출원 배경 설명
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트리코 유니온은 나노실버를 이용한 플라스틱 제조방법에 관한 기술을 보유하고 있으며, 2001년부터 유니스에서 작성한 특허명세서를 국내외 각 회사에 발송하여 협력가능성을 타진한 결과, 보령제약 계열사로서 유아용품 판매회사인 보령 메디앙스에서 이 기술을 이용한 항균 젖병을 생산하기로 협의하여 현재 인기리에 판매되고 있습니다.
젖병 뿐만 아니라 모든 플라스틱 제품에 적용이 가능한 만큼 앞으로도 여러 가지 용도로 확장되기를 바랍니다. |
고객 의뢰사항 분석
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나노테크를 이용한 기술이 상용화되어 나노 사이즈의 은을 함유한 여러 가지 제품이 개발되고 있으나, 문제는 은과 플라스틱이 섞이지 않는다는 점입니다.
트리코 유니온은 이러한 문제를 일단 나노 사이즈의 은에 수지로 코팅을 한번 한 다음 플라스틱 재료와 혼합하여 성형하는 것으로 해결하였습니다.
은이 항균성이 있다는 점을 고려할 때, 특히 항균성이 필요한 젖병 등의 용도에 적용가능성이 높다는 점에 특징이 있습니다.
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출원명세서 작성 및 결과
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유니스에서는 위와 같은 내용을 토대로 우선, 나노 실버를 함유한 여러 가지 수지의 제조방법에 대한 특허문헌의 검색을 실시하였고, 그 결과 검색당시의 모든 특허 문헌들은 코팅과정없이 나노실버 자체를 플라스틱 성형물의 제조과정에서 블렌딩한다는 것을 확인하였습니다.
따라서, 신규성과 특허등록가능성이 있다는 판단 하에 명세서를 작성하였으며, 출원인 회사에서는 최초에 젖병 등의 특정 용도에 출원할 의도였으나, 그렇게 할 경우 오히려 권리가 좁아질 수 있다고 컨설팅하여 일반적인 플라스틱 제품에 모두 적용 가능한 제조방법으로 명세서를 작성, 현재 심사완료단계에 있습니다.
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출원명세서 내용
【요약서】
【요약】
본 발명은 나노 크기의 은 입자를 함유하여 항균성, 대전 방지성, 전도성 등의 특성을 지니며 동시에 플라스틱 성형품, 도료, 잉크 등의 고분자 조성물에 상용성이 우수한 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것으로, 나노미터 크기의 은 콜로이드 용액, 단량체, 유화제, 개시제 등을 혼합한 후 유화중합, 분산중합, 마이크로유화중합 등의 방법을 통하여 은 입자를 수지 조성물로 도포하여 주는 캡슐화 공정과 스프레이 건조, 응집 등의 방법을 통해 수지 조성물 분체를 얻는 분체화 공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
【색인어】
나노, 항균, 수지
【명세서】
【발명의 명칭】
나노 크기의 은 입자를 함유한 수지 조성물 및 그 제조 방법Preparation methods of resin compositions containing silver particles of nano size
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【발명의 상세한 설명】
【발명의 목적】
【발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술】
본 발명은 나노 크기의 은 입자를 함유한 수지 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 크기의 은 입자를 함유하여 항균성, 대전 방지성, 전도성 등의 특성을 지니며 동시에 플라스틱 성형품, 도료, 잉크 등의 고분자 조성물에 상용성이 우수한 수지 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
은(銀)은 전도성, 항균성 등을 보유한 금속으로 오래 전부터 인류가 사용하고 있으나, 미세한 분말 형태로 얻는 것이 어렵기 때문에 실리카, 제오라이트 등의 다공성 물질에 담지하여 플라스틱 성형품, 도료, 잉크 등의 고분자 제품에 항균성 첨가제로 사용하여 왔다. 그러나, 이들 제품의 경우 고분자 수지와의 상용성, 투명성 등의 문제로 그 사용 범위 및 사용량이 제한되는 문제점을 가지고 있다.
은의 미립자화에 대한 연구는 오래 전부터 진행되어 산화환원 방법을 통해 수십 나노미터 크기의 은 콜로이드를 만드는 기술은 많이 알려져 있으나 이들 제품은 고분자 제품 또는 용제와의 상용성 문제로 인하여 수성 도료, 잉크 등으로 그 적용 범위가 제한되는 문제점이 있다. 또한 이들은 콜로이드로부터 은 분말을 제조하는 경우 수십 나노미터의 은 입자는 서로 응집하여 수 마이크로미터 이상의 입자로 성장하게 되므로 플라스틱 성형품, 도료, 잉크 등에 첨가제로 사용하는 경우 나노미터 크기로의 재 분산이 어려우며, 분산된 후 재 응집되는 등의 문제점이 있다.
