KR20190013629A - Antimicrobial agent coomprising MOF and antimicrobial filter coomprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an antimicrobial agent comprising MOF and an antimicrobial filter comprising the same. The antimicrobial agent and the antimicrobial filter of the present invention may exhibit excellent antimicrobial activity against harmful microorganisms present in the air, and are non-toxic, and thus may replace conventional antimicrobial agents which are harmful to human bodies.

Description

MOF를 포함하는 항균제 및 이를 포함하는 항균 필터{Antimicrobial agent coomprising MOF and antimicrobial filter coomprising the same}An antimicrobial agent containing MOF and an antimicrobial filter comprising the MOF and an antimicrobial filter coomprising the same

본 발명은 MOF를 포함하는 항균제 및 이를 포함하는 항균 필터에 관한 것이다.The present invention relates to an antibacterial agent containing MOF and an antibacterial filter comprising the same.

공기 중에는 박테리아, 세균, 바이러스와 같은 다양한 미생물이 부유하고 있으며, 이러한 부유 미생물은 감염성 질병을 유발하여 건강에 나쁜 영향을 미친다. 따라서, 일반적으로 자동차, 공조기, 에어컨, 공기청정기, 클린룸 등에는 이러한 미생물을 제거할 수 있는 항균 필터가 장착된다. Various microorganisms such as bacteria, bacteria and viruses are floating in the air, and these floating microorganisms cause infectious diseases and adversely affect health. Therefore, generally, an antibacterial filter capable of removing such microorganisms is installed in automobiles, air conditioners, air conditioners, air cleaners, clean rooms and the like.

항균 필터에 사용되는 항균제로는 크기 유기 항균제와 무기 항균제로 분류될 수 있으며, 유기 항균제는 다시 천연물 유래 항균제와 합성 화합물 항균제로 나눌 수 있다. 상기 천연물 유래 항균제는 인체에는 안전하지만 항균 특성의 지속성이 짧은 특성이 있고 합성 화합물 항균제는 인체 안전성에 대한 우려가 크다. Antimicrobial agents used in antibacterial filters can be classified as organic antibacterial agents and inorganic antibacterial agents. Organic antibacterial agents can be divided into antibacterial agents derived from natural materials and synthetic antibacterial agents. The natural product-derived antimicrobial agent is safe for the human body but has a short persistence of the antibacterial property, and the synthetic compound antimicrobial agent is highly concerned about human safety.

이러한 단점을 보완할 수 있는 무기 항균제가 주목받고 있다. 무기 항균제는 제올라이트, 실리카 알루미나 등의 무기 담체에 항균성이 뛰어난 금속 이온을 담지시킨 것으로 항균력의 지속성이 긴 특징이 있으나, 일부 금속은 인체에 독성이 있어 적용이 제한되고 있다. An inorganic antimicrobial agent that can overcome such shortcomings is attracting attention. Inorganic antimicrobial agents are characterized by long-lasting antimicrobial activity due to the loading of metal ions with excellent antimicrobial activity on inorganic carriers such as zeolite and silica alumina. However, some metals are toxic to humans and their application is limited.

한편 금속 이온이 유기 리간드와 배위 결합을 이루며, 다공성의 금속 유기 구조체로 다양한 개발 가능성으로 최근 주목받는 유무기 하이브리드 재료로 MOF(Metal-organic framework)가 있는데 MOF 중 일부는 미생물에 대한 항균성 또한 갖는 것으로 알려져 있다. 그러나, MOF 중 일부는 인체 독성을 나타내어 항균성 공기 필터에 적용하는데 어려움이 있다.Metal-organic framework (MOF) is a hybrid organic / inorganic hybrid material that has recently been attracting attention as a metal organic structure with metal ions coordinating with organic ligands. Various MOFs have antimicrobial activity against microorganisms It is known. However, some MOFs are toxic to humans and are difficult to apply to antibacterial air filters.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 인체에 무해하면서 우수한 항균성을 나타내는 항균제 및 이를 이용하는 필터를 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an antibacterial agent which is harmless to human body and exhibits excellent antibacterial activity and a filter using the antibacterial agent.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 일 측면은, According to an aspect of the present invention,

MOF(Metal-organic framework)를 포함하는 항균제로, 상기 MOF는 Zn, Co, Al, 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 이온과, 이미다졸(imidazole), 알킬이미다졸(alkylimidazole), 알콕시이미다졸(alkoxyimidazole), 테레프탈산(terephthalic acid), 및 아미노테레프탈산(aminoterephthalic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기 리간드를 포함하는 항균제를 제공한다.Wherein the MOF comprises at least one metal ion selected from the group consisting of Zn, Co, Al, and Zr, an imidazole, an alkylimidazole, At least one organic ligand selected from the group consisting of alkoxyimidazole, terephthalic acid, and aminoterephthalic acid.

