KR102203261B1

KR102203261B1 - 항균성이 우수한 섬유 원단 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102203261B1
Application number: KR1020200109968A
Authority: KR
Inventors: 김철원
Original assignee: 김철원
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-01-14

Abstract

본 발명은 항균성이 우수한 섬유 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법은 섬유 원단을 준비하고, 상기 섬유 원단을 항균성 코팅액에 침지시켜 상기 항균성 코팅액을 상기 섬유 원단에 도포하며, 상기 항균성 코팅액이 도포된 섬유 원단을 건조하여 항균성 코팅층을 형성한다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법은 항균성 물질을 코팅하여 파티션 마감 원단 또는 의자나 소파의 마감 원단 등으로 사용될 수 있는 섬유 원단을 제조함으로써, 섬유 원단 자체의 물성을 유지함과 동시에 우수한 항균, 항취 활성을 나타내고 항균력, 항취력, 속건성이 장기간 지속될 수 있다.

Description

항균성이 우수한 섬유 원단 및 그 제조방법{TEXTILE FABRICS WITH EXCELLENT ANTIBACTERIAL PROPERTIES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 항균성이 우수한 섬유 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항균성 물질을 코팅하여 파티션 마감 원단 또는 의자나 소파의 마감 원단 등으로 사용될 수 있는 섬유 원단을 제조함으로써, 섬유 원단 자체의 물성을 유지함과 동시에 우수한 항균, 항취 활성을 나타내고 항균력, 항취력, 속건성이 장기간 지속될 수 있는 항균성이 우수한 섬유 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 원단(原緞)은 모든 옷이나 매트 및 쇼파 등의 원료가 되는 천으로, 상기 원단을 이용하여 봄철, 여름철, 가을철 및 겨울 철에 입는 옷이나, 매트커버 및 쇼파 커버 등을 만들어 낸다.

그러나 대다수의 원단은 기능성이 부여되지 않은 단순가공 공정과 재봉 등의 과정을 거쳐 상품화되기 때문에 각종 유해 세균이나 곰팡이 등의 성장에 좋은 조건을 조성하게 되는 문제점이 있었다.

유해세균 및 곰팡이류의 번식으로 인하여 발생되는 악취 등이 주위사람들에게 불쾌감을 주는 것은 물론이고 피부에 세균이나 곰팡이가 증식하게 되어 질병을 유발할 수도 있다.

또한, 종래에 제조되는 원단은 합성수지를 유기용제 등과 혼합하여 원단으로 제조하게 되는데, 원단으로 제조된 후에도 유기용제가 원단에 잔류하여 피부트러블을 유발하는 문제점이 있었다.

또한, 종래에 원단은 의류, 매트 및 쇼파 등의 커버로 형성되는 과정에서 각종 로고 등을 인쇄하기 위해 아크릴, 용제 및 안료를 혼합한 인쇄 조성물이 사용되는데, 상기의 인쇄조성물에 사용되는 용제는 다이메틸폼아마이드, 톨루엔, 메틸에틸케톤 및 에틸아세테이트 등이 주로 사용되는데, 상기 용제는 환경호르몬을 방출할 뿐만 아니라, 피부트러블을 유발할 수 있으며, 고온의 조건에서 방출되어 인체에 악영향을 미치는 문제점이 있었다.

국내등록특허 제10-1821951호(2018년 01월 19일 등록) 국내등록특허 제10-1950165호(2019년 02월 14일 등록) 국내등록특허 제10-1960511호(2019년 03월 14일 등록)

본 발명은 항균성 물질을 코팅하여 파티션 마감 원단 또는 의자나 소파의 마감 원단 등으로 사용될 수 있는 섬유 원단을 제조함으로써, 섬유 원단 자체의 물성을 유지함과 동시에 우수한 항균, 항취 활성을 나타내고 항균력, 항취력, 속건성이 장기간 지속될 수 있는 항균성이 우수한 섬유 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 섬유 원단에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하여 주변 환경을 깨끗하게 유지할 수 있는 항균성이 우수한 섬유 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법은 섬유 원단을 준비하고, 상기 섬유 원단을 항균성 코팅액에 침지시켜 상기 항균성 코팅액을 상기 섬유 원단에 도포하며, 상기 항균성 코팅액이 도포된 섬유 원단을 건조하여 항균성 코팅층을 형성한다.

상기 항균성 코팅액은 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane) 수지, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate), PLA(Polylactic Acid), 패각분말, 고추냉이 추출물, 박하 추출물 및 용매를 포함할 수 있다.

상기 항균성 코팅액은 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane) 수지 20 내지 40 중량부, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate) 10 내지 20 중량부, PLA(Polylactic Acid) 5 내지 10 중량부, 패각분말 1 내지 3 중량부, 고추냉이 추출물 2 내지 6 중량부, 박하 추출물 0.1 내지 1 중량부 및 용매 200 내지 400 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 방법으로 제조된 항균성이 우수한 섬유 원단을 포함한다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법은 항균성 물질을 코팅하여 파티션 마감 원단 또는 의자나 소파의 마감 원단 등으로 사용될 수 있는 섬유 원단을 제조함으로써, 섬유 원단 자체의 물성을 유지함과 동시에 우수한 항균, 항취 활성을 나타내고 항균력, 항취력, 속건성이 장기간 지속될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단은 인체에 무해하고 탁월한 항균력 및 탈취력을 구현하여 각종 세균이나 미세먼지, 바이러스에 대한 감염을 사전에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 섬유 원단에서 생성될 수 있는 곰팡이나 미생물의 증식을 억제하여 주변 환경을 깨끗하게 유지할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 항균성이 우수한 섬유 원단의 일측면을 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 항균성이 우수한 섬유 원단의 타측면을 보여주는 사진이다.
도 3a는 실시예에 따른 섬유 원단에 균주1을 이용하여 수행된 항균도 시험을 보여주는 사진이다.
도 3b는 실시예에 따른 섬유 원단에 균주2를 이용하여 수행된 항균도 시험을 보여주는 사진이다.
도 3c는 실시예에 따른 섬유 원단을 이용하여 항균도를 측정한 결과를 보여주는 시험성적서이다.
도 4a는 실시예에 따른 섬유 원단에 공시균주를 이용하여 수행된 방미도 시험을 보여주는 사진이다.
도 4b는 실시예에 따른 섬유 원단을 이용하여 방미도를 측정한 결과를 보여주는 시험성적서이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 항균성이 우수한 섬유 원단의 일측면을 보여주는 사진이고, 도 2는 본 발명에 따라 제조된 항균성이 우수한 섬유 원단의 타측면을 보여주는 사진이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법은 공지의 섬유 원단을 준비하고, 상기 섬유 원단을 항균성 코팅액에 침지시켜 상기 항균성 코팅액을 상기 섬유 원단에 도포하며, 상기 항균성 코팅액이 도포된 섬유 원단을 145 내지 155℃의 온도에서 건조하여 항균성 코팅층을 형성함으로써 항균성 코팅층이 형성된 섬유 원단을 제조될 수 있다.

상기 항균성 코팅액은 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane(RHM PU)) 수지, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate; PBAT), PLA(Polylactic Acid), 패각분말, 고추냉이 추출물, 박하 추출물 및 용매를 포함한다.

또한, 상기 항균성 코팅액은 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane(RHM PU)) 수지 20 내지 40 중량부, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate; PBAT) 10 내지 20 중량부, PLA(Polylactic Acid) 5 내지 10 중량부, 패각분말 1 내지 3 중량부, 고추냉이 추출물 2 내지 6 중량부, 박하 추출물 0.1 내지 1 중량부 및 용매 200 내지 400 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane(RHM PU)) 수지를 제조하기 위하여, 먼저, 디카르복실산(Dicarboxylic Acid) 및 디올(Diol)을 준비하여 혼합한 후 축합반응을 진행하여 폴리에스테르 디올(Polyester Diol)을 합성할 수 있다.

