KR101983910B1 - 항균성이 우수한 부직포 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항균성 부직포를 제조하기 위하여 부직포를 코팅할 수 있는 항균성 코팅 조성물, 이를 포함하는 항균성 부직포, 그 제조방법 및 상기 부직포의 다양한 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조성물 100 중량부 대하여 용매 80 내지 96 중량부; 셀룰로오스 나노입자 1 내지 5 중량부; 천연 항균제 1 내지 10 중량부; 및 바인더 1 내지 5 중량부를 포함하는 부직포 코팅용 항균성 조성물을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 코팅용 조성물을 생분해성 수지로 제조된 부직포에 코팅함으로써, 미세먼지 및 세균의 여과, 흡착 및 포집이 용이하고, 항균성이 뛰어나며, 공기 투과 효율이 높고, 친환경적이며 인체에 무해한 부직포를 제공할 수 있고, 최종적으로는 이러한 부직포를 공기정화용 필터 또는 수질 정화용 필터 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 코팅용 조성물을 생분해성 수지로 제조된 부직포에 코팅함으로써, 미세먼지 및 세균의 여과, 흡착 및 포집이 용이하고, 항균성이 뛰어나며, 공기 투과 효율이 높고, 친환경적이며 인체에 무해한 부직포를 제공할 수 있고, 최종적으로는 이러한 부직포를 공기정화용 필터 또는 수질 정화용 필터 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다.
Description
본 발명은 항균성 부직포를 제조하기 위하여 부직포를 코팅할 수 있는 항균성 코팅 조성물, 이를 포함하는 항균성 부직포, 그 제조방법 및 상기 부직포의 다양한 용도에 관한 것이다.
부직포는 섬유를 직포 공정을 거치지 않고, 평행 또는 부정방향(不定方向)으로 배열하고 합성수지 접착제나 열 융착 또는 니들펀칭, 고압수류 등의 물리적인 방법으로 결합하여 펠트 모양으로 만든 것으로 산업용, 가정용 등 다양한 용도로 사용되고 있으며, 최근에는 일회용으로 사용되는 티슈, 행주, 물수건 등에 많이 사용되고 있다.
또한, 환경 오염이 심해지면서 쾌적성을 위해 섬유제품에 항균성을 부여하려는 노력이 진행되어 왔으며 부직포에도 항균성을 부여하는 노력이 지속되고 있다.
항균 가공의 초창기에 항균제는 크게 방향족 할로겐 화합물, 유기실리콘 제4급 암모늄염 및 기타 화합물로 나누어서 사용하였으나, 항균 가공의 분야가 확대됨에 따라서 최근에는 다양한 항균 방취제가 개발되고 있다. 그 중에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 것은 금속 또는 금속을 함유하고 있는 무기물 입자, 제4급 암모늄염 및 유기실리콘 제4급 암모늄염이다. 이는 세포벽이 파괴, 제거되어 미생물이 사멸하고, 증식이 억제되는 것이다.
대한민국 등록실용신안 제0262773호에는 은을 분쇄하여 초미립자의 분말로 만들고 이를 인체에 무해한 투명 잉크와 고착제(binder)로 일정 비율로 혼합하고 실크 스크린 인쇄하여 은가루가 점착된 은가루 덩어리가 상하좌우로 연속 배열된 도트(dot)모양으로 형성하고 건조하여 형성된 은가루가 점착 인쇄된 부직포 시트 기판을 부직포시트 상판에 접착제로 접착하고 열융착하여 은의 항균성을 통해 부직포에 항균성을 부여하는 발명이다.
대한민국 등록특허 제0624069호에서는 우수한 항균기능을 갖는 무기금속물질인 나노사이즈의 은(silver) 콜로이드 용액을 처리하여 항균제품을 얻을 수 있도록 한 것이다
그러나, 일부의 방향족 할로겐 화합물은 안전성에 문제가 있어 현재는 사용하지 않고 있고, 과거 금속이온이나 금속을 이용한 항균 가공법은 원단 제조 후에 후가공으로 진행되며 그 항균약제의 경제성이나 섬유에 처리 시 가공상의 어려운 점이 있으며, 특히 위생제로 사용되는 부직포의 경우 은과 같은 무기물은 쉽게 탈락되어 적용이 어려우며, 나노사이즈의 무기물은 안전상의 이유로 사용이 점차 줄어들고 있다.
