KR101961366B1 - 금 나노 입자가 분산 함유되어 있는 항균제 혹은 소취제 조성물, 및 이를 함유한 금나노 함유 제품 - Google Patents

Abstract

금 나노 입자가 분산 함유되어 있는 항균제 혹은 소취제 조성물, 및 이를 함유한 금나노 함유 제품이 제공된다.
본 발명은, 플레이트 플레이크(plate flake), 구, 다면체 중 하나 이상의 형상을 가지며; 1~500nm 크기를 갖는, 금(Au)의 원자가 전자수가 0인 금 나노입자가 1~1000ppm 농도로 분산 함유되어 있는 금 나노 입자를 포함하는 항균제 및 소취제 조성물에 관한 것이다.

Description

금 나노 입자가 분산 함유되어 있는 항균제 혹은 소취제 조성물, 및 이를 함유한 금나노 함유 제품{ANTI-BACTERIAL AGENT OR DEODORANT COMPOSITION CONTAINING NANO GOLD PARTICLES, AND PRODUCT OBTAINED THEREFROM}

본 발명은 인체에 유익한 금 나노 입자가 분산 함유된 항균 혹은 소취 효과를 지니고 있는 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 물리적 증착방법으로 제조되고, 구형, 플레이트 플레이크 형 등의 형상을 갖는 직경 1~500nm의 금 나노입자를 포함하는 항균제 혹은 소취제 조성물 및 이들 조성물을 포함하는 금 나노 입자 함유 제품에 관한 것이다.

세균은 인체의 분비물을 분해함으로써 악취를 생산하는 것으로 알려져 있다.

예를 들면, 액취의 악취의 원인은 피부의 아포크린 땀샘으로부터 분비되는 땀이 원인인데, 그 땀이 피부 상에 분비되면 피지샘으로부터 분비된 지방분이나 에크린 땀샘으로부터 분비된 땀과 섞이고, 그것이 피부나 액모의 피부 상재균에 의해 분해되어, 액취의 악취를 발하는 물질이 생성된다. 상기 피부 상재균에는 황색포도상구균, 아크네균 등이 있고, 악취의 성분에는 부티르산, 발레르산 등이 있다. 악취로서는, 액취, 땀내, 모발 냄새 등이 있다.

일반적인 악취의 종류로서는, 지방산계(체취, 땀 등), 질소 화합물계(부패된 요 등), 유황 화합물계(분변 등)의 3개 타입으로 크게 나누어진다. 이들 악취를 방지하는 수단에는, (1) 향료에 의한 마스킹, (2) 활성탄, 제올라이트 등에 의한 흡착, (3) 산, 알칼리에 의한 중화, (4) 항균제에 의해 살균하는 방법이 있다. (1)의 마스킹은 향료의 휘발에 의해 일시적으로 악취를 느끼지 못하게 하지만, 악취가 재현되어 버리기 때문에 근본적인 악취방지의 효과는 없다. (2)의 흡착법은 흡착 능력에 한계가 있기 때문에 악취 제거의 성능에 문제가 있다. (3)의 중화법은 특정 악취에밖에 적용시킬 수 없다는 문제가 있다. (4)의 항균제로 세균을 살균하는 방법은 항균제의 종류에 따라 알레르기 등의 자극이 있어 바람직하지 않은 것이 있지만, 은계 무기 항균제(은 제올라이트)는 광범위한 안전성, 항균스펙트럼, 지속성 등을 갖는 것이 평가되어, 예를 들면 항균액, 소취액, 화장품, 위생 제품 등의 제품에 사용되고 있으나, 은(Ag)이 가진 중금속 특성으로 인해 세계적으로 은의 인체 적용에 대한 규제가 이루어지고 있는 현실이다.

