KR102412143B1 - 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 및 그 제조방법 - Google Patents

극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스를 제공할 수 있으며, 극피동물 유래 다공성 물질을 제조하는 다공성물질제조단계; 상기 극피동물 유래 다공성 물질을 이용하여 방사원액을 제조하는 방사원액제조단계 및 상기 방사원액으로 방사 공정을 통해 스판덱스를 제조하는 섬유제조단계를 포함하는 항염소 스판덱스 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 및 그 제조방법{Anti-chlorine spandex containing echinoderms-derived porous material and method for manufacturing the same}
본 발명은 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 극피동물로부터 획득한 다공성 물질을 함유함으로써, 항염소성이 우수하고 친환경적인 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
폴리우레탄 탄성 섬유인 스판덱스는 고도의 고무 탄성을 유지하면서, 인장 응력, 회복성 등의 물리적 성질이 우수하기 때문에, 내의, 양말, 스포츠 의류 등에 많이 사용되고 있으며, 생활수준의 향상으로 패션에 있어서도 애슬레저 붐 등으로 인해 스판덱스 사용량이 점차 증가되고 있는 추세이다.
그러나, 스판덱스의 내염소성 부족으로 인해 염소 성분을 가지는 바닷물, 수영장 등에서 사용할 시 섬유의 강도 저하가 나타나는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 기존 스판덱스는 주로 하이드로탈사이트 성분이 사용되고 있으나, 하이드로탈사이트는 성능이 우수하나 제조가격이 비싸고 제법에 따라 비환경적 요소가 존재하는 문제가 있다.
구체적으로, 다양한 제법 중 하나인 공침법은 수용성 음이온에 의한 과다한 세척이 요구되어 경제성이 결여되는 단점이 있으며 세척수로 인한 폐수 발생으로 환경 문제를 야기할 수 있다.
또한 다른 제법으로 수열합성법은 NaOH가 생성되므로 pH 상승으로 인한 수질 오염원 유발이 문제될 수 있으며 부산물이 생성될 수 있다.
또한 하이드로탈사이트는 상기와 같은 공침법, 수열합성법 등의 다양한 제조방법을 통해 제조될 수 있으나, 층상구조를 가져 제조과정 중 조절해야 하는 변수들이 다양하기 때문에, 다양한 변수에 의해 생성되는 물리화학적 특성이 달라져 재현성이 떨어지는 단점을 지니고 있다.
따라서, 친환경적이고 새로운 개념의 항염소 스판덱스에 대한 개발이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-0762548호 부분적으로 탈수산화된 하이드로탈사이트를 함유하는 스판덱스 섬유(출원일자, 2006.05.09)
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명의 목적은 극피동물로부터 획득한 다공성 물질을 함유함으로써, 항염소성이 우수하고 친환경적인 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 극피동물 유래 다공성 물질을 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 극피동물 유래 다공성 물질은, 밀링 공정을 통해 평균입자크기가 2 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 극피동물 유래 다공성 물질은, 10 내지 60%의 공극률을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 극피동물 유래 다공성 물질은, 음이온계 계면활성제, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산, 지방산, 지방산염 및 고급 지방산 에스테르 중 하나로 이루어진 코팅제로 코팅된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스 제조방법은 극피동물 유래 다공성 물질을 제조하는 다공성물질제조단계; 상기 극피동물 유래 다공성 물질을 이용하여 방사원액을 제조하는 방사원액제조단계 및 상기 방사원액으로 방사 공정을 통해 스판덱스를 제조하는 섬유제조단계를 포함하는 항염소 스판덱스 제조방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 다공성물질제조단계는 극피동물로부터 다공성 물질을 획득하는 추출단계 및 획득된 극피동물 유래 다공성 물질을 평균입자크기가 2 내지 10 ㎛가 되도록 밀링하는 밀링단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 방사원액제조단계는, 폴리우레탄 용액을 제조하는 폴리우레탄용액제조단계 및 상기 폴리우레탄 용액에 극피동물 유래 다공성 물질과, 산화방지제, 변색방지제, 염착증진제, 내광제 및 해사성 향상제 중 하나 이상을 혼합하여 방사원액을 제조하는 혼합단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 스판덱스 및 그 제조방법은, 극피동물로부터 획득한 다공성 물질을 함유함으로써, 항염소성이 우수하고 친환경적일 수 있다.
