KR102104267B1

KR102104267B1 - 3중 레이어 원단 제조 장치 및 이를 이용한 스마트 의류용 원단 제조 방법

Info

Publication number: KR102104267B1
Application number: KR1020180121167A
Authority: KR
Inventors: 홍석일; 차희철; 고재훈; 이우성
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-04-27
Anticipated expiration: 2038-10-11
Also published as: KR20200041418A

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 원단을 이용한 스마트 의류의 회로 체계의 내구성을 향상시키고 손상을 방지할 수 있도록 원단 상에 회로 체계를 인쇄하고, 인쇄된 회로 체게 상에 코팅을 수행하여 원단을 제조하는 장치를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 3중 레이어 원단 제조 장치는, 원단으로 형성되는 제1레이어의 표면 상에 전도성 잉크를 이용해서 회로 체계를 인쇄하여 제2레이어를 형성하고, 코팅액을 제2레이어 상에 분사하여 제3레이어를 형성함으로써, 제1레이어 내지 제3레이어를 구비하는 스마트원단을 형성하는 레이어형성부; 레이어형성부로부터 스마트원단을 전달 받고, 스마트원단에 열에너지를 제공하여 제3레이어를 건조시키는 건조부; 일 부위는 레이어형성부와 결합하고 타 부위는 건조부와 결합하며, 레이어형성부로부터 전달 받은 스마트원단을 건조부로 이송시키는 이송부; 및 레이어형성부, 건조부, 또는 이송부에 제어 신호를 전달하여 레이어형성부, 건조부, 또는 이송부 중 어느 하나에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함한다.

Description

3중 레이어 원단 제조 장치 및 이를 이용한 스마트 의류용 원단 제조 방법 {APPARATUS FOR MANUFACTURING TIRPLE LAYER FABRIC AND METHOD FOR MANUFACTURING FABRIC FOR SMART APPAREL USING THE SAME}

본 발명은 3중 레이어 원단 제조 장치 및 이를 이용한 스마트 의류용 원단 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 원단을 이용한 스마트 의류의 회로 체계의 내구성을 향상시키고 손상을 방지할 수 있도록 원단 상에 회로 체계를 인쇄하고, 인쇄된 회로 체게 상에 코팅을 수행하여 원단을 제조하는 장치에 관한 것이다.

최근 웨어러블 디바이스 등의 발달로 인하여, 웨어러블 디바이스와 연결 가능하거나 그 자체 내 흐르는 전류를 이용하여 센싱을 수행하는 스마트 의류에 대한 연구 개발이 증가하고 있다.

이와 같은 스마트 의류를 위한 원단 및 관련 제품을 제작하는 경우, 각각의 전자 소자 간의 연결을 위한 회로 체계가 원단에 포함되는데, 이와 같이 원단에 포함되는 회로 체계는 스마트 의류를 착용한 사용자의 활동 또는 스마트 의류에 대한 세탁 시 구겨짐 및 침수에 의해 내구성이 저하되거나 손상된다는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1377583호(발명의 명칭: 전기나 신호를 전송하기 위한 의류용 전도성 구조물)에서는, 의류와 같은 섬유에 전도사로 박음질을 하여 재봉라인을 형성하고, 상기 재봉라인이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위하여 상기 재봉라인의 상부에 보호테이프를 피복시키는 것을 특징으로 하여, 전도사 자체를 직접 자수 등의 바느질을 통해 전기적 신호를 전달하고, 세탁이나 비 등의 외부환경으로부터 전기적 특성을 유지할 수 있는 의류용 전도성 구조물이 개시되어 있다.

