KR101451320B1

KR101451320B1 - 기능성 원사의 제조방법

Info

Publication number: KR101451320B1
Application number: KR1020140043657A
Authority: KR
Inventors: 송진달; 안홍균
Original assignee: (주)올텍스; 송진달; 안홍균
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2014-10-15

Abstract

본 발명은 기능성 원사의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyllene terephthalate; PBT)에 무기 항균성 분말을 혼련하여 무기 항균 마스터 배치를 제조하는 단계와, 폴리부틸렌 테레프탈레이트에 원적외선 방사 분말을 혼련하여 원적외선 마스터 배치를 제조하는 단계와, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)에 상기 무기 항균 마스터 배치와 원적외선 마스터 배치를 혼합하여 용융시키는 단계와, 상기 용융된 용융물을 방사하는 단계와, 상기 방사된 필라멘트에 방사 유제를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 무기 항균성 분말은 제올라이트 분말, 은나노 분말 또는 이들 모두이고, 상기 원적외선 방사 분말은 운모 분말, 게르마늄 분말, 토르말린 분말 및 귀양석 분말인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 항균, 원적외선, 소취 및 살균기능을 갖는 기능성 원사로 섬유제품을 제조하여 사용할 경우, 원적외선 및 음이온 방출로 생체를 활성화하여 혈액순환 촉진 및 면역력증가, 노폐물제거 등 건강증진에 도움을 주며, 인체에 유해한 균이 피부나 의류에 기생하는 것을 방지하고, 소취기능으로 통한 냄새제거의 장점이 있다.

Description

기능성 원사의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A FUNTIONNAL YARM}

본 발명은 기능성 원사의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원사에 항균성과 원적외선 방사 기능을 부여하는 기능성 원사의 제조방법에 관한 것이다.

근래에는 건강에 대한 관심이 매우 고조되고 있는 실정으로서, 인체에 휴대하거나 가정, 사무실 등의 장소에 비치하는 형태로 건강에 도움을 줄 수 있는 물질들이 각광을 받고 있는데, 대표적인 예로는 황토, 게르마늄, 맥반석, 운모, 옥, 은(銀) 등의 광물질이나 숯 등이 있으며, 기타, 자연의 동식물에서 추출하거나 화학적인 결합에 의해 얻을 수 있는 물질 등이 있을 수 있다.

이러한 물질들에서 얻을 수 있는 효과로는 여러 가지의 원적외선 효과, 공기정화, 음이온 발산, 항균, 탈취 등 다양하면서도 건강에 매우 도움이 되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

특히, 근래에는 상기와 같은 기능들을 인체가 얻는 여러 가지 방법 중에서도 의류나 침구와 같은 섬유제품을 통하여 건강과 관련한 기능을 얻고자 하는 욕구가 매우 높은 현실이다.

이와 같이 섬유제품에 건강과 관련한 기능을 추가하는 종래의 방법을 살펴보면, 상기와 같은 기능을 가진 물질을 미세하게 분말화한 후에 염색공정을 이용하여 염색과 동시에 기능성 물질을 원단에 침투시키거나, 염색공정과는 별도로 기능성 물질을 침투시키기 위한 공정을 두어 염색공정과 같이 섬유에 잘 흡수되는 액체와 혼합하여 수용액으로 만든 후, 이러한 수용액에 제직된 직물에 침지시켜 분말화된 기능성 물질이 섬유제품에 고착되도록 하는 것이다.

그러나 이러한 종래의 방법에 의하면 제직된 직물의 경우 기능성 물질이 미세하게 분말화된 것이더라도 호부와 연사, 제직 등의 여러 가공 공정에 의해 원사 자체가 매우 견고하게 압축된 상태이므로 기능성 물질이 원사 자체에는 거의 침투하지 못한 상태임은 분명한 것이며, 제직된 직물의 경우도 각 원사 간에 기능성 물질이 침투할 틈새가 거의 없으므로 기능성 물질이 직물의 표면에 집중적으로 고착될 수밖에 없는 것이다.

