KR20060117876A

KR20060117876A - 항균 필터

Info

Publication number: KR20060117876A
Application number: KR1020060017919A
Authority: KR
Inventors: 김화정; 박해준; 김성호
Original assignee: (주)바이오드림스
Priority date: 2005-05-14
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2006-11-17
Also published as: KR20060117877A; KR20060117875A

Abstract

본 발명은 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액에 방사선을 조사하여 제조된, 나노-은이 실리카분자 및 수용성 고분자와 결합된 0.5 내지 30nm 크기의 나노-실리카은 입자를 포함하는 항균 필터에 관한 것으로서, 항균 효과가 우수한 나노-실리카은 입자가 포함되어 있어 환경친화적이며 항균력이 우수한 필터로서 다양하게 이용할 수 있다.

나노-실리카은 입자, 항균, 필터

Description

항균 필터{Antimicrobial filters}

도 1a는 나노-실리카은의 제조 공정을 도식화한 흐름도이고, 도 1b는 감마-방사선 조사 후 생성된 나노-실리카은의 TEM 사진이다.

도 2는 나노-실리카은의 수중 콜로이드 안정성을 나타낸다.

도 3은 나노-실리카은의 흡광 스펙트럼(403nm)을 물 및 은이온과 비교한 결과를 나타낸다.

도 4는 소듐실리케이트(Na₂SiO₃) 농도를 변화시켜 제조한 나노-실리카은의 흡광도(403nm) 차이를 나타낸다.

도 5는 PVP(polyvinylpyrrolidone) 농도를 변화시킨 나노-실리카은의 흡광 스펙트럼(403nm)을 나타낸다.

도 6a 및 도 6b는 수용성 고분자의 종류(하이레반 또는 옥수수전분)를 변화시켜 제조한 나노-실리카은의 흡광 스펙트럼(403nm)을 나타낸다.

도 7은 방사선 조사량의 변화에 따른 나노-실리카은의 흡광 스펙트럼(403nm)을 나타낸다.

도 8은 에스체리시아 콜리(Escherichia coli), 바실러스 서브틸러스 (Bacillus subtilis), 슈도모나스 시린게이(Pseudomonas syringae subsp. syringae)에 대한 나노-실리카은의 농도에 따른 항세균 효과를 나타낸다.

도 9는 리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani)를 실리카, 나노-실리카은, 20nm 은, 100nm 은으로 처리한 후의 항균 효과를 나타낸다.

도 10은 보트리스 시네리아(Botrytis cinerea)를 실리카, 나노-실리카은, 20nm 은, 100nm 은으로 처리한 후의 항균 효과를 나타낸다.

도 11은 케토미움 글로보슘(chaetomium globosum)에 대한 나노-실리카은의 농도에 따른 항균 효과를 나타낸다.

도 12는 감압 여과장치에서의 효능을 조사하기 전의 증류수 처리한 필터(A), 나노-실리카은을 함유한 비열처리 필터(B) 및 나노-실리카은을 함유한 열처리 필터(C)를 나타낸다.

도 13은 증류수 처리한 필터(A), 나노-실리카은을 함유한 비열처리 필터(B) 및 나노-실리카은을 함유한 열처리 필터(C)의 감압 여과장치에서의 여과 후의 모습을 나타낸다.

본 발명은 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액에 방사선을 조사하여 제조된, 나노-은이 실리카분자 및 수용성 고분자와 결합된 0.5 내지 30nm 크기의 나노-실리카은 입자를 포함하는 항균 필터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차, 냉장고와 같은 가전제품, 공조기, 가스마스크, 정수기, 상하수처리장치, 공기정화기, 클린룸 등에는 세균과 진균 등의 미생물을 제거할 수 있는 항균 필터가 장착되어 있다. 예를 들어, 차량용 공기조화 시스템은 차량의 실내 또는 실외 공기를 송풍기를 사용하여 유입 또는 재순환시키는데, 이러한 공기 중에는 세균 및 진균 등의 미생물이 포함되어 있으므로 이들을 제거하여 청결한 공기를 유지시킬 수 있도록 항균 필터가 차량용 스테레오의 후방에 장착되어 있다. 또한, 실험용 동물을 사육하는 동물 사육실 및 병원 수술실 등과 같은 클린룸에는 동물과 사람 등에서 배출되는 배설물과 세균 등에 의해 실내가 오염되는 것이 방지되도록 항균 필터가 장착된 항균 공조기가 설치된다.

항균 필터는 각종 미생물과 같은 오염물질을 흡착하여 제거할 수 있는 항균소재가 구비된다. 이와 관련된 선행 기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허 제0184742호에는 실리카겔 분말에 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 아연(Zn), 백금(Pt) 등 항균 성능을 갖는 금속을 수용액 상에서 첨착시키는 방법이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제0213789호에는 폴리우레탄 폼에 활성탄 및 인공효소촉매(Cu-프탈로시아닌)을 도포, 첨착시킨 항균 필터가 개시되어 있다. 이 외에도 항균 성능을 갖게 하는 다양한 항균 필터가 개시되어 있다.

한편, 은(Ag)은 단세포균의 신진대사 기능을 하는 효소에 극미작용을 하여 이를 무력화시킴으로써 균을 사멸하는 강력한 살균제로 알려져 있다(T. N. Kim, Q. L. Feng, 등. J. Mater. Sci. Mater. Med., 9, 129 (1998)). 은 이외에도 동, 아연과 같은 중금속들도 동일한 작용을 할 수 있으나, 이 중 은이 가장 강한 항균 효과를 가지고 있고, 또한 조류(algae)에도 탁월한 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 염소나 기타 유독성 살미생물제의 대체 재료로써 지속적인 연구가 진행되어 오고 있으며, 현재까지 은을 이용한 다양한 종류의 무기항균제가 개발되고 있다.

이온상태로 존재하는 은은 항균력은 좋으나 높은 반응성 때문에 상태가 불안정하여 주위 환경에 따라 쉽게 산화되거나 금속으로 환원되어 스스로 변색하거나 타 재료에 착색현상을 유발하게 되어 항균력 지속성이 떨어진다는 단점이 있다. 반면, 금속이나 산화물 형태의 은은 환경에 안정하나 항균력이 낮아 상대적으로 많은 양을 사용해야 하는 단점이 있다.

