WO2019066474A1 - 전도성 자수사, 그를 이용한 전도성 자수원단 및 그 전도성 자수원단을 이용한 용도 - Google Patents

전도성 자수사, 그를 이용한 전도성 자수원단 및 그 전도성 자수원단을 이용한 용도 Download PDF

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WO2019066474A1
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conductive
yarn
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thread
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안효진
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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    • D10B2101/20—Metallic fibres

Definitions

  • the present invention relates to a conductive embroidery yarn, a conductive embroidery fabric using the conductive embroidery yarn, and a conductive embroidery fabric. More particularly, the present invention relates to a conductive embroidery yarn, To provide a conductive embroidery yarn excellent in embroidery quality without thread entanglement and yarn breakage, and the conductive embroidery yarn is subjected to embroidery processing at the embroidery density and embroidery speed optimized for the skin layer fabric, Embroidery fabric and use thereof.
  • One kind of living room is a dressing room for the shape, and the other kind is a drum in a shuttle, wrapped around a small bobbin. It is located at the back side of the background paper and serves to hold the receiving room that has come down through the background paper.
  • the embroidery needle is similar to the needle of the sewing machine, and the needle moves up and down at the same position to pierce the embroidery thread on the background paper. At this time, the background is moved to the left and right according to the shape to be sewn by the jacquard device.
  • the automatic embroidery machine automatically controls the opening of bubbles and the opening of holes.
  • the manufacturing process of the self-containment chamber is composed of a step of twisting and / or thermally setting the yarn.
  • a certain length is stretched when a certain pressure is pulled. And when the drawn pressure is released, there is a problem that the thread is twisted and is difficult to use.
  • smart fibers add conductivity to fibers to allow electricity to flow through the fibers themselves.
  • Future fiber materials are based on nanomaterials or electric materials, and can be made of copper, silver, Can be utilized as a material for smart fibers.
  • the conductive embroidery thread has strong bending modulus and elongation more than that of the general embroidery thread. Therefore, when the embroidery process is applied, the thread entanglement phenomenon and embroidery phenomenon occur and the embroidery quality is lowered do.
  • Korean Patent No. 1015563 discloses an electroconductive metal composite material for smart textiles that can be used as a power supply and a signal transmission line, and is made of a metal composite material and a nonconductive material.
  • An electroconductive metal composite embroidery yarn An embroidery circuit for forming a circuit in the form of an embroidery is provided.
  • the metal composite embroidery yarn used in the present invention is produced by covering a metal filament yarn on the surface of a fiber yarn having a thickness of 50 to 300 denier, Since the thickness of the yarn is too large, it is not suitable for yarns for embroidery use, and the yarn entanglement phenomenon and yarn phenomenon can not be solved when the embroidery process is applied.
  • Korean Patent No. 1197792 discloses an embroidery thread which is produced in general and is stretched to a certain length when pulled at a certain pressure. In this case, when the stretch length is very large and the drawn pressure is released, the thread is twisted Disclosure of the Invention Problems to be Solved by the Invention It is an object of the present invention to provide a metal thread which can be used as an embroidery thread and a fabrication thread for preventing a stretch of a thread when the thread is twisted in a different direction by twisting the thread in a certain direction.
  • the yarn is a yarn twisted 900 to 1100 times in a direction based on 1M, and a metal yarn is formed on the outer circumference of the yarn such that the yarn is twisted 1100 to 1300 times in a direction different from that of the yarn
  • the twist of the yarn can be improved, but the number of twists of the metal yarn is also loosened when the yarn is fed into the embroidery machine, and the thickness of the yarn suitable for the embroidery machine, And there is no consideration of physical properties such as elongation.
  • the development of the conductive yarn satisfying the strength and elongation suitable for the embroidery process application is advantageous for forming the electronic circuit pattern, so that it can be applied to the free curved surface and can be applied to the large area at low cost.
  • the added value can be improved.
  • the door trim is the interior finishing part of the door interior and occupies the second largest part of the car.
  • the door trim of the early automobile was a simple interior product that puts foam vinyl chloride sheet on the hard board of the flat plate, staples the surrounding finishing cloth with the staple on the back of the hard board and draws the design shape with high frequency welding on the surface. It is possible to form a complicated shape from a trim pad with a simple relief formed by molding a pressboard to resin door injection or a door pull handle by resin injection.
  • a skin trim material is applied to the surface of a door trim panel to provide a luxurious image in the room while imparting a soft touch to provide a more comfortable atmosphere to the occupant.
  • a sheet made of a PVC resin or a PVC resin / ABS resin mixture has been used as the skin of the door trim panel. Recently, according to the quality of automobile interior materials, real stitch) is being released.
  • the present invention provides a conductive embroidery fabric in which an embroidery pattern is formed on the skin layer using the conductive embroidery yarn and the electrode pattern is wrapped so as to be exposed on the entire surface of the skin layer, thus completing the present invention.
  • Another object of the present invention is to provide a conductive embroidery fabric that is embroidered using the conductive embroidery yarn.
  • the present invention provides a conductive embroidery yarn in which the number of strands of the conductive yarn is 2 to 4 strands, the number of twists is set to 600 or less per 1M, and the composite embroidery is integrally processed in one direction.
  • one strand fineness of the conductive thread is 30 to 100 denier based on the evaluation of the embroidery quality according to the tangling and trimming of the thread in the embroidery process, and the sum or denier of the same denier thread of the conductive thread And the fineness after the pendulum is 200 denier or less.
  • the conductive yarn is a conductive yarn in which an insulation yarn and a metal yarn are integrally or spirally wound around the skin layer;
  • a conductive thread plated with a metal in the insulating chamber may be used.
  • the present invention provides a conductive embroidery fabric having an embroidery pattern embossed by an embroidery process performed on the skin layer fabric at a density of 3 to 7 line / mm and an embroidery speed of 300 rpm or less.
