KR20040038041A - 살균제 조성물 및 이를 이용한 살균방법 - Google Patents

살균제 조성물 및 이를 이용한 살균방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 살균제 조성물 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것으로, 특히 디메틸올디메틸하이단토인, 및 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염을 포함하여 부식성 물질을 방출하지 않아 저독성이고 경제적이며, 금속을 부식시키지 않을 뿐만 아니라, 순간 살균력이 높고, 살균 지속성을 지니며, 세균 및 곰팡이에 대한 항균 스펙트럼이 넓어 우수한 방부 및 살균 효과를 갖는 살균제 조성물 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것이다.

Description

살균제 조성물 및 이를 이용한 살균방법 {STERILIZATION COMPOSITION AND STERILIZATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 살균제 조성물 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저독성이고 경제적이며, 부식성 물질을 방출하지 않아 금속을 부식시키지 않을 뿐만 아니라, 순간 살균력이 높고, 살균 지속성을 지니며, 세균 및 곰팡이에 대한 항균 스펙트럼이 넓어 우수한 방부 및 살균 효과를 갖는 살균제 조성물 및 이를 이용한 살균방법에 관한 것이다.
미생물에 의한 슬라임(slime)이란 넓은 의미로 산업용수, 폐수, 섬유산업에 사용되는 유제 등에 함유되어 있는 유기물을 영양원으로 하여 미생물이 증식하여 분비된 다당류(polysaccharides)에 다양한 유,무기물들이 결합되어 생성되는 점성의 덩어리를 의미한다.
이러한 슬라임은 제지공정의 경우 백수 중에 존재하는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 및 섬유소 내에 존재하는 유기물들이 미생물의 풍부한 영양원이 되므로, 유체의 흐름이 약해지는 부분에 슬라임이 형성되면서, 펄프품질의 저하, 지절 등으로 인한 제조시간의 손실, 장치의 능률저하 등 직· 간접적인 손실을 초래한다. 또한, 산업용 냉각탑의 경우 산업용수에 다량으로 존재하는 유기물을 이용하여 냉각수 설비와 같이 물이 많이 모이고, 재순환되는 곳에서 활발히 성장하면서 파울링(fouling) 현상을 야기하여, 냉각수 설비의 열전달 효율 저하시킬 뿐만 아니라, 금속을 부식시키거나, 때로는 목재부의 침식을 일으키기도 한다.
특히 냉각수 설비, 수영장 등 태양에 노출된 부위에서는 조류(algae)의 증식으로 인한 파울링(algal fouling) 현상이 일어나며, 이로 인해 수관을 메우는 현상(clogging)이 유발되고, 열전달 효율을 저하시키며, 금속표면에 증식하면서 산소를 발생시켜 금속표면을 산화시킬 뿐만 아니라, 사멸할 때에는 국부적 전지작용을 통해 금속의 구멍부식을 촉진시키는 원인이 되기도 한다.
세균은 단세포성 원핵생물로 여러 종류의 유기물을 분해하면서 증식할 수 있으며, 이들 중 일부는 다당류를 외부로 분비하여 생물막(biofilm)을 형성함으로써 부식(microbiologically induced corrosion)을 유발시키는 원인이 된다.
곰팡이는 진핵생물로 세균과 유사하게 다양한 종류의 유기물을 분해하여 증식할 수 있으며, 이중 셀룰라아제(cellulase)를 분비하는 종류들은 냉각탑 등의 목재부분의 섬유질을 분해하여 증식함으로써 목재부를 변색시키고 부패시키는 원인이 된다.
조류(algae)도 진핵생물로 빛, 공기, 및 소량의 무기물 환경 하에서도 광합성을 하여 증식할 수 있으며, 조류에서 생성된 탄수화물은 세균, 곰팡이와 같은 다른 미생물들이 영양원으로 이용되면서 파울링 현상을 가속화 시키는 원인이 될 수 있다.
