KR20220095600A - 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물 및 이로 형성된 항균 플라스틱 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베이스 수지, 구리나노입자, 실란 커플링제 및 유기용매를 포함하여, 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 갖는 플라스틱 조성물 및 이로 형성된 플라스틱을 제공한다.
Description
본 발명은 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물 및 이로 형성된 항균 플라스틱에 관한 것이다.
환경의 변화에 의해 인간의 건강을 위협하는 바이러스, 박테리아 등이 확산됨에 따라, 여러 기술 분야에서 이를 효과적으로 차단하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 특히, 아이들은 성인에 비해 면역력이 현저히 떨어지므로 바이러스 및 독성으로 인한 큰 문제를 야기시키는 것을 미리 방지하기 위한 다양한 시도들이 계속 되고 있다.
이에, 생활에 자주 사용되는 플라스틱 제품에는, 항균 기능을 부여하기 위하여, 주로 종래의 유기 항균제가 사용되어 왔다. 그러나, 유기 항균제는 인체에 유해하여, 사용이 제한적이었다.
최근에는, 상기와 같은 문제를 갖는 유기 항균제의 사용을 대체하고자, 은, 구리 등의 금속 물질을 포함하여 항균 효과를 구현하고자 하는 다양한 시도들이 계속되고 있다. 일례로, 대한민국 등록특허 제10-2096213호에서는 베이스 수지, 금속산화물, 아연피리티온, 경화제, 유기용매 등을 포함하는 항균성 조성물을 포함하는 플라스틱재 가구의 제조방법에 대해 개시하고 있다.
한편, 상기 등록특허를 포함하여, 금속 입자를 이용하는 종래의 항균 플라스틱의 경우에는, 항균 효과는 우수한 이점이 있으나, 금속 입자에 의해 고분자 결합의 치밀성이 저하되어 플라스틱의 제조 공정에서 크랙이 발생되거나, 최종적으로 제조된 제품의 내충격성, 강도 등이 충분히 구현되지 못하는 문제가 있었다.
또한, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 상기 등록특허에서는 소량의 금속 입자를 사용하고 있으나, 금속 입자를 소량 사용할 경우에는, 항균 효과가 충분히 구현되지 못하여, 항균 제품으로서의 특성 구현이 어려운 문제가 있었다.
따라서, 금속 입자를 포함하는 항균 플라스틱을 제조하기 위한 것으로, 충분한 향균 효과를 구현할 수 있도록 적정량의 금속 입자를 포함하여, 우수한 항균 효과를 구현하면서도 인장 강도, 충격 강도 등 기계적 물성이 향상된, 플라스틱에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 첫 번째 목적은 적정량의 구리나노입자를 포함하여 우수한 항균 효과를 가지면서도 인장강도, 충격강도 등의 기계적 물성이 우수한, 플라스틱 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 두 번째 목적은 상기 조성물로 형성되어, 항균 효과 및 기계적 물성이 우수한, 플라스틱을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적은 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수 있다.
상기 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 수지, 구리나노입자, 실란 커플링제 및 유기용매를 포함하되, 상기 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물을 제공한다.
상기 항균 플라스틱 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 구리나노입자 7 ~ 15 중량부, 상기 실란 커플링제 1 ~ 10 중량부 및 상기 유기용매 30 ~ 100 중량부를 포함할 수 있다.
상기 베이스 수지는 폴리카보네이트를 포함할 수 있다.
상기 구리나노입자는 평균 입자 크기가 200 ~ 300 나노미터(nm)인 것일 수 있다.
상기 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)을 1 : 0.1 ~ 1 : 7 ~ 12 의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 항균 플라스틱 조성물은 대전방지제를 더 포함하되, 상기 대전방지제는 글리세릴 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬아민으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 유기용매는 헥산, 톨루엔, 자일렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 디메틸아세트아미드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 두 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상기된 항균 플라스틱 조성물로 형성된, 항균 플라스틱을 제공한다.
본 발명의 항균 플라스틱 조성물은 충분한 효과를 구현할 수 있도록 적정량의 구리나노입자를 포함하여 항균 효과가 우수하면서도 인장 강도, 충격 강도 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다.
