KR102039129B1 - 항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지 - Google Patents

항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지에 관한 것이다.
본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid), 소르빈산(Sorbic Acid), 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous), 글리세린(Glycerin), 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound), 토르말린(Tourmaline) 및 제올라이트(Zeolite)로 이루어진다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 섬유 강화 플라스틱이나 폴리우레탄과 같은 합성수지와 배합되어 사용됨으로써, 인체에 무해하고 광범위한 살균 효과를 보이며, 또한, 살균 효과가 매우 뛰어나다.

Description

항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지{COMPOSITION FOR ANTIBACTERIAL SYNTHETIC RESIN AND ANTIBACTERIAL SYNTHETIC RESIN COMPRISING THE SAME}
본 발명은 항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유 강화 플라스틱이나 폴리우레탄과 같은 합성수지와 배합되어 사용됨으로써, 인체에 무해하고 광범위한 살균 효과를 보이며, 또한, 살균 효과가 매우 뛰어난 항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지에 관한 것이다.
일반적으로 합성수지는 화학공업에서 만들어지는 고분자화합물 중 합성섬유와 합성고무를 제외한 것의 총칭으로 천연의 수지와 비슷하다.
수지는 유기화합물 및 그 유도체로 이루어진 비결정성 고체 또는 반고체로 천연수지와 합성수지로 구분되는데, 모형제작이나 캐스팅에 사용하는 것은 후자인 합성수지를 말한다.
이러한 수지로는 원형제작에 주로 사용되는 불포화폴리에스테르 수지와 형틀에 부어 넣어 캐스팅하는데 주로 사용되는 무발포 우레탄 수지가 있다. 특히, 각종 산업용 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics; FRP)은 일반적으로 유리섬유를 강화재로 사용하여 불포화 폴리에스테르의 매트릭스를 강화시킨 복합재료를 제조한 후 다양한 용도로 사용한다.
상기 FRP는 불포화 폴리에스터 수지(Unsaturated Polyester Resin)와 유리섬유(Fiber Glass)를 혼합하여 만들어내는 복합재로, 내식, 내열 및 내부식성이 우수하여 석유화학, 건축, 레저, 자동차산업, 환경산업 등 전 산업 분야에서 광범위하게 사용되는 신소재 강화플라스틱이다.
즉, 상기 FRP는 유리 및 카본 섬유로 강화된 플라스틱계 복합재료로, 경량, 내식성, 성형성(成型性) 등이 뛰어난 고성능ㆍ고기능성 재료이다.
한편, 폴리우레탄(polyurethane)은 발포 폴리우레탄과 무발포 폴리우레탄이 있는데, 상기 발포 폴리우레탄은 우레탄폼이라고도 하며, 초연질(超軟質), 연질, 반경질(半硬質), 경질 등의 여러 가지 굳기를 가지고, 자동차 내장재에서부터 침구 매트리스에 이르기까지 다양한 용도로 쓰인다.
상기 무발포 우레탄은 스판덱스, 합성피혁에서 코팅 및 실란트, 몰드 성형용으로 사용되는데, 이러한 무발포 우레탄 수지는 모형 캐스팅용으로 가장 적합한 수지로서 주제와 경화제를 섞어 사용한다.
상기한 바와 같이 합성수지는 FRP, 무발포 우레탄을 비롯하여 이미 오래전부터 우리의 생활과 밀접하게 사용되어 온 소재로, 물탱크, 선박, 정화조, 수문, 헬멧, 욕조, 약품탱크 조형물이나 놀이시설 등 다양하고 광범위한 분야에 사용되고 있으나, 오염 문제 등 위생성에 대하여는 취약했던 것이 사실이다.
즉, 이러한 제품들은 각종 세균이 번식하기 쉬워 세균 번식에 의한 악취가 발생하기도 하고, 제품이 변색하기도 하며, 심지어는 이러한 제품을 접촉 시 인체에 유해한 세균으로 인한 질병이 유발되기도 한다.
