KR102582881B1 - 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스에 관한 것이다.
본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스는 매트리스 기재(100), 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 위치하는 코팅층(200) 및 상기 코팅층(200) 일측 표면에 위치하는 극세박지 직물(300)을 포함하고, 상기 코팅층(200)은 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 형성되되, 상기 코팅액 조성물은 TPO 수지 60 내지 80 중량부, 게르마늄 나노입자 0.5 내지 1.5 중량부, 그래핀 0.1 내지 0.3 중량부, 탈취액 0.8 내지 1.2 중량부 및 이소시아네이트 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함된다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스는 게르마늄 및 각종 첨가물이 혼합되어 구성됨으로써, 전자파를 차단하고, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 혈액순환 및 신진대사를 촉진하며, 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있다.

Description

게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스{FUNCTIONAL BED MATTRESS COMPRISING GERMANIUM}
본 발명은 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 게르마늄 및 각종 첨가물을 혼합하여 침대 매트리스를 제조함으로써, 전자파를 차단하고, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 혈액순환 및 신진대사를 촉진하며, 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있는 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스에 관한 것에 관한 것이다.
일반적으로 침대 매트리스는 스프링을 주체로 한 스프링 매트리스, 합성수지의 스펀지를 사용한 스펀지 매트리스 등이 있다.
상기 스프링 매트리스는 가장 일반적으로 사용되고 있는 것으로, 스프링의 쿠션에 의한 포근함은 있으나, 취침 시 머리 부위와 둔부 부위에 무게중심이 집중되기 때문에 허리통증을 유발하며 스프링의 마모 및 녹 발생에 따른 기능 저하로 일정기간 사용 후 매트리스를 바꾸어야 하는 단점을 갖고 있다. 뿐만 아니라 온열기능 미비, 소음, 먼지공해, 세균번식의 기능적 결함을 갖는 문제점이 있다.
상기 스펀지 매트리스는 가격이 싸지만 장기간 몸을 지탱해줄 정도의 탄성을 가지고 있지 않아 무게가 집중되는 부분이 함몰되는 단점이 있고 화학소재이기 때문에 민감한 피부에 알레르기 질환이나 피부트러블을 야기 시킬 수 있으며 온열 기능미비, 먼지공해, 세균번식 등의 기능적 결함을 갖는 문제점이 있다.
한편, 최근 더욱 심각해지고 있는 실내 및 실외환경과 전자파 등 많은 유해물질과 스트레스에 노출되어 있는 현대인들에게 휴식을 취하는 동안 피로를 충분히 풀고 인체에 유용한 작용을 할 수 있는 매트리스가 절실히 요구되고 있다.
이러한 수요자의 니즈(needs)를 반영한 것으로, 항균 및 탈취 처리 기능을 수행할 수 있는 매트리스가 공개되어 있는데, 예를 들어, 국내 실용신안등록 제 380174호 '나노실버 입자가 함침된 항균 매트리스 커버' 및 국내 실용신안 등록 제 285972호 '항균제가 부설된 매트리스'와 같은 항균 기능을 가미한 매트리스 기술들이 존재한다.
그러나 이러한 매트리스에 항균 기능을 부가하는 것은 장시간 사용 시 항균 효과가 저해되는 문제가 존재하고, 집안 특유의 냄새뿐만 아니라 실내에 존재하는 음식냄새 및 여러 애완동물 특유의 냄새가 발생하여 실내공기가 오염되며, 상기와 같은 냄새는 그대로 매트리스에 흡수되어 수면을 방해하는 원인이 되는 문제점이 있었다.
따라서, 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있는 신규하고 진보된 매트리스가 절실히 필요한 실정이다.
국내등록특허 제10-1869187호(2018년 06월 12일 등록) 국내등록특허 제10-2230666호(2021년 03월 16일 등록) 국내등록특허 제10-1559826호(2015년 10월 06일 등록)
본 발명은 게르마늄 및 각종 첨가물을 혼합하여 침대 매트리스를 제조함으로써, 전자파를 차단하고, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 혈액순환 및 신진대사를 촉진하며, 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있는 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스는 매트리스 기재(100), 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 위치하는 코팅층(200) 및 상기 코팅층(200) 일측 표면에 위치하는 극세박지 직물(300)을 포함하고, 상기 코팅층(200)은 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 형성되되, 상기 코팅액 조성물은 TPO 수지 60 내지 80 중량부, 게르마늄 나노입자 0.5 내지 1.5 중량부, 그래핀 0.1 내지 0.3 중량부, 탈취액 0.8 내지 1.2 중량부 및 이소시아네이트 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함된다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스는 게르마늄 및 각종 첨가물이 혼합되어 구성됨으로써, 전자파를 차단하고, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 다량으로 방사되어 혈액순환 및 신진대사를 촉진하며, 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스(10)는 매트리스 기재(100), 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 위치하는 코팅층(200) 및 상기 코팅층(200) 일측 표면에 위치하는 극세박지 직물(300)을 포함한다.
상기 매트리스 기재(100)는 친환경의 섬유원단으로 형성될 수 있는데, 상기 친환경 섬유원단의 제조방법은 사(絲) 준비단계(S100), 통경단계(S200) 및 제직단계(S300)를 포함하고, 상기 단계를 거쳐 친환경 섬유원단을 제직할 수 있다.
