KR102227892B1

KR102227892B1 - 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102227892B1
Application number: KR1020190125778A
Authority: KR
Inventors: 이상훈; 김진경
Original assignee: 주식회사 건영크리너
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-03-15

Abstract

본 발명은 미세 먼지나 오염물질을 흡착 제거하는 리사이클 섬유원단과 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 섬유원단의 표면에 아선약 및 미모사의 혼합추출액로 코팅함으로써 원단 표면에 흡착성이 발현되어 접촉면으로부터 미세한 크기의 먼지를 용이하게 흡착하여 제거할 수 있고, 먼지와 같은 오염물질과 빈번하게 접촉하더라도 항균성이 우수하여 세균번식을 억제할 수 있어 위생적이며, 버려지는 폴리에스테르 또는 나일론 제품을 재생하여 원단을 제조함으로써 환경보호에 기여할 수 있다.

Description

흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단 및 그 제조방법{RECYCLE FABRIC CLEANER HAVING EXCELLENT ABSORBANCY AND ANTIBIOTIC ACTIVITY, THE METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 미세 먼지나 오염물질을 흡착 제거하는 리사이클 섬유 원단과 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버려지는 폴리에스테르 또는 나일론 제품을 재생하여 미세크기의 먼지나 오염물질을 용이하게 흡착 제거할 수 있도록 표면 흡착성이 우수하고 위생적으로 관리할 수 있도록 항균성을 가지는 닦음용 리사이클 섬유 원단과 그 제조방법에 관한 것이다.

안경이나 카메라 렌즈와 같은 유리제품이나 피아노, 바이올린과 같은 목재제품 또는 피부 표면의 먼지나 오염물질을 닦아 내도록 닦음용 직물이 사용되고 있다.

닦음용 직물은 청소면에 넓은 접촉면적을 가지고 사용자와 부드러운 감촉이 발현되도록 초극세사 섬유로 이루어지며, 대한민국 공개특허 제2004-0077598호, 제2006-0078740호에 개시되어 있다.

공개특허 제2004-0077598호는 경사 및 위사가 000.1~0.2 데니어의 초극세사 필라멘트사 표면에 엠보싱 가공에 의하여 요철무늬가 형성된 닦임용 직물이 개시되어 있고, 공개특허 제2006-0078740호는 알칼리 수용액에서 용출시킨 해도성 복합사를 고밀도로 제직한 직물이 개시되어 있다. 이와 같은 닦임용 직물 표면은 요철무늬가 형성되어 청소대상 표면과의 접촉 면적이 넓어 효과적으로 오염물질을 제거할 수 있다.

하지만, 개시된 닦음용 직물은 먼지와 같은 고체상태의 오염물질을 넓은 접촉면적으로 쉽게 접촉할 수 있으나, 접촉한 오염물질이 표면에 고정되지 못하고 탈리되는 문제가 있다. 특히, 입자크기가 수 ㎛ 수준에 불과한 미세먼지 등은 경사와 위사가 형성하는 공극으로 인하여 직물 표면에 흡착이 어려운 문제가 있다.

또한, 상기 닦음용 직물은 먼지나 기타 오염물질과 접촉이 빈번하게 이루어짐에 따라, 이에 잔존하는 세균 등이 번식하여 사용자의 건강을 위협할 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제2004-0077598호 (발명의 명칭: 오염물 제거용 직물 및 그의 제조방법) 대한민국 공개특허공보 제2006-0078740호 (발명의 명칭: 닦임성이 우수한 직물)

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 버려지는 폐자원을 활용하여 미세크기의 먼지나 오염물질을 용이하게 흡착 제거할 수 있고, 먼지와 같은 오염물질과 접촉하더라도 유해 세균의 번식이 억제되는 닦음용 리사이클 섬유 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 합성섬유로 이루어진 원단과, 상기 원단의 표면에 아선약 및 미모사의 혼합추출액을 포함하는 먼지흡착 코팅층을 구비하는 닦음용 섬유원단을 제공한다.

