KR102340753B1 - 콜라겐을 함유하는 원단 - Google Patents

Abstract

위사 및 경사에 콜라겐을 함유한 원사를 10~30중량%를 포함하는 원단을 개시한다.

Description

콜라겐을 함유하는 원단{FABRIC CONTAINING COLLAGEN}

본 발명은 콜라겐을 함유하는 원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콜라겐을 포함하는 마이크로 파이버를 이용하여 수분을 일정하게 유지시킴과 더불어 소취력, 항균력 및 항온력이 향상된 콜라겐 원단에 관한 것이다.

이불은 다양한 섬유를 이용하여 제조되는 침구로의 일종으로 주로 인체의 표면을 커버하여 수면중 인체를 보온하는 역할을 수행한다. 기존의 이불의 경우 일반적으로 외피, 내피 및 내피내부에 충전되는 보온재로 구성되며, 일부 이불의 경우 내피가 없거나, 외피만으로 구성되는 경우도 있다.

이러한 이불은 인체가 수면을 취하는 동안 인체의 체온을 유지셔켜주는 역할을 수행하며, 보조적으로 일정한 무게로 인체를 압박하는 것으로 피로의 회복을 돕는 역할을 수행할수도 있다. 아울러 인체에서 발산되는 수분을 흡수하여, 인체의 표면이 적정한 습도를 유지호도록 하는 역할을 수행할 수 있다.

하지만 기존의 이불의 경우 단순히 직조된 원단을 인체에 접촉시키고 있으므로, 그 수분 흡수량에 한계를 가지고 있을 뿐만 아니라 흡수된 수분을 재방충하여, 수분을 유지시키는 역할이 약하기 때문에 수면시간동안 지속적으로 수분을 공급해야 하며, 장기간 사용하는 경우 이불이 눅눅해져 미생물이 번식하는 경우도 발생할 수 있다.

한편 콜라겐은 인체내에서는 섬유아세포(fibroblast)에 의해 만들어지며, 체내에서 가장 흔하게 발견되는 결합 조직(connective tissue)의 주성분으로, 뼈, 피부, 관절, 각종 장기의 막, 모발 등 우리 몸 전체에 분포하고 있는 섬유상 단백질이다. 아울러, 중추 및 말초신경의 액손 주위에도 많은 콜라겐이 존재한다.

체내에 존재하는 콜라겐 하이드로겔은 조직 부위에 따라 그 기능과 역할이 조금씩 다르므로, 부위별 콜라겐 하이드로겔의 콜라겐 농도와 배향 정도는 차이가 있다. 예를 들면, 뼈는 배향된 콜라겐 섬유 사이에 마이크로/나 노결정의 미네랄이 자리하는 구조를 가지고 있는 것이 특징이다

이러한 콜라겐은 섬유상 고체로 다세포 동물에 널리 분포하고 천여 개의 아미노산이 모여 가늘고 긴 띠의 형상을 갖는 구조 단백질이다. 시판 중인 콜라겐은 대부분 물고기, 돼지 또는 소 등의 동물 조직에서 추출한 이종 콜라겐으로, 용도에 따라서 필요한 경우 효소를 사용하여 텔로펩타이드를 제거한 아텔로 콜라겐(Atelo collagen)을 사용하기도 한다.

콜라겐은 생분해성 및 생체적합성 소재로 창상피복재, 조직수복재, 피부이식재, 뼈이식재, 세포배양 등 의료용 재료로 널리 이용될 뿐만 아니라 수분의 흡수와 방출을 수행할 수 있으므로 많은 화장품에 수분 보충제로서 사용되고 있다.

또한 피부에서 콜라겐이 부족하거나 노화되면 피하근육의 위축으로 탄력과 윤기가 없어지고 기미, 주름, 검버섯 등이 생기며, 뼈에서 콜라겐이 부족하면 뼈가 약해지고 골다공증, 관절염, 관절통, 부종 등의 발생 위험이 높아 지며, 혈관에서 콜라겐이 부족하게 되면 동맥경화, 괴혈병 등의 원인이 되는 것으로 보고되고 있다. 이러한 연 유로 콜라겐은 건강보조식품, 치료제 및 화장품 등에서도 다양한 용도로 활용되고 있다.

콜라겐을 다양한 용도로 사용하기 위해서는 천연 상태에서 추출된 콜라겐을 해당 용도에 부합되도록 가공하여 물성을 조절해야 한다. 종래에는 무세포진피를 동결건조한 후 제품으로 가공하였는데, 이는 많은 비용이 들고 생산성이 낮은 문제점이 있으며, 특히 동결건조 처리된 무세포진피를 후공정을 통하여 파우더로 제조하려고 할 때 분쇄되기 어려운 성질 등으로 인하여 용도가 많은 섬유로 만들기에는 큰 어려움이 있었다.

따라서 상기 이불의 단점을 개선하기 위하여 상기 콜라겐을 적절히 가공하여 이불의 원단으로 사용하는 경우 인체에서 발생하는 수분을 흡수 또는 방출할 수 있어 인체의 수분량을 유지할 수 있는 이불의 제작이 가능할 것으로 기대된다.