  • the size of the embroidery pattern is preferably 10 mm or more in length and width.
  • the embroidery pattern in the conductive embroidery fabric may be a symbol pattern including up, down, left, and right arrows; Character patterns including Hangul or Roman characters; And a figure pattern including a circle, a triangle, and a rhombus; or a mixture of them.
  • the present invention can be applied to a fiber-type device in various industrial fields including an automobile interior touch sensor using the conductive embroidery fabric.
  • the present invention provides a fiber-type electric / electronic device applied to any one selected from the group of electric and electronic devices composed of a touch sensor of a vehicle interior, a pressure sensitive operation device, a power transfer circuit, and a signal processing circuit.
  • the present invention provides an automobile interior material which is formed by using the conductive embroidery fabric so as to wrap the electrode pattern so as to be exposed on the entire surface of the skin layer.
  • the present invention can provide a conductive embroidery fabric having advantages of light weight and high sensitivity by economizing using existing embroidery processing equipments as well as optimizing embroidery density and embroidery speed.
  • the conductive embroidery fabric of the present invention can be utilized as a fiber-type electric / electronic device in various industrial fields including an automobile interior touch sensor.
  • the conductive embroidery fabric is used, and by providing the automobile interior material, the space limit can be overcome by distributing or additionally installing the automobile operation device concentrated in the center fascia on the front of the driver.
  • the electrode pattern formed of the automotive conductive embroidery thread of the present invention by an embroidery process, it is possible to perform multimedia (music, moving picture, TV) and navigation operation, seat position operation, .
  • FIG. 1 is a view showing a step of processing a conductive embroidery yarn of the present invention
  • Fig. 2 is a schematic view of an embodiment in which the conductive embroidery yarns of the present invention are combined into two yarns
  • Fig. 3 shows yarn entanglement and thread trimming phenomenon as qualitative evaluation criteria for the properties of the conductive embroidery yarn of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a manufacturing process of a conductive embroidery fabric in which the conductive embroidery yarn of the present invention is applied to an embroidery process
  • Figure 5 is a conductive embroidery fabric completed according to the manufacturing process of Figure 4,
  • Figure 6 shows the embroidery quality according to the embroidery size in the process of manufacturing the conductive embroidery fabric of the present invention
  • FIG. 7 shows the definition of the normal embroidery density of the conductive embroidery fabric of the present invention
  • Fig. 9 is an enlarged photograph of an electrode pattern formed by the embroidery processing of the conductive embroidery yarn on the conductive embroidery fabric of Fig. 8;
  • the number of strands of the conductive yarn is 2 to 4 strands, the number of twists is set to 600 yarns per 1M, Thereby providing a conductive embroidery yarn processed in one direction.
  • the conductive yarn is a conductive yarn in which an insulating yarn and a metal yarn are jointly or spirally wound;
  • a conductive thread plated with a metal in the insulating chamber may be used.
  • the conductive yarn used in the present invention may be prepared by a known method or may be purchased from commercial products.
  • a conductive thread (hereinafter referred to as a "metal-plated metal chamber") in which an insulating chamber is plated with metal is described, but the present invention is not limited thereto.
  • the above-mentioned metal plating chamber is a commercial product in which conductive metal components such as silver and copper are plated by electrolytic plating.
  • FIG. 1 is a view showing steps of a process of a conductive embroidery yarn according to the present invention .
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the conductive embroidery yarns of the present invention are combined into two yarns.
  • the present invention can obtain the conductive embroidery yarn with improved embroidery quality by evaluating the embroidery quality according to the yarn tangling and yarn threading occurrence or not after the embroidery machine while satisfying the yarn strength and elongation required in the embroidery process application. That is, the conductive embroidery yarn of the present invention is optimized to the yarn count and twist count within the requirements that the yarn entanglement phenomenon and yarn phenomenon are not observed after the operation of the embroidery machine.
  • FIG. 3 shows thread entanglement and thread trimming phenomenon as qualitative evaluation criteria for the properties of the conductive embroidery yarn of the present invention.
  • the conductive embroidery yarn of the present invention is composed of the conductive yarn of the same material, the conductive yarn has a fineness of 30 to 100 denier, more preferably 30 to 70 denier.
  • the fineness of the conductive yarn after the overlapping between the same denier yarn and the yarn other than the denier should be 200 denier, preferably 150 or less. If the yarn fineness exceeds 200 denier, the thickness of the yarn fed into the embroidery machine It is not preferable because it becomes excessively thick and there is a problem in feeding to the feeder and the embroidery needle.
  • the number of strands of the conductive thread is preferably 2 to 4 strands, and more preferably 2 strands.
  • the twist number (TM), when introduced into the embroidery machine is less than 600 times per 1M, preferably 300 to 600 times, more preferably 550 to 600 times, Can be prevented.
  • twist processing is performed in one direction at a twisting speed of 9,000 to 10,000 RPM to perform joint processing.
  • the present invention provides a conductive embroidery fabric embroidered with embroidery patterns by embroidering the conductive embroidery yarn on the skin layer fabric with embroidery density of 3 to 7 line / mm and embroidery speed of 300 rpm or less.
  • the skin layer may be made of a nonconductive material such as nylon, polyester, acrylic, spandex, cotton, wool or silk.
  • the skin layer fabric is applied to any one of the group consisting of fabric, knitted fabric including tricot and knit, nonwoven fabric, leather and suede.
  • FIG. 4 is a process for manufacturing a conductive embroidery fabric according to an embroidery process using the conductive embroidery thread of the present invention
  • FIG. 5 shows a conductive embroidery fabric finished according to the manufacturing process.
  • the conductive embroidery fabric is influenced by the size and shape of the embroidery pattern of the conductive embroidery fabric according to the characteristics of the embroidery machine in which the needle is moved up and down at the same position and pushed into the skin layer fabric.
