KR101884427B1 - 기능성 카페트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기능성 카페트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 기능성 카페트는 충전재(10), 상기 충전재(10) 상부 및 하부에 위치하는 부직포(200), 상기 상부 또는 하부 부직포(200) 일측면에 위치하는 미끄럼 방지 원단(300), 및 상기 상부 또는 하부 부직포(200)의 타측면에 위치하고 미끄럼 방지 원단(300)의 반대쪽에 형성된 외피(400)를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 카페트의 구조 및 기능성을 개선하여 오랜 기간 사용하여도 지속적인 쿠션 효과를 유지하고 미끄럼 방지 기능이 우수하며 슬립이 생기지 않아 카페트의 질이 향상되고 고급스러운 심미감을 제공할 수 있으며, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 신진대사를 촉진하며, 땀, 냄새 등과 같은 오염 물질에 대해 항균, 탈취할 수 있다.
본 발명에 따른 기능성 카페트는 충전재(10), 상기 충전재(10) 상부 및 하부에 위치하는 부직포(200), 상기 상부 또는 하부 부직포(200) 일측면에 위치하는 미끄럼 방지 원단(300), 및 상기 상부 또는 하부 부직포(200)의 타측면에 위치하고 미끄럼 방지 원단(300)의 반대쪽에 형성된 외피(400)를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 카페트의 구조 및 기능성을 개선하여 오랜 기간 사용하여도 지속적인 쿠션 효과를 유지하고 미끄럼 방지 기능이 우수하며 슬립이 생기지 않아 카페트의 질이 향상되고 고급스러운 심미감을 제공할 수 있으며, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 신진대사를 촉진하며, 땀, 냄새 등과 같은 오염 물질에 대해 항균, 탈취할 수 있다.
Description
본 발명은 기능성 카페트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조 및 기능성을 개선하여 오랜 기간 사용하여도 지속적인 쿠션 효과를 유지하고 미끄럼 방지 기능이 우수하며 슬립이 생기지 않아 카페트의 질이 향상되고 고급스러운 심미감을 제공할 수 있는 기능성 카페트에 관한 것이다.
일반적으로 카페트는 가정의 거실이나 아가방, 놀이방 시설, 음식점 등에서 폭넓게 사용되며 바닥에 깔아 냉기를 차단하는 단열효과 및 쿠션의 효과 등을 제공하고 더불어 장식효과와 소음차단효과 등을 제공하는 생활용품이다.
최근에는 카페트를 취침시 침대의 매트리스와 같은 기능을 제공하는 용도로 사용하는 경우가 있으며, 따라서 쿠션 효과를 갖는 카페트가 개발되고 있다.
예를 들어, 시중에 판매되고 있는 쿠션 카페트를 보면, 상부의 카페트 원단과 하부의 부직포 사이에 스폰지가 개재되고, 부직포의 하면에 미끄럼방지돌기가 부착 형성된 쿠션 카페트가 있다.
그러나 스폰지를 이용한 쿠션 카페트는 스폰지를 오랜 기간 사용하게 되면 눌렸을 때 복원력이 약해져 쿠션 기능이 약해지는 문제점이 있고, 부직포 하면에 직접 미끄럼방지돌기를 부착 형성하게 되면 여러 번 세탁을 했을 때 부직포의 특성상 미끄럼방지돌기가 떨어져 나가는 문제점이 있다.
또 다른 예를 들면, 대한민국 등록특허 제10-0791067호에는 쿠션력이 향상된 카페트가 개시되어 있다. 즉, 상부매트와 하부매트의 가장자리를 봉제로 연결하고 일측에는 지퍼를 설치하여 압축솜을 넣고 뺄 수 있도록 구성하거나, 상부매트와 하부매트 및 압축솜을 가로질러 봉제함으로 고정시킨 카페트가 개시되어 있다.
