KR20150006767A - Thermoplastic resin wares having fine particle of copper compound and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구리계 화합물 미립자가 포함된 열가소성 수지 용기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도전성을 가진 황화구리 나노입자를 플라스틱 수지 내부에 분산시켜, 특히 항균성 및 도전성을 개선한 구리계 나노입자가 포함된 열가소성 수지 용기 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thermoplastic resin container containing copper-based compound fine particles and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a copper-based nano-sized copper nano- The present invention relates to a thermoplastic resin container containing particles and a method of manufacturing the same.
최근 병원에서는, 전자파 발생이 많은 고가 진료장비의 사용증가로 전자파 차폐특성과 제전특성이 우수한 도전성이 개선된 플라스틱 용기의 개발이 필요하다. 또한, 병원의 실내 공기오염이 병원감염을 일으키는 주원인으로 알려져 있으며, 병원 내에 입원한 신생아, 노인층 환자, 면역성이 낮은 환자나 병원균의 저항력이 약한 일반 내원자에 미치는 영향은 매우 심각하다. 일반적으로 병원 내 감염의 10~20%는 공기 감염에 의한 것이며 나머지는 병원에서 사용되는 물품과 용기에 의한 간접 감염이다. Recently, in hospitals, it is necessary to develop a plastic container improved in conductivity, which is excellent in electromagnetic wave shielding property and antistatic property due to an increase in use of high-priced medical equipment with many electromagnetic waves. In addition, indoor air pollution in hospitals is known to be the main cause of hospital infection, and the influence of newborn infants, elderly patients, low immune patients and pathogens on weak general inorganic atoms is very serious. In general, 10 to 20% of hospital infections are caused by airborne infections and the remainder are indirect infections caused by items and containers used in hospitals.
감염을 유발할 수 있는 물품으로는 환자의 침구, 환자복, 병원 종사자들의 근무복, 열가소성 수지 용기 등이 있으며 이러한 병원 내 감염의 발생빈도는 병원 입원환자의 2.8~15.0%정도로 조사되고 있다. 병원 내에서 감염에 의한 사회적 문제점이 제기되면서, 섬유물품과 동시에 튜브, 트레이, 그릇, 부품 등과 같이 1회용 플라스틱 용기에 의한 감염사례를 제거하여야 한다. 이에 따라, 항균성이 우수한 플라스틱 소재의 개발이 요구된다. 다시 말해, 병원에서 사용되는 플라스틱 용기는 전자파 차폐를 위한 도전성과 병원 감염을 방지하기 위한 항균성을 충족해야 한다.Among the products that can cause infections are bedding of patients, patient clothes, working clothes of hospital workers, and thermoplastic resin containers. The incidence of such infections in hospitals is 2.8 ~ 15.0% of those hospitalized. Social problems caused by infections in hospitals are being raised, and infection cases with disposable plastic containers such as tubes, trays, bowls, and parts should be removed at the same time as the fiber products. Accordingly, development of a plastic material excellent in antibacterial properties is required. In other words, plastic containers used in hospitals must meet the conductivity for electromagnetic shielding and antimicrobial properties to prevent hospital infection.
플라스틱의 도전성을 개선하기 위하여, 대한민국 출원 제2012-7022202호에서는 2족 원소 금속의 2가 양이온과 인산 에스테르염을 적용하여 제전성을 개선하였다. 또한, 대한민국 출원 제2011-7014670호, 제2010-0101700호, 제2009-0098692호에서는 플루오로기 및 술폰닐기를 갖는 유기염을 사용하여 플라스틱 소재의 도전성을 부여하였다. 대한민국 출원 제2009-7006733호에서는 PEO 사슬을 도전성 기본 구조로 하는 고분자 화합물을 첨가하여 플라스틱 소재의 도전성을 높였다. 그런데, 선행문헌과 같이, 인산 에스테르염, 플루오로기 및 슬폰닐기를 갖는 유기염 등은 플라스틱의 적용이 용이하고 도전성을 쉽게 개선시킬 수 있으나, 더운 물을 사용하는 경우 플라스틱 용기의 도전성이 급격히 떨어지는 단점이 있다. 또한, PEO 사슬을 갖는 도전성 고분자를 혼련하여 플라스틱 용기를 제조하는 경우, 부위별 불균일한 결정도와 결정크기로 인하여 용기 변형이 발생한다. In order to improve the conductivity of plastics, Korean Patent Application No. 2012-7022202 improves the antistatic property by applying a divalent cation of a
플라스틱 항균성에 관한 선행문헌을 살펴보면, 대한민국 특허등록 제10-0559405호에서는 입자크기가 1~3㎛인 유황분말 10~20중량부를 수지와 혼련시켰으며, 대한민국 특허등록 제10-0766418호에서는 1~600nm의 은나노 분말과 이산화티탄을 수지와 혼련시켜 항균성이 우수한 플라스틱 제품을 제조하였다. 대한민국 특허등록 제10-0987728호에서는 수지표면에 스퍼터링 또는 이온 플레이팅 법을 이용하여 은을 증착한 다음 증착된 은을 혼합하여 항균사를 만들었다. 대한민국 특허등록 제10-1180117호에서는 황화아연 나노미립자와 유기항균제를 염착시켜 항균사를 제조하였다. In the prior literature on plastic antibacterial properties, Korean Patent Registration No. 10-0559405 discloses that 10 to 20 parts by weight of sulfur powder having a particle size of 1 to 3 占 퐉 is kneaded with a resin. In Korean Patent No. 10-0766418, 600nm silver nano powder and titanium dioxide were kneaded with a resin to produce a plastic product having excellent antimicrobial properties. In Korean Patent Registration No. 10-0987728, silver was deposited on a resin surface by sputtering or ion plating method, and then the silver deposited was mixed to make an antimicrobial yarn. In Korean Patent Registration No. 10-1180117, antimicrobial yarns were prepared by dyeing zinc sulfide nano-particles and organic antibacterial agent.
