KR101199442B1

KR101199442B1 - 다기능 복합캡슐 조성물

Info

Publication number: KR101199442B1
Application number: KR1020090058946A
Authority: KR
Inventors: 엄기영
Original assignee: 엄기영
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2012-11-09
Also published as: KR20110001421A

Abstract

본 발명은 다기능 복합캡슐 조성물에 관한 것으로, 피톤치드, 피씨엠(PCM), 정전기방지제, 항균제, 자외선차단제, 방충제 및 비타민 A와 E를 포함하며, 직물원단에 침지되어 특성발현에 사용되는 다기능 복합캡슐 조성물에 있어서; 상기 정전기방지제는 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 14±0.5wt%, 물 86±0.5wt%로 이루어지고; 상기 항균제는 폴리알킬로 니트릴(Polyalkyllo Nitrile) 5±1wt%, 폴리옥시알킬 에테르(Polyoxyalkyl Ether) 15±1wt%, 이소프로필 알콜(Isopropyl Alcohol) 15±1wt%, 물 65±1wt%로 이루어지며; 상기 자외선 차단제는 페놀 24±1wt%, 폴리옥시 에틸렌 알킬 에테르 포스포닉 에스터(Polyoxy ethylene Alkyl Ether Phosphonic ester) 6±1wt%, 물 70±1wt%로 이루어지고; 상기 방충제는 멜라민 레진(Melamine Resin) 4~5wt%, 스티렌 말레산 무수물 모노메틸(Styrene maleic anhydride monomethyl) 2~3wt%, 시트로넬라(Citronella) 25wt%; 및 잔부 물로 이루어지되; 상기 피톤치드, 피씨엠(PCM), 정전기방지제, 항균제, 자외선차단제, 방충제 는 전체 조성 대비 5-40중량%의 범위 내에서 동등한 양만큼 첨가되고; 상기 비타민 A와 E는 성인이 하루 필요로 하는 최소량 만큼 첨가되는 것을 특징으로 하는 다기능 복합캡슐 조성물을 제공한다.

본 발명에 따르면, 다양한 특성을 가진 직물 원단에 적용되는 마이크로캡슐 제조시 작업공수가 줄어들어 작업시간 단축은 물론 원가절감이 가능하고, 하나의 캡슐 안에 다기능이 포함되어 있어 고효율화를 달성하는 효과를 얻을 수 있다.

다기능, 복합캡슐, 직물원단, 나노 캡슐

Description

다기능 복합캡슐 조성물{MULTI FUNCTION COMPLEX CAPSULES COMPOSITION FOR CONTAINING FABRICS}

본 발명은 다기능 복합캡슐 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유 또는 온도조절, 향, 항균, 정전기 방지, 방충 및 자외선 차단 등의 기능을 하나의 나노 캡슐로 제조하여 한번에 처리함으로써 부작용을 줄이고 원가절감 및 제조시간을 단축할 수 있도록 개선된 다기능 복합캡슐 조성물에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 섬유 또는 직물의 성능, 미관 또는 다른 특성을 개선하기 위해 사용될 수 있는 하나의 기술은 원하는 섬유 또는 직물에 적용될 수 있는 작은 캡슐(마이크로캡슐)에 예를 들면, 향료와 같은 물질 또는 약품을 넣어 제공하는 것을 포함한다.

이러한 마이크로캡슐은 얇은 벽에 의해 둘러싸인, 적어도 1종의 물질 또는 약품을 함유하는 코어를 전형적으로 포함하며, 마이크로캡슐 벽이 적절한 자극, 예를 들면 온도, 압력 또는 착용자의 피부와의 물리적 접촉 등에 반응하여 파열되거나 혹은 붕괴될 때 상기 물질 또는 약품이 방출되면서 소정의 기능, 즉 특성이 발 현된다.

이때, 마이크로캡슐은 통상적으로 결합제라고 불리는 약품을 통해 직물 재료에 적용되는데, 이를 테면 직물 재료를 마이크로캡슐과 결합제를 모두 함유하는 욕에 넣어 충분히 침지한 다음 상기 직물 재료를 가열 또는 건조시키는 형태가 대표적이다.