그러나 지퍼를 설치하는 제품은 제조 작업이 쉽지 않고 압축솜이 상부매트와 하부매트의 사이에서 고정되지 않고 움직이기 때문에 착석했을 때 미끄러짐이 생겨 안정감이 떨어지는 단점이 있다. 그리고 상부매트와 하부매트 및 압축솜을 가로질러 봉제하는 제품은 봉제된 부분을 제외한 나머지 부분에서 슬립이 생기기 때문에 착석하였을 때 역시 압축솜을 기준으로 상부와 하부에서 동시에 미끄러짐이 생겨 안정감이 떨어질 뿐만 아니라 쉽게 쭈글쭈글해지는 단점이 있다. 따라서 상기 특허에 개시된 카페트는 고급스러운 제품을 생산하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 구조 및 기능성을 개선하여 오랜 기간 사용하여도 지속적인 쿠션 효과를 유지하고 미끄럼 방지 기능이 우수하며 슬립이 생기지 않아 카페트의 질이 향상되고 고급스러운 심미감을 제공할 수 있는 기능성 카페트를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 신진대사를 촉진하며, 땀, 냄새 등과 같은 오염 물질에 대해 항균, 탈취할 수 있는 기능성 카페트를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 기능성 카페트는 충전재(10), 상기 충전재(10) 상부 및 하부에 위치하는 부직포(200), 상기 상부 또는 하부 부직포(200) 일측면에 위치하는 미끄럼 방지 원단(300), 및 상기 상부 또는 하부 부직포(200)의 타측면에 위치하고 미끄럼 방지 원단(300)의 반대쪽에 형성된 외피(400)를 포함한다.
상기 충전재(100)는 코팅액으로 코팅되어 제조되되, 충전재 100 중량부에 대해 코팅액 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 코팅액은 코팅액 전체 함량 중에서 게르마늄 5 내지 15 중량부, 편백나무 분말 0.5 내지 2.5 중량부, 부석 추출물 0.5 내지 1.5 중량부, 이산화규소 나노입자 3 내지 5 중량부, 견운모 1 내지 3 중량부, 광촉매 0.5 내지 2 중량부, 옥 분말 0.1 내지 1 중량부, 황토 1 내지 3 중량부 및 바인더 수지 30 내지 60 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 1 내지 2 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 부석 추출물은, 부석을 준비한 후, 볼 밀링(ball milling) 장치를 이용하여 10 내지 200㎛의 입경을 가지고, 50 내지 1500m2/g의 비표면적을 가지도록 분쇄하고, 상기 분쇄된 부석을 가열하여 열처리하되, 상기 부석의 열처리는 1400 내지 1700℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 수행되고, 상기 열처리된 부석을 세척하여 상기 부석의 표면에 부착되어 있는 연소 잔류물들을 제거한 후, 상기 세척된 부석을 정제수에 침지시켜 숙성시키되, 상기 부석의 세척은 70 내지 80℃의 정제수로 상기 부석의 표면을 세척하고, 부석의 숙성은 상기 세척된 부석 100 중량부에 대해 40 내지 60℃ 온도의 정제수 80 내지 150 중량부를 혼합한 후, 5 내지 10일 동안 밀봉하여 보관함으로써 진행되며, 상기 정제수에서 부석을 분리하여 제거한 후, 상기 정제수를 원심분리하여 하층액, 중층액 및 상층액으로 위치적으로 구분하여 분리하고, 상기 원심분리된 정제수의 중층액 및 상층액을 분리한 후, 135 내지 145℃의 온도로 가열하여 수분을 제거함으로써 제조될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 기능성 카페트는 구조 및 기능성을 개선하여 오랜 기간 사용하여도 지속적인 쿠션 효과를 유지하고 미끄럼 방지 기능이 우수하며 슬립이 생기지 않아 카페트의 질이 향상되고 고급스러운 심미감을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기능성 카페트는 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 신진대사를 촉진하며, 땀, 냄새 등과 같은 오염 물질에 대해 항균, 탈취할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 기능성 카페트의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기능성 카페트에서 충전재, 부직포 및 미끄럼 방지 원단이 부착된 단면을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 기능성 카페트의 일측면을 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 기능성 카페트의 타측면을 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 기능성 카페트를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 기능성 카페트에서 충전재, 부직포 및 미끄럼 방지 원단이 부착된 단면을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 기능성 카페트의 일측면을 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 기능성 카페트의 타측면을 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 기능성 카페트를 보여주는 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기능성 카페트에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 기능성 카페트의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 기능성 카페트에서 충전재, 부직포 및 미끄럼 방지 원단이 부착된 단면을 보여주는 사진이며, 도 3은 본 발명에 따른 기능성 카페트의 일측면을 보여주는 사진이고, 도 4는 본 발명에 따른 기능성 카페트의 타측면을 보여주는 사진이며, 도 5는 본 발명에 따른 기능성 카페트를 보여주는 사진이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 기능성 카페트(10)는 충전재(10), 상기 충전재(10) 상부 및 하부에 위치하는 부직포(200), 상기 상부 또는 하부 부직포(200) 일측면에 위치하는 미끄럼 방지 원단(300), 및 상기 상부 또는 하부 부직포(200)의 타측면에 위치하고 미끄럼 방지 원단(300)의 반대쪽에 형성된 외피(400)를 포함한다.