이에 본 발명자는 항균성이 뛰어난 합성수지 조성물을 제조하는 방법을 연구하던 중, 섬유 강화 플라스틱이나 폴리우레탄과 같은 합성수지와 배합되어 사용됨으로써, 인체에 무해하고 광범위한 살균 효과를 보이며, 살균 효과가 매우 뛰어난 항균성 합성수지 조성물을 제조할 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
국내등록특허 제10-1759483호(2017년 07월 13일 등록) 국내등록특허 제10-0765083호(2007년 10월 01일 등록) 국내등록특허 제10-1536841호(2015년 07월 08일 등록)
본 발명은 섬유 강화 플라스틱이나 폴리우레탄과 같은 합성수지와 배합되어 사용됨으로써, 인체에 무해하고 광범위한 살균 효과를 보이며, 또한, 살균 효과가 매우 뛰어난 항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid), 소르빈산(Sorbic Acid), 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous), 글리세린(Glycerin), 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound), 토르말린(Tourmaline) 및 제올라이트(Zeolite)로 이루어진다.
상기 젖산(Latic Acid)은 1 내지 40 중량%, 소르빈산(Sorbic Acid)은 1 내지 40 중량%, 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous)은 5 내지 30 중량%, 글리세린(Glycerin)은 5 내지 30 중량%, 프로필렌글리콜(Propylene Glycol)은 5 내지 40 중량%, 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 3 내지 30 중량%, 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound)은 2 내지 20 중량%, 토르말린(Tourmaline)은 1 내지 10 중량%, 제올라이트(Zeolite)는 1 내지 10 중량%가 포함되며, 상기 제올라이트는 비표면적이 500 내지 1000m2/g이고 제올라이트 입자의 입경은 50 내지 300nm이며, 상기 제올라이트는 순수에 수산화나트륨을 혼합한 후 용해시키고 알루민산나트륨(Sodium Aluminate)을 첨가하여 1 내지 2시간 동안 교반함으로써 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액에 1M의 Al2O3, 4M의 Na2O, 10M의 SiO2 및 125M의 H2O를 혼합한 후, 30 내지 35℃의 온도에서 3~5시간 동안 250~300RPM의 회전속도로 교반하며, 상기 교반된 혼합액을 85 내지 105℃의 온도에서 150 내지 200RPM의 회전속도로 3 내지 6시간 동안 가열하여 교반하고, 상기 가열하여 교반된 혼합액을 마이크로파 열원을 이용하여 80 내지 95℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 1 내지 3시간 동안 결정화하여 제올라이트 결정을 합성하고, 상기 제올라이트 결정에 순수를 이용하여 미반응 물질을 세척한 후 75 내지 85℃의 건조기에서 3 내지 5시간 동안 가열하면서 교반한 다음 3 중량%의 질산을 이용하여 pH를 6.5 내지 7.5로 조절하며, 이후 염화암모늄(NH4Cl) 용액을 첨가한 다음 30 내지 40℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 15 내지 20시간 동안 교반하여 제올라이트 결정화 용액을 제조하고, 이후 상기 제올라이트 결정화 용액 100 중량부에 대하여 순수 1000 내지 1500 중량부를 첨가하여 교반한 후 12 중량% 질산은(AgNO3) 용액 10 내지 15 중량부를 첨가한 다음 35 내지 45℃의 온도에서 5 내지 10시간 동안 반응시켜 세척하며, 상기 세척 후 550 내지 600℃의 건조기에서 10 내지 12시간 동안 소성함으로써 제조되는 분말형의 제올라이트일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항균성 합성수지는 합성수지와 배합되어 사용되는 항균성 합성수지 조성물을 포함하여 제조되고, 상기 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid), 소르빈산(Sorbic Acid), 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous), 글리세린(Glycerin), 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound), 토르말린(Tourmaline) 및 제올라이트(Zeolite)로 이루어진다.
상기 합성수지는 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지가 사용되고, 상기 합성수지는 주제 및 경화제를 포함하여 제조되는 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지 80 내지 99.9 중량% 및 항균성 합성수지 조성물 0.1 내지 20 중량%의 중량 비율로 배합되어 제조될 수 있다.
