KR100956038B1 - 내수성 광섬유사 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유사의 표면을 코팅처리하여 내수성을 갖도록 함으로써 절단 및 훼손을 방지하여 세탁이 가능하도록 하고, 심재를 혼합하여 인장강도를 갖도록 하여 직조가 용이하도록 한 내수성 광섬유사 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 일정 직경의 광섬유 원사를 공급하는 1단계; 광섬유 원사의 표면에 샌딩처리 또는 에칭처리에 의해 스크래치면을 형성하는 2단계; 상기 스크래치면이 형성된 광섬유 원사의 표면에 색상을 갖는 합성수지를 코팅하는 3단계; 상기 3단계를 거쳐 코팅된 광섬유 원사를 자연건조 또는 온풍기에 의해 건조시켜 경화시키는 4단계; 상기 광섬유사를 권취시켜 보관하는 5단계를 포함하는 내수성 광섬유사의 제조 방법에 있어서, 상기 3단계의 합성수지에 다수의 심재용 원사가 혼입되는 단계를 더 포함하는 제조방법과, 상기 제조방법에 의해 표면에 스크래치면이 형성된 광섬유 원사; 상기 광섬유 원사의 표면에 일정 두께로 코팅된 합성수지층; 상기 합성수지층에 혼입된 다수의 심재용 원사로 구성된 내수성 광섬유사가 제조된다.

광섬유사, 샌딩, 합성수지, 심재

Description

내수성 광섬유사 및 이의 제조 방법{Method and Apparatus for Water-resisting Optical Fiber Yarn}

본 발명은 내수성 광섬유사 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유사의 표면을 코팅처리하여 내수성을 갖도록 함으로써 절단 및 훼손을 방지하여 세탁이 가능하도록 하고, 심재를 혼합하여 인장강도를 갖도록 하여 직조가 용이하도록 한 내수성 광섬유사 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 광섬유는 빛의 굴절률이 내부는 높고 외부는 낮게 구성되어 섬유 내부에서 전반사 광학현상이 일어나게 만든, 직경 0.1㎜ 정도의 가는 섬유를 일컫는다.

이러한 광학현상을 이용하므로 광학섬유라고도 하는데 빛을 전송할 때 광손실을 줄이기 위하여 투명도가 고도로 높은 재료가 필요하며, 고순도의 석영이나 광학적 성질이 우수한 고분자재료를 사용한다.

근래들어 광섬유에 다양한 색상을 표출할 수 있도록 하여 광고수단으로도 많이 사용되고 있다.

광섬유(optical fiber)를 문자나 그림형태로 조밀하게 집합고정하고 반대편 끝에 특정색의 빛을 비추면 빛이 전달되어 마치 네온효과처럼 나타난다.

광섬유는 유리섬유의 특성상 빛의 전달이 빠르고 밝아 다양한 컬러 에니메이션을 연출할 수 있으며 유리섬유의 굵기에 따라 여러가지 형태의 광고표현을 아주 정밀하게 표현할 수 있다.

빛을 이용하는 특성상 야간이나 어두운곳에서 제기능을 발휘하는데 이런 이유로 광섬유사를 제조하여 의류 및 피복류를 직조함으로써 시인성을 월등히 향상시킬 수 있게 된다.

따라서, 광섬유사를 이용하여 의류 및 기타 직물류를 직조함으로써 구조대원이나 군용 또는 레져활동용으로 유용한 활용이 가능한 것이다.

광섬유를 이용한 발광은 광원으로부터 빛이 발산되면 광섬유에 전달되고, 그 절단면에 발광이 수행되는 것이다.

이때, 광섬유의 발광에 중요한 점은 절단면과 같이 광섬유의 외면에 물리적 손상부위가 존재해야만 빛의 방출이 가능하게 된다.

따라서 광섬유사는 외면 전체에 미세한 스크래치면이 고르게 형성되어야만 균일한 발광효과를 얻을 수 있으므로, 종래에는 광섬유사에 대해 샌딩처리를 하거나 에칭처리와 같은 물리적 공정을 통해 스크래치면을 형성하여 측면에서도 발광이 가능한 광섬유사를 제조하였다.