(0001) 대한민국 등록특허 제10-1380975호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1406246호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 콜라겐을 포함하는 섬유를 이용하여 제조되는 이불을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 콜라겐을 마이크로 파이버에 포함시키는 것으로 기존의 콜라겐 섬유에 비하여 흡습성 및 보습성을 강화하여 이불의 사용이 사용자에게 적절한 습도를 제공할 수 있는 콜라겐을 함유한 원단으로 제조되는 이불을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 위사 및 경사에 콜라겐을 함유한 원사를 10~30중량%를 포함하는 원단으로 제조되는 외피; 상기 외피의 내부에 위치하며, 보온소재의 외부 유출과 오염을 차단하는 내피; 및 상기 내피 내부에 위치하며, 사용자의 체온을 일정하게 유지시키는 보온소재를 포함하는 콜라겐 원단을 포함하는 이불을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 상기 원사는, 중심부를 기준으로 방사상으로 연장된 분지부를 포함하여 단면이 2~10개의 팔을 가지는 별형태로 형성된 제1섬유; 및 상기 제1섬유의 분지부 사이에 위치하며, 단면이 쐐기형, 삼각형 또는 부채꼴형을 가지는 제2섬유로 구성되며, 상기 제2섬유는 상기 제1 섬유의 분지부사이에 위치하여 상기 원사의 단면은 전체적인 원을 구성하며, 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유는 0.001~0.01㎛의 간격을 가지도록 구성되며, 상기 제1 섬유는 나일론6, 나일론 66 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하며, 상기 제2 섬유는 콜라겐을 2~40중량%를 포함하는 고분자이며, 상기 콜라겐은, 어류의 비늘 및 껍질을 수집하는 단계; 상기 수집된 비늘 또는 껍질을 약산으로 처리하여 지방을 제거하고 세척하는 단계; 상기 약산처리된 껍질 및 비늘 100중량부 대비 염기성용액 100~300중량부를 혼합하고 초음파를 가하는 1차 단백질 분해 단계; 상기 1차 단백질 분해단계 이후 산성용액을 혼합하여 pH 6~8로 중화하고 세척하는 단계; 상기 세척이 완료된 이후 상기 껍질 및 비늘 100중량부 대비 1~10중량부의 단백질 분해효소를 첨가한 다음, 50~70℃의 온도에서 10~20시간동안 반응시키는 2차 단백질 분해 단계; 상기 2차 단백질 분해 단계 이후 90~110℃로 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화 시키는 단계; 전체 액량대비 3~10중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 흡착 및 분리하는 단계; 및 필터를 이용하여 잔유물을 제거한 다음, 여과된 액을 진공농축 및 동결건조하여 분말화 하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되며, 상기 약산은 아세트산이며, 상기 산성용액은 레몬즙, 유자즙, 당유자즙, 오렌지즙 및 식초를 포함하는 군에서 선택되는 1종이상의 혼합물이며, 상기 염기성 용액은 조개 패각을 분리한 다음, 세척하는 단계; 상기 세척된 조개 패각을 800~1200℃의 온도에서 소성하는 단계; 상기 소성이 완료된 조개 패각을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 조개 패각을 조개 패각 100중량부 대비 1000~5000중량부의 물과 혼합한 다음, 2~10일간 방치하는 단계; 및 상기 조개 패각의 고형분을 분리하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 용액이며, 상기 초음파는 20~130kHz의 진동수를 가지고, 300~800W의 강도로 공급되며, 상기 원사는, (a) 제1 섬유원료를 방사상으로 연장된 분지부를 가지는 노즐을 통하여 방사하는 제1 방사단계; (b) 상기 제 1방사단계에서 방사돤 제1 섬유를 원통형의 노즐로 통과시키며, 상기 제1 섬유의 팔사이로 상기 제2섬유원료가 침투할수 있도록 방사하는 제2 방사단계; (c) 상기 제2방사단계 이후 상기 섬유를 원하는 두께까지 연신하는 연신단계; (d) 상기 연신이 완료된 이후 상기 섬유를 염기성 용액에 침지하여 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 분리하는 단계; (e) 상기 분리된 제1 섬유 및 제2 섬유를 산성용액에 침지하는 중화단계; 및 (f) 상기 중화단계가 완료된 이후 상기 섬유를 세척하여 생성된 염을 분리하고 건조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되며, 상기 원단은, 고분자 모노 필라멘트 1~30가닥과 상기 콜라겐을 함유하는 원사를 1~10중량%의 비율로 혼합하여 제조되는 경사; 고분자 모노 필라멘트 1~30가닥과 상기 콜라겐을 함유하는 원사를 1~10중량%의 비율로 혼합하여 제조되는 위사; 및 상기 경사 및 위사에 일정간격으로 삽입되며, 상기 고분자 모노 필라멘트 10~100가닥으로 구성되는 보강사를 포함하며, 상기 보강사는 상기 경사 및 위사 5~30가닥당 1개의 비율로 혼합되어 직조되며, 상기 내피는 0.1~5㎛의 굵기를 가지는 마이크로 파이버 모노 필라멘트를 직조하여 제조되는 원단이며, 상기 외피는, 상기 원단으로 제작되는 커버부; 및 상기 커버부를 내피에 고정하는 고정수단을 포함하며, 상기 고정수단은 상기 커버부의 측면에 연결된 탄성밴드이며, 상기 보온소재는, 0.1~30㎛의 굵기를 가지는 마이크로파이버로 형성되는 부직포층; 및 상기 부직포 층에 흡착되어 있는 한방 생약재를 포함하며, 상기 한방 생약재는, 감초, 박하, 국화, 석창포, 마황, 천궁, 쑥, 당귀, 백지, 신이화, 두충, 애엽(쑥), 고본, 천초, 진초, 계피, 건강, 방풍, 인삼, 길경, 백복령, 육종용, 백실, 의이인, 백미, 소회향, 목향, 비무 및 비렴의 군에서 선택되는 1종이상의 한방생약을 건조한 다음, 0.01~1mm의 크기로 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 한방생약을 팽화기에 장입한 다음 1~3Mpa의 압력 및 100~300℃의 온도로 가열하여 팽화시키는 단계; 상기 팽화된 한방 생약을 물에 침지한 다음, 50~80Hz의 주파수를 가지는 초음파를 300~800W의 강도로 3~10분간 공급하는 단계; 및 상기 초음파 공급이 완료된 이후 상기 팽화된 한방 생약이 침지된 물을 혼합하며 건조시켜, 용출된 유효성분을 재흡수 시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 콜라겐을 포함하는 원단을 외프로 사용함에 따라, 인체에 적절한 양의 수분을 공급할 수 있으며, 이에 따라 보습성이 강화된 이불을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 마이크로 파이버의 내부에 콜라겐을 포함하는 원사를 사용함에따라 인체에서 발산되는 수분을 흡수하여 배출할 수 있으므로, 수면시 일정한 습도를 유지할 수 있는 콜라겐 원단을 포함하는 이불을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 보온소재의 내부에 한방 생약 성분을 포함함에 따라 인체에 유익한 성분을 수면시간동안 공급할 수 있는 콜라겐 원단을 포함하는 이불을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 콜라겐 원단을 포함하는 이불의 형상을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 콜라겐을 포함하는 원사의 단면을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명의 콜레간 원단을 포함하는 이불의 구조를 나타낸 것이다.

본 발명은 위사 및 경사에 콜라겐을 함유한 원사를 10~30중량%를 포함하는 원단으로 제조되는 외피; 상기 외피의 내부에 위치하며, 보온소재의 외부 유출과 오염을 차단하는 내피; 및 상기 내피 내부에 위치하며, 사용자의 체온을 일정하게 유지시키는 보온소재를 포함하는 콜라겐 원단을 포함하는 이불에 관한 것이다.

상기 원사는 콜라겐을 함유하는 마이크로 파이버(극세사)일 수 있다. 상기 콜라겐은 단백질의 일종으로 뼈. 연골, 피부와 같은 결합조직의 주요 구성요소로 사용될 수 있다. 일반적으로 콜라겐은 물에 잘 녹지 않으며, 산이나 염기처리를 한다음 가열하면 분해되어 젤라틴으로 변할 수 있다. 이로한 콜라겐은 물속에서 하이드로젤 상태를 구성할 수 있다. 일반적으로 콜라겐의 경우 분자량이 낮은 콜라겐을 사용하면 인체내의 흡수율이 높아지는 것으로 알려져 있으며, 또한 분자량이 낮은 콜라겐이 인체와의 친화성이 높아 더욱 높은 보습효과를 가지는 것으로 알려져 있다.

일반적으로 사용되는 동물의 피부를 원료로 하여 제조되는 콜라겐의 경우 그 분자량이 5000Da를 초과하는 고분자 콜라겐으로 다량으로 생산할 수 있으며, 열 및 화학적으로 안정하다는 장점을 가지고 있지만 높은 분자량으로 인하여 인체내의 흡수율이 떨어질 수 있다. 따라서 본 발명의 경우 어루의 껍질 특히 비늘에 포함되어 있는 분자량 1500Da미만의 콜라겐을 사용하는 것으로 기존의 콜라겐을 함유한 원사에 비하여 높은 인체 친화성 및 보습성을 가지는 원단의 제조가 가능하다.