즉, 상기 친환경 섬유원단은 표면직물 및 이면직물의 이중으로 구성된 이중직물일 수 있는데, 상기 친환경 섬유원단의 제조방법은 표면직물의 표면경사는 폴리에스터 필라멘트사(Polyester filament yarn)의 카치온사(Cation Dyable Polyester)와 드로우 텍스처사(draw textured yarn)를 1:1 중량비로 합사하여 300데니어(Denier)의 굵기를 가지는 원사를 준비하고, 표면직물의 표면위사는 폴리에스터 필라멘트사(Polyester filament yarn)의 카치온사(Cation Dyable Polyester)와 드로우 텍스처사(draw textured yarn)를 1:2 중량비로 합사하여 400데니어(Denier)의 굵기를 가지는 원사를 준비하며, 이면직물의 이면경사는 풀달(Full dull) 폴리에스터 드로우 텍스처사(DTY사)를 준비하며 이면위사는 원착 드로우 텍스처사(DTY사)를 준비하는 사(絲) 준비단계(S100); 상기 이면경사와 표면경사의 통경비율을 각각 일정한 매수로 배열하여 경사를 종광(heald), 바디(reed)에 끼우기하여 통경하는 통경단계(S200): 및 상기 표면경사와 이면경사의 상승과 하강시 표면위사와 이면위사의 위입에 의해 제직하여 표면직물과 이면직물을 제직하는 제직단계(S300)를 포함한다.
상기 통경단계(S200) 및 제직단계(S300)의 구성은 섬유원단을 제조하는 공지된 방법으로 수행될 수 있는바, 본 발명의 기술적 사상의 명확성 및 설명의 편의를 위하여 상기 통경단계(S200) 및 제직단계(S300)의 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 상기 사(絲) 준비단계(S100)의 구성에 대하여만 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 사(絲) 준비단계(S100)에서 표면직물과 이면직물의 1순환조직에 사용되는 경사와 위사의 사(絲) 굵기와 재질을 살펴보면, 상기 표면직물을 구성하는 사의 굵기에 있어서 표면경사와 표면위사는 사의 굵기가 서로 다르고, 각각 재질이 다른 2개의 합성섬유사를 합사하여 준비할 수 있다.
예를 들어, 상기 표면직물의 표면경사는 폴리에스터 필라멘트사(Polyester filament yarn)의 카치온사(Cation Dyable Polyester)와 드로우 텍스처사(draw textured yarn)를 1:1 중량비로 합사하여 300데니어(Denier)의 굵기를 가지는 원사를 준비하고, 상기 표면직물의 표면위사는 폴리에스터 필라멘트사(Polyester filament yarn)의 카치온사(Cation Dyable Polyester)와 드로우 텍스처사(draw textured yarn)를 1:2 중량비로 합사하여 400데니어(Denier)의 굵기를 가지는 원사를 준비할 수 있다.
또한, 상기 이면직물을 구성하는 이면경사는 72가닥의 75데니어(Denier) 굵기의 풀달(Full dull) 폴리에스터 드로우 텍스처사(DTY사)를 사용하고, 상기 이면위사는 150 데니어(Denier) 원착 드로우 텍스처사(DTY사)를 사용할 수 있다.
즉, 상기 표면직물을 구성하는 표면경사는 폴리에스터 필라멘트사(Polyester filament yarn)의 카치온사(Cation Dyable Polyester)와 드로우 텍스처사(draw textured yarn)를 1:1 중량비로 합사하여 300데니어(Denier)의 굵기를 가지는 원사를 사용하고, 상기 표면경사의 밀도는 50본/인치(inch)인 것이 바람직하고, 상기 표면직물을 구성하는 표면위사는 폴리에스터 필라멘트사(Polyester filament yarn)의 카치온사(Cation Dyable Polyester)와 드로우 텍스처사(draw textured yarn)를 1:2 중량비로 합사하여 400데니어(Denier)의 굵기를 가지는 원사를 사용하며, 상기 표면위사의 밀도는 60본/인치(inch)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 이면직물을 구성하는 이면경사는 섬도 72가닥의 75데니어(Denier) 굵기의 풀달(Full dull) 폴리에스터 드로우 텍스처사(DTY사)를 사용하고 이면경사의 밀도는 220본/인치(inch)인 것이 바람직하고, 상기 이면위사는 150데니어(Denier) 원착 드로우 텍스처사(DTY사)를 사용하고 밀도는 85본/인치(inch)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 원착 드로우 텍스처사(DTY사)는 이면직물에 사용할 수 있는데, 상기 원착 드로우 텍스처사(DTY사)는 100~200 데니어(Denier) 굵기를 사용할 수도 있다.
상기 코팅층(200)은 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 위치하는 것으로, 상기 코팅층(200)은 상기 제직된 표면직물과 이면직물에 코팅액 조성물을 도포한 후 건조함으로써 항취성, 항균성, 탈취성 등의 물성을 향상시킬 수 있는데, 상기 코팅액 조성물은 TPO 수지, 게르마늄 나노입자, 그래핀, 탈취액 및 이소시아네이트를 포함한다.
또한, 상기 코팅액 조성물은 TPO 수지 60 내지 80 중량부, 게르마늄 나노입자 0.5 내지 1.5 중량부, 그래핀 0.1 내지 0.3 중량부, 탈취액 0.8 내지 1.2 중량부 및 이소시아네이트 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 TPO(Thermo Plastic Polyolefine; 열가소성 폴리올레핀계 탄성체) 수지는 인장강도, 가공성이 우수한데, 상기 TPO 수지는 우수한 내후성과, 저온에서의 우수한 유연성, 탁월한 융착성 및 작업시 유해물질이나 냄새, 먼지 발생이 없고, 방수성과 내풍성이 뛰어나고, 무엇보다도 친환경 열가소성 소재로, 높은 기계적 강도를 갖는다.
