KR20180093284A - 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 수지에 화산재, 사이클로 덱스트린(cyclo dextrin)이 함유되어 섬유화되는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

Description

항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유{POLYESTER FIBER HAVING ANTIMICROBIAL EFFECT AND DEODORANT PROPERTY}

본 발명은 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유에 관한 것으로 항균 및 소취 성능이 우수한 화산재를 함유시켜 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

생활수준이 향상되면서 기존의 의류 개념을 넘어서 인체를 더욱 편안하게 하고 쾌적하게 하면서 외관상 심미적 기능을 갖는 기능성을 갖는 의류를 생산할 수 있는 원단의 출현이 기대되고 있으며, 섬유제조업체에서도 이와 같은 시장의 요구에 앞서 더 향상된 기능의 원사 및 원단을 출시하고 있다.

최근 합성섬유의 고기능화는 천연섬유의 취약점을 보완하는 물성의 개선과 동시에 합성섬유의 장점을 극대화시키는 방향으로 전개가 되고 있다. 그 대표적인 기능성 소재로는 흡한속건, 제전, 자외선 차단 기능이 부여된 직물 및 이의 이차적 섬유제품 등이다.

통상적으로 합성섬유에 항균성을 부여하기 위해서 무기항균제를 섬유에 첨가 시켜 항균기능을 부여하게 하는 기술이 개발되었다.

대한민국 등록특허 제500310호는 일정 함량의 금속이온을 가진 제올라이트(Zeolite)계 무기입자를 함유한 폴리에스테르 마스터 배치 칩을 일정 비율로 일반 폴리에스테르 칩과 혼합하여 용융시키고, 이를 특정 단면을 가진 방사 구금을 통해 방사하는 다기능성 폴리에스테르 섬유가 기재되어 있다.

상기 종래기술은 표면적이 넓은 제올라이트(Zeolite)를 사용하여 항균기능을 극대화하였으나, 여전히 항균물질이 섬유 내부에 함유되어 있어 효과적인 항균효과를 기대하기 어렵다.

또한, 효과적인 항균 기능성을 위해 중공형태의 섬유를 방사하였으나. 비교적 입자 큰 제올라이트(Zeolite)에 의해 중공형태의 섬유를 방사하는 공정에서 잦은 고장과 낮은 생산성을 가지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제1684435호는 '고분산 화산재를 함유한 폴리에스테르 섬유의 융·복합 항균기능사 제조방법'에 관한 것으로 화산재를 마스터 배치화하고 이를 이용하여 폴리에스테르칩과 융합 방사하여 화산재의 항균, 소취 및 원적외선 방사 기능을 발현시킨 폴리에스테르 섬유에 대해 개시되어있다.

상기 종래기술은 화산재의 분사성을 높여 화산재의 항균 능력을 높이는 기술로 항균성은 만족할만한 성능을 가지고 있으나 화산재만으로 소취 기능이 충분히 발현시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 항균 성능이 우수한 화산재와 소취 성능이 우수한 사이클로 덱스트린을 폴리에스테르 수지에 함유시켜 형성되는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 폴리에스테르 섬유에 함유되는 화산재와 사이클로 덱스트린을 코어-쉘구조로 형성하여 분산성을 높이고 사이클로 덱스트린의 열분해를 방지하여 소취성이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 폴리에스테르 섬유로 제조함으로서 의류, 벽지, 블라인드, 커튼 등의 인테리어 제품, 가구재, 건축자재, 자동차 내장재 등의 다양한 용도에 적용시킬 수 있는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 폴리에스테르 수지에 화산재, 사이클로 덱스트린(cyclo dextrin)이 함유되어 섬유화되는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기 화산재는 섬유 전체중량의 0.5~2.0중량%가 함유되며, 상기 사이클로 덱스트린은 섬유 전체중량의 0.05~0.2중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기 화산재, 사이클로 덱스트린은 코어-쉘(Core-Shell)구조로 형성되어 함유되되, 상기 화산재는 쉘을 구성하고 사이클로 덱스트린은 코어를 구성하는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기 코어-쉘(Core-Shell)구조는 화산재 70~99중량%, 사이클로 덱스트린 1~30중량%로 형성되는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공한다.

