KR20230142914A - 항균성 잉크가 적용된 스티커 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

항균성 잉크가 적용된 스티커 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항균성 잉크가 적용된 스티커 및 항균성 잉크가 적용된 라벨에 관한 것이며, 보다 상세하게는 이형층, 점착층, 항균성 잉크층, 투명 보호층으로 구성된 항균성 잉크가 적용된 스티커에 유기 항균제, 무기 항균제를 포함하여 스티커나 라벨을 부착할 때 유해한 바이러스에 노출되어도 항균 및 항바이러스 효과를 갖는 항균성 잉크가 적용된 스티커 및 항균성 잉크가 적용된 라벨에 관한 것이다.

Description

항균성 잉크가 적용된 스티커 및 이를 제조하는 방법{Sticker For Anti-bacterial Ink Compostition And Manufacturing Process Thereof}
본 발명은 항균성 잉크가 적용된 스티커 및 항균성 잉크가 적용된 라벨에 관한 것이며, 보다 상세하게는 이형층, 점착층, 항균성 잉크층, 투명 보호층으로 구성된 항균성 잉크가 적용된 스티커에 유기 항균제, 무기 항균제를 포함하여 스티커나 라벨을 부착할 때 유해한 바이러스에 노출되어도 항균 및 항바이러스 효과를 갖는 항균성 잉크가 적용된 스티커 및 항균성 잉크가 적용된 라벨에 관한 것이다.
일반적으로, 스티커나 라벨은 가방, 다이어리 노트, 핸드폰, 학용품, 손톱 등과 같은 다양한 대상에 점착되는 장식물 혹은 선전 광고, 상표, 표지 등과 같은 인쇄물을 포함하는 포괄적인 개념이다. 이러한 스티커나 라벨은 이형지, 이형지의 상면에 점착되어 그림이나 글 등과 같은 문양이 도안됨은 물론 저면에 접착력을 갖는 인쇄부로 구성되고, 인쇄부에 분리가능하게 결합되는 적어도 하나 이상의 문양부를 구비하여 이형지에 점착된 인쇄부에서 문양부를 떼어내 사용하도록 구성된 것이 보통이다.
최근 코로나19 바이러스로 인하여 스티커나 라벨 인쇄물은 항균, 항바이러스의 교차 오염 방지에 대한 관심이 높아지고 있으며, 사람의 손에 직접 접촉되며, 제품에 붙어 있는 라벨과 스티커에, 항균, 항바이러스 잉크를 사용하여 인쇄함으로써, 보다 안전하고 청결한 상태를 유지할 수 있는 기능을 부여하는 특성은 요구된다. 따라서, 기존 스티커와 라벨의 본래 기능에 더해 스티커나 라벨에 사용되는 항균 효과를 높이기 위한 연구개발이 필요한 실정이다.
참고문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0130968호 참고문헌 2: 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0045601호 참고문헌 3: 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0030105호 참고문헌 4: 대한민국 공개특허공보 제10-2022-0004875호 참고문헌 5: 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0152900호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인체에 무해한 원료를 이용하여 세균이나 바이러스의 감염을 막고, 입자의 침전 및 뭉침을 방지할 수 있는 항균성 잉크가 적용된 스티커 및 항균성 잉크가 적용된 라벨을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태인 항균성 잉크가 적용된 스티커는, 이형층; 상기 이형층 상부에 형성된 점착층; 상기 점착층 상부에 형성되는 단일층 또는 다층으로 형성된 잉크 인쇄층; 및 상기 인쇄층 상부에 형성되는 투명 보호층;을 포함하는 항균성 잉크가 적용된 스티커이며, 상기 잉크 인쇄층은 광경화형 아크릴 레진, 수산화아파타이트, 탄산칼슘, 산화아연, 소듐 피리티온(Sodium pyrithione), 아세트산, 분산제, 소포제, 안료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 잉크 인쇄층은 무기 항균제를 더욱 포함하며, 상기 무기 항균제는 산화제1구리 응집체를 포함하며, 상기 산화제1구리 응집체는 산화제1구리 나노 입자가 응집되어 형성되며, 상기 산화제1구리 응집체의 포어 크기(Pore Size)는 8 내지 10 nm이며, 상기 산화제1구리 응집체는 비표면적이 30 내지 40 m2/g 이며, 상기 산화제1구리 나노 입자와 산화제1구리 응집체의 직경의 비(산화제1구리 응집체/산화제1구리 나노 입자)는 4,000 내지 7,000인 것을 특징으로 한다.
