KR102672830B1 - 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생분해성 수지를 압출연신하는 압출연신단계, 상기 압출연신단계를 통해 제조된 단섬유를 방적하여 원사를 제조하는 방적단계, 상기 방적단계를 통해 제조된 원사를 직조하는 직물제조단계, 상기 직물제조단계를 통해 제조된 직물을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계, 상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 원단을 천연염료 혼합물로 염색하는 염색단계, 상기 염색단계를 통해 염색된 직물의 표면에 천연항균제 혼합물을 코팅하는 항균제코팅단계 및 상기 항균제코팅단계를 통해 천연항균제가 코팅된 직물의 표면에 소수성 유연제를 코팅하는 유연제코팅단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 제조되는 원단은 생분해성이 우수하여 친환경적이며, 우수한 항균성, 소취성 및 발수성을 나타낼 뿐만 아니라, 쿠션감, 질감 및 촉감이 향상되어 우수한 상품성을 나타낸다.
상기의 과정을 통해 제조되는 원단은 생분해성이 우수하여 친환경적이며, 우수한 항균성, 소취성 및 발수성을 나타낼 뿐만 아니라, 쿠션감, 질감 및 촉감이 향상되어 우수한 상품성을 나타낸다.
Description
본 발명은 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생분해성이 우수하여 친환경적이며, 우수한 항균성, 소취성 및 발수성을 나타낼 뿐만 아니라, 쿠션감, 질감 및 촉감이 향상되어 우수한 상품성을 나타내는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법에 관한 것이다.
섬유패션 소재나 원단은 과거의 경우 목화나 동물에서 추출된 천연섬유만으로 제조되었으나, 최근에는 기계적 물성이나 내수성 등을 개선하기 위해 천연섬유에 폴리에스터, 폴리아미드, 아크릴 및 폴리우레탄 등의 합성섬유를 혼섬하여 제조되고 있다.
상기에 나열된 합성섬유를 사용하여 제조된 제품들은 섬유패션 소재로서의 내구성이나 물성에 있어서 여러 장점들을 가지고 있으나, 사용 후 자연분해가 어려워 소각이나 매립 등을 통해 폐기처리 되고 있는데, 소각의 경우 인체나 지구 환경에 부담을 주는 유해물질이 배출되고, 매립의 경우에는 생분해에 수백년의 시간이 소요되어 토양 환경에 막대한 부담을 주고 있다.
또한, 최근에는 미세플라스틱이 전세계적인 문제로 대두되고 있으며, 플라스틱 쓰레기 매립지에서는 침출수가 발생하여 또 다른 환경오염의 원인이 되고 있다.
그에 따라, 환경부에서는 점차 플라스틱 소비량을 낮추기 위한 정책을 추진하고 있고, 최근에는 페트병을 재자원화하여 의류나 신발 등을 제조하는 과정의 원료로 사용하는 노력이 이루어지고 있으나, 재자원화되는 페트병의 비율은 극히 낮고, 재자원화에는 매우 높은 비용이 소모되어 실용적이지 못할 뿐만 아니라, 재자원화를 거치더라도 미세플라스틱의 발생에 대한 문제점은 여전히 남게 된다.
