KR102289905B1 - 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법 및 그 기능성 직물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법 및 그 기능성 직물에 관한 것으로, 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하여 제조된 제1 자성체 재료를 준비하는 단계, 제1 자성체 재료에 분산제, 수용성 바인더 및 기능성 첨가제를 첨가하고 교반하여 제1 자성 조성물을 제조하는 단계, 제1 자성 조성물을 이용하여 직물 재료를 제1 코팅 처리하는 단계, 기능성 세라믹 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 제1 코팅 처리된 직물 재료를 제2 코팅 처리하는 단계, 나노셀룰로오스 재료를 금속 나노입자로 함침 처리하여 제조된 제2 자성체 재료를 준비하는 단계, 및 제2 자성체 재료, 정제수, 천연추출 혼합물 및 수용성 바인더를 혼합하여 제2 자성 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 제2 코팅 처리된 직물 재료를 제3 코팅 처리하는 단계를 포함하는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법 및 그에 따라 제조된 기능성 직물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지자기 방출을 위한 자성체 재료를 포함하는 자성 조성물로 코팅 처리되는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법 및 그 기능성 직물에 관한 것이다.
인체의 건강을 증진시키기 위한 원적외선과 음이온을 방사하는 각종 천연 광물이 개발, 가공되어 각종 공예품, 건축 내장재, 침대, 타일, 정수필터, 조리기구, 섬유재료, 온열기, 지압구 등 여러 방면에 사용되어 인간에게 이로운 영향을 미치도록 하고 있다.
그 중에서도, 침구나 의류용 섬유제품에 있어서는 인체에서 분비되는 땀과 기타 지방이나 단백질 등의 유기물에 의해 세균이나 미생물이 번식하게 되며, 이 세균과 미생물이 유기물을 분해하면서 악취를 발생시키거나 신체 접촉에 의해 피부 질병을 유발하기도 한다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 최근에는 합성섬유인 폴리에스테르수지 또는 나일론수지 등에 천연의 특수한 광물질을 첨가함으로써 그 광물이 갖는 장점을 섬유에 부여하려는 시도들이 이루어지고 있다.
합성섬유의 기능성을 향상시키기 위하여 첨가되는 광석분말로는 운모, 각섬석, 맥반석, 황토 등이 있는데, 상기와 같은 기능성 광물입자를 마스터배치(Master Batch)법에 의해 첨가하거나 은(Ag)과 같은 항균금속이 치환된 무기계 제올라이트(Zeolite)를 섬유 내부에 분산시키는 등 주로 세라믹을 이용하는 방법이 많이 개발되고 있으나, 이들은 합성섬유의 용융 방사 시 빈번한 사절 발생과 섬유제품의 색상이 변색되는 문제점이 있고, 또한 염색가공 공정에서 염착성이 좋지 않아 염색견뢰도가 떨어지기 때문에 염색 불량으로 인하여 실제로 실용화되는데 많은 문제점이 있다.
이에, 인체에 무해한 물질을 이용하되, 지자기 방출, 원적외선 방사, 전자파 차폐, 수맥차단, 항균성, 살균성, 탈취성, 혈행 개선, 피부 진정 및 피부 트러블 예방 효과 등의 기능성을 가지면서 대사촉진에 의한 에너지 생성, 자율신경 활성도 증가, 스트레스 완화, 피로 회복 촉진의 효과가 있는 기능성 직물의 개발이 요구되고 있다.
본원의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 제10-2017-0089138호에 개시되어 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 지자기 방출의 강화와 더불어 원적외선 방사, 전자파 차폐, 수맥차단, 항균성, 살균성, 탈취성, 혈행 개선, 피부 진정 및 피부 트러블 예방 효과 등의 기능성을 가지면서 대사촉진에 의한 에너지 생성, 자율신경 활성도 증가, 스트레스 완화, 피로 회복 촉진의 효과가 있는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법 및 그에 따라 제조된 기능성 직물을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법은 산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO) 나노입자, 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자를 포함하는 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하여 제조된 제1 자성체 재료를 준비하는 단계; 상기 제1 자성체 재료에 분산제, 수용성 바인더, 및 글리세린, 다이프로필렌글라이콜, 판테놀, 히아루론산, 세라마이드 중 적어도 하나를 포함하는 기능성 첨가제를 첨가하고 교반하여 제1 자성 조성물을 제조하는 단계; 상기 제1 자성 조성물을 이용하여 직물 재료를 제1 코팅 처리하는 단계; 기능성 세라믹 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 상기 제1 코팅 처리된 직물 재료를 제2 코팅 처리하는 단계; 나노셀룰로오스 재료를 철, 코발트, 망간 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 나노입자로 함침 처리하여 제조된 제2 자성체 재료를 준비하는 단계; 및 상기 제2 자성체 재료, 정제수, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물을 포함하는 천연추출 혼합물 및 수용성 바인더를 혼합하여 제2 자성 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 상기 제2 코팅 처리된 직물 재료를 제3 코팅 처리하는 단계를 포함하되, 상기 기능성 세라믹 조성물을 제조하는 것은, 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료와 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹 혼합물을 소성 분쇄하여 세라믹 소성분쇄 혼합물을 제조하는 것; 상기 세라믹 소성분쇄 혼합물에 정제수, 수용성 바인더, 및 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄을 포함하는 미네랄 첨가물을 첨가하고 교반하여 예비 세라믹 조성물을 제조하는 것; 및 발효 미생물을 이용하여 상기 예비 세라믹 조성물을 숙성 처리하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 자성나노입자 혼합물은 산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO) 나노입자, 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자를 1:0.1~0.5:0.1~0.5:0.1~0.5의 중량비로 혼합하여 제조되고, 상기 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하는 것은, 상기 자성나노입자 혼합물을 제1 용매에 용해시켜 자성나노입자 혼합 용액을 제조하는 것, 산화 그래핀을 제2 용매에 용해시켜 산화 그래핀 코팅 용액을 제조하는 것, 상기 자성나노입자 혼합 용액에 상기 산화 그래핀 코팅 용액을 드롭 방식으로 첨가하면서 초음파 처리하는 것, 및 상기 초음파 처리의 완료 후 건조 공정과 열처리 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 자성 조성물은 상기 제1 자성체 재료 10 내지 20 중량%, 수용성 바인더 5 내지 10 중량%, 상기 기능성 첨가제 3 내지 5 중량%, 침전 방지제 1 내지 3 중량% 및 잔여의 수용성 분산제를 혼합 후 교반하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 