본 발명의 항균 플라스틱은, 상기된 조성물을 성형하여 형성됨으로써, 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 가질 수 있다. 이에 따라, 소비자들의 선호도가 우수할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
이하에서 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는 베이스 수지; 구리나노입자; 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 실란 커플링제; 및 유기용매;를 포함하는, 항균 플라스틱 조성물을 제공한다.
구체적으로, 본 실시예의 항균 플라스틱 조성물은 종래보다 구리 성분을 고함량으로 포함하여 우수한 항균 효과를 구현할 뿐 아니라, 향상된 기계적 물성을 가질 수 있다.
본 실시예의 베이스 수지는 본 실시예에 따르는 항균 플라스틱 조성물의 주요 성분으로서, 구체적으로는 폴리카보네이트를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 베이스 수지로 폴리카보네이트를 포함함으로써, 우수한 내충격성, 내열성, 내후성, 자기소화성, 투명성, 유연성, 가공성 등의 특성을 구현할 수 있다.
한편, 폴리카보네이트는 상기와 같은 이점이 있으나, 정전기에 약해, 본 실시예에서는 대전방지제를 더 포함함으로써, 정전기 발생에 의한 문제를 최소화할 수 있다.
본 실시예의 대전방지제는 글리세릴 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬아민으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 본 실시예의 대전방지제는 글리세릴 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬아민을 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 본 실시예의 대전방지제는 글리세릴 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬아민을 1 : 2 의 중량비로 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예의 대전방지제는 글리세릴 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬아민을 1 : 2의 중량비로 포함할 때, 우수한 대전방지 효과를 구현할 수 있다.
본 실시예의 항균 플라스틱 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 대전방지제를 4 ~ 7 중량부, 구체적으로는 5 ~ 6 중량부로 더 포함할 수 있다.
특히, 본 실시예의 항균 플라스틱 조성물이 상기 베이스 100 중량부에 대해 상기 대전방지제를 4 ~ 7 중량부로 더 포함할 때, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 대전방지제를 4 중량부 미만으로 포함하거나 7 중량부 초과로 포함할 경우 보다, 본 실시예의 항균 플라스틱 조성물은 우수한 항균 효과 및 기계적 물성과 함께 대전 방지 효과를 구현할 수 있다.
본 실시예의 구리나노입자는 구리입자로서, 평균 입자 크기가 나노미터 수준인 것 이라면, 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 본 실시예의 구리나노입자는 산화구리(Ⅰ)(아산화구리, Cu2O) 및 산화구리(Ⅱ)(CuO)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 구리 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 본 실시예의 구리나노입자는 산화구리(Ⅰ)(아산화구리, Cu2O)를 포함할 수 있으며, 이때, 더욱 우수한 항균 효과를 구현할 수 있다.
본 실시예의 구리나노입자는 평균 입자 크기가 200 ~ 300 나노미터, 구체적으로는 220 ~ 280 나노미터, 더 구체적으로는 250 ~ 260 나노미터일 수 있다.
특히, 본 실시예의 구리나노입자의 평균 입자 크기가 200 ~ 300 나노미터로 형성될 때, 구리나노입자의 평균 입자 크기가 200 나노미터 미만이거나 300 나노미터 초과인 경우 보다, 더욱 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 구현할 수 있다.
본 실시예의 항균 플라스틱 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 구리나노입자 7 ~ 15 중량부, 구체적으로는 8 ~ 14 중량부, 더 구체적으로는 10 ~ 12 중량부를 포함할 수 있다.
특히, 본 실시예의 항균 플라스틱 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 구리나노입자 7 ~ 15 중량부로 포함할 때, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 구리나노입자를 7 중량부 미만으로 포함하거나 15 중량부 초과로 포함하는 경우 보다, 더욱 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 구현할 수 있다. 한편, 본 실시예의 항균 플라스틱 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 구리나노입자를 15 중량부로 초과하여도, 항균 효과의 향상 정도에 차이가 미미하여, 경제적이지 못할 수 있다.
본 실시예의 실란 커플링제는 베이스 수지와 구리나노입자의 계면 간의 상용성을 높이는 것으로서, 공지의 실란계 성분이 포함될 수 있다.
