KR20150007830A - 설거지용 수세미 - Google Patents

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KR20150007830A
KR20150007830A KR20130082366A KR20130082366A KR20150007830A KR 20150007830 A KR20150007830 A KR 20150007830A KR 20130082366 A KR20130082366 A KR 20130082366A KR 20130082366 A KR20130082366 A KR 20130082366A KR 20150007830 A KR20150007830 A KR 20150007830A
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Abstract

본 발명은 (a) 섭씨 120도 내지 170도에서 열처리된 복수의 생분해성 폴리에스테르 분섬사(divided yarn)와 (b) 복수의 생분해성 폴리에스테르 필라멘트사(filament yarn)를 포함하며,
각각의 상기 필라멘트사는 서로 평행하게 배열되고, 각각의 상기 분섬사는 인접한 두 개의 필라멘트사 사이에 배치되어 이들 두 개의 필라멘트사와 모두 연결되어 있는 수세미를 제공한다.

Description

설거지용 수세미{Scouring Pad for Washing Dishes}
본 발명은 설거지용 수세미에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 생분해성 고분자를 함유하는 설거지용 수세미에 관한 것이다.
설거지용 수세미는 식기 등에 묻은 오염 물질을 제거하기 위해 널리 사용되고 있다. 설거지용 수세미는 일반적으로 고분자 섬유로 제조된다. 따라서 설거지용 수세미를 충분히 사용한 후 이를 폐기할 때 폐고분자 처리에 따른 환경 오염 문제가 발생할 수 있다. 이를 위하여 환경 친화적인 고분자를 사용하여 제조된 설거지용 수세미가 개발되고 있다.
이러한 환경 친화적인 고분자와 관련하여 예를 들면 등록특허공보 10-0501468호에는 고강도 생분해성 폴리에스테르 수지 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 또한 공개특허공보 10-2012-0114507호에는 생분해성이 우수한 열접착성 공중합 폴리에스테르, 그 제조방법 및 이를 함유하는 바인더 섬유가 개시되어 있다. 그러나 종래의 친환경 고분자를 이용한 수세미 제품들은 세정 능력이 약하거나 거품이 잘 발생하지 않는 등의 문제가 있었다. 또한 이러한 제품들은 세정 대상인 식기 등의 표면에 스크래치를 내는 문제를 일으키기도 하였다.
등록특허공보 10-0501468호 공개특허공보 10-2012-0114507호
본 발명은 상기 문제점을 해결함으로써 세정 성능이 우수하면서도 거품이 잘 일어나게 할 뿐 아니라 표면 스크래치도 일으키지 않는 친환경적인 설거지용 수세미를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 (a) 섭씨 120도 내지 170도에서 열처리된 복수의 생분해성 폴리에스테르 분섬사(divided yarns)와 (b) 복수의 생분해성 폴리에스테르 필라멘트사(filament yarns)를 포함하며, 각각의 상기 필라멘트사는 서로 평행하게 배열되고, 각각의 상기 분섬사는 인접한 두 개의 필라멘트사 사이에 배치되어 이들 두 개의 필라멘트사와 모두 연결되어 있는 수세미를 제공한다.
상기 분섬사는 섭씨 130도 내지 160도에서 열처리된 분섬사, 바람직하게는 섭씨 130도 내지 160도에서 열처리된 폴리락틱산(polylatic acid)일 수 있다.
또한 상기 분섬사는 바람직하게는 섭씨 120도 내지 170도에서 열처리된 폴리락틱산일 수 있다.
또한 상기 분섬사는 550 내지 650 데니어 굵기를 가지며 23 내지 30개의 필라멘트로 되어 있을 수 있다.
상기 필라멘트사는 폴리락틱산일 수 있고, 350 내지 450 데니어의 굵기를 가질 수 있다.
상기 설거지용 수세미는 테두리 봉재선을 가질 수 있다. 상기 테두리 봉재선은 생분해성 폴리에스테르 필라멘트사일 수 있고, 바람직하게는 폴리락틱산일 수 있다.
