KR102181905B1

KR102181905B1 - 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈

Info

Publication number: KR102181905B1
Application number: KR1020190174968A
Authority: KR
Inventors: 함상훈
Original assignee: 주식회사 티에스티코리아
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-11-23

Abstract

본 발명은 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액을 제조하는 단계와, 상기 수용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 pH를 11~13으로 조절하는 단계와, 상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계와, 상기 반응시킨 섬유를 건조하는 단계와, 상기 건조된 섬유와 강도 강화용 섬유를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 섬유를 부직포로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 과도한 계면활성제의 사용 없이 유색 옷감의 이염이 방지되면서도, 살균 효과 및 탈취 효과가 우수하고, 부직포 형태로 쉽게 찢어지지 않아 사용이 용이하다는 장점이 있다. 아울러, 미세먼지, 각종 형광 물질의 흡착력 역시 우수하다는 장점이 있다.

Description

세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈{Manufacturing method of Tissue for inhibiting Dye Transfer during laundering and Tissue manufactured by the method}

본 발명은 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유색 옷감의 세탁시 이염이 방지될 뿐 아니라, 살균 및 탈취 효과가 우수한 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈에 관한 것이다.

일상적인 세탁과정에서 여러 가지 화학적인 메카니즘(Mechanism)들이 동시에 이루어지므로 염색 옷에 대해서도 이염의 발생 가능성은 항상 있다. 따라서, 의류 세탁시 유색 의류와 흰색 의류를 분리하여 세탁해야 하는 번거로움이 따른다.

이러한 세탁 상의 번거로움을 해소하기 위하여 이염을 방지하고자 하는 다양한 시도들이 이루어지고 있다.

그 시도로서 종래 세제 조성물에는 카복시메틸셀룰로오즈(CMC) 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP)을 주로 사용하여 재오염 부착 방지 기능과 동시에 이염 방지 기능을 부여하였다. 특히, 폴리비닐피로리돈(PVP)은 전 세계적으로 널리 사용되는 이염 방지 기능을 부여하는 물질로, 저온보다는 고온에서 우수한 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 이들의 이염 방지 메커니즘은 폴리머에 의해 염료와의 친화성을 높임으로써 염료가 다른 섬유에 염착되는 것보다 폴리머에 의해 싸여짐으로 인해서 염료를 섬유와 분리시키는 작용으로 이염을 방지하는 기능을 한다.

그러나 상기한 카복시메틸셀룰로오즈(CMC) 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP)은 주로 고온에서 우수한 효과를 나타내므로, 상온에서 세탁이 이루어지는 경우 그 효과가 미미하였다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2004-0063544호에서는 염방지 폴리머의 이염 방지 기능이 최적으로 수행될 수 있는 계면활성제 시스템을 제시하였다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1989597호에서는 폴리비닐피롤리돈과 3종의 양쪽성 계면활성제를 조합하여 사용함으로써, 탁월한 이염 방지 효과가 발휘되도록 하였다.

그러나 상기 선행문헌들은 이염의 방지를 위하여 과도한 계면활성제를 사용함으로써, 피부에 좋지 못한 영향을 미치는 것은 물론, 과도한 환경오염을 야기하는 등의 단점이 있었다.

KR 10-2004-0063544 A KR 10-1989597 B1

따라서 본 발명의 목적은 세탁시 유색 옷감의 이염이 방지되며, 살균 및 탈취 효과가 우수한 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 부직포 형태로 사용이 간편하고, 세탁시 쉽게 찢어지지 않는 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법은, 양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액을 제조하는 단계와, 상기 수용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 pH를 11~13으로 조절하는 단계와, 상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계와, 상기 반응시킨 섬유를 건조하는 단계와, 상기 건조된 섬유와 강도 강화용 섬유를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 섬유를 부직포로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 건조된 섬유와 강도 강화용 섬유를 혼합하는 단계는, 상기 건조된 섬유에 강도 강화용 섬유를 10:1~5 중량비로 혼합하되, 상기 강도 강화용 섬유는 ES 섬유 및 폴리에스테르 스테이플 섬유인 것을 특징으로 한다.

상기 셀룰로오스 섬유는 대나무 섬유를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 양이온성 셀룰로오스 에테르는 폴리쿼터늄-10인 것을 특징으로 한다.

