WO2016021824A2 - 천연 광물에 포함된 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법 - Google Patents

천연 광물에 포함된 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법 Download PDF

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    • D06M23/00—Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing multifunctional fibers using mineral somatid Calvi fusion master batch chip contained in natural minerals. More specifically, the QELBY Master Batch Chip is manufactured by mixing a mineral-based somatid Calcium powder (QELBY) containing a mineral somatid present in the mineral with a polymer resin at a predetermined ratio. And Calby fused long fibers to produce polyphtalamide (PPA), polyethylene (PET), provider backbone transport (PBT), nylon, rayon, polylactic (PLA), carbon fibers, and fibers It relates to a multifunctional fiber manufacturing method using a mineral somatid Calvi fusion master batch chip contained in the natural mineral to prepare.
  • QELBY Master Batch Chip is manufactured by mixing a mineral-based somatid Calcium powder (QELBY) containing a mineral somatid present in the mineral with a polymer resin at a predetermined ratio. And Calby fused long fibers to produce polyphtalamide (PPA), polyethylene (PET), provider backbone transport
  • Somatide which is understood as the intermediate existence of matter and life, has been studied by Bechamp, Enderline, Reich, Leipzig, and Ness for over 150 years. Recently, the nesang, which studied the microzyma, a small microorganism mentioned above, As shown in FIG. 1, Somaty argues that the small microorganisms observed through a high magnification special microscope capable of magnification of 30,000 times or more are energy aggregates as immortal beings and are indispensable to life phenomena. Named dr.
  • somatid it is not easy to culture and extract a large amount of somatid due to the characteristics of the biological environment, and it could not be utilized as a fusion and fusion industrial material that can be generally utilized in the industry using somatid.
  • Korean Patent Application No. 1992-0008832 proposed a method of mixing an inorganic antimicrobial agent with a liquid polyester type dispersant and inserting it into a spinning process
  • Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-234390, 62-101643 and Korean Patent Application No. 1991-0014960, 1990-0022031 and the like produced a master batch chip using inorganic zeolite, oxide ceramic, porous alumina silicate, and silica / alumina subjected to high temperature calcining treatment, and then mixed spinning to provide excellent antimicrobial properties.
  • polyester fiber production Disclosed is polyester fiber production.
  • the particle size and uniformity of the inorganic antimicrobial agent is insufficient, it is difficult to secure the spinning operation during melt spinning due to the lack of particle size and uniformity between the spinning and the spinning. Poor and dispersibility control remains a problem.
  • the method of adding ore and inorganic mineral component containing SiO2 to polyester and nylon was mainly used through the manufacturing method by coating or dyeing to polyester, nylon yarn and fiber, but the ore containing SiO2 is semipermanent. In addition to being preserved as a decay, it can not only be added to the decay, the efficiency of the laundry was inevitably lowered.
  • the present invention has been made by the background art described above, and the mineral somatid Calvi powder (Quantum Energy Living Body: QELBY) containing the mineral somatid present in the mineral in a certain ratio with the polymer resin.
  • QELBY Quantum Energy Living Body
  • the present invention by producing a PET, nylon, rayon, PLA, carbon fiber using a Calby fusion master batch chip, mineral somatized Calvi that can be easily and conveniently, mass production of multi-functional natural fiber easily It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fused master batch chip and a method for manufacturing a multifunctional fiber.
  • the present invention by producing a natural fiber using a Calby fusion master batch chip, to improve the immunity of the living body and activate the biological metabolism, to provide a function such as anti-aging action, and to generate heat of the fiber according to the external environment
  • the purpose is to provide a manufacturing method.
  • the step (a), (a1) contains components such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO 3 , K each independently, or Collecting all natural ores contained therein; (a2) pulverizing the natural mineral to pulverize the collected natural mineral; (a3) a heat treatment step of heat treating the pulverized natural mineral; (a4) mineral-based somatid extraction step of extracting the mineral somatid contained in the natural mineral by aging, drying and fermentation of the heat-treated natural mineral; And (a5) drying the extracted mineral somatid to produce a ceramic powder.
  • components such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO 3 , K each independently, or Collecting all natural ores contained therein; (a2) pulverizing the natural mineral to pulverize the collected natural mineral; (a3) a heat treatment step of heat treating the pulverized natural mineral; (a4) mineral-based somatid extraction step of extracting the mineral somatid contained in the natural mineral
  • the step (b), (b1) of the mineral somatid extracted by the step (a) does not die even after heating for 10 hours at a high temperature of 1,000 °C
  • a mineral somatid calvi separation step of separating the Calvi only (b2) a ceramic powder heating step of reheating to a high temperature of 100 ° C. to 1,000 ° C.
  • the layers are separated by centrifugation so as to perform a layer separation phenomenon of the mineral somatid calvi, and the top and middle layers separated from each other.
  • the step (c) may include: (c1) a second heat treatment step of reheating the mineral somatid calvi natural gel prepared through the step (b) at 1,000 ° C. for 10 hours; (c2) after storing the heat treated Calvi natural gel in a dryer, and dried for 2 to 20 hours at a temperature of 100 ⁇ 800 °C to completely remove the moisture contained in the natural calvi gel gel secondary moisture to prepare a highly concentrated solid Removal step; (C3) characterized in that it comprises a solid milling step of grinding the Calvi highly concentrated solids to 325 mesh ⁇ 2 nanoparticles through a mill.
  • the step (d) is (d1) primary grinding to grind until the average particle size of the Calvi natural powder is maintained at a particle size of 5 ⁇ m ⁇ 6 ⁇ m for 120 minutes at 3,000 RPM step; (d2) when the primary grinding is completed, performing a grinding for 180 minutes at a rotation of 4,000 RPM so as to grind until the average particle size of the Calvi natural powder maintains a particle size of 1.3 ⁇ m to 1.7 ⁇ m; And (d3) when the secondary grinding is complete, the third grinding step of grinding until the average particle size of the Calvi natural powder maintains a particle size of 0.2 ⁇ m ⁇ 2 ⁇ m by grinding dry and wet at 5,000 RPM for 240 minutes It is characterized by including.
  • the step (e) is (e1) 85 to 95% by weight of the total weight of the Calvi natural powder is added, 5 to 10% by weight of ethylene glycol is added to mix Mixing step, and (e2) the mixture is completed, the mixture is put into a magnetic stirrer, and stirred for 24 hours, characterized in that it comprises a mixture stirring step consisting of a slurry type Calvi slurry.
  • (f3) the molten polymer resin and the Calvi natural powder or Calvi slurry are stirred. Stirring through 24 to 48 hours, and hot-air drying at a temperature of 90 ⁇ 110 °C characterized in that it comprises a stirring step of drying the moisture contained in the Kelby slurry to 1 ⁇ 10ppm.
  • the step (h1), melting and extruding the Calby fusion master batch chip prepared by the step (g) through a melt extruder at a temperature of 250 °C to 300 °C It features.
  • the step (h2) is characterized in that the cut Calby fused long fiber to 25 ⁇ 45mm.
  • the step (h3), the Calvi fusion spun yarn and the fiber for mixing 20% to 50% by weight of 50% by weight of the natural fiber and 50% by weight to 80% by weight of Calby fused spun yarn and It is characterized by producing a yarn.
  • the Calby fused yarn and the filling fiber is made of 0.8 ⁇ 10 denier (denier), made of PET, nylon, rayon PLA, carbon fiber It is characterized by.
  • the natural fiber in the step (h), is characterized in that it comprises cotton, modal, tencel, rayon, silk fibers.
  • step (i) using the Calby fusion spun yarn and yarn characterized in that it further comprises the step of manufacturing a Calby fused multifunctional fabric and clothing.
  • the mineral somatized Calby powder (Quantum Energy Living Body: QELBY) containing the mineral somatid present in the mineral is mixed with a polymer resin at a predetermined ratio to the Calby-fed master batch chip (QELBY)
  • QELBY Calby-fed master batch chip
  • the effect of maximizing the radiation efficiency of the reducing radiant energy in the yarn itself without external heat action at room temperature at 37 °C has an effect to help human health.
  • FIG. 1 is a view showing the somatid contained in the blood taken through a high magnification phase contrast microscope capable of magnification more than 30,000 times according to the prior art
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a method of extracting mineral based somatide and a multifunctional natural gel and natural powder using the same according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flow chart showing a process for manufacturing a mineral somatid Calvi fusion master batch chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a process of manufacturing a multifunctional fiber using the mineral somatid Calvi fusion master batch chip according to an embodiment of the present invention
  • 5 to 7 is a view showing the results of analyzing the search and functionality of mineral somatid Calvi and microbial species according to an embodiment of the present invention
  • 9 to 11 is a graph showing the temperature change according to the external temperature change of the natural fiber containing mineral somatid calvi powder according to an embodiment of the present invention.
  • VOG volatile organic compounds
  • 15 to 21 is a view showing the results of the FT-IR, TGA, XRF, XRD experiments of mineral somatized Calvi natural gel and Calvi natural powder according to an embodiment of the present invention
  • 22 to 24 is a view showing the results of the reaction occurs when irradiating UV, ultraviolet light and visible light to mineral somatized Calvi natural gel and Calvi natural powder according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 25 is a diagram of a mineral-based somatized Calvi suspension according to a preferred embodiment of the present invention under a 1000 ⁇ phase contrast electron microscope.
  • FIG. 25 is a diagram of a mineral-based somatized Calvi suspension according to a preferred embodiment of the present invention under a 1000 ⁇ phase contrast electron microscope.
  • step (d) a calvi natural powder grinding step of grinding the mineral somatid calvi powder prepared by step (c) to a size of 0.2 to 2 micrometers;
  • step (H) a Calby fused multi-functional fiber manufacturing step of melting and spinning the Calby fused master batch chip prepared in step (g) to produce a Calby fused multi-function yarn and fiber;
  • the present invention in order to prepare a mineral somatid Calvi fusion master batch containing a calvi natural gel and Calvi natural powder containing mineral somatid Calvi, and multi-functional fiber using the same, first extracting the mineral somatid Calvi from natural ore, A process of manufacturing the extracted mineral somatized Calvi into a Calvi natural gel and Calvi natural powder is made.
  • the mineral somatid Calvi refers to the mineral somatid present in nature, paying attention to the meaning that the four phases are the smallest energy condensate to the biological somatid and are intermediate between the substance and the organism.
  • somatid which enhances vitality and acts as an energy-growing energy, is named mineral somatid calvi (QELBY) in the sense of quantum energy life.
