KR100543313B1 - 제균성 인공피혁용 시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도성분에 은 나노 미립자를 함유하는 해도형 복합섬유 또는 은 나노 미립자를 함유하는 나일론, 폴리에스터 이성분의 분할형 극세사를 사용하여 부직포를 제조하고 이를 극세화 시킨 다음에 은 나노 미립자가 포함된 폴리우레탄/용제액에 함침하여 부직포에 폴리우레탄을 충전시키는 동시에 항균제 처리를 하는 것을 특징으로 하는 제균성 인공피혁용 시트의 제조방법임.

본 발명에 의하면 영구적인 항균성을 가지며 외관이 우수하고 농염효과가 우수한 인공피혁을 제조할 수 있다.

은 나노 미립자, 항균성, 부직포, 해도형 복합사, 은 성분 함유 복합사, 인공피혁, 폴리우레탄

Description

제균성 인공피혁용 시트의 제조방법{Process for the manufacture of a sheet for antimicrobial man-made leather}

본 발명은 우수한 제균성 및 외관과 더불어 농염효과를 가지는 인공피혁 제조용 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 미립자 형태의 은을 포함하는 도성분 나일론 폴리머와 용제 이용성 폴리머로 구성된 해성분의 2성분 폴리머로 구성된 해도형 복합섬유 또는 미립자 형태의 은을 포함하는 2성분 폴리머로 구성된 분할형 복합섬유를 니들펀칭 공정이나 스펀레이스 (Spunlace) 공정을 통하여 일정한 두께의 부직포 웹을 만들고 이를 은 나노 미립자가 함유된 수용성 폴리우레탄 용액 또는 은 나노 미립자가 함유된 폴리우레탄/용제액에 함침하여 부직포 시트를 제조하고 염색공정을 거쳐 항균성능과 외관 및 농염효과가 우수한 인공피혁 제조용 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

상기 2성분의 폴리머는 물리적, 화학적으로 분할되거나 용해되어 평균섬도 0.02∼0.5데니어로 극세화 된다.

일본 공개특허 7-97769호에 의하면 , 항균성 섬유제품을 제조하는 종래의 기술로서 항균성을 가지는 금속화합물미립자 또는 금속화합물이나 유기계, 유기무기계 항균 제를 용해분산시킨 분산액을 유기고분자재료와 접촉시켜 유기고분자 표면에 피복부착하는 방법이 제시되어 있다.

이 방법은 섬유상에 항균제를 부착하기가 어렵고 부착후에도 섬유표면에만 항균제성분이 부착되어 있기 때문에 항균내구성이 약한 단점이 있으며, 일본 공개특허 평7-310284호에 의하면 항균제를 멜라민수지에 가교화하여 섬유표면에 피복시키는 방법은 항균제를 섬유표면에 부착하기는 용이하나 여전히 항균내구성이 약하다는 단점이 있다.

또 일본공개특허 평5-272008과 같이 섬유내부에 은제올라이트계로 대표되는 무기계 금속물질을 투입시키는 방법은 제올라이트에 담지시키는 물질의 담지량이 제한 되고 다량으로 담지시키면 섬유물성의 저하가 야기되고 담지량을 줄일 경우 항균성이 잘 발현되지 않는 단점이 있다.

일본 공개특허 소45-20790호 및 일본공개특허 소52-49042에서는 함침용 폴리우레탄 중에 유연화제와 다공화제를 첨가하여 시트를 유연하게 하는 방법을 제시하고 있으나 이러한 항균가공을 인공피혁에 적용하는 방법은 극히 제한 적이다.

또 항균성을 부여하기 위한 일반적인 방법으로는 염색가공중 또는 염색가공후에 항균제를 별도로 처리하는 방법이 있는데 별도공정으로 적용할 경우 생산성을 저하시키고 항균제와 염색조제와의 상용성불량으로 인한 염색불균일 문제도 야기될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점이 없이 구조가 치밀하고 유연할 뿐만아니라 항균내구성이 우수하고 외관품위 및 염색성이 우수한 인공피혁용 부직포 시트를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 염색공정중 또는 염색공정후에 별도의 후가공처리를 함이없이 영구적인 항균성능을 부여하여 생산성 및 균염성을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 인공피혁 제조용 부직포 시트의 소재가 되는 섬유는 은 나노 미립자가 함유된 나일론 또는 폴리에스터를 도성분으로하고 이용성 폴리에스터 또는 용제용출형 폴리에틸렌을 해성분으로 하는 해도형 극세사, 또는 나노 미립자의 은이 함유된 폴리에스터와 나일론 2성분으로 구성된 분할형 극세사, 또는 은 나노 미립자가 함유된 단성분의 나일론 또는 폴리에스터의 스테이플 섬유이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 사를 사용하여 이것을 일반적인 카딩공정과 크로스래핑 공정을 거치고 니들펀칭이나 스펀레이스공정을 통하여 3차원적으로 미세한 교락을 형성하여 유연하고 표면외관이 우수한 일정한 두께의 부직포 웹을 만든다.

