KR100822719B1 - 원적외선 방사 섬유 및 이를 이용하여 제작된 의복 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원적외선 방사 섬유 및 이를 이용하여 제작된 의복에 관한 것으로, 섬유 원단 및 상기 섬유 원단 상에 증착된 원적외선 방사층을 포함하고, 상기 원적외선 방사층은 30 내지 90 중량%의 셀레늄, 1 내지 30 중량%의 티타늄, 1 내지 30중량%의 게르마늄, 1 내지 30 중량%의 맥반석, 1 내지 30 중량%의 황토, 1 내지 30 중량%의 옥과, 1 내지 30 중량%의 토르말린을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유를 제공한다. 이와 같이 섬유 원단에 원적외선 방사층을 증착법으로 증착하여 인체에 괘적함을 줄 수 있고, 이온화 작용, 혈액촉진작용, 육성 효과, 발한 효과 및 진통 효과를 줄 수 있고, 섬유 원단에 라미네이팅 처리하여, 물빨래는 물론 드라이크리닝과 같은 세척 작업에도 내구성과 내약품성은 물론 난연성을 갖는 레져용 자킷, 신발창, 장갑, 모자, 방한복 등의 제품들을 유리하게 제조할 수 있다.
셀레늄, 도체, 전원부, 내열성 코팅재, 외부피복재, 방한복
Description
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 방사 섬유의 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1: 섬유 원단 20: 원적외선 방사층
본 발명은 원적외선 방사 섬유 및 이를 이용하여 제작된 의복에 관한 것으로, 섬유 원단에 셀레늄 입자를 코팅하여 원적외선을 방사하는 섬유의 제작을 통해 인체에 활력을 줄 수 있고, 이를 사용하는 사용자의 면역력을 높일 수 있는 원적외선 방사 섬유 및 이를 이용하여 제작된 의복에 관한 것이다.
일반적으로, 원적외선 섬유는 함유된 여러가지 광물질로 인하여 체온이나 외 부의 가시광선에 의해서, 인체의 체액이 흡수할 수 있는 파장대의 원적외선을 방사하게 되는데 이것이 우리 몸의 대부분을 차지하는 체액을 활성화시켜 보온, 온열 효과를 가져와 혈액순환 등에 영향을 주며 신체내에 땀을 분비시켜 신진대사를 촉진시키는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
이와 같은 이유로 원적외선 물질을 이용한 제품들이 건축용, 섬유용, 산업용, 난방용, 식품용 등 여러분야에 응용이 되고 있다.
원적외선 섬유를 제조하는 종래의 방법들은 원적외선 효능을 발휘하는 물질로서 Al2O3 , MgO, SiO2, ZrO2 등의 천연맥 반석을 주로 사용하고 있는바, 상기 물질들은 모두 경도가 높은 물질이므로 제조공정상 설비의 마모를 일으킬 뿐만 아니라 입자의 모양과 크기가 불균일하므로 제사시 팩압을 상승시키는 등의 문제점을 가지고 있다.
그리고, 종래의 원적외선 섬유는 섬유 원단에 원적외선 방사특성을 부여하는 것이 복잡하고 생산원가가 높을 뿐만아니라 상온에서 방사성이 미미하고, 원적외선 방사 코팅이 섬유의 촉감 및 외관을 손상시키며, 원적외선 방사 코팅이 쉽게 떨어져나가는 등의 단점이 있어서 그 적용에 많은 제한이 따른다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여, 화학 기상 증착 및 물리 증착 법을 이용하여 섬유 원단에 원적외선을 방사하는 원적외선 방사층을 증착하여 원적외 선 방사를 통해 면역력을 향상시키고, 성인병과 스트레스 해소 및 피로 회복에 유익한 원적외선 방사 섬유 및 이를 이용하여 제작된 의복을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면은 섬유 원단 및 상기 섬유 원단 상에 증착된 원적외선 방사층을 포함하고, 상기 원적외선 방사층은 30 내지 90 중량%의 셀레늄, 1 내지 30 중량%의 티타늄, 1 내지 30중량%의 게르마늄, 1 내지 30 중량%의 맥반석, 1 내지 30 중량%의 황토, 1 내지 30 중량%의 옥과, 1 내지 30 중량%의 토르말린을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유를 제공한다.
상기 원적외선 방사층은 진공 증착 및 스퍼터링을 포함하는 물리 기상 증착법을 통해 증착되는 것을 특징으로 한다.
상기 원적외선 방사층 상에 마련된 라미네이팅지를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 원적외선 방사층은 세도우 마스크에 의해 상기 섬유 원단 상에 패터닝되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은 제1항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 원적외선 방사 섬유로 제작된 의복을 제공한다.