그러나 이렇게 제조된 종래 광섬유사는 발광을 위해 스크래치면이 형성되어야 하나, 스크래치에 의해 표면이 손상되어 내구성이 저하되므로 쉽게 절단되거나 훼손되는 문제점이 발생되었으며, 특히 내수성이 전혀 없으므로 종래 광섬유사를 이용하여 직조된 제품은 세탁이 불가능한 문제점이 있었다.

이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 본 출원인은 대한민국 특허등록 제0886753호 "내수성 발광용 광섬유사의 제조 방법"을 출원하여 등록받은 바 있다.

상기 특허의 기술내용을 개략적으로 살펴보면, 일정 직경의 광섬유 원사(100)를 공급하는 1단계와; 광섬유 원사의 표면에 샌딩처리 또는 에칭처리에 의해 스크래치면을 형성하는 2단계와; 상기 스크래치면이 형성된 광섬유 원사의 표면에 색상을 갖는 합성수지를 코팅하는 3단계와; 상기 3단계를 거쳐 코팅된 광섬유 원사를 자연건조 또는 온풍기에 의해 건조시켜 경화시키는 4단계와; 상기 광섬유사를 권취시켜 보관하는 5단계를 포함한다.

한편 상기 특허의 제조방법으로 광섬유사를 제조하여 사용해본 결과 직조시 광섬유사를 구부리거나 당길 경우 쉽게 끊어지는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기 본 출원인의 선등록 특허 제0886753호를 개량하기 위한 발명으로, 스크래치면이 형성된 광섬유사의 표면에 합성수지를 코팅처리하되, 상기 합성수지에 다수 가닥의 심재용 실을 혼입하여 광섬유사를 둘러싸도록 함으로써 직조과정에서 당김이나 구부리더라도 끊어짐이 발생되지 않도록 한 내수성 광섬유사 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 표면에 스크래치면이 형성된 광섬유 원사; 상기 광섬유 원사의 표면에 일정 두께로 코팅된 합성수지층; 상기 합성수지층에 혼입된 다수의 심재용 원사를 포함하는 내수성 광섬유사에 의해 달성된다.

상기 광섬유 원사의 직경은 100~260 미크론이고, 상기 합성수지층의 두께는 8~10미크론이며, 상기 심재용 원사의 직경은 3~5 미크론인 것을 특징으로 한다.

상기 심재용 원사는 금속성섬유, 합성섬유, 동물성섬유 중 택일되며, 상기 금속성섬유는 은사, 철사, 티타늄사, 알루미늄사, 구리사이고, 상기 합성섬유는 나일론, 폴리에스테르, 아크릴이며, 상기 동물성섬유는 실크, 거미줄인 것을 특징으로 한다.

상기 심재용 원사는 광섬유 원사의 외면에 권취된 코일형인 것을 특징으로 한다.

상기 심재용 원사는 광섬유 원사의 외면에 평행하게 배치된 직선형인 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 일정 직경의 광섬유 원사를 공급하는 1단계; 광섬유 원사의 표면에 샌딩처리 또는 에칭처리에 의해 스크래치면을 형성하는 2단계; 상기 스크래치면이 형성된 광섬유 원사의 표면에 색상을 갖는 합성수지를 코팅하는 3단계; 상기 3단계를 거쳐 코팅된 광섬유 원사를 자연건조 또는 온풍기에 의해 건조시켜 경 화시키는 4단계; 상기 광섬유사를 권취시켜 보관하는 5단계를 포함하는 내수성 광섬유사의 제조 방법에 있어서, 상기 3단계의 합성수지에 다수의 심재용 원사를 혼입하는 단계를 더 포함하는 내수성 광섬유사의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면 스크래치면이 형성된 광섬유사의 표면에 심재용 원사가 혼입된 합성수지를 코팅처리함으로써 광섬유사의 전단강도 및 인장강도를 증대시켜 본 출원인의 선등록 특허 제0886753호의 단점인 끊어짐 현상을 방지할 수 있어 직조가 가능하므로 다양한 직물 제품을 제조할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 내수성 광섬유사의 제조 방법에 대한 공정 흐름도, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 내수성 광섬유사에 대한 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 내수성 광섬유사에 대한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내수성 광섬유사의 제조 방법은,

