KR100900683B1 - 근적외선을 이용한 섬유제조방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

근적외선을 이용한 섬유제조방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 적어도 하나의 동조음파진동기를 구비하는 진동챔버의 내부를 일방향으로 통과하는 일정길이의 섬유원단에 저주파진동을 제공하여 섬유원단을 자극하는 단계 ; 상기 진동챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되고, 복수개의 발광수단을 구비하는 조사챔버의 내부를 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980 nm대역의 근적외선을 조사하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 섬유원단 및 섬유제품을 손상시키지 않고 촉감을 그대로 유지하면서 섬유원단 및 섬유제품에 근적외선 방사특성을 부여할 수 있고,부여된 방사특성을 장시간 유지할 수 있다.
근적외선, 섬유, 기능성, 섬유원단, 발광다이오드

Description

근적외선을 이용한 섬유제조방법 및 장치{Fiber Fabricating Method and Appratus Using nearinfrared Light}
본 발명은 근적외선을 이용하여 섬유를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 섬유원단 및 섬유제품을 손상시키지 않고 촉감을 그대로 유지하면서 섬유원단 및 섬유제품에 근적외선 방사특성을 부여할 수 있는 근적외선을 이용한 섬유제조방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 섬유원단은 제사, 방사, 연사 등을 원료로 사용하여 직물 가공한 것으로, 각종 의류의 제조에 이용되는 섬유원단은 대부분 기계적 성능, 내구적 성능, 위생적 성능, 장식적 성능 및 감각적 성능을 갖도록 제조된다.
최근 섬유공학분야에서는 쾌적한 수면을 유도하거나 근육을 이완시키고 신경전달을 원활히 하며, 혈류를 증대시키며, 또한 피부에 온열반응을 증가시키기 위한 특수 기능성 섬유에 대한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
또한, 근적외선은 가시광선(Visible)과 중적외선(Mid infrared ray)사이에 존재하는 빛으로 가시광선보다 길고 중간 적외선보다는 짧은 0.72 내지 1.6㎛ 대의 파장범위를 갖는 빛을 의미하며, 이러한 근적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열작용을 가지고 있기 때문에 열선이라고도 부르기도 한다.
이러한 근적외선이 신체조직에 침투하면 그 신체부위에서는 열이 발생하며, 통상 신체의 피하에 침투하게 되면 열 작용외에 소독이나 멸균 등의 효과를 얻을 수 있는 한편, 혈액내에서 산화질소의 생성을 촉진시키는 작용함으로서, 조직의 생리적 기능을 활성화시켜 주는 탁월한 효과를 얻을 수 있다.
이에 따라, 섬유공학분야에서는 섬유원단 및 이를 이용하여 제조된 침구류 ,내의류와 같은 섬유제품으로부터 근적외선이 장기적으로 방사하는 섬유를 제조하기 위해서 근적외선을 발생시키는 물질이나 이를 포함하는 조성물을 섬유에 코팅하거나 함침함으로서 근적외선이 장기적으로 방사될 수 있도록 하였다.
그러나, 이러한 방법은 대상 섬유원단이나 섬유제품에 근적외선 방사특성을 부여하는 것이 복잡하고 생산제조원가를 상승시킬 뿐만 아니라 섬유원단 및 최종 섬유제품에 대한 촉감 및 외관을 손상시킬 수 있는 한편, 코팅된 근적외선 방사물질이 섬유원단 및 섬유제품으로부터 분리되어 장기적인 근적외선을 방사하는데 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 섬유원단 및 섬유제품을 손상시키지 않고 촉감을 그대로 유지하면서 섬유원단 및 섬유제품에 근적외선 방사특성을 부여할 수 있고,부여된 방사특성을 장시간 유지할 수 있는 근적외선을 이용한 섬유제조방법 및 장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 적어도 하나의 동조음파진동기를 구비하는 진동챔버의 내부를 일방향으로 통과하는 일정길이의 섬유원단에 저주파진동을 제공하여 섬유원단을 자극하는 단계 ; 상기 진동챔버의 배출측에 일정간격을 두고 적어도 하나이상 배치되고, 복수개의 발광수단을 구비하는 조사챔버의 내부를 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980 nm대역의 근적외선을 조사하는 단계를 포함하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 섬유원단을 자극하는 단계는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 대응하도록 상기 진동챔버에 구비되는 복수개의 상부동조음파진동기와 하부동조음파진동기에 의해서 이루어진다.
