KR101902155B1 - 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법 - Google Patents

토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법은, 편직물을 준비하는 단계; 전체 원료 중량 대비, 토르말린 분말 20 내지 40중량%와 실리콘 60 내지 80중량%를 혼합하여 원료를 제조하는 단계; 상기 원료로 상기 편직물의 표면에 도트를 점착 형성하는 단계; 상기 도트가 형성된 상기 편직물을 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법{Method of Manufacturing Woven Fabric with Dots Containing Tourmaline}
본 발명은 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 토르말린 및 실리콘을 혼합한 원료로 편직물의 표면에 도트를 형성한 것으로 신체 접촉 시 토르말린으로 인한 음이온 방출과 원적외선 방사를 통한 혈액순환 증진, 냉증 완화, 통증 완화를 기대할 수 있는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 직물을 이용하여 사람들이 착용할 수 있는 의류를 제작하고 있는데, 이러한 직물은 옷, 양말, 스타킹, 덧신, 토시, 복대, 속옷 등 다양하게 활용되고 있다.
특히, 직물은 인체 피부와 직접적으로 접촉하기 때문에 그 촉감이 매우 중요하며, 이러한 촉감을 개선하기 위해 직물에 유연제를 처리하는 등의 기술이 발전하고 있다. 나아가, 피부에 직접 접촉하는 만큼 인체에 유익한 기능이 피부로 직접 전달되는 기능을 함유하는 직물이 제조되어 효율적으로 인체 건강을 증진시킬 수 있는 기술이 개발되고 있는 실정이다.
이와 관련된 선행기술로는, 한국 등록특허 제 10-1704791호(발명의 명칭 : 게르마늄 도트가 부착된 직물)는 다양한 형태의 토시를 비롯하여 안대, 팬티스타킹, 복대, 이불, 베개천 등의 재료가 되는 직물에 일정크기의 도트를 형성하고 특이 성분을 포함시켜 신체와 접촉될 때 혈액순환을 촉진하고 체질이나 피부질환 완화 효과를 얻도록 개선된 게르마늄 도트가 부착된 직물을 제안하고 있다.
상기 발명은 신체와 접촉되는 직물에 특수 형상의 도트를 형성하고, 이 도트로 하여금 신체와 접촉되게 함으로써 신체를 자극하여 혈액순환을 촉진시키며, 이를 통해 체내 독성 물질 배출, 신진대사 촉진을 유도하여 건강에 유익하며, 친환경성을 높이는 효과를 제시하고 있다.
또 다른 선행기술로는, 한국 등록실용신안 제 20-0405219호(고안의 명칭 : 원적외선 자가 발열조끼)는 음이온과 원적외선을 방출하는 것으로 알려진 토르말린, 제오라이트, 셀레늄 및 게르마늄을 혼합한 복합 바이오 실리콘을 조끼의 앞면 부위와 등판 부위에 얇게 성형하여 조끼의 원단과 함께 박음질하는 구성으로 형성하는 구성을 제시하고 있다.
상기 고안은 조끼 외부는 보온성이 우수하고 촉감이 부드러운 폴라포리스 원단으로 하고, 그 중간은 상기의 복합 실리콘을 내장하며, 내부는 흡한속건성이 있는 에어로실버 원단으로 하여 땀 흡수 및 항균작용 기능을 제안하고 있으며, 바이오 복합 실리콘에 의해 방출되는 음이온과 원적외선은 체내 세포의 전류 흐름 조절작용으로 산소를 원활하게 공급해 주고, 생체 분자 활성화 작용으로 신진대사를 촉진시켜 줌으로써 몸 스스로 발열할 수 있게 하는 원리를 제시하고 있다.
그러나 상기 발명은 직물을 세탁할 시 도트의 손상을 방지하는 방법에 대해서는 제시하고 있지 않으며, 상기 고안 역시 발열 조끼를 세탁할 시 마찰에 의한 뒤틀림 및 손상에 대한 해결책을 제시하고 있지 못한다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 인체에 원적외선 및 음이온을 전달하는 토르말린을 포함하는 도트를 형성하되, 세탁으로 인한 강한 마찰에도 도트가 형상을 유지하도록 세탁 내구성을 높이는 편직물을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 토르말린 분말 및 실리콘을 혼합한 원료로 편직물의 표면에 도트를 형성하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 허브 잎으로부터 제조된 첨가제와 원료를 혼합하여 혼합 원료를 제조한 후 혼합 원료로 도트를 형성하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 토르말린 분말의 표면에 산화크롬과 탄화규소를 포함하는 전달 코팅층을 형성하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 도트의 표면에 보존 코팅층과 보호 코팅층을 형성한 후 보호 코팅층에 통공을 형성하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법은, 편직물을 준비하는 단계; 전체 원료 중량 대비, 토르말린 분말 20 내지 40중량%와 실리콘 60 내지 80중량%를 혼합하여 원료를 제조하는 단계; 상기 원료로 상기 편직물의 표면에 도트를 점착 형성하는 단계; 상기 도트가 형성된 상기 편직물을 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도트를 점착 형성하는 단계와 상기 편직물을 건조시키는 단계 사이에는, 피톤치드 및 은 나노 입자를 유효 성분으로 하는 코팅제를 상기 도트의 표면에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 원료를 제조하는 단계와 상기 도트를 점착 형성하는 단계 사이에는, 전체 혼합 원료 중량 대비, 상기 원료 85 내지 95중량%와 첨가제 5 내지 15중량%를 혼합하여 혼합 원료를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 도트를 점착 형성하는 단계는, 상기 혼합 원료로 상기 편직물의 표면에 도트를 점착 형성하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 첨가제를 제조하는 단계는, 준비된 허브 잎을 20 내지 40분 동안 건조시킨 후 분쇄하여 허브 분말을 제조하는 단계; 전체 허브 용액 중량 대비, 상기 허브 분말 5 내지 20중량%와 아세톤 80 내지 95중량%를 혼합한 후 실온에서 30 내지 50시간 동안 반응시켜 허브 용액을 제조하는 단계; 상기 허브 용액을 여과시켜 첨가제를 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법은,
1) 토르말린을 포함하는 도트를 편직물의 표면에 형성함으로써 원적외선 및 음이온 방출로 인한 혈액순환 개선, 통증 완화, 냉증 완화 등의 효과를 제공할 수 있으며,
2) 허브 잎으로부터 제조된 첨가제를 더 넣음으로써 편직물로 제조된 상품을 장시간 착용해도 좋은 향기를 제공할 수 있고,
3) 토르말린 분말의 표면에 전달 코팅층을 형성함으로써 토르말린의 원적외선을 피부에 더 많이 전달할 수 있을 뿐 아니라,
4) 도트의 표면에 보존 코팅층 및 보호 코팅층을 형성함으로써 본 발명의 편직물의 세탁 내구성을 높임과 동시에 보호 코팅층에 통공을 형성하여 원적외선 방사가 충분히 이루어지도록 하는 효과를 제시한다.
도 1은 본 발명의 편직물의 전체적인 모습을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 편직물에 형성된 도트의 모습을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 편직물을 제조하는 전체적인 과정을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 첨가제를 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 전달 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 6은 본 발명의 탄화규소 분말을 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 도트의 표면을 코팅한 모습을 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 보호 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 9는 본 발명의 보존 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 10은 편직물에 대한 시험 결과를 나타낸 표.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 편직물(100)의 전체적인 모습을 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 발명의 편직물(100)에 형성된 도트(200)의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트(200)가 형성된 편직물(100)의 제조 방법은 토르말린 및 실리콘이 혼합된 원료로 편직물(100)의 표면에 도트(200)를 점착 형성한 후, 이러한 편직물(100)을 토시, 팬티스타킹, 양말, 덧신, 베개, 이불, 안대, 복대 등으로 제작하여 도트(200)가 신체에 접촉될 시 혈액 순환 촉진, 피부 질환 완화, 통증 완화, 냉증 완화 등의 기능을 제공하도록 상기 편직물(100)을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이때 도 1을 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트(200)가 형성된 편직물(100)은 편직물(100)의 표면에 상기 원료로 도트(200)를 형성하여 제조될 수 있는데, 이렇게 제조된 편직물(100)은 도트(200)가 편직물(100)의 안쪽에 위치하도록 편직물(100)을 뒤집어서 사용자의 신체에 도트(200)가 접촉되도록 사용될 수 있다.