본 발명의 일 목적은 항균성이 우수하며 친환경적이고 인체에 무해한 부직포 코팅용 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 미세먼지 및 세균의 여과, 흡착 및 포집이 용이하고, 항균성이 뛰어나며, 공기 투과 효율이 높고, 친환경적이며 인체에 무해한 부직포를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단하고 용이한 공정을 통해 본 발명에 따른 항균성 부직포를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 미세먼지 및 세균의 여과, 흡착 및 포집이 용이하고, 항균성이 뛰어나며, 공기 투과 효율이 높고, 친환경적이며 인체에 무해한 필터를 제공하고자 한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 조성물 100 중량부 대하여 용매 80 내지 96 중량부; 셀룰로오스 나노입자 1 내지 5 중량부; 천연 항균제 1 내지 10 중량부; 및 바인더 1 내지 5 중량부를 포함하는 부직포 코팅용 항균성 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 셀룰로오스 나노섬유(cellulosenanofibril, CNF), 셀룰로오스 나노결정(cellulosenanocrystal, CNC)또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 하이드록시 에틸셀룰로오스(hydroxyl ethylcellulose), 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose) 및 카르복시메틸 에틸셀룰로오스(carboxymethyl ethylcellulose)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 천연 항균제는 자몽 추출물 및 제충국제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 바인더는 아크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 올리고머 및 친환경 바인더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 친환경 바인더는 송진(rosin), 마늘 추출물, 비스왁스(beeswax), 나무 액기스, 아리비아 고무 천연고무(LATEX), 알긴산, 키토산, 카제인, 전분, 젤라틴, 아교 및 밀가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 조성물은, 조성물 100 중량부에 대하여 무기 항균제를 0.5 내지 10 중량부의 양으로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 항균제는 제올라이트계 항균제, 은나노, 나노구리 및 나노아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 조성물은, 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충진제를 0.1 내지 10 중량부의 양으로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 충진제는 탈크, 탄산칼슘, 황산바륨, 라임스톤, 이산화티타늄, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토, 인산칼슘, 인산지르코늄, 맥반석, 흑운모, 백옥, 청옥 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 충진제는 0.5 내지 35 ㎛의 평균 입도를 갖는 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 조성물은 슬립제, 가수분해 방지제, 산화 방지제, UV 안정제, 가소제 및 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 첨가제는 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, (a) 용매에 셀룰로오스 나노입자를 첨가 및 교반하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계 후 얻어진 혼합물에 천연 항균제를 첨가 및 교반하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계 후 얻어진 혼합물에 바인더를 첨가 및 교반하는 단계를 포함하는 부직포 코팅용 항균성 조성물의 제조 방법으로서,
상기 부직포 코팅용 항균성 조성물은, 조성물 100 중량부에 대하여 용매 80 내지 96 중량부; 셀룰로오스 나노입자 1 내지 5 중량부; 천연 항균제 1 내지 10 중량부; 및 바인더 1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 셀룰로오스 나노섬유(cellulosenanofibril, CNF), 셀룰로오스 나노결정(cellulosenanocrystal, CNC)또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 하이드록시 에틸셀룰로오스(hydroxyl ethylcellulose), 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose) 및 카르복시메틸 에틸셀룰로오스(carboxymethyl ethylcellulose)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 천연 항균제는 자몽 추출물 및 제충국제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 바인더는 아크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 올리고머 및 친환경 바인더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴레이트 단량체는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 상기 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 친환경 바인더는 송진(rosin), 마늘 추출물, 비스왁스(beeswax), 나무 액기스, 아리비아 고무 천연고무(LATEX), 알긴산, 키토산, 카제인, 전분, 젤라틴, 아교 및 밀가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 (b) 단계에서 상기 혼합물에 무기 항균제를 조성물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부의 양으로 추가로 첨가 및 교반할 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 항균제는 제올라이트계 항균제, 은나노, 나노구리 및 나노아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 (c) 단계에서 상기 혼합물에 무기 충진제를 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 양으로 더 첨가 및 교반할 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 충진제는 탈크, 탄산칼슘, 황산바륨, 라임스톤, 이산화티타늄, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토, 인산칼슘, 인산지르코늄, 맥반석, 흑운모, 백옥, 청옥 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 충진제는 0.5 내지 35 ㎛의 평균 입도를 갖는 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 (c) 단계에서 상기 혼합물에 슬립제, 가수분해 방지제, 산화 방지제, UV 안정제, 가소제 및 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 첨가 및 교반할 수 있다.
본 발명에서 상기 첨가제는 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 양으로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 부직포; 및 상기 부직포의 적어도 일면에 본 발명에 따른 부직포 코팅용 항균성 조성물을 포함하는 항균성 코팅층;을 포함하는, 항균성 부직포에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 부직포는 폴리락트산(polylactic acid, PLA), 폴리카프로락톤(poly-caprolactone, PCL), Diol/Diacid계 폴리부틸렌 숙시네이트(poly butylenes succinate, PBS), 폴리글리콜산(polyglycolic acid, PGA), 폴리포스페이트 에스터(polyphosphate ester), 폴리포스파젠(polyphosphazene, PNF), 폴리-3-하이드록시부티레이트(poly-3-hydroxybutyrate), 폴리-하이드록시알카노에이트 (poly-hydroxyalkanoate, PHA), 폴리-하이드롤리부티레이트(poly-hydrolybutyrate, PHB) 및 폴리사카라이드(polysaccharides)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 생분해성 수지 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 부직포의 두께는 0.1 내지 100 ㎛, 부직포의 평균 기공크기는 0.01 내지 10 ㎛, 부직포의 기공도는 1 내지 80 %일 수 있다.
