KR102278711B1 - 원적외선 방출시트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원적외선 방출시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원적외선을 방출함으로써 습도, 온도 등을 유지하여 한파, 자외선, 제설용 염화칼슘 등과 같은 급격한 외부 환경 변화로부터 수목을 보호할 수 있고, 통기성, 항균, 탈취, 중금속 흡착 효과를 나타내어 보관되는 식품의 신선도 유지 기간을 연장시킬 수 있는, 원적외선 방출시트 제조방법에 관한 것이다.

Description

원적외선 방출시트 및 그 제조방법{FAR-INFRARED EMISSION SHEETS AND THEIR MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 원적외선 방출시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원적외선을 방출함으로써 습도, 온도 등을 유지하여 한파, 자외선, 제설용 염화칼슘 등과 같은 급격한 외부 환경 변화로부터 수목을 보호할 수 있고, 통기성, 항균, 탈취, 중금속 흡착 효과를 나타내어 보관되는 식품의 신선도 유지 기간을 연장시킬 수 있는, 원적외선 방출시트 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량이 다니는 도로와 사람의 통행을 위한 보도 사이에는 식물 등의 조경수목이 위치하여, 주변 경관과 잘 조화되어 미감을 가져오는 효과를 가져온다.
그러나, 최근 국내는 물론 전세계적으로 동절기에 기상 재해를 초래하고 있는 폭설과 심한 한파가 자주 발생하는 이상기온 현상을 나타내고 있고, 이로 인하여 재산적인 피해, 도로 파손, 기타 공공시설의 파손 및 교통 혼잡을 일으킬 뿐만 아니라 식물과 같은 조경수목들의 냉해 피해를 불러오고 있다.
겨울철에 온도가 낮아 식물이 받는 피해 중 빙점 이하에서 나타나는 것을 동해라고 한다. 동해는 주로 수목의 생장휴지기인 가을부터 이듬해 봄 잎이 피기 전까지의 겨울 동안에 발생한다. 피해 원인은 0도 이하의 저온에 의하여 식물체 내 세포와 세포 사이 또는 세포 내의 수분이 동결되는 것이다. 수분이 동결된 경우 다시 기온이 올라가 동결 되었던 상태가 풀려도 수분이 원위치로 환원되지 못하기 때문에 세포 내에서 생화학적 물질대사가 이루어지지 못하여 결국 세포가 시들거나 죽게 되어 피해 현상을 나타낸다. 식물별 한계 온도의 차이는 존재하지만, 보통 많은 식물들은 급격히 온도가 내려가거나 상당히 장기간 저온이 지속되는 경우에 피해를 받는다. 특히, 며칠 동안 따뜻한 날이 계속되다가 돌연 온도가 내려갈 경우 그 피해가 더욱 크다.
이에, 도로에 위치된 조경수목은 한파로 인한 기온 저하 시 냉해 또는 동해를 견디지 못하고, 조경수목의 뿌리가 얼어버려 동해 피해로 인해 고사 되는 현상이 발생되었다.
뿐만 아니라, 차량으로부터 배출된 공해물질 등으로 인한 오수로 인해 조경수목이 고사하거나, 동절기 폭설 시 공급되는 염화칼슘이 녹은 물이 튀어 염해로 인해 조경수목의 생육에 지장을 초래하는 경우도 종종 발생할 수 있다.
이와 같은 겨울철 찬바람, 폭설 시 수급되는 염화칼슘, 및 자외선 등을 포함하는 급격한 환경 변화 뿐만 아니라, 차량으로부터 배출된 공해물질 등으로 인해 도로변의 조경수목이 고사하는 것을 방지하기 위한 것으로는, 말뚝 기둥을 세우고 짚으로 엮은 뒤 철사나 노끈 등으로 고정하여 만든 펜스가 일반적이다.
