KR101141149B1 - Method for manufacturing multi-functional fabric with antimicrobial and far-infrared ray radition function - Google Patents
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Abstract
본 발명은 천연섬유소재 또는 화학섬유소재(즉, 인조섬유)에 나노(Nano) 크기의 항균/원적외선방사 금속입자를 혼입하여 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖도록 하기 위한 항균 및 원외선 방사 기능을 갖는 섬유원단의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fiber having antimicrobial and far-infrared radiation function for incorporating a nano-sized antimicrobial / far-infrared radiation metal particle into a natural fiber material or a chemical fiber material (that is, a synthetic fiber) And a manufacturing method of the fabric.
본 발명에 따르면, 상기 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 섬유원단에는 천연섬유소재 또는 화학섬유소재의 원단으로, 비스코스레이온(Viscos Rayon), 폴리에스터(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 면(Cotton), 나이론(Nylon) 및 펄프(Pulp) 중에서 선택된 하나 또는 그 중에서 선택된 2이상 혼합의 섬유소재에 항균 및 원적외선 방사를 위한 금속나노입자를 적용하며, 그 나노입자는 항균기능을 갖는 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn)의 입자 중에서 하나 또는 2 이상의 혼합으로 선택하고, 원적외선 방사 기능을 갖는 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소 (SiO2, Silica, silicon dioxide), 티타늄 디옥사이드 (TiO2, Titanium Dioxide), 알루미늄옥사이드 (Al2O3, Aluminium oxide, 산화알루미늄)의 나노입자 중에서 하나 또는 2이상을 선택하여 혼합 사용한다.According to the present invention, the fiber fabric having the antibacterial and far-infrared radiation function may be a viscose rayon fiber, a polyester fiber, a polyethylene fiber, a polypropylene fiber, Metal nanoparticles for antibacterial and far-infrared radiation are applied to a fiber material of a mixture of two or more selected from among cotton, cotton, nylon and pulp, (Ge), tungsten (W), silicon dioxide (SiO2), silicon dioxide (SiO2), and the like, which are selected from a mixture of silver (Ag), selenium (Se) ), Titanium dioxide (TiO2, Titanium Dioxide), aluminum oxide (Al2O3, aluminum oxide, aluminum oxide).
상기 나노입자를 상기 원단에 적용하는 방법은 원단 제조용 실(絲; FIBER)(즉, 원사)을 방사(Spining)하기 전에 미리 상기 나노입자와 섬유소재를 혼합하는 전처리 공정을 거친 후 방사하여 제조하는 방법과, 원사 또는 원단을 염색하는 공정에서 염료 또는 안료와 혼합하여 상기 나노입자가 원사 및 원단에 부 착(Attaching)되게 하는 방법 및, 원단을 제조하는 마지막 공정으로서의 텐터 공정(Tenter Process)에 사용되는 가공수에 상기 나노입자를 혼합하여 사용하는 방법이 포함되며, 그러한 방법에 의해 상기 나노입자 중에서 선택된 2 이상의 항균 및 원적외선 방사 나노입자가 원단에 혼입(混入; mixing and blending)되게 함으로써 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 원단(原緞)을 형성하게 된다. The method of applying the nanoparticles to the fabric includes a pretreatment process in which the nanoparticles and the fiber material are mixed in advance before spinning the fiber fabric yarn (FIBER) (i.e., yarn) A method in which the nanoparticles are adhered to a yarn and a fabric by mixing with a dye or pigment in a process of dyeing a yarn or a fabric and a tenter process as a final process of fabricating the fabric And mixing and mixing the nanoparticles with the processed water. By such a method, two or more antibacterial and far-infrared ray emitting nanoparticles selected from the nanoparticles are mixed and blended into the fabric, whereby antibacterial and far-infrared Thereby forming a raw material having a radiation function.
기능성 섬유원단, 항균, 원적외선, 나노입자 Functional fiber fabric, antibacterial, far infrared ray, nanoparticle
Description
본 발명은 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 섬유원단의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상게하게는 천연 또는 화학(인조) 섬유소재에 항균기능의 나노입자와 원적외선 방사기능의 나노입자를 혼입가공처리하여 항균 및 원적외선방사 기능을 갖도록 하기 위한 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 섬유원단의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a fiber fabric having an antibacterial and far-infrared radiation function. More particularly, the present invention relates to a method for producing a fiber fabric having antimicrobial and far-infrared radiation function by mixing antibacterial nanoparticles and far- And a method of producing a fiber fabric having an antibacterial and far-infrared radiation function for providing a far-infrared radiation function.
종래부터, 인체의 혈액 순환을 촉진시키는 작용과 같이 인체에 유리한 원적외선의 방사 기능과 항균기능을 갖는 원단에 대해 다양한 방법으로 제조하기 위한 기술적 제안이 있어왔다.BACKGROUND ART Conventionally, technical proposals have been made to manufacture a fabric having a far-infrared radiation function and an antibacterial function favorable to the human body by various methods such as an action of promoting blood circulation of the human body.
그 중에서, 대한민국 특허 제 10-0822719호는 게르마늄 , 황토 , 맥반석, 토르마린, 티타늄 등의 진공 증착 방법에 의해 원적외선방사 기능의 섬유를 제조하는 기술을 제안하고 있고, 또한 공개특허 제 1989-0014801호와 공개특허 제 1995-0023797호, 공개특허 제 2000-0015182호, 공개특허 제 10-2001-0038624호에서 확인 되는 바와 같은 기능을 갖는 소재들은 세라믹 등 무기물을 위주로 한 마이크로 크기의 입자들이거나 이온화한 물질들이 대분분으로, 후술하는 본 발명에 사용될 유기게르마늄, 특히 나노유기게르마늄(Nano Organic Germanium)의 형태를 섬유원단에 사용하지는 않고 있다. Among them, Korean Patent No. 10-0822719 proposes a technique for producing a far-infrared ray-emitting fiber by a vacuum evaporation method of germanium, yellow ocher, elvan, tourmaline, titanium, etc., and Japanese Patent Application Laid-Open No. 1989-0014801 The materials having the function as identified in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1995-0023797, 2000-0015182, and 10-2001-0038624 are micro-sized particles mainly made of inorganic materials such as ceramics, Most of them do not use the form of organic germanium, especially Nano Organic Germanium, which will be used in the present invention to be described later, on the textile fabric.
또, 상기와 같이 마이크로미터 크기의 입자 소재를 사용하는 기능성 원단의 경유에는 절사(切絲) 현상 등을 발생시켜 실(원사)을 방사하는 공정에서 애로가 있었을 뿐만 아니라, 염색공정에 적용하는 경우를 상정하여도 그 입자의 크기가 커서 섬유조직에 부착되는 효율이 저하될 뿐만 아니라, 특히 세탁시 그 기능성 입자가 떨어져 나가 대략 10회 정도의 세탁 후에는 대부분 그 기능이 소멸되어 발휘되지 않게되며, 또한 원단 가공의 마지막 공정인 텐터 공정에서도 염색공정과 마찬가지로 부착력이 떨어지는 단점이 있기 때문에 널리 적용되지 못하고 있었다.In addition, in the light oil of the functional fabric using the micrometer-sized particle material as described above, there has been a problem in the process of spinning the yarn (yarn) by generating a cutting phenomenon or the like, The efficiency of adhering to the fibrous structure is lowered due to the large size of the particles, and particularly, after the functional particles are detached during washing, the function is mostly extinguished after about 10 times of washing, In addition, the tentering process, which is the final step of fabric processing, has not been widely applied because it has the disadvantage that the adhesion is inferior to the dyeing process.
더구나, 종래에는 원적외선을 방사하는 소재로서 게르마늄의 입자를 사용하였으나, 종래에 사용된 그러한 게르마늄은 순수한 게르마늄이 아니라 여타의 광물질을 포함한 무기게르마늄이어서, 인체에 불리한 영향을 줄 가능성이 있을 뿐만 아니라 그 함량도 천연상태에 존재하는 농도인 피피엠(PPM)이하의 수준일 수 밖에 없어서 충분한 원적외선 기능을 발휘하지 못하였다. Furthermore, although germanium particles are conventionally used as a material for emitting far-infrared rays, such germanium conventionally used is inorganic germanium containing not only pure germanium but also other minerals, which may adversely affect the human body, (PPM), which is a concentration existing in a natural state, so that it can not exhibit a sufficient far-infrared ray function.
본 발명은 상기한 종래기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 천연 또는 화학(인조) 섬유소재에 항균기능의 나노입자와 원적외선 방사기능의 나노입자를 혼입가공처리하여 항균 및 원적외선방사 기능을 갖도록 하기 위한 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 섬유원단의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the circumstances of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide an antibacterial and far-infrared radiation functional nano- It is an object of the present invention to provide a method for producing a fiber fabric having an antibacterial and far-infrared radiation function.
바람직하게, 본 발명에서 사용하는 게르마늄은 그 순도가 99% 이상의 유기게르마늄(Organic Germanium)으로, 특히 {비스카르복시에틸게르마늄세스퀴옥싸이드, bis(2-carboxyethylgermanium sesquioxide); O[Ge(=O)CH2CH2CO2H]2}, 효모균주를 이용한 유기게르마늄, 키토산 결합 유기게르마늄을 각각 기본 원료로 하여 나노크기로 제조한 나노유기게르마늄을 사용하게 된다.Preferably, the germanium used in the present invention is organic germanium having a purity of 99% or more, especially bis (2-carboxyethylgermanium sesquioxide); To O [Ge (= O) CH 2 CH 2 CO 2 H] 2}, respectively, the primary raw material of organic germanium, chitosan combined organic germanium using yeast strains to be used for a nano organogermanium made of a nano-scale.
