KR102402345B1 - 도전성 섬유의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도전성 섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 게르마늄과 백금이 포함된 섬유로 만들어진 의류를 착용함으로써, 혈액순환을 원활하게 촉진시켜주며, 정전기 방지 및 원 적외선 방사 효과를 제공할 수 있는 도전성 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 도전성 섬유의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 게르마늄과 백금이 포함된 섬유로 만들어진 의류를 착용함으로써, 혈액순환을 원활하게 촉진시켜주며, 정전기 방지 및 원 적외선 방사 효과를 제공할 수 있는 도전성 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
게르마늄은 파장 5.6-15 미크론에 해당하는 복사열이 유해 전자파의 방사 작용과 관련하여 발생된 양전하를 중화시키는 음이온 (OH-)을 제공하여 정전기를 흡수하므로, 유해 전자파는 물론 유해 전자파에 의해 발생되는 정전기를 제거할 수 있다.
게르마늄의 이러한 전자파 차단 기능을 이용하여 다양한 전자파 차단 제품의 연구가 진행되고 있다.
예를 들면, 한국 특허출원 제91-017398호에서는 컴퓨터 오퍼레이터, TV 시청자 및 자동차 운전자 등의 인체보호를 목적으로, 유해전자파 흡수차단기능의 아연 페라이트 혼합물과 인체활성화 기능의 바이오 세라믹 혼합물에 이온 교환기능이 있는 게르마늄 혼합물을 원료로 원형링상이나 판상의 유해 전자파로부터의 인체보호체를 개시하고 있으며, 한국 특허출원 제95-009199호에서는 합성수지 재질 50%에 유기게르마늄, 희토류원소, 바이오세라믹을 50% 화합시켜 제조된 유해전자파 교환기를 개시하고 있다.
또한, 한국 특허출원 제1997-023773호에서는 렌즈 기판과 산화물질 사이에 투명한 도전성 피막과 게르마늄을 증착시켜 전자파의 전계를 차단하고, 원적외선을 방사시켜 인체에 유익한 게르마늄 안경 렌즈를 개시하고 있다.
그러나, 게르마늄이 활용되는 부분이 전자파 차단에 국한되어 있어 게르마늄의 다양한 효과를 인체에 제공하는 기술은 존재하지 않고 있다.
따라서, 인체와 가장 밀접하게 접촉할 수 있는 섬유를 통해 제조된 의류를 통해 옷을 입고만 있어도 우리 몸에 지니고 있는 여러 종류의 질병으로부터 치료함을 얻을 수 있고 몸에 고통을 주는 통증들을 완화시킬 수 있는 기술이 필요하게 되었다.
한편, 원자번호 78, 원자량 19509의 백금(Pt)은 고가의 귀금속으로 화학적 안정성과 전기의 전도가 양호하여 주로 전기기기나 집적회로의 단자, 각종 시험기기의 예민한 전극및 화학제조기구의 요소나 각종 기계류의 소자로 이용되고 있다.
이와 같이, 산업계에서 광범하게 사용되는 백금에 대한 항균작용 및 혈행 개선에 관하여는 별로 관심 밖이었다.
그런데 백금이 미분말 상태에서는 용적의 100배 이상의 수소와 산소를 흡수하는 특성이 있다.
흡수된 수소, 산소는 활성화되므로 산화, 환원의 촉매로 사용되기도 한다.