상기 잉크 인쇄층은 유기금속계 항균제로서 As 를 함유하는 화합물을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태인 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조하는 방법은, 이형층을 준비하는 제1 단계; 상기 이형층의 상부에 점착층을 형성하는 제2 단계; 상기 점착층의 상부에 단일층 또는 다층으로 잉크 인쇄층을 형성하는 제3 단계; 상기 인쇄층 상부에 투명 보호층을 형성하는 제4 단계;를 포함하며, 상기 점착층은 이형층 상부에 형성된 제1 점착층, 상기 제1 점착층 상부에 형성된 제2 점착층을 구비하고, 상기 제2 점착층의 점착 강도가 상기 제1 점착층의 점착 강도보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기 제3 단계의 잉크 인쇄층을 형성하는 단계는 스티커용 항균성 잉크 조성물의 항균제를 분쇄기에서 1시간 내지 2시간 분쇄하는 제1 공정; 상기 제1 공정에서 분쇄된 분쇄 혼합물을 광경화형 아크릴 레진, 아세트산, 분산제, 소포제, 안료의 혼합물에 혼합하여 분산하는 제2 공정; 제2 공정의 분산 혼합물을 교반기로 교반하고 진공 탈포기로 탈포하는 제3 공정; 상기 제3 공정에서 탈포된 잉크 조성물을 인쇄기로 인쇄하고 광경화하는 제4 공정;을 포함하는 특징으로 한다.
본 발명의 항균성 잉크가 적용된 스티커 및 항균성 잉크가 적용된 라벨에 의하면, 스키커용 필름 또는 라벨에 바이러스에 대한 항균 효과를 갖는다. 나아가, 바이러스의 교차 감염을 막아 줌으로써, 감염병 예방에 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 항균성 잉크가 적용된 스티커의 단면의 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조하기 위한 플로우차트를 나타낸다.
하기에서 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예로부터 다양한 변형이 가능하다. 이하에서, 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 항균성 잉크가 적용된 스티커의 단면의 개략도를 나타낸다. 도 1에 나타난 것처럼, 본 발명의 항균 스티커(100)는 이형층(10), 상기 이형층(10) 상부에 형성된 점착층(20), 상기 점착층(20) 상부에 형성된 잉크 인쇄층(30) 및 상기 잉크 인쇄층(30) 상부에 투명 보호층(40)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 항균 스티커(100)는 항균성 잉크가 적용된 스티커를 의미한다. 하기에서, 항균 스티커(100)의 구체적인 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
(이형층)
본 발명의 이형층(10)은 잉크 인쇄층(30)을 보호하기 위해서 형성되며, 기본적으로 이형성, 밀착성, 표면 평활성, 치수 안정성 등이 요구된다. 또한, 점착층(20)에서 잘 박리되어야 하므로 낮은 박리력이 요구된다. 따라서 본 발명의 이형층(10)에는 상기와 같은 물성을 만족시키는 소재라면 아무 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어 종이, 라미네이트지, 플라스틱 필름 등을 사용하여 형성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌 라미네이트지를 사용할 수 있다.
(점착층)
점착층(20)은 이형층(10)을 분리하고, 항균 스티커를 대상 물품에 점착될 수 있도록 해 준다. 이러한 점착층의 주요한 점착 성분으로서는, 수성 라텍스 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐알킬에스테르계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아마이드계 점착제 및 셀룰로스계 점착제 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 점착 성분은 60중량% 내지 80중량%를 사용할 수 있으며, 상기 범위 미만이면 점착력이 떨어지고 상기 범위를 초과하면 내후성이 떨어지는 단점이 있다.
점착 성분 중에서도, 투명성, 내후성 및 내열성 등의 관점에서 아크릴계 점착제를 사용할 수 있다. 아크릴계 모노머와 공중합할 수 있는 모노머로서는 카복실기를 갖는 모노머, 하이드록실기를 갖는 모노머 및 에폭시기를 갖는 모노머 등을 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 카복실기를 갖는 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 푸마르산, 말레산 및 이타콘산 등을 사용할 수 있고, 하이드록실기를 갖는 모노머는 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 하이드록시뷰틸(메트)아크릴레이트, 및 N-메틸올(메트)아크릴아마이드 등을 사용할 수 있고, 에폭시기를 갖는 모노머는 글리시딜(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 상기 아크릴계 점착제에 사용되는 아크릴계 폴리머는 아크릴계 모노머를 중합하여 얻어질 수 있다. 이와 같은 아크릴계 모노머는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 뷰틸(메트)아크릴레이트 및 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트 등을 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
한편, 아크릴계 점착제 보다는 내후성이나 내열성은 다소 저하되나 친환경적인 관점에서는 고무성분을 가지는 끈적끈적한 점성 액체이며, 각종 유기 및 무기물의 수용액을 분산매로 하고 고무를 분산질로 한 일종의 콜로이드 졸인 수성 라텍스 점착제를 사용할 수 있다.
