KR101977618B1 - 암염 침대 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 암염 침대는 전열판에서 발생되는 전열에 의해서 상부로 다량의 음이온과 원적외선이 방출되도록 원하는 형태로 가공된 전열판의 상부에 복수개의 암염판이 이웃하여 배열되게 적층되며, 암염판의 상부에 한지층이나 쿠션부재를 더 구비하여 쿠션력 부가, 내구성 향상 및 건강증진 효과를 높일 수 있다.
또한 핑크색을 띄는 히말라야 암염 특유의 아름다운 외관으로 인해 장식적 효과가 우수하며, 기존의 황토 침대에 비해 훨씬 우수한 원적외선 및 음이온 방출 효과를 가져 방출된 원적외선이 피부 깊숙이 침투하여 인체의 경락을 자극할 뿐만 아니라, 통증을 완화시키며 혈액순환을 촉진하는 등, 사용자에게 질병예방이나 쾌적한 수면 등의 유익한 효과를 전달할 수 있다.

Description

암염 침대{The bed of rock salt}

본 발명은 암염 침대에 관한 것으로, 상세하게는 전열판에서 발생되는 전열에 의해서 상부로 다량의 음이온과 원적외선이 방출되도록 전열판의 상부에 복수개의 암염판이 이웃하여 배열되게 적층되며, 암염판의 상부에 한지층이나 쿠션부재를 더 구비하여 쿠션력 부가, 내구성 향상 및 건강증진 효과를 높일 수 있는 암염 침대를 제공하는 것이다.

통상적으로 침대라 하면 사람이 누워서 잠을 자기 위한 것으로서, 예로부터 서양에서는 침대생활을 지속적으로 해오고 있었으며, 오늘날에는 우리나라도 어릴 때부터 침대생활을 많이 하고 있는 등 침대생활이 저변 확대되어 왔다. 특히 우리나라에서는 예로부터 온돌문화와 함께 황토를 이용한 황토기술들이 다양하게 발전되어 오고 있어 침대에도 서양과는 달리 이러한 온돌이나 황토가 적용되도록 하여 온열침대나 황토침대 또는 돌침대 등 다양한 침대의 개발이 꾸준히 이루어져 오고 있었던 것이다.

한편 암염(岩鹽, Rock Salt)은 말 그대로 바위소금으로, 그 중에 히말라야 암염은 30가지 이상의 유익한 미네랄을 포함하고 있는 소금이다. 이러한 히말라야 암염에 함유된 유익한 미네랄은 피부노폐물을 배출, 피부탄력과 부드럽게 가꿔주는 미용효과, 물질을 부패시키는 산화력에 대항하여 물질을 원래의 상태로 복원시키는 환원력과 항균작용이 대단히 우수하여 피부 노화를 억제, 피부재생, 항생 작용으로 손상된 피부를 탄력 있고 건강한 아름다운 피부로 가꿔주는 것으로 알려져 있다. 또한, 히말라야 암염은 30가지 이상의 미네랄을 함유하고 있어, 광이나 열을 받을 경우 음이온이 방출되어 알러지와 아토피 등에 뛰어난 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이처럼 암염은 일정한 온도의 열을 가하면 다량의 원적외선과 음이온이 방출되어 신진대사 촉진, 혈행 개선 등의 효과가 매우 우수하나, 최근 우리나라에서는 대한민국 공개특허 10-2011-0006001에서와 같이 황토를 고온에서 가열하는 등의 가공을 하지 않고 본연의 상태에서 침대에 사용할 수 있도록 발열부의 상측으로 수용홈을 갖는 목재틀을 수개 구비하고 각 목재틀의 수용홈에 압축 성형한 황토블럭을 내장토록 하여 황토의 효능을 그대로 제공하면서 파손을 방지토록 하는 등, 황토 패널을 사용한 침대 또는 매트리스에 대한 기술은 널리 공지되어 있음에도 불구하고, 암염 자체가 낮은 경도의 석재(石材)로 원하는 형태의 패널로 가공하기 힘들어 황토가 아닌 암염을 패널로 사용한 침대에 대해서는 전혀 공지되어 있지 않은 실정이다.

