KR101379702B1 - 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도 발광직물의 제조방법 및 고휘도 발광직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크릴계 광섬유와 일반섬유를 제직하여 교직물의 표면으로 부출된 광섬유들을 통해 직물의 표면으로 방출됨으로써 광을 발산하는 발광직물에 관한 것으로서, 본 발명에 의해 광섬유의 클래드부의 일부분을 용융에 의해 제거함으로써 해당부분에서 클래드부의 전반사작용을 못하도록 하여 기존의 클래드부를 가지는 광섬유에서의 휘도보다 높은 고휘도의 무늬 또는 문자를 발산하는 한편, 반원형의 코어부를 평탄화하여 광선이 불필요하게 굴절되지 않도록 함으로써 복잡한 무늬나 문자를 보다 높은 해상도로 표현할 수 있는 고휘도발광직물을 환경오염물질의 배출없이 제공할 수 있다.

Description

아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도 발광직물의 제조방법 및 고휘도 발광직물{Process Of Producing Luminous Textiles Having High Luminance Using Acrylc Optical Fiber And The Product Thereof}

본 발명은 아크릴계 광섬유와 일반섬유를 제직하여 교직물의 표면으로 부출된 광섬유들이 광원 및 전원장치에 연결되어 광원으로부터 조사되는 빛이 광섬유를 통해 직물의 표면으로 방출됨으로써 광을 발산하는 발광직물에 관한 것이다.

광섬유는 길이방향으로 빛의 전도가 가능하여 광통신뿐만이 아니라 여러가지 장식용으로도 그 사용범위가 확대되고 있다. 특히, 광섬유를 이용하여 직물제품으로 만들어 제품상에 목적하는 무늬 또는 문자의 패턴으로 광섬유를 배치시키고 그 직물 제품의 내측에 LED 등의 발광소자와 이 발광소자를 구동하기 위한 모듈을 장착하도록 구성하고 있다.

그러나, 상기한 종래 광섬유직물은 전반사조건을 이용하여 광섬유의 끝단에 광원을 두어 빛을 입사시켜서 반대편 끝단을 통하여 빛이 출사되는 기본적인 기능을 적용하고 있어 제품상에 광섬유를 구성하는 경우 광섬유 배치에 제한이 있게 된다.

이에 대한민국공개특허제10-2008-0040815호에서는 광섬유의 표면에 스크래치 또는 홈 가공을 함으로써 종래 광섬유의 기본 원리인 전반사 조건을 탈피하여 면발광 기능을 적용할 수 있도록 하였다. 그러나 이러한 스크래치 또는 홈가공은 목적하는 부위의 광섬유에 대한 균일한 가공이 어려워 광섬유로부터 발산되는 빛의 휘도 내지 조도를 균일하게 할 수 없으며, 직물에 예기치 못하는 손상을 가할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국등록특허제10-0903072호에서는 광섬유의 배치를 용이하게 하면서 광섬유를 통해 원하는 문양을 간단한 방법으로 용이하게 형성할 수 있도록 문양부분에 배치된 플라스틱계열 광섬유의 클래딩층을 에칭액을 이용하여 용해하는 방법을 제시하고 있다. 상기 선행기술에서는 클래딩층의 균일한 용해가 가능한 장점이 있을 수 있으나, 에칭액이 환경오염 및 작업자의 건강을 해칠 우려가 있으며, 직물표면에 부출되는 광섬유의 클래딩부분뿐만 아니라 직물내부 또는 직물이면부에 부출되는 광섬유의 클래딩부분까지도 용해시킬 수 있어 불필요한 부분에서의 광발산까지 이루어질 수 있으므로 불필요한 광량의 손실이 있을 수 있는 우려가 있었다.