세라믹 소성분쇄 혼합물은 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료, 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물 및 정제수를 혼합하고 300 내지 400℃의 온도에서 가열 공정을 수행하여 슬러리 형태의 세라믹 혼합물을 제조하고, 이를 1,000 내지 1300℃의 온도에서 180 내지 240분 동안 소성한 후 10 내지 30um의 입자 크기를 갖도록 분쇄하여 제조되고, 상기 예비 세라믹 조성물은 상기 세라믹 소성분쇄 혼합물 20 내지 30 중량%, 수용성 바인더 10 내지 15 중량%, 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄이 1:1:1의 중량비로 혼합된 미네랄 첨가물 1 내지 5 중량%, 및 잔여의 정제수를 포함하도록 제조될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 세라믹 재료는 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트가 1:1:1:1의 중량비로 혼합된 것을 이용하고, 상기 금속 산화물은 상기 세라믹 재료 100 중량부당 10 내지 20 중량부로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 자성 조성물은 상기 제2 자성체 재료 10 내지 20 중량%, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물이 1:0.5~1:0.5~1:0.5~1의 중량비로 혼합된 천연추출 혼합물 5 내지 10 중량%, 수용성 바인더 10 내지 15 중량%, 및 잔여의 정제수를 포함하도록 제조될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 직물은 상기 방법들 중 어느 하나의 방법에 의해 제조된 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 지자기 방출을 위한 기능성 직물은 직물 재료가 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하여 제조된 제1 자성체 재료 및 글리세린, 다이프로필렌글라이콜, 판테놀, 히아루론산, 세라마이드 중 적어도 하나를 포함하는 기능성 첨가제를 포함하도록 제조된 제1 자성 조성물로 제1 코팅 처리되고, 제1 코팅 처리된 직물 재료가 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료와 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹 혼합물을 소성 분쇄하여 수득한 세라믹 소성분쇄 혼합물 및 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄으로부터 생성된 미네랄 성분을 포함하는 예비 세라믹 조성물을 숙성 처리하여 제조된 기능성 세라믹 조성물로 제2 코팅 처리하고, 제2 코팅 처리된 직물 재료를 나노셀룰로오소 재료를 금속 나노입자로 함침 처리하여 제조된 제2 자성체 재료 및 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물을 포함하는 천연추출 혼합물을 포함하도록 제조된 제2 자성 조성물로 제3 코팅 처리되어 제조될 수 있다. 이에 따라, 지자기(초장파) 효과에 따른 숙면, 혈액순환, 피로와 스트레스 해소 등의 효과와 더불어, 원적외선 방사, 전자파 및 수맥파의 흡수 중화, 항균성, 살균성, 탈취성, 혈행 개선, 피부 진정 및 피부 트러블 예방 효과를 향상시킬 수 있는 기능성 직물의 제조가 가능할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 지자기 방출을 위한 기능성 직물을 침구류, 의류 등에 적용하는 경우, 원적외선이 온몸에 작용하게 되어 기(氣)가 증가함을 온몸으로 느낄 수 있게 되며, 대사촉진에 의한 에너지 생성, 자율신경 활성도 증가, 스트레스 완화, 피로 회복 촉진의 효과가 있으며, 변비해소와 숙변제거에도 탁월한 효과가 있고, 잠이 쉽게 들고 깊은 숙면을 취하게 되며, 머리가 맑아지고 오감이 예민해지게 됨은 물론 정력이 증가되면서 활력이 넘침을 느끼게 되고, 암의 예방 및 신체의 면역성 증대에 효과가 있으며, 혈액순환 촉진 및 체질개선의 효과, 그리고 지방분해를 촉진시켜 비만치료에 효과가 있는 침구류 또는 의류의 제공이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1의 단계(S40)의 기능성 세라믹 조성물을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1의 단계(S40)의 기능성 세라믹 조성물을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때, 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
이하, 도면들을 참조하면 본 발명의 실시예들에 따른 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법 및 그 기능성 직물에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 2는 도 1의 단계(S40)의 기능성 세라믹 조성물을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법은, 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하여 제조된 제1 자성체 재료를 준비하는 단계(S10), 제1 자성체 재료에 분산제, 수용성 바인더 및 기능성 첨가제를 첨가하고 교반하여 제1 자성 조성물을 제조하는 단계(S20), 제1 자성 조성물을 이용하여 직물 재료를 제1 코팅 처리하는 단계(S30), 기능성 세라믹 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 제1 코팅 처리된 직물 재료를 제2 코팅 처리하는 단계(S40), 나노셀룰로오스 재료를 금속 나노입자로 함침 처리하여 제조된 제2 자성체 재료를 준비하는 단계(S50), 및 제2 자성체 재료, 정제수, 천연추출 혼합물 및 수용성 바인더를 혼합하여 제2 자성 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 제2 코팅 처리된 직물 재료를 제3 코팅 처리하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하여 제조된 제1 자성체 재료가 준비될 수 있다(S10).
자성나노입자 혼합물은 상자성을 갖는 자성 물질의 혼합물로서, 산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO) 나노입자, 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자의 혼합물을 포함할 수 있다.
산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO), 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자의 각각은 공지된 다양한 방법으로 합성한 후 분쇄 과정을 거쳐 수득될 수 있다. 예컨대, 각각의 나노입자의 합성은 합성하고자 하는 성분들을 혼합하여 일정 환경 하에서 소결하는 소결법, 알칼리 수용액에 금속 이온을 함유하는 입자를 혼합하여 얻어지는 침전물을 세척, 건조, 열처리하는 공침 소성법 또는 끓는 물의 높은 온도를 이용하는 수열 합성법 등이 이용될 수 있으며, 이 외에도 공지된 다양한 합성법이 이용될 수 있다.
합성된 나노입자는 10 내지 30 nm의 입자크기를 갖도록 분쇄될 수 있다. 합성된 나노입자의 분쇄는 예컨대, 비드 밀(bead mill), 믹서(mixer), 균질기 또는 초음파세척기를 이용하여 수행될 수 있다. 이와 같은 물리적 분쇄 방법을 통해 분쇄된 나노입자는 10 내지 30 nm의 입자크기로 작아질 수 있으며, 균일한 크기 분포를 가질 수 있다.
