KR20220092034A

KR20220092034A - 항균 원단 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20220092034A
Application number: KR1020200183388A
Authority: KR
Inventors: 하태훈
Original assignee: 하태훈
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2022-07-01

Abstract

본 발명은 기존의 원단에 항균 조성물을 코팅하여 대장균, 녹농균, 폐렴균, 연쇄상구균, 바실러스균, 황색포도상구균, MRSA균, 칸디다균의 제거에 탁월한 효능을 발휘할 뿐 만 아니라 탈취, 미세먼지 차단, 휘발성유기화합물(VOCs), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)의 제거와 포름알데히드(formaldehyde), 암모니아(ammonia), TMA(trimethylamine) 등의 악취물질 제거 및 항균ㅇ항바이러스 기능을 갖도록 개선한 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로,
항균 원단의 제조방법은, 원단을 준비하는 제1 단계; 에멀젼 100중량부에 대하여 스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말, 맥반석 분말 중 선택된 어느 하나 이상을 각각 8 내지 12중량부를 포함시켜 교반하여 항균 조성물을 만드는 제2 단계; 상기 항균 조성물을 상기 제1 단계에서 준비된 원단의 안감에 분사하여 조성물층을 형성하는 제3 단계; 상기 제3 과정에서 형성된 조성물층을 소정의 온도로 가열하여 항균층을 제조하는 제4 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법{ANTIBACTERIAL COMPOSITION AND ANTIBACTERIAL FABRIC USING THE COMPOSITION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 원단에 항균 조성물을 코팅하여 대장균, 녹농균, 폐렴균, 연쇄상구균, 바실러스균, 황색포도상구균, MRSA균, 칸디다균의 제거에 탁월한 효능을 발휘할 뿐 만 아니라 탈취, 미세먼지 차단, 휘발성유기화합물(VOCs), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)의 제거와 포름알데히드(formaldehyde), 암모니아(ammonia), TMA(trimethylamine) 등의 악취물질 제거 및 항균ㅇ항바이러스 기능을 갖도록 개선한 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 의사의 가운, 간호사의 간호복, 환자복, 마스크원단, 침대커버, 이불커버, 요, 베갯잇, 방석, 차시트커버, 배낭 천, 내복, 내의용 옷감, 브라, 팬티, 거들, 작업복, 생리대, 벽지용 시트 등을 제조하는 원단에 적용이 가능하다.

산업사회를 살아가는 현대인은 산업화 및 도시화로 인한 공해와 스트레스가 직ㅇ간접적인 원인이 되는 질병에 시달리고 있다.

쾌적하고 친자연적인 환경을 원하는 욕구는 현대인이 끊임없이 산과 바다를 찾는 원인이 되고 있으며, 이러한 욕구를 생활주변에서 쉽게 해소할 수 있는 기능성 제품이 인기를 얻고 있다.

최근 이러한 기능성 원단은 현재 의복을 비롯한 각종 물품의 기초소재로 사용되고 있으며, 그 종류와 가공방법 등도 상당히 다양할 뿐만 아니라 현대인들의 관심에 대상으로 떠오르고 있다.

특히, 방충, 항균기능을 부여한 것과 같은 기능성 원단의 발달도 상당하다. 최근에는 아토피의 한 원인으로 꼽히는 집먼지 진드기나 모기 등의 해충에 대한 기피와 항균처리에 대한 관심이 높아지고 있다.

또한, 도시 매연과 황사와 같은 미세먼지, 분진 및 각종 유해가스 등이 호흡기를 통하여 인체 내로 흡입되면서 건강을 위협하고 있으며, 대장균, 녹농균, 폐렴균, 연쇄상구균, 바실러스균, 황색포도상구균, MRSA균, 칸디다균 등과 같은 균이 접촉이나 비말을 통해서 전파되어 확산되고 있는 현실에서 다양한 형태와 구조를 지닌 원단이 사용되고 있다.

이때, 대장균은 사람 및 동물의 대장에 서식하는 세균 중 하나로, 가장 먼저 발견된 장내 세균이다. 분변에 의해 오염된 환경에서는 쉽게 발견할 수 있기 때문에 식품, 음료, 식당과 같은 청결을 필요로 하는 대상의 오염의 지표로 사용되는 세균이다. 세포 분열 주기가 짧고 배양이 쉬워 가장 많이 연구된 대표적인 모델 원핵생물이다.

