KR20100114568A - 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법 및 그 이용한 카펫트 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연섬유 중 식물성 섬유(셀룰로오스계)를 이용한 카펫트의 제조방법 및 그를 이용한 카펫트 시트에 관한 것으로, 셀룰로오스계 식물성 섬유를 50cm이하로 절단하여 물에 2시간 동안 침적하는 단계와; 상기 침적이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 가성소오다(NaOH 98%) 6~10wt%을 넣고 95 ~ 85℃에서 2시간 이상 동안 증해하여 건져 낸 후 가성소오다를 제거하기 위해 맑은 물로 4회 이상 세척하는 단계와; 상기 세척이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 차아염소산소오다(NaOCl 20%) 6~9wt%를 첨가하여 실온에서 7시간이상 천연섬유를 표백하고, 표백된 셀룰로오스계 식물성 섬유를 건져내어 차아염소산소오다(NaOCl)를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회이상 세척하고 식물성 섬유 속의 이물질을 제거하는 단계와; 상기 표백처리 및 이물질 제거를 마친 셀룰로오스계 식물성 섬유를 칼비이터기(60rpm/min)에 넣고 7~9분 동안 고해처리를 실시하여 식물성 섬유의 여수도를 20˚SR로 고해처리하는 단계와; 상기 고해처리가 끝난 식물성 섬유를 통에 넣고 섬유 중량의 0.003 ~ 0.006wt% 분산제을 첨가하여 지료를 조성하는 단계와; 상기 조성된 지료를 구조틀에 붓고 자연탈수하여 평량 350~450g/㎡ 되게하는 초지단계와; 상기 제조된 초지의 일측면에 동식물성 천연수지 또는 천연유지에 식물성 추출물 9:1 ~ 7:3으로 혼합하고 붓칠하여 햇빛에서 일주일 이상 건조를 3회이상 실시하여 제조되는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법에 관한 것이다.

상기 식물성 천연섬유는 셀룰로오스계 식물성 섬유를 고해, 초지후 표면에 천연물질로 기능성을 부여하여 표면처리 함으로써 기능성물질이 함유된 천연섬유 카펫트에 보온성, 항균성, 방미성, 흡습성, 소취성, 흡읍성, 원적외선 방출 등의 효과를 발휘할 수 있는 것에 특징이 있다.

식물성 섬유, 가성소다, 차아염소산소다, 표백제, 초지, 비이터기, 분산제

Description

식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법 및 그 이용한 카펫트 시트 {A natural fuction carpet made by natural fiber and production technicque}

본 발명은 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법 및 그를 이용한 카펫트 시트에 관한 것으로써, 상세하게는 천연섬유소재의 셀룰로오스계 식물성 섬유를 절단하여 침적하고 증해하여 표백처리한 후 고해시켜 지료를 조성하고 초지하고 표면처리단계로 이루어진 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법 및 그 이용한 카펫트 시트에 관한 것이다.

본 발명은 식물성 섬유를 이용한 기능성 천연시트의 제조방법 및 상기 기능성 천연시트를 포함하는 기능성 천연 카펫트에 관한 것이다.

카펫트 제조의 종래 기술로는 오래전부터 천연섬유인 양모나 견과 같은 재료를 제직을 하여 사용되어 왔다. 사회가 산업화되고 발전되어 가면서 천연섬유인 양모나 견이 부족함에 따라 합성섬유인 나일론, 폴리에스터, 아크릴, 폴리푸로필렌 등이 개발되고 재생섬유로 레이욘 등이 개발되어 재료로서 각 용도에 따라 달리 사 용되어 지고 있다. 그러나 이들 합성재료는 석유화학 제품으로 피부에 자극적이며 사용과정에서 필링현상 및 정전기 발생등으로 인하여 불편을 주는 경우가 많다. 천연소재인 양모나 견의 경우는 여러 가지 장점이 있지만 값이 비싸고 생산성이 한정되어 있어 고급제품에만 주로 사용되고 있다. 이들 천연소재 중 식물성섬유인 셀룰로오스계 및 동물성섬유인 단백질계의 섬유는 제사, 제직공정을 거쳐 카펫트를 생산하고 있다. 특히, 사용도중 먼지나 이물질이 자주 끼어 더러워지는 경우가 많아 손질이나 관리를 소홀히 하면 그의 기능은 물론 수명에도 많은 지장을 초래하게 되며 보플등으로 인한 천식이나 아토피피부염을 발생시키는 먼지진드기의 서식공간이 되기도 한다. 본 발명에서는 이들 카펫트를 제사, 제직을 거치지 않고 섬유자체를 펄프화 공정을 거쳐 고해, 초지하여 기능성을 부여한 시트상으로 제조하고 후 가공처리 함으로서 유지관리는 물론 천연소재의 고유의 특성을 살린 기능성 천연 카펫트 제조 기술에 관한 사항으로 국내외적으로 식물성 천연섬유를 펄프화하여 초지 및 천연소재로 가공 처리한 카펫트 개발은 전무한 실정이다.

