KR101112448B1

KR101112448B1 - 복합섬유 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101112448B1
Application number: KR1020090081199A
Authority: KR
Inventors: 임상규; 황성호; 이수근; 김순현
Original assignee: 재단법인대구경북과학기술원
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2012-03-13
Also published as: KR20110023366A

Abstract

본 발명은 이산화티탄(TiO₂) 나노분말을 0.5~20 중량%와 고분자 수지 80~99.5 중량%를 함유하는 수지 조성물이 초부(sheath)를 형성하고 고분자 수지 조성물이 심부(core)를 형성하여 복합방사 섬유를 제조하는 단계와, 상기 복합방사 섬유를 금속 전구체 용액에 침지후 광증착(photodeposition)시키는 상기 복합방사 섬유의 이산화티탄 입자 위에 금속 입자를 담지하는 단계를 포함하는 복합섬유의 제조방법을 제공한다.

이산화티탄, 복합섬유, 항균성

Description

복합섬유 및 이의 제조방법{Complex fiber and method of manufacturing the same}

본 발명은 항균 기능과 자외선 차단 기능을 가지는 복합섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

종래 폴리프로필렌 수지에 평균입경 0.3 아이크로 메타 정도의 이산화티탄 분말, 토루말린 분말, 세리사이트 분말, 은분말, 실리카, 산화칼슘, 산화아연, 지루코늄 등의 혼합문말을 일정비율로 첨가한 조성물을 만들어 폴리프로필렌 수지와 3: 2의 중량비로 혼합하여 마스터배치를 만들고 이를 다시 폴리프로필렌 수지와 5:5의 중량비로 혼합하여 120~140℃에서 1시간정도 열처리하여 수분과 습기를 제거한 후 220~240℃에서 용융방사하는 것을 특징으로 하는 항균, 정화, 방오, 자외선 차단, 원적외선, 전자파차단 기능을 가지는 폴리프로필렌 멀티 필라멘트사 및 그의 제조하는 기술이 있었다.

그러나 종래의 기술은 항균, 정화, 방오, 자외선차단, 전자파차단 기능을 가지는 섬유를 제조하기 위해서는 이산화티타늄분말, 토르말린 분말, 은분말, 실리카, 지르코늄 등의 복잡한 혼합 분말을 고분자 수지에 혼련해야하는 문제점이 있었 다.

또한 종래 DMF(90중량%)에 무수초산(10중량%)을 용해한 용액에 전정련한 양모를 침지하고, 50℃까지 승온시켜 이 온도를 30분간 유지하여 음이온화 처리를 행하고, 그 후, 양모를 물에 씻는다. 한편, 티탄알콕시드 및 플루오르화티탄중 적어도 하나의 티탄 화합물을 2.0% owf의 비율로 용해한다. 이 수용액에 음이온화 처리한 양모를 침지시키고, 상온에서 30분간 처리한다. 이어서, 붕산 : 시트르산 : D, L-말산 = 0.5 : 1 : 1의 중량비율로 혼합한 것을 상기 수용액에 0.5%owf의 비율로 첨가하여, 50℃에서 30분간 처리하고, 그 후, 물에 씻음으로써, 섬유표면이 산화티탄으로 도금된 천연섬유를 제조함으로서 기능성을 부여하고자 하는 기술이 존재하였다.

이 종래의 기술도 양모 등 천연섬유에 기술이 적용이 가능하며 합성섬유의 경우에는 적용에 문제점이 있었다.

본 발명은 고분자의 종류에 상관없이 나노입자가 담지된 반도체 금속산화물 입자를 선택적으로 담지하여 항균, 자외선 차단, 소취 등의 다기능성을 갖는 복합섬유 및 이의 제조방법을 제공한다.

