KR20030094218A - 인텔리전스 성능을 갖는 직물의 풀-패션드 가먼트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소 수의 솔기 및 최소량의 재단을 사용한 덧옷 또는 병원 가운과 유사한 전신 가먼트로 전환될 수 있는 단일 조각 우븐 가먼트의 제조 방법에 관한 것이다. 가먼트는 단일 조각으로 제조된 다양한 부분을 갖는 2차원 직물로 제조된다. 또한, 가먼트는 이에 인텔리전스 성능을 부여하는 것인, 정보를 수집, 가공, 전송 및 수신하는 통합된 기본구조 성분을 포함할 수 있다.

Description

인텔리전스 성능을 갖는 직물의 풀-패션드 가먼트{FULL-FASHIONED GARMENT IN FABRIC HAVING INTELLIGENCE CAPABILITY}

가먼트 제조를 위한 통상적인 기술은 패턴을 사용하여 가먼트 조각을 형성하고, 이어서 이들 패턴 조각을 재단하고 재봉하여 가먼트를 창조하는 것을 포함한다. 통상적으로 구성된 가먼트의 솔기는 착용자를 조여서 불편함 및 불안정을 유발할 수 있다. 본 발명은 가먼트의 창조에 관여되는 조작의 수를 감소시킨다. 나아가, 본 발명은 통상적인 제직(weaving)에서 일어나는 임의의 불연속성없이 직물을 통하여 연속적으로 1 이상의 얀(yarn)을 삽입하는 수단을 제공한다.

자야라만(Jayaraman) 등의 미국 특허 제6,145,551호는 진동둘레(armhole)를 갖는 우븐 가먼트의 풀-패션드(full-fashioned) 제직 제조 방법을 개시한다. 가먼트는 가먼트는 재단 또는 재봉이 아니라 제직 공정 자체에서 발생하는 불연속성 또는 솔기, 및 진동둘레가 없는 단일의 통합된 조각이다. 그러나, 자야라만 방법에 의해 제조된 가먼트는 소매 또는 다리를 포함하지 않을 뿐만 아니라 이를 위한 개구부를 포함하지 않는다.

따라서, 가먼트를 제조하기 위한 직물을 재단 및 재봉하는 필요성을 최소화하는 소매 및 다리가 있는 풀-패션드, 한 조각(one-piece)의 가먼트의 제조 방법에 대한 필요성이 존재한다. 본 발명은 우선 이러한 방법 및 제품에 관한 것이다. 본 발명의 재단 및 재봉 방법이 적용되는 경우, 소매 및 다리에 대한 솔기를 재단 및 재봉하는 단계가 최소화된다.

자야라만 등의 미국 출원 09/273,175 (1999년 3월 19일 출원) 및 미국 특허 6,145,551호는 정보를 수집, 가공, 전송 및 수신하기 위한 통합된 기본조직 요소를 포함하는 직물 또는 가먼트를 개시한다. 가먼트는 전도성 섬유의 상호연결을 이용하는 것에 의해 복수의 고립된 와이어 또는 케이블에 대한 필요성없이 많은 데이타-수집 센서를 가먼트 내로 통합하는 "착용가능한 머더보드(wearable motherboard)"로 작용한다.

본 발명의 방법 및 자야라만 출원의 전기 전도 섬유, 광섬유 또는 이들 모두의 상호연결을 이용하여, 정보를 수집, 가공, 전송 및 수신하기 위한 통합된 기본조직 요소를 혼입한, 덧옷과 유사한, 소매 및 다리를 갖는 한 조각 가먼트가 제조가능하다.

본 발명은 최소 수의 솔기 및(또는) 최소량의 재단을 사용한 덧옷 또는 병원 가운과 유사한 전신 가먼트로 전환될 수 있는 한장의 우븐 가먼트의 제조 방법에 관한 것이다. 가먼트는 단일 조각으로 제조된 다양한 부분을 갖는, 단일 2차원의 직물로부터 제조된다. 또한, 가먼트는 이에 인텔리전스 성능을 부여하는, 정보를 수집, 가공, 전송 및 수신하기 위한 통합된 기본조직 성분을 포함할 수 있다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 우븐, 편직 또는 부직물의 단지 단일의 통합된 조각 및 솔기를 포함하는, 다리 및 임의로 소매를 갖는 한 조각 가먼트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단지 단일의 통합된 조각 및 솔기를 포함하는, 다리 및 임의로 소매를 갖는 한 조각 가먼트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 1 이상의 인체의 물리적 신호 및(또는) 가먼트의 투과를 모니터링하는 능력과 같은 인텔리전스 성능을 포함할 수 있는, 다리 및 임의로 소매를 갖는 한 조각 가먼트, 및 이러한 가먼트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 조각 가먼트에서, 단일 조각의 직물은 최소한의 솔기를 갖는 가먼트로 재단되고 만들어진다. 여러 조각의 직물이 함께 재봉되어 "한 조각(one-piece)" 가먼트를 만드는 직물 (우븐, 편직 또는 부직)로 제조된 통상적인 가먼트의 구조와는 달리, 본 발명은 단일 조각의 직물이 재단되고, 접혀지며 재봉되어 임의로 소매를 갖는 "한 조각" 가먼트를 형성할 수 있다. 상기 방법의 용이함으로 인하여, 가먼트는 최소한의 재단 및 재봉으로 2차원 우븐, 편직 또는 부직물로부터 만들어질 수 있다.