더욱 바람직하게, 상기 상,하부동조음파진동기는 3Hz-45Hz 대역의 저주파를 발생시킨다.
바람직하게, 상기 근적외선을 조사하는 단계는 상기 진동챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제1챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 780nm 대역 의 근적외선을 조사하는 제1조사단계; 상기 제1챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제2챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 780 내지 880nm 대역의 근적외선을 조사하는 제2조사단계; 상기 제2챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제3챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 880 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제3조사단계; 및 상기 제3챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제4챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제4조사단계; 를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 제1,2,3 및 4챔버의 상측 하부면과 하측 바닥면에 설치된 복수개의 발광다이오드에서 발생된 근적외선은 상기 섬유원단에 직접 조사된다.
더욱 바람직하게, 상기 제1,2,3 및 4챔버의 상측 하부면과 하측 바닥면에 설치된 복수개의 발광다이오드에서 발생된 근적외선은 상기 제1,2,3 및 4챔버의 내측 수직면에 구비된 반사면에 반사되어 상기 섬유원단에 간접 조사된다.
더욱 바람직하게, 상기 제1 내지 4조사단계는 상기 제1,2,3 및 4챔버의 내부공간에 채워지는 불활성 가스에 의해서 불활성 가스분위기로서 이루어진다.
바람직하게, 상기 섬유원단은 상기 진동챔버의 입측에 일정간격을 두고 배치되어 전방구동모터에 의해서 일방향 회전되는 풀림롤로부터 풀려지고, 상기 조사챔버의 출측에 일정간격을 두고 배치되어 후방구동모터에 의해서 일방향 회전되는 감김롤에 감겨진다.
또한, 본 발명은 일방향으로 통과하는 일정길이의 섬유원단에 저주파진동을 제공하여 섬유원단을 자극하도록 적어도 하나의 동조음파진동기를 구비하는 진동챔버; 상기 진동챔버의 배출측에 일정간격을 두고 적어도 하나이상 배치되고, 복수개의 발광수단을 구비하여 일방향으로 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980 nm대역의 근적외선을 조사하는 조사챔버; 상기 진동챔버의 입측에 배치되어 상기 진동챔버내로 섬유원단을 공급하도록 전방구동모터에 의해서 풀림회전되는 풀림롤; 상기 조사챔버의 출측에 배치되어 상기 조사챔버에서 근적외선이 조사된 섬유원단을 인출하여 권취하도록 후방구동모터에 의해서 감김회전되는 감김롤;을 포함하는 근적외선을 이용한 섬유제조장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 진동챔버는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 대응하도록 복수개의 상부동조음파진동기와 복수개의 하부동조음파진동기를 구비한다.
더욱 바람직하게, 상기 상,하부동조음파진동기는 3Hz-45Hz 대역의 저주파를 발생시킨다.
바람직하게, 상기 조사챔버는 상기 진동챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 680 내지 780nm 대역의 근적외선을 조사하는 제1챔버; 상기 제1챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 780 내지 880nm 대역의 근적외선을 조사하는 제2챔버; 상기 제2챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 880 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제3챔버; 및 상기 제3챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 680 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제4챔버; 를 포함한다.
더욱 바람직직하게, 상기 제1,2,3 및 4챔버는 상측 하부면과 하측 바닥면에 설치된 복수개의 발광다이오드에서 발생된 근적외선을 섬유원단측으로 반사시키도 록 내측 수직면에 반사면을 구비한다.