또한, 녹농균은 사람을 포함한 포유동물에서 질병을 유발하는, 비교적 흔하게 접할 수 있는 세균이다. 주변 토양, 물, 피부 등에서 널리 분포하며 비교적 산소가 적은 상태에서도 생육이 가능하기 때문에 다양한 환경에서 발견된다. 동물에 감염되면 염증과 패혈증이 발생할 수 있으며, 특히 폐나 신장 등 인체 장기에 감염될 경우 치명적일 수 있다. 습윤한 표면에서 빠르게 증식하며 의료용 설비와 장치에서 빈번히 검출되므로 병원에서의 교차 감염을 유발하는 주요 세균으로 인식되고 있다. 환경분야에서 탄화수소를 분해하는 능력이 있어 해상 기름유출사고가 벌어졌을 때 타르볼을 제거하는 미생물제 용도로도 사용되고 있다.

또한, 폐렴균은 상기도에 존재하는 정상미생물상(normal flora)이지만 다른 정상미생물상과 같이 적절한 환경에 놓이면 병원성을 띈다. 숙주의 면역 능력이 감소하면 허파꽈리에 군체를 형성하고 면역반응에의해 혈장, 혈액, 백혈구가 허파꽈리에 가득차게된다. 이런 상태를 폐렴이라 부르고 클린다마이신(clindamycin) 항생제로 치료한다.

또한, 연쇄상구균은 지름 1μm의 구균이 몇 개에서 십수 개가 사슬 모양으로 연결된 균류를 일컫는다. 그람양성균으로 성질은 젖산균에 가깝고 자연계에서는 토양·물·우유 등에 존재하며 건강한 사람의 피부·비강·구강·장관·질 등에서도 볼 수 있다. 병원성과 비병원성이 있고 종류도 많으므로 먼저 적혈구를 용혈하는 여부에 따라 용혈연쇄상구균, 녹색연쇄상구균, 용혈작용이 없는 연쇄상구균 등으로 분류한다.

또한, 바실러스균은 설사나 구토를 일으키는 독소발생형 식중독균으로서 우리의 생활환경 주변에 널리 분포되어 있는 균이다. 우리나라에서는 다른 세균성 식중독에 비해 발생빈도가 낮으나 유럽에서는 비교적 발생빈도가 높은 편이다. 유럽에서는 1950년대부터 감염된 사례가 발표되었으나, 우리나라에서 이 균에 의한 식중독 사고는 최근에 알려지기 시작하였으며 2001년부터 보고되기 시작하였다.

또한, 바실러스균은 식중독 증상에 따라 설사형과 구토형의 2가지로 구분된다. 유럽이나 북아메리카에서는 대부분 설사형이 보고되지만, 일본은 설사형보다 구토형이 더 자주 보고된다. 이는 국가별 식습관 및 음식의 차이 때문으로 설명되고 있다. 우리나라의 경우는 발생 건수가 많지 않아 좀더 연구가 필요한 상황이나, 쌀밥 등 전분질 식품을 주식으로 하는 등 일본과 유사한 식습관을 가지고 있으며 구토형이 많이 발생하는 것으로 보고되고 있다.

또한, 황색포도상구균은 인간이나 동물의 피부, 소화관에 상재하는 포도상 구균의 하나로 인간에게 농양 등 다양한 표피 감염, 식중독, 폐렴, 수막염, 패혈증 등을 일으키는 원인균이다. Staphylococcus는 군집을 이루는 균의 모양이 포도 송이를 닮아 붙여 졌으며 aureus는 황금을 의미한다.

또한, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)은 황색포도알균으로도 불리는 대표적인 병원성 세균으로서, 건강한 사람의 피부나 비강, 소화관에 존재하기도 하지만, 인체에 감염될 경우, 피부 및 연조직 감염, 장염, 폐렴, 심내막염(endocarditis), 패혈증(septicemia) 및 여러 질병을 일으킨다. 이 중 베타-락탐계(β-lactams) 항생제(antibiotic)인 메티실린(methicillin)에 내성을 보이는 황색포도상구균을 메티실린 내성 포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus; MRSA)이라고 칭한다.

또한, 칸디다균은 많은 사람들의 장에 존재하고 있으며, 유익한 균과 균형을 맞추고 있을 때에는 평화롭게 존재하는 균이다. 하지만 여러가지 요소들로 인해 이균형이 깨질 경우에는, 칸디다균의 숫자는 그 통제 범위를 벗어나게 되고, 빠르게 여러 세균군락과 바이오필름을 만들어 장내를 장악하게 된다. 그 결과 사람의 소화계에 영향을 주기 시작하고, 장 내 면역력을 악화시키며, 종래에는 촘촘하게 존재하고 있던 장 벽을 부식시키게 되며, 우리가 먹는 여러가지 음식물의 독소와 그 부산물들이 혈액에 흘러들게 되며, 칸디다균 자체도 장을 탈출하여 혈액으로 이동, 온 몸으로 퍼지게 된다.

