KR102619499B1 - 항균성 부직포의 제조방법 - Google Patents

항균성 부직포의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항균성 부직포의 제조방법에 관한 것이며, 담체의 표면에 금속나노입자를 증착시켜 항균성 입자를 제조하는 제1단계(S100); 상기 항균성 입자를 부직포 제조용 수지와 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 제조하는 제2단계(S200); 상기 제1 항균성 혼합용액을 이용하여 부직포를 제조하는 제3단계(S300); 및 상기 부직포의 표면에 코로나처리를 하여 부직포의 표면에 분포하는 금속나노입자를 외부로 노출시키는 제4단계(S400);를 포함하며, 항균 기능을 갖는 금속나노입자의 첨가량의 조절이 용이하고, 금속나노입자의 분포 균일성이 우수하며, 부직포의 표면에서 금속나노입자의 표면이 노출되도록 코로나처리를 이용하여 부직포의 표면을 미세하게 개질시킴으로써 부직포의 내구성 등을 저하시키지 않고 부직포의 항균성을 매우 우수하게 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

Description

항균성 부직포의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF NON-WOVEN FABRIC HAVING ANTIBIOSIS}
본 발명은 항균성 부직포의 제조방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 항균 기능을 갖는 금속나노입자의 첨가량의 조절이 용이하고, 금속나노입자의 분포 균일성이 우수하며, 부직포의 표면에서 금속나노입자의 표면이 노출되도록 코로나처리를 이용하여 부직포의 표면을 미세하게 개질시킴으로써 부직포의 내구성 등을 저하시키지 않고 부직포의 항균성을 매우 우수하게 향상시킬 수 있는 장점을 갖는 항균성 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
부직포는 다양한 산업분야에서 사용되는 것으로 직조(woven)방식으로 제작되지 않는 합성섬유를 의미한다.
이와 같은 부직포는 통상적으로 멜트 블로운 (melt blown) 방식으로 제작되며, 이와 같이 제작되는 부직포의 특성상 내부 단면은 불규칙하며 매우 미세하고 다양한 크기 및 형상을 갖는 기공이 형성된다.
따라서, 이와 같이 미세 기공을 갖는 부직포는 다양한 액체 또는 기체에 포함된 오염물질을 여과시키는 분야에 사용될 수 있으며, 예를 들어 부직포를 이용한 마스크, 정수기용 필터 또는 공기 청정기용 필터 등으로 사용될 수 있다.
한편, 이와 같이 오염물질 여과 분야에 사용되는 부직포에는 다양한 방법을 이용하여 항균성이 부여되기도 하며, 종래에는 부직포를 제작하기 위한 다양한 합성수지 용액에 항균성을 갖는 금속나노입자를 직접 혼합한 후 이와 같이 혼합된 항균성 용액을 이용하여 부직포를 제작하거나 또는 합성수지 용액을 이용하여 부직포를 먼저 제작한 후에 제작된 부직포의 표면에 항균제를 도포하는 등의 방식이 사용되었다.
그러나, 합성수지에 금속나노입자를 직접 혼합하는 방식으로 항균성 부직포를 제작할 경우 첨가되는 금속나노입자의 함량이 지나치게 많이 요구되어 비용이 증가하고, 특히 첨가된 금속나노입자가 혼합용액 내에서 균일하게 분포하지 못하여 최종적으로 제작된 부직포의 균일한 항균성이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 제작된 부직포의 표면에 항균제를 코팅처리하는 방식으로 항균성 부직포를 제작할 경우 코팅 처리된 항균제에 의하여 부직포 표면의 미세 기공이 막혀 부직포의 오염물질 여과 기능이 현저하게 저하되는 등의 문제가 있었다.
