KR20050089608A - Composition for antibacterial resin and preparing method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항균성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 산화구리(CuO 또는 CuO2) 10∼69.9중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 수지 30∼89.9중량%, 및 게르마늄(Ge) 0.1∼2중량%를 포함하는 항균성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 항균성 수지는 일반 세균과 대장균 등에 대하여 우수한 살균 및 항균력을 갖는다.The present invention relates to an antimicrobial resin composition and a method for preparing the same, and more particularly, 10 to 69.9% by weight of copper oxide (CuO or CuO 2 ), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), and polypropylene (PP). ), 30 to 89.9% by weight of one resin selected from the group consisting of polyethylene (PE), and 0.1 to 2% by weight of germanium (Ge). The antimicrobial resin according to the present invention has excellent sterilization and antibacterial activity against general bacteria and E. coli.
Description
본 발명은 항균성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 일반 세균과 대장균 등에 대하여 우수한 살균 및 항균력을 갖는 항균성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an antimicrobial resin composition and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an antimicrobial resin composition having excellent sterilization and antibacterial activity against general bacteria and E. coli and the like and a method of manufacturing the same.
최근 들어, 기능성 소재의 개발과 더불어 항균성 기능을 갖는 재료의 요구가 증대하고 있다. 이러한 항균성 재료로는 각종 유기항균제와 무기항균제가 있으나, 유기항균제에 비해 무기항균제가 지속성 측면에서 유리하여 대부분 금속과 비금속의 무기항균제를 사용하고 있다. 상기 무기항균제에 사용되는 대표적인 금속으로서 은(Ag), 동(Cu), 니켈(Ni) 등의 금속과 이들의 산화물이 항균성이 뛰어난 것으로 알려져 있다. In recent years, with the development of functional materials, the demand for materials having an antimicrobial function is increasing. Such antimicrobial materials include various organic and inorganic antimicrobial agents, but inorganic antimicrobial agents are advantageous in terms of durability in comparison to organic antimicrobial agents, and most of them use inorganic antimicrobial agents of metals and nonmetals. Representative metals used in the inorganic antibacterial agent are known to be excellent in antibacterial properties of metals such as silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), and oxides thereof.
특히, 상기 구리는 주기율표 제1B족에 속하는 구리족 원소(copper family element)로서, 화학적으로 안정하며, +1가 및 +2가의 원자가를 모두 가질 수 있지만 보통은 +2가로 존재하며, 원자가가 큰 것일수록 안정도가 높다. 상기 구리는 특유한 적색 광택을 가진 금속으로 전성(展性), 연성(延性) 및 가공성이 뛰어날 뿐만 아니라 강도도 비교적 우수하다. 열 및 전기의 전도율은 은에 이어 2번째로 크고 결정은 등축정계(等軸晶系)이다. 가열하면 어두운 빛깔의 산화제이구리(CuO)가 되고, 1000℃ 이상으로 가열하면 적자색인 산화제일구리(Cu2O)가 된다. 황, 염소, 인과도 직접 화합하며, 순수한 건조공기 중에서는 산화하지 않으나, 보통의 공기 중에서는 습기로 인해서 녹이 슬어, 주로 염기성 탄산구리 CuCO3 ·Cu(OH)2로 이루어지는 녹청(綠靑)을 생성한다.In particular, the copper is a copper family element belonging to Group 1B of the periodic table, which is chemically stable and may have both valences of +1 and +2, but is usually present in +2 and has a high valence. The higher the stability. The copper is a metal having a distinctive red luster and is excellent in malleability, ductility, and workability, and also has a relatively good strength. The conductivity of heat and electricity is the second largest after silver, and the crystal is equiaxed. When heated, it becomes dark copper cuprous oxide (CuO), and when heated to 1000 degreeC or more, it turns into reddish purple cuprous oxide (Cu 2 O). It also directly combines with sulfur, chlorine and phosphorus, and does not oxidize in pure dry air, but it is rusted by moisture in ordinary air, and mainly cyan (basic copper carbonate) composed of basic copper carbonate CuCO 3 · Cu (OH) 2 Create
또한, 염분 및 이산화탄소를 함유하지 않는 순수한 물에는 녹지 않으나, 염분이 있는 물에는 녹으며, 특히, 암모늄염은 이러한 성질이 뚜렷하다. 공기를 단절하고 구리에 묽은 황산을 가하거나 또는 끓이거나 해도 반응하지 않으나, 공기 중에서는 다음과 같은 반응에 따라 서서히 녹는다.In addition, it is insoluble in pure water that does not contain salt and carbon dioxide, but is soluble in salty water, and especially ammonium salts have this property. It does not react when the air is disconnected and diluted sulfuric acid is added to or boiled, but it is slowly dissolved in air according to the following reaction.
2Cu＋O2＋2H2SO4 → 2CuSO4＋2H2O2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 → 2CuSO 4 + 2H 2 O
진한 황산에는 다음과 같은 반응에 따라 이산화황(아황산가스)을 발생하며 녹는다.In concentrated sulfuric acid, sulfur dioxide (sulphite gas) is produced and dissolved according to the following reaction.