한편, 최근 은(Ag) 제올라이트에 관한 다양한 발명이 제안되고 있다. 예를 들면, 이온 교환 가능한 이온의 일부 또는 전부를 아연 이온, 암모늄 이온 및 은 이온의 금속 이온으로 이온 교환한 항균성 제올라이트와, 실리콘을 함유한 방취 화장료가 제안되어 있고, 그 방취 화장료의 항균성 제올라이트((주) 시나넨 제오믹 제조 제오믹 AJ10N, 평균 입자경 약 2.5 ㎛)(은 제올라이트의 은 이온을 담지하는 중량；2.2 중량%)를 에어졸 타입으로서 사용하는 것이 기재되어 있다. 또한 상기 은 이온에 의한 변색을 억제하는 시도로서, 제올라이트를 은 이온으로 치환한 은 제올라이트에 암모늄 이온을 배합하는 내변색성이 우수한 항균성 제올라이트가 제안되고 있다.

또한 상기 은 제올라이트에 즉효성능이 없는 것을 지적한 문헌이 보고되고 있다. 문헌에는 세균이나 곰팡이에 대해 항균 효과가 장기간 지속되는 항균제로서 아연, 은, 구리 등의 중금속 이온을 포함하는 제올라이트계 항균제가 기재되어 있다. 중금속 이온의 종류로서는 은 이온이 안전성 측면에서 특히 우수하기 때문에 최근들어 폭넓게 사용되고 있다. 은 이온은 처리 직후의 살균력 및 소취력에 관해서는 염소계 살균제 등의 산화제에 비하면 살균성능이 불충분하기 때문에, 그 문제를 해결하기 위해 제올라이트계 항균제 대신에 은 클로로 착염과산화제를 포함하는 항균제가 제안되어 있다. 그러나 은 제올라이트로부터 즉효성이 있는 은 이온을 생성할 수 있다면 악취를 발생시키는 세균을 살균할 수 있고, 그 결과로서 방취할 수 있는 것은 명확하다.

그러나 앞서 언급된데로, 은 이온이 가진 특별한 소취, 항균 능력에도 불구하고, 은 이온 함유 제품은 중금속에 의한 인체 유해성으로 인해 세계적으로 그 규제가 제한되고 있으며, 향후에도 은 이온에 대한 인식이나, 인체 유해성이 변하기는 어려운 실정이다.

한편 시판 품인 TINOSAN SDC(상품명)는 스킨 케어용 항균제로서 방부제 파라벤을 사용하지 않는 파라벤 프리, 알코올을 사용하지 않는 알코올 프리로, 누구나 안심하고 사용할 수 있기 때문에 우수한 항균제로서 평가되고 있다. 그러나 일반 소비자가 일상적으로 사용하는 데는 매우 고가인 것이 난점이 되어, 일반적으로 보급되어 있지 않다. 이에, 새로운 소재를 활용한 항균 혹은 소취액 및 가격경쟁력을 지미고 있는 소재 개발 방법이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안정성을 확보하면서 항산화 효과로 인한 항균, 소취 효과를 지니고 있는 금 나노 입자를 이용함으로써 장기간에 걸친 보존에 있어도 변색될 우려가 없고, 아울러 사용하는 다양한 용도에 따른 금 이온 농도를 자유롭게 선택할 수 있는 금 나노 입자를 함유한 항균제 혹은 소취제 조성물을 제공함을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

플레이트 플레이크(plate flake), 구, 다면체 중 하나 이상의 형상을 가지며; 1~500nm 크기를 갖는, 금(Au)의 원자가 전자수가 0인 금 나노입자가 1~1000ppm 농도로 분산 함유되어 있는 금 나노 입자를 포함하는 항균제 및 소취제 조성물에 관한 것이다.

상기 항균제 및 소취제 조성물은, Si-O 결합을 갖는 실록산, 및 유지(oil and fat)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다.

상기 실록산은 프로실록산((H₂SiO)_n) 및 오르가노폴리실록산((R₂SiO)_n)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다.

상기 실록산은 사이클로트리실록산(Cyclotrisiloxane), 사이클로테트라실록산(Cyclotetrasiloxane), 사이클로펜타실록산(Cyclopentasiloxane), 사이클로헥사실록산(Cyclohexasiloxane), 및 폴리디메틸실록산(PDMS; Polydimethylsiloxane)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.

