KR20150062538A

KR20150062538A - 산화은이 분산된 이산화 규소를 포함하는 항균 용기

Info

Publication number: KR20150062538A
Application number: KR1020130147299A
Authority: KR
Inventors: 윤유나; 곽일영; 정해원; 신계호
Original assignee: (주)아모레퍼시픽
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-08

Abstract

본 명세서는 산화 규소, 산화 붕소 및 산화 나트륨으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수용성 유리 성분 및 산화 은을 유효한 성분으로 함유하는 무기 항균제를 개시한다. 본 명세서에 따른 무기 항균제는 항균 용기의 제조를 위한 수지의 물성을 변화시키지 않으면서 높은 분산성을 가지고 있어서, 장기간 사용시에도 안정적이며 은 이용을 용출하므로 용기 등의 접촉면 외에 까지도 항균력을 나타낸다. 또한 본 명세서에 따른 무기 항균제는 기존의 다른 무기계 항균제와 비교하여 그 항균제에 포함된 복합체의 평균 입자 지름이 상대적으로 크므로, 항균 효과가 오랫동안 지속되는 효과를 나타낼 수 있다. 따라서 본 명세서에서 개시하는 무기 항균제는 화장품 용기뿐만 아니라 항균성이 요구되는 다른 용기 또는 포장재 등에 대해서도 유용하게 사용될 수 있다.

Description

산화은이 분산된 이산화 규소를 포함하는 항균 용기{ANTIBIOTIC CONTAINER COMPRISING SLIVER OXIDE DISPERSED IN SILICON DIOXIDE}

본 명세서는 항균 효과를 나타내는 무기 항균제 및 용기에 관한 것이다.

일반적으로, 항균제나 항균성 소재는 실생활에서 위생이 요구되는 식품 보존제, 섬유의 항균 및 방치 가공제, 각종 세제, 시멘트 조성물, 플라스틱 조성물, 정수 필터, 각종 용기등에 채용되어 왔다. 종래의 항균제나 항균성 소재는 항균성 금속성분과 그 밖의 유기 산화물 또는 무기산화물로 구성된 미립자를 분산시킨 항균성 콜로이드 용액의 형태로서 채용되었다. 항균성 금속성분으로는 은, 구리, 납, 아연, 주석, 비스무트등이 사용되었다. 이러한 항균제나 항균성 소재는 화장품용 안료나 화장품 용기에도 채용되고 있다. 보존제에 대한 유해성이 대두되고 소비자 불안이 증가하면서 화장품에서 보존제를 삭제하거나 저감하려는 노력의 일환으로 제품에 화학 보존제를 첨가하는 것 대신 용기 자체의 항균력을 이용하려는 노력이 진행되었다.

이러한 연구의 일환으로 항균성 용기를 제조하는 방법으로는, 항균 효과를 나타내는 금속 분말을 마스터배치화하여 합성수지 원료와 혼합한 뒤 통상의 용기 제조방식에 따라 제조하거나 또는 금속 분말을 접착제를 사용하여 합성수지에 접착하는 방법이 있었다.

은 나노 미세입자를 직접 적용하는 방법은 순 은을 고전압을 이용하여 초미립자로 전기분해, 또는 물리적 및 화학적 처리로 제조한 것을 수지에 도입하는 것이다. 이러한 방법은 초기 항균력이 매우 양호하나, 0.01~0.15 μm의 입자가 빠져나오면서 항균작용을 하므로 수명이 짧고 높은 은 농도로 인해 환경 폐해가 심각하다는 문제가 있다. 또한 은 만의 미세 분말인 관계로 금속의 특성상 산화, 응착, 흡착 성질로 인해 효능이 저하되어 장기 저장이 불가하다. 또한 수지와 혼합 시 수지의 투명도, 인장, 굽힘 등의 물성 변화를 초래하고 극미세 분말이므로 분산성이 낮고 수지와 응착 및 흡착이 발생할 수 있다. 특히 불용해 성분이므로 접촉면만 항균력을 나타낸다는 한계가 있었다.

