KR101818447B1 - giant multi-functional material and its manufacturing method using a multi-metal oxide - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 자이언트 다중금속산화물 및 이의 제조방법 그리고 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자이언트 다중금속산화물(Giant polyoxometalate; 자이언트 폴리옥소메탈레이트)(이하 'GPOM'라 칭함)의 강한 산화작용과 고안정성을 바탕으로 항균 및 소취 효과가 여러 번 세탁 후에도 그대로 지속될 뿐만 아니라 세탁을 자주하기 어려운 섬유제품에 대해서도 늘 쾌적한 환경을 공급할 수 있는 차별성을 제공하는 것이고, 이로 인해 다기능성 소재 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a giant multimetal oxide, a method for producing the giant multimetal oxide, a multifunctional material using the giant multimetal oxide and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a giant multimetal oxide (giant polyoxometalate) (Hereinafter referred to as "GPOM"), the antimicrobial and deodorizing effect is maintained even after washing many times, and also provides a difference in providing a comfortable environment for textile products that are difficult to be washed frequently This greatly improves the quality and reliability of multi-functional material products, so that it can provide a good image by satisfying the various needs of users.
주지하다시피 다중금속산화물(polyoxometalate; 폴리옥소메탈레이트)(이하 'POM'이라 칭함)은 주로 음이온인 다중금속원자 이온으로서, 3개 이상의 전이금속 산소 음이온으로 구성되어 있으며, 이들 전이금속 산소 음이온들은 산소원자에 의해 서로 연결되어 있어 큰 3차원 구조를 갖는다. 금속원자는 주로 5족이나 6족 전이금속이며 높은 산화상태를 갖는다. 이 높은 산화상태에서 전자배치는 d 0 또는 d 1이다. 금속원자의 예로는 바나듐(V), 니오븀(V), 탄탈륨(V), 몰리브데넘(VI), 텅스텐(VI) 등이다. POM은 크게 2가지 종류로 구분할 수 있는데 전이금속과 옥사이드 음이온으로만 구성된 이소폴리옥소메탈레이트(또는 이소폴리음이온)과 전이금속과 옥사이드 음이온에 p나 d 오비탈을 갖는 헤테로원자를 포함하는 헤테로폴리옥소메탈레이트(또는 헤테로폴리음이온)이다.As is known, polyoxometalate (hereinafter, referred to as 'POM') is a multimetal ion mainly composed of an anion, which is composed of three or more transition metal oxygen anions. These transition metal oxygen anions Are connected to each other by oxygen atoms and have a large three-dimensional structure. The metal atom is mainly a transition metal of group 5 or
상기 POM은 화합물의 종류에 따라서 몇 가지 다른 기본 골격 구조를 갖고 있다. 가장 잘 알려진 구조는 케긴 헤테로폴리음이온 ([Xn +M12O40](8-n)-) 구조로 매우 안정하고 합성이 용이하며 분광학적으로 화합물의 확인이 잘 정립되어 있다. 이 케긴 구조의 경우 주로 몰리브데이트나 텅스테이트 화합물에 대해 일반적이며, 텅스텐이나 몰르브데넘 원자가 다른 전이금속, 유기금속, 유기그룹으로 치환될 수 있다. 린드비스트 (Lindqvist) 구조는 이소폴리옥소메탈레이트 구조이며, 데카바나데이트, 파라텅스테이트, 몰리브테늄 36-폴리몰리브데이트 구조는 헤테로폴리옥소메탈레이트 구조이다. 케긴과 도슨 (Dawson) 구조는 인이나 실리콘 원자를 중심으로 사면체 배위구조를 갖는데 비해 앤더슨 (Anderson) 구조는 알루미늄 원자를 중심으로 한 팔면체 배위구조를 갖는다. 이 외에도 몇 가지 기본 구조들이 알려져 있다.The POM has several different basic skeleton structures depending on the kind of compound. The most well-known structure is the Kegin heteropoly anion ([X n + M 12 O 40 ] (8-n) - ) structure which is very stable and easy to synthesize and spectroscopically identifies the compound. This kegin structure is common to molybdate and tungstate compounds, and tungsten or molybdenum atoms may be substituted with other transition metals, organometallics, and organic groups. The Lindvvist structure is an isopolyoxometallate structure, and the decabanadate, paratungstate, and molybdenum 36-polymolybdate structure is a heteropolyoxometallate structure. The Anderson structure has an octahedral coordination structure centered on aluminum atoms, while the Kaggin and Dawson structures have a tetrahedral coordination structure centered on phosphorus or silicon atoms. In addition, several basic structures are known.
앞에서 설명한 상기 POM의 크기와 구조는 다양한 특성을 나타낸다. 즉, 다음과 같은 특성들을 가지고 있기 때문에 특히 촉매작용과 광촉매작용에서 유용하게 응용될 수 있다. 물과 유기 용매에 대한 용해도, 열적인 안정성, 낮은 독성, 전자와 산소 전달자로서의 제공 능력, 자외선-근가시선(<400 nm)에서의 강한 흡수, 환원시 구조 유지성, 환원된 POM이 다양한 산화제(산소, 양성자, 금속 양이온 등)에 의해 재산화됨 등이다.The size and structure of the POM described above represent various characteristics. In other words, it has the following characteristics and can be applied to catalysis and photocatalysis. It has been shown that the solubility in water and organic solvents, thermal stability, low toxicity, ability to provide electron and oxygen transfer, strong absorption at ultraviolet-near-sight (<400 nm) , Protons, metal cations, etc.).
한편, 자이언트 다중금속산화물(Giant polyoxometalate, GPOM)은 POM들이 다발을 이루어 거대한 볼 또는 링의 슈퍼 구조를 이루고 있다. Giant polyoxometalate (GPOM), on the other hand, is a super structure of a huge ball or ring with a bundle of POMs.
상기 GPOM의 역사는 미국 콜로라도의 아이다호 스프링스(Idaho Springs)나 알라스카의 만명의 흡연자의 계곡(the Valley of the Ten Thousand Smokes)에서 발견된 “블루워터(blue waters)”에서 시작된다. 이 “블루워터”는 칼 윌헬름 슐러(Carl Wilhelm Scheele)에 의해 1783년 수용성 몰리브데넘 블루(molybdenum blue, MB)로 보고되었다. MB는 몰리브데나이트(MoS2)의 부분적인 산화에 의해 형성되어 Mo3O8·2O의 분자식을 가짐이 밝혀졌으며, 산성 몰리브데이트(Ⅵ) 수용액을 여러 가지 다양한 환원제로 환원시킴으로써 얻을 수 있다.The history of the GPOM begins with "blue waters" found in Idaho Springs, Colorado, USA, or in the Valley of the Ten Thousand Smokes of Alaska. This "blue water" was reported by Carl Wilhelm Scheele in 1783 as molybdenum blue (MB). MB is formed by partial oxidation of molybdenite (MoS 2 ) and has a molecular formula of Mo 3 O 8 · 2 O. It is obtained by reducing an aqueous molybdate (VI) solution to various various reducing agents .