따라서, 상기한 게르마늄과 나노 백금을 이용하여 이를 섬유에 도입시켜 혈액순환을 원활하게 촉진시켜주며, 정전기 방지 및 원 적외선 방사 효과를 제공할 수 있는 기술을 본 발명을 통해 제안하게 된 것이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 게르마늄과 백금이 포함된 섬유로 만들어진 의류를 착용함으로써, 혈액순환을 원활하게 촉진시켜주며, 정전기 방지 및 원 적외선 방사 효과를 제공할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,
본 발명의 일실시예에 따른 도전성 섬유의 제조방법은,
게르마늄 이온수 100 중량부를 교반기에 투입시키고, 게르마늄 이온수가 투입된 교반기 내에 섬유를 투입시키되, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제1단계(S100);와
상기 교반기 내에 나노 백금 콜로이드(입자 100 ~ 150nm) 용액을 투입하고, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제2단계(S200);와
상기 2단계를 거친 후, 교반기 내의 섬유를 꺼내어 아크릴계의 수용성 소프트 바인더를 포함한 제 2 교반기에 투입하여 60℃ ~ 70℃, 1시간 ~ 2시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시켜 섬유 조직에 게르마늄과 나노 백금을 고착시키기 위한 제3단계(S300);와
상기 제 2 교반기 내에서 섬유를 꺼내어 150 ~ 200℃의 열풍기를 이용하여 열처리하되, 진공 상태에서 30분 ~ 1 시간 동안 열처리하기 위한 제4단계(S400);와
상기 제4단계를 거친 섬유를 수세와 탈수 및 건조 과정을 거쳐 마감 처리하는 제5단계(S500);를 포함함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 도전성 섬유의 제조방법은,
게르마늄과 백금이 포함된 섬유로 만들어진 의류를 착용함으로써, 혈액순환을 원활하게 촉진시켜주며, 정전기 방지 및 원 적외선 방사 효과를 제공하게 된다.
즉, 피부와 밀착되는 의류로서 착용하게 되면 원적외선 방출에 따라 항바이러스 및 항균 성능이 함께 부여되어 건강과 쾌적성을 동시에 만족할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도전성 섬유의 제조방법의 전체 공정도이다.
본 발명의 실시예에 따른 도전성 섬유의 제조방법은,
게르마늄 이온수 100 중량부를 교반기에 투입시키고, 게르마늄 이온수가 투입된 교반기 내에 섬유를 투입시키되, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제1단계(S100);와
상기 교반기 내에 나노 백금 콜로이드(입자 100 ~ 150nm) 용액을 투입하고, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제2단계(S200);와
상기 2단계를 거친 후, 교반기 내의 섬유를 꺼내어 아크릴계의 수용성 소프트 바인더를 포함한 제 2 교반기에 투입하여 60℃ ~ 70℃, 1시간 ~ 2시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시켜 섬유 조직에 게르마늄과 나노 백금을 고착시키기 위한 제3단계(S300);와
상기 제 2 교반기 내에서 섬유를 꺼내어 150 ~ 200℃의 열풍기를 이용하여 열처리하되, 진공 상태에서 30분 ~ 1 시간 동안 열처리하기 위한 제4단계(S400);와
상기 제4단계를 거친 섬유를 수세와 탈수 및 건조 과정을 거쳐 마감 처리하는 제5단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 나노 백금 콜로이드는,
입자 100 ~ 150nm 인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 도전성 섬유의 제조방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명을 통해 제조된 도전성 섬유의 효능은 혈액순환을 원활하게 촉진시켜주며, 정전기 방지 및 원 적외선 방사 효과를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도전성 섬유의 제조방법의 전체 공정도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 도전성 섬유의 제조방법은,
게르마늄 이온수 100 중량부를 교반기에 투입시키고, 게르마늄 이온수가 투입된 교반기 내에 섬유를 투입시키되, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제1단계(S100);와
상기 교반기 내에 나노 백금 콜로이드(입자 100 ~ 150nm) 용액을 투입하고, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제2단계(S200);와
상기 2단계를 거친 후, 교반기 내의 섬유를 꺼내어 아크릴계의 수용성 소프트 바인더를 포함한 제 2 교반기에 투입하여 60℃ ~ 70℃, 1시간 ~ 2시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시켜 섬유 조직에 게르마늄과 나노 백금을 고착시키기 위한 제3단계(S300);와
상기 제 2 교반기 내에서 섬유를 꺼내어 150 ~ 200℃의 열풍기를 이용하여 열처리하되, 진공 상태에서 30분 ~ 1 시간 동안 열처리하기 위한 제4단계(S400);와
상기 제4단계를 거친 섬유를 수세와 탈수 및 건조 과정을 거쳐 마감 처리하는 제5단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 설명하자면, 상기 제1단계(S100)는 게르마늄 이온수 100 중량부를 교반기에 투입시키고, 게르마늄 이온수가 투입된 교반기 내에 섬유를 투입시키게 된다.
이때, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키게 된다.
이는 게르마늄 이온수의 게르마늄 성분이 섬유 조직 깊이 흡착되도록 상기 온도 범위를 유지하여야 하며, 교반 시간을 상기 범위 내에 운영하게 된다.