대한민국 등록특허 제10-1377583호, 대한민국 등록특허 제10-1858240호, 대한민국 등록특허 제10-1897036호, 대한민국 출원특허 제10-2017-0098471호, 대한민국 출원특허 제10-2017-0119690호, 대한민국 출원특허 제10-2018-0051621호, 대한민국 출원특허 제10-2018-0059909호, 대한민국 출원특허 제10-2018-0065417호, 대한민국 출원특허 제10-2018-0065418호, 대한민국 출원특허 제10-2018-0070262호, 대한민국 출원특허 제10-2018-0112270호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 포함된 회로 체계의 내구성이 향상된 스마트 의류를 제작하기 위한 원단을 제조하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 원단으로 형성되는 제1레이어의 표면 상에 전도성 잉크를 이용해서 회로 체계를 인쇄하여 제2레이어를 형성하고, 코팅액을 상기 제2레이어 상에 분사하여 제3레이어를 형성함으로써, 제1레이어 내지 제3레이어를 구비하는 스마트원단을 형성하는 레이어형성부; 상기 레이어형성부로부터 상기 스마트원단을 전달 받고, 상기 스마트원단에 열에너지를 제공하여 상기 제3레이어를 건조시키는 건조부; 일 부위는 상기 레이어형성부와 결합하고 타 부위는 상기 건조부와 결합하며, 상기 레이어형성부로부터 전달 받은 상기 스마트원단을 상기 건조부로 이송시키는 이송부; 및 상기 레이어형성부, 상기 건조부, 또는 상기 이송부에 제어 신호를 전달하여 상기 레이어형성부, 상기 건조부, 또는 상기 이송부 중 어느 하나에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 레이어형성부는, 전도성 잉크를 저장하는 잉크탱크, 상기 잉크탱크와 결합하고, 상기 잉크탱크로부터 전도성 잉크를 전달 받아 상기 제1레이어 상에 전도성 잉크를 이용해서 회로 체계를 인쇄하는 전사헤드, 코팅액을 저장하는 코팅액탱크, 및 상기 코팅액탱크와 결합하고, 상기 코팅액탱크로부터 코팅액을 전달 받아 상기 제2레이어 상에 코팅액을 분사하는 코팅액분사기,를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 코팅액분사기는, 상기 코팅액을 분사하는 노즐, 및 상기 노즐과 상기 코팅액탱크 사이에 형성되어 상기 코팅액탱크로부터 상기 노즐로 유동하는 코팅액에 압력을 제공하는 코팅액펌프,를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 레이어형성부는, 코팅액의 압력 또는 상기 노즐과 상기 제2레이어 간 거리를 센싱하는 복합센서를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 레이어형성부와 결합하고, 상기 레이어형성부를 3차원 방향으로 구동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 레이어형성부는 복수 개 형성되고, 각각의 레이어형성부는 일렬로 배열될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 건조부는, 상기 스마트원단을 통과시키면서 열에너지를 제공하여 상기 스마트원단을 건조시키는 히팅기, 상기 히팅기를 통과한 상기 스마트원단을 권취하는 권취롤러, 및 상기 히팅기 및 상기 권취롤러와 결합하며, 상기 히팅기에 전기에너지를 공급하고 상기 권취롤러를 구동시키는 건조부운용기,를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 이송부는, 상기 레이어형성부로부터 상기 건조부로 상기 스마트원단을 이송시키는 컨베이어, 및 상기 레이어형성부의 구김 여부를 센싱하는 접촉센서,를 구비할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 상기 레이어형성부로 상기 제1레이어가 투입되는 단계; ii) 상기 제1레이어의 표면에 대한 전도성 잉크를 이용한 인쇄가 상기 레이어형성부에 의해 수행되어 회로 체계인 상기 제2레이어가 형성되는 단계; iii) 상기 제2레이어 상에 코팅액을 이용한 코팅이 상기 레이어형성부에 의해 수행되어 상기 제3레이어가 형성됨으로써, 상기 스마트원단이 형성되는 단계; iv) 상기 레이어형성부를 통과한 상기 스마트원단이 상기 이송부에 의해 상기 건조부로 이송되는 단계; 및 v) 상기 스마트원단이 상기 건조부를 통과하면서 상기 제3레이어에 대한 건조가 수행되는 단계;를 포함한다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 원단 상에 회로 체계를 인쇄하고, 인쇄된 회로 체게 상에 코팅을 수행하여 원단을 제조할 수 있도록 함으로써, 이와 같은 원단을 이용한 스마트 의류의 회로 체계의 내구성을 향상시키고 손상을 방지할 수 있다는 것이다.

