KR101425323B1 - 항균탈취 원단 제조방법 - Google Patents
항균탈취 원단 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 항균탈취 원단 제조방법에 관한 것으로서, 제1섬유(F1)를 은분말을 포함하는 항균성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S1)와; 항균성물질 용액에 초음파를 인가하여 항균성물질(A)이 제1섬유(F1) 표면에 형성된 제1미세홈(F1a)으로 침투되게 하는 단계(S2)와; 단계(S2)를 경유한 제1섬유(F1)에 제1고주파를 조사하여 제1섬유(F1) 표면 및 제1미세홈(F1a) 내주면에 상기 항균성물질을 고착시키는 단계(S3)와; 항균성 물질이 고착된 제1섬유(F1)를 건조시켜 항균섬유(F1')를 완성하는 단계(S4)와; 제2섬유(F2)를 광촉매분말을 포함하는 탈취성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S5)와; 탈취성물질 용액에 초음파를 인가하여 탈취성물질(B)이 제2섬유(F2) 표면에 형성된 제2미세홈(F2a)으로 침투되게 하는 단계(S6)와; 단계(S6)를 경유한 제2섬유(F2)에 제2고주파를 조사하여 제2섬유(F2)의 표면 및 제2미세홈(F2a)의 내주면에 탈취성물질을 고착시키는 단계(S7)와; 탈취성물질이 고착된 제2섬유(F2)를 건조시켜 탈취섬유(F2')를 완성하는 단계(S8)와; 항균섬유(F1')와 탈취섬유(F2')를 제직하여 항균탈취 원단(C)을 완성하는 단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 항균탈취 원단 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수한 항균 능력은 물론 뛰어난 세탁견뢰도를 가지는 항균섬유 제조방법에 관한 것이다.
은(銀)은 500여 가지 이상의 세균을 살균하는 강력한 항균성 또는 살균성을 나타내면서도 인체에 해가 없는 금속으로, 오래 전부터 신변품 및 생활용품으로 사용되어 왔다. 그리고 최근에는 나노크기의 은분말를 제조하는 기술의 발달과 함께 은분말를 원단에 적용하여 항균성을 가지는 원단을 제조하는 방법이 대한민국 등록번호 10-0688675를 통하여 알려져 있다.
선행기술에 따르면, 은분말을 원단에 적용하기 위하여, 제직된 상태의 초기 원단을 마련하는 단계와, 상기 마련된 원단에서 불순물을 제거하는 전처리단계와, 상기 불순물이 제거된 원단을 은분말이 투입된 염료로 염색하는 단계와, 상기 염색된 원단을 수세하고 건조시키는 후처리단계를 수행함으로서 은분말가 포함된 항균원단을 제조할 수 있었다.
그런데 상기한 방법에 따르면, 반복적인 세탁을 함에 따라, 염료에서 은분말이 탈락하는 현상이 발생하였고, 이에 따라 원단의 항균효과가 급속히 감소되었다라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 세탁을 하더라도 항균 능력을 지속적으로 유지할 수 있으며, 더 나아가 탈취 능력을 유지할 수 있는 항균탈취 원단 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 항균탈취 원단 제조방법은, 제1섬유(F1)를 은분말을 포함하는 항균성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S1); 상기 항균성물질 용액에 초음파를 인가하여 상기 항균성물질(A)이 상기 제1섬유(F1) 표면에 형성된 제1미세홈(F1a)으로 침투되게 하는 단계(S2); 상기 단계(S2)를 경유한 상기 제1섬유(F1)에 제1고주파를 조사하여 상기 제1섬유(F1) 표면 및 상기 제1미세홈(F1a) 내주면에 상기 항균성물질을 고착시키는 단계(S3); 상기 항균성 물질이 고착된 상기 제1섬유(F1)를 건조시켜 항균섬유(F1')를 완성하는 단계(S4); 제2섬유(F2)를 광촉매분말을 포함하는 탈취성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S5); 상기 탈취성물질 용액에 초음파를 인가하여 상기 탈취성물질(B)이 상기 제2섬유(F2) 표면에 형성된 제2미세홈(F2a)으로 침투되게 하는 단계(S6); 상기 단계(S6)를 경유한 상기 제2섬유(F2)에 제2고주파를 조사하여 상기 제2섬유(F2)의 표면 및 상기 제2미세홈(F2a)의 내주면에 상기 탈취성물질을 고착시키는 단계(S7); 상기 탈취성물질이 고착된 상기 제2섬유(F2)를 건조시켜 탈취섬유(F2')를 완성하는 단계(S8); 및 상기 항균섬유(F1')와 탈취섬유(F2')를 제직하여 항균탈취 원단(C)을 완성하는 단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 항균성물질 용액은, 상기 은분말을 바인더 수지와 함께 물에 균일하게 분산시켜 제조된다. 이때 상기 항균성물질 용액은, 상기 은분말 0.2 ~ 0.5중량% 및 바인더 수지 10 ~ 25중량% 가, 항균성물질 용액의 총량을 100중량% 로 하기 위한 나머지량의 물속에 분산 또는 용해되어 제조된다.
