KR20220099149A - 항균 인쇄물의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 항균 인쇄물 - Google Patents

항균 인쇄물의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 항균 인쇄물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지를 가열 용융시킨 후 T-다이 직전에 항균 마스터배치를 투입하고 T-다이 압출법으로 항균 필름을 제조하는 (a)단계; 인쇄물의 일면에, 폴리비닐락탐 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 (b)단계; 및 상기 인쇄물과 상기 항균 필름을 합지하는 (c)단계를 포함하는 항균 인쇄물의 제조방법, 및 이에 따라 제조한 항균 인쇄물에 관한 것이다.

Description

항균 인쇄물의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 항균 인쇄물{Manufacturing method of antibacterial printout and antibacterial printed out manufactured thereby}
본 발명은 항균 인쇄물의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 항균 인쇄물에 관한 것이다.
인쇄물은 불특정 다수인에게 유통되고 전달될 수 있고 이 과정에서 대장균, 황색포도상구균 등과 같은 세균이 인쇄물에 부착될 경우 접촉자들을 감염시킬 우려가 항상 존재한다. 최근 바이러스성 질환의 유행에 따라 인쇄물의 표면에 항균성을 부여할 필요성이 커지고 있다.
인쇄물에 항균성을 부여하는 방법으로 종이 원단 제작 과정에서 원단자체에 항균물질을 포함하는 방법과, 종이 원단이 제작된 이후에 원단의 표면에 항균물질을 도포 또는 코팅하는 방법과, 그리고 종이에 인쇄될 잉크에 항균물질을 포함하는 방법 등을 시도할 수 있다.
그러나, 종이 원단 자체에 항균물질을 포함하는 경우 원단의 가격이 상승하게 되는 문제가 있으며, 종이 원단이 제작된 이후에 원단의 표면에 항균물질을 코팅하는 방법은 마찬가지로 원단 제작자가 원단이 감겨진 롤을 다시 풀어 별도의 코팅 공정을 거쳐야 하므로 원단제작시간이 길어지고 비용이 상승하는 문제점이 있다.
그리고, 종이에 인쇄될 잉크에 항균물질을 혼합하는 경우에는 잉크와 항균물질의 혼합을 위한 별도의 공정이 필요하고 잉크의 원가가 상승하는 문제점이 있다.
나아가, 통상의 인쇄공정에서는 용지에 인쇄가 완료된 후에는 용지를 보호하기 위한 코팅층을 형성하는 바, 상기와 같이 종이 원단, 원단표면에 코팅 또는 인쇄잉크에 항균물질을 첨가하더라도, 용지 상단에 형성된 코팅층에 덮히게 되어 항균기능이 심각하게 저하되거나 무용해지는 문제가 있었다.
본 발명은 종이 및 기타 인쇄물에 항균성을 부여하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 항균 및 살균효과가 우수한 항균 인쇄물을 제조하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 인쇄물을 접촉하는 사람들이 세균에 감염되지 않게 하기 위한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는
열가소성 수지를 가열 용융시킨 후 T-다이 직전에 항균 마스터배치를 투입하고 T-다이 압출법으로 항균 필름을 제조하는 (a)단계;
인쇄물의 일면에, 폴리비닐락탐 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 (b)단계; 및
상기 인쇄물과 상기 항균 필름을 합지하는 (c)단계를 포함하는 항균 인쇄물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 상기 항균 인쇄물의 제조방법에 따라 제조한 항균 인쇄물을 제공한다.
본 발명에 따르면 항균 효과가 우수한 항균 인쇄출력물을 제조할 수 있다.
본 발명에 따라 제조한 인쇄물은 인쇄물 표면에 Ag+ 항균제가 균일하게 분산된 필름을 구비하므로, 유효한 항균 및 살균효과를 지속적으로 나타낼 수 있어, 인쇄물을 통한 세균 감염을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 인쇄물의 공정 과정이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 항균 인쇄물의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 항균 인쇄물에 포함되는 항균 필름의 제조방법에 사용되는 압출기를 모식적으로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 다른 정의가 없다면, 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 본 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 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 위쪽에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명에 기술되는 용어 ‘항균’이란 세균과 곰팡이(진균)을 포함하는 미생물에 저항하는 효능을 말한다. 여기서 ‘저항’이란 균을 죽이는 살균과 균 발생을 억제하는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 인쇄물의 공정 과정이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조한 항균 인쇄물의 모식도이다.
