KR100999042B1 - 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 함유하는 항균성 흡착제 및그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리아크릴산과 나노은 입자를 함유하는 항균성 흡착제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명의 항균성 흡착제는 폴리아크릴산에 나노은 입자가 분산되어 있는 형태의 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 포함하는 수용액으로 이루어진 항균성 흡착제 및 분말상의 폴리아크릴산을 물에 용해시켜 폴리아크릴산의 수용액을 얻는 단계(단계 1); 단계 1에서 얻은 폴리아크릴산의 수용액에 염화은을 혼합하는 단계(단계 2); 및 염화은이 혼합된 폴리아크릴산의 수용액에 방사선을 조사하여 나노은 입자를 제조하여, 제조된 상기 나노은 입자가 폴리아크릴산에 분산되어 있는 형태의 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 포함하는 수용액으로 이루어진 항균성 흡착제를 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 방법에 의해 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 나노은 입자 및 폴리아크릴산이 함유된 항균성 흡착제는 나노은 입자에 의한 항균 기능과 폴리아크릴산에 의한 탈취 기능을 동시에 갖고 있다.
나노은, 폴리아크릴산, 항균, 탈취, 흡착제

Description

폴리아크릴산 및 나노은 입자를 함유하는 항균성 흡착제 및 그 제조방법 {Antibacterial deodorant containing polyacrylic acids and nano silver particles and method for the preparation thereof}
본 발명은 폴리아크릴산 및 나노은(nano silver) 입자를 함유하는 항균성 흡착제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 환경오염 발생 및 지구 내 온난화 현상으로 인하여 각종 세균 및 곰팡이 균주들에 의한 감염문제와 미생물로 인한 사건 사고가 많이 발생하고 있다. 이에 인간의 쾌적하고 건강한 삶을 추구하는 웰빙문화의 확산과 함께 사회적으로 환경친화적인 천연물 및 인체에 무해한 항균성 물질이 각광받고 있다. 이와 같이 미생물의 번식과 활성을 억제하는 항균 기능성 물질이 더욱 요구되고 있고, 특히 유해미생물의 번식과 활성을 억제하는 나노은(nano silver) 입자에 대한 연구가 증가하고 있다.
은(silver)은 금, 이리듐, 팔라듐, 백금 등과 같은 귀금속의 일종으로, 과거부터 장신구 제조에 많이 사용되었다. 또한, 항균성과 독을 탐지해 낼 수 있는 반응으로 인하여 세계 많은 나라에서 과거부터 사용하였다. 이집트나 로마에서도 은의 항균성을 이용한 사례들을 볼 수 있으며, 한국의 경우에도 상류층에서 수저나 식기류로 은을 사용하였다.
페니실린이 개발된 이후 70여 년 동안 수많은 항생제가 출현했지만 인간이 정복한 유해 세균은 생각보다 그리 많지 않다. 오히려 항생제의 남용으로 세균들이 항생제에 대한 내성이 생겨 어떠한 항생제로도 듣지 않는 슈퍼 박테리아가 출현했다. 그 결과 1990년대에 들어와 한때 축출되었던 옛날의 은 요법이 다시 각광을 받게 되었다. 미세한 은 입자나 은 이온은 균의 세포 내로 침투하여 호흡을 관장하는 유전자의 기능을 저지시키므로, 일반 화학 항균 살균제와는 달리 균들이 은에 대한 내성을 갖지 못한다. 우리 일상생활에서 쉽게 경험하듯이 화학 항균 살균제는 사용하면 할수록 균들의 내성이 증가되어 사용량을 늘려야 하지만 은을 이용하면 이러한 문제점들이 없는 장점이 있다.
이온상태로 존재하는 은은 항균력은 좋으나 높은 반응성 때문에 상태가 불안정하여 주위 분위기에 따라 쉽게 산화되거나 금속으로 환원되어 스스로 변색하거나 타 재료에 착색현상을 유발하게 되어 항균력 지속성이 떨어진다는 단점이 있다. 반면, 금속이나 산화물 형태의 은은 환경에 안정하나 항균력이 낮아 상대적으로 많은 양을 사용해야 하는 단점이 있다.
