KR100340804B1

KR100340804B1 - 액정체 제조방법

Info

Publication number: KR100340804B1
Application number: KR1020000014806A
Authority: KR
Inventors: 백우열; 이혁종
Original assignee: 이상신; 주식회사 종합미네랄; 백우열
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2002-06-20
Also published as: KR20000030877A

Abstract

본 발명은 효율적으로 고기능성 카오린 원적외선 방사 조성물을 제조하는 것에 관한 것으로서, 40 나노미크론의 미세입자 재료와 제오라이트 수열 합성제조기술을 응용하여 각종 제품들을 상품화 하기위한 액정체 제조방법에 관한 것으로서, 특히 조성물량비 200 중량% 중 제1액으로 100중량%인 정제수 60℃에서 규산나트륨 20 ∼ 30중량%, 과산화나트륨 10 ∼ 15중량%, 탄산칼륨 5 ∼ 10중량%를 투입 교반하여 유지한 후 이 용액에 카올린(함수규산알루미늄) 30 ∼ 60중량%를 투입 교반하여 7 ∼ 12시간 유지시키는 단계와, 조성물량비 100중량% 중 제2액으로 30 ∼ 50중량%인 정제수 60℃에서 수산화알루미늄 10 ∼ 20중량%, 지르코니아 10 ∼ 30중량%, 사염화티타늄 10 ∼ 20중량%, 황화은 5 ∼ 10중량%를 투입 교반하여 30 ∼ 60분간 유지시키는 단계와, 제1액에 제2액을 소량식 투입 교반한 원액상을 80℃ 이하에서 12 ∼ 24시간동안 복사열로 건조시켜 원액상 제품을 완성하는 단계들로 구성되어 있다.

Description

액정체 제조방법{A liquid crystal manufacturing method}

본 발명은 액정체 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카오린(함수규산알루미늄), 수산화알루미늄, 지르코니아, 사염화티타늄, 황화은 점결재, 규산나트륨, 과수산화나트륨, 탄산칼륨을 정제수에 함유시킨 조성물을 제조함으로써, 이 조성물에 직물, 다성공 물질 등을 함침 피복시킬 경우 상온에서 원적외선이 자연방사되도록한 다목적용 액정체 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 원적외선은 파장 0.76 ∼ 1000 미크론의 적외선 영역에서 파장이 긴 부분으로 명확하게 정의되어 있지 않으나 2.5 미크론 이상의 파장영역을 사용하는 것이 보통이다.

위의 파장영역은 자연계에 존재하는 유기화합물 분자의 고유 진동수에 가까워 이들과 쉽게 공진하기 때문에 유기고분자 화합물로 이루어져 잘 흡수되어 분자를 자극하여 활성화 시키는 작용을 한다. 모든 물질은 구성원자의 질량, 결합방법, 배열상태 결합력 등에서 차이가 있으며 이에 따라 고유의 진동수와 회전주파수를 갖게된다.

원적외선의 파장 2.5 ∼ 25 미크론 영역은 대다수 분자의 신축, 변각, 역대진동상태에 변화를 주고 파장 25 ∼ 100 미크론 영역은 분자회전에너지에 변화를 주어 활성화시키게 된다. 이러한 특성을 갖는 원적외선은 유기,무기화합물 중에서 특히 물분자의 진동상태와 공명하여 물분자를 이온화 및 활성화 시키게 되므로 물속에 녹아있는 유해물질을 분리 및 방출시켜 유해금속 및 잔류염소 등 냄새도 없애주는 효과가 있다.

또한 전자파 복사방사로 생체의 신진대사 활성과 통증경감작용에 효과적이다. 상기와 같은 원적외선 방사기능으로서 원적외선방사에 기인하는 것과 조성물 자체에 기인하는 것이 있으며 이를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

원적외선에 기인하는 작용은

(1) 방사강도에 따른 발열작용으로 균일하고 신속한 복사방사로 가열,건조 특성이 있으며,

(2) 전자파방사의 이온화현상에 따른 물질이동 특성이 있고,

(3) 전자파방사의 광도전에 전자방출의 방전특성이 있고,

(4) 전자파방사의 구조분자에 여기공진기능으로 생체조직의 활성화 및 식품의 신선도와 숙성,발효 등의 특성이 있다.

