KR20180116101A

KR20180116101A - 다기능성의 일회용 체액 흡수제품

Info

Publication number: KR20180116101A
Application number: KR1020170154604A
Authority: KR
Inventors: 송남강; 송운강; 정성모; 하진갑; 김동근; 송건일
Original assignee: 송남강
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-10-24
Also published as: KR101927794B1

Abstract

본 발명은 기저귀나 생리대 등과 같은 일회용 체액 흡수제품에 관한 것으로, 인체로부터 발생된 체액을 흡수하는 흡수부; 상기 체액의 누액을 방지하는 액체 불투과성의 배면시트; 및 다기능성 입자를 포함하는 일회용 체액 흡수제품을 제공한다. 상기 다기능성 입자는 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 가지는 것으로부터 선택된다. 본 발명에 따르면, 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능 등이 매우 우수하고, 높은 생산성 및 경제성 등을 갖는다.

Description

일회용 체액 흡수제품 {DISPOSABLE ABSORBENT PRODUCT}

본 발명은 기저귀나 생리대 등과 같은 일회용 체액 흡수제품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능 등이 우수하고, 높은 생산성 및 경제성 등을 가지는 다기능성의 일회용 체액 흡수제품에 관한 것이다.

체액을 흡수하는 일회용 흡수제품은 착용자에게 위생적이고 편리함을 제공한다. 흡수제품은 착용자의 여러 가지 생리적 작용에 의해 배설/분비되는 체액, 예를 들어 소변, 생리혈 및 분비물 등의 체액을 흡수하는 제품으로서, 이는 구체적인 예를 들어 유아 또는 실금자가 사용하는 일회용 기저귀(Disposable Diaper), 여성용 생리대(Sanitary Napkin) 및 팬티 라이너(Panty Liner) 등이 있다.

일반적으로, 일회용 흡수제품은 착용자의 인체(피부)와 접촉되는 액체 투과성의 인체 접촉시트와, 상기 인체 접촉시트를 통과한 체액을 흡수/보유하는 흡수부와, 상기 체액이 외부로 누액되는 것을 방지하는 액체 불투과성의 배면시트를 포함한다. 상기 흡수부는 고흡수성 수지 등의 흡수체를 포함한다. 이러한 일회용 체액 흡수제품은 착용자의 체액을 빠른 속도로 흡수하고 사용 시 편안함을 제공하기 위해, 흡수부(흡수체)의 흡수 용량을 높이고 두께를 보다 얇게 만드는 초박형의 형태로 발전되어 왔다. 이에 따라 일회용 체액 흡수제품을 비교적 오랫동안 착용하는 것이 가능하게 되었다.

또한, 유아나 실금자가 사용하는 기저귀 등과 같은 흡수제품의 경우에는 패스닝 부재를 갖는 오픈형 일회용 기저귀(이하, 오픈형 기저귀라 함)와, 미리 체결된 팬티형 일회용 기저귀(이하, 팬티형 기저귀라 함)로 구분되고 있다. 도 1은 종래 기술에 따른 흡수제품을 보인 것으로서, 이는 오픈형 기저귀의 일형태를 보인 사시도이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 기저귀는 착용자의 배쪽 허리부분(앞부분)에 위치되는 전방허리영역(A)과, 가랑이 부분에 위치되어 체액(소변 등)을 중점적으로 흡수하는 가랑이영역(B)과, 착용자의 등쪽 허리부분(뒷부분)에 위치하는 후방허리영역(C)으로 구분된다. 이때, 오픈형 기저귀의 경우에는 전방허리영역(A)과 후방허리영역(C)을 체결하는 패스닝 부재(1)를 갖는다.

상기 패스닝 부재(1)는 대부분의 경우 후방허리영역(C)에 고정된다. 구체적으로, 패스닝 부재(1)는 후방허리영역(C)에 고정된 고정부(1a)와, 상기 고정부(1a)와 연결되어 있되, 전방허리영역(C)에 부착되는 부착부(1b)로 구성되어 있다. 이때, 상기 고정부(1a)는 접착제, 열융착 또는 봉재(sewing) 등으로 방법으로 후방허리영역(C)에 견고하게 고정되어 있으며, 상기 부착부(1b)에는 점착제가 도포되어 상기 전방허리영역(A)의 타겟부(2)에 점착를 통해 탈/부착된다.

최근, 위와 같은 기저귀 등의 흡수제품에 여러 가지의 기능성이 부여되고 있다. 일반적으로, 원적외선 방사능, 항균능(살균능) 및 탈취능(소취능) 등과 같은 기능성이 부여되고 있다. 이러한 기능성은 대부분의 경우 은(Ag), 천연 광물 및 식물 추출물 등의 기능성 물질을 사용하여 도모하고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-0654226호에는 은(Ag) 나노입자를 이용한 항균 기저귀가 제시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-1502083호에는 맥반석 및 제올라이트 등을 이용한 기저귀 제조방법이 제시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1184480호에는 편백 식물을 사용하여 피톤치드가 발산되는 항균 생리대가 제시되어 있고, 대한민국 공개특허 제10-2010-0113267호에는 은(Ag) 콜로이드 용액을 이용한 패드(생리대)의 제조방법이 제시되어 있다.

그러나 상기 선행 특허문헌들을 포함하는 종래 기술은 은(Ag)이나 천연 광물 등의 기능성 물질을 통해 얻을 수 있는 기능성(원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능 등)이 하나 또는 둘 이하로 제한되거나, 해당 기능성 물질에 의한 기능성이 낮은 문제점이 있다.

또한, 기능성 물질로서 은(Ag) 나노입자 등을 사용하는 경우에는 기능성 물질의 원료 자체의 가격이 높다. 아울러, 기능성 물질을 얻는 과정, 예를 들어 은(Ag) 나노입자 분산 용액을 제조하는 과정이나 식물 추출물을 추출하는 과정 등에서 장시간이 소요된다. 이에 따라, 생산성 및 경제성 등이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0654226호 대한민국 등록특허 제10-1502083호 대한민국 등록특허 제10-1184480호 대한민국 공개특허 제10-2010-0113267호

이에, 본 발명은 개선된 일회용 체액 흡수제품 및 그 을 제공하는 데에 목적이 있다. 구체적으로, 본 발명은 여러 가지의 기능성을 동시에 가지는 다기능성의 일회용 체액 흡수제품을 데에 그 목적이 있다.

하나의 실시 형태에 따라서, 본 발명은 원적외선 방사능, 항균능(살균능) 및 탈취능(소취능) 등이 동시에 우수하고, 높은 생산성 및 경제성 등을 가지는 다기능성의 일회용 체액 흡수제품을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

인체로부터 발생된 체액을 흡수하는 흡수부;

상기 체액의 누액을 방지하는 액체 불투과성의 배면시트; 및

3가지 기능으로서 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 모두 가지는 다기능성 입자를 포함하는 일회용 체액 흡수제품을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따라서, 일회용 체액 흡수제품은, 상기 다기능성 입자가 코팅된 다기능층을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 형태에 따라서, 일회용 체액 흡수제품은 다기능성 시트를 포함하고, 상기 다기능성 시트는 기재시트와, 상기 기재시트 상에 형성된 다기능층을 포함하며, 상기 다기능층은 다기능성 입자와 바인더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 다기능성 입자는 ?기트 광물을 분쇄한 ?기트 입자, 및 상기 ?기트 광물로부터 분리된 내추럴 플러렌(Natural Fullenrene)으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 일회용 체액 흡수제품은 생리대 또는 기저귀로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다기능성 입자를 포함하여 여러 가지의 기능성을 동시에 가지는 효과가 있다. 구체적으로, 본 발명은 원적외선 방사능, 항균능(살균능) 및 탈취능(소취능)을 동시에 가지면서 높은 경제성 및 생산성 등을 가지는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 일회용 체액 흡수제품으로서, 기저귀를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 형태에 따른 흡수제품으로서, 생리대를 보인 평면도이다.
도 3은 상기 도 2의 요부 단면도 및 요부 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 형태에 따른 흡수제품으로서, 생리대를 보인 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시 형태에 따른 흡수제품으로서, 기저귀를 보인 평면도이다.
도 6은 상기 도 5의 I-I선 단면 구성도이다.
도 7은 상기 도 5에 보인 기저귀의 개략적인 사시 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 일회용 체액 흡수제품용 다기능성 시트의 제1실시 형태를 보인 단면 구성도이다.
도 9는 본 발명에 따른 일회용 체액 흡수제품용 다기능성 시트의 제2실시 형태를 보인 단면 구성도이다.
도 10은 본 발명에 따른 다기능성 시트의 제조장치를 보인 구성도이다.
도 11은 상기 도 10에 보인 제조장치를 구성하는 흡입 롤러의 일구현예를 보인 사시도이다.
도 12는 상기 도 10에 보인 제조장치를 구성하는 흡입 롤러의 일구현예를 보인 단면도이다.
도 13은 상기 도 10에 보인 제조장치를 구성하는 이송 롤러의 일구현예를 보인 사시도이다.
도 14는 상기 도 10에 보인 제조장치를 구성하는 이송 롤러의 일구현예를 보인 단면도이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 ?기트 시트의 항균능 시험 결과를 보인 사진으로서, 도 15는 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)에 대한 결과이고, 도 16은 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)에 대한 결과이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 ?기트 시트의 탈취능 시험 결과를 보인 그래프이다.
도 18 및 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 ?기트 시트의 항균능 시험 결과를 보인 사진으로서, 도 18는 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)에 대한 결과이고, 도 19는 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)에 대한 결과이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 ?기트 시트의 탈취능 시험 결과를 보인 그래프이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따라 ?기트 광물로부터 분리된 천연 플러렌의 질량 스펙트라 분석 결과를 보인 그래프이다.
도 22는 종래의 인공적인 합성 방법으로 제조된 인공 플러렌의 질량 스펙트라 분석 결과를 보인 그래프이다.

본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. 본 발명에서 사용되는 용어 "제1", "제2", "전방", "후방", "일측" 및 "타측" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되며, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "상에 형성", "상부에 형성", "하부에 형성", "상에 설치", "상부에 설치" 및 "하부에 설치" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성(설치)되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성(설치)되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다", "상에 설치된다" 라는 것은, 제1구성요소에 제2구성요소가 직접 접하여 형성(설치)되는 의미는 물론, 상기 제1구성요소와 제2구성요소의 사이에 제3구성요소가 더 형성(설치)될 수 있는 의미를 포함한다.

본 발명은 제1형태에 따라서 일회용 체액 흡수제품을 제공한다. 본 발명에 따른 일회용 체액 흡수제품은, 본 발명에 따라서 다기능성 입자 및/또는 다기능성 시트를 포함하여 적어도 원적외선 방사능, 항균능(= 살균능) 및 탈취능(= 소취능)을 갖는다. 본 발명은 제2형태에 따라서, 일회용 체액 흡수제품용 다기능성 시트를 제공한다. 본 발명은 제3형태에 따라서, 일회용 체액 흡수제품용 다기능성 시트의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 제4형태에 따라서, 일회용 체액 흡수제품용 다기능성 시트의 제조장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시 형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 또한, 본 발명의 실시 형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 일회용 체액 흡수제품(이하, "흡수제품"으로 약칭한다.)은 인체로부터 발생(배설/분비)되는 체액, 예를 들어 소변, 대변, 혈액, 생리혈 및/또는 분비물 등의 체액을 흡수하는 일회용 제품으로서, 구체적인 예를 들어 유아나 실금자가 사용하는 일회용 기저귀(Disposable Diaper), 생리대(Sanitary Napkin), 팬티 라이너(Panty Liner) 및 요실금 환자용 패드(Pad) 등으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 흡수제품(100)은 인체로부터 발생된 체액을 흡수하는 흡수부(20), 및 상기 체액의 누액을 방지하는 배면시트(30)를 포함하는 것이면 좋다. 본 발명에 따른 흡수제품(100)은 상기 흡수부(20) 및 배면시트(30) 이외에 통상과 같은 구성요소를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 흡수제품(100)은, 예를 들어 인체와 접촉되는 인체 접촉시트(10)를 더 포함할 수 있다. 하나의 실시 형태에 따라서, 본 발명에 따른 흡수제품(100)은 인체 접촉시트(10), 흡수부(20) 및 배면시트(30)가 순차적으로 적층된 적층 구조를 가질 수 있다.

본 발명에 따라서, 흡수제품(100)은 다기능성 입자(65)(도 3 참조)를 포함한다. 본 발명에서, "다기능성"은 적어도 3가지의 기능으로서 원적외선 방사능, 항균능(= 살균능) 및 탈취능(= 소취능)을 의미한다. 또한, 본 발명에서, 상기 다기능성 입자(65)는 위와 같은 3가지 기능을 모두 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 흡수제품(100)은 구체적인 제품 종류에 있어서, 생리대 및 기저귀 등으로부터 선택될 수 있다. 도 2 내지 도 4에는 생리대(N)가 도시되어 있으며, 도 5 내지 도 7에는 기저귀(D)가 도시되어 있다. 이러한 제품 형태의 설명을 통해 본 발명을 설명하면 다음과 같다. 이하에서 사용되는 용어 "접합"과 "부착"은 고형 접착제, 액상 접착제, 봉재(sewing), 열 또는 초음파 등의 결합수단을 통해 흡수제품(100)을 구성하는 구성요소 상호간이 전체적으로 긴밀하게 결합되거나, 또는 군데군데 간헐적으로 결합된 것을 포함한다.

[생리대]

도 2는 본 발명의 제1실시 형태에 따른 흡수제품(100)으로서, 여성용 생리대(N)의 평면도를 보인 것이고, 도 3은 상기 도 2의 요부 단면도 및 요부 확대 단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 제2실시 형태에 따른 흡수제품(100)으로서, 여성용 생리대(N)의 요부 단면도이다.

도 2는 생리대(N)를 인체와 접촉되는 방향에서 바라본 모습을 보인 평면도이다. 도면에 도시된 생리대(N)는 상하, 좌우가 대칭된 구조를 가지고 있다. 생리대(N)는 상하, 좌우가 반드시 대칭구조를 가질 필요는 없으나, 바람직하게는 도시된 바와 같은 대칭구조를 갖는다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 생리대(100)는 착용자의 인체와 접촉되는 인체 접촉시트(10), 체액(생리혈 등이 포함된 체액)을 흡수/보유하는 흡수부(20), 및 누액을 차단하는 배면시트(30)를 포함한다. 상기 인체 접촉시트(10)와 배면시트(30)는 각각 본체로부터 연장된 날개부(12)(32)를 가질 수 있다.

상기 인체 접촉시트(10)는 액체 투과성으로서, 이는 체액을 흡수부(20) 쪽으로 신속하게 통과시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 인체 접촉시트(10)의 중앙 영역은 흡수부(20)에 적층 및/또는 접합되고, 자장자리 영역은 배면시트(30)와 접합될 수 있다. 이러한 인체 접촉시트(10)는 친수성의 부직포나 직포 등으로 구성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 인체 접촉시트(10)는 액체 투과성이라면 어떠한 재질도 가능하다.

상기 흡수부(20)는 인체 접촉시트(10)를 통과한 체액을 흡수하여 보유하는 것으로서, 이는 흡수성을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 흡수부(20)는 인체 접촉시트(10)와 배면시트(30)의 사이에 배치되며, 이들과 결합수단을 통해 접합되거나, 결합력 없이 적층된 구조를 가질 수 있다. 흡수부(20)의 크기 및 형태(예를 들면, 장방형, 타원형, 원형 등)는 다양하게 구성될 수 있다. 흡수부(20)는 체액을 흡수하는 흡수체를 포함한다. 흡수부(20)는, 구체적으로 솜털 펄프(22, fluff pulp)와 흡수성 수지(24, super absorbent polymer)로 이루어진 흡수체를 포함할 수 있다.

