KR102456475B1 - 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물과 표백 성능을 갖는 표백제가 혼합되어 있거나 또는 코팅되어 있는 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법에 대하여 개시한다.
이에 따라, 본 발명은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있으므로, 물을 이온화시킨 알칼리수로 기존 합성세제와 동등 이상의 세탁 및 세척 능력을 확보할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있으므로, 물을 이온화시킨 알칼리수로 기존 합성세제와 동등 이상의 세탁 및 세척 능력을 확보할 수 있게 된다.
Description
본 발명은 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 섬유나 의류의 오염을 제거하는 과정을 세탁이라 하고, 식기의 오염을 제거하는 과정을 세척이라 한다.
이러한 세탁 및 세척은 물에 계면활성제를 분산하고 물의 알칼리도를 증가시켜 오염 물질을 제거하는 것을 말한다.
합성세제를 이용하는 세탁 및 세척 방법에 있어서는 물을 다량으로 이용하기 때문에 수성 오염 물질에 대한 제거 효과는 우수하지만 유성 오염 물질에 대한 제거에는 한계가 있었다.
또한, 종래의 합성세제는 직쇄알킬벤젠, 음이온 계면활성제, 빌더(builder) 등을 이용하여 옷이나 식기에 고착된 오구(더러운 때)들을 세탁 및 세척을 하고 건조하게 된다.
그러나, 종래의 합성세제를 이용하여 세탁 및 세척을 실시하게 되면, 계면활성제가 물에 녹지 않고 부영양화를 일으키는데 기인하여 환경 오염을 일으키는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있는 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법을 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물을 이용하는 것에 의해, 세탁 및 세척 과정에서 약산성인 폐수에 유입되더라도 pH를 중화시키는 역할을 수행하여 환경 오염을 일으킬 염려가 없는 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 세탁 및 세척용 복합 유리 분말을 물이 함께 사용되는 의류 세탁기, 의류 건조기, 식기 세척기 등에 첨가되어 사용되는 세탁 및 세척용 복합 세제로 활용할 수 있는 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법은 물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물과 표백 성능을 갖는 표백제가 혼합되어 있거나 또는 코팅되어 있다.
이에 따라, 본 발명은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있으므로, 물을 이온화시킨 알칼리수로 기존 합성세제와 동등 이상의 세탁 및 세척 능력을 확보할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법은 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 계면활성제의 역할을 대신하므로, 물에 녹지 않고 부영양화를 일으키는 계면활성제의 사용을 원천적으로 배제할 수 있으므로 환경 오염 문제를 미연에 방지할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물은 유리 조성물과, 유리 조성물과 혼합된 표백제를 포함한다.
여기서, 유리 조성물은 세척력을 발현하기 위하여 물과 함께 사용시 물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 포함한다.
보다 구체적으로, 유리 조성물은 SiO2 40 ~ 70 중량% 및 Na2O, K2O 및 Li2O 합산으로 30 ~ 60 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물과 표백 성능을 갖는 표백제가 혼합되어 있거나 또는 코팅되어 있다.
이에 따라, 본 발명은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있으므로, 물을 이온화시킨 알칼리수로 기존 합성세제와 동등 이상의 세탁 및 세척 능력을 확보할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 계면활성제의 역할을 대신하므로, 물에 녹지 않고 부영양화를 일으키는 계면활성제의 사용을 원천적으로 배제할 수 있으므로 환경 오염 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
즉, 기존의 계면활성제는 물에 녹지 않아 수질오염에 주 원인이 되고 있다.
반면, 본 발명에 따르면, 물과 유리 조성물이 만나 알칼리수를 만들게 되고 이온화 영향으로 물 분자의 클러스터화로 잘게 쪼개진 물 분자들이 오구(더러운 때)에 침투하게 되고 OH- 분자가 오구를 둘러싸 섬유와 오구 사이의 결합력을 약화시킨다.
이 결과, 본 발명은 알칼리 산화물을 함유하고 있으므로, 세탁 및 세척 과정에서 약산성인 폐수에 유입될 경우 pH를 중화시키는 역할을 수행하여 환경 오염을 일으킬 염려가 없다.