여러 종류의 살균제는 파울링 현상의 원인이 되는 미생물을 죽이거나 금속 등의 표면 부착을 방지하는데 목적이 있고, 이러한 살균제는 일반적으로 산화성 살균제와 비산화성 살균제로 구분이 된다.
산화성 살균제로는 주로 염소, 브롬 등과 같은 할로겐 화합물들을 사용하고 있는데, 이들은 산화력이 강하고 저가이므로 경제적인 측면에서 폭넓게 사용되고 있으나, 냉각탑의 목재부 침식 및 금속부식을 유발하며, 대기중으로 쉽게 방출되면서 살균 효능이 저하될 뿐만 아니라, 특히 비특이적으로 반응하므로 생물막이 형성된 상태에서는 원인이 되는 미생물과 반응하기 전에 이들이 분비한 다당류와 반응하여 실질적인 살균효과가 저하된다는 단점이 있다.
또한 비산화성 살균제는 3-이소티아졸론, 하이단토인, 4급 암모늄 화합물, 포름알데히드 방출 화합물, 글루타르 알데히드 등이 있고, 이들은 주로 단독으로 사용된다.
지금까지 가격이 저렴하고 폭넓은 항균 스펙트럼을 지닌 살균제 조성물에 대한 연구가 수년간 지속되고 있다.
미국특허 제 4,454,146호는 벤조산(benzoic acid), 포름알데히드, 및 3-이소티아졸론의 상승효과에 대하여 개시하고 있고, 미국특허 제 3,699,231호는 나트륨디메틸 디티오카바메이트(SDD, sodium dimethyl dithiocarbamate)와 포름알데히드의 상승효과에 대하여 개시하고 있고, 미국특허 제 4,655,815호는 2-브로모-2-브로모메틸글루타로니트릴(2-bromo-2-bromomethylglutaronitrile)과 디메틸올디메틸하이단토인의 상승효과에 대해 개시하고 있다. 그러나 상기 조성물들은 대체적으로 독성이 강하고, 특히 피부자극성이 강한 살균제를 함유함으로써 인체와 접촉하는 제품 및 산업분야의 살균제 조성물로서 적합하지 못하다는 문제점이 있다.
미생물에 의한 부패방지를 위한 방부제 조성물로 미국특허 제 5,464,850호는 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸론-3-온:2-메틸-4-이소티아졸론-3-온이 약 3:1로 혼합된 화합물, 및 디데실 디메틸 암모늄 클로라이드를 포함하는 살균제에 대하여 개시하고 있다. 또한 미국특허 제 4,379,137호는 폴리머의 4급 암모늄 화합물, 및 3-이소티아졸론을 합제하여 살균력을 향상시키는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기 혼합물은 부식성 물질인 불소, 염소 등의 할로겐 화합물을 방출하므로 탄소강, 주철, 스테인강, 구리 등의 부식성 금속 재질을 포함하는 곳에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.
미국특허 제 3,987,184호는 디메틸올디메틸하이단토인을 개인위생품(personal care product), 화장품(cosmetics), 또는 산업용 방부제에 대하여 개시하고 있으나, 상기 디메틸올디메틸하이단토인은 저독성이고, 경제적이며, 세균에 대해 광범위한 항균력을 지니고 있으나, 곰팡이 또는 효모를 억제하는 경우에 살균속도가 느리다는 단점이 있다.
또한 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염은 속효성을 지니고, 수처리 분야, 소독제 등의 다양한 산업분야에서 미생물의 광범위한 제어에 효과적인 살균제로, 비교적 4급 암모늄과 살균력 등이 유사하나, 거품성이 적은 반면 곰팡이에 대한 항균 스펙트럼이 넓지 않다는 단점을 지니고 있다.
