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KR20200030490A - 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름의 제조방법 및 이에 따라 제조된 항균 코팅 필름 - Google Patents

고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름의 제조방법 및 이에 따라 제조된 항균 코팅 필름 Download PDF

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KR20200030490A
KR20200030490A KR1020190113702A KR20190113702A KR20200030490A KR 20200030490 A KR20200030490 A KR 20200030490A KR 1020190113702 A KR1020190113702 A KR 1020190113702A KR 20190113702 A KR20190113702 A KR 20190113702A KR 20200030490 A KR20200030490 A KR 20200030490A
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antibacterial
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한아람
오수경
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(주) 화진산업
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Abstract

본 발명은 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름의 제조방법 및 이에 따라 제조된 항균성 필름에 관한 것으로, 본 발명에서 제안하고 있는 (1) 항균성을 부여하는 고타이트를 합성하는 단계; (2) 상기 고타이트를 포함하는 항균성을 갖는 코팅 조성물을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 코팅 조성물에 광 조사 후 고분자로 중합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법에 따라 제조된 타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름은 우수한 항균성을 갖는 고타이트 코팅 조성물에 자외선 조사를 통해 고분자 중합하여 항균 특성 뿐만 아니라 물리적 특성, 기계적특성, 제조공정 및 생산성 문제점을 해결할 수 있는 항균 코팅 필름을 제공할 수 있다.

