KR100550647B1 - 숯이 수용성 함침된 부직포 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 부직포에 숯을 수용성 함침시켜서 원적외선 방사율이 매우 높고 항균 및 항곰팡이성이 뛰어나며, 방수, 방취, 방염, 단열 효과도 뛰어난 부직포를 제작함으로써 농업, 어업, 축산업, 의료, 의류용 등의 각종 용도와 함께 특히 주택 내외장재용으로 사용할 수 있도록 하는, 숯이 수용성 함침된 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것으로서,
분쇄된 숯이 묽게 처리한 수용성 접착제 및 키토산과 함께 혼합되어 부직포 원단에 수용성 함침되어 있으며, 상기한 부직포와 숯과 수용성 접착제와 키토산의 혼합비율은 각각 부직포 40~80중량%, 숯 10~50중량%, 수용성 접착제 2~10중량%, 키토산 2~10중량%을 포함하여 이루어진다.
부직포, 숯, 방수, 방취, 방염, 단열, 수용성 접착제, 물, 함침

Description

숯이 수용성 함침된 부직포 및 그의 제조방법{Non-woven fabric or woven fabric and maufacturing method thereof}
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 숯이 수용성 함침된 부직포의 제조방법의 공정 흐름도이다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 숯이 수용성 함침된 부직포의 제조를 위한 믹싱장치의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 숯이 수용성 함침된 부직포의 제조장치의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 혼합물 20 : 믹서
30 : 원단롤 40 : 함침배쓰
50 : 열풍기 60 : 드라이롤
70 : 롤러 80 : 롤
이 발명은 부직포 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면, 부직포에 숯을 수용성 함침시켜서 원적외선 방사율이 매우 높고 항균 및 항곰팡이성이 뛰어나며, 방수, 방취, 방염, 단열 효과도 뛰어난 부직포를 제작함으로써 농업, 어업, 축산업, 의료, 의류용 등의 각종 용도와 함께 특히 주택 내외장재용으로 사용할 수 있도록 하는, 숯이 수용성 함침된 부직포 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
숯은 목재가 열분해된 뒤에 남는 고체잔사(固體殘渣)로서 목탄(木炭)이라고도 하는데, 숯가마에서 구워내는 흑탄(黑炭) 및 백탄(白炭)과, 건류로 생기는 건류탄 등이 있다.
1. 숯의 물리적 성질
숯은 흑연·석탄·코크스 등과 같이 무정형탄소의 일종으로서, 숯의 물리적 성질은 수종(樹種)이나 탄화의 상태에 따라서 다르다. 숯의 탄소구조는 흑연 비슷한 미결정(微結晶)과 그 주변을 둘러싼 비결정 부분으로 되어 있는데, 미결정의 크기는 탄화도가 높을수록 크며, 특히 650℃부터 갑자기 커진다. 결정이 발달하면 전기전도도가 높아지고 전기저항은 작아진다. 잔류되어 있는 미분해물의 함량과 전기저항 사이에는 직접적인 관계가 성립한다. 발열량은 7000∼8000kcal/kg, 비중은 1.4∼1.9, 용적무게는 평균 0.65∼0.70이다. 경도는 수종, 함수량, 탄화온도, 정련조작에 따라 다르다. 흑탄중 졸참나무·떡갈나무류의 것은 단단하고, 침엽수로 만든 소나무 숯, 잡탄은 무르다. 백탄은 매우 단단하다.
2. 숯의 화학적 성질
숯은 다공질이고 흡착성이 크며, 특히 백탄이 크다. 착화점(着火點)은 백탄이 440∼482℃, 흑탄이 330∼390℃이다. 숯의 탄소함량은 백탄 약 95％, 흑탄 약 89％, 건류탄 약 80％인데, 탄화온도가 높을수록 크고, 산소와 수소의 함량은 적어진다. 탄화온도의 최고점은 백탄 1000℃ 이상, 흑탄 450∼750℃, 건류탄 400∼450℃이다. 숯 속의 회분은 3％ 이하이고, 황, 인 등도 적기 때문에 공업용으로 뛰어난 탄소원이다.