상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계 후, 상기 반응된 섬유의 양이온 셀룰로오스 에테르, 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유 간의 중량비는, 1:0.01~1:1~10인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 세탁용 이염 방지 살균 티슈는, 상기한 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 티슈에 따르면, 과도한 계면활성제의 사용 없이 유색 옷감의 이염이 방지되면서도, 살균 효과 및 탈취 효과가 우수하고, 부직포 형태로 쉽게 찢어지지 않아 사용이 용이하다는 장점이 있다. 아울러, 미세먼지, 각종 형광 물질의 흡착력 역시 우수하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조과정을 나타낸 순서도.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법 및 그 방법에 의한 살균 티슈는, 부직포 형태로서 우수한 이염 방지 및 살균력을 가지면서도, 강도가 강해 세탁시 찢어지지 않아 사용편의성이 우수하다는 데 가장 큰 특징이 있다.

보다 구체적으로 본 발명에 의한 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법은, 양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액을 제조하는 단계와, 상기 제조된 수용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 pH를 11~13으로 조절하는 단계와, 상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계와, 상기 반응시킨 섬유를 건조하는 단계와, 상기 건조된 섬유와 강도 강화용 섬유를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 섬유를 부직포로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.

양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액을 제조하는 단계

먼저, 양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액을 제조한다.

상기 양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액의 농도는 5~100g/L 정도이면 족한바, 그 농도가 너무 적거나 많으면 후공정에서 섬유와의 반응이 용이하지 않기 때문이다.

또한, 상기 양이온성 셀룰로오스 에테르는 그 종류를 제한하지 않고 모두 사용 가능하나, 가장 바람직하게는 폴리쿼터늄-10(polyquaternium-10)(CAS NO. 81859-24-7)을 사용하는 것이다.

상기 제조된 수용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 pH를 11~13으로 조절하는 단계

다음으로, 상기 제조된 수용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 pH를 11~13으로 조절한다.

이때, 상기 알칼리 화합물로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 칼륨아미드 및 나트륨아미드 중 1종 이상의 것을 사용할 수 있는바, 그 종류를 제한하지 않는다.

상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계

상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입한다. 그리고 이를 80~100℃에서 15~60분간 반응시킨다. 이러한 과정에서 상기 양이온 셀룰로오스 에테르와 쑥 추출물은 셀룰로오스 섬유의 표면에 흡착되고, 상기 흡착된 양이온 셀룰로오스 에테르는 고온 및 염기성 환경에서 반응하여 polyquaternium salt adsorption groups을 형성한다. 그리고 이 흡착기는 고온, 염기성 환경에 의해 견고하게 섬유의 표면에 고정되며, 쑥 추출물 역시 섬유의 표면에 함침된다.

상기 쑥 추출물은 쑥을 추출 용매로 추출한 것으로, 우수한 살균력과 탈취력을 가져 세탁시 옷감 내 세균을 살균해주며, 악취물질을 제거해주는 역할을 한다.

상기 쑥 추출물은 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 방법에 의해 추출된 것이면 족한바, 예시적으로 쑥에 탄소수 1 내지 4의 유기용매, 물 중 어느 하나 이상의 추출용매를 가하여 20~100℃에서 1~24시간 추출하여 여과한 것일 수 있다. 아울러, 추가적으로 농축 및 건조의 과정을 수행할 수 있음은 당연하다.

즉, 상기 반응된 섬유는 쑥 추출물에 의해 우수한 살균력과 탈취력을 발휘하는 것과 동시에, 표면에 형성된 흡착기에 의해 유색 옷감으로부터 떨어져 나온 색소를 효과적으로 흡착하여 이염 방지하는 것이다. 아울러, 흡착기를 통해 옷감으로부터 떨어져 나온 진드기는 물론, 미세먼지, 형광 물질 역시 효과적으로 흡착하는 것이다.

이 단계에서, 상기 수용액에 셀룰로오스 섬유 및 쑥 추출물을 투입하는 비율은 제한하지 않으나, 상기 수용액 100중량부에 대하여 쑥 추출물을 0.01~10중량부로 투입하고, 이에 셀룰로오스 섬유를 상기 수용액에 충분히 침지될 수 있는 정도로 투입하면 족하며, 이러한 과정을 통해 반응된 섬유의 양이온 셀룰로오스 에테르, 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유 간의 중량비는 1:0.01~1:1~10인 것이 바람직하다. 이는 살균 티슈의 이염 방지, 살균 및 탈취력 등을 고려한 것이다.

한편, 이 단계에서 사용하는 셀룰로오스 섬유의 종류는 제한하지 않으나, 바람직하게는 대나무 섬유를 포함하는 것이다. 상기 대나무 섬유는 대나무의 주요 성분인 카테킨(catechin)을 포함하므로, 우수한, 항균, 항바이러스, 탈취, 소취효과가 있는바, 이를 통해 살균, 탈취, 진드기 제거 효율을 더욱 높일 수 있기 때문이다. 아울러, 상기 대나무 섬유는 기타의 천연섬유에 비하여 강한 강도를 가지므로, 세탁용 티슈로 더욱 적합하기 때문이다.

