KR20090076210A - 항균원단의 제조방법 및 그로부터 제조된 항균원단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항균원단의 제조방법 및 그로부터 제조된 항균원단에 관한 것이다.

본 발명의 항균원단의 제조방법은 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 섬유원단 표면에 은 증착막을 형성한 후 수중에 침지시켜 초음파 방사 처리하여, 상기 은 증착막이 섬유원단 표면에 나노입자화되어 균일 분산되도록 함으로써, 직물의 만짐새에 거의 영향을 미치지 않고, 통상 은나노 가공시, 수행되는 별도의 분산공정 없이도 직물 표면 전체에 은나노 입자가 균일하게 분산되도록 하고 특히 기능성 물질을 직물의 표면에만 집중시킬 수 있으므로 기능 및 비용 측면에서 효율적이다. 또한, 본 발명의 제조방법은 그로부터 제조되는 항균원단을 제공할 수 있으며, 직물 대신에 열가소성 고분자를 원료로 하는 고분자필름을 이용한 경우, 상기 필름 상에 은나노 입자를 균일 분산코팅시킬 수 있으므로 산업상 적용범위를 확대할 수 있다.

항균원단, 분산, 은나노 가공, 금속 스퍼터링, 초음파

Description

항균원단의 제조방법 및 그로부터 제조된 항균원단{MANUFACTURING METHOD OF ANTIBACTERIAL TEXTILE AND ITS PRODUCT PRODUCED THEREBY}

본 발명은 항균원단의 제조방법 및 그로부터 제조된 항균원단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 섬유원단 표면에 은 증착막을 형성한 후 수중에 침지시켜 초음파 방사 처리하여, 상기 은 증착막이 직물 표면에 나노입자화되어 균일 분산되도록 하는 항균원단의 제조방법 및 그로부터 제조된 항균원단에 관한 것이다.

섬유분야에서는 섬유의 표면개질을 통하여 기능성을 추가로 부여하거나 성능을 극대화시켜 부가가치를 높이고자 꾸준한 연구가 진행되어 왔다.

기능성 섬유의 제조단계별로 살펴보면, 중합단계에서의 폴리머 개질, 방사 및 사가공 단계에서 기능성 물질을 표면에 부여하고 고착시키는 방법, 염색가공 단계에서 기능성 물질을 부여하고 고착시키는 방법으로 분류할 수 있다. 그 중에서 자유로운 용도전개의 측면에서 염색가공 단계에서 가장 자유로이 기능성을 발현시킬 수 있고, 이러한 성능은 사용 중 반복세탁 과정에서 유지되거나 최소한의 사용상 내구성을 지녀야 한다.

염색가공단계에서의 기능성 물질의 부여방법으로는 처리액을 침지, 스프레이 등의 방법으로 부여 후 열고정하는 방법, 처리액과 섬유간의 바인더 역할을 수행할 수 있는 수지를 배합하여 침지 내지는 코팅방식으로 섬유에 고착하는 방법, 염료와 유사한 입자크기를 지니며 섬유에 친화성을 지니는 물질을 염색욕에서 농도구배에 의해 섬유 표면 또는 내부로 고착시키는 흡진법이 널리 사용되고 있다.

한편, 섬유에 부착된 기능성 물질이 사용 중 반복세탁에 견디는 내구성의 정도를 보면, 중합단계에서 기능성 물질을 첨가해 분산 및 공중합물로 만드는 것이 가장 좋다고 할 수 있고 방사단계에서 섬유내부에 분산시키는 방법 또한 내구성이 양호한 편이다. 그러나 이러한 방법으로 제조된 섬유는 기능성 물질이 섬유 표면뿐만 아니라, 내부에도 고르게 분포되어 있어 고가의 기능성 물질을 사용하기에는 비용 상승의 문제로 인하여 바람직하지 않다.

