KR20160147779A - 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법 - Google Patents

중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법 Download PDF

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Abstract

케이폭(kapok) 섬유와 같은, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 향상시키기 위하여, 상기 섬유는 상기 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선할 수 있는 물질로 상기 섬유를 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 충전하는 것을 정한 방법을 거친다.

Description

중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법{Process for improving the chemical and/or physical properties of hollow-structure natural fibers}
본 발명은 패딩(padding), 얀(yarn), 패브릭(fabric) 또는 부직포(non-woven fabric)를 얻기 위하여 순수하게 또는 천연 동물 섬유, 식물 섬유, 합성 폴리머 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 혼합되어 사용될 중공 구조체 천연 섬유, 바람직하게는 케이폭(kapok) 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에서, 제직(weave)이라는 표현은 일반적으로 경사 및 위사를 구분하기 위하여 사용되며, 또한 편성 의류(knitted garments)의 제직과 구분하기 위하여 사용된다.
본 발명의 상세한 설명에서, 예로서:
- 동물 섬유는 플리스(fleece) 또는 모발 섬유를 포함하는 것으로 의도된다(예를 들어, 울(wool), 알파카(alpaca), 비큐나(vicuna), 캐시미어(cashmere) 등);
- 동물 유래의 연속 필라멘트는 온전한 고치(whole cocoons)로부터 뽑아(reeling) 얻은 필라멘트를 포함하는 것으로 의도된다(예를 들어, 실크);
- 동물 유래의 불연속 필라멘트는 불량 고치(defective cocoon)로부터 풀어 얻은 필라멘트를 포함하는 것으로 의도된다(예를 들어, 폐실크(waste silk));
- 식물 섬유는 식물(plant), 관목, 화서, 뿌리, 잎으로부터 얻은 섬유를 모두 포함하는 것으로 의도된다(예를 들어, 면, 아마, 대마, 황마, 코이어(coir), 라미(ramie), 대나무 등)
- 합성 폴리머 섬유라는 표현은, 예를 들어 폴리아미드, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리프로필렌 섬유 등을 지칭하기 위해 사용된다;
- 인조 천연 섬유는, 예를 들어 레이온 비스코스(rayon viscose), 모달(modal), 아세테이트, 큐프로(cupro), 텐셀(tencell) 등을 포함하는 것으로 의도된다; 및
- 장 섬유라는 표현은 0.01 m(즉, 1 cm) 이상의 길이를 갖는 섬유를 지칭하기 위해 사용되며, 이러한 섬유는, 예를 들어 방적(spinning)과 같은 다양한 후속 공정에서 사용되는데 적합하다.
패딩, 얀, 부직포를 얻기 위하여 소망하는 화학적/물리적 특성을 갖는 제품을 얻을 목적으로 순수하게 또는 서로 혼합되어 사용되는 다양한 유형의 섬유의 용도가 알려져 있다.
따라서, 예를 들어 패딩의 경우, 그것이 카우치(couch)든 재킷이든 간에, 가볍고, 하중에 의해 압축된 이후에 초기 상태로 복귀하기 위한 저항성(resistant)을 가지면서, 항균성 및 살균성 등을 가질 수 있는 패딩을 얻기 위하여 사용된 섬유의 특성들이 잘 이해되었다.
유사한 고려사항이 천연 섬유를 사용하여 제조된 얀 또는 패브릭에도 적용될 수 있으며, 이러한 경우에는 경량성 외에 유연성이라는 섬유 특성이 추가된다.
위와 같은 점에 비추어, 오늘날 패딩, 얀, 패브릭 또는 부직포를 얻기 위하여 순수하게 또는 천연 동물 섬유, 식물 섬유, 합성 폴리머 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 혼합되어 사용될 천연 섬유(예를 들어, 케이폭 또는 통상의 동물 모발 울)의 화학적/물리적 특성을 개선하려는 과제가 강하게 발생하고 있음이 명백하다.
