含有铜化合物成分的塑料制品及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及含有铜化合物成分的塑料制品及其制备方法，具体涉及，将具有导电 性的硫化铜微粒分散于塑料树脂内部，适用抗菌性及导电性得到改善的铜化合物微粒，含 有上述铜化合物成分的塑料制品及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 最近，家庭、生产现场，办公室等，对导电性塑料制品的使用量逐渐增加，以电子产 品为中心的需求也逐步扩大。导电性塑料制品可作为触控面板、电子反光板用、电磁波屏蔽 用、抗静电用、太阳能电池、散热用、汽车窗罩用、织物等，其应用范围广泛。随着人们对电磁 波对人体的危害度的关注，电磁屏蔽制品在作为电子设备以及电子部件的原料备受瞩目。 进而，上述制品也可作为汽车室内用内部薄膜及建筑内置材料的原料而使用。
[0003] 例如，在医院，很多产生电磁波的高价诊疗设备的使用在逐渐增加。由此，需要开 发具有如电磁波屏蔽及防静电等优秀导电特性的类似纤维或容器之类的塑料制品。另一方 面，众所周知，医院的室内空气污染是引起医院感染的主要原因。对于在医院内住院的新生 儿，老年人患者，免疫力弱的患者或对病原体抵抗力弱的一般住院患者的影响非常大。医院 内感染的10%~20%为空气感染，剩下医院内感染属于依靠使用过的物品及容器等制品 的间接感染。
[0004] 有可能引起感染的制品有患者的寝具、患者服、医院工作者的工作服、塑料容器 等。调查显示，这种医院内感染的发生频率为医院住院患者的2. 8%~15%左右。随着医 院内感染引起的社会问题的提出，应制止由纺织物和如试管、茶盘、碗、附属品等一次性塑 料容器引起的感染事例。因此，需要开发抗菌性优秀的塑料材料。换句话说，在医院使用的 塑料制品，应该满足，为屏蔽电磁波的导电性及为防止医院感染的抗菌性等两种性质。
[0005] 为了改善塑料制品的导电性，韩国专利申请第2012-7022202号中，适用碱土金属 (IUPUA新规定中第2族元素）的二价阳离子和磷酸酯盐改善防静电性。并且，韩国专利申请 第2011-7014670号、韩国专利申请第2010-0101700号、韩国专利申请第2009-0098692号 中，使用含有氟基及磺酰基的有机盐，赋予塑料材料导电性。韩国专利申请第2009-7006733 号中，添加以聚氧化乙稀（PEO，polyethylene oxide)链为导电性基本结构的高分子化合物 来提高塑料材料的导电性。但是，如同现有文献所述，使用具有磷酸酯盐、氟基及磺酰基的 有机盐虽然易适用于塑料并且容易改善其导电性，但在使用热水的情况下，存在会使塑料 容器的导电性急剧降低的缺点。并且，使用含有聚氧化乙烯链的导电性高分子，进行混炼制 造塑料容器的情况下，不同位置的不均匀的结晶度及结晶大小，会发生容器变形。
[0006] 查找塑料制品的抗菌性的相关文献可知，韩国专利登录第10-0559405中，将重 量份数为10~20,粒子大小为1~3μπι的硫磺粉末和树脂进行混炼，韩国专利登录第 10-0766418号中，将1~600nm的银纳米粉末、二氧化钛及树脂进行混炼，制造具有优秀抗 菌性的塑料制品。韩国专利登录第10-0987728号中，利用溅射或离子电镀法来将银蒸镀于 树脂表面后，混合被蒸镀的银来制造了抗菌丝。韩国专利登录第10-1180117号中，使用硫 化锌纳米微粒和有机抗菌剂进行染色，以此制造抗菌丝。
[0007] 尽管在现有文献中，银和硫磺成分的制品拥有优秀的抗菌性，但是在实用化方面 存在很多限制。如银的情况下，尽管拥有较高的抗菌性和便利性，但是供应价格太高。如硫 磺的情况下，对于环境的危害性以及加工的困难性是尚未解决的问题。对于赋予抗菌性的 方法中，蒸镀或涂敷存在经济性和效率低的缺点。
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 本发明解决的问题是，提供一种含有铜化合物成分的塑料制品及其制备方法，上 述塑料制品及其制备方法，具有价格低廉、易于加工、具有经济性及较高的生产效率等特 点。
[0010] 解决问题的手段
[0011] 用于本发明解决的问题的一种含有铜化合物成分的塑料制品，由分散有铜化合物 微粒的热塑性树脂构成，上述铜化合物微粒的化学式为Cu xMy(M为元素周期表中氮族元素， 氧族元素，卤素（IUPUA新规定中，第15族、第16族、第17族）中的任意一种元素，x/y = 0· 8~L 2)，平均粒径为20~500nm。
[0012] 本发明的塑料制品中，上述M可以是选自S，F，Cl中的任意一种，优选为上述M为 S，上述铜化合物微粒可以是硫化铜微粒。上述微粒对于整体重量，其重量百分比优选为 5%~50%之间。
[0013] 本发明优选的塑料制品中，上述热塑性树脂中包含：相对于上述塑料制品整体重 量百分比为0. 1 %~40%，硫的摩尔比为10%~60%，平均粒径为20~IOOnm的上述硫化 铜微粒及相对于塑料制品整体重量百分比为0. 1 %~2 %，平均粒径为10~30nm的金属微 粒，上述金属微粒，是选自铬、锰、铁、钴、镍或锌中的一种或者几种。
