KR102420380B1 - 논슬립 및 항균 바닥 코팅제 및 이를 적용한 필름지 - Google Patents

논슬립 및 항균 바닥 코팅제 및 이를 적용한 필름지 Download PDF

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Abstract

논슬립 및 항균 바닥 코팅제, 및 이를 적용한 필름지가 개시되어 있다.
이 중, 논슬립 및 항균 바닥 코팅제는 고분자 수지 40 ~ 59 중량부; 주재와 경화제가 혼합된 바인더 21 ~ 31 중량부; 2 ~ 30㎚의 평균 입경을 갖는 항균물질5 ~ 8 중량부로 이루어진 항균층;을 포함하되, 상기 항균층에는 무기계 비드의 모서리부가 항균층의 표면으로 돌출되어 요철을 이루고 있는 것으로 더 포함하며, 상기 무기계 비드의 직경은 상기 항균층의 두께에 비해 크게 형성된 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

논슬립 및 항균 바닥 코팅제 및 이를 적용한 필름지{Non-slip and antibacterial floor coating and film paper applied with it}
본 발명은 논슬립과 항균 기능을 갖는 바닥 코팅제 및 이를 적용한 필름지에 관련한 것이다.
특히, 항균층의 표면으로 무기계 비드의 모서리 부위가 노출되도록 함으로써 논슬립 기능을 함과 아울러, 무기계 비드의 모서리에 의해 신발 바닥면의 요홈에 묻어 있는 이물질을 제거하고 항균층에 의해 항균되도록 함으로써 논슬립 및 항균기능을 겸할 수 있는 논슬립 및 항균 바닥 코팅제에 관한 것과,
또한, 상기 논슬립 및 항균 바닥 코팅제가 코팅된 채, 바닥재의 표면에 점착하여 사용할 수 있는 필름지를 제공한다.
대리석과 폴리싱 타일과 같은 무기소재의 바닥재에 기능성을 구현할 수 있는 코팅 기술이 다양하게 제안되어 있으나, 표면에 광촉매(일본 특허공개 제2002-338374호) 및 발수 발유 코팅을 함으로써 오염성을 개선하는 정도의 단일 기능만이 부여되어 있는 경우가 대부분이다.
또한, 표면에 자외선 경화 타입의 코팅제를 적용한 사례가 있기는 하지만, 석재 표면의 색상차를 줄이고, 다양한 색상을 부여하는 목적으로 착색용 UV코팅으로 접근하거나(미국특허공개 제2004-0023513호), 내오염성 및 대리석의 표면을 보호하는 목적으로 UV 코팅 시스템을 접목하는(미국특허공개 제2002-0132871호) 기술이 개시되어 있다.
하지만, 이러한 코팅 방법은 궁극적으로 내오염성 및 표면 보호 또는 착색의 목적으로 하는 것이어서, 미끄럼에 대한 안전성은 제공되지 않는다.
현재 미끄럼성에 대한 안정성을 구현하기 위한 시제품들이 유지보수용 처리제로 활용되고 있다.
즉, 석재 및 타일의 표면이 알카리성으로 구성되어 있음을 이용하여 약산성의 표면처리제를 바닥재에 도포하여 산화/부식시킴에 따라, 표면에 미세한 기공이 형성되도록 하므로써 마찰계수를 증가시키는 처리제(특허등록공보 제558316호)가 제안되어 있다.
그러나, 이러한 처리 방법은 단기적으로 효과가 있을 뿐, 오염물에 의해 기공이 막히게 되면 마찰효과가 현저하게 떨어지게 되므로 주기적인 관리가 필요하다는 단점이 있다.
또한, 바닥재에는 신발에 묻어 있던 흙먼지 및 기타 이물질이 떨어질 수 있고, 떨어진 이물질을 통해 세균, 곰팡이, 기타 바이러스 등이 증식하여 실내를 오염시킬 수 있으므로 이에 대한 대책도 마련되어야 한다.