본 발명은 이러한 과제에 기초하며, 상기 과제는 패딩, 얀, 패브릭 또는 부직포를 얻기 위하여 순수하게 또는 천연 동물 섬유, 식물 섬유, 합성 폴리머 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 혼합되어 사용될 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하는 방법을 고안하고 제공하며, 이로써 상기 방법이 상술한 과제를 충족케 한다.
이러한 과제는 청구항 제1항에 따른 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법에 의해 극복된다.
또 다른 일 측면에 따르면, 본 발명은 또한 청구항 제19항에 따른 중공 구조체 천연 섬유의 용도에 관한 것이며, 뿐만 아니라 청구항 제20항에 따른 케이폭 섬유의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 중공 구조체 천연 섬유에 대한 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 목적으로, 상기 중공 구조체 천연 섬유는 상기 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하는데 적합한 물질로 적어도 부분적으로 내부 코팅, 및/또는 적어도 부분적으로 충전된다.
본 발명에 따른 방법의 추가적인 특징 및 이점이 비제한적인 예시의 방법으로 제공된 몇몇 그것의 바람직한 구현예들에 대하여 이하에서 제공된 상세한 설명 및 첨부된 도면을 참조하여 명백해질 것이다.
도 1 및 2는 각각 본 발명에 따른 방법으로 처리하기 이전에 주사 전자 현미경(scan electron microscope: SEM)을 사용하여 분석한 케이폭 섬유의 이미지를 도시한다.
도 3 및 4는 각각 본 발명에 따른 방법으로 처리한 이후에 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 분석한 케이폭 섬유의 이미지를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 처리하는 동안 광학 현미경을 사용하여 100배 확대하여 분석한 케이폭 섬유의 이미지를 도시한다.
중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법은 하기 단계를 포함한다:
- 순수하게, 또는 천연 동물 섬유, 식물 섬유, 합성 폴리머 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 혼합되어 사용될 동물 또는 식물 유래의 중공 구조체 천연 섬유를 제조하는 단계로서, 상기 중공 구조체 천연 섬유의 내부 공동은 외부와 유체 연통(fluid communication)하는 단계; 및
상술한 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기에 적합한 물질을 제조하는 단계.
유리하게는, 본 발명에 따른 방법은 상기 중공 구조체 천연 섬유에 대한 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선을 얻을 목적으로 상술한 중공 구조체 천연 섬유를 상술한 물질 또는 몇몇 물질로 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 적어도 부분적으로 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 일 구현예에 있어서, 상술한 중공 구조체 천연 섬유는 패딩, 얀, 패브릭 또는 부직포를 얻기 위하여 본 발명에 따른 방법으로 처리된 이후에 순수하게 또는 천연 동물 섬유, 식물 섬유, 합성 폴리머 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 혼합되어 사용될 케이폭 섬유를 포함하거나, 또는 이로 구성된다.
도 1 및 2의 결과, 상기 케이폭 섬유는 양 말단부가 개방된 중공 관형 구조체(hollow tubular structure)를 갖는다. 따라서, 상기 케이폭 섬유는 이하에서 나타낸 바와 같이 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 충전되는데 적합하다.
또한, 중공 구조체 천연 섬유로서 외부와 유체 연통하는 공동을 갖는 케이폭의 대안물로서 다른 섬유가 사용될 수 있고, 이는 케이폭 또는 다른 섬유와 혼합될 수 있다. 예를 들어, 통상의 동물 모발 울, 즉 적어도 부분적으로 중공형이고, 외부과 유체 연통하는 공동을 갖는 큰 직경의 섬유를 갖는 동물 모발 울을 사용할 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 상술한 물질을 포함하는 용액 또는 배스(bath)를 제조하는 단계를 포함하며, 따라서 상술한 중공 구조체 천연 섬유를 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 내부 충전하는 상술한 단계는 상기 중공 구조체 천연 섬유를 상기 제조된 용액 중에 침지(submerging)시켜 수행된다.