상기와 같은 장점 및 단점으로 인하여 은을 항균제의 용도로 사용하는데 있어서는 금속 은의 나노입자 형태인 나노은이 가장 각광받고 있다. 은을 나노입자 크기로 작게 하면 비표면적이 극히 커지게 되므로 은의 살균력을 높일 수 있다.
나노은의 제조법은 기상을 이용한 제조법, 액체를 이용한 제조법과 기계적 제조법으로 나눌 수 있다. 기상을 이용한 대표적인 제조법에는 가스증발-응축법(Gas Evaporation Method)과 기상합성법(Mixed Gas Method)등으로 나누어지며, 액체를 이용한 제조법에는 침전법(Precipitation)과 분무건조법(Spray Drying)등이 있으며 기계적인 힘을 이용한 기계적 분쇄법(Mechanical Alloying)이 있다. 방사선을 이용하는 나노입자 제조기술은 금속염을 방사선 조사하여 방사선의 환원반응을 이용하기 때문에 제조공정이 간단하고, 불순물을 최소화할 수 있으며, 무엇보다도 입자의 크기, 모양, 크기 분포의 제어가 가능하다는 장점이 있다.
나노은 입자만을 사용하여 유해미생물을 제어할 수 있는 항균제로 사용할 수는 있지만, 균주들의 번식으로 인하여 발생하는 악취에 대해서는 나노은 입자를 이용하여서 제거할 수는 없었다. 한편, 악취 등의 원인이 되는 냄새 분자들은 주로 염기성으로서, 이들은 천식, 알러지의 원인이 되는 것으로 알려져 있는데, 현재까지 나노은 입자를 이용하여 항균성과 함께 냄새를 제거할 수 있는 항균성 흡착제에 대해서는 개발된 바가 없어, 나노은 입자를 이용하여 지속적으로 항균기능을 갖추 면서 동시에 염기성 냄새 분자를 흡착하여 악취를 제거할 수 있는 항균성 흡착제는 개발된 바가 없다.
항균 기능과 함께 탈취 기능을 갖춘 항균성 흡착제와 관련해서는, 대한민국공개특허 제2004-0071065호에 활성탄소섬유에 이산화티타늄졸을 코팅하여 제조하는 항균성 흡착제 및 그 제조방법을 제시한 바 있다.
대한민국 공개특허 제2004-0092962호는 식물성 항균소취제를 비이온계 계면활성제와 함께 고흡성수지에 흡착시킨 항균성 흡착제를 개시하고 있다.
그리고, 대한민국 공개특허 제2005-0117435호에는 나노상태의 은분말과 일라이트 분말을 아크릴계 바인더를 사용하여 직물 또는 부직포에 코팅한 후 건조시켜 제조한 흡착포를 제공하고 있다.
그러나, 지금까지 알려진 항균성 흡착제들은 각각 항균 기능을 하는 물질과 탈취 기능을 하는 물질을 별도의 바인더와 함께 사용하여 제조한 고체상 항균성 흡착제들로서, 수용액상으로 된 항균성 흡착제로서 간단히 분무하여 사용할 수 있는 항균성 흡착제의 개발이 요구되어 왔다.
특히, 항균 기능을 갖는 나노은 입자를 포함하는 항균성 흡착제에 있어서, 나노은 입자의 바인더 역할을 하는 물질이 그 자체로서 탈취 기능을 수행하여 항균성 흡착제의 제조방법 및 비용 면에서 유리할 수 있는 새로운 항균성 흡착제의 개발이 필요하였다.
이에, 본 발명자들은 폴리아크릴산이 염기성 냄새분자를 흡착하여 냄새를 제거하는 기능을 가진다는 사실을 확인하고, 항균 기능과 탈취 기능을 동시에 갖는 나노은 입자를 포함하는 폴리아크릴산의 수용액으로 이루어진 항균성 흡착제 및 이의 제조방법에 관한 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 항균 기능과 탈취 기능을 동시에 갖추면서 수용액상으로 제조되는 항균성 흡착제 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 함유하는 항균성 흡착제, 구체적으로는 폴리아크릴산에 나노은 입자가 분산되어 있는 형태의 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 포함하는 수용액으로 이루어진 항균 및 탈취 기능을 갖는 항균성 흡착제를 제공한다.
