KR20040013846A

KR20040013846A - 원적외선 방출 섬유제품 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040013846A
Application number: KR1020020046933A
Authority: KR
Inventors: 이민호
Original assignee: 이민호
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-02-14

Abstract

본 발명은 원적외선 방출 섬유제품에 관한 것으로서, 합성실리카(SiO₂) 52~55.2 중량%, 알루미나(Al₂O₃) 24~27.0 중량%, 산화칼륨(K₂O)8.0~9.7중량%, 세레늄(Se) 4~6 중량%를 주성분으로 하고, 나머지는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화티타늄(TiO₂)인 혼합물이 포함된 수용액을 600~770℃ 온도로 가열하여 결합력을 강화시키고, 이렇게 얻어진 원적외선 방사체 분말을 10~15%로 희석시켜, 그 희석된 희석액을 섬유유연제와 3:1~6:1로 혼합하여, 그 혼합액에 섬유재를 침지하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

원적외선 방출 섬유제품 및 그 제조방법{fiber products for emitting far infrared ray and method for making the same}

본 발명은 원적외선 방출 섬유제품 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원적외선 방출체를 담요 또는 카페트 등의 섬유재에 침작시켜 형성된 원적외선 방출 섬유제품 및 그 제조방법에 관한 것이다.

원적외선은 일정한 주파수를 갖는 전자파 및 열에너지로서, 세포를 1 분에 약 2000번씩 미세하게 흔들어주는 공진, 공명운동을 통해 세포조직의 생명활동을 보다 왕성하게 해주고 혈액순환을 촉진시켜 스트레스 및 피로 회복과 노화방지에큰 효능을 갖는다고 알려져 있다.

이러한 이유로, 원적외선을 방출하는 방출체에 대한 연구가 여러 분야에서 폭 넓게 이루어지고 있는 실정이다.

원적외선 방출체의 방사에너지는 최대방사능력을 갖은 가상물질인 흑체를 기준으로 해서 각 파장에 있어서 그 원적외선 방출체의 방사에너지를 상대비율로서 나타내는 것이 일반적이다.

도 1에는 이상물질인 흑체의 분광방사 에너지 곡선이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 온도가 올라가면 흑체의 방사파장 최대점이 근적외선으로 이동하는 것을 볼 수 있으며, 이는 원적외선 방사체도 비슷한 경향을 보인다.

이는 고온에서 방사되는 원적외선 방사보다는 저온, 바람직하게는 체온 근처의 온도에서 원적외선을 쬐는 것이 인체에 더 유익하다는 것을 증명한다.

따라서, 의류 또는 침구류와 같이 인체에 직접 닿는 섬유재에, 체온에 가까운 온도에서 원적외선을 방출하는 원적외선 방사체가, 도입되어질 경우, 그 효과가 더욱 커질 것으로 기대되며, 이에 따라, 섬유재에 게르마늄 원석 분말과 같은 원적외선 방사체를 침착시킨 섬유제품이 개발되었다.

하지만, 게르마늄 원석분말로 이루어진 원적외선 방사체는, 1250~1300℃의 고온에서 소성가공후 미립자로 분쇄하는 과정을 거쳐야만 가시적인 원적외선 방사효과가 나타나므로, 제조공정이 복잡하고 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

이에 대해, 본 발명자는 저비용으로 간단하게 제조된 새로운 원적외선 방사체 분말을 예를 들면 담요 또는 카페트에 침착시켜 형성된 원적외선 방출 섬유제품을 개발하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 원적외선 방출요소인 세레늄(Se), 합성실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 산화철(Fe₂O₃), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K₂O), 산화나트륨(Na₂O) 및 산화티타늄(TiO₂)을 최적의 조성비로 혼합하여 원적외선 방사능이 극대화된 원적외선 방사체를, 섬유재에 침착하여 제조된 새로운 형태의 원적외선 방출 섬유제품 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 이상물질인 흑체의 분광방사 에너지 곡선을 도시한 그래프.