우리나라의 경우 주거문화가 온돌 문화로서 방과 마루가 나누어져 있어 기능면에 있어 편리성은 있으나 최근에는 아파트 문화가 전반적으로 보급되면서 거실의 바닥 깔개용으로 카펫트가 많이 사용되어 지고 있다. 이들 깔개용 카펫트가 요구되어야 할 특성들은 초기의 압축성과 반발성, 피부의 감촉 등 모양적인 특성과 색상이나 무늬, 외관의 균일성 등 시각적인 특성, 내마모성, 난연성, 염색견뢰도, 필링현상 등 실용 기능적인 특성, 방음성, 보온성, 안전성 등의 생활환경적인 특성을 고려한 제품들이 요구되고 있다.

기존 사용되고 있는 카펫트의 경우 보행의 충격을 흡수하여 부드럽게하고 보온성이 높고, 잘미끄러지 않고, 낙상할 경우 충격을 흡수하여 부드럽게 하고, 흡음성이 높아 조용한 생활을 영위할 수 있게 한다. 이러한 장점에 비하여 바닥마감의 고무질처리 및 천식과 알레지의 원인이 되는 먼지와 진드기가 서식하기 좋은 조건이라는 점들이 보완될 사항으로 문제가 제기되기도 한다.

본 발명에서는 이러한 장점과 아울러 단점인 먼지진드기 서식조건을 천연식물 소재에서 추출한 물질로 후가공 처리함으로서 항균성 및 방미성 필링현상 등을 방지하고 기능성을 높이는 방법을 적용하였다. 특히 여름 장마철에는 천연섬유 고유의 특성으로 인하여 수분을 흡습하여 실내의 습도를 조절하는 기능이 부여됨에 따라 끈적이지 않고 뽀송뽀송한 실내환경을 가질 수 있으며, 차가운 실내 바닥에는 보온성이 부여됨으로서 차가움을 느끼지 못하고 따듯함을 주며 알레지 및 아토피 등의 자극에도 피부를 최대한 보호해주는 천연섬유의 특성을 가지고 있다. 아직까지 이러한 천연섬유를 펄프화하여 초지하고, 기능성 부여를 위한 천연소재 물질로 가공 처리한 카펫트 개발 사례는 전혀 없다.

더욱 상세하게는 천연섬유 중 셀룰로오스계 식물성 섬유인 줄기섬유(아마, 저마, 대마, 황마, 케나프, 네틀, 기타), 과일섬유(코코아, 기타), 잎섬유(마닐라삼, 아바카, 사이잘 삼, 기타), 종자섬유(면, 카폭, 기타), 인피섬유(닥나무, 삼지닥나무, 산닥나무, 기타) 등을 이용하여 증해, 세척 및 선별하는 펄프화 작업 단계를 거쳐 고해하여 초지공정으로 시트를 제조하고 이 시트에 기능성을 부여할 천연추출 염색액(물)으로 가공처리 후 천연소재 식물성 카펫트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로써, 식물성 천연섬유자원을 이용하여 제사, 제직을 거치지 않고 카펫트를 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 식물성 천연섬유자원을 고해, 초지후 표면에 천연물질로 기능성을 부여하여 표면처리 함으로써 기능성물질이 함유된 천연섬유 카펫트 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

