KR101863863B1 - 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 원단의 제조 방법 - Google Patents

무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 원단의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 융해성이 좋은 무기 금속 산화물을 재료를 선택하여 인체에 무해하고 물에 안정적으로 분산 상태를 유지할 수 있는 콜로이드 상태를 이용하여 다양한 산업 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 기능성 소재를 제공할 수 있는 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 의하면 종래의 바인더 등의 화학적 첨가제에 의한 부분적인 기능성을 부여하지 않고도 균일한 기능성을 부여할 수 있으며 원단 등의 기능성 소재의 촉감이나 내구성, 물성 변화를 주지 않고 장기간 기능성을 유지할 수 있어서 유기 화합물의 기능성을 대체할 수 있는 천연섬유가공 방법으로 특히 면, 마, 실크를 포함하는 천연 섬유나 나일론, 아크릴, 폴리에스테르를 포함하는 합성 섬유 등의 다양한 소재에 광범위하게 사용할 수 있다. 또한, 기존의 소재 보다 항균, 소취 능력이 뛰어나고 지속적이면서도 세탁 및 착용에도 내구성이 높은 항균 소재의 제조가 가능하다는 이점이 있다.

Description

무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 원단의 제조 방법{Process for preparing functional fabrics with inorganic fusion colloid}
본 발명은 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 원단의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 융해성이 좋은 무기 금속 산화물을 재료를 선택하여 인체에 무해하고 물에 안정적으로 분산 상태를 유지할 수 있는 콜로이드 상태를 이용하여 다양한 섬유 산업 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 폴리에스테르, 나일론, 아크릴 등의 합성 섬유 및 면, 마, 실크 등의 천연 섬유로 이루어진 기능성 소재를 제공할 수 있는 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법에 관한 것이다.
섬유 산업을 둘러싸고 있는 환경은 갈수록 열악해지고 수입제품의 압박이 끊임없이 가해져 거품 경제가 사라진 후 소비감소, 가격하락에 따라 섬유업계 전반적으로 매출，수억 등이 크게 감소되었다.
게다가 중국을 포함한 동남아시아 모든 나라의 제품 품질은 향상되고 있고, 섬유제품 제조 뿐만이 아니고 모든 분야에서 해외 생산이 증가하고 있어 국내산업의 공동화를 불러오고 있다.
이에 대응하기 위한 국내 업체들도 디자인 개발，제품 고급화, 기능성 가공을 통하여 차별화를 기하고자 무단히 노력하고 있다. 또한 소득 증가 및 생활환경 변화에 따른 보건 위생에 대한 인식이 높아지면서 유아로부터 고령자에 이르기까지 안심하고 사용할 수 있는 제품들을 희망하면서 소비자들은 적절한 판매 가격을 기대하고 있다.
특히 쾌적성，편리성，안전성，경제성，보건위생을 감안한 제품을 기대하고 있으나 아직은 기대에 미치지 못하고 있다.
섬유 소재와 미생물 열화와의 관계를 분석해보면 무기계 섬유(탄소, 보론, 알루미나, 마그네시아, 유리, 광물 등)는 미생물이 침해하기 어렵고, 특히 셀룰로오스, 콜라겐, 젤라틴, 피부로인 등이 주성분인 천연섬유(면, 마, 실크, 양모 등)는 미생물의 영향을 받기 쉬운 섬유이다.
또한, 화학 섬유 중에서도 나이론, 폴리에스테르, 레이온，폴리노직 및 폴리우레탄 등은 폴리머 체인이 에틸렌 체인으로 구성되어 있지 않기 때문에 미생물의가수분해에 의해 영향을 쉽게 받는다.
한편, 아크릴, 폴리에틸렌，폴리프로필렌 등은 폴리머 주쇄가 메틸렌 체인으로 구성되어 있기 때문에 비교적 미생물의 영향을 덜 받게 된다. 그러나 무기계의 섬유나 메틸렌 주쇄형의 섬유이어도 표면이 유기물로 오염되거나 땀이나, 이물질이 부착될 경우 이 오염원이 영양원으로 되어 섬유 상에서 용이하게 미생물이 증식하면서 변색, 피부질환, 냄새 발생 등 인체에 해가 되는 일이 발생하여 피부 보건 위생에 여러가지 문제점을 일으킨다.