상술한 용액 또는 배스와 관련하여, 그것은 바람직하게는 4 내지 7의 pH 값, 보다 바람직하게는 4.5 내지 7의 pH 값을 갖는 것을 유의해야 한다.
게다가, 상기 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위한 상술한 물질은 상기 용액 중에 0.5-15% w/v의 농도, 보다 바람직하게는 1-7% w/v의 농도로 존재한다는 것을 유의해야 한다.
상술한 중공 구조체 천연 섬유를 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 적어도 부분적으로 내부 충전하기 위해 사용되는 상술한 물질은 다음을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다: 키토산 및/또는 이의 유도체, 항균성 물질, 진드기에 효과적인 물질, 살균성 물질, 방향성(perfuming) 물질, 상기 섬유의 리질리언스(resilience)를 증가시키는 물질 및/또는 상기 섬유의 파단(breakage) 저항성을 증가시키는 물질.
키토산은 갑각류의 외골격에 함유된 단백질인 키틴으로부터 유도된 천연 폴리머이며, 그것이 식품 산업 부산물로서 얻을 수 있다는 점을 고려하면 이는 천연의 재생 가능한 재료로 제조된다.
다양한 실험적 시험 이후에, 중간 분자량 또는 바람직하게는 저 분자량을 갖는 모든 키토산, 키토산 올리고머 또는 다른 키토산 유도체가 상기 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위한 물질로서 유리하다는 것이 밝혀졌다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 상기 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위한 상술한 물질은 200,000 Da 미만의 분자량, 보다 바람직하게는 100,000 Da 미만의 분자량, 보다 더 바람직하게는 1,000-50,000 Da의 분자량을 갖는 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체를 포함하거나, 또는 이로 구성된다.
예를 들어, 상술한 물질이 키토산, 키토산 올리고머 또는 또 다른 키토산 유도체인 경우에, 대략 2,000 Da 이하의 분자량을 갖는 모든 키토산, 키토산 올리고머 또는 임의의 다른 키토산 유도체를 사용하여 처리된 섬유의 리질리언스 및 저항성의 증가 측면에서 최적의 결과가 얻어졌으며, 뿐만 아니라 상기 처리된 섬유의 높은 항균 특성, 살균 특성 및 항진드기 효과 측면에서도 최적의 결과가 얻어졌다.
사용되는 액체 용액 중의 키토산의 농도는 우수한 결과가 15% w/v 이하 또는 20% w/v 이하의 키토산 농도에서 확인되었음을 고려하면 대략 1% w/v 이상이다.
상기 달성된 결과는 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 저 점도 키토산 유도체, 예를 들어 1,000-5,000 Da의 분자량, 바람직하게는 대략 1,000-2,000 Da의 분자량을 갖는 모든 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체를 사용하였을 때 매우 우수하였다.
상기 외에도, 상기 천연 섬유의 중공 구조체의 충전 및 잇단 코팅은 특히 상기 섬유가 장 섬유인 경우, 즉 대략 0.01 m(즉, 1 cm) 이상의 길이를 갖는 섬유인 경우에 문제가 됨을 주목해야 한다.
이는 상기 중공 구조체 천연 섬유의 내부 공동이 사실상 횡단면 치수가 축방향 길이보다 무한히 더 작은 모세관이라는 사실에 의한다. 이러한 구성은 천연 섬유의 내부 공동을 상기 섬유의 전체 축방향 길이에 걸쳐 상술한 물질을 포함한 용액 또는 배스로 충전하는 것을 방해하는 것으로 여겨진다. 따라서, 장 섬유의 경우, 상기 중공 구조체 천연 섬유의 짧은 말단부만이 충전되며, 이는 상기 방법의 마지막에 코팅된다.
