KR20100124962A - 도전성 패드 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도전성 패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 신축성을 갖지 않는 도전성 선재를 이용하여 면상으로 형성하되 외력의 작용시에 신축성을 갖도록 하는 동시에 마모나 손상이 방지되도록 하여 내구성과 안전성이 향상된 도전성 패드 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 도전성 패드는, 도전성 패드에 있어서, 면상으로 형성되는 베이스 면상체와; 상기 베이스 면상체에 지그재그 형태로 엮여지는 적어도 하나 이상의 도전성 선재를 구비하고, 상기 베이스 면상체는 상기 도전성 선재의 양측 굴곡부가 위치하는 부분의 내부에 상기 굴곡부의 유동을 위한 유동공간부가 마련된 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 도전성 선재의 굴곡부측에 유동공간부가 마련되어 동선 등과 같이 도전성은 갖지만 신축성을 갖지 않은 도전성 선재를 이용하여 신축성을 갖는 면상의 발열체 또는 면상의 도전체를 구현할 수 있다. 이에 따라, 별도의 보호패드를 구성하지 않더라도 도전성 선재의 마모나 손상이 방지되어 내구성과 안전성을 현저히 향상시킬 수 있다. 특히, 한 번의 직조과정을 통해 도전성 선재를 포함하는 면상체를 제조할 수 있으므로 생산성이 향상되고, 두께가 얇을 뿐만 아니라 중량이 저감되어 충분한 착용감과 활동성을 확보할 수 있다.
그리고, 베이스 면상체를 고강도 섬유사로 제편직하여 다층으로 구성하게 되면, 가벼우면서 충분한 강도를 확보할 있으므로, 방탄복, 방검복 또는 스마트 군복 의 소재로 적용할 수 있다.
도전성 패드, 유동공간부, 베이스 면상체, 도전성 선재

Description

도전성 패드 및 그 제조방법 {ELECTRIC CONDUCTION PAD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF }
본 발명은 도전성 패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 도전성 선재를 이용하여 면상으로 형성하되 외력의 작용시에 신축성을 갖도록 하는 동시에 마모나 손상이 방지되도록 하여 내구성과 안전성이 향상된 도전성 패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 의복이나 장신구의 제작에 이용되는 편물이나 직물과 같은 천은 천연 섬유사나 인조 섬유사에 의해 제조되는 것으로, 그 종류가 다양하고, 각각 고유의 성질과 특성을 갖고 있지만, 대개는 보온성, 흡수성, 신축성 등을 갖도록 하여 의복 등으로 완성한 상태에서 일정한 기능을 수행하도록 되어 있다.
하지만, 산업사회가 고도화되고, 첨단화되면서 현대인들은 종래와 같이 추위를 막을 수 있는 보온성과, 충분한 활동성을 보장하기 위한 신축성, 및 땀을 흡수할 수 있는 흡수성에 더하여 새로운 기능을 갖는 의복을 요구하고 있다.
즉, 전류의 통전이 가능하여 각종 전자기기를 의복에 설치하여 편리하게 이용할 수 있고, 의복 스스로 발열작용을 수행하거나 냉각작용을 수행함으로써 가볍 고 두께가 얇으면서도 계절에 상관없이 착용할 수 있는 지능형 의류를 기대하고 있는 실정에 있다.
이에 따라, 섬유분야에서는 이러한 사회적 요구를 만족하고, 미래의 섬유분야를 선도하기 위한 다양한 노력과 연구개발 활동을 수행하고 있고, 그 대표적인 연구 성과로서 일부 스마트 의류가 제품화되어 판매되고 있다.
스마트 의류의 대표적인 형태로는, 레저용 등으로 널리 이용되고 있는 발열조끼와 같은 발열 의류와, MP3와 같은 전자기기를 손쉽게 이용할 수 있도록 전자기기 부착형 의류를 예로 들 수 있다.
발열 의류는 탄소섬유사 또는 동선을 이용한 발열선에 의해 구성된 면상발열체를 의복에 꿰매거나 별도로 마련한 주머니에 설치하고, 전원부로부터 공급되는 전류에 의한 저항열을 이용하여 발열작용을 수행하도록 구성되어 있다.
하지만, 이러한 발열 의류는 면상발열체가 신축성을 갖지 못하고 있으므로 비교적 신축성을 요하지 않은 인체의 등 부분이나 배 부분에만 제한적으로 설치할 수 있다. 이로 인해 비교적 활동성이 요구되지 않은 낚시 조끼와 같은 특정 의복에만 제한적으로 적용할 수 있고 신축성이 없으므로 충분한 내구성을 확보할 수 없어서 활동성이 요구되는 잠수복, 작업복, 전투복, 스포츠 의류 등에는 전혀 적용할 수 없는 실정에 있다.
그리고, 전자기기 부착형 의류는 벨크로 화스너에 전자기기의 조작버튼을 구성하여 의복의 소매 부분에 탈부착 하도록 구성하고, 의복의 내부에 조작버튼, 전원부, 및 전자기기와의 전류 및 전기신호 전달을 위한 도전선을 설치하는 형태로 제작되어 있다.
하지만, 이와 같은 전자기기 부착형 의류는 의복의 내부에 도전선이 설치되어 있으므로 의복의 착용감이 불량하고, 세탁시에 의복의 내부에 설치된 도전선과 조작버튼 등을 제거하여야 하므로 사용이 매우 불편한 단점을 갖는다. 또한, 의복에 설치된 도전선이 신축성을 갖고 있지 않으므로 충분한 활동성과 내구성을 확보할 수 없어서 실험 의류, 샘플 의류로만 개발되어 있고 실용화에는 한계점을 갖고 있다.
이에 따라 본 출원인은 전술한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2008-0050545호에 제시된 바와 같이 신축성을 갖도록 면상으로 형성되는 패드(110)와, 이 패드(110)에 지그재그 형태로 배치되어 설치되는 적어도 하나 이상의 도전성 선재(120)를 포함하는 도전성 패드를 제안하게 되었다.
이러한, 도전성 패드는 탄소섬유사, 동선 등과 같이 도전성은 갖지만 신축성을 갖지 않은 도전성 선재를 이용하여 신축성을 갖는 면상의 발열체 또는 면상의 도전체를 구성할 수 있으므로, 이를 이용하여 활동성이 요구되는 스마트 의류나 전열기구 등에 구성하게 되면 충분한 활동성을 기대할 수 있다.
하지만, 전술한 도전성 패드는 패드(110)에 배치되는 도전성 선재(120)의 양단 굴곡 부분이 외부로 노출되므로 사용 중 외부물체와의 접촉시에 쉽게 변형되는 문제점이 있었다. 그리고, 도전선 선재(120)는 장시간 사용시에 외부 물체와 반복 접촉 및 마찰되므로 그 피복층이 마모되거나 손상되고, 심할 경우 누전으로 인해 착용자가 감전사고를 당하거나 화재의 발생으로 치명적인 상해를 입게 되는 문제점 을 갖는다.