그런데, 종래에는 여러가지 특징을 나타내는 캡슐 조성물의 조성이 난해하여 다기능으로 복합 제조할 수 없었기 때문에 원단 제조시 용도에 따라 특정 기능을 한 두가지 따로 따로 가공하는 형태로 처리하여야만 하였다.

따라서, 작업공정이 복잡하고, 처리비용이 많이 발생하며, 처리효율이 떨어지고, 작업시간이 오래 걸리는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 온도조절제, 방향제, 항균제, 정전기방지제, 방충제, 자외선차단제, 비타민 물질들을 혼합 조성하여 나노 캡슐 형태로 함유시킴으로써 한 번의 처리 가공을 통해 다기능을 갖도록 만들어 작업공수를 줄이고, 원가절감은 물론 작업시간 단축, 기능 효율 향상을 달성할 수 있도록 한 다기능 복합캡슐 조성물을 제공함에 주된 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 피톤치드, 피씨엠(PCM), 정전기방지제, 항균제, 자외선차단제, 방충제 및 비타민 A와 E를 포함하며, 직물원단에 침지되어 특성발현에 사용되는 다기능 복합캡슐 조성물에 있어서; 상기 정전기방지제는 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 14±0.5wt%, 물 86±0.5wt%로 이루어지고; 상기 항균제는 폴리알킬로 니트릴(Polyalkyllo Nitrile) 5±1wt%, 폴리옥시알킬 에테르(Polyoxyalkyl Ether) 15±1wt%, 이소프로필 알콜(Isopropyl Alcohol) 15±1wt%, 물 65±1wt%로 이루어지며; 상기 자외선 차단제는 페놀 24±1wt%, 폴리옥시 에틸렌 알킬 에테르 포스포닉 에스터(Polyoxy ethylene Alkyl Ether Phosphonic ester) 6±1wt%, 물 70±1wt%로 이루어지고; 상기 방충제는 멜라민 레진(Melamine Resin) 4~5wt%, 스티렌 말레산 무수물 모노메틸(Styrene maleic anhydride monomethyl) 2~3wt%, 시트로넬라(Citronella) 25wt%; 및 잔부 물로 이루어지되; 상기 피톤치드, 피씨엠(PCM), 정전기방지제, 항균제, 자외선차단제, 방충제 는 전체 조성 대비 5-40중량%의 범위 내에서 동등한 양만큼 첨가되고; 상기 비타민 A와 E는 성인이 하루 필요로 하는 최소량 만큼 첨가되는 것을 특징으로 하는 다기능 복합캡슐 조성물을 제공한다.

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본 발명에 따르면, 작업공수가 줄어들어 작업시간 단축은 물론 원가절감이 가능하고, 하나의 캡슐 안에 다기능이 포함되어 있어 고효율화를 달성하는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 직물원단의 성능 향상을 위해 직물원단에 특정 성분을 나노 캡슐 형태로 함유시켜 직물원단이 쓰여지는 용처에 따라 적정 조건이 성취되었을 때 나노 캡슐이 터지면서 그 안에 함유되어 있던 성분들이 방출되면서 특정 기능을 구현할 때, 이 나노 캡슐의 조성물을 특정함으로써 제조의 요이성, 고효율성을 달성하도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명에서는 피톤치드를 이용한 향 발현(방향성), 피씨엠(PCM)을 이용한 온도조절기능, 항균제를 통한 항균기능, 정전기방지제를 통한 정전기 방지기능, 방충제를 통해 해충 방제 기능, 자외선차단제를 통한 자외선 차단기능, 비타민 물질을 통한 인체 위해 요소 제거기능 등의 특정 기능을 구현하도록 구성된 조성물이 하나의 나노 캡슐에 함유되도록 구성하고, 그 적용은 이 조성물과 결합제(종래 기술에서 언급된 공지된 방법임)를 이용하여 공지이 방법으로 직물원단에 침지시켜 상기 특정 기능을 구현할 수 있다.