  • the preferred size of the embroidery pattern should be 10 mm or more in length and 10 mm or less in length.
  • the embroidery pattern is manufactured to have a size of less than 10 mm, Tangle " occurs.
  • FIG. 6 shows the embroidery quality according to the embroidery pattern size in the manufacturing process of the conductive embroidery fabric of the present invention. It is preferable that the embroidery size is at least 10 mm or more in length and the embroidery size is required to be adjusted as the precision is required.
  • FIG. 7 is a view showing the definition of the normal embroidery density of the manufacturing process of the conductive embroidery fabric of the present invention, wherein the embroidery density is defined as the number of contacts with the axis per 1 mm of the zigzag embroidery.
  • the embroidery density of the present invention is preferably 3 to 7 line / mm, and the embroidery speed is 300 rpm or less. If the embroidery density is less than 3 line / mm, it is undesirable because the contact area between threads is small and the resistance is high and the efficiency is not sufficient. If the line density exceeds 7 line / mm, the needle interferes with the immediately preceding embroidery thread, .
  • the embroidery speed exceeds 300 rpm, the same sweat speed is overlapped with the supply timing of the yarn, so that the yarn entanglement phenomenon is undesirable.
  • the embroidery speed is 400 rpm, thread entanglement occurs and the quality of the embroidery is deteriorated.
  • the embroidery fabric of the present invention is economical because it can be manufactured by using existing embroidery processing equipments as it is, and it is possible to provide a lightweight, highly sensitive conductive embroidery fabric by controlling the embroidery density and the embroidery speed.
  • the embroidery pattern may be a symbol pattern including upper, lower, left, and right arrows; Character patterns including Hangul or Roman characters; A figure pattern comprising circles, triangles and rhombus; Or a mixed pattern therebetween may be applied, and a desired pattern may be implemented on the skin layer fabric by an embroidery process.
  • the conductive embroidery yarn of the present invention can be used as a fiber-type device in various industrial fields including an automobile interior touch sensor because it is possible to provide a conductive embroidery fabric by itself through the joint processing between conductive yarns.
  • the conductive embroidery fabric can be utilized in a field of a fiber-type electric / electronic device comprising a pressure sensitive operation device including an automobile interior touch sensor, a circuit for electric power transfer, and a circuit for signal processing by maximizing physical properties such as lightness and conductivity .
  • the present invention provides an automobile interior material which is formed by using the conductive embroidery fabric so as to wrap the electrode pattern so as to be exposed on the entire surface of the skin layer.
  • FIGS. 8 and 9 are photographs of an actual picture of an automobile door trim applied to an automobile interior material made of the conductive embroidery fabric of the present invention, and enlarged the electrode pattern formed by the embroidery of the conductive embroidery fabric on the conductive embroidery fabric.
  • an interior material including an automobile interior trim and a trunk trim including a door trim, a head lining, a seat back surface, a console box, and an armrest.
  • an electrode pattern can be applied to the front member of an automobile.
  • the method of providing the automobile interior material using the conductive embroidery fabric may also be a method of wrapping the surface with the raw fabric, or a method of punching and molding the fabric between the fabrics.
  • the automobile interior material is made of conductive embroidery fabric and the electrode pattern is formed by the embroidery processing of the conductive embroidery yarn so that the space limit can be overcome by distributing or additionally installing the automobile operation device concentrated on the center fascia on the front side of the driver.
  • a conductive metal thread made of silver coated conductive fabric is prepared by electrolytic plating, and then a thread of the coated fabric is unwound and wound to obtain a conductive thread, 30D and 70D were selected as finenesses, and the number of strands was set to the number of strands and the number of twists was applied to an embroidery machine (Brother Innovis NV-950) and subjected to a joint processing at a speed of 10,000 rpm for application to an embroidery process. At this time, the electrical resistance value of the conductive yarn was 0.079 to 0.098? / Cm.
  • the conductive yarns of the finenesses 30D and 70D were evaluated for the properties of the conductive embroidery yarns according to the conditions at the time of crimping.
  • the conductive embroidery fabric prepared in Example 1 was used and a conductive embroidery fabric was manufactured by using an embroidery process on a polyester substrate.
  • the properties were evaluated by varying the embroidery density, embroidery speed and element size in the process, Are shown in Tables 2 to 4.
  • the embroidery density was varied from 2 to 10 line / mm as defined in FIG. 7, and the properties were evaluated by whether yarn entanglement and yarn occurrence shown in FIG. 3 occurred.
  • the conductive embroidery yarn prepared in Example 1 was subjected to embroidery processing at an embroidery density of 6 line / mm in order to evaluate the effect of embroidery speed on the following conditions.
  • the present invention provides a conductive embroidery yarn excellent in embroidery quality without thread entanglement and yarn breakage in the embroidery application by the joint processing between the conductive yarns.
  • the conductive embroidery yarn of the present invention is used as it is in the conventional embroidery process equipments, and the conductive embroidery fabric is advantageous in lightness and high sensitivity by optimizing the embroidery density and embroidery speed.
  • the present invention maximizes the physical properties of the conductive embroidery fabric in light weight and conductivity, and can be utilized in a field of a fiber-type electric / electronic device including a pressure sensitive operation device including an automobile interior touch sensor, a power transfer circuit and a signal processing circuit have.
  • the present invention provides an automobile interior material using a conductive embroidery fabric having an embroidery pattern formed therein, it is possible to overcome the spatial limitation by distributing or additionally installing an automobile operation device concentrated in the center fascia on the front of the driver.

