KR20210152097A - 항균 파우치 - Google Patents

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KR20210152097A
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이수정
허나영
박세민
이재홍
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Abstract

본 발명은 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름을 포함하는 항균 파우치에 대한 것이다.

Description

항균 파우치{ANTIMICROBIAL POUCH}
본 발명은 항균 파우치에 관한 것으로, 구체적으로 항바이러스성 및 항균성이 우수하여 마스크 등의 내용물을 위생적으로 장기간 보관할 수 있으면서, 반영구적으로 재사용할 수 있는 항균 파우치에 관한 것이다.
최근 COVID19 등과 같은 전염성이 높은 바이러스의 출현에 따른 질병에 대한 위험성이 증가함에 따라 개인 위생과 더불어 타인과의 접촉이 많은 공공 공간에서의 항균에 대한 요구가 급증하고 있어, 일회용 마스크, 항균성 마스크, 면 마스크 등의 마스크에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 이로 인해, 이전에는 편의점 등에서 손쉽게 구할 수 있었던 일회용 마스크의 품귀 현상이 발생함에 따라, 일회용 마스크가 다회용 마스크로 변질되었다.
다만, 마스크는 한번 사용되면, 침, 땀 등과 같은 인체 분비물에 오염되어 있다. 이로 인해, 사용한 마스크는 외부에 방치시 세균이 쉽게 번식하여 마스크가 제 역할을 하지 못한다. 따라서, 마스크를 재사용하기 위하여, 마스크를 위생적으로 보관할 수 있는 파우치의 개발이 필요하다.
본 발명의 목적은 경제적이면서 항균성 및 항바이러스성이 우수하여 내용물을 위생적으로 장기간 보관하면서, 소독 및 세척 후 재사용이 가능한 항균 파우치를 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하고자, 본 발명은 제1 필름층을 함유하는 제1 시트부; 상기 제1 시트부와 대향 배치되고, 상기 제1 필름층과 동일하거나 상이한 제2 필름층을 함유하는 제2 시트부; 상기 제1 시트부의 상단부 내면에 길이 방향으로 배치된 제1 결합부, 및 상기 제2 시트부의 상단부 내면에 길이 방향으로 상기 제1 결합부와 대향 배치되어 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부를 함유하는 밀폐 잠금부; 및 상기 제1 시트부 및 상기 제2 시트부의 상단부를 제외한 가장자리, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 양 측단부를 상호 부착시킨 실링부를 포함하고, 상기 제1 필름층 및 제2 필름층 중 적어도 어느 하나는 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름이고, 상기 항균제는 구리, 산화아연, 및 제올라이트(zeolite)를 함유하는 것인, 항균 파우치를 제공한다.
상기 제1 시트부는 상기 제1 필름층 상에 배치된 제1 기재층; 및 상기 제1 기재층 상에 배치되고, 상기 제1 필름층과 동일하거나 상이한 제3 필름층을 더 포함할 수 있고, 이때 상기 상기 제1 필름층이 상기 제2 시트부와 대면한다.
또, 상기 제2 시트부는 상기 제2 필름층 상에 배치된 제2 기재층; 및 상기 제2 기재층 상에 배치되고, 상기 제2 항균 필름층과 동일하거나 상이한 제4 필름층을 더 포함할 수 있고, 이때 상기 제2 필름층이 상기 제1 시트부와 대면한다.
또, 상기 밀폐 잠금부는, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부 상에 배치되고, 상기 제1 결합부와 제2 결합부의 길이 방향으로 좌우 이동하여 상기 제1 결합부와 제2 결합부가 서로 결합되도록 보조하는 보조 결합부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 항균 파우치는 항균성 및 항바이러스성이 우수할 뿐만 아니라, 외부로부터의 세균 및 바이러스 차단성도 우수하며, 소독 및 세척 후 재사용성이 우수하다. 따라서, 본 발명의 항균 파우치는 마스크 등과 같은 내용물을 위생적으로 장기간 보관할 수 있고, 또한 반영구적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 항균 파우치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명에 따른 항균 파우치에 사용되는 제1 시트부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 항균 파우치에 사용되는 제2 시트부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이때 본 명세서 전체 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구조를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "위에" 또는 "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 위쪽에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
그리고, 본원 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 임의의 순서 또는 중요도를 나타내는 것이 아니라 구성요소들을 서로 구별하고자 사용된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 항균 파우치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명에 따른 항균 파우치에 사용되는 제1 시트부를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 각각 각각 본 발명에 따른 항균 파우치에 사용되는 제2 시트부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항균 파우치(100)는 제1 필름층(11)을 함유하는 제1 시트부(10); 제2 필름층(12)을 함유하는 제2 시트부(20); 상기 제1 시트부(10)와 제2 시트부(20)의 상단부 내면에 각각 부착되는 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)를 함유하는 밀폐 잠금부(30); 상기 제1 시트부(10), 제2 시트부(20), 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)의 양(兩) 측단부 및 하단부를 각각 상호 부착시킨 실링부(40)를 포함한다.
이때, 상기 제1 필름층(11), 및 제2 필름층(21)은 서로 동일하거나 상이하다. 다만, 본 발명에서는 상기 제1 필름층(11) 및 제2 필름층(21) 중 적어도 어느 하나를 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름으로 구성함으로써, 파우치의 항균성 및 항바이러스성을 향상시킬 뿐만 아니라, 파우치 외부로부터의 세균 및 바이러스 차단성을 향상시킬 수 있고, 나아가 소독 및 세척 후 재사용이 가능하다. 따라서, 본 발명의 항균 파우치는 마스크 등과 같은 내용물을 위생적으로 장기간 보관할 수 있고, 또한 반영구적으로 사용할 수 있어 경제적이다.
일례에 따르면, 상기 제1 필름층(11) 및 제2 필름층(21)은 모두, 전술한 항균 필름일 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참고하여, 본 발명에 따른 항균 파우치의 각 구성에 대해 살펴보도록 하겠다.
(1) 제1 시트부
본 발명에 따른 항균 파우치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 시트부(10)를 포함한다. 상기 제1 시트부(10)는 제1 필름층(11)을 포함한다(도 2a 및 도 2b 참조).
일례에 따르면, 상기 제1 시트부(10)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 필름층(11)으로만 이루어진 것으로, (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름일 수 있다.
