KR102631662B1 - 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 관한 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는, 대나무 숯볼층, 상기 대나무 숯볼층 상하부에 위치하는 메모리폼층, 및 상기 메모리폼층 상부에 위치하는 커버층을 포함하고, 상기 대나무 숯볼층은 직물지, 및 상기 직물지 내부에 수용된 대나무 숯볼을 포함하고, 상기 직물지는 상부면과 하부면이 서로 접촉되도록 융착하여 접착함으로써 일정한 패턴이 형성되게 구성하고 상기 일정한 패턴 이외의 대나무 숯볼 수용부 부분에 대나무 숯볼이 수용되어 고정된다.
상기한 구성에 의해 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는, 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

항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스{FUNCTIONAL MATTRESS WITH EXCELLENT ANTIBACTERIAL AND DEODORIZING PROPERTIES}
본 발명은 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 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 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 관한 것이다.
일반적으로 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 제10-2254736호(2021년 05월 14일 등록) 국내등록특허 제10-1869187호(2018년 06월 12일 등록) 국내등록특허 제10-2418928호(2022년 07월 05일 등록)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 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 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 매트리스 내부에 부착된 대나무 숯볼에서 숯가루가 분리되지 않아 주변이 오염되는 것을 방지하고 쉽게 부서지거나 깨지지 않으며 균일한 품질과 성능의 대나무 숯볼이 부착되어 장시간 위생적으로 사용할 수 있는 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 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 발명의 기술적 사상의 일 실시예에서는 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스를 개시한다.
상기 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는, 대나무 숯볼층, 상기 대나무 숯볼층 상하부에 위치하는 메모리폼층, 및 상기 메모리폼층 상부에 위치하는 커버층을 포함하고, 상기 대나무 숯볼층은 직물지, 및 상기 직물지 내부에 수용된 대나무 숯볼을 포함하고, 상기 직물지는 상부면과 하부면이 서로 접촉되도록 융착하여 접착함으로써 일정한 패턴이 형성되게 구성하고 상기 일정한 패턴 이외의 대나무 숯볼 수용부 부분에 대나무 숯볼이 수용되어 고정된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는, 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.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예에 의한 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는, 매트리스 내부에 부착된 대나무 숯볼에서 숯가루가 분리되지 않아 주변이 오염되는 것을 방지하고 쉽게 부서지거나 깨지지 않으며 균일한 품질과 성능의 대나무 숯볼이 부착되어 장시간 위생적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 사용되는 대나무 숯볼을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에서 대나무 숯볼이 수용되는 직물지의 일 예를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명의 술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 사용되는 대나무 숯볼 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
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, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
한편, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에서는 매트리스를 일 예로 들어 설명하나, 본 발명의 기술적 사상은 상기한 매트리스에만 한정되는 것은 아니고, 이와 유사한 기능을 수행할 수 있는 토퍼 등에도 동일하게 적용가능하다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 사용되는 대나무 숯볼을 보여주는 사진이고, 도 2는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에서 대나무 숯볼이 수용되는 직물지의 일 예를 보여주는 사진이고, 도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 사용되는 대나무 숯볼 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스(10)는 대나무 숯볼층(100), 상기 대나무 숯볼층(100) 상하부에 위치하는 메모리폼층(200), 및 상기 메모리폼층(200) 상부에 위치하는 커버층(300)을 포함한다.
상기 대나무 숯볼층(100)은 대나무 숯볼(140)이 함유됨으로써 항균성, 탈취성 등의 효과를 제공할 수 있는데, 예를 들어, 상기 대나무 숯볼층(100)은 직물지(120) 내부에 수용된 후 상기 직물지(120) 테두리 부분이 융착되어 직물지(120) 외부로 대나무 숯볼(140)이 이탈 또는 분리되지 않도록 구성함으로써 대나무 숯볼층(100)에 의해 매트리스(10)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 직물지(120)의 제조방법은 사(絲) 준비단계(S100), 통경단계(S200) 및 제직단계(S300)를 포함하고, 상기 단계를 거쳐 직물지(120)를 제직하여 제조할 수 있다.
즉, 상기 직물지(120)는 표면직물 및 이면직물의 이중으로 구성된 이중직물일 수 있는데, 상기 직물지(120)의 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.
한편, 상기 직물지(120)는 내부에 수용된 대나무 숯볼(140)이 외부로 이탈되거나 분리되어 매트리스(10)가 오염되는 것을 방지하기 위하여 대나무 숯볼(140)을 상기 직물지(120) 내부에 수용한 후 직물지(120) 테두리 부분을 융착하여 밀봉할 수 있는데, 상기 융착은 열융착 또는 고주파 융착 등 당해 기술분야에서 공지된 다양한 방법이 이용될 수 있다.
예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 직물지(120)의 상부면과 하부면이 서로 접촉되도록 융착하여 접착함으로써 일정한 패턴(122)이 형성되게 구성하고 상기 일정한 패턴(122) 이외의 대나무 숯볼 수용부(124) 부분에 대나무 숯볼(140)이 수용되어 고정되도록 할 수도 있고, 직물지(120)의 테두리 부분만을 융착하여 접착할 수도 있는데, 이러한 변형된 구성은 본 발명의 기술적 범위에 속함을 밝힌다.