본 발명에 있어서, 상기 탈취성물질 용액은, 상기 광촉매분말인 산화티타늄 분말 및 실리카 분말을 바인더 수지와 함께 물에 균일하게 분산시켜 제조한다. 이때 상기 탈취성물질 용액은, 상기 산화티타늄 분말 0.1 ~ 0.5중량%, 상기 실리카 분말 1 ~ 2중량% 및 바인더 수지 5 ~ 20중량% 가, 탈취성물질 용액의 총량을 100중량% 로 하기 위한 나머지량의 물속에 분산 또는 용해되어 제조된다.
본 발명에 있어서, 상기 단계(S4)는, 상기 제1섬유(F1)에 30~60℃ 범위의 온도를 가지는 열풍을 4~10초 범위로 인가하는 단계이고; 상기 단계(S8)는, 상기 제2섬유(F2)에 30~60℃ 범위의 건조온도를 가지는 열풍을 4 ~ 10초 범위로 인가하는 단계이다.
본 발명에 따르면, 항균성물질 용액 및 탈취성물질 용액 각각에 초음파를 인가한 상태에서 제1,2섬유에 항균성물질 용액 및 탈취성물질을 도포하고, 이후 제1,2섬유 각각에 제1,2고주파를 인가함으로서 제1섬유의 표면 및 제1미세홈 내주면에 항균성물질을 고착시키고 제2섬유의 표면 및 제2미세홈 내주면에 탈취성물질을 고착시킴으로써, 항균섬유 및 탈취섬유를 완성할 수 있다. 이러한 항균섬유 및 탈취섬유에 있어 항균성물질 및 탈취성물질이 제1,2섬유표면 및 제1,2미세홈의 내주면에 고착되므로, 이들 항균섬유 및 탈취섬유로 제직된 원단은 반복적인 세탁에도 항균성 및 탈취성을 지속적으로 유지할 수 있는 세탁견뢰도를 가지게 된다라는 작용, 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 항균탈취 원단을 구성하는 항균섬유 및 탈취섬유를 제조하기 위한 장치의 개략적 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 항균섬유 및 탈취섬유의 표면을 확대하여 도시한 도면,
도 3은 도 2의 항균섬유 및 탈취섬유가 제직되어 구현된 항균탈취 원단을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 항균섬유 및 탈취섬유의 표면을 확대하여 도시한 도면,
도 3은 도 2의 항균섬유 및 탈취섬유가 제직되어 구현된 항균탈취 원단을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 항균탈취 원단 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 항균탈취 원단을 구성하는 항균섬유 및 탈취섬유를 제조하기 위한 장치의 개략적 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 항균섬유 및 탈취섬유의 표면을 확대하여 도시한 도면이며, 도 3은 도 2의 항균섬유 및 탈취섬유가 제직되어 구현된 항균탈취 원단을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 항균탈취 원단을 제조하는 장치는, 공급되는 제1섬유(F1)가 롤형태로 권회된 제1섬유공급롤(R1)과, 제1섬유(F1)에 도포되는 항균성물질 용액이 담겨진 것으로서 하부측에 제1초음파발생부(15)가 설치된 항균성물질 수용조(10)와, 항균성물질이 도포된 제1섬유(F1)에 제1고주파를 인가하는 제1고주파발생부(20)와, 제1고주파발생부(20)를 경유한 제1섬유(F1)를 건조하기 위한 제1건조부(30)와, 제1건조부(30)를 경유하면서 완성된 항균섬유(F1')를 감기위한 항균섬유감기롤(R1')과, 공급되는 제2섬유(F2)가 롤형태로 권회된 제2섬유공급롤(R2)과, 제2섬유(F2)에 도포되는 탈취성물질 용액이 담겨진 탈취성물질 수용조(40)와, 탈취성물질이 도포된 제2섬유(F2)에 제2고주파를 인가하는 제2고주파발생부(50)와, 제2고주파발생부(50)를 경유한 제2섬유(F2)를 건조하기 위한 제2건조부(60)와, 제2건조부(60)를 경유하면서 완성된 탈취섬유(F2')를 감기위한 탈취섬유감기롤(R2')를 포함한다.
