KR20060001379A

KR20060001379A - 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20060001379A
Application number: KR1020040050486A
Authority: KR
Inventors: 최경호; 이철호; 김석
Original assignee: 최경호; 이철호; 김석
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-06
Also published as: KR100864515B1

Abstract

본 발명은 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 식모(flocking) 제품의 가공과정에서 기존의 레이온(layon) 또는 나일론 파일(pile)을 사용한 식모 대신 대나무 미립자를 파일로 식모하여 인체에 유해한 요소를 억제하고 유익한 기능을 살릴 수 있는 기능성 식모 제품 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품은 탈취, 습도조절기능, 항균, 곰팡이제거, 음이온 발생, 정전기 방지 등의 탁월한 효과로 환경과 기능성 면에서 쾌적하고 건강한 환경 요인을 유발하는 장점이 있다.

대나무, 미립자, 식모, 기능성

Description

대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품 및 그 제조방법{Functional flocking article using bamboo particles and preparing method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 기능성 식모 제품의 제조과정을 개략적으로 나타낸 공정개략도이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 식모 제품의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 식모 제품의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기능성 식모 제품의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.

도 3a∼3d는 본 발명의 실시예 1에 따른 식모 제품의 항균시험 결과를 나타낸 사진이다.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 식모 제품의 항곰팡이시험 결과를 나타낸 사진이다.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 식모 제품의 탈취시험 결과를 나타낸 그래프이다.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 식모 제품의 원적외선 방사율 시험결과를 나타낸 그래프이다.

도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 식모 제품의 원적외선 방사 에너지 시험결과를 나타낸 그래프이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

10: 섬유 어큐뮬레이터 공급 롤 20: 나이프 코우터

30: 플록 호퍼 40: 양극 전극

50: 그라운드 전극 60: 흡입 컬럼

70: 건조 오븐 80: 건조 실린더

90: 경화 오븐 100: 브러싱기

110: 권취기

1: 원단층 2: 접착층

3: 식모층 4: 탑코팅층

5: 발포수지층 6: 인쇄층

본 발명은 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 식모 제품의 가공과정에서 기존의 레이온 또는 나일론 파일을 사용한 식모 대신 대나무 미립자를 파일로 식모하여 인체에 유해한 요소를 억제하고 유익한 기능을 살릴 수 있는 기능성 식모 제품 및 그 제조방법에 관한 것 이다.

일반적으로 종래의 식모 제품은 미적인 효과를 높이고, 품질의 고급화를 꾀하기 위하여 원단에 점성 레이온 또는 나일론 파일을 식모시켜 제조함으로써 촉감, 질감, 색감 등에 입체적 효과를 재현한다.

이러한 종래의 식모 제품은 시각, 촉각에 있어서 입체적 효과가 뛰어나 타제품에 비해서 월등히 우위를 점하고 있으나, 제조시 사용되는 화학원료에 기인하여 인체에 유해한 성분이 방출되고 환경문제(다이옥신)를 유발하는 용출 문제가 대두되고 있어 보다 친환경적이고 기능적인 제품으로의 대체가 요구되는 상황이다.

이에 본 발명에서는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 연구를 거듭한 결과, 식모 제품의 가공 및 공정과정에서 레이온 또는 나일론 파일을 사용한 식모 대신 대나무 미립자를 파일로 사용하여 식모하여 쾌적하고 건강한 환경요인을 유발할 수 있는 기능성 식모 제품을 얻을 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 탈취, 습도조절기능, 항균, 곰팡이제거, 음이온발생, 정전기 방지 등 탁월한 효과로 인체에 유해한 요소를 억제하고 유익한 기능이 발현되는 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 기능성 식모 제품을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품은:

원단층, 접착제층 및 식모층으로 이루어진 식모 제품에 있어서,

상기 식모층은 10∼100mesh의 입경을 갖는 대나무 미립자로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대나무 미립자를 사용한 기능성 식모 제품의 제조방법은:

(a) 원단을 일정한 속도로 인출시키면서 원단 표면에 접착제를 도포하는 단계;

(b) 상기 접착제가 도포된 원단상에 10∼100mesh의 입경을 갖는 대나무 미립자를 균일한 밀도로 투하시키면서 고전압하에서 정전기를 발생시켜 대나무 미립자를 심는 단계;