Description

고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름의 제조방법 및 이에 따라 제조된 항균 코팅 필름{A process for the preparing the antibacterial coating film of photo-curing type containing goethite and the antibacterial coating film prepared therefrom}
본 발명은 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름의 제조방법 및 이에 따라 제조된 항균 코팅 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 기계적 물성 및 물리적 특성을 만족하며 고타이트의 도입으로 항균 효과를 나타낼 수 있는 광경화형 항균 필름의 제조방법 및 이에 따라 제조된 항균 코팅 필름에 관한 것이다.
세균의 번식을 방지하기 위해 첨가되는 항균제는 크게 유기 계열과 무기 계열로 나눌 수 있다. 유기 계열의 항균제의 경우 약제의 용출에 의하여 물체의 표면으로 빠르게 항균 효과를 나타날 수 있다는 장점을 갖고 있다. 하지만 용출과 같은 특성은 빠른 이동에 의해 제품의 물성이 떨어질 뿐만 아니라 제조 공정상 적용이 어렵다는 단점을 갖고 있으며 특히 유기물의 용해성으로 인해 안정성 문제가 대두되고 있다. 무기 계열의 항균제는 주로 백도토, 황토, 산성백토, 마그네사이트, 펄라이트, 몬모릴로나이트, 버미큘라이트, 벤토나이트, 제올라이트, 일라이트, 카올리나이트, 할로이사이트, 바이델라이트, 논트로나이트, 클로라이트, 아타펄자이트 등의 점토광물을 함유하는 항균용 조성물로 인체 안정성이 높고 항균 지속기간이 길다는 장점을 가지고 있다. 하지만 유기 항균제 보다 일시적인 항균 효과가 낮으며 그의 가공성이 저하된다는 단점을 갖고 있다.
상기한 항균제의 계열 문제 외에 가공방법에서 항균성 및 물성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 일반적으로 코팅은 고분자 매트릭스를 구성하는 것으로 물리적인 가교와 화학적인 가교로 나뉘게 된다. 물리적인 가교는 고분자 매트릭스 내 사슬의 상호 작용으로 결정성을 유발하게 되고 이러한 부분적인 결정화는 물리적인 가교 역할을 하게 되어 그의 기계적 물성을 유지할 수 있다. 화학적인 가교는 고분자 사슬이 화학적 결합을 통하여 가교되어진다. 물리적 가교에 의하여 제조된 코팅방법은 항균성을 나타내는 기능성 물질들이 열에 의하여 팽윤되거나 용해될 수 있으며 시간이 지남에 따라 그 성분들이 유출되는 단점을 갖고 있다. 하지만 화학적 가교에 의하여 제조된 코팅은 열적으로 안정하여 시간에 따른 구조의 변화가 거의 없다. 화학적 가교 제조 방법은 고분자 매트릭스에 항균성 물질을 혼합하여 열 또는 광으로 경화하는 방법이 있다. 이중 열을 이용한 가교 방법은 매트릭스 수지를 용해하기 위해 유기용매의 사용이 불가피하여 환경 문제를 발생시킬 수 있으며 고온의 건조 공정을 거치므로 이에 따른 비용이 발생한다. 현재 연구가 활발히 진행되고 있는 광경화 공정은 경화속도가 빠르며 코팅의 성능 및 경화특성이 우수하고 표면 광택이 좋으며 통상의 가열 건조에 비교하여 에너지 효율이 높은 장점을 갖고 있으나 기계적 물성이 취약하거나 규칙적인 공정 제어가 어려운 실정이다.
한국공개특허 제2019-0040787호
따라서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 물리적 특성, 기계적특성, 제조공정 및 생산성 문제점을 해결할 수 있는 광경화형 항균 코팅 필름의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조방법에 따라 제조된 광경화형 항균 코팅 필름을 제공하기 위한 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 (1) 항균성을 부여하는 고타이트를 합성하는 단계; (2) 상기 고타이트를 포함하는 항균성을 갖는 코팅 조성물을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 코팅 조성물에 광 조사 후 고분자로 중합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기한 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 제조방법에 따라 제조된 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물을 제공한다.