상기 유지는 글리세롤 및 지방산을 포함하며,

상기 지방산은 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산, 오메가-9 지방산, 팔미틴산, 및 스테아린산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다.

상기 금 나노 입자가 1~300ppm 범위로 분산 함유되어 있는 것이 바람직하다.

상기 금 나노입자가 3~30nm 크기를 가지는 것이 바람직하다.

상기 금 나노입자는 물리 증착법으로 제조된 것이 바람직하다.

상기 금 나노 입자는 표면 원자가 일렬로 배열되어 직선을 이루고, 복수 개의 상기 직선이 평행하게 배열된 것을 수 있다.

또한 본 발명은 상기 항균제 및 소취제 조성물을 동결건조 또는 분무건조함으로 제조되는 금나노 입자 함유 항균제 및 소취제 분말에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 항균제 및 소취제 조성물이 액상 화장료, 물티슈, 액상 데오드란트, 액상 욕용제, 액상 세탁 유연제의 군으로부터 선택된 적어도 1종의 제품에 배합 사용됨으로써 제조되는 금 나노 입자 함유 제품에 관한 것이다.

본 발명의 금나노 입자가 함유된 항균제 혹은 소취제 조성물은 그 용도에 따라 금 나노 입자 농도를 정제수의 배합량 등으로 임의로 조정할 수 있으며, 또한 저렴하기 때문에 보급품으로서 일반 사람이 이용할 수 있다.

그리고 스킨 케어용 항균제로서 파라벤 프리, 알코올 프리로 누구나가 안심하고 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 금나노 입자가 함유된 항균제 혹은 소취제 조성물은 종래의 은 담지 제올라이트의 이온 교환 작용으로는 불가능하였던 세균을 단시간에 살균하는 즉효성을 가지고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금 나노 입자의 전자현미경 사진이다.
도 2는 종래의 금 나노 입자의 전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 금 나노입자의 전자현미경 사진이다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명의 항균제 및 소취제 조성물은, 플레이트 플레이크(plate flake), 구, 다면체 중 하나 이상의 형상을 가지며; 1~500nm 크기를 갖는, 금(Au)의 원자가 전자수가 0인 금 나노입자가 1~1000ppm 농도로 분산 함유되어 있음을 특징으로 한다. 즉, 본 발명은, 플레이트 플레이크 형 등을 갖는 직경 1~500nm의 금 나노 입자를 기존의 화학적 제조방법을 배제하고 물리적 증착법으로 제조함으로써 금의 원자가 상태가 0가, 즉, 순수한 금을 지니고 있는 물질을 제조함으로써 인체에 유익하고, 순환 및 배출이 용이한 나노 플레이트 플레이크, 구 및 다면체 중 어느 하나 이상의 형상을 지니는 금 나노 입자가 분산된 항균제 혹은 소취제 조성물을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명을 설명하기 위해 본 발명에서 사용되는 금 나노입자의 성질에 대해 간략히 설명한다.

금은 동의보감에서는 심장, 간장, 신장 등에 작용하여 간기를 원만하게 하고, 심기를 가라앉히고, 신장을 자양한다라고 보고되어, 이온작용으로 인한 혈액순환 촉진으로 피부노화방지 및 기미제거에 좋다고 보고되고 있으며, 호르몬 분비촉진으로 인한 피부 활성화, 해독작용으로 인한 상처치유 및 소취, 항균기능이 가능하다고 보고되고 있다.

또한 본초강목에서는 성분이 고르고 신맛이 나며 독이 없고 진신과 안혼에 진심하고 오장을 더하며 첨정보수하고 오장의 풍간과 실지한 증세를 치료하고 어린이의 경기를 낫게 한다고 보고되고 있다. 또한 순금의 해독작용은 피부염을 치료하고 종기는 뿌리까지 제거된다고 보고되고 있으며, 신경안정작용, 피부정화작용, 면역력의 강화, DNA 잠재력의 활성화, 생체순환 활성화, 심장, 비장, 췌장, 근육에서의 손상된 세포의 재생, 뇌하수체 내분비선을 자극하여 영양성분 흡수 개선 효과를 가지고 있다고 보고되고 있다.