또한, 본 발명에 따르면 텅스텐(W), 이산화규소(SiO2; Silica; silicon dioxide), 티타늄디옥사이드(TiO2; Titanium Dioxide), 알루미늄옥사이드(Al2O3 ; Aluminium oxide)의 입자를 나노크기로 제조하여, 상기의 항균 기능을 갖는 나노 입자와 원적외선 기능을 갖는 나노입자가 원사나 원단에 적용되는 과정에서 나노 입자끼리 서로 응집이 되지 않도록 하여 나노입자의 분산성을 높이고, 나노입자의 각각의 고유한 칼라를 나타내지 않도록 하는 커플링 역할을 할 수 있는 소재로서 적용함과 아울러 원적외선을 방사하는 기능을 보조하는 원료로 사용함으로써 항균/원적외선방사의 기능성 섬유원단을 안정적이고 경제성 있게 제조할 수 있도록 하 게 된다.According to the present invention, particles of tungsten (W), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) In the process of applying nanoparticles having antimicrobial function and nanoparticles having a far-infrared function to the raw material or the fabric, the nanoparticles are prevented from aggregating with each other, thereby enhancing the dispersibility of the nanoparticles, It can be used as a material that can serve as a coupling to prevent the display of one color, and it can be used as a raw material to assist the function of emitting far infrared ray, so that a functional fiber material of antibacterial / far-infrared radiation can be manufactured stably and economically do.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 제 1예에 따르면 비스코스레이온(Viscos Rayon), 폴리에스터(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 면(Cotton), 나이론(Nylon) 및 펄프(Pulp) 중에서 선택된 하나 또는 그 중에서 선택된 2이상 혼합의 섬유 소재를 원료로 하여 실(原絲, FIBER)(원사)을 방사(Spining) 하기 전에, 상기 섬유소재원료에 항균기능을 갖는 나노입자인 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 중에서 하나 또는 2이상 선택한 나노입자와, 원적외선 방사 기능을 갖는 나노입자 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소(Silica, silicon dioxide), 티타늄디옥사이드(TiO2; Titanium Dioxide), 알루미늄옥사이드 (Al2O3, Aluminium oxide) 중에서 하나 또는 2이상 선택한 나노입자를 혼합하여 원사를 방사함으로써 섬유 원단에서 항균 기능과 원적외선 방사 기능을 동시에 갖도록 하는 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 섬유원단의 제조방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to a first preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of producing a polyester film, A fiber material having a antibacterial function is added to the fiber material raw material before spinning a fiber yarn using a fiber material of one or a mixture of two or more selected from among pulp, (Ge), tungsten (W), silicon dioxide (Silica, silicon dioxide) having a far-infrared radiation function, ), titanium dioxide (TiO 2; the titanium dioxide), aluminum oxide (Al 2 O 3, antibacterial function and far-infrared radiation function in the fiber fabric by spinning a yarn by mixing one or two or more nanoparticles selected from Aluminium oxide) When this manufacturing method is provided with the fiber fabric having antibacterial and far-infrared radiation function to have a.
본 제 1예에 따르면, 상기 섬유소재의 원료를 방사하기 전에 상기 섬유원단소재에 상기 항균 기능을 제공하기 위한 상기 나노 입자로서의 은(Ag)은 그 크기를1?20nm의 크기로 하면서 그 사용 농도를 섬유 원료 중량대비 0.001wt%~0.01wt%(10?100ppm)로 하고, 상기 면(Cotton)과 펄프(Pulp)의 경우에는 섬유 원료 중량 대비 상기 은(Ag) 나노입자의 사용 비율을 0.001~0.005wt%(10~50ppm)의 농도로 하고, 상기 셀레늄(Se)은 그 입자크기를 1?50nm로 하고, 그 사용 농도를 섬유 원료 중량대비 0.0005wt%~0.005wt%(5?50ppm)로 하고, 상기 비스코스레이온(Viscos Rayon), 면(Cotton), 펄프(Pulp)의 경우에는 0.0005wt%~0.003wt%(5~30ppm)의 농도로 하며, 상기 아연(Zn)은 입자 크기를 1?50nm의 크기로 하고 그 사용농도를 섬유 원료 중량 대비 0.05wt%~0.08wt%(500?800ppm)로 하고, 상기 비스코스레이온(Viscos Rayon), 면(Cotton) 및 펄프(Pulp)에는0.03wt%~0.05wt%(300ppm~500ppm)로 한다.According to the first embodiment, the silver (Ag) as the nanoparticles for providing the antibacterial function to the fiber fabric material before the fiber material is spun has a size of 1 to 20 nm, (Ag) nanoparticles are used in an amount of 0.001 to 0.01 wt% (10 to 100 ppm) based on the weight of the fiber raw material, and in the case of the cotton and pulp, The selenium (Se) has a particle size of 1 to 50 nm and a concentration of the selenium (Se) in the range of 0.0005 to 0.005 wt% (5 to 50 ppm) based on the weight of the fiber raw material And a concentration of 0.0005 wt% to 0.003 wt% (5 to 30 ppm) in the case of Viscos Rayon, cotton and pulp. The zinc (Zn) has a particle size of 1? (Viscos Rayon), cotton (Cotton), and pearl (pearlite), and the concentration thereof is made 0.05 to 0.08 wt% (Pulp) are to a 0.03wt% ~ 0.05wt% (300ppm ~ 500ppm).
또, 상기 원적외선 방사 기능을 위한 상기 게르마늄(Ge)은 유기게르마늄(Organic Germanium)으로서 1?50nm의 입자 크기로 하고 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.0001wt%~0.01wt%(1?100ppm)로 하며, 상기 텅스텐(W)은 1?50nm의 입자 크기로 하고 그 사용농도는 섬유 원료 중량대비 0.001~0.02wt%(10?200ppm)로 하며, 상기 이산화규소(SiO2)는 30?120nm의 입자 크기로 하고 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50?500ppm)로 하며, 상기 티타늄디옥사이드(TiO2)는 30?150nm의 입자 크기로 하고 그 사용농도를 섬유 원료 중량 대비 0.005wt%~0.05wt%(50?500ppm)로 하며, 상기 알루미늄옥사이드(Al2O3)는 30?150nm의 입자 크기로 하고 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.015wt%~0.07wt%(150?700ppm)로 한다.The germanium (Ge) for the far-infrared radiation function is organic germanium (Organic Germanium) having a particle size of 1 to 50 nm and a concentration of 0.0001 wt% to 0.01 wt% (1 to 100 ppm) The tungsten (W) has a particle size of 1 to 50 nm and a concentration of 0.001 to 0.02 wt% (10 to 200 ppm) based on the weight of the fiber raw material. The silicon dioxide (SiO 2 ) (TiO 2 ) has a particle size of 30-150 nm, and the concentration of the titanium dioxide (TiO 2 ) is adjusted to a weight ratio of the fiber raw material (Al 2 O 3 ) has a particle size of 30 to 150 nm, and the concentration of the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is 0.015 to 0.07 wt% (150 to 500 wt% ? 700ppm).
본 발명의 제 2예에서는 비스코스레이온(Viscos Rayon), 면(Cotton), 펄프(Pulp), 폴리에스터(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필 렌(Polypropylene), 나이론(Nylon)의 섬유 원사 또는 원단을 염색하는 공정에서, 항균기능을 갖는 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn)의 입자 중에서 하나 또는 2 이상을 선택하고, 원적외선 방사 기능을 갖는 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소(Silica, silicon dioxide), 티타늄디옥사이드(TiO2, Titanium Dioxide), 알루미늄옥사이드(Al2O3, Aluminium oxide)의 나노입자 중에서 하나 또는 2이상을 선택하여, 상기 염색공정에 사용되는 염료 또는 안료와 혼합하여 사용함으로써 섬유 원단에서 항균 기능과 원적외선 방사 기능을 동시에 갖도록 하는 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 섬유원단의 제조방법이 제공된다.In a second example of the present invention, a fiber yarn of Viscos Rayon, Cotton, Pulp, Polyester, Polyethylene, Polypropylene, Nylon, (Ge), tungsten (W), and the like having a far-infrared radiation function are selected from among silver (Ag), selenium (Se), and zinc (Zn) One or two or more of nano particles of silicon dioxide, silicon dioxide, titanium dioxide (TiO 2 , titanium dioxide), aluminum oxide (Al 2 O 3 , aluminum oxide) Or a pigment, so as to have an antibacterial function and a far-infrared radiation function at the same time, and a method of producing a fiber fabric having an antibacterial and far-infrared radiation function.
본 제 2예에 따르면, 상기 항균 기능을 위한 상기 나노 입자로서의 상기 은(Ag)은 그 사용 농도를 상기 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.001wt%~0.02wt%(10~200ppm)로 하고 그 크기를 1?20nm로 하고, 상기 셀레늄(Se)은 그 사용 농도를 상기 원사 및 원단 중량대비 0.0005wt%~0.008wt%(5?80ppm)로 하고 그 입자 크기를 1?50nm로 하며, 상기 아연(Zn)은 그 사용농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.05~0.15wt%(500~1,500ppm)로 하고 그 크기는 1?50nm로 한다.According to the second example, the silver (Ag) as the nanoparticles for the antibacterial function is used at a concentration of 0.001 wt% to 0.02 wt% (10 to 200 ppm) based on the weight of the fiber yarn and the fabric, 1 to 20 nm, the selenium (Se) has a concentration of 0.0005 wt% to 0.008 wt% (5 to 80 ppm) based on the weight of the yarn and the fabric, a particle size of 1 to 50 nm, ) Is used in a concentration of 0.05 to 0.15 wt% (500 to 1,500 ppm) based on the weight of the fiber yarn and the fabric, and the size thereof is 1 to 50 nm.
