專利名稱：包含納米銀顆粒的抗菌涂料以及使用該抗菌涂料的涂敷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含納米銀顆粒的抗菌涂料以及使用該抗菌涂料的涂敷方法，以及更具體涉及在注射預(yù)型件(injection preform)的表面上包含30ppm納米銀顆粒的抗菌涂料組合物以及使用該抗菌涂料的涂敷方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件的最新改善和因此對健康的關(guān)心，在使用過程中接觸人體的各種產(chǎn)品需要抗菌性能。
具體，用戶手上的電話和便攜式終端以及通過手達(dá)到終端的表面的細(xì)菌可以通過口感染用戶的身體。
為了防止細(xì)菌繁殖，研制了各種抗菌用具，包括使用玉和陶瓷作為抗菌材料的產(chǎn)品。但是，由玉或陶瓷構(gòu)成的抗菌產(chǎn)品不能完全消毒各種類型的細(xì)菌，包括肺炎鏈球菌、沙門氏菌、O-157細(xì)菌、葡萄球菌以及大腸桿菌。
代替玉或陶瓷，經(jīng)常使用銀作為抗菌材料，銀基于當(dāng)前的納米技術(shù)顯示出強(qiáng)烈的抗菌性能。
在此使用的納米技術(shù)指其中將材料如銀制造為納米尺寸顆粒的技術(shù)，納米尺寸顆粒被處理為大量的多孔粉末，用于使材料性能最大化。這些是基于材料如金屬或陶瓷的晶粒尺寸變得小于100nm時(shí)出現(xiàn)的通過常規(guī)理論難以解釋的新現(xiàn)象。納米銀顆粒具有抗菌性能是公知的技術(shù)。因此，納米銀顆粒材料用于包括涂料、光學(xué)催化劑、磁鐵、電子器件傳感器、催化劑以及仿生學(xué)材料的各種領(lǐng)域。
具體，已研制了用包含納米銀顆粒的涂料涂敷使用過程中接觸人體的各種產(chǎn)品的方法，該納米銀顆粒具有如上所述的抗菌性能。
但是，銀顆粒具有非常小的尺寸以及容易受環(huán)境溫度的影響。因此，包含納米銀顆粒的涂料變得容易褪色。由于涂料中包含的納米銀顆粒暴露于紫外線(UV)射線，因此銀立即氧化為氧化銀以及涂料變?yōu)辄S色。
在變黃現(xiàn)象之后，此外，因?yàn)槠浔砻娌换钴S，涂料難以與其他物體化學(xué)鍵合。
此外，涂料中包含的納米銀顆粒經(jīng)常不能保持抗菌性能。

發(fā)明內(nèi)容
由此，產(chǎn)生本發(fā)明以解決以上描述的問題，以及本發(fā)明的目的是提供一種抗菌涂料組合物，包含具有優(yōu)異抗菌性能的納米銀顆粒，同時(shí)最小化變黃現(xiàn)象。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造包含納米銀顆粒的抗菌涂料組合物的方法，該納米銀顆粒具有恒定的抗菌性能，同時(shí)最小化變黃現(xiàn)象。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用包含納米銀顆粒的抗菌涂料涂敷便攜式終端如便攜式電話的注射預(yù)型件的表面，同時(shí)使用最少量的納米銀顆粒以及保持納米銀顆粒的抗菌性能。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，抗菌涂料包括納米銀顆粒，其中抗菌涂料是用于便攜式終端的注射預(yù)型件的外涂層的紫外線(UV)-可固化的涂料，以及包含具有5nm直徑的30ppm納米銀顆粒。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于制造包含納米銀顆粒的抗菌涂料的方法包括以下步驟將納米銀分散到具有預(yù)定濃度的乙醇中，以獲得納米銀-乙醇分散液，其被逐漸注入到異丁醇溶液中，以及連續(xù)地?cái)噭宇A(yù)定時(shí)段，以制備包含預(yù)定濃度的納米銀顆粒的母料(masterbatch)，將母料注入U(xiǎn)V純凈(clear)涂料中以及高速攪動預(yù)定的時(shí)段，以獲得包含預(yù)定濃度的納米銀顆粒的抗菌UV純凈涂料。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種使用包含納米銀顆粒的抗菌涂料的涂敷方法包括以下步驟用覆有彩色涂料的底漆涂敷注射預(yù)型件的表面，用IR射線在底漆的表面上執(zhí)行最初干燥，使用通過注射母料制備的UV純凈涂料涂敷具有外涂層的底漆的上部，以及用UV射線在外涂層的表面上執(zhí)行第二干燥。


