KR101389305B1 - 항균캡슐을 포함하는 알러지 차단 침구류 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a) 리오셀계 섬유 및 극세사를 직조하여 얻어진 평균직경이 0.05 내지 5.0㎛인 다수의 공극을 갖는 극세공극직물의 표면에, 평균크기가 0.055 내지 6.000㎛인 피톤치드를 포함한 항균캡슐 분말을 분산함과 동시에 이와 대향되는 저면에서 석션하여 극세공극직물의 공극 내에 항균캡슐을 삽입하는 단계; 및 (b) 상기 단계 (a)의 항균캡슐이 삽입된 극세공극직물로부터 미삽입된 항균캡슐 분말을 제거하는 단계를 포함하여 항균 침구류를 제조하는 방법을 제공하는바, 이를 통해 극세공극을 갖는 제직구조 내에 항균캡슐이 삽입되어 있어 각종 유해 세균과 알레르겐을 원천적으로 차단하고, 보다 인체 친화적인 항균 침구류를 제공할 수 있다.

Description

항균캡슐을 포함하는 알러지 차단 침구류 및 그 제조방법{Anti-allergic bedding comprising antibiotic capsule and process for producing it}

본 발명은 천연 항균 물질을 캡슐화하여 극세공극 직물에 처리한 항균항알러지 침구류에 관련한 것이며, 보다 구체적으로는 리오셀(Lyocell)계 섬유를 사용하여 고밀도로 제직한 인체친화적 직물의 극세공극 내에 피톤치드 성분이 포함된 항균캡슐을 삽입시켜 항균처리한 항균항알러지 침구류 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 삼림욕(山林浴)에 관심을 갖고 있는 사람들이 크게 늘어나고 있다. 삼림욕이 급속히 붐을 일으킨 요인은 공해와 스트레스에 찌든 현대인들이 자연 속에서 자기를 보호하고 몸을 살리고자 하는 욕구가 크게 늘어났기 때문이다. 실제로 삼림욕을 하면 살균효과와 함께 호흡기능이 원활해지면서 단순히 실내의 공기를 환기시키는 것과는 비교할 수 없는 커다란 도움을 얻을 수 있기 때문에, 삼림욕은 알레르기 비염이나 천식, 아토피 피부염에 시달리는 사람들에게 좋은 치료법으로 소개되고 있다. 숲에는 깨끗한 공기와 음이온 그리고 피톤치드 등 인간의 건강에 주는 이로운 요소가 존재하는데, 그 중에서도 가장 뛰어난 치료효과를 가져다주는 요소로 주목받는 것이 바로 ‘피톤치드’이다.

피톤치드(Phytoncide)는 그리스어로 ‘식물’을 의미하는 Phyton=Plant(식물)과 ‘살균력’을 의미하는 Cide=Killer(살인자)를 합성한 말로서 “식물이 분비하는 살균 물질”이라는 의미를 갖고 있다. 피톤치드는 화학합성 물질이 아닌 천연물질이기에 인간의 신체에 무리 없이 흡수되며, 인간에게 해로운 균들을 선택적으로 살균한다. 피톤치드의 주성분은 테르펜이라는 방향성 물질인데 이 물질로 인해 숲 속의 향긋한 냄새가 만들어진다. 이와 같이 피톤치드는 좋은 향기로 심리적인 안정감을 주는 것 외에도 심폐 기능을 강화시키고, 세균 번식을 억제하여 아토피 피부염, 천식, 알레르기 비염 등의 질환을 예방하는 등 다양한 효과를 가지고 있다.

한편, 피부적 친화적 더 나아가 인체 친화적인 섬유를 일컬어 웰빙 섬유(well-being fiber & textile fabrics)라 하는데, 특성상 흔히 천연적인 섬유이며 인체에 유익한 가공을 한 섬유를 가리킨다. 웰빙 섬유는 촉감을 위시한 착용감, 통기성, 빨리 마르는 속건성, 피부건강 및 안정성이 강조되므로 결국 화학적이지 않은 면섬유, 마섬유, 콩섬유, 우유섬유, 은나노섬유, 바이오가공 처리한 섬유, 은행추출물 바이오처리섬유 등 피부질환이나 혈액 순환, 실내공기 정화기능에도 개선을 주는 방향으로 개발되고 있다.

이러한 웰빙 섬유는 기능성 침구류로 적극 활용되는데, 특히 다양한 질병과 스트레스로 고통받는 현대인들에게 편안한 휴식 공간 및 잠자리를 제공하는데 한 몫을 하고 있다. 인간의 생활 가운데 심신이 가장 편안한 상태를 느낄 때가 취침상태인 만큼 그 공간을 보다 깨끗하고 위생적인 환경을 갖추고자 하는 욕구는 꾸준히 증가하고 있으며, 그에 따라 웰빙 섬유로 이루어진 기능성 침구류도 각광받고 있는 것이다. 더불어 침구류는 주기적으로 세탁하기 곤란함을 가지고 있기 때문에 세균의 번식이 불가피하고 이를 해결하고자 하는 항균처리 기술개발 또한 주목받고 있다.

