KR20020013592A - 비독성 살균 세척제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용제와 함께 사용되고 최소 한가지 이상의 표면활성제를 함유하고 있고, 살균성 및 오점제거 특성을 갖는 비독성 세제에 관한 것이다. 상기 세제는 바람직하게 유리 1g 당 250㎍ 이상의 알칼리 이온 및/또는 알칼리 토금속류 이온을 방출하는 바이오 유리 입자들을 함유하는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같은 종류의 세척제는 특히 대상물의 표면 및 직물의 세척과, 특히 의료업 및 요식업 분야의 의료기구 및 식기세척제로서 적합하다.
Description
세척제는 통상 계면활성제를 함유하는 조성물로서, 더러운 오염물을 용제, 특히 수용액 속에 용해시킨다. 이러한 대부분의 더러움은 지방분을 함유하거나, 또는 지방질을 갖고 있기 때문에, 이와 같은 지방분은 계면활성제, 특히 텐지드(Tensid)를 이용하여 제거하였다. 그러한 방법으로는 오직 지방분 오염물을 용해시킬 뿐이다. 즉, 예를 들어 단백질 또는 단백질을 함유한 오염물과, 혈흔(血痕) 및 착색물질, 커피 또는 홍차와 같은 더러움, 그밖에 특히 눈에 보이지 않는 세균의 오염은 상기와 같은 방법으로는 쉽게 제거할 수 없다. 그러한 이유에서, 또한 나머지 오염물질을 적어도 시각적으로 제거하기 위하여, 세척제를 통상적으로 최소한 표백제 및/또는 살균제에 노출시킨다. 통상 지방분 및 안료(bronze powder)의 더럽힘을 제거한 후에 오점(spots)을 산화시켜 제거하였다. 이를 위하여 염소를 분리하는 화학약품이 빈번히 사용되는 바, 이 화학약품은 그밖에도 높은 산화전위에 의하여 동시에 살균작용을 한다. 그러나 이와 같은 산화과정에서 오점의 발색(color development)부분 만이 빈번하게 파괴되며, 이때 나머지 불용성 물질이계속 기초물질과 오염되어 남아있다. 그러나 염소표백은 고도의 반응성 때문에 색상 직물류를 손상시키고, 대부분의 경우 색상을 변화시키거나 변색시키는 단점을 가지고 있다. 그 뿐만 아니라 강력히 작용하는 염소표백은 세척할 재료, 특히 직물류를 손상시켜, 여러 번 세척할 때는 그 기본구조를 파괴하게 되며, 따라서 직물류가 쉽게 손상된다.
따라서, 과초산을 이용하는 산화표백의 수행이 이미 시도되어왔다. 이 방법은 비록 그 자체 만으로서는 충분한 살균작용을 하지만, 그러나 그 방법은 다공성(porous) 재료에 대한 침투성이 너무 작기 때문에, 특히 직물류에 있어서는 살균작용이 불충하게 된다. 그밖에, 세척제 속에서 과붕산염과 분리된 아실(acyl) 잔유물로부터 형성되는 과초산은 또한 염산표백과 마찬가지로 비교적 작기는 하지만 산화작용을 한다.
이와 같은 산화작용은 비록 색반점(color stigma)을 파괴하는 표백효과가 충분하고, 많은 종류의 재료에 대하여는 다른 표백제보다는 부드럽지만, 그러나 모든 재료에 있어서 살균작용은 충분치 못하다. 그러므로, 예를 들어 호기성 포자낭(aerobic sporange)들은 제거되지 않는다. 또한, 양모(wool hair)에 있어서 과산의 사용은 상당한 손상을 초래한다.
마지막으로, 특히 혈흔에 있어서는 단백질의 노화로 인한 단백질 오점과 과산화물이 반응을 일으킨다. 그러나 노화된 단백질은 세척제의 나머지 반응시간 내에 더 이상 제거되지 않거나, 또는 겨우 불완전하게 제거된다.