1990년대 중반에 뮐러(Mu그룹에 의해 MB 용액을 환원시킨 후 단결정을 얻어 자이언트 링(휠) 구조를 갖는 Mo154 구조가 밝혀졌으며 새로운 GPOM 구조가 합성되고 응용되어왔다. 이러한 GPOM 구조는 나노미터 크기의 공간을 가지고 있는데, 예를 들면 Mo132는 지름 2.7 나노미터, Mo154는 지름 3.7 나노미터 크기를 가진다. Mo256은 지름 5.7 나노미터, Mo368은 지름 5.4 나노미터 크기로서 단백질이나 바이러스 크기와 유사하여 이들의 표면구조와 특성 연구에 대한 모델로서 중요한 정보를 제공하게 된다. 또한 GPOM의 내부 또는 외부 표면에 존재하는 수많은 물로 인해 커다란 수화벽을 형성함으로써 높은 수용성을 가진다. 또한, GPOM의 거대한 표면적과 나노미터 크기의 공간에는 이온이나 유기 또는 무기분자 등을 흡착하거나 담지할 수 있으므로, 촉매, 나노반응기 또는 나노센서 등의 분야에 적용될 수 있다.In the mid-1990s, the Mo 154 structure with a giant ring (wheel) structure was found and the new GPOM structure was synthesized and applied after the MB solution was reduced by the Mu group in the mid-1990s. For example, Mo 132 has a diameter of 2.7 nanometers and Mo 154 has a diameter of 3.7 nanometers. Mo 256 has a diameter of 5.7 nanometers and Mo 368 has a diameter of 5.4 nanometers. In addition, they have a high water-solubility by forming a large hydration wall due to the large amount of water present on the inner or outer surface of the GPOM, and also have a large surface area of the GPOM And the nanometer-sized space can adsorb or support ions, organic or inorganic molecules, etc. Therefore, the catalyst, the nanoreactor It may be applied to fields such as nanosensors.
상기한 종래 다중금속산화물을 이용한 의료관련 섬유 제품의 경우 항균 또는 소취 등의 기능성을 가진 제품들이 개발되었으나, 일반적으로 섬유 표면에 코팅되어있는 것으로써 코팅된 부분의 안정성이 약하여 시간이 지남에 따라 기능성의 효과가 약화되며, 특히, 여러 번 세탁 후에는 그 기능성이 급격히 약화 또는 소실되는 단점을 가지고 있다. In the case of medical related textile products using the conventional multimetal oxides described above, products having functionalities such as antibacterial or deodorant have been developed. However, since the coated parts are generally coated on the fiber surface, the stability of the coated parts is weak, And the function thereof is rapidly weakened or lost after washing several times.
그리고 의료용 침대, 매트리스, 커텐 등 자주 세탁을 자주 하기 어려운 섬유제품의 경우 청결성을 유지하기가 어려운 문제점이 발생 되었다.In addition, it is difficult to maintain the cleanliness of textile products, which are often difficult to be washed frequently, such as medical beds, mattresses, and curtains.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.In order to solve the above-mentioned problems, the following prior art documents have been developed in the related art. However, the above-mentioned problems of the prior art can not be solved at all.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 자이언트 다중금속산화물이 [화학식 1](GPOM1)인 (NH4)42[Mov1 72Mov 60O372(CH3COO)30(H2O)72]·ca.300H2O·ca.10CH3COONH4로 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 자이언트 다중금속산화물(Giant polyoxometalate; 자이언트 폴리옥소메탈레이트)(GPOM)의 강한 산화작용과 고안정성을 바탕으로 항균 및 소취 효과가 여러 번 세탁 후에도 그대로 지속될 뿐만 아니라 세탁을 자주하기 어려운 섬유제품에 대해서도 늘 쾌적한 환경을 공급할 수 있는 차별성을 제공하는 것이고, 제3목적은 항균 및 소취 효과가 우수한 GPOM을 강력한 화학결합으로 섬유 표면에 안정적으로 부착시킴으로써 GPOM이 도입된 직물에 완벽한 항균 및 소취 효과를 보장하는 것이고, 제4목적은 각종 섬유의 항균 및 탈취기능, 곰팡이 방지 및 항균기능, 진드기 퇴치 기능, 인체 피부질환 개선 등을 통해서 항균 및 탈취 효과가 우수한 기능성 직물 재료로서 개발이 가능한 것이며, 제5목적은 다양한 종류의 천연 섬유/직물에 (예: 아마, 모시, 닥나무, 면, 실크, 울 및 캐시미어, 선택 1종 또는 2종 이상에 동일하게 적용) 폭넓게 적용이 가능하도록 한 것이고, 제6목적은 다중금속산화물(Giant polyoxometalate)(POM)의 자성능력을 도출하여 GPOM에 적용함으로써 자성 또는 원적외선 발생을 통한 온열 또는 혈액순환 개선 등의 기능성을 천연 섬유/직물 또는 혼방 섬유/직물에 도입하여 의류, 이불, 매트리스뿐만 아니라, 속옷이나 신발, 단열재 등 다양한 기능성 소재의 용도로 활용이 가능하도록 한 것이며, 제7목적은 높고 안정적인 항균 및 소취 효능과 더불어 자성을 통한 온열 또는 혈액순화 개선 등의 다양한 친환경 고기능성을 가진 의료분야 관련 소재 및 제품의 개발로 전 세계 의료분야 시장의 석권이 가능하도록 한 것이고, 제8목적은 GPOM이 강력한 화학결합으로 섬유 표면에 부착됨으로써 높은 안정성을 가져 우수한 항균 및 탈취 성능이 그대로 유지되어 반영구적인 사용이 가능한 차별성을 갖도록 한 것이며, 제9목적은 GPOM은 그 자체로서 무독성이며 모든 공정이 친환경적이어서 환경을 오염시키는 부생성물이 발생하지 않으며, 수용액에서 안정하여 반복하여 사용할 수 있는 이점을 가지고 있는 동시에 생산비용을 절감할 수 있으며 적용성이 큰 다양한 제품을 생산, 판매함으로써 높은 시장 경쟁력을 가지도록 한 것이고, 제10목적은 이로 인해 다기능성 소재 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 자이언트 다중금속산화물 및 이의 제조방법 그리고 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재 및 이의 제조방법을 제공한다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, wherein the giant multimetal oxide is (NH 4 ) 42 [Mo v1 72 Mo v 60 O 372 (CH 3 COO ) 30 (H 2 O) 72 ] ca.300H 2 O.cA.10CH 3 COONH 4. The second object of the present invention is to provide a giant multimetal oxide Giant polyoxometalate (GPOM) has a strong oxidizing action and high stability, and the antimicrobial and deodorizing effect continues not only after washing many times but also provides a comfortable environment for textile products which are difficult to be washed frequently The third objective is to stably attach GPOM, which has excellent antibacterial and deodorant effect, to the fiber surface by strong chemical bonding, thereby ensuring a perfect antibacterial and deodorizing effect on the GPOM-introduced fabric The fourth object is to develop a functional fabric material excellent in antibacterial and deodorizing effect through antibacterial and deodorizing function of various kinds of fibers, antifungal and antimicrobial function, mite repelling function and improvement of human skin disease. The invention is broadly applicable to various kinds of natural fibers / fabrics (for example, flax, ramie, mulberry, cotton, silk, wool and cashmere, the same applies to one or more selected ones) The magnetic properties of metal oxides (POMs) are derived and applied to GPOM to introduce functionalities such as heat or blood circulation improvement through the generation of magnetic or far infrared rays into natural fibers / fabrics or blend fibers / Mattress, as well as various functional materials such as underwear, shoes, and insulation. The seventh object is to provide a high and stable antibacterial and antifungal agent The purpose of this project is to enable the global medical market to be dominated by the development of materials and products related to medical fields that have a variety of environmentally friendly and high functionality such as improvement of heat efficiency or blood purification through magnetism, It has high stability by attaching to the surface of fiber and has excellent antimicrobial and deodorizing performance as it is, so that it has differentiability that can be used semi-permanently. The ninth objective is that GPOM is itself non-toxic and all processes are environmentally friendly, Which has advantages of being stable and repeatedly used in an aqueous solution and capable of reducing production cost and producing and selling various products with high applicability, 10 The objective is to ensure that the quality and reliability of multi-functional material products Greatly improved because it provides a functional material and a method using a variety of needs (needs), a giant multi-metal oxide and a method to help instill a good image and meet the giant multi-metal oxides of consumer users.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 자이언트 다중금속산화물.In order to achieve the above object, the present invention provides a giant multimetal oxide represented by the following formula (1).
