KR102573906B1 - 항균 구리 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제1층; 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)를 포함하는 제2층; 및 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제3층;을 포함하고, 상기 항균제는 구리, 산화아연, 및 제올라이트(zeolite)를 포함하는 항균 구리 필름에 관한 것이다. 본 발명의 항균 구리 필름은 항균성 및 항바이러스성이 우수하며, 투명성 및 광택성이 우수하다.

Description

항균 구리 필름{Antimicrobial copper film}
본 발명은 항균성 및 항바이러스성이 우수하며, 투명성 및 광택성이 우수한 항균 구리 필름에 관한 것이다.
최근 전염성이 높은 바이러스의 출현에 따른 질병에 대한 위험성이 증가함에 따라 개인 위생과 더불어 타인과의 접촉이 많은 공공 공간에서의 항균에 대한 요구가 급증하고 있다.
연구 결과에 따르면 엘리베이터 14종, 현금인출기 8종, 스마트폰 액정에서 15종의 병원성 미생물이 확인되었으며, 승강기버튼에서 가장 많은 세균이 검출되었다(대한환경공학회지(JKSEE) 2019년 8월호). 따라서, 엘리베이터, 대중 교통 시설, 공공 시설물, 대중 이용 단말기 등을 비롯한 대중 이용 시설물에 항균 필름을 사용할 필요성이 매우 커지고 있다.
영국 사우샘프턴 대학은 사스, 메르스 등을 포함하는 인간 코로나바이러스를 대상으로 구리와의 관련성을 연구한 결과 다른 소재와는 달리 구리 표면 위에서만 급속하게 파괴되는 효과가 있음을 밝혀냈다. 구리의 표면에는 박테리아와 같은 생명체가 자라지 않는 특성과 함께 바이러스를 파괴하는 독성의 효과가 있으며, 구리 원자가 바이러스에 침투하여 대사 작용을 방해해 스스로 자멸하게 한다는 것이다. 이 때문에 유럽과 미국 등에서는 병원 등 위생이 중요시되는 시설 승강기에 구리를 사용한 바 있다. 그러나, 구리는 가격이 비싸고 쉽게 산화하는 단점이 있어 해외는 물론 국내에서도 널리 사용되지 못했다.
이러한 측면에서 항균력을 가지는 구리의 재료를 활용하여 항균성을 확보하고자 하는 연구가 진행되어 왔다. 일 례로 한국 특허공개공보 제2019-0078186호는 LLDPE층과 항균동층을 포함하는 항균 필름을 제시하고 있는데, 상기 항균 필름은 오염원의 원천적인 차단 효과가 미흡하고 투명성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 항균성 및 항바이러스성이 우수하며, 투명성 및 광택성이 우수한 항균 구리 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적의 달성을 위하여, 본 발명의 일 실시예는 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제1층; 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)를 포함하는 제2층; 및 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제3층;을 포함하고, 상기 항균제는 구리, 산화아연, 및 제올라이트(zeolite)를 포함하는 것인 항균 구리 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 항균 구리 필름은 양면에서 항균력 및 항바이러스력을 나타낼 수 있어 기존면 오염 및 추가오염에 대한 경로를 원천적으로 차단하며 극대화된 항균력 및 항바이러스력을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 항균 구리 필름은 투명성 및 광택성이 높아 엘리베이터 조작 버튼의 필름, 의료 기기를 포장하는 필름, 현금인출기 단말기 화면의 필름 등으로 사용시 이용에 불편함을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 구리 필름의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
본 명세서에서, "항균"이란 용어는 미생물 집단, 특히 대장균(escherichia coli) 및/또는 메티실린-내성 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에서 살균 활성 또는 미생물 성장 저해를 뜻한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "항균"이란 용어는 24시간 후에 측정하였을 때 미생물의 수가 대조군에 비하여 로그적으로 감소함을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항균 구리 필름의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 항균 구리 필름(100)은 제1층(110), 제2층(120) 및 제3층(130)으로 이루어진 3층 구조로 형성된다.