항균섬유 및 침구류에 관련한 종래 특허기술로는 대한민국 특허출원 10-2003-0066902호에서 은행나무 추출액을 물과 혼합하여 항균능력을 부여하는 위생부직포에 관한 기술이 존재한다. 상기 위생부직포는 합성 항균제가 아닌 천연항균제를 사용하므로 환경 친화적이면서 흡습력이 탁월하여 오염원의 제거가 용이하도록 구성 되어 있다. 또, 대한민국 특허출원 10-2003-0073006호에는 피톤치드 정유가 내재된 마이크로 캡슐을 포함하는 조성물로 처리된 원단에 관한 기술이 존재한다. 상기 특허는 피부자극이 없고, 소취성, 항균성, 및 내 내세탁성이 우수하며 피톤치드를 지속적으로 방출함으로써 의류용 기능성 소재로 적합하도록 구성 되어 있다. 한편, 대한민국 특허출원 10-2010-0070006호에는 로우 멜팅(low melting)에 의해 제조되고 폴리에스테르와 텐셀과 면으로 구성된 침구류로써 텐셀 함유에 의해 수분 조절이 가능하고 촉감이 부드럽고 박테리아 증식을 억제할 수 있는 기술이 존재한다.

상기 특허기술과 같이 천연 항균물질의 항균처리 기술 및 기능성 친환경 섬유에 관련한 기술이 존재하기는 하나, 천연항균물질을 캡슐화 하여 이를 고밀도로 제조된 친환경 섬유의 극세공극에 침투적용한 기술은 존재하지 않는다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

종래에 피톤치드를 포함하는 항균 캡슐 및 침구류에 관련된 기술이 존재하였으나, 단순히 피톤치드의 항균효과만으로 원단이나 침구류를 제작한 것이었다. 그로 인해 항균효과는 피톤치드에 역할에만 제한되어 있었다. 또한 캡슐을 원단내에 침적하여 표면적으로만 가공하였으므로 그 효과의 지속성에 대한 문제는 해결될 수 없었다.

이에 본 발명의 극세공극 항균 침구류는 천연원료를 사용하여 제조한 리오셀계 섬유로 극세공극직물을 제조하여 항균력을 높이고, 여기에 피톤치드를 포함한 캡슐을 직물의 극세공극사이에 삽입시킴으로써 상품적으로는 고(高)품질의 침구류를, 기능적으로는 뛰어난 흡수성, 강한 내구성 및 각종 유해 세균과 알레르겐을 원천적으로 차단하는 효과를 발휘하는 극세공극 항균 침구류를 제공한다.

본 발명은 고밀도로 제직한 직물의 극세공극 사이에 피톤치드 성분이 포함된 항균캡슐을 침투시킨 알러지차단 침구류 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명자들은 항균 침구류에 있어서 보다 인체 친화적이며 항균 및 항알러지 효과가 뛰어나고, 침구류내 진드기와 유해세균의 침입과 번식을 원천적으로 방지하기 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과 상술한 장점을 가지는 극세공극 항균 침구류를 완성하였으며, 뛰어난 항균, 소취 및 수분조절 기능을 가진 리오셀계 섬유로 제직한 극세공극 직물의 조직과 그 공극사이로 집먼지 진드기 차단 효과가 우수한 피톤치드 캡슐을 삽입시킴으로써 침구류내 해충의 침입과 번식을 원천적으로 막을 수 있고 쾌적성이 현저히 상승된 다는 것을 확인하였다.

본 발명의 일 양태에 따르면, (a) 리오셀계 섬유 및 극세사를 직조하여 얻어진 평균직경이 0.05 내지 5.0㎛인 다수의 공극을 갖는 극세공극직물의 표면에, 피톤치드를 포함한 평균크기가 0.055 내지 6.0㎛인 항균캡슐 분말을 분산함과 동시에 이와 대향되는 저면에서 석션하여 극세공극직물의 공극 내에 항균캡슐을 삽입하는 단계; 및 (b) 상기 단계 (a)의 항균캡슐이 삽입된 극세공극직물로부터 미삽입된 항균캡슐 분말을 제거하는 단계를 포함하는 극세공극 항균 침구류의 제조방법을 제공한다.

바람직한 일 구현예에 따른 제조방법에서, 극세공극직물의 공극 내로 항균캡슐 분말을 삽입하는 효율을 향상시키고 삽입효율을 극대화시키는 측면에서 상기 단계 (a) 및 단계 (b)는 단계 (a)에서 항균캡슐 분말의 평균크기를 단계적으로 증가시키는 방법으로 2회 내지 3회 순환 반복되는 것이 바람직할 수 있다.