일측면에 따르면, 본 발명은 이산화티탄(TiO₂) 나노분말을 0.5~20 중량%와 고분자 수지 80~99.5 중량%를 함유하는 수지 조성물이 초부(sheath)를 형성하고 고분자 수지 조성물이 심부(core)를 형성하여 복합방사 섬유를 제조하는 단계와, 상기 복합방사 섬유를 금속 전구체 용액에 침지후 광증착(photodeposition)시키는 상기 복합방사 섬유의 이산화티탄 입자 위에 금속 입자를 담지하는 단계를 포함하는 복합섬유의 제조방법을 제공한다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 이산화티탄(TiO₂) 나노분말을 0.5~20 중량%와 고분자 수지 80~99.5 중량%를 함유하는 수지 조성물이 초부(sheath)를 형성하고 고분자 수지 조성물이 심부(core)를 형성하며, 상기 이산화티탄 입자 위에 금속 입자를 담지하는 복합섬유를 제공한다.

이때 상기 고분자 수지는 열가소성 수지이며 상기 고분자 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물일 수 있으며, 상기 금속 입자는 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 및 구리(Cu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 하나 이상의 금속 입자일 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 복합섬유 및 이의 제조방법은 고분자의 종류에 상관없이 나노입자가 담지된 반도체 금속산화물 입자를 선택적으로 담지하여 항균, 자외선 차단, 소취 등의 다기능성을 갖는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 복합섬유 및 이의 제조방법은 자외선 차단, 자파차폐, 방취 및 항균성 소재 등으로 활용할 수 있는 또다른 효과가 있다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

일실시예에 따르면, 500nm 이하의 이산화티탄(TiO₂) 나노분말을 0.5~20 중량%와 열가소성 수지 80~99.5 중량%를 함유하는 수지 조성물이 복합방사 섬유의 초부(sheath)를 형성하고 열가소성 수지가 심부(core)를 형성하는 복합섬유를 제조한 후 상기 섬유를 은(Ag), 금(Pt), 금(Au), 구리(Cu) 등의 금속이온 수용액과 알콜로 이루어진 용액에 침지후 광증착(photodeposition)시켜 이산화티탄 입자 함유 복합 방사한 섬유의 이산화티탄 입자 위에 은(Ag), 금(Pt), 금(Au), 구리(Cu) 등 나노 입자가 담지된 기능성 나노 복합섬유를 제조할 수 있다.

위에서 설명한 복합섬유의 제조방법을 구체적으로 설명하면 아래와 같다.

먼저, 이산화티탄 입자를 열가소성 수지에 용융 ? 혼련하여 분산시켜 이들의 마스터 배치를 제조한다. 상기 제조된 마스터 배치는 복합방사시 초부(sheath)에 적용된다. 심부를 형성하는 수지는 시판하는 일반 열가소성 수지로 적용 가능하다.

상기 이산화티탄(TiO₂) 입자는 500nm(0.5um) 이하, 예를 들어 2nm~500nm 의 시판하거나 합성하여 사용할 수 있으며 결정상은 아나타제상의 광활성을 가지는 형태 또는 광활성을 높이기 위하여 아나타제와 루타일의 복합상을 가진 형태를 사용할 수 있다.

열가소성 수지로는 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리젓산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌비닐알콜 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르계 공중합체, 폴리비닐 아세테이트 등을 사용할 수 있다.

상기 이산화티탄(TiO₂) 입자를 고분자 수지에 용융 혼련하기 위하여 용융혼합기를 사용하여 100부의 고분자 수지에 중량비로 0.1부 내지 20부의 이산화티 탄(TiO₂) 입자를 첨가하여 고분자수지의 용융온도에서 완전한 혼합용융체가 될 때까지 혼합하여 각각 제조한다. 여기서 혼합기로서는 시그마믹서, 브라벤더, 싱글스크류 압출혼합기, 트윈스크류 압출혼합기, 컴파운더 등이 사용가능하며 기계적 혼합을 보다 효과적으로 수행하기 위해서는 컴파운더 및 트윈스크류 압출혼합기가 사용될 수 있다.

