KR102241264B1 - 분자체 결정 입자-코팅된 비드 복합체 및 상기 비드 복합체를 함유하는 물품 - Google Patents

분자체 결정 입자-코팅된 비드 복합체 및 상기 비드 복합체를 함유하는 물품 Download PDF

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Abstract

분자체(molecular sieve) 결정 입자가 화학적 결합을 통해 코팅된 비드(bead) 복합체, 상기 비드 복합체를 함유하는 다양한 물품, 및 상기 비드 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

분자체 결정 입자-코팅된 비드 복합체 및 상기 비드 복합체를 함유하는 물품{MOLECULAR SIEVE CRYSTAL PARTICLE-COATED BEAD COMPOSITE AND ARTICLES CONTAINING THE SAME}
본원은, 분자체(molecular sieve) 결정 입자가 화학적 결합을 통해 코팅된 비드(bead) 복합체, 상기 비드 복합체를 함유하는 다양한 물품, 및 상기 비드 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.
제올라이트 및 그 유사물질은 대체로 미세 분말로 존재하는데, 이들을 효과적으로 활용하기 위해서 종래부터 미세 분말 형태의 분자체 입자들을 비드 표면에 부착시키는 연구가 활발히 이루어져 왔다.
가장 간단한 방법으로는, 비드를 제올라이트 결정으로 만든 혼탁액 속에 담그어 제올라이트 표면과 비드의 표면 사이의 물리적 인력에 의해 제올라이트 입자를 부착시키는 방법이 있었다[L. C. Boudreau, J. A. Kuck, M. Tsapatsis, J. Membr. Sci. 1999, 152, 41-59]. 이 방법은 혼탁액에서 제올라이트를 꺼내는 속도를 조절함으로써 제올라이트의 분산 정도를 조절하는 방법이므로 제올라이트 입자가 고른 단층막을 형성하기 어려웠고, 또한 비드에 제올라이트가 단순히 물리적으로 흡착되어 있는 상태이므로 그 입자가 비드에서 쉽게 이탈되는 경향이 있었다.
그러나, 상기 종래 방법들은 화학적 방법에 의하여 제올라이트를 비드(원단)에 부착하기 때문에 이를 위한 별도의 공정의 설계에 따른 처리비용이 많이 소요되며, 원단 가공 공정과는 별도로 수행하여야 하기 때문에 공정 추가 및 공정 시간에 따른 공정효율이 저하되는 문제점이 있었다. 이에, 다양한 비드 표면에 분자체를 안정하게 코팅하는 방법에 대한 개발이 여전히 요구되고 있다.
본원은, 분자체(molecular sieve) 결정 입자가 화학적 결합을 통해 코팅된 비드(bead) 복합체, 상기 비드 복합체를 함유하는 다양한 물품, 및 상기 비드 복합체의 제조 방법을 제공한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 비드(bead)의 표면에 화학적 결합을 통해 코팅된 분자체(molecular sieve) 결정 입자를 포함하는, 비드 복합체를 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 비드 복합체를 포함하는, 물품을 제공한다.
본원의 제 3 측면은, 비드의 표면에 분자체 결정 입자를 코팅하여 상기 비드의 표면에 상기 분자체 결정 입자를 화학적으로 결합시키는 것을 포함하는, 본원의 제 1 측면에 따른 비드 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본원의 구현예들에 따르면, 분자체 결정 입자가 다양한 형태 및/또는 다양한 색상을 가지는 비드의 표면에 안정하게 코팅된 비드 복합체를 제공하며, 이러한 상기 비드 복합체를 이용하여 다양한 물품을 제공할 수 있다.
본원의 구현예들에 따르면, 상기 비드 복합체를 포함하는, 액체, 반액체(semi-liquid), 또는 젤을 수용하는 용기인 물품을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 용기는 화장품 용기, 어항, 수조, 또는 음료 용기일 수 있으며, 상기 비드 복합체는 화장품 용기, 어항, 수조, 또는 음료 용기의 내벽에 안정하게 코팅되어 상기 용기의 내용물의 항균, 산화방지, 살균 등의 효과를 제공할 수 있다.
본원의 구현예들에 따르면, 제올라이트 나노입자 또는 마이크로 입자를 코팅하지 않은 알루미나, 실리카, 유리, 플라스틱, 등 네이키드 비드 (naked bead) 를 직접 합성 젤 속에 넣어서 상기　비드 표면 위에 제올라이트를 직접 코팅한 것, 즉, 제올라이트 종자결정 없이 직접 합성하여 만든 제올라이트 코팅된 비드를 제조할 수 있으며, 이렇게 코팅된 비드를 화장품 등 액체 속에 넣어 항균 효과를 제공할 수 있다.
도 1은, 본원의 일 구현예에 있어서, 비드의 표면에 코팅된 연결 화합물을 통하여 상기 비드에 코팅된 분자체 결정 입자를 포함하는 비드 복합체 및 그의 제조 공정에 대한 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는, 상기 제올라이트 결정 입자가 코팅되지 않은 구형 유리 비드(비교예)와 상기 제올라이트 결정 입자가 코팅된 구형 유리 비드 복합체(실시예)의 전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 3은, 본원의 일 실시예에 있어서, 상기 제올라이트 결정 입자가 코팅된 구형 유리 비드 복합체의 전자현미경 사진을 나타낸 것이다 [스케일바: (A, C, D) 1 μm, 스케일바: (B) 10 μm].
도 4는, 본원의 일 실시예에 있어서, 상기 제올라이트 결정 입자가 코팅된 도넛 형 플라스틱 비드 복합체의 전자현미경 사진을 나타낸 것이다 [스케일바: (A, B) 1 μm].