자성나노입자 혼합물은 상술한 바와 같이 수득한 산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO) 나노입자, 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자를 1:0.1~0.5:0.1~0.5:0.1~0.5의 중량비로 혼합하여 제조될 수 있으며, 이를 통해 자화도 및 자화율 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
자성 특성의 강화와 분산성 증대를 위해, 자성나노입자 혼합물은 산화 그래핀(Graphene Oxide, GO)으로 코팅 처리될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 산화 그래핀을 이용한 자성나노입자 혼합물의 코팅 처리는 자성나노입자 혼합물을 제1 용매에 용해시켜 자성나노입자 혼합 용액을 제조하는 것, 산화 그래핀을 제2 용매에 용해시켜 산화 그래핀 코팅 용액을 제조하는 것, 자성나노입자 혼합 용액에 산화 그래핀 코팅 용액을 드롭 방식으로 첨가하면서 초음파 처리하는 것, 및 초음파 처리의 완료 후 건조 공정과 열처리 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 그 결과, 자성나노입자 혼합물에 포함된 각각의 자성나노입자의 표면이 산화 그래핀으로 코팅될 수 있다. 이 때, 코팅 효율의 증대를 위해, 자성나노입자 혼합 용액에 포함된 자성나노입자 혼합물과 산화 그래핀 코팅 용액에 포함된 산화 그래핀의 중량비는 1:2~2.5인 것이 바람직할 수 있다. 한편, 제1 용매 및 제2 용매는 C1 내지 C4의 알코올을 이용할 수 있다.
제1 자성체 재료에 분산제, 수용성 바인더 및 기능성 첨가제를 첨가하고 교반하여 제1 자성 조성물이 제조될 수 있다(S20).
분산제는 정제수, 친수성 알콜계 용매, 알데히드계 용매, 에스테르계 용매 및 케톤계 용매 중 적어도 하나의 용매를 포함하는 수용성 분산제와 우레아, 하이드라이진, 수산화암모늄(NH4OH), 또는 수산화나트륨(NaOH)을 포함하는 침전 방지제를 혼합한 형태로 사용될 수 있다.
기능성 첨가제는 피부자극 완화를 위한 것으로, 글리세린, 다이프로필렌글라이콜, 판테놀, 히아루론산, 세라마이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
수용성 바인더는 제1 자성 조성물의 부착력을 증대시키기 위한 고착제로서 기능하며, 예컨대 수용성 멜라민 바인더, 수용성 실리콘 바인더 또는 수용성 아크릴 바인더 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 제1 자성 조성물은 제1 자성체 재료 10 내지 20 중량%, 수용성 바인더 5 내지 10 중량%, 기능성 첨가제 3 내지 5 중량%, 침전 방지제 1 내지 3 중량% 및 잔여의 수용성 분산제를 혼합 후 교반하여 제조될 수 있다. 제1 자성 조성물이 상기와 같은 조성비로 제조됨에 따라, 지자기 방출을 위한 제1 자성체 재료의 자성 특성과 기능성 첨가제의 피부자극 완화 효과가 충분히 발휘되거나 더욱 향상될 수 있으며, 제1 자성 조성물의 부착력이 증대될 수 있다.
제1 자성 조성물을 이용하여 직물 재료가 제1 코팅 처리될 수 있다(S30).
직물 재료는 천연 섬유직물, 합성 섬유직물 또는 이들의 혼합직물을 포함할 수 있다. 천연 섬유직물은 예컨대, 면 직물을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 합성 섬유직물은 폴리에스트르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드 등의 합성수지를 이용하여 제조된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다
직물 재료의 제1 코팅 처리는 직물 재료의 표면을 제1 자성 조성물로 도포한 후 열풍 건조하는 것을 포함할 수 있다. 제1 자성 조성물의 도포는 예컨대, 밀링 방식 또는 스프레이 방식을 이용할 수 있다. 제1 자성 조성물로 도포된 직물 재료의 열풍 건조는 60 내지 80℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 수행될 수 있으며, 이와 같은 제1 자성물의 도포 및 열풍 건조는 복수 회 반복 수행될 수 있다. 이를 통해, 도포된 제1 자성 조성물의 부착력을 증대시킴과 더불어, 제1 자성 조성물에 함유된 물질이 탈리되는 것을 방지할 수 있다.
기능성 세라믹 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 제1 코팅 처리된 직물 재료가 제2 코팅 처리될 수 있다(S40).
기능성 세라믹 조성물은 원적외선 및 음이온 방사, 전자파 및 수맥파의 흡수 중화, 그리고 항균 효과를 위해 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기능성 세라믹 조성물을 제조하는 것은, 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료와 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹 혼합물을 소성 분쇄하여 세라믹 소성분쇄 혼합물을 제조하는 것(S110), 세라믹 소성분쇄 혼합물에 정제수, 수용성 바인더 및 미네랄 첨가물을 첨가하고 교반하여 예비 세라믹 조성물을 제조하는 것(S120), 및 발효 미생물을 이용하여 예비 세라믹 조성물을 숙성 처리하는 것을 포함할 수 있다(S130).
구체적으로, 세라믹 소성분쇄 혼합물은 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료, 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물 및 정제수를 혼합하고 300 내지 400℃의 온도에서 가열 공정을 수행하여 슬러리 형태의 세라믹 혼합물을 제조하고, 이를 1,000 내지 1300℃의 온도에서 180 내지 240분 동안 소성한 후 10 내지 30um의 입자 크기를 갖도록 분쇄하여 제조될 수 있다(S110).