예를 들어, 상기 TPO(Thermoplastic Polyolefine) 수지는 PE(Polyethylene) 수지, PP(Polypropylene) 수지, 폴리부틸렌(Polybutylene) 수지, 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지 및 에틸렌-비닐알코올 공중합체 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 수지가 사용될 수 있다.
상기 게르마늄은 희귀원소로 회백색의 광택을 가진 반금속원소이며 신비의 약리작용까지 지닌 반도체로 지구상에 존재하는 원소 가운데 기(氣)에 가장 가깝고 또 기가 강한 원소로서 신비의 원소 생명의 원소 기적의 물질로 알려져 있다.
이러한 게르마늄은 유기게르마늄(Ge132)과 무기게르마늄(Ge32)으로 나눌수 있는데 유기게르마늄만이 우리 인체에 사용할 수 있으며 유기게르마늄은 먹는 산소이며 수소가 많은 항산소로 현대과학에서 밝혀져 있다.
또한, 게르마늄은 이온화된 항산소를 공급할 수 있어서 세포를 활성화시키고 발육을 촉진하며 산성수를 인체에 유익한 알카리수로 바꾸어주며 원적외선을 발산하여 생리활성과 신진대사 강화를 가능하게 할 수 있는 활성물질이다.
상기 게르마늄은 원적외선을 많이 방출하는 것으로 알려져 있는데, 상기 원적외선은 파장이 4~1000μm의 범위로 피부 깊숙히 침투하여 열로 바뀌는데 이러한 흡수작용은 5~30μm의 파장대에 밀집되어 있다. 진동수 파장이 인체에 흡수되면, 생체 안에서 원자와 분자가 공진운동을 일으키며 열에너지로 변해 각 세포가 활성화되어 대사가 촉진될 수 있다.
즉, 게르마늄(Germanium, Ge)은 내열성이 우수하고 저열팽창성의 특성을 가지고 있으며, 다른 산화물보다 높은 원적외선을 방사하는 것으로 알려져 있어 원적외선 방사 재료로써 많은 연구에 사용되고 있으며, 게르마늄이 피부에 접촉하면 게르마늄 이온이 체내에 들어가 공명, 공진운동을 하며 섭취 시에도 각종 유해물질과 함께 20~30 시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없으며, 탈취, 항곰팡이, 제습, 공기정화, 온열 등의 기능을 수행할 수 있다.
상기 그래핀은 강도, 열전도율, 전자이동도, 소취성 및 항균성 등 여러 가지 특징이 현존하는 물질 중 가장 뛰어난 소재이다. 이에 따라, 디스플레이, 이차전지, 태양전지, 자동차, 및 조명 등 다양한 분야에 응용되고, 관련 산업의 성장을 견인할 전략적 핵심소재로 인식되어, 그래핀을 상용화하기 위한 기술이 많은 관심을 받고 있다.
즉, 그래핀은 탄소 원자들이 sp2 혼성으로 육각형 벌집 모양의 격자구조를 이루는 2차원 구조의 탄소 동소체로서, 단층 그래핀의 두께는 탄소원자 1개의 두께인 0.2 내지 0.3nm이다. 그래핀은 높은 전기전도성과 비표면적을 가지므로 슈퍼캐패시터, 센서, 배터리, 액추에이터 용도의 전극(전극 활물질), 터치패널, 플렉서블 디스플레이, 고효율 태양전지, 방열필름, 코팅 재료, 바닷물 담수화 필터, 이차전지용 전극, 초고속 충전기 등 다양한 분야에 이용되고 있다.
상기 탈취액은 다양한 냄새 성분에 대한 악취, 즉 제조되는 침대 매트리드(10)에서 생성되는 악취를 제거할 수 있는데, 상기 탈취액은 하기의 제조방법으로 제조된 탈취액이 사용될 수 있다.
즉, 탈취액을 제조하기 위하여, 먼저, 정제수에 구연산나트륨, 푸마르산나트륨 및 아디픽산을 혼합한 후 교반하여 제1 용액을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 정제수 100 중량부에 대해, 구연산나트륨 8 내지 12 중량부, 푸마르산나트륨 1 내지 5 중량부 및 아디픽산 3 내지 7 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 교반하여 제1 용액을 제조할 수 있다.
상기 구연산나트륨, 푸르미산나트륨, 아디픽산은 탈취 효과, 악취 제거 효과를 향상시키고 안정성을 높이기 위하여 포함될 수 있다.
다음으로, 정제수, 에탄올, 과산화초산 및 초산나트륨을 혼합한 후 교반하여 제2 용액을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 정제수, 에탄올, 0.06(w/w)% 농도의 과산화초산 및 0.08(w/w)% 농도의 초산나트륨을 1:1:1:1의 중량 비율로 혼합한 후 40 내지 42℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 교반하여 제2 용액을 제조할 수 있다.
상기 단계에서 상기 에탄올은 탈취 효과의 속효성과 무기, 유기 물질 등에 대한 탈취, 소취 효과가 우수하며, 상기 과산화초산(Peroxyacetic acid)은 분자식이 CH3COOOH로 표현되며, 반응성이 높고 옥시젠 라디칼(Oxygen radical)에 의해 단 몇 방울로도 다양한 종류의 세균을 박멸하는 성질을 가진 것으로 알려져 있다. 과산화초산의 탄화수소 말단은 박테리아 등의 미생물 세포에 쉽게 침투하여 미생물의 내부 및 외부의 S-S 및 S-H 결합을 분해하여 신속하고 효과적인 항균활성을 유도한다.
과산화초산이 유기물과 접촉되었을 때, 하기 반응식 1과 같이 원자상의 옥시젠 라디칼이 발생되고, 발생된 옥시젠 라디칼은 접촉된 유기물을 산화시켜 살균효과를 발휘한다.