그러나 선행문헌에 사용된 은과 황 성분의 항균성이 우수하다는 것은 알려져 있음에도 불구하고, 실용화에는 많은 한계가 있다. 은의 경우, 높은 항균성과 편이성이 있음에도 불구하고, 지나치게 공급가격이 높다. 황의 경우, 아직 환경적 유해성과 가공 난이성 등 아직 해결되지 않고 있다. 항균성을 부여하는 방법에 있어서도 증착이나 코팅은 경제성과 효율성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.However, although it is known that the antimicrobial properties of the silver and sulfur components used in the prior art are excellent, there are many limitations in practical use. In the case of silver, despite the high antibacterial and convenience, the supply price is too high. In case of sulfur, environmental hazard and machinability are not yet solved. Even in the method of imparting antimicrobial properties, deposition and coating have disadvantages such as poor economical efficiency and efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 가격이 상대적으로 저렴하고 가공이 용이하며, 경제성 및 생산 효율성을 갖춘 구리계 화합물 미립자가 포함된 열가소성 수지 용기 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. A problem to be solved by the present invention is to provide a thermoplastic resin container containing copper-based compound fine particles having relatively low cost, easy processing, economical efficiency and production efficiency, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 구리계 화합물 미립자가 포함된 열가소성 수지 용기는 CuxMy(M은 주기율표에서 15족 내지 17족 중에서 선택된 어느 하나, x/y=0.8∼1.2)인 구리계 황화합물을 분산시킨 열가소성 수지를 포함한다. The thermoplastic resin container containing the copper-based compound fine particles for solving the problems of the present invention is a copper-based sulfur compound having Cu x M y (M is any one selected from the groups 15 to 17 in the periodic table, x / y = 0.8 to 1.2) Is dispersed in the thermoplastic resin.
본 발명의 용기에 있어서, 상기 M은 S, F, Cl 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 황화합물은 황화구리가 바람직하다. 상기 황화합물은 상기 용기 전체에 대하여 0wt%보다 크고 50wt% 이하를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 0.1wt% 내지 40wt%, 더욱 바람직하게는 5wt% 내지 30wt%를 포함할 수 있다. 상기 황화합물은 평균입경 5~150nm이고, 황 농도가 10~60몰%일 수 있다. In the container of the present invention, M may be any one selected from S, F and Cl. The sulfur compound is preferably copper sulfide. The sulfur compound may be greater than 0 wt% and less than 50 wt% with respect to the entire vessel. , Preferably from 0.1 wt% to 40 wt%, and more preferably from 5 wt% to 30 wt%. The sulfur compound may have an average particle diameter of 5 to 150 nm and a sulfur concentration of 10 to 60 mol%.
본 발명의 바람직한 용기에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리락틱산, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드 중에 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 열가소성 수지는 상기 용기의 크기가 커질수록 올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 순으로 적용될 수 있다. In the preferred container of the present invention, the thermoplastic resin may be at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polylactic acid, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethylmethacrylate, and polyvinyl chloride. The thermoplastic resin may be applied in the order of an olefin resin, polyethylene terephthalate and polycarbonate as the size of the container increases.
바람직한 본 발명의 용기에 있어서, 상기 열가소성 수지는, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 또는 아연 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 금속 미립자를 포함할 수 있다. 상기 금속 미립자는 용기 전체에 대하여 0.1 내지 2wt% 만큼 포함되고, 평균입경이 10~30nm일 수 있다. 상기 금속 미립자의 평균입경은 상기 황화구리 미립자의 평균입경보다 작은 것이 좋다. In the preferred container of the present invention, the thermoplastic resin may include fine metal particles of at least one selected from the group consisting of chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and zinc. The metal fine particles may be contained in an amount of 0.1 to 2 wt% with respect to the entire container, and the average particle size may be 10 to 30 nm. The average particle diameter of the metal fine particles may be smaller than the average particle diameter of the copper sulfide fine particles.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 구리계 화합물 미립자가 포함된 열가소성 수지 용기의 제조방법은 먼저 수용액상에서 황산구리와 황화염, 불소화염, 염화염 중에서 선택된 어느 하나의 염을 1:1의 몰비로 50~80℃의 온도 범위에서 반응시켜 평균입경이 5~150nm이고, 황 농도가 10~60몰%인 황화구리 미립자를 합성한다. 그후, 열가소성 수지에, 0wt%보다 크고 50wt% 이하의 상기 황화구리 미립자를 분산시킨 시트를 형성한다. 상기 시트를 이용하여 열가소성 수지 용기를 제조한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a method for producing a thermoplastic resin container containing copper-based compound microparticles, which comprises mixing copper sulfate and at least one selected from the group consisting of a sulfide, a fluoride salt and a chloride salt in a molar ratio of 1: 80 ° C to synthesize copper sulfide microparticles having an average particle size of 5 to 150 nm and a sulfur concentration of 10 to 60 mole%. Thereafter, a sheet in which the copper sulfide fine particles larger than 0 wt% and not more than 50 wt% are dispersed in the thermoplastic resin is formed. A thermoplastic resin container is produced using the sheet.
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 황화염은 황화나트륨, 황화철, 황화칼륨, 황화아연 중에 선택된 어느 하나일 수 있다. 이때, 상기 황화염은 황화나트륨일 수 있다. 상기 불소화염은 불소화나트륨, 불소화철, 불소화칼륨, 불소화아연 중에 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 염화염은 염화나트륨, 염화철, 염화칼륨, 염화아연 중에 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 열가소성 수지에 평균입경 10~30nm인 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 또는 아연 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 금속 미립자 0.1~2wt%를 분산시킬 수 있다. 상기 시트는 압출에 의해 성형되며, 상기 성형된 시트를 1차 냉각, 열처리 및 2차 냉각을 거쳐 열가소성 수지 용기로 만들어질 수 있다. 상기 시트를 성형하기 위한 압출압은 0.05~1kg/mm2ㅇh일 수 있다.In the production method of the present invention, the sulfur flame may be any one selected from sodium sulfide, iron sulfide, potassium sulfide and zinc sulfide. At this time, the sulfur flame may be sodium sulfide. The fluorinated salt may be any one selected from among sodium fluoride, iron fluoride, potassium fluoride, and zinc fluoride. The salt flame may be any one selected from sodium chloride, iron chloride, potassium chloride, and zinc chloride. 0.1 to 2 wt% of fine metal particles of at least one selected from chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and zinc having an average particle diameter of 10 to 30 nm can be dispersed in the thermoplastic resin. The sheet is formed by extrusion, and the formed sheet can be made into a thermoplastic resin container through primary cooling, heat treatment and secondary cooling. The extrusion pressure for forming the sheet may be 0.05 to 1 kg / mm 2 h h.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 구리계 화합물 미립자가 포함된 열가소성 수지 용기 및 그 제조방법에 의하면, 황화구리를 포함한 구리계 황화합물 미립자와 전이금속 금속 미립자를 열가소성 수지에 분산시킨 열가소성 수지 용기를 제조함으로써, 가격이 상대적으로 저렴하고 가공이 용이하며, 경제성 및 생산 효율성을 충분하게 갖출 수 있다. 특히, 주기율표의 4주기에서 전이금속인 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연 중에 선택된 적어도 어느 하나를 추가함으로써, 황화구리에 의한 항균성 및 도전성을 저해시키지 않고, 압출압을 낮추어 시트 형태로 용이하게 제조할 수 있다. According to the thermoplastic resin container containing the copper-based compound fine particles and the method for producing the same, the thermoplastic resin container in which the copper-based sulfur compound fine particles including copper sulfide and the transition metal fine particles are dispersed in the thermoplastic resin is manufactured , The price is relatively inexpensive, the processing is easy, and the economy and the production efficiency can be sufficiently provided. In particular, by adding at least one selected from chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, and zinc which are transition metals in the four cycles of the periodic table, it is possible to reduce the extrusion pressure .