상기 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid)은 1 내지 40 중량%, 소르빈산(Sorbic Acid)은 1 내지 40 중량%, 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous)은 5 내지 30 중량%, 글리세린(Glycerin)은 5 내지 30 중량%, 프로필렌글리콜(Propylene Glycol)은 5 내지 40 중량%, 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 3 내지 30 중량%, 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound)은 2 내지 20 중량%, 토르말린(Tourmaline)은 1 내지 10 중량%, 제올라이트(Zeolite)는 1 내지 10 중량%가 포함되며, 상기 제올라이트는 비표면적이 500 내지 1000m2/g이고 제올라이트 입자의 입경은 50 내지 300nm이며, 상기 제올라이트는 순수에 수산화나트륨을 혼합한 후 용해시키고 알루민산나트륨(Sodium Aluminate)을 첨가하여 1 내지 2시간 동안 교반함으로써 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액에 1M의 Al2O3, 4M의 Na2O, 10M의 SiO2 및 125M의 H2O를 혼합한 후, 30 내지 35℃의 온도에서 3~5시간 동안 250~300RPM의 회전속도로 교반하며, 상기 교반된 혼합액을 85 내지 105℃의 온도에서 150 내지 200RPM의 회전속도로 3 내지 6시간 동안 가열하여 교반하고, 상기 가열하여 교반된 혼합액을 마이크로파 열원을 이용하여 80 내지 95℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 1 내지 3시간 동안 결정화하여 제올라이트 결정을 합성하고, 상기 제올라이트 결정에 순수를 이용하여 미반응 물질을 세척한 후 75 내지 85℃의 건조기에서 3 내지 5시간 동안 가열하면서 교반한 다음 3 중량%의 질산을 이용하여 pH를 6.5 내지 7.5로 조절하며, 이후 염화암모늄(NH4Cl) 용액을 첨가한 다음 30 내지 40℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 15 내지 20시간 동안 교반하여 제올라이트 결정화 용액을 제조하고, 이후 상기 제올라이트 결정화 용액 100 중량부에 대하여 순수 1000 내지 1500 중량부를 첨가하여 교반한 후 12 중량% 질산은(AgNO3) 용액 10 내지 15 중량부를 첨가한 다음 35 내지 45℃의 온도에서 5 내지 10시간 동안 반응시켜 세척하며, 상기 세척 후 550 내지 600℃의 건조기에서 10 내지 12시간 동안 소성함으로써 제조되는 분말형의 제올라이트일 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 섬유 강화 플라스틱이나 폴리우레탄과 같은 합성수지와 배합되어 사용됨으로써, 인체에 무해하고 광범위한 살균 효과를 보이며, 또한, 살균 효과가 매우 뛰어나다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 무발포 우레탄 시편을 보여주는 사진이고, 도 1b는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 6 중량% 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편을 보여주는 사진이다.
도 2a 및 도 2b는 무발포 우레탄 시편에 사용 공시 균주로 S. aureus를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이다.
도 3a 및 도 3b는 무발포 우레탄 시편에 사용 공시 균주로 E. coli를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편의 항균력을 보여주는 시험성적서이다.
도 5a는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 FRP 시편을 보여주는 사진이고, 도 5b는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 0.5 중량% 배합하여 제조한 FRP 시편을 보여주는 사진이다.
도 6a 및 도 6b는 FRP 시편에 사용 공시 균주로 S. aureus를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이다.
도 7a 및 도 7b는 FRP 시편에 사용 공시 균주로 E. coli를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하여 제조한 FRP 시편의 항균력을 보여주는 시험성적서이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물 및 이를 포함하는 항균성 합성수지에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid), 소르빈산(Sorbic Acid), 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous), 글리세린(Glycerin), 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound), 토르말린(Tourmaline) 및 제올라이트(Zeolite)로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid)은 1 내지 40 중량%, 소르빈산(Sorbic Acid)은 1 내지 40 중량%, 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous)은 5 내지 30 중량%, 글리세린(Glycerin)은 5 내지 30 중량%, 프로필렌글리콜(Propylene Glycol)은 5 내지 40 중량%, 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 3 내지 30 중량%, 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound)은 2 내지 20 중량%, 토르말린(Tourmaline)은 1 내지 10 중량%, 제올라이트(Zeolite)는 1 내지 10 중량%가 포함될 수 있다.
상기 젖산(Latic Acid)은 일반적으로 식품 보존제, 향취제 또는 산미제 등의 식품 첨가제로 사용될 뿐만 아니라 화장품, 화학, 금속, 전자, 직물, 염색, 제약 등 산업적으로 광범위하게 이용되는 중요한 유기산이다. 또한, 젖산은 생분해성 플라스틱의 일종인 폴리락틱애시드(PLA)의 원료물질로도 사용되며, 근래에 들어서는 유가상승, 원유의 고갈, 석유 유래 플라스틱 제품의 부패하지 않는 특성으로 인해 야기되는 환경오염 문제로 인한 난분해성 플라스틱의 환경 친화적인 대체 고분자 물질에 대한 관심이 증가되고 있어서 이에 따른 젖산의 수요가 크게 증가하는 추세이다.
