KR20140141242A - 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유를 열처리하여 아크릴계 광섬유의 외주표면부에 나선형 노출코어부를 갖도록 한 것으로서, 본 발명에 의해 광섬유의 클래드부의 일부분을 제거함으로써 해당부분에서 클래드부의 전반사작용을 못하도록 하여 기존의 클래드부를 가지는 광섬유에서의 휘도보다 높은 고휘도의 광을 발산하는 한편, 균일한 나선형 스크레치를 형성시켜 균일한 휘도를 갖는 아크릴계 광섬유를 제공할 수 있게 된다.

Description

나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유 및 그의 제조방법{Acrylic Optical Fiber Having Exposed Spiral Core Parts And Process Of Produscing Thereof}

본 발명은 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유를 스크레치형성 및 열처리하여 아크릴계 광섬유의 외주표면부에 나선형 노출코어부를 갖도록 하여 광원으로부터 조사되는 빛이 광섬유의 나선형 노출코어부로 고휘도로 방출될 수 있도록 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유에 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 광섬유에 대한 균일한 가공에 의해 광섬유로부터 발산되는 빛의 휘도 내지 조도를 균일하게 할 수 있는 아크릴계 광섬유를 환경오염 및 작업자의 건강을 해칠 우려가 없는 친환경적인 방법으로 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유를 내부에 커터를 가지고 회전하는 원형실린더를 통과시켜 아크릴계 광섬유의 외주표면에 나선형 스크레치를 형성한 후 100~150℃의 열롤러사이로 통과시켜 열처리하여 상기 아크릴계 광섬유의 일부코어부가 노출되도록 하여 아크릴계 광섬유의 외주표면부에 나선형 노출코어부를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 제조방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 아크릴계 광섬유의 외주표면부의 클래드부가 일부제거되고 코어부가 일부노출되어 아크릴계 광섬유의 길이방향으로 나선형 노출코어부를 갖는 것을 특징으로 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유가 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유를 스크레치형성 및 열처리하여 아크릴계 광섬유의 외주표면부에 나선형 노출코어부를 갖도록 하여 광원으로부터 조사되는 빛이 광섬유의 나선형 노출코어부로 고휘도로 방출될 수 있도록 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 제조방법에 관한 것이다.

특히, 본 발명에서는 아크릴계 광섬유를 스크레치형성 및 열처리함으로써 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유의 클래드부의 일부단면을 깎아 코어부가 아크릴계 광섬유의 길이방향으로 나선형으로 노출되도록 하는 것이다.

본 발명에서는 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유를 스크레치형성 및 열처리하여 도 1에 도시되는 것과 같은 나선형 노출코어부(20)를 갖는 아크릴계 광섬유(10)를 만드는데, 도 3에 도시된 바와 같이 아크릴계 광섬유(10)를 내부에 커터를 가지고 회전하는 원형실린더(30)를 통과시켜 아크릴계 광섬유의 외주표면에 나선형 스크레치를 형성한 후 100~150℃의 열롤러(40)사이로 통과시켜 열처리하여 상기 아크릴계 광섬유의 일부코어부가 노출되도록 한다.

이렇게 아크릴계 광섬유를 내부에 커터를 가지고 회전하는 원형실린더를 통과시키면 아크릴계 광섬유의 외주표면에 커터에 의해 나선형 스크레치가 형성된다. 상기 원형실린더는 중심축을 기준으로 회전을 하게 되며, 원형실린더의 중심축과 직각으로 커터가 설치되어 원형실린더의 중심축을 통과하는 아크릴계 광섬유의 클래드부에 나선형 스크레치를 내게 된다. 이때 클래드부만 스크레치를 낼 수 있도록 커터의 깊이를 잘 조절해야 한다. 원형실린더의 회전속도를 높이게 되면 상기 나선형 스크레치의 나선간격이 좁아지게 된다.

이렇게 원형실린더를 통과하여 나선형 스크레치를 가진 아크릴계 광섬유를 100~150℃의 열롤러사이로 통과하여 열처리함으로서 상기 아크릴계 광섬유의 스크레치부가 형성된 클래드부의 일부단면을 매끈하게 처리하여 코어부가 노출된 나선형 노출코어부를 형성하는 것이다. 이때, 상기 원형실린더의 회전속도 및 아크릴계 광섬유의 이송속도를 조절하여 나선형 노출코어부의 나선간 간격을 조절할 수 있게 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 스크레치를 형성하여 제거함으로써 해당부분에서 클래드부의 전반사작용을 못하도록 하여 코어내부로부터 외부로 광선이 산란되도록 하게 된다.

