KR102405682B1 - 항균성 스티로폼의 제조방법 - Google Patents

항균성 스티로폼의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1~50nm의 구리입자가 500~20000ppm 증착된 1~10um 입도를 가진 탄산칼슘 분말을 코팅액의 고형분에 대하여 1~5 중량%의 비율로 바인더와 혼합하여 발포폴리스티렌 비드의 표면에 코팅한 항균 기능을 가진 발포폴리스티렌 비드 및 그의 제조방법에 관한 것이며, 본 발명은 발포폴리스티렌 비드가 발포하여 스티로폼을 형성할 때 비드 위부에 도포된 구리가 증착된 탄산칼슘에 의해 항균 및 탈취 기능을 발휘함으로써 반영구적인 항균기능을 갖는 항균 스티로폼 제품을 만드는 것이 가능하고, 본 발명은 항균과 탈취 성능이 필요한 많은 제품에 적용 가능한 광범위한 활용도를 가져올 수 있는 장점이 있다.

Description

항균성 스티로폼의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF ANTIBIOTIC STYROFOAM}
본 발명은 항균성 스티로폼의 제조방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 초미세 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 도포한 발포폴리스테렌 비드 및 그의 제조방법에 관한 것이고, 이는 수 나노미터의 초미세 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 발포 폴리스티렌 비드에 도포하여 항균 발포 스티로폼을 제조하는 방법 및 그 제품에 관한 것이다.
본 발명은 항균성 스티로폼 즉, 항균 발포폴리스티렌 비드의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수 나노미터의 초미세 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 발포폴리스티렌 비드의 표면에 코팅하여 항균 발포폴리스티렌 비드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스티로폼이라 불리는 발포폴리스티렌은 딸기 등의 과일 및 육류, 생선 등을 포장하거나 건축자재로 사용되기도 하고 공산품의 포장에도 널리 사용되고 있다.
스티로폼 제품은 작은 알갱이들의 조합으로 상품이 만들어지는데, 제품 제작시 이 알갱이 알갱이 사이에 모세혈관같은 것이 생성되고, 어느 한 곳으로 침투한 물이 이 모세혈관 모양의 공극을 통해 재료 모든 부분에 쉽게 침투함으로 물의 흡수나 전달을 원천적으로 피할 방법이 없다.
따라서 습도가 높은 환경 하에서 세균이 번식하고 곰팡이가 생기는 문제점이 있어 항균 성능에 대한 시장 요구가 있어 왔다.
특히 사용환경 주위에 온도차이가 많이나는 정수기냉수통 보호 패드의 경우에는 결로현상에 의한 습기로 인하여 곰팡이가 발생되는 구조적인 문제점으로 인하여 항균 스티로폴 보온재에 대한 요구가 더욱 크게 대두되고 있다.