상기 솜털 펄프(22)는 섬유상의 웹 또는 목재펄프를 분쇄한 입자상이 사용될 수 있다. 상기 흡수성 수지(24)는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 고흡수성 수지로서 아크릴산염 중합체 가교물, 비닐알콜-아크릴산염 공중합체 가교물, 무수말레인산 그라프트 폴리비닐알콜 가교물, 아크릴산염-메타크릴산염 공중합체 가교물, 메틸아크릴레이트-초산비닐 공중합체의 비누화물의 가교물, 전분-아크릴산염 그라프트 공중합체 가교물, 전분-아크릴로니트릴 그라프트 공중합체의 비누화물의 가교물, 카르복시메틸셀룰로즈 가교물, 이소부틸렌-무수말레인산염 공중합체 가교물 및 메틸렌옥사이드 중합체 가교물 등으로부터 선택된 단독이나 2종 이상을 혼합한 입자상이 사용될 수 있다. 이때, 솜펄 펄프(22)는 흡수체(솜털 펄프 + 흡수성 수지) 총중량의 10 ~ 80중량%, 바람직하게는 20 ~ 50중량%로 포함될 수 있으며, 고흡수성 수지(24)는 흡수체(솜털 펄프 + 흡수성 수지) 총중량의 20 ~ 90중량%, 바람직하게는 50 ~ 80중량%로 포함될 수 있다.

또한, 상기 흡수부(20)는 필요에 따라 흡수 확산층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이러한 흡수 확산층은 인체 접촉시트(10)를 통과한 체액을 빠른 속도로 흡수하여 흡수체(솜털 펄프 + 흡수성 수지)의 모든 영역에 체액을 골고루 분산시키고 흡수체를 지지하여 뭉치는 것을 방지할 수 있다. 흡수 확산층은 고흡수성의 부직포 등을 유용하게 사용할 수 있다. 흡수 확산층은 인체 접촉시트(10)와 흡수체의 사이에 설치될 수 있다. 아울러, 흡수부(20)는 흡수체의 인장강도를 향상시키고 흡수체가 덩어리지거나 둥글게 되는 것을 방지하는 티슈(도시하지 않음)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 티슈는 흡수체의 상부면 및/또는 하부면에 접합되거나, 흡수체를 포장하는 형태로서 흡수체의 둘레를 감싸는 구조로 접합될 수 있다.

상기 배면시트(30)는 액체 불투과성으로서, 이는 체액이 외부로 누액되는 것을 차단하여 착용자의 의복이나 주변 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 배면시트(30)는 액체 불투과성 재질이면 어떠한 것이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 액체 불투과성이면서 기체 투과성이면 좋다. 이러한 배면시트(30)는 소수성의 부직포나 직포 등을 사용하거나, 바람직하게는 기체 투과성의 합성수지 필름(플라스틱 필름)을 사용할 수 있다. 이때, 합성수지 필름은 합성수지에 탄산칼슘 등의 무기물을 첨가하여 성형한 것으로서, 필름에 다수의 미세 구멍이 형성되어 기체 투과성을 가질 수 있다.

상기 배면시트(30)는 착용 시 의복과 직접 접촉될 수 있다. 이때, 배면시트(30)는 의복과의 결합력을 위해, 의복과 접촉되는 면에 점착제(35)가 코팅될 수 있다. 또한, 생리대(N)는 향기를 발산하는 향료나 생약 성분이 포함될 수 있다. 이러한 향료나 생약 성분은 흡수부(20)에 분산되거나, 부직포 등에 코팅되어 별도의 부재로서 생리대(N)에 포함될 수 있다.

[기저귀]

도 5는 본 발명의 제3실시 형태에 따른 흡수제품(100)으로서, 기저귀(D)의 평면도이고, 도 6은 상기 도 5의 I-I선 단면 구성도이다. 그리고 도 7은 상기 도 5에 보인 기저귀(D)의 개략적인 사시 구성도이다. 이하, 기저귀(D)를 설명함에 있어서, 상기 생리대(N)의 설명과 동일하게 사용되는 용어 및 도면부호는 동일한 기능 및 재질을 가지는 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 5에 도시된 기저귀(D)는 모래시계 형태로서 상하, 좌우가 대칭된 구조를 가지고 있다. 기저귀(D)는 상하, 좌우가 반드시 대칭구조로 될 필요는 없으나, 바람직하게는 도시된 바와 같은 대칭구조를 갖는다. 도 5에 보인 기저귀(D)는 주로 유아가 착용하는 오픈형 기저귀를 예시한 것이다. 설명의 편의상 착용자(유아)의 앞부분(배쪽)에 위치되는 영역을 전방허리영역(A), 가랑이 부분에 위치되어 체액(소변 등)을 중점적으로 흡수하는 영역을 가랑이영역(B), 그리고 착용자(유아)의 뒷부분(등쪽)에 위치되는 영역을 후방허리영역(C)으로 구분한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 기저귀(D)는 착용자(유아)의 인체(피부) 쪽에 위치하여 인체와 접촉되는 인체 접촉시트(10)와, 체액(소변 등)을 흡수/보유하는 흡수부(20)와, 착용 시 외부면을 형성하여 누액을 차단하는 배면시트(30)와, 소정의 폭을 가지며 종방향(도 5에서, 세로방향)으로 길게 결합된 차단밴드(40)를 포함한다. 또한, 기저귀(D)는 기저귀(D) 본체를 착용자(유아)의 허리에 밀착시킬 수 있는 허리밴드(50), 및/또는 기저귀(D) 본체의 탈부착(결합과 분리)를 위한 패스닝 부재(70)를 더 포함할 수 있다.

상기 인체 접촉시트(10)는 체액을 흡수부(20) 쪽으로 신속하게 통과시킬 수 있는 액체 투과성으로서, 이는 흡수부(20) 및 배면시트(30)와 부착된다. 도 6에 보인 바와 같이, 인체 접촉시트(10)의 중앙 영역은 흡수부(20)와 부착되며, 자장자리 영역은 배면시트(30)와 부착된다.

상기 흡수부(20)는 인체 접촉시트(10)를 통과한 체액을 흡수하여 보유하는 것으로서, 이는 인체 접촉시트(10)와 배면시트(30)의 사이에 위치된다. 흡수부(20)의 크기 및 형태(예를 들면, 장방형, 모래시계형, T자형, 비대칭형 등)는 다양하게 구성될 수 있다. 흡수부(20)는 솜털 펄프와 흡수성 수지로 이루어진 흡수체(25)를 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 흡수부(20)는 필요에 따라 흡수 확산층(27) 및/또는 티슈(26)를 더 포함할 수 있다. 이러한 흡수부(20)를 구성하는 흡수체(25), 흡수 확산층(27) 및 티슈(26)의 기능 및 재질 등은 생리대(N)를 설명한 바와 같다. 이때, 도 6에서는, 티슈(26)가 흡수체(25)의 하부면에 단층으로 부착된 모습을 예시하였으나, 티슈(26)는 흡수체(25)를 포장하는 형태로서 흡수체(25)의 둘레를 감싸는 구조로 형성될 수 있다.

상기 배면시트(30)는 체액이 외부로 누액되는 것을 차단하여 착용자의 의복이나 주변 환경이 오염되는 것을 방지하는 액체 불투과성으로서, 이는 생리대(N)를 설명한 바와 같다. 배면시트(30)는 액체 불투과성의 합성수지 필름(31)을 포함할 수 있다. 상기 합성수지 필름(31)은 액체 불투과성이면서, 바람직하게는 기체 투과성이 좋다. 상기 합성수지 필름(31)은 기체 투과성의 폴리에틸렌 필름(Polyethylene Film) 또는 폴리프로필렌 필름(Polypropylene Film) 등을 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 배면시트(30)는, 바람직하게는 도면에 보인 바와 같이 부드러움을 부여하기 위한 섬유시트(34)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 합성수지 필름(31)은 흡수부(20) 쪽, 즉 티슈(26)에 부착되고, 상기 섬유시트(34)는 합성수지 필름(31)에 부착되어, 상기 섬유시트(34)가 기저귀(D)의 최외각 표면을 형성할 수 있다. 상기 섬유시트(34)는 부직포 또는 직포로부터 선택될 수 있으며, 이러한 섬유시트(34)는 천연섬유(순면 등)를 이용하여 제조한 것이 좋다.

상기 차단밴드(40)는 흡수부(20)에서 이탈되는 체액이 가랑이영역(B)의 좌우측(도 6에서 보았을 때, 좌우측)으로 새는 것을 방지하는 것으로서, 이는 흡수부(20)의 좌우측에 형성된다. 차단밴드(40)는 액체 불투과성이다. 차단밴드(40)는 차단밴드 탄성체(45)를 가지며, 적어도 가랑이영역(B)에서는 상기 차단밴드 탄성체(45)에 의해 기립되어 체액이 저장되는 포켓(pocket)을 형성한다. 이에 따라, 액상의 체액은 차단밴드(40)에 의해 가두어져 기저귀(D)의 좌우측으로 새지 않고 포켓(pocket)에 임시적으로 저장되었다가 흡수부(20)로 흡수될 수 있다. 또한, 차단밴드(40)에 의해 대변이 가두어진다.

상기 차단밴드(40)는, 바람직하게는 내측 차단밴드(40A)와 외측 차단밴드(40B)를 포함한다. 이와 같이, 차단밴드(40)가 내측 차단밴드(40A)와 외측 차단밴드(40B)를 포함하는 경우, 체액의 샘 방지 기능이 향상될 수 있다. 이때, 도 6을 참조하면, 내측 차단밴드(40A)와 외측 차단밴드(40B)는 하나의 플랩(41)(flap)이 접어져서 구성되는 것이 좋다. 상기 플랩(41)은 소수성의 부직포 또는 방수성의 부직포 등의 액체 불투과성의 필름이 사용된다. 차단밴드(40)는, 이를 구성하는 플랩(41)으로서 소수성의 부직포가 사용되는 경우에는 소수성의 효과를 강화하기 위하여 2겹의 플랩(41)으로 구성될 수 있으며, 이때 2겹의 플랩(41)은 고형접착제로 부착될 수 있다.

또한, 상기 차단밴드(40)는 차단밴드 플랩 접착부(42), 차단밴드 말단부(43), 차단밴드 말단 접착부(44), 그리고 내측 플랩(46) 및 외측 플랩(47)으로 구분될 수 있다. 이때, 상기 차단밴드 플랩 접착부(42)는 차단밴드 탄성체(45)가 삽입될 수 있는 공간이 마련되도록 플랩(41)이 상호 접착되는 지점이다. 이와 같이 마련된 공간, 즉 플랩(41)이 접어져 차단밴드 플랩 접착부(42)와 차단밴드 말단부(43) 사이에 마련된 공간 안에는 하나 이상의 차단밴드 탄성체(45)가 삽입, 결합된다.

상기 차단밴드 탄성체(45)는 차단밴드 말단부(43)를 피부에 잘 밀착되게 하기 위한 것으로서, 이는 차단밴드(40A)(40B)의 적어도 가랑이영역(B)에는 결합되어 있다. 상기 차단밴드 탄성체(45)로는 탄성실이 유용하며, 상기 탄성실은 예를 들어 폴리우레탄 스판덱스(polyurethane spandex) 또는 천연고무로 제조된 것이 사용될 수 있다. 이때, 차단밴드 탄성체(45)의 탄성율은 150 ~ 230% 범위를 가질 수 있으나, 바람직하게는 180 ~ 200%의 탄성율을 가지는 것이 좋다. 여기서, 예를 들어 '탄성율 200%'이란 초기 수축된 상태의 탄성체(45)의 길이를 100이라고 했을 경우 최대로 늘어날 수 있는 길이가 200임을 의미한다.

상기 차단밴드 말단부(43)는 차단밴드 탄성체(45)에 의해 기립되어 피부에 밀착되는 부분이다. 그리고 상기 차단밴드 말단 접착부(44)는 플랩(41)의 종방향 말단 부분이 기저귀(D)의 전방허리영역(A)과 후방허리영역(C)에 부착되는 지점(도 5참조)이다. 이러한 차단밴드 말단 접착부(44)는 전방허리부분(A)과 후방 허리부분(C)의 좌우 끝단에서부터 30 ~ 100mm정도에 위치되는 것이 좋다.

또한, 상기 차단밴드 내측 플랩(46)은 내측 차단밴드(40A)와 외측 차단밴드(40B)를 연장하는 부분을 가리키는 플랩(41)이고, 상기 차단밴드 외측 플랩(47)은 외측 차단밴드(40B)에서 횡방향 가장자리까지 연장된 부분을 가리키는 플랩(41)이다. 이러한 내측 플랩(46)과 외측 플랩(47)은, 상기 차단밴드(40)가 기저귀(D)에 고정되도록 인체 접촉시트(10) 또는 배면시트(30)에 부착된다. 예를 들어, 인체 접촉시트(10)를 내외측 플랩(46)(47)이 있는 부분까지 연장시키는 경우에는 인체 접촉시트(10)에 부착, 고정되며, 인체 접촉시트(10)를 차단밴드 플랩 접착부(42)에 부근까지만 연장시키는 경우에는 배면시트(30)에 부착, 고정된다.

상기 허리밴드(50)는 기저귀(D) 본체의 전방허리영역(A) 및/또는 후방허리영역(C)에 위치될 수 있다. 도 5에서는 후방허리부분(C)에 위치된 모습을 예시하였다. 허리밴드(50)는 기저귀(D)를 착용자의 허리부분에 탄력적으로 밀착시키며, 이는 탄력성의 밴드 또는 비탄력성의 밴드에 탄성체가 결합되어 구성될 수 있다. 이러한 허리밴드(50)는 기저귀(100)의 폭(횡방향) 길이 전체에 걸쳐 형성되거나, 또는 부분적으로 형성될 수 있다.

상기 패스닝 부재(70)는 기저귀(D) 본체를 착용자로부터 자유롭게 탈부착(결합과 분리)시킬 수 있는 것이면 좋다. 패스닝 부재(70)는 통상과 같이 구성될 수 있으며, 이는 예를 들어 후크(Hook), 루프(Loop) 및 재접착테이프 등으로 선택된 하나 이상의 체결수단(71)(72)을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 패스닝 부재(70)는, 상호 탈부착이 가능한 제1체결수단(71)과 제2체결수단(72)을 포함할 수 있다. 상기 제1체결수단(71) 및 제2체결수단(72)은, 바람직하게는 기계적으로 맞물려 탈착 조작이 용이하고, 수회의 탈착 조작을 실시하여도 결합력이 그대로 유지되어 내구성이 좋은 후크-루프 시스템(통상의 벨크로)으로부터 선택될 수 있다. 이때, 제1체결수단(71)과 제2체결수단(72)은 서로 대응되는 구조를 갖는다. 구체적으로, 도 5에 예시한 바와 같이, 제1체결수단(71)이 후크로 구성되면, 제2체결수단(72)은 후크와 대응되는 루프로 구성될 수 있다.

또한, 상기 패스닝 부재(70)는 전방허리영역(A)과 후방허리영역(C)에 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 구현예에 따라서, 전방허리영역(A)과 후방허리영역(B) 모두에 체결수단(71)(72)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 전방허리영역(A)과 후방허리영역(C)의 외측면에는 제1결합수단(71)이 형성되고, 전방허리영역(A)과 후방허리영역(C)의 내측면에는 제2체결수단(72)이 형성될 수 있다. 그리고 기저귀(D)의 착용 시에는 상기 전방허리영역(A)의 외측면에 마련된 제1체결수단(71)은 후방허리영역(C)의 내측면에 마련된 제2체결수단(212)과 탈착 가능하도록 부착되고, 이와 마찬가지로 후방허리영역(C)의 외측면에 마련된 제1체결수단(71)은 전방허리영역(A)의 내측면에 마련된 제2체결수단(72)과 탈착 가능하도록 부착될 수 있다.

