KR102559247B1 - 세라믹 실리콘 코팅 및 이를 이용한 원단의 제조방법 - Google Patents

세라믹 실리콘 코팅 및 이를 이용한 원단의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원단을 준비하는 단계; 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계; 상기 원단 표면에 그라비아 방식으로 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계; 실리콘 코팅층이 형성된 원단을 챔버에서 1차 건조하는 단계; 및 1차 건조된 원단을 히팅롤러를 이용하여 2차 건조하는 단계;를 포함하는 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법을 제공한다.

Description

세라믹 실리콘 코팅 및 이를 이용한 원단의 제조방법{Ceramic silicon coating and fabric manufacturing method using the same}
본 발명은 세라믹 실리콘 코팅 및 이를 이용한 원단의 제조방법에 관한 것이다.
실리콘은 천연소재인 석영모래에서 추출한다. 석영모래를 약 4000℃의 고열로 가열하여 금속규소를 추출한 다음 산소와 결합시킨 것이 실리콘이다. 실리콘은 난연성, 뛰어난 전기절연성, 내약품성, 내열성, 내한성, 무독성, 친환경성 등 다양한 특성으로 인해 현대 산업에 있어서 꼭 필요하며 가장 널리 쓰이고 있는 소재이다. 예를 들어, 인체에 삽입하는 보형물이나 성형물과 아기 젖꼭지 등 고도의 무독성을 요구하는 제품에 널리 사용되고 있다. 또한, 뛰어난 전기절연성, 내열성(320℃), 내한성(-52℃) 등의 특성으로 반도체 및 자동차, 우주선 등 첨단산업에 널리 쓰이고 있다.
실리콘 코팅원단은 무독성 친환경 소재인 실리콘 중 고순도인 액상형 실리콘을 원단에 코팅하여 제조한 기능성 원단이다. 실리콘 코팅 원단은 공해물질과 유해물질을 배출하는 천연가죽과, PVC나 PU를 라미네이팅하여 제조한 합성피혁을 대체하여 환경오염을 감소시키는 친환경 천연소재 원단으로 각광 받고 있다. 또한, 화재 발생에도 화염이나 유독가스가 발생하지 않는 난연성, 방염성 특성도 갖고 있어 가구재, 내장재, 마감재의 안전성 측면에서도 우위성을 갖고 있다.
특허문헌 1: 대한민국등록특허 10-2063827
본 발명의 목적은 세라믹 실리콘 코팅 및 이를 이용한 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
원단을 준비하는 단계;
실리콘 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계;
상기 원단 표면에 그라비아 방식으로 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계;
실리콘 코팅층이 형성된 원단을 챔버에서 1차 건조하는 단계; 및
1차 건조된 원단을 히팅롤러를 이용하여 2차 건조하는 단계;를 포함하는 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 원단은,
25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 33-37 중량부, 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 8-12 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 13-17 중량부, 알루미늄하이드레이트 13-17 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 8-12 중량부, 소듐디헥실술포숙시네이트 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 혼합하고, 400-500 rpm의 회전속도로 교반하여 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 실리카섬유에 상기 실리콘 조성물을 코팅하는 단계; 및 실리카섬유를 160-200℃의 온도에서 건조 및 경화시키는 단계;를 포함하는 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유를 제조하는 단계;
상기 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 1:1-5의 중량비율로 혼타면공정을 통해 혼합한 후, 상기 혼타면공정을 거친 혼방랩을 소면, 연조, 조방 및 정방공정을 수행하여 복합사를 제조하는 단계; 및
상기 복합사를 직조하는 단계;를 수행하여 제조되는 것이고,
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 200,000-250,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 48-52 중량부, 25℃에서의 점도가 1,000-2,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 18-22 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 무기항균제 8-12 중량부, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane) 3-7 중량부, 세틸디메티콘코폴리올 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 포함하고,
상기 무기항균제는 토르말린 분말, 일라이트 분말, 각섬석 분말 및 흑운모 분말을 3:3:2:2의 중량비율로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은
원단을 준비하는 단계;
상기 원단 표면에 부직포층을 형성하는 단계;
상기 부직포층 표면에 프라이머층 형성용 조성물을 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및
상기 프라이머층 표면에 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 도포하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 원단은,
25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 33-37 중량부, 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 8-12 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 13-17 중량부, 알루미늄하이드레이트 13-17 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 8-12 중량부, 소듐디헥실술포숙시네이트 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 혼합하고, 400-500 rpm의 회전속도로 교반하여 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 실리카섬유에 상기 실리콘 조성물을 코팅하는 단계; 및 실리카섬유를 160-200℃의 온도에서 건조 및 경화시키는 단계;를 포함하는 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유를 제조하는 단계;
상기 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 1:1-5의 중량비율로 혼타면공정을 통해 혼합한 후, 상기 혼타면공정을 거친 혼방랩을 소면, 연조, 조방 및 정방공정을 수행하여 복합사를 제조하는 단계; 및
상기 복합사를 직조하는 단계;를 수행하여 제조되는 것이고,
상기 프라이머층 형성용 조성물은 비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체 22-26 중량부, 카르복시메틸셀룰로오스 2-6 중량부, 메틸셀룰로오스 2-6 중량부, 폴리비닐알콜 1-5 중량부, 스티렌부타디엔공중합체 1-5 중량부, 펄라이트 분말 0.5-4 중량부, 벤토나이트 분말 0.5-4 중량부, 이산화티타늄 분말 0.5-4 중량부, 구리 분말 0.3-3 중량부, 계면활성제 1-5 중량부 및 물 50-54 중량부를 포함하고,
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 200,000-250,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 48-52 중량부, 25℃에서의 점도가 1,000-2,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 18-22 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 무기항균제 8-12 중량부, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane) 3-7 중량부, 세틸디메티콘코폴리올 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 포함하고,
상기 무기항균제는 토르말린 분말, 일라이트 분말, 각섬석 분말 및 흑운모 분말을 3:3:2:2의 중량비율로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용하여 제조되는 원단은 실리콘 코팅층으로 인해 난연, 발수, 마찰견뢰도가 우수하다. 또한, 상기 원단은 항균 및 탈취 기능성을 가진다.