또한 극피동물 유래 다공성 물질은 스팍덱스의 고유 물성에는 손상을 주지 않으면서 우수한 항염소성을 구현할 수 있다.
이 뿐만 아니라 다공성 구조를 가지고 있어 항염소성이 보다 우수할 뿐만 아니라 소취성, 항균성 및 땀 배출 효과 등을 나타낼 수 있다.
이에 바닷물, 수영장물, 땀 등에 쉽게 노출되는 수영복, 레깅스, 요가복, 내의 등에 효과적으로 사용될 수 있다.
또한 생태계에 악영향을 미치고 처치가 곤란한 극피동물의 불가사리 등을 이용하기 때문에 친환경적이고 비용 경제적이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항염소 스판덱스 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도.
도 2는 도 1의 S200 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 극피동물 유래 다공성 물질을 관찰한 사진.
도 4는 본 발명의 극피동물 유래 다공성 물질의 공극 구조를 나타낸 모델링 사진.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 항염소 스판덱스는 극피동물 유래 다공성 물질을 함유함으로써, 스판덱스의 고유 물성에는 손상을 주지 않으면서 우수한 항염소성을 구현할 수 있다. 즉, 스판덱스(섬유)에 극피동물 유래 다공성 물질을 적용하여 기존의 스판덱스가 가지고 있던 염소에 의한 물성(강도 등) 저하 문제를 해결한 것이다.
여기서 극피동물 유래 다공성 물질은 불가사리, 성게 등의 극피동물로부터 획득한 물질로서, 탄산칼슘(CaCO3)으로 이루어진 다공성 구조를 가지는 물질일 수 있다.
이와 같이 극피동물 유래 다공성 물질은 탄산칼슘으로 이루어져 항염소성을 구현할 수 있는데, 다공성 구조를 가지고 있어 보다 우수한 항염소성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 소취성, 항균성, 땀 배출 효과 등을 나타낼 수 있다.
불가사리, 성게 등의 극피동물의 껍데기는 탄산칼슘으로 이루어져 있으며 작은 골편으로 나뉘어 있으며 골편들이 캐치결합조직으로 결합되어 있다. 이와 같이 극피동물은 골편 구조를 가지고 있어 다공성 구조를 가지는 탄산칼슘(다공성 물질)을 추출할 수 있는 것이다.
이에 극피동물로부터 탄산칼슘만을 추출하는 것으로 다공성 물질을 획득할 수 있는데, 이때 추출방법은 한정되지 않고 다양한 방법들이 적용될 수 있다.
일 예로, 극피동물을 단백질 분해효소로 반응시켜 단백질을 분해하고, 침전된 다공성 물질만을 추출하는 것으로 극피동물 유래 다공성 물질을 획득할 수 있다.
여기서 단백질 분해효소는 펩신, 트립신, 유용미생물(effective microorganism, EM) 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 극피동물 유래 다공성 물질은 극피동물로부터 획득된 후, 스판덱스로 제조될 수 있도록 밀링 공정을 통해 분쇄되어 평균입자크기가 2 내지 10 ㎛로 형성될 수 있다.
이때, 평균입자크기가 2 ㎛ 미만일 경우 다공성 물질의 공극(pore) 유지가 어려워 항염소성, 소취성 등이 저하될 수 있고, 10 ㎛ 초과일 경우 스판덱스 제조에 문제가 발생할 수 있다.
이러한 밀링공정을 거친 극피동물 유래 다공성 물질의 공극 크기는 1.41 내지 7.19 ㎛일 수 있으며, 10% 내지 60%의 공극률을 가질 수 있으며, 30 내지 60%의 공극률을 가지는 것이 보다 바람직할 수 있다.
한편, 극피동물 중 불가사리로부터 다공성 물질을 획득하는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다. 이는 불가사리는 높은 번식력과 재생능력을 가졌기 때문에 별다른 비용 없이 대량 확보가 가능하고, 생태계에 악영향을 미치고 처치가 곤란한 생물이기 때문이다.
항염소 스판덱스는 이러한 극피동물 유래 다공성 물질을 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10중량% 포함할 수 있다.