또한, 본 발명은 분말상의 폴리아크릴산을 물에 대해서 용해시켜 수용액을 얻는 단계(단계 1); 단계 1에서 얻은 폴리아크릴산의 수용액에 염화은을 혼합하는 단계(단계 2); 및 염화은이 혼합된 폴리아크릴산의 수용액에 방사선을 조사하여 나노은 입자를 제조하여 제조된 상기 나노은 입자가 폴리아크릴산에 분산되어 있는 항균성 흡착제를 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 폴리아크릴산 및 나노은 입자 를 포함하는 수용액으로 이루어진 항균성 흡착제의 제조방법을 제공한다.
나아가 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 항균성 흡착제를 제공한다.
본 발명에 따른 항균성 흡착제는 항균 기능과 탈취 기능을 동시에 갖추어 효과적이다. 또한, 본 발명에 따른 항균성 흡착제는 수용액상으로 제공되어 간단히 분무하여 사용할 수 있는 장점이 있으며, 항균 기능을 갖는 나노은 입자에 대한 바인더 역할을 하는 물질이 탈취 기능을 동시에 가짐으로써, 그 구성이 단순해지고 따라서, 그 제조방법이 간단하고 제조비용 역시 낮아지는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 항균성 흡착제는 나노은 입자가 분산되어 있는 형태의 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 포함하는 수용액으로 이루어진 항균 및 탈취 기능을 갖는 항균성 흡착제이다.
상기 항균성 흡착제는 항균 및 탈취가 필요한 곳에는 제한없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 주로 섬유 등에 있어서 항균 탈취의 목적으로 스프레이 분사하 여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 항균성 흡착제는 수용액으로서 섬유 등에 분무하여 사용하기 위한 용도이므로 무색의 투명한 것이 바람직하다. 색깔을 띠는 경우, 섬유 등에 분무하여 사용하기에 곤란한 문제점이 있다. 또한, 분무 후에도 변색이 나타나지 않는 것이 바람직하다.
상기 항균성 흡착제에 있어서, 폴리아크릴산은 폴리아크릴산 고분자와 그 유도체를 모두 포함하며, 폴리아크릴산의 분자량으로는 2,000 내지 1,000,000이 적합하다.
상기 폴리아크릴산은 항균성 흡착제 수용액 중 물과 폴리아크릴산의 중량 합에 대하여 0.01 내지 10 중량%로 용해되어 있는 것이 바람직하며, 나아가 0.02 내지 0.05 중량%로 용해되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 수용액으로 된 항균성 흡착제 내 폴리아크릴산의 함량은 폴리아크릴산 고분자의 분사력, 분말상 폴리아크릴산의 물에 대한 용해도, 점도 등을 전체적으로 고려하여 결정되는데, 이는 상기 항균성 흡착제가 수용액으로서 분무하여 사용할 때 자연스럽게 분사되기 위해서는 상기 비율로 용해되어 있는 것이 적절함을 의미한다. 상기 폴리아크릴산의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 항균성 흡착제가 분무되었을 때, 나노은 입자의 바인더 역할을 하기에 부족하며 또한 염기성 냄새분자를 흡착하여 탈취 기능을 수행할 수가 없는 문제점이 있다.
한편, 폴리아크릴산의 함량이 10 중량% 이상인 경우에는 분말상 폴리아크릴 산이 물에 충분히 용해되지 않아 덩어리가 형성될 수 있으며 또한 흡착제 수용액의 점도가 너무 높아 분무가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
나아가, 상기와 같은 이유로 폴리아크릴산은 함량이 0.02 내지 0.05 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 항균성 흡착제에 있어서 나노은 입자의 수용액내 함량은, 바람직하게는 전체 수용액내 3.7 ppm 이상으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 농도 이하에서는 항균 활성이 미미하게 나타나는 것으로 확인되었다.
