KR100975080B1

KR100975080B1 - 항균성 및 소취성 견직물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100975080B1
Application number: KR1020040087563A
Authority: KR
Inventors: 남성우; 김인회; 전영실; 강민구
Original assignee: 성균관대학교산학협력단
Priority date: 2004-10-30
Filing date: 2004-10-30
Publication date: 2010-08-11
Also published as: KR20060038496A

Abstract

본 발명은 항균 및 소취성 견직물의 제조방법에 있어서, 염색공정에서 분말상으로 투입되기 위해 오기피를 분쇄한 후 이를 에탄올에 투입하여 교반한 후 여과하여 얻은 색소 추출액을 감압농축한 후 분말화한 오가피 염료분말을 제조하는 염료준비단계와, 견직물이 포함된 욕조에 욕비 1:100에서 상기 염료분말의 농도 200 내지 250%owf를 투입하여 60 내지 80도로 40 내지 60분간 염색하는 염색단계로 이루어지는 항균 및 소취성 견직물의 제조방법을 제공한다.

오가피, 견직물, 항균성, 소취성

Description

항균성 및 소취성 견직물 및 이의 제조방법{SILK FABRICS HAVING ANTIMICROBIAL AND DEODORANT ACTIVITIES AND PREPARING THEREOF}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 염료 농도와 온도에 따른 시료의 염착농도를 나타낸 그래프.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 염색온도와 시간에 따른 시료의 염착농도를 나타낸 그래프.

도 3a 내지 3e는 본 발명의 일실시예에 따른 Al, Cu, Cr, Fe, Sn 매염제의 매염법에 따른 염착농도를 나타낸 그래프.

합성섬유와 합성염료의 비약적인 발전으로 인류가 다채롭고 풍요로운 의생활을 영위해 나아가고 있지만 최근 사람들의 생활소득의 증대와 더불어 위생적이고 쾌적한 환경이 요구되어 흡습성, 착용감에 있어서 우수한 장점이 있는 천연섬유와 항균성, 소취성, 항암성, 항알레르기성 등의 여러 약리작용이 우수한 천연염료들에 대한 관심이 증대되고 있다.

세계 염료 총 생산량의 1% 미만이던 천연염료는 고기능성을 갖는 고부가가치 산업으로서 소비자들에 많은 요구를 받고 있으며, 친환경적인 염색공정은 최근에 깨끗한 환경을 추구하는 국가적 정책과도 맞물려 각광을 받고 있어 그 사용량과 사용면에서 계속 증가하고 있는 실정이다.

그러나 염색 때마다 각각의 염재로부터 색소를 추출한다는 것은 매우 번거로운 일이며, 추출한 염액의 보관도 용이하지 않아 온도가 올라가거나 습도가 높은 하절기에는 염액이 부패하기도 한다. 따라서 이러한 결점을 해결하기 위하여 색소 농축액이나 색소 분말을 제조하여 보다 재현성이 우수하고 간편하게 염색할 수 있는 방법을 수립할 필요성이 대두되었다.

기존에는 사람들의 인식과 기술력의 부족으로 인하여 천연염료 생산량이 현저히 적었으며 일부 장인과 연구소에서만 그 명맥이 이어져 오곤 했다. 게다가 선명도가 떨어지고 일광 및 세탁견뢰도가 불량하여 염반 등이 생기기 쉬운 단점들로 인해 환경친화적인 천연염료의 장점을 두루 갖추고 있음에도 불구하고 대량생산 및 산업화가 매우 힘들었다. 최근에는 열악하면서 소규모적인 생산 환경이 차츰 개선되어지고 전반적인 사회인식의 향상으로 천연염료에 대한 활발한 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서도 천연염료를 분말화 시킴으로써 보관이 편리해져서 온도나 습도로 인한 염료 변질을 최소화 할 수 있게 되었다. 이로 인하여 재현성이 향상되었고 일정한 비율로 이종의 염료들과 혼합염색이 가능해져 색상의 다양성도 꾀할 수 있게 되었으며 선명도의 향상도 가능하게 하였다. 또한 염료의 정량화된 사용과 함께 적정 농도의 매염제 사용은 다양한 견뢰도의 향상에도 기여하게 되었다.