반면, 염색가공 등 후가공 단계에서의 표면 기능화 시도는 자유로운 제품화면에서 장점이 있으나 대상으로 하는 섬유와 물질간에 강한 결합을 이루지 않으면 사용 중 세탁에 의해 기능성 물질이 섬유 표면으로부터 탈락되어 그 성능이 현저하게 저하되는 문제가 있을 수 있으며 세탁에의 내구성을 증진시키기 위하여 섬유와 기능성 물질 사이에서 바인더 역할을 하는 수지를 이용하는 경우에도 원하는 수준의 세탁내구성을 달성하기 어려우며 또한 섬유 본래의 태를 변형시키는 결과를 초래하기도 한다.

대표적인 기능성 섬유로는 은성분이 함유된 항균원단이 있으며, 은함유 섬유제품을 제조하는 일반적인 방법은 은나노 입자를 물이나 기타 용매에 분산시켜 분산욕을 제조한 후, 섬유공정 중 상기 분산욕에 희석시켜 가공함으로써, 은나노 가공으로 실시할 수 있다.

그러나, 이러한 방법으로 은나노 가공을 실시할 경우, 콜로이드 상태의 은나노 용액 또는 욕 중에 희석시킬 때 분산 안정성이 확보되지 않아 직물 상에 균일한 도포가 어려울 뿐만 아니라, 불필요하게 섬유 내부까지 기능성 물질인 은나노 입자가 침투되어 비효율적이다.

직물에 은을 적용하는 방법으로는 스퍼터링 장치를 이용하여 직물 상에 금속을 증착시키는 기술이 있는데, 이러한 방법은 전기전도성, 방열, 보온 및 발오성과 같은 특성을 부여하기에 적합하다. 그 일례로 대한민국 특허출원 제1992-8443호에는 섬유를 연속적으로 스퍼터 피복하기 위한 장치를 개시하고 있고, 대한민국 실용신안출원 제2000-33575호에서는 진공증착기를 이용하여 원단에 은을 증착함으로써 원단의 기능을 향상시켜 보다 양질의 의류를 생산할 수 있도록 고안된 의류 안감용 은증착 원단을 기술하고 있다.

이외 대한민국 특허출원 제2005-10168호에 의하면, 건조기를 이용하여 섬유원단을 충분히 건조시키고, 플라즈마 소스를 사용하여 플라즈마 전처리 공정을 진행하고, 상기 플라즈마 전처리 공정에서는 섬유원단의 불순물을 제거하고 수많은 기공과 라디칼을 섬유원단에 형성시킨다. 이후, 스퍼터 소스를 이용하여 섬유원단에 대하여 은나노 스퍼터링 공정을 진행함으로써, 은나노 입자가 섬유원단의 기공과 라디칼에 견고하고 균일하게 코팅되는 은나노입자 코팅 섬유 제조 방법을 개시하고 있다.

또한, 대한민국 특허출원 제2007-7005852호에 의하면, 항균성, 탈취성, 향상된 금 속성 외관 및 질감, 전기전도성, 방열, 보온 및 발오성을 직물에 부여하기 위하여, 직물 상에 스퍼터링을 통해 금속 코팅층을 피복하는 금속 코팅된 직물을 개시하고 있다.

또한, 미합중국특허 제4,927,683호에서는 섬유원단; 상기 섬유층에 티타늄금속을 스퍼터링 방법에 의해 형성된 은회색 금속층; 및 상기 금속층에 금, 은, 동, 황동, 티타늄 나이트리드를 스퍼터링 방법에 의해 형성된 금속층 또는 발색 금속화합물층으로 이루어진 발색섬유원단에 대해 공지하고 있다.

그러나 금속 스퍼터링 방법으로 직물에 금속을 증착하게 되면, 직물의 만짐새가 급격히 나빠져 의류용으로 사용하기에는 부적합하다.

