KR100597271B1

KR100597271B1 - 섬유나 피혁의 가공을 위한 기능성 용액 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100597271B1
Application number: KR1020040112655A
Authority: KR
Inventors: 윤봉호; 김진동
Original assignee: 윤봉호
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-07-06
Also published as: KR20060074045A

Abstract

본 발명은 각종 섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사 또는 원단에 함유되어 제품의 기능성을 향상시키도록 한 첨가제로서의 기능성 용액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한국의 산야에서 자생하는 16가지 식물 또는 약초의 혼합분말을 발효 및 증류시켜 강력한 살균작용과 탈취효과 및 우수한 원적외선과 음이온의 방출 성능을 가지는 기능성 용액을 제공할 수 있도록 하고, 상기 기능성 용액을 냄새가 없는 무색투명한 용액으로 제조하여 원사나 원단의 재질 또는 색상에 전혀 영향을 미치지 않으면서도 그 성분을 용이하게 침투시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 인체의 건강증진과 피로회복 및 통증완화에 도움을 주는 기능성 제품을 비교적 저렴한 가격으로 공급할 수 있도록 함과 동시에, 빈번한 세탁과 건조 및 시간의 경과에도 불구하고 제품의 효능을 오랫동안 유지시킬 수 있도록 한 기능성 용액 및 그 제조방법에 관한 것이다.

섬유 및 피혁 제품, 기능성 첨가제, 원적외선, 탈취, 살균

Description

섬유나 피혁의 가공을 위한 기능성 용액 및 그 제조방법{Functional solution for processing of texture or leather and the manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명에 의한 기능성 용액의 제조방법을 나타내는 공정블록도.

도 2는 본 발명에 의한 기능성 용액의 제조에 사용되는 증류장치의 개략적인 설치상태도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 스팀증류장치 2 : 스팀발생기 2a : 스팀공급라인

2b : 스팀배출라인 3 : 증류탱크 3a : 사이트글라스

4 : 농축통 5 : 응축기 5a : 증기유입관

6 : 냉각수시스템 6a : 유입관 7 : 농축액탱크

7a,8a : 배출관 8 : 냉각수탱크 10 : 원료건조단계

20 : 분말가공단계 30 : 원료발효단계 40 : 증류단계

본 발명은 각종 섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사 또는 원단에 함유되어 제품의 기능성을 향상시키도록 한 첨가제로서의 기능성 용액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한국의 산야에서 자생하는 16가지 식물 또는 약초의 혼합분말을 발효 및 증류시켜 강력한 살균작용과 탈취효과 및 우수한 원적외선과 음이온의 방출 성능을 가지는 기능성 용액을 제공할 수 있도록 한 것이다.

또한, 상기 기능성 용액을 냄새가 없는 무색투명한 용액으로 제조하여 원사나 원단의 재질 또는 색상에 전혀 영향을 미치지 않으면서도 그 성분을 용이하게 침투시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 인체의 건강증진과 피로회복 및 통증완화에 도움을 주는 기능성 제품을 비교적 저렴한 가격으로 공급할 수 있도록 함과 동시에, 빈번한 세탁과 건조 및 시간의 경과에도 불구하고 제품의 효능을 오랫동안 유지시킬 수 있도록 한 것이다.

과거 우리나라의 주력 생산품이었던 신발이나 의류와 같은 각종 섬유 및 피혁산업이 원자재 비용과 인건비의 지속적인 상승에 따른 가격경쟁력 저하와 후발 경쟁국의 성장 등으로 인하여 현재 전반적인 침체상황에 직면하고 있으며, 이를 타개하기 위하여 많은 기업들이 고부가가치를 창출할 수 있는 신제품 개발에 주력하고 있는 실정이다.

특히, 기존에 몸을 따뜻하게 하고 발을 보호하기 위한 목적으로 사용하였던 의류나 침구류 또는 신발과 같은 각종 섬유 및 피혁 제품들이 최근에 들어서는 그 외관적인 디자인과 실용성은 물론이고 인체공학적인 설계를 기본으로 하여 사용자의 신체 건강에 미치는 영향까지 고려한 각종 기능성 제품들이 다양한 형태로 출시되고 있다.

그 중에서도 과중한 업무와 과음, 과로, 불규칙한 식사, 운동부족, 스트레스 및 기타 외부 환경요인 등으로 인하여 많은 현대인들이 크고 작은 질병이나 건강상의 문제점을 가지고 있고, 이러한 사람들의 수가 점점 증가하는 추세에 발맞추어 의류나 침구류 또는 신발과 같은 각종 섬유 및 피혁제품에 원적외선이나 음이온을 발생시키는 물질을 첨가하여 사용자의 건강증진에 도움을 주고자 하는 제품들이 선보이고 있다.

