KR102346498B1 - 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단 및 이의 제조방법 - Google Patents

음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원적외선 및 음이온 방출 효과를 얻기 위해 주어진 원단 표면에 도트(dot) 혹은 문양이 되는 라인으로 인쇄처리되는 조성물 표면에 균열(크랙)이 이루어지게 하여 원단으로부터 미끄럼 방지와 더불어 유익한 원적외선 및 음이온이 효율적으로 방출될 수 있도록 한 음이온 및 원적외선 방사율을 높이면서도, 항균성을 가지는 의자원단 및 이를 제조방법에 관한 것이다.

Description

음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단 및 이의 제조방법{Antimicrobaial chair fabric radiated with far-infrared radiation and anion and Manufacturing method thereof}
본 발명은 원적외선 및 음이온 방출 효과를 얻기 위해 주어진 원단 표면에 도트(dot) 혹은 문양이 되는 라인으로 인쇄처리되는 조성물 표면에 균열(크랙)이 이루어지게 하여 원단으로부터 미끄럼 방지와 더불어 유익한 원적외선 및 음이온이 효율적으로 방출될 수 있도록 한 음이온 및 원적외선 방사율을 높이면서도, 항균성을 가지는 의자원단 및 이를 제조방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 의자는 현대생활에서 오랜 세월을 거쳐 다양한 디자인, 기능성이 추가된 의자들이 제작되어 용도에 맞게 사용되고 있다.
원목가공에 의해 질감이 딱딱하게 제작된 원목의자와는 달리 보편적으로 쿠션을 제공하는 의자의 형태를 살피면, 기본적인 등받이나 좌석시트를 이루는 목재 혹은 철재 골조에 쿠션재 및 쿠션재의 외형에는 천연 가죽, 천과 같은 원단이 씌워져 재봉하는 타입으로 제작이 이루어진다.
상기와 같은 가죽소재의 외피는 왁스 등으로 매끄럽게 표면처리되고, 천과 같은 소재는 방염이나 난연제, 발수코팅, 항균 코팅 등이 처리된 원단이 제작에 사용된다.
통상 의자에 바른 자세로 앉아서 생활 되어야 하나 시간이 지날수록 자세가 바르게 이루어지지 못하는 예가 많다. 이러한 점은 특히 가죽이나 인조가죽(레자) 원단으로 제작된 의자 혹은 자동차 시트에 착석하는 이용자에게서 두드러지며, 이러한 습관으로 인해 척추에 무리를 주기도 한다.
이는 의자에 착석한 이용자가 바르게 앉았더라도 몸의 움직임으로 그 자세가 변화는데에서 점차 자세가 바르지 못하게 되는 원인을 꼽을 수 있다.
한편, 의자의 사용에서는 쿠션감을 더 주거나, 미끄러짐을 방지하기 위한 차원에서 방석이 사용되며, 이러한 방석 혹은 의자의 제작 원단에는 이용자의 건강에 유익함을 줄 수 있도록 원적외선이 방사되는 황토볼, 세라믹볼, 천연 옥을 가공하여 부착하거나, 매립한 제품들이 다수 있다.
상기와 같은 제품 관련한 선행특허를 살피면, 대한민국 등록특허 제10-0589598호(선행기술 1), 등록특허 제10-0751155호(선행기술 2) 및 등록실용신안 제20-0415752호(선행기술 3)가 개시되어 있다.
상기한 선행기술 1 내지 3은 원단 표면에 원적외선 방사물질을 포함하는 조성물을 도포시켜 인쇄처리한 방식인바, 대부분 인쇄 도포된 조성물의 표면은 원단표면으로부터 돌출되거나 매끄럽게 경화처리된 원단을 제공하는 것이다.
대체로 상기와 같이 표면이 매끄럽게 처리된 상태에서도 원적외선이나 음이온이 방출되고, 탈취효과와 등의 기능적인 면은 있으나 그 효과는 미미하게 나타난다.
이는 실질적으로 물질이 인쇄된 표면의 기공 크기가 매끄럽게 표면으로부터 미세하게 나타나 있는 정도로서 방출되는 음이온 및 원적외선의 수치는 기대에 미치지 못하기 때문이다.