상기 디카르복실산(Dicarboxylic Acid)은 아디픽산(Adipic Acid), 세바식산(Sebacic Acid), 도데칸디오산(Dodecanedioic Acid), 이소프탈산(Isophthalic Acid) 및 테레프탈산(Terephthalic Acid)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

또한, 상기 디올(Diol)은 1,6-헥산디올(1,6-Hexanediol), 부탄디올(Butanediol), 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 및 네오펜틸글라이콜(Neopentyl Glycol)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

구체적으로, 상기 폴리에스테르 디올(Polyester Diol)은 상기 디카르복실산(Dicarboxylic Acid) 및 디올(Diol)을 혼합한 후 245 내지 255℃의 온도에서 20시간 동안 축합반응을 진행함으로써 생성될 수 있다.

다음으로, 상기 폴리에스테르 디올(Polyester Diol) 및 디이소시아네이트(Diisocyanate)에 사슬연장제(Chain extender) 및 점착제(Tackifier)를 투입하고 반응시켜 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane(RHM PU))을 제조할 수 있다.

상기 폴리에스테르 디올(Polyester Diol)은 상기 축합반응을 통해 제조될 수 있는데, 상기 폴리에스테르 디올(Polyester Diol)은 중량평균분자량(weight-average molecular weight; Mw)이 4,000 내지 5,000g/mol인 폴리에스테르 디올이 사용될 수 있다.

또한, 상기 디이소시아네이트(Diisocyanate)는 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate(TDI)), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate(MDI)), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate(HDI)), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate(IPDI)) 및 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(4,4'-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate)(HMDI)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

또한, 상기 사슬연장제(Chain extender)는 트리메틸롤프로판(trimethylol propane)이 사용될 수 있다.

또한, 상기 점착제(Tackifier)는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 검로진(gum rosin) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

또한, 상기 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane(RHM PU)) 수지는 상기 폴리에스테르 디올(Polyester Diol) 85 내지 90 중량부 및 디이소시아네이트(Diisocyanate) 15 내지 25 중량부에 사슬연장제(Chain extender) 0.3 내지 0.7 중량부 및 점착제(Tackifier) 4 내지 8 중량부의 중량비율로 투입하고 135 내지 145℃의 온도에서 질소를 퍼징(N₂ gas purging)하면서 4시간 동안 반응시키고, 상기와 같은 반응에 의해 점도가 20,000 내지 40,000cps/130℃인 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane(RHM PU)) 수지가 제조될 수 있다.

상기 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate; PBAT)는 생분해성 바이오플라스틱으로 땅 속에서 6개월 이내에 100% 분해가 되는 친환경적인 재료이고, 상기 PBAT 수지는 일반적으로 알려진 방법에 따라 1,4-부탄디올, 아디픽산 및 테레프탈산을 축중합하여 얻을 수 있다.

이러한 PBAT 수지로는 이러한 일반적 방법으로 직접 합성한 것을 사용하거나, 이미 상용화된 수지, 예를 들어, 상술한 상품명 ECOPLEX(바스프)이나, PBG7070(삼성정밀화학) 등으로 상용화된 PBAT 수지 입수하여 사용할 수도 있다.

또한, 상기 PBAT 수지는 150,000 내지 400,000의 중량평균분자량을 가질 수 있는데, 상기 PBAT 수지가 이러한 분자량의 범위를 가짐에 따라, 상기 PBAT 수지와 반응성 열용융 폴리우레탄 수지, PLA 등 다른 재료들과의 상용성 및 가공성이 보다 우수하게 될 수 있고, 비교적 높은 분자량에 따라 보다 향상된 기계적 물성 등을 나타낼 수 있다.

그리고 상기 PBAT 수지는 ASTM D1238에 의해 측정된 용융지수(MI)가 10 내지 50g/10분으로 될 수 있는데, 상기 PBAT 수지가 이러한 범위의 용융 지수를 가짐에 따라 보다 우수한 가공성 등을 나타낼 수 있다.

상기 PLA(Polylactic Acid)는 옥수수전분을 분해하여 얻은 유산(Lactic acid)을 모노머로 하여 에스테르 반응에 의해 만들어지는 폴리에스테르계 수지로서, 그 구조는 하기 화학식 1과 같다.

[화학식 1]

상기 PLA는 L-이성질체 유산으로부터 유도된 반복단위, D-이성질체 유산으로부터 유도된 반복단위, 또는 L, D-이성질체 유산으로부터 유도된 반복단위로 구성될 수 있는데, PLA는 L-이성질체 및 D-이성질체 유산으로부터 유도된 반복단위를 단독(PLLA 또는 PDLA)으로 또는 조합하여 중합(스테레오 콤플렉스 PLA 또는 스테레오 블록 PLA)함으로써 형성될 수 있다.

상기 패각분말은 패각을 분쇄하여 제조될 수 있는데, 일반적으로 패각이란 연체동물에서 연체를 싸서 보호하는 무기질의 분비형성물로, 이러한 패각은 전복 껍질, 석화 껍질, 조개 껍질, 가리비 껍질 등 각종 패각류의 종류에 따라 분쇄하였을 때 그 질감과 색상이 매우 미려하고 다양하게 나타날 뿐만 아니라 생물 화학적으로 조성된 다공성의 칼슘성분으로 인하여 상당한 단열성능을 가지고 있고, 주변 공기와의 호흡을 통해 공기 중의 오염물질 등을 흡착하는 능력을 가지고 있는 위생적이고 친환경적인 재료로 알려져 있다.

이러한 패각은 탄산칼슘을 주성분으로 단백질 등의 유기물질로 구성되어 있어, 밀도가 매우 높아 파쇄가 쉽지 않은데, 상기 패각을 1,100℃ 이상의 고온에서 일정 시간 소성하면 이산화탄소가 산화되고 98% 이상의 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg), 칼륨(K), 나트륨(Na), 인(P), 유황(S) 등의 미네랄이 포함된 산화칼슘으로 변하게 된다.

이러한 고온소성의 산화칼슘은 천연미네랄로 육가곡식품의 항균, 살균 및 보존제, 농, 수산물의 살균, 신선 보존제, 건강음료첨가제, 피부미용 화장품 등 다양한 분야에 원료와 재료로 활용된다.

상기 패각분말은 하기의 방법으로 제조된 패각분말이 사용될 수 있다.

먼저, 패각을 준비한 후 세척하여 상기 패각에 부착되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.

상기 패각은 전복, 굴, 소라, 꼬막, 바지락, 석화 및 조개로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 껍질이 이용될 수 있고, 상기 패각의 세척은 상기 패각을 탄산수소나트륨(NaHCO₃)이 용해된 정제수를 이용하여 상기 패각의 표면을 세척함으로써, 상기 패각의 표면에 잔류되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.

상기 탄산수소나트륨(NaHCO₃)은 식품첨가물로도 이용되는 것으로, 독성이 없으며 침투, 확산, 팽창 등의 기능을 가져 패각의 표면을 깨끗하게 세척할 수 있는데, 상기 탄산수소나트륨은 3 내지 5(w/w)% 농도 범위를 가지고, 20 내지 30℃의 온도에서 5 내지 15분 동안 세척하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 세척된 패각을 제1 분쇄하여 패각 조립 분쇄물을 제조할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 세척된 패각을 조립기를 이용하여 제1 분쇄함으로써, 추후 공정에서 상기 패각 내부의 불순물이나 유기 잔류물 등을 제거할 수 있는데, 상기 제1 분쇄는 그래뉼레이터(pan granulator), 드럼 그래뉼레이터(Drum granulator) 또는 압축식 펠레타이저(pelletizer) 등과 같은 공지된 조립기를 이용하여 수행될 수 있으나, 반드시 상기한 조립기에만 한정되는 것은 아니다.