초음파는 20,000㎐ 이상의 비 가청 주파수를 말하며, 이러한 초음파를 세척액 중에 방사하면 매초 수천만 회 이상의 공동 현상(CAVITATION)이 발생하여, 즉 큰 압력 변화에 의해 수만 개의 미세한 기포군이 생성되었다가 소멸되면서 큰 압력과 고온을 동반하게 된다. 이러한 압력과 고온은 수백 분의 1초에서 수천 분의 1초 단위의 짧은 시간동안 발생하게 되고, 발생된 수만 개의 기포 군에 압력과 고온이라는 에너지가 합하여진 강력한 힘에 의해 세척액의 화학반응 촉진은 물론 분산 작용이 증가되어 피 세척물의 표면과 내부 깊숙한 곳까지 전혀 손상을 주지 않으면서 단시간 내에 완벽하게 세척되는 것이다. 따라서 초음파를 이용한 세척방법은 금속, 비금속을 세척하는데 있어서 현재까지 개발된 방법 중에 가장 안전하고 신속한 방법으로 알려져 있다.

이에, 본 발명자들은 섬유원단에 항균기능성 물질인 은을 이용하여 항균성능을 발 현하고자 연구한 결과, 산업적으로 이용되는 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 직물표면에 은을 증착한 후, 은이 증착된 직물을 수중에 침지시켜 초음파 방사하여, 상기 직물 표면에 은나노 입자가 균일하게 분산 코팅하고, 표면에 존재하면서도 은성분에 대한 우수한 세탁내구성을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 금속 스퍼터링 방법과 초음파 방사 처리방법으로 연속 수행된 항균원단의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 직물 표면에 은나노 입자가 균일하게 분산 코팅되는 항균원단의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 세탁내구성이 우수한 항균원단을 제공하는 것이다.

나아가, 본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법을 고분자필름에 적용하여 제조된 항균필름을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 섬유원단 표면에 은 증착막을 형성한 후 수중에 침지시켜 초음파 방사 처리하여, 상기 은 증착막이 직물 표면에 나노입자화되어 균일 분산되도록 한, 항균원단의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 제조방법에서, 상기 초음파 방사는 산업적으로 이용되는 초음파 세척기의 주파수 영역대인 20∼100kHz의 주파수를 1∼15분동안 수행하는 것이다.

본 발명은 상기 제조방법에 제조되되, 표면전체에 은나노 입자가 분산코팅된 항균원단을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 제조방법을 고분자필름에 적용하여 제조된 항균필름을 제공한다.

본 발명은 금속 스퍼터링 방법으로 직물 표면에 은을 증착한 후, 초음파 방사 처리하여 직물 표면에 은나노 입자가 분산 코팅되도록 수행함으로써, 직물의 만짐새(촉감)에 거의 영향을 미치지 않고, 통상 은나노 가공시, 수행되는 별도의 분산공정 없이도 직물 표면 전체에 은나노 입자가 균일하게 분산되도록 하는 항균원단의 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 금속 스퍼터링 방법 및 초음파 방사처리 방법 으로 용이하게 항균원단을 얻을 수 있으며, 상기 얻어진 항균원단은 우수한 세탁내구성을 갖는다. 상기 제조방법을 통하여, 항균원단 뿐만 아니라, 은나노 입자의 균일 분산 코팅이 요구되는 분야의 대상 표면에 적용할 수 있으므로 그 응용범위를 확대할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 섬유원단 표면에 은 증착막을 형성한 후 수중(水中)에 침지시켜 초음파 방사 처리하여, 상기 은 증착막이 직물 표면에 나노 입자화되어 균일 분산되도록 한, 항균원단의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법에서 사용되는 섬유원단은 천연섬유 및 인조섬유를 포함하여 모든 직물 또는 편물을 대상으로 한다. 상기 천연섬유의 일례로는 면, 양모, 마, 견(실크)등이 있고, 인조섬유로는 레이온, 아세테이트 등의 재생섬유; 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리우레탄 등의 합성섬유가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 가장 바람직한 일례로 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여 설명한다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 은 증착막은 원단의 이송 속도나 스퍼터링 조건에 따라 달라질 수 있으나, 바람직하게는 2∼50 nm 두께로 형성되는 것이다. 이때, 막의 두께가 2nm 미만이면, 막 구현이 어렵고 은나노 입자 형성에 적합하지 않아 바람직하지 않고, 50nm를 초과한 두꺼운 막이 형성되면 입자형성이 어렵다.

