KR20060050670A - 은나노를 함유하는 세제조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노크기의 은 입자를 첨가한 세제조성물에 관한 것으로, 10nm이하의 평균입자크기를 갖는 은나노를 첨가하여 세탁시 향상된 우수한 항균 특성을 나타내도록 한 특징을 갖는다. 본 발명에 따른 세제조성물은 세탁시 세탁물에 존재하는 세균과 곰팡이를 제거함과 동시에 세탁한 후에 은나노 입자가 세탁물에 부착되어 세균과 곰팡이의 서식을 억제하며, 은 자체가 지니고 있는 살균 및 항균성이 세탁물에 첨가되는 효과를 얻을 수 있다.

세제, 섬유유연제, 은나노, 항균, 항곰팡이, E coli O157균, Bacillus sp. CK-1균

Description

은나노를 함유하는 세제조성물{Composition for detergent with nano silver}

도 1은 종래의 섬유유연제에 Basillus sp. CK-1균에서의 항균력 실험결과를 나타낸 사진.

도 2는 종래의 섬유유연제에 E coli 0157균에서의 항균력 실험결과를 나타낸 사진.

도 3 내지 6은 본 발명에 따르는 세제조성물을 이용하여 제조된 섬유유연제를 희석하여 된 희석용액에 Basillus sp. CK-1균, E coli 0157균에서의 항균력 실험결과를 나타낸 사진.

본 발명은 세제조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수용액 또는 비수용액과 같은 각종 용매에 10㎚이하의 평균입자크기를 가지는 은나노(nano silver)를 첨가하여 은나노가 지니고 있는 항균력, 항곰팡이 및 대전방지기능 등과 같은 특성이 지속적으로 유지할 수 있도록 한 은나노를 함유하는 세제조성물에 관한 것이다.

세제조성물에 은나노를 첨가했을 때 특정 방법 없이도 그 세제조성물(예를 들어, 섬유유연제, 주방세제, 세탁제 또는 욕실, 변기, 주방용 세정제)이 가지는 자체의 특성이 상실되지 않고, 은나노의 장점만이 추가된다면 은나노가 함유된 세제조성물의 제작이 가능할 것이다.

그러나, 일반적으로 종래의 세제조성물의 구성하는 용매에 은나노를 첨가하게 되면 은이 침전되는 문제, 제품의 색상이 변하는 문제 등으로 인해 세제 자체가 가지고 있는 기본적인 성질은 물론, 은나노가 가지고 있는 고유의 성질도 함께 변하게 되는 문제가 있다. 상기의 문제점들은 은나노를 적용한 세제조성물의 제품제조를 어렵게 하므로 다양한 은나노의 장점에도 불구하고 최근까지 은나노가 첨가된 세제 제품이 출시되지 못하고 있는 실정이다.

현재사회는 사람들의 생활수준 향상과 더불어, 각종 질병에 대한 원인 규명으로 인해 위생에 대한 인식이 높아지는 추세이다. 이는 각종 세제 분야에서 항균효과가 있는 제품을 출시하고, 특히 표백제와 같은 경우 대부분의 제품이 항균력을 지니고 있는 것과 같은 맥락이라 할 수 있다.

이러한 항균력을 갖는 표백제를 세제에 첨가하여 항균성을 부여하기 위한 시도는 이전부터 있었으나, 세제에 표백제를 첨가하게 되면 칼라섬유와 같은 경우엔 색상이 변화되거나 번지는 문제점이 발생되며, 계면활성제 타입의 항균제를 사용한 경우엔 항균제의 피세척물에 대한 잔류성이 낮아 햇볕이 들지 않거나, 통풍이 곤란 한 장소에서 건조하는 경우 피세척물에서 악취가 발생되거나. 습한 장소에서의 장기 보관시 쉽게 곰팡이를 발생시키는 등의 문제점이 있었다.

한편, 세제에 광촉매를 사용하여 항균성을 부여한 제품이 일부 개시되어 있으나, 이 경우에 있어서도 원료에 따라 세제에 세탁물을 오래 담가두는 경우 푸른 반점이 생기는 등 세제로서의 치명적인 문제점을 갖게 되었다.