Cu＋2H2SO4 → CuSO4＋2H2OCu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O
한편, 공기가 없으면 찬 묽은 염산은 구리와 작용하지 않는다. 그러나, 가루 모양의 구리를 진한 염산과 가열하면 다음과 같은 반응에 따라 수소를 방출하고 염화제일구리(CuCl)를 생성한다.In the absence of air, cold dilute hydrochloric acid does not work with copper. However, when powdered copper is heated with concentrated hydrochloric acid, hydrogen is released and cuprous chloride (CuCl) is produced according to the following reaction.
2Cu＋2HCl → 2CuCl＋H2 2Cu + 2HCl → 2CuCl + H 2
또한, 암모니아수와는 착염을 만들고 아세트산 등의 유기산에도 쉽게 녹는 성질이 있고, 가용성염은 유독하다.In addition, it has a property of making a complex salt with ammonia water and easily dissolving in organic acids such as acetic acid, and soluble salt is toxic.
이러한 구리 및 그 화합물들은 주변 환경에 널리 퍼져 있으며, 지표수에서도 자주 발견되는 성분으로, 물 속에 들어있는 구리의 성질은 물의 pH와 탄산염농도, 수용액내의 다른 음이온 등에 따라서 다르게 나타나며, 수중에서는 Cu2+, 50∼500ppm 등으로 존재한다.The copper and its compounds are widespread in the environment, the components that are often found in surface water, the nature of the copper contained in the water will appear differently depending on the different anions in the water, pH and carbonate concentration, the aqueous solution of the water Cu 2+, It exists in 50-500 ppm etc.
구리가 인체에 미치는 영향을 살펴보면, 구리는 인간의 대사 작용에 필수적인 원소로서, 적혈구의 형성과 신체 조직내의 철을 제거, 뼈, 중추신경계, 연결부위 조직 등의 발달에 중요한 역할을 담당한다. 그러나, 단백질과 결합하는 특성이 있어 다량 흡수시 점막질의 자극과 부패, 모세혈관의 손상, 간장과 신장의 손상, 중추신경의 자극과 기능저하 등을 일으킨다. 또한, 위를 심하게 자극하여, 신장과 간장에 괴사성 변화를 유발할 수 있지만, 강력한 구토 작용이 있으므로 인간과 고등 포유류들이 구리에 중독되는 경우는 매우 드물며, 상기 구리의 수질기준은 상수도 정수의 경우 1.0㎎/ℓ 이하이다.Looking at the effect of copper on the human body, copper is an essential element in human metabolism, plays an important role in the formation of red blood cells and the removal of iron in the body tissues, bone, central nervous system, connective tissue. However, due to the protein-binding properties, it causes mucosal irritation and decay, capillary damage, liver and kidney damage, central nerve irritation and dysfunction when absorbed in large quantities. In addition, severe stimulation of the stomach, which can cause necrotic changes in the kidneys and liver, but because of the strong vomiting action, humans and higher mammals are rarely poisoned by copper, the water quality of copper is 1.0 for water purification Mg / L or less.
한편, 종래기술에 따르면, 상술한 바와 같은 구리를 기재 표면에 코팅처리하거나 또는 특정 담체에 담지시켜 항균제품에 적용하고 있으나, 이러한 방법은 별도의 코팅과정 또는 담지과정 등이 더욱 요구되어 제조공정이 복잡할 뿐만 아니라, 저수조, 냉수조, 온수조 등의 수조에 적용시 항균작용이 미미한 단점이 있다.On the other hand, according to the prior art, the copper as described above is applied to the antimicrobial product by coating on the surface of the substrate or supported on a specific carrier, but such a method requires a separate coating process or supporting process, etc. In addition to the complexity, there is a disadvantage that the antimicrobial effect is minimal when applied to a water tank, such as a water tank, cold water tank, hot water tank.
이에 본 발명에서는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 연구를 거듭한 결과, 산화구리, 게르마늄 및 합성수지를 이용하여 수지 등에 적용시 우수한 항균성을 갖는 항균성 수지를 얻을 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.Accordingly, in the present invention, various researches have been conducted to solve the above-mentioned problems of the prior art. As a result, it was possible to obtain an antimicrobial resin having excellent antimicrobial properties when applied to resins using copper oxide, germanium, and synthetic resins. Was completed.
따라서, 본 발명의 목적은 일반 세균과 대장균 등에 대하여 우수한 살균 및 항균력을 갖는 항균성 수지 조성물을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an antimicrobial resin composition having excellent bactericidal and antimicrobial activity against general bacteria and E. coli.
본 발명의 다른 목적은 일반 세균과 대장균 등에 대하여 우수한 살균 및 항균력을 갖는 항균성 수지를 경제적인 공정을 통해서 제조하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing an antimicrobial resin having excellent sterilization and antibacterial activity against general bacteria and E. coli through an economical process.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 항균성 수지 조성물은 산화구리(CuO 또는 CuO2) 10∼69.9중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 수지 30∼89.9중량%, 및 게르마늄(Ge) 0.1∼2중량%를 포함한다.The antimicrobial resin composition according to the present invention for achieving the above object is 10 to 69.9% by weight of copper oxide (CuO or CuO 2 ), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polypropylene (PP), polyethylene (PE) 30 to 89.9% by weight of one resin selected from the group consisting of C), and 0.1 to 2% by weight of germanium (Ge).
