KR20210126799A - Graphene and synthetic resin hybrid composite fiber comprising plant extracts and the manufacturing method therof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract that nozzle-discharges a composition comprising the graphene, the synthetic resin, and the plant extract, thereby showing to have excellent electrical conductivity and mechanical strength of graphene and antibacterial and deodorizing performance; and the manufacturing method thereof.

Description

식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유 및 그의 제조방법{Graphene and synthetic resin hybrid composite fiber comprising plant extracts and the manufacturing method therof}Graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing plant extract and manufacturing method thereof

본 발명은, 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 그래핀, 합성수지 및 식물추출물을 포함하는 조성물을 노즐방사하여 그래핀이 가지는 우수한 전기전도성 및 기계적 강도와 항균, 소취성능을 나타내도록 한 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a composition comprising graphene, a synthetic resin, and a plant extract by nozzle-spinning a composition containing graphene, and excellent electrical conductivity of graphene And it relates to a graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract to exhibit mechanical strength, antibacterial and deodorizing performance, and a method for producing the same.

그래핀(Graphene)은 탄소가 육각형의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질로서, 뛰어난 물리적 강도와 우수한 열 전도성과 전기적 특성을 가지는 것으로 알려져 있다. Graphene is a material in which carbon is connected to each other in a hexagonal shape to form a honeycomb-shaped two-dimensional planar structure, and is known to have excellent physical strength, excellent thermal conductivity, and electrical properties.

최근에는 이와 같은 그래핀의 우수한 특성으로 인하여 그래핀을 투명 전극, 플렉서블 디스플레이, 복합 강화소재, 필터, 바이오 센서, 집적회로 패키징 소재 등에 적용하려는 시도가 다수 이루어지고 있다.Recently, due to the excellent properties of graphene, many attempts have been made to apply graphene to transparent electrodes, flexible displays, composite reinforcement materials, filters, biosensors, and integrated circuit packaging materials.

이와 같은 그래핀은 크게 4가지 정도로 그 합성 방법을 구분할 수 있다. 첫번째 방법은 화학 증기 증착법(CVD)과 에피택셜(epitaxial)한 성장을 언급할 수 있다. 두 번째로는 스카치테이프 또는 필오프 방법이 있고, 세번째 방법으로는 표면을 전기적으로 절연하여 에피택셜한 성장법이 있다. 그리고 마지막으로 강한 화학적 산화처리를 통하여 옥시드하는 방법이 있다.Such graphene can be roughly divided into four types of synthesis methods. The first method may refer to chemical vapor deposition (CVD) and epitaxial growth. The second method is a scotch tape or peel-off method, and the third method is an epitaxial growth method by electrically insulating the surface. And finally, there is a method of oxidizing through strong chemical oxidation treatment.

<화학증기증착법(CVD)><Chemical Vapor Deposition (CVD)>

1841년 Shaffault가 처음으로 K 금속을 흑연의 층간에 삽입시킨 흑연 층간 삽입 화합물을 보고한 후 알칼리, 알칼리 토류, 희토류 금속 등 전자 주개, 전자받개 물질 삽입을 조합시켜 많은 층간 삽입 화합물을 얻었다. 이들은 각각 구조에 따라 고요한 초전도성이나 촉매 활성을 갖고 있다. In 1841, after Shaffault first reported a graphite intercalation compound in which K metal was intercalated between graphite layers, many intercalation compounds were obtained by combining electron donor and electron acceptor material insertions such as alkali, alkaline earth, and rare earth metals. They each have quiet superconductivity or catalytic activity, depending on their structure.

그리고 GICs(Graphite IntercalationCompound, GICs)의 층간 거리가 멀수록 반데르 발스 힘이 줄어들어 흑연으로부터 그래핀의 박리가 매우 용이해졌다. 아울러 2003년 카너(Kaner) 그룹에서 실시한 것으로, K 금속을 삽입 물질로 쓴 스테이지에 알코올 등의 용매를 써서 격렬한 반응을 시도한 적이 있는데 이때 대략 30층 정도의 준 안정적인 박판막이 얻어졌고, 이렇게 얻어진 물질은 초음파에 의해 두루마리 형태로 바뀌는 연구결과를 보고하였다.And as the interlayer distance of GICs (Graphite Intercalation Compound, GICs) increased, the van der Waals force decreased, making it very easy to peel graphene from graphite. In addition, as carried out by the Kaner group in 2003, a violent reaction was attempted using a solvent such as alcohol on a stage using K metal as an intercalating material. At this time, a semi-stable thin film of about 30 layers was obtained, A study result of changing the shape of a scroll by ultrasound was reported.

<필오프법><Peel-off method>

본 방법은 반데르 발스 결합의 약한 결합으로 이루어져 있는 흑연 결정에서 기계적인 힘으로 떼어내는 것을 말한다. 그래핀은 파이 궤도 함수의 전자가 표면상에서 넓게 퍼져 분포하면 표면이 매끈한 구조를 가지기 때문에 이와 같은 방법으로 제조가 가능하다.This method refers to the removal by mechanical force from the graphite crystal, which consists of weak bonds of van der Waals bonds. Graphene can be manufactured in this way because the surface of graphene has a smooth structure when the electrons of the pi orbital spread widely on the surface.

이와 같은 방법으로 언급되는 것이 스카치테이프의 접착력을 이용하여 단층 그래핀을 분리하는 방법이다. 이 방법으로 그 동안 이론만으로 제시해오던 반정수 양자홀 효과를 직접 측정하여 분석하고 보고함으로써 그래핀이 세계의 연구자들에게 주목을 받기 시작한 계기가 되었다.Referred to as such a method is a method of separating single-layer graphene using the adhesive force of a scotch tape. This method directly measured, analyzed, and reported the semi-integer quantum Hall effect, which had been suggested only by theories, so that graphene began to attract attention from researchers around the world.

<화학적 박리법><Chemical peeling method>

화학적 박리법은 흑연결정으로부터 박리된 그래핀 조각들을 화학적 처리를 통하여 용액 상에 분산시키는 것을 의미한다. 흑연을 산화시킨 후에 초음파 등을 통해 분쇄하게 되면 수용액 상에 균일하게 분산된 산화 그래핀을 만들 수 있고 여기에 하이드라진 등의 환원제를 이용하게 되면 산화구조가 없어지고 결정성이 우수한 그래핀을 얻을 수 있다. The chemical exfoliation method means dispersing graphene fragments exfoliated from graphite crystals in a solution phase through chemical treatment. If graphite is oxidized and then pulverized through ultrasonic waves, etc., graphene oxide uniformly dispersed in an aqueous solution can be produced. have.