從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明將使本發(fā)明的上述及其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更明顯，其中圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涂有包含納米銀顆粒的抗菌涂料的便攜式通信設(shè)備的外殼的透視圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于制造包含納米銀顆粒的抗菌涂料的方法的示意圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用包含納米銀顆粒的抗菌涂料的涂敷方法的剖面圖；圖4是圖3的部分A的部分放大剖面圖；以及圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用包含納米銀顆粒的抗菌涂料的涂敷方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在本發(fā)明的下列描述中，當(dāng)它們是本領(lǐng)域公知技術(shù)時(shí)，在此引入的已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述被省略，以使本發(fā)明的主旨清楚。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的抗菌涂料組合物。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的抗菌涂料應(yīng)用于電子產(chǎn)品的注射預(yù)型件，具體應(yīng)用于便攜式終端的外殼20。
至于用于涂敷便攜式終端的外殼的涂料，一般使用紫外線(UV)-可固化的涂料(下面稱為“UV涂料”)以及熱固化涂料。通過UV照射設(shè)備產(chǎn)生的UV射線的化學(xué)反應(yīng)，在相對短的時(shí)間內(nèi)，例如5-10秒，固化UV涂料。根據(jù)本發(fā)明的抗菌涂料優(yōu)選是UV涂料。
根據(jù)本發(fā)明用作UV涂料組合物的納米銀分為粉末型和液體型。液體型納米銀根據(jù)分散介質(zhì)的類型分為含水的、基于乙醇以及基于甲醇的納米銀。
為了使包含納米銀的涂料的變黃現(xiàn)象最小化，根據(jù)本發(fā)明用于UV涂料組合物的納米銀優(yōu)選是基于乙醇的液體型納米銀。
更具體地說，UV涂料組合物中使用的納米銀優(yōu)選具有5nm的顆粒直徑。優(yōu)選在UV涂料組合物中包含預(yù)定數(shù)量(30ppm)的納米銀顆粒，作為使用預(yù)定的分散介質(zhì)如乙醇的銀膠體溶液，以及優(yōu)選同時(shí)包含預(yù)定的添加劑。
納米銀顆粒的適宜直徑是5nm。一般，在粉末型納米銀中使用具有70nm直徑的納米銀顆粒(下面，稱為“70nm納米銀顆?！?，而在液體型納米銀中使用具有5nm直徑的納米銀顆粒(下面，稱為“5nm納米銀顆?！?。參考測試結(jié)果，當(dāng)使用5nm納米銀顆粒時(shí)，與使用70nm納米銀顆粒時(shí)相比，用少量的銀就可以保持抗菌性能，因?yàn)槊繂挝幻娣e納米銀顆粒的表面積增加，同時(shí)使之后描述的變黃現(xiàn)象最小化。
5nm納米銀顆粒以1,000ppm的濃度分散到分散介質(zhì)中(下面，稱作“1,000ppm納米銀母料)，以制備銀膠體溶液(下面，稱為納米銀母料)。優(yōu)選，以3％的比率將1,000ppm納米銀母料添加到涂料。分散介質(zhì)優(yōu)選是乙醇，其在之后將參考本發(fā)明的第二實(shí)施例更詳細(xì)地描述。
當(dāng)使用5nm液體型納米銀時(shí)，變黃現(xiàn)象的程度取決于添加到涂料的納米顆粒的數(shù)量，為了避免變黃現(xiàn)象，必須精確地控制納米顆粒的數(shù)量。由于它們具有小尺寸，因此優(yōu)選使用5nm納米銀顆粒，它們可以被方便地存儲，以及在涂敷過程中可以均勻分布。由于制備包含納米銀顆粒的1,000ppm母料，因此分散納米銀顆粒是容易的。當(dāng)母料以3％的比率添加到涂料(UV純凈涂料)時(shí)，可以避免變黃現(xiàn)象。
參考測試結(jié)果，納米銀顆粒的數(shù)量是涂料數(shù)量的30ppm(1,000ppm×0.03＝30ppm)。因此，利用僅僅包含30ppm的納米銀顆粒的涂料可以保持抗菌性能和使變黃現(xiàn)象最小化。