의류에 땀이 차거나 오염이 되면 세균이나 곰팡이가 발육하기 쉽다. 섬유에 사용되는 항균방취 가공 약제는 위생 효과가 크고, 인체의 생리기능에 악영향을 주지 않으며, 섬유에 고착하여 세탁 후에도 효과를 내는 것, 제품에 손상을 주지 않고 외관을 해치지 않을 것, 처리 방법이 간단하고 가공비가 저렴할 것 등의 성능이 요구되고 있다.
일반적으로 건강인의 피부에는 105 ~ 106㎕/㎠의 미생물이 부착하며 땀이나 오염되기 쉬운 부분에는 107개 정도가 부착되고, 주된 미생물은 세균으로 특히 콜리(그람 양성 간균)와 포도상구균(그람 양성 구균)이 많다.
이러한 미생물이나 세균을 해결하기 위한 가공 약제로서는 유기화합물(용출형, 비용출형)과 섬유와의 결합으로 구분하면 반응 타입，점착 타입, 혼합주입 타입으로 구분된다.
기능성 제품(항균, 소취，원적외선 방출, 자외선 차단 등)이 출현한 이래 유기 화합물에 의한 제품 개발은 많은 주목을 받으면서 인체의 보건 위생에 많은 도움을 줄 것으로 기대하였으나 유기 화합물이 한계에 직면하면서 후가공 처리에 따른 내구성 저하, 알러지 반응, 환경 오염 등의 문제점들로 인하여 이에 대응하기 위한 방법으로 인체친화적인 천연 물질의 개발이 진행되어 왔다.
본 발명자는 대한민국 특허 제10-1778510호(무기계 금속산화물 성분이 함유된 광물을 사용한 소취 섬유 제조 방법)에서 자연계에 산재해 있는 무기 재료들을 이용하여 인체 친화적인 물질들을 선별, 가공하여 기능성 화학 섬유 제조에 이용하는 것을 제안한 바 있다.
지금까지는 주로 기능성을 갖는 무기 재료들을 나노사이즈 입자(평균 1㎛)로 만들어 Master Batch Type으로 하여 방사한 후 제품화하여 생산했으나 이는 파우다 상태이므로 천연 섬유에는 적용할 마땅한 방법이 없어서 바인더를 이용하여 제한적으로 사용되어 오고 있으나 효과는 미미한 것으로 알려져 있다.
한국 등록특허 제10-0450530호(2004.09.17) 한국 등록특허 제10-0481358호(2005.03.28)
본 발명자들은 위와 같은 종래의 문제점들이 해소되고, 보다 항균 및 소취 등의 기능성이 개선되고 내구성이 유지되는 산업용 소재를 개발하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같이 융해성이 좋은 무기 금속 산화물을 재료를 선택하여 인체에 무해하고 물에 안정적으로 분산 상태를 유지할 수 있는 콜로이드 상태를 이용함으로써 위와 같은 기능성 소재가 개발될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 무기 콜로이드 용액을 산업용 소재에 확고하게 침투시킴으로써 다양한 기능성 및 내구성을 갖는 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
위와 같은 본 발명의 목적은
석영, 규조토 및 규석으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 무기금속산화물에 나트륨을 첨가하는 단계;
상기 나트륨이 첨가된 무기 금속 산화물을 융복합 반응시켜 무기 융복합 물질을 얻는 단계;
상기 무기 융복합 물질을 주위 온도까지 냉각시키는 단계;
냉각에 의해 플레이크 상태가 된 무기 융복합 물질을 입경 30㎛ 이하의 미립자로 분쇄하는 단계;
분쇄된 미립자를 용매에 녹여 적정 농도의 무기 콜로이드 분산 용액을 제조하는 단계;
상기 무기 콜로이드 용액을 산업용 소재에 침지 또는 패딩시키는 단계;
침지 또는 패딩된 산업용 소재를 1차 드라이 큐어링시키는 단계;
큐어링된 산업용 소재를 정련 및 표백시키는 단계;
정련 및 표백된 산업용 소재를 염색 가공하는 단계;
가공된 산업용 소재를 흡습성 처리하는 단계; 및
흡습성 처리된 산업용 소재를 2차 드라이 큐어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의하면 종래의 바인더 등의 화학적 첨가제에 의한 부분적인 기능성을 부여하지 않고도 균일한 기능성을 부여할 수 있으며 원단 등의 기능성 소재의 촉감이나 내구성, 물성 변화를 주지 않고 장기간 기능성을 유지할 수 있어서 유기 화합물의 기능성을 대체할 수 있는 천연섬유가공 방법으로 다양한 소재에 광범위하게 사용할 수 있다. 또한, 기존의 소재 보다 항균, 소취 능력이 뛰어나고 지속적이면서도 세탁 및 착용에도 내구성이 높은 항균 소재의 제조가 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법에 대한 공정도이고,
도 2 내지 20은 본 발명의 방법에 의해 제조된 원단에 대한 시험 결과를 나타내는 시험 성적서들이다.