바람직한 실시 예에 따라 상기한 패턴(122)은 양 측면 방향으로 돌부(122a)와 홈부(122b)가 서로 교호되게 형성되도록 하여 서로 이웃하는 패턴들 사이에서 이들 돌부(122a)와 홈부(122b)의 유기적 걸림 작용에 따라 알갱이 형태의 대나부 숯볼이 수용부(124)의 길이방향을 따라 어느 한쪽으로 과도하게 쓸려가지 못하도록 붙잡아 주게 되며, 이에 따라 직물지(120)내에 수용된 대나무 숯볼이 사용이나 운반 과정에서 어느 한 방향으로 올록볼록하게 쓸려 뭉치는 현상을 방지하여줌으로써 사용 편의성을 가일층 향상시키게 된다. 이에 더하여, 위 예시의 돌부(122a)는 뾰족한 형태나 만곡진 완만한 곡선의 돌출 형태로 조합하여 구성될 수 있고, 상기 홈부(122b) 역시 깊이와 크기가 상이한 형태로 다양하게 조합하여 구성할 수 있다.
또한, 상기 대나무 숯볼층(100)을 구성하는 직물지(120) 내부의 대나무 숯볼(140)에는, 예를 들어, 면상 발열체를 구비함으로써 낮은 온도에서도 전기적인 인가에 의해 사용자가 용이하게 이용할 수 있도록 구성할 수도 있는데, 상기 대나무 숯볼층(100)에는 매트리스(10)에 사용되는 공지된 다양한 기술이 응용되어 적용될 수 있다.
상기 대나무 숯볼(140)은 하기의 방법으로 제조된 대나무 숯볼(140)이 사용될 수 있다.
즉, 도 4를 참조하면, 상기 대나무 숯볼(140)은 재료 준비 단계(S100), 혼합 반죽 단계(S200), 성형 단계(S300) 및 양생 단계(S400)의 과정을 거쳐 제조된 대나무 숯볼(140)이 사용될 수 있다.
1. 재료 준비 단계(S100)
상기 재료 준비 단계(S100)는 대나무 숯볼(140)을 제조하기 위한 재료들을 준비하는 단계이다.
상기 재료 준비 단계(S100)에서 상기 재료들로는 대나무 숯 분말, 일라이트 분말, 고화제 및 해초풀 전분이 준비될 수 있는데, 상기 재료들은 하기의 방법으로 제조된 재료들이 준비될 수 있다.
상기 대나무 숯 분말은 대나무 숯을 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 상기 대나무 숯은 일반 숯에 비해 무기물 함량이 2배 가량 많으며, 특히 흡착제로 이용되고 있는 실리카겔의 주성분인 규산이 일반 숯에 보다 다량 함유되어 있어 탈취제로 사용된다.
또한, 대나무 숯은 수돗물을 부드럽게 하고, 미량의 염소이온의 발생으로 소독효과가 인정되어 입욕제로 사용되며, 고온탄은 원적외선 방사율이 매우 높고 전자파 차폐효능이 인정되며 음이온 발생효과가 있어 건강제품에 적용이 가능함은 물론이다.
상기 대나무 숯은 죽재를 400℃ 이상의 고온처리에 의해 생성되기 때문에 생성 후 일정기간 무균상태로 유지되며, 무기물만이 극소량 함유되고 무기물의 약 60%가 칼슘, 칼륨 등의 알칼리 성분이기 때문에 강한 알칼리성이 나타나게 된다.
또한, 대나무 숯은 표면적이 큰 다공질체로 되어 있고 유기물 함유량이 매우 적기 때문에 부패를 일으키는 미생물이 대나무숯 내로 침입하더라도 증식하지 못하고, 산성을 선호하는 미생물의 증식이 대나무숯의 알칼리성으로 인해 억제되는 경우도 있다.
예를 들어, 상기 대나무 숯 분말은 하기의 방법으로 제조된 대나무 숯 분말이 사용될 수 있다.
먼저, 대나무를 준비한 후 상기 대나무를 1 내지 3cm 길이 단위의 대나무 칩으로 절단할 수 있다. 다음으로, 상기 절단된 대나무 칩을 탄화로에 투입한 후 600 내지 700℃의 온도에서 8 내지 10시간 동안 1차 가열하고, 상기 1차 가열된 대나무 칩을 탄화로에서 분리하여 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 동안 1차 냉각할 수 있다. 그 다음으로, 상기 1차 냉각된 대나무 칩을 1,000 내지 1,200℃의 온도에서 10 내지 12시간 동안 2차 가열한 후 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 동안 2차 냉각하여 대나무 숯을 제조할 수 있다. 이어서, 상기 대나무 숯을 공지의 분쇄기를 이용하여 1 내지 300메쉬(mesh) 범위로 분쇄함으로써 대나무 숯 분말을 제조할 수 있다.
상기 일라이트 분말은 일라이트(illite)를 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 상기 일라이트(illite)는 대표적인 천연 점토 광물질로써 다공성 운모 미네랄로 정의되며 얇은 판상(sheel)의 구조로 요곡성과 탄성을 가지고 있어 탄성과 흡착성이 다른 광물보다 뛰어난 특성을 가지고 있다.
상기 일라이트(illite) 광물의 주 성분은 모공속의 노폐물 및 과일 피지를 제거하는 산화규소(SiO2) 57.5%, 혈액순환을 촉진 작용을 하는 산화알루미늄(Al2O3) 23.3%, 콜라겐 결합작용을 하는 산화철(Fe2O3) 6.76%, 해독작용, 스트레스 억제 및해소 작용을 하는 산화칼슘(C2O) 0.1%, 삼투압 조절 및 수분 조절 기능을 제공하는 산화나트륨(Na2O) 1.21%, 산화마그네슘(MgO) 0.38%, 산화칼륨(K2O) 6.43%, 이산화티타늄(TiO2), MnO, Li, Cr, Zn, Sr 등 4.32%가 포함되어 있다.