상기 원적외선 방사 기능을 위한 상기 나노 입자로서의 상기 게르마늄(Ge)은 유기게르마늄(Organic Germanium)으로서 그 사용 농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.0001wt%~0.015wt%(1~150ppm)로 하고 그 입자의 크기는 1~50nm로 하며, 상기 텅스텐(W)은 그 사용 농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.001wt%~0.04wt%(10~400ppm)로 하고 그 입자의 크기는 1~50nm로 하며, 상기 이산 화규소(SiO2)는 그 사용 농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.005wt%~0.1wt%(50~1,000ppm)로 하고 그 입자의 크기는 30?120nm로 하며, 상기 티타늄디옥사이드(TiO2)는 그 사용 농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.005wt%~0.15wt%(50ppm~1,500ppm)로 하고 그 입자의 크기는 30?150nm로 하며, 상기 알루미늄옥사이드(Al2O3)는 그 사용 농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.015wt%~0.15wt%(150ppm~1,500ppm)로 하고 그 입자의 크기는 30?150nm로 한다.The germanium (Ge) as the nanoparticles for the far-infrared radiation function is organic germanium (Organic Germanium), and its concentration is set to 0.0001 wt% to 0.015 wt% (1 to 150 ppm) based on the weight of the fiber yarn and fabric, (W) is used in an amount of 0.001 wt% to 0.04 wt% (10 to 400 ppm) based on the weight of the fiber yarn and the fabric, the particle size is 1 to 50 nm, The silicon dioxide (SiO 2 ) is used in an amount of 0.005 wt% to 0.1 wt% (50-1000 ppm) based on the weight of the fiber yarn and fabric, the particle size is 30-120 nm, and the titanium dioxide (TiO 2 ) Is used in an amount of 0.005 wt% to 0.15 wt% (50 ppm to 1,500 ppm) based on the weight of the fiber yarn and fabric, the particle size is 30 to 150 nm, and the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) The concentration is 0.015wt% ~ 0.15wt% (150ppm ~ 1,500ppm) with respect to the weight of the fiber yarn and fabric and the size of the particle is 30-150nm do.
또, 상기 비스코스레이온, 면, 펄프의 천연 섬유 소재의 원사 및 원단을 염색하는 공정에 적용하는 상기 나노입자는 그 용매의 수소이온지수(pH)를 7이상으로 유지하며, 상기 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나이론의 화학섬유 원사 및 원단을 염색할 경우에는 사용할 나노입자의 용매 특성을 7 미만의 수소이온지수(pH)를 유지할 수 있도록 한다.In addition, the nanoparticles used in the step of dyeing yarns and fabrics of viscose rayon, cotton and pulp with natural fibers maintain the hydrogen ion index (pH) of the solvent at 7 or more, and the polyester, polypropylene , Polyethylene, nylon, chemical fiber yarn and fabric, the solvent properties of the nanoparticles to be used can be maintained at a pH value of less than 7.
본 발명의 제 3예에서는 섬유 원단의 텐터 공정(TENTER PROCESS)에서, 항균기능을 갖는 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn)의 입자 중에서 하나 또는 2 이상을 선택하고, 원적외선 방사 기능을 갖는 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소 (Silica, silicon dioxide), 티타늄 디옥사이드 (TiO2, Titanium Dioxide), 알루미늄옥사이드 (Al2O3, Aluminium oxide)의 나노입자 중에서 하나 또는 2이상을 선택하여 상기 텐터 공정의 가공수와 혼합하여 사용함으로써 상기 섬유 원단에서 항균 기능과 원적외선 방사 기능을 동시에 갖도록 하는 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖 는 섬유원단의 제조방법이 제공된다.In the third example of the present invention, one or two or more particles of silver (Ag), selenium (Se), and zinc (Zn) having an antibacterial function are selected in a tenter process of a fiber fabric, One or two or more of nano particles of germanium (Ge), tungsten (W), silicon dioxide, titanium dioxide (TiO 2 , Titanium Dioxide), aluminum oxide (Al 2 O 3 , aluminum oxide) A method of manufacturing a fiber fabric having an antibacterial and far-infrared ray radiation function that simultaneously has an antibacterial function and a far-infrared ray radiation function in the fiber fabric by using the blend with the processed water of the tenter process.
본 제 3예에서 상기 항균 기능을 제공하기 위한 나노입자 중에서, 상기 은(Ag)은 그 사용 농도를 상기 텐터공정에 사용되는 가공수 중량 대비 0.001wt%~0.005wt%(10~50ppm)로 하고 그 크기는 1?20nm로 하며, 상기 셀레늄(Se)은 그 사용 농도를 상기 텐터 공정에 사용되는 가공수 중량 대비 0.0005wt%~0.003wt%(5?30ppm)로 하고 그 입자크기를 1?50nm로 하며, 상기 아연(Zn)은 그 사용농도를 상기 텐터 공정에 사용되는 가공수 중량 대비 0.01wt%~0.04wt%(100?400ppm)로 하고 그 크기는 1?50nm로 한다.Among the nanoparticles for providing the antibacterial function in the third example, the silver (Ag) is used at a concentration of 0.001 to 0.005 wt% (10 to 50 ppm) based on the weight of the working water used in the tentering process The selenium (Se) has a concentration of 0.0005 wt% to 0.003 wt% (5 to 30 ppm) based on the weight of the working water used in the tentering process and has a particle size of 1 to 50 nm , And the zinc (Zn) is used at a concentration of 0.01 to 0.04 wt% (100 to 400 ppm) based on the weight of the working water used in the tenter process, and the size thereof is 1 to 50 nm.
또, 상기 원적외선 방사 기능을 제공하기 위한 상기 게르마늄(Ge)은 유기게르마늄(Organic Germanium)으로서 그 사용 농도를 상기 텐터공정에 사용되는 가공수 중량대비 0.0001wt%~0.01wt%(1~100ppm)로 하고 그 입자의 크기를 1?50nm로 하며, 상기 텅스텐(W)은 그 사용 농도를 상기 텐터공정에 사용되는 가공수 중량대비 0.001wt%~0.02wt%(10ppm~200ppm)로 하고 그 입자의 크기를 1?50nm로 하며, 상기 이산화규소(SiO2)는 그 사용 농도를 상기 텐터공정에 사용되는 가공수 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50~500ppm)로 하고 그 입자의 크기는 30?120nm로 하며, 상기 티타늄디옥사이드(TiO2)는 그 사용 농도가 상기 텐터공정에 사용되는 가공수 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50~500ppm)로 하고 그 입자의 크기는 30?150nm로 하며, 상기 알루미늄옥사이드(Al2O3)는 그 사용 농도를 상기 텐터공정에 사용되는 물 중량대비 0.005wt%~0.07wt%(50~700ppm)로 하고 그 입자의 크기는 30?150nm로 하여 항균과 원적외선 방사 기능을 동시에 갖도록 한다.The germanium (Ge) for providing the far-infrared ray radiation function is organic germanium (Organic Germanium), and its concentration is 0.0001 wt% to 0.01 wt% (1 to 100 ppm) relative to the weight of the water used in the tenter process And the particle size is 1 to 50 nm. The concentration of the tungsten (W) used is 0.001 wt% to 0.02 wt% (10 ppm to 200 ppm) based on the weight of the working water used in the tentering process, (SiO 2 ) is used in an amount of 0.005 wt% to 0.05 wt% (50-500 ppm) based on the weight of the working water used in the tentering process, and the particle size of the silicon dioxide (SiO 2 ) is 30-50 nm. (TiO 2 ) is used in an amount of 0.005 wt% to 0.05 wt% (50-500 ppm) based on the weight of the working water used in the tenter process, the particle size is 30-150 nm , The aluminum oxide (Al2O3) is used at a concentration of 0 .005wt% ~ 0.07wt% (50 ~ 700ppm) and its particle size is 30 ~ 150nm, so that it has antimicrobial and far infrared radiation function at the same time.
바람직하게, 상기 나노입자의 사용량은 상기 섬유원단 중량 대비 원단의 가공수 흡수량을 100%로 기준하여, 상기 원단 중량 대비 그 원단이 상기 텐터공정의 가공수를 흡수하는 그 비율(Pick Up %)이 변동될 경우에는, 그 물 흡수량이 가감 변동되는 비율에 반비례하게 나노입자의 사용비율을 정하여 사용(나노입자의 사용량= Pick Up율 100%시 나노입자 사용량/변동되는 Pick Up%)한다.Preferably, the amount of the nanoparticles to be used is a pick up percentage (%) at which the raw material absorbs the processed water of the tenter process, based on the weight of the raw fabric, based on 100% In case of fluctuation, use ratio of nanoparticles is set in inverse proportion to the rate of increase / decrease of the water absorption amount (use amount of nanoparticles = amount of nanoparticles to be used at 100% pick-up rate / pick-up percentage fluctuates).
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 항균 및 원적외선을 방사하는 기능을 갖는 섬유원단의 제조방법에 의하면, 제 1예의 경우 상기 비스코스레이온, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 면(Cotton), 나일론 및 펄프 중에서 선택된 하나 또는 그 중에서 선택된 2이상 혼합의 섬유 소재를 원료로 하여 실(원사)을 방사하기 전에 상기 항균기능을 갖는 나노입자로써 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn) 및 원적외선 방사 기능을 갖는 나노입자로써 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소, 티타늄디옥사이드, 알루미늄옥사이드의 나노입자를 그 기능별로 각각 하나 이상 선택하여 원단에 함께 적용함으로써 섬유원단이 항균기능과 원적외선 방사 기능을 동시에 갖도록 할 수 있다.As described above, according to the method for producing a fiber fabric having a function of emitting antibacterial and far-infrared rays according to the present invention, the viscose rayon, polyester, polyethylene, polypropylene, cotton, nylon and pulp (Ag), selenium (Se), zinc (Zn), and far-infrared radiation (Zn) as the nanoparticles having the antibacterial function before spinning the yarn (yarn) (Ge), tungsten (W), silicon dioxide, titanium dioxide, and aluminum oxide nanoparticles as functional nanoparticles are selected and applied to the fabric together, so that the fiber fabric has antibacterial function and far infrared ray radiation function At the same time.
이는 나노 크기를 갖는 기능성 입자를 방사 공정에 혼합 적용하여 원단을 제공하는 것으로 항균과 원적외선 방사의 기능 효과를 지속적으로 나타낼 수 있는 방법으로, 항균과 원적외선 방사의 기능을 갖는 기능성 원단을 대량으로 생산할 수 있는 기술을 제공하게 된다. It is a method to mix functional particles with nano size in spinning process to provide fabric, which can continuously display the functional effects of antibacterial and far-infrared radiation. It can produce functional fabrics with antibacterial and far-infrared radiation function in large quantities Technology.
