KR20190057804A - Band type febric sensor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 신체부착형 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 밴드형 패브릭 센서 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a body-mounted sensor, and more particularly, to a band-type fabric sensor and a manufacturing method thereof.
신체부착형 센서를 통한 생체신호 측정기술은 인간의 피부 특성에 부합하도록 신축 가능한 소재 및 회로로 이루어진 센서 개발 위주로 선도적인 연구들이 수행되고 있다. 현재까지 회로보드 및 전자소자 패키징 기술, 안테나 및 통신기술, 소재 및 탈부착 기술 중심으로 개발이 진행되고 있으나 신축성 및 유연성, 양산기술 문제 해결에 대한 어려움이 있다.Background Art [0002] Biomedical signal measurement technology using a body-mounted sensor has been conducted mainly in development of a sensor composed of materials and circuits that can be stretched to meet human skin characteristics. Until now, development has been progressing with the focus on circuit board and electronic device packaging technology, antenna and communication technology, material and detachment technology, but it is difficult to solve elasticity, flexibility and mass production technology problem.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재를 사용하여 체액 감응 고분자 소재 내에서 전극 물질이 일정하게 배열될 수 있도록 이루어지는 밴드형 패브릭 센서 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a band-type fabric sensor in which an electrode material can be uniformly arranged in a body fluid sensitive polymer material by using a material in which a conductive material or conductive particles are dispersed, The purpose is to provide.
본 발명의 다른 목적은 상처 보호에 널리 쓰이는 일회용 밴디지 구조를 이용하여 유연성과 신축성을 가지며 탈부착이 용이하고 양산 공정에도 쉽게 적용될 수 있는 밴드형 패브릭 센서 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a band-type fabric sensor having flexibility and stretchability, which is easy to attach and detach, and which can be easily applied to a mass production process, by using a disposable vaneless structure widely used for protecting a wound, and a manufacturing method thereof.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 밴드형 패브릭 센서는, 유전율 실을 이용하여 제조되는 밴드 형태의 베이스 원단; 상기 베이스 원단 상에 배치되고 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 실로 이루어지는 거즈; 상기 베이스 원단 상에 배치되고 상기 거즈에 의해 덮히는 고분자 소재; 및 상기 고분자 소재가 체액을 포함한 액체에 의해 젖어 산도(ph) 또는 온도가 변함에 따라 부피가 변할 때, 상기 부피의 변화에 따른 저항 변화를 감지하는 센싱 회로를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a band-type fabric sensor comprising: a band-shaped base fabric manufactured using a dielectric constant chamber; A gauze disposed on the base and made of a yarn in which a conductive yarn or conductive particles are dispersed; A polymeric material disposed on the base fabric and covered by the gauze; And a sensing circuit that senses a change in resistance according to a change in the volume when the polymer material is wetted by the liquid containing the body fluid and the volume changes as the pH or the temperature changes.
일실시예에서, 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재로 이루어지는 전극 물질은 체액 감응 고분자 소재 내에서 일정하게 배열된다. 일정한 배열은 등간격, 규칙적인 격자 배열 등을 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 거즈의 직조 방식이나 소재에 따라 다양한 굴곡을 가질 수 있다. 다만, 어떠한 경우라도, 거즈의 전극 물질의 단위 면적당 평균 밀도나 분사량은 일정 이하의 편차를 가질 수 있다. 즉, 거즈의 전극 물질의 단위 면적당 평균 밀도나 분사량은 오차 범위 내에서 유의미하게 동일할 수 있다.In one embodiment, the electrode material composed of the material in which the conductive particles or the conductive particles are dispersed is uniformly arranged in the body fluid responsive polymer material. Constant arrangements include, but are not limited to, equal spacing, regular grid arrangements, etc., and may have varying curvatures depending on the gauze method and material of the gauze. However, in any case, the average density per unit area of the electrode material of the gauze or the injection quantity may have a deviation of less than a certain value. That is, the average density or injection amount per unit area of the electrode material of the gauze may be significantly the same within the error range.
일실시예에서, 상기 고분자 소재는 하이드로겔을 포함할 수 있다. 상기 하이드로겔의 평균 직경은 0.1㎜ 이상, 1㎜ 이하일 수 있다.In one embodiment, the polymeric material may comprise a hydrogel. The average diameter of the hydrogel may be 0.1 mm or more and 1 mm or less.