따라서, 재자원화나 재활용 보다는 자연환경에서 완전하게 분해될 수 있는 생분해성 재료로 대체하여 환경오염을 줄여나가는 것이 바람직하며, 이에 따라 생분해성이 우수한 섬유제품의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 생분해성이 우수하여 친환경적이며, 우수한 항균성, 내수성 및 발취성을 나타낼 뿐만 아니라, 쿠션감, 질감 및 촉감이 향상되어 우수한 상품성을 나타내는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 생분해성 수지를 압출연신하는 압출연신단계, 상기 압출연신단계를 통해 제조된 단섬유를 740 내지 760 TM(Twist per meter)의 범위로 좌연방적하여 원사를 제조하는 방적단계, 상기 방적단계를 통해 제조된 원사를 직조하는 직물제조단계, 상기 직물제조단계를 통해 제조된 직물을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계, 상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 직물을 천연염료 혼합물로 염색하는 염색단계, 상기 염색단계를 통해 염색된 직물의 표면에 천연항균제 혼합물을 코팅하는 항균제코팅단계 및 상기 항균제코팅단계를 통해 천연항균제가 코팅된 직물의 표면에 소수성 유연제를 코팅하는 유연제코팅단계로 이루어지며, 상기 생분해성 수지는 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리락틱엑시드, 폴리에틸렌석시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리부틸렌석시네이트, 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트아디페이트, 스타치, 폴리에스터카보네이트 및 셀룰로오스아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지고, 상기 염색단계는 상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 직물을 천연염료 혼합물에 침지한 후에 30 내지 50℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 염색하여 이루어지며, 상기 천연염료 혼합물은 정제수 100 중량부, 천연염료 0.1 내지 1.5 중량부 및 환원제 0.01 내지 0.1 중량부로 이루어지고, 상기 항균제코팅단계는 상기 염색단계를 통해 염색된 직물 100 중량부의 표면에 천연항균제 혼합물 1 내지 2 중량부를 코팅하여 이루어지며, 상기 유연제코팅단계는 상기 항균제코팅단계를 통해 천연항균제가 코팅된 직물이 유연제가 저장된 저장조를 10 내지 30yd/min의 속도로 통과하도록 하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 생분해성 수지는 폴리락틱엑시드 100 중량부 및 셀룰로오스아세테이트 20 내지 40 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 천연염료는 쪽, 치자, 홍화, 철황, 울금, 꼭두서니, 석류, 율피, 소목, 먹물, 감물, 녹차, 로그우드, 코치닐, 카카오, 홍국 및 헤나로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 천연항균제 혼합물은 수목정유 100 중량부에 항균 추출물 5 내지 20 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 수목정유는 소나무, 잣나무 및 편백나무로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 제조되고, 상기 항균 추출물은 레몬 추출물, 마카 추출물 및 부추 추출물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유연제는 실리콘계 또는 카치온 지방산계로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법은 생분해성이 우수하여 친환경적이며, 우수한 항균성, 소취성 및 발수성을 나타낼 뿐만 아니라, 쿠션감, 질감 및 촉감이 향상되어 우수한 상품성을 나타내는 친환경 원단을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법은 생분해성 수지를 압출연신하는 압출연신단계(S101), 상기 압출연신단계(S101)를 통해 제조된 단섬유를 방적하여 원사를 제조하는 방적단계(S103), 상기 방적단계(S103)를 통해 제조된 원사를 직조하는 직물제조단계(S105), 상기 직물제조단계(S105)를 통해 제조된 직물을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계(S107), 상기 정련가공단계(S107)를 통해 정련가공된 직물을 천연염료 혼합물로 염색하는 염색단계(S109), 상기 염색단계(S109)를 통해 염색된 직물의 표면에 천연항균제 혼합물을 코팅하는 항균제코팅단계(S111) 및 상기 항균제코팅단계(S111)를 통해 천연항균제가 코팅된 직물의 표면에 소수성 유연제를 코팅하는 유연제코팅단계(S113)로 이루어진다.
상기 압출연신단계(S101)는 생분해성 수지를 압출연신하는 단계로, 생분해성 수지를 압출기에 투입하고 압출한 후에 연신하는 과정으로 이루어지는데, 이때 압출과정에서의 가열온도는 사용되는 생분해성 수지의 종류에 따라 가변적이다.
이때, 상기 생분해성 수지는 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리락틱엑시드, 폴리에틸렌석시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리부틸렌석시네이트, 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트아디페이트, 스타치, 폴리에스터카보네이트 및 셀룰로오스아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 폴리락틱엑시드 100 중량부 및 셀룰로오스아세테이트 20 내지 40 중량부로 이루어지는 것이 바람직하며, 폴리락틱엑시드 100 중량부 및 셀룰로오스아세테이트 20 내지 40 중량부로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
상기 폴리락틱엑시드는 유전자 조작 없이 사탕수수, 사탕무 및 옥수수 등에서 추출된 것을 사용하며, 상기 셀룰로오스아세테이트는 생분해성이 우수한 셀룰로오스 섬유, 면섬유 및 리오셀 섬유 등에서 추출된 셀룰로오스 성분이 다량함유되어 매립 시 100% 완전 유기분해 되므로 매우 친환경적이다.
