KR100897584B1 - Functional textile treated with composition comprising silvernano particles supported on polymer carrier and textile products comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고분자 담체에 담지된 은나노 입자 및 바인더를 포함하는 조성물로 처리된 기능성 섬유 및 이를 포함하는 섬유제품에 관한 것이다. 상기 조성물의 고분자 담체는 바인더와의 결합력이 우수하여 고분자 담체에 담지된 은나노 입자가 섬유에 효과적으로 고착되게 한다. 또한 본 발명에 따른 조성물은 인체에 무해하여 봉제완구류, 침구류, 가방 등 다양한 제품에 적용될 수 있으며, 이들 섬유제품은 항균 및 소취 기능이 우수할 뿐 아니라, 세탁견뢰도가 높아 세탁이 반복되어도 항균 및 소취 기능이 장기간 지속된다.The present invention relates to a functional fiber treated with a composition comprising silver nanoparticles and a binder supported on a polymer carrier and a fiber product comprising the same. The polymer carrier of the composition is excellent in the bonding strength with the binder to allow the nanoparticles supported on the polymer carrier to effectively adhere to the fiber. In addition, the composition according to the present invention is harmless to the human body can be applied to a variety of products, such as toys, bedding, bags, these textile products not only has excellent antibacterial and deodorant function, but also has high fastness to washing, antibacterial and Deodorizing function lasts for a long time.
고분자 담체, 은나노 입자, 바인더, 유연제, 산화아연단결정체, 세탁견뢰도, 항균, 소취, 대전방지. Polymer carrier, silver nano particles, binder, softener, zinc oxide single crystal, wash fastness, antibacterial, deodorant, antistatic.
Description
본 발명은 고분자 담체에 담지된 은나노 입자 및 바인더를 포함하는 조성물로 처리된 기능성 섬유 및 이를 포함하는 섬유제품에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 바인더와 결합력이 강한 고분자 담체에 은나노 입자를 담지시켜 은나노 입자와 섬유의 고착력이 우수하여 세탁견뢰도가 월등히 향상된 항균, 소취, 대전방지 성능이 우수한 기능성 섬유 및 이를 포함하는 섬유제품에 관한 것이다.The present invention relates to a functional fiber treated with a composition comprising a silver nanoparticles and a binder supported on a polymer carrier, and a fiber product comprising the same, and more particularly, silver nanoparticles by supporting silver nanoparticles on a polymer carrier having a strong bonding force with a binder. It relates to a functional fiber excellent in antimicrobial, deodorant, antistatic performance, and a fiber product comprising the same.
각종 섬유류 제품은 사용 또는 보관 불량에 의하여 미생물이 서식하거나, 인체와의 접촉으로 인체의 분비물을 영양원으로 하여 미생물이 서식 및 증식하여 제품에 악취가 발생하고 오염, 변색 등이 발생하여 제품의 내구성, 견뢰도 등 품질을 저하시킬 뿐 아니라, 인체의 건강을 위협하게 된다. Various fiber products are inhabited by microorganisms due to poor use or storage, or by contact with the human body, the microorganisms inhabit and multiply by secretion of human body as a nutrient source, resulting in odor, pollution and discoloration of the product. Not only does it degrade the quality, such as color fastness, it also threatens human health.
이러한 이유로 인체에 유익한 원적외선 방사, 항균, 대전방지, 자외선 차단, 탈취 및 소취 등의 기능이 부여된 섬유들이 개발 되고 있다. For this reason, fibers have been developed that are endowed with functions such as far infrared radiation, antibacterial, antistatic, UV protection, deodorant and deodorant, which are beneficial to the human body.
섬유에 상기 각종 기능성을 부여하는 방법은 크게 후처리 가공법과 원사 개량법으로 나눌 수 있다. 후처리 가공법으로 천연물질에서 염료 성분을 추출하여 항균성을 부여하는 방법과 유기 금속화합물이나 유기물 등의 항균물질을 섬유와 가교 결합시켜 섬유 표면에 열 고정시키거나, 흡착 고정시키는 방법들이 있다. 원사 개량법에는 합성섬유의 제조단계에서 무기계 항균제를 고분자 사이에 혼합 방사시켜 섬유 내부에 함유하는 방법과 항균성을 가지는 유기계 공중합 성분을 만들어 고분자를 합성하는 방법 등이 있다.Methods for imparting the various functionalities to the fibers can be largely divided into a post-processing method and a yarn improvement method. There is a method of post-processing to extract the dye component from the natural material to give antimicrobial properties and to heat-fix or adsorption-fixed on the surface of the fiber by cross-linking the antimicrobial material such as organic metal compounds or organic materials. The yarn improvement method includes a method of mixing and spinning an inorganic antimicrobial agent between polymers in a manufacturing step of a synthetic fiber, and a method of synthesizing a polymer by making an organic copolymer component having antimicrobial properties.