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서, 제올라이트 종자 입자를 사용하지 않고 실리카 비드를 제올라이트 Y 합성 젤에 넣어 수열합성을 통해 상기 비드 표면에 직접 제올라이트 Y 결정 입자가 코팅된 비드 복합체의 전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (스케일바: 250 μm).
도 6는, 본원의 일 실시예에 있어서, 제올라이트 종자 입자가 미리 코팅된 실리카 비드를 제올라이트 Y 합성 젤에 넣어 수열합성을 통해 상기 비드 표면에 제올라이트 Y 결정 입자가 코팅된 비드 복합체의 전자현미경 사진을 나타낸 것이다 (스케일바: 200 μm).
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 제 1 측면은, 비드(bead)의 표면에 화학적 결합을 통해 코팅된 분자체(molecular sieve) 결정 입자를 포함하는, 비드 복합체를 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학적 결합은 수소결합, 이온결합, 비공유결합, 공유결합 또는 배위결합을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 수소결합은 상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자 사이에 직접 형성되거나 또는 수소결합 매개체를 통하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자 사이에 1개 이상의 연결 화합물이 결합되어 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자 사이에 상기 1개 이상의 연결 화합물이 결합되어 형성된 후 소성에 의하여 상기 연결 화합물을 제거함으로써 상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자가 직접 화학적으로 결합되어 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체는 이온 교환되거나 흡착된 금속이나 금속 양이온을 포함하거나, 배위 화합물, 항산화제 또는 방부제를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체는 이온 교환되거나 흡착된 금속이나 금속 양이온을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속이나 금속 양이온은 Ag, Cu, Zn, Ti, Pt, Pd 또는 Au, 또는 상기 금속의 양이온을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드 복합체는 상기 분자체에 추가하여 촉매 또는 광촉매 특성을 가지며, 금속이 담지될 수 있는 금속 화합물을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 화합물은 Mg, Al, Au, Ag, Pd, Pt, Ti, Zn, 및 Si에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속의 산화물을 포함할 수 있으며, 예를 들어 ZnO, SiO2 또는 TiO2를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 화합물에 담지될 수 있는 금속은 Ag, Cu, Pt, 또는 Pd을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체는 하기로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.:
(i) 제올라이트
(ii) MFI 구조를 갖는 제올라이트, ZSM-5, 실리카라이트-1, TS-1 또는 메탈로-실리카라이트-1
(iii) MEL 구조를 갖는 제올라이트, ZSM-11, 실리카라이트-2, TS-2 또는 메탈로-실리카라이트-2
(iv) 제올라이트 A, X, Y, L, 베타, 모오데나이트, 페리어라이트, ETS-4 또는 ETS-10
(v) MCM 계열, SBA 계열, MSU 계열 또는 KIT 계열 중의 어느 하나의 메조다공 성 실리카
(vi) 유기-무기 복합 메조세공 구조체 또는 층상물질
(vii) 금속이온과 리간드가 3 차원적으로 결합한 유기 제올라이트, 유기금속 제 올라이트 또는 배위화합물 제올라이트
(viii) 다공성 물질의 세공내부 또는 층상구조 물질의 층간 사이에 유기, 무기, 유 기-무기 혼합 염료, 발광 염료 또는 안료를 내포시킨 복합체, 및
(ix) Metal Organic Framework(MOF) 물질, Covalent Organic Framework(COF) 물질 또는 이의 복합체.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드는 유기 고분자, 무기 고분자, 유무기 하이브리드 고분자, 플라스틱, 금속, 유리, 및 세라믹으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드는 다양한 형태 및/또는 다양한 색상을 가질 수 있으며, 예를 들어, 상기 비드는 구형, 타원형, 또는 다면체 형태(정육면체, 직육면체, 원기둥, 사면체, 팔면체 등)를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드는 약 1 mm 이상의 크기를 가질 수 있으며, 예를 들어, 약 1 mm 내지 약 10 cm 정도의 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드는 하기 물질들로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.:
(i) 금속, 및 이산화티탄, 티타네이트, 아연산화물 등 비금속 원소들이 단독 또는 2 종 이상 포함되어 있는 산화물로서 표면에 히드록시기를 가지는 물질: 규소, 알루미늄, 티탄, 주석 및 인듐 등 각종 금속 및 비금속 원소들이 단독 또는 2 종 이상 포함되어 있는 산화물로서 표면에 히드록시기를 가지는 모든 물질. 예컨대, 석영, 운모, 유리, ITO 유리(인듐주석산화물이 증착된 유리), 또는 주석 산화물(SnO2) 등의 각종 전도성 유리, 실리카, 다공성 실리카, 알루미나, 다공성 알루미나, 이산화티탄, 다공성 이산화티탄 및 규소 웨이퍼 등이 있다;
(ii) 티올기(-SH)나 아민기(-NH2)와 결합하는 금속(비제한적 예: 금, 은, 동, 백금 등);
(iii) 표면에 다양한 관능기를 가지는 중합체 [비제한적 예: 폴리비닐 클로라이드(PVC) 및 메리필드 펩타이드 수지(Merrifield peptide resin) 등];
(vi) 셀레늄화아연(ZnSe), 비소화갈륨(GaAs) 또는 인화인듐(InP)의 반도체 화 합물이나, 반도체 특성을 갖는 황화물, 셀레늄화합물 또는 인화물.
(v) 제올라이트, 제오타입, Metal Organic Framework(MOF) 물질, Covalent Organic Framework(COF), 또는 이의 복합체 등 다공성 미세입자, 및
(vi) 표면에 히드록시기를 가지고 있거나 히드록시기를 갖도록 처리가 가능한 천연 고분자, 합성 고분자, 또는 전도성 고분자[비제한적 예: 셀룰로오스, 녹말(아밀로오스 및 아밀로펙틴) 및 리그닌 등 표면에 히드록실기를 가지는 천연 고분자, 합성 고분자 또는 전도성 고분자].