[화학식 1](GPOM1)[Formula 1] (GPOM1)
(NH4)42[Mov1 72Mov 60O372(CH3COO)30(H2O)72]·ca.300H2O·ca.10CH3COONH4 (NH 4) 42 [Mo v1 72 Mo v 60 O 372 (CH 3 COO) 30 (H 2 O) 72] · ca.300H 2 O · ca.10CH 3 COONH 4
또한 본 발명은 상기 화확식 1(GPOM1)로 표시되는 자이언트 다중금속산화물은, 암모늄 몰리브데이트 사수화물 [(NH4)6Mo7O24·4H2O]과 암모늄 아세테이트 [CH3COONH4]를 물에 녹여 제1혼합용액을 만드는 과정; 이후 상기 제1혼합용액에 히드라진 황산염 [N2H4·H2SO4]을 넣고 제2혼합용액을 만드는 과정; 및 이어서 상기 제2혼합용액에 아세트산 [CH3COOH]을 넣고 제3혼합용액을 만든 후 제3혼합용액을 삼각플라스크에 옮겨 후드 내에서 일주일간 기다린 후 생성된 흑갈색의 침전을 거른 후 에탄올 또는 에틸에테르로 씻은 후 공기 중에서 건조시키는 과정;이 포함됨을 특징으로 하는 자이언트 다중금속산화물의 제조방법을 제공한다.In the present invention, the giant multimetal oxide represented by the above-mentioned conversion formula 1 (GPOM1) can be obtained by reacting ammonium molybdate heptahydrate [(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O] with ammonium acetate [CH 3 COONH 4 ] To prepare a first mixed solution; And then adding hydrazine sulfate [N 2 H 4 .H 2 SO 4 ] to the first mixed solution to prepare a second mixed solution; Then, acetic acid [CH 3 COOH] was added to the second mixed solution to prepare a third mixed solution. The third mixed solution was transferred to an Erlenmeyer flask and waited for one week in the hood. The resultant dark brown precipitate was filtered and then ethanol or ethyl And drying the resultant mixture in air. The present invention also provides a process for preparing a giant multimetal oxide.
또한 본 발명은 하기 화학식 2로 표시되는 자이언트 다중금속산화물.The present invention also provides a giant multimetal oxide represented by the following formula (2).
[화학식 2](GPOM2)(GPOM2)
Na8K24Mo72V32S12O538H412 Na 8 K 24 Mo 72 V 32 S 12 O 538 H 412
또한 본 발명은 상기 화확식 2(GPOM2)로 표시되는 자이언트 다중금속산화물은, 소듐 몰리브데이트 이수화물[Na2MoO4·2H2O]을 황산 [H2SO4]에 녹여 제1혼합용액을 만드는 과정; 이후 상기 제1혼합용액에 바나듐(IV) 옥사이드 황산 오수화물 [VOSO4·5H2O]을 물에 녹인 용액을 첨가하여 제2혼합용액을 만드는 과정; 이어서 상기 제2혼합용액에 염화칼륨 [KCl]을 첨가하여 제3혼합용액을 만드는 과정; 이후 상기 제3혼합용액을 플라스크의 마개를 막고 실온에 방치하는 과정; 및 이어서 일주일 후 생성된 흑보라색의 침전을 거른 후 찬물로 씻은 후 공기중에서 건조시키는 과정;이 포함됨을 특징으로 하는 자이언트 다중금속산화물의 제조방법을 제공한다.In the present invention, the giant multimetal oxide represented by the above-mentioned conversion formula 2 (GPOM2) is obtained by dissolving the sodium molybdate dihydrate [Na 2 MoO 4 .2H 2 O] in sulfuric acid [H 2 SO 4 ] The process of making; Then, a solution prepared by dissolving vanadium (IV) oxide sulfuric acid bis [VOSO 4 .5H 2 O] in water is added to the first mixed solution to prepare a second mixed solution; Adding potassium chloride [KCl] to the second mixed solution to prepare a third mixed solution; Thereafter, the third mixed solution is sealed in a flask and left at room temperature; And then filtering out the precipitate of black purple color produced after one week, washing with cold water, and drying in air. The present invention also provides a method for producing the giant multimetal oxide.
또한 본 발명은 하기 화학식 3으로 표시되는 자이언트 다중금속산화물.The present invention also relates to a giant multimetal oxide represented by the following formula (3).