또한, 본 발명의 다른 일 측면은, According to another aspect of the present invention,

상기 항균제를 포함하는 항균 필터를 제공한다. An antibacterial filter comprising the antibacterial agent is provided.

본 발명의 항균제 및 항균 필터에 따르면, 공기 중 존재하는 포도상구균, 대장균 등의 유해균 및/또는 박테리아에 대해 우수한 항균성을 나타낼 수 있다. 상기 MOF를 포함하는 항균제는 그 자체로, 또는 다른 물질과 혼합하거나, 다른 기재에 코팅, 담지함으로써 항균제로 사용할 수 있다.According to the antibacterial agent and the antibacterial filter of the present invention, it is possible to exhibit excellent antibacterial activity against harmful bacteria and / or bacteria such as Staphylococci and Escherichia coli present in the air. The antimicrobial agent containing the MOF can be used as an antimicrobial agent by itself or by mixing with other materials or by coating and supporting the same on other substrates.

또한, 본 발명의 항균제 및 항균 필터에 의하면, 무독성으로 인체에 대한 유해성이 문제되는 종래의 항균제를 대체할 수 있으며 항균 특성의 지속성이 높다. Further, according to the antibacterial agent and the antibacterial filter of the present invention, it is possible to replace the conventional antimicrobial agent which is non-toxic and harmful to the human body, and has high persistency of antibacterial property.

또한, UV 램프, 광촉매, 플라즈마, 또는 오존 방식과 달리 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하지 않으며, 장치가 간단하고 작은 부피만을 차지하여 설치가 용이하여 다양한 제품에 적용할 수 있다. In addition, unlike the UV lamp, photocatalyst, plasma, or ozone type, it does not require a separate power supply unit, and the apparatus is simple and easy to install because it occupies a small volume and can be applied to various products.

도 1은 본 발명의 항균제에 포함되는 ZIF-8의 3차원 구조를 보여주는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 필터를 보여주는 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 부직포 필터 및 비교예의 배지에 대해 황색 포도상구균 접종 후 18시간 후의 사진을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 부직포 필터 및 비교예의 배지에 대해 대장균 접종 후 18시간 후의 사진을 보여주는 도면이다.
1 is a schematic diagram showing the three-dimensional structure of ZIF-8 contained in the antibacterial agent of the present invention.
2 is a SEM photograph showing an antibacterial filter according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing 18 hours after the inoculation of Staphylococcus aureus against the nonwoven fabric filter of the example of the present invention and the medium of the comparative example.
4 is a photograph showing a photograph of the nonwoven fabric filter of the example of the present invention and the comparative example medium after 18 hours from the inoculation with E. coli.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

이하, 본 발명의 항균제 및 항균 필터에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the antibacterial agent and antibacterial filter of the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 구현예에 따른 항균제는 MOF(Metal-organic framework)를 포함하며, 상기 MOF는 Zn, Co, Al, 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 이온과, 이미다졸(imidazole), 알킬이미다졸(alkylimidazole), 알콕시이미다졸(alkoxyimidazole), 테레프탈산(terephthalic acid), 및 아미노테레프탈산(aminoterephthalic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기 리간드를 포함한다.The MOF includes at least one metal ion selected from the group consisting of Zn, Co, Al, and Zr, and at least one metal ion selected from the group consisting of imidazole, At least one organic ligand selected from the group consisting of alkylimidazole, alkoxyimidazole, terephthalic acid, and aminoterephthalic acid.

MOF(Metal-organic framework)는 금속 유기 구조체라고도 불리며, 금속 이온 또는 이온 클러스트가 유기 리간드와 배위하여 1차, 2차 또는 3차 구조를 갖는 유기-무기 하이브리드 물질로, 금속 이온과 유기 리간드의 선택에 따라 다양한 MOF를 만들 수 있다. Metal-organic framework (MOF), also called metal-organic structure, is an organic-inorganic hybrid material in which metal ions or ion clusters have primary, secondary or tertiary structure to feed organic ligands. Can make various MOF.

