KR100679121B1 - 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법 - Google Patents

수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가교제, 발포제, 활성제 및 연화제를 포함하여 제조되어지는 폴리우레탄 스폰지에 있어서,
폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여,
제올라이트 2.0 내지 5.0 중량부;
수산화알루미늄-망간 나노입자 혼합물 2.0 내지 10.0 중량부로 혼합하여 제조되어지고,
상기 수산화알루미늄-망간 나노입자 혼합물은 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 폴리우레탄 스폰지를 제조하기 위해 폴리우레탄 수지에 입자의 크기가 각각 100 내지 800㎚인 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합한 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물과 제올라이트를 첨가함으로써, 수산화알루미늄과 망간 및 제올라이트가 균등하게 분포된 폴리우레탄 스폰지를 제조하여 원적외선 방출의 효과가 있으며, 특히 항균성과 탈취력이 우수한 것이 장점이다.
폴리우레탄, 스폰지, 수산화알루미늄, 망간, 나노 입자, 제올라이트, 항균력, 탈취력

Description

수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법{PU Sponge contained Aluminium hydroxide-Manganese Nano Mixture and Process for Preparation of the Same}
본 발명은 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 입자의 수산화알루미늄과 나노 입자의 망간을 혼합한 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 및 제올라이트를 폴리우레탄 수지에 첨가시켜 스폰지를 제조함으로써, 원적외선 방출 효과뿐만 아니라, 항균력과 탈취력이 우수한 것을 특징으로 하는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 폴리우레탄 스폰지는 자동차 내장재, 건축자재, 신발창류, 가구용 폼 및 일상 생활용도로 헬멧, 어린이용 완구, 여성의 브레이지어 컵, 바디세척용 수세미 등 전 산업분야에 널리 사용되고 있다.
그러나 이러한 폴리우레탄 스폰지는 장기간 사용 시 시간이 지남에 따라 공기 중의 수분이나 인체와 접촉하여 사용하게 되는 경우 땀을 흡수하게 되어 미생물과 세균의 증식 환경을 조성하게 됨으로써, 이러한 미생물과 세균에 의해 심한 악취를 내게 되고, 그리고 자동차 내장재 ,건축 내장재 등은 담배 연기 등에 오염되어 악취를 내는 문제점이 있었다.
따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 많은 특허들이 출원되었으며, 대한민국공개특허 제10-2004-0034754호(공개일자 2004. 4. 29.)로 폴리올과 이소시아네이트에 발포제와 함께 우수한 산화방지, 제습 및 탈취효과를 갖는 활성탄분말을 투입하고 발포시키는 "활성탄을 혼합한 폴리우레탄 스폰지의 제조방법"이 공개되어 있으나, 이는 제습 및 탈취효과는 있지만 항균효과를 충분히 발휘하지 못하였고, 한편, 대한민국공개특허 특2001-0103957호(공개일자 2001. 11. 24)로 공개된 원적외선 세라믹과 키토산 또는 은염의 항균제를 포함하는 "음이온과 원적외선 발출 및 항균, 탈취 기능을 갖는 다기능성 우레탄 폼 제조방법 및 그로부터 제조된 물품"과, 대한민국등록특허 제10-0448091호(공고일자 2004. 9. 8.)로 공고된 폴리올과 은과 나트륨과 같은 이온을 함유한 무기항균제를 혼합하여 발포 및 경화시킴으로써 항균폴리우레탄 폼을 형성하는 "항균 폴리우레탄 폼의 제조방법"은 고가의 실버를 사용하므로 경제성이 없기 때문에 일반 대중화를 시키는데는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명자는 대한민국등록특허 제10-0474934호(공고일자 2005. 3. 8.) 