KR20030031130A - 발광섬유를 갖는 직물제품, 그에 의해 제조된 물품 및그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

광을 전달할 수 있는 중심 코어 및 외피로 이루어지는 광 안내 섬유(2)를 포함하는 직물 제품에 있어서, 상기 외피의 적어도 길이부는 내부 코어에 대해서, 전달된 광이 섬유로부터 부분적으로 방출되는 것을 허용하는 굴절률을 제공하는 것을 특징으로 하는 직물제품; 이 직조 제품으로 제조된 의류품; 및 직물제품의 제조방법을 개시한다.

Description

발광섬유를 갖는 직물제품, 그에 의해 제조된 물품 및 그의 제조방법 {TEXTILE PRODUCT WITH ILLUMINATED FIBRES, ARTICLE MADE THEREFROM AND PRODUCTION METHOD OF THE SAME}
가령, 미국특허 US4234907의 예와 같이, 광을 발산하는 섬유를 함유하는 편물의 기재는 이미 공지되어 있으나, 오늘날까지도 이들 특성을 갖는 어떤 편물을실행하는 것은 불가능하므로, 그것들은 결코 산업적으로 생산되지 못하였다.
상술한 특허의 편물은 광원에 의해 일단에서 발광된 광섬유를 이용하는 것으로, 이 광섬유는 광섬유로부터 방출된 광이 편물에 소망하는 발광효과를 제공하는 것을 가능케 하는, 내부 코어까지 피복된 다수의 홈을 구비한다.
불행히도, US4234907에 기재된 섬유는 몇 개의 단점을 갖고 있다:
첫 번째 문제는, 광섬유의 첫 번째 노치와 만나는 대부분의 광이 분산됨으로써, 매우 강력하고 소모성이 높은 광원을 사용하지 않고는 광자체가 그 이상 먼거리의 노치에 도달하는 것이 불가능하며, 큰 방해가 되는 점이다.
두 번째 문제는, 가장 쓸모없는 것중 하나로서, 이들 노치는 섬유를 약화시켜 직물로서 및 추가적인 제조(세탁, 마찰,...)를 불가능하게 만드는 점이다.
세 번째 문제는, 발광섬유를 모으기 위해서, 섬유자체가 충분한 섬유길이로 연장되어 이들 섬유가 다발로 집속될 수 있고 광원과 연결될 수 있는 편물을 생산할 필요가 있는 점이다. 어쨋든, 상기 특허의 분석에 의해, 어떤 방법으로 결과물이 산업상 적절한 방식을 통해 얻어지는지에 대해 기재되어 있지 않다.
특허 US4234907에서 이용한 "통상적인" 광섬유는, 중간영역에서의 분산없이 섬유의 일단으로부터 타단까지의 광전파를 결정하는 내부 미러효과를 얻기 위해서, 하나의 핵보다 열등한 굴절률을 갖는 "코어" 및 "피복재"로써 구성된다.
GB-A-2 305 848에는, 스트랜드의 측부로부터 외부로 광을 전환하기 위해 적어도 일부가 변형되는 다수의 광섬유 가닥을 지닌 편물을 포함하는 시각적 경고를 제공하는 장치가 개시되어 있다.
본 발명은 "발광섬유(illuminated fibres)가 혼합된 편물(fabric) 및 기타 직물제품에 관한 것으로, 물품(article) 자체의 적절한 포켓에 수납될 수 있는 전기 밧데리에 의해 공급된 광원을 구비하며 직물 제품으로 제조된 물품에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전통적인 직기를 통한 편물의 산업적인 제조방법에 관한 것이다.
본 명세서에 있어서, "발광섬유"는 가령, PMMA(폴리메틸 메타 아크릴레이트), PEA(폴리에틸 아크릴레이트), PEMA(폴리에틸 메타 아크릴레이트), PMMA/PEMA(폴리메틸/폴리메틸 아크릴레이트), PC(폴리카보네이트), PS(폴리스티롤)등의 플라스틱 물질 내에 필라멘트 및/또는 광섬유에 의해 만들어진 광의 길(light ways)을 가리킨다.