문헌 1 : 미국특허공개 제2004-0023513호 문헌 2 : 미국특허공개 제2002-0132871호 문헌 3 : 특허등록공보 제558316호
본 발명의 일목적은 항균층의 표면으로 무기계 비드의 모서리 부위가 노출되도록 함으로써 논슬립 기능을 함과 아울러, 무기계 비드의 모서리에 의해 신발 바닥면의 요홈에 묻어 있는 이물질을 제거하여 항균층에 의해 항균되도록 함으로써 논슬립 및 항균기능을 겸할 수 있는 논슬립 및 항균 바닥 코팅제를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 논슬립 및 항균 바닥 코팅제가 코팅된 채, 바닥재의 표면에 점착하여 사용할 수 있는 필름지를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 바닥재의 표면에 점착하여 사용할 수 있도록 상기 논슬립 및 항균 바닥 코팅제가 코팅된 필름지를 제공함에 있다.
본 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 고분자 수지 40 ~ 59 중량부; 주재와 경화제가 혼합된 바인더 21 ~ 31 중량부; 알루미늄 분말, 아연 분말, 구리 분말 중 어느 하나 이상으로 되고, 30 ~ 50㎚의 평균 입경을 갖는 항균물질5 ~ 8 중량부로 이루어진 항균층;을 포함하되, 상기 항균층에는 무기계 비드의 모서리부가 항균층의 표면으로 돌출되어 요철을 이루고 있는 것으로 더 포함하며, 상기 무기계 비드의 직경은 상기 항균층의 두께에 비해 크게 형성된 것을 더 포함하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제를 제공한다.
바람직하게, 상기 항균층은 고분자 수지, 바인더 및 항균물질의 혼합물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 8 ~ 10 중량부가 더 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 계면활성제는 피이지-20 글리세릴 트리이소스테아레이트, 피이지-30 소르비탄 테트라올리에이트, 피이지-15 글리세릴 이소스테아레이트, 폴리글리세릴-3 이이소스테아레이트, 폴리글리세릴-10 디올리에이트, 솔르비탄모노스테아레이트, 글리세릴 모노 스테아레이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 비이온성 계면활성제로 될 수 있다.
상기 항균층은 고분자 수지, 바인더 및 항균물질의 혼합물 100 중량부를 기준으로 메틸에틸케톤이 첨가된 분산제 2 ~ 10 중량부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
바람직하게, 상기 바인더는, 주재로 폴리올과 경화제로 이소시아네이트 수지를 사용한 폴리우레탄 또는 주제로 아민계 수지와 경화제로 이소시아네이트 트리폴리머를 사용한 폴리우레아로 될 수 있다.
바람직하게, 상기 무기계 비드는 글리스 비드, 실리카 비드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 항균물질은 제올라이트 분말, 실리카 분말, 알루미나 분말 중 어느 하나로 된 무기 담체에 은, 구리, 망간, 아연 중 어느 하나 이상의 금속이온을 치환시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기에 기재된 논슬립 및 항균 바닥코팅제가 일면에 적층된 고분자 필름; 상기 고분자 필름이 이면에 적층된 점착층; 및 상기 점착층의 표면에 적층되는 이형지를 포함하는 논슬립 및 항균 바닥 코팅제가 코팅된 필름지를 제공한다.
바람직하게, 상기 고분자 필름은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리비닐부티랄, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리카보네이트, 나일론 소재의 필름 또는 이들을 2 이상 혼합하여 제조될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 무기계의 비드(글라스 비드 또는 실리카 비드)가 항균층에 견고하게 침지되어 있으면서 예리한 모서리 부위가 항균층의 표면으로 노출되어 있으므로 논슬립 기능을 발휘함과 아울러, 신발을 터는 과정에서 예리한 모서리 부위가 신발 바닥면의 요홈에 묻어 있는 이물질을 긁어서 제거할 수 있고, 제거된 이물질은 항균층에 의해 사멸됨으로써 항균성 향상에 기여된다.