한편, 항균 원단은 미세 입자, 이온성 이물질, 세균 등 공기 중의 유해 물질이 인체 호흡기로 유입되는 것을 방지 하기 위한 것으로, 미세먼지 발생이 많은 산업현장에서뿐만 아니라 겨울철 전염성을 지닌 호흡기질환의 감염을 방지하고, 봄철 황사현상시 호흡기를 보호하기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있다.

이와 같은 대기 중의 유해 물질은 쾌적하고 건강하게 살아가고자하는 인간의 삶에 방해요소로, 대기 중의 유해물질을 정화시키기 위한 다양한 방법의 해결책이 모색되고 있고, 이를 위한 연구가 다각적으로 꾸준히 지속되고 있으며, 다양한 성능을 갖는 기능성 원단이 개발되고 있다.

일반적으로 내의, 즉 브라, 팬티, 거들 등은 인체에서 분비되는 땀 등을 양호하게 흡수하고 발산되는 땀 냄새등의 체취를 억제하며 이로 인한 타인의 거부감을 없애는 한편, 그 위에 겹쳐 착용하는 타의류의 세탁횟수를 줄여주는 역할을 동시에 수행하는 기능성 의류에 속한다.

그러나 의복의 경우 인체와 직접 접촉하고, 내복의 경우에는 피부와 직접 접촉하게 되므로 인체의 피부로부터 배출되는 땀 등과 같은 분비물 및 외부 오염에 의해 미생물이 번식하기 쉬워 불쾌한 냄새가 발생됨은 물론 피부 질환을 유발하는 등 인체에 대한 유해성 문제가 발생되고 있다.

또한, 내의류는 땀을 흡수한다거나 체취의 발산을 억제하는 정도의 단순기능 이외 다른 기능이 구비되어 있지 않기 때문에 인체에 발생할 수 있는 미생물이나 곰팡이 및 세균류의 발육, 발생을 억제 및 제거할 수가 없고 이로 인해 위생상태가 청결하지 못함은 물론, 땀냄새로 인한 타인의 거부감을 완벽히 해결하지 못하는 문제가 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 항균성분을 섬유에 에스테르화 시켜 적용하는 섬유용 방충 및 항균가공제 조성물 및 상기 조성물을 이용한 섬유가공방법이 대한민국 특허등록번호 제10-0769852호에 제시되어 있다.

종래 기술에 의한 섬유용 방충 및 항균가공제 조성물 및 상기 조성물을이용한 섬유가공방법은 용매로서의 글리콜에테르와, 방충제로서의 제충국 추출물인 피레트린 또는 시네린(pyrethrinor cinerin)과, 에스테르화 촉매와, 항균제로서의 이소치아졸린 및 계면활성제를 포함하는 방충 및 항균가공제 조성물이 개시되어 있고, 이러한 조성물을 섬유와 에스테르화 반응시킴으로써 화학적으로 결합시킴으로써, 섬유에 견고하게 고착된 방충섬유를 구현할 수 있었다. 하지만 이러한 방법으로 제조된 방충섬유 역시 반복적인 세탁을 함에 따라 방충 가공제 조성물이 소실되고 방충효과가 저하되며, 항균효과가 낮다는 한계가 있었다.

또한, 대한민국 공개특허번호 제10-2005-0100587호에는 항균 및 방충성분을 마이크로캡슐화하여 이들 성분의 효과가 지속되도록 한 발명이 제안되었으며, 항균제로서 트리클로산(2,4,4`-트리클로로-2`-하이드록시디페닐에테르) 0.1∼10중량%와 방충제로서 제충국제, 아네톨, 시트로넬라, 디레몬, 제라니올, 시트랄, 네롤, 유칼립투스 중에서 1종 또는 2종 이상 0.1∼40중량%를 갖는 마이크로캡슐 섬유코팅제 조성물을 섬유에 도입함으로써 섬유가 항균기능과 방충기능을 동시에 또한 지속적으로 발휘할 수 있도록 하였다.

