JP2015025112A - 機能性弾性内蔵材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通気性と復元力に優れ、人間に有益な遠赤外線及び陰イオンを放出する機能性弾性内蔵材の製造方法が開示される。
【解決手段】このため、発泡性合成樹脂１００重量部、絹雲母粉末５０〜１００重量部、可塑剤７０〜８５重量部、発泡剤２〜７重量部、増粘剤０．０１〜１重量部、安定剤２〜４重量部、及び色素３〜７重量部からなる機能性弾性内蔵材を提供する。また、発泡性合成樹脂と絹雲母組成物を混合して混合物を生成する段階と、前記混合物を織物に塗布する段階と、前記織物に塗布された混合物を加熱して発泡させる段階と、を含む機能性弾性内蔵材の製造方法を提供する。本発明による弾性内蔵材は、通気性に優れ、家具等に用いられる人造皮革、壁紙、床材、乳児、及び子供用マット、自動車シート等の多用途で用いられ、人体に有益な遠赤外線と陰イオンを多量放出し、使用者の健康増進に大いに役立てられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、機能性弾性内蔵材及びその製造方法に関し、より詳しくは、通気性と復元力に優れ、人間に有益な遠赤外線及び陰イオンを放出する機能性弾性内蔵材及びその製造方法に関する。

一般に、文明が発達するにつれて、人々は健康な生活を営もうと努力してきた。これにより、人々は、人体に有益な遠赤外線、すなわち、５〜２０μｍの波長を放射可能な鉱石物を、生活に用いられる製品、例えば、衣類、医薬用品、食品容器、建築用内・外装材、厨房用品、及び文具類等にコートして用いている。

その一種として、潜水服用スポンジーのように、合成ゴムや、合成樹脂を用いた発泡性合成樹脂は、原材料である合成樹脂成分に各種の補強剤、充填剤、軟化剤、遠赤外線の放射が可能な鉱石物等を混合して発泡成形する方式として製造される。

以下、このような遠赤外線を放射する製品の製造方法について略述する。

すなわち、従来技術による遠赤外線を放射する製品の製造方法は、遠赤外線を放射する鉱石物を粉砕し、粉末の形態に作る段階と、前記粉末形態の鉱石物を接着性を有する液状の高分子化合物と混合し、接着性鉱石物を作る段階と、前記接着性鉱石物を作業者の所望の物件、例えば、食品容器、建築用内・外装材等にコートする段階と、からなっている。

ここで、前記鉱石物のコート法は、前記接着性の鉱石物を該当製品の表面に薄く突出させるシルクコート法が主に用いられた。

しかしながら、上述した遠赤外線を放射する製品の製造方法は、シルクコート法により、製品の表面に遠赤外線を放射する鉱石物をコートするようになるので、鉱石物がコートされた製品を長期間使用し、またはよく洗濯する場合、コートされた鉱石物成分が容易に磨耗され、製品の遠赤外線放射効率に劣り、前記製品に鉱石物を所定の間隔を置いてコートするようになるので、製品全般に渡った、均一の遠赤外線の放射効率を期待し難いという問題点があった。

また、鉱石物をコートすべき製品が大型であり、または屈曲のある製品である場合、前記製品に鉱石物をコートし難いという他の問題点があった。

大韓民国登録特許第１０‐０９２０４５１号（２００９．１０．０８公告） 大韓民国登録特許第１０−０４７１９２４号（２００５．０３．１４公告） 大韓民国登録特許第１０−０７３４０５６号（２００７．０６．２９公告）

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その第１の目的は、優れた通気性の提供はもとより、遠赤外線、陰イオンが放出され、新陳代謝を円滑にし、外部の衝撃を吸収し、衝撃を緩和させることができる機能性弾性内蔵材の製造方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、上述した機能性弾性内蔵材の製造方法で製造された機能性弾性内蔵材を提供することにある。