대한민국 공개특허 10-2011-0006001 (2011년 01월 20일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전열판에서 발생되는 전열에 의해서 상부로 다량의 음이온과 원적외선이 방출되도록 원하는 형태로 가공된 전열판의 상부에 복수개의 암염판이 이웃하여 배열되게 적층되며, 암염판의 상부에 한지층이나 쿠션부재를 더 구비하여 쿠션력 부가, 내구성 향상 및 건강증진 효과를 높일 수 있는 암염 침대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 암염 침대에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는, 목판; 상기 목판 상부에 적층되어 열을 방사하는 전열판; 상기 전열판의 상부에 복수 개가 이웃하여 배열되게 적층되며, 전열판으로부터 방사되는 열을 받아 원적외선을 방출하는 암염판; 및 상기 암염판의 상부에 적층되는 한지층;을 포함하는 암염 침대에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 암염 침대는 상기 한지층 상부에 대나무, 잣나무, 편백나무, 자작나무 및 박달나무에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 쿠션부재가 더 구비될 수도 있다.

또한 상기 암염판은 측면부에 요철, 자석, 고정부재에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 결합수단을 구비하여 인접한 암염판과 서로 결합될 수도 있다.

본 발명에서 상기 암염판은 금형에 암염 분말을 투입한 후 750 내지 1,100℃의 온도에서 1.5 내지 3 atm으로 가압하여 제조하는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 암염판 제조 시 암염 분말 100 중량부 대비 탄소섬유, 카본블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙, 서멀블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 그래파이트 및 활성탄소에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄소성분 0.1 내지 10 중량부를 더 포함하여 제조할 수도 있다.

또한 본 발명에서 상기 암염판은 실리콘계 발수제 및 바인더를 포함하는 발수처리 조성물로 표면을 코팅할 수도 있으며, 상기 발수처리 조성물에 글리콜계 화합물과 탄소섬유, 카본블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙, 서멀블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 그래파이트 및 활성탄소에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄소성분을 더 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 암염 침대는 전열판에서 발생되는 전열에 의해서 상부로 다량의 음이온과 원적외선이 방출되도록 원하는 형태로 가공된 전열판의 상부에 복수개의 암염판이 이웃하여 배열되게 적층되며, 암염판의 상부에 한지층이나 쿠션부재를 더 구비하여 쿠션력 부가, 내구성 향상 및 건강증진 효과를 높일 수 있다.

또한 핑크색을 띄는 히말라야 암염 특유의 아름다운 외관으로 인해 장식적 효과가 우수하며, 기존의 황토 침대에 비해 훨씬 우수한 원적외선 및 음이온 방출 효과를 가져 방출된 원적외선이 피부 깊숙이 침투하여 인체의 경락을 자극할 뿐만 아니라, 통증을 완화시키며 혈액순환을 촉진하는 등, 사용자에게 질병예방이나 쾌적한 수면 등의 유익한 효과를 전달할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 암염 침대의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 암염 침대의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 암염 침대에서 암염판 사이의 결합구조를 도시한 사시도이다.

이하 구체예들을 참조하여 본 발명에 따른 암염침대를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.

따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

일반적으로 암염은 순수한 소금(NaCl)로 이루어지며, 수용액으로부터 결정화되어 다른 변형된 상의 존재 없이 정육면체(100)상을 이룬다. 부서지기 쉬운 특성이 있으며, 모스 경도가 2.5 내지 3.0으로 균열이 없이도 변형이 발생한다.

이에 반해 해양 퇴적층 내에 형성되는 암염은 소금 이외에도 석리염(칼리 암염, sylvite), 경석고 또는 마그네슘암염과 같은 불순물이 함유되어 팔면체 또는 십이면체의 결정구조를 갖게 된다.

특히 히말라야 암염은 8 억년전 바다 밑에 있었던 히말라야 산맥에서 추출된 것으로 청정해역 바닷물에 함유된 미네랄과 화산 분출시 발생되는 용암의 유황성분이 고열에 녹아 결합하여 고체 상태로 형성되어 있으며, NaCl 이외에도 Al₂O₃ 0.46중량%, BaO 0.006중량%, CaO 1.61중량%, Fe₂O₃ 0.29중량%, K₂O 0.33중량%, MgO 0.98중량%, MnO 0.003중량%, Na 36.4중량%, SiO₂ 2.21중량%, TiO₂ 0.02중량% 등의 미네랄을 함유하고 있어 우리 몸에 이로운 효과를 가지고, 실제로 섭취 시 혈압 조절, 혈당 조절, 몸의 체액 유지, 소화 개선, 호흡기 질병 예방, 치아 건강 개선, 근육 경련 예방 등의 효과가 발현되는 것으로 알려져 있다.