[화학식 3](GPOM3)(GPOM3)
Na8Zn12Mo72V32S12O388H112·nH2ONa 8 Zn 12 Mo 72 V 32 S 12 O 388 H 112 · nH 2 O
또한 본 발명은 상기 화확식 3(GPOM3)로 표시되는 자이언트 다중금속산화물은, 소듐 몰리브데이트 이수화물 [Na2MoO4·2H2O]을 황산 [H2SO4]에 녹여 제1혼합용액을 만드는 과정; 이후 상기 제1혼합용액에 바나듐(IV) 옥사이드 황산 오수화물 [VOSO4·5H2O]을 물에 녹인 용액을 첨가하여 제2혼합용액을 만드는 과정; 이어서 상기 제2혼합용액에 황산아연 칠수화물 [ZnSO4·7H2O]을 첨가하여 제3혼합용액을 만드는 과정; 및 이어서 일주일 후 생성된 자주색-흑색의 침전을 거른 후 찬물로 씻은 후 공기중에서 건조시키는 과정;이 포함됨을 특징으로 하는 자이언트 다중금속산화물의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is first mixed and dissolved in giant multi-metal oxide represented by 3 (GPOM3) the screen hwaksik is sodium molybdate dihydrate [Na 2 MoO 4 · 2 H 2 O] of sulfuric acid [H 2 SO 4] The process of making the solution; Then, a solution prepared by dissolving vanadium (IV) oxide sulfuric acid bis [VOSO 4 .5H 2 O] in water is added to the first mixed solution to prepare a second mixed solution; Adding zinc sulfate heptahydrate [ZnSO 4 .7H 2 O] to the second mixed solution to prepare a third mixed solution; And then purifying the purple-black precipitate formed after one week, washing with cold water, and drying in air. The present invention also provides a method for producing a giant multimetal oxide.
또한 본 발명은 자이언트 다중금속산화물(Giant polyoxometalate; 자이언트 폴리옥소메탈레이트)(GPOM)의 강한 산화작용과 고안정성을 바탕으로 항균 및 소취 효과가 여러 번 세탁 후에도 그대로 지속될 뿐만 아니라 세탁을 자주하기 어려운 섬유제품에 대해서도 늘 쾌적한 환경을 공급할 수 있는 차별성을 제공하기 위해,In addition, the present invention is based on the strong oxidative action and high stability of giant polyoxometalate (giant polyoxometalate) (GPOM), and the antibacterial and deodorizing effect continues not only after washing many times, In order to provide differentiation that can provide a comfortable environment for products,
(a) 양이온시약(CHTAC)을 물에 녹인 후 반응 컨테이너에 넣어주는 과정;(a) dissolving a cationic reagent (CHTAC) in water and putting it in a reaction container;
(b) 물에 수산화소듐(NaOH)을 넣고 녹이는 과정;(b) adding sodium hydroxide (NaOH) to water and dissolving it;
(c) 반응 컨테이너에 상기 (a)와(b)를 붓고 섞어주는 과정;(c) pouring and mixing (a) and (b) into a reaction container;
(d) 이후 상기 (c)에 섬유소재를 넣고 10~12시간 침전시키는 과정;(d) a step of putting the fiber material into the above (c) and allowing it to settle for 10 to 12 hours;
(e) 이어서 섬유소재를 꺼내어 물로 씻어줌과 아울러 소재를 완전히 건조하지 않고 쌀짝만 물기를 짜는 과정;(e) then taking out the fiber material and washing it with water, and blanching the material without drying it completely;
(f) 물통에 물을 붓고 GPOM을 넣고 녹여 GPOM 수용액을 제조하는 과정;(f) Pouring water into a bucket, mixing GPOM and dissolving it to prepare an aqueous GPOM solution;
(g) 상기 GPOM 수용액에 상기 (e)의 젖은 상태의 섬유소재를 담궈 결합시키는 과정; 및(g) immersing the wet fiber material of (e) in the aqueous GPOM solution; And
(h) 상기 (g)의 섬유소재의 용액을 최대로 짠 후 꺼내어 물로 여러번 씻은 후 실온에서 건조시키는 과정;이 포함됨을 특징으로 하는 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재의 제조방법을 제공한다.(h) a step of wiping a fiber material solution of the step (g) to a maximum extent, then taking out the solution, washing it several times with water, and drying at room temperature.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재를 제공한다.The present invention also provides a multifunctional material using the giant multimetal oxide produced by the above production method.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 자이언트 다중금속산화물이 [화학식 1](GPOM1)인 (NH4)42[Mov1 72Mov 60O372(CH3COO)30(H2O)72]·ca.300H2O·ca.10CH3COONH4로 구비되는 것이다.As described in detail above, the present invention provides a process for preparing a giant multimetal oxide (NH 4 ) 42 [Mo v1 72 Mo v 60 O 372 (CH 3 COO) 30 (H 2 O) 72 ] ca.300H is provided with 2 O · ca.10CH 3 COONH 4.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 자이언트 다중금속산화물(Giant polyoxometalate; 자이언트 폴리옥소메탈레이트)(GPOM)의 강한 산화작용과 고안정성을 바탕으로 항균 및 소취 효과가 여러 번 세탁 후에도 그대로 지속될 뿐만 아니라 세탁을 자주하기 어려운 섬유제품에 대해서도 늘 쾌적한 환경을 공급할 수 있는 차별성을 제공하는 것이다.The present invention based on the above-described technical features is based on the strong oxidizing action and high stability of giant polyoxometalate (GPOM) (GPOM), and the antimicrobial and deodorizing effect continues not only after washing many times, To provide a comfortable environment for textile products that are often difficult to provide.
그리고 본 발명은 항균 및 소취 효과가 우수한 GPOM을 강력한 화학결합으로 섬유 표면에 안정적으로 부착시킴으로써 GPOM이 도입된 직물에 완벽한 항균 및 소취 효과를 보장하는 것이다.In addition, the present invention stably attaches GPOM, which has excellent antibacterial and deodorizing effect, to a fiber surface by strong chemical bonding, thereby ensuring a perfect antibacterial and deodorizing effect on a fabric into which GPOM is introduced.
또한 본 발명은 각종 섬유의 항균 및 탈취기능, 곰팡이 방지 및 항균기능, 진드기 퇴치 기능, 인체 피부질환 개선 등을 통해서 항균 및 탈취 효과가 우수한 기능성 직물 재료로서 개발이 가능한 것이다.Further, the present invention can be developed as a functional fabric material excellent in antibacterial and deodorizing effect through antibacterial and deodorizing function of various kinds of fibers, antifungal and antimicrobial function, mite elimination function, and improvement of human skin disease.
그리고 본 발명은 다양한 종류의 천연 섬유/직물에 (예: 아마, 모시, 닥나무, 면, 실크, 울 및 캐시미어, 선택 1종 또는 2종 이상에 동일하게 적용) 폭넓게 적용이 가능하도록 한 것이다.The invention is also applicable to a wide variety of natural fibers / fabrics (for example, flax, ramie, mulberry, cotton, silk, wool and cashmere, equally applicable to one or more selected ones).
또한 본 발명은 다중금속산화물(Giant polyoxometalate)(POM)의 자성 또는 원적외선 발생 능력을 도출하여 GPOM에 적용함으로써 자성 또는 원적외선 발생을 통한 온열 또는 혈액순환 개선 등의 기능성을 천연 섬유/직물 또는 혼방 섬유/직물에 도입하여 의류, 이불, 매트리스뿐만 아니라, 속옷이나 신발, 단열재 등 다양한 기능성 소재의 용도로 활용이 가능하도록 한 것이다.In addition, the present invention can be applied to GPOM by deriving the magnetic or far-infrared ray generating ability of a giant polyoxometalate (POM), thereby improving functionality such as improvement of heat or blood circulation through generation of magnetic or far infrared rays by using natural fibers / The present invention can be applied to various functional materials such as underwear, shoes, and insulation as well as clothes, quilts, and mattresses.