항균성물질 수용조(10)에는 제1섬유(F1)를 항균성물질 용액을 침지된 상태로 경유케 하기 위한 것으로서, 항균성물질 외부에 위치되는 제1외부가이드롤러(11a)와 항균성물질 내부에 위치되는 제1내부가이드롤러(11b)를 포함한다. 제1외부가이드돌러(11a) 및 제1내부가이드돌러(11b)는 제1섬유(F1)를 항균성물질에 침치된 상태로 이송될 수 있도록 가이드하며, 이에 따라 제1섬유(F1)의 표면에는 항균성물질 용액이 도포된다.
제1초음파발생부(15)는 항균성물질 수용조(10)에 초음파를 인가함으로써, 항균성물질 용액이 제1섬유(F1) 표면에 형성된 제1미세홈(F1a)으로 침투될 수 있도록 한다.
제1고주파발생부(20)는, 상호 마주보게 배치된 한쌍의 고주파발생기(21)(22)를 포함한다. 이에 따라 제1고주파발생부(20)를 경유하는 제1섬유(F1)의 일측면 및 타측면에 제1고주파가 고르게 인가된다.
제1건조부(30) 내부에는 제1섬유(F1)를 지지하는 다수개의 제1롤러(31)가 설치되고, 제1건조부(30) 외부에는 건조를 위한 바람을 송풍하는 제1송풍기(32)가 설치된다.
탈취성물질 수용조(40)에는 제2섬유(F2)를 탈취성물질 용액을 침지된 상태로 경유케 하기 위한 것으로서, 탈취성물질 외부에 위치되는 외부가이드롤러(41a)와 탈취성물질 내부에 위치되는 내부가이드롤러(41b)를 포함한다. 외부가이드돌러(41a) 및 내부가이드돌러(41b)는 제2섬유(F2)를 항균성물질에 침치된 상태로 이송될 수 있도록 가이드하며, 이에 따라 제2섬유(F2)의 표면에는 항균성물질 용액이 도포된다.
제2초음파발생부(45)는 탈취성물질 수용조(40)에 초음파를 인가함으로써, 탈취성물질 용액이 제2섬유(F2) 표면에 형성된 제2미세홈(F2a)으로 침투될 수 있도록 한다.
제2고주파발생부(50)는, 상호 마주보게 배치된 한쌍의 고주파발생기(51)(52)를 포함한다. 이에 따라 제2고주파발생부(50)를 경유하는 제2섬유(F2)의 일측면 및 타측면에 제2고주파가 고르게 인가된다.
제2건조부(60) 내부에는 제2섬유(F2)를 지지하는 다수개의 제2롤러(61)가 설치되고, 제2건조부(60) 외부에는 건조를 위한 바람을 송풍하는 제2송풍기(62)가 설치된다.
본 실시예에서는 용이한 설명을 위하여, 한가닥의 제1섬유(F1)를 항균처리하고, 한가닥의 제2섬유(F2)를 탈취처리하는 것으로 개시되어 있다. 그러나 필요에 따라 여러가닥의 제1섬유 및 제2섬유에 항균 및 탈취처리할 수 있음은 물론이다.
다음, 상기한 항균탈취 원단 제조장치에 의하여 수행되는 본 발명에 따른 항균탈취 원단 제조방법을 설명한다.
본 발명에서 사용되는 제1,2섬유(F1)(F2)는 아크릴 또는 폴리에스테르이다. 이러한 제1,2섬유(F1)(F2)의 표면에는 굴곡으로 이루어진 제1,2미세홈(F1a)(F2a)이 형성되어 있다.
본 발명에 따른 항균탈취 원단 제조방법을 수행하기 위하여, 먼저 제1섬유(F1)를 은분말을 포함하는 항균성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S1)를 수행한다. 단계(S1)는, 제1섬유(F1)를 제1외부가이드롤러(11a) 및 제1내부가이드롤러(11b)에 가이드되게 하여 항균성물질 수용조(10)에 담겨진 항균성물질 용액을 침지된 상태로 경유케함으로써 수행된다.
항균성물질 용액은, 은분말을 바인더 수지와 함께 물에 균일하게 분산시켜 제조된다. 이때 바인더수지는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 불소계 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나로 이루어진다. 이러한 항균성물질 용액은, 은분말 0.2 ~ 0.5중량% 및 바인더 수지 10 ~ 25중량% 가, 항균성물질 용액의 총량을 100중량% 로 하기 위한 나머지량의 물속에 분산 또는 용해되어 제조된다.
상기 은분말의 함량을 상기 범위 미만으로 사용하면 항균특성이 충분하지 못하고, 상기 범위 이상으로 사용하면 균일하게 분산된 항균성물질을 얻기 어렵다. 또한 바인더 수지의 함량이 상기 범위 미만이면, 제1섬유(F1)에 항균성물질을 효과적으로 부착시키기 어렵고, 상기 범위 이상이면 제1섬유(F1)의 촉감이 뻣뻣해지는 등 물성이 나빠지는 문제점이 있다.