바람직한 일 구현예에 따른 제조방법에서, 쾌적성을 향상시키는 측면에서 리오셀계 섬유는 발열성 아크릴 섬유를 10~30% 혼방하여 연사(Twisting)시킨 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 따른 제조방법에서, 알레르기 차단성을 향상시킬 수 있는 측면에서 상기 극세공극직물은 위사밀도가 인치(Inch)당 80-150 필라멘트인 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 따른 제조방법에서, 아로마 테라피 효과를 부여할 수 있는 측면에서, 상기 피톤치드를 포함하는 항균캡슐은 그래이프 후르츠, 네롤리, 라벤더, 라임, 레몬그라스, 레몬밤, 로즈, 로즈마리, 마조람, 만다린, 바질, 버베나, 베르가못, 오렌지, 유칼립투스, 쟈스민, 사이프러스, 제라늄, 카모 마일, 쥬니퍼 베리, 타임, 티트리, 스트로 넬라, 시더 우드, 시나몬, 샌달 우드, 일랑일랑, 및 베이를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아로마 오일을 추가적으로 포함하는 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 따른 제조방법에서, 항균효과를 보다 향상시키고 극세공극직물 내부에 삽입된 항균캡슐의 내구성을 향상시킬 수 있는 측면에서, 상기 단계 (b) 이후로, (c) 항균캡슐이 삽입된 극세공극직물의 표면에, 피톤치드를 포함한 평균크기가 0.055 내지 6.0㎛인 항균캡슐 분말이 분산된 아크릴에멀젼을 분사하는 단계; 및 (d) 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 예시적인 일 구현예에서는 리오셀계 섬유 및 극세사를 직조하여 얻어진 평균직경이 0.05 내지 5.0㎛인 다수의 공극을 갖는 극세공극직물의 공극 내에 피톤치드를 포함한 항균캡슐이 삽입된 형태로 존재하는 항균원단을 포함하는, 극세공극 항균 침구류를 제공한다.

바람직한 일 구현예에 의한 극세공극 항균 침구류에 있어서, 항균효과를 보다 향상시키고 극세공극직물 내부에 삽입된 항균캡슐의 내구성을 향상시킬 수 있는 측면에서, 상기 항균원단은 그 표면에 항균캡슐 분말이 분산된 아크릴 에멀젼층을 포함하는 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 의한 극세공극 항균 침구류에 있어서, 쾌적성을 향상시키는 측면에서 상기 리오셀계 섬유는 발열성 아크릴 섬유를 10~30% 혼방하여 연사(Twisting)시킨 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 의한 극세공극 항균 침구류에 있어서, 알레르기 차단성을 향상시킬 수 있는 측면에서 상기 극세공극직물은 위사밀도가 인치(Inch)당 80-150 필라멘트인 것일 수 있다.

바람직한 일 구현예에 따른 극세공극 항균 침구류에 있어서, 아로마 테라피 효과를 부여할 수 있는 측면에서, 상기 피톤치드를 포함하는 항균캡슐은 그래이프 후르츠, 네롤리, 라벤더, 라임, 레몬그라스, 레몬밤, 로즈, 로즈마리, 마조람, 만다린, 바질, 버베나, 베르가못, 오렌지, 유칼립투스, 쟈스민, 사이프러스, 제라늄, 카모 마일, 쥬니퍼 베리, 타임, 티트리, 스트로 넬라, 시더 우드, 시나몬, 샌달 우드, 일랑일랑, 및 베이를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아로마 오일을 추가적으로 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 이점을 요약하면 다음과 같다:

(a)본 발명의 극세공극 항균 직물 및 침구류는 천연 펄프를 원료로한 리오셀계 섬유를 포함하고 있으므로 실크같이 부드러운 촉감을 구현할 수 있고, 뛰어난 흡수성, 강한 내구성이 있다;

(b) 발열성 아크릴계 섬유로 인하여 높은 건습 강도를 나타내며 이러한 효과는 리오셀계 섬유의 효과와 시너지 작용을 일으켜 본 발명의 극세공극 항균 직물 및 침구류의 현저한 항균 및 소취 효과의 상승작용을 일으킨다;

(c) 직물의 극세공극 내에 항균캡슐을 삽입시킴으로써 피부질환, 호흡기 질환 및 수면 방해를 일으키는 각종 유해 세균과 알레르겐을 원천적으로 차단 할 수 있다;

(d) 항균 캡슐 내 피톤치드작용으로 항균 및 소취의 기능이 발휘된다; 및

(e) 아로마의 작용으로 숙면유도, 피부질환개선, 피로회복 등의 아로마 테라피 효과를 얻을 수 있다.

본 명세서의 용어 리오셀(Lyocell)계 섬유는 그리스어로 Loy(용재)와 Cell(셀룰로오즈)의 합성어로써, 목재 펄프에서 추출한 셀룰로오즈로 만든 신소재 섬유를 의미한다. 리오셀 섬유는 실크에 버금가는 부드러운 촉감과 면(cotton)보다 뛰어난 흡습성, 폴리에스테르와 대등한 강한 내구성을 가졌으며, 생산공정에서 일체의 오염물질이 발생하지 않고 폐기시에도 땅에 묻으면 생분해 되는 특성을 가지고 있어 환경친화적인 섬유로 구분되기도 한다. 본 발명에서 리오셀계 섬유를 적용하는 것은 리오셀계 섬유가 갖는 나노피브릴구조가 완벽에 가까운 수분 조절 기능을 부여하여 항균 침구류의 쾌적성을 높일 수 있기 때문이다. 또한 본 발명에서 리오셀계 섬유는 Tencel (Courtaulds社), Newcell(아코디스社), Lenzing Lyocell (Lenzing社), 및 cocel(KIST:한국과학기술원)을 포함한 군에서 하나이상을 선택할 수 있으나, Tencel이 가장 바람직할 수 있다. 다만 이에 한정하지는 않는다.