한편 염색산업은 용수산업형의 대표적 업종으로 다량의 물을 사용하여 일반적인 합성염료를 이용한 염색공정이 끝난 후 잔류 염료와 각종 첨가제가 염색폐수로 대량 발생되고 있으며, 이것의 제거가 용이하지 못한 실정이다. 따라서 여러 생물에 심각한 폐해를 주고 아울러 심각한 환경오염을 일으키고 있다. 그러나 천연염료에 의한 염색물은 합성염료에 의한 염색물에 비해 고풍스러우며 그 자연스러운 색상으로 고부가가치 제품을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 일반적으로 염료와 염색공정 전반에 걸쳐 인체 및 환경에 무해하고 친환경적이어서 이들 염료와 염색공정에 대한 관심이 날로 늘어만 가고 있다.

게다가 대부분의 천연염료의 모체가 한약재로서 약리효과가 있고 식용이 가능한 것들이 많아 소비자의 건강증진 차원에서도 많은 호응을 받고 있으며 한약재의 고급스러운 인식은 천연염료 산업을 더욱 고부가가치화 할 수 있게 해 주고 있다.

이러한 천연염료에 대한 관심은 우리나라를 비롯하여 일본, 중국등 아시아권과 미국, 유럽등 세계적으로 관심을 갖고 있으며 쪽, 홍화, 소목, 치자, 울금, 황벽 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이와 같은 천연염료는 매염제에 의해 피염물의 색상이 변하는 다색성 염료와 그렇지 않은 단색성 염료가 있으며, 이러한 것을 병용하면 천연염료의 단점중 하나로 지적되고 있는 한정적인 색상표현을 어느 정도 개선할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 오가피는 약리작용이 우수하여 항균성, 소취성, 항암성 등의 효과가 있 는 것으로 알려져 있어 많이 음용되고 있다. 이러한 천연물질인 오가피를 특히 고급재인 견직물에 적용하여 오가피의 약리효과가 발현될 수 있는 방법이 요구되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 오가피 추출물을 이용한 염색방법으로서 견직물에 항균성과 소취성을 부여하는 방법과 이를 이용한 견직물을 제공하는데 있다.

또한 본 발명은 오가피의 약리효과가 최적으로 발현될 수 있도록 오가피 염료가 견직물에 염착될 수 있는 바람직한 조건을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 항균 및 소취성 견직물의 제조방법에 있어서, 염색공정에서 분말상으로 투입되기 위해 오기피를 분쇄한 후 이를 에탄올에 투입하여 교반한 후 여과하여 얻은 색소 추출액을 감압농축한 후 분말화한 오가피 염료분말을 제조하는 염료준비단계와, 견직물이 포함된 욕조에 욕비 1:100에서 상기 염료분말의 농도 200 내지 250%owf를 투입하여 60 내지 80도로 40 내지 60분간 염색하는 염색단계로 이루어지는 항균 및 소취성 견직물의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 염색단계에서 Al, Cu, Cr, Fe, Sn를 포함하는 군으로부터 1 이상 선택된 매염제가 더 포함된 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 매염방법이 선매염법으로 이루어진 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 방법으로 염색된 견직물을 제공한다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명의 일실시예에 의한 견직물은 항균성 등을 부여하기 위해 오가피를 이용하는 바, 상기 오가피는 한국산을 사용하며 염색공정에서 분말상으로 투입되기 위해 오기피를 분쇄한 후 이를 에탄올에 투입하여 12시간 정도 교반한 후 여과하여 얻은 색소 추출액을 로터리증발관으로 감압농축한 후 스프레이-드라이어(ADL31, YAMATO SCIENTIFIC AMERICA INC, U.S.A.)를 이용하여 염료 분말로 제조한다.

한편 견직물은 중성세제로 정련 후 증류수로 수세 건조하여 사용할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 의한 견직물은 0.2% 중성세제로 40℃, 60분간 정련한 후, 증류수로 수세 건조하여 사용하였고 사용한 견직물의 특성을 하기 표 1과 같다.

