KR100423373B1 - 안정화된 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 액상을 탄산염 소독제는 70 ~ 90℃로 유지되는 정제된 열수 1ℓ에 80 ~ 120g의 규산염을 첨가하여 완전히 이온화될 때까지 용해하는 단계, 계면활성제 8 ~ 15g을 가하여 균질하게 유화시키는 단계 및 탄산염인 탄산나트륨(Na₂CO₃)과 탄산칼륨(K₂CO₃)을 각각 45 ~ 80g 씩 투입하여, 교반하여 안정화시키는 단계로 제조되어 진다.

본 발명의 액상 규산 탄산염 소독제는 탄산나트륨과 탄산칼륨에 의한 포화 상태의 탄산염을 제조함에 있어서, 유효량의 규산염과 계면활성제를 첨가하여 열처리함으로써 포화 탄산염을 수용액에서 안정화시키고, 상대적으로 낮은 탄산염 농도에서도 바이러스, 그람양성균 및 음성균에 대해 광범위한 소독 및 살멸 효과의 스펙트럼을 갖고, 지속적인 살균력을 유지할 수 있다.

Description

안정화된 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법 {Method for Preparing Silicate Carbonate Antiseptic Stabilized in Aqueous Solution}

본 발명은 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 탄산나트륨과 탄산칼륨에 의한 포화상태의 탄산염을 제조함에 있어서, 유효량의 규산염과 계면활성제를 첨가하여 열처리함으로써 과포화 탄산염을 수용액에서 안정화시키고, 기능이 향상된 고농도의 무독성 액상 탄산염 소독제의 제조방법을 제공하는데 있다.

기존에 알칼리 소독제로서는 일반적으로 사용되고 있는 수산화나트륨은 부식성이 강하고, 효과적인 소독효과를 발휘하기 위해서는 2%의 높은 농도의 수산화나트륨의 농도를 권장하고 있다. 그러나, 수산화나트륨은 물질안정자료 표(MSDS)에 따르면 피부 및 눈에 노출시 자극을 일으킬 수 있으며, 독극물이기 때문에 취급시 항상 주의를 필요로 한다. 또한 국제 가축전염병에 속하는 구제역 등의 바이러스의 박멸에도 효과가 미미하다. 이에 수산화나트륨은 용기 및 축사, 발판소독에 주로 사용되고 있다.

또한 알칼리제 중 저렴하고 보다 안전하게 사용할 수 있는 탄산나트륨은 4%이상의 탄산나트륨 용액을 사용하는 것을 권장하고 있다. 이는 상대적으로 높은 농도이다.

이에 본 발명자는 오랜 기간동안 연구실험한 결과 보다 낮은 탄산염 농도에서도 바이러스, 그람양성균 및 음성균에 대해 광범위한 소독 및 살멸 효과의 스펙트럼을 갖고, 지속적인 살균력을 유지할 수 있는 액상 규산 탄산염 소독제를 개발하게 되었다.

본 발명의 액상 규산 탄산염 소독제의 제조는 70 ~ 90℃로 유지되는 정제된 열수 1ℓ에 80 ~ 120g의 규산염을 첨가하여 완전히 이온화될 때까지 용해하는 단계, 계면활성제 8 ~ 15g을 가하여 균질하게 유화시키는 단계 및 탄산염인 탄산나트륨(Na₂CO₃)과 탄산칼륨(K₂CO₃)을 각각 45 ~ 80g 씩 투입하여, 교반하여 안정화시키는 단계로 이루어진다.

본 발명에 사용되는 규산염으로는 규소(SiO₂), 규산나트륨(Na₂SiO₃)및 규산칼륨(K₂SiO₃)으로 구성되는 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 정제수 1ℓ를 기준으로 80 내지 120g의 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.

80g 이하로 사용하면, 액상용액을 지속적으로 안정화시키기가 어려우며, 상기 120g을 초과하여 사용하는 경우에는 소독효과가 떨어지게 된다.

계면활성제(Surfactant)로는 프로필렌 글라이콜(PG, Propylene Glycol), 폴리에틸렌 글라이콜(Polyethylene Glycol) 또는 글리세롤(Glycerol)로 구성되는 군으로부터 1종 이상 선택적으로 사용할 수 있다. 계면활성제는 정제수 1ℓ를 기준으로 8 내지 15g의 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.

8g 이하로 계면활성제를 사용하면, 액상용액을 지속적으로 안정화시키기가 어려우며, 상기 15g을 초과하여 사용하는 경우에는 소독효과가 떨어지게 된다.