또한, 논슬립 항균 바닥 코팅제를 필름지에 코팅한 상태로 피착물(예컨대, 바닥타일)에 점착하여 사용할 수 있으므로 설치가 간편하고, 또 비드가 마모된 경우, 피착물은 그대로 두고 필름지만 교체하면 되므로 교환작업도 간단하다는 장점을 갖는다.
상기한 본 발명의 효과들은 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 논슬립 및 항균 바닥 코팅제의 단면도
도 2는 본 발명에 따른 필름지의 단면도
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "전방", "후방", "상부", "하부", "전단" 및 "하단"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 논슬립 및 항균 바닥 코팅제의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 필름지의 단면도이다.
위 도면에 의하면, 본 발명에 따른 논슬립 및 항균 바닥 코팅제(100)는 천연석 및 폴리싱타일 등의 바닥재 표층에 직접 코팅되거나 또는 후술될 필름을 매개로 점착되는 것으로, 항균작용을 하는 항균층(110) 및 논슬립(non-slip)을 위한 무기계 비드(120)를 포함할 수 있다.
상기 항균층(110)은 고분자 수지 40 ~ 59 중량부, 바인더 21 ~31 중량부, 항균물질 5 ~ 8 중량부, 분산제 2 ~ 10 중량부 및 계면활성제8 ~ 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 항균층(110)의 구성성분 중 하나인 고분자 수지는, 고분자 수지 혼합물 100 중량부를 기준으로 우레탄 프리폴리머 40 ~ 70 중량부, 다가 페놀성 화합물10 ~ 20중량부, 소포제 1 ~ 5 중량부, 경화제 1 ~ 10 중량부, 경화 촉매 2 ~ 6 중량부, 중화제 1 ~ 3 중량부, 결합제 2 ~ 5 중량부 및 흡습제 5 ~ 10 중량부가 혼합된 혼합물로 이루어 질 수 있으며, 이와 달리, 상기 우레탄 프리폴리머를 대신하여 PVC, 아크릴, 레진 중 선택된 어느 하나로 치환될 수 있다.
상기한 우레탄 프리폴리머는 중량평균 분자량이 500∼6,000인 폴리올화합물과 한 분자에 이소시아네이트기를 두 개 또는 그 이상 갖는 화합물로서 폴리이소시아네이트로 구성되며, 폴리올화합물과 폴리이소시아네이트는 바람직하게 몰비 1:15 내지 1:28를 사용할 수 있으며, 폴리이소시아네이트로는 디페닐메탄 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 자이렌 디이소시아네이트 등과 같은 방향족 폴리이소시아네이트와 이소필렌 디이소시아네니트, 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디싸이클로 헥사메탄디이소시아네이트 등과 같은 지방족 폴리이소시아 네이트에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고, 폴리올 화합물은 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기한 다가 페놀성 화합물은 우레탄 수지에 우수한 접착력을 부여하는 기능을 하는 것으로, 그 혼합량이 10 중량부 미만일 경우 조성물의 접착력이 감소하고, 20 중량부를 초과할 경우 작업성이 저하될 수 있다.
상기 다가 페놀성 화합물은 1분자당 적어도 2개 이상의 하이드록시기를 가지는 페놀수지와 같은 중합체가 사용될 수도 있고, 2,2-비스(p-히드록시페닐)프로판, (2,4-디히드록시페닐)메탄, 비스(2-히드록시페닐)메탄, 2,2-비스(3-이소프로필-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(2-이소프로필-4-히드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-히드록시페닐)에탄, 1,3-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시-2,6-디메틸-3-메톡시)페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 소포제는 1 ~ 5 중량부가 포함될 수 있는데, 소포제가 1 중량부 미만이면 우레탄 수지 조성물의 기포를 충분히 제거할 수 없는 문제가 있다. 이때, 상기 소포제는 통상적으로 사용되는 것이면 적용 가능하며, 예컨대 BYK Gardner사의 BYK-A501을 사용할 수 있다.