본 발명자들은 플라스틱 성형품, 도료, 잉크 등의 고분자 제품에 은 입자를 첨가하여 항균성, 대전 방지성, 전도성 등을 부여하기 위하여 예의 연구한 결과 은 콜로이드 입자에 대한 캡슐화을 통하여 고분자 제품에 대한 상용성이 우수하고 항균성, 대전 방지성 등이 우수한 나노 크기의 은 입자를 함유한 수지 조성물을 개발하게 되었다.
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【발명이 이루고자 하는 기술적 과제】
따라서 본 발명의 목적은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, ABS, PMMA, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드 등의 고분자와 상용성이 우수하여, 동 플라스틱 성형품, 섬유, 도료, 잉크 등의 제품에 나노 크기의 은 입자를 분산시킴으로써 항균성, 대전 방지성, 전도성 등을 부여할 수 있는 수지조성물 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
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【발명의 구성】
상기의 본 발명의 목적은 나노 크기의 은 콜로이드 용액, 단량체, 유화제, 개시제 등을 혼합한 후 유화중합, 분산중합, 마이크로유화중합 등의 방법을 통하여 은 입자를 수지 조성물로 도포하여 주는 캡슐화 공정과 스프레이 건조, 응집 등의 방법을 통해 수지 조성물 분체를 얻는 분체화 공정으로 이루어지는 나노 크기의 은 입자를 함유하는 수지 조성물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 조성물에 의해 달성된다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 수지 조성물은 입자경이 수나노미터에서 수백나노미터 크기를 가지는 은입자을 내부에 함유하고 있는 적어도 하나 이상의 단량체로 구성된 수지 조성물이다.
본 발명을 통하여 얻어진 수지조성물의 단량체 조성은,
1) 하나 이상의 탄소수 1~4의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트계 단량체 0~90wt%,
2) 하나 이상의 탄소수 5~20의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트계 단량체 0~50wt%,
3) 하나 이상의 비닐계 단량체 0~90wt%
4) 하나 이상의 비닐에테르계단량체 0~90wt%
5) 2관능 이상의 가교제 0~20wt% 로 구성된다.
본 발명을 통하여 얻어진 수지조성물의 은 함유량은 0.01~90wt%, 수지조성물의 크기는 1~1,000 나노미터, 평균중합도는 100~100,000의 범위에서 용도에 따라 조절할 수 있다.
보다 바람직하게는, 은 함유량 0.1~50wt%, 수지조성물의 크기는 100~500 나노미터, 평균중합도는 1,000~50,000 이다.
본 발명을 통하여 얻어진 수지 조성물의 유리전이온도는 25℃~100℃의 범위로 조절하여 주는 것이 바람직하다. 25℃보다 낮은 경우에는 분체로 상온에서 취급하기 어려우며, 100℃ 이상인 경우에는 분체로 얻는 후 공정에서 어려움이 있다.
본 발명에 사용된 단량체에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.
탄소수 1~4의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트계 단량체로는 아크릴산, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레일, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시부틸아크릴레이트, 아미노에틸아크릴레이트, 아미노프로필아크릴레이트, 아미노부틸아크릴레이트, 메타크릴산, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레일, 이소프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시부틸메타크릴레이트, 아미노에틸메타크릴레이트, 아미노프로필메타크릴레이트, 아미노부틸메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
탄소수 5~20의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트계 단량체로는 헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌아크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 도데실메타크릴레이트, 옥타데실메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트, 페녹시에틸메타크릴레이트, 폴리옥시에틸렌아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
비닐계 단량체로는 염화비닐, 이염화비닐, 비닐아세테이트, 스티렌, 알파메틸스티렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 부타디엔, 아크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다.
비닐에테르계 단량체로는 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 이소프로필비닐에테르, 부틸비닐에테르, 2-에틸헥실비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르, 도데실비닐에테를, 옥타데실비닐에테르, 히드록시에틸비닐에테르, 히드록시프로필비닐에테르, 히드록시부틸비닐에테르 등을 사용할 수 있다.
