KR20240005704A - 기능성 금속-함유 물품 - Google Patents

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하비에라 루빌라 파라
켈란 빌로크
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Abstract

본 발명은 중합체, 기능성 금속 및 할라이드 염을 포함하는 기능성 조성물로부터 제조된 기능성 물품에 관한 것이며, 여기서 기능성 물품은 기능성 특성(예를 들어 항균 특성)과 바람직한 색상 및/또는 불투명도를 모두 보유한다.

Description

기능성 금속-함유 물품
본 발명은 기능성 금속 첨가제를 함유하고 물품 외관에 대한 기능성 금속 첨가제의 색상 기여를 감소시키는 추가 첨가제를 갖는, 용융 혼합되어 필름으로 형성되거나 증착되는 것과 같은 기능성 물품을 형성하기 위한 조성물에 관한 것이다.
소비자가 구매하거나 소비자와 상호 작용하는 제품의 세계에서,외관은 브랜딩, 트레이드 드레스 및 소비자 경험에 중요하다. 현대 소비자들은 눈길을 사로잡고 미학적으로도 만족스러운 제품을 요구한다. 제품의 미학적 측면이 시장의 기대를 충족시키지 못하는 경우, 단순히 일부 기능적 이점을 달성하는 제품을 보유하는 것만으로는 충분하지 않은 경우가 많다. 예를 들어, 구리-함유 물질은 항균 특성으로 잘 알려져 있지만 구리는 종종 바람직하지 않을 수 있는 금속성 및/또는 갈색 색상을 부여한다. 이러한 많은 제품이나 물품은 중합체를 사용하여 만들어진다. 때때로, 이러한 제품이나 물품은 분말, 고분자 화합물 또는 고분자 마스터배치로 전달되어 추가 고분자와 용융 혼합되고 최종 부품(예: PET 음료수 병)으로 형성되는 활성 성분으로 만들어진다. 다른 경우, 이러한 물품은 액체(용매, 물 또는 에너지 경화성 형태)에 증착된 중합체 필름으로 표면을 코팅한 후 해당 표면 상에서 경화되어, 예를 들어, 인쇄된 비닐 표면 위에 보호층과 같은 원하는 기능성을 부여함으로써 형성된다. 특정 솔루션은 기능적 이점과 외관 사이에 최상의 균형을 제공하기 때문에 다른 솔루션을 대신하여 선택될 수 있다. 이에 대한 예로는 광물 기반 UV 차단제(예: ZnO) 대신 투명 부품에 유기 UV 차단제를 사용하는 경우가 있는데, 그 이유는 광물이 부품에 통합될 때 생성되는 불투명성 때문이다.
외관의 한 측면은 수학적으로 설명할 수 있는 색상이다. 예를 들어, CIELAB L*, a*, b* 색상 공간은 수학적으로 인식할 수 있는 모든 색상을 3차원으로 설명한다: L*은 밝기, a*는 녹색-빨간색, 및 b*는 파란색-노란색이다. 헌터랩(Hunter Lab)을 참조하기 바란다. 출원 노트, "Insight on Color", Vol. 8, 7호(2008). CIELAB 색상 공간에서, L* 축은 위에서 아래로 이어진다. 최대 L* 값은 100으로, 이는 완벽한 반사 확산체(즉, 가장 밝은 흰색)를 나타낸다. 최소 L* 값은 0으로, 이는 완벽한 흡수체(즉, 가장 어두운 검정색)를 나타낸다. 양수 a*는 빨간색이다. 음수 a*는 녹색이다. 양수 b*는 노란색이다. 음수 b*는 파란색이다. 0과 동일한 CIELAB a* 또는 b* 값은 적록색 또는 청황색 색상 외관이 없음을 나타내며, 이 경우 물품은 무채색으로 나타난다. 반면, 0에서 크게 벗어나는 a* 또는 b* 값은 빛이 불균일하게 흡수되거나 반사됨을 나타낸다. a* 또는 b* 값이 0에서 벗어나면, 색상이 더 이상 중립적으로 나타나지 않을 수 있다. CIELAB 모델의 가장 중요한 속성 중 하나는 장치 독립성인데, 이는 색상이 그 생성 특성이나 표시 장치와는 독립적으로 정의됨을 의미한다.
CIELAB은 또한 극좌표로 수학적으로 기술할 수도 있는데, 이는 또한 CIE LCh라고도 한다. CIE LCh에서 L* 값은 밝기를 나타낸다. C*는 채도 또는 상대 채도이며 V(a*2+b*2)로 정의된다. C* 값이 0이면 무채색이며, C* 값이 높을수록 채도가 높은(saturated) 색상을 나타낸다. h° 값은 색조 각도이며 극좌표 주변의 색상과 관련된다. 0°의 h°는 빨간색이다. 90°의 h°는 노란색이다. 180°의 h°는 녹색이다. 270°의 h°는 파란색이다.
외관의 또 다른 측면은 불투명성, 즉 빛에 대한 장벽이다. 이는 물품이나 패키지 내에 포함된 내용물에 영향을 주지 않도록 빛을 가리거나 포장과 사용 사이의 기간 동안 제품의 품질 저하를 방지해야 하는 경우 바람직할 수 있다. 예를 들어, 우유는 빛의 광화학 및 이온화 효과로 인해 손상될 수 있다. 그러나, 다른 상황에서는, 빛이 물품을 통과하지 못하게 가리면 사용가능한 전체 색 공간이 줄어들 수 있으므로 불투명도가 바람직하지 않을 수 있다. 이는 흰색이 아닌 색상을 부여하는 고굴절률 물질의 경우 특히 그러한데, 이는 더럽거나 불결한 외관을 초래할 수 있기 때문이다. 불투명도와 색상 사이의 균형은 어떤 기능적 목적을 위해 언제 물질이 추가되어 물품의 불투명도가 증가하는지를 이해하는 데 매우 중요하다. 불투명도는 물질을 통과하는 빛의 능력을 결정하는 데 사용되는 일반적이고 이해가 잘 정립된 측정치이다.
최근 몇 년 동안, 표면의 미생물 오염으로 인한 결과에 광범위한 관심이 집중되었다. 미생물은 어디에나 존재하며 통제하기 어려운 경우가 많다. 박테리아, 바이러스, 곰팡이 및 진균류(fungi)들은 쉽게 퍼지고 빠르게 번식하는 능력에 특징이 있고, 종종 일반적으로 다른 생명체를 파괴하는 조건에서도 그러하다. 이들 유기체 중 일부는 인간 질병의 원인이므로 이들의 성장과 확산을 통제하는 것이 공중 보건과 안전을 보장하는 데 가장 중요한다. 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 진균류 등 잠재적으로 병원성이 있는 미생물은 섬유, 의료 제품, 의료 기기, 정수 시스템, 식품, 식품 포장, 가정 및 사무용 가구, 공유 접촉 지점, 예를 들어 전등스위치, 버튼, 자동차 내장재, 안전장비, 의류, 위생시설 등과 같은 다양한 위치와 산업에서 관찰되었다. 오염된 표면을 통해 획득된 박테리아 감염의 실제 수는 현재 알려져 있지 않지만 상당한 수준인 것으로 인정된다. 많은 의료기기는 적절하게 멸균할 수 없으며 박테리아가 포함된 환경에 노출된다. 봉합사, 카테터, 안면 마스크, 장갑, 수술용 테이프 및 특정 의료 기구는 고압멸균할 수 없지만 병원성 박테리아가 발생하는 부위에서는 사용될 수밖에 없다. 이러한 유형의 의료 장치를 항균 및 자가 살균되도록 만드는 것이 유리할 것이며, 따라서 이러한 자가 살균 특성을 갖는 재료를 개발하기 위해 엄청난 노력이 있어 왔다.
수세기 동안 다양한 금속과 그에 상응하는 염의 항균 특성이 알려지고 활용되었다. 소위 "올리고 다이나믹 효과(oligo dynamic effect)"는 정확하게 이해되지는 않지만 금, 은, 구리, 아연과 같은 많은 금속의 살생물 특성을 정성적으로 설명한다. 은은 상처 드레싱, 크림에서 항균제로서 및 의료 기기용 코팅제로서 사용된다. 구리는 고대 이집트 시대부터 물을 살균하는 데 사용되어 왔다. 최근에는 은이나 구리와 같은 올리고 다이나믹 금속 입자를 중합체에 통합하여 항균 소재를 생산하는 데 많은 관심이 집중되었다. 금속의 산화 상태를 제어하는 것은 이러한 고분자 복합재에 항균 특성을 부여하는 데 중요하다. 은의 항균 특성은 그 이온화된 형태의 Ag+에서 유래하는데, 이는 박테리아가 호흡하는 데 사용하는 물질과 강한 분자 결합을 형성하는 능력을 가져, 이들을 비활성화하고 세포의 죽음을 초래하는 것으로 문헌에 잘 나와있고, 잘 알려져 있지는 않지만 직접적인 세포 손상, 라디칼 수산기 종의 생성 또는 DNA와 RNA의 기능을 방해하는 구리 이온의 세포 내 유입을 유발하는 것으로 설명되는 항균 특성의 메커니즘을 갖는 것으로 알려져 있다. 구리 항균 작용의 정확한 메커니즘은 불분명하지만 Cu1+ 이온이 일반적인 표면에서의 박테리아 성장을 모방하는 테스트 조건에서 Cu2+ 이온보다 박테리아에 훨씬 더 독성이 있다.
US 2020/0123395는 색상과 관련하여 구리의 단점을 논의하면서, "구리는 착색이 심하므로 흰색 또는 무색 재료가 필요할 때 사용할 수 없다. 색상을 조정하기 위해 착색제를 첨가할 수 있지만 종종 약화된 색상이나 크림색 또는 흰색이 아닌 색상이 생성된다"와 같이 언급한다. 산화 구리(벌크 필름과 굴절률이 다르고 색상에 영향을 주는 광 흡수를 갖는 기능성 금속)는 항균 기능을 위해 포함되지만 바람직하지 않은 미적 요소를 부여한다.
따라서, 기능성 금속을, 특히 원하는 농도로 사용하는 데 따른 미적 단점을 줄이거나 제거하면서, 원하는 기능성 효과를 최대화하는 방식으로 기능성 금속을 물품에 사용할 필요가 있다.
일 측면에서, 본원에 개시된 기술은 중합체; 산화구리; 및 할라이드 염을 포함하는 조성물을 포함하는 기능성 물품에 관한 것으로서, 조성물 중 할라이드 염 대 산화구리의 몰비는 약 0.01 내지 약 100이고; 물품은 할라이드 염이 없는 점만 다른 조성물을 포함하는 물품과 비교하여 다음 특성 중 적어도 하나에서 선택된 향상된 특성을 갖는다: (a) DECMC로 측정한 색차가 0.5 단위를 초과함; (b) 항균 효능 증가; (c) 불투명도 감소; (d) 헤이즈 감소; (e) 백색도 증가. 일부 구현예에서, 중합체는 열가소성이다. 일부 구현예에서, 열가소성 물질은 나일론, 폴리염화비닐, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 중합체는 열경화성 중합체이고, 조성물은 경화된 코팅이다. 일부 구현예에서, 열경화성 중합체는 아크릴 또는 폴리우레탄을 포함한다. 일부 구현예에서, 산화구리는 세라믹 내에 함유된다. 일부 구현예에서, 산화구리는 유리 세라믹 매트릭스 내에 함유된다. 일부 구현예에서, 산화 구리는 산화 제1구리로부터 유래된다.
일부 구현예에서, 할라이드 염은 요오드화칼륨, 브롬화칼륨, 염화마그네슘, 염화칼륨, 염화나트륨, 요오드화나트륨 및 염화칼슘 중 적어도 하나로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 할라이드 염은 요오드화칼륨이다. 일부에서는 구현예에서, 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 산화구리를 포함한다. 일부 구현예에서, 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 할라이드 염을 포함한다. 일부 구현예에서, 산화 구리에 대한 할라이드 염의 몰비는 약 0.1 내지 약 10이다. 일부 구현예에서, 조성물은 착색제를 추가로 포함한다.
일부 구현예에서, 본 기능성 물품과 할라이드 염의 부재만이 다른 조성물을 포함하는 물품 간의 DECMC로 측정된 색차는 0.5 단위 초과이다. 일부 구현예에서, 본 조성물은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성물보다 적어도 0.25 log 더 큰 항균 활성을 나타낸다. 일부 구현예에서, 조성물은 할라이드 염의 부재만이 다른 조성물보다 덜 불투명하다. 일부 구현예에서, 조성물은 할라이드 염의 부재만이 다른 조성물보다 더 적은 헤이즈를 나타낸다. 일부 구현예에서, 조성물은 할라이드 염의 부재만이 다른 조성물보다 더 백색이다. 일부 구현예에서, 물품은 병, 파우치, 섬유, 필름, 시트 및 용기로부터 선택된다.
또 다른 측면에서, 본원에 개시된 기술은 열가소성 물질; 산화구리; 및 할라이드 염을 포함하는 화합물에 관한 것이며, 여기서, 화합물 중 할라이드 염 대 산화구리의 몰비는 약 0.01 내지 약 100이다.
또 다른 측면에서, 본 개시된 기술은 (a) (i) 열가소성 또는 열경화성 중합체; (ii) 산화구리; (iii) 및 할라이드 염을 포함하는 염을 제조하는 단계로서, 상기 조성물은 수정된 ISO 22196 시험 방법을 사용한 E.coli 농도에서 적어도 1 log 감소를 나타내는, 단계; 및 (b) 조성물로부터 항균 물품을 형성하는 단계를 포함하는, 향균 물품의 생산 방법에 관한 것이다. 일부 구현예에서, (i) 조성물은 열가소성 물질을 포함하고, 단계 (b)는 조성물을 압출하여 항균 물품을 생성하는 단계를 포함하거나; 또는 (ii) 조성물은 열경화성 중합체를 포함하고, 단계 (b)는 조성물을 액체 담체와 함께 제형화하여 항균 액체 분산액을 형성하고, 항균 액체 분산액을 물품 위에 침착시켜 항균 액체 층을 형성하며, 항균 액체 층을 경화시켜 항균 필름을 포함하는 향균 물품을 형성하는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 본 발명에 따른 물품과 할라이드 염의 부재에 의해서만 달라지는 조성을 갖는 물품 간에 DECMC로서 측정된 색차는 0.5 단위 초과이다. 일부 구현예에서, 본 발명의 물품과 산화구리 및 할라이드 염의 부재에 의해서만 차이가 나는 조성을 갖는 물품 간의 DECMC로 측정된 색차는 할라이드 염의 부재만이 다른 조성을 갖는 물품과 구리 산화물 및 할라이드 염의 부재만이 다른 조성을 갖는 물품 사이 간에 DECMC로 측정된 색차보다 작다.
본 발명은 용융 혼합되어 형성되거나(예를 들어, 사출 성형 부품, 압출 시트, 압출 및 용융-취입 섬유, 압출 필름) 또는 필름으로 적층(예: 용제형(solvent-borne), 수성형(water-borne), 에너지 경화형 액체 코팅)되는 조성물과 같은 기능성 물품을 형성하기 위한 기능성 물품 및 조성물에 관한 것으로서, 이는 기능성 금속 첨가제를 함유하고, 기능성 금속 첨가제가 제품 외관에 미치는 색상 기여를 감소시키는 추가 첨가제를 포함하는 것이다.
다음의 논의는 첨부된 청구범위의 범위를 제한하지 않는 다양한 실시예를 포함한다.
본 명세서에 제시된 임의의 예는 비제한적인 것으로 의도되었으며 단지 본 개시내용의 많은 가능한 실시예 중 일부를 예시할 뿐이다. 또한, 여기에 설명된 특정 특징은 다양한 가능한 조합 및 순열 각각에서 다른 설명된 특징과 조합하여 사용될 수 있다. 본 명세서에서 달리 구체적으로 정의되지 않는 한, 모든 용어는 본 명세서에서 내포된 의미뿐만 아니라 당업자가 이해하고/하거나 사전, 논문 등에 정의된 의미를 포함하여 가장 광범위하고 합리적인 해석이 주어져야 한다. 또한, 명세서 및 청구범위에 사용된 단수형 "a", "an" 및 "the"는 달리 명시하지 않는 한 복수형을 포함하며, "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어가 본 명세서에서 사용된 경우, 언급된 특징, 단계, 요소 및/또는 구성성분의 존재를 명시할 뿐만 아니라, 하나 이상의 다른 특징, 단계, 요소, 구성성분 및/또는 이들의 조합의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다. 본 명세서에 언급된 모든 간행물은 달리 명시되지 않는 한 그 전체 내용이 참고로 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에서 사용된 "기능" 또는 "기능성"은 재료가 특별히 적합하거나 사용되거나 재료가 존재하는 작용을 의미한다. 예를 들어, 재료의 기능성은 재료가 다른 재료와 구별되는 특성(들)을 갖고 있는 것과 관련이 있다. 기능성의 일부 예시적인 예에는 실질적이거나 측정가능한 항균 특성을 갖지 않는 물품과 비교하여 항균성을 갖는 물품이 포함되고, 또는 UV 광을 차단하는 실질적이거나 측정 가능한 능력이 없는 물품과 비교하여 UV 차단 능력을 갖는 물품이 포함된다.