이에 따르면, 도 5에 보인 부분 확대 단면도에서와 같이, 전방과 후방의 구분이 없이 전방허리영역(A)과 후방허리영역(B) 모두에 체결수단(71)(72)을 형성함으로써, 제1체결수단(71)을 대상으로 하거나 제2체결수단(72)을 대상으로 하여 기저귀(D)의 결합이 도모되거나 해제된다. 이에 따라, 기저귀(D)의 전방이나 후방 그 어느 쪽에서도 기저귀(D)를 착용자로부터 쉽게 벗겨낼 수 있다. 구체적으로 전방허리영역(A)과 후방허리영역(C) 중 어느 쪽에서도 기저귀(D)와의 분리가 가능하여 착용자(유아)가 똑바로 누워 있거나, 엎드려 있거나, 서 있는 상태에서도 착용자의 자세를 바꾸지 않고도 착용과 벗겨냄이 가능하고 배변이나 배뇨를 수시로 확인할 수 있다. 아울러, 기저귀(D)를 폐기할 때도 착용자가 어느 자세로 있든 간에 쉽게 분리하여 배설물이 피부나 의류 등에 묻지 않게끔 쉽게 벗겨 폐기할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 흡수제품(100), 구체적인 예를 들어 전술한 바와 같은 생리대(N) 및 기저귀(D)는, 본 발명에 따라서 다기능성 입자(65)를 포함한다. 다기능성 입자(65)는 본 발명에 따른 흡수제품(100)에 여러 가지 방법으로 포함될 수 있다. 다기능성 입자(65)는 흡수제품(100)을 구성하는 구성요소에 분산(혼합)되거나, 코팅된 형태로 포함될 수 있다. 다른 예를 들어, 다기능성 입자(65)는 별도의 시트(60) 형태로 흡수제품(100)에 포함될 수 있다.

상기 다기능성 입자(65)는 본 발명의 제1구현예에 따라서, 흡수제품(100)을 구성하는 구성요소, 예를 들어 상기 인체 접촉시트(10), 흡수부(20), 배면시트(30), 차단밴드(40) 및 허리밴드(50) 중에서 선택된 적어도 하나 이상에 분산된 형태로 포함될 수 있다. 일례를 들어, 다기능성 입자(65)는 흡수부(20)를 구성하는 흡수성 수지(24)에 혼합, 분산된 형태로 포함될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 도 3에 예시한 바와 같이, 흡수부(20)는 솜털 펄프(22)와 흡수성 수지(24)로 이루어진 흡수체를 포함하되, 상기 솜털 펄프(22) 및 흡수성 수지(24)와 함께 혼합, 분산된 다기능성 입자(65)를 포함할 수 있다.

상기 다기능성 입자(65)는 본 발명의 제2구현예에 따라서, 흡수제품(100)을 구성하는 구성요소, 예를 들어 상기 인체 접촉시트(10), 흡수부(20), 배면시트(30), 차단밴드(40) 및 허리밴드(50) 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 표면에 코팅된 코팅층(63)(도 6 참조)의 형태로 포함될 수 있다. 일례를 들어, 상기 흡수부(20) 및/또는 배면시트(30)에는 다기능성 입자(65)가 코팅된 코팅층(63)이 형성될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 도 6에 예시한 바와 같이, 상기 배면시트(30)에는 다기능성 입자(65)가 코팅된 코팅층(63)이 형성되되, 상기 코팅층(63)은 합성수지 필름(31)의 상부 표면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 다기능성 입자(65)는, 본 발명의 제3구현예에 따라서, 별도의 시트(60)(도 4 참조) 형태로 흡수제품(100)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 흡수제품(100)은 다기능성 시트(60)를 포함할 수 있다. 이때, 다기능성 시트(60)는 다기능성 입자(65)를 포함한다. 다기능성 시트(60)는, 예를 들어 다기능성 입자(65)를 시트 형태로 성형한 것이거나, 기재시트(61)에 다기능성 입자(65)를 코팅한 것으로부터 선택될 수 있다. 이러한 다기능성 시트(60)는 도 4에 예시한 바와 같이, 예를 들어 인체 접촉시트(10)의 하부, 즉 인체 접촉시트(10)와 흡수부(20)의 사이에 설치될 수 있다. 다른 예를 들어, 다기능성 시트(60)는 흡수부(20)와 배면시트(30)의 사이에 설치될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 다기능성 시트(60)는 흡수부(20) 내부에 개재된 형태로 설치될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 흡수부(20)가 두개의 층으로 구성되고, 이러한 두개의 층 사이에 다기능성 시트(60)가 개재될 수 있다.

도 8은 상기 다기능성 시트(60)의 제1실시 형태를 보인 단면도이다. 도 8을 참조하면, 상기 다기능성 시트(60)는 기재시트(61)와, 상기 기재시트(61) 상에 형성된 다기능층(62)을 포함한다. 다기능층(62)은, 적어도 1층 이상이다. 구체적으로, 다기능성 시트(60)는 기재시트(61)와, 상기 기재시트(61)의 일면 또는 양면에 형성된 적어도 1층 이상의 다기능층(62)을 포함한다. 이때, 다기능층(62)은 적어도 다기능성 입자(65)를 포함한다.

상기 다기능성 입자(65)는, 하나의 실시 형태에 따라서, 열 융착을 통해 기재시트(61)에 부착될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 다기능성 입자(65)에 열을 가하거나 기재시트(61)의 표면에 열을 가한 다음, 다기능성 입자(65)를 기재시트(61)의 표면에 도포 및 압착함으로써, 기재시트(61)의 표면 용융을 통해 다기능성 입자(65)를 부착시킬 수 있다. 또한, 다기능성 입자(65)는, 다른 실시 형태에 따라서, 바인더(binder)를 통해 기재시트(61)에 부착될 수 있다. 구체적인 예를 들어, 다기능층(62)은 다기능성 입자(65)와, 상기 다기능성 입자(65)를 기재시트(61) 상에 접착시키기 위한 바인더를 포함할 수 있다. 아울러, 다기능층(62)은 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 다기능성 시트(60)는 이하에서 설명되는 제조방법 및 제조장치를 통해 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 다기능성 시트(60)의 제조방법은, [1]다기능성 입자(65)를 얻는 공정(제1공정), [2]상기 다기능성 입자(65)와 바인더를 포함하는 다기능성 입자 혼합물을 얻는 공정(제2공정), 및 [3]상기 다기능성 입자 혼합물을 기재시트(61) 상에 도포하여 다기능층(62)을 형성하는 공정(제3공정)를 포함한다. 이하, 다기능성 시트(60)의 제조를 위한 각 공정별 실시 형태를 설명하면서 상기 다기능성 입자(65)의 실시 형태를 함께 설명한다.

[1] 다기능성 입자(65)의 준비(제1공정)

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에서 다기능성 입자(65)는 적어도 3가지의 기능을 모두 가지는 것으로부터 선택된다. 구체적으로, 다기능성 입자(65)는 원적외선 방사능, 항균능(= 살균능) 및 탈취능(= 소취능)의 3가지 기능을 동시에 가지는 입자로부터 선택된다.

하나의 실시 형태에 따라서, 상기 다기능성 입자(65)는 위와 같은 3가지 기능을 동시에 가지는 다기능성의 천연 광물 입자, 및 상기 다기능성의 천연 광물로부터 분리된 플러렌(Fullenrene)으로부터 선택된 하나 이상이다. 바람직한 실시 형태에 따라서, 다기능성 입자(65)는 (a)천연 광물로서의 ?기트 광물을 분쇄한 ?기트 입자, 및 (b)상기 ?기트 광물(또는 ?기트 입자)로부터 분리된 입자 상의 플러렌으로부터 선택된 하나 이상이다. 다기능성 입자(65)는 입자(분말) 상으로서, 이의 크기는 제한되지 않는다. 구체적인 예를 들어, 다기능성 입자(65)는 아래에서 설명되는 (a)?기트 입자 및 (b)플러렌 입자로부터 선택된다.

(a) ?기트 입자

천연 광물로서의 ?기트 광물은 규산염(silicate) 등의 규소질(규소 화합물)을 주성분으로 하되, 이는 일반적인 다른 천연 광물에 비해 탄소 성분을 다량 함유하고 있다. ?기트 광물에 함유된 상기 탄소 성분의 거의 대부분은 플러렌(fullerene)이다. 구체적으로, ?기트 광물은 규소질을 약 40중량% 이상 함유하고 있고, 약 25중량% 이상의 탄소 성분, 보다 구체적으로는 약 25 ~ 50중량% 정도의 탄소 성분을 함유하고 있다. 그리고 상기 탄소 성분 중의 대부분은 플러렌이다.

상기 ?기트 광물에 함유된 탄소 성분(플러렌 등)은 다공성 스펀지 구조의 매트릭스(matrix) 형태를 가지며, 다공성의 셀(cell) 내부에 규소질 광물 입자(규산염 등)가 채워져 있고, 상기 규소질 광물 입자의 주성분은 이산화규소(SiO₂) 등의 규산염 등이다. 그리고 규소질 광물 입자의 대부분은 약 0.1 ~ 5㎛ 입자 크기의 입도 분포를 가지며, 이는 또한 탄소 매트릭스 내에서 연속 프레임(continuous frame)을 형성하고 있다. 이러한 ?기트 광물은, 예를 들어 러시아(Russia) 등에서 채취된 것을 사용할 수 있으며, 구체적인 예를 들어, 러시아의 카렐리야(Kareliya) 지역 등의 광산에서 채취된 러시아산을 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 특정의 천연 광물로서의 위와 같은 ?기트 광물은 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 동시에 가지며, 그 기능(효과)은 일반적인 천연 광물(예를 들어, 게르마늄이나 황토 등)보다 매우 뛰어나다. 또한, 상기 기능 이외에도 다양한 물리적 및 화학적 기능을 갖는다.

플러렌은 흑연이나 다이아몬드와 같은 탄소 동소체이다. 그러나 플러렌은 흑연이나 다이아몬드와는 구조적 형태가 다름으로 인하여, 이는 통상 제3의 탄소 동소체로 불린다. 플러렌은, 탄소(C) 원자가 5각형이나 6각형으로 배열 연결된 탄소 고리들을 갖는다. 또한, 플러렌은, 상기 탄소 고리들이 대략 구체(구형) 등의 형상으로 결합되고, 내부는 중공(中空)을 형성하고 있다. 즉, 플러렌은 그 구조적 형태에 있어서, 축구공의 형상을 갖거나, 축구공과 유사한 구체 등의 형상을 가지며, 내부는 중공 형태로서의 특이한 구조를 갖는다. 플러렌은 위와 같은 탄소 고리 배열 및 중공상의 특이한 구조 등으로 인해, 우수한 다기능성을 갖는다. 구체적으로, 플러렌은 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 동시에 가지며, 이들 성능 또한 매우 뛰어나다. 아울러, 플러렌은 상기 기능 이외에 다이아몬드보다 높은 강도를 가지는 등의 여러 가지 유용한 물리적 및 화학적 특성을 갖는다.

일반적으로, 플러렌은 산업계에서 카본 블랙이나 흑연을 원료로 하여, 아크 방전법이나 연속 연소법을 통해 인공적으로 합성, 제조하고 있다. 이와 같이 인공적으로 합성된 인공 플러렌은, 대부분 C₆₀ ~ C₈₀정도의 탄소 수를 갖는다. 그러나 이러한 인공적인 합성 방법은 카본 블랙 등의 원료 가격이나 복잡한 생산 공정 등의 이유로 플러렌 자체의 가격이 매우 높고, 생산성이 낮다. 이에 따라, 인공적으로 합성된 인공 플러렌은 너무 고가인 이유로 흡수제품(100)에 적용 시, 제품의 가격을 상승시켜 적용이 어렵다. 즉, 생리대(N)나 기저귀(D) 등에 적용하기에는 생산 단가가 맞지 않아 실용화되기 어렵다.

그러나 본 발명에 따라서 천연 광물로서의 ?기트 광물을 사용하는 경우, 상기 ?기트 광물에는 다량의 천연 플러렌(natural fullerene)을 함유하여, 플러렌으로부터 얻어낼 수 있는 상기의 다기능성과 함께 높은 생산성 및 경제성을 도모할 수 있다. ?기트 광물은 규소질을 주성분으로 하되, 위와 같은 다기능성의 플러렌을 다량 함유하고 있다. 또한, ?기트 광물은 미량이기는 하지만 여러 종의 미네랄 성분을 함유하고 있다. ?기트 광물은, 구체적으로 Ca, K, Na, Mg 및 Fe 등의 미네랄 성분을 함유하고 있다. 이에 따라, ?기트 광물은 위와 같은 여러 종의 미네랄 성분에 의해, 우수한 원적외선 방사능과 탈취능 등을 갖는다.

본 발명에서, 상기 ?기트 광물에 함유된 플러렌은, 탄소(C) 원자가 5각형이나 6각형으로 배열 연결된 탄소 고리를 가지되, 이러한 탄소 고리들이 축구공 등과 같은 구체 형상으로 결합되어 있고, 내부에는 중공(中空)을 형성하고 있으면 좋으며, 이의 탄소 수는 제한되지 않는다. 즉, 상기 플러렌은 C₆₀ ~ C₈₀의 탄소 수를 가지는 플러렌은 물론, 이보다 작거나 큰 탄소 수를 가지는 유사 플러렌(fullerene-like)을 포함한다. 여기서, 상기 유사 플러렌은 인공적으로 합성된 플러렌(예를 들어, 탄소 수 C₆₀ ~ C₈₀의 플러렌)보다 탄소 수가 작거나 큰 것을 의미하는 것으로서, 이는 상기한 바와 같이 탄소 고리들이 구체 형상으로 결합되어 있고, 내부는 중공을 형성하고 있는 것이면 좋다.

본 발명에서, 상기 ?기트 광물은, 예를 들어 C₂₀ ~ C₅₀₀의 탄소 수를 가지는 플러렌을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 ?기트 광물은, 구체적인 예를 들어 C₂₀ ~ C₃₀₀의 탄소 수를 가지는 플러렌을 포함할 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 C₂₀ ~ C₁₅₀의 탄소 수를 가지는 플러렌을 포함할 수 있다. 또한, 상기 플러렌은 그 구조적 형태에 있어서, 중공 구조를 가지되, 예를 들어 축구공이나 럭비공, 또는 이와 유사한 형상의 구체, 또는 다면체 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 제1실시 형태에 따라서, 위와 같은 ?기트 광물을 분쇄하여 소정 크기를 가지는 ?기트 입자를 다기능성 입자(65)로 사용한다. 이러한 분쇄에 의해, ?기트 입자는 예를 들어 500㎛ 이하의 크기를 가질 수 있다. ?기트 입자는, 구체적인 예를 들어 0.05 ~ 300㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 이때, ?기트 입자의 크기가 너무 작으면, 예를 들어 취급이 어려울 수 있다. 그리고 ?기트 입자의 크기가 너무 크면, 바인더와의 혼합성, 접착성 및/또는 도포성(코팅성) 등이 다소 낮아질 수 있다.

이러한 점을 고려할 때, 상기 ?기트 입자는, 예를 들어 0.2 ~ 150㎛, 0.2 ~ 100㎛, 0.5 ~ 100㎛, 0.2 ~ 50㎛, 또는 0.5 ~ 100㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있으며, 더욱 구체적인 예를 들어 2 ~ 50㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 이와 같은 범위의 입자 크기를 가지는 경우, 예를 들어 취급성이 양호하고, 바인더와의 혼합성, 접착성 및/또는 도포성(코팅성) 등이 우수하며, 또한 비표면적이 다기능성에서도 유리할 수 있다. 그러나 본 발명에서, 상기 ?기트 입자의 크기는 상기 범위로 제한되는 아니다.

