KR20090121506A - 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법 - Google Patents

셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰로오스직물 또는 면직물에 키토산을 적용하여 항균특성을 부여하는 항균가공방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 일반적인 가교제로 사용되는 글루탈알데히드 대신에 다가의 카르복시산을 사용하는 항균가공방법, 구체적으로는 키토산용액에 하나의 분자 내에 3개 이상의 카르복시기를 갖는 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제를 특정한 비율로 첨가한 후에 셀룰로오스직물 또는 면직물을 침지시키는 후처리가공에 의한 직물의 항균가공방법이 제공된다. 본 발명에 따른 항균가공방법에 의하면, 인체안전성이 우수하고 내세탁성이 우수하면서도 항균력이 유지되는 직물이 얻어진다.
항균가공, 키토산, 폴리카르복시산, 가교결합, 세탁내구성

Description

셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법{Antimicrobial finishing method of cotton fabrics or cellulosic fabrics}
본 발명은 직물의 항균가공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 특정한 가교제를 사용하여 천연항균물질인 키토산을 직물에 적용함으로써 인체안전성을 가지고, 세탁내구성이 우수하여 항균특성을 장시간 유지하게 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법에 관한 것이다.
인간이 생활하는 모든 환경에서 세균이나 곰팡이와 같은 미생물은 환경과 조건만 맞는다면 어느 곳에서나 증식한다. 이들 미생물은 공기, 음식물, 의류 등을 매개로 하여 인체에 침입 또는 피부에서 번식하여 병원성일 경우에는 질환과 피부 장애를 초래하고 비병원성일지라도 인체의 발한 부분에서 나는 악취와 2차 감염의 원인이 되기도 한다.
일상생활에서 인체와 가장 많이 접하고 있는 것 중의 하나가 의류 등 섬유제품이다. 여기에 인체의 분비물과 함께 미생물이 서식하여 건강을 해치거나 악취를 발생시키고 때로는 섬유제품을 변색, 오염, 손상시키기도 한다. 이 때문에 섬유에 미생물의 서식이나 증식을 억제하는 가공이 필요하고 이러한 가공을 항미생물가공 또는 항균가공이라고 한다.
섬유제품에서의 미생물의 증식을 방지하려는 목적으로 사용되는 항균제는 그 종류가 대단히 많다. 일반적으로 섬유에 사용되는 항균제로는 금속이온을 함유한 화합물, 예를 들면 유기 수은화합물, 유기 크롬산 구리화합물, 유기 구리화합물, 유기 아연화합물, 기타의 유기 금속화합물과 염소 페닐 에테르계, 유기 질소계 화합물, 유기 실리콘 제4급 암모늄 등이 주로 사용되었다. 그러나 이들 가운데 유기 금속화합물은 전체적으로 살균성이 강하지만 독성이 크기 때문에 섬유가공에는 사용되지 않고 있다. 최근에는 인체에 대한 안전성이 우수하고 환경오염의 문제가 없는 키토산 등의 천연물질을 이용하여 직물에 항균성을 부여하는 방법이 연구되고 있다.
일반적으로 키토산은 자연계로부터 풍부하게 얻어질 수 있는 아미노폴리사카라이드의 일종이며, 게, 새우의 껍질과 오징어 뼈, 곰팡이, 버섯류 및 세균 등의 미생물의 세포벽에 함유되어 있는 키틴을 탈아세틸화시켜 얻어지는 천연물질로 독성이 없고, 생분해가 가능하여 생체친화성을 가지며, 세포의 결합 및 생체조직 배양, 항균성, 지혈작용 등의 생체학적 특성과 콜레스테롤 저하작용, 장내 대사작용 면역 증강에 의한 항암작용, 간기능 개선 및 혈당저하작용, 중금속 해독작용 등의 생리작용을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, 키틴은 갑각류와 곤충의 갑피, 곰팡이 효모 버섯과 같은 진균류의 세포벽에 함유되어 있으며, 탄산칼륨을 중심으로 회분, 단백질 지질, 색소 등과 함께 조직을 구성하고, 분자 내에 아세틸아미노기를 가져 분자 간 수소결합이 매우 강하게 됨에 따라 화학약품에 대한 내성이 강하여 물과 유기용매에도 녹지 않아 섬유, 필름 등 유용한 형태로 성형하는 것이 어렵게 되는바. 상기한 키틴을 탈아세틸화시켜 약산성 액상에서 수용성이 발현되는 키토산으로 전환시켜 산업적으로 보다 유용하게 이용되고 있는 실정이다. 상술한 키틴, 키토산으로 개발된 상품은 이미 다양한 형태로 우리에게 제공되고 있는바, 본 발명은 상기 키토산 성분을 항균제로 활용하는 것에 관련된다.
