KR100656804B1 - 실리콘을 포함하는 기능성 카페트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 카페트에 관한 것으로 보다 자세하게는 알루미늄박층 상에 형성된 실리콘층과 상기 실리콘층 상에 형성된 섬유층으로 이루어지고, 상기 실리콘층 및/또는 섬유층은 항균제, 난연제, 광촉매제, 천연광물과 같은 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트에 관한 것이다. 상기 기능성 카페트는 가볍고 탄성, 방음, 방진 및 단열 효과가 탁월하고 기능성 물질로 인하여 지속적인 항균, 난연, 오염 방지 및 원적외선 방사, 음이온 방출에 의한 건강 증진 효능을 발휘할 수 있다.

기능성 카페트, 섬유층, 실리콘층, 알루미늄박층, 기능성 물질

Description

실리콘을 포함하는 기능성 카페트{Functional Carpet Comprising Silicone}

본 발명은 기능성 카페트에 관한 것으로 보다 자세하게는 알루미늄박층 상에 형성된 실리콘층과 상기 실리콘층 상에 형성된 섬유층으로 이루어지고, 상기 실리콘층 및/또는 섬유층은 항균제, 난연제, 광촉매제, 천연광물과 같은 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하여 가볍고 탄성, 방음, 방진 및 단열 효과가 탁월하고 기능성 물질로 인하여 지속적인 항균, 난연, 오염 방지 및 원적외선 방사, 음이온 방출에 의한 건강 증진 효능을 발휘할 수 있는 기능성 카페트에 관한 것이다.

카페트는 가정과 사무실의 바닥에 널리 펼쳐놓는 바닥재의 일종으로 이들은 적당한 탄력성이 있어 보행시 발에 부담이 적고 안정감이 있으며, 단열재로서의 역할을 하여 맨발로 닿아도 따듯한 감촉을 제공하고 온기가 오래도록 유지되게 한다. 또한, 다른 바닥재에 비해 부드러운 소재로 이루어져 있어 흡음성이 좋아 방음 효과가 우수하며 인테리어 소품 중에서도 넓은 면적을 차지하고 있기 때문에 장식 효과도 뛰어나다.

그러나 카페트는 이용 특성상 음식물을 포함한 각종 유기물질에 의해 오염되기 쉬우며, 냄새와 질병을 유발할 수 있는 진드기와 미생물이 부착 · 번식하기 쉽 다. 이로 인하여 사용자에게 불쾌감과 아토피성 피부염 등 위생에 대한 불안을 주는 문제점을 갖고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 방오 처리를 하거나 항균제 또는 살균제 성분을 혼입한 카페트가 개발되고 있다.

대한민국특허공개 제 1994-0077725호는 항균 위생 카페트 및 이의 제조방법에 관한 것으로 제직공정, 브러싱 및 쉬어링 공정 및 백 코팅 공정으로 이루어지는 카페트의 제조공정에 있어서, 백코팅 공정후 폴리우레탄 수지와 물의 혼합물로 이루어진 결합제 및 항균제로 이루어진 항균 약제를 에멀전 용액으로 하여 그 에멀전 용액의 픽업(pick-up) 양이 50~500g/m²이 되도록 카페트 표면에 분사시키는 공정 및 상기 에멀전 용액이 분사된 건조온도 100~200℃에서 1~20m/분의 속도로 건조시키는 공정을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 항균 위생 카페트의 제조방법을 개시하고 있다.

대한민국특허공개 제 1997-032915호는 차량의 플로어카페트에 원적외선 바이오 세라믹과 자기 물질을 부착하여 승객 또는 운전자가 차량 승차시 세라믹과 자기 물질의 효력이 탑승자에게 영향을 미칠 수 있도록 한 원적외선 바이오 세라믹과 자기 물질이 부착된 플로어카페트에 관한 것으로, 내부에 자기 물질을 갖는 바이오세라믹을 커버로 씌우고, 이 커버의 단부가 부착수단을 통해 플로어카페트에 결합되도록 구성된 차량의 플로어카페트를 개시하고 있다.

