KR20020042919A - 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 섬유재질에 새로운 기술로 천연향을 접목하여 아로마텍스라는 섬유제품을 한번의 침지공정만으로 방향, 항균방취 및 원적외선 방사기능을 갖도록 하는 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 유기 4급 암모늄 실리콘 항균제(TPDAC) 마이크로 캡슐: 0.1∼5％,

원적외선 방사 수성 코팅제: 90∼99％,

방향제: 0.01∼1％의 비율로 조성됨을 특징으로 하는 것으로서,

상기 유기 4급 암모늄 실리콘 항균제(TPDAC) 마이크로 캡슐은, 불소계 폴리우레탄 수지, 유기계 4급 암모늄 실리콘(TPDAC)과 사이클로 헥산을 젤라틴의 수용성 용매에서 혼합 분산시키면서 천천히 프로필렌 글리콜 수용액 30％를 적가한 후 50∼60℃까지 승온시켜 조성하고,

상기 유기 4급 암모늄 실리콘의 화학식은 ,

(R₁=C₁~C₆의 알킬기, R₂=C₁~C₅의 알킬기)

로 표시되며,

상기 원적외선 방사 수용성 코팅제는 규산소다: 5∼30％, 수산화알루미늄: 0,01∼1％, 염화아연: 1∼10％, 염화마그네슘: 1∼10％, 키토산: 1∼5％, 물:45∼90％의 비율로 조성됨을 특징으로 하는 것임.

Description

원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법{A Manufacturing Method of Water Coating-remedy for Infraed-rayes, Antibiosis and Perfume}

본 발명은 다양한 섬유재질에 새로운 기술로 천연향을 접목하여 아로마텍스라는 섬유제품을 한번의 침지공정만으로 방향, 항균방취 및 원적외선 방사기능을 갖도록 하는 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법에 관한 것이다.

섬유제품은 보관하는 동안 고온 다습한 기후조건과 이에 묻은 오염물의 영향으로 세균 및 곰팡이가 서식하게 되어 전염성 질환, 악취, 오염, 변색, 취하가 발생하기 때문에 항균방취 가공은 전부터 관심을 가졌으며, 소비자들의 생활수준 향상으로 인한 인체보호 및 위생적인 생활환경의 중요성이 강조되는 사회적인 환경변화에 따라 향균 및 방취가공의 필요성이 인식되어지고 있다.

또한 원적외선이 인체에 미치는 효과는 피하층의 온도상승, 미세혈관의 확장, 혈액순환의 촉진, 혈액과 인체와 기타 조직과의 신진대사 강화, 혈액장애의 일소, 조직의 재생능력이나 항경련 능력의 향상 등으로 나타나며, 동시에 지각신경의 이상 흥분억제, 자율신경의 기능 조정효과도 있는 것으로 밝혀졌으며, 원적외선을 방사하는 재료로는 적외선을 흡수하는 세라믹이 가장 좋은 것으로 알려져 있다.

종래 기술에서는 항균방취성 및 원적외선 방사기능을 갖는 섬유제품을 생산하기 위해서 각각 개별적인 공정을 통해서만 가능했으며, 최근에는 향균방취성 및 원적외선 방사기능을 갖는 물질과 폴리에틸렌수지를 혼합한 후 용융압출시키는 방법이 알려져 있다.

그 내용을 간력하게 설명하면 다음과 같다.

섬유에 향균성을 갖게하는 방법으로는 여러가지가 제안되어 있으나, 다양한 섬유재질에 적용이 가능한 유기 4급 암모늄 실리콘, 에폭시 변성 유기실리콘과 폴리 에틸렌글리콜 혼합액으로 처리하는 기술이 대한민국 공개특허 91-4889에 공개되어 있다.

이 코팅액에 원적외선 방사기능을 갖게 하기 위해 수용성 원적외선 바이오 세라믹 코팅액과 혼합하면 유기 4급 실리콘의 이온성, pH 차이점 및 유성용매에 의한 원적외선의 금속이온이 침전화가 생겨 코팅액이 뿌해지는 결과를 초래하게 되어 원적외선 방사기능을 갖게하기 위해서는 또 다른 공정이 요구되는 어려움이 있었다.

한편, 섬유에 원적외선 방사기능을 갖게 하기 위하여 액상 바이오 세라믹스를 이용한 방법으로 대한미국 공개 특허 95-23797에 공개된 종래 기술은 코팅액에 항균성을 부여하기 위해서 수용성 항균제인 4급 암모늄(벤즈알코니움클로라이드, 세틸딥메틸벤질암모늄 클로라이드 등) 및 페놀계 브로노플의 혼합 사용이 가능한 장점을 가지고 있으나 다양한 섬유재료에 적용할 수 없다는 단점이 있었다.