본 명세서의 용어 극세사란 일반적으로 폴리에스테르와 같은 합성섬유이며 사람 머리카락 굵기의 100분의 1보다 얇게 수축, 가공한 섬유를 의미 한다. 아직 극세사 또는 초 극세사의 국제적인 공인 규격이 정해져 있지 않은바, 본 명세서에서는 0.001-0.5 Denier의 섬도를 갖는 원사를 상기 편물을 구성하는 극세사 또는 초 극세사로 정의한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 리오셀계 섬유는 발열성 아크릴 섬유를 10~30% 혼방하여 연사(Twisting)시킨 것을 특징할 수 있다. 즉, 리오셀계섬유와 발열성 아크를 섬유를 각각 90-70:10-30 의 비율로 혼방 연사 하는 것을 특징으로 할 수 있음을 의미한다. 본 발명에서 리오셀계 섬유를 단독으로 사용하지 않고 발열성 아크릴 섬유와 혼방 연사하는 것은 두 가지 측면에서 중요할 수 있다. 왜냐하면 본 발명에서 상기 리오셀계 섬유와 상기 극세사를 직조 할 때 에어제트(air-jet)직기를 사용하여 직조 할 수 있는데 이때, 리오셀계 섬유에 꼬임이 부여 되지 않으면 직조시 어려움이 발생할 수 있기 때문이다. 또한 리오셀계 섬유에 발열성 아크릴 섬유를 혼방하면 발열성 아크릴사의 흡습 발열 기능과 리오셀계 섬유의 항균, 초취 및 수분 조절기능이 시너지(synergy) 효과를 일으켜 보다 우수한 항균기능성을 발휘 하며 직물의 쾌적성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 이러한 이유로 본 발명에서 리오셀계 섬유와 발열성 아크릴 섬유를 혼방 연사하는 것은 중요할 수 있으며 이때, 리오셀계 섬유와 발열성 아크릴 섬유의 혼방비율을 90-70:10-30로 한정하는 이유는 상기 혼방비율로도 발열성 아크릴 섬유의 기능을 충분히 활용할 수 있고, 또한 친환경적이며 인체친화적인 리오셀계 섬유의 혼방비를 보다 높게 하는 것이 본 발명의 항균 기능의 직물 제조 목적과 부합되는 측면이 있기 때문이다. 한편, 상기 연사시 꼬임계수는 200-300TM이 바람직할 수 있다. 본 발명에 있어 직물의 적절한 강도와 마찰력은 상기 꼬임계수의 범위에서 구현 될 수 있어 덧붙여 설명하지만, 꼬임계수가 높을수록 강도와 마찰력이 증가하는 특성이 있으므로 이에 한정하지는 않는다.

본 명세서의 용어 발열성 아크릴 섬유는 세라믹 또는 기타 발열성 분말을 바인더로 아크릴 섬유 표면에 부착한후 흡습발열 가공제를 처리하는 방법, 발열 분발을 아크릴 섬유방사 단계에서 혼입하는 방법, 및 아크릴계 섬유를 개질하여 아크릴계 섬유내 니트릴기를 흡습성인 카르복시기로 가수분해하여 흡습발열성을 부여한 방법 중 하나 이상의 방법으로 제조한 섬유를 가리키며 수분흡수, 마찰 등과 같은 외부자극으로 인하여 섬유스스로 열을 내는 특성을 갖는 아크릴 섬유를 의미할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 극세공극직물의 위사밀도는 인치(Inch)당 80-150 필라멘트이고, 공극의 평균 직경은 0.05-5.0㎛인 것이 바람직하나, 보다 바람직하게 위사밀도는 인치당 100-150 필라멘트이고 공극의 평균 직경은 0.5-4.0㎛일 수 있으며, 가장 바람직하게 위사밀도는 인치당 130-150 필라멘트이고 공극의 평균 직경은 1.0-3.5㎛일 수 있다. 본 발명에서 극세공극의 위사밀도 및 공극의 평균 직경은 중요할 수 있다. 왜냐하면 위사밀도가 높을수록 보다 치밀한 극세공극의 구현이 가능하며 극세공극의 구현은 알레르기 차단의 유무를 결정하는 요인이기 때문이다. 기존의 연구에서 10㎛의 평균 공극으로는 알레르기 원인물질을 효율적으로 차단하지 못하며 6-5㎛의 평균 공극에서 비로소 알레르겐 물질을 효과적으로 차단할 수 있음이 밝혀졌다. 한편, 평균직경이 한없이 낮아질 경우 통기성이 오히려 떨어질 수 있는 단점이 발생할 수 있다. 따라서 바람직한 위사밀도 및 직물의 공극 직경은 효과적인 항균 침구류를 제공하고자 하는 본 발명에서 매우 중요할 수 있다.