한편, 대한민국공개특허공보 제10-2004-0085417호에는 평균직경이 0.1 내지 500㎚인 은을 함유하는 마이크로캡슐을 포함하는 섬유유연제 조성물이 기재되어 있다. 그러나, 상기와 같이 은나노를 마이크로캡슐에 첨가할 경우에는 별도의 캡슐화 제조과정을 거쳐야 하므로 제조공정이 복잡하고, 제조원가가 상승하는 문제가 있다. 또한, 마이크로캡슐화되므로써 용매와 혼합 후에 캡슐이 융화되지 않아 장시간 보관할 경우 캡슐자체가 일부 침전이 되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 세제조성물에 은나노 첨가시 나타나는 부작용들을 최소화 하면서도, 항균 및 탈취 기능은 향상되도록 한 세제조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기존의 일반수 또는 지하수를 사용하여 은나노가 첨가된 를 제조할 때 물 속의 금속이온들이 은나노와 반응하여 은나노의 침전 및 제품의 색상변화 문제를 해결하고, 특히 세정과정에 있어서 은나노가 세탁물에 부착되도록 하여 은나노에 의한 항균성, 항곰팡이성 및 대전방지성 등과 같은 기능들을 세탁후에 도 세탁물에 발휘하도록 한 은나노를 함유하는 세제조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성한 본 발명은 계면활성제 100중량부, 금속이온봉쇄제 0.1~0.5중량부, 은나노 0.01~3.0중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 세제조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 세제조성물을 이용하여 제조되는 섬유유연제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 세제조성물을 이용하여 제조되는 주방용세제를 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 세제조성물은 계면활성제에 금속이온봉쇄제와 은나노를 첨가하여 구성되는 것으로 상기 조성물들을 일정비율로 첨가한 후 교반하여 혼합상태를 이루도록 한 것이다. 여기서 상기 조성물의 혼합비는 계면활성제 100중량부, 금속이온봉쇄제 0.1~0.5중량부, 은나노 0.01~3.0중량부의 비율로 혼합하여 제조된다.

본 발명에 따르는 세제조성물은 은나노 첨가시 그 혼합되는 양에 따라 세제조성물의 자체 특성에 큰 변화를 일으키므로 첨가량의 적절한 조절이 필요하다. 따라서, 은나노의 첨가량은 계면활성제 100중량부에 대해 0.01~3.0중량부를 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 좋게는 0.01~1.0중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 만일 은나노의 첨가량이 0.01중량부 미만일 경우에는 항균성, 항곰팡이성을 기대하기 어렵고, 3.0 중량부를 초과할 경우에는 세제의 제조비용이 상승되는 문제뿐만 아니라, 콜로이드 상으로 잘 분산되어져 있는 상태의 은나노를 사용하였더라도, 세제조성물 내부에서 침전발생 및 색상변화를 발생시킬 수 있다. 또한, 세정작업시 응집되어 조대한 2차 입자를 형성할 수 있다. 이 경우 2차 입자가 세탈물에 부착되어 미세 반점처럼 존재하여 피세탁물의 색상을 그대로 유지 못하는 경우가 있다.

본 발명에 의하면, 상기 은나노는 제조시 합성법에 크게 제약을 받지 않는 것으로, 콜로이드상 뿐만 아니라 잘 분산된 분말상이라도 응용이 가능하나, 세제조성물을 구성하기 위해서는 수계 및 비수계에서 제조된 콜로이드 상으로 함이 바람직하다. 특히, 콜로이드 상의 은나노 입자를 세제에 적용하기 위해서는 화학적 안정성이 매우 중요하게 작용한다.

본 발명에 의하면, 상기 은나노 콜로이드 제조시 분산제나 안정화제와 같은 원료를 사용하지 않고 만든 경우 세제에 적용시 거의 문제를 발생시키지 않는다. 그러나, 이와 같은 원료를 통해 제조한 은나노를 사용할 때는 첨가한 각종 원료들이 세제를 구성하고 있는 원료와의 반응성을 고려하여 반응성이 없는 첨가물을 사용하여 만든 콜로이드를 선택하여 사용하여야 한다.