3. 숯의 용도
숯의 일반적인 용도는 연료이며, 취사·난방용으로 쓰인다. 백탄은 장시간의 난방뿐만 아니라 생선·고기 등을 굽는 데 좋다. 농업용으로는 표고버섯·담배·한천 등의 건조 및 양잠·제차(製茶)의 연료로 쓰인다. 지금도 활성탄 제조에 숯이 중요하게 쓰이고 있다. 활성탄은 분말과 입상(粒狀)이 있는데, 숯·야자껍질탄·톱밥 등으로 제조하며, 탈색·물처리·가스세척·탈취 등에 널리 쓰인다. 제철야금용의 숯은 인·황이 적어야 하고, 금속규소용의 숯은 칼슘이 적어야 한다. 소나무숯은 도검의 제조용으로 적합하다. 금속의 표면에 침탄(浸炭)을 하는 데에 쓰는 침탄제용으로는 졸참나무·떡갈나무의 경질백탄이 사용된다. 이황화탄소용의 숯으로는 휘발분이 적은 경질의 백탄이 적합하며, 톱밥으로 만든 활성탄을 고온탄화한 활성탄도 사용한다. 흑색화약용의 숯은 오리나무를 350℃ 전후로 장시간 탄화시킨 것이 좋으며, 소나무숯도 사용된다. 연마용의 숯은 후박나무·일본유동의 백탄과 마취목·송양나무를 특수제탄한 것인데 금속연마, 칠·칠보세공의 연마에 사용된다. 그림용으로 쓰이는 숯은 버드나무류·오동나무·오리나무·칠엽수를 특수한 항아리에 담아 제탄한다. 그 밖에 형성목탄(形成木炭)은 야외요리·레저용·스토브·각로(脚爐)·온풍난방기의 연료용으로 쓰이고, 숯가루는 골프장의 잔디 관리, 어스, 경계, 매장용 등 용도가 많다. 이 밖에 숯의 새로운 용도로는 다음과 같은 것이 있다. 숯의 흡착성과 목초액(木醋液)의 탈취효과를 병용하여 축산의 악취방제에 사용한다. 또한, 토질이 나쁜 곳에 숯가루를 뿌려서 녹화용 수목 등 묘목의 잔뿌리를 많게 하고 생장을 촉진시키는데 사용하는데, 해송을 새로 심은 해안림에도 숯가루는 뿌리를 발달시켜 생장을 촉진하며, 더욱이 균근균(菌根菌)이 빨리 붙어 버섯이 생기도록 한다. 맹종죽(孟宗竹)의 대나무숲에 숯·숯가루를 뿌리면 죽순이 빨리 돋도록 한다.
4. 숯의 효과
숯이 지닌 효과 중 가장 뛰어난 것은 산화방지 및 환원작용이다. 숯은 사물을 오랫동안 유지하는 힘, 복원력이 뛰어나 주위에 모든 사물을 활성화하고 인체 건강을 유지시키며 치료할 수 있다. 병이 나거나 아픈 것을 다르게 표현하면 전자의 이탈현상이 초래되어 전자가 부족해진 상태인데 전자가 낮은 부분에 숯은 무한정으로 전자를 공급할 수 있다. 그래서 숯을 신체 주위에 두면 항상 전자가 공급되는 환원작용으로 몸이 상쾌해지고 개운해지는 것이다. 숯의 전자 밀도는 사람보다 훨씬 높기 때문에 언제나 숯으로부터 에너지를 받는다.
또한, 숯은 강력한 원적외선 효과가 있다. 숯은 끊임없이 원적외선을 뿜어내 우리 몸의 환부나 병든 세포를 복원시키는데, 상기한 원적외선은 피부 5cm까지 침투하여 작용한다. 원적외선은 전자파의 일종으로 물질을 따뜻하게 하는 힘을 강하게 방사하여 인체의 모세혈관을 확장시켜 혈액순환을 원활하게 하고 인체의 물질들을 순환하는 일을 돕는 유익한 광선이다. 이 광선은 지구상의 모든 물질에서 방사 되나, 특히 숯, 황토, 돌, 세라믹 등이 방사율이 높다. 숯이 방사하는 원적외선은 방사율 기준을 1로 놓고 볼 때 93%로 엄청나다.
또한, 숯은 음이온을 발생시키는 효과가 있다. 상기한 음이온은 모든 물질의 노화를 예방하며, 사람의 머리를 맑게 해준다.