세라믹 소성분쇄 혼합물에 포함되는 백토는 자체적으로 방사되는 원적외선으로 인해 세포의 생리작용이 활발하게 됨으로써, 인체내의 세포가 안고 있는 유해물질 등이 해독되는 효과가 있고, 맥반석은 인체에 이로운 원적외선이 방출될 뿐 아니라, 흡착 작용을 통해 탈취와 항균 기능이 있는데다, 이온의 방사로 인해 생리기능을 활성화 하여 질병 예방과 치료에 효능이 있다. 또한, 토르말린은 음이온의 작용을 통해 세포의 활성화 작용이 증대될 뿐 아니라, 원활한 혈액순환이 촉진되며, 페그마타이트는 단독 방사체의 소재로서 원적외선 방사 및 항균 탈취 기능을 가지며, 신체 접촉시 체내 세포 활성화와, 혈액 순환 촉진 기능을 하게 된다. 세라믹 소성분쇄 혼합물에 포함된 금속 산화물은 상술한 세라믹 재료의 효과를 더욱 강화시키기 위해 첨가될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 세라믹 재료는 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트가 1:1:1:1의 중량비로 혼합된 것을 이용할 수 있으며, 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물은 세라믹 재료 100 중량부당 10 내지 20 중량부로 사용될 수 있다.
이 후, 세라믹 소성분쇄 혼합물에 정제수, 수용성 바인더 및 미네랄 첨가물을 첨가하고 교반하여 예비 세라믹 조성물이 제조될 수 있다(S120).
수용성 바인더는 부착력을 증대시키기 위한 고착제로서 기능하며, 수용성 멜라민 바인더, 수용성 실리콘 바인더 또는 수용성 아크릴 바인더 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
미네랄 첨가물은 항균 및 항산화 효과와 함께 피부자극 완화를 위해 첨가되는 것으로서, 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄을 포함할 수 있다.
미네랄 솔트는 다이아몬드와 같은 결정구조를 하고 있는 등축정계에 속하는 광물이며, 화학성분은 염화나트륨(NaCl)이다. 미네랄 솔트를 구성하는 염화나트륨은 동물에게 생리적으로 필수 불가결한 것으로 체액에 포함되어 체액의 삼투압을 조절하고, 염화나트륨의 구성 성분인 나트륨은 인산과 결합하여 완충물질로서 체액의 산염기 평형을 유지할 수 있다. 특히, 미네랄 솔트는 물과 접촉하면 이온화되어 체내에 침투하는 효능이 있어 체내 0.9% 염분을 유지하는 데 도움을 준다.
게르마늄은 산소의 효율적인 활용을 돕는 산소 촉매제의 역할을 한다. 즉, 인체에 유기산 게르마늄을 공급하면 만성 산소결핍현상으로부터 유래하는 만성 일산화탄소 중독증, 빈혈, 혈관장애, 심장장애, 저혈압, 세포노화, 정신장애 등의 질환을 예방 또는 치료할 수 있다. 또한, 유기산 게르마늄은 자연 치유력을 증강시키고, 통증 억제 작용을 하며, 제독 작용, 중금속 배출 작용을 한다. 즉, 유기산 게르마늄은 산화성이 강한 산소 원자를 갖는 화학적 특성 때문에 독성물질을 흡입하여 화학적으로 결합한 후 독성이 없는 다른 물질을 만드는 제독작용을 한다. 특히, 수은, 카드뮴 등의 중금속 오염의 제독에 뛰어나다. 따라서, 카드뮴에 노출되어 있는 흡연자에게 특히 유용한 성분이다.
셀레늄은 사람이나 동물에게 없어서는 안 되는 필수 미량 원소로서, 항암, 항노화, 면역체계 강화, 어린이 성장발육은 물론, 고혈압, 심장병 등 성인병과 남성의 정자생성 능력 촉진 등 성기능 강화에 이르기까지 다양한 효능을 지닌 영양소이다. 셀레늄은 암세포에 직접 침투하여 암세포를 죽이는 작용을 하는데, 특히 전립선암, 대장암, 폐암 등의 예방 효과가 크고, Selenoprotein을 통하거나, 비타민E와 함께 상호보완, 상승작용을 하여 항산화작용을 한다. 또한, 셀레늄이 부족하면, 케산병을 일으키고, 소와 양의 근육무력증과 흰근육병을 유발하며, Glutathione Peroxidase의 활성력 약화, 림프세포와 대식세포 등의 기능저하, 갑상선 호르몬의 생산 저하, 세포독성 물질 제거 기능 저하 등을 일으킨다.
예비 세라믹 조성물 내에서 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄은 용해 또는 이온화되어 항균, 항산화 및/또는 피부자극 완화 효과를 위한 유용 성분(즉, 미네랄 성분)을 생성할 수 있다. 이와 같은 유용 성분(즉, 미네랄 성분)은 항균 효과 및 활성 산소에 대한 탁월한 소거작용 효과를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 예비 세라믹 조성물은 세라믹 소성분쇄 혼합물 20 내지 30 중량%, 수용성 바인더 10 내지 15 중량%, 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄이 1:1:1의 중량비로 혼합된 미네랄 첨가물 1 내지 5 중량%, 및 잔여의 정제수를 포함하도록 제조될 수 있다. 예비 세라믹 조성물이 상기와 같은 조성비로 제조됨에 따라, 앞서 설명한 세라믹 소성분쇄 혼합물의 효과가 충분히 발휘되거나 더욱 향상될 수 있다.
발효 미생물을 이용하여 예비 세라믹 조성물이 숙성 처리될 수 있다(S130).
예비 세라믹 조성물의 숙성 처리는 예비 세라믹 조성물에 발효 미생물을 첨가하고 일정 온도에서 숙성시키는 것을 포함할 수 있다.
발효 미생물은 일반적으로 공지된 미생물이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 락토바실러스속(Lactobacillus sp.), 바실러스속(Bacillus sp.), 리조비움 속(Rhizobium sp.), 사카로마이세스 속(Saccharomyces sp.), 아세토박터속(Acetobacter sp.) 리조비움 속(Rhizobium sp.) 및 리조비움 라디오박터(Rhizobium radiobacter) 중에서 선택되는 하나 이상의 미생물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 발효 미생물로 락토바실러스(Lactobacillus) 발효물을 이용할 수 있다. 락토바실러스 발효물은 락토바실러스 유산균으로 발효 추출한 것으로, 피부에 작용하는 활성 성분이며 세포 형성을 촉진하는 기능과 함께 살균 효과가 있다.
예비 세라믹 조성물의 숙성 처리는 예컨대, 30 내지 40 ℃의 온도에서 48 내지 60시간 동안 진행될 수 있다. 또한, 발효 미생물은 예비 세라믹 조성물 100 중량부당 0.01 내지 1 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량부가 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이 발효 미생물을 이용한 숙성 공정을 통해 기능성 세라믹 조성물의 효능이 더욱 강화될 수 있으며, 세라믹 소성분쇄 혼합물에 의한 자극을 완화시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상술한 바와 같이 제조된 기능성 세라믹 조성물을 이용하여 제1 코팅 처리된 직물 재료가 제2 코팅 처리될 수 있다(S40).