다만 이렇게 얻어진 최종 그래핀의 경우 환원제를 사용하더라도 완벽할 만큼 환원과정이 이루어지지 않는 단점으로 인하여 디바이스 등에 응용할 경우 전기적 특성이 매우 감소하는 결과를 초래한다. 반면 계면 활성제 등을 이용하여 분리된 그래핀의 경우에는 앞서 언급한 환원과정으로 얻어진 그래핀에 비하여 전기적 성질은 향상되나 그래핀 조각들 간의 층간 저항으로 인하여 실용적인 수준의 면저항 특성을 보여주지 못한다는 단점을 가지고 있다.However, in the case of the final graphene obtained in this way, even if a reducing agent is used, the reduction process is not performed perfectly. On the other hand, in the case of graphene separated using a surfactant, etc., the electrical properties are improved compared to the graphene obtained by the aforementioned reduction process, but due to the interlayer resistance between the graphene pieces, it does not show a practical level of sheet resistance characteristics. has a

<에피택시법><Epi Taxi Method>

본 방법은 고온에서 결정에 흡착되어 있거나 포함되어 있던 탄소가 표면의 결을 따라 그래핀으로 성장하는 것을 의미한다.This method means that carbon adsorbed or contained in the crystal at high temperature grows into graphene along the surface texture.

전술한 방법 중 필오프법은 탑-다운(Top-down) 방식에 속하고, 나머지 방법은 바텀-업(Bottom-up) 방식에 속한다.Among the above-described methods, the peel-off method belongs to a top-down method, and the other methods belong to a bottom-up method.

탑-다운 방식으로 얻어진 그래핀은 결정성은 우수하나(전도성이 높고, 결함이 적음) 생산 효율이 낮아 실제로 응용하기에는 충분 하지 않다. 또한 유기 불순물에 오염될 가능성이 있고, 그래핀 층수 조절이 어렵다는 단점이 있다.Graphene obtained by the top-down method has excellent crystallinity (high conductivity and few defects), but its production efficiency is low, which is not sufficient for practical application. In addition, there is a possibility of being contaminated with organic impurities, and there are disadvantages in that it is difficult to control the number of graphene layers.

바텀-업 방식은 여러 종류의 기판을 이용해 그래핀의 층수와 성장 인자들을 조절할 수 있다. 특히 CVD 합성법을 이용하면 대면적, 고품질, 고순도의 그래핀을 생산할 수 있어 대량생산이 가능하다.The bottom-up method can control the number of graphene layers and growth factors using various types of substrates. In particular, using the CVD synthesis method, large-area, high-quality, high-purity graphene can be produced, enabling mass production.

최근에는 CVD 합성법이 고품질의 그래핀 필름을 대량생산하기 위해 가장 많이 이용되고 있다. CVD 합성법은 메탄과 같은 탄소원을 이용해 그래핀을 기판 위에 직접 성장시키는 바텀 업 방식이다. 구리와 같은 촉매 금속 호일 위에 성장한 대면적의 단층 그래핀은 원하는 표적기판에 전사될 수 있다.Recently, the CVD synthesis method is the most used for mass production of high-quality graphene films. The CVD synthesis method is a bottom-up method that directly grows graphene on a substrate using a carbon source such as methane. Large-area single-layer graphene grown on a catalytic metal foil such as copper can be transferred to a desired target substrate.

한편, 인구 증가와 산업 발달로 인하여 섬유에 대한 수요가 급증하고, 천연 섬유에 비해 기능이 우수한 새로운 섬유에 대한 요구가 증대되고 있다. 1938년 미국 듀퐁사의 나일론이라는 새로운 합성섬유에 대한 발표를 시작으로, 폴리에스테르 섬유, 아크릴 섬유, 폴리우레탄 섬유 등이 개발되었다. On the other hand, due to population growth and industrial development, the demand for fibers is rapidly increasing, and the demand for new fibers having superior functions compared to natural fibers is increasing. Starting with the announcement of a new synthetic fiber called nylon by DuPont in 1938, polyester fibers, acrylic fibers, and polyurethane fibers were developed.

최근에는 기존 소재의 성능 한계를 초월하는 신소재를 이용한, 고성능 및 초고기능성 섬유와 나노 섬유의 개발이 진행되고 있다. 그 중에서도 탄소를 기반으로 하는 탄소 복합 섬유는 여러 가지 강화 재료를 첨가하여 비강도, 비탄성, 내열성과 같은 물성이 다른 종류의 섬유에 비해 월등히 우수하고, 경량이면서 고강도, 고탄성 복합체를 만들 수 있다.In recent years, the development of high-performance and ultra-high-performance fibers and nanofibers using new materials that exceed the performance limits of existing materials are in progress. Among them, carbon-based carbon composite fibers have excellent properties such as specific strength, inelasticity, and heat resistance compared to other types of fibers by adding various reinforcing materials, and a lightweight, high-strength, and high-elasticity composite can be made.

특히, 그래핀을 함성섬유 원단에 함유되게 하여 전기전도도, 기계적 강도 등의 특성을 발휘할 수 있는 그래핀/합성수지 복합선유가 개발되었는데, 한국등록특허 10-1919658(등록일자 2018년11월12일)에 그래핀, 고분자 및 용매를 포함하는 혼합 용액을 제조하는 단계; 상기 혼합 용액을 방사하여 그래핀/고분자 복합 섬유를 제조하는 단계; 상기 그래핀/고분자 복합 섬유의 표면에 폴리카테콜아민을 코팅하여, 그래핀/고분자/폴리카테콜아민 복합 섬유를 제조하는 단계; 및 상기 그래핀/고분자/폴리카테콜아민 복합 섬유를 탄화시키는 단계를 포함하고, 상기 혼합 용액 내 그래핀의 중량은 고분자의 중량보다 높게 함유된 것을 특징으로 하는, 그래핀/고분자 복합 섬유 제조방법으로서, 기존의 그래핀 섬유에 비하여 고 강도 특성이 현저히 향상된 그래핀 기반 복합 섬유를 제조할 수 있으며, 현저히 낮은 온도의 열처리로도 고강도 특성을 갖는 그래핀 복합 섬유를 제조할 수 있어, 공정 상의 효율성을 확보할 수 있는 그래핀/고분자 복합 섬유 제조방법이 개발된 바 있다.In particular, graphene/synthetic resin composite wire oil that can exhibit properties such as electrical conductivity and mechanical strength by containing graphene in fiber-containing fabric has been developed. preparing a mixed solution containing graphene, a polymer, and a solvent; preparing a graphene/polymer composite fiber by spinning the mixed solution; preparing a graphene/polymer/polycatecholamine composite fiber by coating a polycatecholamine on the surface of the graphene/polymer composite fiber; and carbonizing the graphene/polymer/polycatecholamine composite fiber, wherein the weight of graphene in the mixed solution is higher than the weight of the polymer. Graphene-based composite fibers with significantly improved high strength properties compared to conventional graphene fibers can be manufactured, and graphene composite fibers with high strength properties can be manufactured even with heat treatment at a significantly lower temperature, ensuring process efficiency A method for manufacturing graphene/polymer composite fibers that can do this has been developed.