상기한 바와 같은 장점 및 단점을 갖는 은은 현재 나노-입자의 형태가 각광받고 있으며, 이러한 나노입자 제조방법에는 기계적으로 그라인딩(grinding)하는 법, 공침법, 분무법, 졸-겔법, 전기분해법, 역상 마이크로에멀전 이용법 등 다양한 종류가 존재하나 이러한 제조방법은 형성되는 입자의 크기를 제어하기 힘들거나 미세 금속입자 제조시 경비가 많이 필요한 문제점이 있다. 일례로 공침법은 수용액 상에서 입자를 제조함으로 입자의 크기, 모양, 크기 분포의 제어가 불가능하며, 전 기분해법과 졸-겔법은 제조 경비가 비싸고 대량 생산이 어려우며, 역상 마이크로에멀전법은 입자의 크기, 모양, 크기 분포의 제어가 쉬우나 제조공정이 매우 복잡하여 실용화되지 못하고 있다.

한편, 방사선 조사에 의한 나노미터 크기의 입자 제조방법은 입자의 크기, 모양, 크기 분포의 제어가 쉽고, 실온에서 제조할 수 있으며, 제조공정이 간단하여 적은 비용으로 대량생산이 가능하다는 이점이 있다.

대한민국 특허등록 제0425976호에는 방사선 조사에 의한 나노미터 크기의 은 콜로이드의 제조방법 및 그 나노미터 크기의 은 콜로이드가 개시되어 있다. 이 특허에서는 은염을 3차 증류수에 녹인 후, 콜로이드 안정제로 소디윰도데실술페이트(sodium dodecyl sulfate, SDS), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA), 폴리비닐피로리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP) 등을 넣고, 질소 퍼징 후, 방사선을 조사하여 은 콜로이드를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이 방법에 의하여 제조된 은 콜로이드는 입자 크기가 100nm 이상이므로, 미생물, 특히 진균류에 대한 항균제 등으로 사용하는데 높은 농도가 필요하다.

상술한 방법 이외에도, 항균, 정화, 탈취 등 다양한 적용 분야에 응용될 수 있는 나노-은을 제공하기 위한 다양한 시도가 있었으며, 여전히 보다 단순한 공정으로 보다 저렴하고 안정한 나노-은을 제조할 필요가 있다.

실리콘(Si)은 지구상에 2번째로 많이 존재하는 물질로서 식물에 흡수되어 병저항성 및 스트레스 저항성을 높이는 것으로 알려져 있다(Role of Root hairs and Lateral Roots in Silicon Uptake by Rice. J. F. Ma 등. Ichii Plant Physiology (2001) 127: 1773-1780 등). 특히, 실리케이트 수용액을 식물에 처리하였을 때 흰가루병, 노균병 등 식물의 주요 병원균에 대해 탁월한 예방효과를 나타내는 것으로 보고 되어 있을 뿐만 아니라 식물의 생리활성을 촉진시켜 식물의 생장과 병저항성 유도 및 스트레스저항성 유도를 촉진시키는 것으로 알려져 있다(Suppressive effect of potassium silicate on powdery mildew of strawberry in hydroponics. T. Kanto 등. J GenPlant Pathol (2004) 70: 207-211 등). 그러나, 실리카는 직접적인 식물 병원균들에 대하여 살균효과를 가지고 있지 않아, 질병이 발생한 경우 효과를 나타내지 못한다.

이러한 배경 하에서, 본 발명자는 은염과 실리케이트 및 수용성 고분자를 혼합하고, 이에 방사선을 조사함으로써 나노-은이 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노-실리카은 입자가 제조되며, 이와 같이 제조된 나노-실리카은 입자는 크기가 균일하고 안정하며, 매우 낮은 농도에서 뛰어난 항균 활성 효과를 나타내므로 이러한 입자를 포함하는 항균 필터를 제공하여 이를 필터가 요구되는 다양한 분야에 사용함으로써 세균 및 진균 등의 유해 미생물을 효과적으로 살균할 수 있다는 것을 밝혀냄으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 은염과 실리케이트 및 수용성 고분자를 혼합하고, 이에 방사선을 조사함으로써 나노-은이 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 0.5 내지 30nm 크기의 나노-실리카은 입자를 포함하는 항균 필터를 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액에 방사선을 조사하여 제조된, 나노-은이 실리카분자 및 수용성 고분자와 결합된 0.5 내지 30nm 크기의 나노-실리카은 입자를 포함하는 항균 필터에 관한 것이다.

본 발명에서 용어 "나노-실리카은"은 나노-크기의 은 입자 및 실리카 분자가 수용성 고분자와 결합된 복합물을 일컫는다. 하나의 구체적 양태에 따라, 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액에 방사선을 조사하여 제조될 수 있다. 상기한 복합물의 일 형태로서, 방사선 조사에 의해 은 이온으로부터 형성된 나노 크기의 은 입자 및 실리케이트로부터 형성된 실리카 분자가 각각 또는 함께 수용성 고분자에 의해 둘러싸인 구조를 예시할 수 있다. 제조된 나노-실리카은은 콜로이드 상태에서 나노 입자가 분리되어 존재하거나 느슨한 구형의 집합체를 형성하기도 한다(도 1b). 이러한 집합체는 간단히 온도를 높이면 나노 입자로 분리된 다. 종래 실리카 입자에 나노 은을 코팅한 나노-은 입자가 있었으나, 이러한 입자는 본 발명의 스프레이용 항균 조성물에 포함된 나노-실리카은 입자와는 달리, 수용성 고분자를 입자 구성에 포함하고 있지 않다. 또한, 수용성 고분자를 나노-은 입자의 형성에 사용한 바 있었으나, 이 경우에도 수용성 고분자는 나노-은 입자의 구성 성분이 아니라 콜로이드 용액을 형성하기 위한 분산제로 사용되었다.

