KR101879651B1 - 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원적외선 방출, 항균성, 소취 기능, 흡한 속건성, 용이한 염색성 등의 다양한 기능을 보유하고 있는 인피섬유로서 친환경적 천연섬유인 닥 펄프에 피톤치드를 방출함으로써 항균 방취 및 아토피 등의 알레르기 피부질환에 효과가 있으며 유해물질 중화 작용 및 피부 진정작용을 하는 것으로 알려져 있는 건강에 이로운 건강 기능성 수목으로서 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하고 함침시켜 초지한 기능성 한지 시트를 연신하여 제조한 기능성 한지사로서 구조변화를 통하여 닥나무 펄프 지료와 결합 및 친화력을 갖도록 미세분말 형태로 가공함으로써 한지사 제조시 장력이 많이 걸려 사절이 빈번이 발생하게 되는 종래 기술의 한지사에 비하여 한지 고유 효능을 유지하면서도 천연의 항균물질인 편백나무 피톤치드(Phytoncide)의 항균, 살균능력을 가지되 인장강도, 파단강도, 압축강도 등의 기계적 특성인이 우수하여 제직이 용이한 고기능성의 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법에 관한 것이다.

Description

편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법{The manufacturing method of a Korean-paper Fiber using Chamaecyparis Obtusa powder}

본 발명은 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법에 관한 것으로서,

더욱 자세히는 원적외선 방출, 항균성, 소취 기능, 흡한 속건성, 용이한 염색성 등의 다양한 기능을 보유하고 있는 인피섬유로서 친환경적 천연섬유인 닥 펄프에 피톤치드를 방출함으로써 항균 방취 및 아토피 등의 알레르기 피부질환에 효과가 있으며 유해물질 중화 작용 및 피부 진정작용을 하는 것으로 알려져 있는 건강에 이로운 건강 기능성 수목으로서 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하고 함침시켜 초지한 기능성 한지 시트를 연신하여 제조한 기능성 한지사로서 구조변화를 통하여 닥나무 펄프 지료와 결합 및 친화력을 갖도록 미세분말 형태로 가공함으로써 한지사 제조시 장력이 많이 걸려 사절이 빈번히 발생하게 되는 종래 기술의 한지사에 비하여 한지 고유 효능을 유지하면서도 천연의 항균물질인 편백나무 피톤치드(Phytoncide)의 항균, 살균능력을 가지되 인장강도, 파단강도, 압축강도 등의 기계적 특성이 우수하여 제직이 용이한 고기능성의 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법에 관한 것이다.

최근 환경과 건강에 대한 관심이 증대되면서, 천연 섬유를 소재로 사용한 최종 제품 역시 고급화 및 고기능화되고 있는 추세로서 한지를 이용한 섬유는 원적외선 방출, 항균, 소취성, 통기성, 흡한속건성, 경량성 등의 다양한 기능성을 보유하고 있어 새로운 섬유로 각광받고 있다.

21세기 유망 웰빙 천연 섬유 신소재로서 한지 섬유는 닥나무 인피 섬유인 닥 섬유를 이용해 제조된 한지섬유로서 인체에 무해한 대표적 친환경 섬유소재로서 닥나무의 인피를 이용해 제조된 한지사는 인체에 무해한 대표적인 친환경 천연 섬유소재로 황토수준의 원적외선 방출, 항균성, 소취성능, 흡한 속건성, 용이한 염색성 등 다양한 기능을 보유하고 있어 한지사의 친환경성을 인정받으면서 전통 한복 뿐 아니라 일반 의류에까지 사용되고 있으며 닥(한지)섬유의 상업화가 적극적으로 이루어지고 있어 관련 분야가 급격히 성장할 것으로 기대하고 있다.

그러나 상기한 한지섬유가 항균성이 있고 통기성이 뛰어나고 땀흡수력이 우수하며 인체의 건강에 유익한 섬유이기는 하나 물에 약하고 쉽게 찢어지며 한지사의 강도가 떨어져서 용도가 한정되는 문제점이 있다.

또한 한지 섬유에 항균, 탈취 등 각종 기능성을 가지고 있어 인체에 유익한 천연 항균 물질로서 키토산(chitosan)이나 편백나무 등의 식물에서 추출된 천연 항균 물질로서 피톤치드(phytoncide)등을 결합한 다양한 질감 형태 및 기능의 건강 섬유를 제조하고자 하는 다양한 시도가 있었다.