아울러, 본 발명은 유리 조성물과 발색을 일으키는 공액결합을 끊거나 산화시켜 체인이 짧아지도록 하는 산소계 산화 표백제를 혼합하거나 코팅하는 것에 의해, 오일류, 레드 와인 등 다양한 오구에 대한 세탁 및 세척 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물 및 이를 이용한 복합 유리 분말 제조 방법을 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물은 물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물과 표백 성능을 갖는 표백제가 혼합되어 있거나 또는 코팅되어 있다.
이에 따라, 본 발명은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있으므로, 물을 이온화시킨 알칼리수로 기존 합성세제와 동등 이상의 세탁 및 세척 능력을 확보할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물은 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 계면활성제의 역할을 대신하므로, 물에 녹지 않고 부영양화를 일으키는 계면활성제의 사용을 원천적으로 배제할 수 있으므로 환경 오염 문제를 미연에 방지할 수 있다.
즉, 기존의 계면활성제는 물에 녹지 않아 수질오염에 주 원인이 되고 있다.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물은 물과 유리 조성물이 만나 알칼리수를 만들게 된다. 이때, 이온화 영향으로 물 분자의 클러스터화로 잘게 쪼개진 물 분자들이 오구(더러운 때)에 침투하게 되고 OH- 분자가 오구를 둘러싸 섬유와 오구 사이의 결합력을 약화시킨다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물은 알칼리 산화물을 함유하고 있으므로, 세탁 및 세척 과정에서 약산성인 폐수에 유입될 경우 pH를 중화시키는 역할을 수행하여 환경 오염을 일으킬 염려가 없다.
이와 같이, 본 발명에 따른 복합 유리 조성물을 이용하여 제조되는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말은 물이 함께 사용되는 의류 세탁기, 의류 건조기, 식기 세척기 등에 첨가되어 사용되는 세탁 및 세척용 복합 세제이다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물은 유리 조성물과, 유리 조성물과 혼합된 표백제를 포함한다.
여기서, 유리 조성물은 세척력을 발현하기 위하여 물과 함께 사용시 물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 포함한다.
이를 위해, 유리 조성물은 SiO2 40 ~ 70 중량% 및 Na2O, K2O 및 Li2O 합산으로 30 ~ 60 중량%를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
SiO2는 유리화가 가능하게 하는 유리형성제로서, 유리의 구조적인 골격의 역할을 하는 핵심적인 성분이다. 또한, SiO2는 항균력을 발현하는 직접적인 성분으로 작용하지는 않으나, 대표적인 유리형성제인 P2O5 대비 유리 표면에 OH기를 덜 형성시켜 유리 내의 금속 이온으로 야기되는 유리 표면을 양의 전하로 띄게 하는데 유리하다.
이러한 SiO2는 유리 조성물 전체 중량의 40 ~ 70 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 50 ~ 60 중량%를 제시할 수 있다. SiO2가 70 중량%를 초과하여 다량 첨가되면, 유리 용융시 점도가 높아짐에 따라 냉각 과정에서 작업성 및 수율이 저하되는 문제가 있다. 반대로, SiO2가 40 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 유리의 구조가 약화되어 내수성이 저하되는 문제가 있다.
Na2O, K2O 및 Li2O는 알칼리 산화물(alkali oxide)로서, 유리 조성 내에서 비가교 결합을 하는 망목수식제의 역할을 하는 산화물이다. 이러한 성분들은 단독으로는 유리화가 불가능하지만, SiO2와 같은 유리형성제와 일정한 비율로 혼합하면 유리화가 가능해진다. 본 발명에서, SiO2는 지지체의 역할을 하며, SiO2의 함량이 일정 이상으로 높아지고 알칼리 산화물(alkali oxide)의 함량이 낮아지면 내구성은 높아지나 오구에 대한 세탁 및 세척 성능이 저하되고, 알칼리 산화물(alkali oxide)의 함량이 일정 이상이 되면 내구성이 저하되고 특정한 오구에 대한 세탁 및 세척 성능이 저하된다.
상기 성분들 가운데 한가지 성분만이 유리 조성물에 포함되면, 유리화가 가능한 영역 내에서는 유리의 내구성을 약화시킬 수 있다. 하지만, 2가지 이상의 성분이 함께 유리 조성에 포함되면 비율에 따라 유리의 내구성이 다시 향상되기도 한다. 이를 혼합된 알칼리 효과(mixed alkali effect)라 한다.