  • Mineral-based somatid extraction process 200 is a natural ore containing all of the components, such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO 3 , K, or all contained separately, and collected natural Natural mineral extraction and crushing process 210 for crushing minerals, heat treatment process 220 for heat treatment of the crushed minerals, mineral somatid extracting the mineral somatides contained in the mineral by ripening, drying and fermenting the heat treated minerals
  • the mineral somatid is extracted through the extraction step 230, and the extracted mineral somatid is dried to produce a ceramic powder (mineral somatid powder).
  • Natural mineral collection and crushing process 210 consists of a sampling process of collecting minerals located on the surface layer of a particular region where there is no moss, mold, and plants grow well, and a crushing process of grinding the collected minerals to a certain size.
  • the sampling process is a component such as SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO 3 , K in natural minerals including ocher, elvan, jade, germanium, tourmaline, zeolite, kaolin, bentonite and quartz They are each independently or all of the feldspar-based clay minerals are mined, there are no heavy metals or radioactive substances harmful to the living body, mining uncontaminated natural minerals in the ground.
  • the natural mineral crushing process is a process of grinding the collected minerals into mineral powder of 320 mesh or less by either the dry or wet method using alumina ball mill (alumina rotary grinding) and jet mill, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO, K, etc. It is preferable to further perform the mineral powder classification step to classify and extract only the powder containing each or all of them independently, It is not limited.
  • the heat treatment process 220 removes impurities and residual organics by heating the mineral powder pulverized from the natural mineral collection and crushing process 210 at a high temperature of 200 ° C to 1,000 ° C for 1 hour to 2 hours, thereby agglomeration of mineral powders. Process to maximize the flow of mineral powder.
  • Aging, drying and fermentation process (230) As a maturation process for aging and fermentation of the mineral powder is heat-treated, and mineral somatid extraction process for extracting the mineral somatid contained in the mineral powder by drying the mineral powder is completed and fermentation Is done.
  • the aging process is a process for activating mineral somatid present in a human state in the mineral powder by mixing the mineral powder with water or distilled water at a constant ratio in the total weight and aging for a predetermined time at room temperature.
  • This aging process is a mixture of 10 to 80% by weight of the mineral powder, 20 to 90% by weight of water or distilled water to form a mixture, and when the mixing is complete, the mixture is stored in a predetermined container, 2 to 60 days Aging and fermentation are carried out at a temperature of 1 °C ⁇ 100 °C.
  • the mineral somatid extraction step 200 is a mixture of the aged mixture into a calcination machine, and rotates for 30 minutes to 2 hours at a high temperature within 180 °C to remove moisture, and then through a dryer to a temperature of 100 °C ⁇ 200 °C The primary drying to dry for 3 hours, and the secondary drying to be heated and dried to a high temperature of 400 °C ⁇ 1,000 °C is made, the mineral somatid powder that survives after the secondary drying is extracted from the mineral powder.
  • the mineral somatid extracted by the above-described mineral somatid extraction process 200 is made of Calvi natural gel by the Calby natural gel manufacturing process 300.
  • the Calvi natural gel manufacturing process 300 separates the mineral somatized calviman that does not die even after heating for 10 hours at a high temperature of 1,000 °C in the mineral somatid extracted by the mineral somatid extraction process 200, separated mineral soma
  • the ceramic powder heating process 310 is a process of reheating at a high temperature of 100 ° C. to 1,000 ° C. in order to separate the mineral somatid calvi from the mineral somatid extracted by the mineral somatid extraction process 200.
  • the agitation and centrifugation process 320 is a process of separating the mineral somatid calvi from the mineral somatid heated through the ceramic powder heating process 310, and mixes the mineral powder with water or distilled water or deionized water into a stirrer After a general stirrer or magnetic stirring for 24 hours, and then to a stirrer and centrifuge for 1 to 24 hours, and then precipitate for 3 to 72 hours to precipitate mineral powder and water or distilled water, or deionized water By layer separation, it is to be a layer separation phenomenon of the mineral somatid Calvi.
  • the stirring and centrifugation process 320 when the precipitation is completed, water or distilled water or deionized water is positioned at the top layer, and SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO 3 , K, and the like are placed at the bottom layer. Ceramic powder containing all the components, that is, mineral powder is located, water or distilled water, or between deionized water and mineral powder, that is composed of a Calvi suspension in which a high concentration of mineral somatid kalbi is located in the middle layer, As shown in FIG. 25, the separation is carried out by taking only the intermediate layer portion composed of the suspension.
  • the drying step 330 is a step of evaporating the water or distilled water or deionized water by heating the Calvi suspension of the intermediate layer separated by the stirring and centrifugation step 320 to a predetermined temperature.
  • the water removal step 340 is to put the calvi suspension dried by the drying step 330 to the dryer, and then to dry by heating for 1 to 10 hours at a temperature of 100 ⁇ 600 °C, After evaporating only the water, distilled water and ionic water included, it is a process of extracting a high concentration mineral somatid Calvi with a gel (Cel) type of Calvi natural gel.
  • Calvi natural gel is composed of pure mineral somatid Calviman.
  • the Calby natural powder manufacturing process 400 for producing a Calby natural powder is performed.
  • the Calvi natural powder manufacturing process 400 is a secondary heat treatment process 410 is performed to reheat the mineral somatized Calvi natural gel produced through the Calvi natural gel manufacturing process 300 for 10 hours at 1,000 °C.
  • the secondary heat treatment process 410 is dried for 2 hours to 20 hours the second heat-treated Calvi natural gel at a temperature of 100 ⁇ 800 °C, then heated at a high temperature of 1,000 °C or more for more than 10 hours, to exclude the possibility of contamination In order to do this, the process is autoclave sterilized again at 121 ° C. for 15 minutes twice.
  • the Calvi natural powder manufacturing process 400 stores the Calvi natural gel heat-treated by the above-described secondary heat treatment step 410 in a dryer, and then dried for 2 hours to 20 hours at a temperature of 100 ⁇ 800 °C Calvi A second water removal process 420 for completely removing the water contained in the natural gel is performed, and then, the preparation of the Calvi highly concentrated solids, that is, the Calvi solids, from which the moisture is removed.
  • Calvi's natural powder is manufactured through a solids crushing process 430 in which the Calvi solids are pulverized into 325 mesh to 2 nanoparticles through a grinder.
  • the present invention examined the observation and functionality of the mineral-based somatide extracted by Example 1 and the microbial species.
  • microorganisms included in Sample A and Sample B having completed the pretreatment process were performed. As shown in FIG. 6, the microorganisms were searched, separated and identified by a strategic diagram for identification.
  • Yeast Extract Minimal Medium (YEM) was prepared with 3.5g Na2HPO4 12H2O, 1.0g K2HPO4, 0.03g MgSO47H2O, 0.5g NH4Cl, Yeast extract 4.0g, D.W. Prepared to a composition of upto 1L was used after sterilization.
  • Tryptic Soy Broth (TSB, BD & Company) was used as a complex nutrient medium, and solid medium was made by adding 1.5% (w / v) Bacto-agar to YEM and TSB composition.
  • Microbial culture was maintained for 24 to 72 hours at 32 °C, aerobic and anaerobic culture was tried, in the case of liquid aerobic culture, a microbial culture was attempted at 250 RPM conditions using a shaker incubator, for anaerobic culture, automatic anaerobic And anaerobic culture was performed using the Anoxomat Mark II System.
  • the microbial species were identified by microscopic observation in order to identify the microorganisms, and then the genomic DNA was separated and purified using the CTAB method.
  • the BLAST program http: // blast) .ncbi.nlm.nih.gov / Blast.cgi).
  • sample A and sample B a total of 53 aerobic microorganisms, which are harmless to living organisms, were isolated from sample A and sample B.
  • 24 species were found to be mineral powders. 13 samples of A-derived microorganisms and 11 types of B-derived microorganisms were found, and 3 types of microorganisms separated from A and B were subjected to high temperature and high pressure wet heat sterilization before incubation, whereas A was not sterilized. It was confirmed that 21 species were separated from and B.
  • microorganisms isolated from A and B that were not sterilized were also found to have very small microorganisms having a size of 1 ⁇ m. It should be noted that a thin film was formed on the bottom of the Petri dish used for the culture.
  • the cultured microorganisms were separated and sterilized by autoclave at 121 ° C. for 15 minutes, and then cultured as a result of re-cultivation. It was added to the medium with the kalbi powder, and after sterilizing for 15 minutes at 121 °C was confirmed that the culture was cultured.
  • the mineral somatid Calvi powder provides a shelter to withstand the general environmental microorganisms at high temperatures, or the mineral somatid Calvi powder to ensure that the general microorganisms withstand the high temperature through the energy action.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of manufacturing a mineral somatid Calvi fusion master batch chip according to an embodiment of the present invention.
  • the method for preparing a mineral somatid Calvi fusion master batch chip is a Calcium natural powder grinding step (S10), EG solution mixing and stirring step (S12), melting and stirring a Calvi slurry and a polymer resin. It comprises a step (S14), Calby fusion master batch chip manufacturing step (S16).
  • Calvi natural powder grinding step (S10) is a step of grinding the Calvi natural powder to the size of 0.2 ⁇ 2 micrometers, the grinding means consisting of beads (Beads) of 1mm for 120 minutes at 3,000 RPM 5 Primary grinding is carried out to grind until it is maintained at a particle size of ⁇ m to 6 ⁇ m.
  • the grinding means consisting of 0.5 mm beads is pulverized dry and wet for 180 minutes at a rotation of 4,000 RPM until the average particle size of the Calvi natural powder is maintained at a particle size of 1.3 ⁇ m to 1.7 ⁇ m. Perform secondary grinding.
  • the average particle size of the most preferred Calvi natural powder during the third grinding is preferably to maintain a particle size of 0.8 ⁇ m.
  • EG (Ethyele Glycol) solution mixing and stirring step (S12) is the first mixing process to mix the coating liquid to smoothly coat the rough surface of the Calvi natural powder completed until the third grinding, this mixing process is ethylene glycol (Ethyele Glycol) ), And the mixing ratio of Calvi's natural powder and ethylene glycol is 85 to 95% by weight of the total weight of Calvi's natural powder, and 5 to 10% by weight of ethylene glycol is mixed to make the mixture.
  • the EG solution mixing and stirring step is carried out by adding a mixture of Calvi natural powder and ethylene glycol to the magnetic stirrer, the mixture is stirred for 24 hours to perform a mixture stirring process to achieve mixing, Allow coating of ethylene glycol on the surface of the Calvi natural powder.
  • the Calvi natural powder is composed of a slurry type Calvi slurry by the liquid ethylene glycol.
  • ethylene glycol is also called monoethylene glycol or ethane-1,2-diol.