대한민국특허공개 제 1999-0041644호는 항균 카페트용 폴리프로필렌 섬유의 제조방법에 관한 것으로서 99mol% 이상의 폴리프로필렌 성분으로 이루어진 용융 흐 름지수(Melt Index: MI) 12~16g/10분(230℃에서 측정)을 갖는 섬유용 폴리프로필렌 수지에 무기계 항균제로서 은계 아연 산화물을 혼련 방사하고 통상의 방법으로 카페트를 제조하는 방법을 개시하고 있다.

대한민국공개특허 제 2003-0043145호에는 항진드기성 카페트에 관한 것으로 파일 카페트의 기포지 표면에 통상의 바인더와 케라틴 또는 그 유도체를 혼합시킨 혼합바인더에 방충 가공제를 혼합시킨 코팅재가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 항진드기성 카페트를 개시하고 있다.

그러나 일반적으로 카페트는 조밀한 합성섬유 조직으로 이루어져 있어 방음, 방진 및 단열 효과가 낮고 또한 무거워서 운반하기에 용이하지 않으며, 상기와 같이 소량의 항균제와 원적외선 방사 물질을 첨가하는 것만으로 지속적이고 실질적인 효과를 발휘할 것이라고 기대하기는 어렵다. 추가로, 카페트는 직물을 포함하고 있기 때문에 화재시를 대비하여 난연성을 구비하여야 하고, 자주 세탁하기 어렵기 때문에 자체적으로 세균의 생장을 억제하고 오염 물질을 처리할 수 있어야 하며, 공간의 상당 부분을 차지하기 때문에 원적외선 또는 음이온을 방사할 경우에 건강 증진에 크게 기여할 수 있다. 그러나 이러한 기능을 모두 갖춘 카페트는 아직 개시된 바가 없다.

본 발명자들을 가볍고 탄성, 방음, 방진 및 단열 기능이 우수할 뿐만 아니라 항균, 난연, 오염 방지 및 건강 증진 효능을 발휘할 수 있는 카페트를 제공하기 위하여 섬유, 실리콘 및 알루미늄박을 이용하여 카페트를 제조하는데 상기 섬유 및/ 또는 상기 실리콘에 항균제, 난연제, 광촉매제 또는 천연광물을 첨가하고 이들을 이용하여 적층 구조의 카페트를 제조한 결과 상술한 목적을 달성할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서 본 발명은 한 관점으로서 알루미늄박층 상에 형성된 실리콘층과 상기 실리콘층 상에 형성된 섬유층으로 이루어지고, 상기 실리콘층 및/또는 섬유층은 항균제, 난연제, 광촉매제, 천연광물과 같은 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트를 제공한다.

본 발명은 알루미늄박층 상에 형성된 실리콘층과 상기 실리콘층 상에 형성된 섬유층으로 이루어지고, 상기 실리콘층 및/또는 섬유층은 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트에 관한 것이다.

일반적으로 "카페트"는 호텔, 오피스텔, 백화점, 예식장, 로비, 복도, 사무실, 레스토랑의 바닥에 깔아놓는 직물을 포함한 바닥재를 의미하는 것이며, 본 발명의 "기능성 카페트"는 카페트의 탄성, 방음, 방진 및 단열 기능을 증진시키고 동시에 항균, 난연, 오염 방지 및 원적외선 방사, 음이온 방출에 의한 건강 증진 효능을 부여하기 위해서 알루미늄박층 상에 형성된 실리콘층과 상기 실리콘층 상에 형성된 섬유층으로 이루어지고, 상기 섬유층 및/또는 실리콘 층은 상기 목적을 달성할 수 있는 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 카페트이다.

본 발명에서 "기능성 물질"은 카페트의 섬유층 및/또는 실리콘층에 항균, 난연, 오염 방지 또는 건강 증진 효능을 부여하기 위하여 첨가하는 물질로서 이에 제 한되는 것은 아니지만, 항균제, 난연제, 광촉매제 또는 천연광물질이 포함되며 이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 이용될 수 있다.