본 발명에 따른 기능성 카페트(10)는 2번의 누빔 공정과 봉제 공정을 진행하여 제조될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 기능성 카페트(10)는 일반적으로 압축솜으로 이루어진 충전재(100)와, 상기 충전재(100)의 양측면, 즉, 상기 충전재(100)의 상부 및 하부에 적층된 부직포(200)와, 상기 상부 또는 하부 부직포(200)의 외측면에 미끄럼 방지 원단(300)을 적층한 후, 상기 충전재(100), 부직포(200) 및 미끄럼 방지 원단(300)을 일정한 패턴으로 바느질하여 누빔으로써 1차 누빔 공정을 진행할 수 있다.
다음으로, 상기 미끄럼 방지 원단(300)의 반대쪽에 일정한 무늬가 도안된 외피(400)를 위치시킨 후 상기 1차 누빔된 충전재(100), 부직포(200) 및 미끄럼 방지 원단(300)과 외피(400)를 일정한 패턴으로 바느질하여 누빔으로써 2차 누빔 공정을 진행할 수 있다.
이어서, 상기 충전재(100), 부직포(200), 미끄럼 방지 원단(300) 및 외피(400)의 외측 테두리를 바느질하여 봉제함으로써, 본 발명에 따른 기능성 카페트(100)를 제조할 수 있는데, 상기 압축솜으로 이루어진 충전재(100), 부직포(200), 미끄럼 방지 원단(300) 및 일정한 무늬가 도안된 천으로 형성된 외피(400)의 구성은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 공지의 기술인 바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 기능성 카페트(10)에서 상기 충전재(100)는 코팅액으로 코팅되어 제조될 수 있다.
즉, 상기 충전재(100)에는 충전재 100 중량부에 대해 코팅액 5 내지 15 중량부가 분사된 후 건조되어 코팅층을 형성함으로써, 상기 충전재에 코팅된 코팅층에 의해 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 신진대사를 촉진하며, 땀, 냄새 등과 같은 오염 물질에 대해 항균, 탈취할 수 있는 기능성 카페트를 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 코팅액이 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 원적외선과 음이온 등의 방사 효능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 15 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 충전재의 쿠션 효과가 떨어지고 제조 비용이 지나치게 상승하는 문제가 발생할 수 있는바, 상기 코팅액은 충전재 100 중량부에 대해 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 코팅액은 코팅액 전체 함량 중에서 게르마늄 5 내지 15 중량부, 편백나무 분말 0.5 내지 2.5 중량부, 부석 추출물 0.5 내지 1.5 중량부, 이산화규소 나노입자 3 내지 5 중량부, 견운모 1 내지 3 중량부, 광촉매 0.5 내지 2 중량부, 옥 분말 0.1 내지 1 중량부, 황토 1 내지 3 중량부 및 바인더 수지 30 내지 60 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 1 내지 2 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 게르마늄은 희귀원소로 회백색의 광택을 가진 반금속원소이며 신비의 약리작용까지 지닌 반도체로 지구상에 존재하는 원소 가운데 기(氣)에 가장 가깝고 또 기가 강한 원소로서 신비의 원소 생명의 원소 기적의 물질로 알려져 있다.
이러한 게르마늄은 유기게르마늄(Ge132)과 무기게르마늄(Ge32)으로 나눌수 있는데 유기게르마늄만이 우리 인체에 사용할 수 있으며 유기게르마늄은 먹는 산소이며 수소가 많은 항산소로 현대과학에서 밝혀져 있다.
또한, 게르마늄은 이온화된 항산소를 공급할 수 있어서 세포를 활성화시키고 발육을 촉진하며 산성수를 인체에 유익한 알카리수로 바꾸어주며 원적외선을 발산하여 생리활성과 신진대사 강화를 가능하게 할 수 있는 활성물질이다.