  • Formula HO (CH 2 ) 2 OH It has a molecular weight of 62.07, melting point of -12.6 ° C, boiling point of 197.7 ° C, and specific gravity of 1.1131. It is a sticky, sweet colorless liquid that absorbs moisture well, mixes it with water, ethanol, acetic acid and the like in an arbitrary ratio, and when oxidized, it becomes glycolic acid, glyoxal, oxalic acid, and the like.
  • Melting and stirring the Calvi slurry and the polymer resin (S14) is a polymer including the Calvi slurry formed by the step S12 and PET (Polyethylene), PBT (Provider Backbone Transport), nylon, rayon, PLA (Polylactic), carbon Melting and stirring the resin.
  • This step S14 is a melting process of melting the polymer resin at a temperature of 100 °C to 350 °C after mixing the Calvi slurry 1% to 40% by weight, polymer resin 60% to 99% by weight, and the melting
  • the stirring step of stirring the molten polymer resin and Calvi slurry is sequentially made.
  • the high dispersion material may be added so that the Calvi slurry and the molten polymer resin is well stirred during the stirring process.
  • step S14 of the present invention the mineral somatid calvi powder, or calvi slurry is stirred with the molten polymer resin to prepare an M / B chip (master batch chip) for producing a fused fiber, or a polymerization chip by a polymerization process. May be prepared.
  • step S14 of the present invention the Calvi powder or the Calvi slurry and the polymer resin are stirred through a stirrer for 24 to 48 hours, followed by hot air drying at a temperature of 90 to 110 ° C. to dry the moisture contained in the Calvi slurry to 10 ppm or less. It is.
  • the Calby fusion master batch chip manufacturing step (S16) is a step of manufacturing the M / B chip using the Calby fusion polymer resin solution is completed melting and stirring.
  • This step S16 is a step of extruding and cooling the Calvi fused polymer resin solution in the form of pellets, which is spun by a spinning process to produce multifunctional yarns and fibers, and can process various textile materials through the produced yarns. There will be.
  • Figure 4 is a flow chart showing a multifunctional fiber manufacturing method using the mineral somatid Calvi fusion master batch chip.
  • the first step (S20) is to measure a certain amount of the Calby fused M / B chip according to the amount of natural fibers to be produced in order to manufacture a multi-function fiber using the Calby fused M / B chip manufactured through the above steps S10 to S16 And melting and spinning by the amount of the measured Calvi fused M / B chip.
  • This first step (S20) is melted and extruded through a melt extruder at a temperature of 250 °C ⁇ 300 °C, after which the extruded Calby fusion melt is made by spinning at a high temperature and high pressure to be configured in the form of a Calby fusion seal do.
  • the front surface type cooler blows a certain amount of air at a temperature of 17 ° C. to cool the emitted Calvi fusion seal.
  • the second step (S22) is a step of manufacturing a long-fiber yarn fused with Calvi, the yarn showing the resistance of PET, nylon, rayon Calvi, PLA, carbon fused yarn of the Calby fused yarn produced through the first step An stretching process is performed to have elongation.
  • This stretching process constitutes a plurality of rollers, and the speed of the plurality of rollers are configured to rotate at different speeds, and at the same time provide high temperature heat to ensure stable properties of the Calvi fused long fibers.
  • the curling process is completed by winding the Calby fused long fibers completed in the bobbin.
  • the third step (S24) is a step of cutting the PET, nylon, rayon, PLA, carbon kalby fused long fibers produced through the second step (S22) to 25 ⁇ 45mm to manufacture a fiber for spinning yarn and filling.
  • the fourth step (S26) is 20 to 80% by weight of Calby fused PET, nylon, rayon PLA, carbon fiber of 0.8 ⁇ 10 denier thickness and 20% by weight of natural fibers including cotton, modal, tencel, rayon, silk fibers It is a step of preparing a Calvi fused spun yarn and yarn by mixing ⁇ 80% by weight.
  • the fifth step (S28) is a step of manufacturing a Calby fused fabric and clothing using the yarn yarn prepared in the fourth step.
  • a UV protection index (UPF) resulted in a result of 32, and a transmittance T (UV-A)% between 315-400 nm UV was 16.7, and between 290-315 nm UV.
  • the transmittance T (UV-B)% resulted in 1.0.
  • the blocking rate (UV-A%) between 315-400 nm UV was 83.3
  • the blocking rate (UV-B)% between 290-315 nm UV was 99.0.
  • the external temperature is lower than this based on the optimum temperature of 37 ° C., and the cooling property is higher if the external temperature is lower.
  • FIG. 9 is a graph showing a temperature change of the fiber according to the external temperature change
  • FIG. 10 is a graph showing the temperature drop.
  • Red is a normal fiber
  • green is a Calby fused natural fiber, as shown in FIG. 11, the thermal insulation rate is about 58.2% of the general fiber, while the Calby natural fiber is about 89.0%, It can be seen that the heat retention rate of 53% is increasing.
  • the heat resistance of the general fiber was 0.72Clo, while the Calvi natural fiber was confirmed that the increase was about 4.6 times as confirmed by 4.04Clo.
  • Antimicrobial activity (fungus and staphylococci)
  • VOG volatile organic compounds
  • Sio 2 was 6.70 wt%
  • Al 2 O 3 was 1.67 wt%
  • Fe 2 O 3 was 1.04 wt%
  • K was found to contain 0.76 wt%, respectively.
  • FIG. 23 is an experimental result showing the change of mineral-based somatid calvi when irradiated with UV, the red circle representing the range of UV irradiation, and the increase in the activity of mineral-based somatid calvi existing within this UV irradiation range.
  • FIG. 24 shows a phenomenon in which moisture vaporizes around the ultraviolet-irradiated range as a result of irradiating ultraviolet rays.
  • the mineral somatid Calvi natural gel, or Calvi natural powder of the present invention when irradiated with UV, ultraviolet rays and visible light, amplification of energy emitted by Calvi in response to light, the energy effect is amplified It can be used as a variety of industrial raw materials.
  • the present invention configured as described above is a QELBY Master Batch Chip (QELBY Master Batch Chip) by mixing a mineral-based Somatid containing mineral somatid present in the mineral (Quantum Energy Living Body: QELBY) in a certain ratio with a polymer resin And by using this Calvi fusion master batch chip to produce the Calbi fusion filament, multi-functional natural fibers can be mass produced easily, conveniently and at low cost.
  • QELBY Master Batch Chip by mixing a mineral-based Somatid containing mineral somatid present in the mineral (Quantum Energy Living Body: QELBY) in a certain ratio with a polymer resin
  • QELBY Quantum Energy Living Body

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Abstract

본 발명은 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조 방법 및 다기능 섬유 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 광물 중에 존재하는 광물계 소마티드가 포함된 광물계 소마티드 켈비 분말(Quantum Energy Living Body: QELBY)을 고분자 수지와 일정 비율로 혼합하여 켈비 융복한 마스터 배치 칩(QELBY Master Batch Chip)을 제조하고, 이 켈비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 켈비 융복합 장섬유를 제조함으로써, 다기능 천연 섬유를 보다 쉽고 편리하며, 저렴한 비용으로 용이하게 대량 생산이 가능한 효과가 있다.

Description

천연 광물에 포함된 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법
본 발명은 천연 광물에 포함된 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 광물 중에 존재하는 광물계 소마티드가 포함된 광물계 소마티드 캘비 분말(Quantum Energy Living Body: QELBY)을 고분자 수지와 일정 비율로 혼합하여 캘비 융복한 마스터 배치 칩(QELBY Master Batch Chip)을 제조하고, 이 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 PPA(Polyphtalamide), PET(Polyethylene), PBT(Provider Backbone Transport), 나일론, 레이온, PLA(Polylactic), 탄소 화이버 및 섬유를 제조하는 캘비 융복합 장섬유를 제조하는 천연 광물에 포함된 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법에 관한 것이다.
물질과 생명체의 중간체적 존재로 이해되고 있는 소마티드에 대해서는 150년 전부터 베샹을 비롯하여 엔덜라인, 라이히, 라이프, 네상 등이 계속 연구하여 왔으며, 최근에는 전술한 작은 미생물체인 microzyma에 대하여 연구한 네상은 도 1에 도시된 바와 같이, 30,000 배 이상으로 확대가 가능한 고배율의 특수 현미경을 통해 관찰된 작은 미생물체가 불멸의 존재(immortal being)로서 에너지 응결체이며, 생명 현상에 불가결한 존재라고 주장하면서 소마티드라 명명하였다.
하지만, 종래 기술의 경우, 생체환경의 특성상 다량의 소마티드를 배양추출하기가 용이하지 않으며, 소마티드를 이용하여 산업에 전반적으로 활용할 수 있는 융복합 산업용 소재로 활용할 수가 없었다.
한편, 한국특허출원 제1992-0008832호에서는 무기계 항균제를 액상 폴리에스터형 분산제에 혼합하여 방사공정에 투입하는 방법을 도모 하였고, 일본특개소 제61-234390호, 제62-101643호 및 한국특허출원 제1991-0014960호, 제1990-0022031호 등에서는 무기계 제올라이트계, 산화물계 세라믹, 다공성 알루미나 실리케이트 및 고온 소성 처리한 실리카/알루미나 등을 이용하여 마스터 배치 칩을 제조한 후 혼합방사를 통해 항균성이 우수한 폴리에스터 섬유제조에 대해 개시하였다. 그러나 이러한 기술에서는 무기항균제 입경 크기 및 균일성 미흡, 방사간 재응집 및 강력한 수분 흡수 특징으로 용융방사시 방사조업성 확보가 어렵고 점도저하에 따른 섬유의 물성저하 및 무기물 미립자에 의한 압력상승, 기타 색상불량 및 분산성 조절 등이 여전히 문제로 남아있다.
한편, 폴리에스테르, 나일론 수지와 같은 고분자 수지의 생산성 및 품질의 향상을 위해서 지속적인 연구가 이루어지고 있으며, 특히 나노기술의 눈부신 발전과 함께 나노입자를 포함한 고분자에 관한 연구가 활발하게 진행되어 왔고, 구체적인 예로서, 1㎛ 이하의 SiO₂를 함유한 광석 입자를 폴리에스테르, 나일론에 첨가하는 경우, 섬유 방사시 균일한 형태의 제품을 얻을 수 있다는 연구결과가 있으며, 혼련기를 이용하여 소량의 나노 무기 SiO₂를 함유한 광석을 용융상태의 폴리에스테르, 나일론에 투입할 경우, 섬유의 결정화 속도가 지연되어 방사가 용이하고 생산성이 증가된다는 연구결과가 있었다.
그러나 수지원료와 무기세라믹을 융합하여 용융 방사시에 비중차와 온도, 성질차 때문에 균일하게 분산, 융합이 되지 않아 원사의 강도, 신도와 기능 확보가 어려운 문제가 있다.