한국 등록특허번호 제10-0589598호(공고일 2006.06.19) 한국 등록특허번호 제10-0751155호(공고일 2007.08.22)
본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 원적외선 및 음이온 방출 효과를 얻기 위해 주어진 의자원단 표면에 도트(dot) 혹은 문양이 되는 라인으로 인쇄처리되는 조성물 표면에 균열(크랙)이 이루어지게 하여 원단으로부터 미끄럼 방지와 더불어 유익한 원적외선 및 음이온이 효율적으로 방출될 수 있도록 하면서도, 의자 원단이 적용된 의자 사용으로 인해, 상기 균열(크랙)에 낀 이물질 등에 의해 발생될 수 있는 세균, 박테리아 등이 번식하는 것을 방지할 수 있는 의자원단 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단으로서, 음이온 및 원적외선이 방출될 수 있는 수개의 통공이 일정 간격으로 형성된 인조피혁; 상기 인조피혁의 일면에 형성된 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층; 및 상기 인조피혁의 타면에 형성된 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층;을 포함하며, 상기 항균 코팅층 및/또는 항균 실크 인쇄층은 독립적으로 표면에 크랙이 형성되어 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 항균성 의자 원단을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 인조피혁 원단에 일정 간격으로 음이온 및 원적외선이 방출될 수 있는 통공을 수개 천공시키는 1단계; 통공이 형성된 인조피혁 원단의 저면에 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 코팅한 후, 80 ~ 90℃로 1 ~ 2분 건조시켜서 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층을 형성시키는 2단계; 2단계를 수행하여, 항균 코팅층이 형성된 인조피혁 원단의 타면에 통공을 제외한 표면에 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 일정간격으로 실크 인쇄하여 항균성 실크 인쇄층을 형성시키는 3단계; 및 3단계를 수행한 인조피혁 원단을 130 ~ 200℃ 하에서 1분 ~ 3분간 건조시켜서, 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층 및 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층에 크랙을 형성시키는 4단계;를 포함하는 공정을 수행하여 의자 원단을 제조한다.
발명에 따른 의자원단 제조방법은, 음이온 및 원적외선을 방출하기 위한 조성물의 혼합, 의자원단에 통공 형성, 조성물 도포층의 형성 및 실크인쇄, 원단을 포함한 조성물 및 조성물 도포층에 고온건조 공정으로서 크랙을 형성시켜 줌으로써, 기존의 매끄럽게 인쇄된 조성물에 비해 다량의 원적외선 음이온 방출을 기대할 수 있고, 의자의 원단으로 제작하여 의자 제품 사용시 미끄럼방지로서 바른 자세 유지에 도움을 주고, 항균 성분 도입으로 음이온 및 원적외선을 방출 의자원단 보다 높은 항균, 탈취 효과를 가지는 항균성 의자원단을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 항균성 의자원단의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 의자원단을 이용하여 제작된 의자를 도시한 사시도이다.
이하 본 발명의 대하여 좀 더 구체적으로 설명을 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 음이온 및 원적외선 방사할 뿐만 아니라, 항균성이 우수한 의자 원단으로서, 인조피혁 원단(2)에 일정 간격으로 음이온 및 원적외선이 방출될 수 있는 통공(2a)을 수개 천공시키는 1단계; 통공(2a)이 형성된 인조피혁 원단의 저면에 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층을 형성시키는 2단계; 2단계를 수행하여, 항균 코팅층이 형성된 인조피혁 원단의 타면에 통공을 제외한 표면에 일정간격으로 실크 인쇄하여 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층을 형성시키는 3단계; 및 3단계를 수행한 인조피혁 원단을 건조시켜서, 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층 및 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층에 크랙을 형성시키는 4단계;를 수행하여 제조할 수 있다.
2단계는 1단계 공정을 통해 통공(2a)이 형성된 인조피혁 원단의 저면에 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지(이하, 항균 수지로 칭한다)를 코팅한 후, 80 ~ 90℃로 1 ~ 2분 건조시켜서 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층(이하, '항균 코팅층'으로 칭한다)을 형성시키는 공정이다.
상기 인조피혁 원단은 그 제조 특성상 저면에 스폰지층(2b)이 형성되어 있기 때문에 상기 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지(1)와 접착이 용이함은 물론, 후 건조공정이 이루어지기 이전 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지의 상당량 흡수한다.