본 명세서의 용어 극세공극은 교직물이 매우 치밀하게 조직되면서 교직구조 사이에 생기는 극히 작은 구멍을 의미할 수 있다. 극세의 범위가 사전적으로 정의되지 않은바 본 명세서에서는 그 범위를 직경 0.05-5.0㎛의 범위로 한정하며 이 범위에 들어오는 공극을 극세공극으로 정의한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 피톤치드를 포함하는 항균캡슐은 바람직하게는 그래이프 후르츠, 네롤리, 라벤더, 라임, 레몬그라스, 레몬밤, 로즈, 로즈마리, 마조람, 만다린, 바질, 버베나, 베르가못, 오렌지, 유칼립투스, 쟈스민, 사이프러스, 제라늄, 카모 마일, 쥬니퍼 베리, 타임, 티트리, 스트로 넬라, 시더 우드, 시나몬, 샌달 우드, 일랑일랑, 및 베이를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아로마 오일을 추가적으로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 그레이프 후르츠, 라벤더, 유칼립투스, 레자늄, 카모마일, 티트리, 시트로넬라, 및 시더우드를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아로마 오일을 추가적으로 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 라벤더, 카모마일, 티트리, 및 시더우드를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아로마 오일을 추가적으로 포함할 수 있다. 아로마는 사람에게 이로운 식물의 향기 또는 이를 사용하기 편리하도록 정유(精油)상태로 가공한 방향(芳香)물질을 의미하는데, 상기 기재한 아로마 오일 가운데 라벤더는 피로회복, 우울증, 불면증, 피부재생효과가 있고, 카모마일은 마음진정, 불면증, 피부안정 등에 효과가 있으며, 티트리는 면역체계를 활성화하고 가려움증을 완화시키는 작용을 하고 시더 우드는 살균효과와 피부병에 뛰어난 효과를 가지고 있다. 따라서 본 발명의 항균캡슐에 포함할 경우 항균작용을 더욱 높일 수 있고 또한 항균 이외의 아로마의 효과가 부가적으로 발생할 수 있기 때문에 본 발명의 항균 침구류를 사용하는 사용자들은 아로마 테라피(therapy)의 효과까지 얻을 수 있다. 단 본 발명에서는 아로마의 함량비율을 한정하지는 않으며, 피톤치드캡슐을 제조하는 기술이 종래에 공개되었으며 당업자들에게 용이하므로, 피톤치드의 양과 아로마의 함량은 항균 캡슐의 제조시 적절하게 조절 될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 항균캡슐은 캡슐의 평균크기가 바람직하게는 0.055 내지 6.000㎛인 마이크로캡슐일 수 있다. 본 발명에서 항균캡슐의 크기는 매우 중요하다. 왜냐하면, 본 발명에서 항균 캡슐은 항균작용을 할 수 있는 피톤치드오일과 아로마오일을 적절하게 포함할 수 있으며 석션을 통해 극세공극 사이에 삽입되어 고정될 수 있어야 하기 때문이다. 캡슐의 크기가 지나치게 작은 경우 피톤치드오일 및 아로마오일의 효능효과를 얻기 어렵고, 그 크기가 6.000㎛보다 크면 바인더에 의한 고착 내지 석션을 통해 캡슐을 직물공극으로 삽입시키는 것에 어려움이 발생하므로 캡슐의 세탁내구성 및 지속적이 효과발생 등을 고려하여 상기 크기로 한정하는 것은 매우 중요할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 캡슐을 직물의 공극 내로 삽입시키기 위해 극세공극직물의 표면에 항균캡슐 분말을 분산시킴과 동시에 이와 대향되는 저면에서 석션하는 방법을 사용한다.

이때 석션은 직물의 공극크기와 항균캡슐의 크기를 고려하여 진공도를 조절할 수 있음은 물론이다. 구체적으로, 캡슐의 파쇄 가능성, 캡슐의 효과적인 삽입을 고려하여 진공도를 조절할 수 있다. 한편, 원단의 규격을 고려하여 석션시 하나의 흡입구를 갖는 대면적의 석션장치를 통해 원단 저면에서의 석션을 수행할 수 있고, 바람직하기로는 다수의 흡입구를 구비한 석션장치를 활용하여 석션의 진공도를 원단 전체에 걸쳐 고르게 분할시키는 방법을 적용할 수 있다.

상기 및 이하의 기재에서 극세공극직물의 평균직경 및 항균캡슐 분말의 평균크기를 범위로써 표현하였는데, 이는 극세공극직물이 다수의 공극을 가지며 이들 공극은 그 크기에 있어서 미차가 존재할 수 있음을 고려한 것이고, 또한 항균캡슐 분말 또한 획일적인 크기를 갖는 분말인 경우도 있으나 일정 크기 범위를 갖는 다수 군들의 집합체일 수 있음을 고려한 것이다. 다만, 본 발명에 있어서의 기술적 의의는 석션을 통해 직물의 공극내로 항균캡슐을 삽입시킨다는 것에 있는바, 적어도 상기한 범위 내에서 직물의 공극크기 대비 항균캡슐의 크기가 적정하게 클 경우 이러한 기술적 의의가 달성될 수 있으며, 직물의 공극크기 대비 항균캡슐의 크기가 작거나 동일한 경우 석션을 통해 항균캡슐이 흡입될 것이고 그 크기가 너무 큰 경우라면 석션을 통해서도 항균캡슐이 원단의 공극내로 삽입되는 것이 용이하지 않을 것임을 고려할 수 있을 것이다.

이와 같은 의도하에서 본 발명에서의 극세공극직물의 평균직경은 0.05 내지 5.0㎛이고, 피톤치드를 포함한 항균캡슐 분말은 그 평균크기가 0.055 내지 6.0㎛인 것으로 한정한 것이다.

본 발명에서와 같이 석션을 통해 항균 캡슐을 극세공극직물의 공극 내로 삽입시키는 것은 원천적으로 알레르겐을 침구류내로 침입하는 것을 방지할 수 있는 측면에서 효과적이다. 더욱이 극세공극직물의 공극 내에 완전하게 끼워진 형태로 항균캡슐이 존재하게 되기 때문에 세탁내구성에 있어서도 유리할 수 있다.

