제직장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 개별 장력 조절이 가능한 다수의 분할경사빔을 통해 다양한 센서 감도를 가지는 전도성 원사를 개별 원사 송출하여 한 번에 제직할 수 있는 다양한 전도성 원사별 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 가지는 제직장치에 관한 것이다.

생체신호 감지 기술은, 일상생활의 편리성과 건강을 위해 웨어러블 기술(wearable technology)분야로 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 웨어러블 기술은, 기기의 소형화, 착용의 편리성, 기능의 다양성 등을 위해 인체에 착용할 수 있는 액세서리류, 의류, 패치류 등을 중심으로 개발이 이루어지고 있다.

이러한 웨어러블 기술의 예로, 스트레인 센서를 들 수 있으며, 이러한 스트레인 센서는 움직임 등으로 생체신호 데이터를 모니터할 수 있는 장점이 있다. 스트레인 센서는 외력이 가해지게 되면, 구조에 변형이 발생하게 되고, 이 변형에 의해 구조의 저항값이 달라지는 원리를 이용한 것이다. 이 원리를 이용하면 측정하고자 하는 인체의 움직임이나 근력, 호흡 데이터를 측정할 수 있고, 이러한 스트레인 센서의 변형률은 하기의 식 1로 나타낼 수 있다.

[식 1]

(상기 식 1에서, L은 외력이 가해지지 않았을 때의 길이이며, ΔL은 외력에 의해 변형된 길이이다.)

생체신호 데이터의 모니터하기 위해 인체에 착용하는 스트레인 센서는, 전도성 원사와 비전도성 원사로 제직되어 직물 형태로 형성될 수 있는데, 이와 같은 전도성 원사와 비전도성 원사로 제직된 스트레인 센서 직물을 제조하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이 제직기(100)에 비전도성 원사(210a)를 공급하는 제1경사빔(210)과, 전도성 원사(220a)를 공급하는 제2경사빔(220)으로 형성되어 이중의 경사빔으로 경사를 제직기(100)에 공급하여 스트레인 센서 직물을 제직한다.

하지만 이와 같이 제2경사빔(220) 하나만으로 전도성 원사(220a)가 공급되는 경우 대폭 직기에서 여러 구조의 전도성 원사(220a)를 한 번에 제직할 시에 전도성 원사 삽입 비율 및 조직 구조에 따라 각 센서 직물 조직간 장력차가 발생되는 문제가 초래된다.

이와 같은 장력차에 의해 스트레인 센서 직물을 착용 시 편안한 착용감 제공이 어려우며 스트레인 센서 직물 고유의 정밀한 생체 신호 측정이 어려워지는 문제가 발생된다.

따라서 다양한 센서 감도를 가지는 다수의 전도성 원사 직물을 한 번에 제직할 수 있으면서 각 전도성 원사 직물별 장력이 최적화되어 제직될 수 있는 제직장치의 제공이 요구된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 전도성 원사를 제직기로 공급하는 제2경사빔을 다수의 구역으로 분할하여 복수의 분할경사빔을 형성함으로써 다양한 센서 감도를 가지는 다수의 전도성 원사를 각각 개별적으로 장력 조절이 가능함에 따라 다양한 전도성 원사별 최적 장력으로 제직기에 원사 송출하여 제직되도록 하는 다양한 전도성 원사별 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 가지는 제직장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 제직기에 경사를 공급하는 경사빔이 비전도성 원사를 공급하는 제1경사빔과 전도성 원사를 공급하는 제2경사빔이 각각 형성된 이중의 경사빔으로 형성되어 스트레인 센서 직물을 제직하는 제직장치에 있어서, 상기 제2경사빔은 회전축과; 상기 회전축과 동반회전하되 상기 회전축 상에 다수개로 분할 형성되어 각각의 센서 감도를 가지는 전도성 원사가 개별 권취되어 회전함에 따라 제직기로 해당 전도성 원사를 동시에 송출하는 다수의 분할경사빔;을 포함한다.

여기서 상기 제1경사빔과 제2경사빔은 상, 하로 배치되며, 상기 비전도성 원사는 폴리우레탄 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아릴렌 설파이드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리락트산 섬유 및 천연 섬유 중 1종 이상의 섬유를 포함한다.

또한 상기 전도성 원사는 전도성 금속 섬유, 전도성 탄소 섬유 또는 이 둘을 포함하며, 상기 전도성 금속 섬유를 구성하는 전도성 금속은 구리, 은, 니켈, 알루미늄, 주석, 아연 및 티타늄 중 1종 이상으로 구성되며, 상기 전도성 탄소 섬유를 구성하는 전도성 탄소 물질은 흑연, 탄소나노튜브, 탄소나노로드, 탄소섬유 및 그래핀 중 1종 이상으로 구성된다.

