KR20060020549A

KR20060020549A - 나노 백금 콜로이드 용액으로 처리된 항균 섬유및 그제조방법

Info

Publication number: KR20060020549A
Application number: KR1020040069411A
Authority: KR
Inventors: 장순홍
Original assignee: (주)이온피티
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-06
Also published as: KR100580847B1

Abstract

본 발명은 나노 백금 콜로이드용액으로 처리된 항균 섬유및 그 제조방법에 관한 것으로 처리할 섬유.직물을 음이온계 활성제에 의하여 음이온화 처리하고 나노 백금 콜로이드용액을 양이온 분산제에 의하여 양이온화 처리한 다음 양이온화된 나노 백금 콜로이드를 음이온화된 섬유에 첨가하여 섬유조직에 나노 백금을 이온화결합시키고 여기에 수용성 바인더로 고착처리하여 견뢰성이 높은 항균성 섬유를 얻는다.

섬유의 음이온화 처리, 나노 백금 코로이드, 양 이온화처리, 항균섬유.

Description

나노 백금 콜로이드 용액으로 처리된 항균 섬유및 그 제조방법{A ANTIBACTERIA FIBER PROCESSED WITH nm,PLATINUM COLLOID SOLUTION AND THE PROCESSE METHOD}

본 고안은 나노 백금 콜로이드 용액으로 처리된 항균 섬유및 그 제조방법에 관한것이다.

여기에서 섬유라 함은 직물을 비롯하여 천연섬유 및 합성섬유를 포함하는 것으로 한다.

섬유에 항균성을 부여하는 요구는 오래 되었다. 이는 현대의 자연환경오염의 심화(深化)에 따라 인체에 접촉되는 의류, 양말, 수건, 일용잡화등에 이르기 까지 접촉성 전염세균의 감염이 인체의 위생에 중대한 해를 주기 때문이다.

섬유의 항균가공의 초기에는 주로 방향족 하로겐 화합물이나 유기실리콘 제4급 암모니아염등이 항균처리제로 이용되었고 최근에는 구리, 은등의 금속이 이용되고 있다.

나노 은(Ag) 콜로이드를 이용한 항균처리의 선행기술의 한 예가 공개특허 제0000623호(20004. 01. 07. 공개)의 공보에 개시되어 있다. 이는 항균력을 갖는 나노 은 콜로이드용액을 섬유에 흡착시키어 세균, 곰팡이, 효모등의 증식을 억제하여 항균하게 된 것이다. 구리의 경우에는 활성이 강하여 산화동(酸化銅)을 생성하여 인체에도 유해한 문제점이 있고 은(Ag)은 구리에 비하여 비교적 안정된 금속물질로서 항균섬유에 유용하게 적용하고 있다.

본 발명은 종래의 구리, 은(銀)뿐 아니라 나노 백금을 이용한 항균섬유에 대하여 여러가지 시험연구한 결과 섬유와 백금과의 결합성이 강하여 견뢰성과 항균의 효과가 높은 새로운 항균섬유및 그의 제조방법을 개발하였다.

즉 원자번호 78, 원자량 195.09의 백금(Pt)은 고가의 귀금속으로 화학적 안정성과 전기의 전도가 양호하여 주로 전기기기나 집적회로의 단자, 각종 시험기기의 예민한 전극및 화학제조기구의 요소나 각종 기계류의 소자로 이용되고 있다. 이와 같이 산업계에서 광범하게 사용되는 백금에 대한 항균작용에 관하여는 별로 관심 밖이었다.

그런데 백금이 미분말 상태에서는 용적의 100배 이상의 수소와 산소를 흡수하는 특성이 있다. 흡수된 수소, 산소는 활성화되므로 산화, 환원의 촉매로 사용되기도 한다.

본 발명에서는 백금(Pt)의 미분말이 산소와 수소의 흡수 및 산소의 활성화하는 특성에 주안점을 두고 이러한 산소와 수소의 활성화에 의하여 세균의 사별이나 번식억제에 관련이 있을 것으로 주목하고 여러가지 시험을 한 결과 나노 백금에 의하여 세균, 곰팡이 등의 미생물에 대한 산소및 소화작용에 대사작용을 무력화시키 어 박테리아의 사멸및 번식을 억제시키는 항균작용을 확인하게 되었다.

본 발명에서 사용되는 나노 백금 콜로이드는 백금편을 높은 진공 분위기에서 전열(電熱)로 가열하여 증발된 백금증기의 미립자(입자크기 1∼150nm)를 수집하여 콜로이드화한 것이다.

