KR100387213B1

KR100387213B1 - 음이온 방출성 세라믹 조성물이 함유된 기능성 섬유

Info

Publication number: KR100387213B1
Application number: KR10-2000-0058571A
Authority: KR
Inventors: 김광배
Original assignee: 주식회사 폴리안나
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2003-06-12
Also published as: KR20020027852A

Abstract

본 발명은 음이온 방출성 세라믹 조성물이 함유된 기능성 섬유에 관한 것으로서 보다 상세하게는 산화알루미늄, 산화규소, 이산화티타늄, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화철 및 산화지르코늄이 포함된 음이온 방출성 세라믹 조성물을 섬유에 도포하여 인체내부로 음이온의 흡수가 용이하도록 하는 기능성 섬유에 관한 것이다.

Description

음이온 방출성 세라믹 조성물이 함유된 기능성 섬유{Functional Fiber Comprising Anion Releasing Ceramic Composite}

본 발명은 음이온 방출성 세라믹 조성물 및 동 조성물이 함유된 기능성 섬유에 관한 것으로서 보다 상세하게는 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화규소(SiO₂), 이산화티타늄(TiO₂), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화철(Fe₂O₃), 산화지르코늄(ZrO₂)이 포함된 음이온 방출성 세라믹 조성물 및 인체내부로 음이온의 흡수가 용이하도록 하기 위하여 상기 음이온 방출성 세라믹 조성물이 포함된 기능성 섬유에 관한 것이다.

음이온이란 음(-)전하를 띤 것의 통칭하는 의미로서 일반적으로 중성인 원자가 외부의 충격에 의하여 원자 주변에 있는 전자를 잃으면 양(+)이온이 되며, 반대로 외부로부터 전자를 흡수하면 음(-)이온이 된다.

음이온을 섭취하면 세포의 신진대사를 촉진하고 활력을 증진시키며 피를 맑게 하고 신경안정과 피로회복, 식욕증진의 효과가 있어 공기 비타민이라고까지 불리운다. 쾌적한 자연상태를 기준으로 숲속, 온천, 폭포 해안지역은 공기 1cc당 음이온의 분포량이 800∼2,000개인 것으로 추정되고 있으며 이러한 음이온의 존재 때문에 상기 장소에 있으면 상쾌함을 느끼는 것이다.

음이온이 공기 1cc당 1,000개 이상으로 풍부해지면 뇌에서 알파(α)파의 활동을 증가시켜서 천식과 편두통의 본질적인 요소가 되는 걱정과 긴장을 완화시켜 주면 천식과 같은 호흡기 질환을 일으키는 신경 호르몬인 세로토닌(Serotonin)과 자유 히스타민(Free histamin)을 억제하여 정신 운동 수행능력과 긴장완화와 같은 효과가 있으며, 이러한 음이온이 인체에 흡수되면 혈액중에 미네랄 성분이 칼슘, 나트륨, 칼륨 등의 이온화율을 상승시켜 혈액의 알칼리화가 진행되는 혈액의 정화작용, 혈액중에 음이온이 많아지면 세포막에서의 전기적 물질 교류를 촉진시켜 신진대사가 왕성해지므로 체내의 노폐물을 빠르게 배출시키는 세포의 활성화 작용, 혈청중에 포함된 면역성분인 글로부린(Globulin)의 양을 증가시켜 감염증세에 대한 저항력을 높일 수 있는 저항력 증가 작용, 인체의 모든 기관, 신경계통 및 혈액, 세포 임파액 등에 생기를 주어 자율신경계 조절하여 약화된 기능을 강화시키고 활력을 주는 역할 등을 한다.

상기와 같이 인체에 유익한 음이온을 이용하는 분야는 크게 음이온을 함유하는 음료, 음이온을 함유하는 광석 등을 사우나와 같은 시설에 이용하여 인체에 음이온의 흡수하는 방법 등이 있으나 본 발명과 같이 음이온 방출성 세라믹 조성물을 함유한 기능성 섬유에 관한 것은 전무하다.

한편 본 발명과 유사한 내용으로 한국특허공개번호 1994-5851호에 개질된 섬유물질의 제조방법 및 음이온성 텍스타일 염료를 사용한 개질된 섬유 물질의 염색방법, 한국특허공개번호 1998-24300호에 양친매성 음이온 중합체를 함유하는 케라틴 섬유용 산화염료 조성물이 있으나 전자는 음이온성 텍스타일 염료를 이용한 염색방법이며, 후자는 산화염료 조성물에 관한 것으로 본 발명과는 그 구성을 달리한다.