일 실시예에 따라, 항균 구리 필름(100)은 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제1층(110), 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)를 포함하는 제2층(120), 및 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제3층(130)을 포함한다.
본 발명은 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)를 포함하는 제1층, 제2층 및 제3층으로 이루어진 3층 구조의 폴리에틸렌계 필름을 제공하되, 제1층 및 제3층에 항균제를 포함시켜 양면 항균성을 보유한 항균 구리 필름이 되도록 하였다.
상기 제1층(110) 및 제3층(130)은 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)로 이루어진 고분자 수지; 및 상기 고분자 수지에 분산된 항균제를 포함하는 항균성 조성물로 형성될 수 있다.
상기 저밀도 폴리에틸렌수지(LDPE)는 밀도가 0.910 내지 0.945 g/㎤인 폴리에틸렌 단독중합체 또는 공중합체를 지칭한다. 저밀도 폴리에틸렌수지(LDPE)는 에틸렌 및 α-올레핀의 공중합체일 수 있다. 일 례로, 에틸렌 80 내지 90중량%와 α-올레핀 10 내지 20중량%의 공중합체일 수 있다. 여기서 α-올레핀은 공단량체(comonomer)로서, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 헥센, 옥텐, 노센, 데센 등 중에서 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 저밀도폴리에틸렌은 105~115℃의 낮은 융점(Tm: Melting point)을 가짐으로 인해 강인하지만 인장강도가 강하지 않아 가공성과 유연성, 투명성이 우수하다.
상기 중밀도 폴리에틸렌수지(MDPE)는 밀도가 0.945 g/㎤보다 큰 에틸렌 중합체이다. 중밀도 폴리에틸렌수지(MDPE)는 저밀도 폴리에틸렌수지(LDPE)보다 강하고 단단하며 투과성은 낮다.
상기 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)로 이루어진 고분자 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 95.5 내지 99 중량% 범위일 수 있다.
상기 항균제는 구리, 산화아연 및 제올라이트(zeolite)를 포함한다.
따라서, 항균제로 구리, 산화아연, 제올라이트를 각각 단독으로 사용한 경우나 혹은 이들 중 2종만을 사용한 경우와 달리, Gram(+) 박테리아 및 Gram(-) 박테리아 등과 같은 코로나바이러스에 대해서도 우수한 항균성을 발휘할 수 있다.
상기 구리는 우수한 항균성을 가지는 금속이다. 이러한 구리의 비표면적은 특별히 한정되지 않으나, 비표면적이 약 4,000 내지 9,000 ㎠/g 범위이고, 바람직하게는 5000~7500 cm2/g,보다 바람직하게는 6000~7000 cm2/g인 경우 그람-양성 박테리아에 대한 항균력이 더 향상될 수 있다.
또, 상기 구리의 형상은 특별히 한정되지 않으나, 항균력을 극대화하기 위해 판상형인 것이 바람직하다. 이때, 상기 구리의 길이, 폭 및 두께는 다양하게 조절할 수 있으며, 예컨대 길이는 약 10~75 ㎛이고, 폭은 약 10~75 ㎛이며, 두께는 약 3~10 ㎛일 수 있다. 일례에 따르면, 상기 구리는 1:1 ~ 1:9의 종횡비(aspect ratio)를 가질 수 있다. 이때, 구리의 두께는 약 3~10 ㎛일 수 있다.
이러한 구리의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 일례에 따르면 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.3 내지 2 중량% 범위, 바람직하게는 약 0.4 내지 0.5 중량% 범위일 수 있다. 다른 일례에 따르면, 구리와 산화아연의 사용 비율(혼합 비율)은 구리와 산화아연의 총량을 기준으로 67:33~57:43 중량 비율, 바람직하게는 67:33~60:40 중량비율일 수 있다. 또 다른 일례에 따르면, 구리, 산화아연 및 제올라이트(zeolite)의 사용 비율(혼합 비율)은 0.5~2.5 : 1 : 0.5~5 중량 비율일 수 있고, 바람직하게는 1~2 : 1 : 1~5 중량비율로 혼합될 수 있다.
