KR101136088B1 - 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물 및 그 제조방법 - Google Patents

원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불포화폴리에스터수지에 저수축재, 충진재를 혼합한 수지 혼합물에 유리섬유를 함침시켜 보강하여 시트형의 복합성형물에 있어서, 상기 수지 혼합물에 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 중금속 흡착 등의 효과가 있는 석분재와 피톤치드를 첨가하여 시트 형태로 제조되는 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 제조방법에 대한 것이다.
원적외선, 복합성형물, 석분재, 피톤치드, 수지조성물

Description

원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물 및 그 제조방법{SHEET TYPE COMPOSITE MOLDING RADIATING FAR INFRARED RAYS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 불포화폴리에스터수지에 저수축재, 충진재를 혼합한 수지 혼합물에 유리섬유를 함침시켜 보강하여 시트형의 복합성형물에 있어서, 상기 수지 혼합물에 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 중금속 흡착 등의 효과가 있는 석분재와 피톤치드를 첨가하여 시트 형태로 제조되는 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 제조방법에 대한 것이다.
통상적으로 욕실의 천장과 물탱크, 일반 건축물 천장, 욕조 등에 사용되는 시트형의 SMC(Sheet Moding Compound) 또는 FRP(Fiberglass Reinforced plastics)등을 사용한다.
특히 SMC는 불포화폴리에스터수지에 보강재와 충진재, 이형재, 안료, 촉매 등을 함침한 다음 가압성형하여 시트형태로 제조하여 성형이 용이하기 때문에 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.
하지만, 상기 SMC의 경우 사용 범위가 넓으며, 제조하는 원재료들이 대부분 화학재료들로 새로 지은 건축물의 천장재 또는 내벽재 등으로 사용할 경우 인체에 해로운 가스 등을 발산하여 새집 증후군이나 아토피피부염 등을 야기하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 불포화폴리에스터수지에 저수축재, 충진재를 혼합한 수지 혼합물에 유리섬유를 함침시켜 보강하여 복합성형물에 있어서, 상기 수지 혼합물에 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 중금속 흡착, 석분재와 피톤치드를 첨가하여 시트형태의 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물을 제조함으로써 화학재료들에서 발산되는 유해가스나 중금속 등을 흡착함으로써 아토피나 새집증후군 등의 문제점을 해결할 수 있어 친환경적인 시트형의 복합성형물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 불포화폴리에스터수지에 저수축재, 충진재를 혼합한 수지 혼합물에 유리섬유를 함침시켜 보강하여 복합성형조성물에 있어서, 상기 수지 혼합물 100중량부에 대하여 석분재 0.1~1 중량부와 피톤치드 0.1~1 중량부가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 한다.
또한 상기 석분재는 거장석, 견운모, 카오린, 벤토나이트, 장석, 엽낙석, 명반석, 사문암, 화강암, 석영, 반암, 편마암, 산성응회암, 유문암질 응회암, 황토, 백토, 스코리아, 참숯, 게르마늄, 토르말린, 맥반석 중 하나 이상을 선택하여 파쇄한 것을 특징으로 한다.
