KR100600435B1 - A new synthetic method of biocide polymer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 살균폴리머의 새로운 제조방법에 관한 것이다. 음이온교환수지 (Amberite, Dowex, Dionion 등)와 초고분자폴리에틸렌(UHMWPE)의 균질 혼합물을 일정 모양의 금형 안에 넣은 후 50 ~ 300 ℃에서 일정 압력으로 수분 내지 수일 동안 가하거나 상압으로 오븐 안에서 구워낸다. 이와 같이 성형화된 폴리머를 다요오드음이온 용액에 수분에서 수일 동안 침지시키거나 다요오드음이온을 폴리머 표면에 분사시키면 다요오드음이온이 피복되지 않은 음이온교환수지에 강하게 흡착되어 다요오드음이온과 결합된 살균폴리머가 제조된다. The present invention relates to a novel process for producing sterilizing polymers. A homogeneous mixture of anion exchange resin (Amberite, Dowex, Dionion, etc.) and ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is placed in a mold and baked at a constant pressure of 50 to 300 ° C for several minutes or several days or in an oven at normal pressure. When the polymer thus formed is immersed in a solution of a polyiodide anion for several days or for a few days, or when a polyiodide anion is sprayed onto the surface of the polymer, the polyimide is strongly adsorbed on the anion-exchange resin not coated with the polyiodide anion, .
다요오드음이온, 살균 및 항균 폴리머, 소독 및 살균Iodine anion, sterilization and antibacterial polymers, disinfection and sterilization
Description
본 발명은 에어컨의 응축수 받이, 냉각탑 등 살균을 필요로 하는 곳에 사용되는 살균폴리머를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a sterilizing polymer for use in a sterilization-requiring place such as a condenser receiver and a cooling tower of an air conditioner.
기존의 다요오드음이온 살균폴리머 제조과정은 다요오드음이온수지를 먼저 제조한 후 여기에 초고분자폴리에틸렌(UHMWPE)을 가하여 균질 되게 혼합한 다음 일정 성형 틀에 부어 120 ~ 180 ℃에서 일정 압력 및 시간 동안 가해야 한다. 이 과정에서 다음과 같은 문제점이 발생한다.The conventional process of preparing the anion sterilizing polymer is to prepare the anion resin of the iodine anion first, add the ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) thereto, homogeneously mix it and then pour it into the molding mold at 120 ~ 180 ℃ for a certain pressure and time I have to. The following problems arise in this process.
첫째, 다요오드음이온수지를 제조한 후 이를 초고분자폴리에틸렌과 균질 혼합 후 가열을 하게 되면 흡착된 다요오드음이온이 파괴되어 요오드로 승화된 갈색의 기체가 발생한다.First, after preparing a polyimide resin, it is homogeneously mixed with an ultra-high molecular weight polyethylene and heated, and the adsorbed poly iodide anion is destroyed to generate a brown gas sublimated into iodine.
둘째, 다요오드음이온이 파괴로 인해 살균력의 감소가 발생한다.Second, the destruction of the iodine anion causes a decrease in the sterilizing power.
셋째, 다요오드음이온이 파괴되므로 가열온도를 높일 수 없고 가열시간을 제한 할 수밖에 없어 다양한 강도와 탄력성을 갖는 폴리머를 제조하기가 어렵다.Third, since the polyaniline anion is destroyed, the heating temperature can not be increased, and the heating time is limited, making it difficult to produce polymers having various strength and elasticity.
넷째, 다요오드음이온의 파괴로 발생하는 갈색의 요오드 가스는 작업자의 호 흡기에 피해를 주어 인체에 해로운 문제점이 발생한다.Fourth, the brown iodine gas generated by the destruction of the iodide anion damages the human respiratory tract of the worker and causes harmful effects to the human body.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 음이온교환수지, 초고분자폴리에틸렌을 일정 비로 혼합하여 50 ~ 300℃에서 가압하여 음이온교환수지를 함유한 폴리머를 제조하고, 상기 폴리머에 다요오드음이온 용액을 침투시켜 다요오드음이온교환수지 함유 살균폴리머를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a polymer containing an anion exchange resin by mixing an anion exchange resin and ultra-high molecular polyethylene at a predetermined ratio, Iodine anion solution to permeate the iodine anion solution to produce a sterilizing polymer containing a polyiodine anion exchange resin.