그러나, 이와 같은 수목 보호용 펜스는 볏짚을 일일이 이엉으로 엮고, 이를 설치하고자 하는 단위 길이로 자르는 수작업이 필요하며, 철사를 사용하여 보강한다고는 하지만 펜스가 차량의 통과로 인하여 부는 바람 등에 의해 그 형태를 안정적으로 유지하지 못하는 단점이 있고, 동절기 사용 후 이를 소각 처리해야 함으로써 비용과 자원의 낭비가 심한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 특2000-0036291호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원적외선을 방출함으로써 습도, 온도 등을 유지하여 한파, 자외선, 제설용 염화칼슘 등과 같은 급격한 외부 환경 변화로부터 수목을 보호할 수 있는, 친환경적인 원적외선 방출시트 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 열가소성 고분자 수지를 포함하는 열가소성 원사 조성물을 용융 방사하여 제1 원사를 제조하는 단계; 폴리락트산, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트-아디페이트, 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트, 폴리하이드록시 알카노에이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 생분해성 고분자 수지를 포함하는 생분해성 원사 조성물을 용융 방사하여 제2 원사를 제조하는 단계; 상기 제1 원사 및 제2 원사를 위사 및 경사로 포함시켜 직물을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 직물에 액상 조성물을 코팅하여 원적외선 방출시트를 수득하는 단계;를 포함하는, 원적외선 방출시트 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
구체적으로, 상기 석분재는, 칼페트, 황토, 흑토, 참숯, 게르마늄, 토르말린, 맥반석, 백운석, 카올린, 벤토나이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 액상 조성물은, 격자 무늬, 동심원, 벌집 무늬, 점 무늬, 줄무늬, 물결무늬, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 패턴으로 코팅되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원적외선을 방출하여 통기성을 뛰어나게 하고, 습도와 온도를 유지함으로써 한파, 자외선, 제설용 염화칼슘 등과 같은 급격한 외부 환경 변화로부터 수목을 안전하게 보호할 수 있으며, 내수성, 방충성, 자외선 차단, 항균성, 탈취, 중금속 흡착 효과를 나타내어 곡물 및 비료 등의 보관 시 신선도를 장기간 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 생분해성 수지를 이용한 원사를 포함함에 따라 생분해성을 나타내어 친환경적이며, 그에 따라 사용 후에도 환경 문제를 발생시키지 않을 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 방출시트 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2의 (a) 및 (b), 도 3 및 도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 제조된 원적외선 방출시트를 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 이에 제한되지 않는다.
본원의 일 측면은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 열가소성 고분자 수지를 포함하는 열가소성 원사 조성물을 용융 방사하여 제1 원사를 제조하는 단계; 폴리락트산, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트-아디페이트, 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트, 폴리하이드록시 알카노에이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 생분해성 고분자 수지를 포함하는 생분해성 원사 조성물을 용융 방사하여 제2 원사를 제조하는 단계; 상기 제1 원사 및 제2 원사를 위사 및 경사로 포함시켜 직물을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 직물에 액상 조성물을 코팅하여 원적외선 방출시트를 수득하는 단계;를 포함하는, 원적외선 방출시트 제조방법을 제공한다.
이하, 도 1을 통해 본원의 일 실시예에 따른 원적외선 방출시트 제조방법을 설명하고, 도 2의 (a) 및 (b), 도 3 및 도 4를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의해 제조된 원적외선 방출시트를 설명할 수 있다.
먼저, 열가소성 고분자 수지를 포함하는 열가소성 원사 조성물을 용융 방사하여 제1 원사를 제조한다. 상기 열가소성 고분자 수지는 가열할 경우 연화되어 가소성을 나타내고, 냉각시킬 경우 고체 상태로 되돌아가는 성질을 지닌 플라스틱을 의미한다. 상기 열가소성 고분자 수지는 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로는, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 또는 폴리아미드를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 원사 조성물을 용융 방사하는 것은 통상의 필라멘트사를 제조하는 방법에 의해 수행되는 것일 수 있으며, 구체적으로는 약 100℃ 내지 약 250℃의 온도 범위에서 상기 열가소성 원사 조성물을 용융시켜 방사 및 연신하여 약 700 내지 약 1700 데니어의 섬도를 갖는 제1 원사를 제조하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 용융 방사는 약 160℃ 내지 250℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 원사 조성물은 상기 열가소성 고분자 수지 외에 식물성 필러를 추가 포함하여 상기 열가소성 원사 조성물로부터 형성되는 제1 원사의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 원사 조성물은, 상기 열가소성 원사 조성물 100 중량부에 대하여 약 50 내지 약 95 중량부의 열가소성 고분자 수지 및 약 5 내지 50 중량부의 식물성 필러를 포함할 수 있다. 