KR101442203B1 - 다기능 복합캡슐 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 복합캡슐 조성물에 관한 것으로, 피톤치드: 0.5-1.5중량%; 벤토나이트: 1-3중량%; 제올라이트: 1-3중량%; 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 13.5-14.5중량%, 나머지 물로 이루어진 정전기방지제: 9-11중량%; 및 나머지 물로 조성된 것을 특징으로 하는 다기능 복합캡슐 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 작업공수가 줄어들어 작업시간 단축은 물론 원가절감이 가능하고, 하나의 캡슐 안에 다기능이 포함되어 있어 고효율화를 현저화시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

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

본 발명은 다기능 복합캡슐 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도조절, 향, 정전기 방지, 원적외선 발산 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 발현된다.

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.

이에, 본 출원인은 이러한 문제를 해결하기 위한 수단으로 등록특허 제1199442호를 선출원하여 등록받은 바 있다.

하지만, 상기 등록특허에 개시된 조성물들은 다기능 발현을 위해 다수의 복잡한 조성이 들어가므로 조제에 있어 상당한 시간이 요구되므로 간단하면서도 인체에 유용한 원적외선 방사와 같은 필수적인 몇 가지 기능들이 효과적으로 구현될 수 있고, 제조도 간단한 형태의 새로운 개념을 도입할 필요가 생겼다.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로, 피톤치드, 정전기방지제, 벤토나이트, 제올라이트 등을 혼합 조성하여 나노 캡슐 형태로 함유시킴으로써 한 번의 처리 가공을 통해 다기능을 갖도록 만들어 작업공수를 줄이고, 원가절감은 물론 작업시간 단축, 기능 효율 향상, 특히 원적외선 방사 기능을 더욱 더 향상시킨 다기능 복합캡슐 조성물을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 피톤치드: 0.5-1.5중량%; 벤토나이트: 1-3중량%; 제올라이트: 1-3중량%; 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 13.5-14.5중량%, 나머지 물로 이루어진 정전기방지제: 9-11중량%; 및 나머지 물로 조성된 것을 특징으로 하는 다기능 복합캡슐 조성물을 제공한다.

이때, 상기 다기능 복합캡슐 조성물 100중량부에 대하여, 섬유유연제가 8중량부 더 첨가된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 다기능 복합캡슐 조성물 100중량부에 대하여, 과붕산나트륨은 8-12중량부, 카르복실메칠셀루로오스 5-10중량부 더 첨가된 것에도 그 특징이 있다.

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

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 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 용이성, 고효율성을 달성하도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명에서는 피톤치드를 이용한 향 발현(방향성), 정전기방지제를 통한 정전기 방지기능, 벤토나이트를 통한 끈적임, 달라붙는 느낌 제거, 제올라이트를 통한 원적외선 방사 및 항균성 등의 특정 기능을 구현하도록 구성된 조성물이 하나의 나노 캡슐에 함유되도록 구성하고, 그 적용은 이 조성물과 결합제(종래 기술에서 언급된 공지된 방법임)를 이용하여 공지의 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.

특히, 본 발명에서는 기존에 알려진 특성 향상용 직물원단의 경우 일부 성분들끼리 서로 영향을 미쳐 부작용을 초래하는 것들이 있어 한번에 처리가 불가능하였던 것을 감안하여 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. 따라서, 작업공수가 줄어들고, 제조가 용이하며, 원가를 절감할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 다기능 복합캡슐 조성물은, 피톤치드: 0.5-1.5중량%; 벤토나이트: 1-3중량%; 제올라이트: 1-3중량%; 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 13.5-14.5중량%, 나머지 물로 이루어진 정전기방지제: 9-11중량%; 및 나머지 물로 조성된다.

이때, 상기 다기능 복합캡슐 조성물 100중량부에 대하여, 섬유유연제가 8중량부 더 첨가됨으로써 섬유 유연성을 더욱 증대시킬 수 있다.

이 경우, 바람직한 섬유유연제로는 항균성 및 소취성을 높일 수 있도록 유칼립투스 추출물이 함유된 계면활성제가 바람직하며, 유칼립투스 추출물은 항균성이 강하지만 독성이 있으므로 0.4중량% 미만으로 첨가되어야 한다.

또한, 본 발명은 상기 다기능 복합캡슐 조성물 100중량부에 대하여, 과붕산나트륨은 8-12중량부, 카르복실메칠셀루로오스 5-10중량부 더 첨가하여 변색을 막고, 표면 고착성을 높이도록 구성할 수도 있다.

이 경우, 상기 과붕산나트륨은 물과 결합하여 화학적 반응하면서 산소를 발생시키고 이 산소가 라디칼로 작용하여 변색없이 색상을 그대로 유지하는 기능을 갖도록 하여 주는데, 이를 위해 상기 과붕산나트륨은 8-12중량부의 범위로 첨가됨이 바람직하다.

아울러, 상기 카르복실메칠셀루로오스는 조형제 혹은 고화제 기능을 갖는 것으로, 10중량부를 초과하면 과점착 문제를 야기하고, 5중량부 미만으로 첨가되면 점착성이 떨어져 착색이 안되므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 주된 조성물을 구성하는 성분들의 수치한정 이유에 대하여 설명한다.