또한, 본 발명은 단사섬도가 0.001~0.5 데니어인 해도형 폴리에스테르 리사이클 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 리사이클 복합사로 원단을 제직 또는 편성하는 단계, 상기 원단 표면에 생콩 추출액을 코팅하여 중간 코팅층을 형성하는 단계, 및 상기 중간 코팅층 위에 아선약과 미모사가 1: 0.2~0.4 중량비로 혼합되어 추출되는 혼합추출액을 코팅하여 먼지흡착 코팅층을 형성하는 단계를 구비하는 닦음용 섬유원단의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 섬유원단의 표면에 아선약 및 미모사의 혼합추출액로 코팅함으로써 원단 표면에 흡착성이 발현되어 접촉면으로부터 미세한 크기의 먼지를 용이하게 흡착하여 제거할 수 있고, 먼지와 같은 오염물질과 빈번하게 접촉하더라도 항균성이 우수하여 세균번식을 억제할 수 있어 위생적이며, 천연물질이 코팅층으로 형성되어 청소시 사용자의 피부에 장시간 접촉되더라도 안전할 뿐만 아니라, 버려지는 폴리에스테르 또는 나일론 제품을 재생하여 원단을 제조함으로써 환경보호에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 닦음용 섬유원단의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 닦음용 섬유원단의 제조방법을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.

또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에서의 용어 '섬유'란, 길고 가늘며 연하게 굽힐 수 있는 천연 또는 인조의 선상 고분자 물체를 의미하고, 용어 '필라멘트'는 장섬유이며 방사된 상태로 무한하게 길게 뽑아낸 섬유를 의미하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 닦음용 섬유원단의 구조를 도시한 단면도로, 도 1을 참조하면, 본 발명은 리사이클 합성섬유로 이루어진 원단(10), 원단(10)의 표면에 중간 코팅층(20)과 먼지흡착 코팅층(30)이 순차적으로 적층 형성되어 있다.

원단(10)은 합성섬유로 이루어진 직물 또는 편성물로, 사용되는 합성섬유는 버려지는 페트병, 의류, 건축자재와 같은 폐자원을 재활용하는 리사이클 섬유로 이루어진다. 리사이클 섬유는 수거되어 세척된 폐자원을 미세한 크기로 절단 또는 분쇄한 후 용융 및 응고된 재활용 칩으로부터 제조된다. 한편, 원단(10)은 닦음성 향상과 부드러운 감촉을 위하여 초극세사로 형성되는데, 초극세사로는 단사섬도가 0.001~0.5 데니어인 해도형 폴리에스테르 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 복합사가 사용될 수 있다. 해도형 폴리에스테르 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 복합사는 재활용 폴리에스테르 칩이나 재활용 나일론 칩을 용융 방사하여 제조할 수 있다.

중간 코팅층(10)은 원단(10)의 표면에 150㎛ 내지 2,000㎛ 두께로 형성되는 층으로, 적층되는 먼지흡착 코팅층(30)이 원단(10)과의 결합력을 향상하기 위하여 형성된다. 중간 코팅층(10)은 생콩 추출액로 이루어지는데, 생콩 추출액은 원단 표면을 단백질층을 형성함에 따라 후술하는 먼지흡착 코팅층(30)의 원료인 아선약 과 미모사가 단백질층에 견고하게 결합될 수 있다.

먼지흡착 코팅층(30)은 중간 코팅층(20) 상에 적층 형성되는 층으로, 원단 (10) 표면에 흡착성을 부여하도록 형성된다. 먼지흡착 코팅층(30)은 천연물질인 아선약과 미모사의 혼합추출액으로 형성된다.