본 발명에서는 소정의 광물을 유효성분으로 포함하는 점토광물을 함유한 조성물을 통해 새로운 점토광물의 항균성을 제안하여 상기 문제점을 해결할 수 있는 항균 코팅 필름을 제조하였다.
철(산수)산화물은 반응성이 높으며 비표면적이 큰 특성을 갖는 이차광물로 여러 분야에서 연구되고 있다. 이러한 철(산수)산화물 중에서 고타이트(침철석)은 지중에서 많이 분포하고 안정된 광물로 알려져 있다. 고타이트는 Fe(OH)3, Fe(OH)2, FeO, FeOOH 등의 형태로 음이온에 대한 흡착능력을 향상시키는 효과가 있으며 다른 광물과는 달리 막대형의 형상으로 응집체 내부에 많은 공간을 형성하여 흡착공간을 제공하는 효과가 있다. 상기 고타이트는 양전하를 갖고 있어 음이온과 결합할 수 있으며 다른 광물 입자와 달리 막대형의 형상으로 응집체 내부에 공극을 형성하여 균과 접촉 가능한 흡착공간을 제공하는 효과가 있다. 이러한 고타이트에 아크릴레이트 단량체와 광개시제를 혼합하여 우수한 항균성을 갖는 코팅 조성물을 제조 후 자외선 조사를 통해 고분자로 중합하여 물리적 특성, 기계적 특성, 제조공정 및 생산성 문제점을 해결할 수 있는 고타이트가 함유된 항균 코팅 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름은 우수한 항균성을 갖는 고타이트 코팅 조성물에 자외선 조사를 통해 고분자 중합하여 항균 특성 뿐만 아니라 물리적 특성, 기계적특성, 제조공정 및 생산성 문제점을 해결할 수 있는 항균 코팅 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광경화형 항균 코팅 조성물을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고타이트를 함유한 항균 코팅 필름의 대장균(Escherichia coli)에 대한 항균 활성을 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고타이트를 함유한 항균 코팅 필름의 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대한 항균 활성을 나타낸 그림이다.
본 발명은 (1) 항균성을 부여하는 고타이트를 합성하는 단계; (2) 상기 고타이트를 포함하는 항균성을 갖는 코팅 조성물을 제조하는 단계; (3) 상기 코팅 조성물에 광 조사 후 고분자로 중합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 (1) 항균성을 부여하는 고타이트를 합성하는 단계는 하기 화학식 1로 표현되는 금속질산염 수화물과 화학식 2로 표현되는 수산화물을 전구체로 사용하여 슬러리를 제조하는 단계; 및 하기 화학식 3으로 표현되는 금속(산수)산화물계의 항균성 화합물을 합성하는 단계로 이루어진다.
Figure pat00001
상기 식에서, M1은 은, 구리, 수은, 납, 철, 니켈, 망간 및 크롬으로부터 선택된 1가 내지 3가 양이온 금속 원소이며; a는 금속 M1의 원자가와 같은 양수이며; x는 0 내지 10의 범위를 갖는 유리수이다. 바람직하게는, M1은 구리 또는 철이며, x는 6 또는 9인 유리수이다. 보다 바람직하게는 M1은 철이며, x는 9인 유리수이다. 상기 화학식 1의 바람직한 구체적인 예로는 Fe(NO3)3·9H2O 또는 Cu(NO3)2·6H2O인 것일 수 있다.
Figure pat00002
상기 식에서, M2는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐 및 세슘과 같은 알칼리 금속 또는 칼슘, 바륨, 베릴륨, 마그네슘과 같은 알칼리토금속 원소이며; b는 M2의 알칼리 또는 알칼리 토금속 이온의 원자가와 같은 양수이다. 바람직하게는, M2는 나트륨, 칼륨 혹은 칼슘이고, 보다 바람직하게는 M2는 나트륨이다.
Figure pat00003
상기 식에서, M1은 금속질산염 수화물 전구체를 구성하는 금속이며, c는 0 내지 2의 유리수이고, d는 1 내지 40의 유리수이다. 바람직하게는 M1은 구리 또는 철이고, c는 1인 유리수이며, d는 1인 유리수이다. 보다 바람직하게는 M1은 철이고, c는 1인 유리수이며, d는 1인 유리수이다. 상기 화학식 3의 구체적인 예로는 FeOOH 또는 CuOOH인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 (2) 항균성을 갖는 코팅 조성물을 제조하는 단계는 상기 합성된 금속(산수)산화물계의 항균성 화합물과 화학식 4로 표현되는 반응성 아크릴 모노머를 선택 및 혼합하여 자외선 경화형 코팅 조성물을 제조하는 단계로 이루어진다.
