KR20220125585A - 시트형 세제 및 그 제조방법 - Google Patents

시트형 세제 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20220125585A
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주재형
이상수
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Abstract

본 발명은 시트형 세제에 관한 것으로, 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유와, 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 포함하는 기재; 및 상기 기재에 유지되는 세제용 유효성분을 포함하며, 상기 기재는, 수불용성이며, 표면에 형성되는 복수 개의 개구를 포함하여 세제 함침량과 세제 풀림성, 내구성 및 이염 방지 성능이 우수한 것을 특징으로 한다.

Description

시트형 세제 및 그 제조방법{Sheet type detergent and method of manufacturing the same}
본 발명은 시트형 세제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 셀룰로오스를 포함하여 세제 함침 및 염료 흡착이 우수하고, 합성 섬유를 포함하여 치수 안정성이 우수한 시트형 세제와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
세탁 세제는 의복 등의 섬유 제품을 세척하기 위해 사용하는 물질을 총칭하는 용어이다. 종래 세제는 크게 액상 세제와 분말 세제로 구분되어 사용되어 왔으나, 소비자 입장에서 세탁시 정량의 투여가 어렵다는 문제가 있었다.
이에 따라, 일본 등록특허공보 제3526398호와 같이 세제를 시트형으로 성형하거나, 국내 공개특허공보 제10-2003-0097210호와 같이 부직포와 같은 기재의 일면에 세제를 함침시킨 시트형 세제가 개발되었다. 최근에는 시트형 세제의 기재로 부직포를 사용하여, 일면에 함침된 세제가 풀려나온 뒤 유색의 세탁물로부터 탈리되는 염료가 부직포에 흡착되도록 하여 다른 세탁물에 대한 이염을 방지하는 이염 방지 시트형 세제가 개발되었다.
이러한 이염 방지 시트형 세제는 셀룰로오스 섬유를 이용하여 스펀레이스, 니들펀치 등의 공정을 통해 부직포 기재를 제조하고, 기재의 표면에 세제용 유효성분을 로터리 스크린 인쇄하거나 나이프 오버 롤링 방식으로 로딩 및 코팅하여, 세제에 대한 함침력과 염료에 대한 흡착력을 제공하였다. 그러나, 니들펀치 공정은 부직포 기재의 생산 속도가 느리고, 니들 파손에 의한 불량률이 높다는 문제가 있었고, 제조된 부직포 기재에 로터리 스크린 인쇄 및 나이프 오버 롤링 공정시 부직포 기재의 일면에만 유효성분을 코팅할 수 있으므로, 로딩양을 높이기 위해 제조 라인 상하로 설비를 설치함에 따라 전체 공정 효율이 낮아지는 문제가 있었다.
또한, 셀룰로오스 섬유로 제조한 부직포 기재는 치수 안정성이 낮아 세탁 중에 물리적, 화학적 작용에 의해 원래 형상을 유지하지 못하고 파괴되어 흡착시킨 염료가 다시 탈리되거나, 파괴된 부직포가 세탁물을 재오염시키는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 시트형 세제에 사용하기 위한 기재에 셀룰로오스와 합성 섬유를 포함시켜, 셀룰로오스에 의한 세제 함침력과 염료에 대한 흡착력을 제공함과 동시에 합성 섬유에 의한 치수 안정성을 확보할 수 있는 시트형 세제 및 이를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시트형 세제는, 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유와, 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 포함하는 기재, 및 상기 기재에 유지되는 세제용 유효성분을 포함하며, 상기 기재는, 수불용성이며, 표면에 형성되는 복수 개의 개구를 포함한다.
구체적으로, 상기 셀룰로오스는, 천연 셀룰로오스, 합성 셀룰로오스 및 재생 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 섬유는, 상기 셀룰로오스 표면의 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 기재는, 상기 기재의 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 기재 100 중량%에 대한 상기 셀룰로오스의 함량은 70 내지 90중량%일 수 있다.
구체적으로, 상기 합성 섬유는, 열 수축률이 서로 다른 합성수지 성분을 포함하는 이성분 섬유를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기재 100 중량%에 대한 상기 이성분 섬유의 함량은 10 내지 20 중량%일 수 있다.
구체적으로, 상기 기재는, 스펀레이스 공정에 의해 제조되며, 평량이 50 내지 100 gsm일 수 있다.
구체적으로, 상기 개구는, 스펀레이스 공정에 의해 형성되며, 면적이 0.5 내지 4 mm2일 수 있다.
구체적으로, 상기 기재의 전체 면적에 대한 상기 복수 개의 개구 면적은 10 내지 20%일 수 있다.
구체적으로, 상기 시트형 세제는, 상기 세제용 유효성분을 분산시키는 상전이성 매질을 더 포함하며, 상기 상전이성 매질 100 중량부에 대한 상기 세제용 유효성분의 함량은 40 내지 280 중량부일 수 있다.