상기 수지 조성물이 복합방사 섬유의 초부(sheath)를 형성하게 투입하고 열가소성 수지 조성물이 심부(core)를 형성하게 복합 방사장치에 투입하여 방사온도는 고분자 수지의 융점 근처에서 적정한 방사속도로 복합 방사하여 고분자수지의 유리전이 온도 근처의 적정한 온도에서 연신하여 제조 후 상기 섬유를 은(Ag), 금(Pt), 금(Au), 구리(Cu) 등의 금속이온 수용액과 알콜로 이루어진 용액에 침지 후 광증착(photodeposition)시켜 이산화티탄 입자 함유 복합 방사한 섬유의 이산화티탄 입자 위에 은(Ag), 금(Pt), 금(Au), 구리(Cu) 등 나노 입자가 담지된 복합섬유를 제조한다.

이하, 실시예들를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명은 하기 실시예들에만 한정되는 것은 아니다.

실시예들에서 제조된 원사는 약 75d/24f 로 구성되며 제직은 R.P.M 450으로 Dobby장치가 부착된 W.J.Lom (일본, Thudakoma)장치가 설치된 190Type 직기에서 제직하였다.

실시예 1

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지에 대해 5중량부의 20nm 사이즈의 이산화티탄(TiO₂)을 트윈스크류 컴파운더(Wrarner & Pfleiderer , Type ZSK 25)에 투입하고 온도 260℃ 내지 290℃에서 스크류속도 250 rpm, 토출량 l5kg/h로 혼합하여 수지조성물을 칩으로 만들었다. 이산화티탄(TiO₂) 함유 수지조성물을 초부(sheath)에 투입하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지를 심부(core)에 투입하였다.

이때 S(초부)/C(심부)의 비는 5:5로 하였다. 방사구멍 수가 24홀인 방사구금이 장착된 복합방사기에 투입한 다음 방사온도 280℃에서 권취속도 4200m/분으로 방사한 후, 연신비 3.28로 연신하여 74데니어/24필라멘트의 섬유를 제조하였다(도 1 및 도 3의 (a) 참조).

상기 섬유를 1.5×10^-4 mol 농도의 염화금산(HAuCl₄H₂O) 수용액과 메탄올로 이루어진 용액에 침지한 상태에서 60초 동안 자외선 조사하여 광증착하였다. 상기 금(Au)이 TiO₂ 입자상에 담지된 복합섬유를 증류수로 수세 후 상온 건조하였다(도 3의 (c) 참조.

실시예 2

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지에 대해 7중량부의 20nm 사이즈의 이산 화티탄(TiO₂)을 트윈스크류 컴파운더(Wrarner & Pfleiderer , Type ZSK 25)에 투입하고 온도 260℃ 내지 290℃에서 스크류속도 250 rpm, 토출량 l5kg/h로 혼합하여 수지조성물을 칩으로 만들었다. 이산화티탄(TiO₂) 함유 수지조성물을 초부(sheath)에 투입하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지를 심부(core)에 투입하였다.

이때 S(초부)/C(심부)의 비는 5:5로 하였다. 방사구멍 수가 24홀인 방사구금이 장착된 복합방사기에 투입한 다음 방사온도 280℃에서 권취속도 4200m/분으로 방사한 후, 연신비 3.2로 연신하여 76데니어/24필라멘트의 섬유를 제조하였다(도 2 및 도 3의 (b)).

상기 섬유를 1.5×10^-4 mol 농도의 염화금산(HAuCl₄H₂O) 수용액과 메탄올로 이루어진 용액에 침지한 상태에서 60초 동안 자외선 조사하여 광증착하였다. 상기 금(Au)이 TiO₂ 입자상에 담지된 복합섬유를 증류수로 수세 후 상온 건조하였다(도 3의 (d) 참조).

도 4의 (a)의 XPS 결과에서 알 수 있듯이 금 입자가 담지되어 있음을 알 수 있다. 도 5에서 알 수 있듯이 이산화티탄 입자위에 금 입자가 담지되어 있음을 알 수 있다.