더욱 바람직하게, 상기 제1,2,3 및 4챔버는 각 내부공간에 채워지는 불활성 가스를 공급하는 가스라인을 구비한다.
바람직하게, 상기 풀림롤과 진동챔버와의 사이 그리고 상기 조사챔버와 감김롤과의 사이에는 일방향으로 진행되는 섬유원단의 장력을 유지하면서 지지하도록 전방지지롤과 후방지지롤을 각각 구비한다.
본 발명에 의하면, 진동챔버의 내부를 통과하면서 저주파진동에 의해 자극된 섬유원단을 복수개의 발광수단을 구비하는 조사챔버를 통하여 연속하여 통과시키면선 일방향으로 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980 nm대역의 근적외선을 조사함으로써 섬유원단 및 섬유제품을 손상시키지 않고 촉감을 그대로 유지하면서 섬유원단 및 섬유제품에 근적외선 방사특성을 부여할 수 있기 때문에, 섬유원단을 근적외선 처리하는데 소요되는 제조비용을 줄여 가격경쟁력을 높일 수 있고, 섬유원단 및 최종 섬유제품에 대한 촉감 및 외관을 손상시키지 않아 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 한편, 근적외선의 방사특성을 장기적으로 보유하여 제품의 안정적인 우수성을 보장할 수 있는 효과가 얻어진다.
이하 본 발명의 실시 예에 대해 첨부된 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적외선을 이용한 섬유제조방법을 도시한 전체적인 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적 외선을 이용한 섬유제조방법에 사용되는 진동챔버를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적외선을 이용한 섬유제조방법에 사용되는 조사챔버를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적외선을 이용한 섬유제조방법에 사용되는 조사챔버를 도시한 외관도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 섬유를 제조하는 공정은 섬유원단에 저주파 진동을 부여하는 단계와, 섬유원단에 근적외선을 조사하는 단계를 포함한다.
상기 섬유원단에 저주파 진동을 부여하는 단계는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 진동챔버(110)의 내부공간에서 의해서 이루어지며, 상기 진동챔버(110)는 복수개의 수직대(101)상에 수평하게 배치된 수평대(102)상에 구비된다.
이러한 진동챔버(110)는 전면과 후면에 작업대상물인 섬유원단(F)이 간섭없이 진입되는 입구(111)와, 처리된 섬유원단이 배출되는 출구(112)를 각각 구비하고, 일정크기의 내부공간을 갖는 직육면체상의 구조물로 이루어진다.
그리고, 상기 진동챔버(110)의 내부공간에는 적어도 하나의 동조음파진동기를 구비할 수 있으며, 이러한 동조음파진동기는 상기 진동챔버(110)를 일방향으로 통과하는 섬유원단의 상면인 표면과 상기 섬유원단의 하면인 이면에 대응하는 상부동조음파기(113a)와 하부동조음파진동기(113b)를 포함한다.
이에 따라, 상기 진동챔버(110)의 입구(111)를 통하여 진입된 후 출구를 통해 배출되는 섬유원단은 상기 상부동조음파진동기(113a)와 하부동조음파진동기(113b)에서 발생되는 저주파 진동에 의해서 자극을 받게 된다.
즉, 핸들과정에서 구김현상이 발생된 섬유원단에 근적외선을 조사하게 되면, 섬유원단의 표면에 발생될 구김에 의해서 사각이 생겨 근적외선의 조사면적이 줄어들게 되는데, 근적외선을 조사하기 전에 상기 진동챔버(110)에 구비된 상,하부동조음파진동기(113a,113b)에 의해서 일정대역의 저주파를 섬유원단에 부여하여 주파수를 갖는 진동을 섬유원단의 표면에 전달시키면, 표면압력이 가해져셔 구김현상이 해소되어 근적외선 조사율을 향상시킬 수있다.
또한, 섬유원단의 표면에 저음파를 가하면 파장이 섬유원단의 섬유조직을 통과하면서 미세한 공간을 확보하게 되고, 이러한 상태에서 근적외선을 조사하게 되면 근적외선 조사율 및 침투율이 높아지게 된다.