상기와 같이 원적외선이나 음이온을 발생시키기 위하여 각종 섬유나 피혁제품에 첨가되는 물질로는 숯, 황토, 옥(玉), 맥반석, 세라믹 등이 알려져 있으며, 이러한 기능성 물질을 미세한 분말 형태로 가공한 다음 섬유나 피혁 제품의 원단에 도포시키거나, 숯이나 황토의 경우 일정량을 물과 혼합하여 그 용액을 원단에 침투시키거나, 옥(玉)이나 세라믹의 경우 완제품 자체에 장신구 용도로 부착시키는 것이 대부분이었다.

그러나, 이러한 종래의 기능성 제품 중에서 섬유나 피혁의 원단에 기능성 물질을 도포시킨 것은 해당 성분들이 원단을 통하여 충분히 침투되지 못함으로서 그 효능이 저하되는 문제점을 야기시켰으며, 기능성 물질의 도포를 위하여 별도의 접착제를 사용하기 때문에 작업공정이 까다롭고 생산현장의 작업환경 또한 열악하게 되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 원단에 도포된 기능성 물질이 접착제와 함께 경화된 후에는 섬유나 피혁이 가지는 특유의 유연성과 부드러움이 저하되어 제품의 품질이 저급화되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 상기 기능성 물질을 도포방식으로 적용시킬 수 있는 제품의 범위가 극히 좁은 범위로 제한되는 문제점이 있었다.

또한, 숯이나 황토 등을 일정량 물과 혼합하여 그 용액을 원단에 침투시키도록 한 경우에도, 원단이 완전히 건조된 후 숯이나 황토의 미세분진이 원단으로부터 쉽게 발생하여 위생상 좋지 못한 문제점을 야기시켰을 뿐만 아니라, 제품의 세탁시에 숯이나 황토 성분이 다량으로 빠져나오게 됨으로서 그 효능을 지속적으로 유지시키가 어려운 문제점이 있었다.

특히, 숯이나 황토가 가지는 고유의 색상과 냄새로 인하여 섬유나 피혁의 원단이 가지는 재질과 색상에 많은 영향을 미치게 되므로 그 적용이 다소 까다롭게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 상기 도포방식에 비해서는 그 적용범위를 다소 넓힐 수는 있었으나 섬유 및 피혁산업 전반에 걸친 보다 폭넓은 적용범위를 확보하지 못하는 문제점이 있었다.