본 발명은, 일면에 있어서,
석영, 규조토 및 규석으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 무기금속산화물에 나트륨을 첨가하는 단계;
상기 나트륨이 첨가된 무기 금속 산화물을 융복합 반응시켜 무기 융복합 물질을 얻는 단계;
상기 무기 융복합 물질을 주위 온도까지 냉각시키는 단계;
냉각에 의해 플레이크 상태가 된 무기 융복합 물질을 입경 30㎛ 이하의 미립자로 분쇄하는 단계;
분쇄된 미립자를 용매에 녹여 적정 농도의 무기 콜로이드 분산 용액을 제조하는 단계;
상기 무기 콜로이드 용액을 산업용 소재에 침지 또는 패딩시키는 단계;
침지 또는 패딩된 산업용 소재를 1차 드라이 큐어링시키는 단계;
큐어링된 산업용 소재를 정련 및 표백시키는 단계;
정련 및 표백된 산업용 소재를 염색 가공하는 단계;
가공된 산업용 소재를 흡습성 처리하는 단계; 및
흡습성 처리된 산업용 소재를 2차 드라이 큐어링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 다른 일면에 있어서,
상기 나트륨은 수산화나트륨, 규산 소다, 규사, 물유리 또는 규산염의 형태로 첨가되고, 상기 용매는 물이며, 상기 소재는 섬유나 원단인 것을 특징으로 하는 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은, 추가의 일면에 있어서,
상기 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 무기 콜로이드 용액이 침지 또는 패딩된 산업용 소재를 제공한다.
이하 본 발명에 의한 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법을 바람직한 실시 형태를 예를 들어 첨부 도면과 함께 상세하게 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 설명을 용이하게 위하여 전기 배선 등은 생략한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법에 대한 순서도이고, 도 2 내지 20은 본 발명의 방법에 의해 제조된 원단에 대한 시험 결과를 나타내는 시험 성적서들이다.
본 발명은 앞서 검토되었던 금속산화물(게르마늄, 맥반석, 제올라이트, 옥, 토르마린, 석영, 규사, 규조토, 현무암 등) 중에서 원단 등의 섬유 소재에 대한 접착력(SiO2)과 융해성(Na)이 좋은 무기 재료를 선택하고, 이러한 무기 재료와의 최적의 조화를 이룰 수 있는 소재들의 혼화성(예, 알칼리 친화도)을 나타내는 원단 등에 대한 수많은 소재 검토 결과, 이러한 재료들을 적절하게 반응시킨 후 인체에 무해하고 물에 안정적으로 분산 상태를 유지할 수 있는 콜로이드 상태를 이용하면 면, 마, 실크 등의 천연 섬유나 폴리에스테르, 나일론, 아크릴 등의 화학 섬유 등의 산업용 소재(특히, 원사, 원단, 면)에 바람직하게 침투 및 적용될 수 있다는 발견에 기초한다.