일실시예에서, 상기 거즈는 상기 부피의 변화에 따른 상기 고분자 소재의 압박 변화에 따라 인접한 도전사들 또는 인접한 실들의 접촉량이 증가하는 밀도를 구비할 수 있다. 상기 거즈의 밀도는 덴시미터(densimeter)를 기준으로 상기 베이스 원단의 1/3보다 작고 직경 1㎝ 안에 10수 이하의 실을 구비할 수 있다.In one embodiment, the gauze may have a density that increases the amount of contact of adjacent conductive yarns or adjacent yarns in response to a compression change of the polymeric material as the volume changes. The density of the gauze may be less than 1/3 of the base fabric and less than 10 threads in a diameter of 1 cm on the basis of a densimeter.
일실시예에서, 상기 거스는 적어도 이중직 구조나 복수의 레이어가 중첩되는 다층 구조를 구비할 수 있다. 상기 거즈의 재질은 목면, 실크, 레이온 또는 이들의 조합일 수 있다.In one embodiment, the Gus may have at least a double-layer structure or a multi-layer structure in which a plurality of layers overlap. The material of the gauze may be cotton, silk, rayon, or a combination thereof.
일실시예에서, 상기 베이스 원단의 길이는 20㎝보다 작고, 폭은 5㎝보다 작을 수 있다.In one embodiment, the length of the base fabric may be less than 20 cm, and the width may be less than 5 cm.
일실시예에서, 상기 전도성 입자는 카본블랙, 카본나노뷰브, 금속입자, 금속 파이버, 그래핀 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.In one embodiment, the conductive particles may comprise carbon black, carbon nanotubes, metal particles, metal fibers, graphene, or a combination thereof.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 밴드형 패브릭 센서의 제조방법은, 유전율 실을 이용하여 제조되고 배선을 구비하는 밴드 형태의 베이스 원단을 준비하는 단계; 상기 베이스 원단에 전자소자를 부착하고 상기 배선의 일단을 연결하는 단계; 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재로 이루어지는 전극 물질이 평균적으로 균일하게 배열되는 거즈를 준비하는 단계; 상기 베이스 원단의 일면 중앙부를 포위하고 상기 배선의 타단에 연결되도록 상기 거즈의 가장자리의 일부분을 남기고 가장자리를 상기 베이스 원단에 접합하는 단계; 및 상기 거즈의 일부분을 통해 상기 중앙부에 체액을 포함한 액체에 의해 젖어 산도(ph) 또는 온도가 변함에 따라 부피가 변하는 고분자 소재를 삽입하고 상기 일부분을 막는 단계를 포함하며, 상기 전자소자의 센싱 회로는 상기 부피의 변화에 따른 저항 변화를 감지한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a band-type fabric sensor, the method comprising: preparing a band-shaped base fabric made of dielectric constant yarns and having wiring; Attaching an electronic element to the base fabric and connecting one end of the wiring; Preparing a gauze on which an electrode material composed of a conductive material or a conductive material-dispersed material is uniformly arranged on an average; A step of surrounding the center of one side of the base fabric and leaving a part of the edge of the gauze to be connected to the other end of the wiring and bonding the edge to the base fabric; And inserting a polymeric material that is wetted by the liquid containing body fluids into the central portion through a portion of the gauze and changes its volume as the pH or temperature changes, and blocking the portion of the polymeric material, Detects a resistance change due to the change in the volume.
일실시예에서, 상기 접합하는 단계는 상기 배선의 타단과 상기 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 실이 전기적으로 서로 연결되도록 도전성 섬유로 꿰메고 핫멜트로 피복하는 과정을 포함할 수 있다.In one embodiment, the joining step may include a step of joining the other end of the wire with the conductive yarn or the conductive fiber-dispersed yarn so as to be electrically connected to each other, and then covering the wire with the conductive fiber and coating the hot melt with the conductive fiber.
일실시예에서, 상기 센싱 회로는 영률(Young's modulus), 부피탄성률(bulk modulus) 또는 이들의 조합에 의해 저항 변화를 산출하도록 구현될 수 있다.In one embodiment, the sensing circuit may be implemented to calculate a resistance change by Young's modulus, bulk modulus, or a combination thereof.