본 발명에서는 이러한 항균작용를 갖는 나노 백금을 섬유조직에 균일하고 견고하게 흡착시키기 위하여 여러가지로 연구한 결과, 섬유직물을 음이온 계면활성제를 이용하여 음이온화 처리하고 또 나노 백금 콜로이드는 양이온 분산제를 이용하여 양이온화 처리한 다음 양이온화 처리된 나노 백금 콜로이드 용액을 상기 음이온화 처리된 섬유 처리조에 투입 교반하여 나노 백금을 섬유조직에 이온결합으로 흡착시키었다. 그 다음 나노 백금이 흡착된 섬유조직에 염색제의 고착에 사용되는 아크릴계의 소프트 바인더를 부가하여 섬유조직에 흡착된 나노 백금을 섬유에 고착시키어 본 발명의 항균섬유.직물을 얻었다.

본 발명의 항균섬유는 섬유와 나노 백금이 이온결합으로 1차적으로 강한 흡착력으로 균일하게 분산 흡착되고 이어서 소프트 바인더에 의하여 흡착된 나노 백금을 고착화하였기 때문에 항균 섬유.직물을 반복하여 다수회를 세탁하여도 나노 백금이 거의 탈락되지 않고 잔존하여 견뢰성이 매우 강하다. 또 백금은 물리적, 화학적으로 비교적 안정된 금속물질이므로 항균섬유를 알카리성 세제로 고온으로 삶거나, 고온으로 다리미질 하여도 백금의 변질이 없어 백금의 항균기능이 장기간 지속된다. 또 섬유조직에 분산 흡착된 나노 백금의 활성과 원적외선 방출에 의하여 섬유나 직물에 접촉되는 각종 세균,곰팡이등의 사멸 및 번식억제가 유지되어 항균 섬유제품의 인체에 대한 위생을 보다 높일 수 있다.

또 구리나 은에 비하여 백금은 고가(高價)이나, 섬유에 대하여 1000ppm 농도의 나노 백금 콜로이드 사용량이 불과 0.1∼2.0중량％로서 항균작용이 확실하고 사실 그 이상의 사용량을 증가시키어도 항균작용이 증가되는 것은 아니므로 저농도의 나노 백금 콜로이드의 소량 사용을 감안하면 구리나 은에 비하여 경제성이 결코 낮지 않다.

또 본래, 나노 백금 콜로이드는 사용범위가 넓기 때문에 화공약품상에서 쉽게 구입할 수 있어 본 발명의 나노 백금 콜로이드 항균섬유의 제조에 소재공급의 어려움이 없고 나노 백금 콜로이드의 제조공정을 따로 실시할 필요도 없어 항균섬유.직물의 제조가 보다 용이하다.

(실시예)

1. 섬유의 음이온화 처리공정

처리조에 물 10ℓ을 담고 여기에 섬유.직물 1.25kg∼1.50kg를 담그고 여기에 음이온 계면활성제 50g를 투입하여 30분간 교반한다. 이때의 수온(水溫)은 면(綿), 과 모(毛)인 경우 30℃, 나일론, 폴리에스텔등 합성섬유의 경우 약 60℃,로 유지한다. 교반 중에 음이온 계면활성제에 의하여 섬유는 음이온을 띠게 되어 양인온 물질과의 친화성이 높다. 음이온 계면활성제는 예컨데 지방산염으로서 라우린산, 올레인산, 스테아린산염, 등 일반적인 것을 사용하면 된다.

2. 나노 백금의 양이온화 처리공정

나노 백금 콜로이드(입자 1- 150nm, 농도1000ppm) 용액 10∼20g와 양이온화 분산제(상품명 SD-900 삼두상사제품) 20g를 혼합하여 30분간 교반하여 양이온화 처리한다. 상기 양이온 분산제는 다갈색의 투명액상으로 조성은 폴리아미온(Polyamion) 유도체로서 PH 4.0±1.0정도의 산성으로 강한 양이온을 띠며, 냉온수에 쉽게 용해된다. 상기 분산제는 섬유염색 시에 섬유를 Cation화 하여 pigment나 Anion계 염료를 용이하게 분산 염색하는데 사용하는 분산제이다. 본 발명에서는 나노 백금 콜로이드의 Cation화 및 분산에 채용하였다.

3. 나노 백금 콜로이드 흡착처리공정

상기 1공정에 의하여 음이온화 처리된 섬유의 처리조에 상기 제2 공정에 의하여 양이온화 처리된 나노 배금 콜로이드 용액을 투입하여 30분간 교반한다.이때 첨가된 나노 백급 콜로이트와 섬유간에 이온결합에 의하여 나노백금 입자는 균일하게 분산되면서 섬유조직 깊이 스며들어 흡착된다. 이때 첨가된 나노 백금 콜로이드는 전량이 섬유조직에 흡착되었기 때문에 처리조의 용액에는 백금입자가 거의 잔존하지 않는다.

4. 고착처리공정

제3공정에 의하여 섬유에 나노 백금 콜로이드가 이온결합으로 흡착된 다음 처리조에 아크릴계의 수용성 소프트 바인더(SD-BINDER 삼두상사제품) 30g를 가하여 교반한다. 교반중에 상기 바인더는 섬유조직에 부착되어 나노 백금을 섬유조직에 고착시킨다.