아선약은 상록수이며 오스트레일리아를 중심으로 열대와 온대 지역에 약 500종이 분포한다. 인도와 미얀마에서 자라는 아선약수(阿仙藥樹)의 심재(心材)에서는 카테큐(catechu)를 추출하여 지사제와 수렴제 및 타닌재로 이용하고, 예전부터 해열제, 소화제, 지혈제 등으로 약재로 사용되고 있다. 본 발명에서는 아선약 추출물이 흡착성과 항균성이 우수한 특성을 이용하여 원단(10)의 표면을 개질시키도록 코팅재로 사용하였다. 그리고, 미모사는 콩과의 한해살이풀로 장염, 위염, 신경쇠약을 치료하는 약제로 사용되고 있는데, 본 발명에서는 아선약의 흡착성과 항균성을 보다 향상하도록 아선약과 혼합하여 사용하고 있다. 혼합추출액 제조시 아선약의 흡착성과 항균성이 발현되도록 아선약과 미모사는 1:0.2~0.4 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 이와 같이 아선약과 미모사의 혼합추출액으로 형성되는 먼지흡착 코팅층(30)은 50㎛ 내지 100㎛ 두께로 전술한 중간 코팅층(10) 보다 얇은 두께로 형성된다. 먼지흡착 코팅층(30)이 100㎛ 초과하는 두께로 형성되면 중간 코팅층(10)이 형성하는 단백질층에 결합되기 어렵고, 50㎛ 미만의 두께로 형성되면 흡착성과 항균성이 충분하게 발현될 수 없고 마찰에 의해 탈리 또는 소실될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 닦음용 섬유원단의 제조방법을 도시한 순서도로, 이를 참조하면, 본 발명의 닦음용 섬유원단은 초극세사로 원단을 제직 또는 편성하는 단계(S110), 원단 표면에 생콩 추출액을 코팅하여 중간 코팅층을 형성하는 단계(S120), 중간 코팅층 위에 아선약과 미모사의 혼합추출액을 코팅하여 먼지흡착 코팅층을 형성하는 단계(S130)을 포함하여 제조된다.

S110 단계에서, 초극세사로는 단사섬도가 0.001~0.5 데니어인 해도형 리사이클 폴리에스테르 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 리사이클 복합사를 사용할 수 있다.

S120 단계에서, 코팅되는 생콩 추출액은 다음과 같은 과정을 거쳐 제조된다. 먼저, 생콩을 세척한 후 물에 8~16시간 동안 생콩을 물에 불리고 마쇄하여 3~7배의 물을 첨가한 후, 3~8시간 동안 혼합한다. 그런 다음, 생콩 혼합액을 여지로 감압 여과한 다음, 여과액을 농축하여 생콩 추출액을 수득할 수 있다. 수득된 생콩 추출액을 코팅 장치를 이용하여 150㎛ 내지 2,000㎛ 두께로 코팅한 후 건조시킨다.

S130 단계는 중간 코팅층 상에 아선약과 미모사의 혼합 추출액으로 먼지흡착 코팅층을 형성하는 단계로, 코팅되는 아선약과 미모사의 혼합 추출액은 다음과 같은 과정을 거져 제조된다. 먼저, 아선약과 미모사를 세척한 후 5~10mm 크기로 잘라 아선약과 미모사를 1:0.2~0.4 중량비로 혼합한 다음, 아선약과 미모사의 혼합 중량의 1 내지 5배 부피의 물이나 메탄올, 에탄올, 부탄올과 같은 용매를 첨가하여 냉침추출, 열수추출, 초음파 추출 및 환류 냉각 추출 등의 추출방법으로 추출한다. 그런 다음, 추출액을 여지로 감압 여과한 다음, 여과액을 농축하여 아선약과 미모사의 혼합추출액을 수득한다. 수득된 혼합추출액을 코팅 장치를 이용하여 50㎛ 내지 100㎛ 두께로 코팅한 후 건조시킨다.

이상과 같이 이루어지는 본 발명에 따른 실시예과 비교예의 흡착성 및 항균성을 이하 설명한다.

