KR101940049B1 - 항균소취 기능성 방적사 및 그 제조방법, 항균소취 기능성 원단 - Google Patents

항균소취 기능성 방적사 및 그 제조방법, 항균소취 기능성 원단 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항균소취 기능성 방적사 및 그 제조방법, 항균소취 기능성 원단에 관한 것으로, 항균소취 기능을 갖는 기능성 섬유, 그리고 단섬유를 포함하며, 상기 기능성 섬유는, 열가소성수지와 기능성 화합물을 포함하는 마스터 벳치 칩(Master Batch chip), 그리고 열가소성수지인 버진 칩(Virgin chip)을 포함하고, 상기 마스터 벳치 칩은, 마스터 벳치 칩 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 5 내지 25중량% 포함하며, 상기 기능성 섬유는, 기능성 섬유 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 0.6 내지 4 중량% 포함한다.
따라서, 항균소취 기능성 방적사로 제조된 원단은, 기능성 화합물을 포함하는 기능성 방적사로 제직 또는 편직되어 항균성 및 소취성 등이 우수하다. 우수한 항균, 소취성에 의해 세균 증식으로부터 인체를 효과적으로 보호할 수 있다.

Description

항균소취 기능성 방적사 및 그 제조방법, 항균소취 기능성 원단{function spun Yarn for disinfectant and deodorant and method of manufacture same, textile for disinfectant and deodorant}
본 발명은 항균소취 기능성 방적사 및 그 제조방법, 항균소취 기능성 원단에 관한 것이다.
일반적으로, 병원복, 위생복, 보호복 등은 면직물 또는 면과 폴리에스테르 혼방직물로 만들어진다. 이러한 의류는 사용, 보관 불량 등에 의해 미생물이 서식할 수 있다. 또한 인체와의 접촉으로 인체의 분비물을 영양원으로 하여 미생물이 서식 및 증식할 수 있다. 미생물에 의해 의류에서 악취가 발생하기도 하고 오염, 변색 등이 발생할 수 있다. 이러한 문제로 의류는 내구성, 견뢰도 등의 품질이 저하될 뿐만 아니라 사용하는 인체의 건강에도 해가 될 수 있다.
이에, 미생물의 서식을 막기 위해서 항균 성능이 있는 기능성 폴리에스테르 소재를 사용하거나 항균 성능이 있는 유기 항균제 혹은 금속 입자가 첨가된 항균 코팅제를 원단에 코팅하여 미생물의 서식을 억제하고 있다.
그러나, 항균 코팅제나 항균 소재는 섬유소재를 사용하면서 세탁이나 외부마찰로 항균 성능이 계속 떨어지고, 유기 항균 코팅제의 경우 인체 유해성에서 문제가 되고 있다.
미생물의 서식을 억제하기 위해 미생물 서식이 쉬운 면 소재를 대신하여 합성섬유를 사용하여 원단을 제조할 수 있다. 그러나 합성섬유는 수분율이 낮고 정전기 발생이 쉬우므로 면직물을 주로 사용했을 때보다 촉감 및 착용감이 떨어지는 문제가 있다.
등록특허 제10-1165729호 (2012.07.09.)
본 발명은 세균 증식으로부터 인체를 효과적으로 보호하고, 세탁 후 기능 성능이 저하되지 않은 항균소취 기능성 방적사 및 그 제조방법, 항균소취 기능성 원단을 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 항균소취 기능성 방적사는, 항균소취 기능을 갖는 기능성 섬유, 그리고 단섬유를 포함하며, 상기 기능성 섬유는, 열가소성수지와 기능성 화합물을 포함하는 마스터 벳치 칩(Master Batch chip), 그리고 열가소성수지인 버진 칩(Virgin chip)을 포함하고, 상기 마스터 벳치 칩은, 마스터 벳치 칩 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 5 내지 25중량% 포함하며, 상기 기능성 섬유는, 기능성 섬유 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 0.6 내지 4 중량% 포함할 수 있다.
상기 단섬유는, 상기 기능성 섬유를 항균소취 기능성 방적사 총 중량에 대하여 5 내지 30중량% 포함할 수 있다.
상기 기능성 화합물은 황화구리(CuS)일 수 있다.
상기 기능성 화합물의 습식과 건식 밀링으로 개질화하고, 상기 기능성 화합물의 미립자 크기는 0.5 내지 1.5㎛일 수 있다.