구체적으로, 상기 시트형 세제는, 표면이 고상으로 형성되는 것이며, 상기 세제용 유효성분이 상기 개구를 폐쇄하지 않는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시트형 세제의 제조방법은, (1) (1) 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유 및 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 혼섬하여 섬유 웹을 형성하는 단계, (2) 상기 (1) 단계에서 형성된 섬유 웹에 스펀레이스 공정을 수행하여 상기 섬유 웹의 표면에 복수 개의 개구를 형성하여 기재를 제조하는 단계, 및 (3) 상기 (2) 단계에서 형성된 기재를 세제용 유효성분에 침지시킨 뒤 캘린더링하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 제1 섬유는, 상기 셀룰로오스 표면의 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 (2) 단계는, 상기 기재의 적어도 일부를 양이온성 고분자로 개질하는 것을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기재 100 중량%에 대한 상기 셀룰로오스의 함량은 70 내지 90 중량%일 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 섬유는, 열 수축률이 서로 다른 합성수지 성분을 포함하는 이성분 섬유를 포함하며, 상기 기재 100 중량%에 대한 상기 이성분 섬유의 함량은 10 내지 20 중량%일 수 있다.
구체적으로, 상기 개구는, 면적이 0.5 내지 4 mm2이며, 상기 기재의 전체 면적에 대한 상기 복수 개의 개구 면적은 10 내지 20%일 수 있다.
구체적으로, 상기 (3) 단계는, 액상의 상전이성 매질에 상기 세제용 유효성분을 분산시킨 코팅액에 상기 기재를 침지시키는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 시트형 세제는 기재에 셀룰로오스와 합성 섬유를 포함시켜, 셀룰로오스에 의한 세제 함침력과 염료 흡착력을 제공하는 동시에 합성 섬유에 의한 기재의 치수 안정성을 확보하여, 세탁시 기재의 변형 또는 파손을 방지하여 이염 방지 성능을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시트형 세제는 합성 섬유로 이성분 섬유를 포함하여, 기재의 벌키성(bulkiness)을 향상하여 세제의 함침력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시트형 세제는 스펀레이스 공정으로 제조되어 기재에 대한 손상을 최소화함과 동시에 기재의 양면에 세제용 유효성분의 로딩 및 코팅을 수행할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시트형 세제는 스펀레이스 공정을 통해 기재의 표면에 개구를 형성하여 세탁시 개구를 통해 수류가 연통하게 되어, 개구 내부에 함침된 세제의 풀림성이 우수하고 세제가 풀린 뒤 보다 넓은 면적에 대해 탈리된 염료가 흡착될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시트형 세제의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시트형 세제의 기재에 포함되는 이성분 섬유의 단면을 나타낸 개념도이다.
도 3의 a는 본 발명 실시예 1에 따라 준비한 기재의 모습이며, b는 a의 기재에 세제용 유효성분을 함침시킨 시트형 세제의 모습을 나타낸 사진이다.
도 4의 a는 본 발명의 실시예 3에 따라 준비한 시트형 세제의 모습이며, b는 a의 시트형 세제를 이용하여 세탁한 후의 모습을 나타낸 사진이다.
도 5는 비교예 5에 따라 준비한 시트형 세제의 모습이다.
도 6의 a는 비교예 1에 따른 시트형 세제를 이용하여 세탁한 후의 모습이며, b는 비교예 2에 따른 시트형 세제를 이용하여 세탁한 후의 모습이며, c는 비교예 4에 따른 시트형 세제를 이용하여 세탁한 후의 모습이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서, 기재는 섬유를 포함하여 내부에 적어도 유체가 연통할 수 있는 공간과 표면을 제공하며, 상기 내부와 표면 및 이들 모두에 세제용 유효성분을 유지할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서, 세제용 유효성분이 기재에 유지된다는 것은, 세제용 유효성분이 기재에 대해 함침되거나, 기재의 표면에 코팅 되거나, 물리적으로 고정되는 등의 방식으로 로딩되는 것을 포괄하여 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시트형 세제의 모습을 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 발명의 시트형 세제에 사용하기 위한 이성분 섬유의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시트형 세제는 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유와, 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유를 포함하는 제2 섬유를 포함하는 기재, 및 상기 기재에 유지되는 세제용 유효성분을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 시트형 세제(1)는 제1 섬유 및 제2 섬유를 포함하여 시트형 세제(1)의 외관을 형성하는 기재(10) 및 기재(10)의 표면에 형성되는 복수 개의 개구(20)를 포함할 수 있다.
기재(10)는 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유를 포함할 수 있다. 셀룰로오스는 D-글루코오스가 1-4 베타 결합을 형성한 화합물과, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 카복시메틸 셀룰로오스 등 셀룰로오스의 유도체 및 염을 포괄하여 지칭한다. 셀룰로오스는 식물의 세포벽, 균류로부터 유래되거나 인공적으로 합성하여 수득할 수 있다. 본 발명에서는 천연 셀룰로오스와 레이온과 같은 합성 셀룰로오스뿐만 아니라 이들의 수득 과정에서 사용되지 않거나 부산물을 원료로 하여 제조되는 재생 셀룰로오스까지 이용할 수 있다.
셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유는 세제 유효성분을 섬유 내에 함침시키거나, 수소 결합 및 정전기적 인력을 통해 흡착할 수 있다. 또한, 셀룰로오스는 정전기적 인력을 통해 염료를 흡착할 수 있다. 제1 섬유는 셀룰로오스가 아닌 천연 소재를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 섬유는 면, 마, 린넨, 실크와 같은 천연 섬유나 알지네이트, 펙틴, 덱스트란, 젤라틴 등을 더 포함할 수 있으나, 바람직하게는 양이온성 고분자를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 섬유는 과반 이상이 셀룰로오스로 이루어진 것일 수 있고, 바람직하게는 셀룰로오스만으로 이루어진 것일 수 있다.
셀룰로오스는 표면의 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것일 수 있다. 예를 들어, 셀룰로오스는 아민을 갖는 하나 이상의 고분자가 셀룰로오스 표면의 히드록시기에 그라프트 중합된 것을 사용할 수 있다. 양이온성 고분자에 의해 개질된 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유 및 이를 포함하는 기재(10)는 서로 인접하는 셀룰로오스 섬유 간의 인력에 의한 응집을 방지하여, 기재(10)가 세제 유효성분과 접촉하여 세제 유효성분을 함침시킬 수 있는 면적을 증가시킬 수 있다.
셀룰로오스는 기재(10) 100 중량%에 대해 70 내지 90 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 셀룰로오스의 함량이 70 중량% 미만이면 세제 유효성분의 함침량이 급격히 낮아지고, 세탁시 세제 풀림성이 악화되는 문제가 발생한다. 셀룰로오스의 함량이 90 중량%를 초과하면 세제 유효성분의 함침량이 많아지지만, 내구성이 급격히 감소하여 세탁 후 기재(10)의 외형이 유지되지 않음에 따라 이염 방지 성능이 낮아지는 문제가 발생한다. 바람직하게는, 셀룰로오스는 기재(10) 100 중량%에 대해 75 내지 85 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
기재(10)는 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 포함할 수 있다. 셀룰로오스가 아닌 합성 섬유인 제2 섬유는 전술한 제1 섬유와 혼섬되어 기재(10)를 구성함으로써, 기재(10)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 합성 섬유는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리아크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 또는 메타크릴, 덱스트린, 말토덱스트린 등의 덱스트린, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리비닐피롤리돈 등의 폴리비닐, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리우레탄 및 그 유도체로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
도 2를 참조하면, 합성 섬유는 열 수축률이 서로 다른 합성수지 성분을 포함하는 이성분 섬유를 포함하는 것일 수 있다. 이성분 섬유는 서로 상이한 제1 성분(A) 및 제2 성분(B)을 포함할 수 있으며, 도 2의 a 및 b와 같은 시스-코어(sheath-core) 구조, 도 2의 c와 같이 사이드 바이 사이드(side-by-side) 구조, 도 2의 d와 같은 세그먼트 구조로 배치될 수 있다. 도 2의 a에서와 같이, 코어 부분에 위치하는 제2 성분(B)은 시스 부분에 위치하는 제1 성분(A)의 편심에 배치되거나 제1 성분(A)의 가장자리에 접하도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 성분(A) 및 제2 성분(B)은 소정의 온도에 노출되었을 때의 열 수축률이 상이한 것일 수 있으나, 특정 성분이 반드시 높은 수축률을 가지는 것을 의미하는 것은 아니다. 이성분 섬유를 구성하는 합성수지 성분은, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리(1,4-시클로헥실렌 디메틸렌 테레프탈레이트) 및 나일론으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌일 수 있다.
기재(10)는 제2 섬유로 이성분 섬유가 아닌 합성 섬유만을 포함하거나, 이성분 섬유를 포함하는 복수의 합성 섬유를 포함함에 따라, 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유만을 포함하는 경우 대비 내구성이 향상될 수 있다. 기재(10)가 이성분 섬유를 포함하는 경우, 후술할 스펀레이스 공정을 거친 후 소정의 온도에 노출되어 건조 과정을 거치면서, 상대적으로 더 높은 열 수축률을 갖는 성분에서 상대적으로 더 큰 길이 값의 수축이 유발되어 이성분 섬유의 적어도 일부가 접히거나 꼬이는 형태로 변형될 수 있다. 이성분 섬유를 포함하는 제2 섬유에서 부분적인 용융 및 경화로 인해 섬유의 수축이 유발될 수 있고, 이러한 섬유의 변형은 전체 기재(10)의 벌키성을 증가시켜 시트형 세제(1)의 세제 함침량을 증가시킬 수 있게 된다.
합성 섬유는 기재(10) 100 중량%에 대해 10 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 합성 섬유가 이성분 섬유를 포함하는 경우, 기재(10) 100 중량%에 대한 이성분 섬유의 함량은 10 내지 20 중량%일 수 있다. 이성분 섬유의 함량이 10 중량% 미만이면 합성 섬유인 제2 섬유 혼섬에 따른 전체 기재(10)의 내구성이 유의미하게 증가하지 않으며, 이성분 섬유를 포함한 합성 섬유의 함량이 30 중량%를 초과하면 기재(10)의 내구성은 증가하지만 세제 함침량이 감소하고, 염료에 대한 흡착 효과가 급격히 낮아지는 문제가 발생한다.