따라서, Na2O, K2O 및 Li2O는 합산으로 유리 조성물 전체 중량의 30 ~ 60 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 40 ~ 50 중량%를 제시할 수 있다. Na2O, K2O 및 Li2O가 합산으로 60 중량%를 초과하여 다량 첨가되면, 내구성이 저하되고 특정 오구에 대한 세탁 및 세척 성능이 저하되는 문제가 있다. 반대로, Na2O, K2O 및 Li2O가 합산으로 30 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 세탁 및 세척 성능이 저하될 수 있다.
다만, Na2O, K2O 및 Li2O 중 어느 하나가 30 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우, 유리화가 어렵고 열 물성이 저하되는 문제가 생길 수 있다. 따라서, Na2O, K2O 및 Li2O 각각이 유리 조성물 전체 중량의 30 중량% 이하로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물은 유리 조성물 20 ~ 70 중량% 및 표백제 30 ~ 80 중량%를 포함한다.
여기서, 표백제는 붕사(borax), 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 및 과붕산나트륨(sodium perborate)을 포함하는 산소계 산화 표백제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 표백제가 복합 유리 조성물 전체 중량의 30 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 표백 성능을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 표백제가 복합 유리 조성물 전체 중량의 80 중량%를 초과할 경우에는 유리 조성물의 첨가량이 감소하여 내구성이 저하되며, 특정 오구에 대한 세탁 및 세척 성능이 저하될 수 있다.
종래의 알칼리 이온수를 단독으로 사용할 시에는 오일류 등은 세탁 및 세척 능력을 어느 정도 발휘할 수 있으나, 안토시아닌이 주성분인 레드 와인(Red Wine)의 경우에는 세탁 및 세척 능력이 현저히 저하된다.
본 발명에서는 다양한 오구에 대한 세탁 및 세척 성능이 저하되는 것을 미연에 방지하기 위해 표백 효과가 있는 표백제를 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물에 혼합하거나 코팅하는 것에 의해 다양한 오구에 대한 세탁 및 세척 능력을 향상시킨 것이다.
일반적으로, 오구의 색깔은 공액결합이 가시광 영역의 빛을 흡수하면서 발색을 나타내는데, 표백제가 이러한 공액결합을 끊거나 산화시켜 체인이 짧아지도록 하여 가시광 영역의 빛을 흡수하지 못하면서 발색이 되지 않도록 제어하게 된다.
이 결과, 본 발명은 유리 조성물과 발색을 일으키는 공액결합을 끊거나 산화시켜 체인이 짧아지도록 하는 산소계 산화 표백제를 혼합하거나 코팅하는 것에 의해, 오일류, 레드 와인 등 다양한 오구에 대한 세탁 및 세척 성능을 향상시킨 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법은 혼합 단계(S110), 용융 단계(S120), 냉각 단계(S130) 및 분쇄 단계(S140)를 포함한다.
혼합
혼합 단계(S110)에서 SiO2 40 ~ 70 중량%, 및 Na2O, K2O 및 Li2O 합산으로 30 ~ 60 중량%로 혼합하고 교반하여 유리 조성물을 형성을 형성한 후, 유리 조성물에 표백제를 첨가하고 혼합하여 복합 유리 조성물을 형성한다.
여기서, SiO2는 50 ~ 60 중량%로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.
또한, Na2O, K2O 및 Li2O 각각은 30 중량% 이하로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.
본 단계에서, 유리 조성물 20 ~ 70 중량% 및 표백제 30 ~ 80 중량%로 혼합하는 것이 바람직하다.
표백제가 복합 유리 조성물 전체 중량의 30 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 표백 성능을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 표백제가 복합 유리 조성물 전체 중량의 80 중량%를 초과할 경우에는 유리 조성물의 첨가량이 감소하여 내구성이 저하되며, 특정 오구에 대한 세탁 및 세척 성능이 저하될 수 있다.
여기서, 표백제는 붕사(borax), 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 및 과붕산나트륨(sodium perborate)을 포함하는 산소계 산화 표백제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
용융
용융 단계(S120)에서는 복합 유리 조성물을 용융시킨다.
본 단계에서, 용융은 1,200 ~ 1,300℃에서 1 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 용융 온도가 1,200℃ 미만이거나, 용융 시간이 1분 미만일 경우에는 복합 유리 조성물이 완전히 용융되지 못하여 유리 용융물의 불혼화를 발생시키는 문제가 있다. 반대로, 용융 온도가 1,300℃를 초과하거나, 용융 시간이 60분을 초과할 경우에는 과도한 에너지 및 시간이 필요하므로 경제적이지 못하다.
