KR200433196Y1 - 야자 활성탄 코팅 섬유원단 - Google Patents

야자 활성탄 코팅 섬유원단 Download PDF

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Abstract

본 고안은 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제 및 야자 활성탄 코팅된 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PU(폴리우레탄)수지 100 중량부, 폴리아크릴수지 20 중량부, 톨루엔 30 중량부, 아세톤 10 중량부, 가교제 1 중량부, 야자 활성탄 60 중량부 및 모데나이트 음이온제 5 중량부로 구성된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제 및 상기 야자 활성탄 코팅제를 코팅하여 종이섬유 사이에 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제가 균일하게 함유되도록 하여 새집 증후군에 따른 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과를 나타내는 야자 활성탄 코팅된 원단에 관한 것이다.
섬유원단, 코팅제, 야자 활성탄, 음이온제

Description

야자 활성탄 코팅 섬유원단{activated carbon coating agent for coating paper material}
도 1은 본 고안의 야자 활성탄 코팅제를 원단의 한쪽면에 코팅한 것을 나타낸 단면도.
도 2는 본 고안의 야자 활성탄 코팅제를 원단의 양쪽면에 코팅한 것을 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 10-1: 코팅층 100: 원단
본 고안은 원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제 및 야자 활성탄 코팅된 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PU(폴리우레탄)수지 100 중량부, 폴리아크릴수지 20 중량부, 톨루엔 30 중량부, 아세톤 10 중량부, 가교제 1 중량부, 야자 활성탄 60 중량부 및 모데나이트 음이온제 5 중량부로 구성된 원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제 및 상기 야자 활성탄 코팅제를 코팅하여 종이섬유 사이에 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제가 균일하게 함유되도록 하여 새집증후군에 따른 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과를 나타내는 야자 활성탄 코팅된 섬유원단에 관한 것이다.
일반적으로 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단은 실내의 벽에 부착되어 실내의 내부를 장식하는 장식재의 기능을 하며 직포나 종이로 된 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단 본체의 표면에 특정 문양을 스크린 인쇄, 또는 동판이나 그라비아 인쇄하여 제조되고 있으며, 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단을 붙일 때 사용되는 종래의 접착제는 단순하게 접착 기능만을 갖고 있는 것으로, 녹말을 물에 풀어서 사용하거나, 화학 접착제를 사용하였다. 그러나, 오늘날 건물의 재료는 대부분 시멘트와 모래, 자갈, 철강 등으로 이루어져 있으며, 상기 재료들로 구성된 콘크리트에는 라돈이 많이 함유되어 있음으로써 라돈으로부터 인체에 해로운 방사능이 많이 방사되는 것은 물론, 콘크리트 특유의 냄새가 발생하여 건강을 해치게 되는 등의 문제점이 발생하였고, 또한 콘크리트는 수분을 많이 흡수하기 때문에 세균이 서식할 수 있는 환경을 제공하게 되어 콘크리트로 이루어진 건물에 거주하는 것만으로도 건강을 해치게 되는 문제가 발생하였다.
