KR100487793B1

KR100487793B1 - 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법 및 그 제품

Info

Publication number: KR100487793B1
Application number: KR10-2003-0028183A
Authority: KR
Inventors: 김부용; 김부남
Original assignee: 주식회사 바이오카본텍
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2005-05-10
Also published as: KR20040094187A

Abstract

본 발명은 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펄프를 교반 및 고해한 후 사이징시키고, 사이징된 펄프에 충전재로 모데나이트를 혼합하여 종이를 제조함으로써 종이섬유 사이에 모데나이트가 균일하게 내첨되어 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과가 우수할 뿐만 아니라, 초배지나 장판지로 사용할 시에는 모데나이트로부터 발생되는 음이온과 원적외선이 거주자의 신체 내부로 깊숙하게 침투하여 부교감신경을 자극함으로써 인체의 혈액순환이 촉진되어 피로가 해소되도록 하고 산화를 방지할 뿐만 아니라, 과일, 야채 등의 식품포장용이나 꽃포장용으로 사용할 시에는 식품과 꽃의 신선도를 더욱 우수하게 하여 식품과 꽃의 보존기간을 연장 할 수 있도록 한 것으로, 음이온 및 원적외선 방사지 100.0중량%를 기준으로, 펄프 74.0∼87.0중량%를 2∼5% 농도로 물에 해리시킨 후 교반기로 20∼30분간 교반하는 교반단계(S10)와: 교반된 펄프를 고해기로 절단 및 피브릴화하는 고해단계(S20)와: 고해된 펄프에 사이즈제인 로진 5.0∼10.0중량% 및 젤라틴 5.0∼10.0중량%를 투입하는 사이징단계(S30)와: 사이징된 펄프에 모데나이트 1.0∼2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0∼2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0∼2.0중량%를 혼합하는 혼합단계(S40)와: 혼합된 혼합물을 스크린하여 이물질을 제거하는 스크린단계(S50)와: 스크린된 혼합물을 초지기로 압착 및 건조하여 종이를 제조하는 초지단계(S60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법 및 그 제품이다.

Description

음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법 및 그 제품{The manufacturing method of paper radiating anion and far infrared ray and thereof product}

본 발명은 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법 및 그 제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펄프를 교반 및 고해한 후 사이징시키고, 사이징된 펄프에 충전재로 모데나이트를 혼합하여 종이를 제조함으로써 종이섬유 사이에 모데나이트가 균일하게 내첨되어 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과가 우수할 뿐만 아니라, 초배지나 장판지로 사용할 시에는 모데나이트로부터 발생되는 음이온과 원적외선이 거주자의 신체 내부로 깊숙하게 침투하여 부교감신경을 자극함으로써 인체의 혈액순환이 촉진되어 피로가 해소되도록 하고 산화를 방지할 뿐만 아니라, 과일, 야채 등의 식품포장용이나 꽃포장용으로 사용할 시에는 식품과 꽃의 신선도를 더욱 우수하게 하여 식품과 꽃의 보존기간을 연장 할 수 있도록 한 것이다.

종이는 AD 105년 중국 후한(後漢)의 채륜이 발명한 것으로, 초기에는 단지 사람이 무엇을 기록하는 재료로만 사용하였으나, 1892년(고종 29)경 기계에 의한 제지술을 일본으로부터 도입한 결과 종이로부터 공예품, 쇼핑백, 담배필터, 판지 등 다양한 물품을 제조할 수 있게 되었다.

현재 종이는 필기용지 뿐만 아니라 초배지, 장판지, 도배지, 식품포장지, 도공지, 권련지, 판지, 부직포 등 다양한 제품으로 생산되고 있으나, 종이의 물성 및 품질이 종이의 기능에 맞게 다양화되지 못하였다.