만약, 상기 식물성 필러가 약 5 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 식물성 필러를 포함함에 따른 기계적 강도 향상 효과가 미미할 수 있으며, 약 50 중량부를 초과할 경우 열가소성 고분자 수지의 함량이 상대적으로 감소하여 섬유로서 사용되지 못할 정도로 연신력이 하락할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 식물성 필러는 옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 밀 전분, 타피오카 전분, 쌀 전분, 키토산, 셀룰로오스아세테이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 상기 식물성 필러는 키토산을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다음으로, 생분해성 고분자 수지를 포함하는 생분해성 원사 조성물을 용융 방사하여 제2 원사를 제조한다. 구체적으로, 상기 생분해성 고분자 수지를 포함하는 생분해성 원사 조성물을 압출기를 통해 용융시킨 후, 이를 방사 구금하여 섬유화 과정을 거쳐 냉각기류를 통한 냉각 후 섬유측 방향으로 연신하여 약 700 내지 약 1700 데니어의 섬도를 갖는 제2 원사를 제조하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 생분해성 원사 조성물을 용융 방사하는 것은 약 100℃ 내지 약 250℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 온도 범위는 상기 생분해성 원사 조성물에 포함되는 생분해성 고분자 수지가 완전히 용융되는 온도를 의미하는 것일 수 있으며, 만약 약 100℃ 미만일 경우 생분해성 고분자 수지가 완전히 용융되지 않아 제조되는 제2 원사의 불량률이 증가할 수 있으며, 약 250℃를 초과할 경우 조성물의 변이가 발생할 수 있다. 구체적으로는, 상기 용융 방사는 약 180℃ 내지 약 250℃의 온도 범위에서 수행되는 것일 수 있다.
상기 생분해성 고분자 수지는 이용 후 곰팡이, 박테리아 등과 같은 미생물에 의해 화학적 분해가 가능한 이산화탄소, 질소, 물, 바이오매스, 무기염류 등의 천연 부산물을 내놓으며 분해될 수 있는 고분자를 의미한다. 상기 생분해성 고분자 수지는 예를 들어, 폴리락트산, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트-아디페이트, 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트, 폴리하이드록시 알카노에이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로는, 폴리락트산 및 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
폴리락트산(Poly lactic acid)은 생분해성 수지 중 내열성 및 강도가 우수하고, 성형 후 투명성이 뛰어나다. 폴리락트산은 유산(lactic acid)의 중축합 또는 락티드(Lactide)의 개환 중합에 의해 합성되는 폴리에스터로서, 폴리아미드(Polyamide)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 중간 정도의 물성을 갖고 있으며, 주로 감자와 옥수수로부터 얻어지는 천연 식물성 당 성분을 원료로 하므로 생분해도가 높고 일반적으로 경도도 높다. 폴리락트산은 필름, 포장용기, 시트, 포장재, 코팅제, 의료용 재료 등의 다양한 용도로 사용되고 있으며, PE(Poly ethylene) 및 PVC(Polyvinyl chloride) 등을 대신하여 친환경 플라스틱 제품으로 각광받고 있는 수지이다.
상기 폴리락트산은 생분해성을 나타내어 환경적 부담을 주지 않는다는 장점을 갖지만, 높은 경도로 인하여 방사로 인한 섬유 제조가 거의 불가능하다는 단점을 가지고 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 방출시트 제조방법은, 상기 생분해성 원사 조성물의 구성성분으로서 폴리락트산과 함께 뛰어난 유연성을 갖는 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트를 함께 포함하여 방사를 가능하게 만들 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리락트산은 상기 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량 대비 약 50 내지 약 80 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 만약, 상기 폴리락트산이 약 50 중량부 미만으로 포함될 경우 유연성이 심각하게 증가되어 쉽게 끊어지는 문제가 발생할 수 있으며, 약 80 중량부를 초과할 경우 방사가 거의 불가능하고, 방사되더라도 연신력이 하락하여 섬유로 사용되지 못하는 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 폴리락트산은 상기 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량 대비 약 50 내지 약 80 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트(Polybutylene adipate-co-terephthalate, PBAT)는 아디프산, 1,4-부탄디올, 및 테레프탈산의 코폴리에스터로서, 냉각속도가 느리고 유연성이 높기 때문에, 상기 폴리락트산과 혼합하여 사용 시 생분해성 원사 조성물의 유연성을 향상시키고, 상기 폴리락트산이 가지는 경도로 인해 성형 시 발생하는 한계점을 개선할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트는 상기 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량 대비 약 5 내지 약 20 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 만약, 상기 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트가 약 5 중량부 미만으로 포함될 경우 상대적으로 폴리락트산의 함량이 증가하여 딱딱한 성질을 나타냄으로써 연신력이 하락할 수 있으며, 약 20 중량부를 초과할 경우 유연성이 심각하게 증가되어 쉽게 끊어지는 문제가 발생하거나, 또는 생분해도가 지나치게 증가할 수 있으므로, 상기 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트는 상기 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량 대비 약 5 내지 약 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