그러므로 본 발명에 의하면, 상기 종래기술의 문제점을 극복하여 직물표면부로 부출되는 광섬유에 대한 균일한 가공에 의해 광섬유로부터 발산되는 빛의 휘도 내지 조도를 균일하게 할 수 있고, 불필요한 부분에서의 광발산을 방지하여 불필요한 광량의 손실을 최소화할 수 있는 발광직물을 환경오염 및 작업자의 건강을 해칠 우려가 없는 친환경적인 방법으로 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 아크릴계 광섬유를 이용한 발광직물의 제조방법에 있어서, 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유와 일반섬유를 제직하여 교직물을 만드는 제직공정 및 상기 교직물을 100~250℃의 롤러 또는 프레스로 가압하면서 열처리하여 교직물의 표면으로 부출된 상기 아크릴계 광섬유의 클래드부의 일부단면을 용융시키고 코어부가 평탄하게 노출되도록 하는 열처리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도 발광직물의 제조방법이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 아크릴계 광섬유와 일반섬유를 제직하여 교직물의 표면으로 일정한 무늬나 문자를 형성하도록 광섬유가 돌출 내지는 부출되고 상기 광섬유의 타단부들이 광원 및 전원장치에 연결되어 광원으로부터 조사되는 빛이 광섬유를 통해 직물의 표면으로 고휘도로 방출될 수 있는 고휘도 발광직물에 관한 것이다.

특히 본 발명에서는 상기 아크릴계 광섬유와 일반섬유를 제직한 교직물에서 교직물표면으로 부출된 아크릴계 광섬유를 열처리함으로써 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유의 클래드부의 일부단면을 용융시키고 코어부가 평탄하게 노출되도록 하는 것이다.

우선, 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유와 일반섬유를 제직하여 도 1에 도시되는 것과 같은 교직물을 만드는 제직공정을 행하는데, 경사 및 위사 중 어느 하나 또는 모두에 대해 일반섬유(1)와 아크릴계 광섬유(2)를 일정한 비율로 배열하여 교직물을 제직한다. 이때 표면으로 선정한 면의 표면으로 부출되는 아크릴계 광섬유의 배열에 의해 본 발명의 발광직물의 발광무늬 또는 문자가 결정되게 된다.

교직물의 종류는 평직, 능직, 쟈카드직등과 같이 어떠한 조직도 무방하다, 또한 전체적으로 광섬유를 이용한 교직물 또는 광섬유 자체로만 제직을 한 직물형태의 원단에 엠보가공이나 프레스 가공을 통해 형태를 내는 방법이 있을 수 있으며, 또한 무늬나 문자의 선명함과 다양한 무늬를 발현하기 위해서 부출되는 광섬유부분이 연속되도록 할 수 있는 쟈카드직물도 좋으며 더욱 좋기로는 일반실은 커팅을 하고 광섬유만을 남기는 직물이면부에 부출되는 실을 커팅한 형태의 쟈카드직물의 표면부에 광섬유가 부출이 되어 무늬부분의 부각이 더욱 잘 될 수 있다.

이어 상기 교직물을 열처리하여 아크릴계 광섬유의 클래드부분을 용융시켜 제거하는데, 100~250℃의 롤러 또는 프레스로 가압하면서 열처리한다.

이러한 열처리에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 교직물의 표면으로 부출된 상기 아크릴계 광섬유의 클래드부(10)의 일부단면을 용융시키고 코어부(20)가 평탄하게 노출되도록 하게 된다.

일반적으로 아크릴계 광섬유는 아크릴계 폴리머인 PMMA로 이루어진 코어층과 상기 코어층을 둘러싸는 불소화 PMMA로 이루어지는 클래드부로 이루어져 있어 코어부로 입사하는 광선이 클래드부에 의해 전반사되어 광송신을 하게 된다. 그러나 본 발명에서는 클래드부의 일부분을 용융에 의해 제거함으로써 해당부분에서 클래드부의 전반사작용을 못하도록 하여 코어내부로부터 외부로 광선이 산란되도록 하게 된다. 이렇게 산란되어 광섬유외부로 발산되는 광선에 의해 기존의 클래드부를 가지는 광섬유에서의 휘도보다 높은 고휘도의 무늬 또는 문자를 발산할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에서 용융에 의해 클래드부를 제거하는 한편, 제거되는 클래드부에 인접하는 반원형의 코어부를 평탄화하여 광선이 불필요하게 굴절되지 않도록 함으로써 복잡한 무늬나 문자를 보다 높은 해상도로 표현할 수 있게 되는 것이다.

