KR102586251B1 - 기능성 온수관을 이용한 온수매트와 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기능성 온수관을 이용한 온수매트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현탁액 제조단계, 아크릭 공중합체 개질제 제조단계, 탈수 및 건조단계, 에폭시화 오일 제조단계, 가소화단계, 혼련단계, 펠렛화단계, 제품화단계, 기능성 온수관 압출단계 및 온수매트 제조단계를 거쳐 유연성, 내열성 및 난연성은 물론 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 더욱 효과적으로 방출되고 아울러 편안하고 가벼운 사용감 및 쿠션감으로 사용상의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트를 용이하게 제조할 수 있는 효과를 가진다.

Description

기능성 온수관을 이용한 온수매트와 그 제조방법{Hot water mat using functional hot water pipe and its manufacturing method}
본 발명은 기능성 온수관을 이용한 온수매트와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유연성, 내열성 및 난연성은 물론 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 더욱 효과적으로 방출되고 아울러 편안하고 가벼운 사용감 및 쿠션감으로 사용상의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트에 관한 것이다.
동절기에 난방을 위해서 사용되는 열선을 이용한 전열 매트는 실내의 바닥을 국부적으로 난방함으로써 난방비용을 절감할 수 있는 점에서 널리 사용되고 있다.
그러나 상기 열선을 이용한 전열 매트는 외부충격에 의한 단선 시 화재 또는 감전사고의 위험이 있고, 특히 전자파가 발생되어 인체에 유해한 문제점이 있다.
최근 들어 주거문화 및 생활수준의 향상과 웰빙(well-being)에 대한 관심이 증대됨에 따라 온열은 물로 인체에 유익한 원적외선이나 음이온 등을 방출함으로써 치료 및 찜질효과 등의 기능성을 접목한 온수매트가 각광받고 있다.
상기 온수매트는 그 내부에 온수가 유동되게 하는 온수관이 내장되어 있고, 소형 온수 보일러로부터 공급되는 온수를 순환시킴으로써 매트를 국부적으로 난방하거나 보온유지를 하게 된다.
일 예로 가열장치에 의해 온수가 순환 공급되어 상판의 온열이 이루어지고, 옥, 숯, 황토 등의 성분이 함유된 기능성 판재들이 온수에 의한 가열 시 인체에 유익한 음이온 및 원적외선이 방사되도록 구성되어 있다.
그런데 이와 같은 종래 온수매트는 상판 하측에 설치된 온수 순환구조 또는 전열관과 같은 가열수단에 의한 온돌효과는 기대할 수 있으나, 황토, 숯, 옥 등의 기능성 매체에 의한 효능이 인체에 효과적으로 전달되기에는 구조적인 문제점이 있다.
즉, 기능성 판재들이 일정 형태를 이루면서 가열수단의 상부에 배치되는 구조적 특성상 황토, 숯, 옥 등 의 기능성 매체만으로는 기능성 판재를 구성할 수 없어 부가적인 재료를 혼용 사용하게 되므로 기능성 매체의 순수한 효능을 제대로 얻을 수 없는 한계가 있다.
더욱이 종래의 온수매트는 상판 및 하판이 옥돌 따위의 세라믹 또는 합성수지 등과 같은 딱딱하거나 단단한 재질로 이루어져 있기 때문에 내부의 기능성 판재들로부터 방사되는 음이온 및 원적외선의 투과율이 현저히 떨어져 그 효능을 전혀 기대하지 못하고, 단지 가열수단에서 전도 또는 복사되는 열에 의한 온열 기능에만 만족할 수밖에 없다.
이외에도 면상발열체를 이용한 접이식 전열 매트의 경우 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 발열체가 열선필름 형태의 면상발열체로 이루어짐으로써 내구성이 떨어져 외력에 의한 파손에 따른 단락과 화재 위험성이 매우 높아 안전에 취약할 뿐만아니라 발열과정에서 생성되는 인체에 유해한 전자파를 발생함으로써 소비자의 건강에 악영향을 미칠 우려가 있다.
결과적으로 웰빙을 선호하는 현대인들의 패턴 및 소비경향과 배치되어 온열매트의 사용을 기피하는 원인으로 작용하여 상품성에 악영향을 미칠 수밖에 없는 한계가 있다.
이에 유연성, 내열성 및 난연성은 물론 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 더욱 효과적으로 방출되고, 사용상의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 온수관용 조성물 및 이로 이용한 온수매트 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
아울러 온수관 제조업체에서는 압출속도를 최대한 고속으로 하여 생산성을 향상시켜 오고 있기 때문에 온수관 재료는 상기 물성은 물론 압출가공성을 동시에 만족해야 한다.
이런 특성을 개선하기 위하여 지금까지 개발되어 특허 출원된 선행기술과 특허문헌을 살펴보면 다음과 같다.
대한민국 등록특허 제101740305호는 발열면적을 넓혀 난방 효율의 향상을 갖도록 하고, 사용자의 하중에 의해 온수로가 막히지 않도록 하며, 온수가 통과하는 온수로의 변형 방지와 손상을 방지할 수 있도록 되고, 전열부 등에서 발생되는 전자파가 온열매트로 전이되는 것을 차단되도록 한 열효율이 향상된 온수온열매트로서, 일정 용량의 물을 수용하여 가열 공급하는 온수가열부와, 상기 온수가열부에서 가열된 온수를 공급받는 온열매트로 구성된 온수온열매트에 있어서, 상기 온수가열부는 가열히터를 포함하는 온수가열통과, 온수가열통에서 가열된 물을 온열매트로 강제순환시키는 온수순환펌프와, 온열매트와 결합되며 온수가 순환되도록 하는 온수관과, 상기 온수관에 구비되는 역류방지수단 및 이를 제어하는 제어부가 구비되며, 온열매트는 사용자의 하중에 의해 어느 일측의 온수공급관로가 눌려 온수공급이 원활하지 않게 될 때 인접한 온수관로를 통해 온수가 공급될 수 있도록 구성되고, 온열매트의 일측에 구성되는 공급연결관체 및 회수연결관체가 구비된 열효율이 향상된 온수온열매트를 특징으로 한다. 대한민국 등록고안 제200207192호는 낚시, 등산, 야영시에 깔고 앉거나 요처럼 사용하는 매트에 온수를 순환시켜 따뜻하게 사용할 수 있게 온수가열기의 온수순환작용이 원활하게 이루어지도록 한 온열매트용 온수가열기의 개량고안에 관한 것으로, 가열통과 그 상측의 저수통이 개폐볼이 내장된 연통관으로 관통되고 가열통 일측에 온수출구가 설치되고 저수통 일측에 회수구가 설치된 통상의 것에 있어서, 상기 연통관의 하부 출수구를 가열통 바닥면과 근접되게 설치하고 온수출구)에서 분기시킨 분기관 상측은 저수통과 관통되어 하향절곡된 증기출구를 부착하되 분기관 내에 방사형으로 통수홈이 형성되고 개폐볼을 가진 분기밸브를 구성하여서 됨을 특징으로 한다. 대한민국 공개고안 제2020160001460호는 차량의 루프탑 텐트의 바닥면에 설치되는 루프탑 텐트 전용 온열, 온수매트에 관한 것으로 루프탑 텐트에 일반적인 규격의 매트 설치가 용이하도록 양쪽 천막지지대와 일측 모서리의 매트용 전원접속커텍터의 부피를 수용하여 안락하고 쾌적한 상태에서 여가를 즐길 수 있게 텐트 양 사이드 중간부에 만곡형 홈부와 텐트 일측 모서리에 단요부를 형성함을 특징으로 한다. 대한민국 공개고안 제2020110011925호는 온수 온열 매트용 원적외선 방사 자연석 실리콘호스로서, 온수 온열용 매트에 별도의 장치 없이 간단하게 설치하여 원적외선 복사열로 인한 인체의 신진대사와 세포 공진 효과를 주기 위한 목적이 있는 것이며, 더 자세하게 설명 하면 파쇄된 맥반석 또는 황토 또는 원적외선을 방사하는 무기질 자연석 입자를 실리콘 호스에 장입 하는데 있어서, 일정한 길이의 호스 하단을 밀폐한 후, 본 고안을 위하여 별도로 제작된 진동과 낙하가 동시에 이루어지는 파쇄된 자연석 주입장치 토출구에, 호스상단을 수직으로 결속한 후, 호스 내부에 주입물이 포화 충전되면 상단을 밀폐하여 온수 온열용 매트용도로 별도의 장치 없이 간단하게 매트 위에 설치할 수 있도록 하는 것으로서 원적외선 방사기능이 있는 자연석 파쇄 입자를 실리콘 호스에 상기와 같은 방법으로 장입한 온수 온열 매트용 원적외선 방사 자연석 실리콘호스다. 따라서 상기 고안은 종래 전기 전열선을 이용한 온열매트는 전자파가 생성되어 인체 해로움을 있다는 연구 결과가 있었고 그 단점을 피하기 위하여 시도되어 오는 온수를 이용한 온열방식이 점차 파급되고 있으나 무거운 자연석 원석을 온수 순환 매트에 올리면 열전도가 되지 않던 단점과 무게에 의하여 온수순환 호스를 압박하여 순환이 원활하지 못하던 단점과 원석판이 쉽게 깨어지거나 이동이 자유롭지 못하던 단점이 있어 맥반석, 황토, 무기질의 자연석과 같은 원적외선 방사는 자연으로 이용하지 못하던 단점을 개선함과 동시에 화학적인 인체유해한 요소가 발생하지 않는 호스를 사용하며 자연석을 그대로 파쇄하여 사용하므로 자연석 원판 보다 열전도 효율과 원적외선 방사효율은 더 높아져서 인체의 신진대사와 세포에 공진효과를 한층 높여주는 효과가 있다. 