극피동물 유래 다공성 물질이 0.1중량% 미만일 경우 항염소성, 소취성 등이 바람직하게 구현되지 않을 수 있으며, 10중량% 초과일 경우 스판덱스 제조에 문제가 발생할 수 있으며 탄성 등의 성능이 저하될 수 있다.
한편, 극피동물 유래 다공성 물질은 코팅제로 코팅되어 다른 조성물과의 혼합성이 우수하고 항염소성이 향상될 수 있다.
여기서 코팅제는 음이온계 계면활성제, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산, 지방산, 지방산염 및 고급 지방산 에스테르 중 하나로 이루어질 수 있다.
음이온계 계면활성제로는 스테아르산나트륨, 스테아르산마그네슘, 올레산나트륨, 옥타데실황산나트륨, 라우릴술폰산나트륨 및 스테아르산알루미늄 중 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
실란은 화학식 (R1O)3SiR2인 화합물일 수 있으며, 여기서, R1 및 R2는 동일하거나 또는 상이할 수 있고, 1 내지 40개의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분자쇄 탄화수소이다.
폴리오르가노실록산은 상온에서 3 내지 1000 mPa·s의 점도를 갖는 폴리디메틸실록산을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
폴리오르가노히드로겐실록산은 폴리메틸하이드로겐실록산일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
지방산은 카프로산, 라우르산, 팔미트산 및 스테아린산 중 하나 일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이 중 코팅제로 상기 지방산인 스테아린산을 사용하는 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
또한 코팅제는 극피동물 유래 다공성 물질에 스프레이 등 통상의 코팅 방법 중 하나를 이용하여 코팅될 수 있다.
또한 항염소 스판덱스는 폴리우레탄 용액에 극피동물 유래 다공성 물질을 혼합하여 제조된 방사원액으로 제조될 수 있어, 폴리우레탄 용액을 더 포함할 수 있다.
또한 항염소 스판덱스는 산화방지제, 변색방지제, 염착증진제, 내광제 및 해사성 향상제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
산화방지제는 산화를 방지하는 것으로, 에틸렌비스(옥시에틸렌)비스-(3-(5-t-부틸-4-히드록시-m-토일)-프로피오네이트일 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
또한 산화방지제는 항염소 스판덱스 전체 중량에 대하여, 0.5 내지 2.5중량%를 포함할 수 있다.
변색방지제는 색이 변하는 것을 방지하는 것으로, NOx 가스 변색방지제일 수 있으며, 1,1,1',1'-테트라메틸-4,4'(메틸렌-디-p-페닐렌)디세미카바지드일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 변색방지제는 항염소 스판덱스 전체 중량에 대하여, 0.1 내지 2중량%를 포함할 수 있다.
염착증진제는 염료 흡수를 증진시키는 것으로, 폴리(N,N-디에틸-아미노에틸 메타크릴레이트)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 염착증진제는 항염소 스판덱스 전체 중량에 대하여, 0.1 내지 2중량%를 포함할 수 있다.
내광제는 원사의 광택을 줄임으로써 비침방지효과와 자외선차단효과를 부여하는 것으로, 이산화티탄일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 내광제는 항염소 스판덱스 전체 중량에 대하여, 0.05 내지 0.15중량%를 포함할 수 있다.
해사성 향상제는 해사성을 높이는 것으로, 마그네슘 스테아레이트일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 항염소 스판덱스 전체 중량에 대하여, 0.03 내지 0.13중량%를 포함할 수 있다.
상기와 같은 항염소 스판덱스를 제조하는 방법에 대하여 하기에서 보다 자세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항염소 스판덱스 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 2는 도 1의 S200 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 항염소 스판덱스 제조방법은 다공성물질제조단계(S100), 방사원액제조단계(S200) 및 섬유제조단계(S300)를 포함할 수 있다.
다공성물질제조단계(S100)는 극피동물 유래 다공성 물질을 제조하는 단계로, 추출단계(S110) 및 밀링단계(S120)를 포함할 수 있다.
추출단계(S110)는 극피동물로부터 다공성 물질을 획득하는 단계로, 불가사리, 성게 등의 극피동물로부터 탄산칼슘을 추출하여 다공성 물질을 확보할 수 있다.