다른 일례에 따르면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 시트부(10)는 제1 필름층(11); 상기 제1 필름층(11)의 일면 상에 배치된 제1 기재층(12); 및 상기 제1 기재층(12) 상에 배치된 제3 필름층(13)을 포함할 수 있고, 상기 제3 필름층(13)은 생략될 수 있다. 이때, 상기 제1 필름층(11)은 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름으로, 제2 시트부(20)와 대면한다. 또, 상기 제3 필름층(13)은 제1 필름층(11)과 동일하거나 또는 상이한 것으로, 바람직하게 제1 필름층(11)과 마찬가지로, 전술한 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름일 수 있다.
상기 제1 필름층(11)은 전술한 바와 같이, (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름으로 구성되어 제1 시트부(10)에 항균성 및 항바이러스성을 부여한다.
상기 항균 필름은 (a) 고분자 수지, 및 (b) 항균제를 포함하는 항균성 조성물로 형성될 수 있다.
상기 항균성 조성물에서, 고분자 수지는 필름의 베이스 수지로, 항균제를 서로 연결하는 바인더 수지로 작용할 수 있다. 또, 고분자 수지는 항균 필름층에 비(非)흡습성, 유연성 및 병원성 균 차단성을 부여할 수 있다. 또한, 상기 고분자 수지는 그 종류에 따라 우수한 비(非)흡습성, 유연성 및 병원성 균 차단성 이외, 내열성, 투명성, 기계적 강도, 내화학약품성, 치수 안정성, 성형성 등도 더 부여할 수 있다. 이러한 고분자 수지를 포함하는 항균 필름을 이용하기 때문에, 본 발명의 항균 파우치는 물, 유기용제(세정제)나 소독제 등으로 소독, 세척이 가능하여 소독 및 세척 후 재사용될 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 고분자 수지는 당 업계에서 통상적으로 알려진 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 생분해성 고분자 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
구체적으로, 상기 고분자 수지의 예로는 폴리올레핀계 수지(예, LLDPE, LDPE, HDPE, ULDPE 등과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS resin), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아미드 수지(예, 나일론66, 나일론6 등), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리염화비닐(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등과 같은 열가소성 수지; 폴리올레핀계 엘라스토머[예, 폴리에틸렌 엘라스토머(예, VLDPE 등), 폴리에틸렌 플라스토머, 폴리프로필렌 엘라스토머, 폴리메틸펜텐 엘라스토머 등], 열가소성 폴리우레탄 등과 같은 열가소성 엘라스토머; 폴리락트산 수지(Poly Lactic Acid, PLA), 폴리히드록시알카노에이트 수지(Poly hydroxyalkanoat Acid, PHA), 폴리아미드(Polyamides, PA), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(poly trimethylene terephthalate, PTT), 폴리에틸렌 퓨라노에이트(polyethylene furanoate, PEF), 폴리글리콜산 수지(Poly Glycolic Acid, PGA), 폴리카프로락톤 수지(Poly Caprolactone Acid, PCL), D-3-히드록시 부틸레이트 수지(D-3-hydroxybutyrate Acid, PHB), 폴리부틸렌 숙시네이트(Polybutylene succinate Acid, PBS), 폴리부틸렌 아디페이트-테레프탈레이드 수지(butylene adipate-co-terephthalate, PBAT), 폴리부틸렌아디페이트(Poly(butylene adipate), PBA), 폴리부틸렌 숙시네이트-아디페이트(poly(butylene succinate-coadipate), PBSA), 열가소성 전분(TPS) 등과 같은 생분해성 고분자가 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 항균성 조성물에서, 상기 고분자 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 95.5 내지 99 중량% 범위일 수 있다.
또, 상기 항균성 조성물은 항균제를 포함한다. 상기 항균제는 항균 필름층에 항균성 및 항바이러스성을 부여할 수 있다.
일례에 따르면, 항균제는 구리, 산화아연, 및 제올라이트(zeolite)를 함유한다. 이 경우, 항균제로 구리, 산화아연 및 제올라이트를 단독으로 사용한 경우나 혹은 2종을 사용한 경우와 달리, Gram(+) 박테리아 및 Gram(-) 박테리아 등과 같은 세균에 대한 항균성을 발휘할 뿐만 아니라, BCov(Bovine coronavirus) 등과 같은 코로나바이러스에 대해서도 우수한 항바이러스성을 발휘할 수 있다.
상기 구리는 항균 필름에 우수한 항균성을 부여할 수 있는 금속이다. 이러한 구리의 비표면적은 특별히 한정되지 않으나, BET 비표면적이 약 4,000 내지 9,000 ㎠/g 범위일 경우, Gram(+) 박테리아에 대한 항균력이 더 향상될 수 있다.
또, 상기 구리의 형상은 특별히 한정되지 않으나, 항균력을 극대화하기 위해 판상형인 것이 바람직하다. 이때, 상기 구리의 길이, 폭 및 두께는 다양하게 조절할 수 있으며, 예컨대 길이는 약 10~75 ㎛이고, 폭은 약 10~75 ㎛이며, 두께는 약 3~10 ㎛일 수 있다. 일례에 따르면, 상기 구리는 1:1 ~ 1:9의 종횡비(aspect ratio)를 가질 수 있다. 이때, 구리의 두께는 약 3~10 ㎛일 수 있다.
이러한 구리의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 일례에 따르면 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.3 내지 2 중량% 범위, 구체적으로 약 0.4 내지 0.5 중량% 범위일 수 있다. 다른 일례에 따르면, 구리와 산화아연의 사용 비율(혼합 비율)은 구리와 산화아연의 총량을 기준으로 67:33~57:43 중량 비율, 구체적으로 67:33~60:40 중량비율일 수 있다. 또 다른 일례에 따르면, 구리, 산화아연 및 제올라이트(zeolite)의 사용 비율(혼합 비율)은 0.5~2.5 : 1 : 0.5~5 중량 비율일 수 있다.
또, 상기 산화아연은 항균 필름에 우수한 항균성을 부여할 뿐만 아니라, 탈취성, 자외선(UV) 차단성을 부여할 수 있고, 초발수성을 부여할 수 있다. 특히, 본 발명에서 산화아연은 Gram(-) 박테리아에 대한 항균력을 더 향상시킬 수 있다.
이러한 산화아연은 나노 크기일 경우, 박테리아 등과 같은 세균과의 친화력이 향상되어 항균성이 극대화될 수 있다. 일례로, 상기 산화아연의 평균 직경은 약 8 내지 100 ㎚, 구체적으로 약 40 내지 80 ㎚, 더 구체적으로 약 60 내지 75 ㎚, 보다 더 구체적으로 약 8 내지 70 ㎚일 수 있다.
