KR19980066991A - 항균성이 우수한 섬유제품 및 그의 제조방법 - Google Patents

항균성이 우수한 섬유제품 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 항균성이 우수한 섬유제품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
항균성이 우수함과 동시에 세탁내구성이 우수하고, 섬유제품 본연의 촉감을 유지하는 섬유제품을 제공하고자 한다.
3. 발명의 해결방법의 요지
저분자량의 키토산과 N-메틸올 아크릴아마이드 또는 그의 에스테르형 화합물을 산성조건하에서 반응시켜 제조한 아크릴아미도 메틸 키토산을 산수용액에 0.5중량% 이상 용해시키고, 여기에 섬유제품을 패딩시키고, 패딩처리된 섬유제품을 알카리 수용액에 다시 패딩시킨 후 열처리한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명의 섬유제품은 의류용 및 침구류 등의 소재로 사용된다.

Description

항균성이 우수한 섬유제품 및 그의 제조방법
본 발명은 항균성이 우수한 섬유제품 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 세균이나 곰팡이와 같은 미생물은 사람의 생활환경에 널리 분포되어 번식하는데, 이들 중의 어떤것들은 섬유제품에 번식하며 악취를 유발하거나, 섬유제품을 변색, 퇴색, 또는 취화시킨다. 또한 미생물은 섬유제품을 매개로 인체에 침입하여 질병을 일으킬 수도 있다. 따라서 섬유제품에 항균성을 부여하기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔다.
섬유제품에 항균성을 부여하는 종래 기술로서 일본 공개특허 소 57-51874호 및 동 59-133235호에서는 유기실리콘 제4급 암모늄염, 방향족 할로겐 화합물, 또는 금속함유 무기 항생물질 등의 항균제를 섬유제조시에 혼합하거나 섬유포지에 함침하는 방법 등을 게재하고 있다.
그러나 이와 같은 방법은 유기실리콘 제4급 암모늄염, 방향족 할로겐화합물 또는 금속함유 무기 항생물질 등이 저분자량이고 섬유와 직접 결합하지 못하기 때문에 세탁내구성이 나쁘다. 그리고 이들 항균제중의 일부는 인체에 유독할 수 있어서 의류용으로 사용하기에 적합하지 못한 경우가 있다.
또한 일본 공개특허 평 3-51369호에서는 항균제와 인체와의 친화성을 중시하여 동물성 다당류인 키팅 또는 키토산을 항균제로 사용하는 방법을 게재하고 있다. 구체적으로는 고분자량의 키토산을 피막형성능력이 있는 폴리우레탄, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리에스테르 또는 폴리아미노산 우레탄 공중합체 등의 합성수지와 혼합하여 섬유제품에 부여하거나, 섬유와 직접 반응할 수 있는 관능기를 가지는 이소시아네이트 함유 폴리우레탄 또는 에폭시 변성 폴리에스테르 등과 혼합하여 섬유제품에 부여한다.
그러나 이와 같은 방법은 고분자량의 키토산을 이용함으로 인해 키토산이 섬유내부로 침투하지 못하고 표면에만 부착되어 세탁내구성이 우수하지 못하고, 또한 키토산을 섬유에 고착하기 위하여 합성수지를 사용하기 때문에 섬유제품 본연의 촉감을 해치는 문제가 있다.
본 발명은 저분자량의 키토산으로 제조되어 섬유내부로 용이하게 침투할 수 있는 아크릴아미도 메틸 키토산을 항균제로 사용하므로서, 항균성과 동시에 세탁내구성이 우수하고 섬유제품 본연의 촉감을 유지하는 항균성 섬유제품 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 항균성 및 세탁내구성이 우수하고, 섬유 본연의 촉감을 유지하는 항균성 섬유제품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 저분자량의 키토산과 N-메틸올 아크릴아마이드 또는 그의 에스테르형 화합물을 반응시켜 제조한 아크릴아미도 메틸 키토산을 항균제로 사용하는 항균성 섬유제품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 항균성이 우수한 섬유제품은 아크릴아미도 메틸 키토산이 섬유제품에 이온 그라프트된 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 제조방법은 저분자량의 키토산과 N-메틸을 아크릴아마이드 또는 그의 에스테르형 화합물을 산성조건하에서 반응시켜 제조한 아크릴아미도 메틸 키토산을 산수용액에 0.5중량% 이상 용해시킨 후, 여기에 섬유제품을 패딩시키고, 이들 섬유제품을 알칼리 수용액에 다시 패딩시킨 후 열처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저 저분자량의 키토산을 제조하기 위해서 탈아세탈화도가 30~100% 인 고분자량의 키토산을 아질산 나트륨으로 처리시켜 저분자화 한다. 본 발명에서 사용되는 저분자량의 키토산은 500~2,000의 분자량을 갖는다.
다음으로 제조한 저분자량의 키토산과 비닐기 및 N-메틸올기를 갖는 N-메틸올 아크릴아마이드 또는 그의 에스테르형 화합물을 산성조건에서 반응시켜서 아크릴아미도 메틸 키토산을 제조한다. 이때 키토산의 하이드록시기와 N-메틸올 아크릴아마이드의 N-메틸올기 또는 키토산의 하이드록시기와 N-메틸올 아크릴아마이드의 에스테르형 화합물의 N-메톡시기가 결합하게 된다. 상세한 반응 메카니즘은 다음과 같다.
