KR0173201B1 - 섬유 재료의 항균 및 소취 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유재료에 황벽 액기스와 폴리우레탄 수지 또는 우레아 포름알데히드(Urea-formaldehyde) 수지로 제조된 마이크로 캡슐을 바인더 수지로 코팅시켜서 항균성과 소취성이 우수한 섬유재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

항균성과 소취성을 갖는 황벽 액기스는 천연 식물인 황벽을 메탄올 중에서 처리하여 황벽 성분을 추출한 후 이를 농축시켜 제조한다.

바인더 수지로는 실리콘계 수지, 우레탄계 수지 또는 아크릴계 수지가 사용된다.

본 발명의 가공방법은 천연 섬유 및 합성 섬유 등 모든 섬유에 적용 가능하며, 가공 처리된 섬유재료는 항균성 및 소취성이 우수하여 이불솜, 메트리스, 쿠숀 등의 침장류, 의류 및 부직포 등의 산업 자재용품으로 사용된다.

Description

섬유 재료의 항균 및 소취 가공 방법

본 발명은 섬유 재료에 항균성 및 소취성을 부여하는 가공방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 항균성 및 소취성을 갖는 황벽 엑기스와 폴리우레탄 수지 또는 우레아 포름알데히드(Urea- formaldehyde)수지로 마이크로 캡슐을 제조한 후, 이를 바인더 수지와 같이 섬유재료에 코팅시킴으로서 섬유재료에 항균성 및 소취성을 부여하는 가공방법에 관한 것이다.

우리의 생활환경에는 각종 세균류, 곰팡이가 존재하고 있으며 이들은 섬유재료에 부착, 서식되고 있는바, 이들 가운데는 인체에 직접 해는 주지 않지만 섬유재료의 변질, 취화, 착색오염 및 악취발생을 시키는 것도 있고, 병원성으로 인체에 직접 해를 주는 것도 있다. 따라서, 이러한 곰팡이류로 인하여 발생되고 있는 문제점을 해결하기 위해 항균, 소취 가공은 종래부터 많은 관심의 대상이 되어 왔으나, 타 가공과는 달리 가공결과가 눈에 보이지 않으므로 상품으로서의 가치가 크게 평가되지 못하다가 최근 소비자들의 생활수준이 향상되고, 보다 쾌적한 생활을 추구하려는 욕망이 증대되면서 공중위생의 중요성이 강조되는 사회적인 환경변화에 따라 현재는 일시적인 붐이 아닌 꼭 필요한 가공수단으로 자리잡아가고 있다.

종래의 섬유는 항균성을 부여하는 항균 가공제로서는 2,4,4' - 트리클로로 -2'- 하이드록시디페닐에테르(이르가산 DP-300 : 치바가기사 상품명)가 제안되어 있다. 그러나 최근 이러한 2,4,4' - 트리클로로 -2'- 하이드록시디페닐에테르를 사용하여 항균 가공된 섬유 재료를 연소시키면 아주 독성이 높은 다이옥신(dioxin : 2,3,7,8 - tetrachlorodibenzoparadioxin)등이 생기는 것이 확인되어 사용이 중지되고 있다. 그래서 이를 대신한 항균 가공제로서 예를 들어 디메틸 벤질 라우릴 암모늄 클로라이드와 같은 제4급 암모늄이나 3,5 - 디브로모살리실 아닐리드와 같은 페놀계 화합물이 제안되고 있느나, 세탁내구성이 떨어지고 특히 염소계 세제를 사용할 경우 황변되는 문제가 발생된다. 이러한 이유로 일본 특개소 제 54-38951 호에는 이온 교환성 공중합체를 제조하여 동염 및 은염의 수용액으로 처리하여 섬유표면에 금속 이온을 표출시켜 항균성을 부여한 경우도 있다. 그러나 이와 같은 방법도 금속이온이 고분자와 반응을 하여 물성이 저하되기 때문에 사제조 공정 및 염색 등의 후공정에서 공정 통과성이 떨어지는 문제점이 생기게 된다.