다음으로, 3단계는 저면에 항균 코팅층이 형성된 인조피혁 원단의 타면(또는 표면)에 통공을 제외한 표면에 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 일정 간격으로 실크 인쇄하여 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층(이하, '항균 실크 인쇄층'으로 칭한다)을 형성시키는 공정이다.
상기 실크인쇄는 상기 항균 수지에 의해 돌출된 도트 또는 라인 문양 중 어느 하나의 형태가 형성되도록 인쇄를 수행한다.
다음으로, 4단계는 3단계를 수행한 인조피혁 원단을 130 ~ 200℃ 하에서 1분 ~ 3분간 건조시켜서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 항균 코팅층(2) 및 항균 실크 인쇄층(1-1)에 크랙(1a, 1b)을 형성시키는 공정이다.
상기 크랙(1b)은 의자원단(2)의 통공(2a)을 메우는 형태가 되어 상기 크랙(1a)과 함께 동일한 음이온 및 원적외선을 방사할 수 있게 처리된 것이다.
상기 저면의 항균 코팅층 및 항균성 실크 인쇄층에 형성되는 크랙(1a, 1b)은 자유 분망한 형태의 오픈 셀(open cell)을 형성하는 것으로, 표면은 물론 틈새에서도 원적외선 및 음이온이 방출할 수 있는 면적을 최대한 넓게 확보되는 것이며, 이는 탈취 작용시에도 유리함을 제공하며, 통상적으로 원적외선 방사가 효율적으로 의자에 착석한 이용자에게 도달하여 유익함을 제공할 수 있게 한다. 그리고, 실크 인쇄층은 미끄럼 방지 효과도 기대할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 의자 원단에서 저면의 항균 코팅층 및 타면의 항균 실크 인쇄층 형성에 사용되는 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지(항균 수지)에 대해 구체적으로 설명한다.
상기 항균 수지는 세라믹 분말, 제올라이트 분말, 스코리아 분말, 계피 분말, 바인더 수지, 가소제, 발포제, 산화방지제, 분산제, 방염제 및 베이킹 소다를 포함한다.
수지 성분 중 상기 세라믹 분말은 제올라이트 분말 및 스코리아 분말과 함께 음이온 및 원적외선을 방사하는 역할을 하는 것으로서, 수지 전체 중량 중 35 ~ 50 중량%, 바람직하게는 37 ~ 47 중량%, 더욱 바람직하게는 38 ~ 46 중량%를 포함할 수 있다. 이때, 세라믹 분말 함량이 35 중량% 미만이면 음이온 및 원적외선을 방사성이 떨어질 수 있고, 50 중량%를 초과하는 것은 과량 사용으로서 음이온, 원적외선 방사 효과 증대가 없으면서 오히려 항균 코팅층 및/또는 실크 인쇄층의 기계적 물성을 저하시키므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 상기 제올라이트 분말 및 스코리아 분말은 세라믹 분말과 함께 사용하여 음이온 및 원적외선을 방사를 증대시키는 역할을 할뿐만 아니라, 추가적인 항균성을 부여하는 역할을 하는 것으로서, 제올라이트 분말의 함량은 수지 전체 중량 중 4 ~ 7 중량%, 바람직하게는 4.5 ~ 6.5 중량%, 더욱 바람직하게는 4.8 ~ 5.6 중량%이다. 그리고, 스코리아 분말의 함량은 수지 전체 중량 중 4 ~ 10 중량%, 바람직하게는 4.0 ~ 9.0 중량%, 더욱 바람직하게는 4.2 ~ 6.0 중량%이다. 상기 제올라이트 분말 및/또는 스코리아 분말 함량이 상기 범위를 벗어나면 음이온 및 원적외선을 방사를 증대 및/또는 항균성 증대 효과에 오히려 악영향을 주거나, 항균 코팅층 및/또는 실크 인쇄층의 기계적 물성을 저하시키므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 상기 계피 분말은 의자 원단에서 발생하는 잡내를 제거하고, 항균성을 증대시키는 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 수지 전체 중량 중 2.5 ~ 5.0 중량%, 바람직하게는 2.8 ~ 4.6 중량%, 더욱 바람직하게는 3.0 ~ 4.2 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때, 계피 분말 사용량이 5.0 중량%를 초과하면 수지의 점도를 높이는 문제가 발생하여 코팅 작업성 또는 실크 인쇄 작업성을 떨어트릴 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 상기 가소제는 세라믹 분말 등을 포함하는 수지의 도포를 용이하게 하는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 일반적인 가소제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 환경 호르몬 등을 발산시키는 않는 친환경 가소제를 사용하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 3으로 표시되는 식물유지 유래 가소제 및 하기 화학식 4로 표시되는 가소제를 1 : 0.2 ~ 0.3 중량비로 포함하는 혼합 가소제를 사용하는 것이 좋다. 그리고, 가소제의 수지 내 함량은 3 ~ 15 중량%, 바람직하게는 4.0 ~ 10.0 중량%, 더욱 바람직하게는 4.5 ~ 6.2 중량%이며, 가소제 함량이 3 중량% 미만이면 수지의 코팅성 및 평활성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 15 중량%를 과량 사용인 바 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
[화학식 3]
Figure 112021063435367-pat00001
화학식 3에서 n은 2 ~ 5의 정수이며, 바람직하게는 2 ~ 3의 정수이다.
