KR20210104551A - Eco-friendly fiber with reinforced antibacterial and deodorizing function and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항균 및 탈취기능이 강화된 친환경 섬유 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an eco-friendly fiber with enhanced antibacterial and deodorizing functions and a method for manufacturing the same.
친환경 섬유의 정의는 “환경적으로 만족스러운 섬유로 환경에 유해하거나 위협을 주지 않는 섬유”를 말한다. 친환경 섬유의 특징으로는 환경보존 및 정화와 관련된 특징과 환경개선에 기여하는 데에 관련된 특징 등을 들 수 있으며, 구체적으로는 공해를 유발하지 않거나, 생분해성을 갖거나, 미립자, 박테리아 등의 환경에 유해한 물질을 차단하는 효과를 갖거나, 합성섬유를 대체하거나, 경량화에 의한 에너지 소비 절감에 기여할 수 있거나, 폐기물을 재활용하는 경우 등을 의미할 수 있다.The definition of eco-friendly fiber is “fiber that is environmentally satisfactory and does not pose a threat or harmful to the environment”. The characteristics of eco-friendly fibers include characteristics related to environmental preservation and purification and characteristics related to contributing to environmental improvement. It may have an effect of blocking harmful substances, replace synthetic fibers, contribute to energy consumption reduction by weight reduction, or may mean a case of recycling waste.
최근 지구온난화에 따른 온실효과로 지구 대기의 평균온도가 상승하고 이상 기후 발생 등 환경문제가 지속적으로 전세계적으로 이슈가 되고 있다. 섬유분야에서도 환경을 보존하기 위한 노력과 더불어 친환경 섬유에 대한 관심과 기술개발이 지속되고 있으며 향후 동 분야에 대한 관심과 연구개발은 꾸준히 지속되리라 판단된다. 국내에서도 전국민의 건강과 직결되는 황사, 미세먼지, 대기오염 등의 환경문제가 해결해야할 큰 사회문제로 대두되고 있으며 지속가능(sustainable)한 주제로 관심을 끌고 있다.Recently, the average temperature of the earth's atmosphere is rising due to the greenhouse effect caused by global warming, and environmental problems such as abnormal climate are continuously becoming issues around the world. In the textile field, along with efforts to preserve the environment, interest in and technology development for eco-friendly textiles continues, and it is judged that interest and R&D in this field will continue steadily in the future. In Korea, environmental problems such as yellow dust, fine dust, and air pollution, which are directly related to the health of the whole nation, are emerging as big social problems to be solved, and are attracting attention as a sustainable topic.
한편, 2010년 국정조사 자료에 의하면 2009년 현재 전국의 굴, 조개류 껍질 발생량은 304,796톤으로, 그중 처리되는 것은 45.4%에 불과하지만 여기에는 조개류(바지락, 꼬막, 키조개, 피조개 52,400톤)가 빠져 있어 실제 미처리되는 굴, 조개류 껍질은 훨씬 더 많을 것으로 추산된다.Meanwhile, according to the 2010 government survey data, 304,796 tons of oyster and shellfish shells were generated nationwide as of 2009, of which only 45.4% were processed, but shellfish (clams, cockle, clams, and clams 52,400 tons) were omitted. It is estimated that the actual number of untreated oysters and shells is much higher.
특히, 굴껍질은 잘 썩지 않고 용도도 많지 않다. 현재 굴껍질의 일부가 가공되어 토지의 산성화를 막기 위해 농지에 뿌리는 석회를 대신해 사용되고 있으나 석회보다 가격이 비싸다 보니 실제 사용되는 양은 많지 않다. 따라서 굴껍질을 대량으로 이용해 제품을 생산하는 새로운 기술 개발만이 근본적인 대책이라 할 수 있다.In particular, the oyster shells do not rot easily and do not have many uses. Currently, part of the oyster shells are processed and used instead of lime sprinkling on farmland to prevent acidification of the land, but the price is higher than lime, so the actual amount used is not much. Therefore, the only fundamental countermeasure is the development of new technologies to produce products using large quantities of oyster shells.
한국환경자원공사가 '04년 환경자원 발생량 자료에서 발표한 "전국 폐기물 발생량 조사"에 의하면, 굴껍질 등의 폐각을 이용하는 경우 년간 20만톤씩이나 생산되는 조개껍질 등의 해양 수산 폐기물을 안정적이며 안전하게 처리할 수 있어 년간 1,200억원의 폐기물 처리비용의 절감효과와 함께 재생 산업, 부자재 비용이 거의 들지 않는 첨단, 미래의 정맥산업으로 성장하고 있다고 했으며, 나아가 조개껍질(폐각) 등 신소재 건축자재 제조기술은 신기술을 해외 환경 플랜트로 수출할 경우 기술이전에 따른 플랜트 당 130억원의 경제적 효과를 기대할 수 있다고 보고된 바 있어, 폐각의 새로운 이용 방안에 대한 요구가 증가하고 있는 실정이다.According to the "National Waste Generation Survey" announced by the Korea Environmental Resources Corporation in the '04 environmental resource generation data, when oyster shells are used, marine aquatic wastes such as seashells, which are produced at an annual rate of 200,000 tons, can be stably and safely stored. It is said that it is growing into a recycling industry, a high-tech, future vein industry that costs almost no subsidiary material costs, along with the effect of reducing waste treatment costs by 120 billion won per year. It has been reported that, when new technologies are exported to overseas environmental plants, an economic effect of KRW 13 billion per plant can be expected due to technology transfer, so there is an increasing demand for a new use method for disposal.
