KR102262060B1 - 완충재를 포함하는 방수 처리된 에코백 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방수 처리된 항균 원단 및 완충재를 포함하는 에코백과 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 원단 자체에 항균성이 있어 세탁이나 일상 생활 중 발생할 수 있는 충격 및 마모에 의하여 방수 및 발수 코팅층이 손상되어도 세균이 번식하거나 곰팡이가 생기지 않으며, 생분해성 완충제를 포함하여 환경오염을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

Description

완충재를 포함하는 방수 처리된 에코백{WATERPROOF ECO BAG WITH CUSHIONING MATERIAL}
본 발명은 방수 처리된 항균 원단 및 완충재를 포함하는 에코백과 이의 제조 방법에 관한 것이다.
카메라, 렌즈, 노트북 등과 같이 외부 충격에 매우 민감한 내용물을 보관하는 경우, 외부 충격으로부터 보호가 매우 중요하다.
때문에, 버블시트(bubble sheet)나 노트북용 파우치와 같이 외부 충격을 완화시킬 수 있는 포장재로 내용물을 포장한 후 가방에 보관하거나, 가방의 일부 공간에 스펀지와 같은 충전물이 충전된 가방이 사용되고 있다. 하지만, 이러한 가방의 경우 부피가 증가하고, 무거워지며 공간 활용도가 낮다는 한계점이 존재하였다.
가방을 만들기 위한 원단으로는, 질기며 변형이 적게 일어나는 캔버스 천을 사용하는 것이 일반적이며, 캔버스 천은 원래는 면, 마직물에 한정되어 있었으나, 최근에는 화학 섬유로 직조된 것도 사용되고 있다.
천연 섬유로 만든 캔버스 천은 습도에 민감한 반응을 보여, 습도가 높은 날씨에는 팽창하며 건조한 날씨에는 수축하게 되는 단점이 존재하였고, 이러한 단점을 개선하기 위하여 흡습도가 낮으면서 가격도 저렴한 나이론이나 레이온 등의 합성 섬유가 사용되었다. 하지만, 합성 섬유는 천연 섬유와 비교할 때 품질적인 면에서 떨어지는 부분이 존재하며, 변형이 쉬운 등의 문제점이 존재할 뿐 아니라, 환경오염에 대한 문제점이 여전히 존재하였다.
때문에 천연 섬유로 만든 캔버스천을 방수 처리하여 이러한 한계점을 극복하고자 하는 시도가 오래 지속되고 있으나, 습기에 따라 방수 코팅층이 갈라지거나 깨져 내부에 곰팡이와 세균이 번식하는 문제가 지속해서 해결해야 할 과제로 남아있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 화학적으로 합성된 항균제 등을 사용하였으나, 실생활에서 밀접하게 사용되는 물건에 화학 항균제를 사용하는 것에 대한 불안이 계속해서 제기되고 있는 실정이다.
한국공개특허 제10-2019-0048331호
본 발명의 목적은 방수 처리된 항균 원단 및 생분해성 소재로 이루어진 완충재를 포함하는 에코백과 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 (A) 목화 및 대마 섬유로 제조한 캔버스 원단을 준비하는 단계; (B) 상기 원단의 일 측면에 폴리우레탄 방수 코팅을 하는 단계; 및 (C) 상기 방수 코팅이 된 두 장의 원단 사이에 생분해성 완충재를 충진하는 단계;를 포함하는, 에코백의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 “에코백”은 본디 천연 면 같은 자연에서 분해되는 재료로 만드는 친환경 가방을 의미하는 것이었으나, 저렴하고 만들기 쉬워 시장에 에코백이 범람하고, 합성 원단으로 제작된 가방을 에코백이라고 판매해 친환경이라는 이미지를 훼손하기도 하였다. 한편, 천으로 제작한 에코백은 방수가 되지 않고 내구성이 떨어진다는 한계점이 지적되기도 하였다.