또한, 한국등록특허 10-1973895(등록일자 2019년04월23일)에는 산화그래핀을 분산매에 분산시켜서 산화그래핀 분산액을 형성하는 단계; 상기 산화그래핀 분산액에 전도성 고분자를 포함하는 산용액을 첨가하여 중합하는 단계; 상기 중합된 산화그래핀 분산액을 방사하여 산화그래핀/고분자 복합섬유 구조의 열전재료를 제조하는 단계; 및 상기 산화그래핀/고분자 복합섬유 구조의 열전재료를 진공상태에서 환원 및 건조하여 그래핀/고분자 복합섬유를 제조하는 단계; 를 포함하고, 상기 그래핀/고분자 복합섬유는, 상기 그래핀/고분자 복합섬유에 포함되는 복수의 그래핀 플레이크 사이를 전도성 고분자가 크로스-링킹되어 있는 것이고, 상기 전도성 고분자는, 폴리아세틸렌(PA), 폴리피롤(PPy), 폴리티오펜(PTh), 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜(poly-3,4- ethylenedioxythiophene,PEDOT), 폴리3-헥실티오펜(poly-3-hexylthiophene, P3HT), 폴리아닐린(PANI) 및 페네 틸 아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 그래핀/고분자 복합섬유 구조의 열전재료 제조방법이 공지되어 있다.In addition, Korean Patent No. 10-1973895 (registration date April 23, 2019) discloses the steps of dispersing graphene oxide in a dispersion medium to form a graphene oxide dispersion; polymerizing by adding an acid solution containing a conductive polymer to the graphene oxide dispersion; preparing a thermoelectric material having a graphene oxide/polymer composite fiber structure by spinning the polymerized graphene oxide dispersion; and reducing and drying the thermoelectric material having the graphene oxide/polymer composite fiber structure in a vacuum to prepare graphene/polymer composite fiber; Including, wherein the graphene/polymer composite fiber is a conductive polymer cross-linked between a plurality of graphene flakes included in the graphene/polymer composite fiber, and the conductive polymer is polyacetylene (PA) , polypyrrole (PPy), polythiophene (PTh), poly3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT), poly3-hexylthiophene (poly-3-hexylthiophene, P3HT), A method for manufacturing a thermoelectric material having a graphene/polymer composite fiber structure is known, including at least one selected from the group consisting of polyaniline (PANI) and phenethylamine.

또한, 한국공개특허 10-2019-0110351(공개일자 2019년09월30일)에는 용매 내에 그래핀 옥사이드 및 고분자가 혼합되되, 상기 고분자의 중량이 상기 그래핀 옥사이드 중량 대비 작거나 같게 포함된 그래핀 옥사이드 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 응고욕 내에 방사하여 그래핀 옥사이드 섬유를 제조하는 단계; 및 상기 그래핀 옥사이드 섬유를 열처리하는 단계를 포함하는, 고강도 그래핀 복합섬유 제조방법으로서, 전기 전도성 및 기계적 강도 특성이 동시에 향상된 그래핀 복합섬유를 제조하는 방법이 공지되어 있다.In addition, in Korea Patent Publication No. 10-2019-0110351 (published on September 30, 2019), graphene oxide and a polymer are mixed in a solvent, and the weight of the polymer is less than or equal to the weight of the graphene oxide. preparing an oxide spinning solution; spinning the spinning solution in a coagulation bath to prepare graphene oxide fibers; And as a high-strength graphene composite fiber manufacturing method comprising the step of heat-treating the graphene oxide fiber, a method for manufacturing a graphene composite fiber having improved electrical conductivity and mechanical strength properties at the same time is known.

또한, 한국공개특허 10-2019-0110806(공개일자 2019년10월01일)에는 방적사용 그래핀PP 단섬유에 있어서, PP수지 94~96중량%, 그래핀물질 0.5~2중량%, 1~40㎚입자크기의 미세 다기공입자물질 2.5~3.5중량%로 이루어진 그래핀PP 단섬유를 구성하며, 상기 그래핀PP 단섬유는; 그래핀 물질과 미세 다기공입자물질과 PP알갱이의 비율을 2(그래핀물질) : 3(다기공입자물질) : 5(PP알갱이)로 구성하되, 상기 방적사용 그래핀PP 단섬유 100중량%을 기준으로 그래핀물질 0.5~2중량%, 미세 다기공입자물질 2.5~3.5중량%, PP알갱이 4~6중량%로 이루어진 소스 마스터배치와 함께 PP수지 88.5~93중량%로 구성하되, 상기 소스 마스터배치와 PP수지를 용용압출 및 노즐방사후 단섬유형태로 커팅함에 의해서 방적사용의 그래핀PP 단섬유가 완성되게 구성함을 특징으로 하며, 염색이나 세탁성 등에 대한 견뢰도가 좋도록 하는 방적사용 그래핀PP 단섬유가 공지되어 있다.In addition, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0110806 (published on October 01, 2019) discloses that in the graphene PP staple fibers used for spinning, 94 to 96% by weight of PP resin, 0.5 to 2% by weight of graphene material, 1 to The graphene PP short fibers are composed of 2.5 to 3.5% by weight of the fine porous particle material having a particle size of 40 nm, and the graphene PP short fibers include; The ratio of the graphene material, the fine porous particle material, and the PP grains is 2 (graphene material): 3 (porous particle material): 5 (PP grains), but 100% by weight of the graphene PP short fibers used for spinning Based on 0.5 to 2% by weight of graphene material, 2.5 to 3.5% by weight of fine porous particle material, and 88.5 to 93% by weight of PP resin with a source masterbatch consisting of 4 to 6% by weight of PP grains, the source It is characterized in that by cutting the masterbatch and PP resin into short fibers after melt extrusion and nozzle spinning, graphene PP short fibers for spinning use are completed, and the use of spinning to ensure good fastness to dyeing and washing properties Graphene PP short fibers are known.

그러나, 상기 종래 특허의 그래핀/고분자 복합 섬유 또는 그 제조방법들은 그래핀이 지니고 있는 특징들 예컨대, 전기전도성, 기계적 강도, 정전기 방지, 염색성 향상, 견뢰도 향상 등의 기능성만을 나타낼 뿐, 항균, 방취 등의 기능은 발휘할 수 없는 문제점이 있었다.However, the graphene/polymer composite fiber of the prior patent or its manufacturing method only exhibits the characteristics of graphene, such as electrical conductivity, mechanical strength, antistatic, dyeability improvement, fastness improvement, etc., as well as antibacterial, deodorizing There was a problem that such functions could not be exhibited.