중합성 물질의 경우, 이 기능성은 금속-함유 재료(본원에서는 "기능성 금속" 또는 "금속"으로 지칭됨)를 통해 전달될 수 있다. 일반적으로, 기능성 금속은 용융 혼합을 통해 개시된 물품에 혼입되거나, 물품에 원하는 기능적 이점을 부여하기 위해 필름 증착을 통해 물품의 상부에 침착된다. 이러한 방식으로 기능성 금속을 통합함으로써 부여되거나 변경될 수 있는 기능적 이점은 광범위하고 다양하며 다음 중 하나 이상을 포함하지만 이에 국한되지는 않다: 항균 특성, 항바이러스 특성, 전기 전도성, 전기 절연성, 열 전도성, 단열성, 흡광도, 자외선 차단, IR 흡수, IR 반사, NOx 파괴 등 촉매 반응성, 산소 소거, 항산화제, 과산화수소 소거, 자유라디칼 소거, 난연성, 연기 억제, 부착 촉진, 악취 소거, 악취 흡수 , 결정 핵 생성, 강성 향상, 가소성 및 열 안정화. 본질적으로, 중합체 물질은 기능성 금속을 물품 내부 또는 상부에 혼입시키는 담체 및/또는 구조로서의 역할을 하여 이러한 유형의 기능성 금속으로 인해 물품은 차별화되는 기능성을 갖게 된다.
기능성 금속의 일부 예에는 금, 티타늄, 백금, 주석, 구리, 아연, 은 및 이들의 합금 및 이들의 조합이 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니다. 기능성 금속은 무기 또는 유기 구조를 함유할 수 있으며 금속 산화물, 금속 할라이드, 금속 탄산염, 금속 아세트산염, 금속 황산염, 금속 옥살산염, 금속 질산염, 금속 질화물, 금속 인산염, 금속 스테아레이트, 금속 수소화물, 금속 수산화물, 금속 티오시아네이트, 또는 이들 화합물 및/또는 유사 유형의 화합물들의 혼합 금속 버전을 포함할 수 있다.
기능성 금속을 다양한 물품(본원에서는 "기능성 물품"으로 지칭함, 이하 추가로 설명함)에 혼입함으로써 물품에 최종 용도에 있어서 차별화된 특성을 제공할 수 있다. 그러나, 종종 본원에 기술된 기능성 금속은 이들이 혼입되는 중합체보다 더 높은 굴절률 및 기능성 물품에도 부여되는 특정 색상 값을 특징으로 한다. 따라서, 기능성 물품에 금속을 포함시키면 그 물품에 일정 수준의 색상과 불투명도가 부여되는데, 이는 바람직하지 않을 수 있다. 일반적으로, 최종 부품에 기능성 금속의 농도가 높아질수록 불투명도가 높아지며 기능성 물품의 색상에 미치는 영향도 커지게 된다. 이는 기능성 금속을 포함함으로써 달성되는 기능성을 최대화하는 것이 결과적인 물품의 미학을 희생시키는 반면, 최적의 미학을 제공하는 것은 물품의 기능을 희생시키는 본질적인 상충관계를 생성한다. 이러한 균형을 완화하기 위해, 개시된 조성물은 후술하는 바와 같이 할라이드 염을 포함한다.
본원에 개시된 물품은 중합체, 기능성 금속 첨가제 및 할라이드 염을 포함하는 조성물로부터 제조된다. 놀랍게도, 중합체에 기능성 금속과 할라이드 염의 조합을 사용하면 기능성 금속의 외관과 기능적 이점 사이의 상충관계를 제거할 수 있다는 것이 발견되었다. 물품은 기능성 금속 첨가제의 증가된 농도와 기능성 물품의 불투명도 및 색상에 대한 금속 첨가제의 감소된 기여를 조합할 수 있다. 이를 통해 물품의 기능성이나 미학을 희생하지 않고 더 많은 금속을 추가할 수 있다. 대안적으로, 미적 측면은 기능성 금속의 존재에도 불구하고 물품의 착색 능력을 방해하지 않거나 흰색 또는 투명한 외관에 대한 요구를 방해하지 않을 수 있다. 특정 이론에 얽매이지 않고, 금속 첨가제는 중합체에서 비교적 낮은 용해도를 갖는 것으로 여겨진다. 할라이드 염을 도입하면 평형이 이동하여 중합체에 용해되는 금속 첨가제의 양이 증가하고 금속 첨가제가 기능성 물품의 불투명도 및 색상에 미치는 영향이 감소한다. 증가된 용해도는 중합체 전체에 걸쳐 기능성 금속의 이동을 더욱 증가시킬 수 있다. 이 놀라운 결과는 한 가지 유형의 중합체나 한 가지 유형의 금속 첨가제에만 국한되지 않으며, 제형화된 다음 원하는 표면에 증착되는 코팅뿐만 아니라 용융-혼합 및 압출 시스템을 포함하는 여러 유형의 시스템에 적용할 수 있는 것으로 이해된다.
불투명도는 여러 가지 방법으로 측정할 수 있다. 플라스틱 제품이나 자유 필름에서 다음과 같이 측정할 수 있다.
불투명도 Opacity = 100 - %LightTransmission
% 광투과율은 다양한 파장, 예를 들어, 사람의 눈에 보이는 파장(약 400nm 내지 약 700nm)에 걸쳐 측정될 수 있다. 불투명도는 인간의 눈에 보이는 범위를 넘어 자외선 및 적외선 파장을 포함할 수도 있다. 분광 광도계, 색도계, 농도계 또는 포토다이오드와 같은 다양한 장비를 사용하여 불투명도를 측정할 수 있다. 일부 구현예에서, 불투명도는 광학 밀도의 척도로 특성화되는데, 이는 샘플을 통과하는 빛의 비율에 대한 Log10이다. 페인트, 코팅 또는 드로우 다운의 경우, 불투명도는 대안적으로 명암비로 측정할 수도 있는데, 이는 검정색 배경에서 측정된 코팅의 반사광 Ro를 흰색 배경에 대해 측정된 동일한 코팅의 반사율 Rw로 나눈 비율이다. 대비율 100%는 완전히 불투명하고, 대비율 0%는 불투명없이 완전한 투명이다.
기능성 물품
일부 구현예에서, 일반적으로, 본 명세서에 개시된 기능성 물품은 개시된 조성물을 용융-혼합한 후 혼합물을 압출하여 열가소성 제품을 형성함으로써 형성되며, 이에 의해 조성물은 생성된 기능성 물품 제품에 본 명세서에 기술된 원하는 항균 특성 및 외관을 부여한다. 열가소성 제품인 기능성 물품의 비제한적인 예에는 병 및 기타 용기, 시트, 열성형 부품, 파우치, 섬유 및 다양한 소비자 제품을 담는 포장이 포함된다. 일부 구현예에서, 기능성 열가소성 제품은 내부 부피가 약 10 ml 내지 약 5000 ml, 약 50 ml 내지 약 4000 ml, 약 100 ml 내지 약 2000 ml, 약 200 ml 내지 약 1000 ml, 또는 약 10 ml 내지 약 250ml일 수 있다.
다른 구현예에서, 본 명세서에 개시된 기능성 물품은 조성물을 액체 분산액으로 제형화한 후 그 액체를 기재(예를 들어, 물품)에 침착시켜 액체 층을 형성한 후 경화시켜 기능성 필름 코팅을 갖는 물품을 생성함으로써 형성되며, 이에 의해 필름은 물품에 본 명세서에 기술된 원하는 항균 특성 및 외관을 부여한다. 일부 구현예에서, 기능성 필름은 약 0.001 mm 내지 약 5 mm, 약 .001 mm 내지 약 4 mm, 약 0.001 내지 약 3.5 mm, 약 0.001 mm 내지 약 3 mm, 약 0..001 mm 내지 약 2mm, 또는 약 0.001mm 내지 약 1mm의 두께를 가질 수 있다.
본원에 개시된 조성물에 포함된 성분의 중량%는 일반적으로 조성물의 총 중량을 기준으로 하는 것으로 본원에 기재되며, 이는 물론 전체 물품이 액세서리나 부착물(예: 라벨, 캡, 비중합체 층 등)없이 단일 조성물 층으로 형성되지 않는 한, 전체 물품의 총 중량을 기준으로 하는 것이 아니라, 조성물이 존재하는 미경화된 층 또는 물품의 부분의 총 중량을 기준으로 하는 것과 동일하다.
기능성 금속 첨가제
본 명세서에서, "기능성 금속 첨가제" 또는 "기능성 금속"은 일부 금속 성분을 함유하고 이들이 제제화되는 물품에 기능적 이점을 제공하는 물질로 정의된다. "기능성 금속"의 일부 예에는 금, 티타늄, 백금, 주석, 구리, 아연, 은 및 이들의 합금, 가장 바람직하게는 구리와의 합금이 포함되지만 이에 국한되지는 않는다. 기능성 금속은 무기 또는 유기 구조를 함유할 수 있고, 금속 산화물, 금속 할라이드, 금속 탄산염, 금속 아세트산염, 금속 황산염, 금속 옥살산염, 금속 질산염, 금속 질화물, 금속 인산염, 금속 스테아레이트, 금속 수소화물, 금속 수산화물, 금속 티오시아네이트 또는 이러한 유형의 화합물의 혼합 금속 버전이다. 금속 산화물은 가장 선호되는 기능성 금속 형태이며, 특히 구리 산화물이 강조된다. 구리 산화물은 구리의 원자가 상태에 따라 산소와 함께 구리가 형성하는 두 가지 화합물 중 하나를 지칭하는 데 사용될 수 있다. 이 두 가지 형태에는 산화제1구리(CU2O)를 형성하는 +1 원자가 상태(Cu1+)의 구리와 산화제2구리(CuO)을 형성하는 +2 원자가 상태(Cu2+)의 구리가 포함된다. 이는 이들 물질을 개별적으로 포함하거나 두 가지의 혼합물을 포함한다. 일부 구현예에서, 기능성 금속은 산화구리 및/또는 산화아연이다.
본 발명의 일부 구현예에서, 기능성 금속은 용융 가공, 또는 중합체 가공 분야의 당업자에게 공지된 다른 방법에 의해 중합체에 직접 혼입된다. 다른 구현예에서, 기능성 금속은 담체 입자에 미리 로딩된 후 용융 가공 또는 중합체 가공 분야의 당업자에게 공지된 다른 방법에 의해 중합체에 혼입될 수 있다. 담체 입자는 다공성 또는 비다공성 물질일 수 있으며, 담체 입자는 구형, 불규칙 또는 원통형 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 형상 또는 크기일 수 있다. 잠재적 담체 입자의 예에는 유리 구조, 제올라이트, 알루미노실리케이트, 침강 실리카 및 메조다공성 실리카가 포함되지만 이에 국한되지는 않는다. 이 구조의 한 예는 GUARDIANT®(Corning, Inc.)이며, 이는 높은 항균 효능을 지닌 Cu+1 이온의 지속가능한 전달 시스템 역할을 하는 알칼리 구리 알루미노보로포스포실리케이트 유리 세라믹 재료의 입자이며 중량 기준으로 약 26%의 큐라이트(cuprite)와 74%의 유리 세라믹을 함유한다.
일부 구현예에서, 물품은 기능성 금속 첨가제를 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 1.0 중량% 이상, 1.5 중량% 이상, 2.0 중량% 이상, 2.5 중량% 이상, 3.0 중량% 이상, 3.5 중량% 이상, 4.0 중량% 이상, 4.5 중량% 이상, 또는 5.0 중량% 이상의 양으로 포함하는 조성물을 포함한다. 일부 구현예에서, 조성물 중 기능성 금속 첨가제의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 예를 들어, 약 0.1 중량% 내지 약 8 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 6 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 5 중량%, 약 1 중량% 내지 약 4 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%으로 조성물 내에 포함한다.
할라이드 염
할라이드 염은 염화나트륨이나 요오드화칼륨과 같이 양이온과 할로겐 음이온을 포함하는 화합물로 정의된다. 일부 구현예에서, 할라이드 염은 요오드화칼륨, 브롬화칼륨, 염화마그네슘, 요오드화나트륨 또는 염화나트륨과 같은 수용성 할라이드 염이다. 할라이드 염은 염화나트륨 및 염화칼슘과 같이 무기 성질 또는 1,3-디메틸이미다졸륨 요오다이드와 같이 유기 성질을 가질 수 있다. 염소, 브롬과 요오드 음이온은 상업적으로 이용 가능한 할라이드 염의 대부분을 형성한다. 일부 구현예에서, 무기 할라이드 염은 요오드화칼륨 또는 염화칼슘과 같이 1족 또는 2족 금속의 알칼리 할라이드 염이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 구현예에서, 무기 할라이드 염은 염화구리(II) 또는 염화은(I)과 같은 3-12족의 전이 금속 할라이드 염이다. 일부 구현예에서, 할라이드 염은 1,3-디메틸이미다졸륨 요오다이드 또는 4-아미노-N-라우릴피리디늄 클로라이드(ALPC)와 같은 유기 할라이드 염이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서 할로겐은 요오드이다. 요오드는 원소 요오드, 요오드화칼륨, 포비돈-요오드화물, 카덱소머 요오드 또는 요오드화나트륨과 같은 다양한 형태로 사용될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 할로겐은 아스타틴 또는 테네신이다. 또한 단일 양이온 이상을 함유하거나, 단일 음이온 이상을 함유하거나, 단일 양이온 및 단일 음이온 이상을 함유하는 금속 화합물도 존재한다. 예로서, M1-M2(X)로 표현될 수 있는 공통 음이온을 갖는 두 개의 금속을 갖는 유형의 혼합 금속 할라이드 물질을 고려할 수 있는데, 여기서 M1는 첫 번째 금속이고, M2는 두 번째 금속이며, X는 음이온이다(이 특별한 경우에는 할라이드). 또 다른 가능한 조합은 X1와 X2이 다른 음이온인 M1-M2(X1-X2)이다.
할라이드 염은 다양한 매트릭스 내에서 광범위한 용해도와 상용성을 가지고 있다. 예를 들어, 요오드화칼륨은 20℃에서 1400g/L의 수용성을 갖는 반면, 염화납(II)은 20℃에서 0.99g/L의 수용성을 갖는다. 따라서, 기능성 금속이 함유된 주어진 중합체에 대한 적절한 할라이드 염의 선택은 중합체 매트릭스의 특성에 따라 달라진다.
특정 이론에 구애됨이 없이, 이들 할라이드 염은 중합체에 대한 기능성 금속의 용해도를 증가시키는 것으로 여겨지는 음이온을 함유한다. 할라이드 염은 일반적으로 그 자체로는 불투명도를 나타내지 않고 색상도 거의 또는 전혀 없으며 중합체에 대한 용해도를 증가시켜 기능성 금속의 불투명화 효과를 감소시키기 때문에, 기능성 금속의 불투명도 및/또는 색상에 대한 전반적인 기여는 할라이드 염과 조합 금속의 경우 기능성 금속 단독의 불투명도 및/또는 색상에 대한 기여도보다 낮다.
일부 구현예에서, 물품은 조성물의 총 중량을 기준으로, 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.1 중량%, 적어도 0.5 중량%, 적어도 1.0 중량%, 적어도 1.5 중량%, 적어도 2.0중량%, 적어도 2.5중량%, 적어도 3.0중량%, 적어도 3.5중량%, 적어도 4.0중량%, 적어도 4.5 중량%, 적어도 5.0 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 75 중량%의 할라이드 염을 포함하는 조성물을 포함한다.