섬유 상에 세균이나 곰팡이의 서식 및 증식을 억제하기 위한 가공은 높은 항균력보다는 어느 수준이상의 항균효과를 지속적으로 유지함과 동시에 인체에 절대적으로 안전하여야 한다. 이러한 의미로 볼 때 후처리 가공법에서 사용된 유기금속 화합물들은 살균성은 매우 우수하나, 독성으로 인하여 인체 안정성 등에 문제가 있다. 또한 이들 유기 금속계화합물들은 섬유와의 접착 및 세탁 내구성 등에 문제가 있어서 항구적 또는 지속적인 항균성을 갖는 데는 한계가 있다. Processing to suppress the growth and growth of bacteria or fungi on the fiber should be absolutely safe for the human body while maintaining a certain level of antibacterial effect rather than high antibacterial activity. In this sense, the organometallic compounds used in the post-treatment process are very good sterilization, but there are problems such as human stability due to toxicity. In addition, these organometallic compounds have limitations in having permanent or persistent antimicrobial properties due to problems with adhesion to fibers and durability of washing.
유기계 항균물질은 무기계에 비해 가공이 용이하며, 기계적 물성, 투명도, 색상 등에 큰 영향을 끼치지 않는다는 점에서 현재까지 많이 사용되고 있으나, 앞에서 언급한 바와 같이 항균효과의 지속성이 결여되고 내열성이 열등하다는 점에서 용도가 한정되어 있다. 또한 천연물질로부터 추출한 염료의 경우 염색단계에서부터 항균성을 부여하는 장점은 있으나 계절적인 제한으로 염료의 추출이 제한적이 고, 천연염료의 단점인 견뢰도 증진을 위하여 또 다른 중금속을 이용한 매염염법을 이용해야 한다는 단점이 있다. Organic antimicrobial materials are easier to process than inorganic ones, and they have been widely used to date because they do not affect mechanical properties, transparency, color, etc., but as mentioned above, they lack the sustainability of antimicrobial effects and inferior heat resistance. Use is limited in In addition, dyes extracted from natural materials have the advantage of providing antimicrobial properties from the dyeing stage, but the extraction of dyes is limited due to seasonal limitations, and the mordant method using another heavy metal should be used to improve the fastness, which is a disadvantage of natural dyes. There are disadvantages.
이러한 점에서 은(silver)은 일반 유기계 항균제에 비하여 인체에 독성이 낮으며, 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 원적외선 방출, 대전 방지 등의 성능이 우수한 것으로 알려져 이를 이용하려는 시도가 진행되어 있다.In this regard, silver (silver) is less toxic to the human body than general organic antimicrobial agents, and is known to have excellent performance in antibacterial, antiseptic, antifungal, deodorant, far-infrared radiation, antistatic, and the like, an attempt has been made to use it.
최근에는 나노크기로 미립자화된 은나노 입자들이 벌크상의 은에 비해 더욱 탁월한 성질을 나타낼 것으로 기대되어, 은나노 입자를 분말 또는 용액상으로 제조하는 나노기술에 대해 수많은 연구가 진행되고 있으며, 이렇게 제조된 은나노 입자들은 어떠한 종류의 세균들에 대해서는 수초 이내에 99% 이상의 살균력을 보여주는 등, 벌크 상의 은에 비해 월등히 향상된 항균, 살균, 항곰팡이 등의 효과를 보여주고 있다. 다만, 은나노 입자를 섬유에 효과적으로 함입시키고, 이를 지속적으로 장기간 유지시키는 것이 중요한 문제가 되고 있다.Recently, nano-particles finely divided into nanoscale particles are expected to exhibit more excellent properties than bulk silver, and numerous studies have been conducted on nanotechnology for preparing silver nanoparticles in powder or solution form. Particles show an antimicrobial, bactericidal, and antifungal effect that is significantly improved over silver in bulk, showing more than 99% bactericidal activity in a few seconds for any kind of bacteria. However, incorporating silver nanoparticles effectively into the fiber and maintaining it for a long time has become an important problem.
한국공개특허 제2003-0055197호 및 제2003-0036491호에서는 나노 입자화된 은을 중합체와 같은 고분자 수지에 첨가하여 섬유 및 필름 등과 같은 항균성 물품을 제조하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 콜로이드 상태의 은나노 입자들은 서로 응집하여 마이크로미터 단위의 입자로 성장하게 되어, 고분자수지 내에서 나노미터 크기로 재분산이 어렵다. 또한 분말상태의 은나노 입자들은 중합체와 같은 고분자수지와 상용성이 적어 혼합이 어렵고, 응집이 발생하여 고분자수지 내에서 나노미터 크기로 재분산이 용이하지 않다. 이러한 입자의 조대화 또는 응집은 필 연적으로 나노입자에 따른 우수한 효과를 반감시키고, 은나노 입자-고분자수지 복합재료의 물성, 즉 고분자 수지의 성능을 저하시키며, 특히 섬유 또는 필름 형태로 제조를 어렵게 한다.Korean Patent Laid-Open Publication Nos. 2003-0055197 and 2003-0036491 disclose a technique for producing antimicrobial articles such as fibers and films by adding nano-granulated silver to a polymer resin such as a polymer. However, the colloidal silver nanoparticles agglomerate with each other to grow into micrometer-based particles, which makes it difficult to redistribute to nanometer size in the polymer resin. In addition, the powdered silver nanoparticles are difficult to be mixed because they are less compatible with polymer resins such as polymers, and coagulation occurs, and they are not easily dispersed in nanometer size in the polymer resin. Coarsening or agglomeration of these particles inevitably halves the good effects of nanoparticles, degrading the properties of the silver nanoparticle-polymer resin composite, i.e., the performance of the polymer resin, and making it particularly difficult to manufacture in the form of fibers or films. .