본 발명의 일 실시예는, 열가소성 수지를 가열 용융시킨 후 T-다이 직전에 항균 마스터배치를 투입하고 T-다이 압출법으로 항균 필름을 제조하는 (a)단계; 인쇄물의 일면에, 폴리비닐락탐 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 (b)단계; 및 상기 인쇄물과 상기 항균 필름을 합지하는 (c)단계를 포함하는 항균 인쇄물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 항균 인쇄물의 제조방법은 인쇄물의 일면에 Ag+를 포함하는 항균 필름을 접착시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 (a)단계는, 열가소성 수지를 호퍼부에 투입하여 실린더를 통해 가열 용융시키는 제1 단계; Ag+를 포함하는 항균제와 베이스 수지를 혼합한 마스터배치를 투입하는 제2 단계; 상기 제1 단계에서 가열 용융시킨 열가소성 수지와 제2 단계에서 투입된 마스터배치를 티다이를 이용하여 공압출하여 항균 필름을 제조하는 제3 단계;를 포함할 수 있다.
상기 Ag+를 포함하는 항균 필름은, 도 3에 도시되는 바와 같은 호퍼부(60), 실린더부(70), T-다이(90) 직전에 구비되는 첨가물 투입구(80) 및 T-다이(T-Die)(90)를 포함하는 압출기를 이용하여 제조할 수 있다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 본 발명에서 항균 마스터배치는 T-다이 직전에 구비된 첨가물 투입구(80)를 통해 투입될 수 있다.
상기 열가소성 수지는 PE(PolyEthylene), PVC(Poly Vinyl Chloride), PP(PolyproPylene), TPU(Thermo Plastic PolyUrethanes) 또는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)일 수 있다.
따라서, 상기 항균 필름은 열수축 필름일 수 있다.
상기 마스터배치는 항균 마스터배치로서, Ag+를 포함하는 항균제와 베이스 수지를 혼합한 것일 수 있다.
상기 Ag+를 포함하는 항균제는, 은-알긴산염(Ag-alginate) 항균제, 은-제올라이트(Ag-zeolite) 항균제 등일 수 있다.
은(Ag)은, Ag+ 형태로 균의 세포벽과 결합하여 에너지 이동을 방해하거나 세포 내에 침투한 경우에는 단백질의 황성분과 결합함으로써 신진대사를 일으키는 효소의 작용을 억제하여 살균 효과를 가지게 된다. 보다 상세하게는, 항균 필름이 공기 중의 수분과 접촉하게 될 때 표면에 존재하는 Ag 항균제에서 Ag+ 이온이 용출되면서 유해 미생물에 대한 항균제로서 작용하게 되며, ppb 농도로 용출되어 지속적인 효과를 가지게 된다. 본 발명의 항균 필름은 Ag+ 이온이 항균 필름의 표면에 균일하게 분산되므로 항균 효과가 극대화될 수 있다.
상기 은-알긴산염(Ag-alginate) 항균제는 수용성 물질로서 미량의 수분에서도 항균 및 탈취효과가 탁월하며, 인체에 무해하며 쉽게 겔화가 촉진되어 접착력을 강화시키고 지속적인 항균효과를 발휘할 수 있어 유리하다.
상기 베이스 수지는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA), 아크릴 수지 및 실리콘계 수지로 선택되어지는 군 중 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 마스터배치는 전체 중량 100 %에 대하여 상기 항균제 2 내지 20 중량% 및 상기 베이스수지 70 내지 97 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 항균 마스터배치는 1 내지 10 mm 이하의 길이로 절단된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 항균 마스터배치는, 은; 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌수지; 및 분산제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 마스터배치의 용융점 온도는 열가소성 수지의 용융점 온도와 대비하여 -20℃ 내지 +20℃의 차이, 바람직하게는 10℃ 내지 +10℃의 차이로 조절된다. 이를 위해 본 발명에서는, 열가소성 수지를 가열 용융시킨 후 T-다이 직전에 항균 마스터배치를 투입한다.