[반응식 1]
CH3COOOH + H2O ↔ CH3COOH + ·O2
따라서, 일반적으로 과산화초산은 병원성 미생물을 제거하기 위한 의료기기용 세정제로 많이 사용되고 있고, 에어컨 필터 및 조리기구 세정제, 손 세정제 등 다양한 분야에 사용된다.
그 다음으로, 상기 제1 용액에 정제수를 혼합한 후 교반하여 제3 용액을 제조할 수 있다.
상기 단계에서 제3 용액은 상기 제1 용액 50 내지 70 중량부 및 정제수 180 내지 220 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 33 내지 35℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 동안 교반하여 제조될 수 있다.
이어서, 상기 제2 용액에 정제수를 혼합한 후 교반하여 제4 용액을 제조할 수 있다.
상기 단계에서 제4 용액은 상기 제2 용액 40 내지 60 중량부 및 정제수 130 내지 170 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 33 내지 35℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 동안 교반하여 제조될 수 있다.
다음으로, 상기 제3 용액과 제4 용액을 혼합한 후 교반하여 탈취액을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 제3 용액 및 제4 용액을 1:2 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 38 내지 40℃의 온도에서 25 내지 35분 동안 교반함으로써 탈취액을 제조할 수 있다.
상기 이소시아네이트(isocyanate)는 경화제로 기능할 수 있는데, 예를 들어, 상기 이소시아네이트(isocyanate)는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI) 및 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트가 사용될 수 있고, 바람직하게는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI)가 사용될 수 있다.
상기 극세박지 직물(300)은 상기 코팅층(200) 일측 표면에 위치하고, 통상의 접착제 등으로 고정 결합될 수 있는데, 상기 극세박지 직물(300)은 하기의 방법으로 제조될 수 있다.
즉, 상기 극세박지 직물(300)을 제조하기 위하여, 먼저, 울(wool)로 이루어진 울(wool) 단사를 준비할 수 있다.
상기 단계에서 울(wool)은 천연소재로 주로 양모를 말하는데, 상기 울은 감촉이 부드럽고, 보온성 및 통기성이 뛰어나며, 구김이 잘 가지 않고 흡습성 또한 우수하다.
일반적으로 100% 울(wool) 원단은 가공 비용이 많이 들고 강도가 약한 문제점이 있는데, 본 발명에서는 상기 울로 제조되는 직물의 항균성, 항취 활성을 높이고 자외선 차단 효과 및 직물 자체의 물성을 향상시키기 위하여, 상기 울(wool)에 수지조성물 및 결합제를 혼합하여 코팅하여 울 단사를 제조할 수 있다.
즉, 상기 단계에서 상기 울 단사는 울(wool) 80 내지 90 중량부, 수지조성물 1 내지 3 중량부 및 결합제 3 내지 7 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 건조하여 제조될 수 있다.
상기 수지조성물로는 UV 안정제가 포함된 열가소성 수지가 사용될 수 있는데, 상기 수지조성물은 열가소성 수지 100 중량부에 대해, UV 안정제 0.5 중량부의 중량비율로 혼합되어 제조될 수 있고, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC) 및 폴리프로필렌(PP)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열가소성 수지가 사용될 수 있다.
또한, 상기 UV 안정제는 태양광선으로부터 자외선을 차단하여 변색을 방지하기 위해 사용되는 것으로, 예를 들어, 상기 UV 안정제는 살리실레이트계, 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 시아노아크릴레이트계, 벤조에이트계, 트리아진계 및 아민계로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 공지된 UV 안정제가 사용될 수 있다.
상기 결합제는 상기 울에 결합력이나 항균성 등의 효과를 제공하고 울의 물성을 향상시킬 수 있는데, 상기 결합제는 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지, 폴리실록산, 알콕시실란, PMMA(Polymethly Methacrylate) 수지 조성물, 항균나노분말, 분산제 및 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트를 포함한다.
또한, 상기 결합제는 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지 10 내지 20 중량부, 폴리실록산 3 내지 7 중량부, 알콕시실란 1 내지 3 중량부, PMMA(Polymethly Methacrylate) 수지 조성물 3 내지 7 중량부, 항균나노분말 0.8 내지 1.2 중량부, 분산제 0.1 내지 0.5 중량부 및 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트 0.5 내지 1.5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate; PBAT)는 생분해성 바이오플라스틱으로 땅 속에서 6개월 이내에 100% 분해가 되는 친환경적인 재료이고, 상기 PBAT 수지는 일반적으로 알려진 방법에 따라 1,4-부탄디올, 아디픽산 및 테레프탈산을 축중합하여 얻을 수 있다.
이러한 PBAT 수지로는 이러한 일반적 방법으로 직접 합성한 것을 사용하거나, 이미 상용화된 수지, 예를 들어, 상술한 상품명 ECOPLEX(바스프)이나, PBG7070(삼성정밀화학) 등으로 상용화된 PBAT 수지 입수하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 PBAT 수지는 150,000 내지 400,000의 중량평균분자량을 가질 수 있는데, 상기 PBAT 수지가 이러한 분자량의 범위를 가짐에 따라, 상기 PBAT 수지와 폴리실록산, PMMA 수지 조성물 등 다른 재료들과의 상용성 및 가공성이 보다 우수하게 될 수 있고, 비교적 높은 분자량에 따라 보다 향상된 물성 등을 나타낼 수 있다.
상기 폴리실록산은 우수한 발수력을 제공함으로써, 극세박지 직물 표면에 대한 우수한 발수성 및 발수내구성 효과를 부여할 수 있다.