한국공개특허 제2003-0049007호 및 제2003-0031090호는 은나노 입자와 단량체를 포함하는 용액의 중합 반응에 의해 은나노 입자를 고분자 수지 내에 혼입시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이러한 방법으로는 은나노 입자가 비교적 균일하게 분산되어 있는 복합재료를 얻을 수 있지만, 용액중합에만 적용할 수 있고, 은 나노입자 또는 이의 용매, 또는 은나노 입자를 균일하게 분사시키기 위해 사용되는 분산제 등의 첨가제가 중합반응에 영향을 끼칠 수 있다.Korean Patent Publication Nos. 2003-0049007 and 2003-0031090 disclose methods for incorporating silver nanoparticles into a polymer resin by a polymerization reaction of a solution containing silver nanoparticles and a monomer. However, although a composite material in which silver nanoparticles are dispersed relatively uniformly can be obtained by this method, it can be applied only to solution polymerization, and the silver nanoparticles or a solvent thereof, or a dispersant used to uniformly inject silver nanoparticles. Additives can affect the polymerization reaction.
또한 은나노의 응집을 막기 위하여 실리카, 제올라이트, 알루미나 등의 다공성 무기계열의 담체에 은을 담지하여 사용하는 경우에는 무기계열의 담체와 고분자 바인더의 결합성이 좋지 않으므로, 섬유와의 견뢰도가 떨어져, 여러 번의 세탁 과정 중 은 입자가 다량 유실될 수 있다.In addition, when silver is used on a porous inorganic carrier such as silica, zeolite, or alumina to prevent aggregation of silver nano, the bond between the inorganic carrier and the polymer binder is poor, resulting in poor fastness to the fibers. Large amounts of silver particles may be lost during the washing process.
은나노 입자가 코팅된 섬유는 대전 방지 기능을 갖고 있으나, 섬유에 보다 우수한 대전방지 기능을 부여하는 것이 또한 필요하다.Fibers coated with silver nanoparticles have an antistatic function, but it is also necessary to give the fiber a better antistatic function.
이를 위하여 종래에는 섬유의 제조공정에서 금속 성분을 포함하는 혼합물을 방사하는 방법이 있으나, 이는 제조단가가 높고, 원단 가공시 함유된 금속 성분으로 인하여 제작기계에 무리가 생겨 제조에 어려움이 있다. 또한 원단에 대전 방지용 액체를 분사시키는 방법이 있으나, 이는 1 회성에 가까워 장기적인 효과를 유지하지 못하는 단점이 있었다.To this end, there is conventionally a method of spinning a mixture containing a metal component in the manufacturing process of the fiber, but the manufacturing cost is high, due to the metal component contained during fabric processing, there is a difficulty in the manufacturing machine due to the manufacturing process. In addition, there is a method of injecting an antistatic liquid to the fabric, but this has a drawback of being unable to maintain a long-term effect close to one-time.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 항균, 소취 및 대전방지 성능이 우수하며, 세탁견뢰도가 월등히 향상된 기능성 섬유 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above is to provide a functional fiber excellent in antibacterial, deodorant and antistatic performance, and excellent washing fastness and a method for producing the same.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 섬유를 포함하는 항균, 소취 및 대전방지 성능이 우수하며, 세탁견뢰도가 월등히 향상된 봉제완구와 같은 섬유제품을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a fiber product such as a stuffed toy having excellent antibacterial, deodorant and antistatic performance, and having improved washing fastness.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로 고분자 담체에 담지된 은나노 입자 및 바인더를 포함하는 조성물로 처리된 기능성 섬유를 제공한다. 본 발명은 또한 유연제를 추가로 포함하는 조성물로 처리된 기능성 섬유를 제공한다.The present invention provides a functional fiber treated with a composition comprising silver nanoparticles and a binder supported on a polymer carrier as a means for solving the above problems. The present invention also provides a functional fiber treated with a composition further comprising a softening agent.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로 상기 섬유에 산화아연단결정체 및 바인더를 포함하는 조성물로 추가 처리된 기능성 섬유를 제공한다.The present invention provides a functional fiber further treated with a composition comprising a zinc oxide single crystal and a binder in the fiber as another means for solving the above problems.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로 상기 조성물로 처리된 기능성 섬유의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a functional fiber treated with the composition as another means for solving the above problems.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로 상기 기능성 섬유를 포함하는 봉제완구와 같은 섬유제품을 제공한다.The present invention provides a fiber product such as a stuffed toy comprising the functional fiber as another means for solving the above problems.
고분자 담체에 담지된 은나노 입자 및 바인더를 포함하는 조성물로 처리된 기능성 섬유는 은나노 입자가 섬유에 효과적으로 고착되어, 항균, 소취 및 대전방지 성능이 우수할 뿐만 아니라, 세탁견뢰도가 월등히 향상된다. 또한 산화아연단결정체 및 바인더를 포함하는 조성물로 추가 처리함으로써 대전방지 효과가 월등히 향상된다. 따라서, 본 발명에 따른 기능성 섬유를 포함하는 봉제완구류, 침구류, 가방류와 같은 섬유제품은 인체에 접촉되어도 무해하며, 우수한 항균, 소취 및 대전방지효과가 있다.The functional fiber treated with the composition containing the silver nanoparticles and the binder supported on the polymer carrier has silver nanoparticles effectively adhered to the fiber, which not only has excellent antibacterial, deodorant and antistatic performance, but also greatly improves washing fastness. Further, by further treating with a composition containing zinc oxide single crystal and a binder, the antistatic effect is significantly improved. Therefore, the textile products such as stuffed toys, beddings, bags, etc. containing the functional fiber according to the present invention is harmless to the human body, and has excellent antibacterial, deodorant and antistatic effects.