마지막으로, 옥(玉)이나 세라믹 등을 의류나 침구류 또는 신발과 같은 완제품에 장신구의 용도로 부착시키는 것은, 사용자의 건강증진 차원과 같은 제품의 기능적인 측면에 거의 도움을 주지 못하는 반면 제품의 가격상승만을 부추기는 비경제적인 방법이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 기능성 용액 및 그 제조방법은 한국의 산야에서 자생하는 16가지 식물 또는 약초의 혼합분말을 발효 및 증류시켜 강력한 살균작용과 탈취효과 및 우수한 원적외선과 음이온의 방출 성능을 가지는 기능성 용액을 제공할 수 있도록 하 고, 상기 기능성 용액을 냄새가 없는 무색투명한 용액으로 제조하여 원사나 원단의 재질 또는 색상에 전혀 영향을 미치지 않으면서도 그 성분을 용이하게 침투시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 인체의 건강증진과 피로회복 및 통증완화에 도움을 주는 기능성 제품을 비교적 저렴한 가격으로 공급할 수 있도록 함과 동시에, 빈번한 세탁과 건조 및 시간의 경과에도 불구하고 제품의 효능을 오랫동안 유지시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기능성 용액은, 갈퀴덩굴의 잎 3 ~ 3.5wt%, 목방기 뿌리 2 ~ 3wt%, 비자나무 열매 0.2 ~ 0.8wt%, 삼지구엽초의 잎 또는 줄기 7.5 ~ 8wt%, 소나무 잎 7 ~ 9wt%, 수국의 꽃잎 1 ~ 3wt%, 지황 뿌리 2 ~ 4wt%, 시호 뿌리 0.2 ~ 0.8wt%, 연교 1 ~ 3wt%, 졸참나무 열매 4 ~ 6wt%, 지구자 열매 8 ~ 10wt%, 천마 뿌리 17 ~ 19wt%, 초석잠 뿌리 3 ~ 4wt%, 향유 잎 9 ~ 11wt%, 화살나무 열매 9 ~ 11wt%, 황기 뿌리 14 ~ 16wt%로 이루어지는 혼합분말을 발효 및 증류시킨 농축액이 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기능성 용액을 제조하기 위한 본 발명의 제조방법은, 그 원료가 되는 상기 16 가지의 식물이나 약초를 채집 또는 수매하여 위생처리 및 자연 건조시키는 원료건조단계와, 건조된 원료를 골고루 혼합하여 분말로 가공 처리하는 분말가공단계와, 가공된 분말 원료를 물과 1 : 15 ~ 25의 무게비로 혼합하여 농축통에 저장시킨 다음 20 ~ 30시간 동안 상온에서 자연 발효시키는 원료발효단계와, 스팀(Steam) 설비를 이용한 농축통 가열방식으로 발효액을 증류시켜 그 증기를 냉각 및 액화시킴으로서 기능성 농축액을 제조하는 증류단계를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 기능성 용액은 갈퀴덩굴의 잎 3 ~ 3.5wt%, 목방기 뿌리 2 ~ 3wt%, 비자나무 열매 0.2 ~ 0.8wt%, 삼지구엽초의 잎 또는 줄기 7.5 ~ 8wt%, 소나무 잎 7 ~ 9wt%, 수국의 꽃잎 1 ~ 3wt%, 지황 뿌리 2 ~ 4wt%, 시호 뿌리 0.2 ~ 0.8wt%, 연교 1 ~ 3wt%, 졸참나무 열매 4 ~ 6wt%, 지구자 열매 8 ~ 10wt%, 천마 뿌리 17 ~ 19wt%, 초석잠 뿌리 3 ~ 4wt%, 향유 잎 9 ~ 11wt%, 화살나무 열매 9 ~ 11wt%, 황기 뿌리 14 ~ 16wt%로 이루어지는 혼합분말을 발효 및 증류시킨 농축액이 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 기능성 용액의 원료가 되는 상기 갈퀴덩굴(Galium spurium L.)은 꼭두서니목 꼭두서니과의 쌍떡잎 식물로서 일명 거자초라고도 하며, 본 발명에서는 갈퀴덩굴의 잎 특히 어린순을 그 원료로 하는 데, 플라보노이드, 일리보노이드 배당체, 탄닌 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 진통, 이뇨, 해독, 지혈, 타박상 및 소염에 유효한 효능을 나타내는 생약성분이다.

그리고, 상기 목방기(Cocculus trilobus DC.)는 미나리아재비목 방기과의 쌍떡잎 식물인 댕댕이덩굴의 뿌리를 말하는 것으로서 트릴로빈, 이소트릴로빈, 마그노플로린 등이 그 주요성분이 되며, 한방에서는 거풍, 해독, 소종에 유효한 효능을 나타내는 생약성분이다.

그리고, 상기 비자나무(Torreya nucifera Sieb.)는 구과목 주목과의 상록침엽교목으로서 본 발명에서는 그 열매를 원료로 하며, 지방유 등을 주요성분으로 하고 살충 및 구충에 효과를 나타내는 생약성분이다.

그리고, 상기 삼지구엽초(Epimedium Koreanum Nakai.)는 생약명 음양곽으로서 한방재료로 널리 사용되는 약초이며, 본 발명에서는 그 잎과 줄기를 원료로 하는 데, 이카린, 이카리사이드 등이 그 주요성분으로 되고 성기능 강화와 방사선 방어작용 및 강근골과 고혈압에 특효를 나타내는 생약성분이다.

그리고, 상기 소나무(Pinus densiflora Sieb.) 잎은 생약명 송엽으로서 피넨, 핀솔빈, 보르네올 등이 그 주요성분이 되며, 체내 노폐물 배출과 관절염 및 신경과 혈관 계통의 질환에 유효하게 사용되는 생약성분이고, 상기 수국(水菊: Hydrangea macrophylla.)은 장미목 범의귓과에 속하는 것으로서 본 발명에서는 그 꽃잎을 원료로 하며, 해열에 효능을 보이는 생약성분이다.

그리고, 상기 지황(地黃: Rehmannia glutinosa Libsch.)은 통화식물목 현삼과의 여러해살이풀로서 본 발명에서는 그 뿌리 즉, 생지황을 원료로 하는 데, 카탈플, 레마니오사이드 A,B,C 등이 그 주요성분이 되며, 한방에서는 보양, 강심작용, 빈혈 및 지혈에 유효한 생약성분이다.

그리고, 상기 시호(柴胡: Bupleurum falbatum L.)는 미나리목 미나리과의 여러해살이풀로서 본 발명에서는 그 뿌리를 원료로 하며, 사이코사포닌 A ~ F 등이 그 주요성분이 되고 한방에서는 담병의 한열과 관절통에 유효한 생약성분이며, 상기 연교(Forsythia Koreana Nakai.)는 개나리의 열매로서 아크티제닌, 아크틴, 베 틀리닉에이시드 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 해열 및 해독에 효능을 나타내는 생약성분이다.