따라서 저독성이고 경제적이며, 금속을 부식시키지 않을 뿐만 아니라, 미생물 및 곰팡이에 대한 살균효과가 우수한 살균제 조성물에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 저독성이고 경제적이며, 부식성 물질을 방출하지 않아 금속을 부식시키지 않을 뿐만 아니라, 동시에 순간 살균력이 높고, 살균 지속성을 지니며, 미생물 및 곰팡이에 대한 항균 스펙트럼이 넓어 우수한 방부 및 살균 효과를 갖는 살균제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 미생물 및 곰팡이에 대한 방부 및 살균 효과가 우수한 살균제 조성물을 이용하여 다양한 산업분야에서 적용할 수 있는 살균방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디메틸올디메틸하이단토인과 폴리헥사메틸렌 구아니딘 인산염을 혼합한 살균제 조성물의 시간에 따른 미생물 산소호흡농도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 살균제(또는 방부제) 조성물에 있어서,
a) 하기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인; 및
b) 하기 화학식 2로 표시되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬
렌 바이구아니딘염
을 포함하는 살균제(또는 방부제) 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 2의 식에서,
A는 반복수가 1~100,000인 옥시에틸렌, 디페닐설폰, 디페닐 설파이드, 알킬아미드, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
Y는 치환체가 없거나, HCl, HBr, HI, HNO3, 아세트산, 안식향산, 탈수소 아세트산, 프로피온산, 소르빈산, 글루콘산, 푸마린산, 인산, 말레인산, 탄산, 황산, 또는 파라톨루엔 설폰산이고,
B는 수소, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
Z는 OR(여기서 R은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥틸, 옥틸, 또는 데실임)인 알콕시기, 클로라이드, 브로마이드, 요오드, 아세테이트, 설페이트, 또는 파라톨루엔 설포네이트이고,
x는 1 또는 2이고,
m은 0 이상의 정수이고,
n은 1 이상의 정수이다.
또한 본 발명은 박테리아, 곰팡이, 또는 조류에 의해서 오염되는 영역에 상기 방부제 또는 살균제 조성물을 투입하여 상기 박테리아, 곰팡이, 또는 조류를 사멸시키거나, 생장을 억제하는 살균방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 저독성이고 경제적이며, 동시에 미생물 및 곰팡이에 대한 살균효과가 우수한 조성물에 대하여 연구하던 중, 디메틸올디메틸하이단토인, 및 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염을 포함하는 방부제 또는 살균제 조성물이 저독성이고 경제적이며, 부식성 물질을 방출하지 않아 금속을 부식시키지 않을 뿐만 아니라, 동시에 순간 살균력이 높고, 살균 지속성을 지니며, 미생물 및 곰팡이에 대한 항균 스펙트럼이 넓어 우수한 방부효과 및 살균효과가 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인, 및 상기 화학식 2로 표시되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염을 포함하여 상승작용을 지니는 것을 특징으로 하는 방부제 또는 살균제 조성물을 제공한다.
본 발명에 사용되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염을 나타내는 상기 화학식 2에서 x가 1인 경우 폴리알킬렌 구아니딘염이고, x가 2인경우는 폴리알킬렌 바이구아니딘염이다. 또한, 상기 화학식 2에서 상기 m은 0 이상의 정수, 바람직하게는 0 내지 20의 정수이고, 상기 n은 1 이상의 정수, 바람직하게는 1 내지 20의 정수, 더욱 바람직하게는 4 내지 7의 정수이다. 특히, 상기 m+n이 4인 경우, m/n의 비율은 0.01~100이며, m이 0인 경우 n은 4 이상의 정수이다.
본 발명에 사용되는 상기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인 및 상기 화학식 2로 표시되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염의 혼합비는 2:1 내지 1:70의 중량비인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2:1 내지 1:30의 중량비인 것이 좋다. 상기 디메틸올디메틸하이단토인 및폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염의 혼합비가 2:1 내지 1:70의 중량비를 벗어날 경우에는 두 살균제의 혼합에 의한 상승효과가 저하되거나 나타나지 않는다는 문제점이 있다.