그러나 이러한 유용한 금의 효능에도 불구하고, 입자 크기가 10nm 이상이 될 경우, 인체 혈관을 통해 순환되며 남아 문제가 될 수 있다는 연구보고가 있어, 나노 금에 대한 안정성 문제가 제기되고 있다. 그러나 10nm 이하의 나노 금은 인체에서 배출되며, 특히 이온화되지 않은 나노 금, 즉, 벌크 상태의 금은 인체에 무해하다는 선진국의 연구결과가 보고되어 있다.

그런데 금 나노 입자 제조를 위한 제조 방법이 아직까지는 화학적 방법 이외에는 개발되지 않아, 그 효용성에 대비하여 아직까지는 많은 적용이 이루어지고 있지 않다. 한편, 최근 이슈가 되고 있는 나노 금 제조를 위해서는, 왕수, 혹은 염산과 같은 인체에 유해한 성분을 사용하거나, 금속 seed를 형성시킨 후, 다시 계면활성제를 제거해야 한다는 문제점을 지니고 있다. 또한 현재 인체에 사용하기 위한 금 함유 화장품 혹은 의약품, 건강보조 식품에 함유되어 있는 금의 경우, 200nm 이상의 입자로서, 인체에 무해한 10nm 이하의 금을 만들 수 없다는 단점을 지니고 있다. 많은 연구자들이 이와 같은 금 나노입자의 문제점을 보완하기 위한 일환으로 수열합성, 이온교환법 등의 제조 방법에 대한 연구를 진행하여, 10nm 이하의 입자를 제조하는 연구를 진행중에 있으나, 아직까지 상용화를 위한 개발은 요원한 실정이다.

이하, 본 발명의 금 나노 입자를 포함하는 항균제와 소취제 조성물을 설명한다.

본 발명에서는, 플레이트 플레이크(plate flake), 구, 다면체 중 하나 이상의 형상을 가지며; 1~500nm 크기를 갖는, 금(Au)의 원자가 전자수가 0인 금 나노입자가 1~1000ppm 농도로 분산 함유되어 있는 금 나노 입자를 포함하는 항균제 및 소취제 조성물을 제공한다.

본 발명은 플레이트 플레이크 형 등의 나노 금 입자를 물리 증착법으로 제조함을 특징으로 하며, 구체적으로 입자크기를 500nm 이하, 보다 바람직하게는, 30nm 이하의 금 나노입자를 제조하기 위해, 기존 나노 금 입자 제조를 위해 사용되던 화학적 제조방법을 배제하고 물리적인 방법을 이용하여 제조함으로써 금의 원자가 상태가 0가, 즉, 순수한 금을 지니고 있는 물질을 제조함을 특징으로 한다. 이러한 금 나노입자는 인체에 유익하고, 순환 및 배출이 용이한 나노 플레이트 플레이크, 구 및 다면체 중 어느 하나 이상의 형상으로 이루어져 있으므로 효과적으로 항균제 및 소취제 조성물을 제공할 수 있다.

그리고 금의 경우, 환원전위(reduction potential)가 높아 다른 금속 및 금속산화물 보다 상대적으로 이온형태로 존재할 가능성이 낮으며, 이런 이유로 인체에 안전한 특성(bioinert)을 가진다. 또한 본 발명의 금 나노 입자는 기존의 금 혹은 무기물 나노입자와 달리 입자 크기가 10nm 이하이기 때문에 신장을 거쳐 자연 배출이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명에서 상기 금 나노 입자의 크기가 1nm 미만으로 제조하게 되면 제조 원가에 의한 경제성이 떨어질 수 있음과 동시에 원자단위로 이루어진 입자 사이즈로는 효과를 증가시킬 수 없으며, 금 나노 입자의 크기가 500nm를 초과하면 입자의 분산성과 도포성이 저하할 수 있다.

보다 바람직하게는, 1~30nm 크기를 갖는 금 나노 입자를 이용하는 것이다.