또한 본 발명의 또다른 일 측면은 섬유 원단을 마련하는 단계 및 물리 기상 증착법을 이용하여 상기 섬유 원단 상에 30 내지 90 중량%의 셀레늄, 1 내지 30 중량%의 티타늄, 1 내지 30중량%의 게르마늄, 1 내지 30 중량%의 맥반석, 1 내지 30 중량%의 황토, 1 내지 30 중량%의 옥과, 1 내지 30 중량%의 토르말린을 포함하는 원적외선 방사층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유 제작 방법을 제공한다.
상기 물리 기상 증착법으로 진공 증착 및 스퍼터링을 사용하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원적외선 방사 섬유의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 원적외선 방사 섬유는 섬유원단(1)과 섬유 원단(1) 상에 증착된 원적외선 방사층(3)을 포함한다.
섬유 원단(1)으로는 천연섬유, 재생 섬유 및 합성 섬유를 사용한다. 천연 섬유로는 면 섬유, 마섬유, 모 섬유 및 견 섬유를 사용할 수 있고, 재생 섬유로는 레이온 및 아세테이트를 사용할 수 있으며, 합성 섬유로는 나이론, 아크릴, 폴리에스테르 및 폴리우레탄 등을 사용할 수 있다. 물론, 폴리에스터섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 및 내열 절연 기능성을 가진 섬유원단을 사용할 수도 있다.
원적외선 방사층(3)은 증착 기술 즉, 코팅 기술을 이용하여 피코팅재인 섬유 원단(1)이 손상되지 않는 방법을 사용한다. 즉, 본 실시예에서는 저온에서 증착을 수행할 수 있는 물리 기상 증착법(Phisical Vapor Deposition; PVD)을 사용한다. 이러한 물리 기상 증착법으로 스퍼터링 (Sputtering), 전자빔증착법 (E-beam evaporation), 열증착법 (Thermal evaporation), 레이저분자빔증착법 (L-MBE, Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스레이저증착법 (PLD, Pulsed Laser Deposition)을 사용한다. 바람직하게는 진공 증착이나 스퍼터링을 통해 원적외선 방사층(3)을 형성한다. 진공 증착은 고진공속에서 저항가열이나 전자빔을 이용하여 물질을 증발시켜 증발 원자 및 분자가 피코팅재에 응고하여 피목이 이루어진다. 스퍼터링은 불활성기체 분위기에서 수 KV의 고전극간 전압에 의한 이상 방전으로 불활성 이온이 타겟에 충돌하여 타겟물질을 진공중으로 때려 피코팅재에 응고시켜 피복을 한다.
상술한 공정을 통해 제작된 원적외선 방사층(3)은 셀레늄, 티타늄 및 게르마늄을 포함한다. 여기에 맥반석, 황토, 옥 및 토르말린을 더 포함할 수 있다. 이때, 셀레늄의 함량을 가장 높게 가져 가는 것이 바람직하다. 여기서, 원적외선 방사층(2)은 30 내지 90 중량%의 셀레늄, 1 내지 30 중량%의 티타늄, 1 내지 30중량%의 게르마늄, 1 내지 30 중량%의 맥반석, 1 내지 30 중량%의 황토, 1 내지 30 중량%의 옥과, 1 내지 30 중량%의 토르말린을 포함한다. 원적외선 방사층(3)에 1 내지 30 중량%의 세라믹이 더 첨가될 수 있다. 이는 각각의 요소들의 특징에 따라 그 첨가량이 변화할 수 있기 때문이다.
그러나 상술한 바와 같이 셀레늄의 첨가량이 가장 많은 것이 바람직하다.
상술한 셀레늄(selenium)은 주기율표 제6B족에 속하는 산소족원소의 하나이고 우리 몸에 필수적인 미량원소(무기질)로서, 항산화효소(Glutathione peroxidase)의 구성 성분으로 산화적 손상을 방지하여 지방의 과산화로 생긴 자유기(Free radical)로부터 세포와 세포막을 보호한다. 대부분의 세포가 이 효소를 포함하고 있어 셀레늄은 광범위한 보호작용을 한다. 즉, 자유기가 세포를 상하게 하고 몇 가지 만성질환을 일으키는 원인이 될 수 있기 때문에, 우리 몸은 항산화제와 같이 자유기의 양을 조절하는 방어체계가 있다. 이와 같은 방어체계 즉, 면역체계와 갑상선의 정상적인 기능을 위해서 셀레늄은 필수적인 요소이다. 셀레늄은 방사율(5 ~20㎛)은 0.904 이고, 방사 에너지(W/㎡·㎛, 37℃)는 3.49×102이다.