이와 관련하여, 너무 짧은 섬유는 방적하는데 적합하지 않으며, 이들은 또한 심지어 패딩 등을 얻는데에도 적합하지 않다는 점을 고려하면, 패딩 또는 얀을 얻기 위해 사용되는 섬유는 일반적으로 상기 정의한 의미의 장 섬유여야만 한다는 것을 유의해야 한다.
예를 들어, 0.005 m(즉, 5 mm) 미만의 축방향 길이를 갖는 조각으로 절단된 천연 섬유는 상기 목적에 적합하지 않다.
상술한 단점을 극복하기 위한 목적으로, 본 발명에 따른 방법의 또 다른 측면에 따르면, 상기 중공 구조체 천연 섬유가 상술한 액체 용액 또는 배스 중에 침지되는 동안 상기 중공 구조체 천연 섬유가 초음파를 사용하여 처리되는 단계가 제공된다. 기본적으로, 상기 중공 구조체 섬유가 침지된 용액이 초음파를 사용하여 교반되며, 또한 다양한 성분들의 용액 또는 배스에서 더 나은 분산물을 얻는다.
상술한 초음파를 통한 처리 단계는, 예를 들어 상술한 용액 또는 배스 중에 초음파 발사 프로브(ultrasound emission probe)를 침지시켜 달성될 수 있다.
초음파는 그들의 주파수(예를 들어, 대략 20 KHz) 때문에 액체 용액 중에 형성되는 기포의 부분 내파(implosion)로 인한 미세공동현상 효과(micro cavitation effect)를 결정하는 일종의 진동을 액체 용액 중에 유도하고, 따라서 이에 따라 처리된 상기 천연 섬유의 중공 구조체에 대하여 어떠한 손상도 야기하지 않으면서, 처리될 상기 천연 섬유의 내부 공동 그 안에 함유되는 상기 액체 용액 및 물질, 또는 물질의 보다 효과적인 침투를 결정함을 주목해야 한다.
실험에 의해 관찰된 바와 같이, 상술한 용액 또는 배스 중에서의 초음파 처리는 심지어 1 cm 보다 훨씬 긴(예를 들어, 대략 3-5 cm) 축방향 길이를 갖는 장 섬유(예를 들어, 중공 구조체 천연 섬유, 특히 케이폭)의 경우에도 최적의 충전을 결정하며, 이러한 처리는 이들의 전체 연장부분(extension)에 걸쳐 내부 중공 구조체를 코팅하는데 유리하다.
화학적 및/또는 물리적 특성이 개선될 중공 구조체 섬유가 침지되는 용액 또는 배스는 수계형(aqueous base type)이거나, 또는 다른 용매 계열(극성 및 비극성 유형 둘다)일 수 있다.
화학적 및/또는 물리적 특성이 개선될 중공 구조체 섬유의 초음파 처리 시간은 대략 10-70 분일 수 있다.
화학적 및/또는 물리적 특성이 개선될 중공 구조체 섬유를 처리하기 위해 사용되는 초음파의 전력은 대략 100-750 와트일 수 있다.
바람직하고 유리한 일 구현예에 따르면, 화학적 및/또는 물리적 특성이 개선될 중공 구조체 천연 섬유를 상술한 물질을 함유한 용액 중에 침지시키는 상술한 단계 이전에, 중공 구조체 천연 섬유를 진공 상태에 두는 단계가 선행된다. 기본적으로는, 상술한 액체 용액 중에 침지되기 이전에 상기 중공 구조체 천연 섬유는 대기 압력보다 낮은 외부 압력, 예를 들어 대기 압력의 20% 내지 90%의 압력, 바람직하게는 대기 압력의 30% 내지 80%의 압력에 놓인다.
상기 실험에서, 처리될 상기 중공 구조체 천연 섬유를 대기 압력에 비해 매우 높은 저압(depression)까지 취하여 최적의 결과를 얻었다.