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 항균성 수지의 제조방법은: Method for producing an antimicrobial resin according to the present invention for achieving the above another object:
CuO 또는 CuO2 10∼69.9중량%, ABS, PP, PE로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 수지 30∼89.9중량%, 및 Ge 0.1∼2중량%를 배합한 후, 220∼260℃ 온도에서 압출하는 단계;10-69.9 wt% of CuO or CuO 2, 30-89.9 wt% of one resin selected from the group consisting of ABS, PP, PE, and 0.1-2 wt% of Ge, and then extruding at a temperature of 220-260 ° C. ;
상기 압출물을 냉각 및 건조시키는 단계; 및 Cooling and drying the extrudate; And
상기 건조된 압출물을 절삭한 후, 220∼250℃의 온도에서 사출하는 단계;Cutting the dried extrudate and injecting at a temperature of 220 to 250 ° C .;
를 포함한다.It includes.
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 구리금속 화합물 중에서도 특히 살균 및 항균 효과가 뛰어난 산화구리를 높은 함량으로 사용할 뿐만 아니라, 여기에 상승작용을 하는 게르마늄을 더욱 사용하고, 이러한 산화구리 및 게르마늄을 종래기술에 따른 통상의 금속 담지방법 또는 코팅방법을 사용하지 않고 직접 혼합수지와 함께 압출 및 사출 성형하여 우수한 살균 및 항균력을 발현시킬 수 있는 항균성 수지 조성물 및 그 제조방법이 제공된다.As described above, in the present invention, among the copper metal compounds, in particular, copper oxide having excellent bactericidal and antimicrobial effects is not only used in a high content, but also germanium synergistically used, and copper oxide and germanium are used in the prior art. There is provided an antimicrobial resin composition and a method for producing the same, which can express excellent sterilization and antimicrobial power by extrusion and injection molding together with a mixed resin directly without using a conventional metal supporting method or coating method according to the present invention.
산화구리, 게르마늄 및 합성수지를 이용하여 우수한 살균 및 항균작용을 나타내는 항균성 수지 조성물 및 그 제조방법이 제공된다.Provided are an antimicrobial resin composition and a method for producing the same, which exhibit excellent sterilization and antimicrobial activity using copper oxide, germanium, and synthetic resins.
본 발명에 따른 항균성 수지 조성물은 산화구리(CuO 또는 CuO2) 10∼69.9중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 수지 30∼89.9중량%, 및 게르마늄(Ge) 0.1∼2중량%를 포함한다.The antimicrobial resin composition according to the present invention is selected from the group consisting of 10 to 69.9% by weight of copper oxide (CuO or CuO 2 ), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polypropylene (PP), polyethylene (PE) 30-89.9 weight% of one resin, and 0.1-2 weight% of germanium (Ge) are included.
본 발명에서 사용되는 산화구리(酸化銅)는 산화구리(Ⅰ) 및 산화구리(Ⅱ)가 있다.Copper oxide used in the present invention includes copper oxide (I) and copper oxide (II).
상기 산화구리(Ⅰ)(산화제일구리)는 화학식 Cu2O로 표시되며, 아산화구리라고도 한다. 상기 산화구리(Ⅰ)은 천연으로는 적동석(赤銅石)으로서 존재하며, 암적색 또는 등황색의 결정성 분말이다. 구리의 붉은 녹은 이에 해당하며, 입자의 크기에 따라 빛깔이 달라진다.The copper oxide (I) (copper oxide) is represented by the chemical formula Cu 2 O, also referred to as cuprous oxide. The copper oxide (I) is naturally present as red copper stone and is a dark red or orange yellow crystalline powder. The red rust of copper corresponds to this, and the color varies depending on the size of the particles.
상기 산화구리(Ⅰ)는 공기나 빛에 의하여 서서히 산화되어 산화구리(Ⅱ)로 변한다. 물에는 녹지 않으나, 암모니아수에 녹아 무색 액체가 되는데, 이 용액은 공기 속에서 곧 청색으로 변한다. 건조한 공기 속에 구리를 방치하거나 구리를 공기 속에서 약하게 가열하면 생성되며, 또 수산화 구리를 물과 함께 가열하여도 생성된다.The copper oxide (I) is gradually oxidized by air or light to change into copper oxide (II). It is insoluble in water, but dissolves in ammonia water to form a colorless liquid that quickly turns blue in the air. It is produced by leaving copper in dry air or by heating it slightly in air, or by heating copper hydroxide with water.
이러한 산화구리(Ⅰ)의 용도는 선저도장용(船底塗裝用) 안료, 유리, 법랑 등의 적색 착색제로 쓰는 외에 아산화구리 정류기, 광전지(光電池) 등에 이용되고, 산화구리(Ⅰ)와는 별도로 아산화구리가 있는데, 이는 화학식 CuO4로 표시되는 화합물로서, 산화구리(Ⅰ)과 구리의 혼합물이며, 순수한 것은 얻지 못하고 있다.These copper oxides (I) are used as red colorants such as pigments for bottom coatings, glass, enamel, etc., and are also used in copper oxide rectifiers and photovoltaic cells. There is copper, which is a compound represented by the chemical formula CuO 4 , which is a mixture of copper oxide (I) and copper, and has not been obtained pure.