當(dāng)使用不變黃的聚氨酯基聚合物作為涂料中包含的光聚合的聚合物時(shí)，作為添加劑，即使在強(qiáng)UV射線下也使涂敷膜的變黃現(xiàn)象最小化。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例用于制造抗菌涂料的方法。
一種根據(jù)本發(fā)明用于制造包含納米銀顆粒的抗菌涂料的方法包括制備納米銀母料和制造抗菌UV純凈涂料的步驟。
參考圖2，制備母料的步驟包括以下步驟
通過以20,000ppm的比率將納米銀顆粒分散到乙醇中制造納米銀-乙醇分散溶液，以及用異丁醇溶液52填充攪拌器10的攪拌容器12，在其中逐漸地注入納米銀-乙醇分散溶液，同時(shí)以600-800rpm旋轉(zhuǎn)渦輪軸14，連續(xù)地?cái)噭铀?5-30分鐘，以獲得銀-膠體溶液(下面，稱為“第一攪拌步驟”)。
第一攪拌步驟將納米銀均勻地分散到分散介質(zhì)中以及每份分散介質(zhì)如乙醇和異丁醇的納米銀的最后濃度被調(diào)整為1,000ppm。具體地說，以20,000ppm的比率將納米銀顆粒分散到乙醇中以及以1,000ppm的比率用異丁醇溶液稀釋。
在制造抗菌UV純凈涂料的步驟中，用UV純凈涂料(未示出)填充攪拌器10的攪拌容器12以及以3％的比率在其中注入母料，同時(shí)以800-1,000rpm的高速度旋轉(zhuǎn)渦輪軸14以及連續(xù)地?cái)噭?5-30分鐘(下面，稱為“第二攪拌步驟”)。
第二攪拌步驟將母料均勻地分散到UV純凈涂料中，以及每份UV純凈涂料的納米銀顆粒的濃度是30ppm(1.000ppm×0.03)。
在第一和第二攪拌步驟中，納米銀顆粒被均勻地分散到UV純凈涂料中，以及納米銀的抗菌性能使之可以制造根據(jù)本發(fā)明的抗菌UV純凈涂料。
現(xiàn)在將詳細(xì)描述用根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例一種用于用包含納米銀顆粒的抗菌涂料來涂敷便攜式終端，如便攜式電話的注射預(yù)型件表面的方法。
參考圖3和4，用底漆31和外涂層41涂敷便攜式終端如便攜式電話的注射預(yù)型件20的表面。具體，外涂層41由根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例制備的抗菌UV純凈涂料制成。
底漆31覆有常規(guī)涂料涂層的彩色涂料32。外涂層41由透明材料制成以及包含納米銀顆粒50，以使便攜式終端具有抗菌性能。由于僅僅外涂層41包含納米銀顆粒，因此通過本發(fā)明可以獲得抗菌性能，同時(shí)使用少量的納米銀。
現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例使用包含納米銀顆粒的抗菌涂料的涂敷方法的過程。
參考圖5，便攜式終端的外殼20給作注射預(yù)型件1的例子。
外殼20涂有抗菌涂料30?？咕苛?0由底漆31和外涂層41構(gòu)成。外涂層41由抗菌UV純凈涂料制成，該抗菌UV純凈涂料使用包含納米銀顆粒50的母料42制成。底漆31覆有彩色涂料32。
在步驟S1中，用底漆31涂敷外殼20的表面，該底漆31用彩色涂料32覆蓋。
在步驟S2中，在70℃的溫度下，在IR干燥機(jī)(未示出)中用IR射線使底漆31的表面經(jīng)受最初干燥5分鐘。
在步驟S3中，使用抗菌UV純凈涂料用外涂層41涂敷底漆31的上部?？咕鶸V純凈涂料及其制造方法已被描述。
在步驟S4中，在40℃的溫度下，在UV干燥機(jī)(未示出)中用UV射線使外涂層41的表面經(jīng)受第二干燥1.5-2分鐘。
以上描述的步驟提供用包含少量納米銀的抗菌涂料涂敷便攜式終端如便攜式電話，同時(shí)保持抗菌性能和防止納米銀變黃的方法。
現(xiàn)在將常規(guī)70納米銀顆粒與本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的5納米銀顆粒相比較描述根據(jù)本發(fā)明的納米銀顆粒的優(yōu)點(diǎn)。
參考下面的列表1，描述發(fā)明的納米銀顆粒和常規(guī)70和5納米銀顆粒之間的比較。
表1

從列表1可以清楚看到與常規(guī)70納米顆粒相比通過增加5納米顆粒的50納米銀顆粒的數(shù)目提高了抗菌和消毒劑性能。
由于用包含30ppm的納米銀顆粒的抗菌涂料組合物涂敷便攜式終端的外殼，因此外殼的抗菌和消毒劑性能被提高，以及通過正確地調(diào)整納米銀顆粒的數(shù)量防止涂料褪色和變黃。