[종래기술]
대한민국 공개특허 제10-2008-0081409호 (2008.09.10)
본 발명의 목적은 우수한 항균력을 제공하는 항균성 스티로폼의 제조방법 및 이에 따라 제조된 항균성 스티로폼을 제공하는 것이며, 본 발명에 따른 제조방법을 통하여 우수한 항균력을 가진 발포폴리스티렌 비드를 제조하는 것이 가능하며, 결국 이와 같은 우수한 항균력을 가진 발포폴리스티렌 비드를 이용하여 항균성이 매우 우수한 다양한 스티로폼 제품의 제작이 가능해진다. 특히, 본 발명에 따른 제조방법을 이용하여 항균성 스티로폼을 제조할 경우, 우수한 항균 기능을 가진 스티로폼을 이용하여 다양한 분야에 활용하는 것이 가능하며, 특히 이를 식품 포장제로 사용할 경우 포장재의 표면에 침착하여 증식되는 세균을 차단하여 식품의 유통기한을 늘릴 수 있으며, 건축자재로 사용할 경우 세균이 번식하지 않는 깨끗한 환경을 제공하는 것이 가능해지게 된다. 특히 최근에 곰팡이 발생으로 인하여 문제가 되고 있는 정수기 냉수보온에 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 항균성 스티로폼을 적용할 경우 정수기의 저수통 외부 환경관리 및 정수통 수질 유지에도 기여를 하게 됨으로 사용자에 대한 신뢰도가 상승 할 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법은 탄산칼슘의 표면에 구리입자를 증착하여 구리증착-탄산칼슘을 준비하는 단계(S100); 및 상기 구리증착-탄산칼슘을 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 코팅하는 단계(S200);를 포함한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 단계(S100)은 진공 증착조 내에 탄산칼슘 분말을 넣고, 구리 타겟을 사용하여 탄산칼슘 분말에 PVD(물리기상증착법)으로 미세한 구리 입자를 증착하는 과정을 통하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 발포폴리스틸렌 비드는 중합조에 스틸렌단량체, 분산매, 분산제, 계면활성제, 핵제 및 개시제를 투입하고 중합반응을 유도하고, 발포제를 가하여 비드를 얻는 과정을 통하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 단계(S200)은 상기 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 상기 단계(S100)을 통하여 제조된 구리증착-탄산칼슘과 왁스가 혼합된 혼합액을 이용하여 저융점 보호막을 형성하는 과정을 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 구리증착-탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 50㎚인 구리입자를 탄산칼슘 대비 500 내지 20,000ppm의 농도로 증착시킨 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 구리증착-탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법은 a) 진공 증착조 내에서 탄산칼슘 분말을 넣고 구리 타겟을 사용하여 탄산칼슘 분말에 PVD(물리기상증착법)으로 미세한 구리 입자를 증착하는 단계; b) 중합조에 스틸렌단량체, 분산매, 분산제, 계면활성제, 핵제 및 개시제를 투입하고 중합반응을 유도하고, 발포제를 가하여 비드를 얻어내는 단계; c) 상기 b)단계에서 얻어진 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 상기 a)단계에서 얻어진 미세한 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 왁스 등과 혼합하여 저융점 보호막을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법은 발포폴리스티렌 비드가 발포하여 스티로폼을 형성할 때 비드의 표면에 도포된 구리가 증착된 탄산칼슘에 의해 항균 및 탈취 기능을 발휘함으로써 반영구적인 항균기능을 갖는 항균 스티로폼 제품을 만들 수 있는 장점을 가지며, 특히 이는 항균과 탈취 성능이 필요한 많은 제품에 적용 가능한 광범위한 활용도를 갖는 매우 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 실험재료를 나타낸다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법은 탄산칼슘의 표면에 구리입자를 증착하여 구리증착-탄산칼슘을 준비하는 단계(S100); 및 상기 구리증착-탄산칼슘을 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 코팅하는 단계(S200);를 포함한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 단계(S100)은 진공 증착조 내에 탄산칼슘 분말을 넣고, 구리 타겟을 사용하여 탄산칼슘 분말에 PVD(물리기상증착법)으로 미세한 구리 입자를 증착하는 과정을 통하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 발포폴리스틸렌 비드는 중합조에 스틸렌단량체, 분산매, 분산제, 계면활성제, 핵제 및 개시제를 투입하고 중합반응을 유도하고, 발포제를 가하여 비드를 얻는 과정을 통하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 단계(S200)은 상기 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 상기 단계(S100)을 통하여 제조된 구리증착-탄산칼슘과 왁스가 혼합된 혼합액을 이용하여 저융점 보호막을 형성하는 과정을 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 구리증착-탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 50㎚인 구리입자를 탄산칼슘 대비 500 내지 20,000ppm의 농도로 증착시킨 것임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법에 있어서, 상기 구리증착-탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 항균성 스티로폼의 제조방법은 a) 진공 증착조 내에서 탄산칼슘 분말을 넣고 구리 타겟을 사용하여 탄산칼슘 분말에 PVD(물리기상증착법)으로 미세한 구리 입자를 증착하는 단계; b) 중합조에 스틸렌단량체, 분산매, 분산제, 계면활성제, 핵제 및 개시제를 투입하고 중합반응을 유도하고, 발포제를 가하여 비드를 얻어내는 단계; c) 상기 b)단계에서 얻어진 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 상기 a)단계에서 얻어진 미세한 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 왁스 등과 혼합하여 저융점 보호막을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명은 a) 진공 증착조 내에서 탄산칼슘 분말을 넣고 구리 타겟을 사용하여 탄산칼슘 분말에 PVD(물리기상증착법)으로 미세한 구리 입자를 증착하는 단계; b) 중합조에 스틸렌단량체, 분산매, 분산제, 계면활성제, 핵제 및 개시제를 투입하고 중합반응을 유도하고, 발포제를 가하여 비드를 얻어내는 단계; c) 상기 b)단계에서 얻어진 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 상기 a)단계에서 얻어진 미세한 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 왁스 등과 혼합하여 저융점 보호막을 형성하는 단계로 나누어 설명할 수 있다.