다른 방법으로, 제올라이트와 같은 다공성 소재의 세공에 항균성 금속성분을 흡착시키는 방법을 통하여 항균성 소재들이 제조되었다. 다만 이러한 제올라이트는 입자가 작고, 아연 성분을 포함하여 불쾌하고 미끈미끈한 느낌이 들 수 있고 심지어 구토, 설사 등을 유발할 수 있는 문제점이 있으며, 분산성이 낮아 수지 내에서 고르게 분포하지 못할 수 있으며 물에 용해되지 않으므로 접촉면만 항균력을 나타내는 한계가 있으며 상대적으로 성형 시의 목적에 따라서 그 성질이 달라질 수 있는 문제점을 가지고 있었다.

KR10-0301722 B1

따라서, 본 명세서에서는 종래 항균성을 나타내는 용기의 제조에 있어서 은나노 미세입자 및 제올라이트의 사용에서 나타나는 문제점들을 극복하고 오랜 기간동안 안정하게 항균성을 보유할 수 있는 항균 용기를 제공하고자 한다.

본 명세서는 산화 규소 및 산화 은을 포함하는 무기 항균제에 관한 것이다. 또한 본 명세서는 이러한 항균제와 수지(resin)를 포함하는 항균 수지, 또는 그 수지로 제조된 항균 용기에 관한 것이다.

본 명세서에 따른 무기 항균제, 수지, 또는 용기는 수지의 물성을 변화시키지 않으면서 높은 분산성을 가지고 장기간 사용하여도 산화, 응착 또는 흡착 등의 문제 없이 안정적이며 은 이온이 용출되므로 접촉면 외의 수중까지 항균력을 나타내며 항균 효과가 오랫동안 지속되는 효과를 나타낸다.

본 명세서는 일 측면에 있어서 산화 규소, 산화 붕소, 및 산화 나트륨으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수용성 유리 성분 및 산화 은을 유효성분으로 포함하는 무기 항균제에 관한 것일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제는 산화 규소, 산화 붕소, 산화나트륨, 및 산화 은을 유효성분으로 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제는 SiO₂·B₂O_3·Na₂O·Ag₂O의 분자식을 가지는 것일 수 있다.

본 명세서는 일측면에 있어서, 산화 규소, 산화 붕소, 산화 나트륨 및 산화 은이 서로 결합된 상태의 복합체를 유효성분으로 포함하는 무기 항균제에 관한 것일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 상기 산화 규소와 산화 붕소는 서로 공유결합적으로 결합된 것이고, 이러한 공유결합적 구조에 산화 나트륨 및 산화 은이 각각 이온결합적으로 결합된 구조일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 상기 산화 규소와 산화 붕소의 결합은 붕규산 유리(borosilicate glass)의 결합인 것일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 상기 산화 규소와 산화 붕소의 결합은 산소를 골격으로 하여 서로 공유결합적으로 그물코 구조를 형성하는 것이고, 이러한 그물코 구조에 대한 산화 나트륨 및 산화 은의 결합은 그물코 구조의 빈 공간 안에서 이온결합을 형성하는 것일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 상기 산화 은은 산화 규소 및 산화 붕소에 의한 그물코 구조에 분산되어 결합된 것일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 상기 산화 규소, 산화 붕소, 산화 나트륨 및 산화 은은 하기 구조식 1을 갖는 것일 수 있으나 아래 구조식은 본 발명의 결합을 시각적으로 표현하기 위한 하나의 예시일 뿐이고 이에 제한되는 것은 아니며 구조적으로 가능한 다른 규소-붕소의 결합을 뼈대로 한 다른 구조들을 포함한다.

[구조식 1]