일 실시예에 있어서, 상기 생분해성 원사 조성물은 콜라겐-함유 하이드로젤을 추가 포함할 수 있다. 상기 콜라겐-함유 하이드로젤은 콜라겐을 가교화하여 제형화시켜 제조된 하이드로젤을 의미하는 것으로, 생분해성을 나타내며 높은 유연성을 나타내어 상기 생분해성 원사 조성물에 추가 포함됨으로써 종래 폴리락트산 단독 사용 시 용융 방사를 통해 섬유 제조가 불가능하던 문제점을 해결하고, 상기 생분해성 원사 조성물을 이용하여 제조되는 원적외선 방출시트의 생분해도를 조절할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 콜라겐은 1형 콜라겐, 2형 콜라겐, 또는 3형 콜라겐일 수 있으며, 구체적으로는 3형 콜라겐인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 있어서, 상기 콜라겐-함유 하이드로젤은 상기 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량부 대비 약 1 내지 약 10 중량부로 포함될 수 있다. 만약, 콜라겐-함유 하이드로젤이 상기 생분해성 원사 조성물 100 중량부에 대하여 약 1 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 콜라겐-함유 하이드로젤을 포함함에 따라 나타나는 효과가 미미할 수 있으며, 약 10 중량부를 초과할 경우 유연성이 심각하게 증가되어 쉽게 끊어지는 문제가 발생하거나, 또는 생분해도가 지나치게 증가할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 생분해성 원사 조성물은 코코넛 오일을 추가 포함할 수 있다. 상기 코코넛 오일은 코코넛의 말린 속살에서 추출한 오일로, 상온에서는 버터 같은 질감을 가지고 있다. 이에, 상기 생분해성 원사 조성물의 구성성분으로 상기 코코넛 오일을 추가 포함함으로써, 상기 생분해성 원사 조성물로부터 제조되는 제2 원사를 이용한 원적외선 방출시트의 자외선 차단성을 증가시켜 상기 원적외선 방출시트가 UV로부터 변성되는 현상을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 코코넛 오일은 상기 생분해성 원사 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 코코넛 오일이 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 자외선 차단 효과가 미미할 수 있으며, 상기 코코넛 오일이 약 5 중량부를 초과하여 포함될 경우 유연성이 심각하게 증가되어 쉽게 끊어지는 문제가 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 생분해성 원사 조성물은 소듐 카제이네이트(sodium caseinate)를 추가 포함할 수 있다. 상기 소듐 카제이네이트는 원유로부터 알칼리 처리를 통해 수득된 카제인 단백질에 수용성을 높이기 위해 소듐을 결합시킨 화합물이다. 상기 소듐 카제이네이트는 천연물질로부터 제조되어 환경 친화성을 나타낼 뿐만 아니라, 생분해성을 나타낼 수 있으며, 미량 첨가 시 유연성을 부여하고, 생분해 기간을 조절할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 소듐 카제이네이트는 상기 생분해성 원사 조성물 100 중량부 대비 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 소듐 카제이네이트가 상기 생분해성 원사 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 유연성 부여 효과가 미미할 수 있으며, 약 5 중량부를 초과할 경우 과도한 유연성 상승으로 인해 빠른 생분해가 발생할 수 있으므로, 상기 소듐 카제이네이트는 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 제조된 제1 원사 및 제2 원사를 위사 및 경사로 포함시켜 직물을 제조한다.
일 실시예에 있어서, 상기 직물을 제조하는 방법은 종래 공지된 방법을 제한없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 직기 또는 편기를 이용하여 제직 또는 편직하여 제조되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 직물의 조직은 평직, 능직, 수자직, 이중직, 파일직, 익직, 크레이프직, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 조직일 수 있고, 상기 여러가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 용하여 직물에 무늬를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원 조직이라 할 때 상기 삼원조직 각각의 구체적인 제직 방법은 통상적인 삼원 조직 각각의 제직 방법에 의하며, 삼원 조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화 있는 직물일 수 있고, 예를 들어, 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다.
상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2 중으로 된 직물의 제직방법으로, 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다.