이러한 직물원단으로는 가발, 의류, 양말, 이불 등이 될 수 있다.

이때, 상기 나노 캡슐은 보통 공중합 → pH 조절 → 유화 → 축합 등과 같은 과정을 거쳐 제조하게 되며, 본 발명에 따른 조성물은 유화 과정시 첨가되게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따라 첨가되는 조성물은 모든 성분이 동일 비율을 갖고 첨가됨이 바람직한데, 이는 이들 성분들의 특성이 서로 각기 다르기 때문에 독자적인 처리를 통해서도 충분히 효과를 낼 수 있도록 기존과 성분상 차별화를 꾀하였다.

따라서, 작업공수가 줄어들고, 제조가 용이하며, 원가를 절감할 수 있다. 즉, 기존에 알려진 특성 향상용 직물원단의 경우 일부 성분들끼리 서로 영향을 미쳐 부작용을 초래하는 것들이 있어 한번에 처리가 불가능하였지만, 본 발명에서는 그러한 성분들은 아예 배제를 시키고 복합 처리를 하여도 부작용이 없고, 각기 고유의 특성을 그대로 발현할 수 있는 물질들로 선별하였으며, 그것이 가능한 이유는 다년간에 걸쳐 숱한 실험을 반복하면서 연구완성하였기 때문이다.

즉, 본 발명에서는 각 성분들이 나노 캡슐(구체적으로 캡슐막으로 사용되는 성분으로 멜라민-포름알데히드계 수지)을 100중량으로 보았을 때 5~40중량%의 범위 내에서 동일량씩 첨가됨이 바람직하며, 비타민 물질의 경우에는 성인이 하루 필요 로 하는 최소량을 기준으로 첨가됨이 바람직하다.

보다 구체적으로, 피톤치드(phytoncide)는 소나무, 전나무, 편백나무에서 추출한 천연오일로서, 테르펜을 비롯한 페놀 화합물, 알칼로이드 성분, 글리코시드 등으로 구성된 물질이다.

이때, 피톤치드는 식물이 내는 항균성 물질의 총칭으로서 어느 한 물질을 가리키는 것은 아니며, 이 피톤치드가 신체에 흡수되게 되면 피부를 자극하여 신체의 활성을 높이고, 피를 잘 돌게 하며, 심리가 안정되고, 항균작용도 겸할 수 있게 된다.

이러한 피톤치드는 삼림욕을 통해 흡수(여기에서, 삼림욕은 이 피톤치드만을 흡수하기 위한 것이 아니라 테르펜의 다양한 약리작용을 얻기 위한 것임)할 수 있으며, 그에 따라 스트레스가 해소되고 장과 심폐기능이 강화되며 살균작용도 이루어지는 효과가 있다.

즉, 상기 피톤치드는 밝혀진 바에 따르면, 스트레스완화, 진정작용, 쾌적효과, 알레르기예방, 항균작용, 탈취효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이와 같은 피톤치드는 그 효과를 인간생활에 적용하고자 하는 노력들이 경주되어 왔으나, 주로 공기정화기, 휘산기와 같은 분야에 한정되어 왔다[실용신안등록 제 280014호, 제 289673호, 제 265617호, 제 216086호, 특허등록 제383911호, 제 375889호].

본 발명에서는 방향성을 위해 상기 피톤치드를 활용하며, 첨가량은 10~20중량%이고, 이 범위로 첨가하는 이유는 피톤치드가 높은 고체함량을 지니면서도 점도 가 낮고 우수한 분산 안정성을 갖도록 하기 위함이다.

특히, 나노 캡슐 자체가 적절한 경도와 유연성을 동시에 지니도록 하여 일상생활에서 발생하는 압력, 마찰 등 외력에 의하여 적절한 속도로 파괴되어 피톤치드를 방출할 수 있으며, 그 방향성을 오래 지속시키기 위해 피톤치드의 함유량을 상기 범위로 한정할 필요가 있다.