본 명세서의 일 측면에 있어서, 상기 입자의 산화은은 산화 규소, 산화 붕소, 및 산화 나트륨의 총중량을 기준으로 하여 1중량% 내지 10중량%로 포함된 것일 수 있다. 또한 산화은은 수용성 유리 성분의 총중량을 기준으로 하여 0.01중량% 이상, 0.05중량% 이상, 0.1중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상, 1.5중량% 이상, 2중량% 이상, 2.5중량% 이상, 3중량% 이상, 3.5중량% 이상, 5중량% 이상, 7중량% 이상, 10중량% 이상, 또는 15중량% 이상일 수 있으며 30중량% 이하, 또는 20중량% 이하 일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 상기 복합체는 입자의 형태를 가지는 것일 수 있으며, 그 입자는 5μm 내지 30 μm의 입경을 가질 수 있다. 구체적으로 복합체의 입경은 1μm 이상, 2.5μm 이상, 5μm 이상, 6μm 이상, 7μm 이상, 8μm 이상, 9μm 이상, 10μm 이상, 15μm 이상, 20μm 이상, 30μm 이상, 40μm 이상, 또는 50μm 이상일 수 있으며 200μm 이하 또는 100μm 이하 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 복합체의 입경은 5μm 내지 10μm 일 수 있으며 더욱 바람직하게는 10μm 일 수 있다. 본 명세서에 따른 무기 항균제에 포함된 복합체는 상기와 같은 입자크기를 가짐으로 인하여 분산성이 원활하므로 다른 수지와의 관계에 있어서 잘 섞일 수 있다. 또한 입자가 너무 작아지게 되면 항균제의 수명이 짧아지게 되므로, 본 명세서에 따른 무기 항균제는 상기와 같이 다른 기존의 무기 항균제(예를 들어 제올라이트)에 비하여 상대적으로 큰 입경을 가지므로 분산성이 증대되고 오랜 기간 항균 효과가 지속되는 효과를 나타낼 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제 또는 이를 포함하는 항균 수지 또는 항균 용기는 액상 조성물에 은 이온을 용출시키는 것일 수 있다. 이러한 용출로 인하여 본 명세서에 따른 무기 항균제 또는 이를 포함하는 항균 수지 또는 항균 용기는 접촉면에서뿐만 아니라 그 접촉면 외에서 까지도 항균력을 나타낼 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제 또는 이를 포함하는 항균 수지 또는 항균 용기는 미생물의 균 수를 1 내지 6 로그 감소(log reduction)시키는 것일 수 있다. 구체적으로 로그 감소는 1 이상, 1.5 이상, 2.0 이상, 2.5 이상, 3.0 이상, 4.0 이상, 4.5 이상, 5.0 이상, 5.5 이상, 6.0 이상, 6.5 이상, 7.0 이상, 7.5 이상, 또는 8.0 이상일 수 있으며, 9.9 이하 또는 9.0 이하 일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제 또는 이를 포함하는 항균 수지 또는 항균 용기는 미생물에 대하여 최소 발육 저지 농도(MIC)가 300μg/ml 내지 900 μg/ml 일 수 있다. 구체적으로 최소 발육 저지 농도는 1000μg/ml 이하, 900μg/ml 이하, 800μg/ml 이하, 750μg/ml 이하, 700μg/ml 이하, 650μg/ml 이하, 600μg/ml 이하, 550μg/ml 이하, 500μg/ml 이하, 450μg/ml 이하, 400μg/ml 이하, 350μg/ml 이하, 300μg/ml 이하, 200μg/ml 이하, 150μg/ml 이하, 100μg/ml 이하, 70μg/ml 이하, 50μg/ml 이하, 30μg/ml 이하, 10μg/ml 이하, 1μg/ml 이하, 또는 0.1μg/ml 이하일 수 있으며 0.001μg/ml 이상일 수 있다.

본 명세서는 일 측면에 있어서, 본 명세서에 따른 무기 항균제 및 수지(resin)을 포함하는 항균 수지에 관한 것일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 수지는 합성 수지, 천연 수지를 포함할 수 있다. 또한 수지는 통상의 기술자에게 알려진 것으로서 용기를 제작할 때 원료로 사용될 수 있는 것이라면 제한되지 않으며, 예를 들어 ABS 수지(arcylonitrile butadiene styrene copolymer) PE(polyethylene) 수지 및 PP(polypropylene) 수지 등을 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제는 항균 수지의 총중량을 기준으로 하여 0.01중량% 내지 30중량%으로 포함될 수 있다. 구체적으로 항균 수지에 포함된 무기 항균제는 향균 수지의 총 중량을 기준으로 0.001중량% 이상, 0.005중량% 이상, 0.01중량% 이상, 0.015중량% 이상, 0.02중량% 이상, 0.025중량% 이상, 0.03중량% 이상, 0.04중량% 이상, 0.05중량% 이상, 0.07중량% 이상, 0.1중량% 이상, 0.15중량% 이상, 0.2중량% 이상, 0.25중량% 이상, 0.3중량% 이상, 0.5중량% 이상, 1중량% 이상, 5중량% 이상, 10중량% 이상, 15중량% 이상, 20중량% 이상, 25중량% 이상, 30중량% 이상, 또는 40중량% 이상일 수 있고 60중량% 이하 또는 50중량% 이하 일 수 있다. 바람직하게는 항균 수지에 포함된 무기 항균제는 15중량% 내지 25중량%일 수 있다. 더 바람직하게는 항균 수지에 포함된 무기 항균제는, 용기로 사출되는 항균 수지의 최종 중량을 기준으로 0.03중량% 내지 0.2중량% 일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제 또는 항균 수지는 마스터배치(masterbatch)로 제조된 것일 수 있다. 본 명세서의 일 측면에 있어서, 마스터배치로 제조된 항균 수지는 상기 무기 항균제를 그 수지의 전체 중량을 기준으로 15중량% 내지 25중량%로 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는 20중량%로 포함할 수 있다.

