KR100853295B1 - 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제 및 이의제조방법 - Google Patents

유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제 및 이의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트의 황산화 부식을 초래하는 유황산화 세균인 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus Thiooxidans) 균의 생장 억제를 위하여 니켈, 구리 그리고 아연 중 1종 혹은 2종 이상의 금속을 금속담지용 다공성 지지체에 담지시키고 환원제를 사용하여 지지체 표면 또는 기공 속을 화학적으로 환원시켜 콘크리트에 적용 시 우수한 항균특성을 나타내며, 콘크리트의 압축강도 등의 물성에 전혀 영향을 미치지 않는 항균제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 항균제는 환경친화적이고 제조공정이 매우 간단한 특성을 지니고 있으며, 유황산화 세균 증식 방지 기능이 뛰어난 특성을 지니고 있다.
유황산화 세균, 부식 방지, 무기 항균제, 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus Thiooxidans), 환원제

Description

유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제 및 이의 제조방법{Inorganic Antimicrobial Agent For Concrete Sewer Structure and Manufacturing Method thereof}
도 1은 본 발명의 콘크리트 하수관거의 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법을 보여주는 도식도이다.
도 2는 대조군에 대한 유황산화 세균 생육 억제 효과를 보여주는 사진이다.
도 3은 실시예의 무기 항균제에 대한 유황산화 세균 생육 억제 효과를 보여주는 사진이다.
도 4는 비교예의 무기 항균제에 대한 유황산화 세균 생육 억제 효과를 보여주는 사진이다.
본 발명은 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트의 황산화 부식을 초래하는 유황산화 세균인 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus Thiooxidans) 균의 생장 억제를 위하여 니켈, 구리 그리고 아연 중 1종 혹은 2종 이상의 금속을 금속담지용 다공성 지지체에 담지시키고 환원제를 사용하여 지지체 표면 또는 기공 속을 화학적으로 환원시켜 콘크리트에 적용 시 우수한 항균특성을 나타내며, 콘크리트의 압축강도 등의 물성에 전혀 영향을 미치지 않는 항균제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 하수도에 유입되는 오ㆍ폐수에는 다량의 화학성분 및 유기물질이 포함되어 있으며, 이를 분해하여 생육하는 미생물은 다양하다. 이 미생물들은 단순히 하수관에 유입된 유기물질을 분해하여 생육할 뿐만 아니라, 분해 과정에서 생성되는 부차적인 산물이 하수관의 부식작용에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이들 미생물이 생산한 부산물 중에서 하수관의 부식에 직접적인 영향을 미치는 것은 황화수소(H2S)와 황산(H2SO4)이라고 알려져 있으며, 형성된 황화수소와 황산은 하수관의 시멘트를 중화시키는 역할을 함으로써 강도 저하 및 열화의 원인이 되고 있다.
하수관 내에 유입된 유기물을 일차적으로 분해하여 황화수소를 생산하는 미생물군이 있는데, 이들을 황산염환원세균(Desulfobacteria)이라고 한다. 이들은 주로 혐기성 세균들로서 하수관 내의 퇴적층 속에서 생활하며, 다양한 형태의 유기물로부터 황화수소를 생산한다. 이들이 생산한 황화수소를 황산화세균(Thiobacillus sp.)이 에너지원으로 이용하고, 그 부산물로 황산이 생성된다. 이에 하수관을 부식시키는 황산이 하수관 내에 발생하게 되는 것이다. 이러한 유황산화 세균의 특징은 그람음성균으로 운동성 또는 비운동성이며, 편모를 가지는 산균(rods)이며, 환원된 무기 황 화합물(유황, 아황산염, 티오황산염 등)을 산화시켜 에너지원으로 사용하게 된다.