<실시예>

재활용 폴리에스테르 칩과 재활용 나일론 칩이 혼합방사되어 단사섬도가 0.3 데니어인 분할형 나일론-폴리에스테르 복합사를 경사 및 위사로 평직으로 초극세사 원단을 제조하였다. 제조된 초극세사 원단표면에 생콩 추출액을 1,000㎛ 두께로 코팅하여 건조한 후, 아선약과 미모사가 1:0.3 중량비율로 혼합되어 추출된 혼합추출액으로 80㎛ 두께로 코팅 건조하여 닦음용 리사이클 섬유 원단을 제조하였다.

<비교예 1>

실시예에 따라 초극세사 원단을 제조한 후, 실시예와 달리 표면에 중간 코팅층과 먼지흡착 코팅층을 형성하지 않았다.

<비교예 2>

실시예에 따라 제조하되, 실시예와 달리 표면에 중간 코팅층을 형성하지 않고 먼지흡착 코팅층을 형성하였다.

이와 같이 제조된 실시예, 비교예 1,2의 오염물질의 흡착성능과 유해세균에 대한 항균성능을 아래와 같이 측정하였다.

<실험 1: 오염물질 흡착성능 실험>

1. 세탁 전 흡착성능 실험

실시예와 비교예 1,2의 오염물질 흡착성능을 실험하였다. 흡착성능은 컴팩트 디스크 중 아무 내용도 기록하지 않는 CD-ROM 디스크를 개봉한 후, 그 위에 스프레이형 윤활제를 1m 거리에서 1초간 분사한 다음, 다시 그 위에 베이비 파우더를 0.1m 거리에서 골고루 떨군 다음, 압축공기를 분사시켜 불어낸 다음, 250g의 원주형 추에 두께 1mm의 면포를 덮고 그 위에 실시예와 비교예 1,2를 각각 감싼 후 위쪽을 고무밴드로 묶은 다음, 이를 이용하여 디스크의 표면을 중심에서 외곽으로 10회 닦아준 후 디스크 표면상의 오염물 제거 정도로 판단하였다.

전문가 5인이 육안으로 관찰하여 4인 이상이 우수하다고 판정하면 매우 양호로, 3인이 우수하다고 판정하면 양호로, 2인이 우수하다고 판정하면 보통으로, 1인 이하가 우수하다고 판정하면 불량으로 구분하였다.

이와 같이 방법으로 측정한 실시예와 비교예 1,2의 흡착성능은 아래 표 1과 같다.

표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예와 비교예 2는 흡착성능이 매우 양호한 반면에, 비교예 1은 보통수준이었다. 표면에 아선약과 미모사의 혼합 추출액으로 먼지흡착 코팅층이 형성된 실시예와 비교예 2가 비교예 1보다 흡착성능이 우수함을 알 수 있었다.

2. 세탁 후 흡착성능 실험

실시예와 비교예 1,2를 50회 세탁한 후, 오염물질 흡착성능을 실험하였다. 사용된 시험방법과 조건은 전술한 세탁 전 방법과 동일하게 실시하였고, 흡착성능은 다음 표 2와 같이 측정되었다.

표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예는 세탁 후에도 흡착성능이 매우양호하였으나, 비교예 2는 양호함으로 평가되어 흡착성능이 다소 저하되었다. 이는 중간 코팅층이 형성된 실시예는 세탁을 하더라도 먼지흡착 코팅층은 그대로 유지되는 반면에, 비교예 2는 먼지흡착 코팅층이 세탁에 의해 일부가 탈리되어 흡착성능이 저하되는 것으로 추측된다.

<실험 2: 항균성능 측정>

1. 세탁 전 항균실험

실시예와 비교예 1,2에 대한 항균성을 실험하였다. 사용된 시험방법은 KS K 0693 : 2006 (직물의 항균도 시험법, shake flask test법)이고, 공시균주로 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)과 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae, ATCC 4352)을 사용하여,37±1℃, 24시간 배양한 후 공시균주의 세균감소율을 계산하여 다음 표 3에 나타내었다.

표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예와 비교예 2는 세균 감소율이 99.9% 이상으로 측정되어 실시예와 비교예 2는 항균성을 가짐을 확인하였다.