이러한 현상에 의해 직물에 기능성 물질의 기능을 첨가하는 작업을 실시하더라도 그 착상되는 비율이 매우 저조한 것이어서 당연히 그 효과가 미미한 것이며, 그나마 고착된 기능성 물질은 직물의 표면에 대부분이 고착되므로 사용이나 세탁 등에 의해 기능성 물질이 쉽게 분리되므로 장시간 그 효과를 기대하기에는 턱없이 부족한 정도였던 것이다.

또한, 종래의 방법에 의하면 직물의 제직이 완료된 후에 기능성 물질을 침투시키고 건조해야 하는 등의 추가 공정을 추가하여야 하므로 시간적인 낭비도 큰 문제가 된다 할 것이다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 원사를 용융 방사시 일라이트 등의 분말을 혼합하여 기능성을 갖는 원사를 제조하는 기술이 제안되었으나, 단순히 원적외선을 방사하는 등의 1가지 기능성만을 부여하는 등 다양한 기능성을 갖지 못하는 문제점이 있었다.

KR 10-0726929 B1 KR 10-0289069 B1

KR

-10-1073179

B1

본 발명의 목적은 종래의 기능성 섬유제품들이 갖는 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 원재료에 무기성 항균 마스터 배치, 원적외선 마스터 배치 등을 혼합하여 용융, 방사하고, 이에 단백질 유기 항균제를 침투시킴으로써, 항균, 원적외선, 소취 및 살균기능을 갖는 기능성 원사를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 기능성 원사의 제조방법은, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyllene terephthalate; PBT)에 무기 항균성 분말을 혼련하여 무기 항균 마스터 배치를 제조하는 단계와, 폴리부틸렌 테레프탈레이트에 원적외선 방사 분말을 혼련하여 원적외선 마스터 배치를 제조하는 단계와, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)에 상기 무기 항균 마스터 배치와 원적외선 마스터 배치를 혼합하여 용융시키는 단계와, 상기 용융된 용융물을 방사하는 단계와, 상기 방사된 필라멘트에 방사 유제를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 무기 항균성 분말은 제올라이트 분말, 은나노 분말 또는 이들 모두이고, 상기 원적외선 방사 분말은 운모 분말, 게르마늄 분말, 토르말린 분말 및 귀양석 분말인 것을 특징으로 한다.

상기 무기 항균 마스터 배치는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 60~80중량%에 무기 항균성 분말 20~40중량%를 혼련하고, 상기 원적외선 마스터 배치는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 60~80중량%에 원적외선 방사 분말 20~40중량%를 혼련하되, 상기 원적외선 방사 분말은 운모 분말 50~70중량%, 게르마늄 분말 10~20중량%, 토르말린 분말 10~20중량%, 귀양석 분말 5~15중량%로 되는 것이며, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 80~95중량%에 무기 항균 마스터 배치 2.5~10중량%, 원적외선 마스터 배치 2.5~10중량%를 혼합하여서 되는 것을 특징으로 한다.

상기 방사된 필라멘트에 방사 유제를 공급하기 전, 상기 방사된 필라멘트에 단백질 유기 항균제를 침투시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단백질 유기 항균제는 단백질 10중량%, 리놀산 4중량%, 리놀렌산 4중량%, 올레익산 4중량%, 멘톨 5중량%, 캡사이신 3중량%, 규산염 7중량%, 산화아연 3중량%, L-아스크로빈산 5중량%, 토코페롤 5중량%, 비타민 A 5중량%, 살리실산메칠 3중량%, 탄닌산 5중량%, 크로세틴 7중량%, 카디넨 7중량%, 토릴렌 8중량%, 키산토스트루마린 5중량%, 아세틸시코닌 5중량% 및 허브조성물질 5중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 방사된 필라멘트에 상기 단백질 유기 항균제를 침투시키는 단계는, 상기 단백질 유기 항균제와 물을 1: 5~10중량비로 혼합하여 희석시키고, 이를 필라멘트에 접촉시킨 후, 공기를 부여함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 무기 항균성 분말 및 원적외선 방사 분말들은 모두 300~400nm의 입도를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 99.9~99중량%에 이산화티탄(TiO₂) 0.1~1중량%가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 항균, 원적외선, 소취 및 살균기능을 갖는 기능성 원사로 섬유제품을 제조하여 사용할 경우, 원적외선 및 음이온 방출로 생체를 활성화하여 혈액순환 촉진 및 면역력증가, 노폐물제거 등 건강증진에 도움을 주며, 인체에 유해한 균이 피부나 의류에 기생하는 것을 방지하고, 소취기능을 통한 냄새제거의 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 제조공정도.
도 2는 본 발명에 의한 제조과정을 나타낸 개략도.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 원단을 직조한 뒤, 이에 기능성을 부여하거나 한 가지의 기능성만을 부여하였던 종래의 기능성 섬유제품들과는 달리, 원사의 용융 방사시 1차적으로 기능성을 부여하고, 방사된 원사에 항균제를 흡수시켜 2차적으로 기능성을 부여함으로써, 항균, 원적외선, 소취 및 살균기능 등을 갖는 기능성의 원사를 제조하는 것이다.