본 발명에 따르면 회전축 상에 다수의 개별 장력 조절이 가능한 분할경사빔을 형성함에 따라 다양한 센서 감도 및 삽입 비율을 가지는 전도성 원사를 각각 개별 최적 장력으로 조절 가능하도록 하여 스트레인 센서 직물을 제직시 각 센서 직물 조직 간 장력차가 목적하는 대로 조절가능하여 다양한 센서 직물 제직이 한번에 이루어짐과 동시에 직물 퀄러티의 향상을 유도할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 이중 경사빔을 가지는 제직장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제2경사빔을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2경사빔에 다수의 전도성 원사가 각각 개별 권취된 모습을 나타낸 사용상태도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2경사빔을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정판을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정판의 고정 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 삽입구의 단면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제2경사빔을 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 2의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2경사빔에 다수의 전도성 원사가 각각 개별 권취된 모습을 나타낸 사용상태도이다.

도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 제2경사빔(220)은 크게 회전축(221)과, 상기 회전축(221)과 동반회전하되 상기 회전축(221) 상에 다수개로 분할 형성되어 각각의 센서 감도를 가지는 전도성 원사가 개별 권취되어 회전함에 따라 제직기(100)로 해당 전도성 원사를 동시에 송출하는 다수의 분할경사빔(222)으로 구성된다.

상기 회전축(221)은 다수의 분할경사빔(222)이 축 외연으로 이격 설치되어 다양한 센서 감도를 가지는 전도성 원사를 회전축(221)의 회전에 따라 제직기(100)로 송출하도록 구비된다.

도면에서는 회전축(221)을 회전시키기 위한 별도의 구동원과 동력전달구조를 생략하였으나, 실시할 경우 회전축(221)을 회전시키기 위한 구동원과 상기 구동원과 회전축(221) 간을 동력전달가능하도록 하는 동력전달부가 설치됨은 물론이다.

한편 상기 분할경사빔(222)은 회전축(221)에 다수개가 일정 길이 및 공간 별로 구획 이격되어 다양한 센서 감도 및 원사 삽입 비율을 갖는 전도성 원사가 권취되도록 구비된다.

이와 같은 분할경사빔(222)은 도 3에 도시된 바와 같이 회전축(221)에 결합되는 분할빔판(222a)과, 상기 분할빔판(222a)의 외측으로 해당 분할빔판(222a)의 위치 고정은 물론 회전축(221)과 동반회전가능하도록 분할빔판(222a)을 고정시키는 고정판(222b)으로 구성된다.

상기 분할빔판(222a)은 내측으로 분할빔관통공(222aa)이 형성되어 회전축(221)에 관통 결합되되 고정판(222b)에 비해 상대적으로 회전축(221)을 기준으로 축회전이 자유롭도록 결합되며 고정판(222b)은 고정판관통공(222bb)이 형성되어 회전축(221)에 강제 관통 인입되어 강한 외력이 작용하지 않는 경우 회전축(221)과 동반 회전하도록 결합된다.

이와 같은 분할빔판(222a)의 자유 회전에 따라 각 분할빔판(222a)별로 즉, 각 분할경사빔(222)별로 권취되는 전도성 원사의 원사 삽입 비율 및 조직 구조에 따라 적절한 장력을 가지도록 회전 조절이 가능해진다.

즉 설치시 해당 분할경사빔(222)에 권취되는 전도성 원사의 적정 장력을 분할빔판(222a)의 축회전 정도를 조절함으로써 제어하고 목적하는 장력이 설정된 경우 상기 고정판(222b)을 통해 분할빔판(222a)과 결합하는 것으로 장력 고정 및 위치 고정이 완성되게 된다.

이에 따라 다양한 분할경사빔(222)을 회전축(221)에 다수개 구비하고 개별적으로 분할빔판(222a)의 회전 조절과 고정판(222b)과의 결합을 통해 전도성 원사별 개별적 장력 조절이 가능해지는 것이다.

이를 통해 다양한 센서 감도를 가지는 스트레인 센서 직물을 제직시 각 센서 직물 조직 간 장력차가 목적하는 대로 조절가능하여 다양한 센서 직물 제직이 한번에 이루어짐과 동시에 직물 퀄러티의 향상을 유도할 수 있게 된다.

물론 상기 고정판(222b)과 분할빔판(222a)은 볼트와 같은 결합수단(222c)에 의해 결합이 이루어지며 이외에도 다양한 결합수단을 통해 강한 고정력으로 고정될 수 있다.

