KR102458593B1 - 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법 및 그를 이용한 코팅층이 형성된 부직포 크리너 - Google Patents

부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법 및 그를 이용한 코팅층이 형성된 부직포 크리너 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집안 및 주위의 경질 표면, 접시 표면, 동물의 피부, 자동차 및 차량 표면 등 다양한 무생물 및 생물 표면을 클리닝 할 수 있는 부직포의 표면에 세정용 코팅층을 형성하기 위한 조성물에 관한 것으로서 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법은, 공침법으로 형성된 슬러리 형태의 Ti-Ag-Mn 3성분계 복합금속 수산화물에 제1 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 초음파 분산시켜 복합금속 수산화물 콜로이드를 준비하는 단계; 상기 준비된 복합금속 수산화물 콜로이드에 상기 복합금속 수산화물 콜로이드에 셀룰로오스 및 제2 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 혼합하여 셀룰로오스가 혼합된 복합금속 수산화물 콜로이드를 형성하는 단계; 및 상기 셀룰로오스가 혼합된 복합금속 수산화물 콜로이드에 계면활성제를 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 폴리에틸렌글리콜은 상기 제2 폴리에틸렌글리콜보다 평균 분자량이 작은 것이다.

Description

부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법 및 그를 이용한 코팅층이 형성된 부직포 크리너{METHOD FOR MANUFACTURING A COMPOSITION FOR SURFACE COATING OF A NONWOVEN FABRIC CONTAINING AN INORGANIC ANTIBACTERIAL AGENT WITH ENHANCED ADHESION AND A NONWOVEN FABRIC CLEANER USING THE SAME}
본 발명은 집안 및 주위의 경질 표면, 접시 표면, 동물의 피부, 자동차 및 차량 표면 등 다양한 무생물 및 생물 표면을 클리닝 할 수 있는 부직포의 표면에 세정용 코팅층을 형성하기 위한 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 본 발명은 클리닝 및/또는 클렌징에 적합한 항균제 입자를 포함한 세정용 조성물에 관한 것이다.
피대상물 표면을 청결하게 하기 위한 세정 용품에 항균력을 부가하기 위하여 코팅되는 다양한 세정제용 조성물이 개발되고 있다. 이러한 세정제들은 별도로 타올 또는 패드와 같은 세정 용품에 내용물을 묻히거나 고형의 코팅층을 형성한 후 접촉을 통하여 세정 효과를 일으키는 방식으로 사용된다.
그러나 최근에는 이와 같은 세정용 조성물의 잦은 변질이나 피세정물과의 접촉 과정에서 부직포 표면에서의 탈리 문제등으로 인해 기 사용 중이던 제품에 대한 개선 요구가 발생하고 있었다. 나아가 코로나 바이러스 이후로 증가한 항균 성능 강화에 대한 니즈는 세정용 조성물의 기능 향상을 불가결한 상황으로 만들었다.
그리고 기존의 세정용 조성물을 세정 용품 표면에 코팅하는 과정에서 열처리 공정이 도입되는 경우가 많았는데 이는 제품의 생산성을 저하시키는 원인이 되곤 하였다.
이에, 최근에는 부직포 등 세정 용품 표면에의 부착성을 강화하는 것은 물론, 화학적 안정성에 추가로 강력한 항균효과를 피세정물에 부가할 수 있는 새로운 세정용 조성물에 대한 시장의 요구가 강화되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해서 도출된 것으로서, 유기 항균제의 단점을 보완함과 동시에 연마 제품(부직포) 표면에 고상으로 층을 형성될 경우에도 안정성이 높으며 피세정물에 항균 효과까지 구현할 수 있는 항균용 조성물을 제조하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 금속 무기 항균제임에도 높은 안정성과 생산성을 보장하는 조성물의 제조방법과 조성비, 그를 이용하여 제조한 부직포 크리너를 제안하기 위함이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법은, 공침법으로 형성된 슬러리 형태의 Ti-Ag-Mn 3성분계 복합금속 수산화물에 제1 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 초음파 분산시켜 복합금속 수산화물 콜로이드를 준비하는 단계; 상기 준비된 복합금속 수산화물 콜로이드에 상기 복합금속 수산화물 콜로이드에 셀룰로오스 및 제2 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 혼합하여 셀룰로오스가 혼합된 복합금속 수산화물 콜로이드를 형성하는 단계; 및 상기 셀룰로오스가 혼합된 복합금속 수산화물 콜로이드에 계면활성제를 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 폴리에틸렌글리콜은 상기 제2 폴리에틸렌글리콜보다 평균 분자량이 작은 것이다.