그 다음으로, 상기 패각 조립 분쇄물을 혼합액에 침지할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 패각 조립 분쇄물을 혼합액에 침지함으로써 상기 패각 조립 분쇄물에 함유되어 있는 불순물이나 유기 잔류물 등을 제거할 수 있는데, 상기 혼합액으로는 질산 0.1 내지 0.5 중량%, 인산염 화합물 0.5 내지 1.5 중량%, 과황산염 0.01 내지 0.1 중량%, 초산 1 내지 3 중량% 및 잔량의 정제수로 이루어지고, 상기 패각 조립 분쇄물을 10 내지 30분 동안 상기 혼합액에 침지시켜 수행될 수 있다.

또한, 상기 단계에서 상기 인산염 화합물로는 제1 인산나트륨(NaH₂PO₄), 제2 인산나트륨(Na₂HPO₄), 제3 인산나트륨(Na₃PO₄), 제1 인산칼륨(KH₂PO₄), 제2 인산칼륨(K₂HPO₄), 제1 인산암모늄((NH₄)H₂PO₄), 제2 인산암모늄((NH₄)₂HPO₄) 및 제3 인산암모늄((NH₄)₃PO₄)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 상기 과황산염으로는 과황산암모늄((NH₄)₂S₂O₈), 과황산나트륨(Na₂S₂O₈) 또는 과황산칼륨(K₂O₈S₂) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

이어서, 상기 패각 조립 분쇄물을 혼합액에서 분리하여 꺼낸 후 상기 패각 조립 분쇄물을 소성로를 이용하여 가열하여 소성할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 분리된 패각 조립 분쇄물을 소성로를 이용하여 가열함으로써 상기 패각 조립 분쇄물의 미세 기공에 흡착된 오렴물질을 제거하고 활성화시킬 수 있는데, 상기 단계는 상기 분리된 패각 조립 분쇄물을 소성로에 투입한 후 1,300 내지 1,600℃의 온도에서 30 내지 200분 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.

또한, 상기 단계에서는 상기와 같이 소성 공정을 거침으로써 상기 패각을 구성하는 탄산칼슘은 하기와 같이 산화칼슘과 이산화탄소로 뷴해될 수 있다.

탄산칼슘(CaCO₃) → 산화칼슘(CaO) + 이산화탄소(CO₂)

다음으로, 상기 소성된 패각 조립 분쇄물을 제2 분쇄한 후 불순물을 제거하여 패각 미립 분쇄물을 제조할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 소성된 패각 조립 분쇄물을 볼밀(ball mill)이나 각종 공지된 분쇄기를 이용하여 분쇄함으로써 수행될 수 있는데, 상기 단계에서는 제조되는 패각 미립 분쇄물의 입경이 1 내지 10㎛가 되도록 분쇄할 수 있다.

또한, 상기 단계에서는 상기 소성된 패각 조립 분쇄물을 제2 분쇄한 후 자석이 설치된 회전통에서 회전시킴으로써 상기 제2 분쇄된 패각에 잔류할 수 있는 중금속 등과 같은 불순물을 제거할 수 있는데, 구체적으로는 상기 제2 분쇄된 패각을 자석이 설치된 회전통에 투입한 후 500 내지 1000RPM의 회전속도로 10 내지 20분 동안 회전시킴으로써 상기 제2 분쇄된 패각에 포함될 수 있는 중금속 등과 같은 불순물을 제거할 수 있다.

그 다음으로, 상기 패각 미립 분쇄물에 유산균 배양액을 분무하여 접종할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 패각 미립 분쇄물 100 중량부에 대해 유산균 배양액 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 분무하여 접종할 수 있는데, 상기 유산균은 발효 식품인 김치로부터 분리된 유산 균주를 이용할 수 있는데, 구체적으로, 상기 유산 균주로는 락토바실러스 쿠르바투스(Lactobacillus curvatus), 바이셀라 비리데센스(Weissella viridescens), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 및 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 공지된 유산 균주가 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 단계에서는 김치로부터 유산균 배양액을 제조하기 위하여 1.2N HCl을 이용하여 배지의 pH를 2.8~3.2로 조정한 다음 김치로부터 유산 균주를 분리하고, 상기 분리된 유산 균주를 MRS broth(Oxoid, England)를 이용하여 37~39℃에서 20 내지 25시간 동안 배양한 후 1×1.0⁸ ~ 5×1.0⁸ CFU/mL이 되도록 희석하며, 이후 10,000 내지 15,000rpm에서 10~15분간 원심분리하여 상청액(supernatant)만을 분리하고, 상기 상청액(Supernatant)을 0.45㎛ 시린지 필터(syringe filter)로 여과 후, 상기 여과된 상청액 100 중량부에 대해 멸균한 증류수 1,000 내지 2,000 중량부의 중량 비율로 혼합하여 희석함으로써 유산균 배양액을 제조할 수 있다.

이어서, 상기 유산균 배양액이 접종된 패각 미립 분쇄물을 발효시킬 수 있다.

상기 단계에서는 상기 유산균 배양액이 접종된 패각 미립 분쇄물을 38 내지 45℃의 온도 및 60 내지 65%의 습도가 유지되도록 한 후, 5 내지 10일 동안 발효시킬 수 있다.

다음으로, 상기 발효된 패각 미립 분쇄물을 세척한 후 건조, 살균하여 칼슘분말로 이루어진 패각분말을 제조할 수 있다.

상기 고추냉이 추출물은 하기의 방법으로 제조된 고추냉이 추출물이 사용될 수 있다.

상기 고추냉이 추출물을 제조하기 위하여, 먼저, 고추냉이를 준비한 후 물에서 깨끗하게 세척할 수 있다.

상기 고추냉이(Wasabia koreana, Wasabia japonica)는 십자화과에 속하는 상록, 다년생 숙근성 반음지 식물로서, 시니그린(sinigrin), 알릴이소티오시아네이트(allylisothiocyanate), 비타민 C(vitamin C), 글루코오스(glucucos), KHSO₄ 등이 함유되어 있어서 부패 방지, 항균 및 식용 향신료 등의 목적으로 사용될 수 있는 물질로 알려져 있다.

다음으로, 상기 세척된 고추냉이를 증숙할 수 있다.

상기 단계에서 상기 증숙은 상기 세척된 고추냉이를 수증기로 30분 내지 60분 동안 찜으로써 수행될 수 있는데, 상기 고추냉이의 증숙이 상기한 하한 범위 미만으로 수행되는 경우에는 충분한 증숙이 이루어지지 않는 문제점이 있고, 상기한 상한 범위를 초과하여 수행되는 경우에는 증숙 시간의 증가에 따른 효과의 차이가 미미할 수 있다.

그 다음으로, 상기 증숙된 고추냉이를 초산 또는 구연산 중 어느 하나 이상의 산으로 세척할 수 있다.

상기 단계에서 상기 증숙된 고추냉이의 세척은 상기 증숙된 고추냉이의 표면을 초산 또는 구연산 중 어느 하나 이상의 산으로 세척함으로써, 제조되는 고추냉이 추출물의 향미, 색택 등의 개선 효과가 있다.

이어서, 상기 산으로 세척된 고추냉이를 건조할 수 있다.

상기 단계에서 상기 건조는 햇빛 건조시 상기 고추냉이의 엽록소가 파괴되고 유용 성분이 휘발되는 것을 방지하기 위하여, 상기 고추냉이를 20 내지 22℃의 온도 및 55 내지 60%의 습도에서 10 내지 30시간 동안 건조할 수 있다.

다음으로, 상기 건조된 고추냉이를 추출하여 고추냉이 추출물을 제조할 수 있다.