그리고, 본 발명의 효과는, 원단에 대한 인쇄 및 코팅 공정과, 원단에 대한 건조 공정이 하나의 장치에서 수행되어, 제조 효율을 증대시켜 제조 비용을 감소시킬 수 있다는 것이다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3중 레이어 원단 제조 장치에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어형성부에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어형성부의 일 부위가 배열된 사항에 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어형성부에 대한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트원단에 대한 이미지이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 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(접속, 접촉, 결합)"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.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3중 레이어 원단 제조 장치에 대한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어형성부(100)에 대한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어형성부(100)의 일 부위가 배열된 사항에 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이어형성부(100)에 대한 측면도이다.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 3중 레이어 원단 제조 장치는, 원단으로 형성되는 제1레이어(11)의 표면 상에 전도성 잉크를 이용해서 회로 체계를 인쇄하여 제2레이어(12)를 형성하고, 코팅액을 제2레이어(12) 상에 분사하여 제3레이어(13)를 형성함으로써, 제1레이어(11) 내지 제3레이어(13)를 구비하는 스마트원단(10)을 형성하는 레이어형성부(100); 레이어형성부(100)로부터 스마트원단(10)을 전달 받고, 스마트원단(10)에 열에너지를 제공하여 제3레이어(13)를 건조시키는 건조부(200); 일 부위는 레이어형성부(100)와 결합하고 타 부위는 건조부(200)와 결합하며, 레이어형성부(100)로부터 전달 받은 스마트원단(10)을 건조부(200)로 이송시키는 이송부(300); 및 레이어형성부(100), 건조부(200), 또는 이송부(300)에 제어 신호를 전달하여 레이어형성부(100), 건조부(200), 또는 이송부(300) 중 어느 하나에 대한 제어를 수행하는 제어부(410);를 포함한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 레이어형성부(100)와 건조부(200)는 서로 이격되어 설치되고, 레이어형성부(100)와 건조부(200) 사이에 레이어형성부(100) 및 건조부(200)와 결합하는 이송부(300)가 형성되어, 레이어형성부(100)를 통과하여 형성되는 스마트원단(10)이 이송부(300)에 의해 이송되어 건조부(200)로 투입될 수 있다. 그리고, 레이어형성부(100)는 하우징(420)의 내부에 형성되고, 하우징(420)의 일 측면에 제어부(410)가 결합될 수 있다.

전도성 잉크는 페이스트 잉크, 금속염 잉크 및 나노 잉크로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 잉크로 형성될 수 있다. 그리고, 코팅액은, 합성수지, 실리콘 등 회로 체계인 제2레이어(12)를 보호하면서 제2레이어(12)를 절연시킬 수 있는 물질일 수 있다. 여기서, 코팅액이 제2레이어(12) 상에 분사되어 제3레이어(13)가 형성되는 경우, 제3레이어(13)는 제2레이어(12)를 보호하기 위하여 제2레이어(12)의 표면을 포함한 제2레이어(12)의 노출 부위를 모두 커버하도록 형성되며, 이에 따라, 제3레이어(13)의 일 부위는 제2레이어(12)와 접촉하고 제3레이어(13)의 타 부위는 제1레이이어와 접촉하도록 제3레이어(13)가 형성될 수 있다.

도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 레이어형성부(100)는, 전도성 잉크를 저장하는 잉크탱크(120), 잉크탱크(120)와 결합하고, 잉크탱크(120)로부터 전도성 잉크를 전달 받아 제1레이어(11) 상에 전도성 잉크를 이용해서 회로 체계를 인쇄하는 전사헤드(110), 코팅액을 저장하는 코팅액탱크(140), 및 코팅액탱크(140)와 결합하고, 코팅액탱크(140)로부터 코팅액을 전달 받아 제2레이어(12) 상에 코팅액을 분사하는 코팅액분사기(130),를 구비할 수 있다.

전사헤드(110)는 원단인 제1레이어(11)의 표면에 대해 열 전사를 수행할 수 있고, 잉크탱크(120)와 결합하여 잉크탱크(120)로부터 전도성 잉크를 전달 받아 제1레이어(11)의 표면에 대해 잉크젯 프린트 방식으로 프린팅을 수행할 수 있다. 그리고, 도 3에서 보는 바와 같이, 전사헤드(110)는 적어도 하나 이상의 연결관(111)을 구비하고, 연결관(111)이 잉크탱크(120)에 인입되어 잉크탱크(120)로부터 전사헤드(110)로 유동하는 전도성 잉크에 유로를 제공할 수 있다. 또한, 전사헤드(110)는 펌프 기능을 구비하여 잉크탱크(120)로부터 전사헤드(110)로 유동하는 전도성 잉크에 가변하는 압력을 제공함으로써 전도성 잉크의 유동 속도가 제어되면서 전도성 잉크가 유동할 수 있다.