한편, 상기 산화구리(Ⅱ)(산화제이구리)는 화학식 CuO로 표시되며, 천연으로는 흑동석(黑銅石)으로서 존재한다. 흑색 분말이며, 물에는 녹지 않으나 산에는 녹는다. 암모니아수, 시안화칼륨 용액 등에는 착염(錯鹽)을 만들고 녹는다. 한편, 구리를 공기 속에서 강하게 가열하면 생성되며, 또 수산화 구리를 가열해도 생성된다. 안료로서 유리의 녹색 또는 청색 착색제로 쓰이는 외에 도료로 쓰이고, 산화제, 촉매 등으로도 사용된다.On the other hand, the copper (II) oxide (copper oxide) is represented by the chemical formula CuO, and exists naturally as black feldspar. Black powder, insoluble in water but soluble in acids. In ammonia water, potassium cyanide solution, etc., a complex salt is formed and dissolved. On the other hand, it produces | generates when copper is strongly heated in air, and produces | generates even if copper hydroxide is heated. In addition to being used as a green or blue colorant of glass as a pigment, it is used as a paint and is also used as an oxidizing agent, a catalyst, and the like.
상술한 바와 같은 본 발명에서 사용되는 산화구리는 구리 금속의 활성산소 및 이온 살균 작용에 기인하여 물에 존재하는 일반 세균과 대장균 등에 대하여 살균 및 항균력을 나타낸다.Copper oxide used in the present invention as described above exhibits bactericidal and antimicrobial activity against common bacteria and E. coli present in water due to the active oxygen and ion sterilization of copper metal.
여기서, 상기 산화구리는 기타 재료와의 혼화성을 고려하고 금속 이온의 방출이 용이하도록 100∼500mesh, 좀 더 바람직하게는 100∼150mesh의 입경을 갖도록 분쇄하여 사용하는 것이 좋다. 또한, 그 사용량은 10∼69.9중량%인 것이 좋고, 상기 사용량이 10중량% 미만이면 살균 및 항균작용이 미미하며, 69.9중량%를 초과하면 수지의 물성이 저하되는 단점이 있다.Herein, the copper oxide may be pulverized to have a particle size of 100 to 500 mesh, more preferably 100 to 150 mesh, in consideration of miscibility with other materials and to facilitate the release of metal ions. In addition, the amount is preferably 10 to 69.9% by weight, if the amount is less than 10% by weight, the bactericidal and antibacterial effects are insignificant, and when the amount is more than 69.9% by weight, the physical properties of the resin are lowered.
본 발명에서 사용되는 합성수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군으로부터 하나가 선택된다.The synthetic resin used in the present invention is selected from the group consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS), polypropylene (PP) and polyethylene (PE).
본 발명에서 사용되는 ABS 수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)는 스티렌, 아크릴로니트릴, 부타디엔의 세 성분으로 이루어진 스티렌 수지(樹脂)로서, 제조법은 아크릴로니트릴과 부타디엔의 혼성중합체 및 스티렌과 부타디엔의 혼성중합체를 혼합(블렌드)하는 것이 일반적이며, 각각의 혼성중합체의 성질을 동시에 가지는 혼합수지를 얻는다. 혼성중합체의 성분 조합이 다르면 제품 성능도 미묘하게 변화하므로 용도에 따라 적절히 조합을 바꿀 수 있다.ABS resin (acrylonitrile butadiene styrene copolymer) used in the present invention is a styrene resin consisting of three components of styrene, acrylonitrile, butadiene, the manufacturing method is a copolymer of acrylonitrile and butadiene and a copolymer of styrene and butadiene It is common to mix (blend) and to obtain a mixed resin having the properties of each interpolymer simultaneously. Different combinations of components of the interpolymer will result in subtle changes in product performance, so the combination can be changed as appropriate for the application.
상기 ABS 수지는 일반적으로 가공하기 쉽고 내충격성(4.5) 및 내열성(93°)이 우수하다. 특히, 내충격성이 4.5라는 것은 쇠망치로 때려도 깨지지 않을 정도의 강도이므로 자동차부품, 헬멧, 전기기기 부품, 방적기계 부품 등 공업용품에 금속 대용으로 사용되고 있다.The ABS resin is generally easy to process and has excellent impact resistance (4.5) and heat resistance (93 °). In particular, the impact resistance of 4.5 is a strength that does not break even when hit by a metal hammer, so it is used as a metal substitute for industrial products such as automobile parts, helmets, electrical equipment parts, spinning machinery parts.
본 발명에서 사용되는 PP 수지(polypropylene)는 프로필렌의 중합체로서 석유화학공장에서 나프타를 분해할 때 에틸렌과 함께 생성되는 물질이다. PP resin (polypropylene) used in the present invention is a polymer of propylene is a material produced together with ethylene when decomposing naphtha in a petrochemical plant.