이러한 진동챔버에 구비되는 상,하부동조음파진동기는 영구자석에 의해 진동판이 진동하여 저주파를 발생시킬 수 있도록 음파대역주파수발생부, 진동부, 베이스 및 진동판으로 이루어진다.
상기 상,하부동조음파진동기(113a,113b)은 파장 3Hz~45Hz대역의 저주파를 발생시키는 것이 바람직하다.
즉, 상,하부 동조음파진동기에서 발생하는 주파수 대역은 0.1Hz-100,000Hz 범위로 설정될 수 있으나, 3Hz-45Hz 범위의 주파수를 제공하는 것이 바람직하다. 이는 3Hz-45Hz 대역 중 20Hz 이상은 가청 주파수이며, 저주파인 3Hz-20Hz는 21Hz-45Hz 음파를 위한 베이스 음파가 된다. 21Hz-45Hz 음파가 베이스 음파에 얹히게 되면 진동에너지가 강해져서 섬유원단의 표면을 가일층 자극하게 되며, 또한 섬유원단의 표면장력이 확대되어 섬유조직 사이의 미세공간을 확보할 수 있다. 이러한 우퍼 사운드 원리에 입각해 3Hz-45Hz 대역을 선택한 것이 바람직하다.
그리고, 상기 진동챔버(110)를 통과하면서 저주파 진동에 의해 자극을 받은 섬유원단(F)은 상기 진동챔버(110)의 출측에 일정간격을 두고 배치되고, 복수개의 발광수단을 구비하는 조사챔버의 내부를 일방향으로 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980 nm대역의 근적외선을 조사함으로서 조사된 섬유원단으로부터 근적외선을 방사하는 특성을 갖도록 한다.
상기 섬유원단에 근적외선을 조사하는 단계는 도 1과 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 진동챔버(110)와 더불어 상기 수평대상에 일정간격을 두고 배치되는 제1챔버(120), 제2챔버(130), 제3챔버(140) 및 제4챔버(150)에서 이루어진다.
상기 제1챔버(120)는 상기 진동챔버(110)의 배출측에 일정간격을 두고 배치되고, 전면과 후면에 섬유원단이 진입되고 배출되는 입구(121)와 출구(122)를 각각 구비하는 직육면체상의 구조물이다.
이러한 제1챔버(120)의 내부공간에는 이를 통과하는 섬유원단의 표면과 이면에 파장 680 내지 780nm 대역의 근적외선을 조사할 수 있도록 복수개의 발광다이오드(123)를 구비한다.
이러한 발광다이오드(123)는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 근적외선을 직접 조사할 수 있도록 상기 제1챔버(120)의 상측 하부면과 하측 바닥면에 각각 복수개 설치되며, 상기 제1챔버(120)의 내측 수직면에는 복수개의 발광다이오드(123)에서 발생된 근적외선이 반사되어 섬유원단의 표면과 이면에 간접 조사될 수 있도록 반사면(124)을 구비한다.
또한, 상기 제1챔버(120)의 내부공간에는 상기 섬유원단에 근적외선을 조사 하는 공정을 불활성 분위기에서 수행될 수 있도록 가스라인(126)을 통하여 질소가스와 같은 불활성가스를 공급하여 충진하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 진동챔버(110)를 통과한 섬유원단은 질소가스가 채워져 불활성가스 분위기로 전환된 제1챔버(120)의 내부공간을 일정속도로 통과하면서 전원인가시 발광된 발광다이오드에서 제공되는 파장 680 내지 780nm 대역의 근적외선에 의해서 직접 또는 간접적으로 조사처리되는 제1조사단계를 거치게 된다.
상기 제2챔버(130)는 상기 제1챔버(120)의 배출측에 일정간격을 두고 배치되고, 전면과 후면에 섬유원단이 진입되고 배출되는 입구(131)와 출구(132)를 각각 구비하는 직육면체상의 구조물이다.