상기 폴리실록산은 하기의 [화학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
상기 [화학식 1]에서 R4은 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 아크릴레이트류 유기기, 에폭시류 유기기 또는 이들의 조합이고, X는 수소원자, 황화수소기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 아크릴레이트류 유기기, 에폭시류 유기기 또는 이들의 조합이며, n은 폴리실록산의 중량평균분자량(Mw)이 1,000g/mol 내지 100,000g/mol로 되게 하는 1 이상의 정수이다.
예를 들어, 상기 폴리실록산은 디메틸폴리실록산 및 오르가노폴리실록산을 포함할 수 있는데, 상기 디메틸폴리실록산 및 오르가노폴리실록산은 3:7 내지 7:3이 되도록 조합하여 사용할 수 있다.
상기 알콕시실란은 가교제, 표면처리제, 부착증진제 및 내부 보강제로 기능할 수 있으며, 일반적으로 무기물 표면과 유기 바인더간의 결합을 강화하고 내약품성, 내습성 등의 여러 가지 향상된 물성을 발휘하게 도움을 줄 수 있도록 이용되고 있다.
상기 알콕시실란은 RnSi(OR')4-n(여기서 R은 탄소수 1~4의 알킬기이고 R'은 탄소수 1~3의 알킬기 또는 탄소수 1~3의 아실기이며 n은 1, 2 또는 3)으로 대표될 수 있다.
상기 PMMA(Polymethly Methacrylate) 수지 조성물은 PMMA 수지를 포함하는데, 상기 PMMA 수지는 메틸메타크릴레이트 단량체를 주성분으로 하는 수지를 말하며, 인간의 일상생활에 널리 사용되고 있는 소재로 콘택트렌즈나 인공관절, 뼈 등으로 사용되고 있고, 규칙적인 결합체로 구성되어 있어 미반응 물질로 인한 환경오염이 적고 작업 및 화재 시 유독가스를 발생하지 않아 친환경적이며 인체에 안전하다.
상기 PMMA 수지는 신장률 100% 이상으로 인장강도가 10MPa 이상인 고탄성 및 고인장강도를 갖는 PMMA 수지가 사용될 수 있는데, 상기 PMMA 수지는 PMMA 수지에 1관능성 단량체 및 2관능성 단량체의 함량을 조절하여 고탄성 및 고인장강도의 PMMA 수지 조성물을 제조할 수 있다.
상기 PMMA 수지 조성물은, 조성물 총 중량 대비 PMMA 수지 30~50 중량부, n-butyl acrylate(BA) 단량체 20~40 중량부, methyl methacrylate(MMA) 단량체 10~30 중량부, 2-hydroxy ethyl methacrylate(2-HEMA) 단량체 5~10 중량부, methacrylic acid(MAA) 단량체 2~5 중량부 및 tripropyleneglycol diacrylate(TPGDA) 단량체 2~5 중량부를 혼합하여 60~70℃ 온도로 가온하고 균일하게 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 제1 단계; 상기 제1 혼합물에 경화촉진제인 n,n-dimethyl-p-toluidine(DMPT) 0.1~1.0 중량부를 40~50℃의 온도에서 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 제2 단계; 및 상기 제2 혼합물을 상온으로 냉각하여 경화제인 dibenzoyl peroxide(BPO) 1~2 중량부를 혼합하여 PMMA 수지 조성물을 제조하는 제3 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 PMMA 수지는 메틸 메타아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, i-부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트계 단량체와 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트 및 2-에틸 헥실 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 아크릴레이트계 단량체, 그리고 메타아크릴산, 아크릴산 등과 같이 산가를 가지는 단량체를 단독 또는 2종 이상을 이용하여 현탁중합, 벌크중합, 용액중합 등의 방법으로 제조할 수 있다.
상기 PMMA 수지는 분자량 5,000~200,000g/mol에 유리전이온도(Tg) 20~100℃가 적당하며, 중합시 사용하는 산가를 가진 단량체는 중합 단량체 총량 대비 0.1~5 중량부가 바람직하다.
상기 1관능성 단량체에는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, i-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시 프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트계 단량체와 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트 및 2-에틸 헥실 아크릴레이트로 이루어젠 군에서 선택되는 아크릴레이트계 단량체를 단독 혹은 2 종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 2관능성 단량체인 가교성 단량체는 한 분자 내에 라디칼 중합 가능한 이중결합을 2개 이상 가지고 있는 단량체로서 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,2-프로필렌글리콜디아크릴레이트, 1,2-프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산다이올디아크릴레이트, 1,6-헥산다이올디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트,디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 및 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 항균나노분말은 결합제에 포함되어 발수성, 내구성, 내후성을 향상시키고 항균성, 탈취성을 부여하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 항균나노분말은 순지트나노분말 및 칠보석나노분말을 1:1의 중량비율로 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 순지트나노분말은 순지트의 입경이 나노미터(nm) 단위가 되도록 분말화하여 제조될 수 있는데, 상기 순지트(shungite)는 SiO2(규산염)과 C60(플러렌)을 주성분으로 하는 물질로서, 천연 플러렌을 함유하는 물질을 의미한다. 플러렌을 90% 이상 함유한 순지트를 엘리트 순지트(Elite shungite) 또는 노블 순지트(Noble Shungite)라 하고, 플러렌을 60% 이하 함유한 순지트를 노멀 순지트(Normal shungite)라 한다.
상기 순지트의 대표적인 기능은 항산화 기능, 전자파 차단 기능, 오염물질의 정화 및 분해 기능, 그리고 살균 및 항균 기능이 있다. 순지트는 강력한 천연산화방지제로서 수많은 질병에 대한 인간의 면역성을 높여주는 기능이 있고, 오염물질을 흡착시켜 물과 공기를 정화시키는 기능을 하며, 흡착한 오염물질을 스스로 분해하는 능력이 있다.
