抗菌膜的制作方法

1.本发明涉及抗菌膜，提供一种在不降低抗菌力的同时具有高的表面平滑度的抗菌膜。


背景技术：

2.病毒性疾病(viral disease)在世界各地周期性发生。最近，新冠病毒引起了人类呼吸系统和消化系统的感染。新冠病毒很容易通过黏膜传染或飞沫传播。因此，还正在开发具有抗菌功能的产品来阻止诸如病毒及各种细菌的感染。
3.90％以上的具有抗菌功能的产品正在被开发为保护膜型产品，其具有防止人的手触摸的火车、地铁、公共汽车等公共交通设施及车站/机场售票机和电梯等多功能设施感染病毒和细菌栖息的功能。
4.抗菌产品由具有高杀菌力和抗菌力的材料制成，有助于预防传染病。
5.具有高抗菌力的材料包括银(ag)、铜(cu)、金(au)、铅(pt)、镍(ni)等，在这些材料中，杀菌力最高的是银。
6.特别地，当使用纳米技术将银(silver)转化为纳米状态时，其具有强有力的抗菌及杀菌机制，并且根据研究报告，其可以对650种细菌和病毒进行灭菌，对真菌也起到非常优异的效果。颗粒越小，这种银颗粒的表面积相对越大，从而抗菌/除菌力越强，根据目前实验的资料，大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、弧菌、志贺氏菌、肺炎球菌、伤寒细菌及耐药性最强的mrsa(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)具有99.9％抗菌及杀菌能力。
7.这种银纳米颗粒具有与传统氯基纳米颗粒相比强数十倍的杀菌力，但对人体完全无害，有望在近年来用作各种炎症的治疗剂，正在推出适用于抗菌除臭剂加工的包含银纳米的各种功能产品。
8.特别地，对包含银纳米的抗菌膜的要求不断增加。需要通过在不降低其表面平滑度的同时提高抗菌力来制备包含这种银纳米物质的抗菌膜。


技术实现要素：

9.发明所要解决的问题
10.本发明的目的在于提供一种在不降低抗菌力的同时具有高的表面平滑度的抗菌膜，上述抗菌膜包含用于提高表面平滑度的有机硅类流平剂。
11.用于解决问题的方案
12.根据本发明的一实施例的抗菌膜可以包括：抗菌层，由包含丙烯酸酯类紫外线树脂(uv resin)、银纳米抗菌剂及用于提高表面平滑度的有机硅类流平剂的组合物组成；基材层，位于抗菌层的下部面；粘接层，位于上述基材层的下部面；以及离型膜，位于上述粘接层的下部面，相对于100重量百分比的总组成，上述抗菌层的组合物包含0.06重量百分比以上且0.20重量百分比以下的范围的银纳米抗菌剂及0.15重量百分比的有机硅类流平剂。
13.相对于100重量百分比的总组成，组成上述抗菌层的组合物可以包含0.10重量百
分比至0.20重量百分比的范围的银纳米抗菌剂。
14.当上述抗菌层的干厚度为3um时，组成上述抗菌层的组合物可以包含30ppm至60ppm的范围的上述银纳米抗菌剂。
15.上述抗菌膜还可以包括标志层，上述标志层位于上述基材层与上述粘接层之间并由印刷有标志的片或面料制成。
16.根据本发明的另一实施例的抗菌膜可以包括：抗菌层，由包含丙烯酸酯类紫外线树脂(uv resin)、银纳米抗菌剂及用于提高表面平滑度的有机硅类流平剂的组合物组成；基材层，位于抗菌层的下部面；第一粘接层，位于上述基材层的下部面；图像层，位于上述第一粘接层的下部面；片层，位于上述图像层的下部面，并能够输出上述图像层；第二粘接层，位于上述片层的下部面；以及离型膜，位于上述第二粘接层的下部面，相对于100重量百分比的总组成，组成上述抗菌层的组合物包含0.06重量百分比以上且0.20重量百分比以下的范围的银纳米抗菌剂及0.15重量百分比的有机硅类流平剂。
17.根据本发明的再一实施例的抗菌膜可以包括：抗菌层，由包含丙烯酸酯类紫外线树脂(uv resin)、银纳米抗菌剂及用于提高表面平滑度的有机硅类流平剂的组合物组成；第一基材层，位于上述抗菌层的下部面；粘合层，位于上述第一基材层的下部面；第二基材层，位于上述粘合层的下部面；粘接层，位于上述第二基材层的下部面；以及离型膜，位于上述粘接层的下部面，相对于100重量百分比的总组成，组成上述抗菌层的组合物包含0.06重量百分比以上且0.20重量百分比以下的范围的银纳米抗菌剂及0.15重量百分比的有机硅类流平剂。
18.相对于100重量百分比的总组成，组成上述抗菌层的组合物可以包含0.10重量百分比至0.20重量百分比的范围的银纳米抗菌剂。
19.当上述抗菌层的干厚度为3um时，组成上述抗菌层的组合物可以包含30ppm至60ppm的范围的上述银纳米抗菌剂。