본 발명에 사용되는 은나노는 10㎚이하의 평균입자크기를 가지는 것을 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 200㎚이하의 평균입자크기를 가지는 것을 사용하는 것이 더욱 좋으며, 분말상으로 사용하여도 무방하며, 더욱 바람직하게는 수계 및 비수계에서 콜로이드상으로 제조하여 사용하는 것이 좋다.

또한, 세제조성물의 경우 은나노 첨가에 있어서 상당한 어려움이 있는 바, 이는 종래의 세제조성물에 은나노를 첨가하면 은나노와 일부 원료와 화학반응을 일으켜 은나노가 침전되고, 일부 원료의 경우 제품의 색상변화를 일으켜 은나노를 원료별로 반응시켜 확인을 해야 하므로 본 발명에서는 이 같은 은나노가 함유된 세제조성물 제조에 어려움을 주는 원료들은 모두 제외하고 대체 원료를 이용하여 은나노를 함유하는 세제조성물을 제조하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 세제 제조시 사용되는 일반수, 암반수 또는 지하수에 다량의 금속이온이 많이 들어 있어 은나노를 첨가시 이들 금속이온과 화학반응을 일으키게 되므로, 이를 방지하기 위하여 금속이온봉쇄제를 사용하였다.

본 발명의 세제조성물을 제조함에 있어 상기 금속이온 봉쇄제는 금속이온봉쇄제는 계면활성제 100중량부에 대해 0.1~0.5중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 만일 금속이온봉쇄제의 첨가량이 0.1 중량부 미만으로 혼합될 경우에는 금속이온봉쇄제의 효율이 저하되어 은나노가 다른 금속이온물질의 반응에 의하여 변색 또는 침전이 발생하는 문제가 있고, 0.5중량부를 초과하여 혼합될 경우에는 은나노 자체가 가지는 항균성, 항곰팡이성 등이 저하되는 단점이 있다.

상기 금속이온봉쇄제로는 소듐 포스페이트(Sodium phospate), 모노소듐 포스페이트(Monosodium phosphate), 디소듐 포스페이트(Disodium phosphate), 트리소듐 포스페이트(Trisodium phosphate), 소듐 트리폴리포스페이트(Sodium tripolyphosphate), 소듐헥사메타포스페이트(Sodium hexametaphosphate), 테트라소 듐 피로포스페이트(Tetrasodium pyrophosphate), 소듐 엑시드 피로포스페이트(Sodium acid pyroposphate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 인산계화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 인산계화합물을 사용할 경우 색상변화를 방지하고, 은나노의 분산, 안정 및 증점 효과를 주어 은이 침전되는 현상을 방지하게 된다.

본 발명에 의하면 상기 계면활성제는 양성(± )이온성계면활성제, 양이온성성계면활성제, 음이온성계면활성제, 비이온성계면활성제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용하며, 혼합물의 경우 혼합비는 크게 한정하지 않는다.

상기 양성(± )이온성계면활성제는 베타인계 계면활성제, 이미다졸린계 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋으며, 상기 베타인계 계면활성제로는 코코아미드 프로필 베타인(Cocoamido propyl betain), 라우릴 베타인(Lauryl betain) 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋으며, 상기 이미다졸린계 계면활성제로는 코코암포디아세케이트(Cocoamphodiacetate)를 사용하는 것이 좋으며, 본 발명을 저해하지 않는 한 알려진 양성(± )이온성계면활성제들 중 어느 것을 사용하여도 좋다.

상기 음이온성계면활성제는 크게 한정하지 않으나, 소듐 라우릴 에테르 설페이트(Sodium lauryl ether sulfate), 소듐 라우릴 설페이트(Sodium lauryl sulfate), 소듐 크실렌 설포네이트(Sodium xylene sulfonate) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용하는 것이 좋다.