먼저, 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, 미량 첨가되는 바, 0.5-1.5중량%의 범위가 바람직하고, 이 범위로 첨가하는 이유는 피톤치드가 높은 고체함량을 지니면서도 점도가 낮고 우수한 분산 안정성을 갖으며 발향 특성만 나타나면 되므로 굳이 과량 첨가할 이유가 없다.

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.

또한, 정전기방지제는 계면활성 기능을 이용하여 옷감, 즉 본 발명 직물원단에 발생되는 정전기를 제거하도록 한 것으로서, 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 9-11중량% 및 나머지 물로 이루어진 것을 사용함이 좋다.

이때, 폴리옥시에틸렌은 양이온 촉매를 이용해 산화에틸렌을 중합한 폴리에테르의 일종으로서, 녹는점이 75℃이며, 본 발명에서는 물에 용해된 상태로 직물과 종이 등에 사용하여 피막을 형성하게 함으로써 정전기 발생을 억제하는 용도로 사용되는데, 과량 사용되면 과피막이 형성되어 다른 특성 발현을 억제하고 미량 사용되면 정전기 방지 효과가 없으므로 상기 범위로 첨가되어야 한다.

그리고, 벤토나이트는 백색-염갈색의 미세한 분말 또는 프레이크로서 팽윤력이 98㎖(물 100㎖에 대해, 24시간 내) 이상인 것이 바람직하며, 물에 분산되어 콜로이드분산액을 생성하고, 이것이 한천상의 끈적한 겔을 형성함으로써 혼재하는 성분 조성들을 안정화시킨다.

본 발명에서는 섬유에서 유기증점제와 같이, 끈적함이나 달라붙는 느낌을 없애고 상쾌한 촉감을 갖도록 퍼짐성 및 박막 형성 향상을 위해 첨가되며, 3중량%를 초과할 경우에는 정전기방지제의 피막 형성성을 더욱 촉진하여 겔화를 증대시키므로 특성을 저하시키고, 1중량% 미만으로 첨가되면 유기증점제의 기능을 상실하므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

또한, 제올라이트는 비석이라고도 알려진 알루미늄 규산염 광물의 일종으로, 대표적인 원적외선 방사물질이고, 이온교환성을 갖는 물질이다.

때문에, 본 발명에서는 이러한 이온교환성을 이용하여 항균성을 더 강화시키면서 인체에 유익한 원적외선 방사 기능이 함께 구현되도록 하기 위해 첨가되며, 특히 결정 구조 내에 있는 양이온의 작용에 의해 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착하는 성질이 있으므로 분자체(Molecular Sieve) 역할을 하여 섬유의 오염(휘발성유기화합물이나 케톤류, 유기산 등)을 차단하는 효과를 갖도록 1-3중량% 범위 내에서 첨가된다.

다만, 3중량%를 초과하면 흡착성이 강하여 다른 성분들의 분산성을 떨어뜨리고, 1중량% 미만으로 첨가되면 이온교환성 및 원적외선 방사성이 떨어지므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예]

하나의 나노 캡슐에 피톤치드 1.0중량%, 정전기방지제 10중량%, 벤토나이트 2중량%, 제올라이트 2중량% 및 나머지 물로 이루어진 혼합물을 첨가하여 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 24시간 후 KICM-FIR-1002법으로 측정하여 항균력을 테스트하였다.

또한, 정전기 대전 여부도 확인하였고, 원적외선 방사능력도 측정하였다.

구분/ 특성	정전기여부	항균력		원적외선(5-20㎛) 및 음이온 생성
		대장균	녹농균	방사율	음이온생성(ion/cc)
발명재	정전기 발생 안됨	99.5	99.7	0.880	53

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

특히, 원적외선 방사율과 음이온생성도 효과적인 것으로 분석되었다.

뿐만 아니라, 피톤치드에 의한 방향성 조절 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 확인하였다.

측정결과, 피톤치드에 의한 방향성은 2시간 15분이 경과 하면서 급격히 떨어졌는데, 이는 기존 단일 기능함유 직물원단이 방향성에 있어 1시간 40분이었던 것과 비교하여 보면 동등 이상의 효과가 있음을 알 수 있었다.

또한, 색상 유지 및 점착성 개선을 위해 과붕산나트륨 및 카르복실메칠셀루로오스를 더 첨가한 경우는 상기 발명재에 붉은색 염료를 가해 색상을 입힌 다음 충분히 건조한 상태에서 이를 물에 담그고 변색이 이루어지는지를 확인하였으나, 2시간이 경과한 후에도 변색이 없었다.

뿐만 아니라, 섬유유연제 첨가시에는 감촉으로 유연성이 증가됨을 확인하였다.

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

Claims (3)

1. 피톤치드: 0.5-1.5중량%;
   벤토나이트: 1-3중량%;
   제올라이트: 1-3중량%;
   폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene) 13.5-14.5중량%, 나머지 물로 이루어진 정전기방지제: 9-11중량%; 및
   나머지 물로 조성된 것을 특징으로 하는 다기능 복합캡슐 조성물.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 다기능 복합캡슐 조성물 100중량부에 대하여, 섬유유연제가 8중량부 더 첨가된 것을 특징으로 하는 다기능 복합갭슐 조성물.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 다기능 복합캡슐 조성물 100중량부에 대하여, 과붕산나트륨은 8-12중량부, 카르복실메칠셀루로오스 5-10중량부 더 첨가된 것을 특징으로 하는 다기능 복합갭슐 조성물.