상기 게르마늄은 원적외선을 많이 방출하는 것으로 알려져 있는데, 상기 원적외선은 파장이 4~1000㎛의 범위로 피부 깊숙히 침투하여 열로 바뀌는데 이러한 흡수작용은 5~30㎛의 파장대에 밀집되어 있다. 진동수 파장이 인체에 흡수되면, 생체 안에서 원자와 분자가 공진운동을 일으키며 열에너지로 변해 각 세포가 활성화되어 대사가 촉진될 수 있다.
즉, 게르마늄(Germanium, Ge)은 내열성이 우수하고 저열팽창성의 특성을 가지고 있으며, 다른 산화물보다 높은 원적외선을 방사하는 것으로 알려져 있어 원적외선 방사 재료로써 많은 연구에 사용되고 있으며, 게르마늄이 피부에 접촉하면 게르마늄 이온이 체내에 들어가 공명, 공진운동을 하며 섭취 시에도 각종 유해물질과 함께 20~30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없으며, 탈취, 항곰팡이, 제습, 공기정화, 온열 등의 기능을 수행할 수 있다.
상기 편백나무 분말은 침엽수 분말로 많은 양의 피톤치드를 발산하여 인체에 무리없이 흡수될 수 있고 인체에 해로운 균들을 선택적으로 살균할 수 있다. 또한, 상기 편백나무 분말에 포함되어 있는 피톤치드 성분은 항균작용, 소취작용, 진정작용 및 스트레스 해소작용 등 수많은 기능을 수행할 수 있다.
상기 편백나무 분말은 상기 코팅액 중에서 0.5 내지 2.5 중량부가 포함되고, 입경이 10 내지 300㎛ 범위로 분말화되어 사용될 수 있는데, 상기 편백나무 분말이 0.5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 피톤치드 성분의 효과가 나타나지 않을 수 있고, 2.5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 효과의 증가가 뚜렷하게 상승하지 않을 뿐 아니라, 제조비용 증가 및 스프레이 코팅시 작업성에 어려움을 겪는 문제가 발생할 수 있다.
상기 부석 추출물은 광물 형상으로 형성된 부석을 분쇄한 후 가공하여 제조될 수 있는데, 상기 부석은 공기 중의 유해물질의 흡착, 여과의 역할이 가능하여 실내 공기 중에 있는 불순물을 걸러 주며, 음이온과 원적외선의 방출로 신체 내부 깊숙히 작용하여 인체의 신진대사를 원활하게 하여 주고 음이온은 각종 오염으로 급증한 주변의 양이온을 흡착, 중화시킨다. 상기 부석의 대량의 다공성 구조는 다습할 경우에는 습기를 흡수하고 건조할 경우에는 발산을 하여, 사람이 수면을 취하는 동안 수분의 흡수와 발산을 반복적으로 수행하여 숙면을 취하게 하고, 전자파 및 각종 오염물질을 흡수하여 사람의 신체를 유해 전자파로부터 보호한다.
상기 부석은 속돌 또는 경석(輕石)이라고 하는데, 비중이 작아서, 물에 뜰 만큼 경량인 것이 특징이다. 상기 특징은 마그마가 대기 중으로 방출될 때 압력이 갑자기 감소한 결과로 마그마 중의 휘발성 성분이 빠져나가서 수많은 기공이 생겨 가볍고 열전도도가 작기 때문에 나타나는 현상일 수 있다.
본 발명에서 상기 부석 추출물은 코팅액 전체 함량 중에서 0.5 내지 1.5 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 부석 추출물이 0.5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 부석을 첨가한 효과가 충분히 발휘되기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 1.5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 제조 비용의 상승을 초래하고, 이외의 성분들의 함량이 적어지게 되어 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서 상기 부석 추출물은 광물 형상의 부석을 분쇄한 후 열처리 및 원심분리 함으로써 추출액을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 부석 추출물은 광물 형상의 부석을 준비한 후, 볼 밀링(ball milling) 장치를 이용하여 분쇄할 수 있는데, 상기 부석은 10 내지 200㎛의 입경을 가지고, 50 내지 1500m2/g의 비표면적을 가지도록 분쇄될 수 있다.