[화학식 4]
Figure 112021063435367-pat00002
화학식 4에서, R1은 C3 ~ C10의 분쇄형 알킬기이며, 바람직하게는 C4 ~ C8의 분쇄형 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3, -CH2CH(CH3)CH2CH2CH3 또는 -CH2CH(CH3)CH2CH2CH2CH3이다.
수지 성분 중 발포제는 수지가 건조되면서 발포와 더불어 크랙을 형성시키는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 발포제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상품명 EXPANCELR Du를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 EXPANCELR 461 Du 20, EXPANCELR 461 Du 40, EXPANCELR 551 Du 40, EXPANCELR 051 Du 40, EXPANCELR 031 Du 40, EXPANCELR 980 Du 120 및 EXPANCELR 920 Du 20 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더 더욱 바람직하게는 EXPANCELR 461 Du 20 및/또는 EXPANCELR 461 Du 40을 사용할 수 있다. 그리고, 발포제의 함량은 수지 전체 중량 중 0.1 ~ 8.0 중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 5.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.8 ~ 3.5 중량%이다. 이때, 발포제 사용량이 0.1 중량% 미만이면 크랙이 발생시키지 못할 수 있고, 8.0 중량%를 초과하여 사용하는 것은 과량 사용으로 오히려 코팅층 및/또는 실크 인쇄층이 쉽게 깨지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 산화방지제는 자외선 안정제로서 의자원단의 형태 변형을 방지하는 역할을 하는 것으로서, 당업계에서 사용하는 일반적으로 사용하는 산화 방지제를 사용할 수 있고, 바람직하게는 2,4,6-트리클로로-1,3,5-트리아진이 있는 1,6-헥산아민 및 N, N’비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-폴리머 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 그리고, 산화 방지제의 사용량은 수지 전체 중량 중 0.1 ~ 3.0 중량%, 바람직하게는 0.2 ~ 2.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 1.0 중량%를 사용하는 것이 좋다. 산화 방지제 함량이 0.1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 산화 방지 효과가 없을 수 있고, 3.0 중량%를 초과하여 사용하면 과량 사용이며, 의자원단이 딱딱해져서 수명이 오히려 줄 수 있으므로, 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 분산제는 세라믹 분말, 계피 분말, 제올라이트 분말, 스코리아 분말 등 수지 조성들의 수지 내 분산성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 독일 BYK사의 BYK-110, BYK-182, Anti-tera-203, BASF사의 EFKA4330, EFKA-5044, Tech Polymer사의 Tech-541, FDA-110를 사용할 수 있다. 그리고, 분산제의 수지 내 함량은 수지 전체 중량 중 0.2 ~ 3.5 중량%, 바람직하게는 0.2 ~ 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3 ~ 1.0 중량%이며, 분산제 함량이 0.2 중량% 미만이면 그 사용량이 적어서 수지 내 분말 형태의 조성물들끼리 뭉치거나, 수지 내 고르게 분포하지 않는 문제가 있을 수 있고, 3.5 중량%는 과량 사용이며 오히려 수지로 형성된 코팅층 및/또는 실크 인쇄층의 물성이 저조한 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 방염제는 당업계에서 사용하는 일반적인 방염제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 데카브로모데페닐옥사이드(Decabromodiphenyloxide), 데카브로모디페닐에탄(Decabromodiphenylethane), 안티모니 트리옥사이드(Antimony trioxide), 안티모니 펜톡사이드(Antimony pentoxide), 알루미늄 하이드록사이드(Aluminum hydroxide) 및 헥사브로모사이클로도데케인(Hexabromocyclododecane) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 그리고, 방염제의 사용량은 수지 전체 중량 중 0.1 ~ 0.5 중량%, 바람직하게는 0.15 ~ 0.45 중량%, 