본 발명의 조성물에 포함되는 나노-실리카은은, 도 3에 나타난 흡광 스펙트럼에서 확인되는 바와 같이 나노-은 특유의 403nm 파장의 빛을 흡수하며, 도 1b에 나타난 바와 같이 균일한 나노 입자 크기를 갖는다. 나노-실리카은의 입자 크기는 바람직하게는 0.5 내지 30nm, 보다 바람직하게는 1 내지 20nm, 가장 바람직하게는 1 내지 5nm이다. 나노-실리카은은 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액을 제조하고, 상기 용액에 방사선을 조사하여 제조한다. 이 방법은 방사선을 조사하기 전, 후 또는 전후에 불활성 가스로 버블링(또는 퍼징)시키는 버블링 단계를 추가로 포함한다. 불활성 가스는 질소, 아르곤 등을 사용할 수 있으며, 질소 가스가 바람직하게 사용된다. 이러한 버블링 단계는 바람직하게는 10분 내지 30분 수행한다. 상기 방법에서, 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액의 제조 시, 방사선 조사에 의해 발생하는 라디칼을 소거하기 위해 라디칼 소거제를 추가로 포함한다. 이러한 라디칼 소거제로는 알콜, 글루타티온, 비타민E, 플라보노이드, 아스크로빈산 등이 있다. 사용할 수 있는 알콜로는 메탄올, 에탄올, 노르-프로판올, 이소프로판올(IPA), 부탄올 등을 예시할 수 있다. 이중 이소프로판올 을 바람직하게 사용할 수 있다. 알콜은 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 총 용액에 대해 0.1 내지 20%, 바람직하게는 3 내지 10%의 양으로 첨가될 수 있다.

본 발명의 조성물에 포함되는 나노-실리카은 제조에 사용될 수 있는 은염은 질산은(AgNO₃), 과염소산은(AgClO₄), 염소산은(AgClO₃), 염화은(AgCl), 요오드화은(AgI), 불소은(AgF), 초산은(CH₃COOAg) 등을 예시할 수 있으며, 물에 잘 녹는 은염(예: 질산은)을 바람직하게 사용할 수 있다. 나노-실리카은 제조에 사용되는 수용성 고분자는 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리아크릴산 및 이의 유도체, 레반, 플루란, 젤란, 수용성 셀룰로오스, 글루칸, 잔탄, 수용성 전분, 레반, 옥수수 전분 등을 예시할 수 있으며, 이중 PVP를 바람직하게 사용할 수 있다. 나노-실리카은의 제조에 사용되는 실리케이트는 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트, 칼슘실리케이트, 마그네슘실리케이트 등을 예시할 수 있으며, 이중 소듐실리케이트를 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명 이전, 나노-은의 제조를 위한 실리케이트의 이용은 개시된 바 없었다. 본 발명자에 의해 처음으로 실리카 형태가 아닌 실리케이트를 은염과의 반응에 사용하여, 항균 효과가 뛰어난 실리카 분자 및 수용성 고분자가 나노-은과 결합된 나노-실리카은을 제공하게 되었다. 나노-실리카은의 제조 시 은염과 실리케이트는 은염: 실리케이트의 중량 비율이 1: 0.5 내지 1.3인 범위 내에서 반응시킨다. 바람직하게는 1: 1의 중량 비율로 반응시킨다. 실리케 이트의 양에 따라 나노-실리카은의 입자크기가 조절될 수 있다. 실리케이트의 양이 적으면 입자가 커지고 실리케이트가 은염에 대해 과다하면 입자가 형성되지 않는다. 나노-실리카은의 제조 시 은염과 수용성 고분자는 은염: 수용성 고분자의 중량 비율이 1: 0.5 내지 2.5 인 범위 내에서 반응시킨다. 바람직하게는 1: 1의 중량 비율로 반응시킨다. 나노-실리카은의 제조를 위해 베타선, 감마선, 엑스선, 자외선, 전자선 등의 방사선을 이용할 수 있다. 10 내지 30kGy 선량의 감마선이 바람직하게 이용될 수 있다.

일반적으로 나노 크기의 입자들은 원형질막을 통과할 수 있고, 병원성균은 실리카를 잘 흡수한다. 나노-실리카은은, 병원성균의 세포내로 흡수되어 은-나노 입자에 의한 살균력 증대와, 병에 대한 동적 저항성을 유발시켜 저항성을 증가시키는 실리카의 특성과 관련한 병원성 균에 대하여 물리적 장벽을 형성하게 하여 병원성균이 살균된 다음에도 상당 기간 병의 재발을 막을 수 있다.

본 발명의 항균 필터에 함유되는 나노-실리카은은, 0.5 내지 30nm 이하, 바람직하게는 1 내지 20nm, 보다 바람직하게는 1 내지 5nm의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 항균 필터에 함유되는 나노-실리카은은 0.1 내지 100ppm, 바람직하게는 0.1 내지 50ppm, 보다 바람직하게는 1 내지 15ppm이 포함될 수 있다.

본 발명의 용어 "항균"이란 세균(bacteria), 진균(fungi), 조류(algae) 등의 미생물의 성장을 저해하는 것뿐만 아니라 이의 생존을 저해하여 살균하는 것을 포함한다.

본 발명의 항균 필터에 포함되는 나노-실리카은은 칸디다(Candida), 크립토코쿠스(Cryptococcus), 아스퍼질러스(Aspergillus), 트리코파이톤(Trichophyton), 트리코모나스(Trichomonas), 케토미움(Chaetomium), 글리오클라디움(Gliocladium), 아우레오바시디움(Aureobasidium), 페니실리움(Penicillium), 라이조푸스(Rhizopus), 클라도스포륨(Cladosporium), 뮤코(Mucor), 풀루라리아(Pullularia), 트리코데르마(Trichoderma), 푸사륨(Fusarium), 미로테슘(Myrothecium), 멤노니엘라(Memnoniella) 등의 진균과 에스체리시아(Escherichia), 바실러스(Bacillus), 슈도모나스(Pseudomonas), 케토니움(Chetonium), 스타필로코커스(Staphylococcus), 클렙시엘라(Klebsiella), 레지오넬라(Legionella), 살모렐라(Salmonella), 비브리오(Vibrio), 리케치아(Rickettsia) 등의 세균에 대하여 우수한 항균 활성을 나타낸다.

본 발명의 용어 "항균 필터"란 미생물의 증식을 억제하고 살균하여 외부로부터의 미생물의 유입을 방지하고, 필터에 의한 2차 오염을 방지하기 위한 필터를 말한다. 따라서, 본 발명에 따른 항균 필터는 자동차용 항균 필터, 가전제품용 항균 필터, 공조기용 항균 필터, 가스마스크용 항균 필터, 정수기용 항균 필터, 상하수처리용 항균 필터, 공기정화기용 항균 필터 또는 클린룸용 항균 필터로 사용될 수 있다.

본 발명의 항균 필터는 상기의 나노-실리카은 용액에 통상의 방법에 의해 제조 완료된 필터를 침지 처리하고 필터를 건조하는 방법에 의하여 제조할 수 있다.