상술한 것과 같은 리오셀계 섬유 및 극세사를 직조하여 얻어진 평균직경이 0.05 내지 5.0㎛인 다수의 공극을 갖는 극세공극직물의 표면에, 평균크기가 0.055 내지 6.000㎛인 피톤치드를 포함한 항균캡슐분말을 분산함과 동시에 이와 대향되는 저면에서 석션하여 극세공극직물의 공극 내에 항균캡슐을 삽입시킨 다음, 항균캡슐이 삽입된 극세공극직물로부터 미삽입된 항균캡슐분말을 제거한다.

이 과정은 항균캡슐분말의 크기를 순차적으로 증가시키는 방법으로 2회 내지 3회 반복수행될 수 있는데, 이는 석션의 과부하를 방지할 수 있고 또한 항균캡슐분말의 소모를 줄일 수 있으며 궁극적으로 항균캡슐 분말이 극세공극직물의 공극 내로 효율적으로 삽입될 수 있는 측면에서 바람직할 수 있다.

한편, 석션을 통해 극세공극직물의 공극 내에 항균캡슐을 삽입시키는 것에 더하여, 피톤치드를 포함한 항균캡슐 분말이 분산된 아크릴에멀젼을 항균캡슐이 삽입된 극세공극직물의 표면에 분사하고, 건조하는 단계를 거쳐 직물의 표면에 항균캡슐이 분산된 아크릴수지층을 형성할 수 있다.

이 경우 항균특성을 보다 효율적으로 향상시키면서 세탁내구성을 보다 향상시킬 수 있는 측면에서 유리할 수 있다.

항균캡슐이 분산된 아크릴 에멀젼을 분산시킨 다음 건조로에서 건조를 수행할 수 있다.

이후로 열처리를 더 수행할 수 있는데, 구체적으로는 70-90 ℃에서 10-30분간 처리할 수 있으며, 보다 바람직하게는 75-85℃에서 15-25분간 처리 할 수 있으며, 가장 바람직하게는 80℃에서 20분간 처리할 수 있다. 열처리는 상기 극세공극직물을 최종적으로 수축하여 공극의 크기를 보다 치밀하게 수축시킬 수 있는 작용을 하고 뜨거운 열로 직물표면을 마치 다림질 한 효과처럼 윤기나게 하는 효과를 줄 수 있다.

상술한 것과 같은 일련의 방법을 통해 얻어진 항균 침구류는, 리오셀계 섬유 및 극세사를 직조하여 얻어진 평균직경이 0.05 내지 5.0㎛인 다수의 공극을 갖는 극세공극직물의 공극 내에 피톤치드를 포함한 항균캡슐이 삽입된 형태로 존재하는 항균원단을 포함하는 것이다.

이후로 이러한 원단을 이용하여 통상의 방법에 따라 다양한 침구로 제조할 수 있음은 물론이다.

상기 항균 침구류의 제조 방법 및 그 특징에 관해서는 상술한 내용과 중복 되므로 본 명세서의 과도한 복잡성을 고려하여 생략하도록 한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예

제조예 1. 피톤치드 캡슐의 제조

스타이렌말레익 무수물의 수용성 고분자를 물에 5중량% 가하고 95℃를 유지하며 2~3시간 동안 용해시켜 계면활성제를 제조하였다. 상기 계면활성제를 총 중량대비 67중량%, 피톤치드오일 25중량% 및 아로마 오일 8중량%를 혼합한 후 호모믹서를 사용하여 상온에서 약 11,000rpm으로 유화분산하였다. 15분이 경과된 후 상기 유화분산시킨 0/W형 안정유제 100중량부에 열경화성 수지인 메틸화 메틸올멜라민 수지를 20중량부를 교반하면서 가하였다. 상기 반응계를 60℃로 가열하여 반응물을 2시간동안 축합시킨 후 반응혼합물을 냉각시켜 캡슐슬러리를 제조하였다. 마지막으로 잔류 포름알데히드를 제거하기위해 28％ 암모니아수용액을 가하여 상기 나노캡슐슬러리의 pH를 8.5로 상승시킴으로써 미반응물을 제거하고, 최종 평균입자크기가 3.6㎛인 피톤치드 캡슐을 얻었다.

제조예 2. 고밀도 극세공극 직물의 제조(특허출원 10-2011-0054435 기재된 방법 참조)

65 데니어, 204 필라멘트인 폴리에스테르 극세사를 경사로 하고, 약 300TM 정도로 꼬임을 부여한 발열성 텐셀 50수를 위사로 하여 에어제트(Air Jet)을 이용하여 위사를 쏘아 제직하였다. 위사밀도는 인치당 110으로 하고, 71인치의 폭으로 제직하였다.

상기에서 발열성 텐셀 섬유는 발열성 아크릴사와 텐셀사를 꼬임계수가 280TM이 되도록 연사하되 그 혼섬 비율이 20:80이 되도록 꼬임을 부여하여 제조하였다.

얻어진 극세공극직물은 평균 공극의 크기가 2.9 내지 5.0㎛ 범위 내에 있는 다수의 공극을 갖도록 제직되었다.