또한 본 발명에서 상기 항균제 및 소취제 조성물은, Si-O 결합을 갖는 실록산, 및 유지(oil and fat)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다. 이들은 본 발명의 항균제 및 소취제 조성물을 제조하는 공정에서 필수적으로 도입되는 오일을 이루는 조성성분으로 모두 식용 가능하다.

본 발명에서 상기 실록산은 프로실록산((H₂SiO)_n) 및 오르가노폴리실록산((R₂SiO)_n)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다.

그리고 상기 실록산은 사이클로트리실록산(Cyclotrisiloxane), 사이클로테트라실록산(Cyclotetrasiloxane), 사이클로펜타실록산(Cyclopentasiloxane), 사이클로헥사실록산(Cyclohexasiloxane), 및 폴리디메틸실록산(PDMS; Polydimethylsiloxane)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 사이클로트리실록산은 헥사메틸사이클로트리실록산일 수 있고, 상기 사이클로테트라실록산은 옥타메틸 사이클로테트라실록산일 수 있고, 상기 사이클로펜타실록산은 데카메틸사이클로펜타실록산 또는 펜타메틸사이클로펜타실록산일 수 있고, 상기 사이크로헥사실록산은 도데카메틸사이클로헥사실록산일 수 있다.

또한 상기 유지는 글리세롤 및 지방산을 포함하며, 상기 지방산은 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산, 오메가-9 지방산, 팔미틴산, 및 스테아린산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다. 구체적으로, 상기 유지는 올리브 오일, 코코넛 오일, 포도씨 오일, 살구씨 오일, 로지힙 오일, 아보카도 오일, 스윗아몬드 오일 등일 수 있다.

본 발명에서는 상기 금 나노 입자가 상기 항균제 및 소취제 조성물 내에 1~1000ppm 범위로 분산 함유되어 있는 것이 바람직하며, 1~500ppm 정도로 처리하는 것이 더욱 바람직하다. 소취제 및 항균제 조성물에서 금 함량이 1ppm 이하가 되면 항산화 효과가 줄어들어 소취 혹은 항균 특성이 저하하게 되며, 과도하게 처리될 경우에는 경제적인 측면에서 불리하기 때문이다.

한편, 종래의 화학적인 방법 등으로 제조된 금 나노 입자는, 표면 장력(Surface Tension)과 표면 에너지(Surface Energy)의 영향으로 금 나노 입자가 서로 중첩되거나 한 덩어리로 뭉쳐지는 문제점이 발생한다. 이로 인해, 상기 금 나노 입자는 주변 입자의 영향으로 인해 울퉁불퉁하거나, 지그재그(Zigzag) 형태의 표면을 갖게 된다.

그러나, 본 발명의 금 나노 입자는 오일에 균일하게 분산되어 있으며, 표면 장력 및 표면에너지가 최소화되어 있다. 따라서, 기존의 금 나노 입자와는 달리 금 나노 입자가 서로 중첩되거나 한 덩어리로 뭉쳐지는 현상이 발생하지 않아, 종래의 금 나노 입자와는 달리 매끄러운 표면을 갖는다.

구체적으로, 매끄러운 표면을 갖는 본 발명의 금 나노 입자는, 표면 원자가 일렬로 배열되어 직선을 이루고, 복수 개의 상기 직선이 평행하게 배열되어 있다. 도 1의 (b) 및 (c)에 따르면, 금 나노 입자의 표면에 위치한 원자가 일렬로 배열된 복수 개의 직선이 평행하게 배열되어 있음을 확인할 수 있다.

반면, 도 2는 종래의 금 나노 입자를 전자현미경으로 촬영한 사진으로, 도 2의 (a)에 따르면, 금 나노 입자의 표면이 울퉁불퉁한 형상임을 확인할 수 있다. 또한, 도 2의 (b)에 따르면, 금 나노 입자 간의 중첩으로 인하여 빨간색으로 표시된 부분에서 원자의 배열이 찌그러져 있음을 확인할 수 있으며, 이러한 찌그러진 부위에서는 금 나노 입자의 표면이 울퉁불퉁하거나 지그재그 형태를 나타낸다.