본원의 발명자는 상기에서 언급한 음이온의 유용함을 인체에 흡수에 이용하고자 음이온 방출성이 강한 물질을 연구하던 중 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화규소(Si O₂), 이산화티타늄(TiO₂), 산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 산화철(Fe₂O₃), 산화지르코늄(ZrO₂)을 포함한 세라믹 조성물이 다량의 음이온 방출성능이 있다는 사실을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

즉, 본 발명의 음이온 방출성 세라믹 조성물은 종래의 세라믹 조성물에서 대부분을 차지하던 산화알루미늄의 함량을 줄이고 산화지르코늄의 함량을 높임으로서 음이온 방출을 극대화시키는 것을 확인하고, 이 음이온 방출성 세라믹 조성물을 섬유에 포함시킴으로써 음이온 방출의 기능성을 가지는 섬유를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.

본 발명은 산화알루미늄(Al₂O₃) 30∼31중량%, 산화규소(Si O₂) 6∼7중량%, 이산화티타늄(TiO₂) 2∼3중량%, 산화마그네슘(MgO) 6∼7중량%, 산화칼슘(CaO) 2∼3중량%. 산화철(Fe₂O₃) 0.1∼1.0중량%, 산화지르코늄(ZrO₂) 45∼47중량%를 포함하는 음이온 방출성 세라믹 조성물이 원단에 20∼30중량% 도포된 기능성 섬유를 제공한다.상기의 기능성 섬유에서 음이온 방출성 세라믹 조성물이 20 중량% 미만을 사용하면 음이온 방출효과 및 항균효과가 적어서 바람직하지 않고, 반면에 음이온 방출성 세라믹 조성물을 30 중량% 초과하여 사용하면 섬유가 부드럽지 못하고 세탁시 음이온 세라믹 조성물끼리 충돌하는 횟수가 많아져 충돌효과에 의한 음이온 세라믹 조성물이 섬유 외부로 빠져 나올 확률이 많아지는 문제점이 있다.이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

<실시예 1> 음이온 방출성 세라믹 조성물의 제조

종래의 세라믹의 조성물로서 산화규소(SiO₂) 7.23중량%, 산화알루미늄(Al₂O₃) 73.2중량%, 산화철(Fe₂O₃) 0.15중량%, 산화칼슘(CaO) 2.42중량%, 산화마그네슘(MgO) 5.28중량%, 산화칼륨(K₂O) 0.18중량%, 산화나트륨(Na₂O) 0.83중량%, 이산화티타늄(TiO₂) 3.8중량% 대신에 음이온 방출성을 높이기 위하여 세라믹 조성물로서 산화알루미늄(Al₂O₃) 30.4중량%, 산화규소(SiO₂) 6.28중량%, 이산화티타늄(TiO₂) 2.42중량%, 산화마그네슘(MgO) 6.46중량%, 산화칼슘(CaO) 2.81중량%, 산화철(Fe₂O₃) 0.32중량%, 산화지르코늄(ZrO₂) 45.6중량%가 포함되도록 하여 본 발명의 음이온 방출성 세라믹 조성물을 제조하였다.

표 1. 음이온 방출성 세라믹 조성물

종래 세라믹 조성물	본 발명 세라믹 조성물
산화규소(SiO₂) 7.23중량%	산화규소(SiO₂) 6.28중량%
산화알루미늄(Al₂O₃) 73.2중량%	산화알루미늄(Al₂O₃) 30.4중량%
산화철(Fe₂O₃) 0.15중량%	산화철(Fe₂O₃) 0.32중량%
산화칼슘(CaO) 2.42중량%	산화칼슘(CaO) 2.81중량%
산화마그네슘(MgO) 5.28중량%	산화마그네슘(MgO) 6.46중량%
산화칼륨(K₂O) 0.18중량%	-
산화나트륨(Na₂O) 0.83중량%	산화지르코늄(ZrO₂) 45.6중량%
이산화티타늄(TiO₂) 3.8중량%	이산화티타늄(TiO₂) 2.42중량%

<실시예 2>

하기 표 1에서와 같이 실시예 1의 본 발명 음이온 방출성 세라믹 조성물 20∼30 중량%와 폴리에스테르계 수지(일본 세이카사 제품) 70∼80 중량%를 혼합하여 면방원단, 견직물, 면 성분이 45% 함유된 폴리에스테르 합성섬유 등에 스크린 도포한 후 6미터 라인을 150∼170℃의 열로 고착하여 기능성 섬유를 얻었다.