통상의 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 섬유원단 표면에 금속을 증착할 경우, 섬유원단의 만짐새가 저하되는 문제점이 지적되었을 뿐, 초음파 처리를 연속공정으로 수행한 기술은 보고된 바 없다.

이에, 본 발명의 항균원단의 제조방법은 상기 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 섬유원단 표면에 은을 증착시킨 후, 수중에서 초음파 처리함으로써, 섬유원단의 만짐새에 영향을 미치지 않으면서, 상기 은 증착막이 초음파 방사에 의해 깨지면서 섬유원단 표면에 균일하게 나노 입자화시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 통상 은나노 가공시, 고가의 은나노 함유 분산용액을 희석하여 욕 중에서 수행하는 전처리 과정을 생략할 수 있다. 이에, 분산시의 균일 코팅 문 제와 고가의 분산용액을 구입할 필요가 없으므로 경제적이며, 용매를 사용하지 않고 수중에서 처리함으로 환경문제에 저촉되지 않는다. 이에, 본 발명은 별도의 분산공정 없이도 직물 표면 전체에 은나노 입자가 균일하게 분산 코팅되도록 하는 항균원단의 제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 제조방법 중, 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 은이 증착된 PET 직물 표면을 관찰한 결과, 균일한 코팅면이 관찰되었으며(도 1a), 이후 상기 은이 증착된 PET 필름에 초음파 방사처리를 수행하면, 직물 표면에 50 nm 이하의 입자크기로 균일하게 분산 코팅된 것이 확인되었다(도 1b).

따라서, 본 발명의 항균원단의 제조방법은 금속 스퍼터링 방법에 의해 형성된 은 증착막이 초음파 방사 처리에 의해 깨지면서 은나노 입자화되는 것으로서, 섬유원단 표면에만 은나노 입자를 분산 코팅하는 효과를 제시할 수 있다. 따라서, 섬유원단 표면에 기능성 물질을 분산 코팅하도록 제어가능하고, 기능성 물질을 표면에만 부여함으로써 기능 및 비용 측면에서 효율적이다.

이때, 본 발명의 제조방법에서 사용되는 상기 초음파 방사는 산업적으로 이용되는 초음파 세척기의 주파수 영역대인 20∼100kHz 의 주파수를 1∼15분동안 처리하는 것이다. 상기 100kHz 이상의 초음파 주파수 영역대에서는 파장이 작아져서 나노입자 형성이 어려워 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 제조방법은 은나노 입자화 공정이 용이하며 나노입자를 분산시키는 별도의 공정 없이도 직물표면 전체에 균일하게 분산된 상태로 존재하게 된다.

본 발명은 상기 제조방법에 제조되되, 표면전체에 은나노 입자가 분산 코팅된 항균원단을 제공한다.

상기에서 나노입자라 함은 통상의 정의에 따르며 바람직하게는 100nm 이하의 입자크기이며, 더욱 바람직하게는 본 실시예에서 제조된 항균원단 표면을 주사현미경으로 관찰한 결과의 입자크기는 50 내지 60 nm이다.

더욱 상세하게는 섬유원단 표면에 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 은을 증착한 후, 직물을 수중에 침지시켜 초음파를 방사함으로써, 상기 은 증착막이 직물표면상에 나노입자화 되면서 표면 전체에 균일하게 도포된 기능성 직물을 제조할 수 있다.

금속 스퍼터링 공정 시 인가되는 셀프-바이어스가 클수록, 최종 직물 혹은 고분자필름 상에 코팅된 입자크기가 큰 것을 확인함으로써(도 2 및 도 3), 표면상에 관찰되는 은나노 입자는 연속된 은 증착막으로부터 유래된 것으로 기능성 물질이 표면에만 형성되므로 기능 및 효과면에서 유리하다. 또한, 본 발명의 항균원단은 스퍼터링 처리 및 초음파 처리후, 은 함량이 0.752 ㎍/㎠이고, 스퍼터링/초음파 처리후, 세탁 50회 실시이후, 은 함량이 0.490 ㎍/㎠로 존재하므로 우수한 세탁내구성을 갖는다[표 2].