상기 비이온성계면활성제는 크게 한정하지는 않으나, 글리콜 스테레이트(Glycol sterate), 아민 옥사이드(Amine oxide), 코코넛 디에탄올(Coconut diethanol), 에틸렌 옥사이드(Ethylene oxide) 부가물, 라우릴 에테르(lauryl ether), 세틸에테르(cetylether), 올레일 에테르(oleyl ether) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용하는 것이 좋다.

상기 양이온성계면활성제는 어느 것을 사용베타인계 계면활성제, 이미다졸린계 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 사용하며, 베타인계 계면활성제와 이미다졸린계 계면활성제는 어느 것을 사용하여도 무방하다.

이와 같이 조성된 본 발명의 세제조성물은 일반수, 암반수 또는 지하수에 일정비율로 희석하여 용도에 따라 기타의 첨가물을 더 구비하여 완성품을 제조하게 되며, 상기 완성품으로는 특히 섬유유연제, 주방세제, 세탁제 또는 세정제로 제조 될 수가 있다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

* 본 발명의 세제조성물을 이용하여 제조되는 완성품의 항균력을 테스트 하 기 위하여 Bacillus sp. CK-1균, E coli 0157균을 이용하였으며, 항균력 테스트는 원액과 일반수에 10배, 100배, 250배, 1000배로 희석하여 Bacillus sp. CK-1균, E coli 0157균이 있는 패트리쉬에 농노별로 점척하여 콜로니가 생기는 수로 항균력을 실험하였다.

실시예 1

메틸-트리에탄올아민 암모늄(methyl-triethanolamine ammonium), 메틸설페이트 디알킬에스테르(methylsulfate dialkylester) 및 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene Lauryl)과 세틸에테르(Cethyl Ether) 혼합물을 혼합하여 된 혼합용매에 소듐폴리포스페이트(Sodium polyphosphate) 1.15중량부, 은나노 2.3중량부를 혼합하여 세제조성물을 제조하고, 상기 조성물을 이용하여 향캡슐, 염료 등을 일반수에 혼합하여 섬유유연제를 제조하여 상기 섬유유연제를 10배, 100배, 250배, 1000배로 희석하여 Bacillus sp. CK-1균, E coli 0157균이 있는 패트리쉬에 농노별로 점척하여 항균력을 실험하였고, 그 결과는 표1에 나타내었다.

비교예 1

종래에 사용되는 섬유유연제를 10배, 100배, 250배, 1000배로 희석하여 Bacillus sp. CK-1균, E coli 0157균이 있는 패트리쉬에 농노별로 점척하여 항균력을 실험하였고, 그 결과는 표1에 나타내었다.

구 분	균주	10배	·100배	250배	500배	1000배
실시예 1	Bacillus sp. CK-1	+++	+++	+++	+++	+++
	E coli 0157	+++	+++	+++	+++	+++
비교예 1	Bacillus sp. CK-1	+++	-	-	-	-
	E coli 0157	+++	+++	-	-	-

* +++:90%이상사멸, ++:50%이상사멸, +:10%이상사멸, -: 항균력 없음

상기 표에서 보는 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 세제조성물을 이용하여 제조된 섬유유연제의 경우 항균력이 종래의 은나노를 함유하지 않은 섬유유연제에 비하여 월등히 우수함을 알 수 있다.

실시예 2

실시예 1과 같은 방법으로 제조된 섬유유연제를 100배 희석하여 일반가정에서 사용하는 욕실용 목욕타월을 10분간 세척 후 Bacillus sp. CK-1균, E coli 0157균과 접종시켜 L/B액체 배지에 넣고 시간별 항균성을 확인하였다. 확인방법은 시간별로 Agar고체배지에 점척 도말하여 콜로니 수를 확인하여 균을 확인하였으며, 그 결과는 표 2에 나타내었다.

비교예 2

은나노를 함유하지 않은 종래의 섬유유연제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 같은 방법으로 항균성을 시험하였으며 그 결과는 표 2에 나타내었다.