특히, 젖산은 수산기와 카르복실기를 가지고 있어 반응성이 큰 유기산으로서, 폴리락틱애시드 뿐만 아니라 아세트알데히드(acetaldehyde), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), 아크릴산(acrylic acid), 2,3-펜타디온(2,3-pentathione) 등의 화학물을 생산하는 중요한 원료물질로도 사용된다. 젖산은 또한, 생분해성이며 무독성 용제인 에틸락테이트(ethyl lactate)의 제조에도 사용되며, 이는 전자 제조업, 페인트나 직물, 세제, 접착제나 인쇄물 등에 이용되고 있다.
상기 소르빈산(sorbic acid)은 대표적인 합성 보존료로서, 가공식품의 보존에 흔히 사용된다. 벤조산과 그 염과 함께 대표적인 합성 보존료로 꼽히고 있다. 이 물질은 각종 미생물의 생육 억제에 효과가 뛰어나며, 빙초산이나 다양한 유기 용매에 잘 녹는다. 식품에 사용할 때는 아세트산, 젖산, 알코올 등과 혼합하여 사용하거나, 소르빈산칼륨이나 소르빈산칼슘 등과 같은 염 형태로 사용할 수 있는데, 소르빈산을 첨가할 경우 항균성이 향상될 수 있고, 항균 활성을 상승시켜 우수한 항균, 탈취 기능을 가질 수 있게 된다.
상기 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous)은 분말주스, 가루발포주스, 분말셔벗, 분말 케첩, 추잉 껌 등 수분을 싫어하는 식품이나 가루식품의 산미료로 사용한다. 상기 무수 구연산은 결정수가 없기 때문에 구연산(결정)보다도 산도는 강하고, 무색투명의 결정, 알맹이 또는 덩어리, 또는 백색의 결정성분말 또는 분말로, 무취, 강한 산미를 가진다.
상기 글리세린(Glycerin)은 글리세롤이라고도 하는데, 투명하고 끈적거리며 단맛이 난다. 1948년까지는 동식물의 지방과 기름으로 비누를 만드는 과정에서 부산물로 얻었지만, 그 뒤로는 프로필렌이나 당류를 써서 더 많이 합성하고 있다. 보통 95% 이상의 글리세롤을 포함한 상품은 글리세린이라 한다. 글리세롤은 쓰이는 범위가 매우 넓다. 자동차 에나멜이나 옥외 페인트 등의 보호용 도장제를 만드는 고무나 수지의 기본 성분이며, 질산과 황산을 가하면 폭발성 물질인 니트로글리세린이 된다.
상기 프로필렌글리콜(Propylene Glycol)은 화학식 C3H8O2로 비중은 1.036~1.040 이하이며, 끓는점은 185∼189℃이다. 상기 프로필렌글리콜은 물, 알코올, 아세톤, 아세트산에틸, 클로로폼, 에테르 등과 혼합되며 휘발유를 용해하고 석유에테르, 파라핀과 혼합되지 않는데, 흡습성이 있으나 휘발성은 없으며, 열과 일광에 안정하나 가연성(인화점 104℃)이 있다.
또한, 상기 프로필렌글리콜은 1,2-프로판디올이라고도 하며 무색의 차진 흡습성 액체로서 부식성과 독성이 없고, 동결 온도는 식염수보다 낮으며, 브라인으로써 -30℃ 정도의 저온에서 급속히 동결할 수 있기 때문에 주로 식품 동결용으로 쓰이고, 그 밖에 부동액이나 살균제, 윤활제 등으로도 쓰인다.
상기 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 용매로, 1,3-부틸렌글리콜은 점도를 감소시키며, 높은 습도의 대기 중의 수분이 막 형성을 하는 쪽으로 유입되는 것을 막아주기도 한다.
또한, 1,3-부틸렌글리콜은 휘발성 물질을 안정화시킬 수 있으며, 미생물에 의한 부패를 방지하는 역할을 하며, 아주 좋은 분배계수를 가지고 있어 항균성 조성물의 제형에 더욱 효과적으로 작용하게 할 수 있다.