이하에서는 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1차, 2차, 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.
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.
본 발명은
원단을 준비하는 단계;
실리콘 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계;
상기 원단 표면에 그라비아 방식으로 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계;
실리콘 코팅층이 형성된 원단을 챔버에서 1차 건조하는 단계; 및
1차 건조된 원단을 히팅롤러를 이용하여 2차 건조하는 단계;를 포함하는 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 원단을 준비하는 단계를 포함한다.
상기 원단은, 25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 33-37 중량부, 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 8-12 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 13-17 중량부, 알루미늄하이드레이트 13-17 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 8-12 중량부, 소듐디헥실술포숙시네이트 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 혼합하고, 400-500 rpm의 회전속도로 교반하여 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 실리카섬유에 상기 실리콘 조성물을 코팅하는 단계; 및 실리카섬유를 160-200℃의 온도에서 건조 및 경화시키는 단계;를 포함하는 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유를 제조하는 단계;
상기 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 1:1-5의 중량비율로 혼타면공정을 통해 혼합한 후, 상기 혼타면공정을 거친 혼방랩을 소면, 연조, 조방 및 정방공정을 수행하여 복합사를 제조하는 단계; 및
상기 복합사를 직조하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 원단은 난연성 및 방염성이 우수할 뿐만 아니라, 기계적 물성 또한 우수하다.
상기 원단은 실리카섬유 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유의 복합사로 제조된 것이 바람직하다.
상기 복합사는 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 1:1-5의 중량비율로 혼타면공정을 통해 혼합한 후, 상기 혼타면공정을 거친 혼방랩을 소면, 연조, 조방 및 정방공정을 거쳐 제조되는 것이 바람직하다.
상기 복합사를 제조하는 공정은 혼타면공정, 소면공정, 연조공정, 조방공정 및 정방공정으로 이루어진다.
상기 혼타면 공정은 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 1:1-5의 중량비율, 바람직하게는 1:3-4의 중량비율로 혼합하여 랩(lap)상태의 혼방랩을 얻기 위한 공정이다. 실리카섬유가 많이 혼합되면 방적성, 염색성이 좋지 못하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유가 많이 혼합되면 기계적 물성이 부족할 수 있다.
상기 실리카섬유는 실리콘 조성물이 코팅된 것을 사용한다.
상기 실리콘 조성물은 25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 33-37 중량부, 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 8-12 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 13-17 중량부, 알루미늄하이드레이트 13-17 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 8-12 중량부, 소듐디헥실술포숙시네이트 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 34-36 중량부, 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 9-11 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 9-11 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 14-16 중량부, 알루미늄하이드레이트 14-16 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 9-11 중량부, 소듐디헥실술포숙시네이트 3-5 중량부 및 백금계 촉매 0.8-1.2 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 실리콘 조성물은 25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함한다. 상기 실리콘 조성물로, 상기 점도 범위를 나타내며, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함하여 우수한 접착성 및 내열성을 확보할 수 있다. 상기 알케닐기는 비닐, 알릴, 프로페닐, 이소프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐 등일 수 있으며, 바람직하게는 5-헥세닐이다.
상기 실리콘 조성물은 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함한다. 상기 실리콘 조성물로, 상기 점도 범위를 나타내며, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함하여 조성물의 내구성을 높인다. 상기 폴리다이오가노실록산은 폴리다이오가노실록산의 알케닐기와 반응하여 경화될 수 있다.
상기 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산은 트라이메틸실록시-종결된 폴리다이메틸실록산-메틸하이드로겐실록산 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 실리콘 조성물은 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산을 포함한다. 상기와 같이 고점도의 가교결합제를 추가 적용하여 실리콘 조성물의 코팅 시 접착력을 높일 수 있다. 상기 폴리다이오가노하드로겐실록산은 폴리다이오가노실록산의 알케닐기와 반응하여 경화될 수 있다.
상기 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3)는 실리콘 조성물에 난연제로 적용되어 실리카섬유에 난연성을 더욱 높여준다.
상기 알루미늄하이드레이트는 실리카섬유의 내열 특성을 더욱 보강시켜준다.
상기 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무는 내열 특성과 더불어 실리카섬유의 기계적 물성을 향상시켜준다.
상기 소듐디헥실술포숙시네이트는 고무 첨가제와 함께 도입되어 섬유의 인장신도, 열안정성을 개선하여 준다.
상기 소면공정은 상기 혼타면공정으로부터 공급되는 랩상태의 혼방랩을 길이방향으로 빗질하여 슬라이버를 제조하는 공정으로서, 혼방랩을 상하 금속침사이로 통과시켜 혼방랩의 섬유를 평행화시킨다. 소면공정은 일반적으로 카딩기에 투입하여 1-3차에 걸쳐 카딩(carding)시켜 슬라이버를 제조한다.
상기 연조공정은 상기 소면공정으로부터 공급되는 슬라이버를 연신을 가하여 조사(Roving)을 제조하는 공정이다. 상기 슬라이버는 상기 연조공정에 의해 굵기가 감소되고 균제도가 향상된 조사로 제조된다.
특히, 상기 연조공정은 더욱 균제도가 향상된 조사를 얻기 위하여 상기 소면공정을 거친 슬라이버를 D/R비 6-8로 연신시키는 것이 바람직하다.
다음, 상기 연조공정에 의해 공급되는 조사는 일반적인 면방적과 동일하게 상기 조방공정을 거치고, 상기 조방공정에 의해 조사는 조방사로 제조된다.
상기 조방공정은 사절없이 꼬임이 가하여 균일한 조방사를 얻기 위하여 상기 연조공정을 거친 연조슬라이버를 플라이어의 회전속도가 680-720 rpm인 조방기에 공급하여 D/R비 5-7로 드래프트하여 조방사를 얻는 것이 좋다.
상기 조방공정으로부터 공급된 조방사는 상기 정방공정에 의해 복합원사로 제조된다. 상기 정방공정은 링정방기 등을 이용하여 행한다.