또한 불포화폴리에스터수지, 폴리스타이렌, 스타이렌, 징크스레아레이트, 탄산칼슘, 첨가제를 혼합하여 수지 혼합물을 조성하는 단계; 상기 수지 혼합물에 석 분재와 피톤치드를 첨가하여 혼합하여 수지 조성물을 조성하는 단계; 이송되는 제1필름의 일측면에 수지 조성물을 도포하는 단계; 상기 수지 조성물이 도포된 제1필름의 일측면에 절단된 유리섬유를 적층하는 단계; 이송되는 제2필름의 일측면에 수지 조성물을 도포하는 단계; 상기 수지 조성물이 도포된 제2필름의 일측면을 수지 조성물과 유리섬유가 적층된 제1필름의 일측면에 맞대응하도록 적층하는 단계; 상기 제1필름 및 제2필름의 사이에 적층된 수지 조성물과 유리섬유를 함침기에서 압력으로 함침하는 단계;로 이루어져 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 불포화폴리에스터수지에 저수축재, 충진재를 혼합한 수지 혼합물에 유리섬유를 함침시켜 보강하여 복합성형물을 제조에 있어서, 상기 수지 혼합물에 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 중금속 흡착, 석분재와 피톤치드를 첨가하여 시트형태의 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물을 제조함으로써 욕실의 천정이나 내벽, 욕조, 물탱크, 건축물의 천장재 등에 사용함으로써 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 중금속흡착 등의 효과가 있어 새집 증후군의 문제를 해결할 수 있다는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 원적외선이 방사되는 복합성형물 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물(이하, 복합성형물(1))의 개략적인 공정도 및 시스템도가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 박막의 필름에 불포화폴리에스터수지에 저수축재, 충진재를 혼합한 수지 혼합물과 유리섬유(41)를 함침시켜 보강하여 제조한 복합성형물(1)에 있어서, 상기 수지 혼합물에 석분재와 피톤치드를 첨가하여 혼합한 수지 조성물(100)을 제1필름(10)의 일측면에 도포한 후 절단된 유리섬유(41)를 적층하고 유리섬유(41)가 적층된 면에 일측면에 수지조성물이 도포된 제2필름(20)의 면이 맞대응하도록 적층한 후 함침기(60)에서 함침하여 복합성형물(1)을 제조한다.
이를 좀 더 살펴보면 불포화폴리에스터수지, 폴리스타이렌, 스타이렌, 징크스레아레이트, 탄산칼슘, 기타 첨가제를 혼합하여 수지 혼합물을 조성하는 단계; 상기 수지 혼합물에 석분재와 피톤치드를 첨가하여 혼합하여 수지 조성물을 조성하는 단계; 이송되는 제1필름(10)의 일측면에 수지 조성물을 도포하는 단계; 상기 수지 조성물이 도포된 제1필름(10)의 일측면에 절단된 유리섬유를 적층하는 단계; 이송되는 제2필름(20)의 일측면에 수지 조성물(100)을 도포하는 단계; 상기 수지 조성물(100)이 도포된 제2필름(20)의 일측면을 수지 조성물(100)과 유리섬유(41)가 적층된 제1필름(10)의 일측면에 맞대응하도록 적층하는 단계; 상기 제1필름(10) 및 제2필름(20)의 사이에 적층된 수지 조성물(100)과 유리섬유(41)를 함침기(60)에서 압력으로 함침하는 단계로 이루어진다.
먼저 불포화폴리에스터수지(Unsaturated Polyester Resin) 20~23 중량%, 폴리스타이렌(Polystyrene) 5~7 중량%, 스타이렌(Styrene) 1~3 중량%, 징크스테아레이트(Zinc stearate) 1~3 중량%, 탄산칼슘(Calcium Carbonate) 55~57 중량%, 기타 첨가제(Additives) 9~11 중량%를 혼합하여 수지 혼합물을 조성한다.
상기 불포화폴리에스터수지(Unsaturated Polyester Resin)는 열경화성 플라스틱에 속하는 고분자화합물로 스타이렌(Styrene)과 같은 비닐단위체를 사용하여 경화시켜 성형물을 만드는데 사용하는 것이다.
폴리스타이렌(Polystyrene)은 열전도가 좋으며 습기 및 우수한 성형성이 있으며, 열안정성이 있어 성형물의 수축을 방지하는 수축방지재 역할을 하며, 징크스테아레이트(Zinc stearate)는 바인더의 한 종류로 성형물의 고착력을 증가시키기 위한 것이며, 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 상기 재료들의 중화의 역할을 하며 보강재 및 충전재의 역할을 하는 것이다.
상기 수지 혼합물 100중량부에 대하여 석분재 0.1~1 중량부와 피톤치드 0.1~1 중량부를 첨가하여 혼합함으로써 수지 조성물(100)을 조성한다.
