KR20070091816A

KR20070091816A - 물 침대용 매트리스 원단

Info

Publication number: KR20070091816A
Application number: KR1020060021417A
Authority: KR
Inventors: 노문석
Original assignee: 노문석
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-12

Abstract

본원은 물 침대용 매트리스 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 물을 충전하여 사용하는 각종 물 침구로서 물을 수밀하게 수용하는 매트리스 원단에 원적외선 발생물질과 음이온 발생물질과, 게르마늄 성분을 도포 및 함유시킨 기능성 매트리스 원단을 만들고 이를 이용하여 만든 물 침구류에 관한 것이다.

따라서 본원의 물 침구류를 이용 시 자연스럽게 원적외선 방사효과, 음이온 방출효과, 게르마늄성분의 효과를 누릴 수 있는 물 침구류를 제공하기 위하여 원적외선 방사물질과 음이온 방출물질, 게르마늄 성분의 이상적인 배합 조성비를 찾고, 이들 인체 유익물질을 물 침구류 방수 원단에 침적, 내장시켜 침구류를 제공함으로 실내의 유해가스를 정화시키는 기능, 항균기능, 항 곰팡이 기능, 탈취기능, 발수기능, 원적외선 방사기능, 음이온 방출기능 등의 탁월한 기능성의 역할을 수행하여 유해물질에 노출된 현대인의 주거환경을 개선하고 쾌적한 실내환경을 제공하며 궁극적으로 인간의 건강한 생활을 유지할 수 있도록 하는 침구류를 제공하고자 하는 것이다.

침구류, 물침대, 방수원단, 원적외선, 음이온

Description

물 침대용 매트리스 원단{clothes of mattress for water bed}

도 1 : 일반 물 침대의 예시도

도 2 : 매트리스 원단 제조공정 예시도

** 도면에 사용된 주요부호의 설명**

1 : 물매트 2 : 물 주입마개

3 : 패팅슐더패드 4 : 세라믹 옥돌

5 : 물 빼기마개 6 : 보조 매트

7 : 안착홈 8 : 침대 본체

10 : 폴리우레탄수지필름 11 : PU필름 적치 롤

12 : PU필름 안내 롤 15 : 코팅제

16 : 코팅제 조절밸브 20 : 섬유원단

21 : 원단 적치 롤 22 : 원단 안내 롤

30 : 압압 롤 A 31 : 압압 롤 B

32 : 두께 조절 롤 33 : 안내 롤

40 : 건조기 41, 44 : 안내 롤

42,43 : 텐션 롤 50 : 방수원단

본원 발명은 물 침대용 매트리스 원단에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 물을 충전하여 사용하는 각종 물 침구로서 물을 수밀구조로 수용하는 매트리스 원단에 인체의 세포에 깊이 침투하여 생리활성 효과를주는 원적외선 방사물질과 공기 중의 유해물질의 정화시키는 작용 및 세균 제거 기능을 갖는 음이온 발생물질과, 인체의 생체리듬 활성화 효과를주는 물질인 게르마늄을 함유시킨 매트리스 원단을 만들고 이를 이용한 물 침대를 제공하고자 하는 것이다.

최근들어 건강에 대한 관심이 커지면서 일상생활에 사용하는 침대, 요, 방석, 베개 등 각종 침구류에 있어서도 여러 가지 기능들이 부가되고 있으며, 이런 기능성 침구류의 대표적인 것 중의 하나가 물을 수밀구조로 충전하여 물의 쿠션을 이용할 수 있도록 제작한 물침대, 물요, 물방석 등의 물 침구류 들이다.

이런 물 침구류들을 사용할 경우, 물의 출렁거림이 피부 세포를 자극시켜 줌으로써 피부노화방지와 탄력 있는 몸매 유지에 도움을 되고, 물이 신체를 골고루 바쳐줌으로써 혈액순환을 원활하게 해주고, 물침대의 경우 단 몇 시간의 수면이라도 깊은 잠을 누릴 수 있게 하여 피로회복에 도움을 주며, 장시간 사용에도 결림이나 욕창을 방지할 수 있는 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있어, 그 수요가 널리 확산 되고 있다.

물 침구류는 이미 여러 가지 형태의 것이 다수 제안, 사용되고 있는데 그 중 대표적인 것으로는 일본국 실개소 63-153869호에 개재된 워터 백과 국내 실용신안공보 공고번호 95-8910호에 개재된 물 침대 등을 들 수 있다.