또한, 상기의 폴리에스테르 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 원단을 제공한다.

상기와 같이 본 발명에 따른 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유는 항균 성능이 우수한 화산재와 소취 성능이 우수한 사이클로 덱스트린을을 폴리에스테르 수지에 함유시킨 후 섬유화되는 것으로 우수한 항균성 및 자외선 차단성을 갖는 효과가 있다.

또한, 폴리에스테르 섬유에 함유되는 화산재와 사이클로 덱스트린을 코어-쉘구조로 형성하여 분산성을 높이고 사이클로 덱스트린의 열분해를 방지하여 항균 및 소취성이 우수한 폴리에스테르 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 폴리에스테르 섬유로 형성되어 의류, 벽지, 블라인드, 커튼 등의 인테리어 제품, 가구재, 건축자재, 자동차 내장재 등의 다양한 용도에 적용시킬 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본 발명은 폴리에스테르 수지에 항균 성능이 우수하고 소취성을 가지는 화산재와 소취 성능이 우수한 사이클로 덱스트린을 폴리에스테르 수지에 함유시켜 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유에 관한 것이다.

상기 화산재는 화산 활동으로 인한 충격이나 화산 가스의 침식 등으로 부서진 상태로 방출되는 암편들 중 화산에서 분출된 용암의 부스러기 가운데 크기가 0.25~4mm 정도의 작은 알갱이들의 퇴적물을 뜻하는 것으로 산화알루미늄, 산화철, 이산화티탄, 산화나트륨, 이산화규소 등 기능성을 가진 무기물들이 포함되어 있어 원적외선 방사되어 신체에 이로운 효과가 있다.

본 발명에서는 섬유화 과정에서 화산재로 인한 사절현상을 방지하기 위해 화산재를 50~300㎚ 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직할 것이다.

상기 사이클로 덱스트린(cyclo dextrin)은 흰색의 결정 또는 결정성 가루로 전분에 특수한 미생물효소(시클로덱스트린 글루카노트랜스퍼라아제)가 작용하여 생성되는 고리모양의 올리고당으로 6원환의 α-시클로덱스트린, 7원환의 β-시클로덱스트린, 8원환의 γ-시클로덱스트린이 잘 알려져 있다. 착향료 및 착색료의 안정제, 마요네즈의 유화성 개선제, 어육제품의 탈취제 등으로 사용되며 소취 성능이 있는 것으로 알려져있다.

본 발명에서 사용되는 사이클로 덱스트린은 분산성을 높이기 위해 0~50㎚ 크기인 가루형태의 사이클로 덱스트린을 사용하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 화산재는 항균성을 위해 섬유 전체중량의 0.5~2.0중량%가 함유되는 것이 바람직하며, 상기 사이클로 덱스트린은 소취성을 높이기 위해 섬유 전체중량의 0.05~0.2중량%가 함유되는 것이 바람직할 것이다.

상기 사이클로 덱스트린은 약 280℃의 온도에서 열분해될 수 있는 화합물로 섬유화 과정에서 열분해될 수 있다.

따라서, 상기 사이클로 덱스트린의 열분해를 방지하기 위해 상기 화산재, 사이클로 덱스트린은 코어-쉘(Core-Shell)구조로 형성되어 폴리에스테르 수지에 함유되는 것이 바람직할 것이다.

상기 코어-쉘(Core-Shell)구조는 상기 화산재는 쉘을 구성하고 사이클로 덱스트린은 코어를 구성하는 것으로 무기물인 화산재가 단열효과로 코어인 사이클로 덱스트린에게 전달되는 열을 차단하여 고온에서도 사이클로 덱스트린이 열분해되는 것을 방지할 수 있다.

상기 화산재, 사이클로 덱스트린의 코어-쉘(Core-Shell)구조는 수열합성을 통해 형성할 수 있는 것으로 일예로 콜로이드상의 사이클로 덱스트린에 pH를 조절(Zetapotential 이용)하고 화산재를 넣어 분산시킨 후 열분해가 일어나지 않는 조건에서 합성 진행하여 제조할 수 있을 것이다.

