KR101687236B1

KR101687236B1 - 다용도 항균성 스폰지 제조방법 및 이로부터 제조된 항균성 스폰지

Info

Publication number: KR101687236B1
Application number: KR1020140086032A
Authority: KR
Inventors: 조석형
Original assignee: (주) 지앤더블류
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2016-12-16
Also published as: KR20160006448A

Abstract

본 발명은 청소 용품(cleaning), 외과용 드레싱류, 외과용 패킹류, 생리대류 등에 다양하게 적용할 수 있는 다용도 항균성 스폰지 제조방법 및 이로부터 제조된 항균성 스폰지에 관한 것이다.

Description

다용도 항균성 스폰지 제조방법 및 이로부터 제조된 항균성 스폰지{METHOD FOR PREPARING MULTIPURPOSE ANTIBACTERIAL SPONGE AND THE SPONGE MADE THEREFROM}

일반적으로 병원 등에서 발생하는 혈액을 흡수처리 하기 위하여 외과용 스폰지의 경우, 결속되지 않은 탈지면 웹을 여러 층 적층한 후, 겉을 거즈직물로 감싸 사각형상의 패드로 제작하여 사용하는 경우가 대부분이다.

그러나 이와 같은 종래 외과용 스폰지의 경우에는 탈지면의 섬유들이 외부로 빠져나와 환자의 환부에 잔류하는 문제가 발생하였으며, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허 10-1343326(등록일자 2013.12.13)에서 외과용 스폰지에 대한 개선된 기술을 개시한 바 있다.

그러나, 상기 등록특허의 경우, 탈지면 섬유의 탈락 방지와 단순 혈액 흡수 기능 개선에 중점을 둔 기술로서, 스폰지의 고유 기능에 중점을 두고 있어 그 사용처가 매우 제한적이라는 단점이 있으며, 또한 청결을 유지하여야 하는 청소용품, 외과용품, 생리대류 등에 적용하기에 그 기능성이 떨어진다는 단점이 있다.

미국특허 US 6,711,879 B2(2004.03.30) 대한민국 등록특허 10-1343326(등록일자 2013.12.13)

본 발명은 혈액과 단백질이 존재하는 환경에서도 흡수성, 항균성을 유지하여 청소 용품(cleaning), 외과용 드레싱류, 외과용 패킹류, 생리대류에 사용하는 항균성 흡수제의 기능을 갖는 다용도 항균성 스폰지 제조방법 및 이로부터 제조된 항균성 스폰지를 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은 제1실시예로서 계면활성제가 포함된 증류수에 항균용액을 분산시켜 분산용액을 제조하는 단계(S10)와,

상기 분산용액에 스폰지를 침적시키는 단계(S20)와,

침적시킨 스폰지를 압착롤에 통과시켜 탈수하는 단계(S30)를 포함하여 이루어지는 다용도 항균성 스폰지 제조방법과,

제2실시예로서, 상기 탈수단계(S30)를 거친 스폰지를 40~70℃에서 5~20시간 동안 건조하는 단계(S40)와,

건조한 스폰지를 금형에 넣어 프레싱하여 압착하는 단계(S50)를 더 포함하여 이루어지는 다용도 항균성 스폰지 제조방법을 제공한다.

그리고 상기 다용도 항균성 스폰지 제조방법으로 제조하여, 청소용품, 외과용 드레싱류, 외과용 패킹류, 생리대류에 포함되는 항균성 흡습제로 사용되는 다용도 항균성 스폰지를 제공한다.

본 발명에 따라 제조된 다용도 항균성 스폰지는 혈액과 단백질에 존재하는 환경에서도 흡수성, 항균성을 유지하는 항균성 재료로서 청소 용품(cleaning), 외과용 드레싱류, 외과용 패킹류, 생리대류 등에 다양하게 적용할 수 있다는 장점을 갖는다.