일부 구현예에서, 물품은 조성물의 총 중량을 기준으로 최대 0.01 중량%, 최대 0.1 중량%, 최대 0.5 중량%, 최대 1.0 중량%, 최대 1.5 중량%, 최대 2.0중량%, 최대 2.5중량%, 최대 3.0중량%, 최대 3.5중량%, 최대 4.0중량%, 최대 4.5중량%, 최대 5.0중량%, 최대 10중량%, 최대 50중량%, 또는 최대 75 중량%의 양으로 할라이드 염을 포함하는 조성물을 포함한다.
금속 대 할라이드 몰비
요오드화칼륨(KI)과 같은 할라이드 염은 물과 중합체에 대한 용해도가 높다. 어떤 이론에도 구속되지 않고, 금속 화합물과 KI가 중합체의 용융 가공 동안 또는 중합체와 용액에서 함께 혼합되는 경우, KI는 용해되어 중합체 또는 용액에서 K+ 및 I- 이온을 형성하는 것으로 여겨진다. 중합체 시스템 내에서 정확한 메커니즘은 알려져 있지 않지만 I-의 존재로 인해 금속 화합물이 중합체에 용해될 수 있다. 많은 금속 양이온은 안정적이지 않으므로 요오드화물 음이온의 존재는 안정성을 향상시키는 데 도움이 되는 것으로 여겨진다. 이는 이러한 종을 안정화하는 데 도움이 될 수 있는 이용가능한 자유 전자가 있는 아미드 그룹을 포함하는 특정 중합체(예: 나일론 및 폴리우레탄)에서 특히 그렇다. 기능성 금속이 중합체에 용해되면 제품의 색상과 불투명도에 대한 기여도가 크게 감소하여 원하는 기능적 특성을 가질 뿐만 아니라 사용가능한 색상 공간과 색 공간을 향상시키는 능력을 가지며, 최종 물품의 미학이 상당히 뛰어난, 보다 투명한 물질이 생성된다. 르샤틀리에의 원리는 물품 내 요오드화물 음이온의 양을 증가시킴으로써 결과적인 평형 반응이 용해가능한 기능성 금속 이온의 형성을 촉진하도록 유도될 것이라고 언급하고 있다. 따라서, 존재하는 요오드화물 음이온의 양이 많을수록 기능성 금속이 중합체로 용해되는 현상이 촉진된다. 다양한 용도에 대해서 다양한 양의 기능성 금속이 필요하기 때문에, 최종적으로 중량 백분율뿐만 아니라 시스템에 첨가된 할라이드 염과 관련된 몰비를 기준으로 용도를 정의하는 것이 도움이 된다. 이 경우, 몰비 R은 다음과 같다:
적절한 몰비 R을 선택함으로써 최종 제품에서 기능성 금속의 불투명도 및 색상 기여도를 제어할 수 있다. 몰비 R은 시스템에 첨가된 할라이드 염의 양을 설명하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 용융 가공 동안 KI만 혼합된 나일론 6 플라크를 수성 욕조에 놓으면, I-가 중합체를 통해 용액으로 이동하기에 UV-VIS 광 흡수 판독값이 침지 용액에서 I-의 존재를 감지할 수 있다는 것이 관찰되었다. 침지 용액에 존재하는 I-의 양은 중합체에 존재하는 I-의 농도에 따라 달라진다. 산화구리와 KI를 모두 포함하는 중합체 샘플에 대해서도 유사한 경향이 발견된다. 이 경우 할라이드의 존재로 인한 가용성 향상으로 인해 침지 용액에서 구리가 검출될 수도 있다.
일부 구현예에서, 조성물은 약 0.01 내지 약 100, 약 0.1 내지 약 75, 약 0.1 내지 약 50, 약 0.1 내지 약 25, 또는 약 0.1 내지 약 10 범위의 할라이드 음이온 대 기능성 금속의 몰비 R을 포함한다. 일부 구현예에서, 몰비 R은 최소값을 갖는다. 일부 실시양태에서, 값 R은 0.01 이상, 0.05 이상, 0.1 이상, 0.5 이상, 1.0 이상, 2.0 이상, 5.0 이상, 10.0 이상, 25.0 이상, 50.0 이상, 또는 100.0 이상이다. 일부 구현예에서, 몰비 R은 바람직하게는 과량의 금속을 유지하는 최대값을 갖는다. 이는 금속 저장소를 유지하고 할라이드 염에 대한 용해도를 제어하는 데 필요할 수 있다. 일부 실시양태에서, R 값은 최대 0.01, 최대 0.05, 최대 0.1, 최대 0.5, 최대 1.0, 최대 2.0, 최대 2.0, 최대 5.0, 최대 10.0, 최대 25.0, 최대 50.0 또는 최대 100.0일 수 있다.
완성된 중합체 부품은 사출 성형, 블로우 성형, 필름 압출, 연신 필름, 섬유 방사, 프로파일 압출 등 다양한 가공 방식 중 하나를 통해 얻을 수 있다. 기능성 첨가제, 할라이드 염과 같은 활성 성분과 선택적으로 최종 부품의 착색제, 안정제, 분산제, 핵형성제 또는 왁스와 같은 기타 성분은 일반적으로 이축 압출기에서 함께 사전 혼합되어 마스터 배치를 생성한다. 최종 부품을 형성하기 전에 기능성 금속 입자를 마스터배치에 통합하는 것이 바람직하다. 금속 화합물과 할라이드 염은 이축 압출기에서 용융 가공하는 동안 중합체와 함께 혼합되어 농축된 마스터 배치를 생성한다. 그 다음 후속 가공 단계에서 관심 중합체(예: 나일론 6과 같은 나일론)에 마스터배치를 추가하여, 마스터 배치를 원하는 최종 제품에서 이어서 희석한다. 최종 제품에는 장기간 제품의 기능적 특성을 보존하기 위해 적절한 양의 활성 기능성 금속 및 할라이드가 포함된다.
중합체
본 개시내용은 용융 및 액체 침착 둘 다로부터 제조된 중합체로부터 또는 중합체와 함께 제조된 물품에 관한 것이다. 물품이 용융 혼합되는 경우, 물품의 조성물은 물품의 총 중량을 기준으로 한 중량%로 정의된다. 물품이 액체로부터 침착될 때, 물품의 조성물은 전체 물품 자체보다는 미경화 액체 필름의 총 중량을 기준으로 측정된다.
일부 구현예에서, 용융물로부터 제조된 물품은 열가소성 특성, 또는 용융되어 다른 형태로 재성형되는 능력을 갖는 중합체를 사용하여 구성된다. 여기에는 폴리염화비닐(PVC), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리락타이드와 같은 폴리에스테르, 폴리에테르 또는 폴리에스테르 유형 우레탄과 같은 열가소성 우레탄, 나일론 6, 나일론 12 또는 나일론 6/6와 같은 폴리아미드가 포함된다. 일부 구현예에서, 중합체는 폴리아미드이다. 폴리아미드 계열 중합체(대개 "나일론"이라고 함)는 아미드 결합으로 연결된 반복 단위가 있는 중합체로 구성된다. 이들은 본질적으로 강한 분자간 힘으로 인해 우수한 균형의 특성을 이루기 때문에 엔지니어링 중합체라고 불린다. 나일론은 아민과 카르복실산의 중축합 반응을 통해 생산된다. 카프로락탐의 개환 중합을 통해 생산되는 일반적인 나일론 6을 포함하여 여러 가지 유형의 나일론이 존재한다. 나일론 4/6, 6/6, 6/10, 6/12와 같은 다른 형태의 나일론은 디아민(예: m-자일렌 또는 헥사메틸렌디아민)과 디카르복실산(예: 세바시산, 이소프탈산, 또는 테레프탈산)을 사용할 수 있다. 특정 이론에 얽매이지 않고, 이 기술은 금속 화합물과 할라이드를 통합하여 금속 화합물만 단독으로 사용할 때보다 적은 색상을 제공할 수 있는 한 나일론의 모든 형태 또는 공중합체에 적용된다. 나일론의 한 가지 특징은 아미드 기의 수소 결합 능력으로 인해 물에 민감하다는 것이다. 중합체 백본 내 아미드 기의 농도가 감소함에 따라 수분 흡수도 감소하는 것으로 관찰되었다. 물은 인장 강도와 모듈러스를 감소시키면서 인성과 가요성을 증가시키는 가소제 역할을 한다. 수분을 흡수하면 상대습도가 변하는 환경에서 전기적 특성이 저하되고 치수 안정성이 저하되는 결과를 낳는다. 따라서, 가수분해로 인한 표면 결함 및 취성을 방지하기 위해 용융 가공 전에 나일론 중합체의 수분 함량을 허용가능한 수준으로 낮추도록 주의를 기울여야 한다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 기능성 금속 및 할라이드 염은 균질 중합체 네트워크 내에 함유되는 반면, 다른 구현예에서는 이들은 이종 중합체 네트워크 내에 함유된다. 흥미로운 종류의 재료는 이동성 또는 블루밍 아미드 왁스이다. 이러한 물질은 지방산이 아민 및 디아민과 반응할 때 얻어지며 EBS(에틸렌 비스-스테아르아미드) 왁스, Euracamice 왁스, 올레아미드 왁스 및 스테아르아미드 왁스를 포함하되 이에 국한되지 않는다. 아미드 왁스는 아미드 작용기 근처의 극성 영역과 지방산 사슬 근처의 비극성 영역을 특징으로 하며, 대부분의 용매 및 중합체 시스템과 호환되지 않는다. 이러한 물질이 중합체에 통합되면, 이는 표면으로 이동하여 아미드 왁스 층으로 제품을 코팅한다. 이러한 종류의 재료는 나일론과 유사한 화학적 기능성을 갖고 있으며, 나일론이나 기타 열가소성 수지와 마찬가지로 기능성 금속 및 할라이드 염을 아미드 왁스에 통합하는 것이 가능할 수 있다. 기능성 금속 및 할라이드 염이 용해되지 않는 중합체 시스템의 경우, 기능성 금속 및 할라이드 염이 사전-로드된 아미드 왁스를 사용할 수 있다. 왁스는 물품 표면으로 이동하여 원하는 기능을 통합하고 이 방법으로 만들어진 최종 제품의 색 공간을 제어할 수도 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 기능성 물품은 중합체, 기능성 금속 및 할라이드 염을 함유하는 액체 분산액으로 기재를 코팅한 다음, 일반적으로 열 또는 UV 에너지를 통해 경화시켜 제조되는 필름 형태로 만들어진다. 이러한 액체 분산액은 액체 담체에서 제조될 수 있다. 본 개시내용의 목적을 위해, 액체 담체는 조성물 성분을 혼합하고 기재 상에 침착시킨 후 경화시켜 필름으로 만드는 것을 가능하게 하는 액체 물질로 정의된다. 액체 담체는 비극성, 극성 비양성자성 및 극성 양성자성 물질일 수 있다. 여기에는 펜탄, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 1,4 디옥산, 디에틸 에테르, 테트라히드로푸란, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸 아세테이트, 아세톤, 디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 니트로메탄, 프로필렌 탄산염, 암모니아, 포름산, n-부탄올, 이소프로필 알코올, n-프로판올, 에탄올, 메탄올, 아세트산 및 물이 포함된다.
본 개시내용의 일부 구현예에서, 액체 담체는 단량체이다. "단량체"는 상대적으로 낮은 분자량(예를 들어, 일반적으로 200 Da 미만 또는 몰당 Mw 200 그램 미만)을 갖고, 화학적 자가 반응(예: 중합) 또는 다른 단량체와의 화학 반응(예: 공중합)을 겪어 더 긴 사슬의 올리고머, 중합체 및 공중합체를 형성할 수 있는 유기 화합물을 의미한다. 단량체는 일반적으로 불포화 유기 화합물, 즉 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물이다. 일부 구현예에서, 단량체는 방사선 경화성이다.
필름 또는 코팅과 관련하여, 단량체는 부분적으로는 액체 조성물의 점도를 감소시키고, 유연성을 개선하며, 경화 속도를 제어하고, 원하는 적용 및 예를 들어, 경도, 접착성, 내화학성 또는 감소된 수축과 같은 필름 성능 특성을 조정하는 기능을 한다. 개시된 조성물에 사용하기에 적합한 단량체 부류의 비제한적인 예에는 일관능성, 이관능성 및 다관능성 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티렌, 카프로락탐, 프롤리돈, 포름아미드, 실란 및 비닐 에테르가 포함된다. 개시된 조성물에 사용하기에 적합한 단량체의 비제한적인 예에는 이소포릴 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 트리데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 2-(2-에톡시-에톡시)에틸 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 프로폭실화 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 3,3,5-트리메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 옥틸 데실 아크릴레이트, 트리데실 아크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 1,12 도데칸 디올 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 알콕시화 헥산디올 디아크릴레이트, 알콕시화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 시클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트(POEA), 4-t-부틸시클로헥실 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트(BMA), 부탄디올-모노-아크릴레이트 , 트리메틸올프로판포르말 아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(DPGDA), 헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 이소보르닐 아크릴레이트(IBOA), 네오펜틸글로이콜 디아크릴레이트(NPGDA), 트리메틸로프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 및 이들의 조합을 포함한다.
일부 구현예에서, 조성물은 부틸 메타크릴레이트와 같은 반응성 희석제 또는 액체 담체를 포함한다. 일부 구현예에서, 반응성 희석제는 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 및 다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 선택된다. 상기 알킬(메트)아크릴레이트 화합물은 알킬기가 탄소수 1 내지 20인 알킬(메트)아크릴레이트일 수 있다. 구체적으로는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, tert-부틸(메트) 아크릴레이트, n-펜틸(메트)아크릴레이트, n-헥실(메트)아크릴레이트, n-헵틸(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, n-노닐(메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
다관능성 (메트)아크릴레이트 단량체에는 이관능성 및 삼관능성 (메트)아크릴레이트가 포함된다. 적합하고 예시적인 이관능성 (메트)아크릴레이트에는 1,12 도데칸 디올 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(예를 들어, Sartomer Chemical Co.의 SR238B), 알콕시화 헥산디올 디아크릴레이트, 알콕시화된 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 시클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(예: Sartomer Chemical Co.의 SR230), 에톡실화된 (4) 비스페놀 A 디아크릴레이트(예: Sartomer Chemical Co.의 SR601), 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜(400) 디아크릴레이트(예: Sartomer Chemical Co.의 SR344), 프로폭시화된 (2) 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트(예: Sartomer Chemical Co.의 SR9003B), 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(예: Sartomer Chemical Co.의 SR268), 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트(예: Sartomer Chemical Co.의 SR833S), 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(예를 들어, Sartomer Chemical Co.의 SR272) 및 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트가 포함될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 조성물은, 다공성 물질을 포함하여 액체 및 코팅이 적절하게 도포될 수 있는 물품의 임의의 기재 또는 부분에 도포될 수 있다. 일반적으로, 개시된 조성물은 기재 상에 침착되거나 적용되기 전에 액체 담체와 함께 제형화된다. 다공성 기재 상으로 액체 담체 방울을 적용하면, 액체가 기판을 적시고, 액체가 기판에 침투하여, 액체의 휘발성 성분이 증발하거나 경화되어 기재에 건조한 자국이 남는다. 다공성 기재의 예로는 종이, 페이퍼보드, 카드보드, 직물, 부직물 등이 있다.
본 명세서에 개시된 조성물은 또한 비다공성 기재에 성공적으로 적용될 수 있다. 비다공성 기재의 예로는 광택 코팅지, 유리, 세라믹, 고분자 기재 및 금속이 있다.
중합체 기재의 비제한적인 예에는 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리비닐리덴 염화물, 요소-포름알데히드, 폴리아미드, 고강도 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 페놀 포름알데히드, 멜라민 포름알데히드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리락트산, 폴리메틸메타크릴레이트, 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함한다.
금속 기재의 비제한적인 예로는 베이스 금속(base metals), 철금속, 귀금속(precious metals), 귀금속(noble metals), 구리, 알루미늄, 강철, 아연, 주석, 납 및 이들의 합금이 포함된다.
표면 에너지가 높은 기재의 비제한적인 예에는 페놀, 나일론, 알키드 에나멜, 폴리에스테르, 에폭시, 폴리우레탄, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 공중합체, 폴리카보네이트, 경질 폴리염화비닐 및 아크릴이 포함된다.
표면 에너지가 낮은 기재의 비제한적인 예에는 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 아세탈, 에틸렌-비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 플루오라이드 및 폴리테트라플루오로에틸렌이 포함된다. 표면 에너지가 낮은 기재에 적용하면 액체나 잉크의 휘발 가능한 성분이 증발하여 기재 상에 코팅이 생성된다. 이러한 코팅은 물이나 세척 용제에 대한 저항력이 있다.