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드와 상기 분자체 결정은 아무런 전처리 없이 그 자체로서 이용될 수 있다. 이와 같이 전처리 없는 비드와 분자체 결정을 각각 순수 비드(bare bead) 및 순수 분자체 결정(bare molecular sieve crystal)이라 한다. 순수 비드 및 순수 분자체 결정 자체에 있는 작용기를 통하여 상기 비드와 상기 분자체 결정이 서로 화학적으로 결합된다. 비제한적 예로서, 상기 순수 비드 및 상기 순수 분자체 결정 사이의 결합은 수소결합에 의해 형성될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드와 상기 분자체 결정 사이의 수소결합은 비드 및/또는 분자체 결정을 적합한 수소결합 매개체(hydrogen bonding mediator)를 이용하여 이루어질 수 있으며, 이에 의해 수소결합이 더 강한 세기로 안정적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 수소결합 매개체로 비드 및/또는 분자체 결정의 표면을 코팅(스핀 코팅 또는 딥 코팅)하고, 분자체 결정을 비드 표면에 대하여 압력을 가하면 강한 세기로 안정되게 결합시킬 수 있다. 상기 수소결합 매개체로 사용 가능한 것은, PEI(polyethylene imine), PyC(4-pyridinecarboxylic acid) 및 PyA[trans-3-(3-pyridyl)-acrylic acid]을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드와 상기 분자체는 상기 연결 화합물을 매개로 하여 화학적으로 결합된다. 이 경우, 상기 비드, 또는 상기 분자체, 또는 상기 비드와 상기 분자체에 연결 화합물이 결합되어 있다.
본 명세서에서 용어 "연결 화합물"은 비드와 분자체 결정 사이의 결합을 가능하게 하는 말단에 작용기를 가지는 모든 화합물을 의미한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연결 화합물은 다음의 화학식 1 내지 7의 화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 유기 화합물로부터 유래된 화합물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.:
[화학식 1]
Z-L1-X
[화학식 2]
MR'4
[화학식 3]
R3Si-L1-Y
[화학식 4]
HS-L1-X
[화학식 5]
HS-L1-SiR3
[화학식 6]
HS-L1-Y
[화학식 7]
Z-L2(+) L3(-)-Y 또는 Z-L3(-) L2(+)-Y;
상기 화학식에서 Z는 R3Si 또는 이소시아네이트기(-NCO)이고, 여기서 R은 할로겐기, C1-C4인 알콕시 또는 C1-C4인 알킬기를 나타내고 3 개의 R 중 적어도 하나는 할로겐기 또는 알콕시기이며,
L1은 치환 또는 비치환된 C1-C17인 알킬, 아르알킬 또는 아릴기와 같은 탄화수소 잔기이고 이는 1 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함할 수 있으며, X는 할로겐기, 이소시아네이트(-NCO)기, 토실기 또는 아자이드기이며, R'은 R과 동일하며, 4 개의 R' 중 적어도 2 개는 할로겐기 또는 알콕시기이며, M은 규소, 티탄 또는 지르코늄이며,
Y는 히드록시기, 티올기, 아민기, 암모늄기, 술폰기 및 이의 염, 카르복시산 및 이의 염, 산무수물, 에폭시기, 알데하이드기, 에스테르기, 아크릴기, 이소시아네이트기(-NCO), 당(sugar) 잔기, 이중결합, 삼중결합, 디엔(diene), 디인(diyne), 알킬 포스핀, 알킬 아신 및 리간드 교환을 할 수 있는 배위화합물이며,
Y는 연결 화합물의 말단 뿐만 아니라 중간에 위치할 수도 있고,
L2(+)는 1 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함할 수 있는 치환 또는 비치환된 C1-C17인 탄화수소 화합물의 말단, 직쇄 또는 측쇄에 양전하(+)가 적어도 1 개 이상인 관능기를 나타내고,
L3(-)는 1 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함할 수 있는 치환 또는 비치환된 C1-C17인 탄화수소 화합물의 말단, 직쇄 또는 측쇄에 음전하(-)가 적어도 1 개 이상인 관능기를 의미한다. 상기 중간 연결화합물은 풀러렌(C60, C70), 탄소 나노관, α,ω-디알데하이드, 디카르복시산, 디카르복시산 무수물, 아민-덴드리머, 폴리에틸렌이민, α,ω-디아민, 금속 포르피린 및 M(살린)으로 표시되는 착화합물(M은 코발트, 니켈, 크롬, 망간 또는 철이고, 살린은 N,N'-비스(살리실리덴)에틸렌디아민임)로 이루어진 그룹에서 선택된 화합물이다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드와 상기 분자체 결정을 결합시키기 이전에, 비드, 분자체 결정 또는 비드와 분자체 결정을 상술한 연결 화합물로 처리하여 결합에 적합한 작용기를 갖도록 한다. 이렇게 하여, (비드-연결화합물) 중간체 및/또는 (연결화합물-분자체 결정) 중간체가 제조된다.
본원의 일 구현예에 있어서, (비드 -연결화합물) 중간체 및/또는 (연결화합물-분자체 결정) 중간체는 본 명세서에 공지된 다양한 화합물 및 공정에 따라 실시될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드와 분자체 결정의 표면은 일반적으로 히드록시기 등의 작용기, 또는 히드록시기 전구체 또는 히드록시기로 전환 가능한 작용기를 갖는다. 히드록시기 전구체 또는 히드록시기로 전환 가능한 작용기의 예는 아실옥시기, 메톡시기 또는 Si=O기를 포함한다.