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Abstract

본 발명은 전도성 자수사, 그를 이용한 전도성 자수원단 및 그 전도성 자수원단을 이용한 용도에 관한 것이다. 본 발명은 전도성 실을 자수 공정 적용에 적합한 강도와 신도를 충족하도록 합사하되, 1M 당 600회 이하의 꼬임수로 합연 가공 처리하여, 실의 엉킴 및 사절 없이 자수 품질이 우수한 전도성 자수사를 제공하고, 상기 전도성 자수사를 스킨층 원단 상에, 자수 밀도 및 자수 속도를 최적화하여 자수 공정을 수행하여 경량성과 고감성의 장점을 가지는 전도성 자수원단을 제공함으로써, 이를 자동차 실내 터치센서로 유용한 섬유형 전기전자 소자 및 자동차 내장재로 활용될 수 있다.

Description

전도성 자수사, 그를 이용한 전도성 자수원단 및 그 전도성 자수원단을 이용한 용도
본 발명은 전도성 자수사, 그를 이용한 전도성 자수원단 및 그 전도성 자수원단을 이용한 용도에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자수 공정 적용에 적합한 강도와 신도를 충족하도록 전도성 실을 1M 당 600회 이하의 꼬임수로 합연 가공 처리하여, 실의 엉킴 및 사절 없이 자수 품질이 우수한 전도성 자수사를 제공하고, 상기 전도성 자수사를 스킨층 원단에 최적화된 자수 밀도 및 자수 속도로 자수 처리하여, 자수 패턴을 형상화한 전도성 자수원단 및 그를 이용한 용도에 관한 것이다.
자수에는 수를 놓을 바탕지와 2종류의 사를 사용한다. 한 종류의 사는 모양을 놓는 자수용 실이고, 다른 종류의 사는 작은 보빈에 감겨 셔틀(북)속에 들어 있는 북사이다. 북사는 바탕지 뒷편에 위치하여 바탕지를 관통하여 내려온 자수용 실을 잡아주는 역할을 한다.
자수 침은 미싱의 바늘과 비슷하며, 바늘은 동일 위치에서 상하로 움직여 바탕지에 자수용 실을 찔러 넣는다. 이때, 바탕지는 쟈카드 장치에 의해 수 놓을 모양에 따라서 좌우로 움직인다.
자동 자수기는 천공카드를 사용하여 자수를 하는 것 외에, 기포의 구멍 열기 및 구멍 감치기 등을 자동으로 제어한다.
일반적으로, 자수용 실의 제조공정은 원사를 연사 및/또는 열세팅하는 공정으로 구성되는데, 일반적으로 생산되는 자수용 실의 경우, 일정 압력으로 당겼을 시에 일정 길이로 늘어나는데, 이때 길이의 신장이 매우 많고, 당겨진 압력이 해제되면, 실이 꼬여져 사용이 어려운 문제점이 있다.
최근 섬유분야에서는 외부의 환경, 자극을 감지하고 그에 맞춰 반응할 수 있는 스마트 섬유에 대한 관심이 높다. 이를 위해서는 섬유 자체에 전기가 흘러, 외부의 전기적 신호를 받고 이에 맞춰 작동할 수 있어야 한다.
즉, 기존의 섬유와는 달리 스마트 섬유는 섬유 자체에 전기가 흐를 수 있도록 섬유에 전도성을 부가하는 것으로 다가오는 미래의 섬유 소재로 나노 물질이나 전기성 물질을 기반으로 구리, 은, 탄소, 흑연과 같은 것들이 스마트 섬유의 재료로 활용될 수 있다.
그러나 전도성 섬유개발이 꾸준히 진행되고 있으나, 신축을 반복하면 전기적 특성을 쉽게 잃어버리고 쉽게 망가지는 단점을 가지는 있다.
특히, 전도성 실을 자수용으로 적용한 일례가 드물고, 이 경우, 전도성 자수사는 일반 자수용 실보다 굽힘 모듈러스가 강하고 신도가 약하여 자수 공정 적용 시, 실의 엉킴 현상 및 사절현상이 일어나 자수 품질을 저하시키게 된다.
대한민국특허 제1015563호에는 전력 공급 및 신호 전송선으로 활용할 수 있는 스마트 텍스타일용 전기전도성 금속복합자수사를 제공하고, 금속복합자수사 및 비전도성 원단으로 이루어지고, 비전도성 원단 위에 전기전도성 금속복합자수사가 자수형태로 회로를 형성하는 자수회로를 제공하고 있다.
그러나, 상기 발명에서 사용되는 금속복합자수사는 50∼300 데니어의 굵기를 가지는 섬유사 표면에 금속 필라멘트사를 커버링한 후, 이 실을 다수의 꼬임이 되도록 우연 및 좌연으로 합연하여 제조함으로써, 자수기에 투입되는 실의 굵기가 지나치게 굵기 때문에, 자수용도의 실로는 부적합하고, 자수 공정 적용 시, 실의 엉킴 현상 및 사절현상이 해소되지 못한다.
또한, 대한민국특허 제1197792호에는 일반적으로 생산되는 자수실의 경우, 일정 압력으로 당겼을 시에 일정 길이로 늘어나는데, 이때 길이의 신장이 매우 많고, 당겨진 압력이 해제되면, 실이 꼬여져 사용이 어려운 문제점을 개선하기 위하여, 원사를 일정방향으로 꼬고, 금속사를 다른 방향으로 꼬아 실을 당겼을 시에 늘어남을 방지하는 자수용 실, 원단제조용 실 등으로 사용할 수 있도록 한 금속실을 개시하고 있다.
그러나, 상기 발명에서, 원사는 1M를 기준으로 한 방향으로 900회∼1100회 꼬인 원사이고, 상기 원사 외주에 원사와는 다른 방향으로 금속사를 1100회∼1300회 꼬이도록 가공한 금속실을 제공하는 것으로, 실의 꼬임문제를 개선할 수는 있으나, 역시 금속실의 꼬임수는 자수기에 투입될 때 외부에 도드라져 풀어지는 문제가 발생하고, 자수기에 적용되기에 적합한 실의 굵기, 실의 강도 및 신도 등에 대한 물성적 고려가 없다.
