KR101976165B1 - 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체 - Google Patents

세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제를 권장 1회 사용량 만큼 개별포장하여 1회용으로 사용할 수 있도록 한 티백형 망체를 제공함으로써, 세균이나 잔류농약을 제거하는 기능을 효율적으로 구현하면서도 사용 편의성을 매우 향상시킬 뿐만 아니라 특히 기능성 충진제 중 세균 및 잔류농약 제거 기능을 하는 유효물질을 제외한 나머지 물질(예를 들면 물을 부옇게 만드는 물질)을 망체에서 걸러줌에 따라 물이 부옇게 되지 않고, 맑고 깨끗하게 유지될 수 있도록 하는, 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체에 관한 것이다.

Description

세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체{TEA BAG TYPE NET HAVING REMOVAL FUNCTION OF BACILLUS AND REMAIN AGRICULTERAL CHEMICAL}
본 발명은 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제를 권장 1회 사용량 만큼 개별포장하여 1회용으로 사용할 수 있도록 한 티백형 망체에 관한 것이다.
일반적으로 각종 과일이나 야채 등은 그 표면에 잔류 농약과 세균 등의 유해물질이 부착되어 있으므로 섭취 전에 이를 세척하는 작업이 반드시 필요하며, 통상 용기에 담긴 물을 이용하여 손으로 직접 세척하거나, 또는 흐르는 물에 씻어서 세척 작업을 수행하게 된다.
하지만, 각종 과일이나 야채의 표면에 잔류한 농약과 세균 등은 단순히 물로 세척하는 것만으로는 제대로 제거되지 못할 뿐만 아니라, 특히 과일이나 야채의 표면에 굴곡이 형성된 부분 또는 줄기의 끝부분 등 미세한 부분까지 세척력이 미치지 못하게 된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 특허문헌 1 및 2 등에서는 산화칼슘(Calcium oxide, CaO)을 이용한 분말형 세척제를 제안하였으며, 이는 각종 생활용품이나 과일, 야채 등을 물에 담근 후, 상기와 같은 산화칼슘 파우더를 물에 투입하여 각종 유해물질을 제거하도록 한 것이다.
하지만, 상기와 같은 종래기술들은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 산화칼슘 파우더를 이용하여 각종 과일 또는 야채를 세척하고자 할 경우, 매번 세척시마다 산화칼슘 파우더의 권장 1회 사용량을 계측하고 이를 퍼서 투입해야하는 번거로움이 있었다.
둘째, 상기와 같은 산화칼슘 파우더의 사용 시, 물이 부옇게 흐려짐에 따라 미관상 좋지않으며, 특히 과일이나 야채가 담겨있는 물이 부옇게 흐려질 경우, 사용자로 하여금 과일이나 야채의 취식을 꺼리게 하는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여, 특허문헌 3에서는 과일이 이송되는 콘베이어 라인의 일측에 설치되어 이송되는 과일에 산화제용액을 분사하기 위한 산화제용액 분사부와 자외선을 조사하기 위한 자외선 조사부를 포함하되, 상기 과일의 이송라인을 따라 상기 산화제용액 분사부와 자외선 조사부가 차례로 배치되고, 상기 자외선 조사부는 두 개로 분리되며 분리된 두 개의 자외선 조사부 사이에 별도의 산화제용액 분사부가 배치된 것을 특징으로 하는 과일 외피의 잔류 농약 제거장치를 제안하였다.
하지만, 상기와 같은 장치는 가정 등에서 쉽게 설치 및 사용할 수 없으며 그 운전비용 등이 많이 소모됨에 따라 실용성이 무척 낮은 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0096306호 "살균소독제 및 이를 이용한 농산물의 살균소독방법" 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0001513호 "미생물을 이용한 산화칼슘분말의 제조방법 및 그 사용방법" 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0072121호 "과일 외피의 잔류 농약 제거장치"
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제를 권장 1회 사용량 만큼 개별포장하여 1회용으로 사용할 수 있도록 한 티백형 망체를 제공함으로써, 세균이나 잔류농약을 제거하는 기능을 효율적으로 구현하면서도 사용 편의성을 매우 향상시킬 뿐만 아니라 특히 기능성 충진제 중 세균 및 잔류농약 제거 기능을 하는 유효물질을 제외한 나머지 물질(예를 들면 물을 부옇게 만드는 물질)을 망체에서 걸러줌에 따라 물이 부옇게 되지 않고, 맑고 깨끗하게 유지될 수 있도록 함을 과제로 한다.
