KR20220060803A - 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개질 폴르에스테르 수지를 이용한 부직포에서, 상기 수지에 ZnO 항균제가 포함되거나 또는 방사투입구에 ZnO 항균제를 추가 투입하여 방사 섬유 내부 또는 표면에 분산된 ZnO 항균제가 포함된 것을 특징으로 하는 항균 및 소취성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포에 관한 것이다.
Description
본 발명은 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포으로 보다 구체적으로는 개질 폴르에스테르 섬유 표면에 부착 또는 섬유 내부에 분산된 ZnO 항균제를 포함한 스펀본드 부직포에 관한 것이다.
환경의 변화에 따라 인체에 유해한 바이러스, 박테리아 등 인간의 건강을 위협하는 세균, 곰팡이류의 확산으로 이를 효과적으로 차단하고자 하는 노력이 지속되고 있다.
각종 섬유류 제품은 사용 또는 보관 불량에 의하여 미생물이 서식하거나, 인체와의 접촉으로 인체의 분비물을 영양원으로 하여 미생물이 서식 및 증식하여 제품에 악취가 발생하고 오염, 변색 등이 발생하여 제품의 내구성,견뢰도 등 품질을 저하시킬 뿐 아니라, 인체의 건강을 위협하게 된다.
이러한 이유로 인체에 유익한 원적외선 방사, 항균, 대전방지, 자외선 차단, 탈취 및 소취 등의 기능이 부여된 섬유들이 개발 되고 있다.
섬유에 상기 각종 기능성을 부여하는 방법은 크게 후처리 가공법과 원사 개량법으로 나눌 수 있다. 후처리 가공법으로 천연물질에서 염료 성분을 추출하여 항균성을 부여하는 방법과 유기 금속화합물이나 유기물 등의 항균물질을 섬유와 가교 결합시켜 섬유 표면에 열 고정시키거나, 흡착 고정시키는 방법들이 있다. 원사 개량법에는 합성섬유의 제조단계에서 무기계 항균제를 고분자 사이에 혼합 방사시켜 섬유 내부에 함유하는 방법과 항균성을 가지는 유기계 공중합 성분을 만들어 고분자를 합성하는 방법 등이 있다.
섬유 상에 세균이나 곰팡이의 서식 및 증식을 억제하기 위한 가공은 높은 항균력보다는 어느 수준이상의 항균효과를 지속적으로 유지함과 동시에 인체에 절대적으로 안전하여야 한다. 이러한 의미로 볼 때 후처리 가공법에서 사용된 유기금속 화합물들은 살균성은 매우 우수하나, 독성으로 인하여 인체 안정성 등에 문제가 있다. 또한 이들 유기 금속계화합물들은 섬유와의 접착 및 세탁 내구성 등에 문제가 있어서 항구적 또는 지속적인 항균성을 갖는 데는 한계가 있다.
유기계 항균물질은 무기계에 비해 가공이 용이하며, 기계적 물성, 투명도, 색상 등에 큰 영향을 끼치지 않는다는 점에서 현재까지 많이 사용되고 있으나, 앞에서 언급한 바와 같이 항균효과의 지속성이 결여되고 내열성이 열등하다는 점에서 용도가 한정되어 있다.
또한 천연물질로부터 추출한 염료의 경우 염색단계에서부터 항균성을 부여하는 장점은 있으나 계절적인 제한으로 염료의 추출이 제한적이고, 천연염료의 단점인 견뢰도 증진을 위하여 또 다른 중금속을 이용한 매염염법을 이용해야 한다는 단점이 있다.
이를 위하여 종래에는 섬유의 제조공정에서 금속 성분을 포함하는 혼합물을 방사하는 방법이 있으나, 이는 제조단가가 높고, 원단 가공시 함유된 금속 성분으로 인하여 제작기계에 무리가 생겨 제조에 어려움이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 목적으로, 본 발명에서는 산화아연(ZnO)을 이용한 항균성이 우수한 스펀본드 부직포를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명은 항균 첨가제가 인체에 무해하여 마스크, 생리대, 기저귀, 물티슈, 마스크팩 등의 소재 부직포로 사용 가능 스펀본드 부직포를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 개질 폴르에스테르 수지를 이용한 부직포에서, 상기 수지에 ZnO 항균제가 포함되거나 또는 방사투입구에 ZnO 항균제를 추가 투입하여 방사 섬유 내부 또는 표면에 분산된 ZnO 항균제가 포함된 것을 특징으로 하는 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 개질 폴리에스테르는 하드 세그먼트 중 디올(Diol) 성분으로 1,4-부탄디올(1,4-Butanediol), 디카르본산(Dicarbonic acid) 성분으로 테레프탈산(Terephthalic acid)을 사용하고, 소프트 세그먼트인 폴리올(Polyol)은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMG)이며, 상기 PEG 분자량은 100~3000, 상기 PTMG 분자량은 100~3000인 것에 특징이 있는 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 ZnO항균제 함량은 부직포 100wt%에 대하여 0.1~10wt%인것을 특징으로 하는 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포를 제공한다.