상기 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염의 혼합물을 방부제 또는 살균제 조성물로 사용하면, 상기 디메틸올디메틸하이단토인이 곰팡이에 대한 살균력 및 속효성이 저하되는 단점을 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염이 보충하고, 상기 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염이 일부 세균에 대한 살균효과가 저하되는 단점을 디메틸올디메틸하이단토인이 보완할 뿐만 아니라, 혼합 살균제(또는 방부제)의 살균(또는 방부) 작용은 각각의 화합물이 가지는 살균(또는 방부) 작용의 합보다 커지는 상승효과를 나타낸다. 즉, 본 발명의 조성물은 미생물을 사멸시키는기작이 다른 2 종류의 화합물을 혼합사용함으로써 보다 효과적으로 광범위하게 미생물을 억제할 수 있고, 단독으로 사용할 때보다 내성균주의 출현빈도를 낮춰주는 기대효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 방부제 또는 살균제 조성물은 화장품, 금속 가공유, 에멀젼, 또는 라텍스와 같은 보존제, 슬라임 제거제 등의 다양한 산업 분야에서 미생물을 효과적이고 광범위한 제어에 이용할 수 있다. 특히, 냉각탑의 미생물 제어용 살균제, 소독제, 페인트 및 라텍스용 방부제, 개인 위생품 및 화장품용 첨가제, 샴푸 등 에멀젼 제품의 첨가제, 섬유제직용 낙호방지제, 제지 슬라임, 콘트롤제, 목재용 방부제, 피혁 제품용 방부제, 금속 가공유용 방부제, 항균 섬유조제용 방부제 등의 용도로 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 미생물 및 곰팡이에 대한 방부 및 살균 효과가 우수한 상기 방부제 또는 살균제 조성물을 박테리아, 곰팡이, 또는 조류에 의해서 오염되는 영역에 투입하여 상기 박테리아, 곰팡이, 또는 조류를 사멸시키거나, 생장을 억제하는 살균방법을 제공하는 바, 특히 산업 공정의 냉각수, 소독제, 페인트, 라텍스용 방부제, 화장품용 첨가제, 샴푸 등 에멀젼 제품의 첨가제, 섬유제직용 낙호방지제, 제지 슬라임 콘트롤제 등에 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인 및 상기 화학식 2로 표시되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염을 포함하는 방부제 또는 살균제 조성물은 물에 용해시켜 수용액의 상태로 사용하는 것이 바람직하며, 목적하는 방부 및 살균효과를 나타내는 한 그 사용량에 제한을 두지 않으나, 미생물이 존재하는 냉각수 등에 5 내지 1,000 ppm을 투입하여 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
본 실험에서는 엔테로박터 에어로겐스(Enterobacter aerogens ATCC 13048), 대장균(Escherichia coli ATCC 11229), 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus ATCC 9341), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442), 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae ATCC 1560), 스타필로코커스 에피더미스(Staphylococcus epidermis ATCC 155), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus ATCC 6538), 및 바실러스 섭틸러스(Bacillus subtilis ATCC 6984)의 8 종의 세균을 이용하였다.
상기 8 종의 세균에 대한 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염의 상승효과를 트립틱 소이브로스(Tryptic Soy Broth, Difco사)를 사용하여 2배 계열희석법(Two fold dilution method )에 따라 실험하였다. 살균제 및 미생물이 첨가된 배양액을 30 ℃에서 3 일간 배양한 후, 생육을 저해하는 가장 낮은 농도의 혼탁도를 육안으로 관찰한 후, 이를 각각의 살균제 또는 이들의 혼합물의 최소생육억제농도(MIC)로 정하였다.