피톤치드(phytoncide)는 그리스어로 "식물"을 의미하는 phyton(식물)과 살균력을 의미하는 cide(살인자)를 합성한 말로서 "식물이 분비하는 살균물"을 의미한다. 모든 식물들은 자신을 방어하기 위한 수단으로서 동물들과 달리 이동할 수 없어 자기 방어를 하는 물질을 만드는데, 이러한 피톤치드는 편백나무, 측백나무 등에서 특히 많이 추출되며 방향성이 있는 항생물질의 총칭을 피톤치드라 하며 테르핀(terpene) 계통의 유기 화합물을 말한다.

상기 피톤치드 성분 중 테르펜류는 박테리아, 곰팡이, 기생충,곤충 등을 죽이거나 발육, 증식을 억제하는 작용으로 살균제, 방부제로 기능하며 휘발성이고 액화시킬 수 있어 몸 깊숙한 곳까지 흡입할 수 있으며 자체의 독성이 적기 때문에 부작용이 없어 이용가치가 뛰어나다.

그러나 피톤 치드를 발산하는 편백나무 등의 추출물을 한지 섬유에 적용하는 경우 원사의 강도와 신도가 매우 낮은 기계적 특성의 종래 전통적인 한지 사용범위의 한계성을 극복하지 못하여 직물의 형태적 안정성이 저하되고 또한 피톤치드 성분이 섬유에 견고하게 결합되지 못할 뿐만 아니라 시간이 지나면서 방향성분이 공기 중으로 급속히 발산됨으로써 기능 성분의 효능 효과가 장기간 유지되지 못하고 천연추출물이나 정유 등 본래의 기능을 쉽게 상실하여 효능이 쉽게 감소되므로 상품화가 어려운 문제점이 있다.

본 출원인은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 선출원 발명인 대한 민국 특허청 공개번호 제10-2013-0115676호(공개일자 2013년10월22일) "편백나무 수피와 잎 추출물이 포함된 다 기능성 한지 섬유의 제조방법"을 창안한 바 있다.

그러나 상기 출원 발명은 "한지의 섬유 특성을 유지하면서 편백나무 수피 및 잎 추출물을 인체에 부작용과 독성이 없게끔 일체로 섬유에 견고하게 결합시켜 편백나무에서 추출한 피톤치드의 자연 향을 적절한 속도로 지속적으로 발산하여 인체의 건강증진에도 기여하게 하는 항균 기능성 한지 섬유"로서

항균성, 소취성, 속건성, 원적외선 방사, 보온성과 통기성 등 한지의 고유 기능적 특성과 편백나무에서 추출한 피톤치드의 진한 향이 한지사 및 섬유에 그대로 담겨져 은은하고 그윽하게 지속적으로 발산됨으로써 냄새 제거, 스트레스 해소, 안정작용, 청량감 등의 기능성이 유기적으로 결합되는 아로마 테라피(향기요법) 및 컬러 테라피 효과, 항균, 항 곰팡이 효과 등의 복합 상승 효과를 구현하게 된다.

그러나 상기한 본 출원인의 선행 특허도 항균 소취 물질인 피톤치드를 방출하고 자연의 향을 공급하여 쾌적한 착용감을 유지할 수 있게 하는 효과가 있음에도 불구하고 기계적 인장 강도 등 종래 전통적인 한지 사용범위의 한계성을 극복하거나 피톤치드 등의 방향성분을 지속적으로 발산하지 못하고 새로운 다기능성 한지 섬유 제품을 요구하는 현대의 소비자에게 있어서 부족한 기능성을 커버하지 못함으로써 한지 섬유가 요구하는 종합 용도 요구 특성을 모두 충족시키지 못하는 문제점이 있었다.

종래의 선행기술들을 소개한 문헌은 다음과 같으며, 이러한 선행기술 역시 모두 저신도 한지 원사가 면사 등을 감싸서 커버링하도록 되어 있는 구조로 섬도를 감소시키고 강도를 향상시키는데 한계가 있다.

문헌1 : 대한민국등록특허공보 등록번호 제10-1336632호

(인장강도가 우수한 한지사／합성섬유 커버링사, 등록일자 2013년11월28일)

문헌2 : 대한민국공개특허공보 공개번호 제10-2012-0073459 호

(지사를 이용한 복합사 및 그 제조방법, 공개일자:2012.07.05)

문헌3 : 대한민국등록실용신안공보 등록번호 제20-0352850호

(한지 원사를 포함하는 커버링 원사, 등록일자:2004.06.01)

이에 본 출원인은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 노력한 결과 본 출원인의 특허 기술인 한지 원료에 방향성 피톤치드를 발산하는 편백나무 추출물을 결합한 편백 분말을 함유한 기능성 한지섬유를 제조함에 있어,

편백나무 추출물을 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하되 구조변화를 통하여 닥나무 펄프 지료와 결합 및 친화력을 갖도록 초미세분말 형태로 가공함으로써 한지사 제조시 장력이 많이 걸려 사절이 빈번이 발생하게 되는 종래 기술의 한지사에 비하여 한지 고유 효능을 유지하면서도 천연의 항균물질인 편백나무 피톤치드(Phytoncide)의 항균, 살균능력을 가지되 인장강도, 파단강도, 압축강도 등의 기계적 특성인이 우수하여 제직이 용이한 고기능성의 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법을 완성하게 되었다.