상기 정방공정은 상기 조방사를 보빈 회전속도가 6800-7200 rpm인 링정방기에 공급하여 드래프트 비율(D/R 비) 25-45로 드래프트하면서 650-800 TPI의 꼬임을 주어 20-40수의 복합원사를 제조하는 것이 좋다. 650 TPI 미만으로 꼬임을 주는 경우 정방공정시 사절이 발생할 우려가 있고 실의 외관에 잔털이 많이 발생하는 문제가 있고, 800 TPI 초과로 꼬임을 주는 경우 과꼬임이 발생되어 스티프하고 촉감이 좋지 못하는 문제가 있다.
상기 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유를 제조하는 단계는, 먼저, 실리콘 조성물을 제조한다. 상기 실리콘 조성물은 각 물질을 혼합하고, 430-480 rpm의 회전속도로 교반하여 제조되는 것이 더욱 바람직하다. 다음, 실리카섬유에 상기 실리콘 조성물을 코팅한다. 상기 실리카섬유를 상기 실리콘 조성물로 코팅하는 것은 침지, 도포 등의 방법을 수행할 수 있다. 다음, 실리카섬유를 160-200℃의 온도에서 건조 및 경화시킨다. 더욱 바람직하게는, 170-190℃의 온도에서 건조 및 경화시킨다.
이후 상기 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 이용해 복합사를 제조하고, 이를 직조하여 직물을 제조한다. 상기 직조는 일반적인 직물, 원단 등을 제조하기 위한 공정을 수행할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계를 포함한다.
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 200,000-250,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 48-52 중량부, 25℃에서의 점도가 1,000-2,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 18-22 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 무기항균제 8-12 중량부, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane) 3-7 중량부, 세틸디메티콘코폴리올 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 25℃에서의 점도가 200,000-250,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 49-51 중량부, 25℃에서의 점도가 1,000-2,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 19-21 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 9-11 중량부, 무기항균제 9-11 중량부, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane) 4-6 중량부, 세틸디메티콘코폴리올 3-5 중량부 및 백금계 촉매 0.8-1.2 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 200,000-250,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함한다. 상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물로, 상기 점도 범위를 나타내며, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함하여 우수한 접착성 및 코팅성을 확보할 수 있다.
상기 알케닐기는 비닐, 알릴, 프로페닐, 이소프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐 등일 수 있으며, 바람직하게는 5-헥세닐이다.
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 1,000-2,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함한다. 상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물로, 상기 점도 범위를 나타내며, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산을 포함하여 코팅층의 내구성을 높인다. 상기 폴리다이오가노실록산은 폴리다이오가노실록산의 알케닐기와 반응하여 경화될 수 있다.
상기 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산은 트라이메틸실록시-종결된 폴리다이메틸실록산-메틸하이드로겐실록산 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산을 포함한다. 상기와 같이 고점도의 가교결합제를 추가 적용하여 실리콘 코팅층의 접착력을 높일 수 있다. 상기 폴리다이오가노하드로겐실록산은 폴리다이오가노실록산의 알케닐기와 반응하여 경화될 수 있다.
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 무기항균제를 포함한다. 상기 무기항균제는 토르말린 분말, 일라이트 분말, 각섬석 분말 및 흑운모 분말을 3:3:2:2의 중량비율로 혼합한 혼합물인 것이 바람직하다.
토르말린(Tourmaline)은 주지하다시피 대표적인 음이온 방출물질로서 미약전류가 영구히 흐르는 성질이 있어 전기석(電氣石)이라고도 불리우며 이러한 토르말린에서 발산하는 원적외선은 인체내 혈액의 흐름을 촉진하고 발한작용촉진(노폐물 방출), 통증의 완화, 피부의 진정효과, 탈취, 방균, 탈습, 공기청정 등의 작용을 하는 것으로서 이 전류는 0.06mA의 미약전류이고 인간의 신체에 가장 적합한 전류로서 인체의 열(체온)과 접촉하므로서 열전달이 되어 보온작용을 하고 경혈을 자극하여 말초순환계를 개선하므로서 혈류를 촉진하며 음이온이 발생되어 항균, 탈취, 세정효과가 있는 것으로 알려져 있으며 가전제품에서 발생되는 유해한 양이온을 음이온으로 변환시켜 전자파를 차단하는 기능을 하기도 한다.
일라이트(illite)는 대표적인 천연점토 광물질로서 다공성 운모 미네랄이며, 얇은 판상의 구조로 요곡성과 탄성을 가지고 있어 탄성과 흡착성이 뛰어나다. 또한, 40℃에서 방사율 93%, 3.71 x 102의 원적외선을 방사한다. 그밖에 항균작용 및 중금속 흡착 성능을 갖고 있다.
각섬석(amphibloe)은 칼슘, 마그네슘 및 철을 주성분으로 하고 알루미늄을 약간 함유하는 검은색의 광물질로 곱돌이라고도 한다. 이러한 각섬석은 열이 가해질 경우 원적외선 및 무기산 등을 다량 방출하는 것으로 밝혀졌다. 특히 인체에 유익한 9-10 마이크론의 원적외선(방사율 92%)을 방출한다.
흑운모(biotite)는 40도의 온도에서 원적외선 방사율이 93%이다. 이러한 광물질 등은 각각 살균작용, 액체분자 미세화, 원적외선 방사, 산소보충기능, 인체흡수능력 향상, 산성중화기능, 흡착기능 등 다양한 기능을 지니고 있는 것으 로 알려져 있다. 특히 상기한 광물질에서 방사된 원적외선에서 방출하는 파장은 수분과 단백질 분자에 닿을 경우에 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 공명, 공진시켜 세포노화를 방지하는 기능을 가지고 있다.
본 발명에서는 무기항균제를을 적용하여 실리콘 코팅층에 항균 및 탈취 기능성을 부여한다.
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 3-아미노프로필트리에톡시실란은 접착조제로서 포함되며, 유기트리알콕시실란 중 아미노기를 포함하는 실란을 적용하여 내구성, 발수성 및 난연성을 보조하여 준다.