로 초미립자, 구체적으로 입경이 5 내지 200nm의 수산화알루미늄의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 초미립자의 수산화알루미늄을 포함하는 화장품 조성물, 특히 모공 속 노폐물의 제거, 각질 제거 및 진균감염, 여드름, 피부염 등의 피부 트러블의 예방 및 치료에 효과적인 화장품 조성물에 관한 발명을 등록받은 바 있는데, 이러한 나노 수산화알루미늄은 원적외선이 방출되는 특성을 가지고, 항균 및 항진균 능력을 갖고 있는 점에 착안하여 폴리우레탄 스폰지의 제조에 적용하여 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 및 제올라이트를 폴리우레탄 수지에 첨가시켜 스폰지를 제조함으로써, 원적외선 방출의 효과가 있을 뿐만 아니라, 우수한 항균성과 탈취력을 갖는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 원적외선이 방출되는 특성을 가지고, 항균력을 갖는 나노 입자의 수산화알루미늄과 그리고 탈취 효과가 뛰어난 나노 입자의 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%씩 혼합시킨 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물을 사용함에 따라 항균력은 물론 우수한 탈취력을 갖는 것이 특징이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 합성수지에 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물을 첨가하여 제조한 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 나노 입자의 수산화알루미늄과 나노 입자의 망간을 혼합한 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 및 제올라이트를 폴리우레탄(이하, 'PU'라 한다) 수지에 첨가시켜 스폰지를 제조함으로써, 원적외선 방출 효과뿐만 아니라, 항균력과 탈취력이 우수한 것을 특징으로 하는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 가교제, 발포제, 활성제 및 연화제를 포함하여 제조되어지는 PU 스폰지에 있어서,
PU 수지 100 중량부에 대하여,
제올라이트 2.0 내지 5.0 중량부;
수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 2.0 내지 10.0 중량부로 혼합하여 제조되어지고,
상기 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물은 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 PU 스폰지이다.
그리고 상기 수산화알루미늄과 망간은 그 입자의 크기가 각각 100 내지 800 ㎚인 것을 사용한다.
본 발명에서 사용되는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물은 음이온 화합물로서 음이온과 원적외선이 방출되는 특성을 가지고, 항균 및 항진균 효과를 나타낼 수 있으며, 또한 나노 입자의 망간은 탈취 효과가 있다. 그리고 수산화알루미늄과 망간의 입자의 크기가 분산력에 중요한 영향을 미치게 된다. 따라서 본 발명에서 사용되는 수산화알루미늄과 망간의 입자의 크기는 각각 100 내지 800 ㎚가 바람직하다. 각각의 입자의 크기가 100 ㎚ 미만이 될 경우에는 분산력은 증대되나 입자를 나노화시키는데 비용이 증대되므로 경제성이 떨어지고, 800 ㎚를 초과할 경우에는 PU 수지와의 혼합이 불안정하여 균일하게 분산되지 않으므로 항균성 및 탈취 효과가 저하되고, 또한, 원적외선 방출 특성을 충분히 가지지 못하게 된다.
상기에서 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물의 함량이 2.0 중량부 미만이 될 경우에는 PU 수지의 함량에 비해 상대적으로 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물의 함량이 적기 때문에 원적외선 방출 효과, 항균력 및 탈취력이 저하되며, 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물의 함량이 10.0 중량부를 초과할 경우에는 PU 수지의 발포가 원활히 이루어지지 않고, 사용되는 수산화알루미늄이 고가이므로 초과 첨가에 따른 단가 상승으로 인해 경제성이 저하되게 된다.
그리고 상기의 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물은 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합한 것을 사용하는데, 여기서 수산화알루미늄과 망간의 혼합 비율이 30 내지 70 대 70 내지 30 중량% 일 때, 항균력과 탈취 효과가 우수하며, 수산화알루미늄의 혼합 비율이 높아지게 되면, 고가의 수산화알루미늄의 사용량 증가에 따른 비용의 상승이 발생하게 되고, 망간은 탈취력을 더욱 높이기 위해 첨가되는 것으로써 혼합 비율이 높아지게 되면, 탈취 효과의 상승이 미미하여 사용량의 증가에 따른 경제성만 저하된다.