실시예 3

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지에 대해 5중량부의 20nm 사이즈의 이산 화티탄(TiO₂)을 트윈스크류 컴파운더(Wrarner & Pfleiderer , Type ZSK 25)에 투입하고 온도 260℃ 내지 290℃에서 스크류속도 250 rpm, 토출량 l5kg/h로 혼합하여 수지조성물을 칩으로 만들었다. 이산화티탄(TiO₂) 함유 수지조성물을 초부(sheath)에 투입하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지를 심부(core)에 투입하였다.

상기 섬유를 1.5×10^-4 mol 농도의 질산은(AgNO₃) 수용액과 메탄올로 이루어진 용액에 침지한 상태에서 60초 동안 자외선 조사하여 광증착하였다. 상기 은(Ag)이 TiO₂ 입자상에 담지된 복합섬유를 증류수로 수세 후 상온 건조하였다(도 3의 (e) 참조).

실시예 4

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지에 대해 7중량부의 20nm 사이즈의 이산화티탄(TiO₂)을 트윈스크류 컴파운더(Wrarner & Pfleiderer , Type ZSK 25)에 투입하고 온도 260℃ 내지 290℃에서 스크류속도 250 rpm, 토출량 l5kg/h로 혼합하여 수지조성물을 칩으로 만들었다. 이산화티탄(TiO₂) 함유 수지조성물을 초부(sheath) 에 투입하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지를 심부(core)에 투입하였다.

이때 S(초부)/C(심부)의 비는 5:5로 하였다. 방사구멍 수가 24홀인 방사구금이 장착된 복합방사기에 투입한 다음 방사온도 280℃에서 권취속도 4200m/분으로 방사한 후, 연신비 3.2로 연신하여 76데니어/24필라멘트의 섬유를 제조하였다(도 2 및 도 3의 (b) 참조).

상기 섬유를 1.5×10^-4 mol 농도의 질산은(AgNO₃) 수용액과 메탄올로 이루어진 용액에 침지한 상태에서 60초 동안 자외선 조사하여 광증착하였다. 상기 은(Ag)이 TiO₂ 입자상에 담지된 복합섬유를 증류수로 수세 후 상온 건조하였다(도 3의 (f)).

도 4의 (b)의 XPS 결과에서 알 수 있듯이 은 입자가 담지되어 있음을 알 수 있다.

실시예 5

상기 섬유를 1.5×10^-4 mol 농도의 염화백금산(H₂PtCl₆H₂O) 수용액과 메탄올로 이루어진 용액에 침지한 상태에서 60초 동안 자외선 조사하여 광증착하였다. 상기 은(Pt)이 TiO₂ 입자상에 담지된 복합섬유를 증류수로 수세 후 상온 건조하였다(도 3의 (g)).

실시예 6

폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지에 대해 7중량부의 20nm 사이즈의 이산화티탄(TiO₂)을 트윈스크류 컴파운더(Wrarner & Pfleiderer , Type ZSK 25)에 투입하고 온도 260℃ 내지 290℃에서 스크류속도 250 rpm, 토출량 l5kg/h로 혼합하여 수지조성물을 칩으로 만들었다. 이산화티탄(TiO₂) 함유 수지조성물을 초부(sheath)에 투입하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지를 심부(core)에 투입하였다.

상기 섬유를 1.5×10^-4 mol 농도의 염화백금산(H₂PtCl₆H₂O) 수용액과 메탄올로 이루어진 용액에 침지한 상태에서 60초 동안 자외선 조사하여 광증착하였다. 상기 백금(Pt)이 TiO₂ 입자상에 담지된 복합섬유를 증류수로 수세 후 상온 건조하였다(도 3의 (h)).

도 4의 (c)의 XPS 결과에서 알 수 있듯이 백금 입자가 담지되어 있음을 알 수 있다.

실험예

위에서 설명한 실시예 1 내지 6에서 얻어진 복합섬유를 제직한 직물의 항균성 및 자외선 차단성은 하기의 방법으로 측정하였다.

항균성은 KS K 0693 방법을 준용하였으며 공시균은 Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae을 시험균종으로 하였으며 정균 감소율로 나타내었다.