또한, 상기 여러 가지 조직을 배합하거나 색상을 달리한 원사를 사용하여 직물에 무늬를 구현하여 문직물로 제조할 수 있는데, 예를 들어, 도비 직물, 자카드 직물, 색사와 조직의 배합에 의한 문 직물을 제조할 수 있다.
더 구체적으로, 상기 도비 직물은 비교적 간단한 무늬를 가지는 원단을 제조하기에 적합하며, 약 20 내지 약 40올의 위사에 의해서 완성되는 극히 작은 무늬와 바둑 무늬으 표현에 사용될 수 있고, 예를 들어, 피케(pique)직, 버즈아이(birds-eye)직, 와플 클로스(waffle cloth)직, 허케백(huekaback)직, 크레이프직 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 자카드 직물은 상기 도비 직물과는 다르게 큰 무늬 또는 곡선의 표현이 구현 가능한 직물로, 예를 들어, 브로케이드(brocade), 대머스크(damask), 티피스트리(tapestry) 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 색상과 조직의 배합에 의한 문 직물은 색사와 평직, 바스켓직, 능직 등의 조직의 배합에 의해 작은 기하학적 무늬를 가진 직물을 만들 수 있으며, 예를 들어, 대조가 되는 두 가지 색사를 경위사 모두 한올씩 교대로 배정하고 평직으로 제직하면 경방향 또는 위방향의 가는 줄무늬를 만들 수 있으며, 경사와 위사에 대조되는 두 가지 색사를 사용하고 평직 또는 바스켓 조직으로 제직하면 크로우즈풋(crowfoot) 무늬를 만들 수 있다. 또한, 경위사에 대조가 되는 두가지 색사를 4올씩 교대로 배열하고, 2/2 능직으로 제직하여 연결되지 않은 4각 별모양의 무늬를 나타낼 수 있으며, 상기 가는 줄무늬를 경방향 및 위방향 교대로 배치하면 체크무늬를 구현할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 직물 제조 시 상기 경사 및 위사의 밀도는 특별하게 한정하지 않으며, 예를 들어, 상기 제직된 직물의 평량은 약 100 내지 400 g/㎡일 수 있다. 만약, 상기 직물의 평량이 약 100 g/㎡ 미만일 경우 제조되는 원적외선 방출시트의 기계적 강도가 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 평량이 약 400 g/㎡을 초과하는 경우 제조되는 원적외선 방출시트의 경량성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 직물은 통상적인 직물 제조 후 염색 공정 이전에 수행되는 발호, 정련 및 표백 공정을 수행할 수 있으며, 이때 상기 각각의 공정은 통상적인 탈호, 정련, 표백 공정의 방법에 의할 수 있다.
마지막으로, 상기 제조된 직물에 액상 조성물을 코팅하여 원적외선 방출시트를 수득한다. 상기 석분재는 다량의 원적외선이 방사되며, 항균 및 해독 효과를 나타내는 것으로, 상기 액상 조성물을 직물에 코팅함으로써 습도와 온도를 유지하게 하여 한파, 자외선, 제설용 염화칼슘 등과 같은 급격한 외부 환경 변화로부터 수목을 안전하게 보호할 수 있으며, 곡물 및 비료 등의 보관 시 신선도를 장기간 유지할 수 있는 원적외선 방출시트를 제조할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 석분재는 칼페트, 황토, 흑토, 참숯, 게르마늄, 토르말린, 맥반석, 백운석, 카올린, 벤토나이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 구체적으로는, 칼페트 또는 백운석을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 있어서, 상기 석분재는 약 200 내지 약 500 메쉬의 크기로 분쇄된 것일 수 있다. 만약, 상기 석분재의 크기가 약 200 메쉬 미만일 경우 상기 직물 상에 균일하게 코팅되지 않을 수 있으며, 약 500 메쉬를 초과할 경우 코팅 후 쉽게 코팅물이 벗겨지는 현상이 발생할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 액상 조성물은 상기 직물 상에 균일하게 코팅하기 위한 방법이라면 제한없이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 스프레이 증착 방식에 의해 코팅된 뒤 UV 건조 장치를 통해 건조 및 경화되는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 액상 조성물은 격자 무늬, 동심원, 벌집 무늬, 점 무늬, 줄무늬, 물결무늬, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 패턴으로 코팅될 수 있다. 