KR20100119564A - 금속 초미립자 형성용 지방산 금속염 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 금속 초미립자 형성에 이용되는 지방산 금속염에 관한 것으로, 지방산 금속염이, (ⅰ) 함수율이 200 ppm 이하인 것, (ⅱ) 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 체적 누적의 입경 D90이 80 ㎛ 이하인 것, (ⅲ) 원자량 50∼200의 금속을 포함하고, 지방산 금속염 생성 시의 미반응 물질 또는 부생성물의 양이 4.0 몰% 이하인 것 중 적어도 하나를 만족함으로써, 수지 중에서 금속 초미립자, 또는 금속 초미립자를 포함하는 수지 조성물, 도막, 분산액 또는 그 성형물을 생성시키는 데 있어서, 적합하게 사용하는 것이 가능해진다.

Description

금속 초미립자 형성용 지방산 금속염{FATTY ACID METAL SALT FOR FORMING ULTRAFINE METAL PARTICLE}

본 발명은, 지방산 금속염에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 초미립자, 그 금속 초미립자 함유 수지 조성물, 그 금속 초미립자 함유 도막 또는 그 금속 초미립자 분산액에의 전구체로서 적합하게 사용 가능한 지방산 금속염에 관한 것이다.

종래부터, 지방산 금속염은 전자 인쇄 분야, 분말 야금 분야, 화장품 분야, 도료 분야, 수지 가공 분야 등, 많은 분야에서 폭넓게 이용되고 있고, 예컨대, 지방산의 마그네슘염이나 칼슘염 등은, 화장품 분야에서는, 피부에의 활택성(滑澤性), 부착성의 향상을 목적으로 하여, 수지 가공 분야에서는, 안료의 분산성 향상을 목적으로 하여 이용되고 있다.

한편, 지방산의 은염은 종래, 사진 제판이나 의료 용도의 열현상 화상 기록 재료로서 사용되어 왔으나, 최근에는, 하기 특허 문헌 1이나 2에 기재되어 있는 바와 같이, 평균 입경 1 ㎚∼100 ㎚의 금속 초미립자를 얻기 위한 전구체로서의 용도가 개시되어 있다.

즉, 하기 특허 문헌 1에서는, 지방산은이나 지방산금염 등의 유기 금속 화합물을 불활성화 가스 분위기하에서 고상 반응에 의해 열분해함으로써, 표면이 지방산에 의해 보호된 은이나 금의 평균 입경 1 ㎚∼100 ㎚인 금속 초미립자를 합성하고 있다. 한편, 특허 문헌 2에서는, 지방산의 은이나 금염과 수지의 혼합물을 그 지방산 금속염의 열분해 개시 온도 이상 또한 수지의 열화 온도 미만의 온도에서 가열 성형하여, 평균 입경 1 ㎚∼100 ㎚인 금속 초미립자를 수지 성형물 중에서 생성시키고 있다.

이러한 금속 초미립자는, 벌크와는 다른 특이한 성질을 나타내기 때문에, 잉크젯 재료, 기록 재료, 촉매 등에의 응용이나, 도전성 페이스트 등 전자 디바이스의 재료, 또한, 플라스몬(plasmon) 흡수를 이용한 색재(色材)로서의 이용 등, 여러 분야에서 응용이 검토되고 있다. 또한, 이들 금속 초미립자가 안정적으로 분산된 수지 성형물은 도전성 재료, 자성 재료나 전자파 흡수 재료 등으로 폭넓게 검토되고 있다.

또한 본 출원인에 의해, 예컨대 특허 문헌 2에 기재된 수법에 의해 제조한, 표면이 유기산에 의해 수식된 금속 초미립자를 포함하는 수지 화합물은, 메틸메르캅탄 등의 악취 성분, 또는 포름알데히드 등의 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds; 이하 「VOC」라고 함)의 흡착 성능을 갖는 것이나, 항균성, 알레르겐 물질 등의 미소 단백질을 불활성화하는 성질을 갖는 것이 밝혀져 있다(특허 문헌 3 및 특허 문헌 4).

상술한 바와 같이 금속 초미립자는 다양한 분야에서의 응용이 검토되고 있고, 이러한 금속 초미립자를 얻기 위한 제조 방법으로서는, 기상(氣相) 중에 고온에서 증발시킨 금속의 증기를 공급하고, 가스 분자와의 충돌에 의해 급랭시켜 미립자를 형성하는 기상법이나, 금속 이온을 포함하는 용액에 환원제를 첨가하여 금속 이온의 환원을 행하는 액상법 등이 일반적이지만, 지방산 금속염을 전구체로서 수지와 혼합하여, 가열 성형하는 방법은, 입도 분포가 좁고 분산 안정성이 우수한 금속 초미립자를 포함하는 수지 화합물이 매우 간편하게 또한 범용적인 방법으로 얻어지는 생산성이 풍부한 제조 방법이다.

지방산 금속염의 대표적인 제조 방법은 이하의 2가지가 알려져 있다.

제1 종류의 제조 방법은, 용융법이며, 지방산을 가열 용융한 후, 금속의 산화물 또는 수산화물과 반응시켜 지방산 금속염을 생성시키는 것이다. 이 방법에 따르면, 생산 설비가 간단하지만, 반응을 완전히 진행시키는 것이 어렵기 때문에, 반응물이 용이하게 생성물에 잔류하거나, 또한, 생성물을 분쇄 세립화하는 공정이 필요하다는 결점이 있다.

제2 종류의 제조 방법은, 복분해법이며, 지방산을 수산화나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물과 비누화 반응시키거나, 또는 지방산 알칼리 금속염을 용해시켜 제작한 수용액에 금속 이온을 포함하는 수용액을 첨가하여 지방산 금속염을 생성시키는 것이다. 이 반응은 고온 조건을 필요로 하지 않고, 또한 후처리가 여과, 세정, 건조, 해쇄(解碎)와 같은 간편한 공정뿐이며, 입자 직경이 작은 입자가 얻어진다는 이점이 있기 때문에, 상업 생산에 자주 이용되고 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제10-183207호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2006-348213호 공보 특허 문헌 3: 국제 공개 제2008/29932호 공보 특허 문헌 4: 국제 공개 제2008/69034호 공보

상술한 금속 초미립자 전구체용으로서의 지방산 금속염의 제조 방법으로서는, 용융법, 복분해법의 어떠한 수법도 적용하는 것은 가능하다고 생각되지만, 어떠한 특성의 지방산 금속염이, 금속 초미립자 또는 금속 초미립자를 포함하는 수지 조성물 또는 그 성형물을 생성하는 데 있어서 보다 적합하게 사용 가능한지는 밝혀져 있지 않았다.

