KR20210059570A

KR20210059570A - 제균용 제품, 제균용 스틱 및 물 저장용 용기

Info

Publication number: KR20210059570A
Application number: KR1020190147200A
Authority: KR
Inventors: 아키라 히라이
Original assignee: 긴미라이 가부시키가이샤
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2021-05-25
Also published as: CN112806388A

Abstract

본 발명은 제균용 제품에 관한 것이며, 보다 상세하게는 소결은 함유 표면층을 금속 섬유의 표면에 갖는 제균용 제품에 관한 것이다. 또한, 제균용 제품을 감싸는 플라스틱을 구비하는 제균용 스틱, 또는 제균용 스틱을 넣는 물 저장용 용기에 관한 것이다. 본 발명의 제균용 제품, 제균용 스틱 및 물 저장용 용기는 우수한 제균(除菌) 효과를 갖는다.

Description

제균용 제품, 제균용 스틱 및 물 저장용 용기{Atnti-bacterial Product, Atnti-bacterial Stick, and Water Saving Container}

본 발명은 제균용 제품에 관한 것이며, 보다 상세하게는 소결은(燒結銀) 함유 표면층을 금속 섬유의 표면에 갖는 제균용 제품에 관한 것이다. 또한, 제균용 제품을 감싸는 플라스틱을 구비하는 제균용 스틱, 또는 제균용 스틱을 넣는 물 저장용 용기에 관한 것이다. 본 발명의 제균용 제품, 제균용 스틱 및 물 저장용 용기는 우수한 제균(除菌) 효과를 갖는다.

치과 의학상 충치, 치은염 및 치주염 등을 포함하는 다양한 구강질환은 여러 가지 원인에 의해 발병할 수 있다. 상기 원인은 전신적인 원인 및 국소적인 원인으로 나눌 수 있는데, 보다 중요한 원인은 국소적인 원인인 것으로 알려져 있다. 국소적인 원인으로 가장 중요한 것은 구강 내에 상주하는 세균 즉, 병원성 미생물이다.

한편, 자연계에는 수만 종에 이르는 미생물들이 각종 생태계에 폭넓게 서식하고 있으며, 이러한 미생물들은 여러 질병 및 오염의 원인이 되기도 한다. 예를 들어, 사람의 구강 내에는 현재까지 밝혀진 바에 의하면 약 300 여종의 미생물이 치아표면, 치근부의 치아와 잇몸 사이, 혀의 표면 등에 상주하고 있는 것으로 알려져 있으며, 이러한 미생물의 존재는 적절한 구강위생 활동이 이루어지는 경우 정상적 현상이라 할 수 있다.

그러나, 적절한 구강위생 활동이 이루어지지 아니하는 경우, 상기한 미생물 중 병원성 미생물에 의해 충치, 구취, 치은염 또는 치주질환 등 각종 구강질환이 야기될 수 있으며, 심한 경우 치아를 상실할 수도 있다. 일 예로, 구강 내에 상주하는 병원성 미생물의 발효작용에 의해 치아에 부착된 음식 찌꺼기의 당분이나 전분 등의 탄수화물이 분해되어 생기는 젖산이 치아 경조직의 석회를 탈각시켜 충치가 발생할 수 있고, 혐기성 병원균체들이 대량 증식하는 경우 다양한 구강질환의 원인이 될 수 있다.

구강 내에 상주하는 병원성 미생물은 치아표면에 부착하여 몇 시간만 지나면 치태라고 하는 세균군집을 형성하고 증식하게 되며, 처음에는 눈에 보이는 치은 상부의 치아 표면에 집중적으로 병원성 미생물이 부착하여 치태를 형성하지만, 점차 진행되면 치은 하부에 있는 치아표면에도 치태가 형성되게 된다. 상기 치태가 치아표면에서 형성될 경우, 병원성 미생물은 구강 내에 들어온 당분을 이용하여 산을 생산하고 이 산은 치아의 주성분인 무기질을 탈회시킴으로써 치아가 파괴되는 충치를 유발할 수 있다.

한편, 치은 하부 치태에 있는 세균들 중 특히 혐기성 그람음성 미생물들은 독소, 단백질 분해효소 등을 분비하여 치주조직을 직접 파괴하거나 우리 몸의 면역세포들과 반응함으로써 다양한 면역물질의 생산을 유도하고 이들 물질이 치주조직의 염증과 파괴를 초래할 수 있다.

치아나 치주조직은 한번 파괴되면 치료는 될 수 있지만, 원래의 조직상태로 복구되지는 않는다는 점에서 그 심각성이 있고, 따라서 이들 국소원인의 대표적 요인인 병원성 미생물이 구강 내에서 번식하는 과정을 근본적으로 차단하는 것이 구강질환을 예방 또는 신속히 치료하는 방법일 수 있다.