아크릴계 점착제를 사용하는 경우, 통상의 용매에 혼합하고 코팅하여 점착층(20)을 형성할 수 있으나, 수성 라텍스를 사용하는 경우, 점착층(20)의 점착력을 보강하기 위하여 2-에틸헥실아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 폴리에틸렌, 로진에스테르(Rosin ester), 가수분해 산물, 아크릴에스테르, 벤젠설폰산을 혼합할 수 있다. 상기 2-에틸헥실아크릴레이트는 아크릴계 단량체로서 초기에 넓은 접착 면적을 가지면서 잉크 인쇄층(30)과의 친화력을 증대시키기 위해 첨가되는 것이다. 2-에틸헥실아크릴레이트가 1중량% 미만으로 첨가되면 점착력이 약화되고, 5중량%를 초과하면 내후성을 떨어뜨릴 수 있다. 상기 n-부틸아크릴레이트는 점착층(20) 계면의 개질을 통해 잉크 인쇄층(30)과 점착력을 강화시키기 위해 공중합용 성분으로 첨가되는 것이다. n-부틸아크릴레이트가 1중량% 미만으로 첨가되면 점착력이 약화되고, 5중량%를 초과하면 점착층(20) 계면의 표면 개질이 심해진다. 폴리에틸렌은 수성 라텍스를 부드럽게 하여 고무 성분의 연화를 높이는 역할을 수행하기 위해 첨가된다. 5중량% 미만으로 포함되는 경우 라텍스 고무성분의 연화 및 신장률이 저하되고, 10중량%를 초과하게 되면 점착제의 인장강도가 저하된다. 로진에스테르는 점착층(20) 성분 간의 결합성을 강화시키면서 점도를 조절하며 수성 라텍스에 점착력을 부여할 수 있다. 여기서, 로진에스테르의 pH는 7.0 ~ 8.0를 갖고, 점도는 500 ~ 2,000 cps인 용매-프리형(solvent-free type) 수성액을 사용할 수 있다. 로진 에스터가 3중량% 미만으로 포함되는 경우 점착력이 저하될 수 있고, 8중량%를 초과하면 고형분의 함량이 과도하게 높아 갈라짐 현상이 발생할 수 있다. 가수분해 산물로서 덱스트린 (dextrin) 및 말토오스 (maltose)에서 선택된 어느 1종 또는 2종을 사용할 수 있다. 덱스트린은 녹말의 분지 성분에 α-아밀라아제를 작용시키면 분지를 남긴 중합도 7~8의 α-한계덱스트린을 얻거나, 또는 녹말의 분지 성분에 β-아밀라아제를 작용시키면 2~3개의 글루코오스잔기 가지가 있는 β-한계덱스트린을 얻을 수 있다. 그리고, 말토오스는 D-글루코오스가 α-1,4 결합한 환원성 이당류로서 곧은 사슬상의 α-(1,4)-D-글루칸인 아밀로오스에 β-아밀라아제를 작용시키면 높은 수율로 얻을 수 있다. 가수분해 산물을 점착제에 사용함으로써 점착제의 점도를 증대시키면서 투명성을 강화시키고, 내후성도 향상할 수 있다. 가수분해 산물의 조성비가 3중량%를 초과하면 수성 라텍스와의 가교결합을 저해하고, 1중량% 미만으로 첨가되면 응집성과 내후성이 약화된다. 아크릴에스테르는 내후성과 강력한 점착력을 제공하며, 가수분해 산물의 결합에 따른 안전성과 강한 점착성을 발휘하여 내한성까지 갖추기 위해 첨가된다. 아크릴에스테르가 4중량% 미만으로 포함되는 경우 점착성이 저하되고, 8중량%를 초과하게 되면 점착층(20) 조성물의 혼합액의 점도 조절이 어려워 균일한 필름층을 형성할 수 없다. 벤젠설폰산은 친전자체 치환반응인 설폰화를 통해 수성 라텍스와 아크릴에스테르와의 가교결합을 촉진하기 위해 첨가되는 것으로, 1중량% 미만으로 첨가되면 가교결합성이 떨어지고, 3중량%를 초과하면 수용성과 연화점을 약화시킨다.