자외선 차단성 평가실험은 KS K 0850(섬유제품의 자외선 차단율 및 차단 지수 시험방법)에 따라 평가하였으며 차단율은 하기의 수학식 1에 의해 계산하였다.

수학식 2에서 자외선-A(UV-A)는 파장이 315～400nm인 태양 자외선영역이며 수학식 3에서 자외선-B는 파장이 290～315nm인 태양 자외선영역이다. 자외선 실험은 샘플을 분광광도계의 샘플 홀드에 고정시킨 후 파장 290에서 400nm를 5nm 파장 단위로 주사하여 샘플의 자외선 투과율을 측정한다.

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]

이때 수학식 2 및 3에서 Tλ는 파장 λ에서의 분광투과율이다.

표 1 은 본 발명의 실시예 예 1, 2, 3, 4, 5, 6의 복합섬유의 항균성 및 자외선 차단성을 평가한 결과를 나타낸 표이다.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 은, 백금, 금이 각각 광증착에 의해 담지된 복합섬유의 항균성 및 자외선 차단능이 우수하다는 것을 알수 있다.

[표 1]

구분	정균감소율		자외선 차단율 (UV-A)	자외선 차단율 (UV-B)
구분	Staphylococcus aureus	Klebsiella pneumoniae	자외선 차단율 (UV-A)	자외선 차단율 (UV-B)
실시예 1	99.9	99.9	91	96
실시예 2	99.9	99.9	93	96.3
실시예 3	99.9	99.9	90	96
실시예 4	99.9	99.9	93.3	96.4
실시예 5	99.9	99.9	90	96
실시예 6	99.9	99.9	93	96

이상 도면을 참조하여 이산화티탄 입자 위에 금속 입자를 담지하는 복합섬 유의 제조방법을 설명하였다. 이하 일실시예에 따른 복합섬유를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2, 도3, 도5를 참조하되 주로 도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 복합섬유는 이산화티탄(TiO₂) 나노분말을 0.5~20 중량%와 고분자 수지 80~99.5 중량%를 함유하는 수지 조성물이 초부(sheath)를 형성하고 고분자 수지 조성물이 심부(core)를 형성하며, 상기 이산화티탄 입자 위에 금속 입자를 담지하고 있다.

도 5를 주로 참조하면 이산화티탄 나노 입자 위에 금속입자, 예를 들어 금 입자가 담지되어 있는 것을 알 수 있다.

이때, 고분자 수지는 열가소성 수지이며 상기 고분자 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물일 수 있다. 또한, 상기 고분자 수지는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리프리필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 폴리젖산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌비닐알콜 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르계 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐카바졸, 콜라겐, 폴리아닐린, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 합성고무 및 천연고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 하나 이상일 수 있다.

한편, 이산화티탄 나노분말은 2nm~500nm이며, 결정상은 아나타제상의 광활성을 가지는 형태, 아나타제와 루타일의 복합상을 가진 형태 중 하나일 수 있 다.

상기 이산화티탄 나노분말은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부가 되도록 상기 고분자 수지와 혼합될 수 있다.

상기 금속 입자는 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 및 구리(Cu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 하나 이상의 금속 입자일 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

예를 들어 이산화티탄의 입자 크기나 형태를 예시적으로 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

또한 고분자 수지로 열가소성 수지를 예시적으로 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않고 어떤 형태의 고분자 수지를 사용할 수 있다.

또한 광증착을 위해 자외선을 조사하는 것으로 설명하였으나 자외선 이외에 광증착이 가능한 어떠한 형태의 전자기파라도 가능하다.

또한, 광증착에 사용하는 금속 전구체로 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 및 구리(Cu)를 예시적으로 설명하였느나 이외에 어떤 형태의 금속입자로도 금속 전구체로 사용하는 것이 가능하다.

또한, 이산화티탄 분말과 고분자 수지의 중량%를 예시적으로 설명하였으나 양자의 어떤 중량비로 복합방사 섬유를 제작할 수도 있다.

도 1 은 실시예 1 및 3, 5에 사용된 심부와 초부로 이루어진 복합섬유의 현미경 사진이다.