그리고 조성물 자체에 기인하는 작용은

(1) 미세다공성에 기인하는 물리적 화학적 흡착 및 광량자, 전자흡수, 포균 등의 특성이 있고,

(2) 세공구조와 각 소재에 따른 반응속성도 및 이온교환 특성이 있으며,

(3) 결정구조 및 소재별 전위차의 전극기능에 정전장 특성이 있으며,

(4) 미세다공성의 축광량자, 전자흡수로 축용량이 큼으로 광재방사, 복사열전도 등의 특성이 있다.

이러한 특성을 갖는 조성물에서 방사되는 원적외선 및 정전장 기능은 물분자 활성화 및 이온화 등에 의해 용해된 가스 및 불순물을 분리 방출하고 정전장의 계면활성에 의해 녹 등을 방지하고 세균을 억제 감소시키는 특유한 가정작용을 하게된다.

종래의 제품들은 분말소재를 점토 및 소성 또는 접착제 등으로 제조하여 왔다. 또한 분말을 이용한 원료들은 고체로 존재하기 때문에 균일성 분산의 어려움으로 기능이 불충분하였다. 그리고 분말원료를 사용할 경우 미세분말 원료의 입도크기를 1미크론 이하로 하기위한 기계장치 및 설비의 비용이 요구되고 이것에 관련되어 원료가격 상승의 주요 요인이 되고 있어 이에 대한 개선책이 요구되어 왔다.

또한 종래 방법에 의해 제조된 원재료의 분말입도가 1미크론 정도이기 때문에 다양한 제품에 적용할수 없는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래 조성물의 문제점을 해결하고 보다 효율적으로 고기능성 카오린 원적외선 방사 조성물을 제조하는 것에 있다. 특히 40 나노미크론의 미세입자 재료와 제오라이트 수열 합성제조기술을 응용하여 각종 제품들을 상품화 하기위한 액정체 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 보다 효율적으로 원적외선 방사 조성물을 제공함으로써, 종래 분말 바이오세라믹스와 비교하여 분산성과 다양한 제품에 응용할수 있으며 유연성이 향상되고 다양한 원료제품을 제조할수 있는 원적외선 방사 조성물인 액정체 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원적외선 방사율을 나타낸 선도

도 2는 본 발명에 따른 원적외선 방사강도를 나타낸 선도

산업용 원적외선은 핵자기 공명분광법에 의해 전자파 3.0 ∼ 14.0 미크론 으로서 인체의 세포가 방출하는 6 ∼ 10 미크론과 흡사한 8 ∼ 10 미크론을 방출하고, 신체내에 20 ∼ 40mm 흡수되는 특성으로 생리신진대사 작용에 필요한 에너지를 공급함으로 인체의 생리작용을 원활하게 한다는 것이 여러 실험을 통해 밝혀지고 있다.

이러한 원적외선 방사 특성을 응용하여 섬유제품, 수지제조, 정수제조, 생활용품, 건강제품, 가열난방, 건조기, 건축내장재, 건강찜질, 입자 물리제품, 도료, 풀 등이 시판되고 있다. 특히 일본에서는 원적외선을 방사하는 바이오 세라믹 재료와 분체기술을 응용한 것들이 빠른 속도로 상품화 되고 있다.

본 발명은 조성물의 원적외선 방사 및 정전장 등 특성을 이용하기 위해 입자 조성물을 형상 성형하여 원주형, 링형, 압출형, 모노리즈형, 하니컴형 등의 성형체 소성법으로 결정구조에 원적외선 방사 및 전하정전장 기능을 갖는 복합제품을 개발하게 되었다.

또한 적용되는 제품에 따라 원액상 또는 희석으로 사용할수 있으며 제품에 고르게 흡수 또는 피복, 침전, 피막 시켜 효율적으로 제품을 제조할수 있다. 예로써 직물을 세탁후 액상 겔에 침전시켜 피복기능을 얻을수 있다.

원적외선 방사 조성물의 공지된 주요한 원재료는 시리카, 알루니늄, 지르코니아로서, 방사되는 원적외선을 측정하면 3미크론에서 시작하여 6 ∼ 14 미크론을 주파장으로 틀림없는 원적외선 방사체 이다. 그 특성으로 투과, 반사, 흡수성이 있다. 예를 들면 투과성 재료인 지르코니아, 사염화티타늄을 15%, 반사성 재료인 알루미늄, 은 등을 20%, 흡수성 재료인 시리카, 알루미늄을 65%로 할수 있다.

원재료의 물성기능은 다음과 같다.