(잉크 인쇄층)
잉크 인쇄층(30)은 항균 스티커의 모양이나 글자 등을 나타내는 것으로서, 회사 로고 또는 회사명, 제품 등의 문구가 새겨진 층을 나타낸다. 잉크 인쇄층(30) 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 잉크 조성물을 한번에 도포하여 모양이나 글자 등을 인쇄하는 방식의 단일층 구조의 잉크 인쇄층(30)을 형성할 수도 있고, 잉크를 도포하고 건조하는 과정을 반복하여 다층 구조의 잉크 인쇄층(30)을 형성할 수도 있다.
하기에서, 잉크 인쇄층(30)에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 잉크 인쇄층(30)은 스티커용 항균성 잉크 조성물을 도포하여 광경화하여 제조될 수 있으며, 보다 구체적으로 스티커용 항균성 잉크 조성물의 항균제를 분쇄기에서 1시간 내지 2시간 분쇄하는 제1 공정(P10); 상기 제1 공정에서 분쇄된 분쇄 혼합물을 광경화형 아크릴 레진, 아세트산, 분산제, 소포제, 안료의 혼합물에 혼합하여 분산하는 제2 공정(P20); 제2 공정의 분산 혼합물을 교반기로 교반하고 진공 탈포기로 탈포하는 제3 공정(P30); 상기 제3 공정에서 탈포된 잉크 조성물을 인쇄기로 인쇄하고 광경화하는 제4 공정(P40);을 포함하여 제조한다.
본 실시예에 따른 스티커용 항균성 잉크 조성물의 항균제를 분쇄기에서 1시간 내지 2시간 분쇄하는 제1 공정(P10)은 항균제를 수분산 된 상태에서 진행될 수 있다. 분쇄하는 공정은 습식 비드밀(Bead Mill) 장치를 사용할 수 있고, 비드는 지르코니아 볼을 사용할 수 있다. 항균제로서 수산화 아파타이트, 탄산칼슘, 산화아연, 소듐 피리티온, 무기 항균제인 산화제1구리 응집체, 하기에 나타나는 화학식 1 내지 5로 나타내는 화합물에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물 등을 혼합하고 분쇄 공정을 진행할 수 있다. 이러한 분쇄 과정을 통하여 항균제 입자의 표면적은 넓어지거나 항균제가 균일하게 혼합되어 항균 효과가 높아지게 된다.
상기 제1 공정에서 분쇄된 분쇄 혼합물을 광경화형 아크릴 레진, 아세트산, 분산제, 소포제, 안료을 포함하는 혼합물에 혼합하여 분산하는 제2 공정(P20)은 졸 상태의 항균 항바이러스 물질 용액을 아세트산, 분산제, 소포제, 안료 등을 포함하는 혼합물과 함께 광경화형 아크릴 레진에 투입하는 공정이다. 여기서 분산제는, 분쇄로 인해 생성된 미소 입자의 응집을 방지하고, 항균 항바이러스 물질이 광경화성 아크릴 레진 용액에 내에서 균일하게 섞이게 할 수 있다.
상기 제2 공정의 분산 혼합물을 교반기로 교반하고 진공 탈포기로 탈포하는 제3 공정(P30)은 교반기를 이용하여 균일하게 혼합하는 공정이다. 여기서, 자전 공전형 타입의 믹서로 교반하게 되면 기존의 교반과 다르게 균일성은 증가하게 되며, 탈포의 효과도 우수한 장점을 갖는다.
상기 제3 공정에서 탈포된 잉크 조성물을 인쇄기로 인쇄하고 광경화하는 제4 공정(P40)은 인쇄기로 점착층에 도포하고 난 후에 자외선을 조사하여 광경화될 수 있다.
