KR102491205B1 - 그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료 - Google Patents
그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 참숯 분말 및 게르마늄 분말의 혼합 분말을 일정한 크기의 판재로 용융 압출한 참숯 판재, 상기 참숯 판재 상부에 형성되며, 부직포 상면에 그래핀 분말을 함유하는 PVC 코팅층이 형성된 그래핀 원단 및 상기 참숯 판재 하부에 형성되며, 직조된 황마를 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적한 황마직조층을 포함하는 그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료에 대한 것이다.
Description
본 발명은 그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 참숯 분말 및 게르마늄 분말의 혼합 분말을 일정한 크기의 판재로 용융 압출한 참숯 판재, 상기 참숯 판재 상부에 형성되며, 부직포 상면에 그래핀 분말을 함유하는 PVC 코팅층이 형성된 그래핀 원단 및 상기 참숯 판재 하부에 형성되며, 직조된 황마를 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적한 황마직조층을 포함하는 그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료에 대한 것이다.
일반적으로 보료라 함은, 우리나라와 같은 온돌문화에서 주로 사용되는 전통 응접용구로서 사랑방, 안방 등의 아랫목에 항상 깔아놓고 사용하는 것을 말하며, 근래에는 보료와 매트로 겸하여 사용이 가능하고 특히 침대에 설치하여 사용할 수 있도록 한 것을 지칭한다.
최근에는 황토 등을 이용한 원적외선 방사 온돌보료가 일반적으로 생산되고 있다. 일 예로 등록특허공보 10-0227080호는 10~60 중량%의 경소 마그네시아(MgO), 30~80 중량%의 소성황토, 3~20 중량%의 황산 마그네슘(MgSO4)을 함유하고 압축강도가 40~380Kgf/㎠이며 원적외선 복사율 88~94%의 원적외선방사 온돌바닥재를 개시하고 있다.
이와 같이 구성된 원적외선 방사 보료 등은 원적외선 방사율이 높은 물질인 황토, 일라이트, 맥반석, 납석, 견운모와 마그네사이트 등을 사용하여 원적외선 방사효과를 극대화할 수 있고 시공시 경화시간을 크게 단축할 수 있다는 효과가 있으나, 살충, 살균, 탈취 등의 기능이 미흡하고, 피부와 직접 닿는 부분인 만큼 혈액순환 촉진이나 아토피 등의 피부질환 해결 등에는 부족함이 있었다.
본 발명에서는 혈액순환을 촉진시키고, 섬유나 인체에 흐르는 정전기 등과 같은 미세전류를 흡수 및 소멸시킴으로써 피부 건조, 소양증 및 아토피 등과 같은 피부 질환을 완화시킬 수 있는 침대용 보료를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 참숯 분말 및 게르마늄 분말의 혼합 분말을 일정한 크기의 판재로 용융 압출한 참숯 판재; 상기 참숯 판재 상부에 형성되며, 부직포 상면에 그래핀 분말을 함유하는 PVC 코팅층이 형성된 그래핀 원단; 및 상기 참숯 판재 하부에 형성되며, 직조된 황마를 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적한 황마직조층;을 포함하는 그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료를 제공한다.
이때, 상기 참숯 판재와 그래핀 원단 사이에 수성 아크릴 바인더와 물을 혼합한 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액이 도포되는 것이 바람직하며, 상기 아크릴 바인더 함유 혼합액은 참옻진액을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 침대용 보료는 참숯 판재와 그래핀 원단을 사용함으로써, 원적외선 방출 효과 뿐만 아니라 전자파를 차단함과 동시에 섬유나 인체에 흐르는 정전기 등과 같은 미세전류를 흡수 및 소멸시킴으로써 피부 건조, 소양증 및 아토피 등과 같은 피부 질환을 완화시킬 수 있다.
도 1,2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 침대용 참숯 보료의 단면 및 뒷면을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명의 침대용 참숯 보료에 사용되는 그래핀 원단을 보여주는 사진이다.
도 3은 본 발명의 침대용 참숯 보료에 사용되는 그래핀 원단을 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예를 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.
본 발명의 침대용 참숯 보료는 참숯 분말 및 게르마늄 분말의 혼합 분말을 일정한 크기의 판재로 용융 압출한 참숯 판재, 상기 참숯 판재 상부에 형성되며, 부직포 상면에 그래핀 분말을 함유하는 PVC 코팅층이 형성된 그래핀 원단 및 상기 참숯 판재 하부에 형성되며, 직조된 황마를 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적한 황마직조층이 적층되는 구조를 가진다. 이하 각 성분을 자세히 살펴본다.