上述した第一の目的を達成するために、本発明の一実施例では、発泡性合成樹脂１００重量部、絹雲母粉末５０〜１００重量部、可塑剤７０〜８５重量部、発泡剤２〜７重量部、増粘剤０．０１〜１重量部、安定剤２〜４重量部、及び色素３〜７重量部からなる機能性弾性内蔵材を提供する。

上述した本発明の第２の目的を達成するために、本発明の一実施例では、発泡性合成樹脂と絹雲母組成物を混合して混合物を生成する段階と、前記混合物を織物に塗布する段階と、前記織物に塗布された混合物を加熱して発泡させる段階と、を含む機能性弾性内蔵材の製造方法を提供する。

本発明によると、通気性に優れ、壁紙、床材、乳児及び子供用マット、自動車シート、空気循環用ダクトの内蔵材等、多用途で使用可能な弾性内蔵材を製造することができる。また、本発明は、使用用途に応じて、織物の糸間の空間の大きさを調節し、弾性内蔵材の通気性を調節することができる。

また、本発明による弾性内蔵材は、本弾性内蔵材が設置された室内や車両の内部の空気やダクトを通過する空気を浄化し、人体に有益な遠赤外線と陰イオンを多量放出し、使用者の健康増進に大いに役立てられる。

また、本発明による弾性内蔵材は、限定された空間に存在する空気中の酸素濃度を増加させることができる。

また、本発明による弾性内蔵材は、復元力に優れ、一定の水準以上のクッションを与え、座布団や靴底に用いられる。

さらに、本発明による弾性内蔵材は、別途の防炎剤を加えなくても、不燃性及び耐燃性に優れ、壁紙や床材として用いられた場合、火災が生じても、有毒ガスの発生を遅延させることができる。

本発明による弾性内蔵材の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による弾性内蔵材を示す写真である。 本発明の一実施例による弾性内蔵材を示す写真である。 本発明の他の実施例による弾性内蔵材を示す写真である。 本発明のまた他の実施例による弾性内蔵材を示す写真である。 図５の弾性内蔵材のうち左側の弾性内蔵材の側面を示す写真である。 図５の弾性内蔵材のうち右側の弾性内蔵材の側面を示す写真である。 人造皮革形態の壁紙型弾性内蔵材を示す写真である。

以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例による機能性弾性内臓材の製造方法（以下、「弾性内蔵材の製造方法」という。）ついて詳述する。

図１は、本発明による弾性内蔵材の製造方法を示すフローチャートである。

図１を参照すると、本発明による弾性内蔵材の製造方法は、発泡性合成樹脂と絹雲母組成物を混合して混合物を生成する混合物生成段階（Ｓ１００）と、前記混合物を織物に塗布する塗布段階（Ｓ２００）と、前記織物に塗布された混合物を加熱して発泡させる発泡段階（Ｓ３００）と、を含む。

このような弾性内蔵材の製造方法―用いると、機能性弾性内蔵材が製造され得る。より具体的に、前記機能性弾性内蔵材は、織物、及び前記織物に発泡処理された状態で設けられ、発泡性合成樹脂と絹雲母組成物を混合して構成された混合物で構成される。

以下、図面を参照して各構成要素別により具体的に説明する。

図１を参照すると、本発明による弾性内蔵材の製造方法は、混合物生成段階（Ｓ１００）を含む。

前記混合物生成段階（Ｓ１００）は、弾性内蔵材に復元力及びクッションを与えるための発泡性合成樹脂と、遠赤外線及び陰イオンを提供するための絹雲母組成物とを混合して混合物を生成する段階である。

ここで、発泡性合成樹脂としては、熱により発泡性を有する合成樹脂であれば、いずれの合成樹脂を用いてもよいが、好ましくはＰＶＣ、ＥＶＡ、ＰＵのいずれか一つを用いることがよい。

具体的に、前記発泡性合成樹脂は、ＰＥ‐１３１１（ＬＧ化学製）６０重量部、及びＬＰ‐０９０（ＬＧ化学製）４０重量部を含んでもよい。また他の実施例として、前記発泡性合成樹脂は、ＬＰ‐１７０（ＬＧ化学製）８５重量部、及びＬＢ‐１１０（ＬＧ化学製）１５重量部からなってもよい。