이러한 제2챔버(130)의 내부공간에는 이를 통과하는 섬유원단의 표면과 이면에 파장 780 내지 880nm 대역의 근적외선을 조사할 수 있도록 복수개의 발광다이오드(133)를 구비한다.
이러한 발광다이오드(133)는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 근적외선을 직접 조사할 수 있도록 상기 제2챔버(130)의 상측 하부면과 하측 바닥면에 각각 복수개 설치되며, 상기 제2챔버(130)의 내측 수직면에는 복수개의 발광다이오드(133)에서 발생된 근적외선이 반사되어 섬유원단의 표면과 이면에 간접 조사될 수 있도록 반사면(134)을 구비한다.
또한, 상기 제2챔버(130)의 내부공간에는 상기 섬유원단에 근적외선을 조사하는 공정을 불활성 분위기에서 수행될 수 있도록 가스라인(136)을 통하여 질소가스와 같은 불활성가스를 공급하여 충진하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 제1챔버(120)를 통과한 섬유원단은 질소가스가 채워져 불활성가스 분위기로 전환된 제2챔버(130)의 내부공간을 일정속도로 통과하면서 전원인가시 발광된 발광다이오드(133)에서 제공되는 파장 780 내지 880nm 대역의 근적외선에 의해서 직접 또는 간접적으로 조사처리되는 제2조사단계를 거치게 된다.
상기 제3챔버(140)는 상기 제2챔버(130)의 배출측에 일정간격을 두고 배치되고, 전면과 후면에 섬유원단이 진입되고 배출되는 입구(141)와 출구(142)를 각각 구비하는 직육면체상의 구조물이다.
이러한 제3챔버(140)의 내부공간에는 이를 통과하는 섬유원단의 표면과 이면에 파장 880 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사할 수 있도록 복수개의 발광다이오드(143)를 구비한다.
이러한 발광다이오드(143)는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 근적외선을 직접 조사할 수 있도록 상기 제3챔버(140)의 상측 하부면과 하측 바닥면에 각각 복수개 설치되며, 상기 제3챔버(140)의 내측 수직면에는 복수개의 발광다이오드(143)에서 발생된 근적외선이 반사되어 섬유원단의 표면과 이면에 간접 조사될 수 있도록 반사면(144)을 구비한다.
또한, 상기 제3챔버(140)의 내부공간에는 상기 섬유원단에 근적외선을 조사하는 공정을 불활성 분위기에서 수행될 수 있도록 가스라인(146)을 통하여 질소가스와 같은 불활성가스를 공급하여 충진하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 제3챔버(140)를 통과한 섬유원단은 질소가스가 채워져 불활성가스 분위기로 전환된 제3챔버(140)의 내부공간을 일정속도로 통과하면서 전원인 가시 발광된 발광다이오드(143)에서 제공되는 파장 880 내지 980nm 대역의 근적외선에 의해서 직접 또는 간접적으로 조사처리되는 제3조사단계를 거치게 된다.
상기 제4챔버(150)는 상기 제3챔버(140)의 배출측에 일정간격을 두고 배치되고, 전면과 후면에 섬유원단이 진입되고 배출되는 입구(151)와 출구(152)를 각각 구비하는 직육면체상의 구조물이다.
이러한 제4챔버(150)의 내부공간에는 이를 통과하는 섬유원단의 표면과 이면에 파장 680 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사할 수 있도록 복수개의 발광다이오드(153)를 구비한다.
이러한 발광다이오드(153)는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 근적외선을 직접 조사할 수 있도록 상기 제4챔버(150)의 상측 하부면과 하측 바닥면에 각각 복수개 설치되며, 상기 제4챔버(150)의 내측 수직면에는 복수개의 발광다이오드(153)에서 발생된 근적외선이 반사되어 섬유원단의 표면과 이면에 간접 조사될 수 있도록 반사면(154)을 구비한다.