키틴과 키토산의 화학구조는 다음과 같다.
Figure 112008036312210-PAT00001
키토산은 키틴의 아세트아미드기(-NHCOCH3)에서 아세틸기(-COCH3)가 떨어진 결합구조이며 자연계에 녹아 있는 상태에서 (+) 이온으로 대전하는, 천연 양이온(+) 물질이다. 분자 중 아미노기와 수산화기(-OH)는 점성, 보습성이 강해서 세포 면역의 활성화 등 생태계를 보전하는 생물기능을 나타낸다. 특히 인공피부로 사용될 수 있을 정도로 인체 거부성이 없어 차세대 생물공학적 소재로서 많이 응용될 수 있는 천연자원이다. 키토산은 천연고분자 화합물로서 분자량, 탈아세틸화도(Degree of deacetylation), 결정화도, 용해성, 순도 등의 요소들에 의하여 차별화되는바, 응용분야, 목적 등에 따른 키토산의 적절한 사용에 관한 구체적인 연구가 요구되어 왔다.
키토산의 항균기능은 양이온화된 아미노기(-NH3 +)에 의해 발생되는 것으로 알려져 있다. 양이온화된 아미노기와 미생물의 세포벽을 구성하는 인지질 등의 마이너스 전하 간에 이온결합이 일어난다.
Figure 112008036312210-PAT00002
그 결과 세포막 조직이 파괴되고 그로 인해 세포내의 원형질이 누출되어 미생물이 죽게 된다. 키토산의 양이온이 미생물에 접촉될 수 있는 한 항미생물 효과는 지속된다.
항균작용과 관련하여 키토산을 섬유에 적용시키는 방법은 크게 2가지로 분류될 수 있다. 첫 번째 방법은 키토산 분말을 제3의 섬유 내부에 첨가시키는 방법으로서 원사개량에 적용된다. 그러나 이 방법에서는 첨가된 키토산 입자가 그대로 섬유내부에 존재하기 때문에 키토산의 고유한 특성이 발현될 수 없다는 문제점이 있다. 키토산은 산 수용액에 용해되어 -NH2기가 -NH3 + 상태로 양이온화되지 않으면 항균성이 발현되지 않는다. 결과적으로 원사개량법에 의거하는 키토산의 적용방법은 그 가공의 효과를 신뢰하기 어렵다.
두 번째 방법은 키토산을 산수용액에 용해시킨 다음 섬유나 직물에 도포하고 열 큐어링(curing)시켜서 키토산의 특성을 발현하게 하는 후가공법이다. 후가공법을 적용하는 경우는 키토산의 작용이 확인되지만 수용성인 키토산의 산성염이 직물 표면에 부착되어 있기 때문에 세탁내구성에서 심각한 문제점이 발생하고 있는 것이 사실이다. 실제로 후가공법들이 적용된 제품들은 세탁내구성이 문제되어 신뢰성을 의심받고 있다. 그러나 키토산 가공에서 항균력을 효과적으로 발현시키고 인체친화성을 향상시키기 위해서는 후가공법이 적절한 것으로 판단되며 공정상의 단순함도 장점으로 지적될 수 있다.
