KR102172021B1 - 센서용 직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전성 코어의 외주를 피복사로 더블커버링한 더블커버링 도전사를 포함하고 더블커버링 도전사의 교차에 의해 발생되는 정전용량변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 센서용직물에 관한 것으로서 본 발명에 의하면, 도전사의 쇼트가 발생되지 않고, 가벼운 터치로도 신호감지가 가능하고 소비전력이 작은 장점이 있는 정전용량형 센서용직물을 제공할 수 있으며, 휴대폰, 컴퓨터, 노트북, 태블릿 등 각종 ICT 기기의 입력보조장치로서 활용할 수 있다.

Description

센서용 직물{Fabric for Sensor}

본 발명은 도전성 코어의 외주를 피복사로 더블커버링한 더블커버링 도전사를 포함하고 더블커버링 도전사를 일정한 배열로 교차하도록 제직한 후 이를 터치하여 발생하는 직물표면의 정전용량변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 센서용 직물에 관한 것이다.

현대 사회에서 IT산업의 발전에 의해 생활의 필수품이 되어있는 컴퓨터, 휴대폰, 태블릿 등 각종 ICT 사용 환경에서 웨어러블 IT장비에 활용할 수 있는 섬유형 입력보조를 개발하는 시도가 많이 이루어지고 있다.

기존의 섬유형 입력보조장치는 도전성이 있는 원사를 사용하여 적절한 원사제조, 직물설계, 제직기술을 적용하여 센서로서 사용이 가능한 TEXTILE SENSOR용 FABRIC을 제조하고 있다.

특히, 센서 성능을 가지는 직물을 개발하는 데 있어 목표한 성능과 외관에 따라 다양한 원사 배열과 직물 조직을 활용할 필요가 있지만, 많은 경우 도전사가 직물 조직내에서 경사 혹은 위사로 제직될 때 사용하는 도전사가 표면이 은이나 니켈 등으로 코팅된 도전사로서 경위사 접점에서 일명 '쇼트'가 나는 현상이 발생하여 센서로서의 역할을 원활히 할 수 없는 경우가 있었다.

이를 방지하려면 구리가 포함된 실제 피복전선을 제직에 사용해야 하나, 직물의 두께감이 매우 커지고 실제 제직이 어려운 문제점이 있다. 이를 극복하기 위하여 생각할 수 있는 또 하나의 방법은 직물표면에 도전성 잉크를 프린트하는 방식을 생각할 수 있으나, 현재까지 개발된 도전성 잉크는 의류와 같이 반복적인 구김이나 세탁이 수반되는 웨어러블 환경에서는 시간이 지남에 따라 프린트된 잉크 표면이 가뭄에 논바닥처럼 갈라지는 크랙 현상이 발생하여 내구성에 제한이 있는 문제점이 있었다.

대한민국특허공개제10-2015-0052607호(2015년05월14일 공개)

그러므로 본 발명에 의하면, 직물 조직 내에서 도전사간의 접점에서 발생하는 쇼트 현상을 방지하는 한편, 가벼운 터치로도 신호감지가 가능하고 소비전력이 작은 장점이 있어 휴대폰, 컴퓨터, 노트북, 태블릿 등 각종 ICT 기기의 입력보조장치로서 활용할 수 있는 센서용 직물을 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면 도전성 코어의 외주를 피복사로 더블 커버링한 더블커버링 도전사를 포함하고 더블커버링 도전사의 교차에 의해 발생되는 정전용량변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 센서용 직물이 제공된다.

또한, 본 발명의 센서용 직물의 상기 더블커버링 도전사는 도전성 코어인 구리선의 외주를 폴리에스테르 또는 나일론인 피복사로 더블커버링한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 센서용 직물의 상기 더블커버링 도전사는 도전성 코어인 구리선의 외주를 피복사로 1,000~1,700TM으로 제1차 커버링한 후, 상기 제1차 커버링의 반대방향으로 1,000~1,700TM으로 제2차 커버링한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 센서용 직물의 상기 더블커버링 도전사의 도전성 코어인 구리선은 직경 30~55㎛인 5~10가닥인 구리선인 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 도전사의 쇼트가 발생되지 않고, 유연성과 구김 혹은 반복 굴곡에 내구성을 지니고, 섬도가 가는 구리를 여러개 사용하여 유연함을 부여하고 동시에 남땜 등 후속 작업의 편의성이 증진되며, 가벼운 터치로도 신호감지가 가능하고 소비전력이 작은 장점이 있는 정전용량형 센서용 직물을 제공할 수 있으며, 휴대폰, 컴퓨터, 노트북, 태블릿 등 각종 ICT 기기의 입력보조장치로서 활용할 수 있다. 또한, 유연성과 내세탁성이 우수하므로 최근 개발 및 사용 추세가 증가중인 각종 웨어러블 기구, 의류 등에 적용가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 센서용직물의 사진이며,
도 2는 본 발명의 센서용직물을 제조하는데 사용된 더블커버링 도전사의 단면사진이며,
도 3은 본 발명의 센서용직물을 제조하는데 사용된 더블커버링 도전사의 측면사진이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 ICT 사용 환경에 사용되는 입력장치용 센서용 직물에 관한 것으로서 직물에 형성된 도전사의 교차에 의해 발생되는 정전용량변화를 감지하기 위한 것이다.