(1) 카올린은 함수규산알루미늄으로 필수 원료이며 강한 흡착력의 응용은 의약화장품(창상, 피부등), 액상원료 등이다.

(2) 수산화알루미늄은 계면적 성질이 변화한 것이며 흡착력, 촉매성질로 방균, 액상원료 이다.

(3) 시리카는 미세구조로 1그램당 450㎡이며 단파장의 원적외선을 방출하는 기능성 액상원료 이다.

(4) 지르코늄은 미분 3 ∼ 30미크론의 유백제 등에 쓰이며 전기전도체로 발열체 전자제품 등의 재료로 사용된다.

(5) 티타늄은 압전특성 및 광촉매성의 전기적 반도체로 전기전도도의 특이한 특성으로 유전율이 114로 크며 또한 압전특성이 있으며 백색안료 이다.

(6) 은은 적외선의 반사기능이 강하며 열전도 및 전기전도율이 높다. 또한 이온화된 은은 가열냉각에서 산소를 흡수 방출하는 작용이 있으며 이온 방전에 의해 세균을 억제 감소시킨다.

(7) 탄산칼륨은 규산질 원료의 용해와 농축성 이며 초자 제품류의 원료, 피막 , 도장 등에 사용된다.

(8) 규산나트륨은 규산질 원료와 탄산칼륨의 용해물 농액으로 콜로이드시리카 원료와 결합제, 시멘트 급결제, 물의 청등연화제 등에 사용된다.

(9) 과산화나트륨은 산화제로 규산질원료의 용해와 농축재, 각종 염류의 제조, 물의 연화제, 방취, 살균 중화제 등으로 사용된다.

본 발명 액정체의 제조방법은 다음과 같다.

조성물량비 200중량% 중 제1액으로 100중량%인 정제수 60℃에서 규산나트륨 20 ∼ 30중량%, 과산화나트륨 10 ∼ 15중량%, 탄산칼륨 5 ∼ 10중량%를 투입 교반하여 유지한 후 이 용액에 카올린(함수규산알루미늄) 30 ∼ 60중량%를 투입 교반하여 7 ∼ 12시간 유지시킨다.

조성물량비 100중량% 중 제2액으로 30 ∼ 50중량%인 정제수 60℃에서 수산화알루미늄 10 ∼ 20중량%, 지르코니아 10 ∼ 30중량%, 사염화티타늄 10 ∼ 20중량%,황화은 5 ∼ 10중량%를 투입 교반하여 30 ∼ 60분간 유지시킨다.

제1액에 제2액을 소량식 투입 교반한 원액상을 80℃ 이하에서 12 ∼ 24시간 동안 복사열 건조 시켜 원액상 제품을 제조한다.

원액상 제품을 원하는 형상으로 성형 조성하여 170 ∼ 230℃로 2 ∼ 5시간 복사열 건조시켜 고화된 다공성의 조성물 제품을 제조한다.

또한 원액상 제품을 적용되는 제품에 따라 원액 또는 희석시켜 원하는 제품에 흡수 또는 피복, 침전, 피막 시켜 100℃ 이하에서 건조 제품을 제조한다.

본 발명에 의해 제조된 액정체 조성물은 -10℃ 에서도 결빙되지 않으며 장기보관시에도 무색, 부패 변질되지 않고 방사효과가 유지되는 특징이 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 아래의 실시예는 발명의 예시일뿐 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니며 예중의 %는 중량%를 의미한다.

(실시예1)

조성물량비 200중량% 중 제1액으로 100%인 정제수 60℃에서 규산나트륨 30%, 과산화나트륨 15%, 탄산칼륨 5%, 카올린ㆍ함수규산알루미늄 50%를 투입 교반하여 10시간 유지시킨다.

조성물량비 100중량% 중 제2액으로 50%인 정제수 60℃에서 수산화알루미늄 25%, 지르코니아 13%, 사염화티타늄 7%, 황화은 5%을 투입 교반시킨다.

제1액에 제2액을 소량식 투입 교반한 뒤 80℃ 이하에서 12시간 동안 복사열 건조시켜 원액상 제품을 제조한다.

원액상 제품을 원하는 형상으로 성형 조성하고 수분을 제거 처리하기위해 230℃로 3시간동안 복사열 건조시켜 고화된 다공성의 조성물 제품을 제조한다.

