KR20170141857A - 금과 이온결합된 키토산 섬유 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금을 함유하는 키토산 섬유 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 키토산 고분자를 유기산 수용액에서 용해시켜 방사원액을 제조하는 단계; 상기 방사원액에 산에 용해한 금을 혼합하여 키토산금 방사원액을 제조하는 단계; 상기 키토산금 방사원액을 압출하는 단계; 및 압출된 키토산금 방사원액에 알칼리 수용액을 가하여 가교반응과 중화반응을 수행함으로써 가교된 키토산금 겔사를 제조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법을 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 키토산 방사원액에 금 수용액을 첨가함으로써 용액의 비중과 점도를 높여주며, 이로부터 제조된 키토산 섬유에 탄성력과 그에 따른 유연성을 부여함으로써 키토산 섬유에 균일한 신도를 부여하는 작용효과가 기대된다.

Description

금과 이온결합된 키토산 섬유 및 그의 제조방법{Chitosan fiber ion bonded with AU and the manufacturing of the same}

본 발명은 금과 이온결합된 키토산 섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 키토산 고분자를 유기산 수용액에서 용해시켜 방사원액을 제조하는 단계; 상기 방사원액에 산에 용해한 금을 혼합하여 키토산금 방사원액을 제조하는 단계; 상기 키토산금 방사원액을 압출하는 단계; 및 압출된 키토산금 방사원액에 알칼리 수용액을 가하여 가교반응과 중화반응을 수행함으로써 가교된 키토산금 겔사를 제조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법을 제공한다.

키틴은 게, 새우, 곤충 등의 외벽에 단백질과의 복합체로 존재하며 식물의 셀룰로오즈와 같이 생물체의 골격을 형성하고 외부로부터 생물을 방어하는 역할을 한다. 키틴/키 토산의 원료는 주로 해양에서 얻을 수 있고 그 생산량도 세계적으로 연간 1000억톤 정도이며 특히 자연계에 고갈가능성이 거의 없는 생물자원이라고 할 수 있다.

키토산은 키틴의 아세트아미노기(-NHCOCH₃)에서 아세틸기(-COOH₃)가 떨어진 결합구조이며 자연계에 녹아 있는 상태에서 (+) 이온으로 대전하는, 천연 양이온(+)물질이다. 분자 중 아미노기와 수산하기(-OH)는 점성, 보습성이 강해서 세포 면역의 활성화 등 생태계를 보전하는 생물기능을 나태낸다. 특히 인공피부로 상용될 수 있을 정도로 인체 거부성이 없어 차세대 생물공학적 소재로서 많이 응용될 수 있는 천연자원이다.

한편, 금은 이를 식용으로 사용할 수 있는데, 이온작용으로 인한 혈액순환 촉진, 피부노화방지, 기미제거 등에 유효하고, 호르몬 분비 촉진으로 인한 피부 활성화의 작용을 하며, 해독작용으로 인한 상처치유 기능이 있어 각종 피부염증방지, 여드름 치유 등의 효과가 있다.

그러나, 키토산과 금을 이온결합하고, 이를 섬유화하는 과정에 대해서는 이제껏 전혀 수요가 없었으며, 따라서 그 제조방법은 전혀 알려지지 않았다.

특히 금 수용액을 제조하는 과정에서 금의 낮은 용해도는 금 수용액의 폐수 발생을 촉진하였으며, 따라서 환경오염의 문제를 야기하였다.

대한민국공개특허 특2002-0012465호 대한민국등록특허 10-1018221호 대한민국공개특허 제10-2002-0057446 호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 금과 키토산의 바람직한 이온결합이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

즉, 금은 다른 물질과 혼합이 어렵고 강산과 결합시 휘발이 잘되어 유실 우려가 큰 물질이므로, 금이 유실되지 않도록 용매의 배합비를 조절하는 기술과, 키토산과 금과의 정밀한 배합비 제어기술이 요구되며, 본 발명에 의하여 이러한 배합비를 구현하였다.