본 발명은 (1) 제1 측면 가장자리 및 이에 대향되는 제2 측면 가장자리, 및 제1 말단 가장자리 및 이에 대향되는 제2 말단 가장자리를 갖는 중간 패널, (2) 말단 가장자리의 중앙 부근에서 상기 제2 말단 가장자리에 부착되고, 제1 측면 가장자리를 넘어서 연장되는 말단 패널, 및 (3) 말단 가장자리의 중앙 부근에서 상기제1 말단 가장자리에 부착되고, 제2 측면 가장자리를 넘어서 연장되는 제2 말단 패널을 갖는 형상으로 직물을 형성하는 단계를 포함하는 단일 조각의 2차원 직물로부터 한 조각 가먼트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 이어서, 직물은 중간 패널의 중앙에 위치하는 제1 수평 주름선을 따라서 재단한 직물을 접고, 중간 패널의 제1 수평 주름선의 대략 중앙에서 직물을 재단하여 대상의 머리를 수용가능할 만큼 큰 홀을 형성하고, 제1 말단 패널의 제1 수직 주름선을 따라서 재단된 직물을 접고 (여기서, 주름은 중간 패널의 제2 측면 가장자리에 위치함), 제2 말단 패널의 제2 수직 주름선을 따라서 재단된 직물을 접고 (여기서, 주름은 중간 패널의 제1 측면 가장자리에 위치함), 직물의 생성된 교차 가장자리를 고정하는 것에 의해 한 조각 가먼트를 형성한다.

본 발명의 방법에서, 단일 조각의 직물은 최소 수의 접선/솔기를 사용한 상부 및 다리를 갖는 덧옷, 또는 병원 가운과 유사한 전신 가먼트로 전환될 수 있다. 본 발명은 단일 조각으로 제조된 덧옷의 다양한 부분을 갖는 2차원 직물로 이루어진다. 본 발명의 방법은 소매를 갖는 가먼트를 제조하도록 변형될 수 있다.

또 다른 실시태양에서, 본 발명에 따라서 제조된 한 조각 가먼트는 인텔리전스 성능을 갖는 가먼트로 만들어질 수 있다. 가먼트는 혈압, 심박 및 체온과 같은 1 이상의 인체의 바이탈 사인을 모니터링하는 것 뿐만 아니라 가먼트 투과성을 모니터링하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 소매가 있거나 소매없이 제조될 수 있는 한 조각 구조는 환자의 팔 아래의 바이탈 사이의 모니터링을 비롯하여 환자의 바이탈 사인의 모니터링을 가능하게 한다.

인텔리전스 한 조각 가먼트는 기초 직물 ("콤포트 성분(comfort component)"), 및 정보 기본조직을 형성하는 1 이상의 감지 성분으로 이루어진다. 감지 성분 투과 감지 물질 성분 또는 전기 전도 물질 성분, 또는 이들 모두일 수 있다. 바람직한 투과 감지 성분은 플라스틱 광섬유 (POF)이다. 바람직한 전기 전도 성분은 폴리에틸렌, 나일론 또는 다른 절연 쉬스(sheath)를 갖는 도핑된 무기 섬유, 또는 폴리에틸렌 쉬스를 갖는 얇은 게이지 금속 와이어이다. 임의로, 직물은 필요성 및 응용에 따라서 스판덱스(SPANDEX) 섬유와 같은 형상-맞춤(form-fitting) 성분, 또는 네가-스타트(NEGA-STAT)와 같은 정전기 발산 성분을 포함할 수 있다. 이들 요소 각각은 미국 특허 출원 09/157,607호 및 미국 특허 제6,145,551호(이들 각각은 본원에 전체로서 참고문헌으로 삽입되어 있음)에 개시된 풀-패션드 제직 공정에 혼입될 수 있다.

다른 것 중에서, 감지 성분은 하기 2개의 주요기능 중 하나 또는 모두를 제공할 수 있다: (i) 이는 추진 투과를 검출하는 것을 도울 수 있고, (ii) 이와 정보전달하는 다른 장치로 및 장치로부터 정보 또는 데이타를 전송하는 "데이타 버스" 또는 "머더보드"로 작용할 수 있다. 이들 성능은 함께 또는 개별적으로 사용될 수 있다. 전기 전도 섬유는 센서 (인간/동물체 상에 놓여지거나, 직물 구조 내로 혼입됨)로부터 정보를 모니터링 장치로 운반하여 심박, 호흡 속도, 음성 및(또는) 임의의 다른 요망되는 인체의 물리적 성질을 모니터링하는 것을 도울 수 있다. 따라서, 본 발명은 착용자에 관한 정보를 집적/가공하기 위한 장치에서의 "충전(plugging)"을 촉진할 수있는 착용가능한 정보 기본구조를 갖는, 소매가 있거나 없는, 가요성 한 조각 가먼트를 창조할 수 있다. POF 및 전도 섬유 모두 대신에, 직물 또는 가먼트는 요망되는 최종 용도에 따라서 POF는 아니고 단지 전도 섬유만을, 또는 그 역을 혼입할 수 있다. POF의 수, 길이 및 피치 (사(thread) 간격)는 요망되는 최종 용도 조건을 맞추기 위해 변화될 수 있다. 유사하게, 전도 섬유의 수, 길이 및 피치 (사 간격)은 최종 용도 조건을 맞추기 위해 변화될 수 있다.

