KR101801607B1 - 점착 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬도가 3 내지 50 Denier인 스테이플 섬유(Staple fiber)에 의해 웹(Web)을 형성하고 있는 부직포 시트; 및 상기 부직포 시트를 형성하고 있는 스테이플 섬유 표면에 코팅층을 형성하고 있는 점착 조성물을 포함하고, 상기 점착 조성물은 수용성 아크릴 점착제 100중량부 기준, 라우릭 산(Lauric acid); 및 수평균분자량 300 내지 3,000의 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜이 혼합된 마찰 개선제 5 내지 20 중량부를 포함하는 것인 점착 시트에 관한 것이다.

Description

점착 시트{Adhesive Sheet}
본 발명은 점착 시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 각종 먼지나 부스러기, 털과 같은 다양한 이물질을 보다 효율적으로 제거 가능하도록 점착 조성물을 포함하는 부직포 시트에 관한 것이다.
현대인의 삶의 질은 매우 빠른 속도로 향상되고 있고, 그만큼 깨끗한 환경 속에서 생활하기를 원하는 사람들의 욕구도 함께 상승하고 있다. 이와 동시에 여성들의 사회 진출이 보편화되고 있어 과거에는 여성의 역할이 차지하는 비율이 높았던 집안일의 많은 부분에서 남녀의 구분이 사라지고 있을 뿐만 아니라, 집안일에 할애하는 시간을 아껴 자기관리나 문화생활에 좀 더 투자하고자 하는 사람들이 늘어가고 있다. 이에 따라 로봇 청소기나 스마트 세탁기 등이 개발되어 기존의 가전제품에 점점 더 혁신의 바람이 부는가 하면, 보다 간편한 방법으로 사람들의 시간과 노력을 줄여줄 수 있는 우수한 성능의 청소 용품들도 다양하게 개발되고 있다.
그 가운데는 집안일 중 가장 번거롭고 많은 힘이 소모되는 걸레질을 좀 더 편리하게 할 수 있도록 하는 청소 용품들도 다양하게 개발되어 왔고, 부직포 소재의 청소포도 이 중 하나로 널리 사용되고 있다. 청소포는 일반적으로 봉 형태의 자루와 자루의 단부에 구비된 부직포 장착부로 구성된 밀대 청소기에 고정시켜 사용하는데, 보통 사각형 구조의 평판 형태로 이루어지고 그 재질은 주로 PP(Polypropylene), PET(Polyester) 등과 같은 재질의 폴리머로 이루어져 있어 폴리머 자체의 정전기 특성을 활용하여 먼지나 머리카락 같은 이물질을 흡착하게 된다.
이와 같은 종래의 청소용 부직포는 재질 자체의 정전기만으로 이물질을 흡착시키는 원리이므로, 무거운 먼지나 부스러기에 대한 흡착력은 다소 약하여 깨끗이 청소를 하기엔 한계가 있다. 또한, 종래의 청소용 부직포는 대부분이 고압의 물을 이용하여 섬유를 엉키도록 하는 스펀레이스(Spunlace) 방식에 의해 형성된 것이어서 높은 평활도로 인해 이물질에 대한 흡착력이 다소 낮은 문제가 있다. 즉, 청소 시 이물질이 한쪽으로 쓸릴 뿐, 청소면으로부터 완전한 제거가 이루어지지 않거나, 부직포에 부착되더라도 이물질이 포화상태가 되면 더 이상의 이물질을 제거하기 곤란하여 결과적으로 청소 효율이 떨어지는 것이다. 이 외에도 사실상 양면 사용이 불가능하기 때문에 비경제적이라는 단점이 존재한다.
이에 따라, 종래의 한계를 극복하고 청소용 부직포의 흡착력을 증대시키기 위해 근래에는 모재의 일면에 접착제를 도포한 접착식 청소포가 개발되기도 하였다. 그러나, 접착식 청소포는 와인딩(winding) 상태로 제공하는 과정에서 접착면이 감겨있는 하부 모재에 달라 붙어버려, 청소포를 사용하기 위해 언와인딩(Unwinding)시 모재의 뜯김 현상 등의 제품 손상 및 접착력 감소의 문제가 발생될 수 있다. 때문에 접착면을 보호하는 별도의 이형지 사용이 필수적이거나 접착면이 모재에 달라붙지 않도록 모재 상부면을 이형 처리해야 하는 제조상의 번거로움이 존재한다.
한편, 정전기 방식이 아닌 점착 또는 접착 방식으로 이물질을 제거하는 청소포와 관련하여 특허로서 개시된 종래 기술로는 대한민국 등록특허공보 제 1106917 호 「점착식 청소포 및 그의 제조방법」이 존재한다. 상기 특허는 모재의 일면에 전처리층을 도포한 후, 전처리층 상부에 인쇄층 및 접착층을 순차적으로 형성함으로써, 접착층이 모재의 양면으로 흡수 및 투과되지 않게 하여 접착층에 의한 모재 이면의 뜯어짐이 발생하지 않게 하고, 더불어 인쇄층에 의해 접착층이 도포된 면을 사용자가 용이하게 파악할 수 있도록 하였으나, 양면 사용이 불가능할 수 밖에 없는 구조를 가지며, 접착층으로 이루어져 있어 실질적으로는 다소 뻣뻣한 사용감을 줄 수 있다.
