KR101918560B1 - 원단이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 원단에 약품 처리를 하는 유연공정부; 상기 유연공정부를 통과한 원단을 건조시키는 건조부; 및 상기 건조부를 통과한 원단을 텐타 처리하는 텐타공정부;를 포함하고, 상기 건조부는, 상기 원단에 텐션을 가하고, 상기 원단을 상기 유연공정부에서 상기 텐타공정부로 이동 가능하도록 안내 및 회전하는 하나 이상의 가이드롤러; 상기 원단에 텐션을 가하고, 표면에 열발생장치를 포함하며, 상기 하나 이상의 가이드롤러보다 직경이 큰 둘 이상의 고정롤러들; 및 이동 가능하게 구비되어 상기 원단에 인가되는 텐션을 조절하는 이동롤러;를 포함하며, 상기 유연공정부를 거친 원단과 가장 먼저 접촉하는 고정롤러의 표면 온도는 상기 유연공정부를 통과한 원단과 가장 마지막에 접촉하는 고정롤러의 표면 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 원단이송장치에 관한 것이다.

Description

원단이송장치{Fabric transfer device}

본 발명은 원단이송장치에 관한 것으로서, 건조 효율이 높고 건조가 용이한 원단이송장치에 관한 것이다.

종래 일반적으로, 섬유 원단에 난연성을 부여하는 방식은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 원사의 제조시에 할로겐계(특히 브롬계) 또는 인계를 공중합하여 난연성을 부가하여 난연사를 제조한 후, 이를 제직하여 난연성 섬유 원단을 제조하는 방법이며, 둘째는 난연성이 없는 섬유 원단의 표면에 난연제를 도포한 후, 섬유 원단을 열고정하여 섬유 원단의 표면에 난연제를 투입되도록 하여 난연성 섬유 원단을 제조하는 방법이다.

폴리에스테르계 난연사를 100% 사용하는 경우에는 이의 염색 가공 시 가연성이 있는 섬유 조제(실리콘계 유연제) 및 과도한 미부착 염료 등을 최소화하여 제직, 제편하여 염색할 경우 충분한 난연성이 확보되어 널리 상용화되고 있는 실정이다.

이의 제조방법에 관한 것으로서는 인계 화합물을 폴리에스테르의 중합시 공중합하는 방법으로 대한민국 등록특허 제0615782호(발명의 명칭: 난연성 원착 폴리에스터 섬유 및 이를 이용한 섬유제품)(출원번호:10-2004-0118132) 및 대한민국 등록특허 제0170068호(발명의 명칭: 난연성 폴리에스테르의 제조방법)(출원번호:10-1995-0025122)와 같은 다양한 방법이 제시되어 있다. 이러한 방법에 의해서 폴리에스테르계 난연사만을 사용하여 제직된 섬유 원단의 경우에는 세탁에 대해서도 영구적으로 난연성을 발휘하게 된다.

내구성이 없는 난연성을 부여하는 방법으로서는 난연성이 없는 일반 원사를 사용하여 원단을 제직한 후, 이를 염색 가공하면서 약제에 원단을 침지시켜 일정한 온도로 열고정하여 섬유의 표면에 난연제를 고착하는 방법이며, 셀룰로오즈계 섬유에 대해서는 대한민국 등록특허 제0028991(발명의 명칭: 방염가공방법)이 있고, 폴리에스테르계 섬유에 대해서는 대한민국 등록특허 제0866477(난연 가공제, 난연 가공 방법 및 난연 가공 섬유)에 이를 부여하는 다양한 방법에 대해 설명되어 있다.

그러나 위와 같이 제조된 각종 섬유류 제품의 경우, 적절한 건조 과정 없이 텐타 공정을 진행하게 되면 불량률이 높아지고 제품의 수명이 줄어드는 등의 문제점이 발생한다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 유연공정 후 및 텐타 공정 전 원단을 건조하여 유연공정에 따른 약품을 건조하고 텐타 공정의 효율을 높일 수 있는 원단이송장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한 본 발명의 일 실시예는 한정된 공간 내에 원단과 건조부와의 접촉 면적이 넓은 원단이송장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한 본 발명의 일 실시예는 원단에 인가되는 텐션을 조절할 수 있는 원단이송장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 원단에 약품 처리를 하는 유연공정부; 상기 유연공정부를 통과한 원단을 건조시키는 건조부; 및 상기 건조부를 통과한 원단을 텐타 처리하는 텐타공정부;를 포함하고, 상기 건조부는, 상기 원단에 텐션을 가하고, 상기 원단을 상기 유연공정부에서 상기 텐타공정부로 이동 가능하도록 안내 및 회전하는 하나 이상의 가이드롤러; 상기 원단에 텐션을 가하고, 표면에 열발생장치를 포함하며, 상기 하나 이상의 가이드롤러보다 직경이 큰 둘 이상의 고정롤러들; 및 이동 가능하게 구비되어 상기 원단에 인가되는 텐션을 조절하는 이동롤러;를 포함하며, 상기 유연공정부를 거친 원단과 가장 먼저 접촉하는 고정롤러의 표면 온도는 상기 유연공정부를 통과한 원단과 가장 마지막에 접촉하는 고정롤러의 표면 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 원단이송장치를 제공하며, 유연 처리된 원단에 대한 건조가 용이하고 건조 효율이 높으며, 원단에 인가되는 텐션을 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예는, 각각의 상기 고정롤러의 양 끝단을 회전 가능하게 지지하고, 메쉬(mesh) 형상을 가지는 고정롤러지지대; 두 개의 상기 가이드롤러들의 양 끝단을 회전 가능하게 지지하고, 상기 이동롤러가 두 개의 상기 가이드롤러들 사이의 공간 방향으로 이동 가능하게 결합되는 이동롤러지지대; 및 상기 이동롤러지지대에 회전 가능하게 결합되고, 상기 이동롤러지지대에 구비된 두 개의 상기 가이드롤러들과 상기 이동롤러와 접촉하는 상기 원단에 텐션을 인가하는 회전텐션바;를 더 포함하고, 상기 회전텐션바는 상기 이동롤러지지대에 구비되는 두 개의 상기 가이드롤러들 사이의 최단 거리보다 폭이 큰 것을 특징으로 하는 원단이송장치를 제공하며, 유연 처리된 원단에 대한 건조가 용이하고 건조 효율이 높으며, 원단에 인가되는 텐션을 조절할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예는 유연공정 후 텐타 공정 전 원단을 건조할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예는 건조가 용이하고 건조 효율이 높은 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예는 한정된 공간 내에 원단과 건조부와의 접촉 면적이 커져 건조 효율이 높아지는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예는 원단에 인가되는 텐션을 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원단이송장치의 측면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동롤러지지대 및 이동롤러지지대에 구비된 장치들을 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 원단이송장치는, 도 1에 도시되고 있다. 상기 원단이송장치는 원단(150)에 약품 처리를 하는 유연공정부(110), 유연공정부(110)를 통과한 원단(150)을 건조시키는 건조부, 및 건조부를 통과한 원단(150)을 텐타 처리하는 텐타공정부(140)로 구성된다.