Figure pat00004
상기 식에서, R1은 탄소수가 0 내지 5인 알킬기이며, R2는 탄소수가 2 내지 10인 방향족 또는 지방족 탄화수소이고, e는 0 또는 1의 정수이며, n은 1 내지 10의 반복단위이고, R3는 수소 혹은 메틸기이며, m은 아크릴레이트기의 반복단위로 1 내지 4의 정수이다. 바람직하게는 R1은 탄소수가 0인 수소 또는 3인 3차 알킬기이며, R2는 탄소수가 2 또는 3인 지방족 탄화수소이고, e는 1인 정수이며, n은 2 또는 3인 정수이고, R3는 수소이며, m은 2 또는 3인 정수이다.
상기 화학식 4에 있어서 반응성 아크릴 모노머가 1종 혹은 3종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시양태에 따르면, 상기 항균성을 갖는 코팅 조성물은 하기 화학식 5로 표현되는 광개시제를 포함할 수 있으며, 이 때 광개시제의 함량은 반응성 아크릴 모노머를 기준으로 1 내지 6 중량%이다.
Figure pat00005
상기 식에서, R4와 R5는 서로 독립적으로 탄소수가 2 내지 12인 방향족 또는 지방족 탄화소소이며 R6은 비금속원소와 결합될 수 있는 탄소수가 2내지 12인 방향족 또는 지방족 탄화수소이다. 그 예로 하이드록시기, 아세토페논기, 벤조페논기, 포스핀옥사이드기, 티옥산톤기, 벤조인기 등의 계열과 결합된 라디칼 광중합 개시제를 들 수 있다. 바람직하게는 R4과 R5는 각각 탄소수가 6인 방향족 페닐기이며 R6는 비금속원소와 결합될 수 있는 탄소수가 9인 2,4,6-트리메틸페닐기이다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 (3) 상기 코팅 조성물에 광 조사 후 고분자로 중합하는 단계에서 상기 코팅 기재로 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아크릴 계열의 필름을 선택하거나, 경우에 따라 코로나 처리 또는 프라이머 처리된 기재를 사용할 수 있으며; 선택된 코팅 기재 위에 일정 두께로 금속(산수)산화물을 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물을 도포하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 (3) 항균성을 갖는 코팅 조성물은 금속(산수)산화물 3~40 중량%, 라디칼 광중합 개시제 1~6 중량% 및 반응성 아크릴 모노머 54~96 중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 경화를 효과적으로 하기 위해 질소, 아르곤 등의 비활성기체 분위기를 조성하여 경화의 효율성을 높이는 것을 특징으로 한다. 상기 자외선 경화형 코팅 조성물을 중합하기 위한 방법으로는 자외선을 발산할 수 있는 경화장치는 한정되어 있지 않으며; 통상적으로 사용되는 메탈할라이드, 갈륨 및 수은 등을 발광물질로 사용하는 자외선 조사장치를 이용하여 항균 필름을 형성한다. 상기 자외선 경화형 코팅 조성물을 중합하기 위한 광원의 파장 범위는 180nm 내지 420nm의 영역인 것을 특징으로 하며, 단일 또는 다중의 광원을 선택하여 중합할 수 있다. 더욱 바람직하게 220nm 내지 380nm인 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치를 이용하여 항균 코팅 필름을 형성하는 제조방법을 특징으로 한다.
상기 방법으로 제조된 금속(산수)산화물을 포함하는 항균성 코팅 필름은 하기와 같은 반응식 1 내지 3을 거쳐 이루어진다.
[반응식 1]
Figure pat00006
[반응식 2]
Figure pat00007
(상기 반응식 2에서 M은 상기 화학식 4로 표시되는 화합물이다.)
[반응식 3]
Figure pat00008
상기 반응식 (1)은 광개시제의 개시 반응을 표기한 것이며, 편의상
Figure pat00009
로 표기한다,
상기 반응식 (2)은 개시된 광개시제에 의해 반응물이 반응성 아크릴 모노머가 중합되기 시작하며;
상기 반응식 (3)은 중합되기 시작한 반응성 모노머와 함께 첨가된 금속(산수)산화물이 혼입되어 경화되는 과정을 표기한 것이다.
본 발명에서는 상기 제조방법에 따라 제조된 코타이트를 포함하는 광경화형 항균 코팅 필름 조성물을 제공한다.