본원의 일 구현예에 있어서, (비드-연결화합물) 중간체 및 (연결화합물-분자체 결정) 중간체는 그 자체로서 직접 화학적 결합을 이룰 수 있지만, 중간체들 사이에서 결합을 매개하는 중간 연결화합물을 통하여 간접적으로 화학적 결합을 할 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "중간 연결화합물"은 (비드-연결화합물) 중간체 및 (연결화합물-분자체 결정) 중간체 사이에서 두 연결화합물 사이의 결합을 가능하게 하는 말단에 작용기를 가지는 모든 화합물을 의미한다. 바람직하게는, 상기 중간 연결화합물은 풀러렌(C60, C70), 탄소 나노관, α,ω-디알데하이드, 아민, 술폰산, 디카르복실산, 디카르복실산 무수물, 아민-덴드리머, 폴리에틸렌이민, α,ω-디아민, 금속 포르피린 및 M(살린)으로 표시되는 착화합물(M은 코발트, 니켈, 크롬, 망간 또는 철이고, 살린은 N,N'-비스(살리실리덴)에틸렌디아민임)로 구성된 군으로부터 선택된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체 결정 입자들은 상기 비드의 표면에 결합되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 다른 구현예에 있어서, 상기 분자체 결정 입자들은 상기 비드의 표면에 일정 방향으로 배열되어 결합되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드의 표면에 결합 배열되는 상기 분자체 결정 입자들 또는 상기 분자체 결정 입자들과 함께 포함하는 상기 추가 입자들은 항균성, 산화 방지, 살균, 오염물질의 흡착 및/또는 분해 성능, 탈취, 및 습도 조절 중 하나 이상의 기능을 나타내는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체 결정은 마이크로결정일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용어, "마이크로결정"은 약 0.1 ㎛ 내지 약 500 ㎛의 크기를 갖는 결정을 의미한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 추가 포함하는 입자는 나노미터 크기 내지 마이크로미터 크기를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드에 결합된 분자체 결정은 비드의 면(plane)에 대하여 일정한 결정 축을 따라 배향성(orientation)을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 단일배향성은, 상기 분자체의 응용성 및 이용 효율을 극대화할 수 있다.
본원의 제 2 측면은, 본원의 제 1 측면에 따른 비드 복합체를 포함하는 물품을 제공한다. 본원의 제 1 측면에 따른 상기 비드 복합체에 대하여 기재된 내용은 모두 본원의 제 2 측면에도 적용된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 물품은 액체, 반액체(semi-liquid), 또는 젤을 수용하는 용기일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 용기는 화장품 용기, 어항, 수조, 또는 음료 용기 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드 복합체가 상기 용기의 내용물에 포함되어 있거나 상기 용기의 내벽에 코팅되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체 결정 입자가 다양한 형태, 다양한 색상을 가지는 비드의 표면에 안정하게 코팅된 비드 복합체를 제공하며, 이러한 상기 비드 복합체를 이용하여 다양한 물품을 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드는 유기 고분자, 무기 고분자, 유무기 하이브리드 고분자, 플라스틱, 금속, 유리, 및 세라믹으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드는 다양한 형태 및/또는 다양한 색상을 가질 수 있으며, 예를 들어, 상기 비드는 구형, 타원형, 또는 다면체 형태(정육면체, 직육면체, 원기둥, 사면체, 팔면체 등)를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드는 약 1 mm 이상의 크기를 가질 수 있으며, 예를 들어, 약 1 mm 내지 약 10 cm 정도의 크기를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드 복합체는 화장품 용기, 어항, 수조, 또는 음료 (예를 들어, 물, 막걸리 등 다양한 주류 등) 용기의 내벽에 안정하게 코팅되어 상기 용기의 내용물의 항균, 산화방지, 살균 등의 효과를 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, Ag+-이온교환된 제올라이트 Y결정 입자가 코팅된 상기 복합체는 Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Aspergillus flavus 등과 같은 광범위한 미생물에 대하여 현저히 우수한 항균성을 나타낸다. 이러한 결과들은 제올라이트 결정 입자가 코팅된 상기 유리 비드 복합체 및 상기 플라스틱 비드 복합체가 항균성 비드, 탈취제, 흡착제, 위생 물질, 기체 분리막, 또는 이온 교환기 등에 적용될 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 상기와 같은 유리 비드 복합체 및 플라스틱 비드 복합체 각각이 Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Aspergillus flavus 등과 같은 광범위한 미생물에 대하여 현저히 우수한 항균성을 나타낸다.
본원의 제 3 측면은, 비드의 표면에 분자체 결정 입자를 코팅하여 상기 비드의 표면에 상기 분자체 결정 입자를 화학적으로 결합시키는 것을 포함하는, 본원의 제 1 측면에 따른 비드 복합체의 제조 방법을 제공한다.
