KR102254736B1

KR102254736B1 - 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스

Info

Publication number: KR102254736B1
Application number: KR1020200099438A
Authority: KR
Inventors: 임정환
Original assignee: 임정환
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2021-05-20

Abstract

본 발명은 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 관한 것이다.
본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는 매트리스 기재, 상기 매트리스 기재 상부에 위치하는 프라이머층 및 상기 프라이머층 상부에 위치하는 코팅층을 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있다.

Description

항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스{FUNCTIONAL MATTRESS WITH EXCELLENT ANTIBACTERIAL AND DEODORIZING PROPERTIES}

본 발명은 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있는 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 관한 것이다.

일반적으로 매트리스는 스프링을 주체로 한 스프링 매트리스, 합성수지의 스펀지를 사용한 스펀지 매트리스 등이 있다.

상기 스프링 매트리스는 가장 일반적으로 사용되고 있는 것으로, 스프링의 쿠션에 의한 포근함은 있으나, 취침 시 머리 부위와 둔부 부위에 무게중심이 집중되기 때문에 허리통증을 유발하며 스프링의 마모 및 녹 발생에 따른 기능 저하로 일정기간 사용 후 매트리스를 바꾸어야 하는 단점을 갖고 있다. 뿐만 아니라 온열기능 미비, 소음, 먼지공해, 세균번식의 기능적 결함을 갖는 문제점이 있다.

상기 스펀지 매트리스는 가격이 싸지만 장기간 몸을 지탱해줄 정도의 탄성을 가지고 있지 않아 무게가 집중되는 부분이 함몰되는 단점이 있고 화학소재이기 때문에 민감한 피부에 알레르기 질환이나 피부트러블을 야기 시킬 수 있으며 온열 기능미비, 먼지공해, 세균번식 등의 기능적 결함을 갖는 문제점이 있다.

한편, 최근 더욱 심각해지고 있는 실내 및 실외환경과 전자파 등 많은 유해물질과 스트레스에 노출되어 있는 현대인들에게 휴식을 취하는 동안 피로를 충분히 풀고 인체에 유용한 작용을 할 수 있는 매트리스가 절실히 요구되고 있다.

이러한 수요자의 니즈(needs)를 반영한 것으로, 항균 및 탈취 처리 기능을 수행할 수 있는 매트리스가 공개되어 있는데, 예를 들어, 국내 실용신안등록 제 380174호 '나노실버 입자가 함침된 항균 매트리스 커버' 및 국내 실용신안 등록 제 285972호 '항균제가 부설된 매트리스'와 같은 항균 기능을 가미한 매트리스 기술들이 존재한다.

그러나 이러한 매트리스에 항균 기능을 부가하는 것은 장시간 사용 시 항균 효과가 저해되는 문제가 존재하고, 집안 특유의 냄새뿐만 아니라 실내에 존재하는 음식냄새 및 여러 애완동물 특유의 냄새가 발생하여 실내공기가 오염되며, 상기와 같은 냄새는 그대로 매트리스에 흡수되어 수면을 방해하는 원인이 되는 문제점이 있었다.

따라서, 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있는 신규하고 진보된 매트리스가 절실히 필요한 실정이다.

국내등록특허 제10-1414452호(2014년 06월 26일 등록) 국내등록특허 제10-0915941호(2009년 08월 31일 등록) 국내등록특허 제10-1306090호(2013년 09월 03일 등록)

본 발명은 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있는 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스를 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는 매트리스 기재, 상기 매트리스 기재 상부에 위치하는 프라이머층 및 상기 프라이머층 상부에 위치하는 코팅층을 포함한다.

상기 프라이머층은 프라이머 조성물을 상기 매트리스 기재에 도포한 후 건조하여 형성되되, 상기 프라이머 조성물은 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머(Oligomer) 40 내지 60 중량부, 아크릴계 모노머(monomer) 10 내지 30 중량부, 광경화제 1 내지 3 중량부, 용매 100 내지 200 중량부, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 3 내지 7 중량부, 구리나노입자 1 내지 5 중량부, 패각분말 0.5 내지 2.5 중량부, 겔라이트 2 내지 4 중량부, 박하추출물 1 내지 2 중량부 및 분산제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 코팅층은 코팅액 조성물을 상기 프라이머층에 도포한 후 건조하여 형성되되, 상기 코팅액 조성물은 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 5 내지 15 중량부, 그래핀 0.1 내지 1 중량부, 발수제 0.1 내지 1 중량부, 소취 비드 1 내지 3 중량부 및 경화제 0.5 내지 1.5 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스는 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 매트리스에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하고 침실의 오염된 공기를 맑고 깨끗하게 유지할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스의 항균도를 보여주는 시험성적서이다.
도 3은 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스의 중금속 함량을 보여주는 시험성적서이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스의 단면을 개략적으로 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스(10)는 매트리스 기재(100), 상기 매트리스 기재(100) 상부에 위치하는 프라이머층(200) 및 상기 프라이머층(200) 상부에 위치하는 코팅층(300)을 포함한다.

상기 매트리스 기재(100)는 시중에 판매되고 있는 공지의 매트리스 기재(100)가 이용될 수 있다.

상기 프라이머층(200)은 상기 매트리스 기재(100) 상부에 위치하고, 상기 매트리스 기재(100) 표면과 접착되어 형성됨으로써 추후 코팅층(300)과 매트리스 기재(100)와의 접착력을 강화하고 항균성 및 소취성 등의 효과를 부여할 수 있다.

상기 프라이머층(200)은 프라이머 조성물을 상기 매트리스 기재(100)에 도포한 후 건조하여 형성되는데, 상기 프라이머 조성물은 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머(Oligomer), 아크릴계 모노머(monomer), 광경화제, 용매, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 구리나노입자, 패각분말, 겔라이트, 박하추출물 및 분산제를 포함한다.

구체적으로, 상기 프라이머 조성물은 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머(Oligomer) 40 내지 60 중량부, 아크릴계 모노머(monomer) 10 내지 30 중량부, 광경화제 1 내지 3 중량부, 용매 100 내지 200 중량부, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 3 내지 7 중량부, 구리나노입자 1 내지 5 중량부, 패각분말 0.5 내지 2.5 중량부, 겔라이트 2 내지 4 중량부, 박하추출물 1 내지 2 중량부 및 분산제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

또한, 상기 프라이머층(200)은 상기 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머(Oligomer), 아크릴계 모노머(monomer), 광경화제, 용매, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 구리나노입자, 패각분말, 겔라이트, 박하추출물 및 분산제를 포함하는 프라이머 조성물을 매트리스 기재(100)에 분무하여 도포한 후 28 내지 32℃의 온도에서 1 내지 5시간 동안 건조함으로써 형성될 수 있다.

