KR102212462B1

KR102212462B1 - Tpu를 이용한 친환경 동분항균필름

Info

Publication number: KR102212462B1
Application number: KR1020200146159A
Authority: KR
Inventors: 김학근
Original assignee: (주)범민케미칼
Priority date: 2020-11-04
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2021-02-08

Abstract

본 발명은 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘리베이터를 포함한 다중 이용시설용 버튼에 커버링되어 병원균 감염을 차단하도록 사용되는 필름 시트의 항균지속성을 유지하면서 전도성을 가지면서 신율, 복원성, 터치감이 향상되어 사용수명을 연장하고, 터치가 잘 되도록 개선된 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름에 관한 것이다.

Description

TPU를 이용한 친환경 동분항균필름{Eco-friendly copper powder antibacterial film using TPU}

잘 알려진 바와 같이, PVC(polyvinyl chloride)는 저렴한 가격과 우수한 유연성, 가공성, 투명성, 내구성, 내약품성, 후가공성 등 다양한 특징을 가지고 있어 여러 분야에서 광범위하게 활용되고 있다.

이러한 PVC의 대표적인 활용범위는 의료분야, 문구나 완구류 분야, 천막이나 매트, 광고용 칼라시트, 전자회로의 기판 쿠션제, 전기절연 테이프, 데코시트, 인테리어필름, 가방, 의류, 앨범, 책커버, 우의 등을 예시할 수 있으며, 이외에도 셀 수 없을 정도로 폭넓게 활용되고 있다.

최근에는 코로나19 처럼 전염성이 강한 병원균의 차단을 위해 특히, 엘리베이터 등과 같이 불특정 다수의 사람들이 누르는 버튼에는 항균시트가 부착되어 사용되고 있다.

이러한 항균시트는 항균성 물질을 포함하는 시트로서 전염성이 있는 균류가 부착되더라도 활성을 억제하여 사멸되게 함으로써 전염을 억제하도록 하는 것으로 알려져 있다.

하지만, 항균성 물질이 계속 용출되는 것도 아니고, 항균 특성이 항시적으로 지속되는 것도 아니며, 불특정 다수인이 누르는 손가락으로부터 오염물질이 전달되어 오염됨으로 인해 아주 단시간내에 항균 기능이 떨어지는 단점이 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1821673호(2018.01.18.), '항균 기능을 갖는 동조엠보 시트, 그의 제조방법 및 그 제조장치'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 엘리베이터를 포함한 다중 이용시설용 버튼에 커버링되어 병원균 감염을 차단하도록 사용되는 필름 시트의 항균지속성을 유지하면서 전도성을 가지면서 신율, 복원성, 터치감이 향상되어 사용수명을 연장하고, 터치가 잘 되도록 개선된 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, PVC(polyvinyl chloride) 30-50중량%와, TPU(thermoplastic polyurethane) 50-70중량%로 혼합 조성된 성형조성물이 필름형태로 성형된 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름에 있어서, 상기 PVC는 PVC 100중량부에 대해, DEHCH(Diethyl hexyl cyclohexane) 80중량부, 구리분말 30중량부, 폴리카르복시산소다염 5중량부, 탄산칼슘 20중량부를 포함하여 조성되고; 상기 TPU는 TPU 100중량부에 대해, 아조디카보네이트 25중량부, 칼슘설포네이트 10중량부, 산화아연분말 30중량부, 전도성토너 30중량부를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름을 제공한다.

본 발명에 따르면, 엘리베이터를 포함한 다중 이용시설용 버튼에 커버링되어 병원균 감염을 차단하도록 사용되는 필름 시트의 항균지속성을 유지하면서 전도성을 가지면서 신율, 복원성, 터치감이 향상되어 사용수명을 연장하고, 터치가 잘 되도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름은 항균자속력이 우수한 구리분말(동분)을 함유시켜 항균지속성을 늘리되, 특히 전도성을 가지면서 신율, 복원율, 내마모성 및 터치감을 높여 사용수명을 연장하고, 터치가 잘 되도록 개선된 것이다.