우선, 첫번째 단계(a)는 물리기상증착법을 이용한 구리 미세입자를 탄산칼슘 분말의 표면에 증착하는 것이다.
이는 진공 증착조, 진공 증착조 내에 구비되고 담체를 담지하는 교반조, 상기 교반조 내에 구비되고 담체를 교반하는 교반 날개, 상기 진공 증착조 내에 교반조 상부에 구비되는 99%이상의 구리 타겟, 상기 구리 타겟으로부터 플라즈마를 발생시키는 수단 및 산소 기체 투입구를 포함하는 장치에 의하여 제조될 수 있다.
상기 진공 증착조 내의 교반조는 탄산칼슘 분말을 담지한다.
한편, 상기 교반조에는 탄산칼슘 분말을 교반시키기 위한 교반 날개가 구비된다.
상기 진공 증착조의 교반조 상부에는 99%이상의 구리 금속으로 이루어진 타겟이 구비될 수 있다.
상기 금속 구리 타겟에 양극 또는 음극을 연결하고 다른 편에는 대항 전극을 위치시킨 후, 상기 진공 증착조 내의 진공도가 10-3 ~ 10-5 torr가 되도록 하고 불활성 기체를 진공 증착조에 주입하면서 금속 구리 플라즈마 입자를 형성시킨다.
여기서 플라즈마 입자 형성방법에 DC 스퍼터링(DC sputtering), RF 스퍼터링(RF sputtering), 레이저 스퍼터링, 전자빔 증착 및 가열법에 의한 열증착 등의 방법이 사용될 수 있다.
상기 불활성 기체는 아르곤(Ar), 네온(Ne), N2, O2, CH4 등일 수 있고, 바람직하게는 아르곤(Ar)일 수 있으나, 기타 다양한 불활성 기체가 사용될 수 있으며, 불활성 기체의 종류에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
상기 사용하는 담체는 1 내지 50㎛의 직경을 갖고 칼사이트 구조를 가진 탄산칼슘 또는 탄산마그네슘 분말이 사용되는 것이 가능하며, 바람직하게는 탄산칼슘일 수 있으나 여기에 제한되지는 않는다.
한편, 일반적으로 2 내지 50㎚의 평균입경을 갖는 미세한 구리는 그 표면적이 매우 크기 때문에 중량 대비 매우 우수한 항균력과 탈취력을 발휘하지만, 표면적이 넓어서 공기중에서 쉽게 산화되고 산화된 구리는 항균력과 탈취력이 감소하는 특성이 있다.
그러나, 본 발명자는 탄산마그네슘과 마찬가지로 칼사이트 구조를 가진 탄산칼슘은 칼슘(Ca)원자와 결합한 탄소(C)가 세 개의 산소(O)와 배위결합이 되어 있어 배위결합한 산소와 증착된 구리(Cu)의 결합으로 빠른 시간에 안정된 구조를 이루므로 구리의 항균력과 탈취력이 강력한 것을 시험적으로 알게 되었다.