전술한 밴드형 패브릭 센서 및 그 제조방법을 이용하면, 간단한 구성 및 소재로 피부에서 방출되는 체액에 감응하는 센서를 제조할 수 있으며 양산공정으로의 도입이 용이한 장점이 있다. 참고로, 피부에서 생체신호를 측정하는 종래 기술들은 소자 패키징, 탈부착, 양산공정 기술 개발에 어려움이 있었으나, 본 발명은 그러한 종래 기술들의 문제를 해결할 수 있다.Using the above-described band-type fabric sensor and its manufacturing method, it is possible to manufacture a sensor sensitive to body fluid emitted from the skin with a simple structure and material, and it is easy to introduce it into a mass production process. For reference, conventional techniques for measuring biological signals on skin have been difficult to develop device packaging, detachment, and mass production process technology, but the present invention can solve the problems of such prior arts.
또한, 본 발명에 의하면, 건강관리 및 의료 분야에 폭넓게 적용가능할 수 있는 밴드형 패브릭 센서를 제공할 수 있으며, 특히 피부에서 측정가능한 생체 신호 측정 및 상처 치료, 상처 치료 과정의 지속적인 모니터링 등에 효과적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, it is possible to provide a band-like fabric sensor which can be widely applied to healthcare and medical fields. In particular, the present invention can be effectively applied to bio-signal measurement which can be measured in skin, continuous treatment of wound treatment, There is an advantage.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밴드형 패브릭 센서에 대한 평면도이다.
도 2는 도 1의 밴드형 패브릭 센서의 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 밴드형 패브릭 센서에 사용할 수 있는 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재에 대한 단면도이다.
도 4는 도 1의 밴드형 패브릭 센서에 사용할 수 있는 전도사에 대한 부분 측면도이다.
도 5는 도 1의 밴드형 패브릭 센서에 사용할 수 있는 전자소자의 블록도이다.1 is a plan view of a band-type fabric sensor according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view of the band-type fabric sensor of Fig. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view of a material in which a conductive yarn or conductive particles dispersed for use in the band-type fabric sensor of FIG. 1 is dispersed.
Figure 4 is a partial side view of an evacuator for use with the banded fabric sensor of Figure 1;
Fig. 5 is a block diagram of an electronic device that can be used in the band-type fabric sensor of Fig. 1;
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, "특징으로 한다", "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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms " comprising, " " including, " or " having ", when used in this specification, specify the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밴드형 패브릭 센서에 대한 평면도이다. 도 2는 도 1의 밴드형 패브릭 센서의 횡단면도이다. 도 3은 도 1의 밴드형 패브릭 센서에 사용할 수 있는 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재에 대한 단면도이다. 도 4는 도 1의 밴드형 패브릭 센서에 사용할 수 있는 전도사에 대한 부분 측면도이다. 도 5는 도 1의 밴드형 패브릭 센서에 사용할 수 있는 전자소자의 블록도이다.1 is a plan view of a band-type fabric sensor according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a cross-sectional view of the band-type fabric sensor of Fig. 1; FIG. 3 is a cross-sectional view of a material in which a conductive yarn or conductive particles dispersed for use in the band-type fabric sensor of FIG. 1 is dispersed. Figure 4 is a partial side view of an evacuator for use with the banded fabric sensor of Figure 1; Fig. 5 is a block diagram of an electronic device that can be used in the band-type fabric sensor of Fig. 1;