상기 은분말은 평균입경 5nm 내지 500nm 인 것이 바람직하다. 평균입경이 5 nm 미만이면 효과는 우수하나 제품가격이 급격히 상승하여 상업화에 문제점이 있고, 500nm를 초과하면 항균성물질 용액에서 분산성이 저하되는 문제점이 있다.
은분말은 입경이 작을수록 살균 및 항균력이 우수하며 지금까지 실험한 자료들을 검토하여 볼 때 대장균, 황색 포도상구균, 살모넬라균, 비브리오균, 이질균, 폐렴균, 장티푸스균 및 내성이 가장 강한 MRSA(메티실린내성 황색포도상구균)까지 99.9% 살균한다고 보고된 바 있다. 거의 모든 세균은 은분말과 5분 이상 접촉하여 살 수 없다는 결과가 보고되어 있다.
다음, 항균성물질 용액에 초음파를 인가하여 항균성물질(A)이 제1섬유(F1) 표면에 형성된 제1미세홈(F1a)으로 침투되게 하는 단계(S2)를 수행한다.
제1섬유(F1)의 표면에는 다양한 크기의 제1미세홈(F1a)이 형성되어 있는데, 이러한 제1미세홈(F1a)에는 공기가 채워져 있기 때문에 제1섬유(F1)가 항균성물질 용액에 침지된 상태로 경유하더라도 제1미세홈(F1a) 내부로 항균성물질이 침투되기가 어렵다. 그러나 본 발명에서는 항균성물질 수용조(10)에 설치된 제1초음파발생부(15)가 항균성물질 용액에 초음파를 인가하여 항균성물질 용액을 진동시키고, 이에 따라 공기가 제1미세홈(F1a)으로부터 배출됨과 동시에 제1미세홈(F1a)으로 항균성물질이 채워진다.
다음, 단계(S2)를 경유한 상기 제1섬유(F1)에 제1고주파를 조사하여 상기 제1섬유(F1) 표면 및 제1미세홈(F1a)의 내주면에 항균성물질을 고착시키는 단계(S3)를 수행한다.
단계(S3)는 항균성물질 용액이 도포된 제1섬유(F1)가 제1고주파발생부(20)를 경유하는 동안에 고주파발생기(21)(22)가 제1고주파를 제1섬유(F1)에 조사하고, 이에 따라 바인더 수지에 유전가열(dielectric heating) 현상을 유도함으로써 바인더 수지가 항균성물질을 제1섬유(F1)에 견고하게 고착되도록 하는 단계이다. 더 나아가 제1고주파는 은분말의 표면에 유도전류를 발생함으로써 은분말 및 그 은분말 주위를 가열시키고, 이에 따라 제1미세홈(F1a) 내부로 침투된 은분말은 제1미세홈(F1a) 내주면에 더욱 강하게 고착된다.
제1섬유(F1)를 확대하였을 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1섬유(F1)의 표면에는 수많은 제1미세홈(F1a)이 형성되어 있는데, 바인더 수지가 유전가열 현상에 의하여 가열되면서 항균성물질(A)이 제1섬유(F1)의 표면 및 제1미세홈(F1a)에 견고하게 고착된다. 특히 은분말은 바인더수지에 비하여 더욱 가열되므로, 제1미세홈(F1a) 내부에서 그 제1미세홈(F1a)의 내주면에 더욱 강하게 고착되는 것이다.
이와 같은 단계(S3)를 통하여, 항균성물질(A)은 제1섬유(F1)의 표면 및 제1미세홈(F1a)의 내주면에 견고하게 고착되고, 이에 따라 반복적인 세탁이나 자외선에 노출되더라도 항균성물질(A)이 제1섬유(F1)로부터 탈락되지 않는다.
이때 제1섬유(F1)로 조사되는 제1고주파의 주파수는 20~40MHz 범위이고, 제1고주파발생부(20)에서의 체류시간은 1 ~ 3초이다. 만일 제1고주파의 주파수가 상기 범위 미만일 경우 바인더 수지에 유전가열 현상을 유도하기 어렵고, 상기 범위 이상이면 제1섬유(F1) 자체의 물성을 변화되어 촉감이 뻣뻣해질 수 있다. 또 제1고주파발생부(20)에서의 체류시간이 상기 범위 미만일 경우 바인더 수지가 충분히 가열되지 못하고, 상기 범위 이상이면 제1섬유(F1)에서 유전가열 현상이 진행되어 물성이 변할 수 있다.