본 발명의 또 다른 목적은 요오드가 배출되지 않으므로 매우 안정하면서, 장기간 사용 시에도 살균력이 감소하지 않으며, 가열온도에 제약을 받지 않는 매우 강력한 살균폴리머를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Yet another object of the present invention is to provide a method for producing a very strong sterilizing polymer which is not restricted by the heating temperature, since the sterilizing power is not reduced even when it is used for a long time while iodine is not discharged.
본 발명의 또 다른 목적은 에어컨, 냉장고, 가습기, 정수기, 등 각종 가전제품의 살균 및 소독 효과가 크고, 쿨링워터, 신발밑창, 물탱크, 물통 등의 재질로 사용하거나, 각종 의료용 용기 및 가공하여 축산용 각종 제품용기, 양식장의 벽돌 등 각종 살균을 요하는 다양한 산업분야에 폭 넓게 적용할 수 있는 살균폴리머를 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a sterilizing and disinfecting effect of various household appliances such as an air conditioner, a refrigerator, a humidifier, and a water purifier, and can be used as a material for cooling water, shoe sole, water tank, water bottle, A sterilizing polymer that can be widely applied to various industrial fields requiring various sterilization such as containers for various products for animal husbandry, bricks for farming, and the like.
본 발명은 살균을 필요로 하는 각종 가전제품뿐만 아니라 정수용 필터와 같은 필터에 사용되는 다공성을 갖는 살균폴리머를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a sterilizing polymer having porosity for use in filters such as water purification filters as well as various home appliances requiring sterilization.
본 발명에 따른 살균폴리머를 제조하는 방법은,A method for producing a sterilizing polymer according to the present invention comprises:
1) 음이온교환수지와 초고분자폴리에틸렌(UHMWPE)을 혼합하여 원하는 형태의 성형 틀에 넣은 후 50 ~ 300 ℃에서 상압 또는 가압하여 음이온교환수지 함유 폴리머를 성형하는 단계;1) mixing an anion exchange resin and an ultra high molecular polyethylene (UHMWPE) into a molding die of a desired shape, and molding the anion exchange resin-containing polymer by normal pressure or pressurization at 50 to 300 ° C;
2) 요오드화염(I-)과 요오드(I2)가 1 : 1 ~ 5 몰비로 제조된 다요오드음이온 용액에 상기 음이온교환수지 함유 폴리머를 침지 또는 다요오드음이온용액을 상기 성형화된 폴리머 표면에 분사 또는 코팅시키는 단계; 를 갖는 것을 특징으로 한다.2) immersing the anion exchange resin-containing polymer in a solution of iodine anion having an iodine flame (I - ) and iodine (I 2 ) in a molar ratio of 1: 1 to 5, or adding a solution of a polyiodide anion to the surface of the molded polymer Spraying or coating; .
본 발명에서 상기 음이온교환수지 함유 폴리머를 성형하는 단계에서 상압으로 하는 경우는 오븐에서 가열하여 구워내는 것을 의미하는 것이며, 가압하는 경우는 판상으로 제조하기 위하여 100 psi 이상으로 가압하는 것을 의미한다.In the present invention, when the anion exchange resin-containing polymer is molded at normal pressure, it means that it is heated and baked in an oven. In the case of pressurization, it means pressurization to 100 psi or more for producing a plate.