대한민국 공개고안 제2020110005732호는 온수 순환식 석재타일 난방매트에 관한 것으로 비철금속판 6면체 판넬 내부에 순환호스를 설치하고 황토 등 천연물질을 이용하여 몰탈 타설하고 그 위에 다수의 타공을 성형 배열한 타공판을 거치 조합시켜 완성되는 온열 판넬과 식물성으로 만든 얇은 두께의 보드 판(10m/m)에 4각형으로 (가로 15cm X 세로 15cm)관통배열하고 그 공간에 같은 두께와 크기의 옥석, 맥반석, 게르마늄석, 천연황토석, 현무암석 타일을 끼워서 열전도 상판이 이루어진다. 온열판넬위에 열전도 상판을 프레임으로 조합하고 온수순환 보일러(특허제10-0876939호)를 결합하여 완성되는 한국형 온열매트와 열전도 상판을 일본바닥매트인 다다미에 장착하여 상기의 온열 판넬 위에 결합시켜 같은 보일러를 사용하는 일본식 온열 매트가 완성된다. 천연물질의 몰탈 재료와 타공된 판넬상판 기능성열전도 상판에서 원적외선 음이온이 방출되며 전열선을 사용치 않아 전자파발생, 화재, 화상의 위험이 없는 것을 특징으로 하며 전도판의 석재 타일이 얇아 예열시간이 단축되고 몰탈 타설한 발열 판넬의 단열, 보온, 축열 성능이 향상되어 전기 소비량이 절감되는 효과가 있다 대한민국 등록특허 제101568182호는 온수매트의 최하부를 이루는 합섬 섬유재의 바닥재와, 상기 바닥재의 상면에 위치하고 탄성을 갖는 투공성 섬유재와, 상기 투공성 섬유재에 구불구불하게 내장되어 배치된 플라스틱 수지재질의 온수호스와, 상기 투공성 섬유재의 상부에 위치하며 그라파이트(graphite) 분말이 제1원사에 함침되어 직조된 방열(放熱)성 그라파이트 시트와, 상기 그라파이트 시트의 상부에 위치하며 토르말린(tourmaline) 분말이 제2 원사에 함침되어 직조된 토르말린 시트와, 상기 토르말린 시트의 상부에 위치하며 황토 분말이 함침된 황토커버재와, 상기 온수호스에 가열 온수를 공급하는 온수 공급부를 포함하여 구성되는 저 전자파 및 고 방열성의 기능성 온수 순환 온열 매트를 개시한다. 대한민국 등록특허 제101006311호는 실내의 바닥 또는 침대에 얹어 사용하는 온수를 이용한 황토 온열매트 및 그 제조방법을 제공한다. 상기 특허에 따르면 그 구조 및 제조방법을 대폭 개선하여 고가의 동 파이프를 사용하지 않고도 내구성이 뛰어난 황토 온열매트를 제공함과 동시에 온수파이프가 무수히 많은 공기층을 갖는 지지부재의 내부에 매설되도록 하여 고온의 열을 외부로 빼앗기지 않고 복수 개의 황토층을 통해 상부로만 전도시킬 수 있는 효과를 가지다. 이를 위해, 상부가 개방된 사각 틀 형태의 케이스와, 상기 케이스의 바닥면에 1mm 이하의 두께로 형성된 바닥 황토층과, 상기 바닥 황토층의 상면에 위치되고 격벽에 의해 무수히 많은 공간부가 형성되며 상, 하면에는 부직포가 부착된 형태로서, 격벽에는 온수파이프가 삽입되는 삽입홈이 지그재그로 형성되어 상면으로 노출된 지지부재와, 상기 지지부재의 삽입홈은 물론이고 상면에 3-7mm의 두께로 채워져 온수파이프의 이탈을 방지하는 고정 황토층과, 상기 고정 황토층의 상측에 3-7mm의 두께로 형성된 마감 황토층으로 구성되어 공지된 온수보일러의 가동에 따라 온수가 지지부재의 삽입홈에 매설된 온수파이프를 순환함에 따라 난방이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 대한민국 등록특허 제101308966호는 세로방향으로 일정간격 다수의 격실을 형성하도록 원단을 누비되, 상기 격실에는 온수관과 게르마늄혼합물이 번갈아 형성되는 온수매트를 포함하도록 구성되는 다기능성 온열매트를 제공한다. 상기 발명에 따르면 세로방향으로 일정간격 다수의 격실을 형성하도록 원단을 누비되, 상기 격실에는 온수관과 게르마늄혼합물이 번갈아 형성되는 온수매트를 제공함으로써 상기 게르마늄혼합물에 의한 원적외선, 음이온, 피톤치드의 방출로 신진대사 및 혈액순환 촉진, 피로회복 등의 다양한 효과를 극대화할 수 있을뿐더러 상기 게르마늄혼합물이 충진된 격실은 볼록한 형상을 가지게 되므로 이웃한 온수관의 눌림을 방지할 수 있어 온수관의 순환이 원활하게 이루어지도록 하는 효과를 가진다. 대한민국 등록특허 제1020080013515호는 체온을 일정온도 상승시켜 이에 자력이 미치도록하여 혈액순환을 원활하게 하기 위한 영구자석을 이용한 온열침대용 매트에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 온수순환파이프에 의해 온도가 상승된 인체에 자력이 유입되어 혈관속의 콜레스트롤을 용해시켜 혈관을 확장시키므로서 혈액순환과 신진대사를 촉진시키므로서 사용자의 건강을 유지시킬 수 있도록 한 영구자석을 이용한 온열침대용 매트에 관한 것으로, 바닥판이 부가된 프레임과; 상기 프레임의 내측에 등간격으로 다수개 배설된 철판과; 상기 철판의 상면에 다수개 결합된 영구자석과; 상기 영구자석에 열이 유입되는 것을 차단하기 위한 열차단부재와; 상기 열차단부재의 상부에 사행으로 배열되는 온수순환파이프와; 상기 온수순환파이프의 상부에 도포되는 일라이트층과; 상기 일라이트층의 상부에 부가된는 온열판으로 구성된 것이다. 대한민국 등록특허 제101826107호는 반신욕 혹은 족열(족욕)효과를 낼 수 있는 온수매트에 관한 기술로써 매트의 머리 쪽 면적 3/2를 두부, 발 쪽 면적 1/3을 족부로 구분하여 족부에 매설하는 온수순환관의 길이를 두부에 순환하는 길이보다 20% 정도 짧게 함과 동시에 족부에 매설된 온수순환관 상측에 열전도성이 높고 건강기능성이 있은 세라믹 소재의 블록을 온수순환관 라인을 따라 1열로 부착하되 족부의 종방향 중앙지대 폭 10cm 내에는 동 세라믹 블록을 부착하지 않는 것으로, 두한족열 건강법을 추구한 종래의 온열매트가 제조과정에서의 효율성과 경제성 그리고 사용과정에서의 효용성과 편의성이 심각하게 간과된 문제점에 대해 그 해결책을 제시한다 대한민국 공개특허 제1020150074360호는 전자파와 소음이 없으며 보관이 용이한 온수매트에 관한 것으로, 기존의 온열매트에 있는 열선을 없애고 발열판을 통하여 온수를 가열하되 하나의 온수관으로 인하여 접어서 보관할 경우 호수관이 망가지는 문제점을 여러 개의 온수관을 설치하고 온수보일러 대신 발열체를 통하여 온수를 만드는 방법을 통하여, 전자파가 없으며 접어서 보관하여도 온수관이 접히지 않아 접어서 보관하여도 온수관이 망가지지 않고, 온수보일러가 없음으로 소음이 없으며 매트만 보관하게 되어 수납이 편리한 온수매트에 관한 것이다 대한민국 공개특허 제1020140042960호는 친환경 소재인 편백나무를 사용하여 매트의 바닥판을 구성함으로써 편백나무로부터 방출되는 피톤치드와 같은 이로운 물질이 인체에 흡수될 수 있도록 함과 동시에 상기 편백나무에는 다수의 옥석이 일정 간격마다 설치되어 매트의 바닥판 전체로 열전도가 신속하게 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라, 축열에 의해 장시간 온열상태가 유지되도록 함으로써 난방효과를 극대화할 수 있는 편백나무와 옥석이 내장된 온열매트에 관한 것으로, 편백나무와 옥석이 내장된 온열매트는, 온열매트에 있어서, 내부에 발열체가 구비된 온열판과, 상기 온열판의 상부면에 안착되게 설치되는 편백나무판을 포함하되, 상기 편백나무판은 일정 간격마다 상하방향으로 관통되게 형성된 다수개의 관통공이 형성되어 하단부가 상기 온열판의 상부면에 밀착되고, 측단부가 상기 편백나무판의 관통공 내면에 밀착되게 설치되는 옥석을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 대한민국 공개특허 제1020170120987호는 탄소기반 선상 발열사 소재를 사용한 온열매트에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 전기적 특성에 의해 발열되는 탄소사와, 탄소사의 외측을 감싸는 점착제층으로 구성되는 다수의 탄소발열체; 상기 탄소발열체의 상부와 하부를 각각 감싸는 상, 하부외피; 상기 상, 하부외피의 일측에 구성되어 상기 탄소발열체들을 전기적으로 접속시키는 도전체; 상기 상, 하부외피의 도전체가 구성되는 타측에 구성되어 상기 상, 하부외피가 서로 마주하는 면의 단부에 각각 배치되어 상기 탄소발열체들을 병렬적으로 연결하는 각각 전극판; 으로 이루어지는 온열매트에 있어서, 상기 상, 하부 외피는 유리섬유의 재질로 구성되고, 상기 상, 하부 외피의 외측에 고 내열성 접착바인더가 구성되며, 상기 접착바인더의 외측에 아라미드재질의 표피가 각각 접층되어 압착롤러의 압착하여 구성되어, 상기 탄소발열체의 열기가 외부로 이동되는 것을 차단토록 구성됨으로써, 온열매트의 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에, 무게경량화를 통해 운반 및 휴대성과 유연성을 확보할 수 있고, 탄소발열체의 외측에 별도의 표피를 각각 적층시켜 압착 구성함으로써, 내부의 열이 외부로 누설되는 것을 방지함과 더불어 화재발생 시 고온에 견딜 수 있는 상, 하부외피와 표피를 구성함으로써 화재의 확산을 방지하고, 저전력과 고발열성을 가질 수 있음과 더불어 단시간 내에 고온을 형성시킬 수 있는 것이다. 