특히, 나일론, 폴리에스터, 아크릴 등의 합성섬유 카펫트에서의 피부에 자극적이며 사용과정에서 필링현상 및 정전기 발생 등으로 인한 불편없이, 천연소재에 의한 보온성, 항균성, 방미성, 흡습성, 소취성, 흡읍성, 원적외선 방출 등 기능성이 높은 천연섬유 카펫트 시트를 제공함을 목적으로 한다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법 및 그 이용한 카펫트 시트는 셀룰로오스계 식물성 섬유를 50cm이하로 절단하여 물에 2시간 동안 침적하는 단계와; 상기 침적이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 가성소오다(NaOH 98%) 6~10wt%을 넣고 95 ~ 85℃에서 2시간 이상 동안 증해하여 건져 낸 후 가성소오다를 제거하기 위해 맑은 물로 4회 이상 세척하는 단계와; 상기 세척이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 차아염소산소오다(NaOCl 20%) 6~9wt%를 첨가하여 실온에서 7시간이상 천연섬유를 표백하고, 표백된 셀룰로오스계 식물성 섬유를 건져내어 차아염소산소오다(NaOCl)를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회이상 세척하고 식물성 섬유 속의 이물질을 제거하는 단계와; 상기 표백처리 및 이물질 제거를 마친 셀룰로오스계 식물성 섬유를 칼비이터기(60rpm/min)에 넣고 7~9분 동안 고해처리를 실시하여 식물성 섬유의 여수도를 20˚SR로 고해처리하는 단계와; 상기 고해처리가 끝난 식물성 섬유를 통에 넣고 섬유 중량의 0.003 ~ 0.006wt% 분산제을 첨가하여 지료를 조성하는 단계와; 상기 조성된 지료를 구조틀에 붓고 자연탈수하여 평량 350~450g/㎡ 되게하는 초지단계와; 상기 제조된 초지의 일측면에 동식물성 천연수지 또는 천연유지에 식물성 추출물 9:1 ~ 7:3으로 혼합하고 붓칠하여 햇빛에서 일주일 이상 건조를 3회이상 실시하여 제조되는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 천연섬유자원을 이용하여 제사, 제직을 거치지 않고 카펫트를 제조함으로써 양모나 견 소재의 카펫트보다 저렴하고 관리가 편리하며 식물성 천연섬유자원을 고해, 초지후 표면에 기능성물질로 표면처리함으로써 피부에 자극이 없으며 사용과정에서 필링현상 및 정전기 발생 등으로 인한 불편없는 효과가 있다.

또한, 천연소재라는 잇점으로 수입대체효과는 물론 제조원가를 절감할 수 있으며, 특히, 보온성, 항균성, 방미성, 흡습성, 소취성, 흡읍성, 포름알데히드 제거, 원적외선 방출 등 기능성 효과가 아주 높아 쾌적한 주거환경은 물론 인체의 건강증진에도 좋은 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명은 천연섬유소재의 셀룰로오스계 식물성 섬유를 절단하여 침적하는 단계, 증해하여 세척하는 단계, 표백처리하여 세척하는 단계, 고해처리단계, 지료조성단계, 초지단계, 표면처리단계로 이루어진 물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법에 관한 것이다.

상기 셀룰로오스계 식물성 섬유를 50cm이하로 절단하여 물에 2시간 동안 침적하는 단계와;

상기 침적이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 가성소오다(NaOH 98%) 6~10wt%을 넣고 95 ~ 85℃에서 2시간 이상 동안 증해하여 건져 낸 후 가성소오다를 제거하기 위해 맑은 물로 4회 이상 세척하는 단계와;

상기 세척이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 차아염소산소오다(NaOCl 20%) 6~9wt%를 첨가하여 실온에서 7시간이상 천연섬유를 표백하고, 표백된 셀룰로오스계 식물성 섬유를 건져내어 차아염소산소오다(NaOCl)를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회이상 세척하고 식물성 섬유 속의 이물질을 제거하는 단계와;

상기 표백처리 및 이물질 제거를 마친 셀룰로오스계 식물성 섬유를 칼비이터기(60rpm/min)에 넣고 7~9분 동안 고해처리를 실시하여 식물성 섬유의 여수도를 20˚SR로 고해처리하는 단계와;

상기 고해처리가 끝난 식물성 섬유를 통에 넣고 섬유 중량의 0.003 ~ 0.006wt% 분산제을 첨가하여 지료를 조성하는 단계와;

상기 조성된 지료를 구조틀에 붓고 자연탈수하여 평량 350~450g/㎡ 되게하는 초지단계와;

상기 제조된 초지의 일측면에 동식물성 천연수지 또는 천연유지에 식물성 추출물 9:1 ~ 7:3으로 혼합하고 붓칠하여 햇빛에서 일주일 이상 건조를 3회이상 실시하여 제조되는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법에 관한 것이다.