상기 부석이 10㎛의 입경 또는 50m2/g의 비표면적 미만으로 분쇄되는 경우에는 분쇄 시간이 지연되고 분진이나 미세 분말에 의해 작업성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 200㎛의 입경 또는 1500m2/g의 비표면적을 초과하여 분쇄되는 경우에는 상기 부석 내부에 함유되어 있는 유효성분들이 용이하게 추출되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 분쇄된 부석을 가열하여 열처리할 수 있다.
상기 열처리 단계에서는 분쇄된 부석을 가열함으로써 상기 분쇄된 부석에 포함되어 있는 불순물과 잔류 유기물들을 제거할 수 있는데, 상기 부석의 열처리는 1400 내지 1700℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
상기 부석의 열처리가 1400℃ 미만의 온도 또는 30분 미만으로 진행되는 경우에는 상기 부석에 포함되어 있는 불순물이나 잔류 유기물들이 충분히 제거되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 1700℃ 초과의 온도 또는 60분을 초과하여 진행되는 경우에는 더 이상의 효과의 증가를 기대하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
그 다음으로, 상기 열처리된 부석을 세척하여 상기 부석의 표면에 부착되어 있는 연소 잔류물들을 제거한 후, 상기 세척된 부석을 정제수에 침지시켜 숙성시킬 수 있다.
상기 단계에서 부석의 세척은 증류수나 정제수 등을 이용하여 상기 부석의 표면을 세척할 수 있는데, 예를 들어, 상기 부석의 세척은 70 내지 80℃의 정제수로 상기 부석의 표면을 세척함으로써 진행될 수 있다.
또한, 단계에서 부석의 숙성은 상기 세척된 부석 100 중량부에 대해 40 내지 60℃ 온도의 정제수 80 내지 150 중량부를 혼합한 후, 5 내지 10일 동안 밀봉하여 보관함으로써 진행될 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 부석을 정제수와 혼합한 후 일정시간 동안 밀봉하여 보관함으로써 상기 부석에 함유되어 있는 유효성분들이 상기 정제수에 용이하게 침출될 수 있다.
이어서, 상기 정제수에서 부석을 분리하여 제거한 후, 상기 정제수를 원심분리할 수 있다.
본 발명에서는 상기 부석을 정제수에서 숙성시킴으로써 상기 정제수에는 상기 부석의 유효성분들이 침출되어 있는데, 상기 부석의 유효성분들이 침출되어 있는 정제수를 원심분리함으로써, 부석의 미세입자들이 위치하는 하층액과, 상기 하층액 상부에 위치하는 중층액 및 상층액으로 위치적으로 구분하여 분리할 수 있다.
다음으로, 상기 원심분리된 정제수의 중층액 및 상층액을 분리한 후, 상기 중층액 및 상층액을 가열하여 부석 추출물을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 원심분리된 정제수의 중층액 및 상층액을 분리한 후, 135 내지 145℃의 온도로 가열하여 수분을 제거함으로써 부석의 유효성분들이 침출되어 형성된 겔 상태의 부석 추출물을 제조할 수 있다.
상기 이산화규소(Silicon dioxide, SiO2)는 규소의 산화물로 실리카(silica) 라고도 하며 원적외선을 방출하는 것으로 잘 알려진 뮬라이트(mullite), 근청석, 황토 등의 주요 구성요소로 사용된다. 상기 이산화규소는 적은 양으로도 많은 양의 원적외선을 방출하는 효능을 가지며 값도 저렴한데, 비결정성 실리카는 인체 발암성이 없는 것으로 평가되어 화장품의 주된 원료로 사용되며, 인체에 유해성은 알려진 바 없다.
상기 견운모(sericite)는 철분(Fe), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 망간(Mn), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 셀레늄(Se), 게르마늄(Ge), 규소(Si), 바나듐(V) 및 스트론튬(Sr) 등의 다양한 인체 필수 미네랄을 내포하는 점토성 광물로, 강한 환원력을 지닌 활성산소의 분해용도로 사용되는 운모족 광물로서 생리활성물질이며, 살균작용을 한다.
또한, 본 발명에서 상기 견운모는 발포하여 분말화하여 사용하므로 분체 내부에 공기층이 형성되어 습도 조절이 가능함은 물론 탈취 효과나 곰팡이의 발생 방지 및 음이온과 원적외선 효과가 있다.