상기 산화아연의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 일례에 따르면 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.2 내지 1 중량%, 구체적으로 0.2 내지 0.3 중량%일 수 있다. 다른 일례에 따르면, 산화아연과 제올라이트의 사용 비율(혼합 비율)은 산화아연과 제올라이트의 총량을 기준으로 10:90~30:70 중량비율, 구체적으로 10:90~20:80 중량비율일 수 있다.
또, 상기 제올라이트는 구체적으로 알칼리 금속 및/또는 알칼리토금속의 규산알루미늄(aluminosilicate) 수화물로, 기본 단위의 하나인 (Si,Al)O4 사면체가 또 다른 사면체와 산소를 공유하여 형성된 3차원 망상 구조를 가진다. 이러한 제올라이트는 항균 필름에 항균성을 부여할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 제올라이트는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 ZSM-5, 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, Mordenite, AlPO4, SAPO, MeAlPO, SAPO-5, XSM-5, AIPO-5, VPI-5, MCM-41, Chabazite, Clipptiolite, 실리카겔, 지르코늄계, 티타늄계, 실리케이트 등이 있는데, 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
이러한 제올라이트는 항균성 금속 양이온으로 이온 교환될 때, 항균성이 더 극대화될 수 있다. 사용 가능한 항균성 금속 이온으로는 당 분야에 통상적으로 항균성을 부여할 수 있는 금속의 이온이라면 특별히 한정되지 않는다. 일례에 따르면, 상기 항균성 금속 이온은 아연(Zn), 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn), 수은(Hg), 주석(Sn), 납(Pb), 비스무트(Bi), 카드뮴(Cd), 및 크롬(Cr)로 이루어진 군에서 선택된 금속의 이온을 1종 이상 함유할 수 있다.
상기 제올라이트의 크기(입경), 기공도 및/또는 기공 크기는 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 상기 제올라이트의 평균 직경은 약 1 내지 10 ㎛, 구체적으로 약 2 내지 7 ㎛, 더 구체적으로 약 3 내지 4 ㎛일 수 있다.
상기 제올라이트의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.5 내지 1.5 중량%, 구체적으로 약 0.8 내지 1.2 중량%일 수 있다.
전술한 항균성 조성물은 필요에 따라 전술한 성분들 이외에, 당 기술 분야에서 통상적으로 알려진 첨가제를 당해 조성물의 사용 목적 및 사용 환경에 따라 선택적으로 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 분산제, 흡습제, 안정제 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
이러한 첨가제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 당 기술분야에 알려진 통상적인 범위로 사용될 수 있다. 예컨대, 당해 항균성 조성물의 총량을 기준으로 약 0.001 내지 10 중량%, 구체적으로 약 0.01 내지 5 중량%, 더 구체적으로 약 0.1 내지 3 중량%일 수 있다.
상기 항균성 조성물은 당 기술분야에 통상적으로 알려진 방법을 통해 제조될 수 있다. 예컨대, 고분자 수지와, 구리, 산화아연 및 제올라이트를 함유하는 항균제, 및 선택적으로 첨가제를 볼밀, 비드밀, 3롤 밀(3roll mill) 바스켓 밀(basket mill), 디노 밀(dyno mill), 플레너터리(planetary) 등의 혼합 장비를 사용하여 실온 내지 적절히 승온된 온도에서 혼합 및 교반하여 항균성 조성물을 제조할 수 있다.
전술한 항균성 조성물로 형성된 항균 필름은 Gram(+) 박테리아 및 Gram(-) 박테리아에 대한 항균 활성치가 각각 2 이상이고, 코로나바이러스에 대한 항바이러스 활성치가 3 이상일 수 있다. 이러한 항균 필름을 포함하는 본 발명의 항균 파우치는 항균성 및 항바이러스성이 우수하여 내용물을 위생적으로 장기간 보관할 수 있다.
이러한 항균 필름으로 이루어진 제1 필름층(11)은 단일층이거나 또는 2층 이상의 복수층일 수 있다. 이때, 제1 필름층(11)이 복수층일 경우, 각 층의 조성은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 제1 필름층(11)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 제1 시트부(10)의 전체 두께를 기준으로 약 30 내지 100%일 수 있다. 일례로, 제1 필름층(11)의 두께는 약 50 내지 300 ㎛, 구체적으로 100 내지 200 ㎛일 수 있다.
또, 제1 필름층(11)은 적어도 일 표면이 매트(matt)면일 수 있다. 이러한 매트면은 매트(matt) 공법을 통해 형성되는 것으로, 항균 파우치에 독특한 촉감이나 외관을 부여할 수 있다. 일례에 따르면, 제1 필름층(11)은 표면 요철 패턴부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 시트부(10)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 필름층(11)의 일면 상에 배치된 제1 기재층(12)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 기재층(12)은 제1 필름층(11)을 지지하면서, 파우치 외부로부터의 세균 및 바이러스이 침투하는 것을 차단할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 제1 기재층(12)의 소재는 당 업계에서 통상적으로 알려진 플라스틱 필름이라면 제한없이 사용할 수 있고, 예컨대 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머 등이 있고, 구체적으로 폴리올레핀계 수지(예, LLDPE, LDPE, HDPE, ULDPE 등과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지(ABS resin), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리아미드 수지(예, 나일론66, 나일론6 등), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리염화비닐(PVC), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등과 같은 열가소성 수지; 폴리올레핀계 엘라스토머[예, 폴리에틸렌 엘라스토머(예, VLDPE 등), 폴리에틸렌 플라스토머, 폴리프로필렌 엘라스토머, 폴리메틸펜텐 엘라스토머 등], 열가소성 폴리우레탄 등과 같은 열가소성 엘라스토머 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다. 이들은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
이러한 제1 기재층(12)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 제1 시트부(10)의 전체 두께를 기준으로 약 30~100%, 구체적으로 약 30~90 %일 수 있다.
이러한 제1 기재층(12)은 3층 공압출을 적용하여 제조될 경우, 제1 필름층(11)과 달리, 항균성을 부여하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 제1 시트부(10)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 기재층(12)의 일면 상에 배치된 제3 필름층(13)을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 필름층(13)은 제1 필름층(11)과 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 다만, 상기 제3 필름층(13)은 제1 필름층(11)과 마찬가지로, 전술한 항균 필름일 경우, 제1 시트부(12)의 양면 모두에 항균성 및 항바이러스성을 부여하면서, 파우치 외부로부터의 세균 및 바이러스이 침투하는 것을 차단할 수 있다.