그리고, 피씨엠(PCM, Phase Change Material)은 상변화시 잠열을 냉방에 이용하여 온도를 조절하는 물질로 알려져 있다.

본 발명에서는 15~37℃에 속하는 특정 온도대의 상변화 온도를 갖는 피씨엠으로 주로 유기물 또는 무기물 혼합에 의한 수용액 형태 또는 유기물과 무기물의 혼합물 형태의 공융(eutectic) 계열의 피씨엠을 사용함이 바람직한데, 이는 직물원단에 함유시키기에 적당하고, 이 직물원단이 사용되는 용도에 적당한 온도이기 때문이며, 다른 성분들과의 상호관계와 나노 캡슐의 크기를 고려하여 앞서 설명한 양만큼 첨가 혼합됨이 바람직하다.

또한, 정전기방지제는 계면활성 기능을 이용하여 옷감, 즉 본 발명 직물원단에 발생되는 정전기를 제거하도록 한 것으로서, 중량%로 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 14±0.5%, 물 86±0.5%로 이루어진 것을 사용함이 좋다.

아울러, 항균제는 피톤치드와 함께 항균성을 높인 것으로, 이또한 나노 캡슐이 터질 때 각 성분별도 기능하게 된다.

본 발명에 따른 항균제는 중량%로, 폴리알킬로 니트릴(Polyalkyllo Nitrile) 5±1%, 폴리옥시알킬 에테르(Polyoxyalkyl Ether) 15±1%, 이소프로필 알콜(Isopropyl Alcohol) 15±1%, 물 65±1%로 이루어진 것이 바람직하다.

뿐만 아니라, 자외선 차단제는 직물원단에 함유되어 장시간 외부 노출시 자외선이 피부로 도달하는 것을 옷감 자체에서 차단토록 함으로써 착용자의 피부를 보호하기 위한 것으로, 중량%로 페놀 24±1%, 폴리옥시 에틸렌 알킬 에테르 포스포닉 에스터(Polyoxy ethylene Alkyl Ether Phosphonic ester) 6±1%, 물 70±1%로 이루어진 것이 좋다.

그리고, 방충제는 모기기피제를 사용하는 것이 바람직하며, 예컨대 방충제의 성분조성으로는 중량%로 멜라민 레진(Melamine Resin) 4~5%, 스테렌 말레산 무수물 모노메틸(Styrene maleic anhydride monomethyl) 2~3%, 시트로넬라(Citronella) 25%, 잔부 물로 이루어진 것이 좋다.

한편, 비타민 물질로는 비타민 A, E가 바람직한데, 비타민 A는 레티놀이라는 화학명을 가진 것으로, 알코올형, 알데히드형, 카르복실산형으로 구분된다.

이러한 비타민 A는 산소에 의해 쉽게 산화되고, 무 산소상태에서는 120℃까지 가열해도 분해되지 않으며, 공기와 광선에는 불안정하다.

본 발명에서는 공인된 하루 추정 필요량인 4000IU를 최소량으로 포함할 수 있으면 되는데, 이는 특히 작업자가 직물원단으로 만든 제품을 착용한 상태에서 작업할 때 눈의 간상세포에서 물체를 볼 수 있게 해 주는 색소(로돕신) 합성을 원활하게 하고 눈에 영양을 보급하여 작업성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.

마지막으로, 비타민 E는 토코페롤이라는 핵심성분으로 잘 알려져 있다. 이 토코페롤은 신체에서 필요로 하는 산소량을 감소시키고, 피부에 영양공급과 보습효과를 제공하며, 노화방지, 피부 상처 회복력 향상 등의 효과가 있는 것으로 보고되 고 있는데, 본 발명에서는 100~800mg 첨가됨이 바람직하다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예]

하나의 나노 캡슐에 피톤치드, 피씨엠, 정전기방지제, 항균제, 자외선차단제가 각각 15중량%로 동일하게 첨가되고, 비타민 물질로 비타민 A 4000IU, 비타민 E 500mg이 첨가되어 형성된 나노 캡슐 조성물을 만들고, 이 나노 캡슐 욕조에 직물원단 3×4cm 크기의 시편을 1시간 동안 침적한 다음 상온에서 5시간 동안 건조하여 동일한 발명재 다수를 만들었다.