더욱 바람직하게는 0.20 ~ 0.40 중량%를 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 상기 베이킹 소다는 살균, 향균하는 역할을 하는 것으로서, 수지 전체 중량 2.0 ~ 5.0 중량%, 바람직하게는 2.2 ~ 4.0 중량%, 더욱 바람직하게는 2.5 ~ 3.5 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 베이킹 소다 함량이 2.0 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 살균, 향균 효과가 미비할 수 있고, 5.0 중량%를 초과하면 살균, 향균의 범위가 넘쳐 인체에 유해할 수 있는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
수지 성분 중 상기 바인더 수지는 다른 수지 성분들의 가교 및 접착제 역할을 하는 것으로서, 상기 바인더 수지는 폴리에틸렌비닐알코올 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리비닐아세탈 수지 및 아크릴아마이드 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 주 수지; 실리콘 수지; 및 접착-반응촉진제;를 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 상기 주 수지 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 오르가노폴리실록산 및 하기 화학식 2로 표시되는 폴리실록산을 1 : 0.2 ~ 0.5 중량비로 포함하는 실리콘 수지 30 ~ 50 중량부 및 반응촉진제 1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 주 수지 100 중량부에 대하여, 상기 오르가노폴리실록산 및 상기 폴리실록산을 1 : 0.3 ~ 0.4 중량비로 포함하는 실리콘 수지 35 ~ 45 중량부 및 접착-반응촉진제 1.5 ~ 2.5 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112021063435367-pat00003
화학식 1에 있어서, R1 내지 R6 각각은 독립적으로 수소원자, C1~C10의 직쇄형 알킬기 또는 C2 ~ C5의 직쇄형 알케닐기이고, n은 1 ~ 10의 정수이며,
[화학식 2]
Figure 112021063435367-pat00004
화학식 2에 있어서, R1 내지 R6 각각은 독립적으로 수소원자, C1~C10의 직쇄형 알킬기 또는 C2 ~ C5의 직쇄형 알케닐기이고, R7은 수소원자 또는 C1~C3의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기 또는 페닐기이며, m은 1 ~ 5의 정수이다.
상기 접착-반응촉진제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, (에폭시사이클로헥실)에틸디메톡시실란, 및 (에폭시사이클로헥실)에틸디에톡시실란 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 바인더 수지의 사용량은 수지 전체 중량 중 앞서 설명한 세라믹 분말, 계피 분말, 제올라이트 분말, 스코리아 분말, 가소제, 발포제, 산화방지제, 산제, 방염제 및 베이킹 소다 외 나머지 잔량 100 중량%이다.
이하에서는 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예에 의해 본 발명의 권리범위를 한정하여 해석해서는 안되며, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다.
[실시예]
실시예 1 : 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단 제조
(1) 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지
세라믹 분말 41 중량%, 제올라이트 분말 5.0 중량%, 스코리아 분말 5.0 중량%, 계피 분말 3.0 중량%, 가소제 4.8 중량%, 발포제로서 EXPANCELR 461-Du 20을 2.3 중량%, 산화방지제인 N, N’비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-폴리머 0.6 중량%, 분산제로서 BYK사의 BYK-182 0.8 중량%, 방염제로서 헥사브로모사이클로도데케인 0.25 중량%, 베이킹 소다 3 중량% 및 잔량의 바인더 수지를 혼합하여 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 제조하였다.
상기 바인더 수지는 주 수지인 아크릴아마이드 수지 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1-1로 표시되는 오르가노폴리실록산 및 하기 화학식 2-1로 표시되는 폴리실록산 1 : 0.32 중량비로 포함하는 실리콘 수지 40 중량부 및 접착-반응촉진제인 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 2.0 중량부를 포함한다.