또한, 필요에 따라 가교제로서 2관능성의 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 알릴메타크릴레이트, 3관능성의 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 에톡실레이티드 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 엑톡실레이티드 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
발명의 수지 조성물의 제조 공정은 캡슐화 공정과 분체화 공정으로 이루어진다.
캡슐화 공정에서는 은 콜로이드 용액과 상기의 단량체 혼합물, 개시제, 유화제, 이온교환수를 혼합한 후 유화중합, 현탁중합, 마이크로유화중합 등의 방법을 통하여 은 입자를 수지 조성물로 도포하여 준다.
캡슐화 공정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
1) 이온교환수와 계면활성제를 반응조에 넣고, 교반하면서 서서히 은 콜로이드 용액을 넣어준 후 콜로이드를 안정화시켜 준다.
이 때, 은 콜로이드 용액 중의 은 입자의 크기는 1~100나노미터의 범위이며, 용액 중의 은 농도는 1~90%의 범위인 것을 사용하며, 유화제로는 음이온계 또는 비이온계의 계면활성제를 단독 또는 혼합하여 사용한다.
2) 중합 방법에 따라, 예를 들어 하기에 기재한 i) 내지 iv)의 여러 가지 방법으로, 단량체 혼합물과 개시제를 첨가하여 중합반응을 진행한다.
i) 단량체 혼합물을 상기 1)의 반응조에 넣고 교반하여 안정한 에멀젼을 만들어 준다. 서서히 교반하면서 적정 온도까지 승온하여 준 후 개시제를 넣고 중합반응을 진행한다.
ii) 단량체 혼합물 중 일부를 상기 1)의 반응조에 넣고 교반하여 안정한 에멀젼을 만들어 준다. 서서히 교반하면서 적정 온도까지 승온하여 준 후 개시제를 넣고 중합반응을 시작한다. 나머지 단량체를 연속적 또는 단속적으로 투입하며 중합반응을 진행한다.
iii) 상기 1)의 반응조에 개시제를 넣고 서서히 교반하면서 적정온도까지 승온하여 준다. 일정 온도에 도달하면 단량체 혼합물은 연속적 또는 단속적으로 서서히 투입하며 중합반응을 진행한다.
iv) 단량체와 개시제를 혼합한 후 상기 1)의 반응조에 넣고 교반하여 안정한 에멀젼을 만들어 준다. 서서히 교반하면서 적정 온도까지 승온한 후 온도를 유지시키면서 중합반응을 진행한다.
본 발명에 사용하는 유화제로는 음이온계 또는 비이온계 유화제를 단독 또는 혼합하여 사용하여 준다.
음이온계 유화제로는 도데실벤젠술폰산의 나트륨(칼륨, 암모늄)염, 도데실황산의 나트륨(칼륨, 암모늄)염, 올레일황산의 나트륨(칼륨, 암모늄)염, 도데실술포숙신산의 나트륨(칼륨, 암모늄)염, 도데실에테르황산의 나트륨(칼륨, 암모늄)염, 알파올레핀술폰산의 나트륨(칼륨, 암모늄)염 등을 사용할 수 있다.
비이온계 유화제로는 솔비탄모노라우레이트, 솔비탄모노팔미테이트, 솔비탄모노올레이트, 솔비탄모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 솔비탄모노스테아레이트, 글리세롤 모노라우레이트, 글리세롤 모노팔미테이트, 글리세롤 모노올레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르 등을 사용할 수 있다.
개시제는 반감기가 10시간이 되는 온도가 30~80℃범위인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서의 개시제로는 이소부티릴퍼옥시드, 큐밀퍼옥시네오데카노에이트, 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디알릴퍼옥시디카르보네이트, 디프로필퍼옥시디카르보네이트, 디미리스틸퍼옥시디카르보네이트, 큐밀퍼옥시네오헥사노에이트, 디(2-에톡시에틸)퍼옥시디카르보네이트, 디(메톡시이소프로필)퍼옥시디카르보네이트, 디(2-에틸헥실)퍼옥시디카르보네이트, t-헥실퍼옥시네오헥사노에이트, 디(3-메톡시-3메톡시부틸)퍼옥시디카르보네이트, t-부틸퍼옥시네오데카노에이트, t-헥실퍼옥시네오헥사노에이트, t-부틸퍼옥시네오헥사노에이트, 2,4-디클로로벤조일퍼옥시드, t-헥실퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, 3,5,5-트리메틸엑사노일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, 큐밀퍼옥시옥토에이트, 숙신산퍼옥시드, t-부틸퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, m-톨루오일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시 2-에틸헥사노에이트, 아세틸퍼옥시드, 벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시이소부티레이트 등의 유기과산화물계 개시제를 사용할 수 있다.