상기와 같은 구강질환을 유발하는데 미생물로는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 포피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas gingivalis) 등이 있다. 스트렙토코커스 뮤탄스는 충치발생의 원인균으로, 다양한 구강질환의 원인이 되고 있다. 특히, 스트렙토코커스 뮤탄스의 생육과정 중 생성되는 글루칸과 젖산은 치아의 에나멜질을 파괴하고 프라그를 생성하여 충치를 유발시킨다.

종래에는 제균성 효소로 소디움 구리 클로로필린, 소디움 플로라이드 또는 벤즈에토니움 클로라이드 등과 같은 불소와 염소성분이 함유된 합성물, 안식향산 등을 포함하는 방향족 카르복시산, 알라토인, 초산 토코페롤, 항플라스민제 또는 항생제 등이 사용되고 있다.

그러나, 상기 불소와 염소성분이 함유된 합성물의 경우에는 인체에 대한 안전성이 문제되고 있으며, 항생제의 경우 설사, 구토 등을 포함한 신체 전반에 대한 전신적인 부작용을 일으킬 수 있고, 구강 내 내성균의 출현 및 균교대증을 유발할 수 있기 때문에 장기적인 사용이 곤란하여 단지 치료제만으로 이용될 수 있는 단점이 있다. 따라서, 예방 또는 치료가 용이하고, 장기간 사용하여도 항생제와 같이 내성이나 안정성에 대한 문제가 대두되지 아니하며, 불소와 염소성분이 함유된 합성물과 같이 부작용도 문제되지 아니하는 천연물질 유래의 구강질환 예방 또는 치료 조성물을 개발하는 것이 시급한 실정이다. 또한, 종래의 제균성 식품 첨가제 및 효소등의 제균 효과는 즉각적인 제균효과를 체감하는데 한계점이 있다.

오랜 역사상 은(銀)은 물의 정화 능력이 우수한 것으로 인정되고, 오랜동안 은(銀)은 이용되고 있다. 은(銀)은 금속이면서 수화(水和)하여 수중(水中)에 은 이온을 용출하는 성능을 갖고, 이러한 수중 은이온은 그 농도에 비례하여 높은 제균 능력을 갖는다. 그렇기 때문에, 은을 사용하는 제균용 제품을 개발하는 것이 시급하다.

한국등록특허 제10-1046621호

종래의 제균성 제품이 갖는 제균 효과가 즉각적인 제균 효과를 체감하기 어렵다는 문제점을 개선하고자, 본 발명은 제균특성이 우수한 제균용 제품을 제공하고, 특히 적은 체적을 갖더라도 우수한 제균특성을 갖을 수 있다.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시형태는 물 100 중량부에 은염류 화합물 분말 1 내지 50중량부를 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제1 단계; 상기 은염류 용해액을 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포하는 제2 단계; 및 상기 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포된 상기 은염류 용해액을 산소 또는 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하여, 산소 또는 질소 분위기 하에서 소결된 은 함유 표면층을 형성하는 제3 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조된 제균용 제품이며, 상기 금속 섬유의 단면의 폭은 1mm 내지 3mm이며, 금속 섬유의 단면의 높이는 0.01mm 내지 0.05mm인 제균용 제품을 제공한다.

상기 제3 단계의 산소 또는 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하는 단계는, 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하고, 그 위에 산소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결한다.

또한, 제균용 제품을 감싸는 플라스틱을 구비하는 제균용 스틱을 제공한다.

또한, 제균용 스틱을 넣는 물 저장용 용기를 제공한다.

본 발명의 다른 실시형태는 물 100 중량부에 은염류 화합물 분말 1 내지 50중량부를 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제1 단계; 상기 은염류 용해액을 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포하는 제2 단계; 및 상기 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포된 상기 은염류 용해액을 산소 또는 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하여, 산소 또는 질소 분위기 하에서 소결된 은 함유 표면층을 형성하는 제3 단계;를 포함하는 제조방법이며, 상기 금속 섬유의 단면의 폭은 1mm 내지 3mm이며, 금속 섬유의 단면의 높이는 0.01mm 내지 0.05mm인 제조방법을 제공다.

또한, 제균용 제품을 감싸는 플라스틱을 구비하는 제균용 스틱을 제조하는 방법을 제공한다.

또한, 제균용 스틱을 넣는 물 저장용 용기를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 제균용 제품, 제균용 스틱 및 물 저장용 용기는, 그 금속 섬유의 표면에 소결은 함유 표면층을 가짐으로써, 우수한 제균효과를 갖는다. 특히, 산소에 약한 혐기균(嫌氣菌)에 대하여 강한 제균력을 발휘한다. 그 이유로서, 은 이온에 의한 촉매효과로 수중 용존 산소 분자의 크기가 10^-6mm의 크기와 같이 초미세화 효과를 보이고, 특히 혐기균에 대한 제균력 강화 요인이 될 수 있다. 나아가, 본 발명에 의한 질소 및 산소 분위기 소결법에 의하여 그 효과 반응이 강화될 수 있다.