예를 들어, 본 실시예의 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)를 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 실란 커플링제로 에폭시기를 포함하는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 아미노기를 포함하는 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 (메타)아크릴기를 포함하는 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)을 모두 포함함으로써, 항균 효과가 우수하면서도 기계적 물성이 우수한, 항균 플라스틱 조성물을 제공할 수 있다.
더 구체적으로, 본 실시예의 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)를 1 : 0.1 ~ 1 : 7 ~ 12 중량부로 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 실란 커플링제를 상기의 비율로 포함함으로써, 더욱 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 갖는, 항균 플라스틱 조성물을 제공할 수 있다.
가장 구체적으로, 본 실시예의 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)를 1 : 0.1 ~ 1 : 10 중량부로 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 실란 커플링제를 상기의 비율로 포함함으로써, 현저히 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 갖는, 항균 플라스틱 조성물을 제공할 수 있다.
본 실시예의 항균 플라스틱 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 실란 커플링제 1 ~ 10 중량부, 구체적으로는 2 ~ 9 중량부, 더 구체적으로는 5 ~ 7 중량부로 포함할 수 있다.
특히, 본 실시예의 항균 플라스틱 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 실란 커플링제를 1 ~ 10 중량부로 포함할 때, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 실란 커플링제를 1 중량부 미만으로 포함하거나 10 중량부 초과로 포함하는 경우 보다, 더욱 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 가질 수 있다.
본 실시예의 유기용매는 헥산, 톨루엔, 자일렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 디메틸아세트아미드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 공지의 모든 유기용매를 포함할 수 있다.
본 실시예의 항균 플라스틱 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 유기용매 30 ~ 100 중량부, 구체적으로 50 ~ 90 중량부, 더 구체적으로는 60 ~ 80 중량부로 포함할 수 있다.
특히, 본 실시예의 항균 플라스틱 조성물이 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 유기용매를 30 ~ 100 중량부로 포함할 때, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 유기용매를 30 중량부 미만으로 포함하거나 100 중량부 초과로 포함하는 경우 보다, 더욱 우수한 항균 효과 및 기계적 물성을 구현할 수 있다.
본 실시예의 항균 플라스틱 조성물은 상기된 성분 이외에 경화제, 보조경화제, 경화안정제, 계면활성제, 무기필러, pH 조절제, 산화안정제, 열안정제, 유기산, 방염제, 난연제, 녹방지제, 방청제, 오일, 분산제, 분산안정제, 커플링제, 가소제 및 소포제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때, 첨가제의 사용량은 필요에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
본 발명에서는 상기된 항균 플라스틱 조성물로 형성된 항균 플라스틱을 제공한다. 구체적으로, 본 실시예의 항균 플라스틱은 상기된 항균 플라스틱 조성물을 사출 성형, 프레스 성형 및 압출 성형으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나의 성형 방법으로 성형함으로써, 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 성형은 공지의 방법과 조건에 따라 실시될 수 있다.
본 실시예의 항균 플라스틱은 식품 보관 용기, 화장품 보관 용기, 젖병, 의자, 벤치, 서랍장, 책상, 유아용 장난감, 장난감 보관함, 욕조, 각종 전자 또는 전기 제품의 자재 등으로 다양하게 구현되어 생활에 적용될 수 있다.
이하 실시예, 비교예, 및 실험예를 통하여 본 발명의 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물 및 이로 형성된 항균 플라스틱에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[ 실시예 ]
실시예 1 내지 5
폴리카보네이트 100 중량부에 대해 구리나노입자 10 중량부, 실란 커플링제 7 중량부, 유기용매 80 중량부 및 대전방지제 5 중량부를 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였다.
이어서, 상기 플라스틱 조성물을 공지된 방법에 의해 사출 성형함으로써, 플라스틱을 제조하였다.
이때, 상기 구리나노입자는 평균 입자 크기가 250 ~ 260 나노미터인 것을 사용하였으며, 구체적으로는 산화구리(Ⅰ)(아산화구리, Cu2O)를 사용하였다.