이때, 상기 교반 시간을 초과하게 되면 제조 시간이 지연될 뿐 효과 발휘를 위한 흡착 성능을 별반 차이가 없으므로 바람직하게는 상기한 범위를 준수하게 된다.
또한, 본 발명에서 설명하고 있는 게르마늄 이온수는 PWM 방식을 이용하여 제조된 이온수인 것을 특징으로 한다.
즉, PWM 방식의 전기 분해를 통해 제조된 게르마늄 이온수를 이용하여 제조하게 됨으로써, 저렴한 가격으로 도전성 섬유를 제조할 수가 있게 되는 것이다.
그리고, 상기 제2단계(S200)는 교반기 내에 나노 백금 콜로이드(입자 100 ~ 150nm) 용액을 투입하고, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 과정이다.
본 발명에서는 나노 백금(Pt)이 산소와 수소의 흡수 및 산소의 활성화하는 특성에 주안점을 두고 이러한 산소와 수소의 활성화에 의하여 세균의 사별이나 번식 억제에 관련이 있을 것으로 주목하고 여러가지 시험을 한 결과, 나노 백금에 의하여 세균, 곰팡이 등의 미생물에 대한 산소 및 소화작용에 대사작용을 무력화시키어 박테리아의 사멸 및 번식을 억제시키는 항균 작용을 확인하게 되었다.
따라서, 나노 백금 콜로이드 용액을 투입하게 되는 것이다.
이때, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키게 된다.
첨가된 나노 백급 콜로이트와 섬유 간에 이온 결합에 의하여 나노백금 입자는 균일하게 분산되면서 섬유 조직 깊이 스며들어 흡착된다.
이때, 첨가된 나노 백금 콜로이드는 전량이 섬유조직에 흡착되었기 때문에 교반기의 용액에는 백금 입자가 거의 잔존하지 않는다.
그리고, 본 발명의 나노 백금 콜로이드는,
입자 100 ~ 150nm 인 것을 특징으로 하는데, 이는 하기의 실험 결과에 도출된 결과값을 충족시키기 위한 조건이므로 이를 벗어나게 되면 본 발명이 추구하고자 하는 항균작용의 강력성, 전정기 방지 기능을 제공할 수가 없게 된다.
따라서, 상기한 입자 범위를 충족시켜야 하는 것이다.
그리고, 상기 제3단계(S300)는 상기 2단계를 거친 후, 교반기 내의 섬유를 꺼내어 아크릴계의 수용성 소프트 바인더를 포함한 제 2 교반기에 투입하여 60℃ ~ 70℃, 1시간 ~ 2시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시켜 섬유 조직에 게르마늄과 나노 백금을 고착시키기 위한 과정이다.
즉, 교반기 내의 섬유를 꺼내어 아크릴계의 수용성 소프트 바인더를 포함한 제 2 교반기에 투입하여 60℃ ~ 70℃, 1시간 ~ 2시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시켜 섬유 조직에 게르마늄과 나노 백금을 고착시키게 된다.
구체적으로 상기 수용성 소프트 바인더가 교반 중에 섬유 조직에 부착되어 상기한 게르마늄과 나노 백금을 고착시키게 되는 것이다.
그리고, 상기 제4단계(S400)는 상기 제 2 교반기 내에서 섬유를 꺼내어 150 ~ 200℃의 열풍기를 이용하여 열처리하되, 진공 상태에서 30분 ~ 1 시간 동안 열처리하기 위한 과정이다.
즉, 열처리를 이용하여 수분에 대한 안정성을 높이게 되는 것이다.
이때, 부가적인 양상에 따라, 상기 열처리 과정은,
온도를 65 ~ 70℃의 온도로 유지하면서, 약 6 ~ 9 분 정도를 진공시키는 과정;과
온도를 150 ~ 200℃로 유지하면서, 약 30분 ~ 1 시간 정도를 진공시키는 과정;을 포함하게 된다.
즉, 수분에 대한 안정성을 높이기 위한 것인데, 9분을 초과하여 진공할 경우에는 접착력이 떨어지는 문제점이 발생하기 때문에 상기한 시간을 유지하여 1차적인열처리 과정을 거치는 것이다.