나노-실리카은 용액에 필터를 침지 처리하는 시간은 10분 내지 1시간이며, 바람직하게는 20분 내지 40분이다. 종래의 항균 필터용 조성물은 처리시간이 5시간 보다 짧으면 충분한 항균 활성을 발휘할 수 없거나, 72시간 보다 긴 경우에는 필터의 미세 기공의 막힘 현상이 발생하기 때문에 사용하기에 바람지하지 못하였으나, 본 발명의 나노-실리카은 용액은 침지 처리 시간이 종래의 항균 필터용 조성물의 침지 처리 시간보다 짧더라도 충분한 효과를 나타낼 수 있다.

침지 처리후 필터를 건조하는 경우, 건조 온도는 25 내지 200℃가 바람직하다. 건조 방법에는 자연 건조 또는 열 건조 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 열 건조를 사용할 수 있다. 건조에 의하여 본 발명의 나노-실리카은 용액이 필터에 잘 흡착되어서 장기간 동안 필터가 항균 효능을 가질 수 있다.

본 발명은 이하 실시예를 통하여 좀더 구체적으로 설명될 것이다.　 이러한 실시예는 단지 본 발명이 좀더 이해될 수 있도록 예시적으로 제시되는 것이므로, 이들 실시예로서 본 발명의 범위를 한정해서는 안 될 것이다.

실시예 1 : 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노- 실리카은의 제조

소듐실리케이트(Na₂SiO₃) 1g, 질산은(AgNO₃) 1g 및 폴리비닐피로리돈(PVP) 1g, 이소프로필알콜(IPA) 12㎖를 증류수에 가해 전체 부피가 200㎖가 되도록 용해시켰다.　 상기 용액에 20분 동안 질소가스를 주입하여 버블링시킨 후, 25 kGy의 감마선을 조사하여 나노-실리카은을 제조하였다.

도 1a는 본 발명에 따라 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노-실리카은의 제조방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.　 감마선　 조사 후 형성된 용액은 나노-은 입자가 나타내는 노란색을 나타내었다.　 이는 상기 반응으로 형성된 실리카 분자와 수용성 고분자와 은 입자가 결합하여 안정한 나노 크기의 실리카은 입자를 형성하였음을 입증하는 것이다.　

상기 반응으로 제조된 입자가 나노-은 입자인지를 확인하기 위하여 표 1에 나타난 바와 같은 시험구를 제조하여 상온에서 24시간 방치시킨 후 색 변화를 확인하였다.

시험구	제조액＊	증류수	수돗물	방사선조사
TW	0	0	45ml	○
A	90㎕	0	45ml	○
B	90㎕	45ml	0	○
C	90㎕	0	45ml	×
D	90㎕	45ml	0	×
DW	0	45ml	0	○

＊: 상기 실시예에서 제조된 용해액을 말한다.

시험구 A 및 B는 상기 제조된 용해액에 방사선을 조사한 제조액이며, 시험구 C 및 D는 방사선을 조사하지 않은 Ag⁺ 이온이 존재하는 제조액이다.　 시험구 TW 및 DW는 은 이온 또는 은 입자가 존재하지 않는 대조구이다.

이온 상태의 은은 쉽게 산화되며 Cl^- 이온이 있으면 갈변하면서 즉시 AgCl로 침전한다.　 따라서, Cl^- 이온이 들어 있는 수돗물을 사용하여 은의 상태를 확인할 수 있다.　 Ag⁺ 이온 상태로 존재하는 경우 침전을 형성하며 안정한 나노-은 입자로 존재하는 경우 노란색을 나타낸다.　 이의 결과를 표 2에 나타내었다.

시험구	색상변화
TW	무색→무색
A	노란색→노란색
B	노란색→노란색
C	무색→적갈색
D	무색→무색
DW	무색→무색

표 2에 나타난 바와 같이, TW구, D구, DW구는 24시간 방치 후에도 처음과 같이 색상의 변화 없이 무색이었으며, 이는 은이온, 염소이온 또는 은이온과 염소이온이 모두 존재하지 않음을 의미한다.　 반면, C구는 무색에서 적갈색으로 색상이 변화했으며 이는 은 이온이 수돗물 중의 염소 이온과 함께 AgCl을 형성하였기 때문이다.　 한편, A구 및 B구는 색상의 변화 없이 노란색을 나타내었으며, 이는 방사선 조사에 의해 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 안정된 나노-은 입자가 형성되어 염소이온의 존재 하에서도 AgCl 침전이 형성되지 않았다는 것을 나타낸다.　 이러한 색상 변화가 도 2에 도시되어 있다.

상기 제조된 본 발명의 나노-실리카은의 흡광 스펙트럼이 도 3에 나타나 있다.　 도 3은 표 2의 시험구 DW, B 및 D의 제조액의 흡광 스펙트럼을 비교하여 나타내었으며, 시험구 B만이 나노-은 특유의 403nm 파장의 빛을 흡수하며, 시험구 DW 및 D는 동일한 파장에서 빛을 흡수하지 않았다.　

상기한 방치 및 흡광 스펙트럼 결과로부터 확인되는 바와 같이, 소듐실리케이트, 질산은 및 PVP를 포함하는 용액을 방사선 조사함으로써 실리카 분자 및 수용성 고분자가 결합된 안정한 나노-실리카은 입자가 형성되었다.

도 1b는 상기 제조된 나노-실리카은을 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope; TEM)으로 관찰한 사진이다.　 도 1b에서 확인되는 바와 같이, 나노-실리카은 입자는 20nm 보다 작은 1 내지 5nm의 입자 크기를 갖는 균일한 입자 크기 분포를 갖는다.　 나노-실리카은 입자는 독립적으로 분리되어 있기도 하고 분자간의 인력에 의한 느슨한 구형 집합체 형태를 나타내기도 한다. 이러한 집합체 형태는 열에 의해 쉽게 분리될 수 있다.

실시예 2 : 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노- 실리카은의 제조

실시예 1과 같은 방법으로 수행하되, 단지 소듐실리케이트(Na₂SiO₃)의 농도를 0.5 내지 2g까지 변화시키면서 제조하였다.　 농도 변화에 따른 시험구가 표 3에 나타나 있다.