본원에서 소매가 있거나 없는 한 조각 가먼트는 최소의 재단 및 재봉을 요하는 단일 조각의 2차원 직물로부터 만들어질 수 있고, 이에 의하여 인텔리전스 성능을 갖는 가먼트가 제조될 수 있음을 알 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 목적 및 잇점은 첨부하는 도면과 함께 하기 설명 및 특허청구의 범위로부터 명백해질 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1은 2차원 직물로부터 제조된 풀-패션드 가먼트의 구조를 나타낸다.

도 2는 단일의 2차원 직물의, 임의로 소매와 함께 나타낸, 한 조각 가먼트를 포함하는 다양한 부분의 레이아웃을 나타낸다.

도 3은 도 2의 가먼트의 통경설계(drawing-in draft)를 나타낸다.

도 4는 도 2의 가먼트가 제직 도시법(lifting plan)을 나타낸다.

도 5는 도 2의 가먼트에 대한 센서 상호연결을 나타낸다.

예시적 실시태양의 상세한 설명

유사 참조 번호는 여러 도를 통하여 유사 부분을 나타내는, 상기 도면들을 참조하여, 본 발명의 풀-패션드 제직 공정 및 제품을 상세히 설명할 수 있다.

A. 본 발명의 가먼트를 제조하는 방법

도 1에 나타낸 바와 같이, 한 조각 가먼트는 2차원 직물의 단일 조각으로부터 제조된다. 도시한 바와 같이 직물을 접고 재단하고, 이어서 명시한 바와 같이 고정하는 것에 의해 "덧옷 형" 가먼트가 생긴다. 본 발명의 방법은 가먼트의 복수 조각을 생성하는 패턴의 수를 감소시키고, 이에 의해 최소 재단 및 재봉을 가능하게 한다.

본 발명은 단일 조각의 직물로부터 가먼트의 제조 방법을 제공한다. 소매를 포함하지 않는 가먼트에서, 직물은 도 1에 나타낸 바와 같이 3개의 기본 영역으로 구분된다. 제1 구획 또는 중간 패널 구획은 일반적으로 가장 크고, 가먼트의 정면(FB) 및 배면체(BB)가 되는 것을 포함한다. 정면 및 배면 구획은 중앙 수평 주름에서 분리되고, 상기 주름은 재단되어 머리 및 목을 위한 구멍을 이룬다. 중간 패널 구획은 제1 측면 가장자리, 제2 측면 가장자리, 제1 말단 가장자리 및 제2 말단 가장자리를 갖는다. 주요 구획으로부터의 오프셋은 가먼트의 오른쪽(RL) 및 왼쪽 다리(LL)을 나타내는 말단 구획이다. 측면 가장자리를 갖는 제1 말단 패널은 대략 중앙에서 중간 패널의 제1 말단 가장자리에 연결되고, 중간 패널의 제2 측면 가장자리를 넘어서 연장된다. 측면 가장자리를 갖는 제2 말단 패널은 중간 패널의제2 말단 가장자리에 연결되고, 제1 말단 가장자리를 넘어서 연장된다. 각 말단 패널은 중간 패널의 측면 가장자리로부터 연장된 주름선을 따라서 수직으로 접혀서, 각 말단 패널의 측면 가장자리가 만나도록 한다. 측면 가장자리는 재봉, 접착, 테이핑, 스냅 및 벨크로(VELCRO)를 비롯한 임의의 고정 수단을 사용하여 고정된다.

본 발명의 가먼트가 도 1에 나타낸 바와 같이 소매를 포함하는 경우, 중간 수평 주름을 따라서 중간 패널로부터 연장되는 2개의 추가 구획 (LS) 및 (RS)가 제공된다. 중간 패널을 수평적으로 접음에 따라서, 이들 추가 구획은 스티치되어 소매를 형성한다.

우븐, 부직 및 편직물을 비롯한 임의의 유형의 2차원 직물을 사용하여 본 발명의 가먼트를 만들 수 있다. 면, 모, 폴리에스테르 및 다른 통상적인 직물, 또는 이의 블렌드가 특히 본 발명에서 사용된다. 얀에 대한 재료 선택은 통상적으로 직물의 최종 용도에 의해 결정되고, 편안함, 적합성, 직물의 촉감, 공기 투과성, 수분 흡수성 및 얀의 구조적 특정에 기초할 수 있다. 적합한 얀은 면, 폴리에스테르/면 블렌드, 마이크로데니어 폴리에스테르/면 블렌드 및 메라클론(MERAKLON (도어텍스 인더스트리즈(Dawtex Industres)에 의해 제조됨)과 같은 폴리프로필렌 섬유를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.

B. 통합된 가먼트 부분으로 직물을 제조하는 방법

도 2는 단일 2차원 직물로 제직기 상에서 제조되는 가먼트의 다양한 부분의레이아웃을 나타낸다. 도 3은 도 2에 나타낸 구조에 대한 통경설계를 나타낸다.

도 2에서 직물의 구획 A는 도 4의 경사(warp thread) (또한 구획 A로 표시함)의 리프팅 순서에 의해 형성된다. 따라서, 4개의 블럭 (도 4에서 군 1, 군 2, 군 3 및 군 4로 표시함)의 경사는 함께 도 2의 직물의 구획 A를 생성한다. 이는 도 2에 나타낸 가먼트의 왼쪽 다리 (LL)를 생성한다. 도 4의 구획 B에 나타낸 리프팅 순서는 가먼트의 배면체 (BB) 부분의 생성 원인이고, 도 4의 구획 C에 나타낸 리프팅 순서는 도 2의 소매 (LS 및 RS)를 따라서 배면체 (BB)의 나머지 및 정면체 (FB)의 부분을 생성한다. 이어서, 도 4의 구획 D에 나타낸 리프팅 순서는 도 2의 정면체 (FB)의 나머지를 생성한다. 마지막으로, 도 4의 구획 E에 나타낸 리프팅 순서는 도 4의 오른쪽 다리 (RL)을 생성한다. 따라서, 도 3에 나타낸 통경설계 및 도 4의 리프팅 순서의 조합을 사용하여, 전체 가먼트 (본 실시예에서는 소매와 함께)를 형성하는 통합된 가먼트 부분을 갖는 2차원 직물을 직기(loom) 상에서 제조할 수 있다.

