KR101983809B1

KR101983809B1 - 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치

Info

Publication number: KR101983809B1
Application number: KR1020180131377A
Authority: KR
Inventors: 최승균
Original assignee: 최승균
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2019-05-31

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치는, 봉 형상의 본체, 상기 본체의 일단에 구비되어 청소 대상 영역의 이물질을 제거하는 헤드 및 상기 본체에 구비되어 상기 헤드에 의해 상기 이물질이 제거되는 과정에서 청소액을 분사하는 분사부를 포함하며, 간단한 조작만으로도 청소 대상 영역을 효율적으로 청소할 수 있다.

Description

청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치 {CLEANING APPARTUS WITH CLEANING LIQUID INJECTION FUNCTION}

본 발명은 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벽면 또는 바닥면 등과 같은 청소 대상면에 청소액을 분사한 후 청소액이 분사된 영역을 닦아내어 청소 효율이 향상된 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치에 관한 것이다.

실내 환경 및 개인 건강에 대한 관심에 증대되면서 다양한 형태의 청소 도구가 개발되고 있다.

종래의 청소 도구는 크게 진공 청소기, 로봇 청소기 등과 같이 전력을 공급받아 작동되는 형태와, 사용자의 외력을 이용하여 청소 대상 영역을 닦거나 쓸어내는 형태로 분류될 수 있다.

전자의 경우, 후자에 비해 더욱 적은 힘을 들이고도 청소 대상 영역을 청소할 수 있다는 사용상의 편리함은 있으나, 청소 대상 영역에 다량의 오염 물질이 형성되어 있는 경우 장비의 고장이 야기될 수 있거나 소모되는 전력이 증가될 수 있는 문제점으로 인하여, 이러한 환경에서는 후자의 청소 도구가 주로 사용되고 있다.

하지만, 종래의 수동적인 청소 도구는 형태 및 사용 용도가 획일화되어 있으며, 청소 대상 영역에 청소액을 이용한 청소 작업이 요구되는 경우, 청소액을 별도로 휴대해야 되는 불편함이 있다.

한국등록특허 제10-1024029호

본 발명의 일측면은 청소액을 자체적으로 저장, 분사하여 이물질을 용이하게 제거함으로써 청소 작업 능률을 향상시킬 수 있는 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치를 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치는, 봉 형상의 본체, 상기 본체의 일단에 구비되어 청소 대상 영역의 이물질을 제거하는 헤드 및 상기 본체에 구비되어 상기 헤드에 의해 상기 이물질이 제거되는 과정에서 청소액을 분사하는 분사부를 포함한다.

상기 헤드는, 일단이 상기 본체와 연결되는 삼각형 형상의 연결부와, 상기 연결부로부터 연장 형성되며, 양 단이 상기 청소 대상 영역에 접촉되도록 중단부에 길이 방향을 따라 절곡부가 형성된 이물질 제거부를 포함하되, 상기 이물질 제거부는, 상기 중단부를 제외한 양 단만 상기 청소 대상 영역에 접촉되도록, 양 단으로부터 상기 절곡부가 형성된 중단부로 향할수록 높이가 상승하는 ㅅ자 구조를 가지며, 상기 분사부는, 상기 본체 내부에 형성되어 상기 청소액을 저장 수용하는 청소액 저장부와, 상기 청소액 저장부와 미세관을 통해 연결되어 상기 청소액 저장부에 저장된 상기 청소액을 소정 압력으로 분사하는 분사 노즐을 포함하되, 상기 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치는, 상기 본체의 외부에 형성된 조작 수단을 통해 감지되는 사용자 조작에 따라 상기 청소액 저장부 및 상기 미세관 사이에 형성된 개폐 밸브를 개방시켜 상기 청소액이 분사되도록 하며, 상기 청소액은 50 내지 150pis의 분사 압력으로 분사될 수 있다.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 청소액이 본체에 내장되어 있어 간단한 조작만으로 청소 대상 영역에 청소액을 분사하면서 이물질을 제거할 수 있어 청소 대상 영역을 효율적으로 청소할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수매트용 온도 조절 장치의 개략적인 구성이 도시된 도면들이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치의 구체적인 기능이 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치의 구체적인 기능이 도시된 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치의 구성이 도시된 도면들이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치의 측단면도이다.