본 발명은 고분자 담체에 담지된 은나노 입자 및 바인더를 포함하는 조성물로 처리된 기능성 섬유에 관한 것이다. 또한 상기 조성물은 유연제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.The present invention relates to a functional fiber treated with a composition comprising silver nanoparticles and a binder supported on a polymer carrier. It is also preferred that the composition further comprises a softening agent.
본 발명에서 은나노 입자는 고분자 담체에 담지되고, 고분자 담체는 후술하는 바인더와 결합력이 우수하여, 은나노 입자가 섬유에 효과적으로 고착된다. 이에 따라 섬유에 항균 및 소취 기능을 부여하고, 섬유의 세탁 견뢰도가 향상되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the silver nanoparticles are supported on the polymer carrier, and the polymer carrier has excellent bonding strength with the binder described later, and the silver nanoparticles are effectively fixed to the fibers. Accordingly, it is characterized by imparting antibacterial and deodorizing function to the fiber and improving the washing fastness of the fiber.
이하 본 발명에 따른 조성물의 조성성분 및 그 조성비를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the composition components of the composition and the composition ratio thereof according to the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용 가능한 은나노 입자(silvernano particles)의 크기는 이에 제한되는 것은 아니나, 0.1 내지 5 nm 가 바람직하고, 은 나노입자의 안정성과 균일한 분포를 위해 에탄올 또는 증류수를 용매로 포함하는 콜로이드 상태인 것이 바람직하다.The size of the silver nanoparticles (silvernano particles) usable in the present invention is not limited thereto, but 0.1 to 5 nm is preferred, and in the colloidal state containing ethanol or distilled water as a solvent for stability and uniform distribution of silver nanoparticles. It is preferable.
은나노 입자의 크기가 작고, 균일할수록 표면적이 증가하고, 표면적이 증가함에 따라 세균과의 접촉 범위가 넓어져 항균/살균력이 더욱 우수해질 수 있다.The smaller and more uniform the size of the silver nanoparticles, the more the surface area is increased, and as the surface area is increased, the contact range with the bacteria is wider, so that the antimicrobial / sterilization ability may be more excellent.
일반적으로 은나노 입자가 제품에 적용되기 위해서는 다양한 유기 용매 또는 수지와 혼합되어야 한다. 본 발명에서는 은 나노입자를 후술하는 바인더 및 섬유에 결합시키기 위하여 고분자 담체에 담지시켜 사용한다. 고분자 담체는 종래의 무기계열의 담체와 달리 바인더와의 결합력이 우수하여 은나노 입자가 섬유에 효과적으로 고착되도록 한다.Generally, silver nanoparticles must be mixed with various organic solvents or resins in order to be applied to a product. In the present invention, silver nanoparticles are used by being supported on a polymer carrier in order to bind to the binder and the fiber described below. Unlike the conventional inorganic carriers, the polymer carrier has excellent bonding strength with the binder so that the silver nanoparticles are effectively fixed to the fibers.
본 발명에서 사용할 수 있는 고분자 계열의 담체로는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl chloride: PVC), 폴리스티렌, 메틸(메타)아크릴레이트(Poly Methyl Meta Acrylate: PMMA), 폴리비닐피롤리돈(Polyvinylpyrroidone: 이하 'PVP'한다), 또는 이들의 혼합물 등이 있으며, 특히 폴리비닐피롤리돈이 바람직하다. 폴리비닐피롤리돈은 하기 화학식 1로 나타낼 수 있으며, 폴리비닐피롤리돈의 아미드 그룹은 친수성이며, 알킬 그 룹은 소수성으로 폴리비닐피롤리돈은 양친성 화합물이다.Polymer-based carriers that can be used in the present invention include polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride (PVC), polystyrene, methyl (meth) acrylate (PMMA), polyvinylpi Polyvinylpyrroidone (hereinafter referred to as 'PVP'), or a mixture thereof, and polyvinylpyrrolidone is particularly preferable. Polyvinylpyrrolidone may be represented by the following Chemical Formula 1, wherein the amide group of the polyvinylpyrrolidone is hydrophilic, the alkyl group is hydrophobic, and the polyvinylpyrrolidone is an amphiphilic compound.
따라서, 상기 PVP는 은나노 입자 및 후술하는 바인더와의 결합성이 우수하다. 따라서, 가공 및 세탁시 은나노 입자 및 섬유와의 결합력이 높아지고, 섬유의 세탁견뢰도를 향상시킨다. 또한 PVP는 인체에 무해하여, 다양한 섬유제품에 사용할 수 있는 장점이 있다.Therefore, the PVP has excellent binding properties with silver nanoparticles and a binder described later. Therefore, the bonding force with the silver nanoparticles and the fiber during processing and washing is increased, and the washing fastness of the fiber is improved. In addition, PVP is harmless to the human body, there is an advantage that can be used in a variety of textile products.
은나노 입자가 담지된 고분자 담체의 크기는 4 내지 10 nm인 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 항균/살균력이 우수하다.The size of the polymer carrier on which the silver nanoparticles are supported is preferably 4 to 10 nm. Excellent antibacterial / sterile power within the above range.