본 발명에 의하여 제조된 산업용 소재는 다양한 제품에의 적용이 가능하다. 이러한 적용예로는, 이에 제한되지 않고, 에어컨, 공기청정기, 냉장고, 공조기 등의 필터, 이불, 모포, 베게, 매트리스와 침장품, 커튼, 카패트, 벽지, 매트, 인테리어 용품, 냉장고용 소취재, 행주를 포함하는 주방 용품, 파자마, 스포츠 웨어, 양말, 내의류 등과 같이 기능성 의류, 시트 카바, 쿠션, 차량용품, 기저귀, 요실금 팬티, 병원시트카바, 실버산업 용품, 포장재와 같은 위생용품을 들 수 있으며, 또한, 방위 산업에 관련되는 기능성 제품인 양말류, 내의류, 츄리닝복 등에 본 발명의 기능성 소재를 사용함으로써 군 생활의 향상에도 조금이나마 도움이 될 것으로 기대한다.
이하, 본 발명에 따른 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 소재의 제조 방법에 따른 개별 단계들을 좀 더 구체적으로 설명한다.
먼저, 나트륨 첨가 단계에서는 무기계 금속 산화물에 포함된 SiO2 성분을 융해하여 추출하기 위하여 석영, 규조토 및 규석으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 무기금속산화물에 알칼리토금속 계열인 나트륨염의 형태로 첨가한다.
상기 무기금속산화물은 위에 열거된 것에 제한되지 않고 적합한 무기계 금속산화물 중에서도 SiO2 성분을 다량 함유하고 있는 재료들을 선별하여 사용하는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
상기 나트륨은 수산화나트륨, 규산 소다, 규사, 물유리 또는 규산염의 형태로 첨가되는 것이 바람직할 수 있다.
자연 상태에서 얻어지는 무기 재료들의 대부부은 금속산화물로서 구성되어 있으며 향균성, 소취성，흡습성, 원적외선 방출, 자외선차단 등 인체에 유익한 기능을 갖고 있으며 원광석 가공을 통하여 의료장신구 역할을 대신 하기도 하는데, 상기한 SiO2 성분을 다량 함유하고 있는 재료들은 목적하는 기능성을 제공하는데에 특히 유용하다. 특히 상기한 광물을 사용하였을 경우 광물의 결정 구조가 섬유에 고르게 분포하며 소재의 촉감이 부르러운 상태로 제공될 수 있고, 적절한 크기로 분쇄하는 작업이 용이하다는 장점이 있다.
상기 광물들은 아래와 같은 반응에 특히 적합할 수 있다.
SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
따라서, 당업자는 위 반응에 필요한 나트륨염의 양을 첨가량을 용이하게 설정하는 것이 가능하다.
이어서, 상기 나트륨 첨가된 무기 금속산화물(광물)은 1200~1400℃에서 3 내지 6시간 동안 가열하여 융복합 반응을 수행하여 수분을 증발시킨다. 이러한 반응에 의하여 금속산화물은 조직 표면이 불규칙하게 쪼개지게 된다.
그 후, 얻어진 무기 융복합물질을 주위 온도까지 냉각시켜 플레이크를 얻는다. 통상적으로 자연 냉각시키는 경우 6시간 정도 소요될 수 있다.
이어서, 냉각에 의해 플레이크 상태가 된 무기 융복합 물질을 입경 400 메쉬 또는 30㎛ 이하의 미립자로 분쇄한다.
상기 무기 금속산화물들을 섬유에 혼합하기 위해서 분쇄작업을 수행할 때 각각의 경도가 달라서 섬유등의 산업용 소재에 투입이 가능한 크기인 30㎛ 이하로 분쇄가 더 쉽고 효율이 증대되어 시간과 비용이 절감되어 지금까지 생산비용의 증가로 공급 단가가 높으므로 시장점유율이 낮은 단점을 보완할 수 있게 된다.
분쇄는 통상적으로 30㎛ 이하의 입경의 파우더가 되도록 크랏샤(Crusher, 분쇄기)로 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
그 다음, 분쇄된 미립자를 용매(예, 물)에 녹여 100℃ 이상에서 적정 농도의 콜로이드 상태의 무기 융복합 물질을 얻을 수 있다.