지글러-나타 촉매(대표적인 것은 삼염화티탄과 디에틸염화알루미늄으로 이루어진 착염)를 핵산 속에서 만들고, 그 속에 프로필렌을 약 70℃, 5atm에서 통하면 쉽게 합성된다. 아이소택틱(isotactic) 구조를 가지며, 따라서 구조식과 같이 메틸기(基)가 같은 방향으로 정연하게 배열되어 있다. 녹는점은 165℃이고, 하중(荷重) 하에서 연속사용이 110℃에서 가능하다. 또한, 밀도가 0.9∼0.91이고, 결정도(結晶度)가 크지만 성형한 후에는 70% 이하로 저하되며, 전기적 성질은 탄소와 수소만으로 이루어져 있기 때문에 우수하며, 본 발명에 사용되는 또 다른 수지인 PE에 버금간다.A Ziegler-Natta catalyst (typically a complex salt consisting of titanium trichloride and diethylaluminum chloride) is made in nucleic acids, and propylene is easily synthesized by passing propylene at about 70 ° C. and 5 atm. It has an isotactic structure, and accordingly, methyl groups are arranged in the same direction as the structural formula. Melting point is 165 ℃, continuous use at 110 ℃ is possible under load. In addition, the density is 0.9 to 0.91, the crystallinity is large, but after molding, it is lowered to 70% or less, and the electrical property is excellent because it consists only of carbon and hydrogen, which is another resin used in the present invention. Comparable to PE.
용도는 포장용 필름, 연신(延伸) 테이프, 섬유, 파이프, 일용잡화, 완구, 공업용 부품, 컨테이너 등이며, 사출성형품(射出成型品)은 각종 컨테이너를 비롯한 일용잡화이고, 합성섬유는 주로 강력한 공업용품(인장강도:데니어당 9g)이나 카펫, 이불솜이 많다. 플랫얀(flat yarn)은 중, 저압 PE와 마찬가지로 쌀, 밀, 비료 부대, 접착테이프 등에 사용된다. 압출성형(壓出成型)으로는 펼쳐 늘여 종이, 강철 밴드 분야, 및 돗자리와 같은 새로운 용도가 개발되었다. 한편, 중공성형품(中空成型品)은 뜨거운 물에 견디므로 PE와 달리 보온병, 열소독을 하는 의료기구, 약품용기 등에 사용된다.Applications include packaging films, stretched tapes, fibers, pipes, daily necessities, toys, industrial parts, containers, and the like. Injection molded products are daily miscellaneous goods including various containers, and synthetic fibers are mainly powerful industrial items. Tensile strength: 9g per denier. Flat yarns are used in rice, wheat, fertilizer bags, adhesive tapes, etc., like medium and low pressure PE. Extrusions have been extended to new applications such as paper, steel bands, and mats. On the other hand, the hollow molded article (中空 成型 品) is resistant to hot water, so unlike PE, it is used in thermos, medical equipment for heat disinfection, and chemical containers.
이러한 PP의 성질은 PE와 매우 유사하지만 비중은 더욱 작아서(0.9∼0.92) 모든 플라스틱 중에서 최소 부류에 속한다. 또한, 고밀도 PE와 비교하면 연화온도가 현저하게 높고(순수한 아이소택틱 PP에서는 융점 176℃), 인장강도, 굽힘 강도, 강성 등도 크지만 충격강도는 매우 뒤진다. The properties of these PPs are very similar to PE but with a lower specific gravity (0.9 to 0.92), which is the smallest class of all plastics. In addition, compared to high-density PE, the softening temperature is significantly higher (melting point 176 DEG C in pure isotactic PP), the tensile strength, the bending strength, and the rigidity are large, but the impact strength is very poor.
또한, PE보다 성형품의 투명성, 표면광택은 양호하며, 성형 수축률이 작기 때문에 외관 및 치수정도란 점에서 안성맞춤이다. 전기적 성질 중에서 유전율이나 역률은 PE와 거의 같으며 내전압, 내아크성은 약간 뛰어나고 고주파 절연재료로서 우수한 성능을 갖고 있다.In addition, the transparency and surface gloss of the molded article is better than PE, and the molding shrinkage ratio is small, which is suitable in terms of appearance and dimensional accuracy. Among electrical properties, dielectric constant and power factor are almost the same as PE, withstand voltage and arc resistance are slightly superior and have excellent performance as high frequency insulating material.
PP의 내약품성은 고밀도 PE와 동등 내지 약간 우세한 정도인데 스트레스 크래킹에 대한 저항성이 PE 보다 각별히 뛰어난 것이 특징이다. 폴리프로필렌은 폴리에틸렌과 같이 방향족 탄화수소나 염화탄화수소에는 80℃ 이상에서 용해한다.The chemical resistance of PP is equal to or slightly higher than that of high-density PE, but it is characterized by superior resistance to stress cracking than PE. Polypropylene dissolves in aromatic hydrocarbons and chlorinated hydrocarbons at 80 ° C or higher like polyethylene.
PP의 투명성은 PE 보다도 매우 뛰어나다. 이는 뛰어난 기계적 강도나 내열성과 더불어 필름 등의 포장재료로서 사용하는데 더욱 투명도를 증가시키기 위해서는 결정조핵제의 첨가가 유효하다. 조핵제라는 것은 PP의 결정핵으로 되는 것이며 이를 적당량 배합하면 용융 폴리머가 냉각할 때에 극히 미세한 구정의 생성을 촉진하기 때문에 투명도가 좋아지고 강인성이나 저온에서의 내충격성도 약간 향상되는 것이다. 조핵제로서 방향족 카르본산의 Na, Zn, Al등의 금속염이 유효하다고 알려져 있다. The transparency of PP is much better than that of PE. In addition to excellent mechanical strength and heat resistance, it is effective to add crystal nucleating agents in order to increase transparency even when used as a packaging material such as a film. The nucleating agent is a crystal nucleus of PP, and when it is blended in an appropriate amount, since the molten polymer promotes the generation of extremely fine spherical crystals when cooling, the transparency is improved, and the toughness and the impact resistance at low temperatures are slightly improved. As the nucleating agent, metal salts such as Na, Zn and Al of aromatic carboxylic acids are known to be effective.