종래에 열가소성 수지와 항균제 마스터배치의 용융점 온도가 비슷할 경우 필름 표면에 균일하게 분산되지 않는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기와 같은 열가소성 수지와 항균제 마스터배치의 융융점 온도 차이에 따라 호퍼부와 티다이의 온도를 조절하여 항균 필름의 표면으로 항균제가 균일하게 분산되도록 하였다.
본 발명은 인쇄물과 항균 필름의 점착에, 폴리비닐락탐 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 점착제를 사용한다.
상기 인쇄물은 종이, 피혁, 플라스틱, 필름 등의 소재 인쇄물일 수 있다. 일 례로 상기 인쇄물은 플로터 출력물일 수 있다.
일 례로, 상기 점착제는 폴리(N-비닐 락탐)과 폴리우레탄이 0.5:1 내지 8:1의 비율로 혼합된, 안정적인 친수성 하이드로겔 점착제일 수 있다.
상기 점착제는 항균 필름에 포함된 항균제 성분인 Ag+과 트러블(Trouble)을 일으키지 않아 점착력을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 점착제는 항균 작용을 할 수도 있다. 박테리아와 같은 미생물의 세포는 세포막과 세포벽으로 구성되며 세포벽의 표면 전하는 카르복실기(COO-)와 같은 음전하로 하전되어 있어 양전하로 하전되어있는 하이드로겔 점착제 표면과의 접촉이 발생하면 각 전하의 정전기적 힘으로 인하여 결합하게 된다. 즉, 점착제의 양전하 흡착 및 결합 단계 이후에 점착제 양전하의 미생물 세포벽 투과 및 이동으로 점착제 양전하의 미생물 세포막과 결합으로 미생물 세포막의 파괴된 세포막으로부터 칼륨이온, 데옥시리보핵산(DNA), 리보핵산(RNA)와 같은 세포막 구성체가 방출함으로써 세포의 파괴로 미생물이 해리과정이 진행된다.
또한, 인쇄물 DATA와 Ag+ 항균 필름은 트러블(trouble)이 발생할 수 있는데, 아크릴점착제는 Ag+ 이온을 중화시키므로 점착력을 유지하게 할 수 있다.
상기 (b)단계는 코팅 또는 캐스팅에 의해 인쇄물의 일면에 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 (c)단계는 인쇄물과 항균 필름을 라미네이팅 코팅하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 인쇄물의 타면에 점착제를 도포하는 단계를 추가하여 점착성 인쇄물을 제조할 수 있다. 점착제로 상기 (b)단계에서 사용한 점착제와 동일한 점착제를 사용할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
또한, 점착부를 보호하기 위해 종이, PET 등의 이형지를 추가로 부착할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 상기 항균 인쇄물의 제조방법에 따라 제조한 항균 필름(10)이 점착된 항균 인쇄물(30)을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 인쇄물을 모식적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, Ag-알긴산을 포함하는 항균 필름(은 함량 : 0.006 중량%)을 부착시킨 항균 인쇄물을 제조하였다.
실험 결과, 제조한 항균 인쇄물은 대장균에 대해서 은(Ag) 0.006 중량% 이상의 배양액을 첨가한 타제품에 대비하여 우수한 살균성능을 나타내었으며, 포도상구균에 대해서는 은(AG) 0.015 중량%의 배양액을 첨가한 타제품에 대비하여 우수한 항균성능을 나타내었다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 인쇄물은 실사출력 인쇄물, UV옵셋 인쇄물, 실크스크린 인쇄물 또는 디지털프린팅 인쇄물일 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1: 항균 필름의 제조
열가소성 수지로 PE를 사용하고, Ag-알긴산 및 폴리프로필렌 수지로 이루어진 항균제 마스터배치를 사용하여 Ag-알긴산을 포함하는 항균 필름(은 함량 : 0.006 중량%)을 제조하였다.
실험예 1 : 표면 분산 여부 시험
하기 표 1과 같이 PE의 용융점 온도와 항균제 마스터배치의 용융점 온도 차이를 -10℃ 내지 +10℃로 하여 실시예 1의 항균 필름을 제조하였다.