따라서, 항균 기능을 갖는 금속나노입자의 첨가량의 조절이 용이하고, 금속나노입자의 분포 균일성이 우수하며, 부직포의 표면에서 금속나노입자의 표면이 노출되도록 코로나처리를 이용하여 부직포의 표면을 미세하게 개질시킴으로써 부직포의 내구성 등을 저하시키지 않고 부직포의 항균성을 매우 우수하게 향상시킬 수 있는 장점을 갖는 항균성 부직포의 제조방법에 관한 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
특허문헌 1: 한국 등록특허 제10-1654365호(2016.09.07)
본 발명의 목적은 항균 기능을 갖는 금속나노입자의 첨가량 조절이 용이하고, 금속나노입자의 분포 균일성이 우수하며, 부직포의 표면에서 금속나노입자의 표면이 노출되도록 하는 코로나처리를 이용하여 부직포의 표면을 미세하게 개질시킴으로써 부직포의 내구성 등을 저하시키지 않고 부직포의 항균성을 매우 우수하게 향상시킬 수 있는 장점을 갖는 항균성 부직포의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 항균성 부직포의 제조방법은 담체의 표면에 금속나노입자를 증착시켜 항균성 입자를 제조하는 제1단계(S100); 상기 항균성 입자를 부직포 제조용 수지와 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 제조하는 제2단계(S200); 상기 제1 항균성 혼합용액을 이용하여 부직포를 제조하는 제3단계(S300); 및 상기 부직포의 표면에 코로나처리를 하여 부직포의 표면에 분포하는 금속나노입자를 외부로 노출시키는 제4단계(S400);를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 항균성 부직포의 제조방법은 상기 제2단계(S200) 이후에, 상기 제1 항균성 혼합용액을 건조시킨 후, 미세 조각으로 펠릿화하여 항균성 펠릿을 제조하는 제2-1단계(S200-1);를 더욱 포함할 수 있으며, 상기 제3단계(S300)는 상기 항균성 펠릿을 부직포 제조용 수지와 혼합한 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 항균성 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 담체는 탄산칼슘(CaCO3) 또는 이산화규소(SiO2)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 항균성 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 금속나노입자는 동(Cu), 은(Ag) 또는 아연(Zn)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 항균성 부직포의 제조방법에 있어서, 상기 부직포 제조용 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르일 수 있다.
본 발명에 따른 항균성 부직포의 제조방법은 항균 기능을 갖는 금속나노입자의 첨가량 조절이 용이하고, 금속나노입자의 분포 균일성이 우수하며, 부직포의 표면에서 금속나노입자의 표면이 노출되도록 코로나처리를 이용하여 부직포의 표면을 미세하게 개질시킴으로써 부직포의 내구성 등을 저하시키지 않고 부직포의 항균성을 매우 우수하게 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 항균성 부직포의 제조방법의 제조공정을 간략하게 나타내는 제조공정도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 항균성 부직포의 제조방법의 제조공정을 간략하게 나타내는 제조공정도이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 항균성 부직포의 제조방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명은 항균성을 갖는 부직포의 제조방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 항균 기능을 갖는 금속나노입자의 첨가량의 조절이 용이하고, 금속나노입자의 분포 균일성이 우수하며, 부직포의 표면에서 금속나노입자의 표면이 노출되도록 코로나처리를 이용하여 부직포의 표면을 미세하게 개질시킴으로써 부직포의 내구성 등을 저하시키지 않고 부직포의 항균성을 매우 우수하게 향상시킬 수 있는 장점을 갖는 항균성 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 항균성 부직포의 제조방법은 담체의 표면에 금속나노입자를 증착시켜 항균성 입자를 제조하는 제1단계(S100); 상기 항균성 입자를 부직포 제조용 수지와 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 제조하는 제2단계(S200); 상기 제1 항균성 혼합용액을 이용하여 부직포를 제조하는 제3단계(S300); 및 상기 부직포의 표면에 코로나처리를 하여 부직포의 표면에 분포하는 금속나노입자를 외부로 노출시키는 제4단계(S400);를 포함할 수 있다.
본 발명자는 항균성을 갖는 금속나노입자를 부직포 제조용 수지에 직접 첨가하여 혼합하는 종래의 방식과 달리 항균성 금속나노입자를 1차적으로 담체(carrier)의 표면에 증착시켜서 담체와 항균성 금속나노입자가 결합된 형태의 항균성 입자를 제조하는 방식을 채택하였다.
즉, 종래와 같이 부직포 제조용 수지에 항균성 금속나노입자를 직접 혼합하여 첨가한 후, 이와 같이 준비된 혼합용액을 이용하여 항균성 부직포를 제조할 경우 수지 내에 혼합된 금속나노입자가 시간이 흐름에 따라 중력 방향으로 치우치게 분포되는 문제점이 있었으며, 특히 이와 같이 금속나노입자를 수지에 직접 혼합할 경우 항균성 발휘를 위하여 요구되는 금속나노입자의 양이 너무 많아 제조비용이 크게 증가되는 등의 문제점 또한 존재하였다.