또한, 상기 제4챔버(150)의 내부공간에는 상기 섬유원단에 근적외선을 조사하는 공정을 불활성 분위기에서 수행될 수 있도록 가스라인(156)을 통하여 질소가스와 같은 불활성가스를 공급하여 충진하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 제4챔버(150)를 통과한 섬유원단은 질소가스가 채워져 불활성가스 분위기로 전환된 제4챔버(150)의 내부공간을 일정속도로 통과하면서 전원인가시 발광된 발광다이오드(153)에서 제공되는 파장 680nm 내지 980nm 대역의 근적외선에 의해서 직접 또는 간접적으로 조사처리되는 제4조사단계를 거치게 된다.
일반적으로 근적외선은 영역별로 고유의 특성을 가지고 있는 것으로 알려져 있으며, 680nm-780nm 대역의 근적외선 파장은 조직세포 활성화, 상처치유, 세포재생, 콜라겐 생성을 도모하고, 780nm-880nm 대역의 근적외선 파장은 ATP 재합성 향상, 신경 및 근육이완을 도모하고, 880nm-980nm 대약의 근적외선 파장은 모세혈관 확장 및 관절을 이완시키는 작용을 함에 따라 근적외선의 조사대역을 제1챔버에서 680nm 내지 780nm, 제2챔버에서 780nm 내지 880nm, 제3챔버에서 880nm 내지 980nm 및 제4쳄버에서 680 nm내지 980nm 로 구분하여 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1,2,3 및 4챔버(120,130,140,150)에 가스라인을 통하여 질소가스가 채워지는 불활성가스 분위기에서 근적외선을 섬유원단에 조사하는 공정이 수행하게 되면, 일반환경보다 안정화되기 때문에 섬유원단의 특이성 변이를 방지할 수 있으며, 분자로 된 질소(Molecular nitrogen 14N2) 는 근적외선과 가시광선에 투명하므로 섬유원단이 근적외선을 적외선을 흡수하는 효율을 증대시킬 수 있다.
한편, 상기 진동챔버(110)의 입측에는 일정간격을 두고 풀림롤(109)을 구비하고, 상기 풀림롤(109)에는 근적외선 방사특성을 부여하고자 하는 섬유원단이 일정길이 감겨져 있으며, 상기 풀림롤(109)의 일단에는 전원인가시 회전구동력을 제공하는 전방모터부재(109a)와 연결된다.
그리고, 상기 제4챔버(150)의 출측에는 일정간격을 두고 감김롤(159)을 구비하고, 상기 감김롤(159)에는 제1챔버 내지 제4챔버를 연속하여 통과하면서 근적외선 방사특성이 부여되도록 근적외선이 조사된 섬유원단이 감겨지게 되고, 상기 감 김롤(159)의 일단에는 전원인가시 회전구동력을 제공하는 후방모터부재(159a)와 연결된다.
이에 따라, 상기 풀림롤(109)에 감겨진 섬유원단은 상기 전방모터부재(109a)의 회전구동력에 의해서 일방향으로 풀려지면서 상기 진동챔버(110)내로 투입되고, 상기 감김롤(159)에는 상기 후방모터부재(159a)의 회전구동력에 의해서 상기 제1 챔버 내지 제4챔버(150)를 통과하면서 근적외선이 조사처리되는 섬유원단이 두루마리형태로 감겨지게 된다.
이때, 상기 풀림롤으로부터 풀려져서 진동챔버 및 제1 내지 4챔버를 일방향으로 통과하는 섬유원단이 2㎝/sec 이하의 진행속도로 통과하게 되면, 섬유원단의 진행속도가 늦어져서 작업생산성을 저하시키고, 10㎝/sec 이상의 속도로 통과하게 되면 섬유원단의 진행속도가 빨라져서 작업생산성을 높아지는 반면에 각 챔버를 통과하는 시간이 짧아져서 섬유원단에 자극을 주는 시간이나 근적외선을 조사하는 시간이 짧아져 방사특성을 저하될 수 있기 때문에 상기 섬유원단의 진행속도는 2 내지 10㎝/sec 로 수행하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 풀림롤(109)과 진동챔버(110)사이 그리고 상기 제4챔버(150)와 감김롤(159)사이에는 상기 전,후방모터부재(109a,159a)에 의해서 일방향으로 진행되는 섬유원단의 장력을 유지하면서 지지하는 전방지지롤(109b)과 후방지지롤(159b)을 각각 구비하며, 상기 전,후방지지롤(109b,159b)의 양단은 상기 수평대(102)의 선,후단에 각각 구비되는 한쌍의 지지대(103a,103b)에 아이들회전가능하게 조립된다.