본 발명에서는 상기한 한계점을 극복하기 위하여 방수 및 항균 기능이 구비된 친환경 에코백을 제공하고자 하였다.
구체적으로, 상기 (A) 단계의 목화 및 대마 섬유로 제조한 캔버스 원단은 (a-1) 대마 및 목화 섬유에 10 내지 20배 중량부의 정제수를 첨가하여 24시간 동안 불리는 단계; (a-2) 불리는 과정이 끝난 목화 및 대마 섬유 재료를 120 내지 130℃에서 2 내지 3시간 가열하는 단계; (a-3) 상기 목화 및 대마 섬유에 플라보르자임(Flavourzyme), 알칼라아제(Alcalase), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 25 내지 35℃에서 30 내지 36시간 동안 방치하는 전 처리 단계; (a-4) 상기 전 처리 단계가 완료된 목화 섬유 100 중량부 및 대마 섬유(린넨) 150 중량부에 대하여, 미생물 혼합물 20 중량부를 첨가하여 30 내지 34℃에서 24 내지 48시간 동안 진탕 배양하여 숙성하는 단계; 및 (a-5) 생강(Zingiber officinale), 정향(Syzygium aromaticum), 세이지(Salvia officinalis), 타임(Thymus vulgaris), 로즈마리(Salvia rosmarinus) 및 강리(gracilaria verrucosa)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 천연물의 추출물을 처리하는 단계;를 포함하여 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 구체적으로 상기 미생물 혼합물은 바실리스 서브틸리스(Bacillus subtillis) 5 내지 10 중량부, 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius) 5 내지 10 중량부 및 마이크로코커스 로제우스(Micrococcus roseus) 3 내지 8 중량부를 첨가하여 제조한 프로바이오틱스 혼합물 100 중량부를 기준으로, 펙틴 10 중량부, 프락토올리고당 10 중량부, 알라비노갈락탄 7 중량부, 및 락토오스 8 중량부를 혼합하여 실온에서 2 내지 4시간 동안 숙성시켜 제조한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 구체적으로 상기 (B) 단계의 폴리우레탄 방수 코팅은, 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올, 트리에틸아민 및 폴리실록산 및 디아이소시아네이트 화합물; 및 촉매인 디부틸틴디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL) 및 난연제인 삼산화안티몬(SB2O3)을 추가로 더 포함하는 폴리우레탄 코팅용 조성물을 플로트나이프 또는 에어나이프로 70 내지 90 g/yds 두께로 도포하고, 130 내지 150℃로 75초간 열풍건조시킨 후, 130~170℃로 40초간 경화처리 함으로써 이루어지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 구체적으로 상기 (C) 단계의 방수 코팅이 된 두 장의 원단 사이에 생분해성 완충제를 충진하는 단계에 있어서, 상기 생분해성 완충제는 발포 프로필렌 고분자를 주성분으로 하며 생분해제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 발포 프로필렌 고분자는 프로필렌 고분자의 단독 중합체로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 발포 프로필렌 고분자는 중량평균 분자량이 40,000 내지 200,000일 수 있으며, 50,000 내지 100,000 사이인 것이 바람직하다. 중량평균 분자량이 50,000 미만일 경우, 완충제의 기계적 물성 예컨대 내충격성이 충분하지 못하여 물리적 외력으로부터 내용물의 보호가 효과적으로 달성되지 못할 수 있다. 반대로, 중량평균 분자량 100,000을 초과할 경우, 전단 점도의 증가에 따라 프로필렌 고분자로부터 형성된 발포체의 미세기공이 지나치게 조밀하여 발포체로서의 기능 향유에 제한이 발생하거나, 발포 프로필렌 고분자의 제조공정 상 발포체의 효율적인 형성이 제한되어 생산단가의 증가가 초래될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 (B) 단계에서 폴리우레탄 방수 코팅 대신 친환경성 코팅재를 이용하여 방수층을 구성하도록 처리하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 친환경성 코팅재는 셀룰로오스, 녹말, 단백질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코팅재는 인체에 전혀 무해한 성분으로 구성되어 있으며, 자연적으로 분해되어 환경에 미치는 영향이 적은 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 상기 코팅재를 구성하는 셀룰로오스 또는 녹말은 그 원료에 있어서 특별한 제한이 없으며, 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상을 훼손하지 않는 범위에서 종래의 기술을 참조할 수 있다. 가령, 상기 녹말은 옥수수 등으로부터 유래된 녹말일 수 있다.