도 2 은 실시예 2 및 4, 6에 사용된 심부와 초부로 이루어진 복합섬유의 현미경 사진이다.

도 3 은 실시예 1 내지 6의 복합섬유 직물의 사진으로, a는 초부에 5 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물이며, b는 초부에 7 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물이며, c는 초부에 5 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물에 금을 광증착한 직물이며, d는 초부에 7 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물에 금을 광증착한 직물이며, e는 초부에 5 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물에 은을 광증착한 직물이며, f는 초부에 7 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물에 은을 광증착한 직물이며, g는 초부에 5 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물에 백금을 광증착한 직물이며, h는 초부에 7 wt%의 이산화티탄 함유 복합섬유로 제직한 직물에 백금을 광증착한 직물이다.

도 4는 실시예 2 및 4, 6의 복합섬유 직물의 XPS 분석 그림이다.

도 5는 (a)실시예 2의 금 나노입자가 담지된 복합섬유의 TEM 분석 그림이며, (b)는 (a)를 확대한 TEM 사진이다.

Claims

이산화티탄(TiO₂) 나노분말을 0.5~20 중량%와 고분자 수지 80~99.5 중량%를 함유하는 수지 조성물이 초부(sheath)를 형성하고 고분자 수지 조성물이 심부(core)를 형성하여 복합방사 섬유를 제조하는 단계와;

상기 복합방사 섬유를 금속 전구체 용액에 침지후 광증착(photodeposition)시키는 상기 복합방사 섬유의 이산화티탄 입자 위에 금속 입자를 담지하는 단계를 포함하는 복합섬유의 제조방법..
제1항에 있어서,

상기 광증착은 자외선 조사에 의한 것이며, 상기 고분자 수지는 열가소성 수지이며 상기 고분자 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 복합섬유의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 고분자 수지는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리프리필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 폴리젖산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌비닐알콜 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르계 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐카바졸, 콜라겐, 폴리아닐린, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 합성고무 및 천연고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합섬유의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 이산화티탄 나노분말은 2nm~500nm이며, 결정상은 아나타제상의 광활성을 가지는 형태, 아나타제와 루타일의 복합상을 가진 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 복합섬유의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 이산화티탄 나노분말은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부가 되도록 상기 고분자 수지와 혼합되는 것을 특징으로 하는 복합섬유의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 광증착은 상기 복합방사 섬유를 염(salt) 형태의 금속 전구체 용액과 알콜로 이루어진 용액에 침지시켜 자외선을 조사함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합섬유의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 금속 전구체 용액은 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 및 구리(Cu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 금속 염 용액인 것을 특징으로 하는 복합섬유의 제조방법.
이산화티탄(TiO₂) 나노분말을 0.5~20 중량%와 고분자 수지 80~99.5 중량%를 함유하는 수지 조성물이 초부(sheath)를 형성하고 고분자 수지 조성물이 심부(core)를 형성하며, 상기 이산화티탄 입자 위에 금속 입자를 담지하는 복합섬유.
제8항에 있어서,

상기 고분자 수지는 열가소성 수지이며 상기 고분자 수지 조성물은 열가소성 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 복합섬유.
제9항에 있어서,

상기 고분자 수지는 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리프리필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알콜, 폴리젖산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리에틸렌비닐알콜 공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르계 공중합체, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐카바졸, 콜라겐, 폴리아닐린, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 나일론, 폴리에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 합성고무 및 천연고무로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 복합섬유.
제9항에 있어서,

상기 이산화티탄 나노분말은 2nm~500nm이며, 결정상은 아나타제상의 광활성을 가지는 형태, 아나타제와 루타일의 복합상을 가진 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 복합섬유.
제9항에 있어서,

상기 이산화티탄 나노분말은 상기 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부가 되도록 상기 고분자 수지와 혼합되는 것을 특징으로 하는 복합섬유.
제9항에 있어서,

상기 금속 입자는 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 및 구리(Cu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 하나 이상의 금속 입자인 것을 특징으로 하는 복합섬유.