따라서 본 발명의 목적은, 수지 중에서 금속 초미립자, 또는 금속 초미립자를 포함하는 수지 조성물, 도막, 분산액 또는 그 성형물을 생성시키는 데 있어서, 적합하게 사용할 수 있는 지방산 금속염을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 금속 초미립자 형성에 이용되는 지방산 금속염으로서,

(ⅰ) 함수율이 200 ppm 이하인 것,

(ⅱ) 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 체적 누적의 입경 D90이 80 ㎛ 이하인 것,

(ⅲ) 원자량 50∼200의 금속을 포함하고, 지방산 금속염 생성 시의 미반응 물질 또는 부생성물의 양이 4.0 몰% 이하인 것

중 적어도 하나를 만족하는 것을 특징으로 하는 지방산 금속염이 제공된다.

본 발명의 지방산 금속염에 있어서는,

1. 금속 초미립자가 흡착성 및/또는 미소 단백질 불활성화를 갖는 것,

2. 금속이, Cu, Ag, Au, Id, Pd, Pt, Fe, Ni, Co, Zn, Nb, Ru 및 Rh로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종으로 이루어지는 것,

3. 금속이, Cu, Au, Id, Pd, Pt, Fe, Ni, Co, Zn, Nb, Ru 및 Rh로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, Ag의 조합인 것,

4. 지방산의 탄소수가 3∼30인 것

이 적합하다.

본 발명에 따르면 또한, 상기 지방산 금속염이 수지 중에서 열분해하는 온도, 또한 수지의 열화 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 수지 중에서 지방산 금속염으로부터 금속 초미립자를 생성 분산시키는 것을 특징으로 하는 금속 초미립자 함유 수지 조성물의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면 또한, 상기 지방산 금속염이 도료 중에서 열분해하는 온도, 또한 도료 성분의 열화 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 도막 중에서 지방산 금속염으로부터 금속 초미립자를 생성 분산시키는 것을 특징으로 하는 금속 초미립자 함유 도막의 제조 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면 또한 상기 지방산 금속염이 분산매 중에서 열분해하는 온도, 또한 분산매의 비점 이하의 온도로 가열함으로써, 분산매 중에서 지방산 금속염으로부터 금속 초미립자를 생성 분산시키는 것을 특징으로 하는 금속 초미립자 함유 분산액의 제조 방법이 제공된다.

본 발명자들은, (ⅰ) 200 ppm 이하의 함수율을 갖는 것, (ⅱ) 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 체적 누적이 90%가 되는 입경 D90이 80 ㎛ 이하, 특히 상기 입경 D90이 80 ㎛ 이하 또한 체적 누적 평균 입경 D50이 30 ㎛ 이하인 것, (ⅲ) 지방산 금속염 생성 시의 미반응 물질 또는 부생성물의 양이 4.0 몰% 이하, 특히 2.0 몰% 이하로 저감되어 있는 것 중 적어도 하나를 만족하는 지방산 금속염이, 수지, 도료 또는 분산매 중에서 혼합되고, 가열됨으로써, 양호한 색조나 악취 물질이나 VOC의 흡착 능력, 항균성, 미소 단백질을 불활성화하는 능력이 특히 우수한 수지 조성물, 도막 또는 분산액을 제공할 수 있는 것을 발견하였다.

(지방산 금속염의 함수율)

본 발명의 함수율이 200 ppm인 지방족 금속염이, 상술한 작용 효과를 나타내는 것은 후술하는 실시예의 결과로부터도 분명하다.

즉, 후술하는 실시예에 있어서는, 함수율이 다른 지방산 금속염을 이용하여 필름 성형을 행하고, 이 필름의 흡광도를 분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼 제조)를 이용하여 측정하였다. 귀금속이나 구리의 초미립자는, 자유 전자가 광자장(光磁場)에 의한 진동을 받아 발생하는 플라스몬 흡수에 기인하는 발색을 나타내는 것이 알려져 있다. 이 흡수 파장은 금속의 종류에 고유한 것이며, 은 초미립자의 경우에는, 파장 420 ㎚ 부근에 흡수를 갖고 있다.

도 1∼5로부터, 실시예 1∼4 및 비교예 1, 비교예 2의 필름은 420 ㎚ 부근에 은의 플라스몬 흡수에 기인하는 흡수를 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 도 1∼4로부터 함수율이 낮은 스테아르산은으로부터 얻어진 필름 쪽이 420 ㎚ 부근의 흡광도가 높아지고 있는 것을 알 수 있다.

이 결과는 함수율이 200 ppm 이하인 지방산 금속염을 이용함으로써, 성형품 중에, 좁은 입도 분포를 가진 은 초미립자가 응집되지 않고서 안정 분산되어 생성되고 있는 것을 나타내는 것이며, 이러한 성형품은, 흡착 성능에 있어서도, 함수율이 200 ppm보다도 큰 지방산 금속염을 이용한 경우보다도 우수한 것이 분명하다.

(지방산 금속염의 입도 분포)

또한 지방산 금속염의 입자 직경이 크면, 수지 또는 분산매 중에서 혼합하여, 가열했을 때에, 입자 직경이 지나치게 큰 금속 미립자가 생성되는 요인이 되고, 그 결과, 수지 조성물 또는 분산액의 악취 물질을 흡착하는 능력, 항균성, 미소 단백질을 불활성화하는 능력이 현저하게 저하되어 버리는 것이다.

이에 비하여 본 발명의 지방산 금속염은, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 체적 누적이 90%가 되는 입경 D90이 80 ㎛ 이하, 특히 상기 입경 D90이 80 ㎛ 이하 또한 체적 누적 평균 입경 D50이 30 ㎛ 이하임으로써, 상술한 작용 효과를 효율적으로 발현시키는 것이 가능해진다.

또한, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 있어서는, 응집 입자라도, 하나의 입자로서 파악하기 때문에, 본 발명에서의 체적 누적이 90%가 되는 입경 D90이 80 ㎛ 이하, 특히 입경 D90이 80 ㎛ 이하 또한 체적 누적이 50%가 되는 입경 D50이 30 ㎛ 이하라고 하는 것은, 입경이 작고 또한 응집 입자가 적은 입도 분포를 갖고 있는 것을 의미한다.

상기 입도 분포를 갖는 본 발명의 지방산 금속염이, 상술한 작용 효과를 나타내는 것은 후술하는 실시예의 결과로부터도 분명하다.

즉, 후술하는 실시예에 있어서는, 체적 누적 평균 입경 D90 및 D50이 다른 지방산 금속염을 이용하여 필름 성형을 행하고, 이 필름의 흡광도를 분광 광도계(시마즈 세이사쿠쇼 제조)를 이용하여 측정하였다. 상술한 바와 같이, 은 초미립자의 경우에는, 파장 420 ㎚ 부근에 흡수를 나타낸다.

