KR20020074104A - 원적외선 방사·온열소자 액상조성물의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 원적외선 방사·온열소자 액상조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 섬유나 직물, 의류, 수지, 건강분야, 가열건조, 도료, 입자 형가공 등에 적용하도록 원적외선 방사체와 온열변화체를 혼합기능체로 제조한 것으로서,

자세하게는 카오린, 함수규산알미늄, 수산화알미늄, 질코니아, 수산화티탄늄, 탄화규소, 용해분산제, 과산화나트륨, 탄산카륨, 규산나트륨으로 원적외선 방사체로 하고 온열 소자체로 크롬, 철, 동, 니켈, 은을 수가용성 또는 가수분해성으로 혼합 함유시키고 조성물을 제조함으로써 이 조성물에 함침, 피복시킬 경우 체온의 발열 또는 실온의 열원으로 원적외선 방사기능과 온열 변환소자체 기능의 복합기능성의 액상조성물로서 자연 물리적 방사, 온열 효과가 되도록 한 다목적용 고분자 액상조성물의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 보다 효율적으로 고기능성 원적외선 방사와 온열변화체 혼합기능 조성물을 제조하는 것에 있는 것으로서, 30~40나노 입자의 미세입자 재료를 제오라이트 수열압 합성제조(오토크레이프)기술을 응용하여 기능을 향상시켜 제품을 액상체, 방사, 온열 고분자 제조방법을 제공하고, 화학적 분해를 산, 알칼리, 중성의 성능공정과 열수압처리 정밀 공정에 적용하여 원적외선 방사와 온열 변환소자체 혼합기능 조성물을 제공함으로써 종래의 원적외선 방사 제품과 비교하여 다양한 제품에 응용할 수가 있으며 유연성이 향상되어 원료 제품을 제조할 수 있는 원적외선 방사와 온열 변환소자체 혼합기능조성물인 액정 방사, 온열 고분자 제조방법을 제공함에 있다.

Description

원적외선 방사·온열소자 액상조성물의 제조방법.{manufacture method of liquid state composite radiating infrared and heat}

본 발명은 원적외선 방사·온열소자 액상조성물과 그 제조방법에 관한 것으로서, 섬유나 직물, 의류, 수지, 건강분야, 가열건조, 도료, 입자 형가공 등에 적용하도록 원적외선 방사체와 온열변화체를 혼합기능체로 제조한 것으로서,

자세하게는 카오린, 함수규산알미늄, 수산화알미늄, 질코니아, 수산화티탄늄, 탄화규소, 용해분산제, 과산화나트륨, 탄산카륨, 규산나트륨으로 원적외선 방사체로 하고 온열 소자체로 크롬, 철, 동, 니켈, 은을 수가용성 또는 가수분해성으로 혼합 함유시키고 조성물을 제조함으로써 이 조성물에 함침, 피복시킬 경우 체온의 발열 또는 실온의 열원으로 원적외선 방사기능과 온열 변환소자체 기능의 복합기능성의 액상조성물로서 자연 물리적 방사, 온열 효과가 되도록 한 다목적용 고분자 액상조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 원적외선의 4~25미크론 파장 영역은 대다수 분자의 신축과 병각,역대, 진동 상태에 변화를 주고, 25~100미크론 영역은 분자 회전에너지에 변화를 주어 활성화시키게 된다.

또한, 전자파 복사, 방사와 온열 변화 물리적 기능 복합체로 생체의 심달 복사 온열로 신진대사 활성 및 통증 경감, 말초 신경, 말초 혈관의 활성화 작용에 효과적이다.

상기와 같은 원적외선의 특성을 다목적으로 이용하도록 응용된 각종 조성물로 화학분해에 40~40나노 입자의 고분자 액정체의 제조방법은 국내 특허 등록 제340804호가 있다.

그러나 상기한 종래 발명은 일반적인 방사기능으로 원적외선 세라믹 입자가 미크론 수준으로 감각이 느껴지지 못하며 소기의 성과를 얻지 못하였다.

또한, 원적외선 세라믹의 발열 면상체에 따른 건강요법의 침구류, 의류 등이 있는데 일본에서는 겨울방한복에 원적외선 방사기능과 조끼에 적용한 바 있다.