코팅액분사기(130)는, 코팅액을 분사하는 노즐(131), 및 노즐(131)과 코팅액탱크(140) 사이에 형성되어 코팅액탱크(140)로부터 노즐(131)로 유동하는 코팅액에 압력을 제공하는 코팅액펌프(132),를 구비할 수 있다. 여기서, 레이어형성부(100)는 노즐(131)을 고정 지지시키는 고정지지판(160)을 더 구비하며, 고정지지판(160)에는 코팅액이 통과할 수 있는 코팅액유동홀(161)이 구비될 수 있다. 그리고, 레이어형성부(100)는, 코팅액의 압력 또는 노즐(131)과 제2레이어(12) 간 거리를 센싱하는 복합센서(150)를 더 구비할 수 있다. 여기서, 고정지지판(160)은, 전사헤드(110)와 결합하여 전사헤드(110)도 고정 지지시킬 수 있고, 복합센서(150)와 결합하여 복합센서(150)도 고정 지지시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 3중 레이어 원단 제조 장치는, 레이어형성부(100)와 결합하고, 레이어형성부(100)를 3차원 방향으로 구동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 구동부는 고정지지판(160)과 결합하여 고정지지판(160)을 3차원 방향으로 이동시킴으로써 레이어형성부(100)가 3차원 방향으로 구동되게 할 수 있다.

코팅액펌프(132)는 고정지지판(160)과 결합하여 고정 지지되며, 코팅액펌프(132)의 배출구와 코팅액유동홀(161)이 연결되어, 코팅액이 코팅액탱크(140)로부터 배출되어 코팅액펌프(132)를 통과하면서 유동 힘을 제공 받은 다음 코팅액유동홀(161)을 따라 유동한 후 노즐(131)을 통해 분사될 수 있다.

복합센서(150)는 고정지지판(160)과 결합하여 고정지지판(160)에 의해 고정 지지되며, 코팅액펌프(132)와 연결되어 코팅액펌프(132)를 통과하는 코팅액의 압력을 센싱하고, 적외선을 이용하여 복합센서(150)와 스마트원단(10) 사이의 거리인 센싱거리를 센싱할 수 있다. 구체적으로, 복합센서(150)는, 고정지지판(160)의 하면과 제1레이어(11)의 표면 사이의 거리인 제1센싱거리, 및, 고정지지판(160)의 하면과 제2레이어(12)의 표면 사이의 거리인 제2센싱거리를 센싱할 수 있다. 이와 같은 복합센서(150)에 의한 센싱은 실시간으로 수행되며, 센싱에 대한 정보가 실시간으로 제어부(410)로 전달될 수 있다.

그리고, 제어부(410)는, 복합센서(150)로부터 코팅액의 압력에 대한 정보와 센싱거리에 대한 정보를 전달 받고, 이를 이용하여, 노즐(131)에서 분사되는 코팅액의 분사 압력을 도출할 수 있고, 노즐(131) 말단과 제1레이어(11) 표면 간 거리 또는 노즐(131) 말단과 제2레이어(12) 표면 간 거리를 도출할 수 있다. 구체적으로, 유동하는 코팅액의 압력에 따른 노즐(131)의 분사 압력이 데이터화되어 레퍼런스 데이터에 포함됨으로써 제어부(410)에 저장되고, 제어부(410)는 복합센서(150)로부터 코팅액의 압력에 대한 정보를 전달 받아 레퍼런스 데이터를 이용하여 노즐(131)에서 분사되는 코팅액의 분사 압력을 도출할 수 있다. 그리고, 제어부(410)는, 센싱거리에 대한 정보를 전달 받고, 제1센싱거리에서 노즐(131)의 길이를 감함으로써 노즐(131)의 말단과 제1레이어(11) 표면 간 거리를 도출할 수 있고, 제2센싱거리에서 노즐(131)의 길이를 감함으로써 노즐(131)의 말단과 제2레이어(12) 표면 간 거리를 도출할 수 있다.