대한민국 공개특허 제1020210156700호는 가장자리에 일정 높이로 테두리벽이 형성된 부직포 상판과, 상기 테두리벽에 의해 형성되는 상기 부직포 상판의 내부 공간에 일정 간격을 두고 배선되어 전원인가 시 발열하는 전열선과, 상기 전열선을 감싸듯이 상기 부직포 상판의 내부 공간에 고정된 배선시트와, 상기 부직포 상판의 내부 공간에 충전된 숯알갱이와, 상기 부직포 상판의 내부 공간을 분할하듯이 상기 배선시트의 하면에 일정 간격을 두고 다수 부착된 격벽과, 상기 부직포 상판의 내부 공간을 폐쇄하는 부직포 하판 및 상기 전열선에 전원을 인가하는 전선에 전기 적으로 연결되어 상기 전열선에 과전류가 인입 시 전원을 차단하는 퓨즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 온열매트를 개시한다. 대한민국 등록특허 제102291284호는 인체에 유익한 편백나무를 선택하여 가공하고 건조시켜 일정규격의 편백나무블록을 만들어 폴리우레탄 온수호스를 결합시켜 온수가 순환되는 편백나무온수매트를 만들어 편백나무의 성분이 방출되는 기능성을 가지고, 굴신 작용이 용이하여 침대 위에 펼쳐 사용하기 좋고, 감촉이 부드럽고 두루마리로 말아 보관할 수 있게 한 편백나무 온수매트를 개시한다. 대한민국 공개특허 제1020160147383호는 수평길이와, 상기 수평길이에 대하여 직각되는 방향의 수직길이를 갖는 하부매트원단이 절단되는 하부매트원단 절단단계와; 호스안착홈이 형성된 쿠션매트원단이 상기 하부매트원단과 동일한 형태를 갖도록 절단되는 쿠션매트원단 절단단계와; 상기 쿠션매트원단과 동일한 형태를 갖도록 부직포원단이 절단되는 부직포원단 절단단계와; 상기 부직포원단과 동일한 형태를 갖도록 기능성 코코넛 상부매트원단이 절단되는 기능성 코코넛 상부매트원단 절단단계와; 상기 쿠션매트원단의 호스안착홈에 온수호스를 삽입한 후 전단된 부직포원단을 덮고 호스안착홈의 상부로 부직포원단과 쿠션매트원단이 지지끈으로 관통되어 박음질되는 온수호스 고정단계; 및 상기 온수호스가 고정된 쿠션매트원단을 하부매트원단에 올려놓고, 상기 쿠션매트원단에 상부매트원단을 덮은 후 가장자리 둘레에 바이어스테이프를 댄 후 박음질로 마무리하는 바이어스 박음질단계로 이루어져서, 사용과정에서 온수호스가 호스안착홈으로부터 분리되는 것을 방지하여 수명을 연장되도록 하고, 열전도율이 향상될 수 있도록 하는 가운데 원적외선에 의한 효과를 얻을 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제점과 필요성을 해결하고자 안출된 것으로서 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 더욱 효과적으로 방출되고, 사용상의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 온수관 및 이로 이용한 온열매트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 응축기(condenser)가 장착된 반응기 내에 탈이온수 100,000중량부와 중합개시제(polymerization initiator) 30~80중량부, 유화제(emulsifier) 150~1,000중량부를 순차적으로 투입한 후 진공 펌프를 이용하여 반응기에 진공을 걸어 반응기 내부의 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체(vinyl chloride monomer) 60,000~120,000 중량부를 투입하고 100~1,000RPM 속도로 교반하면서 반응기의 온도를 50~90℃로 유지시키고 2~10시간 동안 반응을 진행하여 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)] 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 제조하는 현탁액 제조단계와;
상기 현탁액 제조단계에서 현탁액 제조가 완료되면 상기 반응기에 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent) 20~100중량부, 중합개시제 10~80중량부, 아크릴 단량체 20,000~60,000중량부를 순차적으로 투여한 다음, 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 60~90℃로 상승시켜 1~24시간 중합한 다음 반응이 완료된 후 상기 반응기 하부에서 추출한 중합반응액을 스팀 스트리핑(steam stripping) 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 다음, 60~100℃에서 12~48시간 감압하에 건조시켜 아크릭 공중합체(acryl copolymer modifier) 개질제를 제조하는 아크릭 공중합체 개질제 제조단계와;
상기 현탁액 제조단계 제조된 폴리염화비닐 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 탈수한 후 60~80℃ 온도로 유지되는 유동층 건조기 내에서 3~24시간 건조하여 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태의 폴리염화비닐 중합체를 제조하는 탈수 및 건조단계와;
교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 적가장치(dropping funnel)가 장착된 반응기 내에 식물성 오일 10,000중량부와 유기산 800~2,000중량부를 가하여 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 30~80℃까지 상승시킨 다음 무기산 30~70중량부를 첨가하고 하이드로겐 퍼옥사이드(hydrogen peroxide) 등의 산화제 8,000~15,000중량부를 20분 내지 240분 동안 적가한 다음, 1 내지 10 시간 동안 반응을 진행시킨다. 반응이 완료된 상기 반응기에 소디움 카보네이트(sodium carbonate)나 소디움 바이카보네이트(sodium bicarbonate) 500중량부를 이온교환수 10,000중량부에 녹인 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 다음 감압하에 진공건조시켜 에폭시화 오일을 제조하는 에폭시화 오일 제조단계와;
니더믹서(Kneader mixer)나 밴버리믹서(banbury mixer)로 된 혼합믹서에 상기 탈수 및 건조단계에서 제조된 폴리염화비닐 중합체 100,000중량부와 시트릭 액시드 에스테르계 가소제 45,000~65,000중량부를 순차적으로 투입하여 30~80℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합하여 가소화 시키는 가소화단계와;
상기 가소화단계가 끝난 상기 혼합믹서에 상기 에폭시화 오일 제조단계에서 제조된 에폭시화 오일 500~2,000중량부, 안정제 3,000~5,000중량부, 기능성 증점제 6,000~12,000중량부, 아크릭 공중합체 개질제 제조단계에서 제조된 아크릭 공중합체 개질제 3,000~7,000중량부, 활제(lubricant) 300~700중량부 및 금속산화물(metal oxide) 500 내지 40,000중량부를 순차적으로 투입하여 80~140℃의 온도에서 10~60분 동안 혼합하는 혼련단계와;
상기 혼련단계에서 얻어진 조성물을 단축 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~5mm 정도 크기를 갖는 고분자펠렛으로 만드는 펠렛화단계와;
상기 펠렛화단계에서 얻어진 고분자펠렛을 60~100℃의 오븐에서 건조하여 입자크기 선별과정을 거쳐 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 최종 포장하는 제품화단계와;
상기 제품화단계에서 선별된 기능성 온수관용 조성물 펠렛의 용융압출 성형과정을 거쳐 기능성 온수관을 제조하는 기능성 온수관 압출단계와;
온수매트의 최하부를 이루는 합섬 섬유재의 바닥재와, 상기 바닥재의 상면에 위치하고 탄성을 갖는 투공성 섬유재와, 상기 투공성 섬유재에 구불구불하게 내장되어 배치된 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관과, 상기 투공성 섬유재의 상부에 위치한 방열시트와, 상기 방열시트의 상부에 위치한 합성 섬유재 시트와, 상기 합섬 섬유재 시트 상부에 위치한 커버재와, 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관에 가열 온수를 공급하는 온수 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트를 용이하게 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유연성, 내열성 및 난연성은 물론 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 더욱 효과적으로 방출되고 아울러 편안하고 가벼운 사용감 및 쿠션감으로 사용상의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트를 용이하게 제조하는 효과를 가지고 있다.
도1은 본 발명의 실시 방법을 예시한 공정공정흐름
도2는 본 발명의 실시예의 성적서.