또한 본 발명은 상기 제조방법을 고분자필름에 적용하여 제조된 항균필름을 제공한다. 더욱 상세하게는, 열가소성 고분자를 원료로 하는 고분자필름 상에 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 은 증착막을 형성한 후 수중에 침지시켜 초음파 방사 처리하여, 상기 고분자필름 표면전체에 은나노 입자가 분산 코팅된 항균필름을 제공한다.

은나노 입자의 균일 분산 코팅이 요구되는 대상 표면으로서 열가소성 고분자 재질 의 고분자 필름을 적용한 경우로서, 직물에서와 같이 금속 스퍼터링 방법에 의해 은 증착막이 형성되고, 이후 수중에서 초음파 방사처리하면, 상기 고분자필름의 표면상에 은나노 입자가 균일하게 분산된 형태를 확인할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

경위사 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 폴리에스테르 30 데니아 평직물 표면에 잔존해있는 불순물을 제거하기 위하여 아세톤과 증류수로 세척/건조하여 PET 직물을 준비하였다. 상기 건조된 PET 직물을 스퍼터링 챔버에 장착하고 챔버 내의 대기압을 10^-6 torr의 고진공을 형성하고 아르곤 기체를 챔버 내로 유입하여 1.5∼1.8×10^-2 torr의 범위로 진공을 유지하였다. 여기에 PET 직물을 이송시키면서 순도 99% 이상의 은 타겟을 스퍼터링 장치에 장착한 후, 상기 스퍼터링 장치에 의해 50 W, 14 초, -297 V의 조건으로 PET 직물 표면에 은을 증착시켰다. 은 증착막의 두께는 직물의 이송 속도나 스퍼터링 조건에 따라 달라질 수 있으며, 이때, 상기 PET 직물 상에 증착된 은 증착막의 두께는 6nm이었다.

이후, 상기 은 증착막이 형성된 PET 직물을 수중에 침지하고, 100W, 42kHz 영역대의 주파수를 5분 동안 방사하여, 항균원단을 제조하였다.

<실시예 2>

상기 스퍼터링의 조건을 50 W, 4초, -297 V의 조건으로 수행하여 은 증착막을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 항균원단을 제조하였다.

<실시예 3>

초음파 방사조건이 200W, 28kHz 영역대의 주파수를 5분 동안 방사하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 항균원단을 제조하였다.

<실시예 4>

실시예 1의 PET 직물 대신에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용하고, 스퍼터링의 조건을 50 W, 28초, -267 V의 조건으로 수행하여 은 증착막을 형성하는 것을 제외하고는 항균필름을 제조하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 항균필름을 제조하였다.

<실시예 5>

실시예 1의 PET 직물 대신에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용하고, 스퍼터링의 조건을 50 W, 28초, -297 V의 조건으로 수행하여 은 증착막을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 항균필름을 제조하였다.

<실시예 6>

실시예 1의 PET 직물 대신에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용하고, 초음파 방사조건이 60kHz 영역대의 주파수를 5분 동안 방사하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 항균필름을 제조하였다.

<실시예 7>

실시예 1의 PET 직물 대신에, PET 편물을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

<실험예 1> 항균 PET 직물의 표면측정

상기 실시예 1에서 제조된 항균 PET 직물에 대하여, 초음파 처리 또는 미처리한 경우, 주사전자현미경(Scanning Electronic Microscope, 히타치사 S4800: 일본)를 이용하여 표면을 관찰하였다.

도 1a는 본 발명의 제조방법 중, 스퍼터링 장치를 이용하여 은이 증착된 PET 직물을 10000배 확대한 표면 사진이고, 도 1b는 상기 도 1a의 은이 증착된 PET 필름에 초음파 방사처리를 수행한 후, 10000배 및 30000배 확대한표면 사진이다.