제어부(410)는, 설정 값에 따라 제3레이어(13)의 두께가 형성되도록 제어 신호를 구동부로 전달할 수 있다. 제1센싱거리, 제2센싱거리 또는 코팅액의 압력 중 선택되는 어느 하나 이상의 변화에 따른 제3레이어(13)의 두께 변화가 데이터화되어 레퍼런스 데이터에 포함될 수 있고, 제어부(410)는 레퍼런스 데이터를 이용하여 제1센싱거리, 제2센싱거리 또는 코팅액의 압력 중 선택되는 어느 하나 이상이 가변되도록 코팅액펌프(132) 또는 구동부로 제어 신호를 전달할 수 있다. 제어부(410)로부터 제어 신호를 전달 받은 코팅액펌프(132)는 코팅액에 제공되는 압력을 가변시킬 수 있다. 그리고, 제어부(410)로부터 제어 신호를 전달 받은 구동부는, 제3레이어(13)의 두께가 일정하게 유지되면서 제3레이어(13)가 형성되도록, 스마트원단(10)의 이송에 대응하여 레이어형성부(100)를 3차원 방향으로 구동시킬 수 있다.

도 3에서 보는 바와 같이, 레이어형성부(100)는 복수 개 형성되고, 각각의 레이어형성부(100)는 일렬로 배열될 수 있다. 여기서, 하나의 레이어형성부(100)에 의해 형성되는 제2레이어(12)의 형상과 다른 레이어형성부(100)에 의해 형성되는 제2레이어(12)의 형상은 동일하거나 상이할 수 있으며, 이에 따라, 복수 개의 레이어형성부(100)에 의해 복수 개의 제2레이어(12)가 동시에 형성되고, 각각의 제2레이어(12)에 대한 제3레이어(13)도 복수 개 형성될 수 있다.

건조부(200)는, 스마트원단(10)을 통과시키면서 열에너지를 제공하여 스마트원단(10)을 건조시키는 히팅기(210), 히팅기(210)를 통과한 스마트원단(10)을 권취하는 권취롤러(230), 및 히팅기(210) 및 권취롤러(230)와 결합하며, 히팅기(210)에 전기에너지를 공급하고 권취롤러(230)를 구동시키는 건조부운용기(220),를 구비할 수 있다. 그리고, 건조부운용기(220)는 가이드롤러(240)와 결합하여 가이드롤러(240)를 회전운동시키며, 가이드롤러(240)는 히팅기(210)와 권취롤러(230) 사이에 위치하여 히팅기(210)를 통과하여 권취롤러(230)에 권취되는 스마트원단(10)의 이동이 용이하도록 가이드하는 기능을 수행할 수 있다.

이송부(300)는, 레이어형성부(100)로부터 건조부(200)로 스마트원단(10)을 이송시키는 컨베이어(310), 및 스마트원단(10)의 구김 여부를 센싱하는 접촉센서(320),를 구비할 수 있다. 여기서, 컨베이어(310)는 밸트 방식의 컨베이어(310)일 수 있다. 접촉센서(320)는, 컨베이어(310)의 이송 방향에 수직인 방향으로 길게 형성된 바 형상일 수 있으며, 복수 개 형성되어 컨베이어(310)의 밸트 표면에 일정한 간격으로 배열되어 형성될 수 있다.

접촉센서(320)는 이송되는 스마트원단(10)과 지속적으로 접촉하여 접촉센서(320)와 스마트원단(10)의 접촉 면적을 지속적으로 센싱하고 이와 같은 접촉 면적 정보를 제어부(410)로 전달할 수 있다. 제어부(410)는, 스마트원단(10)이 구겨짐으로써 접촉센서(320)와 스마트원단(10)의 접촉 면적이 가변하는 경우, 이에 대한 접촉 면적 정보를 접촉센서(320)로부터 전달 받고, 제어부(410)의 레퍼런스 데이터에 포함된 접촉 면적 기준 값과 접촉 면적 정보에 의한 접촉 면적을 비교하여, 접촉센서(320)와 스마트원단(10)의 접촉 면적이 접촉 면적 기준 값을 초과하는 경우, 컨베이어(310)에 제어 신호를 전달하여 컨베이어(310)를 정지시킴으로써 이송부(300)의 작동을 정지시켜, 구겨진 스마트원단(10)이 히팅기(210)로 투입되어 불균일한 건조가 되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 3중 레이어 원단 제조 장치를 이용하여 스마트 의류용 원단을 제조할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트원단(10)에 대한 이미지이다. 도 5의 (a)는 복수 개의 제2레이어(12)가 형성된 스마트원단(10)에 대한 이미지이고, 도 5의 (b)는 스마트원단(10)에서 복수 개의 제2레이어(12) 중 어느 하나의 제2레이어(12)가 형성된 일 부위를 확대한 이미지이다.