도 6∼10으로부터, 실시예 7∼10 및 비교예 3 및 4의 필름은 420 ㎚ 부근에 은의 플라스몬 흡수에 기인하는 흡수를 나타내는 것을 알 수 있다. 또한, 도 6∼9로부터 D90 및 D50이 작은 스테아르산은으로부터 얻어진 필름 쪽이 420 ㎚ 부근의 흡광도가 높아지고 있는 것을 알 수 있다.

이 결과는 입경 D90이 80 ㎛ 이하인 지방산 금속염을 이용함으로써, 성형품 중에, 좁은 입도 분포를 가진 은 초미립자가 응집되지 않고서 균일 분산되어 생성되어 있는 것을 나타내는 것이며, 이러한 성형품은, 흡착 성능에 있어서도, 본 발명에서 규정하는 입경 D90의 값보다도 큰 입경을 갖는 지방산 금속염을 이용한 경우보다도 우수한 것이 분명하다.

(지방산 금속염의 미반응 물질 또는 부생성물의 양)

전술한 바와 같이, 지방산 금속염의 대표적인 제조 방법으로서는, 용융법 및 복분해법이 알려져 있고, 용융법에서는, 지방산을 가열 용융한 후, 금속의 산화물 또는 수산화물과 반응시켜 지방산 금속염을 생성시키는데, 원료로서는, 수산화나트륨 등의 알칼리를 이용하여 물에 용해시킨 지방산을 이용하거나, 또는 지방산의 알칼리 금속염이 사용되고 있다. 용융법에 있어서는, 반응을 완전히 진행시키는 것이 어렵기 때문에, 미반응물이 잔류하기 쉽고, 미반응물로서 지방산의 알칼리 금속염, 부생물로서 알칼리 금속염이, 생성된 지방산 금속염 중에 존재한다.

한편, 복분해법에서는, 지방산을 수산화나트륨 등의 알칼리 금속 수산화물과 비누화 반응시키거나, 또는 지방산 알칼리 금속염이나 지방산 암모늄염을 용해시켜 작성한 수용액에 금속 이온을 포함하는 수용액을 첨가하여 지방산 금속염을 생성시키기 때문에, 미반응물로서 지방산의 알칼리 금속염이나 지방산 암모늄염, 또는 부생물로서 알칼리 금속염이나 암모늄염이, 생성된 지방산 금속염 중에 존재한다.

본 발명에서는, 이러한 미반응물이나 부생물 중에서도 나트륨염 및 칼륨염과 같은 알칼리 금속염이나 암모늄염의 양이 4.0 몰%보다도 많이 지방산 금속염 중에 존재하는 경우에, 금속 초미립자의 생성 효율이 현저하게 악화되어, 수지 조성물, 도료 또는 분산액의 흡착성 또는 미소 단백질 불활성화 등의 효과가 저하되는 것을 알 수 있었다.

표 3으로부터, 실시예 11∼15의 플레이트는 메르캅탄의 소취율(消臭率)이 비교예 5∼6의 플레이트보다도 높아지고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 점에서 나트륨염 및 칼슘염 및 암모늄염의 함유량이 적은 스테아르산은으로부터 얻어진 플레이트 쪽이 메르캅탄에 대한 소취 성능이 높아지고 있는 것을 알 수 있다.

본 발명의, (ⅰ) 함수율이 200 ppm 이하인 것, (ⅱ) 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 체적 누적의 입경 D90이 80 ㎛ 이하인 것, (ⅲ) 원자량 50∼200의 금속을 포함하고, 지방산 금속염 생성 시의 미반응 물질 또는 부생성물의 양이 4.0 몰% 이하인 것 중 적어도 하나를 만족하는 지방산 금속염을 전구체로서 이용함으로써, 수지, 도료 또는 분산매 중에서 금속 초미립자를 제조하면, 평균 입경 1 ㎚∼100 ㎚의 금속 초미립자를 안정적으로 얻는 것이 가능해진다.

또한 이 금속 초미립자를 포함하는 수지 성형물, 도막 또는 분산액은, 함수율, 입도 분포, 또는 미반응 물질 또는 부생물의 함유량이 본 발명의 범위 내에 없는 지방산 금속염을 이용한 경우에 비하여, 악취 물질이나 VOC의 흡착 능력, 또는 항균성 및 미소 단백질 비활성 능력 등의 성능이 현저하게 우수하다.

본 발명의 지방산 금속염은, 금속 초미립자, 상기 초미립자를 포함하는 수지 조성물, 도막 또는 분산액을 생성시킬 때에, 금속 초미립자 전구체로서 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명의 지방산 금속염을 이용하여 성형된 금속 초미립자 함유 수지 성형품, 금속 초미립자 함유 도막 또는 금속 초미립자 분산액은, 악취 성분, VOC를 효과적으로 흡착할 수 있어, 우수한 소취 성능 또는 VOC 흡착 성능을 발현할 수 있음과 아울러, 삼목 꽃가루나 진드기 유래의 알레르겐 물질이나 효소, 또는 바이러스 등의 미소 단백질을 유효하게 불활성화할 수 있고, 또한 성형 가공과 동시에 금속 초미립자화와 그 균일 분산이 가능하며, 생산성이 우수하다.

도 1은 실시예 1 및 비교예 2의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 2는 실시예 2의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 3은 실시예 3의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 4는 실시예 4의 은과 구리를 포함하는 스테아르산염을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 5는 비교예 1의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 6은 실시예 7의 스테아르산은을 첨가한 성형체와 비교예 3의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 7은 실시예 8의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 8은 실시예 9의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 9는 실시예 10의 은과 구리를 포함하는 스테아르산염을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 10은 비교예 4의 스테아르산은을 첨가한 성형체의 흡광도를 도시하는 그래프이다.
도 11은 표 3의 나트륨 또는 칼륨 함유량과 소취율의 관계를 도면에 나타낸다.

(지방산 금속염)

본 발명의 지방산 금속염에 있어서의 금속의 종류는, Cu, Ag, Au, In, Pd, Pt, Fe, Ni, Co, Zn, Nb, Ru 및 Rh로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며, 특히 Cu, Ag, Co, Ni가 소취나 항균 등의 성능이 높은 점에서 바람직하다. 또한, 포함되는 금속은 복수여도 되며, 이 경우에는, Ag를 필수 성분으로 하고, Ag 이외의 다른 금속을 적어도 1종 조합하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 지방산 금속염에 있어서의 지방산은, 탄소수 3∼30의 지방산이며, 포화, 불포화의 어떠한 것이어도 된다. 이러한 것으로서는, 예컨대 카프로산, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 스테아르산, 아라키딘산 등을 들 수 있다. 또한, 포함되는 지방산이 복수여도 된다.