상기 단계에서 상기 건조된 고추냉이를 추출하여 고추냉이 추출물을 얻는 방법으로는, 예를 들어, 열수 추출법, 유기용매 추출법, 초음파 추출법, 초임계 추출법 등 다양한 추출법을 이용하여 추출할 수 있는데, 설명의 편의 및 본 발명의 기술적 사상의 명확성을 위하여 상기 건조된 고추냉이를 추출하여 고추냉이 추출물을 얻는 방법에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 박하추출물은 박하의 잎 및 줄기를 사용하여 제조될 수 있는데, 예를 들어, 상기 박하추출물은 하기의 방법으로 제조된 박하추출물이 이용될 수 있다.

상기 박하 추출물을 제조하기 위하여, 먼저, 동량의 박하의 잎 및 줄기를 채취하여 1 내지 3(w/w)% 농도 범위 및 33 내지 37℃의 온도를 가지는 탄산수소나트륨(NaHCO₃)이 용해된 정제수로 1 내지 5분 동안 세척하여 박하의 잎 및 줄기에 부착되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.

상기 박하(Mentha arvensis var piperascens)는 쌍떡잎식물 통화식물목 꿀풀과의 여러해 살이 숙근초로서, 식물자체에 방향성을 가지고 있고 직립하여 상부에서 분지되어있다. 박하의 주요성분으로는 알파-피넨(alphapinene(+, -)), 아니스알데히드(anisaldehyde), 다우코스테롤(Daucosterol), 유제놀(Eugenol), 리날롤(Linalool), 멘톤(Menthone), (+)-네오멘톨((+)-Neomenthol) 등이 있다.

이러한 박하는 청량하면서도 산뜻한 향을 발산하고, 피부나 두피에 존재하는 습진, 옴 등을 일으키는 병원성 진균, 대장균, 포도상구균 등의 미생물에 대해서 살균 및 항균작용을 갖는다.

또한, 박하는 피부의 점막과 혈관을 수축하는 작용, 신경말초를 마비시키는 작용, 통증을 멎게 하는 작용, 소양감을 멈추게 하는 작용 등이 있어서 피부에 특유의 청량감을 주어 피부병을 개선하고 피부 진정작용과 항산화 효과를 가지는 것으로 알려져 있으며, 박하의 주성분인 멘톨은 도포제, 진통제, 흥분제, 또는 건위제 등으로 약용되며 치약, 사탕, 잼, 화장품, 담배 등에 향료나 청량제로서 사용된다.

다음으로, 상기 세척된 박하의 잎 및 줄기를 수증기로 증숙할 수 있다.

상기 단계에서 상기 증숙은 상기 세척된 박하의 잎 및 줄기를 3 내지 4kgf/cm²의 압력에서 120 내지 130℃ 온도의 수증기로 30 내지 40분 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.

그 다음으로, 상기 증숙된 박하의 잎 및 줄기를 건조할 수 있다.

상기 단계에서 상기 건조는 햇빛 건조시 상기 박하의 잎 및 줄기의 엽록소나 유용 성분이 휘발되는 것을 방지하기 위하여, 상기 박하의 잎 및 줄기를 15 내지 20℃의 온도 및 55 내지 60%의 습도에서 20 내지 30시간 동안 건조할 수 있다.

이어서, 상기 건조된 박하의 잎 및 줄기를 가열하여 덖음한 후 냉각할 수 있다.

상기 단계에서 상기 덖음은 상기 건조된 박하의 잎 및 줄기를 가열 용기에 투입한 후 70 내지 75℃의 온도에서 3 내지 5분 동안 1차 덖음하고, 상기 1차 덖음된 박하의 잎 및 줄기를 120 내지 130℃의 온도에서 10 내지 40초 동안 2차 덖음하며, 상기 2차 덖음된 박하의 잎 및 줄기를 20 내지 30℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 냉각하는 과정으로 진행될 수 있다.

다음으로, 상기 덖음 후 냉각된 박하의 잎 및 줄기를 추출하여 박하 추출물을 제조할 수 있다.

상기 단계에서 상기 덖음 후 냉각된 박하의 잎 및 줄기는 열수 추출법, 유기용매 추출법, 초음파 추출법, 초임계 추출법 등 다양한 추출법을 이용하여 추출할 수 있다.

예를 들어, 상기 초음파 추출법이란 시료에 추출 용매로서 증류수, 에탄올, 메탄올, 부탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 헥산, 프로판올, 함수 부틸렌글리콜, 함수 프로필렌글리콜로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 용매를 10배 내지 20배 부피량으로 가한 후, 1 시간 내지 10 시간, 바람직하게는 1 시간 내지 4 시간의 초음파 추출 방법을 사용하여 수행되는 추출 방법을 의미한다.

또한, 상기 초임계 추출법이란 건조하여 파쇄한 시료와 보조용매로 에탄올(99.5%) 500~700mL를 초임계 유체 추출 반응기(Natex, Autstria)에 넣고 반응기 내의 온도가 65℃, 압력이 450 bar, S/F 비(supercritical fluid ㎏/Feed ㎏) 35가 되는 조건하에서 추출하는 방법을 의미한다.

상기 용매는 상기 항균성 코팅액을 구성하는 조성물들을 균일하게 혼합하고 점도를 조절하기 위하여 사용되는 것으로, 상기 용매로는 정제수가 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법은 상기 항균성 코팅층이 형성된 섬유 원단에 탈취, 소취 등의 효과가 있는 제2 코팅액을 더 분무한 후, 상기 제2 코팅액이 더 분무된 섬유 원단을 120 내지 140℃의 온도에서 건조하여 섬유 원단을 제조할 수도 있다.

상기 제2 코팅액은 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 발수제, 소취 비드 및 용매를 포함한다.

또한, 상기 제2 코팅액은 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 5 내지 10 중량부, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 3 내지 7 중량부, 발수제 1 내지 3 중량부, 소취 비드 1 내지 5 중량부 및 용매 100 내지 200 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 자기유화형 에폭시 수지는 자체 내에 유화시킬 수 있는 활성기를 가지고 있는 에폭시 수지로, 상기 자기유화형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 200 내지 230g/eq인 자기유화형 변성 에폭시 수지가 사용됨으로써, 도막의 강도, 내후성, 내수성 등의 물성을 현저히 개선할 수 있다.

상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 디올 80~90 중량% 및 트리올 10~20 중량%를 포함하는 다가 알코올을 무수산 40~50 중량% 및 지방족산 50~60 중량% 포함하는 다염기산과 축합 중합시켜 수산기값이 45~65mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 유리전이온도가 5~20℃이며 중량평균분자량(Mw)이 2,500~3,500인 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 폴리에스테르 수지 50~60 중량% 및 아크릴 단량체 40~50 중량%를 그래프트(graft) 시켜서 중량평균분자량(Mw) 5,000~7,000, 수산기값이 50~60mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 및 유리전이 온도가 10~20℃ 범위인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지를 제조할 수 있다.

상기 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)은 우수한 선형성, 평평한 지그재그 입체형태(zig-zag conformation), 고결정성, pH 13.5 이상에서도 견디는 우수한 내알카리성, 우수한 접착성 등의 특성을 가지고 있다.

상기 폴리비닐알콜은 전술한 바와 같은 우수한 물성적 특성과 다양한 적용 범위로 인해 그 응용이 확대되고 있다. 특히, 폴리비닐알콜을 이용한 고강도 및 고탄성율 겔의 제조 및 고성능 폴리비닐알콜 섬유 제조에 대한 많은 연구들이 이루어지고 있다.

또한, 폴리비닐알콜은 전기방사 기술로 미세섬유를 제조하는 기술에 적용이 가능하다. 전기방사기술로 미세섬유를 제조하는 방법은 고분자 수지용액에 높은 전압을 인가하여 방사구에서 토출되어 나오는 용액에 액체 젯(jet)의 형성을 유도하 고, 이때 용매의 휘발 중에 전기적인 반발력에 의한 연속적인 잡아늘림으로 굵기가 미세한 섬유가 얻어지는 것을 특징으로 한다.