특히, 전술한 도전성 패드는 도전성 선재(120)의 보호를 위해 패드(110)의 전면 및 후면에 별도의 보호 패드나 천을 부착하거나 꿰매어야 하므로, 도전선 패드의 제조과정이 복잡하고 많은 제조시간이 소요되는 문제점이 있다. 그리고, 패드(110)의 전,후면에 보호 패드가 구비되는 것이므로 원자재 소요량의 증가로 인해 제조원가가 현저히 상승되는 문제점을 갖고 있었다. 또한, 전,후면 보호 패드에 의해 전체적인 도전성 패드의 두께가 불필요하게 증가되므로 사용상에 제한과 불편함을 초래하게 되고, 증가된 두께로 인해 활동성이 저하되며 전체 중량이 증가되는 문제점이 있었다.
이로 인해, 전술한 특허출원 제10-2008-0050545호로 개시된 도전성 패드를 스마트 의류, 발열복대, 발열각반, 발열밴드 등과 같은 물품의 소재로 적용할 경우 도전성 선재의 변형이나 손상으로 인해 내구성과 안정성이 저하되고, 두께가 지나치게 두껍고 중량의 증가로 인해 착용감과 활동성이 현저히 저감되는 문제점을 갖게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 도전성 선재를 이용하여 외력의 작용시에 신축성을 갖도록 구성하되, 별도의 보호패드를 구성하지 않더라도 도전성 선재의 마모나 손상이 방지되도록 하여 내구성과 안전성이 향상되도록 한 도전성 패드 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 도전성과 신축성, 내구성과 안전성을 갖고 있으면서도 두께가 얇고 중량이 저감되어 충분한 착용감과 활동성을 확보할 수 있고 생산성이 향상되도록 한 도전성 패드 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 도전성 패드는, 도전성 패드에 있어서, 면상으로 형성되는 베이스 면상체와; 상기 베이스 면상체에 지그재그 형태로 엮여지는 적어도 하나 이상의 도전성 선재를 구비하고, 상기 베이스 면상체는 상기 도전성 선재의 양측 굴곡부가 위치하는 부분의 내부에 상기 굴곡부의 유동을 위한 유동공간부가 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 면상체는 신축 가능하게 구성된 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 상기 베이스 면상체는 위사 및 경사에 의해 제직되는 과정에서 신축성 선재가 포함되어 신축성을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 도전성 패드는 도전성 선재를 포함하는 상기 베이스 면상체를 상하로 복수의 층을 갖도록 다층 구조로 구성할 수 있다.
상기 베이스 면상체는 일면 또는 양면에 고분자 수지에 의해 형성되는 수지층을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 면상체는 일면 또는 양면에 쿠션작용 또는 보온작용을 수행하도록 형성되는 부가패드층을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 면상체에 복수의 골과 마루가 형성되도록 상기 위사 방향을 따라 소정 간격으로 배치되는 복수의 골형성용 선재를 구비하되, 상기 골형성용 선재 는 상기 위사 및 신축성 선재 보다 큰 직경을 갖고, 탄성 재질의 선재 또는 중공부를 갖는 신축성 선재로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 도전성 선재는 사인파(sin), 코사인파(cos), 펄스파, 및 톱니파 중 어느 하나의 파형 구조로 배치되거나, 또는 상하로 반복되는 U자 형상으로 배치되어 구성될 수 있다.
상기 도전성 선재는, 내부 중심에 배치되는 적어도 한 가닥 이상의 중심사; 상기 중심사의 외면에 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사: 및 상기 도전사의 외면에 형성되는 외피층을 포함할 수 있다.
상기 외피층의 외면에 다시 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 제2 도전사: 및 상기 제2 도전사의 외면에 형성되는 제2 외피층을 포함할 수 있다.
상기 도전사는 영구자석분말을 포함하는 고분자에 의해 선형으로 형성된 자성 선재가 합사될 수 있다.
상기 도전사는 인장력이 작용될 경우 상기 외피층 내면과의 마찰력이 최소화되어 별개로 요동될 수 있도록 상기 도전사의 외면에 덧씌워지는 미끄럼 피복층을 포함할 수 있다.
상기 중심사는 아라미드사, 탄소사, 세라믹 섬유사, 및 케브라사 중에서 어느 하나로 구성되고, 상기 도전사는 금속사이며, 상기 외피층은 상기 금속사에 엮겨지는 다수 가닥의 섬유사로 구성될 수 있다.
한편, 상기 도전성 선재는, 내부 중심에 배치되고 신축성 선재로 구성되는 중심사; 상기 중심사의 외면에 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전 사: 및 상기 도전사의 외면에 형성되는 외피층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 중심사는 내부에 중공부가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 중공부의 내부에 도전성 용액이 수용될 수 있다.
상기 도전성 선재는 공급되는 전원에 의해 발열하는 발열선으로 구성되고, 상기 발열선으로부터 방출되는 열을 고르게 전달하도록 상기 경사 및 위사는 도전성 물질을 포함하는 선재로 구성될 수 있다.
상기 베이스 면상체는 상기 도전성 선재의 양쪽 굴곡부 사이에 해당되는 부분에 엮여지는 신축 연결부를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 신축 연결부는 위사 및 경사에 의해 제직되는 과정에서 신축성 선재가 포함되어 신축성을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 도전성 선재는, 공급되는 전원을 통전하는 전원 공급선, 및 공급되는 전원에 의해 발열하는 발열선 중에서 적어도 하나 이상으로 구성될 수 있다.
상기 도전성 선재와 접하여 지그재그 형태로 배치되게 엮여지는 보호섬유사를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 보호섬유사는 상기 도전성 선재 보다 큰 외경을 갖는 섬유사로 구성될 수 있다.
상기 도전성 선재와 접하여 지그재그 형태로 배치되게 엮여지고, 형상기억수지 또는 형상기억합금에 의해 형성된 형상기억선재를 포함할 수 있다.
상기 베이스 면상체에 지그재그 형태로 배치되게 엮여지고 설정된 변태온도에서 변태되는 형상기억합금사, 상기 도전성 선재에 지그재그 형태로 배치되게 엮여지는 광섬유사, 및 전자파를 차폐할 수 있도록 전자파 차폐특성을 갖는 전자파차 폐선 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 베이스 면상체는 접속을 위한 접속수단을 구비할 수 있다. 상기 접속수단은 암,수 벨크로 화스너, 암,수 원터치 단추, 지퍼, 암,수 체결고리 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
상기 유동공간부는 상기 베이스 면상체를 형성하는 섬유사에 의해 구성될 수 있다. 이 유동공간부는 상기 베이스 면상체의 제직과정에서 상기 굴곡부측에 위사의 공급을 생략하여 그 상하측으로 배치되는 경사들에 의해 내부에 마련되는 공간으로 구성될 수 있다.
상기 베이스 면상체의 일측 또는 양측에 상기 도전성 선재와 접속되고 외부전원 공급측과 전기적으로 접속되는 단자부가 구성될 수 있다.