상기 수지 혼합물에 석분재와 피톤치드의 첨가하는 양에 있어서, 첨가량 이상으로 할 경우 원적외선의 방사량과 항균 및 해독 작용 등의 효과가 더 크겠지만 석분재는 대부분의 암석으로 이루고 있어 유리섬유(41)와 제1필름(10) 및 제2필름(20)의 접착성을 떨어뜨려 양질의 복합 성형물(1)을 제조할 수 없으며, 첨가량 이하로 할 경우 원적외선의 방사량과 항균 및 해독 작용 등의 효과가 작아진다는 문제점이 있기 때문에 상기의 첨가량을 준수하여 원적외선의 방사량과 항균 및 해독 작용 등의 효과가 우수한 양질의 복합 성형물(1)을 제조할 수 있다.
상기 석분재는 거장석, 견운모, 카오린, 벤토나이트, 장석, 엽낙석, 명반석, 사문암, 화강암, 석영, 반암, 편마암, 산성응회암, 유문암질 응회암, 황토, 백토, 스코리아, 참숯, 게르마늄, 맥반석, 토르말린 중 하나 이상을 파쇄한 것으로 이루어진 것이다.
상기 석분재의 재료들은 다량의 원적외선이 방사되며, 항균 및 해독을 하는 기능들이 있는 것으로, 특히 원적외선이 다량으로 방사되는 것이 널리 알려진 황토, 스코리아, 참숯, 게르마늄, 맥반석, 토르말린 등은 원적외선의 방사와 동시에 세균이나 곰팡이의 증식을 억제하며 공기정화, 중금속흡착, 해독 등의 효과가 있어 이를 복합성형물(1) 또는 마감재 등으로 제조하여 사용할 경우 인체에 해로운 성분등을 흡수함으로써 새집증후군 등의 문제를 해결할 수 있다.
상기 암석을 파쇄함에 있어서, 그 크기를 200~500 메쉬로 미세입자로 파쇄하여 수지 혼합물에 고루 혼합될 수 있도록 한다.
이때, 상기 암석을 하나 이상을 선택하여 파쇄하여 사용함에 있어서 그 사용하는 양을 동일한 양으로 하여 사용하는 것이 바람직하다.
피톤치드는 식물 주위의 미생물이나 병원균에 저항하기 위하여 방산하는 천연항균물질로 항균뿐만아니라 스트레스완화, 면역기능향상, 중추신경 안정, 탈취 등의 효과가 있어 방향제, 아토피 치료제와 새집증후군에 따른 유해가스제거제 등에 사용하고 있다.
상기 피톤치드는 모든 식물에서 방사되지만 통상적으로 나무에서 많이 방산되며 활엽수보다 침엽수에서 방산되는 양이 더 많으며, 특히 편백나무에서 많이 방산된다.
피톤치드는 통상적인 방법인 편백나무나 소나무 등의 나뭇잎을 갈아 피톤치 드를 추출된 것을 사용한다.
따라서, 상기의 피톤치드를 석분재와 같이 수지 혼합물에 첨가함으로써 제조되는 복합성형물(1)이 원적외선을 다량 방사하며 새집증후군에 효과가 있는 복합성형물(1)을 제조할 수 있다.
상기 수지 조성물(100)을 도포부(30)에서 이송롤러(110) 또는 이송 컨베이어 등에 의해 이송되는 제1필름(10)의 일측면에 고루 도포한다.
이때 도포부(30)에 이송되는 제1필름(10)이 이송롤러(110)를 통해 평평하고 고른 면을 이루도록 하여 제조되는 복합성형물(1)의 질을 높이도록 한다.
상기 수지 조성물(100)이 도포된 제1필름(10)의 일측면에 절단부(40)를 통해 절단된 유리섬유(41)가 적층되는데 이는 제조되는 복합성형물(1)의 보강을 위한 것이다.
상기 유리섬유(41)는 전체 사용되는 수지 조성물(100)의 100 중량부에 대하여 25~35 중량부를 사용하여 제1필름(10)에 적층하는 것이 바람직하며, 도포롤러(120) 또는 누름대 등으로 유리섬유(41)가 적층된 제1필름(10)의 일측면이 고른 표면을 갖도록 한다.