또 다른 종래기술로는, 일본 등록특허 제 4187341 호 「롤식 청소구」에 섬유 간 거리가 0.3mm 이상인 부직포에 핫멜트계의 점착제로서, 20℃에서의 탄성률이 1×105 Pa ~ 3×106 Pa인 점착제를 상기 부직포의 표면 및 내부에 담지하여 사용 중에 상기 점착제가 침출하도록 제조한 롤식 청소구가 개시되어 있다. 본 출원인 역시, 한국 특허출원 10-2015-0161216호 「점착식 청소용 부직포 및 그 제조방법」을 통해 니들 펀칭에 의해 형성된 부직포에 수용성 접착제를 함침 또는 스프레이 처리하여 제조한 점착식 청소용 부직포를 개시한 바 있다.
이와 같이 부직포에 점착제를 함침하여 제조한 청소포의 경우, 부직포의 일면에 코팅 처리한 청소포와 비교하여 이물질 제거 능력이 우수하고, 양면 사용이 가능한 효과가 있는 것으로 나타났다. 다만, 점착제의 사용은 청소 면을 부드럽게 닦아내는 사용 감(感)을 저하시킬 수 밖에 없기에, 점착제 함침식 청소포에서는 이물질은 효과적으로 제거할 수 있으면서도 사용자가 힘을 덜 들여 청소할 수 있도록 하는 문제는 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있는 실정이다.
이에 본 발명을 통해 우수한 점착 특성으로 청소 효과가 뛰어나면서도 청소 시트와 청소 면과의 마찰력을 개선시켜 청소면을 부드럽게 닦아낼 수 있는 청소용 점착 시트를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 구현예는 섬도가 3 내지 50 Denier인 스테이플 섬유(Staple fiber)에 의해 웹(Web)을 형성하고 있는 부직포 시트; 및 상기 부직포 시트를 형성하고 있는 스테이플 섬유 표면에 코팅층을 형성하고 있는 점착 조성물을 포함하고, 상기 점착 조성물은 수용성 아크릴 점착제 100중량부 기준, 라우릭 산(Lauric acid); 및 수평균분자량 300 내지 3,000의 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜이 혼합된 마찰 개선제 5 내지 20 중량부를 포함하는 것인 점착 시트이다.
상기 구현예에 따른 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜은 라우릭 산 100 중량 대비 50 내지 85 중량부의 비율로 혼합되는 것일 수 있고, 상기 점착 조성물은 부직포 시트 총 100 중량부 대비 10 내지 20 중량부 포함되는 것일 수 있다.
또한, 상기 구현예에 따른 스테이플 섬유(Staple fiber)는 폴리에스터(PET), 폴리프로필렌(PP), 나일론(Nylon) 및 레이온(Raylon)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 섬유일 수 있으며, 상기 구현예에 따른 부직포 시트는 니들 펀칭(Needle punching)에 의해 웹(Web)이 형성된 것으로 단위 면적(㎡)당 건조 중량이 50 내지 100 g 및 높이가 2 내지 5㎜인 것일 수 있다.
나아가, 상기 구현예에 따른 점착 시트는 원통형의 권취 롤에 감긴 형태, 상자 형 틀 내부에 층층히 쌓여 있는 형태 및 단위 시트 별로 개별 포장된 상태 중 하나 이상의 형태로 제품화될 수 있다.
본 발명에 따르면, 점착 특성의 저하 없이 청소면에 대한 점착 시트의 마찰력을 개선시킬 수 있으며, 점착 시트의 생산과정에서 점착 조성물이 생산 기기 등을 오염시키지 않아 생산 균일화를 달성할 수 있고 불량율을 감소할 수 있는 점착 시트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 점착 시트는 청소면에 대한 마찰력이 낮아 사용자가 힘을 덜 들여 청소하기에 용이하며, 부직포 타입의 점착 시트를 형성하는 스테이플(Staple)섬유에 상기 점착 조성물이 코팅된 상태이므로 점착층이 별도로 형성된 종래의 점착 시트와는 달리 부직포의 벌크(Bulky)성은 유지하면서도 점착 조성물의 함량은 보다 높아 청소 효과가 뛰어나다.
도 1은 마찰 개선제의 사용 유무에 따른 마찰력 차이를 점착 성분 미적용 부직포 시트를 기준으로 비교한 그래프이다.
도 2는 청소력 및 사용감을 비교해보기 위해 실제 필드 테스트를 거친 결과를 나타내는 사진이다.
도 3은 점착 조성물 내 마찰 개선제와 수용성 아크릴 점착제의 비율이 본 발명의 바람직한 범위를 벗어난 경우, 마찰 개선제가 묻어 나와 시트에 얼룩이 발생한 것을 나타내는 사진이다.
본 발명은 수용성 아크릴 점착제 및 마찰 개선제를 포함한 점착 조성물과 이를 포함한 부직포 시트로서 점착 특성의 저하 없이 청소면에 대한 마찰 특성은 개선된 청소용 점착 시트를 제공한다.