도 1은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 황화구리 나노입자를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 황화구리의 결정구조를 나타낸 XRD 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의해 제조된 황화구리를 30,000배의 배율로 관찰한 현미경 사진이다.1 is a photograph showing copper sulfide nanoparticles produced according to an embodiment of the present invention.
2 is an XRD graph showing the crystal structure of copper sulfide produced according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a micrograph of copper sulfide produced according to an embodiment of the present invention at a magnification of 30,000 times. FIG.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.
본 발명의 실시예는 황화구리를 포함한 구리계 황화합물 미립자와 전이금속 금속 미립자를 열가소성 수지에 분산시킨 열가소성 수지 용기를 제조함으로써, 가격이 상대적으로 저렴하고 가공이 용이하며, 경제성 및 생산 효율성을 갖춘 구리계 화합물 미립자가 포함된 열가소성 수지 용기 및 그 제조방법을 제시한다. 이를 위해, 황화구리를 포함한 구리 화합물 미립자와 금속 미립자를 열가소성 수지에 분산시켜 열가소성 수지 용기를 제조하는 방법에 대하여 상세하게 알아보고, 상기 열가소성 수지 용기의 항균성 및 도전성을 구체적으로 살펴보기로 한다. 한편, 항균성 및 도전성이 향상된 플라스틱 용기를 제조는 경제성 및 생산 효율성을 고려하여, 증착이나 염착 등과 같은 표면 코팅이 아닌, 항균성과 도전성이 높은 물질을 내부에 분산시켜 수지와 혼련(compounding)시키는 방법을 적용한다. An embodiment of the present invention is to provide a thermoplastic resin container in which copper-based sulfur compound fine particles including copper sulfide and transition metal fine particles are dispersed in a thermoplastic resin to produce a thermoplastic resin container having a relatively low cost and easy processing, Based thermoplastic resin particles and a method for producing the same. To this end, a method for producing a thermoplastic resin container by dispersing copper compound fine particles including copper sulfide and metal fine particles in a thermoplastic resin will be described in detail, and the antibacterial property and conductivity of the thermoplastic resin container will be described in detail. On the other hand, in consideration of economical efficiency and production efficiency, the production of a plastic container having improved antibacterial and conductivity is not a surface coating such as deposition or dyeing, but a method of dispersing a substance having high antibacterial and high conductivity therein and kneading with a resin To be applied.
열가소성 수지 용기의 소재는 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리락틱산, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드 등으로 구성된 열가소성 수지를 사용하고 있다. 폴리비닐클로라이드(PVC)는 가공성이 우수하고 편이하여 최근까지도 1회용 열가소성 수지 용기로 널리 사용하고 있으나, 최근 소각 발생하는 유해물질의 문제로 환경규제가 심각하여 점차 그 사용량이 감소하고 있다. 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 올레핀 수지의 사용이 상대적으로 증가하고 있다. 이때, 용기는 물건을 담는 그릇 이외에도 튜브와 기타 부품과 같은 병원용 소모품 등을 모두 포함하는 개념이다.The material of the thermoplastic resin container is mainly composed of a thermoplastic resin composed of polyethylene terephthalate, polylactic acid, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethylmethacrylate, polyvinyl chloride and the like. Polyvinyl chloride (PVC) has excellent processability and is widely used as a disposable thermoplastic resin container until recently. However, recently, environmental regulations are serious because of the problem of harmful substances generated by incineration, and its usage is gradually decreasing. The use of olefin resins such as low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), and polypropylene (PP) is relatively increasing. In this case, the container includes not only a container for storing articles but also a consumable for hospital such as tubes and other parts.
본 발명의 실시예에 적용되는 수지는 용기의 크기에 따라 다르다. 즉, 수지의 점도특성으로 인하여 비교적 작은 용기는 PP, PE와 같은 올레핀 수지가 바람직하며, 중간 크기의 용기는 주로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 유용하다. 비교적 큰 용량의 용기는 폴리카보네이트(PC)가 좋다. 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)와 폴리비닐클로라이드(PVC)는 튜브와 기타 부품과 같은 병원용 소모품으로 주로 사용된다. 최근에는 옥수수나 감자 등으로부터 제조하는 바이오소재인 폴리락틴산(PLA)을 사출용품으로 활용되기도 한다. The resin used in the embodiment of the present invention varies depending on the size of the container. That is, owing to the viscosity characteristics of the resin, relatively small containers are preferable for olefin resins such as PP and PE, and medium-sized containers are mainly useful for polyethylene terephthalate (PET). Polycarbonate (PC) is preferred for relatively large capacity containers. Polymethylmethacrylate (PMMA) and polyvinyl chloride (PVC) are mainly used as hospital consumables such as tubes and other parts. In recent years, polylactic acid (PLA), which is a biomaterial made from corn or potato, is used as an injection product.
