KR101207405B1 - 키토산이 첨가된 가공 조제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 키토산이 첨가된 가공 조제로서, 보다 상세하게는 연속 염색과정에서 고착 및 발색을 위한 염료로 반응성 염료 또는 VAT 염료를 사용함에 있어 고착 및 발색시 사용하는 가공액에 키토산이 첨가된 가공 조제에 관한 것이다. 본 발명에 의한 가공 조제를 사용하는 제조된 직물은 항균성, 생체적합성 등의 기능을 한다.
키토산, 연속염색, 가공, 혼합 직물

Description

키토산이 첨가된 가공 조제{Processing composition added chitosan}
본 발명은 가공 조제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속염색법에서 염료의 염착 및 발색을 위해 사용하는 가공 조제에 관한 것이다.
섬유산업중 염색가공분야는 섬유소재가 요구하는 성능을 최종적으로 부여하는 공정으로, 섬유제품에 부가가치를 부여하는데 결정적인 역할을 하며 섬유 제품의 고급화에 가장 핵심이 되는 기술 분야의 하나이다.
염색가공 공정은 전처리, 염색, 후가공의 순으로 진행되는데 염색 불량의 원인을 살펴보면 70%정도는 각 공정에서의 처리가 불충분하기 때문인 것으로 알려져 있다. 이와 같은 원인은 원사에 대한 정보가 부족하고, 제직된 생지에 처리된 호제, 휴제의 종류 및 관련 사항등을 비롯하여 공정에 적합한 조건에 대한 정보가 미흡하기 때문이다. 또한 최근 국내에 합성섬유 및 천연섬유를 이용한 소재로 복합소재, 초극세섬유등 많은 종류의 신소재가 개발되고 있다.
이러한 가운데 건강 의류나 기능성 의류 등에 복합섬유로 이루어진 복합소재 가 사용되고 있으며, 섬유염색가공업계는 고품질, 고성능 가공에 의해, 복합섬유로 이루어진 복합소재의 경쟁력 향상을 도모하고 있다. 다섬유로 이루어진 복합소재의 가공은 복잡하고 어려운 공정이다.
연속염색이란 염료를 패딩에 의하여 직물에 부착시킨 후 그대로 또는 환원을 시켜, 고열 또는 증열에 의하여 염료를 연속적으로 직물에 염착시키는 염색 방법으로 합성섬유와 레이온 또는 면 등과의 혼방직물에 이용되며, 패드 드라이어(Pad Dryer)에서 염료액을 흡수후 패딩하여 건열로 건조한 다음 서모 픽서(Thermo Fixer)기에서 분산염료를 기화 염색시키고 패드 스팀(Pad steam) 기계에서 셀룰로오스(Cellulose)계 염료를 고착시키는 방법으로 반응성 염료, VAT염료 등을 이용하여 염색하는 염법이다. 상기 패드 스팀 기계에서 직물을 고착, 발색시키는 과정에서 가공조제가 첨가된다. 일반적으로 반응성 염료 또는 VAT염료를 발색시키기 위한 가공조제로 초산 및 과산화수소를 첨가하여 사용하였다.
대한민국 등록특허 제641821호에서는 나이론과 면이 혼합되어 있는 원단을 반응성염료 및 산성염료에 의해 일욕으로 염색하는 연속 염색방법이 제공되어 염색공정을 대폭 단축하고 생산원가를 절감할 수 있는 혼합 직물을 개시하고 있다. 그러나, 이 경우 직물에 인체에 해로운 균이 자주 발생하는 문제점이 생겨 항균기능을 갖게 하려면 또다른 공정을 처리해야 하는 문제점이 있었다.
따라서, 혼합 직물을 염색하는 과정에서, 일공정으로 인체에 무해하면서도 항균성의 특징이 있는 직물의 생산이 소망되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 염료가 직물에 고착되어 발색의 효과를 이루면서도 항균성의 특징을 갖기 위한 염료의 가공액을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명은 항균성을 위한 공정을 따로 두는 것 없이 발색 및 항균가공을 동시에 하여 작업의 편의성 및 기능성을 부여하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 연속 염색과정에서 염료 고착 및 발색시 가공액에 키토산이 첨가된 가공 조제를 제공한다.
또한 본 발명은 고착 및 발색을 위한 염료로 반응성 염료 또는 VAT 염료를 사용하는 키토산이 첨가된 가공 조제를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 가공액에 초산이 첨가된 가공액을 제조하는 키토산이 첨가된 가공 조제를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 가공 조제가 키토산 가공액 100 중량부에 대하여 키토산 0.5 내지 2중량부 및 초산 0.5 내지 1 중량부가 함유된 키토산이 첨가된 가공 조제를 제공한다.
또한 본 발명은 VAT 염료 사용시에 상기 가공액에 과산화수소를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 키토산이 첨가된 가공 조제를 제공한다.
또한 본 발명은 VAT 염료 사용시에 상기 가공 조제가 키토산 가공액 100 중량부에 대하여 키토산 0.5 내지 2중량부, 초산 0.5 내지 1 중량부 및 과산화수소 0.5 내지 1중량부가 함유된 키토산이 첨가된 가공 조제를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 키토산이 첨가된 가공조제를 이용하여 발색시켜 제조된 원단을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 혼합 직물은 폴리에스테르 및 레이온 또는 면을 혼합하여 제조된 원단을 제공한다.
본 발명에 의한 키토산이 첨가된 가공조제는 폴레에스테르와 레이온 또는 면이 혼합되어 있는 직물을 분산염료와 반응성염료 또는 VAT염료에 의해 염색함으로써, 항균성, 생체친화성 및 염색공정을 단축하고 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의해 제조된 직물은 연속염색의 발색시 직물에 키토산이 고르게 피복되어 키토산과 구성섬유가 서로 결착된 기능성 섬유로의 효과가 있다.