20.上述第一基材层及上述第二基材层可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚氨酯(polyurethane)制成。
21.发明效果
22.根据本发明的实施例，可以提供一种在不降低抗菌力的同时具有高的表面平滑度的抗菌膜，上述抗菌膜包含用于提高表面平滑度的有机硅类流平剂。
附图说明
23.图1是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
24.图2是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
25.图3是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
26.图4是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
27.图5是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的制备方法的图。
具体实施方式
28.在下文中，将通过示例性附图详细描述本发明的实施例。需要注意的是，在每个附图的构成要素中添加附图标记时，对于相同的构成要素，即使在不同附图上指示，也具有尽
可能相同的附图标记。并且，在描述本发明的实施例时，若判断为相关的已知配置或功能的详细描述妨碍对本发明的理解，则将省略其详细描述。
29.并且，在描述本发明的实施例的构成要素时，可以使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于区分其构成要素与其他构成要素，该构成要素的性质、顺序或排序不限定于该术语。应理解的是，当一个构成要素被记载为与另一个构成要素“连接”、“结合”或“相连”时，其构成要素可以与其他构成要素直接连接或相连，但是在各个构成要素之间还可以与再其他构成要素“连接”、“结合”或“相连”。
30.图1是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
31.参照图1，根据本发明的一实施例的抗菌膜100包括抗菌层110、基材层120、粘接层130及离型膜140。
32.抗菌层110形成在基材层120上并暴露于外部。抗菌层110包含银纳米物质。可通过将硝酸银(agno3)、硫酸银(ag2so4)等物质粉碎成纳米单位尺寸来获得银纳米物质。
33.由于抗菌层110暴露于外部并与人或外部物体接触，其需要耐刮擦。因此，根据本发明的实施例，抗菌层110由在基材层120上能够防止刮擦的配合比例制备的物质组成。抗菌层110包含丙烯酸酯类紫外线树脂(uv resin)、银纳米抗菌剂及有机硅类流平剂。即，组成抗菌层110的组合物可以包含丙烯酸酯类紫外线树脂(uv resin)、银纳米抗菌剂及有机硅类流平剂。
34.作为丙烯酸酯类uv树脂(resin)，可以使用多官能丙烯酸酯类单体或多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯类低聚物。并且，丙烯酸酯类uv树脂(resin)可以是uv固化反应型树脂。
35.可以通过将硝酸银、硫酸银等银盐粉碎并分散成纳米大小来制备银纳米抗菌剂。并且，银纳米抗菌剂可以具有溶胶(sol)形态，其中银纳米颗粒分散在液体中。银纳米物质或颗粒的最大(max)尺寸优选为1nm以下。银纳米颗粒的尺寸越大，其无法均匀地覆盖基材层120的表面。在这种情况下，抗菌性能会降低。
36.因此，为了使银纳米成分均匀地涂覆于基材层120的表面，优选地使用具有1nm以下尺寸的银纳米颗粒。相对于100重量百分比的总组成，在组成抗菌层的组合物中，需要添加0.1重量百分比以上的银纳米抗菌剂。例如，基于3um的干涂层厚度，需要添加30ppm以上的银纳米物质。
37.一方面，为了改善抗菌层110的涂覆表面的平滑度，必须添加流平剂。然而，本发明的发明人发现氟类流平剂抑制抗菌性能。根据本发明，抗菌层110的组合物可以包含有机硅类流平剂。例如，抗菌层110的组合物可以包含少至0.05重量百分比且多至0.5重量百分比的有机硅类流平剂。
38.实施例1
39.根据本发明的实施例1，相对于100重量百分比的总组成，抗菌层110的组合物可以包含99.79重量百分比的丙烯酸酯类uv树脂、0.06重量百分比的银纳米抗菌剂及0.15重量百分比的有机硅类流平剂。使用根据实施例1的组合物制备了抗菌层110。
40.实施例2