다음, 항균성 물질이 고착된 제1섬유(F1)를 건조시켜 항균섬유(F1')를 완성하는 단계(S4)를 수행한다. 단계(S3)는 항균성 물질이 고착된 제1섬유(F1)를 제1건조부(30)를 통과시킴으로써 제1섬유(F1)에 잔류하는 수분을 제거하는 것이다.
단계(S2)는 빠르게 진행되기 때문에, 제1섬유(F1)에 항균성 물질이 고착되더라도 수분이 일부 잔류하는데, 이러한 수분은 제1건조부(30)를 경유하면서 완전히 제거된다.
이때 제1건조부(30)에서는 제1섬유(F1)가 제1롤러(31)를 따라 이송되는 동안 제1송풍기(32)가 30~60℃ 범위의 건조온도를 가지는 열풍을 인가하고, 제1섬유(F1)가 제1건조부(30)에서 체류하는 건조시간을 4 ~ 10초로 한다. 만일 건조온도 및 건조시간이 상기 범위 미만일 경우 제1섬유(F1)로부터 수분이 완전히 증발되지 못하고, 상기 범위 이상일 경우 제1섬유(F1)의 물성이 변화될 수 있다.
한편, 제2섬유(F2)를 광촉매분말을 포함하는 탈취성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S5)를 수행한다. 단계(S5)는 제2섬유(F2)를 외부가이드돌러(41a) 및 내부가이드롤러(41b)에 가이드되게 하여 탈취성성물질 수용조(40)에 담겨진 탈취성물질 용액을 침지된 상태로 경유케함으로써 수행된다.
탈취성물질 용액은, 광촉매인 산화티타늄과 실리카를 분쇄하여 분말화한 후 혼합하여 탈취성물질을 제조하고, 탈취성물질은 우레탄 수지, 아크릴 수지, 불소계 수지 및 멜라민 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 바인더 수지와 함께 물에 균일하게 분산시켜 제조한다. 이러한 탈취성물질 용액은, 산화티타늄 분말 0.1 ~ 0.5중량%, 실리카 분말 1 ~ 2중량% 및 바인더 수지 5 ~ 20중량% 가, 탈취성물질 용액의 총량을 100중량% 로 하기 위한 나머지량의 물속에 분산 또는 용해되어 제조된다.
실리카 및 산화티타늄의 함량을 상기 범위 미만으로 사용하면 탈취 특성이 충분하지 못할 염려가 있고, 상기 범위 이상으로 사용하면 균일하게 분산된 탈취성물질을 얻기 어렵다. 또한 바인더 수지의 함량이 상기 범위 미만이면, 제2섬유(F2)에 탈취성물질을 효과적으로 부착시키기 어렵고, 상기 범위 이상이면 제2섬유(F2)의 촉감이 뻣뻣해지는 등 물성이 나빠지는 문제점이 있다.
실리카 분말은 무색투명한 고체로 평균입경 0.1 내지 10 ㎛의 다공성 실리카인 것이 바람직하다. 평균입경이 0.1㎛ 미만이면 표면적 증가로 우수한 효과를 발휘하지만 가격이 상승하는 문제점이 있고, 10 ㎛ 를 초과하면 세탁내구성이 저하되는 문제점이 있다. 다공성 실리카 분말은 미세한 다공으로 악취성분을 포집하는 역할을 한다.
산화티타늄 분말은 평균입경 5 nm 내지 100nm인 것이 바람직하다. 평균입경이 5 nm 미만이면 효과는 우수하나 제품가격이 급격히 상승하여 상업화에 문제점이 있고, 100nm를 초과하면 용액 제조시 분산성이 저하되는 문제점이 있다.
상기한 산화티타늄은 광분해 촉매능을 가짐으로써 악취성분을 분해 제거하고, 산화티타늄 및 실리카로 구성된 탈취성물질은 시너지효과를 발생하여 강력한 탈취능력을 발휘한다.
다음, 탈취성물질 용액에 초음파를 인가하여 탈취성물질이 제2섬유(F2) 표면에 형성된 제2미세홈(F2a)으로 침투되게 하는 단계(S6)를 수행한다.
제2섬유(F2)의 표면에는 다양한 크기의 제2미세홈(F2a)이 형성되어 있는데, 이러한 제2미세홈(F2a)에는 공기가 채워져 있기 때문에 제2섬유(F2)가 탈취성물질 용액에 침지된 상태로 경유하더라도 제2미세홈(F2a) 내부로 탈취성물질이 침투되기가 어렵다.
그러나 본 발명에서는 탈취성물질 수용조(40)에 설치된 제2초음파발생부(45)가 탈취성물질 용액에 초음파를 인가하여 탈취성물질 용액을 진동시키고, 이에 따라 공기가 제2미세홈(F2a)으로부터 배출됨과 동시에 제2미세홈(F2a)으로 탈취성물질이 채워진다.