본 발명에서 제안하고 있는 고타이트를 이용한 항균 필름의 제조 방법은 아크릴레이트계 단량체와 합성된 고타이트의 분산이 고르게 이루어져 균일한 코팅막을 조성할 수 있으며 개시제와 혼합성이 좋아 광을 이용하여 고분자 중합하므로 수분 내에 경화가 이루어진다. 기능성 단량체의 조합과 중합의 용이성 및 별도의 중합공정이 없이 광조사만으로 빠른 시간에 항균 코팅 필름을 제조할 수 있다는 것은 에너지 절감과 함께 높은 생산성 및 휘발성 유기 화합물의 배제를 만족한다는 점에서 유용할 만한 가치가 있다.
이하, 본 발명은 실시예를 통하여 좀 더 구체적으로 설명될 것이다. 이러한 실시예는 단지 본 발명이 좀 더 이해될 수 있도록 예시적으로 제시되는 것이므로, 이들 실시예로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
<제조예 1> 철수산화물의 합성
항균 활성 기능을 위한 첨가물을 제조하기 위해 철수산화물인 고타이트를 합성하였다. 1L의 삼구플라스크에 질산철(Fe(NO3)3, Iron(III) nitrate) 25g을 증류수 400g에 녹인 후 2.5M의 수산화나트륨 용액 150mL를 질소분위기 하에 1mL/min의 속도로 pH 12에 도달할 때까지 적하시켰다. 적하 시 교반 속도는 250rpm으로 하였으며, 적하 종료 후 2시간 동안 반응물을 안정화하였다. 본 반응물을 60℃ 하에 24시간 동안 숙성시켜 고형분을 수득한 후 건조하여 항균 활성 첨가제로 사용하였다.
<제조예 2> 필름 조성액 제조 및 필름 경화
필름 조성물은 지방족 다관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 3관능 아크릴레이트 모노머, 2관능 아크릴레이트 모노머, 광개시제를 물리적으로 혼합하여 제조하였으며, 제조된 필름 조성액을 기재에 도포한 후 자외선을 조사하여 광경화형 고분자 필름을 제조하였다. 보다 상세한 함량은 이하 실시예를 통하여 나타내었다.
<비교예 1>
지방족 다관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 EB264 18.9 중량%, 3관능 아크릴레이트 모노머인 TMPTA(trimethyol propanetricarylate) 37.7 중량%와 2관능 아크릴레이트 모노머인 HDDA(1,6-Hexandiol diacrylate) 37.7 중량%, 광개시제 5.7 중량%를 혼합하여 필름 조성액을 제조한 후에, 기재에 도포한 후 5분간 자외선을 조사하여 광경화형 고분자 필름을 제조하였다.
<실시예 1>
광경화에 참여하는 조성물은 지방족 다관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 EB264 18.9 중량%, 3관능 아크릴레이트 모노머인 TMPTA(trimethyol propanetricarylate) 37.7 중량%와 2관능 아크릴레이트 모노머인 HDDA(1,6-Hexandiol diacrylate) 37.7 중량%, 광개시제 5.7 중량%를 혼합하였으며, 광경화에 참여하는 조성물 100 중량%를 기준으로 제조예 1의 합성된 철수산화물 5 중량%를 첨가하여 항균 필름 조성액을 제조하였다. 본 항균 필름 조성액을 기재에 도포한 후 5분간 자외선을 조사하여 광경화형 고분자 필름을 제조하였다.
<실시예 2>
광경화에 참여하는 조성물은 지방족 다관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 EB264 18.9 중량%, 3관능 아크릴레이트 모노머인 TMPTA(trimethyol propanetricarylate) 37.7 중량%와 2관능 아크릴레이트 모노머인 HDDA(1,6-Hexandiol diacrylate) 37.7 중량%, 광개시제 5.7 중량%를 혼합하였으며, 광경화에 참여하는 조성물 100 중량%를 기준으로 제조예 1의 합성된 철수산화물 10 중량%를 첨가하여 항균 필름 조성액을 제조하였다. 본 항균 필름 조성액을 기재에 도포한 후 5분간 자외선을 조사하여 광경화형 고분자 필름을 제조하였다.
<실시예 3>
광경화에 참여하는 조성물은 지방족 다관능 우레탄 아크릴레이트 올리고머인 EB264 18.9 중량%, 3관능 아크릴레이트 모노머인 TMPTA(trimethyol propanetricarylate) 37.7 중량%와 2관능 아크릴레이트 모노머인 HDDA(1,6-Hexandiol diacrylate) 37.7 중량%, 광개시제 5.7 중량%를 혼합하였으며, 광경화에 참여하는 조성물 100 중량%를 기준으로 제조예 1의 합성된 철수산화물 20 중량%를 첨가하여 항균 필름 조성액을 제조하였다. 본 항균 필름 조성액을 기재에 도포한 후 5분간 자외선을 조사하여 광경화형 고분자 필름을 제조하였다.
<실험예 1> 적외선분광분석을 통한 광경화 전환 효율 평가