상기 목적과 특징에 최상의 형태로 부합할 수 있는 본 발명은, 교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 응축기(condenser)가 장착된 반응기 내에 탈이온수 100,000중량부와 중합개시제 30~80중량부, 유화제 150~1,000중량부를 순차적으로 투입한 후 진공 펌프를 이용하여 반응기에 진공을 걸어 반응기 내부의 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체(vinyl chloride monomer) 60,000~120,000중량부를 투입하고 100~1,000RPM 속도로 교반하면서 반응기의 온도를 50~90℃로 유지시키고 2~10시간 동안 반응을 진행하여 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)] 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 제조하는 현탁액 제조단계와;
상기 현탁액 제조단계에서 현탁액 제조가 완료되면 상기 반응기에 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent) 20~100중량부, 중합개시제 10~80중량부, 아크릴 단량체 20,000~60,000중량부를 순차적으로 투여한 다음 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 60~90℃로 상승시켜 1~24시간 중합한 다음 반응이 완료된 후 상기 반응기 하부에서 추출한 중합반응액을 스팀 스트리핑(steam stripping) 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 다음 60~100℃에서 12~48시간 감압하에 건조시켜 아크릭 공중합체(acryl copolymer modifier) 개질제를 제조하는 아크릭 공중합체 개질제 제조단계와;
상기 현탁액 제조단계 제조된 폴리염화비닐 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 탈수한 후 60~80℃ 온도로 유지되는 유동층 건조기 내에서 3~24시간 건조하여 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태의 폴리염화비닐 중합체를 제조하는 탈수 및 건조단계와;
교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 적가장치(dropping funnel)가 장착된 반응기 내에 식물성 오일 10,000중량부와, 유기산 800~2,000중량부를 가하여 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 30~80℃까지 상승시킨 후, 무기산 30~70 중량부를 첨가하고 하이드로겐 퍼옥사이드(hydrogen peroxide)인 산화제 8,000~15,000중량부를 20분 내지 240분 동안 적가한 다음, 1 내지 10시간 동안 반응을 진행시키고, 반응이 완료된 상기 반응기에 소디움 카보네이트(sodium carbonate)나 소디움 바이카보네이트(sodium bicarbonate) 500중량부를 이온교환수 10,000중량부에 녹인 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 다음 감압하에 진공건조시켜 에폭시화 오일을 제조하는 에폭시화 오일 제조단계와;
니더믹서(Kneader mixer)나 밴버리믹서(banbury mixer)로 된 혼합믹서에 상기 탈수 및 건조단계에서 제조된 폴리염화비닐 중합체 100,000중량부와 시트릭 액시드 에스테르계 가소제 45,000~65,000중량부를 순차적으로 투입하여 30~80℃의 온도에서 1 내지 30분 동안 혼합하여 가소화 시키는 가소화단계와;
상기 가소화단계가 끝난 상기 혼합믹서에 상기 에폭시화 오일 제조단계에서 제조된 에폭시화 오일 500~2,000중량부, 안정제 3,000~5,000중량부, 기능성 증점제 6,000~12,000중량부, 아크릭 공중합체 개질제 제조단계에서 제조된 아크릭 공중합체 개질제 3,000~7,000중량부, 활제 300~700중량부 및 금속산화물 500~40,000중량부를 순차적으로 투입하여 80~140℃의 온도에서 10~60분 동안 혼합하는 혼련단계와;
상기 혼련단계에서 얻어진 컴파운드 조성물을 단축 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~5mm 정도 크기를 갖는 고분자펠렛으로 만드는 펠렛화단계와;
상기 펠렛화단계에서 얻어진 고분자펠렛을 60~100℃의 오븐에서 건조하여 입자크기 선별과정을 거쳐 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 최종 포장하는 펠렛제품화단계와;
튜브형(tube type) 압출다이(extrusion die)가 부착되어 있는 압출기 호퍼(hopper)에 상기 펠렛제품화단계에서 선별된 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 투여한 다음 실린더(cylinder) 1은 60~140℃, 실린더 2는 60~140℃, 실린더 3은 80~145℃, 압출헤드(extrusion head) 80~180℃, 압출다이는 100~180℃의 온도조건으로 10~50 ㎏/시간의 속도로 압출하여 냉각수조를 10~100 m/분의 속도로 통과시켜 기능성 온수관을 제조하는 기능성 온수관 압출단계와;
온수매트의 최하부를 이루는 합섬 섬유재의 바닥재와, 상기 바닥재의 상면에 위치하고 탄성을 갖는 투공성 섬유재와, 상기 투공성 섬유재에 구불구불하게 내장되어 배치된 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관과, 상기 투공성 섬유재의 상부에 위치한 방열시트와, 상기 방열시트의 상부에 위치한 합성 섬유재 시트와, 상기 합섬 섬유재 시트 상부에 위치한 커버재와, 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관에 가열 온수를 공급하는 온수 공급부를 포함하여 온수매트를 완성하는 온수매트완성단계로 이루어지는 기능성 온수관을 이용한 온수매트 제조방법을 구현한다.
여기서 상기 중합개시제는, 2,2'-아조비스-2,4-디메틸 발레로니트릴(2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile), 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 라울릴 퍼옥사이드(lauroyl peroxide), 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트(diiopropyl peroxdicarbonate), 터셔리 부틸 피발레이트 (tertiary butyl peroxypivalate), 2,2'-아조비스(4-메톡시 발레로니트릴)[2,2'-azobis(4-dimethoy valeronitrile)], 2,2'-아조비스(이소부티로나이트릴)[2,2'-azobis (isobutyronitrile)], 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트[di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonate)], t-부틸 퍼옥시네오데카노에이트(t-butyl peroxyneodecanoate) 중에서 단독 내지 2종 이상으로 선택 되어지는 것과;
상기 유화제는, 폴리비닐알코올[poly(vinyl alcohol)]이나 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose), 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose) 중에서 단독 내지 2종 이상으로 선택 되어지는 것과;
상기 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent)는, 에탄디티올(ethanedithiol)나 라울릴 메르캅탄(lauryl mercaptan), 2,3-디머캅토프로판올(2,3-dimercaptopropanol), 펜타크릴트리톨 테트라티오글리콜레이트(pentaerythritol tetrahioglycolate), 데칸에디톨-1,10(decanedithol-1,10), 펜타에리트리톨 트리(베타-메르캅토프로피오네이트)[pentaerythritol tri(beta-mercaptopropionate)] 중의 황화합물에서 선택되어지는 것과;
상기 아크릴 단량체는, 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), n-프로필 아크릴레이트(n-propyl acrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 헥실 아크릴레이트(hexyl acrylate), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 데실 아크릴레이트(decyl acrylate), 도데실 아크릴레이트(dodecyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), n-프로필 메타크릴레이트(n-propyl methacrylate), 이소프로필 메타크릴레이트(isopropyl methacrylate) 중에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 것과;
상기 식물성 오일은, 소이빈 오일(soybean oil), 린시드 오일(linseed oil), 캐스터 오일(castor oil)이나 카다놀 오일(cardanol oil) 중에서 선택 되어지는 것과;
유기산은, 포르믹 액시드(formic acid), 아세틱 액시드(acetic acid), 프로피오닉 액시드(propionic acid), 부티릭 액시드(butyric acid), 옥사릭 액시드(oxalic acid) 및 라틱 액시드 (lactic acid) 중에서 선택되어지는 것과;
상기 무기산은, 설포닉 액시드(sulphonic acid)나 하이드로 클로릭 액시드(hydrochloric acid) 중에서 선택 되어지는 것과;
상기 시트릭 액시드 에스테르계 가소제는, 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate), 트리부틸 시트레이트(tributyl citrate), 트리헥실 시트레이트(trihexyl citrate), 트리옥틸 시트레이트(trioctyl citrate), 아세틸 트리에틸 시트레이트(acetyl triethyl citrate), 아세틸 트리부틸 시트레이트(acetyl tributyl citrate), 아세틸 트리헥실 시트레이트(acetyl trihexyl citrate), 아세틸 트리옥틸 시트레이트(acetyl trioctyl citrate), n-부티릴 트리-n-헥실 시트레이트(n-butyryl tri-n-hexyl citrate) 중에서 선택되어지는 것과;
상기 안정제는, 칼슘 스테아레이트(calcium stearate), 징크 스테아레이트(zinc stearate), 마그네슘 스테아레이트(magnesium stearate), 바륨 스테아레이트(barium stearate), 틴 스테아레이트(tin stearate) 중에서 단독 내지 2종이상 선택되어지는 것과;
상기 기능성 증점제는, 3,000~5,000중량부, 칼슘 카보네이트(calcium carbonate)나 탈크(talc), 클레이(clay), 로스(loess) 및 포졸란(pozzolan) 중에서 선택되어지는 것과;
상기 활제는, 스테아리 액시드(stearic acid), 12-옥시스테아린 액시드(12-oxystearic acid), 스테아릴아미드(stearylamide), 팔미틸아미드(palmitylamide), 메틸렌비스스테아릴아미드(methylene bisstearylamide), 헥사메틸렌비스스테아릴아미드(hexamethylene bisstearylamide), 에틸렌비스스테아릴아미드(ethylenebisstearylamide), 에틸 팔미테이트(ethyl palmitate), 부틸 스테아레이트(butyl stearate) 중에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 것과;
상기 금속산화물은, 이트륨 옥사이드(yttrium oxide), 게르마늄 옥사이드(germanium dioxide), 란탄 트리옥사이드(lanthanum trioxide), 네오디뮴 트리옥사이드(neodymium trioxide), 아이론 옥사이드(iron oxide), 지르코늄 디옥사이드(zirconium dioxide), 티타늄 디옥사이드(titanium dioxide) 중에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 기능성 온수관을 이용한 온수매트 제조방법을 실시하여 이루어지는 ㅂ 발명은, 온수매트의 최하부에 위치하는 합섬 섬유재의 바닥재를 구성하고, 상기 바닥재의 상면에 탄성을 갖는 투공성 섬유재를 적층하여, 상기 투공성 섬유재에 폴리염화비닐 중합체 100,000중량부와 시트릭 액시드 에스테르계 가소제 45,000~65,000중량부를 순차적으로 투입하여 가소화 시키고, 상기 에폭시화 오일 500~2,000중량부, 안정제 3,000~5,000중량부, 기능성 증점제 6,000~12,000중량부, 아크릭 공중합체 개질제 3,000~7,000중량부, 활제 300~700중량부 및 금속산화물 500~40,000중량부를 순차적으로 투입하여 혼련하여 얻어진 컴파운드 조성물인 고분자펠렛을 압출 성형한 기능성 온수관을 배관한 다음, 상기 온수관이 배관된 투공성 섬유재위에 방열시트를 적층하고, 상기 방열시트의 상면에 합성 섬유재 시트를 적층하며, 상기 합섬 섬유재 시트 위에 커버재를 씌워서 이들 주연을 일체로 접합 또는 니들링하고, 상기 기능성 온수관에 가열 온수를 공급하는 온수관을 연결하도록 구성되는 기능성 온수관을 이용한 온수매트를 완성한다.