먼저, 상기 천연섬유 소재 원료는 셀룰로오스계의 식물성 줄기섬유인케나프, 모시풀, 부용, 네틀, 과일섬유인 코코아, 잎섬유인 마닐라삼, 아바카, 사이잘삼, 뉴질랜드삼, 어저귀, 종자섬유인 면, 카폭, 인피섬유인 아마, 저마, 대마, 황마, 닥나무, 삼지닥나무, 산닥나무, 뽕나무 중에서 선택한 어느 하나 이상의 재료를 50cm이하로 절단하여 섬유를 충분히 팽윤시켜 섬유 간 해리를 수월하게 하기 위해 물에 2시간 동안 침적하는 단계로 구성된다. 또한 이들 섬유장이 긴 장섬유의 식물성 섬유와 일반적으로 섬유장이 짧은 단섬유인 목재펄프를 5:5~9:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때 사용되는 목재펄프는 앞에서 언급한 식물성 섬유 즉 섬유장이 긴 장섬유에 대비되는 것으로 단섬유를 대표하고 장섬유에 비하여 쉽게 구할 수 있고, 낮은 가격, 증량제의 역할을 담당하고, 경우에 따라 긴 섬유에서 나타날 수 있는 성긴 느낌 또는 거친 느낌을 줄이는 충진제의 역할을 한다. 또한, 목재섬유의 경우 표백한 것들이 일반적으로 시판되기 때문에 제품의 백색도를 증가시킬 수도 있다. 그리고 미표백 펄프의 경우는 전통 한지와 유사한 정도의 색을 가지기 때문에 혼합하였을 경우 차이를 보이지 않는 등 편리하게 사용할 수 있으며, 더불어 장섬유 사이에 단섬유(목재펄프)를 혼입할 경우 성긴 섬유사이에 가교를 형성하여 부드럽고 강한 카펫트 재질을 만들 수 있다.

상기 충분히 침적이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 잔존하는 리그닌을 제거하고 섬유를 해리시키기 쉬운 상태로 만들기 위해 가성소오다(NaOH 98%) 6~10wt%을 넣고 85 ~ 95℃에서 3시간 동안 통상적으로 가성소오다와 섬유를 넣고 삶는 단계인 증해과정으로 증해시켜 건져 낸 후 가성소오다를 제거하기 위해 맑은 물로 4회 이상 세척하는 단계로 구성된다. 셀룰로오스계 식물성 섬유는 침적조에 가성소다를 10wt%이상 포함하면 가성소오다에 의해 리그닌 제거 이외에 장섬유의 알칼리 가용부가 용해되어 섬유의 수율이 낮아지는 문제점이 있다

상기 세척이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유는 아직은 짙은 갈색을 띄고 있으며, 해리 되기 쉬운 상태로 되어 있으나 완전히 해리된 것은 아님 식물성섬유로써 섬유를 구성하는 물질로 셀룰로오스 이외의 리그닌이 주성분으로 짙은 갈색을 띄게 되며, 이외에 알칼리에 용해되는 일부의 헤미셀룰로오스와 약간의 추출물을 제거하기도 하고 또한 NaOCl + H2O → HOCl + NaOH가 생성되면 표백효과는 HOCl에 강력한 산화력에 의해 발생한다. 차아염소산소오다(NaOCl 20%) 6~9wt%을 첨가하여 실온에서 7시간이상 천연섬유를 표백하고, 표백된 셀룰로오스계 식물성 섬유를 건져내어 차아염소산소오다(NaOCl)를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회이상 세척하고 식물성 섬유 속의 이물질을 제거하는 단계로 이루어진다. 상기 표백제로 사용된 차아염소산소다가 표백제의 세척을 충분히 하지 않을 경우 잔존하게 될 경우 햇빛을 받으면 갈색으로 변색되는 경우가 있어 충분히 수세한 후 사용하여야 한다. 카페트 상의 변색이 일어날 수 있으므로 5회 이상 세척한다.

일반적으로 셀룰로오스계 장섬유인 식물성 섬유가 서로 얽혀 덩어리지는 현상(몽울이 진다고 표현함)을 없애기 위해 비이팅처리하는 것으로, 섬유장이 짧은 목재섬유의 경우는 평판비이터 또는 홀랜더식 비이터를 사용하고 있으나, 장섬유는 칼비이터를 사용한다. 본 발명에서는 표백처리 및 이물질 제거를 마친 셀룰로오스계 식물성 섬유를 칼비이터기(60rpm/min)에 넣고 7~9분 동안 고해처리를 실시하여 식물성 섬유의 여수도가 20˚SR로 고해처리 한다.