다음, 단계(S6)를 경유한 제2섬유(F2)에 제2고주파를 조사하여 제2섬유(F2)의 표면 및 제2미세홈(F2a)의 내주면에 탈취성물질을 고착시키는 단계(S7)를 수행한다.
단계(S6)는 탈취성물질 용액이 도포된 제2섬유(F2)가 제2고주파발생부(50)를 경유하는 동안에 고주파발생기(51)(52)가 제2고주파를 제2섬유(F2)에 조사하고, 이에 따라 바인더 수지에 유전가열 현상을 유도함으로써 바인더 수지가 탈취성물질을 제2섬유(F2)에 견고하게 고착되도록 하는 단계이다.
제2섬유(F2)를 확대하였을 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2섬유(F2)의 표면에는 수많은 제2미세홈(F2a)이 형성되어 있는데, 바인더 수지가 유전가열 현상에 의하여 가열되면서 탈취성물질(B)이 제2섬유(F2)의 표면 및 제2미세홈(F2a)에 견고하게 고착된다.
이와 같은 단계(S6)를 통하여, 탈취성성물질(B)은 제2섬유(F2)의 표면에 견고하게 고착되고, 이에 따라 반복적인 세탁이나 자외선에 노출되더라도 탈취성물질(B)이 제2섬유(F2)로부터 탈락되지 않는다.
이때 제2섬유(F2)로 조사되는 제2고주파의 주파수는 10~40MHz 범위이고, 제2고주파발생부(50)에서의 체류시간은 1 ~ 3초이다. 만일 제2고주파의 주파수가 상기 범위 미만일 경우 바인더 수지에 유전가열 현상을 유도하기 어렵고, 상기 범위 이상이면 제2섬유(F2) 자체의 물성을 변화되어 촉감이 뻣뻣해질 수 있다. 또 제2고주파발생부(50)에서의 체류시간이 상기 범위 미만일 경우 바인더 수지가 충분히 가열되지 못하고, 상기 범위 이상이면 제2섬유(F2)에서 유전가열 현상이 진행되어 물성이 변할 수 있다.
다음, 탈취성물질이 고착된 제2섬유(F2)를 건조시켜 탈취섬유(F2')를 완성하는 단계(S8)를 수행한다. 단계(S8)는 탈취성물질이 고착된 제2섬유(F2)를 제2건조부(60)를 통과시킴으로써 제2섬유(F2)에 잔류하는 수분을 제거하는 것이다.
단계(S8)는 빠르게 진행되기 때문에, 제2섬유(F2)에 탈취성물질이 고착되더라도 수분이 일부 잔류하는데, 이러한 수분은 제2건조부(60)를 경유하면서 완전히 제거된다.
이때 제2건조부(60)에서는 제2섬유(F2)가 제2롤러(61)를 따라 이송되는 동안 제2송풍기(62)가 30~60℃ 범위의 건조온도를 가지는 열풍을 인가하고, 제2섬유(F2)가 제2건조부(60)에서 체류하는 건조시간을 4 ~ 10 초로 한다. 만일 건조온도 및 건조시간이 상기 범위 미만일 경우 제2섬유(F2)로부터 수분이 완전히 증발되지 못하고, 상기 범위 이상일 경우 제2섬유(F2)의 물성이 변화될 수 있다. 만일 건조온도 및 건조시간이 상기 범위 미만일 경우 제2섬유(F2)로부터 수분이 완전히 증발되지 못하고, 상기 범위 이상일 경우 제2섬유(F2)의 물성이 변화될 수 있다.
다음, 항균섬유(F1')와 탈취섬유(F2')를 제직하여 항균탈취 원단(C)을 완성하는 단계(S8)를 수행한다. 단계(S8)에서, 항균섬유(F1')와 탈취섬유(F2')를 경사와 위사로 제직(weaving)되어 도 3에 도시된 바와 같은 항균탈취 원단(C)이 완성되는 것이다.
<실시예 1> 항균성물질 용액의 제조
평균입경이 50nm 내지 100nm 인 은분말 0.5중량%, 아크릴수지 20중량%, 물 79.5중량% 를 교반하여 항균성물질 용액을 제조한다.
<실시예 2> 탈취성물질 용액의 제조
평균입경이 1 내지 5 ㎛ 인 실리카 분말 2중량%, 평균입경이 10 nm 내지 50nm인 산화티타늄 분말 0.5중량%, 아크릴수지 15중량%, 물 82.5중량% 를 교반하여 탈취성물질 용액을 제조한다.