본 명세서는 일 측면에 있어서, 본 명세서에 따른 항균 수지로 제조된 항균 용기에 관한 것 일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, 무기 항균제는 항균 용기의 총중량을 기준으로 하여 0.01중량% 내지 2중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로 항균 용기에 포함된 무기 항균제의 중량은 0.01중량% 이상, 0.02중량% 이상, 0.03중량% 이상, 0.04중량% 이상, 0.05중량% 이상, 0.07중량% 이상, 0.1중량% 이상, 0.15중량% 이상, 0.20중량% 이상, 0.25중량% 이상, 0.30중량% 이상, 0.35중량% 이상, 0.40중량% 이상, 0.50중량% 이상, 0.70중량% 이상, 1중량% 이상, 1.5중량% 이상, 2.0중량% 이상, 3.0중량% 이상, 4.0중량% 이상, 또는 5.0중량% 이상일 수 있으며, 10.0 중량% 이하, 7.0중량%이하 일 수 있다.

본 명세서는 일 측면에 있어서, 산화 규소, 산화 붕소, 및 산화 나트륨으로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 수용성 유리 성분을 가열하는 단계; 상기 가열된 수용성 유리성분에 산화은을 첨가하여 분산시키는 단계; 를 포함하는 무기 항균제의 제조 방법에 관한 것일 수 있다.

본 명세서는 일 측면에 있어서, 상기 가열은 900℃ 내지 1500℃의 온도에서 가열하는 것일 수 있다. 또한 구체적으로 상기 가열은 800℃ 이상, 900℃ 이상, 1000℃ 이상, 1100℃ 이상, 1200℃ 이상, 1250℃ 이상, 1300℃ 이상, 1350℃ 이상, 1400℃ 이상, 1450℃ 이상, 또는 1500℃ 이상일 수 있으며, 2000℃ 이하 또는 1800℃ 이하 일 수 있다.

본 명세서는 일 측면에 있어서, 상기 방법은 분산시키는 단계 이후에 산화은이 분산된 수용성 유리성분을 급냉하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서는 일 측면에 있어서, 급랭하는 단계 이후에 산화은이 분산된 수용성 유리성분을 분말로 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서는 일 측면에 있어서, 본 명세서에 개시된 방법에 따라 제조된 무기 항균제에 관한 것일 수 있다.

본 명세서에서, 산화규소는 이산화 규소일 수 있으며, 이러한 이산화 규소는 SiO₂의 분자식을 가지는 것일 수 있다. 이산화 규소는 실리카라고도 하며 규소를 4개의 산소가 둘러 싼 정사면체형인 SiO₄를 기본 단위로 하고 모든 산소를 규소가 공유하고 3차원적으로 연결된 거대 분자구조를 가지고 있을 수 있다. 또한 이산화 규소는 다양한 형태의 결정형을 가질 수 있으며, α-석영, β-석영, α-트리다이마이트, β-트리다이마이트, α-크리스토발라이트, β-크리스토발라이트, 또는 파이브로스(fibrous)형태 일 수 있다. 본 명세서에서, 산화 규소는 무기 항균제 내에서 그물 구조의 산화물로 존재하는 것일 수 있으며, 이러한 그물 구조 내에 산화 은을 혼입할 수 있고 액상에 용해될 때 Ag⁺를 내보낼 수 있다. 본 명세서에서 산화규소는 SVG(Scalable Vector Graphics)파일로 나타냈을 때 하기의 [그림 1]과 같은 것일 수 있다.

[그림 1]

본 명세서에서, 산화 붕소 삼산화 붕소(B₂O₃) 일 수 있으며 이러한 산화 붕소는 본 명세서의 무기 항균제에서 유리의 융점을 내려주는 역할을 하여 용출을 용이하게 하고 은이온을 안정화 시킬 수 있다.

