KR101737209B1 - 기능성 광물입자를 함유하는 기능성 섬유 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

기능성 광물로서 장석, 휘석, 운모, 녹니석, 스피넬(spinel) 및 페리도트(peridot) 중에서 선택된 2종 이상으로서, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO, MnO, TiO₂, K₂O, Na₂O 및 P₂O₅ 등을 함유하는 광물질 혼합 분말 1.0~3.0중량% 및 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸린, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate), 폴리락틱산(Polylactic acid) 중에서 선택된 합성 수지 97.0~99.0 중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 섬유를 제공한다.
본 발명에 의한 기능성 섬유는 항균, 탈취, 원적외선 방출, 곰팡이 저항성, 수맥 차단, 전자폐 차폐, 혈행 개선 및 숙면 효과 등의 기능이 매우 우수하여 이를 의류용 섬유, 침구류, 인테리어소재, 의료용 섬유 소재로 적용하는 경우에 인체에 유익한 다양한 효과를 발휘할 수 있다.

Description

기능성 광물입자를 함유하는 기능성 섬유 및 그 제조방법{METHOD OF PREPARING OF FUNCTIONAL FIBER CONTAINING MIXED MINERAL POWDER}

본 발명은 기능성 섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 원적외선 방출, 탈취, 항균 기능을 가지는 기능성 광물을 분쇄하여 기능성 광물질 혼합 분말을 제조하고, 이를 합성수지에 첨가하여 원적외선 방출, 탈취, 항균, 수맥 차단, 전자파 차폐, 혈행 개선 및 숙면 효과 등의 기능을 가지는 기능성 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

인체의 건강을 증진시키기 위한 원적외선과 음이온을 방사하는 각종 원석이 개발, 가공되어 각종 공예품, 건축내장재, 침대, 타일, 정수필터, 조리기구, 섬유재료, 온열기, 지압구 등 여러 방면에 사용되어 인간에게 이로운 영향을 미치도록 하고 있다.

그 중에서도, 침구나 의류용 섬유제품에 있어서는 인체에서 분비되는 땀과 기타 지방이나 단백질 등의 유기물에 의해 세균이나 미생물이 번식하게 되며, 이 세균과 미생물이 유기물을 분해하면서 악취를 발생시키거나 신체 접촉에 의해 피부 질병을 유발하기도 한다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 최근에는 합성섬유인 폴리에스테르수지 또는 나일론수지 등에 천연의 특수한 광물질을 첨가함으로써 그 광물이 갖는 장점을 섬유에 부여하려는 시도들이 이루어지고 있다.

합성섬유의 기능성을 향상시키기 위하여 첨가되는 광석분말로는 운모, 각섬석, 맥반석, 황토 등이 있는데, 상기와 같은 기능성 광물입자를 마스터배치(Master Batch)법에 의해 첨가하거나 은(Ag)과 같은 항균금속이 치환된 무기계 제올라이트(Zeolite)를 섬유 내부에 분산시키는 등 주로 세라믹을 이용하는 방법이 많이 개발되고 있으나, 이들은 합성섬유의 용융 방사시 빈번한 사절 발생과 섬유제품의 색상이 변색되는 문제점이 있고, 또한 염색가공 공정에서 염착성이 좋지 않아 염색견뢰도가 떨어지기 때문에 염색 불량으로 인하여 실제로 실용화되는데 많은 문제점이 있다.

이에, 인체에 무해한 천연 물질을 기본으로 하되, 항균성, 탈취성, 원적외선 방사, 수맥차단, 전자파 차폐, 혈행 개선 및 숙면효과 등 기능성을 가지는 광물소재로서 섬유 소재에 함침이 가능한 원료의 개발이 요구되고 있다.