일 실시예에 따르면, 상기 복합금속 수산화물 콜로이드를 준비하는 단계의 상기 3성분계 복합금속 수산화물은, Ag 염, Ti 염 및 Mn 염 중 하나를 포함하는 금속염 수용액에 나머지 두 종류의 금속염을 첨가하여 혼합 금속염 수용액을 형성하고, 상기 혼합 금속염 수용액을 공침법에 의해 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 중탄산소다, 탄산소다 및 암모니아로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 알칼리 수용액으로 중화적정하여 상기 복합금속 수산화물 콜로이드를 형성하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 Ag 염은 나이트레이트(nitrate)를 포함하고, 상기 Ti 염은 클로라이드(chloride), 나이트레이트(nitrate) 및 설페이트(sulfate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 Mn 염은 나이트레이트(nitrate), 설페이트(sulfate) 및 아세테이트(acetate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기Ag 염, Ti 염 및 Mn 염의 혼합 농도 비율은 Ag 염 1 몰 대비, Ti 염 0.5몰 내지 1.0몰, Mn 염 0.4몰 내지 1.2몰인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기의 Ti-Ag-Mn 3성분계 복합금속 수산화물을 구성하는 각각의 금속성분은 산성 염을 사용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Ag 성분은 질산은 (AgNO3)을 사용할 수 있고, Ti 성분은 염화티타늄 (TiCl4)과 황산티타늄 (TiOSO4) 으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 Mn 성분은 질산망간 (Mn(NO3)2), 황산망간 (MnSO4) 그리고 초산망간 (MnCH3COO)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 Ag 염, Ti 염 및 Mn 염의 혼합 농도 비율은 Ag 염 1 몰 대비, Ti 염 0.5몰 내지 1.0몰, Mn 염 0.2몰 내지 0.8몰인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복합금속 수산화물 콜로이드는, 고형분 농도가 20 중량% 내지 40 중량% 인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 폴리에틸렌 글리콜은 평균 분자량이 200 내지 1000 인 것이고, 상기 제2 폴리에틸렌 글리콜은 평균 분자량이 1200 내지 4000 인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스는, 메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, cmc(carboxy methy cellulose), 카르복시 메틸 셀룰로오즈 나트륨, 카르복시 메틸 셀룰로오즈 칼슘, 카르복시 메틸 셀룰로오스 칼슘 및 카르복시 메틸 셀룰로오스 나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 계면활성제는, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제 중 하나 이상을 포함하고, 상기 음이온 계면활성제는, 술폰산폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 지방산나트륨비누, 디옥틸술포석신산나트륨, 알킬설페이트, 폴리카르복실산, 디소듐라우릴폴리옥시에틸렌술포석시네이트, 아미드에테르설페이트, 소듐알킬에테르설페이트, 아실메틸타우린산나트륨 및 도데실벤젠술폰산나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 양이온 계면활성제는, 디메틸알콜베타인, 알킬글리신, 이미다졸린 등의 양성계면활성제, 알킬디메틸벤질클로라이드, 테트라데실디메틸벤질암모늄클로라이드, 핵사데실트리메틸암모늄클로라이드, 베헤닐트리메틸암모늄클로라이드, 알킬프로필렌디아민아세테이트, 옥타데실아민이세테이트, 테트라데실아민아세테이트, 디데실디메틸암모늄클로라이드 및 옥타데실디메틸벤질암모늄클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 비이온 계면활성제는, 폴리옥시에틸렌솔비탄알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐폐닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 솔비탄스테아레이트, 폴리에테르변성실리콘, 옥시에틸렌도데실아민, 폴리에스테르변성실리콘, 솔비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌옥틸폐닐에테르 및 솔비탄세스퀴올리에이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에서 제공되는 부착력이강화된무기항균제를함유하는부직포표면코팅용조성물은, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 부직포 표면 코팅용 조성물을 제조방법을 이용하여 제조된 것이고, 부직포 표면에 액상으로 도포 후 건조되는 형태로 적용되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부직포 표면 코팅용 조성물의 건조된 고형분은, 상기 3성분계 복합금속 1 중량% 내지 1O 중량%; 상기 셀룰로오스 1 중량% 내지 10 중량%; 상기 제1 폴리에틸렌글리콜 0.1 중량% 내지 3 중량%; 상기 제2 폴리에틸렌글리콜 5 중량% 내지 20 중량%; 상기 계면활성제 57 중량% 내지 92.9 중량%;를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에서 제공되는 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 표면 코팅층이 형성된 부직포 크리너는, 부직포; 및 상기 부직포의 적어도 일 면 상에 형성된 무기항균제를 함유하는 세정제 코팅층을 포함하고, 상기 세정제 코팅층은, 상기 본 발명의 일 실시예에서 제공되는 부직포 표면 코팅용 조성물이 상기 부직포 표면에 첨착되어 건조된 것이다.