[화학식 1-1]
Figure 112021063435367-pat00005
화학식 1-1에 있어서, R1, R2, R5 및 R6은 수소원자이고, R3 및 R4는 에틸기이고, n은 5의 정수이며,
[화학식 2-1]
Figure 112021063435367-pat00006
화학식 2-1에 있어서, R1, R2, R5 및 R6은 메틸기이고, R3 및 R4는 에틸렌기이며, R7은 페닐기이며, m은 1이다.
그리고, 상기 가소제는 하기 화학식 3-1로 표시되는 식물유지 유래 가소제 및 하기 화학식 4-1로 표시되는 가소제를 1 : 0.2 중량비로 혼합하여 사용하였다.
[화학식 3-1]
Figure 112021063435367-pat00007
화학식 3-1에서 n은 2이다.
[화학식 4-1]
Figure 112021063435367-pat00008
화학식 4-1에서, R1은 -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH3이다.
(2) 의자원단 제조
저면에 스펀지층이 형성되어 있는 인조피혁을 준비하였다.
다음으로, 상기 인조피혁에 일정 간격으로 통공을 형성시켰다.
스펀지층이 형성되어 있는 인조피혁의 저면에 상기 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 바 코팅법으로 코팅시킨 후, 85~87℃에서 약 1분 30초 동안 건조시켜서 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층을 형성시켰다.
다음으로, 항균 코팅층이 형성된 인조피혁의 타면(표면)에 상기 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 실크 인쇄법으로 인쇄하여 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층을 형성시켰다. 이때, 실크 인쇄는 통공을 제외한 인조피혁 표면에 형성시키되, 도 1에 개략도로 나타낸 바와 같이 돌출된 도트 형태로 실크 인쇄를 수행하였다.
다음으로, 인조피혁 원단을 약 180℃ 하에서 2분간 건조시켜서 항균 코팅층(2) 및 항균 실크 인쇄층(1-1)에 크랙(1a, 1b)을 형성시켜서(도 1 참조), 의자원단을 제조하였다.
비교예 1 : 음이온 및 원적외선 방사성 의자 원단 제조
한국 등록특허번호 10-1346307호에 개시된 음이온 및 원적외선 방사성 수지를 하기와 같이 제조한 후, 이를 이용하여 기존 음이온 및 원적외선 방사성 의자 원단을 제조하였다.
상기 음이온 및 원적외선 방사성 수지는 세라믹 분말 62 중량%, 가소제 7.5 중량%, 발포제로서 EXPANCELR 980 Du 120 2.3 중량%, 산화방지제 N, N’비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-폴리머 0.6 중량%, 분산제로서 Tech Polymer사의 Tech-541 1.5 중량%, 방염제 헥사브로모사이클로도데케인 0.25 중량% 및 잔량의 접착제를 혼합하여 제조한 것을 사용하였다.
실시예 2 ~ 3 및 비교예 2 ~ 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 의자원단을 제조하되, 하기 표 1과 같은 조성비를 가지도록 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 각각 제조한 후, 이를 이용하여 인조피혁 원단에 코팅층 및 실크 인쇄층을 형성시켜서 의자원단을 제조하여 실시예 2 ~ 4 및 비교예 2 ~ 3를 각각 실시하였다.
구분
(중량%)		 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
세라믹 분말 41 47 41 39.8 62 46
제올라이트분말 5 4.6 6.5 4.8 - -
스코리아 분말 5 4.0 6.0 5.6 - 5
계피 분말 3 3.2 3.0 3.3 - 3
가소제 4.8 4.8 4.8 5.1 7.5 4.8
발포제 2.3 2.3 2.3 2.5 2.3 2.3
산화방지제 0.6 0.6 0.6 0.5 0.6 0.6
분산제 0.8 0.8 0.8 0.9 1.5 0.8
방염제 0.25 0.25 0.25 0.29 0.25 0.25
베이킹 소다 3 3 3 5 - 3
바인더 수지 나머지 잔량 100 중량%
구분
(중량%)		 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
세라믹 분말 46 53.5 41 41
제올라이트분말 5 5.3 5 5
스코리아 분말 - 4.4 5 5
계피 분말 3 3.2 - 3
가소제 4.8 4.8 4.8 4.8
발포제 2.3 2.3 2.3 2.3
산화방지제 0.6 0.6 0.6 0.6
분산제 0.8 0.8 0.8 0.8
방염제 0.25 0.25 0.25 0.25
베이킹 소다 3 3 3 7
바인더 수지 나머지 잔량 100 중량%
실험예 1 : 원적외선 방사율 및 방사에너지 측정
상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 2 ~ 6에서 제조한 의자원단의 원적외선 방사율 및 방사에너지를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 비교예 1은 한국 등록특허번호 10-1346307호에서 측정된 수치와 동일하다.