여기서 상기 아크릭 공중합체(acryl copolymer modifier) 개질제는, 탈이온수 100,000중량부와 중합개시제 30~80중량부, 유화제 150~1,000중량부를 순차적으로 투입한 후 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체(vinyl chloride monomer) 60,000~120,000중량부를 투입하고 교반하여 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)] 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액에, 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent) 20~100중량부, 중합개시제 10~80중량부, 아크릴 단량체 20,000~60,000중량부를 순차적으로 투여하고, 교반하면서 중합한 중합반응액을 스팀 스트리핑(steam stripping) 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 것과;
상기 폴리염화비닐 중합체는, 상기 현탁액을 탈수 건조한 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태인 것과;
상기 에폭시화 오일은, 식물성 오일 10,000중량부와, 유기산 800~2,000중량부를 가하여 산화제 8,000~15,000중량부를 적가하여 반응한 것에 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 것임을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 도1의 공정흐름도에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다
아크릭 공중합체 개질제 제조단계;
교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 응축기(condenser)가 장착된 반응기 내에 탈이온수 100,000 중량부와 2,2'-아조비스-2,4-디메틸 발레로니트릴(2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile), 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 라울릴 퍼옥사이드(lauroyl peroxide), 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트(diiopropyl peroxdicarbonate), 터셔리 부틸 피발레이트 (tertiary butyl peroxypivalate), 2,2'-아조비스(4-메톡시 발레로니트릴)[2,2'-azobis(4-dimethoy valeronitrile)], 2,2'-아조비스(이소부티로나이트릴)[2,2'-azobis (isobutyronitrile)], 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트[di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonate)], t-부틸 퍼옥시네오데카노에이트(t-butyl peroxyneodecanoate) 등에서 단독 내지 2종 이상으로 선택 되어지는 중합개시제 30~80중량부, 폴리비닐알코올[poly(vinyl alcohol)]이나 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose), 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose) 등에서 단독 내지 2종 이상으로 선택 되어지는 유화제 150~1,000중량부를 순차적으로 투입한 후, 진공 펌프를 이용하여 반응기에 진공을 걸어 반응기 내부의 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체(vinyl chloride monomer) 60,000~120,000중량부를 투입하고 100~1,000RPM 속도로 교반하면서 반응기의 온도를 50~90℃로 유지시키고 2~10시간 동안 반응을 진행하여 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)] 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 제조하는 현탁액 제조단계와;
상기 현탁액 제조단계에서 현탁액 제조가 완료되면 상기 반응기에 에탄디티올(ethanedithiol)나 라울릴 메르캅탄(lauryl mercaptan), 2,3-디머캅토프로판올(2,3-dimercaptopropanol), 펜타크릴트리톨 테트라티오글리콜레이트(pentaerythritol tetrahioglycolate), 데칸에디톨-1,10(decanedithol-1,10), 펜타에리트리톨 트리(베타-메르캅토프로피오네이트)[pentaerythritol tri(beta-mercaptopropionate)] 등의 황화합물에서 선택되어지는 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent) 20~100중량부, 중합개시제 10~80중량부, 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), n-프로필 아크릴레이트(n-propyl acrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 헥실 아크릴레이트(hexyl acrylate), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 데실 아크릴레이트(decyl acrylate), 도데실 아크릴레이트(dodecyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), n-프로필 메타크릴레이트(n-propyl methacrylate), 이소프로필 메타크릴레이트(isopropyl methacrylate) 등에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 아크릴 단량체 20,000~60,000중량부를 순차적으로 투여한 다음, 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 60~90℃로 상승시켜 1 내지 24시간 중합한 다음, 반응이 완료된 후 상기 반응기 하부에서 추출한 중합반응액을 스팀 스트리핑(steam stripping) 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 다음, 60~100℃에서 12~48시간 감압하에 건조시켜 아크릭 공중합체(acryl copolymer modifier) 개질제를 제조한다.
탈수 및 건조단계;
상기 현탁액 제조단계 제조 된 폴리염화비닐 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 탈수한 후 60~80℃ 온도로 유지되는 유동층 건조기 내에서 3~24시간 건조하여 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태의 폴리염화비닐 중합체를 제조한다.
에폭시화 오일 제조단계;
교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 적가장치(dropping funnel)가 장착된 반응기 내에 소이빈 오일(soybean oil), 린시드 오일(linseed oil), 캐스터 오일(castor oil)이나 카다놀 오일(cardanol oil) 등에서 선택 되어지는 식물성 오일 10,000중량부와, 포르믹 액시드(formic acid), 아세틱 액시드(acetic acid), 프로피오닉 액시드(propionic acid), 부티릭 액시드(butyric acid), 옥사릭 액시드(oxalic acid) 및 라틱 액시드 (lactic acid) 등에서 선택되어지는 유기산 800~2,000중량부를 가하여 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 30~80℃까지 상승시킨 다음, 설포닉 액시드(sulphonic acid)나 하이드로 클로릭 액시드(hydrochloric acid) 등에서 선택 되어지는 무기산 30~70중량부를 첨가하고 하이드로겐 퍼옥사이드(hydrogen peroxide) 등의 산화제 8,000~15,000중량부를 20분 내지 240분 동안 적가한 다음, 1 내지 10시간 동안 반응을 진행시킨다. 반응이 완료된 상기 반응기에 소디움 카보네이트(sodium carbonate)나 소디움 바이카보네이트(sodium bicarbonate) 500중량부를 이온교환수 10,000중량부에 녹인 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 다음 감압하에 진공건조시켜 에폭시화 오일을 제조한다.
가소화단계;
니더믹서(Kneader mixer)나 밴버리믹서(banbury mixer)로 된 혼합믹서에 상기 탈수 및 건조단계에서 제조된 폴리염화비닐 중합체 100,000중량부와 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate), 트리부틸 시트레이트(tributyl citrate), 트리헥실 시트레이트(trihexyl citrate), 트리옥틸 시트레이트(trioctyl citrate), 아세틸 트리에틸 시트레이트(acetyl triethyl citrate), 아세틸 트리부틸 시트레이트(acetyl tributyl citrate), 아세틸 트리헥실 시트레이트(acetyl trihexyl citrate), 아세틸 트리옥틸 시트레이트(acetyl trioctyl citrate), n-부티릴 트리-n-헥실 시트레이트(n-butyryl tri-n-hexyl citrate) 등에서 선택되어지는 시트릭 액시드 에스테르계 가소제 45,000~65,000중량부를 순차적으로 투입하여 30~80℃의 온도에서 1~30분 동안 혼합하여 가소화 시킨다.
혼련단계;
상기 가소화단계가 끝난 상기 혼합믹서에 상기 에폭시화 오일 제조단계에서 제조된 에폭시화 오일 500~2,000중량부, 칼슘 스테아레이트(calcium stearate), 징크 스테아레이트(zinc stearate), 마그네슘 스테아레이트(magnesium stearate), 바륨 스테아레이트(barium stearate), 틴 스테아레이트(tin stearate) 등에서 단독 내지 2종이상 선택되어지는 안정제 3,000~5,000중량부, 칼슘 카보네이트(calcium carbonate)나 탈크(talc), 클레이(clay), 로스(loess) 및 포졸란(pozzolan) 등에서 선택되어지는 기능성 증점제 6,000~12,000중량부, 아크릭 공중합체 개질제 제조단계에서 제조된 아크릭 공중합체 개질제 3,000~7,000중량부, 스테아리 액시드(stearic acid), 12-옥시스테아린 액시드(12-oxystearic acid), 스테아릴아미드(stearylamide), 팔미틸아미드(palmitylamide), 메틸렌비스스테아릴아미드(methylene bisstearylamide), 헥사메틸렌비스스테아릴아미드(hexamethylene bisstearylamide), 에틸렌비스스테아릴아미드(ethylenebisstearylamide), 에틸 팔미테이트(ethyl palmitate), 부틸 스테아레이트(butyl stearate) 등에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 활제 300~700중량부 및 이트륨 옥사이드(yttrium oxide), 게르마늄 옥사이드(germanium dioxide), 란탄 트리옥사이드(lanthanum trioxide), 네오디뮴 트리옥사이드(neodymium trioxide), 아이론 옥사이드(iron oxide), 지르코늄 디옥사이드(zirconium dioxide), 티타늄 디옥사이드(titanium dioxide)에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 금속산화물 500~40,000중량부를 순차적으로 투입하여 80~140℃의 온도에서 10~60분 동안 혼합한다.
펠렛화단계;
상기 혼련단계에서 얻어진 컴파운드 조성물을 단축 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~5mm 정도 크기를 갖는 고분자펠렛으로 만든다.
펠렛 제품화단계;
상기 펠렛화단계에서 얻어진 고분자펠렛을 60~100℃의 오븐에서 건조하여 입자크기 선별과정을 거쳐 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 최종 포장한다.
기능성 온수관 압출단계;
튜브형(tube type) 압출다이(extrusion die)가 부착되어 있는 압출기 호퍼(hopper)에 상기 제품화단계에서 선별된 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 투여한 다음 실린더(cylinder) 1은 60~140℃, 실린더 2는 60~140℃, 실린더 3은 80~145℃, 압출헤드(extrusion head) 80~180℃, 압출다이는 100~180℃의 온도조건으로 10~50㎏/시간의 속도로 압출하여 냉각수조를 10~100m/분의 속도로 통과시켜 기능성 온수관을 제조한다.
온수매트완성단계;
온수매트의 최하부를 이루는 합섬 섬유재의 바닥재와, 상기 바닥재의 상면에 위치하고 탄성을 갖는 투공성 섬유재와, 상기 투공성 섬유재에 구불구불하게 내장되어 배치된 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관과, 상기 투공성 섬유재의 상부에 위치한 방열시트와, 상기 방열시트의 상부에 위치한 합성 섬유재 시트와, 상기 합섬 섬유재 시트 상부에 위치한 커버재와, 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관에 가열 온수를 공급하는 온수 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트의 제조를 완료한다.
여기서 상기 혼련단계의 에폭시화 오일은 보조 가소제로 500~2,000중량부가 사용된다.
이때 에폭시화 오일이 500중량부 미만인 경우 혼련성이 떨어지며 2,000 중량부 이상인 경우 외부로 이행된다.
상기 혼련단계의 안정제는 조성물의 장기 안정성을 부여하며 칼슘 스테아레이트, 징크 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 바륨 스테아레이트, 틴 스테아레이트 등에서 단독 내지 2종 이상 선택되어 3,000~5,000중량부가 사용된다.
이때 안정제가 3,000중량부 미만인 경우 혼련 시 혼합물의 열산화성이 증가되고 혼련성이 떨어지며 3,000중량부 이상인 경우 외부로 이행된다.
상기 혼련단계의 기능성 증점제는 음이온 발생시키며 칼슘 카보네이트나 탈크, 클레이, 로스 및 포졸란 등에서 선택되어 6,000~12,000 중량부가 사용되나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이때 증점제가 6,000중량부 미만인 경우 조성물의 기능성이 떨어지며, 12,000 중량부 이상인 경우 혼련성이 떨어진다.
