KR20050112064A - 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콜로이달 실버 입자를 천연고무 라텍스 용액에 균일하게 분산시켜 고무장갑을 제조함으로써, 항균력과 탈취력이 우수한 것을 특징으로 하는 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 천연고무 라텍스 용액에 나노 실버 입자에 대한 분산력이 우수한 폴리비닐피놀리돈을 첨가하여 콜로이달 실버를 균일하게 혼합하여 고무장갑을 제조함에 따라 고무장갑에 균일하게 함유된 실버 입자에 의해 탁월한 효과의 향균력과 탈취력 성능을 발휘할 뿐만 아니라 우수한 성능의 고무 물성을 나타낼 수 있는 고무장갑을 제조할 수 있는 것이 장점이다.

Description

실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법{Method for produce of Rubber gloves contain Nano silver}

본 발명은 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콜로이달 실버 입자를 천연고무 라텍스 용액에 균일하게 분산시켜 고무장갑을 제조함으로써, 항균력과 탈취력이 우수한 것을 특징으로 하는 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가정주부들이 고무장갑을 착용 시에는 손에서 나온 땀 등이 고무장갑 외부로 배출되지 않고, 공기가 통하지 않기 때문에 고무장갑 내부에서 곰팡이나 균류 등에 의해 피부 습진 등이 발생될 뿐만 아니라 고무장갑을 연속하여 사용할 시에는 고무장갑 내부에 악취 등이 발생된다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 많은 특허들이 출원되었으며, 이들 특허 중 미국특허공보 제3,740,262호는 수술용 장갑에 파우더를 개입시켜 고무장갑 내부의 습기를 제거하고 통풍성을 부여한다고는 하였으나 상기 문제점들을 근본적으로 해결할 수는 없었고, 대한민국 공개특허공보 제2000-13781호는 수분산성 폴리우레탄 주제의 고무장갑에 유기산 아연을 첨가하여 항균성 기능을 부여한 고무장갑에 관한 것이나 유기산 아연 그 자체가 피부에 자극을 주는 유해한 물질이며, 대한민국 등록특허공보 제186936호의 고무장갑은 고무장갑에 키토산 분말을 함유시켜 항균성 기능을 부여하였고, 그리고 대한민국 공개특허공보 제2004-96930호의 고무장갑은 고무장갑에 실버 나노 입자를 함유시켜 항균성을 부여하였다고는 하나 상기 특허들은 미세입자인 키토산 분말 또는 실버 나노 입자를 점성이 있는 천연고무 라텍스 용액에 균일하게 혼합시킬 수 없기 때문에 성형된 고무장갑 내에 상기 입자들이 골고루 균일하게 분포될 수 없기 때문에 항균성의 능력을 충분히 발휘할 수 없는 문제점들이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 고무장갑을 제조하기 위한 천연고무 라텍스 용액에 분산제를 혼합한 후 1 내지 100㎚ 크기의 콜로이달 실버 입자를 균일하게 분산시킴으로써, 실버 입자가 균등하게 분포된 고무장갑을 성형하여 항균성과 탈취력이 우수한 것을 특징으로 하는 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑은 도1에 첨부된 도면의 제조 공정과 같이 통상적인 방법에 의해 제조되어진다.

ⅰ) 성형몰드를 염도가 12 내지 18도인 염수에 5 내지 15 초간 침지시킨 후 건조시키는 단계(1차 염수 침지 공정);

ⅱ) 1차 염수 침지한 성형몰드를 라텍스에 10 내지 30초간 침지시킨 후 후 건조시키는 단계(1차 라텍스 침지 공정);

ⅲ) 상기 성형몰드를 다시 염도가 10 내지 20도인 염수에 5 내지 20 초간 침지시킨 후 건조시키는 단계(2차 염수 침지 공정);

ⅳ) 2차 염수 침지한 성형몰드를 라텍스에 10 내지 50초간 침지시킨 후 건조시키는 단계(2차 라텍스 침지 공정);

ⅴ) 성형몰드로부터 탈구한 고무장갑을 건조기에 넣고 가황 건조시키는 단계(가황 건조 공정);

ⅵ) 고무장갑을 물과 차아염소산 및 염산을 1,000 대 5 대 2의 중량비율로 혼합시킨 혼합산 용액으로 세척하는 단계(산 세척 공정);

ⅶ) 산 세척한 고무장갑을 물과 가성소다를 1,000 대 2의 중량비율로 혼합시킨 알칼리 용액으로 세척하는 단계(알칼리 세척 공정);

ⅷ) 수세 후 실리콘 오일의 유연제를 처리한 후 건조시키는 단계(유연제 처리 공정);

을 거쳐 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑이 제조되어진다.