상기 제3 필름층(13)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 약 30 내지 90%일 수 있다. 일례로, 제3 필름층의 두께는 약 1 내지 20 ㎛, 구체적으로 3 내지 15 ㎛, 더 구체적으로 5 내지 10 ㎛일 수 있다.
전술한 본 발명의 제1 시트부(10)는 당 기술분야에 일반적으로 알려진 방법을 통해 제조될 수 있으며, 하기 제조방법에 의해서만 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 각 공정의 단계가 변형되거나 또는 선택적으로 혼용되어 수행될 수 있다. 예컨대, 제1 시트부(10)는 각 층의 물질들을 컴파운딩(compounding)한 후 당 분야에서 통상적으로 알려진 가공 방법, 예컨대 필름 성형법, 사출 성형법, 중공성형법, 파이프, 튜브, 프로파일 성형법, 시트 성형법 등에 따라 제조될 수 있다.
일례에 따르면, 제1 시트부가 제1 필름층(11)만 포함하는 단일층(monolayer)일 경우, 이축 압출 혼합기(twin screw compounder)를 이용하여 컴파운딩(compounding)한 후, 단일층 브로운 공압출 방법에 의해서 제1 필름층(11)으로 이루어진 제1 시트부(10)를 제조할 수 있다.
다른 일례에 따르면, 제2 시트부가 제1 필름층(11); 기재층(12); 및 제3 필름층(13)을 포함하는 멀티 층(multilayer)일 경우, 이축 압출 혼합기(twin screw compounder)를 이용하여 컴파운딩한 후, 멀티층 브로운 공압출 방법에 의해 제1 필름층(11); 기재층(12); 및 제3 필름층(13)을 포함하는 제1 시트부(10)를 제조할 수 있다.
상기 이축 압출 혼합기는 각 층의 물질들을 가열하고 유동시켜 연속적으로 혼합 및 압출하는 기계로서, 본체 입구에 설치된 원료공급기(hopper), 본체 내부에서 원료를 운반하는 스크류(screw), 스크류를 둘러싸는 배럴(barrel), 본체 출구의 다이(die)로 구성된다. 배럴은 수백 기압에 견디는 내압 구조를 가지며, 여러 단위로 분할되어 각 부분별 온도 제어가 가능하다(Feeding Section, Compression Section, Metering Section). 또한, 배럴 내부의 수지와 첨가제는 배럴 벽면에서 열에너지를, 스크류로부터 전단 에너지를 받아 가공되며, 다이는 최종 제품의 형상을 결정한다.
이러한 이축 압출 혼합기의 온도는 사용되는 수지의 종류에 따라 조절할 수 있고, 예컨대 약 150~300 ℃일 수 있다. 구체적으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지는 약 160~230 ℃일 수 있고, ABS 수지, PS는 약 190~230 ℃일 수 있으며, PET, 폴리아미드 수지는 약 250~280 ℃일 수 있고, 열가소성 폴리우레탄은 약 180~220 ℃일 수 있다.
또, 본 발명에서는 사용되는 수지의 종류와 형상, 혼합 특성에 따라 니더(kneader)를 사용할 수 있고, 이때 압출온도는 전술한 이축 압출 혼합기의 온도와 동일하다.
또한, 본 발명에서는 항균 필름층인 제1 필름층을 제조함에 있어, 상기 컴파운딩시 항균제를 고분자 수지에 균일하게 분산시켜 필름의 향균성 및 항바이러스성을 향상시키기 위해, 마스터 배치(Masterbatch)를 제조하여 사용할 수 있다.
상기 마스터 배치는 마스터 배치용 베이스 수지, 및 항균제를 포함한다.
상기 마스터 배치에 사용되는 수지('마스터 배치용 베이스 수지')는 각 층의 수지, 예컨대 항균 필름의 고분자 수지와 동일하거나 상이할 수 있다. 다만, 마스터 배치용 베이스 수지는 항균 필름의 고분자 수지와의 상용성 측면에서 동일한 것이 바람직하다. 이러한 마스터 배치용 베이스 수지의 예로는 LLDPE, LDPE, HDPE, ULPE, PP, PVC, TPU 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 마스터 배치에서, 항균제의 함량은 마스터 배치의 총량을 기준으로 약 3~15 중량%일 수 있다.
또, 상기 마스터 배치는 분산 및 가공성을 위한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 분산제 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
상기 마스터 배치의 제조시, 이축 압출 혼합기나 니더를 사용할 수도 있다.
이러한 마스터 배치의 사용량은 각 필름의 용도 및 성형방법에 따라 조절할 수 있다. 예컨대, 항균 필름의 경우, 마스터 배치의 사용량(함량)은 항균 필름을 형성하는 조성물('항균성 조성물')의 총량을 기준으로 약 5~20 중량%일 수 있다.
전술한 마스터 배치를 이용한 컴파운드는 가공 방법에 상관없이 우수한 항균성 및 바이러스성을 발휘하며, 이러한 컴파운드는 성형 조건, 설비 변경 없이 적용될 수 있다. 예컨대, 상기 컴파운드를 이용하여 필름 성형할 경우, blown 압출, T-die 압출 등의 압출 방법과 mono-layer, double-layer, multi-layer 성형 등 필름의 구조와 상관없이 외면에 기술된 함량 만큼의 항균제가 첨가된다면, 항균 및 항바이러스력을 유지할 수 있다. 또, 상기 컴파운드를 이용하여 사출 성형할 경우, 사출 성형 방법이나 조건에 상관없이 상기 컴파운드를 이용하면 항균 및 항바이러스력을 유지할 수 있다. 또, 상기 컴파운드를 이용하여 중공 성형할 경우, 압출 중공성형, 사출 중공성형, 연신 중공성형을 비롯한 단층 및 다층 중공성형 등 구조에 상관없이 항균 및 항바이러스력을 유지할 수 있다. 상기 컴파운드를 이용하여 파이프, 튜브, 프로파일 성형할 경우, 압출 물 구조에 상관없이 항균 및 항바이러스력이 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 상기 컴파운드를 이용하여 시트 성형할 경우, T-die압출 또는 카렌더링에 의한 시트 성형에 상관없이 항균 및 항바이러스력이 유지될 수 있다.