전술한 바와 같이 종래 기술의 한지를 이용하되 인장강도 등 기계적 물성이 보강된 기능성 한지 섬유의 제조에는 기술적 문제가 있는바,

친환경적 천연섬유인 닥 펄프에 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하고 함침시켜 초지한 기능성 한지 시트를 연신하여 제조한 기능성 한지사를 형성함으로써 장력이 많이 걸려 사절이 빈번이 발생하게 되는 종래 기술의 한지사에 비하여 한지 고유 효능을 유지하면서도 천연의 항균물질인 편백나무 피톤치드(Phytoncide)의 항균, 살균능력을 가지되 인강강도나 인열강도 등의 물리적 특성이 개선되어 제직이 용이한 고기능성의 편백 분말을 함유한 기능성 한지사를 개발하여야 하는 기술적 과제를 본 발명에서 해결한 것이다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 한지 섬유가 가지는 기능을 더욱 보강하기 위하여 안출한 것으로서,

원적외선 방출, 항균성, 소취 기능, 흡한 속건성, 용이한 염색성 등의 다양한 기능을 보유하고 있는 인피섬유로서 친환경적 천연섬유인 닥 펄프에 피톤치드를 방출함으로써 항균 방취 및 아토피 등의 알레르기 피부질환에 효과가 있으며 유해물질 중화 작용 및 피부 진정작용을 하는 것으로 알려져 있는 건강에 이로운 건강 기능성 수목으로서 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하고 함침시켜 초지한 기능성 한지 시트를 연신하여 제조한 기능성 한지사로서 구조변화를 통하여 닥나무 펄프 지료와 결합 및 친화력을 갖도록 미세분말 형태로 가공함으로써 한지사 제조시 장력이 많이 걸려 사절이 빈번이 발생하게 되는 종래 기술의 한지사에 비하여 한지 고유 효능을 유지하면서도 천연의 항균물질인 편백나무 피톤치드(Phytoncide)의 항균, 살균능력을 가지되 인장강도, 파단강도, 압축강도 등의 기계적 특성이 우수하여 제직이 용이한 고기능성의 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같이 형성된 본 발명의 편백 분말을 함유한 기능성 한지사는,

항균 기능성 한지 섬유로서 항균성, 흡한 속건성, 탈취성, 항온 항습기능, 보온성, 방음효과, 원적외선 방사기능 등 한지가 가지는 고유의 기능적 특성을 유지하면서도 자연스러운 닥나무 섬유질이 그대로 살아 자연스럽게 배열된 한지의 따스하고 풍부한 색감과 질감으로 자연스러운 미감을 창출하는 것에 더하여 인체에 무해하고 자연친화적이면서도 삼림욕 효과가 있으며 방향기능 이외에 자체적으로 살균, 항균효과와 방충효과가 있는 기능성 유효 활성 성분으로서 천연의 항균 방향 물질인 편백나무 추출 피톤치드의 진한 향을 섬유에 그대로 담아 은은하고 그윽하게 지속적으로 발산시켜 냄새 제거, 스트레스 해소, 안정작용, 청량감 등의 복합기능을 동시에 수행하여 인체친화적이고 건강에 유익한 건강 기능성 제품으로서의 기능을 수행하되, 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하고 함침시켜 초지한 기능성 한지 시트를 연신하여 제조한 기능성 한지사는 구조변화를 통하여 닥나무 펄프 지료와 결합 및 친화력을 갖도록 미세분말 형태로 가공되어 다공질의 한지 섬유에 미세한 입도의 편백 분말을 일체로 고정화시킴으로써 한지사 제조시 장력이 많이 걸려 사절이 빈번히 발생하게 되는 종래 기술의 한지사에 비하여 인장강도, 파단강도, 압축강도 등의 기계적 특성이 향상되어 한지사의 장점을 극대화하면서도 편직시 사절과 같은 공정 저해요소가 최소화되어 제직이 용이한 효과를 구현하게 된다.

