KR102373990B1

KR102373990B1 - 족형 데이터를 이용한 맞춤형 신발의 제조시스템

Info

Publication number: KR102373990B1
Application number: KR1020190145827A
Authority: KR
Inventors: 전성표; 유원호; 심재륜; 장인배
Original assignee: 삼덕통상 주식회사
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2022-03-17
Also published as: KR20210059112A

Abstract

본 발명의 일 측면은, 신발 내면의 하나 이상의 위치에 구비된 센서, 전자 모듈, 및 상기 센서와 상기 전자 모듈을 연결하는 배선을 포함하는 신발 부재를 통해 착용자의 3차원 족형, 신발 내부의 조건, 또는 이들의 조합에 관한 데이터를 수집하는 제1 수단; 수집된 상기 데이터를 저장하는 제2 수단; 저장된 상기 데이터를 착용자에게 제공하고 상기 데이터에 따라 신발의 좌측, 우측 또는 이들의 조합에 대한 제조를 명령하도록 하는 제3 수단; 상기 명령에 따라 라스트를 제공하고 밑창을 제조하는 제4 수단; 및 상기 라스트를 이용하여 갑피를 제조하고, 상기 갑피를 상기 밑창과 결합하여 신발을 제조하는 제5 수단;을 포함하는 맞춤형 신발의 제조시스템을 제공한다.

Description

족형 데이터를 이용한 맞춤형 신발의 제조시스템{A SYSTEM FOR MANUFACTURING CUSTOMIZED SHOES USING FOOT SHAPE DATA}

본 발명은 미리 정해진 시간 간격으로 수집된 족형 데이터를 이용한 맞춤형 신발의 제조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 기성 제품의 신발은 대량생산을 통해 일괄적인 모양으로 제조된다. 이런 기성 제품은 매장에 진열되어 사용자가 색상 및 디자인을 선택한 후 신발 사이즈를 기준으로 착용하여 발에 맞는 신발을 구매하거나, 온라인 상에서 사이즈와 디자인을 보고 선택하여 구매하는 방식으로 제공되고 있다.

그러나, 사람의 발 형상은 개개인마다 다른 형태를 띠고 있어 신발을 선택할 때 단순히 발의 치수만이 고려대상이 될 수 없으며, 좌우 발 치수, 발등의 두께, 발볼의 넓이, 개개인의 착용감 기호도가 달라 기성 제품으로는 모든 사용자들을 만족시키는 것은 불가능하다. 또한, 발의 외형적인 크기, 예를 들어, 발 직선거리, 발볼 거리, 발꿈치 너비, 발 볼 둘레 등으로 인한 신발의 형상뿐만 아니라 발의 건강 상태나 운동 등에 필요한 경우에 따른 최적화된 신발이 요구된다.

특히, 족저근막염, 관절염, 순환장애, 중족골통증, 무릎 통증, 아킬레스건염 등의 발 관련 질환이 있는 사용자의 경우 기성 제품의 신발을 착용하는 경우 발의 질환이 심각해질 우려가 있고 합병증 등의 기타 질환으로 이어질 수 있다. 이러한 발 질환을 가진 사용자는 맞춤형 신발을 착용함으로써 발 질환의 악화예방 및 기타 부상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 맞춤형 신발은 사용자가 착용하고 걸을 때의 체중으로부터 올 수 있는 충격을 기성 제품보다 양호하게 분산시키거나, 격렬한 운동 중에 발걸음을 내딛거나 발이 회전될 때 부상당하기 용이한 발, 발목, 다리, 무릎, 등 등에 대한 부상을 방지할 수 있다.

다만, 일반 사용자가 맞춤형 신발을 맞추기 위해서는 신발 전문가에게 의뢰하여 정밀한 치수 측정 및 족형을 측정하여 측정 데이터에 기초하여 수작업으로 맞춤형 신발을 제조하는 경우 가격적인 면에서도 부담될 뿐만 아니라 제조 기간도 길어 일반 사용자가 불편함을 겪을 수 있고 빠른 제조 및 착용이 어려울 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 3D 스캐너를 이용하여 발을 스캐닝하여 가상 착화상태로 제시하고 사용자가 요구하는 정보를 데이터화하고, 이 데이터를 기반으로 3D 프린터를 이용하여 신발을 제조하는 방식이 제안되었으나, 3D 스캐너를 이용한 가상 착화상태의 구현은 착화감, 쿠션감 등의 실제적인 착화상태의 구현이 불가능하여 사용자에게 완벽하게 만족시키는 것이 어려울 수 있다.