특히, 본 발명은 가공성이 용이하지만 열에 약한 PVC의 특성과, 열에 강해 후가공(고주파, 초음파 가공)이 어려운 TPU를 복합시켜 후가공성을 용이하게 구현함으로써 그 활용도를 증대시킨 것이 특징이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 동분항균필름은 PVC 30-50중량%와, TPU(thermoplastic polyurethane) 50-70중량%로 혼합 조성된 성형조성물이 필름형태로 성형된 것이다.

이때, 상기 PVC(polyvinyl chloride)에는 PVC 100중량부에 대해, DEHCH(Dioctyl terephthalate) 80중량부, 구리분말 30중량부, 폴리카르복시산소다염 5중량부, 탄산칼슘 20중량부가 포함된다.

여기에서, DEHCH(Diethyl hexyl cyclohexane)는 비프탈레이트계 친환경 가소제이다.

그리고, 구리분말은 구리 증기응축법(copper vapor condensation)에 의해 제조된 것을 사용하며, 구리 증기응축법이란 고온에서 구리 증기를 만들고 이를 낮은 온도에 분출시켜 구리 증기를 응축시킴으로써 분말화하는 방법을 말한다.

이러한 구리분말은 거의 나노크기의 입도를 갖는 분말로서, 전통적으로 알려진 바와 같이 매우 강력한 항균력을 갖는다. 특히, 구리는 연성이 있기 때문에 필름으로 제조시 플렉시블한 성질을 유지하는데도 매우 유리하다.

또한, 폴리카르복시산소다염은 구리분말의 분산균일성을 높여 항균력이 균일하게 작용하도록 유도하며, 점도를 조절하여 성형자유도를 좋게 하기 위해 첨가된다.

아울러, 탄산칼슘은 치수안정화를 유도하여 제품 품질을 높이기 위해 첨가된다.

한편, 상기 TPU에는 TPU 100중량부에 대해, 아조디카보네이트 25중량부, 칼슘설포네이트 10중량부, 산화아연분말 30중량부, 전도성토너 30중량부를 포함하여 조성된다.

이때, TPU는 우레탄 결합을 주요 구성 요소로 가지는 사슬 모양의 고분자 화합물로서 내열성, 내마모성, 내약품성이 뛰어나다. 특히, 신율증대, 인장강도 향상을 위해 첨가 사용된다.

그리고, 아조디카보네이트는 쿠션감, 즉 신율과 복원률을 높이고, 터치감을 증대시키기 위해 첨가된다.

또한, 칼슘설포네이트는 활성을 높여 성형자유도를 증가시키면서 성형 후 균열억제, 크랙방지를 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 산화아연분말은 고래로부터 청동합금, 황동합금 등에 사용되어온 천연항균성을 갖는 아연성분을 포함하는 분말로 특히 포도상구균, 폐렴간균 등을 살균하는데 매우 효과적인 것으로 보고되어 있다.

아울러, 전도성토너는 전기전도성을 확보하여 대전방지성, 즉 방전을 통한 정전방지 특성을 강화시키면서 내마모성도 함께 갖추도록 구성된다.

이를 위해, 상기 전도성토너는 PVC 15중량%, CNT(Carbon Nano Tube)분말 5중량%, DEHCH 75중량%, 대두유 2.5중량% 및 나머지 무기안료로 이루어진 혼합물을 500-1000rpm으로 10분간 프리믹싱(Pre Mixing)한 후 속도비가 다른 3본의 롤을 통해 밀링하고, 카렌다링하여 고상화시킨 후 분쇄하여 0.03mm의 입도를 갖는 칩으로 만든 것을 사용한다.

이렇게 하는 이유는 전도성이 균일하게 확보되도록 하기 위함이며, 성형자유도를 저해하지 않기 위함이다. 특히, 전기저항값(MΩ)은 0.001-0.002MΩ이 유지되도록 조성함이 바람직하다.

아울러, 대두유는 황변을 억제하기 위해 첨가된다.

덧붙여, 항균필름의 표면오염을 방지할 수 있도록 상기 PVC에는 PVC 100중량부를 기준으로 옥타메틸사이클로테트라실록산 15중량부를 더 첨가할 수 있다.