도 2는 아크릴 수지의 원적외선 특성을 나타내는 그래프.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 시편의 5~20㎛ 파장에 대한 원적외선 방출 에너지를 도시한 그래프.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원적외선 방출 섬유제품의 제조방법을 도시하는 순서도.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 원적외선 방출 섬유제품은, 합성실리카(SiO₂) 52~55.2 중량%, 알루미나(Al₂O₃) 24~27.0 중량%, 산화칼륨(K₂O)8.0~9.7중량%, 세레늄(Se) 4~6 중량%를 주성분으로 하고, 나머지는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화티타늄(TiO₂)인 혼합물이 포함된 수용액을 600~770℃ 온도로 가열하여 결합력을 강화시키고, 이렇게 얻어진 원적외선 방사체 분말을 10~15%로 희석시켜, 그 희석된 희석액을 섬유유연재와 3:1~6:1로 혼합하여, 그 혼합액에 섬유재를 침지하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 용어 "섬유재"는 완전한 원적외선 방출 섬유제품이 이루어지기 전의 섬유를 의미하는 것으로, 이는 담요, 카페트, 의류 등을 폭넓게 포함하는 것이다.

여기에서, 합성 실리카(SiO₂)는 약 6㎛부터 전파장에 걸쳐 가장 큰 원적외선 방출에너지를 내는 요소이며, 약 8~10㎛의 파장에서는 비교적 원적외선 방출에너지가 떨어지며, 그 함량이 52 중량% 미만일 경우, 원적외선 방출 섬유제품은 원적외선 방출 에너지가 전파장에 걸쳐 상당히 떨어짐을 실험을 통해 알 수 있었다.

또한, 알루미나는 약 8㎛부터 전파장에 걸쳐 원적외선을 방출하는 요소로서, 특히, 8~10㎛에서 원적외선 방출에너지가 가장 높은 요소이다.

이러한 알루미나의 함량이 24 중량% 미만인 경우, 제조된 원적외선 방출 섬유제품은 약 8~10㎛의 파장 범위에서 원적외선 방출에너지가 상당히 크게 떨어진다.

또한, 산화칼륨(K₂O), 세레늄(Se), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 및 산화티타늄(TiO₂)은 합성실리카 및 알루미나의 원적외선 방출율이 적은 파장범위 약 4~6㎛의 파장범위에서 원적외선 방사효과가 있는 요소이며, 특히 , 산화칼륨(K₂O)의 함량이 8.0 중량% 미만인 경우, 원적외선 방사효과가 감소됨을 실험을 통해 알 수 있었다.

세레늄은 본 발명의 가장 큰 특징을 이루는 요소로서, 약 4~6 중량%가 첨가되어지는 것이 바람직하다, 세레늄은 그 자체로도 원적외선 방사효과를 갖는 것은 물론이고, 외부의 열을 자체 내에 저장하여 그 열로써 원적외선 방출체의 원적외선방출을 일으키는 역할을 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

<실시예>

하기 표 1의 함량을 갖는 혼합물의 수용액을 수용액을 600~770℃ 온도로 가열하여 결합력을 강화시키고, 가열되어 얻어진 원적외선 방사체 분말을 10~15%로 희석한 후, 그 희석된 희석액을, 희석액: 섬유유연제=5:1로 혼합한 용액에 아크릴 섬유로 만들어진 담요를 약 40시간 침지한 후, 이를 완전히 건조하여 원적외선 방출 섬유제품, 바람직하게는 원적외선 방출 담요를 제조하였다.

성분	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	TiO₂	Se
함량(중량%)	54.2	26.7	1.10	1.03	1.66	9.44	0.57	0.30	5.0

여기에서, 상기 언급된 아크릴 섬유는 아크릴 수지로 제조되는 것으로서, 그 아크릴 수지는, 도 2에 도시된 바와 같이, 원적외선에 특성이 양호함을 알 수 있다.

또한, 섬유유연제는 섬유재에 원적외선 방사체를 침착시키기 위해 유연하게 만드는 용도로서, 그 섬유유연제는 일반적으로 제조 판매되는 것을 사용하고 그 성분이 이미 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그 설명이 생략되어졌다.

<실험예>

상술한 제 1 실시예에 의해 제조된 원적외선 방출 섬유제품을 30mm×30mm의 시편으로 채취하여, 파장범위 5~20㎛, 온도 40℃의 실험조건에서, 원적외선 방사율및 원적외선 방사에너지를 원적외선 방출시험(FT-IR)으로 측정하여 하기 표 2에 나타내고, 이상물질인 흑체와 함께, 파장에 대한 원적외선 방사에너지 그래프를 도 3에 도시하였다. 참고로, 원적외선 방출 섬유제품은 약 40℃의 온도 및 5~20㎛의 파장 범위 내에서 이상 물질인 흑체와 가까운 양상을 보일 수록 우수하다 할 것이다.