한 기능성 물질로서 항균제는 세균 또는 바이러스의 증식을 억제하여 악취나 오염물질 생성을 차단하기 위해 첨가되는 물질이다. 본 발명에서는 항균제로서 은, 구리, 아연 등의 금속, 겨자 및 사이프러스 등과 같은 천연 항균제 및 티오벤다졸, 비스페놀 및 4급 암모늄염 등의 유기물을 사용할 수 있다.

다른 기능성 물질로서 난연제는 섬유와 같이 탄소, 수소, 산소로 구성되어 연소하기 쉬운 유기물질의 성질을 물리 화학적으로 개선하여 잘 연소하지 못하도록 첨가하는 물질이다. 본 발명에서는 난연제로서 할로겐계, 인계, 무기계, 멜라민계 또는 염소계 난연제를 사용할 수 있다.

또 다른 기능성 물질로서 광촉매제는 빛을 에너지원으로 산화와 환원을 일으켜 각종 세균 및 악취의 제거, 환경호르몬 등 유기물질의 분해, 오염 제거 및 자외선 차단 등의 기능을 수행하는 물질이다. 본 발명에서는 광촉매제로서 이산화티타늄과 같은 공지의 광촉매제를 이용될 수 있다.

또 다른 기능성 물질로서 천연광물은 음이온, 미약전류 및 원적외선이 방사됨으로써 세포의 활성화, 저항력 증진, 혈액 정화, 혈액 순환 촉진, 교감신경의 흥분 억제, 피로 회복, 근육통 또는 신경통 완화 등의 "건강 증진 효능"을 위해 첨가하는 물질이다. 본 발명에서는 천연광물로서 토르마린, 용암석(제주광석), 나노티타늄, 희토류 광물, 규조토, 견운모 또는 맥반석 등을 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 카페트의 "섬유층"은 카페트를 제조하는데 통상적으로 이용되는 섬유들로 이루어지며, 예를 들면 폴리에스테르계, 폴리아크릴로니트릴계, 폴리아미드계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계 및 폴리플루오로에틸렌계 합성섬유로 이루어진 그룹으로부터 1종 이상 선택된 합성섬유를 포함한다. 필요에 따라 상기 섬유층은 면, 마, 모와 같은 천연섬유를 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 카페트가 기능성 물질을 포함한 섬유층으로 이루어진 경우에 기능성 물질은 섬유층 전체 중량당 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.25 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%로 포함시킨다. 여기서 0.1 중량% 미만일 경우에는 목적한 항균, 난연, 오염 방지 및 건강 증진 효능을 기대하기 어렵고 15 중량% 초과일 경우에는 섬유 특히, 합성섬유 원료의 중합반응을 지연시킬 수 있다. 상기 기능성 물질을 포함한 섬유층은 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.

한 방법은 섬유층을 이루는 화학섬유의 제조시에 원사 원료에 기능성 물질 분말을 첨가함으로써 목적한 항균, 난연, 오염 방지 및 건강 증진 효능을 발휘하는 원사를 얻은 후 이 원사를 이용하여 원단을 제작하고 이 원단으로부터 본 발명에 따른 섬유층을 제조하는 것이다.

보다 자세하게는 기능성 물질을 원사 원료와 배합시켜 마스터 배치(master batch)를 형성한다. 이 때의 배합 방법으로는 기능성 물질을 분말 상태로 원사 원료에 첨가하는 방법 또는 기능성 물질을 분산액 상태로 하여 원사 원료에 첨가하는 방법이 있다. 상기 마스터 배치는 필요한 경우 예컨대, 마그네슘 옥사이드, 칼슘 카보네이트 및 제올라이트 등의 촉매제 및 가소제, 자외선 흡수제, 충전제, 난연제, 안정제, 내열제 및 형광증백제 등의 각종 첨가제를 배합시킬 수 있다.

다른 방법은 기능성 물질을 첨가한 염료에 의해 합성섬유 또는 천연섬유 원단을 염색하여 항균, 난연, 오염 방지 및 건강 증진 효능을 부여한 원단을 제조한 후 이러한 원단을 이용하여 섬유층을 제조하는 것이다.