(2) 제2 시트부
본 발명에 따른 항균 파우치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 시트부(10)에 대향 배치된 제2 시트부(20)를 포함한다. 이때, 상기 제2 시트부(20)는 제1 시트부(10)의 제1 필름층(11)과 동일하거나 또는 상이한 제2 필름층(21)을 함유한다.
일례에 따르면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제2 시트부(20)는 제1 필름층(11)과 동일하거나 또는 상이한 제2 필름층(21)을 함유한다. 이때, 제2 필름층(21)은 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름일 수 있다.
다른 일례에 따르면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 시트부(20)는 제2 필름층(21); 상기 제2 필름층(21) 상에 배치된 제2 기재층(22); 및 상기 제2 기재층(22) 상에 배치되고, 상기 제2 항균 필름층과 동일하거나 상이한 제4 필름층(23)을 포함할 수 있고, 상기 제4 필름층(23)은 생략될 수 있다. 이때, 상기 제2 필름층(21)은 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름으로, 제1 시트부(10)와 대면한다. 또, 상기 제4 필름층(23)은 제2 필름층(21)과 동일하거나 또는 상이한 것으로, 바람직하게 제2 필름층(21)과 마찬가지로, 전술한 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름일 수 있다.
상기 제2 시트부(20)의 제2 필름층(21), 제2 기재층(22) 및 제4 필름층(23)에 대한 설명은 각각 제1 시트부의 제1 필름층(11), 제1 기재층(12) 및 제3 필름층(13)에 기재된 바와 동일하기 때문에 생략한다.
(3) 밀폐 잠금부
본 발명에 따른 항균 파우치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 시트부(10) 및 제2 시트부(20)의 상단부에 배치된 밀폐 잠금부(30)를 포함한다.
상기 밀폐 잠금부(30)는 상기 제1 시트부의 상단부 내면에 길이 방향으로 배치된 제1 결합부(31), 및 상기 제2 시트부의 상단부 내면에 길이 방향으로 상기 제1 결합부와 대향 배치되어 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부(32)를 포함한다.
이러한 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)의 형상은 특별히 한정되지 않으나, 항균 파우치 내에 내용물(예, 마스크)을 보관하면서 외부와 완전히 밀폐 차단하기 위해서 길이방향(X축 방향)으로 긴 띠 형상일 수 있다.
상기 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)의 길이, 폭 및 두께는 특별히 한정되지 않으며, 제1 시트부(10)와 제2 시트부(20)의 크기에 따라 조절할 수 있다.
상기 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)의 소재는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 열경화성 수지, 열경화성 엘라스토머 등이 있고, 구체적으로 폴리올레핀계 수지(예, LLDPE, LDPE, HDPE, ULDPE 등과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌 비닐 아세테이트 수지(EVA resin), 열경화성 폴리우레판 등이 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 이때, 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)는 각각 열경화성 수지와 열경화성 엘라스토머를 혼합하여 구성할 경우, 경질, 소프트한 물성을 동시에 확보할 수 있다.
상기 밀폐 잠금부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32) 상에 배치되고, 상기 제1 결합부(31)와 제2 결합부(32)의 길이 방향으로 좌우 이동하여 상기 제1 결합부(31)와 제2 결합부(32)가 서로 결합되도록 보조하는 보조 결합부(33)를 더 포함할 수 있다. 이러한 보조 결합부(33)에는 외부로 돌출된 손잡이부(33a)가 형성되어 있을 수 있다. 본 발명에 따른 항균 파우치의 사용자는 상기 손잡이부(33a)에 의해 보조 결합부(33)를 용이하게 좌우 이동시켜 제1 결합부(31)와 제2 결합부(32)를 서로 용이하게 결합시킬 수 있다.
상기 보조 결합부(33)의 소재는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 열경화성 수지, 열경화성 엘라스토머 등이 있고, 구체적으로 폴리올레핀계 수지(예, LLDPE, LDPE, HDPE, ULDPE 등과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리염화비닐(PVC) 등이 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
(4) 실링부
본 발명에 따른 항균 파우치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 시트부(10) 및 상기 제2 시트부(20)의 상단부를 제외한 가장자리, 상기 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)의 양 측단부를 상호 부착시킨 실링부(40)를 포함한다.
일례에 따르면, 상기 실링부(40)는 제1 시트부(10), 제2 시트부(20), 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)의 일 측단부를 상호 부착시키는 제1 실링부(41); 제1 시트부(10), 제2 시트부(20), 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)의 일측단부를 상호 부착시키는 타 측단부를 상호 부착시키는 제2 실링부(42); 및 제1 시트부(10) 및 제2 시트부(20)의 하단부를 상호 부착시키는 제3 실링부(43)를 포함한다.
상기 실링부(40)는 제1 시트부(10)와 제2 시트부(20)를 서로 대면한 상태로 당 업계에 일반적으로 알려진 실링 공법을 이용하여 제1 시트부(10)와 제2 시트부(20)의 가장자리(단, 상단부 제외)를 상호 간에 융착하여 실링할 수 있다. 이때, 제1 시트부(10)의 상단부에 배치된 제1 결합부(31)와 제2 시트부(20)의 상단부에 배치된 제2 결합부(32)의 양측단부도 상호간에 융착되어 실링될 수 있다.
상기 실링부(40)는 엠보 롤러 등을 이용하는 엠보 실링법을 적용하여 실링 강도를 높일 수 있다. 따라서, 각 실링부(41, 42, 43)에는 엠보(미도시됨)가 형성되어 있다.
전술한 본 발명에 따른 항균 파우치는 항균성 및 항바이러스성이 우수할 뿐만 아니라, 외부로부터의 세균 및 바이러스 차단성이 우수하다. 또한, 본 발명의 항균 파우치는 소독 및 세척 후 재사용성이 우수하다. 따라서, 본 발명의 항균 파우치는 마스크 등과 같은 내용물을 위생적으로 장기간 보관할 수 있고, 또한 반영구적으로 사용될 수 있다. 이러한 본 발명의 항균 파우치는 마스크 등의 위생용품 뿐만 아니라, 화장품 등의 각종 물품을 보관하는 데에 사용될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> - 항균 파우치의 제조
1-1. 항균성 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 98.3 중량%, 구리 0.45 중량%, 산화아연 0.25 중량%, 및 Zn2+ 이온으로 이온 교환된 제올라이트 1.00 중량%를 혼합하여 항균성 조성물을 제조하였다. 이때, 구리의 비표면적은 4000~9000cm2/g, 구체적으로 5000~7500cm2/g, 보다 구체적으로 6000~7000cm2/g이었다. 또한, 산화아연의 평균 직경은 40~100nm, 구체적으로 60~80nm, 보다 구체적으로 65~75nm이었다. 또, Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트의 평균 직경은 1~10um, 구체적으로 1~7um, 보다 구체적으로 1~4um이었다. 여기서, 실험예 1의 구리, 산화아연, 제올라이트는 0.5~1 : 1 : 2.5~3 중량 비율로 혼합되고, 구체적으로는 2 : 1 : 4 의 중량비율로 혼합되었다.