이후, 다시 온도를 150 ~ 200℃로 유지하면서, 약 30분 ~ 1 시간 정도를 진공시키는데, 2차 진공은 온도를 접착력을 좌우하는 요소로 온도를 1차 진공시보다
높게 하여 접착력을 더욱 강화시키게 되는 것이다.
그리고, 상기 제5단계(S500)는 상기 제4단계를 거친 섬유를 수세와 탈수 및 건조 과정을 거쳐 마감 처리하는 과정이다.
즉, 섬유에 게르마늄과 나노백금을 흡착시키고, 바인더에 의하여 고착시킨 다음 열처리 후, 섬유를 건저내어 충분히 정수로 수세하고 탈수 및 건조하여 본 발명의 도전성 섬유를 획득하게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 나노 섬유의 원적외선 방사율(5 ~ 20㎛)은 0.9150 였으며, 방사에너지( W/㎡ )는 30.69 X 102 임을 확인할 수 있었다.
또한, 항균시험 결과, 10시간 후, 99.9％가 사멸하였음을 알 수 있었으며, 이를 통해 견고성이 확보되었음을, 원적외선 방출에 따라 항바이러스 및 항균 성능이 함께 부여됨을 알 수 있었다.
따라서, 이를 직물로 사용한다면 건강과 쾌적성을 동시에 만족할 수 있게 된다.
구체적으로, 섬유에 게르마늄을 포함시키게 되면 항바이러스 및 항균성이 향상되어 예를 들어, 아기옷, 내의 등의 속옷, 양말, 기능성 아웃도어, 이불, 베개, 침대 매트에도 접목이 가능하다.
교반시 섬유 부착율 점검표
1. 내부온도 60도 ~ 70도, 2시간 ~ 3시간, 교반기 rpm 20 내지 30이하일 경우, 전자현미경으로 살펴본 섬유 1나노미터제곱 내의 게르마늄 이온의 부착율은 25개 내지 34개 인 반면 다른 조건인 경우에는 20개 이하로 나타났다.
2. 내부온도 60도 ~ 70도, 2시간 ~ 3시간, 교반기 rpm 20 내지 30이하 일 경우, 전자 현미경으로 살펴본 섬유 1나노미터제곱 내의 백금 이온의 부착율은 12개 내지 15개인 반면 다른 조건인 경우에는 10개 이하로 나타났다.
3. 섬유 열처리에 따른 게르마늄 이온 및 백금 이온 함유 가능 입자는 150 ~ 200도 일 경우, 섬유 1나노미터제곱당 게르마늄 이온과 백금 이온이 34개 ~ 45개 가량이나 200도가 넘을 경우 섬유가 너무 쪼그라들어서 게르마늄 및 백금 이온의 갯수가 34개 이상도 가능하나 제품성이 떨어지고, 150 미만인 경우에는 32개 이하로 함유 가능 입자가 감소하기 때문에 효과가 떨어진다.
단, 열처리 이후에 세탁기에 보통 세탁물 처리에 의한 세탁 및 탈수를 10회 이상 공정을 진행한 이후에 전자현미경으로 평균입자수를 계산한 것을 의미한다.
4. 백금 콜로이드 입자의 섬유 부착율은 입자 100 ~ 150nm인 경우에 내부온도 60도 ~ 70도, 2시간 ~ 3시간, 교반기 rpm 20 내지 30이하 일 경우, 전자 현미경으로 살펴본 섬유 1나노미터제곱 내의 백금 이온의 부착율은 12개 내지 15개인 반면, 입자 150nm를 벗어난 것은 10개 이하의 부착율을 보이며, 100nm을 벗어나면 너무 입자가 작아서 섬유 겉면의 부착율은 높으나 표면적을 계산한 결과 효과가 감소되기 때문에 의미가 없다.
따라서, 상기한 제조 범위에 맞추어 제조하는 것이 바람직한 임계적 의의를 제공할 수가 있게 되는 것이다.
본 발명에서 설명하고 있는 게르마늄의 효능은 하기와 같다.
게르마늄의 최대 특징은 전기적인 성질로 금속과 비금속의 중간적 성질을 갖고 있는 반도체인 것이며, 게르마늄의 이런 성질이 바로 인체의 온갖 질병을 치료해 주는 원리가 되기에 흔히 기적의 원소로 속칭되는 것이다.