일정 직경의 광섬유 원사(100)를 공급하는 1단계(S1);

광섬유 원사(100)의 표면에 샌딩처리 또는 에칭처리에 의해 스크래치면(120)을 형성하는 2단계(S2);

상기 스크래치면(120)이 형성된 광섬유 원사(100)의 표면에 심재용 원사(300)를 배치시킴과 동시에 합성수지(200)를 코팅하는 3단계(S3);

상기 3단계(S3)를 거쳐 코팅된 광섬유 원사(100)를 자연건조 또는 온풍기에 의해 건조시켜 경화시키는 4단계(S4);

상기 4단계(S4)를 동해 얻어진 광섬유사를 권취시켜 보관하는 5단계(S5)를 포함하여 이루어진다.

보다 상세하게 설명하면

1단계(S1)

직경이 100~260 미크론인 광섬유 원사(100)를 준비한다.

2단계(S2)

광섬유 원사(100)의 표면에 스크래치면(120)을 형성하기 위해 샌딩처리 또는 에칭처리를 하여 인위적으로 물리적인 손상을 가한다.

이렇게 형성된 스크래치면(120)을 통해 광섬유 원사(100)에서 발산되는 빛이 보다 효율적으로 분산될 수 있어 발광성능이 향상될 수 있다.

그리고 광섬유 원사(100)의 표면에 균일한 깊이로 스크래치면(120)을 형성하여야 하므로, 샌딩장치(미도시)를 광섬유 원사(100)의 외측에 공전하도록 설치하여 이를 통과하는 광섬유 원사(100)의 표면에 균일하게 스크래치면(120)을 형성한다.

즉, 상기 샌딩장치는 샌딩작업을 위해 모래와 같은 입도가 거친 입자들을 고압으로 분사하는 장치이며, 이 샌딩장치에 광섬유 원사(100)를 통과시킴으로써 외면에 스크래치면(120)이 형성될 수 있다.

한편, 스크래치면(120)을 형성하기 위한 다른 방법으로는 에칭방식을 이용하는 것이다.

즉, 부식성을 갖는 산 또는 알칼리 용액에 광섬유 원사(100)를 일정 시간 함침시킴으로써 외면을 부식시켜 스크래치면(120)이 형성되도록 한다.

이외에도 스크래치면을 형성하는 방법으로는 숫돌입자를 이용하여 연삭기 또는 샌드페이퍼를 이용하여 스크래치를 형성한다.

또 광섬유 원사의 외면에 홈을 파는 래치방식이로도 가능하다.

3단계(S3)

광섬유 원사(100)의 외면, 즉 스크래치면(120)에 대해 심재용 원사(300)를 배치시킴과 동시에 합성수지(200)를 코팅시킨다.

상기 합성수지(200)를 코팅한 후 지그를 통과시킴으로써 그 외면 형상이 육각 또는 사각형과 같이 다각형을 갖도록 한다.

즉 지그의 형상에 따라 외면 형상이 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

이렇게 외면을 육각 또는 사각형으로 형성됨으로써 다수의 광섬유 원사(100)를 적층이 가능하고, 조밀하게 밀집시킬 수 있게 된다.

심재용 원사(300)는 금속성섬유, 합성섬유, 동물성섬유 중 택일되며, 상기 금속성섬유는 은사, 철사, 티타늄사, 알루미늄사, 구리사이고, 상기 합성섬유는 나일론, 폴리에스테르, 아크릴이며, 상기 동물성섬유는 실크, 거미줄인 것을 특징으로 한다.

한편 상기 심재용 원사(300)는 대략 2가지 타입으로 배치될 수 있다.

첫번째로는 도 2에 나타낸 바와 같이 광섬유 원사(100)의 외면에 심재용 원사(300)를 코일형으로 권취시키는 것이다.

두번째로는 도 3에 나타낸 바와 같이 광섬유 원사(100)의 외면에 심재용 원사(300)를 평행하게 배치시키는 것이다.