표 2. 기능성 섬유 조성물

항 목	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7
세라믹 조성물(중량%)	20	30	20	30	20	30
폴리에스테르 수지(중량%)	80	70	80	70	80	70
면방원단	사용	사용	-	-	-	-
견직물	-	-	사용	사용	-	-
합성섬유*	-	-	-	-	사용	사용

*면 성분이 45% 함유된 폴리에스테르 합성섬유

<시험예 1> 항균시험

상기 실시예 2∼7의 기능성 섬유를 한국의류시험연구원에 의뢰하여 KS K 0693 직물의 항균도 시험방법(SKASK FLASK TEST법으로 세균을 Staphylococcus aureus ATCC 6358, KS K 0465의 약 사이클로 40℃에서 세탁한 후 텀블 건조하는 방법)으로 항균 시험을 한바 평균적으로 초기 세균감소율이 99.8%에서 10회 세탁을 하더라도 99.5%으로 약 0.3%의 감소만 일어나는 높은 항균력을 나타냈다.

<시험예 2> 음이온 방출성 시험

본 발명의 세라믹 조성물을 한국건자재시험연구원에서 KICM-FIR-1042 시험방법에 의하여 전하입자 측정장치를 이용하여 방출되는 음이온을 측정한 결과 단위체적당 이온(Ion)수로 표시한 결과 528(ion/cc)인 높은 음이온수를 나타냈다.

한편 본 발명의 세라믹 조성물을 이용하여 섬유에 도포한 기능성 섬유에 대하여 세라믹 조성물을 첨가하지 않은 섬유, 종래의 세라믹 조성물을 도포한 섬유및 본 발명의 세라믹 조성물을 도포한 섬유를 대상으로 하여 음이온 방출성을 전하입자 측정장치를 이용하여 실내온도 23℃, 습도 58%, 대기중 음이온 수 3(ion/cc) 조건에서 시험하여 시험편에서 방출되는 음이온을 단위체적당 이온수로 표시한 음이온 발생량을 측정 결과를 표 3에 나타냈다.

표 3. 음이온 방출시험 결과 (단위: ION/cc)

구분	시험편 1	시험편 2	시험편 3
음이온수	6	44	230

시험편 l: 일반 섬유 원단

시험편 2: 원단에 종래 세라믹 조성물 도포

시험편 3: 원단에 본 발명의 세라믹 조성물 도포

상기에서 시험편은 상기 실시예 2 내지 7의 기능성 섬유를 내경 44mm, 높이 297mm의 원기둥 시험편이며, KICM-FIR-1042 시험방법을 사용하였다.

상기의 시험예 1의 결과에서처럼 본 발명의 세라믹 조성물이 도포된 섬유는 항균특성이 좋기 때문에 일반 섬유에 비해 인체에 유해한 균의 존재 및 성장을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 한편으로는 섬유에 유해한 균의 존재 및 성장을 억제하여 섬유의 내구성을 증가시킬 수 있다.한편 시험예 2의 결과에서처럼 본 발명의 음이온 방출성 세라믹이 도포된 섬유는 일반 섬유원단에 비해 30배 이상, 종래 세라믹 도포된 섬유에 비해 5배 이상 으로 방출되는 음이온이 많기 때문에 본 발명의 음이온 방출성 세라믹이 도포된 섬유를 이용하여 제작한 의류를 착용하고 있는 사람은 음이온을 함유한 음료의 섭취 및 음이온을 방출하는 광석을 이용한 사우나에 비해 항시 음이온을 인체에 흡수할수 있어 오랫동안 상쾌함 및 안정감을 느낄 수 있다. 한편 음이온이 도포된 섬유로 제작된 의류를 착용한 사람 뿐만 아니라 그 주변의 사람 역시 의류로부터 방출되는 음이온을 인체에 흡수할 수 있어 오랫동안 상쾌함 및 안정감을 느낄 수 있어 현대인의 스트레스 해소 및 건강증진에 기여할 것이다.

Claims

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산화알루미늄 30∼31중량%, 산화규소 6∼7중량%, 이산화티타늄 2∼3중량%, 산화마그네슘 6∼7중량%, 산화칼슘 2∼3중량%. 산화철 0.1∼1.0중량%, 산화지르코늄 45∼47중량%를 포함하는 음이온 방출성 세라믹 조성물이 원단에 20∼30중량% 도포된 기능성 섬유
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