따라서, 사용자의 건강 상태, 사용 목적, 및 다양한 기호도를 만족시킬 수 있는 맞춤형 신발의 제조기술 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 착용자에게 최적의 착화상태를 제공할 수 있는 맞춤형 신발의 제조시스템을 제공하는 것이다.

일 실시예에 있어서, 상기 신발 부재는 갑피 및 인솔 중 적어도 하나일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 센서는 원단 기재, 및 상기 원단 기재의 적어도 일부에 전도성 섬유가 복수의 빗살형 핑거가 서로 이격되어 배열된 형태로 자수된 전극을 포함하고, 상기 배선은, 상기 전도성 섬유가 상기 원단 기재의 적어도 일부에 자수된 것이고, 상기 센서로부터 인솔의 외부를 향해 반지름 방향으로 1차 연장되고, 상기 인솔의 둘레를 따라 원주 방향으로 2차 연장되어 상기 원단 기재의 내측 아치 영역에서 포트 및 인터페이스를 형성하여 상기 전자 모듈에 연결될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 섬유는 전도성 섬유 원사 및 비전도성 섬유 원사의 연사물일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 섬유 원사는 탄소계 물질을 포함하는 제1 영역을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 전도성 섬유 원사는 열가소성 수지를 포함하는 제2 영역을 더 포함하고, 상기 전도성 섬유 원사의 단면에 대한 상기 제2 영역의 단면의 비가 0.01~0.9일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 수단은 미리 정해진 기간 동안 저장된 상기 데이터를 자동적으로, 또는 착용자의 명령에 따라 수동적으로 삭제하는 데이터 관리 수단을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제3 수단은 착용자가 신발의 부재별 디자인, 형태, 색상 및 소재로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 선택하도록 하는 커스터마이징 수단을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 라스트는 유연성 포켓, 및 상기 유연성 포켓의 내부에 충진된 에어 또는 겔을 포함하고, 상기 명령에 따라 상기 라스트가 팽창 또는 수축하여 착용자의 족형을 모사할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제4 및 제5 수단 중 적어도 하나는 3D 프린터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 맞춤형 신발의 제조시스템은, 신발 내면의 하나 이상의 위치에 구비된 센서, 전자 모듈, 및 상기 센서와 상기 전자 모듈을 연결하는 배선을 포함하는 신발 부재를 통해 착용자의 3차원 족형, 신발 내부의 조건, 또는 이들의 조합에 관한 데이터를 수집하는 제1 수단; 수집된 상기 데이터를 저장하는 제2 수단; 저장된 상기 데이터를 착용자에게 제공하고 상기 데이터에 따라 신발의 좌측, 우측 또는 이들의 조합에 대한 제조를 명령하도록 하는 제3 수단; 상기 명령에 따라 라스트를 제공하고 밑창을 제조하는 제4 수단; 및 상기 라스트를 이용하여 갑피를 제조하고, 상기 갑피를 상기 밑창과 결합하여 신발을 제조하는 제5 수단;을 포함함으로써, 착용자 개인에 알맞을 뿐만 아니라, 양 발의 족형 편차에 관계없이 좌/우 각각이 독립적으로 제작된 맞춤형 신발을 제공할 수 있고, 착용자의 구매욕구 및 만족감을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤형 신발의 제조시스템을 도식화한 것이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 수단을 도식화한 것이고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인솔의 평면도이고;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원단 기재의 평면도이고;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연사물을 도식화한 것이고;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 섬유 원사의 단면도이고;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라스트(last)를 도식화한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤형 신발의 제조시스템을 도식화한 것이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따른 맞춤형 신발의 제조시스템은, 신발 내면의 하나 이상의 위치에 구비된 센서(110), 전자 모듈(120), 및 상기 센서(110)와 상기 전자 모듈(120)을 연결하는 배선을 포함하는 신발 부재를 통해 착용자의 3차원 족형, 신발 내부의 조건, 또는 이들의 조합에 관한 데이터를 수집하는 제1 수단(100); 수집된 상기 데이터를 저장하는 제2 수단(200); 저장된 상기 데이터를 착용자에게 제공하고 상기 데이터에 따라 신발의 좌측, 우측 또는 이들의 조합에 대한 제조를 명령하도록 하는 제3 수단(300); 상기 명령에 따라 라스트를 제공하고 밑창을 제조하는 제4 수단(400); 및 상기 라스트를 이용하여 갑피를 제조하고, 상기 갑피를 상기 밑창과 결합하여 신발을 제조하는 제5 수단(500);을 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 수단(100)을 도식화한 것이다.