본 실시예에 따른 밴드형 패브릭 센서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 베이스 원단(10), 거즈(20), 고분자 소재(30) 및 전자소자(40)를 포함한다. 밴드형 패브릭 센서에서 거즈(20)와 전자소자(40)는 배선(50)을 통해 연결되고, 베이스 원단(10)의 일단부에는 접착 성분이 도포되어 있을 수 있다.The band-type fabric sensor according to the present embodiment includes a
베이스 원단(10)의 길이(L1)는 20㎝보다 작고, 폭(W1)은 5㎝보다 작을 수 있다. 이것은 통상의 밴드 형태에서 가장 큰 치수를 한정한 것이나, 용도에 따라 좀더 큰 사이즈의 베이스 원단(10)이 사용될 수도 있다.The length L1 of the
베이스 원단(10)은 유전율 실을 이용하여 제조된다. 베이스 원단(10)은 전도사나 전도성 입자가 분산된 소재(실)을 사용하여 형성되는 배선(50)을 포함할 수 있다.The
거즈(20)는 베이스 원단(10)의 일면 상에 배치되고 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재(실)로 이루어질 수 있다. 전도성 입자는 카본블랙, 카본나노뷰브, 금속입자, 금속 파이버, 그래핀 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 용어 '거즈'는 직물의 일종으로 전도성 직물로 지칭될 수 있다.The
전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재로 이루어지는 전극 물질은 체액 감응 고분자 소재 내에서 일정하게 배열된다. 일정한 배열은 등간격, 규칙적인 격자 배열 등을 포함하나, 이에 한정되지 않으며, 거즈의 직조 방식이나 소재에 따라 다양한 굴곡을 가질 수 있다. 다만, 어떠한 경우라도, 거즈의 전극 물질의 단위 면적당 평균 밀도나 분사량은 일정 이하의 편차를 가질 수 있다. 즉, 거즈의 전극 물질의 단위 면적당 평균 밀도나 분사량은 오차 범위 내에서 유의미하게 동일할 수 있다.Electrode materials composed of a conductive material or a material in which conductive particles are dispersed are uniformly arranged in the body fluid responsive polymer material. Constant arrangements include, but are not limited to, equal spacing, regular grid arrangements, etc., and may have varying curvatures depending on the gauze method and material of the gauze. However, in any case, the average density per unit area of the electrode material of the gauze or the injection quantity may have a deviation of less than a certain value. That is, the average density or injection amount per unit area of the electrode material of the gauze may be significantly the same within the error range.
또한, 거즈(20)는 고분자 소재(30)의 부피의 변화에 따른 고분자 소재(30)의 압박 변화에 따라 인접한 도전사들 또는 인접한 실들의 접촉량이 증가하는 밀도를 구비하도록 제조될 수 있다. 거즈(20)의 밀도는 덴시미터(densimeter)를 기준으로 베이스 원단(10)의 1/3보다 작고 직경 1㎝ 안에 10수 이하의 실을 구비할 수 있다.The
또한, 거즈(20)는 적어도 이중직 구조나 복수의 레이어들(21, 22, 23)이 중첩되는 다층 구조를 구비할 수 있다(도 2 참조). 거즈(20)의 재질은 목면, 실크, 레이온 또는 이들의 조합일 수 있다.Further, the
또한, 거즈(20)에 포함되는 도전사 또는 도전성 입자가 분산된 실(210)은 도 3에 도시한 바와 같이 유전율 실(211)이나 탄소섬유의 표면에 바인더(212)에 의한 탄소나노튜브나 그래핀(213)의 분산을 포함할 수 있다. 또한, 상기 실(210)(이하, 도전성 섬유라고도 함)은 바인더(212)에 의해 탄소나노튜브나 그래핀(213)과 함께 분산되는 첨가재(214)를 더 구비할 수 있다. 첨가재(214)는 흑연 분말을 포함할 수 있다.3, the
또한, 거즈(20)에 포함되는 도전사(220)는 도 4에 도시한 바와 같이 유전율 실(211)과 도전성 섬유(210)가 꼬여져 멀티필라멘트 형태를 구비할 수 있다.4, the dielectric 220 included in the
다시 도 1 및 도 2을 참조하면, 고분자 소재(30)는 베이스 원단(10)의 일면 중앙부에 배치되고 거즈(20)에 의해 덮힐 수 있다. 고분자 소재(30)는 고분자 소재가 체액을 포함한 액체에 의해 젖어 산도(ph) 또는 온도가 변함에 따라 부피가 변한다.Referring again to FIGS. 1 and 2, the