후가공법을 적용시킬 때 최대의 가공효과를 충족시키기 위해서는 몇 가지 핵심문제점들이 해결되어야만 한다. 직물 표면에 도포되어 있는 키토산 산성염이 세탁에 의하여 탈리되지 않아야 하며 항균성이 최소 10회 이상의 세탁시까지 유지되어야 한다. 종래에는 직물에 키토산 산성수용액을 도포한 후 열 큐어링을 통하여 세탁내구성을 부여하는 방법을 적용하였으나 열 큐어링만으로는 부족함이 확인되었다. 따라서 세탁내구성을 증진시키기 위해서는 열 큐어링 외에 면섬유와 키토산 또는 키토산 간에 가교를 도입하는 것이 요구되었다. 그러나 이와 같이 가교가 도입되는 경우에 있어서도 해결해야 할 문제가 있다. 가교가 형성되는 경우, 키토산의 -NH2기가 가교에 참여하기 때문에 가교형성에 따른 -NH2기의 소모가 뒤따르게 된다. -NH2기의 소모는 곧 항균력의 저하를 의미하므로 가교형성을 통하여 세탁내구성을 증진시키면서도 -NH2기의 소모를 최소화하는 가공법이 요구된다.
또한 지금까지 가교처리 방법이 도입되는 경우 대부분은 가교제로서 글루탈알데히드(Glutaraldehyde)가 사용되었다. 그러나 글루탈알데히드는 2관능성 알데하이드 화합물로서 조금이라도 잔류되는 경우 인체안전성 측면에서 문제가 된다. 또한 글루탈알데히드는 가교 과정에서 2중 결합을 생성시키므로 키토산 가공처리 후 황변이 유발될 가능성이 매우 높다. 황변유발 가능성은 지금까지 키토산 가공제품에서 해결되지 않고 있는 문제점으로 지적되고 있다. 그러므로 가교제로서의 글루탈알데히드 사용을 대체하는 가공법이 요구되어 왔다.
한편 천연항균제로서의 키토산은 특정한 미생물에 대해서는 우수한 억제효과를 나타내지만, 모든 종류의 미생물에 대하여 우수한 억제효과를 나타내지는 못한다는 문제점이 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자 노력한 결과 본 발명자들은 일반적인 직물처리공정상 추가적인 공정을 요구하지 않는 간단한 방법에 의해 세탁내구성을 증진시키면서 다양한 세균에 대하여 적용할 수 있는 본 발명 항균가공법을 개발하였다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은 특정의 가교제를 특정비율로 사용하여 키토산과 직물 간 또는 키토산 간의 가교 형성을 제어함으로써 항균성이 우수하게 유지되면서도 세탁내구성을 증진시킬 수 있는 직물의 항균가공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 경우 직물의 후처리가공 공정 중에 간단한 방법에 의하여 키토산외에 다른 항균제를 미세캡슐형태로 함께 적용함으로써 저비용에 의한 효율적인 처리와 높은 가공특성을 나타내는 직물의 항균가공방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 첫 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 키토산을 이용한 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법은, 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법에 있어서,
(A)물에 수용성키토산을 용해시켜 0.1~10중량%의 키토산 수용액을 제조하는 단계;
(B)상기 키토산 수용액에 하나의 분자 내에 3개 이상의 카르복시기를 갖는 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨(NaH2PO2, Sodium hypophosphite) 및 계면활성제를 1: 1: 0.02∼0.1의 중량비로 상기 수용성키토산 중량의 4∼25배 중량 첨가 후 교반시켜 키토산 처리액을 제조하는 단계; 및
(C)셀룰로오스직물 또는 면직물을 상기 키토산 처리액에 침지시킨 후 픽업량을 100∼150%로 하여 150∼180℃에서 1∼5분간 큐어링하는 단계를 포함한다.