본 발명은 특히 직물의 직조/가공 및 직물의 부드러운 세척을 위한 비독성 살균 세척제에 관한 것이다.
본 발명은 양호한 세척 특성 외에도 독성이 없는 살균효과를 갖는 세척제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
생체에 유익하게 작용하는 유리(이하 “바이오 유리“라고 칭함)는 이미 잘 알려져 있으며, Life Chemistry Reports 1996년판, 제13권 187∼241페이지의 Larry L. Hench 및 John K. West의 논문 ”바이오 유리의 생물학적 응용“에서, 또한 World Scientific (New Jersey 1993)에서 L. Hench 및 J. Wilson의 공저 ”바이오 세라믹 개론“에서 바이오 유리에 관하여 기술하고 있다. 바이오 유리는 종래의 유리와는 달리 수용매질 속에서 용해될 수 있으며, 표면에 히드록실-인회석층을 형성하는 것이 특징이다. 가장 잘 팔리는 바이오 유리는 용융유리로서 제조되는, 이때 통상적인 창유리 또는 유리병에 비하여 훨씬 적은 SiO2함량과, 근본적으로 보다 높은 나트륨 함량을 갖는 유리이거나, 또는 용융유리와는 반대로 높은 산화실리콘의 함량을 가지며, 나트륨 함량이 적거나, 전혀 없는 이른바 졸(sol)-겔(gel) 상태의 유리이다.
바이오 유리의 기본적인 성질은 당업자에게 공지되어 있으며, 예를들어 미국 특허 US-A 5,074,916에 기술되어 있다. 그에 따르면, 바이오 유리는 생체조직을 차지게 굳혀주는 점에서 종래의 석회-나트륨-규산염 유리와 구별된다.
그와 같은 바이오 유리는 예를 들어 뼈손상의 치유를 위하여, 특히 인공뼈 이식편(transplant)으로서 사용된다. 그밖에, 바이오 유리는 만성적 상처, 특히 노인병학과에 있어서 당뇨병성 궤양과, 압박성 및 와위 욕창(decubitus)에 성공적으로 사용되고 있다. 따라서, 예를 들어 John E. Rectenwald, Sean Lee 및 Lyle L. Moldawer 외 여러 사람들은 출판을 위하여 제출한 “감염과 면역”에서 상기 바이오 유리가 쥐에게서 염증성 작용을 보였으며, 상기 작용은 인터로이킨-6(Interleutin-6)의 자극에 의하여 - 염증자극성 사이토키네(Cytokine) TNF-알파, IL-1-알파와 IL-10 및 MPO (골수과산화효소)를 동시에 억제할 때 활성작용에 의하여 나타난다(참조: 1999년 4월 28일 ∼ 5월 1일 기간중 개최된 제19차 연차회의 “Surgical Infection Society”).
또한 미국 플로리다주 32615 Alachua, Bioglas U.S. Biomaterials로부터 얻을 수 있는 바이오 유리 45-S-5는 항균성 작용을 나타내며, 그러나 이 항균작용은 통상적인 미립 유리구슬, 이른바 유리비즈(glassbeads)에서는 달성할 수 없다는 것이 E. Allen 외 수인(이스트만 치과대학, 치근막학(periodontology) 미생물학부)에 의하여 공개되었다.
그와 같은 바이오 유리는 그러나 상당한 량의 Ca2+-이온을 방출한다. 따라서, 그와 같은 바이오 유리는 물의 경도(hardness)를 크게 상승시켜, 물의 경화(hardening)를 초래하여 세척작용을 감소시키므로써 세탁 및 세척제로서의 사용이 적합하지 않게 된다.
그밖에 유리입자들의 연마작용이 재료에 대하여, 특히 직물에 대하여 기계적 손상을 입혀 직물조직의 파괴가 예상된다.