또한, 상기 순지트는 항균 및 살균 성질을 가지고 있어 대장균, 녹농균, 포도상구균 및 유해균만을 99% 이상 제거하는 기능이 있고, 유해전자파를 차단하고, 원적외선을 다량 방출하는 기능이 있다.
또한, 상기 칠보석나노분말은 칠보석의 입경이 나노미터(nm) 단위가 되도록 분말화하여 제조될 수 있는데, 상기 칠보석은 원적외선과 음이온 방출, 항균, 탈취 및 정화 효과를 부여할 수 있다. 상기 칠보석은 모세혈관을 확장시키고, 암을 예방하며 치매를 예방하고 인체 활동에 필요한 세포를 활성화시키는 효과를 가질 수 있다.
또한, 상기 칠보석은 흑색, 적색, 갈색, 홍색, 회색, 담회색 및 녹색 등 일곱 가지 영롱한 색깔을 지니고 있는 광물로서, 화학적인 주성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, TiO2, P2O5 및 MnO가 주성분이며, 석영, 장석, 흑운모, 백운모, 석류석, 인회석, 저어콘, 방해석, 녹니석, 견운모 및 기타 광물로 구성되어 있고, 에너지 방사 형태는 토션파인 좌파와 우파가 방사되는 형태이다.
특히, 칠보석을 분석한 화합물을 보면 SiO2가 60% 이상 함유되어 있어 제습효과가 우수하며, 활성알루미나 등이 다량 함유되어 미네랄이 풍부하고, 알칼리염을 중화시키는 정화 효과를 나타낸다.
상기 분산제는 결합제의 분산성이 우수하고 안정성이 뛰어난 물질을 사용할 수 있는데, 상기 분산제로는 하기의 [화학식 2]로 나타내는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
여기서, X 및 X'는 수소원자 또는 벤조일아미노기이며, Z는 수소원자이고, R1 내지 R4는 같거나 다를 수 있고 메틸기 또는 에틸기이며, n 및 m은 2 또는 3을 의미한다.
구체적으로, 상기 분산제는 하기의 [화학식 3]으로 나타낼 수 있는 분산제를 사용할 수 있다.
[화학식 3]
상기 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트는 경화제로 사용될 수 있는데, 상기 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트는 결합제에 포함되어 경화 반응을 진행시켜 기계적 및 화학적 물성을 확보할 수 있다.
예를 들어, 상기 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트는 유리 전이 온도(Tg)가 -20℃ 이하, 수 평균 분자량(Mn)이 1000 내지 1500의 범위에 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 준비된 울(wool) 단사와 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA) 필름을 합연 열처리하여 PVA로 코팅된 울사를 제조할 수 있다.
상기 PVA(Poly Vinyl Alcohol)는 수용성 플라스틱의 하나로 포발(poval)이라고도 하는데, 물 이외의 보통의 유기용매에는 녹지 않는 백색 분말로 140℃ 정도까지는 안정한 상태를 유지한다. 직물(織物)의 풀, 종이의 사이징이나 에멀션화안정제(乳化安定劑) 등으로 사용된다.
그 다음으로, 상기 PVA로 코팅된 울사를 열처리한 후 가연하여 연신할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 PVA로 코팅된 울사를 제1피드롤러에 통과시키고 170 내지 180℃ 온도의 히터에서 열처리한 후, 2쌍 이상의 마찰벨트로 이루어진 가연장치로 가연비 1.50 내지 1.60으로 가연하면서 제2피드롤러를 통과시키면서 연신할 수 있다.
이어서, 상기 연신된 울사를 이용하여 제직할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 연신된 울사를 가로방향 및 세로방향으로 십자 모양으로 교착하도록 엮어 제직함으로써 진행될 수 있는데, 예를 들어, 상기 울사의 제직은 상기 연신된 울사가 인접하도록 등간격으로 배치하거나, 상기 연신된 울사를 꼬아 엮음으로써 진행될 수 있다.
상기 단계에서 상기 연신된 울사를 이용하여 제직하는 구성은 당해 기술분야에서 공지의 기술인 바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 상기 제직된 울사를 온수세하여 극세박지 직물을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 제직된 울사를 온수세하여 상기 울사 표면에 코팅된 PVA 코팅층을 제거함으로써 극세박지 직물을 제조할 수 있는데, 상기 단계에서는 상기 제직된 울사를 90 내지 95℃의 온도에서 20 내지 40분 동안 열탕 수세하여 극세박지 직물을 제조할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스에 대하여 바람직한 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명한다.
< 실시예 >
매트리스 기재, 상기 매트리스 기재 양측 표면에 위치하는 코팅층 및 상기 코팅층 일측 표면에 위치하는 극세박지 직물을 포함하는 침대 매트리스를 제조하였다.
이때, 상기 매트리스 기재는 표면직물 및 이면직물의 이중으로 구성된 친환경 섬유원단을 사용하였다.
또한, 상기 코팅층은 상기 제직된 표면직물과 이면직물에 코팅액 조성물을 도포한 후 건조함으로써 형성하였는데, 상기 코팅액 조성물은 TPO 수지 70 중량부, 게르마늄 나노입자 1 중량부, 그래핀 0.2 중량부, 탈취액 1 중량부 및 이소시아네이트 0.3 중량부의 중량 비율로 포함되었다.