상기 아크릴 계의 바인더는 아클릴산 에스텔(Acrylic acid ester)를 중합시 킨 에멀죤(Emulsion) 수지로서 수성안료의 착색을 견고하게 하고 신장력과 우수한 피막을 형성하는 접착제이다. 본 발명에서는 나노 백금의 고착화에 채용하였다.

5. 마감처리공정

섬유에 나노백금을 이온결합으로 흡착시키고 바인더에 의하여 고착시킨 다음 처리조에서 섬유.직조를 건저내어 충분히 정수로 수세하고 탈수및 건조하여 본 발명의 나노 백금 항균섬유.직물을 얻는다.

본 발명의 나노 백금 항균섬유는 견뢰성이 높아 양말이나 팬티의 경우 50회의 세척 후에도 백금의 잔류량이 70％이상 이었다.

또 나노 백금 처리된 직물의 원적외선 방사율(5∼20㎛)은 0.890이 었고 방사에너( W/㎡ )는 2 3.59×10² 이었다.

또 균주1(Stapylococcusaureus ATCC 6538) 및 균주2(Klebsiella penumoniae ATTCC 4352)에 대한 항균시험이 결과 18시간후 99.9％가 사멸하였다.

본 발명의 섬유나 직물은 견뢰성이 양호하고 항균작용이 강력함으로 각종 섬유.직물제품의 인체에 대한 위생의 안전성을 높일 수 있다.

본 발명의 항균섬유는 섬유와 나노 백금이 이온결합으로 1차적으로 강한 흡착력으로 균일하게 분산 흡착되고 이어서 소프트 바인더에 의하여 흡착된 나노백금을 고착화하였기 때문에 반복하여 다수회를 세탁하여도 나노 백금이 거의 탈락되지 않고 견뢰성이 강하다.

또 백금은 물리적인 안정성이 높기 때문에 섬유의 고온처리시에도 백금의 변질이 없어 직물을 알카리 세제로 삶거나 다리미질 해도 백금의 변질이 없고 백금의 항균기능이 장기간 지속된다.

또 섬유에 분산흡착된 나노 백금의 활성과 원적외선 방출에 의하여 섬유나 직물에 접촉되는 각종 세균,곰팡이 등의 사멸 및 번식억제를 유지하게 되어 섬유제품의 인체에 대한 위생을 보다 높일 수 있다.

또한 나노 백금 콜로이드는 농도가 불과 1000ppm에서 0.1 ∼2.0％의 소량의 흡착으로 항균목적이 달성되기 때문에 종래의 구리나 은에 비하여 경제성이 떨어짐이 없이 저렴하게 항균처리가 가능하여 새로운 나노 백금 항균섬유.직물로서 각종 용도에 매우 유용하게 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

처리할 섬유.직물을 소정량의 음이온계 활성제에 의하여 음이온화 처리하고 나노 백금 코로이드(입자1∼150nm 농도 1000ppm)용액을 같은 중량의 양이온 분산제에 의하여 양이온화 처리한 다음 양이온화 된 상기 나노 백금 코로이드 0.1∼2.0중량％를 음이온화된 상기 섬유. 직물에 첨가하여 섬유 조직에 나노 백금을 이온 결합으로 흡착시키고 여기에 소정량의 수용성 바인더로 고착처리하여 된 것을 특징으로 하는 나노 백금콜로이드 용액으로 처리된 항균섬유.
물이 담긴 처리조의 섬유.직물에 소정량의 음이온 계면활성제를 가하고 30∼60℃의 수온에서 교반하여 섬유를 음이온화처리하는 제1공정과,

나노 백금 콜로이드(입자 1∼ 150nm, 농도1000ppm) 용액과 양이온화 분산제를 같은 중량으로 혼합 및 교반하여 나노 백금 콜로이드 용액을 양이온화 처리하는 제2공정과,

상기 1공정에 의하여 음이온화 처리된 처리조의 섬유.직물에 상기 제2 공정에 의하여 양이온화 처리된 나노 배금 콜로이드 용액을 섬유의 0.1∼2.0중량 ％ 투입하고 교반하여 나노 백급 콜로이트와 섬유간에 이온결합에 의하여 나노백금 입자를 섬유조직에 분산 흡착시키는 제3공정과,

제3공정에 의하여 나노 백금 콜로이드가 이온결합으로 흡착된 섬유.직물에 소정량의 아크릴계의 수용성 소프트 바인더를 가하고 교반하여 나노 백금을 섬유조 직에 고착시키는 제4공정과

섬유.직물을 수세,탈수및 거조하여 마감처리하는 제5공정의 결합으로 제조 하는 것을 특징으로 하는 나노 백금콜로이드 용액으로 처리 된 항균섬유의 제조방법.