유연공정부(110)는, 유연제를 투입하여 원단에 유연성을 부여하거나, 원단(150)을 염색하거나 또는 원단(150)에 염색을 하기 위한 염료와 난연제를 함께 투입하여 염색과 동시에 난연 처리를 동시에 수행할 수 있는 장치이다.

텐타공정부(140)는 원단(150)에 대하여 텐타(TENTER) 공정을 가할 수 있는 장치이다.

구체적으로, 텐타 장치는 원단의 사용 용도 및 규격을 맞추기 위하여 열로서 원단을 고정시키는 기계로서, 일반적으로 널리 사용되는 기계이다. 텐타의 역할은 원단의 신축성을 좋게 하기 위하여 하우징별 온도, 처리속도, 하우징별 풍량 등을 설정하여 설정된 조건에 따라 원단에 열을 가하여 우수한 난연성과 신축성을 유지하게 하는 것이다.

텐타 공정은 염색 전에 이루어지는 pre-setting과, 염색 후에 이루어지는 final-setting으로 나뉜다. Pre-setting(1차 텐타 공정)은 사용자가 원하는 규격을 맞추기 위하여 원단의 폭, 중량 등을 염색하기 행하는 공정이다. Final-setting(2차 텐타 공정)은 제품으로서의 가치를 만드는 마지막 제품화 가공 공정에 해당하며, 중량과 폭 등의 규격을 조정하고, 터치(촉감)를 유연하게 조절하며, 제품의 용도에 맞게 적합한 열을 가하는 공정이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 텐타공정부(140)는 final-setting(2차 텐타 공정) 장치에 해당한다. 다만 본 발명의 일 실시예에 따른 건조부는 pre-setting(1차 텐타 공정) 장치를 거치고 유연공정부(110)에서의 공정 전 원단에 적용될 수도 있다.

건조부는 원단(150)에 텐션을 인가하고 열을 공급할 수 있는 다수개의 롤러들을 포함한다.

상기 다수개의 롤러들은, 원단(150)에 텐션을 인가하고 원단(150)을 유연공정부(110)에서 텐타공정부(140)로 이동 가능하도록 안내 및 회전하는 가이드롤러(171); 원단(150)에 텐션을 인가하고 표면에 열발생장치를 포함하며 하나 이상의 가이드롤러보다 직경이 큰 고정롤러(172); 및 이동 가능하게 구비되어 원단(150)에 인가되는 텐션을 조절하는 이동롤러(173);로 구성된다.

상기 다수개의 롤러들은, 다양한 재질이 사용될 수 있으며 원단(150)이 미끄러지지 않되 원단(150)의 표면이 손상되지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 다수개의 롤러들은, 긴 원기둥 형상을 가지며 양 끝단은 회전 가능하게 고정되며, 자유 회전 또는 모터에 의한 회전 모두 가능한 구성에 해당한다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 가이드롤러(171), 고정롤러(172), 및 이동롤러(173)는 각각 적어도 하나 이상 구비된다.

가이드롤러(171)는, 원단(150)을 지지하고, 유연공정부(110)를 통과한 원단(150)이 텐타공정부(140)에 유입되기 전까지 원단(150)의 이동 방향을 변경할 수 있다.

고정롤러(172)의 양 끝단은 각각 고정롤러지지대(120)에 회전 가능하게 결합되며, 본 발명의 일 실시예의 경우, 최소 2개 이상의 고정롤러(172)가 구비되며, 바람직하게는 4개 이상의 고정롤러(172)가 고정롤러지지대(120)에 회전 가능하게 고정 결합된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고정롤러지지대(120)는 메쉬(mesh) 형상을 가지며, 상기 메쉬(mesh) 형상을 통해 외부에서도 고정롤러지지대(120) 내측에 설치된 고정롤러(172)들의 상태를 점검할 수 있는 효과가 있다.

각각의 고정롤러(172)는 원단(150)을 건조시키기 위한 열발생장치를 더 포함한다. 예를들어, 열발생장치는 고정롤러(172)의 전체 표면에 걸쳐 열선 형태로 구비되거나, 고정롤러(172) 내부에 인덕션 히터(induction heater) 형태로 구비될 수 있다.

전기를 열로 바꾸는 장치가 전열기라면 자기를 열로 바꾸는 것이 인덕션 히터이다. 인덕션 히터는 고주파 교류 전류가 통과할 수 있는 전자석으로 구성되어 있으며, 전자기 유도현상에 의해 금속 내부에 생긴 소용돌이 전류가 줄열을 발생시켜 금속용기를 가열한다.

인덕션 히터는 도체에 코일이 감긴 전자석으로 구성되어 있다. 코일에 교류전류를 통과시키면 코일에는 시간에 따라 방향이 변하는 교류자기장이 형성된다. 이 때 도체에 교류자력이 가해지게 되며 도체에는 전자기유도 현상에 의해 소용돌이 전류(와전류)가 발생한다. 그리고 소용돌이 전류로 인해 발생되는 줄열에 의해 물체가 가열된다.

인덕션 히터의 경우, 순간적으로 강한 열을 낼 수 있으나 가열하기 위해서는 반드시 금속 재질을 사용해야 하므로, 고정롤러(172)의 내부에 인덕션 히터가 구비되는 경우, 원단(150)과 직접 접촉하는 고정롤러(172)의 표면은 금속 재질인 것이 바람직하다.