41.根据本发明的实施例2，相对于100重量百分比的总组成，抗菌层110的组合物可以包含99.75重量百分比的丙烯酸酯类uv树脂、0.10重量百分比的银纳米抗菌剂及0.15重量百分比的有机硅类流平剂。使用根据实施例2的组合物制备了抗菌层110。
42.实施例3
43.根据本发明的实施例3，相对于100重量百分比的总组成，抗菌层110的组合物可以包含99.72重量百分比的丙烯酸酯类uv树脂、0.13重量百分比的银纳米抗菌剂及0.15重量百分比的有机硅类流平剂。使用根据实施例3的组合物制备了抗菌层110。
44.实施例4
45.根据本发明的实施例4，相对于100重量百分比的总组成，抗菌层110的组合物可以包含99.65重量百分比的丙烯酸酯类uv树脂、0.20重量百分比的银纳米抗菌剂及0.15重量百分比的有机硅类流平剂。使用根据实施例4的组合物制备了抗菌层110。
46.比较例1
47.相对于100重量百分比的总组成，抗菌层110的组合物包含99.82重量百分比的丙烯酸酯类uv树脂、0.03重量百分比的银纳米抗菌剂、0.05重量百分比的有机硅类流平剂及0.10重量百分比的氟类流平剂。使用上述组合物制备了抗菌层110。
48.比较例2
49.相对于抗菌层110的组合物的100重量百分比的总组成，除了使用0.05重量百分比的有机硅类流平剂和0.10重量百分比的氟类流平剂来代替实施例1的0.15重量百分比的有机硅类流平剂以外，以与实施例1相同的方法制备了抗菌层110。
50.比较例3
51.相对于100重量百分比的总组成，抗菌层110的组合物包含99.46重量百分比的丙烯酸酯类uv树脂、0.39重量百分比的银纳米抗菌剂、0.15重量百分比的有机硅类流平剂。使用上述组合物制备了抗菌层110。
52.比较例4
53.相对于100重量百分比的总组成，抗菌层110的组合物包含99.33重量百分比的丙烯酸酯类uv树脂、0.52重量百分比的银纳米抗菌剂、0.15重量百分比的有机硅类流平剂。使用上述组合物制备了抗菌层110。
54.总结上述实施例1至实施例4及比较例1至比较例4如下表1。
55.表1
56.[0057][0058]
上述实施例1至实施例4及比较例1至比较例4的抗菌性能检测如下表2。
[0059]
表2
[0060][0061]
如上述表2所示，可以确定，抗菌性能根据表面流平剂成分而变化。具体地，可以确定，银纳米抗菌剂含量为0.06重量百分比的情况下，与使用氟成分时相比，当使用有机硅类成分时，抗菌性能得到改善。
[0062]
并且，可以确定，在以一定含量以上添加抗菌剂的情况下，抗菌性才能得到改善。例如，可以确定，相对于100重量百分比的总组成，当包含0.06重量百分比以上的银纳米抗菌剂时，抗菌层110的抗菌性能得到改善。并且，优选地，如实施例2、3及4，为了充分实现对多种病毒及细菌的抗菌性能(99.9％以上)，优选地，应添加0.1重量百分比以上的银纳米抗菌剂。
[0063]
基于抗菌层110的3μm的干厚度，将实施例1～4和比较例1及比较例2的抗菌剂含量转换成ppm单位如下表3。
[0064]
表3
[0065][0066]
一方面，相对于100重量百分比的抗菌层110的组合物的总组成，优选地，应添加0.10重量百分比以上的银纳米抗菌剂，但是若以规定重量以上的量包含于上述抗菌层110的组合物，则抗菌层110的表面物理性能会发生变化。以下，参照表4，如实施例3及实施例4，银纳米抗菌剂的重量优选为0.10重量百分比以上且0.20重量百分比以下。即，用于制备抗菌层的组合物优选地包含0.10重量百分比以上且0.20重量百分比以下的银纳米抗菌剂。
[0067]
即，参照比较例3及比较例4，相对于100重量百分比的抗菌层110的组合物的总组成，在比较例3中，包含0.39重量百分比的银纳米抗菌剂，在比较例4中，包含0.52重量百分比的银纳米抗菌剂。比较例3及比较例4的表面硬度良好，但是表面耐磨性不如本发明的实施例1至实施例4良好。例如，在比较例3中，在500g负荷及钢丝绒(steelwool)的实验条件下测试表面耐磨性，发生了细微刮痕，在比较例4中，与比较例3相比，发生了更多细微刮痕。
[0068]
如上所述，随着银纳米物质的含量增加，能够实现表面硬度特性的uv树脂(resin)的含量相对减少，表面耐磨性降低并发生刮擦。因此，在不抑制表面硬度特性的情况下，以适当的水平添加银纳米含量是非常重要的。即，随着银纳米物质的含量增加，抗菌性能改善，但是过量的添加反而是抑制表面硬度特性的因素。并且，考虑到成本方面，重要的是为银纳米物质设计适当的添加量范围。
[0069]