특히 본 발명은 높고 안정적인 항균 및 소취 효능과 더불어 자성 또는 원적외선 발생을 통한 온열 또는 혈액순화 개선 등의 다양한 친환경 고기능성을 가진 의료분야 관련 소재 및 제품의 개발로 전 세계 의료분야 시장의 석권이 가능하도록 한 것이다.Particularly, the present invention can be applied to the development of materials and products related to medical fields having various eco-friendly high functionality such as improvement of heat or blood purification through generation of magnetic or far infrared ray with high and stable antibacterial and deodorizing effect, It is.
아울러 본 발명은 GPOM이 강력한 화학결합으로 섬유 표면에 부착됨으로써 높은 안정성을 가져 우수한 항균 및 탈취 성능이 그대로 유지되어 반영구적인 사용이 가능한 차별성을 갖도록 한 것이다.In addition, since the GPOM is attached to the surface of the fiber by strong chemical bonding, the GPOM has high stability and excellent antimicrobial and deodorizing performance as it is, so that the GPOM has differentiability that can be used semi-permanently.
더하여 본 발명은 GPOM은 그 자체로서 무독성이며 모든 공정이 친환경적이어서 환경을 오염시키는 부생성물이 발생하지 않으며, 수용액에서 안정하여 반복하여 사용할 수 있는 이점을 가지고 있는 동시에 생산비용을 절감할 수 있으며 적용성이 큰 다양한 제품을 생산, 판매함으로써 높은 시장 경쟁력을 가지도록 한 것이다.In addition, the present invention has the advantage that the GPOM itself is non-toxic and all the processes are environmentally friendly, so that byproducts that pollute the environment do not occur, can be used repeatedly in an aqueous solution and can be used repeatedly, By producing and selling a large variety of products, they have a high market competitiveness.
본 발명은 상기한 효과로 인해 다기능성 소재 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention greatly improves the quality and reliability of a multi-functional material product due to the above-described effects, and thus is a very useful invention that can provide a good image by satisfying various needs of users as users.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 적용된 자이언트 다중금속산화물 제1, 2, 3의 제품사진.
도 2 는 본 발명에 적용된 자이언트 다중금속산화물을 이용한 천연 염색 샘
플 사진.
도 3 은 본 발명 양이온성 셀룰로스의 제조방법과 이를 이용한 GPOM의 도입
방법을 나타낸 그림.
도 4 는 본 발명이 적용된 다기능성 소재의 원적외선 발생을 나타낸 그림으
로, (a) 원적외선 방사율, (b) 원적외선 방사에너지. (한국건설생활
환경시험연구원)BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a photograph of a product of
FIG. 2 is a graph showing the results of a natural dyeing test using a giant multimetal oxide applied to the present invention.
Photos.
3 is a view showing the production method of the cationic cellulose of the present invention and introduction of GPOM using the same
Fig.
Fig. 4 is a diagram showing the far-infrared ray generation of a multi-functional material to which the present invention is applied.
(A) far-infrared ray emissivity, and (b) far-infrared radiation energy. (Korea Construction Life
Environmental Testing Institute)
본 발명에 적용된 자이언트 다중금속산화물 및 이의 제조방법 그리고 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재 및 이의 제조방법은 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.The giant multimetal oxide, the method for producing the giant multimetal oxide, and the multifunctional material using the giant multimetal oxide and the method for manufacturing the same are configured as shown in FIGS. 1 to 4.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.Also, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
먼저, 본 발명의 제1실시예는 하기 화학식 1로 표시되는 자이언트 다중금속산화물을 제공한다.First, a first embodiment of the present invention provides a giant multimetal oxide represented by the following formula (1).
[화학식 1](GPOM1)[Formula 1] (GPOM1)
(NH4)42[Mov1 72Mov 60O372(CH3COO)30(H2O)72]·ca.300H2O·ca.10CH3COONH4 (NH 4) 42 [Mo v1 72 Mo v 60 O 372 (CH 3 COO) 30 (H 2 O) 72] · ca.300H 2 O · ca.10CH 3
본 발명의 상기 화확식 1(GPOM1)로 표시되는 자이언트 다중금속산화물은, 암모늄 몰리브데이트 사수화물 [(NH4)6Mo7O24·4H2O]과 암모늄 아세테이트 [CH3COONH4]를 물에 녹여 제1혼합용액을 만드는 과정을 거친다.The giant multimetal oxide represented by the above-mentioned decryption formula 1 (GPOM1) of the present invention can be obtained by reacting ammonium molybdate tetrahydrate [(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O] and ammonium acetate [CH 3 COONH 4 ] And then dissolved in water to prepare a first mixed solution.
이후 상기 제1혼합용액에 히드라진 황산염 [N2H4·H2SO4]을 넣고 제2혼합용액을 만드는 과정을 거친다.Then, hydrazine sulfate [N 2 H 4 .H 2 SO 4 ] is added to the first mixed solution to prepare a second mixed solution.
이어서 상기 제2혼합용액에 아세트산 [CH3COOH]을 넣고 제3혼합용액을 만든 후 제3혼합용액을 삼각플라스크에 옮겨 후드 내에서 일주일간 기다린 후 생성된 흑갈색의 침전을 거른 후 에탄올 또는 에틸에테르로 씻은 후 공기 중에서 건조시키는 과정을 거쳐 자이언트 다중금속산화물의 제조방법을 제공한다.Then, acetic acid [CH 3 COOH] was added to the second mixed solution to prepare a third mixed solution. The third mixed solution was transferred to an Erlenmeyer flask and waited for one week in the hood. The resultant dark brown precipitate was filtered and washed with ethanol or ethyl ether And then dried in the air to provide a giant multimetal oxide.
또한 본 발명의 제2실시예는 하기 화학식 2로 표시되는 자이언트 다중금속산화물을 제공한다.Also, a second embodiment of the present invention provides a giant multimetal oxide represented by the following formula (2).
[화학식 2](GPOM2)(GPOM2)
Na8K24Mo72V32S12O538H412 Na 8 K 24 Mo 72 V 32 S 12 O 538 H 412
본 발명의 상기 화확식 2(GPOM2)로 표시되는 자이언트 다중금속산화물은, 소듐 몰리브데이트 이수화물[Na2MoO4·2H2O]을 황산 [H2SO4]에 녹여 제1혼합용액을 만드는 과정을 거친다.The giant multimetal oxide represented by the above-described decryption formula 2 (GPOM2) of the present invention is obtained by dissolving the sodium molybdate dihydrate [Na 2 MoO 4 .2H 2 O] in sulfuric acid [H 2 SO 4 ] The process of making.
