KR20240110376A - 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제 - Google Patents
콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 콜라겐 가공제, 천연추출물, 우레탄 또는 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머로 형성되는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 있어서, 상기 콜라겐 가공제는 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 이용하여 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 아크릴 단량체와 중합된 것으로 에멀젼(Emulsion)상태이고, 상기 천연추출물은 프로폴리스 추출물, 목단피 추출물, 병풀 추출물, 노니 추출물 중 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성되는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 관한 것이다.
Description
본 발명은 콜라겐펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 관한 것으로 섬유원단에 적용하여 섬유원단에 보습성 및 항균성을 부여할 수 있는 콜라겐펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 관한 것이다.
통상적으로 원단은 면 또는 면과 합성수지재 원사를 혼합하여 구성되며, 최근 다양한 기능성 원단들이 개발 보급되고 있다.
종래에는 가격적으로 저렴한 특성이 주로 원단에 요구되었으나, 근래에는 아토피를 비롯한 다양한 알레르기성 질환의 발생, 생활수준의 향상으로 인해 다양한 기능들이 요구되어 개발되고 있다.
특히, 피부가 건조해지는 겨울철과 땀이 많이 발생되는 여름철에는 외부환경으로부터 피부를 보호할 수 있는 기능성을 요구하는 섬유원단이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 제2002-12828호에서는 소수성 원사로 구성된 이면층과 이형단면사로 구성된 환편지에 관한 기술적 사항이 제안되고 있으나 상기 기술은 여름철 땀 흡수에 어느정도 도움을 주지만 피부가 건조해지는 겨울철에는 보습기능을 갖지 못하며 원사의 특성상 정전기가 심하게 발생되어 피부의 홍반점과 가려움을 유발시킨다.
대한민국 공개특허 제2013-0110720호는 피부접촉층, 표면층으로 구성되는 보습원단으로서, 피부접촉층을 형성하는 섬유는 세라마이드를 함유하는 특징이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제476549호는 폴리올레핀 또는 폴리에틸렌 섬유로 구성된 이면층과 키토산을 습식 방사하여 만든 방적사로 구성된 표면층과 전도성이 뛰어난 도전사가 일정한 간격으로 이면 층에 스트라이프 배열되어 있고, 비타민 성분이 마이크로 캡슐 형태로 섬유에 존재하는 것을 특징으로 하여 고흡수, 초속건, 피부 보습, 항균 방취, 정전기 방지 등의 기능을 가지는 피부 기능성 원단에 관한 특징을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제808366호에는 키토산, 알긴산, 젤라틴, 콜라겐, PVA, 세리신, 아크릴계 유기 화합물의 어느 하나로 선택되는 기능제가 도포되어 고안된 무늬부를 가지는 원포에 관한 특징이 개시되어 있다.
대한민국 공개특허 제1991-6105호호에서는 향료를 내장한 마이크로 캡슐을 원단상에 부착하여 방향성을 부여하는 방법을 제시하고 있으며 최근 비타민C, E 성분을 마이크로 캡슐화 하는 방법으로 피부 친화 섬유의 연구가 진행되고 있다.
또한 섬유원단의 정전기 방지를 위해 도전성을 부여하는 기술이 개발되고 있는 것으로 제직, 제편시 도전사를 일정한 간격으로 배열시키는 방법도 알려져 있으며 키토산 섬유를 이용한 기능성 원단도 출시되고 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 발명에 다른 기능성 섬유원단은 기능성 성분과 원단과의 결착력이 용이하지 않아 일회성으로 사용되거나, 기능성 성분이 열로 인해 분해되는 것을 방지하기 위해 제조공정이 복합하고, 기능성 성분과 원단간의 결착력을 향상시키기 위하여 폴리아크릴 등의 합성바인더를 사용하고 있어 피부에 자극을 줄 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 보습력을 가지는 콜라겐과 피부자극이 없는 천연 항균제로 형성되어 섬유원단에 보습성과 항균성을 동시에 부여할 수 있는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 콜라겐 가공제, 천연추출물, 우레탄 또는 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머로 형성되는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 있어서, 상기 콜라겐 가공제는 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 이용하여 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 아크릴 단량체와 중합된 것으로 에멀젼(Emulsion)상태이고, 상기 천연추출물은 프로폴리스 추출물, 목단피 추출물, 병풀 추출물, 노니 추출물 중 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제를 제공한다.