적합하게는 탄소수 12∼22의 직쇄 포화 지방산이다. 탄소수가 12보다도 작은 경우, 물에 대한 용해도가 높기 때문에, 생성물인 지방산 금속염의 수율이 저하된다. 또한, 탄소수가 23 이상인 경우, 원료의 물에 대한 용해도가 낮아, 지방산 금속염을 생성할 수 없게 될 우려가 있다.

본 발명에 따른 지방산 금속염을 제조하기 위한 제조 방법은 상술한 용융법, 복분해법의 어떠한 제법을 이용해도 되지만, 입자 직경이 작은 지방산 금속염이 얻어지는 점에서, 복분해법이 바람직하게 적용된다.

금속의 원료는 수용성이면 특별히 한정되지 않으나, 그 중에서도 질산염이 바람직하다.

지방산의 원료에는 지방산이나, 지방산의 알칼리 금속염을 사용할 수 있다. 지방산을 이용하는 경우에는 NaOH 등의 알칼리를 이용하여 물에 지방산을 용해시킨다.

본 발명의 지방산 금속염을 제조할 때의 배합은, 원료로서 이용하는 지방산의 가수를 A, 몰량을 X, 금속 이온의 가수를 B, 몰량을 Y라고 하면, AX/BY는 0.9 이상 1.1 미만인 것이 바람직하다. 0.9 미만이면, 지방산 금속염의 생성 효율이 나쁘고, 1.1 이상이면, 금속 함유량이 낮아져, 수지 성형물의 소취나 항균 성능이 저하된다.

또한, 합성에 이용하는 반응 용매는 물, 또는 물과 유기 화합물의 혼합 용액이면 된다. 혼합 가능한 유기 화합물은 물과 혼화 가능한 것이며, 또한 원료나 생성물의 구조를 파괴하지 않는 것으로 한정된다. 혼합 가능한 유기 화합물의 예로서, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 알코올류나, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노이소프로필에테르 등의 글리콜에테르류, 테트라히드로푸란, 1,4-디옥산 등의 환상 에테르류, 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등의 카르복실산류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아미드 등의 극성 용매 등을 들 수 있다.

복분해법에 있어서는, 금속의 원료의 수용액과, 지방산의 수용액을 혼합함으로써 원하는 지방산 금속염이 얻어진다.

본 발명에서는, 소정의 입자 직경 이하의 지방산 금속염이 얻어지면, 반응 방법에 있어서는 한정을 받지 않는다. 예컨대 입자 직경이 작고, 응집이 적은 지방산 금속염을 얻기 위해서는, 지방산을 포함하는 수용액과 금속 이온을 포함하는 수용액을 혼합하여, 원하는 지방산 금속염으로 반응시키는 공정에 있어서, (1) 혼합 시의 교반을 강화하고, (2) 혼합을 가능한 한 신속하게 행하는 것이 바람직하다. 그 반응 공정이 부적절한 경우, 입자 직경이 큰 지방산 금속염이나, 응집이 심한 지방산 금속염이 생성해 버린다.

이러한 반응 공정을 행한 후, 얻어진 지방산 금속염을 포함하는 슬러리는 세정, 및 여과의 공정을 거쳐, 건조 처리된다.

본 발명에서는, 미반응물 및 부생물을 효과적으로 저감시킬 목적으로, 얻어진 지방산 금속염의 세정을 충분히 행하는 것이 중요하다. 세정에는, 여과, 경사분리(decantation) 등의 공지된 방법으로 행할 수 있다. 세정은 미반응물 및 부생성물을 용해할 수 있고, 또한 지방산염을 용해하지 않는 용매를 선택하면 되고, 물이나 에탄올을 적합하게 사용할 수 있다. 세정 시에는, 세정 용매의 전기 전도도나 pH 등에 따라 세정의 정도를 평가하는 것이 가능하다.

또한 건조는, 건조 후의 지방산 금속염의 함수량이 200 ppm 이하가 되는 건조법이면, 특별히 한정은 받지 않는다. 예컨대, 진공 건조기, 동결 건조기, 기류식 건조기를 사용할 수 있다.

건조는 열풍식 건조기의 경우에는, 80℃ 내지 120℃의 온도에서 행하는 것이 바람직하고, 특히 90℃ 내지 110℃의 온도가 바람직하다. 80℃ 이하에서는 수분이 충분히 증발하지 않고, 120℃ 이상에서 행하면 지방산이 일부, 열에 의해 분해를 받는 등의 바람직하지 않은 반응이 발생하며, 또한 일부의 입자가 용착되어 입자 직경이 증대해 버리는 요인이 된다.

또한, 건조 전에 얻어진 케이크를 압착하여 수분량을 줄여도 된다. 그때, 압착 압력은 작은 것이 좋고, 압착하지 않고, 건조 공정을 행하는 것이 바람직하다. 부적절하게 큰 압착 압력은 입자의 응집의 요인이 되기 때문에 바람직하지 않다.

또한 지방산 금속염은, 건조에 의해 함수량을 200 ppm 이하로 제어해도, 시간 경과에 따라 함수율이 증가하기 때문에, 본 발명의 지방산 금속염의 제조 직후에 사용, 즉 수지와 혼합하여, 가열 성형하는 경우를 제외하고, 차광하여 건조 조건에서 보관하거나, 사용 직전에 재건조하여 이용하는 것이 바람직하다.

(금속 초미립자 함유 수지 조성물)

본 발명의 지방산 금속염은, 지방산 금속염을 배합하는 수지 조성물의 열처리에 의해 성형 가공함으로써, 수지 조성물 중에 상술한 작용 효과를 갖는 금속 초미립자가 균일 분산된 금속 초미립자 함유 수지 조성물을 얻는 것이 가능해진다.

본 발명의 지방산 금속염을 배합할 수 있는 수지로서는, 용융 성형이 가능한 열가소성 수지이면 종래 공지된 것을 모두 사용할 수 있고, 예컨대, 저-, 중-, 고-밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 선형 초저밀도 폴리에틸렌, 아이소택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1 공중합체, 프로필렌-부텐-1 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1 공중합체 등의 올레핀 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 나일론 6, 나일론 6,6, 나일론 6,10 등의 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다.

본 발명의 금속 초미립자 함유 수지 조성물에 있어서는, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르를 이용하는 것이 적합하다.

또한 본 발명의 금속 초미립자 함유 수지 조성물에 있어서는, 그 용도에 따라, 그 자체 공지의 각종 배합제, 예컨대, 충전제, 가소제, 레벨링제, 증점제, 감점제(減粘劑), 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제 등을 공지된 처방에 따라 수지에 함유할 수도 있다.