따라서, 자수 공정 적용에 적합한 강도와 신도를 충족한 전도성 실의 개발은 전자회로 패턴 형성에 유리하므로, 자유 곡면에 적용할 수 있고 대면적에 저비용으로 적용할 수 있어 자동차뿐만 아니라 다양한 섬유 산업분야에 부가가치를 향상시킬 수 있다.
그럼에도 불구하고, 전도성 섬유 소재를 자동차 도어트림에 적용한 일례는 거의 보고된 바 없다.
자동차 도어트림(Door Trim)은 도어 실내 측의 안쪽 마감부품이며, 자동차의 두 번째로 넓은 부분을 차지한다. 초기 자동차의 도어트림은 평판의 하드보드에 발포염화비닐 시트를 씌우고 주위의 마무리하는 천을 하드보드 뒷면에 스테이플로 고정하고, 표면에는 고주파 용착으로 디자인 모양을 그리는 듯한 단순한 내장품이었으나, 수지성형기술의 진보에 따라 프레스 보드를 성형한 간단한 기복이 있는 트림 패드에서 수지 인젝션으로 도어 암레스트나 도어 풀 핸들까지 일체 성형한 복잡한 형상까지 가능해졌다.
또한, 자동차 도어트림 패널(Door Trim Panel)의 표면에는 실내에 고급스러운 이미지를 제공하면서 부드러운 감촉을 부여함으로써 탑승자에게 보다 안락한 분위기를 제공할 수 있도록 스킨(Skin) 소재가 적용되고 있다. 이때, 도어트림 패널의 스킨으로는 염화비닐수지(PVC 수지: Polyvinyl chloride resin) 또는 PVC 수지/ABS 수지 혼합물로 제조된 시트가 통용되어 왔는데, 최근에는 자동차 내장재의 고급화에 따라, 스킨에 실제로 스티치(real stitch)를 구현한 도어트림이 출시되고 있다.
이에, 본 발명자는 종래 문제점을 개선하고자 노력한 결과, 자수 공정 적용 시 실의 엉킴 및 사절없이 우수한 자수 품질을 달성할 수 있도록 전도성 실의 합사 가닥 수 및 꼬임 수를 최적화하여 합연 가공한 전도성 자수사를 제공하고, 상기 전도성 자수사를 이용하여 스킨층 원단에 자수 패턴을 형상화한 전도성 자수원단을 제공하고, 상기 전극패턴이 스킨층 원단 전면에 노출되도록 감싸지는 방식으로 성형된 자동차 내장재를 제공함에 따라, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 실의 엉킴 및 사절없이 자수 품질이 개선된 전도성 자수사를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전도성 자수사를 이용하여 자수 처리된 전도성 자수원단을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 전도성 자수원단을 이용한 용도를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전도성 실의 합사 가닥 수가 2 내지 4 가닥이고, 1M 당 600회 이하의 꼬임수로 설정하고, 일방향으로 합연 가공된 전도성 자수사를 제공한다.
이때, 자수 공정시 실의 엉킴 및 사절여부에 따른 자수 품질평가를 근거하여, 상기 전도성 실의 한 가닥 섬도는 30 내지 100 데니어이며, 상기 전도성 실의 동일 데니어 실간의 합사 또는 데니어가 다른 실간의 합사로 이루어진, 합사 이후의 섬도가 200 데니어 이하가 되도록 제어하는 것이다.
상기 전도성 실은 스킨층 원단 절연사와 금속사가 합연 또는 방적된 전도성 실; 방사 과정에서 전도성 입자를 혼입하여 제조된 복합재료 형태의 전도성 실; 및 절연성 실에 금속을 도금한 전도성 실;로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명은 이상의 전도성 자수사를 스킨층 원단 상에, 자수 밀도 3 내지 7 line/㎜ 및 자수 속도 300 rpm 이하의 요건으로 수행된 자수 공정에 의해, 자수 패턴이 형상화된 전도성 자수원단을 제공한다.
이때, 자수 패턴의 크기는 가로 및 세로 길이가 10㎜ 이상으로 제조되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전도성 자수원단에서 자수 패턴은 상하좌우 화살표를 포함하는 기호 패턴; 한글 또는 로마자를 포함하는 문자 패턴; 및 원, 삼각형 및 마름모를 포함하는 도형패턴;으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 그들간의 혼합형태으로 형상화된 것이다.
나아가, 본 발명은 상기 전도성 자수원단을 이용하되, 자동차 실내 터치센서를 비롯한 다양한 산업분야의 섬유형 소자로서 유용하게 적용할 수 있다.
구체적으로, 자동차 실내의 터치센서, 압력 감응 조작 장치, 전력 이송용 회로 및 신호 처리용 회로로 이루어진 전기전자 소자 군에서 선택되는 어느 하나에 적용되는 섬유형 전기전자 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 자수원단을 이용하되, 전극패턴이 스킨층 원단 전면에 노출되도록 감싸지는 방식으로 성형된 자동차 내장재를 제공한다.
본 발명에 따라, 전도성 실간의 합연 가공에 의해, 자수 적용 시 실의 엉킴 및 사절 없이 자수 품질이 우수한 전도성 자수사를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존의 자수공정설비를 그대로 이용하여 경제적이며, 자수 밀도 및 자수 속도를 최적화하여 경량성, 고감성의 장점을 가지는 전도성 자수원단을 제공할 수 있다.