그런데 상기 발명의 마이크로캡슐 조성물은 섬유와의 결착력이 약하여 세탁시에 섬유로부터 이탈되기 쉬워서 항균 및 방충효과가 일시적으로 발휘될 뿐이며, 또한 마이크로캡슐막으로서 폴리우레탄, 폴리비닐알콜, 에폭시, 아크릴 수지의 합성수지류 및 천연소재로서 젤라틴, 한천, 아라비아검, 키토산 중에서 1종 또는 2종 선택되어 1차 또는 2차 캡슐막을 이루므로 이들 막에 의해 항균 및 방충 성분이 외부로 발산되지 못하여 실질적으로 항균 및 방충효과를 제공하지 못하는 문제가 있다.

한편, 치명적인 질병은 주로 생리학적 감염에 의해 인체 기관이 피해를 입으면서 발생하기 때문에 질병이 발병 하였거나 혹은 잠재적으로 보유하고 있는 환자를 주로 대하는 간호사, 의사, 물리치료사 및 의료기사 등 의료기관 종사자들은 항상 이차적인 감염에 노출되기 때문에 이러한 이차 감염 방지를 위해서 항균성이 우수한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법의 개발이 절실한 실정이다.

또한, 병원과 같은 공동의 공간에서는 유방암, 피부암, 두경부암 등의 피부에 침윤한 진행함의 특유의 병취, 고령 환자들의 몸이나 환복에서 발생하는 악취, 고령취 등이 발생하고, 또한 균들에 의하여 환복이 오염되는 일이 잦다. 더욱이 중환자의 경우, 생리활동을 환자의 의지대로 제어할 수 없어, 환자용 배변시트를 갈거나, 심한 경우 침대 커버까지 바꿔야함으로, 악취 등으로 인하여 보호자나 간병인에게 애로 사항이 많았다.

또한, 많은 작업자들을 수용하는 공장이나, 다량의 가축을 수용하는 농가 등에서는 고된 작업에 의하여 땀 분비가 많이 되어 작업복에서 악취가 발생하고 가축들의 특유의 냄새와 분뇨 냄새가 방호복 및 인체에 베어나 샤워를 해도 완전히 제거가 불가능하고, 그에 따라 타인들에게 불쾌감을 안겨주었다. 또한, 주변의 다양한 조건에 의하여 균들에 의하여 작업복이 오염될 수 있다.

상기와 같이 오염된 환복이나, 작업복 등은 세탁을 통하여 제거되지 않고 그대로 남아있게 되어, 환자의 경우, 가족이나 타인과의 만남을 기피하여, 대인관계의 유지가 어려우며 치료에 방해가 되는 문제가 있고, 작업자의 경우 다양한 질병에 노출되어, 문제가 되고 있다.

이러한 악취를 제거하기 위하여 향수나 방향제를 사용할 경우, 일시적으로 악취가 제거되는 것이고, 또 제거가 된다 하더라도, 그의 부작용의 폐해가 더 커서 건강에 해악을 끼칠 수도 있다. 또한, 은 이온을 이용하여 악취성분을 화학적으로 흡착하는 방법을 사용하기도 하지만, 저급 지방산이나 체취 성분 등의 악취 물질에 대한 소취 효과가 없고, 땀 냄새나 고령취 등에 이용하는 것은 적합하지 않은 문제가 있었다. 더욱이, 병원, 공장 등과 같은 많은 인원을 수용하는 장소에서는 그 효과가 더욱 미비한 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 방식은 유아용 또는 환자용 기저귀, 생리대 등의 일회용품이나, 시트, 커버 등의 직접적인 피부접촉이 있는 제품에는 더욱 적합하지 않은 문제가 있었다.

이에 따라 지속적인 소취 기능을 가지면서도 항균, 살균의 기능을 동시에 구현할 수 있는 조성물 및 이를 이용한 원단이 필요한 실정이다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 항균 및 항바이러스 기능을 발휘할 수 있도록 하는 항균 원단 개발에 노력하였으며, 이의 결과 항균층에 의한 항균 작용에 의하여 대장균, 녹농균, 폐렴균, 연쇄상구균, 바실러스균, 황색포도상구균, MRSA균, 칸디다균의 제거에 탁월한 효능을 발휘할 뿐 만 아니라, 세균의 번식을 억제할 수 있고 각종 오염물질을 제거함으로써 인체의 건강에 매우 유익한 영향을 줄 수 있음을 확인하고 의사의 가운, 간호사의 간호복, 환자복, 마스크원단, 침대커버, 이불커버, 요, 베갯잇, 방석, 차시트커버, 배낭 천, 내복, 내의용 옷감, 브라, 팬티, 거들, 작업복, 생리대, 벽지용 시트 등에 적용 가능한 본 발명을 완성하게 되었다.