상기 고해처리가 끝난 식물성 섬유를 통에 넣고 섬유 중량의 0.003 ~ 0.006wt% 분산제로 폴리아크릴아미드(Polyacrylamide, PAM)을 첨가하여 지료를 조성한다. 또한 지료에 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액 중에서 선택된 어느 하나 이상을 식물성 100중량부 기준으로 기능성물질 10~30중량부를 첨가하여 혼합함으로서 카펫트에서 원적외선방출, 전자파차폐, 항균성, 마모성, 발수성, 탈취 및 소취성 기능이 부여됨으로서 가정 등에서 인체에 유익하게 널리 사용할 수 있다.

상기 조성된 지료를 구조틀에 섬유를 붓고 자연 탈수하여 평량 350~450g/㎡ 으로 초지하는 단계로 구성된다.

상기 제조된 초지후의 일측면에 천연수지 또는 천연유지를 첨가하는데 이는 식물성 섬유에 침투시킴으로서 섬유에 유연성을 부여하고 내수성을 증가시키며 기능성 물질을 첨가하여 섬유에 고착시킴으로서 섬유간의 결합력 증가와 기능성 소재의 접착제 역할을 한다. 여기서 옻칠, 황칠, 천연고무액, 밀납 중에서 1종이상의 천연수지 또는 아마인유, 동유, 콩기름, 들기름, 송지유, 잣기름, 호도기름, 피마자유, 우지, 돈유 중에서 1종이상의 천연유지에 라벤다 오일, 피톤치드, 유칼리 오일, 감즙, 거북꼬리 색소추출물, 오배자 타닌, 쪽염료, 홍화색소 중에서 1종이상의 식물성추출물을 9:1 ~ 7:3으로 혼합하고 붓칠하여 햇빛에서 일주일 이상 건조를 3회이상 실시하여 제조되는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법에 의한 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 시트는 셀룰로오스계 식물성 섬유를 절단하여 물에 2시간 동안 침적한 1단계 섬유와;

상기 침적이 끝난 1단계 섬유에 가성소오다(NaOH 98%) 6~10wt%을 넣고 95 ~ 85℃에서 2시간 이상 동안 증해하여 세척한 2단계 섬유와;

상기 세척이 끝난 2단계 섬유에 차아염소산소오다(NaOCl 20%) 6~9wt%를 첨가하여 실온에서 7시간이상 천연섬유를 표백하고 세척처리한 3단계 섬유와;

상기 3단계 섬유를 비이터기로 고해처리한 4단계 섬유와

상기 고해처리가 끝난 식물성 섬유를 통에 넣고 섬유 중량에 분산제을 0.003 ~ 0.006wt% 첨가하여 지료를 조성하는 단계와;

상기 조성된 지료를 구조틀에 붓고 자연탈수하여 평량 350~450g/㎡ 되게하는 초지와;

상기 제조된 초지후의 일측면에 동식물성 천연수지 또는 천연유지에 식물성 추출물 9:1 ~ 7:3으로 혼합하고 붓칠하여 햇빛에서 일주일 이상 건조를 3회이상 실시하여 제조되는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 시트에 관한 것이다.

본 발명은 하기의 실시예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실시예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.

<재료준비> 천연섬유

①절단 및 침지

닥 인피섬유의 원료로서 닥나무 섬유를 50cm 길이로 절단하여 물에 2시간 동안 침적시켰다.

②증해 및 세척

전기의 침적이 끝난 닥나무 섬유 100kg에 가성소오다(NaOH 98%) 8kg을 넣고 90℃에서 3시간 동안 증해하여 건져 낸 후 가성소오다를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회 세척하였다.

③표백, 세척 및 이물질 제거작업

전기의 세척이 끝난 닥나무 섬유 100kg에 하기의 표 1과 같은 닥나무 인피섬유의 표백조건으로 닥나무 천연섬유를 표백하였다. 표백된 닥나무 섬유를 건져내어 차아염소산소오다(NaOCl)를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회 세척하고 닥나무 인피섬유 속의 이물질을 제거하였다.

④고해(beating) 작업

상기에서 표백처리 및 이물질 제거를 마친 닥나무 인피섬유 3kg을 칼비이터기(60rpm/min)에 넣고 8분 동안 고해처리를 실시하였다. 고해 후 닥나무 인피섬유의 여수도는 20˚SR이었다.

닥나무 천연섬유의 고해작업 조건은 표 2와 같다.