상기 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 자외선 경화성이고, 중량평균 분자량(Mw)이 3,000 내지 30,000인 화합물로서, 폴리카보네이트 및 폴리에스테르 다이올과 이소시아네이트 및 아크릴레이트와 반응을 하여 형성될 수 있다.

상기 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 결합을 반복단위로 포함하며, 통상적으로 유연한 물성을 보이는데, 상기 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 종류가 다양하며, 사용된 이소시아네이트의 종류에 따라 지방족 우레탄아크릴레이트와 방향족 우레탄아크릴레이트로 나뉘어진다.

상기 지방족 우레탄아크릴레이트 올리고머는 무황변 타입이며, 통상 2 내지 20개의 관능기를 갖고, 방향족 우레탄아크릴레이트 올리고머는 황변 타입이며, 반응성이 빠른 특성을 지닌다.

또한, 상기 폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머는 3 내지 15개의 관능기를 가질 수 있는데, 상기 관능기의 수는 용매 및 광경화제와의 상호 작용에 의하여 표면 경도 및 매트리스 기재(100)와의 강한 접착성을 부여할 수 있다.

상기 관능기로서는, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 카르복실산, 카르복실산 무수물(anhydride), C=C 이중결합을 가진 아크릴레이트계 관능기(예를 들어, 메타크릴레이트, 아크릴레이트 등), SH기, 알코올류, 에스테르류, 에테르류, 트리에틸렌글리콜레이트, 킬레이팅제(예를 들어, 아미노트리에탄올레이트, 아미노디에탄올레이트, 아세틸아세토네이트, 에틸아세토아세테이트, 락테이트 등), 아민기, 아미드, 옥사졸린 및 카바메이트 등을 단독 또는 2종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

상기 아크릴계 모노머는 프라이머 조성물로 형성되는 프라이머층(200)의 강도를 높여주고 프라이머 조성물의 점도를 낮추어 주는 희석제 역할을 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 아크릴계 모노머는 아이소보닐 아크릴레이트(Isobornyl acrylate; IBXA), 페녹시에틸 아크릴레이트(Phenoxyethyl acrylate; PEA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate; 1,6-HDDA) 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritol triacrylate; PETA)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기 광경화제는 프라이머 조성물이 매트리스 기재(100)에 도포된 후 자외선(UV)을 이용하여 광경화할 때, 자외선을 흡수하여 자유라디칼을 생성함으로써 반응을 개시하여 프라이머 조성물을 중합 경화시키기 위하여 사용될 수 있다.

상기 광경화제는 공지의 물질을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 상기 광경화제로는 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-hydroxy cyclrohexyl phenyl ketone, Irgacure 184) 등의 하이드록시케톤계열, 알파-아미노아세토페논(α-Amino Acetophenone, Irgacure 907) 등의 아미노케톤 계열, 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal, Irgacure-651) 등의 벤질디메틸케탈 계열, 페닐 비스(2,4,6,-트리메틸 벤조일) (phenyl bis(2,4,6-trimethyl benzoyl), Irgacure 819) 등의 비스-아실 포스파인(bis-acyl phosphine) 계열, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드(TPO) 등의 모노-아실 포스파인(mono-acyl phosphine) 계열의 광경화제를 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 용매는 프라이머 조성물을 도포할 때 점도와 유동성을 조절하여 작업성 및 접착성을 향상시키기 위해 사용될 수 있는데, 상기 용매로는 에테르계 용매, 아세테이트계 용매, 알코올계 용매 또는 이들이 혼합된 용매가 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 에테르계 용매로는 프로필렌그릴콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 아세테이트계 용매로는 부틸아세테이트, 에틸아세테이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있고, 상기 알코올계 용매로는 디아세톤알콜(DAA), n-부탄올, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)은 우수한 선형성, 평평한 지그재그 입체형태(zig-zag conformation), 고결정성, pH 13.5 이상에서도 견디는 우수한 내알카리성, 우수한 접착성 등의 특성을 가지고 있다. 이러한 특성으로 인하여 폴리비닐알콜은 고강도 및 고탄성율의 폴리비닐알콜 섬유로의 응용이 가능하다.

상기 폴리비닐알콜은 전술한 바와 같은 우수한 물성적 특성과 다양한 적용 범위로 인해 그 응용이 확대되고 있다. 특히, 폴리비닐알콜을 이용한 고강도 및 고탄성율 겔의 제조 및 고성능 폴리비닐알콜 섬유 제조에 대한 많은 연구들이 이루어지고 있다.

그 예로서, 폴리비닐알콜은 고분자 필름을 이용한 막 분리기술에 적용가능하다. 고분자 필름은 화학 공업 분야를 비롯하여, 생물 공학, 자원, 에너지, 환경 등 매우 광범위한 분야에서 활용되고 있다. 특히, 액체 유기 혼합물 또는 유기물 수용액을 분리할 수 있는 투과 증발 분리법(pervaporation method)은 전통적인 증류법에 비하여 에너지 절약 및 장치 소형화 등 많은 이점이 있어, 무수알콜 제조 및 유기 혼합물의 분리 등에 널리 활용되고 있다. 따라서, 폴리비닐알콜은 고분자 필름 분야에서 그 활용도가 높다고 할 수 있다.

또한, 폴리비닐알콜은 전기방사 기술로 미세섬유를 제조하는 기술에 적용이 가능하다. 전기방사기술로 미세섬유를 제조하는 방법은 고분자 수지용액에 높은 전압을 인가하여 방사구에서 토출되어 나오는 용액에 액체 젯(jet)의 형성을 유도하 고, 이때 용매의 휘발 중에 전기적인 반발력에 의한 연속적인 잡아늘림으로 굵기가 미세한 섬유가 얻어지는 것을 특징으로 한다.

특히, 전기방사기술을 이용할 경우 3차원 망상구조인 웹의 형태로 섬유사가 콜렉터에 쌓이게 되는데 이러한 미세섬유는 높은 비표면적 및 장력을 비롯한 기계적 물성 향상, 화학적 물성 향상 그리고 세포생체재료 인식특성 등을 갖게 된다. 따라서, 폴리비닐알콜은 미세섬유, 필터를 포함한 산업용 소재, 광화학 센서 소재, 바이오메디컬 소재, 미용 소재 등 광범위한 분야에서 응용이 가능하다.