상기 경화제는 1 ~ 10 중량부가 포함될 수 있고, 2급 아민과 모노에폭사이드를 혼합하여 제조할 수 있다. 2급 아민과 모노에폭사이드의 혼합은 몰비로 1:0.7 내지 1:1.4인 것이 바람직하다. 이는 2급 아민 1몰당 모노에폭사이드의 반응 몰비가 0.7미만이면 아민 반응이 완전히 진행되지 않고, 1.4를 초과하면 미반응 모노에폭사이드에 의해 수분산 수지의 제조시 분산성 저하의 문제가 있을 수 있기 때문이다. 2급 아민으로는 디에탄올아민, N-메틸에탄올아민, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-(부틸아미노)에탄올 등을 사용할 수 있다. 그리고, 모노에폭사이드는 1,2-부틸렌 옥사이드, 1,2-펜텐 옥사이드, 1,2-도데센 옥사이드, 스티렌 옥사이드 및 글리시딜을 포함하는 C2 내지 C30의 알킬렌 옥사이드에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화 촉매는 2 내지 6 중량부가 포함될 수 있다. 2 중량부 미만이면 경화촉매 활성도가 낮아서 경화가 지연되는 문제점이 발생될 수 있고, 6 중량부를 초과하면 저장 안정성이 떨어지는 문제점이 발생될 수 있다.
상기 경화 촉매는 예컨대, 아민 화합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 중량평균 분자량이 50 ~ 1,000일 수 있다. 이러한 아민 화합물의 예로는 디에틸트리아민(DETA), 에틸렌디아민(EDA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타아민(TEPA), 디에틸아미노프로필아민(DEAPA) 등의 지방족 디아민류가 사용될 수 있다.
이와는 달리, 메탄디아민(MDA), N-아미노에틸피페라딘(N-AEP), m-크실렌디아민(m-XDA), 1,3-비스 아미노메틸 사이클로헥산(1,3-AC)이소포론디아민,디아미노시클로헥산,４,４-비스 파라아미노-시클로헥실메탄, N,N-디에틸프로판디아민(N,N-Diethyl-1,3-propanediamine), N-(2-하이드록시에틸)-1,3-펜탄디아민(N-(2-hydroxyethyl)-1,3-pentanediamine), N,N-디-n-디부틸-1,3-프로판디아민(N,N-di-n-butyl-1,3-propanediamine) 등의 방향족 디아민류를 사용할 수도 있다.
상기 흡습제는 5 ~ 10 중량부가 포함될 수 있다. 바람직하게는 흡습제 6 ~ 8 중량부를 포함할 수 있다. 흡습제가 5 중량부 미만이면 제습 효과가 저하되며, 10중량부 이상이면 탄성이 감소하는 문제가 발생될 수 있다.
본 실시예에서 상기 흡습제는 고체로서는 시멘트 분말, 실리카겔, 염화칼슘을 사용할 수 있고, 액체로서는 염화리튬 또는 다가 알코올 화합물을 사용할 수 있다.
상기 항균층(110)의 구성성분 중 하나인 바인더는 고분자 수지와 항균물질의 결합을 위한 일종의 접착제 역할을 하는 것으로, 열경화성수지, UV경화성수지, 열 및 UV 동시 경화성수지, 습기경화성수지 또는 이들을 2 이상 혼합한 수지를 사용할 수 있다. 예컨대, 바인더로는 폴리우레탄, 폴리우레아, 아크릴, 에폭시, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리설폰(polysulfone), 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르, 나일론 및 실리콘수지 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성수지로는 에폭시수지, 우레탄수지, 아크릴수지, 불소수지 등이 적용될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
상기 UV경화성수지는 UV경화성수지 혼합물 100중량부를 기준으로 폴리우레탄아크릴레이트 25 ~ 35 중량부, 성 모노머 희석제 10 ~ 27 중량부, 접착촉진제 1 ~ 3 중량부, 메틸에틸케톤(methylethyl ketone) 15 ~ 20 중량부, 톨루엔 20 ~ 25 중량부로 이루어진 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
이와는 달리, 상기 UV경화성수지로 폴리우레탄아크릴레이트 25 ~ 35 중량부, 반응성 모노머 희석제 15 ~ 40 중량부, 접착촉진제 1 ~ 3 중량부, 광개시제 8 ~ 14 중량부, 레벨링제 0.5 ~ 15 중량부, 메틸에틸케톤(methylethyl ketone) 15 ~ 20 중량부, 톨루엔 20 ~ 25 중량부 및 부틸아세테이트 1 ~ 10 중량부로 이루어진 혼합물을 사용할 수도 있다.