본 발명의 목적은 항균 및 탈취기능이 강화된 친환경 섬유 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an eco-friendly fiber with enhanced antibacterial and deodorizing functions and a method for manufacturing the same.
본 발명의 일 측면은 (a) 친환경 섬유 재료로서 3 내지 6cm의 크기로 절단한 대마껍질, 바나나 줄기 내피 및 코코넛 열매 껍질; 및 닥나무 펄프;에 각 재료의 10 내지 20배 중량부의 정제수;를 첨가하여 24시간 동안 불리는 단계;One aspect of the present invention is (a) hemp skins cut to a size of 3 to 6cm as an eco-friendly fiber material, banana stem endothelial and coconut fruit skins; and mulberry pulp; 10 to 20 times the weight of each material in purified water; adding and soaking for 24 hours;
(b) 상기 불리는 과정이 끝난 친환경 섬유 재료를 120℃에서 1 내지 5시간 가열하는 증해(蒸解) 단계;(b) a cooking step of heating the eco-friendly fiber material for 1 to 5 hours at 120 ° C.;
(c) 상기 증해 단계를 거친 재료를 35℃에서 3 내지 5시간 동안 방치하여 냉각하는 단계;(c) cooling the material that has undergone the cooking step by standing at 35° C. for 3 to 5 hours;
(d) 상기 냉각이 완료된 친환경 섬유 재료에 플라보르자임(Flavourzyme), 알칼라아제(Alcalase), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 실온에서 24 내지 48시간 동안 방치하는 전 처리 단계; (d) adding one or more enzymes selected from the group consisting of Flavorzyme, Alcalase, Protease and Neutrase to the eco-friendly fiber material that has been cooled, and 24 at room temperature Pre-treatment step of leaving for 48 hours;
(e) 상기 전 처리 단계가 완료된 친환경 섬유 재료 200 내지 300 중량부에 대하여, 썩은 양파에서 유래한 바실리스 서브틸리스(Bacillus subtillis) 5 내지 10 중량부, 백색부후군(White-rot fungus) 3 내지 8 중량부 및 마이크로코커스 로제우스(Micrococcus roseus) 1 내지 5 중량부를 첨가하여 30 내지 38℃에서 12 내지 48시간 동안 진탕 배양하여 숙성시키는 단계;(e) with respect to 200 to 300 parts by weight of the eco-friendly fiber material on which the pre-treatment step is completed, 5 to 10 parts by weight of Bacillus subtilis derived from rotten onion, White-rot fungus 3 to 8 parts by weight and 1 to 5 parts by weight of Micrococcus roseus , followed by aging by shaking culture at 30 to 38° C. for 12 to 48 hours;
(f) 폐각을 1100 내지 1400℃에서 1 내지 2시간 동안 가열 소성한 후, 미분쇄 과정을 거쳐 150 내지 350nm의 크기를 갖는 나노 칼슘 분말화 하는 단계; 및(f) heating and calcining the waste shell at 1100 to 1400° C. for 1 to 2 hours, and then pulverizing the nano-calcium powder having a size of 150 to 350 nm; and
(g) 상기 (e) 단계의 숙성이 완료된 재료와 상기 (f) 단계의 나노 칼슘 분말을 혼합하고 40 내지 45℃에서 6 내지 12시간 방치하여 친환경 섬유 재료에 나노 칼슘을 침착 시키는 단계;를 포함하는, 친환경 섬유 제조 방법을 제공한다.(g) mixing the matured material of step (e) with the nano-calcium powder of step (f) and leaving it at 40 to 45° C. for 6 to 12 hours to deposit nano calcium on the eco-friendly fiber material; including; To provide an eco-friendly fiber manufacturing method.
구체적으로, 상기 (a) 단계는 대마껍질 100 중량부, 바나나 줄기 내피 100 중량부 및 코코넛 열매 껍질 50 중량부; 및 닥나무 펄프 80 중량부를 혼합하여 이루어지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, the step (a) includes 100 parts by weight of hemp skins, 100 parts by weight of banana stem endothelium, and 50 parts by weight of coconut peel; and 80 parts by weight of mulberry pulp, but is not limited thereto.
상기 폐각은 굴, 조개, 전복 껍데기 중 어느 하나 이상 일 수 있으며, 구체적으로 굴 껍데기일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The closed shell may be any one or more of oysters, clams, and abalone shells, and specifically may be oyster shells, but is not limited thereto.
