KR20040051920A - 방충 마이크로캡슐을 이용하여 제조한 섬유원단 및 그의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방충작용을 나타내는 기능성 마이크로캡슐을 이용하여 제조한 섬유원단과 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법은 섬유제품에 마이크로캡슐을 처리하는 방법에 있어서, 침염법, 패딩법, 나염법 중 선택된 1종의 방법을 사용하여 섬유제품 100중량부에 대하여 방충마이크로캡슐 1-40중량부, 결합수지 1-60중량부를 결합시키는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 방법으로 제조된 섬유원단은 방충기능을 장기간 동안 유지하게 된다.

Description

방충 마이크로캡슐을 이용하여 제조한 섬유원단 및 그의 제조방법{Textile Fabric Manufactured By Use Of Mothproof Microcapsule And The Maufacturing Method Thereof}

본 발명은 방충작용을 나타내는 기능성 마이크로캡슐을 이용하여 제조한 섬유원단과 그 제조방법에 관한 것이다.

시중에는 여러 가지 해로운 벌레(해충)를 퇴치하는 다양한 약제들이 시판되고 있다. 이러한 약제들을 사용하는 방법은 해충이 지나가는 길목에 약제를 뿌려줌으로써 해충을 퇴치하는 방법이다. 그러나 이 방법은 매번 해충이 나타날 것을 예상하여 계속적으로 약제를 도포해야 하는 어려움이 있다. 또한 눈에 잘 보이지 않으면서 인간에게 알레르기 등을 유발하는 원인이 되는 집먼지 진드기 등은 약제를 뿌리는 방법으로는 퇴치가 아주 어렵다.

섬유원단에서 진드기 등 알레르기의 원인이 되는 물질을 차단하도록 하는 방법으로는, 섬유에 미세공극이 형성된 고밀도 초극세사를 제조하고, 이를 편직하여 진드기 등이 서식하지 못하도록 하는 방법이 있지만(한국공개특허 제2002-013679호와 제2002-034979호), 원단의 가격이 고가이고 합성섬유에만 적용이 되며 면 같은 천연섬유는 극세사로 만들 수 없어 모든 섬유원단을 응용한 제품에는 적용할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 섬유제품에 장기간 동안 방충기능이 발휘되도록 하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 모, 면 등과 같은 천연섬유로 제직된 섬유제품에도 방충기능을 부여할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 방충기능을 가지는 마이크로캡슐을 섬유제품에 처리하는 것으로 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 방충 마이크로캡슐의 내부물질은 다양하게 사용될 수 있다. 사용가능한 내부물질의 예로는 천연 제충국의 식물체에서 추출한 피레스럼(pyrethrum) 및 구문초 잎에서 얻은 시트로넬라(citronella oil)와 피레스로이드계(pyrethoides)인 델타메스린(deltamethrin), 싸이퍼메스린(cyjpermethrin) , 카데스린(kadethrin) 에스비올(esbiol),, 퍼메스핀(permethrin), 바이오알레스린 (bioallethrin), 싸이할로스린(cyhalothrin), 에스비오스린(esbiothrin), 프랄레트린(Phrallethrin)과 유기인계인디클로르보스(dichlorovos), 글로르피리포스 (chlorpyrifos), 다이아지논(Diazinon), 프로페탐포스(Propetnamphos) 등을 들 수 있다.

특히 시트로넬라 오일은 모기를 쫓는 효과 및 근육경련의 완화, 지성피부, 피부 불순물 제거, 방부 소독 등의 효과가 있다고 알려져 있으며 피레스럼은 천연물질 중 해충을 퇴치하거나 죽이는 물질로서 오랫동안 사용되어 온 물질이다.

방충 마이크로캡슐은 내부의 방충물질을 서서히 방출하거나 캡슐이 파괴됨에 의해서 섬유원단이 방충기능을 나타내게 한다. 방충 마이크로캡슐의 외부물질로는 멜라민-글루타알데하드 축합물, 멜라민-포르말린 축합물, 우레아-포르말린 축합물, 우레아-글루타알데히드 축합물, 멜라민-우레아-포르말린 축합물, 에폭시-우레탄 축합물, 우레탄 축합물, 에폭시 축합물, 키토산 등을 들 수 있다. 방충 마이크로캡슐의 제조는 위에서 제시한 방충 물질을 하나 또는 두개 이상을 서로 혼합하여 유화하고 외부물질을 초기 축합단계에서 유화액에 투입하여 일정 pH와 온도에서 경화시켜 방충 마이크로캡슐을 제조한다.