원적외선 방사체의 미크론 입자에서 나노입자와 열수압처리로 기능화 되도록 개발하고 온열 변환소자체를 결합한 공유발현 현상을 응용한 인체의 체온 및 실온을 이용한 절대온도 273℃+36.5℃=309℃로 한 체온 발산 파장을 워적외선 방사기능을 물성기능 미세 다공성의 흡수재방사와 온열 물성 변환기능의 물리적현상 예로서 다공성 미크론과 나노의 강목구조 형상으로서 규소와 알루미늄의 복합구조에서 자체 방사와 온도, 빛, 전자를 흡수하여 재방사와 같이 물성기능 변화의 기본 기능을 갖는 것을 응용한 것으로 원적외선 방사체와 온열 변환체혼합기능재를 개발 제조한 액상 또는 초미분 및 숏드 입자 등 방법과 액상체로 섬유, 직물, 의류, 부직포, 수지, 건강분야, 가열, 건조, 건축, 도료, 가정용품, 입자 형상 가공 등에 침지, 피복, 피막 도장 분부 등의 방법으로 한 제품 제조에 있어서 미세입자 나노크기의 정련방법에 고분자 기능화 한 소재 제조물의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 원적외선의 방사 물리적현상과 온열 변환에 기인한 기능은 다음과 같다.

1. 방사 강도에 따른 발열 작용으로 균일하고 신속한 복사방사.

2. 전자파 방사의 이온화현상에 따른 물질이동.

3. 전자파의 광도 전에 전자방출의 방사.

4. 전자파 방사의 구조 분자에 여기 공진 기능으로 생체조직의 활성화 및 물분자의 여기공명기능 활성화.

조성물 자체의 기인하는 작용으로는

1. 미세 다공성에 기인하는 물리적 화학적 흡착 및 광량자, 전자 흡수, 포규 등.

2. 미세 다공성, 세다공 구조에 따른 반응속도와 이온교화.

3. 결정구조와 소재별 전위차의 전자방출.

4. 미세, 세다공성의 축 광량자, 전자흡수, 열 흡수로 축용량이 큼으로 광재방사, 방열 복사 방사 전도 등.

상기와 같은 특성을 갖는 조성물에서 인체의 발열 및 실온열을 흡수하여 재방사와 온열 변환소자체의 공유기능으로 전자파 복사방사로 생체 심소 약40mm 침투되어 발열과 신진대사의 활성화, 말초신경 및 말초 혈간의 활성으로 건강기능을 촉진시켜서 통증을 억제하며 여기 공명공진 기능에 따라서 생체의 마사지 기능으로서 세포의 운동활성화와 생체의 (심소 흡수기능)경락구조에 전자파와 열을 공급 촉진하여 건강을 유지시켜준다.

또한 유기, 무기화합물 중에서 물분자의 진동 공명하여 물분자를 이온 및 활성화 시켜서 유해물질을 분리 및 방출시켜 유해금속 및 잔류염소 등 냄새도 없애 주는 효과가 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 종래 조성물의 문제점을 해결하고 보다 효율적으로 고기능성 원적외선 방사와 온열변화체 혼합기능 조성물을 제조하는 것에 있다.

특히 30~40나노 입자의 미세입자 재료를 제오라이트 수열압 합성제조(오토크레이프)기술을 응용하여 기능을 향상시켜 제품을 액상체, 방사, 온열 고분자 제조방법을 제공하고, 화학적 분해를 산, 알칼리, 중성의 성능공정과 열수압처리 정밀 공정에 적용하여 원적외선 방사와 온열 변환소자체 혼합기능 조성물을 제공함으로써 종래의 원적외선 방사 제품과 비교하여 다양한 제품에 응용할 수가 있으며 유연성이 향상되어 원료 제품을 제조할 수 있는 원적외선 방사와 온열 변환소자체 혼합기능조성물인 액정 방사, 온열 고분자 제조방법을 제공함에 있다.

도1은 본 발명에 따른 제조공정을 나타내는 흐름도.

이하, 본 발명의 구성 및 실시예를 설명하면 다음과 같다.