또한, 상기 콜라겐 가공제와 천연추출물은 중량비 7:3 내지 5:5로 혼합되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제를 제공한다.
또한, 상기 콜라겐 가공제는 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 이용하여 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 아크릴 단량체와 중합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제를 제공한다.
또한, 상기 항균제에 구연산이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제를 제공한다.
또한, 상기의 항균제가 3~15중량% 함유된 가공액으로 섬유원단을 가공한 후, 건조 및 열처리하는 것을 특징으로 하는 섬유원단 가공방법을 제공한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제는 보습력을 가지는 콜라겐과 피부자극이 없는 천연 항균제로 형성되어 섬유원단에 보습성과 항균성을 동시에 부여할 수 있는 효과가 있다.
도 1, 2는 본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 대한 피부자극 평가를 나타낸 시험성적서이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여생략한다.
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 명세서에서 사용되는 '섬유원단'이라 함은 면, 모와 같은 천연섬유, 폴리에스테르 섬유, 나이론 섬유와 같은 합성섬유, 레이온과 같은 인조섬유 등과 같은 1이상의 섬유를 이용하여 제직 또는 편직에 의해 제조되는 물품, 부직포 및 섬유상 웹 등을 모두 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명은 섬유원단에 보습성 및 항균성을 부여할 수 있는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 관한 것이다.
본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제는 콜라겐 가공제, 천연추출물, 우레탄 또는 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머로 형성된다.
콜라겐은 인체 또는 포유동물 몸의 구조적 지지체로 가장 일반적인 단백질로 열에 의해 변성이 쉽게 발생되어 그 상태 그대로 섬유가공제로 사용할 수 없으므로, 젤라틴으로 형성시킨 후 분자량을 수 천, 수 백 정도 효소 분해한 콜라겐 펩타이드를 사용한다.
본 발명에서 사용되는 콜라겐은 동물, 어류 등에서 수득할 수 있는 콜라겐은 어느 것이든 사용할 수 있을 것이다.
상기 콜라겐 가공제는 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 이용하여 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 아크릴 단량체와 중합하여 라텍스로 형성된다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서와 같이 콜라겐 펩타이드(a)에 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)와 반응시켜 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드(b)로 제조한다.
반응 시스템은 콜라겐 펩타이드에 KH2PO4와 K2HPO4로 제조된 약 0.1M phosphate buffer Solution(pH 7.5)을 1: 5~20의 비율로 30~70℃에서 녹인 후 150~500rpm으로 stirring을 해주는 상태에서 콜라겐 펩타이드 대비 8.3~15.0%의 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 dropwise 방식으로 첨가한 후 3시간 동안 반응시켜 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드(b)로 제조할 수 있다.
상기 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 이용한 콜라겐 가공제는 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드와 아크릴 단량체를 레독스(Redox) 중합으로 형성할 수 있는 것으로 아크릴 단량체는 2-에틸헥실아크릴산( 2-Etheyl Hexyl Acrylate, EHA), 개시제는 과황산아모늄(Ammonium persulfate, APS), 유화제는 소듐라우릴설페이트(Sodium lauryl sulfate, SLS), 환원제는 아황산 수소 나트륨(Sodium bisulfite, SBS)를 사용할 수 있을 것이다.
상기 레독스 중합에서 개시제는 1.0~4.0 중량%, 환원제 1.0~4.0중량%, 유화제 1.0~3.0중량% 첨가하여 중합시키고, 콜라겐 펩타이드와 아크릴 단량체는 중량비 1: 2~4로 첨가하여 중합하는 것이 바람직할 것이다.
레독스 중합 반응에서 개시제 함량 변화에 따라 제조된 라텍스의 전환율은 약 91~96%, 고형분 함량이 15~20중량%로 콜라겐 펩타이드에 아크릴 단량체가 공중합되며, 개시제의 함량에 따른 최종 입자의 크기를 조절할 수 있는 것으로 콜라겐 가공제는 에멀젼(Emulsion)상태의 입자 크기는 3~25㎛로 조절하여 섬유의 부착성을 높일 수 있을 것이다.
상기 천연추출물은 항균성 부여를 위한 것으로, 프로폴리스 추출물, 목단피 추출물, 병풀 추출물, 노니 추출물 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성될 수 있다.