상기와 같이 생분해성 수지로 폴리락틱엑시드 및 셀룰로오스아세테이트를 사용하는 경우에는 압출온도가 200 내지 220℃를 나타내는 것이 바람직한데, 압출온도가 200℃ 미만이면 폴리락틱엑시드 및 셀룰로오스아세테이트로 이루어지는 생분해성 수지의 용융이 제대로 진행되지 못해 압출공정의 효율성이 저하되며, 압출온도가 220℃를 초과하게 되면 생분해성 수지 성분이 열분해될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
이때, 상기 폴리락틱엑시드는 220℃의 온도조건에서 MI(Melt Index)가 28 내지 32g인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 압출연신단계에서는 상기 생분해성 수지 100 중량부 대비 산화그래핀 분산액 1 내지 3 중량부가 더 함유될 수 있는데, 상기 산화그래핀 분산액은 이온수 100 중량부, 산화그래핀 0.1 내지 1 중량부 및 분산제 0.01 내지 1 중량부를 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 이온수는 흑연에서 박리된 나노수준의 얇은 판상형인 산화그래핀을 중화하는 역할을 하며, 상기 분산제는 상기 산화그래핀이 상기 이온수에 고르게 분산되어 균질한 물성을 나타내는 산화그래핀 분산액이 제공될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 아민계 분산제로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 성분으로 이루어지는 산화그래핀 분산액은 생분해성 수지에 항균성과 탈취성능을 부여할 뿐만 아니라, 윤활성, UV 차단성, 전기전도성 및 방열특성 등도 부여할 수 있으며, 내스크래치성, 내마모성, 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성율 등과 같은 기계적 물성이 향상된 생분해성 원단을 제공하는 역할을 한다.
상기 산화그래핀 분산액의 함량이 1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 산화그래핀 분산액의 함량이 3 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 생분해성 원단의 기계적 물성이 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 방적단계(S103)는 상기 압출연신단계(S101)를 통해 제조된 단섬유를 방적하여 원사를 제조하는 단계로, 상기 압출연신단계(S101)를 통해 제조된 단섬유를 740 내지 760 TM(Twist per meter)의 범위로 좌연 방적하여 원사를 제조하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 좌연은 우상에서 좌하방향으로 꼬임된 것으로서, Z꼬임이라고도 하는데, 상기와 같은 좌연을 통해 제조되는 원사는 740 내지 760 TM(Twist per meter)의 범위로 꼬임되도록 구성될 수 있다. 상기 꼬임수에 따라 최종적으로 제조되는 원사의 성질이 확연하게 달라지는데, 원사에 꼬임을 주면 원사의 모든 점은 중심을 향하여 힘을 가하고, 인접하는 섬유간에는 서로 밀어내는 압력이 발생하는데, 이 압력에 의한 섬유간의 마찰은 섬유의 활탈(滑脫)을 방지하고 원사에 강력이 부여된다. 꼬임이 증가하여 최대의 강력을 가질 때의 꼬임을 포화꼬임이라고 하는데 그 이상으로 꼬임을 증가시키면 비틀림(strain)이 증가하여 강력이 감소하고 꼬임수가 증가하면 점점 원사의 굵기는 가늘어지나 단단해지며 변형이 어려워져서 경/위사 공간률이 증가되기 때문에, 원단의 함기성을 증가시키며, 함기성이 증가된 원단은 보온효과가 우수할 뿐만 아니라, 쿠션감, 질감 및 촉감 등이 향상된다.
이때, 상기 생분해성 단섬유는 굵기가 1 내지 1.5 데니어이며, 길이가 35 내지 40 밀리미터인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 상기의 굵기와 길이를 나타내는 단섬유는 원사로 제조시 헤어가 다량발생하여 함기성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 생분해성 단섬유는 멀티필라멘트 또는 방적사로 제조될 수 있는데, 상기 멀티필라멘트는 50D/24F 또는 75D/24F의 세섬 멀리필라멘트로 제조되는 것이 바람직하고, 상기 방적사는 50/1 또는 60/1의 조건으로 제조되는 것이 바람직하다.