방충마이크로캡슐을 섬유에 부착시키는 방법은 침염법, 패딩법, 나염법 등이 사용될 수 있다. 어느 방법을 사용하더라도 섬유제품 100중량부에 대하여 방충마이크로캡슐 1-40중량부, 결합수지 20-60중량부가 결합되도록 한다. 방충마이크로캡슐의 사용량이 상기 범위 미만의 경우에는 방충효과가 부족하게 되며, 상기 범위를 초과하더라도 더 이상의 방충효과의 향상은 없다. 결합수지의 사용량이 상기 범위 미만의 경우에는 섬유제품에 부착된 방충마이크로 캡슐이 탈락되기 쉬워서 방충효과가 장기간 지속되지 못하는 문제점이 있고, 상기 범위를 초과할 경우에는 섬유의 물성에 악영향을 미칠 수 있다.

방충마이크로캡슐을 처리하게 되면 특히 섬유제품의 터치감이 저하될 경우가 있는데, 섬유제품의 터치감을 향상시키기 위해서는 섬유유연제를 섬유제품 100중량부에 대하여 0.1-5중량부 첨가할 수 있다.

침염법은 결합수지와 마이크로캡슐 및 희석액을 잘 혼합시켜 혼합액을 제조한 후 여기에 섬유를 침지시켜 마이크로캡슐을 섬유에 결합시키게 된다. 방충 마이크로캡슐과 결합수지 및 희석액의 비율은, 통상 방충마이크로캡슐 1~5중량%, 결합수지 1~5중량%, 희석액 2~90중량%를 사용한다. 방충마이크로캡슐의 함량이 약 1중량% 미만일 경우 방충기능의 효과가 부족하게 된다.

방충마이크로캡슐을 부착시키는 데 사용되는 결합수지는 수용성으로서 멜라민계, 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 폴리아마이드계, 아크릴스티렌계 수지 등이 사용될 수 있으며 일반적으로 유리전이온도가 20~-50℃의 것을 사용한다. 유리전이온도가 높은 것을 사용하면 섬유의 터치(touch)감에 악영향을 미칠 수 있으며 또한 결합수지의 함량이 5% 이상일 경우도 섬유의 터치감에 악영향을 미치게 된다. 이를 개선하기 위해 결합수지와 방충마이크로캡슐의 혼합액을 제조시 섬유처리제를 약 1-10중량%를 같이 섞어서 사용해도 무방하다. 섬유처리제로는 4급암모늄염의 양이온성 및 실리콘계의 비이온성 유연처리제가 사용될 수 있다.

패딩법은 0.1-2중량%의 방충마이크로캡슐과 결합수지 0.1-2중량%, 희석액 96-99.8%을 잘 혼합한 액에 섬유원단을 충분히 침지시켜 방충 마이크로캡슐과 결합수지가 섬유원단 깊숙이 침투되도록 한 후 건조공정(Dry)을 거치게 되는 데 이때 건조공정은 텐터(tenter)공정으로 약 120~180℃로 연속공정으로 건조한다. 건조공정을 거치면서 혼합되어 있는 방충마이크로캡슐과 결합수지 및 섬유원단사이에 가교화가 일어나 방충 마이크로캡슐이 결합력을 가지게 되며 마이크로캡슐과 섬유원단 사이의 결합수지에 의한 가교화 반응을 통해 섬유원단은 여러 번 세탁 후에도 오랫동안 방충기능을 가지게 된다.

패딩법을 사용시 섬유원단을 혼합액에 침지시켜 픽업(pick up)률을 약 50~80%정도로 조절하며 특히 섬유원단이 폴리에스터, 나일론 등 물의 흡수성이 적은 원단의 경우 픽업률을 90%정도까지 올려도 무방하며 이 픽업률의 조정을 통해 섬유원단에 처리되는 방충 마이크로캡슐의 양을 조절할 수 있다. 이와 같은 염색법은 면직물, 폴리에스터, 나일론, 폴리프로필렌, 레이온 등 다양한 섬유원단에 사용될 수 있다.

나염법은 나염용 결합수지와 방충 마이크로캡슐을 혼합시켜 섬유원단에 일정한 모양으로 나염 및 코팅하는 방법이며, 방충 마이크로캡슐 20~40중량%와 나염용 결합수지 60~80중량%를 잘 혼합하고 여기에 일정한 크기의 점도를 맞추기 위해 소량의 증점제를 첨가 후 잘 교반하여 혼합한다. 이를 일정모양이 새겨진 나염용 실크인쇄판에서 프린팅하여 나염 및 코팅한 후 건조하여 제조한다. 이때 사용되는 나염용 결합수지는 멜라민계, 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 폴리아마이드계, 아크릴스티렌계 수지 등이 사용된다.

이러한 방법으로 제조된 섬유원단은 여러 가지 제품으로 응용되는 데 특히해충이 많이 기생할 것이라고 예상되는 제품에 사용시 오랫동안 방충기능을 나타내게 된다. 이러한 제품으로는 카텐, 카페트, 침구류, 텐트, 등산복 등에 응용될 수 있다.

