KR100647220B1 - 무기항균제의 제조방법 - Google Patents

무기항균제의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무기항균제의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 칼슘계 화합물을 인산염 용액 및 항균 금속이온과 반응시키는 단계를 포함하므로써 항균 금속이온이 담지된 무기항균제를 제조하는 방법에 관한 것이며, 그 중에서도 특히 바람직하게는, 칼슘계 화합물로서 해양 부산물로 발생되고 있는 패각을 사용하여 무기항균제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 제조된 무기항균제는, 생활용품, 건축자재, 섬유, 의료용품 분야를 포함하는 다양한 분야에서 범용원료로 사용할 수 있다.
무기항균제, 제조방법

Description

무기항균제의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING INORGANIC ANTIBACTERIAL MATERIALS}
도 1은, 실시예 1의 원료인 패각의 X-선 회절분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는, 실시예 1에 의해 제조된 무기항균제의 X-선 회절분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은, 실시예 1에 의해 제조된 무기항균제의 미세구조를 나타낸 도면이다.
도 4는, 실시예 1에 의해 제조된 무기항균제의 항균성 시험 결과를 나타낸 사진이다.
본 발명은 무기항균제의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 칼슘계 화합물을 인산염 용액 및 항균 금속이온과 반응시키는 단계를 포함하므로써 항균 금속이온이 담지된 무기항균제를 제조하는 방법에 관한 것이며, 그 중에서도 특히 바람직하게는, 칼슘계 화합물로서 해양 부산물로 발생되고 있는 패각을 사용하여 무기항균제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
항균제는 크게 무기계와 유기계로 나뉘며, 그 특징은 표 1과 같다. 표 1에 따르면, 무기계 항균제가 보다 안정성이 높고, 물성이 우수한 것을 알 수 있다.
비교항목 무기계 항균제 유기계 방곰팡이제
주효과 세균 곰팡이
성질 불휘발성 승화성
형태 항균성분을 세라믹이 지지 약제성분에 의해 결정
수명 반영구적 1∼2년 후 효과 상실
안전성 매우 높다 높다(문제있는 것도 있다)
내열성 200∼1000℃에서 안정 250℃ 미만에서 안정
이와 같은 무기 항균제는, 미생물에 대해 살균기능 또는 증식억제기능을 가지는 중금속이온 중에서 인체에 안전한 은이온, 구리이온, 아연이온 등을 무기산화물인 세라믹에 이온교환 또는 담지시킨 것이다. 또한, 은, 구리, 아연 중에서도 특히 은은 항균 효과도 높고, 항균 대상인 세균의 종류도 다양하고, 안전성도 높기 때문에, 대부분의 무기계 항균제에서 사용된다. 표 2에 은계 무기항균제의 담체로 사용되는 대표적인 무기물질들을 나타내었다.
종류 특징
인산칼슘 비결정성 백색 분말, 비수용성, 인체의 뼈 및 치아의 주성분
실리카겔 규소가 3차원 복합구조로 결합된 무정형 겔, 건조제 및 흡착제로 사용
제오라이트 양이온 교환능, 흡착제 및 배수처리제 등에 사용, 가격 저렴, 변색됨
수용성 유리 주성분 SiO2의 비정질 고체, 화학적 내구성이 비교적 약함
표 2의 무기물질들 중 사람의 뼈와 치아의 주성분이기도 한, 인산칼슘계 화합물인 수산화아파타이트를 담체로 한 은계 무기항균제가 가장 안정적이라 할 수 있다. 수산화아파타이트는 화학식 Ca10(PO4)6(OH)2로 표시되는 화합물로서, 매우 우수한 이온 치환성을 보이기 때문에 무기항균제의 담체로 많이 사용된다. 또한, 수산화아파타이트는 CO2 흡착, 단백질 및 핵산의 분리 정제 등에 사용되며, 의료용 생 체재료로도 사용되고 있다.