종래에는 종이의 제조시에 습윤지력증강제나 건조지력증강제와 같은 기능성첨가제나 공정의 효율화를 위한 공정조절제를 첨가하는 방법을 사용하여 종이의 물성 및 품질이 우수하도록 하였으나 그 효과가 미미하였고, 각각의 제품 즉 도배지, 포장지, 골판지 등을 제조한 후 각 제품의 상면이나 하면에 숯이나 황토를 이용하여 코팅층을 형성함으로써 흡착력과 제습효과를 부여하였으나, 종이를 제조한 후 별도의 공정을 거쳐야 하므로 제조비용이 상승하는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 종이가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 펄프를 교반 및 고해한 후 사이징제인 로진과 젤라틴을 투입하여 사이징시키고, 사이징된 펄프에 충전재로 모데나이트를 혼합하여 종이를 제조함으로써, 종이섬유 사이에 모데나이트가 균일하게 내첨되어 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과가 우수할 뿐만 아니라, 초배지나 장판지로 사용할 시에는 모데나이트로부터 발생되는 음이온과 원적외선이 거주자의 신체 내부로 깊숙하게 침투하여 부교감신경을 자극함으로써 인체의 혈액순환이 촉진되어 피로가 해소되도록 하고 산화를 방지할 뿐만 아니라, 과일, 야채 등의 식품포장용이나 꽃포장용으로 사용할 시에는 식품과 꽃의 신선도를 더욱 우수하게 하여 식품과 꽃의 보존기간을 연장 할 수 있도록 하는 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법 및 그 제품을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법은, 음이온 및 원적외선 방사지 100.0중량%를 기준으로, 펄프 74.0∼87.0중량%를 2∼5% 농도로 물에 해리시킨 후 교반기로 20∼30분간 교반하는 교반단계(S10)와: 교반된 펄프를 고해기로 절단 및 피브릴화하는 고해단계(S20)와: 고해된 펄프에 사이즈제인 로진 5.0∼10.0중량% 및 젤라틴 5.0∼10.0중량%를 투입하는 사이징단계(S30)와: 사이징된 펄프에 모데나이트 1.0∼2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0∼2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0∼2.0중량%를 혼합하는 혼합단계(S40)와: 혼합된 혼합물을 스크린하여 이물질을 제거하는 스크린단계(S50)와: 스크린된 혼합물을 초지기로 압착 및 건조하여 종이를 제조하는 초지단계(S60)로 되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 의한 음이온 및 원적외선 방사지는, 펄프 74.0∼87.0중량%, 로진 5.0∼10.0중량%, 젤라틴 5.0∼10.0중량%, 모데나이트 1.0∼2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0∼2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0∼2.0중량%의 배합비율로 되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 의한 음이온 및 원적외선 방사지의 제조공정도로서, 교반(S10), 고해(S20), 사이징(S30), 혼합(S40), 스크린(S50) 및 초지단계(S60)로 되며, 이하 각 조성물의 배합비는 음이온 및 원적외선 방사지 100중량%를 기준으로 한다.

펄프 74.0∼87.0중량%를 물에 해리시킨 후 교반하는 교반단계(S10)에서, 교반을 용이하게 하기 위하여 펄프의 해리 농도를 2∼5%로 하고 동력절감을 위해 교반기의 교반속도는 30∼100rpm으로 하는 것이 바람직하며, 상기 펄프로는 목제펄프, 화학펄프, 기계펄프 및 반화학펄프 뿐만 아니라 파지를 이용한 재생펄프 또한 사용가능한 것으로, 재생펄프를 이용할 시에는 펄프의 제조공정 중 탈목 및 표백공정이 불필요하므로 환경오염을 방지할 수 있는 것이다.

교반된 펄프를 절단 및 피브릴화하는 고해단계(S20)는 물속에서 펄프를 기계적으로 처리하여 초지하기에 적당하도록 만들어주는 단계로, 고해기(beater)를 이용하여 긴 섬유를 절단하거나 눌러 으깨는 방법으로 섬유내부의 수소결합을 끊어 섬유의 내부 구조가 풀어지도록 피브릴화(fibrillation)하며, 고해도는 25∼50이 되도록 한다.