냉각
냉각 단계(S130)에서는 용융된 복합 유리 조성물을 상온까지 냉각한다.
본 단계에서, 냉각은 노냉(cooling in furnace) 방식으로 수행되는 것이 바람직하다. 공냉 또는 수냉을 적용할 경우에는 복합 유리의 내부응력이 심하게 형성되어 경우에 따라서는 크랙이 발생할 수 있는 바, 냉각은 노냉이 바람직하다.
분쇄
분쇄 단계(S140)에서는 냉각된 복합 유리를 분쇄한다. 이때, 분쇄는 건식 분쇄기를 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 분쇄에 의해, 복합 유리가 미세하게 분쇄되어 복합 유리 분말이 제조된다. 이러한 복합 유리 분말은 30㎛ 이하의 평균 직경을 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 15 ~ 25㎛의 평균 직경을 제시할 수 있다.
상기의 과정(S110 ~ S140)에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말이 제조될 수 있다.
전술한 과정에 의해 제조되는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말은 물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물과 표백 성능을 갖는 표백제가 혼합된 후, 동시소성인 용융 과정을 통하여 제조된 것이다.
이에 따라, 본 발명은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있으므로, 물을 이온화시킨 알칼리수로 기존 합성세제와 동등 이상의 세탁 및 세척 능력을 확보할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 조성물이 계면활성제의 역할을 대신하므로, 물에 녹지 않고 부영양화를 일으키는 계면활성제의 사용을 원천적으로 배제할 수 있으므로 환경 오염 문제를 미연에 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법은 혼합 단계(S210), 용융 단계(S220), 냉각 단계(S230), 분쇄 단계(S240) 및 코팅 단계(S250)를 포함한다.
혼합
혼합 단계(S210)에서 SiO2 40 ~ 70 중량%, 및 Na2O, K2O 및 Li2O 합산으로 30 ~ 60 중량%로 혼합하고 교반하여 유리 조성물을 형성을 형성한다.
여기서, SiO2는 50 ~ 60 중량%로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.
또한, Na2O, K2O 및 Li2O 각각은 30 중량% 이하로 첨가되는 것이 보다 바람직하다.
용융
용융 단계(S220)에서는 유리 조성물을 용융시킨다.
본 단계에서, 용융은 1,200 ~ 1,300℃에서 1 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직하다. 용융 온도가 1,200℃ 미만이거나, 용융 시간이 1분 미만일 경우에는 유리 조성물이 완전히 용융되지 못하여 유리 용융물의 불혼화를 발생시키는 문제가 있다. 반대로, 용융 온도가 1,300℃를 초과하거나, 용융 시간이 60분을 초과할 경우에는 과도한 에너지 및 시간이 필요하므로 경제적이지 못하다.
냉각
냉각 단계(S230)에서는 용융된 유리 조성물을 상온까지 냉각한다.
본 단계에서, 냉각은 노냉(cooling in furnace) 방식으로 수행되는 것이 바람직하다. 공냉 또는 수냉을 적용할 경우에는 유리의 내부응력이 심하게 형성되어 경우에 따라서는 크랙이 발생할 수 있는 바, 냉각은 노냉이 바람직하다.
분쇄
분쇄 단계(S240)에서는 냉각된 유리를 분쇄하여 유리 분말을 수득한다. 이때, 분쇄는 건식 분쇄기를 이용하는 것이 바람직하다.
여기서, 유리 분말은 30㎛ 이하의 평균 직경을 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 15 ~ 25㎛의 평균 직경을 제시할 수 있다.
코팅
코팅 단계(S250)에서는 유리 분말 표면에 표백제를 코팅하고 건조한다.
본 단계에서, 코팅은 유리 분말 20 ~ 70 중량% 및 표백제 30 ~ 80 중량%의 성분비를 갖도록 실시하는 것이 바람직하다. 이때, 코팅 방식으로는 스프레이 코팅 방식이 이용될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 다양한 코팅 방식이 적용될 수 있다. 즉, 유리 분말의 표면에 균일한 두께로 표백제를 코팅할 수 있는 방식이라면 제한 없이 적용될 수 있다.
여기서, 표백제는 유리 분말의 표면 전체를 덮도록 코팅하는 것이 바람직하다.