한편, 상기 베이스 면상체는 폭이 넓은 광폭부와, 상기 광폭부로부터 분기되는 폭이 좁은 복수의 소폭부로 구성되고, 상기 소폭부는 적어도 하나 이상의 상기 도전성 선재가 구비되도록 상기 광폭부는 적어도 상기 소폭부의 수량에 대응하는 수량의 상기 도전성 선재가 구비될 수 있다.
상기 광폭부로부터 분기되는 소폭부는 다시 합쳐져 광폭부로 형성될 수 있다.
상기 베이스 면상체는 인가되는 전원에 의해 점등되도록 구성된 선상 발광선을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 도전성 패드는 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 상기 베이스 면상체의 온도를 감지하는 온도감지부; 및 상기 온도감지부로부터 인가되는 감지신호에 따라 기 설정된 온도와 비교하여 상기 전원공급부의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스 면상체는 도전성 선재와 전기적으로 연결되는 저주파전극을 포함하는 저주파발생기, LED램프, 열전모듈, 충전모듈, 통신모듈, 및 인체신호측정장치 중에서 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 도전성 패드의 제조방법은 도전성 패드의 제조방법에 있어서, 면상의 베이스 면상체를 형성하도록 섬유사를 위사와 경사로 공급하는 섬유사 공급단계; 상기 베이스 면상체에 지그재그 형태로 엮여지도록 상기 위사와 경사의 공급과 동시에 적어도 하나 이상의 도전성 선재를 공급하는 도전성 선재 공급단계; 및 상기 섬유사 공급단계 및 상기 도전성 선재 공급단계를 통해 공급되는 위사, 경사, 및 도전성 선재를 이용하여 상기 베이스 면상체를 제직하되, 상기 도전성 선재의 양측 굴곡부가 위치하는 부분의 내부에 상기 굴곡부의 유동을 위한 유동공간부가 마련되도록 직조하는 직조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 섬유사 공급단계에서 신축성 선재가 위사 및/또는 경사로 더 공급되어, 상기 직조단계에서 직조되는 상기 베이스 면상체에 신축성이 부여되도록 시행하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 선재 공급단계에서 공급되는 상기 도전성 선재는, 중심사를 내부 중심에 위치하도록 배치하는 중심사 배치과정; 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사를 상기 중심사에 외면에 공급하여 엮는 도전사 배치과정; 및 상기 도 전사의 외면에 외피층을 형성하는 외피 형성과정을 포함, 제조하여 준비할 수 있다.
상기 도전사 배치과정의 시행 후에 상기 도전사의 외면에 미끄럼 피복층을 형성하는 피복층 형성과정을 더 시행하여, 상기 도전사측에 수축 및 팽창력이 작용될 경우 상기 외피층 내면과의 마찰력이 최소화되어 상기 도전사가 별개로 요동될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 섬유사 공급단계의 시행시에 상기 굴곡부측으로 위사의 공급을 생략하여, 상기 직조단계에서 상기 굴곡부의 상하측으로 배치되는 경사들에 의해 내부에 마련되는 공간에 의해 상기 유동공간부가 구성되도록 시행할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 도전성 패드에 의하면, 도전성 선재의 굴곡부측에 유동공간부가 마련되어 동선 등과 같이 도전성은 갖지만 신축성을 갖지 않은 도전성 선재를 이용하여 신축성을 갖는 면상의 발열체 또는 면상의 도전체를 구현할 수 있다. 이에 따라, 별도의 보호패드를 구성하지 않더라도 도전성 선재의 마모나 손상이 방지되어 내구성과 안전성을 현저히 향상시킬 수 있다.
특히, 한 번의 직조과정을 통해 도전성 선재를 포함하는 면상체를 제조할 수 있으므로 생산성이 향상되고, 두께가 얇을 뿐만 아니라 중량이 저감되어 충분한 착용감과 활동성을 확보할 수 있다.
그리고, 베이스 면상체를 고강도 섬유사로 제편직하여 다층으로 구성하게 되면, 가벼우면서 충분한 강도를 확보할 있으므로, 방탄복, 방검복 또는 스마트 군복 의 소재로 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도12에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도12에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.
첨부도면 도2는 본 발명에 따른 도전성 패드의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 도전성 패드(500)는 섬유사에 의해 면상으로 엮여져 형성되는 베이스 면상체(510)와, 베이스 면상체(510)에 지그재그 형태로 엮여지는 적어도 하나 이상의 도전성 선재(520)를 구비하되, 상기 도전성 선재(520)의 양측 굴곡부(521)가 위치하는 부분의 내부에 굴곡부(521)의 유동을 위한 유동공간부(530)가 마련되어 있다.
상기 베이스 면상체(510)는 면상 구조를 갖는다면 제한 없이 어떠한 형태의 면상체로도 구성할 수 있지만, 활동성과 착용감을 확보하기 위해 신축 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 베이스 면상체(510)는 수지에 의해 신축성을 갖는 패드 형태로 성형되거나, 섬유사에 등에 의해 제직 또는 편직되어 구성된다.
그리고, 본 발명에 따른 도전성 패드(500)는 그 사용목적, 용도 등에 따라 다양하게 변형하여 구성할 수 있다. 예컨대, 베이스 면상체(510)는 내구성, 작업 성, 또는 착용감의 향상을 위해 그 일면 또는 양면에 고분자 수지에 의해 얇은 막 형태로 형성되는 수지층(미도시)을 더 구비할 수 있다.
또한, 베이스 면상체(510)는 그 일면 또는 양면에 쿠션작용 또는 보온작용을 수행하도록 형성되는 부가패드층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 부가패드층은 스폰지 형태로 형성된 쿠션패드나, 직물지 형태의 패드 등이 적용될 수 있을 것이다.
한편, 본 발명에 따른 도전성 패드(500)는 구체적인 도면으로 도시하지는 않았으나 베이스 면상체(510)를 상하로 반복 적층하여 복수의 층을 갖는 다층 구조로 구성할 수 있다. 그리고 도전성 선재(520)를 포함하는 베이스 면상체를 다층으로 구성하되, 후술되는 바와 같이 베이스 면상체(510)를 구성하는 위사 및 경사를 아라미드사, 탄소사, 세라믹 섬유사, 케브라사 등과 같은 고강도 섬유사로 제직할 경우 가벼우면서 충분한 강도를 확보할 있으므로, 방탄복, 방검복 또는 스마트 군복의 원단이나 소재로 적용할 수 있다.
상기 도전성 선재(520)는 전류의 통전이 가능하다면 제한 없이 선택되어 설치될 수 있는 것으로, 전원을 통전하는 기능을 수행할 수 있는 전원 공급선(저항치가 낮은 선재)이거나, 공급되는 전원에 의해 저항열로 발열되는 발열선(저항치가 높은 선재)으로 구성될 수 있다. 이러한 도전성 선재(520)는 도전성 패드(500)의 용도 및 사용목적에 따라 전원 공급선 또는 발열선으로만 구성할 수도 있고, 전원 공급선과 발열선을 함께 구성할 수 있다.