본 발명의 이점은 비(非)한정적인 실시예로서 주어진 다음의 설명 및 첨부도면으로부터 명백해질 것이다.
-도 1은 본 발명에 따르는 편직의 예를 보이는 도면이다.
-도 2는 섬유로 제조된 의류품의 조각을 개략적으로 보이는 도면이다.
-도 3은 본 발명의 의류품의 발광섬유를 갖는 전원의 연결수단을 개략적으로 보이는 도면이다.
-도 4a 내지 4c는 본 발명에 따르는 의류품의 제조단계를 개략적으로 보이는 도면이다.
-도 5는 발광섬유가 위사(texture threads)로서 배열되는 본 발명의 직조 편물의 다른 실시예를 개략적으로 보이는 도면이다.
본 발명의 제 1목적은 "발광섬유"가 혼합된 편물 및 그 편물로 제조되고 용이하며 효과적인 방식으로 제조될 수 있는 물품을 제공하는데 있다.
본 발명의 편물로 제조될 수 있는 특정 물품으로는:
-의류품(바지, 자켓, 스커트, 외투, 레인코트, 망토, 셔츠, 운동복, 신발 등);
-스포츠 용품:
-악세사리(백, 모자, 타이, 벨트, 풀라천 손수건(foulards), 장갑, 우산 등.);
-하우스 물품(커튼, 텐트, 모켓(moquette), 피막재, 베게, 커버) 및 차량용품(실내장식품);
-안전 용품(경찰복 및 구조 요원복, 기술자용 의복, 차량용 안전 신호장구, 트랙 텐트, 차량용 덮개, 신호 밴드 등)이 있다.
제 2목적은 섬유를 제조하기 위한 산업적으로 유효한 방법을 제공하는데 있다.
이들 목적은 본 명세서에 첨부한 청구범위의 독립항에 특징된 바와 같이, 편물, 편물로 제조된 의류품 및 산업적으로 편물을 제조하기 위한 방법에 의해서 달성된다.
추가적인 특징은 종속항에 포함된다.
특히, 본 발명에 따르면 수제품 내부에서의 광분산의 바람직한 효과는:
a) 일단에서 광섬유를 발광하고, 굴절률을 국부적으로 변경하여 전달된 광의 부분 확산을 가능케 하기 위해서 직물 및 다른 이벤트(연마, 미세균열, 연신, 표면 접힘)로 인해 초래된 섬유의 표면적인 변형을 활용하는 것과;
b) 섬유자체에 용해되어 섬유 내부의 광을 흡수할 수 있고, 이것을 360°의 확산각도로 재방출(발광 및/또는 시프팅 광 안내)함으로써, 적어도 부분적으로 광이 제한 각도와는 다른 각도로 투사되고 그로 인해 방출될 수 있는 도핑(dopping) 요소를 추가하는 것과;
c) 광섬유의 중심 코어에 따라서 피복 굴절률을 적절히 변경하는 것은, 코어 내부의 피복에 의해 반사된 광부분을 변화시키기 위해, 조사될 섬유의 길이를 따라서 광을 분산하는 것에 의해서 달성된다.
이 굴절률은 제조될 수제(handmade)의, 조사될 섬유의 길이 및 광원 특성의 함수로 적절히 선택될 것이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 발광섬유의 반사율은 브러싱이나 샌딩, 또는 이하의 화학 약제에 의해서 적절히 변경될 수 있다:
-방향족 및 지방족 탄화수소; 유기산, 지방성 알콜; 케톤; 알데히드; 방향족 및 지방족 염소 유도체; 방향족 및 지방족 아민; 아미드; 방향족 및 지방족 에스테르.
