KR200351078Y1 - 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선조사장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 열경화성 또는 열가소성의 섬유 형상기억용 소재를 이용하여 열을 가하지 않고 하나의 자외선 조사 장치로 다수의 셀룰로오스 섬유 샘플의 표면에 서로 다른 조건의 광가교를 동시에 시킬 수 있는 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치에 관한 것으로서, 본 고안에 따른 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치는 온도센서(51)와 가열수단(54)이 구비된 반응조(11); 냉각자켓(24)이 구비된 자외선램프(21); 밀봉용 캡(34)을 구비한 복수의 형상기억섬유 제조용 튜브(31); 상기 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31)를 고정시키는 다중 지지대(12); 자외선램프(21)의 조사강도를 조절하는 자외선 강도 조절기(53); 온도센서(51)와 연계하여 반응조의 온도를 조절하는 가열수단을 제어하는 온도조절기(52)로 구성되며, 상기 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31)가 다중 지지대(12)에 고정되어 반응조(11)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 고안은 열경화성 또는 열가소성의 섬유 형상기억용 소재를 이용하여 열을 가하지 않고 하나의 자외선 조사 장치로 다수의 셀룰로오스 섬유 샘플의 표면에 서로 다른 조건의 광가교를 동시에 시킬 수 있는 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치에 관한 것이다.
셀룰로오스계 섬유는 쾌적성이 좋고, 내구성이 우수하며, 저렴한 가격 및 좋은 염색성 등의 장점을 갖고 있어서 흔히 의류의 소재로 많이 사용되고 있다. 그러나 이는 세탁 후 또는 착용 중에 구김이 잘 발생하고 회복성이 매우 낮다는 큰 단점이 있다. 의류의 구김에 영향을 주는 인자로는 섬유의 종류, 분자형태 및 배열방법, 꼬임수나 번수, 직물의 밀도, 두께 등의 구조적 변수와 온도, 습도, 외력, 시간 등의 외부환경 등이 있다.
이러한 요인에 의해서 발생된 구김 방지방법으로는 산, 알칼리 처리 또는 방축가공 등과 같은 수지가공, 노화(Aging), 어닐링(Annealing) 등과 같은 화학적 처리방법 및 직물의 구조적 변수를 변경하거나 혼방을 통한 물리적 구조변경 방법이 있다.
이를 위하여 셀룰로오스계 섬유의 구김방지와 형태안정성을 위하여 다양한연구와 적용이 있어 왔으며, 디메틸디히드록시이미다졸리논(dimethyl dihydroxy imidazolinone, DMDHI)과 같은 비포르말린계 수지가 사용되고 있으나 포르말린계 수지에 비해 가격이 비싸고, 방추성능이 저하된다는 단점이 있어 새로운 첨가제 개발이 절실히 필요한 실정이다.
이러한 요구에 따라 최근 섬유에 피막을 형성시키는 고분자 물질인 폴리비닐계, 폴리아크릴계, 폴리에틸렌계, 폴리우레탄계, 실리콘계 고분자의 응용연구가 있으며, 특히 폴리우레탄계 물질은 가공 시 수지가교제와 혼용하여 처리 섬유에 매우 유연한 촉감 및 반발탄성을 부여하고 기계적 저항성을 우수하게 해주므로 탑코팅(top coating)용으로 흔히 사용된다. 또한 실리콘계 물질은 특유한 평활촉감이 있고 유연성이 있으며 인열강도, 마찰저항도, 봉재성 등을 상당히 개선시켜주고, 노르말 메틸올(N-methylol)계 가교제와 같이 사용하여 반발탄성 및 평활성을 부여함으로써 형태안정성 개선하여 준다.