특히, 전기방사기술을 이용할 경우 3차원 망상구조인 웹의 형태로 섬유사가 콜렉터에 쌓이게 되는데 이러한 미세섬유는 높은 비표면적 및 장력을 비롯한 기계적 물성 향상, 화학적 물성 향상 그리고 세포생체재료 인식특성 등을 갖게 된다. 따라서, 폴리비닐알콜은 미세섬유, 필터를 포함한 산업용 소재, 광화학 센서 소재, 바이오메디컬 소재, 미용 소재 등 광범위한 분야에서 응용이 가능하다.

상기 발수제는 메틸하이드로겐폴리실록산, 디메틸폴리실록산, 폴리테트라플로오르에틸렌, 플로오르에틸렌프로필렌, 테트라플로오르에틸렌 페르플루오트알킬비닐에테르, 폴리불화비닐라덴 및 호모폴리머 폴리불화비닐라덴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 소취 비드는 섬유 원단에서 생성될 수 있는 불쾌취를 완화 및 제거하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 소취 비드는 하기의 방법으로 제조된 소취 비드가 사용될 수 있다.

먼저, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 친수성 첨가제 및 가교제가 일정한 중량비율로 혼합된 혼합용액을 제조할 수 있는데, 상기 혼합용액은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 200 내지 300 중량부, 친수성 첨가제 30 내지 50 중량부 및 가교제 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 혼합될 수 있다.

상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체로는 메타아크릴산, 무수말레인산, 크로톤산, 이타콘산, 2-아크릴로일에탄 술폰산, 2-메타아크릴로일에탄술폰산, 2-메타아크릴로일프로판술폰산 또는 2-메타아크릴아미드-2-메틸 프로판 술폰산의 음이온성 단량체와 그 염; 메타아크릴아미드, N-치환메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트 및 메톡시폴리에틸렌글리콜메타아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 친수성 첨가제는 흡수성 중합체로 형성된 후 상기 흡수성 중합체 내에서 용출됨으로써, 상기 흡수성 중합체 내부에 미세 공간을 형성하고, 상기 흡수성 중합체 내부에 형성된 미세 공간을 형성할 수 있다.

상기 친수성 첨가제는 소디움도데실설페이트, 인산염, 솔비탄 모노라우레이트, 솔비탄 모노팔미테이트, 솔비탄 모노스테아레이트 및 솔비탄 모노올레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 가교제는 안정된 겔 강도를 유지하기 위하여 첨가되는 것으로, 예를 들어, 상기 가교제로는 탄소수 8 내지 12의 비스(메트)아크릴아미드, 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메트)아크릴레이트 및 탄소수 2 내지 10의 폴리올의 폴리(메트)알릴에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.

다음으로, 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 친수성 첨가제 및 가교제가 혼합된 혼합용액에 정제수를 첨가한 후 교반할 수 있다.

상기 정제수는 상기 수용성 에틸렌계 불포화 단량체, 친수성 첨가제 및 가교제를 포함하는 혼합용액을 분산하기 위하여 사용되는 것으로, 상기 정제수는 혼합용액 전체 100 중량부에 대해 50 내지 100 중량부가 사용될 수 있다.

그 다음으로, 상기 정제수가 혼합된 혼합용액에 중합개시제를 첨가하여 중합체를 형성할 수 있다.

상기 중합개시제는 중합 방법에 따라 열중합 개시제 또는 UV 조사에 따른 광중합 개시제를 사용할 수 있는데, 본 발명에서 상기 중합개시제로는 광중합개시제가 사용될 수 있고, 예를 들어, 상기 광중합개시제로는 벤조인 에테르(benzoin ether), 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine) 및 알파-아미노케톤(α-aminoketone)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 한편, 아실포스핀의 구체적인 예로는, 상용하는 lucirin TPO, 즉, 2,4,6-트리메틸-벤조일-트리메틸 포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethyl-benzoyl-trimethyl phosphine oxide)를 사용할 수 있다.

이어서, 상기 중합체를 건조한 후 분쇄하여 중합체 파우더를 제조할 수 있다.

상기 중합체의 건조는 135 내지 145℃의 온도에서 수행되고, 상기 건조된 중합체의 분쇄는 핀 밀(pin mill), 해머 밀(hammer mill), 스크류 밀(screw mill) 등과 같은 분쇄기를 이용하여 입경이 1000 내지 2000㎛가 되도록 분쇄될 수 있다.

다음으로, 상기 중합체 파우더에 소취액을 혼합하여 소취 비드를 제조할 수 있다.

상기 소취액은 제조되는 섬유 원단에서 발생될 수 있는 불쾌취나 미생물의 번식을 방지하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 소취액은 상기 중합체 파우더 전체 100 중량부에 대해 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 소취액은 구연산나트륨, 젖산나트륨, 글리세린, 염화칼륨, 염화나트륨, 비타민B1라우릴황산염, 안식향산나트륨, 자몽종자추출물, 황칠나무 잎 추출물 및 정제수로 이루어지고, 상기 소취액은 구연산나트륨 1 내지 3 중량부, 젖산나트륨 2 내지 4 중량부, 글리세린 3 내지 6 중량부, 염화칼륨 0.5 내지 1.5 중량부, 염화나트륨 0.1 내지 0.5 중량부, 비타민B1라우릴황산염 0.5 내지 1.5 중량부, 안식향산나트륨 1 내지 3 중량부, 자몽종자추출물 0.5 내지 1.5 중량부, 황칠나무 잎 추출물 0.1 내지 0.3 중량부 및 정제수 5 내지 10 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.

상기 구연산나트륨은 백색의 결정성 분말로 물에 잘 용해되고 수용액은 산성을 나타내는데, 상기 구연산나트륨은 pH 조정제, 산패방지제, 증점제, 유화제, 안정제 등으로 사용될 수 있고, 비타민C의 분해를 억제해서 식품 보존성을 향상시키고 구연산의 산미를 완화시킬 수 있다.

상기 젖산나트륨은 무색의 액체로 냄새가 없거나 약간 특이한 냄새가 있는 염류 식품제조용 첨가물이다. 화학식은 C₃H₅NaO₃이고 물에 용해되며, 수용액의 pH는 5.0~9.0이며, 글리세린과 유사한 성질을 가지고 있고, 식품에 쓰여질 수 있으며, 유화제, 향미향상제, 습윤제, pH조정제로 사용된다.

상기 글리세린은 화학식 C₃H₅OH)₃로 CAS 번호는 56-81-5이며, 무색, 무취의 액체이다. 점성이 매우 강한 특징이 있는데, 지방산과 마찬가지로 유지 성분이며, 공업적으로도 유지를 분해함으로써 얻어진다. 글리세린은 3개의 수산기를 가진 3가 알코올이다. 무색의 끈기 있는 액체로 흡습성이 있으며 감미가 조금 있고, 녹는점 20℃, 끓는점 290℃이다. 글리세린은 글리프탈 수지 등의 합성 원료로 쓰이는 외에 윤활제 혹은 연고 같은 약품, 담배나 화장품의 방건제(防乾劑)·정미제(呈味劑) 등에, 나아가서는 방동제(防凍劑)·냉각제·인쇄용 잉크 등 대단히 넓은 이용도를 가진 중요한 물질이다. 그러므로 오늘날에는 이와 같은 유지 분해에 의해서뿐 아니라 프로필렌을 원료로 하는 합성법에 의해서도 제조되고 있으며, 천연품·합성품이 거의 같은 분량을 차지하고 있다.