[특허문헌 001] 한국등록특허 10-1919658(등록일자 2018년11월12일)[Patent Document 001] Korean Patent 10-1919658 (Registration Date: November 12, 2018) [특허문헌 002] 한국등록특허 10-1973895(등록일자 2019년04월23일)[Patent Document 002] Korea Registered Patent 10-1973895 (Registration Date April 23, 2019) [특허문헌 003] 한국공개특허 10-2019-0110351(공개일자 2019년09월30일)[Patent Document 003] Korean Patent Publication No. 10-2019-0110351 (published on September 30, 2019) [특허문헌 004] 한국공개특허 10-2019-0110806(공개일자 2019년10월01일)[Patent Document 004] Korean Patent Publication No. 10-2019-0110806 (published on October 01, 2019)

본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하기 위하여, 그래핀, 합성수지 및 식물추출물을 포함하는 조성물을 노즐방사하여 그래핀이 가지는 우수한 전기전도성 및 기계적 강도와 항균, 소취성능을 나타내도록 한 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In order to solve the above problems, the present invention uses a composition containing graphene, a synthetic resin, and a plant extract by nozzle-spinning to exhibit excellent electrical conductivity and mechanical strength and antibacterial and deodorizing performance of graphene containing a plant extract. An object to be solved is to provide a graphene and synthetic resin hybrid composite fiber and a method for manufacturing the same.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 합성수지 100중량부 당 그래핀 0.01 내지 1.0중량부 및 식물추출물 0.01 내지 1.0중량부를 포함하는 조성물을 용융방사하여 제조되어 전기전도성, 인장강도, 항균, 소취성능을 나타내도록 한 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유를 과제의 해결수단으로 한다.The present invention is prepared by melt-spinning a composition comprising 0.01 to 1.0 parts by weight of graphene and 0.01 to 1.0 parts by weight of a plant extract per 100 parts by weight of a synthetic resin in order to solve the above problems, thereby providing electrical conductivity, tensile strength, antibacterial and deodorizing performance Graphene and synthetic resin hybrid composite fibers containing plant extracts are used as a means to solve the problem.

상기 그래핀은 평균두께가 1~5 원자층이며, 평균 평면 크기가 10 내지 100nm인 것을 과제의 해결수단으로 한다.The graphene has an average thickness of 1 to 5 atomic layers, and an average plane size of 10 to 100 nm is a means of solving the problem.

상기 합성수지는 PET, PP 또는 나일론으로부터 선택되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The synthetic resin is selected from PET, PP or nylon as a means of solving the problem.

상기 식물추출물은 녹차, 인삼, 도꼬마리 또는 옻으로부터 추출되는 1종 이상인 것을 과제의 해결수단으로 한다.As a means of solving the problem, the plant extract is one or more types extracted from green tea, ginseng, dokomari or lacquer.

상기 복합섬유를 구성하는 필라멘트의 평균직경은 1 내지 100 ㎛인 것을 과제의 해결수단으로 한다.The average diameter of the filaments constituting the composite fiber is 1 to 100 μm as a means of solving the problem.

또한, 본 발명은 평균 원자층 두께 10층의 그래핀 분말을 정제수에 넣고 평균 10 ㎛ 크기의 지르코니아 비드와 함께 볼밀에 투입하고 24시간 동안 볼밀 가동한 후, 여과한 그래핀 수용액을 건조하여 그래핀을 제조하는 단계와; 녹차, 도꼬마리 또는 옻으로부터 1종 이상 선택된 식물을 에탄올 및 물의 50:50부피비의 혼합 용액에 10중량%로 투입하여 24시간 가열 추출한 후 여과하고 건조하여 식물추출물을 제조하는 단계와; 합성수지 100중량부 당 상기 제조된 그래핀 0.01 내지 1.0중량부 및 상기 제조된 식물추출물 0.01 내지 1.0중량부를 혼합하여 방사용액을 제조하고 용융방사하는 단계;를 포함하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 제조방법을 과제의 해결수단으로 한다.In addition, in the present invention, graphene powder having an average atomic layer thickness of 10 layers is put in purified water, put into a ball mill together with zirconia beads having an average size of 10 μm, and the ball mill is operated for 24 hours, then the filtered graphene aqueous solution is dried and graphene manufacturing a; Preparing a plant extract by adding 10% by weight of one or more plants selected from green tea, red sagebrush, or lacquer to a 50:50 volume ratio of ethanol and water, heat-extracting for 24 hours, filtration and drying; Graphene and synthetic resin containing a plant extract comprising a; mixing 0.01 to 1.0 parts by weight of the prepared graphene and 0.01 to 1.0 parts by weight of the prepared plant extract per 100 parts by weight of the synthetic resin to prepare a spinning solution and melt spinning A method of manufacturing a hybrid composite fiber is used as a means to solve the problem.

상기 합성수지는 PET, PP 또는 나일론으로부터 선택되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.The synthetic resin is selected from PET, PP or nylon as a means of solving the problem.

본 발명의 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유 및 그의 제조방법은 그래핀, 합성수지 및 식물추출물을 포함하는 조성물을 노즐방사하여 그래핀이 가지는 우수한 전기전도성에 따른 대전방지효과와 기계적 강도 및 항균, 소취성능을 나타내도록 하는 우수한 효과가 있다.The graphene and synthetic resin hybrid composite fiber of the present invention and a method for producing the same include an antistatic effect and mechanical strength and antibacterial and deodorizing performance according to the excellent electrical conductivity of graphene by nozzle spinning a composition containing graphene, a synthetic resin and a plant extract. There is an excellent effect to show the.

도 1은 본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 인장강도를 나타내는 그래프
도 2는은 본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 전기전도도를 나타내는 그래프
도 3은 본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 소취성능을 나타내는 시험성적서
도 4는 본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 항균성능을 나타내는 시험성적서
1 is a graph showing the tensile strength of graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract of the present invention;
Figure 2 is a graph showing the electrical conductivity of the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract of the present invention;
Figure 3 is a test report showing the deodorizing performance of the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract of the present invention;
4 is a test report showing the antibacterial performance of graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract of the present invention;

본 발명은, 합성수지 100중량부 당 그래핀 0.01 내지 1.0중량부 및 식물추출물 0.01 내지 1.0중량부를 포함하는 조성물을 용융방사하여 제조되어 전기전도성, 인장강도, 항균, 소취성능을 나타내도록 한 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유를 기술구성의 특징으로 한다.The present invention is prepared by melt spinning a composition comprising 0.01 to 1.0 parts by weight of graphene and 0.01 to 1.0 parts by weight of a plant extract per 100 parts by weight of a synthetic resin to exhibit electrical conductivity, tensile strength, antibacterial and deodorizing performance. Plant extracts It features graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing technical composition.