また、絹雲母組成物は、前記発泡性合成樹脂１００重量部に対して５０〜１００重量部を含んでもよい。ここで、絹雲母のみを粉砕して用いてもよく、一定量の水を投入して用いてもよいが、前記水は、環境に優しく、無色・無味・無臭であり、軟水、蒸留水、脱イオン水、または精製水を用いてもよい。

このとき、水の使用量は、特に限定されず、他の構成要素の種類及びその使用量や、目的とする絹雲母組成物の成形方法、または用途等に応じて調節されてもよい。前記水の使用量は、広い範囲、例えば、絹雲母組成物１００重量％に対して１５〜７５重量％程度の範囲から選択されてもよく、好ましくは２５〜４５重量％を用いることがよい。

前記絹雲母組成物に水の含量が１５重量％未満で用いられると、絹雲母組成物の各構成成分が混合され難く、７５重量％を超えて用いられると、他の構成要素の含量が少なくなり、全体的な物性が低下する。

前記絹雲母粉末は、人体の血液循環を促進し、細胞活性を活性化する遠赤外線を９０％以上放出し、強力な陰イオンを発散し、各種の有害物質を吸着する機能を有する物質であり、絹雲母組成物の全体１００重量％に対して粉末形態で２０〜８０重量％が含まれる。

前記絹雲母粉末の含量が２０重量％未満であると、使用者に充分な陰イオン及び遠赤外線を提供することができず、絹雲母粉末の含量が８０重量％を超えると、絹雲母組成物の各構成成分が容易に混合されない。

このような絹雲母は、粘土鉱物の一種であり、色は銀白色であり、絹糸光沢が強く示される。鉱物学的には、雲母族に属し、化学組成と結晶構造は、白雲母に似ており、遠赤外線放射率が約９３％であり、陰イオン発生量が約７００個／ｃｃであり、最も安全な陰イオン、例えば、低線量自然放射線を放射し、各種の有害物質を吸着する機能を有する。また、絹雲母は、ｐＨ８．８のアルカリ性であるので、酸化防止及び酸性化した場所の中和作用が卓越であるものと知られている。

前記絹雲母から発散した遠赤外線は、皮膚細胞を浸透し、各細胞の水分子に共鳴振動を生じ、細胞組織を活性化させ、人体の新陳代謝を促進させ、血液の循環を向上させ、消臭力を強化させる。また、絹雲母は、α波を放射し、有害バクテリアの発生を７０％以上抑制し、重金属、有機物、臭い及び雑菌を吸着分解させ、人体に有益なミネラルを豊かに提供する。

また、絹雲母の分子構成は、ＫＡｌ_２(ＡｌＳｉ_３Ｏ_１０)(ＯＨ)_２であり、二酸化ケイ素（ＳｉО_２）と酸化アルミニウム（Ａｌ_２О_３）と酸化カリウム（Ｋ_２О）と酸化カルシウム（ＣａО）と酸化鉄（Ｆｅ_２О_３）と酸化マグネシウム（ＭｇО）と酸化ナトリウム（Ｎａ_２О）等の水と激しく反応する物質を主成分として構成されているので、このような構成が、物質のイオン化エネルギーを発生させる。

例えば、前記酸化カリウムは、空気中の水にも反応し、高熱を発散するものであり、このとき、イオン化エネルギーが発生する。また、酸化マグネシウムは、水と反応し、容積の大きな水酸化マグネシウムとなるが、この物質的作用でも、イオン化エネルギーが発生する。また、酸化ナトリウムは、水と激しく反応し、水酸化ナトリウムに変わるが、この過程でも、イオン化エネルギーが発生する。

このように、絹雲母を構成する成分が水と反応する性質から、空気中の湿気と活発なイオン交換を行い、これにより、マイナスイオン（О^２−）が放出し、室内空気中に存在する陽イオンと結合し、酸素が生成する。