<재료준비> 표면처리 물질 추출

① 채취 및 물질추출

쐐기풀과의 거북꼬리(Boehmeria tricuspis Makino)를 채취하여2-3cm 정도 크기로 절단한 다음 열수추출하여 사용하였다. 열수추출기는 자체 제작한 액상추출기(15ℓ)를 사용하였으며 물 15ℓ에 기건 상태로 환산하여 시료 600g을 넣은 다음 100℃로 상압에서 3시간 동안 추출을 하였다.

감즙은 7-8월에 덜익은 풋감을 채취하여 절단한 다음 믹서기로 갈아서 즙을 채취하여 사용하였다

정향 및 황벽나무수피 추출물은 시중 한약재료상에서 구입하여 각1kg에 에탄올10ℓ를 붓고 1주일 침지하여 농축기로 농축하여 사용하였다

<실시예 1>

상기의 준비된 재료에서 고해처리가 끝난 닥나무 천연섬유를 큰통에 넣고 물을 부어 지료를 조성하였다. 그런 다음 도 1과 같은 구조로 이루어진 틀(너클)에 지료조성이 된 닥나무 섬유를 붓고 자연 탈수하는 초지작업을 실시하였다. 초지후 건조는 일광에 노출하여 자연 건조하는 방법으로 실시하였다. 이때 지폭은 1,600mm, 길이는 2,500mm, 평량 400g/㎡기준으로 천연섬유 카펫트 시트를 제조하였다. 한편 지료조성시 분산제로 폴리아크릴아미드(Polyacryl amide, PAM) 5g을 첨가하였다.

틀(너클)은 종이의 습지가 형성되는 망(200mesh)으로 되어 있어 두꺼운 천연섬유 카펫트 시트를 제조할 수 있으며 평량 및 두께는 지료량으로 조정할 수 있다.

<실시예 2>

상기의 실시예 1에서 닥섬유로 카펫트시트 제조가 끝난 시료를 마모성 및 필링현상, 항균성, 방미성 등의 기능성 부여를 위하여 표면을 후 가공처리를 실시하였다.

표면 후가공 처리 재료는 상기에서 제시한 여러 종류의 재료를 사용할 수 있지만 준비예 2에서 채취 및 추출한 물질인 거북꼬리 색소추출물, 정향, 황벽나무수피 및 감즙, 천연수지 등을 이용하여 표면처리를 실시하였다. 이때 거북꼬리 색소추출물의 함량은 1%, pH는 7.2이였다. 감즙은 떫은감을 깨끗이 씻은후 분쇄기에 넣고 착즙하여 사용하였다. 감즙 3.5리터에 거북꼬리 색소추출물, 정향추출물, 황벽수피 추출물 각 0.5리터를 넣고 천연수지를 1%첨가하여 교반후 붓으로 칠하여 햇빛이 강한 일광에서 일주일 이상 건조를 3회 실시하여 제조하였다.

<시험예 1> 닥섬유 카펫트시트의 물성

(1) 평량, 두께, 밀도

상기 실시예 1-2에서 제조한 닥섬유 카펫트시트의 평량, 두께, 밀도는 종이 및 판지의 평량 측정방법에 따라(KSM 7013) 평량를 측정하고 닥섬유 카펫트의 물성을 표 3에 나타내었다. 표면처리전에는 상당히 소프트한 상태로 건조되었으나 표면의 기능성을 부여하기 위하여 식물성추출물인 거북꼬리 색소추출물 및 정향추출물, 황벽수피 추출물, 감즙, 천연수지를 처리함으로서 두께는 약간 감소하면서 평량 및 밀도가 증가하는 결과를 나타내었다.

(2) 물리적 성질

닥섬유 카펫트시트의 강도적 성질은 KSM 규격 시험용지의 전처리과정에 따라 처리하고 관련규정(KSM)에 의해 인장, 인열, 파열, 내절도 등을 닥섬유 카펫트의 물리적 성질을 아래의 표 4에 나타내었다. 열단장은 종이를 잡아 당겼을때 끊어지는 힘을 측정하는 인장강도의 표시방법으로 끊어지는 시점에서의 종이 길이를 표시하고, 습열단장은 종이에 물을 포화시켜 잡아 당겼을때 끊어지는 힘을 측정하는 인장강도의 표시방법으로 끊어지는 시점에서의 종이길이를 표시한다. 인열지수와 파열지수는 측정범위를 초과함으로서 측정할 수가 없었다.