상기 혼련단계의 아크릭 공중합체 개질제는 조성물의 유연성 및 양산성을 향상시키며 3,000~7,000중량부가 사용된다.
이때 아크릭 공중합체 개질제가 3,000중량부 미만인 경우 조성물의 유연성이 떨어지고 7,000중량부 이상인 경우 조성물의 내구성이 떨어진다.
상기 혼련단계의 활제는 가공조제로 스테아리 액시드, 12-옥시스테아린 액시드, 스테아릴아미드, 팔미틸아미드, 메틸렌비스스테아릴아미드, 헥사메틸렌비스스테아릴아미드, 에틸렌비스스테아릴아미드, 에틸 팔미테이트, 부틸 스테아레이트 등에서 단독 내지 2종 이상 선택되어 300~700중량부가 사용된다.
이때 활제가 300중량부 미만인 경우 혼련성이 떨어지며, 700중량부 이상인 경우 외부로 이행된다.
상기 혼련단계의 금속산화물은 원적외선을 발산하며 이트륨 옥사이드, 게르마늄 옥사이드, 란탄 트리옥사이드, 네오디뮴 트리옥사이드, 아이론 옥사이드, 지르코늄 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드에서 단독 내지 2종 이상 선택되어 500~40,000중량부가 사용되나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이때 금속산화물은 500중량부 미만인 경우 조성물의 기능성이 떨어지며 40,000중량부 이상인 경우 혼련성이 떨어진다.
상기 기능성 온수관을 이용한 온수매트의 제조 단계에서 합섬 섬유재는 비스코스 레이온(viscos rayon), 폴리에스터(polyester), 나일론(nylon), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene) 등이 바람직 하나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
상기 기능성 온수관을 이용한 온수매트의 제조 단계에서 투공성 섬유재는 케미컬 본딩(chemical bonding) 부직포나 니들펀칭(needle punching) 부직포, 써멀 본딩(thermal bonding) 부직포가 바람직하다.
상기 기능성 온수관을 이용한 온수매트의 제조 단계에서 방열시트는 카본 블랙(carbon black) 이나 그래파이트(graphite)등을 코팅한 합섬 섬유재로 방열성능을 향상시킨다.
본 발명에 따른 기능성 온수관을 이용한 온수매트를 보다 상세하게 살펴보고, 그에 따른 실시예를 서술하면 다음과 같다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
단 본 발명의 범위가 예시한 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예1
반응기 내에 탈이온수 100,000g과 2,2'-아조비스-2,4-디메틸 발레로니트릴 40g, 카르복시메틸 셀룰로오스 250g을 순차적으로 투입한 후 진공 펌프를 이용하여 반응기에 진공을 걸어 반응기 내부의 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체 80,000g을 투입하고 500RPM 속도로 교반하면서 반응기의 온도를 75℃로 유지시키고 8시간 동안 반응을 진행하여 현탁액을 제조하였다.
현탁액 제조가 완료된 상기 반응기에 펜타크릴트리톨 테트라티오글리콜레이트 50g, 2,2'-아조비스-2,4-디메틸 발레로니트릴 40g, 메틸 메타크릴레이트 40,000g을 순차적으로 투여한 다음 500RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 75℃로 상승시켜 5시간 중합한 다음 반응이 완료된 후 상기 반응기 하부에서 추출한 중합반응액을 스팀 스트리핑 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 다음 60℃에서 12시간 감압하에 건조시켜 아크릭 공중합체 개질제를 제조하였다.
상기 현탁액을 탈수한 후 60℃ 온도로 유지되는 유동층 건조기 내에서 12시간 건조하여 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태의 폴리염화비닐 중합체를 제조하였다,
반응기에 소이빈 오일 10,000g, 포르믹 액시드 1,000g을 가하여 200RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 40℃까지 상승시킨 다음 설포닉 액시드 40g을 첨가하고 하이드로겐 퍼옥사이드 11,000g을 60분 동안 적가한 다음 8시간 동안 반응을 진행시킨다. 반응이 완료된 후 이온교환수 10,000g에 소디움 바이카보네이트 500g을 녹인 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 다음 감압하에 진공건조시켜 에폭시화 오일을 제조하였다.
니더믹서에 폴리염화비닐 중합체 100,000g, 트리에틸 시트레이트 50,000g를 순차적으로 투입하여 60℃의 온도에서 2분 동안 혼합하여 가소화시켰다. 여기에 에폭시화 오일 1,000g, 칼슘 스테아레이트 2,000g, 징크 스테아레이트 2,000g, 칼슘 카보네이트 2,000g, 클레이 6,000g, 아크릭 공중합체 개질제 5,000g, 스테아릴아미드 400g, 지르코늄 디옥사이드 20,000g, 티타늄 디옥사이드 10,000g을 순차적으로 투여하여 120℃의 온도에서 20분 동안 혼련하였다.
혼련된 조성물을 단축압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~5mm 정도 크기를 갖는 고분자펠렛를 제조하였다.
고분자펠렛을 80℃의 오븐에서 건조하여 입자크기 선별과정을 거쳐 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 제조하였다.
기능성 온수관용 조성물 펠렛을 압출기 호퍼에 투여한 다음 60~160℃ 온도조건에서 직경 8mm, 두께 1.5mm로 압출성형 하면서 냉각수조를 50m/분의 속도로 통과시켜 기능성 온수관을 제조하였다.
온수매트의 최하부를 이루는 폴리에스테르 바닥재 위에 폴리에스테르 부직포를 적층하고, 그 위에 기능성 온수관을 포설하여 부직포에 접착시켜 고정시키고 그 상에 폴리에스테르 부직포, 카본블랙 코팅사로 직조한 방열시트, 폴리에스테르 시트를 순차적으로 적층한 다음 커버를 씌워 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
실시예2
반응기 내에 탈이온수 100,000g과 2,2'-아조비스(4-메톡시 발레로니트릴) 40g, 카르복시메틸 셀룰로오스 250g을 순차적으로 투입한 후 진공 펌프를 이용하여 반응기에 진공을 걸어 반응기 내부의 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체 80,000g을 투입하고 500 RPM 속도로 교반하면서 반응기의 온도를 75℃로 유지시키고 8시간 동안 반응을 진행하여 현탁액을 제조하였다.
현탁액 제조가 완료된 상기 반응기에 라울릴 메르캅탄 50g, 2,2'-아조비스(4-메톡시 발레로니트릴) 40g, 메틸 메타크릴레이트 40,000g을 순차적으로 투여한 다음 500RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 75℃로 상승시켜 5시간 중합한 다음 반응이 완료된 후 상기 반응기 하부에서 추출한 중합반응액을 스팀 스트리핑 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 다음 60℃에서 12시간 감압하에 건조시켜 아크릭 공중합체 개질제를 제조하였다.
상기 현탁액을 탈수한 후 60℃ 온도로 유지되는 유동층 건조기 내에서 12시간 건조하여 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태의 폴리염화비닐 중합체를 제조하였다.
반응기에 린시드 오일 10,000g, 포르믹 액시드 1,000g을 가하여 200RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 40℃까지 상승시킨 다음 설포닉 액시드 40g을 첨가하고 하이드로겐 퍼옥사이드 11,000g을 60분 동안 적가한 다음 8시간 동안 반응을 진행시킨다.
반응이 완료된 후 이온교환수 10,000g에 소디움 바이카보네이트 500g을 녹인 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 다음 감압하에 진공건조시켜 에폭시화 오일을 제조하였다.
니더믹서에 폴리염화비닐 중합체 100,000g, 트리부틸 시트레이트 50,000g를 순차적으로 투입하여 60℃의 온도에서 2분 동안 혼합하여 가소화시켰다. 여기에 에폭시화 오일 1,000g, 칼슘 스테아레이트 2,000g, 징크 스테아레이트 2,000g, 칼슘 카보네이트 2,000g, 로스 6,000g, 아크릭 공중합체 개질제 5,000g, 스테아릴아미드 400g, 게르마늄 옥사이드20,000g, 티타늄 디옥사이드 10,000g을 순차적으로 투여하여 120℃의 온도에서 20분 동안 혼련하였다.
혼련된 조성물을 단축압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~5mm 정도 크기를 갖는 고분자펠렛를 제조하였다.
고분자펠렛을 80℃의 오븐에서 건조하여 입자크기 선별과정을 거쳐 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 제조하였다.
기능성 온수관용 조성물 펠렛을 압출기 호퍼에 투여한 다음 60~160℃ 온도조건에서 직경 8mm, 두께 1.5mm로 압출성형 하면서 냉각수조를 50m/분의 속도로 통과시켜 기능성 온수관을 제조하였다.
온수매트의 최하부를 이루는 폴리에스테르 바닥재 위에 폴리에스테르 부직포를 적층하고, 그 위에 기능성 온수관을 포설하여 부직포에 접착시켜 고정시키고 그 상에 폴리에스테르 부직포, 흑연 코팅사로 직조한 방열시트, 폴리에스테르 시트를 순차적으로 적층한 다음, 커버를 씌워 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
실시예3
반응기 내에 탈이온수 100,000g과 2,2'-아조비스(이소부티로나이트릴) 40g, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 250g을 순차적으로 투입한 후 진공 펌프를 이용하여 반응기에 진공을 걸어 반응기 내부의 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체 80,000g을 투입하고 500RPM 속도로 교반하면서 반응기의 온도를 75℃로 유지시키고 8시간 동안 반응을 진행하여 현탁액을 제조하였다.
현탁액 제조가 완료된 상기 반응기에 2,3-디머캅토프로판올 펜타크릴트리톨 테트라티오글리콜레이트 50g, 2,2'-아조비스(이소부티로나이트릴) 40g, 메틸 메타크릴레이트 40,000g을 순차적으로 투여한 다음 500RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 75℃로 상승시켜 5시간 중합하고, 반응이 완료된 후 상기 반응기 하부에서 추출한 중합반응액을 스팀 스트리핑 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 다음, 60℃에서 12시간 감압하에 건조시켜 아크릭 공중합체 개질제를 제조하였다.