본 발명에서 제안되는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법을 이용하여 부직포 표면 코팅용 조성물을 제조할 경우, 유기 항균제를 이용할 경우 구현할 수 없었던 세정용 조성물의 변질 방지, 부직포 표면에의 견고한 부착이 가능하여 탈리 현상을 방지할 수 있고, 지속적이고 강력한 항균효과를 피세정물에 부가할 수 있다.
또한, 상기 조성물을 이용하여 제조된 부직포 표면 코팅용 조성물은, 기존의 타 제조 공정에서 이용되던 산화물화 열처리 공정을 생략함으로써 공정의 단순화를 도모하고 생산 효율을 높일 수 있는 장점도 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법의 각 단계 공정을 순차적으로 표현한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명한다.
본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다", “구비한다”"가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따르는, 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법의 각 단계 공정을 순차적으로 표현한 순서도이다. 이하에서는, 상기 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예의 구현예에 따른 조성물에 대한 실시 형태를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서 제안하는 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법은, 공침법으로 형성된 슬러리 형태의 Ti-Ag-Mn 3성분계 복합금속 수산화물에 제1 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 초음파 분산시켜 복합금속 수산화물 콜로이드를 준비하는 단계; 상기 준비된 복합금속 수산화물 콜로이드에 셀룰로오스 및 제2 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 혼합하여 셀룰로오스 혼합 콜로이드를 형성하는 단계; 및 상기 셀룰로오스 혼합 콜로이드에 계면활성제를 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 폴리에틸렌글리콜은 상기 제2 폴리에틸렌글리콜보다 평균 분자량이 작은 것이다.
이 때, 공침법이란 침전법의 일종으로 복수 개의 금속이온을 포함하는 세라믹스 조성의 합성 시 이들 금속이온이 포함된 침전물 전구체가 동시에 균일하게 침전되도록 하는 처리법을 의미하며, 복수 개의 서로 다른 이온들을 수용액 등에서 동시에 침전시키는 방식을 의미한다. 이와 같이 공침법을 이용할 경우, 균질한 크기 분포를 가지는 미분말 형성이 가능하고 제조 시 소성 온도가 낮아 제조가 용이하고 다량 생산이 가능해지는 효과가 있다.
상기 3성분계 복합금속 수산화물을 제조하는 과정에서 액상 공침법을 이용하여 낮은 온도에서 입자 생성 및 크기의 제어가 용이하도록 함으로써, 균질한 입자 크기 분포를 가지는 슬러리 형태의 Ti-Ag-Mn의 3성분계 복합금속 수산화물을 수득할 수 있다.
상기 액상 공침법에서는 3성분계 복합금속 염을 이용하되, 특정 성분을 먼저 투입하는 것을 한정하지는 않는다. 상기 공침법을 수행하는 과정에서 복합금속 염이 투입된 혼합용액은, 이 후 알칼리 수용액으로 중화적정 처리된 후 침전물을 수득하는 공정을 통하여 3성분계 복합금속 수산화물이 준비될 수 있다. 상기 중화적정에는 중화저공침법(Coprecipitation) 또는 함침법(Impregnation)을 이용할 수 있다.
준비된 Ti-Ag-Mn 3성분계 복합금속 수산화물에는 낮은 분자량을 가지는 제1 폴리에틸렌글리콜을 투입하고 초음파를 통한 파쇄(sonification)공정을 수행하여 콜로이드를 준비할 수 있다. 이를 통해 화학적 안정성을 확보하고 장기 유지가 가능한 특징을 구현할 수 있다.