상기 직물제조단계(S105)는 상기 방적단계(S103)를 통해 제조된 원사를 직조하는 단계로, 상기 방적단계(S103)를 통해 제조된 원사를 직조하여 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 직물제조단계(S105)에서는 직조기를 통해 직조작업이 진행되는 것이 바람직하고, 직조의 조건은 통상적인 직물의 제조에 이용되는 조건이면 특별히 한정되지 않는다.
상기 정련가공단계(S107)는 상기 직물제조단계(S105)를 통해 제조된 직물을 정련한 후에 가공하는 단계로, 상기 직물제조단계(S105)를 통해 제조된 직물을 통상적인 직물에 적용되는 방법으로 정련한 후에 수세 및 탈수하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 염색단계(S109)는 상기 정련가공단계(S107)를 통해 정련가공된 직물을 천연염료 혼합물로 염색하는 단계로, 상기 정련가공단계(S107)를 통해 정련가공된 직물을 천연염료 혼합물에 침지한 후에 30 내지 50℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 염색하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 천연염료 혼합물에 사용되는 염료는 직물을 염색 또는 날염을 통해 다양한 색상이나 무늬를 제공하는 통상의 염료가 사용될 수 있으며, 본 발명을 통해 제조되는 생분해성 직물의 친환경성이 더욱 향상될 수 있도록 천연성분으로 이루어진 천연염료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염색단계(S109)의 온도가 30℃ 미만이거나 염색시간이 10분 미만으로 진행되면 충분한 색채감이 나타나지 않을 수 있으며, 상기 염색단계(S109)의 온도가 50℃를 초과하거나 염색시간이 30분을 초과하게 되면 색감이 좋지못하며, 염색 얼룩이 발생하여 염색의 질이 낮아질 수 있다.
또한, 상기 천연염료 혼합물은 정제수 100 중량부, 천연염료 0.1 내지 1.5 중량부 및 환원제 0.01 내지 0.1 중량부로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기의 성분으로 이루어지는 천연염료 혼합물은 상기 정련가공단계(S107)를 통해 정련가공된 직물에 대해 우수한 염착성과 견뢰도를 부여한다.
이때, 상기 천연염료는 쪽, 치자, 홍화, 철황, 울금, 꼭두서니, 석류, 율피, 소목, 먹물, 감물, 녹차, 로그우드, 코치닐, 카카오, 홍국 및 헤나로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 천연염료의 함량이 0.1 중량부 미만이면 충분한 염색이 이루어지지 못하며, 상기 천연염료의 함량이 1.5 중량부를 초과하게 염색효과는 크게 향상되지 않고 제조비용을 증가시키게 된다.
또한, 상기 환원제는 0.01 내지 0.1 중량부가 함유되며 수산화나트륨 및 하이드로설파이드로 이루어지며, 상기의 성분으로 이루어지는 환원제는 천연염료가 염색된 직물의 염착성과 견뢰도를 향상시키는 역할을 하는데, 상기 환원제의 함량이 0.01 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 환원제의 함량이 0.1 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 폐수발생량을 증가시키기 때문에 바람지하지 못하다.
이때, 상기 수산화나트륨 및 하이드로설파이드로는 1:1.5 내지 2.5의 중량부 의 비율로 혼합되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 항균제코팅단계(S111)는 상기 염색단계(S109)를 통해 염색된 직물의 표면에 천연항균제 혼합물을 코팅하는 단계로, 상기 염색단계(S109)를 통해 염색된 직물 100 중량부의 표면에 천연항균제 혼합물 1 내지 2 중량부를 코팅하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 천연항균제 혼합물은 수목정유 100 중량부에 항균 추출물 5 내지 20 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 수목정유는 소나무, 잣나무 및 편백나무로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 제조되고, 상기 항균 추출물은 레몬 추출물, 마카 추출물 및 부추 추출물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 상기의 성분으로 이루어지는 천연항균제 혼합물은 상기 염색단계(S109)를 통해 염색된 직물에 우수한 항균효과 및 소취효과를 부여할 뿐만 아니라, 은은한 향을 발산시켜 상품성이 우수한 원단이 제공될 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 수목정유는 항균성분인 테르펜을 포함하는 것으로 수목, 특히, 소나무과(pinaceae), 구체적으로 소나무, 잣나무 및 편백나무로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 일종의 나무에서 추출된 정유로, 유해물질 중화작용, 생리활성작용, 소취작용, 감성인지작용, 살균작용, 향기취료작용, 항충작용, 약리작용, 항알러지작용, 항산화작용, 항공팜이작용, 항부식작용, 탈취성능 등의 인체에 유용한 다양한 효능을 나타낸다.