상기 고해도는 펄프섬유의 가공처리 과정 중 그 처리정도를 측정하는 단위로서, 일반적으로 천연상태의 펄프섬유는 5∼10으로 측정되나 펄프 섬유의 길이, 폭 및 두께 등을 고해기로 처리하는 중에 상승되며, 고해도가 25 미만이면 섬유와 섬유의 결합이 잘 일어나지 못하고, 고해도가 50을 초과하면 종이의 양면차가 증대되는 단점이 있다.

고해된 펄프에 사이즈제를 투입하는 사이징단계(S30)는 종이에 잉크 또는 물의 침투저항성을 부여하는 단계로, 펄프만을 사용하여 제조한 종이는 흡수성이 있어 필기 또는 인쇄시에 잉크가 번지는 문제가 발생하므로, 펄프에 내수성이 있는 콜로이드 물질인 사이즈제를 혼합함으로써 펄프섬유의 표면이나 펄프섬유사이의 틈을 메워 잉크가 침투 확산하는 것을 방지하도록 한다.

펄프에 투입되는 사이즈제로는 로진(송진)과 젤라틴을 사용하며, 그 배합비율이 각각 5.0중량% 미만으로 투입하면 충분한 효과가 나타나지 않으며, 10.0중량%를 초과하여 투입하면 효과가 더 이상 증가되지 않으므로 로진 5.0∼10.0중량% 및 젤라틴 5.0∼10.0중량%으로 하는 것이 바람직하다.

사이징된 펄프에 모데나이트, 폴리아크릴 아미드 및 멜라민 포름알데히드 수지를 혼합하는 혼합단계(S40)는, 충전재로서 모데나이트를 혼합하여 종이의 저장성이 우수하도록 하는 것은 물론, 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습 및 탈취효과를 갖도록 하고, 종이로부터 계속적으로 음이온과 원적외선이 방사되도록 하며, 또한 건조지력증강제(dry strength additives)인 폴리아크릴 아미드와 습윤지력증강제(wet strength resin)인 포름알데히드를 충전재인 모데나이트와 함께 펄프에 혼합함으로써, 종이의 건조 및 습윤강도를 증가시킨다.

상기 혼합단계(S40)의 배합비율은 모데나이트 1.0∼2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0∼2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0∼2.0중량%로 하는 것이 바람직한 것으로, 모데나이트의 배합비율이 1.0중량% 미만이면 음이온 방사효과가 충분히 나타나지 않으며 2.0중량%를 초과하면 종이의 물성이 저하되고, 폴리아크릴 아미드와 멜라민 포름알데히드 수지는 1.0중량% 미만이면 지력증강제로서의 효과가 나타나지 않으며 2.0중량%를 초과하여 첨가하면 탈수성을 저하시키는 문제점이 발생된다.

상기 모데나이트는 약 325∼400mesh 정도로 미분쇄(milling)하여 사용하는 것이 바람직하며, 모데나이트는 계속적으로 500∼1000이온/cc 정도의 음이온을 발생시켜 주변 공기를 쾌적하게 하고 세포의 활동을 활성화시키는 등의 효과를 갖는 것이며, 모데나이트의 입도가 325mesh 미만이면 종이의 재질이 부드럽지 못하고 400mesh를 초과하면 제조원가가 상승하므로, 경제성을 고려할 때 325∼400mesh가 바람직하나 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

혼합단계(S40) 후, 혼합된 혼합물의 이물질을 제거하는 스크린단계(S50)는 혼합물이 포함하고 있는 거칠고 큰 섬유와 이물질을 스크린(screen)을 이용하여 제거하여 종이의 성질이 일정하도록 한다.

초지기를 이용하여 종이를 제조하는 초지단계(S60)는, 통상적인 종이의 제조단계와 동일한 방법을 적용하는 것으로, 혼합물을 초지기의 와이어(wire)에서 지층으로 형성시킨 후, 압착 및 건조하여 음이온 및 원적외선 방사지를 수득한다.