셀레늄은 이온화 작용, 혈액촉진작용, 육성 효과, 발한 효과 및 진통 효과를 갖는다. 이뿐아니라, 유해 전자파를 차단하는 효과와, 수맥파를 차단하는 효과를 가지고 있습니다. 따라서, 셀레늄을 상기 원적외선 방사층(3)에 첨가할 경우에는 신경통, 요통, 관절염, 근육통 디스크 등에 효과가 있고, 숙면 효과가 있기 때문에 현대인들의 스트레스 해소와 피로회복에 좋고 불면증에 효과가 있다. 그리고, 미세 혈관을 팽창시켜 혈액 순환을 도와주며 성인병(고혈압, 신장병, 당뇨병, 심장질환 등)치료에 빠른 효과가 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 셀레늄을 포함하는 원적외선 방사 섬유의 원적외선 방사 에너지를 측정한 결과이고, 도 4는 본 실시예에 따른 셀레늄을 포함하는 원적 외선 방사 섬유의 원적외선의 방사율을 측정한 결과이다.
도 3 및 도 4는 한국 원적외선 응용 평가연구원에 의뢰하여 측정한 결과이ㄷ다. 이는 37℃에서 실성을 하였고, FT-IR 스펙트로미터(Spectrometer)를 이용한 블랙 바디(Block body) 대비 측정 결과이다. 도 3 및 도 4의 그래프에서와 같이 방사율은 0.904이고, 방사 에너지는 3.49×102이다.
상술한 원적외선 방사층(3)은 복수의 층으로 제작될 수 있다. 그리고, 도시되지 않았지만, 원적외선 방사층(3)은 섬유 원단(1)의 상측면 및 하측면에도 형성될 수 있다. 도 1에서는 섬유 원단(1)의 전체에 원적외선 방사층(3)이 형성됨을 도시하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 일정한 패턴 형태로 원적외선 방사층(3)이 섬유 원단(1) 상에 형성될 수 있다. 이때, 원적외선 방사층(3)이 일정한 패턴 형상으로 섬유 원단(1)에 형성되기 위해서는 진공 증착 또는 스퍼터링 공정시 세도우 마스크를 이용하여 원적외선 방사층(3)을 섬유 원단(1)에 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 제작하고자 하는 패턴 형성의 개구부를 갖는 세도우 마스크를 섬유 원단(1) 상에 배치시킨 다음 물리 기상 증착법을 통해 원적외선 방사층(3)을 형성하게 되면 원하는 패턴으로 원적외선 방사층(3)이 제작될 수 있다.
또한, 본 실시예의 원적외선 방사층(3)은 이에 한정되지 않고, 인쇄 방법을 이용하여 제작할 수 있다. 즉, 별도의 코팅 물질을 제작한 다음 이를 섬유 원단(1) 상에 코팅하여 제작할 수 있다.
코팅 물질은 0.01 내지 10 중량%의 셀레늄과, 80 내지 99.99 중량%의 수지 와, 0.1 내지 10 중량%의 기능성 충진제를 포함한다. 본 실시예에서는 수지로 실리콘 수지, 불소 수지, 폴리에스텔 수지 및 폴리아마이드 수지 중 적어도 어느 하나를 사용한다. 물론 앞서 언급한 수지를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 기능성 충진제는 티타늄, 게르마늄, 맥반석, 황토, 옥, 토르말린 및 세라믹 중 적어도 어느 하나를 사용한다. 여기서, 기능성 충진제로 복수의 요소가 첨가되는 경우 이들 요소는 각기 동일 양으로 첨가되거나 서로 다른 양으로 첨가될 수 있다. 즉, 상기 기능성 충진제의 요소 각각은 각기 0 내지 100 중량% 범위 내에서 첨가될 수 있다. 그리고 모든 요소가 0 중량%인 경우는 존재하지 않는 것이 당연하다. 그리고, 상기 기능성 충진제는 1nm 내지 10㎛ 단위의 분말상으로 첨가되는 것이 좋다.