규산염으로는 규소(SiO₂), 규산나트륨(Na₂SiO₃)및 규산칼륨(K₂SiO₃)으로 구성되는 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

탄산염은 탄산나트륨과 탄산칼륨을 동시에 사용하는 것이 바람직하며 사용량은 동일한 농도로 사용하는 것을 바람직하다. 탄산염의 바람직한 사용량은 정제수 1ℓ를 기준으로 45 내지 80g의 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하게는 소독제 제품의 쾌적한 향취를 높이기 위하여 향료를 안식향산 에틸에스텔에 용해 혼합시킨 복합향료와 나프탈 색소를 추가로 첨가할 수 있다. 색소를 첨가하는 이유는 규산 탄산염 소독제 첨가로 제품을 타제품과 식별이 용이하도록 하기 위함이다.

[실시예] 액상 탄산염 소독제의 제조

80℃로 유지되고 있는 정제 열수 1ℓ에 규산나트륨 100g을 참가하여 완전히 이온화 되도록 기계적으로 충분히 교반시켜 용해한 상태에서, 글리세롤 10g 가하여 혼합, 유화시킨 후, 탄산나트륨(Na₂CO₃) 과 탄산칼륨(K₂CO₃)을 각각 60g 씩 투입하여 혼합, 교반하여 액상에서 안정화된 소독제를 제조하였다.

[시험예 1] 구제역 바이러스에 대한 살멸 효과

상기 실시예에서 제조한 본 발명의 액산 탄산염 소독제의 구제역 바이러스에 대한 살멸 효과를 시험하기 위하여 구제역 바이러스 FMDV O Type를 대상으로 살멸효과 검증을 실시하였다.

1) 바이러스

- FMDV O type [태국 카세트대학 수의과대학 야외 분리주]

2) 알파-디.엠.이.엠.(α-DMEM, Gibco-BRL USA)배지에 배양된 BHK-21 세포 라인[Baby Hamster Kidney cell line, 어린 햄스터 신장]으로 구제역 바이러스에 감수성 있는 세포세포 라인.

3) 측정방법

시험 공한 구제역 바이러스의 역가 시험은 96 홀 플레이트(whole plate)에 10배 단계로 희석하여 BHK-21 세포라인을 접종하고 매일 관찰하여 96시간 되는 시점에 마지막 판독을 한 다음 그 역가를 소독제의 살 바이러스 효과시험에 적용하여 시험을 실시하였다.

본 발명의 액상 규산 탄삼염 소독제의 바이러스 살멸효과를 측정하기 위하여, 96 홀 플레이트에 BHK21 셀을 37℃ 이산화탄소 배양기(CO₂Incubator)에서단층(monolayer)을 형성시킨 후 소독제와 10 단계로 희석한 구제역 바이러스를 각각 1:1로 반응시킨 후 셀(cell)에 접종하였다. 소독제로 처리된 바이러스를 접종한 세포에 나타나는 세포독성(CPE)을 최종 판독하여 바이러스의 불활화 유무를 판정하였다.

4) 측정방법 시험검증

본 시험에 사용한 구제역 바이러스 FMDV O 타입의 BHK21 세포 라인에 대한 바이러스의 역가는 10^7.325TCID₅₀/ml로 바이러스 살멸 효과에 충분한 수준이었다. 한편, 시험에 사용하는 소독제가 세포독성을 나타낼 수 있고 이 결과가 바이러스 살멸 효과판독에 영향을 줄 수 있으므로 소독제의 세포독성을 실시한 결과 세포독성은 소독제의 2배 희석에서 3,200배 이하로 10^7.325TCID₅₀/ml 의 바이러스로 시험할 경우 결판판독에는 문제가 없음을 확인할 수 있었다.

5) 효과시험 결과

시험에 실시한 본 발명의 소독제는 구제역 바이러스 FMDV O Tipe에 대하여 적용한 결과 하기표 1에 나타난 바와 같이 세포의 변성영향 없이 50 ~ 170배 이내의 희석배수에서는 10분이내에 우수한 바이러스 살멸효과를 나타내었으며, 180 ~ 200 배에서는 단백질의 변성에 의한 바이러스의 활성을 약화시키는 소독효과를 나타내었다.

[표 1] 구제역 바이러스 FMDV O의 바이러스 살멸 효과

* virus titer : 바이러스 역가

[시험예 2] 양계 바이러스 살멸 효과

본 발명의 소독제의 바이러스 살멸 효과를 추가로 검증하기 위하여 뉴캐슬 바이러스, 조류 인프루엔자 바이러스에 대해서도 살멸효과 시험을 실시하였다.