한편 본 발명에 따른 제1경사빔(210) 및 제2경사빔(220)은 나란하게 형성될 수 있으나, 나란하게 형성될 경우 직물의 양 끝단을 구성하는 비전도성 원사 또는 전도성 원사에 걸리는 장력이 직물의 내부를 구성하는 비전도성 원사 또는 전도성 원사의 장력보다 높아지게 되어 제직된 센서 직물이 평활하지 못하고 굴곡지게 형성될 수 있다.

따라서 제1, 제2경사빔(210, 220)은 상, 하 단차를 두어 배치되는 것이 바람직할 것이다. 상기 제1, 제2경사빔(210,220)이 상하로 배치될 경우 비전도성 원사에 장력에 대한 영향이 최소한으로 미치도록 제1경사빔(210)의 위치는 제직기 (100)와 동일한 위치에 형성되는 것이 바람직하며 제1경사빔(210) 또는 제2경사빔(220)의 위치는 제직기(100)의 위치보다 높거나 낮게 형성하더라도 이들 사이에 별도의 텐션롤러 또는 텐션바를 제직기(100)와 비슷한 높이로 설치하여 이를 경유하여 원사가 제직기(100)로 공급하도록 하여 비전도성 원사와 전도성 원사 간 장력영향이 최소화되록 구성할 수 있다.

아울러 제1경사빔(210)에 권취되어 공급되는 비전도성 원사(210a)는 스트레치성 원사 및 비스트레치성 원사이며, 폴리우레탄 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아릴렌 설파이드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리락트산 섬유, 및 천연 섬유 중 1종 이상의 섬유를 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리우레탄 섬유를 포함할 수 있다.

아울러 제2경사빔(220)에 권취되어 공급되는 전도성 원사(220a)는 전도성 금속 섬유, 전도성 탄소 섬유 또는 이 둘을 포함할 수 있고, 상기 섬유는, 금속 및/또는 탄소 물질로 이루어지거나 또는, 폴리우레탄 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아릴렌 설파이드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리락트산 섬유, 천연 섬유, 및 유리섬유 중 1종 이상의 섬유 상에 전도성 금속, 전도성 탄소 물질 또는 이 둘로 코팅된 것을 포함할 수 있다.

상기 전도성 금속은, 구리, 은, 니켈, 알루미늄, 주석, 아연 및 티타늄 중 1종 이상일 수 있다. 상기 전도성 탄소 물질은, 흑연, 탄소나노튜브, 탄소나노로드, 탄소섬유 및 그래핀 중 1종 이상일 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 제직장치를 통해 제직된 상기 스트레인 센서 직물은 생체 신호 감지가 필요한 부위, 예를 들어, 동물, 인체 등에 부착되고, 생체 신호 감지를 위한 제품에 적용될 수 있고, 바람직하게는 의료용 보조기, 장치, 의류 등에 장착될 수 있다.

예를 들어, 의료용 보행보조기, 근력강화보조기구, 의료용 재활기구, 의료용 신체훈련장치, 보호대, 벨트, 복대, 신발, 운동복, 붕대, 매트, 패드, 패치, 양말, 장갑, 스타킹, 쿠션 등일 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2경사빔을 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정판을 나타내는 단면도이다.

도면을 참조하면 본 실시예에 따른 제2경사빔(220)은 회전축(221) 및 고정판(222b)에 각각 회전축나사선(221a)과 고정판나사선(222ba)이 형성되어 회전축(221)과 고정판(222b)이 나사결합된다.

물론 분할빔판(222a)의 분할빔관통공(222aa)에는 별도의 나사선이 형성되지 않으며, 목적하는 위치로 분할빔판(222a)을 위치시킨 후 고정판(222b)을 회전축(221)에 나사회전을 통해 이동시켜 분할빔판(222a)에 접하도록 한다.

이에 따라 분할빔판(222a)과 고정판(222b)이 결합수단(222c)을 통해 고정되면 분할빔판(222a)은 고정판(222b)에 의해 회전축(221) 상에서 목적위치로 고정될 수 있다.

이와 같은 회전축(221)과 고정판(222b) 간의 나사결합을 통해 정밀한 분할빔판(222a)의 목적 위치 조절이 가능해지고 목적 위치 조절 후 분할빔판(222a)의 위치 고정이 이루어질 수 있게 된다.

즉, 전술한 실시예의 경우 고정판(222b)의 강제 인입을 통한 위치 이동의 경우 강한 외력을 통해 이동이 가능해 정밀한 위치 이동이 어려우나, 본 실시예의 경우 고정판(222b)의 회전만으로 회전축상에서 고정판(222b) 위치이동이 가능해지고, 회전축을 기준으로 고정판(222b)의 회전각도 변화량에 대하여 고정판(222b)의 수평 위치 이동량이 상대적으로 작아 정밀 위치이동 조절이 가능할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정판의 고정 구성을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 삽입구의 단면도이다.