도 1 (a)는 본 발명의 제균용 제품의 개략도를 나타내고, 도 1 (b)는 본 발명의 제균용 제품의 금속 섬유의 확대도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제균용 제품을 물 저장용 용기에 넣은 개략도를 나타낸다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.

제균용 제품

도 1 (a)는 본 발명의 제균용 제품의 개략도를 나타내고, 도 1 (b)는 본 발명의 제균용 제품의 금속 섬유의 확대도를 나타낸다.

도 1 (a)에 나타난 바와 같이, 상기 제균성 제품의 일예로서 금속 섬유가 있다. 금속 섬유는 스테인레스 금속으로 이루어질 수 있다. 금속 섬유는 얇고 긴 금속으로 구성되어 있고, 두께가 얇아 용이하게 굴곡시킬 수 있고, 또한 자유롭게 굴곡될 수 있어, 비표면적(단위 질량당 표면적)을 최대로 할 수 있고, 제균 효율을 높일 수 있다. 즉, 물과 접촉하는 면적을 최대로 할 수 있어 제균 효율을 매우 높게할 수 있다.

도 1 (b)에 나타난 바와 같이, 금속 섬유는 얇은 두께(t)이며, 폭(w)이 넓게 형성되어 있어서, 금속 섬유의 비표면적을 최대로할 수 있다. 예를 들면, 금속 섬유의 단면의 폭은 1mm 내지 3mm이며, 금속 섬유의 단면의 높이는 0.01mm 내지 0.05mm가 될 수 있다. 여기서, 금속 섬유의 단면의 폭이 1mm 미만이면 제균 효과가 저하될 수 있고, 금속 섬유의 단면의 폭이 3mm 초과되면 굴곡성이 저하되고, 제균용 제품의 체적이 커질 가능성이 있다. 또한, 금속 섬유의 단면의 높이가 0.01mm 미만이면 제균용 제품의 취급시에 금속 섬유가 찢어질 가능성이 있고, 금속 섬유의 단면의 높이가 0.05mm 초과되면 굴곡성이 저하되어 제균용 제품의 체적이 커지고 또한 제균성 제품의 중량도 늘어나게 되므로 바람직하지 않다. 상기의 관점으로부터 금속 섬유의 단면의 높이에 대한 폭의 비율은 1:40 내지 120의 범위가 특히 바람직하다.

여기서, 금속 섬유의 중량이 6g 정도인 경우, 소결된 은 함유 표면층의 면적은 제균용 제품을 구성하는 얇고 긴 금속 섬유의 전면 및 배면에서 대략 93,000㎟ 로 계산될 수 있다. 한편, 500㎖의 물병의 내부만이 소결된 은 함유 표면층을 갖는 경우, 그 면적은 74,946㎟ 로 계산될 수 있다. 즉, 금속 섬유로 이루어진 제균용 제품은 작은 크기에도 내부가 소결된 은 함유 표면층을 갖는 물병보다도 1.24배의 접수(接水) 면적을 갖는다. 따라서, 본발명의 제균용 제품은 작은 면적에서도, 용기보다 제균 효율을 매우 높고, 종래의 휴대용 수통 내벽에 은 소결 피막한 수통에 비해서 큰 성능차를 갖는다. 상기의 관점에서, 금속 섬유 중량당 은 피막 소결된 면적은 9,000㎟/g 내지 22,000㎟/g 의 범위가 바람직하다.

여기서, 금속 섬유의 표면에 소결된 은 함유 표면층을 형성하는 방법은, 물100 중량부에 은염류 화합물 분말 1 내지 50중량부를 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제1 단계; 상기 은염류 용해액을 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포하는 제2 단계; 및 상기 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포된 상기 은염류 용해액을 산소 또는 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하여, 산소 또는 질소 분위기 하에서 소결된 은 함유 표면층을 형성하는 제3 공정을 포함할 수 있다.

나아가, 상기 제3 단계의 산소 또는 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하는 방법은, 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하고, 그 위에 산소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결할 수 있다. 산소 분위기 하에서만 소결 처리하게 되면 충분한 제균 효과를 얻을 수 없고, 질소 분위기 하에서만 소결처리하거나 또는 산소 분위기 하에서 소결처리하고 그 후 질소 분위기 하에서 소결처리하게 되면 최초의 제균 효과는 커지지만 제균용 제품을 반복하여 사용함에 따라 제균성능이 저하될 수 있다. 따라서, 제균성능의 수명을 오래동안 유지하기 위하여 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하고, 그 위에 산소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하는 것이 바람직하다.