이를 위하여 상기 콜라겐은 어류의 비늘 및 껍질을 수집하는 단계; 상기 수집된 비늘 또는 껍질을 약산으로 처리하여 지방을 제거하고 세척하는 단계; 상기 약산처리된 껍질 및 비늘 100중량부 대비 염기성용액 100~300중량부를 혼합하고 초음파를 가하는 1차 단백질 분해 단계; 상기 1차 단백질 분해단계 이후 산성용액을 혼합하여 pH 6~8로 중화하고 세척하는 단계; 상기 세척이 완료된 이후 상기 껍질 및 비늘 100중량부 대비 1~10중량부의 단백질 분해효소를 첨가한 다음, 50~70℃의 온도에서 10~20시간동안 반응시키는 2차 단백질 분해 단계; 상기 2차 단백질 분해 단계 이후 90~110℃로 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화 시키는 단계; 전체 액량대비 3~10중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 흡착 및 분리하는 단계; 및 필터를 이용하여 잔유물을 제거한 다음, 여과된 액을 진공농축 및 동결건조하여 분말화 하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 어류는 비늘의 크기가 크고 수집이 용이한 돔류, 연어류, 농어류, 조기류등을 사용하는 것이 바람직하다. 기존의 어류 콜라겐의 경우 연골어류인 상어 또는 가오리의 껍질을 사용하거나 장어류, 메기류와 같은 껍질이 두꺼운 종을 사용하였지만, 이 껍질의 콜라겐의 경우 동물 껍질과 동일하게 분자량이 큰 특징을 가지고 있으므로 본 발명의 경우 어류의 비늘을 이용하여 제조되는 것이 더욱 바람직하다. 다만, 생성의 비늘을 따로 수집하는 것은 어러우므로 상기와 같이 큰 비늘을 가지는 생선의 비늘과 껍질을 한꺼번에 수집하여 이를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 어류의 껍질과 비늘을 어류를 가공하고 남은 잔유물에서 채취될 수 있다. 일반적으로 어류는 근육조직 즉 살 부분과 내장을 섭취하며, 껍질과 뼈부분은 폐기되고 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 폐기되는 껍질 부분과 껍질에 포함되어 있는 비늘을 이용하여 상기 저분자량 콜라겐을 제조하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 채취된 껍질 및 비늘은 약산으로 처리하여 지방을 제거할 수 있다. 어류의 경우 일반적으로 껍질 또는 이외 인접한 부위에 지방을 축적하는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 지방성분의 경우 후술할 염기성 성분과 결합하는 경우 비누화되어 콜라겐의 생성 및 분리를 방해할 수 있다. 따라서 염기성성분을 이용한 단백질 분해단계 이전 약산을 이용하여 지방을 제거하는 것이 바람직하다.

이때 사용되는 약산은 아세트산을 사용하는 것이 바람직하다. 염산등의 강산을 이용하는 경우 지방의 제거효율은 높아질 수 있지만, 비늘에 포함되어 있는 칼슘성분을 분해하게되므로 비늘이 분해되어 후술할 과정에서 콜라겐의 추출이 어려울 수 있으며, 잔유물에 의하여 인체에 손상을 줄 수 있으므로, 식품용으로 사용되는 아세트산을 이용하여 지방의 분해를 수행하는 것이 바람직하다. 이때 상기 약산은 1~10M의 농도를 가지며, 상기 껍질 및 지방 100중량부 대비 10~30중량부가 사용될 수 있다. 상기 농도범위에서는 상기 지방의 분리를 효과적으로 수행할 수 있지만, 상기 범위 미만인 경우 지방의 제거가 어려울 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 산도가 높아져 비늘이 분해되거나 잔류된 아세트산으로 인하여 후술할 단백질 분해과정이 용이하게 수행되지 않을 수 있다.

상기와 같이 약산에 의하여 지방의 제거가 완료된 이후 비늘 및 껍질을 세척하여 사용할 수 있다.

상기 지방이 제거된 껍질 및 비늘은 껍질 및 비늘 100중량부 대비 염기성용액 100~300중량부를 혼합하고 초음파를 가하여 1차 단백질 분해단계가 수행될 수 있다. 상기 1차 단백질 분해단계는 염기성용액과 초음파를 이용하여 상기 비늘 또는 껍질에 존재하는 단백질을 분해하는 과정으로, 상기 비늘 및 껍질에 포함되어 있는 주요 단백질인 콜라겐을 분해하여 물에 용해시킴과 동시에 그 조직을 역화시켜 후술할 단백질 분해효소에 의한 콜라겐 추출이 용이하게 수행될 수 있도록 하는 단계이다.

이때 기존에 사용되는 염기성 용액의 경우 사용상의 편의를 위하여 강염기 즉 수산화나트륨 또는 수산화칼륨을 사용하였지만, 이 경우 잔류된 염기성 용액으로 인하여 피부에 자극을 줄 수 있다. 따라서 본 발명의 경우 탄산칼슘을 이용한 염기성용액을 제조하여 이를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 본 발명의 콜라겐의 경우 피부에 접촉하여 사용될 수 있으므로, 상기 탄산칼슘역시 공업적으로 합성된 제품이 아닌 조개패각을 이용하여 제조된 것을 사용할 수 있다.

이를 위하여 상기 염기성 용액은 조개 패각을 분리한 다음, 세척하는 단계; 상기 세척된 조개 패각을 800~1200℃의 온도에서 소성하는 단계; 상기 소성이 완료된 조개 패각을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 조개 패각을 조개 패각 100중량부 대비 1000~5000중량부의 물과 혼합한 다음, 2~10일간 방치하는 단계; 및 상기 조개 패각의 고형분을 분리하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 용액일 수 있다.

상기 조개의 패각은 다량의 탄산칼슘을 주성분으로 구성되어 있으며, 대부분은 폐기물로 처리되고 있다. 따라서 이러한 조개패각에서 탄산칼슘을 추출하여 사용하는 경우 원하는 효과를 발휘하면서도 자원 재활용 환경보호 등에 일조할 수 있다. 상기 조개패각은 세척되고 유기물이 제거된 다음, 800~1200℃의 온도에서 소성될 수 있다. 이를 통하여 상기 조개패각에 존재하는 유기물을 비록한 기타 불순물이 산화되어 제거될 수 있으며, 탄산칼슘만 남이 있을 수 있다. 이때 상기 소성온도가 800℃미만인 경우 원활한 소성이 이루어지지 않을 수 있으며, 1200℃를 초과하는 경우에는 에너지 사용량이 늘어날 뿐만 아니라 소성에 의하여 탄산칼슘이 분해되어 수율이 떨어질 수 있다.

상기와 같이 소성이 완료된 다음, 이를 분쇄할 수 있으며, 100중량부 대비 1000~5000중량부의 물과 혼합한 다음, 2~10일간 방치하여 탄산칼슘 수용액을 제조할 수 있다. 이때 물이 1000중량부 미만으로 사용되는 경우 제조되는 수용액의 양이 줄어들어 효율이 감소될 수 있으며, 5000중량부를 초과하는 물을 사용하는 경우 탄산칼슘의 농도가 낮아져 탄산칼슘에 의한 효과를 기대할 수 없다.