상기 ?기트 광물의 분쇄 방법은 제한되지 않는다. 분쇄 방법은 분체 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 다양한 방법으로부터 선택될 수 있다. 분쇄는, 예를 들어 볼 밀(Ball mill), 롤 밀(roll mill), 아크리션 밀(Attrition mill), 제트 밀(Jet mill), 회전 밀(Rotary mill) 및/또는 진동 밀(Vibration mill) 등과 같은 다양한 방법으로 진행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 분쇄된 ?기트 입자는 선별될 수 있다. 즉, 본 제1공정은 상기 ?기트 광물을 분쇄하는 분쇄 공정을 적어도 포함하되, 상기 분쇄된 ?기트 광물을 적정 크기 범위를 가지는 것으로 선별하는 선별 공정을 더 포함할 수 있다. 이때, 분쇄된 ?기트 광물은, 예를 들어 체(sieve) 거름 등의 선별 공정을 통해 적정 입도 분포를 가지는 것으로 선별될 수 있다. ?기트 광물은 분쇄 후, 상기 예시한 바와 같이 0.05 ~ 300㎛, 0.2 ~ 150㎛, 0.2 ~ 100㎛, 0.5 ~ 100㎛, 0.2 ~ 50㎛, 또는 2 ~ 50㎛ 등의 평균 입자 크기를 가지는 것으로 선별되어 사용될 수 있다.

(b) 플러렌 입자

본 발명에서 플러렌은 천연 광물로부터 분리된 것을 사용한다. 플러렌의 기능 및 구조 등은 전술한 바와 같다. 구체적인 실시 형태에 따라서, 플러렌 입자는 플러렌을 함유한 천연 광물을 분쇄하는 제1단계; 상기 분쇄된 천연 광물로부터 플러렌을 추출, 분리하는 제2단계; 및 상기 분리된 플러렌을 열처리하는 제3단계를 포함하는 공정으로 제조된 것을 사용할 수 있다. 이러한 플러렌의 제조과정을 각 단계별로 설명하면 다음과 같다.

< 천연 광물의 분쇄(제1단계) >

먼저, 천연 광물을 분쇄한다. 천연 광물은 플러렌을 함유하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 천연 광물은 플러렌을 함유하는 것이라면 자연계에 존재하는 다양한 광물(원석)로부터 선택될 수 있으며, 그 종류는 제한되지 않는다. 천연 광물은, 바람직하게는 전술한 바와 같은 ?기트 광물로부터 선택된다. 천연 광물(?기트 광물)의 분쇄 방법 및 입자 크기 등은 상기 ?기트 입자를 설명한 바와 같다.

< 플러렌의 추출, 분리(제2단계) >

상기 분쇄된 천연 광물로부터 플러렌을 추출, 분리한다. 본 제2단계는 추출 공정과 분리 공정을 포함한다. 즉, 본 제2단계는 분쇄된 천연 광물에 함유된 플러렌을 추출하는 추출 공정과, 상기 추출된 플러렌을 분리, 회수하는 분리 공정을 포함한다.

상기 추출 공정은 천연 광물에 함유된 플러렌을 추출할 수 있는 공정이라면 특별히 제한되지 않는다. 추출 공정은, 바람직하게는 알칼리 용액을 이용한 알칼리 용액 추출 공정을 포함한다. 구체적으로, 추출 공정은 분쇄된 천연 광물과 알칼리 용액을 혼합, 가열하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 알칼리 용액 추출 공정은 가열 교반기를 이용하여 천연 광물과 알칼리 용액의 혼합물을 가열 교반시키면서 진행하거나, 오토클레이브(autoclave) 등의 고온 가압기를 이용하여 진행할 수 있다. 이러한 가열 추출에 의해, 천연 광물에 함유된 플러렌이 추출된다. 즉, 천연 광물은 알칼리 용액을 이용한 가열 추출에 의해, 적어도 플러렌과 무기물로 분리된다. 천연 광물로서, 예를 들어 ?기트 광물을 사용하는 경우, 상기 ?기트 광물은 알칼리 용액에 의해 탄소 성분(플러렌)과, 규산질(규산 알칼리) 등으로 분리된다. 보다 구체적으로, ?기트 광물의 주성분인 규소 화합물(규산질 등)은 알칼리 용액에 용해되고, 탄소 성분(플러렌)은 고상으로 남는다.

상기 추출 공정에서 가열 온도는 천연 광물로부터 플러렌이 추출될 수 있는 온도이면 제한되지 않는다. 추출 시, 가열 온도는 예를 들어 100 ~ 300℃가 될 수 있다. 그리고 가열 시간은 특별히 제한되지 않으나, 이는 예를 들어 액체 성분(알칼리 용액에 포함된 물 등)은 거의 휘발 제거되고, 거의 대부분이 고체 성분으로 이루어질 될 때까지의 시간이 될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 가열 교반기를 이용하는 경우, 100 ~ 130℃의 온도에서 5시간 내지 25시간 동안 가열 교반시켜 진행할 수 있다. 또한, 오토클레이브(autoclave) 등의 고온 가압기를 이용하는 경우, 200 ~ 250℃의 온도에서 2시간 내지 4시간 동안 가열하여 진행할 수 있다. 이러한 온도 및 시간 범위로 진행하는 경우, 플러렌의 추출율 및 에너지 효율 등에서 유리하다.

또한, 상기 추출 공정에서, 천연 광물과 알칼리 용액의 배합비는, 예를 들어 1 : 0.2 ~ 30의 중량비가 될 수 있다. 즉, 천연 광물 : 알칼리 용액 = 1 : 0.2 ~ 30의 중량비가 될 수 있다. 이때, 알칼리 용액의 사용량이 너무 작으면 플러렌의 추출율이 낮아질 수 있고, 너무 많은 경우에는 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 천연 광물과 알칼리 용액은 1 : 1 ~ 20의 중량비, 더욱 구체적으로는 1 : 8 ~ 20의 중량비로 배합하여 가열 추출할 수 있다. 다른 구체적인 예를 들어, 가열 교반기를 이용하여 상기와 같은 온도 및 시간 범위로 진행하는 경우에는 1 : 1 ~ 5의 중량비로 배합하여 가열 추출할 수 있으며, 오토클레이브(autoclave) 등의 고온 가압기를 이용하여 상기와 같은 온도 및 시간 범위로 진행하는 경우에는 1 : 1 ~ 10의 중량비로 배합하여 가열 추출할 수 있다.

상기 알칼리 용액은 알칼리 물질을 포함하는 용액이면 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 알칼리 물질을 용액 전체 중량 중에 20 ~ 60중량%로 포함하는 20 ~ 60중량%의 알칼리 수용액으로부터 선택될 수 있다. 이때, 상기 알칼리 용액의 농도와 알칼리 물질의 종류 등은 천연 광물을 구성하는 무기물이나 불순물의 종류, 및 이들의 양에 따라 정해될 수 있다.

상기 알칼리 용액을 구성하는 알칼리 물질은, 예를 들어 M_a(OH)_b의 분자식을 가지되, 상기 M은 금속 원소로부터 선택될 수 있다. 상기 M은, 예를 들어 K, Li, Na 및 Ca 등으로부터 선택된 하나 이상이 될 수 있으며, 상기 a와 b는 화학 양론에 따른다. 알칼리 물질은, 구체적인 예를 들어 KOH, LiOH, NaOH 및 Ca(OH)₂ 등으로부터 선택된 하나 이상이 될 수 있으며, 바람직하게는 KOH 또는 LiOH를 사용하거나, KOH와 LiOH의 혼합을 사용하는 것이 좋다. 상기 KOH와 LiOH는 ?기트 광물의 플러렌에 대한 높은 추출율을 가져 본 발명에 유용하다. 즉, KOH와 LiOH는 ?기트 광물의 주성분인 규소 화합물(규산질 등)을 효과적으로 용해시켜 플러렌의 추출율을 높일 수 있다. 또한, 상기 알칼리 물질로서, KOH와 LiOH의 혼합을 사용하는 경우, 이들은 1 : 1 ~ 10의 중량비로 혼합 사용할 수 있다. 즉, KOH : LiOH = 1 : 1 ~ 10의 중량비로 혼합 사용할 수 있다. 이 경우, 플러렌의 추출율에 매우 효과적이다.

상기 분리 공정은, 위와 같은 추출 공정을 통해 추출된 고상의 탄소 성분(플러렌)을 용액으로부터 분리할 수 있는 것이면 다양한 방법이 고려될 수 있다. 분리 공정은, 예를 들어 필터(filter)를 통한 여과 분리나, 원심 분리기 등을 이용한 고속 회전 분리 등의 방법으로 진행될 수 있다. 이러한 분리를 통해, 추출물로부터 탄소 농축물을 수득한다. 즉, 탄소 성분(플러렌 및 다른 탄소물)이 고농도로 포함된 탄소 농축물을 수득한다. 그리고 이러한 탄소 농축물에는 미량의 회(ash) 성분을 함유할 수 있다. 본 발명에서, 회(ash) 성분은 탄소 성분(플러렌 및 다른 탄소물) 이외의 성분을 의미하며, 이는 천연 광물에 함유되어 있는 것으로서, 예를 들어 Al, Fe, Ca, Cu 등의 염 성분이나 황(S) 등의 불순물 등이 될 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 추출 공정에서는 기공 증강제를 더 첨가하여 진행될 수 있다. 즉, 추출 공정은 전술한 바와 같이 분쇄된 천연 광물과 알칼리 용액을 혼합한 혼합 용액을 가열하는 방법으로 진행되는데, 이때 상기 혼합 용액에는 기공 증강제가 더 첨가된 후에 가열될 수 있다. 이때, 기공 증강제는, 예를 들어 알칼리 용액에 첨가되거나, 가열 시에 별도로 첨가 혼합될 수 있다.

본 발명에서, 상기 기공 증강제는 플러렌의 기공 구조, 즉 플러렌의 공극성을 향상시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 기공 증강제는 후술하는 열처리(제3단계) 및/또는 산(acid) 처리에 의해 제거되어 플러렌의 기공 구조를 개선한다. 이러한 기공 증강제는 플러렌의 기공 구조를 개선(기공의 형성)시킬 수 있는 것이면 좋으며, 이는 예를 들어 금속 성분, 붕소 성분 및 이들의 화합물(산화물 등) 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 금속 성분은, 예를 들어 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 규소(Si) 및/또는 이들의 화합물(산화물 등) 등을 들 수 있다. 이때, 상기 금속 성분은, 예를 들어 산(acid) 처리에 의해 제거되어 기공을 형성할 수 있으며, 상기 붕소 성분은 후술하는 열처리에 의해 제거되어 기공을 형성할 수 있다.

위와 같은 기공 증강제에 의해 플러렌의 기공 구조(공극성)가 더욱 향상될 수 있다. 구체적으로, 플러렌은 그 자체의 중공 구조(축구공 모양 등)와 상기 알칼리 추출에 의한 규산질의 제거에 의해 형성된 기공에 더하여, 상기 기공 형성제의 제거에 의해 2차 기공 구조가 형성되어 잘 발달된 기공 구조(공극성)을 가질 수 있다. 이에 따라, 플러렌은 잘 발달된 기공 구조(공극성)에 의해, 탈취율이 더욱 향상될 수 있다.

바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 기공 증강제는 붕소 성분을 포함하는 것이 좋다. 붕소 성분은 플러렌의 기공 구조 개선에 매우 효과적이다. 본 발명에서, 붕소 성분으로는 붕소(B) 및 붕소(B) 함유 화합물로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 즉, 붕소 성분은 붕소(B); 분자 내에 적어도 하나 이상의 붕소(B) 원소를 가지는 붕소 함유 화합물; 및 이들의 혼합으로부터 선택될 수 있다.

상기 붕소 함유 화합물은 분자 내에 적어도 하나 이상의 붕소(B)를 가지는 것이면 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 보론(Boron)계 화합물로부터 선택될 수 있다. 붕소 함유 화합물은, 구체적인 예를 들어 H₃BO₃, B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₆H₁₀, BI₃, NaBO₂, NaBH₄, Na₂B₄O₇ 및 이들의 수화물(hydrate) 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 수화물은, 구체적으로 NaBO₂ㆍ4H₂O(meta-borate hydrate), NaBH₄ㆍ4H₂O(boro-hydrate) 및 Na₂B₄O₇ㆍ10H₂O(borax, tetra-borate hydrate) 등을 예로 들 수 있다.

또한, 상기 기공 증강제(예, 붕소 성분 등)는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 이는 분쇄된 천연 광물 100중량부에 대하여 0.01 ~ 20중량부로 사용될 수 있다. 이때, 기공 증강제의 사용량이 0.01중량부 미만인 경우, 기공 구조의 개선 효과가 미미할 수 있다. 그리고 기공 증강제의 사용량이 20중량부를 초과하는 경우, 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 크지 않거나 플러렌의 기계적 강도에 악영향을 끼칠 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 기공 증강제는 분쇄된 천연 광물 100중량부에 대하여 0.04 ~ 10중량부로 사용되는 것이 좋다.

한편, 상기와 같이 분리된 분리물(탄소 농축물), 즉 탄소 성분(플러렌)이 고농도로 포함된 탄소 농축물은 세척, 산(acid) 처리 및/또는 건조될 수 있다. 구체적으로, 본 제2단계는 추출 공정과 분리 공정을 포함하되, 경우에 따라서 세척 공정, 산 처리 공정 및 건조 공정 중에서 선택된 하나 이상의 공정을 더 포함할 수 있다.

상기 세척 공정은 물(증류수, 정제수 및/또는 탈이온수 등)을 이용하여 진행할 수 있으며, 바람직하게는 가온된 물, 예를 들어 40℃ 이상의 가온된 물, 보다 구체적인 예를 들어 40 ~ 90℃의 물에 상기 분리된 분리물(탄소 성분)을 넣어, 수세하는 방법으로 진행할 수 있다.

또한, 상기 산 처리 공정은 산 용액을 이용하되, 상기 분리된 분리물분리물(탄소 농축물)을 산 용액에 함침시키는 방법으로 진행할 수 있다. 이때, 산 용액은, 산(acid) 물질을 예를 들어 10 ~ 80중량%로 포함하는 수용액을 사용할 수 있다. 산 용액은, 구체적인 예를 들어 질산, 불산, 황산 및 염산 등으로부터 선택된 하나 이상의 산(acid)을 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에 따라서, 산 용액은 10 ~ 60중량%의 질산 수용액 및 10 ~ 60중량%의 불산 수용액으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.

아울러, 상기 산 용액은 분리된 분리물(탄소 농축물)에 대해 8 ~ 20의 중량비로 사용될 수 있다. 즉, 산 처리는 분리된 분리물(탄소 농축물) : 산 용액 = 1 : 8 ~ 20의 중량비로 혼합하여 진행할 수 있다. 그리고 이러한 산 처리 과정에서는 가열이 진행되는 것이 좋다. 즉, 용기에 상기 분리된 분리물과 산 용액을 넣고, 가열하면서 진행할 수 있다. 이때, 가열 온도는 예를 들어 40℃ 이상, 보다 구체적으로는 40 ~ 90℃가 될 수 있다.