실시예 및 비교예에 의해 제조된 광경화 필름의 경화 효율을 평가하기 위해 FT-IR 스펙트라를 이용하였다. 적외선분광분석기는 Nicolet사의 iS50 FT-IR 제품을 사용하였으며, 감쇠 전반사 분광법(Attenuated total reflectance, ATR)을 이용하여 4,000에서 400cm-1 범위의 파장에서 광흡수율을 측정하였다. 광경화 거동은 810cm-1 파장대의 C=C 이중결합의 꼬임 진동 피크(twisting vibration peak)와 1730cm-1 파장대의 C=O 신축 진동 피크(stretching vibration peak)의 면적 비율변화를 통해 측정하였다. 또한 810cm-1을 포함하는 790 내지 830cm-1 파장 아래의 면적을 적분하였으며, 1730cm-1을 포함하는 1670 내지 1800cm-1 파장 아래의 면적을 적분하여 값을 평가하였다. 광경화 전환 효율(α)은 자외선 경화 전 후의 피크 면적을 평가한 후 하기 수학식 1에 따라 계산하였다.
Figure pat00010
상기 식의 A는 각 파장대의 진동 피크 아래의 흡광도 면적이며, 와 은 경화 전, 후의 C=C 결합의 상대적 흡광비이다.
하기 표 1은 상기 실시예와 비교예를 통해 제조된 항균 필름의 광경화 전환율을 나타내었다.
Figure pat00011
표 1의 결과에 의하면, 광경화형 코팅 필름의 조성물이 광경화 전, 후로 C=C 결합에 의한 810cm-1 파장대의 피크 면적이 크게 감소하는 것을 보이며, 그에 따라 광경화 전환율이 높은 것을 확인할 수 있었다. 항균 활성 첨가제가 함유된 코팅 필름인 실시예 1 내지 실시예 3의 결과에 따르면 60% 이상의 광경화 전환율을 보이며, 특히 실시예 1과 실시예 2는 일반 광경화형 필름인 비교예 1에 비해 광경화 전환율이 우수하였다. 이로부터 본 발명에 따른 고타이트를 함유한 항균 필름의 광경화 공정이 효과적으로 이루어졌으며, 경화에 참여하지 않는 항균 활성 첨가제를 포함하여도 필름을 형성하기 위한 경화 전환율이 충분히 이루어짐을 확인할 수 있었다.
<실험예 2> 고타이트를 함유한 광경화형 항균 코팅 필름의 항균 활성 평가
본 발명에 따른 항균 효과를 입증하기 위해 필름밀착법 실험을 이용하여 항균 활성을 평가하였다. 실시예 1을 통해 제조된 광경화형 항균 코팅 필름의 항균 활성은 한국건설생활시험연구원에 의뢰하여 수행하였으며, KCL-FIR-1003:2018의 시험방법에 따라 실시하였다. 구체적으로, 본 실험은 5cm×5cm의 시험편(실시예 1, 항균 코팅 필름)과 5cm×5cm의 대조편(Stomacher film)을 사용하였으며, 본 시험편 위에 균주를 접종하고 24시간 후 시험체에 존재하는 균의 농도를 확인하여 세균 감소율을 시험하였다. 사용 균주는 대장균의 경우 Escherichia coli ATCC 8739와 황색포도상구균의 경우 Staphylococcus aureus ATCC 6538P를 사용하였다. 각 접종균은 대장균 1.3×105 CFU/mL와 황색포도상구균 2.1×105 CFU/mL 농도로 주입하였다.
하기 표 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 고타이트를 함유한 항균 코팅 필름의 대장균(Escherichia coli)와 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대한 항균 활성을 시험한 결과를 나타낸 것이다.
Figure pat00012
표 2로부터 광경화형 항균 코팅 필름은 대장균 및 포도상구균에 대해 99.9% 이상의 항균 효과가 있음을 확인할 수 있었으며, 이로부터 본 발명에 따른 고타이트를 함유한 항균 필름의 항균 작용이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. (1) 항균성을 부여하는 고타이트를 합성하는 단계; (2) 상기 고타이트를 포함하는 항균성을 갖는 코팅 조성물을 제조하는 단계; 및 (3) 상기 코팅 조성물에 광 조사 후 고분자로 중합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서
    상기 (1) 항균성을 부여하는 고타이트를 합성하는 단계는 화학식 1로 표현되는 금속 질산염 수화물과 화학식 2로 표현되는 수산화물을 전구체로 사용하여 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 화학식3으로 표현되는 금속(산수)산화물계의 항균성 화합물을 합성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure pat00013