상기 병풀 추출물의 경우엔 항균만이 아니라 항염, 피부 진정의 효과를 기대할 수 있고, 목단피 추출물과 노니 추출물 역시 항균만이 아니라 항염 효과를 기대할 수 있다.
항균성 부여를 위한 천연추출물의 경우, 각 성분이 가지는 기능이 미세하게 차이가 있어 프로롤리스 추출물, 목단피 추출물, 병풀 추출물, 노니 추출물이 모두 사용되는 것이 바람직할 것이다.
상기 천연추출물을 2이상 사용할 경우 각 성분은 동일함량으로 혼합되는 것이 바람직할 것이다.
상기 콜라겐 가공제와 천연추출물은 중량비 7:3 내지 5:5로 혼합되는 것이 바람직할 것이다.
상기 우레탄 또는 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머는 바인더 작용으로 상기 콜라겐 가공제와 천연추출물을 섬유원단에 견고히 고착시켜 콜라겐 가공제와 천연추출물로 인한 보습성과 항균성이 지속적으로 유지되고 세탁 내구성을 향상시킨다.
상기 우레탄 또는 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머는 바인더로 사용될 수 있는 것은 어느 것이나 사용될 수 있는 것으로
상기 우레탄 계열의 유기화합물 폴리머는 수분산 폴리우레탄계 바인더를 사용할 수 있으며, 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머는 C16-C22지방 알킬아크릴레이트 공합체, 다이프로필렌 글리콜 메틸에테르 등의 바인더를 사용할 수 있을 것이다.
상기 우레탄 또는 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제 중량의 3~8중량% 함유되는 것이 바람직할 것이다.
상기 콜라겐 가공제와 천연추출물로 형성되는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제의 균일성을 높이고 섬유원단의 가교성을 높이기 위해 구연산이 더 포함될 수 있을 것이다.
상기 구연산이 더 포함될 경우 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제 중량의 0.3~1.0중량%가 포함되는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같이 제조되는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제는 스프레이법, 침지법, 패딩법 등 다양한 방법으로 섬유원단을 가공할 수 있을 것이다.
일예로 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제가 함유된 3~15중량% 함유된 가공액에 섬유원단을 침지 또는 패딩가공으로 픽업율(Pick up ratio) 70~100%로 가공하고 150~200℃에서 건조 및 열처리하여 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제를 섬유원단에 함유시킬 수 있을 것이다.
상기와 같이 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제는 섬유원단에 함유되어 섬유원단의 보습성 및 항균성을 부여하여 높은 기능성을 가지게 될 것이다.
이하 본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제를 제조하기 위한 방법의 실시예를 나타내지만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리 범위가 이들 실시예에 반드시 한정되는 것으로 해석되어 져서는 아니 된다.
실시예
분무 건조기(Spray dryer)를 이용하여 제조된 콜라겐 펩타이드 분말에 KH2PO4와 K2HPO4로 제조된 0.1M phosphate buffer Solution(pH 7.5)을 1:10의 비율로 50℃에서 녹인 후 300rpm으로 stirring을 해주는 상태에서 콜라겐 펩타이드 대비 8.3~15.0%의 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 dropwise 방식으로 첨가한 후 3시간 동안 반응시켜 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 제조하였다.
제조된 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드, 아크릴 단량체로 2-에틸헥실아크릴산( 2-Etheyl Hexyl Acrylate, EHA)을 중량비 3:7로 사용하고, 개시제는 과황산아모늄(Ammonium persulfate, APS) 2.4중량%, 유화제는 소듐라우릴설페이트(Sodium lauryl sulfate, SLS) 2.4중량%, 환원제는 아황산 수소 나트륨(Sodium bisulfite, SBS) 1.7 중량%를 사용하여 50℃에서 2~4시간 레독스 중합을 하여 평균입자크기 약 6.5㎛의 콜라겐 가공제를 제조하였다.
프로폴리스 추출물, 목단피 추출물, 병풀 추출물, 노니 추출물을 동일 함량으로 혼합하여 항균성을 갖는 천연추출물을 제조하였다.
상기에서 제조된 콜라겐 가공제와 천연추출물을 중량비 6:4로 혼합하였으며, 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머로 다이프로필렌 글리콜 메틸에테르를 전체 중량의 4중량% 함유시켰으며, 구연산을 0.5중량% 함유시켜 본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제를 제조하였다.