본 발명은 상기와 같이 1차 염수 침지 공정, 1차 라텍스 침지 공정, 2차 염수 침지 공정, 2차 라텍스 침지 공정, 가황 건조 공정, 산 세척 공정, 알칼리 세척 공정 및 수세 후 유연제 처리 공정을 거쳐 통상적인 공정에 의해 제조되어지는 고무장갑의 제조방법에 있어서,

상기 1차 라텍스 침지 공정에 사용되는 1차 천연고무 라텍스는 천연고무 라텍스 93.0 내지 95.3 중량%, 유황 4.5 내지 6.0 중량%, 수성안료 0.2 내지 0.5 중량%를 균일하게 혼합하여 제조되어지고,

상기 2차 라텍스 침지 공정에 사용되는 2차 천연고무 라텍스는 천연고무 라텍스 90.0 내지 93.3 중량%, 유황 4.5 내지 6.0 중량%, 분산제 2.0 내지 4.0 중량% 및 이산화티탄 0.2 내지 0.5 중량%를 균일하게 혼합하여 제조한 후 여기에 입자의 크기가 1 내지 100 ㎚의 콜로이달 실버를 20 내지 100 ppm 첨가하여 제조되어진 것을 사용한다.

그리고, 상기 1차 및 2차 천연고무 라텍스 용액에 사용되어지는 천연고무 라텍스는 천연고무 라텍스를 기준으로 0.04 내지 0.08 중량%의 안정화제가 첨가된 천연고무 라텍스를 사용한다.

본 발명에서 사용되는 천연고무 라텍스는 그 사용 함량은 1차 천연고무 라텍스 용액의 경우에는 93.0 내지 95.3 중량%, 2차 천연고무 라텍스 용액의 경우에는 90.0 내지 93.3 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 1차 및 2차 천연고무 라텍스의 사용 함량이 각각 상기 사용 함량의 하한 범위 미만이 될 경우에는 천연고무 라텍스의 함량 부족으로 인해 고무 물성의 고유 특성인 인장강도, 신율 등의 물성의 저하와 함께 부드러운 촉감이 떨어지게 될 우려가 있고, 그리고 상기 사용 함량의 상한 범위를 초과할 경우에는 천연고무 라텍스의 과량 사용으로 인해 성형성이 떨어지고, 충분한 가황이 되지 않기 때문에 고무의 물성이 저하될 우려가 있다.

상기에서 유황은 천연고무 라텍스를 가황시키기 위한 가황제로서 그 사용 함량은 4.7 내지 6.0 중량%가 바람직한데, 그 사용 함량이 4.7 중량% 미만일 경우에는 충분한 가황이 되지 않기 때문에 가황 후에 고무장갑의 고무 물성을 제대로 나타낼 수가 없으며, 6.0 중량%를 초과할 경우에는 과가황이 되어 고무가 단단해지기 때문에 탄성력이 있는 고무 고유의 물성이 저하 된다.

그리고 수성안료 또는 이산화티탄은 고무장갑의 색상을 내기 위해 첨가하는 안료로서 그 사용 함량은 0.2 내지 0.5 중량%가 바람직하다. 상기 안료들은 그 첨가량이 절대적인 사용량으로는 정해져 있지 않으나 상기 사용량의 범위 내에서 적정한 색상을 낼 수 있기 때문이다. 그리고 본 발명에서 사용 가능한 수성안료는 특별히 한정하는 것은 아니고, 수요자가 원하고자 하는 색상에 맞게 적정한 안료를 사용하면 된다.

분산제는 2차 천연고무 라텍스 용액에 첨가하는 콜로이달 실버를 골고루 분산시키기 위한 것으로서, 그 사용 함량은 2.0 내지 4.0 중량%가 바람직하다. 그 사용 함량이 2.0 중량% 미만이 될 경우에는 분산력이 떨어지기 때문에 콜로이달 실버 입자가 천연고무 라텍스 용액 내에서 골고루 분산되지 않으며, 4.0 중량%를 초과하여도 특별히 분산력이 향상되지 않는다. 본 발명에서 사용가능한 분산제로는 폴리비닐피놀리돈(polyvinylpyrrolidone)을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 콜로이달 실버란 나노 크기의 실버 입자가 콜로이달 상태인 것으로서 항균력과 탈취력을 향상시키는 역할을 하는데, 실버 입자의 크기가 분산력에 중요한 영향을 미치게 된다. 본 발명에서 사용되는 콜로이달 실버 입자의 크기는 1 내지 100 ㎚가 바람직하다. 콜로이달 실버 입자의 크기가 1 ㎚ 미만이 될 경우에는 분산력은 증대되나 입자를 나노화시키는데 비용이 증대되므로 경제성이 떨어지고, 100 ㎚를 초과할 경우에는 라텍스와의 혼합이 불안정하여 균일하게 분산되지 않으므로 항균성이 저하된다. 그리고 2차 천연고무 라텍스 용액에 첨가하는 콜로이달 실버 입자의 첨가량은 20 내지 100 ppm가 바람직한데, 콜로이달 실버 입자의 첨가량이 20 ppm 미만이 될 경우에는 향균력이 떨어지며, 100 ppm을 초과할 경우에는 콜로이달 실버 함량의 증가에도 불구하고 항균력은 더 이상 향상되지 않는 반면에 고무장갑의 물성은 떨어지게 된다.