그리고, 상기 졸참나무(Quercus Serrata Thunberg.)는 참나무목 참나무과의 낙엽교목으로 굴밤나무 또는 청강수라고도 하며 본 발명에서는 그 열매를 원료로 사용하는 데, 셀룰로스, 리그닌, 탄닌 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 강장, 해독 및 지혈에 유효한 생약성분이다.

그리고, 상기 지구자(Hovenia dulcis Thunberg.)는 갈매나무목 갈매나무과 에 속하는 낙엽교목으로 일명 호깨나무 또는 헛개나무라고도 하며, 본 발명에서는 그 열매를 원료로 하는 데, 다당체의 당분, 사포닌, 카탈라제, 페록시다제 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 혈액순환과 심신안정에 유효한 생약성분이다.

그리고, 상기 천마(天麻: Gastrodia elata Blume.)는 난초목 난초과에 속하는 여러해살이풀로서 본 발명에서는 그 덩이줄기를 원료로 하며, 바닐리알콜, 가스트로딘, 가스트로오사이드 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 두통, 소아경풍, 파상풍, 현기증에 유효한 생약성분이다.

그리고, 상기 초석잠(草石蠶: Stachys siebold Miq.)는 꿀풀과의 여러해살이풀로서 일명 토충초 또는 감로자(甘露子)라고도 하며, 본 발명에서는 그 뿌리를 원료로 하는 데, 스타기오스, 올리고당 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 자양강장, 변비, 식욕부진에 유효한 생약성분이다.

그리고, 상기 향유(Elsholtzia ciliata Hylander.)는 통화식물목 꿀풀과 한해살이풀로서 본 발명에서는 향유의 잎 특히 어린 향유의 잎을 그 원료로 하며, 에 스홀지아락톤 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 오한발열, 두통 및 복통에 유효한 생약성분이다.

그리고, 상기 화살나무(Euonymus alatus sieb.)는 무환자나무목 노박덩굴과 낙엽활엽관목으로서 본 발명에서는 그 열매를 원료로 하며, 싱아초산나트륨 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 어혈, 고혈압, 동맥경화와 혈액순환에 유효한 생약성분이다.

마지막으로, 상기 황기(Astragalus membranaceus Bunge.)는 장미목 콩과의 여러해살이풀로서 본 발명에서는 그 뿌리(단너삼 뿌리라고도 한다)를 원료로 하며, 포르모노네틴, 아스트라이소플라반, 베타인 등이 그 주요성분이 되고, 한방에서는 이뇨탁독 및 기를 보하는 데 사용되는 생약성분이다.

위에서 언급한 16가지의 원료는 모두 한국에서 자생하는 식물이나 약초로서, 다년간의 원료수집기간과 그 가공 및 배합비율에 대한 연구를 진행한 결과 상기 원료들을 위에서 기재된 배합비율로 혼합하여 이를 발효 및 증류시킨 농축액이 섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사 또는 원단의 가공에 적합한 최적의 기능성 첨가제가 될 수 있음이 밝혀졌다.

비록, 각각의 원료 및 그 성분들의 복잡하고 세부적인 물리적, 화학적 상호작용을 모두 밝혀내기에는 현재까지의 기술이 미비한 점이 있었지만, 위에서 기재된 16가지의 원료 및 그 배합비율을 달리 적용할 경우에는 섬유나 피혁제품으로부터 요구하는 기능, 즉 강력한 살균작용과 탈취효과 및 우수한 원적외선과 음이온의 방출 성능을 얻어낼 수 없다는 것이 실험으로 확인되었다.

이하, 본 발명에 의한 상기 기능성 용액을 냄새가 없는 무색투명한 용액으로 제조하여 섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사나 원단에 기능성 용액을 보다 용이하게 적용시킬 수 있도록 한 본 발명의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 기능성 용액의 제조방법을 나타내는 공정블록도이며, 도 2는 본 발명에 의한 기능성 용액의 제조에 사용되는 증류장치의 개략적인 설치상태도이다.

본 발명에 의한 기능성 용액의 제조방법은, 도 1의 공정블록도에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 16가지의 원료를 채집하여 건조시키는 원료건조단계(10)와, 건조된 원료를 혼합 및 분말가공하는 분말가공단계(20)와, 가공된 분말을 물과 혼합하여 발효시키는 원료발효단계(30)와, 발효액을 증류시켜 농축액을 제조하는 증류단계(40)를 거쳐서 이루어지게 된다.