한편, 상기 진동챔버(110)에 구비되는 동조음파진동기와 상기 제1챔버 내지 제4챔버에 구비되는 발광다이오드는 제어판넬(170)에 구비되는 전기회로와 전기적으로 연결됨으로써 제어판넬에 구비되는 스위치부재에 의해서 온/오프됨은 물론 이에 공급되는 전원 공급량을 제어함으로써 파장세기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어판넬(170)에는 상기 진동챔버및 제1챔버 내지 제4챔버를 통과하는 섬유원단를 일방향으로 진행시킬 수 있도록 상기 전,후방구동모터의 구동을 온/오프시키는 스위치부재와 상기 풀림,감김롤의 회전수를 제어하여 상기 섬유원단의 통과속도 및 장력을 조절하고 제어할 수 있도록 스위치부재를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 특징은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 수 있으며, 본 발명은 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
도 1의 장치에서 풀림롤로부터 감김롤측으로 섬유원단을 일방향으로 일정하게 이동시키면서 진동챔버, 제1챔버 내지 제4챔버를 통과하는 섬유원단에 저주파 진동을 제공하면서 근적외선을 조사하고, 근적외선 처리된 섬유원단의 처리전, 처리후 초기 및 처리후 3개월 경과후(5회세탁)의 근적외선 복사율을 측정하였다. 그 측정결과는 하기 표 1과 같다.
이때, 섬유원단은 순면, 피혁,폴리에스트 이며, 섬유원단이 일방향으로 진행하는 속도는 5cm/sec이다.
하기 표1에 나타난 바와 같이, 섬유원단(순면, 피혁,폴리에스트)의 처리전 근적외선 방사율에 비하여 처리후 초기의 방사율이 대략 2배이상 높아짐을 알 수 있으며, 3개월 경과하면서 5회세탁한 후에도 근적외선 방사율 및 방사에너지가 초기상태를 대략 유지함을 알수 있었다.
섬유원단 근적외선 방사율 및 방사에너지(W/m2 ㎛) 37℃ 조건
처리전 처리후 초기 처리후 3개월경과후(5회세탁)
순면 0.3121 0.893/3.44×102 0.862/3.41×102
피혁 0.4220 0.902/3.48×102 0.891/3.45×102
폴리에스트 0.4501 0.895/3.45×102 0.894/3.44×102
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적외선을 이용한 섬유제조방법에 사용되는 장치를 도시한 전체적인 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적외선을 이용한 섬유제조방법에 사용되는 진동챔버를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적외선을 이용한 섬유제조방법에 사용되는 조사챔버를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근적외선을 이용한 섬유제조방법에 사용되는 조사챔버를 도시한 외관도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
102 : 수평대 109 : 풀림롤
110 : 진동챔버 120 : 제1챔버
130 : 제2챔버 140 : 제3챔버
150 : 제4챔버 159 : 감김롤

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 동조음파진동기를 구비하는 진동챔버의 내부를 일방향으로 통과하는 일정길이의 섬유원단에 저주파진동을 제공하여 섬유원단을 자극하는 단계 ;
    상기 진동챔버의 배출측에 일정간격을 두고 적어도 하나이상 배치되고, 복수개의 발광수단을 구비하는 조사챔버의 내부를 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980 nm대역의 근적외선을 조사하는 단계를 포함하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 섬유원단을 자극하는 단계는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 대응하도록 상기 진동챔버에 구비되는 복수개의 상부동조음파진동기와 하부동조음파진동기에 의해서 이루어짐을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상,하부동조음파진동기는 3Hz-45Hz 대역의 저주파를 발생시킴을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 근적외선을 조사하는 단계는
    상기 진동챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제1챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 780nm 대역의 근적외선을 조사하는 제1조사단계;
    상기 제1챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제2챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 780 내지 880nm 대역의 근적외선을 조사하는 제2조사단계;