원단(150)의 건조 효율을 높이기 위해 각각의 고정롤러(172)는 원단(150)과의 접촉 면적이 최대한 넓은 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 각각의 고정롤러(172)와 원단(150)이 접촉하는 면(호)의 중심 각도는 적어도 180도 이상이다. 즉, 각각의 고정롤러(172)의 원주면의 반 이상은 원단(150)과 접촉한다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 고정롤러(172)들이 도시된 도 1을 참고하여 고정롤러(172)들의 상대적인 배치를 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해, 중심축의 높이가 가장 낮은 위치에 배치된 고정롤러(172)를 제1고정롤러로 지칭하고, 중심축의 높이가 가장 높은 위치에 배치된 고정롤러(172)를 제4고정롤러로 지칭하도록 한다. 제1고정롤러와 제4고정롤러 사이에는 제2고정롤러와 제3고정롤러가 구비되며 제3고정롤러 중심축이 제2고정롤러 중심축보다 더 높은 위치에 배치된다.

제1고정롤러 내지 제4고정롤러는 서로 이격되어 배치되며 서로 접촉하지 않는다.

제2고정롤러 중심축의 높이는 제1고정롤러 중심축의 높이보다 높으며 제3고정롤러 중심축의 높이보다 낮다. 다만 제2고정롤러 최하단의 높이는 제1고정롤러 최상단의 높이보다 낮고, 제2고정롤러 최상단의 높이는 제3고정롤러 최하단의 높이보다 높다.

또한, 제3고정롤러 중심축의 높이는 제2고정롤러 중심축의 높이보다 높으며 제4고정롤러 중심의 높이보다 낮다. 다만 제3고정롤러 최하단의 높이는 제2고정롤러 최상단의 높이보다 낮고, 제3고정롤러 최상단의 높이는 제4고정롤러 최하단의 높이보다 높다.

또한, 제1고정롤러 중심축 및 제3고정롤러 중심축에 비해 제2고정롤러 중심축 및 제4고정롤러 중심축은 왼쪽 또는 오른쪽으로 소정거리 이격되어 배치된다.

제1고정롤러 내의 임의의 한 지점과 지면을 수직으로 연결한 가상의 선들의 집합 범위 내에 제3고정롤러의 중심축이 위치하며, 제2고정롤러 내의 임의의 한 지점과 지면을 수직으로 연결한 가상의 선들의 집합 범위 내에 제4고정롤러의 중심축이 위치한다.

유연공정부(110)를 통과한 원단(150)은 제1고정롤러, 제2고정롤러, 제3고정롤러, 및 제4고정롤러를 순차적으로 접촉하여 지나친 후 이동롤러(173)를 지나 텐타공정부(140)로 유입된다.

이 때 제1고정롤러와 제3고정롤러의 회전 방향은 동일하며, 제2고정롤러와 제4고정롤러의 회전 방향은 제1고정롤러 및 제3고정롤러의 회전 방향과 반대이다.

상기 기재한 제1고정롤러 내지 제4고정롤러의 배치적인 특성으로 인해 원단(150)은 각각의 고정롤러(172) 원주면의 적어도 반 이상과 접촉할 수 있고, 각각의 고정롤러(172)에서 생성된 열을 통해 건조가 이루어진다.

한편 제1고정롤러 내지 제4고정롤러의 표면 온도를 서로 다르게 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 제1고정롤러의 표면 온도가 가장 낮고 제4고정롤러의 온도가 가장 높다. 예를 들어, 제1고정롤러의 표면 온도가 100도인 경우, 제2고정롤러는 105도, 제3고정롤러는 110도, 제4고정롤러는 115도로 제어될 수 있다.

즉, 고정롤러(172)가 유연공정부(110)에서 멀어질수록 단계적으로 온도가 상승한다. 단계적으로 설치된 고정롤러(172)들의 온도가 상승함으로 인해 원단(150)의 건조 효율이 더욱 높아지는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 4개의 고정롤러(172)들이 배치되어 있으나 이에 한정되지 않는다. 다만 배치되는 고정롤러의 수와 무관하게 상기 언급된 본 발명의 일 실시예와 같이 고정롤러들이 배치될 수 있다.

도 1의 경우, 한정된 공간 내에 많은 고정롤러들을 설치할 수 있고, 각각의 고정롤러들과 원단(150)과의 접촉 면적도 넓힐 수 있는 효과가 있다. 즉, 건조 효율이 기존에 비해 높아지는 효과가 있다.

다수개의 고정롤러(172)와 유연공정부(110) 사이에는 가이드롤러(171)가 구비될 수 있다. 상기 가이드롤러(171)는 유연공정부(110)를 통과한 원단(150)을 다수개의 고정롤러(172)들이 설치된 고정롤러지지대(120)로 안내하는 역할을 한다.

이동롤러(173)의 양 끝단은 이동롤러지지대(130)에 회전 가능하게 결합되며 이동롤러지지대(130) 구비된 이동가이드(131)를 따라 이동 가능하게 결합된다. 이동롤러(173)의 회전축은 원단(150)의 텐션을 높이거나 줄이는 방향으로 이동할 수 있다. 구체적으로 이동롤러(173)의 회전축은 상기 회전축에 수직한 방향으로 이동 가능하게 구비된다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 이동롤러지지대(130)에 두 개의 가이드롤러(171)가 회전 가능하게 고정 결합되며, 두 개의 가이드롤러(171)는 소정거리 이격된 상태로 실질적으로 동일한 높이에 설치된다. 이 때 이동롤러(173)는 상기 두 개의 가이드롤러(171)들 사이의 공간 방향 또는 상기 방향과 반대 방향으로 이동 가능하게 이동롤러지지대(130)에 결합된다.

즉, 이동롤러(173)가 상기 두 개의 가이드롤러(171)들 사이의 공간 방향으로 이동하는 경우, 원단(150)에 인가되는 텐션은 감소하며, 상기 공간 방향의 반대 방향으로 이동하는 경우, 원단(150)에 인가되는 텐션은 증가한다.

원단(150)의 재질, 건조 정도 등에 따라 이동롤러(173)를 이용하여 원단(150)에 인가되는 텐션을 조절할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 살펴보면, 원단(150)에 텐션을 인가하거나, 원단(150) 표면에 묻은 먼지 또는 약품을 털어내기 위한 회전텐션바(160)가 이동롤러지지대(130)에 회전 가능하게 결합되는 것을 알 수 있다.

회전텐션바(160)는 회전축과 상기 회전축의 중심부에 소정의 폭을 가지는 확장부(161)를 가지는 것이 특징이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 확장부(161)는 회전축의 수직 방향으로 소정 거리 돌출된 형태를 가지며 원단(150)과 직접 접촉할 수 있는 구성이다.

상기 회전텐션바(160)의 회전을 통해, 상기 확장부(161)는 원단(150)과 접촉을 할 수 있으며, 원단(150)에 인가되는 텐션의 크기를 미세하게 조정하거나, 원단(150)에 소정의 충격력을 인가하는 역할을 한다.