먼저, 상기 원료건조단계(10)는 갈퀴덩굴의 잎, 목방기 뿌리, 비자나무 열매, 삼지구엽초의 잎 또는 줄기, 소나무 잎, 수국의 꽃잎, 지황 뿌리, 시호 뿌리, 연교, 졸참나무 열매, 지구자 열매, 천마 뿌리, 초석잠 뿌리, 향유 잎, 화살나무 열매, 황기 뿌리로 이루어지는 16가지의 원료를 자연적으로 채집하거나 또는 기시판되고 있는 원료를 수매하여 위생처리 및 자연 건조시키는 단계이다.

상기 위생처리는 원료가 되는 식물 또는 약초의 줄기나 뿌리 등에 묻어 있는 흙이나 먼지와 같은 이물질을 수세(水洗)에 의하여 씻어내는 방식이 일반적으로 적용될 수 있고, 위생처리된 원료의 건조에는 원료에 함유된 고유한 성분을 손실없이 그대로 유지시킬 수 있도록 자연건조방식을 택하게 되는 데, 가장 바람직하게는 약 5일간 그늘에서 원료를 건조시킨 다음 하루 동안 햇빛에 건조시키는 것이다.

상기와 같은 원료건조단계(10)를 거친 후에는, 갈퀴덩굴의 잎 3 ~ 3.5wt%, 목방기 뿌리 2 ~ 3wt%, 비자나무 열매 0.2 ~ 0.8wt%, 삼지구엽초의 잎 또는 줄기 7.5 ~ 8wt%, 소나무 잎 7 ~ 9wt%, 수국의 꽃잎 1 ~ 3wt%, 지황 뿌리 2 ~ 4wt%, 시호 뿌리 0.2 ~ 0.8wt%, 연교 1 ~ 3wt%, 졸참나무 열매 4 ~ 6wt%, 지구자 열매 8 ~ 10wt%, 천마 뿌리 17 ~ 19wt%, 초석잠 뿌리 3 ~ 4wt%, 향유 잎 9 ~ 11wt%, 화살나무 열매 9 ~ 11wt%, 황기 뿌리 14 ~ 16wt%를 골고루 혼합하여 분말로 가공 처리하는 분말가공단계(20)를 거치게 된다.

상기 분말가공단계(20)는 건조된 원료를 분쇄기(Crusher)의 내부로 투입하여 원료의 분쇄와 배합을 동시에 수행함으로서 원료를 발효에 가장 적합한 형태로 가공하는 단계이며, 원료를 잘게 분쇄할수록 발효에 소요되는 시간이 줄어들고 그 배합 또한 균일하게 이루어지지만, 너무 미세한 입자로 분쇄시키는 것은 미분에 의한 작업장의 환경저하와 설비의 가동비용 상승측면에서 바람직하지 못하다.

따라서, 상기 분말가공단계(20)에서는 원료를 10 ~ 5mm의 크기로 분쇄시킬 수 있는 중쇄기(콘크려셔, 더블롤크러셔 등), 원료를 수 백 ~ 수 십㎛의 크기로 분쇄시킬 수 있는 고속회전밀이나 볼밀 또는 롤러밀 등이 적당하며, 경우에 따라서는 분쇄기로 원료의 분쇄만을 행한 다음 원료의 혼합은 별도의 믹서기(Mixer)를 사용하여 수행할 수도 있다.

상기와 같은 분말가공단계(20)를 거친 후에는, 가공된 분말 원료를 물과 1 : 15 ~ 25의 무게비로 혼합하여 농축통에 저장시킨 다음, 20 ~ 30시간 동안 상온에서 자연 발효시키는 원료발효단계(30)를 거치게 된다.

상기 원료발효단계(30)는 이후에 수행되는 증류단계(40)를 거치기 이전에 각각의 원료가 함유하고 있는 고유성분이 물속에 충분히 스며들게 한 다음, 그 발효액을 증류시켜 농축원액을 제조할 수 있도록 한 단계로서, 원료와 물의 무게비는 원료의 입도에 따라 조정하는 것이 바람직하고, 발효시간은 외부의 온도 즉, 하절기와 동절기를 구분하여 적용시키는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 원료의 분쇄입도가 수 십㎛ 정도로 미세할 경우에는 그 발효성능이 우수하므로 원료와 물의 혼합비를 1 : 20 ~ 25 정도로 크게 하고, 원료의 분쇄입도가 5mm 정도로 다소 크게 될 경우에는 원료와 물의 혼합비를 1 : 15 ~ 20 정도로 낮추어주는 것이 바람직하며, 하절기에는 그 발효시간을 약 20 ~22 시간 정도로 하고 동절기에는 약 28 ~ 30 시간 정도로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 원료발효단계(30)를 거친 후에는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 스팀(Steam) 설비를 이용한 농축통(4) 가열방식으로 그 내부에 저장된 발효액을 증류시켜 그 증기를 냉각 및 액화시킴으로서 기능성 농축액을 제조하는 증류단계(40)를 거침으로서 본 발명에 의한 기능성 용액의 제조방법이 완료된다.