상기 부직포 웹의 제조용으로 사용하는 섬유에 포함된 은 나노 미립자의 크기는 5-20nm인 분말형태인 것이고, 함량은 50-300ppm인 것을 특징으로 한다.

은 나노 입자의 크기가 20nm를 초과하면 섬유상에서의 은 나노 입자의 탈락률이 증가하고 섬유의 극세화가 불가능해지며, 은 나노 입자의 함량이 50ppm 미만일 경우는 충분한 제균성이 발휘되지 않으며 300ppm을 초과할 경우는 섬유의 물성저하를 초래한다.

상기의 부직포 웹을 열수에서 10-20%만큼 수축시켜서 밀도를 향상시킨 후 섬유의 극세화 공정을 실시한다.

상기의 부직포 웹이 이용성폴리에스터와 나일론 또는 폴리에스터의 해도형 극세사로 제조된 경우에는 가성소다 5-20중량%가 포함된 98∼100℃의열수로 5-15분 처리하여 극세화 시키고, 도성분의 나일론과 해성분의 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성된 섬유를 사용한 웹의 경우는 퍼클로로에틸렌을 용제로 하여 폴리에틸렌부분을 용출하여 극세화시킨다.

상기 공정으로 제조된 부직포 웹을 은 나노 미립자가 분산 함유된 수용성 폴리우레탄 용액 또는 은 나노 미립자가 함유된 폴리우레탄/디메틸포름아미드액에 함침한 후 건조하거나 용제를 제거하여 부직포 시트를 제조하고 염색공정을 거쳐 항균성능과 외관 및 농염효과가 우수한 인공피혁 제조용 시트를 제조한다.

본 발명에 사용된 항균제인 은 나노 미립자는 제균성능과 안전성이 우수하고 무기계로서 섬유제조 및 후공정에 사용이 용이하며 액상 또는 분말상으로 적용할 수 있다.

상기 함침액중에 투입하는 은 나노 미립자는 크기가 5-20nm의 분말형태의 것이고, 폴리우레탄 고형분에 대하여 0.5-10중량부로 투입하여 분산시킨 것을 사용한다.

은 미립자의 함량이 0.5부 미만일 경우는 제균성능이 발휘되지 않으며, 10중량부를 초과할 경우는 부직포의 촉감이 딱딱해지며, 섬유다발과의 점착성이 저해되고 부직포의 강력 저하를 가져온다.

본발명은 미립자상의 항균제를 포함하는 극세섬유로 웹을 제조한후 항균제를 포함하는 폴리우레탄 수용액 또는 디메틸포름아미드용제액에 함침하여 영구적이고 안전 성이 뛰어나며 공정작업성이 우수한 인공피혁제조용 부직포시트를 제공할 수 있으며, 상기 부직포 시트는 각종 후가공을 거쳐 다양한 형태로 제품화 될수 있다.

본 발명에 의한 부직포시트는 양이온의 전기를 가진(양전하) 은성분의 항균제가 음이온성의 염료를 흡인하므로 염착량과 염색균일성을 향상시키는 효과를 가진다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

실시예 1

10nm입자의 은 나노 미립자 100ppm을 함유한 나일론 70부를 도성분으로 하고 이용성 폴리에스터 30부를 해성분으로 하여 3.6데니어, 길이 50mm, 크림프수 15-18개/인치인 해도형 복합섬유 스테이플을 제조하고, 이를 개섬,카딩공정을 거쳐서 니들펀칭하여 중량 700g/m²,후도 3.1mm, 밀도 0.2g/cm³인 3차원 교락 니들펀칭 부직포를 제조한후 100℃의 열수로 5분간 처리하여 수축시켰다.

제조된 웹을 가성소다 10부의 100℃ 수용액에서 10분간 감량하여 수세건조하였다. 이때 감량률은 30%이며 극세화된 복합섬유의 섬도는 0.06데니어 였다.

형태를 안정화시킨 부직포를 폴리에스테르게 폴리우레탄 100부, 물 50부, 은 나노 미립자 1부가 포함된 용제액중에 함침하여 부직포중량의 80부를 픽업하도록 패딩하고 물 80부 디메틸 포름아미드 20부로 된 응고조에서 습식응고하였다.