한편, 기존에 나와 있는 물리기상증착법(PVD)를 이용하여 탄산칼슘 분말을 담체로 하여 구리타겟으로부터 미세한 구리입자를 탄산칼슘 분말 표면에 증착하는 첫 번째 단계에서 탄산칼슘은 1 내지 10㎛의 입도를 가진 분말을 사용하고, 구리는 2 내지 50㎚의 아주 미세한 크기로 탄산칼슘 분말에 500~20,000ppm의 농도로 증착하는 것이 바람직하다.
즉, 탄산칼슘에 500ppm (0.05%)이하의 농도로 구리 나노입자를 증착할 경우 항균력을 내기 위해서는 발포폴리스티렌 비드의 표면에 도포하는 저융점보호막의 중량 대비 10 중량%이상을 첨가하여야 하고, 이 경우 왁스등이 포함된 도포액의 점도가 높아져서 도포 작업이 어려워지는 문제점이 있다.
또한, 탄산칼슘에 20,000ppm(2%) 이상의 농도로 구리나노입자를 증착할 경우 구리 나노입자의 크기가 50㎚ 이상 커지게 되고 이는 비표면적의 감소로 인해 향균력이 저하되게 되는 문제가 있다.
상기 두 번째 단계는 중합조에 스틸렌단량체, 분산매, 분산제, 계면활성제, 핵제 및 개시제를 투입하여 중합반응을 유도하고, 발포제를 가하여 비드를 얻어내는 과정이다.
한편, 이러한 단계에서 상기 스틸렌단량체를 단독으로 중합시키거나 또는 스틸렌단량체와 비닐기 함유 단량체를 공중합시킨 스틸렌 코폴리머를 주재로 하여 제조하는 것이 가능하다.
한편, 상기 비닐기 함유 단량체로는 아크리로니트릴, 디메틸말레이트, 디비닐벤젠, 메틸메타크릴레이트, 아크릴아미드, 네타크리로니트릴, 무수말레인산 등을 예로 들 수 있다.
상기 분산매로는 정제수를 사용하는 것이 가능하다.
주재인 스틸렌단량체 또는 비닐기 함유 단량체를 공중합시킨 스틸렌 코폴리머와 동량의 정제수가 사용될 수 있다.
상기 분산제로는 바람직하게는 트리칼슘포스페이트, 트리소듐포스페이트, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올-코-비닐아세테이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 사용한다.
상기 계면활성제로는 알킬벤젠술포네이트의 나트륨염, 라우릴술포네이트의 나트륨염, 도데실벤젠술포네이트의 칼슘염 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 사용한다.
상기 핵제로는 폴리메틸렌왁스, 에틸렌비스스테아르아미드, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 것을 사용한다.
상기 개시제로는 대칭 단관능성의 아조화합물, 대칭 다관능성 과산화물, 비대칭 다관능성의 과산화물 및 이들의 혼합물들이 사용 될 수 있다. 주로 벤조일퍼옥사이드, 디-티부틸퍼옥사이드, 티-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(티-부틸퍼옥시)헥산, 옥타노일퍼옥사이드, 데카노일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이느, 스테아로일퍼옥사이드, 3,3,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 티-부틸퍼옥시아세테이트, 티-부틸퍼옥시이소부틸레이트, 티-부틸퍼옥시(2-에틸헥사노에이트), 티-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸헥사노에이트, 티-부틸퍼옥시라우레이트, 티-부틸퍼벤조에이트, 디-티-부틸디퍼옥시이소프탈레이트, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 티-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, 아조-비스-2-메틸프로피오니트릴 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 것이 사용될 수 있다.