또한, 유기용매로는 톨루엔 및 메틸에틸케톤을 동량 혼합하여 사용하였고, 상기 대전방지제로는 글리세릴 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬아민을 1 : 2의 중량비로 혼합한 것을 사용하였다.
또한, 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란이 표 1[단위 : 중량비 ]에 개시된 비율로 혼합된 것을 사용하였다.
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | |
| 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 3-아미노프로필트리에톡시실란 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 | 4 | 7 | 10 | 12 | 15 |
[ 비교예 ]
비교예 1 내지 6
표 2[단위 : 중량부]에 따라, 폴리카보네이트, 구리나노입자, 실란커플링제 및 유기용매를 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
| 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | 비교예6 | |
| 폴리카보네이트 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 구리나노입자 | 2 | 20 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 실란커플링제 | 7 | 7 | 0.1 | 15 | 7 | 7 |
| 유기용매 | 80 | 80 | 80 | 80 | 10 | 150 |
| 대전방지제 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
비교예 7 내지 9
표 3에 '○' 표시된 성분만을 실란 커플링제로 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
| 비교예7 | 비교예8 | 비교예9 | |
| 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 | ○ | - | - |
| 3-아미노프로필트리에톡시실란 | - | ○ | - |
| 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 | - | - | ○ |
비교예 10 내지 12
표 4[단위 : 중량비]에 따라, 각 성분을 혼합하여 실란 커플링제로 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
| 비교예10 | 비교예11 | 비교예12 | |
| 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 | 1 | 1 | - |
| 3-아미노프로필트리에톡시실란 | 0.5 | - | 0.5 |
| 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 | - | 10 | 10 |
비교예 13 내지 14
표 5[단위 : 나노미터]의 평균 입자 크기를 가지는 구리나노입자를 포함하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하였다.
| 실시예3 | 비교예13 | 비교예14 | |
| 평균 입자 크기 | 250 ~ 260 nm | 150 ~ 160 nm | 350 ~ 360 nm |
[ 실험예 ]
실험예 1 : 항균력 평가
[KCL-FIR-1003 : 2018]에 따라 항균성을 평가하였으며, 그 결과를 표 6[단위 : %]에 나타내었다.
구체적으로, 대장균 (Escherichia coli ATCC 8739) 3.7×105 CFU/㎖, 황색포도상구균(staphylococos aureus ATCC 6538P) 3.4×105 CFU/㎖ 을 초기농도(A0)로 접종하고, 37.0 ± 0.2 ℃에서 약 24 시간 동안 방치한 후의 농도(A1) 를 구하여, 하기 식을 이용하여 세균감소율(B)을 확인한 뒤, 그 결과를 하기 표 6에 기재하였다.
상기 세균감소율은 (A0-A1)/A0×100으로 산출하였다. 이때, 대조군으로는 무처리군을 준비하였다.
이때, 표 6에서 세균감소율은 소수점 이하 두 번째 자리에서 반올림하여, 소수점 이하 첫 번째 자리까지만 표기하였다
| 대장균 | 황색포도상구균 | |
| 세균감소율(B) | 세균감소율(B) | |
| 대조군 | - | - |
| 실시예1 | 99.0 | 99.0 |
| 실시예2 | 99.0 | 99.0 |
| 실시예3 | 99.9 | 99.9 |
| 실시예4 | 99.0 | 99.0 |
| 실시예5 | 99.0 | 99.0 |
| 비교예1 | 20.0 | 22.5 |
| 비교예2 | 99.9 | 99.9 |
| 비교예13 | 76.8 | 74.4 |
| 비교예14 | 80.5 | 80.0 |
표 6을 보면, 본 실시예에 따를 경우, 항균 효과가 우수함을 알 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에 따를 경우에는, 특정 조합의 실란 커플링제를 사용하여, 구리나노분말과 베이스 수지 간의 상용성을 향상시킴으로써, 균일하면서도 우수한 항균 효과를 구현할 수 있다.
구체적으로, 실시예 및 비교예 2를 비교하면, 과량의 구리나노입자를 포함하여도 항균 효과의 향상 정도에 차이가 없어, 경제성을 위해서는 적정량의 구리나노입자를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 실시예 및 비교예 13 내지 14를 비교하면, 동량의 구리나노입자를 포함하더라도, 구리나노입자의 입자크기가 200 ~ 300 나노미터로 형성될 때, 구리나노입자가 조성물 내에 균일하게 분산되어, 항균 효과가 더욱 향상됨을 알 수 있다.