전자의 구성을 살펴보면, 단열층에 의해 두 개로 분리구성된 워터 백의 내측에는 물이 담겨 지고 그 하측에는 워터 백의 온도를 조절할 수 있는 히터가 설치된 구조의 것이고 후자의 구성은 물 침대의 내부에 수분함유 시 부풀어 오르는 패팅슐러패드의 섬유를 내장하여 물의 유동을 방지하도록 한 구조의 것이 개시되어 있다.

상기의 물침대 설치구조는 수요자의 선택폭을 넓히기 위해 다양한 구조로 제공되고 있으나 일반적으로 흔하게 제공되는 물침대 구조를 도 1에 도시하고 있는바, 방수원단으로 제공되는 물매트(1)가 일측 상부로 물 주입마개(2)를 갖고 하부 일측으로 물 빼기마개(5)를 갖고 있으며, 물매트 내부에서 물의 출렁거림을 방지하기 위하여 패팅슐더패드(3)를 물매트 내부로 삽입되어 있는 구조로 물매트가 이루어지고 침대본체(8)의 안착홈(7)에 먼저 보조매트(6)가 채워지고 그 안쪽으로 물매트가 내장되는 구조를 이루며, 물매트의 상부로는 세라믹 돌기(4)등이 제공되는 예를 들 수 있다.

상기의 물 침대 구조는, 충전된 물을 누수 없이 수밀하게 유지할 수 있는 매트리스 원단으로 침구의 사이즈에 맞도록 평평한 낭(주머니)을 만들고, 주머니 내부에는 물을 흡수하는 패팅슐더패드와 같은 완충재를 충전하여 물의 지나친 출렁거림을 방지하는 구조를 이루고, 주수구를 통해 물을 채워넣고 배수구로부터 물을 배수할 수 있는 구조로 제작되며, 방수 원단으로서는 방수성이 우수한 우레탄시트와 같은 합성수지시트가 널리 사용되며, 통상적으로 물침대 내부에 발열체를 넣어서 물을 가열하는 구조로 제공되어 왔다.

본 발명은 물 침구류를 이용 시 자연스럽게 원적외선 방사효과, 음이온 방출효과, 게르마늄성분의 효과를 누릴 수 있는 물 침구류를 제공하기 위하여 원적외선 방사물질과 음이온 방출물질, 게르마늄 성분의 이상적인 배합조성비를 찾고, 물 침대용 매트리스 원단에 상기 성분을 침투,내장시켜 제공함으로 물 침구류 사용 시 인체의 세포에 침투하여 생체 활성효과를 주는 원적외선 방사물질과 공기 중의 유해물질의 정화시키는 작용 및 세균 제거 기능을 갖는 음이온 발생물질과, 인체의 생체리듬을 조절해 주는 물질인 게르마늄을 함유시킨 매트리스 원단을 만들고 이를 이용한 물침대를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원적외선 방사물질과 음이온 발생물질 및 게르마늄 성분을 매트리스 원단에 흡착 및 도포시키기 위한 것으로 아크릴계 수지 바인더를 이용하고, 상기 바인더에 원적외선 방출 세라믹분말, 음이온을 발생시키는 토르말린(전기석), 게르마늄 분말을 첨가하여 크림상태의 코팅제를 얻고, 이를 매트리스 원단에 합침, 도포, 건조시켜 기능성 방수원단을 얻고, 상기 원단을 이용하여 물 침구류의 방수 원단으로 사용하여 본원의 물 침구류를 이용 시 자연스럽게 원적외선 방사효과, 음이온 방출효과, 게르마늄성분의 효과를 누릴 수 있는 물 침구류를 제공하기 위한 기술구성을 갖는다.

본원에서는 원적외선 발생물질로 흑운모 분말을 5~ 20 ㎛로 분쇄하여 사용하고자 하는데 흑운모는 황토와 맥반석보다 약 2배 이상 원적외선 방사율(94%)이 높은 것으로 보고되고 있다.

원적외선은 적외선의 파장영역을 갖는바, 0.76~1000 ㎛의 파장범위의 것을 적외선이라 하며 그 중에서 원적외선은 4~1000 ㎛의 파장범위의 것을 지칭한다. 물질은 고유의 진동수로 끊임없이 운동하며 입력되는 에너지의 진동수가 물질분자의 진동수와 일치하면 전자파를 흡수하고 그 에너지에 의해 진동이 활발화 되어 물질의 온도를 올리게 되는 것이다.

원적외선은 물분자의 진동수와 매우 접근하기 때문에 인체의 70%에 이르는 물 분자를 활성화시켜 생체세포의 활성화를 일으켜 건강에 도움을 주는 것이다.