고분자 소재(30)는 하이드로겔을 포함할 수 있다. 고분자 소재(30)는 구 형상을 구비할 수 있으며, 그 평균 직경은 0.1㎜ 이상, 1㎜ 이하일 수 있다.The
전자소자(40)는 고분자 소재(30)의 부피의 변화에 따른 저항 변화를 감지한다. 전자소자(40)는 센싱 회로를 포함하거나 센싱 회로에 대응될 수 있다. 전자소자(40)는 배선(50)을 통해 거즈(20)의 양단에 소정의 전압을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다. 전자소자(40)는 반도체 칩이나 모듈 구조나 형태를 가질 수 있다. 전자소자(40)는 FPGA(field programmable gate array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 하드웨어 구성요소를 포함할 수 있다.The
전자소자(40)는 도 5에 도시한 바와 같이 전원부(미도시), 신호감지부(42), 비교부(44), 생체신호 처리부(46) 및 출력부(48)를 구비할 수 있다. 전원부는 배선(50)을 통해 거즈(20)의 도전사나 도전성 섬유의 양측 단자부들에 소정 전압을 인가할 수 있다. 전원부는 배터리, 압전 발전기, 열전지 등을 포함할 수 있으며, 압전 발전기와 열전지는 탄소섬유를 이용하여 제작될 수 있다.The
신호감지부(42)는 전원부와 거즈(20) 사이에 연결되고 거즈(20)로 덮힌 고분자 소재(30)의 부피 변화에 따른 물리량(저항 등)을 감지한다. 신호감지부(42)는 부피 변화에 따른 물리양을 증폭하는 신호증폭부를 구비할 수 있다. 신호감지부(42)의 입력단은 전자소자(40)의 입력부로서 신호증폭부의 입력단들 중 적어도 어느 하나에 대응될 수 있다.The
비교부(44)는 신호감지부(42)의 출력신호를 기준신호 또는 기준레벨과 비교한다. The comparing
생체신호 처리부(46)는 감지신호 중 비교부(44)를 통해 판단된 신호에 기초하여 미리 설정된 생체신호를 감지할 수 있다. 이러한 생체신호를 이용하면, 상처 치료, 상처 치료 과정의 지속적인 모니터링 등을 수행할 수 있다.The
또한, 전자소자(40)는 신호감지부(42)에서 감지되는 감지신호나 이에 대응하는 생체신호를 출력하는 출력부(48)를 구비할 수 있다. 출력부(48)는 커넥터, 통신서브시스템의 안테나, 표시장치 등을 포함할 수 있다. 통신서브시스템은 무선 통신을 위한 통신 모듈을 포함할 수 있고, 무선 통신은 근거리 무선통신, 이동통신 등을 포함할 수 있다.In addition, the
커넥터는 기존의 다양한 형태들 중 적어도 어느 하나를 선택하여 채용될 수 있다. 커넥터는 USB(universal serial bus)를 포함할 수 있다. 커넥터, 통신서브시스템 등을 이용하면, 스마트폰 등의 휴대 단말을 연결하여 휴대 단말에 탑재된 애플리케이션을 통해 생체 신호나 상처 치료 과정 등을 화면에 표시하는 것이 가능하다. 물론, 생체신호는 헬스케어 서버 등으로 전송되어 개인 건강관리를 모니터링하는데 이용될 수 있다.The connector may be employed by selecting at least one of various conventional forms. The connector may include a universal serial bus (USB). A connector, a communication subsystem, or the like, it is possible to connect a portable terminal such as a smart phone and display a biosignal, a wound healing process, and the like on a screen through an application installed in the portable terminal. Of course, the bio-signals can be sent to a healthcare server or the like and used to monitor personal healthcare.
출력부는 커넥터나 통신서브시스템에 더하여 추가로 포함하거나 이것을 대체하는 표시소자로 구현될 수 있으며, 그 경우 액정표시장치(LED) 등에 의해 감지된 생체신호를 미리 정해진 숫자나 문자 형태로 표시하도록 구현될 수 있다.The output unit may be embodied as a display device that additionally includes or replaces a connector or a communication subsystem. In this case, the output unit may be implemented to display the bio-signal detected by a liquid crystal display (LED) or the like in a predetermined number or character form .
전술한 본 실시예에 따른 밴드형 패브릭 센서의 제조방법은, 먼저 유전율 실을 이용하여 제조되고 배선을 구비하는 밴드 형태의 베이스 원단을 준비할 수 있다. 그런 다음, 베이스 원단에 전자소자를 부착하고 배선의 일단을 연결할 수 있다.In the method of fabricating a band-type fabric sensor according to the present embodiment, a band-shaped base fabric, which is manufactured using a dielectric constant chamber and has wiring, can be prepared first. You can then attach an electronic device to the base fabric and connect one end of the wire.