특히 본 발명의 한지사는 사의 표면이 평활하지 못하여서 굵기가 고르지 못하고 인장 강도와 신도가 약하여 제 편직시에 빈번한 절사 현상과 직물의 조직이 균일하지 못하는 문제점이 있는 한지에 꼬임을 하한 종래 기술의 한지사에 비하여 구성 물질 전체가 일체화된 구조의 스트레이트성 한지사이면서도 내구성, 내수성과 형태적 안정성이 우수하고 강인하고 매끈매끈하므로 편직시 사절이 발생하지 않아 효과적으로 니팅할 수 있는 바,

숨 쉬는 한지 지사의 섬유 층사이에 기능성 물질이 농축 함침되어 효과적으로 담지됨으로써 기능성 물질인 편백 분말의 탈락을 효과적으로 방지할 수 있어 인장강도 파열 강도 등 기계적 물성이 향상되어 내세탁성이 우수하며 섬유의 항균력도 향상되고 편백나무잎의 방향성분이 섬유에서 좀더 오랫동안 유지되도록 함으로써 편백 분말 함유 피톤치드에 본래 내재되어 있는 물성인 삼림욕 효과, 탈취작용, 방충효과, 살균 및 항균작용을 그대로 유지하면서 일정한 농도의 복합 자연향 방출로 방출속도가 조절되어 장기간 균일한 발산특성을 나타내게 되며 제직과 편직 모두 가능하고 인장강도가 면과 유사해 다양한 섬유패션 소재로 사용 가능하다.

특히 본 발명은 섬유질이 장 섬유끼리 서로 엉켜서 결속된 조밀한 그물 형태의 고 비표면적 다공 구조의 한지 섬유가 가지는 우수한 흡착력으로 향 지속성을 가지는 피톤치드향 발산층을 효과적으로 담지시키고 양호한 통기성으로 편백나무 잎의 천연향을 서서히 지속적으로 방출시켜 아로마 테라피(향기요법) 효과, 항균, 항 곰팡이 효과, 면역력 강화 기능 등 복합 기능을 수행하게 된다.

또한 본 발명에 있어서 한지 지료로서 결속성이 좋은 닥펄프와 미세한 입도의 편백나무 잎 추출 미세 분체 상호 간 결합시에 미세 기공을 유지하면서도 조직이 치밀하게 형성되어 고강도 및 다 기능성의 기능을 발휘할 수 있게 되는데 분쇄 크기를 달리하여 입자 크기를 나노 크기의 입자로 분쇄하게 되면 한지 섬유의 효능 효과를 보다 극대화시킬 수 있다.

특히 본 발명은 피톤치드 발산 물질인 편백나무 잎 추출 미세 분체가 섬유 표면이 아닌 내부에 함유되어 있기 때문에 세탁 등에 의해 쉽게 방향성을 상실하지 않아 내구성이 우수하면서도 방향시간이 향상되어 사용중 충분한 피톤치드 향을 장기간 지속적으로 발산하는 방향성을 가지게 되는데 세절된 편백나무 잎의 미분말이 포함되었음에도 불구하고 인장강도, 인열강도 및 흡습성 등과 같은 물리적인 성질의 저하가 없다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법에 있어서,

점성과 결속력이 좋은 천연의 한지 지료인 고해한 섬유질의 닥 펄프 80%(중량비)에 복합 원료 분말로서 320 메시의 입도로 미분쇄된 흑운모분 5%(중량비) 및 옥분 5%(중량비)와 20 ㎛ 이하의 나노 크기 초미립자 상태로 분말화 시킨 닥나무 목질 분체 10%(중량비)를 각각 혼합한 지료에 분산제로서 상기 지료 중량비 대비 PEO(폴리 에틸렌 옥사이드) 5%(중량비)와 지력증강제 겸 인체에 무해한 식물성 천연접착제로서 구아검 5%(중량비)를 각각 혼합하여 기능성 물질 혼합 지료를 형성한 다음,

상기와 같이 형성된 기능성 물질 혼합 지료 대비 9:1(중량비)의 비율로 편백나무 잎을 선별하고 살균, 항균 효과, 구충효과, 세정 효과가 있는 나노 버블이 함유된 정제 기능수로 세척하여 불순물을 제거한 다음 살균 및 건조 기능의 원적외선 살균 건조장치에서 50~100℃의 온도 조건에서 2시간 함수율 10%로 건조시키고 수분이 제거된 편백 나무 잎을 마찰열이나 영양소 파괴가 없게끔 기류식 분쇄기에서 500-800 메시의 입도로 미분쇄한 편백 나무 잎의 분말상 원료를 첨가하고 장단망 초지기로 혼합 초지하고 다시 건조시켜 찢어지거나 파손되지 않게끔 피막이 강하게 형성되어 형태적 안정성과 내구성이 있는 시트 상의 편백 분말을 함유한 기능성 시트를 제조하고,

상기와 같이 초지 형성된 초미립자 상태의 편백 분말을 함유한 시트를 슬리팅기로 1.8~2㎜ 넓이로 분단하여 소정 폭의 테이프 상태 한지 가닥을 만든 다음 섬유 연사기로 꼬임을 가하고 가늘게 연신하여 강인하고 매끈매끈하여 내 절도와 인장강도가 향상된 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법를 형성하는데 특징이 있다.