<실시예 3> 항균섬유의 제조
폴리에스테르 섬유를 항균성물질 용액으로 도포한 후, 30MHz의 고주파를 조사하여 항균성물질을 폴리에스테르 섬유에 고착키고, 이후 50 ℃로 가열된 바람을 송풍하여 건조시킴으로서 항균섬유를 완성하였다.
<실시예 4> 탈취섬유의 제조
폴리에스테르 섬유를 탈취성물질 용액으로 도포한 후, 30MHz의 고주파를 조사하여 탈취성물질을 폴리에스테르 섬유에 고착키고, 이후 50 ℃로 가열된 바람을 송풍하여 건조시킴으로서, 탈취섬유를 완성하였다.
<실시예 5> 항균탈취 원단의 섬유의 제조
실시예 3 및 4에서 제조된 항균섬유와 탈취섬유를 공지의 제직기로 제직하여 항균탈취 원단(C)을 제조하였다.
<실험예 1 > 항균성 실험
항균성 원단에 대한 항균시험을 시험규격 KS K 0693-2008 방법으로 실시하였다. 사용한 균주로는 식중독의 주원인균인 황색포도상구균(Staphylcoccus aureus ATCC 6538) 및 폐렴균인 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 0.05% 비이온계 계면활성제(Tween 80) 상에 접종하여 37℃에서 24시간 배양한 균을 접종원으로 사용하였다. 표준포는 KS K 0905 염색견뢰도용 면소재 백포를 사용하였으며, 상기 항균성 실험 결과를 하기 표에 재하였다.
| 시험균조 (보존번호) |
황색포도상구균 (ATCC 6538) |
폐렴막대균 (ATCC 4352) |
| Ma | 1.1 × 105 | 1.2 ×105 |
| Mb | 4.9 × 106 | 4.7 × 107 |
| Mc | < 20 | < 20 |
| 정균감소값 | 5.4 | 6.4 |
| 정균감소율(%) | 99.9 | 99.9 |
증식값 : (Mb/Ma = 31.6 이상일 때 유효)
황색포도상구균 -44.5
폐렴막대균 -391.7
정균감소율 : log Mb - log Mc
정균감소율(%) : [(Mb-Mc) × 100]/Mb
Ma : 대조편의 접종직후 생균수
Mb : 대조편의 18시간 배양후 생균수
Mc : 시료의 18시간 배양후 생균수
이와 같이, 18시간 경과 후 상기 균주의 수가 현저히 줄어 육안으로는 관찰되지 않았다. 또한, 상기 표에서 보는 바와 같이, 본 항균성 원단의 경우, 초기 균주의 농도를 감소시켜 정균감소율 99.9%의 우수한 항균성을 보였다. 따라서 강력한 항균력이 보존되는 항균성 원단을 제조하였다.
<실험예 2 > 탈취시험
| 경과시간(분) | 블랭크 농도(ppm) | 암모니아 잔류농도(ppm) | 탈취율(%) |
| 초기 | 500 | 500 | - |
| 30 | 500 | 75 | 85 |
| 60 | 500 | 63 | 87.4 |
| 90 | 500 | 40 | 92 |
| 120 | 500 | 34 | 93.2 |
항균성 원단의 시험편을 암모니아가스가 들어있는 용기 내에 노출시켜 흡수되고 남은 양을 시간의 경과에 따라 측정하였으며, 한국원적외선응용평가연구원 KFIA-FI-1004 시험방법으로 탈취시험을 수행하였다. 그 결과를 표 2에 기재하였다. 블랭크농도는 시료를 넣지 않은 상태에서 측정한 것이다.
<실험예 3 > 견뢰도 시험
항균성 원단에 대하여 KS K 0218에 따라 20 시간동안의 일광견뢰도, KS K 0430에 따른 세탁견뢰도 및 KS K 0650에 따른 건습의 조건에서의 마찰견뢰도를 시험하였다.
| 세탁견뢰도 | 마찰견뢰도 | 일광견뢰도 | |||
| 나일론 | 폴리에스테르 | 아크릴 | 건 | 습 | |
| 5 | 5 | 5 | 2 | 3~4 | 4 |
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 항균성 원단은 KS K 0430에 따른 세탁견뢰도에 있어 5 등급의 견뢰도, KS K 0650에 따른 마찰견뢰도에서는 건습의 조건에서 3 내지 4 등급의 견뢰도 및 KS K 0218에 따른 일광견뢰도에서도 3 내지 4 등급의 견뢰도를 보였다.
이와 같이, 본 발명의 항균탈취 원단 제조방법에 의하여 제조된 원단은, 반복적인 세탁에도 항균성 및 탈취성이 유지되는 세탁견뢰성을 가진다.