한국등록특허 제10-0815459호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 항균, 탈취, 원적외선 방출, 혈행 개선 및 숙면 효과 등의 기능을 조화롭게 구현할 수 있고 인체에 무해하며 섬유 소재에 용이하게 함침되어 의류, 침구류, 인테리어 내장재, 산업요 소재로 사용될 수 있는 기능성 섬유를 제조하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 장석, 휘석, 운모, 녹니석, 스피넬(spinel) 및 페리도트(peridot)의 광물로 구성되며, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO, MnO, TiO₂, K₂O, Na₂O 및 P₂O₅ 을 함유하는 광물질 혼합 분말 1.0~3.0중량% 및 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸린, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate), 폴리락틱산(Polylactic acid) 중에서 선택된 합성수지 97.0~99.0 중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 섬유를 제공한다.

또한, 상기 광물질 혼합 분말은 SiO₂ 43.0~48.0중량%, Al₂O₃ 12.0~15.0중량%, Fe₂O₃ 8.0~12.0중량%, MgO 9.0~10.0중량%, CaO 9.0~10.0중량%, MnO 1.0~5.0중량%, TiO₂ 1.0~5.0중량%, K₂O 1.0~5.0중량%, Na₂O 1.0~5.0중량% 및 P₂O₅ 1.0~2.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광물질 혼합 분말은 란탄계열 희토류를 150~250ppm 더 함유하는 것을 특징으로 하는 기능성 섬유를 제공한다.

또한, 상기 기능성 섬유는 광물을 분쇄하여 마스터배치용 광물질 혼합분말을 제조한 다음, 상기 마스터배치용 광물질 혼합분말과 상기 합성수지 성분을 혼합하여 압출하여 마스터배치 칩을 제조하고, 마스터배치 칩과 합성수지를 혼합 방사하여 기능성 섬유를 제조하는 것을 특징으로 기능성 섬유의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 기능성 광물질 혼합분말을 포함하는 기능성 섬유는 항균, 탈취, 원적외선 방출, 조갑진균 및 무좀균 등 곰팡이 저항성, 수맥 차단, 전자폐 차폐, 혈행 개선 및 숙면 효과 등의 기능이 매우 우수하여 이를 의류용 섬유, 침구류, 인테리어소재, 의료용 섬유 소재로 적용하는 경우에 인체에 유익한 다양한 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 방사율 0.9 내외의 강력한 원적외선을 방출하며, 포름알데히드(HCHO), 톨루엔, 자일렌, VOCs 및 냄새 성분 등의 C-H 체인을 절단하여 우수한 탈취(방취) 기능을 발휘할 수 있다.

또한, 4대 중금속이 포함되지 않은 무독성 광물입자로서, 석면을 전혀 포함하고 있지 않으며, 방사선 방출량이 미미하여 인체에 무해하고 친환경적인 장점이 있다.

또한, 본 발명의 기능성 섬유를 소재로한 베게, 이불, 시트 등의 침구류는 사용자의 숙면에 유도하는 탁월한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 기능성 섬유의 원적외선 방사 성능에 대한 시험성적서이다. 시험성적서에서 "희토 Peridot솜"이 본 발명의 기능성 섬유로 제조된 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 기능성 섬유의 탈취율 시험성적서이다. 시험성적서에서 "희토 Peridot솜"이 본 발명의 기능성 섬유로 제조된 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 탈취율 시험성적서이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 대한 항균효과 측정결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 대한 항균효과 측정결과이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에 대한 항균효과 측정결과이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 대한 곰팡이 저항성 측정 결과이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 대한 중금속 검출 시험 결과이다.
도 9는 본 발명의 실시예 1에 대한 수맥 인체 장애 방지 시험 결과이다.
도 10은 본 발명의 실시예1에 대한 전자파 차폐 및 중화 성능에 대한 실험 결과이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2의 이불을 사용한 경우의 신체의 온도 변화를 촬영한 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시예 2의 이불을 사용한 경우 적혈구의 변화를 촬영한 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예 2의 이불을 사용한 경우 경락 순환구동력을 측정한 결과이다.
도 14는 본 발명의 실시예 2의 이불을 사용한 경우 수면 개선 효과에 대한 임상시험 결과이다.
도 15는 본 발명의 실시예 1의 광물질 혼합 분말에 대한 방사선량 테스트 결과이다.
도 16는 본 발명의 실시예 1의 광물질 혼합 분말에 대한 석면 검출 여부에 대한 분석 결과이다.