한편, 화장부(161)의 외주면은 먼지를 제거할 수 있는 솔이 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 회전텐션바(160)는 상기 두 개의 가이드롤러(171)와 이동롤러(173) 사이에 구비되는 구성이며, 구체적으로 상기 두 개의 가이드롤러(171) 중 어느 하나의 가이드롤러 및 이동롤러(173)와 접촉하고 있는 원단(150) 및 나머지 가이드롤러(171) 및 이동롤러(173)가 접촉하고 있는 원단(150) 사이에 위치한다.

또한 회전텐션바(160)는 이동롤러지지대(130)에 구비되는 두 개의 가이드롤러(171)들 사이의 최단 거리보다 폭이 크다. 이는 회전텐션바(160)의 회전에 따라 확장부(161)가 지면과 평행을 이루고 있을 때, 확장부(161)의 양 끝단이 각각 원단(150)과 접촉하여 원단(150)에 텐션을 인가하거나 원단(150)에 충격을 가할 수 있게 하기 위함이다.

한편, 가이드롤러(171), 고정롤러(172), 및 이동롤러(173)의 바디와 각각의 롤러들이 고정롤러지지대(120)와 이동롤러지지대(130)과 결합하는 부분은 마찰이나 충격에 의해 손상될 수 있는 구성에 해당한다. 따라서 상기 구성들 표면의 경우, 다음과 같은 플라스틱 조성물로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함한다. 본 발명은 내열성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 비틀림 현상을 개선할 수 있으며, 원적외선을 방사함으로써 신진 대사 촉진 및 제조된 플라스틱 용기에 보관된 식품의 저장 안정성을 향상시킬 수 있는 플라스틱 시트(제품)를 제조할 수 있는 효과를 가질 수 있다.

폴리프로필렌(polypropylene) 수지는 성능 대비 가격이 저렴하고, 식품이나 화장품 등의 내용물과의 접촉에도 위해성이 없는 환경친화적인 소재로 알려져 있는 것으로서, 프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이고, 내약품성, 기계적 성질, 열적 성질이 우수하다. 폴리프로필렌은 프로필렌 단독(호모) 중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 기계적 물성의 향상을 위하여 호모 중합체와 랜덤 공중합체를 3:2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 높은 유동성과 강성, 내충격성, 전기절연성, 성형성, 내한성이 뛰어나다. 고밀도 폴리에틸렌 수지는 전술한 폴리프로필렌 수지와 혼합하여 플라스틱 시트 또는 제품 제조시 인장력을 강화하여 성형성을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있다.

탈크는 플라스틱 조성물의 강도, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키는 것으로서, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 탈크 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탈크는 다른 충전재 성분과 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 바람직하게는, 돌로마이트 분말과 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하여 플라스틱 조성물의 내구성 향상에 기여할 수도 있다.

게르마늄은 은백색의 준금속으로, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등을 다량 방사하여 신진 대사를 촉진하는 효과를 가진다. 또한, 게르마늄은 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)이 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 한다. 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20~30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없다. 특히, 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 피하조직 속의 모세혈관까지 침투한 게르마늄은 혈관벽을 통해서 혈관 속에 있는 전자를 이동시키며, 혈액정화작용을 하여 혈액을 정상화시키고 과잉 전자 흐름을 방전시켜 통증을 면하게 한다는 사실이 밝혀졌다. 게르마늄은 분말 형태로 사용할 수 있고, 게르마늄 원석을 3cm 이하로 잘게 절단한 후, 절단된 게르마늄 원석을 80~100 메쉬의 입도 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지 110~130 중량부, 탈크 170~190 중량부 및 게르마늄 분말 1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 플라스틱 조성물을 이용하여 플라스틱 시트를 제조할 경우, 뒤틀림 현상 등을 배제하기 위하여 플라스틱 조성물의 비중을 조절하는 것이 중요한데, 비중은 1.02~1.10인 것이 바람직하고, 1.03~1.05인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 110 중량부 미만이거나, 탈크가 170 중량부 미만이면, 내구성 등의 기계적 물성을 강화시키기 제한되고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 130 중량부를 초과하거나, 탈크가 190 중량부를 초과하면, 플라스틱 조성물의 비중이 늘어나 성형성이 불량해질 수 있는 우려가 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 게르마늄 분말이 1 중량부 미만이면, 게르마늄으로 인한 원적외선 방출 효과 등이 발현되기 힘들고, 10 중량부를 초과하면, 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 성형성이 불량해질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상술한 플라스틱 조성물은 내충격성을 강화하기 위하여 유리섬유 강화 플라스틱을 포함할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱(Fiberglass Reinforced Plastic, FRP)은 유리계 광물질을 주원료로 하고, 유리계 광물질에 방향족 나일론 섬유 및 열경화성 수지를 결합한 물질이다. 유리계 광물질은 규사, 석회석, 장석 및 소다회로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 열경화성 수지는 공지의 다양한 열경화성 수지를 사용할 수 있고, 바람직하게는, 폴리에스터, 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱은 유리계 광물질 등의 재료를 혼합하여 용융로에 넣어 제조할 수 있고, 유리섬유 사이에 밀봉된 각각의 공기층이 단열층으로 작용하여 불연성, 흡음성, 시공성이 우수하다. 또한, 철보다 강하고, 알루미늄보다 가벼우며, 녹슬지 않는다는 장점이 있다. 또한, 불연성이 우수하여 열에 변형되지 않고, 가공하기 용이하다. 이때, 유리섬유 강화 플라스틱(펠렛 형태)과 PVC 등과의 혼합성을 향상시키기 위하여 아교를 첨가하는 것이 바람직하다. 아교는 동물의 가죽, 창자, 뼈 등을 고아 그 액체를 고형화한 물질로서, 각 성분의 결합력을 향상시키면서도 환경 호르몬 배출 등의 문제를 해소할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱 및 아교는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 각각 15~25 중량부 및 2~7 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 적을 경우, 내충격성 강화 및 배합성이 떨어질 수 있고, 상기 범위를 넘어서는 경우, 제품 생산시 깨짐 현상이 발생할 수 있고, 비경제적이다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물을 이용하여 제품 생성시 탄성력을 향상시키기 위하여 코르크 분말을 포함할 수도 있다. 코르크 분말은 굴참나무의 껍데기를 제거한 후, 분쇄하여 준비할 수 있다. 코르크 분말은 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 400 메쉬(mesh) 이상의 망으로 거른 미분쇄 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 코르크 분말은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 코르크 분말이 5 중량부 미만인 경우, 탄성도의 향상 정도가 미미하고, 10 중량부를 초과하는 경우, 제품 제조시 내부에 형성된 공극이 커져 내구성이 약화될 수 있다.