도 2를 참고하면, 상기 제1 수단(100)은 신발 내면의 하나 이상의 위치에 구비된 센서(110), 전자 모듈(120), 및 상기 센서(110)와 상기 전자 모듈(120)을 연결하는 배선을 포함하는 신발 부재를 통해 착용자의 3차원 족형, 신발 내부의 조건, 또는 이들의 조합에 관한 데이터를 미리 정해진 시간 간격으로, 또는 실시간으로 수집할 수 있다.

상기 신발 부재는 갑피 및 인솔 중 적어도 하나일 수 있고, 바람직하게는, 갑피 및 인솔일 수 있다. 즉, 도 2에서와 같이, 상기 센서(110)는 갑피 내면 및 인솔 상면의 복수의 위치에 구비될 수 있고, 필요에 따라, 다른 위치에도 추가로 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인솔의 평면도이다.

도 3을 참고하면, 상기 센서(110)는 원단 기재(130), 및 상기 원단 기재(130)의 적어도 일부에 전도성 섬유가 복수의 빗살형 핑거가 서로 이격되어 배열된 형태로 자수된 전극을 포함하고, 상기 배선은, 상기 전도성 섬유가 상기 원단 기재(130)의 적어도 일부에 자수된 것이고, 상기 센서(110)로부터 인솔의 외부를 향해 반지름 방향으로 1차 연장되고, 상기 인솔의 둘레를 따라 원주 방향으로 2차 연장되어 상기 원단 기재(130)의 내측 아치 영역에서 포트 및 인터페이스(140)를 형성하여 상기 전자 모듈(120)에 연결될 수 있다.

상기 원단 기재(130)는 종래의 가요성 합성수지판을 얇은 섬유 원단으로 대체한 것으로서, 착용자의 발의 쿠션에 전혀 영향을 주지하지 않은 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 원단 기재(130)는 평면 방향으로 족형에 맞추어 연장된 것일 수 있다.

상기 센서(110)는, 예를 들어, 압력 센서, 온도 센서, 습도 센서, 3축 가속도 센서, 3축 자이로 센서, 3축 지자기 센서, GPS 센서 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 압력 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 센서(110)에 의해 압력 분포를 측정함으로써 착용자의 활동 간 신발 내면의 각 부위에 전달되는 하중 내지 충격을 정밀하게 측정, 분석, 평가하여 착용자의 3차원 족형, 신발 내부의 조건, 또는 이들의 조합에 관한 데이터를 미리 정해진 시간 간격으로, 또는 실시간으로 수집할 수 있다.

또한, 착용자의 발의 상태와 족형을 측정하기 위해 상기 원단 기재(130) 중 임의의 부분은 온도 센서, 습도 센서를 더 포함할 수 있다. 또한, 추가의 센서로서 3축 가속도 센서, 3축 자이로 센서, 3축 지자기 센서, GPS 센서 중 하나 이상이 상기 원단 기재(130)에 구비될 수 있다. 상기 3축 가속도 센서는 착용자가 정지했을 때의 기울기, 가속도, 진동 및 충격을 측정할 수 있다. 상기 3축 자이로 센서는 착용자의 변동 위치가 변할 때 변화량을 측정할 수 있다. 그리고 상기 3축 지자기 센서는 자기장을 통해 착용자의 정확한 방위를 파악할 수 있다. 상기 GPS 센서를 통해 착용자의 보행 거리를 계산할 수 있고 신속하게 착용자의 위치를 파악할 수 있다.

상기 원단 기재(130)는 신발의 갑피 내면 및/또는 인솔 상면에 부착, 결합될 수 있다.

예를 들어, 상기 원단 기재(130)가 인솔 상면에 부착, 결합되는 경우, 상기 원단 기재(130)는 착용자의 족형(발 모양)에 따른 형상을 가질 수 있고, 착용자의 족형에 맞추어 상기 센서(110)를 구비할 수 있다. 또한, 배터리 및 통신 모듈을 포함하는 전자 모듈(120)은 착용자의 발의 쿠션에 영향을 덜 주기 위해, 상기 인솔의 내측 아치 부위에 위치할 수 있다.

상기 배터리는 배선을 통해 상기 원단 기재(130)의 상기 센서(110)에 전력을 공급하며, 상기 통신 모듈은 배선을 통해 상기 원단 기재(130)의 상기 센서(110)들로부터 신호, 데이터를 수신하여 외부 장치, 즉, 상기 제2 수단(200)으로 송신, 바람직하게는, 무선으로 송신할 수 있다.

