KR20080042634A - 기능성조성물 pp방적사 제조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성조성물 PP방적사 제조에 관한 것이다.

제1공정으로 용제형 은나노콜로이드를 제조하는 공정

제2공정으로 제1공정의 은나노콜로이드(150,000ppm) 1,000g을 안료 700g 비율에 음이온광물질파우더 300g을 혼합 믹스 후 건조하여 분쇄한 은나노 안료조성물 1,000g을 제조하는 공정

제3공정으로 PE 또는 PP 수지칩 1,000g 비율에 제3공정의 은나노 음이온 안료조성물 200g을 혼합 믹스하여 마스타베치를 제조하는 공정

제4공정으로 제3공정의 마스타베치 5kg 비율에 PP수지칩 100kg에 혼합 믹스하여 PP사를 제조하는 공정

제5공정으로 제4공정의 PP사를 솜형태의 펄프로 제조하는 공정

제6공정으로 제5공정의 제조된 PP조성물 솜형태의 필터를 면방의 면사 방적기기를 이용하여 기능성 PP 방적사를 제조하는 것이 특징이다.

Description

기능성조성물 PP방적사 제조{Manufacture of function PP cotton yarn}

본 발명은 기능성조성물 PP방적사 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 설명하면 현재 폴리프로필렌 일명 PP수지를 이용하여 PP사를 나일론사나 폴리에스텔사와 같이 방사하여 PP사를 제조하는 방법이 이미 수십 년 전부터 공지화되어 왔다. 현재에 와서 상기 PP사를 2대니아 정도로 방사하여 일정한 규격으로 컷트하여 솜같이 펄프로 제조하여 부직포 등을 제조하는 기술들이 이미 공지화 되어 있다.

그러나 상기 PP섬유사를 현재 의류로 사용하기 위하여 나일론이나 폴리에스테르 실과 같이 제조하기 위하여 필히 방사공정을 거쳐야 다양한 종류의 섬유사를 제조할 수 있는데 상기 PP사에 기능성을 가진 광물질분말인 음이온이나 은나노콜로이드를 이용하여 기능성 PP사를 제조하기 위해서 상기 광물질분말이나 은나노를 수지와 혼합하여 가는 실을 제조하는데 방사가 잘 되지 않는 것이 문제가 되고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술을 제공하는 것이 특징이다.

현재 PP, PE, 폴리에스트, 나일론 수지에 은(Ag)을 나노입자로 소립하여 수용성 은나노콜로이드를 침적시켜 수지에 은나노 입자를 분산시켜 은나노 마스터베치 또는 수지 칩을 제조하는 선기술들을 찾아볼 수 있고 음이온광물질을 수지와 혼 합하여 음이온 플라스틱수지 등을 찾아볼 수 있고 또한 게르마늄, 세라믹, 맥반석을 아주 미세하게 분쇄하여 폴리 또는 나일론 수지에 혼합하여 제조된 광물질조성물 섬유사를 찾아볼 수 있으나 기능성 광물질의 함유량이 매우 적어서 그 기능효과가 우수하지 못하고 방사하는데 많은 문제가 되고 있고 특히 은나노콜로이드는 대부분 수용성으로 되어 있고 은을 전기분해 또는 화학적 콜로이드화하여 은을 나노 입자로 소립하여 물에 분산되어 있다. 상기 은용액을 대부분 수지 칩에 침지시키면서 압출공정을 거쳐 은항균수지 칩을 제조하거나 방사 또는 압출하는 선기술등이 공개되고 있다. 상기와 같이 수용성 은나노콜로이드를 수지에 침적하여 압출 공정에서 수분이 잘 제거되지 않을 뿐 아니라 분산이 잘되지 않아 은나노 항균마스타베치나 플라스틱이 항균효과를 제대로 얻을 수 없고 방사할 경우 수분 때문에 방사하는데에 문제가 되고 있다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 동시에 해결하면서 고기능성 PP방적사를 제조하는 기술의 핵심을 설명하면 다음과 같다.