한편, 나노은 입자의 함량이 높으면 높을수록 항균 활성이 강해지나, 750 ppm을 초과하면 나노은 입자 자체의 응집 현상이 발생하여 침전이 생기거나, 물체에 분무시 분무된 나노은 입자가 응집되어 얼룩이 생기는 문제가 발생한다. 나아가, 본 발명에 따른 항균성 흡착제의 제조방법에 따라서 항균성 흡착제를 제조할 때, 나노은 입자의 제조원으로서 염화은을 사용하여 방사선 조사를 통하여 나노은 입자를 제조할 수 있는데, 본 발명에 따른 일 실시예에 의하면 염화은을 50 ppm(은 기준으로 35 ppm에 해당) 초과 사용하여 제조된 항균성 흡착제 수용액을 섬유 등에 분무시 약한 베이지색으로의 변색이 발생하였다.
따라서, 나노은 입자의 함량은 전체 수용액 내 3.7 내지 750 ppm이 바람직하고, 나아가 3.7 내지 35 ppm이 더욱 바람직하다.
본 발명의 항균성 흡착제는 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 포함하는 수용액 으로 이루어지며, 상기 수용액은 방향제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 방향제는 당 분야에 공지되어 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용가능하다. 한편, 이들 방향제는 수용액의 전체 중량에 대해 10 중량% 이하, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.012 내지 1.25 중량%로 포함될 수 있다.
필요한 경우, 본 발명의 항균성 흡착제를 이루는 수용액은 알콜, 탈취제, 침전방지제 등을 포함할 수 있다. 이외에도 널리 공지된 살균제, 예를 들어 항균 식물 추출물, 유기 합성물 등을 포함할 수 있다. 상기 알콜은 탄소수가 5 이하인 경우가 바람직하며, 더 바람직하게는 에탄올, 메탄올, 이소프로판올을 사용할 수 있다. 이들 알콜은 전체 수용액의 중량에 대해 15 중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 10 중량%, 더 바람직하게는 3 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 탈취제로는 후라보노이드, 피톤치드, 목초액, 식물추출물, 사이클로덱스트린, 금속이온 및 이산화티탄이 사용될 수 있다. 상기 침전방지제로는 폴리비닐알콜(PVA), 플루란, 젤란, 수용성 셀룰로오스, 글루칸, 잔탄, 수용성 전분 또는 레반이 사용될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 항균성 흡착제의 제조방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 있어서의 항균성 흡착제는 분말상의 폴리아크릴산을 물에 대해서 용해시켜 수용액을 얻는 단계(단계 1);
단계 1에서 얻은 폴리아크릴산의 수용액에 염화은을 혼합하는 단계(단계 2); 및
염화은이 혼합된 폴리아크릴산의 수용액에 방사선을 조사하여 나노은 입자를 제조하여 제조된 상기 나노은 입자가 폴리아크릴산에 분산되어 있는 항균성 흡착제를 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
이하 상기 제조방법을 단계별로 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 항균성 흡착제의 제조방법에 있어서, 단계 1은 분말상의 폴리아크릴산 고분자를 물에 용해시켜 수용액을 얻는 단계이다. 본 단계에서 폴리아크릴산 고분자를 용해시키는데 있어서, 필요에 따라 교반을 할 수도 있다.
상기 폴리아크릴산은 폴리아크릴산 고분자와 그 유도체를 모두 포함하며, 폴리아크릴산의 분자량으로는 2,000 내지 1,000,000이 적합하다.
상기 폴리아크릴산은 폴리아크릴산과 물의 중량 합에 대해서 0.01 내지 10 중량% 사용하는 것이 바람직하며, 나아가 0.02 내지 0.05 중량% 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
수용액으로 된 항균성 흡착제 내 폴리아크릴산의 함량은 폴리아크릴산 고분자의 분사력, 분말상 폴리아크릴산의 물에 대한 용해도, 점도 등을 전체적으로 고려하여 결정되는데, 이는 상기 항균성 흡착제가 수용액으로서 분무하여 사용할 때 자연스럽게 분사되기 위해서는 상기 비율로 용해되어 있는 것이 적절함을 의미한 다.