그리고, 이 발명재의 효능을 테스트하기 위해 발명재 중 어느 하나를 손으로 비빈 후 시험기에 넣고 대장균과 녹농균에 대해 24시간후 KICM-FIR-1002법으로 측정하여 항균력을 테스트 하였다.

또한, 자외선발생기를 통해 자외선을 발생시킨 후 다른 하나의 발명재에 자외선을 조사하여 그 투과여부를 확인하였으며, 또다른 하나에는 정전기 대전 여부를 확인하였다.

구분/ 특성	자외선 방지	항균력		정전기여부
		대장균	녹농균
발명재	자외선 투과안됨	99.5	99.7	정전기 발생 안됨

상기 표 1에서와 같이, 본 발명 실시예(다기능 함유 직물원단) 따른 결과 자외선 방지, 항균력, 정전기 방지 기능이 기존에 각각 하나씩 부여했던 특성(하나의 기능 함유 직물원단)과 동등 이상의 효과를 나타내었다.

뿐만 아니라, 피톤치드에 의한 방향성 및 피씨엠에 대한 온도조절 기능을 확인하기 위해 직물원단을 비빈 후 일정시간 유지하면서 냄새측정기(모델명:OMX-SR, 반도체 가스센서 내장, 향기 측정 용도, 에어펌프를 통한 연속흡입식 가스샘플링 방식)로 측정하여 향의 농도가 줄어드는 시점을 테스트하여 그 지속가능성을 확인하였고, 온도조절기능은 온도센서를 통해 온도변화를 측정하였다.

측정결과, 피톤치드에 의한 방향성은 2시간이 경과 하면서 급격히 떨어졌으며, 피씨엠에 의한 온도조절 기능은 1시간 30분을 유지하였는데, 이는 기존 단일 기능함유 직물원단이 각각 방향성에 있어 1시간 30분, 온도조절기능에 있어 1시간10분이었던 것과 비교하여 보면 동등 이상의 효과가 있음을 알 수 있었다.

이로써, 본 발명에 따라 한 번의 처리로 직물원단이 다기능을 가질 수 있도록 저렴하면서도 작업공수를 줄이면서 구현할 수 있음을 확인하였다.

Claims

피톤치드, 피씨엠(PCM), 정전기방지제, 항균제, 자외선차단제, 방충제 및 비타민 A와 E를 포함하며, 직물원단에 침지되어 특성발현에 사용되는 다기능 복합캡슐 조성물에 있어서;

상기 정전기방지제는 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 14±0.5wt%, 물 86±0.5wt%로 이루어지고;

상기 항균제는 폴리알킬로 니트릴(Polyalkyllo Nitrile) 5±1wt%, 폴리옥시알킬 에테르(Polyoxyalkyl Ether) 15±1wt%, 이소프로필 알콜(Isopropyl Alcohol) 15±1wt%, 물 65±1wt%로 이루어지며;

상기 자외선 차단제는 페놀 24±1wt%, 폴리옥시 에틸렌 알킬 에테르 포스포닉 에스터(Polyoxy ethylene Alkyl Ether Phosphonic ester) 6±1wt%, 물 70±1wt%로 이루어지고;

상기 방충제는 멜라민 레진(Melamine Resin) 4~5wt%, 스티렌 말레산 무수물 모노메틸(Styrene maleic anhydride monomethyl) 2~3wt%, 시트로넬라(Citronella) 25wt%; 및 잔부 물로 이루어지되;

상기 피톤치드, 피씨엠(PCM), 정전기방지제, 항균제, 자외선차단제, 방충제 는 전체 조성 대비 5-40중량%의 범위 내에서 동등한 양만큼 첨가되고; 상기 비타민 A와 E는 성인이 하루 필요로 하는 최소량 만큼 첨가되는 것을 특징으로 하는 다기능 복합캡슐 조성물.
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