상기 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound)은 항산화 활성화된 폴리페놀 화합물로, 상기 폴리페놀(polyphenol)이란, 식물에서 발견되는 화학물질의 일종으로서 분자 하나에 페놀 그룹이 한 개 이상 있는 것이 특징이다.
상기 폴리페놀은 일반적으로 타닌, 페닐프로파노이드(플라보노이드, 리그린 등)으로 분류되고, 페놀은 벤젠의 수소 원자 하나가 히드록시기로 치환된 것이며, 폴리페놀은 두 개 이상의 히드록시기로 치환된 것이다. 폴리페놀의 종류는 수천 가지가 넘는데 녹차에 든 카테킨, 포도주의 레스베라트롤, 사과, 양파의 쿼세틴 등이 있는데, 과일에 많은 플라보노이드와 콩에 많은 이소플라본도 폴리페놀의 일종이다.
상기 폴리페놀은 우리 몸에 있는 활성 산소(유해 산소)를 해가 없는 물질로 바꾸어 주는 항산화 효과가 있어 노화를 방지하고, 또한, 활성 산소에 노출되어 손상되는 DNA 보호, 세포구성 단백질 및 효소를 보호하는 기능이 뛰어나 다양한 질병에 대한 위험도를 낮춘다고 보고된다. 그러나 특정한 폴리페놀의 경우, 페놀 치환기의 작용으로 세포에 독성을 발휘할 수 있다. 대표적으로 폴리페놀성 독소의 종류로는 사프롤(safrole), 고시폴(Gossypol) 및 쿠마린(coumarins) 등이 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명에서 상기 폴리페놀 화합물로는 하기의 [화학식 1] 내지 [화학식 3]으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물일 수 있다.
Figure 112018033187285-pat00001
Figure 112018033187285-pat00002
Figure 112018033187285-pat00003
상기 토르말린(Tourmaline)은 그 자체로도 전하를 갖고 있으며, 미약하지만 영구 전류(0.06㎃)가 흐르는데, 인간생명의 꼭 필요한 미약 전류(0.06mA)와 방사에너지인 원적외선과 토르말린에서 발산하는 파장들이 동일해 사람의 허한 부분에 뜸과 자극효과를 주고 다시 원상회복 시켜주며, 열과 수분을 조절해주면 음이온을 생성, 산성화된 피부와 체액을 약알칼리로 변화시켜 건강한 피부로 만들어 준다.
이러한 토르말린의 원적외선과 방사에너지에 의해 피부의 노폐물을 배출과 자연 치유력을 높여주어 인체의 신진대사를 원활하게 해 주는 효과가 있다.
상기 제올라이트(Zeolite)는 규산염 광물로서 결정의 구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여 그 사이를 채우고 있는 수분을 고열로 방출시켜도 골격은 그대로 유지하고 있어 내부 공간으로 다른 미립물질을 흡착시킬 수 있다. 특히, 상기 제올라이트는 탈취효과와 흡착효과가 우수하여 유해성분을 흡착 제거할 수 있다.
예를 들어, 상기 제올라이트는 비표면적이 500 내지 1000m2/g이고 제올라이트 입자의 입경은 50 내지 300nm일 수 있는데, 상기 제올라이트는 먼저, 순수에 수산화나트륨을 혼합한 후 용해시키고 알루민산나트륨(Sodium Aluminate)을 첨가하여 1 내지 2시간 동안 교반함으로써 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액에 1M의 Al2O3, 4M의 Na2O, 10M의 SiO2 및 125M의 H2O를 혼합한 후, 30 내지 35℃의 온도에서 3~5시간 동안 250~300RPM의 회전속도로 교반하며, 상기 교반된 혼합액을 85 내지 105℃의 온도에서 150 내지 200RPM의 회전속도로 3 내지 6시간 동안 가열하여 교반하고, 상기 가열하여 교반된 혼합액을 마이크로파 열원을 이용하여 80 내지 95℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 1 내지 3시간 동안 결정화하여 제올라이트 결정을 합성하고, 상기 제올라이트 결정에 순수를 이용하여 미반응 물질을 세척한 후 75 내지 85℃의 건조기에서 3 내지 5시간 동안 가열하면서 교반한 다음 3 중량%의 질산을 이용하여 pH를 6.5 내지 7.5로 조절하며, 이후 염화암모늄(NH4Cl) 용액을 첨가한 다음 30 내지 40℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 15 내지 20시간 동안 교반하여 제올라이트 결정화 용액을 제조하고, 이후 상기 제올라이트 결정화 용액 100 중량부에 대하여 순수 1000 내지 1500 중량부를 첨가하여 교반한 후 12 중량% 질산은(AgNO3) 용액 10 내지 15 중량부를 첨가한 다음 35 내지 45℃의 온도에서 5 내지 10시간 동안 반응시켜 세척하며, 상기 세척 후 550 내지 600℃의 건조기에서 10 내지 12시간 동안 소성함으로써 분말형의 제올라이트를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 섬유 강화 플라스틱이나 폴리우레탄과 같은 합성수지와 배합되어 사용됨으로써, 항균 효과를 보일 수 있는데, 예를 들어, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지와 배합되어 항균성 합성수지를 제조할 수 있다.