즉, 종래의 기능성 원사는 주재료의 용융 방사시 기능성 분말을 혼합하여 필라멘트를 제조함으로써, 필라멘트에 기능성을 부여하는 것이 주요 기술이었는 바, 기능성 분말이 일라이트 정도로 제한적이어서 다양한 기능성을 부여하지 못한 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyllene terephthalate; PBT)에 무기 항균성 분말을 혼련하여 무기 항균 마스터 배치를 제조하는 단계와, 폴리부틸렌 테레프탈레이트에 원적외선 방사 분말을 혼련하여 원적외선 마스터 배치를 제조하는 단계와, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)에 상기 무기 항균 마스터 배치와 원적외선 마스터 배치를 혼합하여 용융시키는 단계와, 상기 용융된 용융물을 방사하는 단계와, 상기 방사된 필라멘트에 방사 유제를 공급하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 무기 항균성 분말은 제올라이트 분말, 은나노 분말 또는 이들 모두이고, 상기 원적외선 방사 분말은 운모 분말, 게르마늄 분말, 토르말린 분말 및 귀양석 분말인 것을 특징으로 함으로써, 다양한 기능성의 부여는 물론, 안정적인 필라멘트의 제조가 가능하도록 한 것이다.

이하, 본 발명을 제조단계별로 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyllene terephthalate; PBT)에 무기 항균성 분말을 혼련하여 무기 항균 마스터 배치를 제조하는 단계.

먼저, 원사의 주재료인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)에 혼합할 무기 항균 마스터 배치를 제조한다. 상기 무기 항균 마스터 배치는 PBT에 무기 항균성 분말을 혼련하여 제조하는데, 상기 무기 항균성 분말은 제올라이트 분말, 은나노 분말 또는 이들 2종 모두를 말한다. 상기 제올라이트(Zeolite) 분말 또는 은나노(Nano Silver) 분말은 모두 항균성을 갖는 대표적인 것으로, 이온교환능력에 의해 항균성 및 소취력을 갖게 된다.

본 발명에서 원사의 주재료인 PET를 이용하여 마스터 배치를 제조하는 것이 아닌, PBT를 이용하여 마스터 배치를 제조하는 이유는 PET 보다 PBT가 무기 항균성 분말의 혼련이 더 용이하기 때문은 물론, PBT가 뛰어난 탄성 회복률과 신도, PET 섬유와 비슷한 화학적 및 열적 안정성 등을 가지므로, PET와 혼합하여 방사할 경우 탄성 섬유로의 제조도 가능하기 때문이다.

그리고 상기 무기 항균 마스터 배치는 PBT 60~80중량%에 무기 항균성 분말 20~40중량%를 혼련하는데, 무기 항균성 분말이 20중량% 미만일 경우 그 함유량이 너무 적어 기능성을 나타내기 위해서는 원재료에 무기 항균 마스터 배치를 다량 혼합하여야 하기 때문에 효율적이지 못하고, 40중량%를 초과할 경우 혼련이 어렵기 때문이다.