그리고 안정화제는 천연고무 라텍스가 고분자 화합물과 물이 혼합된 불균일계의 현탁액으로 불안정한 상태이기 때문에 천연고무 라텍스 용액의 pH를 조절하여 알칼리성으로 안정화시켜 천연고무 라텍스 용액의 응고를 방지하기 위한 역할을 하는 것으로서, 그 사용 함량은 0.04 내지 0.08 중량%가 바람직하다. 그 사용량이 0.04 중량% 미만이 될 경우에는 천연고무 라텍스 용액이 충분히 알칼리화되지 않아 용액이 응고될 염려가 있으며, 0.08 중량%를 초과할 경우에는 천연고무 라텍스 용액의 pH농도가 너무 높아지게 되어 천연고무 라텍스 용액의 고유 점성을 잃을 염려가 있다. 본 발명에서 사용 가능한 알칼리화제로는 수산화칼륨이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1 내지 3)

1차 천연고무 라텍스는 수산화칼륨 0.5kg이 함유된 천연고무 라텍스 1000 kg, 유황 50 kg, 수성그린안료 3.5 kg(ss-610, 정원소재공업)을 균일하게 혼합하여 제조하였다.

2차 천연고무 라텍스는 수산화칼륨 0.5kg이 함유된 천연고무 라텍스 1000 kg, 유황 50 kg, 폴리비닐피놀리돈 30 kg 및 이산화티탄 3.5 kg을 균일하게 혼합한 후 여기에 입자의 크기가 20 ㎚의 콜로이달 실버(한국 바이오플러스사)를 50 ppm 첨가한 후 균일하게 혼합하여 제조하였다.

상기에서 제조한 1차 및 2차 천연고무 라텍스를 이용하여 통상의 방법에 따라 나노 실버가 함유된 고무장갑을 제조한 후 3개를 샘플로 채취하였다.

(비교예 1 내지 3)

비교예 1 내지 3은 실시예 1 내지 3에서 제조한 1차 및 2차 천연고무 라텍스 용액의 제조 방법과 동일한 방법에 의해 제조하되, 2차 천연고무 라텍스 용액에 분산제인 폴리비닐피놀리돈을 첨가하지 않은 상태에서 콜로이달 실버를 동일량 첨가하여 제조하였다.

그리고 상기에서 제조한 1차 및 2차 천연고무 라텍스를 이용하여 통상의 방법에 따라 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑을 제조한 후 3개를 샘플로 채취하였다.

상기와 같이 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 항균력과 탈취력 및 고무 물성을 측정한 결과 다음 [표 1]과 같다.

[표 1]

구 분		실시예			비교예
		1	2	3	1	2	3
항균력(%)	대장균(E.coli)	99.92	99.93	99.92	84.37	84.53	78.45
	포도상구균(S.aureus)	99.93	99.94	99.91	82.98	83.49	79.62
탈취력		0	0	0	1	2	2
인장강도(N/m)		5,903	5,872	5,897	4,871	4,892	4,886
신율(%)		621.5	618.7	623.2	498.7	489.9	493.5

(측정 방법)

1) 항균성 평가 : 대장균, 포도상 구균

35℃ 일반 배양기에서 대장균 및 포도상 구균을 16~20시간 배양하고, 배양액을 멸균인산 완충액으로 20,000배로 희석한 다음 상기 수지 처리된 가로 2 cm ×세로 2 cm로 절단한 시편에 1ml적하하고 25℃에서 24시간 보존 후 꺼낸다. 그 후 이를 멸균된 한천배지에 다시 48시간 배양하고 석평판 배양법(35℃, 2일간배양)으로 조사하여 생균수를 측정한다. 그리고 하기식에 따라 멸균율(%)을 계산하였다.

멸균율(%)=[(희석액의 생균수-24시간 보존후의 생균수)/희석액의 생균수] ×100

2) 탈취력 : 1일 2시간씩 40 ± 5℃의 온수에서 30일간 사용한 고무장갑의 내부를 직접 관능법에 의해 후각이 정상적이고 건강한 사람 5인을 구성하여 각 판정자가 감지한 악취 중 다수가 감지한 악취도를 채택한다.