또한, 본 발명은 용해된 금을 취급함에 있어서, 폐수 발생 문제와 금의 난용성을 해결하도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 키토산 방사원액에 금 수용액을 첨가함으로써 용액의 비중과 점도를 높여주며, 이로부터 제조된 키토산 섬유에 탄성력과 그에 따른 유연성을 부여함으로써 키토산 섬유에 균일한 신도를 부여하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 준비된 키토산 용액에 금 수용액을 첨가함으로써 금 수용액이 키토산간 가교역할을 하며, 이로써 용액의 비중이 향상되고 점도가 충분히 부여되어 방사시 섬유조직의 치밀도와 조직 내 결합력을 높일 수 있으므로 습식 방사시 사용되는 수산화나트륨 등 강알칼리 성분에 의해서 표면 침식이 덜 일어나 고품질의 키토산 섬유를 수득할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 금 수용액이 첨가된 키토산 용액을 습식 방사한 이후, 후공정으로 글리세린 등 친유성 물질을 사용하였던 종래의 기술에 비하여 세척이 용이하며 따라서 키토산 섬유의 방사 후 후공정의 간이성을 구현하도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 키토산 고분자를 유기산 수용액에서 용해시켜 방사원액을 제조하는 단계; 상기 방사원액에 산에 금을 용해하여 제조한 금 수용액을 혼합하여 키토산금 방사원액을 제조하는 단계; 상기 키토산금 방사원액을 압출하는 단계; 및 압출된 키토산금 방사원액에 알칼리 수용액을 가하여 가교반응과 중화반응을 수행함으로써 가교된 키토산 금사를 제조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 키토산 고분자를 유기산 수용액과 산에 금을 용해하여 제조한 금 수용액의 혼합용액에서 용해시켜 키토산금 방사원액을 제조하는 단계; 상기 키토산금 방사원액을 압출하는 단계; 및 압출된 키토산금 방사원액에 알칼리 수용액을 가하여 가교반응과 중화반응을 수행함으로써 가교된 키토산 금사를 제조하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법을 제공한다.

상기 방사원액을 제조하는 단계; 또는 키토산금 방사원액을 제조하는 단계;이후에, 불순물 및 기포를 진공, 감압하여 제거하여 균일한 방사원액을 제조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 산은 질산, 황산, 염산이며, 상기 질산 : 황산 : 염산을 중량비로 1.5 ~ 2.5 : 2.5 ~ 3.5 : 3.5 ~ 4.5의 비율로 혼합한 것이 바람직하다.

상기 질산 : 황산 : 염산은 2 : 3 : 4의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 금 수용액은 키토산금 방사원액 중량 대비 1 ~ 30중량%인 것이 바람직하다.

상기 알칼리 수용액을 가하는 단계는 응고조에 압출된 키토산금 방사원액을 방사하는 단계로서, 방사 후 30초 ~ 1분 유지하는 것이 바람직하다.

상기 알칼리 수용액은 수산나트륨 수용액과 규산나트륨 수용액 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

상기 수산화나트륨 수용액 및 규산염 수용액 중에서 선택되는 적어도 어느 하나는 1 내지 10 중량% 농도인 것이 바람직하다.

상기 압출을 수행하기 위한 노즐은 백금 및 금의 합금을 재질로 하는 것이 바람직하다.

상기 가교된 키토산 금사로부터 용매 및 촉매를 제거하기 위하여 수세하는 단계; 및 수세된 키토산 금사를 연신하는 단계; 및 연신된 키토산 금사를 건조하여 건조된 키토산 금사를 제조하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 알칼리 수용액은 상기 키토산금 방사원액 대비 10 ~ 30 중량%인 것이 바람직하다.

상기 금 수용액은 0.3 내지 1 중량% 농도인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 키토산과 금 수용액내의 이온화된 금이 결합된 상태로 습식방사 됨으로써, 섬유 굵기 및 신도의 균일성이 확보되고, 방사과정 중에서 표면 필링 현상이 억제된 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유를 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 금을 최대한 보존하면서 키토산과 이온결합 하는 것이 가능하도록 하는 작용효과가 기대된다. 용매의 선정과 용매의 배합비는 금의 원활한 용해를 위한 핵심적인 요소이다. 아울러, 키토산 섬유의 방사원액을 제조하는데 소요되는 아세트산의 산성분은 금의 용해에 영향을 주므로 키토산 섬유의 방사원액과의 배합비도 면밀히 조절되어야 한다. 금이 자체적으로 방사시키는 것이 매우 어려우므로 키토산 섬유를 매개로 방사섬유를 제조한 것이며, 이것이 본 발명의 특징이다.