상기 폴리에틸렌글리콜은 상기 복합금속 수산화물의 금속입자 성장을 제어하는 역할을 하여 복합금속 염이 보다 미세한 입자를 이루도록 할 수 있다. 또한, 상기 폴리에틸렌글리콜은 동시에 추후 첨가되는 셀룰로오즈와도 친화성이 높으며, 부직포 소재의 섬유 화이버와의 첨착력을 높여 형성될 코팅층의 박리를 억제하는 효과를 기대할 수 있다.
그 다음 단계로서 상기 준비된 콜로이드에 셀룰로오스 및 제1 폴리에틸렌글리콜에 비해 상대적으로 높은 평균 분자량을 가지는 제2 폴리에틸렌글리콜을 투입하고 교반하여 균질화한다.
이 때 먼저 투입되는 제1 폴리에틸렌글리콜에 비해 제2 폴리에틸렌글리콜의 분자량이 높아야 하는 이유는 건조 시 고체상에 가까워야 손이나 포장지에 쉽게 묻어나지 않기 때문이다.
제1 폴리에틸렌글리콜에 비해 제2 폴리에틸렌글리콜의 평균 분자량은 적어도 300 이상, 바람직하게는 500 이상, 보다 바람직하게는 1000 이상의 차이가 나는 것이 좋다. 이 때, 제1 폴리에틸렌글리콜과 제2 폴리에틸렌글리콜의 평균 분자량 차이가 300 이하로 형성될 경우 두 단계에 걸쳐 분자량 차이가 있는 폴리에틸렌글리콜을 투입하는 효과가 발생하지 않을 수 있다.
이렇게 형성된 셀룰로오스 혼합 콜로이드에 계면활성제가 혼합될 수 있다.
상기 계면활성제가 상기 3성분계 복합금속 염과 바로 혼합되지 않는 것이 본 발명의 중요한 또 하나의 특징일 수 있다. 계면활성제를 바로 혼합할 경우 3성분계 복합금속 염의 표면 전하(이온성) 또는 금속이온의 용출 과정에서 계면활성제와 반응이 발생하는 문제가 생길 수 있다. 이로 인해 조성물 내에서의 변색 현상, 침전물 형성 등 의도하지 않은 성능 저하를 야기할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 폴리에틸렌글리콜을 두 단계에 거쳐 혼합한 후 계면활성제를 투입함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복합금속 수산화물 콜로이드를 준비하는 단계의 상기 3성분계 복합금속 수산화물은, Ag 염, Ti 염 및 Mn 염 중 하나를 포함하는 금속염 수용액에 나머지 두 종류의 금속염을 첨가하여 혼합 금속염 수용액을 형성하고, 상기 혼합 금속염 수용액을 공침법에 의해 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 중탄산소다, 탄산소다 및 암모니아로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 알칼리 수용액으로 중화적정하여 상기 복합금속 수산화물 콜로이드를 형성하는 것일 수 있다.
이 때, 복합금속염에서 Ag는 대표적인 항균 특성을 가지는 금속이다. Ag는 항균력이 강하고 인체에 대한 안정성이 높아 항균제에 다수 이용되고 있으나, 이온 상태로 존재할 경우 반응속도가 너무 빠르고, 타 성분과 화합물을 형성하려고 하는 경향이 높아 단독으로 이용하는 것에 한계가 있다. 그런 이유로 나노실버(메탈로서의 실버)나 실버 화합물을 만들어 사용하는 경우가 많지만 이는 제조 공정을 복잡하게 하고 변색(황변)현상이 발생하는 문제를 야기한다.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 Mn 및 Ti와의 복합금속염을 이용하여 Ag 성분을 포함하는 금속염의 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 Mn과 Ti는 본 발명의 3성분계 복합금속염에서 Ag에 안정성을 가하는 동시에 각각의 상승 효과를 구현한다. 상기 Ti는 Ag 성분을 자외선으로부터 보호하여 변색 발생을 억제하고 내화학성을 부여할 수 있다. 상기 Mn은 Ag의 이온화를 억제함과 동시에 이웃하는 계면활성제 성분의 변질 방지 및 조성물의 탈취 효과를 부가할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 Ag 염은 나이트레이트(nitrate)를 포함하고, 상기 Ti 염은 클로라이드(chloride), 나이트레이트(nitrate) 및 설페이트(sulfate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 Mn 염은 나이트레이트(nitrate), 설페이트(sulfate) 및 아세테이트(acetate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 Ag 염, Ti 염 및 Mn 염의 혼합 농도 비율은 Ag염 1 몰 대비, Ti 염 0.5몰 내지 1.0몰, Mn 염 0.4몰 내지 1.2몰인 것일 수 있다.