본 발명은 또한 스펀지를 추가로 포함하는 설거지용 수세미를 제공한다.
본 발명에 따르면 연마재 없이도 우수한 세정력을 나타내며 거품도 더 잘 형성할 뿐 아니라 표면 스크래치도 일으키지 않으면서 폐기시 자연 분해되는 친환경적인 설거지용 수세미를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 설거지용 수세미에서 분섬사(divided yarn)가 필라멘트사(filament yarn) 사이에 배치되어 이들과 연결된 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 설거지용 수세미를 나타낸다.
도 3은 도 2의 설거지용 수세미의 부분 확대 사진이다.
도 4는 실시예 및 비교예1~5에 따른 설거지용 수세미 및 그 부분 확대 사진이다.
도 5는 실시예 및 비교예4, 5에 따른 설거지용 수세미의 세정력 비교 결과를 나타낸 사진이다.
도 6은 실시예 및 비교예1~5에 따른 설거지용 수세미의 스크래치 내성 비교 결과를 나타낸 사진이다.
도 7a은 실시예에 따른 샘플에 오일이 흡착된 모습을 위에서 찍은 사진이고, 도 7b는 실시예에 따른 샘플에 오일이 흡착된 모습을 옆에서 찍은 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 설거지용 수세미는 (a) 섭씨 120도 내지 170도에서 열처리된 복수의 생분해성 폴리에스테르 분섬사(divided yarn)와 (b) 복수의 생분해성 폴리에스테르 필라멘트사(filament yarn)를 포함하며, 각각의 상기 필라멘트사는 서로 평행하게 배열되고, 각각의 상기 분섬사는 인접한 두 개의 필라멘트사 사이에 배치되어 이들 두 개의 필라멘트사와 모두 연결되어 있다. 상기 구조에서 필라멘트사는 기본 골격을 이루고 있으며 분섬사는 필라멘트사 옆에 위치하고 있다.
<필라멘트사>
섬유는 길이와 제조방법에 따라 방적사와 필라멘트사로 나눌 수 있다. 방적사는 면, 마, 모와 같은 단섬유를 섬유축 방향으로 가지런하게 엇물려 배열하는 소면공정을 여러 번 거치고 마지막에 꼬임을 주어 만드는 반면, 필라멘트사는 견섬유나 인조섬유와 같이 무한하게 긴 섬유(필라멘트 섬유)를 몇 가닥 나란히 합쳐서 꼬임을 주어 만든 것이다.
본 발명에서 필라멘트사로는 생분해성 폴리에스테르가 사용될 수 있다. 이러한 생분해성 폴리에스테르는 바이오매스 등의 천연으로부터 유래하여 얻어질 수 있기 때문에 자연에서 분해될 수 있는 친환경적인 재료이다.
예를 들면 생분해성 폴리에스테르로는 폴리락틱산(poly lactic acid; PLA)이 사용될 수 있다. 생분해성 폴리에스테르 필라멘트사는 설거지용 수세미의 기본 골격을 형성하는 데에도 사용될 수 있지만 테두리 봉재선을 형성하는 데에도 사용될 수 있다. 이 경우 테두리 봉재선을 나일론 등 생분해 되지 않는 섬유를 사용하는 경우에 비하여 더 환경 친화적이다.
필라멘트사가 기본 골격을 형성할 경우에는 예를 들면 350 내지 650 데니어의 생분해성 폴리에스테르, 특히, 폴리락틱산을 사용하는 것이 바람직하다. 350 데니어 미만인 경우 강도를 유지하기 어렵고 650 데니어를 초과하는 경우 뻣뻣해져서 유연성이 떨어질 수 있다.
필라멘트사가 수세미의 테두리 봉재선을 형성할 경우에는 예를 들면 800 내지 1200 데니어의 생분해성 폴리에스테르, 특히, 폴리락틱산을 사용하는 것이 바람직하다. 800데니어 미만인 경우에는 강도가 약해 봉제선이 터질 염려가 있으며, 1200 데니어를 초과하는 경우에는 비용이 올라가 경제성이 떨어지고 뻣뻣해져서 유연성이 떨어질 수 있다.