여기서, 편직물(100)이란 실이 직각을 이루면서 짜인 옷감을 통칭하는 것으로서, 이러한 편직물(100)은 앞서 설명했듯이, 토시, 팬티스타킹, 양말, 덧신 등 다양하게 활용될 수 있다.
또한, 여기서 도트(200)라 함은 도 2를 보아 알 수 있듯이 편직물(100)의 표면으로부터 반구형상으로 돌출된 돌기 형태로서, 편직물(100)에 의해 제품화된 상품을 착용 및 사용할 시 사용자의 피부와 접촉되어 피부를 가압함으로써 자극을 주도록 구성될 수 있다. 이러한 도트(200)는 본 발명에서 토르말린 분말을 포함하여 형성될 수 있는데 이에 대한 자세한 설명은 도 3과 함께 서술하기로 한다.
위와 같은 특징을 지닌 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트(200)가 형성된 편직물(100)을 제조하는 전체적인 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 편직물(100)을 제조하는 전체적인 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 편직물(100)을 제조하는 기본적인 과정은 편직물(100)을 준비하는 단계(S100)와, 원료를 제조하는 단계(S300) 및, 원료로 상기 편직물(100)의 표면에 도트(200)를 점착 형성하는 단계(S500)와, 도트(200)가 형성된 편직물(100)을 건조시키는 단계(S900)로 이루어진다.
먼저, 편직물(100)을 준비하는 단계(S100)는 복수의 실이 직각을 이루면서 짜인 옷감인 편직물(100)을 준비하는 과정으로서, 이때 편직물(100)의 재질 및 종류는 편직물(100)로부터 제품화된 상품이 무엇이냐에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 편직물(100)로부터 양말을 제조하고자 할 경우 편직물(100)은 면이 될 수 있으며, 팬티스타킹을 제조하고자 할 경우 편직물(100)은 나일론이 될 수 있다.
다음으로, 원료를 제조하는 단계(S300)는 토르말린 및 실리콘을 혼합하여 원료를 제조하는 과정으로서, 이때 원료는 전체 원료 중량 대비, 토르말린 분말 20 내지 40중량%와 실리콘 60 내지 80중량%를 혼합하여 제조될 수 있다.
여기서 토르말린이란 붕소, 알루미늄 등을 함유한 규산염 광물로서, 영구적인 자발 분극을 지님으로써 전기 쌍극자를 형성하는 전기적 특성으로 인해 전기석이라고도 불린다. 이러한 토르말린은 동형 치환으로 인해 화학적 조성이 매우 다양하며, 사면체 구조, 삼각형 구조, 팔면체 구조 등 3차원의 결정 구조를 지닌다. 이러한 3차원 결정 구조로 인해 전기 쌍극자 모멘트를 가짐으로써 극성을 띄게 되는데 이로 인해 압전성과 초전성을 동시에 갖는다.
이러한 특성을 지닌 토르말린은 인체의 모세혈관을 확장시켜 혈액 순환을 촉진하며, 세포 활성화, 신진대사 활성화, 위장 운동의 활성화, 온열 효과, 피로 회복, 신경통, 냉증 완화 등의 효과를 제공한다. 또한, 항산화 작용과 0.06A(암페어)의 작은 전류가 영구적으로 흘러 음이온을 발생시키며 원적외선을 방사하여 인체에 유해한 활성 산소를 분해하는 기능을 제공한다.
이때, 상기 토르말린 분말은 상기 도트(200)의 성형성을 위해 토르말린을 0.1 내지 0.5㎛의 크기로 분쇄하여 제조되는 것이 바람직하다.
또한, 실리콘은 상기 도트(200)의 형상을 유지함과 동시에 상기 도트(200)를 편직물(100)의 표면에 견고히 고착시켜 고정시키는 역할을 수행하는 점착액으로서, 인체에 무해하기 때문에 인체와 직접적으로 접촉되는 도트(200)의 원료의 주성분 중 하나로 사용되기에 바람직하다.
이때, 토르말린 분말을 과량으로 포함하여 원료를 제조하는 것이 좋겠지만, 토르말린 분말이 40중량%를 초과하면 실리콘의 함량이 줄어들어 도트(200)의 고착력과 부착력 및 형상 유지력이 떨어지고, 20중량% 미만이면 토르말린의 효능이 충분히 발휘되지 못할 수 있으므로 상기 범위로 한정하는 것이 바람직하다.
이후, 편직물(100)의 표면에 도트(200)를 점착 형성하는 단계(S500)는 상기 원료로 편직물(100)의 표면에 도트(200)를 점착 형성하는 과정이며, 편직물(100)을 건조시키는 단계(S900)는 도트(200)가 형성된 편직물(100)을 일정 시간 동안(예를 들어, 5 내지 20시간) 건조시키는 과정이다. 이러한 도트(200)를 형성하는 구체적인 원리는 주지 관용의 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이에 더하여, 상술한 도트를 점착 형성하는 단계와 편직물을 건조시키는 단계 사이에는 피톤치드 및 은 나노 입자를 유효 성분으로 하는 코팅제를 도트의 표면에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계(S510)가 더 포함될 수 있다.
이때 코팅제의 유효 성분인 피톤치드 및 은 나노 입자의 함량은 전체 코팅제 중량 대비, 피톤치드 10 내지 90중량%와 은 나노 입자 10 내지 90중량%일 수 있으며, 본 발명의 편직물을 제조하는 제조업자의 기호에 따라 피톤치드의 함량을 은 나노 입자의 함량보다 더 높게, 혹은 은 나노 입자의 함량을 피톤치드의 함량보다 더 높게 혼합하여 코팅제를 제조할 수 있다.
여기서 피톤치드는 편백나무의 정유로서 방향성 물질인 테르펜류를 비롯하여 알칼로이드, 플라보노이드, 페놀성 물질 등 비휘발성 물질도 함유하고 있는 물질이다. 이러한 피톤치드는 각종 세균 및 곰팡이류를 죽이는 항균 기능과 악취를 제거하는 탈취 기능을 제공하며, 나아가 스트레스를 완화시켜주는 기능을 제공한다. 이러한 피톤치드를 코팅제의 유효 성분으로 포함하여 제조된 편직물은 편직물의 착용자의 스트레스를 완화시켜줄 뿐 아니라 땀 및 분비물로 인한 세균 번식을 방지할 수 있다.
또한 은 나노 입자라 함은 은을 나노 미터 단위의 크기로 잘게 쪼갠 것으로서, 이러한 은 나노 입자 역시 피톤치드와 마찬가지로 항균 작용을 수행하는 물질로 알려져 있다. 이러한 은 나노 입자와 피톤치드를 유효 성분으로 하는 코팅제를 도트의 표면에 도포하여 코팅층을 형성함으로써 편직물의 항균 기능을 부여할 수 있음과 동시에 내구성을 지녀 편직물의 세탁으로 인한 강한 마찰에도 도트가 손상되지 않도록 할 수 있다.
나아가, 도 3을 보면 알 수 있듯이 상술한 편직물(100)을 제조하는 기본적인 과정을 제외한 나머지 단계에 대한 설명은 후술할 도 4 내지 도 9를 통해 자세히 다루기로 한다.
이러한 과정을 통해 제조된 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트(200)가 형성된 편직물(100)은 토시, 양말, 덧신, 팬티스타킹 등의 상품으로 제작되어 판매될 수 있는데, 이러한 편직물(100)은 사용자의 신체에 접촉되기 때문에 신체로부터 나오는 땀 및 유분을 흡수하여 냄새를 유발할 수 있다. 이러한 냄새를 없애기 위해 상기 편직물(100)을 세탁할 수 있으나, 세탁으로 인한 편직물(100)의 올이 나가는 등의 손상이 발생할 수 있어 세탁을 빈번하게 할 수 없다. 따라서 이러한 냄새를 탈취하기 위한 방안으로 상기 원료에 허브로부터 제조된 첨가제를 추가하여 혼합 원료를 제조하고 이로부터 편직물(100)에 도트(200)를 형성할 수 있다. 이러한 첨가제에 대한 자세한 설명을 하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 첨가제를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 원료를 제조하는 단계(S300)와 도트(200)를 점착 형성하는 단계(S500)의 사이에는 원료 및 첨가제를 혼합하여 혼합 원료를 제조하는 단계(S400)가 더 포함될 수 있다.