또한, 코르크 분말과 타 성분과의 혼합성을 개선하기 위하여 자당(C₁₂H₂₂O₁₁) 분말을 더 포함할 수 있다. 자당은 코르크 분말 사이에 형성된 공극을 매끄럽게 할 뿐만 아니라 PVC 등과의 혼합 과정에서 점성이 생겨 이취 문제를 발생시키는 분자를 잡을 수도 있어 이취 문제 해결에도 기여할 수 있다. 자당은 500 메쉬(mesh) 망으로 거른 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 1~4 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 자당이 1 중량부 미만인 경우, 자당에 의해 발현되는 효과가 미미하고, 4 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 제품의 기계적 물성을 약화시킬 우려가 있다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 백반 분말을 포함할 수 있다. 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO₄)₂·12H₂O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다. 구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다. 백반은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 2~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 백반의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 백반에 의한 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우 비경제적이다.

일 실시예에 있어서, 본 발명은 항균성을 향상시키기 위하여 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 포함할 수 있다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 보헤마이트는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 3~8 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 보헤마이트의 함량이 3 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 8 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

폴리프로필렌 수지 180kg, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 200kg, 탈크 310kg, 게르마늄 분말 15kg을 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 1로 하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하게 제조하되, 유리섬유 강화 플라스틱 36kg, 아교 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 2로 하였다.

[실시예 3]

실시예 2와 동일하게 제조하되, 코르크 분말 9kg, 자당 분말 5kg, 백반 분말 5kg, γ-보헤마이트 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.

[비교예]

탈크만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 비교예로 하였다.

[실험예 1 : 내충격성 평가]

실시예 및 비교예의 플라스틱 조성물을 이용하여 시편(20cm * 30cm, 두께 20mm)을 제조하였고, 3kg의 추를 2m 높이에서 떨어뜨린 후, 각 시편의 파손 정도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 1]

상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 탈크를 포함하지 않은 비교예에 비해 탈크를 포함하는 실시예들은 내충격성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히, 유리섬유 강화 플라스틱을 함유하는 실시예 2 및 3의 경우, 가장 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

[실험예 2 : 내열성 평가]

실험예 1의 시편을 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 3시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

[표 3]

상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, 실시예는 비교예와 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3 : 항균성 평가]

실시예 1, 실시예 3 및 비교예에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 4에 기재하였다.

[표 4]

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.

상기 표 4를 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 3의 경우, 다른 케이스보다 항균성이 매우 우수하다는 것을 예측할 수 있었다.

한편, 고정롤러지지대(120)와 지면, 이동롤러지지대(130)와 지면, 고정롤러지지대(120)와 이동롤러지지대(130) 사이, 또는 기타 접착이 필요한 구성들 사이는 접착제 조성물로 접착될 수 있다. 상기 접착제 조성물에 대한 설명은 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물은, 주제 및 경화제를 포함하는 접착제 조성물로서, 주제는, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부, 폴리비닐알콜(PVA) 1~30 중량부, 물 10~30 중량부, 탄산칼슘 5~30 중량부, 계면활성제 0.1~1 중량부 및 요변성 부여제 1~20 중량부를 포함하고, 경화제는, 이소시아네이트 화합물을 포함한다. 본 발명은 주제와 경화제로 이루어진 수용성 2액형 접착제 조성물로서, 이를 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조할 수 있으며, 환경을 오염시키지 않으면서도, 접착성, 내열성 등 물리적 특성이 우수하여 합판과 같은 목질 보드나 마그네슘 보드와 같은 무기질 보드, PVC 등의 여러가지 플라스틱 재질의 시트에 사용될 수 있다.

주제는 기본적으로 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지, 폴리비닐알콜(PVA), 물, 탄산칼슘, 계면활성제 및 요변성 부여제를 포함하는데, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지는 주제의 주성분으로서, 응집력이 강하여 제조되는 접착시트 또는 접착제의 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 종래에는 에폭시 수지를 접착시트 또는 접착제의 주성분으로 사용하였는데, 에폭시 수지를 사용하는 접착시트 또는 접착제의 경우 벤젠 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물을 방출하여 환경 및 인체에 유해한 영향을 미쳤다. 그러나, 본 발명은 에폭시 수지를 배제함으로써 환경문제 등의 문제점을 해결할 수 있게 되었다.

폴리비닐알콜(PVA)은 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성과 내수성 및 접착성을 향상시키는 역할을 한다. 폴리비닐알콜은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 폴리비닐알콜이 1 중량부 미만인 경우, 내열성 등을 향상시키기 힘들고, 30 중량부를 초과하는 경우, 에틸렌 비닐 아세테이트의 상대적인 함량이 줄어들어 접착시트 또는 접착제의 응집력이 약화될 수 있다. 또한, 본 발명은 온돌 마루 등에 사용될 때, 폴리비닐알콜의 기능성을 보완하기 위하여 폴리비닐알콜과 함께 산화안티몬 및 산화지르코늄을 사용할 수도 있다. 산화안티몬 및 산화지르코늄은 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성을 증진시킬 수 있는 것으로서, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 각각 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만에서는 내열성 증진 효과가 미미하고, 상기 범위를 넘어서는 경우 비경제적이다.

물은 주제의 용매로 사용된다. 본 발명은 종래의 접착시트 또는 접착제와 달리 휘발성 유기용제를 사용하지 않아 환경오염 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다. 물은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 10~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 물이 10 중량부 미만이면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등을 효과적으로 용해시킬 수 없고, 30 중량부를 초과하는 경우, 너무 묽어져서 접착시트 또는 접착제의 강도가 낮아질 수 있다.

탄산칼슘은 접착제 조성물의 점도를 조절하고, 경화시 수축 현상을 감소시킨다. 탄산칼슘은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부에 대해서 5~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘이 5 중량부 미만인 경우, 경화시 충분한 수축이 일어나지 않아 접착시트 또는 접착제의 경도가 불량해질 수 있고, 30 중량부를 초과하는 경우, 점도가 너무 빡빡하여 생산성이 저하될 수 있다. 또한, 본 발명은 탄산칼슘을 대체하여 경탄류, 클레이류의 여러가지 물질을 사용할 수도 있으며, 일 예로, 돌로마이트 및/또는 활석(Talc)을 사용할 수 있다. 이때, 기계적 물성을 향상시키기 위하여 돌로마이트 및 활석을 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 분말은 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 것이 바람직한데, 150~200 메시의 입자크기를 갖도록 미분쇄된 분말을 사용하게 되면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등의 다른 성분과 혼합성이 향상될 수 있다.