본 발명은 종래 기술의 한지 섬유에 부족한 인장강도 등 기계적 특성을 더욱 보강한 것으로서,

원적외선 방출, 항균성, 소취 기능, 흡한 속건성, 용이한 염색성 등의 다양한 기능을 보유하고 있는 인피섬유로서 친환경적 천연섬유인 닥 펄프에 피톤치드를 방출함으로써 항균 방취 및 아토피 등의 알레르기 피부질환에 효과가 있으며 유해물질 중화 작용 및 피부 진정작용을 하는 것으로 알려져 있는 건강에 이로운 건강 기능성 수목으로서 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하고 함침시켜 초지한 기능성 한지 시트를 연신하여 제조한 기능성 한지사이다.

특히 본 발명은 단위 체적당 원적외선 방사 면적이 종래 기술에 비하여 대폭 향상된 고 비표면적 기공구조의 기능성 한지사를 형성하게 되는데 닥나무 분체를 나노화시켜 압착 성형함으로써 본래의 조직보다 더 고운 초미립자의 나노물질이 첨가되어 인체 친화력 있게 성형한 나노 복합체로서 한지사를 형성하게 된다.

본 발명은 섬유끼리 서로 엉켜서 결속된 조밀한 그물 형태의 고 비표면적 다공 구조로서 미세 기공이 형성되어 기능성 물질을 담지하는 담체로서 기능하는 한지에 신선한 자연향이 발산되는 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말 및 미분쇄한 옥분과 흑운모분은 물론 나노 크기 초미립자 상태로 분말화 시킨 닥나무 목질 분체를 일체로 포함함으로써 섬유의 항균력도 향상되고 피부 진정과 자극 완화에 효과적이며 세탁 후에도 거부감이 없는 적정한 농도로 편백나무의 방향성분을 지속적으로 유지시키는 보존성도 향상되는 효과가 있어 이와 같은 방법에 의하여 제조된 항균 기능성 한지사는 친환경 다기능 섬유소재로서 항균 소취성이 뛰어나고 내구성 및 염색성, 세탁성, 생체기능성 및 생체적합성이 우수하여 침장류, 의류, 양말, 유아용품, 기저귀 등 섬유 관련 모든 복종 물론 고급벽지, 자동차시트, 커튼, 침장류 등의 여러 분야에 널리 이용될 수 있게 된다.

특히 본 발명은 상기와 같이 상이한 물성의 닥 펄프에 난분쇄성 섬유질 원료 닥나무 목질을 20 ㎛ 이하의 나노 크기 초미립자 상태로 분말화 시킨 닥나무 목질 분체를 지료를 형성하되 기능성 물질로서 초미립자 상태로 분말화 시킨 복합 원료 분말로서 성분 자체에서 항균 및 살균기능을 가지는 흑운모분과 옥분을 첨가함으로써 성분 물질 상호 간 복합결합시에 미세 기공을 유지하면서도 조직이 치밀하게 형성하여 건강 기능을 발휘할 수 있도록 한지사에 기능성을 부가하는데 더하여,

인체에 무해한 식물성 천연접착제를 이용하여 마찰열이나 영양소 파괴가 없게끔 기류식 분쇄기에서 500-800 메시의 입도로 미분쇄한 편백 나무 잎의 분말상 원료를 첨가함으로써 닥 펄프 지료에 편백나무 추출 피톤치드가 농축되어 증발이 억제되어 지속적으로 향을 발산하게끔 담지시켜 편백나무 추출 피톤치드의 진한 향기를 한지사에 그대로 담아 은은하고 그윽하게 지속적으로 발산시켜 냄새 제거, 스트레스 해소, 안정작용, 청량감, 면역력 강화 등의 복합기능을 동시에 수행하게 되되는 편백 분말을 함유한 기능성 한지사를 제공하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 종래 단순 기능의 한지용 닥 펄프로 구성된 한지사를 대체하여 한지 원료를 포함한 환경 친화적 복합소재로 만들어지는 복합 기능 장신구인바 기본적으로 물에 약하고 쉽게 찢어지는 결점이 있으며 물성이 고화가 어려우며 건조되면 딱딱하고 균열이 생기고 물에 쉽게 분해되는 성질이 있는 한지의 장점을 최대한 살리면서 내수성이 보강되게 지료를 구성하여 견고하면서도 가볍다.