또한, 상기 일라이트의 주요 기능으로는 물속의 부유물질을 흡착하고, 음이온을 띠기 때문에 양이온의 부유 미립자와 전기적인 중화로 응집 침전을 유발하여, 물의 정화기능, 특정 방사성물질에 대한 흡착/분해 능력이 뛰어나고, 물/토양/대기 중에서 각종 중금속 및 유독가스를 흡착 탈취 분해하고, 세포를 활성화시키고, 면역을 증강시키며, 수중에서 다량의 용존산소를 발산하며, 물 분자를 활성화하고, 일라이트 자체에서 음이온을 다량 발생하고, 40℃에서 93%의 원적외선을 방사하고, 바이러스/박테리아/곰팡이 등의 정균 작용, 피부에 묻어있는 각종 중금속/유기물질/독성물질 등을 흡착 분해하고, 탄성이 좋고 덩어리지지 않으므로 부착성이 뛰어난 것으로 알려져 있다
상기 고화제는 상기 재료들을 결합함과 동시에 강도를 조절할 수 있는데, 상기 고화제는 하기의 방법으로 제조된 고화제가 사용될 수 있다.
상기 고화제를 제조하기 위하여, 먼저, 플라이애쉬, 황토, 겔라이트 및 석고를 준비할 수 있다. 이때, 상기 황토와 석고는 플라이애쉬의 점결성을 향상시킴과 동시에 고화속도를 조절하여 강도를 조절하며 오염물질 흡착 등의 기능성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 플라이애쉬, 황토, 겔라이트 및 석고를 일정한 중량 비율로 혼합하여 고화제를 제조할 수 있다.
상기 플라이애쉬, 황토, 겔라이트 및 석고는 각각 플라이애쉬 8 내지 12 중량부, 황토 3 내지 7 중량부, 겔라이트 1 내지 5 중량부 및 석고 5 내지 15 중량부의 중량 비율로 혼합됨으로써 고화제가 제조될 수 있다.
상기 플라이애쉬(Fly ash)는 석탄을 연소하는 화력발전소 등에서 발생하는 석탄재중 미분탄 연소보일러의 집진기로 포집되는 입자상의 물질로, 자체 수경성은 없으나 수화물과 반응하여 조직을 치밀화시킴으로써 장기강도 향상 및 내구성을 증진시키는 포졸란 물질로 이용되고 있다
상기 황토는 입자들 사이의 공간으로 불순물, 오염물질을 흡착 분해하며, 산소가 풍부하고, 원적외선을 방출한다. 상기 황토에서 나오는 원적외선은 파장이 8 내지 14㎛이며, 상기 황토의 원적외선은 세포의 분자를 활성화해 신진 대사를 촉진한다.
상기 황토에서는 원적외선을 복사하여 인체에 흡수, 신진대사 및 혈액순환을 활성화시켜 인체의 노화방지, 만성피로 등 각종 성인병을 예방할 수 있다. 상기 황토에서 원적외선을 방사 받게 되면 세균이 그 열작용으로 인하여 약화되며, 세포 조직의 생성 촉진 등을 도와줄 수 있다.
상기 겔 라이트(Ge-lite)는 포졸란이라고 불리우며, 게르마늄이 약 2.0ppm 함유되어 있고 다량의 원적외선과 음이온을 함유하고 있는 것으로 대표적으로는 화산재, 규산백토, 규산토 등이 있다. 즉, 상기 겔 라이트는 황토의 약 180배에 해당하는 원적외선을 방출하여 식물의 성장을 촉진하고 습도조절기능이 있으며, 음이온과 인체활성에너지를 방출하고 유해전자파차단기능이 있고, 탈취 및 살균효과와 중금속 중화 효과도 제공한다.
상기 겔 라이트는 흡착제로 작용하여 유해성분을 흡착 제거하며, 라돈과 같은 방사능 물질과 전자파를 차단하며, 암모니아와 같은 악취성분을 제거할 수 있고, 습도조절 기능을 가지고 있으므로 수분을 지속적으로 배출시켜 건조시간을 증대시킴으로써 급격한 건조에 의한 균열발생을 억제할 수 있다.
상기 석고는 단사정계(單斜晶系)의 광물로, 화학성분은 CaSO4·2H2O이며, 능판상(菱板狀) 또는 주상 결정을 이루는 것으로, 상기 석고는 수화반응에 의해 발열이 이루어짐과 아울러, 팽창되면서 강도를 강화시킬 수 있는데, 예를 들어, 상기 석고는 무수석고가 사용될 수 있다.
상기 해초풀 전분은 상기 재료들을 결합하는 천연 접착제 역할을 수행하고, 항균 효과, 항곰팡이 효과 등을 발휘할 수 있는데, 상기 해초풀 전분은 하기의 방법으로 제조된 해초풀 전분이 사용될 수 있다.
먼저, 상기 해초풀 전분을 제조하기 위하여, 전분과 물을 혼합하여 전분 용액을 제조할 수 있다.
상기 전분 용액에서 상기 전분은 해초풀 전분을 구성하는 조성물을 결합하기 위한 점착성을 부여할 수 있는데, 상기 전분 용액은 전분 40 내지 60 중량부 및 물 80 내지 100 중량부의 중량 비율로 배합되어 혼합될 수 있다.