본 발명에서 상기 항균성 코팅층의 두께는 0.1 내지 50 ㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따르면, 1) 부직포를 준비하는 단계;
2) 상기 부직포의 적어도 일면에 본 발명에 따른 부직포 코팅용 항균성 조성물을 코팅하는 단계; 및
3) 코팅된 부직포를 열풍 건조하는 단계를 포함하는, 항균성 부직포의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 부직포는 폴리락트산(polylactic acid, PLA), 폴리카프로락톤(poly-caprolactone, PCL), Diol/Diacid계 폴리부틸렌 숙시네이트(poly butylenes succinate, PBS), 폴리글리콜산(polyglycolic acid, PGA), 폴리포스페이트 에스터(polyphosphate ester), 폴리포스파젠(polyphosphazene, PNF), 폴리-3-하이드록시부티레이트(poly-3-hydroxybutyrate), 폴리-하이드록시알카노에이트 (poly-hydroxyalkanoate, PHA), 폴리-하이드롤리부티레이트(poly-hydrolybutyrate, PHB) 및 폴리사카라이드(polysaccharides)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 생분해성 수지 조성물로 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 2) 단계에서 상기 코팅은 그라비아 코팅, 슬롯 코팅, 콤마 코팅, 롤 코팅, 평판 코팅, 스프레이 코팅 또는 함침 코팅에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 3) 단계에서 열풍 건조는 40~200℃의 온도 하에서 1~30분 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 본 발명에 따른 항균성 부직포를 포함하는 필터에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 필터는 공기정화용 필터, 마스크, 방충망 또는 수질 정화용 필터일 수 있다.
본 발명에서 제공하는 코팅용 조성물을 생분해성 수지로 제조된 부직포에 코팅함으로써, 미세먼지 및 세균의 여과, 흡착 및 포집이 용이하고, 항균성이 뛰어나며, 공기 투과 효율이 높고, 친환경적이며 인체에 무해한 부직포를 제공할 수 있고, 최종적으로는 이러한 부직포를 공기정화용 필터 또는 수질 정화용 필터 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균성 부직포의 제조 공정의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 4에서 제조된 항균성 부직포의 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 6에서 제조된 항균성 부직포의 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 실험예 1에서 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)에 대하여 실시예 4의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 1에서 폐렴균(Klebsiella pneumoniae, ATCC 4352)에 대하여 실시예 4의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
도 6은 실험예 2에서 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)에 대하여 실시예 6의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
도 7은 실험예 2에서 대장균(Escherichia coli, ATCC 8739)에 대하여 실시예 6의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 4에서 제조된 항균성 부직포의 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 6에서 제조된 항균성 부직포의 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 실험예 1에서 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)에 대하여 실시예 4의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 1에서 폐렴균(Klebsiella pneumoniae, ATCC 4352)에 대하여 실시예 4의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
도 6은 실험예 2에서 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)에 대하여 실시예 6의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
도 7은 실험예 2에서 대장균(Escherichia coli, ATCC 8739)에 대하여 실시예 6의 항균성 부직포의 항균성 실험을 수행한 결과를 사진으로 나타낸 것이다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 용매 80 내지 96 중량부; 셀룰로오스 나노입자 1 내지 5 중량부; 천연 항균제 1 내지 10 중량부; 및 바인더 1 내지 5 중량부를 포함하는 부직포 코팅용 항균성 조성물에 관한 것이다.
용매
본 발명에서는 부직포 코팅용 항균성 조성물을 제조하기 위하여 우선 용매를 준비할 수 있다.
본 발명에서 상기 용매로는 부직포 코팅용 항균성 조성물을 제조하기 위하여 당업계에서 통상적으로 사용하는 용매라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 물, 보다 바람직하게는 증류수를 사용하는 것이 인체에 무해하며 환경유해성을 낮출 수 있다.
본 발명에서 상기 용매는 조성물 100 중량부에 대하여 80 내지 96 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 용매의 함량이 조성물 100 중량부에 대하여 80 중량부 미만으로 첨가되는 경우 물성이 나빠져 부직포 상에 코팅하기에 적합하지 않으며, 용매의 함량이 96 중량부를 초과하는 경우 상대적으로 유효 성분의 함량이 낮아져 목적하는 수준의 항균 효과를 얻을 수 없고, 조성물의 점도가 너무 낮아짐에 따라 역시 코팅하기에 바람직하지 않을 수 있다.
셀룰로오스 나노입자
본 발명에서는 상기 부직포 코팅용 항균성 조성물을 제조함에 있어서 상기 용매에 셀룰로오스 나노입자를 첨가 및 교반할 수 있다.