이때 혼합 원료는 전체 혼합 원료 중량 대비, 상기 원료 85 내지 95중량%와 첨가제 5 내지 15중량%를 혼합하여 제조될 수 있으며, 이때 첨가제가 5중량% 미만일 경우 충분한 탈취 효과를 꾀할 수 없고, 15중량%를 초과하면 실리콘의 점착력 및 고착력과 형태 유지력이 저하될 수 있으므로 상기 범위로 한정되는 것이 바람직하다.
이때 첨가제는 허브로부터 제조될 수 있는데, 허브는 예로부터 인간 주변의 식물을 채취하여 식용 및 약용으로 이용된 것으로서, 특히 약초 향신료로 이용되는 식물을 총칭하는 것을 의미한다. 이러한 허브는 방부, 항균, 살균, 향취 증진, 탈취의 기능을 수행할 수 있으며, 상기 첨가제에서는 특히 탈취 기능을 수행할 수 있다.
이러한 첨가제를 제조하는 단계는 허브 분말을 제조하는 단계(S410)와, 허브 용액을 제조하는 단계(S420) 및, 첨가제를 완성하는 단계(S430)를 포함할 수 있다.
먼저, 허브 분말을 제조하는 단계(S410)는 준비된 허브 잎을 20 내지 40분 동안 건조시킨 후 분쇄하여 허브 분말을 제조하는 과정이다.
이때, 상기 허브 잎은 페퍼민트, 로즈마리, 라벤더, 스테비아 등이 될 수 있으며, 이는 본 발명의 편직물(100) 사용자의 기호에 맞게 선택될 수 있다. 여기서 허브 잎은 0.1㎛ 내지 10mm의 크기로 분쇄될 수 있으며, 허브 분말의 입도 크기가 작으면 작을수록 표면적이 증가하여 후술할 허브 용액을 제조하는 단계에 의해 허브 분말과 아세톤의 반응 효율이 높아질 수 있다.
또한, 여기서 허브 잎을 건조하는 방법은 열풍 건조와 원적외선 조사 건조 등이 있을 수 있으며, 건조 시간은 20 내지 40분, 바람직하게는 30분 동안 허브 잎을 건조시킬 수 있다.
이후, 허브 용액을 제조하는 단계(S420)는 전체 허브 용액 중량 대비, 허브 분말 5 내지 20중량%와 아세톤 80 내지 95중량%를 혼합한 후 실온에서 30 내지 50시간 동안 반응시켜 허브 용액을 제조하는 과정이다.
이는 허브 분말로부터 정유를 뽑아내어 허브 용액을 제조하는 과정으로서, 허브 분말과 용매로서의 역할을 수행하는 아세톤을 혼합함으로써 탈취 기능을 수행하는 정유를 추출하는 것이다. 이때 추출되는 정유에는 플라보노이드 및 폴리페놀을 포함할 수 있는데, 이때 추출되는 플라보노이드 및 폴리페놀의 양은 허브 잎의 종류에 따라 다르다. 예를 들어, 페퍼민트의 경우 6 내지 8mg/g의 플라보노이드와 25 내지 30mg/g의 폴리페놀이 추출될 수 있으며, 로즈마리의 경우 4 내지 6mg/g의 플라보노이드와 30 내지 35mg/g의 폴리페놀이 추출될 수 있다.
마지막으로, 첨가제를 완성하는 단계(S430)는 허브 용액을 여과시켜 첨가제를 완성하는 과정이다.
이때 허브 용액을 감압 여과하여 액상의 첨가제를 완성할 수 있는데, 여과하는 과정을 수회 반복함으로써 허브 용액에 포함된 불순물 및 허브 잎을 충분히 제거하여 첨가제를 제조할 수 있다.
이러한 과정을 통해 제조된 첨가제는 상기 원료와 혼합되어 혼합 원료를 제조함으로써 편직물(100)의 탈취 기능을 제공함으로써 편직물(100)의 반복 사용으로 인한 불쾌한 냄새를 방지할 수 있다.
나아가, 본 발명의 토르말린 분말은 미세한 전류가 흘러 음이온을 방출하여 원적외선을 방사할 수 있다고 하였는데, 이러한 원적외선의 방사를 증대시켜 인체에 도달하는 원적외선의 양을 증가시키기 위해 산화크롬 및 탄화규소를 유효 성분으로 하는 전달 코팅액을 상기 토르말린 분말 표면에 도포하여 전달 코팅층을 형성할 수 있다. 이에 대한 설명을 도 5와 함께 하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 전달 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 5를 참조하면, 편직물(100)을 준비하는 단계(S100)와 원료를 제조하는 단계(S300)의 사이에는 토르말린 분말의 표면에 산화크롬 및 탄화규소를 유효 성분으로 하는 전달 코팅액을 도포하여 전달 코팅층을 형성하는 단계(S200)를 더 포함할 수 있다.
이렇게 전달 코팅층이 형성된 토르말린 분말은 상기 원료를 제조하는 단계에서 원료 제조 시 실리콘과 혼합될 수 있는데, 구체적으로 전체 원료 중량 대비, 상기 전달 코팅층이 형성된 토르말린 분말 20 내지 40중량%와 실리콘 60 내지 80중량%를 혼합하여 원료를 제조할 수 있다.
여기서 탄화규소는 복사율이 80% 이상이 되는 세라믹스 중 하나로서, 기계적 강도 및 내열성이 우수하고 원적외선 복사율이 높다는 특징을 가진다. 또한, 탄화규소의 원적외선 복사율을 더욱 높이기 위해 천이금속산화물 중 하나인 산화크롬을 탄화규소와 혼합하여 전달 코팅액을 제조할 수 있다. 따라서 토르말린으로부터 방사되는 원적외선의 복사율을 더욱 높여 인체에 도달하는 원적외선의 양을 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 원적외선의 인체에 대한 긍정적 효과를 효율적으로 극대화시킬 수 있다.
이러한 전달 코팅액을 제조하는 단계는 제 1 분말을 제조하는 단계(S210)와, 제 2 분말을 제조하는 단계(S220) 및, 중간 분말을 제조하는 단계(S230)와, 전달 코팅액을 완성하는 단계(S240)를 포함할 수 있다.
먼저, 제 1 분말을 제조하는 단계(S210)는 전체 제 1 분말 중량 대비, 산화크롬 분말 85 내지 95중량%와 에탄올 5 내지 15중량%를 혼합하여 10 내지 20분 동안 350rpm으로 교반한 후 건조 및 분쇄하여 제 1 분말을 제조하는 과정이다.
이는 액상인 에탄올과 산화크롬 분말을 혼합하여 습식으로 교반한 후 분쇄하는 과정으로서, 이때 산화크롬은 충진율을 높이기 위해 분말 형상으로서 사용될 수 있다. 여기서 산화크롬 분말은 후술할 다공성의 탄화규소 분말에 충진되기 위해 탄화규소 분말보다 작은 크기의 입도를 가지는 것이 바람직하다. 이때, 산화크롬 분말 및 에탄올을 혼합 및 교반하면 슬러리 상태가 되는데 이러한 슬러리에 포함된 에탄올을 증발시킨 후 분쇄하여 제 1 분말을 제조할 수 있다.
다음으로, 제 2 분말을 제조하는 단계(S220)는 탄화규소 분말을 진공 분위기에서 1 내지 3시간 동안 1000 내지 2000℃로 가열 처리하여 제 2 분말을 제조하는 과정이다.
이때, 전달 코팅층이 높은 복사율 및 높은 강도를 갖기 위해 산화크롬 분말 및 탄화규소 분말의 충진율이 중요한데, 탄화규소 분말을 활성화 처리하여 다공성의 탄화규소 분말을 제조함으로써 후술할 단계를 통해 복사율이 높은 중간 분말을 제조할 수 있는 것이다.
이때, 탄화규소 분말은 후술할 탄화규소 분말을 제조하는 단계를 통해 이미 공극을 형성하고 있지만, 상기 제 2 분말을 제조하는 단계를 통해 추가적으로 공극을 형성함으로써 더 많은 산화크롬이 탄화규소에 충진되도록 할 수 있다. 여기서, 가열 온도는 1000 내지 2000℃의 범위에서 가열할 수 있으나, 탄화규소에 고르게 공극을 형성시키기 위해 상기 탄화규소 분말을 1300 내지 1500℃에서 가열 처리하는 것이 바람직하다. 여기서 탄화규소 분말을 제조하는 과정에 대해서는 도 6과 함께 후술하기로 한다.
