KR100756983B1 - 구조발색성 모노필라멘트 및 이들로 구성된 멀티필라멘트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조발색성 모노필라멘트 및 이들로 구성된 멀티필라멘트에 관한 것으로서, 모노필라멘트의 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머로 구성된 박막(2)들이 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1) 사이 사이에 일정한 간격으로 배열되어 있는 단면을 갖고, 모노필라멘트의 단면 형태가 타원형이고, 상기의 박막(2) 각각은 모노필라멘트의 단면상 장축방향 중심선으로부터 외주변 방향으로 외주변과 닿지 않을 길이 만큼 연장된 일자형 형태이고, 상기 박막(2)들의 말단점들을 연결한 가상의 선(Line:3)이 상기 모노필라멘트의 단면과 비슷한 타원형인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구조발색성 모노필라멘트는 염료나 안료를 사용한 염색 없이도 색상발현 효과를 나타낼 수 있고, 빛의 입사각도가 변하여도 색상발현 효과가 저하되지 않고, 보는 방향에 따라 빛의 간섭도가 변해 색상이 크게 변화되는 장점이 있다.

구조발색성, 모노필라멘트, 원사, 굴절률, 복합방사, 박막, 적층.

Description

구조발색성 모노필라멘트 및 이들로 구성된 멀티필라멘트 {Monofilament with structural color effect and multifilament composed thereby}

도 1 은 종래 구조발색성 모노필라멘트의 단면 모식도.

도 2는 본 발명에 따른 구조발색성 모노필라멘트 일례의 단면도.

도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 구조발색성 멀티필라멘트 단면의 전자현미경 사진.

도 5는 도 3의 일부분을 확대한 전자현미경 사진.

도 6은 도 4의 일부분을 확대한 전자현미경 사진.

본 발명은 구조발색성 모노필라멘트 및 이들로 구성된 멀티필라멘트(이하 "구조발색성 원사" 라고 한다)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 염료나 안료를 사용한 염색 없이도 색상발현 효과를 나타낼 수 있고, 빛의 입사각도가 변하여도 색상발현 효과가 저하되지 않고, 보는 방향에 따라 빛의 간섭도가 변해 색상이 크 게 변화되는 구조발색성 원사에 관한 것이다.

구조발색성 원사는 원사 단면상에 굴절률이 서로 상이한 2종의 폴리머들이 교호로 적층되어 빛의 간섭효과와 회절효과에 의해 염료나 안료에 의한 염색 없이도 발색발현 효과를 나타내는 원사를 의미한다.

구조발색성 원사는 몰포나비 날개가 구조발색성을 갖는 것에 착안하여 1990년 초반부터 연구개발이 시작되어 2003년에는 일본 데이진(Teijin) 회사에서 최초로 구조발색성 원사(상표명 : Morphotex)를 본격 생산하였다.

일본 데이진(Teijin) 회사에서 생산한 종래의 구조발색성 원사(상표명 : Morphotex)는 도 1에 도시된 바와 같이 구조발색성 원사의 주성분인 폴리에스테르 수지(1)들 사이에 이들과 굴절률이 상이한 나일론 수지로 구성된 일자형의 박막(2) 30개가 구조 발색성 원사의 단면 장축길이 방향으로 일정한 간격으로 적층, 배열된 구조이다.

상기 박막(2)의 두께는 약 300㎚수준 이다.

보다 구체적으로, 상기의 종래 구조발색성 원사(상표명 : Morphotex)는 원사 단면의 외측부는 주성분인 폴리에스테르 수지로 구성되고, 원사 단면의 중심부는 나일론 수지로 구성된 일자형 박막(2)들과 주성분인 폴리에스테르 수지(2)가 교호로 적층된 구조이다.

도 1은 종래 구조발색성 원사의 단면 모식도이다.

상기 종래의 구조발색성 원사는 앞에서 설명한 바와 같이 나일론 수지로 구성된 일자형 박막(2)들이 구조발색성 원사의 단면 장축길이 방향으로 평행하게 일 정간격으로 적층, 배열되어 있기 때문에 염색 없이도 색상발현 효과는 얻을 수 있으나, 빛의 입사각도가 구조발색성 원사의 단면 단축길이 방향으로 입사될 경우 색상발현 효과가 크게 감소하며 보는 방향에 따라 색상이 변화되는 효과도 미미하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래 구조발색성 원사의 문제점들을 해결함으로써, 염료나 안료를 사용한 염색 없이도 색상발현 효과를 나타낼 수 있고, 빛의 입사각도가 변하여도 색상발현 효과가 저하되지 않고, 보는 방향에 따라 빛의 간섭도가 변해 색상이 크게 변화되는 구조발색성 원사를 제공하고자한다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구조발색성 모노필라멘트(원사)는 모노필라멘트의 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머로 구성된 박막(2)들이 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1) 사이 사이에 일정한 간격으로 배열되어 있는 단면을 갖는 구조발색성 모노필라멘트에 있어서, 상기 모노필라멘트의 단면 형태가 타원형이고, 상기의 박막(2) 각각은 모노필라멘트의 단면상 장축방향 중심선으로부터 외주변 방향으로 외주변과 닿지 않을 길이 만큼 연장된 일자형 형태이고, 상기 박막(2)들의 말단점들을 연결한 가상의 선(Line:3)이 상기 모노필라멘트의 단면과 비슷한 타원형인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발며을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 구조발색성 모노필라멘트 도 1에 도시된 종래의 구조발색성 원사와 같이 모노필라멘트의 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머로 구성된 박막(2)들이 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1)사이 사이에 일정한 간격으로 배열되어 있는 단면을 갖는다.