상기 세척 공정과 산 처리 공정은 연속적으로 진행될 수 있다. 물을 통한 세척 공정을 진행한 후, 여과시켜 물(세척수)을 제거한 다음, 산 처리 공정을 진행할 수 있다. 이러한 세척 공정과 산 처리 공정 중에서 선택된 하나 이상의 공정에 의해, 상기 분리된 분리물은 예를 들어 pH 7 ~ 8이 될 수 있다. 또한, 상기 세척 공정 및/또는 산 처리 공정에 의해, 상기 분리된 분리물에 존재하는 불순물이 제거될 수 있다. 이때, 세척 공정과 산 처리 공정을 진행함에 있어서, 상기한 바와 같이 가온된 물(세척 공정)이나, 가열된 산 용액(산 처리 공정)을 통해 진행하는 경우, 불순물 등은 보다 효과적으로 제거될 수 있다.

상기 건조 공정은, 예를 들어 열풍 건조, 자연 건조, 및/또는 건조로를 통한 가열 건조 방법 등으로 진행될 수 있다. 건조 시의 온도는 제한되지 않는다. 건조 온도는, 예를 들어 60℃ 이상, 구체적인 예를 들어 60 ~ 300℃이 될 수 있다. 시간을 고려한다면, 건조 온도는 예를 들어 건조로를 이용하여 240 ~ 300℃에서 진행할 수 있다. 이러한 건조에 의해, 분말 상의 탄소 성분이 수득될 수 있다. 이때, 건조되어 수득된 탄소 성분은 분말 상의 플러렌을 고함량으로 포함하고 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 산 처리 공정은 추출 공정 이전에도 진행될 수 있다. 구체적으로, 본 제2단계는 예시적인 형태에 따라서, 상기 분쇄된 천연 광물을 제1차 산 처리하는 제1차 산 처리 공정; 상기 산 처리된 천연 광물을 알칼리 용액을 이용하여 탄소 성분을 추출하는 알칼리 용액 추출 공정; 상기 추출된 탄소 성분을 분리하는 분리 공정; 및 상기 분리된 탄소 성분을 제2차 산 처리하는 제2차 산 처리 공정을 포함할 수 있다. 이때, 상기 분리 공정과 제2차 산 처리 공정의 사이에는 적어도 1회 이상의 세척 공정이 진행될 수 있다. 그리고 상기 제2차 산 처리 공정 이후에는 건조 공정이 진행될 수 있다. 아울러, 상기 제1차 산 처리 공정에서는 예를 들어 불산 용액이 사용될 수 있으며, 상기 제2차 산 처리 공정에서는 예를 들어 질산 용액이 사용될 수 있다.

< 열처리(제3단계) >

상기와 같은 공정을 통해, 천연 광물로부터 탄소 성분(플러렌)을 추출, 분리한 다음에는 열처리를 진행한다. 열처리는, 바람직하게는 기공 증강제의 존재 하에서 진행할 수 있다. 기공 증강제는, 상기 제2단계 및 본 제3단계 중에서 선택된 하나 이상의 단계에서 사용될 수 있다. 즉, 앞서 언급한 바와 같이, 기공 증강제는 상기 제2단계에서 천연 광물과 알칼리 용액을 혼합한 혼합 용액에 첨가되거나, 본 제3단계에서 사용될 수 있다.

본 제3단계에서 기공 증강제를 사용하는 경우, 기공 증강제는 열처리하기 전에 사용된다. 이를 위해, 본 제3단계는 상기 제2단계에서 분리된 탄소 성분과 기극 증강제를 혼합하는 혼합 공정; 및 상기 혼합된 혼합물을 열처리하는 열처리 공정을 포함할 수 있다. 기공 증강제는 상기 제2단계에서 설명한 바와 같다. 즉, 기공 증강제는 금속 성분, 붕소 성분 및 이들의 화합물로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이들의 구체적인 종류는 전술한 바와 같다. 이때, 기공 증강제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 분리된 탄소 성분 100중량부에 대하여 예를 들어 0.01 ~ 10중량부로 사용할 수 있다.

본 제3단계에 따라서, 상기 분리된 탄소 성분(플러렌)과 기공 증강제를 혼합한 다음에는 고온에서 열처리를 진행한다. 이러한 고온 열처리에 의해, 상기 분리된 탄소 성분, 즉 플러렌을 고함량으로 포함하는 탄소 농축물 내에 잔존하는 회(ash) 성분이 제거된다. 또한, 상기 열처리에 의해, 기공 증강제가 소진 제거되어 플러렌의 기공 구조가 최대한으로 개선된다. 즉, 고온 열처리를 통해 플러렌은, 회(ash) 성분이 제거되어 고순도를 가지면서 기공 구조가 발달되고, 이와 함께 기공 증강제의 제거에 의해 기공 구조(공극성)가 극대화된다. 이에 따라, 플러렌은 높은 다공성과 고순도를 가져 탈취능 등이 효과적으로 개선되며, 우수한 물리적 및 화학적 특성을 갖는다.

상기 열처리 온도는 회(ash) 성분(및 기공 증강제)를 제거할 수 있는 온도이면 제한되지 않는다. 열처리 온도는 천연 광물(및 기공 증강제)의 종류에 따라 다를 수 있지만, 예를 들어 850℃ ~ 3,500℃가 될 수 있다. 이때, 열처리 온도가 850℃ 미만으로서 너무 낮은 경우, 회(ash) 성분(및 기공 증강제)의 효과적인 제거가 어려울 수 있다. 그리고 열처리 온도가 3,500℃를 초과하여 너무 높은 경우, 플러렌의 다공성 입체 구조(축구공 모양 등)가 파괴되고, 판상 구조의 흑연계로 변형될 우려가 있다. 이러한 점을 고려할 때, 열처리 온도는 1,200℃ 이상, 바람직하게는 1,500℃ 이상인 것이 좋다. 보다 구체적인 예를 들어, 열처리는 1,500℃ ~ 3,500℃ 또는 2,800℃ ~ 3,200℃에서 진행하는 것이 좋다. 아울러, 이러한 열처리는, 예를 들어 N₂, Ar 및/또는 He 가스 등의 비활성 분위기에서 진행될 수 있으나, 이에 의해 제한되는 것은 아니다. 그리고 열처리 시간은, 열처리 온도에 따라 다를 수 있지만, 예를 들어 10분 ~ 72시간이 될 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 위와 같은 열처리를 진행한 다음에는 분쇄 공정이 더 진행될 수 있다. 즉, 본 제3단계는 열처리 공정을 적어도 포함하되, 선택적으로 분쇄 공정을 더 포함할 수 있다. 이때, 분쇄 공정은, 예를 들어 20㎛ 이하의 입자 크기를 갖도록 진행할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 플러렌 입자는 분쇄 공정을 통해 1nm 내지 10㎛, 더욱 구체적인 예를 들어 1nm ~ 3㎛의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 플러렌의 분쇄 방법은 제한되지 않는다. 분쇄는, 미립자화가 가능한 것으로서, 예를 들어 진동 밀이나 초고속 분쇄기 등을 이용하여 진행할 수 있다.

이상에서 설명한 플러렌의 제조에 따르면, 천연 광물(예를 들어, ?기트 광물)로부터 플러렌을 추출(분리), 제조하되, 높은 추출율을 가지면서 회(ash) 성분 등의 불순물이 적어 고순도를 갖는다. 또한, 기공 구조를 최대한 확보하여 물리적 및 화학적 특성이 우수하다. 보다 구체적으로, 상기와 같이 제조된 플러렌은, 회(ash) 성분이 예를 들어 1중량% 이하로서 고순도를 갖는다. 구체적으로, 회(ash) 성분이 0(zero) ~ 0.5중량%, 보다 구체적으로는 0(zero) ~ 0.1중량%로서 회(ash) 성분을 거의 함유하지 않는 고순도를 갖는다. 또한, 기공도(공극율)은 50% 이상, 보다 구체적으로는 50% 내지 85%의 기공도를 갖는다. 바람직하게는, 70% 이상의 높은 기공도를 갖는다. 이에 따라, 플러렌은 그 자체의 물리적 및 화학적 특성에 의해 3가지 기능으로서의 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능이 동시에 우수하며, 특히 잘 발달된 기공 구조에 의해 우수한 탈취능을 갖는다.

본 발명에서, 상기 기공도는 플러렌의 전체 체적 중에서 기공이 차지하는 체적의 비율(%)을 의미할 수 있으며, 이는 구체적으로 플러렌의 전체 체적을 V라고 하고, 기공의 전체 체적을 Vp라 할 때, 기공도(%) = (Vp/V) x 100의 수학식에 따라 계산된 값을 의미할 수 있다. 이러한 기공도는, 예를 들어 플러렌의 체적과 기공의 체적을 측정하여 평가하거나, SEM(scanning electron microscope) 이미지나 TEM(transmission electron microscope) 이미지를 통해 측정된 플러렌의 면적과 기공의 면적을 이용하여 평가할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 높은 생산성 및 경제성 등을 가지는 플러렌을 제조할 수 있다. 즉, 흑연계 등을 원료로하여 아크 방전을 통해 합성하는 인공적인 합성 방법과 비교하여, 원료로서 저가의 천연 광물을 사용하고, 이러한 천연 광물을 다량으로 사용할 수 있어 높은 생산성과 함께 높은 경제성 등을 갖는다. 이와 함께 비용 및 공정 면에서 간단한 화학적 처리와 열처리를 통해 추출 제조함으로 인해 생산성 및 경제성 등이 향상된다.

아울러, 위와 같이 제조된 플러렌은 전술한 바와 같이 C₆₀ ~ C₈₀의 탄소 수를 가지는 일반적인 플러렌은 물론, 이보다 작거나 큰 탄소 수를 가지는 유사 플러렌을 포함한다. 즉, 위와 같이 제조된 플러렌은 천연 광물의 종류에 따라 다를 수 있지만, C₂₀ ~ C₅₀₀의 탄소 수를 가지는 다종의 플러렌을 포함할 수 있다. 구체적으로, 다양한 탄소 수의 플러렌을 포함하는 플러렌 혼합물로서, 예를 들어 탄소 수 C₅₅, C₆₀, C₇₀, C₇₄, C₇₆, C₇₈, C₉₀, C₉₃, C₉₆, C₉₆, C₁₁₂, C₂₀₀등을 가지는 플러렌이 혼합되어 있는 플러렌 혼합물이 될 수 있다. 또한, 단량체는 물론, 다량체의 플러렌을 포함할 수 있다. 일례를 들어, C₆₀은 물론, C₆₀를 반복 단위로 하는 C₆₀의 2량체(C₆₀-C₆₀)나 다량체((-C₆₀-)n) 등을 포함할 수 있다.

[2] 혼합(제2공정)

다기능층(62)을 형성하기 위해, 먼저 다기능성 입자(65)와 바인더를 포함하는 다기능성 입자 혼합물을 얻는다. 상기 다기능성 입자 혼합물은 용매를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 제2공정에서는 다기능성 입자(65), 바인더 및 용매를 포함하는 다기능성 입자 혼합물을 얻을 수 있다.

본 발명에서, 상기 바인더는 접착성을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 바인더는, 구체적으로 다기능성 입자(65) 상호간을 결집시키면서 기재시트(61) 상에 다기능성 입자(65)들을 접착시킬 수 있는 것이면 좋다. 상기 바인더는 접착성을 가지는 합성수지 및/또는 천연수지 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 바인더는 인체 무해하고 친환경적인 것으로부터 선택될 수 있다.

상기 바인더는 고상 및/또는 액상일 수 있으며, 이는 또한 예를 들어 열 경화, 광 경화(자외선 등) 및/또는 자연 경화(건조)될 수 있는 것 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 바인더는, 예를 들어 아크릴계, 비닐계, 에폭시계, 우레탄계, 실리콘계, 올레핀계, 에스테르계 및 고무계 등으로부터 선택된 하나 이상의 중합체 및/또는 이들의 공중합체 등으로 선택될 수 있다. 상기 바인더는, 구체적인 예를 들어 아크릴 중합체(acrylic polymer), 아크릴 공중합체(acrylic copolymer), 비닐 아세테이트 중합체, 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합체, 폴리비닐알코올, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리실록산, 실리콘(실록산) 공중합체, 에틸렌 중합체, 프로필렌 중합체, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 폴리에스테르 및/또는 아크릴 고무 등으로부터 선택될 수 있으나, 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 아크릴 공중합체는 실록산/아크릴 공중합체 및/또는 우레탄/아크릴 공중합체 등을 예로 들 수 있으며, 상기 실리콘(실록산) 공중합체는 에폭시/실리콘 공중합체, 아크릴/실리콘 공중합체, 아민/실리콘 공중합체 및/또는 우레탄/실리콘 공중합체 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 바인더는 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(Butadiene-Styrene-Alkyl Methacrylate copolymer)를 포함할 수 있다. 구체적인 구현예에 따라서, 상기 바인더는 상기 나열된 바인더들 중에서 선택된 하나 이상의 바인더(제1바인더)와, 상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)의 혼합으로 구성되거나, 상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더) 단독으로 구성될 수 있다.

하나의 구현예에 따라서, 상기 바인더는 제1바인더와 제2바인더를 포함하되, 상기 제1바인더는 아크릴 중합체, 아크릴 공중합체, 비닐 아세테이트 중합체, 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합체 및 실리콘 공중합체 등으로부터 선택된 하나 이상이고, 상기 제2바인더는 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체로부터 선택될 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 바인더는 제1바인더 100중량부에 대하여 제2바인더(부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체를 5 내지 60중량부로 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)의 사용량이 5중량부 미만인 경우, 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체의 사용에 따른 개선 효과(접착력 등)가 미미할 수 있다. 그리고 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)의 사용량이 60중량부를 초과하는 경우 비용 면에서 바람직하지 않을 수 있다.

상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)는 부타디엔, 스티렌 및 알킬 메타크릴레이트의 3원 공중합체로서, 이는 예를 들어 부타디엔계 단량체 30중량% 내지 45중량%, 스티렌계 단량체 5중량% 내지 15중량% 및 알킬 메타크릴레이트계 단량체 40중량% 내지 60중량%가 공중합된 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 알킬 메타크릴레이트계 단량체는, 예를 들어 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 및/또는 n-부틸 메타크릴레이트 등으로부터 선택될 수 있다.

상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)는, 구체적인 예를 들어 부타디엔-스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 부타디엔-스티렌-에틸 메타크릴레이트 공중합체 및/또는 부타디엔-스티렌-부틸 메타크릴레이트 공중합체 등으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)는 일반적인 상기의 바인더들(제1바인더)에 비하여 다기능성 입자(65) 상호간의 결집력에 유리함은 물론, 기재시트(61)와 다기능층(62) 간의 계면 접착력을 효과적으로 향상시키며, 이와 함께 다기능층(62)의 내구성(내후성) 등을 개선시킬 수 있다.

아울러, 상기 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)는, 바람직하게는 평균 입자 크기가 50nm ~ 500nm인 나노 미립자로부터 선택될 수 있다. 이와 같이 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)가 나노 크기를 가지는 경우, 다기능성 입자(65)들 간의 사이에 균일하게 분산되어 접착력 등이 더욱 효과적으로 개선될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 나노 미립자의 부타디엔-스티렌-알킬 메타크릴레이트 공중합체(제2바인더)는 제1바인더(아크릴 중합체 등)를 포함하는 용액에 다기능성 입자(65)와 함께 첨가되어 분산될 수 있으며, 이는 용매나 열에 의해 용해(용융)된 후, 경화(건조)에 의해 다기능성 입자(65)들 간의 결집력(접착력)을 효과적으로 개선시킬 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 다기능성 입자 혼합물은 적어도 다기능성 입자(65)와 바인더를 포함하되, 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 다기능성 입자(65)의 분산성, 바인더의 분산성(희석성) 및/또는 다기능성 입자 혼합물의 도포성(코팅성)을 위해 선택적으로 사용될 수 있으며, 이는 바인더의 종류에 따라 물 및/또는 탄화수소계 유기 용제 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 탄화수소계 유기 용제로는 지방족 및/또는 방향족 탄화수소계 화합물로부터 선택될 수 있으며, 이는 예를 들어 알코올류, 케톤류 및/또는 방향족류 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 탄화수소계 유기 용제는, 구체적인 예를 들어 이소부틸알코올, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산, 톨루엔 및 크실렌 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.