개시된 물품을 제조하기 위한 조성물에는 하나 이상의 추가 성분이 선택적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 본원에 개시된 물품을 형성하기 위해, 기재에 적용되는 액체 담체 조성물은 코팅에 사용하기 위해 당업계에 공지된 하나 이상의 첨가제 또는 충전제를 함유할 수 있다. 이러한 코팅 첨가제 또는 충전재에는 증량제; 안료 습윤 및 분산제 및 계면활성제; 침강 방지제, 처짐 방지제 및 보딩제(bodying agents); 넘침 방지제(anti-flooding agents) 및 부동 방지제; 살균제 및 곰팡이 제거제; 부식 억제제; 증점제; 또는 가소제를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 적합한 코팅 첨가제의 비제한적인 예는 미국 페인트 및 코팅 협회(National Paint & Coatings Association, 1500 Rhode Island Avenue, NW, Washington, D.C. 20005.)에서 발행한 RAW MATERIAL INDEX에서 찾을 수 있다. 적합한 착색제의 비제한적인 예에는 염료(예: 솔벤트 레드 135), 유기 안료(피그먼트 블루 15:1), 무기 안료(예: 산화철 피그먼트 레드 101), 효과 안료(예: 알루미늄 플레이크) 또는 조합이 포함된다.
또한, 본 명세서에 개시된 물품을 형성하기 위해 기재 상에 액체 담체 조성물을 인쇄하거나 도포하는 방법이 본 명세서에 개시된다. 전술한 기재 중 임의의 것이 본 명세서에 개시된 방법에 사용될 수 있다. 조성물은 연신, 롤링, 분무, 인쇄, 또는 액체 담체 조성물을 기재에 도포하는 임의의 다른 방법에 의해 도포될 수 있다.
존재하는 경우, 액체 담체는 전형적으로 조성물의 대부분을 포함하고, 원하는 점도 및/또는 최종 사용 특성을 달성하는 데 필요한 양으로 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 액체 담체는 조성물(예를 들어, 미경화 제제)의 총 중량을 기준으로, 약 10 중량% 내지 약 90 중량%, 약 20 중량% 내지 약 70 중량%, 약 30 중량% 내지 약 60 중량%, 및 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 양으로 존재한다.
계면활성제 및 분산제
일부 구현예에서, 조성물은 2개의 서로 다른 표면 사이의 표면 에너지를 감소시키는 데 도움이 되는 표면 활성 물질인 계면활성제 또는 분산제를 포함할 수 있다. 이를 통해 일반적으로 성공할 수 없는 방식으로 두 표면을 결합할 수 있다. 계면활성제 및 분산제는 고체 물질(즉, 기능성 금속 또는 할라이드 염)을 액체 물질(즉, 물, 용매, 단량체, 용융된 열가소성 물질 또는 경화되지 않은 열경화성 물질)로 분산시키는 데 사용될 수 있다. 종종 계면활성제 또는 분산제는 더 작은 입자 크기를 갖는 액체 매트릭스로 고체 물질을 안정화시켜 고체 물질을 더 넓은 사용 가능한 표면적으로 사용할 수 있게 한다.
계면활성제 또는 분산제는 비이온성, 음이온성, 양이온성, 양성(ampholytic), 양쪽성(amphoteric) 및 쯔비터이온성(Zwitterionic) 계면활성제 중 하나 이상으로부터 선택될 수 있다. 음이온성, 양쪽성 및 쯔비터이온성 부류, 및 이들 계면활성제의 종의 전형적인 목록은 미국특허 No. 3,929,678에 제시되어 있다. 적합한 양이온성 계면활성제의 목록은 미국특허 No. 4,259,217호에 제시되어 있다. 이들 문서 각각은 참조로 본원에 포함된다.
비이온성 계면활성제는 본질적으로 지방족 또는 알킬 방향족인 유기 소수성 화합물과 알킬렌 옥사이드(자연적으로 친수성)의 축합에 의해 생성되는 화합물이다. 임의의 특정 소수성 화합물과 축합되는 친수성 또는 폴리옥시알킬렌 잔기의 길이는 쉽게 조정되어 친수성 요소와 소수성 요소 사이의 원하는 정도의 균형을 갖는 수용성 화합물을 생성할 수 있다. 또 다른 다양한 비이온성 계면활성제는 아민 옥사이드, 포스핀 옥사이드 및 설폭사이드로 대표되는 반극성 비이온성 계면활성제이다. 적합한 비이온성 계면활성제의 예에는 알킬 페놀의 폴리에틸렌 옥사이드 축합물, 지방족 알코올과 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물, 프로필렌 옥사이드와 프로필렌 글리콜의 축합에 의해 형성된 소수성 염기와 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물, 및 프로필렌옥사이드 및 에틸렌디아민의 반응으로 생성된 생성물과 에틸렌 옥사이드와의 축합 생성물이 포함된다.
양성 합성 세제는 헤테로사이클릭 2차 및 3차 아민의 지방족 유도체 또는 지방족의 유도체로 광범위하게 설명될 수 있는데, 여기에서, 지방족 라디칼이 직쇄 또는 분지형일 수 있고 지방족 치환기 중 하나가 약 8 내지 18개의 탄소 원자를 함유하며 적어도 하나는 음이온성 수용성 그룹(예: 카르복시, 설포네이트, 설파토)을 포함한다. 이 정의에 해당하는 화합물의 예는 나트륨 3-(도데실아미노)프로피오네이트, 나트륨 3-(도데실아미노)프로판-1-술포네이트, 나트륨 2-(도데실아미노)에틸 설페이트, 나트륨 2-(디메틸아미노)옥타데카노에이트, 이나트륨 3-(N-카르복시메틸도데실아미노)프로판-1-술포네이트, 이나트륨 옥타데실-이미노디아세테이트, 나트륨 1-카르복시메틸-2-운데실이미다졸, 및 나트륨 N,N-비스(2-히드록시에틸)-2-술파토-3-도데콕시프로필아민을 포함한다.
쯔비터이온성 계면활성제는 2차 및 3차 아민의 유도체, 헤테로사이클릭 2차 및 3차 아민의 유도체, 또는 4차 암모늄, 4차 포스포늄 또는 3차 설포늄 화합물의 유도체로 광범위하게 기술될 수 있다. 4차 화합물의 양이온 원자는 헤테로사이클릭 고리의 일부일 수 있다. 이들 모든 화합물에는 직쇄 또는 분지형의 지방족 기가 하나 이상 있으며, 이들은 약 3~18개의 탄소 원자, 및 음이온성 수용성 그룹을 함유하는 하나 이상의 지방족 치환체, 예를 들어, 카르복시, 설포네이트, 설페이트, 포스페이트 또는 포스포네이트를 함유하는 적어도 하나의 지방족 치환기를 포함한다. 상업적인 관점에서 볼 때 이러한 부류의 바람직한 화합물은 3-(N,N-디메틸-N-헥사데실암모니오)-2-히드록시프로판-1-술포네이트; 3-(N,N-디메틸-N-알킬암모니오)-2-히드록시프로판-1-술포네이트(여기서, 알킬기는 우지(tallow) 지방 알코올로부터 유도됨); 3-(N,N-디메틸-N-헥사데실암모니오)프로판-1-술포네이트; 3-(N,N-디메틸-N-테트라데실암모니오)프로판-1-술포네이트; 3-(N,N-디메틸-N-알킬암모니오)-2-히드록시프로판-1-술포네이트(여기서, 알킬기는 코코넛 지방 알코올의 중간 부분에서 유래됨); 3-(N,N-디메틸도데실암모니오)-2-히드록시프로판-1-술포네이트; 4-(N,N-디메틸-테트라데실암모니오)부탄-1-술포네이트; 4-(N,N-디메틸-N-헥사데실암모니오)부탄-1-술포네이트; 4-(N,N-디메틸-헥사데실암모니오)부티레이트; 6-(N,N-디메틸-N-옥타데실암모니오)헥사노에이트; 3-(N,N-디메틸-N-에이코실암모니오)-3-메틸프로판-1-술포네이트; 및 6-(N,N-디메틸-N-헥사데실암모니오)헥사노에이트이다.
음이온성 계면활성제에는 약 8 내지 약 24개의 탄소 원자, 바람직하게는 약 10 내지 약 20개의 탄소 원자를 함유하는 고급 지방산의 나트륨, 칼륨, 암모늄 및 알킬올암모늄 염과 같은 일반적인 알칼리 금속 비누가 포함된다. 적합한 지방산은 예를 들어, 식물 또는 동물 에스테르(예: 팜유, 코코넛 오일, 바바수(babassu) 오일, 대두유, 피마자유, 우지(tallow), 고래 및 어유, 그리스, 라드 및 이들의 혼합물)와 같은 천연 공급원으로부터 얻을 수 있다. 지방산은 합성으로 제조될 수도 있다(예: 석유의 산화 또는 피셔-트롭쉬 공정에 의한 일산화탄소의 수소화에 의해). 로진 및 톨유 내 수지산과 같은 수지산이 적합하다. 나프텐산도 적합하다. 나트륨 및 칼륨 비누는 지방과 오일을 직접 비누화하거나 별도의 제조 공정에서 제조된 유리 지방산을 중화하여 만들 수 있다. 특히 유용한 것은 코코넛 오일과 우지로부터 유도된 지방산 혼합물의 나트륨 염과 칼륨 염, 즉 나트륨 또는 칼륨 우지와 코코넛 비누이다. 음이온성 합성 세제에는 그 분자 구조에 약 8 내지 약 22개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 그룹과 설폰산 및 황산 에스테르 모이어티로 이루어진 그룹으로부터 선택된 모이어티를 갖는 유기 황산 반응 생성물의 수용성 염, 특히 알칼리 금속 염이 포함된다. (용어 알킬에는 더 고급 아실 모이어티의 알킬 부분이 포함된다.) 합성 세제 그룹의 예로는 알킬황산나트륨 및 칼륨, 특히 우지 또는 코코넛 오일의 글리세리드를 환원하여 생성된 고급 알코올(예: 탄소 원자 8~18개)을 황산화하여 얻은 것들; 알킬기가 직쇄 또는 분지쇄 구조 내 약 9 내지 약 20개의 탄소 원자를 함유하는 나트륨 및 칼륨 알킬 벤젠 설포네이트; 나트륨 알킬 글리세릴 에테르 설포네이트, 특히 우지 및 코코넛 오일로부터 유래된 고급 알코올의 에테르; 나트륨 코코넛 오일 지방산 모노글리세리드 설폰산염 및 황산염이 있다. 계면활성제는 전형적으로 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 15 중량%, 예를 들어, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 5.0 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
중합체 마스터배치 또는 화합물
성형 및 압출된 열가소성 완제품에 본 발명의 기능성 금속 및 할라이드 염을 포함시키는 것은 일반적으로 먼저 마스터배치를 제조함으로써 달성된다. 마스터배치는 많은 구성 성분을 더 높은 농도로 함유한 고도로 농축된 농축물이며, 이는 이어서 최종 완제품의 조성물 내로 추가 희석된다. 마스터배치는 일반적으로 중간 제품이나 최종 제품을 만들기 위한 다양한 성형 및/또는 압출 작업의 상용 가공업체에서 사용된다. 이러한 가공 방법에는 사출 성형, 반응성 사출 성형, 블로우 성형, 블로운 필름 가공, 프로파일 압출, 캘린더링, 열성형, 필름 및 시트 압출, 섬유 방사 등이 포함된다. 특정 마스터배치에 대해, 가공업자는 최종 제품 내의 원하는 첨가제 수준에 따라 다양한 범위의 마스터배치 비율을 사용할 수 있다. 제품의 총 중량을 기준으로 0.1중량% 내지 10중량%를 넘는 범위의 마스터배치 농도가 일반적이며, 마스터배치는 다양한 용도의 다양한 제품을 만드는 데 사용될 수 있다. 종종 마스터배치는 최종 제품에 기능을 제공하는 데 사용된다. 이러한 최종 제품의 일부 예로는 트레이, 테이블, 책상, 의자, 의료 기기, 폐기물 용기, 개인 위생 용품, 상처 관리 용품, 수술용 장갑 및 마스크, 직물, 방적 섬유, 포장 및 전자 제품이 포함되지만 이에 국한되지는 않는다.
일부 실시예에서, 개시된 기술은 기능성 금속과 할라이드 염을 높은 농도로 용융 혼합하여 중합체로 만들고 그 물질을 혼합하여 펠렛으로 형성하는 것을 포함한다. 건조 상태의 기능성 금속 및 할라이드 염은 일반적으로 롤 밀 또는 트윈 스크류 압출기에서 담체 중합체 및 기타 조성 성분과 혼합되므로 모든 구성성분들이 밀접하게 혼합되어 기능성 금속(항균제) 및 할라이드 염이 고농도로 생성된다. 마스터배치는 또한 하나 이상의 블로킹 방지제, 항산화제, 정전기 방지제, UV 안정제, 착색제, 윤활제, 왁스, 분산제, 난연제, 사슬 연장제, 가교제, 레이저 마킹 첨가제, 이형제, 내부 윤활제, 슬립제, 형광 증백제, 유동 보조제, 발포제, 핵제, 가소제, 착색제 또는 기타 중합체 및 이들의 조합과 같은 기타 첨가제 또는 구성성분을 함유할 수도 있다. 마스터배치 제조의 결과물은 최종 부품으로 추가 가공될 수 있는 펠릿이다. 기능성 금속 및 할라이드 염은 일반적으로 담체 또는 결합제와 함께 마스터배치에 상대적으로 높은 결합 농도(1~80st%, 예를 들어, 20~80중량% 또는 40~80중량%)로 통합된다. 담체 또는 결합제는 최종 물품을 제조하는 데 사용되는 중합체와 동일할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다.
기능성 금속 및 할라이드 염이 원하는 최종 사용 농도로 담체 또는 결합제(즉, 원하는 중합체)와 통합되는 경우, 혼합물은 그 농도에서 최종 부품으로 직접 형성되도록 설계된 "화합물"이라고 한다. 그렇지 않은 경우, 최종 성형 또는 압출 제품을 형성하기 전에 원하는 중합체와 후속적으로 혼합되거나 "렛다운"되는 경우 혼합물은 여전히 마스터배치로 간주된다.
항균 효능
하나 이상의 구현예에서, 기능성 금속 또는 금속들과 할라이드 염의 조합에 의해 제공되는 기능성은 본질적으로 항균성이다. 본 명세서에 사용된 용어 "항균"은 물질 또는 물질의 표면(예를 들어, 필름 또는 코팅)이 해당 물질과 접촉하는 미생물을 사멸 및/또는 성장을 억제할 수 있는 특성을 의미하며, 이러한 미생물은 박테리아, 바이러스 및/또는 곰팡이가 포함될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "항균"은 물질 또는 물질의 표면이 특정 패밀리(들) 내의 모든 미생물 종을 사멸하거나 성장을 억제한다는 의미가 아니라, 그러한 패밀리(들) 내의 하나 이상의 미생물 종의 성장을 사멸하거나 억제한다는 것을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "로그 감소"는 -log(Ca/Co)를 의미하며, 여기서 Ca = 항균 표면의 콜로니 형성 단위(CFU) 수이고 Co = 항균 표면이 아닌 대조군 표면의 콜로니 형성 단위(CFU) 수이다. 예를 들어, 3의 로그 감소는 미생물의 약 99.9%가 죽고, 5의 로그 감소는 미생물의 99.999%가 죽는 것과 같다.
하나 이상의 구현예에서, 기능성 물품은 기능성 물품 또는 기능성 물품 상에 경화된 코팅 내에 매립된 구리 또는 구리-함유 입자 및 할라이드 염을 포함한다. 물품 표면은 할라이드 염이 첨가되지 않고 구리 또는 구리-함유 입자만 포함하는 물품과 비교하여 CIELAB 비색 시스템, 광 투과도 및 광학 밀도에서 특징화될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, L*-값은 구리 또는 구리-함유 입자의 첨가 시 크게 떨어질 수 있다. L*-값은 구리 또는 구리-함유 입자의 로딩에 따라 달라지며 약 1 내지 약 99, 약 5 내지 약 95, 약 10 내지 약 90, 20 내지 약 80, 30 내지 약 70, 40 내지 약 60, 50 초과, 60 초과, 70 초과, 80 초과 및 90 초과의 범위를 가질 수 있다.