본원의 제 1 측면 및 제 2 측면에 대하여 기재된 내용은 모두 본원의 제 3 측면에도 적용된다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제조 방법은, 상기 분자체 결정 입자의 코팅 전에, 상기 비드 및 상기 분자체 결정 입자 각각 또는 이들 모두의 표면을 수소결합 매개체로 코팅하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제조 방법은, 상기 수소결합 매개체로 코팅한 후 상기 분자체 결정 입자를 상기 비드의 표면에 코팅한 후 소성하여 상기 수소결합 매개체를 제거하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제조 방법은, 상기 분자체 결정 입자의 코팅 전에, 상기 비드 및 상기 분자체 결정 입자 각각 또는 이들 모두의 표면에 1 개 이상의 연결 화합물을 결합시키는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제조 방법은, 상기 연결 화합물을 결합시킨 후 상기 분자체 결정 입자를 상기 비드의 표면에 코팅한 후 소성하여 상기 연결 화합물을 제거하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드 표면에 상기 분자체 결정 입자를 코팅하는 것은, 상기 분자체 결정 입자를 형성하기 위한 합성 젤 용액 중에 상기 비드를 침지시켜 수열반응시켜 상기 비드의 표면에서 직접 상기 분자체 결정 입자가 형성되어 코팅되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 분자체 결정 입자를 형성하기 위한 합성 젤 용액 중에 상기 비드를 침지시켜 수열반응시킴으로써 상기 비드 표면에서 직접 상기 분자체 결정 입자의 쉘(shell)을 형성할 수 있다. 이러한 제조 방법에 의하여, 제올라이트 종자 결정을 상기 비드 표면에 미리 코팅하지 않고 상기 비드의 네이키드 표면 (naked surface)에 직접 제올라이트 결정 입자를 안정하게 코팅할 수 있으며, 상기 코팅 공정을 현저히 단순화 할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 제올라이트 나노입자 또는 마이크로 입자를 코팅하지 않은 알루미나, 실리카, 유리, 플라스틱, 등 네이키드 비드 (naked bead) 를 직접 합성 젤 속에 넣어서 상기　비드 표면 위에 제올라이트를 직접 코팅한 것, 즉, 제올라이트 종자결정 없이 직접 합성하여 만든 제올라이트 코팅된 비드를 제조할 수 있으며, 이렇게 코팅된 비드를 화장품 등 액체 속에 넣어 항균 효과를 제공할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 연결 화합물 및 상기 분자체 결정 입자의 코팅은 각각 독립적으로 문지르기(rubbing) 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 초음파 이용-코팅, 동판 코팅, 또는 함침 코팅 방법에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 분자체 결정 입자의 코팅은, 상기 연결 화합물이 코팅된 비드의 표면에 문지르기(rubbing)에 의하여 상기 분자체 결정 입자를 코팅하는 것을 포함하거나, 상기 연결 화합물이 코팅된 상기 비드를 상기 분자체 결정 입자 분말에 넣어서 상기 비드 표면에 상기 분자체 결정 입자를 코팅하는 것을 포함하거나, 상기 연결 화합물이 코팅된 상기 비드를 상기 분자체 결정 입자를 함유하는 용액에 넣은 후 초음파 처리에 의하여 상기 비드 표면에 상기 분자체 결정 입자를 코팅하는 공정에 의하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 문지르기(rubbing)에 의한 상기 분자체 결정 입자의 코팅은 상기 비드의 표면에 대한 상기 분자체 결정 입자의 누르기(pressing against substrate) 또는 문지르기 방식으로 압력을 부가하는 것을 포함하여, 상기 문지르기 과정 동안에 발생되는 분자체 결정 입자의 비드 표면에 대한 압착 및/또는 분자체 결정 입자들의 강압 표면 이동(forced surface migration)은, 높은 밀집도로 분자체 결정들이 비드 상에 결합하는 것을 유도하는 가장 중요한 두 가지 요인이다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 문지르기는 비드와 연결화합물, 상기 분자체 입자와 연결화합물, 연결화합물과 연결화합물 또는 연결화합물과 중간 연결화합물 사이의 화학적 결합, 특히 이온결합 또는 수소결합과 관련되는 분자들(특히, 작용기들)의 반응 활성을 증가시켜 단시간에 결합을 이루도록 한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드-분자체 입자 복합체를 제조하기 위하여, 상기 분자체 결정 입자에 압력을 가하는 방법은, 예를 들어, 손(bare hands)만을 이용하여 분자체 결정 입자에 압력을 가할 수 있고, 문지르기 도구를 가지고 손으로 할 수도 있으며, 또는 문지르기 기계 장치를 이용하여 분자체 결정에 압력을 가할 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체 결정 입자들은 상기 비드의 표면에 결합되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 다른 구현예에 있어서, 상기 분자체 결정 입자들은 상기 비드의 표면에 일정 방향으로 배열되어 결합되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 약 3 ㎛ 이상의 분자체 결정도 높은 밀집도(조밀도) 및 높은 부착속도로 비드 상에 결합시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 분자체 결정은 비드 표면에 직접적 또는 간접적으로 화학적 결합을 이룬다. 상기 화학적 결합은 수소결합, 비공유결합, 이온결합, 공유결합 및 배위결합을 포함한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드와 상기 분자체 결정은 아무런 전처리 없이 그 자체로서 이용될 수 있다. 이와 같이 전처리 없는 비드와 분자체 결정을 각각 순수 비드(bare bead) 및 순수 분자체 결정(bare molecular sieve crystal)이라 한다. 순수 비드 및 순수 분자체 결정 자체에 있는 작용기를 통하여 상기 비드와 상기 분자체 결정이 서로 화학적으로 결합된다. 