하기에서 스티커용 항균성 잉크 조성물을 성분에 대하여 구체적으로 설명한다. 상기 스티커용 항균성 잉크 조성물은 광경화형 아크릴 레진 60 중량부내지 90 중량부, 수산화아파타이트 1 중량부 내지 5중량부, 탄산칼슘 ５중량부　내지 30 중량부, 산화아연 2 중량부 내지 8 중량부, 소듐 피리티온(Sodium pyrithione) 3 중량부 내지 5 중량부, 아세트산 1 중량부 내지 5 중량부, 분산제 1중량부 내지 3중량부, 소포제 1중량부 내지 3중량부, 안료 1 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 광경화형 아크릴 레진은 용액 형태로 제공될 수 있다. 상기 광경화형 아크릴 레진은 고형분인 아크릴 레진이 30중량% 내지 40중량% 함유되어 있다. 고형분의 광경화성 아크릴 레진은 수용성이어서 초순수에 완전히 녹아서 수분산될 수 있다. 다시 말해, 광경화성 아크릴 레진은 수용액 형태로 제공될 수 있다. 또한, 광형화성 아크릴 레진이 수용액 형태로 제공되므로 향균 항바이러스 물질, 유기 항균제, 무기 항균제 및 기타 첨가제도 수분산된 형태로 제공될 수 있다. 상기 광경화형 아크릴 레진 60 중량부내지 90 중량부를 사용할 수 있고, 상기 범위 미만이면, 사용하고자 하는 기재(예로써, 바닥재, 가구, 플라스틱 표면 등)에 부착력이 저하되는 문제가 발생되므로 제품을 자주 사용해야 하는 사용상의 문제가 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과하면, 상대적으로 항바이러스 효과를 나타내는 첨가제의 양이 급격히 줄어, 항바이러스 효과가 급격히 저하된다. 상기 광경화형 아크릴 레진은 일반 아크릴 레진보다 열을 가하지 않고 자외선으로 경화하여 박막을 형성할 수 있어 기재에 온도를 가하기 어려운 물체에서 광경화로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 수산화 아파타이트(수산화인회석: Hydroxyapatite)는 분자식이 Ca10(PO4)6(OH)2 인 염기성 인산칼슘으로, 항바이러스성을 가질 수 있으며, 용액에서 잘 분산될 수 있다. 수산화 아파타이트의 직경은 50 nm 내지 100 nm 가 사용될 수 있다. 상기 수산화아파타이트 1 중량부 내지 5중량부를 사용할 수 있고, 상기 범위 미만이면 항바이러스 효과가 나타나기 어렵고, 상기 범위를 초과하면 수산화 아파타이트 입자끼리의 응집으로 인해 비표면적이 감소하여 항바이러스 특성이 떨어지며, 외관상 제품이 현탁해지는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 탄산칼슘(calcium carbonate)은 칼슘 이온과 탄산 이온으로 이루어진 이온 화합물이고, 항바이러스성 효과가 있다. 상기 탄산칼슘 ５중량부　내지 30 중량부을 사용할 수 있으며, 상기 범위 미만이면 항균 및 항바이러스 성능을 나타내지 못하고, 상기 함량을 초과하면, 입자간 응집이 발생해 오히려 항바이러스 효과가 감소될 수 있다.
본 발명의 산화아연(zinc oxide)은 육방 정계의 흰색 가루로, 물에는 거의 녹지 않지만 묽은 산 및 진한 알칼리에는 녹는 양쪽성 산화물이다. 특히, 상기 산화아연은, 용액상에서 입자의 침전을 방지하기 위해, ZnO 표면에 2가철이 코팅될 수 있다. ZnO 표면에 2가철이 코팅됨으로써, 분산안정성 및 항바이러스 효과를 증대시킬 수 있다. 상기 산화아연은 구형 타입과 플레이크 타입이 모두 사용될 수 있다. 산화아연 2 중량부 내지 8 중량부를 사용할 수 있으며, 상기 범위 미만이면, 항균 및 항바이러스 효과를 나타내지 못하고, 상기 범위를 초과하면, 제품의 투명도가 급격히 나빠지고, 입자의 침전현상이 발생하여 제품의 저장안정성이 저하될 수 있다.
본 발명의 소듐 피리티온(Sodium pyrithione)은 아스퍼질릭산의 향균성 유도체이며, 3 중량부 내지 5 중량부를 사용하여 항바이러스 효과를 나타낸다. 본 발명의 잉크 조성물에 징크 피리티온 1 중량부 내지 3 중량부를 더욱 포함하여 항균성을 높일 수 있다.
본 발명의 잉크 조성물의 산도를 조절하기 위하여 아세트산 1 중량부 내지 5 중량부을 포함할 수 있고, 미소 입자의 응집을 방지하기 위한 분산제 1중량부 내지 3중량부를 포함하여 큰 입자와 응집한 입자를 분쇄하여 보다 작은 입자와 콜로이드 입자로 만들 때 생성된 미소 입자의 응집을 방지할 수 있고, 예를 들어 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산을 사용하여 항균 항바이러스 물질을 광경화성 아크릴 레진 용액에 내에서 균일하게 섞이게 할 수 있다. 본 발명의 잉크 조성물은 소포제 1중량부 내지 3중량부를 포함하여 거품을 깨는 작용과 거품을 억제하는 작용으로 유해한 거품을 줄일 수 있다. 본 발명의 잉크 조성물은 안료 1 중량부 내지 50 중량부를 포함하여 물이나 기름 등에 녹지 않는 미세한 분말의 고체로서 무기 안료 또는 유기 안료를 사용할 수 있다.