또한 본원에서는 음이온 발생물질로 토르마린(전기석)을 평균입도 5~ 20 ㎛ 로 분쇄하여 사용하고자 한다.

토르마린(Tourmaline)은 6각 주상형의 결정을 갖는 붕규산염으로 육방정계에 속하는 천연광물로서 토르마린 결정자체가 전기를 발생하는 특성을 지녀 전기석이라는 별칭을 갖고도 있다.

토르마린의 결정은 미약 전류를 계속 발생시키므로, 이 토르마린 결정은 공기 중에 포함된 수분(H₂O)에도 작용하여 물분자를 전기분해시키고 물분자(H₂O)를 수소이온(H+)과 수산이온(OH-)로 분리시켜 음이온을 만들어 주는 것으로 보고되어 있 다.

또한 이 Hydroxyl(히드록실) 이온은 산성화된 인체를 환원시키는 역활을 하며, 물을 최적의 pH 7.4로 약 알카리화 시키는 기능을 가지며 체내에 들어오면 면역기능(살균능력, 항균능력)을 높이는 것으로 보고되고 있다.

이온은 눈에 보이지 않는 전화를 띤 미립자로서 양이온과 음이온으로 구분하고 있는바, 양이온을 형성하는 것은 여러 가지 오염물질 즉, 담배연기, 아황산가스, 질소산화물, 일산화탄소, 오존 및 각종 유기물질 등이며 음이온은 이들 양이온을 경화 침전시켜 여러 가지 오염물질들을 제거하므로 공기를 깨끗하게 하고 신선하게 유지시켜 주는 기능이 보고되어 있다.

숲속이나 폭포 온천 등에서 인체에 상쾌하게 느껴지게 되는 것은 바로 (-)전하를 띈 공기가 바로 음이온 역할을 하기 때문임이 밝혀지고 있다.

또한 본원에서는 게르마늄 99.99%의 분말을 평균 5~ 20 ㎛로 분쇄하여 사용하고자 하는바, 게르마늄(germanium)은, 주기율표 제4B족에 속하는 탄소족원소(원소기호:Ge)에 속하는 것으로, 원자번호는 32이고, 원자량은 72.59이며, 958.5℃에서 녹고 2700℃에서 끓는 성질을 갖고 있으며 비중은 5.325(25℃)이고, 드물게는 아지로다이트/게르마나이트 등의 광석에 함유되어 있으며, 지각에 넓고 얇게 분포 되어 있는 섬아연석 및 황화동석 속에 약간 함유되어 있거나, 암석 속에서 규산염의 규소와 치환하여 미량이 함유되어 있기도 하다.

게르마늄은 반도체로 전기적 광학적 성질을 갖고 있으며 임상실험보고에 의하면 과잉전류가 축적하게 되면 이곳에 반도체를 침투시켜 몸 구석수석에 흐르는 전기를 잘 조화시켜 이물질을 제거함은 물론 중금속과 화학물질 및 오염물질을 분해 배출시켜 주는 역할을 한다. 게르마늄에는 몸속의 면역기능 향상에 도움이 되며, 암세포를 사멸시키는 유일한 무기인 인터페론을 인체 내에서 자연 발생적으로 생겨나게 하는 유용한 원소임이 밝혀지고 있다.

본원에서는 상기의 인체 유익성분들을 물 침구류를 이용 시 자연스럽게 원적외선 방사효과, 음이온 방출효과, 게르마늄성분의 효과를 누릴 수 있는 물 침구류를 제공하기 위하여 원적외선 방사물질과 음이온 방출물질, 게르마늄 성분의 이상적인 배합조성비를 찾고, 물 침구류 방수 원단에 상기 성분을 내장시켜 제공함으로 원적외선 방사물질이 인체의 세포에 깊이 침투하여 생체 활성리듬을 높여주고, 음이온 발생물질로 인하여 실내공기 중의 유해물질을 정화시키며 실내의 세균을 제거시키는 기능을 감당시키며, 또한 인체의 생체리듬을 조절해 주는 물질인 게르마늄을 함유시킨 기능성 방수 원단을 제공하기 위한 것이다.

이하 본원발명을 구체화하기 위한 발명의 일 실시예를 기재한다.

본원의 목적을 달성하기 위해 즉, 본원의 원적외선 방사물질과 음이온 방출물질, 게르마늄 성분을 일체화시키기 위해 아크릴계수지 바인더로 정원화학 케미쉬트용 J-45를 구입하여 사용하고자 하였다.

① 저온에서 원적외선이 90% 이상 방사되는 흑운모 세라믹 분말을 평균 10 ㎛로 분쇄하였다.