또, 상기 산화아연은 제1층 및 제3층의 폴리에틸렌 필름층에 우수한 항균성을 부여할 뿐만 아니라, 탈취성, 자외선(UV) 차단성을 부여할 수 있고, 초발수성을 부여할 수 있다. 특히, 본 발명에서 산화아연은 그람-음성 박테리아에 대한 항균력을 더 향상시킬 수 있다.
이러한 산화아연은 나노 크기일 경우, 박테리아 등과 같은 세균과의 친화력이 향상되어 항균성이 극대화될 수 있다. 일례로, 상기 산화아연의 평균 직경은 약 8 내지 100 ㎚, 바람직하게는 약 40 내지 80 ㎚, 보다 바람직하게는 약 60 내지 75 nm 일 수 있다.
상기 산화아연의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 일례에 따르면 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.2 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 0.3 중량%일 수 있다. 다른 일례에 따르면, 산화아연과 제올라이트의 사용 비율(혼합 비율)은 산화아연과 제올라이트의 총량을 기준으로 10:90~30:70 중량비율, 바람직하게는 10:90~20:80 중량비율일 수 있다.
또, 상기 제올라이트는 구체적으로 알칼리 금속 및/또는 알칼리토금속의 규산알루미늄(aluminosilicate) 수화물로, 기본 단위의 하나인 (Si,Al)O4 사면체가 또 다른 사면체와 산소를 공유하여 형성된 3차원 망상 구조를 가진다. 이러한 제올라이트는 제1층 및 제3층에 항균성을 부여할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 제올라이트는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 ZSM-5, 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, Mordenite, AlPO4, SAPO, MeAlPO, SAPO-5, XSM-5, AIPO-5, VPI-5, MCM-41, Chabazite, Clipptiolite, 실리카겔, 지르코늄계, 티타늄계, 실리케이트 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
이러한 제올라이트는 항균성 금속 양이온으로 이온 교환될 때, 항균성이 더 극대화될 수 있다. 사용 가능한 항균성 금속 이온으로는 당 분야에 통상적으로 항균성을 부여할 수 있는 금속의 이온이라면 특별히 한정되지 않는다. 일례에 따르면, 상기 항균성 금속 이온은 아연(Zn), 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn), 수은(Hg), 납(Pb), 비스무트(Bi), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 세슘(Cs), 칼륨(K), 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 이온을 1종 이상 함유할 수 있다. 바람직하게는, 제올라이트는 아연(Zn)으로 이온 교환된 것일 수 있다.
상기 제올라이트의 크기(입경), 기공도 및/또는 기공 크기는 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 제올라이트의 평균 직경은 약 1 내지 10 ㎛, 바람직하게는 약 2 내지 7 ㎛, 보다 바람직하게는 약 3 내지 6 ㎛일 수 있다.
상기 제올라이트의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.5 내지 1.5 중량%, 바람직하게는 약 0.8 내지 1.2 중량%일 수 있다.
상기 제올라이트의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.5 내지 1.5 중량%, 바람직하게는 약 0.8 내지 1.2 중량%일 수 있다.
항균성 조성물에서, 항균제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 1 내지 4.5 중량% 범위일 수 있다.
전술한 항균성 조성물은 필요에 따라 전술한 성분들 이외에, 당 기술 분야에서 통상적으로 알려진 첨가제를 당해 조성물의 사용 목적 및 사용 환경에 따라 선택적으로 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 분산제, 흡습제, 안정제 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
이러한 첨가제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 당 기술분야에 알려진 통상적인 범위로 사용될 수 있다. 예컨대, 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.001 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 3 중량%일 수 있다.