그러나, 본 발명의 구조발색성 모노필라멘트는 도 1 내지 도 6에 도시된 것 처럼 상기 모노필라멘트의 단면 형태가 타원형이고, 상기의 박막(2) 각각은 모노필라멘트의 단면상 장축방향 중심선으로부터 외주변 방향으로 외주변과 닿지 않을 길이 만큼 연장된 일자형 형태이고, 상기 박막(2)들의 말단점들을 연결한 가상의 선(Line:3)이 상기 모노필라멘트의 단면과 비슷한 타원형인 것을 특징으로 한다.
도 1 중에 도시된 점선(3)이 박막(2)들의 말단점들을 연결한 가상의 선(Line)이며, 이는 모노필라멘트의 단면과 비슷한 타원형이다.

도 2는 본 발명에 따른 구조발색성 모노필라멘트 일례의 단면도이고, 도 3 내지도 4는 본 발명에 따른 구조발색성 멀티필라멘트 단면의 전자현미경 사진이고, 도 5는 도 3의 일부분을 확대한 전자현미경 사진이고, 도 6은 도 4의 일부분을 확대한 전자현미경 사진이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 구조발색성 멀티필라멘트는 다수개, 보다 바람직하기로는 12개의 구조발색성 모노필라멘트로 구성된다. 그러나 본 발명에서는 구조발색성 멀티필라멘트를 이루는 모노필라멘트의 개수를 특별하게 한정하는 것은 아니다.

상기 구조발색성 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1)는 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리에틸렌나프탈레이트 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택 된 1종이고, 보다 바람직하기로는 폴리에스테르 수지인 것이 좋다.

한편, 상기 박막(2)을 구성하는 폴리머는 나일론 수지 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종이고, 보다 바람직하기로는 나일론수지인 것이 좋다.

본 발명에 따른 구조발색성 모노필라멘트의 단면내에 배열된 상기 박막(2)의 개수는 60~70개이고, 박막(2)과 박막(2)간의 간격은 10~200㎚이고, 박막(2)의 두께는 10~200㎚인 것이 바람직하다.

상기 박막과 박막사이에는 10~200㎚의 두께를 갖는 상기 주성분 폴리머(1)가 일종의 박막 형태로 존재한다.

따라서, 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머로 구성된 박막(2)과 주성분 폴리머로 이루어진 박막의 전체 개수는 120~140개가 된다. 또한, 본 발명에 따른 구조발색성 모노필라멘트의 단사섬도는 0.5~6.0데니어인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 구조발색성 원사는 복합방사장치를 사용하여 모노필라멘트의 주성분 폴리머와 상기 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머를 도 2 및 도 6등에 도시된 바와 같이 모노필라멘트의 단면 형태가 타원형이고, 상기의 박막(2) 각각은 모노필라멘트의 단면상 장축방향 중심선으로부터 외주변 방향으로 외주변과 닿지 않을 길이 만큼 연장된 일자형 형태이고, 상기 박막(2)들의 말단점들을 연결한 가상의 선(Line:3)이 상기 모노필라멘트의 단면과 비슷한 타원형이 되도록 복합방사하여 제조될 수 있다.

본 발명은 원사의 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머로 이루어진 박 막(2)들이 원사의 단면상에 앞에서 설명한 형태로 주성분 폴리머(1)사이 사이에 일정한 간격으로 배열되어 있어서, 염색 없이도 색상발현이 가능함은 물론 다양한 빛의 입사각도에서도 색상발현 효과가 뛰어나고, 보는 방향에 따라 다양한 색상이 발현된다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다.

실시예 1

폴리에스테르 수지를 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1)로 사용하고, 나일론수지를 박막(2)용 수지로 사용하여 이들을 복합방사장치로 도 2에 도시된 단면 형태로 복합방사하여 단사섬도가 3.0데니어인 구조발색성 모노필라멘트를 제조하였다.