본 실시예에 따른 고정판(222b)은 전술한 실시예에서와 같이 회전축(221)과 나사 회전을 통해 목적 위치로 이동하는 것은 동일하나, 목적 위치 이동 후 삽입구(222d)의 돌출쐐기(222da)를 고정판(222b)의 내측 내벽면 상으로 끼움결합시킴으로써 회전축(221)과 고정판(222b)의 나사결합을 해제시킨다.

물론 회전축(221)과 고정판(222b)의 나사결합 해제를 위해 고정판(222b)의 고정판나사선(222ba)에 돌출쐐기(222da) 삽입 위치로 고정판나사선(222ba) 제거 구간이 형성되며 해당 고정판나사선(222ba) 제거 구간으로 돌출쐐기(222da)가 삽입되게 되며, 돌출쐐기(222da)의 상하 두께가 고정판나사선(222ba) 제거 구간의 상하 폭보다 크게 형성하여 삽입구(222d)와 고정판(222b) 간 결합 후에는 더이상 회전축(221)과 고정판(222b)이 나사결합되지 않도록 구성된다.

이러한 삽입구(222d)를 통해 고정판(222b)이 회전축과 나사결합되지 않도록 하는 것은 회전축(221)의 회전에 따라 고정판(222b)이 회전축과 나사결합됨으로써 미세하게 회전진동으로 위치이동이 발생할 수 있으므로 제2경사빔(220)의 장시간 구동에 따라 최초 분할경사빔(222) 위치가 이후 변경되고 이러한 위치 변경은 스트레인 센서 직물의 불량을 발생시킬 수 있게 되므로 돌출쐐기(222da)를 통해 회전축상에서 고정판을 위치고정하기 위함이다.

이와 같은 삽입구(222d)에는 고정판(222b)의 고정판나사선(222ba) 제거 구간으로 돌출쐐기(222da)의 삽입이 용이하도록 돌출쐐기(222da) 진입 선단부에 경사부(222db)를 형성함이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 제직기 210 : 제1경사빔
220 : 제2경사빔 221 : 회전축
222 : 분할경사빔 222a : 분할빔판
222b : 고정판

Claims

제직기(100)에 경사를 공급하는 경사빔(200)이 비전도성 원사를 공급하는 제1경사빔(210)과 전도성 원사를 공급하는 제2경사빔(220)이 각각 형성된 이중의 경사빔으로 형성되어 스트레인 센서 직물을 제직하는 제직장치에 있어서,
상기 제2경사빔(220)은
회전축(221)과;
상기 회전축(221)과 동반회전하되 상기 회전축(221) 상에 다수개로 분할 형성되어 각각의 센서 감도를 가지는 전도성 원사가 개별 권취되어 회전함에 따라 제직기(100)로 해당 전도성 원사를 동시에 송출하는 다수의 분할경사빔(222);을 포함하되,
상기 분할경사빔(222)은 회전축(221)에 관통 결합되는 분할빔판(222a)과;
상기 분할빔판(222a)의 외측에서 회전축(221)과 동반회전가능하도록 결합되어 분할빔판(222a)을 고정시키는 고정판(222b);으로 구성되며,
상기 고정판(222b)은 내측에 삽입구(222d)가 끼움결합됨으로써 회전축(221)과의 나사결합이 해제될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 분할경사빔을 가지는 제직장치.
제1항에 있어서,
상기 제1경사빔(210)과 제2경사빔(220)은
상, 하로 배치되는 것을 특징으로 하는 분할경사빔을 가지는 제직장치.
제1항에 있어서,
상기 비전도성 원사는
폴리우레탄 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아릴렌 설파이드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아마이드 섬유, 폴리락트산 섬유 및 천연 섬유 중 1종 이상의 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 분할경사빔을 가지는 제직장치.
제1항에 있어서,
상기 전도성 원사는
전도성 금속 섬유, 전도성 탄소 섬유 또는 이 둘을 포함하는 것을 특징으로 하는 분할경사빔을 가지는 제직장치.
제4항에 있어서,
상기 전도성 금속 섬유를 구성하는 전도성 금속은 구리, 은, 니켈, 알루미늄, 주석, 아연 및 티타늄 중 1종 이상으로 구성되며, 상기 전도성 탄소 섬유를 구성하는 전도성 탄소 물질은 흑연, 탄소나노튜브, 탄소나노로드, 탄소섬유 및 그래핀 중 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분할경사빔을 가지는 제직장치.