一般に、電気的に物質を分解してイオン化を行うが、絹雲母は、構成成分である酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム等が水と反応することにより、イオン化、すなわち、鉱物の内部において電気分解が発生する。

結果として、鉱石物組成物コート層は、室内空気中の湿気（水分）と反応し、マイナスイオン（О^２−）を放出し、前記マイナスイオンは、空気中に分布した陽イオンを引っ張って結合して酸素を生成する。

前記絹雲母粉末は、絹雲母を粉砕機で３５０〜１，０００メッシュで粉砕したものであり、絹雲母粉末の平均粒度が３２５メッシュ未満であれば、水と絹雲母粉末の混合物がゲル化し難く、絹雲母粉末の平均粒度が１，０００メッシュを超えると、絹雲母粉末の粉砕費用に対比して絹雲母組成物の物性が向上しない。

前記その他の添加剤は、発泡性合成樹脂と絹雲母組成物とからなる混合物の流動性を改善し、または特性を強化するために、絹雲母組成物に添加されるものであり、可塑剤、発泡剤、増粘剤、安定剤、抗菌剤等が含まれる。これらの使用量は、前記発泡性合成樹脂１００重量部に対して、可塑剤７０〜８５重量部、発泡剤２〜７重量部、増粘剤０．０１〜１重量部、安定剤２〜４重量部、また色素３〜７重量部を用いることができる。

前記可塑剤としては、ＤＩＮＰ（ＬＧ化学製）または低環境負荷可塑剤ＧＬ‐３００（ＬＧ化学製）を用いることができる。

具体的に、前記分散剤としては、アクリル酸共重合体ナトリウム塩（acrylic acid copolymer sodium salt）、カルボン酸エーテル、芳香族アミノスルホン酸、ポリアルキルアリールスルホン酸、ナフタレンスルホン酸を用いてもよく、好ましくはアクリル酸共重合体ナトリウム塩を用いることがよく、特徴的には、ドイツＢＡＳＦ社のＳＯＫＡＬＡＮ ＰＡ ３０を用いることがよい。また、分散剤の含量が０．１重量％未満であれば、分散能力が低下し、均一の組成物の製造が難しく、分散剤の含量が１重量％を超えて過量使用すると、分散速度が速くなり、品質が低下することがある。

前記抗菌剤粉末は、当業界において通常に用いられる抗菌剤を用いることができ、好ましくはプロポリス、フィトンチッド抽出物またはこれらの混合物を用いることがよい。このような抗菌剤粉末の含量が０．７重量％未満であれば、絹雲母組成物の抗菌力が低下し、抗菌剤粉末の含量が２重量％を超えると、絹雲母組成物の機械的物性が低下するだけでなく、原価が上昇する。

前記芳香剤粉末は、香りを与え、使用者の心身を安定させ、満足感を向上させ、殺菌機能を与えるために、組成物に含まれたものであり、絹雲母組成物１００重量％に対して０．１〜２重量部が含まれる。このとき、前記芳香剤粉末を０．１重量％未満で用いると、添加効果が微々であり、前記芳香剤粉末を２重量％を超えて用いると、過度の芳香機能を与えてしまい、一部の使用者に不快感を生じることもある。

前記芳香剤粉末としては、完全乾燥させた松葉粉末やハーブ粉末等を用いてもよい。具体的に、松葉粉末は、テルペン系フィトンチッドが豊かに含有され、そのもので陰イオンを発生し、松の香りを与え、使用者の心身を安定させ、満足感を向上させる。

図１を参照すると、本発明による弾性内蔵材の製造方法は、塗布段階（Ｓ２００）を含む。

前記塗布段階（Ｓ２００）は、混合物生成段階により生成した混合物を織物に塗布する段階であって、含浸法等を用いてもよい。

ここで、前記織物は、弾性内蔵材の母材として用いられたものであり、発泡過程により炭化することを防止し、一定の水準以上の耐久性を与えるように、ＰＥ、アクリル樹脂、ＰＶＣ等の素材からなる織物を用いる。このとき、織物は、通気性を与えるために、網状構造を有することが好ましい。