1-2. 항균 필름의 제조
실시예 1-1에서 제조된 항균성 조성물을 이용하여 단일층의 항균 필름을 제조하였다. 상기 단일층 항균 필름은 원료공급기(hopper), 스크류(screw), 스크류를 둘러싸는 배럴(barrel), 본체 출구의 다이(die)로 구성된 이축 압출 혼합기(twin screw compounder)를 이용하여, 단일층 블로운 공압출 방법을 사용하여 제조되었다.
1-3. 항균 파우치 A의 제조
실시예 1-2에서 제조된 항균 필름을 일정한 크기(18㎝x18㎝)로 절단하여 제1 시트부(10) 및 제2 시트부(20)를 얻었다. 이어서, 상기 제1 시트부(10) 및 제2 시트부(30)의 상단부 각각에 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)를 부착하였다. 이때, 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)는 탄성이 있는 고분자 수지(예,LDPE, 엘라스토머, EVA)로 된 긴 띠 형상으로, 서로 맞물려 결합될 수 있는 부재를 사용하였다. 이후, 상기 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32) 상에, 좌우 이동하여 상기 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)를 결합시킬 수 있는 보조 결합부(33)를 장착하였다. 이때, 보조 결합부(33)에는 외부로 돌출된 손잡이부가 있었다. 이러한 보조 결합부는 플라스틱 소재(예, PP, HDPE, PVC)로 된 것이었다. 이어서, 상기 제1 결합부(31)가 장착된 제1 시트부(10)와 상기 제2 결합부(32)가 장착된 제2 시트부(20)를 서로 대면시킨 후, 엠보 실링기를 이용하여 각 시트부(10, 20)의 가장자리를 융착시켜 실링처리함으로써 항균 파우치 A를 제조하였다.
1-4. 항균 파우치 B의 제조
실시예 1-1에서 제조된 항균성 조성물을 이용하여 3층의 압출 필름을 제조하였다. 상기 3층 압출 필름은 원료공급기(hopper), 스크류(screw), 스크류를 둘러싸는 배럴(barrel), 본체 출구의 다이(die)로 구성된 이축 압출 혼합기(twin screw compounder)를 이용하여, 3층 블로운 공압출 방법을 사용하여 제조되었다.
이후, 실시예 1-3에서 사용된 항균 필름 대신 전술한 3층의 압출 필름을 이용하여 제1 시트부(10) 및 제2 시트부(20)를 얻는 것을 제외하고는, 실시예 1-3과 동일하게 수행하여 항균 파우치 B를 제조하였다.
<실시예 2 내지 8>
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1-1에서 사용된 폴리올레핀(PO) 수지 대신 폴리올레핀 엘라스토머(PEO), 나일론(PA6), TPU(Thermoplastic polyurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드(PVC), ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(PC)를 각각 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 실시예 2~8의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다.
<비교예 1-1>
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 99.25 중량%와 구리 0.75 중량%를 혼합하여 항균성 조성물을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 1-1의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다.
<비교예 1-2>
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 99.75 중량%와 산화아연 0.25 중량%를 혼합하여 항균성 조성물을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 1-2의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다.
<비교예 1-3>
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 99.3 중량%와 구리 0.45 중량%, 산화아연 0.25 중량%를 혼합하여 항균성 조성물을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 1-3의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다. 이때, 구리와 산화아연은 2:1~4:3의 중량비율로 혼합되었고, 구체적으로 2:1의 중량비율로 혼합되었다.
<비교예 1-4>
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 98.75 중량%와 산화아연 0.25 중량%, Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트 1.00 중량%를 혼합하여 항균성 조성물을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 1-4의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다. 이때, 산화아연과 Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트는 1:9~3:7의 중량 비율로 혼합되었고, 구체적으로 2:8의 중량 비율로 혼합되었다.
<비교예 2-1 내지 8-4>
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 비교예 1에서 항균성 조성물을 제조하는 데 사용된 폴리올레핀(PO) 수지 대신 폴리올레핀 엘라스토머(PEO), 나일론(PA6), TPU(Thermoplastic polyurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드(PVC), ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(PC)를 각각 사용한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 수행하여 비교예 2-1~8-4의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다.
<실험예 1> - 항균 필름의 항균성
실시예 1~8, 비교예 1-1~8-4에서 제조된 항균 필름에 대한 항균성을 평가하기 위해서, 필름밀착법(JIS Z 2801 : 2010)에 의해 실험하여 항균 활성치(A) 및 항균력을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 항균 활성치(A)는 하기 수학식 1에 따라 계산하였고, 항균력(%)은 하기 수학식 2에 따라 계산하였다.
[수학식 1]
A = log(24시간 후 대조군의 세균농도) - log(24시간 후 실험군의 세균농도)
[수학식 2]
Figure pat00001
고분자 수지
[Pellet(Chip)]		 Cu Powder ZnO Powder Zeolite(Zn2+) 항균활성치
6500cm2/g
(비표면적)		 70nm
(평균입경)		 5um
(평균입경)		 균주1(G+) 균주2(G-)
실시예 1 PO 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.2
비교예 1-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 1-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.6 0.9
비교예 1-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.5
비교예 1-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.7 1.7
실시예 2 POE 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.1
비교예 2-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 2-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.6 1.0
비교예 2-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.6
비교예 2-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.7 1.5
실시예 3 Nylon
(PA6)		 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.2
비교예 3-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 3-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.6 0.7
비교예 3-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.8
비교예 3-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.7 1.4
실시예 4 TPU 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.2
비교예 4-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 4-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.6 0.8
비교예 4-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.4
비교예 4-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.9 1.9
실시예 5 PET 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.21
비교예 5-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 5-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.6 0.6
비교예 5-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.8
비교예 5-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.4 1.6
실시예 6 PVC 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.2
비교예 6-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 6-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.6 1.2
비교예 6-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.4
비교예 6-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.5 1.8
실시예 7 ABS 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.2
비교예 7-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.6 0.1
비교예 7-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.2 0.7
비교예 7-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.2
비교예 7-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.5 1.6
실시예 8 PC 98.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.6 6.2
비교예 8-1 99.25 wt% 0.75 wt% - - 4.1 0.1
비교예 8-2 99.75 wt% - 0.25 wt% - 4.3 0.6
비교예 8-3 99.30 wt% 0.45 wt% 0.25 wt% - 4.6 3.4
비교예 8-4 98.75 wt% - 0.25 wt% 1.00 wt% 1.2 1.9
실시예 1 내지 8에서는 구리와 산화아연, Zn2+ 이온으로 이온교환된 제올라이트를 함께 사용하여 균주 1 및 2에 대한 항균력을 최대로 향상시킬 수 있었다. 구체적으로, 실시예 1 내지 8에서, 균주 1에 대한 항균활성치 값은 4.6 이상이었으며, 균주 2에 대한 항균활성치 값은 6.1이상으로 확인되었다.