상기 제직 공정으로부터 생성된 직물의 가먼트의 다양한 부분 (FB, BB, LL, RL, RS 및 LS)는 접히고, 재봉, 스냅, 접착제 또는 도 1에 나타낸 바와 같은 벨크로를 포함하나 이에 한정되지 않는 임의의 고정 수단에 의해 고정되어 임의로 소매를 갖는 가먼트를 형성할 수 있다.

1. 우븐 직물

우븐 직물이 사용되는 경우, 직물의 기본 구조는 바람직하게는 플레인 위브(plain weave)이다 (그러나, 용도에 따라서 다른 위브가 사용될 수 있음), 도4에 나타낸 바와 같이, 제직기 (직기) 상의 정경(warping) 순서는 "블럭 위브"에 대해 설정되어 요망되는 군의 얀이 필요한 경우 드롭될 수 있다. 상기 고안의 한 성질은 임의의 파손없이 충전이 연속적으로 삽입될 수 있다는 것이다.

상기 우븐 가먼트의 제조를 가능하게 하는 직기는 수동 및 자동식으로 조작될 수 있는 셔틀 직기인 AVL 콤푸-도비(Compu-Dobby)이다. 디자인 소프트웨어를 사용하여 창작된 디자인이 개구 조절기로 직접 다운로드될 수 있도록 컴퓨터와 인터페이싱될 수 있다. 별법으로, 자카드(jacquard) 직기가 또한 사용될 수 있다. 도비(dobby) 직기가 사용되므로, 상기 직기 상에서의 우븐 직물 제조가 설명될 수 있다. 우븐 가먼트를 제조하기 위한 일 직기 배열은 다음과 같다:

파라미터	설명
직기 모델	AVL 산업용 도비 직기
직기 설명	컴퓨터 조절 도비
폭	60 인치
통사(harness)의 수	24
덴츠(Dents)/인치	10
수축기	자동 천 저장 시스템

본 발명에 따른 우븐 가먼트의 제조는 24 통사를 사용하는 제직기를 사용하는 것에 한정되지 않음이 당업자에게 명백할 수 있다. 예를 들면, 48 통사 직기 또는 400 훅(hook) 자카드 직기가 또한 사용될 수 있다.

2. 편직물

하기 파라미터가 본 발명의 가먼트의 편직물에 사용되는 일례로 제안되었다.

파라미터	설명
편직기	플랫 베드 (수조작)
설명	1 ×1 리브(rib)
게이지 (인치 당 니들)	5
폭	40 인치
플라스틱 광섬유	토레이 인더스트리즈 (미국 뉴욕주 소재)의 PGU-CD-501-10-E
전기 전도 섬유	스퀘트 인더스트리즈(Squat Industries; 미국 펜실베니아주 소재)의 절연된 PVC 쉬스를 갖는 X-정전기 전도 나일론 섬유
멜라크론	도어텍스, 인크 (캐나다)의 2/18s Ne 얀

상기 표는 직물 내에 통합된 정보 기본구조를 갖는 본 발명의 편직물 실시태양의 제조에 사용되는 파라미터를 나타낸다. 상기 예에서, 플라스틱 광섬유는 전기 전도 섬유를 따라서 편직물 내로 혼입된다.

C. 본 발명에 따른 인텔리전스 성능

재단 및 재봉을 최소화하는 잇점에 따라서, 본 발명의 직물 및 방법은 도 3 내지 5에 나타낸 바와 같이 인텔리전스 성능을 갖는 소매가 있거나 없는 가먼트에 대한 기초를 제공할 수 있다. 이와 같이, 가먼트는 혈압, 심막, 맥박 및 체온과 같은 인체의 물리적 신호를 모니터링할 뿐만 아니라, 가먼트 투과를 모니터링하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 상기 인텔리전스 성능을 갖는 가먼트는 하기 성분으로 이루어진다: 직물의 기초 또는 "콤포트 성분", 및 정보 기본구조 성분. 추가로, 형상-맞춤 성분 및 정전기 발산 성분이 필요한 경우 포함될 수 있다.

정보 기본구조 성분은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 임의의 또는 모든 투과 검출 성분, 전기 전도 성분, 센서, 프로세서 또는 무선 송신 장치를 포함할수 있다. 정보 기본구조 성분은 대상으로부터 근거리 또는 원거리 모니터링 유닛으로 정보를 얻고, 가공하며 전송할 수 있다.

가먼트의 감지 성분은 가먼터의 투과, 또는 1 이상의 인체의 물리적 신호, 또는 이들 모두를 감지할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 이들 물질은 직물의 콤포트 성분의 제직 또는 편직 도중에 제직되거나 편직된다. 가먼트 제작이 완성된 후, 이들 재료는 하기 기술하는 바와 같이 감지 물질로부터 기록을 취하고, 기록을 모니터링하며 기록 및 모니터에 대한 요망되는 세팅에 따라서 경보를 발생할 수 있는 모니터 ("개인 상태 모니터" 또는 "PSM"으로 지칭됨)에 연결될 수 있다.