상기 증류단계(40)에 사용되는 스팀증류장치(1)로서 도 4에 도시되어 있는 것은 본 발명에 적용될 수 있는 하나의 대표적인 증류장치를 도시한 것일 뿐이고, 발효액의 가열원으로 스팀을 사용한다는 조건하에서는 이외에도 다른 여러 가지 형태의 증류장치가 사용될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

상기 증류단계(40)는 원료와 물의 혼합액 즉, 발효액이 저장된 농축통(4)을 증류탱크(3)의 내부에 설치한 다음{농축통이 증류탱크와 일체로 설치된 것일 수도 있다}, 스팀발생기(2)와 스팀공급라인(2a)을 통하여 증류탱크(3)의 내부로 고온의 스팀을 주입시키게 되면, 농축통(4)에 저장된 발효액 및 원료가 가열되어 그 증기가 증류탱크(3)의 내측 상부로 유동하게 됨과 동시에, 농축통(4)의 가열에 사용된 스팀은 스팀배출라인(2b)을 통하여 외부로 배출된다.

또한, 증류탱크(3)의 내측 상부로 유동한 발효액 및 원료의 증기는 증기유입관(5a)을 통하여 응축기(5)의 내부로 유입되는 데, 이 응축기(5)의 내부에는 냉각수시스템(6)으로부터 유입관(6a)을 통하여 유입된 냉각수가 증기를 응축시킬 수 있도록 하는 열교환구조가 구비되어 있으므로, 응축기(5)의 내부로 유입된 발효액 및 원료의 증기가 응축기(5)의 내부에서 냉각 및 액화된다.

상기와 같이 응축기(5)의 내부에서 냉각 및 액화된 농축액은 배출관(7a)을 통하여 농축액탱크(7)로 저장되고, 증기의 냉각에 사용된 냉각수는 배출관(8a)을 통하여 냉각수탱크(8)로 유입됨으로서 증기의 냉각에 다시 사용될 수 있도록 하며, 이러한 과정을 거쳐 농축통(4)에 저장된 발효액의 대부분이 농축원액으로 제조되는 데, 이러한 농축과정을 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 증류탱크(3)에는 사이트글라스(3a: Sight-glass)가 설치되어 있다.

상기와 같이 본 발명에 의한 증류단계(40)에서 스팀가열방식을 적용하는 이유는, 농축통(4) 전체면에 걸쳐 균일한 가열을 이루어냄으로서 각각의 원료에 함유된 고유한 성분이 골고루 용출되도록 함과 동시에, 급작스런 가열 및 온도변화에 따른 원료의 성분변화를 방지하기 위한 것으로서, 본 발명에 적용되는 스팀의 온도는 80 ~ 120℃ 범위내가 가장 바람직하다.

위에서 설명되어진 본 발명에 의한 기능성 용액의 제조방법은 하기의 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명되어질 것이나, 본 발명은 하기의 실시예로 한정되는 것이 아니며, 각 원료의 배합비율 내에서 임의대로 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.

실시예 :

- 기능성 용액의 원료가 되는 16가지 식물이나 약초를 채집 또는 수매하여 이를 수세 및 건조처리 한 다음, 갈퀴덩굴 잎 330g, 목방기 뿌리 250g, 비자나무 열매 50g, 삼지구엽초 잎 770g, 소나무 잎 800g, 수국 꽃잎 200g, 지황 뿌리 300g, 시호 뿌리 50g, 연교 200g, 졸참나무 열매 500g, 지구자 열매 900g, 천마 뿌리 1800g, 초석잠 뿌리 350g, 향유 잎 1000g, 화살나무 열매 1000g, 황기 뿌리 1500g를 골고루 혼합하여 10kg의 혼합원료를 제조하였다.