유기과산화물계 이외에도 아조비스이소부티로니트릴, 아조비스 2-메틸부티로니트릴 등 아조니트릴계 개시제, 암모늄(또는 나트륨, 칼륨)퍼설페이트/나트륨 바이설페이트 로 이루어진 산화-환원계 개시제 등을 사용할 수 있다.
분체화 공정은 상기의 캡슐화 공정을 통해 얻어진 수지 조성물 라텍스로부터 수지 조성물 분체를 얻는 공정으로 스프레이 건조 또는 응집 공정이 있다.
스프레이 건조는 노즐은 통해 분사된 라텍스 입자의 수분을 열풍으로 건조함으로써 수지 분말을 얻는 방법이다. 노즐의 크기, 열풍 온도, 라텍스 분사 속도 등을 통해 수지 조성물 분체의 크기를 조절할 수 있다.
응집 공정은 1) 수지 조성물 라텍스에 응집제 용액을 첨가하거나, 또는 응집제 용액에 수지조성물 라텍스를 첨가하여 라텍스의 안정성을 깨어줌으로써 수지 조성물 응집체를 얻는 응집공정, 2) 응집된 수지 조성물과 물을 분리하여 주는 탈수 공정, 3) 수지 조성물 응집체의 수용성 불순물을 제거하여 주는 세척 공정, 및 4) 수지 조성물 응집체의 수분을 제거하는 건조 공정으로 구성된다.
응집 공정에 사용되는 응집제로는 1가, 2가, 3가의 무기산 또는 그의 염, 1가, 2가, 3가의 유기산 또는 그의 염이 사용될 수 있으며, 응집제의 종류에 따라 응집 임계 농도 이상의 양을 사용하여야 한다. 응집 공정은 수지 조성물의 연화점 부근에서 진행하며 응집 온도와 응집제 농도, 첨가 속도 등을 조절함으로써 얻어진 수지조성물 응집체의 크기를 조절할 수 있다.
상기의 방법으로 제조된 수지 조성물은 그 내부에 수~수백 나노미터 크기의 은 입자를 함유하고 있으며, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, ABS, PMMA, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드 등의 고분자와 상용성이 우수하여, 동 플라스틱 성형품, 섬유, 도료, 잉크 등의 제품에 나노 크기의 은 입자를 분산시킴으로써 항균성, 대전방지성, 전도성 등을 부여할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 하기의 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
은 입자의 크기가 50나노미터, 은 함유량이 5wt%인 은 콜로이드 용액 80중량부, 이온교환수 600중량부, 도데실황산나트륨 0.5중량부를 반응기에 넣고 교반하였다. 콜로이드가 안정화된 후 반응기 온도가 40℃에 도달하면 부틸아크릴레이트 40중량부, 메틸메타크릴레이트 34중량부, 1,6-헥산디올디아크릴레이트 2중량부를 주입하여 충분시 교반시켜 단량체를 유화시켰다.
반응기의 온도를 80℃로 승온한 후 이온교환수 50중량부에 칼륨퍼설페이트 0.3중량부를 녹인 용액을 투입하여 반응을 시작하여 미반응 단량체가 없어지는 3시간 후에 반응을 종결하고 서서히 냉각하였다.
염화칼슘 수용액을 응집제로 사용하여 50℃에서 상기의 라텍스 입자를 응집한 후 상온에서 탈수, 건조하여 은 함유량 5wt%인 분말형태의 수지 조성물을 얻었다.
이상과 같이 제조한 수지 조성물은 메틸에틸케톤, 아세톤 등의 유기 용제에 가용성이며, 디옥틸프탈레이트와 같은 가소제에도 상용성이우수한 것을 확인하였다.
[실시예 2]
은입자의 크기가 10나노미터, 은함유량이 5wt%인 은 콜로이드 용액 160중량부, 이온교환수 500중량부, 도데실벤젠술폰산나트륨 0.6중량부, 칼륨퍼설페이트 0.3중량부를 반응기에 넣고 교반하여 준다. 반응조 내부를 질소로 치환하여 준 후 반응기 내부 온도가 40℃에 도달하면 메틸메타크릴레이트 5중량부, 스티렌 5중량부를 주입한 후 충분히 교반시켜 단량체를 유화시킨 다음 나트륨피로설페이트 0.03중량부를 주입하여 1시간동안 중합을 진행하였다.