제직이 끝난 후에는 일반적으로 실시하는 호발공정(가호;Sizing 공정 등에서 발생한 호제 및 기타 불순물을 제거) 및 표백공정(가성소다를 첨가하여 표백)으로 극세공극 직물 원단 준비공정을 마무리하였다.

상기 및 이하의 기재에서 공극의 평균크기는 ASTM F 316-03 방법으로 측정한 것이다.

실시예 1. 극세공극 직물에 항균 캡슐 처리

상기 제조예 2에서 제조한 고밀도 극세공극 직물의 표면에 상기 제조예 1로부터 얻어진 마이크로 피톤치드 캡슐 분말을 분사함과 동시에, 저면에서 석션기로 석션하여 극세공극 직물의 공극의 채널 내로 마이크로캡슐을 삽입시켰다.

그 다음 공극 내에 마이크로캡슐이 삽입된 극세공극직물로부터 미삽입된 마이크로캡슐을 제거하였다.

그 다음 원단을 통과시키면서, 마이크로 피톤치드캡슐 20중량%을 포함하는 아크릴계 수성에멀젼이 혼합된 수계 조성물을 분사시켜 직물의 표면에 마이크로 피톤치드캡슐을 포함하는 아크릴계 에멀젼층을 형성시켰다.

그 다음 건조와 큐어링(curing)을 거쳐 항균처리를 완료하였다.

마지막으로 상기 피톤치드 캡슐이 처리된 고밀도 극세공극 직물을 시레가공(80℃ 열처리)을 하여 직물의 공극을 더욱 촘촘하게 함으로써 극세공극 항균직물을 최종적으로 완성하였다.

실험예 1. 소취성 테스트( 가스검지관법 )

상기 실시예를 통해 제조된 극세공극 항균직물 1g을 샘플로 철사에 끼워 삼각 플라스크에 넣고 28%의 암모니아수 5㎕를 함께 넣은 후, 고무마개로 막고 파라필름(para film)으로 한번 더 밀봉하였다. 일정 시간 (30분, 60분, 90분, 120분)이 경과한 후 검지관을 이용하여 가스 농도를 측정하였다. 여기에 대조군으로써 상기 샘플만 제외하고 동일 조건에서 가스 농도를 측정하였다. 측정된 가스의 농도는 각 샘플당 2회씩 실험하여 평균치를 구한다음 하기 소취율 계산식에 대입하여 소취율을 계산하였다.

소취율 테스트 결과는 하기 표 1과 같았다.

시험시간	초기	30분 경과	60분 경과	90분 경과	120분 경과
소취율(%)	-	87	89	91	93

실험예 2. 항균성 테스트

대조군으로써 항균처리를 하지 않은 100% 폴리에스터 극세사로 제조한 직물을 준비하고, 상기 실시예를 통해 제조한 극세공극 항균직물을 실험군으로 준비하였다. 각각의 샘플은 2개씩 준비되었고, 대조군과 실험군에 공시균 1(Staphylococcus aureus ATCC6538) 및 공시균 2(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)를 각각 1.0×105개/㎖의 농도로 접종 및 배양시켰다. 배양이 완료되면 일정량의 액체 속에 진탕시켜 배양된 세균을 추출하고 그 수를 측정하여 세균감소율을 계산하였다. 세균감소율의 결과는 하기 표 2와 같았다.

시험 시료	세균감소율 (%)
	공시균 1	공시균 2
대조군	21.3	17.9
실험군	99.9 이상	99.9 이상

실험예 3. 쾌적성 테스트

상기 실시예를 통해 제조한 극세공극 항균직물의 대기 중 습도 변화에 따른 표면 온도변화를 측정하여 흡습발열성을 테스트 하였다. 45°C, 60%의 항온항습조건하에서 시간에 따른(5분, 10분, 15분, 20분, 25분, 30분) 원단의 온도 변화를 살펴보았고 그 결과는 하기 표 3과 같았다.

시간	5분	10분	15분	20분	25분	30분
온도	24℃	27℃	25℃	23℃	21℃	20.5℃

상기 결과는 원단이 습한 조건에서 얼마나 수분조절을 하여 쾌적한 상태를 유지할 수 있는지에 대한 결과로써 10분까지는 환경에 따라 온도가 증가하였으나 자츰 감소함으로써 원단 고유의 온도를 유지하고자 하는 성질을 나타내었다. 따라서 상기 극세공극 항균직물을 침구류로 제작할 경우, 항균성만이 아니라 쾌적성 또한 우수하여 수면을 유도하기에 우수한 기능을 할 것으로 기대할 수 있다.

실험예 4. 세탁 내구성 테스트

상기 실시예를 통해 제조한 극세공극 항균직물을 5회 수세 및 완전 건조 한 다음 상기 실험예 1 및 실험예 2의 실험을 동일한 조건에서 반복하여 그 결과를 살펴보았다. 피톤치드 항균캡슐의 세탁 내구성을 살펴보기 위한 실험으로써 그 결과는 하기 표 4와 같았다. 각각의 소취율과 세균 감소율의 평균값을 계산하여 하기 표 4에 나타내었다.

시험 시료	세탁전		세탁후
	평균 소취율	평균 세균감소율	평균 소취율	평균 세균감소율
본 발명	90 %	99.9 이상	89.4 %	98.0 %

그 결과 5회의 세탁 후에도 우수한 성적의 소취율과 세균 감소율을 보이며 피톤치드 항균캡슐의 우수한 세탁 내구성을 알 수 있었다.