또한, 상기 항균 추출물은 5 내지 20 중량부가 함유되며, 레몬 추출물, 마카 추출물 및 부추 추출물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 레몬 추출물, 마카 추출물 및 부추 추출물이 1:1:1의 중량부로 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 성분으로 이루어지는 항균 추출물은 레몬, 마카 및 부추를 1:1:1의 중량부로 혼합한 후에 분쇄하고, 분쇄된 분쇄물 100 중량부에 유기용매 800 내지 1200 중량부를 혼합하고 30 내지 40℃의 온도에서 20 내지 25시간 동안 초음파를 조사하여 추출액을 제조하고, 제조된 추출액을 감압농축한 후에 동결건조하는 과정을 통해 제조된다.
상기의 과정을 통해 제조되는 항균 추출물은 천연항균제 혼합물의 항균성능을 월등하여 향상시켜 우수한 항균효과를 나타내는 생분해성 원단이 제공될 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 천연항균제 혼합물의 코팅량이 1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 천연항균제 혼합물의 코팅량이 2 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 지나치게 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 유연제코팅단계(S113)는 상기 항균제코팅단계(S111)를 통해 천연항균제가 코팅된 직물의 표면에 소수성 유연제를 코팅하는 단계로, 상기 항균제코팅단계(S111)를 통해 천연항균제가 코팅된 직물이 유연제가 저장된 저장조를 10 내지 30yd/min의 속도로 통과하도록 한 후에 160 내지 180℃의 온도로 건조하는 과정으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기의 과정으로 이루어지는 유연제코팅단계(S113)를 통해 유연제가 코팅된 직물은 소수성이 향상되어 땀이나 수분의 과도한 흡수를 제어하며, 부드러운 질감을 나타내어 원단의 착용감을 향상시킬 수 있다.
상기 유연제코팅단계(S113)에서 유연제가 저장된 수조를 통과하는 속도가 10yd/min 미만이면 원단 이동 속도가 지나치게 늦어져 생산성이 저하되며, 30yd/min를 초과하게 되면 유연제가 원단의 표면에 균일하게 도포되지 못하게 된다.
또한, 유연제 코팅 후에 건조온도가 160℃ 미만이면 건조 시간이 증가하여 생산성이 저하되며, 건조온도가 180℃를 초과하게 되면 원단이 열변형될 수 있다.
이때, 상기 유연제는 실리콘계 또는 카치온 지방산계로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명에 따른 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 원단의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 천연염료 혼합물의 제조
물 100 중량부, 천연염료(쪽) 0.1 중량부 및 환원제(수산화나트륨 및 하이드로설파이드가 1:2의 중량부 비율로 혼합) 0.05 중량부를 40℃의 온도로 가열혼합하여 천연염료 혼합물을 제조하였다.
<제조예 2> 항균 추출물의 제조
레몬, 마카 및 부추를 1:1:1의 중량부로 혼합한 후에 분쇄하고, 분쇄된 분쇄물 100 중량부에 유기용매(아세톤과 클로로포름이 1:1의 부피비율로 혼합) 1000 중량부를 혼합하고 초음파공정으로 35℃의 온도에서 24시간 동안 추출하여 추출액을 제조하고, 제조된 추출액을 감압농축 및 동결건조하여 항균 추출물을 제조하였다.
<제조예 3> 천연항균제 혼합물의 제조
소나무, 잣나무 및 편백나무에서 추출된 수목 정유의 혼합물(소나무 정유, 잣나무 정유 및 편백 정유가 4:1:1 중량부로 혼합) 100 중량부에 상기 제조예 2를 통해 제조된 항균 추출물 12 중량부를 혼합하여 천연항균제 혼합물을 제조하였다.