(c) 상기 식모된 원단상의 잔여 대나무 미립자(excess frock)를 회수한 후, 50∼80℃의 온도에서 1분 이내로 1차 건조시키는 단계;

(d) 상기 1차 건조된 식모 원단을 1.5∼3kg/㎡의 압력하에 가압하는 단계; 및

(e) 상기 가압된 식모 원단을 50∼80℃의 온도에서 2분 이내로 2차 건조시키는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 식모(flocking) 제품의 가공과정에서 대나무 미립자를 파일로 식모하여 인체에 유해한 요소를 억제하고 유익한 기능을 살릴 수 있는 기능성 식모 제품 및 그 제조방법이 제공된다.

도 1에 본 발명에 따른 기능성 식모 제품의 제조과정을 개략적으로 나타내었다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기능성 식모 제품의 제조과정은 (1) 원단 준비 및 접착제 도포단계, (2) 식모 단계, (3) 잔여 파일 회수 및 1차 건조단계, (4) 가압단계, 및 (5) 2차 건조단계로 이루어진다.

좀 더 상세하게는, 우선, 첫 번째 공정으로, 원단, 예를 들어 PVC, 섬유 또는 종이 등을 구겨짐이 없이 반듯하게 공급되도록 섬유 어큐뮬레이터 공급 롤(fabric accumlator feed roll; 10)에서 일정한 속도로 인출시키면서 보정 과정을 거친다. 표면이 반듯해야 접착제 도포와 식모시 고르게 대나무 미립자가 표면에 결합된다.

본 발명에서 원단으로 사용가능한 PVC는 [-CH₂CHCl-]_n의 화학식으로 표시되는 열가소성 고분자로 전 세계적으로 연간 2,000만톤 이상 사용되는 범용 플라스틱이다. PVC 수지는 융용점 이하의 온도인 100℃부터 분해되기 시작하고, 빛에 의해서도 분해되며, 유연온도(softening point)가 비교적 낮고, 기계적 물성이 그리 좋지 않은 단점을 가지고 있다. 이러한 단점에도 많이 사용되고 있는 이유는 PVC 수 지가 지닌 내약품성, 난연성, 여러 첨가제들과의 상용성 등의 특성에 의하여 연질 제품에서 경질 제품까지 다양한 제품을 만들 수 있기 때문이다. 또한, 본 발명에서 원단으로 사용가능한 섬유 및 종이는 다양한 제품과 친숙함에서 많이 사용되며, 이러한 PVC, 대나무 미립자 등의 기능성 성분을 함유한 PVC, 섬유, 종이 이외에 당업계에 공지된 것이라면 특별히 제한하지 않고 본 발명의 원단으로서 사용할 수 있다.

한편, 이렇게 반듯하게 보정된 원단 표면상에 나이프 코우터(knife coater; 20)를 사용해서 접착제를 고르게 도포한다. 이때, 상기 접착제로는 유연성과 내수성이 우수하고 작업성이 적합한 에멀젼형 접착제, 좀 더 바람직하게는 2액형 우레탄 소프트 타입의 접착제를 사용하는 것이 좋다.

두 번째 공정으로, 상기 접착제가 도포된 원단상에 10∼100mesh의 입경을 갖는 대나무 미립자를 플록 호퍼(flock hopper; 30)에서 균일한 밀도로 투하시킴과 동시에 DC 45,000V의 고전압하에서 정전기 발생장치(원단을 사이에 두고 하단에 위치한 그라운드 전극(50)과 상단에 위치한 양극 전극(40)의 두 기계 장치)로 원단과 대나무 미립자에 정전기를 발생시켜 원단 표면위에 도포된 에멀젼형 접착제와 대나무 미립자가 고르고 강하게 결합되도록 식모(frocking)를 한다.

본 발명의 식모공정에서 파일로서 사용되는 대나무는 그 함유 성분 중 규산이나 엽면에서 발산되는 테르텐과 폴리페놀이 우수한 항균성 및 항산화성 효과를 나타내어 천연 보존제의 역할을 한다. 또한, 대나무 표피에 포함된 퀴논유도체(퀴논은 동식물과 미생물계에 널리 분포하고 있는 화합물로 일반적으로 염료로 알려져 있는데, 대나무엔 벤조퀴논의 분자내 일부가 변화한 유도체가 존재함)가 매우 강력한 항균작용을 한다. 뿐만 아니라, 대나무에 들어있는 페놀성분은 강한 훈취를 지니고 있어 마스킹이라 불리는 화학작용으로 악취가 없는 물질로 변화시켜 소취 능력을 발휘한다. 아울러, 대나무에서 다량 방출되는 원적외선은 모세혈관을 확장시켜 혈액순환을 돕고 인체의 물질들의 순환을 돕는다. 또한, 음이온 성분은 부교감 신경계에 영향을 주어 몸의 긴장을 이완시킨다.