상기 수용성키토산은 분자량이 1000∼10만이며, 탈아세틸화도는 50% 내지 99.9% 인 것이 항균효과에 있어서 바람직하며, 더욱 바람직하게는 분자량이 2000∼3만, 탈아세틸화도는 80∼99.9%인 것이 바람직하다. 수용성키토산을 사용함으로써 분산성이 좋아지고 직물에서 발현되는 항균효과가 높아지며 일반적으로 키토산의 용매로 사용되는 아세트산의 사용도 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 하나의 분자 내에 3개 이상의 카르복시기를 갖는 폴리카르복시산으로는 시트릭산(Citric acid), 트리카발릴락산(Tricarballylic acid), 부탄테트라카르복시산(1,2,3,4-Butanetetracarboxylic acid), 테트라하이드로퓨란테트라카르복시산(Tetrahydrofurantetracarboxylic acid)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 시트릭산을 사용할 수 있다.
상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제는 상기 키토산 중량에 대하여 4∼25배의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한 상기 시트릭산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제는 중량비로써 1 : 1: 0.02∼0.1의 비율로 상기 키토산 수용액에 첨가되는 것이 바람직하다. 상기의 비율에서 항균능을 유지하면서 세탁내구성을 가지도록 하기에 적당한 가교형성이 이루어진다.
상기 두 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 키토산을 이용한 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법은, 상기 (B)단계에서 상기 키토산 수용액에 항균 물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐이 더욱 첨가되는 것을 특징으로 한다.
이때, 포접되는 항균물질로는 제한이 있는 것은 아니지만, 라벤더, 라임, 카모마일, 일랑일랑, 바질과 같은 허브에서 추출한 정유(Essential oil)성분, 또는 편백나무에서 추출한 정유(Essential oil)성분이 사용될 수 있다. 이와 같은 정유성분은 항균능 외에 식물 고유의 향을 방출하므로 쾌적성에 따른 힐링효과도 기대할 수 있다.
상기 베타-시클로덱스트린은 하기 화학식 1과 같은 화학구조를 가지는 물질로서 화학구조 내부의 공동 내에 정유 등의 항균물질을 화학적으로 포접하여 미세캡슐을 형성하게 된다. 본 발명에 따른 항균물질이 포접되어 형성되는 미세캡슐은 면섬유 등에 부착되어 마찰과 같은 물리적 작용에 의해 포접된 정유성분을 서서히 지속적으로 방출시킴으로써 항균작용을 나타낸다는 이점이 있다.
Figure 112008036312210-PAT00003
특히, 본 발명에 있어서 상기와 같은 시클로덱스트린 포접체인 미세캡슐을 섬유직물에 사용하는 경우, 종래와 같이 수지바인더를 사용하여 직물에 고착시키는 방법이 아니라, 키토산의 가교제로 사용되는 시트릭산 등의 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨과의 화학적 결합방법에 의하여 직물에 부착시킨다. 상기 시클로덱스트린 포접체가 셀룰로오스나 키토산분자와 같이 -OH기를 가지므로 동일한 가교제에 의하여 결합될 수 있다. 그러므로 수지 바인더의 사용으로 인하여 직물의 촉감이 불량하게 되는 문제가 발생하지 않으며, 키토산처리액에 미세캡슐을 첨가하는 간단한 방법에 의하여 키토산에 의하여 발휘되는 항균효과에 상승효과를 가져올 수 있게 된다.
이때 상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨, 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐 및 계면활성제는 상기 키토산 중량에 대하여 4∼25배의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한 상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨, 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐 및 계면활성제는 중량비로써 1 : 1: 0.1∼0.5: 0.08∼0.2의 비율로 상기 키토산수용액에 첨가될 때, 항균특성이 오래 지속되며, 직물의 촉감도 유지된다.
이하, 본 발명 항균가공방법에 관하여 도면과 대비하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 항균가공방법의 공정을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항균가공은 다음과 같은 공정을 포함한다.