또한, 본 발명은 용해된 금을 취급함에 있어서, 금의 높은 용해도에 따른 용해된 금의 활용도를 높여 용해된 금이 이온결합하지 않고 남아 폐수로서 폐기됨으로써 발생되는 수질오염의 문제를 해결할 수 있는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 상기 키토산 방사원액에 금 수용액을 첨가함으로써 용액의 비중과 점도를 높여주며, 이로부터 제조된 키토산 섬유에 탄성력과 그에 따른 유연성을 부여함으로써 키토산 섬유에 균일한 신도를 부여하는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 상기 준비된 키토산 용액에 금 수용액을 첨가함으로써 금 수용액이 키토산간 가교역할을 하며, 이로써 용액의 비중이 향상되고 점도가 충분히 부여되어 방사시 섬유조직의 치밀도와 조직 내 결합력을 높일 수 있으므로 습식 방사시 사용되는 수산화나트륨 등 강알칼리 성분에 의해서 표면 침식(표면 필링)이 덜 일어나 고품질의 키토산 섬유를 수득할 수 있도록 하는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 금 수용액이 첨가된 키토산 용액을 습식 방사한 이후, 후공정으로 글리세린 등 친유성 물질을 사용하였던 종래의 기술에 비하여, 세척이 용이하며 따라서 키토산 섬유의 방사 후 후공정의 간이성을 구현하도록 하는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 키토산 금사를 습식 방사하기 이전에 준비된 키토산 용액에 금 수용액을 첨가함으로써 금 수용액이 키토산과 OH- 결합에 의한 공중합을 일으켜 키토산 용액만을 사용하여 키토산 섬유를 제조하는 경우에 비하여 키토산 섬유의 인장강도를 향상하도록 하는 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 인체에 무해한 천연물질인 키토산과 금을 이온 결합하여 키토산 금사 섬유를 제조함으로써, 사람의 인체에 이질감이 없고 부작용의 우려가 없다. 오히려 키토산 금사 섬유는 체내에서 용해시점을 조절하여 천천히 분해되면서 키토산 금사 섬유의 효능이 지속적으로 작용하고 그 효과가 오래 갈 수 있도록 유지시켜주는 안전하고 효율적인 것으로 그 작용효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 금을 이온화한 후 키토산 섬유에 석출하는 과정에 의하여 키토산금사를 제작하므로, 예를 들어 도금과 같이 열이 수반되는 공정을 사용할 수 없는 키토산금사의 제조에는 최적의 방법이며, 아울러, 예를 들어 조대한 입자인 금을 분말 형태로 하여 키토산 섬유에 입히는 공정에 비하여 체내에서의 흡수가 더 용이하고, 키토산 섬유의 내부까지 금이 존재하여, 키토산금사의 복용시 따로 금속이온이 체내에서 부유하지 않으며, 표면에만 금을 입히는 경우에 비하여 금이 키토산과 더불어 생분해를 촉진시켜 흡수량을 높일 수 있으므로, 키토산금사의 성능 발현을 극대화할 수 있는 작용효과가 기대된다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법은 키토산 고분자를 유기산 수용액에서 용해시켜 방사원액을 제조하는 단계; 상기 방사원액에 산에 금을 용해하여 제조한 금 수용액을 혼합하여 키토산금 방사원액을 제조하는 단계; 상기 키토산금 방사원액을 압출하는 단계; 및 압출된 키토산금 방사원액에 알칼리 수용액을 가하여 가교반응과 중화반응을 수행함으로써 가교된 키토산금 겔사를 제조하는 단계;를 포함하여 구성된다.

(1) 키토산금 방사원액의 제조

본 발명은 키토산과 이온화된 금이 결합할 수 있는 비율을 조절하여 키토산금 방사원액을 제조하는 단계를 수행한다.

그 전에 키토산 방사원액을 제조하는데, 키토산 방사원액은 키토산 고분자와 유기산 수용액을 혼합함으로써 키토산 고분자를 유기산 수용액 내에서 균일하게 용해시킴으로써 상태의 방사원액(dope)을 제조한다.

여기서, 용해 대상 키토산은 건조 키토산이며, 상기 건조 키토산은 키토산 용액 대비 3 ~ 10 중량%로 칭량된다. 여기서, 상기 키토산이 3 중량% 미만으로 사용되면 방사원액이 묽어 품질이 나쁜 섬유가 제조되거나 섬유가 형성되지 아니하며, 10 중량%를 초과하여 사용되면 점도가 지나치게 높아지는 바, 방사가 어려워지는 문제점이 있다. 따라서, 키토산의 함량은 위 범위에서 그 임계적 의의가 있다.

이와 같이 제조된 키토산 방사원액에 금을 용매에 용해시킨 금 수용액을 혼합하여 공중합을 유도함으로써 키토산금 방사원액을 제조한다.

