KR100737216B1

KR100737216B1 - 나노 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱제조방법

Info

Publication number: KR100737216B1
Application number: KR1020060020364A
Authority: KR
Inventors: 김동표; 최윤혁
Original assignee: 주식회사 엔피케이
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-07-09

Abstract

본 발명은 안정화된 나노 은 입자를 함유하는 플라스틱을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 압출기에서 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리에스터, 폴리아미드 등 각종 플라스틱에 나노 크기의 은 입자를 보다 효과적으로 생성하여 고품질, 고기능성의 플라스틱제조방법에 관한 것이다.

즉, 고온에서 분해되는 은염과 아민 계열의 유기 화합물을 플라스틱과 함께 혼합 후 압출기로 압출하여 압출기 구동 중 수반되는 열과 압력에 의해 은 입자의 분해효과가 발휘됨은 물론 분해된 은 입자는 아민계 화합물로 안정화시켜 보다 우수한 나노 은 함유 플라스틱 제조방법을 제공하는 것이다.

플라스틱, 은염, 나노은입자, 아민계 유기 화합물

Description

나노 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱제조방법{The functional plastic manufacturing method which contains the nano silver particles}

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 제조 공정도

도 2의 (가), (나)는 본 발명의 다른 제조공정을 나타낸 예시도

통상 나노 은 입자를 함유한 플라스틱은 뛰어난 항균력과 자외선 흡수 특성 및 전기적 특성을 갖는 신소재로서 각 분야에서 활발히 연구되고 있다. 그러나 지금까지의 나노 은을 함유하는 플라스틱을 제조하는 방법이 나노 은을 분산제 또는 고분자 등으로 안정화시킨 용액 또는 슬러리를 플라스틱과 혼합하여 압출하는 방법 등을 사용하는 등 주로 용액을 이용함으로 플라스틱과 혼합이 어려운 경우가 발생함은 물론 플라스틱 압출기 내에서 압출 중 수반되는 기본적인 열과 압력에 의해 나노 은 입자의 크기가 커지는 문제점이 있어서, 향균력, 자외선 흡수특성 등 나노 은 입자가 갖는 특성이 저하되며, 생산성이 감소 되어 나노 은 입자를 함유하는 플라스틱의 제조 경비가 크게 증가하는 문제점 등이 있었다.

이에 본 발명에서는 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 고온에서 분해되는 은염과 아민 계열의 유기 화합물을 플라스틱과 함께 혼합 후 압출기로 압출하여 압출기 구동 중 수반되는 열과 압력에 의해 은 입자의 분해효과가 발휘됨은 물론 분해된 은 입자는 아민계 화합물로 안정화시켜 보다 우수한 나노 은 함유 플라스틱 제조방법을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성하였다.

위 기술적 과제를 달성하기 위해 본원에서는 첨부된 각 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

본 발명에서는 고온에서 분해되는 은의 염과 아민계 유기 화합물 중 poly[[6-[(1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino]-1,3,5-triazine-2,4-diyl][(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) amino]-1,6-hexanediyl[(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) amino]])을 플라스틱과 혼합하여, 압출기에서 은염을 열과 압력으로 분해하고 분해된 은 입자를 상기 아민계 화합물로 안정화시켜 나노 은 입자를 함유하는 플라스틱을 생성/제조하는 것을 그 핵심기술요지로 하였다.
도 1은 본 발명에 의한 생산공정 중 상기 은염과 아민계열의 유기화합물과 플라스틱원료를 압출기에 투입할 때, 상기 은염과 아민계열의 유기화합물과 플라스틱원료을 믹서기에 함께 혼합한 후 혼합된 것을 압출기투입구에 동시에 투입하는 제조공정을 예시한 것이며,

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도 2는 본 발명에 의한 생산공정 중 상기 은염과 아민계열의 유기화합물과 플라스틱원료를 압출기에 투입할 때, 상기 플라스틱원료는 믹서기를 통해 투입되는 한편 상기 은염과 아민계열의 유기화합물은 별도의 원료투입기를 통해 압출기의 투입구 또는 압출기의 사이드 피더(side feeder)로 각각 분리 투입하는 또 다른 제조공정을 예시한 것인 바 이를 통하여 구체적인 제조방법을 이해할 수 있다.

그리고 상기한 제조공정 중 사용된 은염은 열 분해 온도가 낮은 것을 사용할 경우 압출기 내에 압출 중 너무 빨리 분해되어 은 입자의 크기가 과도하게 크게 되어 버릴 수 있으므로 열 분해 온도가 플라스틱 가공 온도 이상의 은염을 사용함이 바람직하다.