본 발명의 점착 시트는 부직포 시트에 점착 조성물을 함침 또는 스프레이 처리한 후, 스퀴즈(Squeeze) 및 건조하는 일반적인 공정을 거쳐 제조될 수 있는 것이긴 하나, 마찰 개선제를 포함한 점착 조성물을 사용함에 따라 종래의 함침식 점착 시트와 비교하여 제조 공정 측면에서는 점착제 성분이 롤러 등을 오염시키지 않아 제조 효율을 상승시킬 수 있다. 또한, 마찰 개선제의 첨가로 인해 부직포 시트를 형성하는 섬유 사이 사이에 점착제 성분이 더 잘 침투할 수 있어, 최종적으로는 우수한 점착 특성과 함께 청소 면에 대해 부드럽게 닦이는 마찰력 개선 효과까지 얻을 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 점착 시트에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 점착 시트는 섬도가 3 내지 50 Denier인 스테이플 섬유(Staple fiber)에 의해 웹(Web)을 형성하고 있는 부직포 시트; 및 상기 부직포 시트를 형성하고 있는 스테이플 섬유 표면에 코팅층을 형성하고 있는 점착 조성물을 포함하며, 이때, 점착 조성물로서 수용성 아크릴 점착제 100중량부 기준, 라우릭 산(Lauric acid); 및 수평균분자량 300 내지 3,000의 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜이 혼합된 마찰 개선제 5 내지 20 중량부를 포함하는 점착 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 수용성 아크릴 점착제의 경우, 통상적으로 점착식 청소용 시트에 적용되는 아크릴 점착제이면 가능하나, 아크릴 단량체, 계면활성제 및 개시제로부터 중합된 수용성 아크릴 점착제를 의미하는 것이며, 바람직하게는 아크릴 단량체 100 중량부를 기준으로 계면활성제 4 내지 10 중량부 및 개시제 2 내지 7 중량부를 이용하여 중합된 것일 수 있다. 이때, 상기 아크릴 단량체, 계면활성제 및 개시제는 물을 용매로 하여 에멀젼 중합된 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 아크릴 단량체는 일예로, (ⅰ)알킬 (메타)아크릴산 에스테르 단량체; 및 (ⅱ)불포화 카본산 및 수산기 함유 불포화 단량체를 포함할 수 있고, 효과적인 점착력 부여를 위해서는 상기 아크릴 단량체를 9:1 내지 7:3의 중량비로 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다만, 상기 (ⅰ)알킬 (메타)아크릴산 에스테르 단량체로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 펜틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 데실메타크릴레이트, 도데실메타크릴레이트 및 이소보닐메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있으며, (ⅱ)불포화 카본산 및 수산기 함유 불포화 단량체로는 아크릴산, 이타코닉산, 말레익산, 푸마릭산, 메타크릴산, 에틸메타크릴산, 히드록시메틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 계면활성제 및 개시제의 경우, 일반적으로 수용성 아크릴 점착제를 제조하기 위해 적용하는 것이라면 특별히 제한되지는 않으나, 계면활성제는 모노알킬 황산염(alkylsulfate), 알킬폴리옥시에틸렌 황산염(Alkyl polyoxyethylene sulfate), 알킬벤젠술폰산염(Alkylbenzene Sulfonate) 및 도데실황산나트륨(Sodium dodecyl sulfate)를 포함한 음이온 계면활성제 또는 폴리옥시에틸렌알킬에테르(polyoxyethylene alkyl ether)와 같은 비이온 계면활성제를 사용할 수 있고, 개시제는 과산화황산나트륨(Ammonium persulfate), 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate), 과황산칼슘(potassium persulfate) 및 황산수소나트륨(sodium bisulfate) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 점착 시트에 포함된 점착 조성물은 수용성 아크릴 점착제와 함께 마찰 개선제를 포함하는데, 본 발명에 있어 마찰 개선제는 아크릴 점착제의 점착 특성을 저하시키지 않으면서도 부직포 시트에 점착제가 잘 스며들게 도와줄 뿐만 아니라, 점착 조성물을 포함하는 부직포 시트가 청소용 점착 시트로 제공될 때, 청소면에 대한 마찰력을 감소시켜주는 역할을 하므로 매우 중요하다.
다만, 본 발명에서 상기 마찰 개선제는 상기 아크릴 점착제 100중량부 기준, 5 내지 20 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 만약, 마찰 개선제의 함량이 아크릴 점착제에 비해 상기 범위 보다 적을 경우, 마찰력을 저하시키는 효과에 한계가 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우에는 오히려 부직포 시트로부터 용출되어 나와 점착 시트 사용 시 청소 면을 오염시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 마찰 개선제는 구체적으로 라우릭 산(Lauric acid); 및 수평균분자량 300 내지 3,000의 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜을 포함한다. 즉, 본 발명의 마찰 개선제는 라우릭 산과 폴리에틸렌글리콜의 혼합물이거나 라우릭산과 폴리프로필렌글리콜의 혼합물이 될 수 있고, 생산 단가 측면에선는 라우릭 산과 폴리에틸렌글리콜의 혼합물이 선호될 수 있다. 이때, 본 발명에서 수평균분자량은 말단기정량법이나 총괄성 이용 측정법, 또는 삼투압법으로 측정된 값을 의미할 수 있으며, 수 평균 분자량이 상기 범위에 미치지 못하는 단 분자일 경우, 반응성이 높아 인체에 쉽게 흡수될 수 있어 인체유해 가능성이 우려될 수 있다.