또한, 상기 셀룰로오스 섬유로서 대나무 섬유만을 단독으로 사용할 수도 있지만, 전체적인 효과 및 경제성을 고려할 때 대나무 섬유와 비스코스 섬유를 1:0.5~1.5 중량비 정도로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 반응시킨 섬유를 건조하는 단계

다음으로, 상기 반응시킨 섬유를 건조한다. 상기 건조방법은 제한하지 않는바, 음건, 실온건조, 냉풍건조, 열풍건조 등 다양한 방법을 이용할 수 있음은 당연하다.

상기 건조된 섬유와 강도 강화용 섬유를 혼합하는 단계

그리고 상기 건조된 섬유와 강도 강화용 섬유를 혼합한다. 본 발명에서 상기 강도 강화용 섬유를 혼합하는 이유는, 상기 반응이 완료된 셀룰로오스 섬유는 강도가 약해져 세탁시 쉽게 찢어지는 등의 문제가 발생할 수 있는바, 강도 강화용 섬유를 이용하여 이러한 문제를 개선하는 것이다.

본 발명에서 상기 강도 강화용 섬유로는 ES 섬유 및 폴리에스테르 스테이플 섬유를 사용할 수 있다. 상기 ES 섬유는 폴리프로필렌을 코어로 하여 폴리에틸렌이 폴리프로필렌 코어의 외주를 둘러싸고 있는 형태로 구성된 섬유를 의미한다.

그 혼합비로는 상기 건조된 섬유에 강도 강화용 섬유를 7:1~5 중량비로 혼합, 더욱 구체적으로는 건조된 섬유, ES 섬유 및 폴리에스테르 스테이플 섬유를 7:0.5~3:0.5~2 중량비로 혼합하는 것이 가장 바람직하다.

상기 혼합된 섬유를 부직포로 제조하는 단계

다음으로, 상기 혼합된 섬유를 이용하여 공지된 방법으로 부직포를 제조한다. 예시적으로, 건식 카딩(dry carding) 또는 크로스 레이(cross-laying)법에 의해 섬유를 그물망 모양으로 펼친 후, 니들 펀칭 또는 하이드로 인탱글링 공정에 의해 섬유를 고정하고, 열 압축하여 부직포를 제조할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 세탁용 이염 방지 살균 티슈는, 세탁시 세탁보조용으로 세제와 함께 투입하여 사용하면, 세탁물의 이염이 방지될 뿐 아니라, 살균, 탈취 효과 역시 부여하며, 진드기, 미세먼지 및 형광 물질 역시 효율적으로 흡착 제거한다는 장점이 있다. 아울러, 강도가 우수하여 세탁 중 찢어지지 않는다는

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

50g/L 농도의 양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액을 제조하였다. 이때, 상기 양이온성 셀룰로오스 에테르로는 폴리쿼터늄-10을 사용하였다.

그리고 상기 제조된 수용액에 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 12로 조절하였다.

다음으로, pH가 조절된 수용액 1kg에 쑥 추출물 50g을 혼합하고, 이에 셀룰로오스 섬유인 비스코스 섬유 700g를 투입하고, 90℃에서 20분간 반응시켰다. 이때, 상기 쑥 추출물은, 쑥에 70% 에탄올 수용액을 3중량배로 가하고, 30℃에서 5시간 추출하고, 여과, 농축 및 동결건조한 후, 300mesh로 분쇄하여 제조하였다.

다음으로, 이를 70℃의 열풍으로 건조하여 수분 함량이 4%가 되도록 하였다. 이 과정 후 반응된 섬유의 MSDS 확인결과 Polyquaternium salt의 함량이 약 10중량%이고, 쑥 추출물의 함량이 약 1중량%임을 확인할 수 있었다.

다음으로, 상기 건조된 섬유 700g에 ES 섬유 200g, 폴리에스테르 스테이플 섬유 100g을 혼합하였다. 그리고 이 혼합된 섬유를 카딩하여 웹상으로 펼친 후, 이를 니들 펀칭하여 섬유를 고정하고, 열 압축하여 1mm 두께의 세탁용 이염방지 살균 티슈를 제조하였다.

그리고 상기 티슈를 15cm×15cm의 크기로 재단하였다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 셀룰로오스 섬유로 대나무 섬유 400g와 비스코스 섬유 300g을 사용하였다. 실시예 2에 의해 반응된 섬유의 MSDS 확인결과 Polyquaternium salt의 함량이 약 10중량%이고, 쑥 추출물의 함량이 약 1중량% 였다.