원적외선 방사 액상 조성물의 경우,

온도 40~100℃에서 증류수 50.0%(중량%)에 규산나트륨 15.0~30.0%, 수산화나트륨 3.0~10.0%, 탄산칼륨 3.0~10.0%, 탄산나트륨 3.0~5.0%를 투입 교반하여 이 용액에 규산알미늄 30.0~60.0%를 가열 처리하여 이루어진 100.0~150.0중량%의 제1액의 제조단계와,

온도 40~100℃에서 증류수 50.0%에 수산화알미늄 10.0~25.0%, 지르콘 15.0~25.0%, 티타늄 15.0~25.0%, 탄화규소 10.0~15.0%, 황화은 0.5~5.0%를 투입하여 가열처리로 이루어진 100.0~150.0%의 제2액의 제조단계와,

상기 제1액에 상기 제2액을 투입 교반한 원액상을 40~100℃와 PH9~12, 열수압100~230℃에서 숙성단계와 복사열로 건조시키는 단계를 거쳐 졸과 콜로이드, 젤의 액상으로 이루어지는 제조방법이고,

온열변화소자 액상조성물의 경우,

40~100℃에서 증류수 50.0~70.0%에 순산화크롬 25.0~45.0%, 철 15.0~20.0%, 동 5.0~10.0%, 니켈 5.0~10.0%, 알루미늄 5.0~15.0%를 투입 교반 혼합한 후 열수압 100~230℃에서 가열처리로 이루어지는 제조방법이며,

원적외선 방사. 온열소자 액상조성물의 경우,

상기 원적외선 방사액상 조성물 40.0~70.0%와 온열소자 액상 조성물 30~60%를 혼합 교반하여 PH9~12 또는 2~4로 하여 열수압 100~230℃에서 숙성한 단계와 복사 건조시키는 단계를 거쳐 졸과 콜로이드, 젤상으로 이루어지는 제조방법이다.

적외선 열화상 장치를 이용한 방법에 의해 전자파 4~25미크론으로서 생체의 세포가 방출하는 6~10미크론과 흡사한 방출기능을 물리적 응용으로 생체내의 약 40미리 흡수되는 특성으로 생체의 신진대사 활성화 작용에 필요한 에너지를 공급함으로써 생체생리작용을 원활하게 한다는 것이 여러 실험을 통해 밝혀지고 있다.

이러한 원적외선 방사의 특성을 응용하여 섬유, 직물, 메리야스, 의류, 여성의류분야, 건강제품, 가정제품, 침구류 등의 제품이 시판되고 있다.

특히, 일본에서는 원적외선을 방사하는 바이오 세라믹재료와 미분체 기술을 응용한 각종 제품이 빠른 속도로 상품화되고 있으며, 조끼에 전지부착 방한복으로 개발되고 있다.

본 발명은 조성물의 원적외선 방사와 온열변환체의 혼합기능 특성을 이용하기 위해 조성물을 액상 또는 겔, 콜로이드, 과입상, 쇼드입자 등의 결정 혼합용 기능재료를 갖는 복합제품으로 이용할 수 있으며, 적용되는 제품에 따라 원액상을 희석시켜 사용할 수 있으며, 제품에 고르게 흡수시키며, 침전 피복 또는 피막시켜서 효율적으로 제품을 제조할 수 있다.

예컨대, 직물이나 의류 등을 세척한 후 액상 겔에 희석하여 침점시켜 피복기능을 얻을 수 가 있다.

본 발명의 원적외선 방사체와 온열변환체 조성물은 고지된 주요한 원재료는 수산화알미늄과 규산알미늄, 탄화규소, 질코니아, 염화티타늄의 방사하는 원적외선을 측정하면 4미크론에서 25미크론으로 원적외선 방사체이다. 그 특성으로 는 투과와 반사, 흡수성이 있으며,

또한 온열변환 소자체는 공지된 원재료인 산화크롬, 산화철, 산화동, 산화니켈, 황화은으로서 온열소자체이며, 그 특성으로 열을 흡수하거나 발열, 열전성이 있다. 일례로서 투과성 재료는 지르코니아나 염화티타늄, 반사성 재료는 수산화알미늄, 흡수성 재료는 탄화규소와 규산알미늄, 온열변환재료는 산화크롬과 산화철, 산화동, 산화니켈, 황화은을 사용할 수가 있다. 분산결합재료는 규산나트륨과 과산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 증류수가 된다.

본 발명의 액정상 제조방법은 다음과 같다.