또한, 숯은 유해한 전자파를 차단시키는 효과가 있다. 그래서 TV나 가전제품 주변에 숯을 놓아두면 전자파가 발생하는 것을 차단시켜 피해를 줄여준다.
또한, 숯은 부패균의 발생을 억제해서 냄새의 근원을 없애고 그 악취를 흡착하는 효과가 있다. 냉장고, 신발장, 옷장, 주방, 자동차 등에 숯을 넣으면 탈취용이 되기도 하며, 물을 여과하는 데도 활용할 수 있다. 염소 등 소독냄새가 강한 수돗물에 숯을 넣으면 냄새가 제거되고 물맛도 좋아진다. 밥이 약간 탔을 때 밥 속에 숯을 넣으면 탄 냄새가 없어진다는 것은 이미 옛날부터 주부들이 사용해온 방법이다.
또한, 숯은 항균 및 해독 효과가 있다. 히포크라테스 시대에 간질, 현기증, 빈혈, 탄저병 등의 치료에 숯을 이용했다는 기록이 있고, 동양의 한방에서는 각종 숯을 약용했으며, 또 각종 약재를 탄화시켜서 사용하기도 했다. 숯을 식용하면 인체에 유익한 성분은 그대로 두고, 인체 내의 유해 바이러스 등에 항균작용을 하거나 체외로 유해한 균을 배출시킨다.
또한, 숯은 산성화한 물질이나 식품을 중화시켜 알칼리화하는 효능을 갖고 있다. 인체 내 체액이나 혈액을 알칼리로 중화하여 신선하게 유지해 줄 수 있는 것이다. 숯의 성분 가운데 약 60%가 알칼리성 염류이다. 요즘은 숯의 알칼리성을 이 용해 산성 토양을 개량하거나 산성비 피해방지를 하는 데 쓰이고 있다. 숯 목욕을 하면 PH 9∼10의 알칼리성으로 변하고 물분자가 작아져 물을 체내로 점점 스며들게 하는 침투성이 훨씬 좋아지고 혈액순환도 촉진될 뿐 아니라 체내와 피부의 독소를 중화시키며, 또 알칼리성이 높아져서 피로회복과 각종 피부질환에도 효과적이다.
또한, 숯은 건조한 스펀지가 물을 깨끗이 흡착하듯이 주위의 습도를 줄여주고, 또 너무 건조하면 수분을 방출하여 습도 조절을 자연스럽게 해주는 효과가 있다. 고온에서 구워진 숯은 수분을 거의 함유하고 있지 않은데, 구멍이 많은 숯의 구조가 훌륭한 습도 조절 효과를 가져온다.
또한, 숯은 여과 효과가 있다. 오염된 공기와 물도 숯을 통과하면 놀랄 정도로 정화된다. 숯에 강력한 정수력이 있는 것은 숯 내부가 구멍이 많은 다공질로 되어 있는 구조 덕분이다. 독가스를 무독화하는 방독 마스크에도 활성탄이 들어 있고 병원에서 사용하는 영양수액 포도당, 아미노산 등의 물도 숯으로 여과한 것이다.