비제한적 예로서, 상기 순수 비드 및 상기 순수 분자체 결정 사이의 결합은 수소결합에 의해 형성될 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 비드와 상기 분자체 결정 사이의 수소결합은 비드 및/또는 분자체 결정을 적합한 수소결합 매개체(hydrogen bonding mediator)를 이용하여 이루어질 수 있으며, 이에 의해 수소결합이 더 강한 세기로 안정적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 수소결합 매개체로 비드 및/또는 분자체 결정의 표면을 코팅(스핀 코팅 또는 딥 코팅)하고, 분자체 결정을 비드 표면에 대하여 압력을 가하면 강한 세기로 안정되게 결합시킬 수 있다. 상기 수소결합 매개체로 사용 가능한 것은, PEI(polyethylene imine), PyC(4-pyridinecarboxylic acid) 및 PyA[trans-3-(3-pyridyl)-acrylic acid]을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 화학적 결합은, 이온결합 또는 수소결합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 다른 구현예에 있어서, 상기 연결 화합물에 의해 상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자 사이의 결합이 매개되는 경우, 이온 결합일 수 있다. 예를 들어, 상술한 본 발명에 의한 결합 패턴 중에서, 상기 수소결합에 의해 형성되는 비드 복합체는 (ⅰ) 비드-분자체 복합체 또는 (ⅱ) 비드-수소결합 매개체-분자체 복합체일 수 있다. 상기 이온결합에 의해 형성되는 비드 복합체는 (i) 비드-연결화합물- 분자체 복합체 (ii) 비드-연결화합물-연결화합물-분자체 복합체, 또는 (iii) 비드-연결화합물-중간 연결화합물-연결화합물-분자체 복합체이다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자-스프레이 코팅용 조성물을 상기 비드에 분사하는 경우, 상기 비드에 결합된 분자체 결정은 기생결정(parasitic crystal)이 실질적으로 결여되어 있다. 분자체의 모결정(mother crystal) 내부에서 성장하는 기생결정은 분자체의 기능성을 크게 떨어뜨리는 문제점을 가지고 있다. 그러나, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 입자-스프레이 코팅용 조성물을 상기 비드에 단순히 분사함으로써, 기생결정의 형성 없이 상기 비드 표면에 상기 분자체 결정 입자를 안정하게 상기 비드에 코팅하여, 예를 들어, 상기 분자체 단층막을 비드 상에 형성시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열거한 방법에 따라 비드에 먼저 제 1 분자체 결정 단층막을 형성시키고, 상기 제 1 분자체 단층막과 결합할 수 있는 제 2 분자체 결정을 결합시키면 비드에 이층막을 쌓을 수 있으며, 이러한 과정을 반복하여 다층막을 제조할 수 있다. 제 2 분자체 결정은 단층막을 형성한 제 1 분자체 결정과 같은 종류이거나 다른 종류일 수 있다. 적층 패턴은 특정한 방법에 제한되지 않으나, 예를 들면 (비드-연결화합물-제 1 분자체 결정)-(연결화합물-제 2 분자체 결정), (비드-연결화합물)-(연결화합물-제 1 분자체 결정-연결화합물)-(연결화합물-제 2 분자체 결정) 등이 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 열거한 방법에 따라, 비드에 분자체 단층막(monolayer)을 먼저 생성시킨 후 고온에서 소성을 하여 연결화합물을 제거하면 비드와 분자체가 실리콘-산소-실리콘 등의 직접적인 화학 결합에 의해 결합된다. 이 과정을 반복하면 비드와 분자체가 직접 결합된 다층막(multilayer)을 얻을 수 있다. 한편, 상술한 본원의 구현예들에 따른 제조 방법은 본 기술 분야의 통상적인 기술에 따라 분자체 결정의 필름의 제조에도 이용될 수 있다는 것은 본 기술 분야의 기술 수준을 고려하면 명확하다.
이하, 본원의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것 일뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
<실시예 1>
Ag+-이온교환된 제올라이트 Y결정 입자와 연결 화합물을 포함하는 분말 또는 상기 분말을 포함하는 조성물을 구형 유리 비드(크기: 3 mm) 및 도넛형 플라스틱 비드의 표면에 각각 코팅하여 상기 비드의 표면에 코팅된 상기 연결 화합물을 통하여 상기 비드에 코팅된 제올라이트 Y결정 입자를 포함하는, 비드 복합체를 제조하였다. 상기 복합체들 각각의 전자 현미경 사진을 도 2 내지 도 4에 각각 나타내었다.
도 2는 상기 제올라이트 Y결정 입자가 코팅되지 않은 구형 유리 비드(비교예)와 상기 제올라이트 Y 결정 입자가 코팅된 구형 유리 비드 복합체(실시예)의 전자현미경 사진을 나타낸다.
도 3은 상기 제올라이트 Y 결정 입자가 코팅된 구형 유리 비드 복합체(실시예)의 전자현미경 사진을 나타내는 것이다. 도 3을 참조하면, 상기 유리 비드의 표면에 상기 제올라이트 Y 결정 입자가 균일하고 조밀하게 코팅되어 있음을 확인할 수 있다.
도 4는 상기 제올라이트 Y 결정 입자가 코팅된 도넛형 플라스틱 비드 복합체(실시예)의 전자현미경 사진을 나타내는 것이다. 도 4를 참조하면, 상기 플라스틱 비드의 표면에 상기 제올라이트 Y 결정 입자가 균일하고 조밀하게 코팅되어 있음을 확인할 수 있다.
<실시예 2>
함침법에 의하여 실리카 비드 표면에 제올라이트 Y 종자결정을 코팅한 후 제올라이트 Y 합성 젤에 상기 비드를 넣어 100℃에서 3시간 정도 수열합성하여 상기 종자가 코팅된 실리카 비드 표면에 제올라이트 Y를 코팅하여 비드 복합체를 형성하였다. 상기 복합체의 전자 현미경 사진을 도 5에 나타내었다.
한편, 실리카 비드 표면에 제올라이트 Y 종자결정을 코팅하지 않고, 본래 실리카 비드를 제올라이트 Y 합성 젤에 넣어 100℃에서 3시간 정도 수열합성하여 상기 실리카 비드의 네이키드(naked) 표면에 제올라이트 Y결정 입자를 코팅하여 비드 복합체를 형성하였다. 상기 복합체의 전자 현미경 사진을 도 6에 나타내었다. 도 6을 참고하면, 제올라이트 Y 종자결정을 실리카 비드 표면에 미리 코팅하지 않아도, 상기 실리카 비드의 네이키드(naked) 표면에 제올라이트 Y결정 입자를 안정하고 균일하게 코팅할 수 있음을 확인할 수 있다.
<실험예>
실시예 1에서 합성된 Ag+-이온교환된 제올라이트 Y결정 입자가 코팅된 상기 비드 복합체의 항균 효과를 시험하기 위하여, 하기와 같이 방부 테스트를 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 1과 표 2에 나타내었다.
방부테스트 결과 상기 비드 복합체의 방부 효과는 현저히 우수하였다.