시험구	질산은	소듐실리케이트	전체 부피
A	1g	0.5g	200ml
B	1g	0.75g	200ml
C	1g	1.0g	200ml
D	1g	1.5g	200ml
E	1g	2.0g	200ml
F	감마선 조사를 하지 않음

상기 표 3에 나타난 소듐실리케이트의 농도 변화에 따른 나노-실리카은에 대한 흡광도 차이 및 색상 차이가 도 4에 나타나 있다.

도 4에 나타난 바와 같이, 소듐실리케이트가 질산은과 1:1의 비율일 때 가장 흡광도가 높으며, 소듐실리케이트가 질산은에 비해 1.5배 이상인 경우 흡광도가 감소된다.　 또한, 소듐실리케이트가 질산은에 비해 0.5배 이하일 때는 오렌지골드색을 띄는 것으로 확인되는 바와 같이, 은 입자의 크기가 커진다.

상기한 관측으로부터 알 수 있는 바와 같이, 나노-실리카은의 제조시 실리카 나트륨의 첨가량이 중요하며 이의 첨가량을 조절하여 나노-실리카은의 입자크기를 조절할 수 있다.

실시예 3 : 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노- 실리카은의 제조

실시예 1과 같은 방법으로 수행하되, 단지 폴리비닐피롤리돈(PVP)의 농도를 0.5 내지 2g까지 변화시키면서 제조하였다.

PVP의 농도 변화에 따른 나노-실리카은에 대한 흡광도 차이 및 색상 차이가 표 4 및 도 5에 나타나 있다.

시험구	질산은	소듐실리케이트	PVP	전체 부피	흡광도(403nm)
1	1g	1g	0.5g	200ml	0.267
2	1g	1g	1g	200ml	0.325
3	1g	1g	2g	200ml	0.284
DW	0	0	0	200ml	0.016

표 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 소듐실리케이트 및 질산은이 동비율로 사용될 때 폴리비닐피로리돈(PVP)는 소듐실리케이트(또는 질산은)의 0.5 내지 2배의 농도로 사용할 수 있다.

실시예 4 : 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노- 실리카은의 제조

실시예 1과 같은 방법으로 수행하되, 단지 폴리비닐피롤리돈(PVP) 대신 하이레반(high levan) 또는 옥수수 전분(corn starch)를 사용하여 제조하였다.

제조된 나노-실리카은에 대한 흡광도 및 흡광 스펙트럼이 표 5와 도 6a 및 도 6b에 나타나 있다.

시험구	흡광도(403nm)
하이레반	0.208
옥수수전분	0.211

표 5와 도 6a 및 도 6b에 나타난 바와 같이, 폴리비닐피로리돈(PVP)를 사용하는 경우보다는 흡광도가 낮지만 레반 또는 옥수수 전분과 같은 다당류에서도 나노-실리카은을 제조할 수 있다.

실시예 5 : 실리카 분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노- 실리카은의 제조

실시예 1과 같은 방법으로 수행하되, 단지 방사선량을 달리하여 수행하였다. 제조된 나노-실리카은에 대한 흡광도 및 흡광 스펙트럼이 표 6 및 도 7에 나타나 있다.

감마선 조사량	흡광도(403nm)	감마선 조사량	흡광도(403nm)
05 kGy	0.037	20 kGy	0.152
10 kGy	0.063	25 kGy	0.184
15 kGy	0.115	30 kGy	0.211

표 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 10kGy에서도 흡광을 나타내며 방사선 조사량이 커질수록 흡광이 증가하였다.　 따라서, 10kGy 이상의 방사선을 사용하여 나노-실리카은을 제조할 수 있다.

실시예 6 : 나노- 실리카은의 농도에 따른 항세균 효과

실리카분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노은의 농도에 따른 세균의 생장저해 효과를 알아보기 위하여, 에스체리시아 콜리(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis KCTC 1021), 슈도모나스 시린게이(Pseudomonas syringae subsp. syringae KCTC 2440)를 사용하였다.　 500㎖ 삼각플라스크에 LB 배지를 100㎖ 넣고, 호기성 상태에서 회전식 진탕기로 190rpm 으로, 에스체리시아 콜리(Escherichia coli)는 37℃에서, 나머지 다른 세균들은 30℃에서 15 내지 16 시간 동안 배양하였다.　 배양 후에 각 균주의 배양액 20㎕를 0, 1, 10, 100, 1000ppm 농도로 실리카분자 및 수용성 고분자와 결합된 나노은을 함유하고 있는 LB 한천 디쉬에 접종하였다.　 그 후 에스체리시아 콜리는 37℃에서, 다른 나머지 세균들은 30℃에서 6 내지 7일 동안 배양하였다.

에스체리시아 콜리(Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis 1021), 슈도모나스 시린게이(Pseudomonas syringae subsp. syringae KCTC 2440)의 생장저해 효과가 도 8에 나타나 있다.

그램양성균인　 바실러스 서브틸리스의 경우, 대조구(LB agar plate) 에 비하여 10ppm에서 성장이 감소되었으며, 그램음성균인 에스체리시아 콜리, 슈도모나스 시린게이는 대조구 (LB agar plate) 및 나노-실리카은 10ppm 함유 배지에서 각각의 균주들의 생장이 비슷하게 나타났으며 나노-실리카은 100ppm 함유 배지에서 생장이 완전 저해되었다.

실시예 7 : 나노- 실리카은의 항진균 효과

실험예 1 : 나노- 실리카은의 리족토니아 및 보트리티스에 대한 항진균 효과

미생물 배양배지(Difco사 PDA배지)를 오토클레이브하고 페트리디쉬에 25㎖ 씩 분주한 다음, 굳기 전(40℃ 전후)에, A 시험구에는 실리카 분자를 혼합하고, B 시험구에는 상기 실시예 1에서 제조된 나노-실리카은을 혼합하며, C 시험구에는 20nm 크기의 은 입자를 혼합하고, D 실험구에는 100nm 크기의 은 입자를 혼합한 후, 냉각하여 배지를 준비하였다. 준비된 배지에 리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani; 충남대 농생물학과) 및 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea; 충남대 농생물학과)가 충분히 배양된 고체배지를 지름 5mm의 원으로 떼어내어 접종하고, 상온에서 2일간 배양함으로써 미생물의 생장저해여부를 확인하였다. 각각의 시험구의 혼합 재료의 농도는 6ppm 및 0.3ppm으로 하였다.