본 발명자는 상기와 같은 암염의 인체 친화적인 효과를 활용하기 위해 인간이 가장 오랜 시간 사용하는 가구인 침대에 히말라야 암염을 적용함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

도 1 및 도 2와 같이 본 발명에 따른 암염 침대는 침대 프레임에 해당하여 내부의 구성부재들을 지지하는 목판(100);과, 상기 목판의 상측에 적층되며, 외부의 전원과 전기적으로 배선 연결되어 외부에서 공급되는 전기를 통해 자체적으로 열을 발생시키는 전열판(200); 상기 전열판의 상부에 복수개가 이웃하여 배열되게 적층되며, 전열판에서 전이된 열을 받아 음이온과 원적외선을 방출하는 암염판(300); 및 상기 암염판의 상부에 적층되며 상기 암염층의 오염 및 파손을 방지하기 위한 한지층(400);을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 목판(100)은 전열판이 안치되기 위한 구성으로서, 중앙에 전열판을 안치시키기 위한 소정의 공간부가 형성될 수 있으며, 재질은 일반 나무로 이루어질 수 있다.

또한 상기 목판은 전열판 및 암염판이 이탈되지 않도록 전열판이 위치하는 면의 외곽 모서리에 전열판이 위치하는 면과 수직하여 위치하는 프레임(미도시)이 더 구비될 수도 있다. 이때 상기 프레임은 장방형의 바로 이루어질 수 있으며, 상기 프레임은 인접한 프레임과 서로 연결되어 하나의 큰 장방형 구조체를 이룰 수 있다.

또한 상기 프레임은 두께 및 높이 등을 한정하는 것은 아니나, 상기 목판과 동일한 재질로 이우어질 수 있으며, 전열판이나 암염판이 이탈되지 않도록 구비하는 것이므로, 전열판의 두께보다 큰 높이를 갖는 것이 좋다. 또한 상기 프레임은 암염판과 인접하는 내측에 후술할 암염판에 구비되는 결합수단(320)과 대응되는 결합수단을 구비하여 암염판을 더욱 단단하게 고정할 수도 있다.

본 발명에서 상기 전열판(200)은 상기 목판의 공간부에 위치하여 후술할 암염판에 열을 가하여 암염판이 음이온과 원적외선을 효과적으로 방출하도록 하기 위한 구성으로, 외부로부터 전원을 공급받기 위한 전원부(미도시)와, 상기 전원부로부터 전기를 받아 자체적으로 열을 발생시키는 전열선(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 전열판에 대해 더욱 상세히 설명하면, 상기 전열판의 일측 또는 양측에 외부 전원과 전기적으로 연결되는 전원부가 구비될 수 있으며, 상기 전원부는 전기적으로 배선 연결되어 전열판 구석구석에 골고루 배치되는 전열선과 연결될 수 있다. 또한 상기 전열선에서 발생되는 전열이 하부로 전이되지 않도록 상기 전열선의 하부에 단열재를 포함하는 단열층이 형성될 수 있으며, 상기 전열선의 상부에는 전열선에서 발생되는 전자파를 차단하면서 전열층에서 전이된 열을 상부의 암염판에 보다 효율적으로 전달하기 위해 구리판이 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 암염판(300)은 하부의 전열판으로부터 열을 받아 음이온과 원적외선을 방출하여 사용자에게 질병예방이나 쾌적한 수면 등의 유익한 효과를 전달하기 위한 것으로, 히말라야 암염을 유효성분으로 함유하고 0.5 내지 5.0㎝ 두께로 고형화된 판상의 적층체이다.

본 발명에서 상기 암염판은 도 1 내지 2와 같이 전열판의 상부에 위치하되 복수 개의 암염판이 이웃하여 배열되는 구조를 가지며, 외곽의 암염판은 일부 면에 상기 목판의 프레임과 맞닿을 수 있다.