상기 기능성 섬유와 상기 단섬유는 1:9 내지 5:5 혼방될 수 있다.
상기 기능성 섬유는 연신을 가하여 강신도를 조절하고, 10 내지 20/inch의 크림프를 부여할 수 있다.
상기 단섬유는, 면, 마, 모, 견, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 레이온, 아라미드, 폴리에틸렌, 폴리비닐알콜, 폴리우레탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 항균소취 기능성 원단은 상기와 같이 구성된 항균소취 기능성 방적사를 이용하여 제직 또는 편직으로 제조될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 항균소취 기능성 방적사 제조방법은, 열가소성수지, 기능성 화합물 및 분산제를 혼합하여 마스터 벳치 칩을 만드는 단계, 상기 마스터 벳치 칩과 열가소성수지로 이루어진 버진 칩을 혼합 방사하여 기능성 섬유를 만드는 단계 및 기능성 섬유와 단섬유를 혼방하여 항균소취 기능성 방적사를 만드는 단계를 포함하며, 상기 마스터 벳치 칩은 열가소성수지 및 황화구리(CuS)로 이루어진 기능성 화합물을 포함하고, 상기 마스터 벳치 칩은, 마스터 벳치 칩 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 5 내지 25중량% 포함하며, 상기 기능성 섬유는, 기능성 섬유 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 0.6 내지 4 중량% 포함하며, 상기 단섬유는, 항균소취 기능성 방적사 총 중량에 대하여 상기 기능성 섬유를 5 내지 30중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 항균소취 기능성 원단은, 기능성 화합물을 포함하는 기능성 방적사로 제직 또는 편직되어 항균성 및 소취성 등이 우수하다. 우수한 항균, 소취성에 의해 세균 증식으로부터 인체를 효과적으로 보호할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 항균, 소취성을 갖는 기능성 화합물이 기능성 섬유 내부에 위치하므로, 세탁, 마찰 등의 외부요건으로부터 손상되지 않는다. 이에 항균, 소취 성능이 저하되지 않아 반영구적인 사용이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따르면 기능성 화합물이 방적사 외부에 위치하지 않고 내부에 위치하므로 면직물과 유사한 촉감을 제공할 수 있어 환자복, 의사복, 간호사복, 수술복, 침구류, 위생복, 보호복 등으로 활용이 유용하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 항균소취 기능성 방적사에 대하여 설명한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 항균소취 기능성 방적사는 항균소취 기능을 갖는 기능성 섬유, 그리고 단섬유를 포함한다.
단섬유는, 항균소취 기능성 방적사로 제직 또는 편직된 원단의 적용 분야에 따라 단섬유는 천연섬유 또는 합성섬유가 선택될 수 있다.
천연섬유는, 면, 마, 모, 견 및 이들의 조합으로 이루어진 선택된 어느 하나일 수 있다.
합성섬유는, 폴리아미드(polyamide, Polyamid), 폴리에스테르(polyester), 폴리프로필렌(polypropylene), 레이온(rayon), 아라미드(aramid fiber), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리우레탄(polyurethane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.
기능성 섬유는 열가소성수지와 기능성 화합물을 포함하는 마스터 벳치 칩(Master Batch chip), 그리고 열가소성수지인 버진 칩(Virgin chip)을 포함한다.
마스터 벳치 칩은 열가소성수지, 분산제 및 기능성 화합물을 포함한다. 즉, 마스터 벳치 칩은 열가소성수지, 기능성 화합물 및 분산제를 혼합하여 제조한다.
열가소성수지는 나일론(Nylon), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리프로필렌(; PP), 폴리에틸렌(polyethylene; PE) 중 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 본 실시예에 따른 열가소성수지는 거미줄보다 가늘고 마찰에 강하며 인장강도가 다른 섬유보다 우수한 나일론일 수 있다.
기능성 화합물은 황과 구리의 화합물인 황화구리(copper sulfide; CuS)일 수 있다.
황화구리로 이루어진 기능성 화합물은 입자 크기 및 입도 분포가 적절한 사이즈로 개질한다. 기능성 화합물 개질은 습식과 건식 밀링기를 이용하여 목표로 하는 입자크기로 분쇄하고, 분급으로 방사가 가능한 입자크기를 선별한다. 입자크기가 큰 기능성 화합물은 분쇄과정을 다시 거친다.