상기 그래핀은 평균두께가 1~5 원자층이며, 평균 평면 크기가 10 내지 100nm인 것을 기술구성의 특징으로 한다.The graphene is characterized in that the average thickness is 1 to 5 atomic layers, and the average plane size is 10 to 100 nm in the technical configuration.

상기 합성수지는 PET, PP 또는 나일론으로부터 선택되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The synthetic resin is characterized in that it is selected from PET, PP or nylon in the technical configuration.

상기 식물추출물은 인삼, 녹차, 도꼬마리 또는 옻으로부터 추출되는 1종 이상인 것을 기술구성의 특징으로 한다.The plant extract is characterized in that it is one or more kinds extracted from ginseng, green tea, porcini or lacquer.

상기 복합섬유를 구성하는 필라멘트의 평균직경은 1 내지 100 ㎛인 것을 기술구성의 특징으로 한다.The average diameter of the filaments constituting the composite fiber is characterized in that the technical configuration is 1 to 100 ㎛.

또한, 본 발명은 평균 원자층 두께 10층의 그래핀 분말을 정제수에 10중량%되도록 넣고 평균 10 ㎛ 크기의 지르코니아 비드와 함께 볼밀에 투입하고 24시간 동안 볼밀 가동한 후, 여과하여 그래핀 수용액을 제조하는 단계와; 인삼, 녹차, 도꼬마리 또는 옻으로부터 1종 이상 선택된 식물을 에탄올 및 물의 50:50부피비의 혼합 용액에 10중량% 되도록 넣고 24시간 가열 추출한 후 여과하여 식물추출물을 제조하는 단계와; 상기 제조된 그래핀 수용액과 상기 제조된 식물추출물을 혼합한 혼합용액을 120℃ 열풍건조기의 노즐을 통하여 스프레이하면서 건조시켜 식물추출물 함유 그래핀분말을 제조하는 단계와; 합성수지 100중량부 당 상기 제조된 식물추출물 함유 그래핀분말을 0.02 내지 2.0중량부 혼합하여 그래핀과 식물추출물이 각각 0.01 내지 1.0중량부 포함하는 방사용액을 제조하고 용융방사하는 단계;를 포함하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.In addition, in the present invention, 10% by weight of graphene powder having an average atomic layer thickness of 10 layers is added to purified water, put into a ball mill together with zirconia beads having an average size of 10 μm, and the ball mill is operated for 24 hours, and then filtered to obtain an aqueous solution of graphene. manufacturing; Preparing a plant extract by adding 10% by weight of one or more plants selected from ginseng, green tea, larvae, or lacquer to a 50:50 volume ratio of ethanol and water, extracting with heat for 24 hours, and then filtering; Preparing a plant extract-containing graphene powder by drying the mixed solution of the prepared graphene aqueous solution and the prepared plant extract while spraying it through a nozzle of a hot air dryer at 120° C.; A step of mixing 0.02 to 2.0 parts by weight of the graphene powder containing the plant extract prepared above per 100 parts by weight of the synthetic resin to prepare a spinning solution containing 0.01 to 1.0 parts by weight of graphene and a plant extract, respectively, and melt spinning; Plants containing; The manufacturing method of the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the extract is characterized by the technical configuration.

상기 합성수지는 PET, PP 또는 나일론으로부터 선택되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.The synthetic resin is characterized in that it is selected from PET, PP or nylon in the technical configuration.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및/또는 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및/또는 도면에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments and/or drawings of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms, and is not limited to the embodiments and/or drawings described herein.

본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유는 그래핀에 의한 전기전도성, 인장강도를 나타냄과 동시에 항균, 소취성능을 나타내도록, 합성수지 100중량부 당 그래핀 0.01 내지 1.0중량부 및 식물추출물 0.01 내지 1.0중량부를 포함하는 방사 조성물을 용융방사하여 제조된다.The graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract of the present invention exhibits electrical conductivity and tensile strength by graphene and at the same time exhibits antibacterial and deodorizing performance, 0.01 to 1.0 parts by weight of graphene per 100 parts by weight of the synthetic resin and It is prepared by melt spinning a spinning composition comprising 0.01 to 1.0 parts by weight of a plant extract.

여기서, 상기 식물추출물은 항균 및 소취 성능을 나타내도록 녹차, 인삼, 도꼬마리 또는 옻으로부터 추출되는 1종 이상을 사용한다.Here, the plant extract uses one or more kinds extracted from green tea, ginseng, ginseng, or lacquer to exhibit antibacterial and deodorizing performance.

인삼(Panax ginseng C.A. Meyer )은 오가피 (Araliaceae)과 파낙스 (Panax)속에 속하는 다년생 초본으로, 전통 적인 의약품으로 수세기 동안 아시아, 특히 한국, 중국, 일본에서 이용되어 왔다. 인삼은 활성을 가지는 성분으로 진세노사이드 (Ginsendosides), 폴리아세틸 (Polyacetylenes), 알칼로이드(Alkaloide), 페놀 화합물(Phenolic compounds), 다당류(Polyasccharides), 플라보노이드, 펩타이드, 지방산 등이 있으며, 항균 기능을 가진 것으로 알려져 있다. Ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) is a perennial herb belonging to the genus Araliaceae and Panax, and has been used as a traditional medicine in Asia, especially Korea, China, and Japan for centuries. Ginseng is an active ingredient and includes ginsendosides, polyacetylenes, alkaloides, phenolic compounds, polyasccharides, flavonoids, peptides, fatty acids, etc. it is known

녹차(Green tea, Camellia teaceac)는 비타민과 무기질의 영양소를 공급하는 기능, 맛과 향 등의 기호를 충족시키는 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 녹차 중 떫은맛의 주성분은 폴리페놀(polyphenol) 성분인 카테킨 (catechin)인데, 카테킨은 그 유도체에 따라 에피카테킨(Epicatechin), 에피갈로카테킨(Epigallocatechin), 에피카테킨 갈레이트(Epicatechin gallate)와 에피갈로카테킨 갈레이트(Epigallocatechin gallate) 등으로 분류 할 수 있다. Green tea (Camellia teaceac) is known to have a function of supplying nutrients of vitamins and minerals, and satisfying preferences such as taste and aroma. The main component of green tea's astringent taste is catechin, a polyphenol component, and depending on its derivative, catechin is epicatechin, epigallocatechin, epicatechin gallate, and epigallocatechin. It can be classified as epigallocatechin gallate.