이하 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명은 장석, 휘석, 운모, 녹니석, 스피넬(spinel) 및 페리도트(peridot) 광물로 구성되며, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO, MnO, TiO₂, K₂O, Na₂O 및 P₂O₅ 을 함유하는 광물질 혼합 분말 1.0~3.0중량% 및 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸린, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylene Terephthalate), 폴리락틱산(Polylactic acid) 중에서 선택된 고분자 수지 97.0~99.0 중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 섬유를 제공한다.

기능성 광물질 혼합분말 제조단계(S1)

본 발명자들은 합성섬유 또는 천연섬유에 원적외선 방사, 항균성, 탈취성, 수맥차단, 전자파 차폐, 혈행 개선 및 숙면 효과 등 기능성을 부여하기 위해서 강원도 고성군 산악지형에서 산출되는 광물에 주목하게 되었다. 이 일대에서 채취되는 광물은 지하 160km의 깊이에서 형성된 마그마가 지표면에 올라와 형성된 것으로 장석, 휘석, 운모, 녹니석, 스피넬(spinel) 및 페리도트(Peridot)의 광물로 구성되며, 화학성분 분석 결과 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO, MnO, TiO₂, K₂O, Na₂O 및 P₂O₅ 을 함유하고 있다.

스피넬(spinel)은 첨정석(尖晶石)이라고도 한다. 화학성분은 MgAl₂O₄이다. 보통은 팔면체의 결정을 이루고, 흔히 스피넬식 쌍정(雙晶)을 나타낸다. 때로 입상으로도 산출된다. 쪼개짐은 없고, 패각상단구(貝殼狀斷口)를 나타낸다. 굳기 8이고, 금강석·커런덤·금록석 다음으로 굳으며, 황옥과 거의 같은 정도이다. 비중 3.5∼4.2이고, 적색·홍색·보라색·황색·청색·녹색·갈색 등 여러 가지 색이 있으며, 투명하거나 반투명하고, 유리광택이 강하다. 조흔색은 흰색이다. 흔히 철·크로뮴 등을 함유하여 검은색이나 갈색을 띤다.

페리도트(peidot)는 사방정계에 속하는 광물로 연두색부터 짙은 녹색까지 변한다. 철 성분이 증가함에 따라 녹색이 짙어진다. Fe에 의해 녹색을 띠므로 자색이다. 결정의 형태가 잘 발달한 경우는 드물고, 대부분 둥근 자갈 형태로 산출된다. 표면구조는 주상결정의 면에 수직 방향의 조선이 발달하는 수가 있고 수직축을 따라 벽개가 발달한다. 굳기는 6.5, 비중은 3.32- 3.37로 철의 함량이 증가하면 비중이 커진다.

상기 광물은 SiO₂ 43.0~48.0중량%, Al₂O₃ 12.0~15.0중량%, Fe₂O₃ 8.0~12.0중량%, MgO 9.0~10.0중량%, CaO 9.0~10.0중량%, MnO 1.0~5.0중량%, TiO₂ 1.0~5.0중량%, K₂O 1.0~5.0중량%, Na₂O 1.0~5.0중량% 및 P₂O₅ 1.0~2.0중량%로 이루어진다.

희토류(Lanthanides)는 주기율표상에서 원자번호 57부터 71까지인 원소 계열의 15개 원소를 칭하며, 이들과 유사한 화학특성을 가지는 yttrium(Y,원자번호 39)와 scandium(Sc, 원자번호 21)를 포함하여 17개 원소를 일반적으로 희토류라고 부른다. 상기 강원도 고성군 산악지역 일대에서 채취되는 상기 광물에는 130~200ppm 범위의 희토류 원소를 포함하고 있다.

상기 광물을 분쇄하여 800~3000메쉬 정도의 입도를 갖는 광물질 혼합분말로 가공한다. 상기 기능성 광물질 혼합분말은 실리콘(silicone), 폴리우레탄(Polyurethane), 아크릴(acryl) 등의 코팅제 조성물과 혼합하여 기능성 코팅제 조성물로 적용될 수 있다.