콜로이드란 10-5 ~ 10-7cm의 입자가 용액 중에 안정적으로 분산된 것으로 평균입자 크기가 100Å(=10㎛) 정도의 미립자가 포함된 반투명 액체로서 용매로는 물을 사용하는 것이 바람직할 수 있고 섬유와의 침투, 접착성이 우수한 성질을 가지고 있어야 한다.
본 발명은 폴리에스테르, 나일론, 아크릴 등의 합성 섬유 뿐만 아니라 면, 마, 실크 등의 천연 섬유를 포함하는 산업용 소재에도 반영구적으로 기능성을 부여시킬 수 있는 콜로이드 타입 융복합물질을 제공하는 것에 주된 기술적 특징이 있다.
상기 콜로이드 분산액은 사용하고자 하는 분야에 따라 적정 농도로 희석하여 후속 단계에 사용할 수 있다. 예를 들면 의류용 침투용으로 사용하기 위해서는 20~30 보메(Baume)의 농도로 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
그 다음, 상기 콜로이드 분산액은 원단 등의 산업용 소재에 침지 또는 패딩시켜 무기 금속산화물이 적용 소재에 안정적으로 침투되어 고정되게 하는 데, 통상적으로 침지 시간은 3분 내외가 적당하고, 픽업율은 90% 정도가 된다.
이어서, 침지 또는 패딩된 산업용 소재는 1차 드라이 큐어링시키고, 건조는 130~150℃에서 5분 내외가 적당하고, 큐어링은 150~170℃에서 1분 내외로 수행하는 것이 바람직할 수 있다.
그 다음, 큐어링된 산업용 소재를 정련 및 표백시키고, 염색 가공하는데 이는 일반적인 사항으로서 잘 알려진 공정을 적절히 선택하여 수행하는 것이 좋다.
이와 같이 가공된 산업용 소재는 비이온계 실란 타입의 유연제를 포함한 섬유 유연제를 사용하여 흡습성 처리한다. 이 과정 역시 통상의 방법을 적절히 선택하여 수행할 수 있고, 자세한 설명은 생략한다.
그 다음 흡습성 처리된 산업용 소재를 2차 드라이 큐어링하는 단계에서는 건조는 130~150℃에서 5 분 내외가 적당하고, 큐어링은 150~170℃에서 3분 내외로 수행하여 최종적으로 본 발명에 따른 기능성 소재를 제조를 할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.
실시예 1: 기능성 원단의 제조
석영 1Kg과 규조토 1Kg에 규산 소다(Na2SiO3)4Kg을 실온에서 첨가한 후 상기 혼합물을 1300℃에서 3 내지 6시간 동안 가열하여 융복합 반응을 수행하고 불순물을 제거하였다. 그 후, 얻어진 무기 융복합물질을 주위 온도까지 냉각시켜 플레이크를 얻었다. 이어서, 플레이크를 크랏샤를 이용하여 30㎛ 이하의 입경의 파우더가 되도록 분쇄하였다. 분쇄된 미립자 3.5Kg을 물에 녹여 100℃에서 가열하여 콜로이드 상태의 무기 융복합 물질을 얻었다.
이어서, 상기 콜로이드 상태의 원액 및 희석액(400배)에 대해서 후술하는 시험예에서와 같이 시험을 의뢰하는 한편, 원단에 3 분 동안 침지시키고, 140℃에서 5분 동안 건조시키고, 큐어링은 160℃에서 1분 동안 수행하였다. 그 다음, 큐어링된 산업용 소재를 정련 및 표백시키고, 염색 가공한 후 섬유 유연제를 사용하여 흡습성 처리하였다. 이어서 다음 흡습성 처리된 산업용 소재를 140℃에서 5분 동안 건조시키고, 큐어링은 160℃에서 3분 동안 수행하여 기능성 원단을 제조하였다.
시험예 1: 소취능력 검사
- 의뢰기관 : 한국의류시험연구원, FITI시험연구원
- 시료 : 실시예 1의 원단
- 시험가스 : 암모니아(NH4)
- 실험방법 : 가스검지관법, 소취율 (%)
- 주입된 시험가스의 농도 : 500 ppm
- 시험환경 : 온도 22℃, 습도 48 % R. H.