본 발명에서 사용한 상기 음이온교환수지는 구형 또는 입상이며, 폴리스티렌(polystyrene)과 다이비닐 벤젠(divinyl benzene)의 공중합체에 메틸렌 클로라이드 라디칼을 도입시키고, 아민과 반응시켜 제조하는 것으로 다이비닐 벤젠의 사용량에 따라 다공성의 조절이 가능한 것으로 알려져 있다. 예로는 Amberite 시리즈(IRA-410, IRA-411, IRA-400, IRA-402, IRA900, IRA-938, IRA-910, IRA-900C, IRA-93, IRA-94), Dowex 시리즈(2× 8(SAR), 1× 8(SBR), 21K(SBR-P), MSA-1, 21K(SBR-P), KWA-1), Diaion 시리즈(SA20A, SA10A, SA12A, SA11A, PA312, PA418, PA312L, WA30) 등이 있다. The anion exchange resin used in the present invention is spherical or granular and is prepared by introducing a methylene chloride radical into a copolymer of polystyrene and divinyl benzene and reacting with an amine. It is known that the porosity can be adjusted accordingly. Examples include the Amberite series (IRA-410, IRA-411, IRA-400, IRA-402, IRA-900, IRA-938, IRA- (SAR), 1x8 (SBR), 21K (SBR-P), MSA-1, 21K (SBR-P), KWA-1, Diaion series (SA20A, SA10A, SA12A, SA11A, PA312, PA418, PA312L , WA30).
상기 초고분자폴리에틸렌은 분자량 1,000,000 내지 12,000,000 인 것이 바람 직하며, 평균입자크기는 100 내지 200 ㎛로 구형 또는 플레이키(flaky)형인 것이 바람직하다. 상기 범위의 분자량을 갖는 경우 열을 가해도 흐르지 않는 비유동성을 가지므로 소결에 의하여 원하는 형상을 제조할 수 있으며, 기공의 크기를 조절하는 것이 가능하다. 예를 들어 독일 Ticona GmbH사가 생산하는 GUR시리즈(GUR4120, 4022, 2122), 삼성의 PE 112, PE80이 있다. Preferably, the ultra-high molecular weight polyethylene has a molecular weight of 1,000,000 to 12,000,000 and an average particle size of 100 to 200 μm, preferably spherical or flaky. If it has a molecular weight in the above range, it has non-flowability that does not flow even when heat is applied, so that a desired shape can be produced by sintering and the pore size can be controlled. For example, there are GUR series (GUR4120, 4022, 2122) produced by Ticona GmbH in Germany and PE 112 and PE80 of Samsung.
상기 초고분자폴리에틸렌(UHMWPE)과 음이온교환수지의 사용량은 음이온교환수지 5 ~ 90 중량%, 초고분자폴리에틸렌(UHMWPE) 95 ~ 10 중량%의 비율로 사용한다. 보다 바람직하게는 음이온교환수지를 10 ~ 40 중량%의 비율로 혼합하여 제조하는 것이 좋다. 상기 사용량은 사용자가 원하는 강도와 탄성에 따라 선택적으로 사용할 수 있음은 공지의 것이다.The amount of the ultra high molecular polyethylene (UHMWPE) and the anion exchange resin is 5 to 90% by weight of the anion exchange resin and 95 to 10% by weight of the ultra high molecular polyethylene (UHMWPE). It is more preferable to mix the anion exchange resin at a ratio of 10 to 40% by weight. It is known that the amount of use can be selectively used according to the strength and elasticity desired by the user.
상기 다요오드음이온용액은 요오드화칼륨, 요오드화나트륨에서 선택되는 어느 하나이상의 요오드화염(I-)과 요오드(I2)를 1 : 1 ~ 5 몰비로 제조하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 ~ 3 몰비로 사용하는 것이 좋다. 예를 들어, 요오드화염으로 요오드화칼륨 (I-) 0.6 kg과 요오드 (I2) 0.9 kg을 300 mL의 물에 용해하면 삼요오드이온 (I3 -)이 제조된다.The iodine anion solution is preferably prepared by mixing at least one iodine flame (I - ) and iodine (I 2 ) selected from potassium iodide and sodium iodide in a molar ratio of 1: 1 to 5: 1, It is recommended to use it in molar ratio. For example, when 0.6 kg of potassium iodide (I - ) and 0.9 kg of iodine (I 2 ) are dissolved in 300 mL of water with an iodine flame, a triiodide ion (I 3 - ) is produced.
이하는 본 발명의 살균폴리머를 제조하는 방법을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the method for producing the sterilizing polymer of the present invention will be described in more detail.