본 발명에서 사용하는 PU 수지는 가교 및 발포가 용이하고, 발포체는 경질과 연질이 있으며 어느 것이나 고발포로서 연질은 탄성체, 경질은 단열재로 주로 사용하고, 건축재, 가구, 사무기기, 전기기기, 자동차, 스포츠용품, 의료, 접착제 등으로 널리 사용되고 있다.
본 발명의 제올라이트(zeolite)는 인체에 유익한 음이온 방출 및 전자파를 차단, 산화 방지 및 환원 작용의 기능을 가지고, 흡습성을 향상시키며, 특히 미생물의 번식으로 인한 오염 및 악취를 방지하여 항균과 탈취 효과를 나타낸다. 사용 함량은 PU 수지 100 중량부에 대하여 2.0 내지 5.0 중량부이다. 그 사용 함량이 2.0 중량부 미만이면, 그 효과가 미미하고, 사용 함량이 5.0 중량부 초과하면, 사용 함량의 증가에 따른 현저한 효과가 나타나지 않을 뿐만 아니라 사용량의 증가에 따른 경제성만 저하된다.
그리고 상기의 제올라이트 대신 퍼라이트(perlite), 셀라이트(celite), 화이트 카본(white carbon), 활성탄(active carbon) 및 알긴산으로 이루어진 그룹으로부터 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에서는 가교제 및 발포제를 첨가하고, 그 외 첨가제로 가교의 안정화 및 발포특성의 향상을 위한 활성제로 산화아연 및 연화제로 스테아린산; 비보강성 충전제; 분산제; 발포체 셀 구조의 안정화, 경도 조절 또는 탄성 저하를 위한 점착부여수지; 및, 탄성 증가 및 경도저하를 위한 프로세스 오일;들을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 가교제는 발포에 적합한 점탄성을 주기 위한 것으로서, 먼저 가교제의 분해에 의해 가교를 진행시키고 적당한 점탄성을 얻은 후, 발포제가 분해해서 기포를 형성하게 함으로서 PU 발포체에 경도나 탄력성 등의 기계적 강도와 화학적 안정성을 주는 역활을 한다. 그 사용량은 PU 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1.0 중량부로 사용할 수 있으며, 사용량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 충분한 가교가 되지 않기 때문에 PU 발포체가 원하고자 하는 경도나 탄성력을 얻을 수가 없으며, 사용량이 1.0 중량부를 초과할 경우에는가교가 과하게 진행되어 발포체의 팽창과 수축을 제한하게 된다.
본 발명에서 사용 가능한 가교제로는 유기과산화물인 디큐밀퍼옥사이드(dicumyl peroxide), 벤졸퍼옥사이드(benzoyl peroxide)나 또는 디테트라부틸퍼옥 사이드(DTBP) 등으로 이루어진 군으로부터 한가지 또는 그 이상 선택하여 사용해도 좋으나, 바람직하기로는 디큐밀퍼옥사이드를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서 사용하는 발포제는 가스를 방출시키는 화합물로서 기포를 발생시키는 역활을 한다. 그 사용량은 PU 수지 100 중량부에 대하여 3.0 내지 8.0 중량부로 사용할 수 있으며, 사용량이 3.0 중량부 미만일 경우에는 기포의 발생량이 적어지기 때문에 PU 수지가 충분히 발포되지 않을 우려가 있고, 사용량이 8.0 중량부를 초과할 경우에는 기포가 다량 발생되어 과발포되기 때문에 오히려 탄성력이 떨어지게 된다.