한편, 이송롤러(110) 또는 이송컨베이어 등에 의해 이송되는 제2필름(20)의 일측면에 도포부(30)를 통해 수지 조성물(100)이 도포되며, 수지 조성물(100)이 도포된 제2필름(20)이 적층부(50)에 이송되어 수지 조성물(100)과 유리섬유(41)가 적층된 제1필름(10)의 일측면에 맞대응하여 적층된다.
도 3은 적층부(50)에서 수지 조성물(100)이 도포된 제1필름(10)과 제2 필름(20)이 유리섬유(41)를 사이로 적층되는 것을 개략적으로 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
적층부(50)에서는 수지 조성물(100)이 도포된 제2필름(20)의 일측면이 수지 조성물(100)과 유리섬유(41)가 적층된 제1필름(10)의 일측면에 맞대응하면서 적층되는 것으로, 적층 순서가 제1필름(10), 수지조성물(100), 유리섬유(41), 수지조성물(100), 제2필름(20) 순으로 이루어져 구성된다.
상기 적층부(50)에서 수지 조성물(100)이 도포된 제1필름(10)과 제2필름(20)이 유리섬유(41)를 사이로 적층된 것을 함침기(60)를 통하여 압착하여 함침함으로써 시트형태로 복합성형물(1)을 제조하며, 사용용도에 맞게 성형부(70)에서 성형하여 사용하도록 한다.
따라서, 상기 제조된 복합성형물(1)을 사용하는 용도에 따라 성형부(70)에서 롤 형태 또는 절단하여 성형함으로써 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 중금속 흡착, 해독 등의 효과가 있는 복합성형물(1)을 욕실의 천장재, 자동차의 부품, 욕조, 물탱크, 일반 건축물의 천장재 등에 다양하게 사용함으로써 새집증후군 등의 문제점을 해결할 수 있다.
실시예.
불포화폴리에스터수지(Unsaturated Polyester Resin) 23중량%, 폴리스타이렌(Polystyrene) 6 중량%, 스타이렌(Styrene) 2 중량%, 징크스테아레이트(Zinc stearate) 2 중량%, 탄산칼슘(Calcium Carbonate) 57 중량%, 첨가제(Additives)(촉매) 10 중량%를 혼합하여 수지 혼합물을 조성한다.
스코리아와 맥반석과 황토와 견운모를 300메쉬로 파쇄하여 석분재를 준비한다.
수지 혼합물 100중량부에 대하여 석분재 0.5 중량부와 피톤치드 0.5 중량부를 혼합하여 수지 조성물(100)을 조성한다.
상기 수지 조성물(100)을 롤에서 공급되는 제1필름(10)의 일측면에 고루 도포한 후 수지 조성물(100)이 도포된 일측면에 절단부(40)를 통해 절단된 유리섬유(41)를 적층한다.
이때, 전체 사용되는 수지 조성물(100)의 100 중량부에 대하여 30 중량부를 사용하여 제1필름(10)의 일측면에 적층한 후, 도포롤러(120)로 유리섬유(41)가 적층된 제1필름(10)의 일측면이 고른 표면을 갖도록 한다.
한편, 또 다른 롤에 이송되는 제2필름(20)의 일측면에 수지 조성물(100)을 도포한 후 수지 조성물(100)이 도포된 제2필름(20)의 일측면을 유리섬유(41)가 적층된 제1필름(10)의 일측면에 맞대응하도록 적층한다.
상기 제1필름(10) 및 제2필름(20)의 사이에 적층된 수지 조성물(100)과 유리섬유(41)는 수지 조성물(100)을 통하여 유리섬유(41)와 제1 및 제2필름(10,20)이 접착되도록 하며, 함침기(60)를 통하여 압착하여 함침한 후 용도에 맞게 성형부(70)에서 성형하여 시트형의 원적외선이 방사되는 복합성형물(1)을 제조한다.