시험결과 상기 실시예 1의 원단은 첨부된 도면의 결과표에서 확인되는 바와 같이 사용한 소재나 조건에 따라 다르나 면의 경우 최소 60%에서 부터 폴리에스테르의 경우 90% 이상의 소취능력을 가진 것으로 나타났다.
시험예 2: 항균능력 검사
- 의뢰기관 : 한국의류시험연구원, FITI시험연구원
- 시료 : 실시예 1의 원단
- 사용공시균주 : Staphylococcus aureeus ATCC6538(황색포도상구균)
- 측정방법 : 세균수/㎖, 정균 감소율 %
시험결과 상기 실시예 1의 원단은 첨부된 도면의 결과표에서 확인되는 바와 같이 시험조건에 따라 모두 99%의 균감소율을 가진 것으로 밝혀졌다.
시험예 3: 마찰대전압 (폴리에스테르)
- 의뢰기관 : 한국의류시험연구원, FITI시험연구원
- 시료 : 실시예 1의 방법에 준하여 제조된 편물 원단
- 측정방법 : KS K0555: 2015 B법
시험결과 면 마찰포는 390, 모마찰포는 620으로 나타났다. 이러한 결과는 미처리 폴리에스테르 원단의 마찰 대전압이 1,000V 이상 발생되는 것을 감안할 때 많은 본 발명의 방법에 따른 처리에 의해 정전기 분산으로 정전기 발생이 현저하게 억제되었음을 의미한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 무기계 콜로이드 융복합 물질을 원료 단계에서부터 원단 가공에 이르기까지 단계적인 수순을 거쳐서 기능성을 확인한 결과는 면 니트원단을 400:1로 희석한 콜로이드를 처리한 결과 항균, 소취 모두 만족한 결과를 얻지 못하였으나, 면 니트 원단을 콜로이드 원액을 처리한 시험에서는 항균을 포함한 다른 기능성도 만족한 시험결과 취득하였다.
상기 시험 결과를 토대로 무기 콜로이드 입자가 본 발명에 따른 주요 소재인 면, 마, 실크 등의 천연섬유와 어떠한 결합 구조를 하여 내구성을 가지고 기능성을 재현하는가에 대한 추정시험을 한 결과는 첨부한 니트 원단의 콜로이드 처리 전후 전자 현미경 사진 비교 사진에서 볼 수 있듯이 면 섬유는 단면이 알카리에 의해 중공(Lumen) 상태가 팽윤되어 있는 것읕 알 수 있으며 측면에서도 팽윤된 상태에서 무수히 많은 콜로이드 입자가 견고하게 부착되어 있는 것을 볼 수 있다.
이는 면 섬유가 알칼리 상태에서 선택적으로 흡수를 잘하여 콜로이드 입자를 동반 흡수함과 동시에 콜로이드 평균 입자가 10㎛인데 반해 면섬유의 평균 직경이 16㎛인 것을 감안할 때 콜로이드 입자가 면 섬유의 Lumen이나 Natural twist 사이를 침투하면서 섬유분자가 간격 사이에 부착하면서 고착되었다고 볼 수 있다.
따라서 상기 지적한 바와 같이 종래의 바인더에 의한 부분적인 기능성을 부여하지 않고도 위에서 상세히 설명한 바와 같은 콜로이드 분산액을 이용하여 균일한 기능성을 부여할 수 있으며 원단의 촉감이나 내구성, 물성 변화를 주지 않고 장기간 기능성을 유지할 수 있어서 유기 화합물의 기능성을 대체할 수 있는 천연섬유가공 방법으로 다양한 섬유에 광범위하게 사용할 수 있다.