또한, 상기 견운모는 분말화되기 전에 강도의 증가를 위해 1400 내지 1550℃의 범위 내에서 열처리를 진행할 수 있다. 이때, 열처리의 가열온도가 1300℃ 미만인 경우에는 견운모가 적정 강도를 얻을 수 없고, 가열온도가 1550℃를 초과하는 경우에는 견운모가 소실될 우려가 있다.
또한, 상기 열처리된 견운모는 코팅층을 구성하는 조성물과 혼합되기에 앞서 균일하게 혼합되도록 하기 위하여 10 내지 200nm의 입자크기로 분말화되어 포함될 수 있는데, 상기 견운모가 10nm 미만으로 분말화되는 경우에는 분말화 작업하기 어려운 문제가 발생할 뿐만 아니라 원적외선 방사 및 음이온의 방출 효율이 떨어지게 되는 문제가 발생할 수 있고, 200nm를 초과하여 분말화되는 경우에는 코팅액을 구성하는 조성물들 사이에서 균일하게 혼합되기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
상기 광촉매는(光觸媒, photocatalyst)는 빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질을 말하는 것으로, 이러한 광촉매는 주로 띠 간격에너지(band gap energy) 이상의 빛 에너지가 조사되었을 때 전자와 정공을 발생시키고, 발생된 정공에 의해 수산화라디칼(-OH)이 생성되게 되며, 상기 수산화라디칼의 강력한 산화력을 통해 그 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물을 분해하는 이른바 '광산화반응'을 일으키는 물질을 말한다.
본 발명에서 상기 광촉매는 빛 에너지를 흡수함으로써 촉매활성을 나타내게 되는데, 이때 발생하는 강력한 산화력으로 인체의 땀이나 노폐물 등에서 배출되는 유해물질을 산화, 분해하게 된다. 이러한 광촉매는 그 특성을 이용하여 박테리아, 미생물, 유기물질들을 분해하는 유기오탁수의 정화에 주로 활용되고 있다.
본 발명에서 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 및 나노은 분말이 혼합된 혼합분말이 사용될 수 있는데, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 1 내지 2 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 이산화티탄은 빛을 받으면 벤젠ㆍ톨루엔ㆍ포름알데히드 등과 같은 유해물질을 분해하여 물과 이산화탄소로 만드는 특성이 있고, 저렴하고 인체에 무해하는 등 여러 가지 장점이 있고, 상기 나노은(Ag)은 이산화티탄과 함께 혼합되어 항균성 광촉매의 효과를 증진시키기 위하여 첨가되며, 상기 나노은(Ag)을 첨가함으로써, 광산화반응을 촉진하고 혼합성 및 도포성을 좋게 하며, 항균성, 항곰팡이성을 높일 수 있다.
상기 옥(jade) 분말은 인체의 세포와 상호 공명 증진작용을 하며 인체의 혈관의 작용을 강화시켜준다. 또한, 오장육부를 윤택하게 하고 노폐물을 완전히 배출시키는데 도움을 주며, 기관지, 천식, 신열이 나고 빈혈증, 갈증해소에 좋다. 그리고 폐장의 기능을 원활히 하여 주고, 성대의 기능을 도와주고 인후에 도움을 주며, 모발에 영향을 주어 윤기나게 한다. 그리고 스트레스, 만성병 등 신경성 질환의 예방에 도움을 준다. 또한, 옥은 순환기, 호흡기 질환에도 도움을 주며 혈액의 점도를 균형있게 하여 혈액을 약 알카리성으로 개선시켜주는 작용을 한다.
상기 황토는 입자들 사이의 공간으로 불순물, 오염물질을 흡착 분해하며, 산소가 풍부하고, 원적외선을 방출한다. 상기 황토에서 나오는 원적외선은 파장이 8 내지 14㎛으로 인체의 에너지 영역과 거의 일치하며, 상기 황토의 원적외선은 세포의 분자를 활성화해 신진 대사를 촉진한다. 황토에서는 원적외선을 복사하여 인체에 흡수, 신진대사 및 혈액순환을 활성화시켜 인체의 노화방지, 만성피로 등 각종 성인병을 예방할 수 있다. 상기 황토에서 원적외선을 방사 받게 되면 인체 내의 각종 발병의 원인이 되는 세균이 그 열작용으로 인하여 약화되며, 인체내 모세혈관을 확장시켜 혈액 순환을 촉진함은 물론 세포 조직의 생성 촉진 등을 도와줄 수 있다.