이러한 유황산화 세균(Thiobacillus sp.)에는 약 6종의 세균이 확인되고 있으며, 이들 세균 중에서도 특히 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus Thiooxidans) 및 티오바실러스 노벨러스(Thiobacillus novellus)가 황화물을 산화시키는 능력이 뛰어나고, 낮은 pH에서도 생육이 가능한 것으로 알려져 있으며, 하수관을 부식시키는 주요 원인 세균으로 주목받고 있다.
이러한 하수관에서 세균에 의해 발생되는 콘크리트의 황산화 부식을 억제하기 위해서 황화물의 생성을 억제하는 방법과 황화수소의 발생을 억제하는 방법 등이 제시되고 있다.
그러나, 이러한 방법들은 하수 중에 과산화수소, 염소화합물 또는 철, 아연, 납, 구리 등과 같은 금속염 등을 대량으로 첨가해야 효능이 나타나므로 경제성에 대한 문제점이 있다. 또한, 황화수소로부터 황산의 생성을 억제하기 위해 환기를 시킴으로서 하수관 내의 황화수소의 농도를 저감시키는 방법이 있다. 그런데 이러한 방법은 악취의 발생과 또한 만족할 만한 성과가 얻어지지 못하고 있다. 이에 따라 유황산화 세균의 생성을 억제하는 방법이 실용적인 측면에서 개발되고 있다.
종래의 유황산화 세균의 생성을 억제하기 위한 이전의 선행기술로는, 일본 특개평9-60768호[내식성 흄관]이 있으며, 항균성 금속 이온으로 은, 구리, 아연, 니켈 및 코발트 등에서 1종 혹은 2종 이상의 금속이온을 함수산화물, 인산염, 안티몬산염 등의 무기분말에 담지시켜 내식성 흄관을 제조하는 방법이 제시되었다.
기존의 콘크리트용 무기 항균제들의 경우 항균성 금속을 담지할 경우, 지지체에 금속이온을 담지한 후, 건조 혹은 소성에 의해 금속성분을 부착시키는 방법을 사용하였다. 그러나, 하수관거용 철근 콘크리트의 경우는 그 제작방법이 원심력 성형의 방법을 사용하기 때문에, 철근 콘크리트 조성물에 항균제를 첨가하여 원심력 성형을 할 경우, 항균제 성분이 다량 용해되어 원심력에 의해 콘크리트관 외부로 빠져 나오기 때문에 결과적으로 하수관거에 시공시 항균 성능이 크게 저하되는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 항균특성을 갖는 금속성분을 금속 그 자체 및 난용성 금속염으로 콘크리트 조성물에 첨가 시에는 그 항균특성이 제대로 나타나지 않는 단점을 가지고 있다.
따라서, 소재가 저렴하고 입수가 용이하며, 제조공정이 단순하면서도 콘크리트 조성물에 첨가시 강도 저하 등의 물성을 감소시키지 않고, 콘크리트 구조체 내에 고르게 분포할 수 있는 항균제의 개발이 요청되고 있다.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 항균성 금속 이온을 지지체에 담지시키고, 이를 환원제를 사용하여 금속담지용 다공성 지지체의 표면 혹은 기공 속을 화학적으로 환원시켜 분말형의 무기 항균제를 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 항균성 금속 이온을 금속담지용 다공성 지지체에 담지시키고, 이를 환원제를 사용하여 지지체의 표면 혹은 기공 속을 화학적으로 환원시켜 분말형의 무기 항균제 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 항균성 금속 이온을 금속 담지용 다공성 지지체에 담지시키고, 이를 환원제를 사용하여 지지체의 표면 혹은 기공 속을 화학적으로 환원시켜 분말형의 콘크리트 하수관거의 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제 및 이의 제조방법을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 콘크리트의 황산화 부식을 초래하는 유황산화 세균인 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus Thiooxidans) 균의 생장 억제를 위하여 니켈, 구리 그리고 아연 중 1종 혹은 2종 이상의 금속을 금속담지용 다공성 지지체에 담지시키고 환원제를 사용하여 지지체 표면 또는 기공 속을 화학적으로 환원시켜 콘크리트에 적용 시 우수한 항균 특성을 나타내며, 콘크리트의 압축강도 등의 물성에 전혀 영향을 미치지 않는 항균제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 무기 항균제의 경우 실제로 원심성형에 의한 콘크리트관 제조 시 유효 금속성분이 대부분 콘크리트관 외부로 유출되어, 실제 콘크리트관 내부는 항균력이 크게 저하되는 문제점을 가지고 있었으며, 이를 해결하기 위해 금속 및 금속산화물을 미분으로 분쇄하여 첨가하는 방법이 제기되었으나 금속 혹은 금속산화 물 분말의 비표면적이 작아 그 효율이 크게 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
이에, 본 발명에서는 화학적 환원방법을 사용하여 금속성분을 다공성 지지체 내부 및 표면에서 석출시킴으로써 상기와 같은 문제점을 해결하였으며, 이로부터 실제 콘크리트관 제조공정에 대한 적용성이 뛰어난 무기 항균제를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 항균제의 제조방법은 상온 상압에서의 반응을 통해 제조되기 때문에 설비비가 적게 들고, 항균제의 제조원가를 크게 낮출 수 있는 장점이 있다.