투과 감지 및 경보 성분 24를 제공하는데 적당한 재료는 실리카 기재 광섬유, 플라스틱 광섬유 및 실리콘 고무 광섬유를 포함한다. 적당한 광섬유는 요망되는 신호가 전송되고 필요한 데이타가 흐르는 것을 유지할 수 있는 대역폭을 갖는 충전 매체를 갖는 것을 포함한다. 실리카 기재 광섬유는 높은 대역폭, 원거리용으로 디자인되었다. 상기 극히 작은 실리카 코어 및 작은 수치 구경(numerical aperture) (NA)는 큰 대역폭 (500 mhz*km 이하) 및 낮은 감쇠 (0.5 dB/km)를 제공한다. 그러나, 상기 섬유는 높은 설비 노동 임금 및 섬유의 분열 위험으로 인하여 바람직하지 않다.

플라스틱 광섬유(POF) 24는 저중량 및 저비용에서 유리(실리카-기재) 섬유가 제공하는 동일한 많은 이점을 제공한다. 센서 및 의학 분야와 같은 어떤 섬유 응용분야에서, 사용되는 섬유 길이가 짧아(수 미터 미만) 섬유 손실 및 섬유 분산은 중요하지 않다. 그 대신, 양호한 광투명성, 적합한 기계적 강도 및 가요성은 필요한 성질이며 플라스틱 또는 중합체 섬유가 바람직하다. 더욱이, 플라스틱 광섬유는 유리섬유과 같이 분리되지 않고, 따라서 유리섬유 보다 라이너에서 더욱 안정적으로 사용된다.

비교적 짧은 길이의 경우, POF는 유리섬유에 비해 몇가지 고유한 장점을 갖는다. POF는 비교적 높은 수치구경 (NA)을 제공하며, 이는 동력을 더 많이 전달하는 능력에 기여한다. 또한, NA가 높을수록, 섬유의 굽힘 또는 휨에 의해 야기되는 POF의 광손실이 감소한다. 가시 파장에서 전송은 스펙트럼에서의 임의의 점보다 비교적 높다. 이러한 점은 유리한데, 그것은 대부분의 의학적 센서에서 변환기는 광 스펙트럼의 가시 범위에서의 파장에 의해 작동되기 때문이다. 광전송의 본질상, POF는 유사한 높은 대역폭(bandwidth) 능력을 제공하고 또한 유리섬유와 동일한 전자파 내성을 제공한다. 비교적 저렴하다는 점 외에, POF는 과량의 섬유를 광학 품질의 최종 피니쉬로 재용융시키는 열판 절차를 사용해 종결될 수 있다. 통상의 연결 시스템일 수 있는 POF 연결 시스템의 스냅-락(snap lock) 디자인과 결합된 이 단순한 종결은 수분내에 노드의 종결을 허락한다. 이는 매우 낮은 설치 비용을 가능케 한다. 나아가, POF는 비교적 비우호적인 환경에서 나타나는 더 혹독한 기계적 처리를 견딜 수 있다. 짧은 거리에 걸쳐 가시 파장을 수행하기 위해 저렴하고 내구적인 광섬유를 요구하는 응용분야는 현재 폴리-메틸-메타크릴레이트(PMMA) 또는 스티렌-기재 중합체에 의해 좌우된다.

실리콘 고무 광섬유(SROF)(광섬유의 세번째 종)는 우사한 굽힘 특성 및 탄성 회복력을 제공한다. 그러나, 이들은 비교적 두껍고(5mm 정도) 고도의신호감쇠(signal attenuation)를 경험한다. 또한, 이들은 높은 습도에 의해 영향을 받고 아직 상업적으로 이용가능하지 않다. 따라서, 이들 섬유가 사용될 수는 있지만, 우븐 또는 편직물에 사용하기 바람직하지 않다. 이들 섬유는 미국 테네시주 오크 리지에 소재하는 오크 리지 네셔널 랩(Oak Ridge National Lab)으로부터 입수가능하다.

투과 감지 성분 물질을 우븐 또는 편직물에 도입하기 위해서, 물질, 바람직하게는 플라스틱 광섬유(POF)는 풀-패션드 제직 또는 편직 제조 공정 중에 구조체에 나선형으로 통합된다. POF는 직물의 중앙에서 종결되지 않고 임의의 불연속 없이 직물을 통해 지속한다. 이는 단 하나의 단일 통합된 직물을 초래하고 POF에 관한 한 어떠한 솔기를 초래하지 않는다. 바람직한 플라스틱 광섬유는 미국 뉴욕주에 소재하는 토레이 인더스트리즈로부터의 제품, 특히 토레이 인더스트리즈로부터의 PGS-GB 250 광섬유 코드 제품이다.

대안적으로나 부가적으로, 상기 감지 성분은 전기 전도 물질 성분(ECC) 25로 이루어질 수 있다. 전기 전도성 섬유는 약 0.07 x 10^-3내지 10 Kohms/cm의 저항을 갖는 것이 바람직하다. 위 ECC 25를 사용하여 심박, 맥박, 온도 및 혈압을 비롯한 1 이상의 인체의 바이탈 사인을 개인용 상태 모니터(PSM)에 연결된 인체 상의 센서를 통해 모니터링할 수 있다. 적합한 물질은 아래 기술된 3종의 고유 전도성 중합체, 도핑된 무기 섬유 및 금속 섬유를 포함하나 이에 한정되지 않는다.