    상기 화학식 1에서 M1은 은, 구리, 수은, 납, 철, 니켈, 망간 및 크롬으로부터 선택된 1가 내지 3가 양이온 금속 원소이며; a는 금속 M1의 원자가와 같은 양수이며; x은 0 내지 10의 범위를 갖는 유리수이다.

    [화학식 2]
    Figure pat00014

    상기 식에서, M2는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐 및 세슘과 같은 알칼리 금속 및 칼슘, 바륨, 베릴륨, 마그네슘과 같은 알칼리토금속 원소이며; b는 X의 알칼리 또는 알칼리 토금속 이온의 원자가와 같은 양수이다.

    [화학식 3]
    Figure pat00015

    상기 식에서, M1은 금속질산염 수화물 전구체를 구성하는 금속이며, c는 0 내지 2의 유리수이고, d는 1 내지 40의 유리수이다.
  3. 제1항에 있어서
    상기 (2) 항균성을 갖는 코팅 조성물을 제조하는 단계는 상기 합성된 금속(산수)산화물계의 항균성 화합물과 화학식 4로 표현되는 반응성 아크릴 모노머를 선택 및 혼합하여 자외선 경화형 코팅 조성물을 제조하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법:
    [화학식 4]

    Figure pat00016

    상기 식에서 R1은 탄소수가 0 내지 5인 알킬기이며, R2는 탄소수가 2 내지 10인 방향족 또는 지방족 탄화수소이고, e는 0 또는 1의 정수이며, n은 1내지 10의 반복단위이고, R3는 수소 혹은 메틸기이며, m은 아크릴레이트기의 반복단위로 1 내지 4의 정수이다.
  4. 제3항에 있어서, 상기 화학식 4의 반응성 아크릴 모노머가 1종 혹은 3종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 항균성을 갖는 코팅 조성물은 하기 화학식 5로 표현되는 광개시제를 포함하며, 광개시제의 함량은 반응성 아크릴 모노머를 기준으로 1 내지 6 중량%인 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법:
    [화학식 5]
    Figure pat00017

    상기 식에서, R4와 R5는 서로 독립적으로 탄소수가 2 내지 12인 방향족 또는 지방족 탄화소소이며 R6은 비금속원소와 결합될 수 있는 탄소수가 2 내지 12인 방향족 또는 지방족 탄화수소이다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 항균성을 갖는 코팅 조성물은 금속(산수)산화물 3~40 중량%, 라디칼 광중합 개시제 1~6 중량% 및 반응성 아크릴 모노머 54~96 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (3) 코팅 조성물에 광 조사 후 고분자로 중합하는 단계는 배합된 항균 코팅 조성물의 경화 기재로 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아크릴 계열의 필름을 선택하거나, 경우에 따라 코로나 처리 또는 프라이머 처리된 기재를 사용할 수 있으며; 선택된 코팅 기재 위에 균일한 두께로 금속(산수)산화물을 포함하는 자외선 경화형 코팅 조성물을 도포하는 것을 특징으로 하는 고타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항의 제조방법에 따라 제조된 코타이트가 함유된 광경화형 항균 코팅 필름 조성물.
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