본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)는 바닥면 또는 벽면을 청소하는 장치로, 청소 대상 영역의 이물질을 긁어 내어 제거하는 청소 도구이다.

특히, 본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)는 대상 영역에 청소액을 분사하여 청소 대상 영역에 흡착되거나 달라붙은 이물질을 용이하게 분리시킬 수 있으며, 청소 대상 영역의 오염도를 감지하여 청소액의 분사 방향 및 헤드 각도를 가변시킴에 따라 효율적인 청소 작업이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)는 본체(100), 헤드(200) 및 분사부(300)를 포함한다.

본체(100)는 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)의 전체적인 형상을 규정하는 가느다란 원통 형상의 봉형(棒形) 부재로, 사용자는 본체(100)의 일측을 파지하여 본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)를 이용하여 청소 작업을 수행할 수 있다. 이때, 본체(100)의 일단에는 청소 작업 시 본체(100)를 파지한 손의 미끌어짐을 방지하기 위한 미끌림 방지 부재(110)가 형성되며, 본체(100)의 타단에는 헤드(200)가 체결될 수 있다. 또한, 후술하겠지만 본체 내부(100)에는 분사부(300) 및 제어 모듈(미도시)이 배치될 수 있다.

헤드(200)는 본체(100)의 말단 부분에 형성되며, 청소 대상 영역에 접촉하여 본체(100)의 이동에 따라 청소 대상 영역에 형성된 먼지, 음식물, 세균, 쓰레기 등과 같은 이물질을 긁어내는 부재이다.

구체적으로, 헤드(200)는 연결부(210)와 이물질 제거부(220)로 구성될 수 있다.

연결부(210)는 일단이 본체(100)와 연결되는 삼각형 형상의 부재로, 타단에는 이물질 제거부(220)가 연장 형성될 수 있다. 연결부(210)는 본체(100)의 길이 방향을 기준으로 소정 각도로 꺾인 상태로 결합될 수 있으며, 구체적으로는 본체(100)의 상부로부터 하부 방향인 아래쪽 방향으로 꺾인 형태로 형성될 수 있다.

이물질 제거부(220)는 일단이 본체(100)와 연결되는 연결부(210)의 타단에 연장 형성되며, 도 1의 A 영역에 도시된 바와 같이 중단부가 길이 방향을 따라 절곡된 부재이다.

이때, 이물질 제거부(220)는 양 단으로부터 절곡부가 형성된 중단부로 향할수록 상승하는 ㅅ자 구조로 마련되며, ㅅ자 구조의 꼭지점, 다시 말해 절곡부가 연결부(210)와 결합되어 양 단은 절곡부를 중심으로 하방 방향으로 연장 형성될 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)는 본체(100)와 연결부(210)가 제1 각도만큼 절곡된 상태로 결합되고, 이물질 제거부(220)는 연결부(210)로부터 제1 각도보다 큰 제2 각도만큼 절곡된 상태로 연장 형성되어 2단 꺾임 구조로 형성될 수 있다.

이러한 구조적 특징으로 인하여, 이물질 제거부(220)는 길이 방향의 양 단이 청소 대상 영역에 접촉될 수 있으며, 이때 사용자가 본체(100)를 파지한 상태에서 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1) 일정 방향으로 움직이게 되면 청소 대상 영역에 형성된 이물질을 소정 방향으로 긁어내어 제거할 수 있다.

한편, 상술한 본체(100) 및 헤드(200)는 성형성 및 내구성이 향상될 수 있도록 본 발명에 따른 플라스틱 시트로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 플라스틱 시트에 대한 구체적인 내용은 후술하기로 한다.

분사부(300)는 본체(100) 내부에 형성되며, 청소액 저장부(310), 분사 노즐(320)을 포함할 수 있다.

청소액 저장부(310)는 청소액이 저장 수용되는 공간으로, 본체(100)의 내부에 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 청소액은 물과 약알칼리성 세제가 혼합된 형태로 마련될 수 있으며, 혼합비는 99:1 내지 90:20의 비율일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 청소액 및 세제의 종류는 이물질 세척, 멸균에 효과가 입증된 다양한 다른 조성물로도 대체될 수 있음은 물론이다.