여기서, 상기 무기 항균성 분말은 300~400nm의 입도를 갖는 것이 바람직한바, 그 입도가 너무 클 경우 균일한 혼련이 어려움은 물론, 원사의 물성을 저하시킬 수 있으며, 너무 작을 경우 제조가 용이하지 않아 제조비용이 증가하기 때문이다. 상기 각 기능성 물질을 나노 입자로 분말화하는 방법으로는 기계적인 힘을 이용한 기계적 분쇄법(Mechanical Alloying) 등 공지된 나노제조방법을 이용한다.

또한, PBT와 무기 항균성 분말을 혼련하는 방법 역시 공지의 방법을 이용하여 혼련하는 것으로, 그 방법을 제한하지 않는다.

폴리부틸렌 테레프탈레이트에 원적외선 방사 분말을 혼련하여 원적외선 마스터 배치를 제조하는 단계.

상기와 같이, 무기 항균 마스터 배치를 제조하는 것과는 별개로, PBT에 원적외선 방사 분말을 혼련하여 원적외선 마스터 배치를 제조한다. 상기 원적외선 마스터 배치는 상기 무기 항균 마스터 배치와 동시에 제조되거나, 선공정, 후공정으로서 제조되는 것이 가능하다.

여기서, 상기 원적외선 방사 분말로는 운모 분말, 게르마늄 분말, 토르말린 분말 및 귀양석 분말을 사용하는데, 상기 분말들은 원적외선의 방사량이 월등히 많고, 음이온의 배출량 역시 높은 광물들로서, 다량 사용할 경우 인체에 매우 유익하다. 본 발명에서는 상기한 광물 분말들을 1종씩 혼합하는 것도 가능하나, 원적외선 방사, 음이온 배출 및 소취력 등을 고려하여 4종 모두를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 가장 바람직한 분말의 배합비는 운모 분말 50~70중량%, 게르마늄 분말 10~20중량%, 토르말린 분말 10~20중량%, 귀양석 분말 5~15중량%로 되는 것이나, 상황에 따라 각 분말을 가감하여 사용할 수 있음은 당연하다.

그리고 상기 원적외선 방사 분말들 역시 상기 무기 항균성 분말들과 같이, 300~400nm의 입도를 갖도록 하여 혼련 및 방사를 용이하게 한다.

또한, 상기 원적외선 마스터 배치는 PBT 60~80중량%에 원적외선 방사 분말 20~40중량%를 혼련하여서 되는바, PET가 아닌 PBT를 이용하는 이유는 상기한 무기 항균성 마스터 배치와 같으며, 원적외선 방사 분말이 20중량% 미만일 경우 그 함유량이 적어 마스터 배치의 투입량이 많아져야 하며, 40중량%를 초과할 경우 과량이 되어 혼련이 어렵기 때문에 PBT 60~80중량%에 원적외선 방사 분말 20~40중량%를 혼련한다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)에 상기 무기 항균 마스터 배치와 원적외선 마스터 배치를 혼합하여 용융시키는 단계.

상기와 같이, 무기 항균 마스터 배치와 원적외선 마스터 배치가 준비되면, 원사의 주재료인 PET에 상기 준비된 무기 항균 마스터 배치와 원적외선 마스터 배치를 믹싱기 및 용융방사기를 통해 혼합, 용융한다.

여기서, 상기 PET와 무기 항균 마스터 배치 및 원적외선 마스터 배치의 혼합비는, 상기 PET 80~95중량%에 무기 항균 마스터 배치 2.5~10중량%, 원적외선 마스터 배치 2.5~10중량%를 혼합하여서 되는 것이 바람직한바, 상기 무기 항균 마스터 배치가 2.5중량%보다 적으면 항균성이 좋지 못하게 되고 10중량%를 초과할 경우 과량이 되어 원사의 물성이 좋지 못하게 되며, 원적외선 마스터 배치의 경우도 2.5중량%보다 적으면 원적외선의 방사량이 적어 그 효과가 미미하게 되고 10중량%를 초과할 경우 원사의 물성이 좋지 못하게 되는 등의 문제가 있기 때문이다.

그리고 상기 용융온도는 주재인 PET의 용융점인 260℃보다 높아 방사가 가능한 정도면 족한 것으로, 그 온도를 제한하지 않는바, 일반적으로 260~300℃ 정도면 바람직하다.