상기 미분쇄 과정은 고체 입자를 미세 분쇄할 수 있는 어떠한 장비 또는 방법이라도 사용할 수 있으며, 습식 밀링기 또는 볼 밀링기를 수 차례 사용한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the pulverization process, any equipment or method capable of fine pulverizing solid particles may be used, and a wet mill or a ball mill may be used several times, but is not limited thereto.
상기 대마껍질에 존재하는 셀룰로오스계 섬유로부터 삼베 섬유가 제조될 수 있으며, 삼베 섬유는 대마 외에도 아마, 황마, 라포마, 청마, 홍마, 검마, 마닐라삼, 사이잘삼, 뉴질랜드삼과 같은 마류작물의 줄기나 잎으로부터 펙틴(Pectin)과 리그닌(Lignin) 등의 성분을 정련공정을 거쳐 제거한 후, 섬유상의 형태로 제조되는 식물성 섬유의 일종을 의미한다. 일반적으로 삼베는, 베 또는 대마포라고도 하며, 삼은 삼과의 한해살이풀로서 온대와 열대지방에서 자란다. 주로 섬유를 목적으로 재배하는데, 구석기시대부터 세계 각지에서 애용하였으며 한국에서는 고조선 때부터 의복이나 침구 재료로 사용해왔다. 삼베는 수분을 빨리 흡수·배출하고 자외선을 차단하며 곰팡이를 억제하는 항균성과 항독성의 기능을 가지는 것으로 알려져 있으며, 견고성과 내구성이 뛰어나 직물용 이외에 로프, 그물 및 타이어 등을 만드는 데도 사용한다.Hemp fibers can be produced from the cellulose fibers present in the hemp hull, and the hemp fibers include stems of hemp crops such as flax, jute, lapoma, blue hemp, red hemp, gum hemp, manila ginseng, sisal ginseng, and New Zealand ginseng in addition to hemp. After removing components such as pectin and lignin from the leaves through a refining process, it refers to a kind of vegetable fiber manufactured in a fibrous form. In general, hemp, also called hemp or hemp, is an annual plant of the hemp family and grows in temperate and tropical regions. It is mainly cultivated for the purpose of textiles, and since the Paleolithic era, it has been used all over the world, and in Korea, it has been used as a material for clothing and bedding since the Gojoseon era. Hemp is known to have antibacterial and anti-toxic functions that absorb and discharge moisture quickly, block UV rays, and inhibit mold.
또한, 천연 유래의 친환경 섬유 중 셀룰로오스 계 섬유에는 바나나 줄기 내피를 이용한 바나나 섬유, 코코넛 열매 껍질을 이용한 코코넛 섬유 및 닥나무 펄프를 이용한 한지 섬유 등이 존재하고, 바나나 섬유 및 코코넛 섬유는 흡습 및 스킨케어 효과를 갖는 것으로 알려져 있고, 한지 섬유는 흡습속건 및 피부 친화 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.In addition, among natural-derived eco-friendly fibers, cellulose-based fibers include banana fibers using the endothelium of banana stems, coconut fibers using coconut fruit peel, and Korean paper fibers using mulberry pulp, and banana fibers and coconut fibers have moisture absorption and skin care effects. is known to have, and Korean paper fibers are known to have moisture-absorbing, quick-drying and skin-friendly effects.
상기와 같은 천연 유래 세룰로오스 계 친환경 섬유를 제조하기 위해서는 피질과 섬유질에 교착하고 있는 피막 내의 펙틴과 리그닌 등의 성분을 분해, 제거하여야 하는데, 주로 이들을 찌거나 증해하여 탈피한 후, 잿물(Na2CO3)이나 가성소다(NaOH)와 같은 강알칼리 약품을 사용하여 처리하는 정련공정을 거쳐야 했다. In order to produce the naturally-derived cellulose-based eco-friendly fiber as described above, it is necessary to decompose and remove components such as pectin and lignin in the film that are intertwined with the cortex and the fibers. 2 CO 3 ) or strong alkali chemicals such as caustic soda (NaOH) had to go through a refining process.
그러나 이와 같이 강알칼리성 화학약품을 이용한 정련방법은 펙틴 및 리그닌의 불완전한 제거뿐만 아니라, 천연 친환경 섬유 고유의 물성 및 기능성에도 영향을 끼치며, 공업폐수 배출로 인한 공해문제가 계속해서 문제점으로 지적되고 있다.However, this refining method using strong alkaline chemicals not only incompletely removes pectin and lignin, but also affects the properties and functionality of natural eco-friendly fibers, and the pollution problem caused by industrial wastewater discharge continues to be pointed out as a problem.
상기한 본 발명의 친환경 섬유 제조 방법은 가성소다나 잿물을 전혀 사용하지 않으면서, 천연물 유래의 친환경 섬유를 제조할 수 있는 것을 특징으로 한다. The eco-friendly fiber manufacturing method of the present invention is characterized in that it is possible to manufacture an eco-friendly fiber derived from a natural product without using any caustic soda or lye.