(3) 닥섬유 카펫트시트의 광학적 성질

카펫트시트는 장시간 경과하여도 빛에 의해 변색 또는 탈색이 없어야 하므로 표면 색상의 처리가 중요시 된다. 색차계(spectrophotometer CM-2600, Minolta, Japan)를 이용하여 표면처리 전 후의 카펫트 시트의 백색도 및 염착량(K/S), Munsell값(Hue, Value, Chroma)을 5반복으로 측정하였으며 최대흡수파장(λmax) 400nm에서 표면처리 전 후의 염착량을 측정하였다. 표 5에서 나타낸 닥섬유 카펫트의 광학적 성질에서 백색도는 처리전에 비하여 처리후의 값이 떨어지고 염착량은 높아지며 색상은 Y계열에서 YR계열로 변화되고 명도는 떨어지고 채도가 높아지는 결과를 나타내었다.

(4) 닥섬유 카펫트시트의 기능성 검정

내마모성 시험

기능성 부여를 위하여 실시예 2에서 표면처리한 기능성물질이 함유된 한지카펫트 시트(처리후)와 실시예 1에서 제조한 한지카펫트 시트(처리전) 로부터 원판상 또는 이것과 같은 크기의 3장의 시험편을 잘라 내어, 그 중심에 구멍을 뚫은 것을 내마모성 측정을 위한 시험편으로 하였다. 시험편을 Taber형 마모기(Taber abrasion tester)의 회전반에 수평되게 고정하고, 연마지를 감은 고무제 원판 2개를 설치하여 100회전당의 마모율을 구하였다.

마모종점은 파손이 일어난 시점으로써 이때의 마모량으로 100회전당의 마모율을 구한다. 이때 시험편 접착면에 가해지는 하중이 530± 20gf가 되도록 조정하였다. 마모율 W(g/100회전)은 다음 식으로 계산하였으며,

C : 마모값(회) w : 3장 시험편의 평균 감량(g)

한지카펫트 시트의 처리 전후 닥섬유 카펫트의 내마모성은 <표 6>과 같다. 내마모성에 있어서 처리후의 품질이 처리전에 비하여 월등히 좋은 품질을 나타내었고, 마모율이 낮은 것으로 볼 때, 내마모성 문제는 실용상 크게 문제가 되지 않을 것으로 판단되었다.

도 1은 본 발명의 식물성 섬유를 이용한 천연섬유 시트를 제조하는 초지기의 너클 개략도이다.

도 2는 기능성이 부여된 천연섬유 기능성 천연카펫트 표면처리를 나타낸 사진이다.

도 3은 기능성 부여 전후의 한지카펫트 시트 내마모성 측정 결과를 나타낸 사진이다.

Claims (10)

1. 셀룰로오스계 식물성 섬유를 50cm이하로 절단하여 물에 2시간 동안 침적하는 단계와;

   상기 침적이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 가성소오다(NaOH 98%) 6~10wt%을 넣고 95 ~ 85℃에서 2시간 이상 동안 증해하여 건져 낸 후 가성소오다를 제거하기 위해 맑은 물로 4회 이상 세척하는 단계와;

   상기 세척이 끝난 셀룰로오스계 식물성 섬유에 차아염소산소오다(NaOCl 20%) 6~9wt%를 첨가하여 실온에서 7시간이상 천연섬유를 표백하고, 표백된 셀룰로오스계 식물성 섬유를 건져내어 차아염소산소오다(NaOCl)를 제거하기 위하여 맑은 물로 5회이상 세척하고 식물성 섬유 속의 이물질을 제거하는 단계와;

   상기 표백처리 및 이물질 제거를 마친 셀룰로오스계 식물성 섬유를 칼비이터기(60rpm/min)에 넣고 7~9분 동안 고해처리를 실시하여 식물성 섬유를 고해처리하는 단계와;

   상기 고해처리가 끝난 식물성 섬유를 통에 넣고 섬유 중량에 분산제을 0.003 ~ 0.006wt% 첨가하여 지료를 조성하는 단계와;

   상기 조성된 지료를 구조틀에 붓고 자연탈수하여 평량 350~450g/㎡ 되게하는 초지단계와;