계면활성제는 접착제 조성물의 혼합시 표면장력을 줄이고, 도포성을 향상시키기 위하여 사용된다. 계면활성제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 0.1~1 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 계면활성제는 공지의 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제를 사용할 수 있으나, 표면장력을 효과적으로 줄이기 위하여 탄소 원자 8~14개의 알킬 사슬을 포함하는 제미니형 음인온계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.

요변성 부여제는 접착제 조성물이 도포되어 접착시트 또는 접착제가 될 때, 주제와 경화제의 분리 현상을 억제하여 접착제 조성물이 흘려내리지 않도록 하는 것으로서, 실리카류, 아크릴 코폴리머 등의 여러가지 공지의 다양한 물질을 사용할 수 있으나, 클레이(clay)를 사용하는 것이 바람직하다. 클레이는 가느다란 함수 규산염 광물의 집합체로서, 적당량의 물을 섞어 반죽하면 가소성이 생기고, 건조시키면 강성을 나타내며, 높은 온도에서 구우면 소결하는 물질을 말한다. 구체적으로, 해포석, 흄드 실리카 및 벤토나이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 분말을 사용할 수 있으나, 가장 좋은 효과를 얻기 위해서는 흄드 실리카와 벤토나이트가 1:1의 중량비로 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 요변성 부여제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 요변성 부여제가 1 중량부 미만이면, 흐름성을 충분히 제어할 수 없고, 20 중량부를 초과하면, 흐름성이 너무 사라져서 생산성이 저하될 수 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 접착력을 향상시키기 위하여 소듐실리케이트를 더 포함할 수도 있다. 소듐 실리케이트(sodium silicate)는 기존의 접착제와는 달리 공해를 유발시키지 않아 환경 친화적이며, 접착력이 우수하다. 소듐 실리케이트는 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 3~7 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 소듐 실리케에트가 3 중량부 미만인 경우, 접착 성능의 향상 정도가 미미하고, 7 중량부를 초과할 경우, 다른 성분과의 혼합성이 떨어질 수 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내마모성을 향상시키기 위하여 이황화 몰리브덴을 더 포함할 수도 있다. 이황화 몰리브덴(MoS₂)은 화강암 속에 함유 되어 얇은 광맥으로 발견되어 채굴하는 재료로서, 윤활성분으로 사용된다. 이황화 몰리브덴(MoS₂)은 그래파이트(graphite)와 같이 전단이 발생하기 쉬운 형태의 육각형의 결정 구조의 고유한 특성을 가지나, 윤활 작용은 그래파이트보다 우수하다. 이황화 몰리브덴은 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이황화 몰리브덴이 1 중량부 미만인 경우, 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 5 중량부를 초과할 경우, 오히려 접착력을 떨어뜨릴 수 있다. 이때, 이황화 몰리브덴과 함께 구리 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 난연성을 향상시키기 위하여 난연제를 더 포함할 수도 있다. 난연제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 100 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 난연제가 1 중량부 미만인 경우, 난연성의 향상 정도가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 타 성분과의 혼합성이 떨어질 우려가 있다. 난연제는 백반 분말을 사용할 수 있다. 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO₄)₂·12H₂O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다. 구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 항균성을 향상시키기 위하여 수산화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 수산화알루미늄은 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 사용하는 것이 바람직하다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 수산화알루미늄은 에틸렌 비닐 아세테이트 30~90 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 수산화알루미늄의 함량이 5 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 10 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

경화제는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이소시아네이트 화합물은 물에 대한 우수한 용해성으로 경화제가 주제에 균일하게 혼합되어 적당한 점도와 경도를 유지함으로써 경화시간을 단축할 수 있으며, 주제와 경화제 혼합시 가사시간(pot life)을 연장시켜 작업성을 현저히 향상시키는 작용을 한다. 이소시아네이트 화합물은 1 분자 중에 2 개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 화합물인 것이 좋으며, 특히 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화 TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenylmethane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화 MDI, 또는 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 경화제는 주제 100 중량부에 대해서 1~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상술한 접착시트 또는 접착제는 주제와 경화제를 혼합하여 수용성 2액형 접착제 조성물을 제조한 후, 작업 현장에 도포 및 경화시켜 제조되는 것으로서, 필요에 따라 상기 구성 성분의 일부를 제외하거나 상기 구성 성분 모두가 사용될 수 있으며, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 분산제, 소포제, 방부제, 증점제 등을 더 포함할 수도 있고, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 다양한 색상을 구현하기 위하여 색소 성분을 더 포함할 수도 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

에틸렌 비닐 아세테이트 80 중량부, 폴리비닐알콜 20 중량부, 물 25 중량부, 탄산칼슘 10 중량부, 계면활성제 1 중량부, 요변성 부여제 5 중량부로 혼합하여 주제를 제조하고, 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI)를 포함하는 경화제 25 중량부를 혼합한 후, 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조하였고, 이를 실시예 1로 하였다.

이때, 계면활성제는 탄소수 8개의 제미니 계면활성제를 사용하였다. 계면활성제의 전체적인 합성과정은 다이아민과 1-브로모알케인의 반응에서 시작하였다. N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-다이아미노프로페인(N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-diaminopropane) 0.1 mole과 1-브로모옥테인(1-bromooctane) 0.2 mole을 아세토나이트릴(acetonitrile) 300g에 넣고 30분간 교반시켜 주었고, 이 용액을 12 시간 동안 353K에서 환류시킨 뒤, 회전농축기(rotary evaporator)를 이용해 아세토나이트릴 용매를 제거하였다. 이를 통해 얻어진 생성물에 500g의 다이에틸 에테르(Diethylether)를 추가하여 생성물을 재결정화시켰다. 이를 거른 후 다이에틸 에테르 500g으로 씻어주며 반응하지 않은 불순물을 제거하였다. 상기 과정을 거친 생성물을 323K의 진공 오븐에서 12 시간 동안 처리하여 잔여 용매를 제거함으로써 제미니 계면활성제를 제조하였다.

[실시예 2]

주제에 산화아티몬 5 중량부 및 산화지르코늄 5 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 2로 하였다.