지금까지의 은계 수산화아파타이트 무기항균제는, 먼저 칼슘계 화합물을 원료로 하여 수산화아파타이트를 합성한 다음, 여기에 은이온을 담지시키는 방법을 사용하여 제조되어 왔다. 일반적으로 수산화아파타이트는 Ca2+ 용액과 PO4 3- 용액의 침전반응을 이용한 습식법(Ca/P 몰비 = 1.67, pH 7이상)을 이용하여 합성된다. 은을 용해시킨 산성 용액(일반적으로 질산은이 사용된다)을, 일정 pH로 조절한 용액을 분말이 합성된 수용액에 첨가하여 일정 시간 반응시킨 후 필터하고 건조하여, 은이온이 담지된 수산화아파타이트 무기항균제를 제조한다. 하지만 제조된 분말은 저결정성의 부정형의 형상을 보이며, 은이온이 흡착 및 이온 교환형태로 담지되어 있고, 최고 담지율은 2~3wt% 정도이다. 그러나 동일 양의 은이온이 이온 교환만으로 담지되어 있는 무기항균제보다는 항균력이 다소 약한 단점이 있다. 그리고 구리나 아연의 경우도 위와 같이 이온이 용해되어 있는 용액을 첨가하여 치환 및 흡착을 시킨다.
한편, 굴, 바지락, 피조개, 진주담치, 가리비 등의 패각은 해양 부산물로 많은 양이 산출되며, 열처리 과정을 통해 석회질 비료나 동물 사료, 칼슘 원료로 일부 이용되고 있을 뿐 폐기되고 있다. 따라서 보다 고부가가치적인 활용이 요구되고 있다. 또한, 굴, 바지락, 피조개, 진주담치, 가리비와 같은 패각은 95% 이상이 생체탄산칼슘으로, 탄산칼슘 광물인 석회석보다 분쇄가 쉽고, 점점 고갈되어가는 석회석과는 달리 해양이 존재하는 한 계속적으로 산출된다는 장점을 가지고 있다.
이러한 패각을 이용한 종래의 무기항균제의 제조방법에서는, 먼지 패각을 소성처리한 후, 은 이온 등과 단순혼합하거나, 별도의 이온교환과정을 거치거나, 물과 결합제를 함께 분사하는 방법을 사용하여 무기항균제를 제조해 왔다(한국공개특허 2000-38232, 2000-38750, 한국등록특허 10-238838, 10-378260). 그러나, 이들 종래의 방법들은 번거로운 소성처리 과정을 필요로 하는 단점이 있고, 패각의 소성처리 결과 얻어지는 무기물질의 주성분이 CaO이므로, 보다 안정한 수산화아파타이트 담지 무기항균제를 제조하는 데에 사용하기에는 곤란한 문제점이 있었다.
또한, 패각을 이용하여 수산화아파타이트 분말을 제조하는 방법이 한국공개특허 2003-70195호에 개시되어 있으나, 이 방법을 이용하여 수산화아파타이트를 제조하더라도, 여전히 항균성 금속을 도입하는 별도의 과정을 필요로 한다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 칼슘계 화합물을 이용하여, 특히 많은 양이 폐기되고 있는 해양 부산물인 굴, 바지락, 피조개, 진주담치, 가리비 등과 같은 패각을 이용하여, 간단한 공정을 통해 은, 구리, 아연 등과 같이 인체에 안정적인 항균성 금속이온을 담지한 인산칼슘계(수산화아파타이트) 무기항균제를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 칼슘계 화합물을 인산염 용액 중에서 열수처리 및 항균성 금속이온 치환-흡착 처리하는 단계를 포함하는 무기항균제의 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 따른 무기항균제의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 무기항균제의 제조방법에 있어서, 상기 칼슘계 화합물로는, 인산염과 반응하여 수산화아파타이트를 형성할 수 있는 칼슘계 화합물이라면 특별한 제한없이 사용가능하며, 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