본 명세서에서, 산화 나트륨은 나트륨을 산화시켜 얻는 물질로서 그 화학식은 Na₂O이며 금속 나트륨을 180℃이하에서 산소와 접촉시켜 만든 흰색의 가루 일 수 있다. 이러한 산화나트륨은 본 명세서의 무기 항균제 내에서 유리의 융점을 내려주는 역할을 하여 용출을 용이하게 하고 은이온을 안정화 시킬 수 있다.

본 명세서에서, 산화은은 산화은(I) 또는 산화은(II)을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 산화은(I) 일 수 있다. 산화은은 본 명세서에 따른 무기 항균제 내에서 산화 규소의 그물구조에 혼입된 것일 수 있으며 이러한 Ag⁺ 는 산화 규소의 구조가 붕괴되면서 함께 용출되어 미생물 억제 및 살균 작용을 할 수 있다. 은은 독성이나 발암성이 없는 물질로서, 극 미량으로도 특히 하등동물인 미생물에 독성을 나타내 항균 작용을 나타내어 살균하므로 요도 살균제, 비염 치료제, 안약, 또는 폐렴약 등에 사용될 수 있다.

본 명세서에서, 산화 규소 및 산화 붕소가 결합된 물질은 붕규산 유리(borosilicate glass)일 수 있다. 붕규산 유리는 규산 대신에 붕산을 주체로 하는 유리로서 적어도 붕산을 5% 이상 함유하고 있는 유리를 의미한다. 붕소를 첨가함으로써 팽창계수가 저하하여 화학적 내성, 특히 내산성 및 내후성이 증대하고 내열 충격성이 풍부한 점이 특징이다.

본 명세서에서, 입경은 입자의 지름을 의미하며, 입자의 중심을 지나는 가장 긴 선분과 가장 짧은 선분을 포함하는 임의의 선분 5개의 평균 값을 의미할 수 있다. 또한 본 명세서에서 입경은 입자의 크기를 나타내는 단위로서 통상의 기술자에게 알려진 방법에 의해 측정된 것일 수 있다.

본 명세서에서, 마스터배치(master batch)는 원료 고무에 배합제를 혼합하는 공정에서 배합제를 미리 처방보다 높은 농도로 섞어 반죽한 것으로서 고무에 혼합하여 각 배합제의 계량을 정확히 할 수 있고, 분산을 좋게 하며, 작업 중의 흩날림도 방지 할 수 있는 방법을 의미할 수 있다. 이러한 마스터배치는 플라스틱 등의 고분자의 성형 가공시에 안료의 분산을 좋게 하는데 사용될 수 있다. 또한 본 명세서의 마스터배치는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 것으로서 수지를 제조함에 있어서 사용될 수 있는 마스터배치일 수 있다. 따라서 본 명세서에서 마스터배치는 수지와의 분산성 또는 혼련성을 위해 고농도로 농축하여 분산시켜 놓은 펠렛(PELLET) 모양의 원료를 의미할 수 있다.

본 명세서에서, 최소 발육 저지 농도(minimum inhibitory concentration, MIC)는 항생 물질 등 약제가 세균의 발육을 저지하는 최소농도를 의미할 수 있다. 시험하고자 하는 물질의 농도에 따라 평판을 만들고 검사하고자 하는 미생물을 동시에 접종하여 일정 조건에서 배양하고 그 생장을 평가한다. 이 때 육안으로 명확하게 생장을 인정할 수 없었던 최소농도를 그 시험 물질의 최소발육저지농도로 표현할 수 있다.