기재(10)는 전술한 제1 섬유 및 제2 섬유를 포함하는 수불용성 또는 수난용성 기재일 수 있으며, 바람직하게는 수불용성 부직포일 수 있다. 기재(10)는 합성 섬유인 제2 섬유를 포함하여 세탁 후에도 외형이 변형되지 않고 물에 용해되어 파괴되지 않을 수 있으며, 세제가 풀어진 뒤 제1 섬유는 세탁물로부터 탈리된 염료를 흡착하여 세탁이 종료되어 회수될 때까지 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
기재(10)는 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것일 수 있다. 예를 들어, 기재(10)는 개질되지 않은 제1 섬유 및 제2 섬유로 제조된 것을 양이온성 고분자로 개질하여 사용할 수 있다. 기재(10)는 기재(10) 중에 포함되거나 기재(10)의 표면에 노출되는 제1 섬유 및 제2 섬유 중 하나 이상에 양이온성 고분자가 그라프트 중합된 것을 사용할 수 있다. 양이온성 고분자는 제1 섬유 및 제2 섬유 중 하나 이상에 대해 그라프트 중합될 수 있는 것이면 그 종류는 한정되지 않는다. 기재(10)가 양이온성 고분자에 의해 개질된 경우, 서로 인접하는 섬유 간의 인력에 의한 응집을 방지하여, 기재(10)가 세제 유효성분과 접촉하여 세제 유효성분을 함침시킬 수 있는 면적을 증가시킬 수 있다.
기재(10)는 평량이 50 내지 100 gsm, 바람직하게는 60 내지 80 gsm인 것을 사용할 수 있다. 평량은 단위 면적(m2)당 기재의 질량(g)을 의미하며, 기재(10)의 평량이 50 gsm 미만이면 세제용 유효성분의 유지율이 낮아지며, 기재(10)의 평량이 100 gsm을 초과하면 무게가 무거워져 제품화가 어려워지는 문제가 발생한다.
기재(10)는 두께가 0.1 내지 10 mm, 바람직하게는 0.5 내지 1 mm인 것을 사용할 수 있다. 기재(10)의 두께가 0.1 mm 미만이면 세제용 유효성분의 유지율이 낮아지며, 기재(10)의 두께가 10 mm를 초과하면 평량에 대한 표면적 비율이 낮아져 세탁 효율이 낮아지는 문제가 발생한다.
기재(10)는 표면에 형성되는 복수 개의 개구(20)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기재(10)는 일면과 이에 대향하는 대향면 및 상기 일면과 대향면을 연통하도록 마련되는 복수 개의 개구(20)를 가질 수 있다. 개구(20)는 기재(10)의 표면에 형성되어 시트형 세제(1)를 이용한 세탁시 개구(20)를 통해 수류가 연통할 수 있는 공간을 제공한다. 개구(20)의 내벽에도 세제용 유효성분이 함침될 수 있으며, 세탁시 수류가 개구(20)를 통해 연통함에 따라 개구(20) 내벽의 세제용 유효성분이 풀려나오고, 세탁물에서 탈리된 염료가 개구(20) 내벽에 흡착될 수 있게 되어 세제 함침량과 염료 흡착량이 증가할 수 있게 된다.
개구(20)는 후술할 스펀레이스 공정에서 워터 제트의 분사 위치 및 압력을 조절하여 형성될 수 있다. 개구(20)의 형상 및 위치가 한정되는 것은 아니지만, 일정한 형상 및 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 개구(20) 각각은 면적이 0.5 내지 4 mm2 크기로 형성될 수 있으며, 복수 개의 개구(20) 전체가 기재(10)의 어느 일면에서 차지하는 면적은 기재(10)의 전체 면적에 대해 10 내지 20%일 수 있다. 단일 개구(20)의 면적이 0.5 mm2 미만이거나 전체 개구(20)의 면적이 기재(10)의 전체 면적 대비 10% 미만이면 개구(20) 내부에 세제 유효성분의 함침량이 낮아지거나 세제 유효성분에 의해 개구(20)가 폐쇄되어 개구(20) 형성에 따른 효과를 확보할 수 없게 된다. 단일 개구(20)의 면적이 4 mm2를 초과하거나 전체 개구(20)의 면적이 기재(10)의 전체 면적 대비 20%를 초과하면 기재(10)의 내구성이 급격히 낮아지며, 이에 따라 흡착 후 다시 탈리되는 염료의 양이 증가하여 이염 방지 효과가 낮아지게 된다.