[0014] 在本发明实施例的塑料制品中，上述热塑性树脂可以为选自聚对苯二甲酸乙二醇 醋（polyethylene terephthalate)、聚乳酸（polylactic acid)、聚乙稀（polyethylene)、 聚丙稀（polypropylene)、聚碳酸醋（polycarbo nate)、聚酰胺（polyamid)、聚甲基丙稀酸 甲醋（polymethyl methacrylat e)、聚氯乙稀（polyvinyl chloride)中的一种。并且，随 着上述塑料制品的大小增加，上述热塑性树脂依次适用烯烃类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇 酯、聚碳酸酯。进而，上述金属微粒的平均粒径可小于上述硫化铜微粒的平均粒径。
[0015] 用于本发明解决的问题的一种含有铜化合物成分的塑料制品的制备方法是，首 先，在50~80°C的温度范围内的水溶液中，以1:1的摩尔比（物质的量的比），由硫酸铜与 硫化盐，反应生成平均粒径为20~500nm的硫化铜微粒。再将上述微粒分散于热塑性树脂 中。
[0016] 在本发明的制备方法中，上述硫化盐可以是选自硫化钠、硫化铁、硫化钾、硫化锌 中的一种。此时，上述硫化盐可以为硫化钠。
[0017] 在本发明的制备方法中，上述硫化盐可以为选自硫化钠、硫化铁、硫化钾、硫化锌 中的一种。此时，上述硫化盐可以为硫化钠，上述氟化盐可为选自氟化钠、氟化铁、氟化钾、 氟化锌中的一种，上述氯化盐可以为选自氯化钠、氯化铁、氯化钾、氯化锌中的一种。
[0018] 在本发明优选的制备方法中，上述硫化铜微粒能够以混合的方式分散在上述热塑 性树脂中。并且包括，合成硫的摩尔比为10%~60%，平均粒径为20~IOOnm的上述硫 化铜微粒的步骤和相对于上述塑料制品整体重量，重量百分比为0. 1 %~2 %，平均粒径为 10~30nm的金属微粒，该金属微粒为选自铬、锰、铁、钴、镍或锌中的一种或几种，将上述金 属微粒分散于热塑性树脂中，且使用上述热塑性树脂制作薄片，使用上述薄片制造塑料制 品的步骤。
[0019] 本发明的制造方法中，上述薄片以挤压的方式成型，上述成型的薄片经过第一 次冷却、热处理及第二次冷却，制造成容器制品。此时，上述薄片成型所用的挤压压力为 〇· 05 ~ΚΔΡ/h) 〇
[0020] 发明的效果
[0021] 根据用于本发明解决的问题的一种含有铜化合物成分的塑料制品及其制备方法， 将包括硫化铜的铜化合物微粒分散于热塑性树脂中，以制造塑料制品，从而可是价格相对 低廉，易于加工，具有经济性及提高生产效率。并且，添加元素周期表中第四周期过渡金属 的铬、锰、铁、钴、镍、锌中的一种或几种，从而可不抑制基于硫化铜的抗菌性及导电性，并降 低挤压压力，更易于制造成薄片形状。
【附图说明】
[0022] 图1为根据本发明实施例来制备的硫化铜微粒的照片。
[0023] 图2为根据本发明实施例来制备的硫化铜的晶体结构的X射线衍射（XRD)曲线 图。
[0024] 图3为以30000倍的倍率观察根据本发明实施例来制备的硫化铜的显微镜照片。
【具体实施方式】
[0025] 根据以下参照附图，详细说明本发明优选的实施例。在下面说明的实施例能够以 多种不同形式变化，本发明的应用范围不局限于下述实施例中。本发明的实施例是为了使 拥有本发明所属领域通用知识的人员更好的理解本发明而提供。
[0026] 本发明的实施例是将包括硫化铜的铜化合物分散于热塑性树脂中，并制造塑料制 品，提出价格相对低廉，易于加工，具有经济性及提高生产效率的一种含有铜化合物成分的 塑料制品及其制备方法。为此，详细的了解将包括硫化铜的铜化合物分散于热塑性树脂中， 并制造塑料制品的方法，并观察上述塑料制品的抗菌性及导电性。
[0027] 其中，塑料制品是指通过挤压、注塑等方法对包含含有本发明的硫化铜的铜化合 物微粒的高分子树脂进行加工而得的制品。通过上述加工，可制备纤维或碗之类的容器的 制品。由此，在以下实施例中，将塑料制品分为纤维制品和容器制品来进行说明。另一方 面，在制备抗菌性及导电性得到提高的塑料制品时，考虑到经济性及生产效率，将抗菌性和 导电性高的上述铜化合物微粒分散在内部来与树脂进行混炼（compoundin g)的方法，而不 使用如蒸镀或染色等的表面涂敷。
[0028] 纤维制品的制备
[0029] 可用于制备本发明的纤维制品的树脂有聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚乳酸、聚酰胺等，但不局限于此。即，可适用选自能够使用为纤维制品的原材料的热塑性 树脂组中的树脂。尤其，聚乳酸（P LA)作为使从马铃薯、玉米等中得到的淀粉发酵来制备 的高分子树脂，不仅机械特性优秀，而且生物降解性优秀，从而用于纤维、薄膜、注塑、医疗 的使用量逐步增加。聚乳酸存在比如作为石油类树脂的聚对苯二甲酸乙二醇酯（