즉, 본원발명의 항균성 합성수지 조성물이 배합될 수 있는 합성수지로는, 예를 들어, 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지가 있는데, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지는 주제 및 경화제를 포함하여 공지된 방법으로 제조될 수 있고, 상기 항균성 합성수지는 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지 80 내지 99.9 중량% 및 항균성 합성수지 조성물 0.1 내지 20 중량%의 중량 비율로 배합되어 포함될 수 있다.
또한, 상기 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지와 배합되어 포함되는 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid), 소르빈산(Sorbic Acid), 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous), 글리세린(Glycerin), 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound), 토르말린(Tourmaline) 및 제올라이트(Zeolite)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid)은 1 내지 40 중량%, 소르빈산(Sorbic Acid)은 1 내지 40 중량%, 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous)은 5 내지 30 중량%, 글리세린(Glycerin)은 5 내지 30 중량%, 프로필렌글리콜(Propylene Glycol)은 5 내지 40 중량%, 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 3 내지 3,0 중량%, 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound)은 2 내지 20 중량%, 토르말린(Tourmaline)은 1 내지 10 중량%, 제올라이트(Zeolite)는 1 내지 10 중량%가 포함될 수 있다.
상기와 같은 항균성 합성수지 조성물을 이용하여 살균 효과를 측정하였다.
1. 무발포 우레탄 수지 시험
본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편을 준비하였고, 하기의 방법으로 시험을 수행하였다.
(1) 시험 방법
사용공시균주 : 균주 1 - Staphylococcus aureus ATCC 6538P
균주 2 - Escherichia coli ATCC 8739
표준피복필름 : Stomacher 400ⓡ POLY-BAG
시험조건 : 시험 균액을 35 ± 1℃, RH 90 ± 5%에서 24시간 정치 배양 후 균수 측정
시료 표면적 : 25cm2
항균활성치 (S) : log(Mb / Mc), 감소율(%) : [(Mb - Mc) / Mb] × 100
증식치 (F) : log(Mb / Ma) (1.5 이상)
Ma : 표준시료의 시험균 접종직후의 생균수의 평균 (3검체)
Mb : 표준시료의 일정시간 (24시간) 배양후 생균수의 평균 (3검체)
Mc : 항균가공시료의 일정시간 (24시간) 배양 후 생균수의 평균 (3검체)
(2) 시험 결과
도 1a는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 무발포 우레탄 시편을 보여주는 사진이고, 도 1b는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 6 중량% 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편을 보여주는 사진이며, 도 2a 및 도 2b는 무발포 우레탄 시편에 사용 공시 균주로 S. aureus를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이고, 도 3a 및 도 3b는 무발포 우레탄 시편에 사용 공시 균주로 E. coli를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이며, 도 4는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편의 항균력을 보여주는 시험성적서이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 무발포 우레탄 시편에는 S. aureus가 생존해 있는 반면에, 도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 6 중량% 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편에는 S. aureus가 생존하지 않았고, 이에 의해 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 S. aureus에 대해 항균성이 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 무발포 우레탄 시편에는 E. coli가 생존해 있는 반면에, 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 6 중량% 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편에는 E. coli가 생존하지 않았고, 이에 의해 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 E. coli에 대해 항균성이 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 4의 시험성적서를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하여 제조한 무발포 우레탄 시편에서는 세균수가 99.9% 감소한 것을 확인할 수 있고, 이로 인해 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 항균 효과가 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
2. 불포화 폴리에스테르 수지 시험
본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 불포화 폴리에스테르 수지와 배합하여 제조한 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics; FRP) 시편을 준비하였고, 하기의 방법으로 시험을 수행하였다.