상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 세틸디메티콘코폴리올를 포함하여 혼화성을 높여준다.
다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 상기 원단 표면에 그라비아 방식으로 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 준비된 원단 표면 또는 상면에 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 이용해 그라비아 방식으로 실리콘 코팅층을 형성한다. 일례로 그라비아 코팅을 수행할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 실리콘 코팅층이 형성된 원단을 챔버에서 1차 건조하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 챔버에서 실리콘 코팅층을 건조한다. 일례로 130-180℃의 온도에서 1-5분 동안 건조한다.
다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 1차 건조된 원단을 히팅롤러를 이용하여 2차 건조하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 1차 건조된 원단을 히팅롤러를 통해 감으며 2차 건조한다.
상기 히팅롤러는 180-220℃의 온도로 가열하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은
원단을 준비하는 단계;
상기 원단 표면에 부직포층을 형성하는 단계;
상기 부직포층 표면에 프라이머층 형성용 조성물을 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및
상기 프라이머층 표면에 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 도포하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 원단을 준비하는 단계를 포함한다.
상기 원단은 전술한 원단과 동일한 것을 사용한다.
다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 상기 원단 표면에 부직포층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 부직포층은,
폴리에틸렌테레프탈레이트 고분자 및 폴리아크릴로나이트릴 고분자를 1:1의 중량비율로 혼합한 수지 70-74 중량부, 탄소나노섬유 3-7 중량부, 방충 조성물 2-6 중량부, 구리분말 2-6 중량부, 탄산칼슘 1-5 중량부, 2,2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.1-2 중량부, 염화나트륨 0.1-2 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-2 중량부를 포함하는 펠렛 조성물을 이용하여 펠렛으로 가공하는 단계;
상기 펠렛을 이용하여 제1 원사를 제조하는 단계;
구리섬유를 연신하여 구리극세사로 제조하고, 상기 구리극세사 2-4가닥을 꼬아 합연사를 통해 구리사를 제조하는 단계;
상기 구리사를 폴리락트산(Polylactic acid, PLA) 46-50 중량부, 폴리부틸렌 아디페이트테레프탈레이트(poly(butylene adipate-co-terephthalate), PBAT) 46-50 중량부, 에폭시계 가교결합제 1 중량부 및 입자크기가 30-50 nm인 구리분말 1 중량부를 포함하는 조성물을 방사하여 제조되는 일반사와 1:5-9 중량비로 합사하여 제2 원사를 제조하는 단계;
상기 제1 원사 및 제2 원사를 합사하여 복합사를 제조하는 단계;
상기 복합사를 이용하여 부직포를 제조하는 단계; 및
상기 부직포를 기능성 조성물에 침지한 후 건조하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용한다.
상기 부직포층은 제1 원사 및 제2 원사를 합사하여 제조되는 복합사를 이용하여 제조되는 것이 바람직하다.
상기 제1 원사는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 고분자 및 폴리아크릴로나이트릴(PAN) 고분자를 1:1의 중량비율로 혼합한 수지를 70-74 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 71-73 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 수지는 제1 원사의 주원료로서 PET 및 PAN의 복합수지를 이용한다. 이를 통해 우수한 물성을 가지는 원사를 얻을 수 있다.
상기 제1 원사는 탄소나노섬유를 3-7 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 4-6 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 탄소나노섬유를 포함하여 내구성, 방염성, 내열성 등을 확보할 수 있다.
상기 제1 원사는 방충 조성물을 2-6 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 3-5 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 방충 조성물은 퍼메트린이 그라프트된 폴리부타디엔 고분자 수지, 계피나무껍질, 밤나무껍질, 백리향, 정향 및 페퍼민트를 포함하는 혼합물을 추출한 방충 추출물 및 소듐 도데실 설페이트를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 방충 조성물은 살충기능과 방충기능을 가진 퍼메트린을 미리 폴리부타디엔 고분자 수지에 결합시켜 형성되는 퍼메트린이 그라프트된 폴리부타디엔 고분자 수지와, 계피나무껍질, 밤나무껍질, 백리향, 정향 및 페퍼민트를 포함하는 혼합물로부터 추출한 방충 추출물 및 계면활성제로 소듐 도데실 설페이트를 적용하여 제조된 것을 사용한다.
상기 방충 조성물은 상기 퍼메트린이 그라프트된 폴리부타디엔 고분자 수지 68-72 중량부, 상기 방충 추출물 27-31 중량부 및 소듐 도데실 설페이트 0.3-3 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 퍼메트린이 그라프트된 폴리부타디엔 고분자 수지 69-71 중량부, 상기 방충 추출물 28-30 중량부 및 소듐 도데실 설페이트 0.5-1.5 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 방충 조성물은,
폴리부타디엔, 퍼메트린 및 톨루엔을 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 반응성 촉매를 투입하고 70-90℃의 온도에서 60-120분 동안 200-400 rpm의 회전속도로 교반하며 반응시키는 단계; 및 반응시킨 반응물을 메탄올에 침지하여 퍼메트린이 그라프트된 폴리부타디엔 고분자 수지를 얻는 단계;를 포함하는 퍼메트린이 그라프트된 폴리부타디엔 고분자 수지를 제조하는 단계;
계피나무껍질, 밤나무껍질, 백리향, 정향 및 페퍼민트를 세척한 후, 절단하여 준비하는 단계; 준비된 계피나무껍질, 밤나무껍질, 백리향, 정향 및 페퍼민트를 1:1:1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물 90-110 중량부 및 증류수 900-1100 중량부를 혼합한 후 증기증류법으로 추출하여 방충 추출물을 제조하는 단계; 및
상기 퍼메트린이 그라프트된 폴리부타디엔 고분자 수지 68-72 중량부, 상기 방충 추출물 27-31 중량부 및 소듐 도데실 설페이트 0.1-3 중량부를 혼합하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제1 원사는 구리분말을 2-6 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 3-5 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 구리분말은 충전제로서 사용되어 쿠션의 물성을 향상시킨다.