첫 번째의 기술 먼저 살펴보면 은(Ag)나노콜로이드 제조에 있어서 본 발명자가 대한민국 특허 등록 0399481호 발명의 명칭 '브롬화합물과 은을 이용한 새로운 은염인 무기항균제 제조 방법'에서 상기 기술로 제조된 은염을 기존 물에 합성하여 은콜로이드용액을 제조하는 것을 에틸알코올과 이소프로필알코올 이용하여 상기 은염을 분해하여 휘발성이 우수한 은나노항균제를 제조하는 방법을 실시예에서 상세하게 설명하기로 하고 본 발명에서 제조된 알코올형 은나노콜로이드 기능성 PP방적사를 제조할 때 은나노항균제를 PP수지 칩에 침적할 경우 침적과 동시에 알코올이 자연적으로 증발되면서 은나노입자만 수지에 침적되게 하므로 수지를 은나노 마스터베치를 제조 할 때 기존 수용성 은나노콜로이드용액을 사용할 때 보다 수분 제거에 효과적이고 은(Ag)나노 입자가 수지에 분산이 잘 되어 기포 등이 발생하여 항균효과를 저하시키는 것을 방지할 수 있다.

특히 PP사 방적사 제조에 있어서 본 발명의 기술핵심인 PP사는 일반적으로 염료로서는 염색이 불가능하므로 실을 방적할 때 사염이 되어야 하므로 수지 칩에 안료를 혼합하여 실에 염착시켜야 하므로 본 발명에서는 특히 PP사를 방사할 때 휘발성 은나노용액을 사용하여 안료 또는 음이온과 기능성 광물질에 침적하여 건조할 때 휘발성이 우수하여 건조 효과가 우수하고 수지와 혼합하여 마스터베치를 제조할 경우 작업효과를 높일 수 있고 은나노 입자가 수지에 분산이 잘 되어 항균효과가 우수한 기능성 수지조성 마스터베치를 제조할 수 있다.

본 발명에서는 휘발성 은나노용액을 제조하여 기능성을 가진 광물질분말 또는 안료를 혼합한 광물질분말에 은용액을 치환시켜 분쇄하여 은나노 광물질분말 또는 은나노 안료조성물 분말을 제조할 수 있다.

상기 광물질조성물 등을 PP수지에 분산이 잘 되게 하기 위하여 건조한 PP수지 1,000g 비율에상기 은나노 광물질조성물 300g을 혼합하여 마스타베치 또는 은나노 광물질 안료조성물 마스타베치를 제조한 다음 상기 마스타베치 5kg을 PP수지 100kg에 혼합하여 방사공정에서 약 2대니아 정도의 은나노 광물질조성물 또는 광물질 안료조성물 PP사를 제조한 다음 상기 PP사를 컷팅공정에서 일정한 규격으로 컷하면 솜형태의 펄프형 PP 솜이 제조된다.

상기 기능성 광물질 PP 솜 또는 광물질 안료조성물 솜을 이용하여 방적사 제조공정에서 면사와 같이 통상 30수, 40수 등의 은나노 음이온광물질 방적사 방적사를 제조할 수 있다. 또한 상기 공정에서 제조된 펄프형 솜을 이용하여 부직포 공정에서 기능성 부직포를 제조할 수 있는 것이 특징이다.

현재 대부분 화학 섬유사인 폴리 또는 나일론, PP사는 방사할 때 대부분의 실이 제조되어 섬유사로 사용되는데 폴리사로 실을 제조하여 방적사 형태로 제조하는 선기술을 찾아볼 수 있고 PP사로 솜을 제조하여 방적사를 제조하면서 본 발명과 같이 안료와 기능성 광물질수지 칩에 은으로 항균 처리하여 음이온, 은항균, PP 방적사를 제조하는 기술을 찾아 볼 수 없다.

선기술을 찾아 볼 것 같으면 다음과 같다.