상기 참숯 판재는 보료의 몸체를 형성하며, 참숯 분말 및 게르마늄 분말을 5~10:1의 비율로 혼합한 후 일정한 사이즈의 판재로 용융 압출하고 냉각한 후 샌딩 공정, 흡입기 공정, 샌딩면 세척 공정 및 건조 공정 등을 거쳐 제조할 수 있다.
이때 판재의 강도를 향상시키기 위하여, 상기 판재는 석분(stone powder)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 석분은 입자의 치밀함으로 인하여 첨가제를 사용하지 않아도 높은 강도를 구현할 수 있고, 주변 환경에 따른 부피 변형률이 낮아 장기간 사용시에도 갈라짐 현상이 거의 발생하지 않는다. 상기 석분은 황토석, 대리석, 맥반석, 화강석, 옥석 등 다양한 암석의 분말 형태가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 황토석이 사용될 수 있다. 이때, 상기 석분의 함량은 참숯 분말의 1~10 중량부인 것이 바람직하며, 이보다 미만인 경우에는 강도 향상의 효과가 미미하고, 초과하는 경우에는 성형성이 떨어질 수 있다.
한편, 상기 판재는 상기 판재를 구성하는 각 성분들이 융합되어 성형될 수 있도록 접착 성분으로 친환경 성분인 젤라틴 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 젤라틴 성분은 구성성분들 간의 응집력을 높임과 동시에 외부충격을 흡수하는 역할을 한다. 상기 젤라틴 성분은 참숯 분말의 1~10 중량부인 것이 바람직하며, 이보다 미만인 경우에는 기능적 효과를 내기 어렵고, 초과하는 경우에는 성형성이 떨어질 수 있다.
상기 젤라틴 성분은 다양한 재료로부터 유래한 것이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 천연재료인 아교가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 아교는 동물의 가죽, 힘줄, 창자, 뼈 등을 고아 그 액체를 고형화한 물질로서 화재시 바로 탄화되어 유독가스 발생량이 적고 화재의 진행속도를 낮출 수 있다. 또한, 아교는 적은 함량으로도 높은 접착효과를 얻을 수 있으며, 소재 특유의 탄성으로 인하여 외부충격에 대한 흡수력이 높아, 외부 충격에 의한 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
또한, 젤라틴 성분의 유동학적 특성을 향상시키고 다른 성분들과의 혼화성을 높이기 위하여, 젤라틴 성분 전체 중량 대비 1~10 중량부의 글리세린이 추가로 첨가되어 사용될 수 있다.
이와 같이 제조된 참숯 판재는 상부에 그래핀 원단이 부착되게 된다. 상기 그래핀 원단은 부직포 상면에 그래핀 분말을 함유하는 PVC 코팅층이 형성된 것으로서, 이때 상업적으로 사용가능한 다양한 원단용 코팅 원료가 사용될 수 있다.
한편, 상기 원단은 제조 후 바로 사용될 수도 있으나, 판재에 부착되기 전에 마지막으로 천연 추출액을 추가로 분사 코팅하여 사용될 수 있다. 상기 천연 추출액은 다양한 방법으로 제조된 것이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 정제수 1L당 천연물 10~100g을 24~48시간 동안 담지시키는 단계, 상기 천연 추출액이 담지된 담지액을 100~130℃로 2~3시간 동안 가열하여 유효성분을 추출하는 단계 및 유효성분이 추출된 추출액 1L당 정제수 2~4L를 가하여 희석한 후, 증류기에서 가열하여 증류액을 얻는 단계를 통하여 제조될 수 있다.
상기 유효성분이 추출된 추출액은 그대로 사용되는 것이 아니라 원단 내부에 흡수되기 용이한 작은 분자크기의 성분들을 포집하기 위하여 별도의 증류과정을 거치는 것이 바람직하다. 자세하게는, 증류기를 먼저 350~450℃로 가열한 후, 가열된 증류기에서 증류액이 한방울씩 떨어지기 시작하면 온도를 250~300℃로 낮추어 증류 과정을 8~12시간 동안 계속하여 최종적으로 얻어진 2~4L의 증류액을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 준비된 천연 추출액을 원단 표면에 유효성분이 골고루 입혀질 수 있을 만큼 분사한 후 건조하여 사용한다.