약 3중량%의 방충마이크로캡슐을 위와 같은 방법으로 섬유원단에 처리하게 되면 진드기에 대하여 약 99.9% 이상의 기피효과를 나타낸다.

본 발명의 실시예는 아래와 같으며, 하기 실시예에서 사용된 시험방법은 다음과 같다.

가. 시험법

1) 침입저지법

진드기가 배지의 시험시료에 포함된 유인물질로 이동하는지의 여부 관찰

2) 확산저지법

유인물질과 시험시료가 혼합 배치된 상태에서 진드기의 선택적 침입여부 관찰

3) 유리관법

진드기가 시험시료를 통과하여 유인물질로 이동하는 투과성 여부 관찰

나. 공시충

큰다리 먼지 진드기, 세로무늬 먼지 진드기

실시예1)

본 실시예는 침염법을 사용하여 방충 마이크로캡슐을 섬유원단에 가공하여 방충기능을 가지는 섬유원단을 제조하는 방법에 관한 것이다.

피레스럼 10g과 시트로넬라오일 20g을 혼합하고 이 혼합물을 포함하는 멜라민-글루타알데히드 축합물 재질의 마이크로캡슐을 제조하였다(고형분 함량 30%). 이 캡슐 3g과 결합수지로 아크릴스티렌계수지를 3g, 섬유유연제로 실리콘계 비이온성 계면활성제를 3g 및 물 91g을 잘 혼합하여 방충 마이크로캡슐과 결합수지, 섬유유연제를 액중에 잘 분산시킨 다음, 여기에 욕비 1:10-1:8 로 섬유원단 10-13g을 투입하여 10-20분간 shaking 하여 액중에 분산된 방충 마이크로캡슐이 섬유 깊숙이 흡수되도록 하였다.

다음으로 탈수공정을 거치는데 염색된 섬유원단이 너무 많은 수분을 가지지 않도록 원심분리방법으로 약 20-50%정도 수분이 빠지도록 탈수하였다. 탈수 후 약 120-180℃에서 열풍건조하여 사용된 결합수지를 경화시킴으로 섬유와 방충 마이크로캡슐이 완전히 결합된 섬유원단을 제조하였다.

실시예2)

본 실시예는 패딩법에 의해 방충 마이크로캡슐을 섬유원단에 가공하여 방충기능을 가지는 섬유원단을 제조하는 방법에 관한 것이다.

피레스럼 10g과 시트로넬라오일 20g을 혼합하고 이 혼합물을 포함하는 멜라민 글루타알데히드 축합물 재질의 마이크로캡슐을 제조하였다(고형분 함량30%). 이캡슐 2g, 결합수지로 아크릴스티렌계수지 2g, 섬유유연제로 실리콘계 비이온성 계면활성제 2g 및 물 994g을 잘 혼합하여 방충 마이크로캡슐과 결합수지, 섬유유연제를 액중에 잘 분산시킨 다음, 여기에 원단을 액중에 충분히 침지시키면서 분당 100m의 속도로 통과시키면서 섬유원단에 방충 마이크로캡슐과 결합수지가 충분히 침투하도록 하였다. 액중에 통과된 섬유원단은 망글을 통과시키면서 픽업률을 75-80%로 조절하고 약 120-180℃에서 열풍건조하여 사용된 결합수지를 경화시킴으로써 섬유와 방충 마이크로캡슐이 완전히 결합된 섬유원단을 제조하였다.

실시예 1)과 2)에서 침염법과 패딩법으로 방충마이크로캡슐을 섬유원단에 결합시킬시 염색전 섬유원단을 양이온성으로 개질화시킨 후 염색하면 좀더 많은 방충마이크로캡슐을 섬유원단에 결합시킬 수 있다. 이때 섬유개질화제로 사용되는 개질화제는 양이온성 계면활성제가 사용된다.

실시예3)

본 실시예는 나염법에 의해 방충 마이크로캡슐을 섬유원단에 가공하여 방충기능을 가지는 섬유원단을 제조하는 방법에 관한 것이다.

피레스럼 10g과 시트로넬라오일 20g을 포함하는 멜라민-글루타알데히드 축합물 재질의 마이크로캡슐을 제조하였다(고형분 함량 30%). 이 방충 마이크로캡슐 40g과 결합수지로 공중합아크릴에멀젼(고형분45%) 60g을 잘 혼합 교반한 다음, 여기에 0.1 g의 증점제(카르복실메틸셀룰루오즈,CMC)를 투입하여 나염에 적합할 정도의 점도로 맞추고 일정한 모양이 새겨진 나염용 스크린으로 나염하였다.