한편, 일 측면에 따르면, 상기의 Ti-Ag-Mn 3성분계 복합금속 수산화물을 구성하는 각각의 금속성분은 산성 염을 사용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, Ag 성분은 질산은 (AgNO3)을 사용할 수 있고, Ti 성분은 염화티타늄 (TiCl4)과 황산티타늄 (TiOSO4) 으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 Mn 성분은 질산망간 (Mn(NO3)2), 황산망간 (MnSO4) 그리고 초산망간 (MnCH3COO)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 Ag 염, Ti 염 및 Mn 염의 혼합 농도 비율은 Ag염 1 몰 대비, Ti 염 0.5몰 내지 1.0몰, Mn 염 0.2몰 내지 0.8몰인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복합금속 수산화물 콜로이드는, 고형분 농도가 20 중량% 내지 40 중량% 인 것일 수 있다.
상기 고형분 농도가 20 중량% 미만일 경우에는 수분의 함량이 너무 많아져 생산 효율이 떨어지게 되는 문제가 생길 수 있고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 너무 높아 타 성분과 혼합이 어려워지게 된다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 폴리에틸렌 글리콜은 평균 분자량이 200 내지 1000 인 것이고, 상기 제2 폴리에틸렌 글리콜은 평균 분자량이 1200 내지 4000 인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 셀룰로오스는, 메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, cmc(carboxy methy cellulose), 카르복시 메틸 셀룰로오즈 나트륨, 카르복시 메틸 셀룰로오즈 칼슘, 카르복시 메틸 셀룰로오스 칼슘 및 카르복시 메틸 셀룰로오스 나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에서 셀룰로오스는 부직포 표면과의 밀착성을 강화하는 효과를 구현함과 동시에, 계면활성제와 복합금속염 사이에서 조성물의 변질을 억제시키는 효과가 있다. 또한, 상기 셀룰로오스를 투입함으로써 부직포에 부착력을 증진시키고 고형화 정도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 계면활성제의 이탈을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 계면활성제는, 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제 중 하나 이상을 포함하고, 상기 음이온 계면활성제는, 술폰산폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 지방산나트륨비누, 디옥틸술포석신산나트륨, 알킬설페이트, 폴리카르복실산, 디소듐라우릴폴리옥시에틸렌술포석시네이트, 아미드에테르설페이트, 소듐알킬에테르설페이트, 아실메틸타우린산나트륨 및 도데실벤젠술폰산나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 양이온 계면활성제는, 디메틸알콜베타인, 알킬글리신, 이미다졸린 등의 양성계면활성제, 알킬디메틸벤질클로라이드, 테트라데실디메틸벤질암모늄클로라이드, 핵사데실트리메틸암모늄클로라이드, 베헤닐트리메틸암모늄클로라이드, 알킬프로필렌디아민아세테이트, 옥타데실아민이세테이트, 테트라데실아민아세테이트, 디데실디메틸암모늄클로라이드 및 옥타데실디메틸벤질암모늄클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고, 상기 비이온 계면활성제는, 폴리옥시에틸렌솔비탄알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐폐닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 솔비탄스테아레이트, 폴리에테르변성실리콘, 옥시에틸렌도데실아민, 폴리에스테르변성실리콘, 솔비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌옥틸폐닐에테르 및 솔비탄세스퀴올리에이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 계면활성제는, 추가적으로 하기의 1종의 계면활성제 또는 2종 이상의 계면활성제의 혼합물일 수 있다.
상기 계면활성제는 추가적으로 습윤(wetting), 유화(emulsifying) 및 세정(detergent) 특성 중 하나 이상의 효과 향상을 구현하는 것일 수 있다. 이를 위해 상기 계면활성제는 습윤 계면활성제, 유화 계면활성제 및 세정 계면활성제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 계면활성제는 콜로이드의 점도를 조절하고, 건조 시 표면의 균열을 방지하며, 고체 잔류물의 균질한 분포를 형성하도록 한다.