본 발명에서는 이러한 대나무가 가진 여러 가지 우수한 기능성을 더욱 극대화시키는 동시에 원단상에 용이하게 식모될 수 있도록 다음과 같은 과정을 통해서 대나무를 처리한다.

먼저, 건조시킨 대나무를 직경 3∼8㎝, 길이 10∼30㎝로 자른 후, 너비 3∼5㎝, 길이 5∼15㎝의 크기로 쪼갠다. 그 다음, 1×1㎝ 크기로 대분쇄한 후, 다시 1∼5㎜ 크기로 중분쇄하고, 마지막으로 10mesh 이하의 미립자로 소분쇄한다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이, 대나무 원료, 바람직하게는 천연 대나무 원료를 10∼100mesh의 입경을 갖도록 분쇄한 미립자 분말을 사용하는데, 그 입경이 10mesh 미만이면 입자가 너무 커서 제품의 면이 거칠고 결합도에 문제가 있고, 100mesh를 초과하면 원가상승의 부담이 있다.

세 번째 공정으로, 상기 식모된 원단상의 잔여 대나무 미립자(excess frock)를 흡입 컬럼(suction column; 60)을 통해서 회수한 후, 건조 오븐(drying oven; 70)에서 약 50∼80℃의 온도에서 1분 이내로 1차 건조시킨다.

네 번째 공정으로, 상기 1차 건조된 식모 원단을 건조 실린더(drying cylinder; 80)에서 약 1.5∼3kg/㎡의 압력을 가하여 대나무 미립자와 접착제의 결합력을 높이고, 식모된 면을 고르게 펴준다.

마지막 식모 작업 마무리 공정으로, 상기 식모 원단을 경화 오븐(curing oven; 90)에서 약 50∼80℃의 온도에서 2분 이내의 시간으로 2차 건조를 한 다음, 브러싱기(brushing machine; 100)에서 상기 2차 건조된 식모 원단상의 잔여 대나무 미립자를 털어낸 후 권취기(winder; 110)로 감는다.

상술한 바에 따라 제조된 본 발명의 기능성 식모 제품은 아래로부터 원단층(1), 접착제층(2) 및 대나무 미립자층, 즉 식모층(3)으로 구성되며, 그 적층 구조를 도 2a에 나타내었다.

한편, 상술한 바와 같이 1차 가공되어 형성된 식모 원단은 선택적으로 다음과 같은 엠보싱, 프린팅, 코팅 및 재단 등의 2차 가공단계를 더욱 수행하여 상기 식모층(3) 상단에 탑코팅층, 인쇄층 및/또는 발포수지층 등을 필요에 따라 더욱 형성시킬 수 있다.

즉, 상기 식모층(3) 상부에 수성발포 토나를 고형분 기준으로 약 50∼300g/㎡ 정도를 콤마코타로 도포하여 겔링작업(150∼200℃의 온도범위)-인쇄공정-탑코팅 작업을 실시한 후 엠보싱 작업을 한다.

이때, 상기 식모층(3) 상부에 수성발포 토나를 재코팅하는 이유는 인쇄작업이 가능하도록 평활도를 형성시키고 엠보싱 작업시 엠보 성형성을 향상시키기 위함이다.

또한, 탑코팅 작업은 제품의 내오염성 방지 및 인쇄피막을 보호하기 위한 목 적으로 실시되는데, 탑코팅제는 아크릴계 및 우레탄 계통의 수지에 수성왁스(고온용파라핀계, PE계, 카르나바 왁스 등) 및 수성메라민 수지, 수성에폭시수제, 실리콘 계통의 발수제 중 어느 하나 또는 2종 이상을 혼합하여 2∼15중량%의 양으로 첨가하여 고형분 기분으로 약 10∼50g/㎡를 도포한다.