상기 폴리아크릴산의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 항균성 흡착제가 분무되었을 때, 나노은 입자의 바인더 역할을 하기에 부족하며 또한 염기성 냄새분자를 흡착하여 탈취 기능을 수행할 수가 없는 문제점이 있다.
한편, 폴리아크릴산의 함량이 10 중량% 이상인 경우에는 분말상 폴리아크릴산이 물에 충분히 용해되지 않아 덩어리가 형성될 수 있으며 또한 흡착제 수용액의 점도가 너무 높아 분무가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
나아가, 상기와 같은 이유로 폴리아크릴산은 함량이 0.02 내지 0.05 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
상기 물은 통상의 물을 사용할 수 있으며, 증류수가 바람직하다.
본 발명의 항균성 흡착제 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 얻은 폴리아크릴산 수용액에 염화은을 용해시키는 단계이다. 본 단계에서 필요하다면 교반을 실시할 수도 있다.
한편, 염화은의 전체 수용액내 함량은 최종적으로 제조되는 항균성 흡착제 수용액이 항균 기능을 가지면서 동시에 나노은 입자의 침전 문제, 분무 후에 변색이 되거나 얼룩이 발생하는 문제를 해결할 수 있도록 적절히 조절될 필요가 있으며, 바람직하게는 전체 수용액에 대하여 5 내지 1000 ppm의 농도로 포함될 수 있다. 염화은의 농도가 5 ppm 미만인 경우에는 뒤에 설명할 단계 3을 거친 후의 최종적인 나노은 입자의 농도가 너무 낮아 항균 기능이 거의 발휘되지 않는 문제점이 있고, 1000 ppm을 초과하는 경우에는 다음의 단계 3을 통해 형성되는 나노은 입자가 과다하여 항균성은 뛰어나나 침전이 발생할 뿐만아니라, 물체에 분무하였을 때 얼룩이 생기게 할 수 있으며 또한 수용액내에서 은나노 입자가 응집되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 염화은의 사용량으로서 더욱 바람직하게는 상기 염화은이 전체 수용액에 대하여 5 내지 50 ppm의 농도로 포함될 수 있다. 50 ppm을 초과하는 경우, 제조되는 나노은 입자의 침전은 발생하지 않으나, 섬유 등의 물체에 분무시 변색을 일으키거나 얼룩을 남기는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 분자량 계산을 통해 확인한 결과, 염화은 5 ppm을 사용하여 형성되는 나노은 입자의 농도는 3.7 ppm, 50 ppm을 사용하여 형성되는 나노은 입자의 농도는 35 ppm, 1000 ppm을 사용하여 형성되는 나노은 입자의 농도는 750 ppm에 해당한다.
본 발명의 항균성 흡착제 제조방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 얻은 염화은이 혼합된 폴리아크릴산의 수용액에 방사선을 조사하여 나노은 입자를 제조하여 제조된 상기 나노은 입자가 폴리아크릴산에 분산되어 있는 항균성 흡착제를 제조하는 단계이다.
방사선 조사를 하면 염화은에서 나노은 입자를 제조할 수 있으며, 이렇게 제조된 나노은 입자는 폴리아크릴산 내에 균일하게 분산되어 본 발명에 따른 항균성 흡착제를 제조할 수 있다. 이때, 상기 항균성 출발물질인 염화은과 폴리아크릴산 혼합 수용액에 1 내지 100 kGy 더욱 바람직하게는 2.5 내지 10 kGy의 방사선 조사 량을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 항균성 흡착제가 방향제, 알콜, 탈취제, 침전방지제 및 살균제 등을 추가로 포함할 수 있음은 앞에서 설명한 바와 같으며, 이들은 제조된 수용액에 첨가될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예의 의해 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 염화은을 이용한 항균성 흡착제 제조
실시예 1-1
폴리아크릴산(Aldrich사 제품, Mw 1,000,000)을 증류수 999.8 g에 0.2 g 첨가하여 용해시키고, 항균성을 위한 나노은 입자를 제조하기 위하여 염화은(Aldrich사 제품, AgCl)을 2 ppm 농도가 되도록, 즉 염화은 2.0 mg 폴리아크릴산 수용액에 첨가하고 혼합하였다. 이 혼합물에 방사선을 5 kGy 조사하여 나노은 입자 및 폴리아크릴산을 포함하는 수용액으로 이루어진 항균성 흡착제를 얻었다.