동일한 확대비율(10000배)로 살펴본 결과, 금속 스퍼터링한 후 표면은 균일한 코팅면을 보였으며, 이후 초음파 방사처리를 추가로 수행한 직물표면에는 나노입자 형태로 분산되어 있다. 나아가, 초음파 방사처리한 직물 표면을 30000배로 확대한 결과, 직물 표면에 은 성분이 50 nm 이하의 입자크기로 균일하게 분산 코팅되었다. 따라서, 은이 증착된 PET 직물에 초음파 방사처리하면, 증착된 막 형태의 은 성분이 초음파에 의해 깨지면서 나노 입자화되어 표면에 균일하게 분산 코팅되는 것이다.

<실험예 2>

스퍼터링 조건을 달리하여 제조된 실시예 4 및 실시예 5의 항균 필름에 대하여 스퍼터링 조건과 최종 입자와의 관계를 알아보기 위하여, 하기와 같이 측정하였다.

도 2a는 실시예 4의 스퍼터링 조건(50 W, 28 sec, -267 V)으로 스퍼터링하여 제조된 항균 필름의 표면을 30,000배 및 100,000배 확대한 사진이고, 도 3a는 실시예 5의 스퍼터링 조건(50 W, 28 sec, -297 V)으로 스퍼터링하여 제조된 항균 필름의 표면 사진이고, 도 2b 및 도 3b는 초음파 방사처리후의 각 표면을 관찰한 사진이다. 그 결과, 실시예 4의 스퍼터링 조건에 의해 증착된 필름의 초음파 방사처리 결과, 필름 표면상에 더 큰 은나노 입자가 형성되었다.

상기의 결과로부터 스퍼터링 조건 중 셀프-바이어스가 초음파 방사 후 표면에 분산 코팅된 나노입자 크기와 관계가 있음을 알 수 있다. 즉, 셀프-바이어스가 커질수록 초음파 방사 후 표면에 분산 코팅된 나노입자의 크기가 비례하여 커진다.

따라서, 본 발명의 제조방법에서, 직물 또는 필름 표면 전체에 균일하게 분산 코팅된 은나노 입자는 초음파 방사처리 이전에 수행되는 금속 스퍼터링 방법에 의해 형성된 은 증착막으로부터 유래된 것이며, 셀프-바이어스의 정도에 따라 표면에 형성된 나노입자크기 조절이 가능함을 증명한다.

<실험예 3> 함량측정

상기 실시예 5에서 제조된 항균 PET 필름에 있어서, 금속 스퍼터링 방법을 통해 은이 증착된 PET 필름에 초음파를 처리 또는 미처리한 후, XRF(X-ray Fluorescence, 시마즈사 MXF 1700: 일본) 분석기기를 이용하여 전체 은함량을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.

금속 스퍼터링 방법에 의해 은이 증착된 PET 필름을 초음파 처리하면, 통상 은성분이 탈락될 것으로 예상되나, 상기 표 1에서 보는 바와 같이, 초음파 처리이후에도 은의 함량이 변하지 않았으며 오히려 소폭 상승하였다. 따라서 본 발명의 제조방법으로 제조된 경우, 초음파 처리로 인한 은성분 탈락 없이, 표면 전체에 나노입자화됨으로써, 항균성으로 표면개질 되었다.

<실험예 4> 세탁내구성 테스트

상기 실시예 2에서 제조된 항균 직물에 있어서, 금속 스퍼터링 방법을 통해 은이 증착된 항균 직물에 초음파를 처리 또는 미처리한 후, XRF(X-ray Fluorescence, 시마즈사 MXF 1700: 일본) 분석기기를 이용하여 전체 은함량을 분석하였다. 이후, 다시 초음파 처리한 직물에 세탁 과정을 50회 수행한 후, XRF 분석기를 이용하여 은함량의 변화를 분석하였다. 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

상기 표 2의 결과에서 보이는 바와 같이, 세탁 50회 이후에도 약 65%의 은이 잔존함으로써, 본 발명의 항균 직물에 대한 우수한 세탁내구성을 확인하였다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은

첫째, 종래의 금속 스퍼터링 방법에 의해 섬유원단 표면에 은 증착막을 형성한 후 수중에 침지시켜 초음파 방사 처리하여, 통상 은나노 가공시, 수행되는 별도의 분산공정 없이도 직물 표면 전체에 은나노 입자가 균일하게 분산되도록 하고, 특히 기능성 물질을 직물의 표면에만 집중시킬 수 있으므로 기능 및 비용 측면에서 효율적인 항균원단의 제조방법을 제공하였다.