기능성 세라믹 조성물을 이용한 직물 재료의 제2 코팅 처리는 제1 자성 조성물로 제1 코팅 처리된 직물 재료의 표면을 기능성 세라믹 조성물로 도포한 후 열풍 건조하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 기능성 세라믹 조성물의 도포는 밀링 방식 또는 스프레이 방식을 이용할 수 있다. 또한, 기능성 세라믹 조성물로 도포된 직물 재료의 열풍 건조는 60 내지 80℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
상술한 기능성 세라믹 조성물의 도포 및 열풍 건조는 복수 회 반복 수행될 수 있다. 예컨대, 기능성 세라믹 조성물의 도포 및 열풍 건조는 적어도 2회 이상 수행될 수 있다. 이를 통해, 도포된 기능성 세라믹 조성물의 부착력을 증대시킴과 더불어, 기능성 세라믹 조성물에 함유된 물질이 탈리되는 것을 방지할 수 있다.
나노셀룰로오스 재료를 금속 나노입자로 함침 처리하여 제조된 제2 자성체 재료가 준비될 수 있다(S50).
나노셀룰로오스 재료는 각종 목재 유래의 크래프트(Kraft) 종이 또는 아황산 펄프, 이들을 고압 호모지나이저(homogenizer)나 밀(mill) 등으로 분쇄한 분말 셀룰로오스, 혹은 이들을 산 가수분해 등의 화학 처리에 의해 정제한 미결정 셀룰로오스 분말, 박테리아 유래 셀룰로오스 또는 케나프, 삼, 벼, 바카스, 대나무 등의 식물로부터 유래된 것을 사용할 수 있으며, 상기 종류에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서, 나노셀룰로오스 재료는 30 내지 100nm의 입자 크기를 갖는 것을 이용할 수 있다.
나노셀룰로오소 재료가 자성을 갖는 금속 나노입자로 함침되는 경우, 금속 나노입자로 함침된 나노셀룰로오스 재료는 자성체 물질로서 기능할 수 있다. 본 발명에서, 금속 나노입자는 철, 코발트, 망간 또는 이들의 조합을 포함하는 자성 물질을 포함할 수 있다.
예컨대, 나노셀룰로오스 재료를 금속 나노입자로 함침 처리하는 것은 나노셀룰로오스 재료를 철, 코발트, 망간 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 나노입자를 포함하는 금속염 용액에 침지하고, 이온빔 또는 전자빔을 조사하여 금속염의 환원 반응을 유도하는 것을 포함할 수 있으며, 이를 통해 금속 나노입자가 나노셀룰로오소 재료의 표면에 함침될 수 있다.
상술한 바와 같이 수득된 제2 자성체 재료, 정제수, 천연추출 혼합물 및 수용성 바인더를 혼합하여 제2 자성 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 제2 코팅 처리된 직물 재료가 제3 코팅 처리될 수 있다(S60).
천연추출 혼합물은 항균, 항산화 및 피부진정 효과의 강화를 위해 사용되는 것으로서, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물의 혼합 추출물을 포함할 수 있다.
미강(rice bran)은 현미를 백미로 도정할 때 얻어지는 과피, 종피 및 호분층의 분쇄물을 의미하며, 쌀이 가지고 있는 기능성 성분의 95%는 미강과 쌀눈에 함유되어 있다고 알려져 있다. 미강은 양질의 단백질, 식이섬유, 각종 비타민과 미네랄이 함유되어 있을 뿐만 아니라 생리활성 물질인 페놀 화합물(phenolic compounds), 페룰린산(ferulic acid), 감마 오리자놀(gamma-oryzanol), GABA, 세라마이드(ceramide), 토코트리에놀(tocotrienol), 식물성 스테롤(phytosterols) 등의 천연 항산화 물질이 풍부하다.
이러한 미강은 예로부터 훌륭한 영양의 보고이자 미용효과 또한 탁월하다 하여 미용 용도로 사용되어 왔다. 예를 들어 미강을 면이나 명주 천으로 만든 주머니 속에 넣고 얼굴, 몸 등을 닦으면 피부가 깨끗해지고 매끌매끌해지며, 미강으로 팩을 하면 얼굴의 기미 방지에 도움이 된다고 알려있고, 미강 페룰린산(ferulic acid)은 페놀산의 일종으로 화장료에 첨가되었을 때 비타민 C 등의 물질을 안정화시켜주고 피부 미백 활성을 가진다고 보고되었다. 그 이외에도, 항산화, 피부보호 기능 강화, 보습 효과, 아토피성 피부염의 완화 등 다양한 피부관련 생리활성이 있는 것으로 알려져 있다.
메밀(Buckwheat, Fagopyrum spp.)은 마디풀과(Polygenaceae family)에 속하는 일년초로서 분류학상 곡류와 구별되지만 곡류와 유사한 특성을 가진 유사 곡물로서, 탄수화물, 단백질, 라이신, 아르기닌, 메티오닌 등의 필수 아미노산, 불포화 지방산 및 각종 무기물과 비타민을 함유하고 있다. 특히, 메밀 단백질은 라이신이 약 6.1%(w/w), 메티오닌은 약 2.5%(w/w)로 다른 곡류에 비해서 라이신의 함량이 높은 것이 특징이다. 메밀에 많은 기능성 성분들이 보고되었는데, 그 중 폴리페놀 성분으로는 루틴(rutin), 퀘르세틴(quercetin), 이소퀘르세틴(isoquercetin), 미리세틴(myricetin), 시링산(syringic acid) 유도체, carreic acid 유도체 등이 알려져 있으며, 이들 화합물은 항산화작용, 혈압저하작용,혈관 수축작용, 항균작용 등 생체조절기능을 가지고 있다.