본 발명에서는 상기 셀룰로오스 나노입자를 사용함으로써 먼지, 꽃가루 등의 이물질을 흡착시킬 수 있고, 유해 미생물에 대한 항균성을 증대시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 생분해성 고분자의 일종으로, 셀룰로오스 사슬이 다발을 이루며 빽빽하게 결합한 나노·마이크로미터 크기의 막대 형태 입자 혹은 섬유를 말한다. 또한, 상기 셀룰로오스 나노입자는 인장탄성계수(tensile modulus)가 강철이나 케블라(Kevlar)와 비슷하고(100~160 GPa), 밀도가 작으며 (0.8~1.5 g/cm3), 넓은 비표면적(specificsurface area)을 가지고 있다. 상기한 셀룰로오스 나노입자는 아세토박터 자일럼(Acetobacter xylinum)과 같은 박테리아로부터 생산할 수도 있지만, 박테리아 배양은 비용이 많이 들고, 용적 대비 수율(volumetric yield)이 낮아 대량으로 생산하기 힘들어, 목재 펄프나 비목재 식물에서 하향식 처리(top-down processing)를 통해 얻을 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 바이오매스에서 추출하는 방법에 따라 크게 셀룰로오스 나노섬유(cellulosenanofibril, CNF)와 셀룰로오스 나노결정(cellulosenanocrystal, CNC)으로 나눌 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노섬유는 직경(폭)이 5~100 nm일 수 있고, 길이는 1~100 μm인 섬유일 수 있으며, 기계적 처리(mechanicaltreatment)를 통해 제조될 수 있으나, 구체적인 제조 방법은 특별히 제한하지 않는다.
또한, 본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노결정은 직경(폭)이 2~20 nm이고 길이가 100~600 nm인 막대기 모양의 결정으로서 산 가수분해에 의한 화학적 처리(chemical treatment)를 통해 얻어질 수 있으나, 구체적인 제조 방법은 특별히 제한하지 않는다.
본 발명에서는 상기 셀룰로오스 나노입자로 상기 셀룰로오스 나노섬유, 셀룰로오스 나노결정 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate), 하이드록시 에틸셀룰로오스(hydroxyl ethylcellulose), 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose), 하이드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose) 및 카르복시메틸 에틸셀룰로오스(carboxymethyl ethylcellulose)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자는 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 3 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 셀룰로오스 나노입자의 함량이 1 중량부 미만인 경우 충분한 이물질 흡착력 또는 항균성을 확보하기 어려울 수 있고, 상기 셀룰로오스 나노입자의 함량이 5 중량부를 초과하는 경우에는 부직포에 코팅 시 강도 및 탄성률 등의 물성이 저하될 수 있다.
천연 항균제
본 발명에서 상기와 같이 용매에 셀룰로오스 나노입자를 첨가 및 교반한 후 얻어진 혼합물에 천연 항균제를 첨가 및 교반할 수 있다.
본 발명에서는 부직포 코팅용 조성물을 제조함에 있어 상기 셀룰로오스 나노입자뿐만 아니라 천연 항균제를 사용하여 항균성의 효과를 보다 증대시킬 수 있다. 뿐만 아니라 종래에는 항균성을 부여하기 위하여 유기 항균제를 사용해 코팅하였는데, 상기 유기 항균제가 인체에 유해하여 제품의 사용 상의 주의가 필요하였으나, 본 발명에서는 천연 항균제를 사용함으로써 인체에 무해하고 친환경적인 장점이 있다.
본 발명에서 상기 천연 항균제로는 자몽 추출물 및 제충국제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 자몽(grapefruit)은 감귤속에 속하는 그레이프프루트 나무의 열매로서 원산지는 서인도제도의 자메이카이다. 그리고, 모양은 귤과 같이 둥글고 지름은 10-15 cm이며 겉껍질은 가죽질이고 표면이 매끄러우며 노란색이다. 또한, 속껍질은 얇고 부드러우며, 과육은 옅은 노란색으로 즙액이 풍부하고 맛은 시면서도 단맛이 강하다.
본 발명서 상기 자몽 추출물을 제조하는 과정을 특별히 제한하지 않으나, 예를 들면, 자몽의 껍질, 과육 또는 종자를 물 또는 유기용매, 또는 물과 유기용매의 혼합용매로 추출하여 얻을 수 있다.
본 발명에서 상기 자몽 추출물 제조 시 사용되는 유기용매로는 저급 알콜, 아세톤, 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에테르, 에틸아세테이트, 헥산 등을 예시할 수 있다. 저급 알콜로는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올을 예시할 수 있으며, 이 중에서 에탄올이 가장 바람직하다.