상기 구리나노입자는 항균성과 소취성을 부여하기 위하여 포함될 수 있는데, 상기 구리나노입자는 세균이 번식하는 것을 스스로 억제시키고 각종 미생물의 신진대사를 방해하여 불쾌한 냄새의 원인을 제거하는 등 항균성 및 소취성을 부여할 수 있다.

예를 들어, 상기 구리나노입자는 산화구리나노입자가 사용될 수 있는데, 상기 산화구리나노입자는 1 내지 200nm 입자 크기를 가지는 산화구리 분말 100 중량부에 대하여, 실란 0.1 내지 2 중량부를 교반하여 표면 개질시켜 제조된 산화구리나노입자가 사용될 수 있다.

즉, 산화구리 분말의 표면은 일반적으로 친수성이므로 OH기에 의해 수지 내에서 분산되지 못하고 상호 응집될 수 있으나, 본 발명에서는 상기와 같이 실란으로 산화구리 분말의 표면을 개질함에 따라 실란의 SIOH 그룹과 산화구리 분말 표면의 OH 그룹 간에 가수분해를 일으켜 결합함으로써, 실란 중 소수성인 OR 그룹이 산화구리 분말의 표면으로 위치하여 OR 그룹 간의 반발력, 즉 산화구리 분말 간의 반발력으로 인해 분산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실란은 상기와 같이 분산성을 향상시키기 위하여 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane) 또는 비닐트리(2-메톡시에톡시)실란(Vinyltri(2-methoxyethoxy)silane)을 사용할 수 있으나, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 실란의 사용이 가능하다.

상기 패각분말은 패각을 분쇄하여 제조될 수 있는데, 일반적으로 패각이란 연체동물에서 연체를 싸서 보호하는 무기질의 분비형성물로, 이러한 패각은 전복 껍질, 석화 껍질, 조개 껍질, 가리비 껍질 등 각종 패각류의 종류에 따라 분쇄하였을 때 그 질감과 색상이 매우 미려하고 다양하게 나타날 뿐만 아니라 생물 화학적으로 조성된 다공성의 칼슘성분으로 인하여 상당한 단열성능을 가지고 있고, 주변 공기와의 호흡을 통해 공기 중의 오염물질 등을 흡착하는 능력을 가지고 있는 위생적이고 친환경적인 재료로 알려져 있다.

이러한 패각은 탄산칼슘을 주성분으로 단백질 등의 유기물질로 구성되어 있어, 밀도가 매우 높아 파쇄가 쉽지 않은데, 상기 패각을 1,100℃ 이상의 고온에서 일정 시간 소성하면 이산화탄소가 산화되고 98% 이상의 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 나트륨(Na), 인(P), 유황(S) 등의 미네랄이 포함된 산화칼슘으로 변하게 된다.

이러한 고온소성의 산화칼슘은 천연미네랄로 육가곡식품의 항균, 살균 및 보존제, 농, 수산물의 살균, 신선 보존제, 건강음료첨가제, 피부미용 화장품 등 다양한 분야에 원료와 재료로 활용된다.

상기 패각분말은 하기의 방법으로 제조된 패각분말이 사용될 수 있다.

먼저, 패각을 준비한 후 세척하여 상기 패각에 부착되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.

상기 패각은 전복, 굴, 소라, 꼬막, 바지락, 석화 및 조개로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 껍질이 이용될 수 있고, 상기 패각의 세척은 상기 패각을 탄산수소나트륨(NaHCO₃)이 용해된 정제수를 이용하여 상기 패각의 표면을 세척함으로써, 상기 패각의 표면에 잔류되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.

상기 탄산수소나트륨(NaHCO₃)은 식품첨가물로도 이용되는 것으로, 독성이 없으며 침투, 확산, 팽창 등의 기능을 가져 패각의 표면을 깨끗하게 세척할 수 있는데, 상기 탄산수소나트륨은 3 내지 5(w/w)% 농도 범위를 가지고, 20 내지 30℃의 온도에서 5 내지 15분 동안 세척하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 세척된 패각을 제1 분쇄하여 패각 조립 분쇄물을 제조할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 세척된 패각을 조립기를 이용하여 제1 분쇄함으로써, 추후 공정에서 상기 패각 내부의 불순물이나 유기 잔류물 등을 제거할 수 있는데, 상기 제1 분쇄는 그래뉼레이터(pan granulator), 드럼 그래뉼레이터(Drum granulator) 또는 압축식 펠레타이저(pelletizer) 등과 같은 공지된 조립기를 이용하여 수행될 수 있으나, 반드시 상기한 조립기에만 한정되는 것은 아니다.

그 다음으로, 상기 패각 조립 분쇄물을 혼합액에 침지할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 패각 조립 분쇄물을 혼합액에 침지함으로써 상기 패각 조립 분쇄물에 함유되어 있는 불순물이나 유기 잔류물 등을 제거할 수 있는데, 상기 혼합액으로는 질산 0.1 내지 0.5 중량%, 인산염 화합물 0.5 내지 1.5 중량%, 과황산염 0.01 내지 0.1 중량%, 초산 1 내지 3 중량% 및 잔량의 정제수로 이루어지고, 상기 패각 조립 분쇄물을 10 내지 30분 동안 상기 혼합액에 침지시켜 수행될 수 있다.

또한, 상기 단계에서 상기 인산염 화합물로는 제1 인산나트륨(NaH₂PO₄), 제2 인산나트륨(Na₂HPO₄), 제3 인산나트륨(Na₃PO₄), 제1 인산칼륨(KH₂PO₄), 제2 인산칼륨(K₂HPO₄), 제1 인산암모늄((NH₄)H₂PO₄), 제2 인산암모늄((NH₄)₂HPO₄) 및 제3 인산암모늄((NH₄)₃PO₄)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 상기 과황산염으로는 과황산암모늄((NH₄)₂S₂O₈), 과황산나트륨(Na₂S₂O₈) 또는 과황산칼륨(K₂O₈S₂) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

이어서, 상기 패각 조립 분쇄물을 혼합액에서 분리하여 꺼낸 후 상기 패각 조립 분쇄물을 소성로를 이용하여 가열하여 소성할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 분리된 패각 조립 분쇄물을 소성로를 이용하여 가열함으로써 상기 패각 조립 분쇄물의 미세 기공에 흡착된 오렴물질을 제거하고 활성화시킬 수 있는데, 상기 단계는 상기 분리된 패각 조립 분쇄물을 소성로에 투입한 후 1,300 내지 1,600℃의 온도에서 30 내지 200분 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.