1) 바이러스

- 뉴캐슬 디지즈 바이러스[Newcastle disease virus (NDV)] 라 소타

(La Sota) 주

- 조류 인프루엔자 바이러스 [Avian influenza virus(AIV)] 국내 분리주

2) 에스피에프(SPF)계 종란

- 10일령의 에스.피.에프계 종란

3) 시험방법

뉴캐슬 디지즈 바이러스 및 조류 인프루엔자 바이러스는 10 일령의 SPF계 종란에 바이러스를 접종하여 준비된 바이러스를 혈구 응집반응으로 역가를 산정한후, 100 호우 유니트(HA unit)의 바이러스를 이용하여 소독제의 바이러스 살멸효과를 시험하였다.

4) 측정방법 시험검증

본 시험에 사용하는 번 발명의 소독제가 세포독성을 나타낼 수 있고 이 결과가 살 바이러스 효과판독에 영향을 줄 수 있으므로 소독제의 세포독성을 실시한 결과 세포독성은 소독제의 2배 희석에서 3,200배 이하로 10^7.325TCID₅₀/ml 의 바이러스로 시험할 경우 결판판독에는 문제가 없음을 확인할 수 있었다.

5) 시험결과

바이러스를 SPF계 종란에 접종하여 종독을 준비하고 이를 혈구응집반응에 이용하여 역가산출을 실시하여, 역가를 100 HA 유니트로 조정한 후에 이를 이용하여 소독제의 바이러스 살멸효과를 측정하였다. 결과는 표 2에서 보는 바와 같이 뉴캐슬과 조루 인프루엔자 바이러스에 공히 150배에서 살 바이러스 효과가 인정되었다. 이는 현재 국내에서 문제시 되고 있는 두 조류바이러스에 대한 살 바이러스 효과가 우수한 것으로 평가된다고 할 수 있다.

[표 2] 뉴캐슬 디지즈 바이러스[Newcastle disease virus (NDV)] 및 조류 인프루엔자 바이러스 [Avian influenza virus(AIV)] 의 불활성화 효과

* 주) 수치는 희석배율, "-ve [~150]"는 희석배율 150배에서 헤모글로빈

저해활성이 없음을 의미함

[시험예 3] 병원성 세균 살균효과

본 발명의 소독제를 병원성 세균의 살균효과를 확인하기 의해 시험을 실시하였다.

1) 대상시험균주

- 살모넬라 티피뮤리움(Salmollela typhimurium)

- 살모넬라 엔테리티디스(Salmollela enteritidis)

- 보데텔라 브론키셉티카(Bordetella bronchiseptica)

- 스테피로코코스 아우레우스(Staphylococcus aureus)

- 대장균(Escherichia coli) O157:H7

2) 시험방법

- 세균액 준비: 대상시험 균주를 브레인 인퓨전 액체배지(Brain infusionbroth)에 접종하여 37℃에서 24 ~ 48시간 진탕배양하여 활성을 유지시킨 후 멸균 생리식염수에 세균만 재현탁하여 1 x 10⁸/ml 으로 재조정한다. 그리고 조정된 세균액을 멸균 생리식염수로 10 단계 희석방법으로 희석하여 최종적으로 1 x 10⁴/ml로 세균액을 준비한다

- 소독제 준비 : 시험구를 멸균된 생리식염수로 적정 희석배수로 희석하여 준비한다.

- 측정방법 : 각 농도별롤 희석된 소독제인 시험구와 세균액을 동량씩 혼합한다, 대조구의 경우 소독제 대신 생리식염수을 사용한다. 혼합액을 실온에서 10분간 방치한 후, 브레인 하트 인퓨전 고체 배지(Brain heart infusion agar)에 도말하고, 배양하여 집락(Colony)을 계수한다.

3) 측정방법 시험검증

접종시의 각 세균농도는 5 x 10²집락(colony) 와 1 x 10³집락이 되도록 각각 실시하여 시험결과의 유의성을 확인하였고, 동일한 시험을 3회 이상 반복하여 유의성 있는 결과를 확인하였다.

4) 시험결과

본 발명의 소독제를 대상으로 한 시험구를 상기의 시험방법에 준하여 실시한 후 배지상에서 세균의 집락이 형성되지 않는 농도를 사멸농도로 간주하였다. 또한 세균의 집락이 나타나지 않은 배지는 24시간 더 배양하여 집락의 형성 유무를 재확인 하였다.