이와 같이, 본 발명의 금 나노 입자는 표면 원자가 일렬로 배열되어 직선을 이루고, 복수 개의 상기 직선이 평행하게 배열된 매끄러운 표현을 가짐으로 인하여, 종래의 금 나노 입자가 가지고 있는 플라즈몬(plasmon effect) 효과에서 나아가, 자외선A(UV-A) 영역 파장부터 가시광선 영역의 파장까지 흡수가 가능하다.

그리고 자외선A(UV-A)영역의 파장부터 가시광선 영역의 파장까지 흡수가 가능한 본 발명의 금 나노 입자는 630~780nm의 파장에서 플라즈몬 효과를 나타내어 붉은 계열의 색을 띌 수 있다.

다음으로, 본 발명의 항균제 및 소취제 조성물의 제조방법을 설명한다.

본 발명은, 물리 증착법으로 제조되고, 플레이트 플레이크, 구, 다면체 중 하나 이상의 형상을 가지며 1~500nm 크기를 가진, 그 원자가 전자수가 0인 금 나노 입자가 1~1000ppm의 농도로 분산되어 있는 오일을 마련하는 공정; 및 상기 오일을 희석하는 공정;을 포함한다.

먼저, 본 발명에서는 물리 증착법을 이용하여 제조된 플레이트 플레이크 형 등의 형상을 갖는 1~500nm 크기를 가진 금 나노 입자가 100~2000ppm의 농도로 분산 함유되어 있는 오일을 마련한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 금 나노 입자가 분산된 오일을 제조하는 방법은, a) 물리적 증착 장치 내부에 금(Au) 타겟과 증착대상물인 오일을 장착하고, 아르곤 가스를 공급하는 단계, b) 상기 장치 내부에 플라즈마를 생성시켜 플라즈마 이온과 금 타겟을 충돌시키는 단계, 및 c) 상기 충돌로 인해 발생된 금 나노 입자가 상기 오일에 분산되어 금 나노 입자가 분산된 오일을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 오일은 Si-O 결합을 갖는 실록산, 및 유지(oil and fat)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다.

그리고 상기 실록산은 프로실록산((H₂SiO)_n) 및 오르가노폴리실록산((R₂SiO)_n)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다.

나아가, 상기 실록산은 사이클로트리실록산(Cyclotrisiloxane), 사이클로테트라실록산(Cyclotetrasiloxane), 사이클로펜타실록산(Cyclopentasiloxane), 사이클로헥사실록산(Cyclohexasiloxane), 및 폴리디메틸실록산(PDMS; Polydimethylsiloxane)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 사이클로트리실록산은 헥사메틸사이클로트리실록산일 수 있고, 상기 사이클로테트라실록산은 옥타메틸 사이클로테트라실록산일 수 있고, 상기 사이클로펜타실록산은 데카메틸사이클로펜타실록산 또는 펜타메틸사이클로펜타실록산일 수 있고, 상기 사이크로헥사실록산은 도데카메틸사이클로헥사실록산일 수 있다.

또한 상기 유지는 글리세롤 및 지방산을 포함하며, 상기 지방산은 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산, 오메가-9 지방산, 팔미틴산, 및 스테아린산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수가 있다. 구체적으로, 상기 유지는 올리브 오일, 코코넛 오일, 포도씨 오일, 살구씨 오일, 로지힙 오일, 아보카도 오일, 스윗아몬드 오일 등일 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 금 나노 입자가 분산된 오일은 물리적 증착 방법으로 제조된 것으로, 기존의 화학적 방법으로 금 나노 입자를 제조하는 방법과는 달리 왕수 또는 염산과 같은 인체에 유해한 성분을 사용하지 않으며, 금속 시드를 형성시킨 후 제거해야 할 필요가 없으므로 공정이 단순화되는 효과가 있다. 이러한 물리적 증착 방법으로 제조된 금속 나노 입자는 원자가 전자수가 0일 수 있다.

