KR20110041174A - 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사과정에서 미세 분말의 홍삼 성분을 함침시켜서 건강 증진에 도움을 줄 수 있는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법은 홍삼을 미세한 입자의 크기로 분쇄하여 홍삼 분말을 제조하는 제1 단계; 합성 고분자 중합체 분말에 홍삼 분말을 혼합하여 마스터배치 칩을 생성하는 제2 단계; 그리고 합성 고분자 중합체 칩과 상기 마스터배치 칩을 혼합하고 압출하여 섬유원사를 방사하는 제3 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 의하면 홍삼 분말을 실 내지 섬유 자체에 함침시킴으로써 세탁시에도 홍삼 성분이 이탈하는 것을 방지하는 효과가 있다.

기능성 섬유, 홍삼 분말, 마스터배치, 분산성

Description

홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법{Manufacturing method of functional fiber containing powder of red ginseng}

본 발명은 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사과정에서 미세 분말의 홍삼 성분을 함침시켜서 건강 증진에 도움을 줄 수 있는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 관한 것이다.

근래에 웰빙(well-being) 열풍이 일면서 건강에 대한 관심이 매우 고조되고 있어서 인체에 휴대하거나 가정, 사무실 등의 장소에 비치하는 형태로 건강에 도움을 줄 수 있는 물질들이 각광을 받고 있는데, 대표적인 예로는 황토, 게르마늄, 맥반석, 옥, 은(銀) 등의 광물질이나 숯 등이 있으며, 기타 자연의 동식물에서 추출하거나 화학적인 결합에 의해 얻을 수 있는 물질 등이 있다.

최근 각종 기능성 섬유제품이 많이 등장하고 있는데 그 중에서 건강과 관련된 원적외선, 항균, 탈취, 소취 기능을 갖는 기능성 섬유 제품들이 주류를 이루고 있으며 그 밖에도 도전성, 난연성 제품 등이 신기능에 대한 기대와 수요에 맞춰 활 발히 연구되고 있다.

이와 같이 섬유제품에 건강과 관련한 기능을 추가하는 종래의 방법을 살펴보면 기능성 물질을 미세하게 분말화한 후에 염색공정을 이용하여 염색과 동시에 기능성 물질을 원단에 침투시키거나 염색공정과는 별도로 기능성 물질을 침투시키기 위하여 섬유에 잘 흡수되는 액체와 혼합하여 수용액으로 만든 후, 수용액에 섬유를 함침(含浸)시켜 분말화된 기능성 물질이 섬유제품에 고착되도록 하는 것이다.

한편 인삼은 가공방법에 따라 인삼의 원형을 유지하고 있는 수삼(fresh ginseng), 백삼(white ginseng), 홍삼(red ginseng) 등 크게 3가지로 구분되는데, 수삼은 밭에서 수확한 생 인삼으로 75% 내외의 수분을 함유하고 있어 유통과정에서 부패하거나 손상이 일어나기 쉬워 특별한 저장시설이나 포장 없이는 장기 보관이 어렵다.

백삼은 수삼을 껍질을 벗기거나 또는 그대로 햇볕, 열풍 또는 기타의 방법으로 익히지 아니하고 말린 것으로 13% 내외의 수분을 함유하고 있고, 색상은 유백색 또는 담황색을 띄며, 말린 형태에 따라 직삼, 반곡삼, 곡삼으로 구분된다.

이에 비해 홍삼은 수삼을 정선하여 망상조직인 껍질을 벗기지 않은 채 증기로 쪄서 건조시킨 담황갈색 또는 담적갈색의 인삼을 말하는데, 특히 수삼이나 백삼 등 다른 인삼에는 들어 있지 않은 특이성분들을 함유하고 있어, 중추신경계에 대한 진정작용과 흥분작용, 조혈작용 및 혈당치 저하, 간장(肝臟) 보호, 내분비계에 작용하여 성행동이나 생식효과에 간접적으로 유효하게 작용하는 효과, 항염 및 항종양 효과 등이 있는 것으로 보고되어 있다.