또한, 상기 극세박지 직물은, 울(wool) 85 중량부, 수지조성물 2 중량부 및 결합제 5 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 건조하여 울 단사를 제조하고, 상기 울(wool) 단사와 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA) 필름을 합연 열처리하여 PVA로 코팅된 울사를 제조하며, 상기 PVA로 코팅된 울사를 제1피드롤러에 통과시키고 170 내지 180℃ 온도의 히터에서 열처리한 후, 2쌍 이상의 마찰벨트로 이루어진 가연장치로 가연비 1.50 내지 1.60으로 가연하면서 제2피드롤러를 통과시키면서 연신하고, 상기 연신된 울사를 이용하여 제직하며, 상기 제직된 울사를 93℃의 온도에서 30분 동안 열탕 수세하는 과정을 거쳐 제조되었다.
< 비교예 >
시중에 판매되고 있는 침대 매트리스 기재를 준비한 후 이를 비교예에 따른 침대 매트리스로 사용하였다.
1. 침대 매트리스의 항균성 및 항진균성 측정
상기 실시예, 비교예에 의해 제조된 침대 매트리스의 항균성 및 항진균성을 평가하였다.
(1) 항균성
항균성은 JIS L 1902 기준으로 시험균(대장균, Escherichia coli)에 대한 항균성을 평가하였다. 시험 균액을 35 ± 1℃, RH 90 ± 5%에서 24시간 정치 배양한 후, 균수를 측정하여 항균율을 산출하였다.
(2) 항진균성
항진균성은 ASTM G-21을 기준으로 5종의 혼합 균주를 사용하여 시료에서 성장을 기준으로 평가하였다.
상기 항진균성을 평가하기 위한 곰팡이 균주(혼합균주)로는 Aspergillns niger, Penicillium pinophilum, Chaetomium globosum, Gliosiadiun virens 및 Aureobasidium pullulans를 사용하였다.
상기 항균성 및 항진균성에 대한 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.
구분 항균율
(%)		 항곰팡이 시험
배양시간의 기간
1주 후 2주 후 3주 후 4주 후
실시예 99.9 0 0 0 0
비교예 38.3 1 2 2 3
< 항곰팡이 시험 판정 기준 >
0 : 시험편의 접종한 부분에 균사의 발육이 인지되지 않음.
1 : 시험편 위 10% 이하로 발육이 인지됨.
2 : 시험편 위 10 ~ 30% 이하로 발육이 인지됨.
3 : 시험편 위 30 ~ 60% 이하로 발육이 인지됨.
4 : 시험편 위 60% 이상 발육이 인지됨.
상기 [표 1]을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 침대 매트리스의 경우 항균성 및 항진균성이 우수하며 그 효과가 오래 지속됨을 확인할 수 있었다.
2. 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds : VOCs)의 함량 조사
상기 침대 매트리스에 대하여 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds : VOCs)의 함량을 조사하였고, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었으며, 시험조건은 하기와 같다.
시험조건 및 참고사항
1. 시료 준비 : 침대 매트리스 시편(5cm × 5cm)
2. 시료 전처리 : 2시간, 65℃
3. 시료 처리
3.1 테들러 백 크기 : 3L
3.2 질소 주입량 : 3L
3.3 흡착제 : Tenax TA(VOCs), DNPH catridge(Aldehyde)
3.4 시료 채취량
3.4.1 Aldehyde : 1.5L 3.4.2 VOCs : 1L
4. 분석조건(VOCs)
4.1 ATD(Turbomatrix manufactured by Perkin Elmer, USA)
4.1.1 튜브 탈착 온도 : 280℃ 4.1.2 탈착 시간 : 15분
4.1.3 탈착 최고 온도 : 280℃ 4.1.4 탈착 최저 온도 : -30℃
4.2 GC/MS
4.2.1 이동가스 : 헬륨
4.2.2 컬럼온도 : 40℃(2분)→7℃/분→220℃(25분)→7℃/분→280℃(5분)
4.2.3 컬럼 : HP-1, 60m × 0.32mm
5. 분석조건 (Aldehyde)
5.1 HPLC
5.1.1 컬럼 : C18 (150mm × 4.6mm ID) 5.1.2 컬럼온도 : 40℃
5.1.3 이동상 : A : Water/THF(8:2,V:V), B : Acetonitrile
5.1.4 기울기 용리 : 0→25min, B 20→60%, 25→40min, B 20% Hold
5.1.5 유량: 1.5 mL/min 5.1.6 측정 파장: 360nm 5.1.7 주입량 : 20㎕
< 휘발성 유기화합물의 함량 ; 단위 ㎍/㎥ >
구분 실시예
Benzene 10 미만
Toluene 10 미만
Xylene 10 미만
Formaldehyde 10 미만
상기 [표 2]를 참조하면, 실시예에 따른 침대 매트리스는 Benzene, Toluene, Xylene, Formaldehyde의 함량이 10㎍/㎥인 것을 알 수 있는데, 상기 [표 2]에 나타난 바와 같이 실시예에 따른 침대 매트리스는 유해물질이 포함되지 않은 친환경적임을 알 수 있다.
3. 암모니아, 황화수소 탈취 시험
300cc의 삼각 플라스크에 하기에 기재된 농도를 나타내는 암모니아, 황화수소의 악취원을 넣고, 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 침대 매트리스 시편을 각각 20g씩 첨가 및 밀폐한 후 방치하였고, 이후 일정한 시간 간격으로 악취원의 농도를 측정하였다.
(1) 암모니아 탈취 시험
28% 암모니아수를 4배 부피의 물에 희석하여 희석액을 제조하였고, 상기 희석액 0.15cc를 넣어 암모니아 농도가 160ppm이 되도록 하여 탈취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.