본 명세서에서, 수지(resin)은 유기화합물 및 그 유도체로 이루어진 비결정성 고체 또는 반고체로, 천연수지와 합성수지(플라스틱)으로 구분될 수 있다. 또한 열 가소성 수지 및 열 경화성 수지로 구분 될 수 있으며, 성형하고자 하는 물품의 특성에 따라 수지를 선택하여 제조할 수 있다. 따라서 본 명세서에서 수지는 목적하는 항균 용기의 성질에 따라 당해 기술분야에서 통상의 기술자가 선택할 수 있는 수지들을 포함 할 수 있으며, 예를 들어, ABS 수지, PE(폴리에틸렌) 수지, PP(폴리프로필렌) 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아닐린 수지, 염화 비닐 수지, 요소 수지, 나일론 수지 또는 아크릴 수지 또는 이들의 조합등을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 무기 항균제는 플라스틱 수지 등에 첨가되어 수지에 항균 효과를 부여할 수 있는 것으로서, 일종의 첨가제이며 무기계 항균제 일 수 있다. 본 명세서에 따른 무기 항균제는 기존의 무기계 항균제와는 달리 단순히 은 입자를 혼입 또는 첨착 시킨 것이 아니라 고온에서 가열하면서 은을 분산시킨 것이며 용출형으로 제조한 것일 수 있다. 이러한 특성으로 인해 본 명세서의 무기 항균제는 수지 뿐만 아니라 사출 또는 성형될 수 있는 형태의 원료들로서 섬유와 같은 원료에도 사용될 수 있어, 그 용도의 폭이 넓고 유연성이 높다.

본 명세서에서, 항균 수지는 합성 수지와 같은 원료 수지에 포함되어 그 원료 수지의 기능을 좋게 하는 것일 수 있으며 또는 용기로 사출되는 최종 수지일 수 있다. 또한 본 명세서에서 항균 수지는 본 명세서에 기재된 무기 항균제와 수지의 혼합물인 것일 수 있다. 또한 마스터배치의 형태로 제조될 수 있는 항균 수지는 용기에만 적용되는 것이 아니라 당해 기술분야의 통상의 기술자가 선택 및 응용 가능한 합성 수지들을 원료로 사용하면서 항균 기능을 필요로 하는 모든 플라스틱 제품에 다양하게 적용될 수 있다.

본 명세서에서, 항균 용기는 식품 용기로서 라면 용기, 종이컵, 플라스틱컵, 접시 또는 트레이를 포함하거나, 포장용지로서 햄버거 포장지, 스낵 포장지, 빙과 포장지, 또는 의약 포장지를 포함하거나, 화장품용기로서 향수병, 스킨 병, 로션 병, 에센스 병, 크림 통, 또는 팩 포장지를 포함하거나 또는 각종 플라스틱 제품을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 용출은 본 명세서의 무기 항균제 내의 은 이온이 항균제, 수지 또는 용기 밖으로 녹아 나오는 것을 의미할 수 있다. 이러한 용출은 구체적으로 무기 항균제 등이 수분 또는 대기 중의 습도와 접하게 되면 Na⁺이 액상으로 이동하여 OH^-와 결합하게 되고, 그 무기 항균제 등의 표면에서 NaOH를 생성하며, 그로 인해 무기 항균제 등의 SiO₂ 구조가 붕괴되면서 그물 구조에 갇혀 있던 은 이온(Ag⁺)이 서서히 용출 되는 것일 수 있다. 이러한 용출의 도식은 하기 그림 2와 같을 수 있으나, 반드시 하기와 같은 메커니즘으로 본 명세서의 항균 효과가 나타나는 것은 아니며 본 명세서의 취지 및 발명의 범주를 제한하는 것은 아니다.

[그림 2]

본 명세서에서, 항균은 세균 또는 진균의 생육저해작용으로서 살균적 또는 정균적인 것을 포함할 수 있으며 예를 들어 은 이온의 작용으로 인한 항균 작용을 포함할 수 있다. 이러한 은 이온(Ag⁺)은 +전하로 대전하고 ?전하로 대전하는 세균의 표면에 강하게 결합하여 세포막을 파괴시켜 세균을 사멸시킬 수 있다. 본 명세서의 무기 항균제 등은 액상(예를 들어 수분)이 존재하는 곳에서 은 이온을 미량으로 용출시키므로, 용출된 은 이온을 세균이 섭취 시 세균 내의 효소(-SH기)와 반응 및 결합하여 효소 활성을 상실시킬 수 있다. 또한 은 이온은 세균의 DNA와 반응하여 호흡 및 대사장애를 일으켜 번식 저하는 물론 균을 사멸시킬 수 있다.

본 명세서에서 수용성 유리 성분은 물에 녹을 수 있는 유리 성분을 의미하는 것으로서, 유리는 하나의 특정한 융점을 갖지 않는 열가소성 재료를 의미할 수 있다. 이러한 유리 중 산화유리는 그물코형성이온(Si, P, B, Ge, As 등)과 산소가 골격으로 되어 그물코를 형성하고 그 빈 공간에 그물코수식이온(Na, K, Li, Ca 등)이 점재하여 안정화 하고 있는 것일 수 있다. 본 명세서에서는 산화 규소, 산화 붕소 또는 산화 나트륨을 의미하는 것일 수 있으며, 특히 산화 규소 및 산화 붕소의 경우 그물코형성이온으로 역할 할 수 있고 산화 나트륨의 Na⁺ 및 산화은의 Ag⁺가 그 빈 공간에 들어가는 그물코수식이온일 수 있다.