상기 발포제로는 C3 내지 C6-탄화수소, 예컨대 프로판, 부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 에오펜탄, 헥산 또는 디클로로메탄 등의 플로로화합물인 프레온계 발포제를 사용될 수 있다.
한편, 중합조에는 40~60 중량%의 스틸렌단량체 또는 비닐기 함유 단량체를 공중합시킨 스틸렌 코폴리머, 60~40 중량%의 분산매, 상기 스틸렌단량체 또는 비닐기 함유 단량체를 공중합시킨 스틸렌 코폴리머에 대하여 0.5~2.0 중량%의 분산제, 상기 스틸렌단량체 또는 비닐기 함유 단량체를 공중합시킨 스틸렌 코폴리머에 대하여 0.0005~0.005 중량%의 계면활성제, 상기 스틸렌단량체 또는 비닐기 함유 단량체를 공중합시킨 스틸렌 코폴리머에 대하여 0.05~0.5 중량%의 핵제 및 0.005~2.5 중량%의 개시제를 투입하고 50~130도의 온도를 가열하면서 중합반응을 유도한다.
중합율이 75 중량%에 도달하였을 때 100 내지 110℃로 승온시키고, 정량펌프를 사용하여 스틸렌단량체 또는 비닐기 함유 단량체를 공중합시킨 스틸렌 코폴리머에 대하여 8~10 중량%의 발포제를 50분 내지 1시간에 걸쳐 일정한 속도로 중합조 내에 투입한다.
이 때 중합조는 밀폐되어야 한다. 가스크로마토그래피를 사용하여 잔류모노머의 함량을 측정하여 중합률이 95 중량%에 도달하였을 때 120 내지 130℃로 승온시키고 1 내지 3시간 유지시킨 후 중합온도를 50℃ 이하로 낮추고, 중합조 내의 잔존압력을 완전히 제거한 후, 발포폴리스티렌 비드를 회수하여 수세하고 건조시킨다.
한편, 세 번째 단계는 상기 두 번째 단계에서 얻어진 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 상기 a)단계에서 얻어진 미세한 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 포함하는 코팅액으로 저융점 보호막을 형성하는 단계이다.
발포폴리스티렌 비드의 코팅액은 물과 바인더 및 첨가제를 혼합하여 제조한다.
상기 바인더는 열가소성 수지로써 아크릴수지, 에틸렌비닐수지, 우레탄수지, 에폭시수지, 초산비닐수지, 멜라민수지, 노블락수지, 에스테르수지, 우레아수지 중 아느하나가 선택되어 사용되고, 첨가제는 망초, 인산암모늄, 인산염, 과탄산나트륨, 탄산나트륨, 붕산염, 소다회, 구연산나트륨, 탄산알루미늄, 탄산마그네슘, 중탄산나트륨, 수산화나트륨, 피로인산, 헥산인산 중 어느 하나 또는 두가지 이상을 사용하는 것이 가능하다.
추가적으로 팽창흑연, 수산화알루미늄, 알루미나 및 아연 또는 아연화합물 분말 등의 난연제가 포함될 수 있다.
본 발명에서 특히 중요한 점은 세 번째 단계의 코팅액 제조에 첫 번째 단계에서 준비된 미세한 구리가 증착된 탄산칼슘 분말이 첨가된다는 것이다.
코팅액은 물 20~30 중량%, 열가소성수지 20~35%, 첨가제 2~5%, 난연제 42~48 중량%로 제조할 수 있다.
상기의 코팅액에 미세한 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 첨가하여 혼합하는데, 코팅후 건조 후에 남는 코팅액의 고형분에 대하여 1~5 중량%를 첨가하여 혼합한다.
미리 제조된 코팅액으로 두 번째 단계에서 제조된 발포폴리스티렌 비드의 표면을 코팅하고 건조한다. 코팅방법으로는 침적법, 스프레이 분사법이 사용될 수 있다.