다음, 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재로 이루어지는 전극 물질이 평균적으로 균일하게 배열되는 거즈를 준비할 수 있다.Next, it is possible to prepare a gauze in which an electrode material composed of a conductive material or a material in which conductive particles are dispersed is uniformly arranged on the average.
다음, 베이스 원단의 일면 중앙부를 포위하고 배선의 타단에 연결되도록 거즈의 가장자리의 일부분을 남기고 거즈의 나머지 가장자리를 베이스 원단에 접합할 수 있다.Next, the remaining edge of the gauze can be bonded to the base fabric while leaving a part of the edge of the gauze so that the center of the one side of the base fabric is surrounded and connected to the other end of the wiring.
그리고, 상기 중앙부에 체액을 포함한 액체에 의해 젖어 산도(ph) 또는 온도가 변함에 따라 부피가 변하는 고분자 소재를 상기 거즈의 일부분을 통해 삽입하고 상기 일부분을 막을 수 있다.The polymer material, which is wetted by the liquid containing the body fluids and whose volume changes as the pH or the temperature changes, may be inserted through the part of the gauze and the part may be blocked.
다음, 상기 전자소자의 센싱 회로는 고분자 소재의 부피 변화에 따른 저항 변화를 감지할 수 있다. 센싱 회로는 영률(Young's modulus), 부피탄성률(bulk modulus) 또는 이들의 조합에 의해 저항 변화를 산출하도록 구현될 수 있다.Next, the sensing circuit of the electronic device can sense the resistance change due to the volume change of the polymer material. The sensing circuit may be implemented to calculate the resistance change by Young's modulus, bulk modulus, or a combination thereof.
상기 접합하는 단계는 배선의 타단과 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재(실)가 전기적으로 서로 연결되도록 도전성 섬유로 꿰메고 핫멜트로 피복하는 과정을 포함할 수 있다. 물론, 구현에 따라서 박음질에 의한 연결 구조를 사용할 수 있다.The joining step may include a step of joining the other end of the wire with the conductive fiber so that the conductive yarn or the material (yarn) in which the conductive particles are dispersed are electrically connected to each other, and then coating the same with hot melt. Of course, depending on the implementation, a stitching connection structure can be used.
한편, 전술한 실시예에서는 길이방향의 길이가 폭 방향의 길이에 비해 대략 4배 정도 큰 형태를 예시하여 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 다른 사이즈의 사각형이나 정사각형, 삼각형, 원형, 반달형, 별모양 등 다양한 모양을 구비하도록 구현될 수 있다.In the above-described embodiment, the length in the longitudinal direction is about four times larger than the length in the width direction. However, the present invention is not limited to such a configuration, and a rectangle, a square, a triangle, , A half-moon shape, a star shape, or the like.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Therefore, the technical scope of the present invention should be defined by the claims.
Claims (11)
상기 베이스 원단 상에 배치되고 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 실로 이루어지는 거즈;
상기 베이스 원단 상에 배치되고 상기 거즈에 의해 덮히는 고분자 소재; 및
상기 고분자 소재가 체액을 포함한 액체에 의해 젖어 산도(ph) 또는 온도가 변함에 따라 부피가 변할 때, 상기 부피의 변화에 따른 저항 변화를 감지하는 센싱 회로를 포함하는 밴드형 패브릭 센서.A band-shaped base fabric produced using a dielectric constant chamber;
A gauze disposed on the base and made of a yarn in which a conductive yarn or conductive particles are dispersed;
A polymeric material disposed on the base fabric and covered by the gauze; And
And a sensing circuit that senses a change in resistance according to a change in volume when the polymer material is wetted by the liquid containing the body fluid and changes in volume as pH or temperature changes.
상기 고분자 소재는 하이드로겔을 포함하는, 밴드형 패브릭 센서.The method according to claim 1,
Wherein the polymeric material comprises a hydrogel.