섬유 피복의 적절한 변형은, 섬유의 나머지 부분에 대한 어떠한 손상도 일으키지 않고서 섬유 피복의 극히 국소부분을 파괴할 수 있는 적절한 에너지의 레이저 빔에 의해서 섬유를 처리함으로써 달성될 수 있다.
이러한 방식으로 우리는 종래의 광섬유와는 실질적으로 다른 방식으로 반응하는 광섬유를 얻는다.
도면을 참조하면, 실행되는 바람직한 실시예에 있어서, 본 발명의 수제는 다수의 경사(warp threads)가 직물(3)의 폭을 따라 이격된 발광섬유(2)에 의해 구성되는 편물(1)로 이루어진다.
도 1의 직조 구조로 도시된 바와 같이, 경사 중에서, 섬유(2)만이 위사(3)의 적절한 수(m1)에 의해 편직되지 않는다. "느슨한" 위사의 소정 수(m1)에 따라서 섬유(2)의 소정의 길이는 자유롭게 유지된다.
이익적으로, 이하에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 이 실시예에 있어서, 광원에 의해 조사되기 위해서 일단에 근접해서 다발로 집속되는 광섬유의 소요길이를 결정하는 것이 가능하다.
보다 이익적으로는, 경사의 나머지가 위사에 의해 정상적으로 편직됨으로써, 자유 섬유(2)를 갖는 섬유부(6)가 섬유부의 하부에 의해 풀리지 않고 유지되어 도 4a 내지 4c에 도시한 바와 같이 발광섬유의 다발 둘레에 중첩되어 재봉될 수 있다.
섬유의 나머지 조각은 다음에, 발광섬유(2)가 정상적으로 편직되는 부분(5) 및 내부에 발광섬유(2)의 다발이 수납될 수 있는 적어도 하나의 옷단(hem)(8)을 갖는 적어도 제 2부분(6)에 의해 구성된다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따르는 의류품은 상술한 바와 같이 얻어진 섬유의 조각으로 제조된다.
옷단(8)으로부터 빠져나오는 다발(7)의 끝단은, 광 결합을 향상시키기 위해서 섬유가 (그들의 축에 대해서 약 90°의 각도로)절단된 후에, 금속링(9)이나 다른 등가요소에 의해서 압착된다.
링(9)의 자유단으로부터, 다이오드 리드(10)가 삽입되어 고정됨으로써, 이것이 섬유(2)의 끝단과 광학적으로 결합하게 된다.
전기 케이블(11)은 (바람직하게 용접된)다이오드 단자에 접속되고 그로부터 돌출한다.
전기 접속점(13)은, 사용자가 의류품을 사용하는 동안에 가해질 수 있는 응력으로부터 접속점을 보호하기 위해서 수지 충진캡(12)으로 보호하는 것이 바람직하다.
도 4a 내지 도 4c는 의류품의 제 1제조 위상을 개략적으로 나타내는 것으로, 자유섬유(2) 다발 내의 접합점(도 4a), 수제의 편직부의 경계를 따르는 다발의 배치(도 4b), 및 섬유 다발의 폐쇄를 위한 옷단의 실행(도 4c)이 도시되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따르는 발광섬유는 섬광섬유로도 부르는 화학적으로 도프된 중합 광섬유로 이루어진다.
도핑 요소는 가령, 퀴논, 아민, 시아닌, 다음의 합성물로 나타내는 아조익(azoic) 그룹을 갖거나 갖지 않는 방향족 다환 유기분자로 이루어진다:
폴리페닐 합성물
메틸 파라-테르페닐(DMT)
파라-테르페닐(PTP)
테트라 메틸 파라-쿼터페닐(TMQ)
디-메틸 파라-쿼터페닐(BMQ)
등..
옥사졸의(oxazolic) 합성물
디페닐-부틸페닐-옥사디아졸(BUTYL-PBD)
디페닐-페닐-옥사다이졸(PBD)
디페닐옥자졸(PPO)
등.