이와 같이 제조된 혼합연료를 분쇄기에 투입하여 평균입도 50㎛의 분말로 가공 처리한 다음, 가공된 분말 원료 10kg을 물 200ℓ와 혼합하여 증류탱크에 기설치된 농축통에 잘 섞어 넣은 상태에서 24시간 동안 발효시켰으며, 이와 같은 발효단계를 거친 후 상기 증류탱크를 통하여 100℃의 스팀을 주입시켜 발효액과 원료를 증류 및 냉각, 액화시킴으로서 냄새가 없고 무색 투명한 농축원액을 추출하였다. -

상기와 같이 추출된 농축액을 일정량만큼 금속용기에 저장시킨 다음, 상기 농축액속에 섬유원단을 침지시켜 농축액을 약 100℃ 정도로 가열시킴으로서, 농축 액의 성분이 섬유원단으로 침투되도록 하였으며, 이 섬유원단을 건조시킨 후 한국원사직물시험연구원(주소: 서울특별시 동대문구 제기 2동 892-64 번지)에서 그 탈취성능과 원적외선 및 음이온 방출성능을 시험하였다.

●시험기관 : 한국원사직물시험연구원

●시험항목 1: 탈취성능

탈취율 실험(가스검지관법) 탈취율 단위(%)
5분	20.0
15분	24.3
30분	31.4
60분	34.4

주) 시험편 : 10 × 10 cm², 시험가스 : 암모니아, 주입량 : 4㎕

시험용기 : 2ℓ, 탈취율 계산(%) = {(Cb - Cs)/Cb} × 100

- Cb : Blank, 각 시간 경과후 시험용기안에 남아 있는 시험가스의 농도

- Cs : 시료, 각 시간 경과후 시험용기안에 남아 있는 시험가스의 농도

●시험항목 2: 음이온 방출량(KFIA-F1-1042) : 226 ION/CC

주) 시험편 : 200 × 300mm, 전하입자 측정장치를 이용하여 온도 20℃, 습도 36%, 대기중 음이온수 104/cc의 조건하에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온(ION)수로 표시한 결과임.

●시험항목 3: 원적외선 방출량(℃)(FT-1R) : 40℃

원적외선 방사율 : 0.887(㎛)

방사에너지 : 3.56 × 10²(W/m²)

주) 본 시험결과는 FT-1R 스펙트로메타(Spectrometer)를 이용한 Black Body 대비 측정결과임.

위의 실험결과에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 기능성 용액을 섬유원단에 적용시킨 결과, 매우 우수한 탈취기능과 원적외선 및 음이온의 방출성능이 나타남을 알 수 있으며, 이로 인하여 본 발명의 기능성 용액이 사용자의 건강증진과 피로회복 및 통증완화를 위한 각종 기능성 제품에 적용시킬 수 있는 매우 우수한 첨가제임을 알 수 있다.

특히, 본 발명의 기능성 용액이 생약성분의 추출용액으로 이루어짐에 따라 각종 섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사나 원단을 기능성 용액속에 일정 시간동안 침지시키거나, 또는 상기 원사나 원단을 본 발명의 기능성 용액에 침지시킨 상태에서 가열시키는 매우 간단한 조작만으로도 기능성 용액에 함유된 각종 성분을 원사나 원단을 통하여 충분히 침투시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 기능성 용액을 침투시킨 원사나 원단을 사용하여 의류나 침구류 또는 신발과 같은 각종 섬유 및 피혁 제품을 제조하게 되면, 섬유나 피혁이 가지는 특유의 유연성과 부드러움을 전혀 저하시키지 않으면서도 빈번한 세탁과 건조 및 시간의 경과에도 불구하고 그 효능을 오랫동안 유지시킬 수 있는 우수한 품질의 제품을 비교적 저렴한 가격으로 공급할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제조방법에 의하여 상기 기능성 용액이 냄새가 없고 무색투명한 농축액으로 제조될 수 있으므로, 원사나 원단 자체의 재질 또는 색상에 거의 구애를 받지 않고 본 발명의 기능성 용액을 용이하게 적용시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 각종 섬유 및 피혁산업 전반에 걸쳐 그 적용범위를 매우 폭넓게 확보할 수 있게 된다.

특히, 신발의 안창이나 밑창과 같이 냄새와 세균에 취약한 섬유 제품 부분에본 발명의 기능성 용액을 적용시키게 되면, 생약성분이 가지는 특유의 살균기능과 탈취기능 및 음이온의 방사에 의하여 냄새와 세균 걱정이 사라지게 되며, 이로 인하여 제품의 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인체의 경혈이 모여 있는 발바닥 부분에 원적외선을 방사시켜 착용자의 건강증진에도 크게 도움을 줄 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 기능성 용액은 한국에서 자생하는 16가지 식물과 약초 성분의 농축액으로 이루어져 매우 우수한 살균 및 탈취기능을 가지게 될 뿐만 아니라, 인체의 건강증진에 도움을 주는 원적외선 및 음이온의 방출 성능 또한 뛰어나기 때문에, 사용자의 건강증진과 피로회복 및 통증완화를 위한 각종 기능성 제품에 적용시킬 수 있는 최적의 첨가제를 제공할 수 있는 효과가 있다.