그러나 섬유의 수지가공 시 우레탄과 실리콘을 첨가제로 사용할 때 반응성의 차이로 인하여 비율조절이 곤란한 문제점이 있다. 따라서 섬유내의 균일한 실리콘 및 우레탄의 성능을 충족시키기 위한 새로운 섬유 형상기억용 소재의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 고안자들은 상기의 문제점들을 극복하여 실리콘 화합물과 우레탄계 섬유처리제의 우수한 특성을 유지하면서도 섬유의 수지가공 시 우레탄과 실리콘 화합물의 반응성의 차이로 인하여 비율조절이 곤란한 문제점이 없고, 따라서 섬유의 처리가 간편하고, 특히 설정온도에서 변형이 적어 형상유지가 지속되는 내구성이 있어저렴한 가격으로 기존 고가의 형상기억 처리제의 대체가 가능한 새로운 형상기억 소재를 제조하는 방법으로서 섬유 형상기억 소재용 실리콘함유 폴리우레탄의 제조방법과 본 고안에 따라 제조된 섬유 형상기억 소재용 실리콘함유 폴리우레탄을 셀룰로오스계 섬유에 침지 후 자외선에 의한 광가교 반응시켜 형상기억 섬유를 제조하는 방법을 개발하게 되었다.
그러나 광가교 반응 장치는 반응공정에서 처리기재 섬유에 단량체 또는 가교제를 접촉하고 고정 조사선량으로 반응하기 때문에 오직 하나의 주생성물만 얻을 수 있어 반응시간이 느리다. 특히 최적의 섬유 형상기억 특성을 얻기 위해서는 섬유 형상기억 소재의 종류, 분자량 분포, 조성 등의 소재의 변수와 광가교 반응 시 온도, 광 조사시간, 광 세기 등의 변수 등 많은 변수에 따른 수많은 특성실험을 거쳐야 하나, 특성실험을 할 때 마다 광조사조건 등이 일정하지 않아 실험의 재현성이 떨어지는 문제가 있으며, 또한 많은 변수 실험을 위해 과다한 실험시간이 필요하다.
본 고안의 목적은 상기의 문제점을 해결하고자 열경화성 또는 열가소성의 섬유 형상기억용 소재를 이용하여 열을 가하지 않고 하나의 자외선 조사 장치로 다수의 셀룰로오스 섬유 샘플의 표면에 서로 다른 조건의 광가교를 하나의 광 반응조에서 동시에 시킬 수 있는 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치를 제공하는 것이다.
도 1. 본 고안에 따른 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치의 구성도.
도 2. 도 1 구성도의 A-A'선 단면도.
도 3. 본 고안에 따른 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치의 분해사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 - 반응조 12 - 다중지지대
14 - 램프 거치홀 15 - 형상기억섬유 제조용 튜브 거치홀
21 - 자외선램프 22 - 냉각수 인입라인
23 - 냉각수 배출라인 24 - 냉각자켓
31 - 형상기억섬유 제조용 튜브 32 - 기체 인입라인
33 - 기체 배출라인 34 - 튜브 밀봉용 캡
51 - 온도센서 52 - 온도조절기
53 - 자외선 강도 조절기 54 - 가열수단
55 - 마그네틱바
본 고안은 열경화성 또는 열가소성의 섬유 형상기억용 소재를 이용하여 열을 가하지 않고 하나의 자외선 조사 장치로 다수의 셀룰로오스 섬유 샘플의 표면에 서로 다른 조건의 광가교를 하나의 반응조에서 동시에 시킬 수 있는 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치에 관한 것으로서, 본 고안에 따른 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치는 온도센서(51)와 가열수단(54)이 구비된 반응조(11); 냉각자켓(24)이 구비된 자외선램프(21); 밀봉용 캡(34)를 구비한 복수의 형상기억섬유 제조용 튜브(31); 상기 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31)를 고정시키는 다중 지지대(12); 자외선램프(21)의 조사강도를 조절하는 자외선 강도 조절기(53); 온도센서(51)와 연계하여 반응조의 온도를 조절하는 가열수단을 제어하는 온도조절기(52)로 구성되며, 상기 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31)가 다중 지지대(12)에 고정되어 반응조(11)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 3을 바탕으로 본 고안을 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치의 구성도이고, 도 2는 도 1 구성도의 A-A'선 단면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 장치의 분해사시도이다.