그러나, 종래에는 상기한 바와 같은 숯의 다양한 효용성을 제대로 이용하지 못하는 문제점 등이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 부직포에 숯을 함침시켜서 원적외선 방사율이 매우 높고 항균 및 항곰팡이성이 뛰어나며, 방수, 방취, 방염, 단열 효과도 뛰어난 부직포를 제작함으로써 농업, 어업, 축산업, 의료, 의류용 등의 각종 용도와 함께 특히 주택 내외장재용으로 사용할 수 있도록 하는, 숯이 함침된 부직포 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 분쇄된 숯이 묽게 처리한 수용성 접착제 및 키토산과 함께 혼합되어 부직포 원단에 수용성 함침되어 있으며, 상기한 부직포와 숯과 수용성 접착제와 키토산의 혼합비율은 각각 부직포 40~80중량%, 숯 10~50중량%, 수용성 접착제 2~10중량%, 키토산 2~10중량%을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다,
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 방법의 구성은, 숯을 분쇄함으로써 원료를 제조하는 과정과, 분쇄된 숯을 묽게 처리한 수용성 접착제 및 키토산과 함께 물과 혼합하여 믹싱하는 과정과, 상기 혼합물에 부직포가 충분히 젖도록 하면서 일정한 시간동안 수용성 함침시키는 과정과, 상기한 수용성 함침이 끝나면 상기 숯이 함침된 부직포를 열풍을 이용하여 건조시키는 과정과, 상기 숯이 함침된 부직포의 두께와 표면을 고르기 하는 과정과, 상기 숯이 함침된 부직포를 와인딩하는 과정을 포함하여 이루어지며, 상기한 부직포와 숯과 수용성 접착제와 키토산의 혼합비율은 각각 부직포 40~80중량%, 숯 10~50중량%, 수용성 접착제 2~10중량%, 키토산 2~10중량%로 이루어진다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명 의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 숯이 수용성 함침된 부직포의 제조방법의 공정 흐름도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 숯이 수용성 함침된 부직포의 제조방법의 구성은, 원료 준비를 시작하는 과정(S10)과, 숯을 분쇄함으로써 원료를 제조하는 과정(S20)과, 분쇄된 숯을 묽게 처리한 수용성 접착제 및 키토산과 함께 물과 혼합하여 믹싱하는 과정(S30)과, 상기 혼합물에 부직포가 충분히 젖도록 하면서 일정한 시간동안 수용성 함침시키는 과정(S40)과, 상기 수용성 함침이 끝나면 상기 숯이 함침된 부직포를 열풍을 이용하여 1차적으로 건조시키는 과정(S50)과, 상기 숯이 함침된 부직포를 드라이롤을 이용하여 2차적으로 건조시키는 과정(S60)과, 상기 숯이 함침된 부직포의 두께와 표면을 고르기 하는 과정(S70)과, 상기 숯이 함침된 부직포를 1차적으로 와인딩하는 과정(S80)과, 상기 숯이 함침된 부직포를 검수하는 과정(S90)과, 상기 숯이 함침된 부직포를 재단 및 2차적으로 와인딩하는 과정(S100)과, 상기 숯이 함침된 부직포를 포장하는 과정(S110)과, 제작을 종료하는 과정(S120)을 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 숯이 수용성 함침된 부직포 및 그의 제조방법의 작용은 다음과 같다.
먼저, 참나무 숯 또는 대나무 숯의 원료를 준비한 후(S10), 상기한 참나무 숯 또는 대나무 숯을 350 M/C 이상 분쇄를 한다(S20).
다음에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 믹서(20)를 이용하여 분쇄된 숯을 묽게 처리한 수용성 접착제와 함께 물과 혼합을 하여 혼합물(10)을 만든다(S30). 이 경우에 부직포 원단 40~80중량%에 대하여 숯 10~50중량%, 수용성 접착제 2~10중량%으로 하는데, 바람직하게는, 부직포 원단 60중량%, 숯 30중량%, 수용성 접착제 5중량%로 한다. 이와 함께, 키토산을 2~10중량%, 바람직하게는 5중량%를 추가로 넣게 되면 숯의 효능을 더욱 높여 주게 된다.
다음에, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 원단롤(30)로부터 부직포를 풀어서 상기한 혼합물(10)이 담겨져 있는 함침배쓰(40)를 부직포가 지나도록 하여 부직포가 충분히 젖도록 하면서 일정한 시간동안 함침이 되도록 한다(S40). 이 경우에 수용성 함침에 의해 분쇄된 숯이 완전히 액화되어 부직포에 스며들게 되므로 마치 부직포가 숯으로 염색이 된 듯한 효과를 얻을 수 있다.
함침이 끝나면 열풍기(50)를 상기한 숯이 함침된 부직포가 지나도록 하여 열풍기(50)로부터 발산되는 열풍을 이용하여 숯이 함침된 부직포를 1차적으로 건조시킨다(S50).
다음에 드라이롤(60)을 상기한 숯이 함침된 부직포가 지나도록 하여 드라이롤(60)을 이용하여 숯이 함침된 부직포를 2차적으로 건조시킨다(S60).
다음에 롤러(70)의 사이를 상기한 숯이 함침된 부직포가 지나도록 하여 숯이 함침된 부직포의 두께와 표면을 고르기 한다(S70).
다음에 롤(80)에 숯이 함침된 부직포를 1차적으로 와인딩한다(S80).
다음에, 숯이 함침된 부직포를 검수한다(S90).