또한 한국 공고 특허 93-12185 에서는 금속이온을 함유하는 무기세라믹을 방사원액에 첨가한 후 이를 방사하여 항균성을 갖는 폴리에스테르 원사를 제조한다. 이와 같은 방법은 방사공정 없이도 생산되는 천연섬유 재료에는 적용할 수 없는 방법이다

한국 공개 특허 95-27021 에서는 키틴과 셀룰로오스를 용매중에 용해시킨후 이를 습식 방사시켜서 항균성을 갖는 셀룰로오스계 섬유를 제조한다. 이와 같은 방법도 별도의 방사공정을 거쳐야 하므로 공정이 복잡한 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 이상에서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결함과 동시에 별도의 방사공정을 거치지 않는 천연섬유 재료에도 적용 가능한 항균 및 소취 가공 방법을 제공하는데 있다 .

본 발명은 황벽 액기스를 함유하는 마이크로 캡슐을 제조한 후, 이를 바인더 수지로 섬유재료에 코팅시켜서 항균 및 소취성을 부여하는 섬유재료의 항균 및 소취 방법에 관한 것이다.

본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 사용되는 황벽 액기스는 항균성과 소취성을 갖는 천연 화합물이다. 이와 같은 황벽 액기스는 천연식물인 황벽을 메탄올에서 처리하여 황벽 성분을 추출하고 그 추출물을 농축시켜 제조한다.

보다 구체적인 예로서는 황벽을 1시간 동안 수증기로 증류한 후, 메탄올로 황벽 성분만 추출한다. 추출된 황벽 성분을 메탄올과 같이 콘덴서에 투입하여 메탄올이 끊는 온도에서 1∼2시간 동안 3회 이상 환류, 농축시킨다.

제조된 황벽 액기스를 여과한다. 이와 같이 제조된 황벽 액기스는 항균성 및 소취성이 우수한 천연 화합물이다.

다음으로는 제조된 황벽 액기스를 함유하는 마이크로 캡슐의 제조에 대하여 구체적으로 설명된다.

마이크로 캡슐의 제조에는 폴리우레탄 수지 또는 우레아 포름알데히드 수지가 사용된다. 먼저 폴리우레탄 수지를 사용하여 마이크로 캡슐을 제조하는 공정은 다음과 같다. 톨루엔 -2,4-디이소시아네이트와 시클로헥사논을 질소분위기 하에서 30분간 혼합하고, 여기에 다시 에틸렌 글리콜을 첨가한 후 80℃에서 2시간 정도 반응시키고 생성물을 감압여과하여 폴리우레탄 예비중합체를 제조한다. 제조된 폴리우레탄 예비중합체, 황벽 액기스 및 시클로헥사논을 아라빅 검(Arabic gum)의 수용성 용액에서 혼합, 분산시켜서 혼합물을 제조하고, 제조된 혼합물에 에틸렌 글리콜의 수용성 용액을 첨가하면서 가온 및 교반하면 마이크로 캡슐 슬러리가 제조된다.

한편, 우레아-포름알데히드 수지를 사용하여 마이크로 캡슐을 제조하는 공정은 다음과 같다. 포르말린과 우레아를 혼합시키고, 혼합물에 트리에탄올아민을 첨가한 후 1시간 동안 반응시켜서 예비중합체를 제조한다. 제조된 예비중합체에 구연산 및 황벽 액기스를 첨가하여 에멀젼을 제조하고, 여기에 다시 구연산 및 온수를 첨가하면서 이들을 반응시켜 반응물을 제조하고, 반응물을 여과 및 건조시키면 마이크로 캡슐이 제조된다.

이와 같이 제조된 마이크로 캡슐을 바이더 수지 중에 침지시켜 코팅액을 제조한 후, 코팅액으로 섬유재료를 코팅한다. 코팅 후 70℃정도에서 20분 정도 예비 - 큐어링하고, 150℃정도에서 2분 정도 큐어링 시킨다. 이때 사용되는 바인더 수지는 실리콘계 수지, 우레탄계 수지, 또는 아크릴계 수지이다. 이와 같이 제조된 섬유재료는 항균성 및 소취성이 향상되어서 이불솜 등의 침장류, 의류 및 부직포 등의 산업 자재용품으로 사용될 수 있다.

본 발명의 가공방법은 직물, 편물 및 부직포 등에 모두 적용 가능하다.

또한 섬유재료에는 천연섬유와 합성섬유가 모두가 포함된다.

본 발명에 있어서 사용된 항균 시험법 및 소취 시험법은 다음과 같다.