또한, 상기 전분은 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어, 옥수수전분, 찰옥수수전분, 타피오카전분, 감자전분, 고구마전분, 쌀전분 및 밀전분으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 전분은 비변성 전분 또는 특정 변성 전분을 포함하는데, 비변성 전분은 통상적인 전분 제조 공정으로부터 수득되는 전분으로서, 화학적 처리, 열처리에 의해 그 물성(점성, 열안정성, 냉해동 안정성)이 변화된 변성 전분(예를 들어 산처리 전분, 산화 전분, 아세틸아디핀산 이전분, 아세틸인산 이전분, 옥테닐호박산 전분, 인산 이전분, 인산 일전분, 인산화인산 이전분, 아세트산 전분, 하이드록시프로필인산 이전분, 하이드록시프로필 전분 등이 있다.)과 대조되는 개념이다. 상기 특정 변성 전분으로는 산처리 전분(Acid modified starch), 산화 전분(Oxidized Starch), 아세트산 전분(Starch Acetate), 또는 옥테닐석신산 전분(Starch Octenyl Succinate) 등이 있다.
다음으로, 해초, 한천가루 및 물을 혼합하여 해초풀 용액을 제조한 후 상기 해초풀 용액을 가열할 수 있다.
구체적으로, 상기 해초풀 용액은 해초 1 내지 5 중량부, 한천가루 20 내지 40 중량부 및 물 400 내지 500 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 90 내지 95℃의 온도에서 5 내지 10분 동안 가열함으로써 제조될 수 있다.
상기 해초풀 용액에서 상기 해초로는 괭생이 모자반(Sargassum horneri) 및 다시마(Laminaria japonica)가 사용될 수 있는데, 상기 해초는 괭생이 모자반(Sargassum horneri) 및 다시마(Laminaria japonica)가 1:1의 중량 비율로 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 괭생이 모자반(Sargassum horneri)은 생물학적으로 식물계 갈조식물군 갈조강 모자반목 모자반과로 분류되고, 북태평양 서안에 주로 분포하고 있으며, 조간대 하부에서 자란다. 국내 연안에서는 간조시에 몸의 일부분이 수면에 부표하는 것이 쉽게 관찰되며, 가장 흔한 해중림 구성 종이나, 어린 개체는 식용하고, 봄철에 암반에서 탈락되어 뜬말의 형태로 연안에 떠다닌다.
상기 괭생이 모자반(Sargassum horneri)은 황갈색이며 단추 모양의 뿌리에서 나온 줄기는 외가닥으로 길어지거나 가끔 두 갈래로 갈라지며 윗 부분에서 가지를 낸다. 현재 아토피 억제 효과, 항염증 효과, 중금속 흡착 효과에 대해 보고가 되어 있으며, 스크리닝 실험을 통해 항산화, 지방세포 생성 억제 효과, 암세포 증식 억제 효과, 항 혈액 응고 효과 등이 보고되어 있다.
상기 다시마(Laminaria japonica)는 갈조식물 다시마목 다시마과의 해조류로서, 다시마에는 카로틴류, 크산토필류, 엽록소 등의 여러 가지 색소 외에 탄소동화작용으로 만들어지는 만니톨(mannitol), 라미나린(laminarin) 등과 세포벽의 성분인 알긴산(alginic acid)이 많이 들어 있고, 요오드, 비타민 B2, 글루탐산 등의 아미노산이 함유되어 있다.
또한, 상기 다시마는 현대인에게 결핍되기 쉬운 칼슘, 칼륨, 나트륨, 마그네슘 등 50여 종의 각종 미네랄을 풍부하게 함유하고 있으며, 다시마의 섬유질은 소화기관 및 장내에서 영양분의 흡수를 조절하고, 장내의 지방, 콜레스테롤, 과다한 염분, 중금속 및 발암물질이나 숙변 등의 노폐물을 신속히 몸 밖으로 배설하는 작용을 한다.
특히, 알긴산, 라미나린 등은 항암, 항고혈압, 항혈전, 항혈액응고, 항염증, 항산화, 항콜레스테롤, 혈류개선, 지질대사개선, 간기능개선, 정장작용, 다이어트 효과 등이 있는 것으로 알려져 다양한 형태의 건강기능식품 소재로서 주목받고 있다.
상기 한천가루는 한천을 분말화하여 제조된 것으로, 상기 한천가루는 겔(GEL)화제로 사용될 수 있는데, 겔(GEL)화제로 사용되는 한천은 우뭇가사리과의 해초로 만들어진 우무를 건조시킨 제품으로, 수분 15%, 단백질 2%, 회분 3.5%, 지방 0.5% 이하로 대부분은 다당류로 구성된다. 다당류는 중성다당류인 아가로오스(Agarose) 70%와 산성다당류인 아가로펙틴(Agaropectin) 30%로 구성된다.
또한, 한천은 물과의 친수성이 강하여 수분을 일정한 형태로 유지하는 능력이 크며, 한천은 보통 3배 정도의 물을 흡수하여 0.4% 농도에서 안정적인 겔을 형성한다.
또한, 한천은 적은 양으로도 물과 반응시 40℃ 전후에서 쉽게 겔화되며, 80~85℃ 이하에서는 녹지 않는 성질을 가지고 있어 기온이 높은 여름철에도 사용할 수 있으며 겔의 상태로 저장이 가능하다.
이러한 한천은 오래전부터 의약품, 식품, 공업원료 등으로 널리 이용되고 있는 대표적인 해조류로 국내 연간 생산량이 약 3,600ton에 이르는 비교적 풍부한 자원이다. 그러나 실제 이용하는 양은 전체 생산량의 약 65% 정도로 나머지는 대부분 방치되어 있어 자원량에 비해 부가가치가 낮은 실정이다.