유리하게는, 할라이드 염을 첨가하면, 물품의 L*-값에 대한 구리 또는 구리-함유 입자의 영향이 상당히 감소한다. L*-값에 대한 영향은 할라이드 염을 포함하는 제품과 그렇지 않은 제품의 L*-값 변화를 비교하여 측정할 수 있다. 일부 구현예에서, 제품은 할라이드 염의 부재만이 다른 조성물을 포함하는 제품과 비교하여, 조성물에 할라이드 염을 포함시키기 때문에 더 높은 L* 값을 갖는다. 이 DL*은 구리 또는 구리-함유 입자의 로딩에 따라 달라지며, 예를 들어, 10단위 미만, 8단위 미만, 6단위 미만, 4단위 미만, 2단위 미만, 1단위 미만, 0.5단위 미만, 또는 0.2단위 미만일 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 제품의 투명도는 구리 또는 구리-함유 입자를 첨가하면 상당히 감소할 수 있지만, 할라이드 염을 첨가하면 유리하게는 증가한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "투명도"는 본원에 개시된 조성물이 존재하는 본원의 개시된 기능성 물품의 일부를 통과하도록 허용되는 가시광선 스펙트럼(약 400 nm 내지 약 750 nm의 빛의 파장)내 빛의 양으로 정의된다. 이러한 투명도는 구리 또는 구리-함유 입자의 로딩에 따라 달라지며, 예를 들어, 90% 미만, 50% 미만, 30% 미만, 10% 미만, 3% 미만, 1% 미만, 0.1% 미만, 또는 0.01% 미만일 수 있다. 일부 구현예에서, 물품은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성물을 포함하는 물품과 비교하여, 조성물에 할라이드 염을 포함시키기 때문에 더 높은 투명성을 갖는다.
하나 이상의 구현예에서, 물품의 불투명도는 구리 또는 구리-함유 입자를 첨가하면 상당히 증가할 수 있지만, 할라이드 염을 첨가하면 유리하게는 감소한다. 여기서, 불투명도는 개시된 물품을 통과하지 못하는 가시광선 스펙트럼(약 400 nm 내지 약 700 nm의 빛의 파장)의 빛의 양으로 정의된다. 드로우다운 필름의 경우, 필름의 불투명도는 ASTM D2805(Standard Test Method for Hiding Power of Paints by Reflectometry)를 사용하여 측정하고 비교할 수 있다. 일부 구현예에서, 제품은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 갖는 제품에 비해, 조성물에 할라이드 염을 포함시키기 때문에 더 낮은 불투명도를 갖는다. 불투명도는 구리 또는 구리-함유 입자의 로딩에 따라 달라지며 할라이드 염을 첨가하면 불투명도가 감소하는 범위는 다양한 샘플에 대해 0.5% 포인트 초과, 1.0% 포인트 초과, 2.0% 포인트 초과, 5.0% 포인트 초과, 10% 포인트 초과, 20% 포인트 초과, 40% 포인트 초과, 60% 포인트 초과, 80% 포인트 초과, 90%포인트 초과의 값의 범위일 수 있다. 할라이드 염을 첨가하면 제품의 불투명도가 더 낮아질 수 있다(예: 더 높은 투명도 또는 더 낮은 명암비).
하나 이상의 구현예에서, 제품의 헤이즈는 구리 또는 구리-함유 입자를 첨가하면 상당히 증가할 수 있지만, 할라이드 염을 첨가하면 유리하게는 감소한다. 본원에 사용된 "헤이즈"는 탁하거나 우유빛 외관을 특징으로 하는 광학 효과를 의미하며, ASTM D-1003(Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics)에 따라 BYK Gardner Haze-Gard Plus를 사용하여 측정된다. 일부 구현예에서, 물품은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 포함하는 제품에 비해, 조성물에 할라이드 염을 포함시키기 때문에 더 낮은 헤이즈를 갖는다. 헤이즈는 구리 또는 구리-함유 입자의 로딩에 따라 달라지며, 할라이드 염의 첨가에 따른 헤이즈의 변화는 다양한 샘플에 대해 0.1% 포인트 초과, 0.5% 포인트 초과, 0.5% 포인트 초과, 1.0% 포인트 초과, 5.0% 포인트 초과, 10% 포인트 초과, 20% 포인트 초과, 40% 포인트 초과, 또는 50% 포인트 초과까지 다양할 수 있다. 할라이드 염을 첨가하면 제품의 헤이즈가 낮아질 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 채도는 구리 또는 구리-함유 입자의 첨가 시 상당히 증가할 수 있지만, 할라이드 염의 첨가에 따라 유리하게는 감소한다. 일부 구현예에서, 물품은 할라이드 염의 부재만이 다른 조성물을 포함하는 제품에 비해, 조성물에 할라이드 염을 포함시키기 때문에 더 낮은 채도를 갖는다. 채도는 구리 또는 구리-함유 입자의 로딩에 따라 달라지며 할라이드 염을 첨가하면 채도의 변화는 1.0 단위 초과, 2.0 단위 초과, 5.0 단위 초과, 10 단위 초과, 20단위 초과, 30단위 초과, 40단위 초과, 또는 50단위 초과의 범위에까지 이를 수 있다. 할라이드 염을 첨가하면 제품의 채도가 낮아질 수 있다.
하나 이상의 구현예에서, 기능성 물품의 시각적 외관은 중합체 매트릭스 또는 필름에 기능성 금속-함유 물품과 혼입되는 할라이드 염의 첨가에 의해 영향을 받을 수 있다. 분광 광도계로 측정한 색상 값 간의 차이를 평가하고 이러한 차이를 시각적 외관과 연관시키는 방법에는 여러 가지가 있다. 일부 실시예에서, 목표는 표시된 색상(샘플)과 원래 색상 표준 간의 차이를 측정하는 것이다. Delta ECMC(DECMC)는 다른 비교 방법보다 시각적 평가와 측정된 색상 차이 사이에 더 일치하는 결과를 제공한다. 위에서 정의한 CIELAB 데이터를 기반으로 하지만, 색상(h°), 채도(C*) 및 밝기(L*)에 해당하는 반축을 사용하여 색상 표준을 중심으로 타원체를 수학적으로 정의한다. 타원체는 허용가능한 색상의 양을 나타내며 색상 공간에서 색상의 위치에 따라 크기와 모양이 자동으로 변경된다.
CMC 방정식을 사용하면 시각적으로 허용가능한 것 또는 시각적으로 다른 것과 더 잘 일치하도록 타원체의 전체 크기를 변경할 수 있다. 눈은 채도(c)보다 밝기(I)에서의 차이를 더 크게 받아들이기 때문에, 이는 상업적 요소(cf)를 변경하여 수행할 수 있다. 기본 l:c 비율은 일반적으로 2:1이며 달리 명시하지 않는 한 본 명세서에서는 이것이 사용된다.
샘플 색상과 표준 참조 색상 간의 색상 차이는 참조로 포함된 ASTM D2244에 요약되어 있다. 샘플은 깨끗하고 건조해야 하며 침전물이 없어야 한다. 얇은 투명 코팅과 같이 어느 정도 투명도가 있는 샘플은 L* 값이 85 이상인 흰색 배경에서 측정된다. 샘플과 표준 모두, X-Rite의 Ci7800과 같은 분광 광도계로 측정하고 동일한 광원과 관찰자 하에서 평가해야 한다. 특별히 언급하지 않은 경우, 기본 광원은 D65이고 기본 관찰자는 CIE 1964 10°이다.
이러한 측정의 경우, 샘플과 표준 참조 간의 색상 차이가 상당한 것으로 간주되므로 DECMC의 값이 0.5 단위 초과, 1 단위 초과, 2 단위 초과, 3 단위 초과, 4 단위 초과, 또는 5 단위 초과인 경우 눈에 띄거나 큰 색상 변화를 나타낸다.
하나 이상의 구현예에서, 기능성 물품은 기능성 물품 또는 기능성 물품 상에 경화된 코팅 내에 매립된 구리 또는 구리-함유 입자 및 할라이드 염을 포함한다. 물품 표면은 항균 효능에 대해 일반적으로 허용되는 방법을 사용하여 특성화될 수 있다. 이러한 방법은 원하는 정보와 항균 성능 테스트를 위해 지역적으로 허용되는 방법론에 따라 크게 바뀔 수 있다. 예를 들어, 품목이 미국 환경 보호국(USEPA)의 권한 하에 공중 보건 혜택을 주장할 수 있을 만큼 충분한 항균 효능을 나타낸다는 것을 증명하려면, 물품의 타입에 따라 다양한 테스트 방법으로 황색포도상구균(Staphylococcus aureous)에서 3 로그 감소 초과의 항균 효능 감소가 필요하다. 예를 들어, 2020년 1월 23일 USEPA는 경질, 비다공성 구리-함유 표면 제품의 항균 활성 평가를 위한 임시 방법(Interim Method for the Evaluation of Bactericidal Activity of Hard, Non-Porous Copper-Containing Surface Products)을 발표했다. 2020년 10월 2일 USEPA는 항균 표면 코팅의 효능을 평가하기 위한 임시 방법(Interim Method for Evaluating the Efficacy of Antimicrobial Surface Coatings)을 발표했다. 이 두 가지 방법이 모두 존재한다는 것은 물품의 폼 팩터가 중요하다는 것을 의미하며, USEPA 웹사이트에서도 경질 표면 테스트에서 벗어나려면(예: 섬유 또는 직물) USEPA와 협의하여 테스트 프로토콜을 설계하고 승인해야 한다고 명시하고 있다. 세계의 다른 지역에는 USEPA와 다른 표준이 있다. 이는 실제 효능을 구별하기 위해 시험된 물품과의 비교를 위해 대조군을 사용하는 것이 중요하다.
하나 이상의 구현예에서, 사용된 테스트 방법은 ISO 22196의 변형("수정된 ISO 22196")이었으며, 여기서 변형은 샘플을 덮는 필름이 없고 스왑 테스트 및 ATP 형광을 사용한 CFU 계산을 기반으로 했다. 테스트된 유기체는 E. Coli(ATCC 879S)로서, 접종 수준이 1.30 × 106 내지 1.40 × 106 CFU였다. 샘플은 상대습도 약 36.4%의 주변 온도(26℃)에서 보관되었다. 각 변수에 대해 3 ~ 5개의 샘플을 측정하고 그 결과를 평균화했다. 투명한 샘플(기능성 금속이나 할라이드 염이 없는)을 대조군으로 사용하여 초기 오염을 테스트했다. 접종 후 샘플과 미생물의 접촉시간은 2시간이었으며, 그 후 미생물을 스왑(swab)하고 테스트하였다.
하나 이상의 구현예에서, 수정된 ISO 22196 방법을 사용하여 측정된 구리 또는 구리-함유 입자를 함유하는 물품의 항미생물 효능은 구리 또는 구리-함유 입자 및 할라이드 염 둘 다를 함유하는 물품보다 상당히 낮았다. 로그 감소는 구리 또는 구리-함유 입자와 할라이드 염의 농도 모두에 따라 달라지며, 약 0.02 내지 약 5 로그 감소, 약 0.05 내지 약 4.5 로그 감소, 약 0.25 내지 약 4.0 로그 감소, 약 0.5 내지 약 3.5 로그 감소, 및 약 1 내지 약 3 로그 감소의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 개시된 기능성 물품은 할라이드 염의 부재만이 다른 조성물을 포함하는 물품보다 더 큰 항균 효과를 갖는다. 수정된 ISO 22196 방법을 사용한 샘플 간 항균 효능의 변화는 두 샘플 간 로그 살상(log kill)의 변화로 표현될 수 있으며,그 범위는 0.25 초과의 로그 살상 단위 차이, 0.5 초과의 로그 살상 단위 차이, 0.5 초과의 로그 살상 단위 차이, 0.75 초과의 로그 살상 단위 차이, 1.00 초과의 로그 살상 단위 차이, 1.50 초과의 로그 살상 단위 차이, 2.00 초과의 로그 살상 단위 차이, 또는 3.00 초과의 로그 살상 차이 단위일 수 있다.
광 차단
광 차단 또는 광 장벽은 빛이 다양한 빛 파장에 걸쳐 샘플을 통해 이동하는 것을 방지하는 특성이다. 광 장벽은 주어진 파장에서 샘플을 통과하지 못하는 빛의 평균 양으로 측정할 수 있다. 광 장벽은 샘플을 통과하는 빛의 비율의 -log10인 광학 밀도로 측정할 수도 있다. 이는 광 장벽이 매우 높은 샘플을 측정하는 데 유용하다. 예를 들어, 광학 밀도가 3이라는 것은 특정 파장의 빛이 99.9% 통과하지 못한다는 것을 의미한다. 본원의 개시 물품이 참조하는 관련 광 스펙트럼은 가시광 스펙트럼으로 제한되지 않는다. 실제로, 자외선 스펙트럼 및 적외선 스펙트럼 내의 빛은 제품이 사용되는 특정 용도에 따라 유익할 수도 해로울 수도 있다. 일부 구현예에서, 개시된 기능성 물품은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 포함하는 물품과 비교하여 더 큰 광 차단성, 예를 들어, UV 광의 더 큰 차단을 갖는다.
자외선은 최종 완제품의 품질 저하나 인체 노출 시 피부암의 원인이 될 수 있는 주요 원인이다. 이산화티타늄이나 산화아연과 같은 미네랄 충전재는 유해한 UV 방사선이 보호가 필요한 표면에 도달하는 것을 차단하는 데 종종 사용되지만 이러한 물질은 종종 미학적으로 바람직하지 않은 흰색을 제공한다. 이 문제를 해결하는 한 가지 방법은 자외선은 차단하지만 가시광선은 차단하지 않도록 제조된 중합성 재료를 추가하여 자외선으로부터의 보호를 제공하는 투명한 필름을 만드는 것이다. 그러나, 이러한 물질은 유기물인 경우가 많으며 스스로 분해되며 나일론이나 PET와 같은 열가소성 플라스틱 응용 분야에 필요한 온도에서는 가공할 수 없는 경우가 많다.
본 개시의 일부 구현예에서, 기능성 금속은 금속의 UV 차단 이점을 유지하지만 전체적인 불투명도를 감소시키기 위해 할라이드 염과 조합된다. 그 결과 유기 물질보다 시간이 지남에 따라 훨씬 느리게 분해되는 물질을 제조했으며, 이는 금속-기반 UV 차단제의 눈에 보이는 흰색 특성이 없고 일반적인 열가소성 가공 온도(100℃ ~ 500℃)에서 가공할 수 있다.
적외선 흡수
적외선은 방사선에 노출될 때 물품이 얼마나 빨리 또는 균일하게 가열되는지에 영향을 미칠 수 있다. 중합체 부품이 얼마나 빠르고 균일하게 재가열되는지는 성능에 매우 중요할 수 있다. 코팅의 경우 코팅이 증착된 기재와 동일한 속도로 팽창 및 수축하는 코팅을 사용하면 열팽창으로 인한 접착 실패를 방지할 수 있다. 포장 용도의 경우, 플라스틱 병은 종종 두 단계로 제조되는데, 첫 번째 단계는 재가열되어 다양한 모양의 병으로 불어넣을 수 있는 프리폼을 형성하는 것이다. 이러한 최종 병을 블로우 성형하려면 연신하기 전에 프리폼을 재가열해야 하며, 그 재가열되는 균일성은 성능과 제조 속도 모두에 영향을 미치는 경우가 많다. 프리폼이 적외선(IR) 광으로 가열되는 경우, IR 광을 향하는 표면에서의 반사 또는 흡수량은 IR 광을 향하지 않는 표면보다 높을 수 있다. 따라서, 프리폼 또는 사전-연신된 제품 전체에 걸쳐 균일한 온도가 유리하며, 이는 더 넓은 가공 창을 허용한다. 따라서, 본원에 개시된 기술은 재가열, 특히 IR 재가열을 필요로 하는 제조 방법에 사용하기에 특히 유리한데, 그 이유는 충전재가 빛을 흡수, 산란 또는 반사하여 IR 재가열의 효율성을 감소시키기 때문이다. 이러한 충전재의 예로는 이산화티타늄 및 기타 금속 산화물, 황화아연, 알루미늄 및 기타 안료 및 염료가 있다. 불투명도와 상관관계가 있는 빛을 산란시키는 능력의 감소는 이러한 충전재가 IR 방사선의 반사 또는 흡수에 대한 기여도를 실질적으로 증가시키지 않고 혼입될 수 있음을 의미한다. 따라서, IR 광은 배향이전에 프리폼을 더욱 효과적으로 관통한다.