화학정제로 원재료를 얻는 방법으로,

1. 규산알미늄-전해투석법에 의하여 규산졸을 만들고 여기에 콜로이드상 수산화알루미늄을 첨가하여 얻는 방법.

2. 카오린라이트 분말을 20배량의 물로 희석한 염산을 넣어 교반하면서 24시간 방치하여 상등액을 경사여과하고 물로 세정하여 탄산염을 제거하고 100℃로 가열하여 건조시켜서 분쇄하여 분말원료로 제조하고, 카오린분말 원료를 수산화나트륨 순수를 혼합하여 오토크레이프에서 반응 숙성 후 겔상을 얻는 방법.

3. 염화질콘을 기상으로 열분해 산화하여 얻어진다. 그러나 반응시간을 단축하는 것이 한층 좋은 기능을 얻는다.

4. 유산티탄닐을 증유수용액에 혼합하여 100℃이하 온도에서 수열압 탱크 처리하여 가수분해한 후, 초산을 첨가하여 액을 PH2~3으로 하여 해교한다. 다음 해교액을 수산화나트륨을 가해서 PH7.0으로 조정하여 여과하고 세정하여 건조된 티탄입자는 이라타스형 결정을 갖고 있으며 스제랄식 산출에서 평균입자경 30나노가 된다.

5. 각 온열소자체 원료의 바륨과 크롬, 철, 동, 코발트, 니켈 등을 산, 알칼리, 증류수를 중화 공정하여 수산화화합물의 겔상으로 한 다음에 용도에 따라서 PH 2~3 또는 PH 10~12로 조성 유지하되 수산화 또는 함수산화 화합물로 제법 처리하는 것이 바람직하다.

액정체 제조방법은 다음과 같다.

1. 원적외선 방사 액정체 조성 - 제1액

조성물량비 150~100중량% 중에서 증류수 50%, 규산나트륨 15~30%, 수산화0트륨 5~10%, 탄산칼륨 5~10%, 타산나트륨 5~15%를 투입 교반하여 이 용액에 규산알미늄 30~60^ 투입 교반하여 40~100℃에서 1~2시간 교반 유지시킨다.

제조액 조성물량비 150~100 중량% 중에서 증류수 50%를 40~60℃에서 수산화알루미늄 10~25%, 지르콘 15~25%, 티타늄 15~25%, 탄화규소 10~15% 황화은 0.5~5%를 투입하여 40~100℃에서 교반 유지시킨다.

상기 제1액에 제조액을 소량식 투입하여 40~100℃에서 2~4시단 교반한 후, 수열압 100~230℃에서 숙성 유지시킨다.

2. 온열변환소자체 액정체 조성

각 온열소자체 원료를 수산화물 또는 함수산화물로 정제공정방법으로 얻는다.

조성물량비 100~150중량% 중에서 증류수 50%에 40~100℃에서 수산화크롬 25~45%, 철 15~25%, 동 5~10%, 니켈 5~10%, 알루미늄 5~15%를 투입하여 2~4시간 교반하여 수열압 100~230℃에서 유지시킨다.

3. 원적외선 방사체와 온열변화체를 혼합 숙성시켜서 액상체로 제조하는데, 원적외선 방사체 50`75%에 온열소자체 50~25%의 비율로 혼합하여 40~100℃에서 교반하여 PH2~3 또는 PH10~12로 하여 수열압 100~230℃에서 숙성 유지하여 조성물을 제조한다.

상기와 같은 제품을 용도에 따라 졸, 콜로이드, 젤상 등과 입상, 과립상, 숏드 등의 제품을 제조한다. 또한, 액상체 제품에 적용되는 경우 원액상에 증류수로 희석시켜서 원하는 제품에 침전이나 피복, 피막 등의 방법으로 가공시켜 100℃이하에서 복사열 건조제품을 제조한다.

실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다음과 같은 실시예는 본 발명의 일례이므로 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니며, 아래의 %는 중량%를 나타낸다.

실시 예1

1. 원적외선 방사체 액상조성

제1액 - 조성물량비 200% 중에서, 40~100℃에서 정제수 100%에 규산나트륨 30%와 수산화나트륨 10%, 탄산카륨 5%, 탄산나트륨 10%, 함수규산알미늄 45%를 투입 교반하여 1~2시간 혼합 유지시킨다.