본 명세서에서, 화장품 용기의 경우 제형적인 측면에서 수분과 같은 액상 물질을 보통 함유하고 있으므로 본 명세서에 따른 무기 항균제를 포함하는 수지로 제조된 항균성 화장품 용기는 그 안에 담긴 화장품 조성물을 장기간 동안 보관하고 외부 미생물로부터 품질을 유지하는데 큰 효과를 나타낼 수 있다.

이하, 실시예 및 시험예를 들어 본 명세서의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 시험예는 본 명세서에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐 본 명세서의 범주 및 범위가 하기 예에 의해 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1] 무기항균제의 제조

도가니에 상업적으로 구입한 이산화 규소(SiO_2),삼산화 붕소(B₂O₃) 및 산화 나트륨(Na₂O)을 넣고 1300℃에서 가열하였다. 그런 뒤 산화은을 첨가하여 분산 시켰고, 그 결과물을 급냉시키고, 이를 분말형태로 제조하여 무기항균제를 수득하였다. 이러한 항균제를 실험을 위해 1중량%로 첨가한 ABS수지 및 PP수지 성형품을 제조하였다.

[실험예 1] 무기항균제의 항균력 시험

JIS Z 2801 실험법에 따라서 황색포도상구균 (S. aureus) 및 대장균(E. coli)(입수처: 한국미생물자원센터(KCTC))에 대한 항균력 실험을 진행하였다. 대조군으로서 실시예 1의 무기 항균제가 포함되지 않은 ABS 수지 및 PP수지를 준비하였다. 각 실시예 1 및 대조군의 플라스틱에 PBS buffer를 20 ml 넣고 1일간 배양한 황색포도상구균을 최종 균수가 3.6 x 10⁵ cfu/ml 가 되게 200 μl 접종하고, 대장균을 4.8 x 10⁵ cfu/ml 가 되게 200 μl 접종하였다. 그런 뒤 이를 36℃의 배양기 안에서 하룻밤 동안 배양하였으며, 그 다음날 콜로니 개수 측정을 통하여 변화된 균수를 비교하였다. 비교 결과는 하기 표 1에 기재한 것과 같다.

재질	ABS		PP
시험균주	*E. coli*	*S. aureus*	*E. coli*	*S. aureus*
대조군	13.5 x 10² 세포들(cells)	272 x 10² 세포들	88 x 10⁴ 세포들	18.5 x 10⁴ 세포들
실시예1	<10 세포들	<10 세포들	<10 세포들	<10 세포들
로그 감소 (log reduction)	2.13	2.43	4.94	4.27

표 1에서 보여지는 바와 같이, 실시예 1의 무기 항균제를 포함하는 플라스틱 수지의 경우 모든 수지에서 균수의 로그감소 결과를 나타냈으며, 이로서 본 명세서의 무기 항균제가 실제 수지에 적용되었을 때 항균 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한 ABS 수지에 비하여 PP 수지인 경우에 있어서 로그감소가 더 뛰어난 효과를 보였다. 이는 은 이온이 용출됨에 있어서 ABS수지가 용출되기 더 용이하여 생긴 결과라고 생각된다. 또한 객관적으로도 실시예 1의 무기 항균제를 포함하는 수지의 경우 각 균수가 10 세포들 미만으로 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 현저한 항균효과가 있음을 확인할 수 있었다. 특히 PP 수지의 경우 로그 감소에 있어서 대략 5의 값을 나타냈는바, 이는 현저한 항균력을 가짐을 나타낸다.