또 다른 방법은 기능성 물질을 공지된 바인더를 함유하는 적절한 용액에 첨가하여 코팅제를 제조하고 이를 원단의 표면에 균일하게 도포하여 만든 항균, 난연, 오염 방지 및 건강 증진 효능을 구비한 원단을 이용하여 섬유층을 제조하는 것이다. 상기 바인더로는 키토산, 콜라겐, 셀룰로오스, 알긴산소다, 아가로오스 또는 이들의 유도체인 천연 바인더 또는 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리초산비닐, 실리콘수지, 폴리에폭시 등의 합성 바인더 또는 이들의 혼합물 군으로부터 선택된 1 종이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 카페트의 "실리콘층"은 실록산으로 이루어질 수 있는데 보다 자세하게는 축합형 액상 실리콘 고무 또는 부가형 액상 실리콘 고무와 같은 공지의 액상 실리콘 고무로 이루어질 수 있다. 실리콘은 본래 난연성, 내열성, 내한성, 이형성 등이 뛰어나기 때문에 이를 포함하는 카페트는 내구성, 보온성, 안전성 등이 개선될 수 있다. 본 발명에 따른 실리콘 층은 발포형인 것이 바람직한데 발포형의 실리콘층은 특히 가볍고 탄성, 방음, 방진 및 단열 효과가 우수하기 때문이다.

본 발명에 따른 카페트가 기능성 물질을 포함한 실리콘층으로 이루어진 경우에 기능성 물질은 실리콘층 전체 중량당 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.25 내 지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%로 포함시킨다. 여기서 0.1 중량% 미만일 경우에는 목적한 항균, 난연, 오염 방지 및 건강 증진 효능을 기대하기 어렵고 15 중량% 초과일 경우에는 실리콘의 경화반응을 지연시킬 수 있다.

상기 기능성 물질이 포함된 실리콘층은 실리콘 고무 원료에 경화제, 발포제를 비롯하여 기능성 물질을 혼합하고 경화해서 제조할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 카페트가 기능성 물질을 포함한 섬유층 및 기능성 물질을 포함한 실리콘층으로 이루어진 경우는 전술한 기능성 물질을 포함한 섬유층 및 기능성 물질을 포함한 실리콘층을 이용하여 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 카페트의 "알루미늄박층"은 알루미늄 또는 그 합금으로 이루어진 10 내지 300㎛ 두께의 박을 의미한다. 본 발명의 카페트에서 알루미늄박층은 섬유층 및/또는 실리콘층에 포함된 기능성 물질이 유실되는 것을 방지하며, 이들로부터 방사되는 원적외선, 미약전류, 음이온 등이 카페트 전체에 골고루 분산되도록 한다.

이상과 같은 섬유층, 실리콘층 및 알루미늄박층으로 이루어진 본 발명의 카페트는 알루미늄박층 상에 실리콘층을 접착하고 상기 실리콘층 상에 섬유층을 접착하여 제조할 수 있다. 이 때 인장 강도를 높이기 위하여 알루미늄박층과 실리콘층 사이에 지지층으로서 천, 직물 층 등을 삽입할 수 있다. 한편, 상기 접착을 위해서 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리초산비닐, 실리콘수지, 폴리에폭시와 같은 당업계에 공지된 바인더를 이용할 수 있다.

추가로, 본 발명에 따른 카페트의 구조와 상술한 기능성 물질은 카페트 이외 에도 바닥에 부분적으로 깔아놓는 매트와 같은 바닥재에도 적용할 수 있다는 것이 당업자라면 자명할 것이다.

이하, 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

<실시예 1>

기능성 물질을 함유한 섬유층을 포함하는 카페트의 제조

먼저 항균제로 은 금속을, 난연제로 폴리브롬화된 디페닐 옥사이드(DE-60F, Great Lakes Corp.)를, 광촉제로 이산화티타늄을, 천연광물로 토르마린을 1:1:1:1의 비율로 혼합하여 기능성 물질 분말을 제조하였다.

폴리올레핀 수지 96중량%와 상기 기능성 물질 분말 4중량%를 혼합하여 마스터 배치를 제조하였다. 이렇게 수득한 마스터 배치를 사용하여 용융법에 의해 5-데니어 중공 섬유에 방사하였다. 얻어진 원사를 이용하여 통상의 방법으로 원단을 만들고 이 원단을 이용하여 섬유층을 제조하였다. 이어서, 아크릴계 수지를 이용하여 알루미늄박층 상에 실리콘층을 접착하고 상기 실리콘층 상에 앞서 수득한 섬유층을 접착하여 목적한 카페트를 제조하였다.