상기 MOF는 구조 내에 빈 공간이 존재하는 다공성인 특징이 있으며, MOF를 이루는 금속 이온 및 유기 리간드의 종류와 결합 방식에 따라 기공의 크기, 기공도, 3차원 구조, 표면적 등이 다양하게 설계될 수 있다.The MOF is characterized by the presence of voids in the structure, and the size, porosity, three-dimensional structure, and surface area of the pores can be designed in various ways depending on the type of the metal ion and the organic ligand that form the MOF, have.

이러한 다공성으로 인해 MOF는 다양한 유기 화합물에 대해 흡착성을 가지며, 특히 종래에 널리 알려진 제올라이트나 활성탄과 비교하여 다양한 물질에 대해 우수한 흡착성을 나타내어 차세대 기능성 흡착제로 주목받고 있다. 또한 상기 MOF는 높은 온도에서 변형이 쉽게 일어나지 않으며 단단한 골격을 가지고 있어 화학적 안정성 및 열 안정성이 우수하다. Due to such porosity, MOF has adsorbability to various organic compounds, and in particular, it has attracted attention as a next-generation functional adsorbent because it exhibits excellent adsorbability to various materials as compared with zeolites and activated carbon which are well known in the art. Also, the MOF does not easily deform at high temperature and has a rigid skeleton, so that it has excellent chemical stability and thermal stability.

또한 MOF 중 일부는 미생물에 대한 항균성 또한 갖는 것으로 알려져 있다.It is also known that some of the MOFs also have antimicrobial activity against microorganisms.

그러나, 이러한 MOF의 항균성을 이용하여 항균제 또는 항균 필터(filter) 등으로 적용할 때 인체에 대한 독성 문제가 있다. However, there is a toxicity problem to the human body when the antimicrobial agent or the antibacterial filter is applied using the antimicrobial property of such MOF.

예를 들어, 종래에는 MOF 중 일부 금속, 예를 들어 은(Ag) 이온 또는 니켈(Ni) 이온을 포함하는 MOF에 대해서만 항균성이 있다고 알려졌으나, 니켈(Ni)은 흡입시 인체에 독성이 있어 사용에 제약이 있다. 또한, 은(Ag)은 경구 독성은 문제 없으나 인체 흡입시나 수생 생태계에 심각한 악영향을 미치는 것으로 알려져 있고, 이 때문에 특히 은 나노 입자는 미국에서 사용이 금지되어 있다. For example, it has been known in the past that antimicrobial activity is only known to MOFs containing some metals among MOFs, for example, silver (Ag) ions or nickel (Ni) ions. Nickel (Ni) . In addition, silver (Ag) has no problem in oral toxicity, but it is known to have serious adverse effects on human inhalation and aquatic ecosystems, and silver nanoparticles are prohibited in the United States in particular.

한편, 본 발명의 발명자들은 항균성이 없는 것으로 알려진 금속 이온을 포함하는 MOF가 각종 미생물의 번식을 억제하는 항균성이 있는 사실을 밝혀내어 본 발명에 이르게 되었다. On the other hand, the inventors of the present invention have found that MOF containing metal ions, which are known to have no antibacterial activity, have antimicrobial properties that inhibit the propagation of various microorganisms, leading to the present invention.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 MOF는 Zn, Co, Al, 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 이온과, 이미다졸(imidazole), 알킬이미다졸(alkylimidazole), 알콕시이미다졸(alkoxyimidazole), 테레프탈산(terephthalic acid), 및 아미노테레프탈산(aminoterephthalic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기 리간드를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the MOF may include at least one metal ion selected from the group consisting of Zn, Co, Al, and Zr and at least one metal ion selected from the group consisting of imidazole, alkylimidazole, And at least one organic ligand selected from the group consisting of alkoxyimidazole, terephthalic acid, and aminoterephthalic acid.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 MOF는 예를 들어 ZIF-8(Zn2 ++2-methylimidazole), ZIF-67(Co2 ++2-methylimidazole), NH2-UiO-66(Zr4 ++2-aminoterephthalic acid), 및 NH2-MIL-101(Al3 ++2-aminoterephthalic acid)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the MOF, for example ZIF-8 (Zn 2 + + 2-methylimidazole), ZIF-67 (Co 2 + + 2-methylimidazole), NH 2 -UiO-66 (Zr 4 + + 2-aminoterephthalic acid), and NH 2 -MIL-101 (Al 3 + + 2-aminoterephthalic acid).