상기와 같은 방법으로 제조된 음이온 및 원적외선 방사지는 펄프 74.0∼87.0중량%, 로진 5.0∼10.0중량%, 젤라틴 5.0∼10.0중량%, 모데나이트 1.0∼2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0∼2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0∼2.0중량%의 배합비율로 되고, 다량의 음이온과 원적외선을 방사함으로써 쾌적한 상태가 유지될 수 있도록 하며 인체의 건강을 유지할 수 있도록 하는 것이다.

또한 본 발명의 음이온 및 원적외선 방사지는 한지, 초배지, 장판지, 도배지, 식품포장지, 도공지, 권련지, 판지, 부직포 등의 형태로 제조될 수 있는 것으로, 그 형태를 제한하는 것은 아니다.

이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

(실시예 1)

목제펄프 850g을 3%의 농도로 물에 해리시키고 고해기를 이용하여 고해도 30이 되도록 고해시킨 후, 이에 로진과 젤라틴을 각각 50g 투입하여 사이징 되도록 한다. 사이징된 펄프에 모데나이트 20g, 폴리아크릴아미드 20g 및 멜라민 포름알데히드 수지 20g을 첨가하여 균일하게 혼합하고, 이를 초지기로 압착 및 건조하여 음이온 및 원적외선 방사지를 제조하였다.

(실시예 2)

하기 표 1과 같은 조성 및 배합비로서, 실시예 1과 동일한 방법으로 음이온 및 원적외선 방사지를 제조하였다.

각 실시예의 배합비율 (단위: g)

	펄프	로진	젤라틴	모데나이트	폴리아크릴아미드	멜라민 포름알데히드 수지
실시예1	840	50	50	20	20	20
실시예2	850	50	50	10	20	20

상기의 실시예에 의해 제조된 종이의 음이온 발생량을 측정한 결과는 하기 표 2와 같았다.

각 실시예의 음이온 발생량 측정 결과

	실시예1	실시예2
음이온 발생량(ion/cc)	500	300

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 음이온 및 원적외선 방사지는 모데나이트의 배합비율이 증가될 수록 요오드 흡착력 및 음이온 발생량이 증가되며, 비교예로서 숯종이와 비교할 때 그 흡착 및 음이온 발생효과가 더욱 우수함을 알 수 있었다.

이하, 본 발명에 사용된 모데나이트에 대해 살펴보면 다음과 같은 특징을 갖는다.

모데나이트분말은 제올라이트(zeolite)의 일종으로 총 19종에 이르는 천연제올라이트들 중 크리놉틸로라이트와 함께 가장 흔하게 산출되는 광물이다.

상기 모데나이트는 화학조성상 Na, K, Ca, Mg, Sr 및 Ba를 양이온으로 소량 함유하는 함수규산염 광물(hydrous aluminosilicate)로 결정구조상으로는 규산염 광물의 기본 단위의 하나인 (Si, Al)O₄ 사면체의 모든 산소들이 또 다른 사면체에 의해서 공유되면서 3차원적으로 연결되는 망상 규산염 광물(Tectosilicate)에 속하나, 같은 망산광물염 광물인 석영과 장석군 광물들은 치밀한 구조를 이루는 데 비해서, 모데나이트는 결정구조상의 공동(2.3∼7.5Å)으로 엉성한 구조를 갖는다.

이러한 모데나이트의 구조상 Si⁴⁺일부가 Al³⁺ 로 치환됨으로서 발생하는 전하결손을 보상하기 위해서 양이온들이 흔히 구조내에 개입되게 되는데, 장석류와는 달리 모데나이트는 광물내에 구조상의 공동을 형성하고 여기에 양이온들이 존재하는 관계로, 이 양이온들이 주위의 다른 양이온들에 의해서 쉽게 치환될 수 있고 또한 공동내에서 정전기적으로 강하게 대전되어 존재하는 이 양이온들의 성격에 따라 항상 많은 양의 물분자들이 공동내로 유입됨에 따라서 다량의 음이온을 발생시키는 것이다.