본 실시예에 따른 시트형 세제(1)가 포함할 수 있는 세제용 유효성분은 특별히 한정되지 않으나, 의류 등의 섬유를 세정하기 위한 세탁용 세제일 수 있다. 세정용 유효성분은, 예를 들어, 세정 활성제, 유연제, 방향제, 대전방지제, 안정화제, 착색제, 방부제, 항균제, 전해질, 형광증백제 및 표백제 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
시트형 세제(1)는 세정 활성제로 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제 등의 계면활성제를 포함하여 세정력을 가질 수 있으며, 바람직하게는 음이온성 계면활성제를 포함할 수 있다. 음이온성 계면활성제는, 예를 들어, 알킬벤젠술폰산, 알킬에테르술폰산, 알킬에테르카복시산, 알칸술폰산, 술포호박산알킬에스테르, 알킬에스테르술폰산 및 이들의 염 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
시트형 세제(1)는 세정용 유효성분과 병용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는, 예를 들어, 단백질 오염을 제거하기 위한 단백질 분해 효소, 지질 오염을 제거하기 위한 지질 분해 효소, 음식물 오염을 제거하기 위한 탄수화물 분해 효소, 착향제, 정전기 방지제, 항미생물제, 주름 방지제, 이염 방지제, 방부제 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 시트형 세제(1)는 세제용 유효성분과 함께 상전이성 매질을 더 포함할 수 있다. 상전이성 매질은 온도, pH 등의 조건이나 겔화제와 같은 특정한 첨가제의 존부에 따라 액상에서 고상 또는 고상에서 액상으로 상전이가 가능한 물질을 지칭한다. 예를 들어, 상전이성 매질은 상온 이하의 온도에서는 고상이며, 상온을 초과하는 온도에서는 액상인 것일 수 있다. 상전이성 매질은 기재(10)에 곧바로 함침시키는 등으로 유지시키기 어려운 세제용 유효성분을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상전이성 매질은 소정의 온도에서 액상으로 존재하는 분산 용매일 수 있으며, 세제용 유효성분의 적어도 일부를 용해시켜 분산된 코팅액을 형성하는 것일 수 있다. 상전이성 매질은, 예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리알킬렌글리콜, 지방산, 지방산 알코올로 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
세제용 유효성분은 상전이성 매질과 함께 코팅액을 형성하여 기재(20)에 함침될 수 있으며, 상전이성 매질이 고상으로 상전이 됨에 따라 세제용 유효성분이 기재(20) 중에 유지될 수 있게 된다. 시트형 세제(1)는 표면이 고상으로 유지될 수 있으며, 세탁시 물과 접촉함에 따라 세제용 유효성분이 탈리되어 나올 수 있다. 시트형 세제(1)에 포함되는 세제용 유효성분의 함량은 상전이성 매질 100 중량부에 대해 40 내지 280 중량부일 수 있다. 세제용 유효성분의 함량이 40 중량부 미만이면 세정력이 낮아지며, 280 중량부를 초과하면 전술한 개구(20)를 폐쇄하게 되는 문제가 발생한다.
본 발명의 다른 일 실시예는 (1) 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유 및 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 혼섬하여 섬유 웹을 형성하는 단계, (2) 상기 (1) 단계에서 형성된 섬유 웹에 스펀레이스 공정을 수행하여 상기 섬유 웹의 표면에 복수 개의 개구를 형성하여 기재를 제조하는 단계, 및 (3) 상기 (2) 단계에서 형성된 기재를 세제용 유효성분에 침지시킨 뒤 캘린더링하는 단계를 포함하는 시트형 세제의 제조방법에 관한 것이다.
본 실시예에서는 스펀레이스 공정을 통한 시트형 세제의 제조방법에 대해 설명하며, 시트형 세제 자체의 구성과 동일한 내용은 앞선 실시예로 갈음한다.
본 실시예에 따른 시트형 세제의 제조 방법은 (1) 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유 및 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 혼섬하여 섬유 웹을 형성하는 단계를 포함한다. 제1 섬유와 제2 섬유는 각각 충분히 개섬된 것을 카딩하여 섬유의 엉클어짐을 풀어둘 수 있으며, 이를 혼섬하여 섬유 웹을 형성할 수 있다.
(2) 단계는, 상기 (1) 단계에서 형성된 섬유 웹에 스펀레이스 공정을 수행하여 상기 섬유 웹의 표면에 복수 개의 개구를 형성하여 기재를 제조할 수 있다. 예를 들어, (1) 단계에서 제조된 섬유 웹의 적어도 일면에 워터 제트를 분사하여 제1 섬유 및 제2 섬유가 수류결합된 기재를 제조하고, 이어서 기재의 적어도 일면에 워터 제트를 추가로 분사하여 기재의 표면에 복수 개의 개구를 형성할 수 있다. 개구가 형성된 기재는 건조기나 캘린더기로 공급하여 수류결합에 사용된 물을 증발시키고, 제1 섬유와 제2 섬유 간의 결합력을 증가시킬 수 있다. 제2 섬유가 이성분 섬유를 포함하는 경우, 건조 또는 가열 과정에서 섬유의 변형이 유발되어 제1 섬유와 결합력이 우수함과 동시에 벌키성이 우수한 기재를 제조할 수 있다.
(2) 단계는, 수류결합으로 제조된 기재의 적어도 일부를 양이온성 고분자로 개질하는 공정을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 기재의 개질 공정은 기재와 양이온성 고분자 또는 그 전구체를 용매가 존재하거나 존재하지 않는 조건에서 혼합한 뒤 가열하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 양이온성 고분자를 기재에 포함된 섬유에 중합시킬 수 있는 것이면 무방하다.