표백제가 복합 유리 분말 전체 중량의 30 중량% 미만으로 코팅될 경우에는 표백 성능을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 표백제가 복합 유리 분말 전체 중량의 80 중량%를 초과하여 코팅될 경우에는 유리 조성물의 첨가량이 감소하여 내구성이 저하되며, 특정 오구에 대한 세탁 및 세척 성능이 저하될 수 있다.
여기서, 표백제는 붕사(borax), 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 및 과붕산나트륨(sodium perborate)을 포함하는 산소계 산화 표백제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 과정(S210 ~ S250)에 의해 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말이 제조될 수 있다.
전술한 과정에 의해 제조되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁 및 세척용 복합 유리 분말은 물을 알칼리수로 활성화하는 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 분말에 표백 성능을 갖는 표백제를 코팅시킨 것이다.
이에 따라, 본 발명은 기존의 합성세제에 함유되어 있던 계면활성제의 역할을 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 분말이 대신하여 물을 이온화시킬 수 있으므로, 물을 이온화시킨 알칼리수로 기존 합성세제와 동등 이상의 세탁 및 세척 능력을 확보할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 물과 유리 분말이 만나 알칼리수를 만들게 되고 이온화 영향으로 물 분자의 클러스터화로 잘게 쪼개진 물 분자들이 오구에 침투하게 되고 OH- 분자가 오구를 둘러싸 섬유와 오구 사이의 결합력을 약화시킨다.
이 결과, 본 발명은 알칼리 산화물을 함유한 실리케이트계 유리 분말이 계면활성제의 역할을 대신하므로, 물에 녹지 않고 부영양화를 일으키는 계면활성제의 사용을 원천적으로 배제할 수 있으므로 환경 오염 문제를 미연에 방지할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 복합 유리 분말 시료 제조
실시예 1
표 1에 기재된 조성으로 혼합하고 교반하여 유리 조성물을 형성한 후, 표 2에 기재된 조성비로 유리 조성물에 붕사(borax)를 첨가하고 혼합하여 복합 유리 조성물을 제조하였다.
다음으로, 복합 유리 조성물을 전기로에서 1,250℃의 온도로 용융시킨 후, 스테인리스(stainless steel) 강판에 공냉 방식으로 글래스 벌크 형태로 냉각하여 컬릿(cullet) 형태의 복합 유리를 얻었다. 이후, 복합 유리를 건식분쇄기(ball mill)로 분쇄한 후, 400 메쉬 시브에 통과시켜 D90 평균 입경이 20㎛인 복합 유리 분말 시료를 제조하였다.
여기서, Na2O, K2O의 원재료는 각각 Na2CO3, K2CO3를 사용하였고, 이를 제외한 나머지 성분은 표 1에 기재된 것과 동일한 것을 사용하였다.
실시예 2
표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 조성비를 갖는 복합 유리 조성물을 전기로에서 1,260℃의 온도로 용융시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 D90 평균 입경이 17㎛인 복합 유리 분말 시료를 제조하였다.
실시예 3
표 1에 기재된 조성 및 표 2에 기재된 조성비를 갖는 복합 유리 조성물을 전기로에서 1,240℃의 온도로 용융시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 D90 평균 입경이 18㎛인 항균 유리 분말 시료를 제조하였다.
[표 1] (단위 : 중량%)
[표 2]
2. 세척력 평가
표 3은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3에 따른 시료들에 대한 세척력 평가 결과를 나타낸 것이다.
여기서, 세척력 평가는 다음과 같이 수행하였다.
먼저, 오염포(JIS 오염포 및 Red Wine 오염포)들과 비교예 1 ~ 3 및 실시예 1 ~ 3에 따른 세척력 판정용 지표세제 및 시료들을 각각 교반식 세척력 시험기의 내부로 투입하고 30℃의 물을 공급하였다.
다음으로, 함수율이 200% 이하가 되도록 가볍게 손으로 누른 후, 교반식 세척력 시험기를 이용하여 120rpm의 속도로 3분 동안 2회 반복하여 세탁 처리를 실시하였다.
JIS 오염포는 국제적으로 인정받은 인공오염포(KS M 2709 준용)이다. 이러한 JIS오염포는 습식인공오염포로서, 기름성 물질, 단백질, 무기질 성분 복합 오염포이다.