본 발명에서 상기 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜은 라우릭 산 100 중량 대비 50 내지 85 중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 상기 범위에서 라우릭 산과 다가 알코올이 혼합되어 겔 상태가 되므로 물에 용해도 용이하고, 수용성 아크릴 점착제와의 상용성도 우수하기 때문이다. 만약, 라우릭 산의 비율이 상기 범위를 초과할 경우에는 배합 후 상태가 고체여서 물에 용해가 어렵고, 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜의 비율이 상기 범위를 초과할 경우에는 수용성 아크릴 점착제와 상 분리를 일으켜 점착 조성물을 형성하기 곤란할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 라우릭 산이 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜과 65(라우릭 산의 비율):35 내지 55:45의 중량비로 혼합되는 것이 좋다.
본 발명에서 상기 점착 조성물을 부직포 시트에 적용하기 위해서는 점착 조성물을 물 또는 알코올 등의 용매에 용해하여 처리 용액을 제조한 후, 부직포 시트를 상기 용액에 함침(padding)하거나, 상기 용액을 부직포 시트에 분무 즉, 스프레이(spray)하는 방법을 이용할 수 있다. 다만, 부직포 시트 내부 깊숙한 곳까지 점착 조성물의 침투를 용이하게 하기 위해서는 함침법이 보다 유리할 수 있다.
상기 점착 조성물을 용매에 용해할 때는, 점착 조성물의 농도가 10 내지 20%가 되도록 하는 것이 용매에 대한 점착 조성물의 용이한 분산과 부직포 시트를 형성하는 섬유에 대한 균일한 코팅성을 위해 바람직하다. 이는 최종적으로는 부직포 시트에 우수한 점착력과 낮은 마찰력을 동시에 부여할 수 있다는 측면에서도 중요할 수 있다. 농도가 지나치게 낮으면 픽업율을 증가시켜야 하고 이에 따라 건조에 많은 에너지가 소요될 수 있는 한편, 농도가 지나치게 높으면 높은 점성으로 인한 부직포 시트 내부 침투가 곤란해 질 수 있고, 이송 롤러의 오염 등이 우려될 수 있다.
단, 본 발명에서는 상기 마찰 개선제가 상기 아크릴 점착제 100중량부 기준, 5 내지 20 중량부에 미치지 못할 경우에라면, 점착 조성물 농도가 상기 범위를 만족하더라도 부직포 시트에 적용된 후 원치 않는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 마찰 개선제의 함량이 아크릴 점착제 100 중량 대비 5 중량부 미만일 경우, 마찰력을 개선시킬 수 있을 만한 효과가 역부족하고, 20 중량부를 넘을 경우엔 오히려 아크릴 점착제의 기능을 저하시켜 점착력을 떨어뜨리거나 용액에 대한 분산성을 저하시키며, 결과적으로는 도 3과 같이 부직포 시트 표면에서 부분적으로 뭉쳐져 오히려 묻어나오거나 얼룩이 발생할 수 있다.
한편, 부직포 시트를 상기 점착 조성물에 함침하여 처리할 경우, 함침 조를 통과하는 부직포 시트의 속도는 10 내지 20 meter/min인 것이 충분한 함침과 적절한 픽업을 고려하여 바람직하다. 또, 점착 조성물이 함침된 부직포 시트는 시트 전폭에 걸쳐 균일한 픽업(pick up)율로 점착 조성물을 픽업하기 위해 롤러를 가압하여 스퀴즈(Squeeze)처리하는 것이 좋다. 스퀴즈 처리 후, 상기 용액은 O.W.F(on the weight of fiber) 90 내지 120 %의 비율 부직포 시트에 남도록 롤러 압력을 제어하는 것이 바람직하며, 이때, O.W.F는 건조 후 부직포 시트에 남아있는 점착 조성물의 함량을 미리 예상하여 용액의 농도에 따라 적절히 제어하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 스퀴즈(Squeeze)처리 된 이후에는 처리 용액에 포함되어 있던 용매를 증발시키기 위해 건조가 수행될 수 있다. 상기 점착 조성물은 건조 단계를 거치면서, 부직포 시트를 형성하고 있는 스테이플 섬유 표면을 코팅한 상태로 고착되면서 사용 시 이탈되지 않는 것이다. 본 발명에서 상기 건조시키는 단계는 부직포의 두께에 따라 적절한 건조 조건을 조절할 수 있으나, 바람직하게는 건조 온도가 110 내지 140℃이고, 건조 시간은 30 내지 60초인 조건에서 수행하는 것이 점착 특성을 저해하지 않으면서도 용매만 증발시키기에 적합하다. 즉, 고온에서 오랜 시간 동안 건조하게 된다면 수용성 점착성분이 단단하게 경화되어 점착성이 저하될 수도 있으나, 상기와 같은 조건에서 건조를 시킬 경우, 부직포의 건조 수분율을 5% 미만으로 제어할 수 있어 점착력 저하의 우려가 없어 바람직하다.