분사 노즐(330)은 청소액 저장부(310)와 미세관(320)을 통해 연결되며, 청소액 저장부(310)에 저장된 청소액을 소정 압력으로 분사하는 부재이다.

구체적으로, 분사 노즐(320)은 청소액 저장부(310)와 미세관(320) 사이에 형성된 개폐 밸브가 개방되면 미세관(320)을 통해 청소액 저장부(310)에 저장된 청소액을 공급받을 수 있으며, 이를 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)의 하부 방향으로 분사할 수 있다.

이를 위해, 본체(100)의 일측에는 개폐 밸브(315)의 개폐를 제어하는 조작 수단(미도시)이 구비될 수 있다. 예를 들어, 조작 수단(미도시)은 버튼 형태로 구비되어 사용자의 ON/OFF 조작에 따라 개폐 밸브(315)가 열리거나 닫힐 수 있다.

한편, 분사 노즐(330)은 50 내지 150pis의 분사 압력으로 청소액을 분사할 수 있으나, 분사 압력은 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며 청소 환경 및 청소액의 종류에 따라 가변될 수 있다. 그리고, 분사 노즐(330)은 본체(100)에 구비된 조작 수단(미도시)를 통해 입력되는 사용자 조작에 따라 청소액의 분사 과정에서 분사 압력이 실시간으로 변경될 수도 있다.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)를 이용한 청소 방법의 일 예는 다음과 같다.

먼저, 사용자는 본체(100)를 파지한 상태로 헤드(200)가 청소 대상 영역에 위치하도록 장치(1)를 이동시킬 수 있다. 헤드(200)가 청소 대상 영역에 위치하면, 사용자는 조작 수단을 통해 개폐 밸브(315)를 개방시킬 수 있으며, 이에 따라 청소액 저장부(310)와 미세관(320)을 막고 있던 개폐 밸브(315)가 개방되어 청소액 저장부(310)에 저장되어 있던 청소액이 미세관(320)을 따라 분사 노즐(330)로 이동된 후 분사 노즐(330)을 통해 청소 대상 영역에 분사될 수 있다. 이후, 사용자는 헤드(200)를 청소 대상 영역에 밀착시킨 상태로 본체(100)를 소정 방향으로 밀거나 당기게 된다. 따라서, 헤드(200)의 이물질 제거부(220)는 절곡부를 중심으로 형성된 양 단이 청소 대상 영역에 접촉된 상태로 이동하여 청소 대상 영역에 형성된 이물질을 긁어낼 수 있다. 이 과정에서, 청소 대상 영역에 형성된 이물질은 청소액에 의해 결합력이 약화되거나 멸균되어 청소 작업의 효율성이 향상될 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)는 청소 대상 영역의 오염도에 따라 청소액의 농도를 자동으로 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치가 도시된 도면이다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(3)는 본체(100), 헤드(200) 및 분사부(300a)를 포함할 수 있다.

이때, 도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(3)를 구성하는 본체(100) 및 헤드(200)는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1)를 구성하는 본체(100) 및 헤드(200)와 동일하므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(3)는 도 1의 분사부(300) 대신 다른 분사부(300a)가 구비되며, 감지부(400)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(3)에 구비된 분사부(300a)는 물 저장부(311), 세제 저장부(312), 저장부 연결부(313) 및 세제 혼합 밸브(314)가 구비된 것을 특징으로 할 수 있으며, 분사 노즐(330), 미세관(320) 및 개폐 밸브(315)는 도 1의 그것과 동일하므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

물 저장부(311)는 세제가 혼합되지 않은 정수된 물을 저장하는 부재로, 일측이 미세관(320)과 연결될 수 있다.

세제 저장부(312)는 저장부 연결부(313)를 통해 물 저장부(311)의 타단과 연결되며, 이물질 제거에 효과가 있는 세제가 저장될 수 있다.

저장부 연결부(313)는 물 저장부(311)와 세제 저장부(312)를 연결하는 미세관 형태의 부재로, 세제 혼합 밸브(314)에 의해 내부 통로가 개방되거나 차단될 수 있다.

감지부(400)는 본체(100) 하부에 노출되도록 구비되는 부재이다. 구체적으로, 감지부(400)는 분사 노즐(330)로부터 소정 간격 이격된 위치에 배치되어 청소 과정에서 청소 대상 영역 또는 청소 대상 영역에 형성된 이물질에 대한 정보를 감지할 수 있으며, 오염 감지 센서, 카메라 등의 형태로 마련될 수 있다.