본 발명에서는 산화아연(ZnO)이 포함된 스펀본드 부직포로 항균성이 우수한 특징이 있다.
또한 본 발명의 첨가된 산화아연(ZnO)은 마스크, 생리대, 기저귀, 물티슈, 마스크팩 등의 소재로 활용가능할 정도로 인체에 무해한 특징이 있다.
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 개질 폴르에스테르 수지를 이용한 부직포에 관한 것으로 상기 수지에 ZnO 항균제가 포함되거나 또는 방사투입구에 ZnO 항균제를 추가 투입하여 방사 섬유 내부 또는 표면에 분산된 ZnO 항균제가 포함된 것을 항균 및 소취성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포에 관한 것이다.
여기서 개질 폴리에스테르는 하드 세그먼트 중 디올(Diol) 성분으로 1,4-부탄디올(1,4-Butanediol), 디카르본산(Dicarbonic acid) 성분으로 테레프탈산(Terephthalic acid)을 사용하고, 소프트 세그먼트인 폴리올(Polyol)은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMG)이며, 상기 PEG 분자량은 100~3000, 상기 PTMG 분자량은 100~3000인 것을 사용한다.
또한 개질 폴리에스테르는 수지는 융점이 180 내지 210℃, 경도가 Shore D 40이하이다.
본 발명의 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포 공정은 고유점도(IV)가 0.9 내지 1.5의 개질 폴리에스테르 수지를 연속 필라멘트로 직접 방사하는 공정을 포함하고, 임의로 배열하여 적층하고 웹을 형성하는 공정과 섬유을 결속하고 형태를 안정화하는 결합공정으로 이루어진다. 이후 필터장치를 거쳐 방사 노즐을 통하여 연속적인 필라멘트로 방사한다.
이때 항균제인 ZnO Powder를 스펀본드 방사시 수지 투입구에 직접 투입하여 방사시 함유되거나, 또는 개질 폴리에스테르를 Base 수지로 하여 ZnO Powder를 20~60wt% 투입하여 마스터배치로 제조 후 이를 스펀본드 방사시 투입하여 처리할 수 있다.
방사된 필라멘트는 상이한 냉각챔버로 이동되며 필라멘트는 챔버를 통과할 때 냉각기류가 필라멘트를 가로질러 유입되어 용융된 필라멘트는 고화된다. 스펀본드 부직포의 제조공정에서 연신은 전형적인 섬유방사에 이용되는 고데트방법과 달리 고속기류가 필라멘트에 평행하게 공급되어 개개의 필라멘트를 연신하게 되므로 필라멘트의 냉각과 연신은 단일 공정상에서 이루어지게 된다.
이후에 방사된 필라멘트 섬유는 동일한 네트컨베이어에 적층된다. 네트컨베이어 위에서 적층된 부직포층은 캘린더 롤에서 140 내지 160℃로 압착된다. 이 공정에 집속성이 부여되어 한 장의 부직포로 압착된다. 이후에 압착된 부직포는 권취기에 감겨 제조 공정이 끝이 난다.
상기 압착된 부직포 시트는 평균 직경이 10 ~ 40㎛인 섬유로 이루어지고, 단위면적당 중량은 10 ~ 100g/㎡이다. 또한, 인장강도는 1 ~ 10㎫이며 하중은 0.1 ~ 10Kgf인 것을 특징으로 한다.
본 발명 부직포의 흡수율은 190 내지 200% 이상이 적당하며, 바람직하게는 2000% 이상이 적당하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 설명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이며, 하기 실시예는 예시적인 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하는 것으로 해석될 수 없다.
<실시예 및 비교예>
실시예
1
통상의 스펀본드 복합방사 설비에서 용융온도 185℃, 고유점도(IV) 1.4, 공정 수분율이 3.0%인 친수 폴리에스테르계 수지(135A)에 항균제인 ZnO Powder 를 동시에 원료 투입구에 넣고 방사 압출기 온도 245℃에서 스펀본드 방사를 진행한다.
방사조건으로 기어펌프는 30rpm, QS풍량 550rpm, 석션은 450rpm으로 한다. 방사 노즐을 통해 방사된 필라멘트 섬유를 이동하는 네트컨베이어 위에 적층한 다음 캘린더 롤에서 분당 50m 속도, 150℃의 온도로 압착하여 스펀본드 부직포의 집속성을 부여한 뒤 권취기에서 분당 50m의 속도로 감아 평량 50gsm의 부직포 시트를 제조하여 최종적으로 부직포에 ZnO항균제가 5wt%가 포함되게 하였다.