나아가 본 발명은 상기 전도성 자수원단을 자동차 실내 터치센서를 비롯한 다양한 산업분야의 섬유형 전기전자 소자로서 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 자수원단을 이용하되, 자동차 내장재를 제공함에 따라, 운전자 전면의 센터페시아에 집중된 자동차 조작 장치를 공간상으로 분배 또는 추가 설치하여 공간적 한계를 극복할 수 있다.
따라서, 소재 및 기타 기술적 문제에 막혀 컨트롤러 배치가 상대적으로 적었던 공간에 감성 자동차용 신개념 컨트롤러를 적용하여 제품 경쟁력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 자동차 전도성 자수사로 형성된 전극패턴을 자수 공정에 의해 용이하게 형성함으로써, 멀티미디어(음악, 동영상, TV) 및 네비게이션 조작, 시트 포지션 조작, 자동차 윈도우 조작을 자동차 전공간에서 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전도성 자수사의 가공공정을 단계별로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 전도성 자수사가 2 합사로 합연된 실시일례의 모식도이고,
도 3은 본 발명의 전도성 자수사의 물성에 대한 정성평가기준으로서 실의 엉킴 및 실의 사절 현상을 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명의 전도성 자수사를 자수 공정에 적용한 전도성 자수원단의 제조공정을 나타낸 것이고,
도 5는 도 4의 제조공정에 따라 완성된 전도성 자수원단이고,
도 6은 본 발명의 전도성 자수원단의 제조공정에서 자수 크기에 따른 자수 품질을 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 전도성 자수원단의 제조공정상 자수 밀도의 정의를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 전도성 자수원단을 이용한 자동차 도어트림의 실제 사진이고,
도 9는 도 8의 전도성 자수원단에 전도성 자수사의 자수처리에 의해 형성된 전극패턴을 확대한 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 자수 공정 적용 시 요구되는 실의 일정 강도와 신도를 충족하는 전도성 자수사를 제공하기 위하여, 전도성 실의 합사 가닥 수가 2 내지 4 가닥이고, 1M 당 600회 이하의 꼬임수로 설정하고, 일 방향으로 합연 가공된 전도성 자수사를 제공한다.
이때, 상기에서 전도성 실은 절연사와 금속사가 합연 또는 방적된 전도성 실; 방사 과정에서 전도성 입자를 혼입하여 제조된 복합재료 형태의 전도성 실; 및 절연성 실에 금속을 도금한 전도성 실;로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 전도성 실은 공지된 방법에 의해 제조되거나 상용제품을 구입하여 사용할 수 있다.
더욱 바람직한 일례로, 본 발명의 실시예에서는 절연성 실에 금속을 도금한 전도성 실(이하, '금속도금실'이라 함)을 채택하여 설명하고 있으나, 이에 한정되지는 아니할 것이다. 이때, 상기 금속도금실은 전해도금법에 의해 은, 구리 등의 통전성의 금속성분이 도금된 상용제품을 사용한다.
도 1은 본 발명의 전도성 자수사의 가공공정을 단계별로 도시한 것으로서, 도 2는 본 발명의 전도성 자수사가 2 합사로 합연된 실시일례를 나타낸다.
또한, 본 발명은 자수 공정 적용 시 요구되는 실의 강도 및 신도를 충족하면서 자수기 통과 이후 실의 엉킴 및 사절 발생유무에 따라 자수 품질을 평가함으로써, 자수 품질이 개선된 전도성 자수사를 얻을 수 있다. 즉, 본 발명의 전도성 자수사는 자수기 작업 이후 실의 엉킴 현상 및 사절현상이 관찰되지 않는 요건 이내의 합사 가닥 수 및 꼬임 수로 최적화된다.
이때, 도 3은 본 발명의 전도성 자수사의 물성에 대한 정성평가기준으로서 실의 엉킴 및 실의 사절 현상을 나타낸 것이다.
본 발명의 전도성 자수사는 동일소재의 전도성 실간의 합사로 이루어짐에 따라, 전도성 효율향상에 유리하고, 이때, 전도성 실의 한 가닥 섬도는 30 내지 100 데니어, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 데니어이다.
상기 전도성 실이 동일 데니어 실간의 합사 또는 데니어가 다른 실간의 합사 이후의 섬도는 200 데니어, 바람직하게는 150 이하이어야 하며, 이때, 상기 합사 섬도가 200 데니어를 초과하면, 자수기에 투입되는 사의 굵기가 지나치게 두꺼워져 피더와 자수바늘에 공급시 문제가 있어 바람직하지 않다.
상기 전도성 실의 합사 가닥 수는 2 내지 4 가닥이 바람직하고, 2 합사가 더욱 바람직하다. 또한, 꼬임 수(TM)는 자수기에 투입 시, 1M 당 600 회 이하, 바람직하게는 300 내지 600 회, 더욱 바람직하게는 550 내지 600 회를 충족할 때, 도 3에 제시된 실의 엉킴 및 사절 발생을 방지할 수 있다.
이때, 최적화된 합사 가닥 수 및 꼬임 수가 결정되면, 꼬임속도 9,000 내지 10,000RPM 범위에서 일방향으로 꼬임 공정을 수행하여 합연 가공한다.
본 발명은 상기의 전도성 자수사를 스킨층 원단 상에, 자수 밀도 3 내지 7 line/㎜ 및 자수 속도 300 rpm 이하의 요건으로 자수 처리하여, 자수 패턴이 형상화된 전도성 자수원단을 제공한다.
상기 스킨층 원단은 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 스판덱스, 면, 양모, 실크 등의 비전도성 재질이 가능하다. 이러한 스킨층 원단은 직물, 트리코트와 니트를 포함하는 편물, 부직포, 피혁 및 스웨이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 형태에 적용된다.
도 4는 본 발명의 전도성 자수사를 이용한 자수 공정에 따른 전도성 자수원단의 제조공정이고, 도 5는 상기 제조공정에 따라 완성된 전도성 자수원단을 나타낸다.