상기 제1 원사는 탄산칼슘을 1-5 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 2-4 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 탄산칼슘은 충전제로서 사용되어 쿠션의 물성을 향상시킨다.
상기 제1 원사는 2,2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀)을 0.1-2 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 0.5-1.5 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 2,2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀)은 산화방지제로 사용된다.
상기 제1 원사는 염화나트륨을 0.1-2 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 0.5-1.5 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 염화나트륨은 기계적/열적 안정제로 사용된다.
상기 제1 원사는 힌더드 아민(hindered amine)을 0.1-2 중량부 포함하는 것이 바람직하고, 0.5-1.5 중량부 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 힌더드 아민은 자외선 안정제로 사용된다.
상기 펠렛을 가공하는 단계는 상기 혼합물을 용융기를 이용하여 용융한 후 펠렛 형태로 가공하여 배출하는 단계를 통해 수행되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 고분자 수지와 그외 첨가제들을 혼합하되 서로 다른 용융기를 이용하여 1차 용융 후 2차 용융하고, 이후 펠렛 형태로 가공 배출함으로써 용이하게 펠렛 형태로 제조할 수 있다. 혼합하는 종류가 서로 다른 용융기를 이용하여 1차 용융 후 2차 용융한 뒤 2차 용융되어 펠렛 형태로 배출할 수 있다.
상기 용융은 180-200℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
상기 제2 원사는 구리섬유를 통해 제조된 구리사 및 폴리락트산, 폴리부틸렌 아디페이트테레프탈레이트, 에폭시계 가교결합제 및 구리 나노분말을 포함하는 일반사를 합사하여 제조된 것으로, 이를 제1 원사와 함께 적용하여 부직포 자체에서 항균이나 살균을 수행하여 사용자의 건강에 기여할 수 있다.
다음, 상기 복합사를 이용하여 부직포를 제조한다.
일반적으로 원사를 이용하여 부직포를 제조하는 공정을 통해 수행될 수 있고, 일례로, 제2 복합사를 카딩, 니들펀칭하여 부직포를 제조할 수 있다.
다음, 상기 부직포를 기능성 조성물에 침지한 후 건조한다.
상기에서는 준비된 부직포를 기능성 조성물에 침지하여 항균 및 탈취 기능성을 확보한다.
상기 기능성 조성물은 항균추출물 14-18 중량부, 복합오일 10-14 중량부, 부틸렌글라이콜 3-7 중량부, 글리세린 4-8 중량부, 변성알코올 1-5 중량부, 다이프로필렌글라이콜 1-5 중량부, 글리세레스-26 1-5 중량부, 1,2-헥산다이올 0.5-4 중량부, 자일리톨 0.5-4 중량부, 하이드록시아세토페논 0.5-4 중량부, 글리세레스-25피씨에이아이소스테아레이트 0.5-4 중량부, 다이페닐다이메티콘 0.3-3 중량부, 에틸헥실글리세린 0.05-1 중량부, 트라이에틸헥사노인 0.05-1 중량부, 다이소듐이디티에이 0.05-1 중량부, 하이드로제네이티드레시틴 0.05-1 중량부 및 광물 추출액 39-43 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 항균추출물 15-17 중량부, 복합오일 11-13 중량부, 부틸렌글라이콜 4-6 중량부, 글리세린 5-7 중량부, 변성알코올 2-4 중량부, 다이프로필렌글라이콜 2-4 중량부, 글리세레스-26 2-4 중량부, 1,2-헥산다이올 1-3 중량부, 자일리톨 1-3 중량부, 하이드록시아세토페논 1-3 중량부, 글리세레스-25피씨에이아이소스테아레이트 1-3 중량부, 다이페닐다이메티콘 0.5-1.5 중량부, 에틸헥실글리세린 0.08-0.12 중량부, 트라이에틸헥사노인 0.08-0.12 중량부, 다이소듐이디티에이 0.08-0.12 중량부, 하이드로제네이티드레시틴 0.08-0.12 중량부 및 광물 추출액 40-42 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 항균추출물은, 자영지 28-32 중량부, 프로폴리스 28-32 중량부, 녹차 18-22 중량부 및 감잎 18-22 중량부를 혼합하여 열풍건조하고 분쇄하여 혼합분말을 준비하는 단계; 준비된 혼합분말 100 중량부, 물 600 중량부 및 아세톤 200 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 78℃의 온도에서 9시간 동안 1차 열수추출하는 단계; 이후 혼합물을 98℃의 온도에서 6시간 동안 2차 열수추출한 후 여과하여 추출액을 제조하는 단계; 및 제조된 추출액을 120℃의 온도에서 18시간 동안 증류하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용한다.
자영지(紫靈芝, Ganoderma sinense)는 1 년생으로 신장형(腎臟形)~원형 비슷한 갓과 곧고 긴칠흑색의 줄기(대)로 형성된다. 중국, 한국, 일본 등지에 분포하며 주로 침엽수 그루터기에 발생한다. 자영지는 한방에서 동맥경화증, 고혈압증, 뇌졸중, 협심증, 각종 암 등의 치료를 위해 다른 한방약과 배합하여 사용되는 생약이다. 특히 자양 보강, 강장 등의 작용이 있으며, 건뇌·소염·이뇨·익위 등 약용에 사용된다.
프로폴리스는 꿀벌에 의해서 나무의 수액이나 유실수의 수피, 꽃의 수술로부터 채집되며, 꿀벌의 자기방어 또는 꿀벌집의 보수에 사용되는 물질로서, 주로 수지, 밀납, 정유, 화분, 각종 유기물 및 미네랄 물질로 구성되어 있으며, 항산화 작용 뿐만 아니라, 항균, 항진균, 항바이러스, 항종양, 상처 치유작용 등이 있는 것으로 보고되어 있다. 프로폴리스내의 각종 유기물과 미네랄 물질에는 플라보노이드가 다량으로 함유되어 있고, 이러한 플라보노이드는 강력한 항균효능을 나타내는 것으로 보고 되어 있다.