상기 암염판에 대해 더욱 상세히 설명하면 도 1 및 3과 같이 노출면이 장방형상으로 규격화되어 제공될 수 있으며, 그 크기를 한정하는 것은 아니나, 장변 400 내지 500㎜, 단변 200 내지 400㎜, 두께 10 내지 30㎜인 것이 바람직하다.

다만 도면 및 설명에서 암염판의 형태를 장방형으로 한정하고는 있으나, 서로 인접하여 배열이 가능하며 성형 가능한 어떠한 형태를 가져도 무방하며, 예를 들어 정육각형과 직사각형이 조합되거나, 형태가 다른 암염판이 인접하여 배열되어도 무방하다.

또한 상기 암염판은 사용자의 움직임에 따른 암염판의 불필요한 이동을 방지하기 위해 하나 또는 복수의 노출면에 인접 암염판과의 결합수단(320)을 구비할 수 있다.

도 3을 통해 이를 더욱 상세히 설명하면 상기 암염판은 복수의 노출면 중 인접하는 암염판과 직접 맞닿는 면에 하나 또는 복수의 결합수단을 구비할 수 있다. 이때 상기 결합수단은 도 3의 (A)와 같이 요철(321)일 수 있으며, (B)와 같이 자석(322)이 될 수도 있다. 또한 (C)와 같이 관통공(323a)과 리벳(323b) 등을 포함하는 고정부재(323)일 수 있다. 이때 상기 결합수단은 필요에 따라 상기 목판의 프레임에도 구비하여 인접 암염판과 연동하여 서로 고정될 수도 있다.

상기 암염판(300)은 채굴된 형태 그대로는 사용하기 어렵기 때문에 판상의 형태로 가공할 필요가 있으므로 하기의 단계를 거쳐 제조하는 것이 바람직하다.

a) 암염을 평균입경 1 내지 500㎛로 분쇄하는 암염분말 제조 단계;

b) 상기 암염 분말을 금형에 투입한 후 750 내지 1,100℃의 온도에서 1.5 내지 3 atm으로 가압하는 단계; 및

c) 금형의 가압 및 가열 온도를 5 내지 10시간 동안 유지시킨 후, 실온으로 냉각하는 단계;

먼저 상기 암염판을 제조하기 위해 a) 단계와 같이 암염을 분쇄한다. 이때 가열 과정에서 암염에 포함된 성분들이 더욱 골고루 혼합되도록 하기 위해 암염 분말의 입경 크기를 1 내지 500㎛로 하는 것이 바람직하다.

분쇄된 암염 분말은 용융한 후 원하는 형태로 성형하기 위해 금형에 투입한 후 열과 압력을 가한다. 이때 상기 용융 단계에서 미네랄 이외의 불순물, 즉, 유기물, 비소, 카드뮴 등이 제거되므로, 몸에 더욱 유익한 암염판을 제조할 수 있다.

분쇄된 암염 분말은 금형에 투입한 후 750 내지 1,100℃, 더 바람직하게는 850 내지 1,050℃의 온도에서 1.5 내지 3 atm의 압력을 가하여 용융시킬 수 있다. 이때 금형의 온도를 처음부터 상기 온도로 승온시킨 후 압력을 가하여 암염을 용융시킬 수도 있으나, 암염에 포함된 불순물을 효과적으로 제거하기 위해 400 내지 500℃에서 1 내지 4시간 가열하여 유기물과 비소를 제거하는 1차 가열단계; 550 내지 650℃에서 1 내지 4시간 가열하여 비소 산화물 및 카드뮴을 제거하는 2차 가열 단계;를 거친 후 750 내지 1,100℃로 가열하는 본 가열단계를 진행하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 암염판은 용융 후 재결정화를 촉진하기 위해 용융 과정에서 과립화물질을 더 첨가할 수도 있다.

상기 과립화물질은 용융된 암염의 결정화를 촉진하기 위한 것으로, 당업계에서 무기물의 결정화 공정에 통상적으로 사용되는 것이라면 종류에 한정치 않는다. 일예로 상기 과립화 물질은 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨, 황산암모늄 등을 들 수 있으며, 더 바람직하게는 질산칼륨을 사용하는 것이 좋다.