레진용융점온도 용융점온도
(유기항균제/무기항균제 마스터배치 용융점온도)		 용융점온도
(유기항균제/무기항균제 마스터배치 용융점온도)		 용융점온도
(유기항균제/무기항균제 마스터배치 용융점온도)		 표면 분산여부
90° 90° 100° 80° ○
95° 95° 105° 85° ○
100° 100° 110° 90° ○
105° 105° 115° 95° ○
110° 110° 120° 100° ○
115° 115° 125° 105° ○
120° 120° 130° 110° ○
125° 125° 135° 115° ○
130° 130° 140° 120° ○
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 항균 필름의 표면으로 항균제가 균일하게 분산되었음을 확인하였다.
실시예 2: 항균 인쇄물의 제조
상기 실시예 1에서 제조한 Ag-알긴산을 포함하는 항균 필름(Ag+ 함량 : 0.006 중량%)을 인쇄물을 라미네이팅 코팅하여 항균 인쇄물을 제조하였다.
실험예 2: 살균 성능의 시험
실시예 2에서 제조한 항균 인쇄물의 살균 성능을 시험하였다.
시험은 FITI 시험연구원에서 Escherichia coli ATTCC 8739(대장균), klebsiella pnemuniae ATCC 4352(폐렴균), Salmonellla typhimurium KCTC 1925(살모넬라균), Staphylococcus auresu ATCC 6538P(황색포도상구균)을 대상으로 진행되었다.
실험 결과, 제조한 항균 인쇄물은 대장균에 대해서 은(Ag) 0.006 중량% 이상의 배양액을 첨가한 타제품에 대비하여 우수한 살균성능을 나타내었으며, 포도상구균에 대해서는 은(AG) 0.015 중량%의 배양액을 첨가한 타제품에 대비하여 우수한 항균성능을 나타내었다.
10 : 항균 필름, 20 : 점착층, 30 : 인쇄물, 40 : 점착층, 50 : 이형지
60: 호퍼부, 70: 실린더부, 80: 첨가물 투입구, 90: T-다이, 100: 컷팅부

Claims (11)

  1. 열가소성 수지를 가열 용융시킨 후 T-다이 직전에 항균 마스터배치를 투입하고 T-다이 압출법으로 항균 필름을 제조하는 (a)단계;
    인쇄물의 일면에, 폴리비닐락탐 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 점착제를 도포하여 점착층을 형성하는 (b)단계; 및
    상기 인쇄물과 상기 항균 필름을 합지하는 (c)단계를 포함하는 항균 인쇄물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 PE(PolyEthylene), PVC(Poly Vinyl Chloride), PP(PolyproPylene), TPU(Thermo Plastic PolyUrethanes) 또는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)인 것인 항균 인쇄물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계는, 열가소성 수지를 호퍼부에 투입하여 실린더를 통해 가열 용융시키는 제1 단계; Ag+를 포함하는 항균제와 베이스 수지를 혼합한 마스터배치를 투입하는 제2 단계; 및 상기 제1 단계에서 가열 용융시킨 열가소성 수지와 제2 단계에서 투입된 마스터배치를 티다이를 이용하여 공압출하여 항균 필름을 제조하는 제3 단계;를 포함하는 항균 인쇄물의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 Ag+를 포함하는 항균제는, 은-알긴산염(Ag-alginate) 항균제 또는 은-제올라이트(Ag-zeolite) 항균제인 것인 항균 인쇄물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계의 마스터배치에서 Ag+의 함량은 0.003 중량% 내지 0.01 중량%인 것인 항균 인쇄물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계의 마스터배치는 전체 중량 100 %에 대하여 상기 항균제 2 내지 20 중량% 및 상기 베이스수지 70 내지 97 중량%를 포함하는 것인 항균 인쇄물의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계의 열가소성 수지의 용융점 온도를 상기 마스터배치의 용융점 온도와 대비하여 -20℃ 내지 +20℃의 차이로 조절하는 것인 항균 인쇄물의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 점착제는 폴리(N-비닐 락탐)과 폴리우레탄이 0.5:1 내지 8:1의 비율로 혼합된 것인 항균 인쇄물의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄물의 타면에 점착제를 도포하는 단계를 추가로 포함하는 것인 항균 인쇄물의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 따라 제조한 항균 필름이 점착된 항균 인쇄물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인쇄물은 실사출력 인쇄물, UV옵셋 인쇄물, 실크스크린 인쇄물 또는 디지털프린팅 인쇄물인 항균 인쇄물.
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