또한, 상기 단계에서는 상기와 같이 소성 공정을 거침으로써 상기 패각을 구성하는 탄산칼슘은 하기와 같이 산화칼슘과 이산화탄소로 뷴해될 수 있다.

탄산칼슘(CaCO₃) → 산화칼슘(CaO) + 이산화탄소(CO₂)

다음으로, 상기 소성된 패각 조립 분쇄물을 제2 분쇄한 후 불순물을 제거하여 패각 미립 분쇄물을 제조할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 소성된 패각 조립 분쇄물을 볼밀(ball mill)이나 각종 공지된 분쇄기를 이용하여 분쇄함으로써 수행될 수 있는데, 상기 단계에서는 제조되는 패각 미립 분쇄물의 입경이 1 내지 10㎛가 되도록 분쇄할 수 있다.

또한, 상기 단계에서는 상기 소성된 패각 조립 분쇄물을 제2 분쇄한 후 자석이 설치된 회전통에서 회전시킴으로써 상기 제2 분쇄된 패각에 잔류할 수 있는 중금속 등과 같은 불순물을 제거할 수 있는데, 구체적으로는 상기 제2 분쇄된 패각을 자석이 설치된 회전통에 투입한 후 500 내지 1000RPM의 회전속도로 10 내지 20분 동안 회전시킴으로써 상기 제2 분쇄된 패각에 포함될 수 있는 중금속 등과 같은 불순물을 제거할 수 있다.

그 다음으로, 상기 패각 미립 분쇄물에 유산균 배양액을 분무하여 접종할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 패각 미립 분쇄물에 100 중량부에 대해 유산균 배양액 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 분무하여 접종할 수 있는데, 상기 유산균은 발효 식품인 김치로부터 분리된 유산 균주를 이용할 수 있는데, 구체적으로, 상기 유산 균주로는 락토바실러스 쿠르바투스(Lactobacillus curvatus), 바이셀라 비리데센스(Weissella viridescens), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 및 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 공지된 유산 균주가 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 단계에서는 김치로부터 유산균 배양액을 제조하기 위하여 1.2N HCl을 이용하여 배지의 pH를 2.8~3.2로 조정한 다음 김치로부터 유산 균주를 분리하고, 상기 분리된 유산 균주를 MRS broth(Oxoid, England)를 이용하여 37~39℃에서 20 내지 25시간 동안 배양한 후 1×1.0⁸ ~ 5×1.0⁸ CFU/mL이 되도록 희석하며, 이후 10,000 내지 15,000rpm에서 10~15분간 원심분리하여 상청액(supernatant)만을 분리하고, 상기 상청액(Supernatant)을 0.45㎛ 시린지 필터(syringe filter)로 여과 후, 상기 여과된 상청액 100 중량부에 대해 멸균한 증류수 1,000 내지 2,000 중량부의 중량 비율로 혼합하여 희석함으로써 유산균 배양액을 제조할 수 있다.

이어서, 상기 유산균 배양액이 접종된 패각 미립 분쇄물을 발효시킬 수 있다.

상기 단계에서는 상기 유산균 배양액이 접종된 패각 미립 분쇄물을 38 내지 45℃의 온도 및 60 내지 65%의 습도가 유지되도록 한 후, 5 내지 10일 동안 발효시킬 수 있다.

다음으로, 상기 발효된 패각 미립 분쇄물을 세척한 후 건조, 살균하여 칼슘분말로 이루어진 패각분말을 제조할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 발효된 패각 미립 분쇄물을 정제수를 이용하여 세척한 후 건조, 살균 공정을 거칠 수 있는데, 상기 건조, 살균 공정 등의 구성은 공지의 기술인바 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 겔라이트(Ge-lite)는 포졸란이라고 불리우며, 게르마늄이 약 2.0ppm 함유되어 있고 다량의 원적외선과 음이온을 함유하고 있는 것으로 대표적으로는 화산재, 규산백토, 규산토 등이 있다. 즉, 상기 겔라이트는 황토의 약 180배에 해당하는 원적외선을 방출하여 식물의 성장을 촉진하고 습도조절기능이 있으며, 음이온과 인체 활성에너지를 방출하고 유해 전자파 차단 기능이 있고, 탈취 및 살균효과와 중금속 중화 효과도 제공한다.

상기 박하추출물은 박하의 잎 및 줄기를 사용하여 제조될 수 있는데, 예를 들어, 상기 박하추출물은 하기의 방법으로 제조된 박하추출물이 이용될 수 있다.

상기 박하 추출물을 제조하기 위하여, 먼저, 동량의 박하의 잎 및 줄기를 채취하여 1 내지 3(w/w)% 농도 범위 및 33 내지 37℃의 온도를 가지는 탄산수소나트륨(NaHCO₃)이 용해된 정제수로 1 내지 5분 동안 세척하여 박하의 잎 및 줄기에 부착되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.

상기 박하(Mentha arvensis var piperascens)는 쌍떡잎식물 통화식물목 꿀풀과의 여러해 살이 숙근초로서, 식물자체에 방향성을 가지고 있고 직립하여 상부에서 분지되어있다. 박하의 주요성분으로는 알파-피넨(alphapinene(+, -)), 아니스알데히드(anisaldehyde), 다우코스테롤(Daucosterol), 유제놀(Eugenol), 리날롤(Linalool), 멘톤(Menthone), (+)-네오멘톨((+)-Neomenthol) 등이 있다.

이러한 박하는 청량하면서도 산뜻한 향을 발산하고, 피부나 두피에 존재하는 습진, 옴 등을 일으키는 병원성 진균, 대장균, 포도상구균 등의 미생물에 대해서 살균 및 항균작용을 갖는다.

또한, 박하는 피부의 점막과 혈관을 수축하는 작용, 신경말초를 마비시키는 작용, 통증을 멎게 하는 작용, 소양감을 멈추게 하는 작용 등이 있어서 피부에 특유의 청량감을 주어 피부병을 개선하고 피부 진정작용과 항산화 효과를 가지는 것으로 알려져 있으며, 박하의 주성분인 멘톨은 도포제, 진통제, 흥분제, 또는 건위제 등으로 약용되며 치약, 사탕, 잼, 화장품, 담배 등에 향료나 청량제로서 사용된다.

다음으로, 상기 세척된 박하의 잎 및 줄기를 수증기로 증숙할 수 있다.