개질을 통한 기능성 화합물의 미립자 평균 크기는 0.5 내지 1.5㎛일 수 있다. 기능성 화합물 미립자 크기가 2㎛를 초과 할 경우에는 방사 시 필라멘트가 사절된 위험이 있다. 기능성 화합물 미립자 크기가 0.5㎛ 미만일 경우는 밀링 과정에서 컨트롤에 어려움이 발생할 수 있다. 기능성 화합물의 미립자 평균 크기는 1㎛일 수 있다. 화합물 미립자의 사이즈(size)가 작으면 작을수록 방사 효율은 향상될 수 있다.
기능성 화합물인 황화구리 중 구리(Cu)는 강력한 항균 성능을 가지고 있다. 이에, 포도상구균, 폐렴간균 등의 일반세균과 메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant Staphylococcus aureus infection; MRSA), 살모넬라 등의 병원균은 물론, 곰팡이류인 진균과 곰팡이에도 강력한 항균효과가 있다.
구리의 우수한 항균성능을 이용하여 박테리아, 바이러스, 진균 등을 제거할 수 있다.
분산제는 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
분산제는 황화구리로 이루어진 기능성 화합물의 항균성능 발현을 위해 기능성 화합물 미립자를 완전히 감싸지 않고 30% 내지 50%만 감쌀 수 있다. 분사제는 기능성 화합물 미립자들이 기설정된 간격을 유지하도록 기능성 화합물 미립자들 둘레에 간격을 두고 배치될 수 있다. 분산제에 의하여 기능성 화합물 미립자들의 재 응집이 방지되고 기능성 화합물 미립자들이 방적사 내부에 고르게 분산되므로 충격 등에 의해 방적사에서 이탈하지 않는다. 분산제가 기능성 화합물 미립자를 전체 감싸지 않고 일 부분만을 감싸므로 기능성 화합물의 항균/소취 작용이 향상될 수 있다.
이와 같은 마스터 벳치 칩은, 마스터 벳치 칩 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 5 내지 25중량% 포함할 수 있다. 마스터 벳치 칩 총 중량에 대하여 기능성 화합물이 5중량% 미만인 경우 마스터 벳치 칩 제조에 따른 비용이 부담될 수 있으며 25중량%를 초과할 경우 기능성 화합물의 분산의 어려움으로 마스터 벳치 칩 제조가 어렵다.
버진 칩은 열가소성수지일 수 있다. 본 실시예에 따른 버진 칩은 나일론일 수 있다.
마스터 벳치 칩과 버진 칩은 혼합하여 용융방사로 항균/소취 기능을 갖는 기능성 섬유를 방사한다. 방사는 단방이나 복합방사(sheath-core)일 수 있다. 기능성 섬유는, 기능성 섬유 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 0.6 내지 4 중량% 포함할 수 있다.
기능성 섬유 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 0.6 중량% 미만인 경우 항균, 소취 성능이 저하될 수 있으며 4 중량% 초과할 경우 원사의 물성저하가 생길 수 있다.
여기서, 방사된 기능성 섬유에 연신을 가하여 원사의 강신도를 조절할 수 있다. 아울러 기능성 섬유에 크림프(10~20/inch)를 부여하여 목표로 하는 길이로 제단(cutting) 할 수 있다.
기능성 섬유가 기능성 화합물 포함하는 마스터 벳치 칩과 열가소성수지로 이루어진 버진 칩이 혼합되어 형성되므로 기능성 화합물은 기능성 섬유 내부와 표면에 전체적으로 고르게 분포될 수 있다. 이에, 기능성 화합물은 충격 등의 외부요건에 의해 기능성 섬유에서 떨어지지 않는다. 이에 항균/소취 성능이 저하되지 않으며 항균/소취 성능을 반영구적으로 발휘할 수 있다.
항균/소취 성능을 갖는 기능성 섬유와 단섬유를 제직 또는 편직하여 항균소취 기능성 방적사를 방사한다. 즉, 마스터 벳치 칩과 열가소성수지로 이루어진 버진 칩을 혼합 방사하여 항균소취 기능성 방적사를 제조한다.
기능성 섬유와 단섬유는 1:9 내지 5:5 혼방될 수 있다. 기능성 섬유가 1 미만인 경우 항균소취 기능성 방적사의 성능효율이 저하될 수 있으며 5 초과할 경우 기능성 섬유 사용 증가로 제작 비용이 상승할 수 있다.