또 다른 실시예로서, 상기 바인더는 주재와 경화제를 혼합하여 사용할 수도 있다. 예컨대, 주재로 폴리올(polyol)과 경화제로 이소시아네이트 수지를 사용한 폴리우레탄을 사용할 수 있으며, 주재로 아민계 수지와 경화제로 이소시아네이트 트리폴리머(lsocyante Trepolymer)를 사용한 폴리우레아를 사용할 수도 있다.
한편, 상기 바인더는 21 ~ 31 중량부가 혼합될 수 있다. 이때, 혼합량이 21 중량부 미만이면 경화속도가 느려지고, 피착면과의 접착력이 약화되는 문제가 발생할 수 있으며, 혼합량이 31 중량부를 초과하면 상대적으로 고분자 수지와 항균물질의 혼합비가 줄어들게 되어 이들에 의한 특성이 약화될 수 있다.
상기 항균층(110)의 구성성분 중 하나인 항균물질은, 일 실시예로서, 항균 및 살균 능력을 갖는 구리, 은, 아연, 황동 및 청동으로 이루어진 금속분말 군에서 1종 이상을 포함할 수 있으며, 5 ~ 8 중량부가 포함될 수 있다.
상기 금속분말(나노입자)의 평균입경은 2 ~ 30㎚으로 될 수 있으며, 바람직하게는 3 ~ 10㎚로 될 수 있다. 금속분말이 상기와 같은 크기로 형성되는 경우 입자간 뭉침 현상이 방지되고 상기 고분자 수지에서의 분산성이 양호하게 나타난다.
이와는 달리 상기 항균물질은 아연이온을 0.1 ~ 5 중량부를 함유하는 항균성 제올라이트를, 아연이온과 반응하여 난용성 아연 화합물을 생성하는 음이온을 포함하는 화합물과 반응시켜, 제올라이트 세공 중에 난용성 아연화합물을 생성시킨 제올라이트로 될 수 있다.
상기 제올라이트는 천연 제올라이트 및 합성 제올라이트 모두 이용할 수 있다. 제올라이트는 일반적으로 삼차원 골격 구조를 갖는 알루미노실리케이트로서, 일반식으로 xM2/nO·Al2O3·ySiO2·zH2O로 표시된다. 여기에서 M은 이온 교환 가능한 n가의 이온을 나타내며, 통상은 1 또는 2가의 금속 이온이다.
x는 금속 산화물의 몰수, y는 실리카의 몰수, z는 결정수(結晶水)의 몰수를 표시하고 있다.
제올라이트의 구체예로는 예를 들면, A형 제올라이트, X형 제올라이트, Y형 제올라이트, T형 제올라이트, 고(高)실리카 제올라이트, 소다라이트, 모데나이트,아날사임, 크리노프틸로라이트, 차바자이트, 에리오나이트 등을 들 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다.
이들 예시 제올라이트의 이온 교환 용량은 전형적으로는 A형 제올라이트 7 meq/g, X형 제올라이트 64 meq/g, Y형 제올라이트 5 meq/g, T형 제올라이트 34 meq/g, 소다라이트 115 meq/g, 모데나이트 26 meq/g, 아날사임 5 meq/g, 크리노프틸로라이트 26 meq/g, 차바자이트 5 meq/g, 에리오나이트 38 meq/g이다.