본 발명은 티백형 망체에 있어서, 티백형 망체에 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제가 충진되는 것을 특징으로 하는, 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체를 과제의 해결 수단으로 한다.
여기서 상기 기능성 충진제는, 패각소성칼슘 100 중량부에 대하여, 항균볼 10 ~ 50 중량부가 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하지만, 그 함량이 상기 범위에 한정되는 것은 아니고 세균 및 잔류 농약 제거 대상, 사용환경 등에 따라 가변적으로 적용할 수 있다.
한편 상기 항균볼은 무기질 광물 50 ~ 85 중량%, 항균제 5 ~ 10 중량% 및 칼슘 10 ~ 40 중량%로 이루어지되, 상기 무기질 광물은 제올라이트, 백토, 고령토, 일라이트 또는 탄산칼슘 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하고, 상기 항균제는 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는, 슈퍼 옥사이드 생성 조성물인 것이 바람직하다.
본 발명은 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제를 권장 1회 사용량 만큼 개별포장하여 1회용으로 사용할 수 있도록 한 티백형 망체를 제공함으로써, 세균이나 잔류농약을 제거하는 기능을 효율적으로 구현하면서도 사용 편의성을 매우 향상시킬 뿐만 아니라 특히 기능성 충진제 중 세균 및 잔류농약 제거 기능을 하는 유효물질을 제외한 나머지 물질(예를 들면 물을 부옇게 만드는 물질)을 망체에서 걸러줌에 따라 물이 부옇게 되지 않고, 맑고 깨끗하게 유지될 수 있도록 하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드록시 라디칼 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 구조를 나타낸 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 옥사이드 생성 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체에 관한 것으로, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체는, 티백형 망체에 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제가 충진되어 이루어진다.
보다 구체적으로 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제를 권장 1회 사용량 만큼 개별포장하여 1회용으로 사용할 수 있도록 함으로써, 세균이나 잔류농약을 제거하는 기능을 효율적으로 구현하면서도 사용 편의성을 매우 향상시킬 뿐만 아니라 특히 망체에 의해 물이 부옇게 되지 않고, 맑고 깨끗하게 유지될 수 있도록 한다.
한편, 상기 티백형 망체는 홀(hole)이 형성된 통상의 공지된 부직포를 적용할 수 있으며, 구체적으로는 50 ~ 150gsm(gram per square meter)의 부직포를 적용하는 것이 상기 기능을 유지하는데 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 기능성 충진제의 종류나 적용대상 등에 따라 가변적으로 조절할 수 있다.
아울러, 상기 티백형 망체는 부직포 이외에 폴리프로필렌이나 폴리에스테르 등과 같은 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 세균 및 잔류농약 제거 기능을 하는 유효물질은 용출시키되 그외 나머지 물질(예를 들면 물을 부옇게 만드는 물질)을 걸러줄 수 있는 홀이 형성된다는 전제하에서 다양한 소재 및 재질을 적용할 수 있다.
그리고, 상기 티백형 망체의 경우, 사각모양, 삼각모양 등의 다각형이나, 원형모양 또는 꽃, 별, 과일, 야채 모양 등 다양한 모양으로 제작될 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 그외 다양한 모양 및 구조로 제작될 수 있다.
상기 기능성 충진제는, 패각소성칼슘 100 중량부에 대하여, 항균볼 10 ~ 50 중량부가 혼합되어 이루어진다.
상기 패각소성칼슘은 조개, 석화, 전복, 굴 등의 껍질을 1000 ~ 1300℃에서 2 ~ 5시간 소성하고, 이를 0.1 ~ 5nm의 입자크기로 분말화시킨 것으로 이미 공지된 물질이며 본 발명에서는 상기 패각소성칼슘에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 패각소성칼슘의 사용이 가능하다.