(시험예 1)

시중에서 판매하는 동일한 브랜드의 같은 사이즈 청바지 및 시중에서 판매하는 동일한 브랜드의 흰색 면티셔츠를 준비하였고, 1회 시험 세트당 청바지 한 벌 및 흰색 면티셔츠 한 벌을 일반적인 가정용 세탁기에 함께 넣고, 실시예 1 또는 2의 시료 1장을 투입한 후, 냉수(약 22℃)로 50분간 세탁 및 10분간 탈수하였다. 이때, 대조군으로는 시료를 사용하지 않고 물만으로 세탁하였다. 그리고 가정용 전기식 건조기를 이용하여 1시간 30분 건조를 수행한 뒤, 동일한 실내 조명 환경에서 캘리브레이션을 위한 컬러 레퍼런스(SpyderCHECKR®24)를 이용하여 세탁 및 건조 완료된 흰색 면티셔츠의 사진 촬영을 수행하였다. 얻어진 이미지를 캘리브레이션하고, 면티셔츠 부분의 L, a, b 값을 측정하여, 세탁 전의 면티셔츠 이미지의 L, a, b 값과 함께 다음 계산식 1에 대입하여 색차(△E^* _ab값)를 구하였다. 하나의 시료당 3회의 동일 시험을 실시하여 평균값을 계산하였다(P<0.05).

(수학식 1)

이때, L^* ₂는 세탁 후 면티셔츠의 표면 반사율이고, L^* ₁은 세탁 전 면티셔츠의 표면 반사율이며, a^* ₂는 세탁 후 면티셔츠의 redness/greenness이고, a^* ₁은 세탁 후 면티셔츠의 redness/greenness이며, b^* ₂는 세탁 전 면티셔츠의 yellowness/blueness이며, b^* ₁은 세탁 전 면티셔츠의 yellowness/blueness를 나타낸다.

실시예 1 결과

구분	실시예 1	실시예 2	대조군
색차(△E^* _ab)	2.1	1.9	12.4

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1, 2는 세탁물의 이염을 방지하는 데 탁월한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

(시험예 2)

실시예 1 및 2를 시료로 KS K 0693-2001에 의거하여 항균성 시험을 실시하였다. 사용한 균주로는 식중독의 주원인균인 황색포도상 구균(Staphylcoccus aureus ATCC 6538) 및 폐렴균인 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352)을 0.05% 비이온계 계면활성제(Snogen) 상에 접종하여 37℃에서 24시간 배양한 균을 접종원으로 사용하였다. 표준포는 면소재 백포를 사용하였으며, 상기 항균성 실험 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

시험예 2 결과

대상균주	구분	초기농도	18시간 후 농도	정균 감소율(%)
황색포도상구균	표준포	4.5×10⁶	2.1×10⁸	-
	실시예 1	4.5×10⁶	<2.0×10⁴	99.9
	실시예 2	4.5×10⁶	<2.0×10⁴	99.9
폐렴막대균	표준포	4.1×10⁵	2.0×10³	-
	실시예 1	4.1×10⁵	<2.0×10³	99.9
	실시예 2	4.1×10⁵	<2.0×10³	99.9

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1, 2는 황색포도상구균 및 폐렴막대균에 대하여 우수한 항균성을 보임을 확인할 수 있었다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

양이온성 셀룰로오스 에테르 수용액을 제조하는 단계와,
상기 수용액에 알칼리 화합물을 첨가하여 pH를 11~13으로 조절하는 단계와,
상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계와,
상기 반응시킨 섬유를 건조하는 단계와,
상기 건조된 섬유와 강도 강화용 섬유를 10:1~5 중량비로 혼합하는 단계와,
상기 혼합된 섬유를 부직포로 제조하는 단계를 포함하며,
상기 셀룰로오스 섬유는 대나무 섬유와 비스코스 섬유를 1:0.5~1.5 중량비로 포함하고,
상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계 후,
상기 반응된 섬유의 양이온 셀룰로오스 에테르, 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유 간의 중량비는, 1:0.01~1:1~10인 것을 특징으로 하는 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 양이온성 셀룰로오스 에테르는 폴리쿼터늄-10인 것을 특징으로 하는 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 pH가 조절된 수용액에 쑥 추출물 및 셀룰로오스 섬유를 투입하고, 80~100℃에서 15~60분간 반응시키는 단계에서, 상기 수용액 100중량부에 대하여 쑥 추출물을 0.01~10중량부 투입하는 것을 특징으로 하는 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 강도 강화용 섬유는 ES 섬유 및 폴리에스테르 스테이플 섬유이고, 건조된 섬유, ES 섬유 및 폴리에스테르 스테이플 섬유는 7:0.5~3:0.5~2 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 세탁용 이염 방지 살균 티슈의 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 세탁용 이염 방지 살균 티슈.