본 발명의 실시예에 의한 열가소성 수지 용기는 구리계 황화합물 미립자 및 금속 미립자를 포함한다. 상기 황화합물 미립자는, 상기 용기에 대하여 0wt%보다 크고 50wt% 이하를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 0.1wt% 내지 40wt%, 더욱 바람직하게는 5wt% 내지 30wt%를 포함할 수 있다. 상기 황화합물 미립자는 평균입경이 5~150nm일 수 있다. 상기 금속 미립자는 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연의 금속 군에서 선택된 적어도 어느 한 종일 수 있다. 상기 금속 미립자는 평균입경이 10~30nm이고, 용기에 대하여 0.1~2wt%를 포함할 수 있다. 이때, 합성된 구리계 황화합물 미립자의 황 함량은 10~60몰%가 바람직하다. 미립자의 황 조성이 10몰% 미만이 되면 항균성이 불량해 지며, 60몰%이상이 되면 도전성이 나빠진다. The thermoplastic resin container according to an embodiment of the present invention includes copper-based sulfur compound fine particles and metal fine particles. The sulfur compound fine particles may be contained in an amount greater than 0 wt% and less than or equal to 50 wt% with respect to the container. , Preferably from 0.1 wt% to 40 wt%, and more preferably from 5 wt% to 30 wt%. The sulfur compound fine particles may have an average particle diameter of 5 to 150 nm. The metal fine particles may be at least one selected from the group consisting of chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, and zinc. The metal fine particles have an average particle diameter of 10 to 30 nm and may contain 0.1 to 2 wt% of the metal fine particles. At this time, the sulfur content of the synthesized copper-based sulfur compound fine particles is preferably 10 to 60 mol%. When the sulfur content of the fine particles is less than 10 mol%, the antimicrobial activity becomes poor. When the sulfur content is more than 60 mol%, the conductivity is deteriorated.
본 발명의 실시예에 적용되는 구리계 황화합물 미립자는 황화구리(CuS)가 바람직하다. 황화구리는, 수용액상에서 황산구리(CuSO4)와 황화염, 불소화염, 염화염 중에서 선택된 염을 1:1의 몰비로 50~80℃의 온도에서 반응시켜 20~100nm의 나노입자의 형태로 합성하였다. 이때 합성된 황화구리 나노입자의 화학구조는 CuxSy의 형태이며 x/y의 비율이 0.8~1.2를 만족하도록 합성조건을 한정하였다. 본 발명에서 사용할 수 있는 황화염의 종류로는 황화나트륨, 황화철, 황화칼륨, 황화아연 등이 있으며 불소화염의 종류로는 불소화나트륨, 불소화철, 불소화칼륨, 불소화아연 등이 있다. 또 염화염의 종류로는 염화나트륨, 염화철, 염화칼륨, 염화아연 등이 있다. 이때, 황화나트륨과 황산구리를 사용하여 합성한 황화구리의 항균성과 탈취성이 가장 양호하였다.The copper-based sulfur compound fine particles to be applied to the embodiment of the present invention are preferably copper sulfide (CuS). Copper sulphide was synthesized in the form of nanoparticles of 20 to 100 nm by reacting copper sulfate (CuSO 4 ) with a salt selected from a sulphate, a fluoride salt and a chloride sulphate in a molar ratio of 1: 1 at a temperature of 50 to 80 ° C . At this time, the chemical structure of the synthesized copper sulfide nanoparticles was Cu x S y , and the synthesis conditions were limited so that the ratio x / y was 0.8 to 1.2. Examples of the sulfur flame that can be used in the present invention include sodium sulfide, iron sulfide, potassium sulfide, and zinc sulfide, and examples of the fluoride salt include sodium fluoride, fluoride iron, potassium fluoride, and zinc fluoride. Examples of the chloride salt include sodium chloride, iron chloride, potassium chloride, and zinc chloride. At this time, copper sulfide synthesized using sodium sulfide and copper sulfate showed the best antimicrobial activity and deodorization.
한편, 반응온도가 50℃이하가 되면, 구리계 나노입자의 합성할 때, 황산구리와 염의 반응성이 떨어져 평균입경이 작아지면서 항균성은 양호하나 탈취성이 떨어진다. 반응온도가 80℃ 이상이 되면, 반응속도가 지나치게 높아져서, 황화구리 표면의 결정체의 밀도가 높아지고 구리의 농도가 증가하면서 탈취성은 양호하나 항균성이 저하된다. 또한, 구리계 나노입자의 x/y의 결합비가 0.8 이하가 되면 지나치게 황(S)의 농도가 높아져서 항균성은 양호해지나 탈취성이 떨어지며, 1.2 이상이 되면 구리의 농도가 증가하면서 탈취성은 개선되지만 항균성이 저하된다.On the other hand, when the reaction temperature is lower than 50 캜, when copper-based nanoparticles are synthesized, reactivity between the copper sulfate and the salt is decreased, and the average particle size becomes smaller, and the antibacterial property is good but the deodorizing property is poor. When the reaction temperature is 80 ° C or higher, the reaction rate becomes excessively high, the crystal density of the surface of the copper sulfide increases, and the copper concentration increases. However, the deodorizing property is good but the antibacterial property is deteriorated. Also, when the binding ratio of x / y of the copper-based nanoparticles is less than 0.8, the concentration of sulfur (S) becomes too high, so that the antibacterial property is good but the deodorizing property is poor. The antibacterial property is lowered.
한편, 황화구리와 같은 황화합물 미립자를 단독으로 열가소성 수지에 분산시켜 섬유 형태로 제조하면, 항균성 및 도전성이 개선된 열가소성 수지 섬유로 사용하기에 충분하다. 그런데, 열가소성 수지 용기로 사용하기 위하여 시트(sheet) 형태로 제작하면, 분산성이 떨어져 압출시 압력(압출압)이 올라가는 현상이 발생하기도 한다. 다시 말해, 상대적으로 미세한 크기의 시트의 경우, 황화합물 미립자에 의해 충분한 항균성 및 도전성을 얻을 수 있다. 하지만, 보다 크기가 큰 시트는 상기 압출압을 고려하여야 한다. On the other hand, if the sulfur compound fine particles such as copper sulfide are dispersed in a thermoplastic resin alone to form a fiber, it is sufficient for use as a thermoplastic resin fiber having improved antibacterial properties and conductivity. However, when it is made into a sheet form for use in a thermoplastic resin container, the dispersibility becomes poor, and the pressure (extrusion pressure) during extrusion may increase. In other words, in the case of a sheet having a relatively small size, sufficient antibacterial properties and conductivity can be obtained by the sulfur compound fine particles. However, a sheet of larger size should take into consideration the above-mentioned extrusion pressure.