밀링단계(S120)는 S110 단계에서 획득된 극피동물 유래 다공성 물질을 평균입자크기가 2 내지 10 ㎛가 되도록 밀링할 수 있다. 이를 통해 스판덱스로 제조가 가능하도록 하되 다공성을 유지하도록 할 수 있으므로, S120 단계에서의 평균입자크기는 매우 중요한 요소라고 할 수 있다.
또한 S100 단계는 S120 단계 후에, 코팅단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
코팅단계는 S120 단계에서 밀링된 극피동물 유래 다공성 물질을 코팅제로 코팅할 수 있다. 이때, 스프레이 방식 등 다양한 코팅방식을 사용하여 코팅제를 코팅시킬 수 있다.
방사원액제조단계(S200)는 극피동물 유래 다공성 물질을 이용하여 방사원액을 제조하는 단계로, 폴리우레탄 용액에 극피동물 유래 다공성 물질을 혼합하여 방사원액을 제조할 수 있다. 이때, 폴리우레탄 용액에 극피동물 유래 다공성 물질을 스판덱스(방사원액) 전체 중량 대비 0.1 내지 10중량%로 혼합할 수 있다.
구체적으로, 도 2를 참조하면, S200 단계는 폴리우레탄용액제조단계(S210) 및 혼합단계(S220)를 포함할 수 있다.
폴리우레탄용액제조단계(S210)는 폴리우레탄 용액을 제조하는 단계로, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 디메틸아세트아마이드, 에틸렌디아민, 디에틸아민, 디메틸아세트아마이트를 이용하여 폴리우레탄 용액을 제조할 수 있다.
보다 자세하게는, S210 단계는 먼저 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 45 내지 55중량부와 폴리테트라메틸렌에테르글리콜 230 내지 240중량부를 질소가스 분위기에서 75 내지 85℃로 80 내지 100분간 교반하여 반응시키는 것으로, 양말단에 이소시아네이트를 지닌 폴리우레탄 프리폴리머를 제조할 수 있다.
그 다음, S210 단계는 폴리우레탄 프리폴리머를 실온까지 냉각시킨 후, 디메틸아세트아마이드 410 내지 440중량부를 첨가하고 용해시켜 폴리우레탄 프리폴리머 용액을 얻을 수 있다.
그 다음, S210 단계는 디메틸아세트아마이트 175 내지 200중량부에 에틸렌디아민 1 내지 8중량부와 디에틸아민 0.1 내지 1.5중량부를 용해하여 혼합물을 제조하고, 제조된 혼합물을 10℃ 이하에서 폴리우레탄 프리폴리머 용액에 첨가하여 폴리우레탄 용액을 제조할 수 있다.
혼합단계(S220)는 S210 단계에서 제조된 폴리우레탄 용액에 극피동물 유래 다공성 물질을 혼합하여 방사원액을 제조할 수 있다. 이때, 산화방지제, 변색방지제, 염착증진제, 내광제 및 해사성 향상제 중 하나 이상을 더 혼합하여 방사원액을 제조할 수도 있다. 모두 혼합하여 방사원액을 제조하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
이때, S220 단계는 폴리우레탄 용액에 산화방지제, 변색방지제, 염착증진제, 내광제 및 해사성 향상제를 각각 스판덱스(방사원액) 전체 중량에 대하여, 0.5 내지 2.5중량%, 0.1 내지 2중량%, 0.1 내지 2중량%, 0.05 내지 0.15중량%, 0.03 내지 0.13중량%로 혼합할 수 있다.
섬유제조단계(S300)는 S200 단계에서 제조된 방사원액으로 방사 공정을 통해 스판덱스를 제조할 수 있다. 이때, S300 단계는 스판덱스가 3 내지 5 필라멘트로 이루어지고, 30 내지 50 데니어(denier)를 가지도록 제조할 수 있으며, 4필라멘트, 40데니어가 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 S300 단계는 240 내지 260℃에서 방사원액을 방사하여 스판덱스를 제조할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 스판덱스 및 그 제조방법은, 극피동물로부터 획득한 다공성 물질을 함유함으로써, 항염소성이 우수하고 친환경적일 수 있다.
또한 극피동물 유래 다공성 물질은 스팍덱스의 고유 물성에는 손상을 주지 않으면서 우수한 항염소성을 구현할 수 있다.