상기 단계에서 상기 증숙은 상기 세척된 박하의 잎 및 줄기를 3 내지 4kgf/cm²의 압력에서 120 내지 130℃ 온도의 수증기로 30 내지 40분 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.

그 다음으로, 상기 증숙된 박하의 잎 및 줄기를 건조할 수 있다.

상기 단계에서 상기 건조는 햇빛 건조시 상기 박하의 잎 및 줄기의 엽록소나 유용 성분이 휘발되는 것을 방지하기 위하여, 상기 박하의 잎 및 줄기를 15 내지 20℃의 온도 및 55 내지 60%의 습도에서 20 내지 30시간 동안 건조할 수 있다.

이어서, 상기 건조된 박하의 잎 및 줄기를 가열하여 덖음한 후 냉각할 수 있다.

상기 단계에서 상기 덖음은 상기 건조된 박하의 잎 및 줄기를 가열 용기에 투입한 후 70 내지 75℃의 온도에서 3 내지 5분 동안 1차 덖음하고, 상기 1차 덖음된 박하의 잎 및 줄기를 120 내지 130℃의 온도에서 10 내지 40초 동안 2차 덖음하며, 상기 2차 덖음된 박하의 잎 및 줄기를 20 내지 30℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 냉각하는 과정으로 진행될 수 있다.

다음으로, 상기 덖음 후 냉각된 박하의 잎 및 줄기를 추출하여 박하 추출물을 제조할 수 있다.

상기 단계에서 상기 덖음 후 냉각된 박하의 잎 및 줄기는 열수 추출법, 유기용매 추출법, 초음파 추출법, 초임계 추출법 등 다양한 추출법을 이용하여 추출할 수 있다.

예를 들어, 상기 초음파 추출법이란 시료에 추출 용매로서 증류수, 에탄올, 메탄올, 부탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 헥산, 프로판올, 함수 부틸렌글리콜, 함수 프로필렌글리콜로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 용매를 10배 내지 20배 부피량으로 가한 후, 1 시간 내지 10 시간, 바람직하게는 1 시간 내지 4 시간의 초음파 추출 방법을 사용하여 수행되는 추출 방법을 의미한다.

또한, 상기 초임계 추출법이란 건조하여 파쇄한 시료와 보조용매로 에탄올(99.5%) 500~700mL를 초임계 유체 추출 반응기(Natex, Autstria)에 넣고 반응기 내의 온도가 65℃, 압력이 450 bar, S/F 비(supercritical fluid ㎏/Feed ㎏) 35가 되는 조건하에서 추출하는 방법을 의미한다.

상기 분산제는 프라이머 조성물의 침전을 방지하고 분산 특성을 갖도록 하기 위하여 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 분산제로는 폴리에스터 폴리디메틸실록산 공중합체(Polyether-polydimethylsiloxane copolymer), 디메틸올 부타논산(DMBA), 디메틸올 프로피온산(DMPA) 및 메틸렌디에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 코팅층(300)은 상기 프라이머층(200) 상부에 위치하고, 소취성 등의 효과를 부여할 수 있다.

상기 코팅층(300)은 코팅액 조성물을 상기 프라이머층(200)에 도포한 후 건조하여 형성되는데, 상기 코팅액 조성물은 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 그래핀, 발수제, 소취 비드 및 경화제를 포함하여 제조될 수 있다.

즉, 상기 코팅액 조성물은 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 5 내지 15 중량부, 그래핀 0.1 내지 1 중량부, 발수제 0.1 내지 1 중량부, 소취 비드 1 내지 3 중량부 및 경화제 0.5 내지 1.5 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조될 수 있다.

또한, 상기 코팅층(300)은 상기 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 그래핀, 발수제, 소취 비드 및 경화제를 포함하는 코팅액 조성물을 프라이머층(200)에 도포한 후 30 내지 35℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 건조함으로써 형성될 수 있다.

상기 자기유화형 에폭시 수지는 자체 내에 유화시킬 수 있는 활성기를 가지고 있는 에폭시 수지로, 상기 자기유화형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 200 내지 230g/eq인 자기유화형 변성 에폭시 수지가 사용됨으로써, 도막의 강도, 내후성, 내수성 등의 물성을 현저히 개선할 수 있다.

상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 디올 80~90 중량% 및 트리올 10~20 중량%를 포함하는 다가 알코올을 무수산 40~50 중량% 및 지방족산 50~60 중량% 포함하는 다염기산과 축합 중합시켜 수산기값이 45~65mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 유리전이온도가 5~20℃이며 중량평균분자량(Mw)이 2,500~3,500인 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 폴리에스테르 수지 50~60 중량% 및 아크릴 단량체 40~50 중량%를 그래프트(graft) 시켜서 중량평균분자량(Mw) 5,000~7,000, 수산기값이 50~60mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 및 유리전이 온도가 10~20℃ 범위인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다.

상기 그래핀(Graphene)은 흑연(Graphite)의 한 층을 분리한 것으로, 탄소 원자가 벌집 모양의 육각형 형태로 연결된 2차원 평면 구조를 이루는 물질이다. 이러한 그래핀은 전기 전도성이 매우 높을 뿐만 아니라, 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않아 플렉시블(flexible) 디스플레이, 전자종이, 태양전지에 적용 가능한 소재이다. 특히, 그래핀은 투광성이 매우 높아 현재 터치 스크린, 반도체, 디스플레이 등의 투명 전극으로 사용되고 있는 ITO(Indium Tin Oxide)를 대체할 것으로 전망된다.

즉, 그래핀은 일종의 카본 원자가 6각형으로 배열되고 서로 연결되어 형성된 카본 분자로서 그 구조가 매우 안정적이며 현재 세계에서 가장 얇고 단단한 나노소재이다. 이러한 그래핀은 거의 투명하여 다만 2.3%의 빛을 흡수하는데, 상기 그래핀의 열전도 계수는 5000W/m·K에 이르고 나노 카본 파이프나 다이아몬드보다 높은 열전도 계수를 보이며, 상온에서 그 전자 전이율은 15000cm²/V·s 이상으로 나노 카본 파이프나 실리콘 크리스탈보다 높은 전자 전이율을 보인다.

또한, 상기 그래핀의 전기저항율은 10^-6Ω·cm으로 구리나 은보다도 더 낮으며, 이로 인해 그래핀은 고전도성, 고열전도성, 고인장도, 고강도, 고비표면적 등의 특징을 가진다. 이러한 그래핀의 특성으로 인하여 전자, 우주 항공과 군사 공업, 신에너지, 신소재 등 다양한 분야에 널리 사용될 수 있다.