녹차는 비타민과 무기질의 영양소를 공급하는 기능, 맛과 향 등의 기호를 충족시키는 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 녹차 중 떫은맛의 주성분은 폴리페놀(polyphenol) 성분인 카테킨(catechin)인데, 카테킨은 그 유도체에 따라 에피카테킨(Epicatechin), 에피갈로카테킨(Epigallocatechin), 에피카테킨 갈레이트(Epicatechin gallate)와 에피갈로카테킨 갈레이트(Epigallocatechin gallate) 등으로 분류 할 수 있다. 카테킨(Catethin)은 함량이 건조 녹차의 8~20% 정도에 달하며, 수용성으로 물과 함께 끓이면 수중으로 용출된다. 한편, 녹차에는 여러가지 생리활성물질이 포함되어 있는데, 특히 카테킨류는 혈중의 LDL 콜레스테롤을 감소시킴으로서 혈전의 생성억제 및 동맥경화를 예방하고, 과산화지질의 생성을 억제하고 지방 산화를 방지하는 기능성이 있음이 밝혀져 천연 항산화제로서도 이용되고 있다. 또한, 녹차는 노화방지와 더불어 암의 증식을 억제하고 발암억제 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 독소를 무력화하는 항독소 작용이 있어 식중독을 방지하는 효과도 알려져 있다.
감잎은 감나무(Diospysos kaki)의 잎이다. 감나무는 동아시아 특유의 과수로서 한국, 중국, 일본이 원산지다. 감잎 100g에는 비타민 C가 200㎎ 정도로 많이 들어 있어 귤보다 2~3배나 많다. 감잎 추출물의 비타민 C는 열에 잘 견디는 성질이 있어 비교적 안전하게 물에 우러나와 유효성이 높다. 독성과 부작용이 없고 이뇨효과가 있으며 혈압을 안정시켜 신장병이나 심장병에 탁월한 효능이 인정되어 있다. 또한, 비타민 A의 효과를 나타내는 카로틴이 많으며 질병에 대한 저항성 향상, 성인병 예방에 탁월한 효능, 숙취 예방 및 숙취 해소효과, 지혈효과, 설사와 배탈을 멎게 하는 효과, 노화방지효과, 피부미용효과, 감기예방, 뇌세포 건강에 좋으며 임산부나 생리에 좋다. 감잎에 들어있는 탄닌 성분은 부종에 의한 부기를 빼주며 납, 비소, 수은 등 독성물질을 해독시켜 준다.
본 발명에서는 항균추출물을 적용하여 부직포에 항균 및 탈취 기능성을 부여하며 나아가서는 원단에 항균 및 탈취 기능성을 부여한다.
상기 복합오일은, 타임잎, 박하잎 및 마누카잎을 세척하고, 건조시킨 후 분쇄하는 단계; 분쇄된 타임잎, 박하잎 및 마누카잎을 1:1:1의 중량비율로 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물을 이용하여 수증기 증류하는 단계; 및 수증기 증류하여 발생하는 혼합증기를 냉각하여 오일층과 물층으로 분리한 후 오일층을 분리하여 여과하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용한다.
타임(Thyme)은 유럽의 중부 또는 남부와 북아프리카에서 주로 재배되기는 하지만 전세계에서 고루 재배되고 있으며, 높이는 30㎝이다. 잔뿌리가 많은 뿌리에서 사각 모양의 줄기가 나와 위로 올라가며 곁가지를 많이 친다. 잎줄기는 매우 짧고, 길이 5~9㎜, 너비 3㎜ 정도인 긴 타원형의 잎 가장자리는 안으로 굽고 잔털이 많다. 방부작용, 항균작용, 거담작용 등으로 이용되고 있다.
박하는 꿀풀과(Lamiaceae)에 속하는 다년생 식물로 거풍, 해열, 해독의 효능이 있고 풍열, 두통, 인후종통, 복부고창, 치통, 피부소양에 대해 치료효과가 있으며 주성분으로 l-limonene이 포함되어있다(이승은 등, 2005, Lee et al., 2005).
마누카 오일에는 휘발성 정유성분이 다량 함유되어 있으며, 이중 테르베노이드(Terpenoid)계 성분으로는 모노테르페노이드 성분으로 알파-피넨(alpha-pinene), 알파-테르피놀(alpha-terpinol), 1,8-시네올(1,8-cineole), p-사이멘(p-cymene)등이 존재하며, 세스키테르페노이드계 성분으로 비리디플로롤(viridiflorol) 및 이소메릭 알파, 베타, 감마-유데스몰류(isomeric alpha, beta, gamma-eudesmols)를 함유하고 있다.
본 발명에서는 복합오일을 적용하여 부직포에 항균 및 탈취 기능성을 부여하며 나아가서는 원단에 항균 및 탈취 기능성을 부여한다.
상기 광물 추출액은, 토르말린, 일라이트, 각섬석 및 흑운모를 분쇄하여 토르말린 분말, 일라이트 분말, 각섬석 분말 및 흑운모 분말을 준비하는 단계; 준비된 토르말린 분말 33-37 중량부, 일라이트 분말 28-32 중량부, 각섬석 분말 23-27 중량부, 흑운모 분말 8-12 중량부 및 물 198-202 중량부를 혼합하여 광물 혼합물을 제조하는 단계; 상기 광물 혼합물을 98-102℃의 온도에서 5-7시간 동안 열수추출하는 단계; 및 열수추출 후 여과하여 여과액을 얻는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용한다.
토르말린(Tourmaline)은 주지하다시피 대표적인 음이온 방출물질로서 미약전류가 영구히 흐르는 성질이 있어 전기석(電氣石)이라고도 불리우며 이러한 토르말린에서 발산하는 원적외선은 인체내 혈액의 흐름을 촉진하고 발한작용촉진(노폐물 방출), 통증의 완화, 피부의 진정효과, 탈취, 방균, 탈습, 공기청정 등의 작용을 하는 것으로서 이 전류는 0.06mA의 미약전류이고 인간의 신체에 가장 적합한 전류로서 인체의 열(체온)과 접촉하므로서 열전달이 되어 보온작용을 하고 경혈을 자극하여 말초순환계를 개선하므로서 혈류를 촉진하며 음이온이 발생되어 항균, 탈취, 세정효과가 있는 것으로 알려져 있으며 가전제품에서 발생되는 유해한 양이온을 음이온으로 변환시켜 전자파를 차단하는 기능을 하기도 한다.