도 9에서 보여지는 바와 같이, 실리카 분자만 혼합한 A 시험구는 농도에 관계없이 대조구와 동일한 결과를 보였으며, 20nm의 은 및 100nm의 은을 혼합한 C와 D 시험구에서는 0.3ppm의 농도에서 대조구와 동일한 결과를 나타내었다. 그러나, 본 발명의 나노-실리카은을 혼합한 B 시험구는 0.3ppm의 낮은 농도에서도 리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani)의 생장저해효과가 현저하였다.

또한, 도 10에서 보여지는 바와 같이, 실리카 분자만 혼합한 A 시험구는 농도에 관계없이 대조구와 동일한 결과를 보였으며, 20nm의 은 및 100nm의 은을 혼합한 B와 D 시험구에서는 0.3ppm의 농도에서 대조구와 동일한 결과를 나타내었다. 그러나, 나노-실리카은을 혼합한 C 시험구는 3ppm의 낮은 농도에서도 20nm 은 및 100nm 은에 비해 보트리스 시네레아(Botrytis cinerea)의 생장저해효과가 현저하게 우수하였다.

실험예 2 : 나노- 실리카은의 병원성 진균에 대한 항진균 효과

인체의 병원성 진균 칸디다 루시타니애(Candida lusitaniae), 칸디다 트로피카리스(Candida tropicalis), 칸디다 알비칸스(Candida albicans), 칸디다 크루세이(Candida krusei), 칸디다 그라브라타(Candida glabrata), 칸디다 파랍시로시스(Candida parapsilosis), 크립토코커스 네오포만스(Cryptococcus neoformans), 뮤코 라모시스무스(Mucor ramosissmus), 아스퍼질러스 푸미가터스(Aspergillus fumigatus), 아스퍼질러스 프라부스(Aspergillus flavus), 아스퍼질러스 테레우스(Aspergillus terreus)에 대해 MIC(Minimal Inhibitory Concentration) 농도를 측정하였다.　 상기 균주들에 대한 나노-실리카은, 톨나프테이트(Tolnaftate), 암포테리신 B(Amphotericin B), 이트라코나졸(Itraconazole)의 MIC 농도 측정을 AFST-EUCAST(Anitifungal Susceptibility Testing Subcommittee of the European Committee on Antibiotic Susceptibility Testing; Rodriguez-Tudela et al., (2003) Method for the determination of minimum inhibitory concentration by broth dilution of fermentative yeasts. Clinical Microbiology and Infection, 9, I-VIII)에 의해 제시된 공정에 따라 수행하였다.　 이러한 공정은 문헌(National Committee for Clinical Laboratory Standards (2002) Reference Method for Broth Dilution Antifungal Susceptibility Testing of Yeast-Second Edition: Approved Standard M27-A2. NCCLS, Wayne, PA, USA)에 기술된 NCCLS(The National Committee for Clinical Laboratory Standards) 참조 공정에 기초하였다.

구체적으로, 병원성 진균 중 칸디다 류와 크립토코커스 네오포만스(Cryptococcus neoformans) 및 뮤코 라모시스무스(Mucor ramosissmus)는 사부로 덱스트로즈 한천배지(SDA)를 이용하여　 칸디다 류는 24시간, 크립토코커스 네오포만스와 뮤코 라모시스무스는 48시간 동안 35℃에서 배양하고, 1mm 이하의 콜로니를 5개 정도 수집하여 5㎖의 생리식염수(8.5g/L NaCl; 0.85% saline)에 현탁한 후 RPMI 1640 배지를 이용하여 최종 균수가 2 × 10³ cells/㎖ 되도록 조절하여 접종 균액으로 사용하였다.　 또한, 아스퍼질러스 류는 감자 덱스트로즈 한천 배지(PDA)를 이용하여 35℃에서 7일 동안 충분히 배양하고, 멸균된 증류수 5㎖와 트윈 20(Tween 20) 한방울을 넣고 멸균된 팁으로 포자를 긁어 시험관에 넣고 3 내지 5분간 방치한 다음 상층액만을 취하여 균액의 농도가 2× 10⁴ CFU/㎖이 되게 조절하여 접종균액으로 사용하였다.　 항진균 활성의 대상물 중 나노-실리카은은 실시예 1에서 제조한 나노-실리카은을 사용하였으며, 이는 다시 RPMI 1640 배지를 이용하여 2배 희석 계열을 만들었다. 또한 대조약제인 톨나프테이트(Tolnaftate), 암포테리신 B(Amphotericin B), 이트라코나졸(Itraconazole)은 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 용해한 후 RPMI 1640 배지를 이용하여 2배 희석 계열을 만들었고, 이 때 DMSO의 최종 농도는 2.5%이었다.　 상기에 준비된 희석 배지 100㎕와 접종균액 100㎕를 96 웰 플레이트에 분주하여, 2배 희석 계열의 최종 농도가 128㎍/㎖ 내지 0.0313㎍/㎖가 되도록 조절하였다.　 칸디다 류 및 아스퍼질러스 푸미가터스(Aspergillus fumigatus)를 접종한 96 웰 플레이트는 35℃에서 48시간 동안 배양하였으며, 크립토코커스 네오포만스(Cryptococcus neoformans) 및 뮤코 라모시스무스(Mucor ramosissmus)는 35℃에서 72시간 동안 배양하였다. 배양 후 육안으로 관찰하여 균의 생육이 억제된 농도를 최소생육저지농도(MIC)(1≥㎍/㎖)로 정하였다. 이에 대한 결과가 표 7에 나타나 있다.

Pathogenic fungi	나노-실리카은	Tolnaftate	Amphotericin B	Itraconazole
Aspergillus flavus ATCC 64025	2	>128	4	0.25
Aspergillus fumigatus ATCC 16424	1	64	1	0.5
Aspergillus terreus ATCC 46941	1	0.25	16	0.0625
Candida albicans ATCC 10231	1	>128	0.5	0.0625
Candida albicans A207(clinical isolate)	2	>128	0.5	0.0625
Candida glabrata ATCC 48435	4	>128	1	1
Candida krusei ATCC 6258	1	>128	1	0.25
Candida lusitaniae ATCC 42720	0.5	>128	0.5	0.125
Candida parapsilosis ATCC 34136	1	>128	1	0.25
Candida tropicalis ATCC 13803	2	>128	0.5	0.0625
Cryptococcus neoformans ATCC 36556	8	>128	0.125	0.25
Mucor ramosissmus ATCC 90286	1	>128	0.25	1

단위 : ㎍/㎖

표 7에 나타난 바와 같이, 나노-실리카은은 칸디다(Candida), 크립토코커스(Cryptococcus), 뮤코(Mucor), 아스퍼질러스(Aspergillus) 병원성 진균에 대하여 항진균 활성을 나타내었다.