특히, 고부가가치화 측면에서 볼 때, 상기 칼슘계 화합물은 a) 해양 부산물인 패각을 염분 제거 및 조분쇄하는 단계, b) 조분쇄한 패각을 유기물 제거 및 건조하는 단계, c) 건조한 패각을 0.01~100㎛의 크기로 미분쇄하는 단계를 거쳐 얻어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 무기항균제의 제조방법에 있어서, 상기 해양 부산물인 패각으로서는, 해양에서 산출되는 모든 패류의 껍질이 사용될 수 있으며, 그 중에서 굴, 바지락, 피조개, 진주담치 또는 가리비의 패각을 하나 또는 두 종류 이상 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 무기항균제의 제조방법에 있어서, 상기 a) 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저 패각을 95~100℃의 물에 1~3시간 동안 위치시킨다. 이는 패각에 잔류하는 염분을 제거하기 위한 것으로서, 염분은 온도가 높을수록 용해도가 높기 때문에 가능한한 물의 끓는점인 100℃에 가까운 물을 사용하는 것이 바람직하고, 염분제거 시간은 충분한 염분제거 효과가 나타나는 시간이기만 하면 다른 제한은 없으나, 작업성 및 생산성을 고려할 때 1~3시간이 바람직하다. 패각은 물 속에 그냥 방치하여도 무방하나, 보다 효과적인 염분제거를 위해서는 교반을 행하는 것이 바람직하다. 이 과정에서 패각에 잔존하는 조갯살도 분리된다. 상기와 같이 하여 염분이 제거된 패각을 10~50mm의 크기로 조분쇄한다. 조분쇄된 패각의 크기가 10mm 미만이면, 분쇄시간이 길어지고 분쇄 및 이송과정에서 손실이 일어나기 쉬우며, 50mm를 초과하면 이후의 미분쇄 단계에서의 작업성이 떨어지는 단점이 있다.
다음으로, 상기 b) 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 a) 단계에서 염분을 제거하고 10~50mm 정도로 조분쇄한 패각을 수산화나트륨(NaOH) 수용액 또는 과산화수소수(H2O2)에서 1~12시간 동안 교반시켜 유기질을 제거한다. 교반시간이 1시간 미만이면, 유기질의 제거가 충분치 못하고, 12시간을 초과하면 전체 작업시간이 지연되는 단점이 있다. 바람직하게는 3~5시간 동안 교반한다. 이렇게 하여 유기질을 제거한 후, 패각을 세척하고 건조시킨다.
다음으로, 상기 c) 단계를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 b) 단계에서 유기질이 제거되고 건조된 패각을 평균 입도 0.01~100㎛의 크기로, 바람직하게는 0.1~5㎛의 크기로 미분쇄한다. 미분쇄 크기가 0.01㎛ 미만이면, 분쇄작업이 어려워지고 고가의 분쇄장치가 요구되는 한편, 분쇄 및 이송과정에서 손실이 일어나기 쉽고 작업성이 나빠지며, 100㎛를 초과하면, 수산화아파타이트 이외의 결정구조가 함께 형성될 가능성이 있고, 항균성 금속이온의 치환-흡착율이 낮아져 항균효과가 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 무기항균제의 제조방법에서는, 칼슘계 화합물을 인산염 용액 중에서 열수처리하여 수산화아파타이트로 전환시키고, 여기에 항균성 금속이온을 치환-흡착시킨다. 이 단계에서 사용되는 항균성 금속이온으로는 은, 구리, 아연 등과 같은 금속의 이온이 바람직하며, 항균성 금속이온의 치환-흡착은 아래와 같은 두가지 방법에 의해 이루어진다.
첫번째 방법은, 인산염 용액 중에서 칼슘계 화합물을 열수처리하여 수산화아파타이트로 전환시킨 후, 곧바로 이어서 항균성 금속이온 용액과 반응시키는 방법이다.