본 발명의 센서용 직물은 도전성 코어의 외주를 피복사로 더블커버링한 더블커버링 도전사를 포함하고 더블커버링 도전사의 교차에 의해 발생되는 정전용량변화를 감지하는 것이다.

본 발명의 센서용 직물은 도전성 코어의 외주를 피복사로 더블커버링한 더블커버링 도전사를 포함하도록 제직되는데, 일부의 경사 및 위사에 더블커버링 도전사를 격자모양으로 배치하여 도 1에 도시된 바와 같이 제직함으로써 이렇게 제직된 직물표면을 손가락 등으로 터치할 때 발생하는 특정부의의 정전용량변화치를 X, Y축으로 좌표로 감지할 수 있게 하게 되는 것이다. 경사 및 위사에는 통상적인 합성섬유를 혼합하여 사용할 수 도 있다.

상기 더블커버링 도전사는 도 2에 도시된 바와 같이 도전성 코어인 구리선(1)의 외주를 폴리에스테르 또는 나일론인 피복사(2)로 더블커버링한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

도전사가 그 표면이 은이나 니켈 등으로 코팅된 도전사인 경우에는 도전사 표면간의 접점에서 쇼트가 발생하여 센서용으로서의 역할을 하지 못하는 경우가 있기 때문에 본 발명에서는 상기와 같이 도전성 코어인 구리선의 외주를 폴리에스테르 또는 나일론인 피복사로 더블커버링한 더블커버링 도전사를 사용하여 쇼트를 방지하게 된다.

특히, 상기 더블커버링 도전사는 도전성 코어인 구리선의 외주를 피복사로 1,000~1,700TM으로 제1차커버링한 후, 상기 제1차커버링의 반대방향으로 1,000~1,700TM으로 제2차커버링한 것을 사용하는 것이 피복사의 피복율을 높여 절외부와 절연할 수 있어 바람직하다.

상기 제1차커버링의 감는 방향과 제2차커버링의 감는 방향은 반대로 하는 것이 좋은데, 제1차커버링이 S방향이면, 제2차커버링이 Z방향이거나 혹은 제1차커버링이 Z방향이면, 제2차커버링이 S방향인 것이 좋다.

향후 납땜 등의 작업가능 및 내구성을 지니기 위해서는 상기 더블커버링 도전사의 도전성 코어인 구리선은 직경 30~55㎛인 5~10가닥의 구리선을 사용하면 더블커버링 도전사의 유연성이 대폭적으로 개선되어 추후 제직 등의 공정에서 도전성 센서용 직물을 제직할 때 제직성이 좋고, 얇은 직물을 얻을 수 있어 바람직하다.

또한, 가는 구리가닥을 다수로 사용하면 유연성이 우수하고 납땜을 할 때 잘 되는 효과가 있다.

이렇게 준비한 더블커버링 도전사를 일부의 경사 및 위사로 공급하여 격자모양으로 배치하여 도 1에 도시된 바와 같은 직물로 제직함으로써 더블커버링 도전사의 교차에 의해 정전용량변화가 발생되도록 하게 함으로써 본 발명의 센서용 직물이 제공된다.

본 발명의 센서용 직물은 정전용량을 측정할 수 있는 제어부와 전원공급부와 함께 연결되어 키패드등으로 활용될 수 있으며, 압력에 의한 신호를 인식하는 알고리즘과, 신호를 필기체로 전환 알고리즘을 탑재한 PCB보드를 연결하여 입력시스템으로 활용할 수 있다.

또한, 직물센서의 표면을 적당한 유연감을 가지는 필름으로 라미네이팅하여 의류 등에 접목하여 웨어러블 장치로서 사용할 때 먼지나 세탁 등에 견딜 수 있도록 할 수 도 있다.

1 :구리선 2 : 피복사

Claims (4)

1. 도전성 코어인 구리선의 외주를 폴리에스테르 또는 나일론인 피복사로 더블커버링하되 구리선의 외주를 피복사로 1,000~1,700TM으로 제1차커버링한 후, 상기 제1차커버링의 반대방향으로 1,000~1,700TM으로 제2차커버링한 더블커버링 도전사를 포함하고 더블커버링 도전사의 교차에 의해 발생되는 정전용량변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 센서용 직물.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 더블커버링 도전사의 도전성 코어인 구리선은 직경 30~55㎛인 5~10가닥인 구리선인 것을 특징으로 하는 센서용 직물.

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