한편, 상기 PP은 PE와 같이 대단히 성형성이 좋은 재료로서, 보통 타입의 사출성형기나 압출기를 사용하여 각종 성형품, 봉, 파이프, 필름, 시트, 병, 모노 필라멘트 등으로 가공할 수 있다. 성형 수축률은 고밀도 PE 보다 작고 또한 수축률의 방향성 정도도 작으므로 적당한 성형조건을 고르면 치수정도가 양호한, 잔류변형이 적은 성형품을 얻을 수가 있다. On the other hand, PP is a very moldable material such as PE, and can be processed into various molded articles, rods, pipes, films, sheets, bottles, monofilaments, etc. using ordinary injection molding machines or extruders. Since the molding shrinkage rate is smaller than that of the high density PE and the degree of directionality of the shrinkage rate is also small, a molded article having good dimensional accuracy and few residual strains can be obtained by selecting suitable molding conditions.
PP를 연신하면 내굽힘피로성이 현저히 향상되지만, 이 성질을 잘 이용하여 갖가지 용기의 덮개와 본체를 연결하는 일체성형 경첩(Hinge)을 사출성형하고 완전히 냉각하기 전에 뽑아내어 곧바로 경첩 부분을 굽혀서 연신효과를 부여하면 이 부분의 내굽힘 피로성이 향상된다. 단, 금형의 설계에 있어서 게이트 위치에 주의하고 성형재료가 경첩 부분을 직각으로 횡단해서 흐르게끔 성형하는 것이 중요하다.Bending fatigue is remarkably improved by drawing PP, but by using this property, the molded hinges connecting the cover and the main body of various containers are ejected before being cooled and completely cooled, and then the bending part is bent immediately to extend the drawing effect. By providing, the bending fatigue resistance of this part is improved. However, in designing the mold, it is important to pay attention to the gate position and to mold the molding material so that the hinge portion flows at right angles.
또한, PP의 연신효과를 이용하여 투명도 및 충격에 강한 중공(속이빈)제품을 얻는 연신 취입성형이라 불리는 성형기술은 성형된 패르손을 다시 가열하고 적당한 온도에서 연신함과 동시에 취입성형을 하는 방법으로 통기성도 보통의 취입성형품 보다 작은 것이 특색이다.In addition, a molding technique called stretch blow molding, which utilizes the stretching effect of PP to obtain a hollow (hollow) product resistant to transparency and impact, is a method of heating the molded parson again, stretching at a suitable temperature, and simultaneously blowing molding. As a result, the breathability is smaller than that of the usual blow molded parts.
전술한 ABS, PP 또는 PE 수지의 사용량은 30∼89.9중량%인 것이 좋고, 상기 사용량이 30중량% 미만이면 성형성이 불량해지고, 89.9중량%를 초과하면 경제적으로 불리한 단점이 있다.The amount of the above-mentioned ABS, PP or PE resin is preferably 30 to 89.9% by weight. If the amount is less than 30% by weight, the moldability is poor, and if the amount is more than 89.9% by weight, there is an economic disadvantage.
본 발명에서 사용되는 게르마늄은 인체 각 기관에 산소를 충분히 공급하여 세포의 기능을 활성화하여 건강을 유지하는 기능을 하며, SOD(Superdxide dismutase) 효소의 분비를 촉진하여 신진대사 중 발생하는 유해산소와 수소이온을 제거, 세포의 노화를 방지하고 세포기능을 강화시켜준다. 또한, 인체의 면역세포를 활성화시켜 인체 면역체계의 발란스를 유지시켜주며 자연치유력을 회복시키는 역할을 한다. 아울러, 암세포 발생과 전이 억제 효과(인터페론 유도)가 있다.Germanium used in the present invention is a function of supplying oxygen to each organ of the human body to activate the function of the cells to maintain the health, and promote the secretion of SOD (Superdxide dismutase) enzymes to produce harmful oxygen and hydrogen during metabolism It removes ions and prevents cell aging and strengthens cell function. In addition, by activating the immune cells of the human body to maintain the balance of the human immune system and serves to restore natural healing. In addition, there is a cancer cell development and metastasis inhibitory effect (interferon induction).
본 발명에서 상기 게르마늄을 항균성 수지에 사용시 1ppm 미만의 미네랄 성분이 용출되어 상승작용(synergy effect)에 기인하여 상기 산화구리에 의한 살균 및 항균 작용을 더욱 극대화시키는 작용을 한다. 여기서, 상기 게르마늄의 사용량은 0.1∼2중량%인 것이 좋고, 상기 사용량이 0.1중량% 미만이면 상기 살균 및 항균 작용을 더욱 극대화시키는 효과가 미미하고, 2중량%를 초과하면 비용 대비 효과 측면에서 경제적으로 불리한 단점이 있다.In the present invention, when the germanium is used in the antimicrobial resin, less than 1 ppm of the mineral component is eluted, thereby maximizing sterilization and antibacterial action by the copper oxide due to the synergy effect. Herein, the amount of germanium is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight, and when the amount is less than 0.1% by weight, the effect of further maximizing the bactericidal and antimicrobial effects is insignificant. There are disadvantages to this.