인용특허 1. 특허등록 번호 10-0582464호

발명의 명칭: 은콜로이드용액을 수지 원료 칩에 항균 처리하는 방법

인용특허 2. 특허등록 번호 10-0629114호

발명의 명칭 : 은이온 항균마스타베치 제조 방법

인용특허 3. 특허등록 번호 10-0441044호

발명의 명칭 : 숯 함유량이 높은 합성섬유의 제조 방법

인용특허 4. 특허공개 번호 :10-2004-0014105호

발명의 명칭 : 숯과 은을 이용한 PP사 제조

인용특허 5. 특허공개 번호 2001-0089042호

발명의 명칭 : 광물을 첨가한 기능성 섬유 제조 방법 및 이로부터 제조된 섬 유

인용특허 6. 특허공개 번호 10-2005-0073436호

발명의 명칭 : 항균사 및 그 제조 방법

상기 인용특허 1의 '은콜로이드용액을 수지 원료 칩에 항균 처리하는 방법'과 인용특허 2의 '은이온 항균마스타베치 제조 방법'은 본 발명자가 이미 대한민국 특허를 받아 등록된 기술을 인용하였는데 그 인용은 상기 기술 방법에 대하야 기술을 제공하였다. 인용특허 2는 은과 황토, 음이온광물질을 PE 또는 PP수지를 이용하여 기능성 마스터베치를 제조하는 방법인데 상기 기술을 인용하여 본 발명의 마스터베치 제조공정에서 상기 기술인 은나노, 음이온, 황토를 이용한 마스터베치를 황토 대신 안료를 사용하는 것은 각종 플라스틱이나 수지에 색상을 내기 위하여 안료를 사용하는데 안료에 은나노 항균처리를 하여 안료 사용과 동시에 은항균 플라스틱 또는 섬유사를 제조하는 방법을 제공하면서 현재 기능성 PP사로 본 발명과 같이 PP방적사를 제조하거나 부직포를 제조하는 기술을 찾아볼 수 없고 또한 본 발명에서 안료조성물이나 광물질분말로 옥, 게르마늄, 맥반석분말 등과 은나노와 수지를 혼합하여 은항균 음이온 안료조성물 마스터베치를 제조하여 PP방적사를 제조하는 기술을 제공하였다.

인용특허 3의 '숯 함유량이 높은 합성섬유의 제조 방법'은 단순히 진공상태에서 수지 량의 숯 함량을 높이는 기술을 제공한 것이다.

인용특허 4의 '숯과 은을 이용한 PP사 제조'는 본 발명자가 특허 출원한 것으로 은용액을 단순한 숯과 혼합한 후 건조시켜 PP수지에 혼합하여 PP사를 제조한 기술인데 수용성 은나노 용액을 숯에 침적했을 때 건조가 문제가 되고 은이 잘 분산되지 않아 은나노 항균 숯의 기능을 제대로 얻을 수 없고 상기 은항균 숯을 단순히 PP수지에 혼합하여 수지칩을 제조하여 실을 방사했을 때 실에 항균기능이 없어 목적을 달성하지 못했다. 상기 문제점을 본 발명자가 대한민국특허 10-0629114호의 핵심기술인 은과 황토 음이온을 이용하여 은항균 마스터베치를 제조하는 기술을 특허를 받아 본 발명에서는 은용액을 알콜형으로 하여 건조효과를 높이면서 각종 안료나 광물질분말을 PP수지 등에 분산이 잘 되게 마스터베치를 제조하여 특정 상품을 개발한 것이 특징이다.

특허인용 5와 특허인용 6은 본 발명자가 제조방법 등 목적에 많은 차이가 있다고 볼 수 있다.

기술목적은 휘발 은나노용액을 제조하여 황토이나 기능성 광물질 분말이나 안료 은나노조성물을 제조한 다음 상기 조성물을 PP수지 마스터베치를 제조하여 기능성 PP방적사를 제조하는 것이 발명이 이루고자하는 기술의 목적이다.

상기와 같이 본 발명의 은나노 음이온 안료조성물을 이용한 기능성 방적사 제조방법 그 구성과 작용에 있어서 실시예에서 상세하게 설명하면 다음과 같다.

[실시예1]

제1공정

휘발성 은나노용액을 제조함에 있어서 은지금을 소립 분쇄한 은 300g을 용해 조에 넣고 열을 주면서 질산을 첨가시켜 은을 용해하면 280㎖의 질산이 소모된다. 또한 염화제1석 100g을 염산 100㎖에 녹여 상기 은용액에 합성 교반한다. 상기 은용액을 PH를 중성으로 조절하기 위하여 가성소다용액(PH13) 500㎖에 산화아연 150g을 용해하여 상기 은용액과 합성하면서 PH7.5가 되게 하여 수분을 증발시켜 분말파우더의 은염을 얻는다. 상기 은염 150g을 에틸알코올 500㎖와 이소프로필알코올 350㎖에 혼합 믹스하여 분해시킨 다음 브롬소오다 2g을 혼합하여 유리컵에 넣고 밀폐시킨 다음 햇볕에 3시간 동안 노출시켜 24시간 후 여과하여 알코올형 은나노콜로이드를 제조하는 공정

제2공정

통상 안료 200g 비율에 음이온광물질인 토르말린분말 200g을 혼합 믹스하여 1,000매쉬 정도 분쇄한 분말 200g을 제조 또는 토르말린 100g, 게르마늄 50g, 맥반석 50g을 안료 200g과 혼합 믹스하여 광물질조성물 제조 공정