본 발명의 도전성 섬유 제조 방법과 연관되는 게르마늄의 효능으로는 항바이러스 및 항균성이 있는데, 이는 특히 피부질환인 아토피, 여드름, 습진 등에 탁월한 효능을 갖는 특징이 있다.
즉, 게르마늄은 원자구조상 4개의 전자를 가지고 있으며, 사람의 체온에서 용이하게 이온이 결합되어 전자 전류간에 활발하게 움직이는 특징이 있다.
만일 체내에 이 물질이 생기게 되면 4개의 전자 중 바깥쪽 전자가 (-)상태가 되어 밖으로 나오고 나머지 3개는 (+)의 상태로 되어 신체와 조화를 이루게 된다.
또한, 인체의 면역력 강화작용을 제공하며, 인터페론, 엔돌핀 생성 촉진작용을 제공하게 된다.
즉, 유기 게르마늄은 인체의 산소에 대한 효율적인 활용을 돕는 산소 촉매제로서의 역할을 하므로 인체에 게르마늄을 공급하면 세포의 산소 요구량이 감소됨으로 산소가 몸 속에 사용되고도 남게 됨에 따라 인체의 자연치료제인 엔돌핀의 생성을 촉진시킨다.
따라서, 피로회복이 빠르게 되고, 만성 산소 결핍증에서 벗어나게 해주며 밝은 정신을 갖게 해준다.
게르마늄은 인체 내의 자연 치유력을 증강시키는 작용을 하므로 약으로 치유할 수 없는 현대의 난치병을 치유케 하는 효능을 가진다.
본 발명을 통해, 게르마늄과 백금이 포함된 섬유로 만들어진 의류를 착용함으로써, 혈액순환을 원활하게 촉진시켜주며, 정전기 방지 및 원 적외선 방사 효과를 제공하게 된다.
즉, 피부와 밀착되는 의류로서 착용하게 되면 원적외선 방출에 따라 항바이러스 및 항균 성능이 함께 부여되어 건강과 쾌적성을 동시에 만족할 수 있게 된다.
상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S100 : 제1단계
S200 : 제2단계
S300 : 제3단계
S400 : 제4단계
S500 : 제5단계
S200 : 제2단계
S300 : 제3단계
S400 : 제4단계
S500 : 제5단계
Claims (2)
- 도전성 섬유의 제조방법에 있어서,
게르마늄 이온수 100 중량부를 교반기에 투입시키고, 게르마늄 이온수가 투입된 교반기 내에 섬유를 투입시키되, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제1단계(S100);와
상기 교반기 내에 나노 백금 콜로이드(입자 100 ~ 150nm) 용액을 투입하고, 내부 온도는 60℃ ~ 70℃, 2시간 ~ 3시간 동안 교반기 rpm 30 이내의 속도로 교반시키기 위한 제2단계(S200);와
상기 교반기 내에서 섬유를 꺼내어 150 ~ 200℃의 열풍기를 이용하여 열처리하기 위한 제4단계(S400);와
상기 제4단계를 거친 섬유를 수세와 탈수 및 건조 과정을 거쳐 마감 처리하는 제5단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 섬유의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 나노 백금 콜로이드는,
입자 100 ~ 150nm 인 것을 특징으로 하는 도전성 섬유의 제조방법.
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| KR1020210007343A KR102402345B1 (ko) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 도전성 섬유의 제조방법 |
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Citations (3)
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| KR20010011576A (ko) * | 1999-07-29 | 2001-02-15 | 김호근 | 천연 게르마늄 광석을 이용한 전자파 차단 섬유의 제조방법 |
| KR20060020549A (ko) * | 2004-08-31 | 2006-03-06 | (주)이온피티 | 나노 백금 콜로이드 용액으로 처리된 항균 섬유및 그제조방법 |
| KR100745145B1 (ko) * | 2006-02-27 | 2007-08-02 | 윤진중 | 미세 입자의 백금을 함유한 벽지 및 그 제조 방법 |
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2021
- 2021-01-19 KR KR1020210007343A patent/KR102402345B1/ko active IP Right Grant
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