마스터배치 칩(Chip) 제조단계(S2)

상기 광물질 혼합분말 제조단계(S1)에서 가공된 기능성 광물질 혼합분말을 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸린, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoro ethylene), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (Polybutylene Terephthalate), 폴리락틱산(Polylactic acid) 중에서 선택된 합성수지와 혼합한다. 광물질 혼합분말의 혼합 비율은 합성수지 칩에 대하여 15.0~30.0 중량%의 비율로 혼합하여 가열 교반기에 투입하여 3 ~ 4시간 교반한 후 마스터배치장치에 투입하여 275~290℃ 온도로 수중으로 압출하여 방사용 마스터 배치 칩(Chip)을 제조한다.

기능성 섬유 형성 단계(S3)

상기 마스터배치 칩(Chip) 제조단계(S2)에서 제조된 방사용 마스터배치 칩을 건조한 다음 이를 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸린, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoro ethylene), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (Polybutylene Terephthalate), 폴리락틱산 (Polylactic acid) 중에서 마스터배치 칩(Chip) 제조시 사용된 합성수지와 혼합 방사하여 최종적으로 광물질 혼합분말이 1.0~3.0중량% 함유되는 기능성 섬유를 형성한다. 방사는 최종 기능성 섬유의 용도에 따라 필라멘트(filament) 또는 스테이플(staple) 섬유의 형태로 제조될 수 있다. 이렇게 제조된 섬유를 필라멘트의 경우 연신, 가연 등의 공정을 거치고, 스테이플의 경우 방적 등 공정을 거쳐 원사로 제조하고 이를 이용하여 제직하거나 편직하여 의류용 직물로 제조될 수 있다.

또한, 멜트블로운(melt-blown)법, 카드(card)법, 습식법, 스펀본드(spun-bond)법, 에어레이(air-lay)법 등의 방식으로 웹(web)을 형성하고, 케미컬 본드(chemical bond)법, 써멀본드(Thermal bond)법, 니들펀치(Needle punch)법 등의 상용의 부직포 제조설비를 이용하여 부직포로 제조될 수 있다. 이렇게 제조된 부직포는 타월, 담요, 각종 커버의 침장류, 의자, 카시트, 카페트 등의 인테리어 제품, 모자, 장갑, 운동화 등의 소재 등으로 적용될 수 있다.

한편 모노필라멘트(Monofilament) 당 1.0~10.0 Denier 범위의 굵은 스테이플(Staple) 섬유는 침구류, 이불 등의 충진제로 사용될 수도 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예, 비교예 및 실험예

실시예 1

장석, 휘석, 운모, 녹니석, 스피넬(spinel) 및 페리도트(peridot) 광물로 구성되고, SiO₂ 45.0중량%, Al₂O₃ 14.0중량%, Fe₂O₃ 11.0중량%, MgO 10.0중량%, CaO 9.0중량%, MnO 3.0중량%, TiO₂ 2.0중량%, K₂O 2.0중량%, Na₂O 3.0중량% 및 P₂O₅ 1.0중량%을 함유하고, yttrium(Y,원자번호 39)와 scandium(Sc, 원자번호 21)를 포함하여 17개 원소를 포함하는 희토류(Lanthanides) 함유량이 158ppm인 광물을 분쇄하여 2500메쉬의 입도를 갖는 기능성 광물질 혼합분말을 제조하였다.

이렇게 제조된 기능성 광물질 혼합분말을 섬유 제조용 폴리에스테르 칩에 대하여 광물질 혼합분말을 20.0중량% 비율로 혼합하여 가열교반기에 투입하고, 150℃의 온도로 6시간 교반하여 마스터배치에 투입하여 285℃에서 수중으로 압출하여 마스터배치 칩을 제조한다. 이렇게 제조된 마스터배치 칩을 폴리에스테르 칩과 다시 혼합하여 폴리에스테르 칩에 대하여 기능성 광물질 혼합분말이 2.5 중량%의 비율이 되도록 혼합한 다음, 방사용 호퍼(hopper)에 투입하여 혼합 방사함으로써 모노필라멘트(Monofilament)의 굵기가 9 데니어(denier)인 스테이플 파이버를 제조하였다.