제3공정

제1공정의 알코올형 은200g을 제2공정의 분말에 완전히 침지시켜 50℃의 건조기에 30분간 건조하면 알코올은 완전히 휘발되고 반고형분의 은나노 안료고형물을 얻을 수 있다. 상기 분말을 분쇄하여 은나노 음이온 안료조성물 200g을 정량한다. 또한 안료 대신에 제4공정의 게르마늄 200g과 음이온분말 200g을 상기 은용액에 침지시켜 건조한 은나노 게르마늄조성물 제조 공정

제4공정

PP수지 칩 1,000g 비율에 제1공정의 은나노용액을 침적시켜 50℃의 온도를 유지시키면서 은나노 입자를 수지 칩에 완전히 침지시켜 1,000g을 정량하는 공정

제5공정

제4공정의 은나노 수지 칩 1,000g 비율에 제3공정의 은나노 음이온 안료조성물 200g을 혼합 믹스하여 1,000g을 정량하는 공정

제6공정

제5공정에 혼합된 은나노 음이온 안료 항균수지 칩을 혼합기에 넣고 압출공정에서 여러 가닥의 실 모형 3mm정도의 굵은 실 형태로 냉각공정을 통과시켜 바로 컷트 공정에서 약 3mm정도의 작은 은나노 음이온 안료기능성 마스터배치 수지 칩을 얻을 수 있다. 상기 수지 1,000g을 정량하는 공정

제7공정

PP수지 1,000g 비율로 제5공정의 기능성 마스터베치 50g을 혼합 믹스하여 통상 PP수지로 부직포 원료를 제조하는 공정에서 약 2대니아 굵기의 은나노 음이온 안료조성물 PP사를 방사하여 일정한 규격으로 실을 컷팅하여 솜같은 펄프형 기능성 PP솜 펄프를 제조한다.

제8공정

제6공정의 은나노 음이온 항균 PP 펄프 솜을 방적사 제조공정의 기기를 이용하여 은과 음이온 항균 안료가 혼합된 30수 또는 10수의 기능성 PP방적사를 제조할 수 있다.

제9공정

제7공정의 기능성 PP 펄프형 솜을 부직포공정을 이용하여 은나노 음이온 안 료조성물 기능성 부직포를 제조할 수 있는 방법

상기와 같이 본 발명에서는 은나노를 PP수지 또는 안료와 음이온광물질에 침적할 때 건조가 잘 될 수 있도록 하여 음이온, 항균효과를 얻을 수 있는 기능성 안료를 제조하여 PP방적사 또는 기능성 부직포를 제조했을 때 기존 PP사나 방적사나 부직포에서 찾아볼 수 없는 은을 항균 처리하여 부직포를 얻을 수 있고 특히 음이온, 원적외선을 동시에 방출할 수 있는 기능성 방적사를 제공받을 수 있고 본 발명의 기능성 안료를 수지에 기존 안료를 사용하는 방법으로 사용했을 때 은항균 및 음이온, 원적외선 등 기능효과를 동시에 제공받을 수 있는 수지를 제공할 수 있는 것이 본 발명의 핵심적 기술이다.

근대에 와서는 음이온과 원적외선이 인체와 환경에 좋다하여 많은 사람들이 우리 생활에 가깝게 응용하고 있다. 음이온은 공기를 정화시켜주고 혈액순환 및 면력기능을 강화시켜 주고 불면증 등 심리적 안정에도 효과가 있어 의료기기 등에 널리 사용하고 있다. 원적외선 또한 생명생육의 광선이라하여 널리 응용하고 있다. 근대에 와서 은을 항균금속으로 안전성이 우수하고 무취, 무독의 특성이 있으며 은에 접촉하여 6분간 살아남는 병균이나 바이러스가 이 지구상에는 없다고 보고되고 있으며 인체에 무해하여 모든 병균을 살균하는 무기항균제로 높이 평가하고 있다.

본 발명은 이러한 은과 음이온과 원적외선 안료조성물 PP수지를 이용하여 PP방적사 또는 PP솜 또는 PP부직포 등으로 기저귀나 생리대와 의류 등에 음용하였을 때 기존 부직포나 PP섬유에서 찾아 볼 수 없는 고기능성 상품을 제공받을 수 있다.

본 제품의 부직포나 방적사를 항균검사한 시험결과는 다음과 같다.