본 발명은 미세한 기공조직의 다공성 한지에 기능성 물질을 일체로 함침시켜 형성되는 미세 기공의 다공질부(多孔質)가 형성된 다공질체로서 한지사에 일체로 구비된 편백나무 잎 분말을 흡착하여 오랫동안 지속적으로 신선한 자연향을 발산하게 함은 물론 하나의 몸체로 일체화 형성됨으로써 물리적 강도 및 기계적인 강도와 유효활성 성분의 물성이 향상되어 종래의 닥 펄프나 흑운모분, 옥분 등 기능성 물질을 단독 또는 단순히 혼합 이용한 조성물로는 가능하지 못했던 보다 세포기능 활성화, 혈액순환 촉진 및 신진대사 촉진 등의 보다 강화된 특성이 부여되어 각 성분 고유의 기능이 복합된 상승효과를 구현하게 된다.

즉 한지원료로서 천연의 닥 펄프는 인피섬유의 강인한 섬유질로서 점성이 높고 결속성이 강하여 원적외선 방사물질인 흑운모분이나 옥분, 나노화된 닥나무 분체 및 편백나무 잎 추출 분말을 잘 포섭하여 한지가 원래 가지는 부드러운 질감과 완충성, 보온성, 흡습성, 통기성, 항균성, 속건성, 소취성, 원적외선 방사 기능에다 칼슘, 철, 마그네슘 등의 미네랄을 다량 함유하고 있어서 혈액순환 및 신진대사를 촉진시키는 옥분과 항균, 방균, 항곰팡이 기능의 게르마늄이 함유된 흑운모분으로 이루어지는 기능성 물질이 가지는 기능적 특성이 보강됨은 물론 미분쇄된 편백나무 잎 분말의 피톤치드 향 발산 기능이 구현되는 것이다.

본 발명에 있어서 상기한 닥펄프 원료에 첨가하는 기능성의 나노 셀룰로오스 섬유 강화 입자체로서 나노화된 닥나무 분체는 고강도 및 다 기능성의 기능을 발휘할 수 있도록 나노 크기의 미세 조분 입자로 분쇄하게 되는데,

한지를 만들고 난후 버려지는 폐 닥나무 목질부를 분쇄하여 얻을 수 있어 경제적이며 환경친화적인데,

난분쇄성 섬유질 원료인 닥나무의 목질부 20 ㎛ 이하의 나노 크기 초미립자 상태로 미분쇄하고 분말화시켜 형성하게 되며 본 발명의 셀룰로오스 입자가 나노화된 본 발명의 나노화된 닥나무 분체는 소량의 첨가만으로도 전체 표면적이 넓어지고 입자 간의 접촉 면적 또한 많아져 결착력이 강해지게 되며 항균 기능성도 부여되고 강도도 상승되는 것으로서 나노 물질화된 닥나무 분체는 나노 크기로 잘라 분쇄된 닥나무 분체와 기능성 물질간 치밀한 결합을 통해 사이의 공간을 최대한 없애고 3차원 입체구조를 갖게 해 강도를 높이게 되며 나노입자의 안정화를 구현함으로써 기능성 한지사를 구성하는 나노 물질의 초미립자가 세균에 직접 작용하여 세포막을 녹이고 세균의 대사기능과 호흡기능을 차단하여 세균의 증식과 존속을 근본적으로 차단하는 방법으로 유해균에 직접 작용하고 유해균의 전달계를 방해함으로써 탁월한 항균력과 항균의 지속성을 가지게 된다.

셀룰로오스 입자가 나노화된 본 발명의 나노화된 닥나무 분체는 소량의 첨가만으로도 전체 표면적이 넓어지고 입자 간의 접촉 면적 또한 많아져 결착력이 강해지게 되며 항균 기능성도 부여되고 강도도 상승된다.

즉 본 발명은 기존 방법에서 탈피한 새로운 공법으로 차별화되는 새로운 구조변환을 통해 나노 물질화된 닥나무 분체로서 나노 크기로 잘라 분쇄된 섬유간 수소 결합을 통해 섬유 사이의 공간을 최대한 없애고 섬유간 3차원 입체구조를 갖게 해 강도를 높이게 되며 나노입자의 안정화를 구현함으로써 기능성 한지사를 구성하는 나노 물질의 초미립자가 세균에 직접 작용하여 세포막을 녹이고 세균의 대사기능과 호흡기능을 차단하여 세균의 증식과 존속을 근본적으로 차단하는 방법으로 유해균에 직접 작용하고 유해균의 전달계를 방해함으로써 탁월한 항균력과 항균의 지속성을 가지게 된다.