본 발명에서 사용 가능한 발포제로는 아조디카본아미드(azodicarbonamide)계 이외에도 디아조미노엑소벤젠(diazoaminoaxobenzene)계, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라아민(N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine)계, P,P'-옥시비스벤젠술포닐하이드라지드(P,P'-oxybis(benzene sulphonyl hydrazide))계, P-톨루엔술포닐하이드라지드(P-toluene sulphonyl hydrazide)계 및 벤젠술포닐하이드라지드(benzene sulphonyl hydrazide)등으로 이루어진 군으로 부터 한가지 또는 그 이상 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 활성제는 가교제를 활성화하여 가교화 반응을 한층 더 촉진시키는 역활을 한다. 그 사용량은 PU 수지 100 중량부에 대하여 1.0 내지 7.0 중량부로 사용할 수 있으며, 사용량이 1.0 중량부 미만일 경우에는 가교제의 활성 화가 미약하여 가교화 반응이 느리게 진행되고, 사용량이 7.0 중량부를 초과할 경우에는 가교를 너무 촉진시켜 발포체의 팽창을 제한하게 된다. 본 발명에서 사용 가능한 활성제로는 상기 산화아연(zinc oxide) 이외에도 트리알킬시누아레이트나 또는 트리메탄올프로판트리메타클리레이트 중에서 한가지를 선택하여 사용해도 좋다.
본 발명에서 사용하는 연화제인 스테아린산은 PU 수지의 분산 효과를 높여 가공 작업이 용이하게 하는 역할을 한다. 그 사용량은 PU 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3.0 중량부로 사용할 수 있으며, 사용량이 0.5 중량부 미만일 경우에는 가공 작업이 어렵고, 사용량이 3.0 중량부 초과할 경우에는 발포 성형이 어렵게 된다.
그리고 본 발명에서는 충전제나 분산제를 첨가하여 사용할 수 있으며, 충전제는 다소 난연성이 향상되며, 중량당 단가를 낮추어 줄 수 있는데, 본 발명에서 사용 가능한 충전제로는 경탄, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 무수규산, 함수규산, 규산칼슘, 규산알루미늄, 하이스티렌수지, 쿠마론인덴수지, 탈크 등 그 외 다른 스폰지용 충전제를 사용할 수 있다.
그리고 분산제는 상기 조성물의 성분들이 가장 적절하게 분산되도록 하며, 본 발명에서 사용 가능한 분산제로는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 또는 양쪽성 계면활성제를 각각 또는 적절히 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 밖의 분산제도 사용할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지의 제조 방법은 혼합공정 및 발포공정을 거쳐 제조되어지는 폴리우레탄 스폰지의 제조 방법에 있어서,
상기 혼합공정은 통상의 가교제, 발포제, 활성제 및 연화제와 폴리우레탄 수지로 혼합된 혼련물에서 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 제올라이트 2.0 내지 5.0 중량부 및 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 2.0 내지 10.0 중량부를 혼합하는 단계를 더 포함하여 제조되어지고,
상기 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물은 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합한 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 수산화알루미늄과 망간은 그 입자의 크기가 각각 100 내지 800㎚인 것을 사용하여 제조한다.
또한, 상기 혼합된 혼련물은 통상의 스폰지를 제조하는 방법으로 제조된다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
(실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3)
(실시예1)
PU 수지 10㎏, 가교제로 디큐밀퍼옥사이드 50g, 발포제로 아조디카본아미드 500g, 제올라이트 200g, 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 200g 및 첨가제로 산화아연과 스테아린산을 각각 300g, 100g을 더 첨가하여 혼합하고, 상기 혼합된 혼련물을 가교 발포하여 PU 스폰지를 제조하였다.
(실시예 2)
PU 수지 10㎏, 가교제로 디큐밀퍼옥사이드 50g, 발포제로 아조디카본아미드 500g, 제올라이트 300g, 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 500g 및 첨가제로 산화아연과 스테아린산을 각각 300g, 100g을 더 첨가하여 혼합하고, 상기 혼합된 혼련물을 가교 발포하여 PU 스폰지를 제조하였다.