상기 염기성용액은 상기 비늘 및 껍질 100중량부 대비 100~300중량부가 첨가될 수 있다. 상기 염기성용액이 100중량부 미만으로 첨가되는 경우 콜라겐의 추출이 용이하지 않을 수 있으며, 300중량부룰 초과하여 첨가되는 경우 후술할 분말화 과정에서 많은 에너지가 필요로하여 비경제적이다.

상기와 같이 염기성용액을 이용한 단백질의 추출을 더욱 효율적으로 수행하기 위하여 상기 염기성용액과 상기 비늘 및 껍질의 혼합물에 초음파를 공급할 수 있다. 상기 초음파의 경우 그 주파수에 따라 다양한 물질과 공진형상을 일으킬 수 있다. 본 발명의 경우 상기 껍질 및 비늘에 포함된 콜라겐을 분해하여 상기 염기성용액에 의한 추출우르 더욱 가속시키는 역할을 수행할 수 있다. 득히 본 발명에 의한 콜라겐 추출은 기존의 강염기를 이용한 추출방법과는 달리 약염기 물질을 이용하여 수행되고 있으므로 상기와 같이 초음파를 공급하는 것으로 기존의 방법과 유사한 효율로 콜라겐의 추출이 가능하다.

이때 사용되는 초음파는 20~130kHz의 진동수를 가지고, 300~800W의 강도로 공급될 수 있다. 상기 초음파가 상기 진동수 범위를 벗어나는 경우 콜라겐과 공진현상을 일으키지 못하여 추출효율이 떨어질 수 있으며, 300W미만의 강도로 공급되는 경우 초음페에 의한 추출증대효과를 기대하기 어렵다. 또한 800W를 초과하는 강도로 공급되는 경우 콜라겐의 분해강도가 강해지므로 콜라겐의 분자구조를 분해할 수 있으므로 추출효율이 감소할 수 있다.

상기와 같이 염기성 용액 및 초음파에 의한 추출이 완료된 이후 산성용액을 이용하여 중화하는 것이 바람직하다. 이때 사용되는 산성용액은 상기 염기성용액과 마찬가지로 천연 산성용액을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 산성용액은 레몬즙, 유자즙, 당유자즙, 오렌지즙 및 식초를 포함하는 군에서 선택되는 1종이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 즉 상기 염기성 용액을 이용하여 추출이 완료되면 상기 산성용액을 첨가하여 pH 6~8, 바람직하게는 pH7로 중화하여 반응을 종결시킬 수 있다.

상기와 같이 염기성용액을 이용하여 콜라겐을 용출시킨 다음에도 비늘 및 껍질의 조직사이에는 많은 콜라겐이 존재할 수 있다. 따라서 이를 단백질 분해효소를 이용하여 추출하는 것이 바람직하다. 이때 사용되는 단백질 분해효소는 엔도(endo)-유형 단백분해효소(Alcalase)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 과정을 통하여 상기 비늘 및 껍질에 존재하는 단백질이 분해되어 추출될 수 있으며, 이 과정에서 콜라겐이 용출되어 분리될 수 있다.

상기 단백질 분해효소는 상기 껍질 및 비늘 100중량부 대비 1~10중량부를 첨가한 다음, 50~70℃의 온도에서 10~20시간동안 반응시키는 것이 바람직하다. 상기 조건에서는 상기 단백질 분해효소의 추출효율이 최대화될 수 있지만, 상기 범위 미만인 경우 산기 단백질 분해효소에 의한 추출효율이 떨어질 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 더 이상의 효율 향상은 없이 고가의 단백질 분해효소 사용이 늘어나게 되므로 비효율적이다. 아울러 상기 반응시 70℃를 초과하는 경우 상기 단백질 분해효소가 변성되어 활성이 떨어질 수 있다.

상기와 같이 단백질 분해효소에 의한 콜라겐의 추출이 완료된 이후 90~110℃로 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화하는 것이 바람직하다. 상기 단백질 분해효소의 경우 콜라겐과 장기간 보관하는 경우 상기 콜라겐의 분자구조자체를 변형시킬 가능성이 있다. 따라서 상기 가열을 통하여 상기 단백질 분해효소를 변성시키는 것으로 상기 단백질 분해효소를 불활성화 하는 것으 비람직하다. 이때 가열이 90℃미만의 온도로 수행되는 경우 상기 단백질 분해효소의 불활성화가 완전하지 않을 수 있으며, 110℃를 초과하는 온도로 가열하는 경우 콜라겐이 변성될 수 있다.

상기 단백질 분해효소의 불활성화 이후 전체 액량대비 3~10중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 합착 및 분리하는 것이 바람직하다. 본 발명의 콜라겐의 경우 상기 어류의 껍질 및 비늘을 이용하여 추출되고 있으므로, 추출이 완료된 이후 어류 특유의 비린내가 날 수 있다. 이러한 비린내의 경우 상기 콜라겐과 같이 분해되어 추출되는 불순물에 의한 것으로 상기 활성탄을 이용하여 흡착하는 것으로 제거하는 것이 바람직하다. 이때 상기 콜라겐은 상기 활성탄의 기공보다 큰 크기를 가지고 있으므로 상기 비린내를 발생시키는 불순물을 선택적으로 흡착하여 분리할 수 있으며, 또한 상기 불활성화된 단백질 분해효소도 제거할 수 있다.

상기와 같은 불순물의 분리가 완료되면 필터를 이용하여 잔유물을 제거할 수 있다. 상기 콜라겐의 경우 상기와 같은 추출과정을 통하여 액상화될 수 있으며, 잔여 조직들의 경우 고체상태로 남아 있을 수 있다. 따라서 이를 필터를 이용하여 분리하는 것으로 상기 콜라겐의 분리가 가능하다. 특히 이 과정에서 상기 활성탄도 분리할 수 있으므로, 비린내가 저감된 저분자화 콜라겐을 수득할 수 있다.

상기와 같이 분리된 액상의 콜라겐은 진공농축 및 동결건조과정을 거쳐 분말화될 수 있다.

상기와 같이 제조된 콜라겐을 이용하여 원사를 제조할 수 있다.

상기 원사는 중심부를 기준으로 방사상으로 연장된 분지부를 포함하여 단면이 2~10개의 팔을 가지는 별형태로 형성된 제1섬유; 및 상기 제1섬유의 분지부 사이에 위치하며, 단면이 쐐기형, 삼각형 또는 부채꼴형을 가지는 제2섬유로 구성될 수 있다(도 2 참조).

상기 제1 섬유는 상기 원사의 중심부를 형성하는 부분으로 중심부(310)를 기준으로 방사상으로 연장된 분지부(320)를 포함하여 단면이 2~10개의 팔을 가지는 별형태로 형성될 수 있다. 이 제1 섬유는 상기 원사의 굵기와 형태를 구성하는 부분으로, 중심부와 분지부로 구성될 수 있다.

상기 중심부(310)는 상기 제1 섬유의 중심을 형성하는 부분으로 둘레를 따라 상기 분지부가 동일한 간격으로 배치되어 별형태를 구성할 수 있다.