카렌둘라(Calendula officinalis)는 쌍떡잎식물 초롱꽃목 국화과의 여러해살이풀로, 동양에서는 금잔화 또는 금송화, 서양에서는 마리골드(Marigold)라고도 불리며, 남유럽 원산이다. 대개의 경우 건조된 꽃잎이나 에센셜 오일을 사용한다. 꽃잎의 침출액은 피부 보습효과를 비롯하여 외상, 화상, 가벼운 동상의 습포제롤 사용되고 페이셜 사우나에도 사용된다. 또한, 생리통의 완화 작용이 있어 여성들이 음용, 애용하는 화초로도 알려져 있다. 이 뿐만 아니라, 아토피 피부에 효능이 탁월하고, 건성 피부에도 효능이 있으며, 습진, 피부 염증, 상처, 피부 재생, 진정 작용 등에 유효한 성분으로도 알려져 있다. 주요 성분으로는 카로틴(carotene), 리코핀(lycopene), 비올라잔틴(violaxanthin), 루비잔틴(rubixanthin), 네오리코핀A(neolycopene A)와 같은 플라보노이드가 함유되어 있다. 상기 카렌둘라의 추출물은 염증유발인자인 프로스타글란딘 E2(prostaglandin E2)의 발현을 억제시켜 피부 염증을 완화시킬 수 있다.
진피는 감귤류의 과육이 제거된, 성숙한 과피를 의미하는 것으로, 비타민C가 풍부하여 감기에 도움이 많이 되며 면역력 유지, 항산화 작용, 철분 흡수율 향상, 콜레스테롤수치 저하, 피부미용 등에 도움이 된다. 귤의 껍질 즉, 진피에는 비타민P라고도 불리는 헤스페리딘이 풍부하게 함유되어 있다. 헤스페르딘은 노화지연 등의 항산화 효과, 항염증 효과, 모세혈관 보호, LDL 콜레스테롤을 낮추는 효능이 있으며 모세관의 삼투압을 조절하여 모세혈관의 건강을 개선시키는 역할을 한다. 또한 헤스페리딘은 알러지 증상과 열을 줄여주며, 폴리아민 합성을 억제하여 항암효과를 낸다. 특히 헤스페리딘은 앞서 언급한 비타민C와 궁합이 잘 맞는 영양소로 비타민C의 콜라겐 형성 촉진에 부스터 역할을 하므로 피부미용도 진피 효능 중 하나다.
천연추출 혼합물은 당업계에 공지된 추출방법 및 추출용매를 이용하여 수득할 수 있으며, 바람직하게는 물, 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급알코올과 물과의 혼합용매, 아세톤, 에틸 아세테이트, 클로로포름 또는 1,3-부틸렌글리콜을 추출 용매로 하여 수득할 수 있다. 또한, 상기 천연추출 혼합물은 상기 추출 용매에 의하여 추출하는 방법 외에 통상적인 정제 과정을 거쳐서도 수득할 수 있다. 예를 들어, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획을 통하여도 천연추출 혼합물을 수득할 수 있다. 이에 따라, 상기 천연추출 혼합물은 추출, 분획 또는 정제의 각 단계에서 얻어지는 모든 추출액, 분획 및 정제물, 그들의 희석액, 농축액 또는 건조물을 모두 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 천연추출 혼합물은 각각의 천연물의 껍질, 뿌리, 잎, 꽃, 줄기 또는 열매 등이 될 수 있으며, 추출 부위가 특정의 부분으로 제한되지 않는다.
바람직하게, 천연추출 혼합물은 그 효능의 상승 효과를 위해, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물이 1:0.5~1:0.5~1:0.5~1의 중량비로 혼합된 것을 이용할 수 있다. 상기 추출물은 분말 혹은 액상 형태로 사용될 수 있다.
정제수는 분산제로서 기능하며, 수용성 바인더는 부착력을 증대시키기 위한 고착제로서 기능하며, 수용성 멜라민 바인더, 수용성 실리콘 바인더 또는 수용성 아크릴 바인더 중 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 제2 자성 조성물은 제2 자성체 재료 10 내지 20 중량%, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물이 1:0.5~1:0.5~1:0.5~1의 중량비로 혼합된 천연추출 혼합물 5 내지 10 중량%, 수용성 바인더 10 내지 15 중량%, 및 잔여의 정제수를 포함하도록 제조될 수 있다. 제2 자성 조성물이 상기와 같은 조성비로 제조됨에 따라, 지자기 방출을 위한 제2 자성체 재료의 자성 특성 및 천연추출 혼합물의 효과가 충분히 발휘되거나 더욱 향상될 수 있다.
제2 자성 조성물을 이용한 직물 재료의 제3 코팅 처리는 기능성 세라믹 조성물로 제2 코팅 처리된 직물 재료의 표면을 제2 자성물 조성물로 도포한 후 열풍 건조하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 자성 조성물의 도포는 밀링 방식 또는 스프레이 방식을 이용할 수 있다. 또한, 제2 자성 조성물로 도포된 직물 재료의 열풍 건조는 60 내지 80℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 상술한 제2 자성 조성물의 도포 및 열풍 건조는 복수 회 반복 수행될 수 있다. 예컨대, 제2 자성 조성물의 도포 및 열풍 건조는 적어도 2회 이상 수행될 수 있다. 이를 통해, 도포된 제2 자성 조성물의 부착력을 증대시킴과 더불어, 제2 자성 조성물에 함유된 물질이 탈리되는 것을 방지할 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예들에 따른 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조가 완성될 수 있으며, 필요에 따라 염색 공정이 추가적으로 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 제조된 지자기 방출을 위한 기능성 직물은 그 용도에 따라 이불, 요, 베게 등의 침구류, 속옷, 잠옷 등의 의류, 가방, 신발, 장갑 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 지자기 방출을 위한 기능성 직물은 직물 재료가 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하여 제조된 제1 자성체 재료 및 글리세린, 다이프로필렌글라이콜, 판테놀, 히아루론산, 세라마이드 중 적어도 하나를 포함하는 기능성 첨가제를 포함하도록 제조된 제1 자성 조성물로 제1 코팅 처리되고, 제1 코팅 처리된 직물 재료가 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료와 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹 혼합물을 소성 분쇄하여 수득한 세라믹 소성분쇄 혼합물 및 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄으로부터 생성된 미네랄 성분을 포함하는 예비 세라믹 조성물을 숙성 처리하여 제조된 기능성 세라믹 조성물로 제2 코팅 처리하고, 제2 코팅 처리된 직물 재료를 나노셀룰로오소 재료를 금속 나노입자로 함침 처리하여 제조된 제2 자성체 재료 및 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물을 포함하는 천연추출 혼합물을 포함하도록 제조된 제2 자성 조성물로 제3 코팅 처리되어 제조될 수 있다. 