상기 압출압이 올라가는 것을 방지하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 평균입경 10~30nm인 주기율표의 4주기에서 선택된 전이금속인 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연의 금속 군에서 선택된 적어도 1개의 금속 미립자를 용기에 대하여 0.1~2wt%를 추가할 수 있다. 상기 전이금속은 구리계 화합물과 혼합하는 경우, Al과 같은 전형금속에 비해 분산성이 우수할 뿐 아니라 항균성과 도전성이 우수하다.In order to prevent the extrusion pressure from rising, in the embodiment of the present invention, at least one metal selected from the group consisting of chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and zinc, which is a transition metal selected in four cycles of the periodic table having an average particle size of 10 to 30 nm 0.1 to 2 wt% of metal fine particles may be added to the container. When the transition metal is mixed with a copper-based compound, the transition metal is excellent in dispersibility as well as antimicrobial activity and conductivity compared to a typical metal such as Al.
한편, 압출압을 줄이기 위해, 금속 미립자의 평균입경은 구리계 황화합물 미립자의 입경보다 작도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 열가소성 수지와 혼련할 때, 금속 미립자의 혼합 농도가 0.1wt%보다 낮거나 2wt%보다 더 높으면 압출압은 오히려 상승하였다. 앞에서 설명한 바와 같이, 금속 미립자는 압출압을 조절하기 위하여 첨가되는 것이며, 열가소성 수지 용기에서 요구되는 항균성 및 도전성은 구리계 황화합물만으로도 얻을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 범주 내에서 금속 미립자가 없이도 열가소성 수지 용기를 제조할 수도 있다. 이때, 첨가된 금속 미립자는 본 발명의 열가소성 수지 용기에 요구되는 항균성 및 도전성을 저해하지 않는 것을 선택하였다. On the other hand, in order to reduce the extrusion pressure, the average particle diameter of the metal fine particles is preferably smaller than the particle diameter of the copper-based sulfur compound fine particles. Further, when kneaded with the thermoplastic resin, the mixing pressure of the metal fine particles was higher than 0.1 wt% or higher than 2 wt%, the extrusion pressure was rather increased. As described above, the metal microparticles are added to control the extrusion pressure, and the antimicrobial property and the conductivity required in the thermoplastic resin container can be obtained by only copper-based sulfur compounds. Accordingly, the thermoplastic resin container can be produced without metal fine particles within the scope of the present invention. At this time, the added metal fine particles were selected so as not to impair the antimicrobial activity and conductivity required for the thermoplastic resin container of the present invention.
본 발명에서 수지와 미립자 간의 분산성을 높이기 위하여 혼련을 사용하였으며, 수지의 용융온도보다 30~50℃ 높은 배럴온도에서 혼련을 실시하였다. 혼련은 일축 스크루보다는 분산성이 우수한 이축 동방향 스크루가 내장된 혼련기에서 진행하였다. 혼련기의 L/D 비율 범위는 30~40에서 진행하는 것이 좋다. 혼련된 수지는 칩(chip)의 형태로 벙커에 보관된 후, 사용된 플라스틱 수지의 용융온도보다 30~50℃ 높은 압출온도 조건에서 압출되었다. 그후, 성형, 1차 냉각, 열처리, 2차 냉각 단계를 거쳐 요구되는 열가소성 수지 용기의 형태로 제조되었다. In the present invention, kneading was used to increase the dispersibility between the resin and the fine particles, and kneading was performed at a
이하 본 발명은 아래와 같은 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하였다. 단 아래의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이에 한정하지 않는다. 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 용기의 성능평가는 아래와 같은 방법으로 실시하였다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples. However, the following examples are intended to illustrate but not limit the invention. The performance evaluation of the containers prepared in the examples and the comparative examples of the present invention was carried out as follows.
(1) 평균입경(1) average particle diameter
황화구리와 금속 미립자의 평균입경은 입도분석기(ELS-Z2, Otsuka Electronics Co., 일본)를 사용하여 측정하였다. The average particle size of copper sulfide and fine metal particles was measured using a particle size analyzer (ELS-Z2, Otsuka Electronics Co., Japan).
(2) 항균성(2) Antimicrobial activity
이스케리키아 콜라이(Escherichia Coli: ATCC 25922)를 균주로 사용하여 시험균액을 시편에 접촉시킨 다음, 25℃에서 24시간 정치, 배양시킨 후 균수를 세어서 시편의 향균성을 평가하였다. Escherichia coli (ATCC 25922) was used as a strain to bring the test strain into contact with the specimen. The specimen was then incubated at 25 ° C for 24 hours, and the bacterial count was counted to evaluate the antibacterial activity of the specimen.
(3) 도전성(3) Conductivity
플라스틱 용기의 도전성은 23℃, 상대습도 60%, 인가전압 500 V의 조건에서 미국 휴렛-팩커드 사의 절연저항 측정기를 이용하여 표면저항을 측정하여 평가하였다. The conductivity of the plastic container was evaluated by measuring the surface resistance using an insulation resistance meter of Hewlett-Packard Company under the conditions of 23 캜, 60% relative humidity, and an applied voltage of 500 V.
(4) 황 성분 (4) Sulfur component
황화구리 미립자의 황 몰비를 계산하기 위하여 유도결합 플라즈마 질량분석기(Agilent 7500, Aglient Technologies Inc., 미국)를 이용하였다. An inductively coupled plasma mass spectrometer (Agilent 7500, Aglient Technologies Inc., USA) was used to calculate the sulfur mole ratio of the copper sulfide microparticles.
(5) 압출압(5) Extrusion pressure
수지 내에 첨가된 황화구리와 금속 미립자의 분산성은 필터에 걸리는 압출압의 변화값으로 평가하였다. 파이롯트(pilot) 압출기를 이용하여 시간당 30 kg의 수지를 압출할 때 일정시간 당 350 메쉬 필터에 걸리는 필터압의 변화[0.1kg/(mm2×h)=△P/h]를 측정하였으며 필터압의 변화가 낮을수록 황화구리와 금속 미립자의 분산성이 우수한 것으로 평가하였다. The dispersibility of the copper sulfide and the metal fine particles added in the resin was evaluated by the change value of the extrusion pressure applied to the filter. When the resin was extruded at a rate of 30 kg per hour using a pilot extruder, the change in filter pressure (0.1 kg / (mm 2 × h) = ΔP / h) applied to the 350 mesh filter per a fixed time was measured, The better the dispersion of copper sulfide and metal fine particles was.