또한 본 발명으로 제조된 직물은 항균성, 생체적합성 등의 기능을 갖는 의류용으로 활용할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 비제한적인 예로서 폴레에스테르 및 레이온 또는 면이 혼합된 혼방섬유에 대하여 연속염색법을 이용하여 발색할 시에 첨가되는 가공조제에 관한 것으로 가공조제에 키토산이 첨가된다.
본 발명에서 사용하는 염료는 통상적으로 사용하는 것으로, 폴리에스테르에 대해서는 분산염료를 사용하며, 레이온 또는 면섬유에 대해서는 반응성 염료 또는 VAT 염료를 사용한다. 그러나, 본 발명은 상기 폴리에스테르/레이온 또는 폴리에스테르/면 교직 직물에만 한정되어 적용될 수 있는 것은 아니며, 합성섬유와 레이온과 같은 재생섬유 또는 면과 같은 천연섬유가 혼합된 원단이면, 혼방직편물이든, 교직물이든 제한없이 적용될 수 있다.
상기 본 발명에 사용되는 염색방식은 연속염색법으로서 연속염색과정 중 패드 스팀(Pad steam) 기계에서 가공액을 사용하여 혼합 직물 중 레이온 또는 면에 묻어 있는 VAT 염료 또는 반응성 염료를 발색 시키고 미고착 염료를 탈락시키면서 선명한 색상을 내기 위한 작업을 한다.
상기 가공액에 첨가되는 물질로는 통상적으로 초산, 과산화수소를 첨가하는 데 본 발명은 이에 키토산을 첨가하는 것을 특징으로 한다.
키토산은 -β-(1,4)-2-디옥시-2-아세트아미드-D-글루코피라노스 (-β-(1,4)-2-deoxy-2-acetamide-D-glucopyranose)로 구성된 고분자량의 다당류 (heteropolysaccharide)인데, 키틴의 N-아세틸 그룹을 탈아세틸화 하여 아미노 그룹으로 치환한 키틴의 유도체이다. 상기 키토산의 화학식은 아래와 같다.
Figure 112009026520187-pat00001
상기 키토산의 대략적인 특징으로는 무독성, 항균성, 생분해성 및 생체친화성 등으로 인해 미용, 의료용, 생체공학용, 섬유/제지 산업 및 건강용 의류 등에 널리 사용되고 있다.
이에 따라 본 발명의 발명자들은 고부가가치 고감성 기능에 대한 관심이 고조되는 요즘, 이러한 키토산을 이용하여 직물에 가공처리 함으로써 키토산이 가진 우수한 기능성을 이용하여 항균성, 탈취성, 생체적합성 등이 뛰어난 직물을 제조하였다.
본 발명에 따른 연속염색의 공정에서 레이온 또는 면에 묻어 있는 반응성 염 료 또는 VAT 염료를 고착 및 발색 시키기 위해 사용하는 가공액은 초산 및 키토산을 첨가하여 키토산 가공액을 제조하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 가공액은 VAT 염료를 사용한 경우 과산화수소를 추가로 첨가할 수 있다.
상기 키토산 가공액에는 물을 용매로 사용하며 키토산 가공액 100 중량부에 대하여 키토산이 0.5 내지 2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 키토산의 경우 상기범위인 0.5 중량부 미만으로 사용할 경우에는 항균작용의 효과가 잘 나타나지 않으며 상기범위인 2 중량부를 초과하여 사용하는 경우에는 항균효과는 있으나 발색이 잘 되지 않는 문제점이 발생한다.
또한 상기 초산은 키토산 가공액 100 중량부에 대하여 0.5 내지 1 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 초산은 고착된 염료를 세척 및 중화시키는 역할을 하는 데 상기 범위내에서 세척 및 중화가 가장 잘 일어난다.
또한 VAT 염료를 사용할 경우 상기 과산화수소를 첨가할 수 있는 데 상기 과산화수소는 고착이 완료된 염료를 산화시키는 작용을 한다. 키토산 가공액 100 중량부에 대하여 과산화수소 0.5 내지 1중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 키토산을 초산에 녹인 후에 과산화수소를 첨가하는 순서로 키토산 가공액을 제조한다. 제조된 키토산 가공액을 공기중에 서서히 교반하며 변색 정도를 측정하여 과산화수소에 의한 키토산의 아민기 파괴 정도를 측정하였을 때, 모든 수분의 증발에도 가공액의 변색은 보이지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서, 과산화수소의 첨부에도 키토산의 아민기 파괴는 일어나지 않는다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 키토산 가공액을 이용하여 혼합직물을 제조할 수 있는 데, 상기 혼합 직물은 폴리에스테르 및 레이온 또는 면을 혼합하여 제조된 혼합 직물일 수 있다.
또한 본 발명에 의한 키토산 가공액을 이용하여 제조된 직물은 연속염색의 발색시 직물에 키토산이 고르게 피복되어 키토산과 구성섬유가 서로 결착된 기능성 섬유로 작용하며, 항균성, 생체적합성 등의 기능을 갖는 직물로 활용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
실시예 1
폴리에스테르 및 면(cotton) 포함된 혼합 직물을 연속염색법으로 염색하는 데 있어 레이온에 분산염료 및 VAT 염료를 넣어 염색하였다. 가공액은 100중량부에 대하여 키토산 0.5 중량부, 초산 0.8 중량부로 하여 키토산을 초산에 녹인뒤에 과산화수소 0.8 중량부를 첨가하여 물에 용해시켜 키토산 가공액을 제조하였으며 이를 연속염색 과정에서 패드스팀기에 넣어 염료가 레이온에 발색 및 고착되도록 하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 키토산 가공액은 가공액 100중량부에 대하여 키토산 1 중량부, 초산 0.8 중량부 및 과산화수소 0.8 중량부로 하여 제조하였다.
비교예 1
실시예 1와 동일하게 실시하되, 키토산은 첨가하지 않고 가공액은 100중량부에 대하여 초산 0.8 중량부 및 과산화수소 0.8 중량부로 하여 제조하였다.
구 분 실시예 1 실시예 2 비교예 1
세탁5회 세탁10회 세탁5회 세탁10회 세탁5회 세탁10회