특히 본 발명은 기능성 한지사에 분포되어 있는 나노 분쇄 및 분급 기술이 적용된 닥나무 분체에 나노 기공이 구성되어 미량의 공기가 유통되게 되며 또한 나노 기공을 통하는 공기는 이물질이 제거되고 항균 살균력을 갖게 되며 기능성 기공을 통해 숨을 쉬게 되고 세균에 감염됨을 막아주는 효과를 가지게 되므로 본 발명의 기능성 한지사는 인체에 유익한 원적외선을 다량으로 방출하게 인체에 유해한 세균 및 바이러스 균 노출에 안전하고 청정한 항상 멸균상태를 유지할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서 상기 기능성 물질은 원적외선 및 음이온을 방출하는 물성의 등가물을 다양하게 선택하고 하나 이상 혼합할 수 있으며 광물 원석을 미세한 분말로 가공함에 있어서 전기적 성질과 음이온 방출, 원적외선 방사 등의 유효한 특성이 유지되도록 적절한 온도로 건조한 다음 밀(mill)이나 크러셔(crusher) 등의 분쇄기로 미립자상태로 조밀하게 분쇄하여 사용하게 된다.

그리고 상기 혼합 지료에 첨가하는 지력 증강제로서 인체에 무해한 식물성 천연접착제는 구아검 이외에 로커스트 빈 검 등의 검(gum)류나 한천, 잔탄 등으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소 1종의 물에 용해 가능한 고분자 증점제 기능의 천연의 수용성 고분자 물질을 선택하는 것이 바람직하다.

편백(Chamaecyparis Obtusa)나무 잎은 항균작용을 하는 유효성분이 많은 것으로 알려져 있는데 상기와 같이 편백나무 잎을 미세하게 가공하여 혼합 지료에 첨가하는 것은 휘발 성분의 급속한 증발을 방지하면서 향을 서서히 방출하게 하는 기능 구조로서 농축되어 증발이 억제되고 점착력이 있어 부착이 용이하며 방향기능 이외에 자체적으로 살균, 항균효과와 방충효과가 있는 기능성 유효 활성 성분으로서 편백나무 잎 추출 피톤치드를 다공성의 숨 쉬는 한지사에 효과적으로 담지시키게 되며 상기 미세한 편백 분말은 입자 크기는 500~800mesh로서 상기 범위인 경우에 편백나무 분말이 한지 기공 사이에 쉽게 함침될 수 있으며 따라서 본 발명은 피톤치드 발산 물질이 한지사 표면이 아닌 내부에 함유되어 있기 때문에 세탁 등에 의해 쉽게 방향성을 상실하지 않아 내구성이 우수하면서도 방향시간이 향상되어 사용중 충분한 피톤치드 향을 장기간 지속적으로 발산하는 방향성을 갖는다.

본 발명의 나노화된 닥나무 분말과 편백나무 잎 분말 및 흑운모분, 옥분은 분산제 및 지력증강제에 의하여 입자가 균일하게 혼합, 분산된다.

본 발명에 있어서 상기 편백 잎 분말은 편백나무 잎을 채취하여 깨끗이 세척한 다음 분쇄하게 되는데 정제수는 미생물의 고순도 살균소독작용과 난분해성 유기물의 분해를 촉진하는 나노 버블링수로서정제수는 청수로서 일반 정제수를 사용할 수 있으나 단무지의 세척 및 살균 효율이 떨어지게 되므로 나노 버블링수를 이용하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 정제수는 나노 세공 크기의 버블로서 육안으로는 보이지 않는 미세한 산소 거품을 포함한 물인바 나노 버블이 장기간에 걸쳐 액체 중에 존재할 수 있어 수질정화는 물론 살균이나 탈취작용 등 복합작용을 수행하게 되는데 강력한 살균력으로 미생물의 고순도 살균소독작용과 난분해성 유기물의 분해를 촉진하게 되는 살균 작용을 추가적으로 수행하게 된다

또한 초지 후 원적외선 복사열을 방사하는 원적외선 건조기로 건조시킬 수 있는데 이는 원적외선 복사열로 인하여 혼합원료 내부의 수분까지 건조시킬 수 있는데 편백나무 잎을 건조함에 있어서 세포조직을 활성화 시키고 맛과 빛깔이 변하지 않고 최고의 상태로 만들어주는 건조법으로서 원적외선 건조법을 이용할 수 있는데 원적외선을 조사하게 되면 천연물에 존재하는 저분자 항산화 물질을 유리, 활성화시킴으로써 항산화력의 극대화를 유도할 수 있으며 동시에 원적외선의 강력한 살균과 정화작용으로 중금속과 유해물질들을 제거할 수 있다.