이로써 제조된 점착 시트는 건조 중량을 기준으로 부직포 시트 100 중량부 대비 상기 점착 조성물을 10 내지 20 중량부 포함할 수 있다. 만약, 제조 조건을 잘못 제어하여 점착 조성물이 상기 함량 범위에 미치지 못할 경우, 점착 조성물의 함량이 낮아 점착력 또는 마찰력 개선 효과가 미미하거나, 점착 조성물의 함량이 과도하여 부분적인 뭉침 현상 또는 점착 조성물에 의한 2차 오염이 우려될 수 있다. 본 발명의 상기 점착 조성물은 부직포 시트를 형성하고 있는 섬유 표면에 물리적으로 결합하여 코팅된 상태로 존재할 수 있다.
본 발명에서 상기 부직포 시트는 섬도가 3 내지 50 Denier인 스테이플 섬유(Staple fiber)가 웹(Web)을 형성하고 있는 것으로서, 보다 구체적으로는 폴리에스터(PET), 폴리프로필렌(PP), 나일론(Nylon) 및 레이온(Raylon)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 스테이플 섬유를 니들 펀칭(Needle punching)하여 제조된 것일 수 있다.
이때, 청소용 부직포에 필요한 형태의 안전성과 벌키(Bulkly)을 고려한다면, 상기 스테이플 섬유(Staple fiber)는 3 내지 50 Denier 범위에서 섬도가 서로 다른 2 종 이상의 스테이플 섬유(Staple fiber)를 사용할 수도 있다. 섬도가 서로 다른 스테이플 섬유를 이용하여 부직포를 형성할 경우, 웹(Web)의 보다 복잡하게 형성될 수 있어 벌키성이 향상될 수 있고, 섬도가 적은 섬유가 주는 부드러운 터치감과 섬도가 큰 섬유가 주는 안정감을 동시에 확보할 수 있다.
또, 스테이플 섬유로 웹을 형성하여 부직포를 제조하는 방법으로는 니들 펀칭(Needle punching), 스펀 레이스(Spunlace), 서멀본드(Thermal bond), 케미컬본드(Chemical), 멜트블로운(Meltblown) 등이 존재하므로, 부직포를 제조하는 방법을 반드시 한정하는 것은 아니나, 부직포 시트의 형태 안정성과 점착 조성물의 용이한 침투가 가능한 웹 구조 형성을 고려하였을 때, 본 발명의 부직포 시트는 니들 펀칭에 의해 제조된 것을 선택하는 것이 가장 유리할 수 있다.
본 발명에서 상기 부직포 시트는 단위 면적(㎡)당 건조 중량이 50 내지 100 g 및 높이가 2 내지 5 ㎜인 것이 점착 조성물의 용이한 침투와 균일한 코팅이 가능하다는 측면에서 바람직하다. 그러나 건조 중량이나 높이가 상기 범위에 미치지 못할 경우에는 지나치게 가벼워 안정적인 사용감을 부여할 수 없거나 또는 부직포가 뻣뻣한 형태를 가질 수밖에 없어 청소 시 불편함을 줄 수 있으며, 점착 조성물의 적절한 함량 제어가 곤란할 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 부직포 시트의 단위 면적당 건조 중량과 높이를 용이하게 제어하기 위해서는 상기 스테이플 섬유의 건조중량이 30 내지 300 g/m2이고, 섬유장이 15 내지 51 mm인 것이 바람직할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 점착 식트는 우수한 점착력을 확보하면서, 종래 시트 대비 청소면과의 마찰력이 청소하기에 불편함이 없도록 개선되어 청소포로서 우수한 성능을 나타낼 수 있다. 본 발명의 점착 시트는 사용의 편리함을 위해 원통형의 권취 롤에 감긴 형태, 상자 형 틀 내부에 층층히 쌓여 있는 형태 및 단위 시트 별로 개별 포장된 상태 중 하나 이상의 형태로 제품화될 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
준비예 1. 수용성 아크릴 점착제 제조
물 210 g을 용매로 하여, 하기 표 1과 같이 아크릴 단량체, 계면활성제 및 개시제를 이용하여 수용성 아크릴 점착제를 중합하였다.