(실시예 3)
PU 수지 10㎏, 가교제로 디큐밀퍼옥사이드 50g, 발포제로 아조디카본아미드 500g, 제올라이트 500g, 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 1㎏ 및 첨가제로 산화아연과 스테아린산을 각각 300g, 100g을 더 첨가하여 혼합하고, 상기 혼합된 혼련물을 가교 발포하여 PU 스폰지를 제조하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제올라이트와 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 첨가하지 않은 통상적인 PU 스폰지를 제조하였다.
(비교예 2)
PU 수지 10㎏, 가교제로 디큐밀퍼옥사이드 50g, 발포제로 아조디카본아미드 500g, 제올라이트 100g, 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 100g 및 첨가제로 산화아연과 스테아린산을 각각 300g, 100g을 더 첨가하여 혼합하고, 상기 혼합된 혼련물을 가교 발포하여 PU 스폰지를 제조하였다.
(비교예 3)
PU 수지 10㎏, 가교제로 디큐밀퍼옥사이드 50g, 발포제로 아조디카본아미드 500g, 제올라이트 600g, 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 1.5㎏ 및 첨가제로 산화아연과 스테아린산을 각각 300g, 100g을 더 첨가하여 혼합하고, 상기 혼합된 혼련물을 가교 발포하여 PU 스폰지를 제조하였다.
여기서 상기의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2에서 사용되는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물은 입자의 크기가 각각 200 ㎚인 수산화알루미늄과 망간을 50 대 50 중량%의 비율로 혼합한 것을 사용하였으며, 통상의 PU 스폰지를 제조하는 방법으로 가교 발포하였다.
상기와 같이 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 항균력과 탈취력 및 원적외선 방출을 측정하여 [표 1]에 나타내었으며, 기계적 물성으로 경도, 인장강도, 인열강도 및 영구압축줄음율을 측정하여 [표 2]에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112005029505998-pat00001
(측정 방법)
1) 항균성 평가 : 대장균, 포도상 구균
35℃ 일반 배양기에서 대장균 및 포도상 구균을 16~20시간 배양하고, 배양액을 멸균인산 완충액으로 20,000배로 희석한 다음 상기 수지 처리된 가로 2 cm ×세로 2 cm로 절단한 시편에 1 ml 적하하고, 25℃에서 24시간 보존 후 꺼낸다. 그 후 이를 멸균된 한천배지에 다시 48시간 배양하고 석평판 배양법(35℃, 2일간배양)으로 조사하여 생균수를 측정한다. 그리고 하기식에 따라 멸균율(%)을 계산하였다.
멸균율(%)=[(희석액의 생균수-24시간 보존후의 생균수)/희석액의 생균수] ×100
2) 탈취력 : KFIA-F1-1004 방법으로 탈취율을 측정하였고, 가스농도측정은 가스검지관을 이용하였고, 측정용 시험 가스는 암모니아 가스였으며, 120분 후에 측정한 결과를 나타내었다.
3) 원적외선 방출 평가
45℃에서 시험하여 FT-IR 스펙트로미터를 이용한 블랙 바디(black Body) 대비 측정 결과를 나타내었다.
[표 2]
물성 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
경도(ASKER C) 33 33 34 27 31 36
인장강도(㎏/㎠) 22 22 21 24 22 21
인열강도(㎏/㎝) 5 6 7 4 5 7
영구압축줄음율(%) 63 64 65 61 62 65
1) 경도-에스커(Asker) C 타입 : ASTM D 2240에 준하여 실험하였다.
2) 인장강도 : ASTM D 412에 준하여 실험하였다.
3) 인열강도 : ASTM D 624에 준하여 실험하였다.
4) 영구압축줄음율 : ASTM D 3574에 준하여 시험하였다.