여기에서는, 먼저 H3PO4, (NH4)2HPO4, Na4 P2O7ㆍ10H2O, K3PO4, NaNH4HPO 4ㆍ4H2O, Na2HPO4 등의 인산염류를 사용하여 만든 인산염 용액에 미분쇄한 칼슘계 화합물을 첨가하여 열수처리한다. 이 때, 인산염 용액의 농도가 0.5M 미만이면, 칼슘계 화합물이 수산화아파타이트로 전환되는 양이 너무 적어지고, 4M을 초과하면, 용액중에 용해되는 칼슘계 화합물의 양이 증가하게 되어 손실이 있게 되므로, 0.5~4M의 농도인 것이 바람직하며, 1M~2M의 농도인 것이 보다 바람직하다. 1M의 인산염 용액의 경우, 용액 1L에 첨가되는 미분쇄한 칼슘계 화합물의 양은 50~250g인 것이 바람직하다.
상기 인산염 용액의 pH는 NaOH나 NH4OH 또는 HCl 등을 이용하여 조절한다. 이 때, pH가 4 미만이면, 칼슘계 화합물의 용해도가 증가하여 손실이 있을 뿐만 아니라 용액의 산성이 강해져서 수열처리장치 내부의 부식이 있을 수 있고, pH가 12 를 초과하면, 역시 알칼리성 용액에 의해 수열처리장치의 내부가 부식될 수 있으므로, 인산염 용액의 pH는 pH 4~12인 것이 바람직하며, pH 6.0~9.0인 것이 보다 바람직하다.
상기 pH를 조절한 용액에 칼슘계 화합물을 첨가하여 150~300℃의 온도에서 10~30시간 동안 열수처리한다. 열수처리 온도가 150℃ 미만이면, 수산화아파타이트로의 전환이 용이하지 않게 되고, 300℃를 초과하면, 그에 따른 압력이 지나치게 증가하므로 고가의 고내압 수열처리장치가 필요하게 된다. 보다 바람직한 수열처리 온도는 200~250℃이다. 또한, 처리시간이 10시간 미만이면, 수산화아파타이트로의 전환이 충분치 않게 되며, 30시간을 초과하면, 전체 작업시간이 증가하는 단점이 있다.
상기한 바와 같이 인산염 용액 중에서 칼슘계 화합물을 열수처리한 후, 50~90℃로 온도를 유지하고, 곧바로 이어서 은, 구리, 아연 등의 항균성 금속이온이 용해되어 있는 용액을 첨가하고 3~24시간 동안 교반하여 항균성 금속이온을 칼슘계 화합물에서 전환된 수산화아파타이트에 치환-흡착시킨다. 이 때, 반응온도가 50℃ 미만이면, 치환-흡착이 충분치 않게 되고, 90℃를 초과하면, 물의 증기압으로 인해 작업성이 나빠진다. 또한, 반응시간이 3시간 미만이면, 치환-흡착이 충분치 않게 되고, 24시간을 초과하면, 전체 작업시간이 증가하는 단점이 있다.
두번째 방법은, 인산염 용액 중에서 칼슘계 화합물을 열수처리하여 수산화아파타이트로의 전환과 항균성 금속이온의 치환-흡착이 동시에 일어나도록 반응시키는 방법이다.
여기에서는, 첫번째 방법과는 달리, 은, 구리, 아연 분말 등을 첨가하거나 또는 은, 구리, 아연이온이 함유되어 있는 용액을 첨가한 후 pH를 조절한 0.5~4M 농도의 인산염 용액에, 미분쇄한 칼슘계 화합물을 넣은 후에 열수처리한다. 열수처리 과정에서 칼슘계 화합물은 수산화아파타이트로 전환되며, 그와 동시에 은, 구리, 아연의 항균성 금속이온은 수산화아파타이트 내로 치환 및 흡착된다. 인산염의 종류 및 조건, 열수 처리 온도 및 조건은 첫번째 방법과 동일하다.