종래의 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단은 장식재로서 뿐만 아니라 습기가 많은 곳에서 곰팡이가 서식하는 것을 방지하기 위하여 곰팡이 제거제를 첨가하여 사용하고 있는 실정이나, 그 근본적인 해결책이 제시되지는 못하고 있다. 황토 및 흑연층을 포함한 벽지는 벽지의 표면에 황토와 흑연을 1:1의 비율로 접착제와 혼합하여 황토 및 흑연층을 형성시킴 으로써 인체의 건강을 도모하였으나, 이는 벽지의 표면에 형성되어 색감을 좋지 못하게 하였으며, 방사물질이 함유된 벽지는 벽지본체의 표면에 방사물질층과 문양층을 형성시킴으로써 원적외선이 방사되도록 하였으나, 방사물질층은 제습 및 탈취 효과를 가지지 못해 습기로 인해 곰팡이가 발생하는 문제점이 있었으며, 황토 벽지는 벽지본체의 표면에 바탕색이 채색되도록 인쇄한 후, 황토분을 함유하는 문양층을 형성시킴으로써 색상을 우수하게 하여 원적외선이 방사되도록 하였으나, 문양층의 도안 및 채색에 제한이 있어 벽지 본래의 목적인 장식 기능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 고안의 목적은 종래의 기능성 종이가 지닌 제반 문제점을 해결하기 위하여, 종이섬유 사이에 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제가 균일하게 함유되도록 하여 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제가 비산되지 않을 뿐만 아니라, 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과가 감소되지 않는 범위내에서 야자 활성탄의 배합비를 조절하여 색상이 우수하지 못해 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단으로 활용할 수 없었던 종래의 문제점을 해결하여 음이온 및 원적외선을 방사하는 기능성 종이를 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단으로 이용할 수 있도록 하는 야자 활성탄 및 모데나이트 음이온제가 함유된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 개발하며 이를 코팅한 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단을 제조하는데 그 목적이 있다.
본 고안은 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 원단(100)에 PU(폴리우레탄)수지 100 중량부, 폴리아크릴수지 20 중량부, 톨루엔 30 중량부, 아세톤 10 중량부, 가교제 1 중량부, 야자 활성탄 60 중량부 및 모데나이트 음이온제 5 중량부로 구성된 야자 활성탄 코팅제를 원단의 한쪽 표면 또는 양면에 50g/야드 비율로 도포한 후 180℃로 코팅하여 야자 활성탄 코팅제층(10, 10-1)이 코팅된 것을 특징으로 하는 야자 활성탄 코팅 섬유원단에 관한 것이다.
본 고안은 야자 활성탄 코팅제를 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단(100)에 180℃로 코팅하여 섬유원단을 제조하는 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제에 있어서 PU(폴리우레탄)수지 100 중량부, 폴리아크릴수지 20 중량부, 톨루엔 30 중량부, 아세톤 10 중량부, 가교제 1 중량부, 야자 활성탄 60 중량부 및 모데나이트 음이온제 5 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제에 관한 것이다. 또한 본 고안은 PU(폴리우레탄)수지 100 중량부, 폴리아크릴수지 20 중량부, 톨루엔 30 중량부, 아세톤 10 중량부, 가교제 1 중량부, 야자 활성탄 60 중량부 및 모데나이트 음이온제 5 중량부로 구성된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단의 한쪽 표면에 50g/야드 비율로 도포한 후 180℃로 코팅하여 야자 활성탄 코팅제층(10, 10-1)이 형성된 섬유원단을 제조하는 것을 특징으로 하는 섬유원단의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단의 제조방법은 섬유원단 100.0중량부를 기준으로 펄프 59.0～75.5중량부를 2～5% 농도로 물에 해리시킨 후 교반기로 20～30분간 교반하는 단계: 교반된 펄프를 고해기로 절단 및 피브릴화하는 단계: 고해된 펄프에 사이즈제인 로진 5.0～10.0중량부 및 젤라틴 5.0～10.0중량부를 투입하는 단계: 혼합된 혼합물을 스크린하여 이물질을 제거하는 단계: 스크린된 혼합물을 초지기로 압착 및 건조하여 종이를 제조하는 단계를 포함하여 이루어진다. 본 고안의 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 사용하여 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제를 혼합한 섬유원단의 제조방법은 섬유원단의 한쪽 표면에 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 50g/야드 도포한 상태에서 180℃로 가열하여 섬유원단을 제조한다.