[실시예 3]

주제에 소듐실리케이트 5 중량부, 이황화 몰리브덴 3 중량부, 백반 3 중량부, γ-보헤마이트 8 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 2와 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.

[비교예]

종래의 에폭시 온돌마루 접착제(SEP-4300, 삼창기연㈜)을 비교예로 하였다.

[실험예 1 : 접착력 테스트]

실시예 및 비교예에 대하여 접착력 테스트(KS F 4715)를 진행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.

[표 1]

LH 공사의 접착강도는 0.8 N/㎟ 이상이 합격 기준으로, 실시예 및 비교예는 모두 합격 기준을 만족하였다. 그러나, 실시예의 접착강도가 비교예에 비해 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 2 : 내열성 평가]

실시예 및 비교예의 접착시트 또는 접착제를 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 8시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 실시예는 비교예와 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3 : 항균성 평가]

실시예 3 및 비교예의 접착제 조성물에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 3에 기재하였다.

[표 3]

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.

상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 3의 경우, 비교예에 비해 항균성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

접착시트는 접착조성물을 포함한다. 그리고, 본 발명에 따른 접착시트 상에 플라스틱 시트가 위치하고, 상기 플라스틱 시트는 플라스틱 조성물을 포함한다.

상기 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함한다. 본 발명은 내열성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 비틀림 현상을 개선할 수 있으며, 원적외선을 방사함으로써 신진 대사 촉진 및 후크를 취급하는 작업자에게 유해성을 최소화 할 수 있다. 도 1을 참조하면, 제 2 연장부는 중량물의 상부와 맞닿을 수 있기 때문에, 내구성이 높아야 하고, 중량물이 로딩되는 과정에서 발생할 수 있는 마찰에 따른 열을 견디는 내열성이 커야하고, 열로 인한 비틀림 현상이 없어야 하며, 후크 인근에서 작업하는 작업자들에 유해함이 없어야 한다.

폴리프로필렌(polypropylene) 수지는 성능 대비 가격이 저렴하고, 식품이나 화장품 등의 내용물과의 접촉에도 위해성이 없는 환경친화적인 소재로 알려져 있는 것으로서, 프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이고, 내약품성, 기계적 성질, 열적 성질이 우수하다. 폴리프로필렌은 프로필렌 단독(호모) 중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 기계적 물성의 향상을 위하여 호모 중합체와 랜덤 공중합체를 3:2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 높은 유동성과 강성, 내충격성, 전기절연성, 성형성, 내한성이 뛰어나다. 고밀도 폴리에틸렌 수지는 전술한 폴리프로필렌 수지와 혼합하여 수용부(15) 또는 제품 제조시 인장력을 강화하여 성형성을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있다.

탈크는 플라스틱 조성물의 강도, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키는 것으로서, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 탈크 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탈크는 다른 충전재 성분과 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 바람직하게는, 돌로마이트 분말과 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하여 플라스틱 조성물의 내구성 향상에 기여할 수도 있다.

게르마늄은 은백색의 준금속으로, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등을 다량 방사하여 신진 대사를 촉진하는 효과를 가진다. 또한, 게르마늄은 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)이 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 한다. 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20~30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없다. 특히, 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 피하조직 속의 모세혈관까지 침투한 게르마늄은 혈관벽을 통해서 혈관 속에 있는 전자를 이동시키며, 혈액정화작용을 하여 혈액을 정상화시키고 과잉 전자 흐름을 방전시켜 통증을 면하게 한다는 사실이 밝혀졌다. 게르마늄은 분말 형태로 사용할 수 있고, 게르마늄 원석을 3cm 이하로 잘게 절단한 후, 절단된 게르마늄 원석을 80~100 메쉬의 입도 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지 110~130 중량부, 탈크 170~190 중량부 및 게르마늄 분말 1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 플라스틱 조성물을 이용하여 수용부(15)를 제조할 경우, 뒤틀림 현상 등을 배제하기 위하여 플라스틱 조성물의 비중을 조절하는 것이 중요한데, 비중은 1.02~1.10인 것이 바람직하고, 1.03~1.05인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 110 중량부 미만이거나, 탈크가 170 중량부 미만이면, 내구성 등의 기계적 물성을 강화시키기 제한되고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 130 중량부를 초과하거나, 탈크가 190 중량부를 초과하면, 플라스틱 조성물의 비중이 늘어나 성형성이 불량해질 수 있는 우려가 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 게르마늄 분말이 1 중량부 미만이면, 게르마늄으로 인한 원적외선 방출 효과 등이 발현되기 힘들고, 10 중량부를 초과하면, 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 성형성이 불량해질 수 있다.

한편, 상술한 플라스틱 조성물은 기계적 물성, 혼합성, 성형성, 항균성 등을 향상시키기 위하여 여러가지 첨가제 성분을 더 포함할 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 마늘 추출액을 더 포함할 수 있다. 마늘 추출액은 천연 접착 성분으로, 폴리프로필렌 수지와 고밀도 폴리에틸렌 수지 등 다른 구성 성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능한다. 마늘 추출액은 마늘의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 마늘 1 중량부 당 2~3 중량부의 물을 첨가하고, 80~100℃에서 5시간 이상 가열한 후, 액체성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체성분을 55~60℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 마늘 추출액은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 10~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 마늘 추출액의 함량이 10 중량부 미만인 경우, 폴리프로필렌 수지와 탈크 등을 적절하게 엉겨 붙게 하지 못해 수용부(15) 제조시 표면이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 20 중량부를 초과하는 경우, 각 성분의 분산성 및 혼합성이 오히려 저하될 우려가 있다.

이때, 마늘 추출액의 기능을 보완하기 위하여 자당(C₁₂H₂₂O₁₁) 분말을 혼합하여 사용할 수 있다. 자당은 조성물 전체의 혼합성을 개선하여 플라스틱 조성물을 제조하기 위한 연신 과정에서 박막 형태로 압출될 수 있도록 하고, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합 과정에서 점성이 생겨 이취 문제를 발생시키는 분자를 잡을 수 있어 이취 문제 해결에도 기여할 수 있다. 자당은 120 메쉬(mesh) 망으로 거른 1~120 ㎛ 입자 크기가 95 wt% 이상 포함된 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 자당의 함량이 1 중량부 미만인 경우, 자당에 의해 발현되는 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우, 플라스틱 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 균일한 시트의 형성이 어렵다는 단점이 발생할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 백토 분말을 더 포함할 수도 있다. 백토(Kaolin)는 카올리나이트와 할로이사이트를 주원료로 하는 백색의 점토로, 마모 및 열충격에 대한 저항성이 우수하다. 백토는 폴리프로필렌 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 백토가 5 중량부 미만이면, 외부 환경에 대한 저항성이 약한 문제가 있고, 10 중량부를 초과하면 압축강도가 떨어지는 등 기계적 물성의 상승 효과가 발현되지 않을 수 있다.