구분 원적외선 방사율
(5~20㎛)		 원적외선 방사에너지
(W/m2, 40℃)
실시예 1 0.924 6.03×102
실시예 2 0.918 5.22×102
실시예 3 0.931 6.97×102
실시예 4 0.922 5.86×102
비교예 1 0.892 3.60×102
비교예 2 0.895 3.96×102
비교예 3 0.890 3.48×102
비교예 4 0.928 6.28×102
비교예 5 0.926 6.12×102
비교예 6 0.920 5.97×102
상기 표 3의 원적외선 방사율 및 방사에너지 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 4의 의자원단은 종래 의자원단인 비교예 1과 비교할 때, 세라믹 분말 함량이 상대적으로 크게 낮음에도 불구하고 전반적으로 원적외선 방사율이 높으면서, 1.5배 이상으로 원적외선 방사에너지가 높은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 제올라이트 분말을 사용하지 않은 비교예 2 및 스코리아 분말을 사용하지 않은 비교예 3의 경우, 실시예 1 ~ 4와 비교할 때, 원적외선 방사율 및 방사에너지가 상대적으로 크게 낮은 결과를 보였으며, 이를 통해서, 제올라이트 분말과 스코리아 분말을 세라믹 분말과 함께 사용함으로서, 세라믹 분말 함량을 낮추면서도 원적외선 방사율 및 방사에너지 향상 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
실험예 2 : 항균성 측정
상기 실시예 1 및 비교예 5의 의자원단에 제조에 사용된 방사성 항균 수지에 대한 항균성 측정을 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하였고, 측정 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
항균성 측정은 KCL-FiR-1003:2011에 의거하여 대장균(Escherichia coli ATCC 6739), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442) 및 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538P)을 이용하여 측정하였다.
구분 초기농도
(CFU/ml)		 24시간 후
농도
(CFU/ml)		 세균감소율
(%)		 시험환경
대장균 Blank 3.8Х105 3.91Х105 - 36.8~37.2℃
실시예 1 3.8Х105 3.13Х105 17.9
비교예 5 3.8Х105 3.35Х105 11.8
녹농균 Blank 1.8Х105 1.92Х105 -
실시예 1 1.8Х105 1.50Х104 16.6
비교예 5 1.8Х105 1.58Х104 12.2
황색포도
상구균		 Blank 2.2Х105 2.2Х105 -
실시예 1 2.2Х105 2.00Х105 9.1
비교예 5 2.2Х105 2.01Х105 8.6
상기 표 4의 항균성 측정 결과를 살펴보면, 실시예 1의 방사성 항균 수지가 항균성 효과가 우수함을 확인할 수 있다. 그리고, 계피 분말을 사용하지 않은 비교예 5의 방사성 항균 수지는 실시예 1과 비교할 때, 대장균 및 녹농균 세균 감소율이 다소 떨어지는 결과를 보였으며, 이를 통하여 계피 분말을 포함하는 방사성 항균 수지가 항균성 측면에서 유리함을 확인할 수 있었다.