도 5의 (a)에서 보는 바와 같이, 제3레이어(13)는 투명한 소재로 형성될 수 있으며, 상기된 바와 같이 제2레이어(12)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이, 제2레이어(12)에 단자를 형성하고 통전시켜 제2레이어(12)를 따라 전기가 흐르는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 단자와 제2레이어(12)의 결합 부위에 있는 제3레이어(13)에 타공을 수행하고, 단자가 제3레이어(13)의 타공 부위를 통과하여 제2레이어(12)와 결합되도록 함으로써 제2레이어(12)를 회로 체계로 이용할 수 있다.

이하, 본 발명의 3중 레이어 원단 제조 장치를 이용한 스마트 의류용 원단 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

첫째 단계에서, 레이어형성부(100)로 제1레이어(11)가 투입될 수 있다.

둘째 단계에서, 제1레이어(11)의 표면에 대한 전도성 잉크를 이용한 인쇄가 레이어형성부(100)에 의해 수행되어 회로 체계인 제2레이어(12)가 형성될 수 있다.

셋째 단계에서, 제2레이어(12) 상에 코팅액을 이용한 코팅이 레이어형성부(100)에 의해 수행되어 제3레이어(13)가 형성됨으로써, 스마트원단(10)이 형성될 수 있다.

넷째 단계에서, 레이어형성부(100)를 통과한 스마트원단(10)이 이송부(300)에 의해 건조부(200)로 이송될 수 있다.

다섯째 단계에서, 스마트원단(10)이 건조부(200)를 통과하면서 제3레이어(13)에 대한 건조가 수행될 수 있다. 그리고, 이 후, 히팅기(210)를 통과한 스마트원단(10)이 권취롤러(230)에 권취될 수 있다. 그리고, 권취롤러(230)는 건조부운용기(220)로부터 분리 가능하여, 스마트원단(10)이 권취 완료된 권취롤러(230)를 건조기운용기로부터 분리하여 외부로 반출하고, 스마트원단(10)의 권취 전 권취롤러(230)를 다시 건조기운용기에 결합시켜 스마트원단(10)의 제조를 개시할 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 실시 예들은 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 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 스마트원단 11 : 제1레이어
12 : 제2레이어 13 : 제3레이어
100 : 레이어형성부 110 : 전사헤드
111 : 연결관 120 : 잉크탱크
130 : 코팅액분사기 131 : 노즐
132 : 코팅액펌프 140 : 코팅액탱크
150 : 복합센서 160 : 고정지지판
161 : 코팅액유동홀 200 : 건조부
210 : 히팅기 220 : 건조부운용기
230 : 권취롤러 240 : 가이드롤러
300 : 이송부 310 : 컨베이어
320 : 접촉센서 410 : 제어부
420 : 하우징