<비교예 9>
표 2에 기재된 바와 같이, 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 98.50 중량%와 구리-아연 합금 1.50 중량%를 혼합하여 항균성 조성물을 제조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 비교예 9의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다. 이때, 구리-아연 합금에서, 구리와 아연의 혼합 비율은 6:4 ~ 8:2 중량%이고, 구체적으로 7:3 중량%이었다.
<비교예 10 내지 16>
표 2에 기재된 바와 같이, 비교예 1에서 항균성 조성물을 제조하는 데 사용된 폴리올레핀(PO) 수지 대신 폴리올레핀 엘라스토머(PEO), 나일론(PA6), TPU(Thermoplastic polyurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드(PVC), ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(PC)를 각각 사용하여 항균성 조성물을 제조하는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일하게 수행하여 비교예 10~16의 항균성 조성물, 항균 필름, 항균 파우치 A 및 항균 파우치 B를 제조하였다.
<실험예 2>
실시예 1~8, 비교예 9~16에서 제조된 항균 필름에 대한 항바이러스성을 평가하기 위하여, 필름밀착법(JIS Z 2801 : 2010)에 의해 실험하여 항바이러스 활성치(A) 및 항균력을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 항균 바이러스 활성치(A)는 하기 수학식 3에 따라 계산하였고, 항균력(%)은 하기 수학식 4에 따라 계산하였다. 이때, 바이러스 정량법으로는 Kaeber Method를 사용하였고, 실험에 사용된 바이러스는 코로나 바이러스의 일종인 BCoV(Bovine coronavirus)이었다.
[수학식 3]
A = 대조군의 log10TCID50/ml - 실험군의 log10TCID50/ml
[수학식 4]
Figure pat00002
노출시간
(hr)		 베이스 수지
[Pellet(Chip)]		 Brass Powder Cu Powder ZnO Powder Zeolite(Zn2+) 항바이러스
활성치
(Cu-Zn alloy) 6500cm2/g
(비표면적)		 70nm
(평균입경)		 5um
(평균입경)		 Corona
virus
실시예 1 0.5 PO
 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.2
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.6
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.2
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
비교예 9 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.4
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
실시예 2 0.5
PEO		 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.1
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.2
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
비교예 10 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.4
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.9
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
실시예 3 0.5
Nylon
(PA6)
 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.2
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.3
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
비교예 11 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.4
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.8
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
실시예 4 0.5 TPU 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.3
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.6
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.9
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
비교예 12 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.4
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.9
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
실시예 5 0.5 PET 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.2
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.6
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
비교예 13 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.4
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.8
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
실시예 6 0.5 PVC 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.0
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.3
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
비교예 14 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.4
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.7
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.9
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.8
실시예 7 0.5 ABS 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 2.9
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.1
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.8
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
비교예 15 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.7
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.8
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
실시예 8 0.5 PC
 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.3
1 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 3.6
4 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.0
24 98.30 wt% - 0.45 wt% 0.25 wt% 1.00 wt% 4.2
비교예 16 0.5 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 1.5
1 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
4 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
24 98.50 wt% 1.50 wt% - - - 2.0
상기 표 2에 따르면, 실시예 1 내지 8에 따라 제조된 항균성 조성물은 30분 안에 항바이러스성활성치 값 2.9 이상을 나타냈으며, 빠른 시간내에 높은 항바이러스성 효과를 나타낸다. 또한 24시간 후의 항바이러스성활성치 값은 4.0 이상인 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 3> - 구리의 비표면적 및 수지의 종류에 따른 항균성 평가
본 발명에 따른 구리의 비표면적 및 수지의 종류에 따른 항균성을 확인하기 위해서, 필름밀착법(JIS Z 2801 : 2010)에 따라 항균시험을 수행하여 항균 활성치를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 항균활성치(A)는 상기 수학식 1에 따라 계산하였다.
1) 구리의 비표면적에 따른 항균 필름의 항균활성치
하기 표 3에 기재된 조성과 같이, 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리올레핀(PO) 수지 99.00 중량%와 구리 1.00 중량%를 혼합하여 시험군 1-1 내지 1-3의 항균성 조성물을 제조한 후, 이를 이용하여 항균 필름을 제조하였다. 이때, 표 3에 기재된 구리 1의 BET 비표면적은 10~40cm2/g, 구체적으로는 15~30cm2/g, 보다 구체적으로는 20~25cm2/g이었다. 또한, 표 3에 기재된 구리 2의 BET 비표면적은 40~110cm2/g, 구체적으로는 60~90cm2/g, 보다 구체적으로는 70~80cm2/g이었고, 구리 3의 BET 비표면적은 4000~9000cm2/g, 구체적으로 5000~7500cm2/g, 보다 구체적으로 6000~7000cm2/g이었다.
2) 수지의 종류에 따른 항균 필름의 항균활성치
전술한 시험군 1-1의 항균성 조성물에서 사용된 폴리올레핀(PO) 수지 대신 폴리올레핀 엘라스토머(PEO), 나일론(PA6), TPU(Thermoplastic polyurethane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리비닐 클로라이드(PVC), ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(PC)를 각각 사용한 것을 제외하고는, 시험군 1과 동일하게 수행하여 시험군 2-1~8-3의 항균 조성물 및 항균 필름을 각각 제조하였다.