이렇게 외부로 노출되는 코어부의 표면적은 전체 아크릴계 광섬유의 표면적의 20~80%로 조절하여 광섬유의 광도를 조절할 수 있다. 노출되는 코어부의 표면적이 전체 아크릴계 광섬유의 표면적의 20%미만인 경우에는 클래드제거에 의한 발광효과가 발현되기 어렵고, 노출되는 코어부의 표면적이 전체 아크릴계 광섬유의 표면적의 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.

이렇게 본 발명의 제조방법에 의해 아크릴계 광섬유의 외주표면부의 클래드부가 일부제거되고 코어부가 일부노출되어 아크릴계 광섬유의 길이방향으로 나선형 노출코어부를 갖는 것을 특징으로 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유가 제공된다. 본 발명의 아크릴계 광섬유는 우레탄계와 같은 투명한 파이프에 삽입하고, 광원 및 전원장치에 연결하여 광원으로부터 조사되는 빛을 상기 나선모양의 코어부를 통해 균일한 패턴의 발광현상을 일으키게 된다. 상기 나선형 노출코어부의 나선간 간격은 0.3~50㎜로 하여 다양하고도 균일한 발광효과를 얻을 수 있다.

그러므로 본 발명에 의하면, 광섬유의 클래드부의 일부분을 제거함으로써 해당부분에서 클래드부의 전반사작용을 못하도록 하여 코어내부로부터 외부로 광선이 산란되도록 하여 기존의 클래드부를 가지는 광섬유에서의 휘도보다 높은 고휘도의 광을 발산하는 한편, 균일한 나선형 스크레치를 형성시켜 균일한 휘도를 갖는 아크릴계 광섬유를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명인 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 구조를 나타낸 단면도이며,
도 2는 본 발명인 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 사진이며,
도 3은 본 발명인 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 제조공정의 개략도이다.

이하 다음의 실시 예에서는 본 발명의 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 제조방법에 대한 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1]

클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유를 내부에 커터를 가지고 153rpm으로 회전하는 원형실린더를 통과시켜 아크릴계 광섬유의 외주표면에 나선형 스크레치를 형성한 후 120℃의 열롤러사이로 1m/분의 속도로 통과시켜 열처리하여 상기 아크릴계 광섬유의 일부코어부가 노출되도록 하여 아크릴계 광섬유의 외주표면부에 나선간경이 6.5㎜인 나선형 노출코어부를 갖도록 하였다. 제조된 아크릴계 광섬유를 우레탄계의 투명한 파이프에 삽입하고 광원 및 전원장치에 연결하여 도 2의 사진과 같은 발광효과를 얻었다.

10 : 아크릴계 광섬유 20 : 노출코어부
30 : 원형실린더 40 : 열롤러

Claims (4)

1. 클래드부와 코어부로 이루어진 아크릴계 광섬유를 내부에 커터를 가지고 회전하는 원형실린더를 통과시켜 아크릴계 광섬유의 외주표면에 나선형 스크레치를 형성한 후 100~150℃의 열롤러사이로 통과시켜 열처리하여 상기 아크릴계 광섬유의 일부코어부가 노출되도록 하여 아크릴계 광섬유의 외주표면부에 나선형 노출코어부를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 열처리공정에서 아크릴계 광섬유의 노출되는 코어부의 표면적은 전체 아크릴계 광섬유의 표면적의 20~80%인 것을 특징으로 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유의 제조방법.
3. 아크릴계 광섬유의 외주표면부의 클래드부가 일부제거되고 코어부가 일부노출되어 아크릴계 광섬유의 길이방향으로 나선형 노출코어부를 갖는 것을 특징으로 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유.
4. 제 3항에 있어서, 상기 나선형 노출코어부의 나선간 간격은 0.3~50㎜인 것을 특징으로 하는 나선형 노출코어부를 갖는 아크릴계 광섬유.

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