특히, 종래 기술에 따르면, SiO₂를 함유한 광석을 이용하여 폴리에스테르와 나일론을 제조하는 경우, 폴리에스테르, 나일론 수지와 SiO₂를 함유한 광석 간의 서로 다른 비중, 온도차, 물질 고유의 특성으로 인해 분리현상이 일어나 합성이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
이에, 주로 폴리에스테르, 나일론 원사와 화이버에 코팅 또는 염색에 의한 제조방법을 통해서 폴리에스테르, 나일론에 SiO₂를 함유한 광석과 무기광물 성분을 첨가하는 방식을 사용했었지만, 이는 SiO₂를 함유한 광석이 반영구적으로 보존되는 것이 아닌, 소멸성으로 첨가될 수밖에 없어 세탁시에 그 효율이 현저하게 저하될 수밖에 없는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전술한 배경기술에 의해서 안출된 것으로, 광물 중에 존재하는 광물계 소마티드가 포함된 광물계 소마티드 캘비 분말(Quantum Energy Living Body: QELBY)을 고분자 수지와 일정 비율로 혼합하여 캘비 융복한 마스터 배치 칩(QELBY Master Batch Chip)을 제조하고, 이 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 캘비 융복합 장섬유를 제조하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조 방법 및 다기능 섬유 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 PET, 나일론, 레이온, PLA, 탄소 섬유를 제조함으로써, 다기능 천연 섬유를 보다 쉽고 편리하며, 저렴한 비용으로 용이하게 대량 생산이 가능한 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조 방법 및 다기능 섬유 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 천연 섬유를 제조함으로써, 생체의 면역력 향상 및 생체 대사작용을 활성화시키며, 항노화 작용 유발과 같은 기능을 제공하고, 외부 환경에 따른 섬유의 발열, 냉감, 소취 작용, 난연, 항균 작용, 37℃ 상온에서 외부열 작용 없이 원사 자체에서 환원성 복사 에너지의 방사 효율을 극대화하여 인체 건강에 도움을 주는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조 방법 및 다기능 섬유 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 및 이를 이용한 다기능 섬유 제조방법에 있어서, (a) 자연계에서 산출되는 광물로부터 광물계 소마티드 캘비를 추출하는 광물계 소마티드 캘비 추출단계; (b) 추출된 순수한 광물계 소마티드 캘비를 겔(GEL) 타입의 천연젤로 제조하는 캘비 천연젤 제조단계; (c) 상기 (b) 단계에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 천연젤에 포함된 수분을 제거하여 광물계 소마티드 캘비 천연 파우더를 제조하는 광물계 소마티드 캘비 천연 파우더 제조단계; (d) 상기 (c) 단계에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 파우더를 0.2 ~ 2마이크로 미터의 크기로 분쇄하는 캘비 천연 파우더 분쇄 단계; (e) 분쇄된 캘비 천연 파우더와 에틸렌글리콜(Ethyele Glycol)을 혼합 및 교반하여 캘비 슬러리를 형성하는 EG 용액 혼합 및 교반단계; (f) 상기 캘비 슬러리와 PET(Polyethylene), PBT(Provider Backbone Transport), 나일론, 레이온, PLA(Polylactic), 탄소를 포함하는 고분자 수지를 용융 및 교반하여 캘비 융합 고분자 수지 용액을 제조하는 용융 및 교반단계; (g) 캘비 융합 고분자 수지 용액을 압출 후 냉각시켜 펠렛의 형태로 절단하여 캘비 융합 마스터 배치 칩을 제조하는 단계; 및 (h) 상기 (g) 단계에 의해 제조된 캘비 융합 마스터 배치 칩을 용융 방사하여 캘비 융합 다기능 원사와 화이버로 제조하는 캘비 융합 다기능 섬유 제조단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO3, K 등의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 함유된 천연광석을 채취하는 단계; (a2) 채취된 천연광물을 분쇄하는 천연광물 분쇄하는 단계; (a3) 분쇄된 천연광물을 열처리하는 열처리 단계; (a4) 열처리된 천연광물을 숙성, 건조 및 발효시켜 천연광물에 포함된 광물계 소마티드를 추출하는 광물계 소마티드 추출단계; 및 (a5) 추출된 광물계 소마티드를 건조시켜 세라믹 파우더로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 (a) 단계에 의해 추출된 광물계 소마티드 중에서 1,000℃의 고온에서 10시간 동안 가열하여도 죽지 않는 광물계 소마티드 캘비만을 분리하는 광물계 소마티드 캘비 분리단계; (b2) 상기 (b1) 단계에 의해 추출된 광물계 소마티드에서 광물계 소마티드 캘비를 분리하기 위해 100℃ ~ 1,000℃의 고온으로 재가열하는 세라믹 파우더 가열단계; (b3) 상기 (b2) 단계를 통해 가열된 광물계 소마티드로부터 광물계 소마티드 캘비를 분리하기 위해 광물계 소마티드 캘비의 층분리 현상이 이루어지도록 원심분리를 통해 층분리시키고, 층분리된 최상층부, 중간층부 및 최하층부 중, 중간층부만을 추출하는 교반 및 원심분리 단계; (b4) 상기 (b3) 단계에 의해 분리된 중간층부의 캘비 현탁액을 소정의 온도로 가열하는 건조단계; (b5) 상기 (b4) 단계에 의해 건조된 캘비 현탁액을 건조기에 투입한 후, 100~600℃의 온도로 1시간 ~ 10 시간 동안 가열에 의해 건조가 이루어지도록 함으로써, 캘비 현탁액에 포함된 수분, 증류수, 이온수만을 증발시킨 후, 고농도의 광물계 소마티드 캘비를 겔(Gel) 타입의 캘비 천연젤로 추출하는 캘비 천연젤 추출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 (b) 단계를 통해 제조된 광물계 소마티드 캘비 천연젤을 1,000℃에서 10시간 동안 재가열하는 2차 열처리 단계; (c2) 열처리된 캘비 천연젤을 건조기에 저장한 후, 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조시켜 캘비 천연젤에 포함된 수분을 완전히 제거하여 캘비 고농축 고형물을 제조하는 2차 수분 제거 단계; (c3) 상기 캘비 고농축 고형물을 분쇄기를 통해 325메쉬~ 2나노입자로 분쇄하는 고형물 분쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (d) 단계는 (d1) 3,000RPM으로 120분간 상기 캘비 천연 파우더의 평균입도가 5㎛ ~ 6㎛의 입도로 유지될 때까지 분쇄하는 1차 분쇄 단계; (d2) 상기 1차 분쇄가 완료되면, 4,000RPM의 회전으로 180분 동안 분쇄를 실시하여 상기 캘비 천연 파우더의 평균입도가 1.3㎛ ~1.7㎛의 입도를 유지할 때까지 분쇄하는 2차 분쇄 단계; 및 (d3) 상기 2차 분쇄가 완료되면, 5,000RPM으로 240분 동안 건식 및 습식으로 분쇄하여 상기 캘비 천연 파우더의 평균입도가 0.2㎛ ~ 2㎛의 입도를 유지할 때까지 분쇄하는 3차 분쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (e) 단계는 (e1) 상기 캘비 천연 파우더가 총 중량의 85~95중량%가 투입되고, 에틸렌글리콜이 5~10중량%가 투입되어 혼합하는 혼합 단계와, (e2) 혼합이 완료된 혼합물을 자기 교반기에 투입하고, 24시간 동안 교반하여 슬러리 타입의 캘비 슬러리로 구성하는 혼합물 교반 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (f) 단계는, (f1) 상기 캘비 천연 파우더 또는 캘비 슬러리를 1중량% ~10중량%, 고분자 수지를 90중량% ~99중량%로 혼합하는 혼합단계와, (f2) 상기 캘비 천연 파우더 또는 캘비 슬러리와 고분자 수지를 100℃ ~ 350℃의 온도로 용융시키는 용융 단계와, (f3) 상기 용융된 고분자 수지와 캘비 천연 파우더 또는 캘비 슬러리를 교반기를 통해 24 ~ 48 시간 교반하고, 90 ~ 110℃의 온도로 열풍 건조하여 켈비 슬러리에 포함된 수분을 1~10ppm으로 건조시키는 교반하는 교반 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (h) 단계는, (h1) 상기 (g) 단계에 의해 제조된 캘비 융합 마스터 배치 칩을 용융 및 압출하고, 압출된 캘비 융합 용융물을 방사시켜 캘비 융합 실의 형태로 구성하는 캘비 융합 마스터 배치 칩 용융 및 방사단계; (h2) 상기 캘비 융합 실을 연신공정을 통해 캘비가 융합된 장섬유 원사를 제조하는 캘비 융합 장섬유 제조단계; (h3) 상기 캘비 융합 장섬유를 이용해 캘비 융합 방적사 및 충진용 화이버로 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (h1) 단계는, 상기 (g) 단계에 의해 제조된 캘비 융합 마스터 배치 칩을 용융압출기를 통해 250℃ ~ 300℃의 온도로 용융 및 압출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (h2) 단계는 캘비 융합 장섬유를 25 ~ 45mm로 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (h3) 단계는, 상기 캘비 융합 방적사 및 충진용 화이버 20중량% ~ 50중량%와 천연 섬유 50중량% ~80중량%를 혼합하여 캘비 융합 방적사 및 원사를 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (h3) 단계에 있어서, 상기 캘비 융합 방적사 및 충진용 화이버는 0.8 ~ 10 데니어(denier)로 이루어지며, PET, 나일론, 레이온 PLA, 탄소 화이버로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (h) 단계에 있어서, 상기 천연 섬유는 면, 모달, 텐셀, 레이온, 실크 섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (h) 단계 이후, (i) 상기 캘비 융합 방적사 및 원사를 이용하여 캘비 융합 다기능 원단 및 의류를 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 광물 중에 존재하는 광물계 소마티드가 포함된 광물계 소마티드 캘비 분말(Quantum Energy Living Body: QELBY)을 고분자 수지와 일정 비율로 혼합하여 캘비 융복한 마스터 배치 칩(QELBY Master Batch Chip)을 제조하고, 이 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 캘비 융복합 장섬유를 제조함으로써, 다기능 천연 섬유를 보다 쉽고 편리하며, 저렴한 비용으로 용이하게 대량 생산이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 천연 섬유를 제조함으로써, 생체의 면역력 향상 및 생체 대사작용을 활성화시키며, 다기능 및 항노화 작용을 유발과 같은 기능을 제공하고, 외부 환경에 따른 섬유의 발열, 냉감, 소취 작용, 난연, 항균 작용, 37℃ 상온에서 외부열 작용 없이 원사 자체에서 환원성 복사 에너지의 방사 효율을 극대화하여 인체 건강에 도움을 주는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 30,000배 이상으로 확대가 가능한 고배율의 위상차 현미경을 통해 촬영된 혈액 내에 포함된 소마티드를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 추출 방법 및 이를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조 과정을 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용하여 다기능 섬유를 제조하는 과정을 나타낸 도면,
도 5는 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비와 미생물종의 탐색 및 기능성을 분석한 결과를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비분말이 포함된 천연섬유의 자외선 차단율을 나타낸 표,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비분말이 포함된 천연섬유의 외부 온도 변화에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프 및 실험 결과 표,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비분말이 포함된 천연섬유의 항균력을 실험한 결과를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비분말이 포함된 천연섬유의 휘발성 유기화합물(VOG)의 분해 상태를 나타낸 표,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비분말이 포함된 천연섬유의 인체 면역력을 나타낸 표,
도 15 내지 도 21은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더의 FT-IR, TGA, XRF, XRD 실험결과를 나타낸 도면,
도 22 내지 도 24는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더에 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때 발생하는 반응에 대한 실험결과를 나타낸 도면,
도 25는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비 현탁액을 1000배 위상차 전자 현미경으로 촬영한 도면이다.
