KR20000045850A - 항균성 인조석재 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항균성 인조석재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 조성물은 다음의 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
가. 점도가 상온에서 1 내지 4 포아즈인 열경화성 불포화 폴리에스터 수지 100 중량부
나. 천연석 파쇄물 200 내지 600 중량부
다. 무기 충전재 300 내지 700 중량부
라. 무기항균제 0.1 내지 2 중량부
마. 고온 경화촉매 및 코발트계 촉진제 0.05 내지 3 중량부
바. 실레인계 커플링제 0.1 내지 3 중량부
사. 안료 10 중량부 이하
본 발명의 제조방법은 상기 조성물의 액상성분과 고상성분을 10 내지 20분간 따로 혼합한 후, 고상성분 위에 액상원료를 붓고 3 내지 20분간 혼합하고, 그 혼합물을 진동을 가하면서 가압성형한 후 가열경화시킨 다음, 경화된 성형물의 표면을 연마시키는 것으로 구성된다.
본 발명에 의하여 제조된 항균성 인조석재는 종래의 천연석 및 인조석재에 비해 기계적 물성 및 외관이 유사하면서 항균력이 월등히 향상되었다.

Description

항균성 인조석재 조성물 및 그 제조방법
본 발명은 항균성 인조석재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액상의 열경화성 수지 바인더에 무기 항균제를 도입하여 배합한 다음 무기 충전물을 혼합, 성형한 후 가열 경화시켜 최종적으로 표면을 연마한 것으로 기계적 강도 및 물성이 천연석의 2 배이상 우수하면서 특히 항균력이 월등히 향상된 인조석재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인조석재는 내열성, 경도, 내마모성, 내수성, 내오염성 등의 특성이 요구되어지며 특히 외관이 우수하여 바닥재, 벽재, 테이블탑 및 인테리어 소재로 이용되어진다.
이러한 용도 적용의 경우 물 청소를 자주 하므로 환경이 온난다습하여 세균이 번식하기 쉬우며 최근에는 약제 내성의 황색 포도상구균(MRSA) 병원에 의한 감염이 문제되고 있는데, 특히 불특정 다수의 이용이 높은 병원 등 공공장소에서 사용되는 제품의 경우는 항균성의 부여가 더욱 요구되어 지고 있다.
그러나 일반적인 인조석재 제품은 천연물이나 목재에 비해 항균성을 부여하기가 힘들며 세균 번식이 용이한 조건에 사용되어질 경우 미생물 침투가 쉽다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 병원 바닥재, 벽재, 테이블탑 및 인테리어 소재의 위생시설 구조물에 유용한 항균성 인조석재의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 수지조성물은,
가. 점도가 상온에서 1 내지 4 포아즈인 열경화성 불포화 폴리에스터 수지 100 중량부
나. 천연석 파쇄물 200 내지 600 중량부
다. 무기 충전재 300 내지 700 중량부
라. 무기항균제 0.1 내지 2 중량부
마. 고온 경화촉매 및 코발트계 촉진제 0.1 내지 3 중량부
바. 실레인계 커플링제 0.1 내지 3 중량부
사. 안료 3 중량부 이하로 구성되며,
본 발명의 제조방법은 상기 조성물을 혼합 후 진공, 진동 가압 성형을 한 후 열풍 오븐에서 경화를 시킨 다음, 경화된 성형품의 표면을 연마하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
가. 점도가 상온에서 1 내지 4 포아즈인 열경화성 불포화 폴리에스터 수지 100 중량부
본 발명에서 사용되는 불포화 폴리에스터 수지로는 일반적으로 올소 타입이 사용되지만 분자구조에 많이 존재하는 에스터기로 인하여 화학적 침해가 쉽다.
따라서 화학적 침해를 막아주기 위해 에스터기가 상대적으로 적은 비스페놀 타입, 입체분자 배열을 갖는 이소타입, 말단기에 이중 결합이 있어 완전 균일한 경화가 이루어지는 비닐 에스터 타입, 페놀 수지와 유사한 노볼락형 비닐 에스터타입의 사용이 바람직하다.