이후, 중간 분말을 제조하는 단계(S230)는 전체 중간 분말 중량 대비, 제 1 분말 30 내지 60중량%와 제 2 분말 30 내지 60중량% 및 제올라이트 분말 1 내지 30중량%를 혼합하여 중간 분말을 완성하는 과정이다.
상기 제 1 분말 및 제 2 분말은 복사율을 높이는 기능을 수행하는데, 제 1 분말 및 제 2 분말만을 혼합하여 전달 코팅액을 제조하면 토르말린 분말 표면에서의 부착 강도가 약할 수 있다. 따라서 세라믹 중 하나인 제올라이트 분말을 첨가하여 중간 분말을 제조함으로써 전달 코팅층의 부착 강도를 더욱 높임과 동시에 제올라이트의 흡착능을 통해 탈취 기능을 극대화시킬 수 있다.
마지막으로, 전달 코팅액을 완성하는 단계(S240)는 전체 전달 코팅액 중량 대비, 상기 중간 분말 50 내지 90중량%와 결합제 10 내지 50중량%를 혼합하여 전달 코팅액을 완성하는 과정이다.
이때 결합제는 알루미늄 인산염(Al(H2PO4)3)일 수 있으며, 이는 중간 분말을 이루는 제 1 분말과 제 2 분말 및 제올라이트 분말의 혼합을 용이하게 하는 역할을 수행한다. 이러한 전달 코팅액은 슬러리 형상으로서 토르말린 분말의 표면에 도포하여 전달 코팅층을 형성할 수 있다.
이때, 토르말린의 원적외선 복사율을 높이는 기능을 수행하는 상기 탄화규소 분말을 제조하는 과정에 대한 설명을 도 6과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 탄화규소 분말을 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 상기 탄화규소 분말을 제조하는 단계는 혼합 분말을 제조하는 단계(S221)와, 초기 용액을 제조하는 단계(S222) 및, 초기 용액을 1차 가열하는 단계(S223)와, 1차 가열된 초기 용액을 2차 가열하는 단계(S224) 및, 탄화규소 분말을 완성하는 단계(S225)를 포함할 수 있다.
먼저, 혼합 분말을 제조하는 단계(S221)는 전체 혼합 분말 중량 대비, 카본 블랙 40 내지 80중량%와 규소 파우더 20 내지 60중량%를 혼합하여 혼합 분말을 제조하는 과정이다.
이때, 카본 블랙은 탄소계 화합물의 불완전 연소로 생성되는 그을음으로서, 구매 단가가 저렴하다는 장점이 있어 이를 출발 물질로 하여 탄화규소 분말을 낮은 제작 단가로 제조할 수 있다. 또한, 규소 파우더는 탄화규소를 제조하기 위한 출발물질로 사용된다. 이러한 카본 블랙과 규소 파우더는 규소 파우더 대비 카본 블랙의 몰 비율이 1 내지 3이 되도록 중량비를 설정하여 혼합하는 것이 바람직하다.
다음으로, 초기 용액을 제조하는 단계(S222)는 전체 초기 용액 중량 대비 혼합 분말 10 내지 30중량%와 메틸셀룰로오스 70 내지 90중량%를 혼합하여 초기 용액을 제조하는 과정이다.
이때 메틸셀룰로오스는 후술할 단계를 통해 제조될 탄화규소의 성형성(즉, 전달 코팅층을 잘 형성하기 위한 성형성)을 위해 첨가되는 가소제로서, 이러한 역할을 수행하기 위해 35000 내지 45000cP(바람직하게는 40000cP)의 점도를 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 초기 용액을 제조하기 위해 메틸셀룰로오스는 수용액으로서 혼합될 수 있으며, 이를 위해 전체 수용액 중량 대비 메틸셀룰로오스 5 내지 10중량%와 물 90 내지 95중량%를 혼합하여 메틸셀룰로오스 수용액을 제조할 수 있다.
이후, 초기 용액을 1차 가열하는 단계(S223)는 3℃/min의 승온 속도로 200 내지 500℃가 될 때까지 초기 용액을 1차 가열하는 과정이다.
이는 상기 메틸셀룰로오스의 열분해 시 발생하는 기체에 의해 탄화규소의 균열을 방지하기 위해 3℃/min의 승온 속도로 200 내지 500℃가 될 때까지 초기 용액을 1차 가열하는 과정이다. 이때 탄화규소의 균열을 최대한 방지하기 위해 바람직하게는 300 내지 400℃가 될 때까지 초기 용액을 1차 가열하는 것이 적합하다.
다음으로, 1차 가열된 초기 용액을 2차 가열하는 단계(S224)는 1차 가열된 초기 용액을 600 내지 750℃에서 3 내지 5시간 동안 2차 가열하는 과정이다.
이는 초기 용액의 1차 가열을 통해 합성된 탄화규소에서 잔류 탄소를 제거하기 위해 600 내지 750℃, 바람직하게는 700℃로 승온시켜 산화 처리함으로써 순수한 탄화규소를 얻고자 하는 과정이다.
마지막으로, 탄화규소 분말을 완성하는 단계(S225)는 2차 가열된 초기 용액을 1000 내지 1500℃에서 5 내지 15시간 동안 소성 처리한 후 분쇄하여 탄화규소 분말을 완성하는 과정이다.
이는 상기 2차 가열하는 단계에서 제조된 탄화규소를 소성 처리하여 다공성의 탄화규소를 제조하는 과정이며, 바람직하게는 1100 내지 1300℃에서 소성 처리함으로써 균질한 공극을 형성할 수 있다. 이렇게 제조된 다공성의 탄화규소를 분쇄하여 탄화규소 분말을 제조할 수 있다.
상술한 과정을 통해 형성된 전달 코팅층은 토르말린으로부터 방사되는 원적외선의 복사를 도우며 인체에 도달하는 원적외선의 양을 증가시킴으로써 원적외선의 유익한 기능을 더욱 극대화시키는 역할을 수행할 수 있다.
이와 같이 전달 코팅층이 형성된 토르말린 분말 및 실리콘을 혼합하여 제조된 혼합 원료로 편직물(100)의 표면에 도트(200)를 형성할 수 있는데, 이러한 도트(200)는 편직물(100)의 세탁으로 인해 손상될 우려가 있다. 이러한 손상을 방지하기 위하여 세탁 내구성을 높이는 기능을 수행하는 보호 코팅층(220)을 도트(200)의 표면에 추가적으로 형성할 수 있는데, 이에 대한 설명을 도 7 및 도 8과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 도트(200)의 표면을 코팅한 모습을 나타낸 단면도이며, 도 8은 본 발명의 보호 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 도트(200)를 점착 형성하는 단계(S500)와 편직물(100)을 건조시키는 단계(S900)의 사이에는 규산나트륨으로부터 제조된 보호 코팅액을 도트(200)의 표면에 도포한 후 건조시켜 보호 코팅층(220)을 형성하는 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
이러한 보호 코팅층(220)은 편직물(100)의 세탁 시 물 및 마찰에 의해 도트(200)가 손상되는 것을 방지하는 것으로서, 이때 보호 코팅층(220)은 친수성을 지녀 수분이 도트(200)에 맺히는 것을 방지하고, 내구성 및 내마모성이 높은 물질(이러한 물질로 이루어진 보호 코팅액에 대한 설명은 후술하기로 한다.)로 이루어져 세탁 시 마찰에 의한 손상을 막는 역할을 수행한다.
이때 보호 코팅층(220)을 형성하는 보호 코팅액은 규산나트륨을 출발물질로 하는 것으로서, 후술할 단계를 통해 제조되는 보호 코팅액은 친수성의 코팅제로서 도트(200)의 표면과 물방울의 접촉각을 5도 미만으로 감소시키며 수분이 도트(200)에 맺히는 것을 방지하는 발수성을 가질 수 있다.
이러한 보호 코팅액을 제조하는 단계는 1차 용액을 제조하는 단계(S710)와, 2차 용액을 제조하는 단계(S720) 및, 3차 용액을 제조하는 단계(S730)와, 숙성시키는 단계(S760) 및, 보호 코팅액을 완성하는 단계(S770)를 포함할 수 있다.
먼저, 1차 용액을 제조하는 단계(S710)는 전체 1차 용액 중량 대비, 규산나트륨 10 내지 40중량%와 물 60 내지 90중량%를 혼합하여 1차 용액을 제조하는 과정으로서, 후술할 단계를 통해 제조될 보호 코팅액의 씨드(seed) 물질을 제조하는 단계라고 할 수 있다.