광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법에 있어서,
(a) 자연계에서 산출되는 광물로부터 광물계 소마티드 캘비를 추출하는 광물계 소마티드 캘비 추출단계;
(b) 추출된 순수한 광물계 소마티드 캘비를 겔(GEL) 타입의 천연젤로 제조하는 캘비 천연젤 제조단계;
(c) 상기 (b) 단계에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 천연젤에 포함된 수분을 제거하여 광물계 소마티드 캘비 천연 파우더를 제조하는 광물계 소마티드 캘비 천연 파우더 제조단계;
(d) 상기 (c) 단계에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 파우더를 0.2 ~ 2마이크로 미터의 크기로 분쇄하는 캘비 천연 파우더 분쇄 단계;
(e) 분쇄된 캘비 천연 파우더와 에틸렌글리콜(Ethyele Glycol)을 혼합 및 교반하여 캘비 슬러리를 형성하는 EG 용액 혼합 및 교반단계;
(f) 상기 캘비 슬러리와 PET(Polyethylene), PBT(Provider Backbone Transport), 나일론, 레이온, PLA(Polylactic), 탄소를 포함하는 고분자 수지를 용융 및 교반하여 캘비 융합 고분자 수지 용액을 제조하는 용융 및 교반단계;
(g) 캘비 융합 고분자 수지 용액을 압출 후 냉각시켜 펠렛의 형태로 절단하여 캘비 융합 마스터 배치 칩을 제조하는 단계; 및
(h) 상기 (g) 단계에 의해 제조된 캘비 융합 마스터 배치 칩을 용융 방사하여 캘비 융합 다기능 원사와 화이버로 제조하는 캘비 융합 다기능 섬유 제조단계;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명은 광물계 소마티드 캘비가 포함된 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더가 포함된 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치와, 이를 이용한 다기능 섬유를 제조하기 위하여 먼저, 광물계 소마티드 캘비를 천연광석으로부터 추출하고, 추출된 광물계 소마티드 캘비를 가공하여 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더로 제조하는 과정이 이루어진다.
여기서, 광물계 소마티드 캘비(QELBY, Quaantum Energy Living Body)라 함은, 네상이 생체 소마티드에 대해 가장 작은 에너지 응결체이면서 물질과 생물의 중간 존재라고 한 의미에 주목하여 자연계에 존재하는 광물계 소마티드 중에서도 생명력을 향상시켜 건강하게 자라는 에너지적 작용을 하는 소마티드를 양자에너지 생명체라는 의미에서 광물계 소마티드 캘비(QELBY)라고 명명하였다.
실시예 1.
도 2에 도시된 바와 같이, 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더로 제조하기 위하여 광물계 소마티드 추출공정(200)과, 추출된 광물계 소마티드를 이용하여 캘비 천연젤을 제조하는 캘비 천연젤 제조공정(300) 및 캘비 천연젤에 포함된 수분을 제거하여 캘비 천연 파우더를 제조하는 캘비 천연 파우더 제조공정(400)이 진행된다.
광물계 소마티드 추출공정(200)은 SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO3, K 등의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 함유된 천연광석을 채취하고, 채취된 천연광물을 분쇄하는 천연광물 채취 및 분쇄공정(210)과, 분쇄된 광물을 열처리하는 열처리 공정(220), 열처리된 광물을 숙성, 건조 및 발효시켜 광물에 포함된 광물계 소마티드를 추출하는 광물계 소마티드 추출공정(230)을 통해 광물계 소마티드를 추출하고, 추출된 광물계 소마티드를 건조시켜 세라믹 파우더(광물계 소마티드 파우더)로 제조하는 공정이다.
천연광물 채취 및 분쇄공정(210)은 이끼, 곰팡이가 없고 식물이 건강하게 잘 자라는 특정 지역의 표층에 위치하는 광물을 채취하는 채취 공정과, 채취된 광물을 일정 크기로 분쇄하는 분쇄 공정으로 이루어진다.
즉, 채취 공정은 황토, 맥반석, 옥, 게리마늄, 토르말린, 제오라이트, 고령토, 벤토나이트, 수정을 포함하는 천연광물 중에서 SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO3, K 등의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 함유된 장석 계열의 점토광물을 채굴하되, 생체에 유해한 중금속이나 방사능 물질이 없고, 오염되지 않은 천연광물을 땅속에서 채굴하는 공정이다.
아울러, 천연광물 분쇄공정은 채취된 광물들을 알루미나볼밀(알루미나 회전 연마)과 제트밀(jet mill)을 이용하여 건식 또는 습식 공법 중 어느 하나의 공법으로 320mesh 이하의 광물분말로 분쇄하는 공정으로, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, K 등의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 포함되어 있는 분말만을 분류 및 추출하도록 하는 광물분말 분류 단계를 더 수행함이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
열처리 공정(220)은 천연광물 채취 및 분쇄공정(210)으로부터 분쇄된 광물 분말을 200℃ ~ 1,000℃의 고온에서 1시간 ~ 2시간 동안 가열하여 불순물과 잔류 유기물들을 제거함으로써, 광물분말들의 응집 현상을 완화시키고, 광물분말의 유동도를 극대화시키는 공정이다.
숙성, 건조 및 발효공정(230) 열처리가 완료된 광물분말을 숙성 및 발효시키는 숙성공정과, 숙성 및 발효가 완료된 광물분말을 건조시켜 광물분말에 포함된 광물계 소마티드를 추출하는 광물계 소마티드 추출공정으로 이루어진다.
숙성공정은 광물분말과 물 또는 증류수를 총중량에 있어서 일정한 비율로 혼합하고, 상온에서 일정한 시간 동안 숙성시킴으로써, 광물분말 내에서 휴먼 상태로 존재하는 광물계 소마티드를 활성화하기 위한 공정이다.
이러한 숙성공정은 광물분말 10 ~ 80중량%와, 물 또는 증류수 20 ~ 90중량%를 혼합하여 혼합물을 구성하고, 혼합이 완료되면, 이 혼합물을 소정의 용기에 저장한 뒤, 2일 ~ 60일 동안 1℃ ~ 100℃의 온도에서 숙성 및 발효가 이루어지도록 한다.
또한, 광물계 소마티드 추출공정(200)은 숙성된 혼합물을 소성기 안으로 투입하고, 180℃ 이내의 고온에서 30분~2시간 회전시켜 수분을 제거한 후, 건조기를 통해 100℃~200℃의 온도로 3시간 동안 건조시키는 1차 건조와, 400℃ ~ 1,000℃의 고온으로 가열 및 건조하는 2차 건조가 이루어지며, 2차 건조 후에도 생존하는 광물계 소마티드 분말을 광물분말로부터 추출하는 것이다.
한편, 전술한 광물계 소마티드 추출공정(200)에 의해 추출된 광물계 소마티드는 캘비 천연젤 제조공정(300)에 의해 캘비 천연젤로 제조가 이루어지게 된다.
캘비 천연젤 제조공정(300)은 광물계 소마티드 추출공정(200)에 의해 추출된 광물계 소마티드 중에서 1,000℃의 고온에서 10시간 가열하여도 죽지 않는 광물계 소마티드 캘비만을 분리하고, 분리된 광물계 소마티드 캘비를 겔(GEL) 타입의 천연젤로 제조하는 공정으로, 세라믹 파우더 가열공정(310), 교반 및 원심분리 공정(320), 건조공정(330) 및 수분 제거공정(340)을 통해 제조가 이루어지게 된다.
세라믹 파우더 가열공정(310)은 광물계 소마티드 추출공정(200)에 의해 추출된 광물계 소마티드에서 광물계 소마티드 캘비를 분리하기 위해 100℃ ~ 1,000℃의 고온으로 재가열하는 공정이다.
교반 및 원심분리 공정(320)은 세라믹 파우더 가열공정(310)을 통해 가열된 광물계 소마티드로부터 광물계 소마티드 캘비를 분리하는 공정으로, 광물분말을 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수와 혼합하여 교반기에 넣고, 24시간 동안 통상의 일반 교반기, 또는 자기 교반(magnetic stirring)을 한 다음, 1 ~ 24시간 동안 교반기와 원심분리기로 돌린 후, 3 ~ 72시간 동안 침전시켜 광물분말과 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 층분리시키는 것으로, 광물계 소마티드 캘비의 층분리 현상이 이루어지도록 하는 것이다.
특히, 교반 및 원심분리 공정(320)은 침전이 마무리되면, 최상층부에는 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수가 위치하고, 최하층부에는 SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO3, K 등의 성분들이 모두 함유된 세라믹 분말 즉, 광물분말이 위치하며, 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수와 광물분말의 사이, 즉 중간층부에는 고농도의 광물계 소마티드 캘비가 위치하는 캘비 현탁액으로 구성되며, 본 발명에서는 도 25에 도시된 바와 같이, 현탁액으로 이루어진 중간층부만을 취하는 방법을 통해 분리하는 것이다.
건조공정(330)은 교반 및 원심분리 공정(320)에 의해 분리된 중간층부의 캘비 현탁액을 소정의 온도로 가열하여 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 증발시키는 공정이다.
수분 제거공정(340)은 건조공정(330)에 의해 건조된 캘비 현탁액을 건조기에 투입한 후, 100 ~ 600℃의 온도로 1시간 ~ 10 시간 동안 가열에 의해 건조가 이루어지도록 함으로써, 캘비 현탁액에 포함된 수분, 증류수, 이온수만을 증발시킨 후, 고농도의 광물계 소마티드 캘비를 겔(Gel) 타입의 캘비 천연젤로 추출하는 공정이다.