상기 조성물에서 고분자 담체에 담지된 은나노 입자의 농도는 800 내지 1200 ppm/ℓ인 것이 바람직하다.In the composition, the concentration of silver nanoparticles supported on the polymer carrier is preferably 800 to 1200 ppm / L.
상기 조성물에 포함된 바인더는 고분자 담체와 결합력이 우수하여, 상기 고분자 담체에 담지된 은나노 입자가 섬유에 효과적으로 고착되도록 한다.The binder included in the composition is excellent in bonding strength with the polymer carrier, so that the silver nanoparticles supported on the polymer carrier are effectively fixed to the fiber.
본 발명에서 사용 가능한 바인더는 고분자 계열이며, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리아미드 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 특히 포르말린이 함유되어 있지 않고, pH는 1 내지 5이며, 고형분의 함량은 40 내지 60%인 폴리아미드 수지인 것이 바람직하다.The binder usable in the present invention is a polymer series, and acrylic resins, urethane resins, polyamide resins or mixtures thereof can be used. In particular, it is preferable that it is a polyamide resin which does not contain formalin, pH is 1-5, and solid content is 40-60%.
상기 바인더의 처리는 사용되는 염료의 농도, 섬유의 종류, 형태 등에 따라 사용량이 결정된다. 바인더의 함량은 전체조성물 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.In the treatment of the binder, the amount of use is determined according to the concentration of the dye used, the type of fiber, the form, and the like. The content of the binder is preferably 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
또한 본 발명에 따른 조성물은 유연제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.It is also preferred that the composition according to the invention further comprises a softening agent.
상기 바인더는 고분자 계열의 물질이나, 세탁 시 섬유와 결합력이 떨어지는 경우가 있는데, 바인더의 처리시 유연제를 함께 포함하여 처리하는 경우 유연제의 고착력을 같이 사용하게 되어, 바인더와 섬유의 결합성을 보다 높일 수 있다.The binder is a polymer-based material, but the bonding strength may be inferior to the fiber during washing. When the binder is treated together with the softening agent, the binder uses the fixing force of the softening agent. It can increase.
본 발명에서 사용 가능한 유연제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 섬유유연제를 사용할 수 있으나, 특히, 실리콘유연제, 다기능성 특수 실리콘, 또는 면유연제 등을 사용하는 것이 바람직하다.Softeners usable in the present invention may be used a fabric softener commonly used in the art, in particular, it is preferable to use a silicone softener, a multifunctional special silicone, or a cotton softener.
상기 실리콘유연제는 실리콘 에멀젼으로, 면, 폴리에스테르, 혼방(T/C)품 등에 제한 없이 사용되며, 섬유에 우수한 유연성을 부여한다.The silicone softener is a silicone emulsion, and is used without limitation in cotton, polyester, blend (T / C) products, and gives excellent flexibility to the fiber.
상기 다기능성 특수 실리콘은 비이온성으로, 기존의 변성 실리콘과는 완전히 다른 개념의 실리콘 수지로써, 에폭시기, 아미노기, 알킬렌 옥사이드기의 세가지 종류의 반응기가 실리콘 분자의 라인상에 결합된 망상형 분자구조의 기모촉진 실리 콘유연제이다. 또한 이는 자기수용화형 실리콘 기모 유연제와는 다른 개념으로써, 모든 섬유에 탁월한 유연성과 기모촉진성, 고온 안정성, 오일스포트발생방지, 무황변, 대전 방지성, 흡수성을 부여한다. 폴라폴리스, 벨로아, 해도사 등 극세사직물에도 우수한 성능을 부여한다.The multifunctional specialty silicone is a non-ionic, silicone resin having a completely different concept from the conventional modified silicone, and has a network structure of three kinds of reactors of epoxy group, amino group, and alkylene oxide group bonded on a line of silicon molecules. Is a silicone softener. In addition, it is a different concept from the self-acceptable silicone brush softener, which gives all fibers excellent flexibility, brushability, high temperature stability, oil spot generation prevention, yellowing, antistatic, and water absorption. It also gives excellent performance to microfiber fabrics such as Polarpolis, Veloa and Sea Island yarn.
상기 면유연제는 고급지방산으로써, 자연섬유, 합성섬유 및 혼방품에 폭넓게 작용하고, 유연평활성이 우수하며, 그 효과가 반영구적이다. 또한 방염, 방오성이 있으며, 물에 쉽게 용해 분산되므로, 사용이 간편하고, 구김방지 및 구김 회복성이 뛰어나다.The cotton softener is a higher fatty acid, widely acts on natural fibers, synthetic fibers, and blends, has excellent smoothness, and its effect is semipermanent. In addition, it is flame retardant, antifouling, and easily dissolved and dispersed in water, so that it is easy to use, and has excellent wrinkle preventing and wrinkle recovery.
상기 유연제의 함량은 전체조성물 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.The amount of the softening agent is preferably 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
상기 조성물로 처리될 수 있는 섬유는 동물성 가죽, 천연섬유 또는 화학섬유 등을 사용할 수 있으나, 화학섬유인 것이 바람직하다. 본 발명에서 화학섬유란 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 아크릴 섬유를 포함하는 화학적 원료로 조성되어 제조된 섬유를 총칭한다. 화학섬유는 천연섬유와는 달리 매끄러운 표면을 가지므로 은나노 입자가 표면상에 선택적으로 흡착되기에 유리하다.Fibers that can be treated with the composition may be animal leather, natural fibers or chemical fibers, but is preferably chemical fibers. In the present invention, the chemical fiber is a generic term for a fiber prepared by chemical raw material including polyester fiber, nylon fiber, acrylic fiber. Unlike natural fibers, chemical fibers have a smooth surface, which is advantageous to selectively adsorb silver nanoparticles on the surface.