구 분	균주	시간별 세균수
		0시간	1시간	2시간	3시간	4시간	5시간	6시간	7시간	8시간	16시간
실시예2	Bacillus sp. CK-1	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	E coli 0157	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
비교예2	Bacillus sp. CK-1	++	+++	++++	++++	++++	++++	++++	++++	++++	++++
	E coli 0157	+	++++	++++	++++	++++	++++	++++	++++	++++	++++

* ++++:콜로니 10000cfu이상/50㎕, +++:콜로니 500cfu이상/50㎕, ++:콜로니100~150cfu이상/50㎕, +:10cfu이상/50㎕, -:0cfu/50㎕(콜로니 없음)

상기 표에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 세제조성물을 이용하여 제조된 섬유유연제를 사용하여 세탁물을 세척할 경우 실험시작 0시간부터 16시간이 지나도로고 균이 생기지 않았으며, 이는 섬유유연제가 세탁물에 접촉하자마자 균이 사멸됐다고 볼 수 있으며, 16시간이 지나도록 균이 생기지 않았다는 것은 항균성이 세탁후에도 오랬동안 지속된다는 것을 나타낸다.

이와 같은 결과는 첨부도면 1 내지 6에서 보여 지는 바와 같다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 세제조성물에 의하면, 은나노를 첨가하되, 은의 침전 및 색상변화를 방지하도록 대체 원료를 사용함으로써 세제의 세정능력 저하를 방지함은 물론 우수한 항균 및 살균성을 얻을 수 있으며, 특히, 세탁후에도 은나노 입자가 세탁물에 부착되어 있어 대전방지효과와 더불어 은 자체가 지닌 항균성이 부가되므로, 그늘지고 통풍이 원활하지 못한 장소에서 세탁물을 건조하거나, 습한 장소에서 세탁물을 보관하더라도 세균의 서식을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 금속이온봉쇄제를 사용함으로써 일반수, 암반수 또는 지하수 등에 함유되어 있는 금속이온물질과 은나노가 반응하여 침전되는 현상을 억제하므로써 은침전물 발생이 일어나지 않고, 그로 인하여 변색 또한 일어나지 않는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 계면활성제 100중량부, 금속이온봉쇄제 0.1~0.5중량부, 은나노 0.01~3.0중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 세제조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 계면활성제는 양성(± )이온성계면활성제, 양이온성계면활성제, 음이온성계면활성제, 비이온성계면활성제 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 금속이온봉쇄제는 인산계화합물인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
4. 제 2항에 있어서, 상기 양성(± )이온성계면활성제는 베타인계 계면활성제, 이미다졸린계 계면활성제 또는 이들의 혼합물이루어진 군에서 선택되며, 상기 베타인계 계면활성제는 코코아미드 프로필 베타인, 라우릴 베타인 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이고 상기 이미다졸린계 계면활성제는 코코암포디아세테이트인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 은나노의 평균입경이 10㎚이하인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 은나노가 콜로이드상인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
7. 제 2항에 있어서, 상기 양이온성계면활성제는 베타인계 계면활성제, 이미다졸린계 계면활성제 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
8. 제 2항에 있어서, 상기 음이온성계면활성제는 소듐 라우릴 에테르 설페이트, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 크실렌 설포네이트 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
9. 제 2항에 있어서, 상기 비이온성계면활성제는 글리콜 스테레이트, 아민 옥사이드, 코코넛 디에탄올, 에틸렌 옥사이드 부가물, 라우릴 에테르, 세틸에테르, 올레일 에테르 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
10. 제 3항에 있어서, 상기 인산계화합물은 소듐 포스페이트, 모노소듐 포스페이트, 디소듐 포스페이트, 트리소듐 포스페이트, 소듐 트리폴리포스페이트, 소듐헥사 메타포스페이트, 테트라소듐 피로포스페이트, 소듐 엑시드 피로포스페이트 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 세제조성물.
11. 제 1항 내지 제10항중 어느 한 항의 세제조성물을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 섬유유연제.
12. 제 1항 내지 제10항중 어느 한 항의 세제조성물을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 주방세제.

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