이후 상기 제1혼합용액에 바나듐(IV) 옥사이드 황산 오수화물 [VOSO4·5H2O]을 물에 녹인 용액을 첨가하여 제2혼합용액을 만드는 과정을 거친다.Then, a solution prepared by dissolving vanadium (IV) oxide sulfuric acid [VOSO 4 .5H 2 O] in water is added to the first mixed solution to prepare a second mixed solution.
이어서 상기 제2혼합용액에 염화칼륨 [KCl]을 첨가하여 제3혼합용액을 만드는 과정을 거친다.Then, potassium chloride [KCl] is added to the second mixed solution to prepare a third mixed solution.
이후 상기 제3혼합용액을 플라스크의 마개를 막고 실온에 방치하는 과정을 거친다.Thereafter, the third mixed solution is sealed in the flask and left at room temperature.
이어서 일주일 후 생성된 흑보라색의 침전을 거른 후 찬물로 씻은 후 공기중에서 건조시키는 과정을 거쳐 자이언트 다중금속산화물의 제조방법을 제공한다.Then, a precipitate of violet color produced after one week is filtered, washed with cold water, and dried in air to provide a giant multimetal oxide.
또한 본 발명의 제3실시예는 하기 화학식 3으로 표시되는 자이언트 다중금속산화물을 제공한다.The third embodiment of the present invention also provides a giant multimetal oxide represented by the following general formula (3).
[화학식 3](GPOM3)(GPOM3)
Na8Zn12Mo72V32S12O388H112·nH2ONa 8 Zn 12 Mo 72 V 32 S 12 O 388 H 112 · nH 2 O
본 발명의 상기 화확식 3(GPOM3)로 표시되는 자이언트 다중금속산화물은, 소듐 몰리브데이트 이수화물 [Na2MoO4·2H2O]을 황산 [H2SO4]에 녹여 제1혼합용액을 만드는 과정을 거친다.Dissolved in the giant multi-metal oxide represented by 3 (GPOM3) the screen hwaksik of the invention, sodium molybdate dihydrate [Na 2 MoO 4 · 2 H 2 O] of sulfuric acid [H 2 SO 4] first mixture .
이후 상기 제1혼합용액에 바나듐(IV) 옥사이드 황산 오수화물 [VOSO4·5H2O]을 물에 녹인 용액을 첨가하여 제2혼합용액을 만드는 과정을 거친다.Then, a solution prepared by dissolving vanadium (IV) oxide sulfuric acid [VOSO 4 .5H 2 O] in water is added to the first mixed solution to prepare a second mixed solution.
이어서 상기 제2혼합용액에 황산아연 칠수화물 [ZnSO4·7H2O]을 첨가하여 제3혼합용액을 만드는 과정을 거친다.Then, zinc sulfate heptahydrate [ZnSO 4 .7H 2 O] is added to the second mixed solution to prepare a third mixed solution.
이어서 일주일 후 생성된 자주색-흑색의 침전을 거른 후 찬물로 씻은 후 공기중에서 건조시키는 과정을 거쳐 자이언트 다중금속산화물의 제조방법을 제공한다.Then, a purple-black precipitate formed after one week is filtered, washed with cold water, and dried in air to provide a giant multimetal oxide.
상기한 본원발명의 제1, 2, 3 의 실시예의 구성을 표1로 나타내면 다음과 같다.The structures of the first, second, and third embodiments of the present invention are shown in Table 1 below.
화합물GPOM
compound
GPOM1
GPOM1
GPOM2
GPOM2
Na8K24Mo72V32S12O538H412
Na 8 K 24 Mo 72 V 32 S 12 O 538 H 412
GPOM3
GPOM3
Na8Zn12Mo72V32S12O388H112·nH2O
Na 8 Zn 12 Mo 72 V 32 S 12 O 388 H 112 · nH 2 O
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the invention is not to be limited to the specific forms thereof which are to be described in the foregoing description, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
상기와 같이 구성된 본 발명 자이언트 다중금속산화물 및 이의 제조방법 그리고 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재 및 이의 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The giant multimetal oxide according to the present invention having the above-mentioned structure, the process for producing the same, the multifunctional material using the giant multimetal oxide and the manufacturing method thereof will be described as follows.
우선, 본 발명은 자이언트 다중금속산화물(Giant polyoxometalate; 자이언트 폴리옥소메탈레이트)(GPOM)의 강한 산화작용과 고안정성을 바탕으로 항균 및 소취 효과가 여러 번 세탁 후에도 그대로 지속될 뿐만 아니라 세탁을 자주하기 어려운 섬유제품에 대해서도 늘 쾌적한 환경을 공급할 수 있는 차별성을 제공하는 것이다.First, the present invention is based on the strong oxidizing action and high stability of giant polyoxometalate (GPOM), and the antibacterial and deodorizing effect is maintained even after washing many times, It also provides differentiation to provide comfortable environment for textile products.
(실시예)(Example)
이를 위해 본 발명은 자이언트 다중금속산화물(Giant polyoxometalate; 자이언트 폴리옥소메탈레이트)(GPOM)의 강한 산화작용과 고안정성을 바탕으로 항균 및 소취 효과가 여러 번 세탁 후에도 그대로 지속될 뿐만 아니라 세탁을 자주하기 어려운 섬유제품에 대해서도 늘 쾌적한 환경을 공급할 수 있는 차별성을 제공하기 위해,To this end, the present invention is based on the strong oxidative action and high stability of giant polyoxometalate (GPOM), and the antibacterial and deodorizing effect of the giant polyoxometalate (giant polyoxometalate) (GPOM) In order to provide differentiation that can provide a pleasant environment for textile products,
(a) 양이온시약(CHTAC)을 물에 녹인 후 반응 컨테이너에 넣어주는 과정;(a) dissolving a cationic reagent (CHTAC) in water and putting it in a reaction container;
(b) 물에 수산화소듐(NaOH)을 넣고 녹이는 과정;(b) adding sodium hydroxide (NaOH) to water and dissolving it;
(c) 반응 컨테이너에 상기 (a)와(b)를 붓고 섞어주는 과정;(c) pouring and mixing (a) and (b) into a reaction container;
(d) 이후 상기 (c)에 섬유소재를 넣고 10~12시간 침전시키는 과정;(d) a step of putting the fiber material into the above (c) and allowing it to settle for 10 to 12 hours;
(e) 이어서 섬유소재를 꺼내어 물로 씻어줌과 아울러 소재를 완전히 건조하지 않고 쌀짝만 물기를 짜는 과정;(e) then taking out the fiber material and washing it with water, and blanching the material without drying it completely;
(f) 물통에 물을 붓고 GPOM을 넣고 녹여 GPOM 수용액을 제조하는 과정;(f) Pouring water into a bucket, mixing GPOM and dissolving it to prepare an aqueous GPOM solution;
(g) 상기 GPOM 수용액에 상기 (e)의 젖은 상태의 섬유소재를 담궈 결합시키는 과정; 및(g) immersing the wet fiber material of (e) in the aqueous GPOM solution; And
(h) 상기 (g)의 섬유소재의 용액을 최대로 짠 후 꺼내어 물로 여러번 씻은 후 실온에서 건조시키는 과정;을 거쳐 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재의 제조방법을 제공한다.(h) A method of manufacturing a multifunctional material using a giant multimetal oxide by passing through a solution of the fiber material of (g) as much as possible, washing it out, washing it several times with water, and drying at room temperature.