이러한 경우에, 상기 중공 구조체 섬유를 액체 용액 중에 침지시키는 상술한 단계는 침지될 섬유가 대기 압력보다 더 낮은 외부 압력 하에 있는 초기 상태에서 출발하여 얻어지는 것임을 주목해야 한다. 예로서, 이는 다음을 구비한 밀폐 용기를 제조함으로써 얻어질 수 있다:
- 진공 펌프 또는 다른 등가 수단을 갖고 제1 폐쇄/차단 밸브 수단을 통해 연결되는 주입구, 및
- 처리될 중공 구조체 섬유가 침지되는 용액을 함유하는 탱크를 갖고 제2 폐쇄/차단 밸브 수단을 통해 연결되는 주입구.
처리될 상기 중공 구조체 섬유는 상술한 밀폐 용기에 배치된다. 이어서 상기 제1 밸브 수단이 개방되고, 상기 용기 내에서 대기 압력보다 더 낮은 소망하는 압력 값을 얻을 때까지 진공 펌프가 작동된다. 이어서 상기 제1 밸브 수단이 폐쇄되고, 상기 제2 밸브 수단이 폐쇄되며, 상기 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위한 상술한 물질을 함유한 액체 용액의 상기 용기로의 주입을 결정한다. 따라서, 상기 용기 안에 함유된 상기 중공 구조체 천연 섬유는 상기 액체 용액 중에 침지되며, 이들은 동시에 대기 압력보다 낮은 압력을 갖는 환경에 놓인다. 이는, 특히 상기 용기 내의 압력이 대기 압력 값에 놓이게 되는 경우에, 상기 액체 용액의 상기 천연 섬유의 중공으로의 더 큰 침입을 결정한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법은 상기 중공 구조체 천연 섬유가 상기 액체 용액으로부터 제거된 후에, 예를 들어 오븐에서 수행되는 상기 중공 구조체 천연 섬유의 건조 단계를 포함한다.
뜨거운 공기의 유통을 통해서 또는 서로 다른 건조 방법을 통해서 수행될 수 있는 상술한 건조는 상기 중공 구조체 천연 섬유의 완전한 건조가 얻어지고, 뒤이어 상기 건조 용액 중에 함유된 물질이 상기 중공 구조체 천연 섬유의 벽에 부착될 때까지 연장될 수 있다. 따라서, 도 3 및 4에서 관찰할 수 있는 바와 같이, 상기 천연 섬유의 공동의 내부 벽이 상기 용액 중에 첨가된 상술한 물질로 적어도 부분적으로 코팅/피복되고, 바람직하게는 완전히 코팅/피복된다.
상기 섬유의 건조는 편의상 60℃ 내지 105℃의 온도에서 수행될 수 있다.
도 5는 상기 물질을 함유한 용액 중에 침지된 일부 중공 구조체 천연 섬유를 도시하며, 액체 용액을 사용하여 사전에 달성된 관형 공동의 부분 충전을 개략적으로 보여준다.
상기 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위하여 상기 용액 중에 첨가되는 상술한 물질이 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체인 경우, 상기 중공 구조체 천연 섬유에 도포되는 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체의 화학적 가교 단계 및/또는 자외선 가교 단계가 제공될 수 있다.
이는 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체가 처리된 중공 구조체 천연 섬유에 영구 부착될 수 있게 하며, 심지어 몇몇 세척 주기 또는 건조와 같은 추가적인 고정(fixing) 단계가 뒤이어져도, 키토산의 존재로 인해 시간이 지나도 유익한 효과가 지속적으로 보장된다.
또한, 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체의 가교는 처리된 중공 구조체 천연 섬유에 더 큰 기계적 물리적 저항성을 부여하며, 또한 진드기에 유효한 살균 효과를 오랫동안 지속적으로 부여할 수 있다.