상기 현탁액을 탈수한 후 60℃ 온도로 유지되는 유동층 건조기 내에서 12시간 건조하여 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태의 폴리염화비닐 중합체를 제조하였다,
반응기에 카다놀 오일 10,000g, 포르믹 액시드 1,000g을 가하여 200RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 40℃까지 상승시킨 다음 설포닉 액시드 40g을 첨가하고 하이드로겐 퍼옥사이드 11,000g을 60분 동안 적가한 다음 8시간 동안 반응을 진행시킨다. 반응이 완료된 후 이온교환수 10,000g에 소디움 바이카보네이트 500g을 녹인 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 다음 감압하에 진공건조시켜 에폭시화 오일을 제조하였다.
니더믹서에 폴리염화비닐 중합체 100,000g, 아세틸 트리에틸 시트레이트 50,000g를 순차적으로 투입하여 60℃의 온도에서 2분 동안 혼합하여 가소화시켰다. 여기에 에폭시화 오일 1,000g, 칼슘 스테아레이트 2,000g, 징크 스테아레이트 2,000g, 칼슘 카보네이트 2,000g, 포졸란 6,000g, 아크릭 공중합체 개질제 5,000g, 스테아릴아미드 400g, 란탄 트리옥사이드 20,000g, 티타늄 디옥사이드 10,000g을 순차적으로 투여하여 120℃의 온도에서 20분 동안 혼련하였다.
혼련된 조성물을 단축압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~5mm 정도 크기를 갖는 고분자펠렛를 제조하였다.
고분자펠렛을 80℃의 오븐에서 건조하여 입자크기 선별과정을 거쳐 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 제조하였다.
기능성 온수관용 조성물 펠렛을 압출기 호퍼에 투여한 다음 60~160℃ 온도조건에서 직경 8mm, 두께 1.5mm로 압출성형 하면서 냉각수조를 50m/분의 속도로 통과시켜 기능성 온수관을 제조하였다.
온수매트의 최하부를 이루는 폴리에스테르 바닥재 위에 폴리에스테르 부직포를 적층하고, 그 상에 기능성 온수관을 포설하여 부직포에 접착시켜 고정시키고 그 상에 폴리에스테르 부직포, 카본사로 직조한 방열시트, 폴리에스테르 시트를 순차적으로 적층한 다음 커버를 씌워 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
실시예4
실시예3의 란탄 트리옥사이드 대신에 네오디뮴 트리옥사이드을 사용하는 것을 제외 하고는 실시예3과 동일한 방법으로 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
실시예5
실시예2의 티타늄 디옥사이드 대신에 아이론 옥사이드를 사용하는 것을 제외 하고는 실시예2와 동일한 방법으로 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
실시예6
실시예1의 티타늄 디옥사이드 대신에 아이론 옥사이드를 사용하는 것을 제외 하고는 실시예1과 동일한 방법으로 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
비교예1
실시예1에서 지르코늄 디옥사이드을 사용하지 않고 티타늄 디옥사이드 30,000g을 사용하는 것을 제외 하고는 실시예1과 동일한 방법으로 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
비교예2
실시예1에서 아크릭 공중합체 개질제를 사용하지 않는 것을 제외 하고는 실시예1과 동일한 방법으로 기능성 온수관이 장착된 온수매트의 제조를 완료하였다.
이렇게 제조된 고분자 펠렛은 핫프레스(hot-press)를 이용하여 170℃에서 1.5mm 두께의 시편을 제작하고 방사율, 인장강도, 신율을 평가하여 그 결과를 <표1>에 나타내었다.
실시예에 따른 각 실험의 측정결과
시 험 항 목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
방사율 0.901 0.923 0.912 0.763 0.900
인장특성 강도 (MPa) 13.5 13.2 13.3 12.2 10.7
신율 (%) 423 433 422 400 385
<표1>에서와 같이 본 발명에 따른 실시예의 방사율, 강도, 신율이 우수한 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 기능성 온수관용 조성물 및 이를 이용한 온수매트는 유연성, 내열성 및 난연성은 물론 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등이 더욱 효과적으로 방출되고 아울러 편안하고 가벼운 사용감 및 쿠션감으로 사용상의 편의성을 증대시킬 수 있도록 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트를 용이하게 제조하는 효과를 가지고 있어 산업상 이용가치가 대단하다 할 것이다.

Claims (4)

  1. 교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 응축기(condenser)가 장착된 반응기 내에 탈이온수 100,000중량부와 중합개시제 30~80중량부, 유화제 150~1,000중량부를 순차적으로 투입한 후 진공 펌프를 이용하여 반응기에 진공을 걸어 반응기 내부의 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체(vinyl chloride monomer) 60,000~120,000중량부를 투입하고 100~1,000RPM 속도로 교반하면서 반응기의 온도를 50~90℃로 유지시키고 2~10시간 동안 반응을 진행하여 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)] 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 제조하는 현탁액 제조단계와;
    상기 현탁액 제조단계에서 현탁액 제조가 완료되면 상기 반응기에 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent) 20~100중량부, 중합개시제 10~80중량부, 아크릴 단량체 20,000~60,000중량부를 순차적으로 투여한 다음 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 60~90℃로 상승시켜 1~24시간 중합한 다음 반응이 완료된 후 상기 반응기 하부에서 추출한 중합반응액을 스팀 스트리핑(steam stripping) 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 다음 60~100℃에서 12~48시간 감압하에 건조시켜 아크릭 공중합체(acryl copolymer modifier) 개질제를 제조하는 아크릭 공중합체 개질제 제조단계와;
    상기 현탁액 제조단계에서 제조된 폴리염화비닐 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액을 탈수한 후 60~80℃ 온도로 유지되는 유동층 건조기 내에서 3~24시간 건조하여 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태의 폴리염화비닐 중합체를 제조하는 탈수 및 건조단계와;
    교반기(stirrer), 온도조절기(temperature controller) 및 적가장치(dropping funnel)가 장착된 반응기 내에 식물성 오일 10,000중량부와, 유기산 800~2,000중량부를 가하여 100~1,000RPM의 속도로 교반하면서 반응기 온도를 30~80℃까지 상승시킨 후, 무기산 30~70 중량부를 첨가하고 하이드로겐 퍼옥사이드(hydrogen peroxide)인 산화제 8,000~15,000중량부를 20분 내지 240분 동안 적가한 다음, 1 내지 10시간 동안 반응을 진행시키고, 반응이 완료된 상기 반응기에 소디움 카보네이트(sodium carbonate)나 소디움 바이카보네이트(sodium bicarbonate) 500중량부를 이온교환수 10,000중량부에 녹인 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 다음 감압하에 진공건조시켜 에폭시화 오일을 제조하는 에폭시화 오일 제조단계와;
    니더믹서(Kneader mixer)나 밴버리믹서(banbury mixer)로 된 혼합믹서에 상기 탈수 및 건조단계에서 제조된 폴리염화비닐 중합체 100,000중량부와 시트릭 액시드 에스테르계 가소제 45,000~65,000중량부를 순차적으로 투입하여 30~80℃의 온도에서 1 내지 30분 동안 혼합하여 가소화 시키는 가소화단계와;
    상기 가소화단계가 끝난 상기 혼합믹서에 상기 에폭시화 오일 제조단계에서 제조된 에폭시화 오일 500~2,000중량부, 안정제 3,000~5,000중량부, 기능성 증점제 6,000~12,000중량부, 아크릭 공중합체 개질제 제조단계에서 제조된 아크릭 공중합체 개질제 3,000~7,000중량부, 활제 300~700중량부 및 금속산화물 500~40,000중량부를 순차적으로 투입하여 80~140℃의 온도에서 10~60분 동안 혼합하는 혼련단계와;
    상기 혼련단계에서 얻어진 컴파운드 조성물을 단축 또는 이축 압출기를 이용한 용융압출 성형과정을 통해 2~5mm 정도 크기를 갖는 고분자펠렛으로 만드는 펠렛화단계와;
    상기 펠렛화단계에서 얻어진 고분자펠렛을 60~100℃의 오븐에서 건조하여 입자크기 선별과정을 거쳐 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 최종 포장하는 펠렛제품화단계와;
    튜브형(tube type) 압출다이(extrusion die)가 부착되어 있는 압출기 호퍼(hopper)에 상기 펠렛제품화단계에서 선별된 기능성 온수관용 조성물 펠렛을 투여한 다음 실린더(cylinder) 1은 60~140℃, 실린더 2는 60~140℃, 실린더 3은 80~145℃, 압출헤드(extrusion head) 80~180℃, 압출다이는 100~180℃의 온도조건으로 10~50 ㎏/시간의 속도로 압출하여 냉각수조를 10~100 m/분의 속도로 통과시켜 기능성 온수관을 제조하는 기능성 온수관 압출단계와;
    온수매트의 최하부를 이루는 합섬 섬유재의 바닥재와, 상기 바닥재의 상면에 위치하고 탄성을 갖는 투공성 섬유재와, 상기 투공성 섬유재에 구불구불하게 내장되어 배치된 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관과, 상기 투공성 섬유재의 상부에 위치한 방열시트와, 상기 방열시트의 상부에 위치한 합성 섬유재 시트와, 상기 합성 섬유재 시트 상부에 위치한 커버재와, 상기 기능성 온수관 압출단계에서 제조된 기능성 온수관에 가열 온수를 공급하는 온수 공급부를 포함하여 온수매트를 완성하는 온수매트완성단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합개시제는, 2,2'-아조비스-2,4-디메틸 발레로니트릴(2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile), 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 라울릴 퍼옥사이드(lauroyl peroxide), 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트(diiopropyl peroxdicarbonate), 터셔리 부틸 피발레이트 (tertiary butyl peroxypivalate), 2,2'-아조비스(4-메톡시 발레로니트릴)[2,2'-azobis(4-dimethoy valeronitrile)], 2,2'-아조비스(이소부티로나이트릴)[2,2'-azobis (isobutyronitrile)], 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카보네이트[di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonate)], t-부틸 퍼옥시네오데카노에이트(t-butyl peroxyneodecanoate) 중에서 단독 내지 2종 이상으로 선택 되어지는 것과;