메틸메타크릴레이트 21중량부, 스티렌 21중량부, 도데실아크릴레이트 20중량부를 혼합하여 반응기 내에 연속적으로 서서히 주입하며 반응을 진행하였다.
단량체가 모두 주입된 후 반응기 내부 온도를 80℃로 승온하여 미반응 단량체의 반응을 완결시킨 후 서서히 냉각하였다.
황산마그네슘 수용액을 응집제로 사용하여 60℃에서 상기의 라텍스 입자를 응집한 후 상온에서 탈수, 건조하여 은 함유량 10wt%인 분말형태의 수지 조성물을 얻었다.
이상과 같이 제조한 수지 조성물은 메틸에틸케톤, 아세톤, 톨루엔 등의 유기 용제에 가용성이며, 디옥틸프탈레이트와 같은 가소제에도 상용성이 우수한 것을 확인하였다.
[실시예 3]
은입자의 크기가 10나노미터, 은함유량이 5wt%인 은 콜로이드 용액 320중량부, 이온교환수 340중량부, 도데실황산나트륨 0.5중량부를 반응기에 넣고 교반하였다. 콜로이드가 안정화된 후 부틸메타크릴레이트 20중량부, 메틸메타크릴레이트 20중량부, 스티렌 24중량부, 아조비스이소부티로니트릴 0.2중량부를 반응기에 넣고 교반하여 단량체를 유화시켰다.
반응기의 온도를 80℃까지 서서히 승온하면서 반응을 시작하여 미반응 단량체가 없어질 때까지 80℃를 유지한 후 반응을 종결하고 서서히 냉각하였다.
황산알루미늄 수용액을 응집제로 사용하여 50℃에서 상기의 라텍스 입자를 응집한 후 상온에서 탈수, 건조하여 은 함유량 20wt%인 분말형태의 수지 조성물을 얻었다.
이상과 같이 제조한 수지 조성물은 메틸에틸케톤, 아세톤 등의 유기 용제에 가용성이며, 디옥틸프탈레이트와 같은 가소제에도 상용성이우수한 것을 확인하였다.
[실험예 1]
실시예 1에서 제조한 분말을 메틸에틸케톤에 용해한 후 은 함유량이 2,000ppm이 되도록 2액형 우레탄 도료에 첨가하여 도막두께 20㎛으로 도장한 PET 필름을 제조하였다. 암갈색을 띠는 투명성이 우수한 필름을 얻을 수 있었다.
항균성의 측정방법은 필름밀착법을 이용하였으며, 35±1℃, RH90%에서 24시간 방치후 세균수의 변화를 표준 필름과 비교하였다. 표준 필름은 STOMACHER 400 POLY-BAG을 사용하였으며, 시편의 크기는 25㎠로 하였다. 측정 세균은 대장균(Escherichia coli)와 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)를 사용하였다.
세균감소율은 표준필름 대비 시료의 균수로 측정하였으며, E. coli의 경우 99%, S. aureus의 경우 98%의 결과를 얻었다.
[실험예 2]
실시예 2에서 제조한 분말은 폴리카르보네이트 수지와 혼합하여 은 함유량이 100ppm이 되도록 조절한 후 유아용 젖병을 성형하였다.
항균성의 측정방법은 젖병 내에 멸균생리식염수 200ml를 넣은 후 상온에서 세균수의 증감을 5시간후에 측정하여, 일반 유리비이커의 결과와 비교하였으며, 측정 세균은 대장균(Escherichia coli)와 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)를 사용하였다.
세균 감소율을 대비 균수에 대한 시료의 균수로 측정하였으며, E. coli의 경우 50%, S. aureus의 경우 67%의 결과를 얻었다.
[실험예 3]
실시예 3에서 제조한 분말을 헥산디올디아크릴레이트에 용해하여 은 함유량이 5,000ppm이 되도록 상재용 자외선 경화도료를 제조하였다. 마루 바닥에 도막두께 20㎛으로 도장한 결과 투명성이 우수한 보호 코팅을 얻을 수 있었다.
항균성의 측정방법은 필름밀착법을 이용하였으며, 35±1℃, RH90%에서 24시간 방치후 세균수의 변화를 표준 필름과 비교하였다. 표준 필름은 STOMACHER 400 POLY-BAG을 사용하였으며, 시편의 크기는 25㎠로 하였다. 측정 세균은 대장균(Escherichia coli)와 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)를 사용하였다.