실험예 3 : 나노- 실리카은의 생활균에 대한 항균 효과

나노-실리카은의 농도에 따른 생활균에 대한 항균 효과를 알아보기 위하여, 나노-실리카은의 농도를 0.3ppm, 3ppm, 10ppm, 100ppm으로 하고, 각 농도에서의 생활균인 케토미움 글로보슘(Chaetomium globosum KCTC 6988)의 생장저해효과를 확인하였다.

구체적으로, 나노-실리카은이 0.3ppm, 3ppm, 10ppm, 100ppm 농도로 함유된 MSA(Mineral Salts agar) 평판 배지에 생활균 케토미움 글로보슘(Chaetomium globosum KCTC 6988) 접종원을 지름 6mm의 코르크보러로 절편을 만들어 접종, 25℃ 배양기에서 7일간 배양하였다.　 7일째 나노-실리카은을 넣지 않은 무처리와 항균 효과를 비교하였다. 이에 대한 결과를 표 8 및 도 11에 나타내었다.

Fungus	Inhibition rate of mycelial growth (%)
Fungus	0 ppm	0.32 ppm	3.2 ppm	6.4 ppm	10 ppm
Chaetomium globosum	0	100	100	100	100

나노-실리카은의 농도가 0.3ppm인 경우에도 케토미움 글로보슘의 생장이 관찰되지 않은 결과, 나노-실리카은은 소량의 경우에도 항균 효과가 우수함을 알 수 있었다.

실시예 8 : 나노- 실리카은 입자가 포함된 필터의 항진균 효과

나노-실리카은 입자가 포함된 필터의 항진균 효과를 조사하였다. 대조구로서 증류수, 및 나노-실리카은 6.4ppm, 12.8ppm 및 32ppm이 포함된 수용액 600㎕에 필터 페이퍼(Whatman No.2, 70 mm)를 침지시키고, 20분 동안 120℃에서 열건조하였다. 이후 이들 필터 페이퍼를 에어컨 내부의 공기가 유입되는 에어-컨디션에 부착시키고 일정 시간이 흐른 후 이 필터 페이퍼를 수거하여 5일 동안 26℃에서 항온배양하고 미생물의 성장 콜로니 수를 관찰하였다. 이에 대한 결과를 표 9에 나타내었다.

샘플	대조구	6.4ppm 나노-실리카은	12.8ppm 나노-실리카은	32ppm 나노-실리카은
진균류 콜로니 수	약 60	약 27	0	0

상기 결과를 보면, 에어컨 내부에 공기가 유입되는 곳에 존재하는 미생물은 거의 진균류이며, 이들 진균류의 성장은 나노-실리카은 용액이 12.8ppm 또는 32ppm 포함된 수용액에서 성장이 저해되었다.

실시예 9 : 나노- 실리카은 용액이 처리된 필터 상의 아스퍼질러스 니거에 대한 항균 효과

나노-실리카은 입자가 포함된 필터의 항균 효과를 조사하기 위하여, 대조구로서 증류수 600㎕에 필터 페이퍼(Whatman No.2, 70 mm )를 침지시키고, 실험구로서 나노-실리카은 6.4ppm, 12.8ppm 및 32ppm이 포함된 수용액 600㎕에 필터 페이퍼(Whatman No.2, 70 mm )를 침지시키고, 20분 동안 120℃에서 열건조하였다. 이후 이들 필터 페이퍼에 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger) 현탁액을 스프레이한 후 이 필터 페이퍼를 5일 동안 26℃에서 항온배양하여 미생물의 성장 콜로니 수를 관찰하였다. 이에 대한 결과를 표 10에 나타내었다.

Sample	^aApplied Rating	Mold colony count
대조구	3	1000 <
6.4ppm 나노-실리카은	1	150
12.8ppm 나노-실리카은	0	0
32ppm 나노-실리카은	0	0

a : Applied Rating was determined by "Research Evaluation Potential for Growth of mold / Fungi on Concreted Masonary products page3"

상기 결과를 보면, 12.8ppm 및 32ppm 나노-실리카은 용액을 처리한 필터 페이퍼에는 아스퍼질러스 니거의 어떠한 성장을 관찰하지 못하였다. 따라서, 일정 농도 이상의 나노-실리카은 용액은 수처리제 및 필터로 사용할 수 있음을 알 수 있다.

실시예 10 : 나노- 실리카은 용액이 처리된 필터에 오염물의 통과시 필터의 항균 효과

나노-실리카은 입자가 포함된 필터에 오염된 물이 통과시 필터의 항균 효과를 조사하기 위하여, 필터 페이퍼(Advantec toyo N0.2, 90 mm)에 대조구로서 증류수, 및 나노-실리카은 6.4ppm, 12.8ppm 및 32ppm이 포함된 수용액을 각각 600 내지 650㎕로 처리하고, 20분 동안 120℃에서 열건조시켰다. 이후 이들 필터 페이퍼에 E. coli 배양액 15㎖를 통과시키고, 통과된 배양액을 증류수에서 10^-4 및 10^-6로 희석하고, 희석액 중 100㎕를 영양 브로스 아가 플레이트에 스프레드한 후 37℃에서 1일 동안 항온배양하고 균수를 측정하였다. 이에 대한 결과를 표 11에 나타내었다.

Filter paper	대조구		6.4ppm 나노-실리카은		12.8ppm 나노-실리카은		32ppm 나노-실리카은
Dilution factor	10 ^-4	10 ^-6	10 ^-4	10 ^-6	10 ^-4	10 ^-6	10 ^-4	10 ^-6
Viable colony number ( CFU /ml)	매우 많음	125	매우 많음	138	매우 많음	129	매우 많음	68

상기 결과를 보면, 대조구를 통과한 세균 배양액내의 생균수 및 6.4ppm 또는 12.8ppm의 나노-실리카은 용액으로 처리한 필터 페이퍼를 통과한 세균 배양액내의 생균수와 다른 차이가 없었으나, 32ppm의 나노-실리카은 용액으로 처리한 필터 페이퍼를 통과한 세균 배양액 내의 생균수는 50%이상 감소하였다.