따라서, 본 발명자는 종래기술의 상기 문제를 해결하기 위하여 일정한 담체의 표면에 항균성을 갖는 금속나노입자를 증착시키는 방법을 채택하였으며, 구체적으로 예를 들어 물리적기상증착법(PVD, Physics Vapor Deposition)을 이용하여 동(Cu), 은(Ag) 또는 아연(Zn) 금속나노입자를 탄산칼슘(CaCO3) 또는 이산화규소(SiO2)와 같은 담체(carrier)의 표면에 증착시키는 것이 가능하다.
물리적기상증착법으로는 열증착법(thermal evaporation), 전자빔증발법(e-beam evaporation) 및 스퍼터링법(sputtering) 등이 존재하며, 본 발명자는 금속나노입자를 담체에 증착시키기 위하여 스퍼터링법을 사용하였다.
스퍼터링 증착방식은 진공챔버 내에서 불활성 기체(Ar, Kr, Xe 등)의 글로우 방전(Glow discharge)을 형성하여 양이온들이 음극바이어스된 금속 등 타겟에 충돌하도록 함으로써 운동량 전달에 의해 타겟의 원자를 방출시키고 방출된 타겟 원자가 증착대상물질에 증착되도록 하는 방법이다.
본 발명자는 진공챔버에 금속나노입자를 증착시킬 담체(분말형태)를 교반통에 넣고 챔버 내부를 진공상태로 유지한 상태에서 교반통 내부에 담긴 담체를 지속적으로 고르게 혼합시킬 수 있는 교반날개를 이용하여 교반시켰으며, 지속적으로 교반되는 담체 입자의 표면에 스퍼터링법을 이용하여 금속을 증착시키는 방법을 사용하였다.
한편, 본 발명에서는 입자크기가 3㎛ 이하인 분말형태의 담체를 사용하였으며, 이러한 담체의 표면에 금속나노입자를 8,000 내지 30,000ppm의 함량으로 증착시켰다.
본 발명자는 물리적기상증착 과정에서 담체의 물성이 변함으로써 금속나노입자를 높은 함량으로 증착시키지 못하는 문제를 해결하기 위하여, 탄산칼슘(CaCO3) 또는 이산화규소(SiO2)를 담체로 사용하였다.
한편, 전술한 바와 같이 증착법을 이용하여 담체에 금속나노입자를 증착시킨 항균성 입자를 폴리프로필렌(PP) 등과 같이 부직포를 제조할 수 있는 수지와 혼합시킴으로써 제1 항균성 혼합용액을 준비한다.
이와 같이 준비된 제1 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식 등을 이용하여 곧바로 부직포를 제작하는 것도 가능하나, 제1 항균성 혼합용액을 압출하여 2 내지 5㎜의 크기로 절단하여 건조시킴으로써 이를 펠릿화(pelletizing)시키고, 펠렛화된 마스터배치(Master Batch)를 이용하여 이를 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 부직포 제조용 수지와 다시 혼합함으로써 제2 항균성 혼합용액을 준비하고 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식 등을 이용하여 부직포를 제작하는 것도 가능하다.
특히, 펠릿화된 마스터배치를 제조한 후 이를 수지와 혼합하여 부직포를 제작할 경우, 펠릿화된 마스터 배치 내에 금속나노입자가 증착된 담체 입자가 고르게 분포된 채로 굳어져 있으므로, 이를 장시간 보관한 후에 사용하더라도 금속나노입자의 우수한 분포 균일성이 유지되는 장점을 갖게 된다.
한편, 본 발명에서 부직포를 제조하기 위하여 사용되는 수지로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르 등을 예로 들 수 있다.
전술한 바와 같이 부직포가 제작된 후에는 부직포의 표면에 분포하는 금속나노입자가 외부로 노출되도록 부직포의 표면을 개질하는 과정을 거치게 된다.
이와 같은 부직포 표면개질은 부직포의 일면 또는 양면에 코로나처리를 함으로써, 부직포의 최외곽 표면이 매우 얇게 벗겨져 제거되도록 하는 과정을 통하여 수행된다.