상기 습윤 효과 향상을 위한 계면활성제로는, 알코올 알콕실레이트(alcohol alkoxylates), 알킬아릴 설포네이트(alkylaryl sulphonates), 알킬페놀 에톡실레이트(alkylphenol ethoxylates), 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드)에 기초한 블록 공중합체, 경질 에톡실레이티드 알코올(light ethoxylated alcohols), 에테르 포스페이트(ether phosphates), 또는 이들의 군에서 선택된 2종 이상의 혼합물이 이용될 수 있다.
상기 유화 효과 향상을 위한 계면활성제로는, 중질 에톡실레이티드 산(heavy ethoxylated acids), 글리세롤 에스테르(glycerol esters), 중질 에톡실레이티드 알코올(heavy ethoxylated alcohols), 이미다졸린(imidazolines), 쿼트(quats), 또는 이들의 군에서 선택된 2종 이상의 혼합물이 이용될 수 있다.
또한, 상기 세정 효과 향상을 위한 계면활성제로는, 알카놀아미드(alkanolamides)나 아민 옥사이드, 또는 이들의 군에서 선택된 2종 이상의 혼합물이 이용될 수 있다.
본 발명자들은 상기 계면활성제의 혼합을 통하여 상기 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물이 장기간 변질 현상을 나타내지 않음을 확인하였다. 상술한 제조방법을 이용할 경우 매우 입자 크기가 작은 안정된 콜로이드의 분산 형성이 가능하게 되며 6개월 이상의 장기 상안정성을 확보할 수 있다. 또한, 상술한 공정을 이용할 경우 비교적 단순한 공정으로 부직포 표면 코팅용 조성물이 제조되므로 비용을 절감하여 생산성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에서 제공되는 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물은, 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 부직포 표면 코팅용 조성물을 제조방법을 이용하여 제조된 것이고, 부직포 표면에 액상으로 도포 후 건조되는 형태로 적용되는 것이다.
본 발명에서 제안하는 부직포 표면 코팅용 조성물은 액상의 조성물로 제조 판매될 수도 있으나, 부직포와 같은 세정용품 표면에 고상으로 코팅되어 판매될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부직포 표면 코팅용 조성물의 건조된 고형분은, 상기 3성분계 복합금속 1 중량% 내지 1O 중량%; 상기 셀룰로오스 1 중량% 내지10 중량%; 상기 제1 폴리에틸렌글리콜 0.1 중량% 내지 3 중량%; 상기 제2 폴리에틸렌글리콜 5 중량% 내지 20 중량%; 상기 계면활성제 57 중량% 내지 92.9 중량%;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 실시예의 함량 비율을 벗어날 경우, 피세정물에 효과적으로 항균 특성이 부여되지 않거나, Ag 성분의 불안정성으로 인하여 쉽게 변질되거나, 연마 제품 표면에 형성되는 코팅층의 부착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에서 제공되는 부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 표면 코팅층이 형성된 부직포 크리너는, 부직포; 및 상기 부직포의 적어도 일 면 상에 형성된 무기항균제를 함유하는 세정제 코팅층을 포함하고, 상기 세정제 코팅층은, 상기 본 발명의 일 실시예에서 제공되는 부직포 표면 세정제 조성물이 상기 부직포 표면에 첨착되어 건조된 것이다.
실시예
본 발명의 실시예로서, 다음과 같은 공정을 통하여 부직포 표면 코팅용 액상 조성물을 제조하고 6개월 동안 상온에서 유지한 후 균질한 혼합 여부 및 변질 여부를 시험하였다.
구체적으로는, 먼저 Ti-Ag-Mn 3성분계 수산화물을 공침법에 의하여 제조하였다. 티타늄염화물(TiCl4),5.0g/500ml수용액을 상온(25도씨)에서 서서히 교반하면서 질산망간(Mn(NO3)ㆍ6H2O), 3.25g/500ml 수용액을 10분에 걸쳐 일정량을 첨가 혼합하고, 이어서 질산은(AgNO3)2.5g/500ml수용액을 다시 10분간에 걸쳐 서서히 혼합한 후 1시간 동안 교반을 계속하였다.