화학물질을 취급하지 않는 일반 건물에서 사용되는 내장재는 올소타입이 사용될 수 있으며, 수지 점도가 1 내지 4 포아즈 범위에 있고, 비휘발성분은 50 내지 70 중량부의 것을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
나. 천연석 파쇄물 200 내지 600 중량부
본 발명에서 사용되는 천연석 파쇄물로서는 국내 각 채석장에서 원석을 채굴하여 건축용 석판재로 가공하기까지 발생되는 석재 폐기물을 사용한다.
국내 화강석(포천석, 신북석, 안동석, 거창석, 운천석, 문경석, 철원석 등), 대리석, 유리조각 등을 파쇄해서 건조 체질하여 사용하거나 규사를 크기에 맞게 체질해서 사용한다. 입자 크기는 원하는 패턴에 따라 다양하게 선택할 수 있다.
천연석에 가까운 성형품을 제조하려면 천연석 파쇄물의 평균 입자 직경을 0.5∼20 mm내에서 선택하며, 다양한 크기의 영역을 적절하게 배합하여 사용할 수 있다. 이들은 원하는 패턴에 따라 상기 종류를 단독 혹은 둘 이상의 혼합물 형태로 사용할 수 있다.
사용되는 천연석 파쇄물(B)의 사용양은 불포화 폴리에스터 수지(가) 100량부에 대하여 200 내지 600 중량부이다. 이 범위 미만의 경우에는 외관상 천연석과 유사하지 않다는 문제점이 있고, 이 범위를 초과하게 되면 성형이 안된다는 문제점이 있다.
다. 무기 충전재 300 내지 700 중량부
본 발명에서 사용되는 무기 충전재는 실리카 미분이다. 낮은 수지함량과 경도를 가지려면 비표면적이 작은 무기 충전재를 사용해야 하는데 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 합성규사는 비표면적이 비교적 커서 수지를 많이 흡수하는데 반해 천연규사 중 입도분포를 비교적 크게 하면 비표면적이 작아져서 수지를 적게 흡수한다.
사용되는 무기 충전재인 천연규사 미분은 불포화 폴리에스터 수지 (가) 100 중량부에 통상 300 내지 700 중량부이다. 천연규사 미분의 평균직경은 무기충전재 (다) 100 중량부에 대하여 100∼300㎛가 40∼70 중량부, 20∼100㎛가 10∼40 중량부, 10㎛이하가 10 중량부 이하인 것이 바람직하다.
이 비율로 배합을 해서 성형을 하면 최적조밀충전이 되서 수지를 적게 사용하면서도 최대의 기계적 물성을 갖는 제품을 제작할 수 있다.
라. 무기항균제 0.1 내지 2 중량부
본 발명에서 사용되는 무기 항균제로는 천연 또는 합성 지올라이트와 항균 활성 금속인 은, 구리 및 아연중에서 선택된 1 종 이상의 금속을 함유하는 지올라이트 혹은 인산 지르코늄을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
무기 항균제의 사용량은 불포화 폴리에스터 수지 (가) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2 중량부로서 만일 0.1 중량부 미만이면 최종 제품이 충분한 항균력을 보유할 수 없고, 2 중량부를 초과하게 되면 무기 충전물과의 배합시 점도 상승으로 원료를 취급하는데 문제가 있으며 제조 원가의 상승으로 제품의 가격에 경쟁성이 없게 된다.
또한 지올라이트를 단독으로 사용할 경우에는 1 중량부 이상이 되어야만 충분한 항균력을 발휘할 수 있기 때문에 제품의 경쟁력이 없으나, 은을 함유한 인산 지르코늄을 혼합하여 사용할 경우에는 그 함량을 감소시켜서도 충분한 항균력을 발휘할 수 있어서 제품 가격에 경쟁력을 갖게 된다.