본 고안에 따른 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치는 반응조, 광조사를 자외선 램프, 형상기억섬유 제조용 튜브, 다중지지대와 제어부로 나눌 수 있다.
반응조는 온도센서(51)와 가열수단(54)이 구비되며, 반응조의 내부에는 열매체가 채워진다. 가열수단은 반응조(11) 내의 히트코일로 구비되거나 반응조 하면에 핫플레이트로 제공될 수 있다. 또한 열매체의 고른 온도확산을 위하여 반응조 내의 열매체를 임펠라 또는 마그네틱바(55)를 이용하여 교반할 수 있다.
반응조의 재질은 광조사에 영향을 받지 않는 어느 것이건 가능하며, 스테인레스재 또는 유리재가 바람직하다. 또한 반응조의 외부는 광으로부터 작업자의 시력보호를 위하여 광 불투과성 소재로 코팅하는 것이 바람직하며, 조사되는 광의 효율적 사용을 위하여 반응조 내부를 조사되는 광이 반사될 수 있는 소재로 코팅하는 것도 본 고안의 범위 내이다.
광조사를 위한 자외선 램프는 광반응에서 사용하는 통상의 램프이면 가능하며, 램프 및 반응물의 과열을 막기 위하여 냉각자켓을 구비하여 냉각매체를 흘려 줄수 있는 인입라인(22)과 배출라인(23)을 구비된 것을 사용한다.
광가교 반응을 동시에 다수의 조건에서 진행될 수 있도록 광반응이 진행되는 형상기억섬유 제조용 튜브(31)는 복수로 구비되며, 광반응이 가능하도록 광 투과성 재질이면 가능하나, 석영관이 바람직하다.
상기 형상기억섬유 제조용 튜브(31)는 반응조건에 따라 질소 등의 불활성 기체 또는 반응성 기체를 인입, 배출할 수 있도록 기체 인입라인(32)과 배출라인(33)을 구비하며, 광 조사되는 반응물 또는 섬유의 외부환경으로부터의 보호를 위하여 밀봉용 캡(34)을 구비한다.
상기 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31)가 반응조 내에 담가져고정되도록 하는 다중 지지대(12)는 중앙에 램프 거치홀(14)과 다수의 형상기억섬유 제조용 튜브 거치홀(15)를 구비하며, 상기 다중 지지대(12)는 반응조의 상부에 위치하여 열매체, 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31) 등 반응조(11) 내의 구성들을 보호하는 역할을 한다. 그러나 상기의 다중 지지대(12)는 반응조의 내부에 설치되어 반응조(11)의 내부에서 형상기억섬유 제조용 튜브(31)를 지지하는 것도 가능하다.
반응제어부는 온도센서(51)와 연계하여 반응조의 온도를 조절하는 가열수단을 제어하는 온도조절기(52)와 자외선램프(21)의 조사강도를 조절하는 자외선 강도 조절기(53)로 구성되며, 광반응시간을 조절하거나 시간에 따른 광 조사강도를 제어하는 제어장치를 추가하는 것도 가능하다.
또한 광 반응조건에 따라, 압력조절장치, 진공펌프 등을 추가로 구비할 수 있다.
본 고안에 따른 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치를 사용하는 단계는 다음과 같다.
셀룰로오스 섬유와 섬유 형상기억 소재용 반응물 일정량을 다중의 형상기억섬유 제조용 튜브(31) 내에 넣은 후 다중 지지튜브 거치홀(15)에 삽입하고, 중앙의 램프 거치홀(14)에 자외선 램프(21)를 삽입하고, 상기 다중의 형상기억섬유 제조용 튜브(31)와 자외선 램프(21)가 반응조의 열매체에 담기도록 반응조에 고정한다. 필요시 진공펌프 등을 작동시키거나 질소 등을 다중의 형상기억섬유 제조용 튜브(31) 내에 흘려주어 외기로부터 차단된 환경을 제공한다.