또한, 잿물에 처리하는 과정을 생략함으로써, 우수한 항균 및 탈취 효과를 나타내며, 폐각 유래의 탄산칼슘을 섬유에 침착시킴으로써 단열, 보온 및 내구성 향상의 효과가 나타날 수 있다.In addition, by omitting the process of treating with lye, it exhibits excellent antibacterial and deodorizing effects, and by depositing calcium carbonate derived from waste scrap on the fibers, the effect of heat insulation, heat retention and durability improvement can appear.
또한, 상기 친환경 섬유 제조 방법은 상기 (d) 단계가 완료된 후, 비이온성계 계면 활성제를 포함하는 80℃ 이상의 온수에 침지하고 30분 동안 유지하는 후처리 공정을 추가로 더 포함하는 것일 수 있다.In addition, the eco-friendly fiber manufacturing method may further include a post-treatment process of immersing in hot water at 80° C. or higher containing a nonionic surfactant and maintaining for 30 minutes after step (d) is completed.
구체적으로, 상기 후처리 공정은 정련공정을 거친 원료들을 정련공정 직후 온수에 침지하여 일정 시간동안 유지하는 것으로서, 이 때 필요에 따라 비이온성계 계면활성제를 첨가한 세정액을 사용하여 순환식 고압세척 공정을 부과할 수도 있다. 상기 비이온성계 계면활성제는 이 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 어떤 것이든지 사용 가능하며, 예를 들어, 폴리(옥시에틸렌)트리데실 에터(Poly(oxyethylene) tridecyl ether), 폴리(옥시에틸렌)라우릴 에터(Poly(oxyethylene)lauryl ether), 폴리(옥시에틸렌)스테아릴 에터(Poly(oxyethylene) stearyl ether) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, in the post-treatment process, the raw materials that have undergone the refining process are immersed in hot water immediately after the refining process and maintained for a certain period of time. may be charged. The nonionic surfactant may be any conventionally used in the art, for example, poly (oxyethylene) tridecyl ether (Poly (oxyethylene) tridecyl ether), poly (oxyethylene) lauryl Ether (Poly(oxyethylene) lauryl ether), poly (oxyethylene) stearyl ether (Poly(oxyethylene) stearyl ether) may be used, but is not limited thereto.
구체적으로, 상기 후처리 공정 후에 5 내지 10 중량부의 1% 수산화나트륨(NaOH), 1% 중탄산소다(NaHCO3) 및 1% 탄산나트륨(Na2CO3)을 가하여 pH 10 내지 11로 조절한 후 1 내지 3 중량부의 2.5%의 H2O2를 첨가하여 실온에서 표백하거나 또는 65 내지 95℃로 가열하면서 60 내지 80분간 표백하는 과정을 거칠 수 있다. 다만, 이 과정은 필수적인 과정이 아닌 필요에 따라 부가할 수 있는 과정으로서, 필요에 따라 적절히 변경하여 적용할 수 있다.Specifically, after the post-treatment process, 5 to 10 parts by weight of 1% sodium hydroxide (NaOH), 1% sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) and 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) were added to adjust the pH to 10 to 11, and then 1 To 3 parts by weight of 2.5% H 2 O 2 may be added to bleach at room temperature, or may be subjected to a process of bleaching for 60 to 80 minutes while heating to 65 to 95 ℃. However, this process is not an essential process, but a process that can be added as needed, and can be appropriately changed and applied as needed.
또한, 구체적으로 상기 (d) 단계가 완료된 후, (e) 단계 시작 전에 1 내지 3 bar의 압력과 80 내지 300℃의 상태에서 10 내지 180분 동안 유지하는 멸균소독 공정을 추가로 더 포함할 수 있다. 이는 미생물 처리 단계(e)를 거치기 전, 미생물의 활성을 극대화하기 위한 것이다. In addition, specifically, after the step (d) is completed, the sterilization process of maintaining for 10 to 180 minutes at a pressure of 1 to 3 bar and 80 to 300° C. before the start of step (e) may be further included. have. This is to maximize the activity of microorganisms before undergoing the microorganism treatment step (e).
구체적으로, (d)의 전처리 단계가 완료된 친환경 섬유 재료를 고온, 고압의 용기에 보관한 후, 약 80 내지 300℃, 1 내지 3 bar의 상태에서 10 내지 180분 동안, 구체적으로는 약 100 내지 130℃, 1.3 내지 1.7 bar의 상태에서 15 내지 30분 동안 처리하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Specifically, after storing the eco-friendly fiber material in which the pretreatment step of (d) is completed in a high-temperature and high-pressure container, about 80 to 300° C., at a temperature of 1 to 3 bar for 10 to 180 minutes, specifically about 100 to It may be to be treated for 15 to 30 minutes at 130° C., 1.3 to 1.7 bar, but is not limited thereto.
본 발명의 다른 측면은 상기한 방법을 통해 제조된 친환경 섬유를 제공한다. Another aspect of the present invention provides an eco-friendly fiber manufactured through the above method.