또한, 본 발명에서 물을 용매로 하여 자몽을 추출하는 구체적인 조건으로는 미세하게 분쇄한 자몽에 자몽 중량의 5 내지 15 배, 바람직하게는 10 배의 물을 첨가하고 25 내지 100℃, 바람직하게는 70 내지 95℃의 온도에서 1 내지 72 시간, 바람직하게는 4 내지 24 시간 동안 추출한 후 여과하여 자몽의 열수 추출물을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알콜성 용매 또는 아세톤, 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에테르, 에틸아세테이트 및 헥산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유기용매를 이용하여 자몽을 추출하는 경우에는 미세하게 분쇄한 자몽에 자몽 중량의 1 내지 10배, 바람직하게는 5배의 알콜성 용매 또는 상기 유기용매를 첨가하고 실온 내지 60℃의 온도에서 1 내지 72 시간, 바람직하게는 4 내지 24 시간 동안 교반하면서 추출한 후 여과 또는 원심 분리하여 얻어진 추출액을 감압 농축하여 본 발명에 따른 자몽 추출물을 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 추출 방법들에서 그 추출 공정은 필요에 따라 2회 이상 반복하여 실시할 수 있으며, 여과 또는 원심 분리 후 얻어진 추출물을 그대로 사용하여도 무방하고, 감압건조 및/또는 동결 건조하여 분말 형태로 만들 수도 있다.
본 발명에서 상기 제충국제(pyrethrum insecticide)는 제충국의 식물체에 함유된 성분을 이용한 살충제이며 사람이나 가축에는 무해하고 곤충에만 유효한 농약이다.
본 발명에서 상기 제충국은 국화과에 속하는 식물로서 품종에 따라서 살충 성분 함량에 차이가 있으며 흰꽃제충국(Chrysanthemum cinerariaefolium)과 붉은꽃제충국(C.tamrutense)이 있다. 본 발명에서 상기 제충국제의 유효성분은 피레트린(pyrethrin) Ⅰ,Ⅱ 및 시네린(cinerin) Ⅰ,Ⅱ이다. 이때 피레트린은 노란색의 점질 기름 모양 물질로서 물에는 녹지 않으나 석유·등유 등 석유계 용매와 에테르·벤젠·알코올 등과 같은 대부분의 유기용매에는 잘 녹는다. 또한 피레트린과 시네린은 불안정한 화합물로서 분자 내에 불포화탄소가 있으므로 빛이나 공기 중의 산소에 의하여 산화 분해되기 쉽고 또한 에스터 화합물이므로 수분과 알칼리에 의해 쉽게 가수분해된다.
본 발명에서 상기 천연 항균제는 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 5 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 천연 항균제의 함량이 1 중량부 미만인 경우 충분한 항균성을 확보하기 어려울 수 있고, 상기 천연 항균제의 함량이 10 중량부를 초과하는 경우에는 물성이 저하되어 부직포에 코팅하기에 적합하지 않을 수 있다.
무기 항균제
본 발명에서는 상기와 같이 용매에 셀룰로오스 나노입자를 첨가 및 교반한 후 얻어진 혼합물에 천연 항균제의 첨가 시 무기 항균제를 추가로 첨가하여 항균 효과를 보다 높일 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 항균제는 제올라이트계 항균제, 은나노, 나노구리 및 나노아연으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 은나노, 나노구리, 나노아연 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 무기 항균제는 조성물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 무기 항균제의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우 충분한 항균성을 확보하기 어려울 수 있고, 상기 무기 항균제의 함량이 10 중량부를 초과하는 경우에는 물성이 저하되어 부직포에 코팅하기에 적합하지 않을 수 있다.
바인더
본 발명에서는 상기와 같이 천연 항균제, 혹은 추가로 무기 항균제를 첨가 및 교반하여 얻어진 혼합물에 바인더를 첨가하여 부직포 상에 코팅 시 코팅 접착력을 보다 높일 수 있다.
본 발명에서 상기 바인더로는 상기 아크릴계 바인더를 사용하는 것이 바람직하며, 이때 상기 아크릴계 바인더로는 구체적인 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 당 기술분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한없이 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴계 바인더 수지의 예로는 아크릴레이트 단량체, 아크릴레이트 올리고머 및 친환경 바인더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 아크릴레이트 단량체 또는 아크릴레이트 올리고머는 경화반응에 참가할 수 있는 아크릴레이트 관능기를 적어도 1개 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 아크릴레이트 단량체 및 아크릴레이트 올리고머는 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴레이트 단량체로는, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하게 이용될 수 있으나, 반드시 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 아크릴레이트 올리고머로는, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 친환경 바인더는 천연 자연물에서 유래된 접착 성분을 가진 바인더로서, 예를 들어, 송진(rosin), 마늘 추출물(알리나제, 알린 또는 알리신), 비스왁스(beeswax), 접착력을 가진 나무 액기스, 아리비아 고무 천연고무(LATEX), 알긴산, 키토산, 카제인, 전분, 젤라틴, 아교 및 밀가루로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 바인더는 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 3 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 바인더의 함량이 조성물 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만으로 첨가되는 경우 접착력이 떨어져 추후 부직포에 코팅 후 코팅층이 박리될 수 있고, 상기 바인더의 함량이 5 중량부를 초과하는 경우 상대적으로 유효 성분의 함량이 낮아져 목적하는 수준의 항균 효과를 얻을 수 없고, 조성물의 점도가 너무 높아짐에 따라 코팅하기에 바람직하지 않을 수 있다.
무기 충진제
본 발명은 상기 혼합물에 바인더 첨가 시 무기 충진제를 추가로 첨가함으로써 코팅하는 과정에서 가공성 및 강도를 개선할 수 있다.