상기 분지부(320)는 상기 중심부에 동일한 간격으로 배치되는 부분으로 상기 각 분지부 사이에 후술할 제2 섬유(330)가 배치되는 것으로 전체적인 단면에 원을 구성하도록 형성될 수 있다. 상기 분지부는 상기 섬유의 길이방향으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 섬유는 단면의 형상이 별형상 또는 불가사리 형상과 같이 중심부를 기준으로 다수개의 분지부가 팔을 형성하는 형상을 형성할 수 있다. 이때 상기 분지부는 2~10개가 형성될 수 있으며, 상기 분지부가 10개를 초과하는 경우 후술할 제2 섬유(330)의 두께가 얇아지게 되어 내구성이 떨어질 수 있다.

상기 제1 섬유는 나일론6, 나일론 66 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 상기 제1 섬유는 상기 원사의 중심부를 형성하고 있으며, 상기 원사의 강도를 결정하는 부분이므로 강도가 높은 섬유를 이용하여 제작되는 것이 바람직하다. 특히 나일론 6 또는 나일론 66의 경우 섬유로서 특성이 뛰어나고 내구성 역시 높으므로 이를 이용하여 상기 제1 섬유를 제작하는 것이 바람직하다.

상기 제2 섬유(330)는 상기 제1 섬유의 분지부 사이에 위치하는 것으로 상기 원사의 단면이 원형을 형성할 수 있도록 할 수 있다. 이를 통하여 상기 원사의 표면의 대부분은 상기 제2 섬유가 노출되도록 형성되며, 이에 따라 상기 원사의 표면특성은 상기 제2 섬유에 의하여 결정될 수 있다.

즉 상기 원사의 경우 물리적인 특성은 중심부를 구성하는 상기 제1 섬유의 특성을 가질 수 있으며, 표면 특성의 경우 상기 제2 섬유에 따라 결정될 수 있으므로, 높은 물리적 특성을 가지면서도 인체친화적인 섬유로 제작될 수 있다(도 2 참조).

이때 상기 제2 섬유의 경우 상기 제1 섬유의 분지부 사이에 형성될 수 있도록 단면이 쐐기형 삼각형 또는 부채꼴형으로 제작될 수 있다. 이를 통하여 상기 제2 섬유는 상기 제1 섬유의 분지부 사이에 위치할 수 있으며 전체적인 원사의 형상이 원형을 구성할 수 있다. 아울러 위에서 살펴본 바와 같이 원사의 외주면은 대부분이 상기 제2 섬유가 노출되어 구성되므로, 상기 제2 섬유의 효과를 가지는 원사의 제작이 가능하다.

상기 제2 섬유는 상기 콜라겐 2~40중량%를 포함하는 고분자인 것이 바람직하다. 이를 통하여 상기 콜라겐에 의한 보습효과를 기대할 수 있을 것이다. 이때 상기 콜라겐이 2중량% 미만으로 포함되는 경우 상이 콜라겐에 의한 효과를 기대하기 어려우며, 상기 콜라겐이 40중량%를 초과하는 경우 상기 제2 섬유의 내구성이 떨어져 원사의 내구성이 떨어질 수 있다.

상기와 같이 제1 섬유와 제2 섬유는 0.001~0.01㎛의 간격을 가지도록 구성될 수 있다. 상기 제1 섬유 및 상기 제2 섬유를 후술할 제조방법에 따라 제조되어 섬유가 일정간격을 가지고 분리된 형태로 제작될 수 있다. 이?? 상기 제1섬유와 제2섬유 사이의 공간은 물과 수분이 모세관현상을 통하여 흡수되는 공간으로 사용될 수 있으므로 상기 원사에 의한 수분 조절효과를 최대화할 수 있다. 아울러 상기와 같이 흡수된 수분은 인체의 표면에 건조해지면 재방출되면서 상기 콜라겐과 더불어 보습효과를 가지는 것도 가능하다.

또한 상기와 같이 섬유사이에 일정한 공간을 가지도록 제작됨에 따라 상기 섬유는 냄새를 흡착하는 능력을 가질 수 있다. 일반적으로 인체의 경우 각종 화학물질을 노폐물의 형태로 땀과 함께 발산하고 있으며, 이는 그 상태로 특정한 냄새를 발휘하거나 세균에 의하여 분해되는 것으로 독특한 향을 발산할 수 있다. 따라서 이러한 화학물질을 흡착하는 경우 이른바 소취력을 가지는 원단으로 제작될 수 있다. 본 발명의 경우 상기 섬유사이에 공급을 가지도록 제작됨에따라 상기 화학물질을 용이하게 흡착하여 제거할 수 있으며 이에 따라 높은 소취력을 가지는 원단으로 제조될 수 있다.

상기 원사는 상기 제1 섬유와 제2 섬유를 방사한 다음, 이를 연신하여 제작될 수 있다.

이를 위하여 상기 원사는, (a) 제1 섬유원료를 방사상으로 연장된 분지부를 가지는 노즐을 통하여 방사하는 제1 방사단계; (b) 상기 제 1방사단계에서 방사돤 제1 섬유를 원통형의 노즐로 통과시키며, 상기 제1 섬유의 팔사이로 상기 제2섬유원료가 침투할수 있도록 방사하는 제2 방사단계; (c) 상기 제2방사단계 이후 상기 섬유를 원하는 두께까지 연신하는 연신단계; (d) 상기 연신이 완료된 이후 상기 섬유를 염기성 용액에 침지하여 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 분리하는 단계; (e) 상기 분리된 제1 섬유 및 제2 섬유를 산성용액에 침지하는 중화단계; 및 (f) 상기 중화단계가 완료된 이후 상기 섬유를 세척하여 생성된 염을 분리하고 건조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

상기 (a) 단계는 상기 제1 섬유원료를 방사하여 상기 제1 섬유를 제조하는 단계로 방사상으로 연장된 분지부를 가지는 노즐을 통하여 제1 섬유 원료를 방사하는 것이 바람직하다. 이때 상기 노즐은 상기 제1 원료를 방사하기 위하여 260~300℃의 온도로 가열될 수 있다.

상기 방사상으로 연장된 분지부를 가지는 노즐을 통과한 제1 섬유원료를 가열된 노즐에 의하여 용융되어 제1 섬유를 구성하게 된다. 이때 상기 노즐을 통과한 이후 상기 제1 섬유는 경화될 수 있으며, 상기 제2 섬유 원료와 접촉하기 이전 표면에 경화될 수 있으므로, 상기 제2 섬유와의 융착을 최소화할 수 있다.

상기 (b)단계는 상기 제 1방사단계에서 방사돤 제1 섬유를 원통형의 노즐로 통과시키며, 상기 제1 섬유의 팔사이로 상기 제2섬유원료가 침투할수 있도록 방사하는 제2 방사단계로, 제2 섬유를 상기 제1 섬유의 분지부 사이에 형성하는 단계이다. 상기 제2 방사단계를 위한 노즐은 상기와 같이 원형을 구성하고 있으므로, 상기 원사의 표면은 원형을 구성할 수 있으며, 이때 상기 원형 노즐의 직경을 상기 제1 원사의 외경과 동일하게 형성하는 경우 상기 제1 섬유의 분지부 사이에 상기 제2 섬유원료가 투입될 수 있다.