<분섬사>
분섬사(divided yarn)란 멀티필라먼트에 정전기를 부여하여 개섬(뭉치로 된 섬유를 퍼서 성글게 함)시킴으로써 1본 또는 여러 본씩 분할한 필라먼트사를 말한다. 처음부터 가는 실을 만드는 것 보다 이와 같이 분할하는 편이 경제적이다.
본 발명에서 분섬사로는 섭씨 120도 내지 170도에서 열처리된 생분해성 폴리에스테르, 바람직하게는 섭씨 130도 내지 160도에서 열처리된 생분해성 폴리에스테르가 사용될 수 있다.　 예를 들면, 섭씨 120도 내지 170도에서 열처리된 폴리락틱산, 바람직하게는 섭씨 130도 내지 160도에서 열처리된 폴리락틱산이 사용될 수 있다. 열처리 온도가 섭씨 170도를 초과하면 부서질 수 있고 섭씨 120도 미만이면 딱딱해지지 않는다는 문제가 발생할 수 있다. 　
분섬사로 사용되는 생분해성 폴리에스테르는 강한 세정력을 제공하며 연마재 없이도 우수한 거품형성 효과를 나타낸다. 분섬사 섬유들 사이에 많은 공기 접촉면이 존재하여 이 공간 속에 거품을 가두어 거품이 더 오래도록 유지될 수 있게 하기 때문으로 보인다.
또한 상기 열처리된 생분해성 폴리에스테르로는 굵기가 550 ~ 650 데니어이며 23~30 fil의 폴리락틱산 분섬사가 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 굵기를 가진 분섬사는 설거지 과정에서 밥풀 등의 이물질이 수세미에 잘 끼지 않고, 건조가 잘 되도록 하는 동시에 세균이 잘 생존하지 않도록 할 수 있다.
이러한 분섬사 구조를 가지므로 본 발명에 따른 설거지용 수세미는 세척 대상이 되는 식기 등의 표면에 스크래치도 거의 일으키지 않는다. 종래의 수세미와 달리 연마재 필름을 포함하지 않기 때문이다.
<수세미의 제조>
본 발명에서 필라멘트사는 업계에 널리 알려진 통상의 방법에 의하여 제조될 수 있다. 예를 들면 옥수수로부터 추출한 PLA 섬유를 방사시켜 제조될 수 있다. 이 경우 폴리락틱산 100%의 필라멘트사를 제조할 수 있다. 제조된 필라멘트사는 내구성이 우수하고 생분해성이 뛰어나 수세미로서의 기본적인 기계적 성능을 가질 수 있다. 또한 천연 성분으로 되어 있어 사용 후 폐기 시에도 땅에서 자연 분해될 수 있다. 이러한 필라멘트사를 방사 공정에 의하여 PLA 메쉬 네트로 직조한다. 분섬사와 필라멘트사는 코메드 방식으로 직조되는데 이는 필라멘트사가 기본 골격을 유지한 상태에서 분섬사가 필라멘트 사이에서 지그재그로 연결되어 직조되는 방식이다. 제조된 메쉬 네트는 구멍을 가진 바둑판 형태이다(도 3 참조).
<수세미의 구조>
본 발명에 의하여 제조된 설거지용 수세미는 수세미 한 층으로 되어 있을 수도 있고 스펀지를 가운데에 두고 두 개의 수세미가 샌드위치 형태로 감싸는 구조로 되어 있을 수도 있다. 스펀지는 천연에서 생산되는 콩을 원료로 하여 제조될 수 있다. 따라서 샌드위치 형태의 수세미도 환경친화적인 제품이 될 수 있다.
<실시예>
옥수수로부터 추출한 PLA 섬유를 방사시켜 폴리락틱산 100%의 필라멘트사를 제조하였다. 이렇게 제조된 필라멘트사를 방사 공정에 의하여 PLA 메쉬 네트로 직조하였다. 제조된 PLA 메쉬 네트에 대한 구체적인 사항은 하기 표 1에 기재되어 있다.