<실시예 1>
폴리락틱엑시드와 셀룰로오스아세테이트를 각각 압출연신하여 각각 단섬유로 제조한 후에, 각각 제조된 폴리락틱엑시드 단섬유와 셀룰로오스아세테이트 단섬유를 혼방하되, 꼬임수가 750 TM이 되도록 좌연으로 방적하여 원사를 제조하고, 제조된 원사를 직조하여 직물을 제조하고, 제조된 직물을 정련가공하고, 정련가공된 직물을 상기 제조예 1을 통해 제조된 천연염료 혼합물에 40℃의 온도조건으로 20분 동안 침지하여 염색하고, 염색된 직물을 건조한 후에, 건조된 직물의 표면에 상기 제조예 3을 통해 제조된 천연항균제 혼합물 1.5 중량부를 코팅하고, 천연항균제 혼합물이 코팅된 직물을 건조한 후에, 건조된 직물을 유연제(실리콘 유연제)가 저장된 수조를 20yd/min 속도로 통과시킨 후에 170℃ 온도로 건조하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 천연항균제 혼합물 1 중량부를 코팅하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 천연항균제 혼합물 2 중량부를 코팅하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 꼬임수가 740 TM이 되도록 좌연으로 방적하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 꼬임수가 760 TM이 되도록 좌연으로 방적하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유연제(실리콘 유연제)가 저장된 수조를 10yd/min 속도로 통과시킨 후에 170℃ 온도로 건조하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<실시예 7>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유연제(실리콘 유연제)가 저장된 수조를 30yd/min 속도로 통과시킨 후에 170℃ 온도로 건조하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 천연항균제 혼합물을 코팅하지 않고, 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 천연항균제 혼합물 0.1 중량부를 코팅하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 꼬임수가 400 TM이 되도록 좌연으로 방적하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유연제(실리콘 유연제)가 저장된 수조를 50yd/min 속도로 통과시킨 후에 170℃ 온도로 건조하여 생분해성이 우수한 친환경 원단을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4를 통해 제조된 생분해성이 우수한 친환경 원단의 항균성능과 소취효과를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 항균성능은 ASTM E2149-10에 의거하여 제조된 원단의 시료를 10±0.1g 로 준비한 후, 각 시료별로 무균 250ml 진탕플라스크를 준비하여 세균 접종물의 실행 희석액 50±0.5ml를 각 플라스크에 추가하였다. 각 플라스크 속에 제조된 원단의 시료를 각각 배치한 후, 각 플라스크들을 진탕기(wrist-action shaker) 위에 놓고 60±5분 동안 최대 속도로 흔들고 희석하여 평판 배지에 분주하고 24시간, 35±2℃의 조건으로 인큐베이터에서 배양한 후 현미경으로 배양 페드리디쉬 내 집락수를 확인하는 방법을 이용하였다.
또한, 하기 식에 의해 항균력을 계산하였다.
항균성능(%) = (B-A)/B × 100
A: 시료와 세균 희석액의 접촉시간 이후 세균수
B: 시료를 처리하지 않은 대조군의 세균수
* 음성대조군은 100%, 양성대조군 5.4%
또한, 탈취성능은 제조된 원단을 10cm×10cm 사이즈로 절단하고, 환경 표지 인증 기준(EL608)에 의해 2시간 동안 tedlar bag에 암모니아가스(NH3)와 시료를 함께 넣어 암모니아가스(NH3)의 잔류량을 검지관으로 확인하여 백분율로 평가하는 방법을 이용하였다.}
<표 1>
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 7을 통해 제조된 생분해성이 우수한 친환경 원단은 우수한 항균성능과 탈취성능을 나타내는 것을 알 수 있다.
반면, 비교예 1 내지 2를 통해 제조되는 원단은 항균성능과 탈취성능이 상대적으로 저하되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 및 실시예 6 내지 7과 비교예 4를 통해 제조된 생분해성이 우수한 친환경 원단의 발수성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
{단, 발수성은 원단의 발수도를 측정하는 방법을 이용하였으며, 발수도는 - KS K 0509 : 2008를 이용하여 측정하였으며, 세탁조건은 KS K ISO 6330:2011 9B의 조건에서 5회세탁하는 방법을 이용하였다.}
<표 2>
상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1, 6 및 7을 통해 제조되는 원단은 우수한 발수성을 나타낸 반면, 비교예 4를 통해 제조된 원단은 상대적으로 낮은 발수성을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1, 4 내지 5 및 비교예 3을 통해 제조된 생분해성이 우수한 친환경 원단의 쿠션감을 측정하여 아래 표 3에 나타내었다.