(1) 시험 방법
사용공시균주 : 균주 1 - Staphylococcus aureus ATCC 6538P
균주 2 - Escherichia coli ATCC 8739
표준피복필름 : Stomacher 400ⓡ POLY-BAG
시험조건 : 시험 균액을 35 ± 1℃, RH 90 ± 5%에서 24시간 정치 배양 후 균수 측정
시료 표면적 : 25cm2
항균활성치 (S) : log(Mb / Mc), 감소율(%) : [(Mb - Mc) / Mb] × 100
증식치 (F) : log(Mb / Ma) (1.5 이상)
Ma : 표준시료의 시험균 접종직후의 생균수의 평균 (3검체)
Mb : 표준시료의 일정시간 (24시간) 배양후 생균수의 평균 (3검체)
Mc : 항균가공시료의 일정시간 (24시간) 배양 후 생균수의 평균 (3검체)
(2) 시험 결과
도 5a는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 FRP 시편을 보여주는 사진이고, 도 5b는 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 0.5 중량% 배합하여 제조한 FRP 시편을 보여주는 사진이며, 도 6a 및 도 6b는 FRP 시편에 사용 공시 균주로 S. aureus를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이고, 도 7a 및 도 7b는 FRP 시편에 사용 공시 균주로 E. coli를 이용하였을 때의 생균수의 변화를 보여주는 사진이며, 도 8은 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하여 제조한 FRP 시편의 항균력을 보여주는 시험성적서이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 FRP 시편에는 S. aureus가 생존해 있는 반면에, 도 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 0.5 중량% 배합하여 제조한 FRP 시편에는 S. aureus가 생존하지 않았고, 이에 의해 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 S. aureus에 대해 항균성이 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 7a를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하지 않고 제조한 FRP 시편에는 E. coli가 생존해 있는 반면에, 도 7b를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 0.5 중량% 배합하여 제조한 FRP 시편에는 E. coli가 생존하지 않았고, 이에 의해 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 E. coli에 대해 항균성이 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 8의 시험성적서를 참조하면, 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물을 배합하여 제조한 FRP 시편에서는 세균수가 99.9% 감소한 것을 확인할 수 있고, 이로 인해 본 발명에 따른 항균성 합성수지 조성물은 항균 효과가 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (5)

  1. 젖산(Latic Acid), 소르빈산(Sorbic Acid), 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous), 글리세린(Glycerin), 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound), 토르말린(Tourmaline) 및 제올라이트(Zeolite)로 이루어지되,
    상기 젖산(Latic Acid)은 1 내지 40 중량%, 소르빈산(Sorbic Acid)은 1 내지 40 중량%, 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous)은 5 내지 30 중량%, 글리세린(Glycerin)은 5 내지 30 중량%, 프로필렌글리콜(Propylene Glycol)은 5 내지 40 중량%, 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 3 내지 30 중량%, 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound)은 2 내지 20 중량%, 토르말린(Tourmaline)은 1 내지 10 중량%, 제올라이트(Zeolite)는 1 내지 10 중량%가 포함되며,