(실시예2) 원적외선 방사율 및 방사강도 측정

실시예1에서 원액상 조성물 1000㎖을 5배수의 정제수에 혼합한 뒤 폴리에스테르 합성섬유를 60초 동안 함침한 다음 건조시켜 시험 샘플을 제조하였다.

원적외선 방사율 및 방사강도는 건자재연구소에 의뢰하여 측정하였으며 측정조건은 분해기능이 1/16cm, 적산회수는 20회 및 검출기로는 MCT를 사용하여 측정온도는 35℃에서 행하였다.

측정결과 조성물을 피복한 합성섬유의 원적외선 방사율은 제1도에 나타난 바와 같이 파장 4.0 ∼ 6.0미크론 범위에서 약 65 ∼ 80%를 나타냈고 파장 8.0 미크론 이상의 범위에서는 80% 이상인 것으로 나타났다.

또한 방사강도(방사열)를 측정한 시험에서는 제2도에 나타낸 바와 같이 원적외선 방사강도가 흑체와 비슷한 것으로 나타났다.

(실시예3) 항균성 시험

실시예1에서 원액상 조성물 1000㎖을 5배수의 정제수에 혼합하여 30/36㎠의 모직물을 60초 동안 함침한 뒤 건조시켜 시험 샘플을 제조하였다.

위 샘플을 건자제연구소에 의뢰하여 항균성을 시험하였다. 시험조건은 25℃의 악조건하에서 플라스크 시험법을 사용하여 시험하였다. 그 결과 비처리샘플(조성물로 처리되지 않는 모직물 샘플)에 비하여 미생물이 73.8% 감소된 것으로 확인되었다.

(실시예4) 마찰대전압시험

실시예 2와 같이 처리한 폴리에스테르 안감 샘플의 마찰대전압을 건자재연구소에서 시험하였다.

측정에 사용된 마찰포로는 면포를 사용하였고 20℃, 65% 상대습도에서 수행하였으며 그 결과는 다음 표와 같다.

구 분	마찰대전압(eV)	대전성 감소율(%)
비처리 샘플	120	-
처리 샘플	18	85

이상의 결과로부터 조성물로 처리된 합성섬유는 비처리샘플에 비하여 대전성이 80% 이상 감소됨을 알수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 원액상의 조성물은 원적외선 방사율이 높기 때문에 이를 다공성의 결정구조로 형상 성형하면 필터 등의 재료로 사용할수 있다. 그리고 원액상에 합성섬유 등을 함침 건조시키면 원적외선 방사기능과 더불어 항균성이 향상되기 때문에 이를 다양하게 활용할수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

조성물량비 200중량% 중 제1액으로 100중량%인 정제수 60℃에서 규산나트륨 20 ∼ 30중량%, 과산화나트륨 10 ∼ 15중량%, 탄산칼륨 5 ∼ 10중량%를 투입 교반하여 유지한 후 이 용액에 카올린(함수규산알루미늄) 30 ∼ 60중량%를 투입 교반하여 7 ∼ 12시간 유지시키는 단계와,

조성물량비 100중량% 중 제2액으로 30 ∼ 50중량%인 정제수 60℃에서 수산화알루미늄 10 ∼ 20중량%, 지르코니아 10 ∼ 30중량%, 사염화티타늄 10 ∼ 20중량%, 황화은 5 ∼ 10중량%를 투입 교반하여 30 ∼ 60분간 유지시키는 단계와,

제1액에 제2액을 소량식 투입 교반한 원액상을 80℃ 이하에서 12 ∼ 24시간동안 복사열 건조시켜 원액상 제품을 완성하는 단계들로 구성된 것을 특징으로하는 액정체 제조방법.
제 1 항에 있어서, 조성물량비 200중량% 중 제1액으로 100중량%인 정제수 60℃에서 규산나트륨 30중량%, 과산화나트륨 15중량%, 탄산칼륨 5중량%, 카올린ㆍ함수규산알루미늄 50중량%를 투입 교반하여 10시간 유지시키는 단계와,

조성물량비 100중량% 중 제2액으로 50중량%인 정제수 60℃에서 수산화알루미늄 25중량%, 지르코니아 13중량%, 사염화티타늄 7중량%, 황화은 5중량%을 투입 교반시키는 단계와,

제1액에 제2액을 소량식 투입 교반한 뒤 80℃ 이하에서 12시간 동안 복사열 건조시켜 원액상 제품을 제조함을 특징으로하는 액정체 제조방법.