암모니아 탈취 시험 (단위 : ppm)
구분 실시예 비교예
3분 후 61 132
5분 후 42 124
10분 후 24 115
30분 후 13 110
60분 후 8 103
(2) 황화수소 탈취 시험
정제수 1에 황화수소 3을 상온에서 용해하여 용해액을 제조하였고, 상기 용해액을 5배로 희석한 것을 0.5cc 덜어내어 암모니아와 동일하게 처리하였다. 이때, 황화수소 농도가 310ppm이 되도록 하여 탈취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.
황화수소 탈취 시험 (단위 : ppm)
구분 실시예 비교예
1시간 후 195 294
2시간 후 143 281
3시간 후 81 272
상기 [표 3] 및 [표 4]를 참조하면, 실시예에 따른 침대 매트리스는 암모니아, 황화수소 등에 대해 탈취 효과가 우수함을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10; 침대 매트리스
100; 매트리스 기재
200; 코팅층
300; 극세박지 직물

Claims (1)

  1. 매트리스 기재(100), 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 위치하는 코팅층(200) 및 상기 코팅층(200) 일측 표면에 위치하는 극세박지 직물(300)을 포함하되,
    상기 코팅층(200)은 상기 매트리스 기재(100) 양측 표면에 코팅액 조성물을 도포한 후 건조하여 형성되고, 상기 코팅액 조성물은 TPO 수지 60 내지 80 중량부, 게르마늄 나노입자 0.5 내지 1.5 중량부, 그래핀 0.1 내지 0.3 중량부, 탈취액 0.8 내지 1.2 중량부 및 이소시아네이트 0.1 내지 0.5 중량부의 중량 비율로 포함되며,
    상기 탈취액은, 정제수 100 중량부에 대해, 구연산나트륨 8 내지 12 중량부, 푸마르산나트륨 1 내지 5 중량부 및 아디픽산 3 내지 7 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 교반하여 제1 용액을 제조하고, 정제수, 에탄올, 0.06(w/w)% 농도의 과산화초산 및 0.08(w/w)% 농도의 초산나트륨을 1:1:1:1의 중량 비율로 혼합한 후 40 내지 42℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 교반하여 제2 용액을 제조하며, 상기 제1 용액 50 내지 70 중량부 및 정제수 180 내지 220 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 33 내지 35℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 동안 교반하여 제3 용액을 제조하고, 상기 제2 용액 40 내지 60 중량부 및 정제수 130 내지 170 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 33 내지 35℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 동안 교반하여 제4 용액을 제조하며, 상기 제3 용액 및 제4 용액을 1:2 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 38 내지 40℃의 온도에서 25 내지 35분 동안 교반하는 과정을 거쳐 제조된 탈취액을 사용하고,
    상기 극세박지 직물(300)은, 울(wool) 단사를 준비하고, 상기 준비된 울(wool) 단사와 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 합연 열처리하여 폴리비닐알콜로 코팅된 울사를 제조하며, 상기 폴리비닐알콜로 코팅된 울사를 제1피드롤러에 통과시키고 170 내지 180℃ 온도의 히터에서 열처리한 후, 2쌍 이상의 마찰벨트로 이루어진 가연장치로 가연비 1.50 내지 1.60으로 가연하면서 제2피드롤러를 통과시키면서 연신하고, 상기 연신된 울사를 가로방향 및 세로방향으로 십자 모양으로 교착하도록 엮어 제직하며, 상기 제직된 울사를 90 내지 95℃의 온도에서 20 내지 40분 동안 열탕 수세하여 제조된 극세박지 직물이 사용되되,
    상기 울 단사는 울(wool) 80 내지 90 중량부, 수지조성물 1 내지 3 중량부 및 결합제 3 내지 7 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 건조하여 제조되고, 상기 수지조성물은 열가소성 수지 100 중량부에 대해, UV 안정제 0.5 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되며, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC) 및 폴리프로필렌(PP)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 열가소성 수지가 사용되고, 상기 결합제는 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지 10 내지 20 중량부, 폴리실록산 3 내지 7 중량부, 알콕시실란 1 내지 3 중량부, PMMA(Polymethly Methacrylate) 수지 조성물 3 내지 7 중량부, 항균나노분말 0.8 내지 1.2 중량부, 분산제 0.1 내지 0.5 중량부 및 1,3,5-트리글리시딜 이소시아누레이트 0.5 내지 1.5 중량부의 중량 비율로 포함되며, 상기 PMMA(Polymethly Methacrylate) 수지 조성물은, 조성물 총 중량 대비 PMMA 수지 30~50 중량부, n-butyl acrylate(BA) 단량체 20~40 중량부, methyl methacrylate(MMA) 단량체 10~30 중량부, 2-hydroxy ethyl methacrylate(2-HEMA) 단량체 5~10 중량부, methacrylic acid(MAA) 단량체 2~5 중량부 및 tripropyleneglycol diacrylate(TPGDA) 단량체 2~5 중량부를 혼합하여 60~70℃ 온도로 가온하고 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 제1 단계; 상기 제1 혼합물에 경화촉진제인 n,n-dimethyl-p-toluidine(DMPT) 0.1~1.0 중량부를 40~50℃의 온도에서 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 제2 단계; 및 상기 제2 혼합물을 상온으로 냉각하여 경화제인 dibenzoyl peroxide(BPO) 1~2 중량부를 혼합하여 PMMA 수지 조성물을 제조하는 제3 단계를 포함하여 제조되고, 상기 항균나노분말은 순지트나노분말 및 칠보석나노분말을 1:1의 중량비율로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 게르마늄이 함유된 기능성 침대 매트리스.
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