참고로, 본 실험예에서 박테리아　방부력 합격 기준은 7일차 3 log 이상 사멸이었으며, 제올라이트 Y 결정 입자가 코팅되지 않은 비드에 비하여, 상기 합성된 Ag+-이온교환된 제올라이트 Y 결정 입자가 코팅된 상기 비드 복합체가1일 이후에도 3 log 이상의 사멸 효과를 보였고,　7일 이후에는 박테리아가 검출되지 않았다.
결과 해석을 위해 측정한 균수 결과와 log 사멸률 두 가지 방법으로 수행하였다.
- 시험 균주: E. coli, S. aureus (그람 음성, 양성 각 1종 씩)
- 시험 방법: 방부력이 거의 없는 골격 제형에 0.5% 농도로 제올라이트 비드를 넣은 후 균 접종 -> 1, 2, 7일 후 균수 측정
검출균수(cfu)
균주 Day 1 Day 2 Day 7
제올라이트 코팅되지 않은 비드 E. coli TNTC TNTC TNTC
S. aureus TNTC TNTC TNTC
Ag(1%) 교환된-zeolite 비드 E. coli 78 48 <1
S. aureus 30 <1 <1
Ag(2.5%) 교환된 -zeolite 비드 E. coli 14 <1 <1
S. aureus <1 <1 <1
log 사멸률
균주 Day 1 Day 2 Day 7
Ag(1%) 교환된-zeolite 비드 E. coli 3.11 3.32 >5
S. aureus 3.52 >5 >5
Ag(2.5%) 교환된 -zeolite 비드 E. coli 3.85 >5 >5
S. aureus >5 >5 >5
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 비드(bead)의 표면에 화학적 결합을 통해 코팅된 분자체(molecular sieve) 결정 입자를 포함하는, 비드 복합체로서,
    상기 비드에 결합된 상기 분자체 결정 입자는 상기 비드의 면(plane)에 대하여 단일 배향성(orientation)으로 코팅되는 것이고,
    상기 비드 복합체는, 상기 분자체(molecular sieve) 결정 입자에 추가하여 촉매 또는 광촉매 특성을 가지며, 금속이 담지될 수 있는 금속 화합물 입자를 포함하고,
    상기 비드 복합체는 항산화성, 정수, 항균성, 오염물질의 흡착 및/또는 분해 성능, 탈취, 및 습도 조절 중 하나 이상의 기능을 나타내는 것인,
    비드 복합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학적 결합은 수소결합, 이온결합, 비공유결합, 공유결합 또는 배위결합을 포함하는 것인, 비드 복합체.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수소결합은 상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자 사이에 직접 형성되거나 또는 수소결합 매개체를 통하여 형성되는 것인, 비드 복합체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자 사이에 1개 이상의 연결 화합물이 결합되어 형성되는 것인, 비드 복합체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자 사이에 상기 1개 이상의 연결 화합물이 결합되어 형성된 후 소성에 의하여 상기 연결 화합물을 제거함으로써 상기 비드의 표면과 상기 분자체 결정 입자가 직접 화학적으로 결합되어 형성되는 것인, 비드 복합체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 분자체는 이온 교환되거나 흡착된 금속이나 금속 양이온을 포함하거나, 배위 화합물, 항산화제 또는 방부제를 포함하는 것인, 비드 복합체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속이나 금속 양이온은 항산화성, 항균성 또는 촉매 또는 광촉매 특성을 가지는 금속이나 상기 금속의 양이온을 포함하는 것인, 비드 복합체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속이나 금속 양이온은 Ag, Cu, Zn, Ti, Pt, Pd 또는 Au, 또는 상기 금속의 양이온을 포함하는 것인, 비드 복합체.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 화합물은 Mg, Al, Au, Ag, Pd, Pt, Ti, Zn, 및 Si에서 선택되는 1종 또는 2 종 이상의 금속의 산화물을 포함하는 것인, 비드 복합체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 화합물은 ZnO, SiO2 또는 TiO2를 포함하는 것인, 비드 복합체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 화합물에 담지될 수 있는 금속은 Ag, Cu, Pt, 또는 Pd을 포함하는 것인, 비드 복합체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 분자체는 하기로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것인, 비드 복합체:
    (i) 제올라이트
    (ii) MFI 구조를 갖는 제올라이트, ZSM-5, 실리카라이트-1, TS-1 또는 메탈로-실리카라이트-1
    (iii) MEL 구조를 갖는 제올라이트, ZSM-11, 실리카라이트-2, TS-2 또는 메탈로-실리카라이트-2
    (iv) 제올라이트 A, X, Y, L, 베타, 모오데나이트, 페리어라이트, ETS-4 또는 ETS-10
    (v) MCM 계열, SBA 계열, MSU 계열 또는 KIT 계열 중의 어느 하나의 메조다공 성 실리카
    (vi) 유기-무기 복합 메조세공 구조체 또는 층상 물질
    (vii) 금속 이온과 리간드가 3 차원적으로 결합한 유기 제올라이트, 유기금속 제올라이트 또는 배위화합물 제올라이트
    (viii) 다공성 물질의 세공 내부 또는 층상구조 물질의 층간 사이에 유기, 무기, 유기-무기 혼합 염료, 발광 염료 또는 안료를 내포시킨 복합체, 및
    (ix) 금속 유기 구조체 (Metal Organic Framework, MOF) 물질, 공유결합 유기 구조체 (Covalent Organic Framework, COF) 물질 또는 이의 복합체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드는 유기 고분자, 무기 고분자, 유무기 하이브리드 고분자, 금속, 유리, 플라스틱, 및 세라믹으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 물질을 포함하는 것인, 비드 복합체.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드는 하기 물질들로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 물질을 포함하는 것인, 비드 복합체:
    (i) 금속 및 이산화티탄, 티타네이트, 아연산화물 등 비금속 원소들이 단독 또는 2 종 이상 포함되어 있는 산화물로서 표면에 히드록시기를 가지는 물질
    (ii) 티올기(-SH)나 아민기(-NH2)와 결합하는 금속
    (iii) 표면에 관능기를 가지는 중합체
    (vi) 셀레늄화아연(ZnSe), 비소화갈륨(GaAs) 또는 인화인듐(InP)의 반도체 화 합물이나, 반도체 특성을 띠는 황화물, 셀레늄화합물 또는 인화물
    (v) 제올라이트, 제오타입, 금속 유기 구조체 (Metal Organic Framework, MOF) 물질, 공유결합 유기 구조체 (Covalent Organic Framework, COF), 이의 복합체 등 다공성 미세입자, 및
    (vi) 표면에 히드록시기를 가지고 있거나 히드록시기를 갖도록 처리가 가능한 천연 고분자, 합성 고분자, 또는 전도성 고분자.