본 발명의 지방산 금속염은, 수지 100 중량부당 0.001 중량부 내지 5 중량부의 양으로 배합하는 것이 바람직하며, 상기 범위보다도 적으면 금속 초미립자가 갖는 효과를 충분히 얻을 수 없고, 한편 상기 범위보다도 많으면 금속 초미립자가 응집되어, 균일 분산이 곤란해질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명에서는, 2본 롤법, 사출 성형, 압출 성형, 압축 성형 등의 종래 공지된 용융 성형에 부과함으로써, 최종 성형품의 용도에 따른 형상, 예컨대, 입자 형상, 펠릿 형상, 섬유 형상, 필름, 시트, 용기 등의 수지 성형체를 성형할 수 있다.

금속 초미립자 함유 수지 조성물의 성형체로의 성형 온도는, 성형 방법이나 이용하는 수지 및 지방산 금속염의 종류에 따라 일률적으로 규정할 수 없으나, 이용하는 수지의 열열화를 발생시키지 않는 온도, 또한 지방산 금속염이 수지 중에서 열분해하는 온도 범위 내인 것이 필요하다. 또, 가열 처리 조건은, 압출기나 성형기 등의 가공기의 설정 온도 이외에 스크류 등에 의한 전단에 의한 발열, 또는 체류 시간 등에 의한 영향을 받기 때문에, 상기 온도 범위 내의 설정 온도에 따라 체류 시간이나 스크류 회전수 등의 가공 조건을 조정할 수 있다.

또한 본 발명의 금속 초미립자 함유 수지 조성물의 성형체는, 본 발명의 지방산 금속염을 함유하는 수지 단독으로 수지 성형품을 구성할 수도 있으나, 다른 수지와의 조합으로 다층 구조로 할 수도 있다.

(금속 초미립자 함유 도막)

본 발명의 지방산 금속염을 이용하여 조제된 코팅제에 의해, 상술한 금속 초미립자를 함유하는 도막을 형성할 수 있다.

즉 전술한 바와 같이, 본 발명의 지방산 금속염이, 도막의 베이킹 시의 열처리에 의해, 도료 성분 중에서 균일 분산된 금속 초미립자를 형성함으로써, 도막 중에 금속 초미립자가 존재하는 것이 가능해진다.

지방산 금속염은, 도료 성분 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 내지 5 중량부의 양으로 배합시키는 것이 바람직하며, 상기 범위보다도 적으면 금속 초미립자가 갖는 효과를 충분히 발현시킬 수 없고, 한편 상기 범위보다도 많으면 금속 초미립자가 응집될 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 지방산 금속염을 함유시키는 도료 성분으로서는, 가열에 의해 도막 형성이 가능한 것이면 여러 가지의 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 이것에 한정되지 않으나, 아크릴계 도료, 에폭시계 도료, 페놀계 도료, 우레탄계 도료, 폴리에스테르계 도료, 알키드 수지 도료 등의 종래 공지된 도료 조성물을 이용할 수 있다.

또한 도막 형성을 위한 코팅제에 있어서도, 성형체의 경우와 마찬가지로, 그 용도에 따라, 그 자체 공지의 각종 배합제, 예컨대, 레벨링제, 증점제, 감점제, 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 착색제 등을 공지된 처방에 따라 함유할 수 있다.

도막 형성을 위한 열처리 조건은, 이용하는 도료 성분 및 지방산 금속염의 종류에 따라 일률적으로 규정할 수 없으나, 이용하는 도료 성분의 열열화를 발생시키지 않는 온도, 또한 지방산 금속염이 도료 중에서 열분해하는 온도 범위 내에서, 60초 내지 600초간 가열 처리를 행하는 것이 필요하다.

(금속 초미립자 분산액)

본 발명의 지방산 금속염을 이용하여 조제된 분산액은, 본 발명의 지방산 금속염을 분산매 중에 분산하고, 지방산 금속염이 분산매 중에서 열분해하는 온도 이상 또한 분산매의 비점 이하의 온도에서 혼합 가열함으로써, 금속 초미립자가 분산매 중에 분산하여 이루어지는 분산액을 조제할 수 있다.

본 발명의 분산액의 제조 방법에 이용하는 분산매로서는, 다가 알코올을 적합하게 이용할 수 있다. 다가 알코올은, 지방산 금속염이 분산매 중에서 열분해하는 온도보다도 높은 비점을 갖는 것이 바람직하고, 폴리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세롤 등을 들 수 있으나, 특히 폴리에틸렌글리콜을 적합하게 이용할 수 있다.

폴리에틸렌글리콜은, 평균 분자량 200 내지 20000, 특히 400 내지 10000의 범위의 것을 적합하게 사용할 수 있고, 또한 다른 분자량의 것을 복수 종 혼합하여 이용할 수도 있다.

본 발명의 분산액의 제조 방법에 있어서는, 분산액 중에 지방산 금속염을 1×10^-6 중량% 내지 20 중량%, 특히 1×10^-5 중량% 내지 10 중량%의 양으로 배합하는 것이 바람직하다. 상기 범위보다도 지방산 금속염의 양이 적으면 충분한 양의 금속 초미립자를 분산시킬 수 없고, 그 한편 상기 범위보다도 많으면 금속 초미립자의 응집을 초래할 우려가 있다.

또한 보호제로서 산화 방지제를 배합하는 것이 바람직하며, 산화 방지제를 배합함으로써, 가열 시의 열열화를 방지하는 것이 가능해진다.

이용하는 산화 방지제로서는, 이것에 한정되지 않으나, 토코페롤(비타민 E)류, 장애형(hindered) 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 에틸렌비스스테아르산아미드 등 종래부터 공지된 것을 들 수 있으나, 특히 IRGANOX1010(등록 상표)을 적합하게 사용할 수 있다. 산화 방지제는, 용액 중에 0.1 중량% 내지 10 중량%의 양으로 배합하는 것이 바람직하다.

본 발명의 분산액의 제조 방법에 있어서는, 분산매 중에 지방산 금속염, 필요에 따라 산화 방지제를 배합한 후, 지방산 금속염이 분산매 중에서 열분해하는 온도 이상 또한 분산매의 비점 미만의 온도로 가열하면서 교반 혼합하여, 분산매 중에서 금속 초미립자를 생성시킨다.

가열 시간은, 이용하는 용액의 종류 및 지방산 금속염의 배합량 등에 따라 다르며, 일률적으로 규정할 수 없으나, 1초 내지 1800초, 특히 5초 내지 300초의 범위에서 가열하는 것이 적합하다.

가열 혼합 후, 실온에서 냉각하고, 용액의 여과를 행한다. 이에 따라 분산매 중의 유리 지방산을 제거시킬 수 있어, 본 발명의 금속 초미립자, 특히 평균 입경 1 ㎚ 내지 100 ㎚의 금속 초미립자가 분산매 중에 균일 분산된 분산액을 얻을 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 분산액은, 그대로 흡착제(소취제) 또는 미소 단백질 불활성화제로서 사용할 수도 있으나, 용매로 희석하여 이용하는 것이 바람직하다.