살균제의 상승작용은 Kull, F.C.et al.의 논문(Appl. Microbiol.9:538∼544(1961))에 발표된 방법에 따라 하기 수학식 1에 의해 측정된 비율을 사용하여 측정하였다. 이때, QA/Qa와 QB/Qb의 합이 1 보다 작은 경우 상승작용이 나타나는 것으로 판단하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[수학식 1]
상기 수학식 1의 식에서,
Qa, 및 Qb는 각각 독립적으로 또는 동시에 화합물 A, 및 화합물 B의 단독의 MIC 값(ppm)이며,
QA, 및 QB는 각각 독립적으로 또는 동시에 화합물 A와 B의 혼합물 중 화합물 A, 및 화합물 B의 MIC 값(ppm)이다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
Qa (ppm) 39 39 39 39 39 39
Qb (ppm) 343 343 343 343 343 343
QA (ppm) 2.5 5 9.75 19.5 19.5 19.5
QB (ppm) 172 172 172 85.7 5 10
QA/Qa 0.064 0.128 0.25 0.5 0.5 0.5
QB/Qb 0.5 0.5 0.5 0.25 0.01 0.01
상승지수(SI) 0.57 0.63 0.75 0.75 0.51 0.53
[주] Qa : 폴리헥사메틸렌 구아니딘 인산염 단독의 혼합균주에 대한 MIC 값Qb : 디메틸올디메틸하이단토인 단독의 혼합균주에 대한 MIC 값QA : 혼합물 중 폴리헥사메틸렌 구아니딘 인산염의 MIC 값QB : 혼합물 중 디메틸올디메틸하이단토인의 MIC 값
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1을 통하여 디메틸올디메틸하이단토인을 1/2(172 ppm)만 사용하고, 폴리헥사메틸렌 구아니딘 인산염의 사용량을 2.5 ppm까지 줄이더라도 동일한 세균 사멸효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 5을 통하여 폴리헥사메틸렌 구아니딘 인산염을 1/2(19.5 ppm)만 사용하고, 디메틸올디메틸하이단토인의 사용량을 5 ppm까지 줄일 때에도 역시 동일한 세균 사멸효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.
상기의 결과를 통하여 상기 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염을 각각 단독으로 사용할 때보다 본 발명에 따라 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염의 세균의 생육억제에 대한 상승 작용비는 2:1 내지 1:70의 중량비로 혼합할 경우 효과적으로 나타났으며, 특히 2:1 내지 1:30의 중량비로 혼합할 경우 세균의 생육억제효과가 더욱 우수한 것으로 나타났다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 얻어진 상승 작용비를 이용하여 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘 인산염이 1:2의 중량비로 혼합된 살균제 조성물(디메틸올디메틸하이단토인 10 중량% + 폴리알킬렌 구아니딘 인산염 25 중량%)을 사용하여 하기 8 종의 개별 균주에 대한 MIC 값을 측정하였다.
MIC 테스트는 96 멀티 웰 플레이트를 이용하여 살균제를 2 배 연속 희석법에 따라 희석하고, 104CFU/mL의 농도로 미생물을 접종하여, 30 ℃에서 48 시간 동안 배양한 후, 미생물의 생장여부를 탁도를 기준으로 육안 판정하는 방법으로 MIC 값을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
MIC 값을 측정하기 위하여, 배지는 상기 실시예 1과 동일하게 트립틱소이 브로스(Tryptic Soy Broth, Difco Co.)를 사용하여 탁도를 관찰하였고, 사용균주는 엔테로박터 에어로겐스(Enterobacter aerogens ATCC 13048), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus ATCC 6538), 스타필로코커스 에피더미스(Staphylococcus epidermis ATCC 155), 바실러스 섭틸러스(Bacillus subtilis ATCC 6984), 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus ATCC 9341), 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352), 프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris ATCC 13315), 및 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145)의 8 종의 균주를 사용하였다.
비교예 1
상기 실시예 2에서 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘 인산염이 1:2의 중량비로 혼합된 살균제 조성물(디메틸올디메틸하이단토인 10 중량% + 폴리알킬렌 구아니딘 인산염 25 중량%)을 대신하여 폴리헥사메틸렌 구아니딘 인산염 용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 2 비교예 1
엔테로박터 에어로겐스(Enterobacter aerogens ATCC 13048) 156 156
스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus ATCC 6538) 19.5 19.5
스타필로코커스 에피더미스(Staphylococcus epidermis ATCC 155) 39 78
바실러스 섭틸러스(Bacillus subtilis ATCC 6984) 156 156
마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus ATCC 9341) 156 313
클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 39 156
프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris ATCC 13315) 39 39
슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145 39 78
상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘 인산염이 1:2의 중량비로 혼합된 살균제 조성물이 25 중량%의 폴리헥사메틸렌 구아니딘 인산염을 함유하는 용액을 단독으로 사용할 경우와 비교하여 미생물을 제어하는데 훨씬 효과적임을 알 수 있었다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 얻어진 상승 작용비를 이용하여 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘 인산염이 1:2의 중량비로 혼합된 살균제 조성물(디메틸올디메틸하이단토인 10 중량% + 폴리알킬렌 구아니딘 인산염 25 중량%)을 사용하여 소요되는 시간(killing time), 속효성, 및 지속성을 측정하였다.