추후 신종 코로나바이러스가 유발하는 COVID-19 항균 시험을 준비하고 있으며, 각종 바이러스 예방에 적용 가능할 것으로 기대되고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0769852호 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0100587호

본 발명의 목적은 스코리아와 함께 운모, 흑운모, 백운모, 포졸란, 옥, 맨반석 등이 함유되도록 하여 대장균, 녹농균, 폐렴균, 연쇄상구균, 바실러스균, 황색포도상구균, MRSA균, 칸디다균 등을 효율적으로 살균할 수 있도록 하고, 이를 통해 항균 기능을 발휘할 수 있도록 하는 항균 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 원적외선이 방사되도록 함으로써 온열, 자정, 숙성, 건습, 중화, 공명작용에 의하여 인체의 건강에 매우 유익한 영향을 줄 수 있는 항균 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면,

에멀젼 100중량부에 대하여

스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말, 맥반석 분말 중 선택된 어느 하나 이상을 각각 8 내지 12중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물을 제공한다.

한편, 본 발명의 다른 특징에 따르면,

항균 원단의 제조 방법으로서,

항균 원단을 준비하는 제1 단계;

에멀젼 100중량부에 대하여 스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말, 맥반석 분말 중 선택된 어느 하나 이상을 각각 8 내지 12중량부를 포함시켜 교반하여 항균 조성물을 만드는 제2 단계;

상기 항균 조성물을 상기 제1 단계에서 준비된 항균 원단의 전면, 후면 또는 양면에 분사하여 조성물층을 형성하는 제3 단계;

상기 제3 과정에서 형성된 조성물층을 소정의 온도로 가열하여 항균층을 제조하는 제4 단계;를 포함하여 이루어진 항균 원단의 제조방법을 제공한다.

한편, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기의 제조방법에 의하여 제조된 항균 원단을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면,

상기 항균 원단은 의사의 가운, 간호사의 간호복, 환자복, 마스크원단, 침대커버, 이불커버, 요, 베갯잇, 방석, 차시트커버, 배낭 천, 내복, 내의용 옷감, 브라, 팬티, 거들, 작업복, 생리대, 벽지용 시트 중 어느 하나에 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 항균 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법을 적용하면 다음과 같은 효과가 있다.

일반적인 마스크는 겉감, 필터, 안감 등에 적층되는 미세먼지에 사용자의 날숨에 의해 공급되는 습기와 온도에 의하여 대장균, 녹농균, 폐렴균, 연쇄상구균, 바실러스균, 황색포도상구균, MRSA균, 칸디다균 등의 균이 서식하기가 용이하나, 본 발명이 적용되면 항균층에 의한 항균 작용에 의하여 세균의 번식을 억제할 수 있고 각종 오염물질을 제거함으로써 인체의 건강에 매우 유익한 영향을 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 침대시트나 이불, 요, 베개, 방석에 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법을 적용하면 사용시 땀을 많이 흘려 변색 및 얼룩이 생겨 진드기가 서식하기가 용이하나, 본발명이 적용되면 진드기나, 미생물 번식을 막고 세균증식을 억제하여 천식, 아토피성 피부염 등으로부터 남녀노소 안심하고 사용할 수 이는 효과가 있다.

또한, 땀을 흘리게되는 운동 후의 팬티나 잠을 잔 후의 내복, 등산 후의 배낭, 장시간의 운전 후의 차시트에 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법을 적용하면 항균층에 의한 항균 작용에 의하여 세균의 번식을 억제할 수 있고 각종 오염물질을 제거함으로써 냄새 발생을 억제하고, 변색방지에 효과가 있다.

또한, 항균층에서 원적외선이 방사되도록 함으로써 온열, 자정, 숙성, 건습, 중화, 공명작용에 의하여 인체의 피로를 풀어주며 혈액순환 및 신체리듬에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.

또한, 미생물이나 곰팡이 및 세균류의 발육, 발생을 억제 및 제거할 수 있어, 위생상태가 청결하게 된다.

또한, 인체에서 분비된 땀 등을 양호하게 흡수하고 발산되는 땀 냄새 등의 체취를 억제하여 타인의 거부감을 없에는 한편, 그 위에 입는 의류의 세탁횟수를 줄여줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 항균 원단의 제조과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 항균 원단의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 항균 조성물을 이용한 항균 원단의 항균실험결과를 나타낸 시험성적서이다.
도 6은 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단으로 제조된 시료사진이다.
도 7 내지 도 14는 공시균을 배양하여 24시간 후의 상태를 확인하되, 본 발명에 의한 항균 조성물을 미적용한 상태와 적용한 상태를 나타내는 사진이다.