이에 따라, 지자기(초장파) 효과에 따른 숙면, 혈액순환, 피로와 스트레스 해소 등의 효과와 더불어, 원적외선 방사, 전자파 및 수맥파의 흡수 중화, 항균성, 살균성, 탈취성, 혈행 개선, 피부 진정 및 피부 트러블 예방 효과를 향상시킬 수 있는 기능성 직물의 제조가 가능할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 지자기 방출을 위한 기능성 직물을 침구류, 의류 등에 적용하는 경우, 원적외선이 온몸에 작용하게 되어 기(氣)가 증가함을 온몸으로 느낄 수 있게 되며, 대사촉진에 의한 에너지 생성, 자율신경 활성도 증가, 스트레스 완화, 피로 회복 촉진의 효과가 있으며, 변비해소와 숙변제거에도 탁월한 효과가 있고, 잠이 쉽게 들고 깊은 숙면을 취하게 되며, 머리가 맑아지고 오감이 예민해지게 됨은 물론 정력이 증가되면서 활력이 넘침을 느끼게 되고, 암의 예방 및 신체의 면역성 증대에 효과가 있으며, 혈액순환 촉진 및 체질개선의 효과, 그리고 지방분해를 촉진시켜 비만치료에 효과가 있는 침구류 또는 의류의 제공이 가능할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예들을 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
[실시예 1]
산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO), 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자를 각각 합성한 후 30 nm의 평균 입경을 갖도록 분쇄하였다. 분쇄된 산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO), 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자를 1:0.5:0.5:0.1의 중량비로 혼합한 자성나노입자 혼합물을 100 중량부를 에탄올 용매에 용해시켜 자성나노입자 혼합 용액을 제조하였다. 이 후, 산화 그래핀 200 중량부를 에탄올 용매에 용해시켜 제조한 산화 그래핀 코팅 용액을 자성나노입자 혼합 용액에 드롭 방식으로 첨가하면서 60분 동안 초음파 처리(sonication) 하였다. 이 후, 세척 및 건조 공정을 수행하고, 약 400℃의 온도에서 열처리를 수행하여 산화 그래핀으로 코팅 처리된 자성나노입자 혼합물을 포함하는 제1 자성체 재료를 수득하였다.
상기와 같이 수득한 제1 자성체 재료 20 중량%, 수용성 아크릴 바인더 10 중량%, 히아루론산 3 중량%, 수산화암모늄(NH4OH) 3 중량% 및 잔여의 정제수를 혼합 후 교반하여 제1 자성 조성물을 제조하고, 이를 면 직물의 표면에 스프레이 방식으로 도포하고, 60℃의 온도에서 30분 동안 열풍 건조시키는 것을 2회 반복하여 제1 코팅 처리하였다.
백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트가 1:1:1:1의 중량비로 혼합된 세라믹 재료 100 중량부, 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물 10 중량부를 정제수와 혼합하여 350℃의 온도에서 4시간 동안 가열 공정을 수행하여 슬러리 형태의 세라믹 혼합물을 제조한 후 1100℃의 온도에서 180분 동안 소성한 후 약 30um의 입자 크기를 갖도록 분쇄하여 세라믹 소성분쇄 혼합물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 세라믹 소성분쇄 혼합물 30 중량%, 수용성 아크릴 바인더 10 중량%, 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄이 1:1:1의 중량비로 혼합된 미네랄 첨가물 3 중량%, 및 잔여의 정제수를 혼합하여 예비 세라믹 조성물을 제조한 후 락토바실러스(Lactobacillus) 발효물을 첨가하고 40℃의 온도에서 48시간 동안 숙성시켜 기능성 세라믹 조성물을 제조하였다.
이어서, 기능성 세라믹 조성물을 제1 코팅 처리된 면 직물의 표면에 스프레이 방식으로 도포하고, 60℃의 온도에서 30분 동안 열풍 건조시키는 것을 2회 반복하여 제2 코팅 처리하였다.
다음으로, 50nm의 평균 입경의 나노셀룰로오스 재료를 철(Fe) 나노입자를 포함하는 금속염 용액에 침지한 후 전자빔을 조사하면서 교반하여, 나노셀룰로오스 재료의 표면에 철 나노입자를 함침시켜 제2 자성체 재료를 수득하였다. 이 후, 제2 자성체 재료 20 중량%, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물이 1:0.5:0.5:0.5의 중량비로 혼합된 천연추출 혼합물 10 중량%, 수용성 바인더 10 중량%, 및 잔여의 정제수를 혼합하여 제2 자성 조성물을 제조하고, 이를 제2 코팅 처리된 면 직물의 표면에 스프레이 방식으로 도포하고, 60℃의 온도에서 30분 동안 열풍 건조시키는 것을 2회 반복하여 제3 코팅 처리함으로써 기능성 직물의 제조를 완료하였다.
상기 기능성 직물을 이용하여 샘플(이불)을 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서, 제1 자성체 재료를 10 중량%를 사용하여 제1 코팅 처리를 수행한 것을 제외하고 동일한 방법으로 샘플을 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에서, 세라믹 소성분쇄 혼합물을 20 중량%를 사용하여 제2 코팅 처리를 수행한 것을 제외하고 동일한 방법으로 샘플을 제조하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1에서, 제2 자성체 재료를 10 중량%를 사용하여 제3 코팅 처리를 수행한 것을 제외하고 동일한 방법으로 샘플을 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서, 제1 자성체 재료를 사용하지 않을 것을 제외하고는 동일한 방법으로 샘플을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서, 세라믹 소성분쇄 혼합물을 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 샘플을 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서, 제2 자성체 재료를 사용하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 샘플을 제조하였다.
[비교예 4]
시중에 판매되고 있는 면 소재의 이불을 구입하였고, 이를 비교예 4의 샘플로 사용하였다.