본 발명의 스티커용 항균성 잉크 조성물은 항균제로서 산소와 질소를 포함하는 불포화 헤테로사이클고리(heterocyclic ring)구조를 가진 화합물을 더욱 포함할 수 있으며, 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 1중량부 내지 3중량부를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
또한, 본 발명의 스티커용 항균성 잉크 조성물은 독성이 낮아 인체에 접촉하여도 알레르기가 발생하지 않는다는 점에서 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 0.5중량부 내지 1중량부를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
또한, 본 발명의 스티커용 항균성 잉크 조성물은 유기금속계 항균제로서 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 0.5중량부 내지 1중량부를 더욱 포함할 수 있다. 화학식 3으로 표시되는 화합물을 사용함으로써 스티커용 항균성 잉크 조성물에 혼합할 때 유동성과 용해성이 우수한 특성을 가질 수 있다.
[화학식 3]
또한, 본 발명의 스티커용 항균성 잉크 조성물은 하기 화학식 4로 나타내는 화합물 0.1중량부 내지 0.5중량부를 더욱 포함할 수 있다. 화학식 4로 나타내는 화합물을 사용함으로써 도포된 잉크층에 남은 바이러스에 의하여 생기기 쉬운 바이러스성 감염을 줄일 수 있다.
[화학식 4]
또한, 본 발명의 스티커용 항균성 잉크 조성물은 항균제로서 4차 암모늄염에 속하는 양이온 계면활성제 0.1중량부 내지 0.3중량부를 더욱 포함할 수 있다. 4차 암모늄염에 속하는 양이온 계면활성제는 약알칼리성의 특성을 가지고, 분자 내 친수기와 소수기를 함께 가지고 있어 바이러스의 세포막에 작용하여 바이러스 내 물질을 유출시키고, 바이러스의 대사 효소를 저해하여 바이러스를 사멸시킨다. 상기 4차 암모늄염에 속하는 양이온 계면활성제로서 바람직하게 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 5]
(여기서, n 은 1 내지 3의 정수를 나타낸다)
한편, 본 발명의 스티커용 항균성 잉크 조성물은 무기 항균제 1중량부 내지 3중량부를 더욱 포함할 수 있다. 무기 항균제를 추가로 사용하여 항균 효과를 더욱 높일 수 있다. 무기 항균제는 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn) 등의 금속 이온이 사용된다. 상기 금속 이온은 바이러스의 외피를 침투하여 바이러스를 파괴한다. 이러한 무기 항균제는 용출 속도가 느리므로 내구성이 우수하고, 열 안정성이 월등하다는 장점이 있다. 또한 무기 항균제는 적은 양의 용출로 바이러스 번식 방지 및 사멸 효과를 나타낼 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 무기 항균제의 일 예로서, 산화제1구리 응집체를 사용할 수 있고, 상기 산화제1구리 응집체는 비표면적이 2 내지 100 m2/g 이며, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 m2/g 를 사용한다. 상기 산화제1구리 응집체는 산화제1구리 나노 입자가 표면 에너지를 낮추기 위해 응집되어 형성된다. 상기 산화제1구리 응집체의 포어 크기(Pore Size)는 8 내지 10 nm일 수 있다. 상기 산화제1구리 나노 입자 및 상기 산화제1구리 응집체는 구형 또는 타원형 일 수 있다. 산화제1구리 나노 입자의 직경은 1nm 내지 5nm를 사용할 수 있고, 산화제1구리 응집체의 직경은 4,000nm 내지 8,000nm를 사용할 수 있고, 특히 본 발명의 산화제1구리 나노 입자와 산화제1구리 응집체의 직경의 비(산화제1구리 응집체/산화제1구리 나노 입자)는 4,000 내지 7,000인 것이 바람직하다. 상기 범위 미만인 경우 응집체의 응집력은 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우 산화제1구리 응집체에 산화제1구리 나노 입자가 너무 조밀하게 분포하여 항균 효과가 저하되기 때문이다.