[실험예 2] 무기 항균제의 방부 영향력 시험

챌린지 테스트(Challenge test)(USP 51)에 따라서 본 명세서에 따른 무기 항균제를 포함하는 수지 용기의 방부 영향력을 시험하였다. 실시예 1의 무기 항균제를 포함하는 수지 용기를 제조하였으며, 대조군으로서 실시예 1의 항균제를 첨가하지 않은 수지 용기를 사용하였다. 수지 용기에 스킨 제형의 실험 제품을 20 ml 담고, 각 균주 별로 제품에 균들을 접종하였다. 녹농균(P. aeruginosa), 대장균(E. coli), 황색포도상구균(S. aureus)은 각각 약 10⁶ cfu/ml으로 접종되었다. 균 접종 후 수지 용기를 상온에서 7일 동안 쉐이킹하며(shaking) 배양하였으며, 배양 후 균수를 측정하여 이를 로그 감소로 나타내었다. 본 실험의 결과는 하기 표 2에 기재한 것과 같다.

	항균 마스터배치함량 (중량%)	*P. aeruginosa* (로그 감소)	*E. coli* (로그 감소)	*S. aureus* (로그 감소)
수지 용기	블랭크	>1	>1	<1
	실시예 1의 무기 항균제(1.0%)	>2	>3	>1

표 2에서 볼 수 있듯이, 모든 미생물에서 블랭크에 비하여 실시예 1의 무기 항균제를 처리한 용기에서 7일 후 로그 감소의 정도가 높음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 명세서에 따른 무기 항균제로 제조된 항균 용기의 경우에도 균을 억제하는 항균력이 있음을 확인하였다.

Claims

산화 규소, 산화 붕소, 산화 나트륨 및 산화 은이 서로 결합된 상태의 복합체를 유효성분으로 포함하는 무기 항균제.
제1항에 있어서,
상기 산화 규소와 산화 붕소는 서로 공유결합적으로 결합된 것이고, 이러한 공유결합적 구조에 산화 나트륨 및 산화 은이 각각 이온결합적으로 결합된 구조인 무기 항균제.
제2항에 있어서,
상기 산화 규소와 산화 붕소의 결합은 붕규산 유리(borosilicate glass)의 결합인 것인 무기 항균제.
제2항에 있어서,
상기 산화 규소와 산화 붕소의 결합은 산소를 골격으로 하여 서로 공유결합적으로 그물코 구조를 형성하는 것이고, 이러한 그물코 구조에 대한 산화 나트륨 및 산화 은의 결합은 그물코 구조의 빈 공간 안에서 이온결합을 형성하는 것인 무기 항균제.
제4항에 있어서,
상기 산화 은은 산화 규소 및 산화 붕소에 의한 그물코 구조에 분산되어 결합된 것인 무기 항균제.
제1항에 있어서,
산화은은 산화 규소, 산화 붕소, 및 산화 나트륨의 총중량을 기준으로 하여 1중량% 내지 10중량%로 포함된 것인 무기 항균제.
제1항에 있어서,
상기 복합체는 입자의 형태를 가지는 것이며, 그 입자는 5μm 내지 30 μm의 입경을 가지는 것인 무기 항균제.
제1항에 있어서,
상기 항균제는 수분을 포함하는 액상 조성물에 은 이온을 용출시키는 무기 항균제.
제1항에 있어서,
상기 항균제는 미생물의 균 수를 1 내지 6 로그 감소(log reduction) 시키는 것인 무기 항균제.
제1항에 있어서,
상기 항균제는 미생물에 대하여 최소 발육 저지 농도(MIC)가 300μg/ml 내지 900 μg/ml인 무기 항균제.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 무기 항균제 및 수지(resin)을 포함하는 항균 수지.
제11항에 있어서,
상기 무기 항균제는 항균 수지의 총중량을 기준으로 하여 0.01중량% 내지 30중량%으로 포함된 것인 항균 수지.
제11항에 있어서,
상기 항균 수지는 마스터배치(masterbatch)로 제조된 것인 항균 수지.
제13항에 있어서,
상기 무기 항균제는 항균 수지의 총중량을 기준으로 하여 15중량% 내지 25중량%로 포함된 것인 항균 수지.
제11항에 있어서,
상기 항균 수지로 제조된 항균 용기.
제15항에 있어서,
상기 무기 항균제는 항균 용기의 총중량을 기준으로 하여 0.01중량% 내지 2중량%로 포함된 것인 항균용기.
산화 규소, 산화 붕소, 및 산화 나트륨으로 구성된 군으로부터 선택된 하나이상의 수용성 유리 성분을 가열하는 단계;
상기 가열된 수용성 유리성분에 산화은을 첨가하여 분산시키는 단계; 를 포함하는 무기 항균제의 제조 방법.