    상기 제올라이트는 비표면적이 500 내지 1000m2/g이고 제올라이트 입자의 입경은 50 내지 300nm이며, 상기 제올라이트는 순수에 수산화나트륨을 혼합한 후 용해시키고 알루민산나트륨(Sodium Aluminate)을 첨가하여 1 내지 2시간 동안 교반함으로써 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액에 1M의 Al2O3, 4M의 Na2O, 10M의 SiO2 및 125M의 H2O를 혼합한 후, 30 내지 35℃의 온도에서 3~5시간 동안 250~300RPM의 회전속도로 교반하며, 상기 교반된 혼합액을 85 내지 105℃의 온도에서 150 내지 200RPM의 회전속도로 3 내지 6시간 동안 가열하여 교반하고, 상기 가열하여 교반된 혼합액을 마이크로파 열원을 이용하여 80 내지 95℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 1 내지 3시간 동안 결정화하여 제올라이트 결정을 합성하고, 상기 제올라이트 결정에 순수를 이용하여 미반응 물질을 세척한 후 75 내지 85℃의 건조기에서 3 내지 5시간 동안 가열하면서 교반한 다음 3 중량%의 질산을 이용하여 pH를 6.5 내지 7.5로 조절하며, 이후 염화암모늄(NH4Cl) 용액을 첨가한 다음 30 내지 40℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 15 내지 20시간 동안 교반하여 제올라이트 결정화 용액을 제조하고, 이후 상기 제올라이트 결정화 용액 100 중량부에 대하여 순수 1000 내지 1500 중량부를 첨가하여 교반한 후 12 중량% 질산은(AgNO3) 용액 10 내지 15 중량부를 첨가한 다음 35 내지 45℃의 온도에서 5 내지 10시간 동안 반응시켜 세척하며, 상기 세척 후 550 내지 600℃의 건조기에서 10 내지 12시간 동안 소성함으로써 제조되는 분말형의 제올라이트인 것을 특징으로 하는 항균성 합성수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 합성수지와 배합되어 사용되는 항균성 합성수지 조성물을 포함하여 제조되고,
    상기 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid), 소르빈산(Sorbic Acid), 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous), 글리세린(Glycerin), 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol), 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound), 토르말린(Tourmaline) 및 제올라이트(Zeolite)로 이루어지되,
    상기 합성수지는 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지가 사용되고,
    상기 합성수지는 주제 및 경화제를 포함하여 제조되는 불포화 폴리에스테르 수지 또는 무발포 우레탄 수지 80 내지 99.9 중량% 및 항균성 합성수지 조성물 0.1 내지 20 중량%의 중량 비율로 배합되어 제조되며,
    상기 항균성 합성수지 조성물은 젖산(Latic Acid)은 1 내지 40 중량%, 소르빈산(Sorbic Acid)은 1 내지 40 중량%, 무수 구연산(Citric Acid Anhydrous)은 5 내지 30 중량%, 글리세린(Glycerin)은 5 내지 30 중량%, 프로필렌글리콜(Propylene Glycol)은 5 내지 40 중량%, 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene Glycol)은 3 내지 30 중량%, 항산화활성 폴리페놀 화합물(Activator AntiOxidant Origin Polyphenol Compound)은 2 내지 20 중량%, 토르말린(Tourmaline)은 1 내지 10 중량%, 제올라이트(Zeolite)는 1 내지 10 중량%가 포함되며,
    상기 제올라이트는 비표면적이 500 내지 1000m2/g이고 제올라이트 입자의 입경은 50 내지 300nm이며, 상기 제올라이트는 순수에 수산화나트륨을 혼합한 후 용해시키고 알루민산나트륨(Sodium Aluminate)을 첨가하여 1 내지 2시간 동안 교반함으로써 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액에 1M의 Al2O3, 4M의 Na2O, 10M의 SiO2 및 125M의 H2O를 혼합한 후, 30 내지 35℃의 온도에서 3~5시간 동안 250~300RPM의 회전속도로 교반하며, 상기 교반된 혼합액을 85 내지 105℃의 온도에서 150 내지 200RPM의 회전속도로 3 내지 6시간 동안 가열하여 교반하고, 상기 가열하여 교반된 혼합액을 마이크로파 열원을 이용하여 80 내지 95℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 1 내지 3시간 동안 결정화하여 제올라이트 결정을 합성하고, 상기 제올라이트 결정에 순수를 이용하여 미반응 물질을 세척한 후 75 내지 85℃의 건조기에서 3 내지 5시간 동안 가열하면서 교반한 다음 3 중량%의 질산을 이용하여 pH를 6.5 내지 7.5로 조절하며, 이후 염화암모늄(NH4Cl) 용액을 첨가한 다음 30 내지 40℃의 온도에서 100 내지 150RPM의 회전속도로 15 내지 20시간 동안 교반하여 제올라이트 결정화 용액을 제조하고, 이후 상기 제올라이트 결정화 용액 100 중량부에 대하여 순수 1000 내지 1500 중량부를 첨가하여 교반한 후 12 중량% 질산은(AgNO3) 용액 10 내지 15 중량부를 첨가한 다음 35 내지 45℃의 온도에서 5 내지 10시간 동안 반응시켜 세척하며, 상기 세척 후 550 내지 600℃의 건조기에서 10 내지 12시간 동안 소성함으로써 제조되는 분말형의 제올라이트인 것을 특징으로 하는 항균성 합성수지.
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