물론 이에 한정되지 않고, 코팅 물질는 80 내지 95 중량%의 수지와, 5 내지 20 중량%의 셀레늄을 포함하는 기능성 충진제를 포함할 수 있다. 기능성 충진제로는 셀레늄, 티타늄, 게르마늄, 맥반석, 황토, 옥 및 토르말린을 포함한다. 이때, 셀레늄의 함량을 가장 높게 가져 가는 것이 바람직하다. 여기서, 기능성 충진제는 30 내지 80 중량%의 셀레늄, 1 내지 30 중량%의 티타늄, 1 내지 30중량%의 게르마늄, 1 내지 30 중량%의 맥반석, 1 내지 30 중량%의 황토, 1 내지 30 중량%의 옥과, 1 내지 30 중량%의 토르말린을 포함한다. 기능성 충진제로 1 내지 30 중량%의 세라믹이 더 첨가될 수 있다. 이는 각각의 요소들의 특징에 따라 그 첨가량이 변화할 수 있기 때문이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 원적외선 방사층(3) 상에 라미네이팅지(5)로 코팅 처리할 수 있다. 이와 같이 라미네이팅지(5)로 코팅하여 물빨래나 드라이크리 닝과 같은 세척 작업에도 내구성과 내약품성 및 난연성을 갖게 한다.
본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 섬유 직물로 제작된 제품을 제공할 수 있다. 섬유 직물 및 이 직물로 제조된 물품, 예컨대 의복 또는 신발 등에 사용될 수 있다. 이와 같이 원적외선 방사층(3)이 그 표면에 증착된 섬유 원단(1)은 옥, 게류마늄, 세라믹과 같은 원적외선을 발생하는 원적외선 방사층(3)을 포함한 외부 피복재를 제작하여 인체에 환력을 줄 수 있다. 그리고, 라미네이팅지(5)로 코팅하여 물빨래나 드라이크리닝과 같은 세척 작업에도 내구성과 내약품성은 물론 내화기능을 갖는다.
도 5는 본 실시예에 따른 셀레늄을 포함하는 원적외선 방사 섬유로 제작된 복대의 착용 전후의 신체의 열을 측정한 사진이다. 도 6은 본 실시예에 따른 셀레늄을 포함하는 원적외선 방사 섬유로 제작된 무릎 보호대의 착용 전후의 신체의 열 측정 결과 사진이다.
도 5의 사진에서와 같이 원적외선 방사 섬유로 제작된 복대를 착용한 경우에는 복수의 체온이 증가함을 알 수 있고, 도 6의 사진에서와 같이 원적외선 방사 섬유로 제작된 무릎 보호대를 착용한 경우에는 무릎 영역의 체온이 증가됨을 알 수 있다. 이와 같이 본 실시예의 원적외선 방사 섬유로 의복 및 다양한 제품을 제작하여 신체에 작용하게 될 경우 인체의 면역력을 향상시키고, 성인병과 스트레스 해소 및 피로 회복에 유익하게 작용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 섬유 원단에 원적외선 방사층을 증착 법으로 증착하여 인체에 쾌적함을 줄 수 있고, 이온화 작용, 혈액촉진작용, 육성 효과, 발한 효과 및 진통 효과를 줄 수 있다.
또한, 본 발명은 섬유 원단으로 라미네이팅 처리하여, 물빨래는 물론 드라이크리닝과 같은 세척 작업에도 내구성과 내약품성은 물론 난연성을 갖는 레져용 자킷, 신발창, 장갑, 모자, 방한복 등의 제품들을 유리하게 제조할 수 있다.
Claims (7)
- 섬유 원단; 및상기 섬유 원단 상에 증착된 원적외선 방사층을 포함하고,상기 원적외선 방사층은 30 내지 90 중량%의 셀레늄, 1 내지 30 중량%의 티타늄, 1 내지 30중량%의 게르마늄, 1 내지 30 중량%의 맥반석, 1 내지 30 중량%의 황토, 1 내지 30 중량%의 옥과, 1 내지 30 중량%의 토르말린을 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유.
- 제 1 항에 있어서,상기 원적외선 방사층은 진공 증착 및 스퍼터링을 포함하는 물리 기상 증착법을 통해 증착되는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유.
- 제 1 항에 있어서,상기 원적외선 방사층 상에 마련된 라미네이팅지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유.
- 제 1 항에 있어서,상기 원적외선 방사층은 세도우 마스크에 의해 상기 섬유 원단 상에 패터닝되는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유.
- 제1항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 원적외선 방사 섬유로 제작된 의복.
- 섬유 원단을 마련하는 단계; 및물리 기상 증착법을 이용하여 상기 섬유 원단 상에 30 내지 90 중량%의 셀레늄, 1 내지 30 중량%의 티타늄, 1 내지 30중량%의 게르마늄, 1 내지 30 중량%의 맥반석, 1 내지 30 중량%의 황토, 1 내지 30 중량%의 옥과, 1 내지 30 중량%의 토르말린을 포함하는 원적외선 방사층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유 제작 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 물리 기상 증착법으로 진공 증착 및 스퍼터링을 사용하는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 섬유 제작 방법.
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