이하, 상기의 기술 구성에 대한 내용을 구체적으로 살펴보고자 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 다용도 항균성 스폰지 제조방법은

제1실시예로서, 계면활성제가 포함된 증류수에 항균용액을 분산시켜 분산용액을 제조하는 단계(S10)와,

상기 분산용액에 스폰지를 침적시키는 단계(S20)와,

침적시킨 스폰지를 압착롤에 통과시켜 탈수하는 단계(S30)를 포함하여 이루어지거나,

또는

제2실시예로서, 계면활성제가 포함된 증류수에 항균용액을 분산시켜 분산용액을 제조하는 단계(S10)와,

상기 분산용액에 스폰지를 침적시키는 단계(S20)와,

침적시킨 스폰지를 압착롤에 통과시켜 탈수하는 단계(S30)와,

탈수단계를 거친 스폰지를 40~70℃에서 5~20시간 동안 건조하는 단계(S40)와,

건조한 스폰지를 금형에 넣어 프레싱하여 압착하는 단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1실시예의 제조방법을 통해 제조된 항균성 스폰지는 청소용품으로 사용되며, 상기 제2실시예의 제조방법을 통해 제조된 항균성 스폰지는 외과용 드레싱류, 외과용 패킹류, 생리대류에 사용된다. 이외에 라식 수술시 흐르는 액체를 흡수하는데도 사용이 가능하다.

상기 스폰지는 PVA(폴리비닐 알콜-아세탈)를 물에 용해시켜 PVA 용액을 조성하고,

상기 PVA용액에 옥수수 전분을 가하여 분산시킨 후, 35~45℃에서 30분~1시간 30분 동안 교반하여 혼합물을 조성하고,

상기 혼합물에 폴르말린 용액과 황산을 첨가하여 반응원액을 조성하고,

상기 반응원액을 금형 틀에 붓고, 55~60℃에서 15~25 시간 동안 방치하여 반응시켜 반응 성형품을 제조하고,

상기 반응 성형품을 수산화나트륨 용액으로 중화하고,

중화시킨 성형품을 물로 세척한 후 탈수하는 과정을 8~15회 반복하여 옥수수 전분을 제거하고,

옥수수 전분이 제거된 성형품을 건조하여 제조된 PVA계 스폰지를 사용한다.

상기 PVA는 폴리비닐 알콜과 포름알데하이드(아세탈)의 공중합체로서, 폴리비닐 아세테이트를 포함하는 것도 가능하다.

상기 PVA 용액은 평균 중합도 1,200이고, 평균 겔화도 98.6%인 PVA를 물에 용해시켜 8%의 농도로 조절된 것을 사용한다.

상기 혼합물은 상기 PVA용액 92~98wt%에 150~300mesh의 옥수수 전분 2~8wt%을 첨가하여 분산시킨 후, 35~45℃에서 30분~1시간 30분 동안 교반하여 조성된 것을 사용한다.

상기 반응원액은 상기 혼합물에 38%의 포르말린 용액과 50%의 황산용액을 첨가하되, 상기 포르말린 용액과 황산용액을 15~8:6~10의 부피비로 배합조성한다.

상기 반응원액은 40~50℃의 온도를 유지하는 금형 틀을 통해 반응 성형품으로 제조되고, 상기 반응 성형품은 중화과정과 세척과정을 마침으로써 포어사이즈가 2~5미크론이고, 다공성이 90~98 부피%인 PVA계 스폰지가 완성된다.

이와 같이 완성된 PVA계 스폰지는 추가적으로 물에 담근 후 탈수하여 요오드 정색법(의약품 첨가물 기준)에 정색하여 전분이 남아 있는지를 확인한다.

상기 항균용액은 키토산 2~10wt%를 초산용액 90~98wt%에 용해시켜 키토산 용액을 조성하고,

상기 키토산 용액 95~99wt%에 질산은 0.1~2wt%와 황산아연 0.5~3wt%를 가하여 착물화 반응시켜 제조된 키토산계 에멀젼 용액임을 사용한다.

상기 키토산 용액에 있어, 키토산 함량이 2wt% 미만인 경우에는 항균성이 떨어지고, 10wt%를 초과하게 되는 점도가 높아 겔화하여 에멀젼용액을 만들기가 쉽지 않은 문제가 있으므로, 상기 키토산의 함량은 2~10wt%의 범위 내로 한정한다.