이때, 전도성 자수원단은 동일 위치에서 바늘이 상하로 움직여 스킨층 원단에 찔러 넣는 방식의 자수기 특성에 따라, 전도성 자수원단의 자수 패턴의 크기 및 모양에 따라 영향을 받는다.
본 발명의 전도성 자수원단에 있어서, 자수 패턴의 바람직한 크기는 가로 및 세로의 길이가 10㎜ 이상으로 제조되어야 하며, 10㎜ 미만의 크기로 제작되면, 동일 위치에 바늘이 반복적으로 찔러 넣는 과정에서 실의 엉킴 및 사절이 발생한다.
도 6은 본 발명의 전도성 자수원단의 제조공정에서 자수 패턴 크기에 따른 자수 품질을 도시한 것으로서, 자수 크기가 최소 가로, 세로 10㎜ 이상이 바람직하며 정밀함이 요구될수록 자수크기의 조절이 요구된다.
도 7은 본 발명의 전도성 자수원단의 제조공정상 자수 밀도의 정의를 도시한 것으로서, 상기 자수 밀도는 지그재그 자수의 1㎜ 수폭당 축과의 접점 개수로 정의한다.
본 발명의 자수 밀도는 3 내지 7 line/㎜이 바람직하고, 자수 속도는 300 rpm 이하의 요건으로 자수 공정을 수행한다. 이때, 자수 밀도가 3 line/㎜ 미만이면, 실 간의 접촉면적이 작아 저항이 높아져 효용성이 부족해 바람직하지 않고, 7 line/㎜를 초과하면, 바늘이 직전 자수실에 간섭하여 실간의 엉킴이 발생한다.
또한, 자수 속도가 300 rpm을 초과하면, 같은 땀 놓는 속도와 실의 공급 타이밍이 오버랩 되어 실의 엉킴현상이 발생되어 바람직하지 않다. 본 발명의 실시예에서는 자수 속도 400 rpm으로 수행한 경우 실의 엉킴이 발생하여 자수 품질저하를 확인할 수 있다.
본 발명의 자수원단은 기존의 자수공정설비를 그대로 이용하여 제조 가능하므로 경제적이며, 이상의 자수 밀도 및 자수 속도로 제어함으로써, 경량성, 고감성의 전도성 자수원단을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 전도성 자수원단에 있어서, 자수 패턴은 상하좌우 화살표를 포함하는 기호 패턴; 한글 또는 로마자를 포함하는 문자 패턴; 원, 삼각형 및 마름모를 포함하는 도형패턴; 에서 선택되는 단독 또는 그들간의 혼합패턴이 적용될 수 있으며, 자수 공정에 의해 스킨층 원단 상에 원하는 패턴을 구현할 수 있다.
나아가, 본 발명의 전도성 자수사는 전도성 실간의 합연 가공에 의해, 그 자체로 전도성을 띤 자수원단 제공이 가능하므로 자동차 실내 터치센서를 비롯한 다양한 산업분야의 섬유형 소자로서 활용될 수 있다.
구체적으로는, 전도성 자수원단은 경량성과 전도성을 물성을 극대화하여, 자동차 실내 터치센서를 비롯한 압력 감응 조작 장치, 전력 이송용 회로 및 신호 처리용 회로로 이루어진 섬유형 전기전자 소자분야에 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 자수원단을 이용하되, 전극패턴이 스킨층 원단 전면에 노출되도록 감싸지는 방식으로 성형된 자동차 내장재를 제공한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 전도성 자수원단으로 이루어진 자동차 내장재로 적용된 자동차 도어트림의 실제 사진이고, 상기 전도성 자수원단에 전도성 자수사의 자수처리에 의해 형성된 전극패턴을 확대한 사진이다.
구체적으로는, 도어트림, 헤드라이닝, 시트 백(back)면, 콘솔박스 및 암레스트를 포함하는 자동차 실내 내장재 및 트렁크트림을 포함하는 내장재를 포함할 수 있으며, 다만 본 발명의 실시예에서는 도어트림에 한정하여 설명하고 있으나, 자동차 내장 전면 부재에 전극패턴을 실시할 수 있음은 당연히 이해될 것이다.
또한, 전도성 자수원단을 이용하여 자동차 내장재를 제공하는 방법 역시 원단으로 표면을 감싸는 방식이나, 원단간 합포하여 성형 금형에 찍어내는 방식이 적용될 수 있다.
이상의 자동차 내장재에 전도성 자수원단을 이용하여 전도성 자수사의 자수처리에 의해 전극패턴을 형성함으로써, 운전자 전면의 센터페시아에 집중된 자동차 조작 장치를 공간상으로 분배 또는 추가 설치하여 공간적 한계를 극복할 수 있다.
또한, 소재 및 기타 기술적 문제에 막혀 컨트롤러 배치가 상대적으로 적었던 공간에 감성 자동차용 신개념 컨트롤러를 적용하여 제품 경쟁력을 높일 수 있다.
본 발명의 자동차 전도성 자수사로 형성된 전극패턴을 자수 공정에 의해 용이하게 형성함으로써, 멀티미디어(음악, 동영상, TV) 및 네비게이션 조작, 시트 포지션 조작, 자동차 윈도우 조작을 자동차 전공간에서 수행할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1∼5> 전도성 자수사의 제조
전해 도금 방식을 통해 은이 코팅된 전도성 원단을 제조한 후, 코팅된 원단의 실을 다시 풀어서 권취하여 제조된, 금속도금실(X static, 미국)을 전도성 실로 사용하되, 상기 전도성 실의 한 가닥의 섬도가 30D 및 70D를 택일하여, 합사 가닥수 및 꼬임 수로 설정하여 자수기(브라더 이노비스 NV-950)에 투입하여 자수공정에 적용하기 위하여 10,000rpm의 속도로 합연 가공하였다. 이때, 전도성 실의 전기저항 값은 0.079 내지 0.098 Ω/㎝이었다.