상기 실시예 1,2,3에 의하여 얻어진 섬유원단 및 대조시료로 마이크로캡슐로 처리하지 아니한 섬유원단을 택하여 칩입저지법, 확산저지법 및 시험관법으로 방충기능을 테스트한 결과는 아래의 표1-3과 같았다.

침입저지법 (진드기 수, g)

구 분	초기 진드기수	생존 진드기수	기피율(%)
	D.farinae	D.pteranyssinus	D.farinae	D.pteranyssinus	D.farinae	D.pteranyssinus
대조시료	3.4x104	3.2x104	4.4X103	3.5X103
시험시료	①	0	0	0	0	99.9	99.9
	②	0	0	0	0	99.9	99.9
	③	0	0	0	0	99.9	99.9

확산저지법 (진드기 수, g)

구 분	초기 진드기수	생존 진드기수	기피율(%)
	D.farinae	D.pteranyssinus	D.farinae	D.pteranyssinus	D.farinae	D.pteranyssinus
진드기배지	3.1x104	2.7x104
대조시료	①	0	0	6.4x103	5.7x103
	②	0	0	5.6x103	5.5x103
	③	0	0	5.7x103	5.8x103
시험시료	①	0	0	0	0	99.9	99.9
	②	0	0	0	0	99.9	99.9
	③	0	0	0	0	99.9	99.9

시험관법 (진드기 수, g)

구 분	초기 진드기수	생존 진드기수	기피율(%)
	D.farinae	D.pteranyssinus	D.farinae	D.pteranyssinus	D.farinae	D.pteranyssinus
대조시료	3.7x104	3.4x104	6.8X103	3.9X103
시험시료	①	3.2x104	3.1x104	0	0	99.9	99.9
	②	3.5x104	3.2x104	0	0	99.9	99.9
	③	3.6x104	3.0x104	0	0	99.9	99.9

이상의 실시예등을 통하여 확인되는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 방충 마이크로캡슐을 처리한 섬유원단은 뛰어난 방충효과를 나타내며 마이크로캡슐이 섬유에 강하게 결합되어 있으며 고르게 분포되어 있다. 본 발명을 이용하여 제조한 섬유원단을 커튼, 카펫트, 침구류, 텐트, 스포츠 의류 등을 제조하였을 경우 본 발명의 결과처럼 오랫동안 방충효과를 나타내며 해충으로부터 인체를 보호하는 데 다른 약제를 사용할 필요가 없이 아주 손쉽게 해충을 퇴치할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 섬유제품에 마이크로캡슐을 처리하는 방법에 있어서, 침염법, 패딩법, 나염법 중 선택된 1종의 방법을 사용하여 섬유제품 100중량부에 대하여 방충마이크로캡슐 1-40중량부, 결합수지 1-60중량부를 결합시키는 것을 특징으로 하는 방충기능을 가지는 섬유원단의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 4급암모늄염의 양이온성 또는 실리콘계의 비이온성 유연처리제 중 선택된 1종의 섬유유연제가 섬유제품 100중량부에 대하여 0.1-5중량부 첨가되는 것을 특징으로 하는 방충기능을 가지는 섬유원단의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 결합수지는 수용성으로서 멜라민계, 폴리아크릴계, 폴리우레탄계, 폴리아마이드계, 아크릴스티렌계 수지 중 선택된 1종이며, 유리전이온도가 20~-50℃인 것을 특징으로 하는 방충기능을 가지는 섬유원단의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 방충 마이크로캡슐의 내부물질로 피레스럼(pyrethrum), 시트로넬라(citronellaoil)와 피레스로이드계(pyrethoides)의 델타메스린(deltamethrin), 싸이퍼메스린(cyjpermethrin), 카데스린(kadethrin), 에스비올 (esbiol), 퍼메스핀(permethrin), 바이오알레스린(bioallethrin), 싸이할로스린(cyhalothrin), 에스비오스린(esbiothrin), 프랄레트린(Phrallethrin) , 유기인계인 디클로르보스(dichlorovos), 글로르피리포스(chlorpyrifos), 다이아지논(Diazinon), 프로페탐포스(Propetnamphos) 중 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 방충기능을 가지는 섬유원단의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 방충 마이크로캡슐의 외부물질로는 멜라민-글루타알데하드 축합물, 멜라민-포르말린 축합물, 우레아-포르말린 축합물, 우레아-글루타알데히드 축합물, 멜라민-우레아-포르말린 축합물, 에폭시-우레탄 축합물, 우레탄 축합물, 에폭시 축합물, 키토산 중 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 방충기능을 가지는 섬유원단의 제조방법.
6. 제1항 내지 제5항 기재의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 방충기능을 가지는 섬유원단.