둘째, 본 발명의 제조방법은 분산공정없이 은나노입자를 직물 표면에 균일분산 코팅하므로, 분산공정 수행 시, 사용되는 고가의 분산용액을 구매할 필요가 없어 경제적이며, 분산용액을 희석시키는 과정에서 사용되는 유기용제가 배제되므로 환경적으로 유리하다.

셋째, 본 발명의 제조방법은 그로부터 제조되는 항균원단을 제공할 수 있으며, 직물 대신에 열가소성 고분자를 원료로 하는 고분자필름을 이용한 경우, 상기 필름 상에 은나노 입자를 균일 분산코팅시킬 수 있으므로 산업상 적용범위를 확대할 수 있다.

또한, 본 발명은 직물이나 필름 외에 편물, 부직포 등 포 형태의 어떠한 제품에도 적용할 수 있음은 당업자에게 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

나아가서, 본 발명 명세서에서는 증착금속으로서 은을 사용하였으나, 용도에 따라서 다른 금속도 적용할 수 있음은 당연하다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1a는 본 발명의 제조방법 중, 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 은이 증착된 고분자 직물의 표면을 10,000배 확대한 사진이고,

도 1b는 본 발명의 제조방법 중, 은이 증착된 고분자 직물을 초음파 처리한 후의 표면을 10,000배 및 30,000배 확대한 사진이고,

도 2a는 본 발명의 제조방법 중, 스퍼터링 조건(50 W, 28 sec, -267 V의 조건)에 의해 제조된 은이 증착된 고분자필름의 표면 사진이고,

도 2b는 상기 도 2a에서 은이 증착된 고분자필름에 대해 초음파 처리한 표면 사진이고,

도 3a는 본 발명의 제조방법 중, 스퍼터링 조건(50 W, 28 sec, -297 V의 조건)에 의해 제조된 은이 증착된 고분자필름의 표면 사진이고,

도 3b는 상기 도 3a에서 은이 증착된 고분자필름에 대해 초음파 처리한 표면 사진이다.

Claims (7)

1. 금속 스퍼터링 방법을 이용하여 섬유원단 표면에 은 증착막을 형성한 후 수중에 침지시켜 초음파 방사 처리하여, 상기 은 증착막이 섬유원단 표면에 나노입자화되어 균일 분산되도록 하는 것을 특징으로 하는 항균원단의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 은 증착막이 2 내지 50nm 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 상기 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 초음파 방사가 20∼100kHz 영역대의 주파수를 1∼15분동안 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 제조방법.
4. 섬유원단 표면에 금속 스퍼터링에 의해 형성된 은 증착막이 초음파 방사처리로 나노입자화되어, 섬유원단 표면 전체에 은나노 입자가 균일 분산 코팅된 것을 특징으로 하는 제1항의 제조방법으로부터 제조된 항균원단.
5. 열가소성 고분자를 원료로 하는 고분자필름상에 금속 스퍼터링에 의해 형성된 은 증착막이 초음파 방사처리로 나노입자화되어, 상기 고분자필름 표면 전체에 은나노 입자가 균일 분산 코팅된 것을 특징으로 하는 제1항의 제조방법을 이용하여 제조된 항균필름.
6. 제5항에 있어서, 상기 은 증착막이 2 내지 50nm 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 상기 항균필름.
7. 제5항에 있어서, 상기 초음파 방사가 20∼100kHz 영역대의 주파수를 1∼15분동안 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 항균필름.

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