상기 (b)단계를 거쳐 원통형의 원사가 방사되면 이를 연신하는 (c) 상기 제2방사단계 이후 상기 섬유를 원하는 두께까지 연신하는 연신단계를 거칠 수 있다. 상기 방사된 원사의 경우 방사의 한계로 인하여 마이크로 파이버보다는 두꺼운 굵기의 원사를 형성할 수 다. 또한 상기와 같이 방사를 마친 직후에는 상기 제1 섬유와 제2 섬유가 유착되어 있는 상태로 방사되게 된다. 따라서 상기 연신과정을 통하여 상기 원사를 원하는 굵기로 형성함과 더불어 상기 제1섬유 및 제2섬유에 기계적인 응력을 가하여 두 섬유 사이의 유착이 떨어질 수 있도록 할 수 있다.

상기 (c) 단계의 연신이 완료된 이후 (d) 상기 연신이 완료된 이후 상기 섬유를 염기성 용액에 침지하여 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 분리하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 제1 섬유 및 제2 섬유의 경우 염기에 대한 용해도가 상이한 섬유로 제작될 수 있으며, 특히 제2 섬유의 경우 콜라겐을 함유하고 있으므로 제1 섬유와는 염기에 대한 용해도가 상이할 수 있다. 이를 이용하여 상기 방사되고 연신된 원사를 염기성 용액이 침지하는 것으로 상기 제1 섬유와 제2 섬유를 분리할 수 있다.

이때 사용되는 염기성용액은 콜라겐의 사용에 사용된 것과 동일한 조개패각을 이용하여 제조되는 염기성용액(탄산나트륨 수용액)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 염기성용액을 이용한 제1섬유 및 제2섬유의 분리단계가 완료된 이후 (e) 상기 분리된 제1 섬유 및 제2 섬유를 산성용액에 침지하는 중화단계를 거칠 수 있다. 상기 (d) 단계에서 사용한 염기성용액은 약산성을 가지고 있지만, 이를 그대로 이불에 사용하는 경우 사용자의 피부에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 이를 산성용액을 이용하여 중화시키는 것이 바람직하다. 이때 사용되는 산성용액은 상기 콜라겐을 제조할 때 사용된 것과 동일한 천연 산성용액 즉, 레몬즙, 유자즙, 당유자즙, 오렌지즙 및 식초를 포함하는 군에서 선택되는 1종이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제조된 원사는 중화과정에서 발생한 염을 제거하기 위하여 물로 세척된 다음, 건조하여 제작될 수 있다.

상기 원단은 상기 원사를 포함하여 제작될 수 있다. 이때 상기 원사는 상기 원단에 10~30중량%가 포함될 수 있다. 상기 원사가 상기 원단에 10중량%미만으로 포함되는 경우 상기 콜라겐으로 인한 효과를 기대하기 어려우며, 상기 원사가 30중량%를 초과하여 포함되는 경우 상기 원단으로 제작된 이불의 촉감이 떨어지거나 내구성이 떨어질 수 있다.

상기 콜라겐을 함유하는 원사와 혼합되어 사용되는 원사(고분자 모노 필라멘트)는 인견의 일종일 모달을 사용할 수 있다. 상기 모달은 면과 유사한 촉감을 가지는 원사로 면에 비하여 수축이 적고 탄성 화복력이 뛰어나며, 은은한 광택을 가지고 있어 상기 이불에 사용되는 경우 뛰어난 촉감을 가질 수 있다. 특히 본 발명의 경우 너도밤나무를 이용하여 제조되는 모달을 사용하는 것으로 촉감이 뛰어난 이불의 제작이 가능하다.

상기 원단은 고분자 모노 필라멘트 1~30가닥과 상기 콜라겐을 함유하는 원사를 1~10중량%의 비율로 혼합하여 제조되는 경사; 고분자 모노 필라멘트 1~30가닥과 상기 콜라겐을 함유하는 원사를 1~10중량%의 비율로 혼합하여 제조되는 위사; 및 상기 경사 및 위사에 일정간격으로 삽입되며, 상기 고분자 모노 필라멘트 10~100가닥으로 구성되는 보강사를 포함할 수 있다.

이때 상기 경사는 원단을 필?s을 때 수직인 원사를 의미하는 것이며, 위사는 이와는 달리 수평으로 배치된 원사를 의미하는 것이다. 이러한 경사 및 위사는 동일하게 제조된 실을 사용하는 것도 가능하지만 수직방향과 수평방향의 탄성 및 기타 물성을 달리하기 위하여 상이하게 제작된 실을 사용하는 것도 가능하다. 즉 상기 경사와 위사에 사용되는 실의 종류를 달리하는 것으로, 수직방향 또는 수평방향으로만 탄성을 가지는 원단을 제작하거나, 수직방향으로의 마착력을 높여 수면시 흘러내리지 않는 이불을 제작하는 것이 가능하다.

이때 상기 경사 및 위사에는 고분자 모노 필라멘트가 1~30가닥 사용될 수 있다. 상기 고분자 모노 필라멘트는 위에서 살펴본 바와 같이 인견의 일종인 모달로 제작될 수 있으며, 특히 너도밤나무를 이용하여 제작되는 모달을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 고분자 모노 필라멘트가 30가닥 이상 사용되는 경우 상기 경사 또는 위사의 굵기가 굵어져 원단의 촉감이 떨어질 수 있다.

상기 보강사는 상기 원단의 강도를 높이기 위하여 사용되는 것으로 상기 경사 또는 위사에 일정 간격마다 삽입될 수 있다. 이러한 보강사는 상기 원단이 손상되는 경우 손상이 주변으로 확산되지 않도록 막아주는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 보강사는 상기 경사 및 위사에 비하여 많은 양의 모노 필라멘트를 꼬아서 제작되는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 보강사는 상기 고분자 모노 필라멘트 10~100가닥으로 구성될 수 있다. 상기 보강사가 10가닥 미만의 모노필라멘트로 구성되는 경우 보강사에 의한 강도 보강효과가 없으며, 100가닥을 초과하는 경우 상기 보강사가 표면으로 돌출되게 되므로 상기 원단의 감촉에 떨어질 수 있다.

또한 상기 보강사는 상기 경사 및 위사 5~30가닥당 1개의 비율로 혼합되어 직조되는 것이 바람직하다. 상기 경사 또는 위사 5가닥당 1개를 초과하는 비율로 사용되는 경우 원단의 감촉이 떨어질 수 있으며, 30가닥당 1개 미만의 비율로 사용되는 경우 보강사에 의한 물성보강효과가 떨어질 수 있다.

이때 상기 외피는 후술할 내피(200)와의 결합을 위하여 고정수단을 포함할 수 있다. 상기 고정수단(120)은 상기 내피(200)를 압박하여 고정하는 것으로 상기 외피를 상기 내피와 일정한 형태로 고정하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 고정수단은 상기 커버부(110)의 측면에 연결된 탄성밴드일 수 있다. 상기 내피를 고정하기 위하여 상기 탄성밴드는 상기 커버부의 모서리에 사선을 이루도록 고정되거나, 상기 커버부의 양측면을 연결하는 형태로 고정될 수 있다.