실시예
2
실시예 1와 동일하되, 개질 폴리에스테르를 Base 수지와 항균제인 ZnO Powder로 구성된 마스터배치를 제조한 후 스펀본드 방사를 진행하였으며, 최종적으로 부직포에 ZnO항균제가 1wt%가 포함되게 하였다.
비교예
1
실시예 1와 동일하되, 항균제인 ZnO Powder를 첨가하지 않았다.
비교예 2
비교예 1과 동일하되, 친수 폴리에스테르계 수지 대신에 폴리프로필렌 수지로 하였다.
◎ 항균성
항균성 : 한국 공업규격 KS K 0693-2016(직물의 항균도 시험 방법)에 의거하여 측정하였다.
| KS K 0693-2016 | 실시예1 | 실시예2 | 비교예1 | 비교예2 | |||||||
| 부직포 종류 | 개질 폴리에스테르 | 개질 폴리에스테르 | 개질 폴리에스테르 | PP | |||||||
| ZnO항균제분율 wt% | 5% | 1% | 0% | 0% | |||||||
| 황색포도상구균 Staphylococcus aureus (ATCC 6538) |
ⓐ. 표준면포의 18시간 배양후 생균수 |
4.3 X 106 | 4.3 X 106 | 4.3 X 106 | 4.3 X 106 | ||||||
| ⓑ. 시료의 18시간 배양후 생균수 |
<20 | <20 | 6.7 X 105 | 2.2 X 106 | |||||||
| 세균 감소율% ((ⓐ-ⓑ)X100/ⓐ) |
99.9 | 99.9 | 84.4 | 48.8 | |||||||
| 폐렴균 Klebsiella pneumoniae (ATCC 4352) |
ⓐ. 표준면포의 18시간 배양후 생균수 |
1.1 X 107 | 1.1 X 107 | 1.1 X 107 | 1.1 X 107 | ||||||
| ⓑ. 시료의 18시간 배양후 생균수 |
<20 | <20 | 8.0 X 105 | 6.1 X 106 | |||||||
| 세균 감소율% ((ⓐ-ⓑ)X100/ⓐ) |
99.9 | 99.9 | 92.7 | 44.5 | |||||||
표1과 같이 실시예 1,2는 스펀본드 부직포에 ZnO Powder가 1~5w%가 포함된 것으로 그 결과 한국 공업규격 KS K 0693-2016(직물의 항균도 시험 방법)에서 비교예보다 우수한 효과가 있음이 증명되었다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것 이다.
Claims (3)
- 개질 폴르에스테르 수지를 이용한 부직포에서,
상기 수지에 ZnO 항균제가 포함되거나 또는 방사투입구에 ZnO 항균제를 추가 투입하여 방사 섬유 내부 또는 표면에 분산된 ZnO 항균제가 포함된 것을 특징으로 하는 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포.
- 제1항에 있어서,
상기 개질 폴리에스테르는
하드 세그먼트 중 디올(Diol) 성분으로 1,4-부탄디올(1,4-Butanediol), 디카르본산(Dicarbonic acid) 성분으로 테레프탈산(Terephthalic acid)을 사용하고,
소프트 세그먼트인 폴리올(Polyol)은 폴리에틸렌글리콜(PEG) 또는 폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMG)이며, 상기 PEG 분자량은 100~3000, 상기 PTMG 분자량은 100~3000인 것에 특징이 있는 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포.
- 제1항에 있어서,
상기 ZnO항균제 함량은 부직포 100wt%에 대하여 0.1~10wt%인것을 특징으로 하는 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포.
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| KR1020200146809A KR102463791B1 (ko) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | 항균성이 우수한 개질 폴리에스테르 스펀본드 부직포 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08120551A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Komatsu Felt Seizosho:Kk | 防虫・抗菌フェルト及び不織布並びにその製造方法 |
| KR20180062027A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 주식회사 휴비스 | 보습 및 발수기능의 2-Layer 부직포 시트 및 이를 이용한 마스크 팩 |
-
2020
- 2020-11-05 KR KR1020200146809A patent/KR102463791B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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| JPH08120551A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Komatsu Felt Seizosho:Kk | 防虫・抗菌フェルト及び不織布並びにその製造方法 |
| KR20180062027A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 주식회사 휴비스 | 보습 및 발수기능의 2-Layer 부직포 시트 및 이를 이용한 마스크 팩 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102463791B1 (ko) | 2022-11-07 |
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