균

주
포도상구균
 초기균수 2.0×104 2.0×104 2.0×104 2.0×104 2.0×104 2.0×104
18시간후 10 미만 10 미만 10 미만 10 미만 5.1×106 4.5×106
정균감소율(%) 99.9 99.9 99.9 99.9 - -

폐렴간균
 초기균수 2.2×104 2.2×104 2.2×104 2.2×104 2.2×104 2.2×104
18시간후 10 미만 10 미만 10 미만 10 미만 7.0×107 6.7×107
정균감소율(%) 99.9 99.9 99.9 99.9 - -
색상차(△E)
 0.21 0.27 0.31 0.28 - -
※ 측정 방법
1. 항균성 실험
염색된 혼합직물을 세탁 5회 및 10회를 실시하여 직물의 항균성능은 황색 포도상구균(Staphylococcus aureus, American Type Culture Collection No. 6538) 및 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae, American Type Culture Collection No. 4352)을 관찰하여 시험한 후 균감소율을 계산하였고 균감소율이 99%이상이면 항균효과가 있다고 판정하였다.
정균감소율은 "정균감소율=(초기균수-18시간후 균수)×100"로 계산하였다.
2. 색상차 실험
맥베스사(Macbeth社)에서 제조한 COLOR-EYE 3000을 이용하여 색상차를 구하였다. 통상적으로 만들어지는 가공액을 적용하였는 데 비교에 1 에서 제조한 혼합직물을 기준으로 실시예 1 및 2의 색상차를 비교하였다.
※ 실험 결과
실험결과 본 발명으로 제조된 혼합직물은 시간이 경과한 뒤에 균이 거의 존재하지 않는 것으로 보아 항균성이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.
색상차는 기존의 통상적으로 제조된 혼합직물과 비교하여 △E가 0.5 미만이므로 색상차가 거의 없다고 볼 수 있어 기존 제품과 비교하여 발색효과도 차이가 없음을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (8)

  1. 연속 염색과정에서 염료 고착 및 발색시 가공액에 초산, 과산화수소 및 키토산이 첨가되되,
    상기 고착 및 발색을 위한 염료로 VAT 염료를 사용하며,
    상기 VAT 염료 사용시에 상기 가공액에 과산화수소를 더 첨가하며,
    가공 조제는 키토산 가공액 100 중량부에 대하여 키토산 0.5 내지 2중량부, 초산 0.5 내지 1 중량부 및 과산화수소 0.5 내지 1중량부가 함유된 키토산이 첨가된 가공 조제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 의한 키토산이 첨가된 가공조제를 이용하여 발색시켜 제조된 원단.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원단은 폴리에스테르와 레이온을 혼합하거나 폴리에스테르와 면을 혼합하여 제조된 원단.
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