카테킨(Catethin)은 함량이 건조 녹차의 8~20% 정도에 달하며, 수용성으로 물과 함께 끓이면 수중으로 용출된다. 한편, 녹차에는 여러가지 생리활성물질이 포함되어 있는데, 특히 카테킨류는 혈중의 LDL 콜레스테롤을 감소시킴으로서 혈전의 생성억제 및 동맥경화를 예방하고, 과산화지질의 생성을 억제하고 지방 산화를 방지하는 기능성이 있음이 밝혀져 천연 항산화제로서도 이용되고 있다. 또한, 녹차는 노화방지와 더불어 암의 증식을 억제하고 발암억제 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 독소를 무력화하는 항독소작용이 있어 식중독을 방지하는 효과도 알려져 있다.The content of catechin reaches about 8 to 20% of that of dried green tea, and it is soluble in water and eluted into water when boiled with water. On the other hand, green tea contains various physiologically active substances. In particular, catechins reduce blood LDL cholesterol, thereby inhibiting the formation of blood clots and preventing arteriosclerosis, inhibiting the formation of lipid peroxide and preventing fat oxidation. It has been found that it is also used as a natural antioxidant. In addition, green tea inhibits the growth of cancer along with anti-aging and has anti-carcinogenic functions, and also has an anti-toxic effect that neutralizes toxins, so it is also known to prevent food poisoning.

도꼬마리는 국화과에 딸린 한해살이풀로서, 흔하게 쓰는 민간 약초의 하나이다. '창이자'라고도 불리며, 해열, 발한, 진경제, 풍한두통, 비염, 축농증, 류머티즘, 아토피, 알러지, 부스럼, 피부염에 효능이 있다고 알려져 있다. 도꼬마리는 국화과(compositae)의 1년생 초본이며, 높이 1m 안팎이고 잎과 더불어 털이 있다. 잎은 호생하며 염병이 길고 길이가 5∼10cm이다. 꽃은 8∼9월에 피고 꽃은 황색이며, 가지 끝과 원 줄기 끝에 원추상으로 달리고 암꽃과 수꽃이 있으며 수꽃의 두상화서(頭狀花序)는 둥글고 끝에 달리며 암꽃의 두상화서는 밑부분에 달리고 2개의 돌기가 있다. 총포(總苞)는 갈고리 같은 돌기가 있고 타원형이며 길이 1cm 정도이다. 그 속에 2개의 수과(瘦果)가 들어 있다. 9월에 열매가 성숙되며, 수과는 겉에 갈고리같은 돌기가 있어 물체에 잘 붙는다. 또한, 어린 순을 식용하며 열매(창이자)를 진통(鎭痛), 정종(丁腫), 금창(金瘡), 충독(蟲毒), 수종(水腫), 배농 (排膿), 치질, 편도선염, 중풍, 광견병, 습진, 발한, 매독, 관절염, 해독, 이뇨, 산후통(産後痛), 치통, 명목 (明目), 나력, 두통의 치료에 사용하였다. 주로 살균고약, 방부고약을 만들어 습진, 태선, 선병, 종처, 뽀두라 지, 천연두, 해양성 피부염에 이용하였다.Dokomari is an annual plant belonging to the Asteraceae family and is one of the commonly used folk medicinal herbs. Also called 'Changja', it is known to be effective in antipyretic, sweating, antispasmodic, cold and cold headache, rhinitis, sinusitis, rheumatism, atopy, allergies, bruises, and dermatitis. Dokomari is an annual herb in the family Compositae, about 1m high, and has hairs along with leaves. The leaves are alternate, long infestation and 5-10cm long. Flowers bloom in August-September, yellow flowers, cone-shaped at the tip of branches and main stems, with male and female flowers. Male flowers have a round capillary inflorescence and hang at the tip. There is a dog bump. The gun (總苞) has hook-like protrusions, is oval, and is about 1cm long. It contains two fruit trees (瘦果). The fruit matures in September, and the fruit has hook-like protrusions on the outside, so it attaches well to objects. In addition, young shoots are edible and the fruits (intestinal lice) are relieved of pain (鎭痛), stinging (丁腫), golden spear (金瘡), poisoning (蟲毒), dropsy (水腫), drainage (排膿), hemorrhoids, tonsillitis, paralysis , rabies, eczema, sweating, syphilis, arthritis, detoxification, diuresis, postpartum pain, toothache, neck pain, narcolepsy, and headache. Mainly made sterilizing plasters and antiseptic plasters and used for eczema, lichen, sun disease, boils, pimples, smallpox, and marine dermatitis.

특히, 도꼬마리 추출물의 주성분은 키산토스투루마린과, 리노레인산으로 되어 있어 피부질환의 가려움증 해소에 도움을 주며, 소금에 함유된 염소성분이 환부를 소독하는 기능을 하여 각종 피부질환, 특히 아토피성 피부질환에 유용한 효과를 기대할 수 있게 된다.In particular, the main components of the extract is xanthosturumarin and linoleic acid, which helps to relieve itching of skin diseases. It can be expected to have a useful effect on sexual skin diseases.

옻은 옻나무에서 추출된 것으로 인체에 무해한 자연재료로서 다량의 우루시올(urushiol)을 갖고 있다. 우루시올은 상온에서 무색투명한 액체 상태로 존재하지만, 공기와 접촉하면 산화효소의 작용으로 검게 변하여 옻이 된다. 이러한 우루시올, 즉 옻은 경도(硬度)가 높고 아름다운 광택을 가질 뿐만 아니라 오래 저장하여도 변하지 않으며 산이나 알칼리에 대해 매우 강하며 70℃ 이상의 열에 대해서도 변하지 않는 특성을 가지고 있고, 그 피막의 촉감이 좋고 깊고 차분한 광택을 나타내며, 방부효과가 높아 이에 살균력이 좋고 장시간 지나도 곰팡이가 생기지 않으며, 항균성, 방충성, 내산성, 내염성, 내열성, 방수성, 불연성 및 절연효과도 뛰어난 성질을 가지고 있다.Lacquer is extracted from the lacquer tree and is a natural material that is harmless to the human body and contains a large amount of urushiol. Urushiol exists as a colorless and transparent liquid at room temperature, but when it comes into contact with air, it turns black due to the action of oxidase and becomes lacquer. Such urushiol, that is, lacquer, has high hardness and beautiful luster, does not change even after long storage, is very strong against acids and alkalis, and does not change even against heat of 70℃ or higher. It exhibits a deep and calm luster, has a high antiseptic effect, so it has good sterilization power and does not cause mold even after a long period of time.