Claims

원단으로 형성되는 제1레이어의 표면 상에 전도성 잉크를 이용해서 회로 체계를 인쇄하여 제2레이어를 형성하고, 코팅액을 상기 제2레이어 상에 분사하여 제3레이어를 형성함으로써, 제1레이어 내지 제3레이어를 구비하는 스마트원단을 형성하고, 상기 제2레이어 상에 코팅액을 분사하는 코팅액분사기, 상기 코팅액분사기에 구비되어 코팅액을 분사하는 노즐을 고정 지지시키는 고정지지판 및, 상기 고정지지판과 결합하고 코팅액의 압력 또는 상기 노즐과 상기 제2레이어 간 거리를 센싱하는 복합센서,를 구비하는 레이어형성부;
상기 레이어형성부와 결합하고, 상기 레이어형성부를 3차원 방향으로 구동시키는 구동부;
상기 레이어형성부로부터 상기 스마트원단을 전달 받고, 상기 스마트원단에 열에너지를 제공하여 상기 제3레이어를 건조시키는 건조부;
일 부위는 상기 레이어형성부와 결합하고 타 부위는 상기 건조부와 결합하며, 상기 레이어형성부로부터 전달 받은 상기 스마트원단을 상기 건조부로 이송시키는 이송부; 및
상기 레이어형성부, 상기 건조부, 또는 상기 이송부에 제어 신호를 전달하여 상기 레이어형성부, 상기 건조부, 또는 상기 이송부 중 어느 하나에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함하고,
상기 복합센서는, 상기 고정지지판의 하면과 상기 제1레이어의 표면 사이 거리인 제1센싱거리 및 상기 고정지지판의 하면과 상기 제2레이어의 표면 사이 거리인 제2센싱거리를 센싱하고, 각각의 센싱거리에 대한 정보를 실시간으로 상기 제어부로 전달하며,
상기 제어부로부터 상기 코팅액분사기 및 상기 구동부로 제어 신호가 전달되어, 상기 제1센싱거리와 상기 제2센싱거리 또는 코팅액의 압력 중 선택되는 어느 하나 이상이 가변됨으로써, 상기 제3레이어의 두께가 일정하게 유지되면서 상기 제3레이어가 형성되는 것을 특징으로 하는 3중 레이어 원단 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 레이어형성부는,
전도성 잉크를 저장하는 잉크탱크,
상기 잉크탱크와 결합하고, 상기 잉크탱크로부터 전도성 잉크를 전달 받아 상기 제1레이어 상에 전도성 잉크를 이용해서 회로 체계를 인쇄하는 전사헤드, 및
코팅액을 저장하고 상기 코팅액분사기와 결합하여 상기 코팅액분사기로 코팅액을 전달하는 코팅액탱크,를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3중 레이어 원단 제조 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 코팅액분사기는, 상기 노즐과 상기 코팅액탱크 사이에 형성되어 상기 코팅액탱크로부터 상기 노즐로 유동하는 코팅액에 압력을 제공하는 코팅액펌프,를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 3중 레이어 원단 제조 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 레이어형성부는 복수 개 형성되고, 각각의 레이어형성부는 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 3중 레이어 원단 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 건조부는,
상기 스마트원단을 통과시키면서 열에너지를 제공하여 상기 스마트원단을 건조시키는 히팅기,
상기 히팅기를 통과한 상기 스마트원단을 권취하는 권취롤러, 및
상기 히팅기 및 상기 권취롤러와 결합하며, 상기 히팅기에 전기에너지를 공급하고 상기 권취롤러를 구동시키는 건조부운용기,를 구비하는 것을 특징으로 하는 3중 레이어 원단 제조 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이송부는,
상기 레이어형성부로부터 상기 건조부로 상기 스마트원단을 이송시키는 컨베이어, 및
상기 스마트원단의 구김 여부를 센싱하는 접촉센서,를 구비하는 것을 특징으로 하는 3중 레이어 원단 제조 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 및 청구항 6 내지 청구항 8 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 3중 레이어 원단 제조 장치를 이용하여 제조되는 스마트 의류용 원단.
청구항 1의 3중 레이어 원단 제조 장치를 이용한 스마트 의류용 원단 제조 방법에 있어서,
i) 상기 레이어형성부로 상기 제1레이어가 투입되는 단계;
ii) 상기 제1레이어의 표면에 대한 전도성 잉크를 이용한 인쇄가 상기 레이어형성부에 의해 수행되어 회로 체계인 상기 제2레이어가 형성되는 단계;
iii) 상기 제2레이어 상에 코팅액을 이용한 코팅이 상기 레이어형성부에 의해 수행되어 상기 제3레이어가 형성됨으로써, 상기 스마트원단이 형성되는 단계;
iv) 상기 레이어형성부를 통과한 상기 스마트원단이 상기 이송부에 의해 상기 건조부로 이송되는 단계; 및
v) 상기 스마트원단이 상기 건조부를 통과하면서 상기 제3레이어에 대한 건조가 수행되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 레이어 원단 제조 장치를 이용한 스마트 의류용 원단 제조 방법.