수용성 아크릴 점착제 성분 Amount
(g)		 비율
(중량%)
개시제 (NH4)2S2O8 Ammonium persulfate 1.98 1.15
NaHCO3 Sodium bicarbonate 5.2 3.03
계면활성제 비이온 계면활성제 - 5.03 2.93
음이온 계면활성제 Sodium dodecyl sulfate 4.5 2.62
아크릴 단량체 2-EHA 2-Ethylhexyl acrylate 95.0 55.33
BA n-Butyl acrylate 35.0 20.38
MAA Methacrylic acid 15.0 8.74
AA Acrylic acid 10.0 5.82
합계 171.71 100
준비예 2. 마찰 개선제 제조
이어서, 라우릭 산(대정화금, Lauric acid 98%)과 폴리에틸렌 글리콜(대정화금, Polylene glycol 2000)을 하기 표 2에 나타낸 비율로 혼합하여 마찰 개선제를 제조하였다. 그런데, 비교예 준비예 2-1 내지 2-4와 같이 라우릭 산의 함량이 지나치게 높을 경우 고체상태여서 물에 용해가 되지 않았고, 폴리에틸렌 글리콜의 함량이 높아질 경우 물에 용해는 가능하였으나, 준비예 1의 수용성 아크릴 점착제와의 상분리를 일으켰다. 이에 따라 비교예 준비예 2-1 내지 2-4는 마찰개선제로 사용할 수 없었다.
구분 구성비
비교
준비예
2-1		 비교
준비예
2-2		 준비예
2-1		 준비예
2-2		 준비예
2-3		 비교
준비예
2-3		 비교
준비예
2-4
Lauric acid 75% 70% 65% 60% 55% 50% 40%
Polyethylene Glycol 25% 30% 35% 40% 45% 50% 60%
혼합 상태 고체 고체 겔 겔 겔 액상 액상
물 용해 용해 x 용해 x 용해 용해 용해 용해 용해
수용성 아크릴 점착제 투입시 용해 x 용해 x 용해 용해 용해 상분리1) 상분리
1) 상분리 : 가공처리액(물+수용성점착제+오일)의 상태가 고르게 퍼져있지 않고, 뭉침이나 침전 발생
제조예 . 점착 조성물 제조
한편, 하기 표 3에 나타낸 것과 같이 폴리에틸렌 글리콜 대신 폴리프로린렌 글리콜(대정화금, Polypylene glycol 2,000), 에틸렌 글리콜(대정화금, Ethylene glycol 99%), 프로필렌 글리콜(대정화금, Propylene glycol 99.5%)을 각각 상기 준비예 2-2와 동일한 비율로 라우릭 산과 조합해보기도 하고, 수용성 실리콘 오일(KCC silicone SI4000Z), 수용성 파라핀 오일(파라핀오일: 미창석유 WO1150 30%, 유화제: 한농화성 GDO-350 5%, 물 70%)을 마찰 개선제로 선택하여 상기 준비예 1의 수용성 아크릴 점착제와 함께 물에 용해해보았다. 그러나 폴리프로필렌글리콜을 첨가한 경우(제조예2)를 제외하고는 인체 유해성이 우려되거나, 수용성 아크릴 점착제와의 상분리를 일으켜 적절하지 못한 것으로 나타났다.
구분 제조예 1
(준비예 2-1)		 제조예 2 비교
제조예 1		 비교
제조예 2		 비교
제조예 3		 비교
제조예 4
성분 lauric acid
+PEG		 lauric acid
+PPG		 lauric acid
+EG		 lauric acid
+PC		 수용성
실리콘
오일		 수용성
파라핀
오일
물용해 용해 용해 용해 용해 용해 용해
수용성 아크릴 점착제 투입시 용해 용해 용해 용해 상분리 상분리
인체유해성 - - 인체유해성가능 인체유해성가능 - -
참고예
본격적인 실험에 앞서, 수용성 아크릴 점착제 만을 사용하여 점착 시트를 제조한 경우에 대해 점착제 함량에 따른 점착력 및 마찰력을 측정(하기 물성 측정 방법 참고)해 보았다. 부직포 시트는 섬도가 15 Denier인 PET 섬유와 30 Denier인 PET 섬유를 니들 펀칭(Needle punchung)하여 제조한 부직포 시트(단위 면적(㎡)당 건조 중량 60g 및 부피 3mm)를 사용하였고, 점착제를 전혀 사용하지 않은 경우를 대조군으로 하여 측정 결과를 비교해본 결과, 하기 표 4와 같았다.
<물성 측정 방법>
(1) 점착력(먼지 부착률, % ) 측정: 일정 면적(45cm*180cm)의 비닐 바닥(Vinyl floor)에 피착물(Sand, 입경 300~600㎛) 2g을 고르게 뿌린 후, 각 조건에 따라 제조된 점착 시트를 테스트 시편(120*470mm)으로 사용하여 피착제가 뿌려진 Vinyl floor를 청소하였다. 청소시 가하는 압력(힘)은 모든 실험에서 동일하게 하였고, 청소를 완료한 후 시편을 청소 전 측정한 중량과 비교하여 측정하여 다음과 같이 식 1에 의해 피착물의 부착율(먼지 부착률)을 계산하였다.
식 1) 피착물 부착율(%) = [(W3-W2)/W1]*100
이때, 상기 식 1에서 W1=일정면적에 뿌려진 피착물 총 중량(2g), W2=테스트(청소)전의 시편 중량, 및 W3=테스트(청소)후의 시편 중량이다.
(2) 마찰력( kgf ) 측정: ASTM D1894 또는 ISO 8295의 규격에 의하여 아래와 같이 정의되는 정 마찰 계수와 동 마찰 계수를 각각 측정하였고, 측정된 정 마찰 계수를 3가지 기준으로 나누어 마찰력 등급을 평가하였다.