그 다음 상기 혼합 용액을 계속 교반하면서 암모니아수(NH4OH,0.5mol/l)를 서서히 pH 가 8이 될 때까지 적하하였다. pH 8이 형성된 후 교반을 멈추고 24시간 경과 후 생성된 침전물을 여과지를 사용하여 여과하였다. 여과된 침전물은 증류수로 충분히 세척한 후 은거울 반응을 통하여 잔류 염소의 유무를 확인하였다. 잔류 염소가 없음을 확인한 후 고형분 농도 10-20 중량% 정도로 정제수를 첨가하여 Ti-Ag-Mn 콜로이드상의 복합금속 수산화물 수분산액을 제조하였다.
이렇게 준비된 복합금속 수산화물 수분산액 100g에 평균 분자량 400의 제1 폴리에틸렌글리콜을 5g 투입하고 1시간 동안 강하게 교반 하였다. 그 다음으로 메틸셀룰로오스 15g 및 평균 분자량 30OO의 제2 폴리에틸렌글리콜을 30g을 투입하고 80℃로 가열하고 완전히 용해될 때까지 교반하여 혼합용액을 제조하였다. 이와 별도로 2리터 비이커에 계면활성제로 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 5OOg 투입하고 온도를 80℃로 가열하여 교반하면서 상기의 혼합용액을 모두 첨가하고 1시간 동안 교반하여 부직포 코팅용 항균계면활성제 조성물을 제조하였다.
이 후, 준비된 부직포 표면 상에 이를 도포하고 건조하여 무기항균제를 함유하는 표면 코팅층이 형성된 부직포 크리너를 제조하였다.
본 발명의 비교예 1로서, 셀룰로오스를 첨가하지 않고 계면활성제와 복합금속염을 직접 혼합한 것을 제외하면 상기 실시예와 동일한 방법으로 무기항균제 조성물을 제조하고 그를 이용하여 표면 코팅층이 형성된 부직포 크리너를 제조하였다.
본 발명의 비교예 2로서, 동일한 평균 분자량의 제1 폴리에틸렌글리콜과 제2 폴리에틸렌글리콜을 첨가한 것을 제외하면 상기 실시예와 동일한 방법으로 무기항균제 조성물을 제조하고 그를 이용하여 표면 코팅층이 형성된 부직포 크리너를 제조하였다.
본 발명의 비교예 3으로서, 본 발명의 청구 범위에서 규정한 범위를 벗어난 몰 비율(Ag : Ti : Mn 각 1 : 2 : 0.1 몰비율)로 3성분계 복합금속염을 투입한 것을 제외하면 상기 실시예와 동일한 방법으로 무기항균제 조성물을 제조하고 그를 이용하여 표면 코팅층이 형성된 부직포 크리너를 제조하였다.
상기 본 발명의 실시예에 따라 제조된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물은 6개월이 경과한 상황에서도 입자가 뭉치지 않고 변질되지 않는 것을 확인하였다. 반면, 상기 비교예 3의 경우 2개월이 경과한 시점부터 색이 변질되기 시작하더니 6개월이 경과한 상황에서는 눈에 띄게 변색되며 내부에서 화학반응이 일어난 것을 확인하였다.
또한 상술한 방법으로 제조된 실시예 및 비교예 1 및 비교예 2의 부직포 크리너를 이용하여 피세정물을 동일한 강도로 200 회 반복 마찰 운동하며 세정한 결과, 실시예의 부직포 크리너의 경우 표면이 견고하게 부착되어 있고 피대상물 표면에서도 항균 특성이 발현된 것을 하기와 같이 확인하였다.