현재 한천의 주성분은 탄수화물로, 섭취시 독성이 없고 인체에 유해하지 않아 식품 재료로 사용되고 있다. 더욱이 자연 상태에서 잘 분해됨에 따라 환경에 미치는 유해한 영향이 없으므로 환경오염을 미연에 방지할 수 있으며, 해초로부터 추출한 한천은 젤라틴과는 달리 응고점이 비교적 높아 실온에서도 겔 상태로 존재할 수 있기 때문에 다른 겔화제에 비해 쉽게 겔화시켜서 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 전분 용액 및 해초풀 용액에 편백나무 추출물을 혼합하여 해초풀 전분을 제조할 수 있다.
상기 해초출 전분은 전분 용액 80 내지 120 중량부, 해초풀 용액 80 내지 120 중량부 및 편백나무 추출물 10 내지 30 중량부의 중량 비율로 혼합함으로써 제조될 수 있다.
상기 편백나무 추출물은 편백나무를 공지의 추출법을 이용하여 추출함으로써 제조될 수 있는데, 예를 들어, 상기 추출법으로는 환류추출법, 온침추출법, 가압추출법, 초음파 분쇄 추출법 등의 공지된 추출법이 이용될 수 있다.
상기 추출법의 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 상기 편백나무(Chamaecyparis obtusa)는 노송나무라고도 하며, 겉씨식물 구과목 측백나무과의 상록교목으로서, 일본이 원산지이지만 개발을 통해 우리나라 남부 지방에서 조림수종으로 널리 재배되고 있는데, 편백나무 특유의 향으로 인해 탈취제, 항균제 등으로 사용되고 있다.
상기 편백나무에서 생산되는 피톤치드는 식물의 자기방어물질로써, 병원균 및 해충, 곰팡이 등에 저항하기 위해 식물이 내뿜거나 분비하는 물질로 그 자체에 살균, 살충성분이 포함되어 있다 피톤치드의 구성물질은 테르펜을 비롯한 페놀 화합물, 알칼로이드 성분, 글리코시드 등으로 이루어진 유기화합물이며, 항균작용, 진정작용, 탈취작용, 스트레스 해소작용 등을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 피톤치드는 화학합성 물질이 아닌 천연물질이고, 인간의 신체에 무리 없이 흡수되며, 인간에게 해로운 균들을 선택적으로 살균한다.
또한, 피톤치드는 항균작용, 소취작용, 진정작용 및 스트레스 해소 작용 등 수많은 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, 피톤치드는 뛰어난 살균, 항균, 세정작용으로 피부를 깨끗하게 하고 보습작용도 하며, 체내의 면역기능을 강화한다.
2. 혼합 반죽 단계(S200)
상기 혼합 반죽 단계(S200)는 상기 재료들을 일정한 중량 비율로 배합하여 혼합함으로써 반죽물을 제조하는 단계이다.
상기 혼합 반죽 단계(S200)에서 상기 반죽물은 대나무 숯 분말 15 내지 25 중량부, 일라이트 분말 50 내지 70 중량부, 고화제 15 내지 25 중량부 및 해초풀 전분 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 혼합됨으로써 제조될 수 있다.
3. 성형 단계(S300)
상기 성형 단계(S300)는 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하는 단계이다.
상기 성형 단계(S300)는 상기 반죽물을 프레스 몰드에 투입한 후 작은 구형의 알갱이로 제조할 수 있는데, 예를 들어, 상기 성형 단계(S300)에서는 상기 프레스 몰드에 알갱이 형태의 대나무 숯볼을 넣어 굴려주면서 상기 반죽물을 추가적으로 붙이면서 사이즈(또는, 입경)를 크게 제작할 수 있고, 이를 통해 사용자 또는 소비자가 원하는 제품의 형태 및 크기에 적합한 사이즈로 다양하게 성형 생산할 수 있다.
본 발명에서 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하는 구성은 공지의 기술인바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 편의를 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
4. 양생 단계(S400)
상기 양생 단계(S400)는 상기 성형체를 건조하여 대나무 숯볼(140)을 제조하는 단계이다.
상기 양생 단계(S400)에서는 상기 성형체를 자연 건조하여 대나무 숯볼(140)을 제조할 수 있는데, 예를 들어, 상기 양생 단계(S400)는 상기 성형체를 25 내지 45℃ 온도에서 5 내지 10일 동안 자연 건조함으로써 대나무 숯볼(140)을 제조할 수 있다.
상기 양생 단계(S400)에서는 상기 성형체를 25 내지 45℃ 온도에서 5 내지 10일 동안 자연 건조함으로써, 빠른 경화에 따른 대나무 숯볼(140)의 표면 균열이나 노화를 방지할 수 있고, 또한 강도가 증진되고 분진이 발생하지 않는 대나무 숯볼(140)을 제조할 수 있다.
상기 메모리폼층(200)은 상기 대나무 숯볼층(100)을 감싸는 상하부에 위치할 수 있는데, 상기 메모리폼층(200) 이외에도 라텍스, 스폰지 등 당해 기술분야에서 공지된 다양한 쿠션재의 형태가 이용될 수 있다.
본 발명에서는 매트리스(10)에 탄성을 제공하는 폼의 일 예로 메모리폼층(200)을 들어 설명하나, 본 발명의 기술적 사상은 상기한 메모리폼층(200)에만 한정되는 것은 아니고 당해 기술분야에서 공지된 다양한 형태로도 변형되어 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 메모리폼층(200)은 하기의 방법으로 제조된 메모리폼층(200)이 사용될 수 있다.