이때, 나일론 수지의 박막(2) 개수를 64개로 하였고, 상기 나일론 수지의 박막(2)의 두께 및 이들간의 간격을 각각 100㎚로 하였다.

계속해서, 상기 구조발색성 모노필라멘트 12가닥을 합사하여 구조발색성 멀티필라멘트를 제조하였다.

제조한 구조발색성 모노필라멘트 및 멀티필라멘트는 구조발색성이 뛰어났고, 다양한 입사각도에서도 발색효과가 뛰어났고, 보는 방향에 따라 다양한 색상이 발현되었다.

실시예 2

폴리에스테르 수지를 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1)로 사용하고, 나일론 수지를 박막(2)용 수지로 사용하여 이들을 복합방사장치로 도 2에 도시된 단면 형태로 복합방사하여 단사섬도가 6.0데니어인 구조발색성 모노필라멘트를 제조하였다.

이때, 나일론 수지의 박막(2) 개수를 64개로 하였고, 상기 나일론 수지의 박막(2)의 두께 및 이들간의 간격을 각각 200㎚로 하였다.

계속해서, 상기 구조발색성 모노필라멘트 12가닥을 합사하여 구조발색성 멀티필라멘트를 제조하였다.

제조한 구조발색성 모노필라멘트 및 멀티필라멘트는 구조발색성이 뛰어났고, 다양한 입사각도에서도 발색효과가 뛰어났고, 보는 방향에 따라 다양한 색상이 발현되었다.

실시예 3

폴리에스테르 수지를 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1)로 사용하고, 나일론수지를 박막(2)용 수지로 사용하여 이들을 복합방사장치로 도 2에 도시된 단면 형태로 복합방사하여 단사섬도가 0.5데니어인 구조발색성 모노필라멘트를 제조하였다.

이때, 나일론 수지의 박막(2) 개수를 64개로 하였고, 상기 나일론 수지의 박막(2)의 두께 및 이들간의 간격을 각각 10㎚로 하였다.

계속해서, 상기 구조발색성 모노필라멘트 12가닥을 합사하여 구조발색성 멀티필라멘트를 제조하였다.

제조한 구조발색성 모노필라멘트 및 멀티필라멘트는 구조발색성이 뛰어났고, 다양한 입사각도에서도 발색효과가 뛰어났고, 보는 방향에 따라 다양한 색상이 발현되었다.

본 발명의 구조발색성 원사는 원사의 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머로 이루어진 박막(2)들이 원사 단면상에 다양한 각도로 배열되어 염료나 안료를 사용한 염색 없이도 색상발현 효과를 나타낼 수 있고, 빛의 입사각도가 변하여도 색상발현 효과가 저하되지 않고, 보는 방향에 따라 빛의 간섭도가 변해 색상이 크게 변화되는 효과를 갖는다.

Claims (9)

1. 모노필라멘트의 주성분 폴리머와 굴절률이 상이한 폴리머로 구성된 박막(2)들이 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1) 사이 사이에 일정한 간격으로 배열되어 있는 단면을 갖는 구조발색성 모노필라멘트에 있어서, 상기 모노필라멘트의 단면 형태가 타원형이고, 상기의 박막(2) 각각은 모노필라멘트의 단면상 장축방향 중심선으로부터 외주변 방향으로 외주변과 닿지 않을 길이 만큼 연장된 일자형 형태이고, 상기 박막(2)들의 말단점들을 연결한 가상의 선(Line:3)이 상기 모노필라멘트의 단면과 비슷한 타원형인 것을 특징으로 하는 구조발색성 모노필라멘트.
2. 제1항에 있어서, 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1)가 폴리에스테르 수지이고 박막(2)을 구성하는 폴리머가 나일론 수지인 것을 특징으로 하는 구조발색성 모노필라멘트.
3. 제1항에 있어서, 단면내 박막(2)의 전체 개수가 60~70개인 것을 특징으로 하는 구조발색성 모노필라멘트.
4. 제1항에 있어서, 박막(2)과 박막(2)간의 간격이 10~200㎚인 것을 특징으로 하는 구조발색성 모노필라멘트.
5. 제1항에 있어서, 박막(2)의 두께가 10~200㎚인 것을 특징으로 하는 구조발색성 모노필라멘트.
6. 제1항에 있어서, 모노필라멘트의 단사섬도가 0.5~6.0데니어인 것을 특징으로하는 구조발색성 모노필라멘트.
7. 제1항에 있어서, 모노필라멘트의 주성분 폴리머(1)가 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리에틸렌나프탈레이트 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 구조발색성 모노필라멘트.
8. 제1항에 있어서, 박막(2)을 구성하는 폴리머가 나일론 수지 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 구조 발색성 모노필라멘트.
9. 제1항 내지 제 8항의 구조발색성 모노필라멘트들로 이루어진 멀티필라멘트.

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