1a, 1b: 크랙 2: 항균성 의자원단
2a: 통공 2b: 스폰지층
3: 의자

Claims (8)

  1. 음이온 및 원적외선이 방출될 수 있는 수개의 통공이 일정 간격으로 형성된 인조피혁;
    상기 인조피혁의 일면에 형성된 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층; 및
    상기 인조피혁의 타면에 형성된 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층;을 포함하며,
    상기 항균 코팅층 및 항균 실크 인쇄층은 표면에 크랙이 형성되어 있으며,
    상기 항균 코팅층 및 항균 실크 인쇄층 각각은 세라믹 분말, 제올라이트 분말, 스코리아 분말, 계피 분말, 바인더 수지, 가소제, 발포제, 산화방지제, 분산제, 방염제 및 베이킹 소다를 포함하는 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지로 형성되며,
    상기 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지는
    세라믹 분말 35 ~ 50 중량%, 제올라이트 분말 4 ~ 7 중량%, 스코리아 분말 4 ~ 10 중량%, 계피 분말 2.5 ~ 5.0 중량%, 가소제 3 ~ 15 중량%, 발포제 0.1 ~ 8.0 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 3.0 중량%, 분산제 0.2 ~ 3.5 중량%, 방염제 0.1 ~ 0.5 중량%, 베이킹 소다 2.0 ~ 5.0 중량% 및 잔량의 바인더 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층은 돌출된 도트 또는 라인 문양 중 어느 하나의 형태로 인쇄 처리된 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 폴리에틸렌비닐알코올 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리비닐아세탈 수지 및 아크릴아마이드 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 주 수지; 실리콘 수지; 및 접착-반응촉진제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단.
  5. 제4항에 있어서, 상기 바인더 수지는 상기 주 수지 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 오르가노폴리실록산 및 하기 화학식 2로 표시되는 폴리실록산을 1 : 0.2 ~ 0.5 중량비로 포함하는 실리콘 수지 30 ~ 50 중량부 및 접착-반응촉진제 1 ~ 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단;
    [화학식 1]
    Figure 112021063435367-pat00009

    화학식 1에 있어서, R1 내지 R6 각각은 독립적으로 수소원자, C1~C10의 직쇄형 알킬기 또는 C2 ~ C5의 직쇄형 알케닐기이고, n은 1 ~ 10의 정수이며,
    [화학식 2]
    Figure 112021063435367-pat00010

    화학식 2에 있어서, R1 내지 R6 각각은 독립적으로 수소원자, C1~C10의 직쇄형 알킬기 또는 C2 ~ C5의 직쇄형 알케닐기이고, R7은 수소원자 또는 C1~C3의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기 또는 페닐기이며, m은 1 ~ 5의 정수이다.
  6. 인조피혁 원단에 일정 간격으로 음이온 및 원적외선이 방출될 수 있는 통공을 수개 천공시키는 1단계;
    통공이 형성된 인조피혁 원단의 저면에 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 코팅한 후, 80 ~ 90℃로 1 ~ 2분 건조시켜서 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층을 형성시키는 2단계;
    2단계를 수행하여, 항균 코팅층이 형성된 인조피혁 원단의 타면에 통공을 제외한 표면에 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지를 일정간격으로 실크 인쇄하여 항균성 실크 인쇄층을 형성시키는 3단계; 및
    3단계를 수행한 인조피혁 원단을 130 ~ 200℃ 하에서 1분 ~ 3분간 건조시켜서, 음이온 및 원적외선 방사성 항균 코팅층 및 음이온 및 원적외선 방사성 항균 실크 인쇄층에 크랙을 형성시키는 4단계;를 수행하며,
    상기 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지는 세라믹 분말, 제올라이트 분말, 스코리아 분말, 계피 분말, 가소제, 발포제, 산화방지제, 분산제, 방염제 및 바인더 수지를 포함하며,
    상기 음이온 및 원적외선 방사성 항균 수지는 세라믹 분말 35 ~ 50 중량%, 제올라이트 분말 4 ~ 7 중량%, 스코리아 분말 4 ~ 10 중량%, 계피 분말 2.5 ~ 5.0 중량%, 가소제 3 ~ 15 중량%, 발포제 0.1 ~ 8.0 중량%, 산화방지제 0.1 ~ 3.0 중량%, 분산제 0.2 ~ 3.5 중량%, 방염제 0.1 ~ 0.5 중량%, 베이킹 소다 2.0 ~ 5.0 중량% 및 잔량의 바인더 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    3단계의 실크 인쇄는 돌출된 도트 또는 라인 문양 중 어느 하나의 형태로 인쇄 처리하는 것을 특징으로 하는 음이온 및 원적외선 방사하는 항균성 의자 원단의 제조방법.
  8. 삭제
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