특히, 각각 사용되어지는 원료가 나노 크기를 갖는 입자로서 존재하기에, 마이크로급 크기의 기능성 원료를 사용하여 기존의 기능성 원단을 제조시 발생하였던 압출기 내부의 압력 증가, 원사의 끊어짐 현상, 원단의 신축성 감소현상 및 원단 중량 증가 현상 등 제조공정상의 애로나 섬유 고유의 기능을 저해하는 단점을 해소하는 보다 발전된 기술의 제공함으로써, 나노기술이 기능성 섬유의 제조기술 분야에 융합 적용되어 새로운 기능성 섬유의 제조를 가능하게 한다.In particular, since raw materials used as nano-sized particles are used, it is possible to increase the pressure inside the extruder, breakage of yarn, stretch of fabric, The development of nanotechnology has been applied to the field of manufacturing of functional fibers by providing advanced technology that solves the problems of normal manufacturing trouble such as reduction phenomenon and fabric weight increase phenomenon, .
또한 본 발명의 제 1예의 기술 중 화학섬유를 위한 원사 방사기술은 섬유분야뿐만 아니라 열가소성 플라스틱수지를 원료로 한 플라스틱 제품에서 항균과 원적외선을 방사하는 기능을 동시에 갖는 플라스틱 성형품의 제조가 가능하게 된다.In addition, among the techniques of the first example of the present invention, yarn spinning technology for chemical fibers makes it possible to produce a plastic molded article having both a function for spinning antimicrobial and far-infrared rays from a plastic product made from a thermoplastic plastic resin as well as a textile field.
본 발명의 제 2예에 의하면, 원단을 염색하는 공정에서 염료 또는 안료와 혼합하여 나노입자가 원단에 침착(Attaching)하게 하는 제조 방법으로, 기존의 원단 염색 공정을 통하여 제조한 각종의 기능성 원단이 기능을 나타내는 원료 소재가 마이크로미터 크기를 갖는 입자였기에 원단에 부착되는 부착력이 부족하여 세탁시 기능성 소재가 원단으로부터 떨어져 나가는 현상이 발생하고, 그 결과 기능성 효과가 사라지는 결함이 있었으나, 나노입자 크기의 기능성 소재를 선택적으로 사용함으로써 이를 해소하고, 염색공정을 통하여 제조된 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 원단의 제조가 가능하게 한다. 특히 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 기능성 원단을 염색 공정을 통하여 소품종씩 다량으로 다양하게 생산할 수 있는 기술을 제공함으로써 다양한 기능성 섬유 원단의 개발을 가능하게 한다.According to the second example of the present invention, in the step of dyeing the fabric, the fabric is mixed with the dye or pigment to attach the nanoparticles to the fabric. Various functional fabrics manufactured through the conventional fabric dyeing process Since the raw material showing the function is a micrometer-sized particle, there is a defect that the functional material is removed from the fabric due to the lack of adhesion to the fabric due to the lack of adhesion to the fabric. As a result, there is a defect that the functional effect disappears. By using the material selectively, it can be solved and it becomes possible to manufacture a fabric having antimicrobial and far-infrared radiation function manufactured through a dyeing process. In particular, it is possible to develop a variety of functional fiber fabrics by providing a technology capable of variously producing functional fabrics having antimicrobial and far-infrared radiation functions in a large quantity by small quantities through a dyeing process.
또한 본 발명의 제 3예에 의하면, 원단을 제조하는 마지막 공정으로 텐터 공정에서 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖는 기능성 원단의 제조가 가능하게 됨으로써, 기능성 원단능 제조하기 위하여 추가되는 비용을 최소화 할 수 있으며, 나노입자의 사용에 의한 우수한 세탁 견뢰도를 유지하며, 소품종 다량의 기능성 원단의 제조가 가능하게 된다. In addition, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a functional fabric having an antibacterial and far-infrared ray radiation function in a tenter process as a final step of manufacturing a fabric, thereby minimizing the cost added for manufacturing a functional fabric function , It is possible to manufacture a large number of functional fabrics of a small number of species while maintaining an excellent washing fastness due to the use of nanoparticles.
따라서, 본 발명에 의하면 나노기술을 섬유제조 기술과 융합함으로써 기존의 섬유시장에서 각각의 섬유제조 공정을 통하여 새로운 기능성 원단의 제조 기술을 제공함과 더불어, 고부가가치를 가지면서 인체에 유익한 다양한 기능성 섬유의 제조방법을 제공할 수 있게 된다.Therefore, according to the present invention, by combining the nanotechnology with the fiber manufacturing technology, it is possible to provide a new functional fabric manufacturing technique through each fiber manufacturing process in the existing fiber market, and to provide various functional fibers A manufacturing method can be provided.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명의 제 1예에 따르면, 상기 비스코스레이온(Viscos Rayon), 폴리에스터(Polyester), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 면(Cotton), 나이론(Nylon) 및 펄프(Pulp) 중에서 선택된 하나 또는 그 중에서 선택된 2이상 혼합의 섬유 소재가 섬유원단원료로 제공된다. First, according to the first example of the present invention, the viscose rayon, polyester, polyethylene, polypropylene, cotton, nylon and pulp, Or a mixture of two or more selected from among them is provided as a fiber fabric raw material.
본 발명에 따르면, 상기한 섬유소재를 원료로 하여 실(絲, FIBER)(즉, 원사)을 방사(Spining)하기 전에 상기 항균기능을 갖는 나노입자로서 바람직하게 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn)이 적용된다. According to the present invention, silver (Ag), selenium (Se), or the like is preferably used as nanoparticles having the above-mentioned antibacterial function before spun yarn (FIBER) , And zinc (Zn) are applied.
또, 본 발명에 따르면, 원적외선 방사 기능을 갖는 나노입자로는 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소 (SiO2; Silica, silicon dioxide), 티타늄디옥사이 드(TiO2; Titanium Dioxide), 알루미늄옥사이드(Al2O3; Aluminium oxide)의 나노입자가 적용된다.According to the present invention, the nanoparticles having a far-infrared ray radiation function include germanium (Ge), tungsten (W), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ) Nanoparticles of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are applied.
즉, 본 발명은 상기한 항균기능과 원적외선 방사 기능을 갖는 나노입자 중에서 각각 하나 또는 2이상 선택된 기능별 나노입자를 혼합하여 사용함으로써 섬유 원사 및 원단에서 항균 기능과 원적외선 기능을 동시에 갖는 섬유원단을 제공하게 된다. That is, the present invention provides a fiber fabric having both an antibacterial function and a far-infrared ray function at the same time in a fiber yarn and a fabric by using one or more functional nanoparticles selected from among the nanoparticles having antimicrobial function and far- do.
본 발명에 따르면, 상기 섬유 원료로서의 비스코스레이온에는 제조 공정 중 레이온사를 방사하기 전의 원료첨가공정에서 항균기능을 갖도록 하기 위한 나노 원료로서 상기 셀레늄(Se), 상기 아연(Zn) 중에서 하나 또는 양자를 적정한 비율로 첨가함과 더불어 원적외선 방사기능을 위한 나노소재로서는 상기 게르마늄(Ge), 상기 텅스텐(W), 상기 이산화규소(SiO2), 상기 티타늄디옥사이드(TiO2), 상기 알루미늄옥사이드(Al2O3) 중에서 선택된 어느 하나 또는 2이상의 나노입자가 첨가된다.According to the present invention, one or both of selenium (Se) and zinc (Zn) may be added to the viscose rayon as the raw material for the fiber as a nano raw material for imparting an antimicrobial function in the raw material addition process before the rayon yarn is spun during the production process. (T), tungsten (W), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as the nano materials for the far- 3 ) are added to the nanoparticles.
상기 폴리에스터와 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나이론에는 항균기능을 갖도록 하기 위한 나노 원료로 상기 은(Ag), 상기 셀레늄(Se), 상기 아연(Zn) 중에서 하나 또는 2이상을 첨가하고, 원적외선 방사기능을 위한 나노소재로서는 상기 게르마늄(Ge), 상기 텅스텐(W), 상기 이산화규소(SiO2), 상기 티타늄디옥사이드(TiO2), 상기 알루미늄옥사이드(Al2O3) 중에서 선택된 어느 하나 또는 2이상의 나노입자가 첨가된다.It is preferable that one or more of silver (Ag), selenium (Se) and zinc (Zn) are added to the polyester, polyethylene, polypropylene and nylon as a nano raw material to have an antibacterial function, The nano material may be any one or two or more nanoparticles selected from the group consisting of germanium (Ge), tungsten (W), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Is added.
바람직하게, 상기의 첨가 방법은 천연섬유의 경우 천연섬유소재와 나노입자를 혼합하여 방사를 하는 반면, 화학섬유의 경우는 나노입자를 상기 폴리에스터와 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나이론의 열가소성 플라스틱 레진(Resign)에 혼합 코팅 후 이를 마스터배치 칩(Master-Batch Chip)이나 컴파운딩 칩(Compounding chip)으로 가공하고 나서 그 마스터배치 칩 가공물을 다시 일정한 비율(3?20%)로 원료와 혼합하여 방사하거나 컴파운딩 칩 가공물을 100%로 사용하여 방사함으로써 항균기능과 원적외선 기능을 갖는 원단을 형성할 실(원사)를 제조하게 된다. Preferably, in the case of natural fibers, natural fibers are mixed with nanoparticles to emit radiation. In the case of chemical fibers, the nanoparticles are mixed with the above-mentioned polyesters, polyethylene, polypropylene and nylon thermoplastic resin (Master-batch chip) or compounding chip, and then the master batch chip workpiece is again mixed with the raw material at a constant ratio (3 to 20%), Yarn (yarn) to form a fabric having antimicrobial function and far-infrared ray function is manufactured by spinning using 100% of the buried chip product.
여기서, 아래의 (표 1)을 참조하여 항균 및 원적외선 방사 기능을 제공하기 위해 본 발명에 적용되는 나노 입자를 살펴보면, 은(Ag)은 항균기능을 나타내는 나노입자(도 1의 투과전자현미경사진 및 분포도 참조)로, 본 발명에서는 그 크기를1?20nm로 하며, 그 사용 농도를 섬유 원료 중량대비 0.001~0.01wt%(10?100ppm)로 한다.Herein, the nanoparticles to be applied to the present invention for providing the antibacterial and far-infrared ray radiation function by referring to the following Table 1 are as follows: silver (Ag) is a nanoparticle exhibiting antibacterial function (transmission electron microscope photograph of FIG. 1 and The size is 1 to 20 nm in the present invention, and the use concentration thereof is 0.001 to 0.01 wt% (10 to 100 ppm) based on the weight of the fiber raw material.