상기 액상 조성물은 일정한 형상을 갖는 패턴으로 상기 직물 상에 코팅함으로써, 원적외선 방출 효과를 충분히 발휘하면서도 직물에 조성물이 전체적으로 코팅되는 방식에 비해 직물의 유연성을 향상시킬 수 있으며, 코팅물이 벗겨지는 현상을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 액상 조성물은 상기 석분재에 접착 고정력을 부여하고, 용이하고 견고하게 코팅 처리될 수 있도록 코팅 접착 수단으로서 천연 바인더를 추가 포함할 수 있다. 상기 천연 바인더는 밀가루, 전분, 아교, 또는 해조액을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 해양에 서식하는 미역, 다시마, 곤피, 녹미채, 감태, 대황, 모자반, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 해조류를 물에 넣고 지속적으로 가열하여 액상체로 형성한 해조액을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 액상 조성물은, 상기 액상 조성물 100 중량부에 대하여 약 30 내지 약 60 중량부의 석분재 및 약 40 내지 70 중량부의 천연 바인더를 포함할 수 있다. 만약, 상기 천연 바인더가 약 40 중량부 미만으로 포함될 경우 상기 액상 조성물이 직물에 용이하게 접착되지 않을 수 있으며, 약 70 중량부를 초과할 경우 원적외선 방출 효과가 하락할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 액상 조성물은 첨착활성탄을 추가 포함함으로써 질소화합물 흡착 및 제거 효과를 나타낼 수 있다. 상기 첨착활성탄은 어떠한 물질에 대한 흡착능을 증대시키기 위해 특정한 물질을 미리 함유시킨 활성탄을 의미하는 것으로, 일 실시예에 있어서, 상기 첨착활성탄은 하나 이상의 알칼리금속 수산화물 또는 탄산화물을 포함하는 첨착물질이 활성탄에 고르게 첨착 및 포함된 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 상기 알칼리금속 수산화물 또는 알칼리금속 탄산화물은, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는, 수산화리튬이 활성탄에 고르게 첨착 및 포함된 첨착활성탄을 의미할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 첨착활성탄은 상기 첨착물질을 포함하는 수용액에 활성탄을 투입하는 단계; 상기 첨착물질을 포함하는 수용액 및 활성탄을 가열 및 교반하여 상기 활성탄에 첨착물질을 흡착시키는 단계; 및 상기 첨착물질이 흡착된 활성탄을 건조 및 분쇄하는 단계에 의해 수득되는 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 첨착활성탄은 수산화리튬 수용액에 활성탄을 투입하고, 상기 활성탄이 투입된 수산화리튬 수용액을 약 50℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 가열하면서 약 50 내지 약 500 rpm의 속도로 교반하여 상기 활성탄에 수산화리튬을 흡착시키며, 상기 수산화리튬이 흡착된 활성탄을 약 60℃ 내지 약 120℃의 온도 범위의 건조기에서 약 1 시간 내지 약 12 시간 동안 증발건조하여 건조한 뒤 분쇄기를 사용하여 약 50 내지 약 150 메쉬의 입경을 갖도록 분쇄하여 수득되는 것일 수 있다. 만약, 상기 첨착활성탄의 입경이 약 50 메쉬 이하 또는 약 150 메쉬를 초과할 경우 상기 첨착활성탄에 의한 질소화합물 흡착 효과가 감소할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 첨착활성탄은 상기 액상 조성물 전체 100 중량부 대비 약 0.1 내지 5 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 만약, 상기 첨착활성탄이 약 0.1 중량부 미만으로 포함될 경우 질소화합물에 대한 흡착 및 제거 효과가 발휘되지 않을 수 있으며, 약 5 중량부를 초과할 경우 상기 액상 조성물이 균일하게 직물 상에 코팅되지 않을 수 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]
먼저, 폴리프로필렌 수지 원료를 220℃에서 용융한 뒤 통상의 방법으로 분사하여 1500 데니어의 섬도를 갖는 제1 원사를 제조하였다.
다음으로, 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량부에 대하여 폴리락트산 80 중량부 및 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트 20 중량을 포함하도록 혼합하여 생분해성 원사 조성물을 제조한 뒤, 이를 230℃에서 용융시킨 후 방사 구금하여 섬유화 과정을 거쳐 냉각 후 연신하여 1500 데니어의 섬유를 갖는 생분해성 원사인 제2 원사를 제조하였다.