상기 염화칼륨은 자연에서는 바닷물 속에 약 0.08% 가량 포함되어 있으며, 실빈(sylvine) 또는 실바이트(sylvite)라는 광물에서 얻는다. 흰색의 정방정계(正方晶系)에 속하는 결정으로 천연으로 산출되는 것은 쓴맛과 짠맛이 섞여 있기도 하다. 상기 염화칼륨은 물에 잘 녹으며 전류를 잘 통하고, 알칼리 금속원소인 칼륨이온이 함유되어 있으므로 보라색의 불꽃 반응을 한다. 또한, 상기 염화칼륨은 공업적으로는 칼륨염의 제조원료로 사용되고, 실험실에서는 완충용액 및 전극액으로 쓰인다. 상기 염화칼륨(KCl)의 단결정(單結晶)은 적외선 흡수측정 시에 이용되는 프리즘이나 셀의 창 제조에 사용될 수 있고, 기타 열처리제, 사진 시약, 의약품 등으로 쓰인다.

상기 염화나트륨은 나트륨과 염소의 화합물로 식용 소금의 주성분이다. 해수의 염류 중 차지하는 비율이 가장 많고, 상기 염화나트륨은 나트륨 이온(Na+)과 염화 이온(Cl-)이 결합하여 극성 구조를 가지기에 같은 극성 용매인 물에 잘 녹는다. 또한, 상기 염화나트륨의 결정 구조는 팔면체를 띠는 각 원자는 6개의 가장 가까운 이웃을 가지고 있는 형태이다.

상기 비타민B1라우릴황산염은 분자량이 815.19, CAS No.는 39479-63-5이고, 무색 또는 백색의 결정 또는 백색의 결정성분말로서 냄새가 없거나 또는 약간 특이한 냄새가 있다. 상기 비타민B1라우릴황산염은 식품영양 강화제로 사용될 수 있고 항균성을 갖고 있음이 알려진 이후, 각종 식품 공장에서 보존제로 각광 받고 있다. 또한, 상기 비타민B1라우릴황산염은 최근 TLS를 활용하여 다양한 분야에 사용되고 있는 소독제를 대체하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 인체에 전혀 무해하며 친환경적인 소독제로 개발되고 있다.

상기 안식향산나트륨은 미생물의 증식에 의해 일어나는 부패와 변질방지를 위해 식품에 첨가하는 보존료의 일종으로, 식품의 세균, 곰팡이, 효모 등의 증식을 억제한다.

상기 자몽종자추출물(GSE, Grapefruit seed extract)은 항균, 항진균, 항산화 효과가 있고, 독성 실험에서는 안식향산나트륨, 솔빈산 칼륨에 비해서 거의 독성이 없는 것으로 확인되었다. 특히, 상기 자몽종자추출물의 성분 중 ascorbic acid, ascorbyl palmitate 및 tocopherol 등이 부패성 및 병원성 미생물의 세포벽 및 세포막의 기능을 약화시키고 효소활성을 억제하며, DNA/RNA에서 비롯되는 세포증식 기작을 방지하여 세균, 효모 및 곰팡이 등에 살균 효과를 나타나며 곰팡이의 생육 및 독소합성에 저해효과를 가진다.

상기 황칠나무 잎 추출물은 황칠나무의 잎으로부터 추출하여 제조된 것으로, 황칠나무(Dendropanax morbifera Lev)는 두릅나무과 오갈피속의 상록활엽교목으로 높이 15m 이상까지 자라는 한국 고유의 토종나무이다. 어린 가지는 녹색이며 광택이 있고, 꽃은 6월에 피며, 길이 7~19mm의 열매가 검게 익는다. 최저기온이 영하 2℃ 이상, 연 평균기온이 12~15℃ 이상인 지역에서 자라는 난대성 식물이다.

황칠나무는 황칠을 분비하는데, 상기 황칠은 일반적으로 황금색 도막을 형성하는 도료 성분인 비휘발 성분 66.7%, 방향성분 10.8%, 수분 8.1%, 고형분 14.4%로 구성되어 있으며, 특히 방향 성분은 주로 세스퀴테르펜류의 β-쿠베벤(cubebene), γ-셀리넨(selinene), δ-카디넨 (cadinene) 등으로 이루어진 것으로 알려져 있다. 황칠에 포함된 방향 성분은 심신을 맑고 편안하게 해주는 안식향으로서의 가치뿐만 아니라 다양한 약리작용을 가지고 있어 향수, 화장료나 기능성 식음료로서의 이용가치가 높다.

상기 황칠나무 잎 추출물은 하기의 제조방법으로 제조된 황칠나무 잎 추출물이 사용될 수 있다.

먼저, 황칠나무 잎 추출물을 제조하기 위하여, 황칠나무 잎을 준비한 후 세척할 수 있다.

다음으로, 상기 세척된 황칠나무 잎을 일정한 입도로 분쇄할 수 있다.

상기 단계에서는 상기 황칠나무 잎을 일정한 입도로 분쇄함으로써 상기 황칠나무 잎의 유효성분이 충분히 추출되도록 할 수 있는데, 상기 단계에서 황칠나무 잎의 분쇄는 입경이 500 내지 2500㎛의 범위가 되도록 분쇄할 수 있다. 상기 단계에서 상기 황칠나무 잎의 입경이 500㎛ 미만으로 분쇄되는 경우에는 분쇄 시간이 오래 걸리고, 또한 입자가 너무 작아 추후 공정에서 입자들간의 뭉침 현상이 발생할 수 있고, 2500㎛를 초과하여 분쇄되는 경우에는 상기 황칠나무 잎으로부터 유용성분들을 효과적으로 추출하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.

그 다음으로, 상기 분쇄된 황칠나무 잎을 저온 감압의 분위기에서 초음파를 가한 후 고형분을 제거함으로써 황칠나무 잎 추출물을 얻을 수 있다.

상기 단계에서는 상기 분쇄된 황칠나무 잎을 용매와 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 초음파 추출기에 투입하여 상기 혼합액에 초음파를 가하고, 상기 혼합물에 포함되어 있는 고형분을 체(sieve)와 같은 공지의 거름망 등을 이용하여 제거함으로써 황칠나무 잎 추출물을 제조할 수 있는데, 상기 용매는 상기 분쇄된 황칠나무 잎 100 중량부에 대해 1000 내지 2000 중량부의 중량비율로 혼합되고, 상기 용매로는 물 또는 탄소수 1 내지 4(C1 내지 C4)의 알코올 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용매가 사용될 수 있다.

또한, 상기 단계는 20 내지 25℃의 온도 및 0.1 내지 0.5kgf/cm²의 압력하에서 상기 혼합액에 가해지는 초음파는 30 내지 50KHz의 진동주파수에서 30 내지 60분 동안 100 내지 200와트(watt)의 출력을 이용하여 추출함으로써 황칠나무 잎 추출물을 얻을 수 있다.

삭제

상기 용매는 항균성 혼합물을 섬유 원사에 도포할 때 점도와 유동성을 조절하여 작업성 및 접착성을 향상시키기 위해 사용될 수 있는데, 상기 용매로는 에테르계 용매, 아세테이트계 용매, 알코올계 용매 또는 이들이 혼합된 용매가 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 에테르계 용매로는 프로필렌그릴콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 아세테이트계 용매로는 부틸아세테이트, 에틸아세테이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 알코올계 용매로는, 디아세톤알콜(DAA), n-부탄올, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 항균성이 우수한 섬유 원단에 대한 실시예 및 비교예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

< 실시예 >

먼저, 파티션 마감 원단으로 사용되는 공지의 섬유 원단을 준비하였고, 상기 섬유 원단을 항균성 코팅액에 침지시켜 상기 항균성 코팅액을 상기 섬유 원단에 도포하였으며, 상기 항균성 코팅액이 도포된 섬유 원단을 150℃의 온도에서 건조하여 항균성 코팅층이 형성된 섬유 원단을 제조하였다.

이때, 상기 항균성 코팅액은 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane(RHM PU)) 수지 30 중량부, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate; PBAT) 15 중량부, PLA(Polylactic Acid) 7 중량부, 패각분말 2 중량부, 고추냉이 추출물 4 중량부, 박하 추출물 0.5 중량부 및 용매 300 중량부의 중량 비율로 포함되었다.