그리고, 도전성 선재(520)는 인장력에 대해 신축성을 갖도록 구성된 신축성 도전선이나, 통상의 미세 동선(수십 내지 수백 마이크로미터 정도의 직경을 갖도록 형성된 동선) 등과 같이 신축성을 갖지 않은 비신축성 도전선 중에서 선택하여 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 도전성 선재(520)가 비신축성 도전선이라 하더라도 지그재그로 배치됨에 따라 인장력에 대해 신축성을 갖게 되므로 비신축성 도전선을 적용한 것을 중심으로 설명한다. 일 예로 후술되는 도6a에 나타난 바와 같이 미세 금속사에 절연층을 형성한 도전사(522)을 다수 가닥으로 묶어서 구성한다.
그 외에도, 비신축성 도전선으로는 탄소섬유사, 단일의 금속선, 도전성 물질을 포함하는 섬유사 등의 도전성을 갖는 선재 중에서 어느 하나가 선택될 수 있을 것이다.
아울러, 상기 도전성 선재(520)는 비신축성 도전선을 사인파(sin), 코사인파(cos), 펄스파(직사각형파, 삼각파, 반정형파, 가우스파 등), 및 톱니파 중 어느 하나의 파형 구조로 배치하여 구성할 수도 있지만, 본 실시예에서는 도2에 도시된 바와 같이 상하로 반복되는 U자 형상을 갖도록 배치하여 구성한다.
그리고, 상기 베이스 면상체(510)의 일측 또는 양측에 도전성 선재(520)와 접속되고 외부전원 공급측과 전기적으로 접속되는 단자부(540)가 구성된다.
한편, 도2에서 구체적으로 도시하지는 않았으나, 본 발명에 따른 도전성 패드(500)는 배터리와 같이 전원을 공급하기 위한 전원공급부(미도시), 베이스 면상체(510)의 온도를 감지하는 온도감지부(미도시), 및 온도감지부로부터 인가되는 감지신호에 따라 기 설정된 온도와 비교하여 전원공급부의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
그 외에도, 베이스 면상체(510)는 저주파를 출력하는 저주파전극을 포함하는 저주파발생기, 치료용 원적외선을 방사하거나 살균용 UV선을 방사하는 LED램프, 혈당계, 혈압계 등과 같은 인체신호측정장치, 열전모듈, 충전모듈, 및 통신모듈 중에서 적어도 하나 이상을 더 구비하여 도전성 선재와 전기적으로 연결하여 구성할 수 있다.
도3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드를 나타내는 사시도, 도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드를 설명하기 위한 도3a의 A-A선 단면을 간략하게 나타내는 도면, 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드를 실사한 평면 사진이고, 도5는 도4의 요부를 부분 절개하여 실사한 평면 사진으로서, 도5는 도4에서 유동공간부(530) 내의 도전성 선재(520)가 노출되도록 유동공간부를 형성하는 상면의 일부를 절개하여 실사한 것이다.
도3a 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드(500)는 유동공간부(530)를 구비한 베이스 면상체(510)와, 이 베이스 면상체(510)에 배치되는 도전성 선재(520)를 구비하되, 베이스 면상체(510)는 천연 또는 합성섬유사를 위사(511) 및 경사(512)로 구성하되 위사로서 신축성 선재(513)를 더 포함하여 신축성을 갖도록 제직 또는 편직하여 구성한다.
그리고, 유동공간부(530)는 베이스 면상체(520)의 제직과정에서 위사(511) 및/또는 경사(512)에 의해 다양한 형태로 구성될 수 있지만, 바람직하게는 도3a 내지 도5에 도시된 바와 같이 베이스 면상체(510)의 제직과정에서 굴곡부(521)측에 해당되는 부위에 위사(511)의 공급을 생략하면 그 상하측으로 경사(512)들만 공급 되므로 상하로 배치되는 경사(512)들에 의해 내부에 유동공간부(530)가 마련된다.
보다 구체적으로, 상기 베이스 면상체(510)는 섬유사를 위사(511)와 경사(512)로 하여 제직하되, 스판사와 같은 신축성 선재(513)를 위사(511)로서 다수 가닥 더 포함하여 위사방향 즉 베이스 면상체(510)의 길이방향으로 신축성을 갖도록 형성한다.
상기 베이스 면상체(510)는 도전성 선재(520)의 양쪽 굴곡부(521) 사이에 해당되는 부분에 횡방향을 따라 엮여지는 신축 연결부(510a)를 구비한다. 이 신축 연결부(510a)는 도3a에 도시된 바와 같이 위사(511) 및 경사(512)에 의해 제직되는 과정에서 스판사와 같은 신축성 선재(513)가 위사로서 더 포함되어 신축성을 갖도록 구성된다.
그리고, 베이스 면상체(510)를 형성하는 위사(511)와 경사(512)는 도전성 선재(520)를 발열선으로 구성하는 경우, 발열선으로부터 방출되는 열을 효과적으로 전달하기 위해 도전성 물질을 포함하는 선재로 구성할 수 있다. 예컨대, 섬유사에 열전도성을 갖는 금속나노입자, 금속산화물, 금속산화물입자 중에서 선택된 도전성 물질을 포함하거나, 실리콘수지(silicone resin), 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 공중합체 중에서 선택된 폴리머에 금속나노입자, 금속산화물, 금속산화물입자 중에서 하나 이상을 포함하여 성형한 선재로 구성할 수 있다.
한편, 도2에 나타난 바와 같이 도전성 패드(500)의 외관 형상은 폭에 비해 길이가 길게 형성된 천 형태로 구성되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니면 베이스 면상체(510)의 제직 방법과 제직 크기(폭과 길이), 두께 및 형상 등을 달리하여 다양한 형태로 구성할 수 있다. 예컨대, 스마트 의류의 소재, 담요나 이불 등의 소재로 적용할 경우에는 비교적 넓은 크기를 갖도록 형성하고, 의료용 또는 헬스용 복대, 벨트, 신발깔창 등의 소재로 적용할 경우에는 비교적 작은 크기를 갖도록 형성한다.
도전성 선재(520)는 도2에 나타난 바와 같이 베이스 면상체(510)에 지그재그 형태로 엮여지는 것으로, 도5에 나타난 바와 같이 유동공간부(530)에 굴곡부(521)측이 배치되게 설치된다. 이와 같이 상하측에 배치되는 경사(512)의 내부에 마련된 유동공간부(530)에 굴곡부(521)측이 배치되므로 인장력에 의해 굴곡부측이 수축 및 팽창되더라도 간섭없이 충분한 활동공간이 확보되어 도전성 선재(520)의 손상 없이 도전성 패드(500)의 신축성을 담보할 수 있게 된다.
도6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전정 선재의 제1 예를 나타내는 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 도전성 선재(520)는, 내부 중심에 배치되는 적어도 한 가닥 이상의 중심사(522), 중심사(522)의 외면에 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사(523), 및 도전사(523)의 외면에 형성되는 외피층(524)으로 구성되어 있다.