또한, 상기 다기능성 입자 혼합물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 예를 들어 소포제, 레벨링제, 경화촉진제, 산화방지제, 열안정제 및/또는 자외선안정제 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 각 첨가제는 당해 기능을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.

한편, 본 발명에서, 상기 다기능성 입자 혼합물은 다양한 배합비로 조성될 수 있다. 본 발명의 제1구현예에 따라서, 상기 다기능성 입자 혼합물은 다기능성 입자(65) 15 ~ 35중량%, 바인더 35 ~ 60중량% 및 용매 10 ~ 50중량%를 포함할 수 있다. 이러한 다기능성 입자 혼합물의 도포에 의해, 상기 다기능층(62)은 다기능성 입자(65)와 바인더를 15 ~ 35 : 35 ~ 60의 중량비로 포함할 수 있다. 이때, 다기능성 입자(65)의 함량이 15중량% 미만인 경우 이의 사용에 따른 다기능성 효과가 미미할 수 있고, 35중량%를 초과하는 경우 상대적으로 바인더의 함량이 낮아져 접착력이 미미해질 수 있다. 또한, 바인더의 함량이 35중량% 미만인 경우 접착력이 미미해질 수 있고, 60중량%를 초과하는 경우 과잉 사용에 따른 상승효과가 크지 않고 상대적으로 다기능성 입자(65)의 함량이 낮아져 바람직하지 않을 수 있다. 또한, 필요에 따라서, 상기 제1구현예에 따른 다기능성 입자 혼합물은 상기 예시한 바와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는, 다기능성 입자 혼합물 전체 중량 기준으로 예를 들어 각각 0.01 ~ 10중량% 범위 내에서 포함될 수 있다.

본 발명의 제2구현예에 따라서, 상기 다기능성 입자 혼합물은, 다기능성 입자 혼합물 전체 중량 기준으로 다기능성 입자(65) 15 ~ 35중량%와 바인더액 65 ~ 85중량%를 포함할 수 있다. 이때, 상기 바인더액은 적어도 바인더와 용매를 포함하되, 선택적으로 상기 예시한 바와 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 바인더액은, 바인더액 전체 중량 기준으로 바인더 20 ~ 50중량% 및 용매 50 ~ 80중량%를 포함하고, 선택적으로 상기 예시한 바와 같은 첨가제를 각각 0.01 ~ 10중량% 범위 내에서 추가로 포함할 수 있다. 이때, 첨가제는 소포제를 포함하되, 상기 소포제는 바인더액 전체 중량 기준으로 0.2 ~ 3중량%로 포함될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 첨가제는 적어도 폴리[옥시(디메틸실리렌)](Poly[oxy(dimethylsilylene)])을 포함할 수 있다. 상기 폴리[옥시(디메틸실리렌)]은 다기능성 입자 혼합물에 포함되어 소포성은 물론, 열안정성 및/또는 내산화성 등을 개선시켜 본 발명에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 다기능성 입자 혼합물은 다기능성 입자(65)와 바인더액을 포함하되, 상기 바인더액은 30cps 내지 60cps의 점도를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 다기능성 입자 혼합물은 다기능성 입자(65), 바인더 및 용매를 포함하되, 상기 바인더와 용매가 혼합된 바인더액은 30cps(centi poise) 내지 60cps의 점도(viscosity)를 가지는 것이 좋다. 보다 바람직하게는, 상기 바인더액은 35cps 내지 50cps의 점도를 가지는 것이 좋다.

상기 천연 광물로서의 ?기트 입자는 대부분 약 2.1 내지 2.6 범위 내의 비중[g/㎤]을 갖는다. 상기 ?기트 입자는, 보다 구체적으로 약 2.3 내지 2.4의 비중[g/㎤]을 갖는다. 이러한 ?기트 입자의 비중에서, 상기 바인더액의 점도가 상기 범위 내에서 조절되면, 예를 들어 바인더액 내에서 ?기트 입자의 균일한 분산성이 도모되며, 이는 특히 다기능층(62)으로부터 구현되는 효과(기능)가 효율적으로 개선되면서 다기능층(62)의 표면성 및/또는 ?기트 입자의 결집 강도(고착력) 등도 향상된다. 이를 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 제2실시 형태에 따른 다기능성 시트(60)의 단면도가 예시되어 있다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따라서, 상기 다기능층(62)은 기재시트(61) 상에 형성된 다기능성 입자층(62a), 및 상기 다기능성 입자층(62a) 상에 형성된 보호 바인더층(62b)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 기재시트(61)는 기체투과성(통기성)으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로, 기체투과성(통기성)으로부터 선택된 기재시트(61)의 상부에는 다기능성 입자(65)가 밀집된 다기능성 입자층(62a)이 형성되고, 상기 다기능성 입자층(62a)의 상부에는 바인더를 주성분으로 하는 보호 바인더층(62b)이 형성된 적층 구조를 가질 수 있다.

상기 다기능층(62)이 위와 같은 적층 구조를 가지는 경우, 상기 다기능성 입자층(62a)에 다기능성 입자(65)가 밀집되어 있어, 다기능성 입자(65)의 동일 사용량 대비 다기능층(62)으로부터 구현되는 다기능성 효과(기능)가 효율적으로 개선될 수 있다. 즉, 다기능성 입자(65)의 밀집으로 인해 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능 등이 매우 향상될 수 있다.

또한, 상기 다기능성 입자층(62a)의 상부에 형성된 보호 바인더층(62b)은 오염이나 외력 등으로부터 다기능성 입자(65)를 보호하고, 이와 함께 다기능층(62)의 표면성을 개선한다. 아울러, 상기 보호 바인더층(62b)은 다기능성 입자(65)를 커버링(covering)하여 다기능성 입자(65)의 결집 강도(고착력) 등을 향상시키고 이탈을 방지한다.

상기 기재시트(61) 상에 다기능성 입자 혼합물(다기능성 입자(65)와 바인더액의 혼합물)을 도포한 후, 바인더액의 경화(건조) 시간을 고려할 때, 다기능성 입자(65)의 비중 대비 바인더액의 점도가 너무 높은 경우, 다기능성 입자(65)의 침강 속도가 떨어져 다기능성 입자층(62a)에 다기능성 입자(65)의 양호한 밀집이 어려울 수 있다. 즉, 상기 다기능성 입자(65)가 아래로 가라앉기 전에 경화(건조)될 수 있다.

또한, 다기능성 입자(65)의 비중 대비 바인더액의 점도가 너무 낮은 경우, 다기능성 입자 혼합물(다기능성 입자(65)와 바인더액의 혼합물)의 제조 시 다기능성 입자(65)의 초기 분산성이 떨어진다. 구체적으로, 예를 들어 혼합 용기에서 다기능성 입자(65)와 바인더액의 혼합물의 혼합 시, 바인더액의 낮은 점도로 인하여 혼합 용기의 바닥에 다기능성 입자(65)가 가라앉아 초기 분산성이 떨어진다. 아울러, 이 경우에는 다기능층(62)의 전체 면적에 균일한 두께층의 다기능성 입자층(62a)이 형성되기 어려울 수도 있다.

따라서 다기능성 입자(65)로서 ?기트 입자의 대부분이 약 2.1 내지 2.6의 비중[g/㎤]을 가짐을 감안하여, 상기 바인더액의 점도를 30cps 내지 60cps의 범위 내로 조절하는 경우, ?기트 입자가 바인더액의 경화 이전에 침강되어 다기능성 입자층(62a)에 용이하게 밀집되고, 이와 함께 균일한 두께층의 다기능성 입자층(62a)을 형성할 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 ?기트 입자는 0.2㎛ ~ 50㎛의 평균 입자 크기를 가지면서 2.3 내지 2.4의 비중을 가지는 것으로부터 선택하고, 상기 바인더액은 35cps 내지 50cps의 점도를 가지는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서, 상기 바인더액의 점도는 상온에서 측정된 값이며, 이는 예를 들어 10℃ 내지 35℃의 온도, 보다 구체적인 예를 들어 15℃ 내지 30℃의 온도에서 측정된 값일 수 있다. 또한, 본 발명에서, 상기 바인더액의 점도는, 예를 들어 바인더의 종류, 용매의 종류, 및/또는 바인더와 용매의 사용량(배합비) 등에 의해 조절될 수 있다.

[3] 다기능층(62)의 형성(제3공정)

위와 같은 다기능성 입자 혼합물을 기재시트(61) 상에 도포하여 적어도 1층 이상의 다기능층(62)을 형성한다. 이러한 다기능층(62)은 기재시트(61)의 한 면 또는 양면에 형성될 수 있으며, 도면에서는 기재시트(61)의 한 면(상부 면)에 1층의 다기능층(62)이 형성된 모습을 예시하였다.

본 제3공정은, 상기 다기능성 입자 혼합물을 기재시트(61) 상에 도포하는 도포 공정과, 상기 도포된 다기능성 입자 혼합물을 경화(건조)시키는 경화 공정(건조 공정)을 포함한다. 또한, 예시적인 실시 형태에 따라서, 본 제3공정은 상기 도포 공정과 경화 공정(건조 공정)의 사이에 진행되는 것으로서, 상기 다기능성 입자 혼합물이 도포된 기재시트(61)의 하부에서 흡입력을 가하여 다기능성 입자(65)를 기재시트(61)에 밀착(흡입)시키는 흡입 공정을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 다기능성 시트(60)는 다기능성 입자(65)와 바인더를 포함하는 다기능성 입자 혼합물을 기재시트(61) 상에 도포한 다음, 상기 기재시트(61)의 다기능성 입자 혼합물이 도포된 면의 반대쪽 면에서 흡입력을 가하여 상기 다기능성 입자(65)가 기재시트(61)로 밀착되게 하여 제조될 수 있다.

본 발명에서, 상기 기재시트(61)는 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 기체투과성(통기성)인 것으로부터 선택될 수 있다. 상기 기재시트(61)는, 구체적인 예를 들어 섬유재, 펄프재, 종이재 및/또는 합성수지재 등으로부터 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 기재시트(61)는 부직포나 직물 등의 섬유 시트로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 기재시트(61)는, 경우에 따라서 기체투과성이면서 액체불과성인 합성수지재 시트 등으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에서, 상기 도포는 다기능층(20)을 형성할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 코팅(coating) 방식 및/또는 인쇄(printing) 방식 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 도포는, 구체적인 예를 들어 함침 코팅(dipping coating) 방식, 롤 코팅(roll coating) 방식, 스프레이 코팅(spray coating) 방식, 슬롯 다이 코팅(slot die coating) 방식, 코마 코팅(comma coating) 방식, 바 코팅(bar coating) 방식, 슬릿 코팅(slit coating) 방식, 커튼 코팅(curtain coating) 방식, 날염 인쇄 방식, 그라비아(gravure) 방식, 그라비아 옵셋(gravure offset) 방식, 마이크로 그라비아(micro gravure) 방식, 플렉소(flexo) 방식, 스크린 인쇄(screen printing) 방식 및 잉크젯 인쇄(ink jet printing) 방식 등으로부터 선택된 하나 이상으로 진행될 수 있다.

또한, 상기 다기능층(62)은 0.2㎛ 이상의 두께를 가질 수 있다. 상기 다기능층(62)은, 구체적인 예를 들어 0.2㎛ 내지 10mm, 2㎛ 내지 10mm, 5㎛ 내지 8mm, 10㎛ 내지 5mm, 20㎛ 내지 2mm, 또는 50㎛ 내지 500㎛의 두께를 가질 수 있으나, 상기 범위에 의해 한정되는 것은 아니다.

예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 다기능층(62)을 형성함에 있어서는 도 10에 보인 바와 같은 제조장치가 유용하게 이용될 수 있다. 도 10은 상기 다기능층(62)의 형성을 위한 것으로서, 이는 구체적으로 롤 코팅과 경화(건조)를 연속적으로 진행할 수 있는 제조장치의 구성도를 예시한 것이다.

도 10을 참조하면, 제조장치는 권취된 기재(S)를 공급하는 언와인딩 롤러(110)와, 기재(S) 상에 다기능층(62)이 형성된 다기능성 시트(60)를 감는 와인딩 롤러(120)를 포함한다. 또한, 제조장치는 상기 언와인딩 롤러(110)와 와인딩 롤러(120)의 사이에 설치된 롤 코팅기(200) 및 경화기(300)를 포함한다. 아울러, 제조장치는 기재(S) 및 다기능성 시트(60)를 가이드(guide)하는 복수의 안내 롤러(131)(132)를 포함할 수 있다.

이때, 도 10에서, 상기 기재(S)는 다기능층(62)의 형성을 위한 도포면을 제공할 수 있는 것이면 제한되지 않는다. 상기 기재(S)는, 전술한 바와 같은 기재시트(61)로부터 선택될 수 있다. 또한, 다른 예를 들어 상기 기재(S)는 생리대(N)나 기저귀(D) 등의 흡수제품(100)을 구성하는 구성요소로부터 선택될 수 있으며, 구체적인 예를 들어 전술한 바와 같은 인체 접촉시트(10), 흡수부(20), 배면시트(30), 차단밴드(40) 및 허리밴드(50) 등으로부터 선택될 수 있다.

상기 롤 코팅기(200)는 기재(S)를 지지하는 지지부(210)와, 상기 지지부(210) 상이 설치되고 기재(S) 상에 다기능성 입자 혼합물을 코팅하는 코팅 롤러(220)와, 상기 코팅 롤러(220)에 다기능성 입자 혼합물을 공급하는 재료 공급부(230)를 포함한다. 이때, 상기 지지부(210)는 테이블(table)이나 벨트(belt) 등으로부터 선택될 수 있으며, 상기 코팅 롤러(220)는 모터(도시하지 않음) 등의 구동으로 회전될 수 있다.

바람직한 실시 형태에 따라서, 상기 롤 코팅기(200)는 코팅 롤러(220)의 후단에 설치된 흡입 롤러(240) 및 가압 롤러(250)를 더 포함한다. 상기 흡입 롤러(240)와 가압 롤러(250)는 소정 간격으로 이격 설치되되, 상기 흡입 롤러(240)는 하부에 설치되고, 상기 가압 롤러(250)는 흡입 롤러(240)의 상부에 소정 간격으로 이격 설치된다. 그리고 상기 흡입 롤러(240)와 가압 롤러(250)의 사이에는 코팅 롤러(220)를 통해 다기능층(62)이 코팅된 기재(S)가 통과된다. 이때, 상기 흡입 롤러(240)에는 기재(S)가 밀착되며, 상기 가압 롤러(250)에는 다기능층(62)이 밀착된다.

상기 경화기(300)는 챔버(310)와, 상기 챔버(310) 내에 설치된 적어도 하나 이상의 이송 롤러(320)와, 상기 이송 롤러(320) 상에 설치된 적어도 하나 이상의 경화수단(330)을 포함한다. 이때, 상기 이송 롤러(320)는 복수 개일 수 있으며, 이러한 이송 롤러(320)에는 기재(S)가 밀착된다. 그리고 기재(S) 상에 코팅된 다기능층(62)은 이송 롤러(320)의 상부에 설치된 경화수단(330)에 의해 경화(건조)된다.