상기 바인더 수지는 상기 코팅액을 구성하는 조성물을 혼합하고 상기 코팅액이 충전재에 결합시키기 위하여 사용될 수 있는데, 본 발명에서 상기 바인더 수지로는 무기질 바인더가 사용될 수 있다.
상기 무기질 바인더는 규산칼륨, 규산리륨 또는 규산나트륨 중에서 선택된 어느 하나 이상의 혼합물 50 내지 100 중량부, 소듐 알지네이트 5 내지 10 중량부, 산화아연 1 내지 5 중량부, 내수제 2 내지 6 중량부 및 습윤분산제 0.01 내지 0.05 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조된 무기접착제로, 상기 코팅액을 형성하는 조성물들을 충전재에 결합시키는 결합제 역할을 수행할 수 있다.
본 발명에서 상기 내수제는 알루미늄 트리메타포스페이트, 징크포스페이트, 알루미늄 포스페이트 또는 알루미늄 모노포스페이트 중에서 선택된 어느 하나 이상을 혼합하여 사용하고, 상기 습윤분산제는 비온성 계면활성제를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 상기 습윤분산제로는 wet 505(Tego 사)를 사용할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기능성 카페트의 실험예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
먼저, 압축솜으로 이루어진 충전재와, 상기 충전재의 양측면, 즉, 상기 충전재의 상부 및 하부에 적층된 부직포와, 상기 상부 또는 하부 부직포의 외측면에 미끄럼 방지 원단을 적층한 후, 상기 충전재, 부직포 및 미끄럼 방지 원단을 일정한 패턴으로 바느질하여 누빔으로써 1차 누빔 공정을 진행하였다.
다음으로, 상기 미끄럼 방지 원단의 반대쪽에 일정한 무늬가 도안된 외피를 위치시킨 후 상기 1차 누빔된 충전재, 부직포 및 미끄럼 방지 원단과 외피를 일정한 패턴으로 바느질하여 누빔으로써 2차 누빔 공정을 진행하였다.
이어서, 상기 충전재, 부직포, 미끄럼 방지 원단 및 외피의 외측 테두리를 바느질하여 봉제함으로써, 본 발명에 따른 기능성 카페트를 제조하였다.
이때, 상기 압축솜으로 이루어진 충전재는 코팅액을 이용하여 코팅하였는데, 상기 코팅액은 충전재 100 중량부에 대하여 10 중량부의 중량 비율로 포함되도록 첨가하였고, 상기 코팅액은 코팅액 전체 함량 중에서 게르마늄 10 중량부, 편백나무 분말 1.5 중량부, 부석 추출물 1 중량부, 이산화규소 나노입자 4 중량부, 견운모 2 중량부, 광촉매 1.5 중량부, 옥 분말 0.6 중량부, 황토 2 중량부 및 바인더 수지 50 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 3 중량부 및 나노은 분말 1.5 중량부의 중량비율로 혼합되어 상기 충전재에 코팅되도록 하였다.
상기와 같이 제조된 카페트를 실시예로 하여 시험을 수행하였고, 비교예로는 코팅액이 첨가되지 않은 카페트를 제조하여 비교예에 따른 카페트로 사용하였다.
1. 탈취 시험
| 시험항목 | 경과시간(분) | 비교예 농도(ppm) | 실시예 농도(ppm) |
| 탈취시험 | 30 | 440 | 185 |
| 90 | 432 | 151 | |
| 150 | 419 | 128\3 | |
| 300 | 403 | 105 |
상기 [표 1]을 참조하면, 암모니아의 시험가스 및 FTIR을 이용한 가스농도측정에 의해 얻어진 탈취시험 결과이며, 실시예에 따라 제조된 카페트는 시간이 지날수록 탈취율이 향상됨을 알 수 있다.
2. 항균 시험
상기 실시예에 따라 제조된 카페트를 이용하여 사용균주 Escherichia coil ATCC 25922 및 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442을 이용하여 항균 시험을 수행하였으며, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.