  17. 제 5 항에 있어서,
    상기 연결화합물은 다음의 화학식 1 내지 7의 화합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 유기 화합물로부터 유래된 화합물을 포함하는 것인, 비드 복합체:
    [화학식 1]
    Z-L1-X
    [화학식 2]
    MR'4
    [화학식 3]
    R3Si-L1-Y
    [화학식 4]
    HS-L1-X
    [화학식 5]
    HS-L1-SiR3
    [화학식 6]
    HS-L1-Y
    [화학식 7]
    Z-L2(+) L3(-)-Y 또는 Z-L3(-) L2(+)-Y;
    상기 화학식에서,
    Z는 R3Si 또는 이소시아네이트기(-NCO)이고, 여기서 R은 할로겐기, C1-C4인 알콕시 또는 C1-C4인 알킬기를 나타내고 3 개의 R 중 적어도 하나는 할로겐기 또는 알콕시기이며,
    L1은 치환 또는 비치환된 C1-C17인 알킬, 아르알킬 또는 아릴기와 같은 탄화수소 잔기이고 이는 1 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함할 수 있으며, X는 할로겐기, 이소시아네이트(-NCO)기, 토실기 또는 아자이드기이며, R'은 R과 동일하며, 4 개의 R' 중 적어도 2 개는 할로겐기 또는 알콕시기이며, M은 규소, 티탄 또는 지르코늄이며,
    Y는 히드록시기, 티올기, 아민기, 암모늄기, 술폰기 및 이의 염, 카르복시산 및 이의 염, 산무수물, 에폭시기, 알데하이드기, 에스테르기, 아크릴기, 이소시아네이트기(-NCO), 당(sugar) 잔기, 이중결합, 삼중결합, 디엔(diene), 디인(diyne), 알킬 포스핀, 알킬 아신 및 리간드 교환을 할 수 있는 배위화합물이며, Y는 연결 화합물의 말단 뿐만 아니라 중간에 위치할 수도 있고, L2(+)는 1 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함할 수 있는 치환 또는 비치환된 C1-C17인 탄화수소 화합물의 말단, 직쇄 또는 측쇄에 양전하(+)가 적어도 1 개 이상인 관능기를 나타내고, L3(-)는 1 이상의 산소, 질소 또는 황 원자를 포함할 수 있는 치환 또는 비치환된 C1-C17인 탄화수소 화합물의 말단, 직쇄 또는 측쇄에 음전하(-)가 적어도 1 개 이상인 관능기를 의미함.
  18. 삭제
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드는 구형, 타원형, 실린더 형, 또는 다면체 형태를 가지는 것인, 비드 복합체.
  20. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 비드 복합체를 포함하는, 물품.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 물품은 액체, 반액체(semi-liquid), 젤, 기체 또는 고체를 수용하는 용기인 것인, 물품.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 용기는 화장품 용기, 어항, 수조, 양어장, 또는 음료 용기인 것인, 물품.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 용기는 공기정화를 위해 공기를 통과시키는 용기인 것인, 물품.
  24. 비드의 표면에 분자체 결정 입자를 코팅하여 상기 비드의 표면에 상기 분자체 결정 입자를 화학적으로 결합시키는 것을 포함하는, 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 비드 복합체의 제조 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 분자체 결정 입자의 코팅은 문지르기(rubbing) 코팅, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 초음파 이용-코팅, 동판코팅, 또는 함침 코팅 방법에 의하여 수행되는 것인, 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 복합체의 제조 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 분자체 결정 입자의 코팅 전에, 상기 비드 및 상기 분자체 결정 입자 각각 또는 이들 모두의 표면을 수소결합 매개체로 코팅하는 것을 추가 포함하는,
    제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 비드 복합체의 제조 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 수소결합 매개체로 코팅한 후 상기 분자체 결정 입자를 상기 비드의 표면에 코팅한 후 소성하여 상기 수소결합 매개체를 제거하는 것을 추가 포함하는,
    제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 비드 복합체의 제조 방법.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 분자체 결정 입자의 코팅 전에, 상기 비드 및 상기 분자체 결정 입자 각각 또는 이들 모두의 표면에 1 개 이상의 연결 화합물을 결합시키는 것을 추가 포함하는,
    제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 비드 복합체의 제조 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 연결 화합물을 결합시킨 후 상기 분자체 결정 입자를 상기 비드의 표면에 코팅한 후 소성하여 상기 연결 화합물을 제거하는 것을 추가 포함하는,
    제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 비드 복합체의 제조 방법.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 비드 표면에 상기 분자체 결정 입자의 코팅하는 것은, 상기 분자체 결정 입자를 형성하기 위한 합성 젤 용액 중에 상기 비드를 침지시켜 수열반응시켜 상기 비드의 표면에서 직접 상기 분자체 결정 입자가 형성되어 코팅되는 것을 포함하는 것인, 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항, 제 11 항 내지 제 17 항, 및 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 비드 복합체의 제조 방법.
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