실시예 1-2 내지 1-6
실시예 1-1과 같은 방법으로 염화은의 함량만 각각 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 50 ppm, 60 ppm으로 달리하여 항균성 흡착제를 제조하였다.
<비교예 1-1 내지 1-3> 질산은을 이용한 항균성 흡착제 제조
나노은 입자를 제조하기 위해 질산은(Aldrich사 제품, AgNO3)을 각각 2 ppm, 5 ppm, 10 ppm 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 항균성 흡착제를 제조하였다.
<비교예 2-1 내지 2-3> 초산은을 이용한 항균성 흡착제 제조
나노은 입자를 제조하기 위해 초산은(Aldrich사 제품, AgCH3CO2)을 각각 2 ppm, 5 ppm, 10 ppm 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 항균성 흡착제를 제조하였다.
<비교예 3-1 내지 3-3> 구입한 나노은 분말을 이용한 항균성 흡착제 제조
증류수 999.8 g에 폴리아크릴산(Aldrich사 제품, Mw 1,000,000)을 0.2 g 첨가하여 용해시키고, 상업용 나노은 분말(주식회사 나노기술술)을 2 ppm, 5 ppm, 10 ppm 까지 첨가하고 혼합하여 나노은 입자 및 폴리아크릴산을 포함하는 수용액으로 이루어진 항균성 흡착제를 얻었다.
실시예 및 비교예를 통하여 제조된 항균성 흡착제를 대상으로 하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.
<실험예 1> 나노은 입자의 형성 확인
본 발명의 실시예 1-1에서 제조된 나노은 입자를 함유하는 수용액을 유리판에 분무하고 건조한 다음 주사전자현미경(FE-SEM, JMS-6335F, JEOL, Japan)으로 유리판에 분무된 상태를 관찰하였다.
도 2에 표시된 바와 같이 흰색으로 균일하게 형성된 나노은 입자를 확인할 수 있었다. 분무 후 폴리아크릴산이 바인더 역할을 하여 유리 표면에 잘 부착되어 있으며, 분산된 나노은 입자들은 수 나노에서부터 수 십 나노의 크기를 유지하고 있다.
이를 통해서, 본 발명의 제조방법에 의해 나노은 입자가 염화은으로부터 방사선 조사에 의해 제조되었음을 확인할 수 있었다.
<실험예 2> 항균성 흡착제의 탈취 기능 확인
실시예 1-1, 비교예 1-1, 비교예 2-1, 비교예 3-1에서 제조된 항균성 흡착제 수용액을 사용하여 본 발명에 따른 항균성 흡착제의 탈취 기능을 확인하는 실험을 하였다.
면섬유에 암모니아수(2% 암모니아 수용액)을 분무하고, 즉시 상기 실시예 1- 3, 비교예 1-3, 비교예 2-3 및 비교예 3-3에서 제조된 수용액을 분무하여 일반인 10명을 대상으로 관능시험을 실시하였다.
구체적으로 면섬유에 암모니아수의 분무 후에 일반인 10명을 대상으로 냄새를 맡게 하고, 즉시 실시예 1-1 및 비교예 1-1 내지 3-1에서 제조된 수용액을 분무한 후 즉시 다시 냄새를 맡게 하여 분무 전후의 냄새 정도를 관능 평가하였다.
그 결과, 10 명 모두 분무 전보다 분무 후에 암모니아 냄새가 줄어들었다고 하였는바, 실시예 1에서 얻은 폴리아크릴산과 나노은 입자를 포함하는 수용액은 주로 염기성 냄새분자를 흡착하여 탈취 기능을 보이는 것으로 확인되었다.