상기 센서(110), 통신 모듈 및 제2 수단(200)의 제어 및 통신 방법으로는 한국특허출원 제10-2013-7024781호, 한국특허출원 제10-2012-0126930호에 기재된 것을 참고하여 적용할 수 있다.

또한, 상기 전자 모듈(120)은 상기 원단 기재(130)의 아치 영역에 위치하고, 상기 배선은 상기 전도성 섬유가 상기 원단 기재(130)의 적어도 일부에 자수된 것이고, 상기 센서(110)로부터 인솔의 외부를 향해 반지름 방향으로 1차 연장되고, 상기 인솔의 둘레를 따라 원주 방향으로 2차 연장되어 상기 원단 기재(130)의 내측 아치 영역에서 포트 및 인터페이스(140)를 형성하여 상기 전자 모듈(120)에 연결될 수 있다. 이러한 상기 배선의 구조는 하중 누적에 따른 배선의 단선 및 그에 따른 센서(110) 및 전자 모듈(120)의 오류 내지 오작동을 원천적으로 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원단 기재(130)의 평면도이다. 상기 원단 기재(130)는 비전도성 섬유 원사(112) 및/또는 필요한 수준의 전도성을 가지는 섬유 원사가 직조된 것일 수 있다. 특히, 상기 원단이 전도성을 가지는 섬유 원사로 직조된 경우, 이러한 원단은 압력, 온도, 습도와 같은 외부 조건에 따라 전기용량, 저항과 같은 전기적 특성이 변화하므로, 센서 또는 그 부품으로 사용되고 있으며, 소위, “섬유 센서”라고도 한다.

도 4는 경사 및 위사로 평직된 원단 기재(130)의 평면도를 나타내나, 상기 원단 기재(130)의 직조 방식은 평직에 한정되지 않고, 능직, 수자직, 또는 이들 중 2 이상의 조합된 것일 수도 있다.

본 명세서에 사용된 용어, "평직"은 경사와 위사가 한 올씩 상하 교대로 교차되어 만들어진 직물을 의미하고, "능직"은 경사사 또는 위사가 한 올, 두 올 또는 그 이상의 올이 교대로 계속 교차하여 조직점(경사가 나와있는 부분)이 대각선 방향으로 연결된 선이 나타나도록 만들어진 직물을 의미하며, "수자직"은 경사와 위사의 조직점을 최대한 적게 하면서 이들을 붙이지 않고 떨어뜨려서 직물의 표면에서 경사 또는 위사만 보이도록 만들어진 직물의 의미한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연사물을 도식화한 것이다. 도 5를 참고하면, 상기 전극을 구성하는 전도성 섬유는 전도성 섬유 원사(111) 및 비전도성 섬유 원사(112)의 연사물일 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어, "연사물(twisted yarn)"은 두 올 이상의 실을 합하여 꼬임을 준 실을 의미한다. 즉, 상기 연사물은 상기 전도성 섬유 원사(111) 한 올과, 상기 비전도성 섬유 원사(112) 한 올을 합하여 꼰 실을 의미하며, 상기 전극은 이러한 연사물이 미리 정해진 패턴으로 자수된 것일 수 있다.

종래 전도성 섬유 원사로는, 고강도 전도사, 섬유 기반의 센서사, 광섬유(POF), 세라믹사, 탄소사, 금속사 등이 알려져 있으나, 일반적인 탄소사, 금속사와 같은 무기 섬유는 전도성은 우수하지만 빈번한 굽힘, 충격 등에는 취약한 문제가 있었고, 이를 신발, 의복류 중 가장 많은 하중이 가해지는 신발 인솔, 구체적으로, 스마트 인솔에 포함된 센서와 같은 하위 구성에 적용하는데 한계가 있었다.

이에 대해, 상기 비전도성 섬유 원사(112)는 전도성 섬유 원사의 인장강도, 인장신율, 인열강도와 같은 기계적 물성을 보완, 개선하여 상기 전극을 신발의 인솔에 적용할 수 있도록 해주며, 이 때, 상기 비전도성 섬유 원사(112)의 결합에 따른 전기적 특성의 열화는, 상기 전도성 섬유 원사(111)의 전도성을 높여줌으로써 보완할 수 있다.