   상기 제조된 초지의 일측면에 동식물성 천연수지 또는 천연유지에 식물성 추출물 9:1 ~ 7:3으로 혼합하고 붓칠하여 햇빛에서 일주일 이상 건조를 3회이상 실시하여 제조되는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 천연섬유 소재 원료는 셀룰로오스계의 식물성는 줄기섬유인 케나프, 모시풀, 부용, 네틀과, 과일섬유인 코코아와, 잎섬유인 마닐라삼, 아바카, 사이잘삼, 뉴질랜드삼, 어저귀와, 종자섬유인 면, 카폭과, 인피섬유인 아마, 저마, 대마, 황마, 닥나무, 삼지닥나무, 산닥나무, 뽕나무 중에서 선택한 어느 하나 이상의 재료를 포함하는 펄프화 방식으로 하여 초지한 후 표면처리한 것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 셀룰로오스계 식물성 섬유에 목재펄프를 5:5~9:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 고해처리가 끝난 식물성섬유의 지료 조성단계에 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액 중에서 선택된 어느 하나 이상을 식물성 100중량부 기준으로 기능성물질 10~30중량부를 첨가하는 것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 초지의 일측면에 붓칠하는 옻칠, 황칠, 천연고무액, 밀납 중에서 1종이상의 천연수지 또는 아마인유, 동유, 콩기름, 들기름, 송지유, 잣기름, 호도기름, 피마자유, 우지, 돈유 중에서 1종이상의 천연유지에 라벤다 오일, 피톤치드, 유칼리 오일, 감즙, 거북꼬리 색소추출물, 오배자 타닌, 쪽염료, 홍화색소 중에서 1종이상의 식물성추출물을 혼합하여 사용하는 것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 제조방법.
6. 셀룰로오스계 식물성 섬유를 절단하여 물에 2시간 동안 침적한 1단계 섬유와;

   상기 침적이 끝난 1단계 섬유에 가성소오다(NaOH 98%) 6~10wt%을 넣고 95 ~ 85℃에서 2시간 이상 동안 증해하여 세척한 2단계 섬유와;

   상기 세척이 끝난 2단계 섬유에 차아염소산소오다(NaOCl 20%) 6~9wt%를 첨가하여 실온에서 7시간이상 천연섬유를 표백하고 세척처리한 3단계 섬유와;

   상기 3단계 섬유를 비이터기로 고해처리한 4단계 섬유와

   상기 고해처리가 끝난 식물성 섬유를 통에 넣고 섬유 중량에 분산제을 0.003 ~ 0.006wt% 첨가하여 지료를 조성하는 단계와;

   상기 조성된 지료를 구조틀에 붓고 자연탈수하여 평량 350~450g/㎡ 되게하는 초지와;

   상기 제조된 초지의 일측면에 동식물성 천연수지 또는 천연유지에 식물성 추출물 9:1 ~ 7:3으로 혼합하고 붓칠하여 햇빛에서 일주일 이상 건조를 3회이상 실시 하여 제조되는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 시트.
7. 제6항에 있어서, 상기 천연섬유 소재 원료는 셀룰로오스계의 식물성는 줄기섬유인 케나프, 모시풀, 부용, 네틀, 과일섬유인 코코아, 잎섬유인 마닐라삼, 아바카, 사이잘삼, 뉴질랜드삼, 어저귀, 종자섬유인 면, 카폭, 인피섬유인 아마, 저마, 대마, 황마, 닥나무, 삼지닥나무, 산닥나무, 뽕나무 중에서 선택한 어느 하나 이상의 재료를 포함하는 것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 시트.
8. 제6항에 있어서, 상기 셀룰로오스계 식물성 섬유에 목재펄프를 5:5~9:1의 중량비로 혼합하여 사용것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 시트.
9. 제6항에 있어서, 상기 고해처리가 끝난 식물성섬유의 지료 조성단계에 황토, 맥반석, 일라이트, 토르말린, 탄소섬유, 피톤치드, 프로폴리스, 목초액 중에서 선택된 어느 하나 이상을 식물성 100중량부 기준으로 기능성물질 10~30중량부를 첨가하는 것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 시트.
10. 제6항에 있어서, 초지의 일측면에 붓칠하는 옻칠, 황칠, 천연고무액, 밀납 중에서 1종이상의 천연수지 또는 아마인유, 동유, 콩기름, 들기름, 송지유, 잣기름, 호도기름, 피마자유, 우지, 돈유 중에서 1종이상의 천연유지에 라벤다 오일, 피톤치드, 유칼리 오일, 감즙, 거북꼬리 색소추출물, 오배자 타닌, 쪽염료, 홍화색소 중에서 1종이상의 식물성추출물을 혼합하여 사용하는 것에 특징이 있는 식물성 천연섬유를 이용한 카펫트 시트.

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