뜻밖에도 앞에서 정의된 목표가 바이오 유리입자들을 함유하는 세척제로 달성될 수 있다는 것이 발견되었다. 상기 바이오 유리입자들은 바람직하게도 유리 1그램 당 알칼리 이온이 250 ㎍ 이상의 용해도를 나타내며, 이때 알칼리 이온은 일반개념 하에서는 알칼리 토금속류 이온으로 이해할 수 있다.
놀랍게도, 그와 같은 유리입자들을 함유하는 세척제는 바이러스 및 박테리아에 대하여 살균작용을 할 뿐만 아니라, 또한 피부 및 생체조직에 대하여 친화성을 가지고 있으며, 알레르기성 반응도 일으키지 않고, 그뿐만 아니라 노화된 단백질과 같이 통상 제거하기 곤란한 오염물질을 쉽게 제거할 수 있다는 것이 발견되었다. 뜻밖에도, 알칼리 이온, 특히 Ca2+및 Mg2+와 같은 알칼리 토금속류 이온의 방출에 의하여 세척제 작용을 감소시키지도 않고, 석회화를 증대시키지도 않는다. 또한, 상기 유리입자들의 첨가는 세척할 재료, 특히 직물조직에 대하여 우려되는 파괴 내지 손상은 일으키지 않는다.
따라서, 본 발명은 용제와, 상세히 말하여 적어도 표면활성제와 함께 사용하기 위한 살균성 및 오물제거특성을 갖는 비독성 세척제에 관한 것이다. 이때, 본 발명은 상기 세척제가 유리입자 1g 당 250㎍ 이상의 알칼리 이온 내지 알칼리 토금속류 이온의 방출 및/또는 수용액 속에서 표면에 히드록실-인회석층을 형성하는 유리입자들을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다. 유리하게도, 본 발명에 따른 세척제 속에 포함되는 유리입자들은 유리입자 1g 당 300㎍ 이상, 특히 500㎍ 이상의 알칼리 이온을 방출한다. 이때, 유리 1g 당 1㎎ 이상의 알칼기-/알칼리 토금속류 이온을 방출하는 유리입자들이 특히 바람직하다.
그와 같은 세척제는 표면 및 외과수술기구의 세척 및 소독에 적합할 뿐만 아니라, 직물재료, 특히 위생 및 진료 분야는 물론, 요식업에 있어서도 적합하다.
또한, 상기 본 발명에 따른 세척제는 특히 식기세척기용 세척제로서 특히 적합하다.
본 발명에 따라 포함된 바이오 유리는 유리하게도 당업자에게 가장 잘 알려진 종래의 바이오 유리인 것이다. 그와 같은 유리는 통상 최대 60 중량%의 SiO2와, Na2O와 CaO 및 인의 높은 함량, 특히 칼슘 대 인의 높은 몰비로 함유하며, 이때 상기 몰비는 그러나 반드시 필요하지는 않지만 대략 5 이다. 상기 바이오 유리가 물 또는 체액(humor)과 접촉하게 되면, 바이오 유리들은 특수 반응을 나타내고, 또한 이때 유리의 나트륨 및 칼슘 이온들은 용액으로부터의 H+-이온에 의하여 양이온 교환반응의 형태로 치환되므로써, 실라놀기(silanol)를 갖는 표면이 형성되고, 이 표면에 수산화 나트륨 및 수산화 칼슘이 침강한다. 수산기-이온농도의 증가는 또한 유리표면에서 실리콘 망상물과의 또 다른 반응을 일으키므로써, 또 다른 실라놀기들을 생성시켜, 유리 속에 깊게 침강한다.
유리의 간격 내에 높은 알칼리 pH값 때문에, CaO 및 P2O5으로부터 혼합 수산화인회석-상이 생성하여, SiO2-표면 위에서 풍해하여, 생물학적 물질 속에서 점액성다당류(mucopolysaccharide), 콜라겐(collagen) 및 당단백질(glucoprotein)과 결합한다.