그리고, 중심사(522)는 아라미드사(Aramid fiber), 탄소사, 세라믹 섬유사 등으로 구성될 수 있지만, 섬유사 중에서 높은 장력을 갖는 것으로 널리 알려진 케브라와 같은 고장력 섬유사로 구성되는 것이 바람직하고, 도전사(523)는 수십 내지 수백 마이크로미터(㎛) 정도의 직경을 갖는 스텐레스선, 티타늄선, 동선 등에 절연피복층이 형성된 금속사 중에서 선택하며, 외피층(524)은 다수 가닥의 섬유사 (524a)를 도전사(523)의 외면에 엮겨지도록 하여 구성한다.
아울러, 중심사(522)에 엮여지는 도전사(523)는 외피층(524)을 형성하도록 엮여지는 섬유사 보다 단위길이당 형성길이(도전사(523)의 단위길이당 감는 횟수를 섬유사 보다 많게 하여 구성할 수 있음)를 길게 형성한다. 이와 같이 도전사(523)의 길이를 섬유사(524a)보다 길게 형성하면 도전성 선재(520)에 인장력이 작용될 경우 섬유사(524a)가 먼저 일자형으로 펼쳐지면서 내부 도전사는 완전히 펼쳐지지 않게 되므로 외피층(524)은 신축길이조절선(스토핑 역할을 하는 선)의 기능을 수행하게 된다.
그리고, 도전사(523)는 영구자석분말을 포함하는 고분자에 의해 선형으로 형성된 자성 선재(도면에 구체적으로 도시하지 않음)가 합사되어 구성될 수 있다. 이 자성 선재는 자성을 띄게 되므로 이를 이용하여 복대나 의복을 형성할 경우 자석이 갖는 고유한 작용에 의해 인체에 유익한 작용을 수행한다.
도6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전성 선재의 제2 예를 나타내는 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 도전성 선재(520)는, 도전사(523)에 인장력이 작용될 경우 외피층(524) 내면과의 마찰력이 최소화되어 별개로 요동될 수 있도록 미끄럼 피복층(525)을 구비한다. 이 미끄럼 피복층(525)은 비교적 마찰계수가 작은 수지를 도전사(523)의 외면에 덧씌워 경화한 수지층으로 구성한다.
이와 같이 도전성 선재(520)에 미끄럼 피복층(525)이 더 구비되면, 도전성 패드(500)의 사용 중에 베이스 면상체(510)가 수축 및 팽창됨에 따라 도전성 선재 (520)에 수축 및 팽창력이 작용되더라도 상기 도전사(523)의 외주면에 형성된 외피층(524)은 베이스 면상체(510)를 형성하는 위사(511)와 경사(512)에 엮겨져 고정되지만 도전사(523)는 외피층(524)과는 별개로 움직일 수 있어 부하가 걸리지 않고 이동되므로 손상을 미연에 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
그 외에도, 상기 도전성 선재(520)는 보다 안정된 신축성을 확보하기 위해 중심사(522)로서 스판사와 같은 신축성 선재를 내부 중심에 배치하고, 이 신축성 선재의 외면에 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사, 및 도전사의 외면에 외피층을 형성하는 구조로도 구성할 수 있다(외관 형태가 도6a에 도시된 형태와 유사하여 별도의 도면을 첨부하지 않음). 이 경우에는 도전성 선재(520)가 전체적으로 신축되므로 내부 도전사의 손상을 더욱 더 방지할 수 있다.
한편, 도6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전성 선재의 제3 예를 나타내는 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 도전성 선재(520)는 전술한 바와 같이 중심사(522)의 외면에 도전사(523)와 외피층(524)을 차례로 엮어 형성하되, 중심사(522)를 신축성 선재로 구성하고, 이 신축성 선재의 내부에 중공부(522a)를 형성한다. 이러한 중공부(522a)는 중심사의 단면적을 줄일 수 있으므로 인장력에 대한 신축성을 향상시킬 수 있고, 중공부(522a) 내에 공기층이 형성되어 발열선으로 도전성 선재(520)를 구성하는 경우 발산되는 열기의 보온작용을 수행하여 상대적으로 에너지 효율을 향상시키는 기능을 수행한다.
아울러, 상기 도전성 선재(520)는 중공부(522a)의 내부에 도전성 용액(미도시)을 수용한 형태로 구성할 수 있다. 이때, 도전성 용액은 도전성고분자물질이 포 함된 졸(sol) 형태의 용액으로, 금속나노입자, 금속산화물, 금속산화물입자 등으로 구성된 도전성고분자물질에 수용성 폴리아닐린용액 또는 수용성 폴리머용액을 혼합하여 구성한다.
도6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전성 선재의 제4 예를 나타내는 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 도전성 선재(520)는 내부 중심에 배치되는 적어도 한 가닥 이상의 중심사(522), 중심사(522)의 외면에 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사(523), 및 도전사(523)의 외면에 형성되는 외피층(524), 외피층(524)의 외면에 다시 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 제2 도전사(526), 및 제2 도전사(526)의 외면에 형성되는 제2 외피층(527)을 포함한다.
이와 같은 형태의 도전성 선재(520)는 도전사(523) 및 제2 도전사(526)를 구비하고 있으므로 단일의 도전성 선재를 양극성(+,-)을 갖는 전원 공급선으로 구성할 수 있다. 이에 따라, 도전성 패드(500)에 전원 공급선을 단순, 간결하게 구성할 수 있는 장점을 갖는다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제1 변형예를 나타내는 사시도로서, 이 도면의 확대부는 C 부분의 단면을 간략하게 나타낸 것이다.
도7을 참조하면, 베이스 면상체(510)는 표면 및 이면측으로 복수의 골(a)과 마루(b)가 형성되도록 위사 방향을 따라 복수의 골형성용 선재(515)를 소정 간격으로 배치하여 구성한다.
이를 위해, 골형성용 선재(515)는 위사(511), 경사(512) 및 신축성 선재 (513) 보다 큰 직경을 갖는 동시에 충분한 신축성과 가요성을 갖는 선재를 선택하여 구성한다. 예컨대, 골형성용 선재(515)는 탄성 재질의 선재나 중공부를 갖는 스판사로 구성될 수 있다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제2 변형예를 나타내는 사시도로서, 이 도면의 확대부는 D-D선 부분의 단면을 간략하게 나타낸 것이다.
도8을 참조하면, 도전성 패드(500)는 베이스 면상체(510)에 엮겨지는 도전성 선재(520)에 접하여 엮여지는 보호섬유사(550)를 더 포함한다.
보호섬유사(550)는 도전성 선재(520)와 접하여 지그재그 형태로 배치되게 엮여지는 구성으로, 지그재그로 배치됨에 따라 길이방향으로 작용되는 인장력에 대해 신축되므로 신율이 낮은 천연섬유사, 합성섬유사 등의 통상의 섬유사로 구성될 수 있다. 그리고, 보호섬유사(550)에는 토르말린, 키토산분말, 전기석분말, 황토분말 같은 음이온 발생물질 중에서 하나 이상을 선택하여 포함할 수 있고, 살균물질로서은 입자, 숯분말이나, 향발생물질로서 침향을 포함할 수 있다.