본 발명에 따르면, 적용되는 은(Ag) 나노입자는 자외선과 반응하는 경우 색오염 현상을 초래하게 되거나, 또는 비스코스레이온사의 제조 공정에 사용되어 해당하는 부직포에 일부 남겨지는 황화물(sulfide)과 그 은(Ag)이 반응을 하여 응집(aggregation)과 침전(Precipitation) 현상을 나타낼 수 있기 때문에 비스코스레이온사에는 사용이 제한된다.According to the present invention, silver (Ag) nanoparticles to be applied may cause color contamination when they react with ultraviolet rays, or may be used in the manufacturing process of viscose rayon to remove sulfide and silver (Ag) may react to cause agglomeration and precipitation (Precipitation) phenomena, which limits its use to viscose rayon.
그 은(Ag) 나노입자를 단독으로 사용할 경우에는 항균력을 갖게 되는 최소 농도를 보장하고 칼라 변화를 억제할 수 있는 최대치 농도를 고려하여 섬유 원료 중량대비 0.001～0.01wt％(10?100ppm) 농도로 그 사용 범위를 한정함이 바람직하 게 된다. 다만, 면(Cotton), 펄프(Pulp)의 경우에는 방사(Spinning)시 연신율이 적다는 점을 감안하여 섬유 원료 중량대비 은(Ag) 나노입자의 사용 비율을 0.001~0.005wt%(10~50ppm)의 농도로 한다.When silver (Ag) nanoparticles are used singly, the concentration of silver is 0.001 ~ 0.01wt% (10 ~ 100ppm) relative to the weight of fiber raw materials in consideration of the maximum concentration that can suppress the color change, It is preferable to limit the use range thereof. However, considering the fact that the elongation rate during spinning is small in the case of cotton and pulp, the use ratio of silver (Ag) nanoparticles is 0.001 to 0.005 wt% (10 to 50 ppm ).
또, 본 발명에 적용되는 셀레늄(Se)은 나노입자(도 2에 도시된 투과전자현미경사진 참조)로 박테리아에 대한 항균력을 갖는 기능이 실험결과로 검증된 바, 본 발명에 따르면 상기 셀레늄은 그 입자크기를 1?50nm로 하고, 그 사용 농도를 섬유 원료 중량대비 0.0005~0.005wt%(5?50ppm)로 한다. 다만, 비스코스레이온(Viscos Rayon), 면(Cotton), 펄프(Pulp)의 경우에는 방사시 연신율이 적은 점을 고려하여 섬유 원료 중량대비 0.0005~0.003wt%(5~30ppm)의 농도로 한다.The selenium (Se) applied to the present invention has the ability to have antibacterial activity against bacteria with nanoparticles (see a transmission electron microscope picture shown in FIG. 2). As a result, according to the present invention, The particle size is set to 1 to 50 nm, and the use concentration thereof is set to 0.0005 to 0.005 wt% (5 to 50 ppm) based on the weight of the fiber raw material. However, in the case of Viscos Rayon, Cotton and Pulp, the concentration is 0.0005 ~ 0.003wt% (5 ~ 30ppm) with respect to the weight of the fiber raw material in consideration of the low elongation at the time of spinning.
또, 본 발명에 적용되는 아연(Zn)의 나노입자(도 3에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 실험결과에 따르면 원사(原絲)가 방사될 때에 늘어나는 연신율 때문에 500ppm~800ppm 사이에서 항균력을 갖는 바, 이 점을 고려하여 본 발명에서는 그 아연(Zn)입자 크기를 1?50nm의 크기로 하고, 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.05~0.08wt%(500?800ppm)로 한다. 다만, 상대적으로 연실율이 적은 비스코스레이온(Viscos Rayon), 면(Cotton) 및 펄프(Pulp)는 그 사용 농도를 섬유 원료 중량대비 0.03~0.05wt%(300ppm~500ppm) 사이로 한정한다.According to the experimental results, the nanoparticles of zinc (Zn) (see the transmission electron microscope image shown in FIG. 3) applied to the present invention exhibit antibacterial activity between 500 ppm and 800 ppm due to the elongation rate which is elongated when the yarn is spun. In consideration of this point, in the present invention, the zinc (Zn) particle size is set to be 1 to 50 nm, and the use concentration thereof is 0.05 to 0.08 wt% (500 to 800 ppm) based on the weight of the fiber raw material. Viscos Rayon, Cotton and Pulp, which have a relatively low percentile ratio, are limited to a concentration of 0.03 to 0.05 wt% (300 ppm to 500 ppm) based on the weight of the fiber raw material.
본 발명에 적용되는 게르마늄(Ge)은 나노입자규격의 유기게르마늄(Organic Germanium)으로, 그 나노 크기의 게르마늄(도 4에 도시된 투과전자현미경사진 참조)은 그 사용 농도가 섬유 중량대비 0.0001wt%~0.01wt%(1ppm~100ppm) 사이에서 원하는 수준(섭씨 37도에서 방사율 87% 이상)의 원적외선을 방사하는 기능이 실험을 통해 검증된 바, 본 발명에 따르면 그 게르마늄은 1?50nm의 입자 크기로 하며, 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.0001wt%~0.01wt%(1?100ppm)로 한다. The germanium (Ge) applied to the present invention is an organic germanium of nanoparticle size. Its nano-sized germanium (see the transmission electron micrograph shown in Fig. 4) has a concentration of 0.0001 wt% Infrared rays emitted at a desired level (87% or more at 37 degrees Celsius) between 0.01 wt% (0.01 ppm) and 0.01 wt% (1 ppm to 100 ppm) has been verified through experiments. According to the present invention, the germanium has a particle size of 1 to 50 nm , And the use concentration thereof is 0.0001 wt% to 0.01 wt% (1 to 100 ppm) based on the weight of the fiber raw material.
본 발명에 적용되는 텅스텐(W)의 나노입자(도 5에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도가 원료 중량대비 0.001wt%~0.02wt%(10ppm~200ppm) 사이에서 원하는 수준(섭씨 37도에서 방사율 87% 이상)의 원적외선을 방사하는 기능이 실험을 통해 검증된 바, 본 발명에 따르면 그 텅스텐은 1?50nm의 입자 크기로 하면서 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.001wt%~0.02wt%(10?200ppm)로 한다.The nanoparticles of tungsten (W) (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 5) applied to the present invention can be used at concentrations of 0.001 wt.% To 0.02 wt.% (10 ppm to 200 ppm) Infrared rays at a temperature of 37 ° C), the tungsten has a particle size of 1 to 50 nm and has a concentration of 0.001 wt% to 0.02% wt% (10? 200 ppm).
본 발명에 적용되는 이산화규소(SiO2)의 나노입자(도 6에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도가 원료 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50ppm~500ppm) 사이에서 원하는 수준(섭씨 37도에서 방사율 87% 이상)의 원적외선을 방사하는 기능이 실험을 통해 검증된 바, 본 발명에 따르면 그 이산화규소는 30?120nm의 입자 크기로 하면서 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50?500ppm)로 한다.The nanoparticles of silicon dioxide (SiO 2 ) (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 6) applied to the present invention can be used at concentrations of 0.005 wt% to 0.05 wt% (50 ppm to 500 ppm) (At a temperature of 37 degrees Celsius and at an emissivity of 87% or more). According to the present invention, the silicon dioxide has a particle size of 30-120 nm and its concentration is 0.005 wt. % To 0.05 wt% (50 to 500 ppm).
본 발명에 적용되는 티타늄디옥사이드(TiO2)의 나노입자(도 7에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도가 섬유 원료의 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50ppm~500ppm)에서 원하는 수준(섭씨 37도에서 방사율 87% 이상)의 원적외선을 방사하는 기능이 실험을 통해 검증된 바, 본 발명에 따르면 그 티타늄디옥사이드는 30?150nm의 입자 크기로 하면서 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50?500ppm)로 한다.The nanoparticles of titanium dioxide (TiO 2 ) (see the transmission electron microscope photograph shown in FIG. 7) used in the present invention can be used at a concentration of 0.005 wt% to 0.05 wt% (50 ppm to 500 ppm) (Emission rate of 87% or more at a temperature of 37 degrees Celsius), the titanium dioxide has a particle size of 30-150 nm and a concentration of 0.005 wt% to 0.05 wt% (50 to 500 ppm).
본 발명에 적용되는 알루미늄옥사이드(Al2O3)의 나노입자(도 8에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도가 섬유 원료의 중량대비 0.015wt%~0.07wt%(150ppm~700ppm)에서 원하는 수준(섭씨 37도에서 방사율 87% 이상)의 원적외선을 방사하는 기능이 실험을 통해 검증된 바, 본 발명에 따르면 그 알루미늄옥사이드는 30?150nm의 입자 크기로 하면서 그 사용농도를 섬유 원료 중량대비 0.015wt%~0.07wt%(150?700ppm)로 한다.The nanoparticles of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) applied to the present invention (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 8) are used in concentrations of 0.015 wt% to 0.07 wt% (150ppm to 700ppm) Infrared rays emitted at a desired level (at a temperature of 37 degrees Celsius and at a rate of 87% or above) was tested through experiments. According to the present invention, the aluminum oxide has a particle size of 30-150 nm, To 0.07 wt% (150 to 700 ppm).
다음에, 본 발명의 제 2예에서는 섬유 원사 및 원단을 염색하는 공정에서 염료 또는 안료와 혼합하여 나노입자가 원사 및 원단에 부착(附着, Attaching)되게 함으로써 항균 및 원적외선 방사 기능을 갖도록 하게 된다. Next, in the second example of the present invention, in the step of dyeing the fiber yarn and the fabric, the nanoparticles are adhered to the yarn and the fabric by mixing with the dye or the pigment to have antibacterial and far-infrared radiation function.