상기 발수제는 메틸하이드로겐폴리실록산, 디메틸폴리실록산, 폴리테트라플로오르에틸렌, 플로오르에틸렌프로필렌, 테트라플로오르에틸렌 페르플루오트알킬비닐에테르, 폴리불화비닐라덴 및 호모폴리머 폴리불화비닐라덴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 소취 비드는 매트리스의 불쾌취를 완화 및 제거하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 소취 비드는 하기의 방법으로 제조된 소취 비드가 사용될 수 있다.

먼저, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 친수성 첨가제 및 가교제가 일정한 중량비율로 혼합된 혼합용액을 제조할 수 있는데, 상기 혼합용액은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 200 내지 300 중량부, 친수성 첨가제 30 내지 50 중량부 및 가교제 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 혼합될 수 있다.

상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로는 메타아크릴산, 무수말레인산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-메타아크릴로일프로판술폰산 또는 2-메타아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산의 음이온성 단량체와 그 염; 메타아크릴아미드, N-치환메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트 및 메톡시폴리에틸렌글리콜메타아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 친수성 첨가제는 흡수성 중합체로 형성된 후 상기 흡수성 중합체 내에서 용출됨으로써, 상기 흡수성 중합체 내부에 미세 공간을 형성하고, 상기 흡수성 중합체 내부에 형성된 미세 공간을 형성할 수 있다.

상기 친수성 첨가제는 소디움도데실설페이트, 인산염, 솔비탄 모노라우레이트, 솔비탄 모노팔미테이트, 솔비탄 모노스테아레이트 및 솔비탄 모노올레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 가교제는 안정된 겔 강도를 유지하기 위하여 첨가되는 것으로, 예를 들어, 상기 가교제로는 탄소수 8 내지 12의 비스(메트)아크릴아미드, 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트 및 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메트)알릴에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.

다음으로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 친수성 첨가제 및 가교제가 혼합된 혼합용액에 정제수를 첨가한 후 교반할 수 있다.

상기 정제수는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 친수성 첨가제 및 가교제를 포함하는 혼합용액을 분산하기 위하여 사용되는 것으로, 상기 정제수는 혼합용액 전체 100 중량부에 대해 50 내지 100 중량부가 사용될 수 있다.

그 다음으로, 상기 정제수가 혼합된 혼합용액에 중합개시제를 첨가하여 중합체를 형성할 수 있다.

상기 중합개시제는 중합 방법에 따라 열중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광중합 개시제를 사용할 수 있는데, 본 발명에서 상기 중합개시제로는 광중합개시제가 사용될 수 있고, 예를 들어, 상기 광중합개시제로는 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체적인 예로는, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6-트리메틸-벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)를 사용할 수 있다.

이어서, 상기 중합체를 건조한 후 분쇄하여 중합체 파우더를 제조할 수 있다.

상기 중합체의 건조는 135 내지 145℃의 온도에서 수행되고, 상기 건조된 중합체의 분쇄는 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill), 스크류 밀(screw mill) 등과 같은 분쇄기를 이용하여 입경이 1000 내지 2000㎛가 되도록 분쇄될 수 있다.

다음으로, 상기 중합체 파우더에 소취액을 혼합하여 소취 비드를 제조할 수 있다.

상기 소취액은 섬유 원단의 불쾌취나 미생물의 번식을 방지하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 소취액은 상기 중합체 파우더 전체 100 중량부에 대해 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 소취액은 구연산나트륨, 젖산나트륨, 글리세린, 염화칼륨, 염화나트륨, 비타민B1라우릴황산염, 안식향산나트륨, 자몽종자추출물, 황칠나무 잎 추출물 및 정제수로 이루어지고, 상기 소취액은 구연산나트륨 1 내지 3 중량부, 젖산나트륨 2 내지 4 중량부, 글리세린 3 내지 6 중량부, 염화칼륨 0.5 내지 1.5 중량부, 염화나트륨 0.1 내지 0.5 중량부, 비타민B1라우릴황산염 0.5 내지 1.5 중량부, 안식향산나트륨 1 내지 3 중량부, 자몽종자추출물 0.5 내지 1.5 중량부, 황칠나무 잎 추출물 0.1 내지 0.3 중량부 및 정제수 5 내지 10 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 구연산나트륨은 백색의 결정성 분말로 물에 잘 용해되고 수용액은 산성을 나타내는데, 상기 구연산나트륨은 pH 조정제, 산패방지제, 증점제, 유화제, 안정제 등으로 사용될 수 있고, 비타민C의 분해를 억제해서 식품 보존성을 향상시키고 구연산의 산미를 완화시킬 수 있다.

상기 젖산나트륨은 무색의 액체로 냄새가 없거나 약간 특이한 냄새가 있는 염류 식품제조용 첨가물이다. 화학식은 C₃H₅NaO₃이고 물에 용해되며, 수용액의 pH는 5.0~9.0이며, 글리세린과 유사한 성질을 가지고 있고, 식품에 쓰여질 수 있으며, 유화제, 향미향상제, 습윤제, pH조정제로 사용된다.

상기 글리세린은 화학식 C₃H₅OH)₃로 CAS 번호는 56-81-5이며, 무색, 무취의 액체이다. 점성이 매우 강한 특징이 있는데, 지방산과 마찬가지로 유지 성분이며, 공업적으로도 유지를 분해함으로써 얻어진다. 글리세린은 3개의 수산기를 가진 3가 알코올이다. 무색의 끈기 있는 액체로 흡습성이 있으며 감미가 조금 있고, 녹는점 20℃, 끓는점 290℃이다. 글리세린은 글리프탈 수지 등의 합성 원료로 쓰이는 외에 윤활제 혹은 연고 같은 약품, 담배나 화장품의 방건제(防乾劑)·정미제(呈味劑) 등에, 나아가서는 방동제(防凍劑)·냉각제·인쇄용 잉크 등 대단히 넓은 이용도를 가진 중요한 물질이다. 그러므로 오늘날에는 이와 같은 유지 분해에 의해서뿐 아니라 프로필렌을 원료로 하는 합성법에 의해서도 제조되고 있으며, 천연품·합성품이 거의 같은 분량을 차지하고 있다.