- 정 마찰 계수(Static frinction coefficient): 정지 상태에서 상대운동을 시작할 때 접촉면에 생기는 마찰력과 수직항력으로 작용하는 힘의 비
- 동 마찰 계수 (dynamicfriction coefficient): 상대운동을 하고 있는 마찰상태의 접촉면에 생기는 마찰력과 수직항력으로 작용하는 힘의 비
<마찰력 등급 평가 기준: 정 마찰 계수 기준>
① 1.0kgf 이하(상): 점착력에 대한 느낌이 없어 힘이 들지 않고 청소 가능
② 1.0kgf 초과 ~ 2.0kgf 이하(중): 청소가 가능하나 점착력으로 인하여 청소시 점착력을 느껴 불편함 발생함.
③ 2.0kg 초과(하): 청소용 부직포가 청소면에 완전히 밀착되어 청소가 불가능할 정도의 불편함을 느낌.
수용성 아크릴 점착제 함량
(%, 부직포 건조중량 100 대비)		 먼지부착율
(%)		 정마찰계수
(Kgf)		 마찰력 등급
대조군 0 3.5 0.35 상
참고예1 2 64.5 1.12 중
참고예2 4 77.4 1.23 중
참고예3 6 86 1.37 중
참고예4 8 87.5 1.41 중
참고예5 10 93.5 2.23 하
참고예6 15 93.7 2.51 하
참고예7 20 94.1 3.05 하
참고예8 25 94.3 4.01 하
참고예9 30 94.5 4.51 하
참고예10 35 94.5 5 (MAX) 하
수용성 아크릴 점착제만 이용하여 점착 시트를 제조한 결과에 따르면, 점착제의 함량이 10%이상일 경우부터, 먼지 부착율이 90%이상으로 우수하게 나타났지만, 마찰력 등급은 '하'로 나타나 청소시 지나친 점착력으로 인한 불편함을 느끼는 것으로 확인되었다.
실시예 1 및 비교예 1
상기 준비예 2 및 제조예를 통해 적합 판정을 받은 마찰 개선제 가운데, 준비예 2-2의 마찰 개선제를 선택하여, 준비예 1의 수용성 아크릴 점착제와 함께 물에 용해하였다. 이때, 수용성 아크릴 점착제의 농도는 상기 참조예에서 90%이상의 점착력을 나타내기 시작한 기준점인 10%로 고정하고, 마찰개선제의 농도를 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 6%로 조절하여 6 종류의 점착 조성물 용액(용액 전체를 100%로 판단)을 준비하였다. 이어서, 참조예에서 사용한 것과 동일한 부직포 시트를 준비하고, 상기 부직포 시트를 점착 조성물 용액에 함침한 후, O.W.F 100%로 스퀴즈(Squeeze)처리하였다. 그 다음, 120℃에서 30초 동안 건조시켜 건조 수분율 0.01%인 점착 시트를 제조하였다.
실시예 2 및 비교예 2
실시예 1 및 비교예 1에서 수용성 아크릴 점착제의 농도를 15%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착식 청소용 부직포를 제조하였다.
실시예 3 및 비교예 3
실시예 1 및 비교예 1에서 수용성 아크릴 점착제의 농도를 18%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착식 청소용 부직포를 제조하였다.
비교예 4
실시예 1 및 비교예 1에서 수용성 아크릴 점착제의 농도를 20%로 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 점착식 청소용 부직포를 제조하였다.
상기 실시예 1~3 및 비교예 1~4를 대상으로 먼지 부착율(점착력)과 정마찰계수를 측정하여 그 결과를 표 5에 나타내었다.
구분 아크릴 점착제 마찰
개선제		 먼지
부착율(%)		 정마찰계수
(kgf)		 비고
대조군 X X 3.5 0.35 -
비교예 1-1
(참고예 5)		 10% 0% 93.00 2.23 -
실시예 1-1 10% 1% 93.50 0.75 묻어남 없음.
실시예 1-2 10% 2% 99.10 0.55 묻어남 없음.
비교예 1-2 10% 3% 88.60 0.44 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 1-3 10% 4% 82.50 0.52 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 1-4 10% 6% 80.00 0.92 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 2-1
(참고예 6)		 15% 0% 93.70 2.51 -
실시예 2-1 15% 1% 94.80 0.78 묻어남 없음.
실시예 2-2 15% 2% 99.60 0.58 묻어남 없음.
실시예 2-3 15% 3% 90.25 0.51 묻어남 없음.
비교예 2-2 15% 4% 81.00 0.52 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 2-3 15% 6% 79.00 0.80 점착제 및 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 3-1 18% 0% 94.00 3.25 -
실시예 3-1 18% 1% 94.70 1.0 묻어남 없음.
실시예 3-2 18% 2% 99.30 0.98 묻어남 없음.