이하, 본 발명에 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명에 의한 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물은 에멀젼 100중량부에 대하여 스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말을 각각 8 내지 12중량부를 포함하여 이루어진다.

본 출원인이 다수의 실험을 한 결과, 상기 스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말은 에멀젼 100중량부에 대하여 10중량부로 이루어질 때 최적의 성능을 발휘함을 확인하였다.

이때, 상기 각각의 분말은 입도 1500 내지 2000메쉬인 것이 바람직하다.

또한, 상기 에멀젼은 섞이지 않는 서로 다른 두 액체에 의해 만들어지는데, 용매와 용질에 따라서 다른 종류의 유화액을 형성한다. 예를 들어, 물과 기름의 유화액은 '물 안에 기름이 들어간 경우'와 '기름 안에 물이 들어간 경우'가 가능하다. 이때 용매의 역할을 하는 액체를 분산의 매개체, 연속상(continuous phase)이라 하고 용질의 역할을 하는 액체를 분산상(dispersed phase)이라 한다. '물 속 기름'과 '기름 속 물' 두 종류의 유화액은 두 상의 부피 비 혹은 유화제의 종류에 따라 분류한다. 일반적으로 밴크로프트 규칙(Bancroft rule)이 적용되어, 유화제가 잘 녹지 않는 상을 연속상으로 하여 분산을 촉진시킨다.

이하, 항균 원단의 제조 방법을 첨부도면 도 1을 참조하여 설명한다.

먼저 통상적인 방법에 의해 제조된 원단을 준비한다.(S10 단계 참조)

그후, 에멀젼 100중량부에 대하여 스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말을 각각 8 내지 12중량부를 포함시켜 교반하여 항균 조성물을 만든다.(S20 단계 참조)

이때, 상기 스코리아(Scoria) 분말은 일명 '제주송이'로 불리는 화산석의 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 스코리아는 한국건자재 시험연구원 시험결과에 의하면, 원적외선 방사율 92.6％, 탈취율(시료:암모니아) 120분후 92％, 곰팡이 항균율 99.9％, 대장균에 의한 항균율 98.2％ 이다.

또한, 2000년 한국공예논총에 발표된 제주대학교 공과대학 산업디자인학과 허민자교수 논문 '스코리아를 이용한 세라믹타일연구'에 의하면 "스코리아는 다공질 경량성으로 화산폭발 시 용출 소성되어 깨어지지 않는 강도를 지닌 화산암 숯으로 내화도 1250℃, 흡수율25.3％(일반모래2％), 비중량0.4g/㎤(모래1.8g/㎤)로서 흡습, 흡취, 보온, 방음 및 습도, 열 조절기능과 원적외선이 방출되는 PH 7.2의 약 알카리성으로 최적의 실내마감재소재로 판단된다."라고 되어 있다.

또한, 1995.8.8 한국환경과학회지(5권 제2호)에 발표된 부산수산대학교 화학공학과 이민규,서근학교수 논문 '스코리아를 이용한 중금속 흡착에 관한 연구'에 의하면 "스코리아 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 중금속제거 효율이 향상되었으며 중금속 흡착제로서 이용가능성이 높은 것으로 연구되었다."라고 되어 있다.

이때, 상기 운모 분말은 층상규산염 광물의 하나로 화강암의 주 구성성분이다. 돌비늘 이라고도 한다. 판상의 층상구조를 가지며, 보통은 육각 판상의 결정형을 이룬다. 또한 인상(鱗狀), 섬유상, 주상(柱狀)을 이루는데, 납작한 판 모양의 결정구조 때문에 완전한 쪼개짐이 있어서 아주 엷게 벗겨진다. 광물 중에서 가장 쪼개짐이 완전하며, 쪼개진 조각은 탄력이 강하다.

또한, 상기 흑운모 분말은 운모족 광물은 삼팔면체형 (trioctahedral) 운모 아족과 이팔면체형 (dioctahedral) 운모 아족으로 구분되는데 흑운모는 삼팔면체 아족에 속하는 광물이다. 자연상에서는 다양한 층간 양이온과 2가 혹은 3가 양이온에 의해 치환되기도 하여 다양한 화학성분을 가지며, 대표적인 흑운모의 화학 성분식으로는 K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2이다. 운모족은 구조 내에서 다양한 형태로 동형치환이 가능하다. 결정상은 판상 또는 인상으로 산출되며 흔히 육각형 또는 능면체를 나타낸다. 이처럼 판상의 결정형을 갖기 때문에 밑면에 쪼개짐이 판상형태로 갈라진다. 색깔은 흑색, 갈색, 갈흑색, 녹흑색 등을 띠며, 쪼개짐면은 진주빛이 나는 진주광택이 있고, 때에 따라 금속광택이 나기도 한다. 굳기 2.5∼3.0, 비중 2.7∼3.1으로 일반적인 토양에서의 굳기와 비중과 유사한 범위를 갖는다. 주로 화성암, 변성암이 풍화되면서 생성되어 산출된다. 또한 페그마타이트에서는 큰 크기의 흑운모 결정을 얻을 수 있다.

