은과 구리 혼합입자 및 소수화 가공을 이용한 항균성·전도성·초소수성 다기능 폴리에스터 직물 개발

Abstract

본 연구의 목적은 폴리에스터 직물에 구리 나노입자와 은 나노입자를 이용해 전도성과 항균성을 함께 부여하고, 금속 나노입자에 의한 이중 거칠기 표면에 소수화 가공을 하여 초소수성을 동시에 구현하는 것이다. 이는 자가세정기능과 항균성으로 외관뿐만 아니라 위생적인 측면에서도 직물을 청결하게 사용·유지 가능하고, 세탁의 필요성을 크게 감소시켜 세탁에 의한 전도성 저하 문제를 개선할 수 있다는 데 그 의의가 있다. 이를 위해 정련한 폴리에스터 직물에 폴리도파민을 중합하여 수산기를 도입한 후, 금속 나노입자를 처리하고, 소수화 가공을 하였다. 처리한 직물의 표면형태 및 화학적 성분을 분석하고, 구리 나노입자 또는 은 나노입자를 각각 단독 처리한 직물과 혼합 처리한 직물의 항균성, 전도성, 초소수성을 비교·분석하였다.

그 결과, 구리 나노입자와 은 나노입자 혼합 처리 후 소수화 가공을 통해 직물에 항균성, 전도성, 초소수성을 모두 구현할 수 있었다. 소수화 가공 후에도 구리·은 나노입자 혼합 처리 시료와 구리 나노입자 단독 처리 시료는 균의 종류와 관계없이 99 % 이상의 정균감소율을 보였으며, 특히 그람 양성균인 황색포도상구균에 대해 99 % 이상의 살균감소율도 보였다. 전도성의 경우, 단독 처리 시에는 소수화 가공 여부와 관계없이 전도성을 보이지 않았던 반면, 혼합 처리 시료는 소수화 가공 전에는 25.17 ± 8.18 Ω/□, 소수화 가공 후에는 184.38 ± 85.42 Ω/□의 표면 저항 값으로 우수한 전도성을 보였다. 표면 젖음성은 은 나노입자 단독 처리 후 소수화 가공한 시료는 shedding angle이 18.0 °로 초소수성을 만족하지 않았던 반면, 구리 나노입자 단독 처리 후 소수화 가공한 시료는 정적 접촉각 162.1 ± 5.7 °, shedding angle 7.0 ± 2.7 °, 구리•은 나노입자 혼합 처리 후 소수화 가공한 시료는 정적 접촉각 161.3 ± 3.2 °, shedding angle 7.8 ± 1.2 °로 초소수성을 만족하였다. 항균성, 전도성, 초소수성을 모두 만족한 구리•은 나노입자 혼합 처리 후 소수화 가공한 시료의 공기투과도는 미처리 폴리에스터에 비해 80.4 % 감소하였지만, 투습도와 인장강도는 거의 유사한 것을 확인하였다.