비교예 3-2 18% 3% 85.20 0.82 점착제 묻어남
비교예 3-3 18% 4% 83.10 0.70 점착제 및 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 3-4 18% 6% 77.20 0.65 점착제 및 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 4-1
(참고예 7)		 20% 0% 94.10 3.05 -
비교예 4-2 20% 1% 94.80 1.52 점착제 묻어남
비교예 4-3 20% 2% 98.00 1.00 점착제 묻어남
비교예 4-4 20% 3% 88.70 1.05 점착제 묻어남
비교예 4-5 20% 4% 82.00 0.89 점착제 및 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
비교예 4-6 20% 6% 76.50 0.99 점착제 및 마찰 개선제 묻어나며 시트 얼룩 발생
상기 표 5를 통해 확인할 수 있듯이, 수용성 아크릴 점착제와 함께 마찰 개선제를 첨가할 경우, 정 마찰 계수 값이 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 1-1 내지 1-2 및 비교예 1-1 내지 1-4의 점착시트를 이용하여 청소 시작점으로부터 움직인 거리에 따라 정 마찰계수와 동 마찰 계수를 측정한 결과, 도 1과 같은 그래프로 나타났는데, 이를 통해 마찰 개선제를 사용함으로써 점착 시트는 점착성분이 전혀 없는 부직포 시트(대조군)과 거의 유사한 거동을 나타내어 청소 시 힘이 덜 가해질 수 있고 이에 따라 청소 능률이 좋아질 수 있는 것으로 분석되었다.
다만, 마찰개선제의 비율이 수용성 아크릴 점착제의 20%를 초과(비교예 1-2, 1-3, 1-4, 2-2, 2-3, 3-3, 3-4, 4-6)할 경우, 마찰 개선제가 부분적으로 응집되는 현상이 발생하거나, 오히려 점착력이 저하되는 현상이 발생하였고, 점착 조성물의 총 비율이 부직포 시트의 건조중량 보다 20%를 넘어서는 경우(비교예 3-2 내지 3-4, 비교예 4-2 내지 4-6)는 부터는 점착제가 청소 면에 묻어 나와 점착력은 떨어지면서, 2차 오염까지 발생하는 것으로 확인되었다.
반면, 본 발명에 따라 제조된 실시예의 경우, 청소면에 점착제나 마찰 개선제가 묻어나오는 현상 없이 우수한 점착력으로 부드럽게 청소가 가능한 것으로 확인되었다.
추가 실험예 (필드 테스트)
최소 20m2 정도의 vinyl floor의 독립된 공간을 준비한 후, 해당공간을 2주간 방치하여 자연스럽게 피착제 청소면에 발생하도록 하였다. 상기 비교예 1-1 내지 비교예 1-4 및 실시예 1-1 내지 실시예 1-2를 대상으로 테스트 시편(120*470mm) 준비하여 홀더에 부착 후 2m2의 동일한 면적을 청소하였다. 청소를 완료 한 후, 점착 시트의 먼지부착상태 및 사용감을 비교해 보았다.
그 결과 도 2와 같이 점착 조성이 전혀 사용되지 않은 대조군의 경우 부드럽게 청소는 가능하였으나, 청소력이 부족하였고, 비교예 1-1의 경우 사진으로는 구분이 되지 않을 만큼 청소력은 우수하였으나, 사용시 뻣뻣한 느낌을 주어 사용감이 좋지 않았다. 또한, 비교예 1-2 내지 1-4의 경우, 육안으로도 확연히 확인될 수 있을 만큼 청소력이 좋지 않았으며, 오히려 마찰 개선제가 묻어나와(도 3 참조) 청소시 미끄럽고 청소면을 역 오염시키는 것으로 확인되었다.

Claims (6)

  1. 섬도가 3 내지 50 Denier인 스테이플 섬유(Staple fiber)에 의해 웹(Web)을 형성하고 있는 부직포 시트; 및 상기 부직포 시트를 형성하고 있는 스테이플 섬유 표면에 코팅층을 형성하고 있는 점착 조성물을 포함하고,
    상기 점착 조성물은 수용성 아크릴 점착제 100중량부 기준, 라우릭 산(Lauric acid); 및 수평균분자량 2000 내지 3000의 폴리프로필렌글리콜이 혼합된 마찰 개선제 5 내지 20 중량부를 포함하고,
    상기 라우릭 산이 폴리프로필렌글리콜과 65(라우릭 산의 비율):35 내지 55:45의 중량비로 포함되는 것인 점착 시트.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 점착 조성물은 부직포 시트 총 100 중량부 대비 10 내지 20 중량부 포함되는 것임을 특징으로 하는 점착 시트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스테이플 섬유(Staple fiber)는 폴리에스터(PET), 폴리프로필렌(PP), 나일론(Nylon) 및 레이온(Raylon)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 섬유인 것임을 특징으로 하는 점착 시트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 부직포 시트는 니들 펀칭(Needle punching)에 의해 웹(Web)이 형성된 것이고, 단위 면적(㎡)당 건조 중량이 50 내지 100g 및 높이가 2 내지 5㎜인 것임을 특징으로 하는 점착 시트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 점착 시트는 원통형의 권취 롤에 감긴 형태, 상자 형 틀 내부에 층층히 쌓여 있는 형태 및 단위 시트 별로 개별 포장된 상태 중 하나 이상의 형태로 제품화되는 것임을 특징으로 하는 점착 시트.

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