물에 수용성키토산을 용해시켜 키토산 수용액을 제조하는 단계; 상기 키토산 수용액에 폴리카르복시산인 시트릭산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제를 첨가 후 교반시켜 키토산 처리액을 제조하는 단계; 셀룰로오스직물 또는 면직물을 상기 키토산 처리액에 침지시켜 가교결합을 형성시키는 단계; 맹글롤러를 이용하여 압착 및 탈액을 하여 pick-up량을 100∼150%로 조절하는 단계; 150∼180℃에서 1∼5분간 큐어링하는 단계; 및 수세 및 최종 건조하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 키토산의 용매로서 물을 사용하여 0.1∼10 중량%의 키토산 수용액을 제조하였다. 이때 사용되는 키토산은 분자량이 1000∼10만이며, 탈아세틸화도는 50%∼99.9% 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 분자량이 2000∼3만, 탈아세틸화도는 80∼99.9%인 것이 바람직하다. 키토산의 분자량이 1000 미만인 경우에는 첨가되는 가교제의 소비가 너무 많아지게 되고 항균력에 문제가 있으며, 반대로 분자량이 10만을 초과하는 경우에는 가공처리 된 직물의 촉감이 뻣뻣해지는 문제가 있다. 또한 사용되는 키토산의 탈아세틸화도가 50% 미만인 경우에는 소기의 항균효과를 달성하기 어렵다.
본 발명 항균가공방법은, 키토산과 직물 간 또는 키토산 간의 가교형성을 위하여 인체안전성 및 황변현상 등의 문제를 야기하는 종래의 글루탈알데히드(Glutaraldehyde)대신에 하나의 분자 내에 3개 이상의 카르복시기를 갖는 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨(NaH2PO2, sodium hypophosphite, SHP) 및 계면활성제를 사용하는 것에 특징이 있다. 이 경우에 상기 가교제로서 첨가되는 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제의 사용량을 조절하는 것이 중요하다. 키토 산의 가교에 있어서 키토산분자의 -NH2기가 가교에 참여하기 때문에 가교형성의 정도는 항균력의 감소와 관련되기 때문이다. 본 발명에 있어서는 -NH2기의 감소를 최소화하면서도 우수한 세탁내구성이 부여되는 조건을 찾고자 노력하였다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제는 상기 키토산 중량에 대하여 4∼25배의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다. 4배미만으로 첨가되는 경우에는 가교결합 형성이 어려워 원하는 세탁내구성을 얻을 수 없으며, 25배를 초과하는 경우에는 결합되는 키토산분자가 너무 많아지게 되어 경제성에 문제가 있으며, 촉감이 유연하지 못하게 되는 문제가 있다.
또한 상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제는 중량비로써 1 : 1: 0.02∼0.1의 비율로 상기 키토산 수용액에 첨가되는 것이 바람직하다. 이와 같은 비율에서 키토산가공 처리 후에도 -NH2기의 수가 적절하게 유지되어 항균효과 및 세탁내구성 향상을 도모할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 2의 공정 블럭도에 도시된 바와 같이 다음과 같은 공정을 포함한다.
물에 수용성키토산을 용해시켜 키토산 수용액을 제조하는 단계; 상기 키토산 수용액에 폴리카르복시산인 시트릭산, 하이포아인산나트륨, 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐 및 계면활성제를 첨가 후 교반시켜 키토산 처리액을 제조하는 단계; 셀룰로오스직물 또는 면직물을 상기 키토산 처리액에 침지시켜 가교결합을 형성시키는 단계; 맹글롤러를 이용하여 압착 및 탈액을 하여 pick-up량을 100∼150%로 조절하는 단계; 150∼180℃에서 1∼5분간 큐어링하는 단계; 및 수세 및 최종 건조하는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어 사용되는 상기 미세캡슐은 통상적인 방법에 의하여 제조될 수 있는 바, β-시클로덱스트린(β-cyclodextrin)을 물에 넣어 교반한 후, 여기에 항균물질로 사용되는 정유(Essential oil)를 넣고 교반시켜 생성되는 결정을 여과하고 수세 건조하여 제조될 수 있다.