상기 모데나이트로부터 다량 발생되는 음이온은 혈액의 칼슘과 칼륨을 증가시킴으로써 산성혈액을 알칼리화로 전환시켜 혈액을 정화하고, 세포 내에 영양공급을 원활히 하고 노폐물을 배출시켜 병든 세포를 재생시키며, 또한 각종 질병에 대한 항체의 증가로 바이러스의 감염에 대한 저항력을 증가시킬 뿐만 아니라 자율신경계를 조절하여 혈액, 신경계통 등에 활력을 줌과 동시에, 엔돌핀 및 엔카파린을 발생시켜 피로를 회복시키고 체력을 증강시키며 통증을 완화시키고 특히 산화방지 및 인체 세포의 부활을 유도하여 노화를 방지하는 등의 역할을 한다.

또한 모데나이트로부터 방사되는 원적외선은 전자파 중 그 파장이 5.6∼100㎛ 사이의 전자파를 말하는 것으로, 원적외선은 피부의 심층(4∼5㎝ 깊이)까지 침달하여 인체에 온열작용, 숙성작용, 자정작용, 건습작용, 중화작용 및 공명작용을 함으로써, 생체 조직 활성화로 인해 피부노화를 지연시켜 건강한 피부로 가꿔 주며, 특히 피로감을 경감시킬 수 있도록 하는 등 인체에 많은 유용한 효과가 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명을 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이 본 발명에 의한 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법 및 그 제품에 의하면, 펄프를 교반 및 고해한 후 사이징시키고, 사이징된 펄프에 충전재로 모데나이트를 혼합하여 종이를 제조함으로써 종이섬유 사이에 모데나이트가 균일하게 내첨되어 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과가 우수할 뿐만 아니라, 초배지나 장판지로 사용할 시에는 대기 중에 다량의 음이온이 존재하도록 하여 쾌적한 상태가 유지될 수 있도록 하며, 모데나이트로부터 발생되는 음이온과 원적외선이 거주자의 신체 내부로 깊숙하게 침투하여 부교감신경을 자극함으로써 인체의 혈액순환이 촉진되어 피로가 해소되도록 하고 산화를 방지하며, 인체 세포를 부활시켜 각종 질병에 대한 항체의 증가로 바이러스의 감염에 대한 저항력을 증가시킴 할 뿐만 아니라, 과일, 야채 등의 식품포장용이나 꽃포장용으로 사용할 시에는 모데나이트로부터 발생되는 음이온 및 원적외선으로 인해 식품과 꽃의 신선도를 더욱 우수하게 하여 식품과 꽃의 보존기간을 연장 할 수 있도록 하는 등의 유용한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 음이온 및 원적외선 방사지의 제조공정도.

Claims

종이의 제조방법에 있어서,

음이온 및 원적외선 방사지 100.0중량%를 기준으로, 펄프 74.0∼87.0중량%를 2∼5% 농도로 물에 해리시킨 후 교반기로 20∼30분간 교반하는 교반단계(S10)와: 교반된 펄프를 고해기로 절단 및 피브릴화하는 고해단계(S20)와: 고해된 펄프에 사이즈제인 로진 5.0∼10.0중량% 및 젤라틴 5.0∼10.0중량%를 투입하는 사이징단계(S30)와: 사이징된 펄프에 모데나이트 1.0∼2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0∼2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0∼2.0중량%를 혼합하는 혼합단계(S40)와: 혼합된 혼합물을 스크린하여 이물질을 제거하는 스크린단계(S50)와: 스크린된 혼합물을 초지기로 압착 및 건조하여 종이를 제조하는 초지단계(S60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사지의 제조방법.
종이에 있어서,

펄프 74.0∼87.0중량%, 로진 5.0∼10.0중량%, 젤라틴 5.0∼10.0중량%, 모데나이트 1.0∼2.0중량%, 폴리아크릴 아미드 1.0∼2.0중량% 및 멜라민 포름알데히드 수지 1.0∼2.0중량%의 배합비율로 되는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사지.