본 발명에서 상기 무기 충진제의 종류는 특별히 제한하지는 않지만, 예를들면, 탈크, 탄산칼슘, 황산바륨, 라임스톤, 이산화티타늄, 황산칼슘, 산화마그네슘, 칼슘스테아레이트, 마이카, 실리카, 규산칼슘, 점토, 인산칼슘, 인산지르코늄, 맥반석, 흑운모, 백옥, 청옥 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 무기 충진제는 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 무기 충진제의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우에는 가공성의 개선이 어려운 문제점이 있고, 상기 무기 충진제의 함량이 10 중량부를 초과하는 경우에는 최종 코팅 제품의 역학적 성질이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 무기 충진제는 0.5 내지 35 ㎛의 평균 입도를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 무기 충진제의 평균 입도가 0.5 ㎛ 미만인 경우 입자의 분산이 어려울 수 있고, 상기 무기 충진제의 평균 입도가 35 ㎛를 초과하는 경우 입자가 지나치게 커서 혼화성이 떨어질 수 있다.
기타 첨가제
본 발명은 상기 혼합물에 바인더 첨가 시 통상의 첨가제로, 예를 들어 슬립제, 가수분해 방지제, 산화 방지제, UV 안정제, 가소제 및 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 더 첨가하여 배합할 수 있다.
본 발명에서 상기 기타 첨가제는 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 5 중량부의 양으로 포함될 수 있다. 본 발명에서 상기 기타 첨가제의 함량이 0.01중량부 미만인 경우 가령 코팅 제품의 내산화성, 내열성 등이 취약해지는 등 목적하는 첨가 효과를 얻을 수 없고, 상기 기타 첨가제의 함량이 10중량부를 초과하는 경우 강성 등이 떨어질 수 있고, 첨가제 가격이 통상 고가인지라 경제성이 나빠질 우려가 있다.
본 발명에서 상기 슬립제로는 아미드계열인 에루카아미드 및 올레아미드 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 가수분해 방지제로는 폴리카르보디이미드계열이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 산화 방지제로는 페놀계 산화방지제가사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 UV안정제는 자외선을 흡수하여 물질에 자외선이 닿지 않게끔 하는 역할을 하며, 예컨대 벤조트라이아졸 유도체, 히드록시벤조페논, 히드록시페닐트라이진, 치환 및 비치환 벤조산의 에스테르, 및 이들 중 임의의 것의 혼합물이 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 여기에서 사용될 수 있는 구매가능한 UV 흡수제는 Ciba에 의해 제조된 Tinuvin™ P, Tinuvin™ 1130, Tinuvin™ 326, Tinuvin™ 327, Tinuvin™ 328, Tinuvin™ 571, Tinuvin™ 99-DW, 또는 Chimassorb™ 81, BASF(독일 루드비히샤펜 소재)에 의해 제조된 Uvinul™ 3000, Uvinul™ 3008, Uvinul™ 3040, 또는 Uvinul™ 3050, Cytec Industries, Inc.에 의해 제조된 Cyasorb™ 5411, 또는 이들 UV 안정제 중 임의의 2개 이상의 조합을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 가소제로는 구연산, 아스크로빈산, 사과산 또는 주석산 등과 같은 유기산이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 부직포; 및 상기 부직포의 적어도 일면에 본 발명에 따른 부직포 코팅용 항균성 조성물을 포함하는 항균성 코팅층;을 포함하는, 항균성 부직포에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균성 부직포를 제조하는 공정의 모식도를 나타낸 것으로, 이하 도 1을 참조하여 항균성 부직포를 제조하는 공정을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 상기 항균성 부직포를 제조하기 위해서는 우선 부직포를 제조할 수 있다. 본 발명에서 상기 부직포를 제조하는 방법은 특별히 제한하지 않으며, 당 기술분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한없이 선택하여 사용할 수 있다. 다만, 예를 들면, 통상의 방법으로 용융 방사된 생분해성 수지 조성물로 제조된 필라멘트를 흡입시킨 다음 이동하는 네트(Net) 켄베이어 상에 개섬 적층시킨 필라멘트 웹 또는 스테이플을 소면기로 시트상으로 만들어 래핑(lapping)시킨 웹을 엠보싱 접착시키므로써 장섬유 또는 단섬유 부직포를 제조할 수 있다.
본 발명에서 상기 부직포의 두께는 0.1 내지 100 ㎛, 부직포의 평균 기공크기는 0.01 내지 10 ㎛, 부직포의 기공도는 1 내지 80 %일 수 있다.