보다 바람직하게, 상기 MOF는 ZIF-8(Zn2++2-methylimidazole)일 수 있다. More preferably, the MOF may be ZIF-8 (Zn 2+ + 2-methylimidazole).

도 1은 본 발명의 항균제에 포함되는 ZIF-8의 3차원 구조를 보여주는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the three-dimensional structure of ZIF-8 contained in the antibacterial agent of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, ZIF-8(Zn2++2-methylimidazole, C8H10N4Zn)는 다면체(polyhedron) 구조를 나타내어, 평면 구조의 ZIF-L(C10H16N5Zn)과 구별된다. 본 발명에서는 특히, ZIF-8는 종래에 항균성이 없다고 알려진 바와 달리 우수한 항균성을 나타내고, 인체 독성이 없어 항균제로 유용하게 사용될 수 있음을 밝혀내었다. As shown in FIG. 1, ZIF-8 (Zn 2+ + 2-methylimidazole, C 8 H 10 N 4 Zn) exhibits a polyhedron structure and has a plane structure of ZIF-L (C 10 H 16 N 5 Zn). In the present invention, ZIF-8 exhibits excellent antimicrobial activity unlike conventional antimicrobial activity, and has no toxicity to humans and thus can be effectively used as an antibacterial agent.

상기 MOF를 포함하는 항균제는 항균성이 필요한 물품에 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 자동차, 공조기, 에어컨, 공기청정기, 가습기, 마스크, 필터 등 다양한 제품에 적용될 수 있다. The MOF-containing antimicrobial agent may be used in various products such as automobiles, air conditioners, air conditioners, air cleaners, humidifiers, masks, filters, and the like.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 항균제를 포함하는 항균 필터를 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided an antibacterial filter comprising the antibacterial agent.

상기 MOF에 대한 자세한 설명 및 구체적인 예시 물질 등은 상기 항균제에서 상술한 바와 같다.A detailed description of the MOF and specific examples of the MOF are as described above for the antimicrobial agent.

상기 MOF는 부직포에 담지되어 효율적인 항균성을 나타낼 수 있다.The MOF may be carried on a nonwoven fabric to exhibit efficient antibacterial properties.

본 발명의 항균 필터는, 전기방사, 용융방사, 습식방사, 기재 상에 도포, 열압착 등 알려진 부직포 제조방법에 의해 제조될 수 있다. The antibacterial filter of the present invention can be produced by a known nonwoven fabric manufacturing method such as electrospinning, melt spinning, wet spinning, application on a substrate, thermocompression bonding and the like.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 항균 필터는 고분자 용액과 상기 MOF가 혼합된 방사 용액을 전기방사(electrospinning)하여 제조한 것일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. According to an embodiment of the present invention, the antibacterial filter may be prepared by electrospinning a polymer solution and a spinning solution in which the MOF is mixed, but the present invention is not limited thereto.