〈실시예 1〉≪ Example 1 >
CuSO4와 Na2S를 증류수에 각각 1 몰씩 넣고 30분 동안 교반시킨 다음, 50℃의 등온 반응기에 넣고 30분 동안 반응시켜 도 1과 같은 황화구리 미립자를 합성하였다. 이때, 합성된 황화구리의 평균입경은 55nm이었으며, 황은 25몰%이었다. 합성된 황화구리의 결정구조는 도 2에서와 같이 황화구리의 고유 구조를 가지고 있었으며, 30,000배 배율로 관찰된 입자의 형태는 도 3과 같았다. 도 3에 의하면, 황은 결정구조가 없어서 피크가 나타나지 않았으나, 구리는 55도, 65도, 99도, 125도 및 137도에서 피크가 나타났다. 나노입자의 관찰은 X-ray powder diffraction(XRD, XD-3A, Shimadzu, 일본)을 이용하였다. CuSO 4 and Na 2 S were added to distilled water in an amount of 1 mole each, and the mixture was stirred for 30 minutes. The mixture was then placed in an isothermal reactor at 50 ° C. for 30 minutes to synthesize copper sulfide microparticles as shown in FIG. At this time, the synthesized copper sulfide had an average particle diameter of 55 nm and sulfur was 25 mol%. The crystal structure of the synthesized copper sulfide had a native structure of copper sulfide as shown in FIG. 2, and the shape of the particles observed at a magnification of 30,000 was as shown in FIG. According to Fig. 3, no peak was observed due to the absence of a crystal structure of sulfur, but peaks at 55 degrees, 65 degrees, 99 degrees, 125 degrees and 137 degrees of copper. X-ray powder diffraction (XRD, XD-3A, Shimadzu, Japan) was used to observe the nanoparticles.
그후, 합성된 황화구리를 0.01wt%를 저밀도폴리에틸렌(LDPE, 비중 0.92)에 각각 넣고, 압출압을 개선하기 위하여 평균입경이 15nm인 아연(Zn) 미립자 1wt%를 넣고, 혼련공정을 이용하여 혼련 칩을 만들었다. 제조된 칩은 압출기를 이용하여 130℃의 온도에서 압출압 0.1kg/(mm2×h)로 압출하여 시트를 제조하였고, 제조된 시트는 사출과 같은 공지된 방법으로 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 2번의 냉각공정과 열처리 공정을 통하여 용기의 기계적 특성을 개선하였다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Thereafter, 0.01wt% of the synthesized copper sulfide was added to low density polyethylene (LDPE, specific gravity 0.92), and 1 wt% of zinc (Zn) fine particles having an average particle diameter of 15 nm was added to improve the extrusion pressure. I made chips. The prepared chip was extruded at an extrusion pressure of 0.1 kg / (mm 2 × h) at a temperature of 130 ° C. by using an extruder to produce a sheet, and the sheet thus prepared was molded into a thermoplastic resin container by a known method such as injection molding. At this time, the mechanical properties of the vessel were improved through two cooling and heat treatment processes. The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈실시예 2> ≪ Example 2 >
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 55nm, 황 25몰%, 농도 0.1wt%의 황화구리와 평균입경 15nm, 농도 1wt%인 아연(Zn)을 저밀도폴리에틸렌에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.1kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulfide having an average particle diameter of 55 nm, an average particle diameter of 55 nm, a sulfur concentration of 0.1 wt% and an average particle diameter of 15 nm and zinc (Zn) having a concentration of 1 wt% were put into low density polyethylene in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container. At this time, the extrusion pressure was 0.1 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈실시예 3> ≪ Example 3 >
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 55nm, 황 10몰%, 농도 5wt%의 황화구리와 평균입경 10nm, 농도 0.2wt%인 아연(Zn)을 저밀도폴리에틸렌에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.1kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulfide having an average particle diameter of 55 nm, sulfur 10 mol% and concentration 5 wt%, zinc (Zn) having an average particle diameter of 10 nm and a concentration of 0.2 wt% was put into low density polyethylene in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container. At this time, the extrusion pressure was 0.1 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈실시예 4> <Example 4>
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 55nm, 황 10몰%, 농도 5wt%의 황화구리와 평균입경 10nm, 농도 0.2wt%인 망간(Mn)을 저밀도폴리에틸렌에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.05kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulphide having an average particle diameter of 55 nm, sulfur 10 mol% and concentration 5 wt% and manganese (Mn) having an average particle diameter of 10 nm and a concentration of 0.2 wt% were put into low density polyethylene in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container. At this time, the extrusion pressure was 0.05 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈실시예 5> ≪ Example 5 >
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 45nm, 황 36몰%, 농도 20wt%의 황화구리와 평균입경 25nm, 농도 0.6wt%인 철(Fe)을 고밀도폴리에틸렌(HDPE)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.2kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulfide having an average particle diameter of 45 nm, sulfur 36 mol% and
〈실시예 6> ≪ Example 6 >
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 85nm, 황 42몰%, 농도 30wt%의 황화구리와 평균입경 30nm, 농도 0.7wt%인 코발트(Co)를 폴리프로필렌(PP)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.3kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulphide having an average particle diameter of 85 nm, sulfur 42% by mole and a concentration of 30% by weight and cobalt (Co) having an average particle diameter of 30 nm and a concentration of 0.7% by weight were placed in polypropylene (PP) in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container . At this time, the extrusion pressure was 0.3 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈실시예 7> ≪ Example 7 >
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 100nm, 황 60몰%, 농도 40wt%의 황화구리와 평균입경 30nm, 농도 2wt%인 크롬(Cr)을 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.5kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulphide having an average particle diameter of 100 nm,
〈비교예 1> ≪ Comparative Example 1 &
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 55nm, 황 65몰%, 농도 10wt%의 황화구리와 평균입경 15nm, 농도 1wt%인 아연(Zn)을 저밀도폴리에틸렌(LDPE)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.2kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulfide having an average particle diameter of 55 nm, sulfur 65 mol%, concentration 10 wt%, zinc (Zn) having an average particle diameter of 15 nm and a concentration of 1 wt% was put into low density polyethylene (LDPE) in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container. At this time, the extrusion pressure was 0.2 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈비교예 2> ≪ Comparative Example 2 &