즉, 캘비 천연젤은 순수한 광물계 소마티드 캘비만으로 이루어지는 것이다.
아울러, 전술한 캘비 천연젤 제조공정(300)을 통해 본 발명에서는 캘비 천연 파우더로 제조하는 캘비 천연 파우더 제조공정(400)이 수행된다.
캘비 천연 파우더 제조공정(400)은 캘비 천연젤 제조공정(300)을 통해 제조된 광물계 소마티드 캘비 천연젤을 1,000℃에서 10시간 동안 재가열하는 2차 열처리 공정(410)이 수행된다.
2차 열처리 공정(410)은 2차 열처리된 캘비 천연젤을 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조하고, 이후 1,000 ℃ 이상의 고온에서 10시간 이상 가열한 후, 오염의 가능성을 배제하기 위하여 오토클레이브로 121℃에 15분간 2회 다시 가압 살균 처리하는 공정이다.
또한, 캘비 천연 파우더 제조공정(400)은 전술한 2차 열처리 공정(410)에 의해 열처리된 캘비 천연젤을 건조기에 저장한 후, 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조시켜 캘비 천연젤에 포함된 수분을 완전히 제거하는 2차 수분 제거공정(420)이 수행되고, 이후, 수분이 제거된 캘비 고농축 고형물 즉, 캘비 고형물의 제조가 이루어지도록 한다.
이후, 캘비 고형물을 분쇄기를 통해 325메쉬~ 2나노입자로 분쇄하는 고형물 분쇄공정(430)을 통해 캘비 천연 파우더를 제조하게 된다.
이와 같은 본 발명은 전술한 실시예 1에 의해 추출된 광물계 소마티드의 관찰실험 및 미생물종의 탐색 및 기능성을 실험하였다.
아울러, 광물계 소마티드 캘비 중에서 초고온 전처리 공정이 완료된 광물분말의 미생물 융합 가능성을 조사하고, 잠재적으로 존재하는 미생물종을 탐색·동정함은 물론, 다양한 병원성 세균에 대한 항균능력을 정성 및 정량적으로 실험하였다.
여기서, 광물분말에 포함된 미생물종의 탐색 및 기능성을 분석하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 2종의 시료(시료 A, 시료 B)를 전처리 공정을 수행한 후, 실험을 실시하였다.
이후, 전처리 공정이 완료된 시료 A, 및 시료 B에 포함된 미생물 배양을 수행하였으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 미생물종 탐색 및 분리, 동정을 위한 전략 모식도에 의해 실시하였다.
그리고, 광물계 소마티드 캘비 및 다수의 미생물종이 포함된 광물분말의 미생물 융합 가능성을 조사하기 위한 미생물 배양 배지로서, 일반적으로 널리 사용되고 있는 최소영양배지와 복합영양배지를 이용하였다.
최소영양배지로서 Yeast Extract Minimal Medium (YEM)을 Na2HPO4·12H2O 3.5g, K2HPO4 1.0g, MgSO4·7H2O 0.03g, NH4Cl 0.5g, Yeast extract 4.0g, D.W. upto 1L 의 조성으로 제조하여 멸균 후 사용하였다.
복합영양배지로서 Tryptic Soy Broth(TSB, BD & Company)를 사용하고, 고체배지는 YEM과 TSB 조성에 1.5% (w/v) Bacto-agar를 추가하여 만들었다.
미생물 배양은 32℃에서 24~72시간 동안 유지하며, 호기성 배양과 혐기성 배양을 시도하였으며, 액체 호기성 배양의 경우, 진탕배양기를 이용하여 250RPM 조건으로 미생물 배양을 시도하였고, 혐기성 배양을 위하여, 자동혐기성 및 미호기성 세균배양시스템(Anoxomat Mark II System)을 이용하여 협기배양을 실시하였다.
모든 분리된 미생물종은 도 7에 도시된 바와 같이, 미생물종 동정을 위하여 현미경 관찰을 통해 세포 모양을 관찰한 뒤, CTAB 방법을 이용하여 genomic DNA를 분리 정제하였으며, BLAST 프로그램(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)을 이용하여 분석하였다.
실험 결과, 시료 A 및 시료 B로부터 총 53종의 생체에 무해한 호기성 미생물을 순수 분리하였으며, 그 중 24종에 대한 분자유전학적 동정을 미생물종 동정을 수행한 결과, 24종의 미생물종은 광물성 파우더의 시료 중 A 유래의 미생물종이 13종, B 유래의 미생물종이 11종이 탐색되었고, 배양 전 고온·고압 습열멸균을 수행한 A와 B로부터 분리된 미생물종이 3종이었던 반면, 멸균을 수행하지 않은 A와 B로부터 21종이 분리되었음을 확인할 수 있었다.
또한, 멸균을 수행하지 않은 A와 B로부터 분리된 미생물에는 1㎛ 크기의 아주 작은 미생물도 존재하는 것으로 나타났다. 특기할 점은 여기에서도 배양에 사용한 페트리 접시의 바닥에 얇은 막 형태의 것이 형성되었다.
특히, 실험상의 오류 여부를 확인하고자 배양된 미생물들을 따로 분리하여 121℃ 에서 15분 간 오토클레이브로 살균 처리 한 후, 재 배양한 결과 배양이 이루어지지 않았으나, 배양되지 않은 일반 환경 미생물을 광물계 소마티드 캘비 분말과 함께 배지에 넣고, 다시 121℃ 에서 15분 간 살균 처리 한 후 배양한 결과 배양이 됨을 확인하였다.
이와 같은 결과를 통해 광물계 소마티드 캘비는 일반 미생물들을 극한의 환경에서 보호하고 살리는 작용을 하는 것을 확인할 수 있었으며, 이와 동시에 미생물만을 분리하여 광물계 소마티드 캘비 분말이 없는 상태에서 가압 살균 처리한 다음에 증식 여부를 확인한 결과, 모두 사멸하여 아무런 미생물 증식이 일어나지 않았다는 점이다.
이것은 광물계 소마티드 캘비 분말이 고온에서 일반 환경 미생물이 견디어낼 수 있도록 피난처를 제공하였거나, 광물계 소마티드 캘비 분말이 에너지적 작용을 통해 일반 미생물들이 고온에서 견뎌낼 수 있도록 하는 것임을 확인할 수 있는 것이다.
실시예 2.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조 방법은 캘비 천연 파우더 분쇄 단계(S10), EG 용액 혼합 및 교반단계(S12), 캘비 슬러리와 고분자 수지를 용융 및 교반하는 단계(S14), 캘비 융합 마스터 배치 칩 제조단계(S16)를 포함하여 구성된다.
캘비 천연 파우더 분쇄 단계(S10)는 캘비 천연 파우더를 0.2 ~ 2마이크로 미터의 크기로 분쇄하는 단계로, 3,000RPM으로 120분간 1mm의 비즈(Beads)로 이루어진 분쇄수단으로 캘비 천연 파우더의 평균입도가 5㎛ ~ 6㎛의 입도로 유지될 때까지 분쇄하는 1차 분쇄를 수행한다.
그리고, 1차 분쇄가 완료되면, 0.5mm의 비즈로 이루어진 분쇄수단으로 4,000RPM의 회전으로 180분 동안 건식 및 습식으로 분쇄하여 캘비 천연 파우더의 평균입도가 1.3㎛ ~1.7㎛의 입도를 유지할 때까지 2차 분쇄를 수행한다.
또한, 2차 분쇄가 완료되면, 0.2mm의 비즈로 이루어진 분쇄수단을 통해 5,000RPM으로 240분 동안 건식 및 습식으로 분쇄하여 캘비 천연 파우더의 평균입도가 0.2㎛ ~ 2㎛의 입도를 유지할 때까지 3차 분쇄를 수행하도록 한다.
여기서, 3차 분쇄시 가장 바람직한 캘비 천연 파우더의 평균입도는 0.8㎛의 입도를 유지하는 것이 바람직하다.
EG(Ethyele Glycol) 용액 혼합 및 교반단계(S12)는 3차 분쇄까지 완료된 캘비 천연 파우더의 거친 표면을 매끄럽게 코팅시켜줄 코팅액을 혼합하는 혼합 공정이 1차 수행되고, 이 혼합 공정은 에틸렌글리콜(Ethyele Glycol)을 사용하고, 캘비 천연 파우더와 에틸렌글리콜의 혼합 조성비는 캘비 천연 파우더가 총 중량의 85~95중량%가 투입되고, 에틸렌글리콜이 5~10중량% 투입되어 혼합이 이루어지도록 한다.
또한, EG 용액 혼합 및 교반단계는 혼합이 완료된 혼합물을 자기 교반기에 캘비 천연 파우더와 에틸렌글리콜을 투입하고, 이 두 성분을 24시간 동안 교반을 수행하여 혼합이 이루어지도록 하는 혼합물 교반 공정을 수행함으로써, 캘비 천연 파우더의 표면에 에틸렌글리콜의 코팅 단계가 이루어지도록 한다.
아울러, 캘비 천연 파우더와 에틸렌글리콜의 혼합 및 코팅이 완료되면, 액상의 에틸린글리콜에 의해 캘비 천연 파우더는 슬러리 타입의 캘비 슬러리로 구성되는 것이다.
여기서, 에틸렌글리콜이라 함은, 모노에틸렌글리콜 또는 에테인-1,2-다이올이라고도 한다. 화학식 HO(CH2)2OH. 분자량 62.07, 녹는점 －12.6℃, 끓는점 197.7℃, 비중 1.1131이다. 끈적끈적하고 단맛이 있는 무색 액체로, 습기를 잘 흡수하고, 물·에탄올·아세트산 등과 임의의 비율로 섞이며, 산화하면 글리콜산·글리옥살·옥살산 등이 된다. 에틸렌에 묽은 염소수(鹽素水)를 작용시켜 에틸렌클로로하이드린을 합성하고, 이것을 탄산나트륨 수용액과 오토클레이브 속에서 가열하여 가수분해시키면 생긴다. 테트론의 합성원료로서 최대의 용도를 가지는 것 외에, 알키드 수지(樹脂)의 제조원료나 내한성(耐寒性) 냉각액, 의약품·화장품 등으로도 사용된다.
캘비 슬러리와 고분자 수지를 용융 및 교반하는 단계(S14)는 상기 S12 단계에 의해 형성된 캘비 슬러리와 PET(Polyethylene), PBT(Provider Backbone Transport), 나일론, 레이온, PLA(Polylactic), 탄소를 포함하는 고분자 수지를 용융 및 교반시키는 단계이다.