상기 친환경 섬유는 잿물에 처리하는 과정을 생략함으로써, 천연 섬유 고유의 이로운 효과인 항균성 및 탈취기능이 유지되는 것을 확인하였으며(표 1), 부드러움, 통기성, 쾌적함 및 드레이프성에 대한 관능검사 결과 우수한 종합 선호도를 나타내는 것을 확인하였다(표 2).By omitting the process of treating the eco-friendly fibers with lye, it was confirmed that the antibacterial and deodorizing functions, which are beneficial effects inherent in natural fibers, were maintained (Table 1), and as a result of the sensory test for softness, breathability, comfort and drape, excellent overall preference was confirmed to represent (Table 2).
본 발명의 친환경 섬유는 제조 과정에서 효소 처리 공정 및 미생물 처리 공정을 거침으로써, 화학 약품을 이용한 방식에 의해 야기되는 천연 섬유 자체의 기능성 파괴 및 환경오염의 문제를 해결한 것을 특징으로 한다.The eco-friendly fiber of the present invention is characterized in that by going through an enzyme treatment process and a microbial treatment process in the manufacturing process, the problem of functional destruction and environmental pollution of the natural fiber itself caused by the method using chemicals is solved.
또한, 본 발명의 친환경 섬유는 폐각 유래의 탄산칼슘을 침착시킴으로써 단열, 보온 및 내구성 향상 효과가 나타나며, 여러가지 기능을 갖는 친환경 섬유의 혼합물로부터 수득하는 것으로서, 직조한 직물은 부드러움, 통기성, 쾌적함 등 여러가지 측면에서 뛰어난 만족도를 나타내어, 다양한 성인복, 아동복 및 속옷 등에 유용하게 이용될 수 있다.In addition, the eco-friendly fiber of the present invention exhibits heat insulation, heat preservation and durability improvement effects by depositing calcium carbonate derived from scrap, and is obtained from a mixture of eco-friendly fibers having various functions, and the woven fabric is soft, breathable, comfortable, etc. As it shows excellent satisfaction in terms of aspects, it can be usefully used for various adult clothes, children's clothes, and underwear.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of Examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1. 효소 및 미생물을 이용한 친환경 섬유의 제조 과정Example 1. Manufacturing process of eco-friendly fibers using enzymes and microorganisms
본 발명의 친환경 섬유를 제조하기에 앞서, 모든 재료는 이물 및 곰팡이 등의 오염을 제거하기 위하여 세척을 완료한 상태로 준비하였다. Prior to manufacturing the eco-friendly fiber of the present invention, all materials were prepared in a state in which washing was completed in order to remove contamination such as foreign substances and mold.
건조된 대마껍질, 바나나 줄기 내피 및 코코넛 열매 껍질을 각각 3 내지 6cm의 일정한 크기로 절단하고, 상기 각 재료에 대하여 10 내지 20배 중량부의 정제수를 첨가하여 24시간 동안 불리는 과정을 거쳤다. The dried hemp skins, banana stem endothelials, and coconut fruit skins were cut to a constant size of 3 to 6 cm, respectively, and 10 to 20 parts by weight of purified water was added to each of the above materials, followed by soaking for 24 hours.
또한, 닥나무 펄프의 10 내지 20배 중량부의 정제수를 첨가하여 24시간 동안 불리는 과정을 동일하게 거쳐 친환경 섬유를 제조하기 위한 재료를 준비하였다.In addition, 10 to 20 times the weight of mulberry pulp of purified water was added and the same process was performed for 24 hours to prepare a material for manufacturing an eco-friendly fiber.
상기 불림 단계가 완료된 대마껍질 100 중량부, 바나나 줄기 내피 100 중량부 및 코코넛 열매 껍질 50 중량부; 및 닥나무 펄프 80 중량부를 120℃의 물에서 1 내지 5시간 동안 가열하는 증해(蒸解) 단계를 거쳤다. 이후 상기 증해 단계를 거친 친환경 섬유 재료를 35℃에서 충분히 식을 때까지 3 내지 5시간 동안 방치하였다. 100 parts by weight of hemp skins, 100 parts by weight of banana stem endothelium, and 50 parts by weight of coconut shells; and a cooking step of heating 80 parts by weight of mulberry pulp in water at 120° C. for 1 to 5 hours. Thereafter, the eco-friendly fiber material, which had undergone the cooking step, was left to cool at 35° C. for 3 to 5 hours.