인에 대한 칼슘의 몰비는 바람직하게는 >2 이고, 특히 >3이며, 바람직하게는 <30, 특히 <20이며, 이때 <10의 비율이 특히 선호된다.
특히 SiO2, CaO, Na2O, P2O5, CaF2, B2O3, K2O 및/또는 MgO과 같은 바이오 유리입자들을 포함하는 세척제가 선호된다. 만약 세척제가 용융유리로 만든 바이오 유리입자들을 함유하면, 이 바이오 유리입자들은 바람직하게는 총중량에 대하여 40 - 60 중량%의 SiO2, 10 - 30 중량%의 CaO, 10 - 35 중량%의 Na2O, 2 - 8 중량%의 P2O5, 0 - 25 중량%의 CaF2, 0 - 10 중량%의 B2O3, 0 - 8 중량%의 K2O, 및/또는 0 - 5 중량%의 MgO를 포함한다. 바이오 유리가 용융유리인 경우에는, 함유된 이산화규소의 상한은 60 중량%, 바람직하게는 55 중량%이며, 이때 50 중량%의 상한이 특히 선호된다. 산화 나트륨의 함량은 바람직하게 15 중량% 이상, 특히 18 중량% 이상이다. 특히 ≥20 중량% 이상의 산화 나트륨 함량이 선호된다.
본 발명에 따른 세척제 속에 함유된 바이오 유리가 졸(sol)-겔(gel)-방법으로 제조된 바이오 유리인 경우에는, 이산화규소 부분을 용융유리에 있어서 보다 훨씬 높게 할당하고, 산화나트륨 부분은 0(zero)이 되도록 할 수 있다. 졸-겔-방법으로 제조된 바이오 유리로서는 바람직하게 40 내지 90 중량%의 SiO2, 4 내지 45 중량.%의 CaO, 0 내지 10 중량.%의 Na2O, 2 내지 16 중량.%의 P2O5, 0 내지 25 중량.%의 CaF2, 0 내지 4 중량.%의 B2O3, 0 내지 8 중량.%의 K2O 및/또는 0 내지 5 중량.%의 MgO를 함유한다.
전술한 바와 같은 두 가지의 바이오 유리에 있어서, 산화인의 함량은 바람직하게는 최소 2 중량%, 특히 최소 4 중량%이다.
살균제 작용을 하는 유리입자들은 본 발명의 세척제 내에서 ≤400㎛의 입자크기, 특히 ≤250㎛의 평균 입자크기d50로 함유하며, 이때 ≤100㎛의 입자크기가 특히 선호된다. 원칙적으로 중량 및 부피에 대한 표면적의 높은 비율이 직경이 큰 입자에 있어서 보다 높은 소독살균작용을 한다. 예를 들어 50㎛ 이하, 특히 20㎛ 이하 내지 10㎛ 이하의 평균 크기를 갖는 입자들은 특히 높은 살균작용이 달성되고, 이때 5㎛ 이하의 입자크기가 특히 선호된다.
한편, 실제에 있어서는 2 - 60㎛ 범위, 특히 2 - 50㎛ 범위, 바람직하게는 2 - 20㎛ 범위의 입자크기가 입자의 마멸작용을 통하여 오염입자의 기계적 제거를 지원하며, 따라서 세척작용을 증대시켜준다.
그밖에 본 발명에 따른 세척제는 단백질 파괴, 즉 용해작용을 한다. 또한 노화된, 즉, 변성된 단백질에 대해서도 이러한 작용을 한다.
본 발명에 따른 세척제는 추가적인 첨가물, 특히 Ag+, Cu+, Cu2+및/또는 Zn+을 방출하는 첨가제를 필요로 하지 않고 요망하는 소독 및 살균 작용을 달성한다. 그렇지만, 시너지 효과를 위하여 상기 첨가제가 요망될 수도 있다. 추가적인 소독, 살균 또는 항생 작용을 하는 약품을 첨가하므로써, 시너지 효과에 의하여 본 발명에 따른 세척제의 살균작용이 강화된다.