시험 1. 원적외선방출시험
상기 실시예를 통하여 제조된 복합성형물(1)의 원적외선 방출시험을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 실시하였다.
표 1은 시험조건에 대한 결과이며, 도 4는 원적외선 방사율을 보여주는 그래프이며, 도 5는 원적외선 방사에너지를 보여주는 그래프로 측정파장 5~20㎛, 40℃의 온도에서 FT-IR Spectrometer(자외선분광광도계)를 통하여 Black Body(흑체)대비 측정 결과이다.
시험항목 시험결과
원적외선방출량(40℃) 방사율(5~20㎛) 0.888
방사에너지(W/㎡) 3.58×102
시험 2. 항균시험
상기 실시예를 통하여 제조된 복합성형물(1)의 대장균(Escherichia coli ATCC 25922)과 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442)에 대하여 항균시험을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 실시하였며, 표 1에 그 결과를 나타내었다.
시험 항목 시험결과
초기농도
(CFU/40p)		 24시간후 농도
(CFU/40p)		 세균감소율
(%)
대장균에 의한
항균시험		 BLANK 421 2839 -
복합성형물 421 7 99.8
녹농균에 의한
항균시험		 BLANK 430 2924 -
복합성형물 430 467 84.0
상기 표 2에 나타난 바와 같이 대장균의 경우 24시간 후 BLANK는 증가하였지만 복합성형물(1)은 감소하여 99.8%의 세균감소율을 보였으며, 녹농균의 경우 24시간 후 BLANK는 증가하였지만 복합성형물(1)은 감소하여 84.0%의 세균감소율을 보였다.
상기 시험 1과 시험 2를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 복합성형물(1)은 원적외선의 방사율이 높으며, 항균에도 효과적으로 작용한다는 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 복합성형물(1)을 욕실의 천정이나 벽, 욕조, 물탱크, 건축물의 천장 및 내장재 등에 사용함으로써 원적외선이 방사되며 항균, 탈취, 중금속흡착 등을 하여 새집 증후군의 문제를 해결할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 개략적인 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 시스템도.
도 3은 본 발명에 따른 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 제1필름과 제2필름을 적층하는 적층부의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 시험 1에 따른 방사율을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 시험 1에 따른 방사에너지를 나타내는 그래프.

Claims (3)

  1. 불포화폴리에스터수지에 저수축재, 충진재를 혼합한 수지 혼합물에 유리섬유를 함침시켜 보강하여 복합성형물에 있어서,
    상기 수지 혼합물 100중량부에 대하여 석분재 0.1~1 중량부와 피톤치드 0.1~1 중량부가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 석분재는 거장석, 견운모, 카오린, 벤토나이트, 장석, 엽낙석, 명반석, 사문암, 화강암, 석영, 반암, 편마암, 산성응회암, 유문암질 응회암, 황토, 백토, 스코리아, 참숯, 게르마늄, 토르말린, 맥반석 중 하나 이상을 선택하여 파쇄한 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물.
  3. 불포화폴리에스터수지, 폴리스타이렌, 스타이렌, 징크스테아레이트, 탄산칼슘 및 기타 첨가제를 혼합하여 수지 혼합물을 조성하는 단계;
    상기 수지 혼합물에 석분재와 피톤치드를 첨가하여 혼합하여 수지 조성물을 조성하는 단계;
    이송되는 제1필름의 일측면에 수지 조성물을 도포하는 단계;
    상기 수지 조성물이 도포된 제1필름의 일측면에 절단된 유리섬유를 적층하는 단계;
    이송되는 제2필름의 일측면에 수지 조성물을 도포하는 단계;
    상기 수지 조성물이 도포된 제2필름의 일측면을 수지 조성물과 유리섬유가 적층된 제1필름의 일측면에 맞대응하도록 적층하는 단계;
    상기 제1필름 및 제2필름의 사이에 적층된 수지 조성물과 유리섬유를 함침기에서 압력으로 함침하는 단계;
    로 이루어져 제조되는 것을 특징으로 하는 원적외선이 방사되는 시트형의 복합성형물의 제조방법.
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