전기방사는 정전기력에 의해 고분자 용액을 기재(substrate) 위에 또는 기재없이 직접 섬유 형태로 방사하여 부직포 형태의 섬유 집합체를 얻는 방법이다. Electrospinning is a method of obtaining a fibrous aggregate in the form of a nonwoven fabric by spinning the polymer solution directly onto the substrate or directly without the substrate by a static force.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자 용액은, 고분자, 분산 용매, 분산제, 첨가제 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. According to an embodiment of the present invention, the polymer solution may include a polymer, a dispersion solvent, a dispersant, an additive, and the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자는 폴리아크릴로니트릴(poly acrylonitrile, PAN), 플루오르화 폴리비닐리덴(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 폴리아크릴로니트릴을 사용할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. According to one embodiment of the present invention, the polymer is selected from the group consisting of polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl chloride (PVC), and polyethylene terephthalate polyethylene terephthalate (PET), and preferably polyacrylonitrile. However, the present invention is not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분산 용매로는 디메틸아세트아미드, 디에틸아세트아미드, 디메틸메톡시아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the dispersion solvent includes dimethylacetamide, diethylacetamide, dimethylmethoxyacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, etc. However, But is not limited thereto.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부직포는 고분자를 포함하는 고분자 용액과 MOF가 혼합된 방사 용액을 전기방사함으로써, 부직포를 제조함과 동시에 상기 부직포에 MOF가 담지된 형태로 수득될 수 있다. Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the nonwoven fabric may be produced by electrospinning a spinning solution in which a polymer solution containing a polymer and a MOF are mixed, to obtain a nonwoven fabric and supporting the MOF in the nonwoven fabric have.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 MOF는 부직포 100 중량부에 대하여, MOF를 약 10 중량부 이상, 또는 약 30 중량부 이상, 또는 약 50 중량부 이상이면서 약 95 중량부 이하, 또는 약 90 중량부 이하, 또는 약 85 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 MOF가 너무 적게 포함되면 항균성이 저하될 수 있고, 너무 많이 포함될 경우 외부 풍량에 MOF 입자가 탈착될 수 있어, 이러한 관점에서 상기와 같은 중량부 범위로 포함되는 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the MOF may comprise at least about 10 parts by weight, or at least about 30 parts by weight, or at least about 50 parts by weight and at most about 95 parts by weight of MOF, Parts by weight or less, or about 85 parts by weight or less. If the MOF is included in an excessively small amount, the antibacterial property may be deteriorated. If the MOF is included too much, the MOF particles may be desorbed in the external air amount.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 MOF가 담지되기 전의 부직포의 비표면적은 약 0.1 m2/g 이상, 또는 약 5 m2/g 이상, 또는 약 8 m2/g 이상이면서, 약 50 m2/g 이하, 또는 약 30 m2/g 이하, 또는 약 20 m2/g 이하일 수 있다. 상기 부직포의 비표면적이 너무 적으면 표면에 부착되는 MOF의 양이 줄어들어 항균성이 저하될 수 있고, 너무 많으면 형성되는 부직포의 강도가 떨어질 수 있어 이러한 관점에서 상기 중량 범위를 갖는 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the specific surface area of the nonwoven fabric before the MOF is supported is about 0.1 m 2 / g or more, or about 5 m 2 / g or more, or about 8 m 2 / 2 g or less, or about 30 m 2 / g or less, or about 20 m 2 / g or less. If the specific surface area of the nonwoven fabric is too small, the amount of MOF adhered to the surface of the nonwoven fabric may be reduced to lower the antibacterial property. If too large, the strength of the formed nonwoven fabric may decrease.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 MOF가 담지된 후의 부직포의 비표면적은 담지되기 전보다 훨씬 증가하며, 예를 들어 약 50 m2/g 이상, 또는 약 70 m2/g 이상, 또는 약 80 m2/g 이상이면서, 약 200 m2/g 이하, 또는 약 180 m2/g 이하, 또는 약 150 m2/g 이하일 수 있다. 상기와 같이 다공성의 MOF가 담지되어 비표면적이 훨씬 증가함으로써 보다 우수한 항균성을 나타낼 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the specific surface area of the nonwoven fabric after the MOF is supported is much greater than that before being supported, for example, about 50 m 2 / g or more, or about 70 m 2 / More preferably about 80 m 2 / g or more, about 200 m 2 / g or less, or about 180 m 2 / g or less, or about 150 m 2 / g or less. Since the porous MOF is supported as described above, the specific surface area is much increased, so that it can exhibit better antimicrobial activity.

상기와 같은 본 발명의 MOF가 부직포에 담지된 항균 필터는, 인체에 무해하면서도 우수한 항균성을 나타내며, 특히 포도상구균, 대장균에 대해 99.9% 이상의 항균성을 나타낼 수 있다. The antibacterial filter in which the MOF of the present invention is supported on the nonwoven fabric is harmless to the human body and exhibits excellent antibacterial activity, and can exhibit more than 99.9% of antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli.

본 발명의 항균 필터의 제조방법에서, 먼저 MOF를 고분자 용액과 혼합하여 방사 용액을 제조한다. 이때 상기 MOF, 고분자 용액, 및 방사 용액에 대한 구체적인 설명 및 예시적인 물질은 앞서 항균 필터에서 설명한 바와 같다.In the method for producing an antibacterial filter of the present invention, a spinning solution is first prepared by mixing MOF with a polymer solution. Here, the MOF, the polymer solution, and the spinning solution are described in detail with reference to the antibacterial filter.

이렇게 제조된 방사 용액을 기재 상에 전기방사하여 MOF가 부직포에 담지된 항균 필터를 제조할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The spinning solution thus prepared may be electrospun on a substrate to produce an antibacterial filter having a MOF supported on a nonwoven fabric, but the present invention is not limited thereto.