본 발명은
1) 니켈 화합물 단독, 혹은 보조재로서 구리 화합물 및 아연 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 물에 용해시켜 금속이온 수용액을 생성하는 단계;
2) 상기 금속이온 수용액에 금속담지용 다공성 지지체를 넣고 20 ~ 80 ℃에서 교반하여 금속이온이 담지되도록 하는 단계;
3) 상기 금속이온이 담지된 용액에 환원제를 첨가 교반하여 금속이온이 지지체에 고착되도록 하는 단계; 및
4) 여과, 건조 및 분쇄하는 단계
를 포함하여 이루어진 콘크리트 하수관거의 유황산화세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법으로 제조할 수 있다.
먼저, 수용성 니켈 화합물 단독, 혹은 보조재로서 구리 화합물 및 아연 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 물에 천천히 가하여 용해시켜 금속이온 수용액을 제조하는 단계로서, 이때 금속이온 수용액의 농도는 5 ~ 30%(w/v)이 되도록 한다. 만일 5 %(w/v) 미만이면 금속이온 농도가 너무 낮아 금속이온이 제올라이트 등과 의 이온교환이 충분히 일어나지 않는 문제가 있고, 30%(w/v)을 초과하면 금속이온이 과량 첨가되어 금속이온이 완전히 용해되지 않으며, 폐수 중의 금속이온 농도가 높아지는 문제가 있어 바람직하지 못하다. 상기 니켈, 구리 또는 아연의 금속 화합물은 황산화물, 질산화물, 아세트산화물, 수산화물 또는 염화물인 것이 바라직하며, 더욱 바람직하기로는 니켈 화합물은 황산니켈(NiSO4ㆍ6H2O) 또는 염화니켈(NiCl2ㆍ6H2O)이고, 상기 구리 화합물은 황산구리(CuSO4ㆍ5H2O) 또는 염화구리(CuCl2ㆍ2H2O)이며, 상기 아연 화합물은 황산아연(ZnSO4ㆍ7H2O) 또는 염화아연(ZnCl2)인 것이 바람직하다. 특히, 상기 보조재는 니켈 화합물에 대하여 5 ~ 50 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 금속이온 수용액에 금속담지용 다공성 지지체를 넣고 20 ~ 80 ℃에서 교반하여 금속이온이 담지되도록 하며, 상기 지지체로는 통상의 금속담지용 지지체로서 바람직하게는 천연 제올라이트, 합성 제올라이트, 플라이 애쉬, 바텀 애쉬 및 알루미나 중에서 선택된 1종 이상을 사용하고, 상기 금속 화합물 수용액 전체 부피에 대하여 10 ~ 30 %(w/v)를 사용하는 것이 바람직하다. 만일 10 중량% 미만을 사용하면 상대적으로 금속이온의 함량이 높아 담지 효율이 낮아지는 문제가 있고, 30 중량% 초과 시에는 금속의 치환량이 적고 교반이 고르게 일어나지 않는 문제가 있다. 특히, 본 발명에서는 상온에서도 반응이 가능하여 추가적인 가열이 필요치 않는 장점이 있다.