상기 항균볼은 무기질 광물 50 ~ 85 중량%, 항균제 5 ~ 10 중량% 및 칼슘 10 ~ 40 중량%로 이루어지며, 상기 각 물질의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우 세균 및 잔류 농약 제거 기능이 미비해질 우려가 있다. 아울러 상기와 같이 이루어진 항균볼의 함량이 10 중량부 미만일 경우 세균 및 잔류 농약 제거 기능이 미비해질 우려가 있으며, 50 중량부를 초과할 경우 사용량 대비 효과의 상승효율이 미비하여 비경제적일 우려가 있다.
상기 무기질 광물은, 제올라이트, 백토, 고령토, 일라이트 또는 탄산칼슘 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 항균제는, 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록받은 '하이드록시 라디칼 생성 조성물(대한민국 등록특허 제10-1292009호)' 또는 슈퍼 옥사이드 생성 조성물(대한민국 등록특허 제10-1334145호)을 적용할 수 있다.
구체적으로, 상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체(10)에 슈퍼옥사이드 생성 화합물(11)이 고착된 코어(100)의 외면에, 제 2 실리카 전구체(20)의 표면에 전이금속 화합물(21)이 고착된 쉘(200)이 코팅되어 구성된다.
구체적으로는 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물을 고착시키는 코어 형성 단계(S100) 및, 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물을 고착시킨 쉘을 상기 코어의 외면에 코팅시키는 쉘 형성 단계(S200)를 거쳐 제조된다.
상기 코어 형성 단계(S100)는, 슈퍼옥사이드 생성하는 코어를 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 분산(S110)시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S120)시키고, 상기 S110 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130)시킴으로써 코어를 형성한다.
여기서, 상기 제 1 실리카 전구체는 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써 실리카졸을 사용하며, 상기 실리카졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용한다. 이때, 분말 산화규소의 입자크기가 0.2㎛ 미만이거나 그 함량이 20 중량% 미만일 경우, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써의 역할을 제대로 하지 못할 우려가 있으며, 상기 분말 산화규소의 입자크기가 1.0㎛을 초과하거나 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우, 상기 전구체에 의해 오히려 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비해질 우려가 있다.
한편, 상기 제 1 실리카 전구체의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액과 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 제 1 실리카 전구체가 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 슈퍼옥사이드를 생성할 수 있는 화합물로써, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4) 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비해질 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
그리고, 상기 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비해질 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 상기 제 1 실리카 전구체와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
상기 쉘 형성단계(S200)는, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 하이드록시 라디칼을 생성시키기 위한 쉘을 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S210)시키고, 상기 S130 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 전이금속 화합물이 용해된 수용액 1 ~ 5 중량부를 투입하여 분산(S220)시킨 후, 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 제 2 실리카 전구체 120 ~ 150 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230)시킴으로써 쉘을 형성시킨다.
여기서, 상기 전이금속 화합물은 산화력을 갖는 전이금속으로 하이드록시 라디칼의 생성을 목적으로 첨가되는 것으로, 철염 화합물 또는 구리염 화합물이 바람직하며, 구체적으로는 2가 철염(FeSO4), 3가 철염(FeCl3), 2가 구리염(CuSO4), 3가 구리염(bis(hydrogenperiodato)cuprate(III)[K5Cu(HIO6)2] 등이 사용되어진다.
한편, 상기와 같은 전이금속 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 전이금속 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, S130 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물이 용해된 수용액의 함량이 1 중량부 미만일 경우, 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
그리고, 상기 제 2 실리카 전구체는 상기 전이금속 화합물이 부착되는 전구체로써, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS)테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 적절한 조성비로 사용할 수 있으며, 상기 제 2 실리카 전구체의 함량이 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 120 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 150 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.
한편, 상기 제 2 실리카 전구체의 경우, 상기와 같은 균등물 중에서도 TEOS(tetraethoxysilane) 20 ~ 40 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 ~ 110 중량부로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
상기와 같이 제 2 실리카 전구체가 TEOS와 MTMS로 이루어질 경우, TEOS의 사용량이 20 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.
아울러, MTMS의 사용량이 100 중량부 미만일 경우, 전이금속 화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 110 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 전이금속 화합물의 반응에 의한 하이드록시 라디칼의 생성효과가 미비할 우려가 있다.