마. 고온 경화촉매 및 코발트계 촉진제 0.05 내지 3 중량부
본 발명에서 사용되는 경화촉매는 고온 경화용으로 바람직하게는 TBPB(t-부틸퍼옥시벤조에이트)와 TBHP(t-부틸하이드로퍼어옥사이드) 이외에 10여가지 종류이다.
경화 촉진제는 코발트계 촉진제 특히 코발트 나프타네이트 또는 코발트 옥토에이트가 사용된다. 사용되는 경화촉매와 경화촉진제(마)의 양은 불포화 폴리에스터 수지 (가) 100 중량부에 통상 0.05 내지 3 중량부이다.
경화촉매와 경화촉진제의 비율은 경화온도에 따라 다르지만 80℃ 정도의 중온에서 경화시킬 경우 경화촉매 100중량부에 대해 촉진제 10내지 20 중량부가 바람직하다.
바. 실레인계 커플린제 0.1 내지 3 중량부
본 발명에서 사용되는 커플링제는 유기 작용기 부분이 비닐기나 메타아크릴기로 된 실레인계 커플링제가 사용된다. 사용되는 커플링제 (바)의 양은 불포화 폴리에스터 수지 (가) 100 중량부에 통상 0.1 내지 3 중량부이다. 이 범위를 초과할 경우에는 기계적 물성이 저하된다는 문제점이 발생할 뿐만 아니라 가격상승의 요인이 되기도 한다.
사. 안료 10 중량부 이하
본 발명에서는 제품의 바탕색을 내기 위해 열이나 자외선에 안정한 무기 안료를 사용한다. 안료의 양은 불포화 폴리에스터 수지 (가) 100 중량부에 10 중량부를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이를 초과할 경우에는 색상에는 큰 차이가 없으면서 가격상승이 된다는 문제점이 있다.
본 발명에서 항균성 인조석재를 제조하기 위한 방법은 상기의 성분 중 액상과 고상을 약 10 내지 20 분간 따로 혼합하고, 고상혼합물 위에 액상원료를 붓고, 3 내지 20 분간 혼합한다. 고상과 액상으로 분리하여 혼합한 다음 이들을 혼합하는 이유는 액상과 고상 각각의 혼합물들이 별도로 균일하게 혼합된 후 고상원료에 액상이 균일하게 코팅되게 하기 위함이다.
이 혼합물을 국내특허(제 98-31523호)에 출원된 타입의 진공·진동 프레스의 금형에 넣어 상온에서 20 mbar 이내로 진공을 가한 후 40 내지 90 Hz의 진동수로 진동을 가하면서 가압 성형한다.
진동을 가하는 이유는 상온에서 혼합물을 큰 압력없이도 최적조밀충전을 하기 위함이다.
성형된 것을 열풍 오븐에 넣어 60 내지 140℃로 가열하여 경화시킨다. 경화된 성형품을 두께컷팅기로 표면을 깍아내어 두께를 맞춘 후 연마 및 광택을 내서 최종 제품을 만든다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명하면 다음과 같으나, 이들 실시예 및 비교예 등이 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것은 아니다.
〈실시예 1〉
표 1의 성분 중 액상원료(수지, 경화제 및 촉진제, 커플링제)와 무기항균제로 은을 함유한 2㎛의 지올라이트 0.5 중량부를 혼합 장치에 넣고 20분간 혼합했다. 또한 고상원료(천연석 파쇄물, 무기 충전제, 무기안료)를 약 10분간 따로 혼합한 후 이 둘을 Epicyclic or Twin Blade Type 의 혼합장치에서 10분간 다시 혼합했다.
다음에 그 혼합물을 국내특허(제 98-31523호)에 출원된 타입의 진공·진동 프레스의 금형에 넣어 50Hz로 진동을 2 분간 가한 후 성형된 미경화 성형품을 80℃로 가열된 열풍 오븐에 넣어 경화시켰다. 그리고 나서 상온에서 후경화를 시킨 다음, 경화된 성형품의 두께를 깍아낸 후 연마 및 광택을 내서 인조석재를 제조하였다.
〈실시예 2〉
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되 은을 함유한 2㎛의 지올라이트 1 중량부를 투입하여 인조석재를 제조하였다.