한편 식물섬유를 다량 포함한 인삼은 단단하고 부서지기 쉬운 물질과 비교하여 분쇄력이 가해지기 어려워 공업 규모에서의 미분말 제조가 곤란하다. 현재 국내에는 인삼근을 기계적 방법에 의해 분말화하는 소규모의 가공업체가 다수 운용되고 있으나, 대부분의 업체가 커터 밀(cutter mill), 롤 크러셔(roll crusher), 핀 밀(pin mill) 등에 의존해서 평균입자경 150㎛ 전후로 조분쇄 처리하는 수준에 머물고 있다.

일반적으로 평균입자경 10㎛ 이하의 인삼 미분말은 분산성과 혼합성 및 흡수성이 양호하여 부가가치가 높은 드링크류, 정제류, 캡슐류 등의 건강식품소재나 의약품소재 및 기능성 스킨 케어, 팩 등의 화장품소재로 사용 가능하다.

그러나 국내외적으로 인삼 미분말의 기계적 제조예는 현재까지 그다지 제시되어 있지 않다. 또한 종래에는 홍삼 추출물을 직물 등에 바인더를 사용하여 코팅하는 방식이 사용되기도 하였으나, 이러한 방식은 세탁 과정에서 홍삼 성분이 빠져나간다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 홍삼 분말을 실 내지 섬유 자체에 함침시킴으로써 세탁시에도 홍삼 성분이 이탈하지 않는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법은 홍삼을 미세한 입자의 크기로 분쇄하여 홍삼 분말을 제조하는 제1 단계; 합성 고분자 중합체 분말에 홍삼 분말을 혼합하여 마스터배치 칩을 생성하는 제2 단계; 그리고 합성 고분자 중합체 칩과 상기 마스터배치 칩을 혼합하고 압출하여 섬유원사를 방사하는 제3 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홍삼 분말의 입자 크기는 300 ~ 500나노미터인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마스터배치 칩은 합성 고분자 중합체 80 ∼ 95 중량％에 홍삼 분말 15 ∼ 20 중량％를 혼합하여 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 합성 고분자 중합체는 폴리에스터, 나일론, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐클로라이드인 것을 특징으로 한다.

또한, 85 ∼ 90 중량％의 상기 합성 고분자 중합체 칩 및 10 ∼ 15 중량％의 상기 마스터배치 칩을 혼합하고 압출하여 섬유원사를 방사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 의하면 홍삼 분말을 실 내지 섬유 자체에 함침시킴으로써 세탁시에도 홍삼 성분이 이탈하는 것을 방지하는 효과가 있다.

나아가 본 발명에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유로 제작된 속옷, 팩 등을 착용하면, 면역관련 질환의 예방 등 건강 증진의 효과뿐만 아니라 피부 미용에도 탁월한 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명하면 다음과 같다.

다만, 첨부된 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

따라서 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물 을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법은 제1 단계 내지 제3 단계를 포함하여 이루어져 있다.

첨부된 도 1을 참조하면, 상기 제1 단계는 홍삼을 미세한 입자의 크기로 분쇄하여 홍삼 분말을 제조하는 단계이다. 먼저 본 발명의 원료인 홍삼은 수삼의 표피를 제거하지 아니한 채로 증기에 의하여 쪄서 익혀 말린 홍삼을 사용한다.

이때 홍삼 분말을 제조하는 방법은 종래의 볼 밀(BALL MILL), 에어 밀(AIR MILL), 제트 밀(JET MILL) 등의 분쇄기보다 고미분말 정도를 더욱 높인 분쇄기를 사용하여, 1 미크론 이하의 입자의 크기로 홍삼 분말을 제조하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 대한민국 등록특허 제0360303호에서 개시된 바와 같은 '고미분말 분쇄기 MILL'을 사용하여 300 ~ 500 나노미터의 균일한 입자 크기를 갖는 홍삼 분말을 제조하는 것이 바람직하다.

이는 후속되는 방사(紡絲, spinning) 과정에서 300 ~ 500 나노미터의 균일한 입자 크기의 홍삼 분말에 의하여 분산성이 향상되어 방사 작업성의 저하를 방지하고 섬유원사 또는 필라멘트(filament)의 강도 등과 같은 물성 변화를 최소화하기 위함이다.