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(3)는 제어부(미도시)가 더 구비될 수 있다.

제어부(미도시)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(3)의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며, 본체(100)의 내부에 배치될 수 있다.

특히, 제어부(미도시)는 감지부(400), 세제 혼합 밸브(314) 및 개폐 밸브(315)와 전기적, 회로적으로 연결되어 청소 과정에서 청소액의 농도 및 분사 압력을 자동으로 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(미도시)는 감지부(400)로부터 청소 대상 영역에 대한 센싱 정보를 수집할 수 있다. 예컨대, 제어부(미도시)는 감지부(400)로부터 감지된 공기의 오염도 및 청소 대상 영역이 촬영된 촬영영상 중 적어도 하나를 수집할 수 있다.

제어부(미도시)는 수집된 정보를 기초로 청소 대상 영역의 오염도를 산출할 수 있다. 구체적으로, 제어부(미도시)는 촬영영상을 소정 픽셀 단위로 분할하여 미리 학습된 인공 신경망에 입력하여 촬영영상에 포함된 서로 다른 객체를 구분할 수 있다. 제어부(미도시)는 촬영영상의 전체 픽셀 수 중 구분된 객체 중 쓰레기, 음식물, 먼지, 세균 등과 같은 이물질로 구분된 객체가 차지하는 픽셀의 수에 대한 비율을 산출하여 오염도를 산출할 수 있다. 또는, 제어부(미도시)는 오염물에 의해 특정 성분이 함유된 공기의 농도에 대한 정보를 기준 정보와 비교하여 오염도를 산출할 수도 있다.

이때, 제어부(미도시)는 산출된 오염도에 따라 세제 혼합 밸브(314)가 개방되는 시간을 설정할 수 있다. 즉, 제어부(미도시)는 오염도가 높을수록 세제 혼합 밸브(314)가 개방되는 시간을 증가시켜, 물 저장부(311)로 더욱 많은 양의 세제가 투입될 수 있도록 제어할 수 있다. 이후, 제어부(미도시)는 개폐 밸브(315)를 개방시켜 오염도의 크기에 따라 상이한 세제 혼합 비율을 갖는 청소액이 분사 노즐(330)을 통해 분사되도록 제어할 수 있다.

반면, 제어부(미도시)는 산출된 오염도가 기 설정된 임계값 이하인 것으로 확인되면, 청소액의 분사 없이도 청소 작업이 용이하게 진행될 수 있을 것으로 판단하여 세제 혼합 밸브(314) 및 개폐 밸브(315)가 닫힌 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(3)는 청소 대상의 오염도를 자체적으로 측정하여 측정된 오염도에 최적화된 청소액을 조성하여 분사할 수 있는 효과를 가지게 된다.

몇몇 또 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1, 3)는 청소 대상 영역에 분포된 오염물(이물질)의 분포 패턴에 따라 헤드(200)의 형상을 가변시킬 수 있다. 이와 관련하여, 도 4를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 오염물의 분포 패턴에 따라 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치의 헤드의 형태가 가변되는 구체적인 일 예가 도시된 개념도이다.

도시된 도면은 헤드(200)를 위쪽에서 내려다 본 평면도로, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 헤드(200)는 연결부(210) 및 이물질 제거부(220)로 구성될 수 있다.

이때, 몇몇 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 헤드(200)는 도 4a에 도시된 바와 같이 중심부를 기준으로 분할될 수 있는 구조로 마련될 수 있다. 즉, 헤드(200)는 제1 연결부(210a) 및 제1 이물질 제거부(220a)로 구성된 제1 부분 헤드(200a)와, 제2 연결부(210b) 및 제2 이물질 제거부(220b)로 구성된 제2 부분 헤드(200b)를 포함할 수 있다.

이때, 제1 연결부(210a)와 제2 연결부(210b)는 본체(100)와 독립적으로 결합될 수 있으며, 각각의 연결부(210a, 210b)는 본체(100)로부터 회동 가능하도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(210a)와 제2 연결부(210b)는 본체(100)와 톱니 결합될 수 있으며, 이에 따라 제1 연결부(210a)와 제2 연결부(210b)는 본체(100)와 연결된 부분을 중심으로 가위처럼 서로 접근하거나 이격될 수 있다.