본 발명에서 상기 부직포 제조에 사용되는 생분해성 수지 조성물로는 폴리락트산(polylactic acid, PLA), 폴리카프로락톤(poly-caprolactone, PCL), Diol/Diacid계 폴리부틸렌 숙시네이트(poly butylenes succinate, PBS), 폴리글리콜산(polyglycolic acid, PGA), 폴리포스페이트 에스터(polyphosphate ester), 폴리포스파젠(polyphosphazene, PNF), 미생물 유래 폴리-3-하이드록시부티레이트(poly-3-hydroxybutyrate, P3HB), 폴리-하이드록시알카노에이트 (poly-hydroxyalkanoate, PHA), 폴리-하이드롤리부티레이트(poly-hydrolybutyrate, PHB) 및 폴리사카라이드(polysaccharides)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리락트산 및 폴리카프로락톤 중 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
(A) 폴리락트산
본 발명에 사용되는 폴리락트산은 생분해성 수지 중 내열성이 양호하고 강도가 우수한 장점이 있고 성형 후 투명성이 우수하여 식품 포장 용기, 필름, 코팅제, 의료용 재료로까지 다양한 용도로 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 폴리락트산의 수평균 분자량(Mw)은 50,000 내지 150,000인 것일 수 있다. 또한 폴리락트산은 디-락타이드(D-Lactide) 및 엘-락타이드(L-Lactide)으로부터 유래된 모노머로부터 중합되어 제조되므로 디-락타이드(D-Lactide) 및 엘-락타이드(L-Lactide)의 함량을 자유롭게 조절할 수 있어, 용도에 따라 각각의 성분 함량 조절이 가능하다. 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 디-락타이드(D-Lactide) 함량이 1 내지 5중량%로 존재하는 결정형 폴리락트산과 디-락타이드(D-Lactide) 함량이 9중량% 이상인 무정형 폴리락트산을 혼용하여 사용하는 것이 바람직하다.
(B) 폴리카프로락톤
본 발명에서 사용되는 상기 폴리카프로락톤 또한 생분해성 고분자이며, 상기 폴리락트산과 셀룰로오스 나노입자의 혼합을 증대시키는 역할을 한다.본 발명에서 사용되는 폴리카프로락톤은 수평균분자량이 35,000 ~ 80,000인 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 부직포 제조에 사용되는 상기 생분해성 조성물로 상기 폴리락트산 또는 폴리카프로락톤 단독으로 사용할 수 있고, 혹은 폴리락트산은 5 내지 60 중량부; 및 폴리카프로락톤은 40 내지 95 중량부로 포함하는 혼합 조성물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리락트산 5 내지 50 중량부; 및 폴리카프로락톤 50 내지 95 중량부의 혼합 조성물을 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 폴리락트산과 상기 폴리카프로락톤의 함량이 상기 한정한 범위를 벗어나는 경우 제조되는 부직포의 탄성 또는 강도가 저하될 수 있다.
본 발명에서 상기와 같이 부직포가 준비되면 부직포의 적어도 일면 상에 본 발명에 따른 부직포 코팅용 항균성 조성물을 코팅하여 항균성 코팅층을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 코팅하는 구체적인 방법은 특별히 제한하지 않으며, 부직포에 조성물을 도포하여 항균성을 부여할 수 있는 방법이라면 제한없이 사용될 수 있으나, 예를 들면, 그라비아 코팅, 슬롯 코팅, 콤마 코팅, 롤 코팅, 평판 코팅, 스프레이 코팅 또는 함침 코팅에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기와 같이 부직포의 적어도 일면 상에 부직포 코팅용 항균 조성물을 코팅한 후 코팅된 부직포를 열풍 건조할 수 있다. 본 발명에서 상기 열풍 건조 조건은 특별히 제한하지 않으나, 예를 들면 40~200℃의 온도 하에서 1~30분 동안 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 열풍 건조 후 부직포 상에 형성된 항균성 코팅층의 두께는 특별히 제한하지 않으나, 예를 들면, 0.1 내지 50 ㎛, 바람직하게는 1 내지 30 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. 본 발명에서 상기 항균성 코팅층의 두께가 0.1 ㎛ 미만인 경우 충분한 항균 효과 또는 이물질 흡착 효과를 부여하지 못할 수 있고, 두께가 50 ㎛를 초과하는 경우 균열이 발생하거나 부직포로부터 탈리될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 항균성 부직포는, 부직포 상에 형성된 항균성 코팅층으로 인하여 미세먼지 및 세균의 여과, 흡착 및 포집이 용이하고, 항균성이 뛰어나며, 생분해성 수지로 제조된 부직포를 사용함에 따라 친환경적이고 인체에 무해하며 공기 투과 효율 또한 우수한 장점이 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 본 발명에 따른 항균성 부직포를 포함하는 필터에 관한 것이다.