직물	번수		직물밀도 (threads/5cm)		중량 (g/m2)
직물	경사	위사	경사	위사	중량 (g/m2)
평직	85D	85D/2	176	114	75±5

또한 매염에 사용한 시약은 일급시약으로 정제 없이 사용하였으며 매염제로 사용한 알루미늄, 구리, 크롬, 철, 주석 금속 화합물들의 화학명과 구조식을 표 2에 나타내었다.

매염제	화학명	구조식
Al	Aluminium potassium sulfate	AlK(SO₄)₂12H₂O
Cu	Copper(II) sulfate	CuSO₄5H₂O
Cr	Chromium potassium sulfate	CrK(SO₄)₂ 12H₂O
Fe	Iron(II) sulfate	FeSO₄ 7H₂O
Sn	Tin(II) chloride anhydrous	SnCl₂

상기 조건들에 따라 우선 오가피 분말 염료와 온도를 알아보기 위해 욕비 1:100, 60℃ 에서 염료 농도를 50 내지 400%(owf)로 변화시켜 60분간 염색한다.

또한 오가피 분말 염료의 최적 염색 시간을 알아보기 위하여 염료농도 250%, 욕바 1:100, 염색온도는 40, 60, 80℃ 에서 10 내지 120분간 염색한다.

또한 소정농도의 각 매염제를 사용하여 욕비 1:100으로 선매염법과 후매염법으로 염색하여 각 매염제가 염착성에 미치는 영향을 파악한다.

상기 각 조건들에 대하여 그 결과를 살펴보면 우선 오가피 분말의 양이 염착성에 미치는 영향은 다음과 같다. 매염처리하지 않은 상태에서 오가피 분말 염료의 견섬유에 대한 친화성을 조사하기 위하여 40, 60, 80도에서 염료 농도를 50 내지 400%(owf)로 변화시켜 욕비 1:100, 60분간 염색한 시료의 염착농도를 측정한 결과는 도 1과 같다.

상기 염착농도(염착율) 측정은 적분구가 장착된 자외 가시부 분광광도계(X-Rite, SP68 spectrophotometer, U.S.A.)를 사용하여 염색물의 표면 반사율을 측정 하여 Kubelka-Munk식에 의하여 K/S값을 산출함으로써 염착량을 평가하였다.

K/S = (1-R)2/2R

여기서,

K : 염색포의 흡광계수이며, 농도에 비례하는 값

R : 염색포로부터의 단색광의 반사율

S : 산란계수

도 1과 같이 염색온도가 높아짐에 따라 염착농도가 증가하였으며 염료 농도가 250% 이상에서는 증가폭이 둔화되고 염료의 최적농도는 250% 이하임을 알 수 있다.

도 2는 매염처리 하지 않은 사태에서 오가피 분말 염료의 최적 염색시간을 알아보기 위해 40, 60, 80도에서 염료 농도를 250%(owf)로 하여 10 내지 120분간 염색한 시료의 염착농도를 측정한 결과를 나타낸 것이다. 도 2에서 나타나듯이 염색시간이 길어짐에 따라 염착농도가 증가하였으며, 40도와 60도에서 염색한 경우에는 염색시간이 40분 이후에는 염착량의 증가폭이 둔화되었으나, 80도에서 염색한 경우에는 거의 직선적으로 염착량이 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서 견직물의 손상되지 않는 온도의 범위로서 60 내지 80도의 범위에서 염색공정이 이루어짐이 바람직하다. 80도 이상의 조건에서 염색이 이루어지는 경우 견섬유의 손상이 일어있고 염착률이 증가하여 설계된 색채가 발현되지 못하는 문제가 있다.

도 3a 내지 3e는 5가지 매염제를 사용하여 욕비 1:100, 60도에서 30분간 선매염법과 후매염법으로 염색하여 각 매염제에서의 염착농도를 측정한 결과를 나타 낸 것으로 이 때 염색조건은 염료분말의 농도 250%(owf), 60도, 60분 욕비 1:100으로 하였다.

Al, Cu, Cr 매염시 보다는 Fe, Sn 매염시에 염착농도가 비교적 컸으며, 선매염법이 후매염법에 비하여 염착농도가 현저히 높았다.