이때, 상기 PBT는 단독으로 사용될 수도 있지만 PBT 99.9~99중량%에 이산화티탄(TiO₂) 0.1~1중량%를 혼합하여서 될 수도 있다. 상기 이산화티탄은 광촉매로서, 표면에서 발생하는 자유전자는 산화, 환원력이 매우 높아 박테리아, 세균 등을 즉시 분해할 수 있어 원사에 항균력을 부여할 수 있기 때문인바, 이산화티탄의 함유량이 0.1중량% 미만일 경우 그 효과가 미미하게 되고, 1중량%를 초과하면 과량이 되어 원사의 물성에 좋지 못한 영향을 끼치기 때문이다.

상기 용융된 용융물을 방사하는 단계.

그리고 상기 용융된 용융물을 방사두(spin block)로 방사하여 필라멘트를 제조한다. 여기서 상기 방사는 종래의 방사기를 이용하여 방사하는 것으로, 약 285℃의 온도 및 150kg/㎠ 의 압력으로 압출 방사될 수 있는데, 그 방사 방법을 제한하지 않는 것으로 공지된 다양한 방사방법을 이용할 수 있음은 당연하다.

상기 방사된 필라멘트에 단백질 유기 항균제를 침투시키는 단계.

그리고 상기 방사된 필라멘트에 단백질 유기 항균제를 침투시킴으로써, 2차적인 기능성인 항균, 살균 및 소취 기능을 가하는 것이다. 이 단계는 필요에 따라 생략 가능하다. 이는 원사에 필요 이상의 항균, 살균 및 소취 기능을 부여할 경우, 제조단가가 상승되므로 요구되는 항균력, 살균력 및 소취력에 따라 적절히 선택하여 수행한다.

상기 단백질 유기 항균제는 단백질 10중량%, 리놀산 4중량%, 리놀렌산 4중량%, 올레익산 4중량%, 멘톨 5중량%, 캡사이신 3중량%, 규산염 7중량%, 산화아연 3중량%, L-아스크로빈산 5중량%, 토코페롤 5중량%, 비타민 A 5중량%, 살리실산메칠 3중량%, 탄닌산 5중량%, 크로세틴 7중량%, 카디넨 7중량%, 토릴렌 8중량%, 키산토스트루마린 5중량%, 아세틸시코닌 5중량% 및 허브조성물질 5중량%로 이루어질 수 있으며, 상기 허브조성물질은 오렌지 오일 20중량%, 페파민트 오일 20중량%, 파인 오일 20중량%, 정향 오일 20중량%, 유칼립투스 오일 20중량%로 구성될 수 있다.

상기 단백질 유기 항균제를 살펴보면, 상기 단백질(Proteins)은 피부의 영양 유지에 중요한 물질로서, 섬유가 피부에 접촉될 경우 피부염증이 유발되는 것을 방지하고, 리놀산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid), 올레익산(oliec acid) 의 경우 항알레르기, 피부보호 보습작용을 갖는 것이며, 멘톨(Menthol)과 캡사이신(Capsaitine)의 경우 살균작용을 갖고, 규산염(SiO₃)의 경우 피부에 직접 접촉하면 음이온 및 원적외선의 상승효과를 얻을 수 있으며, 살균 및 소독작용을 나타낼 수 있다. 그리고 산화아연(Zinc oxide), L-아스크로빈산(L-Ascorbic acid), 비타민 A는 해독작용이 있으며, 항산화 작용을 통해 피부를 보호하고, 토코페롤(Tocopherol)은 피부질환 개선에 효과적이다. 살리실산메칠(methyl salicylate)은 소염 및 향료로서 작용하고, 탄닌산(Tannic acid), 크로세틴(Crocetin), 카디넨(Cadinen), 토릴렌(Torilen), 키산토스트루마린(Xanthostrumarin)은 수렴성 항균 소염 작용으로 살균 소독 효과가 나타나며, 아세틸시코닌(Aseltelseconin)은 항균작용을 하고, 허브조성물질은 향기요법을 통해 냄새를 없애주는 작용을 한다.