동일한 맥락에서, 상기 단백질은 한 종류 이상의 아미노산을 포함하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상을 훼손하지 않는 범위에서 통상의 기술자는 자유로이 종래의 기술을 변형 또는 적용할 수 있으나, 바람직한 단백질의 예시로서, 젤라틴의 사용을 고려할 수 있다.
구체적으로, 젤라틴은 가수분해반응을 통하여, 콜라겐으로부터 얻어질 수 있다. 가수분해제로서 산이 사용된 경우에는 산-처리 젤라틴으로 칭해지고, 염기가 사용된 경우에는 염기-처리 젤라틴으로 칭해진다. 한편, 산 및 염기를 사용하여 얻어진 젤라틴을 양성-처리 젤라틴으로 칭하기도 한다. 더하여, 젤라틴의 아미노기에 추가적인 유기화학반응이 진행된 경우에는, 화학-처리 젤라틴이라 칭한다. 본 발명의 코팅재에는 산-처리 젤라틴 또는 염기-처리 젤라틴이 사용되는 것이 바람직하다.
더하여, 상기 코팅재는 방부제를 추가로 포함할 수 있다. 가령, 젤라틴 피막을 포함하는 코팅재는 젤라틴 피막에 사용되는 일반적인 방부제를 더 포함할 수 있다. 상기 코팅재에 방부제가 추가로 포함됨으로써, 에코백의 캔버스 원단에 부패가 발생하기 전에 코팅층이 먼저 변성되는 것을 제한할 수 있게 된다.
더하여, 코팅층에 충분한 강도를 부여하기 위하여 인산계 화합물의 첨가를 고려할 수 있다. 인산계 화합물이 첨가될 경우, 젤라틴 분자 사이의 가교반응이 촉진되며, 그 결과 코팅층의 가수분해에 소요되는 시간이 상대적으로 지연된다. 또한, 상술한 바와 같은 가교반응의 촉진은 코팅층의 조밀함을 증가시켜, 에코백의 방수성 및 내구성을 증가시킬 수 있다. 한편, 젤라틴 분자 사이의 가교반응 증가는, 코팅층의 기계적 물성(가령, 외력에 대한 저항성)이 개선되는 원인이기도 하다.