상기 전도성 섬유 원사(111)의 전도성은 이에 포함된 전도성 물질의 종류, 함량 등에 따라 조절될 수 있으며, 상기 전도성 섬유 원사(111) 또한 종래 무기물로 이루어진 무기 섬유의 단점을 보완하기 위해, 일정 량의 유기물과 무기물이 상호 조합된 소재로 이루어질 수 있다.

상기 전도성 섬유 원사(111)는 열가소성 수지 및 탄소계 물질을 포함하는 제1 영역(1111)을 포함할 수 있다. 상기 탄소계 물질은 필요한 수준의 전기전도성을 가지는 것으로서, 예를 들어, 탄소나노튜브, 풀러렌, 그래핀, 그라파이트, 탄소섬유, 카본블랙 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 탄소나노튜브일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 탄소나노튜브는 벽의 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브(Single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소나노튜브(Double wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(Multi wall carbon nanotube), 절두된 원뿔형의 그래핀(truncated graphene)이 다수 적층된 중공관 형태의 탄소나노섬유(cup-stacked carbon nanofiber) 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 제조의 용이성 및 경제성이 우수한 다중벽 탄소나노튜브일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 탄소나노튜브의 라만 스펙트럼 중 파수 1580±50㎝^-1 영역에 존재하는 피크를 G 밴드라고 하며, 이는 탄소나노튜브의 sp2 결합을 나타내는 피크로서, 구조적 결함이 없는 탄소 결정을 나타내는 것이다. 또한, 파수 1360±50㎝^-1 영역에 존재하는 피크를 D 밴드라고 하며, 이는 탄소나노튜브의 sp3 결합을 나타내는 피크로서, 구조적 결함을 가지는 탄소를 나타내는 것이다.

나아가, 상기 G 밴드 및 D 밴드의 피크 값을 각각 I_G 및 I_D라고 하며, 양자 간 비율인 라만 분광 강도비(I_G/I_D)를 통해 탄소나노튜브의 결정성을 수치화하여 측정할 수 있다. 즉, 라만 분광 강도비가 높은 값을 나타낼수록 탄소나노튜브의 구조적 결함이 적은 것을 의미하므로, 상기 라만 분광 강도비가 높은 값을 나타내는 탄소나노튜브를 사용하는 경우, 보다 우수한 전도성을 구현할 수 있다.

구체적으로, 상기 탄소나노튜브의 라만 분광 강도비(I_G/I_D)가 1.0 이상일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 I_G/I_D 값이 1.0 미만이면 비정질 탄소가 다량 함유되어 탄소나노튜브의 결정성이 불량하고, 이에 따라 열가소성 수지와 혼련 시 전도성 향상 효과가 미약할 수 있다.

또한, 탄소나노튜브는 탄소 함량이 높을수록 촉매와 같은 불순물이 적어 우수한 전도성을 구현할 수 있으므로, 상기 탄소나노튜브의 탄소 순도가 95% 이상, 바람직하게는, 95~98%, 더 바람직하게는, 96.5~97.5%일 수 있다.

상기 탄소나노튜브의 탄소 순도가 95% 미만이면 탄소나노튜브의 구조적 결함이 유발되어 결정성이 저하될 수 있고, 탄소나노튜브가 외부 자극에 의해 쉽게 절단, 파괴될 수 있다.

또한, 다중벽 탄소나노튜브는 상호 응집되어 다발(bundle) 형태로 존재할 수 있다. 이러한 다발형 탄소나노튜브의 평균 다발 직경은 1~10㎛, 바람직하게는, 3~5㎛, 더 바람직하게는, 3.5~4.5㎛일 수 있고, 평균 다발 길이는 10~100㎛, 바람직하게는, 30~60㎛, 더 바람직하게는, 45~55㎛일 수 있다.

상기 다발형 탄소나노튜브는 열가소성 수지 내에 분산되어 3차원 네트워크 구조를 형성할 수 있고, 이러한 네트워크 구조가 견고하게 형성될수록 전도성이 향상될 수 있다. 특히, 상기 다발형 탄소나노튜브의 평균 다발 직경과 평균 다발 길이를 일정 범위로 조절함으로써 상기 네트워크 구조를 견고하게 형성할 수 있다.

상기 다발형 탄소나노튜브의 평균 다발 직경이 1㎛ 미만이거나 평균 다발 길이가 100㎛ 초과이면 분산성이 저하되어 상기 전도성 섬유 원사(111) 중 상기 제1 영역(1111)의 부위별 전도성이 불균일해질 수 있고, 평균 다발 직경이 10㎛ 초과이거나 평균 다발 길이가 10㎛ 미만이면 네트워크 구조가 불안정해지면서 전도성이 저하될 수 있다.