일라이트(illite)는 대표적인 천연점토 광물질로서 다공성 운모 미네랄이며, 얇은 판상의 구조로 요곡성과 탄성을 가지고 있어 탄성과 흡착성이 뛰어나다. 또한, 40℃에서 방사율 93%, 3.71 x 102의 원적외선을 방사한다. 그밖에 항균작용 및 중금속 흡착 성능을 갖고 있다. 상기 일라이트 분말은 29-31 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
각섬석(amphibloe)은 칼슘, 마그네슘 및 철을 주성분으로 하고 알루미늄을 약간 함유하는 검은색의 광물질로 곱돌이라고도 한다. 이러한 각섬석은 열이 가해질 경우 원적외선 및 무기산 등을 다량 방출하는 것으로 밝혀졌다. 특히 인체에 유익한 9-10 마이크론의 원적외선(방사율 92%)을 방출한다.
흑운모(biotite)는 40도의 온도에서 원적외선 방사율이 93%이다. 이러한 광물질 등은 각각 살균작용, 액체분자 미세화, 원적외선 방사, 산소보충기능, 인체흡수능력 향상, 산성중화기능, 흡착기능 등 다양한 기능을 지니고 있는 것으 로 알려져 있다. 특히 상기한 광물질에서 방사된 원적외선에서 방출하는 파장은 수분과 단백질 분자에 닿을 경우에 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 공명, 공진시켜 세포노화를 방지하는 기능을 가지고 있다.
본 발명에서는 광물 추출액을 적용하여 부직포에 항균 및 탈취 기능성을 부여하며 나아가서는 원단에 항균 및 탈취 기능성을 부여한다.
다음으로저, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 상기 부직포층 표면에 프라이머층 형성용 조성물을 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 프라이머층 형성용 조성물은 비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체 22-26 중량부, 카르복시메틸셀룰로오스 2-6 중량부, 메틸셀룰로오스 2-6 중량부, 폴리비닐알콜 1-5 중량부, 스티렌부타디엔공중합체 1-5 중량부, 펄라이트 분말 0.5-4 중량부, 벤토나이트 분말 0.5-4 중량부, 이산화티타늄 분말 0.5-4 중량부, 구리 분말 0.3-3 중량부, 계면활성제 1-5 중량부 및 물 50-54 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체 23-25 중량부, 카르복시메틸셀룰로오스 3-5 중량부, 메틸셀룰로오스 3-5 중량부, 폴리비닐알콜 2-4 중량부, 스티렌부타디엔공중합체 2-4 중량부, 펄라이트 분말 1-3 중량부, 벤토나이트 분말 1-3 중량부, 이산화티타늄 분말 1-3 중량부, 구리 분말 0.5-1.5 중량부, 계면활성제 2-4 중량부 및 물 51-53 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체는 프라이머층 주성분으로 적용된다.
상기 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 및 폴리비닐알콜은 프라이머층 형성용 조성물에 적용되어 접착력을 향상시킨다. 상기 카르복시메틸셀룰로오스는 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨염으로 적용될 수 있다.
상기 스티렌부타디엔공중합체는 점착성 및 내구성을 향상시키기 위한 성분으로 적용된다.
상기 미네랄 섬유는 경량으로 점성과 가교의 역할로 사용되어 접착제 조성물로 사용되면 견고한 접착 구조를 유도한다.
상기 펄라이트 분말 및 벤토나이트 분말은 내구성과 접착력을 보조하여 주는 첨가제로 적용된다.
상기 이산화티타늄 분말은 유해물질을 산화 분해하여 환경정화(환경오염을 제거하고 항균, 탈취하는 등의 효과)하는 광촉매 기능을 기대할 수 있다.
상기 구리분말은 접착제 조성물의 충전제로 사용됨과 동시에 항균제로 적용되어 내구성과 항균기능을 부여한다.
상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제를 사용한다.
다음으로, 본 발명에 따른 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법은 상기 프라이머층 표면에 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 도포하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 실리콘 코팅층을 형성하는 단계는, 전술한 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계; 상기 원단 표면에 그라비아 방식으로 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계; 실리콘 코팅층이 형성된 원단을 챔버에서 1차 건조하는 단계; 및 1차 건조된 원단을 히팅롤러를 이용하여 2차 건조하는 단계;와 동일하게 수행한다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 원단의 제조-1
전술한 바와 같은 원단을 준비하고, 원단에 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 도포한 후 챔버에서 150℃의 온도에서 1차 건조 후, 200℃의 온도로 가열된 히팅롤러에서 2차 건조하여 실리콘 코팅층이 형성된 원단을 제조하였다.
<실시예 2> 원단의 제조-2
전술한 바와 같은 원단을 준비하고, 원단에 부직포층을 형성하고, 상기 부직포층 상에 프라이머층 형성용 조성물을 도포하여 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층 상에 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 도포한 후 챔버에서 150℃의 온도에서 1차 건조 후, 200℃의 온도로 가열된 히팅롤러에서 2차 건조하여 실리콘 코팅층이 형성된 원단을 제조하였다.
<실험예 1> 물성 실험
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 원단을 이용하여 가로 7 cm×세로 15 cm로 잘라 시료를 만든 후 30초 동안 혼합가스를 유입한 다음 불을 붙여 50 mm 이상 연소시 산소와 질소유량을 측정하여 산소한계지수(LOI) 값을 측정(KS M ISO 4589-2; 2006의 시험방법)하였고, 마찰견뢰도(ISO 105-X12:2001)를 테스트하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 원단의 인장강도, 인장신도, 인열강도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
LOI 인장강도
(N/50mm)		 인장신도
(%)		 인열강도
(N)		 마찰견뢰도
실시예 1 27.4 1278 43.5 104.2 2-3급 이상
실시예 2 30.2 1452 51.0 112.7 2-3급 이상
<실험예 2> 항균 실험
상기 실시예 2에서 제조된 원단의 항균 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 2에서 제조된 원단을 이용하여 KS K 0693: 2016 시험방법으로 시험을 수행하였다. 사용되는 균주는 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538) 및 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)이고, 시험결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험항목 시료구분 초기 농도
(CFU/ml)		 18시간 후 농도
(CFU/ml)		 정균감소율
(%)
포도상규균에 의한 항균시험 대조군 2.8×104 1.4×105 -
실시예 2 1.1×103 99.9
폐렴균에 의한
항균시험		 대조군 6.3×104 3.1×105 -
실시예 1 1.4×103 99.9
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 원단 항균 성능을 확인할 수 있었다.