희석에 이용하는 용매로서는, 이것에 한정되지 않으나, 정제수, 이온 교환수 등의 물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등의 저급 알코올; 메탄올 변성, 벤졸 변성, 트리올 변성, 메틸에틸케톤 변성, 벤조산데나토늄 변성, 향료 변성 등의 일반 변성 알코올; 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 클로로포름, 탄산디에틸, 아세트산에틸, 프로피온산에틸, 부티르산에틸, 헥산, 공업용 에틸에테르 등의 변성 알코올; 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 트리에틸렌글리콜모노페닐에테르 등의 글리콜계 용제 등을 들 수 있다. 이들 용매는, 단독으로 이용해도 되고 또한 2종 이상 병용해도 된다.

본 발명에서는, 특히 물 또는 에탄올 등의 비점 100℃ 이하의 저비점 용매를 적합하게 사용할 수 있고, 특히 1% 내지 30%의 농도의 에탄올 수용액을 적합하게 사용할 수 있다.

본 발명의 분산액은, 마루, 벽면, 커튼, 카펫 등의 주택 관련 부재, 공기 조절 기기, 직포, 부직포 등의 섬유 제품, 마스크, 필터 등의 여과 부재에, 분무, 도포, 함침 등 시켜 이용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예에 의해, 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 등에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다.

1. 지방산 금속염 함유 필름

후술하는 실시예 1∼10 및 비교예 1∼4에서 얻어진 스테아르산염의 함유량이 0.5 wt%가 되도록 저밀도 폴리에틸렌(스미또모 가가쿠사 제조)에 혼합하고, 250℃로 온도 설정한 이축 압출기(도요 세이키사 제조)로 가열 용융하며, T 다이 필름 성형기(도요 세이키사 제조)로부터 압출하고, 인취롤을 통해 막 두께 50 ㎛의 지방산 금속염 함유 필름을 작성하였다.

2. 지방산 금속염의 함수율의 측정

실시예 1∼10 및 비교예 1∼4에서 얻어진 지방산 금속염의 함수율을 칼 피셔 수분계(다이아 인스트루먼트사 제조)를 이용하여 측정하였다.

3. 금속 초미립자 함유 필름의 소취율의 측정

(1) 미소취 시 메틸메르캅탄 농도의 측정

입구부를 고무 마개로 밀봉한 질소 가스 치환한 500 ㎖ 유리제 병(GL-사이언스사 제조) 안에, 악취 물질 메틸메르캅탄 5㎕를 마이크로 시린지로 주입하고, 그 농도가 10, 20 ppm이 되도록 각각 조정하여, 실온(25℃)에서 1일 방치하였다. 1일 방치 후, 각 병 안에 가스텍 제조 검지관을 삽입해서, 잔존 메틸메르캅탄 농도를 측정하여 미소취 시 메틸메르캅탄 농도(A)로 하였다.

(2) 소취 후 메틸메르캅탄 농도의 측정

실시예 1∼10 및 비교예 1∼4에서 얻어진 금속 초미립자 함유 필름을 5 ㎝ 사방의 크기로 잘라내고, 수지사(樹脂絲)를 이용하여, 500 ㎖의 유리제 병 안에 매달았다. 교반을 위한 회전자를 넣고, 각 병 안을 질소 치환한 후, 마이크로 시린지(이토 세이사쿠쇼 제조)를 이용하여, 악취 물질 메틸메르캅탄 수용액 5㎕를 적하하였다.

계속해서, 스티러(stirrer)(에즈원사 제조)를 이용해서 15분 교반하여, 메틸메르캅탄 수용액을 완전히 기화시켜, 그 농도가 10, 20 ppm이 되도록 조정한 후, 1일 방치하고, 각 병 안의 메틸메르캅탄 농도(B)를 검지관 키트(가스텍사 제조)를 이용하여 측정하였다.

(3) 메틸메르캅탄 소취율의 산출

상기 미소취 시의 메틸메르캅탄 농도(A)로부터 소취 후 메틸메르캅탄 농도(B)를 뺀 값을 미소취 시의 메틸메르캅탄 농도(A)로 나누고, 백분율로 나타낸 값을 소취율로 하였다.

4. 지방산 금속염의 입도 분포 측정

실시예 7∼10 및 비교예 3 및 4에서 얻어진 지방산 금속염을 에탄올 중에 분산시키고, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 마이크로 트랙 입도 분석계(닛키소, 마이크로 트랙 HRA)를 이용하여, 체적 누적 입경 D90 및 체적 누계 평균 입경 D50을 측정하였다.

5. 미반응 물질 또는 부생성물의 함유량의 측정 방법

실시예 11∼15 및 비교예 5∼7에서 얻어진 지방산은을 900℃에서 1시간 가열하여 얻어지는 고체를 질산에 용해시킨 후, ICP 발광 분석 장치(서모피셔사 제조)에 의해 미반응 물질 또는 부생성물 함유율을 측정하였다. 미반응 물질 또는 부생성물의 함유율은,

함유율=미반응 물질 또는 부생성물의 ㏖수/지방산은의 ㏖수×100

으로 구하였다.

6. 수지 성형체의 작성

실시예 11∼15 및 비교예 5∼7에서 얻어진 지방산은과 저밀도 폴리에틸렌(스미또모 가가쿠사 제조)을 지방산은이 0.5 wt%의 첨가량이 되도록 혼합하고, 250℃로 온도 설정한 사출 성형기로 가열 용융하여, 3.0 ㎝×2.5 ㎝×0.3 ㎝의 크기의 수지 성형체를 성형하였다.

7. 수지 성형체의 소취율의 측정

상기 6에서 얻어진 수지 성형체를 나플론사(Naflon yarn)를 이용하여, 500 ㎖의 병(GL-사이언스사 제조) 안에 매달았다. 교반을 위한 회전자를 넣고, 용기 안을 질소 치환한 후, 밀봉하고, 마이크로 시린지를 이용하여 목적의 농도가 되도록 조정한 메틸메르캅탄 수용액을 5㎕ 적하하였다. 15분 교반하여 메틸메르캅탄 수용액을 완전히 기화시키고, 1일 방치한 후, 병 안의 메틸메르캅탄 농도를 검지관 키트(가스텍사 제조)를 이용하여 측정하였다.

소취율은,

소취율=(블랭크의 농도-샘플을 넣은 병 안의 농도)/(블랭크의 농도)×100

으로 구하였다.