전술한 항균성 조성물로 형성된 폴리에틸렌 필름인 제1층(110), 제3층(130)은 그람-양성 박테리아 및 그람-음성 박테리아에 대한 항균 활성치가 각각 2 이상이고, 코로나바이러스에 대한 항바이러스 활성치가 3 이상일 수 있다.
상기 항균성 조성물은 당 기술분야에 통상적으로 알려진 방법을 통해 제조될 수 있다. 예컨대, 고분자 수지와, 구리, 산화아연 및 제올라이트를 함유하는 항균제, 및 선택적으로 첨가제를 볼밀, 비드밀, 3롤 밀(3roll mill) 바스켓 밀(basket mill), 디노 밀(dyno mill), 플레너터리(planetary) 등의 혼합 장비를 사용하여 실온 내지 적절히 승온된 온도에서 혼합 및 교반하여 항균성 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1층 및 제3층의 외부로 노출되는 표면에는 코로나 처리가 수행될 수 있다.
그 결과, 본 발명의 항균 구리 필름의 표면은 특수 처리되어 항균력이 극대화될 수 있다.
상기 코로나 처리법은 고주파 전기방전에 의한 표면처리 방식를 의미하고 플라즈마 처리법은 진공 또는 대기압 상태에서 Ar(아르곤) 또는 N2(질소) 가스 등을 투입하고 전기방전을 이용한 플라즈마 발생시키는 표면처리법을 의미한다.
코로나 방전 처리를 통해 항균성 물질이 필름(FL)의 표면에서부터 내부에 이르기까지 깊이 존재할 수 있게 되어 항균성 물질은 필름(FL) 표면에서부터 내부에 이르기까지 필름(FL)과 완전체를 이룰 수 있다. 그 결과 특히 기후 및 날씨 등과 같은 외부 변수 요인에도 항균성 물질이 소멸되지 않아 장기간의 항균 작용 및 균일한 항균력을 확보할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1층(110) 및 제3층(130)은 각각 저밀도 폴리에틸렌수지 분말 및 중밀도 폴리에틸렌수지 분말에 항균제를 첨가 혼합한 뒤 융용, 압출 방사하여 필름으로 성형한 것일 수 있다.
제2층(120)은 저밀도 폴리에틸렌수지 분말 및 중밀도 폴리에틸렌수지 분말을 융용, 압출 방사하여 필름으로 성형한 것일 수 있다.
이렇게 각각 구성된 제1층(110), 제2층(120), 제3층(130)은 공압출 공정을 통해 각각의 필름층들이 합지되면서 하나의 필름 형태로 제조가 이루어지며, 상기 공압출 공정은 통상의 필름제조에 있어서 널리 사용되는 방법이기 때문에 본 발명에서는 상세한 설명을 생략하고자 한다.
또, 상기 항균필름의 전체 두께는 특별히 한정되지 않으며, 일례로, 항균필름은 약 1 내지 20 ㎛, 구체적으로 3 내지 15 ㎛, 더 구체적으로 5 내지 10 ㎛일 수 있다.
또, 항균필름은 적어도 일 표면이 매트(matt)면일 수 있다. 항균필름은 표면 요철 패턴부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 항균 구리 필름(100)은 양면이 모두 항균성을 갖도록 구성되어 기존면 오염 및 추가오염에 대한 경로를 원천적으로 차단하며 극대화된 항균력을 나타낼 수 있다.