전도성(무기) 물질을 첨가하지 않고 전류를 흐르게 하는 중합체를 "고유 전도성 중합체"(ICP)라고 부른다. 전기 전도성 중합체는 공액 구조, 즉 주쇄의 탄소원자 사이에 단일 및 이중결합을 번갈아 갖는다. 1970년대 말에, 폴리아세틸렌이 높은 전기 전도성을 갖는 형태로 제조될 수 있고 또한 상기 전도성은 화학적 산화에 의해 더 증가될 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이후, 공액(단일결합 및 이중 결합을 교호로 반복하는) 탄소의 주쇄를 갖는 많은 다른 중합체, 예를 들어 폴리티오펜 및 폴리피롤이 동일한 거동을 나타냈다. 초기에, 통상의 중합체의 가공성 및 발견된 전기 전도성은 조합될 수 있는 것으로 여겨졌다. 그러나, 전도성 중합체는 공기 중에서 오히려 불안정하고 열등한 기계적 물성을 가지며 쉽게 가공될 수 없음이 밝혀졌다. 또한, 모든 고유 전도성 중합체는 임의의 용제 중에서 불용성이고 융점 및 기타 연화 거동을 갖지 않는다. 결과적으로, 이들은 통상의 열가소성 중합체와 동일한 방식으로 가공 처리될 수 없고 각종 분산법을 사용해 통상 가공 처리된다. 이들 단점들로 인해, 우수한 기계적 물성을 갖는 완전 전도성 중합체로 구성된 섬유는 아직 시판되고 있지 않으며, 따라서 본 발명에서 사용될 수는 있지현재 사용하기에는 바람직하지 않다.

전도성 중합체의 또다른 종류는 무기 또는 금속 입자로 도핑된 것들로 구성된다. 이들 섬유의 전도성은 만약 금속 입자로 충분히 도핑된다면 매우 높지만, 이는 섬유의 가요성을 떨어뜨릴 것이다. 그러한 섬유를 사용해 만약 적합하게 절연되었다면 센서에서부터 모니터링 단위에 이르기까지 정보를 전달할 수 있다.

폴리에틸렌 또는 폴리비닐 클로라이드로 절연된 구리 및 스테인레스 강철과 같은 금속 섬유 또한 우븐 또는 편직물에서 전도성 섬유로서 사용가능하다. 구리및 스테인레스 강철은 이례적인 전류용량을 제외하고 임의의 도핑된 중합체 섬유 보다 더욱 효과적이다. 또한, 금속 섬유는 강하고, 신장, 넥-다운(neck-down), 크리프, 닉(nick) 및 파단에 매우 저항성이다. 따라서, 매우 작은 직경(0.1mm 정도)의 금속 섬유는 센서로부터 모니터링 유닛으로 정보를 전달하기 충분할 것이다. 절연체를 가짐에도 불구하고, 섬유 직경은 0.3mm 미만이며 따라서 이들 섬유는 가요성이고 쉽게 우븐 또는 편직물에 도입될 수 있다. 또한, 금속 섬유의 PSM 유닛에 대한 절연성 및 접속성은 간단할 것이며 또한 특별한 커넥터, 기구, 화합물 및 절차를 요하지 않을 것이다.

이러한 목적에 적합한 높은 전도성 얀의 한 예는 스테인레스 강철 섬유로 구성되고 60 ohm-meter의 저항을 갖는 베키녹스(Bekinox)(벨기에 웨터렌에 소재하는 베킨텍스 엔브리의 자회사인 미국 조지아주 마리에타에 소재하는 베카르트 코아포레이션으로부터 입수가능함)이다. 이 얀의 굽힘 저항성은 폴리아미드의 고저항 중합체의 굽힘 저항성에 필적하며, 본원 발명에서 데이타 버스에 쉽게 도입될 수 있다.

따라서, 본 발명의 가먼트용 감지 성분을 위한 바람직한 전기 전도 물질은, i) 폴리에틸렌, 나일론 또는 다른 절연 쉬스로 도핑된 무기 섬유, ii) 절연된 스테인레스 강철 섬유 및 iii) 폴리에틸렌 쉬스를 가진 얇은 구리 와이어이다. 이들 모든 섬유는 가먼트에 쉽게 도입될 수 있고 후술하는 바와 같이, 탄성 회로판의 소자로 작용할 수 있다. 이용가능한 도핑된 무기 섬유의 한 예는 싸우쓰 캐롤라이나주에 소재하는 사우쿼이트 인더스트리즈(Sauquoit Industries)로부터 입수가능한X-정전기 코팅 나일론(T66)이다. 이용가능한 얇은 구리 와이어의 한 예는 조지아주 아틀란타에 소재하는 애크 일렉트로닉스로부터 입수가능한 24 게이지 절연 구리 와이어이다.

상기 전기 전도성 성분은 2가지 방법, 즉 (a) 감지 소자로 작용하는 규칙적으로 이격된 얀, 및 (b) 센서로부터 PSM까지 신호를 전달하기 위한 정확히 배치된 얀에 의해 직물 또는 편물에 도입될 수 있다. 이들은 직물에서 경사 및 충전 방향으로 분포될 수 있다.