[항균 시험법]

시험규격 AATCC - 100 시험 방법에 의하여 황색포도상구균에 대하여 항균효과를 시험하였다. 한천배지에 배양군을 접종하여 37℃ 에서 24 시간 배양한 균을 접종원으로 하여 시험편에 접종한 후 일정량의 액체를 가하여 시험편으로부터 세균을 액중에 추출시킨다. 그 다음 처리포와 미처리포의 액중에 잔존하는 세균의 수를 측정하여 아래식에 의해 악취농도 감소유을 산출하였다.

[소취 시험법]

암모니아, 황화수소 등의 악취가스를 집어넣은 그래스증발관을 데시케이터 아래에 놓고, 연결되어 있는 통로의 판위에 시험편을 위치시킨 후 데시케이터를 밀봉하여 25℃ 에서 2 시간 방치한 후 그래스증발관의 악취 농도를 검지관에서 측정하여 아래의 식에 의해 악취농도 감소율을 산출하였다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다. 한편, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

황벽 100g을 수증기로 1시간 동안 수증기로 증류한 후 메탄올로 황벽 성분만 추출하고, 추출된 황벽 성분을 메탄올 700 cc와 같이 콘덴서에 투입한 후 메탄올이 끊는 온도까지 가온하면서 1∼2시간 동안 3회 환류시킨 후 여과하여 황벽 액기스를 제조하였다.

한편, 톨루엔 -2,4 - 디이소시아네이트 19.16g과 시클로헥사논 122.7㎖를 질소분위기 하에서 30분간 혼합한 후, 혼합물에 에틸렌 글리콜 3.10g을 첨가하고 80℃에서 2시간 동안 반응시켜서 폴리우레탄 예비중합체를 제조하였다. 제조된 예비중합체 4g, 황벽 액기스 4g 및 시클로헥사논 12g을 1.5%의 아라빅 검 수용액 100g과 같이 혼합, 분산시키고, 여기에 에틸렌 글리콜 4g 과 물 20g으로 구성된 수용액을 첨가하면서 66℃로 가온과 동시에 교반시켜 마이크로 캡슐을 제조하였다.

제조된 마이크로 캡슐을 실리콘계 수지에 침지시켜서 코팅액을 제조하고, 코팅액으로 면직물을 코팅하였다. 코팅 후 70℃에서 20분간 예비 - 큐어링 하고, 계속해서 150℃에서 2분간 큐어링 처리하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 조건으로 황벽 액기스를 제조하였다. 한편 포르말린 488.5g과 우레아 240g을 혼합하고, 여기에 pH가 8인 트리에탄올 아민을 첨가한 후 이들을 1시간 동안 반응 시켜서 우레아-포름알데히드 예비 중합체를 제조한다.

제조된 예비중합체 150㎖와 황벽 액기스 50g을 구연산 중에서 혼합시켜서 에멀젼을 제조한 후 이들을 45℃에서 3시간 동안 반응시킨다. 제조된 반응물을 여과 및 건조시켜 마이크로 캡슐을 제조하였다. 제조된 마이크로 캡슐을 우페탄계 수지에 침지시켜서 코팅액을 제조하고, 코팅액으로 폴리아미드 부직포를 코팅하였다. 코팅 후 70℃에서 20분간 예비 - 큐어링하고, 계속해서 150℃에서 2분간 큐어링 처리하였다.

실시예 1 및 실시예 2 에서 제조된 제품의 항균성 및 소취성을 앞에서 설명한 측정법으로 측정하였고, 본 발명의 가공 방법으로 처리되지 않은 면직물 및 폴리아미드 부직포의 항균성 및 소취성과 비교해 본 결과는 표 1과 같다.

Claims (4)

1. 황벽 액기스와 폴리우레탄 수지 또는 우레아 포름알데히드(Urea-formaldehyde)수지로 제조된 마이크로 캡슐을 바인더 수지를 사용하여 섬유재료에 코팅시킴을 특징으로 하는 섬유재료와 항균 및 소취 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 황벽 액기스는 천연 식물인 황벽을 메탄올 중에서 추출 및 농축시켜서 제조함을 특징으로 하는 섬유재료의 항균 및 소취 가공방법.
3. 제1항에 있어서, 섬유재료는 천연 섬유 또는 합성 섬유임을 특징으로 하는 섬유재료의 항균 및 소취 가공 방법.
4. 제1항에 있어서 , 바인더 수지는 실리콘계 수지, 우레탄계 수지 또는 아크릴계 수지임을 특징으로 하는 섬유재료의 항균 및 소취 가공 방법.