세부적으로, 본 발명의 코팅층에 사용되는 인산계 화합물은 지방족 당알코올 모이어티(moiety)를 포함할 수 있다. 지방족 당알코올 모이어티를 포함함으로써, 젤라틴 분자 사이의 가교반응이 촉진되는 효과를 향유할 수 있게 된다. 상기 당알코올 모이어티의 바람직한 예시로서, 에리스티톨, 아라비톨, 리비톨, 자일리톨, 마니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 푸치톨, 이노시톨로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 당알코올 모이어티를 고려할 수 있으며, 경성을 더욱 부여할 수 있다는 관점에서 이노시톨 모이어티를 포함하는 것이 더욱 바람직하며, 비교적 연성을 부여할 수 있다는 관점에서는 소르비톨 모이어티를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 인산계 화합물이 코팅층에 과다하게 포함되는 경우에는 코팅층이 산성을 띄어 코팅층에 맞닿는 부분의 내용물이 부식될 위험이 있고, 미량 포함될 경우에는 기계적 물성(가령, 최대응역, 인장강도 등)의 발현이 충분하게 이루어지지 않을 수 있다. 상술한 두 문제점을 동시에 완화시킨다는 관점에서 인산계 화합물은 코팅층의 총 중량을 100 중량부로 하였을 때, 1 내지 2 중량부 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 에코백에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 0.5 mm 내지 2 mm 사이인 것이 바람직하다. 가령, 코팅층의 두께가 0.5 mm 이하인 경우, 코팅층이 외력의 투사에 의하여 쉽사리 훼손될 수 있다. 반대로, 코팅층의 두께가 2 mm를 초과하는 경우, 바탕층 상에 코팅층을 효과적으로 적층하기 위하여 추가적인 접착제의 사용이 수반될 필요가 있게 된다. 따라서, 코팅층으로서 적절한 기계적 물성을 확보하는 것과 바탕층으로부터 코팅층의 탈리를 방지하는 것을 동시에 도모한다는 관점에서, 상술한 수치범위를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 동일한 관점의 연장선상에서 코팅층의 두께는 1 mm 내지 1.5mm 사이인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 본 발명의 생분해성 완충제에 포함되는 생분해제는 완충제의 생분해를 촉진하기 위하여 미립자 형상인 것이 바람직하다. 완충제를 구성하는 발포 프로필렌 입자가 미립자 형상의 생분해제를 포함함으로써, 생분해제의 분해에 따른 기공의 형상이 가능해진다. 이후, 형성된 기공 상에 미생물 군집이 자리잡음으로써 미립자 형상의 생분해제는 완충제의 생분해를 촉진하는 시발점으로서 기능할 수 있다.
이때, 상기 생분해제는 피엘에이(polylactic acid, PLA), 피지에이(polyglycolic acid, PGA), 피씨엘(polycaprolactone, PCL), 피비에스(polybutylene succinate, PBS), 피비에이티(poly(butylenes adipate-co-terephthalate), PBAT) 또는 이들의 공중합체 중 선택되는 어느 1종 단독 또는 2종의 혼합물일 수 있다. 특히, 생분해 기능과 아울러 가수분해되어 단량체의 유기산으로 분해된다는 점에서 생분해제로서 지방산 에스테르 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 분해된 유기산은 산화제로 작용하여 바탕층의 추가적인 화학적 분해를 가속화시키는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 발포 프로필렌 고분자의 총 중량이 100 중량부일 때, 지방산 에스테르계 고분자는 25 중량부 내지 35 중량부인 것이 바람직하다. 본 발명의 지방산 에스테르계 고분자가 상술한 범위를 만족하여 분산됨으로써, 완충제의 충분한 완충효과와 생분해성의 조화를 도모할 수 있게 된다.
본 발명의 에코백은 원단 자체에 항균성이 있어 세탁이나 일상 생활 중 발생할 수 있는 충격 및 마모에 의하여 방수 코팅층이 손상되어도 세균이 번식하거나 곰팡이가 생기지 않는 것을 특징으로 한다
또한, 본 발명의 원단은 제조 과정에서 효소 처리 공정 및 미생물 처리 공정을 거침으로써, 화학 약품을 이용한 방식에 의해 야기되는 천연 섬유 자체의 기능성 파괴 및 환경오염의 문제를 해결한 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 에코백은 생분해성 소재로 이루어진 완충재를 포함함으로써 내용물을 효과적으로 보호할 수 있을 뿐 아니라, 높은 생분해성을 나타내어 환경 오염의 문제가 없는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
먼저, 본 발명의 항균 캔버스 원단을 제조하기에 앞서, 모든 재료는 이물 및 곰팡이 등의 오염을 제거하기 위하여 세척을 완료한 상태로 준비하였다.
대마 및 목화 섬유에 10 내지 20배 중량부의 정제수를 첨가하여 24시간 동안 불리는 과정을 거쳤다.