因此，本发明的发明人考虑到表面物理性能(表面硬度及耐磨性)，相对于100重量百分比的抗菌层110的组合物的总组成，银纳米抗菌剂的重量优选为0.2重量百分比以下。如上所述，本发明的发明人得出结论，银纳米抗菌剂的适当添加量范围最优选为0.10重量百分比至0.20重量百分比。
[0070]
表4
[0071][0072]
再次参照图1，基材层120位于抗菌层110的下方。基材层120可以支撑抗菌层110。
[0073]
基材层120可以占据抗菌膜的大部分厚度。基材层120可以具有23μm至250μm的范围的厚度。根据一实施例，基材层120可以由具有23μm至250μm的范围的厚度的薄膜聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜制成。可以通过特定工艺将pet材料的透明膜处理成具有期望的颜色或功能来制备基材层120。根据另一实施例，基材层120可以由聚氨酯(polyurethane)制成。其中，聚氨酯比pet柔软，因此，在将抗菌膜粘附到规定物体上时，可以防止鼓起现象。
[0074]
在基材层120的一面，例如，在下部面形成有粘接层130。粘接层130可以在基材层120的下部面以10μm至30μm的厚度形成。粘接层130由丙烯酸类粘合剂制成，通过给车窗玻璃保护膜赋予粘合性能，来使车辆用保护膜起到能够粘贴到车窗玻璃上的作用。
[0075]
此时，优选地，上述丙烯酸类粘合剂由100重量份的丙烯酸共聚物、2.5重量份至3.5重量份的固化剂及30重量份至50重量份的溶剂组成，优选地，上述溶剂由选自由甲基乙基酮、甲苯及乙酸乙酯组成的组中的一种组成。
[0076]
当上述粘接层130的厚度小于10μm时，难以在粘附到物体上时对发生凹凸的部位表现出粘合性能，因此可能会发生鼓起或剥离现象。当上述粘接层130的厚度大于30μm时，对物体的弯曲或凹凸的发生部位的粘合性能不会显著提高，并且平滑度降低，从而无法以均匀的厚度形成，在将抗菌膜100从物体上去除的过程中，可能会产生残渣。
[0077]
粘接层130提供粘合力，通过该粘合力可以将抗菌膜100粘附到物体上。粘接层130由离型膜140保护。根据一实施例，离型膜140可以由具有25μm至36μm的厚度的pet衬垫(pet liner)制成。
[0078]
使用者可以去除抗菌膜100的离型膜140，并将抗菌膜100粘贴到期望的物体上。
[0079]
图2是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
[0080]
参照图2，本发明的抗菌膜200是用于印刷标志的抗菌膜。在抗菌膜200上，可以印刷有企业图象或诸如字母等标志。
[0081]
用于印刷标志的抗菌膜200包括抗菌层210、基材层220、标志层230、粘接层240及离型膜250。抗菌层210、基材层220、粘接层240及离型膜250的构成与第一实施例的抗菌膜100的抗菌层110、基材层120、粘接层130及离型膜140的结构相似，因此省略其详细说明。
[0082]
标志层230位于基材层220与粘接层240之间。例如，可以通过在基材层220的一面，
即，通过在层压有粘接层240的基材层220的面上印刷标志来生成标志层230。或者，可以通过将印刷有标志或图像的片或面料介于基材层220与粘接层240之间来形成标志层230。
[0083]
图3是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
[0084]
参照图3，本发明的抗菌膜300是用于广告图形及装饰用的抗菌膜。
[0085]
用于广告图形及装饰用的抗菌膜300包括抗菌层310、基材层320、第一粘接层330、图像层340、pvc层350、第二粘接层360及离型膜370。
[0086]
抗菌层310、基材层320及离型膜370的构成与第一实施例的抗菌膜100的抗菌层110、基材层120及离型膜140的结构相似，第一粘接层330及第二粘接层360与第一实施例的抗菌膜100的粘接层130相似，因此省略其详细说明。
[0087]
可以通过将图像层340直接输出到用于广告促销或设计的面料或片来生成。并且，图像层340可以形成在由聚氯乙烯(pvc，poly vinyl chloride)制成的pvc层350上。能够输出图像层340的pvc层350的厚度可以是70μm至95μm。图像层340可以粘附到第一粘接层330。第一粘接层330使图像层340能够粘附到基材层320。而且，在pvc层350上形成有第二粘接层360。第二粘接层360由丙烯酸类粘合剂制成，并且通过给抗菌膜赋予粘合性能来使抗菌膜起到能够粘附到物体上的作用。