형상 맞춤 성분(FFP) 26은 필요한 경우 착용자에게 형상 맞춤을 제공한다. 더욱 중요하게는, 이는 이동 중에 착용자의 신체 상에서 센서를 제위치에 고정시킨다. 따라서, 선택된 물질은 높은 정도의 신축성을 가져 원하는 형상-맞춤을 제공하고, 이와 동시에 가먼트의 다른 성분을 위해 선택된 물질과 상용성이다. 이들 조건을 만족시키는 임의의 섬유가 적합하다. 바람직한 형상-맞춤 성분은 스판덱스 섬유(우레탄기와의 블록 중합체)이다. 이의 파단 신장률은 500 내지 600%이고, 따라서 가먼트에 필요한 형상-맞춤을 제공할 수 있다. 이의 탄성 회복률은 또한 매우 높고(2 내지 5% 신장률에서 99% 회복률) 이의 강도는 0.6 내지 0.9 grains/denier 범위이다. 이는 내화학성이고 반복된 기계 세탁 및 발한 작용에도 견딘다. 이는 선밀도의 범위에서 이용가능하다.

정전기 발산 성분(SDC) 28의 목적은 인텔리전트(intelligent) 가먼트의 사용 중에 임의의 형성된 정전기를 신속히 제거하는 것이다. 그러한 성분은 항상 필요한 것은 아닐 수 있다. 그러나, 어떤 조건 하에서, 수천 볼트가 발생해, PMS 유닛에서의 민감성 전기 성분을 손상시킬 수 있다. 따라서, 선택된 물질은 우븐 또는 편직물에서 적합한 정전기 방전 보호(ESD)를 제공하여야 한다.

네가-스타트(듀폰에 의해 제조된 이성분 섬유)가 정전기 발산 성분(SDC)용 물질로서 바람직하다. 그것은 폴리에스테르 또는 나일론으로 피복된 3각형 전도성 코어를 갖는다. 이러한 독특한 3각형 전도성 코어는 유도에 의해 기재 물질 상의 표면 전하를 중화하고 공기 이온화 및 전도에 의해 전하를 발산한다. 네가 스타트의 비전도성 폴리에스테르 또는 나일론 표면은 실로부터의 표면 전하의 방출을 조절하여 특정한 최종 용도 조건에 따른 접지 또는 비접지 분야에서 물질의 효과적인 정전기 조절을 제공한다. 폴리에스테르 또는 나일론의 외피는 높은 내세탁성 및 내구성 및 산 및 조사선에 대한 보호를 갖는 효과적인 마모 수명(wear life) 성능을 제공한다. 정전기를 효과적으로 발산하고 내구성이고 내세탁성 가먼트의 성분으로 작용하는 다른 물질을 또한 사용할 수 있다.

도 5를 참조하면, T-커넥터(가먼트에서 사용되는 "버튼 클립"과 유사함)를 사용하여 PSM에 미치는 전도성 와이어에 신체 센서 (32)를 연결시킬 수 있다. 본 발명의 가먼트의 디자인을 변형시킴으로써(이들 커넥터를 사용), 센서 그 자체가 가먼트에 무관하게 제조될 수 있다. 이는 상이한 신체 형태를 수용한다. 상기 커넥터는 센서를 와이어에 부착하는 것을 비교적 쉽게 만든다. 센서를 가먼트와 분리시키는 또다른 이점은 가먼트가 세탁될 때 센서를 세탁할 필요가 없고, 따라서 손상 위험을 최소화 할 수 있다. 그러하, 센서 (32)는 또한 직물의 구조체로 제직될 수 있다.

본 발명의 인텔리전스 가먼트의 제조에 사용되는 바람직한 물질은 아래에 열거되어 있다.

성분	물질	번수(CC)
투과 감지(PSC)	플라스틱 광섬유(POF)	12s Ne POF로부터의 6s 코어-스펀/12s Ne POF로부터의 피복됨
콤포트(CC)	메라클론 마이크로데니어 폴리/면 블렌드	8s NE
형상-맞춤(FFC)	스판덱스	12s NE 스판덱스 얀으로부터의 8s Ne 코어-스펀
글로벌 앤드 랜덤 전도성(ECC)	폴리에틸렌 쉬스를 가진 구리, 쉬스로 도핑된 무기 섬유	6s Ne
정전기 발산(SDC)	폴리에틸렌 쉬스를 가진 구리, 쉬스로 도핑된 무기 섬유	18s Ne

상기 얀 번수는 속옷에서 전형적으로 사용되는 얀 크기를 사용하는 초기 실험에 기초해 선택된다. 다른 얀 번수를 사용할 수 있다. 본 실시태양의 직물의 중량은 약 10 oz/yd²이하이다. 상기 물질이 본 발명의 가먼트의 제조에 사용하기 바람직하지만, 본 명세서를 접한 당업자는 이들 바람직한 물질 대신 다른 물질을 사용할 수 있고 본 발명에 따른 감각에 의한 관리용 가먼트를 여전히 제공한다는 것을 쉽게 알 것이다.

D. 가먼트의 인텔리전스

그의 투과 경보 및 생체징후 모니터링 능력을 예시하는 가먼트 어셈블리의 성능을 하기 논의한다.

투과 경보:

1. 정확히 시간 조절된 펄스를 가먼트에 통합된 POF를 통해 보낸다.

2. 만약 POF의 파단이 없다면, 신호 펄스는 수신기에 의해 수신되고, "인식"이 PSM 유닛에 전달되어, 투과가 없음을 나타낸다.

3. 만약, 투과로 인해 임의의 점에서 광섬유가 파단되었다면, 신호 펄스는 충돌점, 즉 파단점으로부터 첫번째 전송기(transmitter)로 재전송된다. 신호 펄스의 전송과 인식 사이의 경과 시간은 신호가 파단점에 도달할 때까지 걸린 길이를 나타내며, 따라서 투과의 정확한 점을 나타낸다.