그리고, 상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체(10')에 슈퍼옥사이드 생성 화합물(11')이 고착된 코어(100')의 외면에, 제 2 실리카 전구체(20')의 표면에 칼슘화합물(21')이 고착된 쉘(200')이 코팅되어 구성된다.
구체적으로는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물을 고착시키는 코어 형성 단계(S100') 및, 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물을 고착시킨 쉘을 상기 코어의 외면에 코팅시키는 쉘 형성 단계(S200')를 포함하여 구성된다.
상기 코어 형성 단계(S100')는, 슈퍼옥사이드 생성하는 코어를 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체 30 ~ 40 중량부를 혼합하여 분산(S110')시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S120')시키고, 상기 S110' 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120' 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130')시킴으로써 코어를 형성한다.
여기서, 상기 제 1 실리카 전구체는 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써 실리카졸을 사용하며, 상기 실리카졸은 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용한다. 이때, 분말 산화규소의 입자크기가 0.2㎛ 미만이거나 그 함량이 20 중량% 미만일 경우, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 부착되는 전구체로써의 역할을 제대로 하지 못할 우려가 있으며, 상기 분말 산화규소의 입자크기가 1.0㎛을 초과하거나 그 함량이 40 중량%를 초과할 경우, 상기 전구체에 의해 오히려 슈퍼 옥사이드 생성의 효과가 미비해질 우려가 있다.
한편, 상기 제 1 실리카 전구체의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만일 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액과 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 제 1 실리카 전구체가 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 슈퍼옥사이드를 생성할 수 있는 화합물로써, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4) 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 슈퍼 옥사이드의 생성 효과가 미비해질 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
그리고, 상기 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액의 함량이 10 중량부 미만일 경우, 슈퍼 옥사이드의 생성 효과가 미비해질 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 상기 제 1 실리카 전구체와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
상기 쉘 형성단계(S200')는, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 슈퍼옥사이드의 반감기를 연장시키기 위한 쉘을 형성시키는 단계로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물 5 ~ 10 중량부를 용해(S210')시키고, 상기 S130' 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210' 단계의 칼슘화합물이 용해된 수용액 1 ~ 5 중량부를 투입하여 분산(S220')시킨 후, 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 제 2 실리카 전구체 120 ~ 150 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230')시킴으로써 쉘을 형성시킨다.
여기서, 상기 칼슘화합물은 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 반응하여 슈퍼옥사이드의 반감기를 연장시켜 슈퍼옥사이드가 소멸되는 것을 지연시킬 목적으로 첨가되는 것으로, 칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기와 같은 칼슘화합물의 함량이 증류수 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 상기 효과가 미비할 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 칼슘화합물이 증류수 자체에 제대로 분산되지 못할 우려가 있다.
또한, S130' 단계를 거쳐 제조된 코어 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물이 용해된 수용액의 함량이 1 중량부 미만일 경우, 상기 칼슘화합물에 의한 효과가 미비할 우려가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우, 상기 코어로부터 생성되는 슈퍼옥사이드와 제대로 반응하지 못하여 반응수율이 저하될 우려가 있다.
그리고, 상기 제 2 실리카 전구체는 상기 칼슘화합물이 부착되는 전구체로써, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS)테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 적절한 조성비로 사용할 수 있으며, 상기 제 2 실리카 전구체의 함량이 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 120 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 150 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.
한편, 상기 제 2 실리카 전구체의 경우, 상기와 같은 균등물 중에서도 TEOS(tetraethoxysilane) 20 ~ 40 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 ~ 110 중량부로 이루어지는 것이 가장 바람직하다.
상기와 같이 제 2 실리카 전구체가 TEOS와 MTMS로 이루어질 경우, TEOS의 사용량이 20 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 40 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.
아울러, MTMS의 사용량이 100 중량부 미만일 경우, 칼슘화합물이 상기 코어의 외면에 제대로 코팅되지 못할 우려가 있으며, 110 중량부를 초과할 경우, 슈퍼옥사이드와 칼슘화합물의 반응에 의한 슈퍼옥사이드 반감기의 연장효과가 미비해질 우려가 있다.