이때, 상기 탑코팅액에 수성 발포제를 약 2∼5중량%의 양으로 첨가하여 엠보싱 성형성을 부여할 수도 있다. 또한, 이후의 엠보싱 가공공정 및 건조/인쇄공정을 순차적으로 진행할 수 있다.

이러한 2차 가공공정은 이에 한정되지 않고 당업계에서 공지된 공정을 필요에 따라 선택적으로 적용할 수 있다.

한편, 상술한 바에 따라 제조된 본 발명의 기능성 식모 제품의 일례로서, 아래로부터 원단층(1), 접착제층(2), 식모층(3) 및 탑코팅층(4)으로 구성된 적층 구조를 도 2b에, 그리고 아래로부터 원단층(1), 접착제층(2), 식모층(3), 발포수지층(5), 인쇄층(6) 및 탑코팅층(4)으로 구성된 적층 구조를 도 2c에 각각 나타내었다.

본 발명의 식모 제품은 바닥재, 벽지, 매트, 가방, 의자 커버, 신발 및 각종 포장재 등에 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 식모 제품의 가공과정에서 기존의 레이온 또는 나일론 파일을 사용한 식모 대신 대나무 미립자를 파일로 식모하여 인체에 유해한 요소를 억제하고 유익한 기능을 살릴 수 있는 기능성 식모 제품을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품은 탈취, 습도조절기능, 항균, 곰팡이제거, 음이온 발생, 정전기 방지 등의 탁월한 효과로 환경과 기능성 면에서 쾌적하고 건강한 환경 요인을 유발하는 장점이 있다.

한편, 도 2a∼2c를 통해 본 발명에 따른 기능성 식모 제품 구조의 일례를 나타내었지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 기능성 식모 제품은 대나무 미립자가 상호 점착 구성되어 식모됨으로써 외관뿐만 아니라 특정 기능성을 갖춘 식모 제품의 고급화를 요구하는 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있다.

또한, 식모 제품에 대나무 성분이 함유되어 있어 생활환경에서 발생되는 유해물질, 특히 각종 병균을 완벽에 가깝게 제어하는 천연 항균, 제균제의 기능을 가지며 탁월한 소취 능력으로 각종 유해가스(특히 포름알데히드 같은)를 흡착, 탈취하여 인체에 해를 끼치지 않는 식모 제품을 제조할 수 있다.

아울러, 대나무를 포함하고 있는 식모 제품이 습도조절기능을 가짐에 따라 제품에 습기가 차는 것을 방지할 수 있다. 특히, 대나무 성분에서 발생되는 원적외선 및 음이온에 의해 자연친화적인 느낌을 가질 수 있어 상쾌한 실내분위기의 환경을 도모하고, 인체의 생체리듬 증대로 건강에 유익한 효과를 줄 수 있다.

또한, 대나무는 탈취재의 기능을 가지고 있어 쾌적한 환경을 유지시킬 뿐만 아니라, 비교적 가격이 싸고 비중이 가벼운 대나무를 사용함으로써 식모 제품의 원가를 절감시키는 동시에 제품 무게가 가벼워 운송 및 사용취급성이 용이하다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

PVC 원단을 일정한 속도로 인출시키면서 원단 표면에 접착제를 도포하고, 상기 원단상에 약 35mesh의 입경을 갖는 대나무 미립자를 균일한 밀도로 투하시키면서 고전압하에서 정전기를 발생시켜 대나무 미립자를 심는다. 잔여 대나무 미립자를 회수하고, 약 60℃의 온도에서 1분 이내로 1차 건조시킨다. 상기 1차 건조된 식모 원단은 약 2kg/㎡의 압력하에 가압하고, 약 65℃의 온도에서 2분 이내로 2차 건조시켜 기능성 식모 제품을 제작한다.

상기 기능성 식모 제품의 샘플(300×300×0.5㎜)을 취하여 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 다음과 같이 항균성, 항곰팡이성, 탈취성, 원적외선 방사실험을 실시한 후, 그 결과를 하기 표 1∼4 및 도 3∼7에 각각 나타내었다.