이 뿐만 아니라 다공성 구조를 가지고 있어 항염소성이 보다 우수할 뿐만 아니라 소취성, 항균성 및 땀 배출 효과 등을 나타낼 수 있다.
이에 바닷물, 수영장물, 땀 등에 쉽게 노출되는 수영복, 레깅스, 요가복, 내의 등에 효과적으로 사용될 수 있다.
또한 생태계에 악영향을 미치고 처치가 곤란한 극피동물의 불가사리 등을 이용하기 때문에 친환경적이고 비용 경제적이다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실험예 1]다공성 물질 분석
본 발명의 극피동물 유래 다공성 물질이 특징을 파악하기 위해, 극피동물(불가사리)로부터 다공성 물질을 추출한 후, 구조와 공극률을 측정하고, 공극 네트워크 모델링(Pore Network Modeling)을 통해 공극의 분포를 확인하였다.
공극률은 다공성 물질에서 임의의 3곳을 선정하여 각각 측정하고, 평균을 도출하였다.
그 결과는 도 3, 표 1과 도 4와 같다. 도 3은 본 발명의 극피동물 유래 다공성 물질을 관찰한 사진이고, 도 4는 본 발명의 극피동물 유래 다공성 물질의 공극 구조를 나타낸 모델링 사진이다.
#1 #2 #3 평균
공극률 61.37% 65.30% 59.48 62.1%
도 3에 나타난 바와 같이, 극피동물 유래 다공성 물질은 다공성 구조를 이루고 있는 것을 확인할 수 있었다.
상기 표 1을 보면 알 수 있듯이, 극피동물 유래 다공성 물질은 평균적으로 62.1%의 공극률을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
도 4를 통해, 극피동물 유래 다공성 물질의 다공 직경은 1.41 내지 7.19 ㎛로 평균적으로 3.71㎛이며, 다공간의 거리는 5.39 내지 56.33㎛로 평균적으로 21.64㎛인 것을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]다공성 물질의 소취성 평가
본 발명의 극피동물 유래 다공성 물질의 소취성을 확인하기 위하여, 극피동물 유래 다공성 물질의 아세트산에 대한 탈취성능을 평가하였다.
탈취성능시험은 다공성 물질 1g을 5L의 가스백에 넣고, 아세트산 가스를 3L 주입한 후 2시간 경과 후 가스 농도를 측정하여 탈취율을 평가하였고, 그 결과는 표 2와 같다.
아세트산 가스의 초기농도는 50ppm이다.
시험 가스 탈취율(%)
아세트산 68.7
상기 표 2를 보면 알 수 있듯이, 다공성 물질은 아세트산 가스에 대하여 68.7%의 탈취율을 나타내는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 소취성을 가지는 것으로 판단되었다.
[실험예 3]다공성 물질의 항염소성 평가
본 발명의 극피동물 유래 다공성 물질의 항염소성을 확인하기 위하여, 울크론 용액에 다공성 물질을 투입하지 않은 A와 울크론 용액에 다공성 물질 5g/l을 투입한 B의 염소농도를 시간에 따라 비교하여 다공성 물질의 염소제거율을 평가하였고, 그 결과는 표 3과 같다.
울크론 용액은 차아염소산칼슘 70% 이상인 것으로, 일반적으로 수영장물을 소독하는데 사용하는 약제이다.
염소농도(ppm) 교반 시작 전 교반 10분 후 교반 60분 후
A 2.31 2.15 2.00
B 1.76 1.55 1.23
염소 제거율(%) 23.8 32.9 46.8
상기 표 3을 보면 알 수 있듯이, 다공성 물질이 투입된 B에서 염소농도가 시간이 지남에 따라 확연하게 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.
[실시예]
[실시예 1]
디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트 518g과 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(분자량 1800) 2328g을, 질소가스 기류 중에서 80℃, 90분간 교반하면서 반응시켜, 양말단에 이소시아네이트를 지닌 폴리우레탄 프리폴리머를 제조하였다. 프리폴리머를 실온까지 냉각시킨 후, 디메틸아세트아마이드 4269g을 가하여 용해시켜 폴리우레탄 프리폴리머 용액을 얻었다. 그 다음 에틸렌디아민 43g과 디에틸아민 9.1g을 디메틸아세트아마이트 1889g에 용해하고 10℃이하에서 상기 프리폴리머 용액에 첨가하여 폴리우레탄 용액을 제조하였다.