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 55nm, 황 5몰%, 농도 10wt%의 황화구리와 평균입경 15nm, 농도 1wt%인 아연(Zn)을 저밀도폴리에틸렌(LDPE)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 0.2kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulphide having an average particle diameter of 55 nm, a sulfur concentration of 5 mol% and a concentration of 10 wt%, and zinc (Zn) having an average particle diameter of 15 nm and a concentration of 1 wt% were put into low density polyethylene (LDPE) in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container. At this time, the extrusion pressure was 0.2 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈비교예 3> ≪ Comparative Example 3 &
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 45nm, 황 36몰%, 농도 20wt%의 황화구리와 평균입경 25nm, 농도 0.01wt%인 철(Fe)을 고밀도폴리에틸렌(HDPE)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 5kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulfide with an average particle diameter of 45 nm, 36 mol% of sulfur and 20 wt% of concentration and iron (Fe) having an average particle diameter of 25 nm and a concentration of 0.01 wt% were put into high-density polyethylene (HDPE) in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container . At this time, the extrusion pressure was 5 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈비교예 4> ≪ Comparative Example 4 &
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 85nm, 황 42몰%, 농도 30wt%의 황화구리와 평균입경 85nm, 농도 40wt%인 코발트(Co)를 폴리프로필렌(PP)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 15kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulphide having an average particle diameter of 85 nm, sulfur 42% by mole and a concentration of 30% by weight and cobalt (Co) having an average particle diameter of 85 nm and a concentration of 40% by weight were put into polypropylene (PP) in the same manner as in Example 1 to prepare a thermoplastic resin container. At this time, the extrusion pressure was 15 kg / (mm 2 × h). The antimicrobial activity and the conductivity of the thus prepared container were measured as described above.
〈비교예 5> ≪ Comparative Example 5 &
실시예 1과 동일한 방법으로 평균입경 100nm, 황 60몰%, 농도 40wt%의 황화구리와 평균입경 30nm, 농도 2wt%인 알루미늄(Al)을 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET)에 넣고 열가소성 수지 용기를 제조하였다. 이때, 압출압은 12kg/(mm2×h)이었다. 이렇게 하여 제조된 용기의 항균성과 도전성을 앞에서 제시한 대로 측정하였다.Copper sulphide having an average particle diameter of 100 nm,
표 1은 본 발명의 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 황화구리 미립자의 평균입경(nm), 황 몰%, 농도(wt%)와 금속 미립자의 평균입경(nm), 농도(wt%)만큼 포함된 열가소성 수지로 제조된 열가소성 수지 용기의 항균성(개/mL) 및 도전성(Ωcm)을 비교한 것이다. Table 1 shows the average particle diameter (nm), the sulfur mole% and the concentration (wt%) of the copper sulfide microparticles of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5, the average particle diameter (nm) %) And the conductivity (Ωcm) of the thermoplastic resin container made of the thermoplastic resin contained in the thermoplastic resin container.
구분
division
수지
Polymer
Suzy
(△P/h)
Extrusion pressure
(? P / h)
(개/mL)
Antimicrobial activity
(Dogs / mL)
(Ω㎝)
Conductivity
(Ω cm)
(nm)Particle size
(nm)
(몰%)Sulfur concentration
(mole%)
(wt%)density
(wt%)
종류metal
Kinds
(nm)Particle size
(nm)
(wt%)density
(wt%)
실
시
예
room
city
Yes
비
교
예
ratio
School
Yes
표 1에 의하면, 본 발명의 실시예 1~7의 열가소성 수지 용기는 황의 몰%가 10~60몰%이고, 평균입경은 20~100nm이며, 농도는 전체 용기에 대하여 0.01~40wt%이었다. 또한 첨가된 금속 미립자는 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 아연 중에서 선택된 적어도 하나이며, 평균입경은 10~30nm이고, 농도는 전체 용기에 하여 0.1~2wt%이었다. 이때, 항균성은 1.2×105에서 2.1×107의 균수(개/mL)를 보였고, 도전성은 103Ωcm로부터 106Ωcm로 측정되었다. 또한, 압출압은 0.05~0.5kg/(mm2×h) 범위 내의 값을 나타내었다.According to Table 1, the thermoplastic resin containers of Examples 1 to 7 of the present invention had a molar percentage of sulfur of 10 to 60 mol%, an average particle diameter of 20 to 100 nm, and a concentration of 0.01 to 40 wt% with respect to the whole container. Further, the added metal fine particles are at least one selected from chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and zinc, and have an average particle diameter of 10 to 30 nm and a concentration of 0.1 to 2 wt% in the whole vessel. At this time, the antimicrobial activity was 1.2 × 10 5 to 2.1 × 10 7 (number / ml), and the conductivity was measured from 10 3 Ωcm to 10 6 Ωcm. Also, the extruded pressure showed a value within the range of 0.05 to 0.5 kg / (mm 2 × h).
황화구리 미립자가 0.1wt%인 실시예 2의 경우, 5wt%인 실시예 3과 비교하여 항균성은 각각 8.0×106 및 3.2×106의 균수(개/mL)로 큰 차이가 없었다. 다만, 도전성은 106Ωcm 및 105Ωcm로 실시예 3이 상대적으로 우수하였다. 항균성 측면에서는 실시예 2도 바람직하였다. 황화물 미립자가 30wt%인 실시예 6 및 40wt%인 실시예 7의 항균성 및 도전성은 거의 유사하였다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 의한 수지 용기에서는 항균성 측면에서, 0.1wt% 내지 40wt%의 황화구리가 바람직하였다. 항균성 및 도전성을 모두 고려하면, 5wt% 내지 30wt%가 보다 바람직하였다.In the case of Example 2 in which the copper sulfide microparticles were 0.1 wt%, the antimicrobial activity was not significantly different from that of Example 3, which was 5 wt%, by 8.0 × 10 6 and 3.2 × 10 6 , respectively. However, the conductivity was 10 6 ? Cm and 10 5 ? Cm, which was relatively excellent in Example 3. From the viewpoint of antibacterial activity, Example 2 was also preferable. The antibacterial properties and conductivity of Example 6 having 30 wt% of sulfide fine particles and Example 7 of 40 wt% were almost similar. Accordingly, in the resin container according to the embodiment of the present invention, 0.1wt% to 40wt% of copper sulfide is preferable from the viewpoint of antibacterial activity. In consideration of both antibacterial property and conductivity, 5 wt% to 30 wt% is more preferable.