이러한 경우, 상술한 바와 같이 제어부(미도시)는 감지부(400)로부터 촬영된 촬영 영상을 분석하여 도 4b에 도시된 바와 같이 각각의 부분 헤드(200a, 200b)를 독립적으로 회전시킬 수 있다.

구체적으로, 제어부(미도시)는 촬영 영상을 분석하여 이물질이 청소 대상 영역의 어느 위치에 형성되어 있는지를 분석할 수 있다. 이때, 제어부(미도시)는 이물질이 형성된 영역의 위치를 좌표화하고, 좌표화된 이물질 영역에 이물질 제거부(222a, 220b)가 접촉되기 위한 회전 각도를 산출할 수 있다. 이후, 제어부(미도시)는 산출된 회전 각도에 따라 각각의 부분 헤드(200a, 200b)를 독립적으로 회전시킬 수 있다.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이, 헤드(200)가 변형되지 않은 형태인 경우 헤드(200)의 좌, 우에 형성된 이물질은 청소 과정에서 더욱 분산될 수 있다. 반면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1, 3)는 청소 대상 영역에 형성된 이물질의 위치에 따라 헤드의 형태를 가변시킬 수 있어 한 번의 본체(100) 조작 만으로도 이물질을 효율적으로 제거할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치(1, 3)는 마찰이나 충격 등과 같은 외력에 의해 손상될 수 있는 부분, 예컨대 본체(100), 헤드(200)의 연결부(210) 및 이물질 제거부(220)의 내벽 등에는 본 발명에 따른 플라스틱 시트로 형성되거나 본 발명에 따른 플라스틱 시트가 접착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 시트 제조방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지 100 중량부, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제 2~4 중량부, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate) 0.1~0.2 중량부, 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 3~5 중량부, 트리에틸 아민(triethyl amine) 0.1~0.3 중량부, 이소프로필알콜(isopropyl alcohol) 42~45 중량부 및 물 50~52 중량부를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하는 제1단계; 혼합 조성물을 예열하는 제2단계; 예열된 혼합 조성물의 습기를 제거하는 제3단계; 습기가 제거된 혼합 조성물을 가열하는 제4단계; 가열된 혼합 조성물의 이물질을 제거하는 제5단계; 이물질이 제거된 혼합 조성물을 냉각하면서 연신하여 플라스틱 시트를 제조하는 제6단계; 및 플라스틱 시트에 실리콘을 도포한 후, 건조하는 제7단계;를 포함한다. 본 발명은 종래의 PET 수지에 여러가지 첨가물을 혼합하고, 예열, 제습, 가열 및 냉각을 통해 성형성 및 내구성이 우수한 플라스틱 시트를 제조할 수 있다.

제1단계는, 원료의 혼합단계로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지를 기초 수지로 하고, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate), 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone), 트리에틸 아민(triethyl amine), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol) 및 물을 혼합하는 단계이다.

PET 수지는 기초 수지로서, 우수한 열안정성과 높은 결정화도를 가지고 있고, 리사이클이 가능하며, 마스터배치 형태로 제조된 것을 사용할 수 있다. 폴리우레탄 분산제는 다른 성분들과의 혼합성을 향상시키는 기능을 한다. 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate), 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 및 트리에틸 아민(triethyl amine)은 대전방지제로서 기능한다. 플라스틱 용기를 제조하기 위한 플라스틱 시트는 일반적으로 전기 절연체이기 때문에 마찰대전에 의한 정전기가 발생하며, 방전 혹은 전기전도 등에 의해 심할 경우 폭발, 화재 등의 사고로 이어질 수 있으므로, 대전제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)은 방담제로 기능한다. 방담제는 플라스틱 시트를 이용하여 플라스틱 용기 제조시, 과일 등을 보관할 때 발생할 수 있는 수증기에 의한 물방울 맺힘 현상을 억제할 수 있다.