* 항균제의 기능성 평가 실험
폴리에스테르 섬유 100%로 형성되는 섬유원단을 상기 실시예의 항균제를 5중량% 함유하는 가공액에 30초간 침지시키고 160~170℃의 텐터 건조기로 건조 및 열처리하여 본 발명의 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제로 가공된 섬유원단을 제조하였다.
1. 항균성 평가
실시예로 가공된 섬유원단의 초기 및 20회 세탁 후의 항균성을 평가한 것으로 항균성 평가는 KS K 0693에 의거하여 측정된 것으로 시료를 무균상태로 만든 후, 미리 배양한 미생물을 다양한 방법으로 접촉시키고 적절한 온도와 습도에 일정 시간동안 방치하고 해당 균을 추출하여 생균수를 파악한뒤 감소율을 표 1에 나타내었다(균주 1 황색포도상구균, 균주 2 폐렴균, 균주 3 대장균).
| 구분 | 실시예 | 실시예*(20회 세탁 후) |
| 균주 1 | 99.9% | 99.9% |
| 균주 2 | 99.9% | 99.9% |
| 균주 3 | 99.9% | 99.9% |
표 1에서와 같이 본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제로 가공된 섬유원단은 황색포도상구균, 폐렴균, 대장균에 대한 감소율이 모두 99.9%로 항균성이 매우 우수한 것을 알 수 있으며, 20회 세탁 후에도 항균성이 유지되는 것을 통해 항균 내구성이 우수한 것을 알 수 있다.
2. 보습성 평가
실시예로 가공된 섬유원단의 초기 및 20회 세탁 후의 보습성을 평가한 것으로 보습성 평가는 아래와 같이 실시하였다.
① 10 x 10 ㎝로 시료를 제작한 후 무게측정(W1)
② 약 37℃의 증류수를 시료 무게의 40배를 첨가하여 37℃의 항온기에서 30분 동안 방치 후에 시료를 30초간 매단 후 무게측정(W2)
③ 시료를 37℃의 항온기에서 20분 동안 방치한 후에 10초간 매단 후 무게측정(W3)
상기와 같이 무게를 측정한 후 아래의 식을 통해 수분유지율을 측정하여 표 2에 나타내었다.
식) 수분유지율=100-[{(W2-W3)/(W2-W1)} x 100]
W1: 초기 시료 무게(g)
W2: 30분 후의 시료 무게(g)
W3: 20분 건조 후 시료 무게(g)
| 구분 | 수분유지율 |
| 실시예 | 76.2% |
| 실시예*(20회 세탁 후) | 70.1% |
표 2에서와 같이 본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제로 가공된 섬유원단은 초기 수분유지율이 76%이상으로 보습력이 우수한 것을 알 수 있으며, 20회 세탁 후에도 수분유지율이 70%이상으로 세탁에 따른 보습 내구력도 우수한 것을 알 수 있다.
3. 피부자극 평가
피부자극 평가시험은 한국의류 시험연구원에 의뢰하였으며, 도 1,2에 시험성적서를 나타내었다.
도 1, 2에서와 같이 본 발명에 따른 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제로 가공된 섬유원단은 피부자극이 없음이 확인된 것으로 본 발명의 항균제는 천연 소재로 제조되어 피부자극이 없는 소재로 의류용 섬유원단에 적합할 것이다.
Claims (5)
- 콜라겐 가공제, 천연추출물, 우레탄 또는 아크릴 계열의 유기화합물 폴리머로 형성되는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제에 있어서,
상기 콜라겐 가공제는 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 이용하여 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 아크릴 단량체와 중합된 것으로 에멀젼(Emulsion)상태이고,
상기 천연추출물은 프로폴리스 추출물, 목단피 추출물, 병풀 추출물, 노니 추출물 중 하나 또는 2이상이 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제.
- 제1항에 있어서,
상기 콜라겐 가공제와 천연추출물은 중량비 7:3 내지 5:5로 혼합되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제.
- 제1항에 있어서,
상기 콜라겐 가공제는 메타크릴산 무수물(Methacrylic anhydride)을 이용하여 이중결합이 도입된 콜라겐 펩타이드를 아크릴 단량체와 중합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제.
- 제1항에 있어서,
상기 항균제에 구연산이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 콜라겐 펩타이드를 이용한 보습성을 갖는 항균제.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 항균제가 3~15중량% 함유된 가공액으로 섬유원단을 가공한 후, 건조 및 열처리하는 것을 특징으로 하는 섬유원단 가공방법.
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