본 개시의 일부 구현예에서, 기능성 금속은 할라이드 염과 조합되어 패키지 또는 코팅에서 금속의 이점을 유지하지만 전체적인 불투명도를 감소시킨다. 그 결과, UV 방사선에 노출되었을 때 시간이 지남에 따라 더욱 균일한 재가열을 제공하는 물질이 생성하였다. 일부 구현예에서, 개시된 기능성 물품은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 포함하는 물품보다 IR 열에 대해 더 큰 저항성을 나타낸다.
재활용 분류
플라스틱 재활용에서는 적외선을 사용하여 재료를 분류하는 경우가 많다. 중합체의 특정 흡수 특성을 사용하여 수집할 특정 물질을 식별하고 분류할 수 있다. 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌 병 및 마개를 식별하고 다른 재료와 분리하여 비교적 오염이 없는 고밀도 폴리에틸렌 공급원을 재활용할 수 있다. 일부 고밀도 물품은 재활용에 적합하지 않다. 예를 들어, 기름병은 고밀도 폴리에틸렌 병에 남아있는 기름으로 인해 문제를 일으킬 수 있다. IR 흡수 신호를 구별할 수 있는 기능성 금속을 고밀도 폴리에틸렌 병에 첨가할 수 있다. 이를 통해 IR 분류 알고리즘이 오일병을 고밀도 폴리에틸렌 재활용에 적합하지 않은 것으로 식별할 수 있다. 할라이드 염이 포함된 기능성 금속은 브랜드 병의 색상 값에 영향을 주지 않으면서 이러한 IR 특성을 제공할 수 있다.
산소 제거
산소 제거제 또는 산소 흡수제는 포장 및 기타 다양한 물품에 첨가되어 물품을 통과하는 산소 수준을 제거하거나 감소시킨다. 이는 산화 메커니즘을 통해 분해되기 쉬운 물품 내에 포함된 물질로부터 보호를 제공한다. 이는 고분자 물질의 경우에도 마찬가지이며, 이러한 물질은 처음에는 어떤 종류의 침투도 허용하지 않는 것처럼 보일지라도, 일반적으로 약간의 자유 부피와 약간의 산소 전달 속도를 가지기 때문이다. 종종 산소 흡수제는 산소에 노출되면 산화철로 전환되는 일종의 금속(예: 철)이다. 이 반응은 물품을 통해 확산되면서 산소를 소비하여 내용물에 도달하는 산소의 양을 줄이게 된다. 탄산철은 종종 산소 제거제로 사용된다.
본 발명의 일부 구현예에서, 산소 제거에 사용되는 기능성 금속은 할라이드 염과 결합되어 패키지 또는 코팅에서 금속의 이점을 유지하지만 전체적인 불투명도 또는 색상에 대한 영향을 감소시킨다. 그 결과, 미적 측면을 희생하지 않고도 더 나은 산소 제거 기능을 제공하는 소재를 생성하였다. 일부 구현예에서, 본원에 개시된 기능성 물품은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 포함하는 물품과 비교하여 증가된 산소 제거를 나타낸다.
전도도
중합체에 전도성을 부여하려면, 삼투점(percolation point)에 도달할 때까지 전도성 물질을 충분히 첨가해야 한다. 삼투 지점에서는 연속적인 전도성 3차원 네트워크가 중합체 내에 형성되어, 이를 통해 전자의 흐름이 가능해진다. 해당 지점에 도달할 때까지 주변 중합체는 절연체 역할을 하며, 물질을 통한 전기 흐름을 방지한다. 이는 부품의 전기 전도성 요구 사항을 충족하려면 종종 미적 특성 및/또는 선명도를 희생하면서 전도성 물질을 상당히 집중시켜야 함을 의미한다. 이러한 유형의 전도성 금속은 LCD 화면이나 LED와 같은 응용 분야에 자주 사용되기 때문에 색 공간을 줄어들면서 불투명도는 높아지는 것이 큰 장애물이다.
본 발명의 일부 구현예에서, 기능성 금속은 할라이드 염과 조합되어 필요한 전도성을 부여하지만 물품의 불투명도에 대한 기여를 감소시키기에 충분히 높은 농도로 금속을 혼입할 수 있게 한다. 이는 현재는 달성할 수 없는 선명도와 넓은 색 공간을 요구하는 응용 분야 공간에서 물품의 전도성을 허용한다.
일부 실시예에서, 할라이드 염은 금속 이외에 전기 전도도에 기여할 수 있다. 일부 구현예에서, 개시된 기능성 물품은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 포함하는 물품과 비교하여 증가된 전기 전도성을 나타낸다.
실시예
개시된 기술은 하기 실시예를 통해 설명된다. 본 명세서 어디에서든 이들 실시예 및 다른 실시예의 사용은 단지 예시일 뿐이며, 본 개시 내용이나 예시된 형태의 범위와 의미를 결코 제한하지 않다. 마찬가지로, 본 발명은 여기에 설명된 임의의 특정 바람직한 실시예에 제한되지 않는다. 실제로, 본 개시내용의 수정 및 변형은 본 명세서를 읽을 때 당업자에게 명백할 수 있으며, 그 취지 및 범위를 벗어남없이 성취될 수 있다. 따라서, 본 개시는 청구범위에 부여된 등가물의 전체 범위와 함께 청구범위의 조건에 의해서만 제한된다. 하기 실시예에 설명된 모든 사출 성형 부품, 섬유 및 고분자 필름은 대표적인 물품으로 간주되며, 비교 가능한 결과는 다른 유형의 물품(예: 기타 용기, 시트, 필름, 파우치, 열성형 부품 등)에 대해 예상된다.
실시예 1
대조군 1 및 샘플 1-3은 나일론 6 중합체에 0.3 중량%의 산화제1구리를 사용하고 요오드화칼륨 대 산화제1구리의 몰비 R을 0.1 내지 10으로 변화시켜 제조된 사출 성형 물품이다. 샘플을 나일론 대조군과 비교하고, 조성물 성분을 최종 농도보다 10배 더 큰 농도로 중합체성 마스터배치에 혼합한 다음, 성분의 균일한 혼합을 보장하기 위해 펠릿으로 압출하여 제조했다. 그 다음, 이 펠릿을 버진 나일론 6 중합체와 혼합하고 비교를 위해 40mil 평면 플라크로 사출 성형했다. Leneta 카드를 사용하여 X-Rite Ci7 분광 광도계로 측정한 L*a*b* 색상 값은 하기와 같았다. 광학 밀도는 X-Rite 361T 광학 밀도 농도계로 측정되었다. 또한, ISO 22196(항균 표면 테스트)의 수정 버전을 사용하여 샘플을 E.coli에 대한 항균 효능에 대해 테스트했다. 각 샘플의 로그 사멸 감소를 5회 측정했으며 평균값은 아래 표 1에 기록되어 있다.
표 1
* 상기 항균 섹션에 설명된 방법을 사용하여 계산됨.
놀랍게도, 나일론 6 중합체에 산화제1구리를 0.3 중량%로 포함시키면 광학 밀도가 0.04에서 0.20으로 증가하고 L-값이 94.188에서 71.235로 감소하였다. 그러나, 놀랍게도 낮은 R 값(0.1)에도 불구하고 요오드화칼륨을 첨가하면 광학 밀도가 0.15로, L-값이 80.931로 증가하였다. 이 효과는 더욱 L 값이 거의 90(89.651)이고 광학 밀도가 제품이 나일론 자체만큼 투명하다는 것을 나타내기 때문에, 더 높은 R 값(10)에서 뚜렷이 나타났다. 흥미롭게도, 높은 R 값(이 경우 R=10)에서 산화제1구리와 요오드화칼륨을 혼입하면 요오드화칼륨을 함유하지 않은 샘플에 비해 물질이 상당한 로그 사멸 감소를 나타내는 결과를 나타내었다. 따라서, 우리는 나일론 대조군에 근접한 광학 밀도를 나타낼 뿐만 아니라 테스트 조건에서 E. Coli에 대한 상당한 로그 감소 사멸을 나타내는 물질을 성취하였다. 이러한 결과는 산화제1구리만을 단독으로 사용해서는 달성될 수 없었다. 이제, 요오드화칼륨을 물질에 포함시키지 않으면 달성할 수 없는 물질 불투명도를 희생하지 않고 산화제1구리 함량을 증가시켜 로그 사멸 감소를 더욱 증가시키는 것이 가능할 수 있었다. 이를 통해 통상의 기술자는 동일한 수준의 구리로 상당히 확장된 색 공간을 갖거나 기능성 금속으로부터 필요한 색상 변화를 요구하지 않고 구리 농도를 크게 증가시킬 수 있었다.
실시예 2
대조군 1, 샘플 4 및 샘플 5는 나일론 6 중합체에 0.25 중량%의 산화아연을 사용하고 금속에 대한 할로겐의 몰비 R을 0에서 10까지 변화시키면서 제조된 사출 성형 제품이다(표 2). 이 특정 예에서는 요오드화칼륨이 할라이드 염으로 사용되었다. 샘플을 나일론 대조군과 비교하고, 조성물 성분을 혼합하고 이를 사출 성형기에 통과시켜 비교용 40밀 플랫 플라크를 형성함으로써 제조했다. 비교를 위해 광학 밀도를 측정했다.
표 2
나일론 6에 산화아연을 첨가하면 상당한 광학 밀도를 갖는 백색 사출 성형 칩이 생성된다. 그러나, 요오드화칼륨을 첨가하면 광학 밀도가 거의 38% 감소하여 샘플의 투명도가 크게 향상되었다. 이는 통상의 기술자가 동일한 수준의 산화아연으로 크게 확장된 색 공간을 갖도록 하거나, 불투명도가 더 높은 제품을 요구하지 않고도 산화아연 농도를 크게 증가시킬 수 있게 한다.
실시예 3
본 실시예는 제조 및 분석된 대조군 A-M, 비교 카운터 샘플 1-3 및 샘플 7-20에 해당하는 데이터를 제공한다. 표 4는 중합체 유형(계면활성제, 분산제, 소포제 등의 추가 고체 포함), 기능성 금속(즉, 요오드화 구리(CuI), GUARDIANT® 구리-함유 유리 세라믹 또는 산화제1구리(CU2O) 및 할라이드 염의 유형(예: 요오드화칼륨, 염화나트륨 또는 염화칼슘)을 포함하여, 완전히 건조/경화된 이들 조성물의 성분을 보여준다.
모든 수성 대조군, 카운터-샘플 및 샘플들은 구리 활성 성분을 함유한 액체 농축액으로부터 제제화되었으며, 이를 중합체 및 기타 성분을 함유한 액체 배출액으로 희석했다. 이어서, 그 액체 코팅 제제를 기재 상에 침착시키고 가열/건조시켜 경화시켰다. 표 4에 제시된 농도는 기재와 필름의 조합이 항균 물품을 구성한다는 이해 하에 기재 상의 최종 경화 필름의 농도를 나타낸다. 제제에 첨가되는 임의의 다른 첨가물(즉, 계면활성제, 소포제, 레올로지 개질제 등)은 표 4에서 중합체 매트릭스의 중량%에 포함되며, 그 정확한 농도는 본원의 본문에 제공된다.
모든 에너지 경화성 대조군, 카운터-샘플 및 샘플들은 구리 활성 물질을 액체 코팅 제제에 직접 첨가하여 제제화된 다음, 이를 기재에 증착하고 UV 에너지를 적용하여 경화시켰다. 표 4에 제시된 농도는 기재와 필름의 조합이 항균 물품을 구성한다는 이해 하에 기재 상의 최종 경화 필름의 농도를 나타낸다. 제제에 첨가되는 임의의 첨가물(즉, 계면활성제, 광개시제, 억제제 등)은 표 4에서 중합체 매트릭스의 중량%에 포함되며, 그 정확한 농도는 본 명세서의 본문에 제공된다.
모든 폴리염화비닐 샘플은 구성 성분들이 완전히 분산될 때까지(최대 2분) 2-롤 밀을 사용하여 구리 활성 물질과 기타 물질을 PVC에 혼합하여 만들어졌다. 왁스 및 가소제와 같은 추가 첨가제는 표 4에서 중합체 매트릭스의 중량 백분율에 포함되어 있으며, 그 정확한 농도는 본원에 제공되어 있다. PVC 열가소성 수지 전체에 활성 구리가 포함되어 있으므로, 최종 PVC 부품은 항균 제품으로 간주된다.
수성 농축물
농축물 1은 산화제1구리를 20 중량%로 함유하도록 제조되었다. 농축물 1은 20 중량%의 산화제1구리(FISHER SCIENTIFIC, Cat. AAA144360E), 분산제들(DISPERBYK 190 및 DISPERBYK 2012, BYK)을 각각 9.33중량% 첨가한 1:1 혼합물, 소포제(AIRASE 5200, EVONIK)를 0.4중량% 첨가하고 나머지 60.94중량%의 농축액은 DI 물로 구성되었다. 모든 성분들을 Cowles 믹서에 첨가하고 함께 혼합한 다음 60Hz에서 1mm Yttria 매질을 사용하여 Eiger 매질 내로 2시간 동안 넣었다.
구리-함유 유리 세라믹을 15 중량% 함유하는 농축물 2를 제조하였다. 농축물 2는 15중량% 구리-함유 유리 세라믹(GUARDIANT®, Corning, Inc.), 각각 7중량%로 첨가된 분산제들(DISPERBYK 190 및 DISPERBYK 2012, BYK)의 1:1 혼합물, 각각 0.4중량% 및 1.5중량% 첨가된 2개의 소포제(AIRASE 5200 및 SURFYNOL DF110D, Evonik), 각각 0.2중량%, 3중량%, 및 2.55 중량%로 첨가된 3가지 유변성 개질제(BYK420, BYK; ACRYSOL RM-8, DOW CHEMICAL; BENTONE DY-CE, Elementis)로 구성되었고, 나머지 63.4 중량%의 농축물은 DI 물로 구성되었다. 유변성 개질제를 제외한 모든 성분을 Cowles 믹서에 첨가하고 함께 혼합한 다음 60Hz에서 1mm Yttria 매질을 사용하여 Eiger 매질 밀 내로 2시간 동안 넣었다. 밀링 후, 물질을 다시 Cowles 믹서에 넣고 균일해질 때까지 유변성 개질제와 혼합했다.
요오드화구리를 15 중량% 함유하는 농축물 3을 제조하였다. 농축물 3은 요오드화구리 15중량%, 분산제(DISPERBYK 190, BYK) 14중량% 및 71중량%의 Dl 물로 구성되었다. 이를 고전단 조건에서 2분 동안 혼합한 후 아래 지정된 대로 제제에 직접 첨가했다.
수성 코팅
수성 아크릴 코팅 제제 조성은 표 3에 나와 있다. 이러한 아크릴 조성물은 수성 아크릴 에멀젼(JONCRYL 74A, BASF)과 다양한 공용매(DYNOL 810 및 DYNOL 960, EVONIK)를 다양한 양의 농축물 1, 2 또는 3 중 하나, 할라이드 염 및 나머지 양을 구성하는 탈이온수와 혼합하여 제조되었다. 필름을 기재에 증착하고 건조시킨 후, 표 4에 표시된 최종 조성을 보장하기 위해 농축액의 양, 할라이드 염의 양 및 탈이온수의 양을 조정했다. 농축물 또는 할라이드 염의 첨가는 제제 중 탈이온수의 전체 양을 줄임으로써 이루어졌다. 사용된 할라이드 염은 다음과 같다: KI(PHOTO GRADE), Deepwater Chemicals; Morton® 비요오드화 염, Walmart; 식품 등급 무수 94-97% 염화칼슘 펠렛, Occidental Chemical Corporation.
표 3
요오드화구리를 함유하는 경화된 아크릴 필름(대조군 B, 카운터-샘플 1 및 2)은 11번 습식 필름 어플리케이터 막대를 사용하여 아크릴 코팅 제제를 Form 5DX Leneta Card 상으로 드로우다운하여 제조되었다. 이어서, 코팅 제제를 80℃에서 5분 동안 강제 건조시킨 후 밤새 건조시켰다.