먼저, 상기 메모리폼층(200)을 제조하기 위하여 혼합 수지 및 핵제(nucleating agent)를 포함하는 혼합물을 1차 압출기(extruder)의 스크류(screw)로 이동시키면서, 220 내지 240℃의 온도에서 혼합물을 용융시킬 수 있다.
이때, 상기 혼합 수지는 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체로 이루어진 혼합 수지일 수 있는데, 상기 혼합 수지는 폴리프로필렌 180 내지 220 중량부, 저밀도 폴리에틸렌 10 내지 30 중량부 및 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 혼합될 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 프로필렌의 단독 중합체 또는 2~8개의 탄소원자를 가진 α-올레핀과의 블록 또는 불규칙 공중합체일 수 있는데, 예를 들어, 상기 α-올레핀은 1-부텐(1-butene), 1-펜텐(1-pentene), 1-헥센(1-hexene) 및 1-옥텐(1-octene)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 상기 프로필렌과 공중합되는 α-올레핀의 양은 프로필렌 1몰당 0.01 내지 30몰%일 수 있으며, 상기 폴리프로필렌의 중량평균 분자량은 300,000 내지 500,000g/mol, 용융지수는 0.1 내지 10g/10분(230℃)일 수 있다.
상기 저밀도 폴리에틸렌은 상기 폴리프로필렌과 혼합되어 사용되는데, 상기 저밀도 폴리에틸렌을 혼합하여 사용함으로써 저밀도 폴리에틸렌은 그 자체가 곁가지를 가지는 구조이며 라디칼 발생제에 의하여 라디칼이 생성되더라도 폴리프로필렌과는 달리 분해가 일어나는 것이 아니라 분자량이 증가하여 전체적으로 분자량의 저하 없이 발포성의 극대화를 기대할 수 있다. 본 발명에서 상기 저밀도 폴리에틸렌은 중량평균 분자량이 600,000 내지 800,000g/mol이고, 용융지수가 0.1~0.4g/10분(230℃)인 폴리에틸렌이 사용될 수 있다.
상기 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 상기 폴리프로필렌과 저밀도 폴리에틸렌의 상용성을 좋게 하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체를 혼합하여 사용함으써 상기 폴리프로필렌과 저밀도 폴리에틸렌의 상용성을 좋게 할 수 있다.
상기 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체로는 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디시클로-펜타디엔 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1,4-헥사디엔 고무 및 에틸렌-프로필렌-시클로-펜타디엔 고무로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체는 에틸렌 및 프로필렌의 함량비가 40:60 내지 90:10(w/w)인 것이 바람직할 수 있다.
상기 핵제(nucleating agent)는 상기 혼합 수지의 결정화 속도를 촉진시키고 미세화시킬 뿐만 아니라, 기계적 물성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 핵제는 폴리비닐시클로알칸, 폴리(3-메틸-1-부텐) 또는 폴리알킬렌실란의 고융점 고분자계 핵제, 벤질리덴소르비톨계 핵제 또는 로진계 핵제와 같은 유기 핵제를 사용할 수도 있는데, 바람직하게는, 상기 핵제로는 탈크(talc)를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 핵제의 함량은 메모리폼 셀의 구조에 영향을 미치고, 핵제가 과다 투여되면 메모리폼 셀의 외벽이 약화되어 오픈 셀(open cell)이 될 우려가 있고, 점도가 너무 높으면 메모리폼 셀의 외벽에 저항이 커져 배율이 저하될 수 있는데, 상기 핵제는 상기 혼합 수지 전체 함량 100 중량부에 대해 1 내지 2 중량부의 중량비율로 포함될 수 있다.
또한, 상기 혼합 수지는 라디칼 생성제를 더 포함할 수 있는데, 상기 라디칼 생성제는 상기 혼합 수지 전체 함량 100 중량부에 대해 0.3 내지 0.7 중량부의 중량 비율로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 라디칼 생성제로는 디-t-부틸 퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 3-부틸-4,4-비스(t-부틸 퍼옥시발레레이트), 쿠밀히드로퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시아세테이트, t-부틸퍼옥시메틸에틸케톤퍼옥사이드, t-부틸쿠밀퍼옥사이드 및 (t-부틸퍼옥시)-부틸레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 용융된 혼합물이 수용되어 있는 1차 압출기의 온도 210 내지 230℃ 및 내부 압력 6 내지 8kg/cm2으로 유지한 후 상기 1차 압출기 내에 수용되어 있는 혼합물이 균일하게 용융되어 혼합되도록 할 수 있다.
그 다음으로, 상기 1차 압출기 내에 용융된 혼합물을 2차 압출기로 이송시키고 상기 2차 압출기를 온도 180 내지 200℃ 및 내부 압력 18 내지 22kg/cm2으로 유지한 후 발포제(foaming agent)를 투입할 수 있다.
본 발명에서 상기 발포제는 아조디카본아미드, 스테아릴 모노글리세리드, 질소, 이산화탄소, 아르곤 및 공기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
또한, 상기 발포제는 용융된 혼합물 전체 함량 100 중량부에 대해, 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있는데, 상기 발포제의 함량이 1 중량부 미만이면 충분한 발포 효과가 일어나가 어렵고, 5 중량부를 초과하는 경우에는 발포제의 투입량이 너무 많아 발포체가 오픈될 문제가 있으므로, 상기 발포제는 상기한 범위 내로 사용되는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 발포제가 투입된 혼합물을 이송시키면서 140 내지 150℃의 온도로 변화시키고 압력을 75 내지 85kg/cm2으로 변화시켜 다이(die)까이 이송시키는 공정을 거침으로써 메모리폼층(200)을 형성하는 메모리폼을 제조할 수 있다.