<실시예 2>

기능성 물질을 함유한 실리콘층을 포함하는 카페트의 제조

제 1 용기에는 실리콘 고무 원료를, 제 2 용기에는 실시예 1에서 이용한 기능성 물질 분말 및 발포제를 함유한 실리콘 고무 원료를, 제 3 용기에는 경화제를 개별 노즐을 통하여 혼합기에 진공 흡입시킴으로써 혼합시켰다.

이때, 로울러를 통하여 혼합기로 이송된 얇은 천(지지층)상에 상기 실리콘 고무 원료와 기능성 물질 분말 및 발포제가 포함된 실리콘 고무 원료를 경화제와 함께 동시에 분사하여 혼합되면서 실리콘층이 형성되도록 하고 경화 및 발포가 완료될 때까지 건조시켜서 실리콘층을 제조하였다. 그 다음 다른 로울러를 통하여 공급된 알루미늄박층과 앞서 수득한 실리콘층을 접착하기 위하여 이들 사이에 아크릴계 바인더를 흘려주면서 압착 로울러로 이송하여 알루미늄박층과 실리콘층을 접착시키고 건조시켰다. 그 다음 또 다른 로울러를 통하여 공급된 섬유층과 전 단계에서 수득한 알루미늄박층이 접착된 실리콘층을 접착하기 위하여 상기 섬유층과 상기 실리콘층 사이에 아크릴계 바인더를 흘려주면서 압착 로울러로 이송하여 섬유층과 실리콘층을 접착시키고 건조시켰다.

종래 카페트의 원적외선 방사율은 0.8% 이하인 반면에 앞서 수득한 기능성 카페트의 원적외선 방사율은 0.8 내지 0.9% 범위이었다. 또한, 본 발명에 따른 기능성 카페트의 음이온 발생율은 종래 카페트보다 약 90배 정도 증가된 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 기능성 카페트는 가볍고 탄성, 방음, 방진 및 단열 효과가 탁월하고 기능성 물질로 인하여 지속적인 항균, 난연, 오염 방지 및 원적외선 방사, 음이온 방출에 의한 건강 증진 효능을 발휘할 수 있다.

Claims (10)

1. 알루미늄박층 상에 형성된 발포형의 실리콘층과 상기 실리콘층 상에 형성된 섬유층으로 이루어지고, 상기 실리콘층 및 섬유층은 항균제, 난연제, 광촉매제 및 천연광물로 이루어진 기능성 물질을 포함하며, 알루미늄박층과 실리콘층 및 실리콘층과 섬유층을 각각 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리초산비닐, 실리콘수지 및 폴리에폭시로 이루어진 그룹으로부터 선택된 접착제를 사용하여 접착하고, 알루미늄박층과 실리콘층 사이에 지지층으로서 천 또는 직물층이 삽입된 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 섬유층은 폴리에스테르계, 폴리아크릴로니트릴계, 폴리아미드계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계 및 폴리플루오로에틸렌계 합성섬유로 이루어진 그룹으로부터 1종 이상 선택된 합성섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 항균제는 은, 구리, 아연, 겨자, 사이프러스, 티오벤다졸, 비스페놀 및 4급 암모늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
6. 제 1항에 있어서, 상기 난연제는 할로겐계, 인계, 무기계, 멜라민계 및 염소계 난연제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
7. 제 1항에 있어서, 상기 광촉매제는 이산화티타늄인 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
8. 제 1항에 있어서, 상기 천연광물은 토르마린, 제주광석, 나노티타늄, 희토류 광물, 규조토, 견운모 및 맥반석으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
9. 제 1항에 있어서, 상기 실리콘층은 실리콘층 전체 중량당 0.1 내지 15 중량%의 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
10. 제 1항에 있어서, 상기 섬유층은 섬유층 전체 중량당 0.1 내지 15 중량%의 기능성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.