하기의 [표 2]에서 비교예로, 코팅액이 첨가되지 않은 카페트를 이용하여 항균 시험을 수행하였다.
| 시험항목 | 시료 구분 | 초기농도 | 48시간 후 농도(CFU/40p) |
| 대장균에 의한 시험 | 비교예 | 510 | 1265 |
| 실시예 | 510 | 205 | |
| 녹동균에 의한 시험 | 비교예 | 350 | 830 |
| 실시예 | 350 | 185 |
상기 [표 2]를 참조하면, 비교예에 따른 카페트는 시간이 경과함에 따라 세균이 증가하고 있으나, 실시예에 따른 카페트는 세균이 감소하고 있으므로, 본 발명에 따른 카페트는 항균 효과가 있음을 알 수 있다.
여기서, 농도의 단위 중 CFU는 Colony Forming Unit를 의미하며 40p는 0.04mL를 의미한다.
3. 음이온 방출 시험
| 시료항목 | 음이온(ION/cc) |
| 기능성 카페트(실시예) | 605 |
[표 3]은 한국건자재시험연구원 원적외선응용평가센터에서 KICM-FIR-1042의 시험방법과 전하입자측정장치의 시험장비 및 온도 24℃, 습도 42%, 대기중 음이온수 52EA/cc의 시험조건에 의해 얻어진 단위 체적당 이온수 결과이며, 본 발명에 따른 기능성 카페트은 다량의 천연 음이온을 방출함을 알 수 있다.
4. 원적외선 방사 시험
| 시료 | 방사율(5∼20㎛) | 방사에너지(W/m2) |
| 기능성 카페트(실시예) | 0.913 | 3.36 ×102 |
[표 4]는 한국건자재시험연구원 원적외선응용평가센터에서 시행하였고 40℃의 온도조건에서 FT-IR Spectrometer 시험장비를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과이며, 실시예에 따른 기능성 카페트는 원적외선 방사 기능이 있음을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 카페트
100; 충전재
200; 부직포
300; 미끄럼 방지 원단
400; 외피
100; 충전재
200; 부직포
300; 미끄럼 방지 원단
400; 외피
Claims (4)
- 삭제
- 삭제
- 충전재(100), 상기 충전재(100) 상부 및 하부에 위치하는 부직포(200), 상기 하부 부직포(200) 하부에 위치하는 미끄럼 방지 원단(300), 및 상기 상부 부직포(200)의 상부에 위치하는 외피(400)를 포함하고,
상기 충전재(100)는 코팅액으로 코팅되어 제조되되, 충전재 100 중량부에 대해 코팅액 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 포함되며,
상기 코팅액은 코팅액 전체 함량 중에서 게르마늄 5 내지 15 중량부, 편백나무 분말 0.5 내지 2.5 중량부, 부석 추출물 0.5 내지 1.5 중량부, 이산화규소 나노입자 3 내지 5 중량부, 견운모 1 내지 3 중량부, 광촉매 0.5 내지 2 중량부, 옥 분말 0.1 내지 1 중량부, 황토 1 내지 3 중량부 및 바인더 수지 30 내지 60 중량부의 중량 비율로 포함되고, 상기 광촉매는 이산화티탄(TiO2) 2 내지 4 중량부 및 나노은 분말 1 내지 2 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조된 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
- 제 3항에 있어서,
상기 부석 추출물은,
부석을 준비한 후, 볼 밀링(ball milling) 장치를 이용하여 10 내지 200㎛의 입경을 가지고, 50 내지 1500m2/g의 비표면적을 가지도록 분쇄하고, 상기 분쇄된 부석을 가열하여 열처리하되, 상기 부석의 열처리는 1400 내지 1700℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 수행되고, 상기 열처리된 부석을 세척하여 상기 부석의 표면에 부착되어 있는 연소 잔류물들을 제거한 후, 상기 세척된 부석을 정제수에 침지시켜 숙성시키되, 상기 부석의 세척은 70 내지 80℃의 정제수로 상기 부석의 표면을 세척하고, 부석의 숙성은 상기 세척된 부석 100 중량부에 대해 40 내지 60℃ 온도의 정제수 80 내지 150 중량부를 혼합한 후, 5 내지 10일 동안 밀봉하여 보관함으로써 진행되며, 상기 정제수에서 부석을 분리하여 제거한 후, 상기 정제수를 원심분리하여 하층액, 중층액 및 상층액으로 위치적으로 구분하여 분리하고, 상기 원심분리된 정제수의 중층액 및 상층액을 분리한 후, 135 내지 145℃의 온도로 가열하여 수분을 제거함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 기능성 카페트.
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