또한, 상술된 아민계열의 유기화합물을 사용하지 아니하고 은염만 사용하여 압출하게 되면 열 분해된 은 입자의 안정화가 부족하여 은 입자의 응집이 발생하고, 따라서 원하는 나노 은 입자를 얻기 힘들어 짐에 따라 은염과 함께 아민계열의 유기화합물의 혼합투입이 필수적이다.

따라서 결국 은염과 아민계열의 유기화합물을 플라스틱원료와 함께 압출기에 투입 후 압출함으로써 대량 생산에 적합하고 고품질의 은 입자 함유 고기능성 플라스틱 제조방법이 구현될 수 것이다.
<실시예1>

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◎ 제조과정

본원의 실험에서 사용된 은염은 질산은(AgNO₃)을 사용하였으며, 아민계 유기 화합물로는 Poly[[6-[(1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino]-1,3,5-triazine-2,4-diyl][(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) amino]-1,6-hexanediyl[(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) amino]])을 사용하였고, 플라스틱의 재질은 폴리카보네이트(PC)를 각각 사용하여 압출가공함으로서 은 농도가 300ppm인 나노 은 입자 함유 PC 수지를 만들었다.
◎ 색상비교
상기 실시예를 통해 제조된 것을 CCM(Color Checking Machine)으로 색상을 확인한 다음 아래 표 1의 색 좌표값으로 표시하였으며, 여기서 L값은 수지를 투과한 빛의 세기로 빛의 투과율이 상당함을 알 수 있고, 생성된 은 입자가 매우 작다는 것을 알 수 있었다.

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표 1(색 좌표값)

구분	L	a	b
실시예 1	57.991	27.267	93.628

위와 같은 본 발명은 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱의 제조시 지금가지 한번 도 시도된 바 없는 새로은 물질인 은염과 상기 아민계열 유기화합물을 플라스틱원료와 혼합 압출 성형한다는 것에 특징으로 가지고 있음으로 별다른 가공조건이나 압출기의 종류, 압출속도, 압출온도, 그리고 믹서기의 혼합조건, 혼합압출 조건 등은 일반적이고 통상적인 조건에 따르면 족하다.
아울러 위 기재 사항 중 "고 기능성"이라 언급한 것은 익히 알려진 상당한 항균성을 갖는 나노은 입자를 플라스틱에 함침될 수 있는 것 자체가 일반적인 플라스틱에 비해 고도한 기능성을 가질 수 있다는 것에 기인된 것이고, 또한 그 실험 또는 시험데이터로 본원에서 제시된 실시예의 결과물에 대한 색상체크좌표값만을 제시한 것은 플라스틱내에 은 물질의 함침 유무와 그 은 물질의 미립자(나노) 상태만 확인하면 별다른 입증이 없더라도 기능성을 언급하는데 전혀 문제가 되지 않는다는 것에 따른 것이다.

이상과 같은 본 발명의 나노 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱제조방법은 플라스틱 제조시 초미세 나노 은 입자를 효과적으로 함침 할 수 있고, 무엇보다 제조공정이 아주 간단하면서도 체계적(대량생산의 발판)이라 막대한 제조원가 절감은 물론 생산성 향상에도 크게 기여하는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

Claims

은염과 Poly[[6-[(1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino]-1,3,5-triazine-2,4-diyl][(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) amino]-1,6-hexanediyl[(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)amino]])의 아민계열 유기화합물과 플라스틱원료를 압출기에 투입하여 압출 성형하는 것을 특징으로 한 나노 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 은염과 아민계열의 유기화합물과 플라스틱원료를 압출기에 투입할 때 상기 은염과 아민계열의 유기화합물과 플라스틱원료을 믹서기에서 동시에 혼합한 후 투입하는 것을 특징으로 한 나노 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 은염과 아민계열의 유기화합물과 플라스틱원료를 압출기에 투입할 때 상기 플라스틱원료는 믹서기를 통해 투입되는 한편 상기 은염과 아민계열의 유기화합물은 별도의 원료투입기를 통해 압출기의 투입구 또는 압출기의 사이드 피더(side feeder)로 각각 투입하는 것을 특징으로 한 나노 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 은염은 질산은(AgNO₃)을 사용한 것을 특징으로 한 나노 은 입자를 함유하는 기능성 플라스틱제조방법.
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