상기 불리는 과정이 끝난 목화 및 대마 섬유 재료를 120 내지 130℃에서 2 내지 3시간 가열하는 단계를 거쳤다. 이후 상기 가열 단계를 거친 친환경 섬유 재료를 실온에 방치하여 10시간 이상 충분히 식을 때까지 방치하였다.
충분히 냉각이 완료된 이후, 상기 목화 및 대마 섬유에 플라보르자임(Flavourzyme), 알칼라아제(Alcalase), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 25 내지 35℃에서 30 내지 36시간 동안 방치하는 전 처리 단계를 진행하였다. 구체적으로는 이때 대마 및 목화 섬유 각 재료 100 중량부 대비 상기 각 효소를 0.1 내지 5 중량부 첨가할 수 있으며, 본 실시예에서는 프로테아제 2.5 중량부 및 뉴트라아제 2.5 중량부를 첨가하여 전 처리 단계를 진행하였다.
상기 전 처리 단계가 완료된 목화 섬유 100 중량부 및 대마 섬유(린넨) 150 중량부에 대하여, 미생물 혼합물 20 중량부를 첨가하여 30 내지 34℃에서 24 내지 48시간 동안 진탕 배양하여 숙성하였다.
이때, 상기 미생물 혼합물은 바실리스 서브틸리스(Bacillus subtillis) 5 내지 10 중량부, 락토바실러스 살리바리우스(Lactobacillus salivarius) 5 내지 10 중량부 및 마이크로코커스 로제우스(Micrococcus roseus) 3 내지 8 중량부를 첨가하여 제조한 프로바이오틱스 혼합물 100 중량부를 기준으로, 펙틴 10 중량부, 프락토올리고당 10 중량부, 알라비노갈락탄 7 중량부, 및 락토오스 8 중량부를 혼합하여 실온에서 2 내지 4시간 동안 숙성시켜 제조한 것이다.
한편, 생강(Zingiber officinale), 정향(Syzygium aromaticum), 세이지(Salvia officinalis), 타임(Thymus vulgaris), 로즈마리(Salvia rosmarinus) 및 강리(gracilaria verrucosa)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 천연물을 혼합한 후 추출물을 제조하였다. 본 실시예에서는 생강(Zingiber officinale), 정향(Syzygium aromaticum), 세이지(Salvia officinalis) 및 강리(gracilaria verrucosa)를 각각 2:2:1:3의 중량비로 혼합한 후 90℃에서 75%에탄올을 이용하여 4시간동안 환류 추출한 후 감압농축하여 추출물을 제조하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 숙성이 완료된 대마 및 목화 섬유에 상기 천연물 유래 추출물을 20 내지 25℃에서 6 내지 12시간 숙성시켜 대마 및 목화 섬유에 상기 천연물 유래 추출물을 침착 시키는 과정을 거쳤다.
상기한 과정이 완료된 대마 및 목화 섬유는 마지막으로 온수에 침지하는 후처리 공정을 거쳤다. 후처리 공정을 위해서 상기 재료를 비이온성계 계면 활성제를 포함하는 80℃ 이상의 온수에 침지하고 30분 동안 유지하여 본 발명의 친환경 항균 캔버스 원단을 제조하였다.
상기한 과정을 통해 제조한 캔버스 원단에 폴리우레탄(polyurethane)을 코팅하여 방수 처리하였다.
구체적으로, 상기 폴리우레탄 코팅을 위한 코팅용 조성물은 폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올, 트리에틸아민 및 폴리실록산 및 디아이소시아네이트 화합물을 포함하여 구성된 것으로, 더욱 구체적으로는 폴리카보네이트 디올 20 내지 30 중량부, 폴리에스테르 폴리올 20 내지 30 중량부 및 폴리실록산 5 내지 10 중량부, 트리에틸아민 3 내지 5 중량부 및 디아이소시아네이트 화합물 50 내지 60 중량부를 포함하여 구성된 것이며, 상기 디아이소시아네이트 화합물은 헥사메틸렌디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate, HDI), 이소프론디이소시아 네이트(isophoron diisocyanate, IPDI), 4,4'-디헥실메탄디이소시아네이트(4,4'-dihexyl methane diisocyanate, H12MDI), 수소화 크실릴렌디이소시아네이트(hydronated XDI, H6XDI) 중에서 하나 이상 선택된 것일 수 있다.