盡管參考其某些優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白在不脫離附加權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.包括納米銀顆粒的抗菌涂料，其中抗菌涂料是用于便攜式終端的注射預(yù)型件的外涂層的紫外線(UV)可固化的涂料以及包含具有約5nm直徑的30ppm的納米銀顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌涂料，還包括作為光聚合的聚合物的不變黃的聚氨酯基納米聚合物。
3.一種用于制造包含納米銀顆粒的抗菌涂料的方法，包括以下步驟將納米銀顆粒分散到具有預(yù)定濃度的乙醇中，以獲得納米銀-乙醇分散溶液，所述納米銀-乙醇分散溶液被逐漸地注入到異丁醇溶液中以及被連續(xù)地?cái)噭宇A(yù)定的時(shí)段，以制備包含預(yù)定濃度的納米銀顆粒的母料；以及將所述母料注入U(xiǎn)V純凈涂料以及用預(yù)定速度攪動預(yù)定的時(shí)段，以獲得包含預(yù)定濃度的納米銀顆粒的抗菌UV純凈涂料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述納米銀-乙醇分散溶液中納米銀的濃度是20,000ppm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中包含于所述母料中的納米銀的濃度約為1,000ppm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中以600-800rpm的速度執(zhí)行所述連續(xù)攪動25-30分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中通過注入3％的1,000ppm母料將包含于所述抗菌UV純凈涂料中的納米銀的濃度調(diào)整為30ppm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中以800-1,000rpm的速度執(zhí)行所述高速攪動25-30分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述納米銀顆粒具有約5nm的直徑。
10.一種使用包含納米銀顆粒的抗菌涂料的涂敷方法，包括以下步驟用覆有彩色涂料的底漆涂敷注射預(yù)型件的表面；用紅外(IR)射線執(zhí)行所述底漆表面的最初干燥；使用通過注入母料制備的UV純凈涂料涂敷具有外涂層的所述底漆的上部；以及用UV射線執(zhí)行所述外涂層表面的第二干燥。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述最初干燥過程中使用IR干燥機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在70℃的溫度下執(zhí)行所述最初干燥5分鐘。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在涂敷具有所述外涂層的所述底漆的步驟中，所述母料包含納米銀顆粒以及被以3％的比率注入到所述UV純凈涂料中。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在所述第二干燥過程中使用UV干燥機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中在40℃的溫度下執(zhí)行所述第二干燥1.5-2分鐘。
全文摘要
提供了一種在注射預(yù)型件的表面上包含30ppm的納米銀顆粒的抗菌涂料、用于制造該抗菌涂料的方法以及使用該抗菌涂料的涂敷方法。納米銀－乙醇分散溶液被注入到丁醇溶液，同時(shí)以高速攪動它，以將納米銀溶液均勻地分散到涂料中，制備包含納米銀顆粒的母料。母料被注入到紫外線(UV)純凈涂料以及被以高速度連續(xù)地?cái)噭宇A(yù)定時(shí)段，以獲得用于涂敷注射預(yù)型件表面的抗菌UV純凈涂料。
文檔編號C09D175/16GK1712459SQ20051007905
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者權(quán)赫敏, 尹浩旭, 姜信鐵, 金一進(jìn), 高圣洙 申請人:三星電子株式會社