산화구리를 함유한 경화된 아크릴 필름(대조군 K, 샘플 12) 및 구리-함유 유리 세라믹을 함유한 일부(대조군 L, 샘플 13-19)는 8번 습식 필름 어플리케이터 막대를 사용하여 필름을 Form 5DX Leneta Card 상으로 드로우다운하여 제조되었다. 이어서, 코팅 제제를 80℃에서 5분 동안 강제 건조시킨 후 밤새 건조시켰다.
구리-함유 유리 세라믹을 함유하는 다른 경화된 아크릴 필름(대조군 E 및 F, 샘플 9)은 8번 습식 필름 어플리케이터 막대를 사용하여 필름을 흰색 비닐 기재(BRITE WHITE .010 GAUGE VINYL, OMNI WC) 상으로 드로우다운하여 제조되었다. 이어서 필름을 80℃에서 5분 동안 강제 건조시킨 후 밤새 건조시켰다.
수성 폴리우레탄 코팅 제제는 TEA-중화 폴리우레탄 아크릴레이트(23.1 중량%), 다양한 에톡실화 아세틸렌계 및 유기계 제미니(organic-based gemini) 계면활성제(1.8 중량%), 다양한 소수성 실리카 및 미네랄 오일 소포제(1.6 중량%), 다양한 글리콜 에테르 공용매(5 중량%), 슬립 보조제(3 중량%) 및 다양한 우레아 및/또는 에틸렌 옥사이드 우레탄 유변성 개질제(2.56 중량%)로 구성된 독점 렛다운을 사용하여 제조되었다. 제제의 나머지 부분은 농축물 2, 할라이드 염 및 탈이온수로 구성되며, 여기서 농도는 경화된 필름의 원하는 최종 농도에 따라 달라졌다. 농축물 또는 할라이드 염의 첨가는 제제 내 탈이온수의 전체 양을 줄임으로써 이루어졌다.
구리-함유 유리 세라믹(대조군 G 및 H, 샘플 10)을 함유하는 경화된 폴리우레탄 필름은 8번 습식 필름 어플리케이터 막대를 사용하여 흰색 비닐 기재(BRITE WHITE .010 GAUGE VINYL, OMNI WC) 상으로 필름을 인발하여 제조되었다. 이어서, 필름을 80℃에서 5분 동안 강제 건조시킨 후 밤새 건조시켰다.
구리-함유 유리 세라믹(대조군 C 및 D, 샘플 7 및 8, 반대 샘플 3)을 포함하는 경화된 라텍스 페인트 필름은 시판되는 흰색 페인트 베이스(COLORPLACE CLASSIC EXTERIOR PAINT, Walmart)를 사용하여 제조되었으며, 이어서 이를 직접 적용하거나(대조군 C), 농축물 2와 혼합(대조군 D), 농축물 2와 다양한 농도의 요오드화 칼륨과 혼합(샘플 7 및 8), 또는 요오드화 칼륨과 탈이온수의 50:50 혼합물(카운터-샘플 3)로 적용하되 Cowles 믹싱 블레이드를 사용하였다. 그 다음 0.003" WFT Bird Applicator(카탈로그 번호 AB-635)를 사용하여 액체 페인트를 Form 5DX Leneta Card 상으로 드로우다운하여 페인트 필름을 만들었다. 이어서, 필름에 물질 전달이 없을 때까지 필름을 열 램프로 강제 건조시킨 후 밤새 건조되도록 두었다.
에너지 경화 코팅
구리-함유 유리 세라믹(대조군 I, 대조군 J, 샘플 11)을 함유한 에너지 경화성 필름은 92중량% 에폭시 아크릴레이트, 2중량% 산화 포스핀 광개시제, 5중량% 비닐 카프로락탐 및 0.5중량%의 두 억제제(BNX-1035, MAYZO 및 TEGORAD 2250, Evonik)를 함유한 투명 물질을 함께 혼합하여 제조되었다. 구리-함유 유리 세라믹 재료를 클리어에 직접 첨가하여 대조군 J와 샘플 11을 만들었다. 요오드화 칼륨을 탈이온수에 1:1 비율로 가용화하여 용해한 후 샘플 11의 구리-함유 유리 세라믹과 함께 클리어 내로 혼합했다. 에폭시 아크릴레이트 필름은 8번 습식 필름 어플리케이터 막대를 사용하여 흰색 비닐 기재 상으로 필름을 드로우다운하여 만들어졌다. 이어서, 필름을 365 nm의 1차 방출 파장과 315 및 440 nm의 2차 방출 피크를 갖는 수은 아크 램프를 통해 분당 40피트로 5회 통과시켰다. UV 스테이션의 최대 강도 범위는 인치당 300 ~ 500와트이다. 생성된 필름은 단단했고, 만졌을 때 물질 전달이나 끈적임이 없었다.
대조군 M 및 샘플 20은 220℃에서 최대 2분 동안 2-롤 밀(2-Roll Mill)에서 다양한 농도의 요오드화칼륨에서 구리-함유 세라믹 유리 물질을 폴리염화비닐(PVC RESIN 1055, Axiall)에 혼입시켜 제조되었다. PVC에 에폭시화 대두유(PLATHALL®ESO, Hallstar)를 20 중량% 첨가하고, 구리 물질 및 요오드화 칼륨의 분산을 돕기 위해 에틸렌 비스(스테아르아미드) 왁스(AKA WAX C, Aakash )(0.35 중량%)를 첨가하였다. 롤 밀에서 제거한 후, 샘플을 밤새 방치한 다음 150℃에서 Carver Press에서 0.018인치의 평평한 제품으로 성형했다.
모든 샘플은 위 항균 섹션에 설명된 대로 ISO 22196(항균 표면 테스트)의 수정된 버전을 사용하여 대장균(E.coli)에 대한 항균 효능에 대해 테스트되었다. 각 샘플의 로그 사멸 감소는 3개의 서로 다른 샘플에서 측정되었으며 평균 로그 사멸 감소 및 표준 편차는 아래 표 5에 보고되어 있다. 또한 각 샘플별로 L*a*b* 값과 DECMC를 측정하여 색상의 차이를 보여주었다. 투명한 샘플의 경우, Form 5DX Leneta Card의 흰색 부분, 또는 위에서 설명한 흰색 비닐 기재를 샘플 뒤에 배치하여 색상 측정을 수행했다.
표 4
표 5
요오드화 구리(CuI) 필름
대조군 B와 카운터-샘플 1 및 2는 요오드화 구리를 함유한 아크릴 필름(대조군 B)을 동일한 양의 요오드화 구리뿐만 아니라 요오드화 칼륨(카운터-샘플 1) 또는 염화나트륨(카운터-샘플 2)과 같은 할라이드 염도 함유한 필름과 비교하여 보여주었다. DECMC를 사용하여 이들 샘플의 색상 값을 비교했으며 첫 번째 관찰은 카운터-샘플 2에 염화나트륨을 첨가해도 색상에 큰 영향을 미치지 않는다는 것이었다(대조군 B에 비해 DECMC는 0.70). 그러나, 요오드화칼륨(카운터-샘플 1)은 DECMC가 7.11로 색상이 크게 변경되었다. 카운터-샘플 1은 또한 L* 값의 감소를 보여주었는데, 이는 카운터-샘플 1을 만드는 데 사용된 제제가 대조군 B와 비교했을 때 Leneta 카드로부터 흰색이 필름을 통해 보이는 것을 방지했으며, 이는 할라이드 염이 제품의 색상에 부정적인 영향을 미치는 원인임을 지시한다. 대조군 B와 카운터-샘플 1 사이에는 통상의 기술자 또는 일반 관찰자에게도 쉽게 명백한 황변, 투명도 손실 또는 헤이즈 증가로 설명되는 상당한 차이가 있으므로 이는 시각적으로 분명하다.
페인트
대조군 C, 대조군 D, 샘플 7 및 8 및 카운터-샘플 3은 시판되는 흰색 페인트 베이스를 사용하여 제조되었다. 대조군 D의 DECMC는 대조군 C와 비교하여 측정된 반면, 샘플 7 및 8과 카운터-샘플 3의 DECMC는 대조군 D와 비교하여 측정되었다. 시판되는 페인트에 대한 기술 데이터 시트에는 명시되어 있지 않지만, 페인트 자체만으로 대장균에 대해 일부 효능이 있었다(대조군 C). 이는 캔 내부 보존을 위해 페인트에 첨가된 항균제 때문일 가능성이 높다. 대조군에는 일부 자체 사멸효능이 있었기 때문에 이러한 항균 측정을 위한 대조군으로 투명 아크릴 필름을 사용했다. 구리-함유 세라믹 유리를 약 3.5중량% 첨가한 경우(대조군 D) 전체적인 항균 사멸률은 거의 증가하지 않았으나, 대조군 C와 비교시 대조군 D의 DECMC(10.73 단위)가 큰 것으로부터 볼 수 있듯이 색상에는 상당한 변화가 있었다. 이는 주로 L-값의 감소에 기인하며, 구리를 첨가하면 페인트의 흰색이 덜해지기 때문이다.
놀랍게도, 요오드화칼륨이 증가하는 농도로 시스템(샘플 7 및 8)에 첨가됨에 따라, 구리-함유 세라믹 유리가 페인트의 전체 색상에 미치는 영향은 DECMC가 3.67 및 6.79로 표시된 바와 같이 크게 감소했다. 샘플 7 및 샘플 8의 경우, 각각 대조군 D와 비교된다. 이는 페인트의 L* 값의 상당한 증가에 의해 유도되는데, 대조군 C의 L* 값이 95.70이지만 단지 구리-함유 세라믹 유리의 첨가(대조군 D)만으로 84.72로 떨어지기 때문이다. 그러나, 요오드화칼륨 농도가 증가함에 따라 L* 값은 86.82(샘플 7) 및 89.25(샘플 8)로 증가하였다. 따라서, 샘플 7과 8의 페인트 필름은 대조군 D의 페인트보다 더 하얗게 나타났고, 이는 구리-함유 세라믹 유리가 시스템에 줄 수 있는 색상의 부정적인 영향을 완화할 수 있음을 지시한다.
추가적으로, 요오드화칼륨의 첨가가 필름의 항균 효능을 놀랍게도 증가시켰기 때문에(두 경우 모두 > 1 log), 필름은 그 기능성을 잃지 않았다. 따라서, 할라이드 염의 첨가는 그 기능성을 유지하면서 구리-함유 세라믹 유리 물질의 색상에 미치는 부정적인 영향을 완화하거나 감소시켰다.
수성 아크릴 시스템(Waterborne acrylic systems)
대조군 E, 대조군 F 및 샘플 9는 시판되는 아크릴 에멀젼 중합체로 제조되었다. 대조군 E는 기능성 금속이나 할라이드 염이 없는 투명 아크릴 필름인 반면, 대조군 F는 구리-함유 세라믹 유리 6.85중량%를 함유하고 샘플 9는 구리-함유 세라믹 유리 6.14중량%와 요오드화칼륨 10.41중량%를 함유한다. 대조군 F의 DECMC는 대조군 E와 비교하여 측정된 반면, 샘플 9의 DECMC는 대조군 F와 비교하여 측정되었다. 할라이드 염 없이 구리-함유 세라믹 유리를 첨가한 경우(대조군 E), 할라이드 염 첨가 후 상당한 양의 항균 효능(대조군 F, 로그 사멸 감소 1.89)과 비교하여, 항균 효능이 거의 없었다(Log kill 감소 0.28). 구리-함유 세라믹 유리만 첨가하면, 대조군 E에 비해 대조군 F의 큰 DECMC(12.09 단위)에서 알 수 있듯이, 색상에 상당한 변화가 나타났다. 이는 주로 L* 값이 감소했기 때문인데, 구리를 첨가하면 투명도가 낮아지고 증착되는 비닐의 영향도 더욱 모호해진다.
놀랍게도, L* 값의 절반 단위의 변화로 설명되는 바와 같이, 요오드화 칼륨이 시스템(샘플 9)에 첨가됨에 따라 구리-함유 세라믹 유리가 필름의 전체 색상에 미치는 영향은 감소하였다. 이는 필름의 연한 갈색 색조를 고려할 때 상당한 변화이며, 대조군 F와 샘플 9 사이에는 통상의 기술자 또는 일반 관찰자 모두에게도 쉽게 관찰할 수 있는 명백한 상당한 차이가 있었고, 대조군 F와 비교하여 샘플 9의 경우 갈색 외관에서의 상당한 감소로 기술될 수 있었던 바, 이는 시각적으로 분명한 것이었다. 이는 샘플 9와 대조군 F 사이의 DECMC 6.20에 반영되어 있으며, 실제로 요오드화 칼륨을 첨가하면 색상이 크게 변함을 지시하는 것이다. L*- 값의 증가는 샘플 9를 제조하는 데 사용된 제제가 대조군 F와 비교하여 비닐 기재로부터 백색이 필름을 통해 더 많이 보이도록 하며, 이는 할라이드 염이 구리-함유 세라믹 유리가 시스템에 영향을 미칠 수 있는 색상에 대한 부정적인 영향을 완화한다는 것을 나타낸다.
또한, 요오드화칼륨을 첨가하면 필름의 항균 효능이 놀랍게도(> 1 log) 증가하면서 필름의 기능성은 손실되지 않았다. 따라서, 할라이드 염의 첨가는 그 기능성을 유지하면서 구리-함유 세라믹 유리 물질의 색상의 부정적인 영향을 완화하거나 감소시키는 것이었다.
수성 폴리우레탄 시스템
대조군 G, 대조군 H 및 샘플 10은 시판되는 폴리우레탄 에멀젼 중합체로 제조되었다. 대조군 G는 기능성 금속이나 할라이드 염이 없는 투명한 폴리우레탄 필름인 반면, 대조군 H는 6.49중량%의 구리-함유 세라믹 유리를 함유하고 샘플 10은 6.2S중량%의 구리-함유 세라믹 유리와 10.55중량%의 요오드화칼륨을 함유하였다. 대조군 H의 DECMC는 대조군 G와 비교하여 측정된 반면, 샘플 10의 DECMC는 대조군 H와 비교하여 측정되었다. 대조군 H에 할라이드 염 없이 구리-함유 세라믹 유리를 첨가한 경우 우수한 항균 효능이 있었다(Log kill 감소 1.26). 그러나, 샘플 10에 할라이드 염을 첨가하면 항균 효능이 크게 증가했다(로그 사멸 감소 3.42). 구리-함유 세라믹 유리만 첨가하는 것은, 대조군 G에 비해 대조군 H의 큰 DECMC(12.83 단위)에서 알 수 있듯이, 색상의 상당한 변화가 나타났다. 이는 주로 L* 값이 감소했기 때문인데, 구리를 첨가하면 필름은 투명도가 낮아지고, 따라서 구리가 증착되는 비닐 기재의 영향도 더욱 모호해진다.
놀랍게도, 요오드화칼륨이 이 시스템에 첨가됨(샘플 10)에 따라 구리-함유 세라믹 유리가 필름의 전체 색상에 미치는 영향은, L* 값이 1.5 단위 초과로 변화하는 것으로부터 설명된 바와 같이, 감소하였다. 이는 필름의 연한 갈색 색조를 고려할 때 상당한 변화이며, 대조군 H와 샘플 10 사이에는 통상의 기술자 또는 일반 관찰자 모두에게도 쉽게 관찰할 수 있는 명백한 상당한 차이가 있었고, 대조군 H와 비교하여 샘플 10의 경우 갈색 외관에서의 상당한 감소로 기술될 수 있었던 바, 이는 시각적으로 분명한 것이었다. 이는 샘플 10과 대조군 H 사이의 3.14의 DECMC에 반영되어, 요오드화칼륨의 첨가에 따라 실제로 상당한 색상 변화가 있음을 나타낸다. L*-값의 증가는 샘플 10을 제조하는 데 사용된 제제가 대조군 H에 비해 비닐 기재로부터 백색이 필름을 통해 더 많이 보이도록 하며, 이는 할라이드 염이 구리-함유 세라믹 유리가 시스템에 부여하는 색상의 부정적인 영향을 완화한다는 것을 나타낸다.
추가적으로, 요오드화칼륨을 첨가하면 필름의 항균 효능이 놀랍게도 증가함에 따라(> 1 log) 필름의 기능성은 손실되지 않았다. 따라서, 할라이드 염의 첨가는 그 기능성을 유지하면서 구리-함유 세라믹 유리 물질의 색상의 부정적인 영향을 완화하거나 감소시킨다.