상기 금속이온이 담지된 용액에 환원제를 첨가 교반하여 금속이온이 지지체 에 고착되도록 한다. 즉, 지지체 내부 또는 표면에서 금속이온과 환원제 간의 화학적인 환원반응에 의해서 고착되도록 한다. 이에 대한 자세한 화학반응식은 반응식 1 내지 3에 표기하였다.
[반응식 1]
Ni2+ + OCl- + H2O → Ni0 + O2 + 2H+ + NaCl
[반응식 2]
Ni2+ + H2PO2 - + H2O → Ni0 + H2PO3 - + 2H+
[반응식 3]
Cu2+ HCHO + H2O → Cu0 + HCOOH + 2H+
상기 반응식 1 내지 2에서는 각각 차아염소산 나트륨 및 차아인산나트륨을 환원제로 사용하였을 때의 니켈 이온의 환원반응을 설명한 것이고, 반응식 3은 포름알데히드를 그 환원제로 사용하였을 경우의 구리 이온의 환원반응을 설명한 것이다.
상기의 환원반응속도를 빠르고 안정적으로 일어나게 하기 위하여, 반응식 1내지 2에 대하여 시트르산 나트륨(Na3C6H5O7·2H2O), 티오우레아((H2N)2CS)를 착화제 및 안정화제로 사용하고, 반응식 3에 대하여 Na-EDTA 및 옥살산(H2C2O4·2H2O) 혹은 옥살산나트륨(Na2C2O4·2H2O)을 안정화제로 사용할 수 있으며, 또한 NH4OH 및 NaOH를 pH 조절제로 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 조성에 있어서, 상기의 보조제는 첨가하지 않아도 무방하다. 특히, 천연 혹은 합성 제올라이트 등을 담지체로 사용할 경우, 담지체 내부의 알칼리성으로 인하여 별도의 pH 조절의 필요가 없으며, 또한 반응 또한 비교적 빠른 시간에 진행된다.
이때, 상기 환원제는 과염소산염, 과인산염 또는 알데히드계의 화합물이 바람직하며, 차아염소산나트륨(NaOCl), 차아인산나트륨(NaPH2O2·H2O), 과산화수소(H2O2), 포름알데히드(HCHO) 및 포름산나트륨(HCOONa) 중에서 선택된 1종 이상이 더욱 바람직하고, 금속이온 수용액에 대하여 2 ~ 30 부피%를 첨가한다. 만일 2 부피% 미만으로 첨가할 경우에는 금속이온의 환원이 원활히 일어나지 않는 문제가 있으며, 30 부피%를 초과하면 환원반응에 참여하지 못한 상기 환원제의 효율 문제가 있어 바람직하지 못하다.
상기 환원과정을 거친 슬러리를 여과 및 건조하고 150 mesh 이하로 분쇄하여 무기 항균제를 제조한다.
이렇게 제조된 콘크리트 하수시설의 항산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제는 하수관거용 콘크리트관을 직접 부식시키는 유황산화 세균의 생육 억제에 큰 효과가 있으며, 실제 시멘트 모르타르 적용에 적용성이 뛰어난 것으로 나타났다. 다시 말하면, 항균제 자체의 항균 성능뿐만 아니라 시멘트 조성물에도 탁월한 항균성능을 부여하는 탁월한 효과가 있다. 현재에 국내에서 판매되고 있는 수입 및 내수 항균제의 경우 실제 콘크리트관에 대한 적용성이 미흡한 실정이 며, 고가의 은을 그 주재로 하기 때문에 가격이 고가이나, 본 발명의 무기 항균제는 현재 시판되고 있는 무기 항균제보다 성능이 우수하고 시멘트 콘크리트에 대한 적용성까지 개선시켰으며, 가격 면에서도 크게 낮출 수 있다는 장점이 있고, 제조공정이 간단하고 상온, 상압에서 반응이 일어나기 때문에 설비비가 적게 들고 반응 시간도 매우 짧은 장점이 있다.