② 음이온이 30,000/cc 이상 방출되는 토르말린(전기석)을 평균 10㎛로 분쇄하였다.

③ 게르마늄 99.99%의 분말을 평균 10㎛로 분쇄하였다.

상기와 같이 원료를 준비하고 아크릴계수지 바인더 10.0 kg에 흑운모 세라믹분말 6.0 kg, 토르말린 음이온 분말 0.5 kg, 게르마늄분말 0.05 kg 을 첨가하여 저속에서 24시간 동안 교반하여 크림상태의 코팅제를 제조하였다.

본원의 코팅제를 적용하여 폴리우레탄 방수 원단씨트에 코팅제 도포량 80g/m₂ 로 합침 도포시키고 건조시켜 얻은 방수 원단을 샘플로 채취하여 실험한 결과에서 FT-IR Spectrometer를 이용한 Black Body 대비 측정결과로서 원적외선 방사에너지가 3.54×10²(W/㎡.㎛,37℃)의 결과치를 얻었고, 음이온 발생량을 측정하기 위하여 FISA의 AIR ION COUNTER(FIC-2000)을 이용하여 시료를 230㎜×185㎜ 로 절단하여 측정장치와 시편 간의 거리를 1㎜를 뛰워서 측정방법은 측정환경 온도 20℃, 습도 19%에서 측정환경(85×70×55㎤ chamber)내 대기중 음이온 수 0/㏄ 조건에서 측정하여 음이온수 542 ion/㏄ 의 결과치를 얻었다.

또한 게르마늄 성분을 확인하기 위하여 ICP-OES는 Perkin Elmer 사의 OPTIMA 33000V를 이용하여 Black Body 대비 측정결과로서 2218 ppm 으로 우수한 수치결과를 나타냄을 확인하고 발명을 완성하였다.

본 발명의 코팅제가 적용될 수 있는 수지류로는 열가소성수지가 바람직하며, 그 구체적인 예로는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등에도 사용 가능하다.

시행오차법에 의한 다양한 실험결과로서 상기 아크릴계 수지고착제 100중량부에 평균입도 5~ 20 ㎛로 분쇄된 흑운모 세라믹분말 50-70중량부, 평균입도 5~ 20 ㎛로 분쇄 된 토르말린(전기석)을 3-10중량부, 평균입도 5~ 20 ㎛로 분쇄된 게르마늄 분말 0.5-1.0 중량부 첨가하여 10-24시간 교반. 반응시켜 크림상태의 코팅제를 얻는 공정을 통한 다양한 실시예에서 상기 예시한 열가소성수지 이외에 천연섬유나 합성섬유 및 재생섬유에도 본원의 코팅제를 적용하여 도포 건조한 결과 원적외선방사효과, 음이온방출효과, 게르마늄성분의 효과를 측정한 결과 기대 이상의 좋은 결과가 있음을 확인할 수 있었다.

본원의 코팅제를 열가소성수지 중 폴리우레탄수지와 섬유류 사이에 합침코팅시켜 방수원단을 얻기 위한 일 실시예를 도 2을 통하여 설명한다.

도 2은 폴리우레탄수지필름(10) 및 섬유원단(20)으로 제공되는 방수 원단(30)을 얻는 제조공정을 나타내는 일 실시예를 기재하고 있는바, 폴리우레탄수지필름(10)이 필름적치 롤(11)에 감겨 있고 가이드 롤(12)과 일정 텐션을 부여하기 위한 텐션 롤(미도시)을 경유하여 양측의 압축 및 지지기능을 하는 롤A(30), 롤B(31)사이로 이송시키는 구조이고, 또 다른 일측에서 섬유원단(20)이 원단적치 롤(21)에 감겨 있고 가이드 롤(22)과 일정 텐션을 부여하기 위한 텐션 롤(미도시)을 경유하여 양측의 압축 및 지지기능을 하는 롤A(30), 롤B(31)사이로 이송시키는 구조를 이루고, 본원에서 사용하고자 하는 코팅제(15)[여기서의 코팅제 조성물은 상기 아크릴계수지 바인더 10.0 kg에 흑운모 세라믹분말 6.0 kg, 토르말린 음이온 분말 0.5 kg, 게르마늄분말 0.05 kg 을 첨가하여 저속에서 24시간 동안 교반하여 얻은 크림 상태의 코팅제]를 저장하는 가온저류조에서 공급밸브(16)을 통하여 일정량 공급받으며 폴리우레탄수지필름(10) 및 섬유원단(20)과 코팅제(15) 조성물이 압축 및 지지롤A(30), B(31)사이에서 밀착되어 두께 조절롤(32)을 거치며 합침 되고 안내롤(33)을 경유하여 건조로(40)를 거처 건조되며 가이드 롤(41,44), 텐션 롤(42,43)을 거쳐 권치기에 감겨지는 구조로 폴리우레탄수지필름(10)과 섬유원단(20)사이에 기능성 코팅제(15)가 적층되는 구조의 기능성 방수원단(50)를 얻는 공정을 나타내 보여주고 있다.