상기 폴리우레탄 코팅용 조성물은 촉매로서 디부틸틴디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL) 0.01 내지 0.03 중량부 및 난연제인 삼산화안티몬(SB2O3) 0.1 내지 5 중량부를 추가로 더 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 코팅용 조성물에 상기 촉매 0.01 중량부 및 난연제 0.3 중량부를 모두 추가로 포함하여 실시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 원단의 일 측면에 상기 폴리우레탄 코팅용 조성물을 플로트나이프 또는 에어나이프로 70 내지 90 g/yds 두께로 도포하고, 130 내지 150℃로 75초간 열풍건조시킨 후, 130~170℃로 40초간 경화처리 함으로써 방수 코팅을 실시하였다.
한편, 본 발명의 에코백은 방수를 위하여 친환경성 코팅재를 이용할 수 있는 바, 그 일 실시예로서 이하에서는 방수층의 주성분이 젤라틴인 경우를 예시로 하여 본 발명의 방수층을 준비하는 단계에 관하여 서술한다.
본 발명의 방수층을 준비하는 단계에서는 다음과 같이 수행될 수 있다. 젤라틴 100 중량부에 정제수 약 100 중량부 및 글리세린 약 40 중량부를 첨가하고, 약 80
Figure 112020108833863-pat00001
의 온도조건에서 교반함으로써, 젤라틴 용액을 준비할 수 있다. 정제수 또는 글리세린의 첨가량이 상기 수치에 비하여 과소하거나 과다한 경우, 젤라틴 용액의 점성이 방수층 형성에 부족하거나 과할 수 있다.
그 후, 상기 젤라틴 용액에 인산계 화합물을 1 내지 2 중량부 혼합하고 감압하는 단계가 수행될 수 된다. 인산계 화합물이 혼합됨으로써, 차후 방수층에 경성이 부여될 수 있다. 가령, 일 예시로서, 피트산(Phytic acid)를 2를 감압 조건에서 혼합 및 탈포하여 코팅액을 준비하는 단계, 즉, 방수층용 조성물을 준비하는 단계가 완료될 수 있다.
방수층용 조성물을 준비하는 단계가 완료된 이후에, 방수층을 형성하는 단계가 수행된다. 본 단계에서는 방수층용 조성물을 균일하게 도포하고, 일정시간 건조하여 박막을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 방수층의 두께는 0.5 mm 내지 2 mm 사이인 것이 바람직하다. 가령, 방수층의 두께가 0.5 mm 이하인 경우, 코팅층이 외력의 투사에 의하여 쉽사리 훼손될 수 있다. 반대로, 방수층의 두께가 2 mm를 초과하는 경우, 본 발명 원단에 방수층을 효과적으로 적층하기 위하여 추가적인 접착제의 사용이 수반될 필요가 있게 된다.
한편, 방수층을 형성하는 단계가 수행된 이후, 방수층을 부착하는 단계가 수행된다. 이는 이미 준비된 원단의 일면에 방수층을 부착하는 단계로서, 원단의 일면에 방수층을 위치시키고 일정시간 가열하는 것을 특징으로 한다.
세부적으로, 방수층을 부착하는 단계는 45℃내지 55℃사이의 온도조건에서 약 7시간 내지 8시간 수행되는 것이 바람직하다. 본 단계에서 가열이 이루어짐으로써, 방수층에 포함된 수분의 증발이 유도된다. 또한, 방수층의 함수율 감소는 방수층을 구성하는 젤라틴 분자와 원단 사이의 상호작용 증가로 이어진다.