항균소취 기능성 방적사에 기능성 섬유가 고르게 퍼져서 분포하기 때문에 전체 면적에 대한 항균/소취 성능이 충분히 발현할 수 있다. 아울러 기능성 화합물이 기능성 섬유 내부에 위치하므로 항균소취 기능성 방적사로 제직 도는 편직된 항균소취 기능성 원단은 염색이나 후공정에 의한 열이나 염기, 산 조건에서 그 기능을 잃지 않고 최종 제품까지 그 성능을 유지할 수 있다.
혼합 방적사에 사용된 복합단섬유의 단사섬도는 1 내지 10데니어 이고 단사장은 30~60mm이다. 복합단섬유의 섬도는 10 내지 120수인 것이 바람직하며, 가장 바람직하기로는 복합단섬유의 단사섬도는 2데니어 단사장은 38mm, 혼방 방적사의 섬도는 40 내지 50수인 것이 바람직하다. 여기서, 복합단섬유의 단사섬도는 2De' * 38mm의 단섬유(기능사 + 일반사)를 방적하여 40~50수의 방적사이다.
기능성 섬유를 천연섬유 또는 합성섬유와 혼합 방사하여 항균소취 기능성 방적사를 형성하고, 항균소취 기능성 방적사를 제직 또는 편직하여 제조한 항균소취 기능성 원단은 천연섬유 및 합성섬유가 가진 고유의 성질과 장점을 발휘할 수 있다. 특히 기능성 화합물에 의해 항균/소취 성능을 가지면서 반복세탁 후에도 면직물과 유사한 촉감을 제공할 수 있어 환자복, 의사복, 간호사복, 병원용 침구 등의 소재로 유용하다.
시료No 함량비 초기 균주수 18시간후 살균감소율
면사 기능성 섬유
1 100% 0%

1.5*105 		1.8*108 0.0%
2 95% 5% 4.3*103 97.1%
3 90% 10% 2.7*102 99.8%
4 80% 20% <100 99.9%
5 70% 30% <100 99.9%
기능성 섬유와 면으로 이루어진 단섬유 혼방사로 서큘라니트(Circular Knit)를 제작하여, 시험법 AATCC TM100으로 항균 테스트를 하였다. 그 결과 면방적사에 기능성 섬유를 5중량% 이상 포함하면 정균 감소율 99.9%이상의 항균 성능을 발휘하였고, 기능성 섬유를 20중량% 이상 포함하면 살균감소율 99.9%이상의 항균 성능을 발휘하였다.
의사 가운용 원단을 가지고 10회 열수 세탁 후와 50회 세탁 후 항균성을 평가하였다.
10회 열수 세탁 후 황색포도상구균에 대한 항균성 10회 열수 세탁 후 폐렴간균에 대한 항균성 50회 열수 세탁 후 황색포도상구균에 대한 항균성 50회 열수 세탁 후 폐렴간균에 대한 항균성
실시예 99.99 99.99 99.99 99.99
비교실시예 50.32 42.85 30.38 15.24
[표 2]는 10회 열수 세탁은 100℃의 세탁물에 40분간 삶은 후에 KSK 0693 방법으로 포도상구균과 폐렴간균에 대한 항균성을 측정하였다. 50회 세탁 후의 포도상구균과 폐렴간균에 대한 항균성은 KSK 0430 방법으로, 50회 세탁된 시료를 KSK 0693 방법으로 항균성을 측정하였다. 포도상구균과 폐렴간균에 대한 항균성을 측정한 결과 항균성이 99.99%을 발휘하였다.
따라서, 항균소취 기능성 원단은, 기능성 화합물을 포함하는 기능성 방적사로 제직 또는 편직되어 항균성 및 소취성 등이 우수하다. 우수한 항균, 소취성에 의해 세균 증식으로부터 인체를 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 항균, 소취성을 갖는 기능성 화합물이 기능성 섬유 내부에 위치하므로, 세탁, 마찰 등의 외부요건으로부터 손상되지 않는다. 이에 항균, 소취 성능이 저하되지 않아 반영구적인 사용이 가능하다.