일 예로, 상술한 원료들은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지 100 중량부에 대해서, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제 2~4 중량부, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate) 0.1~0.2 중량부, 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid) 0.4~0.6 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 3~5 중량부, 트리에틸 아민(triethyl amine) 0.1~0.3 중량부, 이소프로필알콜(isopropyl alcohol) 42~45 중량부 및 물 50~52 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 상술한 범위를 벗어나서 첨가되는 경우 여러가지 문제점이 발생될 수 있다. 특히, 대전방지제의 경우, 각 범위를 넘어서서 혼합되는 경우, 제조되는 플라스틱 표면이 끈적일 수 있고, 실링성 및 인쇄성이 저하될 수 있으며, 백색 플라스틱의 경우, 황변 현상이 발생할 수 있다.

또한, 제1단계는, 플라스틱 시트의 기능성을 강화하기 위해 상기 원료들에 여러가지 추가적인 성분을 더 혼합할 수 있다.

일 예로, 보론계 바인더를 더 혼합할 수 있다. 보론(B)계 바인더는 각 구성요소를 결합하기 위해 사용하는 것으로, 보론계 바인더는 PET 수지 100 중량부에 대해서 2~10 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 보론계 바인더의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 원료 등을 효과적으로 결합시킬 수 없고, 보론계 바인더의 함량이 70 중량부를 초과하는 경우, 비경제적이다.

일 예로, 마늘 추출액을 더 혼합할 수 있다. 마늘 추출액은 천연 접착 성분으로, 보론계 바인더와 함께 다른 구성 성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능한다. 마늘 추출액은 마늘의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 마늘 1 중량부 당 2~3 중량부의 물을 첨가하고, 80~100℃에서 5시간 이상 가열한 후, 액체성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체성분을 55~60℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 마늘 추출액은 PET 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 마늘 추출액의 함량이 5 중량부 미만인 경우, 원료 성분들을 적절하게 엉겨 붙게 하지 못해 플라스틱 시트 제조시 표면이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우, 각 성분의 분산성 및 혼합성이 오히려 저하될 우려가 있다.

일 예로, 아파타이트 분말을 더 혼합할 수 있다. 아파타이트 분말은 충진제로 기능하는 것으로서, 플라스틱 시트의 형상을 유지하여 작업성을 향상시키고 강도 유지 및 내부식성을 향상시킬 수 있다. 아파타이트는 뼈 안에 존재하는 무기물질로서, 충진제로 사용하기 위해서는 입자의 크기가 작고 탄산기의 잔존량이 높으며 결정도를 낮게 하는 것이 중요하다. 바람직하게 아파타이트 과립의 크기는 200~400㎛이다. 이를 위해 500~700℃에서 소결 과정을 거치는 것이 중요하다. 500℃ 미만에서 소결할 경우, 원하는 과립의 크기와 결정도를 얻을 수 없는 단점이 있고, 700℃ 초과하여 소결할 경우에는 탄산기의 잔존량이 낮고, 결정도가 너무 높아진다는 단점이 있다. 아파타이트 분말은 PET 수지 100 중량부에 대해서 20~30 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 아파타이트 분말의 함량이 20 중량부 미만인 경우, 접착 강도가 낮아지는 단점이 있고, 30 중량부 초과하는 경우, 내충격성이 약화되는 단점이 있다.

일 예로, 코르크 분말을 더 혼합할 수 있다. 코르크 분말은 아파타이트 분말과 함께 플라스틱 시트의 내구성을 향상시킬 수 있다. 코르크 분말은 굴참나무의 껍데기를 제거한 후, 분쇄하여 준비할 수 있다. 코르크 분말은 PET 수지 등과의 혼합성을 위하여 400 메쉬(mesh) 이상의 망으로 거른 미분쇄 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 코르크 분말은 PET 수지 100 중량부에 대해서 15~25 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 코르크 분말이 15 중량부 미만인 경우, 내구성의 향상 정도가 미미하고, 25 중량부를 초과하는 경우, 플라스틱 제조시 내부에 공극이 형성될 수 있어 내구성이 오히려 떨어질 수 있다.