(3) 단계는, 상기 (2) 단계에서 형성된 기재를 세제용 유효성분에 침지시킨 뒤 캘린더링하여 시트형 세제를 제조할 수 있다. 세제용 유효성분은 상온을 초과하는 소정의 온도에서 액상으로 준비될 수 있으며, 액상의 세제용 유효성분에 (2) 단계에서 제조한 기재를 접촉시켜 세제용 유효성분을 기재에 유지시킬 수 있다. 이러한 과정은 기재를 세제용 유효성분에 대해 침지시켜 딥(dip) 코팅을 수행하는 것일 수 있다. 세제용 유효성분의 종류에 따라, 기재에 대한 유지율이 낮은 경우에는 전술한 상전이성 매질에 세제용 유효성분을 분산시킨 코팅액을 준비하여, 기재를 상기 코팅액에 침지시킬 수 있다. 세제용 유효성분을 함침한 기재는 캘린더기로 공급하여 하나 이상의 롤러를 이용하여 압연함으로써 세제용 유효성분의 균일한 유지를 달성할 수 있으며, 이후 추가로 건조하여 시트형 세제의 표면을 고상으로 형성할 수 있다.
이하에서는, 전술한 실시예의 내용을 바탕으로 본 발명의 보다 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7
셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유로는 합성 셀룰로오스인 레이온을 사용하고, 제2 섬유로는 합성 섬유, 열 수축률이 서로 상이한 합성수지들을 포함하는 이성분 섬유 또는 이들을 모두 포함하는 것을 사용하여 평량 60 gsm인 기재를 준비하였다. 구체적으로, 합성 섬유로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 사용하고, 이성분 섬유로는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 포함하는 편심 이성분 섬유를 사용하였다.
제1 섬유 및 제2 섬유를 카딩한 뒤 혼섬하여 섬유 웹의 형상을 만들고, 노즐을 이용하여 워터 제트를 분사하여 개구가 형성된 기재를 제조하였다. 비교예 1, 2 및 4의 경우 개구를 형성하지는 않았으며, 비교예 5는 면적이 4 mm2를 초과하는 개구를 형성하여 기재 전체 면적에 대해 개구가 차지하는 면적이 30%를 초과하도록 제조하였다. 비교예 7의 경우, 스펀레이스 공정 대신 스펀본드 공정을 통해 기재를 제조하였다. 시트형 세제는 실제 세탁에 사용하기에 적합한 크기(20 × 21 cm)로 재단하였다.
세제 유효성분에 대한 상전이 매질로는 폴리에틸렌글리콜을 사용하였으며, 60℃ 이상의 온도로 유지하여 액상인 상태에서 음이온성 계면활성제와 비이온성 계면활성제를 포함하는 세제 유효성분을 투입 및 교반하여 세제 유효성분이 분산된 코팅액을 제조하였다. 제조된 코팅액에 앞서 제조한 기재를 침지시키고, 캘린더링 및 건조시켜 시트형 세제를 제조하였다.
실시예 및 비교예에 따른 시트형 세제의 구체적인 제조방법은 아래 표 1과 같다.
구분 제조공정 제1 섬유(중량%) 제2 섬유(중량%) 개구
(mm2)		 개구
면적
레이온 PET 이성분섬유
실시예 1 스펀레이스 80 10 10 1 20%
실시예 2 스펀레이스 85 - 15 1 20%
실시예 3 스펀레이스 75 10 15 1 20%
비교예 1 스펀레이스 80 10 10 - -
비교예 2 스펀레이스 100 - - - -
비교예 3 스펀레이스 100 - - 1 20%
비교예 4 스펀레이스 50 50 - - -
비교예 5 스펀레이스 65 35 - > 4 > 30%
비교예 6 스펀레이스 60 20 20 1 20%
비교예 7 스펀본드 - 100 - - -
도 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1에 따른 시트형 세제는 코팅액을 이용한 세제 유효성분의 로딩 이후에도 세제 유효성분이 개구를 폐쇄하지 않고 균일하게 함침된 것을 확인하였다. 이에 비해, 도 5에 나타난 바와 같이, 비교예 5에 따라 준비한 시트형 세제에서는 세제 유효성분이 균일하게 함침되지 못하거나 함침된 세제 유효성분이 탈리되면서 일부 개구를 덮게 되어, 개별 개구의 면적이 4 mm2를 넘으면 오히려 세제에 대한 함침력이 낮아지는 것을 확인하였다.
실험예. 시트형 세제의 세제 함침량, 세제 풀림성, 내구성 및 이염 방지 성능 평가
실시예 및 비교예에 따라 제조한 시트형 세제에 유지된 세제 함침량을 평가하였다. 각 부직포 기재를 세제용 유효성분에 침지(dipping)시킨 후, 롤러를 통과하는 속도 및 롤러 사이의 압력을 모두 동일하게 유지한 상태로 부직포 기재를 통과시켜 세제용 유효성분을 함침시켜 시트형 세제를 제조하였다. 실시예 및 비교예의 시트형 세제 각 20매의 세제 함침량을 확인하여 그 평균값을 아래 표 2에 나타내었다.