이하, 다음 실시예를 들어 본 발명을 상세히 기술할 것이나 본 발명의 범위를 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 니켈 화합물 담지
물에 황산니켈(NiSO4ㆍ6H2O) 262.76 g을 용해시켜 1 L 황산니켈 수용액(26.276%(w/v))을 제조하고, 황산니켈 수용액에 천연 제올라이트 200 g(황산니켈 수용액 전체 부피에 대하여 20 %(w/v))을 넣어 상온(20 ℃)에서 10시간 교반시킨 후, 여기에 차아염소산 나트륨(NaOCl) 100 mL(상기 수용액에 대하여 10 부피%)를 첨가하여 다시 5시간 교반시키고, 이를 여과하여 여과 케이크만을 취하여 100 ℃에서 건조시킨 후 150 mesh 이하로 분쇄하여 분말 항균제를 제조하였다.
실시예 2: 구리 화합물 추가 담지
물에 황산니켈(NiSO4ㆍ6H2O) 207.57 g과 염화구리(CuCl2·2H2O) 69.19 g을 용 해시켜 1 L 금속이온 수용액(26.276 %(w/v))을 제조하고, 금속이온 수용액에 천연 제올라이트 200 g(금속이온 수용액 전체 부피에 대하여 20 %(w/v))을 넣어 상온(20 ℃)에서 10시간 교반시킨 후, 여기에 차아염소산 나트륨(NaOCl) 75 mL(상기 수용액에 대하여 7.5 부피%)와 포름알데히드(HCHO) 25ml(상기 수용액에 대하여 2.5 부피%)를 순서대로 첨가하여 다시 5시간 교반시키고, 이를 여과하여 여과 케이크만을 취하여 100 ℃에서 건조시킨 후 150 mesh 이하로 분쇄하여 분말 항균제를 제조하였다.
실시예 3: 아연 화합물 추가 담지
물에 황산니켈(NiSO4ㆍ6H2O) 207.57 g과 황산아연(ZnSO4·7H2O) 69.19 g을 용해시켜 1 L 금속이온 수용액(26.276 %(w/v))을 제조하고, 금속이온 수용액에 천연 제올라이트 200 g(금속이온 수용액 전체 부피에 대하여 20 %(w/v))을 넣어 상온(20 ℃)에서 10시간 교반시킨 후, 여기에 차아염소산 나트륨(NaOCl) 100 mL(상기 수용액에 대하여 10 부피%)를 첨가하여 다시 5시간 교반시키고, 이를 여과하여 여과 케이크만을 취하여 100 ℃에서 건조시킨 후 150 mesh 이하로 분쇄하여 분말 항균제를 제조하였다.
시험예
상기 실시예 1 ~ 3에서 얻어진 무기 항균제와 현재 판매되고 있는 국내 A사 의 H제품[비교예]을 선택하여 티오바실러스 티오옥시던스에 대한 생육 억제 작용을 KS F 4403 부속서 2. 「유황산화세균에 대한 무기항균제의 최소 생육억제농도 측정법」및 부속서 3. 「무기항균제가 첨가된 공시체의 항균효과 시험방법」에 의거하여 비교 시험하였다.
도 2는 KS F 4403에서 명시한 유황산화세균(Thiobacillus thiooxidans) 공시체 시험방법에 의해 제조된 대조군(Control) 시험체를 나타낸 사진이다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 40 × 40 × 10 mm 크기의 시멘트 모르타르 시편을 제조하였으며, 항균제의 첨가는 모든 시편에 대하여 시멘트 첨가량 대비 1 중량%를 첨가하여 제조하였다. 무기영양 한천배지가 첨가된 페트리 디쉬 위에 중성화 조작이 실시된 시멘트 모르타르 시편을 위치한 후 세균배양액을 첨가하여 시험체를 제작하였다.