본 발명에서는 고효율의 항균, 소취효과를 제공할 수 있도록 녹차, 인삼, 도꼬마리 또는 옻으로부터 추출되는 1종 이상을 사용하는 것이 특징이다.In the present invention, it is characterized in that one or more types extracted from green tea, ginseng, porcini or lacquer are used so as to provide high-efficiency antibacterial and deodorizing effects.

한편, 본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유는 평균 원자층 두께 10층의 그래핀 분말을 정제수에 10중량%되도록 넣고 평균 10 ㎛ 크기의 지르코니아 비드와 함께 볼밀에 투입하고 24시간 동안 볼밀 가동한 후, 여과하여 그래핀 수용액을 제조하는 단계와; 인삼, 녹차, 도꼬마리 또는 옻으로부터 1종 이상 선택된 식물을 에탄올 및 물의 50:50부피비의 혼합 용액에 10중량% 되도록 넣고 24시간 가열 추출한 후 여과하여 식물추출물을 제조하는 단계와; 상기 제조된 그래핀 수용액과 상기 제조된 식물추출물을 혼합한 혼합용액을 120℃ 열풍건조기의 노즐을 통하여 스프레이하면서 건조시켜 식물추출물 함유 그래핀분말을 제조하는 단계와; 합성수지 100중량부 당 상기 제조된 식물추출물 함유 그래핀분말을 0.02 내지 2.0중량부 혼합하여 그래핀과 식물추출물이 각각 0.01 내지 1.0중량부 포함하는 방사용액을 제조하고 용융방사하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있으며, 이때, 상기 합성수지는 PET, PP 또는 나일론으로부터 선택되는 것이 바람직하다.On the other hand, for the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract of the present invention, 10% by weight of the graphene powder having an average atomic layer thickness of 10 layers is added to purified water and put into a ball mill together with zirconia beads having an average size of 10 μm 24 After operating the ball mill for a period of time, filtering to prepare an aqueous solution of graphene; Preparing a plant extract by adding 10% by weight of one or more plants selected from ginseng, green tea, larvae, or lacquer to a 50:50 volume ratio of ethanol and water, extracting with heat for 24 hours, and then filtering; Preparing a plant extract-containing graphene powder by drying the mixed solution of the prepared graphene aqueous solution and the prepared plant extract while spraying it through a nozzle of a hot air dryer at 120° C.; Mixing 0.02 to 2.0 parts by weight of the graphene powder containing the plant extract prepared above per 100 parts by weight of the synthetic resin to prepare a spinning solution containing 0.01 to 1.0 parts by weight of graphene and a plant extract, respectively, and melt spinning; Manufacturing comprising; It can be prepared by the method, in this case, the synthetic resin is preferably selected from PET, PP or nylon.

[그래핀의 제조][Preparation of graphene]

나노리더(주)에서 구입한 평균 원자층 두께 10층의 그래핀 분말 300g을 정제수 2,700g에 넣은 후(10중량%되도록), 평균 10 ㎛ 크기의 지르코니아 비드와 함께 볼밀에 투입하고 24시간 동안 볼밀 가동한 후, 여과하여 고형분 함량 10중량%의 그래핀 수용액을 제조하였다.300 g of graphene powder having an average atomic layer thickness of 10, purchased from Nano Reader Co., Ltd., was put into 2,700 g of purified water (so that it was 10 wt%), and then put into a ball mill together with zirconia beads having an average size of 10 μm, and then put into a ball mill for 24 hours. After operation, it was filtered to prepare an aqueous solution of graphene having a solid content of 10% by weight.

상기 제조된 그래핀 수용액을 나노분산상태에 이르도록 충분히 희석시킨 후, 0.1nm 분해능의 고분해능 투과전자현미경(HRTEM)으로 분석한 결과 단일층 그래핀의 격자로부터 발생하는 특유의 회절패턴을 보이는 이미지를 확인하였다.After diluting the prepared graphene aqueous solution sufficiently to reach a nano-dispersion state, analysis with a high-resolution transmission electron microscope (HRTEM) with a resolution of 0.1 nm shows an image showing a unique diffraction pattern generated from the lattice of single-layer graphene. Confirmed.

이와 별도로 2nm 분해능의 투과전자현미경(HRTEM)으로 분석한 결과 그래핀의 평면 크기는 10~100nm 범위에 분포되어 있음을 확인하였다.Separately, as a result of analysis with a transmission electron microscope (HRTEM) having a resolution of 2 nm, it was confirmed that the plane size of graphene was distributed in the range of 10 to 100 nm.

또한, 원자힘 현미경(AFM)으로 분석한 결과 그래핀의 평면두께는 1~5원자층 범위에 분되어 있음을 확인하였다.In addition, as a result of analysis by atomic force microscopy (AFM), it was confirmed that the plane thickness of graphene was divided into the range of 1 to 5 atomic layers.

[식물추출물의 제조][Production of plant extracts]

녹차 및 옻을 동일중량비로 하여 에탄올 및 물의 50:50부피비의 혼합 용액에 10중량% 되도록 넣고 24시간 가열 추출한 후 여과하여 식물추출물을 제조하였다.Green tea and lacquer in the same weight ratio were added to a mixed solution of 50:50 volume ratio of ethanol and water so as to be 10% by weight, followed by heating and extraction for 24 hours, followed by filtration to prepare a plant extract.

[식물추출물 함유 그래핀분말의 제조][Production of graphene powder containing plant extract]

상기 [실시예 1]에서 제조된 그래핀 수용액과 상기 [실시예 2]에서 제조된 식물추출물을 혼합한 혼합용액을 120℃ 열풍건조기의 노즐을 통하여 스프레이하면서 건조시켜 식물추출물 함유 그래핀분말을 제조하였다.The graphene aqueous solution prepared in [Example 1] and the mixed solution of the plant extract prepared in [Example 2] were dried while spraying through a nozzle of a hot air dryer at 120° C. to prepare a plant extract-containing graphene powder did.

[식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 제조][Production of graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing plant extract]

PET수지 100중량부 당 상기 제조된 식물추출물 함유 그래핀분말을 2.0중량부 혼합하여 그래핀과 식물추출물이 각각 1.0중량부 포함하는 방사용액을 제조하고 용융방사하여 하이브리드 복합섬유를 제조하였다.2.0 parts by weight of the graphene powder containing the plant extract prepared above per 100 parts by weight of the PET resin was mixed to prepare a spinning solution containing 1.0 parts by weight of graphene and a plant extract, respectively, and melt-spun to prepare a hybrid composite fiber.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

[PET섬유의 제조][Production of PET fiber]

PET수지만으로 방사하여 섬유를 제조하였다.Fibers were prepared by spinning only with PET resin.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

[그래핀/PET 복합섬유 제조][Manufacturing graphene/PET composite fiber]

[실시예 1]의 그래핀 수용액을(녹차추출물없이) 스프레이 건조하여 [실시예 3]과 같이 그래핀분말을 제조하고 [실시예 4]와 같이 섬유를 제조하였다.By spray drying the graphene aqueous solution of [Example 1] (without green tea extract), graphene powder was prepared as in [Example 3], and fibers were prepared as in [Example 4].