실시예 11 : 나노- 실리카은 처리된 필터의 특성 조사

11-1. 나노- 실리카은을 함유한 필터의 가열 또는 비가열 후 나노- 실리카은의 흡착도 조사

나노-실리카은 처리 필터막과 같은 필터 시스템을 만들고자 할 때, 이때 처리된 나노-실리카은이 처리방식에 의해 수환경상에 유리되어 나올 수 있는지의 나노-실리카은을 함유한 필터가 가열되거나 가열되지 않은 경우의 나노-실리카은 함유 필터의 항균 효과를 알아보기 위하여, 필터를 100ppm의 나노-실리카은 용액을 900㎕에 침지 처리한 후 필터를 120℃ 가열 처리하거나 또는 비가열 처리하고 20㎖의 멸균된 증류수에 24시간 동안 정치배양하였다. 대조구는 증류수가 처리된 필터를 이용하였다. 침지 후의 상등액에서 1㎖를 수집하고 스펙트로포토미터를 이용하여 나노-실리카은의 방출 정도를 확인하였다. 이에 대한 결과를 표 12 및 표 13에 나타내었다. 표 12는 403nm에서의 흡광도를 나타내며, 표 13은 초기 나노-실리카은 농도(100%)와 비교한 열처리 또는 비열처리된 각 필터로부터 방출된 상대적인 나노-실리카은 함량을 나타낸다.

403nm에서의 흡광도

샘플 상등액	흡광도
증류수 처리된 필터의 용출액	0.033
나노-실리카은 처리된 비가열 필터의 용출액	0.223
나노-실리카은 처리된 가열 필터의 용출액	0.176
처리 농도(증류수 1㎖ 당 100ppm 나노-실리카은 용액 900㎕)	1.58

처리 농도(100%)와 비교한 열처리 또는 비열처리된 각 필터로부터 방출된 상대적인 나노-실리카은 함량(%)

샘플 상등액	처리농도에 대한 나노-실리카은의 이론적 측정가능한 상대적 양(%)	처리농도에 대한 나노-실리카은의 실질적 측정한 상대적 양(%)
증류수 처리된 필터의 용출액	2.08	0
나노-실리카은 처리된 비가열 필터의 용출액	14.11	12.28
나노-실리카은 처리된 가열 필터의 용출액	11.13	9.24
처리농도(증류수 1㎖ 당 100ppm 나노-실리카은 용액 900㎕)	100	100

상기 표 12의 결과에 의하면, 나노-실리카은 함유된 비가열 필터의 용출액에 대한 흡광도가 0.223으로서 가열 필터의 용출액에 대한 흡광도(0.176)보다 높게 측정되었다. 또한 나노-실리카은 함유된 비가열 필터로부터 유리된 나노-실리카은 양이 약 12.28%인데 반하여(표 13), 나노-실리카은 함유된 가열 필터로부터 유리된 나노-실리카은 양은 약 9.24%로서, 이러한 결과는 비가열 필터는 가열 필터보다 나노-실리카은이 상대적으로 많이 유리되었음을 나타낸다.

11-2. 나노- 실리카은 처리 후 필터의 열처리 또는 비열처리가 감압 여과장치에서의 필터의 효능에 미치는 영향

나노-실리카은이 함유된 가열 필터 및 비가열 필터를 막 필터(membrane filter)로서 직접적으로 감압을 사용한 여과 장치에서의 항균 효과를 조사하였다. 이를 위하여 100ppm 농도의 나노-실리카은 용액 1.8㎖에 필터를 침지시킨 후, 하나의 필터는 120℃에서 20분 동안 가열 처리하였고, 다른 필터는 가열 처리를 하지 않았으며, 대조구 필터는 증류수 1.8㎖에 침지시키고 가열된 필터를 준비하였다. 이들 처리된 필터와 대조구 필터를 감압된 여과장치(CHARLES AUSTEN PUMPS LTD, Corning Filter System)에 설치하고 10회 반복하여 증류수 100㎖를 필터와 대조구 필터에 여과시켰다. 그 후 필터를 여과장치에서 제거하고 건조시킨 후 필터의 변색 정도 및 파열 유무 등을 조사하였다. 이에 대한 결과가 도 12 및 도 13에 나타나 있다.

도 12는 여과 실험 전의 대조구로서 증류수 처리한 필터(A), 나노-실리카은을 함유한 비열처리 필터(B) 및 나노-실리카은을 함유한 열처리 필터(C)를 나타낸 그림이며, 도 13은 여과 실험 후의 대조구 및 실험구 각각을 나타낸 그림이다. 이에 따르면 여과 실험 전후에 파열된 필터는 없었으나, 염색의 정도에 있어서 나노-실리카은 처리 후 비열처리한 필터(B)의 것은 나노-실리카은 처리 후 열처리한 필터(C)에 비하여 염색의 정도가 현저하게 감소되었다. 이러한 결과는 실리카은 처리 후 열처리한 필터(C)에는 감압 여과장치에서도 나노-실리카은 입자가 필터에 그대로 존재함으로써 항균 효과가 유지됨을 나타낸다.

본 발명은 은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액에 방사선을 조사하여 제조된, 나노-은이 실리카분자 및 수용성 고분자와 결합된 0.5 내지 30nm 크기의 나노-실리카은 입자를 포함하는, 항균 필터는 항균 효능이 뛰어날 뿐만 아니라 그 항균 성능이 장기간 동안 유지되므로, 자동차, 가전제품, 공조기, 가스마스크, 정수기, 공기정화기, 클린룸 등에 다양하게 사용될 수 있다.

Claims

은염, 실리케이트 및 수용성 고분자를 포함하는 용액에 방사선을 조사하여 제조된, 나노-은이 실리카분자 및 수용성 고분자와 결합된 0.5 내지 30nm 크기의 나노-실리카은 입자를 포함하는 항균 필터.
제1항에 있어서, 나노-실리카은의 농도가 0.1 내지 100ppm인 것을 특징으로 하는 필터.
제1항에 있어서, 상기 항균 필터는 자동차용 항균 필터, 가전제품용 항균 필터, 공조기용 항균 필터, 가스마스크용 항균 필터, 정수기용 항균 필터, 상하수처리용 항균 필터, 공기정화기용 항균 필터 및 클린룸용 항균 필터로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 제형으로 제조된 것을 특징으로 하는 필터.