상기 실시예에서는 본원의 코팅제를 80g/㎡을 롤 코팅법을 사용하여 코팅하였으며, 120℃ ~ 150℃의 건조로(40)에서 10분간 강제 건조시켰으며 이들 공정을 현장여건에 따라, 사용하고자 하는 소재에 따라 변형시켜 적용할 수 있음은 당업자에게 자명한 기술사상 일 수 있다.

또한 본원의 코팅제를 수지류나 섬유류에 침적 및 도포하기 위하여 적용하는 방법은 다양하게 구현될 수 있는 것으로 다른 방법으로는 리버스 타입 코팅기를 이용하여 수지류나 섬유류를 연속 이송시키면서 그 표면으로 상기 코팅제 물질을 도포하고, 에어 나이프에 의해 도포된 방사물질의 두께가 고르게 조절되도록 하고, 방사물질이 적층 도포된 기능성 수지 또는 섬유는 이송 도중에 건조되고, 다시 스프레이 노즐을 지나게 되면서 코팅층이 성층되게 적용될 수도 있다.

이들 코팅기나 건조기 등을 거처 만들어진 매트리스 원단 소재는 롤에 감겨 보관되다가 예를 들어 침대를 제조하는 공장에서 이 기능성 원단을 구입하여 침대용으로 사용하기 위한 크기와 싸이즈로 절단. 재봉되어 일체형 생산시설로도 응용 되어 사용되는 기술구성은 당업자에게 자명한 기술임은 물론이다.

또한 본원의 물침대 매트의 커버 표면에 천연옥 원석을 고주파로 열 융착시켜제공함으로 옥이 갖는 특성 즉, 옥은 신체에 필요한 칼슘 철분 마그네슘을 함유하고 있으며 옥에서 나오는 에너지(기)파동은 신체의 불순물을 배출케하여 혈액순환이 탁월하다는 조상 전래의 가르침을 적용하여 혈액순환을 촉진시키고 허리 통증과 다리 저림 등을 예방할 수 있도록 제공될 수도 있으며, 기타의 원적외선을 방사하는 세라믹 돌기부재를 본원의 물침대 매트에 내장시켜 제공될 수 있음 등도 당업자에게 당연하다 할 것이다.

본 발명의 코팅제가 도포된 기능성 방수원단 소재는 실내의 유해가스를 정화시키는 기능, 항균기능, 항곰팡이 기능, 탈취기능, 발수기능, 원적외선 방사기능, 음이온 방출기능 등의 탁월한 기능성의 역할을 수행하여 유해물질에 노출된 현대인의 주거환경을 개선하고 쾌적한 실내환경을 제공하며 짧은 수면이라도 숙취를 할 수 있고 궁극적으로 인간의 건강한 생활을 유지할 수 있도록 제공될 것이다.

Claims

물 매트의 내부에 수분함유 시 부풀어 오르는 패팅슐더패드의 섬유를 내장하여 물 매트에 주입시킨 구조로 물의 유동을 방지하는 구조를 갖는 물침대에 있어서,

물 매트는 열가소성수지나 섬유류를 이용한 방수 원단이 이용되되, 방수 원단은 아크릴계 바안더 100중량부에 평균입도 평균입도 5~ 20 ㎛로 분쇄된 흑운모 세라믹분말 50-70중량부, 평균입도 5~ 20 ㎛로 분쇄 된 토르말린(전기석)을 3-10중량부, 평균입도 5~ 20 ㎛로 분쇄된 게르마늄 분말 0.5-1.0 중량부 첨가하여 10-24시간 교반. 반응시켜 크림상태의 코팅제를 얻고, 상기 코팅제를 열가소성수지나 섬유류에 침적코팅시켜 제공되어 지는 방수 원단이며, 상기 방수 원단을 이용하여 원적외선방사효과 및 음이온방출효과를 내도록 제공되는 것을 특징으로 하는 물침대.
제1항에 있어서,

상기 방수 원단을 이용하여 제공되는 물침대 매트리스 표면에 천연옥 원석이 나 세라믹 돌기부재가 부착되어 제공되는 것을 특징으로 하는 물침대.