상기 과립화물질은 첨가량을 한정하지 않으나, 암염 분말 100 중량부에 대해 5 내지 15 중량부 첨가하는 것이 암염 용융물의 결정화를 촉진할 수 있어 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 암염판은 보다 낮은 온도의 열에도 많은 원적외선을 발산할 수 있도록 제조 시 암염 분말과 함께 탄소성분을 더 첨가할 수도 있다.

상기 탄소성분은 암염판의 광발열을 더욱 촉진하기 위한 것으로, 암염과 마찬가지로 특정 파장에서 광에너지를 흡수하고 이를 열에너지로 전환함으로써 열을 발생시키는 메커니즘을 가진다. 상기 탄소성분은 암염과 마찬가지로 빛이나 열을 받아야 하기 때문에 주변에 광원이나 열원이 존재하는 것이 중요하다.

본 발명에서 상기 탄소성분은 탄소와 수소를 주요 성분으로 이루어진 구조체를 통칭하는 것으로, 예를 들어 탄소섬유, 카본블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙, 서멀블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 그래파이트 및 활성탄소에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

상기 물질들은 모두 융점이 1,500 내지 3,000℃로 암염에 비해 훨씬 높은 융점을 가지므로 상기 암염의 용융 단계에서 함께 투입하여도 그 형태를 잃지 않고 혼합될 수 있으며, 열에너지 전환율이 높아 암염과 함께 사용하는 경우 전열판의 온도를 보다 낮게 조절하여도 사용자에게 따뜻함을 전달해줄 수 있다.

본 발명에서 상기 탄소성분은 암염 분말 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부 첨가하는 것이 좋다. 0.1 중량부 미만 첨가하는 경우 탄소성분 첨가에 따른 전열효과를 제대로 발현하기 어려우며, 10 중량부 초과 첨가하는 경우 탄소성분이 불순물로 작용하여 암염판의 기계적인 물성이 떨어질 수 있다.

본 발명에서 상기 한지층(400)은 암염판에 축열된 열을 보온하기 위하여 구비되는 것으로, 유해물질이 포함되지 않아 사용자에게 건강성과 쾌적성을 부여하는 환경친화적인 소재이다.

한지는 예로부터 한옥에서 창호나 벽 마감재료로 널리 사용되어 왔으며, 기공이 형성되어 공기 정화를 위한 필터의 역할도 수행하였으며, 단열성이 우수하고 보습성이 뛰어나 사용자의 땀이나 체온에 의해 발생하는 습기를 머금었다가 저습 환경에서 배출하여 하부의 암염판이 습기에 약한 단점을 경감시켜주는 효과를 가진다.

본 발명에서 상기 한지층은 제조방법을 한정하지 않으며, 일예로 10 내지 20장의 한지를 녹말풀을 이용하여 접합한 다음, 외부 자극으로부터 보호하고 장시간 사용할 수 있도록 표면에 들기름이나 콩기름, 바니쉬, 니스 또는 황토용액 등을 3 내지 4회 도포하여 코팅층을 형성하고 이를 건조시켜 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 암염 침대는 사용자에게 좀 더 편안한 감촉을 제공할 수 있도록 상기 한지층 상부에 쿠션부재(500)를 더 구비할 수도 있다.

상기 쿠션부재는 사용자의 원활한 신진대사 및 건강 증진을 유도할 수 있도록 천연 성분을 포함하는 것이 좋으며, 이들 천연 성분의 일예로는 대나무, 잣나무, 편백나무, 자작나무 및 박달나무에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 관목 성분을 포함하는 것이 바람직하다.

이들 중 대나무는 사용자에게 시원함과 쾌적함을 전해주는 동시에 아토피성 피부염병변에 치료효과가 있다는 연구 결과가 공지되어 있으며(아토피성 피부염병변에 치료효과가 있는 천연염료 연구(1) - 대나무 추출물 -, Textile Coloration and Finishing Vol. 24, No.3), 자작나무 껍질에는 강한 항균, 항바이러스 작용이 포함되어 있어 진드기와 같은 인체에 유해한 생물을 억제할 수 있고, 주변의 공기를 정화하는 탈취성이 탁월하여 암염과 더불어 사용 시 피토테라피(Phytotherapy) 효과를 달성할 수 있어 바람직하다.