섬유 재료 기능 및 역할 데니어
필라멘트사 100% PLA 기본 골격 400
분섬사 100% PLA 강한 세정력
풍부한 거품 형성		 600, 25fil
필라멘트사 100% PLA Sewing 1000
도 2에는 실시예에서 제조된 샘플의 전체사진이, 도 3에는 실시예에서 제조된 샘플의 부분 확대사진이 나타나 있다.
<비교예1~5>
실시예의 샘플과 동일하게 비교예1 내지 5의 샘플을 제조하였다. 각각의 샘플을 이루는 주요성분은 하기 표 2에 기재된 바와 같다.
비교예1 비교예2 비교예3 실시예 비교예4 비교예5
1성분 PP 섬유 생분해성 PET 섬유 PLA 섬유 (100%) PLA 섬유 (100%) PLA 섬유 PLA 섬유 (100%)
2성분 PET 필름 PLA 분섬사 PLA 필름
Sewing Thread PP PP PLA PLA 나일론 PLA
비교예1 : 스카치 브라이트 그물망사수세미(제조사: 3M)
비교예2 : Biodegradable PET 수세미(제조사: 3M)
비교예3 : PLA Mesh Net 수세미(제조사: 3M)
비교예4 : PLA수세미 (제조사: 서룡상사)
비교예5 : PLA수세미 (제조사 : 한국타미나)
실시예 및 비교예1~5의 각각의 샘플 사진은 도 4에 나타나 있다. 도 4에서 각각의 샘플의 사진 중 위 사진은 전체사진, 아래 사진은 부분 확대사진이다.
<평가 시험>
1. 세정력 시험 (Rice Removal Test)
(1) Rice Paste 준비: 물 500ml에 밥 15g을 넣고 믹서기로 10분간 혼합하여 Rice Paste를 준비하였다.
(2) 코팅 패널 준비: Rice Paste 용액을 Sus 2인치 X 9인치 패널에 #60 coater rod를 이용하여 균일한 두께로 코팅하여 코팅 패널을 준비하였다.
(3) 코팅 패널을 크록미터(crockmeter)에 장착하고 실시예의 수세미 샘플과 비교예4, 비교예5의 수세미 샘플을 차례로 반지름이 1cm인 원형 지그에 장착한 후 10 사이클 동안 왕복 운동을 시켰다.
(4) 왕복 운동이 끝난 후 세정된 정도를 관찰하였다(정성분석).
(5) 세정 전후 무게를 측정하여 아래와 같은 방식으로 수치화할 수 있다.
세정 효율(%) ={(세정 전 무게 - 세정 후 무게)/(세정 전 무게)} X 100
세정력 시험 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 샘플은 Rice Paste를 긁어내어 연마재 없이도 우수한 세정력을 나타낸 반면 비교예4의 샘플, 비교예 5의 샘플은 Rice Paste가 그대로 남아 있는 것을 확인할 수 있다.
2. 거품 형성 성능 시험
(1) 세제 준비: Na-DBS 5ml과 물 50ml의 세제 용액을 비이커에 넣은 후 거품이 생기지 않게 서서히 교반하였다. (RPM 1800, 100 사이클)
(2) 거품 형성 시험: 실시예의 수세미 샘플 및 비교예1~5의 수세미 샘플을 반지름이 5 cm인 원형 지그에 2~3겹으로 접어 넣어 맨 밑바닥에 고정시킨 후 2g 플라스틱 Load를 1800rpm으로 위아래로 100 사이클 펌핑 왕복운동 시켰다.
(3) 펌핑 운동에 의하여 형성된 거품의 최상단 높이와 최하단 높이를 측정하여 거품의 높이를 계산하였다.
(거품높이 = 거품의 최상단 높이 - 거품의 최하단 높이)
거품 높이를 계산한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
비교예1 비교예2 비교예3 실시예 비교예4 비교예5
거품높이 3 cm 2 cm 1 cm 3 cm 1 cm 1 cm
시험 결과 실시예에 따른 샘플은 비교예2~5의 샘플에 비하여 우수한 거품 형성 성능을 나타내었고 비교예1의 샘플과 동일한 정도의 거품 형성 성능을 나타내었다.