폴리우레탄 용액에 전체 중량 대비 에틸렌비스(옥시에틸렌)비스-(3-(5-t-부틸-4-히드록시-m-토일)-프로피오네이트 1.5중량%, 1,1,1',1'-테트라메틸-4,4'(메틸렌-디-p-페닐렌)디세미카바지드 1중량%, 폴리(N,N-디에틸-아미노에틸 메타크릴레이트) 1중량%, 이산화티탄 0.1중량%, 마그네슘 스테아레이트 0.5중량% 및 극피동물 유래 다공성 물질 4중량%를 첨가 혼합하여 방사원액을 제조하였다.
방사원액을 탈포 후, 건식 방사 공정에서 방사온도 250℃로 하고 권취속도를 700m/분으로 권취하여 4 필라멘트 40데니어 스판덱스를 제조하였다.
[실시예 2]
극피동물 유래 다공성 물질 4중량% 대신 스테아린산으로 코팅된 극피동물 유래 다공성 물질 4중량%를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[비교예 1]
극피동물 유래 다공성 물질 4중량% 대신 스테아린산으로 코팅된 칼슘카보네이트 4중량%를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[비교예 2]
극피동물 유래 다공성 물질 4중량% 대신 스테아린산으로 코팅된 하이드로탈사이트 4중량%를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실험예 4] 스판덱스 강도 평가
실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2의 강도를 평가하기 위하여, 각 스판덱스의 강력유지율과 사절횟수를 측정하였고, 그 결과는 하기 표 4와 같다.
강력유지율은 스판덱스를 50% 신장 하에 활성염소량 3ppm, pH=7.5의 15L 염소수에 상온에서 24시간동안 침적한 후 하기 수학식을 통해 계산하였다.
강력유지율(%) = S/S0 × 100
(S0 : 처리 전 강력, S : 처리 후 강력)
이때 스판덱스의 길이는 5cm로 하고, 로드셀(Load Cell)은 1kg을 이용하고, 인장속도를 300mm/min으로 하여 인장강도시험기 H1K-T(Tinius Olsen, 미국)로 측정하였다.
사절횟수는 방사 시 얀(yarn)이 연속적으로 권취기에 감기지 않고 끊어지는 횟수를 나타낸 것으로 권취속도 700m/min으로 하여 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
강력유지율 86% 89% 70% 85%
사절횟수(횟수/시간) 0.01이하 0.01이하 0.3 0.01이하
상기 표 4를 보면 알 수 있듯이, 실시예 1과 실시예 2가 강력유지율과 사절횟수 모두 비교예 2와는 유사하게 나타나나 비교예 1 보다 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 탄산칼슘으로 이루어진 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극피동물 유래 다공성 물질을 전체 중량에 대하여 0.1 내지 10중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 항염소 스판덱스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 극피동물 유래 다공성 물질은,
    밀링 공정을 통해 평균입자크기가 2 내지 10 ㎛인 것을 특징으로 하는 항염소 스판덱스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 극피동물 유래 다공성 물질은,
    10% 내지 60%의 공극률을 가지는 것을 특징으로 하는 항염소 스판덱스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 극피동물 유래 다공성 물질은,
    음이온계 계면활성제, 실란, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산, 지방산, 지방산염 및 고급 지방산 에스테르 중 하나로 이루어진 코팅제로 코팅된 것을 특징으로 하는 항염소 스판덱스.
  6. 극피동물 유래 다공성 물질을 포함하는 항염소 스판덱스를 제조하는 방법에 있어서,
    탄산칼슘으로 이루어진 극피동물 유래 다공성 물질을 제조하는 다공성물질제조단계;
    상기 극피동물 유래 다공성 물질을 이용하여 방사원액을 제조하는 방사원액제조단계 및
    상기 방사원액으로 방사 공정을 통해 스판덱스를 제조하는 섬유제조단계를 포함하는 항염소 스판덱스 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다공성물질제조단계는,
    극피동물로부터 다공성 물질을 획득하는 추출단계 및
    획득된 극피동물 유래 다공성 물질을 평균입자크기가 2 내지 10 ㎛가 되도록 밀링하는 밀링단계를 포함하는 항염소 스판덱스 제조방법.
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