또한 상기 전기방사는 부직포 제조방법으로 알려진 일반적인 방법 및 조건을 사용하여 수행할 수 있다.The electrospinning can also be carried out using conventional methods and conditions known as nonwoven fabrication methods.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail through specific examples of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

<실시예><Examples>

실시예 1Example 1

폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN), 32g, 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide) 30ml를 혼합하여 고분자 용액을 준비하였다. 32 g of polyacrylonitrile (PAN), and 30 ml of dimethylacetamide were mixed to prepare a polymer solution.

ZIF-8(Zn2 ++2-methylimidazole) 20g을 상기 고분자 용액에 혼합하여 방사 용액을 준비하였다. 이를 전기방사법으로 방사하여 ZIF-8가 담지된 항균 필터(비표면적 105 m2/g, 두께 500nm)를 제조하였다.20 g of ZIF-8 (Zn 2 + + 2-methylimidazole) was mixed with the polymer solution to prepare a spinning solution. This was radiated by electrospinning to prepare an antibacterial filter (specific surface area 105 m 2 / g, thickness 500 nm) carrying ZIF-8.

제조된 부직포 필터를 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 사진을 도 2에 나타내었다. FIG. 2 shows a photograph of the produced nonwoven filter with a scanning electron microscope (SEM).

도 2를 참조하면, ZIF-8가 섬유에 담지된 형태인 부직포 항균 필터가 제조되었음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that a nonwoven fabric antibacterial filter having ZIF-8 supported on fibers was produced.

실시예 2Example 2

MOF로 ZIF-8(Zn2 ++2-methylimidazole) 20g 대신 ZIF-67 (Co2 ++2-methylimidazole) 20g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 MOF가 담지된 항균 필터를 제조하였다.Except that 20 g of ZIF-67 (Co 2 + + 2-methylimidazole) was used instead of 20 g of ZIF-8 (Zn 2 + + 2-methylimidazole) as MOF to prepare an MOF-supported antibacterial filter Respectively.

실시예 3Example 3

MOF로 ZIF-8(Zn2 ++2-methylimidazole) 20g 대신 NH2-UiO-66 (Zr4 ++2-aminoterephthalic acid) 20g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 MOF가 담지된 항균 필터를 제조하였다.Except that 20 g of NH 2 -UiO-66 (Zr 4 + + 2-aminoterephthalic acid) was used instead of 20 g of ZIF-8 (Zn 2 + + 2-methylimidazole) as MOF. An antibacterial filter was prepared.

실시예 4Example 4

MOF로 ZIF-8(Zn2 ++2-methylimidazole) 20g 대신 NH2-MIL-101 (Al3 ++2-aminoterephthalic acid) 20g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 MOF가 담지된 항균 필터를 제조하였다.Except that 20 g of NH 2 -MIL-101 (Al 3 + + 2-aminoterephthalic acid) was used instead of 20 g of ZIF-8 (Zn 2 + + 2-methylimidazole) as MOF. An antibacterial filter was prepared.

<실험예><Experimental Example>

실시예 1 내지 4의 항균 필터에 대하여, 하기 방법으로 항균성을 측정하였다.The antibacterial properties of the antibacterial filters of Examples 1 to 4 were measured by the following methods.

KS K 0693:2011법에 따라 각각 비이온 계면활성제 TWEEN 80을 0.05% 첨가한 대장균(Escherichia coli ATCC 25922) 접종 균액과 황색포도상구균(staphylococcus aureus ATCC 6538) 접종 균액을 각각 배지에 접종한 후, 배지 상부에 실시예 1 내지 4의 필터를 부착한 후 18시간 동안 세균을 배양하였다. According to KS K 0693: 2011, Escherichia coli ATCC 25922 inoculated with 0.05% of non-ionic surfactant TWEEN 80 and inoculum of staphylococcus aureus ATCC 6538 were inoculated into the medium, After the filters of Examples 1 to 4 were attached to the upper portion, bacteria were cultured for 18 hours.

MOF 처리하지 않은 미생물 배지 위에 대장균과 황색포도상구균을 각각 접종한 후, 18시간 동안 세균을 배양하여 비교예 1로 사용하였다. Escherichia coli and Staphylococcus aureus were inoculated on the microorganism medium not treated with MOF, and the bacteria were cultured for 18 hours and used as Comparative Example 1. [

18시간 경과 후, 남아있는 세균의 숫자를 미생물 배지와 비교하여 대장균과 황색포도상구균의 제거율을 측정한 결과, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 부직포 필터는 대장균과 황색포도상구균을 99.9% 이상 제거한 것으로 확인하였다. After 18 hours, the number of remaining bacteria was compared with the microbial culture medium and the removal rate of E. coli and Staphylococcus aureus was measured. As a result, the nonwoven fabric filter of Examples 1 to 4 of the present invention was found to have 99.9% or more of E. coli and Staphylococcus aureus Respectively.