한편, 방수층이 45℃미만의 온도조건에서 7시간 미만 동안 가열될 경우, 상술한 바와 같은 상호작용의 증가가 부족하여 방수층의 부착이 충분히 이루어지지 않을 수 있다. 반대로, 바탕층과 상기 바탕층의 일면 상에 위치한 코팅층이 55℃초과의 온도조건에서 8시간 초과하여 가열될 경우, 방수층의 지나친 수축 또는 파괴로 인하여 방수층의 기능 훼손이 유발될 수 있다.
실험예 1. 방수도 확인 실험
상기 방수 코팅층의 형성이 완료된 본 발명 원단의 방수도를 확인하기 위하여, AATCC 35 및 KS K 0593을 준용하여 방수도(빗물법)을 실시하였다.
간략히, 1피트 높이에서 5분간 빗물을 분사했을 때 원단 이면에 부착된 흡습지 중량이 전혀 증가하지 않아 상기 기준을 통과하였고, 자체적으로 강화된 실험을 위하여 2피트 높이에서 30분간 빗물을 분사한 경우에도 표준 흡수지의 무게 증가량이 1g을 넘지 않아 본 발명 원단의 방수성이 매우 우수한 것을 확인하였다.
실험예 2. 항균 효과 확인 실험
본 발명의 친환경 항균 원단은 일차적으로 방수 처리되어 세균의 증식이 어려울 뿐 아니라, 상기 방수 코팅층이 손상되어 직물이 오염되어 세균이 증식할 수 있는 조건이 갖춰지더라도, 원단에 사용된 직물 자체적으로 항균성을 가져 곰팡이나 세균의 번식을 억제할 수 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이를 확인하기 위하여 KSK-0693:2011을 준용하여 항균성을 확인하였다. 구체적으로, 고온고압멸균기(오토클레이브)에서 121℃로 멸균처리 한 원단(실시예 1)과, 원단의 표면에 인위적으로 스크래치를 내 코팅층을 손상시킨 비교예 1 및 표준 면포에 코팅처리 후 인위적으로 손상시킨 비교예 2를 대상으로 하여, 측정 대상이 되는 스테필로코커스 아우레우스(Staphylococus aureus) 및 대장균(Escherichia coli)를 1 x 107개 접종하여 20시간 동안 배양한 뒤, 표준 면포와 비교하여 정균의 감소율을 %로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 S. aureus (%) E. coli (%)
실시예 1 99 99
비교예 1 99 99
비교예 2 65 54
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명 실시예의 방수 원단은 자체적으로 우수한 항균성을 가지고 있을 뿐 아니라, 코팅층이 손상되더라도 직물 자체가 항균성을 보유하고 있어 효과적으로 세균의 증식을 억제하는 것을 확인하였다.반면, 비교예 2의 결과를 고려하면, 코팅층이 손상된 사이로 침투하여 충분히 세균 증식이 가능하므로, 본 발명의 항균성 섬유를 원단으로 직조하여 제조한 방수 원단은 장기간 사용하거나, 일상 사용 중에 높은 내구성을 보유하는 것으로 보인다.
실험예 3. 생분해도 확인 실험
본 발명의 에코백은 천연 섬유인 목화 및 대마 섬유와 생분해성 소재로 이루어진 완충제를 포함하고 있는 바, KS M3100-1(ISO14855)에 준하여 본 발명의 생분해성 완충제의 생분해도를 측정하였다.
상기 기준은 퇴비화 조건에서 발생하는 이산화탄소의 양을 측정하여, 플라스틱 수지의 생분해도(%)를 측정하는 것을 골자로 한다. 비교예로서, 통상의 프로필렌 수지를 사용하였다. 측정기간은 총 90일로서 10일간격으로 측정되었다. 동일 중량의 실시예 와 비교예에 대하여 측정된 결과는 하기 표 2과 같다. 하기 표 2의 수치는 10종의 실시예와 10종의 비교예 각각의 평균 값에 해당하며, 소수점 둘째자리에서 반올림한 값이다.