즉, 본 발명은 상기와 같은 단백질 유기 항균제로서 2차 처리하여, 항균, 살균 및 소취작용을 갖도록 하는 것이나, 상기 단백질 유기 항균제의 종류를 제한하지 않는 것으로, 상기한 제품 이외에도 시중에서 판매하는 제품을 구입하여 사용할 수 있다.

이때, 상기 단백질 유기 항균제를 방사된 필라멘트에 침투시키는 방법은, 상기와 같은 조성을 갖는 단백질 유기 항균제와 물을 1: 5~10 중량비로 혼합하여 희석하고, 이를 필라멘트에 접촉시킨 후 공기를 부여하여 필라멘트에 침투되도록 하는 것이다. 이때, 상기 공급되는 공기의 압력은 1.5kg/㎠가 바람직한바, 공기의 압력을 통해 필라멘트 내부에 단백질 유기 항균제가 침투됨은 물론, 필라멘트가 냉각되어 고화될 수 있도록 하기 위함이다.

그리고 상기 단백질 유기 항균제를 접촉시키는 방법은 별도의 픽업 유닛(pick up unit)을 이용하여 가이드에 항균제 공급구를 설치하고 사조와 접촉점에서 공급함이 바람직하며, 상기 희석된 단백질 유기 항균제의 픽업량은 분당 4~5g이 되도록 하는 것이 항균성의 부여 및 원사의 물성을 고려할 때 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

상기 단백질 유기 항균제가 침투된 필라멘트에 방사 유제를 공급하는 단계.

다음으로, 상기 단백질 유기 항균제가 침투된 필라멘트에 방사 유제를 공급한다. 만약 상기 단백질 유기 항균제의 침투단계가 생략되었다면, 방사된 필라멘트에 바로 방사 유제를 공급한다.

상기 방사 유제는 통상의 원사를 오일링(oiling)하기 위해 사용하는 것으로서, 시중에 유통되고 있는 것을 사용하며, 종래의 유제 공급 방법과 같이 가이드에 설치된 오일 공급구를 통해 사조와의 접촉점에서 공급하거나, 별도의 로울러에 유제를 픽업시킨 후, 이를 필라멘트와 접촉시킴으로써 공급할 수 있다.

본 발명에서는 상기 단백질 유기 항균제와 방사 유제를 모두 공급할 경우, 단백질 유기 항균제와 방사 유제 모두 방사되어 나오는 필라멘트와의 접촉을 통해 공급되어야 하므로, 별도의 픽업 유닛을 이용하되, 공급구가 2단으로 설치되도록 하여 1단을 통해서는 단백질 유기 항균제를 접촉시키고, 2단을 통해서는 방사 유제를 접촉시킴이 바람직하나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

상기와 같이 방사 유제의 공급이 완료되면, 이를 통상의 방법으로 권취하고, 이에 연신, 열고정, 권축, 절단 등의 후처리공정을 행한다. 상기 권취 및 후처리 공정은 통상의 원사를 제조하는 방법과 동일하게 진행되는 것이므로, 본 발명에서는 그 설명은 생략하며, 종래 공지된 어떠한 방법으로도 후처리가 가능함은 당연하다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 기능성 원사는 무기 항균성 마스터 배치와, 원적외선 마스터 배치의 혼합을 통해 항균성, 원적외선 방사 및 탈취 기능이 부여되고, 단백질 유기 항균제를 통해 탈취, 소취 및 항균 기능이 부여되어, 종래 어떠한 방법을 통한 기능성 원사보다 항균성이 우수함은 물론, 탈취, 소취, 원적외선 방사 기능 역시 우수한 것이다.

아울러, 본 발명을 통해 제조된 원사는 적절한 공정을 통해 직물 등으로 가공되어 기능성을 유지함으로써, 기능성 물질의 균일하지 못한 분포나 탈락으로 인해 기능성이 저하되는 종래의 기능성 직물이 갖는 문제점을 해소한 것으로, 본 발명의 원사를 이용하여 의류는 물론, 시트, 카펫, 매트 등 다양한 섬유가공품으로서 활용가능함은 당연하다.