<실험예 3> 탈취 실험
상기 실시예 2에서 제조된 원단의 탈취 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 2에서 제조된 원단을 이용하여 KFIA-FI-1004 시험방법으로 시험을 수행하였다. 사용되는 시험가스는 암모니아이고, 가스농도측정은 가스검지관으로 수행하였으며, 시험결과를 하기 표 3에 나타내었다.
시험항목 경과시간(분) Blank농도(ppm) 시료농도(ppm) 탈취율(%)
탈취시험 초기 500 500 -
30 480 280 44
60 460 250 50
90 450 220 56
120 440 190 62
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 원단의 탈취 성능을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

  1. 원단을 준비하는 단계;
    실리콘 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계;
    상기 원단 표면에 그라비아 방식으로 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 이용하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계;
    실리콘 코팅층이 형성된 원단을 챔버에서 1차 건조하는 단계; 및
    1차 건조된 원단을 히팅롤러를 이용하여 2차 건조하는 단계;를 포함하고,
    상기 원단은,
    25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 33-37 중량부, 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 8-12 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 13-17 중량부, 알루미늄하이드레이트 13-17 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 8-12 중량부, 소듐디헥실술포숙시네이트 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 혼합하고, 400-500 rpm의 회전속도로 교반하여 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 실리카섬유에 상기 실리콘 조성물을 코팅하는 단계; 및 실리카섬유를 160-200℃의 온도에서 건조 및 경화시키는 단계;를 포함하는 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유를 제조하는 단계;
    상기 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 1:1-5의 중량비율로 혼타면공정을 통해 혼합한 후, 상기 혼타면공정을 거친 혼방랩을 소면, 연조, 조방 및 정방공정을 수행하여 복합사를 제조하는 단계; 및
    상기 복합사를 직조하는 단계;를 수행하여 제조되는 것이고,
    상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 200,000-250,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 48-52 중량부, 25℃에서의 점도가 1,000-2,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 18-22 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 무기항균제 8-12 중량부, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane) 3-7 중량부, 세틸디메티콘코폴리올 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 포함하고,
    상기 무기항균제는 토르말린 분말, 일라이트 분말, 각섬석 분말 및 흑운모 분말을 3:3:2:2의 중량비율로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 원단을 준비하는 단계;
    상기 원단 표면에 부직포층을 형성하는 단계;
    상기 부직포층 표면에 프라이머층 형성용 조성물을 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및
    상기 프라이머층 표면에 실리콘 코팅층 형성용 조성물을 도포하여 실리콘 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 원단은,
    25℃에서의 점도가 100,000-200,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 33-37 중량부, 25℃에서의 점도가 5,000-8,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 8-12 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 13-17 중량부, 알루미늄하이드레이트 13-17 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 8-12 중량부, 소듐디헥실술포숙시네이트 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 혼합하고, 400-500 rpm의 회전속도로 교반하여 실리콘 조성물을 제조하는 단계; 실리카섬유에 상기 실리콘 조성물을 코팅하는 단계; 및 실리카섬유를 160-200℃의 온도에서 건조 및 경화시키는 단계;를 포함하는 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유를 제조하는 단계;
    상기 실리콘 조성물이 코팅된 실리카섬유와 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 1:1-5의 중량비율로 혼타면공정을 통해 혼합한 후, 상기 혼타면공정을 거친 혼방랩을 소면, 연조, 조방 및 정방공정을 수행하여 복합사를 제조하는 단계; 및
    상기 복합사를 직조하는 단계;를 수행하여 제조되는 것이고,
    상기 프라이머층 형성용 조성물은 비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체 22-26 중량부, 카르복시메틸셀룰로오스 2-6 중량부, 메틸셀룰로오스 2-6 중량부, 폴리비닐알콜 1-5 중량부, 스티렌부타디엔공중합체 1-5 중량부, 펄라이트 분말 0.5-4 중량부, 벤토나이트 분말 0.5-4 중량부, 이산화티타늄 분말 0.5-4 중량부, 구리 분말 0.3-3 중량부, 계면활성제 1-5 중량부 및 물 50-54 중량부를 포함하고,
    상기 실리콘 코팅층 형성용 조성물은 25℃에서의 점도가 200,000-250,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 2개의 규소-결합된 알케닐기를 갖는 폴리다이오가노실록산 48-52 중량부, 25℃에서의 점도가 1,000-2,000 mPaㆍs이고, 분자 내에 적어도 3개의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 폴리다이오가노실록산 18-22 중량부, 25℃에서의 점도가 800,000-1,000,000 mPaㆍs인 폴리오가노하이드로겐실록산 8-12 중량부, 무기항균제 8-12 중량부, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane) 3-7 중량부, 세틸디메티콘코폴리올 2-6 중량부 및 백금계 촉매 0.5-1.5 중량부를 포함하고,
    상기 무기항균제는 토르말린 분말, 일라이트 분말, 각섬석 분말 및 흑운모 분말을 3:3:2:2의 중량비율로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 세라믹 실리콘 코팅방법을 이용한 세라믹 코팅 원단의 제조방법.
KR1020230044626A 2023-04-05 2023-04-05 세라믹 실리콘 코팅 및 이를 이용한 원단의 제조방법 KR102559247B1 (ko)

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JPH101879A (ja) * 1996-06-13 1998-01-06 Komatsu Seiren Kk 消臭、抗菌および防汚機能を有する繊維布帛
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