크마린의(COUMARINIC) 합성물
하이드록시메틸 크마린
디메틸아미노-트리플루오로메틸-크마린
벤조티아졸일-디에틸아미노-크마린
등.
로다민의(RHODAMINIC) 합성물
디에틸아미노-디에틸이미노-안식향산
에틸아미노-에틸이미노-디메틸-3H-크산텐-안식향산 에틸에스테르
발광섬유는 단부에 배치된 광원 및 섬유의 중간 편직부를 통해 주변으로 확산된 광 모두로부터 빛을 수신할 수 있는 것이 이익적이다.
사용한 도핑 접착제에 따라서, 섬유는 바람직하게 400 내지 700㎚ 및 그 이상의 파장으로 빛을 발산한다.
발광섬유를 사용하는 추가적인 이익은, 이들 섬유가 그들의 전체 길이를 따라 수신한 광의 단부로 전달할 수 있는 점에 있다.
따라서, 편물을 자연 또는 인공 광에 노출시킴으로써, 섬유의 일단에 배치된 하나 이상의 LED는 섬유를 통해 전달되는 광을 수신하여 전압을 생성하게 된다. 이 전압은 다음에 DC-DC 컨버터로 공급되어 밧데리를 충전하는데 사용된다.
이익적으로, 이 밧데리는 섬유를 조명하는데 사용되는 것과 동일한 것일 수 있다.
이익적으로, 섬유가 "마찰되거나 긁히면", 상술한 바와 같이 국부적으로 방출된 광의 증가를 허용하고, 작은 스틱, 숫돌 또는 다른 수단을 사용하여 편물 상에 그림을 "그리는" 것이 가능한 섬유의 외견상의 변형을 얻는다.
도 3은 평행으로 배치되고, 전기 케이블(11)을 개재하여 교체 가능하거나 재충전하는 형태일 수 있는 전기 밧데리(15)에 의해 여기되는 DC 컨버터(14)에 연결된 다수의 다이오드(10)(다이오드(10)는 병렬 및 직렬연결의 어떤 조합도 사용 가능함)를 개략적으로 나타낸다.
바람직하게, 컨버터와 밧데리는 전체 크기를 줄이기 위해서 동일한 케이스 내에 함께 포장되는 것이 바람직하다.
의류품 및 소망하는 미적 효과에 따라서, 하나 이상의 발광 직물을 의류품의 제조에 사용할 수 있다.
어쨌든, 모든 다발을 동일 광원에 접속하는데 충분히 넓은 발광섬유의 자유길이를 갖는 편물의 조각을 만들 수 있다.
밧데리와 DC 컨버터 케이스는 가령, 바지 벨트로의 레벨에서, 의류품의 적절한 포켓에 수납되는 것이 바람직하다.
또한, 외부 전원그룹에 쉽게 접속될 수 있는 케이블(11)만을 의류품으로부터 유출하는 것이 가능하다.
본 발명에 따라서, 상술한 바와 같은 편물의 제조 방법의 설명은 다음과 같다.
도 1을 참조하여, 경사(도면에서 검은선)의 수"n"은 원하는 길이를 갖는 연속 편물을 제조하기 위해 위사(3)(도 1에서 흰선)의 통과에 의해서 편직되는 전통적인 직기(도면에는 도시생략)에 배치된다.
비록 1개중 하나 또는 다른 여러 개중 하나 사이를 다른 속도로 지날 수 있다해도, 다수의 경사는 4개중 하나와 12개중 하나 사이에 바람직하게 계산된 편직속도로써 섬유(f)(명료하게 하기 위해 도면에는 하나의 섬유만이 도시)로 편직된다. 섬유(2)의 위치에 대응하여, 바람직하게는 전기 제어식인 직기는 섬유(2)와 상응하게 유지되도록 배열되어 이송됨으로써, 섬유(2)만이 위사의 m1 통과하도록 하여, 연속성을 유지하는 편물(1)의 몸체로부터 자유롭게 유지된다.
m1 통과 후에, 직기는 정상 상태로 복귀하도록 배치되며 섬유(2)는 제조 중인 편물부의 원하는 길이에 상응하는 통과수(m2)에 대한 위사에 의해 다시 편직된다. 이익적으로, 수 m1의 변화를 통해 자유부에서의 섬유(2)의 길이변화를 쉽게 할 수 있으며, 이것은 의류품을 만들기 위해 필요한 길이의 광섬유 다발을 얻을 수 있는 생산을 가능케 한다.