본 발명에서는 이와 같이 부직포의 표면을 얇게 벗겨내는 코로나처리를 부직포의 표면과 코로나생성빔 간의 간격을 1 내지 3㎜로 유지하고, 코로나생성빔의 전류의 세기를 10 내지 20A로 설정하고, 부직포의 양면을 2 내지 10m/분의 속도로 이동시키면서 부직포의 표면에 코로나방전을 가하는 방법으로 수행하였다.
이하, 본 발명에 따른 부직포 제조방법의 효과를 확인할 수 있는 다양한 실시예 및 비교예를 설명하기로 한다.
[제조예 1]
평균입경이 1㎛인 탄산칼슘에 스퍼터링 방식으로 물리적기상증착법에 의하여 18,000ppm의 함량으로 구리(Cu)나노입자를 증착시켜 항균성 입자를 제조하였다.
[실시예 1] - 항균성 증착입자 사용 및 코로나처리
제조예 1을 통하여 제조된 항균성 입자 4㎏을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 6㎏과 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 준비하였으며, 이와 같이 제조된 제1 항균성 혼합용액을 30일간 방치하고 교반기를 이용하여 고르게 혼합한 후, 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 90㎏과 혼합하여 제2 항균성 혼합용액을 준비하였다. 그 후, 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 부직포의 양 면에 코로나방전을 생성시킬 수 있는 코로나생성장치의 빔 말단과 2㎜의 거리로 유지하고, 코로나생성장치의 전류의 세기를 15A로 설정하여 부직포의 수평 방향으로 5m/분의 속도로 이동시키면서 부직포의 표면에 고르게 코로나방전을 가함으로써, 부직포의 표면을 개질하였다.
[실시예 2] - 항균성 증착입자 사용 및 코로나처리 (+펠릿화)
제조예 1을 통하여 제조된 항균성 입자 4㎏을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 6㎏과 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 준비하였으며, 이와 같이 제조된 제1 항균성 혼합용액을 압출기를 이용하여 2㎜길이로 펠릿화(pelletizing)하였으며, 이와 같이 준비된 펠릿을 30일간 방치한 후, 평균입경 0.1㎜ 크기로 분쇄하였으며, 이를 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 90㎏과 혼합하여 제2 항균성 혼합용액을 준비하였다. 그 후, 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 부직포의 양 면에 코로나방전을 생성시킬 수 있는 코로나생성장치의 빔 말단과 2㎜의 거리로 유지하고, 코로나생성장치의 전류의 세기를 15A로 설정하여 부직포의 수평 방향으로 5m/분의 속도로 이동시키면서 부직포의 표면에 고르게 코로나방전을 가함으로써, 부직포의 표면을 개질하였다.
[실시예 3] - 항균성 증착입자 사용 및 코로나처리 (+펠릿화) + 급냉처리
제조예 1을 통하여 제조된 항균성 입자 4㎏을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 6㎏과 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 준비하였으며, 이와 같이 제조된 제1 항균성 혼합용액을 압출기를 이용하여 2㎜길이로 펠릿화(pelletizing)하였으며, 이와 같이 준비된 펠릿을 30일간 방치한 후, 평균입경 0.1㎜ 크기로 분쇄하였으며, 이를 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 90㎏과 혼합하여 제2 항균성 혼합용액을 준비하였다. 그 후, 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 부직포의 양 면에 코로나방전을 생성시킬 수 있는 코로나생성장치의 빔 말단과 2㎜의 거리로 유지하고, 코로나생성장치의 전류의 세기를 15A로 설정하여 부직포의 수평 방향으로 5m/분의 속도로 이동시키면서 부직포의 표면에 고르게 코로나방전을 가함으로써, 부직포의 표면을 개질하였으며, 부직포의 표면 개질 직후 개질된 부직포를 2℃로 유지되는 급냉기에 넣고 30분간 급냉처리를 하였다.
[비교예 1] - 항균성 증착입자 미사용 및 코로나 처리
용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 100㎏을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 부직포의 양 면에 코로나방전을 생성시킬 수 있는 코로나생성장치의 빔 말단과 2㎜의 거리로 유지하고, 코로나생성장치의 전류의 세기를 15A로 설정하여 부직포의 수평 방향으로 5m/분의 속도로 이동시키면서 부직포의 표면에 고르게 코로나방전을 가함으로써, 부직포의 표면을 개질하였다.