상기 쿠션부재는 상기와 같은 관목 성분을 포함하는 것이라면 어떠한 형태여도 무방하며, 예를 들어 상기 관목 성분을 엮어 발이나 돗자리와 같은 형태로 구비되거나, 상기 관목 성분의 껍질 분말을 내부에 충전한 매트 형태로 구비될 수 있으며, 이외에도 사용자의 기호에 따라 다양한 형태로 구비될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 암염 침대는 암염판을 습기로부터 보호하기 위해 실리콘계 발수제 및 바인더를 포함하는 발수처리 조성물로 표면을 코팅하여 코팅층(310)을 형성할 수 있다.

일반적으로 암염은 입방정계 광물로 조직이 치밀하나, 공기 중의 수분을 흡수하여 스스로 천천히 녹는 특성(조해성) 때문에 습기가 많은 곳에 오랜 기간 방치할수록 크기가 줄어들고 강도가 떨어질 수 있다. 또한 주변에 소금결정이 생성될 수 있으며 이러한 소금결정은 주변의 금속류에 부식을 야기할 수 있다. 따라서 암염을 수분으로부터 차단할 수 있도록 표면에 코팅층을 형성하는 것이 중요하다.

본 발명에서 상기 발수처리 조성물은 내염성(耐鹽性)을 가지면서도 외부의 자극으로부터 형태를 유지하여 장기적으로 발수 성능을 발휘하는 성분을 포함하는 것이 좋으며, 이러한 성분으로 바람직하게는 실리콘계 발수제, 더 바람직하게는 알콕시실란계 발수제를 포함하는 것이 좋다.

상기 알콕시실란계 발수제는 주변의 수분과 반응하여 실라놀이 되며, 이것이 암염판에 도포되면 암염에 함유된 불순물과 실라놀의 수산기(-OH)가 결합하게 된다. 그 결과 암염판 포면에 소수성이 큰 알킬기가 배열하게 되며, 이 알킬기 층이 발수성을 발현하게 된다.

상기 발수처리 조성물은 실리콘계 발수제를 용해하는 용매를 포함할 수 있다. 이때 용매는 실리콘계 화합물, 더 바람직하게는 알콕시실란계 화합물을 용해할 수 있는 물질이라면 종류에 한정하지 않으며, 예를 들어 알코올류, 케톤류, 셀로솔브류 등을 사용할 수 있다. 더 바람직하게는 테트라히드로퓨란, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 노말프로필알콜, 이소부탄올, 노말부탄올, 아밀알코올, 펜타놀 및 헥산올에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 유기용매를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 상기 발수처리 조성물은 실리콘계 발수제 100 중량부에 대하여 용매 500 내지 1,000 중량부 포함하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우 용액의 불안정으로 인해 미반응물이 석출되거나 반응속도가 느려지며, 작업성이 현저히 떨어질 수 있다.

상기 발수처리 조성물은 상기 물질 이외에도 필요에 따라 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 반응을 위한 촉매, 점도 조정제, 가교 촉진제, 자외선차단제, 산화방지제, 항균제, 안료, 염료, 활제 등을 들 수 있으며, 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 이들의 첨가량을 자유롭게 조절할 수 있다.

또한 상기 발수처리 조성물은 발열 효율을 더욱 높이기 위해 글리콜계 화합물과 탄소섬유, 카본블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙, 서멀블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 그래파이트 및 활성탄소에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 탄소성분을 더 포함할 수도 있다.

상기 탄소성분은 상기 암염판에 첨가될 수 있는 것과 동일한 성분으로, 광발열을 유도하기 위하여 첨가하는 것으로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 다만 상기 탄소성분은 분산성을 더욱 높이기 위해 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate), Triton X-100(TX-100), LDS(Lithium Dodecyl Sulfate) 등과 같은 계면활성제를 함께 첨가하는 것이 좋다.