한편, 비교예 1 및 2는 황 농도가 각각 65몰%, 5몰%로 본 발명의 실시예의 10~60몰%를 벗어난 경우이다. 이때, 항균성 및 도전성은 각각 3.2×108(개/mL), 1010Ωcm와 3.2×1010(개/mL), 105Ωcm이었다. 즉, 황 농도가 60몰%가 넘으면 도전성이 악화되고, 10몰%보다 작으면, 항균성이 불량해지는 결과를 얻었다. 이에 따라, 본 발명의 열가소성 수지 용기의 황 농도는 10~60몰%가 바람직하다. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the sulfur concentration was 65 mol% and 5 mol%, respectively, which were deviated from 10 to 60 mol% of the examples of the present invention. At this time, the antibacterial property and the conductivity were 3.2 × 10 8 (dog / mL), 10 10 Ωcm and 3.2 × 10 10 (dog / mL) and 10 5 Ωcm, respectively. That is, when the sulfur concentration exceeds 60 mol%, the conductivity deteriorates. When the sulfur concentration is less than 10 mol%, the antimicrobial activity becomes poor. Accordingly, the sulfur concentration of the thermoplastic resin container of the present invention is preferably 10 to 60 mol%.
비교예 3은 금속 미립자인 철(Fe)의 농도, 비교예 4는 금속 미립자인 코발트(Co)의 평균입경 및 농도가 본 발명의 실시예인 10~30nm, 0.1~2wt%를 만족하지 않는 경우이다. 이때, 항균성 및 도전성은 각각 7.2×105(개/mL), 106Ωcm와 5.2×1010(개/mL), 106Ωcm이었다. 구체적으로, 금속 미립자의 농도가 본 발명의 실시예를 벗어난 비교예 3은 항균성 및 도전성을 크게 나빠지지 않으나, 압출압이 5kg/(mm2×h)로 압출하기에는 부적당하였다. 또한, 평균입경 및 농도가 벗어난 비교예 4는 압출압이 15kg/(mm2×h)로 압출이 불가능하였고, 항균성마저 크게 나빠지는 경향을 보였다.Comparative Example 3 is a case where the concentration of iron (Fe) is fine, and Comparative Example 4 is a case where the average particle diameter and concentration of cobalt (Co) which is a metal fine particle do not satisfy 10 to 30 nm and 0.1 to 2 wt% . At this time, the antibacterial property and the conductivity were 7.2 × 10 5 (pcs / mL), 10 6 Ωcm, 5.2 × 10 10 (pcs / mL) and 10 6 Ωcm, respectively. Specifically, Comparative Example 3 in which the concentration of the metal fine particles deviated from the examples of the present invention did not deteriorate antimicrobiality and conductivity significantly, but was unsuitable for extruding the extruded pressure at 5 kg / (mm 2 × h). In Comparative Example 4 in which the average particle diameter and the concentration were out of the range, the extrusion pressure was not able to be extruded at 15 kg / (mm 2 × h), and the antibacterial property tended to be much worse.
비교예 5는 본 발명이 제시하는 금속 미립자인 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 아연이 아닌 알루미늄(Al)을 첨가한 경우이다. 이때, 항균성과 도전성은 각각 6.2×1010(개/mL), 108Ωcm이었고, 압출압은 12kg/(mm2×h)이었다. 알루미늄은 주기율표의 3주기에서 전형금속이다. 이는 본 발명의 주기율표의 4주기에서 전이금속과는 다르다. 알루미늄을 첨가하면, 항균성 및 도전성이 나빠지고, 압출압도 높아서 생산 효율성이 떨어진다. 이에 따라, 본 발명의 금속 미립자는 주기율표의 4주기에서 전이금속인 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 아연이 바람직하다. Comparative Example 5 is a case in which aluminum (Al) other than chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and zinc, which are metal fine particles proposed by the present invention, is added. At this time, the antimicrobial activity and the conductivity were 6.2 × 10 10 (dogs / mL) and 10 8 Ωcm, respectively, and the extrusion pressure was 12 kg / (mm 2 × h). Aluminum is a typical metal in three cycles of the periodic table. This is different from transition metals in the four cycles of the periodic table of the present invention. When aluminum is added, antimicrobial activity and conductivity are deteriorated, and the extrusion pressure is high, which lowers production efficiency. Accordingly, the metal fine particles of the present invention are preferably chromium, manganese, iron, cobalt, nickel and zinc, which are transition metals in four cycles of the periodic table.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is possible.
Claims (20)
열가소성 수지에 상기 황화구리 미립자를 분산시킨 시트를 형성하는 단계; 및
상기 시트를 이용하여 열가소성 수지 용기를 제조하는 단계를 포함하는 구리계 화합물 미립자가 포함된 열가소성 수지 용기의 제조방법.A method of reacting copper sulfate and a salt of any one selected from the group consisting of sulfur, fluoride and chloride in an aqueous solution at a molar ratio of 1: 1 at a temperature ranging from 50 to 80 ° C to obtain an aqueous solution having an average particle size of 5 to 150 nm and a sulfur concentration of 10 to 60 moles % Copper sulfide fine particles;
Forming a sheet in which the copper sulfide microparticles are dispersed in a thermoplastic resin; And
And a step of preparing a thermoplastic resin container using the sheet. The method for producing a thermoplastic resin container according to claim 1,
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KR20190007564A (en) * | 2017-07-12 | 2019-01-23 | 코오롱글로텍주식회사 | container containing the functional compounds |
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KR20090102742A (en) * | 2006-10-31 | 2009-09-30 | 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 | Antimicrobial polymeric articles, processes to prepare them and methods of their use |
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- 2014-04-21 KR KR1020140047189A patent/KR101602659B1/en active IP Right Grant
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