도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 4의 부직포 필터 및 비교예의 배지에 대해 황색포도상구균 접종 후 18시간 후의 사진을 보여주는 도면이다. 3 is a photograph showing 18 hours after the inoculation of Staphylococcus aureus against the nonwoven fabric filter and the comparative example medium of Examples 1 to 4 of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 4의 부직포 필터 및 비교예의 배지에 대해 대장균 접종 후 18시간 후의 사진을 보여주는 도면이다. 4 is a photograph showing the photographs of the nonwoven fabric filters of Examples 1 to 4 and Comparative Example medium after 18 hours from inoculation with E. coli.

도 3 및 4를 참고하면, 비교예 1의 배지에는 황색포도상구균 및 대장균이 번식하였으나 실시예 1 내지 4의 부직포 필터는 대장균과 황색포도상구균의 번식을 억제하여 우수한 항균성이 있음을 확인할 수 있었다.3 and 4, although Staphylococcus aureus and Escherichia coli were propagated in the medium of Comparative Example 1, the nonwoven fabric filters of Examples 1 to 4 suppressed the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus, indicating excellent antimicrobial activity.

Claims (6)

MOF(Metal-organic framework)를 포함하는 항균제로,
상기 MOF는 Zn, Co, Al, 및 Zr로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속 이온과, 이미다졸(imidazole), 알킬이미다졸(alkylimidazole), 알콕시이미다졸(alkoxyimidazole), 테레프탈산(terephthalic acid), 및 아미노테레프탈산(aminoterephthalic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 유기 리간드를 포함하는, 항균제.
It is an antimicrobial agent containing MOF (Metal-organic framework)
The MOF may include one or more metal ions selected from the group consisting of Zn, Co, Al, and Zr, and at least one metal ion selected from the group consisting of imidazole, alkylimidazole, alkoxyimidazole, terephthalic acid, , And at least one organic ligand selected from the group consisting of aminoterephthalic acid.
제1항에 있어서,
상기 MOF는 ZIF-8(Zn2 ++2-methylimidazole), ZIF-67(Co2 ++2-methylimidazole), NH2-UiO-66(Zr4 ++2-aminoterephthalic acid), 및 NH2-MIL-101(Al3++2-aminoterephthalic acid)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 항균제.
The method according to claim 1,
MOF is the ZIF-8 (Zn 2 + + 2-methylimidazole), ZIF-67 (Co 2 + + 2-methylimidazole), NH 2 -UiO-66 (Zr 4 + + 2-aminoterephthalic acid), and NH 2 - MIL-101 (Al 3+ + 2-aminoterephthalic acid).
제1항의 항균제를 포함하는, 항균 필터.
An antibacterial filter comprising the antibacterial agent of claim 1.
제3항에 있어서,
상기 항균제는 부직포에 담지된, 항균 필터.
The method of claim 3,
Wherein the antibacterial agent is supported on a nonwoven fabric.
제4항에 있어서,
상기 MOF는 상기 부직포 100 중량부에 대하여 10 내지 95 중량부로 포함되는, 항균 필터.
5. The method of claim 4,
Wherein the MOF is contained in an amount of 10 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the nonwoven fabric.
제4항에 있어서,
상기 MOF가 담지된 부직포의 비표면적은, 50 내지 200 m2/g인, 항균 필터.
5. The method of claim 4,
The specific surface area of the MOF-supported nonwoven fabric is 50 to 200 m 2 / g.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3888465A4 (en) * 2019-01-15 2022-04-13 LG Chem, Ltd. Antibacterial composition
KR102319335B1 (en) 2021-01-12 2021-10-29 주식회사 에이올코리아 Filter Coated with MOF and Method for Manufacturing the same and Air Circulation
KR102355172B1 (en) 2021-01-25 2022-02-09 유하비 Method for Manufacturing Paper Powder, Paper Powder Manufactured by the same and Dried Materials Comprising the Same
KR102357847B1 (en) 2021-03-02 2022-02-08 주식회사 에이올코리아 Air Cleaning Filter

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