충분히 냉각이 완료된 이후, 상기 친환경 섬유 재료에 플라보르자임(Flavourzyme), 알칼라아제(Alcalase), 프로테아제(Protease) 및 뉴트라아제(Neutrase)로 구성된 군에서 하나 이상 선택된 효소를 첨가하고, 실온에서 24 내지 48시간 동안 방치하는 전 처리 단계를 진행하였다. 구체적으로는 친환경 섬유 재료 100 중량부 대비 상기 각 효소를 0.1 내지 5 중량부 첨가할 수 있으며, 본 실시예에서는 플라보르자임 2 중량부 및 알칼라아제 2 중량부를 첨가하여 전처리 단계를 진행하였다.After sufficient cooling is completed, one or more enzymes selected from the group consisting of Flavorzyme, Alcalase, Protease and Neutrase are added to the eco-friendly fiber material, and at room temperature 24 A pre-treatment step of leaving for 48 hours was performed. Specifically, 0.1 to 5 parts by weight of each enzyme can be added based on 100 parts by weight of the eco-friendly fiber material, and in this example, 2 parts by weight of flavozyme and 2 parts by weight of alcalase were added to perform the pretreatment step.
상기 전 처리 단계가 완료된 친환경 섬유 재료 250 중량부에 대하여, 썩은 양파에서 유래한 바실리스 서브틸리스(Bacillus subtillis) 5 내지 10 중량부, 백색부후군(White-rot fungus) 3 내지 8 중량부 및 마이크로코크스 로제우스(Micrococcus roseus) 1 내지 5 중량부를 첨가하여 30 내지 38℃에서 12 내지 48시간 동안 진탕 배양하여 숙성하였다.Based on 250 parts by weight of the eco-friendly fiber material on which the pre-treatment step is completed, 5 to 10 parts by weight of Bacillus subtilis derived from rotten onion, 3 to 8 parts by weight of White-rot fungus and micro Coke roseus ( Micrococcus roseus ) 1 to 5 parts by weight were added, and then cultured with shaking at 30 to 38° C. for 12 to 48 hours and aged.
한편, 폐각을 1100 내지 1400℃에서 1 내지 2시간 동안 가열 소성한 후, 150 내지 350nm의 크기가 되도록 미분쇄 과정을 거쳐 나노 칼슘 분말화 하였다.On the other hand, the waste shell was heated and calcined at 1100 to 1400° C. for 1 to 2 hours, and then finely pulverized to a size of 150 to 350 nm, followed by nano-calcium powder.
상기 숙성이 완료된 친환경 섬유 재료에 상기 나노 칼슘 분말을 혼합하고 40 내지 45℃에서 6 내지 12시간 방치하여 친환경 섬유 재료에 나노 칼슘을 침착 시키는 과정을 거쳤다.The nano-calcium powder was mixed with the eco-friendly fiber material that was matured and left at 40 to 45° C. for 6 to 12 hours to deposit the nano calcium on the eco-friendly fiber material.
상기한 과정이 완료된 친환경 섬유 재료는 마지막으로 온수에 침지하는 후처리 공정을 거쳤다. 후처리 공정을 위해서 상기 재료를 비이온성계 계면 활성제를 포함하는 80℃ 이상의 온수에 침지하고 30분 동안 유지하여 본 발명의 친환경 섬유를 수득하였다.The eco-friendly textile material, which has completed the above process, was finally subjected to a post-treatment process of immersion in hot water. For the post-treatment process, the material was immersed in hot water at 80° C. or higher containing a nonionic surfactant and maintained for 30 minutes to obtain an eco-friendly fiber of the present invention.
비교예 1. 효소를 처리하지 않은 친환경 섬유의 제조 과정Comparative Example 1. Manufacturing process of eco-friendly fibers not treated with enzymes
상기 실시예 1에서 제조한 친환경 섬유의 제조 과정에서 효소 처리과정을 생략한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 1의 섬유를 제조하였다.The fiber of Comparative Example 1 was prepared in the same manner except that the enzyme treatment process was omitted in the manufacturing process of the eco-friendly fiber prepared in Example 1.
비교예 2. 미생물 처리하지 않고 제조한 친환경 섬유의 제조 과정Comparative Example 2. Manufacturing process of eco-friendly fibers manufactured without microbial treatment
상기 실시예 1에서 제조한 친환경 섬유의 제조 과정에서 미생물 처리과정을 생략한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 2의 섬유를 제조하였다.A fiber of Comparative Example 2 was prepared in the same manner except that the microbial treatment process was omitted in the manufacturing process of the eco-friendly fiber prepared in Example 1.
비교예 3. 화학 약품을 이용해 제조한 친환경 섬유의 제조 과정Comparative Example 3. Manufacturing process of eco-friendly fibers manufactured using chemicals
본 발명의 비교예 3에서는 실시예 1의 효소 및 미생물 처리과정 대신 잿물(Na2CO3)을 처리하는 일반적인 방법으로 섬유를 제조하였다. In Comparative Example 3 of the present invention, instead of the enzyme and microbial treatment of Example 1, lye (Na 2 CO 3 ) was prepared by a general method of treating the fiber.
실험예 1. 제조 방법에 따른 기능성 유지 여부 확인 실험Experimental Example 1. Experiment to confirm whether functionality is maintained according to the manufacturing method
제조 방법에 따라 친환경 섬유 본연의 기능성이 유지되는지 여부를 비교하기 위하여 각각 상기 실시예 및 비교예의 방법으로 제조한 섬유의 항균성 및 탈취기능의 비교를 실시하였다. In order to compare whether the original functionality of the eco-friendly fiber is maintained according to the manufacturing method, the antibacterial and deodorizing functions of the fibers prepared by the methods of Examples and Comparative Examples, respectively, were compared.