이상의 실험을 통해서 지금까지 유기 화합물 후가공 처리시 기능성에 따라 별도처리한 종전 방식과는 달리 무기계 금속 산화물 콜로이드 용액을 사용하면 여러가지 기능이 동시에 발현될 수 있으며 천연 섬유, 화학 섬유의 단독 또는 복합 소재에도 기능성을 부여하여 다양하게 소재를 개발할 수 있다는 결론에 도달되었으며, 나노 사이즈 파우더를 이용한 화학섬유 기능성사 제조보다도 간단하고 안전하며 실용적으로 생산을 할 수 있으며 내구성을 부여함과 동시에 천연 섬유나 화학 섬유의 소재에 관계없이 기능성 제품을 제조할 수 있는 것이 큰 특징이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (3)

  1. 석영 1Kg과 규조토 1Kg에 규산 소다(Na2SiO3) 4Kg을 실온에서 첨가하여 혼합물을 얻는 단계;
    상기 혼합물을 1300℃에서 3 내지 6시간 동안 가열하여 융복합 반응을 수행하고 불순물을 제거하는 단계;
    얻어진 무기 융복합물질을 주위 온도까지 냉각시켜 플레이크를 얻는 단계;
    상기 플레이크를 크랏샤를 이용하여 30㎛ 이하의 입경의 파우더가 되도록 분쇄하는 단계;
    분쇄된 파우더 3.5Kg을 물에 녹여 100℃에서 가열하여 콜로이드 상태의 분산 용액을 제조하는 단계;
    상기 분산 용액을 원단에 침지시키는 단계;
    원단을 140℃에서 5분 동안 건조시키고, 160℃에서 1분 동안 1차 큐어링을 수행하는 단계;
    큐어링된 원단을 정련 및 표백시키는 단계;
    원단을 염색 가공하는 단계;
    가공된 원단을 섬유 유연제를 사용하여 흡습성 처리하는 단계; 및
    흡습성 처리된 원단을 140℃에서 5분 동안 건조시키고, 160℃에서 3분 동안 2차 큐어링하는 단계;를 포함하고,
    상기 원단은 면, 마 또는 실크로 이루어진 천연 섬유인 것을 특징으로 하는 무기계 융복합 콜로이드를 이용한 기능성 원단의 제조 방법.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106974A (ja) * 1993-04-28 1995-04-21 Asahi Kasei Micro Syst Kk Ｄａ変換器
JPH07243180A (ja) * 1994-02-28 1995-09-19 Meisei:Kk 抗菌性繊維の製造法
JPH08302562A (ja) * 1995-04-28 1996-11-19 Toagosei Co Ltd 抗菌性ポリエステル繊維製品の製造方法
JP2000226765A (ja) * 1999-02-01 2000-08-15 Toyobo Co Ltd 改質ポリエステル系繊維成形品およびその製造方法
KR20010089840A (ko) * 1998-09-15 2001-10-11 더모간크루서블캄파니퍼블릭리미티드캄파니 결합형 섬유재
KR100450530B1 (ko) 2001-11-15 2004-09-30 주식회사 휴비스 기능성 폴리에스테르 섬유의 제조방법
KR100481358B1 (ko) 2002-11-25 2005-04-07 주식회사 효성 다기능성 폴리에스터 섬유 및 제조방법
JP2013185295A (ja) * 2012-03-05 2013-09-19 East Japan Railway Co 鉄骨造建築物の補強方法及び鉄骨造建築物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07106974A (ja) * 1993-04-28 1995-04-21 Asahi Kasei Micro Syst Kk Ｄａ変換器
JPH07243180A (ja) * 1994-02-28 1995-09-19 Meisei:Kk 抗菌性繊維の製造法
JPH08302562A (ja) * 1995-04-28 1996-11-19 Toagosei Co Ltd 抗菌性ポリエステル繊維製品の製造方法
KR20010089840A (ko) * 1998-09-15 2001-10-11 더모간크루서블캄파니퍼블릭리미티드캄파니 결합형 섬유재
JP2000226765A (ja) * 1999-02-01 2000-08-15 Toyobo Co Ltd 改質ポリエステル系繊維成形品およびその製造方法
KR100450530B1 (ko) 2001-11-15 2004-09-30 주식회사 휴비스 기능성 폴리에스테르 섬유의 제조방법
KR100481358B1 (ko) 2002-11-25 2005-04-07 주식회사 효성 다기능성 폴리에스터 섬유 및 제조방법
JP2013185295A (ja) * 2012-03-05 2013-09-19 East Japan Railway Co 鉄骨造建築物の補強方法及び鉄骨造建築物

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