{단, 쿠션감의 측정은 피시험자 30명을 대상으로 하여 제조된 원단을 손으로 만지도록 한 후에, 쿠션감을 5점 척도법으로 조사한 후에 평균값으로 나타내는 방법을 이용하였다.
5점:매우 우수, 4점:우수, 3점:보통, 2점:나쁨, 1점:매우 나쁨}
<표 3>
상기 표 3에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1, 4 및 5를 통해 제조된 원단은 740 내지 760 TM(Twist per meter)의 범위로 좌연 방적되어 우수한 쿠션감을 나타낸 반면, 비교예 3을 통해 제조된 원단은 상대적으로 쿠션감이 낮은 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법은 생분해성이 우수하여 친환경적이며, 우수한 항균성, 소취성 및 발수성을 나타낼 뿐만 아니라, 쿠션감, 질감 및 촉감이 향상되어 우수한 상품성을 나타내는 친환경 원단을 제공한다.
S101 ; 압출연신단계
S103 ; 방적단계
S105 ; 직물제조단계
S107 ; 정련가공단계
S109 ; 염색단계
S111 ; 항균제코팅단계
S113 ; 유연제코팅단계
S103 ; 방적단계
S105 ; 직물제조단계
S107 ; 정련가공단계
S109 ; 염색단계
S111 ; 항균제코팅단계
S113 ; 유연제코팅단계
Claims (5)
- 생분해성 수지를 압출연신하는 압출연신단계;
상기 압출연신단계를 통해 제조된 단섬유를 740 내지 760 TM(Twist per meter)의 범위로 좌연 방적하여 원사를 제조하는 방적단계;
상기 방적단계를 통해 제조된 원사를 직조하는 직물제조단계;
상기 직물제조단계를 통해 제조된 직물을 정련한 후에 가공하는 정련가공단계;
상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 직물을 천연염료 혼합물로 염색하는 염색단계;
상기 염색단계를 통해 염색된 직물의 표면에 천연항균제 혼합물을 코팅하는 항균제코팅단계; 및
상기 항균제코팅단계를 통해 천연항균제가 코팅된 직물의 표면에 소수성 유연제를 코팅하는 유연제코팅단계;로 이루어지며,
상기 생분해성 수지는 폴리히드록시부티레이트, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리락틱엑시드, 폴리에틸렌석시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리부틸렌석시네이트, 폴리비닐알코올, 폴리부틸렌석시네이트아디페이트, 스타치, 폴리에스터카보네이트 및 셀룰로오스아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지고,
상기 염색단계는 상기 정련가공단계를 통해 정련가공된 직물을 천연염료 혼합물에 침지한 후에 30 내지 50℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 염색하여 이루어지며,
상기 천연염료 혼합물은 정제수 100 중량부, 천연염료 0.1 내지 1.5 중량부 및 환원제 0.01 내지 0.1 중량부로 이루어지고,
상기 항균제코팅단계는 상기 염색단계를 통해 염색된 직물 100 중량부의 표면에 천연항균제 혼합물 1 내지 2 중량부를 코팅하여 이루어지며,
상기 유연제코팅단계는 상기 항균제코팅단계를 통해 천연항균제가 코팅된 직물이 유연제가 저장된 저장조를 10 내지 30yd/min의 속도로 통과하도록 하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 생분해성 수지는 폴리락틱엑시드 100 중량부 및 셀룰로오스아세테이트 20 내지 40 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 천연염료는 쪽, 치자, 홍화, 철황, 울금, 꼭두서니, 석류, 율피, 소목, 먹물, 감물, 녹차, 로그우드, 코치닐, 카카오, 홍국 및 헤나로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 천연항균제 혼합물은 수목정유 100 중량부에 항균 추출물 5 내지 20 중량부를 혼합하여 이루어지며,
상기 수목정유는 소나무, 잣나무 및 편백나무로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 제조되고,
상기 항균 추출물은 레몬 추출물, 마카 추출물 및 부추 추출물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 유연제는 실리콘계 또는 카치온 지방산계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성이 우수한 친환경 원단의 제조방법.
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