상기 (a) 내지 (h)를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.(A) to (h) will be described in more detail as follows.
1. 양이온시약 (CHTAC) 70 그램을 물 3리터(따로 바케스에)에 녹인 후 (매우 잘 녹으므로 물에 살짝만 흔들어주면 됨) 반응 컨테이너에 부어준다. (반응 컨테이너에 물 3리터를 붓고 여기에 양이온시약 70 그램을 넣으면 섞어 주기가 어려울 수 있으므로)1. Dissolve 70 grams of cationic reagent (CHTAC) in 3 liters of water (separately in buckets) and pour into the reaction container. (Pour 3 liters of water into the reaction container and mix it with 70 grams of cationic reagent.)
2. 물 4리터에 수산화소듐 (NaOH) 70 그램을 넣고 잘 녹인다. 이 경우에는 잘 저어주어야 하며 녹이는 과정에서 열과 가스가 발생할 수 있으므로 주의하여야 한다. 주변환경(날씨와 기온 등)에 따라 열이 발생하는 정도가 다를 수 있으며 수산화소듐을 완전히 녹인 후 발생한 열은 실온으로 식혀주어야 한다(양이온시약은 열에 약하므로). 물의 양이 많으므로 열 발생이 적을 수도 있다. 수산화소듐 수용액은 강한 염기성이므로 몸이나 피부에 용액이 조금도 닿지 않도록 주의해야 한다. 이때 실험복과 비닐장갑 및 고글(눈보호)을 착용하고 실험을 진행한다.2. Add 70 grams of sodium hydroxide (NaOH) to 4 liters of water and dissolve well. In this case, it must be stirred well and heat and gas may be generated during melting process. The degree of heat generation may vary depending on the surrounding environment (weather, temperature, etc.), and the heat generated after sodium hydroxide is completely dissolved should be allowed to cool to room temperature (cationic reagent is weak to heat). Since the amount of water is large, the heat generation may be small. The aqueous solution of sodium hydroxide is strongly basic, so be careful not to let any liquid come into contact with your body or skin. At this time, wear lab coat, vinyl gloves, and goggles (eye protection).
3. 2에서 만든 수산화소듐 용액을 1의 반응 컨테이너에 붓고 1과 2를 잘 섞어준다. 3. Pour the sodium hydroxide solution made in 2 into the
4. 3에 오가닉패드 원단이나 레자 원단을 넣고 10시간 정도 (예를 들면, 오후 5-7시에 담궈서 다음날 오전 9시까지) 잘 담궈 둔다. 이 때 주의할 것은 원단이 완전히 물속에 100% 담겨야 한다. 혹시 원단이 구부러져 있거나 물 위로 튀어나와 있는 부분이 있다면 무거운 것을 올려 물속에 완전히 담기도록 해야 한다. 4. Put the organic pad fabric or leather fabric on for 3 to 3 hours and soak it for about 10 hours (for example, soak in 5-7 pm and soak until 9 am the next day). Note that the fabric must be completely 100% water-filled. If there is any part of the fabric that is bent or protruding above the water, raise the heavy one so that it is completely contained in the water.
5. 10시간 이상 담군 원단을 꺼내어 물로 잘 씻어준다. 이 때 염기성 수산화소듐 용액이 모두 씻겨 지도록 다량의 물로 여러 번 씻어준다. 원단을 완전히 건조하지 않고 살짝만 물기를 짠다(약 1리터의 물이 원단에 묻어 있는 상태임).5. Remove the duvet fabric for more than 10 hours and wash it well with water. At this time, wash the basic sodium hydroxide solution several times with a large amount of water so that all of the solution is washed. Squeeze the dough slightly without drying the fabric (about 1 liter of water is on the fabric).
6. 물통에 물 4리터를 붓고 GPOM (아세트산에서 제조하여 아세트산 냄새가 조금 남아 있으나 문제는 없음) 30 그램을 넣고 잘 녹인다. 진한 어두운 자색이 된다. 매우 잘 녹으므로 살짝만 저어주면 된다. GPOM 수용액을 컨테이너에 옮겨 붓고 물 2리터로 바케스를 씻어 남은 GPOM을 모두 컨테이너로 옮긴다. 6. Pour 4 liters of water into the bucket and dissolve well in 30 grams of GPOM (made from acetic acid with a little odor of acetic acid but no problem). It becomes a deep dark purple color. It melted very well, so you can just stir it. Transfer the GPOM aqueous solution to the container, wash the bucket with 2 liters of water, and transfer the remaining GPOM to the container.
7. 6에 5에서 준비한 젖은 상태의 원단을 완전히 담근 후 3시간을 기다린다.7. Dip completely the wet fabric prepared in 6 to 5 and wait for 3 hours.
8. 7의 원단을 용액을 가능한 최대로 짠 후 꺼내어 다량의 물로 여러 번 잘 씻은 후 실온에서 건조시킨다. 8. Squeeze the fabric to the maximum possible size, wash it out several times with large amounts of water, and dry it at room temperature.
9. 실온에서 잘 건조시킨 원단을 이용해서 시작품을 제작한다. 또한 이 원단을 이용하여 60 cm x 60 cm로 4장을 잘라서 한국의류시험연구원(KATRI)에 항균 및 소취 시험을 의뢰한다. 2장은 세탁 없이 항균과 소취 시험을, 2장은 세탁 30회 후 항균과 소취 시험을 각각 의뢰한다. 9. Prepare the prototype using well-dried fabric at room temperature. Using this fabric, cut 4 pieces with 60 cm x 60 cm and ask for the antibacterial and deodorization test on the Korea Apparel Testing and Research Institute (KATRI).
특히 상기 (g)과정은 다기능성 소재와 GPOM를 아래와 같은 [화학식 4]의 두 단계를 거쳐 cross linking 시키는 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재의 제조방법을 제공한다.Particularly, the process (g) provides a method for preparing a multifunctional material using a giant multimetal oxide in which a multifunctional material and a GPOM are cross-linked through two steps of [Formula 4] below.