일 예로, 소라쟁이 추출물을 더 혼합할 수 있다. 소라쟁이 추출물은 항균제로 작용할 뿐만 아니라 백색 플라스틱 시트에서 나타날 수 있는 황변 현상을 억제할 수 있다. 소라쟁이(Rumex crispus)는 국내에서 자생하고 있는 마디풀과의 Rumex속 식물이다. 소라쟁이는 각지의 습한 곳에서 잘 자라는 여러해살이풀로 민간에서 어린순을 식용으로 이용하며, 한의학에서는 양제(羊蹄)라고 하여 방광염, 담낭질병, 담즙 분비장애, 비장 질환, 피부병, 임파절 질환을 비롯하여 여러 종양이나 암의 보조치료제로 사용하고 있다. 소라쟁이로부터 추출한 소라쟁이 추출물은 다양한 미생물에 대한 항균효과 및 항산화효과를 가지고, 소량의 유황과 혼합하여 사용하면 피부 가려움증에 우수한 효과가 있다. 알려진 소리쟁이의 유용성분으로는 사포닌, 탄닌, 플라보노이드, 정유와 chrysophanol, emodin 등의 안트라퀴논(anthraquinone) 유도체 등이 존재한다고 보고되고 있다. 소라쟁이 추출물은 채취한 소라쟁이를 잘 씻은 후, 음지에서 건조하여 지상부(뿌리를 제외한 부분)와 지하부(뿌리 부분)로 나누어 쇄절하고, 추출용매로 80%(v/v) 메탄올에 3일 동안 침지한 후, 추출액을 막 필터(공극도 0.5㎛)로 여과하여 고형물을 분리하고, 메탄올 추출액을 회전식 증발기를 이용하여 50℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 소라쟁이 추출물은 PET 수지 100 중량부에 대해서 3~8 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 소라쟁이 추출물의 함량이 3 중량부 미만인 경우, 항균력이 황변 방지 효과가 미미하고, 8 중량부를 초과하는 경우 비경제적이다.

제2단계는, 혼합 조성물을 예열하는 단계로, 혼합된 원료에 열을 가하여 1차적으로 원료들을 안정적으로 혼합되게 한다.

제3단계는 예열된 혼합 조성물에 존재하는 습기를 제거하는 제습단계로, 제습은 150~180℃의 온도 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만 또는 초과하는 경우, 제습이 충분히 이루어지지 않거나, 플라스틱의 내구성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

제4단계는, 습기가 제거된 혼합 조성물을 가열하는 단계로, 혼합 조성물을 용융시킨 후, 유지하기 위하여 가열 온도는 260~270℃로 제어되는 것이 바람직하다.

제5단계는, 가열된 혼합 조성물의 이물질을 제거하는 단계로, 메쉬(mesh) 형태의 스크린(screen)을 통과시킴으로써 혼합 조성물의 내부에 문제되는 이물질을 제거할 수 있다.

제6단계는, 이물질이 제거된 혼합 조성물을 냉각하면서 연신하여 플라스틱 시트를 제조하는 단계로, 냉각롤을 이용하여 2단 연신한다. 1차 연신은 16~17℃로 유지되는 냉각롤을 통해 길이 방향으로 이루어지고, 2차 연신은 20~23℃로 유지되는 냉각롤을 통해 폭 방향(길이 방향의 수직 방향)으로 이루어진다. 2차 연신의 온도를 1차 연신 온도보다 높이는 이유는 고체화되는 플라스틱 시트가 말려서 성형성이 불량해지는 것을 방지하기 위함이며, 길이 방향 및 폭 방향을 교대로 연신함으로써 플라스틱 시트의 내구성 및 성형성을 향상시킬 수 있다.

제7단계는, 플라스틱 시트에 실리콘을 도포한 후, 건조하는 단계로, 실리콘을 도포하여 마감처리함과 동시에 대전방지 효과를 얻을 수 있다. 실리콘은 5~25%의 농도 범위로 희석된 도포액을 사용하여 도포하고, 실리콘을 도포한 후, 160~215℃에서 건조하는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘을 포함하는 도포액에는 제조된 플라스틱 용기 내부에 맺히는 수분 현상을 억제하기 위하여 전술한 방담제 성분을 혼합하는 것이 바람직하다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 및 비교예]

하기 표 1의 조성에 따라 혼합 조성물을 제조한 후, 예열, 제습, 가열, 이물질 제거, 냉각 및 연신, 건조단계를 거쳐 플라스틱 시트를 제조하여 실시예 및 비교예를 준비하였다. 각 재료는 시중에서 구할 수 있는 재료를 사용하였고, 마늘 추출액 및 소라쟁이 추출물의 경우, 발명의 상세한 설명에 기재한 대로 제조하였다.