본 발명에 따라 유리입자들을 세척제에 첨가하므로써, 특히 석회질을 함유한 물에 있어서는 세척재료에 석회질과 오염물이 침착하는 것을 방지하기 위하여 착화합물 형성제를 증가하여 첨가해야할 필요가 있다고 예상되었지만, 뜻밖에도 우려되는 칼슘침착이 일어나지 않고 착화합물, 특히 폴리 인산염과 같은 석회방지제의 첨가량을 뚜렷하게 감소하거나, 또는 전혀 첨가하지 않는다는 사실이 밝혀졌다. 오히려 기존의 칼슘 잔여분은 유리입자들의 마모작용에 의하여 추가적으로 제거된다.
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 세척제는 건조상태의 물질에 대하여 20 중량% 까지 또는 10 중량% 까지, 바람직하게는 7 중량.% 까지, 특히 5 중량.% 까지의 량으로 유리입자들을 함유한다. 최소량은 0.01 중량%, 특히 0.1 중량%이며, 이때 최소 0.5 중량% 내지 1 중량%가 특히 선호된다. 통상적인 량의 범위는 1 - 4 중량%이다.
본 발명은 계면활성제, 특히 각종 계면화성제의 혼합물, 특히 텐지드를 앞에서 정의한 유리입자들과 혼합하며, 경우에 따라서는 용제로 희석시키는 것을 특징으로 하는 세척제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 재료표면, 외과용 재료, 음료수용기를 세척하거나, 식기세척제로서 사용하기 위한 상기 세척제의 사용법에 관한 것이다. 또 다른 특별한 용도는 특히 병원, 의료요원 및 요식업에 있어서 직물류의 세척에 관한 것이다.
Claims (12)
- 하나의 용제, 상세히 말하여 최소한 하나의 계면활성제를 가지고 공동사용을 위한 살균 및 오염물 제거 특성을 갖는 세척제에 있어서, 바이오 유리 입자들을 함유하는 것을 특징으로 하는 비독성 세척제.
- 제1항에 있어서, 상기 바이오 유리는 유리입자 1g 당 300㎍의 알칼리이온을 방출하는 것을 것을 특징으로 하는 비독성 세척제.
- 제1항에 있어서, 상기 유리입자들은 400㎛보다 작은 평균 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 비독성 세척제.
- 상기 전 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리입자들은 100㎛ 보다 작은 평균 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 비독성 세척제.
- 상기 전 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 텐지드 계면활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 비독성 세척제.
- 상기 전 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이오 유리는 40 - 60 중량%의 SiO2, 10 - 30 중량%의 CaO, 10 - 35 중량%의 Na2O, 2 - 8 중량%의 P2O5, 0 - 25 중량%의 CaF2, 0 - 10 중량%의 B2O3, 0 - 8 중량%의 K2O, 및/또는 0 - 5 중량%의 MgO를 함유하는 것을 특징으로 하는 비독성 세척제.
- 상기 전 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 고체물질의 총중량에 대하여 1 - 7 중량%의 바이오 유리입자들을 함유하는 것을 특징으로 하는 비독성 세척제.
- 상기 전 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 유리입자 1g 당 알칼리이온 250㎍를 방출하는 상기 바이오 유리입자들과 계면활성제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 세척제 제조방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 대상물 및/또는 표면의 세척을 위한 세척제 사용방법.
- 제9항에 있어서, 상기 대상물은 직물재료인 것을 특징으로 하는 세척제 사용방법.
- 제9항에 있어서, 식기세척제로서 세척제 사용방법.
- 제9, 10항 및 제11항에 있어서, 병원 및 요식업에서 세척을 위한 세척제 사용방법.
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