이어서, 상기 항균성 코팅층이 형성된 섬유 원단에 제2 코팅액을 더 분무한 후, 상기 제2 코팅액이 더 분무된 섬유 원단을 130℃의 온도에서 건조하여 실시예에 따른 섬유 원단을 제조하였다.

< 비교예 >

파티션 마감 원단으로 사용되는 공지의 섬유 원단을 준비하였고, 이를 비교예에 따른 섬유 원단으로 사용하였다.

1. 항균도 시험

실시예에 따른 섬유 원단을 이용하여 항균도를 측정하였다.

도 3a는 실시예에 따른 섬유 원단에 균주1을 이용하여 수행된 항균도 시험을 보여주는 사진이고, 도 3b는 실시예에 따른 섬유 원단에 균주2를 이용하여 수행된 항균도 시험을 보여주는 사진이며, 도 3c는 실시예에 따른 섬유 원단을 이용하여 항균도를 측정한 결과를 보여주는 시험성적서이다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 실시예에 따른 섬유 원단은 균주1, 균주2에 대해 정균감소율이 99.9%로 우수한 항균성을 보임을 확인할 수 있다.

2. 방미도 시험

실시예에 따른 섬유 원단을 이용하여 방미도를 측정하였다.

도 4a는 실시예에 따른 섬유 원단에 공시균주를 이용하여 수행된 방미도 시험을 보여주는 사진이고, 도 4b는 실시예에 따른 섬유 원단을 이용하여 방미도를 측정한 결과를 보여주는 시험성적서이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 실시예에 따른 섬유 원단은 공시균주(Aspergillus niger ATCC 6275)의 증식이 관찰되지 않고 방미도가 우수한 것을 확인할 수 있다.

3. 암모니아, 메틸메르캅탄, 황화수소 소취 시험

300cc의 삼각 플라스크에 하기에 기재된 농도를 나타내는 암모니아, 메틸메르캅탄, 황화수소의 악취원을 넣고, 상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 섬유 원단을 절단하여 원단 시편을 각각 20g씩 넣고 시험액을 각각 5cc씩 첨가 및 밀폐한 후 방치하였고, 이후 일정한 시간 간격으로 악취원의 농도를 측정하였다.

(1) 암모니아 소취 시험

28% 암모니아수를 4배 부피의 물에 희석하여 희석액을 제조하였고, 상기 희석액 0.15cc를 넣어 암모니아 농도가 160ppm이 되도록 하여 소취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 1]에 나타내었다.

암모니아 소취 시험 (단위 : ppm)

구분	실시예	비교예
3분 후	88	147
5분 후	69	140
10분 후	52	135
30분 후	38	131
60분 후	29	128

(2) 메틸메르캅탄 소취 시험

30% 메틸메르캅탄-메탄올용액을 200배로 물에 희석하여 희석액을 제조하였고, 상기 희석액 중에서 0.2cc를 덜어내어 암모니아와 동일하게 처리하였다. 이때, 메틸메르캅탄 농도가 170ppm이 되도록 하여 소취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 2]에 나타내었다.

메틸메르캅탄 소취 시험 (단위 : ppm)

구분	실시예	비교예
1시간 후	48	97
2시간 후	31	92
3시간 후	15	85

(3) 황화수소 소취 시험

정제수 1에 황화수소 3을 상온에서 용해하여 용해액을 제조하였고, 상기 용해액을 5배로 희석한 것을 0.5cc 덜어내어 암모니아와 동일하게 처리하였다. 이때, 황화수소 농도가 310ppm이 되도록 하여 소취 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기의 [표 3]에 나타내었다.

황화수소 소취 시험 (단위 : ppm)

구분	실시예	비교예
1시간 후	115	212
2시간 후	73	201
3시간 후	42	190

상기 [표 1] 내지 [표 3]을 참조하면, 실시예에 따른 섬유 원단은 우수한 소취 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