상기 천연물은 다양한 기능적 효과를 가지는 천연물들이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 상엽, 송엽, 천궁, 대추 및 당귀 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 약재는 모두 피부를 진정시키는 효과가 있다.
이와 같이 제조된 그래핀 원단과 참숯 판재 사이에는 수성 아크릴 바인더와 물을 혼합한 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액이 도포되는 것이 바람직하며, 이때 상기 아크릴 바인더 함유 혼합액은 참옻진액을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 참옻진액은 살충, 살균성을 높이며 피부의 알러지나 발진 현상이 발생하는 것을 방지한다.
한편, 상기 참숯 판재의 하부에는 직조된 황마를 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적한 황마직조층이 부착되며, 상기 황마는 탈취, 수분 조절 역할을 하게 된다.
상기 직조된 황마는 단독으로 사용될 수도 있으나 바람직하게는 구리 미립자가 함유된 부직포와 순서와 상관 없이 함께 겹쳐져서 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적한 후 판재 하부에 부착될 수 있다.
상기 부직포는 다양한 상업적 방법으로 제조될 수 있으나, 바람직하게는 폴리아미드, 폴리에스터, 아크릴, 폴리알킬렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 중합체의 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리에 구리 미립자를 분산시키는 단계; 및 상기 구리 미립자가 분산된 슬러리를 압출시켜 부직포를 제조하는 단계;를 통하여 제조될 수 있으며, 부직포는 상업적으로 사용가능한 다양한 방식에 의하여 제조할 수 있다.
이때, 상기 구리 미립자는 충분한 항바이러스 효과를 나타내기 위하여 평균 입경이 10~500nm인 것이 바람직하며, 상기 입경의 구리 미립자는 산소와의 접촉률이 높기 때문에, 효율적으로 활성 산소를 발생할 수 있어, 우수한 항바이러스 성능을 발현하는 것이 가능해진다.
상기 구리 미립자는 슬러리 전체 100 중량부에 대하여 1~10 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 상기 수치 범위보다 작은 경우 달성하고자 하는 항균 효과를 발현하기 어렵고, 상기 수치범위를 초과하면 구리 미립자가 응집하기 쉽고 비경제적이다.
또한, 상기 구리 미립자는 슬러리 내 분산성을 향상시키고 공기 중에서의 변질 가능성을 최소화하여 지속적으로 항균 효과가 유지될 수 있도록 될 수 있도록 고분자 코팅된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고분자는 다양한 코팅 고분자가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 지방산 및 에스테르 화합물로 코팅되는 것이 바람직하다. 상기 코팅에 의해, 미립자 표면의 산화가 방지되며, 미립자의 응집을억제할 수 있게 되어, 우수한 항바이러스성을 장기간에 걸쳐 발현할 수 있다.
구체적으로 상기 지방산은 미리스틴산, 스테아린산, 올레인산, 팔미틴산, n-데칸산, 파라토일산, 숙신산, 말론산, 타르타르산, 말산, 글루타르산, 아디프산, 아세트산 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 특히 탄소수가 10∼22인 고급 지방산, 그 중에서도 스테아린산이 바람직하다.
또한, 구리 미립자 표면을 피복하는 에스테르 화합물은, 상기 지방산의 에스테르 화합물과 폴리올의 에스테르 화합물이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 디에틸렌글리콜디스테아레이트, 에틸렌글리콜디스테아레이트, 프로필렌글리콜디스테아레이트 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린 등이 사용될 수 있다.
바람직한 제조예로 상기 고분자 코팅된 구리 미립자는, 폴리올 중에 지방산과 아세트산구리, 염화구리 또는 브롬화구리의 구리 화합물을 첨가한 후 가열 혼합함으로써, 지방산으로 피복된 구리 미립자가 분산된 분산액을 조제하고, 그 분산액을 미리 분산제 및 에스테르 화합물을 배합한 저비점 용매와 혼합한 후, 상기 폴리올 및 저비점 용매를 2상 분리하여, 지방산 및 에스테르 화합물로 피복된 구리 미립자를 함유한 저비점 용매를 분리할 수 있다.
상기 저비점 용매는 휘발시켜 최종적으로 구리 미립자를 수득할 수 있으며, 상기 저비점 용매는 아세트산부틸, 아세트산에틸, 메틸이소부틸케톤 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
한편, 상기 황마와 부직포는 그대로 사용될 수도 있으나, 판재에 부착하기 전에 항균 조성물에 침지한 후 건조시켜 항균 전처리하는 과정을 추가로 거칠 수 있다. 상기 항균 조성물은 항균 효과를 가지는 다양한 조성물이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 증류수 100 중량부에 액상 게르마늄 1~10 중량부, 은 0.1~1 중량부, 및 침투제 0.1~0.5 중량부를 혼합한 것을 사용할 수 있다.