가령, 의류품의 제조를 위해서 50㎝의 자유 섬유길이가 필요하다면, 1m의 "유실(lost)"직물의 길이는, 편물의 2개의 가용부분을 얻기 위해서 "유실"직물의 전장의 중앙이 절단된 상태로 편직 동안에 남겨지게 된다.
본 발명에 따라서, 편직 동안에 발광섬유(2)가 경사와는 다른 속성(가령, 상이한 유연성이나 상이한 기계적 특성)을 나타내면, 편물의 제조 동안에 직기의 어떠한 고장을 피하기 위해서 공급된 섬유의 기계적 인신을 제어하기 위한 일부 수단이 제공될 수 있다.
예를 들면, 이들 기계적 연신 제어수단은, 기계적 연신의 전자 및/또는 기계적인 제어 하에서 회전하는 발광섬유의 전원용 통상의 또는 부가적인 경사 빔(warpbeam)으로 구성할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따르는 편직 조각(16)을 구성하는 반완제품을 보이는 것으로, 발광섬유(2)는 위사로서 배열되어 있다.
이 경우에, 섬유(2)는 선택한 경사의 수로만 직조될 수 있으므로, 섬유(2)의 소정의 길이는 편직 조각으로부터 자유롭게 유지될 수 있다.
이익적으로, 이들 자유부는 섬유의 어느 일단(도 5에서 P1부분)이나 어느 중간부(도 5의 P2)에 배열될 수 있다.
보다 이익적으로, 각 섬유(2)는 직조된 그의 다른 위치를 나타낼 수 있으므로, 실질적으로 어떤 그림이나 도면은 섬유로부터 최근에 만들어지는 발광섬유부의 적절한 분포를 이룸으로써 얻어질 수 있다.
보다 상세하게는, 도 5는 경사(W), 위사(T) 및 발광 텍스쳐 섬유(2)로 제조된 편직 조각을 개략적으로 나타낸다.
이익적으로, 본 발명의 결과로서, 편물 조각(16)은 소정의 높이(H)로 절단될 수 있으며, 섬유(2)의 자유단부는 다발로 집속됨으로써, 편물 조각이 완성된 의류의 제조에 사용되었을 때에 광원(LS)과 쉽게 결합될 수 있다.
본 발명의 추가적인 이익에 따라서, 섬유(2)의 적어도 일부는 서로 인접되지 않으므로, 섬유(2)의 자유부 아래에 놓이는 편직부(17)는 실질적으로 연속성을 유지할 수 있으며, 가령, 동일 편물 조각(16)의 취급을 위한 보호시트로서 사용할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시 방법에 관한 참조로서 기재되어 있다. 본 발명의범위를 벗어남이 없이 등가의 변형이 실시될 수 있다.