섬유 원단을 준비하고, 상기 섬유 원단을 항균성 코팅액에 침지시켜 상기 항균성 코팅액을 상기 섬유 원단에 도포하며, 상기 항균성 코팅액이 도포된 섬유 원단을 건조하여 항균성 코팅층을 형성하고, 상기 항균성 코팅층이 형성된 섬유 원단에 제2 코팅액을 더 분무한 후, 상기 제2 코팅액이 더 분무된 섬유 원단을 120 내지 140℃의 온도에서 건조하여 제조되되,
상기 항균성 코팅액은 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane) 수지 20 내지 40 중량부, 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트 수지(Polybutylene Adipate Terephthalate) 10 내지 20 중량부, PLA(Polylactic Acid) 5 내지 10 중량부, 패각분말 1 내지 3 중량부, 고추냉이 추출물 2 내지 6 중량부, 박하 추출물 0.1 내지 1 중량부 및 용매 200 내지 400 중량부의 중량 비율로 포함되며,
상기 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane) 수지는, 디카르복실산(Dicarboxylic Acid) 및 디올(Diol)을 준비하여 혼합한 후 245 내지 255℃의 온도에서 20시간 동안 축합반응을 진행하여 폴리에스테르 디올(Polyester Diol)을 합성하되, 상기 디카르복실산(Dicarboxylic Acid)은 아디픽산(Adipic Acid), 세바식산(Sebacic Acid), 도데칸디오산(Dodecanedioic Acid), 이소프탈산(Isophthalic Acid) 및 테레프탈산(Terephthalic Acid)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 디올(Diol)은 1,6-헥산디올(1,6-Hexanediol), 부탄디올(Butanediol), 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 및 네오펜틸글라이콜(Neopentyl Glycol)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 상기 폴리에스테르 디올(Polyester Diol) 85 내지 90 중량부 및 디이소시아네이트(Diisocyanate) 15 내지 25 중량부에 사슬연장제(Chain extender) 0.3 내지 0.7 중량부 및 점착제(Tackifier) 4 내지 8 중량부의 중량비율로 투입하고 135 내지 145℃의 온도에서 질소를 퍼징(N₂ gas purging)하면서 4시간 동안 반응시키는 과정을 거쳐 점도가 20,000 내지 40,000cps/130℃인 반응성 열용융 폴리우레탄(Reactive Hot Melt Polyurethane) 수지가 사용되되, 상기 폴리에스테르 디올(Polyester Diol)은 중량평균분자량(weight-average molecular weight; Mw)이 4,000 내지 5,000g/mol인 폴리에스테르 디올이 사용되고, 상기 디이소시아네이트(Diisocyanate)는 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate) 및 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(4,4'-Methylenebis(cyclohexyl isocyanate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 상기 사슬연장제(Chain extender)는 트리메틸롤프로판(trimethylol propane)이 사용되고, 상기 점착제(Tackifier)는 폴리스티렌(polystyrene) 또는 검로진(gum rosin) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며,
상기 패각분말은, 전복, 굴, 소라, 꼬막, 바지락, 석화 및 조개로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 패각을 준비한 후 세척하여 상기 패각에 부착되어 있는 이물질을 제거하고, 상기 세척된 패각을 제1 분쇄하여 패각 조립 분쇄물을 제조하며, 상기 패각 조립 분쇄물을 혼합액에 침지하되, 상기 혼합액으로는 질산 0.1 내지 0.5 중량%, 인산염 화합물 0.5 내지 1.5 중량%, 과황산염 0.01 내지 0.1 중량%, 초산 1 내지 3 중량% 및 잔량의 정제수로 이루어지고, 상기 패각 조립 분쇄물을 10 내지 30분 동안 상기 혼합액에 침지시켜 수행되며, 상기 인산염 화합물로는 제1 인산나트륨(NaH₂PO₄), 제2 인산나트륨(Na₂HPO₄), 제3 인산나트륨(Na₃PO₄), 제1 인산칼륨(KH₂PO₄), 제2 인산칼륨(K₂HPO₄), 제1 인산암모늄((NH₄)H₂PO₄), 제2 인산암모늄((NH₄)₂HPO₄) 및 제3 인산암모늄((NH₄)₃PO₄)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용되고, 상기 과황산염으로는 과황산암모늄((NH₄)₂S₂O₈), 과황산나트륨(Na₂S₂O₈) 및 과황산칼륨(K₂O₈S₂)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용되며, 상기 침지된 패각 조립 분쇄물을 혼합액에서 분리하여 꺼낸 후 상기 패각 조립 분쇄물을 소성로에서 1,300 내지 1,600℃의 온도에서 30 내지 200분 동안 가열하여 소성하고, 상기 소성된 패각 조립 분쇄물을 제2 분쇄한 후 불순물을 제거하여 입경이 1 내지 10㎛인 패각 미립 분쇄물을 제조하며, 상기 패각 미립 분쇄물 100 중량부에 대해 유산균 배양액 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 분무하여 접종하되, 상기 유산균 배양액은, 1.2N HCl을 이용하여 배지의 pH를 2.8~3.2로 조정한 다음 김치로부터 유산 균주를 분리하고, 상기 분리된 유산 균주를 MRS broth(Oxoid, England)를 이용하여 37~39℃에서 20 내지 25시간 동안 배양한 후 1×1.0⁸ ~ 5×1.0⁸ CFU/mL이 되도록 희석하며, 이후 10,000 내지 15,000rpm에서 10~15분간 원심분리하여 상청액(supernatant)만을 분리하고, 상기 상청액(Supernatant)을 0.45㎛ 시린지 필터(syringe filter)로 여과 후, 상기 여과된 상청액 100 중량부에 대해 멸균한 증류수 1,000 내지 2,000 중량부의 중량 비율로 혼합하여 희석하는 과정을 거쳐 제조되고, 상기 유산 균주로는 락토바실러스 쿠르바투스(Lactobacillus curvatus), 바이셀라 비리데센스(Weissella viridescens), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 및 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 유산 균주가 사용되며, 상기 유산균 배양액이 접종된 패각 미립 분쇄물을 38 내지 45℃의 온도 및 60 내지 65%의 습도가 유지되도록 한 후, 5 내지 10일 동안 발효시키고, 상기 발효된 패각 미립 분쇄물을 세척한 후 건조, 살균하는 과정을 거쳐 제조된 패각분말을 사용하며,
상기 고추냉이 추출물은, 고추냉이를 준비한 후 세척하고, 상기 세척된 고추냉이를 수증기로 30분 내지 60분 동안 쪄서 증숙하며, 상기 증숙된 고추냉이를 초산 또는 구연산 중 어느 하나 이상의 산으로 세척하고, 상기 산으로 세척된 고추냉이를 20 내지 22℃의 온도 및 55 내지 60%의 습도에서 10 내지 30시간 동안 건조하며, 상기 건조된 고추냉이를 추출하는 과정을 거쳐 제조되고,
상기 박하추출물은, 동량의 박하의 잎 및 줄기를 채취하여 1 내지 3(w/w)% 농도 범위 및 33 내지 37℃의 온도를 가지는 탄산수소나트륨(NaHCO₃)이 용해된 정제수로 1 내지 5분 동안 세척하여 박하의 잎 및 줄기에 부착되어 있는 이물질을 제거하고, 상기 세척된 박하의 잎 및 줄기를 3 내지 4kgf/cm²의 압력에서 120 내지 130℃ 온도의 수증기로 30 내지 40분 동안 가열하여 증숙하며, 상기 증숙된 박하의 잎 및 줄기를 15 내지 20℃의 온도 및 55 내지 60%의 습도에서 20 내지 30시간 동안 건조하고, 상기 건조된 박하의 잎 및 줄기를 가열하여 덖음한 후 냉각하되, 상기 덖음은 상기 건조된 박하의 잎 및 줄기를 가열 용기에 투입한 후 70 내지 75℃의 온도에서 3 내지 5분 동안 1차 덖음하고, 상기 1차 덖음된 박하의 잎 및 줄기를 120 내지 130℃의 온도에서 10 내지 40초 동안 2차 덖음하며, 상기 2차 덖음된 박하의 잎 및 줄기를 20 내지 30℃의 온도에서 30 내지 60분 동안 냉각하는 과정으로 진행되고, 상기 덖음 후 냉각된 박하의 잎 및 줄기를 추출하는 과정을 거쳐 제조되며,
상기 제2 코팅액은 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 20 중량부, 아크릴 변성 폴리에스테르 수지 5 내지 10 중량부, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 3 내지 7 중량부, 발수제 1 내지 3 중량부, 소취 비드 1 내지 5 중량부 및 용매 100 내지 200 중량부의 중량 비율로 포함되고,
상기 자기유화형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 200 내지 230g/eq인 자기유화형 변성 에폭시 수지가 사용되며,
상기 아크릴 변성 폴리에스테르 수지는 디올 80~90 중량% 및 트리올 10~20 중량%를 포함하는 다가 알코올을 무수산 40~50 중량% 및 지방족산 50~60 중량% 포함하는 다염기산과 축합 중합시켜 수산기값이 45~65mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 유리전이온도가 5~20℃이며 중량평균분자량(Mw)이 2,500~3,500g/mol인 폴리에스테르 수지를 제조하고, 상기 폴리에스테르 수지 50~60 중량% 및 아크릴 단량체 40~50 중량%를 그래프트(graft) 시켜서 제조된 중량평균분자량(Mw) 5,000~7,000g/mol, 수산기값이 50~60mgKOH/g, 산값이 3mgKOH/g 이하, 및 유리전이 온도가 10~20℃ 범위인 아크릴 변성 폴리에스테르 수지가 사용되고,
상기 소취 비드는, 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 200 내지 300 중량부, 친수성 첨가제 30 내지 50 중량부 및 가교제 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 혼합된 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액 전체 100 중량부에 대해 정제수 50 내지 100 중량부의 중량 비율로 첨가한 후 교반하며, 상기 정제수가 혼합된 혼합용액에 중합개시제를 첨가하여 중합체를 형성하고, 상기 중합체를 135 내지 145℃의 온도에서 건조한 후 분쇄하여 입경이 1000 내지 2000㎛인 중합체 파우더를 제조하며, 상기 중합체 파우더 전체 100 중량부에 대해 소취액 10 내지 20 중량부의 중량 비율로 혼합하여 제조되되,
상기 소취액은, 구연산나트륨 1 내지 3 중량부, 젖산나트륨 2 내지 4 중량부, 글리세린 3 내지 6 중량부, 염화칼륨 0.5 내지 1.5 중량부, 염화나트륨 0.1 내지 0.5 중량부, 비타민B1라우릴황산염 0.5 내지 1.5 중량부, 안식향산나트륨 1 내지 3 중량부, 자몽종자추출물 0.5 내지 1.5 중량부, 황칠나무 잎 추출물 0.1 내지 0.3 중량부 및 정제수 5 내지 10 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조되고,
상기 황칠나무 잎 추출물은, 황칠나무 잎을 준비한 후 세척하고, 상기 세척된 황칠나무 잎을 입경이 500 내지 2500㎛의 범위가 되도록 분쇄하며, 상기 분쇄된 황칠나무 잎 100 중량부에 대해 용매 1000 내지 2000 중량부의 중량비율로 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 초음파 추출기에 투입하여 20 내지 25℃의 온도 및 0.1 내지 0.5kgf/cm²의 압력하에서 상기 혼합액에 초음파를 가하고, 상기 혼합물에 포함되어 있는 고형분을 제거하는 과정을 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 항균성이 우수한 섬유 원단의 제조방법.
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