상기 수열합성을 통해 코어-쉘(Core-Shell)구조를 형성할 경우에 화산재 70~99중량%, 사이클로 덱스트린 1~30중량%의 구성비로 형성하여 폴리에스테르 섬유에 함유되는 화산재, 사이클로 덱스트린의 함량을 조절할 수 있을 것이다.

상기에서와 같이 화산재, 사이클로 덱스트린을 함유하는 폴리에스테르 수지를 일반적인 방사공정을 통해 섬유화하여 본 발명의 항균성과 소취성을 갖는 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 항균 및 소취 성능을 갖는 폴리에스테르 섬유는 화산재를 통해 원적외선 방사 및 우수한 항균성을 가지며, 암모니아, 포름알데히드 등의 악취를 효율적으로 제거하는 소취기능을 갖는다.

본 발명의 항균 및 소취 성능을 갖는 폴리에스테르 섬유는 직물, 편물, 부직포 등의 원단으로 형성되어 의류용, 인테리어용 등 여러 산업분야에서 사용될 수 있을 것이다.

이하 본 발명에 따른 항균 및 소취 성능을 갖는 폴리에스테르 섬유를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예

수열합성을 통해 사이클로 덱스트린은 코어, 화산재는 쉘을 형성하는 코어-쉘 구조를 제조하였다. 상기 코어-쉘 구조는 약 180㎚의 화산재와 약 25㎚의 사이클로 덱스트린을 중량비 9:1로 혼합하여 제조하였다.

고유점도 0.67dl/g인 폴리에스테르 수지에 상기 화산재, 사이클로 덱스트린으로 형성된 코어-쉘 구조를 1중량%를 함유시킨 후, 통상의 방사장치를 사용하여 75 Denier, 72 Filament인 원형의 폴리에스테르 섬유를 제조하였다.

◈ 원적외선 방사율, 항균성 및 소취성 평가

상기 실시예에서 제조된 폴리에스테르 섬유를 직조하여 환편물로 제조한 후 원적외선 방사율, 항균성 및 소취성을 평가하였다.

1. 원적외선 방사율은 측정온도 40℃, 측정파장 5~20㎛로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

구분	시험방법	실시예
원적외선 방사율	KFIA-FI-1005	0.901
원적외선 방사에너지(W/㎡)	KFIA-FI-1005	3.76x102

표 1에서와 같이 본 발명에 따른 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유에는 화산재가 함유되어 원적외선 방사율이 90.1%로 원적외선이 방사되는 것을 확인된 것으로 본 발명의 폴리에스테르 섬유가 신체에 매우 유익한 작용을 가지는 것을 알 수 있다.

2. 항균성 평가는 KS K 0693에 의거하여 측정된 것으로 시료를 무균상태로 만든 후, 미리 배양한 미생물을 다양한 방법으로 접촉시키고 적절한 온도와 습도에 일정 시간동안 방치하고 해당 균을 추출한 후, 생균수 측정을 통해 항균력(균주1. 황색포도상구균, 균주2. 폐렴균)을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

3. 소취성 평가는 GC-FID방법으로 암모니아/포름알데히드 흡착 Sample의 농도변화에 따른 소취성 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

구분	항균력	소취성
		암모니아	포름알데히드
실시예	99.9%	54.6%	59.2%

표 2에서와 같이 본 발명의 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유는 항균력이 99.9%로 항균성이 우수한 것을 알 수 있으며, 암모니아 및 포름알데히드에 대한 소취율이 50%이상으로 소취성도 매우 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (5)

1. 폴리에스테르 수지에 화산재, 사이클로 덱스트린(cyclo dextrin)이 함유되어 섬유화되는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 화산재는 섬유 전체중량의 0.5~2.0중량%가 함유되며, 상기 사이클로 덱스트린은 섬유 전체중량의 0.05~0.2중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 화산재, 사이클로 덱스트린은 코어-쉘(Core-Shell)구조로 형성되어 함유되되,
   상기 화산재는 쉘을 구성하고 사이클로 덱스트린은 코어를 구성하는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 코어-쉘(Core-Shell)구조는 화산재 70~99중량%, 사이클로 덱스트린 1~30중량%로 형성되는 것을 특징으로 하는 항균 및 소취 성능이 우수한 폴리에스테르 섬유.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 폴리에스테르 섬유를 함유하는 것을 특징으로 하는 원단.