다만, 은이 암모니아와 반응하여 생성될 수 있는 뇌은이라는 물질은 서로의 마찰에 의하여 폭발력을 갖는 물질이므로, 첫 번째나 두 번째 방법에서 은이온 치환-흡착시 암모니아를 포함하는 인산염 및 염기성 용액의 사용은 피하는 것이 바람직하다. 수열 처리 과정으로 칼슘계 화합물을 수산화아파타이트로 전환시킴과 동시에 은이온을 치환-흡착시키는 두 번째 방법의 경우, 암모니아를 포함하지 않는 인산염 및 염기성 용액을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기한 바와 같이, 칼슘계 화합물을 인산염 용액 중에서 열수처리 및 항균성 금속이온 치환-흡착 처리하여 제조된 무기항균제는 반응 종료 후 여과 및 건조된다. 여과의 방법은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 선택하여 행할 수 있으며, 건조 또한 통상의 건조방법을 선택할 수 있으며, 스프레이 건조 또는 동결건조를 하여도 무방하다. 다만, 건조시 온도가 너무 높으면, 수산화아파타이트 구조가 변형될 수 있으므로, 건조온도는 300℃를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 비록 칼슘계 화합물을 분쇄하여 반응시키지만 열수처리 과정에서 수산화아파타이트가 나노 크기의 결정으로 합성된다. 또한, 일반 습식 합성법 을 통해 제조된 수산화아파타이트계 무기항균제가 저결정성의 부정형 형상을 보이는 반면, 본 발명에서 제조된 무기항균제는 고결정성이며, 판상 및 구상의 형태를 보인다. 또한, 본 발명의 무기항균제는 수산화아파타이트에 이온 치환된 항균성 금속이온에 의한 항균력과 함께, 수산화아파타이트가 가지는 고유의 CO2 흡착력으로 인하여 보다 높은 항균력을 발휘할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 상세히 설명하나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
굴, 바지락 및 진주담치의 패각을 95~100℃의 물에 1시간 동안 담가두어 염분을 제거하고, 약 30mm의 크기로 조분쇄하였다. 조분쇄한 패각을 1N의 NaOH 수용액에서 5시간 동안 교반하여 유기물을 제거하고, 평균입도 3㎛의 크기로 미분쇄하였다. 1M 농도의 Na2HPO4 용액 1L에 미분쇄한 패각 120g과 은(Ag) 분말 0.6g을 첨가하고, NaOH를 사용하여 pH를 8로 조절한 후 240℃에서 15시간 동안 교반하면서 열수처리 하였다. 열수처리 후 여과하고 건조하여 무기항균제를 제조하였다.
도 1에 실시예 1의 원료인 패각의 X-선 회절분석 결과를 나타내었고, 도 2에 실시예 1에서 제조된 무기항균제의 X-선 회절분석 결과를 나타내었으며, 도 3에 실시예 1에서 제조된 무기항균제의 미세구조를 나타내었다.
실시예 2
피조개 및 가리비의 패각을 95~100℃의 물에 1시간 동안 담가두어 염분을 제 거하고, 약 30mm의 크기로 조분쇄하였다. 조분쇄한 패각을 2N의 NaOH 수용액에서 5시간 동안 교반하여 유기물을 제거하고, 평균입도 20㎛의 크기로 미분쇄하였다. 1M 농도의 H3PO4 용액 1L에, 미분쇄한 패각 150g을 첨가한 다음 질산에 은을 용해시켜 50,000ppm으로 제조한 용액 15ml를 첨가하고, NaOH를 사용하여 pH를 8로 조절하고, 240℃에서 15시간 동안 열수처리 하였다. 열수처리 후 여과하고 건조하여 무기항균제를 제조하였다.