〈실시예 3〉
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 무기항균제로 은을 함유한 2㎛의 지올라이트 0.2 중량부 및 은을 함유한 5㎛의 인산 지르코늄 0.2 중량부를 투입하여 인조석재를 제조하였다.
〈실시예 4〉
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되 무기항균제로 은을 함유한 5㎛의 인산 지르코늄 0.3 중량부를 투입하여 인조석재를 제조하였다.
〈비교예 1〉
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되 항균 지올라이트 및 항균 인산 지르코늄을 투입하지 않고 인조석재를 제조하였다.
〈실험예 1〉 : 항균력 테스트
항균성 실험은 가압 밀착법에 따라 행하였는데, 상기 각 실시예 및 비교예에서 제작된 인조석재 시험편(규격 : 40W×40L×15Tmm)을 멸균하고, 1㎖ 당 균수가 1×106이 되도록 조정된 균액을 시험편 위에 접속하고 멸균한 필름으로 가압 밀착한 것을 수평으로 보존하여 35℃로 보관 후 시간에 따라 균수를 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
본 실험에서 사용한 균주는 황색 포도상구균(MRSA)이었다.
; 배합비
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
불포화 폴리에스터 수지 100 100 100 100 100
경화제 2 2 2 2 2
촉진제 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
커플링제 1 1 1 1 1
천연석 파쇄물 550 550 550 550 550
무기충전재 300 300 300 300 300
무기안료 10 10 10 10 10
2㎛의 지올라이트 0.5 1.0 0.2 - -
5㎛의 인산 지르코늄 - - 0.2 0.3 -
; 항균력 테스트 결과
항목 초기농도 24시간 후 농도 48시간 후 농도
실시예 1 1×106 3.4×105 1.2×103
실시예 2 1×106 2.9×104 9.0×102
실시예 3 1×106 2.0×103 〈 10
실시예 4 1×106 2.0×104 8.0×102
비교예 1 1×106 2.6×106 5.9×101
본 발명의 방법에 따라 제조된 항균성 인조석재는 종래의 천연석 및 인조석재에 비해 기계적 물성 및 외관이 유사하면서 항균력이 월등히 향상되었다.
또한 본 발명에 따른 항균성 인조석재는 일반 석재에 비해 기계적 물성, 외관 및 항균력이 월등하므로 병원의 바닥 및 벽면 등 감염이 문제가 되는 공공 시설에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 다음의 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균성 인조석재 조성물.
    가. 점도가 상온에서 1 내지 4 포아즈인 열경화성 불포화 폴리에스터 수지 100 중량부
    나. 천연석 파쇄물 200 내지 600 중량부
    다. 무기 충전재 300 내지 700 중량부
    라. 무기항균제 0.1 내지 2 중량부
    마. 고온 경화촉매 및 코발트계 촉진제 0.05 내지 3 중량부
    바. 실레인계 커플링제 0.1 내지 3 중량부
    사. 안료 10 중량부 이하
  2. 제 1 항에 있어서, 무기항균제(라)가 입경 2∼10㎛ 크기의 은을 함유한 지올라이트 또는 인산 지르코늄인 것을 특징으로 하는 항균성 인조석재 조성물.
  3. 제 1항 기재의 조성물의 액상성분과 고상성분을 10 내지 20분간 따로 혼합한 후, 고상성분 위에 액상원료를 붓고 3 내지 20분간 혼합하고 그 혼합물을 진공, 진동 프레스 금형에 넣고 상온 내지 20mbar 의 압력을 가한 후 40 내지 90Hz의 진동수로 진동을 가하면서 가압성형한 후, 성형물을 열풍오븐에 넣고 60 내지 140℃로 가열경화시킨 다음, 경화된 성형물의 표면을 연마시키는 것을 특징으로 하는 항균성 인조석재의 제조방법.
KR1019980062444A 1998-12-30 1998-12-30 항균성 인조석재 조성물 및 그 제조방법 KR20000045850A (ko)

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