본 발명은 또한 상기 섬유에 산화아연단결정체 및 바인더를 포함하는 조성물로 추가 처리된 기능성 섬유에 관한 것이다.The invention also relates to a functional fiber further treated with a composition comprising zinc oxide monocrystals and a binder in the fiber.
산화아연 단결정체(ZnO)는 바인더와 함께 섬유에 처리되어 섬유에 대전 방지 기능을 부여한다. 상기 바인더는 상술한 바인더를 사용할 수 있으며, 바인더의 함량은 전체조성물 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. Zinc oxide single crystals (ZnO) are treated with fibers together with a binder to impart antistatic function to the fibers. The binder may be the binder described above, the content of the binder is preferably 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
본 발명에서 사용할 수 있는 산화아연 단결정체는 침상(whisker)인 것이 바람직하다. 또한 0.1 내지 0.5㎛의 입도를 갖는 것이 바람직하고, 고체고유저항이 5 내지 15Ω·m 인 것이 바람직하다.The zinc oxide single crystal that can be used in the present invention is preferably a whisker. Moreover, it is preferable to have a particle size of 0.1-0.5 micrometer, and it is preferable that solid specific resistance is 5-15 Pa.m.
상기 산화아연 단결정체의 함량은 전체조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.The content of the zinc oxide single crystal is preferably 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition.
본 발명은 또한 고분자 담체에 담지된 은나노 입자 및 바인더를 포함하는 기능성 섬유의 제조방법에 관한 것이다. The present invention also relates to a method for producing functional fibers comprising silver nanoparticles and a binder supported on a polymer carrier.
상기 고분자 담체에 담지된 은나노 입자 및 바인더를 포함하는 조성물을 섬유에 처리하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니나, 통상 원단 생산의 마지막 공정인 유연제 처리 공정 전 또는 후에 처리될 수 있으며, 바람직하게는 유연제와 함께 처리되는 것이다. 일반적으로 사용되는 유연제 처리 공정을 이용할 수 있으며, 예를 들면, 텐터기(Tenter frame)의 용제 탱크에 상기 조성물을 주입하고, 텐터기에 원단을 통과시켜 처리할 수 있다. 텐터기의 온도는 100 내지 130℃로 유지하고, 20분 내지 40분 동안 처리하는 것이 바람직하다.The method of treating the fiber comprising the silver nanoparticles and the binder supported on the polymer carrier is not particularly limited, but may be treated before or after the softener treatment process, which is usually the last step of fabric production, and preferably They are handled together. A commonly used softener treatment process may be used. For example, the composition may be injected into a solvent tank of a tenter frame, and the fabric may be treated by passing a fabric through the tenter. The temperature of the tenter group is preferably maintained at 100 to 130 ° C. and treated for 20 to 40 minutes.
또한 산화아연 단결정체 및 바인더를 포함하는 조성물을 처리하는 방법은 원단의 제조 후 또는 원단으로 제품을 제조한 후에 분사하는 공정으로 섬유 또는 그 제품에 처리될 수 있다. 상기 분사 방법은 일반적으로 사용되는 방법을 이용할 수 있다.In addition, the method for treating a composition including a zinc oxide single crystal and a binder may be treated on a fiber or a product thereof by spraying after the production of the fabric or after the production of the product. The injection method may use a method generally used.
본 발명은 또한 상기 기능성 섬유를 포함하는 섬유제품에 관한 것이다.The invention also relates to a textile product comprising said functional fibers.
상기 기능성 섬유를 이용하여 제조할 수 있는 섬유제품은 특별히 제한되지 아니하나, 특히, 봉제완구류 제조에 적합하다.Fiber products that can be produced using the functional fiber is not particularly limited, in particular, is suitable for the production of stuffed toys.
봉제완구류는 대부분이 유아용으로서, 유아들은 완구를 얼굴 특히, 입과 접촉하는 경우가 많아 그 안전성이 확보되어야 할 뿐만 아니라, 유아들은 완구류를 쉽게 오염시키기 때문에 자주 세탁하여 청결하게 사용할 필요가 있다. 그러나 통상적인 섬유로 제조된 유아용 봉제완구류의 대부분은 그 안전성이 미흡할 뿐만 아니라, 잦은 세탁에 의한 항균/살균, 소취, 대전방지 성능 등이 저하 내지는 제거된다.Plush toys are mostly for infants, and infants often come in contact with faces, especially mouths, so that safety needs to be ensured, and infants need to be frequently washed and used cleanly because they are easily contaminated. However, most of the children's plush toys made of conventional fibers is not only inadequate in safety, but also deteriorates or eliminates antibacterial / sterilization, deodorization, antistatic performance, etc. due to frequent washing.