상기 커버부(110)의 모서리에 사선을 이루도록 고정되는 경우 상기 내피의 모서리를 압박 고정하여 상기 내피를 고정할 수 있으며(도 1의 (a)), 상기 커버부의 양측면을 연결하는 형태로 고정되는 경우 상기 내피의 중단을 압박하는 형태로 고정할 수 있다(도 1의 (b)).

상기 내피(200)는 0.1~5㎛의 굵기를 가지는 마이크로 파이버 모노 필라멘트를 직조하여 제조되는 원단을 사용할 수 있다. 상기 내피는 상기 내피 내부에 위치하는 보온소재가 외부로 유출되지 않도록 하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 보온소재의 굵기보다 작은 공극을 가지도록 제작되어 상기 보온소재가 유출되지 않으면서도 상기 내피의 내부로 공기가 유동할 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다. 이를 통하여 상기 보온소재에 포함된 한방생약재의 유효성분이 외부로 휘산될 수 있을 뿐만 아니라 상기 외피에 포함되는 콜라겐으로 인산 수분 조절효과가 극대화될 수 있다. 상기 내피에 사용되는 마이크로 파이버의 굵기가 0.1㎛미만인 경우 상기 내피의 내구성이 떨어질 뿐만 아니라 내피에 형성되는 공극의 크기가 작아져 공기의 유동이 줄어들 수 있으며, 5㎛를 초과하는 굵기의 마이크로 파이버를 사용하는 경우 내피의 촉감이 나빠짐과 더불어 공극의 크기가 커져 내부에 존재하는 보온소재가 유출될 수 있다.

상기 보온소재는 상기 내피의 내부에 존재하여 상기 사용자의 체온을 유지하는 역할을 수행하는 것으로 상기 내피 내부의 공기유동을 최소화하여 일정한 온도를 유지할 수 있도록 한다.

이를 위하여 상기 보온소재는, 0.1~30㎛의 굵기를 가지는 마이크로파이버로 형성되는 부직포층; 및 상기 부직포 층에 흡착되어 있는 한방 생약재를 포함할 수 있다.

상기 보온소재의 경우 마이크로 파이버를 사용하는 것으로 많은 양의 공기를 함유할 수 있을 뿐만 아니라 습도의 변화에도 보온성을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 기조넹 사용되는 천연 보온소재 특히 덕다운으로 조류의 털을 이용한 보온소재의 경우 무게가 가벼우며 많은 공기를 함유할 수 있어 가볍고 보온효과가 뛰어나지만 수분과 접촉하는 경우 인접된 털과 뭉치게되어 보온성이 급격히 감소한다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 발명의 경우 이러한 천연 보온소재를 대체할 수 있는 마이크로 파이버를 사용하여 제작되는 부직포 층을 상기 보온소재로 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 마이크로 파이버는 0.1~30㎛의 굵기를 가지는 것이 바람직하며, 특히 상기 내피에 사용되는 마이크로 파이버보다 굵은 마이크로 파이버를 사용할 수 있다. 상기 내피에 사용되는 마이크로 파이버는 직조에 의하여 일정한 크기의 공극을 형성할 수 있는데 이 공극의 크기는 상기 내피에 사용되는 마이크로 파이버의 굵기와 비례할 수 있다. 따라서 상기 보온소재에 사용되는 마이크로 파이버의 굵기가 상기 내피에 사용되는 마이크로 파이버의 굵기에 비하여 굵은 것을 사용하는 경우 상기 내피를 통한 마이크로 파이버의 유출이 최소화될 수 있다.

또한 상기 마이크로 파이버는 부직포 형상으로 제작될 수 있다. 기존의 부직포의 경우 섬유를 적층한 다음, 이를 압착하여 제조하고 있지만 본 발명의 경우 마이크로 파이버를 적층한 다음, 이를 부풀리는 과정을 수행하고 각 퍼이버 사이를 결합하여 부직포를 제조할 수 있다. 따라서 본 발명의 보온보재의 경우 가벼운 무게를 가지면서도 많은 양의 공기를 함유하게 되므로 높은 보온효과를 가질 수 있다.

상기 부직포층에는 한방생약재가 흡착될 수 있다. 상기 한방생약제는 수면시 인체에 유효성분을 휘산시켜 공급하는 것으로 수면에 도음을 줄 수 있는 유효성분과 향을 공급할 수 있다.

이를 위하여 상기 한방생약재는 감초, 박하, 국화, 석창포, 마황, 천궁, 쑥, 당귀, 백지, 신이화, 두충, 애엽(쑥), 고본, 천초, 진초, 계피, 건강, 방풍, 인삼, 길경, 백복령, 육종용, 백실, 의이인, 백미, 소회향, 목향, 비무 및 비렴의 군에서 선택되는 1종이상의 한방생약을 건조한 다음, 0.01~1mm의 크기로 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 한방생약을 팽화기에 장입한 다음 1~3Mpa의 압력 및 100~300℃의 온도로 가열하여 팽화시키는 단계; 상기 팽화된 한방 생약을 물에 침지한 다음, 50~80Hz의 주파수를 가지는 초음파를 300~800W의 강도로 3~10분간 공급하는 단계; 및 상기 초음파 공급이 완료된 이후 상기 팽화된 한방 생약이 침지된 물을 혼합하며 건조시켜, 용출된 유효성분을 재흡수 시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

상기 한방생약재는 다양한 한방생약을 조합하여 사용하는 것이 가능하지만 일반적으로 인체의 수면을 돕는다는 것으로 알려진 생약제와 인체의 피부에 좋은 효과를 가지는 생약제를 혼합하여 사용할 수 있다. 이를 통하여 상기 한방생약제를 포합하는 보온소재는 수면시 공기의 유동을 통하여 상기 한방생약재에 포함되어 있는 유효성분을 휘산시켜 공급할 수 있다.

이때 사용되는 한반생약재는 감초, 박하, 국화, 석창포, 마황, 천궁, 쑥, 당귀, 백지, 신이화, 두충, 애엽(쑥), 고본, 천초, 진초, 계피, 건강, 방풍, 인삼, 길경, 백복령, 육종용, 백실, 의이인, 백미, 소회향, 목향, 비무 및 비렴의 군에서 선택되는 1종이상을 사용할 수 있다.

상기 한방생약은 건조된 다음, 0.01~1mm의 크기로 분쇄될 수 있다. 본 발명의 한방생약의 경우 상기 이물의 보온소재에 흡착되어 있으면서도 이물감이 없어야 하며, 상기 내피의 외부로 유출되지 않는 것이 바람직하다. 따라서 상기 한방생약을 0.01~1mm의 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상기 한방생약의 크기가 0.01mm미만인 경우 상기 내피의 외부로 유출될 수 있으며, 1mm크기를 초과하는 경우 상기 이불의 사용시 이물감이 느껴질 수 있다.