상기 하이드로겔의 평균 직경은 0.1㎜ 이상, 1㎜ 이하인, 밴드형 패브릭 센서.The method according to claim 1,
Wherein the average diameter of the hydrogel is 0.1 mm or more and 1 mm or less.
상기 거즈는 상기 부피의 변화에 따른 상기 고분자 소재의 압박 변화에 따라 인접한 도전사들 또는 인접한 실들의 접촉량이 증가하는 밀도를 구비하는, 밴드형 패브릭 센서.The method according to claim 1,
Wherein the gauze has a density at which the amount of contact between adjacent conductive yarns or adjacent yarns increases with a change in the compression of the polymeric material as the volume changes.
상기 거즈의 밀도는 밀도계(densimeter) 기준으로 상기 베이스 원단의 1/3보다 작고 직경 1㎝ 안에 10수 이하의 실을 구비하는, 밴드형 패브릭 센서.The method of claim 4,
Wherein the density of the gauzes is less than 1/3 of the base fabric and less than 10 fibers in a diameter of 1 cm on a densimeter basis.
상기 거스는 적어도 이중직 구조, 복수의 레이어가 중첩되는 2층 이상의 복층 구조, 트윌 구조 또는 이중직 구조를 구비하는, 밴드형 패브릭 센서.The method according to claim 1,
Wherein the guss has at least a double-layer structure, a multi-layer structure of two or more layers in which a plurality of layers are overlapped, and a twill structure or a double-layer structure.
상기 거즈의 재질은 목면, 실크, 레이온 또는 이들의 조합인, 밴드형 패브릭 센서.The method according to claim 1,
Wherein the material of the gauze is a cotton, silk, rayon, or a combination thereof.
상기 베이스 원단의 길이는 20㎝보다 작고, 폭은 5㎝보다 작은, 밴드형 패브릭 센서.The method according to claim 1,
Wherein the base fabric has a length less than 20 cm and a width less than 5 cm.
상기 전도성 입자는 카본블랙, 카본나노뷰브, 금속입자, 금속 파이버, 그래핀 또는 이들의 조합을 포함하는, 밴드형 패브릭 센서.The method according to claim 1,
Wherein the conductive particles comprise carbon black, carbon nanotubes, metal particles, metal fibers, graphene, or combinations thereof.
상기 베이스 원단에 전자소자를 부착하고 상기 배선의 일단을 연결하는 단계;
전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재로 이루어지는 전극 물질이 평균적으로 균일하게 배열되는 거즈를 준비하는 단계;
상기 베이스 원단의 일면 중앙부를 포위하고 상기 배선의 타단에 연결되도록 상기 거즈의 가장자리의 일부분을 남기고 가장자리를 상기 베이스 원단에 접합하는 단계; 및
상기 거즈의 일부분을 통해 상기 중앙부에 체액을 포함한 액체에 의해 젖어 산도(ph) 또는 온도가 변함에 따라 부피가 변하는 고분자 소재를 삽입하고 상기 일부분을 막는 단계를 포함하며,
상기 전자소자의 센싱 회로는 상기 부피의 변화에 따른 저항 변화를 감지하는, 밴드형 패브릭 센서의 제조 방법.Preparing a band-shaped base fabric made of a dielectric constant chamber and having wiring;
Attaching an electronic element to the base fabric and connecting one end of the wiring;
Preparing a gauze on which an electrode material composed of a conductive material or a conductive material-dispersed material is uniformly arranged on an average;
A step of surrounding the center of one side of the base fabric and leaving a part of the edge of the gauze to be connected to the other end of the wiring and bonding the edge to the base fabric; And
Inserting a polymeric material which is wetted by the liquid containing body fluids into the central part through a part of the gauze and whose volume changes as the pH or temperature changes, and blocking the part,
Wherein the sensing circuit of the electronic device senses a change in resistance due to the change in volume.
상기 접합하는 단계는 상기 배선의 타단과 상기 전도사 또는 전도성 입자가 분산된 소재가 전기적으로 서로 연결되도록 도전성 소재로 꿰메고 핫멜트로 피복하는, 밴드형 패브릭 센서의 제조 방법.The method of claim 10,
Wherein the bonding step is performed with a conductive material so that the other end of the wiring and the conductive material or the conductive particle-dispersed material are electrically connected to each other, and the conductive material is coated with hot melt.
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