이때, 보호섬유사(550)는 도8의 확대부에 도시된 바와 같이 도전성 선재(520) 외경(d) 보다 큰 외경(D)을 갖는 섬유사로 구성되는 것이 중요하다. 이와 같이 보호섬유사(550)를 도전성 선재(520)의 외경(d) 보다 큰 외경(D)을 갖는 섬유사로 구성하게 되면, 도전성 패드(500)를 의복 등에 부착하여 사용하는 과정에서 피접촉물과 접촉 또는 마찰시에 보호섬유사(550)가 먼저 접촉되고 도전성 선재(520)는 피접촉물과 접촉되지 않으므로 반복적인 접촉 및 마찰로부터 도전성 선재(520)를 보호할 수 있다.
한편, 도전성 패드(500)는 베이스 면상체(510)에 엮겨지는 도전성 선재(520)에 접하여 엮여지는 형상기억선재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 형상기억선재는 도8에 나타난 바와 같은 형태와 유사한 형태(보호섬유사 대신에 형상기억선재를 배치하는 형태로 형성함)로 도전성 선재(520)와 접하여 지그재그 형태로 배치되게 엮여진다. 이 형상기억선재는 소정 온도에서 특정 형상으로 변태되도록 형상기억 특성을 갖는 고분자 형상기억수지 또는 형상기억합금을 선 형태로 성형한 후 그 외주면에 고분자 수지에 의해 절연피복층을 형성하여 구성한다.
그리고, 형상기억 특성을 갖는 고분자 수지로는 트란스-폴리이소프렌과 같이 결정의 녹는점을 형상회복온도로 이용하고 사슬간 가교결합을 고정상으로 이용한 형상회복 수지, 폴리노르보렌과 같이 유리전이온도를 형상회복온도로 이용하고 사슬간 물리적 엉킴을 고정상으로 이용한 형상기억 수지, 또는 폴리알리파틱에스테르-폴리아미드 볼록공중합체와 같이 이미 알려진 것들을 적용할 수 있다.
한편, 도전성 패드(500)는 전술한 형상기억선재와 유사한 형태로 도전성 선재(520)에 지그재그 형태로 배치되게 엮여지는 광섬유사(미도시,상기한 보호섬유사(550) 대신에 광섬유사를 배치하는 형태로 형성함)를 구비할 수 있다.
이와 같이, 도전성 패드(500)에 광섬유사가 구성되면 데이터의 송수신을 위한 용도 외에도 투과되는 광을 특정 부위에 조사되도록 하여 심미감을 부여할 수 있고, 특정 부위를 광에 의해 살균하는 등의 기능을 수행하도록 구성할 수 있다.
그 외에도, 베이스 면상체(510)에는 도전성 선재(520)로부터 발산되는 전자파를 차폐할 수 있도록 전자파 차폐특성을 갖는 전자파 차폐선(미도시)을 더 구비 할 수 있다. 전자파 차폐선으로는 금속이 도금된 섬유사, 금속분말을 포함하는 섬유사, 미세한 금속사, 및 세라믹 섬유사가 적용될 수 있다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제3 변형예를 나타내는 사시도로서, 도전성 패드(500)는 도8에 나타난 바와 같이 형상기억합금사(516), 광섬유사(517), 또는 전자파 차폐선(518)이 도전성 선재(520)와 접하여 지그재그 형태로 배치되는 것이 아니라, 도9에 도시된 바와 같이 베이스 면상체(510)의 위사 또는 경사방향을 따라 별도로 구성될 수 있다. 이때, 형상기억합금사(516), 광섬유사(517), 및 전자파 차폐선(518)은 신축성을 갖도록 코일 형태로 권취하여 구성한다.
그리고, 상기 베이스 면상체(500)는 인가되는 전원에 의해 점등되도록 구성된 선상발광선(미도시)을 포함할 수 있다. 이 선상 발광선은 유기EL(Electro Luminescence) 또는 무기EL(Electro Luminescence)을 이용하여 구성할 수 있다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제4 변형예를 나타내는 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 도전성 패드는 그 양단부를 서로 접속되도록 하거나 피설치부(미도시, 도전성 패드가 설치되는 의복 등의 설치부위의 표면)와의 접속을 위한 접속수단(570)을 구비한다.
이 접속수단(570)은 일측이 베이스 면상체(510)에 구속되고 타측이 피설치부에 구속될 수 있는 부재라면 암,수 벨크로 화스너, 암,수 원터치 단추, 지퍼, 암,수 체결고리 등 제한 없이 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 베이스 면상체(510)의 저면에 형성된 암 벨크로 화스너부(571,통상 벨크로 화스너에서 면상에 다수의 고리를 구비한 형태의 것)와, 암 벨크로 화스너부(571)에 탈착되도록 구성되는 수 벨크로 화스너부(572,통상 벨크로 화스너에서 면상에 다수의 쐐기를 구비한 형태의 것)로 구성되어 있다.
도11a 및 도11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제5 변형예를 나타내는 도면으로서, 도11a를 참조하면 도전성 패드(500)는 소정 폭과 길이를 갖는 베이스 면상체(510)상에 복수의 도전성 선재(520)가 지그재그 형태로 엮여지되, 베이스 면상체(510)는 폭이 넓게 형성되는 광폭부(510b)와, 광폭부(510b)로부터 분기되고 폭이 좁게 형성되는 복수의 소폭부(510c)를 갖도록 구성된다.
이때, 상기 소폭부(510c)에는 광폭부(510b)로부터 연결되는 적어도 하나 이상의 도전성 선재(520)가 배치되어 있다. 이를 위해, 광폭부(510b)에는 적어도 소폭부(510c)의 수량에 대응하는 수량의 도전성 선재(520)가 구성되어 있다.
그리고, 도11a에서는 광폭부(510b)로부터 2가닥의 소폭부(510c)가 분기되도록 구성하였지만, 소폭부(510c)의 수량은 제한되는 것이 아니라 사용 목적이나 용도에 따라 다수 가닥으로 다양하게 구성할 수 있다.
이와 같이 광폭부(510b)와 소폭부(510c)를 갖는 도전성 패드(500)는 신축성을 요구하면서도 공급측의 전원을 여러 곳으로 분기하여 수급측에 공급하는 장치 또는 물품의 전원공급선용 도전성 패드로 구성하거나, 단일 공급측의 전원으로부터 여러 곳으로 분기하여 발열작용을 수행할 필요가 있는 장치 또는 물품의 발열용 도전성 패드로 구성할 수 있다.
예컨대, 장갑(손가락 장갑)에 본 실시예에 따른 도전성 패드(500)를 발열용으로 구성할 경우, 손바닥 부분으로부터 각 손가락을 향해 발열선으로 구성될 도전 성 선재(520)가 배치되어야 하므로 소폭부(510c)를 5가닥으로 구성하여 적용할 수 있다.