상기 제2 단계는 합성 고분자 중합체 분말에 홍삼 분말을 혼합하여 마스터배 치 칩(Master Batch Chip)을 생성하는 단계이다. 여기서, 상기 마스터배치 칩은 합성 고분자 중합체 분말 80 ∼ 95 중량％에 홍삼 분말 15 ∼ 20 중량％를 혼합하고 압축하여 생성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서 홍삼 분말과 혼합될 수 있는 상기 합성 고분자 중합체는 폴리에스터(polyester), 나일론(nylon), 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride, PVC)인 것이 바람직하다. 또한 이들 이외에도 용융방사(溶融紡絲)에 의해 섬유로 제조되는 어떠한 합성섬유도 사용가능하다.

상기 제3 단계는 합성 고분자 중합체 칩과 상기 마스터배치 칩을 혼합하고 압출하여 섬유원사를 방사하는 단계이다. 일반적으로 원사섬유를 방사하는 방법으로 건식방사(乾式紡絲), 습식방사(濕式紡絲), 용융방사가 있으나, 합성 고분자 중합체를 용융점 이상으로 가열하여 방사한 후에 냉각시켜 섬유원사를 얻는 용융방사 방식을 사용하는 것이 바람직하다.

이때 압출기의 온도는 사용되는 상기 합성 고분자 중합체의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 통상 200 ~ 300℃의 온도가 적당하다. 이는 압출기의 온도가 300℃를 초과하면 열분해가 발생하여 상기 합성 고분자 중합체의 분자량이 저하되어 강도가 낮아질 수 있고, 압출기의 온도가 200℃ 미만이면 이상 유동현상이 발생하여 방사 작업성이 떨어지고 품질이 저하되기 때문이다.

여기서, 기본 수지로서 85 ∼ 90 중량％의 상기 합성 고분자 중합체 칩 및 10 ∼ 15 중량％의 상기 마스터배치 칩을 혼합하고 압출하여 섬유원사를 방사하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 의하여 제조되는 섬유원사의 홍삼 분말의 함량은, 섬유의 용도나 기능에 따라 달라질 수 있지만, 섬유를 이루는 전체 중량에 대해 1.0중량％ 이하의 농도를 가지는 것이 바람직하다.

또한 75 데니어(denier) 굵기의 섬유원사를 제조함으로써 섬유의 인장 강도의 저하를 막고 투입되는 홍삼 분말의 합성수지내 분산성(dispersibility)을 향상시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 제조된 상기 섬유원사는 그대로 권취되고 방직(紡織) 또는 제직(製織) 과정을 거쳐 의류, 침구류 및 인테리어용 원단 등으로 사용하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 의하여 제조되는 섬유원사는 섬유 자체에 홍삼 분말을 함침시킴으로써 세탁시에도 홍삼 성분이 이탈하는 것을 방지할 수 있는 것이다.

특히 본 발명의 일실시예에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법에 의한 섬유원사로 제조된 속옷, 미용 팩 등을 착용하면, 면역관련 질환의 예방 등 건강 증진의 효과뿐만 아니라 피부 미용에도 탁월한 효과가 있다.

본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법을 설명하기 위한 공정흐름도.

Claims (5)

1. 홍삼을 미세한 입자의 크기로 분쇄하여 홍삼 분말을 제조하는 제1 단계; 합성 고분자 중합체 분말에 홍삼 분말을 혼합하여 마스터배치 칩을 생성하는 제2 단계; 그리고 합성 고분자 중합체 칩과 상기 마스터배치 칩을 혼합하고 압출하여 섬유원사를 방사하는 제3 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 홍삼 분말의 입자 크기는 300 ~ 500 나노미터인 것을 특징으로 하는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 마스터배치 칩은 합성 고분자 중합체 분말 80 ∼ 95 중량％에 홍삼 분말 15 ∼ 20 중량％를 혼합하여 생성하는 것을 특징으로 하는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 합성 고분자 중합체는 폴리에스터, 나일론, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐클로라이드인 것을 특징으로 하는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 85 ∼ 90 중량％의 상기 합성 고분자 중합체 칩 및 10 ∼ 15 중량％의 상기 마스터배치 칩을 혼합하고 압출하여 섬유원사를 방사하는 것을 특징으로 하는 홍삼 분말을 함유한 기능성 섬유의 제조방법.

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