실시예 및 비교예에 따라 제조한 시트형 세제를 이용하여 세탁 초기에 시트형 세제에 잔류하는 세제의 양을 확인하여 세제 풀림성을 평가하였다. 드럼 세탁기에 표준 세탁물과 시트형 세제를 주입하고, 세탁수로는 냉수를 주입하여 동일한 표준 세탁 코스 조건으로 세탁을 수행하였다. 이때, 초기에 세탁수가 충분히 주입되고, 세탁 코스가 시작한지 5분 후에 시트형 세제를 회소하여, 이를 건조한 후 시트형 세제에 잔류하는 세제 유효성분의 양을 확인하고 세탁 전 세제 함침량과 비교한 뒤 세제 풀림성을 평가하여 아래 표 2에 나타내었다. 세탁 후 시트형 세제에서 잔류하는 세제의 비율이 낮을수록 우수한 것으로 평가하였다. 구체적으로, 최초 세제 함침량 대비 잔류하는 세제 비율이 0 내지 10%인 경우 매우 우수한 것(5), 10 내지 15%인 경우 우수한 것(4), 15 내지 20%인 경우 보통인 것(3), 20 내지 25%인 경우 불량한 것(2) 및 25%를 초과하는 경우 매우 불량한 것(1)으로 평가하였다.
실시예 및 비교예에 따라 제조한 시트형 세제를 이용하여 세탁 후 구겨짐을 펼쳐 치수와 외관을 관찰하여 내구성을 평가하여 아래 표 2에 나타내었다. 세탁 후 시트형 세제의 치수 변화율 및 외관 변화 정도가 낮을수록 우수한 것으로 평가하였다. 구체적으로, 최초 치수 대비 치수 변화율이 0 내지 10%인 경우 매우 우수한 것(5), 10 내지 20%인 경우 우수한 것(4), 20 내지 30%인 경우 보통인 것(3), 30 내지 40%인 경우 불량한 것(2) 및 40%를 초과하는 경우 매우 불량한 것(1)으로 평가하였다.
실시예 및 비교예에 따라 제조한 시트형 세제를 이용하여 세탁 후 세탁물의 이염 발생 여부를 확인하여 이염 방지 성능을 평가하였다. 세탁물로는 표준 염색포(Cotton dyed Blue 71, Testfabric)와 표준 백색포(Cotton)를 함께 세탁기에 넣고 동일 조건에서 세탁한 후, 표준 백색포의 NBS (National Bureau of standards) 단위 L*(명도), a*(빨강/초록) b*(노랑/파랑) 값으로 색상을 정의하고, 세탁 후 색변화량(ΔE*ab =
Figure pat00001
)을 색차계(Spectrophotometer SA550, Nippon denshoku)로 측정하여 그 결과에 대해 아래 표 2에 나타내었다. 구체적으로, 표준 백색포의 세탁 전후 색변화량이 0 내지 1인 경우 매우 우수한 것(5), 1 내지 1.5인 경우 우수한 것(4), 1.5 내지 2인 경우 보통인 것(3), 2 내지 5인 경우 불량한 것(2) 및 5를 초과하는 경우 매우 불량한 것(1)으로 평가하였다.
구분 세제 함침량(g) 세제 풀림성 내구성 이염 방지 성능
실시예 1 20 5 4 5
실시예 2 20 5 5 5
실시예 3 18 5 5 5
비교예 1 19 3 2 4
비교예 2 21 3 1 4
비교예 3 22 5 1 5
비교예 4 13 3 1 3
비교예 5 13 5 1 3
비교예 6 15 5 5 3
비교예 7 10 3 4 1
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1에 따른 시트형 세제는 동일 크기, 평량 조건에서 세제 함침량이 높은 것으로 나타남과 동시에 세제 풀림성과 이염 방지 성능이 우수하고, 내구성도 양호한 것으로 나타났다.
실시예 2 및 3에 따른 시트형 세제는 세제 함침량, 세제 풀림성 및 이염 방지 성능이 모두 우수한 것으로 나타났으며, 도 4를 참조할 때 실시예 3에 따른 시트형 세제는 세탁 후에도 변형이나 손상이 없는 것으로 나타났다. 상대적으로 셀룰로오스 계열의 섬유인 레이온 함량이 더 높은 실시예 2의 시트형 세제가 실시예 3 대비 더 높은 세제 함침량을 나타내었다.
이에 비해, 비교예 1에 따른 시트형 세제는 개구를 제외한 조건이 실시예 1과 동일하였으나, 세제 함침량이 낮게 나타났으며, 세제 풀림성과 내구성이 상대적으로 낮은 것으로 확인되었다. 이는 본 발명에 따른 실시예에서 개구를 형성하여 개구 내부 공간에도 세제 함침량을 증가시킨 것에 부합되는 결과이며, 실시예 1에 따른 시트형 세제는 스펀레이스 공정을 통해 개구를 형성하는 과정에서 기재에 포함되는 섬유 간의 보다 강한 결합이 형성되어 내구성에도 영향을 미친 것으로 판단된다.