〈항균 시험 결과〉

〈원적외선 시험 결과〉

〈음이온 시험 결과)

상기와 같이 본 발명에 은나노 음이온 안료조성물 방적사를 항균 검사한 결과 대장균이나 황색포도상구균이 48시간 후 세균 감소율이 99％ 항균처리되는 것을 확인할 수 있다.

특히 음이온이 공기 1cc당 589 방출되는 것과 원적외선 방사율이 0.92％ 방사되므로 그 효과가 매우 우수하다고 볼 수 있다.

본 발명은 기존 PP수지에 은나노항균제와 기능성 광물질인 토르말린, 맥반석, 황토, 게르마늄, 옥, 백탄과 안료를 혼합 믹스하여 은나노 안료조성물을 제조하여 PP 또는 PE수지 기능성 마스터베치를 제조하여 기능성 PP 방적사 또는 기능성 부직포를 제조하는 것이 특징이다.

Claims (2)

1. 본 발명은 기능성조성물 PP방적사 제조함에 있어서 제1공정으로 휘발성 은나노용액을 제조함에 있어서 은지금을 소립 분쇄한 은 200g을 용해조에 넣고 열을 주면서 질산을 첨가시켜 은을 용해하면 280㎖의 질산이 소모된다. 또한 염화제1석 100g을 염산 100㎖에 녹여 상기 은용액에 합성 교반한다. 상기 은용액을 PH를 중성으로 조절하기 위하여 가성소다용액(PH13) 500g에 산화아연 150g을 용해하여 상기 은용액과 합성하면서 PH7.5가 되게 하여 수분을 증발시켜 분말파우더의 은염을 얻는다. 상기 은염 150g을 에틸알코올 500㎖와 이소프로필알코올 350㎖에 혼합 믹스하여 분해시키면서 브롬소오다 3g을 넣고 용해한 은용액을 유리비커에 넣고 밀폐시킨 다음 햇볕에 3시간 동안 노출시켜 24시간 후 산화물을 여과하여 알코올형 은나노콜로이드 제조 공정

   제2공정

   통상 수지에 널리 사용되는 안료(모든 색상) 200g에 토르말린(음이온광물질) 200g을 혼합하여 1,000매쉬 정도 분쇄한 분말 200g을 제조 또는 안료 200g, 토르말린 100g, 게르마늄 100g을 혼합하여 게르마늄조성물 분말을 제조하는 공정

   제3공정

   제2공정의 안료조성물 200g에 제1공정의 은용액 200g을 밀폐된 건조기에 혼합 믹스하여 은용액을 안료조성물에 침적시켜 건조한 은나노 안료조성물 200g을 제조하는 공정 는 공정

   제4공정

   PP수지 또는 PE수지 1,000g 비율에 제1공정의 알코올형 은액을 건조한 은나노 수지 칩을 제조하는 공정

   제5공정

   제4공정의 수지 1,000g 비율에 제3공정의 안료조성물 200g을 혼합 믹스하는 공정

   제6공정

   제5공정의 수지조성물을 마스터베치 제조공정에서 은나노 광물질조성물 마스터베치 제조 공정

   제8공정

   제7공정에 제조된 기능성 마스터베치 5kg을 PP수지 100g 비율로 혼합 믹스하는 공정

   제9공정

   제8공정의 PP수지조성물을 방사공정에서 약 2대니아 정도의 PP사를방사하여 은나노 음이온 안료조성물 또는 은나노광물질 안료조성물 PP방사 실을 제조하는 공정

   제10공정

   제9공정의 실을 일정한 규격으로 컷팅하여 솜 형태의 필버형 필터를 제조하는 공정

   제11공정

   제10공정의 PP솜을 이용하여 방적사 제조공정을 이용하여 기능성 은나노 음이온 안료조성물 방적사를 제조하는 공정

   제12공정

   제10공정의 컷트된 PP사 1,00Og 비율에 천연 솜(목화솜) 1,000g을 혼합하여 방적사 실 제조 공정을 이용하여 은나노 음이온조성물 면 PP혼방사를 제조하는 공정
2. 제1공정

   청구1항 제9공정의 PP사를 일정한 규격으로 컷팅하여 부직포 제조 공정에 따라 은나노 음이온 안료 조성물 부기포를 제조하는 공정

   제2공정

   청구1항 제10공정의 펄프형 솜을 이용하여 솜 제조공정에서 은나노 음이온 기능성 솜을 제조하는 공정