또한, 상기 백운모 분말은 주성분이 알루미늄과 규소로 이루어져 불에 잘 견디고 전기 부도체이기 때문에 전기 절연체로 사용되고 있다. 백운모는 화강암, 페그마타이트, 편마암 및 편암에서 발견되는 가장 대표적이며 흔한 운모이며, 접촉 변성암 또는 토파즈, 장석, 카이 나이트 등의 변화로 인해 발생하는 2차 광물로 발견된다. 캐나다, 인도, 러시아 연방 등지에서 산출되는 것이 산업용으로 사용하기 적절하다고 알려져 있다.

또한, 상기 포졸란 분말은 화산회, 화산암의 풍화물로, 가용성 규산을 많이 포함하고, 그 자신은 수경성(水硬性)은 없으나 물의 존재로 쉽게 석회와 화합하여 경화하는 성질의 것을 총칭해서 말한다. 시멘트 혼합재, 용성 백토, 규산 백토, 의회암의 풍화물 등의 천연 포졸란과 플라이애시(fly-ash) 등의 인공 포졸란이 있다.

또한, 상기 옥 분말은 치밀하고 경질(硬質)이며, 투명하여 아름답게 빛나고, 연마하여 광택이 나는 것을 말한다. 광물학적으로 연옥은 각섬석의 일종이며, 경옥은 알칼리휘석의 일종이다. 연옥은 유백색인 것이 많으며, 녹색, 황색, 홍색 등도 있고, 경옥은 녹색, 백색이다. 색에 따라 여러 가지 명칭이 있으나, 백옥과 비취(翡翠)가 대표적인 것이다.

또한, 상기 맥반석 분말은 Mg, Fe, Mn, Al, Si, Ca 등 50여종의 미네랄성분의 집합체로서, 일반석과는 달리 산소함유량이 매우 풍부하여 방부, 항균기능이 탁월할 뿐만 아니라 다공질 물질로서 탈취기능이 높은 것으로 알려져 있다.

그후, 상기 항균 조성물을 상기에서 준비된 원단의 안감에 분사하여 조성물층을 형성한다.(S30 단계 참조)

이때, 첨부도면 도 2를 참조하여 설명하면, 항균 원단은 안감(100), 항균층(200), 겉감(300)으로 이루어진다.

그후, 상기 제3 과정에서 형성된 조성물층을 소정의 온도로 가열하여 항균층을 제조한다.(S40 단계 참조) 상기 가열하는 과정에 의해 에멀젼의 수분이 제거됨으로써 각 분말의 성분이 코팅된 상태로 남게 되어 착용자의 호흡이 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 것은 원단을 코팅하기 위한 항균 조성물 및 그 조성물을 이용한 항균 원단 및 그 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들어, 상기의 실시예에서는 통상적인 방법에 의해 원단이 제조된 후 본 발명의 항균 조성물을 코팅하여 본 발명에 의한 원단을 제조하는 경우를 설명하였으나,

원단을 마스크에 적용하면 제조하는 단계에서 제공되는 필터에 본 발명의 항균 조성물을 코팅하여 제조할 수 있으며, 안감에 본 발명의 항균 조성물을 코팅하여 제조할 수 도 있다.

그리고, 필터 또는 안감에 전체적으로 코팅하는 것이 바람직하지만, 눈과 코 주변에 해당하는 부위에만 코팅을 진행하여 항균 조성물의 사용량을 줄인 항균 원단으로 마스크를 제조하면 마스크의 제조단가를 낮출 수 있다.

본 발명의 출원인은 다양한 방법으로 항균 실험을 진행하였으며, 도 1의 항균 원단의 제조과정으로 제조된 항균 원단의 항균성을 평가하기 위해 항균 실험을 하였다.