[비교예 2] - 항균성 증착입자 미사용 및 코로나 미처리
용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 100㎏을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였다.
[비교예 3] - 항균성 증착입자 사용 및 코로나미처리
제조예 1을 통하여 제조된 항균성 입자 4㎏을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 6㎏과 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 준비하였으며, 이와 같이 제조된 제1 항균성 혼합용액을 30일간 방치하고 교반기를 이용하여 고르게 혼합한 후, 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 90㎏과 혼합하여 제2 항균성 혼합용액을 준비하였다. 그 후, 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였다.
[비교예 4] - 항균성 증착입자 사용 및 코로나미처리 (+펠릿화)
제조예 1을 통하여 제조된 항균성 입자 4㎏을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 6㎏과 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 준비하였으며, 이와 같이 제조된 제1 항균성 혼합용액을 압출기를 이용하여 2㎜길이로 펠릿화(pelletizing)하였으며, 이와 같이 준비된 펠릿을 30일간 방치한 후, 평균입경 0.1㎜ 크기로 분쇄하였으며, 이를 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 90㎏과 혼합하여 제2 항균성 혼합용액을 준비하였다. 그 후, 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였다.
[비교예 5] - 구리분말 혼합 및 코로나처리
0.1㎛의 평균입경을 갖는 구리분말 72g을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 9,928g과 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 준비하였으며, 이와 같이 제조된 제1 항균성 혼합용액을 30일간 방치하고 교반기를 이용하여 고르게 혼합한 후, 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 90㎏과 혼합하여 제2 항균성 혼합용액을 준비하였다. 그 후, 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 부직포의 양 면에 코로나방전을 생성시킬 수 있는 코로나생성장치의 빔 말단과 2㎜의 거리로 유지하고, 코로나생성장치의 전류의 세기를 15A로 설정하여 부직포의 수평 방향으로 5m/분의 속도로 이동시키면서 부직포의 표면에 고르게 코로나방전을 가함으로써, 부직포의 표면을 개질하였다.
[비교예 6] - 구리분말 혼합 및 코로나미처리
0.1㎛의 평균입경을 갖는 구리분말 72g을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 9,928g과 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 준비하였으며, 이와 같이 제조된 제1 항균성 혼합용액을 30일간 방치하고 교반기를 이용하여 고르게 혼합한 후, 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 90㎏과 혼합하여 제2 항균성 혼합용액을 준비하였다. 그 후, 이와 같이 준비된 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였다.
[비교예 7] - 부직포의 표면에 구리분말 코팅
용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 100㎏을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였으며, 0.1㎛의 평균입경을 갖는 구리분말 72g을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 9,928g과 혼합하여 제3 혼합용액을 준비한 다음, 이와 같이 준비된 제3 혼합용액을 위와 같이 제조된 부직포의 양면에 스프레이 분사하여 0.1㎜의 두께로 코팅하였다.
[비교예 8] - 부직포의 표면에 구리분말 코팅 및 코로나처리
용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 100㎏을 이용하여 멜트블로운 방식으로 25g/㎥의 밀도를 가지며, 두께가 0.5㎜인 부직포를 제조하였으며, 0.1㎛의 평균입경을 갖는 구리분말 72g을 용융지수가 230g/10min인 폴리프로필렌(PP, H7900, LG사) 9,928g과 혼합하여 제3 혼합용액을 준비한 다음, 이와 같이 준비된 제3 혼합용액을 위와 같이 제조된 부직포의 양면에 스프레이 분사하여 0.1㎜의 두께로 코팅 및 건조하였으며, 이와 같이 제3 혼합용액이 표면에 코팅된 부직포의 양 면에 코로나방전을 생성시킬 수 있는 코로나생성장치의 빔 말단과 2㎜의 거리로 유지하고, 코로나생성장치의 전류의 세기를 15A로 설정하여 부직포의 수평 방향으로 5m/분의 속도로 이동시키면서 부직포의 표면에 고르게 코로나방전을 가함으로써, 부직포의 표면을 개질하였다.