본 발명에 따른 항균 구리 필름(100)은 예컨대, 엘리베이터 조작 버튼의 필름, 의료 기기를 포장하는 필름, 현금인출기 단말기 화면의 필름 등으로 사용되어, 제1층(110)은 외부로 노출되어 어플리케이션 이용자와 접촉하고, 제3층(130)은 적용 대상과 접촉하며 양면에서 향균 효과를 나타낼 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 구리, 산화아연, 및 제올라이트를 포함하는 항균성 조성물 및 이를 포함하는 항균필름의 제조
조성물의 총 중량을 기준으로 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)로 이루어진 폴리올레핀(PO) 수지 98.3 중량%와 구리 0.45 중량%, 산화아연 0.25 중량%, Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트 1.00 중량%를 혼합하여 항균성 조성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 항균성 조성물을 융용, 압출 방사하여 필름으로 성형함으로써 항균필름을 제조하였다. 상기 항균 필름은 원료공급기(hopper), 스크류(screw), 스크류를 둘러싸는 배럴(barrel), 본체 출구의 다이(die)로 구성된 이축 압출 혼합기(twin screw compounder)를 이용하여, 단일층 블로운 공압출 방법을 사용하여 제조되었다.
<실시예 2> 중간층 항균필름의 제조
조성물의 총 중량을 기준으로 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)로 이루어진 폴리올레핀(PO) 수지를 융용, 압출 방사하여 필름으로 성형함으로써 항균필름을 제조하였다.
<실시예 3> 항균 구리 필름의 제조
상기 실시예 1에서 제조한 구리, 산화아연, 및 제올라이트를 포함하는 항균필름 2 매 사이에 실시예 2에서 제조한 중간층 항균필름을 위치시키고 공압출 공정을 통해 합지시켜 3층 구조의 항균 구리 필름을 제조하였다.
<비교예 1> 구리를 포함하는 조성물 및 이를 포함하는 항균필름의 제조
조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 99.25 중량%와 구리 0.75 중량%를 혼합하여 조성물을 제조하였고, 이를 이용하여 항균필름을 제조하였다. 비교예 1에서 사용된 구리는 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.
<비교예 2> 산화아연을 포함하는 조성물 및 이를 포함하는 항균필름의 제조
조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 99.75 중량%와 산화아연 0.25 중량%를 혼합하여 조성물을 제조하였고, 이를 이용하여 항균필름을 제조하였다. 비교예 2에서 사용된 산화아연은 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.
<비교예 3> 구리 및 산화아연을 포함하는 조성물 및 이를 포함하는 항균필름의 제조
조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 99.3 중량%와 구리 0.45 중량%, 산화아연 0.25 중량%를 혼합하여 조성물을 제조하였고, 이를 이용하여 항균필름을 제조하였다. 이 때, 구리와 산화아연은 2:1 ~ 4:3의 중량비율로 혼합되고, 구체적으로 2:1의 중량비율로 혼합되었다. 비교예 3에서 사용된 구리 및 산화아연은 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.
<비교예 4> 산화아연 및 제올라이트를 포함하는 조성물 및 이를 포함하는 항균필름의 제조
조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 98.75 중량%와 산화아연 0.25 중량%, Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트 1.00 중량%를 혼합하여 조성물을 제조하였고, 이를 이용하여 항균필름을 제조하였다. 이 때, 산화아연과 Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트는 1:9 ~ 3:7의 중량 비율로 혼합되고, 구체적으로 2:8의 중량 비율로 혼합되었다. 비교예 4에서 사용된 산화아연과 Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트는 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.
<실험예 1> 항균필름의 항균성
실시예 1, 비교예 1~4에서 제조된 항균 필름에 대한 항균성을 평가하기 위해서, 황색포도상구균(균주 1)이고, 대장균(균주 2)에 대하여 필름밀착법(JIS Z 2801 : 2010)을 따라 실험하여 항균 활성치(A) 및 항균력을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 항균 활성치(A)는 하기 수학식 1에 따라 계산하였고, 항균력(%)은 하기 수학식 2에 따라 계산하였다.