<실험예 3> 항균성 흡착제의 항균 활성 확인
실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 항균성 흡착제를 대상으로 하여 항균 활성을 확인하는 실험을 하였다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 수용액을 대상으로 세포균주들에 대한 번식 및 활성억제를 확인하기 위하여 Alternaria alternate(KACC 40020), Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici(KACC 40239), Collectotrichum higginsianum(KACC 40807) 및 Colletotrichum gloeosporioides(KACC 40690)의 곰팡이 균주들을 사용하여 10일 동안을 관측하였다. 한편, 실험 결과는 표 1에 제시되어 있고, 이들의 실험 결과 중에서 실시예 1-2, 비교예 1-2 내지 비교예 3-2에서 제조된 수용액을 대상으로 하여 비교한 실험 결과는 도 3에 제시되어 있다.
한편, 본 실험의 구체적인 방법은 다음과 같다.
각각의 곰팡이 균주들을 균일하게 배지위에서 배양을 시켰으며, 이어서, 배양된 곰팡이균주를 지름 1 cm, 두께 1 mm의 디스크 모양으로 잘라낸 뒤, 잘라낸 곰팡이 균주를 각 원형 디쉬의 가운데에 정렬을 시키고, 실시예 및 비교에 1 내지 3까지의 항균성 흡착제 수용액을 종이 페이퍼(흰색)의 곰팡이를 중심으로 도 3에서와 같이 네 귀퉁이 도 3에서 보이는 바와 같이 적하한 후, 3, 5, 7 및 10 일째에 곰팡이 균주들의 성장 방향을 방해하는 항균성을 관측하였다.
관측 결과, 실시예 1-1, 그리고 비교예 1 전체, 비교예 2 전체 및 비교예 3 전체의 경우, 항균 활성이 미미한 것으로 나타났다. 이는 침천물로 인하여 수용액 중의 나노은 입자의 농도가 낮기 때문에 발생한 결과로 이해될 수 있다. 즉, 나노은 입자의 수용액 내 농도가 3.7 ppm(이는 염화은 5 ppm을 사용하였을 때에 해당함, 즉 실시예 1-2에 해당) 이상이 될 때, 눈에 보이는 항균 활성이 나타나는 것으로 파악되었다.
한편, 실시예 1-1 내지 1-6에서 제조된 항균성 흡착제 수용액의 항균 활성을 비교하여 본 결과, 농도에 비례하여 활성이 관측되었다.
곰팡이 균주
KACC 40020 KACC 40239 KACC 40807 KACC 40690
실시예 1-1 - - - -
실시예 1-2 + + + +
실시예 1-3 + + + +
실시예 1-4 ++ ++ ++ ++
실시예 1-5 +++ ++ +++ +++
실시예 1-6 +++ +++ +++ +++
비교예 1-1 - - - -
비교예 1-2 - - - -
비교예 1-3 - - - -
비교예 2-1 - - - -
비교예 2-2 - - - -
비교예 2-3 - - - -
비교예 3-1 - - - -
비교예 3-2 - - - -
비교예 3-3 - - - -
(상기 표에서 -는 활성이 극히 미미하여 눈에 띄는 성장방해를 확인하지 못한 것을 의미하며, +는 곰팡이 균주를 대상으로 눈에 보이는 성장방행 활성을 나타낸 것을 의미한다. 한편, +의 개수가 많을수록 활성이 강해지는 것을 의미한다.)
<실험예 4> 항균성 흡착제의 침전물 생성 여부 및 섬유 분사 후 변색 여부 확인
실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 포함하는 수용액의 침전물 생성 여부와 섬유에 분사 후 변색 여부를 확인하였고, 그 결과는 아래의 표 2로 제시하였다.
실험은 각각의 실시예 및 비교예에서 제조된 수용액을 육안으로 관찰하여 침전물 생성 여부를 확인하였으며, 변색 여부를 확인하기 위하여 각각의 수용액을 흰색의 섬유를 대상으로 분무하고 30 분 경과한 후에 육안으로 관찰하였다.