다음으로, 2차 용액을 제조하는 단계(S720)는 전체 2차 용액 중량 대비, 1차 용액 50 내지 80중량%와 양이온 교환수지 20 내지 50중량%를 혼합하고 상온에서 300rpm으로 5 내지 15분 동안 교반한 후 여과하여 2차 용액을 제조하는 과정이다.
이때 양이온 교환수지는 1차 용액의 나트륨 이온(Na+)을 제거하기 위한 것으로서, 그 종류로는 강산성 양이온 교환수지와 약산성 양이온 교환수지가 있으며 상기 단계에서는 강산성 및 약산성 양이온 교환수지 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 즉, 2차 용액을 제조하는 단계는 이온교환법을 통해 1차 용액의 나트륨 이온을 제거하고 pH를 조절하여 2차 용액을 제조하는 과정이다. 이때 제조된 2차 용액은 활성화된 졸(sol) 형상으로 pH는 2 내지 3이다.
이후, 3차 용액을 제조하는 단계(S730)는 전체 3차 용액 중량 대비, 규산나트륨 수용액 5 내지 20중량%에 2차 용액 80 내지 95중량%를 70 내지 95℃에서 1 내지 10mL/min 속도로 첨가하여 3차 용액을 제조하는 과정이다.
이는 친수성이 우수한 보호 코팅액을 제조하기 위한 과정으로서, 이때 규산나트륨 수용액은 상기 1차 용액보다 규산나트륨의 함량이 적은 것으로서, 전체 규산나트륨 수용액 중량 대비, 규산나트륨 1 내지 10중량%와 물 90 내지 99중량%를 혼합하여 제조되는 것이 바람직하다.
다음으로, 숙성시키는 단계(S760)는 3차 용액을 1 내지 10시간 동안 숙성시키는 과정으로서, 활성화된 2차 용액으로부터 제조된 3차 용액을 안정화시키는 단계이다.
마지막으로, 보호 코팅액을 완성하는 단계(S770)는 전체 보호 코팅액 중량 대비, 숙성된 3차 용액 90 내지 99중량%와 강산성의 양이온 교환수지 1 내지 10중량%를 혼합하여 보호 코팅액을 완성하는 과정이다.
이는 3차 용액에 잔존하는 나트륨 이온을 제거하기 위한 과정으로서, 이때 강산성 양이온 교환수지를 1 내지 10중량%, 바람직하게는 1 내지 3중량%의 소량의 강산성 양이온 교환수지를 첨가함으로써 숙성된 3차 용액에 잔존하는 나트륨 이온을 추가적으로 제거할 수 있다. 이렇게 제조된 보호 코팅액은 겔 형상으로 열역학적으로 안정한 겔 구조를 가짐으로써 비표면적이 크고 밀도가 높아 강고한 보호 코팅층(220)을 형성할 수 있다.
이에 더 나아가, 보호 코팅액의 수분 안정성과 내마모성에 더하여 소수성 분자의 흡착을 막아 보호 코팅층(220)의 내구성을 더욱 향상시키기 위해 상기 3차 용액을 제조하는 단계(S730)와 숙성시키는 단계(S760)의 사이에는 준비 용액을 제조하는 단계(S740)와 중간 용액을 제조하는 단계(S750)를 더 포함할 수 있다.
준비 용액을 제조하는 단계(S740)는 실란 커플링제 50 내지 80중량%와 질산 20 내지 50중량%를 혼합한 후 1 내지 4시간 동안 가수분해 시켜 준비 용액을 제조하는 과정이다.
이때 실란 커플링제는 보호 코팅층(220)의 소수성 분자 흡착을 막는 기능을 제공하는 출발 물질로서, 상기 준비 용액을 제조하는 단계에서는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltriethoxysilane, GLYMO)가 될 수 있으며 이 GLYMO에 존재하는 에폭시 고리는 산 및 염기 촉매 하(상기 준비 용액을 제조하는 단계에서는 질산이 촉매 역할을 수행한다.)에서 가수 분해가 일어나 글리콜(glycol)을 형성한다. 이렇게 형성된 글리콜은 -OH기에 의해 친수성을 지니기 때문에 친수성의 유기 물질과 3차원 구조를 지니는 무기 물질의 역할을 동시에 수행하는 보호 코팅층(220)의 소수성 분자 흡착을 막을 수 있다.
중간 용액을 제조하는 단계(S750)는 3차 용액에 준비 용액을 85 내지 95℃의 온도 조건에서 2mL/min 속도로 주입하여 중간 용액을 제조하는 과정이다.
이는 상술한 3차 용액과 준비 용액을 혼합하여 유기 및 무기 물질의 역할을 동시에 수행하는 중간 용액을 제조하는 것으로서, 이를 통해 친수성을 지님과 동시에 3차원 구조를 가져 강도가 높고 소수성 물질의 흡착을 방지하는 기능을 부여할 수 있다. 이때, 질산의 끓는점은 83℃이므로 위의 온도 조건에 의해 촉매 역할을 수행한 질산을 제거할 수 있다.
따라서 상기 숙성시키는 단계(S760)에서는 중간 용액을 85 내지 95℃에서 40 내지 80분 동안 숙성하여 중간 용액을 안정화시키며(이때 숙성 온도 조건은 중간 용액을 제조할 때의 온도 조건과 동일하게 설정함으로써 중간 용액을 안정화시킬 수 있다.), 상기 보호 코팅액을 완성하는 단계(S770)는 전체 보호 코팅액 중량 대비, 숙성된 상기 중간 용액 90 내지 99중량%와 강산성의 양이온 교환수지 1 내지 10중량%를 혼합하여 보호 코팅액을 제조할 수 있다.
위의 단계를 통해 제조된 보호 코팅액을 도트(200)의 표면에 도포하여 건조시킨 후 형성된 보호 코팅층(220)은 강도가 높기 때문에 세탁으로 인한 강한 마찰에도 도트(200)를 충분히 보호할 수 있으며, 내마모성 및 발수성이 뛰어나 수분에 의한 도트(200)의 손상 역시 방지할 수 있다.
이러한 보호 코팅층(220)이 형성된 도트(200)는 세탁 내구성을 지니게 되는데, 보호 코팅층(220)의 형성으로 인해 토르말린으로부터 방사되는 원적외선이 신체에 도달하는 효율이 낮아질 수 있으므로, 보호 코팅층(220)을 형성하는 단계 이후에는 보호 코팅층(220)의 표면에 통공(230)을 형성하는 단계를 더 포함시켜 원적외선의 도달이 용이하도록 할 수 있다.
이때 통공(230)은 보호 코팅층(220)의 표면을 부분적으로 식각하는 방법을 통해 형성될 수 있으며, 여기서 식각이라 함은 염화철, 불산과 같은 액체나 사불화메탄과 같은 기체를 포함하는 화학 약품의 부식 작용을 응용하여 표면을 가공하는 방법으로서, 필요한 부위만 방식 처리한 후 부식시켜 제거함으로써 원하는 모양의 표면을 가공하는 것이다. 즉, 보호 코팅층(220)의 표면은 반도체 공정에서 일반적으로 사용하는 주지 관용의 에칭 기술을 기반으로 식각하여 그 표면에 통공(230)을 형성할 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 보호 코팅층(220)이 형성된 도트(200)는 통공(230)이 형성된 보호 코팅층(220)으로 인해 통공(230)을 통해 도트(200)의 내용물(실리콘과 토르말린 분말)이 손상될 수 있으며, 첨가제의 향이 방출되어 향의 유지 시간이 짧아질 수 있다. 이를 방지하기 위해 도트(200)의 표면과 보호 코팅층(220) 사이에는 첨가제의 향을 유지하고 도트(200)를 추가적으로 보호할 수 있는 보존 코팅층(210)을 더 형성할 수 있으며, 이를 도 7 및 도 9와 함께 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 보존 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 상기 도트를 점착 형성하는 단계(S500)와 보호 코팅층(220)을 형성하는 단계(S700) 사이에는 멜라민 및 포름알데히드 수용액으로부터 제조되는 보존 코팅액을 도트(200)의 표면에 도포하여 보존 코팅층(210)을 형성하는 단계(S600)를 더 포함할 수 있다.
이때 보존 코팅층(210)은 상술한 바와 같이 보호 코팅층(220)에 형성된 통공(230)으로 인해 도트(200)의 표면이 손상되는 현상을 방지할 수 있고, 나아가 도트(200)에 함유된 첨가제 향의 유지 시간을 늘리는 기능을 수행할 수 있다.