한편, 제조된 금 나노 입자가 분산된 오일의 경우, 벌크 상태의 금의 경우 가시광선의 빛을 흡수하지 않지만, 50nm이하의 금 나노 입자의 경우, 530nm의 가시광선을 강하게 흡수함으로서 색깔이 진한 적포도주색을 띄게 된다. 본 발명에 의해 제조된 금 나노 입자가 분산된 오일의 경우, 50nm 이하의 크기로 이루어질 수 있으므로 색깔이 적포도주색을 띄는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 사용되는 금 나노 입자가 분산된 오일은 1~500nm 크기의 금 나노입자가 1~1000ppm의 농도로 분산 함유되어 있는 오일을 이용함으로써 경제성을 확보할 수 있으며, 아울러, 금이 가지고 있는 이온작용으로 인한 혈액순환 촉진, 호르몬 분비 촉진으로 인한 피부 활성화, 혈액순환 촉진 효과를 활용한 것이다. 이때 오일 내의 금 나노 입자의 크기가 1nm 미만으로 제조하게 되면 제조 원가에 의한 경제성이 떨어질 수 있음과 동시에 원자단위로 이루어진 입자 사이즈로는 효과를 증가시킬 수 없으며, 금 나노 입자의 크기가 500nm를 초과하면 입자의 분산성 및 도포성이 저하하게 된다.

따라서 본 발명에서 사용되는 금 나노 입자의 크기는 1~500nm 크기를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는, 3~30nm 크기를 갖는 금 나노 입자 오일을 적용하는 것이다.

이어, 본 발명에서는 상기 오일을 희석함으로써 항균제 및 소취제 조성물을 제조한다.

본 발명에서는 상기 오일을 금 나노 입자의 ppm 에 따라 정제수 혹은 오일의 정도에 따라 약 1~3000ppm 정도로 희석할 수 있다. 항균 혹은 소취 효과를 지니고 있는 제품의 금 함유량은 1~1000ppm 정도가 되게 처리하게 하는 것이 바람직하고, 1~500ppm 정도로 처리하는 것이 더욱 바람직하다. 소취 혹은 항균 효과를 지니고 있는 제품의 금 함량이 1ppm 이하가 되면 항산화 효과가 줄어들어 소취 혹은 항균 특성이 저하하게 되며, 과도하게 처리될 경우에는 경제적인 측면에서 불리하기 때문이다.

본 발명에서는 금 나노 입자 농도가 1~1000ppm인 오일을 적정량의 증류수 혹은 추가로 구연산 및 정제수의 각 배합량을 조절하는 처리와, 구연산 및 정제수를 배합한 배합액을 교반해서 혼합하여 혼합액을 조제하는 처리 및 정제수를 첨가하고 희석하여 희석액을 조제하는 처리를 통해 제조할 수도 있다.

또한 본 발명에서는 상기와 같이 제조된 항균제 및 소취제 조성물을 동결건조 또는 분무건조함으로 금나노 입자 함유 항균제 및 소취제 분말을 제조할 수 있다.

그리고 본 발명은, 상기와 같이 제조된 항균제 및 소취제 조성물을 이용하여 액상 화장료, 물티슈, 액상 데오드란트, 액상 욕용제, 액상 세탁 유연제의 군으로부터 선택된 적어도 1종의 제품에 배합 사용할 수 있다.

나아가, 상기와 같이 제조된 나노 입자 함유 항균제 혹은 소취제 조성물을 원내나 공공의 장소에서 사용하는 물품에 도포 또는 부착시킬 수도 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

금 나노 입자 제조를 위하여, 99.99% 이상의 순도를 가지는 벌크 크기의 금을 타겟으로 장착하고, 증착대상물로 하기 표 1과 같은 분산매체를 사용하였다. 장치 내부를 진공으로 유지한 상태에서 아르곤 가스를 공급했다. 그리고 상기 물리적 증착 장치 내부에 플라즈마를 발생시켜 플라즈마 이온과 금 타켓을 충돌시켜, 그 충돌로 인해 생성된 금 나노 입자가 오일에 분산되어 금 나노 입자가 분산된 오일이 제조되었다. 물리적 증착 공정은 총 80시간 동안 수행되었다. 이때 제조되는 금 나노 입자의 형상은 플레이트 플레이크 형상[Plate flake type]을 가지며, 입자크기는 10nm 이하(바람직하게는 5nm이하)의 금 나노 입자로 구성되어 있었으며, 제조된 금 나노 입자의 색깔은 양자효과에 의해 붉은색을 포함한 Red 계열의 색깔을 지녔다.