실시예 2

실크 이불은 실크 겉지와 폴리에스테르 파이버를 이불솜으로 사용하여 제조된다. 이불의 겉지인 실크 직물을 본 발명에 의한 광물질 혼합 분말 수용액에 침지한 다음 건조하여 겉지 중량에 대하여 2중량%의 광물질 혼합 분말이 부착되도록 실크 이불 겉지를 제조하였다. 이렇게 제조된 실크 이불 겉지와 실시예 1에서 제조된 기능성 섬유를 솜으로 하여 실크 이불을 제조하였다.

실시예 3

일반적으로 유통되는 면양말을 실시예 1에서 제조된 광물질 혼합분말을 수중에서 분산한 수용액 중에 침지한 다음 건조하여 광물질 혼합 분말이 2중량 % 부착된 기능성 양말 샘플을 제조하였다.

비교예 1

별도의 기능성 성분을 포함하지 않는 폴리에스테르 단섬유 샘플을 입수하여 대조구로 삼았다.

본 발명에 의하여 제조된 기능성 섬유의 시료에 대한 원적외선 방출량, 항균효과, 탈취효과, 곰팡이 저항성, 중금속 검출 여부, 회전파 검증, 수맥에너지 차폐기능, 인체 유해 전자파 차폐 기능, 혈행 개선 및 수면 개선 효과, 방사선 방출량 및 석면 검출 여부에 대한 실험을 실시하여 아래와 같은 결과를 얻었다.

실험예 1 : 원적외선 방출량 측정 시험

본 발명에 따른 실시예1, 2, 3의 시료를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 KFIA-FI-1005 시험방법으로 실내온도 37℃의 조건에서 원적외선 방사에너지를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. FT-IR Spcetrometer를 이용한 Black body 와 비교한 데이터이다. 원적외선 방사율은 0.901이고, 방사에너지(W/m²·㎛,37℃)는 3.47 X 10²로 나타나 방사율이 높고 방사에너지의 양이 큰 것으로 나타났다.

구분	방사율 (5~20㎛)	방사에너지 (W/m2·㎛,37℃)
실시예 1	0.901	3.47 ×102
실시예 2	0.901	3.47 ×102
실시예 3	0.891	3.44 ×102

실험예 2: 탈취 성능 측정 시험

본 발명에 따른 기능성 섬유의 시료를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 KFIA-FI-1004 시험방법으로 암모니아가스를 대상으로 가스 검지관을 이용하여 120분 동안 가스농도 변화율로 탈취 성능을 측정하였다. 도 2의 희토 Peridot 솜은 본 발명의 실시예 1에 따른 스테이플 파이버이며, 도 3의 희토 Peridot 이불 겉지 실크는 실시예 2에 따른 기능성 이불의 겉지이다.

그 결과는 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이 시료가 투입된 최초 30분 후 실시예 1의 탈취율이 60%, 실시예 2의 탈취율이 70%로 나타났으며, 90분 경과 후에는 각각 67% 및 76%로 나타나 탈취 효율이 매우 높은 것으로 나타났다.

실험예 3: 항균 효과 측정시험

본 발명에 따른 실시예 1, 2 및 3의 시료를 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 항균 효과를 측정하였으며, 시험방법은 용기 내에 배양한 포도상구균, 폐렴균과 본 발명에 의해 제조된 시료를 함께 투입하고, 다른 용기에는 포도상구균, 폐렴균과 표준포(면백포)를 투입하여 18시간 경과후 대조시료와 시험시료간의 균수 감소율을 측정하였다.

그 결과 도 4, 5, 6에 나타난 바와 같이 18시간 경과 후 균들의 농도를 측정하였더니 실시예 1에 의한 희토 Peridot 솜의 경우 포도상구균, 페렴균 모두 99.9%의 정균 감소율을 나타냈고, 실시예 2에 의한 희토 Peridot 이불 겉지 실크의 경우에도 모두 99.9%의 정균 감소율을 나타냈으며, 실시예 3에 의한 운봉 희토 액상 침지 양말의 경우에도 99.9%의 정균 감소율을 나타냈다.