상술한 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체의 가교는 유리하게는 물리적(예를 들어, 자외선에 노출시켜) 또는 화학적으로(예를 들어, 시트르산 및/또는 아크릴 모노머(예를 들어, HEMA)를 처리될 중공 구조체 천연 섬유가 침지된 용액에 첨가하여) 얻을 수 있다.
자외선에의 노출을 통한 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체의 가교는 처리된 천연 섬유의 외부에 존재하는 키토산에만 효과적인 반면, 상기 중공 구조체 천연 섬유가 침지되는 용액에 적합한 물질을 첨가하는 것에 의한 화학적 가교는 심지어 공동 안에서 상기 천연 섬유에 부착된 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체에 대해서도 효과적임을 주목해야 한다.
상기 천연 섬유의 내부 공동의 벽의 적어도 부분적인 코팅은 실질적으로 처리되는 중공 구조체 천연 섬유의 흡착 표면을 배가시킬 수 있음이 명백하다. 이는 특히 여과 요소(element)가 처리된 중공 구조체 천연 섬유를 포함하는 필터를 얻는데 유용하다.
또 다른 일 측면에 따르면, 상기 천연 섬유의 공동 안에 침투될 물질은 사이클로덱스트린, 나노캡슐 및/또는 마이크로캡슐에 의해 이송/로딩(carried/loaded)될 수 있다.
상기에 비추어, 상술한 본 발명에 따른 방법이 상술한 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선할 수 있는 물질 또는 물질들로 처리되는 중공 구조체 천연 섬유를 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 적어도 부분적으로 충전케 하는 점을 고려하면, 상술한 본 발명에 따른 방법은 본 명세서의 초반 부분에 언급한 과제를 충족케 함이 명백하다.
상술한 것에 수많은 변경 및 변형이 가능하나, 이들 모두는 하기 청구항에 의해 확인되는 본 발명의 개념 안에 속한다.
또한, 상기 중공 구조체 천연 섬유로서의 케이폭의 사용은 케이폭 섬유가 말단부가 개방된 중공 관형 구조를 가져서 내부적으로 코팅 또는 충전되는데 적합하다는 사실뿐 아니라, 케이폭 섬유가 매우 가볍고 유연하다는 사실로 인해 매우 유리하다.
상술한 바와 같이, 상기 중공 구조체 천연 섬유, 특히 케이폭은 패딩, 얀, 패브릭 또는 부직포를 얻기 위해 순수하게 또는 천연 동물 섬유, 식물 섬유, 합성 폴리머 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 혼합되어 사용되는데 적합하다.
다른 유형의 섬유와 혼합된 상술한 중공 구조체 천연 섬유의 사용은 최적의 특성을 갖는 섬유 혼합물을 얻을 수 있게 한다.

Claims (21)

  1. 순수한 상태로, 또는 동물 천연 섬유, 식물 섬유, 폴리머 합성 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래(origin)의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 함께 혼합되어 사용될 동물 또는 식물 유래의 중공 구조체 천연 섬유를 제공하는 단계로서, 상기 중공 구조체 천연 섬유의 내부 공동은 외부와 유체 연통(fluid communication)하는 단계; 및
    상기 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기에 적합한 물질(substance)을 제공하는 단계;를 포함하는 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법으로서,
    상기 방법은 상기 중공 구조체 천연 섬유에 대한 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선을 얻기 위하여 상기 중공 구조체 천연 섬유를 상기 물질로 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 적어도 부분적으로 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중공 구조체 천연 섬유가 0.01 m 이상의 길이를 갖는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 물질을 포함한 용액을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 중공 구조체 천연 섬유를 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 적어도 부분적으로 충전하는 단계가 상기 용액 중에 상기 중공 구조체 천연 섬유를 침지(immersion)시켜 수행되는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 구조체 천연 섬유가 상기 용액 중에 침지되어 있는 동안 상기 중공 구조체 천연 섬유에 초음파 처리를 가하는 단계를 포함하는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 중공 구조체 천연 섬유를 상기 물질을 포함하는 상기 용액 중에 침지시키는 단계 이전에 상기 중공 구조체 천연 섬유를 대기 압력보다 낮은 외부 압력 하에 두는 중공 구조체 천연 섬유의 진공 단계가 선행되고, 상기 용액 