[0088]
图4是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的结构的图。
[0089]
参照图4，本发明的抗菌膜400是用于汽车着色的抗菌膜。
[0090]
用于汽车着色的抗菌膜400包括抗菌层410、第一基材层420、粘合层430、第二基材层440、粘接层450及离型膜460。
[0091]
抗菌层410、粘接层450及离型膜460的构成与第一实施例的抗菌膜100的抗菌层110、粘接层130及离型膜140的结构相似，因此省略其详细说明。
[0092]
用于汽车着色的抗菌膜400粘附到车窗玻璃上，以防止炫光、阻挡紫外线和/或热量，防止在车辆玻璃损坏时由玻璃碎片的散布引起的伤害，或者，保护隐私及提高车体的美观。
[0093]
第一基材层420位于用于汽车着色的抗菌膜400的抗菌层410上，粘合层430位于第一基材层420的另一面，并且隔着粘合层430设置有第二基材层440之间。
[0094]
第一基材层420由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚氨酯(polyurethane)制成。第二基材层440形成在粘合层430上，并且与第一基材层420共同支撑用于汽车着色的抗菌膜400。
[0095]
当第一基材层420由聚氨酯(polyurethane)制成时，第一基材层420的伸长率可以是90％以上且透射率可以是90％以上。第一基材层420的厚度可以是23μm至36μm。并且，第一基材层420可以具有减震功能。
[0096]
粘合层430将第一基材层420粘合到第二基材层440。粘合层430可以是隔热及多官能粘合剂。与第一基材层420及第二基材层440相比，粘合层430可以具有更薄的厚度，以使用于汽车着色的抗菌膜400的恢复性不增加。
[0097]
当第二基材层440粘附到其上附着有用于汽车着色的抗菌膜400的车窗玻璃时，第二基材层440是最接近车窗玻璃(glass)的层并由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚氨酯(polyurethane)制成。第二基材层440形成在粘合层430上，并且与第一基材层420共同支撑用于汽车着色的抗菌膜400。
[0098]
当第二基材层440由聚氨酯(polyurethane)制成时，第二基材层440的伸长率可以是150％以上且透射率可以是90％以上。在聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的情况下，第二基材层440的厚度可以是大约12μm，在聚氨酯(polyurethane)的情况下，第二基材层440的厚度可以是50μm至75μm。并且，当第二基材层440由聚氨酯(polyurethane)制成时，可以通过改善减震功能及用于汽车着色的抗菌膜400的延伸来增加对车窗玻璃的圆形表面的粘附性。
[0099]
并且，粘接层450可以由具有紫外线(uv)阻挡功能的材料形成，以阻挡用于汽车着色的抗菌膜400的紫外线(uv)。当粘附到车窗玻璃时，可以去除离型膜460，并且粘接层450可以粘附到车窗玻璃上。
[0100]
图5是示出根据本发明的实施例的抗菌膜的制备方法的图。
[0101]
为了制备抗菌膜100，在步骤510中，通过在由pet膜制成的基材层120的一面上层压或涂覆抗菌剂物质溶液(solution)来形成抗菌层110。可以使用微型凹版涂布法、热风干燥及紫外线(uv)固化装置来制备抗菌层110。
[0102]
在步骤520中，通过在作为离型膜140的厚度为25μm至36μm的pet衬垫(pet liner)上层压或涂覆厚度为25μm至36μm的粘合剂来形成粘接层130。在步骤520中，可以使用逗号或模具(comma or die)涂布方法，还可以使用热风干燥来执行。
[0103]
并且，在步骤530中，将基材层120粘合到形成于离型膜140上的粘接层130上，以制备抗菌膜100。
[0104]
以上描述仅是本发明的技术思想的示例，本发明所属领域的普通技术人员将能够做出各种修改及变型而不背离本发明的本质特性。因此，在本发明中公开的实施例并非旨在限定本发明的技术思想，而是用于描述该技术思想，本发明的技术思想的范围不限定于这些实施例。本发明的保护范围应由所附的权利要求书解释，并且与之等同的范围内的所有技术思想都应被解释为包括在本发明的权利范围内。