또한 독립적으로 제조된 항균섬유(F1')와 탈취섬유(F2')를 제직하여 제조되므로, 뛰어난 항균성 및 탈취성을 기대할 수 있다. 따라서 본 발명의 항균탈취 원단으로 제조된 의류는, 착용시에 잡균의 번식을 막고 땀냄새를 방지하여 피부를 항상 건강하고 청결하게 유지시켜준다. 또한 촉감이 부드러워 민감한 피부에도 사용할 수 있는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 항균성물질 수용조 15 ... 제1초음파발생부
20 ... 제1고주파발생부 30 ... 제1건조부
40 ... 탈취성물질 수용조 45 ... 제2초음파발생부
50 ... 제2고주파발생부 60 ... 제2건조부
F1 ... 제1섬유 F1a ... 제1미세홈
F1' ... 항균섬유 F2 ... 제2섬유
F2a ... 제2미세홈 F2' ... 탈취섬유
20 ... 제1고주파발생부 30 ... 제1건조부
40 ... 탈취성물질 수용조 45 ... 제2초음파발생부
50 ... 제2고주파발생부 60 ... 제2건조부
F1 ... 제1섬유 F1a ... 제1미세홈
F1' ... 항균섬유 F2 ... 제2섬유
F2a ... 제2미세홈 F2' ... 탈취섬유
Claims (6)
- 제1섬유(F1)를 은분말을 포함하는 항균성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S1);
상기 항균성물질 용액에 초음파를 인가하여 상기 항균성물질(A)이 상기 제1섬유(F1) 표면에 형성된 제1미세홈(F1a)으로 침투되게 하는 단계(S2);
상기 단계(S2)를 경유한 상기 제1섬유(F1)에 제1고주파를 조사하여 상기 제1섬유(F1) 표면 및 상기 제1미세홈(F1a) 내주면에 상기 항균성물질을 고착시키는 단계(S3);
상기 항균성 물질이 고착된 상기 제1섬유(F1)를 건조시켜 항균섬유(F1')를 완성하는 단계(S4);
제2섬유(F2)를 광촉매분말을 포함하는 탈취성물질 용액 내부를 연속적으로 경유하게 하는 단계(S5);
상기 탈취성물질 용액에 초음파를 인가하여 상기 탈취성물질(B)이 상기 제2섬유(F2) 표면에 형성된 제2미세홈(F2a)으로 침투되게 하는 단계(S6);
상기 단계(S6)를 경유한 상기 제2섬유(F2)에 제2고주파를 조사하여 상기 제2섬유(F2)의 표면 및 상기 제2미세홈(F2a)의 내주면에 상기 탈취성물질을 고착시키는 단계(S7);
상기 탈취성물질이 고착된 상기 제2섬유(F2)를 건조시켜 탈취섬유(F2')를 완성하는 단계(S8); 및
상기 항균섬유(F1')와 탈취섬유(F2')를 제직하여 항균탈취 원단(C)을 완성하는 단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균탈취 원단 제조방법. - 제1항에 있어서, 상기 항균성물질 용액은,
상기 은분말을 바인더 수지와 함께 물에 균일하게 분산시켜 제조된 것을 특징으로 하는 항균탈취 원단 제조방법. - 제2항에 있어서, 상기 항균성물질 용액은,
상기 은분말 0.2 ~ 0.5중량% 및 바인더 수지 10 ~ 25중량% 가, 항균성물질 용액의 총량을 100중량% 로 하기 위한 나머지량의 물속에 분산 또는 용해되어 제조되는 것을 특징으로 하는 항균탈취 원단 제조방법. - 제1항에 있어서, 상기 탈취성물질 용액은,
상기 광촉매분말인 산화티타늄 분말 및 실리카 분말을 바인더 수지와 함께 물에 균일하게 분산시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 항균탈취 원단 제조방법. - 제4항에 있어서, 상기 탈취성물질 용액은,
상기 산화티타늄 분말 0.1 ~ 0.5중량%, 상기 실리카 분말 1 ~ 2중량% 및 바인더 수지 5 ~ 20중량% 가, 탈취성물질 용액의 총량을 100중량% 로 하기 위한 나머지량의 물속에 분산 또는 용해되어 제조되는 것을 특징으로 하는 항균탈취 원단 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 단계(S4)는, 상기 제1섬유(F1)에 30~60℃ 범위의 온도를 가지는 열풍을 4~10초 범위로 인가하는 단계이고;
상기 단계(S8)는, 상기 제2섬유(F2)에 30~60℃ 범위의 건조온도를 가지는 열풍을 4 ~ 10초 범위로 인가하는 단계인 것을 특징으로 하는 항균탈취 원단 제조방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109898164B (zh) * | 2019-03-18 | 2021-08-10 | 张家港欣欣高纤股份有限公司 | 一种涤纶长丝清洗设备 |
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2013
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