전술한 항균성 수지 조성물을 이용하여 본 발명의 항균성 수지를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to the method for producing the antimicrobial resin of the present invention using the above-described antimicrobial resin composition is as follows.
우선, CuO 또는 CuO2 10∼69.9중량%, ABS, PP, PE로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 수지 30∼89.9중량%, 및 Ge 0.1∼2중량%를 76∼93rpm/min에서 3∼24시간동안 배합한 후, 배합한 원재료를 압출기에 투입하고 220∼260℃ 온도에서 압출한다. 이때, 상기 압출온도는 220∼260℃인 것이 좋고, 상기 압출온도가 상기 범위를 벗어나면 성형성에 불리한 조건을 갖는다.First, 10 to 69.9 weight percent of CuO or CuO 2, 30 to 89.9 weight percent of one resin selected from the group consisting of ABS, PP, and PE, and 0.1 to 2 weight percent of Ge for 3 to 24 hours at 76 to 93 rpm / min. After blending, the blended raw materials are put into an extruder and extruded at a temperature of 220 to 260 ° C. At this time, the extrusion temperature is preferably 220 ~ 260 ℃, if the extrusion temperature is out of the above range has a disadvantageous condition for formability.
그 다음, 상기 압출물을 약 15∼25℃의 상온수 흐르는 물에서 냉각시키고, 상기 냉각수를 통해 나온 압출재료를 약 100∼110℃의 온도에서 건조기에 넣고 분당 9∼12㎝의 통과 속도로 건조시킨다.The extrudate is then cooled in running water at about 15-25 ° C., and the extruded material from the cooling water is placed in a drier at a temperature of about 100-110 ° C. and dried at a passage speed of 9-12 cm per minute. .
마지막으로, 상기 건조기를 통해 나온 압출물을 절삭기를 사용하여 적당한 크기로 절삭한 후, 잘게 절삭되어진 복합 수지를 사출기 투입구에 넣고 금형을 부착하고 시 사출을 한 후, 사출기 관의 내부 온도를 약 220∼250℃로 유지하고, 사출 시간은 30∼60sec이내에 할 수 있도록 조정하면서 사출한다. 이때, 상기 사출온도는 220∼250℃인 것이 좋고, 상기 사출온도가 상기 범위를 벗어나면 성형성 및 양산성에 불리한 조건을 갖는다.Finally, after cutting the extrudate from the dryer to a suitable size using a cutting machine, the finely cut composite resin is put into the injection machine inlet, the mold is attached and injected at the time, and the internal temperature of the injection tube is about 220 It is maintained at -250 ° C and the injection time is adjusted while adjusting the injection time to be within 30 to 60 sec. At this time, the injection temperature is preferably 220 ~ 250 ℃, if the injection temperature is out of the range has a disadvantage in terms of moldability and mass productivity.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 구리금속 화합물 중에서도 특히 살균 및 항균 효과가 뛰어난 산화구리를 높은 함량으로 사용할 뿐만 아니라, 여기에 상승작용을 하는 게르마늄을 더욱 사용하고, 이러한 산화구리 및 게르마늄을 종래기술에 따른 통상의 금속 담지방법 또는 코팅방법을 사용하지 않고 직접 혼합수지와 함께 압출 및 사출 성형하여 항균성 수지를 제조함으로써 우수한 살균 및 항균력을 발현시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, among copper metal compounds, in particular, copper oxide having excellent bactericidal and antibacterial effects is not only used in a high content, but also germanium synergistically used, and copper oxide and germanium are conventionally used. It is possible to express excellent sterilization and antimicrobial activity by producing an antimicrobial resin by extrusion and injection molding together with a mixed resin directly without using a conventional metal supporting method or coating method according to the technology.
본 발명의 항균성 수지는 종래의 금속의 담지방법보다 합성 수지의 성형성으로 인한 표면적을 극대화하여 항균력을 높일 수 있었고, 또한 합성수지의 금속물질과의 분자 대 분자의 결합력으로 음용수에 사용시 용출에 대한 문제를 해결하였다.The antimicrobial resin of the present invention was able to increase the antimicrobial activity by maximizing the surface area due to the moldability of the synthetic resin than the conventional metal supporting method, and also the problem of elution when used in drinking water due to the molecular-to-molecule binding force of the synthetic resin with the metal material. Solved.
또한, 기존의 코팅방법은 수 ㎛로서 코팅을 하는데 산화하는 과정에 항균력을 지속할 수 없는 반면, 본 발명의 항균성 수지는 최소 3㎜ 이상의 두께로 사용되어 지속성에 있어서 코팅방법보다 항균에 대한 항균지속력의 기간을 월등히 높일 수 있었다.In addition, the conventional coating method is a few μm coating to the antimicrobial activity during the oxidation process can not be sustained, while the antimicrobial resin of the present invention is used in a thickness of at least 3㎜ or more in the persistence than the coating method in the antimicrobial sustainability The period of time could be greatly increased.
따라서, 본 발명에 따르면, 합성수지에 직접 압출 및 사출하여 기존의 음용수에 대한 항균력 극대화 및 지속력과 용출 문제를 해결하였다.Therefore, according to the present invention, by directly extruding and injecting in the synthetic resin to solve the problem of maximizing the antimicrobial power and sustainability and dissolution of the existing drinking water.