실시예 1 비교예
CO2 발생량 생분해도 CO2 발생량 생분해도
0.0 0.0 0.0 0.0
4.3 6.2 3.8 5.8
7.3 9.6 6.7 8.8
10.5 14.2 9.4 13.0
13.6 18.3 11.6 17.0
16.8 22.9 13.8 19.6
20.1 26.1 16.3 22.3
24.2 30.4 18.4 25.1
28.3 35.6 20.2 27.8
표 1을 참조하면, 본 발명의 생분해제(실시예 1)는 CO2 발생량과 생분해도의 관점에서 기존의 고분자 수지에 비하여 개선된 성능을 보이는 것으로 나타났다. 특히, 비교예의 경우 기간의 경과에 따른 CO2 발생량의 변화량이 비교적 일정한 것으로 나타난 반면, 실시예의 경우, 기간의 경과에 따라 CO2 발생량의 변화량이 더욱 증가하는 것을 확인할 수 있다. 동일한 경향성이 유지된다는 전제하에, 실시예 1의 경우, 150일 이내에 과반 이상이 생분해될 것으로 예측된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. (A) 목화 및 대마 섬유로 제조한 캔버스 원단을 준비하는 단계;
    (B) 상기 원단의 일 측면에 방수 코팅을 하는 단계; 및
    (C) 상기 방수 코팅이 된 두 장의 원단 사이에 생분해성 완충재를 충진하는 단계;를 포함하고,
    상기 (A) 단계의 목화 및 대마 섬유로 제조한 캔버스 원단은 (a-1) 대마 및 목화 섬유에 10 내지 20배 중량부의 정제수를 첨가하여 24시간 동안 불리는 단계; (a-2) 불리는 과정이 끝난 목화 및 대마 섬유 재료를 120 내지 130℃에서 2 내지 3시간 가열하는 단계; (a-3) 상기 목화 및 대마 섬유에 플라보르자임(Flavourzyme), 알칼라아제(Alcalase), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 25 내지 35℃에서 30 내지 36시간 동안 방치하는 전 처리 단계; (a-4) 상기 전 처리 단계가 완료된 목화 섬유 100 중량부 및 대마 섬유(린넨) 150 중량부에 대하여, 미생물 혼합물 20 중량부를 첨가하여 30 내지 34℃에서 24 내지 48시간 동안 진탕 배양하여 숙성하는 단계; 및 (a-5) 생강(Zingiber officinale), 정향(Syzygium aromaticum), 세이지(Salvia officinalis), 타임(Thymus vulgaris), 로즈마리(Salvia rosmarinus) 및 강리(gracilaria verrucosa)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 천연물의 추출물을 처리하는 단계;를 포함하여 제조되고,
    상기 (B) 단계의 방수 코팅은,
    폴리카보네이트 디올, 폴리에스테르 폴리올, 트리에틸아민 및 폴리실록산 및 디아이소시아네이트 화합물; 및
    촉매인 디부틸틴디라우레이트(dibutyltin dilaurate, DBTDL) 및 난연제인 삼산화안티몬(SB2O3)을 추가로 더 포함하는 폴리우레탄 코팅용 조성물을 플로트나이프 또는 에어나이프로 70 내지 90 g/yds 두께로 도포하고, 130 내지 150℃로 75초간 열풍건조시킨 후, 130~170℃로 40초간 경화처리 함으로써 이루어지는 것인, 에코백의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 단계의 방수 코팅은,
    셀룰로오스, 녹말, 단백질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 친환경성 코팅재를 이용하여 이루어지는 것인, 에코백의 제조 방법.
  5. 제1항 및 제4항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조된, 에코백.
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