상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨, 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐 및 계면활성제는 상기 키토산 중량에 대하여 4∼25배의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한 상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨, 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐 및 계면활성제는 중량비로써 1 : 1: 0.1∼0.5: 0.08∼0.2의 비율로 상기 키토산용액에 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 미세캡슐을 섬유에 부착시킬 때, 종래의 수지바인더를 사용하지 않고 키토산의 가교제로 사용되는 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨을 그대로 사용하기 때문에 추가적인 공정을 필요로 하지 않으며, 촉감도 우수하게 된다.
본 발명의 항균가공방법에 의하면 종래의 가교제인 글루탈알데히드(Glutaraldehyde) 대신에 다가의 폴리카르복시산을 사용하므로 인체안전성에 문제가 없으며, 가교제를 특정한 비율로 사용함으로써 항균력의 저하 없이도 세탁내 구성의 향상을 가져오는 효율적이고도 우수한 셀룰로오스직물 및 면직물의 항균가공처리방법이 제공된다.
이하 하기의 바람직한 실시예 및 시험예들을 통하여 본 발명을 상세히 설명하는 바, 본 발명이 하기의 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
실시예
<실시예 1>
β- 시클로덱스트린 /라벤더 오일 캡슐의 제조
β-시클로덱스트린(β-cyclodextrin, 98% 시그마케미컬 사) 1g을 100㎖ 증류수에 넣고 잘 저은 후, 항균물질로서 라벤더 오일(Lavandula Angustifolia, Bulgaria, essential oil 100%) 0.5g을 넣고, 상온에서 고속교반기(Homogenizer, POLYTRON PT 1200, KINEMATICA)를 이용하여 1000rpm의 속도로 교반하였다. 교반이 끝난 후, 일정 시간 방치하여 생성된 결정을 여과하고, 증류수로 수세한 후 50㎖의 에틸에테르로 세정하고, 60℃에서 5시간 동안 건조하여, β-시클로덱스트린에 라벤더 오일이 포접된 포접화합물인 미세캡슐을 얻었다.
포접이 잘 이루어졌는지 확인하여 FT-IR분석(Genesis Ⅱ, Mattson Instrument)을 실시한 결과 라벤더 오일의 특성피크가 나타남을 확인할 수 있었다.
<실시예 2 ∼ 7>
키토산 처리액의 제조 및 항균처리
물 1ℓ에 분자량 3만, 탈아세틸화도 99%인 키토산 5g을 용해시켰다. 상기 키토산수용액에 하기의 표 1과 같은 비율로 가교제 성분 및 상기 실시예 1에서 제조된 미세캡슐을 첨가하여 4시간 동안 교반하였다. 계면활성제로서 비이온계면활성제인 Triton X-100을 사용하였다.
첨가물질 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 비교예1
Citric acid(g) 10 15 20 25 50 20 25 0
하이포아인산나트륨(g) 10 15 20 25 50 20 25 0
상기 실시예 1에서 제조된 미세캡슐 - - - - - 1 1 0
Triton X-100(g) 1 1 1 1 1 1 1 0
면직물 항균처리
면 편포(30㎝ × 30㎝, KES용, 8.0g)를 상기 표 1의 각각의 키토산 처리액에 침지시킨 후 맹글롤러를 이용하여 픽업(pick up)을 100%로 하였다. 이를 165℃에서 3분간 큐어링(curing)하였다.
큐어링(curing) 후 면포의 무게변화는 하기의 표 2에 나타내었다.
시료 1 2 3 평균
실시예 2 8.14 8.11 8.13 8.13
실시예 3 8.26 8.19 8.20 8.22
실시예 4 8.32 8.29 8.29 8.30
실시예 5 8.32 8.33 8.35 8.34
실시예 6 8.63 8.66 8.65 8.65
실시예 7 8.40 8.38 8.36 8.38
실시예 8 8.40 8.42 8.38 8.40
비교예 1 8.01 8.03 8.01 8.02
비교예 1은 키토산 처리만 이루어진 시료를 의미한다.