이러한 S14 단계는 캘비 슬러리를 1중량% ~40중량%, 고분자 수지를 60중량% ~99중량%로 혼합한 후, 상기 고분자 수지를 100℃ ~ 350℃의 온도로 용융시키는 용융 공정과, 이 용융 공정이 완료되면, 용융된 고분자 수지와 캘비 슬러리를 교반하는 교반 공정이 순차적으로 이루어지게 된다.
특히, 교반 공정시 캘비 슬러리와 용융된 고분자 수지가 잘 교반되도록 고분산재를 첨가할 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명의 S14 단계에서는 광물계 소마티드 캘비 분말, 또는 캘비 슬러리를 용융된 고분자 수지와 교반하여 융복합 섬유 제조를 위한 M/B칩(마스터 배치 칩)을 제조하거나, 중합공정에 의한 중합칩을 제조할 수 있을 것이다.
즉, 본 발명의 S14 단계는 캘비 분말 또는 캘비 슬러리와 고분자 수지를 교반기를 통해 24 ~ 48 시간 교반하고, 90 ~ 110℃의 온도로 열풍 건조하여 캘비 슬러리에 포함된 수분을 10ppm 이하로 건조시키도록 하는 것이다.
캘비 융합 마스터 배치 칩 제조단계(S16)는 용융 및 교반이 완료된 캘비 융합 고분자 수지 용액을 이용하여 M/B칩을 제조하는 단계이다.
이러한 S16 단계는, 캘비 융합 고분자 수지 용액을 압출 후 냉각시켜 펠렛의 형태로 절단하는 단계로서, 방사 공정에 의해 방사하여 다기능 원사와 화이버로 생산하고, 생산된 원사를 통해 다양한 섬유재를 가공할 수 있을 것이다.
실시예 3.
*도 4는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 도 3에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용하여 다기능 섬유를 제조하는 것으로, 캘비 융합 M/B칩을 용융 방사하는 제1단계(S20), 캘비 융합 장섬유 원사를 제조하는 제2단계(S22), 캘비 융합 방적사 및 충진용 화이버를 제조하는 제3단계(S24), 캘비 융합 방적사 및 원사를 제조하는 제4단계(S26) 및 캘비 융합 원단 및 의류를 제조하는 제5단계(S28)를 포함하여 구성된다.
제1단계(S20)는 전술한 S10 단계 내지 S16 단계를 통해 제조된 캘비 융합 M/B칩을 이용하여 다기능 섬유를 제조하기 위해서 제조될 천연 섬유의 양에 따라 캘비 융합 M/B칩을 일정량 계량하고, 계량된 캘비 융합 M/B칩의 양만큼 용융 및 방사하는 단계이다.
이러한 제1단계(S20)는 용융압출기를 통해 250℃ ~ 300℃의 온도로 용융 및 압출하고, 이후 압출이 이루어진 캘비 융합 용융물을 고온고압에 의해 방사가 이루어지도록 하여 캘비 융합 실의 형태로 구성되도록 한다.
또한, 방사된 캘비 융합 실을 일정 온도 이하로 냉각시키기 위해 Front Screen Type의 냉각기로 17℃의 온도에서 특정량의 공기를 불어 방사되는 캘비 융합 실을 냉각시킨다.
제2단계(S22)는 캘비가 융합된 장섬유 원사를 제조하는 단계로서, 제1단계를 통해 제조된 캘비 융합 실 중, PET, 나일론, 레이온 캘비, PLA, 탄소 융합 실의 저항성을 나타내는 실의 신도를 가지도록 하는 연신공정이 수행된다.
이러한 연신공정은 다수의 롤러를 구성하고, 이 다수의 롤러들의 속도를 각각 다른 속도로 회전하도록 구성함과 동시에 고온의 열을 제공하여 캘비 융합 장섬유의 안정적 물성이 갖춰지도록 한다.
또한, 연신공정이 완료된 캘비 융합 장섬유가 보빈에 권취되는 권취공정을 수행한다.
제3단계(S24)는 제2단계(S22)를 통해 제조된 PET, 나일론, 레이온, PLA, 탄소 캘비 융합 장섬유를 25 ~ 45mm로 절단하여 방적사 및 충진용 화이버로 제조하는 단계이다.
제4단계(S26)는 0.8 ~ 10 데니어 굵기의 캘비 융합 PET, 나일론, 레이온 PLA, 탄소 화이버 20중량% ~ 80중량%와 면, 모달, 텐셀, 레이온, 실크 섬유를 포함하는 천연 섬유 20중량% ~80중량%를 혼합하여 캘비 융합 방적사 및 원사를 제조하는 단계이다.
제5단계(S28)는 상기 제4단계에 의해 제조된 방적사 원사를 이용하여 캘비 융합 원단 및 의류를 제조하는 단계이다.
한편, 전술한 제5단계(S28)를 통해 PPA(Polyphtalamide), PET(Polyethylene), PBT(Provider Backbone Transport), 나일론, 레이온, PLA(Polylactic), 탄소 화이버 및 섬유의 제조가 이루어질 수 있다.
이하에서는, 전술한 광물계 소마티드 캘비 분말이 포함된 천연 섬유를 이용하여 광물계 소마티드 캘비의 기능 및 효과를 파악하기 위한 실험을 실시하였다.
실험 1.
자외선 차단율
- 실험조건
광원: Xenon Arc
실험기기: UV-VISIBLE-NIR Spectrophotometer
- 실험결과
도 8에 도시된 바와 같이, 자외선 차단 지수(UPF)로는 32의 결과가 도출되었고, 자외선 315~400nm 사이의 투과율 T(UV-A)%은 16.7의 결과가 도출되었으며, 자외선 290~315nm 사이의 투과율 T(UV-B)%은 1.0의 결과가 도출되었다.
또한, 자외선 315~400nm 사이의 차단율(UV-A%) 은 83.3의 결과가 도출되었으며, 자외선 290~315nm 사이의 차단율(UV-B)% 은 99.0의 결과가 도출되었다.
실험 2.
열 특성 변화
광물계 소마티드 캘비를 천연섬유에 융합한 결과 생체 최적 온도인 37℃를 기준으로 하여 이보다 외부 온도가 낮으면 발열 특성을, 반대로 높으면 냉각 특성을 보인다.
즉, 체온을 중심으로 자동 온도 조절이 되는 새로운 기능을 갖춘 살아있는 섬유가 탄생한 것으로서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 외부 온도가 낮을 때는 일반 섬유보다 약 2~3℃, 그리고 외부 온도가 높을 때는 반대로 약 2~3℃ 낮은 온도를 유지하여 외부 온도에 따라 온열감이나 냉감을 느끼게 된다.
외부 온도 변화에 따른 섬유의 온도 변화를 나타내는 도 9는 온도 상승 시를 나타낸 그래프이고, 도 10은 온도하강시 나타나는 그래프이다. 빨간색은 일반 섬유, 녹색은 캘비 융합 천연 섬유로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 보온율은 일반 섬유는 58.2%의 보온율을 나타내는데 반해, 캘비 천연 섬유는 89.0%의 보온율을 나타냄에 따라 약 53%의 보온율이 증가하고 있음을 확인할 수 있다.
또한, 열저항으로는 일반 섬유가 0.72Clo 인데 반해, 캘비 천연 섬유는 4.04Clo 로 확인됨에 따라 약 4.6 배 증가하였음을 확인할 수 있었다.
* 실험 3.
항균력(곰팡이 및 포도상 구균)
도 12에 도시된 바와 같이, 캘비 천연 섬유에 융합한 결과 항균력이 뛰어나게 개선되어 곰팡이나 포도상 구균 등의 증식이 90 % 이상 억제되는 것이 관찰되었다. 또한, 캘비 천연 섬유의 항균력이 50 회 이상 세탁한 후에도 전혀 줄어들지 않았다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 공기 중의 벤젠이나 포름알데히드 등과 같은 휘발성 유기화합물(VOG)의 분해가 촉진되어 통상적으로 30분 만에 75~90% 이상 감소하는 것이 확인되었다.
아울러, 캘비 천연 섬유로 의류, 이불 등을 만들어 입거나 사용하는 것만으로도 4개월 만에 도 14에 도시된 바와 같이, 인체 면역력이 유의하게 증가하는 것이 확인되었다.
실험 4.
광물계 소마티드 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더의 FT-IR, TGA, XRF, XRD 실험
1. 의뢰기관: 한국표준과학연구원
2. 시료명: Koptri-1420155
3. 실험방법: FT-IR, TGA, XRF, XRD
4-1. 실험결과
- 광물계 소마티드 캘비(시료명: Koptri-1420155)의 분석결과 도 15에 도시된 바와 같이, 수분이 약 89% 함유된 것으로 확인되었으며, 특정 유기성분, CaCO3 Carbon black 등이 함유되지 않은 것으로 나타난 바 있다. 또한, 수분을 제외한 Sio2는 7중량%, Al2O3는 2중량%, Fe2O3는 1중량%, K는 1중량%가 각각 함유되어 있음을 확인할 수 있었다.
4-2. FT-IR(Fourier Transform Unfra-Red Spectrophotometer) 실험결과
(1) 측정기기: jasco ft-ir 4100
(2) 측정모드: ATR mode
(3) Resolution: 4cm-1
(4) Scna 수: 32
(5) FTIR Library List
- FT-IR 분석 결과, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이 건조 전, H2O 성분이 확인되었으며, 건조 후, SiO2 의 spectrum과 상당히 유사한 성분이 확인되었다.
4-3. TGA(Thermogravimetric Analyzer) 실험결과
(1) 측정기기; TA Instrument, Q500
(2) 승온속도 : 10℃/min
(3) 온도범위: RT ~ 800℃
(4) 분위기: N2
(5) 실험결과
도 19에 도시된 바와 같이, 건조 전, Char yield at 800℃(%)가 11.00이었는데 반해, 건조 후, Char yield at 800℃(%)가 92.34로 분석되었음을 확인할 수 있었다.
4-4.XRF(X-Ray Fluorescence Spectrometer) 실험결과
(1) 측정기기 Shimadzu 사 720
(2) 분위기: Vacuum
(3) Collimator: 10mm
(4) 분석모드: Na~U(Ti~U, Na~Sc), XRF는 측정범위의 원소들만을 100%로 설정한다.
(5) 실험결과
도 20 및 21에 도시된 바와 같이, Sio2 는 6.70중량%, Al2O3는 1.67중량%, Fe2O3는 1.04중량%, K는 0.76중량%가 각각 함유되어 있음을 확인할 수 있었다.
실험 5.