그러나 본 발명에 따른 봉제완구류는 상기 기능성 섬유로 제조되기 때문에 유아들의 입과 자주 접촉되어도 조성물의 조성성분이 용출되어 나오거나, 잦은 세탁에도 그 항균/살균, 소취 및 대전방지 성능이 떨어지지 않는다. 또한 유아들의 입과 자주 접촉되어도 본 발명의 봉제완구류는 인체에 무해한 조성물로 처리된 것이어서 안전하다.However, the plush toys according to the present invention are made of the functional fiber, so that even when in frequent contact with the mouth of the infant, the composition of the composition is not eluted, or even frequent washing does not degrade the antibacterial / sterilization, deodorant and antistatic performance. In addition, even when in contact with the mouth of the infant often, the stuffed toy of the present invention is safe because it is treated with a composition harmless to the human body.
또한, 본 발명에 따른 기능성 섬유를 이용하여 제조할 수 있는 바람직한 섬유제품으로는 의류, 침구류, 가방류 등 인체에 접촉이 잦은 섬유제품을 들 수 있다. 본 발명의 기능성 섬유를 포함하는 섬유제품은 상기 봉제완구와 마찬가지로 인체에 접촉되어도 무해하고, 항균, 소취, 대전방지 성능이 우수하며, 세탁 견뢰도 가 높아 이러한 성능이 장시간 유지될 수 있는 장점이 있다.In addition, preferred textile products that can be produced using the functional fibers according to the present invention include textiles that are frequently in contact with the human body, such as clothing, bedding, bags. The fiber product including the functional fiber of the present invention is harmless to the human body, like the above-mentioned plush toy, has excellent antibacterial, deodorant, antistatic performance, and high washing fastness, so that the performance can be maintained for a long time.
본 발명에 따른 상기 기능성 섬유를 는 섬유제품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 제조방법으로 제조될 수 있으며, 그 방법은 특별히 제한되지 않는다.The fiber product using the functional fiber according to the present invention can be produced by a manufacturing method commonly used in the art, the method is not particularly limited.
상기 대전 방지를 위한 산화아연 단결정체 및 바인더를 포함하는 조성물을 섬유에 분사하는 공정은 상기 섬유제품 완성 후에 적용하는 것도 가능하다.The step of spraying the composition comprising the zinc oxide single crystal and the binder for the antistatic to the fiber may be applied after the completion of the fiber product.
이하 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples.
[조성예 1][Composition Example 1]
PVP에 담지된 콜로이드 은나노 입자 1000ppm/ℓ, 폴리아미드 수지 6 중량부, 실리콘 유연제 5 중량부, 공업용수 200ℓ를 혼합하여 조성물을 제조하였다.The composition was prepared by mixing 1000 ppm / L of colloidal silver nanoparticles supported on PVP, 6 parts by weight of polyamide resin, 5 parts by weight of a silicone softener, and 200 L of industrial water.
[조성예 2][Composition Example 2]
공업용수 200ℓ에 폴리아미드 수지 6 중량부, 산화아연 단결정체 10 중량부를 혼합하여 조성물을 제조하였다.A composition was prepared by mixing 6 parts by weight of polyamide resin and 10 parts by weight of zinc oxide single crystal in 200 liters of industrial water.
[실시예 1]Example 1
조성예 1의 조성물을 텐터기(Tenter frame)의 용제 탱크에 주입하였다. 텐터기 온도를 120 ℃로 유지하고, 약 30분 동안 폴리에스테르 70%, 면 30%로 이루어 진 원단을 통과하여 건조시키고, 항균처리된 원단을 얻었다.The composition of the composition example 1 was injected into the solvent tank of a tenter frame. The tenter temperature was maintained at 120 ° C., and passed through a fabric made of 70% polyester and 30% cotton for about 30 minutes to obtain an antimicrobial fabric.
[실시예 2]Example 2
조성예 2의 조성물을 [실시예 1]의 원단에 분사하고, 건조하여 대전방지능을 부여한 원단을 얻었다.The composition of the composition example 2 was sprayed on the fabric of [Example 1], and it dried and obtained the fabric which provided antistatic ability.
[실시예 3]Example 3
실시예 1의 원단을 재단하여 봉제완구를 제조하였다.The fabric of Example 1 was cut to prepare a stuffed toy.
[실시예 4]Example 4
실시예 2의 원단을 재단하여 봉제완구를 제조하였다.The fabric of Example 2 was cut to prepare a stuffed toy.
[비교예 1]Comparative Example 1
조성예 1 및 조성예 2에 따른 조성물을 처리하지 않고, 폴리에스테르 70%, 면 30%로 이루어진 원단을 제조하였다.A fabric consisting of 70% polyester and 30% cotton was prepared without treating the compositions according to Composition Examples 1 and 2.
3. 실험예 1: 살균력 평가3. Experimental Example 1: Evaluation of bactericidal power
실시예 1에서 제조된 원단의 살균력을 평가하였다. 실시예 1의 원단 및 비교예 1의 원단을 각각 50 회, 100 회, 200 회 세탁한 후 균주를 접종하였다. 균주로는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus AATCC 100)과 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 사용하였으며, 상기 균주의 접종 후 24 시간 후의 항균 감소율을 측정하였다. 황색포도상구균에 대한 결과는 하기 표 1에 나타내고, 폐렴간균에 대한 결과는 표 2에 나타내었다. The sterilization power of the fabric prepared in Example 1 was evaluated. The fabric of Example 1 and the fabric of Comparative Example 1 were washed 50 times, 100 times, and 200 times, respectively, and then inoculated with the strain. Strains include Staphylococcus aureus AATCC 100) and Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 were used, and the antimicrobial reduction rate was measured 24 hours after inoculation of the strain. The results for Staphylococcus aureus are shown in Table 1 below, and the results for pneumococcal bacteria are shown in Table 2.