본 실시예에서 상기 제올라이트는, 상기 제올라이트 중의 이온 교환 가능한 이온, 예를 들면 나트륨 이온, 칼슘 이온, 칼륨 이온, 마그네슘 이온, 철 이온 등의 일부 또는 전부를 은 이온 등의 항균성 금속 이온으로 치환한 것이다.
본 발명의 항균성 제올라이트는 아연 이온을 포함하는 것이 바람직하며, 아연 이온 외에 다른 항균성 금속 이온을 포함할 수도 있다. 그러한 항균성 금속 이온의 예로는 구리, 은, 수은, 납, 주석, 비스무트, 카드뮴, 크롬 또는 탈륨의 이온, 바람직하게는 구리 또는 아연의 이온을 들 수 있다.
항균성의 측면에서 상기 아연 이온 및 기타 항균성 금속 이온은 제올라이트 중에 0.1 ~ 5 중량부가 함유되어 있는 것이 적당하다.
상기 항균성 제올라이트는 제올라이트 세공 내에 난용성 아연염을 생성시킨 것이다. 난용성 아연염으로는 산화아연, 과산화아연, 수산화아연, 인산아연, 이인산아연, 탄산아연, 옥살산아연, 구연산아연, 불화아연, 황화아연, 아황산아연, 셀렌화아연, 시안화아연, 규산아연 등을 들 수 있으나, 생성의 용이함에서 산화아연,옥살산아연, 구연산아연 등이 바람직하다.
세공 내에 생성시키는 난용성 아연염의 양은 항균성 제올라이트의 전 중량부에 대하여 바람직하게는 0.3 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 0.8 중량부 이상이 변색을 억제하는 관점에서 바람직하다. 상한치는 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하이다.
상기 항균층(110)의 구성 성분 중 하나인 분산제는 상기 항균물질을 균일하게 분산시키는 것으로 물이나 유기용제 또는 물과 유기용제의 혼합물을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 분산제로는 물, 알코올, 케톤류(아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등), 에테르류(메틸셀루솔브, 에틸셀루솔브, 부틸셀루솔브 등), 에스테르류(에틸아세테이트, 부틸아세테이트 등), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), n-메틸피로리딘, 프로필렌 글리콜모노메틸 에테르 아세테이트, 디베이직에스테르, 디메틸카보네이트, 또는 톨루엔 등을 사용할 수 있으며, 이들을 2 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 필요에 따라, 상기 분산제로는 메틸에틸케톤(MEK)을 일부 첨가하여 사용할 수도 있다.
상기 분산제는 고분자 수지, 바인더 및 항균물질의 혼합물 100 중량부를 기준으로 2 ~ 10 중량부가 포함될 수 있다. 이때, 분산제의 함량이 2 중량부 미만이면 항균물질의 분산성이 떨어지고, 점성이 높아져서 스프레이로 사용하기 어려운 문제점이 발생될 수 있다. 그리고, 분산제의 함량이 10 중량부를 초과하면 나머지 다른 구성은 원활하게 분산시킬 수 있으나, 점성이 현저히 낮아져서 흘러내림 현상이 발생될 수 있다.
상기 항균층(110)의 구성 성분 중 하나인 계면활성제는 상기 항균물질을 균일하게 혼합 및 확산되도록 하는 역할을 하는 것으로, 피이지-20 글리세릴 트리이소스테아레이트, 피이지-30 소르비탄 테트라올리에이트, 피이지-15 글리세릴 이소스테아레이트, 폴리글리세릴-3 이이소스테아레이트, 폴리글리세릴-10 디올리에이트, 솔르비탄모노스테아레이트, 글리세릴 모노 스테아레이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 비이온성계면활성제일 수 있다.
상기 계면활성제는 고분자 수지, 바인더 및 항균물질의 혼합물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 8 ~ 10 중량부가 포함될 수 있는데, 계면활성제가 8 중량부 미만이면 항균물질을 균일하게 혼합하는데 장시간이 소요되어 공정효율을 저하시키고, 10 중량부 이면 항균물질을 혼합 및 분산시키는데 충분하므로 10 중량부를 초과하면 생산비를 불필요하게 증가시킨다.