원적외선 방사율(흑체; 1)	원적외선 방사에너지(W/m²-㎛)
0.93	371.0×10²

표 2 및 도 3으로 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 원적외선 방출 섬유제품은 원적외선 방출효과가 체온 근처의 온도인 약 40 ℃의 온도에서 매우 큼을 알 수 있다.

이제, 도 4를 참조로 하여, 본 발명에 따른 원적외선 방출 섬유제품의 제조방법에 대한 설명이 이루어질 것이다.

상술한 원적외선 방출 섬유제품의 제조 방법은, 합성실리카(SiO₂) 52~55.2 중량%, 알루미나(Al₂O₃) 24~27.0 중량%, 산화칼륨(K₂O) 8.0~9.7중량%, 세레늄(Se) 4~6 중량%와, 나머지는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화티타늄(TiO₂)의 혼합물이 포함된 수용액을 600~770℃의 온도로 가열하여 원적외선 방사체 분말을 얻는 단계(S10)와, 상기 단계(S10)에서 얻어진 원적외선 방사체 분말을 10~15%로 희석한 후, 그 희석된 희석액을 액상의 섬유유연제 용액과 혼합하여 침치액을 제조하는 침지액 조성단계(S11)와, 상기 침지액에 섬유재, 바람직하게는 아크릴 섬유재를침지하는 침지단계(S12)와, 상기 침지단계(S12)를 거친 원적외선 방출 섬유재를 건조하는 단계(S13)를 포함한다.

여기에서, 침지액 조성단계(S11)에서 조성된 원적외선 방출체를 포함한 침지액은 약 캐티온(cation)의 성질을 가짐으로써 섬유재에 침착되기에 용이하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 종래의 원적외선 방출 섬유제품에 비해 저렴한 가격으로 제조되면서도, 그 원적외선 방출 특성이 우수하여, 인체의 건강에 매우 이로운 기능을 하는 효과를 갖는다.

Claims

원적외선 방출 섬유제품에 있어서,

합성실리카(SiO₂) 52~55.2 중량%, 알루미나(Al₂O₃) 24~27.0 중량%, 산화칼륨(K₂O)8.0~9.7중량%, 세레늄(Se) 4~6 중량%를 주성분으로 하고, 나머지는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화티타늄(TiO₂)인 분말상 혼합물이 포함된 수용액을 600~770℃ 온도로 가열하여 원적외선 방사체를 획득하고, 이렇게 얻어진 원적외선 방사체 분말을 10~15%로 희석시켜, 그 희석된 희석액을 액상 섬유유연제와 3:1~6:1로 혼합한 후, 상기 희석액과 섬유유연제가 혼합된 혼합액에 섬유재를 침지하여 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 방출 섬유제품.
제 1항에 있어서, 상기 섬유재는 아크릴 섬유로 이루어진 담요 또는 카페트인 것을 특징으로 하는 원적외선 방출 섬유제품.
원적외선 방출 섬유제품의 제조방법에 있어서,

합성실리카(SiO₂) 52~55.2 중량%, 알루미나(Al₂O₃) 24~27.0 중량%, 산화칼륨(K₂O)8.0~9.7중량%, 세레늄(Se) 4~6 중량%와, 나머지는 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화티타늄(TiO₂)의 혼합물이 포함된 수용액을 600~770℃의 온도로 가열하여 원적외선 방사체 분말을 얻는 단계(S10)와,

상기 단계(S10)에서 얻어진 원적외선 방사체 분말을 10~15%로 희석한 후, 그 희석된 희석액을 섬유유연제 용액과 혼합하여 침치액을 제조하는 침지액 조성단계(S11)와,

상기 침지액에 섬유재, 바람직하게는 아크릴 섬유재를 침지하는 침지단계(S12)와,

상기 침지단계(S3)를 거친 섬유재를 건조하는 단계(S13)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원적외선 방출 섬유제품의 제조방법.