또한 이의 결과에 대한 사진은 도 1 내지 도 6 에 나타내었다. S. aureus는 황색포도상구균이고, K. pneumoniae는 폐렴간균이며, Blank 는 비교예 1의 원단을 이용한 실험이며, Sample 은 실시예 1의 원단을 이용한 실험이다.In addition, photographs of the results are shown in FIGS. 1 to 6. S. aureus is Staphylococcus aureus, K. pneumoniae is pneumococcus, Blank is the experiment using the fabric of Comparative Example 1, Sample is the experiment using the fabric of Example 1.
Ma: 시험균 접종 직후의 생균 수의 평균M a : Average number of live bacteria immediately after inoculation
Mb: 일정시간(24 시간) 경과 후 비교예 1의 원단에서의 생균 수의 평균M b : average number of viable cells in the fabric of Comparative Example 1 after a predetermined time (24 hours)
Mc: 일정시간(24 시간) 경과 후 실시예 1의 원단에서의 생균 수의 평균M c : Average number of viable cells in the fabric of Example 1 after a predetermined time (24 hours)
항균 감소율(%)※: [(Ma- Mc)/ Ma] × 100Antimicrobial Reduction Rate (%) ※ : [(M a -M c ) / M a ] × 100
상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 섬유는 항균력이 우수하며, 50회, 100회, 및 200회의 세탁 후에도 항균력이 유지되었다. 상기 섬유를 포함하는 봉제완구류 및 기타 섬유제품도 이와 같은 항균력이 유지될 것이다.As shown in Table 1 and Table 2, the fiber according to the present invention has excellent antibacterial activity, and the antibacterial activity was maintained even after washing 50 times, 100 times, and 200 times. Plush toys and other textile products containing the fibers will maintain this antimicrobial activity.
4. 대전방지능 측정4. Antistatic capacity measurement
실시예 2에서 제조된 원단의 대전방지능을 측정하고, 이의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The antistatic ability of the fabric prepared in Example 2 was measured, and the results are shown in Table 3 below.
인가조건: 10kv, 30sec, 표면저항치측정전압 500VApplied conditions: 10kv, 30sec, surface resistance measurement voltage 500V
유전율 ε= 8.5·εo, (εo 는 진공상태의 유전율 8.854×10-12이며, 단위는 C2 /N·㎡, 2.4×1011Hz 로 측정)Permittivity ε = 8.5 · ε o, (ε o is the dielectric constant 8.854 × 10 -12 in vacuum and the unit is measured at C 2 / N · m 2, 2.4 × 10 11 Hz)
상기 표 3 과 같이 산화아연 단결정체가 원단에 도포되는 경우, 원단의 대전압이 낮아져, 대전방지능이 있음을 알 수 있다. 또한 이의 원단을 포함한 섬유제품에도 이러한 대전방지능이 유지될 것이다.When the zinc oxide single crystal is applied to the fabric as shown in Table 3, it can be seen that the charge voltage of the fabric is lowered, thereby having an antistatic ability. In addition, such antistatic performance will be maintained in textile products, including its fabric.
도 1은 본 발명에 일 실시예 및 비교예에 따른 원단을 50 회 세탁한 후, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus AATCC 100)을 접종 한 후의 사진이다.1 is a photograph after inoculation of Staphylococcus aureus AATCC 100 after washing 50 times the fabric according to an embodiment and a comparative example in the present invention.
도 2는 본 발명에 일 실시예 및 비교예에 따른 원단을 100 회 세탁한 후, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus AATCC 100)을 접종 한 후의 사진이다.Figure 2 is a photograph after inoculating Staphylococcus aureus AATCC 100 (100 Staphylococcus aureus 100) after washing the fabric 100 times according to an embodiment and a comparative example in the present invention.
도 3은 본 발명에 일 실시예 및 비교예에 따른 원단을 200 회 세탁한 후, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus AATCC 100)을 접종 한 후의 사진이다.Figure 3 after washing the fabric 200 times according to an embodiment and the comparative example in the present invention, a photograph after inoculation of Staphylococcus aureus AATCC 100.
도 4는 본 발명에 일 실시예 및 비교예에 따른 원단을 50 회 세탁한 후, 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 접종 한 후의 사진이다.4 is a photograph after inoculating 50 times of the fabric according to an embodiment and a comparative example in the present invention, inoculated pneumococcal bacteria ( Klebsiella pneumoniae ATCC 4352).
도 5는 본 발명에 일 실시예 및 비교예에 따른 원단을 100 회 세탁한 후, 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 접종 한 후의 사진이다.Figure 5 after washing the fabric 100 times according to an embodiment and the comparative example in the present invention, pneumonia bacillus ( Klebsiella pneumoniae ATCC 4352) after inoculation.
도 6는 본 발명에 일 실시예 및 비교예에 따른 원단을 200 회 세탁한 후, 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 접종 한 후의 사진이다.Figure 6 after washing the fabric 200 times according to an embodiment of the present invention and a comparative example, is a photograph after inoculation pneumococcal ( Klebsiella pneumoniae ATCC 4352).
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