음이온교환수지를 초고분자폴리에틸렌(UHMWPE)에 5 ~ 90 중량%의 함량으로, 보다 바람직하게는 10 ~ 40 중량%의 비율로 혼합하여 원하는 형태의 금형에 균질하 게 넣은 후 이를 50 ~ 300 ℃에서 일정 압력을 수분 동안 유지시키거나 상압으로 오븐 안에서 구우면 피복되지 않은 음이온교환수지를 함유한 용융된 초고분자폴리에틸렌이 구조화되어 성형된다. The anion exchange resin is mixed with UHMWPE in an amount of 5 to 90% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, uniformly put into a mold of a desired shape, When a constant pressure is maintained for a few minutes or when it is brewed in an oven at normal pressure, molten ultra high molecular polyethylene containing uncoated anion exchange resin is structured and molded.
요오드화칼륨 또는 요오드화나트륨 등의 요오드화염(I-)과 요오드 (I2)를 1 : 1 ~ 5의 몰비로 섞어 일정량의 물에 용해하여 다요오드음이온(I3 -, I5 -, I7 - 등) 용액을 제조한 후, 상기 성형화 된 음이온교환수지를 함유한 용융된 초고분자폴리에틸렌을 다요오드음이온용액에 수십 분에서 수일 동안 침지시키거나 다요오드음이온용액을 상기 성형화된 고분자의 표면에 분사 또는 코팅하면 성형화 된 살균폴리머가 제조된다.Iodine (I - ) and iodine (I 2 ) are mixed in a molar ratio of 1: 1 to 5 and dissolved in a predetermined amount of water to obtain a diiodide anion (I 3 - , I 5 - , I 7 - Etc.), and then the molten ultra-high molecular polyethylene containing the molded anion exchange resin is immersed in the poly iodide anion solution for several tens of minutes to several days, or the poly iodide anion solution is applied to the surface of the molded polymer Spraying or coating produces a molded sterilizing polymer.
본 발명의 살균폴리머는 각종 살균 및 항균이 필요한 각종 장치 및 제품에 간단하고, 저렴하며 전기적인 부대시설 없이 사용할 수 있으며, 반영구적으로 각종 병원성 균을 완벽하게 살균할 수 있는 재질이다. The sterilizing polymer of the present invention is simple, inexpensive, and can be used without any electrical facilities in various devices and products requiring various sterilization and antibacterials, and is a material which can sterilize various pathogenic bacteria permanently.
본 발명의 살균 폴리머는 에어컨, 가습기, 정수기, 샤워기, 쿨링워터 등 각종 가전제품과 신발밑창, 축산 양식장, 의료기기 등 각종 살균을 필요로 하는 곳에 사용할 수 있다. The sterilizing polymer of the present invention can be used in various household appliances such as air conditioner, humidifier, water purifier, shower, cooling water, and in various kinds of sterilization such as shoe sole, animal husbandry farm,
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하는바, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described by way of preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited by the following examples.
[실시예 1] [Example 1]
요오드화칼륨 0.6 kg과 요오드 (I2) 1.8 kg을 300 mL의 물에 용해하여 오요오드음이온 (I5 -) 용액을 제조하였다.0.6 kg of potassium iodide and 1.8 kg of iodine (I 2 ) were dissolved in 300 mL of water to prepare an iodine anion (I 5 - ) solution.
음이온교환수지(Amberite, IRA-402) 20 g과 초고분자폴리에틸렌(UHMWPE, GUR4120) 80g을 혼합하여 판형의 금형 (400*300*2 mm) 위에 부은 후 표면에 스테인레스 판을 덮고 이를 180 ℃에서 400 psi의 압력으로 10분 동안 가하여 음이온교환수지 함유 폴리머 판을 성형하였다.20 g of anion exchange resin (Amberite, IRA-402) and 80 g of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE, GUR4120) were mixed and poured onto a plate mold (400 * 300 * 2 mm) psi for 10 minutes to form an anion exchange resin-containing polymer plate.
제조된 오요오드음이온용액에 음이온교환수지 함유 폴리머를 24시간 침지시킨 후 깨끗한 물에 24시간 담가 부착된 요오드화합물을 제거하여 살균폴리머를 제조하였다.The prepared iodine anion solution was immersed in the anion exchange resin-containing polymer for 24 hours, and the iodine compound immersed in clean water for 24 hours was removed to prepare a sterilizing polymer.