상기 탄소나노튜브의 함량은 상기 제1 영역(1111)의 총 중량을 기준으로 0.1~50중량%, 바람직하게는, 0.1~30중량%일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 함량이 0.1중량% 미만이면 전도성 섬유 원사에 충분한 전도성을 부여할 수 없고, 50중량% 초과이면 전도성 섬유 원사의 성형성, 작업성, 연신성이 저하될 수 있다.

상기 전도성 섬유 원사(111)는 열가소성 수지를 포함하는, 바람직하게는, 실질적으로 열가소성 수지로 구성된 제2 영역(1112)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 영역(1112)은 상기 전도성 섬유 원사(111)에 전도성을 부여하는 상기 제1 영역(1111)을 지지하여 상기 전도성 섬유 원사(111)의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.

상기 전도성 섬유 원사(111)의 단면적에 대한 상기 제2 영역(1112)의 단면적의 비가 0.01~0.9, 바람직하게는, 0.1~0.8, 더 바람직하게는, 0.4~0.7일 수 있다. 상기 제2 영역(1112)의 비율이 0.01 미만이면 상기 제1 영역(1111)을 충분히 지지하지 못하므로 전도성 섬유 원사의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 0.9 초과이면 전도성 섬유 원사 중 상기 제1 영역(1111)의 비율이 감소하여 전도성 섬유 원사의 전도성이 저하될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 섬유 원사의 단면도이다. 도 6(a)는 상기 제1 및 제2 영역(1111, 1112)이 각각 외피 및 심재인, 즉, 내-외의 위치에 있는 전도성 섬유 원사의 단면도이고, 도 6(b)는 상기 제1 및 제2 영역(1111, 1112)이 각각 상-하 또는 좌-우의 위치에 있는 전도성 섬유 원사의 단면도이다.

상기 제1 및 제2 영역(1111, 1112)에 포함된 상기 열가소성 수지는, 예를 들어, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 아라미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 스티렌-에틸렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(EPDM), 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체, 말레산무수물 그라프트된 폴리프로필렌, 말레산무수물 그라프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌, 말레산무수물 그라프트된 저밀도 폴리에틸렌, 말레산무수물 그라프트된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 및 말레산무수물 그라프트된 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 성분을 포함할 수 있다.

상기 제1 영역(1111)에서 상기 탄소계 물질과 혼합되는 열가소성 수지로서, 폴리우레탄, 바람직하게는, 열가소성 폴리우레탄을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, TPU)은 상기 전도성 섬유 원사(111)의 연신성, 충격강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 열가소성 폴리우레탄은 상기 전도성 섬유 원사(111)의 연신성을 향상시키면서도 탄소나노튜브의 분산을 저해하지 않으므로, 상기 전도성 섬유 원사(111)의 영역별 전도성 편차를 최소화할 수 있다.

상기 제2 영역(1112)을 구성하는 열가소성 수지로서, 폴리아미드를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 폴리아미드는 상기 폴리우레탄의 인장강도가 낮은 문제를 보완하여 상기 전도성 섬유 원사의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제2 수단(200)은 미리 정해진 기간 동안 저장된 상기 데이터를 자동적으로, 또는 착용자의 명령에 따라 수동적으로 삭제하는 데이터 관리 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 수단(100)은 상기 데이터를 미리 정해진 시간 간격으로, 또는 실시간으로 수집하므로 수집 기간이 길어질수록 상기 제2 수단(200)의 저장 용량이 감소하게 되고, 그에 따라 제2 수단(200)의 데이터 처리에 많은 부하가 가해질 수 있다. 또한, 상기 제4 및 제5 수단(500)에서 제작되는 라스트, 갑피, 밑창 및 신발은, 상기 제3 수단(300)에서 착용자가 명령(주문)을 실행하는 시점, 또는 그로부터 미리 정해진 기간 동안 과거로 소급하여 수집된 데이터에 따라 제작되어야 하므로, 그보다 더 과거의 데이터는 신발의 제작에 불필요하다.