금의 용해는 대개 쉽지 않은 공정으로 알려져 있으며, 용해도가 낮은 것이 특징이다. 그러나, 본 발명에서는 이러한 용해도가 낮은 금의 용해도를 높이도록 한 것에 특징이 있다.

본 발명에서는 금을 산 용액에서 용해하였는데, 일 실시예로서, 질산, 황산, 염산을 모두 사용하였다. 그러나, 금을 용해할 수 있는 산 용액은 용해력만 확보될 수 있다면 위와 같은 조성에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는 바람직한 일 실시예로서, 질산 : 황산 : 염산을 중량비로 1.5 ~ 2.5 : 2.5 ~ 3.5 : 3.5 ~ 4.5의 비율로, 더 바람직하게는 2 : 3 : 4의 비율로 하여 용매를 제조한다. 이 때, 금 수용액의 농도는 0.3 ~ 1 중량% 농도가 바람직하다. 위 산의 비율과 위 금의 함량범위에서 금은 최대의 용해도를 갖는다. 따라서, 위 용매와 금의 중량비 및 %농도는 위 수치에서 임계적 의의를 갖는다.

금을 용해시키는데에 있어서 질산, 황산, 염산을 섞어서 사용하는 것은 강한 산성을 확보하고, 이로써 금을 용해시키기 위함이다. 다만, 강한 산성이기 때문에 계획없이 사용하는 경우에는 금의 용해과정에서 금이 급격히 산화되거나 변성되기 쉽다. 그러므로, 위 산들의 비율을 정확히 조절하는 것이 매우 중요하며, 이 때, 키토산 섬유 방사원액의 아세트산까지 고려하여 결정한다. 그러므로, 위 범위는 이러한 점에서 그 임계적 의의가 있다.

제조된 금 수용액은 키토산금 방사원액 대비 1 ~ 30중량%인 것이 바람직하다. 위 하한 미만이면 과량의 산이 키토산과 반응해 키토산이 침식될 수 있으며, 위 상한을 벗어나는 경우에는 금의 용해도를 넘으므로 불필요하게 금을 소모하게 되는 원인이 된다.

상기 키토산금 방사원액을 수득하기 위한 금 수용액 제조시 그 용해력을 향상시키고 성분을 개질하기 위하여 금 수용액의 전처리가 필요하다. 성분의 개질은 금과 키토산이 이온결합을 잘 이룰 수 있도록 한다.

본 발명은 적절한 비율에 의한 혼합과 키토산과의 혼합비율에 의하여 금의 용해 정도를 조절하였으며, 금의 용해를 극대화하기 위한 이러한 비율을 도출하였다.

(2) 키토산금 방사원액의 여과

본 발명에서는 필요에 따라서 키토산금 방사원액을 여과하여 이로부터 불순물 및 기포를 진공 및 감압하여 제거하는 공정을 더 수행함으로써 방사원액의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 상기 키토산금 방사원액에 가소제를 첨가함으로써 가소성을 높이며, 이 때, 가소제로는 글리세롤 또는 솔비톨을 사용한다.

여과된 방사원액은 약 100,000~300,000cps의 점도범위를 나타내며, 위 범위는 방사가 원활하게 이루어지면서 방사된 키토산 섬유의 취급상 필요한 내구성을 충분히 확보할 수 있는 범위이다.

(3) 키토산금 방사원액의 습식 방사 및 가교된 키토산 금사의 제조

이후, 키토산금 방사원액을 수산화나트륨 수용액 또는 규산염 수용액 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 응고액에 원활한 방사를 위하여 에탄올이 첨가된 방사원액을 습식 방사하여 키토산금 겔사를 제조한다.

본 발명에서는 다른 방사 방법 보다도 바람직하게는 습식 방사 방법을 사용하였는데, 습식 방사 방법은 전기방사 등 다른 방법과 비교하여 낮은 에너지로도 효율적으로 운용될 수 있으며, 공정이 간이하여 대량 생산이 보다 더 용이한 특징이 있다.

한편, 응고액은 방사된 겔 상태의 키토산 필라멘트를 응고시키는 과정으로서, 중화반응에 해당되고, 응고제로서는 알칼리 수용액을 사용하며, 바람직한 예시로서는 수산화나트륨 수용액 또는 규산염 수용액을 사용할 수 있다. 아울러, 이의 혼합 사용 또한 가능하다. 상기 수용액은 1 내지 10 중량%의 농도의 것을 사용한다. 위 하한을 벗어나는 경우에는 응고의 효과가 없고, 위 상한을 벗어나는 경우에는 상기 응고제가 강알칼리성을 나타내므로, 방사된(또는 방사 순간) 겔 상태의 필라멘트의 표면과 반응하여 필라멘트의 표면에 수많은 침식을 일으키고, 전체적으로 필라멘트의 내구성이 떨어지며, 신축성과 유연성이 감소되고, 특히 표면이 거칠기 때문에 필라멘트간 접촉면적이 넓은 관계로 방사과정에서 응집이 발생하기 쉬우므로 바람직하지 않다.