상기 액상 게르마늄은 살균 및 바이러스 제거 기능 이외에 피부에 원적외선을 방사하는 역할을 하며, 상기 은은 항균, 탈취, 음이온 및 원적외선 방출 효과를 가지며 보통 고순도의 은을 나노화한 것을 사용하는 것이 일반적이다.
이때, 은 나노입자의 응집을 억제하기 위하여 은 이온을 포함하는 염과 설페이트계 음이온을 포함하는 염을 반응시켜 제조한 은-설페이트계 착체를 사용함으로써, 항균력을 발휘하면서도 무색 투명하고 자외선 하에서도 안정한 항균 조성물을 제조할 수 있다. 바람직하게는 상기 은이온을 포함하는 염은 질산은 또는 초산은이며, 상기 설페이트계 음이온을 포함하는 염은 소디움설페이트, 소디움설파이트, 포타슘설페이트, 포타슘설파이트, 암모늄설페이트, 및 암모늄설파이트로부터 선택되는 어느 하나 또는 그 혼합물일 수 있다.
상기 은이온을 은-설페이트계 착체 형태로 이용하는 경우, 상기 은-설페이트 착체의 함량은 0.1~2 중량부인 것이 바람직하다. 상기 침투제(penetrating agent)는 유효성분들이 원단에 잘 침투할 수 있도록 돕는 역할을 하며, 상업적으로 섬유에 적용가능한 다양한 표면 활성제 성분이 사용될 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
Claims (3)
- 참숯 분말 및 게르마늄 분말의 혼합 분말을 일정한 크기의 판재로 용융 압출한 참숯 판재; 상기 참숯 판재 상부에 형성되며, 부직포 상면에 그래핀 분말을 함유하는 PVC 코팅층이 형성된 그래핀 원단; 및 상기 참숯 판재 하부에 형성되며, 직조된 황마를 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적한 황마직조층;을 포함하고,
상기 판재는 참숯 분말, 게르마늄 분말, 황토석 분말, 젤라틴 및 글리세린을 포함하며, 상기 참숯 분말과 게르마늄 분말은 5~10:1의 비율로 혼합되고, 상기 황토석 분말의 함량은 참숯 분말의 1~10 중량부이며, 상기 젤라틴의 함량은 참숯 분말의 1~10 중량부이고, 상기 글리세린의 함량은 젤라틴의 1~10 중량부이며,
상기 그래핀 원단은 표면에 천연 추출액을 분사 코팅한 것이고, 상기 천연 추출액은 정제수 1L당 상엽, 송엽, 천궁, 대추 및 당귀 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물 10~100g을 24~48시간 동안 담지시키는 단계, 상기 천연 추출액이 담지된 담지액을 100~130℃로 2~3시간 동안 가열하여 유효성분을 추출하는 단계 및 유효성분이 추출된 추출액 1L당 정제수 2~4L를 가하여 희석한 후, 증류기에서 가열하여 증류액을 얻는 단계;를 통하여 제조되며,
상기 참숯 판재와 그래핀 원단 사이에 수성 아크릴 바인더와 물을 혼합한 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액이 도포되며, 상기 아크릴 바인더 함유 혼합액이 참옻진액을 포함하고,
상기 직조된 황마는 구리 미립자가 함유된 부직포와 함께 겹쳐져서 수성 아크릴 바인더 함유 혼합액에 침적되는 것을 특징으로 하는 그래핀 원단으로 마감된 침대용 참숯 보료. - 삭제
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100227080B1 (ko) | 1997-06-02 | 1999-10-15 | 김영근 | 원적외선방사 온돌바닥재 및 그 제조방법 |
| KR20110009445A (ko) * | 2009-07-22 | 2011-01-28 | 코오롱인더스트리 주식회사 | 아라미드 성형체 |
| KR101370307B1 (ko) * | 2012-06-29 | 2014-03-06 | 이수진 | 참옻 발효진액을 함유하는 온열침대용 한지마감 참숯판재 |
-
2022
- 2022-02-21 KR KR1020220022251A patent/KR102491205B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| KR100227080B1 (ko) | 1997-06-02 | 1999-10-15 | 김영근 | 원적외선방사 온돌바닥재 및 그 제조방법 |
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