이 외에도 항균방취성 및 원적외선 방사기능을 동시에 부여하기 위한 방법으로 원적외선을 방사하는 산화물 세라믹 미분말과 향균 방취성을 갖는 모더나이트 미분말을 폴리에틸렌에 균일하게 혼합한 후 용융 압출시키는 방법이 제안되기도 하였으나, 섬유재료에 따라서는 적용에 한계가 있었으며, 분말세라믹스를 이용하기 때문에 섬유의 유연성 및 염색의 제한성을 갖는 어려움이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 유기계 4급 암모늄 실리콘(3-[Trimehoxylsilyl] propyl dimethyl alkyl ammonium chloride[이하 "TPDAC"라 칭함])을 불소계 우레탄 수지로 마이크로 캡슐을 형성하여 수용액상태에서 매우 안정한, 특히 원적외선 방사 수성 코팅제 및 방향제와의 혼화성을 높여 한 번의 침지공정으로 원적외선 항균 방향 섬유제품의 생산을 가능토록 하는 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법은,

한 번의 침지공정을 통하여 다양한 재질의 섬유가 원적외선 방사, 항균방취, 방향 기능을 갖도록 하는 코팅제로서,

유기 4급 암모늄 실리콘 항균제(TPDAC) 마이크로 캡슐(A): 0.1∼5％,

원적외선 방사 수성 코팅제(B): 90∼99％,

방향제(C): 0.01∼1％의 비율로 조성되었다,

본 발명에서는 항균방취성을 갖게 하기 위해 무기계(항균성 제올라이트, 이산화규소 등), 금속계(술폰산 은염, 철프탈로 시안), 4급 암모늄(옥타메실메틸 암모늄 클로라이드, 베즈알코니움클로라이드, 세필딥메틸벤질암모니움 클로라이드 등), 구아니딘계(클로로헥시딘〔1,1-헥사메틸렌 비스(5,4-클로로페닐)바이구아니딘 디히드로클로라이드], 폴리헥사메틸렌바이구아니딘 히드로클로라이드), 페놀계(알킬렌 비스페놀 나트륨염, 브로노폴[2-브로모-2-니트로-1.3 프로판디올], 파라클로메타자일레놀), 지방산계(N-스테아로일-L-글루타민산 은, 운메시렌산 등), 기타(키토산, 요오드착화합물, 디메틸아미노프로필아크릴 아미드, 키틴의 인산염, p-톨류엔술폰산메틸), 유기계 4급 암모뮴 실리콘 등을 사용하였다.

상기 유기 4급 암모늄 실리콘은 마이크로 캡슐화하였으며, 유기 4급 암모늄 실리콘물질의 화학식은 다음과 같이 표시된다.

(R₁=C₁~C₆의 알킬기, R₂=C₁~C₅의 알킬기)

상기 유기계 4급 암모늄 실리콘의 마이크로 캡슐(A)의 제조방법은 다음과 같다.

불소계 폴리우레탄 수지, 유기계 4급 암모늄 실리콘(TPDAC)과 사이클로핵산을 젤라틴의 수용성 용매에서 혼합 분산시키면서 천천히 프로필렌 글리콜 수용액를 적하한 후 50∼60℃까지 승온시키면 마이크로 캡슐 슬러지가 생성되는데. 이때 형성되는 마이크로 캡슐을 향균성 마이크로 캡슐이라한다.

원적외선 방사기능을 갖게 하기 위한 수용성 코팅제(B)는

규산소다: 5∼30％, 수산화알루미늄: 0,01∼1％, 염화아연: 1∼10％, 염화마그네슘: 1∼10％, 키토산: 1∼5％ 등을 물: 45∼90％에 비율로 녹여 조성하였다.

이와 같이 제조된 항균성 마이크로 캡슐(A), 원적외선 방사 수성 코팅제(B) 및 방향제(솔잎향, 바닐라향 등)(C)를 A:5∼30％, B:5∼30％, C:5∼30％의 비율로 혼합하여 원적외선 항균 방향 수성 코팅제를 제조하였다.

본 발명에 따른 원적외선 향균 방향 수성 코팅제가 적용되는 섬유재로는 다양한 재질이 적용되며, 여기서는 그 시험대상 섬유재료로 면, 레이온, 폴리에스터 등을 이용하였다.

본 발명에 있어서, 사용한 항균 시험법 및 원적외선 방사율 시험법은 다음과 같다.

*** 항균 시험법

폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4356)을 사용하여 세이크 플라스크법(Shake Flask Method)으로 평가하였고, 세탁시험은 아래와 같은 조건으로 다수회 실시하였다.

- 세탁시험조건

세제: 바이오 계면활성제(1∼2％)/물

세탁시간: 5분

세탁온도: 60℃

탈수시간: 1분

*** 원적외선 방사율 측정법

가와바다 핸드치(Kwabata Hand value) 측정시리즈 중 하나인 Thermao-Labo-∏에 35℃를 유지시키면서 수직방향에서 발열량을 IR-온도계를 이용하여 측정한다.