먼저, 비스코스레이온 또는 면 및 펄프의 천연 소재 원사 및 원단을 염색하는 경우에는 그 특성상 염색에 사용하는 물의 수소이온지수(pH: Potential of Hydrogen)가 약 12~14의 알카리성을 유지해야 염색성이 양호하게 되고, 그 반면에 폴리에스터와 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나이론의 화학섬유는 수소이온지수(pH)가 2~5 사이의 산성을 유지해야 염색성이 양호하게 된다.First, when viscose rayon or cotton and pulp natural materials yarn and fabric are dyed, the pH of the water to be used for dyeing must maintain alkaline of about 12 to 14, so that dyeability is good On the other hand, the polyester and the chemical fibers of polyethylene, polypropylene and nylon are required to maintain an acidity of 2 to 5 in terms of hydrogen ion index (pH).
따라서, 원단 또는 원사의 염색공정에 혼합사용될 나노입자는 그 특성 중 천연섬유소재의 원단에 적용하는 하는 나노입자의 경우 그 용매의 수소이온지수(pH)를 7이상으로 유지를 하여 나노입자의 응집(Aggregation) 또는 침전(沈澱, Precipitation)을 방지할 수 있도록 나노입자를 제공하고, 특히 산성기를 갖는 이산화규소는 상용성을 고려하며 사용치 않도록 한다. Therefore, the nanoparticles to be mixed in the dyeing process of the fabric or the yarn, the nanoparticles to be applied to the raw material of the natural fiber material among them, the pH of the solvent is maintained at 7 or more, Nanoparticles are provided to prevent aggregation or precipitation (Precipitation). In particular, silicon dioxide having an acidic group is considered to be miscible and not used.
그에 대해, 화학섬유원단을 염색할 경우에는 사용할 나노입자의 용매 특성을 7 미만의 수소이온지수(pH)를 유지할 수 있도록 하는 나노입자를 제공하여 나노입자의 안정성을 유지하며 응집 및 침전을 예방할 수 있도록 한다.On the other hand, when dyeing chemical fiber fabrics, nanoparticles that can maintain the hydrogen ion index (pH) of less than 7 in the solvent characteristics of the nanoparticles to be used can be provided to maintain stability of nanoparticles and prevent aggregation and precipitation .
상기한 점을 고려하여, 본 발명에 따르면 아래의 (표2)에서 나타내는 바와 같이 섬유 원단을 염색하는 공정에 사용하는 나노입자는 상기 항균기능을 갖는 나노입자로 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn)이 적용되고, 원적외선 방사 기능을 갖는 나노입자로는 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소(SiO2), 티타늄디옥사이드(TiO2), 알루미늄옥사이드(Al2O3)의 나노입자가 제공된다.According to the present invention, as shown in Table 2 below, nanoparticles used in the dyeing step of the fiber fabric are silver nanoparticles having antimicrobial function, silver (Ag), selenium (Se) Tungsten (W), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and zinc oxide (ZnO) Of nanoparticles are provided.
여기서, 섬유 원사 또는 원단의 염색 공정에 있어서 나노입자를 사용하는 방법은 섬유의 표피 층에 나노입자를 염료또는 안료와 함께 부착는 반면 그 섬유조직내부에는 나노입자가 혼합되지 않게 되고, 그에 따라 상기한 제 1예의 경우에 비해 그 나노입자의 사용량은 작겠지만 염색 공정에 사용되는 물의 양이 섬유 원단의 중량대비 1.5배에서 20배 정도로 많기 때문에 나노입자가 섬유 조직 표면에 부착되지 못하고 버려지는 현상이 발생하게 되는 바, 본 예에서는 그러한 점을 감안하여 그 사용량을 (표2)와 같이 하고, 그 상세 설명은 다음과 같다. Here, in the method of using nanoparticles in the dyeing process of a fiber yarn or fabric, the nanoparticles are attached to the skin layer of the fiber together with the dye or the pigment, while the nanoparticles are not mixed in the fiber tissue, Although the amount of the nanoparticles to be used is smaller than that of the first example, since the amount of water used in the dyeing process is 1.5 to 20 times as much as the weight of the fiber fabric, the nanoparticles do not adhere to the surface of the fiber tissue and are discarded In this example, the amount of use is taken as shown in Table 2, and a detailed description thereof is as follows.
항균 및 원적외선 방사 기능을 제공하기 위해 본 발명에 적용되는 나노 입자를 살펴보면, 은(Ag)은 나노입자(도 1의 투과전자현미경 사진 및 분포도 참조)로, 항균(Antimicrobial)기능을 나타내며, 그 사용 농도를 염색할 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.001wt%~0.02wt%(10~200ppm)로 하며, 그 크기는 1?20nm 크기로 한다. As for the nanoparticles to be applied to the present invention in order to provide an antibacterial and far-infrared radiation function, silver (Ag) exhibits an antimicrobial function with nanoparticles (see a transmission electron microscope photograph and a distribution diagram of FIG. 1) The density of the fiber yarn to be dyed is 0.001wt% ~ 0.02wt% (10 ~ 200ppm) with respect to the weight of the fabric, and the size is 1 ~ 20nm.
또, 본 발명에 적용되는 셀레늄(Se)은 나노입자(도 2에 도시된 투과전자현미경사진 참조)로 박테리아에 대한 항균력을 갖는 기능이 실험결과로 검증된 바, 그 사용 농도는 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.0005~0.008wt%(5?80ppm)로 하며, 그 입자크기는 1?50nm의 크기로 한다. In addition, the selenium (Se) applied to the present invention has been tested as a result of an experiment that has a function of having antibacterial activity against bacteria with nanoparticles (see a transmission electron microscope photograph shown in FIG. 2) (5 to 80 ppm) by weight, and the particle size is 1 to 50 nm.
또, 본 발명에 적용되는 아연(Zn)은 나노입자(도 3에 도시된 투과전자현미경사진 참조)로, 그 사용농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.05wt%~0.15wt%(500?1,500ppm)로 하며, 그 크기는 1?50nm의 크기로 한다. The zinc (Zn) used in the present invention is nanoparticles (see the transmission electron microscope photograph shown in FIG. 3), and its concentration is 0.05 to 0.15 wt% (500 to 1,500 ppm ), And the size thereof is 1 to 50 nm.
본 발명에 적용되는 나노입자로서의 게르마늄(Ge)은 유기게르마늄(Organic Germanium)으로써 그 나노 입자(도 4에 도시된 투과전자현미경사진 참조)의 사용 농도는 염색할 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.0001wt%~0.015wt%(1ppm~150ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 1?50nm의 크기로 한다.The use concentration of the nanoparticles (see the transmission electron microscope photograph shown in FIG. 4) of the germanium (Ge) as the nanoparticles to be applied to the present invention is organic germanium (Organic Germanium) is 0.0001 wt% To 0.015 wt% (1 ppm to 150 ppm), and the particle size is 1 to 50 nm.
본 발명에 적용되는 텅스텐(W, Wolfram)은 나노입자(도 5에 도시된 투과전자현미경사진 참조)로 그 사용하는 농도를 염색할 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.001wt%~0.04wt%(10ppm~400ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 1?50nm의 크기로 한다.The tungsten (W, Wolfram) applied to the present invention is a nanoparticle (see a transmission electron microscope photograph shown in FIG. 5) in which the density to be used is 0.001 wt% to 0.04 wt% 400ppm), and the size of the particles is 1 to 50 nm.
본 발명에 적용되는 이산화규소(SiO2)는 나노입자(도 6에 도시된 투과전자현미경사진 참조)로, 그 사용 농도를 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.005wt%~0.1wt%(50ppm~1,000ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 30?120nm의 크기로 한다. 다만, 비스코스레이온, 면, 펄프의 천연섬유 소재 원단을 염색할 경우에는 염색수(染色水)의 알카리성 수소이온지수(pH)를 고려하여 이산화규소(SiO2)를 사용치 않는다.The silicon dioxide (SiO 2 ) used in the present invention is a nanoparticle (see a transmission electron microscope photograph shown in FIG. 6) and its concentration is 0.005 wt% to 0.1 wt% (50 ppm to 1,000 ppm ), And the size of the particles is 30-120 nm. However, silicon dioxide (SiO 2 ) is not used in consideration of the alkaline pH of dyed water when dyed viscose rayon, cotton or pulp of natural fiber fabrics.
본 발명에 적용되는 티타늄디옥사이드(TiO2)는 나노입자(도 7에 도시된 투과전자현미경사진참조)로 그 사용하는 농도를 염색할 섬유 원사 및 원단 중량대비0.005wt%~0.15wt%(50ppm~1,500ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 30?150nm로 한다.The titanium dioxide (TiO 2 ) applied to the present invention is a nanoparticle (see a transmission electron microscope photograph shown in FIG. 7) in which the concentration of the used fiber yarn is 0.005 wt% to 0.15 wt% 1,500 ppm), and the size of the particles is 30 to 150 nm.
본 발명에 적용되는 알루미늄옥사이드(Al2O3)의 나노입자(도 8에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용하는 농도를 염색할 섬유 원사 및 원단 중량대비 0.015wt%~0.15wt%(150ppm~1,500ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 30?150nm로 한다.The nanoparticles of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 8) applied to the present invention are mixed with a fiber yarn to be dyed at a concentration of 0.015 wt% to 0.15 wt% 150ppm to 1,500ppm), and the size of the particles is 30 to 150nm.
(TiO2)Titanium dioxide
(TiO 2 )
(Al2O3)Aluminum oxide
(Al 2 O 3)
다음에, 본 발명의 제 3예에서는 원단을 제조하는 마지막 공정으로서의 텐터 공정(Tenter Process)에서 사용되는 가공수(예컨대, 물)에 나노입자를 혼합하여 섬유 원단이 항균성 및 원적외선 방사성을 갖도록 하게 된다.Next, in the third example of the present invention, the nanoparticles are mixed with the processed water (e.g., water) used in the tenter process as the final step of fabricating the fabric, so that the fiber fabric has antibacterial property and far-infrared radiation property .
본 제 3예에서는 아래의 (표3)에 나타낸 바와 같이 섬유 원단을 제조하는 마지막 공정인 텐터공정에 사용하는 나노입자는 항균기능을 갖는 나노입자의 경우 은(Ag), 셀레늄(Se), 아연(Zn)이 포함되고, 원적외선 방사 기능을 갖는 나노입자의 경우 게르마늄(Ge), 텅스텐(W), 이산화규소 (SiO2), 티타늄디옥사이드(TiO2), 알루미늄옥사이드(Al2O3)가 포함된다.As shown in the following Table 3, the nanoparticles used in the tenter process, which is the final step of fabricating the fiber fabric, are composed of silver (Ag), selenium (Se), zinc (Ge), tungsten (W), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the case of nanoparticles having a far- do.