Claims (20)

  1. 그같은 직물을 형성하는 섬유의 일부가 광을 전달할 수 있는 중심 코어 및 외피로 이루어지는 광 안내 섬유(2)인 직물 제품으로서, 상기 외피의 적어도 길이부는 내부 코어에 대해서, 전달된 광이 섬유로부터 부분적으로 방출되는 것을 허용하는 굴절률을 제공하는 것을 특징으로 하는 제품(product).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 섬유(2)는 광섬유이고 상기 외피부는 동일 섬유의 외견상으로 변형된 영역에 의해서 구성되고, 이 변형은 직조의 결과로서 또는 마모, 미세균열, 연신, 섬유 표면의 굽힘 및 광의 부분 방출을 허용할 수 있는 다른 작용에 의해서 얻어지는 제품.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 변형 영역은 직물 제품의 화학적 처리 선택영역으로 이루어지는 제품.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 영역은 방향족 및 지방족 탄화수소; 유기산, 지방성 알콜; 케톤; 알데히드; 방향족 및 지방족 염소 유도체; 방향족 및 지방족 아민; 아미드; 방향족 및 지방족 에스테르로부터 선택된 화학 약제에 의해서 처리된 영역인 제품.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 영역은 레이저 빔에 의해서 처리된 영역인 제품.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 섬유(2)는 광섬유이고 상기 표피부는 섬유의 전체 길이를 따라 적절한 굴절률을 갖는 표피의 제조에 의해서 얻어지는 제품.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 섬유(2)는 화학적으로 도프된(doped) 중합 광섬유인 제품.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 중합 섬유는 퀴논, 아민, 시아닌, 아조익(azoic) 그룹을 갖거나 갖지 않는 방향족 다환 유기분자로 화학적으로 도프된 PMMA(폴리메틸 메타 아크릴레이트), PEA(폴리에틸 아크릴레이트), PEMA(폴리에틸 메타 아크릴레이트), PMMA/PEMA(폴리메틸/폴리메틸 아크릴레이트), PC(폴리카보네이트), PS(폴리스티롤)로부터 선택된 물질로 제조된 중합 섬유인 제품.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 위사 및 경사로 제조된 편물(fabric)로 구성되고, 인접하지 않은 경사 또는 위사의 다수는 광 안내 섬유(2)로 구성되고, 상기 광 안내 섬유의 하나 이상의 자유 길이부는 편물의 상응하는 하부 배치부(6, 17)와 편직되지 않는 제품.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 섬유는 편물의 경사로서 배열되는 제품.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 섬유는 편물의 위사로서 배열되는 제품.
  12. 직물 직기에 의한 청구항 9에 따르는 제품의 제조방법으로서,
    a) 다수의 광 안내 섬유(f)를 선택하는 단계와;
    b) 인접하지 않은 경사 또는 위사로서 상기 섬유(f)를 배열하는 단계와;
    c) 편물의 제 1조각(5)을 편직하는 단계와;
    d) 섬유(f)만 위사/경사에 의해서 편직되지 않는 하나 이상의 편물(6) 조각을 편직하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 가능하면 그의 중간 위치에서, 상기 편물 조각(6)을 지나는 편물의 절단단계를 추가로 포함하여, 섬유(f)는 절단되어 상응하는 하부 배치 편직부로부터 자유롭게 제조되는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 섬유(f)는 연신 제어수단에 의해 공급된 경사로서 배열되는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 연신 제어는 빔 공급 섬유(f)의 자동 동력화(motorization)에 의해서 얻어지는 방법.
  16. 상기 섬유(2)의 자유단에 광학적으로 결합된 하나 이상의 광원(10, LS)을 포함하는, 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따르는 직물 제품으로 제조된 물품(article).
  17. 제 16항에 있어서, 상기 광원은 금속(링(9))에 의해서 섬유(2)의 일단에 견고하게 고정되고, 케이블(11)을 개재하여 밧데리 팩 및 DC/AC 컨버터로 구성된 전원부에 연결된 LED 다이오드(10)로 구성되는 물품.
  18. 제 17항에 있어서, 다이오드(10)와 섬유(2)간의 연결은 캡(12)에 의해 보호되고 코팅된 수지인 물품.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 전원부는 물품의 포켓에 의해 수납되는 물품.
  20. 제 17항에 있어서, 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따르는 편물로 제조되고, 상기 섬유(2)의 다발은 섬유(2)의 자유부 아래에 놓이는 편물조각을 접음으로써 얻어지는 옷단(hem)(8)의 내부에 수용되는 물품.
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