여기서 보존 코팅액은 멜라민 및 포름알데히드 수용액으로부터 제조되는 것으로서(이를 제조하는 방법에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.), 외부 환경으로부터 도트(200)를 보호하는 보존 코팅층(210)을 형성하는 역할을 수행하는데 이를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
상기 보존 코팅액을 제조하는 단계는 제 1 용액을 제조하는 단계(S610)와, 제 2 용액을 제조하는 단계(S620) 및, 혼합 에멀젼을 제조하는 단계(S630)와, 제 3 용액을 제조하는 단계(S640) 및, 슬러리액을 제조하는 단계(S650)와, 슬러리액을 세척하는 단계(S660) 및, 보존 코팅액을 완성하는 단계(S670)를 포함할 수 있다.
먼저, 제 1 용액을 제조하는 단계(S610)는 전체 제 1 용액 중량 대비, 멜라민 5 내지 20중량%와 포름알데히드 수용액 1 내지 10중량% 및 물 70 내지 90중량%를 혼합하여 제 1 용액을 제조하는 과정이다.
이때, 멜라민과 포름알데히드 수용액은 보존 코팅액을 제조하기 위한 출발 물질로서, 제조된 제 1 용액은 멜라민과 포름알데히드 수용액이 분산된 형상이다. 이러한 멜라민과 포름알데히드는 후술할 단계를 통해 중합되는데 이는 수불용성의 유기 물질로서 물세탁으로 인한 도트(200)의 손상을 방지하는 보존 코팅층(210)의 유효 성분으로 사용되기에 바람직하다. 여기서, 포름알데히드는 피부에 자극을 주는 유해 물질이나 후술하는 단계를 통해 멜라민과 포름알데히드를 중합함으로써 포름알데히드의 자극성을 없앨 수 있다.
이후, 제 2 용액을 제조하는 단계(S620)는 제 1 용액의 pH가 8 내지 9가 되도록 탄산나트륨을 첨가하여 pH를 조절한 후 60 내지 80℃에서 10 내지 50분 동안 교반하여 제 2 용액을 제조하는 과정이다.
이때 탄산나트륨은 제 2 용액의 안정한 상태를 유지하기 위해 첨가되는 물질이며, 탄산나트륨에 의해 조절된 pH는 8 내지 9일 때 제 2 용액을 안정화시킬 수 있으나, 바람직하게는 pH 8.4 내지 8.8이 되는 것이 제 2 용액을 보다 더 안정화시킬 수 있다.
다음으로, 혼합 에멀젼을 제조하는 단계(S630)는 전체 혼합 에멀젼 중량 대비, 첨가제 1 내지 20중량%와 물 75 내지 95중량% 및 유화제 0.1 내지 5중량%를 혼합한 후 60 내지 80℃에서 20 내지 40분 동안 2000rpm으로 교반하여 혼합 에멀젼을 제조하는 과정이다.
이때 첨가제는 상기 첨가제를 제조하는 단계에 의해 제조된 것으로서, 도트(200)를 형성하는 혼합 원료에 혼합되는 첨가제에 더하여 보존 코팅액에도 첨가제를 혼합함으로써 도트(200)로부터 나오는 첨가제의 향을 보존함과 동시에 보존 코팅층(210)으로부터 방출되는 첨가제의 향이 더해져 오래도록 유지할 수 있다.
유화제는 첨가제와 물의 혼합이 용이하도록 첨가하는 물질로서, 위의 단계에서 유화제는 음이온성 계면활성제의 일종인 도데실황산나트륨(Sodium dodecylsulfate)이 될 수 있다.
이후, 제 3 용액을 제조하는 단계(S640)는 전체 제 3 용액 중량 대비, 혼합 에멀젼 40 내지 70중량%와 제 2 용액 30 내지 60중량%를 혼합한 후 pH가 3 내지 5가 되도록 아세트산을 첨가하여 제 3 용액을 제조하는 과정이다.
이때 아세트산은 혼합 에멀젼과 염기성의 제 2 용액의 혼합물 pH를 조절하기 위한 것으로서, pH가 3 내지 5, 바람직하게는 pH가 3.5 내지 4가 되는 것이 멜라민과 포름알데히드의 중합 반응이 일어나기에 적합한 환경이라고 할 수 있다. 즉, 이와 같이 조절된 pH에 의해 멜라민은 양전하를 띠게 되고 물에 의해 음전하를 띠는 포름알데히드 수용액과 결합하여 멜라민-포름알데히드 축합 중합체가 생성될 수 있다.
다음으로, 슬러리액을 제조하는 단계(S650)는 제 3 용액을 60 내지 80℃에서 150 내지 200분 동안 균질기로 교반한 후 상온에서 냉각시켜 슬러리액을 제조하는 과정이다.
이는 제 3 용액을 균질기로 고속 교반함으로써 멜라민과 포름알데히드의 축합 반응이 골고루 잘 일어나도록 하며, 이를 냉각시킴으로써 슬러리액이 제조되는 것이다.
이후, 슬러리액을 세척하는 단계(S660)는 슬러리액의 pH가 중성이 될 때까지 물로 수회 세척하는 과정이다.
상술한 제 3 용액으로부터 제조된 슬러리액은 아세트산에 의해 pH가 3 내지 5이므로, 위의 단계는 이러한 슬러리액으로부터 형성된 보존 코팅층(210)이 피부에 접촉되어도(즉, 슬러리액으로부터 보존 코팅액에 제조되고 이러한 보존 코팅액이 도포된 도트(200)의 표면이 피부에 접촉될 경우) 유해한 영향을 끼치지 않게 하기 위해 슬러리액의 pH가 중성이 될 때까지 물로 수회 세척하는 과정이다.
마지막으로, 보존 코팅액을 완성하는 단계(S670)는 세척된 슬러리액을 진탕 배양기를 통해 물로 수회 추가 세척하여 보존 코팅액을 완성하는 과정이다.
상술한 단계는 멜라민과 포름알데히드로부터 보존 코팅액을 제조하는 방법을 설명하고 있는데, 포름알데히드는 인체에 유해한 물질이므로 슬러리액에 잔존하는 미반응의 포름알데히드를 제거하기 위해 세척된 슬러리액을 일정 시간(구체적으로 1 내지 10시간) 동안 방치시킨 후 진탕 배양기를 통해 과량의 물로 슬러리액을 수회 세척할 수 있다. 이렇게 제조된 보존 코팅액은 인체에 무해하여 상기 도트(200)의 표면에 안전하게 보존 코팅층(210)을 형성할 수 있다.
위와 같은 과정을 통해 제조된 보존 코팅액은 도트(200)의 표면에 도포되어 보존 코팅층(210)을 형성하며, 이러한 보존 코팅층(210)은 세탁으로 인한 강한 마찰로부터 도트(200)를 보호함과 동시에, 도트(200)로부터 방출되는 향에 더하여 보존 코팅층(210)으로부터 추가적으로 향이 방출되어 편직물(100)에 향기를 제공함으로써 향의 유지력을 향상시키고 편직물(100)의 유쾌한 사용을 유도하는 기능을 제공한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 대조예를 들어 비교함으로서 설명하기로 한다. 후술될 실시예 및 대조예에 대해서는 25명의 평가단이 실시예 및 대조예를 관찰하고 향과 세탁 후 상태 및 온열감을 평가하여 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물과 시판 토르말린 도트가 형성된 편직물의 향과 세탁 후 상태 및 온열감을 각각 매우 좋음(5), 좋음(4), 보통(3), 나쁨(2), 매우 나쁨(1)의 5단계로 평가하여 그 평균점을 판정하였다.
이때 향은 평가단이 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물로 제작된 토시를 착용했을 때 느껴지는 향기에 대한 평가단의 기호를 표시하였다. 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물과 시판 토르말린 도트가 형성된 편직물의 향이 잘 느껴질수록 매우 좋음(5)에 가깝게, 새싹인삼 차의 향이 나지 않을수록 매우 나쁨(1)에 가깝게 평가하도록 하였다.
또한, 세탁 후 상태는 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물과 시판 토르말린 도트가 형성된 편직물을 세탁기로 10회 세탁하여 강한 마찰을 준 후 평가단이 편직물 표면에서 관찰되는 도트의 상태에 대한 평가를 표시하였다. 본 발명의 편직물과 시판 편직물의 도트 상태가 양호할수록 매우 좋음(5)에 가깝게, 불량할수록 매우 나쁨(1)에 가깝게 평가하도록 하였다.