(실시예 1)

스테아르산나트륨 76.6 g을 90℃의 물 3000 g에 용해시킨 a액과, 질산은 40.3 g을 물 600 g에 용해시킨 b액을 각각 조제하였다. 다음으로, a액을 교반하면서, b액을 a액에 투입하였다. 투입 후 15분 교반한 후, 흡인 여과에 의해 고액 분리를 행하면서, 탈이온수를 이용하여 충분히 세정을 행하였다. 얻어진 고체를 열풍 건조기(다바이 에스펙사 제조 SPH-101형)로, 100℃에서 24시간 건조시켜, 함수율이 80 ppm인 스테아르산은을 얻은 후, 계속해서, 이 스테아르산은을 이용하여 상기 금속 초미립자 함유 필름을 제작하였다. 얻어진 필름에 의한 상술한 소취 시험을 행하여, 소취율을 산출하였다.

(실시예 2)

열풍 건조를 100℃에서 20시간 행하여, 함수율을 125 ppm으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(실시예 3)

열풍 건조를 100℃에서 18시간 행하여, 함수율을 184 ppm으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(실시예 4)

열풍 건조기를 이용하여 80℃에서 18시간 건조시킨 후, 진공 건조기(다바이 에스펙사 제조 LV-120형)로 0.1 ㎫, 60℃의 조건하에서 8시간 건조시켜, 함수율을 66 ppm으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(실시예 5)

질산은 14.2 g과 질산코발트(II) 육수화물 24.3 g을 물 600 g에 용해시킨 c액과 실시예 1의 a액을 이용하고, 열풍 건조기로, 80℃에서 20시간 건조시킨 후, 진공 건조기로 0.1 ㎫, 60℃의 조건하에서 12시간 건조시켜, 함수율이 153 ppm인 코발트와 은을 포함하는 스테아르산염을 제작한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(실시예 6)

질산은 14.2 g과 질산구리(II) 육수화물 20.1 g을 물 600 g에 용해시킨 d액을 이용하여, 은 및 구리를 포함하는 함수율이 25 ppm인 스테아르산염을 얻은 것 이외에는, 실시예 5와 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(비교예 1)

열풍 건조를 100℃에서 12시간 행하여, 함수율을 373 ppm으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(비교예 2)

열풍 건조를 100℃에서 6시간 행하여, 함수율을 640 ppm으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

실시예 1∼6 및 비교예 1∼2의 결과를 표 1에 나타낸다.

	지방산 금속염	함수율 (ppm)	소취후 메르캅탄 농도(10ppm)	소취율 (%)	소취후의 메르캅탄 농도(20ppm)	소취율 (%)
실시예 1	스테아르산은	80	0.4	96	7	65
실시예 2	스테아르산은	125	3	70	12	40
실시예 3	스테아르산은	184	5.5	45	14.6	27
실시예 4	스테아르산은	66	0.4	96	7	65
실시예 5	스테아르산은	153	6.7	67	12	40
실시예 6	은, 구리를 함유하는 스테아르산은	25	6.7	67	10	50
비교예 1	스테아르산은	373	8	20	17.5	12.5
비교예 2	스테아르산은	640	9	10	19	5

실시예 1∼6의 지방산 금속염을 첨가한 수지 성형체는, 1일 경과 후의 메틸메르캅탄 농도가 낮아지고 있다. 이것은 실시예 1∼6의 지방산 금속염을 첨가한 수지 성형체가 우수한 소취 성능을 갖고 있는 것을 나타내고 있다.

(실시예 7)

스테아르산나트륨 76.6 g을 90℃의 물 3000 g에 용해시킨 a액과, 질산은 40.3 g을 물 600 g에 용해시킨 b액을 각각 조제하였다. 다음으로, 반응조의 반경을 D, 교반 날개의 반경을 d라고 했을 때에, d/D=0.42가 되는 길이의 반경의 교반 날개를 이용하여, a액을 700 rpm의 속도로 교반하면서, b액을 a액에 투입하였다. 투입 후 15분간 교반한 후, 흡인 여과에 의해 고액 분리를 행하면서, 탈이온수를 이용하여 충분히 세정을 행하였다. 얻어진 고체를 열풍 건조기(다바이 에스펙사 제조 SPH-101형)로, 100℃에서 24시간 건조하여, 스테아르산은을 얻었다.

얻어진 스테아르산은의 체적 누적 입경 D90, 체적 누계 평균 입경 D50 및 함수율을 측정하고, 계속해서, 이 스테아르산은을 이용하여 상기 금속 초미립자 함유 필름을 제작하였다.

얻어진 필름에 의한 상술한 소취 시험을 행하여, 소취율을 산출하였다.

(실시예 8)

교반을 500 rpm으로 행한 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(실시예 9)

d/D=0.55가 되는 길이의 반경의 교반 날개를 이용하여, 336 rpm의 속도로 교반하고, 얻어진 고체를 0.2 ㎫로 압착하여 케이크를 얻은 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(실시예 10)

질산은 14.2 g과 질산구리(II) 육수화물 20.1 g을 물 600 g에 용해시킨 c액을 이용하고, 열풍 건조기로 80℃에서 20시간 건조시킨 후, 진공 건조기(다바이 에스펙사 제조 LV-120형)로 0.1 ㎫, 60℃의 조건하에서 12시간 건조시켜 은과 구리를 포함하는 스테아르산염을 얻은 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(비교예 3)

500 rpm의 속도로 교반하면서, 매초 5 ㎖의 공급량으로 b액을 a액에 적하하고, 열풍 건조를 100℃에서 2시간 행한 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

(비교예 4)

질산은 40.25 g을 물 600 g에 용해시켜 b액을 조정하고, 0.7 ㎫로 압착하며, 열풍 건조를 생략한 것 이외에는, 실시예 9와 동일하게 스테아르산은을 제작하고, 금속 초미립자 함유 필름의 제작, 및 소취 시험에 의한 소취율의 산출을 행하였다.

실시예 7∼10 및 비교예 3∼4의 결과를 표 2에 나타낸다.

	지방산 금속염	D50 (㎛)	D90 (㎛)	함수율 (ppm)	소취후의 메르캅탄 농도(20 ppm)	소취율 (%)
실시예 7	스테아르산은	17.5	33.0	71	10	50
실시예 8	스테아르산은	20.9	39.7	69	11.2	44
실시예 9	스테아르산은	22.0	42.5	154	11.6	42
실시예 10	은, 구리를 함유하는 스테아르산은	13.2	32.9	107	10.6	47
비교예 3	스테아르산은	37.2	82.8	800	19	5
비교예 4	스테아르산은	40.8	88.0	1500	19	5

실시예 7∼10에서 얻어진 지방산 금속염의 D90이 80 ㎛ 이하이고, 또한 D50이 30 ㎛ 이하인 지방산 금속염을 첨가한 수지 성형체 쪽이, 1일 경과 후의 메틸메르캅탄 농도가 낮아지고 있다. 이것은 실시예 7∼10의 지방산 금속염을 첨가한 수지 성형체가 우수한 소취 성능을 갖는 것을 알 수 있다.