실시예 3
굴, 바지락, 담치, 피조개 및 가리비의 패각을 95~100℃의 물에 1시간 동안 담가두어 염분을 제거하고, 약 30mm의 크기로 조분쇄하였다. 조분쇄한 패각을 10% H2O2 용액에서 5시간 동안 교반하여 유기물을 제거하고, 평균입도 0.3㎛의 크기로 미분쇄하였다. 2M 농도의 H3PO4 및 Na2HPO4 용액 1.5L에, 미분쇄한 패각 500g을 첨가한 다음, NaOH를 첨가하여 pH를 8.5로 조절한다. 첨가한 패각의 양의 0.5중량%에 해당하는 은 분말을 첨가하고, 240℃에서 15시간 동안 열수처리 하였다. 열수처리 후 여과하고 건조하여 무기항균제를 제조하였다.
실시예 4
1M 농도의 Na2HPO4 용액 1L에 평균입도 3㎛의 크기로 미분쇄한 수산화칼슘 120g과 은(Ag) 분말 0.6g을 첨가하고, NaOH를 사용하여 pH를 8로 조절한 후 240℃에서 15시간 동안 교반하면서 열수처리 하였다. 열수처리 후 여과하고 건조하여 무기항균제를 제조하였다.
비교예 1
바지락 및 진주담치의 패각을 95~100℃의 물에 1시간 동안 담가두어 염분을 제거하고, 약 30mm의 크기로 조분쇄하였다. 조분쇄한 패각을 2N의 NaOH 수용액에서 5시간 동안 교반하여 유기물을 제거하고, 평균입도 3㎛의 크기로 미분쇄하였다. 1M 농도의 H3PO4 용액 1L에 미분쇄한 패각 120g을 첨가하고, NaOH를 사용하여 pH를 8로 조절한 후에, 240℃에서 15시간 동안 열수처리 하였다. 열수처리 후 여과하고 건조하여 수산화아파타이트 분말을 얻었다.
이렇게 하여 얻어진 수산화아파타이트 분말 200g을 증류수 1L에 분산시키고, 여기에 실시예 2의 은 이온 함유 용액 20ml를 첨가한 후에, 10시간 동안 교반하였다. 교반 후 여과하고 건조하여 무기항균제를 제조하였다.
비교예 2
평균입도 3㎛의 크기로 미분쇄한 수산화칼슘 분말 300g을 증류수 1L에 분산시키고, 여기에 실시예 2의 은 이온 함유 용액 20ml를 첨가한 후에, 10시간 동안 교반하였다. 교반 후 여과하고 건조하여 무기항균제를 제조하였다.
항균성 시험
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2에서 얻은 무기항균제의 항균력 시험을 행하였다. 시험 균주는 대장균(Escherichia coli, E. coli)과 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, S. aureus)을 사용하여 25℃에서 24시간 진탕 배양 후 균수를 측정하였다. 대조구에는 항균제 용액을 넣지 않고 균주의 현탁액만 넣어 도말 한 후의 배양하였으며, 시험구에는 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2에서 제조된 무기항균제 용액과 균주의 현탁액을 함께 접종한 후에 배양하였다.
실시예 1에 의해 제조된 무기항균제의 항균성 시험 결과가 나타난 배지의 사진을 대조구 시험 결과와 대비하여 도 4에 나타내었다.
대조구 및 각 시험구 별로 배양 후 잔존균수를 측정하고, 측정된 배양 후 잔존균수로부터, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2에서 얻은 무기항균제 사용후 잔존 균수 비율(%)을 다음과 같이 계산하므로써 항균력을 평가하였다.
잔존 균수 비율(%) = (시험구의 잔존 균수/대조구의 잔존 균수)×100
대조구와 시험구로서 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2의 측정된 잔존 균수 및 각 시험구의 잔존 균수 비율을 표 3에 나타내었다. 잔존 균수 비율이 낮을수록 항균제의 항균성이 우수하다.