[항균성 실험]
상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 8에 의하여 제조된 부직포를 이용하여 항균성 실험을 진행하였으며, 항균성 실험은 시험기준 ASTN E 2149-20에 따른 대장균 (Escherichia coli) 실험 및 시험기준 KSK 0693:2016에 따른 황색포상구균 (Staphylococcus aureus) 실험을 통하여 진행되었으며, 부직포에 각각의 균을 처리하고 5일, 10일 및 30일이 경과된 후에 초기에 도포된 균에 비하여 제거된 균의 비율을 측정하는 방법으로 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 대장균 (E. coli) 황색포도상구균 (S. aureus)
경과일수 5일 10일 30일 5일 10일 30일
실시예 1 87.5 94.7 99.9 88.3.4 94.5 99.9
실시예 2 93.7 97.2 99.9 92.5 96.3 99.9
실시예 3 98.7 99.5 99.9 98.6 99.3 99.9
비교예 1 2.5 3.4 5.4 3.1 4.2 6.1
비교예 2 2.3 3.7 5.8 3.5 4.5 6.4
비교예 3 75.5 80.5 87.3 74.2 79.8 86.5
비교예 4 82.3 88.7 92.1 81.9 87.6 91.7
비교예 5 70.5 78.5 83.5 71.6 79.5 84.7
비교예 6 65.2 69.7 75.6 63.7 70.1 76.5
비교예 7 83.4 87.9 93.1 82.1 87.9 92.4
비교예 8 93.4 96.9 99.9 92.6 96.5 99.9
상기 표 1을 살펴보면, 비교예 1 내지 7에 비하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 경우 우수한 항균성을 나타냄을 확인할 수 있다.
[공기 투과성 실험]
상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 8에 의하여 제조된 부직포를 이용하여 공기 투과성 테스트를 진행하였다. 공기 투과성 테스트는 부직포의 단위면적(25㎠)에 일정 압력으로 공기압을 가하여 10초간 부직포를 통과한 공기의 양을 측정하는 방법으로 수행하였으며, 아무런 처리없이 폴리프로필렌만으로 제작된 비교예 2의 부직포를 통과한 공기의 양을 100으로 기준으로 정한 후, 다른 테스트 샘플들을 통과한 공기의 양은 이에 대한 상대값으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 통과된 공기의 양 (상대값)
실시예 1 98.6
실시예 2 98.7
실시예 3 99.4
비교예 1 99.8
비교예 2 100
비교예 3 93.8
비교예 4 94.1
비교예 5 99.7
비교예 6 94.3
비교예 7 67.8
비교예 8 84.5
상기 표 2를 살펴보면, 부직포의 표면에 구리분말을 직접 코팅한 비교예 7 및 8에 비하여 실시예 1 내지 3이 더욱 우수한 공기 투과성을 가짐을 확인할 수 있다.

Claims (5)

  1. 담체의 표면에 금속나노입자를 증착시켜 항균성 입자를 제조하는 제1단계(S100);
    상기 항균성 입자를 부직포 제조용 수지와 혼합하여 제1 항균성 혼합용액을 제조하는 제2단계(S200);
    상기 제1 항균성 혼합용액을 이용하여 부직포를 제조하는 제3단계(S300); 및
    상기 부직포의 표면에 코로나처리를 하여 부직포의 표면에 분포하는 금속나노입자를 외부로 노출시키는 제4단계(S400);를 포함하는 항균성 부직포의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2단계(S200) 이후에,
    상기 제1 항균성 혼합용액을 건조시킨 후, 미세 조각으로 펠릿화하여 항균성 펠릿을 제조하는 제2-1단계(S200-1);를 더욱 포함하며,
    상기 제3단계(S300)는 상기 항균성 펠릿을 부직포 제조용 수지와 혼합한 제2 항균성 혼합용액을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 항균성 부직포의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 담체는 탄산칼슘(CaCO3) 또는 이산화규소(SiO2)인 것을 특징으로 하는 항균성 부직포의 제조방법.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 금속나노입자는 동(Cu), 은(Ag) 또는 아연(Zn)인 것을 특징으로 하는 항균성 부직포의 제조방법.
  5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 부직포 제조용 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 항균성 부직포의 제조방법.
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