(실시예 11)

스테아르산나트륨 76.6 g을 90℃의 물 3000 g에 용해시켜 A액을, 질산은 40.3 g을 물 600 g에 용해시켜 B액을 각각 조정하였다. 다음으로, A액을 교반하면서, B액을 A액에 투입하였다. 투입 후 15분 교반하고, 흡인 여과에 의해 고액 분리를 행하면서, 30 ℓ의 탈이온수를 이용하여 충분히 세정하고, 열풍 건조기(다바이 에스펙사 제조)로 12시간 건조한 후, 진공 건조기(다바이 에스펙사 제조)로 0.1 mmHg, 60℃에서 6시간 건조하여, 스테아르산은을 얻었다. 분석의 결과, 이 스테아르산은에는 0.68 ㏖%의 나트륨이 포함되어 있었다.

(실시예 12)

세정에 이용한 물의 양을 15 ℓ로 한 것 이외에는, 실시예 11과 동일한 수법으로 합성하여, 나트륨 함유량이 1.02 ㏖%인 스테아르산은을 얻었다.

(실시예 13)

세정에 이용한 물의 양을 10 ℓ로 한 것 이외에는, 실시예 11과 동일한 수법으로 합성하여, 나트륨 함유량이 1.70 ㏖%인 스테아르산은을 얻었다.

(실시예 14)

스테아르산나트륨 대신에, 미리스트산칼륨 66.5 g을 이용한 것 이외에는, 실시예 11과 동일한 수법으로 합성하여, 칼륨 함유량이 0.51 ㏖%인 미리스트산은을 얻었다.

(실시예 15)

세정에 이용한 물의 양을 15.0 ℓ로 한 것 이외에는, 실시예 14와 동일한 수법으로 합성하여, 칼륨 함유량이 0.85 ㏖%인 미리스트산은을 얻었다.

(비교예 5)

세정에 이용한 물의 양을 1.0 ℓ로 한 것 이외에는, 실시예 11과 동일한 수법으로 합성하여, 나트륨 함유량이 6.31 ㏖%인 스테아르산은을 얻었다.

(비교예 6)

세정을 행하지 않은 것 이외에는, 실시예 11과 동일한 수법으로 합성하여, 나트륨 함유량이 9.03%인 스테아르산은을 얻었다.

(비교예 7)

세정을 행하지 않은 것 이외에는, 실시예 14와 동일한 수법으로 합성하여, 칼륨 함유량이 8.52%인 미리스트산은을 얻었다.

표 3에 실시예 11∼15 및 비교예 5∼7의 측정 결과를 나타냄과 아울러, 도 11에 표 3 중의 나트륨 또는 칼륨 함유량과 소취율의 관계를 나타낸다. 미반응 물질 또는 부생성물의 함유량이 낮은 지방산은을 첨가한 수지 성형체 쪽이, 1일 경과 후의 메틸메르캅탄 농도가 낮아지고 있다. 이것은, 수지 성형체가 메틸메르캅탄을 흡착한 결과이며, 이러한 점에서, 본 발명의 미반응 물질 또는 부생성물의 함유량이 4.0 ㏖% 이하인 지방산 금속염으로부터 생성된 금속 초미립자를 함유하는 수지 조성물이 우수한 흡착 성능을 갖는 것을 알 수 있다.

	세정수의 양 (L)	나트륨 또는 칼륨의 함유량(mol%)	메르캅탄 농도 (ppm)	소취율 (%)
블랭크	-	-	20	-
실시예 11	30	0.68	9.3	54
실시예 12	15	1.02	12.5	38
실시예 13	10	1.70	12.5	38
실시예 14	30	0.51	10	50
실시예 15	15	0.85	10	50
비교예 5	1.0	0.31	16	20
비교예 6	-	9.03	17.5	13
비교예 7	-	8.52	16.3	9

산업상의 이용가능성

본 발명의 지방산 금속염은, 금속 초미립자 생성의 전구체로서 이용함으로써, 수지, 도료 또는 분산매 중에서, 악취 물질이나 VOC의 흡착 능력, 또는 항균성 및 미소 단백질 비활성 능력 등의 성능이 현저하게 우수한 평균 입경 1 ㎚∼100 ㎚의 금속 초미립자를 안정적으로 얻는 것이 가능하며, 여러 가지 산업 분야에서 이용하는 것이 가능해진다.

Claims (8)

1. 금속 초미립자 형성에 이용되는 지방산 금속염으로서,
   (ⅰ) 함수율이 200 ppm 이하인 것,
   (ⅱ) 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 의한 체적 누적의 입경 D90이 80 ㎛ 이하인 것,
   (ⅲ) 원자량 50∼200의 금속을 포함하고, 지방산 금속염 생성 시의 미반응 물질 또는 부생성물의 양이 4.0 몰% 이하인 것
   중 하나 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 지방산 금속염.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속 초미립자가 흡착성 및/또는 미소 단백질 불활성화를 갖는 것인 지방산 금속염.
3. 제1항에 있어서, 상기 금속이 Cu, Ag, Au, Id, Pd, Pt, Fe, Ni, Co, Zn, Nb, Ru 및 Rh로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것인 지방산 금속염.
4. 제1항에 있어서, 상기 금속이 Cu, Au, Id, Pd, Pt, Fe, Ni, Co, Zn, Nb, Ru 및 Rh로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상과, Ag의 조합인 지방산 금속염.
5. 제1항에 있어서, 상기 지방산의 탄소수가 3 내지 30인 지방산 금속염.
6. 제1항에 기재된 지방산 금속염이 수지 중에서 열분해하는 온도, 또한 수지의 열화 개시 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 수지 중에서 지방산 금속염으로부터 금속 초미립자를 생성 분산시키는 것을 특징으로 하는 금속 초미립자 함유 수지 조성물의 제조 방법.
7. 제1항에 기재된 지방산 금속염이 도료 중에서 열분해하는 온도, 또한 도료 성분의 열화 개시 온도 미만의 온도로 가열함으로써, 도막 중에서 지방산 금속염으로부터 금속 초미립자를 생성 분산시키는 것을 특징으로 하는 금속 초미립자 함유 도막의 제조 방법.
8. 제1항에 기재된 지방산 금속염이 분산매 중에서 열분해하는 온도, 또한 분산매의 비점 미만의 온도로 가열함으로써, 분산매 중에서 지방산 금속염으로부터 금속 초미립자를 생성 분산시키는 것을 특징으로 하는 금속 초미립자 함유 분산액의 제조 방법.

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