한편, 본 발명의 항균성 수지는 가정용 및 산업용의 물을 저장하는 저수조에 넣는 구조물, 냉수조의 분리판 사출물 및 분리판과 체결 구조물, 온수조의 체결 구조물, 정수기 필터의 사출물 및 콕크 바디 등에 적용될 수 있다.On the other hand, the antimicrobial resin of the present invention can be applied to the structure to put in the water storage tank for home and industrial use, the injection plate of the cold water tank and the separator and the fastening structure, the fastening structure of the hot water tank, the injection material of the water purifier filter and the cock body.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
CuO 40중량%, ABS 수지 59.9중량% 및 Ge 0.1중량%를 12시간동안 76∼93rpm/min의 회전속도로 배합한 후, 배합한 원재료를 압출기에 넣고 내부관은 열선을 통하여 온도를 220∼260℃로 유지시키면서 압출하여 출구 노즐을 통하여 2.5㎜의 두께를 갖는 압출품을 얻었다. 40% by weight of CuO, 59.9% by weight of ABS resin and 0.1% by weight of Ge were blended at a rotational speed of 76 to 93 rpm / min for 12 hours, and then the blended raw materials were placed in an extruder and the inner tube was heated at 220 to 260 through a heating wire. Extrusion was carried out while maintaining the temperature at ℃, to obtain an extruded product having a thickness of 2.5mm through the outlet nozzle.
상기 압출품을 상온의 흐르는 물에서 냉각시키고, 냉각수를 통해 나온 압출물을 건조기에서 내부 온도를 100∼110℃로 유지하면서 통과 속도를 분당 9∼12㎝로 유지하여 건조하였다.The extruded product was cooled in running water at room temperature, and the extrudate from the cooling water was dried in a drier while maintaining an internal temperature of 100 to 110 ° C. while maintaining a passage speed of 9 to 12 cm per minute.
상기 건조기를 통해 나온 압출물을 절삭기에서 절삭한 후, 잘게 절삭되어진 복합 수지를 사출기 투입구에 넣고, 금형을 부착한 후 시 사출을 한다. 이때, 사출기 관의 내부 온도는 220∼250℃를 유지하고, 사출 시간은 30∼60sec로 조정하여 항균성 수지를 얻었다.After cutting the extruded product from the dryer in the cutting machine, the finely cut composite resin is put into the injection machine inlet, the mold is attached and then injected at the time. At this time, the internal temperature of the injection machine tube was maintained at 220 ~ 250 ℃, the injection time was adjusted to 30 ~ 60sec to obtain an antimicrobial resin.
이로부터 얻은 항균성 수지의 샘플(19㎜×35㎜×77㎜)을 취하여 한국원사직물시험연구원에 의뢰하여 다음과 같이 항균력 테스트(SHAKE FLASK METHOD(FC-TM-19))를 실시한 후, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.After taking a sample of the antimicrobial resin (19 mm x 35 mm x 77 mm) and requesting it to the Korea Yarn Textile Testing Institute, the antibacterial activity test (SHAKE FLASK METHOD (FC-TM-19)) was carried out as follows. It is shown in Table 1 below.
[실험대상 균주][Strain to be tested]
- 일반 대장균주와 O-157 대장균주-General E. coli and O-157 E. coli
[시험조건][Exam conditions]
- 상온 상습 조건 중 시험균액을 35 ± 1℃에서 시험한다.-Test bacteria are tested at 35 ± 1 ℃ under normal temperature and humidity conditions.
- 시편 및 시험균액을 일정한 양을 넣고 1시간, 3시간, 6시간, 12시간, 24시간 후에 샘플을 측정한다.-Measure the sample after 1 hour, 3 hours, 6 hours, 12 hours, 24 hours with a certain amount of specimen and test solution.
- 중화용액은 인산완충용액(Ph 7.0 ± 0.2)을 사용한다.-For neutralization solution, use phosphate buffer solution (Ph 7.0 ± 0.2).
- 사용 공시균주는 Escherichia coli ATCC 25922과 Escherichia coli ATCC 43895이었다.The strains used were Escherichia coli ATCC 25922 and Escherichia coli ATCC 43895.
주) 증 가 율: 균주 1- 45배Note) Growth rate: strain 1- 45 times
균주 2- 44배Strains 2-44 times
접종균 농도: 균주 1- 1.6±0.1×105/㎖Inoculation Bacterial Concentration: Strain 1- 1.6 ± 0.1 × 10 5 / ml
균주 2- 1.2±0.1×105/㎖Strain 2- 1.2 ± 0.1 × 10 5 / ml
비이온 계면활성제 종류: TWEEN 80 (0.05%) Nonionic Surfactant Type: TWEEN 80 (0.05%)
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 항균성 수지는 일반 세균과 대장균 등에 대하여 우수한 살균 및 항균력을 갖는다.As shown in Table 1, the antimicrobial resin according to the present invention has excellent bactericidal and antimicrobial activity against general bacteria and E. coli.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 산화구리, 게르마늄 및 합성수지를 이용하여 일반 세균과 대장균 등에 대하여 우수한 살균 및 항균력을 갖는 항균성 합성 수지를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide an antimicrobial synthetic resin having excellent sterilization and antibacterial activity against general bacteria, E. coli, etc. using copper oxide, germanium and synthetic resins.
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