[실험예 ] 심리생리학적 평가
상기 실시예 및 비교예의 샘플에 대해 심리생리학적인 평가를 실시하였다. 심리생리학적 평가는 일반 병원의 내원 환자 명을 각 10명씩 8그룹으로 나누어 상기 실시예 및 비교예의 샘플(이불)을 사용하게 한 후 바이브라시스템을 이용하여 심리 생리적인 지표를 측정하여 평가하였다. 그 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.
구분 | 심리안정성 | 감정변이도 | 심리생리정보지표 | 뇌 피로도 변화 지수 | 집중도 |
실시예 1 | 60.7 | 16.6 | 38.8 | 0.49 | 63.1 |
실시예 2 | 60.2 | 16.4 | 38.4 | 0.41 | 62.6 |
실시예 3 | 59.8 | 16.3 | 38.1 | 0.42 | 62.7 |
실시예 4 | 60.3 | 16.1 | 37.9 | 0.45 | 61.9 |
비교예 1 | 57.8 | 15.7 | 36.9 | -0.16 | 58.4 |
비교예 2 | 58.1 | 15.9 | 36.4 | -0.20 | 57.7 |
비교예 3 | 58.3 | 16.0 | 36.7 | 0.17 | 58.1 |
비교예 4 | 56.7 | 15.1 | 35.3 | -0.38 | 53.5 |
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 경우 비교예 1 내지 4와 비교하여 심리 안정성, 감정변이도, 심리생리정보지표, 뇌 피로도 변화 지수 및 집중도에 대한 특성이 전반적으로 우수함을 알 수 있다. 이를 통해, 이를 통해 본 발명의 기능성 직물이 인체의 기분과 심리상태를 긍정적으로 유도하고, 뇌의 피로를 회복시키는 효과가 있음을 예측할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
Claims (7)
- 산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO) 나노입자, 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자를 포함하는 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하여 제조된 제1 자성체 재료를 준비하는 단계;
상기 제1 자성체 재료에 분산제, 수용성 바인더, 및 글리세린, 다이프로필렌글라이콜, 판테놀, 히아루론산, 세라마이드 중 적어도 하나를 포함하는 기능성 첨가제를 첨가하고 교반하여 제1 자성 조성물을 제조하는 단계;
상기 제1 자성 조성물을 이용하여 직물 재료를 제1 코팅 처리하는 단계;
기능성 세라믹 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 상기 제1 코팅 처리된 직물 재료를 제2 코팅 처리하는 단계;
나노셀룰로오스 재료를 철, 코발트, 망간 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 나노입자로 함침 처리하여 제조된 제2 자성체 재료를 준비하는 단계; 및
상기 제2 자성체 재료, 정제수, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물을 포함하는 천연추출 혼합물 및 수용성 바인더를 혼합하여 제2 자성 조성물을 제조하고, 이를 이용하여 상기 제2 코팅 처리된 직물 재료를 제3 코팅 처리하는 단계를 포함하되,
상기 기능성 세라믹 조성물을 제조하는 것은,
백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료와 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹 혼합물을 소성 분쇄하여 세라믹 소성분쇄 혼합물을 제조하는 것;
상기 세라믹 소성분쇄 혼합물에 정제수, 수용성 바인더, 및 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄을 포함하는 미네랄 첨가물을 첨가하고 교반하여 예비 세라믹 조성물을 제조하는 것; 및
발효 미생물을 이용하여 상기 예비 세라믹 조성물을 숙성 처리하는 것을 포함하는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 자성나노입자 혼합물은 산화철(Fe3O4) 나노입자, 산화코발트(CoO) 나노입자, 산화니켈(NiO) 나노입자 및 산화아연(ZnO) 나노입자를 1:0.1~0.5:0.1~0.5:0.1~0.5의 중량비로 혼합하여 제조되고,
상기 자성나노입자 혼합물을 산화 그래핀으로 코팅 처리하는 것은, 상기 자성나노입자 혼합물을 제1 용매에 용해시켜 자성나노입자 혼합 용액을 제조하는 것, 산화 그래핀을 제2 용매에 용해시켜 산화 그래핀 코팅 용액을 제조하는 것, 상기 자성나노입자 혼합 용액에 상기 산화 그래핀 코팅 용액을 드롭 방식으로 첨가하면서 초음파 처리하는 것, 및 상기 초음파 처리의 완료 후 건조 공정과 열처리 공정을 수행하는 것을 포함하는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 자성 조성물은 상기 제1 자성체 재료 10 내지 20 중량%, 수용성 바인더 5 내지 10 중량%, 상기 기능성 첨가제 3 내지 5 중량%, 침전 방지제 1 내지 3 중량% 및 잔여의 수용성 분산제를 혼합 후 교반하여 제조되는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 세라믹 소성분쇄 혼합물은 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트를 포함하는 세라믹 재료, 산화티타늄, 산화알루미늄 및 산화마그네슘을 포함하는 금속 산화물 및 정제수를 혼합하고 300 내지 400℃의 온도에서 가열 공정을 수행하여 슬러리 형태의 세라믹 혼합물을 제조하고, 이를 1,000 내지 1300℃의 온도에서 180 내지 240분 동안 소성한 후 10 내지 30um의 입자 크기를 갖도록 분쇄하여 제조되고,
상기 예비 세라믹 조성물은 상기 세라믹 소성분쇄 혼합물 20 내지 30 중량%, 수용성 바인더 10 내지 15 중량%, 미네랄 솔트, 유기산 게르마늄 및 셀레늄이 1:1:1의 중량비로 혼합된 미네랄 첨가물 1 내지 5 중량%, 및 잔여의 정제수를 포함하도록 제조되는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법. - 제4 항에 있어서,
상기 세라믹 재료는 백토, 맥반석, 토르말린 및 페그마타이트가 1:1:1:1의 중량비로 혼합된 것을 이용하고,
상기 금속 산화물은 상기 세라믹 재료 100 중량부당 10 내지 20 중량부로 사용되는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 자성 조성물은 상기 제2 자성체 재료 10 내지 20 중량%, 미강 추출물, 메밀 추출물, 카렌둘라 추출물 및 진피 추출물이 1:0.5~1:0.5~1:0.5~1의 중량비로 혼합된 천연추출 혼합물 5 내지 10 중량%, 수용성 바인더 10 내지 15 중량%, 및 잔여의 정제수를 포함하도록 제조되는 지자기 방출을 위한 기능성 직물의 제조 방법. - 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 기능성 직물.
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