[1 단계 반응] CH2=CHCONHCH2OH+H+ CH2=CHCONHCH2 ++H2O
[2 단계 반응] CH2=CHCONHCH2 ++HO-키토산CH2=CHCONHCH2-O-키토산+H+
N-메틸올 아크릴아마이드의 에스테르형 화합물은 N-메톡시 메틸 아크릴아마이드 또는 N-메톡시 메틸 메타크릴아마이드 등이다.
그 다음으로는 앞에서 설명한 방법으로 제조한 아크릴아미도 메틸 키토산을 묽은 산수용액에 용해시켜 항균 용액을 제조한다. 이때 항균 용액내 아크릴아미도 메틸 키토산의 함량이 0.5중량% 이상되도록 하는 것이 바람직하다. 아크릴아미도 메틸 키토산의 함량이 너무 낮으면 섬유제품의 항균성이 저하한다.
다음으로는 섬유제품을 상기 항균 용액에 패딩시킨 후 패딩된 섬유제품을 알칼리 수용액에 다시 패딩시키고 열처리하여 아크릴아미도 메틸 키토산의 이중결합과 섬유제품을 이온 그라프트시킨다.
본 발명에 사용되는 섬유제품은 나일론 6 및 나일론 66 등의 폴리아미드계 섬유, 면 및 레이온 등의 셀룰로오스계 섬유 또는 이들 섬유와 기타 섬유들이 혼방된 섬유들로 제조한 것이다.
섬유제품을 아크릴아미도 메틸 키토산이 용해된 산수용액에 패딩시켰을 때 섬유와 아크릴아미도 메틸 키토산의 결합 메카니즘은 다음과 같다.
[셀룰로오스계 섬유제품인 경우]
[1 단계 반응] 셀룰로오스-OH+OH-→ 셀룰로오스-O-+H2O
[2 단계 반응] 셀룰로오스-O-+CH2=CHCONH CH2-O-키토산
[폴리아미드계 섬유제품인 경우]
[1 단계 반응] Nylon-COOH+OH-→Nylon-COO-+H2O
[2 단계 반응] Nylon-COO-+CH2=CHCONH CH2-O-키토산
이상에서 설명한 본 발명의 항균성 섬유제품은 항균성 및 세탁내구성이 우수하고 섬유 본연의 촉감을 유지한다. 항균제인 키토산이 섬유의 표면 및 내부에서 섬유와 이온 그라프트 되기 때문에 세탁내구성이 우수하게 된다.
키토산이 항균성을 나타내는 원인은 명확하지 않으나 키토산의 자유 아미노기가 산 수용액에서 제4급 암모늄염 형태를 띠고 이것의 양전하가 음전하를 띠는 미생물의 세포를 파괴하기 때문인 것으로 추측된다. 따라서, 키토산이 탈아세틸화도가 높을 수록 항균성은 우수하다.
또한 본 발명의 항균성 섬유제품이 우수한 세탁내구성을 가지며 본원의 촉감을 유지하는 이유는 항균제로 사용되는 아크릴아미도 메틸 키토산의 분자량이 작아서 이들이 섬유내부로 침투하기에 유리하고, 또한 이들이 이온 그라프트를 통하여 섬유와 직접 화학결합을 할 수 있기 때문이다.
본 발명을 실시예 및 비교실시예를 통하여 보다 상세하게 알아본다.
그러나 본 발명이 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
탈아세탈화도가 70%인 고분자량의 키토산을 아질산 나트륨으로 처리하여 분자량이 600인 저분자량의 키토산을 제조한다.
제조한 키토산을 N-메틸올 아크릴아마이드와 산성조건하에서 반응시켜 아크릴아미도 메틸 키토산을 제조한다.
제조한 아크릴아미도 메틸 키토산을 묽은 초산 수용액에 용해시켜 항균 용액을 제조한다. 이때 아크릴아미도 메틸 키토산의 함량은 1중량%이다.
제조한 항균 용액에 나일론 타프타 직물을 픽-업율이 70%인 조건으로 패딩한 후 100℃에서 2분간 건조한다. 이들 직물을 농도가 12%인 탄산나트륨 수용액에 다시 패딩한 후 150℃에서 2분간 열처리하고 세정 및 건조하여 항균성 섬유제품을 제조한다. 제조한 제품의 항균성, 세탁내구성 및 촉감변화를 평가한 결과는 표 1과 같다.
[실시예 2]
탈아세탈화도가 70%인 고분자량의 키토산을 아질산 나트륨으로 처리하여 분자량이 600인 저분자량의 키토산을 제조한다.
제조한 키토산을 N-메톡시 메틸 아크릴아마이드와 산성조건하에서 반응시켜 아크릴아미도 메틸 키토산을 제조한다.
제조한 아크릴아미도 메틸 키토산을 묽은 초산 수용액에 용해시켜 항균 용액을 제조한다. 이때 아크릴아미도 메틸 키토산의 함량은 1중량%이다.
제조한 항균 용액에 셀룰로오스 직물을 픽-업율이 70%인 조건으로 패딩한 후 100℃에서 2분간 건조한다. 이들 직물을 농도가 12%인 탄산나트륨 수용액에 다시 패딩한 후 150℃에서 2분간 열처리하고 세정 및 건조하여 항균성 섬유제품을 제조한다. 제조한 제품의 항균성, 세탁내구성 및 촉감변화를 평가한 결과는 표 1과 같다.
[실시예 3]
초산수용액내 아크릴아미도 메틸 키토산의 함량을 0.5중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 항균성 섬유제품을 제조한다.
제조한 제품의 항균성, 세탁내구성 및 촉감변화를 평가한 결과는 표 1과 같다.
[비교실시예 1]
고분자량의 키토산 1중량%, 초산 1중량%, 수용성 폴리우레탄수지 10중량% 및 물 88중량%로 구성된 항균 용액에 나일론 타프타 직물을 패딩한 후 150℃에서 1분간 열처리하여 항균성 섬유제품을 제조한다. 제조한 제품의 항균성, 세탁내구성 및 촉감변화를 평가한 결과는 표 1과 같다.
[비교실시예 2]
항균제로 세니타이즈 1977(일본 세니타이즈 주식회사 제품)를 물에 3중량% 함유되도록 용해시킨 후 여기에 나일론 타프타 직물을 패딩한 후 150℃에서 1분간 열처리하여 항균성 섬유제품을 제조한다. 제조한 제품의 항균성, 세탁내구성 및 촉감변화를 평가한 결과는 표 1과 같다.
[표 1]
물성평가 결과
본 발명의 섬유제품은 항균성이 우수함과 동시에 세탁내구성이 우수하며 섬유본연의 촉감을 그대로 유지한다.