중에 상기 섬유를 침지시키는 상기 단계가 상기 섬유가 대기 압력보다 낮은 외부 압력에서 유지되는 동안 수행되는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 대기 압력보다 낮은 외부 압력이 대기 압력의 20% 내지 90%의 압력, 바람직하게는 대기 압력의 30% 내지 80%의 압력인, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질을 상기 중공 구조체 천연 섬유에 부착(adhesion)시키기 위해, 상기 중공 구조체 천연 섬유를 상기 용액으로부터 제거한 이후에 수행되는 상기 중공 구조체 천연 섬유의 건조(drying)/데시케이팅(desiccating) 단계를 포함하는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용액이 4 내지 7의 pH 값, 보다 바람직하게는 4.5 내지 7의 pH 값은 갖는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  9. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질이 상기 용액 중에 0.5-15% w/v의 농도, 보다 바람직하게는 1-7% w/v의 농도로 존재하는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질이 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체인, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 물질이 200,000 Da 미만의 분자량, 바람직하게는 100,000 Da 미만의 분자량, 보다 바람직하게는 1,000-50,000 Da의 분자량을 갖는 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체인, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 물질이 1,000-5,000 Da의 분자량, 바람직하게는 대략 1,000-2,000 Da의 분자량을 갖는 키토산, 키토산 올리고머 및/또는 키토산 유도체인, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 구조체 천연 섬유에 도포된 상기 키토산, 상기 키토산 올리고머 및/또는 상기 키토산 유도체의 화학적 및/또는 자외선 가교 단계를 포함하는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  14. 제3항 또는 제13항에 있어서,
    상기 키토산, 상기 키토산 올리고머 및/또는 상기 키토산 유도체의 화학적 가교 단계가 시트르산 용액 및/또는 아크릴 모노머 용액 중에 첨가하여 확보되는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질이 항균성 물질, 항진드기성 물질, 살균성 물질, 방향성(perfuming) 물질, 섬유의 리질리언스(resilience)를 증가시키는 물질 및/또는 섬유의 내파단성(breaking resistance)을 증가시키는 물질을 포함한 군으로부터 선택되는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질이 사이클로덱스트린, 나노캡슐 및/또는 마이크로캡슐에 의해 이송되는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 구조체 천연 섬유가 케이폭 섬유를 포함하는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공 구조체 천연 섬유가 동물 모발의 거친 울(wool)을 포함하는, 중공 구조체 천연 섬유의 화학적 및/또는 물리적 특성의 개선 방법.
  19. 패딩, 얀, 패브릭 또는 부직포를 제조하기 위한 순수한 상태, 또는 동물 천연 섬유, 식물 섬유, 폴리머 합성 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 함께 혼합된 상태의 중공 구조체 천연 섬유의 용도로서, 상기 천연 섬유의 내부 공동이 외부와 유체 연통하고, 상기 중공 구조체 천연 섬유가 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법을 통해 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 적어도 부분적으로 충전된 것을 특징으로 하는 용도.
  20. 패딩, 얀, 패브릭 또는 부직포를 제조하기 위한 순수한 상태, 또는 동물 천연 섬유, 식물 섬유, 폴리머 합성 섬유, 인조 천연 폴리머 섬유, 동물 유래의 연속 필라멘트 및/또는 동물 유래의 불연속 필라멘트와 함께 혼합된 상태의 케이폭 섬유의 용도로서, 상기 케이폭 섬유가 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법을 통해 적어도 부분적으로 내부 코팅 및/또는 적어도 부분적으로 충전된 것을 특징으로 하는 용도.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 중공 구조체 천연 섬유가 0.01 m 이상의 길이를 갖는 용도.
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