또한, 상기 알칼리 수용액을 가하는 단계는 응고조에 압출된 키토산금 방사원액을 방사하는 단계로서, 방사 후 30초 ~ 1분 유지하는 것이 좋다. 상기 하한을 벗어나면 필라멘트의 표면에서만 중화반응이 발생되므로 필라멘트 내부에까지 중화반응을 유도할 수 없고, 상기 상한을 벗어나면 필라멘트의 과도한 침식이 우려되므로 바람직하지 않다.

상기 알칼리 수용액은 상기 키토산금 방사원액 대비 10 ~ 30 중량%가 되도록 하여 사용한다.

(4) 가교된 키토산 금사의 수세, 연신 및 건조

위와 같이 응고 과정을 수행하여 수득된 가교된 키토산 금사는 사용된 각종 용제를 세척하기 위하여 수세를 행한다.

이후에, 수세된 키토산 금사를 비등수에서 연신하는 과정을 수행한다. 연신은 섬유 고분자가 섬유의 축 방향으로 평행하게 배열되도록 섬유 구조를 배열시켜 섬유의 물성을 증가시키기 위함이다.

이와 같은 연신과정은 공지의 기술이므로, 별도의 설명을 요지하지 않는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 의하며, 금 수용액을 키토산금 방사원액에 첨가함으로써, 섬유의 탄성과 신도를 향상하고 따라서 탄력이 생기는 경과, 연신 공정에서 키토산 섬유간 예정치 않은 엉킴이 발생될 수 있는 빈도를 크게 낮출 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 연신공정을 수행한 이후에는 키토산 금사를 건조함으로써 완제품을 얻는다.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 개시한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

키틴을 함유하는 게의 껍질 100g에 대하여 전처리 과정을 수행함으로써 건조 상태의 키토산을 얻은 후, 이를 5 중량% 농도의 아세트산 수용액과 0.3 중량% 농도의 금 수용액에 용해함으로써 키토산 금사 용액을 제조하였다. 이 때, 건조 키토산은 키토산 용액 대비 5 중량%가 되도록 칭량하여 투입하였다. 또한 가소제로서 글리세롤을 0.3 중량%를 첨가하여 교반하고 여과하여 기포를 제거함으로써 키토산금 방사원액을 수득하였다. 이 때, 금사 용액의 제조는 질산 : 황산 : 염산의 비율을 중량비 기준으로 2 : 3 : 4로 유지하였다.

이후에, 상기 키토산금 방사원액을 상온에서 백금-금 합금 노즐을 이용하여 10m/min 속도로 압출하여 방사하였다.

상기 방사된 겔 상태의 키토산 금사를 5 중량% 농도의 수산화나트륨 수용액과 20 중량% 농도의 규산나트륨 수용액을 동일한 중량비율로 혼합한 완충용액으로 구성된 응고액에서 응고시켰다. 응고과정을 통해 얻어진 키토산 섬유를 물을 이용하여 수세하고, 상기 수세된 키토산 섬유를 거의 비등점에 가까운 물에서 연신함으로써 연신된 키토산 금사를 제조하였으며, 이를 건조하여 최종적으로 키토산 금사를 수득하였다.

실시예 2

본 실시예2에서는 사용된 금 수용액의 농도를 1 중량%로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 공정으로 키토산 금사를 제조하였다.

비교예 1

본 비교예1에서는 금 수용액을 방사원액이 아닌 응고액에 투입하였을 경우의 예이며, 그 밖의 모든 공정은 실시예1과 동일하게 수행하였다. 다만, 금 수용액의 제조를 위한 질산 : 황산 : 염산의 중량비를 3 : 2 : 5의 비율로 하였다.

비교예 2

본 비교예2에서는 사용된 금 수용액의 농도를 2 중량% 농도로 한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 공정으로 키토산 금사를 제조하였다. 다만, 금 수용액의 제조를 위한 질산 : 황산 : 염산의 중량비를 3 : 2 : 5의 비율로 하였다.