본 발명의 항균성 유지 여부는 KSK-0693 의하여 항균성을 측정하였 비교하였다. 구체적으로, 고온고압멸균기(오토클레이브)에서 121℃로 멸균처리 한 실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 섬유에 측정 대상이 되는 스테필로코커스 아우레우스(Staphylococus aureus)를 1 x 107개 접종하여 18시간 동안 배양한 뒤, 표준 면포와 비교하여 정균의 감소율을 %로 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.Whether to maintain the antimicrobial properties of the present invention was compared by measuring the antimicrobial properties by KSK-0693. Specifically, the fibers of Examples 1 and Comparative Examples 1 to 3 sterilized at 121° C. in a high-temperature autoclave (autoclave) were inoculated with 1 x 10 7 pieces of Staphylococcus aureus. After culturing for 18 hours, the reduction rate of bacteriostatic bacteria was measured in % compared to standard comedones, and is shown in Table 1 below.
또한, 본 발명의 탈취력의 비교를 위하여, 실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 섬유를 각각 10g씩 밀폐된 용기에 넣고, 악취를 내는 가스인 암모니아(NH3)를 주입한 후, 60분이 경과한 후의 암모니아 농도의 감소 정도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.In addition, for comparison of the deodorizing power of the present invention, 10 g of each of the fibers of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were put in a sealed container, and ammonia (NH 3 ), which is a odor gas, was injected, and then 60 minutes elapsed. The degree of decrease in ammonia concentration after the fertilization was measured and shown in Table 1 below.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명 실시예 1의 친환경 소재가 가장 우수한 효과를 나타내었고, 잿물을 사용하지 않아 화학적 처리를 하지 않은 실시예 1 및 비교예 1, 2는 천연 친환경 섬유 고유의 기능성이 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었으나, 잿물을 이용해 제조한 섬유는 화학적 처리과정에서 천연 섬유의 소재 자체가 가지는 고유의 기능성이 상당부분 파괴된 것을 확인하였다.As shown in Table 1, the eco-friendly material of Example 1 of the present invention exhibited the most excellent effect, and Examples 1 and Comparative Examples 1 and 2 that were not chemically treated because they did not use lye had the inherent functionality of natural eco-friendly fibers. It was confirmed that this was maintained, but it was confirmed that the inherent functionality of the natural fiber material itself was largely destroyed in the chemical treatment process for fibers manufactured using lye.
실험예 2. 친환경 섬유로 직조한 직물의 종합 선호도 측정Experimental Example 2. Comprehensive preference measurement of fabrics woven with eco-friendly fibers
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 섬유를 이용해 직조한 질물의 종합 선호도에 대하여 20 내지 50대의 성인 30명을 선정하여 관능검사를 실시하였다.For the overall preference of the quality material woven using each of the fibers prepared in Examples and Comparative Examples, 30 adults in their 20s to 50s were selected and sensory tests were performed.
본 발명의 섬유로 제조한 직물의 종합 선호도는 관능 테스트로서 부드러움, 통기성, 쾌적함, 드레이프성에 대해서 측정하였다. 상기 드레이프성은 옷감의 유연한 정도를 말하는 것으로, 적당한 탄력과 부드러움이 조화되어 모양있게 늘어져 내리는 특성을 의미한다. 평점은 10점 평점법을 사용하였으며, 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The overall preference of the fabrics made from the fibers of the present invention was measured for softness, breathability, comfort, and drape as a sensory test. The drape property refers to the degree of flexibility of the fabric, and refers to a characteristic of a suitable elasticity and softness harmonized to droop in a shapely manner. For the rating, a 10-point rating method was used, and the higher the preference, the higher the score. The results are shown in Table 2 below.