상기 염화칼륨은 자연에서는 바닷물 속에 약 0.08% 가량 포함되어 있으며, 실빈(sylvine) 또는 실바이트(sylvite)라는 광물에서 얻는다. 흰색의 정방정계(正方晶系)에 속하는 결정으로 천연으로 산출되는 것은 쓴맛과 짠맛이 섞여 있기도 하다. 상기 염화칼륨은 물에 잘 녹으며 전류를 잘 통하고, 알칼리 금속원소인 칼륨이온이 함유되어 있으므로 보라색의 불꽃 반응을 한다. 또한, 상기 염화칼륨은 공업적으로는 칼륨염의 제조원료로 사용되고, 실험실에서는 완충용액 및 전극액으로 쓰인다. 상기 염화칼륨(KCl)의 단결정(單結晶)은 적외선 흡수측정 시에 이용되는 프리즘이나 셀의 창 제조에 사용될 수 있고, 기타 열처리제, 사진 시약, 의약품 등으로 쓰인다.

상기 염화나트륨은 나트륨과 염소의 화합물로 식용 소금의 주성분이다. 해수의 염류 중 차지하는 비율이 가장 많고, 상기 염화나트륨은 나트륨 이온(Na+)과 염화 이온(Cl-)이 결합하여 극성 구조를 가지기에 같은 극성 용매인 물에 잘 녹는다. 또한, 상기 염화나트륨의 결정 구조는 팔면체를 띠는 각 원자는 6개의 가장 가까운 이웃을 가지고 있는 형태이다.

상기 비타민B1라우릴황산염은 분자량이 815.19, CAS No.는 39479-63-5이고, 무색 또는 백색의 결정 또는 백색의 결정성분말로서 냄새가 없거나 또는 약간 특이한 냄새가 있다. 상기 비타민B1라우릴황산염은 식품영양 강화제로 사용될 수 있고 항균성을 갖고 있음이 알려진 이후, 각종 식품 공장에서 보존제로 각광 받고 있다. 또한, 상기 비타민B1라우릴황산염은 최근 TLS를 활용하여 다양한 분야에 사용되고 있는 소독제를 대체하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 인체에 전혀 무해하며 친환경적인 소독제로 개발되고 있다.

상기 안식향산나트륨은 미생물의 증식에 의해 일어나는 부패와 변질방지를 위해 식품에 첨가하는 보존료의 일종으로, 식품의 세균, 곰팡이, 효모 등의 증식을 억제한다.

상기 자몽종자추출물(GSE, Grapefruit seed extract)은 항균, 항진균, 항산화 효과가 있고, 독성 실험에서는 안식향산나트륨, 솔빈산 칼륨에 비해서 거의 독성이 없는 것으로 확인되었다. 특히, 상기 자몽종자추출물의 성분 중 ascorbic acid, ascorbyl palmitate 및 tocopherol 등이 부패성 및 병원성 미생물의 세포벽 및 세포막의 기능을 약화시키고 효소활성을 억제하며, DNA/RNA에서 비롯되는 세포증식 기작을 방지하여 세균, 효모 및 곰팡이 등에 살균 효과를 나타나며 곰팡이의 생육 및 독소합성에 저해효과를 가진다.

상기 황칠나무 잎 추출물은 황칠나무의 잎으로부터 추출하여 제조된 것으로, 황칠나무(Dendropanax morbifera Lev)는 두릅나무과 오갈피속의 상록활엽교목으로 높이 15m 이상까지 자라는 한국 고유의 토종나무이다. 어린 가지는 녹색이며 광택이 있고, 꽃은 6월에 피며, 길이 7~19mm의 열매가 검게 익는다. 최저기온이 영하 2℃ 이상, 연 평균기온이 12~15℃ 이상인 지역에서 자라는 난대성 식물이다.

황칠나무는 황칠을 분비하는데, 상기 황칠은 일반적으로 황금색 도막을 형성하는 도료 성분인 비휘발 성분 66.7%, 방향성분 10.8%, 수분 8.1%, 고형분 14.4%로 구성되어 있으며, 특히 방향 성분은 주로 세스퀴테르펜류의 β-쿠베벤(cubebene), γ-셀리넨(selinene), δ-카디넨 (cadinene) 등으로 이루어진 것으로 알려져 있다. 황칠에 포함된 방향 성분은 심신을 맑고 편안하게 해주는 안식향으로서의 가치뿐만 아니라 다양한 약리작용을 가지고 있어 향수, 화장료나 기능성 식음료로서의 이용가치가 높다.

상기 황칠나무 잎 추출물은 하기의 제조방법으로 제조된 황칠나무 잎 추출물이 사용될 수 있다.

먼저, 황칠나무 잎 추출물을 제조하기 위하여, 황칠나무 잎을 준비한 후 세척할 수 있다.

다음으로, 상기 세척된 황칠나무 잎을 일정한 입도로 분쇄할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 황칠나무 잎을 일정한 입도로 분쇄함으로써 상기 황칠나무 잎의 유효성분이 충분히 추출되도록 할 수 있는데, 상기 단계에서 황칠나무 잎의 분쇄는 입경이 500 내지 2500㎛의 범위가 되도록 분쇄할 수 있다. 상기 단계에서 상기 황칠나무 잎의 입경이 500㎛ 미만으로 분쇄되는 경우에는 분쇄 시간이 오래 걸리고, 또한 입자가 너무 작아 추후 공정에서 입자들간의 뭉침 현상이 발생할 수 있고, 2500㎛를 초과하여 분쇄되는 경우에는 상기 황칠나무 잎으로부터 유용성분들을 효과적으로 추출하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.

그 다음으로, 상기 분쇄된 황칠나무 잎을 저온 감압의 분위기에서 초음파를 가한 후 고형분을 제거함으로써 황칠나무 잎 추출물을 얻을 수 있다.

상기 단계에서는 상기 분쇄된 황칠나무 잎을 용매와 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 초음파 추출기에 투입하여 상기 혼합액에 초음파를 가하고, 상기 혼합물에 포함되어 있는 고형분을 체(sieve)와 같은 공지의 거름망 등을 이용하여 제거함으로써 황칠나무 잎 추출물을 제조할 수 있는데, 상기 용매는 상기 분쇄된 황칠나무 잎 100 중량부에 대해 1000 내지 2000 중량부의 중량비율로 혼합되고, 상기 용매로는 물 또는 탄소수 1 내지 4(C1 내지 C4)의 알코올 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용매가 사용될 수 있다.

또한, 상기 단계는 20 내지 25℃의 온도 및 0.1 내지 0.5kgf/cm²의 압력하에서 상기 혼합액에 가해지는 초음파는 30 내지 50KHz의 진동주파수에서 30 내지 60분 동안 100 내지 200와트(watt)의 출력을 이용하여 추출함으로써 황칠나무 잎 추출물을 얻을 수 있다.