이하 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 일반적인 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단의 제조방법은 펄프 59.0～75.5중량부를 물에 해리시킨 후 교반하고 교반을 용이하게 하기 위하여 펄프의 해리 농도를 2～5%로 하고 동력절감을 위해 교반기의 교반속도는 30～100rpm으로 한다. 펄프는 목재펄프, 화학펄프, 기계펄프, 반화학펄프 등을 이용할 수 있다. 펄프를 교반한 후 교반된 펄프를 절단 및 피브릴화하여 펄프를 초지하기에 적당하도록 만들어 준다. 이 때, 고해기(beater)를 이용하여 긴 섬유를 절단하거나 눌러 으깨는 방법으로 섬유내부의 수소결합을 끊어 섬유의 내부 구조가 풀어지도록 피브릴화(fibrillation)하며, 고해도는 25～50이 되도록 한다. 상기 고해도는 펄프섬유의 가공처리 과정 중 그 처리정도를 측정하는 단위로서, 일반적으로 천연상태의 펄프섬유는 5～10으로 측정되나 펄프 섬유의 길이, 폭 및 두께 등을 고해기로 처리하는 중에 상승되며, 고해도가 25 미만이면 섬유와 섬유의 결합이 잘 일어나지 못하고, 고해도가 50을 초과하면 종이의 양면차가 증대되는 단점이 있으므로, 그 고해도를 25～50이되도록 하여 종이의 물성이 저하되지 않도록 한다. 펄프를 절단 및 피브릴화한 후, 고해된 펄프에 사이즈제를 투입한다.
이는 종이에 잉크 또는 물의 침투저항성을 부여하기 위한 것으로, 펄프만을 사용하여 제조한 종이는 흡수성이 있어 필기 또는 인쇄시에 잉크가 번지는 문제가 발생하므로, 펄프에 내수성이 있는 콜로이드 물질인 사이즈제를 혼합함으로써 펄프섬유의 표면이나 펄프섬유 사이의 틈을 메워 잉크가 침투 확산하는 것을 방지하도록 한다. 펄프에 투입되는 사이즈제로는 로진(송진)과 젤라틴을 사용하며, 그 배합비율이 각각 5.0중량부 미만으로 투입하면 충분한 효과가 나타나지 않고, 10.0중량부를 초과하여 투입하면 효과가 더 이상 증가되지 않으므로 로진 5.0～10.0중량부 및 젤라틴 5.0～10.0중량부로 하는 것이 바람직하나 반드시 이를 제한하는 것은 아니다.
절단 및 피브릴화 후, 절단 및 피브릴화된 펄프에 야자 활성탄 및 모데나이트 음이온제가 함유된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 50g/야드 도포한 상태에서 180도로 가열하여 섬유원단을 제조한다. 야자 활성탄 및 모데나이트 음이 온제가 함유된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 코팅하면 종이의 저장성이 우수하며 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습 및 탈취효과를 나타내고 종이로부터 계속적으로 음이온과 원적외선이 방사된다.
또한 지력증강제(strength additives)인 닥나무를 첨가함으로써 종이의 강도를 높일 수 있다. 섬유원단에 야자 활성탄 및 모데나이트 음이온제가 함유된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 코팅 경우 배합비율은 야자 활성탄이 60 중량부 미만이면 충분한 흡착력이 발휘되지 못하며 60 중량부를 초과하면 종이의 색상이 좋지 못하게 되고, 모데나이트 음이온제가 5 중량부 미만이면 음이온 방사효과가 충분하지 않으며 5 중량부를 초과하면 종이의 물성이 저하된다. 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제는 미분쇄하여 사용하며, 그 입도는 350～400mesh로 하는 것이 바람직하고 325mesh 미만이면 종이의 재질이 부드럽지 못하게 되고 400mesh를 초과하면 제조원가가 상승된다.
또한 야자 활성탄에 은(Ag) 처리하여 가공하면 은 이온에 의한 항균작용이 야자 활성탄소에 의한 항균작용 및 살균효과와 상승작용을 함으로써 더욱 우수한 효과를 가질 수 있으며 은 처리의 방법으로는 은을 분자로 분해하여 야자 활성탄 내부 기공에 균일하게 도포하는 방법이 바람직하나 반드시 이를 제한하는 것은 아니다. 모데나이트 음이온제는 계속적으로 500～1000 이온/cc 정도의 음이온을 발생시켜 주변 공기를 쾌적하게 하고 세포의 활동을 활성화시키는 효과가 있으며 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제를 함께 혼합하여 이용하면 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제의 상호작용으로 인해 그 각각의 효과가 더욱 상승된다.