베이스 수지
(Pellet)		 Cu Powder(비표면적 cm2/g) 항균활성치
구리 1
(23cm2/g)		 구리 2
(74cm2/g)		 구리 3
(6500cm2/g)		 균주1(G+) 균주2(G-)
시험군 1-1 PO 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.1 0.3
시험군 1-2 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.2 0.3
시험군 1-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 4.2 0.1
시험군 2-1 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.3 0.3
시험군 2-2 POE 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.7 0.6
시험군 2-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 4.1 0.2
시험군 3-1 Nylon
(PA6)		 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.2 0.0
시험군 3-2 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.5 0.3
시험군 3-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 4.6 0.2
시험군 4-1 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.4 0.9
시험군 4-2 TPU 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.8 0.4
시험군 4-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 4.5 0.5
시험군 5-1 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.4 0.9
시험군 5-2 PET 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.7 0.4
시험군 5-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 4.7 0.5
시험군 6-1 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.3 0.2
시험군 6-2 PVC 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.7 0.3
시험군 6-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 4.5 0.2
시험군 7-1 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.4 0.7
시험군 7-2 ABS 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.2 0.6
시험군 7-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 4.3 0.5
시험군 8-1 99.00 wt% 1.00 wt% - - 0.2 0.6
시험군 8-2 PC 99.00 wt% - 1.00 wt% - 1.4 0.2
시험군 8-3 99.00 wt% - - 1.00 wt% 3.9 0.5
시험결과, 표 3과 같이, BET 비표면적이 23cm2/g, 74cm2/g인 구리를 포함하는 조성물의 경우 균주 1(gram positive bacteria)에 대한 항균활성치 값은 각각 2 이하인 반면, BET 비표면적이 6500cm2/g인 구리를 포함하는 조성물은 3.9 내지 4.7의 항균활성치를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 같은 질량%의 구리를 첨가하더라도 구리의 비표면적을 크게 하는 경우 항균성이 높아짐을 확인할 수 있었다. 반면, 구리의 비표면적을 향상시켜도 균주 2(gram negative bacteria)에 대한 항균활성치는 증가하지 않았다.
100: 항균 파우치,
10: 제1 시트부, 11: 제1 필름층,
12: 제1 기재층, 13: 제3 필름층,
20: 제2 시트부, 21: 제2 필름층,
22: 제2 기재층, 23: 제4 필름층,
30: 밀착 잠금부, 31: 제1 결합부,
32: 제2 결합부, 33: 보조 결합부,
33a: 손잡이부, 40: 실링부,
41: 제1 실링부, 42: 제2 실링부,
43: 제3 실링부

Claims (16)

  1. 제1 필름층을 함유하는 제1 시트부;
    상기 제1 시트부와 대향 배치되고, 상기 제1 필름층과 동일하거나 상이한 제2 필름층을 함유하는 제2 시트부;
    상기 제1 시트부의 상단부 내면에 길이 방향으로 배치된 제1 결합부, 및 상기 제2 시트부의 상단부 내면에 길이 방향으로 상기 제1 결합부와 대향 배치되어 상기 제1 결합부와 결합하는 제2 결합부를 함유하는 밀폐 잠금부; 및
    상기 제1 시트부 및 상기 제2 시트부의 상단부를 제외한 가장자리, 상기 제1 결합부 및 제2 결합부의 양 측단부를 상호 부착시킨 실링부
    를 포함하고,
    상기 제1 필름층 및 제2 필름층 중 적어도 어느 하나는 (a) 고분자 매트릭스; 및 (b) 상기 고분자 매트릭스에 분산된 항균제를 포함하는 항균 필름이고,
    상기 항균제는 구리, 산화아연, 및 제올라이트(zeolite)를 함유하는 것인, 항균 파우치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구리는 판상형을 갖는, 항균 파우치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구리는 1:1~1:9의 종횡비(aspect ratio)를 갖는, 항균 파우치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구리는 4,000 내지 9,000 ㎠/g의 BET 비표면적을 갖는, 항균 파우치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산화아연은 8 내지 100 ㎚의 평균 직경을 갖는, 항균 파우치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트는 항균성 금속 이온으로 이온 교환된 것인, 항균 파우치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 항균성 금속 이온은 아연(Zn), 은(Ag), 구리(Cu), 주석(Sn), 수은(Hg), 주석(Sn), 납(Pb), 비스무트(Bi), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), ~~로 이루어진 군에서 선택된 금속의 이온을 1종 이상 함유하는 것인, 항균 파우치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제올라이트는 1 내지 10 ㎛의 평균 직경을 갖는, 항균 파우치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구리, 산화아연 및 제올라이트(zeolite)는 0.5~2.5 : 1 : 0.5~5 중량 비율로 포함되는, 항균 파우치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스는 열가소성 수지, 및 열가소성 엘라스토머, 및 생분해성 고분자 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유하는, 항균 파우치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 항균 필름층은, 당해 필름층의 총량을 기준으로
    95.5 내지 99 중량%의 고분자 매트릭스,
    0.3 내지 2 중량%의 구리,
    0.2 내지 1 중량%의 산화아연, 및
    0.5 내지 1.5 중량%의 제올라이트
    를 포함하는 것인, 항균 파우치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 항균 필름층은 매트(matt)면을 갖는, 항균 파우치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 항균 필름층은 Gram(+) 박테리아 및 Gram(-) 박테리아에 대한 항균 활성치가 각각 2 이상이고, 코로나바이러스에 대한 항바이러스 활성치가 3 이상인, 항균 파우치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시트부는
    상기 제1 필름층 상에 배치된 제1 기재층; 및
    상기 제1 기재층 상에 배치되고, 상기 제1 필름층과 동일하거나 상이한 제3 필름층
    을 더 포함하되, 상기 제1 필름층이 상기 제2 시트부와 대면하는 것인, 항균 파우치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 시트부는
    상기 제2 필름층 상에 배치된 제2 기재층; 및
    상기 제2 기재층 상에 배치되고, 상기 제2 항균 필름층과 동일하거나 상이한 제4 필름층
    을 더 포함하되, 상기 제2 필름층이 상기 제1 시트부와 대면하는 것인, 항균 파우치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 밀폐 잠금부는,
    상기 제1 결합부 및 제2 결합부 상에 배치되고, 상기 제1 결합부와 제2 결합부의 길이 방향으로 좌우 이동하여 상기 제1 결합부와 제2 결합부가 서로 결합되도록 보조하는 보조 결합부
    를 더 포함하는, 항균 파우치.
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