[수학식 1]
A = log(24시간 후 대조군의 세균농도) - log(24시간 후 실험군의 세균농도)
[수학식 2]
고분자 수지 Cu Powder ZnO Powder Zeolite(Zn2+) 항균활성치
6500cm2/g
(비표면적)		 70nm
(평균입경)		 5um
(평균입경)		 균주1(G+) 균주2(G-)
실시예 1 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.2
비교예 1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.6 0.9
비교예 3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.5
비교예 4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.7 1.7
실시예 1 에서는 구리와 산화아연, Zn2+이온으로 이온교환된 제올라이트를 함께 사용하여 균주 1 및 2에 대한 항균력을 최대로 향상시킬 수 있었다. 반면, 비교예 1 내지 4에서는, 균주 1 및 2에 대해 모두 항균력을 나타내는지는 못했다. 거한 균주 1에 대한 항균활성치 값은 4.6이상이었으며, 균주 2에 대한 항균활성치 값은 6.1이상으로 확인되었다.
<실험예 2> 항균필름의 항바이러스성
실시예 1, 비교예 1~4에서 제조된 항균 필름에 대한 항바이러스성을 평가하기 위하여, 필름밀착법(JIS Z 2801 : 2010)에 의해 실험하여 항바이러스 활성치(A)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 항균 바이러스 활성치(A)는 하기 수학식 3에 따라 계산하였고, 항바이러스력(%)은 하기 수학식 4에 따라 계산하였다. 이때, 바이러스 정량법으로는 Kaeber Method를 사용하였고, 실험에 사용된 바이러스는 코로나 바이러스의 일종인 BCoV(Bovine coronavirus)이었다.
[수학식 3]
A = 대조군의 log10TCID50/ml - 실험군의 log10TCID50/ml
[수학식 4]
노출시간
(hr)		 고분자 수지 Cu Powder ZnO Powder Zeolite(Zn2+) 항바이러스
활성치
6500cm2/g
(비표면적)		 70nm
(평균입경)		 5um
(평균입경)		 Corona
virus
실시예 1 0.5 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.2
1 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.6
4 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.2
24 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
상기 표 2에 따르면, 실시예 1에 따라 제조된 항균필름은 30분 안에 항바이러스성 활성치 값 2.9 이상을 나타냈으며, 빠른 시간내에 높은 항바이러스성 효과를 나타낸다. 또한 24시간 후의 항바이러스성 활성치 값은 4.0 이상인 것을 확인할 수 있었다.
100: 항균 구리 필름
110: 제1층
120: 제2층
130: 제3층

Claims (11)

  1. 저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제1층;
    저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE) 및 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE)를 포함하는 제2층; 및
    저밀도 폴리에틸렌수지(Low Density Polyethylene; LDPE), 중밀도 폴리에틸렌수지(Medium Density Polyethylene; MDPE) 및 항균제를 포함하는 제3층;을 포함하고,
    상기 항균제는 구리, 산화아연, 및 제올라이트(zeolite)를 0.5~2.5 : 1 : 0.5~5 중량 비율로 포함하는 항균 구리 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구리는 판상형을 갖는, 항균 구리 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구리는 1:1~1:9의 종횡비(aspect ratio)를 갖는, 항균 구리 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구리는 4,000 내지 9,000 ㎠/g의 BET 비표면적을 갖는, 항균 구리 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산화아연은 8 내지 100 ㎚의 평균 직경을 갖는, 항균 구리 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트는 항균성 금속 이온으로 이온 교환된 것인, 항균 구리 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 항균성 금속 이온은 아연(Zn), 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn), 수은(Hg), 주석(Sn), 납(Pb), 비스무트(Bi), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr) 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 세슘(Cs), 칼륨(K) 및 마그네슘(Mg)으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 이온을 1종 이상 함유하는 것인, 항균 구리 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트는 1 내지 10 ㎛의 평균 직경을 갖는, 항균 구리 필름.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1층 및 제3층은 Gram(+) 박테리아 및 Gram(-) 박테리아에 대한 항균 활성치가 각각 2 이상이고, 코로나바이러스에 대한 항바이러스 활성치가 3 이상인, 항균 구리 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1층 및 제3층의 외부로 노출되는 표면에는 코로나 처리가 수행된 것인, 항균 구리 필름.
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