또한, 기능성 화합물이 방적사 외부에 위치하지 않고 내부에 전체적으로 고르게 분포되므로 면직물과 유사한 촉감을 제공할 수 있다. 이에 항균소취 기능성 방적사를 이용하여 제직 또는 편직으로 제조된 항균소취 기능성 원단을 환자복, 의사복, 간호사복, 수술복, 침구류, 위생복, 보호복 등으로 활용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (9)

  1. 항균소취 기능을 갖는 기능성 섬유, 그리고 단섬유를 포함하며,
    상기 기능성 섬유는, 열가소성수지, 분산제 및 기능성 화합물을 포함하는 마스터 벳치 칩(Master Batch chip), 그리고 열가소성수지인 버진 칩(Virgin chip)을 포함하고,
    상기 마스터 벳치 칩은, 마스터 벳치 칩 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 5 내지 25중량% 포함하며, 상기 기능성 섬유는, 기능성 섬유 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 0.6 내지 4 중량% 포함하고,
    상기 기능성 화합물을 개질을 통해 미립자 형태로 형성되고 상기 기능성 화합물의 미립자 평균 크기는 0.5 내지 1.5㎛이며, 상기 분산제는, 상기 기능성 화합물의 미립자들이 기설정된 간격을 유지하도록 상기 미립자의 둘레에 간격을 두고 배치되고, 상기 분산제는 상기 미립자를 완전히 감싸지 않고 30% 내지 50% 감싸고 있는
    항균소취 기능성 방적사.
  2. 제1항에서,
    상기 단섬유는, 상기 기능성 섬유를 항균소취 기능성 방적사 총 중량에 대하여 5 내지 30중량% 포함하는 항균소취 기능성 방적사.
  3. 제1항에서,
    상기 기능성 화합물은 황화구리(Cus)인 항균소취 기능성 방적사.
  4. 제3항에서,
    상기 기능성 화합물은 습식과 건식 밀링으로 개질화되는 항균소취 기능성 방적사.
  5. 제1항에서,
    상기 기능성 섬유와 상기 단섬유는 1:9 내지 5:5 혼방되는 항균소취 기능성 방적사.
  6. 제1항에서,
    상기 기능성 섬유는 연신을 가하여 강신도를 조절하고, 10 내지 20/inch의 크림프를 부여하는 항균소취 기능성 방적사.
  7. 제1항에서,
    상기 단섬유는,
    면, 마, 모, 견, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 레이온, 아라미드, 폴리에틸렌, 폴리비닐알콜, 폴리우레탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에 선택된 어느 하나인 항균소취 기능성 방적사.
  8. 제1항 내지 제7항 중 선택된 어느 한 항에 기재된 항균소취 기능성 방적사를 이용하여 제직 또는 편직으로 제조된 항균소취 기능성 원단.
  9. 열가소성수지, 기능성 화합물 및 분산제를 혼합하여 마스터 벳치 칩을 만드는 단계,
    상기 마스터 벳치 칩과 열가소성수지로 이루어진 버진칩을 혼합 방사하여 기능성 섬유를 만드는 단계 및
    기능성 섬유와 단섬유를 혼방하여 항균소취 기능성 방적사를 만드는 단계
    를 포함하며,
    상기 마스터 벳치 칩은 열가소성수지 및 황화구리(CuS)로 이루어진 기능성 화합물을 포함하고, 상기 마스터 벳치 칩은, 마스터 벳치 칩 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 5 내지 25중량% 포함하며, 상기 기능성 섬유는, 기능성 섬유 총 중량에 대하여 기능성 화합물을 0.6 내지 4 중량% 포함하며, 상기 단섬유는, 항균소취 기능성 방적사 총 중량에 대하여 상기 기능성 섬유를 5 내지 30중량% 포함하고,
    상기 기능성 화합물을 개질을 통해 미립자 형태로 형성되고 상기 기능성 화합물의 미립자 평균 크기는 0.5 내지 1.5㎛이며, 상기 분산제는, 상기 기능성 화합물의 미립자들이 기설정된 간격을 유지하도록 상기 미립자의 둘레에 간격을 두고 배치되고, 상기 분산제는 상기 미립자를 완전히 감싸지 않고 30% 내지 50% 감싸고 있는
    항균소취 기능성 방적사 제조방법.
KR1020170094378A 2017-07-25 2017-07-25 항균소취 기능성 방적사 및 그 제조방법, 항균소취 기능성 원단 KR101940049B1 (ko)

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