이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 항균제의 제조
(제조예 1)
코어 형성 단계(S100)로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체로써 0.2㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 중량%에 물 80 중량%를 혼합한 실리카졸 30 중량부를 혼합하여 분산(S110)시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물로써 질산은(AgNO3) 10 중량부를 용해(S120)시키고, 상기 S110 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130)시킴으로써 코어를 형성한 후, 쉘 형성 단계(S200)로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 전이금속 화합물로써, 황산 제1철 7수화물 5 중량부를 용해(S210)시키고, 상기 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 황산 제1철 7수화물이 용해된 수용액 1 중량부를 투입하여 분산(S220)시킨 후, 상기 S220 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, TEOS(tetraethoxysilane) 20 중량부 및 MTMS(methyltrimethoxysilane) 100 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230)시키고, 상기 S230 단계를 거쳐 겔화된 화합물을 필터링(filtering)하여 항균제를 제조하였다.
(제조예 2)
코어 형성 단계(S100')로써 증류수 100 중량부에 대하여, 제 1 실리카 전구체로써 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 40 중량%에 물 60 중량%를 혼합한 실리카졸 40 중량부를 혼합하여 분산(S110')시킨 후, 별도로, 증류수 100 중량부에 대하여, 슈퍼옥사이드 생성 화합물로써 질산은(AgNO3) 5 중량부를 용해(S120')시키고, 상기 S110' 단계의 제 1 실리카 전구체가 분산된 분산액 100 중량부에 대하여, 상기 S120' 단계의 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 용해된 수용액 10 ~ 30 중량부를 투입하여 분산(S130')시킴으로써 코어를 형성한 후, 쉘 형성단계(S200')로써, 증류수 100 중량부에 대하여, 칼슘화합물로써, 칼슘옥사이드 5 중량부를 용해(S210')시키고, 상기 코어 100 중량부에 대하여, 상기 S210 단계의 칼슘하이드록시옥사이드가 용해된 수용액 5 중량부를 투입하여 분산(S220')시킨 후, 상기 S220' 단계를 거쳐 제조된 분산액 100 중량부에 대하여, 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS) 40 중량부 및 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란 110 중량부를 투입, 반응시켜 겔(gel)화(S230')시키고, 상기 S230' 단계를 거쳐 겔화된 화합물을 필터링(filtering)하여 항균제를 제조하였다.
2. 항균볼의 제조
(제조예 3)
분말상의 제올라이트 50 중량%, 제조예 1에 따른 항균제 10 중량% 및 칼슘 40 중량%를 혼합하여 항균볼을 제조하였다.
(제조예 4)
분말상의 일라이트 85 중량%, 제조예 2에 따른 항균제 5 중량% 및 칼슘 10 중량%를 혼합하여 항균볼을 제조하였다.
3. 망체형 티백의 제조
(실시예 1)
패각소성칼슘 100 중량부에 대하여, 상기 제조예 3에 따른 항균볼 10 중량부를 혼합하여 기능성 충진제를 제조하고 이를 부직포로 이루어진 티백형 망체에 충진하여 제조하였다.
(실시예 2)
패각소성칼슘 100 중량부에 대하여, 상기 제조예 4에 따른 항균볼 50 중량부를 혼합하여 기능성 충진제를 제조하고 이를 부직포로 이루어진 티백형 망체에 충진하여 제조하였다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일하게 제조하되, 항균볼을 사용하지 않았다.
(비교예 2)
실시예 2와 동일하게 제조하되, 항균볼을 사용하지 않았다.
4. 특성 평가
(1) 시료준비
농약(제품명 : 강타자, 제조사 : 성보화학주식회사) 3 mL을 수돗물 3 L로 희석시킨 후, 시중에 유통되는 상추를 2분간 침적시키고, 플라스틱 바구니에 담아 표면의 물이 흐르게 하여 4시간 풍건시키는 과정을 2번 반복하여 상추 시료를 준비한다.
(2) 측정방법
용기에 물을 가득 채운 후 상기 시료를 넣고 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 따른 티백형 망체를 투입하여 5분간 유지시킨 후, 상기 시료를 꺼내어 별도로 고여있는 수돗물에 1분간 헹구고 그늘에서 2시간 건조시킨 후, 잔류 농략을 측정하였다. 잔류농약은 시료 4회 추출 후, 메탄올 및 산화제에 3분 반응시키고 산화방지제에 2분 반응시킨 후, 인산완충용액으로 희석한 시료를 효소반응, 형광물질 반응 및 후반응(1분)을 거치되, 블랭크 측정장비를 이용하여 측정하였다. 그리고 세균제거 시험은 ASTM E 2149법에 따르되, 대상균주는 Escherichia coli 및 Staphylococcus aureus을 사용하였고, 시험조건은 Phosphate buffer 50 ml, 시료 1g, 24시간 반응, 150 rpm으로 하였으며, 그 결과는 아래 [표 1] 및 [표 2]에 나타내었다.