상기 커버층(300)은 상기 메모리폼층(200) 상부 일측면에 형성되고 메모리폼층(200)을 포함하는 매트리스(10)가 오염되는 것을 방지하기 위하여 구비될 수 있다.
예를 들어, 상기 커버층(300)은 직물, 부직포, 패브릭, 가죽 등 당해 기술분야에서 공지된 다양한 종류의 재질이 이용될 수 있는바, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 상기 커버층(300)에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 대한 실시예를 들어 구체적으로 설명하기로 한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 한정되지 않으며, 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
< 실시예 >
먼저, 대나무 숯볼을 직물지에 넣은 후 상기 직물지의 상부면과 하부면이 서로 접촉되도록 융착하여 접착하여 대나무 숯볼층을 형성하였고, 상기 대나무 숯볼층 상하부에 메모리층을 형성하였다.
이어서, 상기 상부의 메모리층에 패브릭으로 형성된 커버층을 형성함으로써 매트리스를 제조하였다.
이때, 상기 대나무 숯볼은 하기와 같이 제조된 대나무 숯볼을 사용하였다.
먼저, 대나무 숯 분말, 일라이트 분말, 고화제 및 해초풀 전분을 준비한 후, 상기 대나무 숯 분말 20 중량부, 일라이트 분말 60 중량부, 고화제 20 중량부 및 해초풀 전분 3 중량부의 중량 비율로 혼합하여 반죽물을 제조하였다.
이때, 상기 대나무 숯 분말은, 대나무를 준비한 후 상기 대나무를 1 내지 3cm 길이 단위의 대나무 칩으로 절단하고, 상기 절단된 대나무 칩을 탄화로에 투입한 후 650℃의 온도에서 9시간 동안 1차 가열하고, 상기 1차 가열된 대나무 칩을 탄화로에서 분리하여 30℃의 온도에서 25시간 동안 1차 냉각하며, 상기 1차 냉각된 대나무 칩을 1,100℃의 온도에서 11시간 동안 2차 가열한 후 30℃의 온도에서 25시간 동안 2차 냉각하여 대나무 숯을 제조하고, 상기 대나무 숯을 공지의 분쇄기를 이용하여 1 내지 300메쉬(mesh) 범위로 분쇄하는 과정을 거쳐 제조된 대나무 숯 분말을 사용하였다.
또한, 상기 고화제는 플라이애쉬 10 중량부, 황토 5 중량부, 겔라이트 3 중량부 및 석고 10 중량부의 중량 비율로 혼합하여 제조된 고화제를 사용하였다.
또한, 상기 해초풀 전분은, 전분 50 중량부 및 물 90 중량부의 중량 비율로 배합하여 전분 용액을 제조하고, 괭생이 모자반(Sargassum horneri) 및 다시마(Laminaria japonica)가 1:1의 중량 비율로 혼합된 해초 3 중량부, 한천가루 30 중량부 및 물 450 중량부의 중량 비율로 혼합한 후 93℃의 온도에서 8분 동안 가열하여 해초풀 용액을 제조하며, 상기 전분 용액 100 중량부, 해초풀 용액 100 중량부 및 편백나무 추출물 20 중량부의 중량 비율로 혼합하여 제조된 해초풀 전분을 사용하였다.
다음으로, 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하였다.
이어서, 상기 성형체를 35℃ 온도에서 7일 동안 자연 건조함으로써 대나무 숯볼을 제조하였다.
< 비교예 1 >
실시예와 동일하게 매트리스를 제조하였는데, 비교예 1에서 상기 대나무 숯볼 대신, 대나무를 가열하여 제조된 대나무 숯을 준비한 후, 상기 대나무 숯을 직물지에 넣어 대나무 숯볼층을 형성하였고, 이를 이용하여 비교예 1에 따른 매트리스를 제조하였다.
< 비교예 2 >
실시예와 동일하게 매트리스를 제조하였는데, 비교예 2에서 상기 대나무 숯볼은 하기와 같이 제조된 대나무 숯볼을 사용하였고, 이를 이용하여 비교예 2에 따른 매트리스를 제조하였다.
먼저, 대나무 숯볼 분말 및 전분 용액을 준비한 후 대나무 숯볼 분말 20 중량부 및 전분 용액 3 중량부의 중량 비율로 혼합하여 반죽물을 제조하였고, 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하였다.
이어서, 상기 성형체를 35℃ 온도에서 7일 동안 자연 건조함으로써 대나무 숯볼을 제조하였다.
1. 관능 평가
실시예와 비교예 1, 2에 따른 매트리스를 구성하는 대나무 숯볼층의 분진생성여부, 오염여부, 기호도 등에 대하여 관능평가를 실시하였으며, 그 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.
관능시험은 매트리스 관련 생산자 및 일반 소비자 30명을 대상으로 실시하고, 점수 및 평가기준은 9점 채점법을 이용하였으며, 아래 [표 1]에 나타내었다.
점수 평가 기준
9 매우 좋음
7 좋음
5 보통
3 나쁨
1 매우 나쁨
구분 분진생성여부 오염여부 종합적 선호도
실시예 8.3 8.4 8.4
비교예 1 4.1 4.3 4.2
비교예 2 4.4 4.6 4.5
상기 [표 2]를 참조하면, 실시예에 따라 제조된 매트리스를 구성하는 대나무 숯볼층은, 비교예 1, 2에 따라 제조된 매트리스를 구성하는 대나무 숯볼층에 비해 분진생성여부, 오염여부 및 종합적 선호도가 우수한 것을 알 수 있다.