도 6을 참조하면, 비교예 2 및 3에 따른 시트형 세제는 레이온만을 포함하여 높은 세제 함침량을 나타내었으나, 내구성이 낮아 세탁 후 원래 형상을 유지하지 못하고 파손되었다. 비교예 4 및 6에 따른 시트형 세제는 레이온 함량을 낮춤에 따라 세제 함침량이 현저히 낮아진 것을 확인하였다. 비교예 5에 따른 시트형 세제는 개구의 면적 및 전체 면적 비율이 너무 커짐에 따라 내구성이 낮아져 세탁 후 원래 형상을 유지하지 못하고 파손되었다. 비교예 7에 따른 시트형 세제는 레이온을 포함하지 않고 스펀 본드 제조 공정 특성상 내구성은 양호한 것으로 나타났으나, 세제 함침량이 가장 낮게 나타나고 이염 방지 성능이 가장 불량한 것으로 확인되었다.
이상과 같은 실험 결과는, 일정 함량 이상의 셀룰로오스를 포함하는 섬유와 합성 섬유를 모두 포함하며, 개구가 형성된 시트형 세제에서 높은 세제 함침량과 우수한 세제 풀림성 및 내구성이 제공됨을 나타낸다. 또한, 개구의 형성시 면적 및 전체 표면에 대한 면적 비율이 세제 함침량, 세제 풀림성 및 내구성을 결정하는 데에 중요한 요소임을 나타낸다.
본 발명은 상기에서 설명한 실시예로 한정되지 않으며, 상기 실시예들의 조합 또는 상기 실시예 중 적어도 어느 하나와 공지 기술의 조합을 또 다른 실시예로서 포함할 수 있음은 물론이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1: 시트형 세제
10: 기재
20: 개구

Claims (19)

  1. 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유와, 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 포함하는 기재; 및
    상기 기재에 유지되는 세제용 유효성분을 포함하며,
    상기 기재는,
    수불용성이며, 표면에 형성되는 복수 개의 개구를 포함하는 것인, 시트형 세제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 셀룰로오스는,
    천연 셀룰로오스, 합성 셀룰로오스 및 재생 셀룰로오스로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 시트형 세제.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 섬유는,
    상기 셀룰로오스 표면의 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것인, 시트형 세제.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재는,
    상기 기재의 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것인, 시트형 세제.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재 100 중량%에 대한 상기 셀룰로오스의 함량은 70 내지 90중량%인, 시트형 세제.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 합성 섬유는,
    열 수축률이 서로 다른 합성수지 성분을 포함하는 이성분 섬유를 포함하는 것인, 시트형 세제.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기재 100 중량%에 대한 상기 이성분 섬유의 함량은 10 내지 20 중량%인, 시트형 세제.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재는,
    스펀레이스 공정에 의해 제조되며, 평량이 50 내지 100 gsm인, 시트형 세제.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구는,
    스펀레이스 공정에 의해 형성되며, 면적이 0.5 내지 4 mm2인, 시트형 세제.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기재의 전체 면적에 대한 상기 복수 개의 개구 면적은 10 내지 20%인, 시트형 세제.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 세제용 유효성분을 분산시키는 상전이성 매질을 더 포함하며,
    상기 상전이성 매질 100 중량부에 대한 상기 세제용 유효성분의 함량은 40 내지 280 중량부인, 시트형 세제.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 시트형 세제는,
    표면이 고상으로 형성되는 것이며,
    상기 세제용 유효성분이 상기 개구를 폐쇄하지 않는 것인, 시트형 세제.
  13. (1) 셀룰로오스를 포함하는 제1 섬유 및 상기 제1 섬유와 상이한 합성 섬유인 제2 섬유를 혼섬하여 섬유 웹을 형성하는 단계;
    (2) 상기 (1) 단계에서 형성된 섬유 웹에 스펀레이스 공정을 수행하여 상기 섬유 웹의 표면에 복수 개의 개구를 형성하여 기재를 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 (2) 단계에서 형성된 기재를 세제용 유효성분에 침지시킨 뒤 캘린더링하는 단계를 포함하는 시트형 세제의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 섬유는,
    상기 셀룰로오스 표면의 적어도 일부가 양이온성 고분자에 의해 개질된 것인, 시트형 세제의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 (2) 단계는,
    상기 기재의 적어도 일부를 양이온성 고분자로 개질하는 것을 더 포함하는 것인, 시트형 세제의 제조방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 기재 100 중량%에 대한 상기 셀룰로오스의 함량은 70 내지 90중량%인, 시트형 세제의 제조방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 섬유는,
    열 수축률이 서로 다른 합성수지 성분을 포함하는 이성분 섬유를 포함하며,
    상기 기재 100 중량%에 대한 상기 이성분 섬유의 함량은 10 내지 20 중량%인, 시트형 세제의 제조방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 개구는, 면적이 0.5 내지 4 mm2이며,
    상기 기재의 전체 면적에 대한 상기 복수 개의 개구 면적은 10 내지 20%인, 시트형 세제의 제조방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 (3) 단계는,
    액상의 상전이성 매질에 상기 세제용 유효성분을 분산시킨 코팅액에 상기 기재를 침지시키는 것인, 시트형 세제의 제조방법.
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