본 발명은 친환경적 천연섬유인 닥 펄프에 미세한 입도로 잘게 미분쇄한 초미립자 상태 편백나무 잎 추출 미세 분말을 혼합 조성하고 함침시켜 초지한 기능성 한지 시트를 연신하여 제조한 기능성 한지사를 형성함으로써 장력이 많이 걸려 사절이 빈번이 발생하게 되는 종래 기술의 한지사에 비하여 한지 고유 효능을 유지하면서도 천연의 항균물질인 편백나무 피톤치드(Phytoncide)의 항균, 살균능력을 가지되 인장 강도나 인열강도 등의 물리적 특성이 개선되어 제직이 용이한 고기능성의 편백 분말을 함유한 기능성 한지사로서,

이와 같이 형성된 본 발명의 기능성 한지사는 초기에도 편백나무 피톤치드의 향이 너무 강하지 않으면서도 적절하고 은은하게 발산됨을 확인할 수 있었으며 편백 분말 입자가 펄프 사이에 잘 고착되어 한시시트를 가지고 슬리팅시 절사되지 ㅇ않고 슬리팅이 원활하게 진행되었으며 따라서 본 발명은 한지에 꼬임을 하한 종래 기술의 한지사에 비하여 구성 물질 전체가 일체화된 구조의 스트레이트성 한지사이면서도 내구성, 내수성과 형태적 안정성이 우수하고 강인하고 매끈매끈하므로 편직시 사절이 발생하지 않아 숨 쉬는 한지 지사의 섬유 층 사이에 기능성 물질이 농축 함침되어 효과적으로 담지됨으로써 기능성 물질인 편백 분말의 탈락을 효과적으로 방지할 수 있어 인장강도 파열 강도 등 기계적 물성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

Claims (2)

1. 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법으로서,
   점성과 결속력이 좋은 천연의 한지 지료인 고해한 섬유질의 닥 펄프 80%(중량비)에 복합 원료 분말로서 320 메시의 입도로 미분쇄된 흑운모분 5%(중량비) 및 옥분 5%(중량비)와 20 ㎛ 이하의 나노 크기 초미립자 상태로 분말화 시킨 닥나무 목질 분체 10%(중량비)를 각각 혼합한 지료에 분산제로서 상기 지료 중량비 대비 분산제로서 PEO(폴리 에틸렌 옥사이드) 5%(중량비)와 지력증강제 겸 인체에 무해한 식물성 천연접착제로서 구아검 5%(중량비)를 각각 혼합하여 기능성 물질 혼합 지료를 형성한 다음,
   상기와 같이 형성된 기능성 물질 혼합 지료 대비 9:1(중량비)의 비율로 편백나무 잎을 선별하고 세척하여 불순물을 제거한 다음 건조시키고 수분이 제거된 편백 나무 잎을 미분쇄한 편백 나무 잎의 분말상 원료를 첨가하고 장단망 초지기로 혼합 초지하고 다시 건조시켜 찢어지거나 파손되지 않게끔 피막이 강하게 형성되어 형태적 안정성과 내구성이 있는 시트 상의 편백 분말을 함유한 기능성 시트를 제조하고,
   상기와 같이 초지 형성된 초미립자 상태의 편백 분말을 함유한 시트를 슬리팅기로 1.8~2㎜ 넓이로 분단하여 소정 폭의 테이프 상태 한지 가닥을 만든 다음 섬유 연사기로 꼬임을 가하고 가늘게 연신하여 강인하고 매끈매끈하여 내 절도와 인장강도가 향상된 한지사를 형성하는 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법에 있어서,
   상기 편백나무 잎은 살균, 항균 효과, 구충효과, 세정 효과가 있는 나노 버블이 함유된 정제 기능수로 세척하여 불순물을 제거한 다음 살균 및 건조 기능의 원적외선 살균 건조장치에서 50~100℃의 온도 조건에서 2시간 함수율 10%로 건조시키고 수분이 제거된 편백 나무 잎을 마찰열이나 영양소 파괴가 없게끔 기류식 분쇄기에서 500-800 메시의 입도로 미분쇄한 편백나무 잎의 분말상 원료를 첨가하고 편백 분말을 함유한 기능성 시트를 제조하여 분단하고 한지 가닥을 만든 다음 섬유 연사기로 꼬임을 가하고 가늘게 연신하여 한지사를 형성함을 특징으로 하는 편백 분말을 함유한 기능성 한지사의 제조방법
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