3. 스크래치 내성 시험
(1) 아크릴판 준비: 사용하지 않은 아크릴판 이형지를 벗겨낸 후 아세톤으로 1회 세척하고, 헵탄으로 3회 세척하여 아크릴판을 준비하였다.
(2) Non-Scratch Test: 아크릴판을 Crockmeter에 고정한 다음 실시예의 샘플 및 비교예1~5의 샘플(수세미)을 반지름이 1cm인 원형 지그에 장착하고 30회 왕복운동을 시켰다.
시험 결과를 도 6에 나타내었다. 시험 결과, 실시예에 따른 샘플은 비교예1~5의 샘플에 비하여 스크래치를 거의 일으키지 않았다.
4. 오일 흡착 시험
(1) 실시예의 샘플 및 비교예1~3의 샘플의 초기 무게를 측정하였다.
(2) 그런 다음, 각각의 샘플을 오일 배쓰에 2분 동안 담가 두었다.
(3) 각각의 샘플을 거취대에서 2분간 건조시킨 후 다시 각각의 샘플의 무게를 측정하였다.
오일 흡착률(g/g) = (흡착후의 무게 - 흡착전의 무게)/(흡착전의 무게) (g)
시험 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
오일 흡착률
실시예 (20x22cm) 400.4
실시예 (18x20cm) 391.9
비교예1 221.5
비교예2 140.8
비교예3 (25x25cm) 160.4
비교예3 (23x23cm) 165.2
도 7a은 실시예에 따른 샘플에 오일이 흡착된 모습을 위에서 찍은 사진이고, 도 7b는 실시예에 따른 샘플에 오일이 흡착된 모습을 옆에서 찍은 사진이다.
시험 결과, 실시예에 따른 샘플은 비교예1~3의 샘플에 비하여 매우 우수한 오일 흡착률을 나타내었다.
5. 기타
비교예 4의 샘플의 경우 봉재선 성분이 나일론으로 되어 있어 생분해가 되지 않으며 2성분이 PLA 필름으로 되어 있으나 분섬사로 되어 있지 않아 스크래치가 생길 수 있다는 문제가 있다. 비교예 5의 샘플의 경우 열처리 되지 않은 PLA 섬유를 사용하므로 세정력이 떨어진다.

Claims (10)

  1. (a) 섭씨 120도 내지 170도에서 열처리된 복수의 생분해성 폴리에스테르 분섬사(divided yarn)와 (b) 복수의 생분해성 폴리에스테르 필라멘트사(filament yarn)를 포함하며,
    각각의 상기 필라멘트사는 서로 평행하게 배열되고, 각각의 상기 분섬사는 인접한 두 개의 필라멘트사 사이에 배치되어 이들 두 개의 필라멘트사와 모두 연결되어 있는 수세미.
  2. 제1항에 있어서, (a) 상기 분섬사는 섭씨 130도 내지 160도에서 열처리된 분섬사인 설거지용 수세미.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, (a) 상기 분섬사는 폴리락틱산(polylatic acid)으로 된 설거지용 수세미.
  4. 제1항에 있어서, (b) 상기 필라멘트사가 폴리락틱산(polylatic acid)인 설거지용 수세미.
  5. 제1항에 있어서, 테두리 봉재선을 구비하는 설거지용 수세미.
  6. 제5항에 있어서, 상기 테두리 봉재선이 생분해성 폴리에스테르 필라멘트사로 된 설거지용 수세미.
  7. 제6항에 있어서, 상기 테두리 봉재선이 폴리탁틱산으로 된 설거지용 수세미.
  8. 제1항에 있어서, (a) 상기 분섬사가 550 내지 650 데니어 굵기를 가지며 23 내지 30개의 필라멘트로 되어 있는 설거지용 수세미.
  9. 제1항에 있어서, (b) 상기 필라멘트사가 350 내지 450 데니어의 굵기를 갖는 설거지용 수세미.
  10. 제1항에 있어서, 스펀지를 추가로 포함하는 설거지용 수세미.
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