상기 탄소성분은 실리콘계 발수제 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부 첨가하는 것이 좋다. 0.1 중량부 미만 첨가하는 경우 광발열 효과가 제대로 발현하기 어려우며, 10 중량부 초과 첨가하는 경우 불순물로 작용하여 코팅층의 강도가 저하될 수 있다.

본 발명에서 상기 글리콜계 화합물은 흡습 발열을 위한 것으로, 수산기와 같은 다수의 친수성기를 포함하고 있어 천연섬유 이상의 흡습성능을 가지며, 흡착열에 따른 발열량이 높은 고분자를 뜻한다.

참고로 흡습 발열의 원리는 신체로부터 발산되는 수분을 섬유가 흡습하여 발열효과를 일으키는 것으로, 친수성기에 수증기 분자가 결합하여 강하게 고정될 때 물분자의 온도에너지가 저하하여 에너지 변환이 일어남에 따라 흡착열이 발생한다.

상기 글리콜계 화합물은 상기와 같이 물분자가 기체에서 액체로 변화함에 따른 에너지 변화를 발열화한 것으로, 암염판의 원적외선과 함께 낮은 에너지 소모에도 일정 이상의 온도를 유지하고 동시에 습도를 제어하여 사용자가 항상 따뜻하면서도 쾌적한 느낌을 받을 수 있으며, 상기 발수처리 조성물에 실리콘계 발수제와 함께 포함됨으로써 암염판으로 전달될 수 있는 습기를 완벽하게 차단할 수 있다.

본 발명에서 사용 가능한 글리콜계 화합물의 예로는 폴리옥시에틸렌글리콜(polyoxyethylene glycol), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol) 등을 들 수 있으며, 이 외에도 친수성이 높은 고분자, 예를 들어 아미노기, 카르복실기, 수산기 등의 관능기를 가지는 고분자를 혼합하여도 동일한 효과를 발현할 수 있다.

상기 글리콜계 화합물은 실리콘계 발수제 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부 첨가하는 것이 좋다. 0.1 중량부 미만 첨가하는 경우 흡습발열 효과가 제대로 발현하기 어려우며, 10 중량부 초과 첨가하는 경우 불순물로 작용하여 코팅층의 강도가 저하될 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.

하기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 시편은 다음과 같은 방법을 통해 물성을 측정하였다.

(광발열)

220V, 500W, 3200K를 가지는 적외선 램프를 30㎝의 조사거리를 두고 30분동안 광조사 후 광조사 직후의 온도 및 광조사 후 30분을 경과하고 온도를 측정하여 그 차이를 계산하였다.

(흡습발열)

20℃의 온도 조건하에서 RH습도를 20%에서 90%로 상승시켰을 때 습도 상승 직후의 온도 및 습도 상승 후 30분을 경과하고 온도를 측정하여 그 차이를 계산하였다.

(원적외선 발생여부)

KFIA-FI-1005에 의거하여 시험하였으며, 37℃ RH 습도 40% 조건에서 220V, 500W, 3200K를 가지는 적외선 램프를 30㎝의 조사거리를 두고 30분 동안 광조사한 후 원적외선(파장 5 내지 20㎛) 발생 여부를 측정하였으며, 이와는 별개로 FT-IR spectrometer를 이용하여 흑채(black body)에 조사하였을 때의 방사율과 방사에너지(W/㎡㎛, 37℃)를 대비하여 기재하였다.

(실시예 1)

먼저 히말라야 암염을 분쇄기에 투입하고 평균입경이 250㎛가 되도록 분쇄하였다. 그리고 분쇄된 암염 분말과 질산칼륨을 투입하되, 암염 분말 100 중량부 대비 질산칼륨을 8 중량부의 비율로 금형에 투입하고 450℃의 온도에서 3시간 동안 1차 가열한 후, 600℃로 승온시키고 3시간 동안 2차 가열하여 불순물을 제거하였다. 다음으로 1,050℃, 2 atm의 가열 가압 조건에서 8시간 동안 유지하여 암염을 완전히 용융시켰다. 그리고 실온으로 냉각시켜 장변 450㎜, 단변 340㎜, 높이 20㎜ 크기의 암염판 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(실시예 2)

상기 실시예 1에서 암염판 제조 시 암염 분말, 질산칼륨과 더불어 그래파이트를 투입하되, 그래파이트를 암염분말 100 중량부 대비 8 중량부 더 첨가한 것 이외에는 동일한 방법으로 암염판 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(실시예 3)