실시예

사용될 오가피 색소분말은 오가피 100g을 분쇄한 후 에탄올 6리터와 혼합하고 이를 12시간 교반하면서 방치한 후 여과하여 얻은 색소 추출액을 로터리증류기로서 감압농축한 후 스프레이-드라이어를 이용하여 염료분말을 얻는다.

견뢰도 측정

매염제로 백반은 5%(owf), 황산구리는 3%(owf), 크롬백반은 1%(owf), 황산제1철은 1%(owf), 염화제1주석은 1%(owf) 사용하여 선매염(60도, 30분, 욕비 1:100)하여 염색(염료분말 250%owf, 80도, 60분, 욕비 1:100)하여 얻은 시료의 각종 견뢰도를 측정한 결과 일광견뢰도는 1 내지 2급, 세탁견뢰도는 2 내지 3급으로 좋지 않았으나 이는 견섬유의 특징으로 파악되며, 드라이크리닝 견뢰도는 대체로 4 내지 5급으로 우수하였고 땀견뢰도와 마찰견뢰도는 양호한 편으로 나타났다.

항균성 측정

Staphylococcus aureus A.T.C.C NO. 6538P를 시험균(Table 14)으로 하여 한 국산 오가피로부터 추출한 색소분말로 염색한 견직물에 대한 항균효과를 설명하면 다음과 같다. 미처리 견직물의 균 감소율은 11.6%로 극히 미비하였으며, 이는 유효한 균 감소율이라고 볼 수 없다. Cr 매염 처리한 견직물은 70.9%로 비교적 높은 균 감소율을 보였으며, 그 외의 경우 Al, Cu, Fe, Sn 매염한 견직물은 99.9%의 균 감소율로 우수한 항균효과를 보였다. 또한 염색만 실시한 견직물의 경우 99.9%의 높은 균 감소율을 보였으며, Al, Cu, Cr, Fe, Sn로 매염 후 염색한 견직물들도 99.9%로 우수한 항균효과를 보였다.

소취성 평가

소취성 실험에서는 암모니아 가스의 소멸속도가 사람의 몸에서 나는 냄새 속도와 거의 유사할 것으로 판단하고 악취의 평가기준으로 암모니아가스를 사용하여 평가하였다. 미처리 견직물의 소취율은 약 50% 정도였으나 선매염 염색 견직물의 소취성은 Cu 매염한 시료가 30분 경과후 98.5%, 120분 경과 후에는 99.5%로 가장 소취성이 우수하였으며, 그 외의 매염제의 경우도 30분 경과 후에는 88%, 120분 경과 후에는 98%로 소취성이 우수하였고 매염하지 않고 염색만 한 경우에도 30분 경과 후 91%, 120분 경과 후에는 96%로 소취성이 우수하였다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 오가피 추출물을 이용하여 염색된 견직물은 견뢰도가 우수하면서 항균 및 소취기능이 뛰어나다.

또한 상기 견직물을 염색하는 최적의 조건을 제안함으로서 견직물의 손상을 최소화하면서 별도의 항균공정이나 첨가물 없이도 염색공정으로서 기능성을 부여할 수 있어 생산성이 매우 향상될 수 있는 특징이 있다.

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 것이다.

Claims

항균 및 소취성 견직물의 제조방법에 있어서,

염색공정에서 분말상으로 투입되기 위해 오기피를 분쇄한 후 이를 에탄올에 투입하여 교반한 후 여과하여 얻은 색소 추출액을 감압농축한 후 분말화한 오가피 염료분말을 제조하는 염료준비단계와,

견직물이 포함된 욕조에 욕비 1:100에서 상기 염료분말의 농도 200 내지 250%owf를 투입하여 60 내지 80도로 40 내지 60분간 염색하는 염색단계로 이루어짐을 특징으로 하는 항균 및 소취성 견직물의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 염색단계에서 Al, Cu, Cr, Fe, Sn를 포함하는 군으로부터 1 이상 선택된 매염제가 더 포함됨을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 염색단계는 매염을 한 후 염색을 하는 선매염법으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의한 방법으로 염색된 견직물.