4. PSM의 유닛은 침투의 위치를 특정하는 전송기를 거쳐 투과 경보를 전한다.

물리적인 신호 모니터링:

1. 센서로부터의 신호가 가먼트의 전기 전도성 성분(ECC)를 통해 PSM 유닛으로 보내진다.

2. 만약, 센서로부터의 신호가 통상의 범위에 있고 PSM 유닛이 침투 경보를 수신하지 않았다면, 물질적인 신호 판독이 나중의 프로세싱을 위한 PSM 유닛에 의해 기록된다.

3. 그러나, 만약 판독이 통상의 범위에서 이탈하거나 또는 PSM 유닛이 침투 경보를 수신하지 않았다면, 물리적인 신호 판독이 전송기를 사용해 전송된다.

이와 같이, 제안된 인텔리전스 가먼트는 신체의 물리적 신호 및(또는) 침투를 모니터링하기 위한 모든 기능적 조건을 전개하고 만족시키기 쉽다. POF에서 실제 침투의 위치 방향은 광섬유 시험기(OTDR)에 의해 결정할 수 있다.

본 발명은 바람직한 형태로 개시되어 있지만, 본 발명의 정신 및 범위 및 하기 청구범위에 기재된 그의 등가범위에서 벗어나지 않고 많은 변형, 첨가 및 삭제가 가능하다는 사실은 당업자들에게 자명하다.

Claims (10)

1. (a) (1) 제1 측면 가장자리 및 이에 대향되는 제2 측면 가장자리, 및 제1 말단 가장자리 및 이에 대향되는 제2 말단 가장자리를 갖는 중간 패널, (2) 상기 제2 말단 가장자리의 중앙 부근에서 상기 제2 말단 가장자리에 부착되고 상기 제1 측면 가장자리를 넘어서 연장되는 말단 패널, 및 (3) 상기 제1 말단 가장자리의 중앙 부근에서 상기 제1 말단 가장자리에 부착되고 상기 제2 측면 가장자리를 넘어서 연장되는 상기 제2 말단 패널을 갖는 형상으로 직물을 형성하고,

   (b) 상기 중간 패널의 중앙에 위치하는 제1 수평 주름선을 따라서 재단한 직물을 접고,

   (c) 상기 중간 패널의 상기 제1 수평 주름선의 중앙 부근에서 직물을 재단하여 대상의 머리를 수용가능할 만큼 큰 홀을 형성하고,

   (d) 상기 제1 말단 패널의 제1 수직 주름선(이 주름은 상기 중간 패널의 제1 측면 가장자리에 위치함)을 따라 상기 재단된 직물을 접고,

   (e) 상기 제2 말단 패널의 제2 수직 주름선(이 주름은 상기 중간 패널의 상기 제1 측면 가장자리에 위치함)을 따라 상기 재단된 직물을 접고,

   (f) 상기 직물의 생성된 교차 가장자리를 고정하는 것을 포함하는, 단일 조각의 2차원 패브릭으로부터 한 조각(one-piece) 가먼트를 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 직물의 교차 가장자리가 스티치, 스냅,벨크로(VELCRO) 또는 접착제로 고정된 것인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 측면 가장자리의 중앙 부근에서 상기 중간 패널에 부착되고 상단 가장자리 및 하단 가장자리를 갖는 제1 측면 패널, 및 상기 제2 측면 가장자리 부근에서 상기 중간 패널의 중앙에 부착되고 상단 가장자리 및 하단 가장자리를 갖는 제2 측면 패널을 더 포함하고, 상기 패브릭이 상기 제1 수평 주름선을 따라 접히고, 상기 제1 측면 패널의 상기 상단 가장자리가 상기 제1 측면 패널의 상기 하단 가장자리와 교차하며, 상기 제2측면 패널의 상기 상단 가장자리가 상기 제2 측면 패널의 하단 가장자리와 교차하며, 여기서 교차된 가장자리는 고정된 것인 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 교차 가장자리가 스티치, 스냅, 벨크로 또는 접착제로 고정된 것인 방법.
5. 제1항의 방법에 의해 제조된 가먼트.
6. 제3항의 방법에 의해 제조된 가먼트.
7. 제5항에 있어서, 상기 직물이 (a) 콤포트 성분(comfort component), 및 (b) 투과 검출 성분, 전기 전도 성분, 센서, 프로세서 및 무선 전송 장치 각각 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 통합된 정보 기본구조 성분을 포함하는 것인 가먼트.
8. 제6항에 있어서, 상기 직물이 (a) 콤포트 성분, 및 (b) 투과 검출 성분, 전기 전도 성분, 센서, 프로세서 및 무선 전송 장치 각각 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 통합된 정보 기본구조 성분을 포함하는 것인 가먼트.
9. 직물의 통합 부분으로 가먼트를 포함하는 다양한 부분을 제직하고,

   상기 직물로 제직되지 않는 경사(warp thread)를 재단하고,

   상기 직물 중의 가먼트의 다양한 부분을 접어 적합한 가먼트의 단편을 생성하고,

   상기 부분을 고정하는 것을 포함하는, 단일 조각의 2차원 직물로부터 다리 및 임의로 소매를 갖는 한 조각의 가먼트를 제조하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 직물이

    (a) 콤포트 성분, 및

    (b) 투과 검출 성분, 전기 전도 성분, 센서, 프로세서 및 무선 전송 장치 각각 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 통합된 정보 기본구조 성분

    을 포함하는 것인 방법.