(3) 측정결과
잔류농약변화 잔류농약
실시예 1 6%
실시예 2 3%
비교예 1 78%
비교예 2 72%
세균제거 기능 Escherichia coli Staphylococcus aureus
실시예 1 99.9% 99.9%
실시예 2 99.9% 99.9%
비교예 1 51.9% 46.5%
비교예 2 52.3% 47.5%
상기 [표 1] 및 [표 2]에서와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 세균이나 잔류농약을 제가하는 기능이 매우 우수함을 알 수 있으며, 또한 본 발명은 상기와 같은 기능성 충진제를 권장 1회 사용량 만큼 개별포장하여 1회용으로 사용할 수 있음에 따라 사용 편의성이 매우 향상될 뿐만 아니라 유효물질을 제외한 나머지 물질(예를 들면 물을 부옇게 만드는 물질)을 망체에서 걸러줌에 따라 물이 부옇게 되지 않고, 맑고 깨끗하게 유지될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체를 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10, 10' : 제 1 실리카 전구체 11, 11' : 슈퍼옥사이드 생성 화합물
100, 100' : 코어 20, 20' : 제 2 실리카 전구체
21 : 전이금속 화합물 21' : 칼슘화합물
200, 200' : 쉘

Claims (5)

  1. 티백형 망체에 있어서,
    티백형 망체에 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 기능성 충진제가 충진되되,
    상기 기능성 충진제는 패각소성칼슘 100 중량부에 대하여, 항균볼 10 ~ 50 중량부가 혼합되어 이루어지며,
    상기 항균볼은 무기질 광물 50 ~ 85 중량%, 항균제 5 ~ 10 중량% 및 칼슘 10 ~ 40 중량%로 이루어지고,
    상기 무기질 광물은 제올라이트, 백토, 고령토, 일라이트 또는 탄산칼슘 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하며,
    상기 항균제는 하이드록시 라디칼 생성 조성물 또는, 슈퍼 옥사이드 생성 조성물이며, 상기 하이드록시 라디칼 생성 조성물은, 코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되, 상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고, 상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 전이금속 화합물이 고착되어 이루어지고, 상기 슈퍼 옥사이드 생성 조성물은, 코어의 표면에 쉘이 코팅된 구조로 이루어지되, 상기 코어는 제 1 실리카 전구체의 표면에 슈퍼옥사이드 생성 화합물이 고착되어 이루어지고, 상기 쉘은 제 2 실리카 전구체의 표면에 칼슘화합물이 고착되어 이루어지며, 상기 제 1 실리카 전구체는, 실리카졸로써, 0.2 ~ 1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20 ~ 40 중량%에 물 60 ~ 80 중량%를 혼합한 것을 사용하고, 상기 슈퍼옥사이드 생성 화합물은, 질산은(AgNO3), 염화금(AuCl3, HAuCl4), 또는 염화백금(PtCl4) 중에서 단독 도는 2종 이상 병용하여 사용하며, 상기 제 2 실리카 전구체는, 테트라에톡시오르소실리케이트(TEOS), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 테트라메톡시오르소실리케이트(TMOS), 테트라프록톡시오르소실리케이트(TPOS), 테트라부톡시오르소실리케이트(TBOS), 테트라 펜톡시오르로실리케이트(TPEOS), 테트라(메틸에틸케토옥시모)실란, 비닐옥시모실란(VOS), 페닐 트리스(부타논옥심)실란(POS), 메칠옥시모실란(MOS) 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하고, 상기 전이금속 화합물은, 철염 화합물 또는 구리염 화합물 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하며, 상기 칼슘화합물은, 칼슘옥사이드 또는 칼슘하이드록시옥사이드 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 세균 및 잔류 농약 제거 기능을 가지는 티백형 망체.
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