また、織物は、弾性内蔵材の使用用途に応じて、耐久性及び通気性を調節可能に、１０〜２００デニール（Ｄ）の糸で構成された織物を用いる。例えば、２００デニールの糸で構成された織物を用いると、図２及び図３に示すように、糸間の空間が広くなり、通気性が高める代わりに、耐久性が低下し、１０デニールの糸で構成された織物を用いると、図４に示すように、糸間の空間が小さくなり、通気性が低くなる代わりに、耐久性が向上する。

このとき、１０デニール未満である糸で構成された織物を用いると、通気性による快適さを与えることができず、２００デニールを超えた糸で構成された織物を用いると、復元力が低下し、耐久性が落ち、長期間使用が難しくなる。

図１を参照すると、本発明による弾性内蔵材の製造方法は、発泡段階（Ｓ３００）を含む。

前記発泡段階（Ｓ３００）は、塗布段階を通じて織物に塗布された混合物を発泡させるために、前記織物を加熱し、織物に塗布された混合物を発泡させる段階であって、炉の内部に混合物が塗布された織物を配置し、１５０〜３００℃の温度範囲で、１０００〜２０００ＲＰＭの回転速度の条件で行う。このとき、高温処理工程を行う時間は、弾性内蔵材の厚さにより変わるので、特に限定されていない。

以下、本発明の具体的な実施例及び実験例を通じて、より具体的に記述する。但し、本実施例及び実験例は、上述した発明の特定例の理解を助けるためのものであり、これにより権利範囲等が制限的に解釈されてはならない。

絹雲母組成物の製造
１．５００メッシュの絹雲母粉末７．５ｋｇ、溶媒である精製水２．３ｋｇを反応器に投入し、第１の絹雲母組成物を形成した。

２．前記第１の絹雲母組成物を７０分間３５５ｒｐｍで攪拌し、第１のゲルを形成した。

３．前記第１のゲルに抗菌剤粉末０．１ｋｇ、分散剤［ＳＯＫＡＬＡＮ ＰＡ ３０、ＢＡＳＦ社、ドイツ］０．１ｋｇを加え、第２の絹雲母組成物を形成した。

４．前記第２の絹雲母組成物を３０分間３５５ｒｐｍで攪拌することにより、絹雲母組成物を製造した。

［実施例１］
１．前記絹雲母組成物５００ｇ、ＰＶＣ１ｋｇ、発泡剤６０ｇを攪拌機に投入し、１分３０秒間、１８００ｒｐｍで攪拌し、混合物を生成した。

２．前記混合物が担持された容器に１００デニールの糸で構成された織物を含浸させた後、常温で乾燥させた。

３．混合物が塗布された織物を２３０℃の炉にて１分３０秒間発泡させ、機能性弾性内蔵材を作製した。これにより、作製された機能性弾性材を図５（左側）及び図６に示した。

［実施例２］
前記実施例１と同様に行うが、絹雲母組成物７００ｇ、ＰＶＣ１ｋｇ、発泡剤６０ｇを用いた。これにより作製された機能性弾性材を図５（右側）及び図７に示した。