    상기 제2챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제3챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 880 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제3조사단계; 및
    상기 제3챔버의 배출측에 일정간격을 두고 배치되는 제4챔버를 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제4조사단계; 를 포함함을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1,2,3 및 4챔버의 상측 하부면과 하측 바닥면에 설치된 복수개의 발광다이오드에서 발생된 근적외선은 상기 섬유원단에 직접 조사됨을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1,2,3 및 4챔버의 상측 하부면과 하측 바닥면에 설치된 복수개의 발광다이오드에서 발생된 근적외선은 상기 제1,2,3 및 4챔버의 내측 수직면에 구비된 반사면에 반사되어 상기 섬유원단에 간접 조사됨을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 내지 4조사단계는 상기 제1,2,3 및 4챔버의 내부공간에 채워지는 불활성 가스에 의해서 불활성 가스분위기로서 이루어짐을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 섬유원단은 상기 진동챔버의 입측에 일정간격을 두고 배치되어 전방구동모터에 의해서 일방향 회전되는 풀림롤로부터 풀려지고, 상기 조사챔버의 출측에 일정간격을 두고 배치되어 후방구동모터에 의해서 일방향 회전되는 감김롤에 감겨짐을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조방법.
  9. 일방향으로 통과하는 일정길이의 섬유원단에 저주파진동을 제공하여 섬유원단을 자극하도록 적어도 하나의 동조음파진동기를 구비하는 진동챔버;
    상기 진동챔버의 배출측에 일정간격을 두고 적어도 하나이상 배치되고, 복수개의 발광수단을 구비하여 일방향으로 통과하는 섬유원단에 파장 680 내지 980 nm대역의 근적외선을 조사하는 조사챔버;
    상기 진동챔버의 입측에 배치되어 상기 진동챔버내로 섬유원단을 공급하도록 전방구동모터에 의해서 풀림회전되는 풀림롤;
    상기 조사챔버의 출측에 배치되어 상기 조사챔버에서 근적외선이 조사된 섬유원단을 인출하여 권취하도록 후방구동모터에 의해서 감김회전되는 감김롤;을 포함하는 근적외선을 이용한 섬유제조장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 진동챔버는 상기 섬유원단의 표면과 이면에 대응하도록 복수개의 상부동조음파진동기와 복수개의 하부동조음파진동기를 구비함을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 상,하부동조음파진동기는 3Hz-45Hz 대역의 저주파를 발생시킴을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 조사챔버는 상기 진동챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 680 내지 780nm 대역의 근적외선을 조사하는 제1챔버;
    상기 제1챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 780 내지 880nm 대역의 근적외선을 조사하는 제2챔버;
    상기 제2챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 880 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제3챔버; 및
    상기 제3챔버의 배출측에 배치되어 섬유원단에 파장 680 내지 980nm 대역의 근적외선을 조사하는 제4챔버; 를 포함함을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1,2,3 및 4챔버는 상측 하부면과 하측 바닥면에 설치된 복수개의 발광다이오드에서 발생된 근적외선을 섬유원단측으로 반사시키도록 내측 수직면에 반사면을 구비함을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1,2,3 및 4챔버는 각 내부공간에 채워지는 불활성 가스를 공급하는 가스라인을 구비함을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 풀림롤과 진동챔버와의 사이 그리고 상기 조사챔버와 감김롤과의 사이에는 의해서 일방향으로 진행되는 섬유원단의 장력을 유지하면서 지지하도록 전방지지롤과 후방지지롤을 각각 구비함을 특징으로 하는 근적외선을 이용한 섬유제조장치.
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