[표 3] 각 세균에 대해 100% 살멸효과를 주는 최고 희석배수

[시험예 4] 항균기능 유지 시험

본 발명의 소독제는 살균력 뿐만 아니라, 지속적인 살균력을 유지하는 지, 본 발명의 소독제인 시험구를 살균 및 소독 대상에 뿌렸을 때 접촉되어 있는 동안 살균력이 얼마나 오랫동안 지속되는지를 섬유에 응용하여 본 발명의 효과를 시험하였다.

1) 대상균주 : 스테피로코코스 아우레우스

2) 적용방법 : 용출형 가공약제로 처리한 섬유의 효력평가에 적용

3) 시험편 : 18 ×18mm 정방형 시험편 섬유

4) 시험방법 : 바이오에세이 방법(bioassay method) (KS K 0693 인증방법)

시험균액의 균수를 10 ∼ 24 ×10⁴개/ml 되도록 10배 희석계열로 희석하여 조정하고, 본 발명의 실시예에서 얻어진 액상 소독제로 전처리 가공한 시험편을 한천 배지 중앙 부분에 위치시키고, 현탁균액 0.2ml를 균일하게 접종하고 37℃에서 18시간 정지 배양한 후 세균 군락을 계측하고, 대조 시료에 대하여 증감차를 하기의 식으로부터 구한다.

증감차 = log(B/A) - log(C/A)

A : 무가공 시료에 접종한 직후의 균수

B : 무가공 시료에서 18시간 배양한 후의 균수

C : 가공 시료에서 18시간 배양한 후의 균수

* 주) 1. 단, 시험에 있어서는log(A/B) > 2이상인 경우의 자료만을 유효한

시험자료로 이용한다.

2. 항균효과에 의한 미생물의 항균효과는 감소율로 비교하였다.

감소율 % = (B - A) / B ×100

* 결과 계산식 :

여기서, A : 접종 후 일정 접촉 시간을 통하여 배양된 시험편의 세균수,

B : 접종 후 즉시 채취한 시험편의 세균수

5) 시험결과

본 발명의 효과에 대한 미생물은 표도상 구균인 스테피로코코스 아우레우스를 사용하여 소독효과, 즉 향균력의 지속성 및 유지성을 파악하기 위하여 실시예에서 제조한 본 발명의 소독제를 120배 희석하여 초기의 항균력이 99.1% ~ 99.9%로 되도록 희석하여 본 발명의 효과를 시험하였다.

하기 표4에서 알 수 있듯이 120배로 희석한 초기의 항균력은 99.9%이었으며, 10회를 세척하여도 99.2%의 높은 항균효과를 유지하고 있다는 것을 알 수 있다.

[표 4] 항균효과 유지시험

본 발명의 액상 규산 탄산염 소독제는 탄산나트륨과 탄산칼륨에 의한 포화 상태의 탄산염을 제조함에 있어서, 유효량의 규산염과 글리세롤 등의 계면활성제를 첨가하여 열처리함으로써 포화 탄산염을 수용액에서 안정화시키고, 상대적으로 낮은 탄산염 농도에서도 바이러스, 그람양성균 및 음성균에 대해 광범위한 소독 및 살멸 효과의 스펙트럼을 갖고, 지속적인 살균력을 유지할 수 있다.

Claims (7)

1. 70 ~ 90℃로 유지되는 정제된 열수 1ℓ에 80 ~ 120g의 규산염을 첨가하여 완전히 이온화될 때까지 용해하는 단계;

   계면활성제 8~15g을 가하여 균질하게 유화시키는 단계; 및

   탄산염인 탄산나트륨(Na₂CO₃)과 탄산칼륨(K₂CO₃)을 각각 45 ~ 80g 씩 투입하여, 교반하여 안정화시키는 단계로 구상되는 것을 특징으로 하는 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 규산염은 규소(SiO₂), 규산나트륨(Na₂SiO₃)및 규산칼륨(K₂SiO₃)으로 구성되는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 규산염은 정제수 1ℓ를 기준으로 80 내지 120g의 범위내에서 사용하는 것을 특징으로 하는 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 계면활성제는 프로필렌 글라이콜(PG, Propylene Glycol), 폴리에틸렌 글라이콜(Polyethylene Glycol) 또는 글리세롤(Glycerol)로 구성되는 군으로부터 1종 이상 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 하는 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 계면활성제는 정제수 1ℓ를 기준으로 8 내지 15g의 범위내에서 사용하는 것을 특징으로 하는 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 탄산나트륨과 탄산칼륨은 동시에 사용하는 것을 특징으로 하는 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 탄산나트륨과 탄산칼륨은 정제수 1ℓ를 기준으로 45 내지 80g의 범위내에서 사용하는 것을 특징으로 하는 액상 규산 탄산염 소독제의 제조방법.