2. 항균 시험
상기 실시예와 비교예 1, 2에 따른 대나무 숯볼 시편을(5×5mm)을 준비하여 바실러스균(Bacillus subtilis ), 대장균(Escherichiaocli) 및 살모넬라균(Salmonella typhimurium ) 배양액을 대상으로 페이퍼디스크(Paper disk) 법을 이용하여 항균성을 조사하였고, 그 결과를 하기 [표 3]에 제시하였다.
구분 항균력(페이퍼 디스크의 항균 환, 직경 mm)
바실러스균 대장균 살모넬라균
실시예 11.2 13.8 12.6
비교예 1 2.7 3.5 2.1
비교예 2 4.5 4.1 3.8
상기 [표 3]을 참조하면, 실시예에 따른 대나무 숯볼은 바실러스균, 대장균 및 살모네라균 모두에 대하여 항균활성이 우수함을 확인할 수 있었다.
3. 탈취 시험
상기 실시예 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 대나무 숯볼을 이용하여 암모니아의 시험가스 및 FTIR을 이용한 가스농도측정에 의해 탈취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.
시험항목 경과시간
(분)		 비교예 1
농도(ppm)		 비교예 2
농도(ppm)		 실시예
농도(ppm)

탈취시험		 30 445 440 202
90 434 432 191
150 421 425 152
300 416 420 125
상기 [표 4]를 참조하면, 암모니아의 시험가스 및 FTIR을 이용한 가스농도측정에 의해 얻어진 탈취시험 결과이며, 실시예에 따라 제조된 대나무 숯볼은 시간이 지날수록 탈취율이 향상됨을 알 수 있다.
4. 음이온 방출 시험
실시예에 따른 대나무 숯볼의 음이온 방출 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 5]에 나타내었다.
시료항목 음이온(ION/cc)
실시예에 따른 대나무 숯볼 669
상기 [표 5]는 한국건자재시험연구원 원적외선응용평가센터에서 KICM-FIR-1042의 시험방법과 전하입자측정장치의 시험장비 및 온도 24℃, 습도 42%, 대기중 음이온수 52EA/cc의 시험조건에 의해 얻어진 단위체적당 이온수 결과이며, 실시예에 따른 대나무 숯볼은 다량의 천연 음이온을 방출함을 알 수 있다.
5. 원적외선 방사 시험
실시예에 따른 대나무 숯볼의 원적외선 방사 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 6]에 나타내었다.
시료항목 방사율(5~20㎛) 방사에너지(W/m2)
실시예에 따른 대나무 숯볼 0.921 3.53 ×102
상기 [표 6]은 한국건자재시험연구원 원적외선응용평가센터에서 시행하였고 40℃의 온도조건에서 FT-IR Spectrometer 시험장비를 이용한 BLACK BODY 대비 측정결과이며, 실시예에 따른 대나무 숯볼은 원적외선 방사 기능이 있음을 알 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 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; 매트리스 100; 대나무 숯볼층
120; 직물지 122; 일정한 패턴
124; 대나무 숯볼 수용부 140; 대나무 숯볼
200; 메모리폼층 300; 커버층

Claims (4)

  1. 대나무 숯볼층과, 상기 대나무 숯볼층 상하부에 위치하는 메모리폼층과 상기 메모리폼층 상부에 위치하는 커버층을 포함하여 이루어지되, 상기 대나무 숯볼층은 직물지, 및 상기 직물지 내부에 수용된 대나무 숯볼을 포함하고, 상기 직물지는 상부면과 하부면이 서로 접촉되도록 융착하여 접착함으로써 일정한 패턴이 형성되게 구성하고 상기 일정한 패턴 이외의 대나무 숯볼 수용부 부분에 대나무 숯볼이 수용되어 고정되도록 한 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 있어서,
    상기 패턴은 양 측면 방향으로 돌부와 홈부가 서로 교호되게 형성되도록 하여 서로 이웃하는 패턴들 사이에서 이들 돌부와 홈부의 유기적 걸림 작용에 따라 알갱이 형태의 대나무 숯볼이 수용부의 길이방향을 따라 어느 한쪽으로 과도하게 쓸려가지 못하도록 붙잡아 주도록 한 것을 특징으로 하는 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대나무 숯볼은, 재료들을 준비하는 재료 준비 단계(S100); 상기 재료들을 일정한 중량 비율로 배합하여 혼합함으로써 반죽물을 제조하는 혼합 반죽 단계(S200); 상기 반죽물을 몰드에 투입한 후 구형의 알갱이 형태로 압축하여 성형체를 제조하는 성형 단계(S300); 및 상기 성형체를 건조하여 대나무 숯볼을 제조하는 양생 단계(S400)를 포함하여 제조되고,
    상기 재료 준비 단계(S100)에서 상기 재료들로는 대나무 숯 분말, 일라이트 분말, 고화제 및 해초풀 전분이 준비되고,
    상기 혼합 반죽 단계(S200)에서 상기 반죽물은 대나무 숯 분말 15 내지 25 중량부, 일라이트 분말 50 내지 70 중량부, 고화제 15 내지 25 중량부 및 해초풀 전분 0.1 내지 3 중량부의 중량 비율로 혼합되며,
    상기 양생 단계(S400)는 상기 성형체를 25 내지 45℃ 온도에서 5 내지 10일 동안 자연 건조함으로써 대나무 숯볼을 제조하는 것을 특징으로 하는 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스.

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