본 발명의 산화제1구리 응집체 제조방법은 구리 이온 용액을 염기성 용액과 혼합하여 수산화구리를 생성시키는 제1 공정, 상기 수산화구리를 환원제 용액으로 환원시켜 산화제1구리 응집체를 제조하는 제2 공정을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 각 물질의 투입 순서가 바뀌면 구형 산화제1구리 응집체가 형성되지 않을 수 있다. 상기 구리 이온 용액은 아세트산구리, 염화구리, 황산구리 및 질산구리 중 하나 이상을, 물, 에탄올 및 다이올을 포함하는 용매 혼합물에 용해시켜 제조할 수 있다. 상기 염기성 용액은 수산화나트륨 및 수산화칼륨 중 하나 이상을, 상기 용매 혼합물에 용해시켜 제조할 수 있다. 상기 염기성 용액은 수산화나트륨 및 수산화칼륨 중 하나 이상을, 상기 용매 혼합물에 완전히 용해 또는 분산시켜 사용할 수 있다. 상기 구리 이온 용액을 염기성 용액과 혼합하여 수산화구리를 생성시키는 제1 공정에서, 상기 염기성 용액은 상기 구리 이온 용액에 일시에 투입될 수 있으며, 이에 따라 착화합물 형태의 수산화구리가 생성될 수 있다. 상기 환원제 용액은 포도당, 설탕, 맥아당 및 히드라진 중 하나 이상을, 상기 용매 혼합물에 용해시켜 형성할 수 있다. 상기 환원제 용액은 포도당, 설탕, 맥아당 및 히드라진 중 하나 이상을, 상기 용매 혼합물에 완전히 용해시켜 사용할 수 있다. 상기 수산화구리를 환원제 용액으로 환원시켜 산화제1구리 응집체를 제조하는 제2 공정에서, 상기 환원제 용액은 상기 수산화구리를 포함하는 용액에 일시에 투입될 수 있다. 상기 용매 혼합물은 물, 에탄올 및 다이올을 5 내지 3 : 2 내지 1 : 1 내지 0.5 의 부피비로 혼합할 수 있다. 상기 다이올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 트리에틸렌글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 구리 이온 용액, 상기 염기성 용액 및 상기 환원제 용액의 제조는 50 내지 80 ℃에서 수행될 수 있으며, 상기 용매 혼합물 사용하고, 상기 염기성 용액 및 상기 환원제 용액을 일시 투입하는 것에 의해 산화제1구리 응집체 및 산화제1구리 나노입자가 구형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
(투명 필름층)
투명 필름층(40)은 항균 스티커가 피착재에 부착된 후,잉크 인쇄층(30)을 보호하면서 투과성 및 내구성을 지녀야 한다. 이와 같은 투명 필름층(50)의 재질은 에스테르, 에틸렌, 프로필렌, 디아세테이트, 트리아세테이트, 스티렌, 카보네이트, 메틸펜텐, 술폰, 에테르에틸케톤, 이미드, 불소, 나일론, 아크릴레이트, 지환족 올레핀계 등에서 선택되는 어느 하나의 구성단위를 포함하는 폴리머 또는 공중합 폴리머를 사용할 수 있다. 특히 이들 수지 중에서 투명성, 경도 및 두께의 균일성이 우수한 소재로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 에스테르계, 트리아세틸셀룰로오스 등의 아세테이트계, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴레이트계에서 선택되는 어느 하나의 구성단위를 포함하는 폴리머 또는 공중합 폴리머를 사용할 수 있다. 한편, 투명 필름층(40)에 생분해도가 95 내지 100%인 폴리락트산계 수지(polylacide resin)인 친환경 소재를 사용하면, 소각이나 매립 시에 발생하는 환경호르몬 유출, 다이옥신 등의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조하기 위한 플로우차트를 나타낸다. 도 2에 나타난 것처럼, 본 발명의 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조 방법은 이형층을 준비하는 제1 단계(S10), 상기 이형층의 상부에 점착층을 형성하는 제2 단계(S20), 상기 점착층의 상부에 단일층 또는 다층으로 잉크 인쇄층을 형성하는 제3 단계(S30), 상기 인쇄층 상부에 투명 보호층을 형성하는 제4 단계(S40)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 점착층의 잉크 인쇄층과 접하는 면의 점착 강도는 상기 점착층의 이형층과 접하는 면의 점착 강도보다 큰 것이 바람직하다. 이형층은 점착층에서 쉽게 떨어지고, 잉크 인쇄층은 점착층에서 쉽게 떨어지지 않게 하는 것이 항균성 잉크가 적용된 스티커를 이형층에서 분리하여 기재에 부착한 후 스티거가 기재로부터 쉽게 떨어지지 않게 된다. 여기서, 점착층의 양면의 점착 강도를 달리하기 위하여 이형층; 상기 이형층 상부에 형성된 제1 점착층; 상기 제1 점착층 상부에 형성된 제2 점착층; 상기 제2 점착층 상부에 형성되는 단일층 또는 다층으로 형성된 잉크 인쇄층; 및 상기 인쇄층 상부에 형성되는 투명 보호층;을 포함하는 항균성 잉크가 적용된 스티커를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 제2 점착층의 점착 강도는 상기 제1 점착층의 점착 강도보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 점착층의 양면은 제1 점착 강도를 갖고, 제2 점착층의 양면은 제2 점착 강도를 갖게 되어 상기 제2 점착층의 점착 강도는 상기 제1 점착층의 점착 강도보다 크게 설계 될 수 있다.