아울러, 도11b에 도시된 바와 같이 상기 광폭부(510b)로부터 분기되는 소폭부(510c)는 다시 합쳐져 다시 광폭부(510b)를 형성하도록 제직하여 구성할 수 있다.
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도12를 참조하면, 본 발명에 따른 도전성 패드의 제조방법은, 섬유사 및 도전성 선재 준비단계(S1,S2)에 의해 위사(511), 경사(512), 및 도전성 선재(520)를 준비하고, 섬유사 공급단계(S3), 도전성 선재 공급단계(S4), 섬유사 공급단계(S5) 및 상기 도전성 선재 공급단계(S4)를 통해 공급되는 위사(511), 경사(512), 및 도전성 선재(520)를 이용하여 직조단계(S6)를 시행하여 면상의 베이스 면상체(510)에 지그재그 형태로 도전성 선재(520)를 엮은 도전성 패드(500)를 제조하게 된다.
상기 섬유사 및 도전성 선재 준비단계(S1,S2)는 도전성 패드(500)의 제직에 이용되는 위사 및 경사로서의 섬유사, 신축성 선재(513), 및 도전성 선재(520)를 준비하는 단계로서, 먼저 도전성 선재 준비단계(S2)는 중심사(522)를 내부 중심에 위치하도록 배치하는 중심사 배치과정(S21), 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사(523)를 중심사(522)에 외면에 공급하여 엮는 도전사 배치과정(S22), 및 도전사(523)의 외면에 외피층(524)을 형성하는 외피 형성과정(S23)을 통해 도6a에 도시된 형태로 제조하여 준비한다.
그리고, 상기와 같이 준비된 도전성 선재(520)와, 위사(511)와 경사(512)로 공급될 섬유사, 및 신축성 선재(513;스판사)를 공급롤(캐리어 또는 실패로 칭함)에 감고 그 일측 단부를 풀어 직조기의 바늘에 걸어 제직 가능한 상태로 준비한다.
한편, 도전성 선재 준비단계(S2)는 도전사 배치과정(S22)의 시행 후에 도6b에 도시된 바와 같이 도전사(523)의 외면에 수지와 같이 마찰계수가 작은 소재로 미끄럼 피복층(525)을 형성하는 피복층 형성과정을 더 시행할 수 있다. 이러한 피복층 형성과정를 시행하면, 도전성 패드(500)의 사용 중에 베이스 면상체(510)에 외력이 작용되어 도전성 선재(520)를 구성하는 도전사(523)측에 수축 및 팽창력이 작용되더라도 미끄럼 피복층(525)에 의해 도전사(523)가 외피층(524)과는 별개로 움직이므로 도전사(523)의 손상을 방지할 수 있다.
섬유사 공급단계(S3)는 면상의 베이스 면상체(510)를 형성하도록 섬유사를 위사와 경사로 공급하는 단계로서, 직조기의 작동에 따라 공급롤에 감김된 섬유사가 당겨져 위사와 경사로 엮겨지도록 공급되어 진다.
그리고, 섬유사 공급단계(S3)에서는 도3a에 도시된 바와 같이 스판사와 같은 신축성 선재(513)를 위사 및/또는 경사로 더 공급하여 직조단계(S5)에서 직조되는 베이스 면상체(510)에 신축성이 부여되도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 신축성 선재(513)를 위사(511)로 더 공급하여 베이스 면상체(510)에 작용되는 인장력에 대해 신축성을 갖도록 한다.
도전성 선재 공급단계(S4)는 베이스 면상체(510)에 지그재그 형태로 엮여지도록 위사와 경사의 공급과 동시에 적어도 하나 이상의 도전성 선재(520)를 공급하 는 단계로서, 직조기의 작동에 따라 공급롤에 감김된 도전성 선재(520)가 당겨짐과 동시에 지그재그 형태로 공급되도록 시행한다.
직조단계(S5)는 공급되는 위사 및 경사로서의 섬유사, 신축성 선재, 및 도전성 선재를 이용하여 베이스 면상체(510)를 제직함과 동시에 도전성 선재(520)의 양측 굴곡부(521)가 위치하는 부분의 내부에 굴곡부의 유동을 위한 유동공간부(530)가 마련되도록 직조한다.
본 실시예에서는 굴곡부(521)의 상하측으로 배치되는 경사(512)들에 의해 내부에 상기 유동공간부(530)가 마련되도록 시행한다. 이를 위해 섬유사 공급단계(S3)의 시행시에 굴곡부(521)측으로 유동공간부(530)의 폭에 해당되는 간격만큼 위사의 공급을 생략하게 되면 경사(512)만에 의해 직조과정이 시행되므로 내부에 공간이 형성되게 된다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도전성 패드 및 그 제조방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
도1은 종래 도전성 패드를 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명에 따른 도전성 패드의 기술적 사상을 설명하기 위한 도면,
도3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드를 나타내는 사시도,
도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드를 설명하기 위한 도3a의 A-A선 단면을 간략하게 나타내는 도면,
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드를 실사한 평면 사진,
도5는 도4의 요부를 부분 절개하여 실사한 평면 사진,
도6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전성 선재의 제1 예를 나타내는 사시도,
도6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전성 선재의 제2 예를 나타내는 사시도,
도6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전성 선재의 제3 예를 나타내는 사시도,
도6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드에 적용되는 도전성 선재의 제4 예를 나타내는 사시도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제1 변형예를 나타내는 사시도,
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제2 변형예를 나타내는 사시도,
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제3 변형예를 나타내는 사시도,
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제4 변형예를 나타내는 사시도,
도11a 및 도11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제5 변형예를 나타내는 도면,
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 도전성 패드의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
500:도전성 패드 510:베이스 면상체
511:위사 512:경사
513:신축성 선재 520:도전성 선재
521:굴곡부 522:중심사
523:도전사 524:외피층
525:미끄럼 피복층 526:제2 도전사
527:제2 외피층 530:유동공간부
540:단자부 550:보호섬유사
570:접속수단

Claims (39)

  1. 도전성 패드에 있어서,
    면상으로 형성되는 베이스 면상체와;
    상기 베이스 면상체에 지그재그 형태로 엮여지는 적어도 하나 이상의 도전성 선재를 구비하고,
    상기 베이스 면상체는 상기 도전성 선재의 양측 굴곡부가 위치하는 부분의 내부에 상기 굴곡부의 유동을 위한 유동공간부가 마련된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 신축 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 위사 및 경사에 의해 제직되는 과정에서 신축성 선재가 포함되어 신축성을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도전성 패드는 도전성 선재를 포함하는 상기 베이스 면상체를 상하로 복수의 층을 갖도록 다층 구조로 구성한 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 일면 또는 양면에 고분자 수지에 의해 형성되는 수지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 일면 또는 양면에 쿠션작용 또는 보온작용을 수행하도록 형성되는 부가패드층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 면상체에 복수의 골과 마루가 형성되도록 상기 위사 방향을 따라 소정 간격으로 배치되는 복수의 골형성용 선재를 구비하되, 상기 골형성용 선재는 상기 위사 및 신축성 선재 보다 큰 직경을 갖고, 탄성 재질의 선재 또는 중공부를 갖는 신축성 선재로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 선재는 사인파(sin), 코사인파(cos), 펄스파, 및 톱니파 중 어느 하나의 파형 구조로 배치되거나, 또는 상하로 반복되는 U자 형상으로 배치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 선재는,
    내부 중심에 배치되는 적어도 한 가닥 이상의 중심사;
    상기 중심사의 외면에 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사: 및
    상기 도전사의 외면에 형성되는 외피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 외피층의 외면에 다시 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 제2 도전사: 및