실험예 5. 선호도 조사

상기 실시예를 통해 제조한 극세공극 항균직물을 베개커버와 홑이불로 각각 제조하여 고밀도 항균이불선호도 조사를 실시하였다. 실험은 남녀비율 1:1의 아토피 증상이 심한 환자 30명을 대상으로 이루어졌고, 각 연령대별(10세 미만, 10대, 20대)로 일주일간 사용 후 그 선호도를 5점 척도(1점=평소보다 피부가려움 증상이 더욱 심하였음, 2점=일반 이불과 차이 없이 피부가려움이 발생하였음 3점=일반 이불보다는 가려움이 덜 하였으나 기대만큼은 아니었음. 4점=가려움증상이 완화되고 비교적 숙면하였음, 5점=평소와 다르게 아주 쾌적한 상태로 숙면하였으며 기상 후에도 가려움의 증상을 전혀 느끼지 못하였음.)법으로 측정하였다. 10세 미만 가운데 본인의 의사를 표현할 수 없는 영유아의 경우 실험대상 부모의 관찰 결과가 점수에 반영되었다. 선호도 조사 결과는 하기 표 5와 같았다.

	1점	2점	3점	4점	5점	평균
10세 미만	-	-	-	6	4	4.4
10대	-	-	1	3	6	4.5
20대	-	-	-	2	8	4.8
총 평균	-	-	1	11	18	4.56

선호도 조사 결과 20대의 평균 점수가 4.8로 가장 높게 나타났고 총 평균 점수는 4.5 이상을 보이며 상기 극세공극 항균직물에 대한 선호도 결과는 매우 긍정적으로 나타났다. 특히 60%에 해당하는 18명의 응답에서 5점이 나올 정도로 그 선호도는 매우 높았고 이 수치는 예민한 아토피 환자들을 대상으로 한 실험결과인 점을 감안하면 본 발명의 항균직물의 우수한 기능성을 보여주는 실험결과로 해석될 수 있었다.

Claims (11)

1. (a) 리오셀계 섬유 및 극세사를 직조하여 얻어진 평균직경이 0.05 내지 5.0㎛인 다수의 공극을 갖는 극세공극직물의 표면에, 평균크기가 0.055 내지 6.000㎛인 피톤치드를 포함한 항균캡슐 분말을 분산함과 동시에 이와 대향되는 저면에서 석션하여 극세공극직물의 공극 내에 항균캡슐을 삽입하는 단계; 및
   (b) 상기 단계 (a)의 항균캡슐이 삽입된 극세공극직물로부터 미삽입된 항균캡슐 분말을 제거하는 단계를 포함하는 극세공극 항균 침구류의 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 (a) 및 단계 (b)는 단계 (a)에서 항균캡슐 분말의 평균크기를 단계적으로 증가시키는 방법으로 2회 내지 3회 순환 반복되는 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류의 제조방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 리오셀계 섬유는 발열성 아크릴 섬유를 10~30% 혼방하여 연사(Twisting)시킨 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류 제조 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 극세공극직물은 위사밀도가 인치(Inch)당 80-150 필라멘트인 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류 제조 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 피톤치드를 포함하는 항균캡슐은 그래이프 후르츠, 네롤리, 라벤더, 라임, 레몬그라스, 레몬밤, 로즈, 로즈마리, 마조람, 만다린, 바질, 버베나, 베르가못, 오렌지, 유칼립투스, 쟈스민, 사이프러스, 제라늄, 카모 마일, 쥬니퍼 베리, 타임, 티트리, 스트로 넬라, 시더 우드, 시나몬, 샌달 우드, 일랑일랑, 및 베이를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아로마 오일을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류 제조 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   단계 (b) 이후로,
   (c) 항균캡슐이 삽입된 극세공극직물의 표면에, 피톤치드를 포함한 평균크기가 0.06 내지 5.2㎛인 항균캡슐 분말이 분산된 아크릴에멀젼을 분사하는 단계; 및
   (d) 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류의 제조방법.
   
7. 리오셀계 섬유 및 극세사를 직조하여 얻어진 평균직경이 0.05 내지 5.0㎛인 다수의 공극을 갖는 극세공극직물의 공극 내에 피톤치드를 포함한 항균캡슐이 삽입된 형태로 존재하고 그 표면에 항균캡슐 분말이 분산된 아크릴수지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균원단을 포함하는 극세공극 항균 침구류.
   
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 리오셀계 섬유는 발열성 아크릴 섬유를 10~30% 혼방하여 연사(Twisting)시킨 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류.
   
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 극세공극직물은 위사밀도가 인치(Inch)당 80-150 필라멘트인 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류.
    
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 피톤치드를 포함하는 항균캡슐은 그래이프 후르츠, 네롤리, 라벤더, 라임, 레몬그라스, 레몬밤, 로즈, 로즈마리, 마조람, 만다린, 바질, 버베나, 베르가못, 오렌지, 유칼립투스, 쟈스민, 사이프러스, 제라늄, 카모 마일, 쥬니퍼 베리, 타임, 티트리, 스트로 넬라, 시더 우드, 시나몬, 샌달 우드, 일랑일랑, 및 베이를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아로마 오일을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 극세공극 항균 침구류.