상기 분쇄된 한방생약을 팽화기에 장입한 다음 1~3Mpa의 압력 및 100~300℃의 온도로 가열하여 팽화시시킬 수 있다. 이 과정을 통하여 상기 한방생약의 밀도가 낮아쳐 이물감이 감소할 수 있음과 더불어 다공성을 가지게 되므로 유효성분의 휘산이 더욱 원활해질 수 있다. 이때 상기 온도 및 압력 미만에서 팽화시키는 경우 팽화가 원활하지 않아 유효성분의 휘산이 떨어질 수 있으며, 상기 온도 및 압력을 초과하는 경우 비용이 많이 필요로 함과 동시에 상기 한방생약이 탄화될 수 있다.

상기 팽화된 한방 생약을 물에 침지한 다음, 50~80Hz의 주파수를 가지는 초음파를 300~800W의 강도로 3~10분간 공급할 수 있다. 상기 초음파는 상기 한방생약의 셀룰로오스와 공진하는 것으로 상기 셀룰로오스의 일부를 분해할 수 있으며, 이에 따라 상기 한방생약에 본재하는 유효성분의 휘산이 더욱 용이하게 될 수 있다. 다만 이 초음파 공급과정은 물속에서 수행되는 것이 바람직하므로 상기 초음파의 공급이 완료된 이후에는 공급된 물을 증발시켜 상기 물에 용출된 유효성분을 재흡착 시키는 것이 바람직하다.

상기 재흡착과정은 상기 물에 용출된 유효성분을 상기 다공성의 한방생약제에 다시 공급하는 단계로, 물에 용출된 유효성분을 상기 한방생약에 균일하게 공급하여 각 한반생약의 위치에 따른 농도차이를 최소화할 수 있다. 상기 한방생약은 분쇄되어 사용되므로 상기 부직포내에 균일한 농도로 흡착되는 것이 일반적이다. 하지만 일부 위치에 따른 조성의 차이를 보일 수 있으므로 상기와 같은 과정을 통하여 상기 한방생약의 유효성분의 농도를 균일하게 하는 것이 바람직하다. 또한 이 과정을 통하여 상기 초음파 공급과정에서 외부로 용출된 유효성분을 재흡착시킬 수 있으며, 상기 유효성분이 상기 한방생약의 표면에 흡착될 수 있으므로 상기 유효성분의 휘산량도 많아질 수 있다.

상기 외피는 상기 콜라겐을 포함하는 원단을 이용하여 제작되는 것으로 이불의 최외곽층을 형성할 수 있다. 상기 원단은 상기 외피중 인체와 접촉하는 커버부를 구성할 수 있으며, 이에 따라 상기 커버부와 인체가 접촉되어 상기 인체에 콜라겐 및 마이크로 파이버에 의한 수분유지효과를 가져올 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

110 : 커버부
120 : 고정수단
200 : 내피
310 : 중심부
320 : 분지부
330 : 제2섬유

Claims (2)

1. 위사 및 경사에 콜라겐을 함유한 원사를 포함하고,
   상기 원사는,
   중심부를 기준으로 방사상으로 연장된 분지부를 포함하여 단면이 2~10개의 팔을 가지는 별형태로 형성된 제1섬유; 및
   상기 제1섬유의 분지부 사이에 위치하며, 단면이 쐐기형, 삼각형 또는 부채꼴형을 가지는 제2섬유;
   로 구성되며,
   상기 제2섬유는 상기 제1 섬유의 분지부사이에 위치하여 상기 원사의 단면은 전체적인 원을 구성하며,
   상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유는 0.001~0.01㎛의 간격을 가지도록 구성되며,
   상기 제1 섬유는 나일론6, 나일론 66 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하며,
   상기 제2 섬유는 콜라겐을 2~40중량%를 포함하는 고분자이며;
   상기 콜라겐은,
   어류의 비늘 및 껍질을 수집하는 단계;
   상기 수집된 비늘 또는 껍질을 약산으로 처리하여 지방을 제거하고 세척하는 단계;
   상기 약산처리된 껍질 및 비늘 100중량부 대비 염기성용액 100~300중량부를 혼합하고 초음파를 가하는 1차 단백질 분해 단계;
   상기 1차 단백질 분해단계 이후 산성용액을 혼합하여 pH 6~8로 중화하고 세척하는 단계;
   상기 세척이 완료된 이후 상기 껍질 및 비늘 100중량부 대비 1~10중량부의 단백질 분해효소를 첨가한 다음, 50~70℃의 온도에서 10~20시간동안 반응시키는 2차 단백질 분해 단계;
   상기 2차 단백질 분해 단계 이후 90~110℃로 가열하여 상기 단백질 분해효소를 불활성화 시키는 단계;
   전체 액량대비 3~10중량부의 활성탄을 투입하여 불순물을 흡착 및 분리하는 단계; 및
   필터를 이용하여 잔유물을 제거한 다음, 여과된 액을 진공농축 및 동결건조하여 분말화 하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되며,
   상기 약산은 아세트산이며,
   상기 산성용액은 레몬즙, 유자즙, 당유자즙, 오렌지즙 및 식초를 포함하는 군에서 선택되는 1종이상의 혼합물이며,
   상기 염기성 용액은
   조개 패각을 분리한 다음, 세척하는 단계;
   상기 세척된 조개 패각을 800~1200℃의 온도에서 소성하는 단계;
   상기 소성이 완료된 조개 패각을 분쇄하는 단계;
   상기 분쇄된 조개 패각을 조개 패각 100중량부 대비 1000~5000중량부의 물과 혼합한 다음, 2~10일간 방치하는 단계; 및
   상기 조개 패각의 고형분을 분리하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되는 용액이며,
   상기 초음파는 20~130kHz의 진동수를 가지고, 300~800W의 강도로 공급되며,
   상기 원사는,
   (a) 제1 섬유원료를 방사상으로 연장된 분지부를 가지는 노즐을 통하여 방사하는 제1 방사단계;
   (b) 상기 제 1방사단계에서 방사된 제1 섬유를 원통형의 노즐로 통과시키며, 상기 제1 섬유의 팔사이로 제2 섬유원료가 침투할수 있도록 방사하는 제2 방사단계;
   (c) 상기 제2방사단계에서 방사된 섬유를 원하는 두께까지 연신하는 연신단계;
   (d) 상기 연신단계가 완료된 섬유를 염기성 용액에 침지하여 상기 제1 섬유와 상기 제2 섬유를 분리하는 단계;
   (e) 상기 분리된 제1 섬유 및 제2 섬유를 산성용액에 침지하는 중화단계; 및
   (f) 상기 중화단계가 완료된 이후 상기 섬유를 세척하여 생성된 염을 분리하고 건조하는 단계;
   를 포함하는 방법으로 제조되며,
   원단은,
   고분자 모노 필라멘트 1~30가닥과 상기 콜라겐을 함유하는 원사를 1~10중량%의 비율로 혼합하여 제조되는 경사;
   고분자 모노 필라멘트 1~30가닥과 상기 콜라겐을 함유하는 원사를 1~10중량%의 비율로 혼합하여 제조되는 위사; 및
   상기 경사 및 위사에 일정간격으로 삽입되며, 상기 고분자 모노 필라멘트 10~100가닥으로 구성되는 보강사;
   를 포함하는, 원단.
2. 삭제

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