비교예 1과 2를 기초로 판단할 때, 본 발명에서 설정한 비율을 벗어나는 질산 : 황산 : 염산을 중량비에서는 금의 일부가 산화되며(금이 부분적으로 완전히 변성됨), 따라서 이온화된 금의 비중이 낮아질 것으로 판단된다.

한편, 키토산 또한 산에 의하여 용해되어 방사원액으로 제조되므로, 이 때 사용되는 산까지 고려하여 질산 : 황산 : 염산을 중량비를 실험적으로 도출한 것이다.

한편, 금이 키토산을 매개하여 결합하고 있으므로, 인장강도는 아래의 표와 같이 다소간 향상되었으며, 금이 금속으로서 다소간 인장되는 성질을 가지고 있으므로 신도 역시 향상되는 모습을 나타낸다.

그러므로, 금 수용액의 제조시 사용된 산의 비율은 매우 중요한 의미를 갖는다.

	인장강도(gf/d)	신도(%)
실시예1	2.2	18.5
실시예2	2.0	18.3
비교예1	1.6	14.9
비교예2	1.7	15.5

여기서, 인장강도는 인장력을 부여한 후 절단될 때까지 하중을 증가시켜 끊어질 때의 하중(gf)을 섬도(denier)로 나눈 값으로 나타내었으며, 신도는 인장력을 부여한 후 절단될 때까지 하중을 증가시켜 끊어질 때의 길이를 원길이로 나누고 이를 %값으로 환산하여 나타내었다. 큰 차이는 아니나 신도의 향상과 인장강도의 향상으로부터 본 발명에 의한 금사의 금의 함량을 가늠할 수 있었다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

1. 키토산 고분자를 유기산 수용액에서 용해시켜 방사원액을 제조하는 단계;
   상기 방사원액에 산에 금을 용해하여 제조한 금 수용액을 혼합하여 키토산금 방사원액을 제조하는 단계;
   상기 키토산금 방사원액을 압출하는 단계; 및
   압출된 키토산금 방사원액에 알칼리 수용액을 가하여 가교반응과 중화반응을 수행함으로써 가교된 키토산 금사를 제조하는 단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
2. 키토산 고분자를 유기산 수용액과 산에 금을 용해하여 제조한 금 수용액의 혼합용액에서 용해시켜 키토산금 방사원액을 제조하는 단계;
   상기 키토산금 방사원액을 압출하는 단계; 및
   압출된 키토산금 방사원액에 알칼리 수용액을 가하여 가교반응과 중화반응을 수행함으로써 가교된 키토산 금사를 제조하는 단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 방사원액을 제조하는 단계; 또는 키토산금 방사원액을 제조하는 단계;이후에,
   불순물 및 기포를 진공, 감압하여 제거하여 균일한 방사원액을 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 산은 질산, 황산, 염산이며, 상기 질산 : 황산 : 염산을 중량비로 1.5 ~ 2.5 : 2.5 ~ 3.5 : 3.5 ~ 4.5의 비율로 혼합한 것임을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 질산 : 황산 : 염산은 2 : 3 : 4의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 금 수용액은 키토산금 방사원액 중량 대비 1 ~ 30중량%인 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 알칼리 수용액을 가하는 단계는 응고조에 압출된 키토산금 방사원액을 방사하는 단계로서, 방사 후 30초 ~ 1분 유지하는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 알칼리 수용액은 수산나트륨 수용액과 규산나트륨 수용액 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 수산화나트륨 수용액 및 규산염 수용액 중에서 선택되는 적어도 어느 하나는 1 내지 10 중량% 농도인 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법 .
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압출을 수행하기 위한 노즐은 백금 및 금의 합금을 재질로 하는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가교된 키토산 금사로부터 용매 및 촉매를 제거하기 위하여 수세하는 단계;
    및 수세된 키토산 금사를 연신하는 단계; 및
    연신된 키토산 금사를 건조하여 건조된 키토산 금사를 제조하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 알칼리 수용액은 상기 키토산금 방사원액 대비 10 ~ 30 중량%인 것을 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
13. 제1항에 있어서,
    상기 금 수용액은 0.3 내지 1 중량% 농도인 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유의 제조방법.
14. 제1항, 제2항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 제조되며,
    키토산과 금 수용액내의 이온화된 금이 결합된 상태로 습식방사 됨으로써, 섬유 굵기 및 신도의 균일성이 확보되고, 방사과정 중에서 표면 필링 현상이 억제된 것을 특징으로 하는 금과 이온결합된 키토산 섬유.