미생물의 농도가 약 104CFU/mL인 중합 냉각탑의 냉각수를 이용하여 살균제 혼합물을 100 ppm으로 투입한 후, 투입직후 1 시간 간격으로 90 시간 동안 Respirometer(COMPUT-OX AB4R)를 이용하여 산소호흡율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 3, 및 도 1에 나타내였다. 이때 살균제가 첨가되지 않은 용액을 비교예 2로 하였다.
시간 실시예 3 비교예 2 시간 실시예 3 비교예 2
0 0 0 46 0 842
1 0 1 47 0 874
2 0 3 48 0 908
3 0 3 49 0 940
4 0 3 50 0 967
5 0 5 51 1.7 997
6 0 5 52 2.9 1027
7 0 5 53 3.5 1057
8 0 5 54 4.6 1087
9 0 5 55 5.8 1117
10 0 5 56 6.3 1147
11 0 5 57 7.5 1177
12 0 5 58 8.1 1207
13 0 6 59 8.6 1237
14 0 7 60 8.6 1267
15 0 9 61 9.2 1297
16 0 11 62 10.4 1327
17 0 14 63 10.9 1357
18 0 18 64 10.9 1387
19 0 24 65 10.9 1417
20 0 33 66 10.9 1447
21 0 44 67 10.9 1477
22 0 60 68 10.9 1507
23 0 82 69 10.9 1537
24 0 114 70 10.9 1567
25 0 155 71 10.9 1597
26 0 203 72 10.9 1627
27 0 258 73 10.9 1657
28 0 300 74 10.9 1687
29 0 323 75 10.9 1717
30 0 345 76 10.9 1747
31 0 368 77 10.9 1777
32 0 393 78 10.9 1807
33 0 418 79 10.9 1837
34 0 446 80 10.9 1867
35 0 476 81 10.9 1897
36 0 507 82 10.9 1927
37 0 540 83 10.9 1957
38 0 574 84 10.9 1987
39 0 607 85 10.9 2017
40 0 641 86 10.9 2047
41 0 676 87 10.9 2077
42 0 709 88 10.9 2107
43 0 743 89 10.9 2137
44 0 776 90 10.9 2167
45 0 809
상기 표 3을 통하여, 살균제 조성물을 처리하지 않은 비교예 2의 경우 1 시간 이후 미생물의 활성이 나타나기 시작하였으나, 본 발명에 따른 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘 인산염이 1:2의 중량비로 혼합된 살균제 조성물을 처리한 실시예 1의 경우 1 시간 경과 이후 속효성이 나타나면서, 90 시간 이후로도 지속성이 나타나 미생물에 대한 살균력이 뛰어남을 알 수 있었다.