1. 항균성 시험(표 1 및 도 3a∼3d)

1) 시험방법: KS K 0693-2000

2) 사용균주

Staphylococcus aureus ATCC 6538

Klebsiella pneumoniae ATCC 4352

3) 비이온계면활성제: 접종균에 0.05% 비이온 계면활성제 사용(Snogen)

4) 표준포 사용: KS K 0905 염색견뢰도용 첨부배포: 면

시험 항목	시료 구분	초기 농도	24시간 후 농도	정균감소율(%)
S. aureus에 의한 항균시험	블랭크(도 3a)	4.2×10⁵	2.1×10⁸	-
S. aureus에 의한 항균시험	실시예 1(도 3b)	4.2×10⁵	<2.0×10⁴	99.9
K. pneumoniae에 의한 항균시험	블랭크(도 3c)	6.5×10⁶	2.7×10⁷	-
K. pneumoniae에 의한 항균시험	실시예 1(도 3d)	6.5×10⁶	<2.0×10³	99.9

2. 항곰팡이 시험(표 2 및 도 4)

1) 시험방법: ASTM G-21

2) 사용균주

Aspergillus niger ATCC 9642

Penicillium pinophilum ATCC 11797

Chaetomium globosum ATCC 6205

3) 결과의 판독

0: 시료에서 균의 성장을 인지할 수 없음

시료명	배양 시험의 기간
실시예 1	1주후	2주후	3주후	4주후(도 4)
실시예 1	0	0	0	0

3. 탈취성 시험(표 3 및 도 5)

1) 시험방법: KFIA-F1-1004

2) 시험가스명: 암모니아

3) 가스농도측정: 가스검지관

시험 항목	경과시간(분)	블랭크농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(%)
탈취 시험	초기	500	500	-
	30	490	130	73
	60	480	110	77
	90	460	95	79
	120	450	90	80

(주) 블랭크: 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임.

4. 원적외선 방사 실험(표 4 및 도 6∼7)

37℃에서 수행되었고, FT-IR 분광기를 이용한 블랙 바디 대비 방사율(5∼20㎛) 및 방사에너지(w/㎡·㎛, 37℃)를 측정하여, 그 결과를 하기 도 6∼7에 각각 나타내었다.

상기 표 1∼4 및 도 3∼7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 식모 제품은 항균성 99.9%, 탈취성 81%(60% 이상이면 우수), 원적외선 방사율 90%(60%이상이면 우수)으로 우수한 기능성을 가짐을 알 수 있었다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 식모 제품의 가공과정에서 기존의 레이온이나 나일론 파일을 사용한 식모 대신 대나무 미립자를 파일로 식모하여 탈취, 습도조절기능, 항균, 곰팡이제거, 음이온 발생, 정전기 방지 등 탁월한 효과로 인체에 유해한 요소를 억제하는 동시에 인체에 유익한 기능을 살려서 환경과 기능성 면에서 쾌적하고 건강한 환경 요인을 유발할 수 있는 기능성 식모 제품을 제공할 수 있다.

Claims

원단층, 접착제층 및 식모층으로 이루어진 식모 제품에 있어서,

상기 식모층은 10∼100mesh의 입경을 갖는 대나무 미립자로 이루어진 것을 특징으로 하는 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품.
제1항에 있어서, 상기 식모 제품은 상기 식모층 상단에 탑코팅층, 인쇄층 및 발포수지층 중에서 적어도 하나의 층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품.
(a) 원단을 일정한 속도로 인출시키면서 원단 표면에 접착제를 도포하는 단계;

(b) 상기 접착제가 도포된 원단상에 10∼100mesh의 입경을 갖는 대나무 미립자를 균일한 밀도로 투하시키면서 고전압하에서 정전기를 발생시켜 대나무 미립자를 심는 단계;

(c) 상기 식모된 원단상의 잔여 대나무 미립자(excess frock)를 회수한 후, 50∼80℃의 온도에서 1분 이내로 1차 건조시키는 단계;

(d) 상기 1차 건조된 식모 원단을 1.5∼3kg/㎡의 압력하에 가압하는 단계; 및

(e) 상기 가압된 식모 원단을 50∼80℃의 온도에서 2분 이내로 2차 건조시키 는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 방법은:

(f) 상기 2차 건조된 식모 원단을 엠보싱공정, 프린팅공정 및 코팅공정 중 적어도 하나의 공정을 수행하여 2차 가공하는 단계;

를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 대나무 미립자를 이용한 기능성 식모 제품의 제조방법.