제2액 - 조성물량비 150% 중에서 40~100℃에서 증류수 50%에 수산화알미늄30%와 질코25%, 티타늄 20%, 탄화규소 22%, 황화은 3%를 투입 교반하여 1~2시간 혼합 유지시킨다.

2. 온열소자체 액상 조성

화합물 원료를 수산화화합물로 정제하여 얻는다. 조성물량비 150%중에서 40~100℃에서 증류수 50%에 크롬25%, 철20%, 동15%, 니켈5%, 알루미늄 35%를 투입하여 1~2시간 교반하여 혼합 유지하여 수열압 175℃에서 숙성 유지하여 PH 12로 한 온열소자체 액상조성체로 제조한다.

3. 상기 1의 원적외선 방사체 액상조성체 50~70%에 2의 온열소자체 액상조성체 50~30%를 혼합하여 1~2 시간 교반하면서 PH 10으로 하여 수열압 230℃에서 숙성 유지한 후, 액정상을 복사건조로 졸상으로 원액상이 원적외선 온열소자체 혼합기능 액상제품으로 제조한다.

실시예 2

원적외선 방사율 및 방사강도 측정

상기 실시예1에서 원액상 제품 1000ml를 7~10배수의 증류수에 혼합하여 교반한 후, 폴리에스텔 합성섬유를 50초 동안 함침한 다음 건조시켜서 시험샘플을 제조하였다.

원적외선 방사율 및 방사강도를 연구소에 의뢰하여 측정하였으며, 측정조건은 온도 35℃, 분해기능 1.6cm, 전산회수 10회, 검출기호는 MCT를 사용하여 측정하였다.

측정결과 원액상 제품을 피복한 합성섬유의 원적외선 방사율은 제1도에서 나타난 바와 같이 4.0~6.0미크론 범위에서 65~80%를 나타냈고, 파장 8.0미크론 이상의 범위에서는 80%이상인 것으로 나타났다. 또한, 방사강도(방사열)를 측정한 시험에서도 제2도에 나타낸 바와 같이 원적외선 방사강도가 흑체와 비슷한 것으로 나타났다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 원액상의 조성체는 원적외선 방사율이 높은 것은 온열변환소자의 사용으로 볼 수가 있다. 그리고 원액상에 합성섬유를 함침 건조시키면 원적외선 방사기능과 더불어 온열기능성이 향상되기 때문에 이를 다양하게 활용할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 온도 40~100℃에서 증류수 50.0%(중량%)에 규산나트륨 15.0~30.0%, 수산화나트륨 3.0~10.0%, 탄산칼륨 3.0~10.0%, 탄산나트륨 3.0~5.0%를 투입 교반하여 이 용액에 규산알미늄 30.0~60.0%를 가열 처리하여 이루어진 100.0~150.0중량%의 제1액의 제조단계와,

   온도 40~100℃에서 증류수 50.0%에 수산화알미늄 10.0~25.0%, 지르콘 15.0~25.0%, 티타늄 15.0~25.0%, 탄화규소 10.0~15.0%, 황화은 0.5~5.0%를 투입하여 가열처리로 이루어진 100.0~150.0%의 제2액의 제조단계와,

   상기 제1액에 상기 제2액을 투입 교반한 원액상을 40~100℃와 PH9~12, 열수압100~230℃에서 숙성단계와 복사열로 건조시키는 단계를 거쳐 졸과 콜로이드, 젤의 액상으로 구성된 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 액상 조성물의 제조방법.
2. 40~100℃에서 증류수 50.0~70.0%에 순산화크롬 25.0~45.0%, 철 15.0~20.0%, 동 5.0~10.0%, 니켈 5.0~10.0%, 알루미늄 5.0~15.0%를 투입 교반 혼합한 후 열수압 100~230℃에서 가열처리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온열변화소자 액상조성물의 제조방법.
3. 상기 원적외선 방사액상 조성물 40.0~70.0%와 온열소자 액상 조성물 30~60%를 혼합 교반하여 PH9~12 또는 2~4로 하여 열수압 100~230℃에서 숙성한 단계와 복사 건조시키는 단계를 거쳐 졸과 콜로이드, 젤상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 원적외선 방사·온열소자 액상조성물의 제조방법.