다음으로, 상기 제1 원사 및 제2 원사를 워터제트 직기를 이용하여 직물 평량 약 250 g/㎡의 직물을 평직으로 제조하였다. 제조된 직물에 액상 조성물 전체 100 중량부 대비 350 메쉬 크기의 백운석 분말 60 중량부 및 다시마 해조액 40 중량부를 포함하도록 혼합한 액상 조성물을 스프레이 증착 방식으로 직경 5 mm의 점 무늬 패턴을 나타내도록 코팅한 뒤, UV 건조 장치를 이용하여 2 시간 동안 건조하여 원적외선 방출시트를 수득하였다(도 1). 수득된 원적외선 방출시트를 실시예 1로 명명하였다.
[실시예 2]
먼저, 생분해성 고분자 수지 전체 100 중량부 대비 폴리프로필렌 수지 95 중량부 및 키토산 분말 5 중량부를 포함하도록 혼합한 원료를 220℃에서 용융한 뒤 통상의 방법으로 분사하여 1500 데니어의 섬도를 갖는 제1 원사를 제조하였다.
다음으로, 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량부에 대하여 폴리락트산 80 중량부, 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트 13 중량부, 3형 콜라겐-함유 하이드로젤 4.5 중량부, 및 코코넛 오일 2.5 중량부를 포함하도록 혼합하여 생분해성 원사 조성물을 제조한 뒤, 이를 230℃에서 용융시킨 후 방사 구금하여 섬유화 과정을 거쳐 냉각 후 연신하여 1500 데니어의 섬유를 갖는 생분해성 원사인 제2 원사를 제조하였다.
다음으로, 상기 제1 원사 및 제2 원사를 워터제트 직기를 이용하여 직물 평량 약 250 g/㎡의 직물을 평직으로 제조하였다. 제조된 직물에 액상 조성물 전체 100 중량부 대비 350 메쉬 크기의 백운석 분말 60 중량부 및 다시마 해조액 40 중량부를 포함하도록 혼합한 액상 조성물을 스프레이 증착 방식으로 직경 5 mm의 점 무늬 패턴을 나타내도록 코팅한 뒤, UV 건조 장치를 이용하여 2 시간 동안 건조하여 원적외선 방출시트를 수득하고 이를 실시예 2로 명명하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 제1 원사를 제조하였다.
다음으로, 생분해성 원사 조성물 전체 100 중량부에 대하여 폴리락트산 80 중량부, 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트 15 중량부, 3형 콜라겐-함유 하이드로젤 2.5 중량부, 코코넛 오일 1.5 중량부, 및 소듐 카제이네이트 1.0 중량부를 포함하도록 혼합하여 생분해성 원사 조성물을 제조한 뒤, 이를 230℃에서 용융시킨 후 방사 구금하여 섬유화 과정을 거쳐 냉각 후 연신하여 1500 데니어의 섬유를 갖는 생분해성 원사인 제2 원사를 제조하였다.
상기 제1 원사 및 제2 원사를 워터제트 직기를 이용하여 직물 평량 약 250 g/㎡의 직물을 평직으로 제조하였다. 제조된 직물에 액상 조성물 전체 100 중량부 대비 350 메쉬 크기의 백운석 분말 60 중량부 및 다시마 해조액 40 중량부를 포함하도록 혼합한 액상 조성물을 스프레이 증착 방식으로 직경 5 mm의 점 무늬 패턴을 나타내도록 코팅한 뒤, UV 건조 장치를 이용하여 2 시간 동안 건조하여 원적외선 방출시트를 수득하고 이를 실시예 3으로 명명하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제1 원사 및 제2 원사를 제조한 뒤, 이를 워터제트 직기를 이용하여 직물 평량 약 250 g/㎡의 직물을 평직으로 제조하였다. 제조된 직물에 액상 조성물 전체 100 중량부 대비 350 메쉬 크기의 백운석 분말 55 중량부, 다시마 해조액 40 중량부, 및 수산화리튬 첨착활성탄 5 중량부를 포함하도록 혼합한 액상 조성물을 스프레이 증착 방식으로 직경 5 mm의 점 무늬 패턴을 나타내도록 코팅한 뒤, UV 건조 장치를 이용하여 2 시간 동안 건조하여 원적외선 방출시트를 수득하고 이를 실시예 4로 명명하였다.
[비교예]
시중에서 구입한 일반 폴리프로필렌 원사(60D) 및 나일론사(70D)를 이용하여 상기 실시예와 동일한 방법으로 직물을 제조한 뒤, 제조된 직물에 액상 조성물 전체 100 중량부 대비 350 메쉬 크기의 백운석 분말 60 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 40 중량부를 스프레이 증착 방식으로 코팅한 뒤 UV 건조 장치를 이용하여 2 시간 동안 건조하여 원적외선 방출시트를 수득하고 이를 비교예로 명명하였다.