이렇게 심재용 원사(300)를 배치시킴과 동시에 합성수지(200)를 일정 두께로 코팅시키게 된다.

합성수지(200)는 적어도 1개층 이상 코팅될 수 있으며, 특히 최외층의 합성수지(200)는 색상을 갖도록 할 수도 있다.

바람직하게는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 합성수지(200)를 도포하여 형성된 합성수지 층의 두께, 즉 광섬유 원사(100)의 외면으로부터 합성수지(200)의 외면까지의 길이(ℓ1)는 8~10 미크론이다.

그리고 상기 심재용 원사(300)의 직경은 3~5 미크론이다.

따라서 심재용 원사(300)가 합성수지(200)에 함입될 수 있으며 외부로 노출되지 않는다.

4단계(S4)

상기 3단계(S3)를 거쳐 심재용 원사(300)가 혼입되고 합성수지(200)가 외면에 코팅된 광섬유사를 자연건조 또는 온풍기에 의해 건조시켜 경화시킨다.

상기한 본 발명에 따른 내수성 광섬유사의 제조 방법 및 제조 장치를 이용하 여 제조된 내수성 광섬유 원사(100)는 일반 섬유사와 함께 직조하여 직물을 제조하게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 내수성 광섬유사의 제조 방법에 대한 공정 흐름도.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 내수성 광섬유사에 대한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 내수성 광섬유사에 대한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 광섬유 원사 200 : 합성수지

300 : 심재용 원사

Claims (13)

1. 표면에 스크래치면이 형성된 광섬유 원사;

   상기 광섬유 원사의 표면에 일정 두께로 코팅된 합성수지층;

   상기 합성수지층에 혼입된 다수의 심재용 원사를 포함하며,

   상기 심재용 원사는 금속성섬유, 합성섬유, 동물성섬유 중 택일되고,

   상기 금속성섬유는 은사, 철사, 티타늄사, 알루미늄사, 구리사 중 택일되며, 상기 합성섬유는 나일론, 폴리에스테르, 아크릴 중 택일되고, 상기 동물성섬유는 실크 또는 거미줄인 것이고,

   상기 심재용 원사는 광섬유 원사의 외면에 권취된 코일형 또는 광섬유 원사의 외면에 평행하게 배치된 직선형인 것을 특징으로 하는 내수성 광섬유사.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 광섬유 원사의 직경은 100~260 미크론이고, 상기 합성수지층의 두께는 8~10미크론이며, 상기 심재용 원사의 직경은 3~5 미크론인 것을 특징으로 하는 내수성 광섬유사.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 합성수지층의 외면이 육각 또는 사각형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내수성 광섬유사.
8. 일정 직경의 광섬유 원사를 공급하는 1단계;

   광섬유 원사의 표면에 샌딩처리 또는 에칭처리에 의해 스크래치면을 형성하는 2단계;

   상기 스크래치면이 형성된 광섬유 원사의 표면에 색상을 갖는 합성수지를 코팅하는 3단계;

   상기 3단계를 거쳐 코팅된 광섬유 원사를 자연건조 또는 온풍기에 의해 건조시켜 경화시키는 4단계;

   상기 광섬유 원사를 권취시켜 보관하는 5단계를 포함하는 내수성 광섬유사의 제조 방법에 있어서,

   상기 3단계의 합성수지에 다수의 심재용 원사가 혼입되는 단계를 더 포함하고,

   상기 심재용 원사는 금속성섬유, 합성섬유, 동물성섬유 중 택일되며,

   상기 금속성섬유는 은사, 철사, 티타늄사, 알루미늄사, 구리사 중 택일되며, 상기 합성섬유는 나일론, 폴리에스테르, 아크릴 중 택일되고, 상기 동물성섬유는 실크 또는 거미줄인 것이고,

   상기 심재용 원사는 광섬유 원사의 외면에 권취된 코일형 또는 광섬유 원사의 외면에 평행하게 배치된 직선형인 것을 특징으로 하는 내수성 광섬유사의 제조방법.
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