우선 물과 바인더 기능을 하는 열가소성수지 및 산소차단 기능을 위한 첨가제를 혼합탱크에 투입하여 혼합하고 10분 이상 교반한다. 그 후 난연제와 미세한 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말을 투입하여 혼합하고, 혼합 완료된 혼합물질을 별도의 숙성탱크로 옮겨서 30~50분 정도 자연숙성시킨다.
이렇게 완성된 코팅액으로 발포폴리스티렌 비드의 표면에 저융점 보호막을 형성시킨다.
[실시예]
a)단계
2~3um의 입도를 갖는 탄산칼슘 분말을 담체로 하여 PVD(물리기상증착법)로 2~15nm의 구리입자를 4000~5000ppm 농도로 탄산칼슘 분말 표면에 증착시켰다.
b)단계
중합조 내에 40㎏의 정제수, 40㎏의 스티렌단량체, 170g의 트리칼슘포스페이트, 0.5g의 라우릴술포네이트 나트륨염 및 40g의 폴리에틸렌왁스를 투입하고 120g의 벤조일퍼옥사이드, 40g의 1,1-비스(티-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 40g의 1,1-비스(티-부틸퍼옥시)시클로헥산틀 혼합하여 본중합반응 후에 3.5㎏의 펜탄을 투입하여 발포폴리스티렌 비드를 얻었다.
c)단계
물 25㎏, 초산비닐수지 28㎏, 구연산나트륨 2.5㎏을 투입 교반하고 아연분말 30㎏과 a)단계에서 제조된 구리입자가 증착된 탄산칼슘 분말 1㎏을 혼합하여 코팅액을 제조한 후에
b)단계에서 제조된 발포폴리스티렌 비드의 표면에 침적법을 이용하여 코팅하였다.
실시예로 준비된 발포폴리스티렌 비드를 통상적인 성형법에 따라 발포 성형하여 스티로폼을 제조 후 표면에 대한 항균시험을 실시하였다.
황색포도상구균과 대장균 두 종류에 대하여 항균력 실험을 하였는데, 24시간 배양후 99.9%의 항균 결과를 얻을 수 있었다.

Claims (6)

  1. 탄산칼슘의 표면에 구리입자를 증착하여 구리증착-탄산칼슘을 준비하는 단계 (S100); 및 상기 구리증착-탄산칼슘을 발포폴리스틸렌 비드의 표면에 코팅하는 단계 (S200);를 포함하며,
    상기 구리입자는 1 내지 50nm의 입경을 갖는 것이고,
    상기 구리증착-탄산칼슘은 증착조 내부에 구비된 구리 타겟에 전원을 인가하고, 불활성 기체를 진공 증착조에 주입하면서 증착조 내부의 진공도를 10-3 ~ 10-5 토르(torr)로 유지하면서 구리 플라즈마 입자를 형성하며 이와 같이 형성된 구리 플라즈마 입자를 탄산칼슘의 표면에 증착시키는 방법으로 수행되고,
    상기 코팅은 상기 구리증착-탄산칼슘와 왁스가 혼합된 혼합액을 이용하여 발포폴리스틸렌비드의 표면에 코팅하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 항균성 스티로폼의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 발포폴리스틸렌 비드는
    중합조에 스틸렌단량체, 분산매, 분산제, 계면활성제, 핵제 및 개시제를 투입하고 중합반응을 유도하고, 발포제를 가하여 비드를 얻는 과정을 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 항균성 스티로폼의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구리증착-탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 50㎚인 구리입자를 탄산칼슘 대비 500 내지 20,000ppm의 농도로 증착시킨 것임을 특징으로 하는 항균성 스티로폼의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 구리증착-탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 항균성 스티로폼의 제조방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101300626B1 (ko) * 2012-06-08 2013-08-28 김재천 불연성과 단열성 막을 형성시킨 발포성 수지 입자의 제조방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101300626B1 (ko) * 2012-06-08 2013-08-28 김재천 불연성과 단열성 막을 형성시킨 발포성 수지 입자의 제조방법
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