또한 상기 제조된 종이를 벽지나 기타의 용도로 바로 이용할 수도 있고, 그 강도를 더욱 높이기 위해 겹지로 제조하여 이용할 수 있으며 상기 제조된 종이의 일면에 야자 활성탄 및 모데나이트 음이온제가 함유된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 도포한 후 180도로 가열하여 일반종이와 합지하여 이용할 수 있다. 합지 경우 야자 활성탄 및 모데나이트 음이온제가 함유된 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 코팅하는 경우 모데나이트 음이온제의 효과가 더욱 우수하게 발생하며 합지방법으로는 라미네이터기를 이용하여 열압하여 합지시킬 수도 있고, 그 사용용도나 합지되는 종이의 종류에 따라 별도의 접착제를 이용할 수도 있다. 종이에 별도의 무늬층을 형성시키고 표면을 코팅제로 코팅하여 벽지의 디자인을 우수하도록 하여 실내환경을 밝게 할 수 있으며 종이를 벽지로만 이용하는 것이 아닌 별도의 코팅 공정을 통해 장판지로 이용할 수 있음은 물론, 포장지, 도공지, 권련지, 판지, 부직포 등의 형태로 제조될 수 있고 그 형태를 제한하는 것은 아니다.
실시예1: 섬유원단의 제조
목재펄프 650g을 3%의 농도로 물에 해리시키고 고해기를 이용하여 고해도 30이 되도록 고해시킨 후, 이에 로진과 젤라틴을 각각 80g 투입하여 사이징 되도록 한다. 사이징된 펄프에 닥나무 80g을 첨가하여 균일하게 혼합하고, 이를 초지기로 압착 및 건조하여 섬유원단을 제조하였다.
실시예2: 섬유원단의 코팅
PU(폴리우레탄) 100g, 폴리아크릴수지 20g, 톨루엔 30g, 아세톤 10g, 가교제 1g, 야자 활성탄 60g 및 모데나이트 음이온제 5g을 혼합하여 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 제조하였다. 실시예 1에서 제조된 섬유원단의 한쪽 표면에 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제를 50g/야드 비율로 도포한 후 180℃로 가열하여 코팅하였다.
본 고안에 의한 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제를 함유한 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제로 코팅한 섬유원단은 일반 섬유원단과 비교 경우 음이온의 발생효과가 더욱 우수함을 알 수 있었다. 본 고안에 사용된 야자 활성탄과 모데나이트에 대해 살펴보면 다음과 같은 특징을 갖는다. 야자 활성탄소는 목재(wood base), 역청탄(bituminous coal) 등을 불연소화합방식인 수증기부활법으로 활성화시켜 제조하며 흡착에 관여하는 세공이 미세공으로 형성되고 비표면적이 약 1000㎡/g에 이르며 계속적으로 산화 및 환원반응을 함으로써 우수한 통풍, 제습, 탈취 및 항균효과를 가지며, 이로 인하여 쾌적한 실내환경을 도모할 수 있도록 한다.
모데나이트 음이온제 분말은 제올라이트(zeolite)의 일종으로 총 19종에 이르는 천연제올라이트 중에서 크리놉틸로라이트와 함께 가장 흔하게 산출되는 광물이다. 모데나이트 음이온제는 화학조성상 Na, K, Ca, Mg, Sr 및 Ba를 양이온으로 소량 함유하는 함수규산염 광물(hydrous aluminosilicate)로 결정구조상으로는 규산염 광물의 기본 단위의 하나인 (Si, Al)O4 사면체의 모든 산소들이 또 다른 사면체에 의해서 공유되면서 3차원적으로 연결되는 망상 규산염 광물(Tectosilicate)에 속하나 같은 망산광물염 광물인 석영과 장석군 광물들은 치밀한 구조를 이루는 데 비해서, 모데나이트 음이온제는 결정구조상의 세공(2.3～7.5Å)으로 엉성한 구조를 갖는다. 모데나이트 음이온제의 구조상 Si4 + 일부가 Al3 +로 치환됨으로서 발생하는 전하결손을 보상하기 위해서 양이온들이 흔히 구조내에 개입되게 되는데, 장석류와는 달리 모데나이트는 광물내에 구조상의 세공을 형성하고 여기에 양이온들이 존재하는 관계로, 이 양이온들이 주위의 다른 양이온들에 의해서 쉽게 치환될 수 있고 또한 공동내에서 정전기적으로 강하게 대전되어 존재하는 이 양이온들의 성격에 따라 항상 많은 양의 물분자들이 세공 내부로 유입됨에 따라서 다량의 음이온이 발생한다.