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 및 비교예 모두 천연 친환경 섬유제품으로 직조한 직물로서 전체적으로 높은 만족도를 보이는 것을 확인하였다. 구체적으로, 본 발명의 제조 방법으로 제조한 실시예 1의 경우 부드러움 및 통기성에서 특별히 높은 만족도를 보였으며, 살갗에 닿는 종합적인 느낌이 포함되어 있는 것으로 생각되는 쾌적함 항목에서도 비교예에 비하여 가장 높은 점수를 나타내었다. 잿물을 이용해 가공하는 과정을 포함하는 비교예 3의 섬유는 본 발명의 실시예는 물론 비교예 1 및 2에 비해서도 현저히 떨어지는 만족도를 나타내는 것을 확인하였다. 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.As shown in Table 2, it was confirmed that both Examples and Comparative Examples of the present invention showed high satisfaction overall as fabrics woven with natural eco-friendly fiber products. Specifically, in the case of Example 1 prepared by the manufacturing method of the present invention, it showed particularly high satisfaction in softness and breathability, and the highest score compared to the comparative example in the comfort item, which is thought to include a comprehensive feeling in contact with the skin. was shown. It was confirmed that the fiber of Comparative Example 3, including the process of processing using lye, showed significantly lower satisfaction compared to Comparative Examples 1 and 2 as well as Examples of the present invention. The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (2)
(b) 상기 불리는 과정이 끝난 친환경 섬유 재료를 120℃에서 1 내지 5시간 가열하는 증해(蒸解) 단계;
(c) 상기 증해 단계를 거친 재료를 35℃에서 3 내지 5시간 동안 방치하여 냉각하는 단계;
(d) 상기 냉각이 완료된 친환경 섬유 재료 100 중량부에 플라보르자임(Flavourzyme) 2 중량부 및 알칼라아제(Alcalase) 2 중량부를 첨가하고, 실온에서 24 내지 48시간 동안 방치하는 전 처리 단계;
(e) 비이온성계 계면 활성제를 포함하는 80℃ 이상의 온수에 침지하고 30분 동안 유지하는 후처리 공정 단계;
(f) 상기 후처리 공정 후에 5 내지 10 중량부의 1% 수산화나트륨(NaOH), 1% 중탄산소다(NaHCO3) 및 1% 탄산나트륨(Na2CO3)을 가하여 pH 10 내지 11로 조절한 후 1 내지 3 중량부의 2.5%의 H2O2를 첨가하여 65 내지 95℃로 가열하면서 60 내지 80분간 표백하는 단계;
(g) 1.3 내지 1.7 bar의 압력과 100 내지 130℃의 상태에서 15 내지 30분 동안 처리하는 멸균소독 공정 단계;
(h) 상기 전 처리 단계가 완료된 친환경 섬유 재료 250 중량부에 대하여, 썩은 양파에서 유래한 바실리스 서브틸리스(Bacillus subtillis) 5 내지 10 중량부, 백색부후군(White-rot fungus) 3 내지 8 중량부 및 마이크로코커스 로제우스(Micrococcus roseus) 1 내지 5 중량부를 첨가하여 30 내지 38℃에서 12 내지 48시간 동안 진탕 배양하여 숙성시키는 단계;
(i) 폐각을 1100 내지 1400℃에서 1 내지 2시간 동안 가열 소성한 후, 미분쇄 과정을 거쳐 150 내지 350nm의 크기를 갖는 나노 칼슘 분말화 하는 단계; 및
(j) 상기 (g) 단계의 숙성이 완료된 재료와 상기 (h) 단계의 나노 칼슘 분말과 혼합하고 40 내지 45℃에서 6 내지 12시간 방치하여 친환경 섬유 재료에 나노 칼슘을 침착 시키는 단계;를 포함하는, 항균 및 탈취기능이 강화된 친환경 섬유의 제조 방법.(a) 100 parts by weight of hemp husks cut to a size of 3 to 6 cm as an eco-friendly fiber material; 100 parts by weight of banana stem endothelium; 50 parts by weight of coconut shell; and 80 parts by weight of mulberry pulp; 10 to 20 parts by weight of each material in purified water; adding and soaking for 24 hours;
(b) a cooking step of heating the eco-friendly fiber material for 1 to 5 hours at 120 ° C.;
(c) cooling the material that has undergone the cooking step by standing at 35° C. for 3 to 5 hours;
(d) a pre-treatment step of adding 2 parts by weight of Flavorzyme and 2 parts by weight of Alcalase to 100 parts by weight of the eco-friendly fiber material on which the cooling is completed, and leaving it to stand for 24 to 48 hours at room temperature;
(e) a post-treatment process step of immersing in hot water at 80° C. or higher containing a nonionic surfactant and maintaining for 30 minutes;
(f) After the post-treatment process, 5 to 10 parts by weight of 1% sodium hydroxide (NaOH), 1% sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) and 1% sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) are added to adjust the pH to 10 to 11, and then 1 Bleaching for 60 to 80 minutes while heating to 65 to 95 ℃ by adding to 3 parts by weight of 2.5% H 2 O 2 ;
(g) a sterilization process step of treating for 15 to 30 minutes at a pressure of 1.3 to 1.7 bar and a state of 100 to 130°C;
(h) 5 to 10 parts by weight of Bacillus subtilis derived from rotten onion, 3 to 8 parts by weight of white-rot fungus , based on 250 parts by weight of the eco-friendly fiber material on which the pre-treatment step is completed Part and Micrococcus roseus ( Micrococcus roseus ) Aging by adding 1 to 5 parts by weight and culturing with shaking at 30 to 38° C. for 12 to 48 hours;
(i) after heating and calcining the waste shell at 1100 to 1400° C. for 1 to 2 hours, and then pulverizing the nano calcium powder having a size of 150 to 350 nm; and
(j) depositing nano-calcium on the eco-friendly fiber material by mixing the matured material of step (g) with the nano-calcium powder of step (h) and leaving it at 40 to 45° C. for 6 to 12 hours; A method of manufacturing an eco-friendly fiber with enhanced antibacterial and deodorizing functions.
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