상기와 같은 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조하는 방법은, 이형층을 준비하는 제1 단계; 상기 이형층의 상부에 제1 점착층을 형성하는 제2 단계; 상기 이형층의 상부에 제2 점착층을 형성하는 제3 단계; 상기 제2 점착층의 상부에 단일층 또는 다층으로 잉크 인쇄층을 형성하는 제4 단계; 상기 인쇄층 상부에 투명 보호층을 형성하는 제5 단계;를 포함할 수 있다. 상기 제1 점착층, 제2 점착층을 구비하게 되는 경우, 이형층을 제1 점착층에서 분리하고 난 후, 기재에 스티커를 붙이기 전에 제1 점착층을 제2 점착층에서 분리하여 상기 제2 점착층을 기재에 붙여서 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 항균 스티커
10 : 이형층
20 : 점착층
30 : 잉크 인쇄층
40 : 투명 보호층

Claims (5)

  1. 이형층;
    상기 이형층 상부에 형성된 점착층;
    상기 점착층 상부에 형성되는 단일층 또는 다층으로 형성된 잉크 인쇄층; 및
    상기 인쇄층 상부에 형성되는 투명 보호층;을 포함하는 항균성 잉크가 적용된 스티커이며,
    상기 잉크 인쇄층은 광경화형 아크릴 레진, 수산화아파타이트, 탄산칼슘, 산화아연, 소듐 피리티온(Sodium pyrithione), 아세트산, 분산제, 소포제, 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 잉크가 적용된 스티커.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 잉크 인쇄층은 무기 항균제를 더욱 포함하며, 상기 무기 항균제는 산화제1구리 응집체를 포함하며, 상기 산화제1구리 응집체는 산화제1구리 나노 입자가 응집되어 형성되며, 상기 산화제1구리 응집체의 포어 크기(Pore Size)는 8 내지 10 nm이며, 상기 산화제1구리 응집체는 비표면적이 30 내지 40 m2/g 이며, 상기 산화제1구리 나노 입자와 산화제1구리 응집체의 직경의 비(산화제1구리 응집체/산화제1구리 나노 입자)는 4,000 내지 7,000인 것을 특징으로 하는 항균성 잉크가 적용된 스티커.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 잉크 인쇄층은 유기금속계 항균제로서 As 를 함유하는 화합물을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 잉크가 적용된 스티커.
  4. 청구항 1 내지 3의 어느 한 항의 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조하는 방법이며,
    이형층을 준비하는 제1 단계;
    상기 이형층의 상부에 점착층을 형성하는 제2 단계;
    상기 점착층의 상부에 단일층 또는 다층으로 잉크 인쇄층을 형성하는 제3 단계;
    상기 인쇄층 상부에 투명 보호층을 형성하는 제4 단계;를 포함하며,
    상기 점착층은 이형층 상부에 형성된 제1 점착층, 상기 제1 점착층 상부에 형성된 제2 점착층을 구비하고, 상기 제2 점착층의 점착 강도가 상기 제1 점착층의 점착 강도보다 큰 것을 특징으로 하는 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제3 단계의 잉크 인쇄층을 형성하는 단계는 스티커용 항균성 잉크 조성물의 항균제를 분쇄기에서 1시간 내지 2시간 분쇄하는 제1 공정; 상기 제1 공정에서 분쇄된 분쇄 혼합물을 광경화형 아크릴 레진, 아세트산, 분산제, 소포제, 안료의 혼합물에 혼합하여 분산하는 제2 공정; 제2 공정의 분산 혼합물을 교반기로 교반하고 진공 탈포기로 탈포하는 제3 공정; 상기 제3 공정에서 탈포된 잉크 조성물을 인쇄기로 인쇄하고 광경화하는 제4 공정;을 포함하는 특징으로 하는 항균성 잉크가 적용된 스티커를 제조하는 방법.
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