상기 열처리공정에서 아크릴계 광섬유의 노출되는 코어부의 직경은 전체 아크릴계 광섬유의 직경의 20~80%인 것이 바람직한데, 노출되는 코어부의 직경이 전체 아크릴계 광섬유의 직경의 20%미만인 경우에는 클래드제거에 의한 전반사감쇄효과가 발현되기 어렵고, 노출되는 코어부의 직경이 전체 아크릴계 광섬유의 직경의 80%를 초과하는 경우에는 광량은 많아질 것이나 광원에서 가까운 광섬유구간에서의 과다한 광량손실에 의해 광원에서 거리가 먼 광섬유구간까지 충분한 광량이 도달하지 못하여 전체적인 무늬 또는 문자의 균일한 휘도의 발현이 어렵게 될 수 있다.

본 발명의 고휘도 발광직물의 제조방법에 의해 직물표면부로 부출된 아크릴계 광섬유의 클래드부가 제거되고 평탄한 코어부가 노출된 것을 특징으로 하는 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도발광직물이 제공된다.

그러므로 본 발명에 의하면, 광섬유의 클래드부의 일부분을 용융에 의해 제거함으로써 해당부분에서 클래드부의 전반사작용을 못하도록 하여 코어내부로부터 외부로 광선이 산란되도록 하여 기존의 클래드부를 가지는 광섬유에서의 휘도보다 높은 고휘도의 무늬 또는 문자를 발산하는 한편, 반원형의 코어부를 평탄화하여 광선이 불필요하게 굴절되지 않도록 함으로써 복잡한 무늬나 문자를 보다 높은 해상도로 표현할 수 있는 고휘도발광직물을 환경오염물질의 배출없이 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명인 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도발광직물의 일실시예의 사시도이며,
도 2는 본 발명인 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도발광직물의 일실시예의 단면도이며,
도 3은 본 발명인 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도발광직물의 실시예 1에 전원부를 장착하여 광을 발산시킨 경우의 사진이며,
도 4는 열처리를 하지 않은 발광직물인 비교예 1에 전원부를 장착하여 광을 발산시킨 경우의 사진이다.

이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도발광직물의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1]

경사로 폴리에스테르섬유(50d/36fila)와 아크릴계 광섬유를 1:1의 비율로 배열하여 쟈카드직물을 제직한 후 상기 쟈카드직물의 표면부를 180℃의 롤러로 가압하면서 열처리하여 직물표면에 부출된 아크릴계 광섬유의 클래드부분을 용융시켜 제거하면서 코어부의 상부를 평탄화하여 아크릴계 광섬유의 노출되는 코어부의 직경을 전체 아크릴계 광섬유의 직경의 60%가 되도록 하였다.

[비교예 1]

상기 실시예 1에서 열처리를 하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 쟈카드직물을 제직하였다.

1 : 일반섬유 2 : 아크릴계광섬유
10 : 클래드부 20 : 코어부

Claims (4)

1. 아크릴계 광섬유를 이용한 발광직물의 제조방법에 있어서,
   아크릴계 폴리머인 폴리메타아크릴레이트(PMMA)로 이루어진 코어층과 상기 코어층을 둘러싸는 불소화 폴리메타아크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 클래드부로 이루어진 아크릴계 광섬유와 일반섬유를 제직하여 교직물을 만드는 제직공정 및
   상기 교직물을 100~250℃의 롤러 또는 프레스로 가압하면서 열처리하여 교직물의 표면으로 부출된 상기 아크릴계 광섬유의 클래드부의 일부단면을 용융시켜 아크릴계 광섬유의 노출되는 코어부의 직경이 전체 아크릴계 광섬유의 직경의 20~80%가 되도록 하고 코어부가 평탄하게 노출되도록 하는 열처리공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도 발광직물의 제조방법.
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4. 아크릴계 광섬유를 이용한 발광직물에 있어서,
   직물표면부로 부출된 아크릴계 광섬유의 불소화 폴리메타아크릴레이트(PMMA)로 이루어지는 클래드부가 제거되고 폴리메타아크릴레이트(PMMA)로 이루어진 평탄한 코어부가 노출된 것을 특징으로 하는 아크릴계 광섬유를 이용한 고휘도 발광직물.
   

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