    상기 제2 도전사의 외면에 형성되는 제2 외피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 도전사는 영구자석분말을 포함하는 고분자에 의해 선형으로 형성된 자성 선재가 합사된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 도전사는 인장력이 작용될 경우 상기 외피층 내면과의 마찰력이 최소화되어 별개로 요동될 수 있도록 상기 도전사의 외면에 덧씌워지는 미끄럼 피복층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 중심사는 아라미드사, 탄소사, 세라믹 섬유사, 및 케브라사 중에서 어느 하나로 구성되고,
    상기 도전사는 금속사이며,
    상기 외피층은 상기 금속사에 엮겨지는 다수 가닥의 섬유사인 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 선재는,
    내부 중심에 배치되고 신축성 선재로 구성되는 중심사;
    상기 중심사의 외면에 엮여지고 절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사: 및
    상기 도전사의 외면에 형성되는 외피층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 중심사는 내부에 중공부가 형성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 중공부의 내부에 도전성 용액이 수용된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  17. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 선재는 공급되는 전원에 의해 발열하는 발열선으로 구성되고,
    상기 발열선으로부터 방출되는 열을 고르게 전달하도록 상기 경사 및 위사는 도전성 물질을 포함하는 선재로 구성되는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  18. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 상기 도전성 선재의 양쪽 굴곡부 사이에 해당되는 부분에 엮여지는 신축 연결부를 구비한 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 신축 연결부는 위사 및 경사에 의해 제직되는 과정에서 신축성 선재가 포함되어 신축성을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  20. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 선재는, 공급되는 전원을 통전하는 전원 공급선, 및 공급되는 전원에 의해 발열하는 발열선 중에서 적어도 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  21. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 선재와 접하여 지그재그 형태로 배치되게 엮여지는 보호섬유사를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  22. 제21항 있어서,
    상기 보호섬유사는 상기 도전성 선재 보다 큰 외경을 갖는 섬유사로 구성되는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  23. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 선재와 접하여 지그재그 형태로 배치되게 엮여지고, 형상기억수지 또는 형상기억합금에 의해 형성된 형상기억선재를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  24. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 면상체에 지그재그 형태로 배치되게 엮여지고 설정된 변태온도에서 변태되는 형상기억합금사, 상기 도전성 선재에 지그재그 형태로 배치되게 엮 여지는 광섬유사, 및 전자파를 차폐할 수 있도록 전자파 차폐특성을 갖는 전자파차폐선 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  25. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 접속을 위한 접속수단을 구비한 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 접속수단은 암,수 벨크로 화스너, 암,수 원터치 단추, 지퍼, 암,수 체결고리 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  27. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유동공간부는 상기 베이스 면상체를 형성하는 섬유사에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 유동공간부는 상기 베이스 면상체의 제직과정에서 상기 굴곡부측에 위사의 공급을 생략하여 그 상하측으로 배치되는 경사들에 의해 내부에 마련되는 공간으로 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  29. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 면상체의 일측 또는 양측에 상기 도전성 선재와 접속되고 외부전원 공급측과 전기적으로 접속되는 단자부가 구성된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  30. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 폭이 넓은 광폭부와, 상기 광폭부로부터 분기되는 폭이 좁은 복수의 소폭부로 구성되고,
    상기 소폭부는 적어도 하나 이상의 상기 도전성 선재가 구비되도록 상기 광폭부는 적어도 상기 소폭부의 수량에 대응하는 수량의 상기 도전성 선재가 구비된 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 광폭부로부터 분기되는 소폭부는 다시 합쳐져 광폭부로 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  32. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 인가되는 전원에 의해 점등되도록 구성된 선상 발광선을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  33. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    전원을 공급하기 위한 전원공급부;
    상기 베이스 면상체의 온도를 감지하는 온도감지부; 및
    상기 온도감지부로부터 인가되는 감지신호에 따라 기 설정된 온도와 비교하여 상기 전원공급부의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 베이스 면상체는 도전성 선재와 전기적으로 연결되는 저주파전극을 포함하는 저주파발생기, LED램프, 열전모듈, 충전모듈, 통신모듈, 및 인체신호측정장치 중에서 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드.
  35. 도전성 패드의 제조방법에 있어서,
    면상의 베이스 면상체를 형성하도록 섬유사를 위사와 경사로 공급하는 섬유사 공급단계;
    상기 베이스 면상체에 지그재그 형태로 엮여지도록 상기 위사와 경사의 공급과 동시에 적어도 하나 이상의 도전성 선재를 공급하는 도전성 선재 공급단계; 및
    상기 섬유사 공급단계 및 상기 도전성 선재 공급단계를 통해 공급되는 위사, 경사, 및 도전성 선재를 이용하여 상기 베이스 면상체를 제직하되, 상기 도전성 선재의 양측 굴곡부가 위치하는 부분의 내부에 상기 굴곡부의 유동을 위한 유동공간 부가 마련되도록 직조하는 직조단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드의 제조방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 섬유사 공급단계에서 신축성 선재가 위사 및/또는 경사로 더 공급되어, 상기 직조단계에서 직조되는 상기 베이스 면상체에 신축성이 부여되도록 시행하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드의 제조방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 도전성 선재 공급단계에서 공급되는 상기 도전성 선재는,
    중심사를 내부 중심에 위치하도록 배치하는 중심사 배치과정;
    절연 피복된 적어도 한 가닥 이상의 도전사를 상기 중심사의 외면에 공급하여 엮는 도전사 배치과정; 및
    상기 도전사의 외면에 외피층을 형성하는 외피 형성과정을 포함, 제조하여 준비하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드의 제조방법.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 도전사 배치과정의 시행 후에 상기 도전사의 외면에 미끄럼 피복층을 형성하는 피복층 형성과정을 더 시행하여, 상기 도전사측에 수축 및 팽창력이 작용될 경우 상기 외피층 내면과의 마찰력이 최소화되어 상기 도전사가 별개로 요동될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드의 제조방법.
  39. 제35항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유사 공급단계의 시행시에 상기 굴곡부측으로 위사의 공급을 생략하여, 상기 직조단계에서 상기 굴곡부의 상하측으로 배치되는 경사들에 의해 내부에 마련되는 공간에 의해 상기 유동공간부가 구성되도록 시행하는 것을 특징으로 하는 도전성 패드의 제조방법.
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