반면, 비교예 1과 비교예 2의 경우 부직포 크리너 표면에서 상기 코팅용 조성물이 탈리되고 경화된 코팅용 조성물에 크랙이 생기거나 가루가 떨어져나와 피세정물 표면을 오염시키는 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 공침법으로 형성된 슬러리 형태의 Ti-Ag-Mn 3성분계 복합금속 수산화물에 제1 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 초음파 분산시켜 복합금속 수산화물 콜로이드를 준비하는 단계;
    상기 준비된 복합금속 수산화물 콜로이드에 상기 복합금속 수산화물 콜로이드에 셀룰로오스 및 제2 폴리에틸렌글리콜을 첨가하고 혼합하여 셀룰로오스 혼합 콜로이드를 형성하는 단계; 및
    상기 셀룰로오스 혼합 콜로이드에 계면활성제를 첨가하고 혼합하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 폴리에틸렌글리콜은 상기 제2 폴리에틸렌글리콜보다 분자량이 작은 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복합금속 수산화물 콜로이드를 준비하는 단계의 상기 3성분계 복합금속 수산화물은,
    Ag 염, Ti 염 및 Mn 염 중 하나를 포함하는 금속염 수용액에 나머지 두 종류의 금속염을 첨가하여 혼합 금속염 수용액을 형성하고,
    상기 혼합 금속염 수용액을 공침법에 의해 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 중탄산소다, 탄산소다 및 암모니아로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 알칼리 수용액으로 중화적정하여 상기 복합금속 수산화물 콜로이드를 형성하는 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 Ag 염은 나이트레이트(nitrate)를 포함하고,
    상기 Ti 염은 클로라이드(chloride), 나이트레이트(nitrate) 및 설페이트(sulfate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 Mn 염은 나이트레이트(nitrate), 설페이트(sulfate) 및 아세테이트(acetate)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것이고,
    상기 Ag 염, Ti 염 및 Mn 염의 혼합 농도 비율은 Ag 염 1 몰 대비, Ti 염 0.5몰 내지 1.0몰, Mn 염 0.4몰 내지 1.2몰인 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복합금속 수산화물 콜로이드는,
    고형분 농도가 20 중량% 내지 40 중량% 인 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 폴리에틸렌 글리콜은 분자량이 200 내지 1000 인 것이고,
    상기 제2 폴리에틸렌 글리콜은 분자량이 1200 내지 4000 인 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스는,
    메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, cmc(carboxy methy cellulose), 카르복시 메틸 셀룰로오즈 나트륨, 카르복시 메틸 셀룰로오즈 칼슘, 카르복시 메틸 셀룰로오스 칼슘 및 카르복시 메틸 셀룰로오스 나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는,
    음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 음이온 계면활성제는,
    술폰산폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 지방산나트륨비누, 디옥틸술포석신산나트륨, 알킬설페이트, 폴리카르복실산, 디소듐라우릴폴리옥시에틸렌술포석시네이트, 아미드에테르설페이트, 소듐알킬에테르설페이트, 아실메틸타우린산나트륨 및 도데실벤젠술폰산나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 양이온 계면활성제는,
    디메틸알콜베타인, 알킬글리신, 이미다졸린 등의 양성계면활성제, 알킬디메틸벤질클로라이드, 테트라데실디메틸벤질암모늄클로라이드, 핵사데실트리메틸암모늄클로라이드, 베헤닐트리메틸암모늄클로라이드, 알킬프로필렌디아민아세테이트, 옥타데실아민이세테이트, 테트라데실아민아세테이트, 디데실디메틸암모늄클로라이드 및 옥타데실디메틸벤질암모늄클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 비이온 계면활성제는,
    폴리옥시에틸렌솔비탄알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐폐닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 솔비탄스테아레이트, 폴리에테르변성실리콘, 옥시에틸렌도데실아민, 폴리에스테르변성실리콘, 솔비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌옥틸폐닐에테르 및 솔비탄세스퀴올리에이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물의 제조방법.
  8. 제1항의 제조방법으로 제조된 것이고,
    부직포 표면에 액상으로 도포 후 건조되는 형태로 적용되는 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부직포 표면 코팅용 조성물의 건조된 고형분은,
    상기 3성분계 복합금속 1 중량% 내지 10 중량%;,
    상기 셀룰로오스 1 중량% 내지 10 중량%;,
    상기 제1 폴리에틸렌글리콜 0.1 중량% 내지 3 중량%;,
    상기 제2 폴리에틸렌글리콜 5 중량% 내지 20 중량%;
    상기 계면활성제 57 중량% 내지 92.9 중량%;
    를 포함하는 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 부직포 표면 코팅용 조성물.
  10. 부직포; 및
    상기 부직포의 적어도 일 면 상에 형성된 무기항균제를 함유하는 세정제 코팅층을 포함하고,
    상기 세정제 코팅층은, 상기 제8항의 부직포 표면 코팅용 조성물이 상기 부직포 표면에 첨착되어 건조된 것인,
    부착력이 강화된 무기항균제를 함유하는 표면 코팅층이 형성된 부직포 크리너.
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