악취도	악취감도 구분	설 명
0	무취	평상시 후각으로 감지 못하는 상태
1	감지 취기	무슨 냄새인지 알 수 없으나 냄새를 느낄수 있는 정도의 상태
2	보통 취기	무슨 냄새인지 알 수 있는 정도의 상태
3	강한 취기	쉽게 감지할 수 있는 정도의 강한 냄새를 맏는 정도의 상태

3) 인장강도 및 신율 : KS M 6782에 준하였다. 시험편은 KS M 6782의 4호형 시험편을 사용하고, 장갑의 손등의 평활한 면에서 채취하여 사용하였다.

인장강도 L_B = F_B/B

여기에서 L_B : 인장강도(N/m)

F_B : 최대하중(N)

B : 시험편의 나비(cm)

신 율 E_B = (L₁ - L₀) /L₀

여기에서 E_B : 신율(%)

L₁ : 눈금거리(mm)

L₀ : 절단면의 눈금 사이거리(mm)

상기 [표 1]에서 보는 바와 같이 실시예와 비교예는 모두 고무장갑에 실버 나노 입자가 함유되어 있기 때문에 항균력과 탈취력에 효과가 있는 것으로 나타났으나 특히 실시예 1 내지 3은 고무장갑의 제조시 분산제인 폴리비닐피놀리돈을 첨가함에 따라 실버 나노 입자가 고무장갑에 균일하게 골고루 분산되어 함유되어 항균력과 탈취력이 비교예 1 내지 3에 비해 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다. 반면에 비교예 들이 실시예들에 비해 항균력과 탈취력이 뒤떨어지는 이유는 콜로이달 실버를 천연고무 라텍스에 혼합할 때 분산제를 첨가하지 않음에 따라 실버 나노 입자가 고무장갑에 균일하게 분포되어 함유되지 않고, 특정 부분에 응집되어 함유되기 때문인 것으로 추정된다.

그리고 실시예 1 내지 3은 일반적인 고무 물성인 인장강도와 연신율도 비교예 1 내지 3에 비해 우수한 것으로 나타났는데 이는 상기의 이유와 같이 고무장갑내에 실버 나노 입자가 응집되지 않고 골고루 균일하게 분포되어 함유된 것에 기인한 것으로 나타났다.

본 발명은 천연고무 라텍스 용액에 콜로이달 실버에 대한 분산력이 우수한 폴리비닐피놀리돈을 첨가하여 실버 나노 입자를 균일하게 혼합하여 고무장갑을 제조함에 따라 고무장갑에 균일하게 함유된 실버 나노 입자에 의해 탁월한 효과의 향균력과 탈취력 성능을 발휘할 뿐만 아니라 우수한 성능의 고무 물성을 나타낼 수 있는 고무장갑을 제조할 수 있는 것이 장점이다.

도 1은 본 발명에 따른 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법의 공정도.

Claims (4)

1차 염수 침지 공정, 1차 라텍스 침지 공정, 2차 염수 침지 공정, 2차 라텍스 침지 공정, 가황 건조 공정, 산 세척 공정, 알칼리 세척 공정 및 수세 후 유연제 처리 공정을 거쳐 통상적으로 제조되어지는 고무장갑의 제조방법에 있어서,

상기 1차 라텍스 침지 공정에 사용되는 1차 천연고무 라텍스는 천연고무 라텍스 93.0 내지 95.3 중량%, 유황 4.5 내지 6.0 중량%, 수성안료 0.2 내지 0.5 중량%를 균일하게 혼합하여 제조되어지고,

상기 2차 라텍스 침지 공정에 사용되는 2차 천연고무 라텍스는 천연고무 라텍스 90.0 내지 93.3 중량%, 유황 4.5 내지 6.0 중량%, 분산제 2.0 내지 4.0 중량% 및 이산화티탄 0.2 내지 0.5 중량%를 균일하게 혼합하여 제조한 후 여기에 입자의 크기가 1 내지 100 ㎚의 콜로이달 실버를 20 내지 100 ppm 첨가하여 제조되어지는 것을 특징으로 하는 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법.

제 1항에 있어서, 상기 1차 및 2차 천연고무 라텍스 용액에 사용되어지는 천연고무 라텍스는 천연고무 라텍스를 기준으로 0.03 내지 0.06 중량%의 안정화제가 첨가된 것을 특징으로 하는 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법.

제 1항에 있어서, 상기 분산제는 폴리비닐피놀리돈인 것을 특징으로 하는 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법.

제 1항에 있어서, 상기 안정화제는 수산화칼륨인 것을 특징으로 하는 실버 나노 입자가 함유된 고무장갑의 제조 방법.