광물계 소마티드 캘비의 UV, 자외선 및 가시광선 조사 실험
실험 5는 도 22에 도시된 바와 같이, 전술한 광물계 소마티드 추출 방법 및 이를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더의 제조 공정들에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 천연젤, 또는 캘비 천연 파우더에 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때 발생하는 반응에 대한 실험을 실시하였다.
실험결과, 자외선을 조사하면, 즉각적으로 수분이 기화되면서 탈수가 진행되고, 이와 동시에 광물계 소마티드 캘비의 활동성이 증가하면서 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 전자기파 반응성 에너지가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
여기서, 도 23은 UV를 조사하였을 때, 광물계 소마티드 캘비의 변화를 나타낸 실험 결과로서, 붉은색 원이 UV 조사 범위를 나타내는 것이고, 이 UV 조사 범위 내부에 존재하는 광물계 소마티드 캘비의 활동성 증가로 인한 변화를 나타낸 도면이다. 또한, 도 24는 자외선을 조사한 결과로서, 자외선이 조사된 범위 주변으로 수분이 기화되는 현상을 나타내고 있다.
이는, 본 발명의 광물계 소마티드 캘비 천연젤, 또는 캘비 천연 파우더는 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때, 빛과 반응하여 캘비가 발산하는 에너지의 증폭이 이루어지고, 이 증폭되는 에너지 효과에 의해 다양한 산업용 원료로 활용할 수 있을 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명은 광물 중에 존재하는 광물계 소마티드가 포함된 광물계 소마티드 캘비 분말(Quantum Energy Living Body: QELBY)을 고분자 수지와 일정 비율로 혼합하여 캘비 융복한 마스터 배치 칩(QELBY Master Batch Chip)을 제조하고, 이 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 캘비 융복합 장섬유를 제조함으로써, 다기능 천연 섬유를 보다 쉽고 편리하며, 저렴한 비용으로 용이하게 대량 생산이 가능하고, 캘비 융복합 마스터 배치 칩을 이용하여 천연 섬유를 제조함으로써, 생체의 면역력 향상 및 생체 대사작용을 활성화시키며, 다기능 및 항노화 작용을 유발과 같은 기능을 제공하고, 외부 환경에 따른 섬유의 발열, 냉감, 소취 작용, 난연, 항균 작용, 37℃ 상온에서 외부열 작용 없이 원사 자체에서 원적외선 방사 효율을 극대화하여 인체 건강에 도움을 주는 발명이다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법에 있어서,
    (a) 자연계에서 산출되는 광물로부터 광물계 소마티드 캘비를 추출하는 광물계 소마티드 캘비 추출단계;
    (b) 추출된 순수한 광물계 소마티드 캘비를 겔(GEL) 타입의 천연젤로 제조하는 캘비 천연젤 제조단계;
    (c) 상기 (b) 단계에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 천연젤에 포함된 수분을 제거하여 광물계 소마티드 캘비 천연 파우더를 제조하는 광물계 소마티드 캘비 천연 파우더 제조단계;
    (d) 상기 (c) 단계에 의해 제조된 광물계 소마티드 캘비 파우더를 0.2 ~ 2마이크로 미터의 크기로 분쇄하는 캘비 천연 파우더 분쇄 단계;
    (e) 분쇄된 캘비 천연 파우더와 에틸렌글리콜(Ethyele Glycol)을 혼합 및 교반하여 캘비 슬러리를 형성하는 EG 용액 혼합 및 교반단계;
    (f) 상기 캘비 슬러리와 PET(Polyethylene), PBT(Provider Backbone Transport), 나일론, 레이온, PLA(Polylactic), 탄소를 포함하는 고분자 수지를 용융 및 교반하여 캘비 융합 고분자 수지 용액을 제조하는 용융 및 교반단계;
    (g) 캘비 융합 고분자 수지 용액을 압출 후 냉각시켜 펠렛의 형태로 절단하여 캘비 융합 마스터 배치 칩을 제조하는 단계; 및
    (h) 상기 (g) 단계에 의해 제조된 캘비 융합 마스터 배치 칩을 용융 방사하여 캘비 융합 다기능 원사와 화이버로 제조하는 캘비 융합 다기능 섬유 제조단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO3, K 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 함유된 천연광석을 채취하는 단계;
    (a2) 채취된 천연광물을 분쇄하는 천연광물 분쇄하는 단계;
    (a3) 분쇄된 천연광물을 열처리하는 열처리 단계;
    (a4) 열처리된 천연광물을 숙성, 건조 및 발효시켜 천연광물에 포함된 광물계 소마티드를 추출하는 광물계 소마티드 추출단계; 및
    (a5) 추출된 광물계 소마티드를 건조시켜 세라믹 파우더로 제조하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치 칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 (a) 단계에 의해 추출된 광물계 소마티드 중에서 1,000℃의 고온에서 10시간 동안 가열하여도 죽지 않는 광물계 소마티드 캘비만을 분리하는 광물계 소마티드 캘비 분리단계;
    (b2) 상기 (b1) 단계에 의해 추출된 광물계 소마티드에서 광물계 소마티드 캘비를 분리하기 위해 100℃ ~ 1,000℃의 고온으로 재가열하는 세라믹 파우더 가열단계;
    (b3) 상기 (b2) 단계를 통해 가열된 광물계 소마티드로부터 광물계 소마티드 캘비를 분리하기 위해 광물계 소마티드 캘비의 층분리 현상이 이루어지도록 원심분리를 통해 층분리시키고, 층분리된 최상층부, 중간층부 및 최하층부 중, 중간층부만을 추출하는 교반 및 원심분리 단계;
    (b4) 상기 (b3) 단계에 의해 분리된 중간층부의 캘비 현탁액을 소정의 온도로 가열하는 건조단계;
    (b5) 상기 (b4) 단계에 의해 건조된 캘비 현탁액을 건조기에 투입한 후, 100~600℃의 온도로 1시간 ~ 10 시간 동안 가열에 의해 건조가 이루어지도록 함으로써, 캘비 현탁액에 포함된 수분, 증류수, 이온수만을 증발시킨 후, 고농도의 광물계 소마티드 캘비를 겔(Gel) 타입의 캘비 천연젤로 추출하는 캘비 천연젤 추출단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 (b) 단계를 통해 제조된 광물계 소마티드 캘비 천연젤을 1,000℃에서 10시간 동안 재가열하는 2차 열처리 단계;
    (c2) 열처리된 캘비 천연젤을 건조기에 저장한 후, 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조시켜 캘비 천연젤에 포함된 수분을 완전히 제거하여 캘비 고농축 고형물을 제조하는 2차 수분 제거 단계;
    (c3) 상기 캘비 고농축 고형물을 분쇄기를 통해 325메쉬~ 2나노입자로 분쇄하는 고형물 분쇄단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    (d1) 3,000RPM으로 120분간 상기 캘비 천연 파우더의 평균입도가 5㎛ ~ 6㎛의 입도로 유지될 때까지 분쇄하는 1차 분쇄 단계;
    (d2) 상기 1차 분쇄가 완료되면, 4,000RPM의 회전으로 180분 동안 분쇄를 실시하여 상기 캘비 천연 파우더의 평균입도가 1.3㎛ ~1.7㎛의 입도를 유지할 때까지 분쇄하는 2차 분쇄 단계; 및
    (d3) 상기 2차 분쇄가 완료되면, 5,000RPM으로 240분 동안 건식 및 습식으로 분쇄하여 상기 캘비 천연 파우더의 평균입도가 0.2㎛ ~ 2㎛의 입도를 유지할 때까지 분쇄하는 3차 분쇄단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (e) 단계는
    (e1) 상기 캘비 천연 파우더가 총 중량의 85~95중량%가 투입되고, 에틸렌글리콜이 5~10중량%가 투입되어 혼합하는 혼합 단계와,
    (e2) 혼합이 완료된 혼합물을 자기 교반기에 투입하고, 24시간 동안 교반하여 슬러리 타입의 캘비 슬러리로 구성하는 혼합물 교반 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (f) 단계는,
    (f1) 상기 캘비 천연 파우더 또는 캘비 슬러리를 1중량% ~40중량%, 고분자 수지를 60중량% ~99중량%로 혼합하는 혼합단계와,
    (f2) 상기 캘비 천연 파우더 또는 캘비 슬러리와 고분자 수지를 100℃ ~ 350℃의 온도로 용융시키는 용융 단계와,
    (f3) 상기 용융된 고분자 수지와 캘비 천연 파우더 또는 캘비 슬러리를 교반기를 통해 24 ~ 48 시간 교반하고, 90 ~ 110℃의 온도로 열풍 건조하여 켈비 슬러리에 포함된 수분을 1~10ppm으로 건조시키는 교반하는 교반 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (h) 단계는,
    (h1) 상기 (g) 단계에 의해 제조된 캘비 융합 마스터 배치 칩을 용융 및 압출하고, 압출된 캘비 융합 용융물을 방사시켜 캘비 융합 실의 형태로 구성하는 캘비 융합 마스터 배치 칩 용융 및 방사단계;
    (h2) 상기 캘비 융합 실을 연신공정을 통해 캘비가 융합된 장섬유 원사를 제조하는 캘비 융합 장섬유 제조단계;
    (h3) 상기 캘비 융합 장섬유를 이용해 캘비 융합 방적사 및 충진용 화이버로 제조하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 (h1) 단계는,
    상기 (g) 단계에 의해 제조된 캘비 융합 마스터 배치 칩을 용융압출기를 통해 250℃ ~ 300℃의 온도로 용융 및 압출하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 (h2) 단계는 캘비 융합 장섬유를 25 ~ 45mm로 절단하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 (h3) 단계는,
    상기 캘비 융합 방적사 및 충진용 화이버 20중량% ~ 80중량%와 천연 섬유 20중량% ~80중량%를 혼합하여 캘비 융합 방적사 및 원사를 제조하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 (h3) 단계에 있어서,
    상기 캘비 융합 방적사 및 충진용 화이버는 0.8 ~ 10 데니어(denier)로 이루어지며, PET, 나일론, 레이온 PLA, 탄소 화이버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 (h) 단계에 있어서,
    상기 천연 섬유는 면, 모달, 텐셀, 레이온, 실크 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 (h) 단계 이후,
    (i) 상기 캘비 융합 방적사 및 원사를 이용하여 캘비 융합 원단 및 의류를 제조하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 (i) 단계는, 상기 캘비 융합 방적사 및 원사를 이용하여 PPA(Polyphtalamide), PET(Polyethylene), PBT(Provider Backbone Transport), 나일론, 레이온, PLA(Polylactic), 탄소 화이버 및 섬유를 제조하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드 캘비 융합 마스터 배치칩을 이용한 다기능 섬유 제조방법.
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