특히, 각종 섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사나 원단을 기능성 용액속에 일정 시간동안 침지시키거나, 또는 상기 원사나 원단을 본 발명의 기능성 용액에 침지시킨 상태에서 가열시키는 매우 간단한 조작만으로도 기능성 용액에 함유된 각종 성분을 원사나 원단을 통하여 충분히 침투시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 섬유나 피혁이 가지는 특유의 유연성과 부드러움을 전혀 저하시키지 않으면서도 빈번한 세탁과 건조 및 시간의 경과에도 불구하고 그 효능을 오랫동안 유지시킬 수 있는 우수한 품질의 제품을 비교적 저렴한 가격으로 공급시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 제조방법에 의하여 상기 기능성 용액이 냄새가 없고 무색투명한 농축액으로 제조될 수 있으므로, 원사나 원단 자체의 재질 또는 색상에 거의 구애를 받지 않고 본 발명의 기능성 용액을 용이하게 적용시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 각종 섬유 및 피혁산업 전반에 걸쳐 그 적용범위를 매우 폭넓게 확보할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

Claims

섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사 또는 원단에 함유되어 제품의 기능성을 향상시키도록 한 첨가제에 있어서,

상기 첨가제는 갈퀴덩굴의 잎 3 ~ 3.5wt%, 목방기 뿌리 2 ~ 3wt%, 비자나무 열매 0.2 ~ 0.8wt%, 삼지구엽초의 잎 또는 줄기 7.5 ~ 8wt%, 소나무 잎 7 ~ 9wt%, 수국의 꽃잎 1 ~ 3wt%, 지황 뿌리 2 ~ 4wt%, 시호 뿌리 0.2 ~ 0.8wt%, 연교 1 ~ 3wt%, 졸참나무 열매 4 ~ 6wt%, 지구자 열매 8 ~ 10wt%, 천마 뿌리 17 ~ 19wt%, 초석잠 뿌리 3 ~ 4wt%, 향유 잎 9 ~ 11wt%, 화살나무 열매 9 ~ 11wt%, 황기 뿌리 14 ~ 16wt%로 이루어지는 혼합분말을 발효 및 증류시킨 농축액이 되는 것을 특징으로 하는 섬유나 피혁의 가공을 위한 기능성 용액.
섬유나 피혁 제품의 소재가 되는 원사 또는 원단에 함유되어 제품의 기능성을 향상시키도록 한 첨가제의 제조방법에 있어서,

갈퀴덩굴의 잎, 목방기 뿌리, 비자나무 열매, 삼지구엽초의 잎 또는 줄기, 소나무 잎, 수국의 꽃잎, 지황 뿌리, 시호 뿌리, 연교, 졸참나무 열매, 지구자 열매, 천마 뿌리, 초석잠 뿌리, 향유 잎, 화살나무 열매, 황기 뿌리를 채집 또는 수매하여 위생처리 및 자연 건조시키는 원료건조단계(10)와,

상기 원료건조단계(10)를 거친 후, 갈퀴덩굴의 잎 3 ~ 3.5wt%, 목방기 뿌리 2 ~ 3wt%, 비자나무 열매 0.2 ~ 0.8wt%, 삼지구엽초의 잎 또는 줄기 7.5 ~ 8wt%, 소나무 잎 7 ~ 9wt%, 수국의 꽃잎 1 ~ 3wt%, 지황 뿌리 2 ~ 4wt%, 시호 뿌리 0.2 ~ 0.8wt%, 연교 1 ~ 3wt%, 졸참나무 열매 4 ~ 6wt%, 지구자 열매 8 ~ 10wt%, 천마 뿌리 17 ~ 19wt%, 초석잠 뿌리 3 ~ 4wt%, 향유 잎 9 ~ 11wt%, 화살나무 열매 9 ~ 11wt%, 황기 뿌리 14 ~ 16wt%를 골고루 혼합하여 분말로 가공 처리하는 분말가공단계(20)와,

상기 분말가공단계(20)를 거친 후, 가공된 분말 원료를 물과 1 : 15 ~ 25의 무게비로 혼합하여 농축통에 저장시킨 다음, 20 ~ 30시간 동안 상온에서 자연 발효시키는 원료발효단계(30)와,

상기 원료발효단계(30)를 거친 후, 스팀(Steam) 설비를 이용한 농축통 가열방식으로 발효액을 증류시켜 그 증기를 냉각 및 액화시킴으로서 기능성 농축액을 제조하는 증류단계(40)를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 섬유나 피혁의 가공을 위한 기능성 용액의 제조방법.