따라서, 상기 제2 수단(200)은 미리 정해진 기간, 예를 들어, 상기 제3 수단(300)에서의 착용자의 명령 시점을 기준으로 1주~1월 이전에 수집, 저장된 데이터를 자동으로 삭제하거나, 착용자의 명령에 따라 수동으로 삭제하는 데이터 관리 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 제3 수단(300)은 저장된 상기 데이터를 착용자에게 제공하고 상기 데이터에 따라 신발의 좌측, 우측 또는 이들의 조합에 대한 제조를 명령하도록 할 수 있다. 특히, 상기 제3 수단(300)을 통해 착용자 개인에 알맞을 뿐만 아니라, 양 발의 족형 편차에 관계없이 좌/우 각각이 독립적으로 제작된 맞춤형 신발을 제공할 수 있고, 착용자의 구매욕구 및 만족감을 향상시킬 수 있다.

상기 제3 수단(300)은, 착용자가 신발의 부재별 디자인, 형태, 색상 및 소재로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 선택하도록 하는 커스터마이징 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 3차원으로 모사된 가상 제품을 확인하면서 상기 가상 제품의 디자인, 형태, 색상 및 소재를 착용자의 취향에 맞추어 적용할 수 있고, 이를 착용자의 육안으로 확인하면서 쿠션감, 밀착감, 착용감 등의 착화 상태를 동시에 선택할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라스트(last)를 도식화한 것이다.

도 7을 참고하면, 상기 라스트(410)는 유연성 포켓(411), 및 상기 유연성 포켓(411)의 내부에 충진된 에어 또는 겔(412)을 포함하고, 상기 제1 수단(100)을 통해 수집된 데이터 및 상기 제3 수단(300)을 통해 내려진 착용자의 명령에 따라 상기 라스트(410)가 팽창 또는 수축하여 착용자의 3차원 족형을 정밀하게 모사할 수 있다. 이와 같이 상기 라스트를 변형될 수 있는 단일의 것으로 구성하는 경우, 제작, 제조해야 하는 신발의 수에 따라 각각의 라스트를 개별적으로 제조할 필요없이, 상기 라스트를 팽창 또는 수축시키는 것만으로도 다양한 크기, 형태의 신발을 제조할 수 있으므로, 경제성 및 생산성이 현저히 개선될 수 있다.

상기 제4 수단(400)은 상기 명령에 따라 라스트(410)를 제공할 뿐만 아니라 밑창을 제조할 수 있다. 또한, 상기 제5 수단(500)은 상기 라스트(410)를 이용하여 갑피를 제조하고, 상기 갑피를 상기 밑창과 결합하여 신발을 제조하여 착용자에게 제공할 수 있다.

상기 제4 및 제5 수단(400, 500) 중 적어도 하나는 3D 프린터를 포함할 수 있고, 바람직하게는, 상기 3D 프린터는 FDM(fused deposition modeling) 방식으로 구동될 수 있다.

일반적으로 3D 프린터는 생산성 및 성형성이 우수한 FDM 방식을 선호된다. 상기 FDM 방식은 필라멘트 형태의 열가소성 재료를 노즐 내에서 녹여 얇은 필름 형태로 출력하는 것으로, 상기 FDM 방식으로 제품을 출력하기 위해서 필라멘트 형태의 열가소성 재료가 요구된다. 열가소성 재료는 노즐 내에서 용융되어 원하는 형태로 제품을 출력하는데, 열가소성 재료만을 이용하여 제품을 출력하는 경우 고온의 열을 배출하는 분야에 적용될 시 열에 취약하여 제품의 불량 및 오작동을 유발할 수 있다. 따라서, 본 발명의 상기 3D 프린터의 필라멘트 소재는 열가소성 수지일 수 있다.

상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 범용 플라스틱일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 사용된 용어, "범용 플라스틱(Commodity plastics)"은 일반적인 플라스틱의 물성을 가진 플라스틱을 의미한다.

또한, 상기 열가소성 수지가 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리술폰, 액정고분자 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나의 엔지니어링 플라스틱 또는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱일 수 있고, 바람직하게는, 폴리아마이드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 사용된 용어, "엔지니어링 플라스틱(Engineering plastics)"은 범용 플라스틱의 최대 단점인 열적 성질과 기계적 강도를 보완하여 공학 소재(Engineering material)에 적용할 수 있는 물성을 가지는 플라스틱을 의미하며, "슈퍼 엔지니어링 플라스틱(Super-engineering plastics)"은 엔지니어링 플라스틱보다 열적 및 기계적 물성이 더욱 개선된 고기능성 플라스틱을 의미한다.