이때 흑체를 100으로 하여 방사율을 기록한다.

<실시예 1>

유기 4급 암모늄 실리콘 캡슐(A) 0.5g, 원적외선 방사 수성 코팅제(B) 99.3g과 솔잎향(C) 0.5g을 혼합한 액인 본 발명에 따른 원적외선 향균 방향 수성 코팅제를 준비한다. 위의 혼합액 1g을 물 1000g에 희석한 후 면 100g을 10분간 침지하고 탈수한 후 120℃에서 건조하여 원적외선 향균 방향 처리를 한 후, 섬유의 항균성과 원적외선 방사율을 측정하였다.

<실시예 2>

레이온 원단 100g을 실시예 1의 희석액에 10분간 침지하고 탈수한 후 120℃에서 건조하여 원적외선 항균 방향처리를 한 후, 섬유의 항균성과 원적외선 방사율을 측정하였다.

<실시예 3>

폴리에스터 원단 100g을 실시예 1의 희석액에 10분간 침지하고 탈수한 후 120℃에서 건조하여 원적외선 향균 방향처리를 한 후, 섬유의 항균성과 원적외선 방사율을 측정하였다.

<실시예 4>

2-브로모-2-니트로-1,3-프로판 디올 캡슐 0.5g, 원적외선 방사 수성 코팅제 99.3g과 솔잎향 0.5g을 혼합한 액을 준비한다. 위의 액 1g을 물 1000g에 희석한 후 면 100g을 10분간 침지하고 탈수한 후 120℃에서 건조하여 원적외선 향균 방향처리를 한 후, 섬유의 항균성과 원적외선 방사율을 측정하였다.

<실시예 5>

레이온 원단 100g을 상기 실시예 4의 희석액에 10분간 침지하고 탈수한 후 120℃에서 건조하여 원적외선 향균 방향처리를 한 후, 섬유의 항균성과 원적외선 방사율을 측정하였다.

<실시예 6>

폴리에스터 원단 100g을 상기 실시예 4의 희석액에 10분간 침지하고 탈수한 후 120℃에서 건조하여 원적외선 향균 방향처리를 한 후, 섬유의 항균성과 원적외선 방사율을 측정하였다.

다음의 표 1은 상기 시험 실시예들의 항균성 및 원적외선 방사율의 측정결과를 표시한 것이다.

[표 1]

	항균성 (％)	원적외선 방사율(％)
	세탁 5회		세탁 30회
실시예 1	99.8	96	90
실시예 2	99.6	95	86
실시예 3	99.8	95	88
실시예 4	99	94	90
실시예 5	81	66	86
실시예 6	85	70	88

상기 표에서와 같이 본 발명에 따른 원적외선 항균 방향 수성 코팅제로 처리된 섬유의 항균성에 대한 시험은 상기 실시예 1 내지 4에서는 극히 우수하고, 실시예 5 및 6에서도 우수함을 알 수 있었고, 원적외선 방사율에 대한 시험은 모든 실시예에서 고루 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정된 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 및 변경이 가능한 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명에 따른 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법은,

다양한 섬유재질에 적용이 가능한 수용성 코팅제로서, 섬유에 단 한번의 침지공정을 통해 우수한 원적외선 방사, 향균방취, 방향기능을 갖도록 한다.

또한 수용성이기 때문에 섬유에의 처리공정이 간단하고, 환경에 매우 친화적이며, 처리 후 섬유의 유연성 및 염색의 제한성을 개선할 수 있는 잇점을 가진다.

Claims (4)

1. 유기 4급 암모늄 실리콘 항균제(TPDAC) 마이크로 캡슐: 0.1∼5％,

   원적외선 방사 수성 코팅제: 90∼99％,

   방향제: 0.01∼1％의 비율로 조성됨을 특징으로 하는 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유기 4급 암모늄 실리콘 항균제(TPDAC) 마이크로 캡슐은, 불소계 폴리우레탄 수지, 유기계 4급 암모늄 실리콘(TPDAC)과 사이클로 헥산을 젤라틴의 수용성 용매에서 혼합 분산시키면서 천천히 프로필렌 글리콜 수용액 30％를 적가한 후 50∼60℃까지 승온시켜 조성함을 특징으로 하는 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 유기 4급 암모늄 실리콘의 화학식은 ,

   (R₁=C₁~C₆의 알킬기, R₂=C₁~C₅의 알킬기)

   로 표시됨을 특징으로 하는 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 원적외선 방사 수용성 코팅제는,

   규산소다: 5∼30％,

   수산화알루미늄: 0,01∼1％,

   염화아연: 1∼10％,

   염화마그네슘: 1∼10％,

   키토산: 1∼5％,

   물: 45∼90％의 비율로 조성됨을 특징으로 하는 원적외선 항균 방향 수성 코팅제 제조방법.