세균감소율은 표준필름 대비 시료의 균수로 측정하였으며, E. coli의 경우 99.9%, S. aureus의 경우 99.9%의 결과를 얻었다.
또한 제품의 표면 저항을 측정한 결과 4X1010Ω으로 대전 방지성이 우수한 제품임을 확인할 수 있었다.
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【발명의 효과】
상기 본 발명의 실시예 및 실험예에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 은 입자를 캡슐 상태로 함유한 수지 조성물은 다른 고분자 조성물에 상용성이 우수하며, 은 입자를 함유하여 항균성, 대전방지성, 전도성 등의 특성을 지닌다.
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【특허청구범위】
【청구항 1】
a) 은 콜로이드 용액 80-320 중량부;
하나 또는 둘 이상의 탄소수 1~4의 아크릴레이트, 메타크릴레이트계 또는 비닐계 단량체 1~90wt%,
하나 또는 둘 이상의 탄소수 5~20의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트계 단량체 1~50wt%,
관능기 둘 이상을 갖는 가교제 1~20wt%로 구성된 단량체 조성물 50-100중량부;
개시제 0.03 내지 2 중량부; 유화제 0.5-1.0 중량부; 및 이온교환수 340-600 중량부를 혼합한 후 유화중합, 현탁중합, 또는 마이크로유화중합으로 은 입자를 수지 조성물로 도포하여 주는 캡슐화 공정과
b) 상기 캡슐화된 수지조성물을 스프레이 건조 또는 응집을 통해 수지 조성물 분체를 얻는 분체화 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은 입자를 함유하는 아크릴계 및/또는 비닐계 수지조성물의 제조방법.
【청구항 2】
제 1 항에 있어서, 상기 수지조성물의 평균 중합도는 100~100,000인 것을 특징으로 하는 제조방법.
【청구항 4】
제 1 항에 있어서, 상기 은 콜로이드 용액 중의 은 입자의 크기는 1~100나노미터의 크기이며, 용액 중의 은 농도는 1~90%의 범위인 것을 특징으로 하는 제조방법.
【청구항 5】
제 1 항에 있어서, 상기 유화제는 음이온계 또는 비이온계의 계면활성제인 것을 특징으로 하는 제조방법.
【청구항 6】
제 1 항에 있어서, 상기 개시제는 유기과산화물계 개시제인 것을 특징으로 하는 제조방법.
【청구항 7】
제 1 항에 있어서, 캡슐화 공정이 이온교환수와 계면활성제를 반응조에 넣고, 교반하면서 서서히 은 콜로이드 용액을 넣어준 후 콜로이드를 안정화시켜 준 뒤 단량체 혼합물과 개시제를 첨가하여 중합반응을 진행하는 공정인 것을 특징으로 하는 제조방법.
【청구항 8】
제 1 항에 있어서, 분체화 공정이 스프레이건조 공정인 것을 특징으로 하는 제조방법.
【청구항 9】
제 1 항에 있어서, 분체화 공정이 a) 수지 조성물 라텍스에 응집제 용액을 첨가하거나, 또는 응집제 용액에 수지조성물 라텍스를 첨가하여 라텍스의 안정성을 깨어줌으로써 수지 조성물 응집체를 얻는 응집공정, b) 응집된 수지 조성물과 물을 분리하여 주는 탈수 공정, c) 수지 조성물 응집체의 수용성 불순물을 제거하여 주는 세척 공정 및 d) 수지 조성물 응집체의 수분을 제거하는 건조 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 제조 방법.
【청구항 10】
제 9 항에 있어서, 상기 응집제는 무기산, 유기산 또는 그 염인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
【청구항 11】
제 1 항의 방법에 의해 제조된 은 입자를 함유하는 수지 조성물.
【청구항 12】
제 11 항에 있어서, 상기 은 입자의 크기가 1~500나노미터, 은 함유량이 0.01~90wt%인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
【청구항 13】
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 은 입자의 크기가 10~200 나노미터, 은 함유량이 0.1~50wt%인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
【청구항 14】
제 1 항에 있어서, 상기 탄소수 1~4의 아크릴레이트, 메타크릴레이트계 또는 비닐계 단량체는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아아크릴레이트, 부틸아크릴레이트. 스티렌, 아크릴로니트릴, 염화비닐, 부타디엔 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
【청구항 15】
제 1 항에 있어서, 상기 탄소수 5~20의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트계 단량체는 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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