야자 활성탄과 모데나이트에서 다량 발생되는 음이온은 혈액의 칼슘과 칼륨을 증가시킴으로써 산성 혈액을 알칼리화로 전환시켜 혈액을 정화하고, 세포 내에 영양공급을 원활히 하고 노폐물을 배출시켜 병든 세포를 재생시키며, 또한 각종 질병에 대한 항체의 증가로 바이러스의 감염에 대한 저항력을 증가시킬 뿐만 아니라 자율신경계를 조절하여 혈액, 신경계통 등에 활력을 줌과 동시에, 엔돌핀 및 엔카파린을 발생시켜 피로를 회복시키고 체력을 증강시키며 통증을 완화시키고 특히 산화방지 및 인체 세포의 부활을 유도하여 노화를 방지하는 등의 역할을 한다. 또한 야자 활성탄으로부터 방사되는 원적외선은 전자파 중 그 파장이 5.6～100㎛ 사이의 전자파를 말하는 것으로, 원적외선은 피부의 심층(4～5㎝ 깊이)까지 침투하여 인체에 온열작용, 숙성작용, 자정작용, 건습작용, 중화작용 및 공명작용을 함으로써, 생체 조직 활성화로 인해 피부노화를 지연시켜 건강한 피부로 가꿔 주며 피로감을 경감시킬 수 있도록 하는 등 인체에 유용한 효과가 있다.
이상에서와 같이 본 고안을 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 벽지, 장판지 등에 활용할 수 있는 것으로 본 고안의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이 본 고안에 의한 야자 활성탄과 모데나이트 음이온제를 함유한 섬유원단의 코팅용 야자 활성탄 코팅제로 코팅한 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단은 종이섬유 사이에 야자 활성탄과 모데나이트가 균일하게 함유되도록 하여 야자 활성탄과 모데나이트가 비산되지 않을 뿐만 아니라 유해성분의 흡착, 산화방지, 제습, 탈취 및 항균효과가 감소되지 않는 범위내에서 야자 활성탄의 배합비를 조절하여 색상이 우수하지 못해 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 섬유원단으로 활용할 수 없었던 종래의 문제점을 해결하여 음이온 및 원적외선을 방사하는 기능성 종이를 벽지로 이용할 수 있는 효과가 있다. 또한 야자활성탄은 백탄숯보다 대략 7배 정도 넓은 세공을 지니고 있어 코팅 경우 우수한 효과를 진며 유해한 전자파를 차단하는 효과가 있어 다양한 제품에 적용할 수 있는 효과가 있으므로 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

  1. 침구류, 신발깔창, 마스크, 병원용 시트, 벽지, 종이 또는 천으로 사용되는 원단(100)에 PU(폴리우레탄)수지 100 중량부, 폴리아크릴수지 20 중량부, 톨루엔 30 중량부, 아세톤 10 중량부, 가교제 1 중량부, 야자 활성탄 60 중량부 및 모데나이트 음이온제 5 중량부로 구성된 야자 활성탄 코팅제를 원단의 한쪽 표면 또는 양면에 50g/야드 비율로 도포한 후 180℃로 코팅하여 야자 활성탄 코팅제층(10, 10-1)이 코팅된 것을 특징으로 하는 야자 활성탄 코팅 섬유원단.
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