상기 [표 1]에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3 및 비교예 2, 3은 PU 스폰지 제조시 나노 입자의 수산화알루미늄과 망간을 혼합한 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 및 제올라이트가 함유되어 있기 때문에 원적외선 방출 효과와 항균력 및 탈취력에 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 실시예 1 내지 3은 PU 스폰지의 제조시 나노 입자의 수산화알루미늄과 망간을 50 대 50 중량%의 비율로 혼합한 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물을 2.0 내지 10.0 중량%의 범위 내로 혼합한 것으로 항균력과 탈취력이 비교예 1 내지 2에 비해 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다.
반면에 비교예 1은 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 및 제올라이트를 첨가하지 않은 일반적인 PU 스폰지를 제조하여 실험한 것으로 원적외선 방출 효과가 없었으며, 대장균과 포도상구균의 항균력 실험에서도 항균력을 전혀 나타내지 못하였고, 탈취력도 나타내지 못하였다. 그리고 비교예 2는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물과 제올라이트를 사용 함량 범위 미만으로 첨가하여 항균력과 탈취력이 저조하게 나타났으며, 비교예 3은 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물과 제올라이트가 사용 함량 범위를 초과되어 첨가된 경우로서, 향균력과 탈취력이 매우 우수한 것으로 나타났으나, 사용되는 수산화알루미늄이 고가이므로 초과 첨가에 따른 단가 상승으로 인해 경제성이 저하되었다.
그리고 상기 [표 2]에서와 같이 실시예 1 내지 3 및 비교예 2, 3은 일반적인 PU 스폰지인 비교예 1의 물성인 경도, 인장강도, 인열강도 및 영구압축줄음율의 결과와 유사하게 나타났는데, 이는 상기의 이유와 같이 PU 스폰지 내에 나노 입자의 수산화알루미늄과 망간 및 제올라이트가 응집되지 않고 골고루 균일하게 분포되어 함유되므로써, 물성에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다.
본 발명은 폴리우레탄 스폰지를 제조하기 위해 폴리우레탄 수지에 입자의 크기가 각각 100 내지 800㎚인 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합한 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 및 제올라이트를 첨가함으로써, 수산화알루미늄과 망간 및 제올라이트가 균등하게 분포된 폴리우레탄 스폰지를 제조하여 원적외선 방출의 효과가 있으며, 특히 항균성과 탈취력이 우수한 것이 장점이다.

Claims (5)

  1. 가교제, 발포제, 활성제 및 연화제를 포함하여 제조되어지는 폴리우레탄 스폰지에 있어서,
    폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여,
    제올라이트 2.0 내지 5.0 중량부;
    수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 2.0 내지 10.0 중량부로 혼합하여 제조되어지고,
    상기 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물은 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합하고,
    그리고 상기 수산화알루미늄과 망간은 그 입자의 크기가 각각 100 내지 800㎚인 것을 특징으로 하는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제올라이트는 제올라이트 대신 퍼라이트(perlite), 셀라이트(celite), 화이트 카본(white carbon), 활성탄(active carbon) 및 알긴산으로 이루어진 그룹으로부터 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지.
  3. 혼합공정 및 발포공정을 거쳐 제조되어지는 폴리우레탄 스폰지의 제조 방법에 있어서,
    상기 혼합공정은 통상의 가교제, 발포제, 활성제 및 연화제와 폴리우레탄 수지로 혼합된 혼련물에서 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 제올라이트 2.0 내지 5.0 중량부 및 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물 2.0 내지 10.0 중량부를 혼합하는 단계를 더 포함하여 제조되어지고,
    상기 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물은 수산화알루미늄과 망간을 30 내지 70 대 70 내지 30 중량%의 비율로 혼합하고,
    그리고 상기 수산화알루미늄과 망간은 그 입자의 크기가 각각 100 내지 800㎚인 것을 특징으로 하는 수산화알루미늄-망간 나노입자의 혼합물이 함유된 폴리우레탄 스폰지의 제조 방법.
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