상기 실시예 2의 암염판과 별개로 발수처리 조성물을 제조하였다. 이때 실리콘계 발수제는 알콕시실란(MTMS OFS-6070, 다우코닝)을 사용하였으며, 용매로 테트라히드로퓨란을 사용하였다. 조성비는 발수제 100 중량부 대비 용매 800 중량부를 혼합하였으며, 제조된 발수처리 조성물을 상기 실시예 2를 통해 제조된 암염판 표면에 3회 코팅하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(실시예 4)

상기 실시예 3에서 발수처리 조성물 제조 시 탄소성분으로 그래파이트를 발수제 100 중량부 대비 8 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(실시예 5)

상기 실시예 4에서 발수처리 조성물 제조 시 글리콜계 화합물로 에틸렌글리콜을 발수제 100 중량부 대비 5 중량부 더 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 1)

일반적인 돌침대에 사용하는 모나자이트(monazite) 분말로 실시예 1과 동일한 크기의 석판 시편을 제조하였다. 제조된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

[표 1]

상기 표 1과 같이 본 발명에 따라 제조된 암염 침대는 비교예에 비해 원적외선 방사율 및 방사에너지가 높아 광발열 특성이 우수함을 보여주고 있다.

특히 암염판 시편 제조 시 탄소성분으로 그래파이트를 더 첨가한 실시예 2 는 탄소성분을 첨가하지 않은 실시예 1에 비해 더 높은 광발열 특성을 보이고 있으며, 코팅액에 탄소성분을 첨가한 실시예 4도 다른 실시예나 비교예에 비해 더 높은 광발열 특성을 보이고 있다.

또한 코팅액에 글리콜계 화합물을 더 첨가한 실시예 5의 경우 광발열 특성이나 원적외선 방사 특성이 유지되면서도 흡습에 의한 발열이 발생하여 사용자가 항상 따뜻하면서도 쾌적한 느낌을 받을 수 있을 것으로 보여진다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 침대
100 : 목판
200 : 전열판
300 : 암염판
310 : 코팅층
320 : 결합수단
321 : 요철
322 : 자석
323 : 고정부재
323a : 관통공
323b : 리벳
400 : 한지층
500 : 쿠션부재

Claims (7)

1. 목판;
   상기 목판 상부에 적층되어 열을 방사하는 전열판;
   상기 전열판의 상부에 복수 개가 이웃하여 배열되게 적층되며, 전열판으로부터 방사되는 열을 받아 원적외선을 방출하는 암염판; 및
   상기 암염판의 상부에 적층되는 한지층;
   을 포함하는 암염 침대로, 상기 암염판은,
   금형에 암염 분말, 탄소성분 및 과립화물질을 투입하되, 상기 암염 분말 100 중량부 대비 탄소성분 0.1 내지 10 중량부 및 과립화물질 5 내지 15 중량부를 투입한 후 750 내지 1,100℃의 온도에서 1.5 내지 3 atm으로 가압하여 제조하며,
   상기 탄소성분은 탄소섬유, 카본블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙, 서멀블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 그래파이트 및 활성탄소에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이며,
   상기 과립화물질은 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨, 황산암모늄에서 선택되는 어느 하나이며,
   상기 암염판은 실리콘계 발수제, 탄소성분, 글리콜계 화합물 및 바인더를 포함하는 발수처리 조성물로 표면을 코팅하며,
   상기 실리콘계 발수제는 알콕시실란계 발수제를 포함하며,
   상기 탄소성분은 탄소섬유, 카본블랙, 퍼니스블랙, 채널블랙, 서멀블랙, 그래핀, 탄소나노튜브, 그래파이트 및 활성탄소에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상이며,
   상기 글리콜계 화합물은 폴리옥시에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 암염 침대.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 한지층 상부에 대나무, 잣나무, 편백나무, 자작나무 및 박달나무에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 쿠션부재가 더 구비되는 것인 암염 침대.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 암염판은 측면부에 요철, 자석, 고정부재에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 결합수단을 구비하여 인접한 암염판과 서로 결합된 것인 암염 침대.
   
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