이하, 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

(실시예 1)

PBT 70중량%와 제올라이트 분말 30중량%를 혼련하여 무기 항균 마스터 배치를 제조하였고, PBT 70중량%에 운모 분말 18중량%, 토르말린 분말 4.5중량%, 게르마늄 분말 4.5중량%, 귀양석 3중량%를 혼련하여 원적외선 마스터 배치를 제조하였다.

단백질 10중량%, 리놀산 4중량%, 리놀렌산 4중량%, 올레익산 4중량%, 멘톨 5중량%, 캡사이신 3중량%, 규산염 7중량%, 산화아연 3중량%, L-아스크로빈산 5중량%, 토코페롤 5중량%, 비타민 A 5중량%, 살리실산메칠 3중량%, 탄닌산 5중량%, 크로세틴 7중량%, 카디넨 7중량%, 토릴렌 8중량%, 키산토스트루마린 5중량%, 아세틸시코닌 5중량% 및 허브조성물질(오렌지 오일 20중량%, 페파민트 오일 20중량%, 파인 오일 20중량%, 정향 오일 20중량%, 유칼립투스 오일 20중량%) 5중량%로 되는 항균제 13%에 물 87중량%를 가하여 희석해 두었다.

다음으로, PET 칩 95중량%에 상기 마스터 배치를 각각 2.5중량% 씩 투입하여 285℃로 용융하였다. 그리고 상기 용융된 용융물을 방사기를 이용하여 방사하였다.(이때 방사기의 조건은 사속 4200mpm, 연신비 3.4g/r, 온도 1,2roller 105℃ 3,4roller 135℃ spnning drawing yarn 이었다.) 그리고 방사된 필라멘트에 희석된 항균제를 가이드에 설치된 공급구를 통해 분당 4.6g 픽업시키고, 1.5kg/㎠ 의 에어를 공급하였으며, 시중에서 구입한 방사 유제를 가이드에 설치된 공급구를 통해 공급한 후 권취하였다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되,

PET 칩 90중량%에 상기 마스터 배치를 각각 5중량% 씩 투입하여 285℃로 용융하였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게 실시하되,

PET 칩 80중량%에 상기 마스터 배치를 각각 10중량% 씩 투입하여 285℃로 용융하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일하게 실시하되,

PET 칩 70중량%에 상기 마스터 배치를 각각 15중량% 씩 투입하여 285℃로 용융하였다.

그리고 상기 실시예 1 내지 3의 강도, 신도, 항균성, 원적외선 방사율, 음이온 발생량, 탈취효과 및 작업성을 다음과 같이 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

먼저, 상기 강도 및 신도는 KS K 0412에 따라 측정하였다.

그리고 항균성은 KS K 0693을 준용하여, Staphylococcus aureus ATCC 6538을 공시균주로 사용하고, 상기 각 실시예에 공시균주를 접종한 후 그 항균성을 계산하였다. 상기 항균성은 [대조편의 18시간 배양 후 생균 수 - 시험편의 18시간 배양 후 생균 수]/대조편의 접종직 후 생균 수로 계산하였다.

또한, 원적외선 방사율 측정은 KFIA-FL-1005의 방법에 따라 체온과 비슷한 40℃에서 시험하였으며, FT-IR Spectrometer를 이용한 Black Body 대비 측정 결과로서 나타내었다. 상기 음이온의 측정은 D사의 흡입식 음이온 측정기를 이용하여 측정하였다. 탈취효과 측정은 60cm×40cm×60cm 크기의 용기에 H₂S 가스를 채운 후, 원사 100g을 넣고 용기를 밀폐하고, 20시간이 경과한 시점에서 H₂S 가스의 농도를 측정하였다. 그리고 상기 탈취율은 [대조구의 20시간 후의 H₂S 가스 농도-시험구의 20시간 후의 H₂S 가스 농도]/대조구의 최초 가스 농도로 계산하였다. 또한, 작업성은 사절수, 팩(pack)압력, 스트링업(string up) 등 전반적인 것을 작업자가 육안으로 체크하여 결정하였다.