상기 표 2에 의하면, 첨가된 가교제의 양이 증가함에 따라 면포의 무게가 증가하고 있음을 나타낸다. 이는 시트릭산(Citric acid), 하이포아인산나트륨, 미세캡슐, 셀룰로오스 간에 가교가 형성되면서, 키토산과 항균 미세캡슐이 부착되고 있는 증거로 볼 수 있다.
<시험예 1>
항균성시험
상기 실시예 3에 따라 가공처리 된 면포에 대하여는 시험균 1, 2에 대하여, 상기 실시예 7에 따라 가공처리 된 면포에 대하여는 시험균 1, 2 및 3에 대하여 항균성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
균감소율(%) 실시예 3 실시예 7
시험균 1 시험균 2 시험균 1 시험균 2 시험균 3
항균가공 후 세탁 전 99.9 99.9 99.9 99.9 99.9
10회 세탁 후 99.4 99.8 99.4 99.5 99.2
20회 세탁 후 99.2 99.1 99.5 99.6 99.4
항균시험은 KS K 0693:2006에 준거하여 행하고, 미세탁 및 1회, 10회, 및 20회 세탁 후의 균수를 특정하여 균 감소율을 산출했다. 시험균 1은 황색포도상 구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)을, 시험균 2는 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을, 시험균 3은 대장균(Escherichia coli)을 사용하였다. 세탁방법은 ISO 6330-2000 11B에 따랐다.
상기 시험 결과, 본 발명에 따른 가교제를 사용하였을 경우, 20회 세탁 후에도 높은 항균성을 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 7에 따라 가공처리된 면포에 대하여 항균성을 평가한 결과, 10회 세탁 후에 비하여 20회 세탁 후에 오히려 상대적으로 높은 항균활성을 나타내는 바, 이는 20회 정도의 세탁 시에 미세캡슐이 파괴되면서 포접되었던 정유가 방출되기 때문인 것으로 이해된다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 제조공정 블록도이고,
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제조공정 블록도이다.

Claims (7)

  1. 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법에 있어서,
    (A) 물에 수용성키토산을 용해시켜 0.1∼10중량%의 키토산 수용액을 제조하는 단계;
    (B) 상기 키토산 수용액에 하나의 분자 내에 3개 이상의 카르복시기를 갖는 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨 및 계면활성제를 1: 1: 0.02∼0.1의 중량비로 상기 수용성키토산 중량의 4∼25배 첨가 후 교반시켜 키토산 처리액을 제조하는 단계; 및
    (C)셀룰로오스직물 또는 면직물을 상기 키토산 처리액에 침지시킨 후 픽업량을 100∼150%로 하여 150∼180℃에서 1∼5분간 큐어링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (B)단계에서 상기 키토산 수용액에 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐이 더욱 첨가되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나의 분자 내에 3개 이상의 카르복시기를 갖는 폴리카르복시산은 시트릭산(Citric acid), 트리카발릴락산(Tricarballylic acid), 부탄테트라카르복시산(1,2,3,4-Butanetetracarboxylic acid), 테트라하이드 로퓨란테트라카르복시산(Tetrahydrofurantetracarboxylic acid)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것임을 특징으로 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수용성키토산은 분자량이 1000∼10만이며, 탈아세틸화도는 50% 내지 99.9% 인 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨, 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐 및 계면활성제는 상기 키토산 중량에 대하여 4∼25배의 비율로 상기 키토산 수용액에 첨가되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 폴리카르복시산, 하이포아인산나트륨, 항균물질이 베타-시클로덱스트린에 포접되어 형성되는 미세캡슐 및 계면활성제는 중량비로써 1 : 1: 0.1∼0.5: 0.08∼0.2의 비율로 상기 키토산 수용액에 첨가되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법.
  7. 제2항에 있어서 상기 항균물질은 라벤더, 라임, 카모마일, 일랑일랑, 바질과 같은 허브에서 추출한 정유(Essential oil)성분 및 편백나무에서 추출한 정 유(Essential oil)성분으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스직물 또는 면직물의 항균가공방법.
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