    상기 유화제는, 폴리비닐알코올[poly(vinyl alcohol)]이나 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose), 카르복시메틸 셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose) 중에서 단독 내지 2종 이상으로 선택 되어지는 것과;
    상기 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent)는, 에탄디티올(ethanedithiol)나 라울릴 메르캅탄(lauryl mercaptan), 2,3-디머캅토프로판올(2,3-dimercaptopropanol), 펜타크릴트리톨 테트라티오글리콜레이트(pentaerythritol tetrahioglycolate), 데칸에디톨-1,10(decanedithol-1,10), 펜타에리트리톨 트리(베타-메르캅토프로피오네이트)[pentaerythritol tri(beta-mercaptopropionate)] 중의 황화합물에서 선택되어지는 것과;
    상기 아크릴 단량체는, 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate), 메틸 아크릴레이트(methyl acrylate), n-프로필 아크릴레이트(n-propyl acrylate), 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 헥실 아크릴레이트(hexyl acrylate), 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate), 데실 아크릴레이트(decyl acrylate), 도데실 아크릴레이트(dodecyl acrylate), 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate), 에틸 메타크릴레이트(ethyl methacrylate), n-프로필 메타크릴레이트(n-propyl methacrylate), 이소프로필 메타크릴레이트(isopropyl methacrylate) 중에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 것과;
    상기 식물성 오일은, 소이빈 오일(soybean oil), 린시드 오일(linseed oil), 캐스터 오일(castor oil)이나 카다놀 오일(cardanol oil) 중에서 선택 되어지는 것과;
    유기산은, 포르믹 액시드(formic acid), 아세틱 액시드(acetic acid), 프로피오닉 액시드(propionic acid), 부티릭 액시드(butyric acid), 옥사릭 액시드(oxalic acid) 및 라틱 액시드 (lactic acid) 중에서 선택되어지는 것과;
    상기 무기산은, 설포닉 액시드(sulphonic acid)나 하이드로 클로릭 액시드(hydrochloric acid) 중에서 선택 되어지는 것과;
    상기 시트릭 액시드 에스테르계 가소제는, 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate), 트리부틸 시트레이트(tributyl citrate), 트리헥실 시트레이트(trihexyl citrate), 트리옥틸 시트레이트(trioctyl citrate), 아세틸 트리에틸 시트레이트(acetyl triethyl citrate), 아세틸 트리부틸 시트레이트(acetyl tributyl citrate), 아세틸 트리헥실 시트레이트(acetyl trihexyl citrate), 아세틸 트리옥틸 시트레이트(acetyl trioctyl citrate), n-부티릴 트리-n-헥실 시트레이트(n-butyryl tri-n-hexyl citrate) 중에서 선택되어지는 것과;
    상기 안정제는, 칼슘 스테아레이트(calcium stearate), 징크 스테아레이트(zinc stearate), 마그네슘 스테아레이트(magnesium stearate), 바륨 스테아레이트(barium stearate), 틴 스테아레이트(tin stearate) 중에서 단독 내지 2종이상 선택되어지는 것과;
    상기 기능성 증점제는, 3,000~5,000중량부, 칼슘 카보네이트(calcium carbonate)나 탈크(talc), 클레이(clay), 로스(loess) 및 포졸란(pozzolan) 중에서 선택되어지는 것과;
    상기 활제는, 스테아리 액시드(stearic acid), 12-옥시스테아린 액시드(12-oxystearic acid), 스테아릴아미드(stearylamide), 팔미틸아미드(palmitylamide), 메틸렌비스스테아릴아미드(methylene bisstearylamide), 헥사메틸렌비스스테아릴아미드(hexamethylene bisstearylamide), 에틸렌비스스테아릴아미드(ethylenebisstearylamide), 에틸 팔미테이트(ethyl palmitate), 부틸 스테아레이트(butyl stearate) 중에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 것과;
    상기 금속산화물은, 이트륨 옥사이드(yttrium oxide), 게르마늄 옥사이드(germanium dioxide), 란탄 트리옥사이드(lanthanum trioxide), 네오디뮴 트리옥사이드(neodymium trioxide), 아이론 옥사이드(iron oxide), 지르코늄 디옥사이드(zirconium dioxide), 티타늄 디옥사이드(titanium dioxide) 중에서 단독 내지 2종 이상 선택되어지는 것을 특징으로 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트 제조방법.
  3. 온수매트의 최하부에 위치하는 합섬 섬유재의 바닥재를 구성하고, 상기 바닥재의 상면에 탄성을 갖는 투공성 섬유재를 적층하여, 상기 투공성 섬유재에 폴리염화비닐 중합체 100,000중량부와 시트릭 액시드 에스테르계 가소제 45,000~65,000중량부를 순차적으로 투입하여 가소화 시키고, 에폭시화 오일 500~2,000중량부, 안정제 3,000~5,000중량부, 기능성 증점제 6,000~12,000중량부, 아크릭 공중합체 개질제 3,000~7,000중량부, 활제 300~700중량부 및 금속산화물 500~40,000중량부를 순차적으로 투입하여 혼련하여 얻어진 컴파운드 조성물인 고분자펠렛을 압출 성형한 기능성 온수관을 배관한 다음, 상기 온수관이 배관된 투공성 섬유재위에 방열시트를 적층하고, 상기 방열시트의 상면에 합성 섬유재 시트를 적층하며, 상기 합성 섬유재 시트 위에 커버재를 씌워서 이들 주연을 일체로 접합 또는 니들링하고, 상기 기능성 온수관에 가열 온수를 공급하는 온수관을 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아크릭 공중합체(acryl copolymer modifier) 개질제는, 탈이온수 100,000중량부와 중합개시제 30~80중량부, 유화제 150~1,000중량부를 순차적으로 투입한 후 산소를 제거한 다음, 비닐 클로라이드 단량체(vinyl chloride monomer) 60,000~120,000중량부를 투입하고 교반하여 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)] 중합체가 탈이온수에 분산된 현탁액에, 체인 트랜스퍼제(chain transfer agent) 20~100중량부, 중합개시제 10~80중량부, 아크릴 단량체 20,000~60,000중량부를 순차적으로 투여하고, 교반하면서 중합한 중합반응액을 스팀 스트리핑(steam stripping) 처리하여 공중합체를 용매에서 분리한 것과;
    상기 폴리염화비닐 중합체는, 상기 현탁액을 탈수 건조한 중합도가 1,600~1,800인 구형 입자형태인 것과;
    상기 에폭시화 오일은, 식물성 오일 10,000중량부와, 유기산 800~2,000중량부를 가하여 산화제 8,000~15,000중량부를 적가하여 반응한 것에 중화제를 투여하여 세척하고 오일성분을 분리한 것임을 특징으로 하는 기능성 온수관을 이용한 온수매트.
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대한민국 공개고안 제2020110005732호는 온수 순환식 석재타일 난방매트에 관한 것으로 비철금속판 6면체 판넬 내부에 순환호스를 설치하고 황토 등 천연물질을 이용하여 몰탈 타설하고 그 위에 다수의 타공을 성형 배열한 타공판을 거치 조합시켜 완성되는 온열 판넬과 식물성으로 만든 얇은 두께의 보드 판(10m/m)에 4각형으로 (가로 15cm X 세로 15cm)관통배열하고 그 공간에 같은 두께와 크기의 옥석, 맥반석, 게르마늄석, 천연황토석, 현무암석 타일을 끼워서 열전도 상판이 이루어진다.
대한민국 등록특허 제101568182호는 온수매트의 최하부를 이루는 합섬 섬유재의 바닥재와, 상기 바닥재의 상면에 위치하고 탄성을 갖는 투공성 섬유재와, 상기 투공성 섬유재에 구불구불하게 내장되어 배치된 플라스틱 수지재질의 온수호스와, 상기 투공성 섬유재의 상부에 위치하며 그라파이트(graphite) 분말이 제1원사에 함침되어 직조된 방열(放熱)성 그라파이트 시트와, 상기 그라파이트 시트의 상부에 위치하며 토르말린(tourmaline) 분말이 제2 원사에 함침되어 직조된 토르말린 시트와, 상기 토르말린 시트의 상부에 위치하며 황토 분말이 함침된 황토커버재와, 상기 온수호스에 가열 온수를 공급하는 온수 공급부를 포함하여 구성되는 저 전자파 및 고 방열성의 기능성 온수 순환 온열 매트를 개시한다.
따라서 상기 고안은 종래 전기 전열선을 이용한 온열매트는 전자파가 생성되어 인체 해로움을 있다는 연구 결과가 있었고 그 단점을 피하기 위하여 시도되어 오는 온수를 이용한 온열방식이 점차 파급되고 있으나 무거운 자연석 원석을 온수 순환 매트에 올리면 열전도가 되지 않던 단점과 무게에 의하여 온수순환 호스를 압박하여 순환이 원활하지 못하던 단점과 원석판이 쉽게 깨어지거나 이동이 자유롭지 못하던 단점이 있어 맥반석, 황토, 무기질의 자연석과 같은 원적외선 방사는 자연으로 이용하지 못하던 단점을 개선함과 동시에 화학적인 인체유해한 요소가 발생하지 않는 호스를 사용하며 자연석을 그대로 파쇄하여 사용하므로 자연석 원판 보다 열전도 효율과 원적외선 방사효율은 더 높아져서 인체의 신진대사와 세포에 공진효과를 한층 높여주는 효과가 있다.
천연물질의 몰탈 재료와 타공된 판넬상판 기능성열전도 상판에서 원적외선 음이온이 방출되며 전열선을 사용치 않아 전자파발생, 화재, 화상의 위험이 없는 것을 특징으로 하며 전도판의 석재 타일이 얇아 예열시간이 단축되고 몰탈 타설한 발열 판넬의 단열, 보온, 축열 성능이 향상되어 전기 소비량이 절감되는 효과가 있다

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