텐터 공정에서 나노입자를 사용하는 방법은 염색이 끝난 섬유의 최외곽 표피 층에 나노입자가 부착되는 반면 섬유 조직 내부에는 혼합되지 않기 때문에 상기한 제 1예의 경우에 비해 그 사용량은 작겠지만 염색 가공이 끝난 후이기에 염색 공정에서 나노입자를 부착하는 것보다 그 효율이 떨어지게 되고, 또한 텐터 공정에 사용되는 가공수의 양이 염색 공정과 같이 원단 중량대비로 계산되지는 않고 해당 섬유 원단이 물을 흡수하고 압착롤러를 통과하여 건조 공정으로 진입할 때의 원단 중량대비 물 흡수량(Pick Up %)을 고려하여 나노입자의 사용 농도를 결정하게 된다.The method of using the nanoparticles in the tenter process is that the nanoparticles adhere to the outermost skin layer of the dyed fiber, but not to the inside of the fiber structure. Therefore, the use amount of the nanoparticles is smaller than that of the first example, The efficiency is lower than that of attaching nanoparticles in the dyeing process, and the amount of the water used in the tentering process is not calculated to the weight of the fabric as in the dyeing process, and the fiber fabric absorbs water The concentration of the nanoparticles to be used is determined in consideration of the amount of water uptake (Pick Up%) with respect to the weight of the fabric when it passes through the compression roller and enters the drying process.
따라서, 본 발명에서는 그 점을 고려하여 원단 중량대비 물 흡수량을 100%로 기준하여 그 사용량을 아래의 (표3)과 같이 결정하는 바, 그에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.Accordingly, in the present invention, the water absorption amount with respect to the fabric weight is determined as 100% based on that point, and the amount of the water absorption amount is determined as shown in Table 3 below.
항균 및 원적외선 방사 기능을 제공하기 위해 본 발명에 적용되는 나노 입자를 살펴보면, 은(Ag)은 항균기능을 나타내는 나노입자(도 1의 투과전자현미경 사진 및 분포도 참조)로, 그 사용 농도를 텐터공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.001~0.005wt%(10~50ppm)로 하면서 그 입자의 크기는 1?20nm로 한다. The silver (Ag) is a nanoparticle exhibiting an antibacterial function (see a transmission electron microscope photograph and a distribution diagram of FIG. 1), and the concentration of the nanoparticle to be used in the tentering process 0.001 to 0.005 wt% (10 to 50 ppm) based on the weight of the water used in the process, and the particle size is 1 to 20 nm.
또, 본 발명에 적용되는 셀레늄(Se)의 나노입자(도 2에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 박테리아에 대한 항균력을 갖는 기능이 실험결과로 검증된 바, 그 사용 농도를 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.0005~0.003wt%(5?30ppm)로 하면서 그 입자크기는 1?50nm로 한다. The nanoparticles of selenium (Se) (see a transmission electron microscope photograph shown in Fig. 2) applied to the present invention were tested for their ability to have antibacterial activity against bacteria, and their use concentrations were used for tentering (5 to 30 ppm) based on the weight of the water to be processed, and the particle size is set to 1 to 50 nm.
또, 본 발명에 항균기능으로 적용되는 아연(Zn)의 나노입자(도 3에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용농도를 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.01wt%~0.04wt%(100?400ppm)로 하며, 그 입자크기는 1?50nm로 한다. In addition, the nanoparticles of zinc (Zn) (see a transmission electron microscope photograph shown in FIG. 3) applied as an antibacterial function to the present invention can be used in a concentration of 0.01 wt% to 0.04 wt% relative to the weight of the water used in the tentering process % (100? 400 ppm), and the particle size thereof is 1 to 50 nm.
본 발명에 적용되는 게르마늄(Ge)은 유기게르마늄(Organic Germanium) 나노입자(도 4에 도시된 투과전자현미경사진 참조)로, 그 사용 농도를 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.0001wt%~0.01wt%(1ppm~100ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 1?50nm로 한다.The germanium (Ge) used in the present invention is organic germanium nanoparticles (see a transmission electron microscope photograph shown in Fig. 4), and its concentration is 0.0001 wt% to 5 wt% 0.01 to 1 wt% (1 ppm to 100 ppm), and the particle size is 1 to 50 nm.
본 발명에 적용되는 텅스텐(W)의 나노입자(도 5에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도를 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.001wt%~0.02wt%(10ppm~200ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 1?50nm로 한다.The nanoparticles of tungsten (W) (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 5) applied to the present invention can be used in a concentration of 0.001 wt% to 0.02 wt% (10 ppm to 200 ppm ), And the particle size is set to 1 to 50 nm.
본 발명에 적용되는 이산화규소(SiO2)의 나노입자(도 6에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도를 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50ppm~500ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 30?120nm로 한다. The nanoparticles of silicon dioxide (SiO 2 ) (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 6) applied to the present invention can be used in a concentration of 0.005 wt% to 0.05 wt% (50 ppm To 500 ppm), and the size of the particles is 30 to 120 nm.
본 발명에 적용되는 티타늄디옥사이드(TiO2)의 나노입자(도 7에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도를 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.005wt%~0.05wt%(50ppm~500ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 30?150nm로 한다.The nanoparticles of titanium dioxide (TiO 2 ) (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 7) applied to the present invention can be used in concentrations of 0.005 wt% to 0.05 wt% (50 ppm To 500 ppm), and the size of the particles is 30 to 150 nm.
본 발명에 적용되는 알루미늄옥사이드(Al2O3)의 나노입자(도 8에 도시된 투과전자현미경사진 참조)는 그 사용 농도를 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량대비 0.005wt%~0.07wt%(50ppm~700ppm)로 하며, 그 입자의 크기는 30?150nm로 한다.The nanoparticles of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) (see the transmission electron micrograph shown in FIG. 8) applied to the present invention are used in an amount of 0.005 wt% to 0.07 wt% relative to the weight of the working water used in the tentering process, (50 ppm to 700 ppm), and the size of the particles is 30 to 150 nm.
다만, (표3)의 기준은 원단 중량대비 원단의 가공수 흡수량을 100%로 기준하여 그 사용량을 결정한 것으로, 원단 중량대비 가공수 흡수량의 비율에 변동이 있을 경우에는 그 가공수 흡수량의 가감되는 비율에 반비례하게 그 나노입자의 사용비율을 결정한다. However, the criteria in Table 3 are based on 100% of the amount of water absorbed by the fabric compared to the weight of the fabric. When there is a change in the ratio of the amount of absorbed water to the weight of the fabric, Determine the ratio of the nanoparticles in inverse proportion to the ratio.
즉, 예를 들면 원단 중량 대비 원단의 가공수 흡수량이 200%일 때에는 (표3)기준의 나노입자의 사용 비율을 50%로 줄이는 반면 가공수의 흡수량이 50%일 경우에는 (표3)에서의 나노입자의 비율을 200%로 증가하여 사용한다. That is, for example, when the amount of processed water absorbed by the fabric is 200% (Table 3), the use ratio of the reference nanoparticles is reduced to 50%, whereas when the amount of water to be processed is 50% Of the nanoparticles is increased to 200%.
다음에, 본 발명에 따른 항균 및 항곰팡이성 섬유원단을 사용하여 함수성 티슈를 제조하는 바람직한 대표적인 실시예에 대해 설명한다. Next, a description will be given of preferred exemplary embodiments of producing a hydroscopic tissue using the antibacterial and antifungal fiber cloth according to the present invention.
(실시예1)(Example 1)
먼저, 아래의 (표 4)에 예시된 바와 같이 ①비스코스레이온에는 상기 게르마늄을 섬유 원료 중량 대비 0.001wt%(10ppm), 상기 셀레늄을 섬유 원료 중량대비 0.0025wt%(25ppm)로 하여 혼합 방사(Spinning)를 하였다. First, as illustrated in the following Table 4, (1) viscose rayon was irradiated with 0.001 wt% (10 ppm) of germanium relative to the weight of the fiber raw material and 0.0025 wt% (25 ppm) ).
그 결과, 원적외선 방사율과 항균력은 (표4)의 ②의 제시와 같이 각각 원적외선 방사율 87%, 항균력 99% 이상으로 입증이 되었다.As a result, far-infrared emissivity and antibacterial activity were proved to be 87% and 99%, respectively, as shown in ② of Table 4.
division
(Ge) germanium
(Ge)
(Se)Selenium
(Se)
① Viscose rayon
/항균력② far infrared emissivity
/ Antimicrobial activity
87.5%
87.5%
-항균성 시험에 적용되는 사용공시균주로는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)과 폐렴쌍구균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)를 각기 5.0g 상정하고 표준포로서는 면을 사용하여 'KS K 0693'에 적합하게 항균도를 시험하여 (표 4)의 결과를 얻음. - Staphylococcus aureus ATCC 6538 and pneumococcal bacteria (Klebsiella pneumoniae ATCC 4352) were assumed to be 5.0 g each for the antimicrobial activity test, and as the standard cell, cotton was used for 'KS K 0693' Antibacterial activity was tested (Table 4).
-원적외선은KFIA-FI-1005 시험방법에 의한 FI-IR Spectrometer를 이용한 Black Body 대비 측정 결과 임. - The far infrared ray is measured by black body using FI-IR Spectrometer by KFIA-FI-1005 test method.
(실시예2)(Example 2)
아래의 (표 5)에 제시 기재된 바와 같이 ①면(Cotton) 원단에 상기 게르마늄을 원단 중량대비 0.004wt%(40ppm), 상기 은(Ag)을 원단 중량대비 0.004wt%(40ppm)로 하여 염색을 하였다. As shown in Table 5 below, (1) the germanium was dyed at 0.004 wt% (40 ppm) based on the weight of the fabric and the silver (Ag) was used at 0.004 wt% (40 ppm) Respectively.