이와 같이 제조된 시트를 슬라이싱 공정을 통하여 절반의 두께를 가지는 2매의 시트로 절단한후 절단면의 반대면을 버핑하여 표면을 다듬은후 청색계열 염료(C.I Acid Blue 193) 를 사용하여 100℃온도에서 40분간 염색한후 항균도,내세탁성, 촉감, 균염 성, 색농도를 측정 평가하여 표 1에 나타내었다.

실시예 2

부직포 웹의 함침시 은 나노 미립자 5부를 포함시킨 것 이외에 실시예 1과 동일한 방법으로 부직포 시트를 제조하였다.

실시예 3

10nm크기의 은 나노 미립자 100ppm을 함유한 나일론 70부를 도성분으로 하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트 30부를 해성분으로 하여 3.6데니어, 길이 50mm, 크림프수 15-18개/인치인 해도형 복합섬유 스테이플을 제조하고, 이를 개섬,카딩공정을 거쳐서 니들펀칭하여 중량 700g/m²,후도 3.1mm, 밀도 0.2g/cm³인 3차원 교락 니들펀칭 부직포를 제조한후 100℃의 열수로 5분간 처리하여 수축시켰다.

제조된 웹을 퍼클로로에틸렌 용제하에서 30분간 용출한후 건조하였다. 용출률은 30%이며 용출후 단사섬도는 0.02데니어 였다.

이후의 공정은 실시예 1과 같이 실시하였다.

비교예 1

나일론 70부를 도성분으로 하고 이용성 폴리에스터 30부를 해성분으로 하고 있는 해도형극세사를 사용하여 실시예 1과 같은 규격의 부직포웹을 제조후, 은 미립자를 포함하지 않는 것을 제외하는 실시예 1과 같은 조성의 폴리에스테르계 폴리우레탄용제에 제조된 웹을 함침한다. 이후 공정은 실시예 1과 동일하다.

비교예 2

나일론 70부를 도성분으로 하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트 30부를 해성분으로하는 해도형극세사를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 부직포제조용 시트를 제조하였다.

비교예 3

비교예 1와 동일한 방법으로 부직포 제조용 시트를 제조한후 유기무기계 항균제 20부가 포함된 수용액에 침지하고 픽업률이 100부가 되로록 패딩하여 180℃의 온도에서 1분간 열처리 건조하여 부직포제조용 시트를 제조하였다.

실시예 1∼3 및 비교예 1∼3의 결과는 표 1과 같다.

< 표 1 >

구 분	항균도(%)		촉감	외관	색농도
	5회세탁	20회세탁후
실시예 1	98.9	98.3	우수	우수	농염
실시예 2	99.9	99.9	우수	우수	농염
실시예 3	99.9	99.9	우수	우수	농염
비교예 1	56.5	35.3	우수	보통	보통
비교예 2	53.7	32.7	우수	보통	보통
비교예 3	97.7	84	보통이하	불량	보통

항균도 측정방법: AATCC 6583(KS K 0693)의 방법으로 측정 MRSA균을 사용하여 측정함.

촉감 및 외관 측정방법 : 부직포제조기술자 5인의 관능평가방법으로 평가.

색농도 측정방법 : UV- visible spectro photometer를 사용하여 측정.

본 발명의 제조방법으로 제조한 제균성 인공피혁 제조용 시트는 반복적인 세탁에도 항균성이 저하되지 않는 영구적인 항균성능을 발휘하며, 동시에 농색으로 염색될 수 있고 균일한 염색성을 보이며 외관과 촉감이 우수하다.

또 본 발명은 기존의 방법처럼 부직포 제조후 후가공법에 의하며 항균성을 부여하는 방법이 아니므로 생산성을 향상시킬 수 있고 제조원가를 절감시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 은 나노 미립자가 함유된 해도형 또는 분할형 복합사로 제조된 부직포를 통상의 방법대로 알카리 수용액에서 감량처리하여 복합사를 극세화 시킨 다음에 은 나노 미립자가 포함된 폴리우레탄 함침액에 함침시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 제균성 인공 피혁용 시트의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복합사에 함유된 은 나노 미립자의 함량은 50∼300ppm이며, 폴리우레탄 함침액 중 은 나노 미립자의 함량이 폴리우레탄 고형분에 대하여 0.5-10중량부임을 특징으로 하는 제균성 인공피혁용 시트의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 은 나노 미립자는 입경이 5-20nm인 분말형 미립자인 것을 특징으로 하는 제균성 인공피혁용 시트의 제조방법.