상기 경화제는 코팅액 조성물에 포함되어 상기 시트지층(140) 상에서 반응하여 경화시키는 기능을 수행하며, 상기 경화제로는 경화제수지 및 경화촉진제가 혼합되어 사용될 수 있다.

상기 경화제수지로는 변성 지방족 폴리아민이 사용될 수 있고, 상기 경화촉진제로는 2,4,6-트리디메칠아미노메칠 페놀이 사용될 수 있는데, 상기 경화제수지와 경화촉진제는 각각 경화제수지 4 내지 8 중량부 및 경화촉진제 1 내지 2 중량부의 중량비율로 혼합되어 사용될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스에 대하여 바람직한 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명한다.

< 실시예 >

매트리스 기재, 상기 매트리스 기재 상부에 위치하는 프라이머층 및 상기 프라이머층 상부에 위치하는 코팅층을 포함하는 기능성 매트리스를 제조하였다.

이때, 상기 프라이머층은 프라이머 조성물을 상기 매트리스 기재에 도포한 후 건조하여 형성되었는데, 상기 프라이머 조성물은 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머(Oligomer) 50 중량부, 아크릴계 모노머(monomer) 20 중량부, 광경화제 2 중량부, 용매 150 중량부, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 5 중량부, 구리나노입자 3 중량부, 패각분말 1.5 중량부, 겔라이트 3 중량부, 박하추출물 1.5 중량부 및 분산제 2 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되었다.

또한, 상기 코팅층은 코팅액 조성물을 상기 프라이머층에 도포한 후 건조하여 형성되었는데, 상기 코팅액 조성물은 자기유화형 에폭시 수지 15 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 10 중량부, 그래핀 0.5 중량부, 발수제 0.5 중량부, 소취 비드 2 중량부 및 경화제 1 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되었다.

< 비교예 >

시중에 판매되고 있는 매트리스 기재를 준비한 후 이를 비교예에 따른 매트리스로 사용하였다.

1. 항균도 실험

상기 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스의 항균도를 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2는 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스의 항균도를 보여주는 시험성적서이다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스는 항균성이 우수함을 확인할 수 있다.

2. 중금속 함량 실험

상기 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스의 중금속 함량을 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3은 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스의 중금속 함량을 보여주는 시험성적서이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따라 제조된 기능성 매트리스는 중금속 함량이 기준치 미만으로 안전함을 확인할 수 있다.

3. 암모니아, 메틸메르캅탄, 황화수소 소취 시험

300cc의 삼각 플라스크에 하기에 기재된 농도를 나타내는 암모니아, 메틸메르캅탄, 황화수소의 악취원을 넣고, 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 매트리스를 절단하여 원단 시편을 각각 20g씩 넣고 시험액을 각각 5cc씩 첨가 및 밀폐한 후 방치하였고, 이후 일정한 시간 간격으로 악취원의 농도를 측정하였다.

(1) 암모니아 소취 시험

28% 암모니아수를 4배 부피의 물에 희석하여 희석액을 제조하였고, 상기 희석액 0.15cc를 넣어 암모니아 농도가 160ppm이 되도록 하여 소취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.

암모니아 소취 시험 (단위 : ppm)

구분	실시예	비교예
3분 후	89	145
5분 후	71	138
10분 후	50	130
30분 후	35	126
60분 후	28	119

(2) 메틸메르캅탄 소취 시험

30% 메틸메르캅탄-메탄올용액을 200배로 물에 희석하여 희석액을 제조하였고, 상기 희석액 중에서 0.2cc를 덜어내어 암모니아와 동일하게 처리하였다. 이때, 메틸메르캅탄 농도가 170ppm이 되도록 하여 소취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.

메틸메르캅탄 소취 시험 (단위 : ppm)

구분	실시예	비교예
1시간 후	46	98
2시간 후	28	93
3시간 후	13	88

(3) 황화수소 소취 시험

정제수 1에 황화수소 3을 상온에서 용해하여 용해액을 제조하였고, 상기 용해액을 5배로 희석한 것을 0.5cc 덜어내어 암모니아와 동일하게 처리하였다. 이때, 황화수소 농도가 310ppm이 되도록 하여 소취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.

황화수소 소취 시험 (단위 : ppm)

구분	실시예	비교예
1시간 후	112	215
2시간 후	72	198
3시간 후	46	179

(4) 메틸메르캅탄 소취 시험

200cc 플라스크에, [메탄올에 30% 용해한 메틸메르캅탄 알코올 용액 10 : 물 1000]을 0.1cc 덜어 밀폐 교반하여 메틸메르캅탄 소취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 4]에 나타내었다.

메틸메르캅탄 소취 시험 (단위 : ppm)

구분	실시예	비교예
1시간 후	55	98
2시간 후	34	89
3시간 후	21	82

상기 [표 1] 내지 [표 4]를 참조하면, 실시예에 따른 기능성 매트리스는 우수한 소취 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10; 기능성 매트리스
100; 매트리스 기재
200; 프라이머층
300; 코팅층

Claims

매트리스 기재, 상기 매트리스 기재 상부에 위치하는 프라이머층 및 상기 프라이머층 상부에 위치하는 코팅층을 포함하고,
상기 프라이머층은 프라이머 조성물을 상기 매트리스 기재에 도포한 후 건조하여 형성되되, 상기 프라이머 조성물은 폴리우레탄 아크릴레이트계 올리고머(Oligomer) 40 내지 60 중량부, 아크릴계 모노머(monomer) 10 내지 30 중량부, 광경화제 1 내지 3 중량부, 용매 100 내지 200 중량부, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 3 내지 7 중량부, 구리나노입자 1 내지 5 중량부, 패각분말 0.5 내지 2.5 중량부, 겔라이트 2 내지 4 중량부, 박하추출물 1 내지 2 중량부 및 분산제 1 내지 3 중량부의 중량 비율로 포함되며,
상기 코팅층은 코팅액 조성물을 상기 프라이머층에 도포한 후 건조하여 형성되되, 상기 코팅액 조성물은 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 5 내지 15 중량부, 그래핀 0.1 내지 1 중량부, 발수제 0.1 내지 1 중량부, 소취 비드 1 내지 3 중량부 및 경화제 0.5 내지 1.5 중량부의 중량 비율로 포함된 것을 특징으로 하는 항균성 및 탈취성이 우수한 기능성 매트리스.