플라스틱 조성물은 이산화티탄(TiO₂)을 더 포함할 수도 있다. 이산화티탄은 플라스틱 조성물의 내열성을 향상시킬 수 있는 충전재로 기능할 수 있다. 이산화티탄은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 5~15 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이산화티탄이 5 중량부 미만이면, 플라스틱 조성물에 의해 형성된 수용부(15)의 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 15 중량부를 초과하면, 작업성이 저하될 수 있고, 다른 구성성분들과의 배합성이 좋지 않을 수 있다.

플라스틱 조성물은 수산화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 수산화알루미늄은 플라스틱 조성물의 항균성을 향상시킬 수 있는 항균제로 기능한다. 수산화알루미늄은 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 사용하는 것이 바람직하다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 수산화 알루미늄은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 2~7 중량부로 포함될 수 있다. 수산화알루미늄의 함량이 2 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 7 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

또한, 플라스틱 조성물은 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 분산제, 소포제 등을 더 포함할 수도 있고, 플라스틱 조성물의 다양한 색상을 구현하기 위하여 색소 성분을 더 포함할 수도 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

하기 표 1의 조성에 따라 플라스틱 조성물을 제조하였다. 각 재료는 시중에서 구할 수 있는 재료를 사용하였다. 마늘 추출액의 경우, 발명의 상세한 설명에 기재한 대로 제조하였고, 수산화알루미늄은 γ-보헤마이트를 사용하였다.

[표 1]

[실험예 1]

실시예 1~5의 조성물을 가열한 후, 연신하여 10mm 두께의 플라스틱 시트를 제조하였고, 시트 표면의 균일도를 확인하였고, 이를 하기 표 2에 기재하였다. 균일도는 레이저 센서(N₂ 레이저, 발진파장 337.1nm, UDHO Laser. LTD., Japan)를 사용하여 측정하였으며, 30개의 지점을 임의로 선택하여 이들의 표면 거칠기(surface roughness)를 측정(표준편차를 사용하였고, ±0.3 이하는 균일한 것으로, ±0.3 초과는 불균일한 것으로 평가)하였다. 이때, 실시예 1 및 5는 길이방향으로 3차 연신과정을 거쳤으며, 실시예 2~4는 길이방향, 폭방향, 길이방향 순으로 3차 연신과정을 거쳤다.

[표 2]

상기 표 2와 같이, 실시예 1~5의 경우, 제조된 시트의 균일도는 모두 양호한 편이었다. 그 중에서도, 실시예 3의 균일도가 가장 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 2 : 비틀림 테스트]

실시예 1~5의 조성물을 가열한 후, 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 이때, 최종 제품의 완성도를 평가하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 실시예 1 및 5는 길이방향으로 3차 연신과정을 거쳤으며, 실시예 2~4는 길이방향, 폭방향, 길이방향 순으로 3차 연신과정을 거쳤다. 참고로, 도 2는 양호한 상태의 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 불량한 상태(비틀림 현상)를 나타낸 도면이다.

[표 3]

상기 표 3과 같이, 실시예 2~4의 경우, 90% 이상 정상 제품을 만들 수 있었으며, 특히, 실시예 3의 경우, 불량률이 매우 적었다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3 : 이취 테스트]

암모니아 가스를 이용하여 실시예 1 및 3에 대해 이취 테스트를 진행하였다. 최초 농도 측정 후, 5분 후의 농도를 측정하여 탈취율을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

[표 4]

상기 표 4와 같이, 실시예 1의 경우, 탈취 효과가 거의 없었으나, 실시예 3의 경우 일부 탈취 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 4 : 항균성 테스트]

실시예 1 및 3의 조성물에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Staphylococcus aureus ATCC 6538(황색포도상구균), Escherichia coli ATCC 25922(대장균)을 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다. 실시예 3의 경우, γ-보헤마이트에 의한 항균 효과가 나타났음을 확인할 수 있었다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

110: 유연공정부
120: 고정롤러지지대
130: 이동롤러지지대
140: 텐타공정부
150: 원단
160: 회전텐션바
171: 가이드롤러
172: 고정롤러
173: 이동롤러

Claims (2)

1. 원단에 약품 처리를 하는 유연공정부;
   상기 유연공정부를 통과한 원단을 건조시키는 건조부; 및,
   상기 건조부를 통과한 원단을 텐타 처리하는 텐타공정부;를 포함하고,
   상기 건조부는,
   상기 원단에 텐션을 가하고, 상기 원단을 상기 유연공정부에서 상기 텐타공정부로 이동 가능하도록 안내 및 회전하는 하나 이상의 가이드롤러;
   상기 원단에 텐션을 가하고, 표면에 열발생장치를 포함하며, 상기 하나 이상의 가이드롤러보다 직경이 큰 둘 이상의 고정롤러들; 및,
   이동 가능하게 구비되어 상기 원단에 인가되는 텐션을 조절하는 이동롤러;를 포함하며,
   상기 유연공정부를 거친 원단과 가장 먼저 접촉하는 고정롤러의 표면 온도는 상기 유연공정부를 통과한 원단과 가장 마지막에 접촉하는 고정롤러의 표면 온도보다 낮은 것을 특징으로 하되,
   각각의 상기 고정롤러의 양 끝단을 회전 가능하게 지지하고, 메쉬(mesh) 형상을 가지는 고정롤러지지대;
   두 개의 상기 가이드롤러들의 양 끝단을 회전 가능하게 지지하고, 상기 이동롤러가 두 개의 상기 가이드롤러들 사이의 공간 방향으로 이동 가능하게 결합되는 이동롤러지지대; 및,
   상기 이동롤러지지대에 회전 가능하게 결합되고, 상기 이동롤러지지대에 구비된 두 개의 상기 가이드롤러들과 상기 이동롤러와 접촉하는 상기 원단에 텐션을 인가하는 회전텐션바;를 더 포함하고,
   상기 회전텐션바는 상기 이동롤러지지대에 구비되는 두 개의 상기 가이드롤러들 사이의 최단 거리보다 폭이 큰 것을 특징으로 하는 원단이송장치.
   
   
   
2. 삭제

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