실험예 4: 곰팡이 저항성 측정시험

본 발명에 따른 실시예 1의 시료를 KOTITI시험연구원에 의뢰하여 곰팡이 저항성을 측정하였으며, 시험방법은 KS J 3201:1980(구 KS A 0702)에 의하였으며, 28℃온도, 상대습도 91%의 환경에서 14일간 배양하여 Chaetomium globosum(ATCC 6205)균의 발육 면적을 비교하여 검토하였다.

그 결과 도 7에서 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 시료에서 균사의 발육이 전혀 인지되지 않아 곰팡이 저항성이 우수한 것으로 나타났다.

실험예 5: 중금속 검출 시험

천연 광물을 원료로 하는 기능성 조성물의 경우 인체에 유해한 중금속의 검출 여부는 제품의 사용에 있어 중요한 인자가 된다. 유아용 또는 아동용 섬유 제품의 경우에 중금속의 함량이 5mg/kg 미만이어야 하며, 특히 비소(As)는 2.0mg/kg 미만이어야 한다.

실시예 1의 시료를 이용하여 중금속 검출 여부를 시험한 결과 도 8과 같이 인체에 유해한 중금속이 전혀 검출되지 않았다.

실험예 6: 수맥 인체 장해 방지시험

수맥에서 나오는 인체에 해로운 좌회전에너지(음성에너지)를 우회전에너지(양성에너지)로 제거하는 것을 보이는 실험이다.

실시예 1의 시료를 이용하여 수맥에 의한 인체 장애 방지시험을 아주대학교 기계공학부 회전 전자파 측정연구실에서 수행한 결과 도 9와 같이 수맥 에너지를 중화 차폐 방지하는 능력이 양호한 것으로 나타났다.

실험예 7: 전자파 인체장애 방지시험

핸드폰, 스마트폰 또는 무전기 등의 전자파에서 나오는 인체에 해로운 좌회전에너지(음성에너지)를 우회전에너지(양성에너지)로 제거하는 것을 보이는 실험이다.

실시예 1의 시료를 이용하여 전자파 인체 장애 방지시험을 아주대학교 기계공학부 회전 전자파 측정연구실에서 수행한 결과 도 10과 같이 인체에 유해한 유해 좌회전 전자파를 중화 또는 차폐하는 능력이 양호한 것으로 나타났다.

실험예 8: 보온 효과 시험

이불의 사용 후에 인체에 영향을 미치는 보온 효과와 신체에서의 체온의 균일성 여부를 열화상 카메라를 이용하여 촬영하였다.

실시예 2의 기능성을 이불과 타사의 유사한 구조의 이불을 20분간 사용한 후의 신체의 상태 변화를 촬영한 사진을 도 11에 나타내었다. 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 실시예 2의 기능성 이불을 20분간 사용한 경우에 타사 제품과 비교하여 체온 상승률이 높으며 전체적으로 균일하게 체온이 상승함을 확인할 수 있다.

실험예 9: 혈행 개선 효과 시험

혈액 중에 과도한 활성산소가 축적이 되면 혈액은 탁해지고 끈적끈적해지는데 이는 혈액 중 적혈구가 산화되어 전하를 띄게 되어 산화된 적혈구가 서로 달라 붙어 뭉치게 되기 때문이다. 이렇게 혈액이 뭉치면 혈액의 흐름이 원활하지 못하게 된다.

실시예 2의 기능성 이불을 사용하기 전과 20분간 사용한 후의 적혈구의 상태를 촬영한 사진을 도 12에 나타내었다. 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 적혈구의 엉겨 붙음이 감소하고 혈액의 순환이 개선됨을 확인할 수 있다.