그 결과, 원적외선 방사율과 항균력은 (표5)의 ②와 같이 각각 원적외선 방사율 89.3%, 항균력 99.9%로 입증이 되었고, 이를 다시 50회 세탁한 후 측정한 결과 (표5)의 ③에 기재된 바와 같이 원적외선 방사율 89%, 항균력 99.9%로 초기의 기능과 차이가 없음을 확인하였다.As a result, the far infrared ray emissivity and the antibacterial activity were proved to be 89.3% and 99.9%, respectively, as shown in ② of Table 5, respectively. After washing the same 50 times, the results were as shown in ③ of Table 5 Far infrared ray emissivity was 89% and antibacterial activity was 99.9%.
division
(Ge) germanium
(Ge)
(Ag)silver
(Ag)
Cotton
/항균력② far infrared emissivity
/ Antimicrobial activity
/항균력③ far infrared emissivity
/ Antimicrobial activity
50회 세탁 후 측정치 결과
Results of measurement after washing 50 times
-항균성 시험에 적용되는 사용공시균주로는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)과 폐렴쌍구균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)를 각기 5.0g 상정하고 표준포로서는 면을 사용하여 'KS K 0693'에 적합하게 항균도를 시험하여 (표 5)의 결과를 얻음.- Staphylococcus aureus ATCC 6538 and pneumococcal bacteria (Klebsiella pneumoniae ATCC 4352) were assumed to be 5.0 g each for the antimicrobial activity test, and as the standard cell, cotton was used for 'KS K 0693' The antimicrobial activity was tested (Table 5).
-원적외선은KFIA-FI-1005 시험방법에 의한 FI-IR Spectrometer를 이용한 Black Body 대비 측정 결과 임.- The far infrared ray is measured by black body using FI-IR Spectrometer by KFIA-FI-1005 test method.
(실시예3)(Example 3)
아래의 (표 6)에 제시 기재된 바와 같이 ①면(Cotton) 원단에 텐터 공정에 사용되는 가공수의 중량 대비 상기 게르마늄을 0.004wt%(40ppm), 상기 은(Ag)을 0.004wt%(40ppm)로 하여 함침 후 건조를 하여 원단을 제조하였다. As shown in the following Table 6, it was confirmed that (1) the germanium was contained in 0.004 wt% (40 ppm) and the silver (Ag) was 0.004 wt% (40 ppm) And the fabric was impregnated and dried.
그 결과 원적외선 방사율과 항균력은 표6)의 ②의 기재와 같이 각각 원적외선 방사율 89.3%, 항균력 99.5%로 입증이 되었다. 이를 다시 20회 세탁한 후 측정한 결과 (표6)의 ③에 기재된 바와 같이 원적외선 방사율이 88.8%, 항균력이 99.1%로 초기의 효능보다 그 효능이 다소 감소하였으나 원하는 수준의 규격 성능을 확인하였다.As a result, far-infrared ray emissivity and antibacterial activity were 89.3% and 99.5%, respectively, as shown in ② of Table 6). As shown in (3) of Table 6, the efficacy of the far infrared ray emissivity was 88.8% and the antibacterial activity was 99.1%, which was slightly lower than the initial efficacy, but the standard performance of the desired level was confirmed.
division
(Ge) germanium
(Ge)
(Ag)silver
(Ag)
Cotton
/항균력② far infrared emissivity
/ Antimicrobial activity
/항균력③ far infrared emissivity
/ Antimicrobial activity
20회 세탁 후 측정치 결과
Results of measurement after washing 20 times
-항균성 시험에 적용되는 사용공시균주로는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)을 5.0g 상정하고 표준포로서는 면을 사용하여 'KS K 0693'에 적합하게 항균도를 시험하여 (표 6)의 결과를 얻음.- Staphylococcus aureus ATCC 6538 (5.0 g) was used as the test strain to be used for the antimicrobial test, and the antimicrobial activity was tested in accordance with 'KS K 0693' Obtain the result.
-원적외선은KFIA-FI-1005 시험방법에 의한 FI-IR Spectrometer를 이용한 Black Body 대비 측정 결과 임. - The far infrared ray is measured by black body using FI-IR Spectrometer by KFIA-FI-1005 test method.
(실시예4) (Example 4)
(도 9)에 제시 첨부된 바와 같이 위 실시예 3에서 제조된 섬유원단으로 제작된 의복(환자복) 상하를 50세 남자에 입히고 20분 경과 후 원적외선 방사에 따른 체온의 변화를 열화상측정기를 통하여 측정을 하고, 혈중의 적혈구 응집 상태를 20분 경과 후 비교 검토한 결과, 상기 실시예 (3)의 기능성 의류를 입기 전과 입은 후 20분 경과 시에 그 차이점이 확실히 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. As shown in FIG. 9, a 50-year-old man was put on top and bottom of a garment made of the fabric prepared in Example 3, and after 20 minutes, the change in body temperature due to far- As a result of comparing 20 minutes after the measurement of the erythrocyte aggregation state in the blood, it was observed that the difference was apparent before the application of the functional garment of Example (3) and the elapse of 20 minutes after wearing.
즉, 열화상 측정을 통한 이미지는 기능성 섬유를 입기 전에는 체온이 고르게 온도를 유지하지 못하고 온도 편차를 나타냈으나, 20분 경과 후에는 고르게 체온이 상승하여 분포되는 것을 관찰하였다. In other words, the image through the thermal image showed temperature variation before the functional fiber was applied, but the temperature was evenly distributed after 20 minutes.
또, 적혈구 응집 상태의 관찰 사진을 비교하여보면, 기능성 의류를 입기 전에는 적혈구가 응집된 현상이 많이 관찰 되었으나 기능성 의류를 입고 20분 경과 후 채혈된 피로 관찰한 결과 응집되었던 적혈구의 다수가 풀어져 혈액의 순환이 원활해 지고 있음을 관찰할 수 있었다.In addition, a comparison of photographs of erythrocyte agglutination showed that erythrocytes agglomerated before wearing functional garments. However, when blood was collected after 20 minutes of wearing functional garments, many of the erythrocytes that were aggregated were released, And the circulation became smooth.
한편, 본 발명은 상기한 적용 예로 한정되지는 않고 발명의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형실시가 가능함은 물론이다. It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
본 발명에 따르면, 상기한 제 1예에서는 항균 및 원적외선 섬유용 실(원사(原絲, Fiber)을 제조하는 기술이 상정되었으나, 원사를 방사하여 제조하는 경우 의 섬유원료는 그 소재를 한정하지 않는다. According to the present invention, in the first example described above, a technique for producing a yarn (yarn (fiber) for antibacterial and far-infrared ray fibers is assumed, but the raw material of the fiber is not limited .
또한, 원사를 방사하기 위하여 첨가되는 항균과 원적외선 기능을 갖는 열가소성 플라스틱 마스타베치 칩은 상기 열거한 원사용 플라스틱수지 이외의 열가소성 수지를 포함하며, 그 원적외선과 항균력을 동시에 갖는 기능은 본 발명의 요지와 요점으로 볼 때, 특별히 섬유 원사 및 원단에 국한하지 않고 열가소성 플라스특 성형품(예: 식품용기, 포장용기, 의료기구, 인조손톱 등 미용용품 및 미용도구, 욕조 등 건축자재)에 본 발명의 요지와 요점을 이탈하지 않는 범위에서 적용이 가능함은 물론이다. The thermoplastic plastic masterbatch chip having antimicrobial and far-infrared function added for spinning yarn includes a thermoplastic resin other than the above-mentioned raw plastic resin, and the function of simultaneously having the far-infrared ray and the antibacterial ability can be achieved by the present invention In general, the present invention is not limited to fiber yarns and fabrics, but may be applied to thermoplastic plastics special molded articles (for example, building materials such as food containers, packaging containers, medical instruments, artificial nails, It goes without saying that the present invention can be applied within a range not deviating from the main points.
도 1은 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 나노입자로서의 은(Ag)의 투과전자현미경사진(TEM : Transmission Electron Microscope), 1 is a transmission electron microscope (TEM) image of silver (Ag) as a nanoparticle applied to a fiber fabric according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 나노 크기의 금속입자로서의 셀레늄(Se)의 투과전자현미경사진,2 is a transmission electron micrograph of selenium (Se) as nano-sized metal particles applied to a textile fabric according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 금속나노입자로서의 아연(Zn)의 투과전자현미경사진,3 is a transmission electron micrograph of zinc (Zn) as metal nanoparticles applied to a textile fabric according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 나노크기의 입자로서의 유기게르마늄(Ge)의 투과전자현미경사진, Figure 4 is a transmission electron micrograph of organic germanium (Ge) as nano-sized particles applied to a textile fabric according to the present invention,
도 5는 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 나노크기의 입자로서의 텅스텐(W)의 투과전자현미경사진, 5 is a transmission electron micrograph of tungsten (W) as nano-sized particles applied to a textile fabric according to the present invention,
도 6은 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 나노입자로서의 이산화규소(SiO2, Silicon dioxide)의 투과전자현미경사진,6 is a transmission electron micrograph of silicon dioxide (SiO2) as a nanoparticle applied to a textile fabric according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 나노크기의 입자로서의 티타늄디옥사이드 (TiO2, Titanium Dioxide)의 투과전자현미경사진, 7 is a transmission electron micrograph of titanium dioxide (TiO 2 , Titanium Dioxide) as nano-sized particles applied to a textile fabric according to the present invention,
도 8은 본 발명에 따라 섬유원단에 적용되는 나노입자로서의 알루미늄옥사이드(Al2O3, Aluminium oxide)의 투과전자현미경사진,8 is a transmission electron micrograph of aluminum oxide (Al 2 O 3 , aluminum oxide) as a nanoparticle applied to a fiber fabric according to the present invention,
도 9는 본 발명의 실시예 4에 따른 관찰결과를 나타내는 이미지로서, 원적외선을 방사하는 기능성 의류를 착용하기 전과 착용 후 20분이 경과된 상태의 열화상 측정 사진과 적혈구 응집현상 관찰 사진이다.FIG. 9 is an image showing the result of observation according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a photograph of a thermal image and an erythrocyte agglutination phenomenon observed before and 20 minutes after wear of a functional garment emitting far infrared rays.
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