자외선 램프(21)에 전류를 흘려주어 반응을 개시한 후 광반응 상태에 따라 자외선 강도 조절기(53)의 전압을 조절하여 자외선의 세기를 조절하고 마그네틱바(55)로 반응액을 교반하면서 자외선 조사세기에 따라 일정시간동안 가교반응을 시킨다.
반응중 셀룰로오스 기재와 반응물 사이의 접촉 속도를 증가시켜 가교도를 증가시키기 위하여 가끔씩 다중의 형상기억섬유 제조용 튜브(31) 내에 질소를 주입하여 버블링하며, 자외선 조사 세기에 의해 발생되는 열에 의한 반응물의 과열을 막기 위하여 감지 된 온도에 따라 일정간격으로 냉각수가 순환되도록 한다.
광 가교 반응 후 자외선 램프(21)를 냉각시켜 반응조로부터 제거하고, 다중 지지대(12)와 다중의 형상기억섬유 제조용 튜브(31)를 분해하여 섬유를 꺼내 용매로 세척하고, 진공오븐에서 건조시켜 형상기억 가공된 섬유를 수득한다.
본 고안에 따른 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치는 열경화성 또는 열가소성의 섬유 형상기억용 소재를 이용하여 열을 가하지 않고 하나의 자외선 조사 장치로 다수의 셀룰로오스 섬유 샘플의 표면에 서로 다른 조건의 광가교를 하나의 광 반응조에서 동시에 시킬 수 있으며, 동시에 광가교를 시켜 셀룰로오스 섬유와 같은 소재의 가교에 의한 방축 및 구김을 최소화 시키기 위한 최적공정을 최단시간내에 도출하는 장점이 있다.
또한, 본 고안의 장치에 의한 가교반응은 동일 시간에 첨가제 수지의 농도를달리 하여 반응시킴으로서 동시에 각기 다른 가교도를 가진 소재를 제조할 수 있어 최적조건을 도출하는 시간이 매우 단축되며 반응 재현성을 매우 높일 수 있는 장점이 있다.
Claims (3)
- 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치에 있어서, 온도센서(51)와 가열수단(54)이 구비된 반응조(11); 냉각자켓(24)이 구비된 자외선램프(21); 튜브 밀봉용 캡(34)을 구비한 복수의 형상기억섬유 제조용 튜브(31); 상기 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31)를 고정시키는 다중 지지대(12); 자외선램프(21)의 조사강도를 조절하는 자외선 강도 조절기(53); 온도센서(51)와 연계하여 반응조의 온도를 조절하는 가열수단을 제어하는 온도조절기(52)로 구성되며,상기 자외선램프(21)와 형상기억섬유 제조용 튜브(31)가 다중 지지대(12)에 고정되어 반응조(11)에 결합되는 것을 특징으로 하는 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치.
- 제 1항에 있어서, 형상기억섬유 제조용 튜브(31)는 기체 인입배출라인 (32)(33)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치.
- 제 2항에 있어서, 가열수단(54)이 핫플레이트 또는 반응조 외부 자켓인 것을 특징으로 하는 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선 조사장치.
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| KR20-2004-0005330U KR200351078Y1 (ko) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선조사장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20-2004-0005330U KR200351078Y1 (ko) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선조사장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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ID=49346373
Family Applications (1)
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| KR20-2004-0005330U KR200351078Y1 (ko) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | 다중 가교가 가능한 형상기억 섬유를 제조하는 자외선조사장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180064003A (ko) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | (주)쎄미시스코 | 수냉각이 가능한 광 소결 장치 |
-
2004
- 2004-02-27 KR KR20-2004-0005330U patent/KR200351078Y1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180064003A (ko) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | (주)쎄미시스코 | 수냉각이 가능한 광 소결 장치 |
| KR101953442B1 (ko) * | 2016-12-05 | 2019-02-28 | (주)쎄미시스코 | 수냉각이 가능한 광 소결 장치 |
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