나아가, 온열감은 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물과 시판 토르말린 도트가 형성된 편직물로 제작된 토시를 다리에 착용한 후 평가단이 느끼는 온열감에 대한 평가를 표시하였다. 본 발명의 편직물과 시판 편직물로 제작된 토시를 착용한 결과 온열감을 잘 느낄수록 매우 좋음(5)에 가깝게, 온열감이 느껴지지 않을수록 매우 나쁨(1)에 가깝게 평가하도록 하였다.
<실시예 1>
준비된 로즈마리 잎을 30분 동안 건조시킨 후 분쇄하여 허브 분말을 제조한 후, 허브 분말 15g과 아세톤 80g을 혼합하여 실온에서 40시간 동안 반응시킨 허브 용액을 제조한 다음, 허브 용액을 3회 여과시켜 첨가제를 완성하였다.
이후, 카본 블랙 50g과 규소 파우더 30g을 혼합하여 혼합 분말을 제조한 후, 혼합 분말 40g과 메틸셀룰로오스 80g을 혼합하여 초기 용액을 제조한 다음, 초기 용액을 300℃가 될 때까지 3℃/min의 속도로 1차 가열하고, 다시 700℃에서 4시간 동안 2차 가열한 후, 또 다시 1300℃에서 10시간 동안 소성 처리 및 분쇄하여 탄화규소 분말을 제조하였다.
다음으로, 산화크롬 분말 90g과 에탄올 10g을 혼합하여 15분 동안 350rpm으로 교반한 후 건조 및 분쇄하여 제 1 분말을 제조한 후, 탄화규소 분말을 진공 분위기에서 2시간 동안 1500℃로 가열 처리하여 제 2 분말을 제조한 다음, 제 1 분말 40g과 제 2 분말 40g 및 제올라이트 분말 20g을 혼합하여 중간 분말을 제조하고, 중간 분말 70g과 결합제 30g을 혼합하여 전달 코팅액을 제조하였다.
이후, 멜라민 15g과 포름알데히드 수용액 15g 및 물 70g을 혼합하여 제 1 용액을 제조하고, 제 1 용액에 탄산나트륨을 첨가하여 pH가 8.5가 되도록 한 후 70℃에서 30분 동안 교반하여 제 2 용액을 제조한 다음, 첨가제 10g과 물 80g 및 유화제 3g을 혼합한 후 75℃에서 30분 동안 2000rpm으로 교반하여 혼합 에멀젼을 제조한 후, 혼합 에멀젼 50g과 제 2 용액 50g을 혼합한 후 pH가 4가 되도록 아세트산을 첨가하여 제 3 용액을 제조하고, 제 3 용액을 70℃에서 180분 동안 균질기로 교반한 후 상온에서 냉각시켜 슬러리액을 제조한 다음, 슬러리액이 중성이 될 때까지 물로 5회 세척한 후 진탕 배양기에서 추가로 5회 세척하여 보존 코팅액을 제조하였다.
다음으로, 규산나트륨 30g과 물 70g을 혼합하여 1차 용액을 제조하고, 1차 용액 60g과 양이온 교환수지 40g을 혼합하고 상온에서 300rpm으로 10분 동안 교반 후 여과하여 2차 용액을 제조한 다음, 규산나트륨 수용액 40g과 2차 용액 60g을 80℃에서 5mL/min속도로 첨가하여 3차 용액을 제조한 후, 실란 커플링제인 GLYMO 60g과 질산 40g을 혼합한 후 2시간 동안 가수분해 시켜 준비 용액을 제조하고, 준비 용액을 90℃에서 2mL/min의 속도로 3차 용액에 주입하여 중간 용액을 제조한 다음, 중간 용액을 90℃에서 8시간 동안 숙성시키고, 중간 용액 95g과 강산성 양이온 교환수지 3g을 혼합하여 보호 코팅액을 제조하였다.
이후, 실리콘 50g과 전달 코팅액이 도포되어 표면에 전달 코팅층이 형성된 토르말린 분말 40g 및 첨가제 10g을 혼합하여 혼합 원료를 제조하였다.
다음으로, 준비된 편직물의 표면에 혼합 원료로 도트를 형성한 후, 도트의 보존 코팅액을 도포하고 건조시켜 보존 코팅층을 형성하고, 보존 코팅층의 표면에 보호 코팅액을 도포하고 건조시켜 보호 코팅층을 형성한 다음, 보호 코팅층을 식각 처리하여 통공을 형성함으로써 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물을 제조하였다.
<실시예 2>
토르말린 분말에 전달 코팅층이 형성되지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물을 제조한다.
<실시예 3>
도트의 표면에 보존 코팅층이 형성되지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물을 제조한다.
<실시예 4>
보호 코팅층이 형성되지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물을 제조한다.
<대조예>
시판 토르말린 도트가 형성된 편직물.
도 10은 편직물에 대한 시험 결과를 나타낸 표이다.
도 10에 나타난 바를 통해, 평가단이 실시예와 대조예로 제작된 토시를 다리에 착용한 후 느껴지는 향기를 평균 점수로 표현하여 표로 나타낸 것이며, 앞서 설명과 같이 실시예 1 내지 4는 대조예와 비교하여 높은 평가 점수를 얻었다. 따라서 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물(실시예 1 내지 4)은 대조예인 시판 토르말린 도트가 형성된 편직물보다 향을 더 잘 방출 및 유지한다는 것을 알 수 있다.
또한, 평가단이 실시예와 대조예로 제작된 토시를 10회 세탁한 후 도트의 상태를 관찰한 결과를 평균 점수로 표현하여 표로 나타내었는데, 이 역시 실시예 1 내지 4는 대조예와 비교하여 높은 평가 점수를 얻었다. 따라서 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물(실시예 1 내지 4)은 보호 코팅층에 의해 도트의 형상 유지력이 증가한다는 것을 알 수 있다.
나아가, 평가단이 실시예와 대조예로 제작된 토시를 다리에 착용한 후 느껴지는 온열감을 평균 점수로 표현하여 표에 나타내었는데, 이 또한 실시예 1 내지 4는 대조예와 비교하여 높은 평가 점수를 얻었다. 따라서 본 발명의 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물(실시예 1 내지 4)은 대조예에 비해 원적외선을 인체에 효과적으로 전달한다는 것을 알 수 있다.