UV 경화 필름
대조군 I, 대조군 J 및 샘플 11은 시판되는 에폭시 아크릴레이트 에너지 경화성 수지로 제조되었다. 대조군 I은 기능성 금속이나 할라이드 염이 없는 투명한 중합체 필름인 반면, 대조군 J는 구리-함유 세라믹 유리와 샘플을 3.00중량% 함유하였고, 샘플 11은 구리-함유 세라믹 유리 3.16 중량% 및 요오드화칼륨 5.35 중량%를 함유하였다. 대조군 J의 DECMC는 대조군 I과 비교하여 측정된 반면 샘플 11의 DECMC는 대조군 J와 비교하여 측정되었다. 대조군 J에 할라이드 염 없이 구리-함유 세라믹 유리를 첨가한 경우 항균 효능이 제한되었다(Log kill 감소 0.55). 그러나, 샘플 11에 할라이드 염을 첨가하면 항균 효능이 크게 증가했다(로그 사멸 감소 2.99). 구리-함유 세라믹 유리만 첨가하면 대조군 I에 비해 대조군 J의 큰 DECMC(27.98 단위)에서 알 수 있듯이 색상의 상당한 변화가 나타난다. 이는 주로 L* 값이 감소했기 때문이다. 구리를 첨가하면 투명도가 낮아져 구리가 증착된 흰색 비닐 기재의 영향이 더욱 모호해진다.
놀랍게도, 요오드화칼륨이 본 시스템에 첨가됨(샘플 11)에 따라 구리-함유 세라믹 유리가 필름의 전체 색상에 미치는 영향은, L* 값이 3.4 단위의 변화로 설명되는 바와 같이, 감소하였다. 이는 필름의 연한 갈색 색조를 고려할 때 상당한 변화이며, 대조군 J와 샘플 11 사이에는 통상의 기술자 또는 일반 관찰자 모두에게도 쉽게 관찰할 수 있는 명백한 상당한 차이가 있었고, 대조군 J와 비교하여 샘플 11의 경우 갈색 외관에서의 상당한 감소로 기술될 수 있었던 바, 이는 시각적으로 분명한 것이었다. 이는 샘플 11과 대조군 J 사이의 4.18의 DECMC에 반영되어, 요오드화칼륨의 첨가에 따라 실제로 상당한 색상 변화가 있음을 나타낸다. L*-값의 증가는 샘플 11을 제조하는 데 사용된 제제가 대조군 J에 비해 비닐 기재로부터 백색이 필름을 통해 더 많이 보이도록 하며, 이는 할라이드 염이 구리-함유 세라믹 유리가 시스템에 부여하는 색상의 부정적인 영향을 완화한다는 것을 나타낸다.
추가적으로, 요오드화칼륨을 첨가하면 필름의 항균 효능이 놀랍게도 증가함에 따라(> 1 log) 필름의 기능성은 손실되지 않았다. 따라서, 할라이드 염의 첨가는 그 기능성을 유지하면서 구리-함유 세라믹 유리 물질의 색상의 부정적인 영향을 완화하거나 감소시킨다.
수성 아크릴에서의 산화구리
대조군 K와 샘플 12는 시판되는 아크릴 에멀젼 중합체로 제조되었다. 대조군 K는 6.53중량%의 산화구리(Cu20, 산화제1구리)를 함유하고, 샘플 12는 5.67중량%의 산화제1구리와 13.14중량%의 요오드화칼륨을 함유하였다. 대조군 K의 DECMC는 대조군 E(투명 아크릴 필름)와 비교하여 측정된 반면, 샘플 12의 DECMC는 대조군 K와 비교하여 측정되었다. 할로겐화 염없이 산화구리를 첨가한 경우(대조군 K) 항균성이 좋지 않았는데(로그 사멸 감소 0.47), 샘플 12에서 할라이드 염을 첨가한 후에는 증가된 효능(로그 사멸 감소 3.09)을 나타냈다. 산화구리만을 첨가하면, Leneta 카드 상에서 투명 아크릴 필름 대조군에 비해 대조군 K의 큰 DECMC(21.02 단위)에서 알 수 있듯이, 색상의 상당한 변화를 보여주었다. 이는 주로 L* 값의 감소로 인해 발생한 것이었고, 구리를 포함하면 필름의 투명도가 낮아지고 따라서, 그 증착되는 Leneta 카드의 영향은 더욱 모호해지기 때문이다.
놀랍게도, 요오드화칼륨이 본 시스템에 첨가됨(샘플 12)에 따라 산화구리가 필름의 전체 색상에 미치는 영향은, L* 값이 3.4 단위의 변화로 설명되는 바와 같이, 감소하였다. 이는 필름의 연한 갈색 색조를 고려할 때 상당한 변화이며, 대조군 K와 샘플 12 사이에는 통상의 기술자 또는 일반 관찰자 모두에게도 쉽게 관찰할 수 있는 명백한 상당한 차이가 있었고, 대조군 K와 비교하여 샘플 12의 경우 갈색 외관에서의 상당한 감소로 기술될 수 있었던 바, 이는 시각적으로 분명한 것이었다. 이는 샘플 12과 대조군 K 사이의 5.62의 DECMC에 반영되어, 요오드화칼륨의 첨가에 따라 실제로 상당한 색상 변화가 있음을 나타낸다. L*-값의 증가는 샘플 12를 제조하는 데 사용된 제제가 대조군 K에 비해 Leneta 카드로부터 백색이 필름을 통해 더 많이 보이도록 하며, 이는 할라이드 염이 산화구리가 시스템에 부여하는 색상의 부정적인 영향을 완화한다는 것을 나타낸다.
추가적으로, 요오드화칼륨을 첨가하면 필름의 항균 효능이 놀랍게도 증가함에 따라 필름의 기능성은 손실되지 않았다. 따라서, 할라이드 염의 첨가는 그 기능성을 유지하면서 산화구리에 의한 색상의 부정적인 영향을 완화하거나 감소시킨다.
다양한 염들
대조군 L 및 샘플 13-19는 시판되는 수성 아크릴 수지로 제조되었다. 대조군 L은 구리-함유 유리 세라믹 물질만 함유한 필름이다. 샘플 13-15는 구리-함유 유리 세라믹 물질과 다양한 수준의 요오드화 칼륨을 모두 포함하는 필름이다. 샘플 16과 17은 구리-함유 유리 세라믹 물질과 다양한 수준의 염화나트륨을 모두 포함하는 필름이다. 샘플 18 및 19는 구리-함유 세라믹 물질과 다양한 수준의 염화칼슘을 모두 함유하는 필름이다. 모든 샘플은 항균 활성에 대해 및 분광광도계에 의해 테스트되었으며, 샘플 13-19에 대한 DECMC는 모두 대조군 L과 비교하여 측정되었다.
첨가된 염에 관계없이, 샘플 13-19의 항균 효능은 대조군 L보다 높았으며, 이는 요오드화칼륨, 염화나트륨 및 염화칼슘의 첨가가 각각 구리-함유 유리 세라믹의 기능성을 향상시켰음을 나타냈다. 각 샘플은 또한 대조군 L에 비해 색상 변화를 나타냈으며, 더 낮은 농도의 염화나트륨(DECMC 0.30)을 제외하고는 모든 샘플들이 ≥ 0.51의 DECMC를 나타냈다. 염화나트륨의 농도가 증가함에 따라 색상 변화가 현저해졌다(DECMC 1.19).
따라서, 다양한 할라이드 염(요오드화칼륨, 염화나트륨 및 염화칼슘)을 첨가하면 구리-함유 유리 세라믹이 필름에 미치는 색상 영향이 변경되는 동시에 기능성을 유지하거나 향상시킬 수 있다.
PVC
대조군 M 및 샘플 20은 시판되는 폴리염화비닐(PVC) 수지로 제조되었다. 대조군 M은 구리-함유 유리 세라믹 물질만 함유한 압착 필름이다. 대조군 M 및 샘플 20은 구리-함유 유리 세라믹 물질을 모두 함유하지만 샘플 20은 요오드화칼륨도 함유하는 필름이다. 모든 샘플을 분광광도계에 의해서만 아니라 항균 활성에 대해서도 테스트하였고, 샘플 20에 대한 DECMC를 대조군 M과 비교하여 측정했다.
샘플 20은 대조군 M에 비해 DECMC가 1.26의 색상 변화를 나타냈을 뿐만 아니라 항균 활성도 증가하였다. 따라서, 할라이드 염을 첨가하면, 항균 기능을 유지하거나 향상시킬 수 있으면서도, 구리-함유 유리 세라믹이 필름에 미치는 색상 영향이 변경할 수 있다.
참고자료
[001] Tamay et al., "Copper-polymer nanocomposites: An excellent and cost-effective biocide for use on antibacterial surfaces" Materials Science and Engineering C, 69 (2016) pp. 1391-1409
[002] Sunada et al., "Highly efficient antiviral and antibacterial activities of solid-state cuprous compounds" Journal of Hazardous Materials 235-236 (2012) pp. 265-270
[003] Gross et al., "Copper-containing glass ceramic with high antimicrobial efficacy" Nature Communications 10 (2019) 1979
[004] Pramanik et al., "A novel study of antibacterial activity of copper iodide nanoparticle mediated by DNA and membrane damage" Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 96 (2012) 50
[005] Palza et al., "Antimicrobial polymer composites with copper micro- and nanoparticles: Effect of particle size and polymer matrix" Bioactive and Compatible Polymers 30 (2015) 366
[006] US Patent No. 9,913,476
[007] US Patent No. 10,034,478
[008] US Patent No. 7,364,756
[009] US Patent Appl. Publ. No. 2016/0128323
[010] Ramette et al., "Thermodynamics of Iodine Solubility and Triiodide Ion Formation in Water and in Deuterium Oxide" J. American Chemical Society, 87:22 (1965) pp. 5001-5005
[011] Kauffman et al., "Purification of Copper (i) Iodide," In. Inorganic Syntheses, S.L. Holt (Ed.) 1984
[012] Ebewele, "Polymer Science and Technology," CRC Press, Boca Raton, FL 2000
[013] Santos et al., "Recent Developments in Antimicrobial Polymers: A Review" Materials 9 (2016) 55914) Naghdi, S., Rhee, K.Y., Hui, D., Park, S.J., "A Review of Conductive Metal Nanomaterials as Conductive, Transparent, and Flexible Coatings, Thin Films, and Conductive Fillers: Different Deposition Methods and Applications," Coatings, 8 (2018) 278
[014] Ethylene Bis Stearamide: PALMOWAX (describing blooming amide waxes) at https://www.tarakchemicals.com/business-ethylene-bis-stearamide.html (Feb 10, 2021).

Claims (25)

  1. 중합체;
    산화구리; 및
    할라이드 염
    을 포함하는 조성물을 포함하는 기능성 물품으로서,
    조성물 중 할라이드 염 대 산화구리의 몰비는 약 0.01 내지 약 100이고;
    물품은 할라이드 염이 없는 점만 상이한 조성을 포함하는 제품과 비교하여 다음 특성들:
    (a) DECMC로 측정된 색차가 0.5 단위를 초과함;
    (b) 항균 효능 증가;
    (c) 불투명도 감소;
    (d) 헤이즈 감소; 및
    (e) 백색도 증가.
    중 선택되는 하나 이상의 강화된 특성을 갖는, 기능성 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    중합체가 열가소성인, 기능성 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    열가소성 물질이 나일론, 폴리염화비닐, 또는 이들의 조합을 포함하는, 기능성 물품.
  4. 제1항에 있어서,
    중합체는 열경화성 중합체이고, 조성물은 경화된 코팅인, 기능성 물품.
  5. 제4항에 있어서,
    열경화성 중합체가 아크릴 또는 폴리우레탄을 포함하는, 기능성 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화구리가 세라믹 내에 함유되어 있는, 기능성 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화구리가 유리 세라믹 매트릭스 내에 함유되어 있는, 기능성 물품.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화구리는 산화제1구리로부터 유도되는, 기능성 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    할라이드 염이 요오드화칼륨, 브롬화칼륨, 염화마그네슘, 염화칼륨, 염화나트륨, 요오드화나트륨 및 염화칼슘 중 적어도 하나로부터 선택되는, 기능성 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    할라이드 염이 요오드화칼륨인, 기능성 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    조성물이 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 산화구리를 포함하는, 기능성 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    조성물이 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%의 할라이드 염을 포함하는, 기능성 물품.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화구리에 대한 할라이드 염의 몰비가 약 0.1 내지 약 10인, 기능성 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    조성물이 착색제를 추가로 포함하는, 기능성 물품.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능성 물품과 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 포함하는 물품과 기능성 물품 사이의 DECMC로 측정된 색차가 0.5 단위 초과인, 기능성 물품.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성물보다 적어도 0.25 log 더 큰 항균 활성을 나타내는, 기능성 물품.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물은 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성물보다 덜 불투명한, 기능성 물품.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성물보다 더 적은 헤이즈를 나타내는, 기능성 물품.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성물보다 더 백색인, 기능성 물품.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 병, 파우치, 섬유, 필름, 시트 및 용기로부터 선택되는, 기능성 물품.
  21. 열가소성 물질;
    산화구리; 및
    할라이드 염
    을 포함하는 화합물로서, 상기 화합물 중 할라이드 염 대 산화구리의 몰비는 약 0.01 내지 약 100인, 화합물.
  22. 다음을 포함하는 항균 물품의 제조 방법:
    (a) (i) 열가소성 또는 열경화성 중합체; (ii) 산화구리; (iii) 및 할라이드 염을 포함하는 조성물을 제조하는 단계로서, 상기 조성물은 수정된 ISO 22196 시험 방법을 사용하여 E.coli 농도에서 적어도 1 log 감소를 나타내는, 단계; 및
    (b) 조성물로부터 항균 물품을 형성하는 단계.
  23. 제22항에 있어서,
    (i) 조성물은 열가소성 물질을 포함하고, 단계 (b)는 조성물을 압출하여 항균 물품을 제조하는 것을 포함하거나; 또는
    (ii) 조성물은 열경화성 중합체를 포함하고, 단계 (b)는 조성물을 액체 담체와 함께 제형화하여 항균 액체 분산액을 형성하고, 항균 액체 분산액을 물품 위에 침착시켜 항균 액체 층을 형성하며, 이 항균 액체 층을 경화시켜 항균 필름을 포함하는 항균 물품을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 물품과 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 갖는 물품과 상기 물품 사이의 DECMC로 측정된 색차가 0.5 단위 초과인, 방법.
  25. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 물품과 산화구리 및 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 갖는 물품과 상기 물품 사이의 DECMC로 측정된 색차가 상기 물품과 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 갖는 물품과 상기 물품과 산화구리와 할라이드 염의 부재만이 상이한 조성을 갖는 물품 간의 DECMC로 측정된 색차보다 작은, 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023096845A1 (en) * 2021-11-23 2023-06-01 Corning Incorporated Antimicrobial polymer compositions, antimicrobial polymer articles, and methods of making the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US217A (en) 1837-05-30 Apparatus for drawing liquors by compressed air
US4259A (en) 1845-11-08 Machinery for making lead pipe
US3929678A (en) 1974-08-01 1975-12-30 Procter & Gamble Detergent composition having enhanced particulate soil removal performance
JP2993545B2 (ja) * 1992-07-20 1999-12-20 三菱瓦斯化学株式会社 成形用ポリアミド樹脂組成物
US7364756B2 (en) 2003-08-28 2008-04-29 The Cuprin Corporation Anti-virus hydrophilic polymeric material
FR2924434B1 (fr) * 2007-12-04 2010-12-17 Rhodia Operations Composition polyamide stabilisee vis-a-vis de la chaleur et de la lumiere
IL203403A (en) * 2010-01-19 2016-08-31 Cupron Inc Biofilm resistant materials
US9155310B2 (en) 2011-05-24 2015-10-13 Agienic, Inc. Antimicrobial compositions for use in products for petroleum extraction, personal care, wound care and other applications
US20120301528A1 (en) * 2011-05-24 2012-11-29 Uhlmann Donald R Compositions and methods for antimicrobial metal nanoparticles
US20160032180A1 (en) 2012-11-26 2016-02-04 Agienic, Inc. Antimicrobial Resin Coated Proppants
WO2014193875A1 (en) 2013-05-30 2014-12-04 Cupron, Inc. Antimicrobial and antiviral polymeric materials
JP6799548B2 (ja) 2015-06-26 2020-12-16 コーニング インコーポレイテッド 無色銅含有材料
WO2019045110A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 株式会社Ｎｂｃメッシュテック 抗菌・抗ウイルス性組成物

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