Claims (13)

  1. 아크릴아미도 메틸 키토산이 섬유제품의 내부 및 표면에 이온 그라프트된 것을 특징으로 하는 항균성 섬유제품.
  2. 1항에 있어서, 아크릴아미도 메틸 키토산이 저분자량의 키토산과 N-메틸올 아크릴아마이드 또는 그의 에스테르형 화합물을 산성조건하에서 반응시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 항균성 섬유제품.
  3. 2항에 있어서, N-메틸올 아크릴아마이드의 에스테르형 화합물이 N-메톡시 메틸 아크릴아마이드 또는 N-메톡시 메틸 메타크릴아미드인 것을 특징으로 하는 항균성 섬유제품.
  4. 2항에 있어서, 키토산의 분자량이 500~2,000인 것을 특징으로 하는 항균성 섬유제품.
  5. 1항에 있어서, 섬유제품이 폴리아미드계 섬유, 셀룰로우스계 섬유 또는 이들 섬유와 기타 섬유가 혼방된 섬유로 제조된 것임을 특징으로 하는 항균성 섬유제품.
  6. 아크릴아미도 메틸 키토산이 용해된 산 수용액에 섬유제품을 패딩시킨 후, 이를 다시 알칼리 수용액에 패딩시킨 후 열처리함을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
  7. 6항에 있어서, 아크릴아미도 메틸 키토산이 산 수용액내에 0.5중량% 이상 용해된 것을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
  8. 6항에 있어서, 섬유제품이 폴리아미드계 섬유, 셀룰로우스계 섬유 또는 이들 섬유와 기타 섬유가 혼방된 섬유로 제조된 것임을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
  9. 6항에 있어서, 아크릴아미도 메틸 키토산은 저분자량의 키토산과 N-메틸올 아크릴아미드 또는 그의 에스테르형 화합물을 반응시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
  10. 9항에 있어서, 키토산의 분자량이 500~2,000인 것을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
  11. 9항에 있어서, N-메틸올 아크릴아미드의 에스테르형 화합물이 N-메톡시 메틸 아크릴아마이드 또는 N-메톡시 메틸 메타크릴아미드인 것을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
  12. 9항에 있어서, 저분자량의 키토산은 고분자량의 키토산을 아질산 나트륨으로 처리하여 제조된 것임을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
  13. 9항에 있어서, N-메틸올 아크릴아마이드 또는 그의 에스테르형 화합물이 비닐기 및 N-메틸올기를 갖는 것을 특징으로 하는 항균성 섬유제품의 제조방법.
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