상기 경화수단(330)은 다기능층(62)을 경화(건조)시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 상기 경화수단(330)은 다기능성 입자 혼합물을 경화(건조)시켜 다기능층(62)을 고착시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 경화수단(330)은 복수 개일 수 있으며, 이는 예를 들어 열선 히터(heater), 적외선(IR) 조사기 및 자외선(UV) 조사기 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경화수단(330)은, 예를 들어 다기능성 입자 혼합물에 포함된 바인더의 종류에 따라 선택될 수 있다.

도 11 및 도 12는 상기 흡입 롤러(240)의 구현예를 보인 것으로서, 도 11은 흡입 롤러(240)의 사시도이고, 도 12는 흡입 롤러(240)의 단면도이다. 또한, 도 12에는 가압 롤러(250)의 단면도가 함께 도시되어 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 흡입 롤러(240)는 중앙의 고정 롤러(242)와, 상기 고정 롤러(242)의 둘레 면을 감싼 상태로 설치된 원통형의 회전 롤러(244)를 포함할 수 있다. 상기 회전 롤러(244)는 고정 롤러(242)의 표면상에서 회전되며, 하나의 예시에서 고정 롤러(242)와 회전 롤러(244)의 사이에 배치된 회전 볼(245) 등에 의해 상기 회전 롤러(244)는 고정 롤러(242)의 표면상에서 회전될 수 있다.

또한, 상기 고정 롤러(242)에는 적어도 하나 이상의 흡입구(242a)가 관통 형성되어 있다. 아울러, 상기 회전 롤러(244)에는 복수의 흡입공(244a)이 천공되어 있다. 이때, 상기 고정 롤러(242)는 흡입 펌프(도시하지 않음)에 의해 흡입력을 갖는다. 이에 따라, 상기 흡입 펌프의 구동에 의한 흡입력은 고정 롤러(242)의 흡입구(242a) 및 회전 롤러(244)의 흡입공(244a)을 통해 기체투과성(통기성)의 기재(S)에 전달된다.

위와 같은 제조장치를 이용하는 경우, 다기능성 입자 혼합물의 코팅과 경화(건조)를 연속적으로 진행할 수 있으며, 이는 또한 기재(S)의 표면에 다기능성 입자(65)를 최대한 밀착(흡착)시킬 수 있다.

구체적으로, 상기 언와인딩 롤러(110)에 감겨진 기재(S)는 제1안내 롤러(131)을 따라 롤 코팅기(200)로 공급된다. 그리고 기재(S)는 지지부(210)와 코팅 롤러(220)의 사이를 통과하면서 기재(S)의 표면에는 재료 공급부(230)로부터 공급된 다기능성 입자 혼합물이 소정 두께로 코팅된다. 이후, 다기능성 입자 혼합물이 코팅된 기재(S)는 흡입 롤러(240)와 가압 롤러(250)의 사이를 통과한 다음, 연속적으로 경화기(300)로 공급되고, 상기 경화기(300)의 경화수단(330)에 의해 다기능성 입자 혼합물은 경화(건조)되어 다기능층(62)이 형성된다. 이에 따라 코팅 및 경화(건조)의 연속적인 공정을 통해 기재(S) 상에 다기능층(62)이 형성된 다기능성 시트(60)가 용이하게 제조되고, 상기 제조된 다기능성 시트(60)는 제2안내 롤러(132)를 따라 와인딩 롤러(120)에 감겨진다.

또한, 상기 흡입 롤러(240)와 가압 롤러(250)의 사이를 통과하는 과정에서, 상기 흡입 롤러(240)의 흡입력에 의해 다기능성 입자 혼합물에 포함된 다기능성 입자(65)는 기재(S) 쪽으로 밀착(흡착)된다. 이와 같이, 다기능성 입자 혼합물의 코팅 후, 흡입 롤러(240)를 통과시키는 경우, 다기능성 입자(65)를 기재(S)의 표면에 최대한 접하도록 고밀도로 밀착(흡착)시킬 수 있다.

아울러, 위와 같은 흡입 롤러(240)에 의한 흡입 과정에서, 상기 가압 롤러(250)는 다기능층(62)의 상부 표면을 가압하여 양호한 표면성(레벨링성)을 갖게 하면서 균일한 두께를 갖게 한다. 이때, 경우에 따라서, 상기 가압 롤러(250)는 고무 등의 탄성체(252)가 코팅된 구조를 가질 수 있다.

또한, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 경화기(300)의 챔버(310) 내에 설치된 이송 롤러(320)는 복수 개일 수 있는데, 이러한 복수 개의 이송 롤러(320) 중에서 적어도 전방에 설치된 이송 롤러(320), 즉 흡입 롤러(240)와 인접하여 설치된 제1이송 롤러(320)(320-1)(도 10에서 좌측에 위치된 롤러)는 상기 흡입 롤러(240)와 동일하게 구성될 수 있다.

도 13 및 도 14는 상기 이송 롤러(320)(320-1)의 구현예를 보인 것으로서, 도 13은 이송 롤러(320)(320-1)의 사시도이고, 도 14는 이송 롤러(320)(320-1)의 단면도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 경화 과정에서도 다기능성 입자(65)를 기재(S) 쪽으로 밀착(흡입)할 수 있도록, 상기 복수의 이송 롤러(320) 중에서 적어도 전방에 설치된 제1이송 롤러(320-1)는 중앙의 고정 롤러(322)와, 상기 고정 롤러(322)의 둘레 면을 감싼 상태로 설치된 원통형의 회전 롤러(324)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 회전 롤러(324)는 고정 롤러(322)의 표면상에서 회전되며, 하나의 예시에서 고정 롤러(322)와 회전 롤러(324)의 사이에 배치된 회전 볼(325) 등에 의해 상기 회전 롤러(324)는 고정 롤러(322)의 표면상에서 회전될 수 있다.

또한, 상기 고정 롤러(322)의 표면에는 적어도 하나 이상의 흡입구(322a)가 관통 형성되고, 상기 회전 롤러(324)의 표면에는 복수의 흡입공(324a)이 천공될 수 있다. 이때, 상기 고정 롤러(322)는 흡입 펌프(도시하지 않음)에 의해 흡입력을 가질 수 있다. 이에 따라, 경화 과정에서도 이송 롤러(320)(320-1)의 흡입력에 의해, 다기능성 입자(65)는 기재(S)의 표면에 최대한 접하도록 고밀도로 밀착된다.

위와 같이 흡입 롤러(240) 및/또는 이송 롤러(320)(320-1)를 통하여 흡입력을 가하는 경우, 다기능성 입자 혼합물이 높은 점도를 가지는 경우에도 다기능성 입자(65)를 기재(S)의 표면 쪽으로 최대한 밀착시킬 수 있다. 아울러, 경우에 따라서, 위와 같은 흡입 롤러(240) 및/또는 이송 롤러(320)(320-1)의 흡입력에 의해 도 9에 보인 바와 같은 적층 구조의 다기능성 시트(60)를 용이하게 형성(제조)할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따라서, 상기 다기능성 시트(60)는 요철을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 기재시트(61)와 다기능층(62)의 접촉 계면에는 요철이 형성될 수 있다. 상기 요철은, 예를 들어 기재시트(61)를 엠보 롤러에 통과시키거나, 엠보 판을 이용하여 기재시트(61)를 가압하는 방법으로 형성될 수 있다. 이러한 요철에 의해 기재시트(61)와 다기능층(62)의 접촉 면적이 증가되어 예를 들어 층간 접착력이 향상될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 상기 다기능성 입자(65)를 포함하여 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 동시에 갖는다. 구체적으로, 본 발명에 따르면, 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능의 다기능성을 도모함에 있어서, 여러 가지의 기능성 물질을 혼합 사용하지 않고도, 한 종류의 상기 다기능성 입자(65)를 통해 상기 3가지 기능이 동시에 구현된다.

또한, 본 발명에 따르면, 특정의 천연 광물로서 ?기트 광물, 및/또는 상기 ?기트 광물로부터 분리된 천연 플러렌을 다기능성 입자(65)로 사용하는 경우, 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 동시에 도모할 수 있으면서 그 기능(효과)은 종래의 일반적인 천연 광물이나 식물 추출물보다 매우 뛰어나다. 아울러, 본 발명에 따르면, 위와 같은 다기능성을 도모함에 있어, 저가의 천연 광물(?기트 광물)을 사용함으로 인해, 높은 생산성 및 경제성 등을 갖는다.

또한, 상기 다기능층(62)과, 이러한 다기능층(62)을 포함하는 다기능성 시트(60)는 0.88 이상의 원적외선 방사율과, 99% 이상의 정균 감소율(항균율)을 가질 수 있다. 상기 원적외선 방사율은, 구체적으로 0.88 ~ 0.92일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.88 ~ 0.92일 수 있다. 아울러, 상기 다기능층(62)과 다기능성 시트(60)는 70% 이상의 탈취율을 가질 수 있으며, 구체적으로는 75% ~ 98%의 탈취율, 또는 85% ~ 98%의 탈취율을 가질 수 있다. 이때, 상기 원적외선 방사율은 KFIA-FI-1005에 준하는 시험방법에 의해 측정된 값이고, 상기 정균 감소율은 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 사용하여 KS K 0693에 준하는 시험방법에 의해 측정된 값일 수 있다. 그리고 상기 탈취율은 암모니아 가스를 시험가스로 사용하여 KFIA-FI-1004에 준하는 시험방법에 따라 30분 후(또는 60분 후)에 측정된 값일 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

[?기트 광물의 성분 분석]

천연 광물로서 러시아산 ?기트 광물(러시아 카렐리야(Kareliya) 지역의 광산에서 채취)을 구입하고, 이에 대한 성분을 분석하였다. 하기 [표 1]은 ?기트 광물의 성분 분석 결과이다. 하기 [표 1]에서, 각 성분의 함량은 건조 중량을 기준으로 한 평균 조성이다.

< ?기트 광물의 성분 분석 결과, 중량% >

SiO₂	C	TiO₂	Al₂O₃	FeO	MgO	CaO	Na₂O	CuO	S	결정상
57	28	0.2	4.3	2.8	1.2	0.3	0.2	1.5	1.5	잔량
- 결정상 : 클로라이드와 운모 등

상기 [표 1]에 보인 바와 같이, ?기트 광물은 규산질(SiO₂)을 주성분으로 하되, 탄소(C)를 약 28중량%로 함유한 것으로 분석되었다. 이러한 ?기트 광물을 볼밀(ball mill)로 분쇄하여 ?기트 입자를 얻은 다음, 이를 아래와 같이 각 실시예에서 다기능성 시트를 제조하기 위한 다기능성 입자로 사용하였다.

[실시예 1]

먼저, 수용성 친환경 바인더로서의 아크릴 공중합체(CAS 번호 : 30323-62-7) 약 50중량%, 물 약 24중량% 및 폴리[옥시(디메틸실리렌)](CAS 번호 : 9016-00-6) 약 1중량%을 혼합하여 점도가 약 125.6cps인 바인더액을 얻은 다음, 여기에 5 ~ 20㎛의 입도 분포를 가지는 ?기트 입자(비중 약 2.4)를 약 25중량%로 첨가하여 혼합, 교반한 ?기트 입자 혼합물을 얻었다. 상기 각 성분의 함량(중량%)은 ?기트 입자 혼합물 전체 중량을 기준으로 한 것이다.

부직포를 준비한 다음, 부직포의 일면에 상기 ?기트 입자 혼합물을 약 150㎛의 두께로 롤 코팅한 다음, 건조(경화)시켜 본 실시예에 따른 ?기트 시트(다기능성 시트 시편)를 제조하였다. 이와 같이 제조된 ?기트 시트에 대하여, 다음과 같이 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 평가하였다.

< 원적외선 방사능 시험 >

원적외선 방사능을 알아보기 위하여 원적외선 방사율과 방사에너지를 측정하였다. 이때, 원적외선 방사율과 방사에너지는 측정 파장 5㎛ ~ 20㎛에서 KFIA-FI-1005(KFIA : Korea Far Industry Association)의 시험방법에 준하여, 37℃에서 FT-IR 스펙트로미터(Spectrometer)를 이용하여 측정하였다. 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.

< 항균능 시험 >

항균능을 알아보기 위하여 KS K 0693)의 시험방법에 준하여, 표준포와 ?기트 시트의 각 시료에 대하여 초기 농도와 18시간 후의 농도를 측정하였다. 이때, 사용균주로는 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 사용하였다. 그 결과를 하기 [표 3]에 나타내었다.

또한, 첨부된 도 15 및 도 16에는 항균능 시험에 따른 각 시료의 사진을 나타내었다. 도 15는 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)에 대한 결과이고, 도 16은 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)에 대한 결과이다.

< 탈취능 시험 >

탈취능을 알아보기 위하여 KFIA-FI-1004(KFIA : Korea Far Industry Association)의 시험방법에 준하여, 시간에 따른 가스 농도 및 탈취율(%)을 측정하였다. 이때, 시험 가스로는 암모니아 가스를 사용하였다. 그 결과를 하기 [표 4]에 나타내었다. 또한, 첨부된 도 17에는 탈취능 시험에 따른 각 시료의 가스 농도를 그래프로 나타내었다.

< 실시예 1에 따른 시트 시편의 원적외선 방사능 평가 결과 >

방사율	방사에너지 (W/㎡ㆍ㎛), 37℃)
0.903	3.48 x 10²
1) 시험방법 : KFIA-FI-1005 2) 방사율은 FT-IR Spectrometer를 이용한 측정된 수치를 흑체(BLACK BODY)와 대비하여 산출한 결과임

< 실시예 1에 따른 시트 시편의 항균능 평가 결과 >

비 고	시료	초기 농도 (CFU/ml)	18시간 후 농도 (CFU/ml)	정균 감소율 (%)
포도상구균 (Staphylococcus aureus )	표준포	4.9 x 10⁴	2.7 x 10⁶	-
포도상구균 (Staphylococcus aureus )	?기트 시트	4.9 x 10⁴	8.4 x 10³	99.7
폐렴균 ( Klebsiella pneumoniae )	표준포	2.1 x 10⁴	1.5 x 10⁶	-
폐렴균 ( Klebsiella pneumoniae )	?기트 시트	2.1 x 10⁴	< 2.0 x 10²	99.9
1) 시험방법 : KS K 0693 : 2011 2) 사용균주 Staphylococcus aureus ATCC 6538 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 3) 비이온계면활성제 : 접종균에 0.05wt% 비이온계면활성제 사용(Snogen) 4) 표준포 : KS K 0905 염색견뢰도용 첨부백포(Cotton) 5) 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것임

< 실시예 1에 따른 시트 시편의 탈취능 평가 결과 >

비 고	경과 시간 (분)	Blank 농도 (ppm)	시료 농도 (ppm)	탈취율 (%)
탈취 시험	초기	500	500	-
	30	460	120	74
	60	440	100	77
	90	430	90	79
	120	420	80	81
1) 시험방법 : KFIA-FI-1004 2) 시험가스 : 암모니아 3) 가스농도측정 : 가스검지관 4) Blank : 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임

상기 [표 2] 내지 [표 4], 및 첨부된 도 15 내지 도 17에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라서 ?기트 입자가 도포(코팅)된 ?기트 시트는 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능의 3가지 기능을 동시에 가지면서 그 성능 또한 매우 우수함을 알 수 있었다. 예를 들어, 게르마늄이나 맥반석 등의 일반적인 광물은, 원적외선 방사율이 대략 0.85 정도인데 반하여, 본 발명에 따라 ?기트 광물이 적용된 경우 상기 [표 2]에 보인 바와 같이 0.9 이상으로서 우수한 원적외선 방사능을 가짐을 알 수 있었다. 또한, 항균율(정균 감소율)은 99% 이상, 탈취율은 80% 이상(120분 후)으로서 우수한 항균능 및 탈취능을 가짐을 알 수 있었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 아래와 같이 ?기트 입자 혼합물을 달리하였다.