세탁 처리를 완료한 후, 세탁 처리 전후의 오염포들에 대한 반사율을 측정한 후 아래의 계산식 1을 이용하여 세척력을 평가하였다.
계산식 1 : 세척력(%) = (세탁 후 백색도 - 세탁 전 백색도) / (원포 백색도 - 세탁 전 백색도) × 100
[표 3]
표 1 ~ 표 3에 도시된 바와 같이, 세척력 평가 결과, 비교예 1에 해당하는 지표세제를 이용한 경우의 세척력과 동등 이상의 세척력을 가지면 세제 제품으로 출시가 가능하다는 것을 의미한다.
실시예 1 ~ 3의 경우에는 지표세제를 이용한 비교예 1에 비하여 더 뛰어난 세척력을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
특히, 유리 조성물 및 붕사(Borax)를 40wt% 및 60wt%의 중량비로 혼합한 실시예 2가 JIS 오염포에 대한 세척력 54.9% 및 Wine 오염포에 대한 세척력 61.8%로 측정되어 가장 뛰어난 세척력을 발휘하는 것을 확인하였다.
반면, 알칼리 이온수만을 이용한 비교예 2의 경우에는 JIS 오염포에 대한 세척력이 50.2%로 나타났으나, Wine 오염포에 대한 세척력이 37.5%로 측정되어, Wine 오염포에 대한 세척력이 매우 나쁘다는 것을 확인하였다.
또한, 붕사만을 이용한 비교예 3의 경우에는 Wine 오염포에 대한 세척력은 뛰어났으나, JIS 오염포에 대한 세척력이 40.1%에 불과하여 JIS 오염포에 대한 세척력이 좋지 않은 것을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
S110 : 혼합 단계
S120 : 용융 단계
S130 : 냉각 단계
S140 : 분쇄 단계
S120 : 용융 단계
S130 : 냉각 단계
S140 : 분쇄 단계
Claims (12)
- 유리 조성물; 및
상기 유리 조성물과 혼합된 표백제;를 포함하며,
상기 유리 조성물은
SiO2 50 ~ 60 중량%; 및
Na2O, K2O 및 Li2O 합산으로 40 ~ 50 중량%;
를 포함하는 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 Na2O, K2O 및 Li2O 각각은
30 중량% 이하로 첨가된 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 유리 조성물 20 ~ 70 중량% 및 표백제 30 ~ 80 중량%를 포함하는 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 표백제는
붕사(borax), 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 및 과붕산나트륨(sodium perborate)을 포함하는 산소계 산화 표백제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 세탁 및 세척용 복합 유리 조성물.
- SiO2 50 ~ 60 중량%, 및 Na2O, K2O 및 Li2O 합산으로 40 ~ 50 중량%로 혼합하고 교반하여 유리 조성물을 형성하는 단계;
상기 유리 조성물에 표백제를 첨가하고 혼합하여 복합 유리 조성물을 형성하는 단계;
상기 복합 유리 조성물을 용융시키는 단계;
상기 용융된 복합 유리 조성물을 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 복합 유리를 분쇄하는 단계;
를 포함하는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 복합 유리 조성물 형성 단계에서,
상기 유리 조성물 20 ~ 70 중량% 및 표백제 30 ~ 80 중량%로 혼합하는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 표백제는
붕사(borax), 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 및 과붕산나트륨(sodium perborate)을 포함하는 산소계 산화 표백제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법.
- SiO2 50 ~ 60 중량%, 및 Na2O, K2O 및 Li2O 합산으로 40 ~50 중량%로 혼합하고 교반하여 유리 조성물을 형성하는 단계;
상기 유리 조성물을 용융시키는 단계;
상기 용융된 유리 조성물을 냉각하는 단계;
상기 냉각된 유리를 분쇄하여 유리 분말을 수득하는 단계; 및
상기 유리 분말 표면에 표백제를 코팅하고 건조하는 단계;
를 포함하는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 표백제는
상기 유리 분말의 표면 전체를 덮도록 코팅하는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 코팅은
상기 유리 분말 20 ~ 70 중량% 및 표백제 30 ~ 80 중량%의 성분비를 갖도록 실시하는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 표백제는
붕사(borax), 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 및 과붕산나트륨(sodium perborate)을 포함하는 산소계 산화 표백제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 세탁 및 세척용 복합 유리 분말 제조 방법.
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