항균실험은 한국건설생활환경시험연구소(KCL)의 시험연구원에 2020년 11월 12일에 시험의뢰하였다. 항균시험방법은 KCL-FIR-1003:2018이고, 공시균으로 대장균, 녹농균, 폐렴균, 연쇄상구균, 바실러스균, 황색포도상구균, MRSA균, 칸디다균을 이용하였다.

시험시료에 공시균을 접종 후 초기농노(CFU/ML)와 24시간 후 농도(CFU/ML)를 비교하는 실험을 하였다.

이때, CFU는 집락형성단위(Colony-forming unit)로서, 골수세포 등을 각종 시토키닌 존재에 메틸섬유소 등의 반유동 배지에서 배양하면, 여러 가지 혈구를 포함한 집락을 형성하는데, 이러한 집락을 형성하는 기본이 되는 세포. 콜로이드의 구성세포를 분석하는 것으로 세포의 분화능을 측정할 수 있다. 호중구, 대식세포계 집락을 형성하는 CFU-GM, 적아구계 집락, 바스트를 형성하는 CFU-E, BFU-E, 거핵구, 호산구, 호염기구, 비만세포의 집락을 각각 형성하는 CFU-Meg, CFU-Eo, CFU-Baso, CFU-Mast나 다계열 혈구로 분화할 수 있는 CFU-GEUM, 미분화의 CFU-Blast 등으로 분류할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 항균 조성물을 이용한 항균 원단의 항균실험결과를 나타낸 시험성적서이다.

상기 도 3 내지 도5의 결과를 참조하면, 시험결과 대장균은 초기농도 2.4 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 < 10으로 초기농도에 비해 정균감소율이 99.9인 것으로 나타났다.

녹농균은 초기농도 2.6 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 < 10으로 초기농도에 비해 정균감소율이 99.9인 것으로 나타났다.

폐렴균은 초기농도 2.8 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 < 10으로 초기농도에 비해 정균감소율이 99.9인 것으로 나타났다.

연쇄상구균은 초기농도 3.5 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 < 10으로 초기농도에 비해 정균감소율이 99.9인 것으로 나타났다.

바실러스균은 초기농도 3.8 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 < 10으로 초기농도에 비해 정균감소율이 99.9인 것으로 나타났다.

황색포도상구균은 초기농도 3.1 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 2.5 X 10⁵으로 초기농도에 비해 정균감소율이 97.3인 것으로 나타났다.

MRSA균은 초기농도 1.9 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 2.0 X 10⁵으로 초기농도에 비해 정균감소율이 95.5인 것으로 나타났다.

칸디다균은 초기농도 2.1 X 10⁵에서 24시간 후 농도는 7.0 X 10⁴으로 초기농도에 비해 정균감소율이 99.1인 것으로 나타났다.

시험은 37.0 ± 0.2℃의 시험환경에서 실시하였다.

그리고 도 7 내지 도 14는 공시균을 배양하여 24시간 후의 상태를 확인하되, 본 발명에 의한 항균 조성물을 미적용한 상태와 적용한 상태를 나타내는 사진이다.

이에 따라 본 발명은 항균특성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명은 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

S10 : 원단 준비단계
S20 : 항균 조성물 제조단계
S30 : 조성물층 형성단계
S40 : 항균층 제조단계
100 : 안감
200 : 항균층
300 : 겉감

Claims

에멀젼 100중량부에 대하여
스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말, 맥반석 분말 중 선택된 어느 하나 이상을 각각 8 내지 12중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
항균 원단의 제조 방법으로서,
원단을 준비하는 제1 단계;
에멀젼 100중량부에 대하여 스코리아 분말, 운모 분말, 흑운모 분말, 백운모 분말, 포졸란 분말, 옥 분말, 맥반석 분말 중 선택된 어느 하나 이상을 각각 8 내지 12중량부를 포함시켜 교반하여 항균 조성물을 만드는 제2 단계;
상기 항균 조성물을 상기 제1 단계에서 준비된 원단의 전면, 후면 또는 양면에 분사하여 조성물층을 형성하는 제3 단계;
상기 제3 과정에서 형성된 조성물층을 소정의 온도로 가열하여 항균층을 제조하는 제4 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 항균 원단의 제조방법.
제 2 항의 과정으로 제조된 항균 원단.
제 3 항에 있어서,
상기 항균 원단은 의사의 가운, 간호사의 간호복, 환자복, 마스크원단, 침대커버, 이불커버, 요, 베갯잇, 방석, 차시트커버, 배낭 천, 내복, 내의용 옷감, 브라, 팬티, 거들, 작업복, 생리대, 벽지용 시트 중 어느 하나에 사용되는 것을 특징으로 하는 항균 원단.