이를 통해 전달 코팅층을 형성하는 단계와 보존 코팅층을 형성하는 단계 및 보호 코팅층을 형성하는 단계를 통한 향의 방출 및 유지 기능과 세탁 내구성 및 원적외선 복사율 증가 기능을 파악할 수 있어 각 공정의 중요성을 파악할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
100 : 편직물 200 : 도트
210 : 보존 코팅층 220 : 보호 코팅층
230 : 통공
S100 : 편직물을 준비하는 단계
S200 : 토르말린 분말에 전달 코팅층을 형성하는 단계
S210 : 제 1 분말을 제조하는 단계
S220 : 제 2 분말을 제조하는 단계
S221 : 혼합 분말을 제조하는 단계
S222 : 초기 용액을 제조하는 단계
S223 : 초기 용액을 1차 가열하는 단계
S224 : 초기 용액을 2차 가열하는 단계
S225 : 탄화규소 분말을 완성하는 단계
S230 : 중간 분말을 제조하는 단계
S240 : 전달 코팅액을 완성하는 단계
S300 : 원료를 제조하는 단계
S400 : 혼합 원료를 제조하는 단계
S410 : 허브 분말을 제조하는 단계
S420 : 허브 용액을 제조하는 단계
S430 : 첨가제를 완성하는 단계
S500 : 도트를 점착 형성하는 단계
S510 : 코팅층을 형성하는 단계
S600 : 보존 코팅층을 형성하는 단계
S610 : 제 1 용액을 제조하는 단계
S620 : 제 2 용액을 제조하는 단계
S630 : 혼합 에멀젼을 제조하는 단계
S640 : 제 3 용액을 제조하는 단계
S650 : 슬러리액을 제조하는 단계
S660 : 세척하는 단계
S670 : 보존 코팅액을 완성하는 단계
S700 : 보호 코팅층을 형성하는 단계
S710 : 1차 용액을 제조하는 단계
S720 : 2차 용액을 제조하는 단계
S730 : 3차 용액을 제조하는 단계
S740 : 준비 용액을 제조하는 단계
S750 : 중간 용액을 제조하는 단계
S760 : 숙성시키는 단계
S770 : 보호 코팅액을 완성하는 단계
S800 : 통공을 형성하는 단계
S900 : 편직물을 건조시키는 단계

Claims (12)

  1. 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법으로서,
    편직물을 준비하는 단계;
    전체 원료 중량 대비, 토르말린 분말 20 내지 40중량%와 실리콘 60 내지 80중량%를 혼합하여 원료를 제조하는 단계;
    상기 원료로 상기 편직물의 표면에 도트를 점착 형성하는 단계;
    상기 도트가 형성된 상기 편직물을 건조시키는 단계;를 포함하되,
    상기 편직물을 준비하는 단계와 원료를 제조하는 단계 사이에는,
    토르말린 분말의 표면에 산화크롬 및 탄화규소를 유효 성분으로 하는 전달 코팅액을 도포하여 전달 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 원료를 제조하는 단계는,
    전체 원료 중량 대비, 상기 전달 코팅층이 형성된 토르말린 분말 20 내지 40중량%와 실리콘 60 내지 80중량%를 혼합하여 원료를 제조하며,
    상기 전달 코팅액을 제조하는 단계는,
    전체 제 1 분말 중량 대비, 산화크롬 분말 85 내지 95중량%와 에탄올 5 내지 15중량%를 혼합하여 10 내지 20분 동안 350rpm으로 교반한 후 건조 및 분쇄하여 제 1 분말을 제조하는 단계;
    탄화규소 분말을 진공 분위기에서 1 내지 3시간 동안 1000 내지 2000℃로 가열 처리하여 제 2 분말을 제조하는 단계;
    전체 중간 분말 중량 대비, 상기 제 1 분말 30 내지 60중량%와 상기 제 2 분말 30 내지 60중량% 및 제올라이트 분말 1 내지 30중량%를 혼합하여 중간 분말을 제조하는 단계;
    전체 전달 코팅액 중량 대비, 상기 중간 분말 50 내지 90중량%와 결합제 10 내지 50중량%를 혼합하여 전달 코팅액을 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도트를 점착 형성하는 단계와 상기 편직물을 건조시키는 단계 사이에는,
    피톤치드 및 은 나노 입자를 유효 성분으로 하는 코팅제를 상기 도트의 표면에 도포하여 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 원료를 제조하는 단계와 상기 도트를 점착 형성하는 단계 사이에는,
    전체 혼합 원료 중량 대비, 상기 원료 85 내지 95중량%와 첨가제 5 내지 15중량%를 혼합하여 혼합 원료를 제조하는 단계;를 포함하며,
    상기 도트를 점착 형성하는 단계는,
    상기 혼합 원료로 상기 편직물의 표면에 도트를 점착 형성하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 첨가제를 제조하는 단계는,
    준비된 허브 잎을 20 내지 40분 동안 건조시킨 후 분쇄하여 허브 분말을 제조하는 단계;
    전체 허브 용액 중량 대비, 상기 허브 분말 5 내지 20중량%와 아세톤 80 내지 95중량%를 혼합한 후 실온에서 30 내지 50시간 동안 반응시켜 허브 용액을 제조하는 단계;
    상기 허브 용액을 여과시켜 첨가제를 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화규소 분말을 제조하는 단계는,
    전체 혼합 분말 중량 대비, 카본 블랙 40 내지 80중량%와 규소 파우더 20 내지 60중량%를 혼합하여 혼합 분말을 제조하는 단계;
    전체 초기 용액 중량 대비, 상기 혼합 분말 10 내지 30중량%와 메틸셀룰로오스 70 내지 90중량%를 혼합하여 초기 용액을 제조하는 단계;
    3℃/min의 승온 속도로 200 내지 500℃가 될 때까지 상기 초기 용액을 1차 가열하는 단계;
    1차 가열된 상기 초기 용액을 600 내지 750℃에서 3 내지 5시간 동안 2차 가열하는 단계;
    2차 가열된 상기 초기 용액을 1000 내지 1500℃에서 5 내지 15시간 동안 소성 처리한 후 분쇄하여 탄화규소 분말을 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 도트를 점착 형성하는 단계와 상기 편직물을 건조시키는 단계 사이에는,
    규산나트륨으로부터 제조된 보호 코팅액을 상기 도트의 표면에 도포한 후 건조시켜 보호 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 보호 코팅층의 표면에 통공을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 보호 코팅액을 제조하는 단계는,
    전체 1차 용액 중량 대비, 규산나트륨 10 내지 40중량%와 물 60 내지 90중량%를 혼합하여 1차 용액을 제조하는 단계;
    전체 2차 용액 중량 대비, 상기 1차 용액 50 내지 80중량%와 양이온 교환수지 20 내지 50중량%를 혼합하고 상온에서 300rpm으로 5 내지 15분 동안 교반한 후 여과하여 2차 용액을 제조하는 단계;
    전체 3차 용액 중량 대비, 규산나트륨 수용액 5 내지 20중량%에 상기 2차 용액 80 내지 95중량%를 70 내지 95℃에서 1 내지 10mL/min 속도로 첨가하여 3차 용액을 제조하는 단계;
    상기 3차 용액을 1 내지 10시간 동안 숙성시키는 단계;
    전체 보호 코팅액 중량 대비, 숙성된 상기 3차 용액 90 내지 99중량%와 강산성의 양이온 교환수지 1 내지 10중량%를 혼합하여 보호 코팅액을 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 3차 용액을 제조하는 단계와 숙성시키는 단계 사이에는,
    전체 준비 용액 중량 대비, 실란 커플링제 50 내지 80중량%와 질산 20 내지 50중량%를 혼합한 후 1 내지 4시간 동안 가수분해 시켜 준비 용액을 제조하는 단계;
    상기 3차 용액에 상기 준비 용액을 85 내지 95℃의 온도 조건에서 2mL/min 속도로 주입하여 중간 용액을 제조하는 단계;를 포함하며,
    상기 숙성시키는 단계는,
    상기 중간 용액을 85 내지 95℃에서 40 내지 80분 동안 숙성시키고,
    상기 보호 코팅액을 완성하는 단계는,
    전체 보호 코팅액 중량 대비, 숙성된 상기 중간 용액 90 내지 99중량%와 강산성의 양이온 교환수지 1 내지 10중량%를 혼합하여 보호 코팅액을 완성하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 도트를 점착 형성하는 단계와 상기 보호 코팅층을 형성하는 단계 사이에는,
    멜라민 및 포름알데히드 수용액으로부터 제조되는 보존 코팅액을 상기 도트의 표면에 도포하여 보존 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 보호 코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 보존 코팅층의 표면에 상기 보호 코팅액을 도포하여 상기 보호 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 보존 코팅액을 제조하는 단계는,
    전체 제 1 용액 중량 대비, 멜라민 5 내지 20중량%와 포름알데히드 수용액 1 내지 10중량% 및 물 70 내지 90중량%를 혼합하여 제 1 용액을 제조하는 단계;
    상기 제 1 용액의 pH가 8 내지 9가 되도록 탄산나트륨을 첨가하여 pH를 조절한 후 60 내지 80℃에서 10 내지 50분 동안 교반하여 제 2 용액을 제조하는 단계;
    전체 혼합 에멀젼 중량 대비, 상기 첨가제 1 내지 20중량%와 물 75 내지 95중량% 및 유화제 0.1 내지 5중량%를 혼합한 후 60 내지 80℃에서 20 내지 40분 동안 2000rpm으로 교반하여 혼합 에멀젼을 제조하는 단계;
    전체 제 3 용액 중량 대비, 상기 혼합 에멀젼 40 내지 70중량%와 상기 제 2 용액 30 내지 60중량%를 혼합한 후 pH가 3 내지 5가 되도록 아세트산을 첨가하여 제 3 용액을 제조하는 단계;
    상기 제 3 용액을 60 내지 80℃에서 150 내지 200분 동안 균질기로 교반한 후 상온에서 냉각시켜 슬러리액을 제조하는 단계;
    상기 슬러리액의 pH가 중성이 될 때까지 물로 수회 세척하는 단계;
    세척된 상기 슬러리액을 진탕 배양기를 통해 물로 수회 추가 세척하여 보존 코팅액을 완성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토르말린을 포함하는 도트가 형성된 편직물의 제조 방법.
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JP2002371465A (ja) * 2002-04-08 2002-12-26 Sekaicho Rubber Co Ltd 多機能性伸縮織編物二次製品

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