이때, 도 3에 제시된 합사 이후 실의 엉킴 및 사절 발생여부를 관찰하여, 실의 엉킴 및 사절이 발생되지 않는 자수 품질이 확인된 전도성 자수사로 최적화하였다.
<실험예 1> 전도성 실의 합사 가닥 수 및 꼬임 수에 따른 물성평가
상기 섬도 30D 및 70D의 전도성 실에 대하여, 합사 시 조건에 따른 전도성 자수사의 물성을 평가하였다.
이때, 전도성 실의 강도 및 신도 물성에 대한 정성평가기준은 도 3에 제시된 바와 같이 육안으로 판단된 실의 엉킴 및 사절 발생여부로 판단하였다.
Figure PCTKR2018011395-appb-I000001
<실시예 6∼10> 전도성 자수사를 이용한 전도성 자수원단의 제조
상기 실시예 1에서 제조된 전도성 자수사를 사용하고 폴리에스테르 기재상에 자수 공정을 이용하여 전도성 자수원단을 제조하고, 공정 상 자수 밀도, 자수 속도 및 소자크기를 달리하여 물성을 평가하여 그 결과를 표 2 내지 표 4에 기재하였다.
<실험예 2> 자수 공정에 따른 전도성 자수원단의 물성평가
상기 제조된 전도성 자수원단의 자수 공정에 있어서, 자수 밀도 및 자수 속도의 수행조건과 자수원단의 패턴 크기에 따른 물성을 평가하였다.
1. 자수 밀도에 따른 물성평가
도 7에서 정의된 바대로 자수 밀도를 2 내지 10 line/㎜ 별로 달리하고, 도 3에 제시된 실의 엉킴 및 사절 발생여부로 물성을 평가하였다.
Figure PCTKR2018011395-appb-I000002
2. 자수 속도에 따른 물성평가
상기 실시예 1에서 제조된 전도성 자수사를 자수 밀도 6 line/㎜로 자수 공정을 수행할 때, 자수 속도별 영향을 평가하기 위하여 하기 조건으로 수행하였다.
Figure PCTKR2018011395-appb-I000003
3. 자수원단의 패턴 크기에 따른 물성평가
상기 실시예 1에서 제조된 전도성 자수사를 자수 밀도 6 line/㎜로 자수 공정을 수행하여 섬유형 소자를 제조할 때, 소자의 크기별(가로 및 세로 길이) 영향을 평가하기 위하여 하기 조건으로 수행하였다.
Figure PCTKR2018011395-appb-I000004
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전도성 실간의 합연 가공에 의해 자수 적용 시 실의 엉킴 및 사절 없이 자수 품질이 우수한 전도성 자수사를 제공하였다.
본 발명의 전도성 자수사를 기존의 자수공정설비 그대로 이용하여 경제적이며, 자수 밀도 및 자수 속도를 최적화하여 경량성, 고감성의 장점을 가지는 전도성 자수원단을 제공하였다.
나아가, 본 발명은 전도성 자수원단의 경량성과 전도성을 물성을 극대화하여, 자동차 실내 터치센서를 비롯한 압력 감응 조작 장치, 전력 이송용 회로 및 신호 처리용 회로로 이루어진 섬유형 전기전자 소자분야에 활용될 수 있다.
또한, 본 발명은 자수 패턴이 형상화된 전도성 자수원단을 이용하여 자동차 내장재를 제공함에 따라, 운전자 전면의 센터페시아에 집중된 자동차 조작 장치를 공간상으로 분배 또는 추가 설치하여 공간적 한계를 극복할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (9)

  1. 전도성 실의 합사 가닥 수가 2 내지 4 가닥이고, 1M 당 600회 이하의 꼬임수로 설정하고, 일 방향으로 합연 가공된 전도성 자수사.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전도성 실이 한 가닥의 섬도 30 내지 100 데니어인 것을 특징으로 하는 전도성 자수사.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전도성 실이 동일 데니어 실간의 합사 또는 데니어가 다른 실간의 합사 이후의 섬도가 200 데니어 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 자수사.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 실이 절연사와 금속사가 합연 또는 방적된 전도성 실; 방사 과정에서 전도성 입자를 혼입하여 제조된 복합재료 형태의 전도성 실; 및 절연성 실에 금속을 도금한 전도성 실;로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성 자수사.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 전도성 자수사를 스킨층 원단 상에,
    자수 밀도 3 내지 7 line/㎜ 및
    자수 속도 300 rpm 이하로 자수 패턴이 형상화된 전도성 자수원단.
  6. 제5항에 있어서, 상기 자수원단의 자수 패턴이 가로 및 세로 길이가 10㎜ 이상의 크기인 것을 특징으로 하는 전도성 자수원단.
  7. 제5항에 있어서, 상기 자수 패턴이 상하좌우 화살표를 포함하는 기호 패턴; 한글 또는 로마자를 포함하는 문자 패턴; 또는 원, 삼각형 및 마름모를 포함하는 도형패턴;으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 그들간의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 전도성 자수원단.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 전도성 자수원단을 이용하되,
    자동차 실내의 터치센서, 압력 감응 조작 장치, 전력 이송용 회로 및 신호 처리용 회로로 이루어진 전기전자 소자 군에서 선택되는 어느 하나에 적용된 섬유형 전기전자 소자.
  9. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 전도성 자수원단을 이용하되,
    전극패턴이 스킨층 원단 전면에 노출되도록 감싸지는 방식으로 적용된 한 자동차 내장재.
PCT/KR2018/011395 2017-09-29 2018-09-27 전도성 자수사, 그를 이용한 전도성 자수원단 및 그 전도성 자수원단을 이용한 용도 WO2019066474A1 (ko)

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