또한, 비이온성 계면활성제는 양이온 계면활성제 또는 음이온 계면활성제에 비하여 인체에 안정적이며, 혼합 및 분산효율이 일반적인 여타 계면활성제에 비하여 우수하다.
한편, 모서리부가 상기 항균층(110)의 표면으로 돌출되어 요철을 이루는 무기계 비드(120)는 미끄럼 방지를 위한 논슬립(non-slip) 기능을 부여하기 위한 것이다.
상기 무기계 비드(120)는 글라스 비드 또는 실리카 비드 중 어느 하나로 될 수 있고, 이들의 혼합물로도 될 수 있다.
상기 무기계 비드(120)는 상기 항균층(110)의 두께에 비해 큰 직경을 가질 수 있다. 따라서 향균층(110)으로부터 돌출되게 성형될 수 있다.
상기 무기계 비드(120)의 외면은 날카롭고 예리한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 삼각형, 사각형, 마름모 등의 다각형으로 될 수 있으며, 구형이나 유선형은 배제된다. 이로써 항균층(110)으로부터 노출된 부위가 날카롭게 되므로 논슬립성을 향상시킬 수 있고, 신발 바닥면의 요홈으로 파고 들어가 이에 끼어 있는 오염물질을 제거하기에 용이하다.
상기 무기계 비드(120)는 앞서 설명된 분산제 및 계면활성제의 도움으로 항균층과의 혼합 시 양호하게 분산되어 한 곳으로 응집되는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 필름지(200)가 제공된다.
상기 필름지(200)는 도 2에서와 같이, 상기에서 기재된 논슬립 및 항균 코팅제(100)가 일면에 적층되어 이루어진 고분자 필름(210)과, 상기 고분자 필름의 이면에 적층된 점착층(220)과, 상기 점착층의 표면에 적층되는 이형지(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 필름지(200)는 이형지(230)를 떼어낸 후, 점착층(220)을 바닥타일 등의 피착면에 점착하여 손쉽게 부착하여 사용할 수 있으며, 손상시에는 피착면으로부터 떼어낸 후 새것으로 교체할 수도 있다.
상기 고분자 필름(210)은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리비닐부티랄, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리카보네이트 및 나일론 소재의 필름 중 어느 하나이거나, 이들을 2이상 혼합한 복합소재의 필름으로 될 수 있다.
이상에서 설명된, 상기 논슬립 및 항균 바닥 코팅제 및 이를 적용한 필름지 대하여 항균성능을 테스트 한 결과는 아래의 표 1과 같다.
균주 1 균주 2
시료의 24시간 배양 후 세균 수 ＜20 1,100
시료와 대조군의 접종 직후 세균수 200,000 150,000
대조군의 24시간 배양 후 세균수 460,000 18,000,000
항균활성치 4.7 4.0
항균력 (JIS Z 2801:2000, 필름밀착법) : 세균수/㎖, 항균활성치 : log상기 항균성 실험결과는 본 발명에 의하여 제작된 논슬립 및 항균 바닥 코팅제가 적용된 필름 샘플시료로 제작한 후 항균성 테스트에 의해 도출된 것이다.
상기 항균성 실험은 다음과 같은 조건에서 시행되었다.
- 시험조건 : 시험균액을 (35±1)℃, RH 90%에서 24시간 정치 배양 후 균수 측정.
- 사용공시균주 : 균주 1 - Staphylococcus aureus ATCC 6538P
균주 2 - Escherichia coli ATCC 8739
- 항균효과 : 항균활성치 20 log 이상
상기 표 1에서는 필름밀착법을 이용한 본 발명에 의한 항균필름의 항균테스트 결과를 나타낸 것으로서, 균주 1(황색포도상구균)의 경우에는 시료와 대조군 모두 초기에 30×105의 황색포도상구균을 접종한 후 이를 각각 24시간 동안 배양한 후에 세균수를 측정한 결과 항균성이 부가되지 않은 일반필름을 사용한 대조군의 경우 24시간 이후의 세균수는 접총 초기에 비해 177배의 증가를 보였으나, 본 발명에 의한 필름을 사용하는 시료의 경우 세균수가 10 미만으로 거의 사멸된 것으로 나타나고 있다.