［実施例３］
前記実施例１と同様に行うが、絹雲母組成物１ｋｇ、ＰＶＣ１ｋｇ、発泡剤３０ｇを用いた。これにより作製された機能性弾性材を図８に示した。

図５乃至図８によると、絹雲母の投入量の多い場合、弾性材の厚さが薄く発泡され、発泡剤の量が多いほど、弾性材の厚さが厚く発泡することを確認することができた。

［実験例１］
前記実施例で製造された機能性弾性内蔵材と、一般に市販中のシルク壁紙について、陰イオン発生量測定実験を行った。

具体的に、密閉された部屋の内壁に前記機能性弾性内蔵材を付着し、部屋の内部の陰イオンを空気イオン測定器［ＡＩＣ‐２０００、Ａｌｐｈａｌａｂ、アメリカ］で測定した。

また、密閉された部屋の内壁に前記シルク壁紙を機能性弾性内蔵材と同一の面積で付着し、部屋の内部の陰イオンを空気イオン測定器で測定した。その結果を以下の表１に示す。

前記表１によると、本発明による弾性内蔵材が陰イオンを多量で放出するものと示された。

［実験例２］
前記実施例で製造された機能性弾性内蔵材と絹雲母原石について陰イオン発生量測定実験を行った。

前記機能性弾性内蔵材と絹雲母原石から発生する陰イオンを、鉱物イオン測定器［ＣＯＭ‐３０１０ＰＲＯ、ＩＯＮ ＴＥＳＴＥＲ、日本］で測定した。その結果を以下の表２に示した。

前記表２によると、本発明の弾性内蔵材が絹雲母原石に比べて、陰イオン発生が増加するものと示された。

［実験例３］
前記実施例により製造された弾性内蔵材について、韓国消防検定公社に依頼し、防炎実験を行った。防炎実験は、防炎実験方法であるＫＯＦＥＩＳ １００１により行い、３回にわたった試験結果を、以下の表３に示した。

前記表３によると、本発明の弾性内蔵材についての各項目の試験結果は、全て基準値以内であり、防炎効果が卓越であることを確認することができる。

以上、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例について説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を様々に修正及び変更可能なことを理解することができるだろう。

Claims (13)

1. 発泡性合成樹脂１００重量部、絹雲母粉末５０〜１００重量部、可塑剤７０〜８５重量部、発泡剤２〜７重量部、増粘剤０．０１〜１重量部、安定剤２〜４重量部、及び色素３〜７重量部からなる機能性弾性内蔵材。
2. 前記発泡性合成樹脂が、ＰＶＣ、ＥＶＡ、ＰＵからなる群から選ばれたいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の機能性弾性内蔵材。
3. 前記発泡性合成樹脂が、ＰＥ‐１３１１ ６０重量部と、ＬＰ‐０９０ ４０重量部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の機能性弾性内蔵材。
4. 前記発泡性合成樹脂が、ＬＰ‐１７０ ８５重量部と、ＬＢ‐１１０ １５重量部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の機能性弾性内蔵材。
5. 前記可塑剤が、ＤＩＮＰまたは低環境負荷可塑剤ＧＬ‐３００であることを特徴とする請求項１に記載の機能性弾性内蔵材。
6. 織物と、前記織物に発泡処理された状態で設けられ、発泡性合成樹脂と絹雲母組成物を混合して構成された混合物とを含む機能性弾性内蔵材。
7. 前記織物が、１０〜２００デニール厚さの糸で構成された織物であることを特徴とする請求項６に記載の機能性弾性内蔵材。
8. 発泡性合成樹脂と絹雲母組成物を混合して混合物を生成する段階と、
   前記混合物を織物に塗布する段階と、
   前記織物に塗布された混合物を加熱して発泡させる段階と、を含む機能性弾性内蔵材の製造方法。
9. 前記発泡性合成樹脂が、ＰＶＣ、ＥＶＡ、ＰＵからなる群から選ばれたいずれか一つであることを特徴とする請求項８に記載の機能性弾性内蔵材の製造方法。
10. 前記発泡性合成樹脂１００重量部と、前記絹雲母組成物５０〜１００重量部とを含むことを特徴とする請求項８に記載の機能性弾性内蔵材の製造方法。
11. 前記織物が、１０〜２００デニール厚さの糸で構成された織物であることを特徴とする請求項８に記載の機能性弾性内蔵材の製造方法。
12. 前記織物が、ＰＥ、アクリル樹脂、ＰＶＣからなる群から選ばれたいずれか一つで構成されたことを特徴とする請求項８に記載の機能性弾性内蔵材の製造方法。
13. 前記加熱が、１５０〜３００℃の温度範囲で、１０００〜２０００ＲＰＭの回転速度の条件で行われることを特徴とする請求項８に記載の機能性弾性内蔵材の製造方法。