또한 상기 에멀젼 용액의 제조에 있어, 질산은의 함량이 0.1wt% 미만인 경우에는 항균성이 떨어지는 문제가 있고, 2wt%를 초과하게 되는 경우에는 착물을 형성하기 어렵고 가격이 높아지는 문제가 있으므로, 상기 질산은의 함량은 0.1~2wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 황산아연의 함량이 0.5wt% 미만인 경우에는 항균성이 떨어지는 문제가 있고, 3wt%를 초과하게 되는 경우에는 착물을 형성하기 어려운 문제가 있으므로, 상기 황산아연의 함량은 0.5~3wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.

이하, 상기의 기술 구성에 대해 제조예, 실시예를 통해 구체적으로 살펴보고자 한다.

[제조예 1]

[ 항균용액의 제조 ]

분자량 3만~40만의 키토산 50g을 5% 초산용액 1,000g에 용해시키고 용해시킨 키토산용액에 질산은 5g과 황산아연 15g을 첨가하여 착물화 반응시켜 키토산계 에멀젼 항균 용액을 제조한다.

[제조예 2]

[ 폴리비닐알콜 스폰지의 제조 ]

평균 중합도 1,200, 평균 겔화도 98.6%의 PVA를 물에 용해시켜 8중량%의 PVA 용액을 준비한다.

상기 PVA 용액 1kg에 200 메쉬의 옥수수 전분 50g을 첨가하여 잘 분산시킨 후, 40℃로 1시간 동안 교반하여 혼합물을 조성한다.

다음으로, 상기 혼합물에 38% 포르말린 용액 100cc와 50% 황산 90cc를 첨가 혼합하여 반응 원액을 조성한다. 그리고 이렇게 얻은 반응 원액을 45℃의 금형 틀에 붓고, 55~60℃에서 20시간 동안 방치하여 반응시킨다.

반응 후 얻어진 반응 성형품을 꺼낸 다음 수산화나트륨 용액으로 중화한다.

다음으로, 중화시킨 성형품을 다량의 물로 씻고 탈수하기를 10회 반복하여 옥수수 전분을 제거하고 건조하여 PVA계 스폰지(포어 사이즈 2~5 미크론, 다공성 90~98부피%)를 수득한다.

상기 수득한 PVA계 스폰지를 물에 담근 후 탈수하여 요오드 정색법(의약품 첨가물 기준)에 정색하여 옥수수 전분이 남아 있는지를 확인한다.

이하, 상기 제조예 1 및 제조예 2를 통해 제조된 항균용액과 스폰지를 이용한 항균성 스폰지 제조에 대한 구체적인 예를 살펴보고자 한다.

상기 제조예 1을 통해 제조한 항균용액을 0.5% TW-80 계면활성제가 포함된 증류수에 1중량%로 분산시키고 여기에 이 용액에 상기에서 제조예 2를 통해 제조한 PVA스폰지(300㎜×250㎜×10㎜)를 충분히 침적시킨 후 압착롤에 스폰지를 통과시켜 탈수하여 항균성 스폰지를 제조하였다. 그리고 이와 같이 제조된 항균성 스폰지는 청소용품에 사용하였다.

상기 실시예 1에서 제조한 항균 PVA 스펀지를 60℃에서 12시간 건조하였다. 상기 건조된 스펀지를 두께 1㎜의 금형 틀에 넣고 10ton으로 프레싱하여 압착된 항균 PVA스펀지를 제조하였다. 이와 같이 제조된 항균성 스펀지를 일정한 모양으로 커팅하여 안과용 흡수제로 사용하였다.

상기 실시예 1에서 제조한 PVA스폰지(300㎜×250㎜×20㎜)를 60℃에서 12시간 건조하였다. 상기 건조된 스펀지를 두께 2㎜의 금형 틀에 넣고 10ton으로 프레싱하여 압착된 항균 PVA스펀지를 제조하였다. 이와 같이 제조된 항균성 스펀지를 일정한 모양으로 커팅하여 외과용 흡수재 및 팽킹류로 사용하였다.