[표 1]

[실험예 1]

실시예 1~3 및 비교예의 조성물을 2차 연신하여 10mm 두께의 플라스틱 시트를 제조하였고, 시트 표면의 균일도를 측정하여 하기 표 2에 기재하였다. 이때, 1차 연신은 16℃, 2차 연신은 21℃로 하였다. 균일도는 레이저 센서(N2 레이저, 발진파장 337.1nm, UDHO Laser. LTD., Japan)를 사용하여 측정하였으며, 30개의 지점을 임의로 선택하여 이들의 표면 거칠기(surface roughness)를 측정(표준편차를 사용하였고, ±0.3 이하는 균일한 것으로, ±0.3 초과는 불균일한 것으로 평가)하였다. 이때, 실시예 1 내지 3은 길이 방향 연신 후, 폭 방향 연신하였고, 비교예는 길이 방향으로만 연신하였다.

[표 2]

상기 표 2와 같이, 실시예 1~3의 경우, 비교예에 비해 균일도가 모두 우수하였다.

[실험예 2 : 비틀림 테스트]

실시예 1~3 및 비교예의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 완성도를 평가하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 실시예 1 내지 3은 길이 방향 연신 후, 폭 방향 연신하였고, 비교예는 길이 방향으로만 연신하였다.

[표 3]

상기 표 3과 같이, 실시예 1~3의 경우, 90% 이상 정상 제품을 만들 수 있었으나, 비교예는 상대적으로 불량율이 높았다.

[실험예 3 : 황변 테스트]

실시예 1 및 3의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 백색 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 10개월 후 변색 여부를 육안으로 관찰하였으며, 이를 하기 표 4에 나타내었다. 이때, 황색으로 일부 변한 것을 불량으로 평가하였다.

[표 4]

상기 표 4와 같이, 실시예 3의 경우, 거의 모든 제품이 변색되지 않았음을 확인할 수 있었다. 반면, 실시예 1은 양호한 결과를 얻었으나, 실시예 3에 비해 상대적으로 변색율이 높았다.

[실험예 4 : 방담성 테스트]

비교예 및 실시예 3의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 백색 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 내부에 시금치를 보관한 후, 1일 후 육안으로 내부를 관찰하였으며, 이를 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

상기 표 5와 같이, 실시예 3의 경우, 거의 물방울이 맺히지 않았으나, 비교예는 육안으로 식별될 정도의 물방울들이 맺혀 있음을 확인할 수 있었다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1, 3: 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치
100: 본체
200: 헤드
300: 분사부

Claims

봉 형상의 본체;
상기 본체의 일단에 구비되어 청소 대상 영역의 이물질을 제거하는 헤드; 및
상기 본체에 구비되어 상기 헤드에 의해 상기 이물질이 제거되는 과정에서 청소액을 분사하는 분사부를 포함하되,
상기 헤드는, 일단이 상기 본체와 연결되는 삼각형 형상의 연결부와, 상기 연결부로부터 연장 형성되며, 양 단이 상기 청소 대상 영역에 접촉되도록 중단부에 길이 방향을 따라 절곡부가 형성된 이물질 제거부를 포함하되,
상기 이물질 제거부는, 상기 중단부를 제외한 양 단만 상기 청소 대상 영역에 접촉되도록, 양 단으로부터 상기 절곡부가 형성된 중단부로 향할수록 높이가 상승하는 ㅅ자 구조를 가지며,
상기 분사부는, 상기 본체 내부에 형성되어 상기 청소액을 저장 수용하는 청소액 저장부와, 상기 청소액 저장부와 미세관을 통해 연결되어 상기 청소액 저장부에 저장된 상기 청소액을 소정 압력으로 분사하는 분사 노즐을 포함하되,
상기 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치는, 상기 본체의 외부에 형성된 조작 수단을 통해 감지되는 사용자 조작에 따라 상기 청소액 저장부 및 상기 미세관 사이에 형성된 개폐 밸브를 개방시켜 상기 청소액이 분사되도록 하며, 상기 청소액은 50 내지 150pis의 분사 압력으로 분사되는, 청소액 분사 기능이 구비된 청소 장치.
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