2. 세탁 후 항균실험

실시예와 비교예 1,2를 50회 세탁한 후, 항균성을 실험하였다. 사용된 시험방법과 조건은 전술한 세탁 전 방법과 동일하게 실시하였고, 세균감소율은 다음 표 4와 같이 측정되었다.

표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예는 세탁 후에도 99.9% 이상의 세균 감소율로 세탁 전과 큰 차이를 보이지 않았으나, 비교예 2는 세균 감소율이 황색포상구균에 대해서는 73.3%, 폐렴간균에 대해서는 75.6%로 저하되었다. 이는 중간 코팅층이 형성된 실시예는 세탁을 하더라도 먼지흡착 코팅층은 그대로 유지되는 반면에, 비교예 2는 먼지흡착 코팅층이 세탁에 의해 일부가 탈리되어 항균 성능이 저하되는 것으로 추측된다.

따라서, 본 발명은 먼지 등의 오염물질에 우수한 흡착성능과 항균효과가 발현되고 세탁견뢰도 역시 우수하여, 카메라 렌즈와 같은 유리제품이나 피아노, 바이올린과 같은 목재제품 또는 피부 표면의 먼지나 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 청소 시 먼지와 같은 오염물질과 접촉하더라도 유해 세균의 번식이 억제됨에 따라 위생적으로 관리될 수 있다.

또한, 본 발명은 콩, 아선약 및 미모사와 같은 천연물질이 코팅층으로 형성됨에 따라 청소시 사용자의 피부에 장시간 접촉되더라도 안전할 뿐만 아니라, 버려지는 폴리에스테르 또는 나일론 제품을 재생하여 원단을 제조함으로써 환경보호에 기여할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 원단 20: 중간 코팅층
30: 먼지흡착 코팅층

Claims

미세 먼지나 오염물질을 흡착 제거하는 섬유 원단에 있어서,
리사이클 합성섬유로 이루어진 원단;
상기 리사이클 합성섬유로 이루어진 원단의 표면에 생콩 추출액을 포함하는 중간 코팅층; 및,
상기 중간 코팅층의 표면에 아선약 및 미모사의 혼합추출액을 포함하는 먼지흡착 코팅층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단.
제1항에 있어서,
상기 혼합추출액은 아선약과 미모사가 1:0.2~0.4 중량비로 혼합되어 추출되는 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단.
삭제
제1항에 있어서,
상기 중간 코팅층은 먼지흡착 코팅층 보다 두꺼운 두께로 코팅되는 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단.
제4항에 있어서,
상기 중간 코팅층의 두께는 150㎛ 내지 2,000㎛이고, 상기 먼지흡착 코팅층의 두께는 50㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단.
제1항에 있어서,
상기 합성섬유는 단사섬도가 0.001~0.5 데니어인 해도형 폴리에스테르 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 복합사로 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단.
제6항에 있어서,
상기 해도형 폴리에스테르 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 복합사는 리사이클용 폴리에스테르 또는 리사이클용 나일론 제품을 용융하여 제조된 리사이클용 칩으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단.
삭제
삭제
미세 먼지나 오염물질을 흡착 제거하는 리사이클 섬유 원단을 제조하는 방법에 있어서,
단사섬도가 0.001~0.5 데니어인 해도형 리사이클 폴리에스테르 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 리사이클 복합사로 원단을 제직 또는 편성하는 단계;
상기 원단 표면에 생콩 추출액을 코팅하여 중간 코팅층을 형성하는 단계; 및
상기 중간 코팅층 위에 아선약과 미모사가 1: 0.2~0.4 중량비로 혼합되어 추출되는 혼합추출액을 코팅하여 먼지흡착 코팅층을 형성하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단의 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 해도형 리사이클 폴리에스테르 복합사 또는 분할형 나일론-폴리에스테르 리사이클 복합사는 리사이클용 폴리에스테르 또는 리사이클용 나일론 제품을 용융하여 제조된 리사이클용 칩으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 흡착성 및 항균성이 우수한 닦음용 리사이클 섬유 원단의 제조방법.