[실험예 1: 일광견뢰도 실험]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예의 원적외선 방출시트에 대한 일광견뢰도를 측정하였다. 측정 방법은 KS M 7305에 의거하여 수행되었으며, 4 이상일 경우 양호(○), 4 미만의 경우 불량(×)으로 표기하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구분 일광견뢰도
실시예 1 ○
실시예 2 ○
실시예 3 ○
실시예 4 ○
비교예 ×
측정 결과, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 원적외선 방출시트의 경우 비교예에 비해 높은 일광견뢰도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 2: 인장강도 측정]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예의 원적외선 방출시트에 대한 인장강도를 측정하였다. 측정 방법은, 먼저 시편을 절취하여 인스트론에서 인장시험속도 20 cm/min으로 하여 수행하였다(시험구간: 15-30 m/min). 측정된 인장강도는 하기 표 2에 나타내었다.
구분 인장강도(kgf)
실시예 1 63.2
실시예 2 69.9
실시예 3 74.8
실시예 4 77.6
비교예 54.1
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 원적외선 방출시트의 경우 방호막에 대한 안전 기준에서 규정하고 있는 최소 허용강도인 60 kgf 이상의 인장강도를 나타낸 반면, 비교예의 원적외선 방출시트의 경우 안전 기준에 미치지 못하는 인장강도를 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 3: 원적외선 방출량 측정]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예의 원적외선 방출시트에 대한 원적외선 방출량을 측정하였다. 측정은 측정 파장 5-20 μm, 40℃에서 진행되었으며, FT-IR spectrometer를 이용해 흑체 대비 측정 후 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
원적외선
방출량
(40℃)		 방사율
(5-20 μm)		 0.772 0.898 0.936 1.082 0.438
방사에너지
(W/m2)		 2.92×102 3.62×102 3.98×102 4.33×102 1.65×102
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 원적외선 방출시트의 경우 비교예에 비해 향상된 원적외선 방출량을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 4: 생분해도 측정]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예의 원적외선 방출시트에 대한 생분해도를 측정하였다. 측정 방법은 한국의류시험연구원 KS M 3100-1:2003에 의거하여 진행되었으며, 측정 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
구분 표준물질 대비 시험물질 생분해도(%)
표준물질 -
실시예 1 38.6
실시예 2 42.1
실시예 3 53.6
실시예 4 60.4
비교예 0.03
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 원적외선 방출시트의 경우 비교예에 비해 향상된 생분해도를 나타내었다.
[실험예 5: 자외선 차단성 측정]
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예의 원적외선 방출시트에 대한 자외선 차단성을 측정하였다. 먼저, 각각의 방출시트를 24 시간 동안 280 nm 내지 400 nm의 자외선에 노출시켜 25℃에서 1 주일 동안 보관한 후, 내후성 테스트를 실시하여 변색 경과를 관찰하였다. 관찰은 육안으로 실시하였으며, 뚜렷한 색 변화가 나타난 정도를 '5'점, 나타나지 않은 정도를 '0'점으로 하기 표 21에 표기하였다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
변색 정도 3 1 0 0 4
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 원적외선 방출시트의 경우, 24 시간 동안 자외선에 노출되었음에도 비교예에 비해 높은 자외선 차단 능력을 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. 폴리프로필렌 95중량부 및 키토산 분말 5중량부를 포함하는 열가소성 원사 조성물을 용융 방사하여 제1 원사를 제조하는 단계;
    폴리락트산 80중량부, 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이트 13중량부, 제3형 콜라겐 하이드로젤 4.5중량부 및 코코넛 오일 2.5중량부를 포함하는 생분해성 원사 조성물을 용융 방사하여 제2 원사를 제조하는 단계;
    상기 제1 원사 및 제2 원사를 위사 및 경사로 포함시켜 직물을 제조하는 단계; 및
    상기 제조된 직물에 백운석 분말 60중량부, 다시마 해조액 40중량부 및 수산화리튬 첨착활성탄 5중량부를 포함하는 액상 조성물을 코팅하여 원적외선 방출시트를 수득하는 단계;
    를 포함하는, 수목 보호 펜스용 원적외선 방출시트 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 액상 조성물은,
    격자 무늬, 동심원, 벌집 무늬, 점 무늬, 줄무늬, 물결무늬, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 패턴으로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 수목 보호 펜스용 원적외선 방출시트 제조방법.
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