1) 최소 생육 억제 농도 시험 결과
실시예 1 ~ 3과 비교예에서 제조된 무기 항균제의 유황산화 세균(T. thiooxidans)에 대한 생육 억제농도를 다음 표 1에 정리하여 나타내었다.
본 시험예 1에서는 각 농도범위 항균제 첨가량이 조절된 무기영양배지에 균주를 접종하여, 28 ℃에서 150 rpm로 조절된 회전배양기에서 4주간 배양 후, 지시약에 의한 색변화를 관찰(KS F 4403 의거)하여 유황산화 세균의 생육 여부를 확인하였다. 다음 표 1에서 -는 미생물 생장이 발견되지 않은 것이고, ±는 미미한 미생물 생장이 보인 것이고, +는 미생물의 생장이 눈에 띠게 나타난 것이다.
Figure 112007028352517-pat00001
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 의해 제조된 무기 항균제의 유황산화 세균(T. thiooxidans)에 대한 최소생육억제농도(MIC)는 실시예 2의 경우 30 ppm 그리고 실시예 1 및 실시예 3의 경우 50 ppm으로 나타났으며, 이것은 KS F 4403에 의거 콘크리트 하수관거의 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제에 적합한 성능을 나타내는 것을 말하여 준다. 반면 비교예의 경우에는 70 ppm으로 나타났다. 이로부터, 본 발명에 의해 제조된 무기 항균제는 기존 시판되고 있는 항균제 보다 황산화세균에 대한 생육저지 능력이 월등한 것을 알 수 있다.
2) 무기 항균제가 첨가된 공시체의 항균 효과 시험
상기 실시예 1에서 제조된 본 발명에 의한 무기 항균제를 첨가한 시멘트 모르타르 시험체의 황산화 세균 증식 및 생장 억제 평가를 실시한 바, 배지 성분에서 아가(agar)를 제외한 모든 방법은 액상 배지 제조법과 동일하며, 한천 배지의 경우 바닥으로부터 7 mm가 되도록 맞추고, 시험체크기는 40 × 40 × 10 mm로 고정하여 한천 배지에 올려놓았다. 세균배양액은 적정 조건에서 4주간 배양된 유황산화 세균(T. thiooxidans) 배양 용액 1 mL와 액상 배양액 99 mL를 혼합한 것이며, 시험체가 잠기도록 15 mL의 세균배양액을 투입하였다. 이렇게 제작된 시험체는 28 ℃로 조절된 항온항습 세균 배양기에서 시험을 실시하였다.
도 3 및 도 4에 상기의 시험예 2의 결과를 도식화하여 나타내었다. 즉, 항균제를 첨가하지 않은 도 2의 대조군(control) 시편의 경우, 4주 경과 후 무기영양배지의 색이 황색으로 변화한 것을 확인할 수 있었으며, 초기 pH를 4.6으로 조절하였던 것에 반하여 4주 후에는 pH 3.2로 낮아진 것을 확인할 수 있었다. 이것은 유황산화 세균의 증식에 의해 생성된 황산에 의한 것이다. 이에 반해, 도 3의 실시예 1에 의해 제조된 무기 항균제가 첨가된 시편의 경우, 색변화는 전혀 일어나지 않았으며, 4주 경과 후 pH는 오히려 7.0 부근으로 상승한 것을 확인할 수 있었으며, 이것은 중성화가 완전히 일어나지 않아 시멘트 내에서 알칼리가 용출되어 나온 이유 때문인 것으로 판단된다. 또한, 기존에 시판되고 있는 비교예 무기 항균제인 은-구리계 항균제의 경우 4주 경과 후 색변화가 일어났으며, pH는 3.8로 측정되었다[도 4].