본 발명에서 제공하는 필터는 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 세균을 용이하게 여과, 흡착 또는 포집할 수 있고, 유해 미생물에 대한 항균성이 매우 뛰어나며, 공기 투과 효율은 높고, 친환경적이며 인체에 무해하여 공기정화용 필터, 마스크, 방충망 또는 수질 정화용 필터 등 다양한 용도로 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
[실시예 1 내지 6] 항균성 부직포의 제조
PLA로 이루어진 부직포를 준비하였다. 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 물에 셀룰로오스 나노섬유 또는 셀룰로오스 나노결정을 첨가 및 교반한 뒤 천연 항균제로 자몽 추출물 또는 제충국제와, 무기 항균제로 은나노를 첨가 및 교반한 후 친환경 바인더와 무기 충진제로 탈크를 첨가하여 부직포 코팅용 항균 조성물을 제조하였다. 이 후 도 1에 나타낸 제조 공정에 따라 상기 PLA 부직포를 항균 조성물에 침지하여 부직포 양면을 코팅한 뒤 70℃에서 5분간 열풍 건조하였다. 이렇게 실시예 4 및 5로 제조된 항균 부직포의 사진은 각각 도 2 및 3에 나타낸 바와 같다.
| 성분 | 함량(중량%) | |||||
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | |
| 물 | 83 | 85 | 88 | 90 | 93 | 95.5 |
| 셀룰로오스 나노섬유 | 3 | - | 5 | 2 | - | 1 |
| 셀룰로오스 나노결정 | - | 2 | - | - | 2 | - |
| 자몽 추출물 | 2 | 3 | - | - | 2 | - |
| 제충국제 | - | - | 3 | 5 | - | 1 |
| 은나노 | 10 | 7 | 3 | 1 | 1 | 0.5 |
| 친환경 바인더(송진) | 2 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 |
[실험예 1] 항균성 평가
상기 실시예 4에서 항균성 조성물(0.4g)의 항균성은 KS K 0693:2011법에 의거하여 실시하였다. 이때 사용한 균은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)과 폐렴균(Klebsiella pneumoniae, ATCC 4352)이었으며, 표준포의 종류는 면을 사용하였다.
정균감소값(S)과 정균감소율(%)은 하기 수학식 1 및 2에 따라 각각 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2 내지 3과, 도 4 및 5에 나타내었다.
[수학식 1]
정균감소값(S) = log Mb - log Mc(무가공 시료에 대한 가공시료의 생균수 차)
[수학식 2]
정균감소율(%) = (Mb - Mc) × 100/Mb
상기 수학식 1 또는 2에서 Ma는 대조편의 접종직후 생균수, Mb는 대조편에서 18시간 배양 후 생균수, Mc는 상기 실시예 4의 항균 부직포 시료(도 2)에서 18시간 배양 후 생균수를 의미한다.
상기 표 2 및 3과, 도 4 및 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 부직포 코팅용 항균 조성물이 도포된 실시예 4의 항균성 부직포는 황색포도상구균과 폐렴균에서 모두 정균감소율이 99.9%로 우수한 항균성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
[실험예 2] 항균성 평가
상기 실시예 4에서 항균성 조성물(0.4g)의 항균성은 KS JIS Z 2801법에 의거하여 실시하였다. 이때 사용한 균은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 6538)과 대장균(Escherichia coli, ATCC 8739)이었고, 표준피복필름으로는 Stomacher 400 POLY-BAG를 사용하였으며, 시험균액을 35 ± 1℃ , RH 90 ± 5 % 에서 24 시간 정치 배양 후 균수를 측정하였다.
정균감소값(S)과 정균감소율(%)은 상기 수학식 1 및 2에 따라 각각 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 4 내지 5와, 도 6 및 7에 나타내었다.
상기 표 4 및 5와, 도 6 및 7에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 부직포 코팅용 항균 조성물이 도포된 실시예 6의 항균성 부직포는 황색포도상구균과 대장균에서 모두 정균감소율이 각각 99.5%과, 43.2%로 우수한 항균성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
이를 통하여 본 발명에 따른 항균 부직포는 유해 미생물에 대한 항균성이 매우 뛰어나, 공기 필터, 방충망 또는 마스크 등에 사용하기에 적합한 것을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (31)
- 조성물 100 중량부 대하여 용매 80 내지 96 중량부; 셀룰로오스 나노입자 1 내지 5 중량부; 천연 항균제 1 내지 10 중량부; 및 바인더 1 내지 5 중량부를 포함하는 부직포 코팅용 항균성 조성물로,
상기 셀룰로오스 나노입자는 셀룰로오스 나노결정(cellulosenanocrystal, CNC)이고,
상기 천연 항균제는 제충국제이며,
상기 바인더는 송진(rosin)이고,
상기 조성물은 은나노를 0.5 내지 10 중량부의 양으로 더 포함하고,
상기 조성물 100 중량부에 대하여 무기 충진제를 0.1 내지 10 중량부의 양으로 더 포함하고, 상기 무기 충진제는 0.5 내지 35 ㎛의 평균 입도를 가지고, 이산화티타늄인 것을 특징으로 하는 항균성 조성물. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 조성물은 슬립제, 가수분해 방지제, 산화 방지제, UV 안정제, 가소제 및 전분으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 항균성 조성물. - 삭제
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- 부직포; 및 상기 부직포의 적어도 일면에 제1항 또는 제3항의 부직포 코팅용 항균성 조성물을 포함하는 항균성 코팅층;을 포함하는, 항균성 부직포.
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