[화학식 4][Chemical Formula 4]
i) Cellulose-OH + NaOH ---> Cellulose-O()i) Cellulose-OH + NaOH ---> Cellulose-O ()
Cellulose-O() + PTMA = Cellulose-O-PTMA(+) Cellulose-O () + PTMA = Cellulose-O-PTMA (+)
(PTMA = propyltrimethyl-ammonium(+)) (PTMA = propyltrimethyl-ammonium (+))
ii) Cellulose-(O-PTMA(+))n + GPOM(-n) ---> Cellulose-(O-PTMA(+))n·GPOM(-n)ii) Cellulose- (O-PTMA (+)) n + GPOM (-n)
이를 보다 상세히 설명하면, 양이온성 셀룰로스와 GPOM의 결합은 이온 결합으로 매우 결합이 강할 뿐만 아니라 안정된 결합이다. 셀룰로스나 어떠한 섬유라도 양이온을 생성시킬 수 있으면 (-n) 전하가 섬유와 결합하여 어떤 것과도 양이온성 착물(cationic chitosan, ...)을 만들 수 있다. 따라서 위의 두 단계 반응을 거쳐 다양한 GPOM 섬유를 제조할 수 있다. In more detail, the binding of the cationic cellulose and the GPOM is not only very strong but also stable binding due to ionic bonding. If cellulose or any fiber can generate cations, the (-n) charge can combine with the fibers to form cationic complexes (cationic chitosan, ...). Therefore, various GPOM fibers can be produced through the above two-step reaction.
본 발명에 적용된 상기 양이온시약(CHTAC)에는 NaOH를 함께 섞어 먼저 CHTAC가 변형된 에폭시 형태의 EPTAC를 만들고, 이후 EPTAC는 수용액 중에서 NaOH에 의해 만들어진 음이온성 셀룰로스와 반응하여 안정한 셀룰로스 양이온을 만들고, 여기에 다중금속 음이온인 GPOM을 첨가하여 셀룰로스 양이온과 GPOM의 다중음이온이 강한 정전기적 화학결합을 통해 GPOM이 면섬유 표면에 안정적으로 결합하도록 함을 특징으로 하는 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재의 제조방법.The cationic reagent (CHTAC) used in the present invention is mixed with NaOH to prepare an EPTAC having an epoxy form modified with CHTAC, and then EPTAC reacts with an anionic cellulose made by NaOH in an aqueous solution to form a stable cellulose cation A method for preparing a multifunctional material using a giant multimetal oxide characterized in that GPOM is added to a surface of a cotton fiber through a strong electrostatic chemical bond between a cellulose cation and a polyanion of a GPOM by adding a multimetal anion GPOM.
본 발명은 상기한 제조방법으로 제조된 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재를 도 2 와 같이 제공한다.The present invention provides a multifunctional material using the giant multimetal oxide produced by the above-described production method as shown in FIG.
본 발명 자이언트 다중금속산화물 및 이의 제조방법 그리고 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재 및 이의 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.The technical idea of the giant multimetal oxide, the method for producing the giant multimetal oxide, the multifunctional material using the giant multimetal oxide, and the method for manufacturing the same is that the same result can be repeatedly practiced. In particular, It can contribute to industrial development and is worth protecting.
Claims (10)
(a) 양이온시약(CHTAC)을 물에 녹인 후 반응 컨테이너에 넣어주는 과정;
(b) 물에 수산화소듐(NaOH)을 넣고 녹이는 과정;
(c) 반응 컨테이너에 상기 (a)와(b)를 붓고 섞어주는 과정;
(d) 이후 상기 (c)에 섬유소재를 넣고 10~12시간 침전시키는 과정;
(e) 이어서 섬유소재를 꺼내어 물로 씻어줌과 아울러 소재를 완전히 건조하지 않고 쌀짝만 물기를 짜는 과정;
(f) 물통에 물을 붓고 GPOM을 넣고 녹여 GPOM 수용액을 제조하는 과정;
(g) 상기 GPOM 수용액에 상기 (e)의 젖은 상태의 섬유소재를 담궈 결합시키는 과정; 및
이때 상기 (g)과정은, 다기능성 소재와 GPOM를 아래와 같은 [화학식 4]의 두 단계를 거쳐 cross linking 시키되,
[화학식 4]는,
i) Cellulose-OH + NaOH ---> Cellulose-O()
Cellulose-O() + PTMA = Cellulose-O-PTMA(+)
(PTMA = propyltrimethyl-ammonium(+))
ii) Cellulose-(O-PTMA(+))n + GPOM(-n) ---> Cellulose-(O-PTMA(+))n·GPOM(-n)가 포함되고,
(h) 상기 (g)의 섬유소재의 용액을 최대로 짠 후 꺼내어 물로 여러번 씻은 후 실온에서 건조시키는 과정;이 포함됨을 특징으로 하는 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재의 제조방법.
Giant polyoxometalate (Giant polyoxometalate) (GPOM) has strong antioxidation and deodorizing effect due to its strong oxidizing action and high stability, and it continues to be used even after washing several times. In order to provide differentiation to provide a pleasant environment,
(a) dissolving a cationic reagent (CHTAC) in water and putting it in a reaction container;
(b) adding sodium hydroxide (NaOH) to water and dissolving it;
(c) pouring and mixing (a) and (b) into a reaction container;
(d) a step of putting the fiber material into the above (c) and allowing it to settle for 10 to 12 hours;
(e) then taking out the fiber material and washing it with water, and blanching the material without drying it completely;
(f) Pouring water into a bucket, mixing GPOM and dissolving it to prepare an aqueous GPOM solution;
(g) immersing the wet fiber material of (e) in the aqueous GPOM solution; And
In the step (g), the multi-functional material and the GPOM are crosslinked through two steps of the following formula (4)
[Chemical Formula 4]
i) Cellulose-OH + NaOH ---> Cellulose-O ()
Cellulose-O () + PTMA = Cellulose-O-PTMA (+)
(PTMA = propyltrimethyl-ammonium (+))
ii) Cellulose- (O-PTMA (+)) n + GPOM (-n)
(h) a step of wiping up the fiber material solution of (g) to a maximum extent, taking out the fiber solution, washing it several times with water, and drying at room temperature.
상기 양이온시약(CHTAC)에는,
NaOH를 함께 섞어 먼저 CHTAC가 변형된 에폭시 형태의 EPTAC를 만들고,
이후 EPTAC는 수용액 중에서 NaOH에 의해 만들어진 음이온성 셀룰로스와 반응하여 안정한 셀룰로스 양이온을 만들고,
여기에 다중금속 음이온인 GPOM을 첨가하여 셀룰로스 양이온과 GPOM의 다중음이온이 강한 정전기적 화학결합을 통해 GPOM이 면섬유 표면에 안정적으로 결합하도록 함을 특징으로 하는 자이언트 다중금속산화물을 이용한 다기능성 소재의 제조방법.
The method of claim 7,
The cationic reagent (CHTAC)
NaOH were mixed together to make an EPTAC of modified epoxy form,
EPTAC then reacts with anionic cellulose made by NaOH in aqueous solution to produce stable cellulose cations,
The addition of GPOM, which is a multi-metal anion, enables the GPOM to stably bond to the surface of the cotton fiber through strong electrostatic chemical bonding between the cellulose cation and the multiple anions of the GPOM, thereby producing a multifunctional material using the giant multimetal oxide Way.
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|---|---|---|---|---|
| WO2006078315A1 (en) | 2005-01-20 | 2006-07-27 | Christian School Of Technology Charitable Foundation Trust | Heat energy recapture and recycle and its new applications |
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