본 발명에 따른 디메틸올디메틸하이단토인 및 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염의 혼합물은 디메틸올디메틸하이단토인이 곰팡이에 대한 살균력 및 속효성이 저하되는 단점을 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염이 보충하고, 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염이 일부 세균에 대한 살균효과가 저하되는 단점을 디메틸올디메틸하이단토인이 보완할 뿐만 아니라, 혼합 살균제(또는 방부제)의 살균(또는 방부) 작용은 각각의 화합물이 가지는 살균(또는 방부) 작용의 합보다 커지는 상승효과를 나타내는 효과가 있다. 또한 상기 방부제 또는 살균제 조성물은 미생물을 사멸시키는 기작이 다른 2 종류의 화합물을 혼합사용함으로써 보다 효과적으로 광범위하게 미생물을 억제할 수 있고, 단독으로 사용할 때보다 내성균주의 출현빈도를 낮춰주는 기대효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 박테리아, 곰팡이, 또는 조류에 의해서 오염된 산업용수 및 생활환경 주변의 박테리아, 곰팡이, 또는 조류에 대한 살균력이 우수한 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 살균제 조성물에 있어서,
    a) 하기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인; 및
    b) 하기 화학식 2로 표시되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬
    렌 바이구아니딘염
    을 포함하는 살균제 조성물:
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    A는 반복수가 1~100,000인 옥시에틸렌, 디페닐설폰, 디페닐 설파이드, 알킬아미드, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
    Y는 치환체가 없거나, HCl, HBr, HI, HNO3, 아세트산, 안식향산, 탈수소 아세트산, 프로피온산, 소르빈산, 글루콘산, 푸마린산, 인산, 말레인산, 탄산, 황산, 또는 파라톨루엔 설폰산이고,
    B는 수소, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
    Z는 OR(여기서 R은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥틸, 옥틸, 또는 데실임)인 알콕시기, 클로라이드, 브로마이드, 요오드, 아세테이트, 설페이트, 또는 파라톨루엔 설포네이트이고,
    x는 1 또는 2이고,
    m은 0 내지 20의 정수이고,
    n은 1 내지 20의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a) 상기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인 : b) 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염이 2:1 내지 1:70의 중량비로 혼합되는 살균제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 a) 상기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인 : b) 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염이 2:1 내지 1:30의 중량비로 혼합되는 살균제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2의 식에서 n이 4 내지 7인 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염 살균제 조성물.
  5. 방부제 조성물에 있어서,
    a) 하기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인; 및
    b) 하기 화학식 2로 표시되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬
    렌 바이구아니딘염
    을 포함하는 방부제 조성물:
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    A는 반복수가 1~100,000인 옥시에틸렌, 디페닐설폰, 디페닐 설파이드, 알킬아미드, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
    Y는 치환체가 없거나, HCl, HBr, HI, HNO3, 아세트산, 안식향산, 탈수소 아세트산, 프로피온산, 소르빈산, 글루콘산, 푸마린산, 인산, 말레인산, 탄산, 황산, 또는 파라톨루엔 설폰산이고,
    B는 수소, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
    Z는 OR(여기서 R은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥틸, 옥틸, 또는 데실임)인 알콕시기, 클로라이드, 브로마이드, 요오드, 아세테이트, 설페이트, 또는 파라톨루엔 설포네이트이고,
    x는 1 또는 2이고,
    m은 0 내지 20의 정수이고,
    n은 1 내지 20의 정수이다.
  6. 박테리아, 곰팡이, 또는 조류에 의해서 오염되는 영역에 하기 화학식 1로 표시되는 디메틸올디메틸하이단토인 및 하기 화학식 2로 표시되는 폴리알킬렌 구아니딘염 또는 폴리알킬렌 바이구아니딘염을 포함하는 살균제 조성물을 투입하여 상기 박테리아, 곰팡이, 또는 조류를 사멸시키거나 생장을 억제하는 살균방법:
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    A는 반복수가 1~100,000인 옥시에틸렌, 디페닐설폰, 디페닐 설파이드, 알킬아미드, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
    Y는 치환체가 없거나, HCl, HBr, HI, HNO3, 아세트산, 안식향산, 탈수소 아세트산, 프로피온산, 소르빈산, 글루콘산, 푸마린산, 인산, 말레인산, 탄산, 황산, 또는 파라톨루엔 설폰산이고,
    B는 수소, 또는 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기이고,
    Z는 OR(여기서 R은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 펜틸, 헥틸, 옥틸, 또는 데실임)인 알콕시기, 클로라이드, 브로마이드, 요오드, 아세테이트, 설페이트, 또는 파라톨루엔 설포네이트이고,
    x는 1 또는 2이고,
    m은 0 내지 20의 정수이고,
    n은 1 내지 20의 정수이다.
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