[실험예 1][Experimental Example 1]
실시예 1에서 제조된 살균폴리머를 이용하여 살균력을 조사하였다. 살균 및 항균 판 (100× 100× 2mm의 크기)을 Escherichia coli, Bacillus spp., Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Streptococcus fecalis를 1.5 × 104에서 1.1 × 105 의 농도로 조제한 물 2L에 침지시킨 후에 시간별 살균력을 조사하였고 에어컨에서 문제가 되는 병원균인 레지오넬라균을 1.2 × 104의 농도로 조제하여 같은 방법으로 살균력을 조사한 결과 아래 표1과 같다. The sterilizing power of the sterilizing polymer prepared in Example 1 was examined. After immersing Escherichia coli, Bacillus spp., Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium and Streptococcus fecalis in 2 L of water prepared at a concentration of 1.5 x 10 < 4 > to 1.1 x 10 & The bactericidal activity was examined by time, and legionella, which is a problematic pathogen in air conditioner, was prepared at a concentration of 1.2 × 10 4, and the sterilizing power was examined by the same method.
[표 1][Table 1]
표 1에서 보이는 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 살균폴리머를 사용하는 경우 균에 따라 Escherichia coli, Bacillus spp.의 경우 20분 후부터 완벽한 살균력을 갖는 것을 알 수 있었으며, 시험한 모든 균들도 40분 후에는 살균율이 99.9%임을 알 수 있었다.As shown in Table 1, when the sterilizing polymer prepared according to the present invention was used, it was found that Escherichia coli and Bacillus spp. Had a complete sterilizing power after 20 minutes, The sterilization rate was 99.9%.
본 발명은 전기적인 부대시설이 필요하지 않고 저렴하며, 다요오드음이온이 파괴되지 않으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있으며, 가열온도 및 시간의 제한이 없고, 이로 인해 다양한 강도와 탄력성을 갖는 폴리머를 제조할 수 있으며, 요오드로 승화된 갈색의 기체가 거의 방출되지 않아 제조과정에서 인체의 건강에 피해를 주지 않는다. The present invention is advantageous in that it can be used semi-permanently because it does not require an electrical auxiliary facility and is not destroyed by anion of the iodide anion, has no heating temperature and time limit, and thus produces a polymer having various strength and elasticity And the brown gas sublimed into iodine is hardly released, so that it does not damage the health of the human body during the manufacturing process.
또한 본 발명에 따른 살균폴리머를 사용하는 경우 에어컨, 냉장고, 가습기, 정수기, 샤워기 등 각종 가전제품의 살균 및 소독 효과가 크고, 쿨링워터, 신발밑창, 물탱크, 물통, 의료기기 등의 재질로 사용하거나, 가공하여 축산용 각종 제품용기, 양식장의 벽돌 증 각종 살균을 요하는 다양한 산업분야에 폭 넓게 적용할 수 있는 살균폴리머를 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the sterilizing polymer according to the present invention is used, the sterilizing and disinfecting effects of various household appliances such as air conditioner, refrigerator, humidifier, water purifier, shower and the like are great and the material is used for cooling water, shoe sole, water tank, It is possible to provide a sterilizing polymer which can be widely applied to various industrial fields requiring various disinfection of bricks of various production containers for livestock farming and farming.
본 발명에 따른 제조방법으로 살균 폴리머를 제조하는 경우에는 제조과정에서 온도 조절이 용이하여 성형이 쉽고, 살균폴리머의 파손으로 인한 요오드의 손실이 없으며, 살균력을 나타내는 표면에 더 높은 농도의 다요오드음이온이 흡착됨으로서 순간 살균력이 높은 매우 강력한 살균폴리머가 제조된다. In the case of producing the sterilizing polymer by the production method according to the present invention, the temperature can be easily controlled in the manufacturing process, so that it is easy to mold, there is no loss of iodine due to breakage of the sterilizing polymer, and a higher concentration of the iodine anion Is adsorbed to produce a very strong sterilizing polymer with high instantaneous sterilizing power.
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