따라서, 본 발명에 의한 무기 항균제는 유황산화 세균에 대한 생육 억제 효과가 매우 큰 것으로 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 무기 항균제는 하수관거용 콘크리트관을 직접 부식시키는 유황산화 세균의 생육 억제에 큰 효과가 있으며, 실제 시멘 트 모르타르 적용에 적용성이 뛰어난 것으로 나타났다. 다시 말하면, 항균제 자체의 항균 성능뿐만 아니라 시멘트 조성물에도 탁월한 항균 성능을 부여하는 탁월한 효과가 있다.
현재 국내에서 판매되고 있는 수입 및 내수 항균제의 경우 실제 콘크리트관에 대한 적용성이 미흡한 실정이며, 고가의 은을 그 주재로 하기 때문에 가격이 고가이나, 본 발명의 무기 항균제는 현재 시판되고 있는 무기 항균제 보다 성능이 우수하고 시멘트 콘크리트에 대한 적용성까지 개선시켰으며, 가격 면에서도 크게 낮출 수 있다는 장점이 있으며, 제조공정이 간단하고, 상온, 상압에서 반응이 일어나기 때문에 설비비가 적게 들고 반응 시간도 매우 짧다.

Claims (9)

1) 니켈 화합물 단독, 혹은 보조재로서 구리 화합물 및 아연 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 물에 용해시켜 금속이온 수용액을 생성하는 단계;
2) 상기 금속이온 수용액에 금속담지용 다공성 지지체를 넣고 20 ~ 80 ℃에서 교반하여 금속이온이 담지되도록 하는 단계;
3) 상기 금속이온이 담지된 용액에, 차아염소산염, 차아인산염, 알데히드 화합물 및 포름산염 중에서 선택된 환원제를 첨가 교반하여 금속이온이 지지체에 고착되도록 하는 단계; 및
4) 여과, 건조 및 분쇄하는 단계
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 하수관거의 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 니켈, 구리 또는 아연의 금속 화합물은 황산화물, 질산화물, 아세트산화물, 수산화물 또는 염화물인 것을 특징으로 하는 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 보조재는 니켈 화합물 100 중량부에 대하여 5 ~ 50 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 금속이온 수용액의 농도는 5 ~ 30%(w/v)인 것을 특징으로 하는 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 지지체는 천연 제올라이트, 합성 제올라이트, 플라이 애쉬, 바텀 애쉬 및 알루미나 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 환원제는 차아염소산나트륨(NaOCl), 차아인산나트륨(NaPH2O2·H2O), 과산화수소(H2O2), HCHO 및 포름산나트륨(HCOONa) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 환원제는 금속이온 수용액에 대하여 2 ~ 30 부피%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 부식 방지용 무기 항균제의 제조방법.
상기 청구항 1 내지 5, 청구항 7, 및 청구항 8 중에서 선택된 어느 하나의 항의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 콘크리트 하수관거의 유황산화 세균에 의한 부식 방지용 분말형 무기 항균제.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020001690A (ko) * 2001-11-27 2002-01-09 이덕호 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리에 의한 자동차 폐촉매의저온 용융 공정으로부터 백금족 원소를 회수하는 방법
KR20040069017A (ko) * 2003-01-28 2004-08-04 김규종 폐금속촉매를 항균제로 이용하는 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020001690A (ko) * 2001-11-27 2002-01-09 이덕호 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리에 의한 자동차 폐촉매의저온 용융 공정으로부터 백금족 원소를 회수하는 방법
KR20040069017A (ko) * 2003-01-28 2004-08-04 김규종 폐금속촉매를 항균제로 이용하는 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220064710A (ko) * 2020-11-12 2022-05-19 디에스티주식회사 항균성 다공체 조성물 및 이의 제조방법
KR102495923B1 (ko) 2020-11-12 2023-02-06 디에스티주식회사 항균성 다공체 조성물 및 이의 제조방법

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