실험예 2 : 기계적 물성 평가
실시예 및 비교예의 플라스틱 조성물을 이용하여, 하기에 따라 (1)인장강도 및 (2)충격강도를 실시한 뒤, 그 결과를 표 7에 나타내었다.
(1) 인장 강도[단위 : kg/cm2] : ASTM D638에 준하여 측정하였다.
(2) 충격 강도[단위 : kg·cm/cm] : ASTM D256에 준하여 측정하였다.
|
인장 강도
[단위 : kg/cm 2 ] |
충격 강도
[단위 : kg·cm/cm] |
|
| 실시예1 | 408 | 5.8 |
| 실시예2 | 424 | 6.0 |
| 실시예3 | 480 | 7.8 |
| 실시예4 | 420 | 6.2 |
| 실시예5 | 400 | 5.7 |
| 비교예1 | 237 | 2.3 |
| 비교예2 | 304 | 5.0 |
| 비교예3 | 111 | 1.2 |
| 비교예4 | 305 | 2.0 |
| 비교예5 | 287 | 3.0 |
| 비교예6 | 185 | 1.5 |
| 비교예7 | 306 | 4.0 |
| 비교예8 | 313 | 4.1 |
| 비교예9 | 320 | 3.8 |
| 비교예10 | 250 | 3.0 |
| 비교예11 | 275 | 2.8 |
| 비교예12 | 290 | 2.7 |
| 비교예13 | 356 | 3.0 |
| 비교예14 | 370 | 4.5 |
표 7을 보면, 본 실시예에 따를 경우, 인장 강도, 충격 강도 등의 기계적 물성이 우수함을 알 수 있다.
상기 실험예 1 및 2를 종합하면, 본 실시예에 따를 경우에는, 항균 효과가 우수하면서도 기계적 물성이 현저히 향상된, 플라스틱 조성물 및 이로 형성된 플라스틱을 제공할 수 있음을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (8)
- 베이스 수지, 구리나노입자, 실란 커플링제 및 유기용매를 포함하되,
상기 실란 커플링제는
3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 항균 플라스틱 조성물은
상기 베이스 수지 100 중량부에 대해 상기 구리나노입자 7 ~ 15 중량부, 상기 실란 커플링제 1 ~ 10 중량부 및 상기 유기용매 30 ~ 100 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 베이스 수지는
폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 구리나노입자는
평균 입자 크기가 200 ~ 300 나노미터(nm)인 것을 특징으로 하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 실란 커플링제는
3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxy propyl trimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-amino propyl triethoxysilane) 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxy propyl triethoxysilane)을 1 : 0.1 ~ 1 : 7 ~ 12 의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 항균 플라스틱 조성물은 대전방지제를 더 포함하되,
상기 대전방지제는
글리세릴 모노스테아레이트 및 폴리옥시에틸렌알킬아민으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유기용매는
헥산, 톨루엔, 자일렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 및 디메틸아세트아미드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구리나노입자를 포함하는 항균 플라스틱 조성물.
- 제 1 항의 플라스틱 조성물로 형성된, 항균 플라스틱.
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| KR102190737B1 (ko) * | 2020-10-14 | 2020-12-15 | 주식회사 코아스 | 항균성, 항바이러스성 및 탈취성이 우수한 가구 부재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 가구용 부재 |
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2020
- 2020-12-30 KR KR1020200187270A patent/KR102618113B1/ko active IP Right Grant
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| KR102096213B1 (ko) | 2019-10-15 | 2020-04-02 | 강준기 | 항균성이 우수한 플라스틱재 가구 및 이의 제조방법 |
| KR102190737B1 (ko) * | 2020-10-14 | 2020-12-15 | 주식회사 코아스 | 항균성, 항바이러스성 및 탈취성이 우수한 가구 부재용 조성물 및 이를 이용하여 제조된 가구용 부재 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR102618113B1 (ko) | 2024-01-12 |
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