실시예 1 내지 3의 시험결과.

구분	강도 (g/d)	신도 (%)	항균성 (%)	원적외선 방사율(%)	음이온 발생량(ion/cc)	탈취효과 (%)	작업성
실시예 1	4.1	40	99.9	86.5	7000	88	◎
실시예 2	4.0	37	99.9	88	10000	92	◎
실시예 3	3.7	30	99.9	90.5	15000	92	○
비교예 1	-	-	-	-	-	-	X
X불량 ○보통 ◎우수

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3 모두 항균성, 원적외선 방사율, 음이온 발생량, 탈취효과 등이 우수함을 확인할 수 있었으며, 분말의 함유량이 많은 실시예 3의 경우 음이온발생량, 원적외선 방사율이 가장 높으나, 물성(강도 및 신도)가 가장 좋지 못했으며, 작업성 또한 보통임을 확인할 수 있었다. 또한, 분말 함유량이 높은 비교예 1의 경우 불량하여 원사의 생산이 어려움을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims

폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutyllene terephthalate; PBT)에 무기 항균성 분말을 혼련하여 무기 항균 마스터 배치를 제조하는 단계와,
폴리부틸렌 테레프탈레이트에 원적외선 방사 분말을 혼련하여 원적외선 마스터 배치를 제조하는 단계와,
폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)에 상기 무기 항균 마스터 배치와 원적외선 마스터 배치를 혼합하여 용융시키는 단계와,
상기 용융된 용융물을 방사하는 단계와,
상기 방사된 필라멘트에 방사 유제를 공급하는 단계를 포함하고,
상기 방사된 필라멘트에 방사 유제를 공급하기 전, 상기 방사된 필라멘트에 단백질 유기 항균제를 침투시키는 단계를 추가로 포함하며,
상기 무기 항균성 분말은 제올라이트 분말, 은나노 분말 또는 이들 모두이고,
상기 원적외선 방사 분말은 운모 분말, 게르마늄 분말, 토르말린 분말 및 귀양석 분말인 것을 특징으로 하는 기능성 원사의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 무기 항균 마스터 배치는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 60~80중량%에 무기 항균성 분말 20~40중량%를 혼련하고,
상기 원적외선 마스터 배치는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 60~80중량%에 원적외선 방사 분말 20~40중량%를 혼련하되, 상기 원적외선 방사 분말은 운모 분말 50~70중량%, 게르마늄 분말 10~20중량%, 토르말린 분말 10~20중량%, 귀양석 분말 5~15중량%로 되는 것이며,
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 80~95중량%에 무기 항균 마스터 배치 2.5~10중량%, 원적외선 마스터 배치 2.5~10중량%를 혼합하여서 되는 것을 특징으로 하는 기능성 원사의 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 단백질 유기 항균제는 단백질 10중량%, 리놀산 4중량%, 리놀렌산 4중량%, 올레익산 4중량%, 멘톨 5중량%, 캡사이신 3중량%, 규산염 7중량%, 산화아연 3중량%, L-아스크로빈산 5중량%, 토코페롤 5중량%, 비타민 A 5중량%, 살리실산메칠 3중량%, 탄닌산 5중량%, 크로세틴 7중량%, 카디넨 7중량%, 토릴렌 8중량%, 키산토스트루마린 5중량%, 아세틸시코닌 5중량% 및 허브조성물질 5중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 원사의 제조방법.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,
상기 방사된 필라멘트에 상기 단백질 유기 항균제를 침투시키는 단계는,
상기 단백질 유기 항균제와 물을 1: 5~10중량비로 혼합하여 희석시키고, 이를 필라멘트에 접촉시킨 후, 상기 필라멘트 내부로 상기 단백질 유기 항균제가 침투되도록 그리고 상기 단백질 유기 항균제가 침투된 상기 필라멘트를 고화시키기 위하여 공기를 부여함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 원사의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 무기 항균성 분말 및 원적외선 방사 분말들은 모두 300~400nm의 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 원사의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 99.9~99중량%에 이산화티탄(TiO₂) 0.1~1중량%가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기능성 원사의 제조방법.