구체적으로, ?기트 입자 혼합물을 조성함에 있어서, 먼저 바인더로서 비닐 아세테이트/에틸렌 공중합체 약 35중량%, 물 약 39.5중량% 및 폴리[옥시(디메틸실리렌)] 약 0.5중량%을 혼합하여 점도가 약 47.5cps인 바인더액을 얻은 다음, 여기에 약 3 ~ 8㎛의 입도 분포를 가지는 ?기트 입자(비중 약 2.3)를 약 25중량%로 첨가, 교반하여 조성하였다. 상기 각 성분의 함량(중량%)은 ?기트 입자 혼합물 전체 중량을 기준으로 한 것이다.

상기와 같이 얻어진 ?기트 입자 혼합물을 부직포의 일면에 약 160㎛의 두께로 롤 코팅하였다. 이후, 코팅된 ?기트 입자 혼합물 내에서 ?기트 입자가 충분히 침강될 수 있도록 약 30분간 동안 방치한 다음, ?기트 입자가 부직포 쪽으로 최대한 밀집될 수 있도록 ?기트 입자 혼합물이 코팅된 면의 반대쪽 면에서 흡입기로 흡입하면서 건조(경화)시켜 본 실시예에 따른 ?기트 시트를 제조하였다.

위와 같이 제조된 ?기트 시트에 대하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 평가하였다. 하기 [표 5]는 원적외성 방사능의 평가 결과를 보인 것이고, 하기 [표 6]은 항균능 평가 결과를 보인 것이며, 하기 [표 7]은 탈취능 평가 결과를 보인 것이다. 그리고 첨부된 도 18 및 도 19는 항균능 시험에 따른 각 시료의 사진으로서, 도 18은 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)에 대한 결과이고, 도 19는 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)에 대한 결과이다. 또한, 첨부된 도 20은 탈취능 시험에 따른 각 시료의 가스 농도를 그래프로 나타낸 결과이다.

< 실시예 2에 따른 시트 시편의 원적외선 방사능 평가 결과 >

방사율	방사에너지 (W/㎡ㆍ㎛), 37℃)
0.905	3.49 x 10²
1) 시험방법 : KFIA-FI-1005 2) 방사율은 FT-IR Spectrometer를 이용한 측정된 수치를 흑체(BLACK BODY)와 대비하여 산출한 결과임

< 실시예 2에 따른 시트 시편의 항균능 평가 결과 >

비 고	시료	초기 농도 (CFU/ml)	18시간 후 농도 (CFU/ml)	정균 감소율 (%)
포도상구균 (Staphylococcus aureus )	표준포	5.6 x 10⁴	3.8 x 10⁶	-
포도상구균 (Staphylococcus aureus )	?기트 시트	5.6 x 10⁴	< 2.0 x 10²	99.9
폐렴균 ( Klebsiella pneumoniae )	표준포	2.5 x 10⁴	1.4 x 10⁶	-
폐렴균 ( Klebsiella pneumoniae )	?기트 시트	2.5 x 10⁴	< 2.0 x 10²	99.9
1) 시험방법 : KS K 0693 : 2011 2) 사용균주 Staphylococcus aureus ATCC 6538 Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 3) 비이온계면활성제 : 접종균에 0.05wt% 비이온계면활성제 사용(Snogen) 4) 표준포 : KS K 0905 염색견뢰도용 첨부백포(Cotton) 5) 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것임

< 실시예 2에 따른 시트 시편의 탈취능 평가 결과 >

비 고	경과 시간 (분)	Blank 농도 (ppm)	시료 농도 (ppm)	탈취율 (%)
탈취 시험	초기	500	500	-
	30	470	65	86
	60	460	50	89
	90	450	30	93
	120	440	20	95
1) 시험방법 : KFIA-FI-1004 2) 시험가스 : 암모니아 3) 가스농도측정 : 가스검지관 4) Blank : 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임

상기 [표 5] 내지 [표 7], 및 첨부된 도 18 내지 도 20에 나타낸 바와 같이, 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 동시에 가지면서 그 성능 또한 우수함을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1의 시트 시편과 실시예 2의 시트 시편을 대비해보면, 실시예 2의 경우가 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능에서 높게 평가됨을 알 수 있다. 이는 바인더액의 점도, ?기트 입자의 비중/크기 및 흡입력에 의해, ?기트 입자들이 밀집되었기 때문인 것으로 판단된다.

[실시예 3]

(1) 플러렌의 분리

?기트 광물을 약 10 ~ 20㎛의 입도 분포를 갖도록 분쇄한 ?기트 입자를 준비하였다. 가열 교반기에서 상기 ?기트 입자 200g, KOH 용액(10wt% KOH 수용액) 250g, NaBO₂ㆍ4H₂O 20g을 300g의 증류수와 혼합한 혼합액을 얻은 다음, 약 95℃에서 5시간 동안 가열 교반하였다. 이후, 가열 교반물을 필터링하여 잔존물(고형물)을 얻은 다음, 이를 세척수(증류수)로 수회 세척하여 세척수가 pH 7이 될 때까지 세척하였다. 그리고 여과하여 세척수를 제거한 후, 오븐에 넣고 약 250℃의 온도에서 건조시켰다. 이때, 건조된 산출물은 다공성 스펀지 형태의 입자로서, 회(ash)의 함량은 약 5.1중량%로 평가되었다.

다음으로, 상기 건조된 산출물을 전기로에 투입하여 약 1,800℃에서 1시간 동안 열처리하였다. 이후, 상기 열처리된 수득물을 진동 밀을 이용하여, 약 2㎛의 평균 입도 분포를 갖도록 미분쇄하여, ?기트 입자로부터 기공 구조가 잘 발달된 미립자상의 플러렌을 얻었다.

첨부된 도 21은 위와 같이 얻어진 플러렌에 대하여 스펙트라 분석기를 이용하여 탄소 수 분포율을 측정한 결과로서, 이는 말디-토프 질량 스펙트라(Maldi-Tof mass spectra) 분석 결과를 보인 것이다. 그리고 첨부된 도 22는 종래의 인공적인 합성 방법으로서, 그라파이트(graphite)를 원료로 하여 아크 방전법으로 제조된 플러렌(C₆₀)에 대한 말디-토프 질량 스펙트라 분석 결과를 보인 것이다.

도 21에 보인 바와 같이, ?기트 광물은 다량의 플러렌을 함유하고 있고, 이로부터 다양한 탄소 수를 가지는 플러렌이 얻어짐을 알 수 있었다. 즉, 그라파이트를 원료로 하여 제조된 도 22의 플러렌과 대비하여, ?기트 광물로부터 추출, 분리된 플러렌은 도 21에서와 같이 C₅₅, C₇₄, C_93,C₁₁₂ 등의 다양한 탄소 수 분포도를 가짐을 알 수 있었다.

(2) 플러렌 시트의 제조

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, ?기트 입자 대신에 상기에서 얻어진 플러렌 미립자를 다기능성 입자로 사용하여 아래와 같이 플러렌 시트(다기능성 시트 시편)를 제조하였다.

먼저, 수용성 친환경 바인더로서의 아크릴 공중합체(CAS 번호 : 30323-62-7) 약 50중량%, 물 약 24중량% 및 폴리[옥시(디메틸실리렌)](CAS 번호 : 9016-00-6) 약 1중량%을 혼합하여 점도가 약 125.6cps인 바인더액을 얻은 다음, 여기에 플러렌 미립자를 약 25중량%로 첨가하여 혼합, 교반한 플러렌 입자 혼합물을 얻었다. 그리고 부직포를 준비한 다음, 부직포의 일면에 상기 플러렌 입자 혼합물을 약 150㎛의 두께로 롤 코팅한 다음, 건조(경화)시켜 본 실시예에 따른 플러렌 시트(다기능성 시트 시편)를 제조하였다.

위와 같이 제조된 플러렌 시트에 대하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 평가하였다. 하기 [표 8]은 원적외성 방사능의 평가 결과를 보인 것이고, 하기 [표 9]는 항균능 평가 결과를 보인 것이며, 하기 [표 10]은 탈취능 평가 결과를 보인 것이다.

< 실시예 3에 따른 시트 시편의 원적외선 방사능 평가 결과 >

방사율	방사에너지 (W/㎡ㆍ㎛), 37℃)
0.901	3.27 x 10²
1) 시험방법 : KFIA-FI-1005 2) 방사율은 FT-IR Spectrometer를 이용한 측정된 수치를 흑체(BLACK BODY)와 대비하여 산출한 결과임

< 실시예 3에 따른 시트 시편의 항균능 평가 결과 >

비 고	시료	초기 농도 (CFU/ml)	18시간 후 농도 (CFU/ml)	정균 감소율 (%)
포도상구균 (Staphylococcus aureus )	표준포	5.2 x 10⁴	2.3 x 10⁶	-
포도상구균 (Staphylococcus aureus )	플러렌 시트	5.2 x 10⁴	< 1.6 x 10²	99.9
1) 시험방법 : KS K 0693 : 2011 2) 사용균주 : Staphylococcus aureus ATCC 6538 3) 비이온계면활성제 : 접종균에 0.05wt% 비이온계면활성제 사용(Snogen) 4) 표준포 : KS K 0905 염색견뢰도용 첨부백포(Cotton) 5) 배지상의 균수는 희석배수를 곱하여 산출한 것임

< 실시예 3에 따른 시트 시편의 탈취능 평가 결과 >

비 고	경과 시간 (분)	Blank 농도 (ppm)	시료 농도 (ppm)	탈취율 (%)
탈취 시험	초기	500	500	-
	30	460	50	89
	60	450	25	94
	90	440	20	95
	120	430	15	97
1) 시험방법 : KFIA-FI-1004 2) 시험가스 : 암모니아 3) 가스농도측정 : 가스검지관 4) Blank : 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것임

상기 [표 8] 내지 [표 10]에 나타낸 바와 같이, ?기트 광물로부터 분리된 플러렌의 경우에도 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능의 3가지 기능을 동시에 가지면서 그 성능 또한 매우 우수함을 알 수 있었다.

또한, 실시예 1(?기트)의 시트 시편과 실시예 3(플러렌)의 시트 시편을 대비해보면, 다기능성 입자로서 ?기트 입자를 사용한 경우(실시예 1)가 원적외선 방사능에서 매우 우수한 결과를 보임을 알 수 있었다. 이는 천연 광물로서의 ?기트 입자에는 여러 종류의 미네랄 성분이 포함되어 있기 때문인 것으로 판단된다.

[실시예 4 내지 6]

기재시트로서 약 200㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(이하, PET 필름)을 준비하였다. 상기 PET 필름의 일면에 ?기트 입자 혼합물을 약 150㎛의 두께로 롤 코팅한 다음, 건조(경화)시켜 본 실시예들에 따른 ?기트 시트 시편(?기트 PET 필름)을 제조하였다.

상기 ?기트 입자 혼합물은, ?기트 입자 혼합물 전체 중량 기준으로 약 3 ~ 8㎛의 입도 분포를 가지는 ?기트 입자(비중 약 2.3) 약 32중량%와 바인더액 약 68중량%를 혼합하여 사용하였다. 이때, 바인더액은, ?기트 입자 혼합물 전체 중량 기준으로 바인더 약 42중량%, 물 약 25.5중량% 및 폴리[옥시(디메틸실리렌)] 약 0.5중량%을 혼합하여 사용하되, 하기 [표 11]에 보인 바와 같이 각 실시예에 따라 바인더를 달리하여 사용하였다.

구체적으로, 실시예 4의 경우에는 바인더로서 아크릴 공중합체(CAS 번호 : 30323-62-7) 단독을 사용하고, 실시예 5 및 6의 경우에는 아크릴 공중합체(CAS 번호 : 30323-62-7)와 부타디엔-스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체를 혼합 사용하였다. 이때, 상기 부타디엔-스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체는 부타디엔 단량체 34중량%, 스티렌 단량체 8중량% 및 메틸 메타크릴레이트 단량체 58중량%가 공중합된 것으로서, 약 120nm ~ 220nm의 입도 분포를 가지는 나노 미립자를 사용하였다.

또한, 위와 같이 제조된 각 실시예(4 ~ 6)에 따른 ?기트 시트(?기트 PET 필름)에 대하여 층간 접착력을 평가하였다. 이때, 층간 접착력은 90도 박리 테스트(peel test) 방법을 이용하였으며, PET 필름과 ?기트층 사이의 박리력을 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 11]에 나타내었다.

< 바인더에 따른 접착력 평가 결과 >

비 고	바인더	중량비 (B1 : B2)	접착력
실시예 4	B1	100 : 0	257 gf/㎠
실시예 5	B1 + B2	85 : 15	341 gf/㎠
실시예 6	B1 + B2	60 : 40	362 gf/㎠
* B1 : 아크릴 공중합체 * B2 : 부타디엔-스티렌-부틸 메타크릴레이트 공중합체

상기 [표 11]에 나타낸 바와 같이, 부타디엔-스티렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체의 함량이 증가할수록 층간 접착력이 우수함을 알 수 있었다.

10 : 인체 접촉시트 20 : 흡수부
30 : 배면시트 40 : 차단밴드
50 : 허리밴드 60 : 다기능성 시트
61 : 기재시트 62 : 다기능층
65 : 다기능성 입자 70 : 패스닝 부재
71, 72 : 체결수단 100 : 흡수제품
110 : 언와인딩 롤러 120 : 와인딩 롤러
200 : 롤 코팅기 210 : 지지부
220 : 코팅 롤러 230 : 재료 공급부
240 : 흡입 롤러 250 : 가압 롤러
300 : 경화기 310 : 챔버
320 : 이송 롤러 330 : 경화수단
D : 기저귀 N : 생리대

Claims

인체로부터 발생된 체액을 흡수하는 흡수부(20);
상기 체액의 누액을 방지하는 액체 불투과성의 배면시트(30); 및
3가지 기능으로서 원적외선 방사능, 항균능 및 탈취능을 모두 가지는 다기능성 입자(65)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제1항에 있어서,
상기 일회용 체액 흡수제품(100)은 인체에 접촉되는 인체 접촉시트(10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제1항에 있어서,
상기 흡수부(20)는,
체액을 흡수하는 흡수성 수지(24)와,
상기 흡수성 수지(24)에 혼합, 분산된 상기 다기능성 입자(65)를 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제1항에 있어서,
상기 일회용 체액 흡수제품(100)은, 상기 다기능성 입자(65)가 코팅된 다기능층(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제1항에 있어서,
상기 일회용 체액 흡수제품(100)은 다기능성 시트(60)를 포함하고,
상기 다기능성 시트(60)는,
기재시트(61)와,
상기 기재시트(61) 상에 형성된 다기능층(62)을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제5항에 있어서,
상기 다기능층(62)은 다기능성 입자(65)와 바인더액을 포함하는 다기능성 입자 혼합물이 기재시트(61) 상에 도포되어 형성되고,
상기 다기능성 입자(65)의 비중은 2.1 내지 2.6이며,
상기 바인더액은 바인더와 용매를 포함하되,
상기 바인더액의 점도는 30cps 내지 60cps이고,
상기 다기능층(62)은,
상기 기재시트(61) 상에 형성된 다기능성 입자층(62a); 및
상기 다기능성 입자층(62a) 상에 형성된 보호 바인더층(62b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 다기능성 입자(65)는 ?기트 광물을 분쇄한 ?기트 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 다기능성 입자(65)는 ?기트 광물로부터 분리된 천연 플러렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 일회용 체액 흡수제품(100)은 생리대 또는 기저귀인 것을 특징으로 하는 일회용 체액 흡수제품(100).