E. coli S. aureus
잔존균수 잔존 균수 비율(%) 잔존균수 잔존 균수 비율(%)
대조구 6.4×105 - 4.4×107 -
시험구 실시예 1 3.0×103 0.47 2.9×104 0.066
실시예 2 6.0×103 0.94 9.3×104 0.211
실시예 3 1.0×103 0.16 1.9×104 0.043
실시예 4 3.1×103 0.48 3.1×104 0.070
비교예 1 7.8×103 1.22 9.4×104 0.214
비교예 2 8.0×103 1.25 9.8×104 0.214
상기 항균성 시험 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~4에 의해 제조 된 무기항균제들은 모두 비교예 1 및 2의 무기항균제에 비해 우수한 항균효과를 보였다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 항균력이 우수하고 인체에 안정한 항균성 금속이온계 인산칼슘(수산화아파타이트) 항균제를 간단한 공정으로 제조할 수 있으며, 특히, 해양 부산물로 발생되는 굴, 바지락, 피조개, 진주담치, 가리비 등의 패각을 원료로 할 경우, 증가하는 항균시장의 많은 부분을 담당할 수 있을 뿐만 아니라, 연안역 오염 문제 해결과 함께 패각의 고부가가치적 활용을 기대할 수 있다.

Claims (7)

  1. 항균성 금속이온을 포함하고 pH 4~12로 조절된 인산염 용액 중에서 칼슘계 화합물을 열수처리함과 동시에 항균성 금속이온 치환-흡착 처리하는 단계를 포함하는 무기항균제의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 칼슘계 화합물은 탄산칼슘, 수산화칼슘 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 무기항균제의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 칼슘계 화합물은
    a) 해양 부산물인 패각의 염분 제거 및 조분쇄 단계,
    b) 조분쇄한 패각의 유기물 제거 및 건조 단계 및
    c) 건조한 패각을 0.01~100㎛의 크기로 미분쇄하는 단계를 거쳐 얻어지는 것을 특징으로 하는 무기항균제의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 a) 단계에서 염분 제거를 위해 패각을 95~100℃의 물에서 1~5시간 동안 처리하는 것을 특징으로 하는 무기항균제의 제조방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 b) 단계에서 유기물 제거를 위해 패각을 수산화나트륨 수용액 또는 과산화수소수로 처리하는 것을 특징으로 하는 무기항균제의 제조방법.
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102605808B1 (ko) * 2020-08-15 2023-11-23 주식회사 아이디어앤 바이러스 흡착-차단 및 사멸-불활성화 기능의 복합소재 제조방법
KR102546359B1 (ko) * 2020-09-10 2023-06-28 건국대학교기술지주 주식회사 패각유래 수산화칼슘과 수산화 인회석 포함한 마이크로 입자를 이용한 항균 및 항바이러스용 필름의 제조 방법
KR102545463B1 (ko) * 2021-01-15 2023-06-20 한남대학교 산학협력단 항곰팡이 및 항균 패각 파우더

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990032875A (ko) * 1997-10-21 1999-05-15 신춘환 굴패각 분말을 이용한 무기 항균제의 제조방법
JPH11180705A (ja) 1997-12-24 1999-07-06 Murakashi Sekkai Kogyo Kk 多孔質アパタイトを少なくとも表層に有する固体物質の製造方法
KR19990055609A (ko) * 1997-12-27 1999-07-15 유현식 항균성 수지 조성물
KR20030070195A (ko) * 2002-02-21 2003-08-29 송태웅 패각을 이용한 중금속 제거용 및 항균성 수산화아파타이트분말의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990032875A (ko) * 1997-10-21 1999-05-15 신춘환 굴패각 분말을 이용한 무기 항균제의 제조방법
JPH11180705A (ja) 1997-12-24 1999-07-06 Murakashi Sekkai Kogyo Kk 多孔質アパタイトを少なくとも表層に有する固体物質の製造方法
KR19990055609A (ko) * 1997-12-27 1999-07-15 유현식 항균성 수지 조성물
KR20030070195A (ko) * 2002-02-21 2003-08-29 송태웅 패각을 이용한 중금속 제거용 및 항균성 수산화아파타이트분말의 제조 방법

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