실시예 1
(염화은)
비교예 1
(질산은)
비교예 2
(초산은)
비교예 3
(나노은 분말)

2 ppm
침전 없음,
변색 없음
침전 없음,
변색 없음
침전 없음,
변색 없음
침전 없음,
변색 없음

5 ppm
침전 없음,
변색 없음
침전 발생,
노란색
침전 발생,
노란색
침전 발생,
회색

10 ppm
침전 없음,
변색 없음
침전 발생,
오렌지색
침전발생,
오렌지 색
침전발생,
회색

20 ppm
침전 없음,
변색 없음

50 ppm
침전 없음,
변색 없음

60 ppm
침전 없음,
변색 없음
염화은을 사용하여 방사선 조사를 통하여 나노은을 제조한 경우는 염화은의 농도 증가에도 1000 ppm 까지는 침전물 생성이 없었다. 다만, 50 ppm을 초과하는 경우에는 섬유에 분사 후에 옅은 베이지색으로의 변색을 발견할 수 있었다. 한편, 질산은이나 초산은을 사용한 경우에는 5 ppm 이상에서부터 침전물 생성이 발생하는 것은 물론, 섬유에 분사한 후 변색이 발생하였다.
구입한 나노은 입자를 첨가하여 제조한 수용액의 경우에는 침전물이 많이 생성되는 것은 물론, 섬유에 분사한 후에 회색으로의 변색이 발생하였다.
이상의 실험 결과로부터 볼 때, 침전물의 생성 없이 나노은 입자가 폴리아크릴산에 분산되기 위해서는 염화은으로부터 방사선 조사를 통하여 나노은 입자를 수용액 상에서 직접 제조하는 것이 바람직하며, 또한, 염화은은 물에 대해서 50 ppm 이하로 포함된 상태에서 방사선 조사에 의하여 나노은이 제조될 때, 섬유 등의 물체에 분사 후에 변색이 일어나지 않는다는 사실을 확인하였다. 한편, 실험예 4를 통해서 확인되듯이, 염화은은 5 ppm 이상 사용하여 나노은을 제조하는 경우에 비로소 항균 활성을 나타내었는바, 본 발명에 따른 제조방법에 있어서 염화은은 5 내지 50 ppm을 사용하는 것이 바람직하다는 점이 확인되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조된 항균성 흡착제의 제조공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 나노은 입자를 함유한 항균성 흡착제의 분사용액을 관찰한 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy; SEM) 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 나노은 입자를 함유한 항균성 흡착제에 대하여 곰팡이 균주를 이용한 10일 동안의 번식 및 활성억제를 관찰한 사진이다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 분말상의 폴리아크릴산을 물과 폴리아크릴산의 중량 합에 대하여 0.01 내지 10 중량%의 비율로 물에 용해시켜 수용액을 얻는 단계(단계 1);
    단계 1에서 얻은 폴리아크릴산의 수용액에 염화은을 단계 2를 통해 제조되는 수용액에 대하여 5 내지 1000 ppm 첨가하고 혼합하는 단계(단계 2); 및
    염화은이 혼합된 폴리아크릴산의 수용액에 방사선을 조사함으로써 나노은 입자를 제조하여 제조된 상기 나노은 입자가 폴리아크릴산에 분산되어 있는 수용액을 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 폴리아크릴산 및 나노은 입자를 포함하는 수용액으로 이루어진 항균성 흡착제의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 폴리아크릴산의 분자량은 2,000 내지 1,000,000인 것을 특징으로 하는 항균성 흡착제의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서, 단계 1의 상기 폴리아크릴산은 물과 폴리아크릴산의 중량 합에 대하여 0.02 내지 0.05 중량%의 비율로 사용하는 것을 특징으로 하는 항균성 흡착제의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서, 단계 2의 상기 염화은은 단계 2를 통해 제조되는 수용액에 대하여 5 내지 50 ppm 사용하는 것을 항균성 흡착제의 제조방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 방사선은 전자선, 감마선 또는 엑스선이며, 조사량은 1 내지 100 kGy인 것을 특징으로 하는 항균성 흡착제의 제조방법.
  15. 제8항에 있어서, 상기 방사선은 전자선, 감마선 또는 엑스선이며, 조사량은 2.5 내지 10 kGy인 것을 특징으로 하는 항균성 흡착제의 제조방법.
  16. 제8항, 제9항, 제11항 및 제13항 내지 제15항 중의 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 항균성 흡착제.
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