[시험예 1]

상기 실시예에서 제조한 시편을 사용하여 ISO 22196(Measurement of antibacterial activity on plastics surface)에 따라 항균력을 테스트하였다. 시험균주로는 대장균 : Escherichia coli (ATCC 8739), Staphylococcus aureus (ATCC 6538P)를 사용하였다.

ISO 22196 규격에 따라 상기 실시예 1 및 2에서 제조한 시편 5㎝×5㎝ 시험편, 대조편과 4㎝×4㎝ polypropylene 필름을 준비하고 시험편 및 대조편(항균처리하지 않은 스펀지) 위에 3.4×10⁵ CFU/㎖농도로 희석한 균액 0.4 ㎖를 떨어뜨린 후 필름을 덮어 시편위에 균액이 골고루 퍼지도록 하였다. 접종된 시험편 및 대조편을 항온인큐베이터(36±1℃, 상대습도 90% 이상)에서 24hr동안 배양하였다. 배양 후 각각의 시편 위의 균액을 회수하여 고체 배지에 접균한 뒤, 36±1℃, 상대습도 90%이상에서 24hr 동안 배양하였다. 배양 후 대조시료의 초기 균수(Ma)와 24시간 배양 후 대조시료(Blank)의 균수(Mb), 24시간 배양 후 시험시료(Sample)의 균수(Mc)를 측정하여 항균활성치(R=log(Mb/ Mc))와 정균감소율([(Mb - Mc) / Mb] ×100)을 구하였다.

실시예	균종	시험구	생균수	항균활성치	감소율(%)
1	Staphylococcu aureus	대조구(접종 직후)	2.8×10⁵	-	-
		대조구(24시간 후)	5.3×10⁶	-	-
		시료(24시간 후)	2.8×10¹	5.03	99.9
1	Escherichia coli (ATCC 8739)	대조구(접종 직후)	2.7×10⁵	-	-
		대조구(24시간 후)	5.5×10⁶	-	-
		시료(24시간 후)	10<	5.74	99.9
2	Staphylococcu aureus	대조구(접종 직후)	2.8×10⁵	-	-
		대조구(24시간 후)	5.3×10⁶	-	-
		시료(24시간 후)	5.2×10²	4.01	99.9
2	Escherichia coli (ATCC 8739)	대조구(접종 직후)	2.7×10⁵	-	-
		대조구(24시간 후)	5.5×10⁶	-	-
		시료(24시간 후)	10<	5.74	99.9

항균 실험을 실시한 결과 항균활성치 4이상, 항균 감소율 99.9%의 항균력을 나타내었다.

본 발명에 따른 다용도 항균성 스폰지는 혈액과 단백질에 존재하는 환경에서도 흡수성, 항균성을 유지하는 항균성 재료로서 청소 용품(cleaning), 외과용 드레싱류, 외과용 패킹류, 생리대류 등에 다양하게 적용이 가능하여 산업상 이용가능성이 크다.

Claims

계면활성제가 포함된 증류수에 항균용액을 분산시켜 분산용액을 제조하는 단계(S10)와,
상기 분산용액에 스폰지를 침적시키는 단계(S20)와,
침적시킨 스폰지를 압착롤에 통과시켜 탈수하는 단계(S30)를 포함하여 이루어지는 것에 있어서,

상기 스폰지는 PVA를 물에 용해시켜 PVA 용액을 조성하고,
상기 PVA용액에 옥수수 전분을 가하여 분산시킨 후, 35~45℃에서 30분~1시간 30분 동안 교반하여 혼합물을 조성하고,
상기 혼합물에 폴르말린 용액과 황산을 첨가하여 반응원액을 조성하고,
상기 반응원액을 금형 틀에 붓고, 55~60℃에서 15~25 시간 동안 방치하여 반응시켜 반응 성형품을 제조하고,
상기 반응 성형품을 수산화나트륨 용액으로 중화하고,
중화시킨 성형품을 물로 세척한 후 탈수하는 과정을 8~15회 반복하여 옥수수 전분을 제거하고,
옥수수 전분이 제거된 성형품을 건조하여 제조된 PVA계 스폰지임을 특징으로 하는 다용도 항균성 스폰지 제조방법.
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