상기 옥타메틸사이클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane)은 방수성 유기물로서 발수성을 증대시키면서 접촉각을 크게 하여 미끄럼성을 높임으로써 얼룩이 묻는 것을 방지한다. 즉, 지문과 얼룩의 성분은 표면과의 사이에서 활동하는 분자간의 힘으로 부착되는데, 상기 옥타메틸사이클로테트라실록산이 함유되면 얼룩부착력이 약해져서 얼룩성분이 잘 묻지 않아 지문도 남지 않게 되어 필름 표면에 세균을 비롯한 오염물질이 쉽게 부착되지 않음으로써 전염성을 억제, 차단하는데 매우 효과적으로 기여하게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 항균성능과 내마모성을 더욱 강화시키기 위해 상기 TPU에 TPU 100중량부를 기준으로 오레가노 오일 5중량부, 셀레늄 10중량부, 2-아크릴아미노-2-메틸프로판술폰산 10중량부, 히드록시프롤린 8중량부 더 첨가될 수 있다.

이때, 오레가노 오일(oregano oil)은 흔하게 빈발할 수 있는 오염세균에 대한 항균 기능을 강화하기 위해 첨가되며, 셀레늄은 필름 표면의 산화를 막고 살균기능도 수행하도록 첨가된다.

그리고, 상기 2-아크릴아미노-2-메틸프로판술폰산(2-Acrylamino-2-methyl propane sulfonic acid)은 수지의 고정력을 증대시켜 분리되지 않도록 하여 변형을 억제하고 내마보성을 증대시킨다.

또한, 상기 히드록시프롤린(hydroxyproline)은 젤라틴 가수 분해물에서 라이네케염으로서 필름의 굴곡강도를 높여 유연하게 함으로써 인장, 신율 증대에 따른 장수명화를 달성하게 된다.

이와 같은 구성에 따른 본 발명에 따른 필름의 항균성을 테스트한 결과, 리스테리아 모노사이토제니스와 살모넬라 엔테리카, 황색포도상구균, 헤모필루스 인플루엔자, 칸디다 알비칸스, 폐렴간균, 곰팡이 등에 대해 KS K 0693-2001에 의거하여 항균도를 수행하였으며, 모두 초기 균수 대비 정균감소율이 98.99-99.21 범위에 해당되어 항균성이 발현됨을 확인하였다.

이를 통해 병원균의 전염을 예방할 수 있으며, 항균지속성도 유지시키는 것으로 확인되었다.

또한, 신율과 터치감 모두 기준 이상의 특성을 나타내었다.

특히, 전도성을 확인하기 위해 전기저항을 측정한 결과, 0.0015MΩ으로 확인되어 규정값을 모두 만족시켰다.

Claims

PVC(polyvinyl chloride) 30-50중량%와, TPU(thermoplastic polyurethane) 50-70중량%로 혼합 조성된 성형조성물이 필름형태로 성형된 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름에 있어서,
상기 PVC는 PVC 100중량부에 대해, DEHCH(Diethyl hexyl cyclohexane) 80중량부, 구리분말 30중량부, 폴리카르복시산소다염 5중량부, 탄산칼슘 20중량부를 포함하여 조성되고;
상기 TPU는 TPU 100중량부에 대해, 아조디카보네이트 25중량부, 칼슘설포네이트 10중량부, 산화아연분말 30중량부, 전도성토너 30중량부를 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름.
제1항에 있어서,
상기 전도성토너는 PVC 15중량%, CNT(Carbon Nano Tube)분말 5중량%, DEHCH 75중량%, 대두유 2.5중량% 및 나머지 무기안료로 이루어진 혼합물을 500-1000rpm으로 10분간 프리믹싱(Pre Mixing)한 후 속도비가 다른 3본의 롤을 통해 밀링하고, 카렌다링하여 고상화시킨 후 분쇄하여 0.03mm의 입도를 갖는 칩으로 만든 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름.
제1항에 있어서,
상기 PVC에는 PVC 100중량부를 기준으로 옥타메틸사이클로테트라실록산 15중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 TPU를 이용한 친환경 동분항균필름.