[전기전도도 및 인장강도 측정][Measurement of electrical conductivity and tensile strength]

상기 [실시예 4]에서 제조한 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유와 상기 [비교예 1] 및 [비교예 2]에서 제조한 PET섬유 및 그래핀/PET 복합섬유의 각각의 전기전도도 및 인장강도를 측정하고 그 결과를 [도 1] 및 [도 2]에 나타내었다.Each of the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract prepared in [Example 4] and the PET fiber and graphene/PET composite fiber prepared in [Comparative Example 1] and [Comparative Example 2] respectively Conductivity and tensile strength were measured, and the results are shown in [Fig. 1] and [Fig. 2].

[도 1] 및 [도 2]에 도시된 바와 같이, 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유와 그래핀/PET 복합섬유는 거의 동일한 전기전도도 및 인장강도를 나타내고 있으나, PET섬유는 인장강도 및 전기전도도가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있으므로 그래핀의 전기전도성 및 인장강도의 보강성능을 확인할 수 있다.As shown in [FIG. 1] and [FIG. 2], the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing plant extract and the graphene/PET composite fiber exhibit almost the same electrical conductivity and tensile strength, but the PET fiber It can be seen that the strength and electrical conductivity are remarkably low, so it can be confirmed that the electrical conductivity and tensile strength of graphene are reinforced.

[향균 및 소취효과 측정][Measurement of antibacterial and deodorant effect]

상기 [실시예 4]에서 제조한 본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 향균 및 소취효과를 한국의류시험연구원에서 측정하여 그 시험성적서를 [도 3] 내지 [도 4]에 나타내었다.The antibacterial and deodorizing effects of the graphene and synthetic resin hybrid composite fibers containing the plant extract of the present invention prepared in [Example 4] were measured at the Korea Apparel Testing & Research Institute, and the test reports were presented [Fig. 3] to [Fig. 4] shown in

[도 3] 내지 [도 4]에 도시한 바와 같이, 본 발명의 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 향균 및 소취효과를 확인할 수 있다.As shown in [Fig. 3] to [Fig. 4], it can be confirmed the antibacterial and deodorizing effect of the graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract of the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및/또는 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및/또는 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 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.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments and/or drawings disclosed in the present invention are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and/or drawings. . The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (7)

합성수지 100중량부 당 그래핀 0.01 내지 1.0중량부 및 식물추출물 0.01 내지 1.0중량부를 포함하는 조성물을 용융방사하여 제조되어 전기전도성, 인장강도, 항균, 소취성능을 나타내도록 한 것을 특징으로 하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유
A plant extract, characterized in that it is prepared by melt spinning a composition comprising 0.01 to 1.0 parts by weight of graphene and 0.01 to 1.0 parts by weight of a plant extract per 100 parts by weight of the synthetic resin to exhibit electrical conductivity, tensile strength, antibacterial and deodorizing performance Graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing
제1항에 있어서,
상기 그래핀은 평균두께가 1~5 원자층이며, 평균 평면 크기가 10 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유
According to claim 1,
The graphene has an average thickness of 1 to 5 atomic layers, and graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract, characterized in that the average plane size is 10 to 100 nm
제1항에 있어서,
상기 합성수지는 PET, PP 또는 나일론으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유
According to claim 1,
The synthetic resin is a graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract, characterized in that selected from PET, PP or nylon
제1항에 있어서,
상기 식물추출물은 인삼, 녹차, 도꼬마리 또는 옻으로부터 추출되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유
According to claim 1,
The plant extract is a graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract, characterized in that at least one extracted from ginseng, green tea, larvae or lacquer
제1항에 있어서,
상기 복합섬유를 구성하는 필라멘트의 평균직경은 1 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유
According to claim 1,
Graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract, characterized in that the average diameter of the filaments constituting the composite fiber is 1 to 100 ㎛
평균 원자층 두께 10층의 그래핀 분말을 정제수에 10중량%되도록 넣고 평균 10 ㎛ 크기의 지르코니아 비드와 함께 볼밀에 투입하고 24시간 동안 볼밀 가동한 후, 여과하여 그래핀 수용액을 제조하는 단계와; 인삼, 녹차, 도꼬마리 또는 옻으로부터 1종 이상 선택된 식물을 에탄올 및 물의 50:50부피비의 혼합 용액에 10중량% 되도록 넣고 24시간 가열 추출한 후 여과하여 식물추출물을 제조하는 단계와; 상기 제조된 그래핀 수용액과 상기 제조된 식물추출물을 혼합한 혼합용액을 120℃ 열풍건조기의 노즐을 통하여 스프레이하면서 건조시켜 식물추출물 함유 그래핀분말을 제조하는 단계와; 합성수지 100중량부 당 상기 제조된 식물추출물 함유 그래핀분말을 0.02 내지 2.0중량부 혼합하여 그래핀과 식물추출물이 각각 0.01 내지 1.0중량부 포함하는 방사용액을 제조하고 용융방사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 제조방법
Putting graphene powder having an average atomic layer thickness of 10 layers in purified water so as to be 10% by weight in purified water, putting it in a ball mill together with zirconia beads having an average size of 10 μm, operating the ball mill for 24 hours, and then filtering to prepare an aqueous solution of graphene; Preparing a plant extract by adding 10% by weight of one or more plants selected from ginseng, green tea, porcupine, or lacquer to a mixed solution of ethanol and water in a 50:50 volume ratio, followed by heating and extraction for 24 hours, followed by filtration; Preparing a plant extract-containing graphene powder by drying the mixed solution of the prepared graphene aqueous solution and the prepared plant extract while spraying it through a nozzle of a hot air dryer at 120° C.; Mixing 0.02 to 2.0 parts by weight of the graphene powder containing the plant extract prepared above per 100 parts by weight of the synthetic resin to prepare a spinning solution containing 0.01 to 1.0 parts by weight of graphene and a plant extract, respectively, and melt spinning; Method for producing graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing the plant extract according to any one of claims 1 to 5, characterized in that
제6항에 있어서,
상기 합성수지는 PET, PP 또는 나일론으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식물추출물을 함유하는 그래핀 및 합성수지 하이브리드 복합섬유의 제조방법
7. The method of claim 6,
The synthetic resin is a method for producing a graphene and synthetic resin hybrid composite fiber containing a plant extract, characterized in that it is selected from PET, PP or nylon
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