다음에, 숯이 함침된 부직포를 재단 및 2차적으로 와인딩한다(S100).
다음에, 숯이 함침된 부직포를 포장한 후(S110), 제작을 종료한다(S120).
상기한 바와 같이 제조가 완료된 숯이 함침된 부직포는, 흡습방습작용, 탈취작용, 해충구제, 이온효과, 공기청정화, 원적외선효과, 전위감쇠기능 등과 같이 숯이 갖는 작용, 효과, 기능을 갖게 된다.
실험예 1
시험항목 : 항곰팡이 시험
시료명 : 부직포(TECH-S/2004 참숯) 부직포 원단 60중량%, 숯 30중량%, 수용성 접착제 5중량%, 키토산 5중량%
곰팡이 균주(혼합균주) : Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, Gliosiadium virens ATCC 9645, Aureobasidium pullulans ATCC 15233
시험결과 : 배양한지 2주후에 시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않음
실험예 2
시험항목 : 탈취시험(NH3)
시료명 : 부직포(TECH-S/2004 참숯) 부직포 원단 60중량%, 숯 30중량%, 수용성 접착제 5중량%, 키토산 5중량%
시험방법 : KICM-FIR-1085
실험결과 :경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
30 194 23 88.1
60 152 15 90.1
90 131 11 91.6
120 116 9 92.2

비교예 1
시험항목 : 항곰팡이 시험
시료명 : 부직포(목탄14%)
곰팡이 균주(혼합균주) : Aspergillus niger ATCC 9642, Penicillium pinophilum ATCC 11797, Chaetomium globosum ATCC 6205, Gliosiadium virens ATCC 9645, Aureobasidium pullulans ATCC 15233
시험결과 : 배양한지 2주후에 시험편의 접종한 부분에 인지되는 균사 발육 부분의 면적이 전면적의 60% 이상임
비교예 2
시험항목 : 탈취시험(NH3)
시료명 : 부직포(목탄 14%)
시험방법 : KICM-FIR-1085
실험결과 :
경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
30 176 129 26.7
60 169 119 29.6
90 152 104 31.6
120 145 98 32.4
이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 부직포에 숯을 함침시켜서 원적외선 방사율이 매우 높고 항균 및 항곰팡이성이 뛰어나며, 방수, 방취, 방염, 단열 효과도 뛰어난 부직포를 제작함으로써 농업, 어업, 축산업, 의료, 의류용 등의 각종 용도와 함께 특히 주택 내외장재용으로 사용할 수 있도록 하는, 효과를 갖는다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 분쇄된 숯이 묽게 처리한 수용성 접착제 및 키토산과 함께 혼합되어 부직포 원단에 수용성 함침되어 있으며,
    상기한 부직포와 숯과 수용성 접착제와 키토산의 혼합비율은 각각 부직포 40~80중량%, 숯 10~50중량%, 수용성 접착제 2~10중량%, 키토산 2~10중량%을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 숯이 함침된 부직포.
  3. 삭제
  4. 숯을 분쇄함으로써 원료를 제조하는 과정;
    분쇄된 숯을 묽게 처리한 수용성 접착제 및 키토산과 함께 물과 혼합하여 믹싱하는 과정;
    상기 혼합물에 부직포가 충분히 젖도록 하면서 일정한 시간동안 수용성 함침시키는 과정;
    상기 수용성 함침이 끝나면 상기 숯이 함침된 부직포를 열풍을 이용하여 건조시키는 과정;
    상기 숯이 함침된 부직포의 두께와 표면을 고르기 하는 과정; 및
    상기 숯이 함침된 부직포를 와인딩하는 과정을 포함하여 이루어지며,
    상기한 부직포와 숯과 수용성 접착제와 키토산의 혼합비율은 각각 부직포 40~80중량%, 숯 10~50중량%, 수용성 접착제 2~10중량%, 키토산 2~10중량%을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 숯이 함침된 부직포의 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105671742A (zh) * 2016-03-31 2016-06-15 杜敏 一种竹炭纤维面料及其加工方法
KR101730990B1 (ko) * 2015-07-17 2017-05-11 유한회사 씨앤씨 기능성 수세미의 제조 방법
KR101818001B1 (ko) * 2016-01-26 2018-01-15 비비씨 주식회사 천연 항균제가 적용된 부직포 및 그 제조 방법

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