한편, 균주 2(대장균)의 경우에는 시료와 대조군 모두 초기에 25×105의 대장균을 접종한 후 이를 각각 24시간 동안 배양한 후에 세균수를 측정한 결과 대조군의 경우 24시간 후의 세균수는 접종 초기에 비해 64배의 증가를 보였으나, 본 발명에 의한 필름을 사용하는 시료의 경우에는 초기에 접종한 세균의 0.56%만이 남는 결과를 나타내었다.
따라서 항균활성치는 균주 1(황색포도상구균)의 경우 4.7을, 균주 2(대장균)의 경우 4.0을 나타내었는데, 이는 통상적으로 항균활성이 20 log 이상인 경우에 항균성을 가지고 있다고 인정하고 있는 점을 감안할 때, 본 발명에 의해 제조된 필름은 매우 우수한 항균성능을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.
상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.
100 : 논슬립 및 항균 바닥 코팅제
110 : 항균층
120 : 무기계 비드
200 : 필름지
210 : 고분자 필름
220 : 점착층
230 : 이형지

Claims (10)

  1. 고분자 수지 40 ~ 59 중량부; 주재와 경화제가 혼합된 바인더 21 ~ 31 중량부; 2 ~ 30㎚의 평균 입경을 갖는 항균물질 5 ~ 8 중량부로 이루어진 항균층;을 포함하되,
    상기 항균층에는 무기계 비드의 모서리부가 항균층의 표면으로 돌출되어 요철을 이루고 있는 것으로 더 포함하며,
    상기 무기계 비드의 직경은 상기 항균층의 두께에 비해 크게 형성된 것을 더 포함하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 항균층은 고분자 수지, 바인더 및 항균물질의 혼합물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 8 ~ 10 중량부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 계면활성제는 피이지-20 글리세릴 트리이소스테아레이트, 피이지-30 소르비탄 테트라올리에이트, 피이지-15 글리세릴 이소스테아레이트, 폴리글리세릴-3 이이소스테아레이트, 폴리글리세릴-10 디올리에이트, 솔르비탄모노스테아레이트 및 글리세릴 모노 스테아레이트로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함하는 비이온성 계면활성제인 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 항균층은 고분자 수지, 바인더 및 항균물질의 혼합물 100 중량부를 기준으로 메틸에틸케톤이 첨가된 분산제 2 ~ 10 중량부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더는,
    주재로 폴리올과 경화제로 이소시아네이트 수지를 사용한 폴리우레탄 또는 주제로 아민계 수지와 경화제로 이소시아네이트 트리폴리머를 사용한 폴리우레아인 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무기계 비드는 글리스 비드, 실리카 비드 중, 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 항균물질은 구리, 은, 아연, 황동 및 청동으로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함하며, 평균입경은 3 ~ 10㎚인 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 항균물질은 아연이온을 0.1 ~ 5 중량부를 함유하는 항균성 제올라이트를, 아연이온과 반응하여 난용성 아연 화합물을 생성하는 음이온을 포함하는 화합물과 반응시켜, 제올라이트 세공 중에 난용성 아연화합물을 생성시킨 제올라이트인 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥코팅제.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 논슬립 및 항균 바닥코팅제가 일면에 적층된 고분자 필름;
    상기 고분자 필름이 이면에 적층된 점착층; 및
    상기 점착층의 표면에 적층되는 이형지를 포함하는 논슬립 및 항균 바닥 코팅제가 코팅된 필름지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고분자 필름은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리비닐부티랄, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리카보네이트 및 나일론 소재의 필름 중 어느 하나이거나, 이들을 2이상 혼합한 복합소재의 필름인 것을 특징으로 하는 논슬립 및 항균 바닥 코팅제가 코팅된 필름지.
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