실험예 10: 경락순환구동력 측정 실험

실시예2에 의한 기능성 이불의 사용 전 및 사용 후 매 10분마다 경락의 에너지 흐름량을 측정한 바, 도 13에서 보는 바와 같이 경락의 균형된 흐름이 부서졌다가 복원되고 다시 부서지는 현상을 반복하고 있는 바, 이것은 본 발명에 의한 기능성 이불에서 발생되는 회전전자파(氣)가 인체에 들어가 인체에 있는 경락의 에너지 흐름을 방해하는 에너지를 외부로 몰아내고 흐름을 정상화시켜 인체의 조화진동자 및 카오스 에너지 공급 작용을 계속적으로 반복하고 있음을 나타낸다.

실험예 11: 숙면 유도 효과 실험

실시예 2에 의한 기능성 이불을 180CM x 250CM 5개를 제조하여 수면제를 복용해야 잠을 자거나 수면제를 복용해도 잠을 못자는 극히 심한 불면증을 호소하는 환자들에게 기능성 섬유 이불의 실험 사용 승낙을 득하고 매일 밤 사용 후 다음날 아침 차이점을 진술하도록 하여 정확히 기록하는 방식으로 실험하였다. 실험은 나사렛한방병원(인천 소재)에서 2015년 6월 30일부터 7월 12일까지 수행하였다.

실시예 2의 기능성을 이불을 사용한 실험대상자들 모두 수면제를 복용하지 않아도 5시간 이상 숙면할 수 있음이 실험 결과로 확인되었으며 이를 도 14에 나타내었다.

실험예 12: 방사선량 측정 결과

실시예 1의 광물질 혼합 분말 60.20g을 실내온도 21℃, 습도 36% 의조건에서 KFIA-F1-1108 시험법으로 방사선량을 측정한 결과 0.06μSv/hr로 나타나 가공 제품의 안전기준에 부합하는 것으로 확인되었으며, 이를 도 15에서 확인할 수 있다.

실험예 13: 석면 검출 여부 분석 결과

실시예 1의 광물질 혼합 분말을 편광현미경 시야평가법(석면조사 및 정도관리규정 제4조 제2항, 노동부고시 제2009-32호)에 따라 분석한 결과 인체에 유해한 석면은 검출되지 않았으며 이를 도 16에 나타내었다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. 장석, 휘석, 운모, 녹니석, 스피넬(spinel) 및 페리도트(Peridot)광물로 구성되며, SiO₂ 43.0~48.0 중량%, Al₂O₃ 12.0~15.0 중량%, Fe₂O₃ 8.0~12.0 중량%, MgO 9.0~10.0 중량%, CaO 9.0~10.0 중량%, MnO 1.0~5.0 중량%, TiO₂ 1.0~5.0 중량%, K₂O 1.0~5.0 중량%, Na₂O 1.0~5.0 중량% 및 P₂O₅ 1.0~2.0 중량%를 함유하는 광물을 800 ~ 3000 메쉬 범위의 입도를 갖도록 분쇄하는 광물질 혼합분말 제조단계;
   상기 제조된 광물질 혼합 분말 15.0~30.0 중량% 와 폴리에스테르, 아크릴, 나일론, 폴리에틸린, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (Polybutylene Terephthalate), 폴리락틱산(Polylactic acid) 중에서 선택된 합성수지 70.0 ~ 85.0 중량%를 혼합한 후 압출하여 칩(chip)을 제조하는 마스터배치 칩(Chip) 제조단계; 및
   상기 마스터배치 칩(chip)과 합성수지를 혼합하여 광물질 혼합분말이 1.0 ~ 3.0 중량% 함유되도록 혼합 방사하는 기능성 섬유 형성단계로 이루어지고,
   상기 광물질 혼합분말은 130 ~ 200 ppm의 희토류를 더 포함하고, 상기 마스터배치 칩(chip) 제조단계는 광물질 혼합분말과 합성수지를 가열 교반기에 투입하여 3 ~ 4 시간 교반한 후 마스터배치 장치에 투입하여 275 ~ 290 ℃ 온도로 수중으로 압출하여 제조되고, 상기 기능성 섬유의 형성단계는 필라멘트, 스테이플 파이버 및 부직포 중에서 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 기능성 섬유의 제조방법.
   
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5. 청구항 1의 방법으로 제조되는 기능성 섬유.
   

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