도 3은 본 발명에 의해 제조된 금 나노 입자의 전자현미경 사진이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 나노 금은 입자크기가 5nm크기를 나타내고, 입자의 형상이 플레이트 플레이크 형상 혹은 구형과의 혼합을 지니고 있음을 확인할 수 있다. 그리고 금 나노 입자의 두께는 약 2nm로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.

한편, 상기 방법에 의해 제조된 금 나노입자가 잘 분산되어 있는 금 나노입자 함유 오일을 아래의 제조 예 1 내지 3과 같이 제조하고 적정량의 증류수로 희석하여 하기 표 2의 샘플 1-5와 같은 소취제 혹은 항균제 조성물을 제조하였다.

	예1	예2	예3
입자크기	3nm	5nm	7nm
분산매체	폴리실록산	PDMS	폴리데카메칠실록산
농도	100ppm	300ppm	500ppm

그리고 항균도 조사는 KS K 0905-1996법에 따라 실시하였으며, 양성지정 세균인 스테필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus : ATCC 6538)과 음성 지정 세균인 크레브지엘라 뉴모니애(Klwbsiella pneumoniae : ATCC 4352)를 공시균으로 사용하였다. 하기 표 2는 항균처리된 기저귀의 내피 혹은 외피의 항균도이다.

샘플 (Sample)		1	2	3	4	5
금 함량(ppm)		300	150	100	50	30
균감소율(%)	ATCC 6538	99.9	99.9	99.9	99.9	98.9
	ATCC 4352	99.9	99.9	99.9	99.9	98.5

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 금 나노 입자가 함유된 항균제 혹은 소취제 조성물의 경우, 스테필로코쿠스 아우레우스와 클레브지엘라 뉴모니애 균에 우수한 항균작용을 하는 것을 볼 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (5)

1. 물리 증착법으로 제조되고,
   플레이트 플레이크(plate flake) 형상을 가지며; 1~500nm 크기를 갖는, 금(Au)의 원자가 전자수가 0인 금 나노입자가 1~1000ppm 농도로 분산 함유되어 있으며, 그리고 상기 금 나노 입자는 표면 원자가 일렬로 배열되어 직선을 이루고, 복수 개의 상기 직선이 평행하게 배열되는 구조를 가짐으로써 자외선A(UV-A)영역의 파장부터 가시광선 영역의 파장까지 흡수가 가능하고 630~780nm의 파장에서 플라즈몬 효과를 나타내어 붉은 계열의 색을 띌 수 있는 금 나노 입자가, Si-O 결합을 갖는 실록산 내지 유지(oil and fat)에 분산되어 있는 항균제 또는 소취제 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 실록산은 프로실록산((H₂SiO)_n) 및 오르가노폴리실록산((R₂SiO)_n)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 금 나노 입자를 포함하는 항균제 또는 소취제 조성물.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 실록산은 사이클로트리실록산(Cyclotrisiloxane), 사이클로테트라실록산(Cyclotetrasiloxane), 사이클로펜타실록산 (Cyclopentasiloxane), 사이클로헥사실록산(Cyclohexasiloxane), 및 폴리디메틸실록산(PDMS; Polydimethylsiloxane)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 금 나노 입자를 포함하는 항균제 또는 소취제 조성물.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 항균제 또는 소취제 조성물을 동결건조 또는 분무건조함으로 제조되는 금 나노 입자를 함유하는 항균제 또는 소취제 분말.
   
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 항균제 또는 소취제 조성물이, 액상 화장료, 물티슈, 액상 데오드란트, 액상 욕용제 및 액상 세탁 유연제의 군으로부터 선택된 적어도 1종의 제품에 배합 사용됨으로써 제조되는 금 나노 입자 함유 제품.
   

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