상기 범용 플라스틱과 상기 엔지니어링 또는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱은 상기 필라멘트의 기재 상으로서 상호 독립적으로 사용될 수 있고, 최종 제품의 용도, 물성, 제조 비용 등을 고려하여 필요에 따라 혼합 사용될 수도 있다. 예를 들어, 엔지니어링 또는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱의 고유 물성을 구현하고자 하나, 이 경우, 상업적 구득 가능성이 낮고 제조 비용이 상승할 수 있으므로, 범용 플라스틱을 일정 비율로 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 3D 프린터 필라멘트 소재는 그래핀, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 나노흑연플레이크, 금속분말 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 3D 프린터의 필라멘트 소재 중 상기 첨가제의 함량은 0.01~10중량%일 수 있다. 상기 첨가제의 ?t량이 0.01중량% 미만이면 첨가제의 효과가 미미할 수 있고, 10중량% 초과이면 가공성이 저하될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 제1 수단
110: 센서
111: 전도성 섬유 원사
1111: 제1 영역
1112: 제2 영역
112: 비전도성 섬유 원사
120: 전자 모듈
130: 원단 기재
131: 경사
132: 위사
140: 인터페이스
200: 제2 수단
300: 제3 수단
400: 제4 수단
410: 라스트
411: 유연성 포켓
412: 에어 또는 겔
500: 제5 수단

Claims

갑피의 내면 및 인솔의 상면에 구비된 센서, 전자 모듈, 및 상기 센서와 상기 전자 모듈을 연결하는 배선을 포함하는 신발 부재를 통해 착용자의 3차원 족형, 신발 내부의 조건, 또는 이들의 조합에 관한 데이터를 수집하는 제1 수단;
수집된 상기 데이터를 저장하는 제2 수단;
저장된 상기 데이터를 착용자에게 제공하고 상기 데이터에 따라 신발의 좌측 및 우측에 대한 독립적인 제조를 명령하도록 하는 제3 수단;
상기 명령에 따라 유연성 포켓, 및 상기 유연성 포켓의 내부에 충진된 에어 또는 겔을 포함하는 라스트를 제공하고 밑창을 제조하는 제4 수단; 및
상기 라스트를 이용하여 갑피를 제조하고, 상기 갑피를 상기 밑창과 결합하여 신발을 제조하는 제5 수단;을 포함하고,
상기 센서는 원단 기재, 및 상기 원단 기재의 적어도 일부에 전도성 섬유가 자수된 전극을 포함하고,
상기 전자 모듈은 상기 원단 기재의 아치 영역에 위치하고,
상기 배선은 상기 전도성 섬유가 상기 원단 기재의 적어도 일부에 자수된 것이고, 상기 센서로부터 인솔의 외부를 향해 반지름 방향으로 1차 연장되고, 상기 인솔의 둘레를 따라 원주 방향으로 2차 연장되어 상기 원단 기재의 내측 아치 영역에서 포트 및 인터페이스를 형성하여 상기 전자 모듈에 연결되는, 맞춤형 신발의 제조시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전극은 상기 전도성 섬유가 복수의 빗살형 핑거가 서로 이격되어 배열된 형태로 자수된 것인, 맞춤형 신발의 제조시스템.
제1항에 있어서,
상기 전도성 섬유는 전도성 섬유 원사 및 비전도성 섬유 원사의 연사물인, 맞춤형 신발의 제조시스템.
제4항에 있어서,
상기 전도성 섬유 원사는 탄소계 물질을 포함하는 제1 영역을 포함하는, 맞춤형 신발의 제조시스템.
제4항에 있어서,
상기 전도성 섬유 원사는 열가소성 수지를 포함하는 제2 영역을 더 포함하고,
상기 전도성 섬유 원사의 단면에 대한 상기 제2 영역의 단면의 비가 0.01~0.9인, 맞춤형 신발의 제조시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 수단은 미리 정해진 기간 동안 저장된 상기 데이터를 자동적으로, 또는 착용자의 명령에 따라 수동적으로 삭제하는 데이터 관리 수단을 더 포함하는, 맞춤형 신발의 제조시스템.
제1항에 있어서,
상기 제3 수단은 착용자가 신발의 부재별 디자인, 형태, 색상 및 소재로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 선택하도록 하는 커스터마이징 수단을 더 포함하는, 맞춤형 신발의 제조시스템.
제1항에 있어서,
상기 명령에 따라 상기 라스트가 팽창 또는 수축하여 착용자의 족형을 모사하는, 맞춤형 신발의 제조시스템.
제1항에 있어서,
상기 제4 및 제5 수단 중 적어도 하나는 3D 프린터를 포함하는, 맞춤형 신발의 제조시스템.