이와 같은 공정을 통하여 소결된 은 함유 표면층의 두께가 0.1㎛ 내지 20㎛인 경우에 매우 우수한 제균 효과를 갖는다.

제균용 스틱

본 발명의 일 실시형태인 제균용 스틱은, 금속 섬유로 구성된 제균용 제품을 구비한다. 얇은 금속 섬유로 구성된 제균용 제품은, 그 형태가 변화되기 쉽기 때문에 외부에서 금속 섬유로 이루어진 제균용 제품의 형태를 고정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 플라스틱을 사용하여 금속 섬유로 이루어진 제균용 제품의 외부를 감쌀 수 있다. 따라서, 물 저장용 용기의 내부가 금속인 경우, 제균용 제품의 금속 섬유가 물 저장용 용기의 내부를 움직이면서 내부의 금속을 미세하게 긁는 것을 방지할 수 있다.

물 저장용 용기

도 2는 본 발명의 일 실시 형태인 뚜껑(30)을 구비한 물 저장용 용기(20)을 나타낸다. 제균용 제품(100)이 물(10)과 접하면서 은 이온을 용출할 수 있다.

여기서, 본 발명의 다른 실시 형태인 물 저장용 용기는, 금속 섬유로 이루어진 제균용 제품(100)을 플라스틱으로 감싸는 스틱을 내부의 물과 접하면서 은 이온을 용출할 수 있다. 물 저장용 용기는 그 재질이 금속, 플라스틱 등을 사용할 수 있고, 물을 저장할 수 있는 것이라면, 재질에 제한 없다.

[실험예] 본 발명의 제균성 평가

다음은 본 발명의 은 소결된 표면층을 갖는 금속 섬유의 제균성 실험을 실시하였다. 시험은 일본 식품 분석 센터에서 실시하였다.

진지발리스 및 뮤탄스 시험균을 보통 한천 배지(에이켄 가가쿠 가부시키가이샤)에서 35℃ (±1℃), 18시간 ~ 24시간 배양한 후, 정제수(황색 포도상구균은 생리식염수)에서 부유시켜, 균수가 10⁷~10⁸/ml가 되도록 조제하여 시험균액으로 하였다. 검체는 다음과 같다.

(검체) 은 소결된 표면층을 갖는 금속 섬유

(대조) 감균(減菌) 합성 수지제 용기에 정제수를 넣은 것

(시험액) 건열 멸균(170℃,1시간)한 검체에 미네랄 워터를 200ml 담은 시료에 시험균액 2ml를 접종하여 시험액으로 하였다. 20℃(±1℃)에서 보존하고 6시간 및 24시간 후에 시험액을 SCDLP 배지(培地) (니혼 세이야쿠 가부시키가이샤)에서 바로 10배로 희석하여, 시험액 중의 생균수를 균수 측정용 배지를 이용하여 측정하였다.

시험결과는 다음의 표1,2로 표시하였다. 제균성 시험의 결과, 진지발리스 및 뮤탄균에 대하여 충분한 제균효과가 있는 것으로 확인되었다. 표1은 시험액의 진지발리스 시험균 하에서 시간에 따른 생균수 측정 결과이며, 표2는 시험액의 뮤탄스 시험균 하에서 시간에 따른 생균수 측정 결과이다.

시험액의 생균수 측정 결과

시험균	측정 대상	생균수(/ml)
시험균	측정 대상	개시 후	5분후	10분후	15분후	20분후	25분후
진지발리스	검체^*	-	2.4x10⁵	30,000	10,000	<10,000	<10,000
진지발리스	대조	6.4x10⁵	3.0x10⁵	1.6x10⁵	1.1x10⁵	6.1x10⁵	1.8x10⁵

^*(<10,000: 검출되지 않음을 의미함) 보존온도: 20℃상기 표1과 같이, 본 발명의 시험액은 진지발리스 균에 대하여 5분~10분 부터 대조군과 극명하게 차이나는 생균수를 확인할 수 있었다. 20분후부터는 생균수가 거의 검출되지 않음을 확인하였다.

시험액의 생균수 측정 결과

시험균	측정대상	생균수(/ml)
시험균	측정대상	개시 후	5분후	10분후	15분후	20분후	25분후
뮤탄스	검체^*	-	4.7x10⁴	1.2x10⁴	2.4x10²	30	<10
뮤탄스	대조	7.1x10⁵	6.3x10⁵	6.3x10⁵	6.0x10⁵	6.2x10⁵	6.2x10⁵

^*(<10,000: 검출되지 않음을 의미함) 보존온도: 20℃상기 표2와 같이, 본 발명의 시험액은 뮤탄스 균에 대하여 10분~15분 부터 대조군과 극명하게 차이나는 생균수를 확인할 수 있었으며, 20분후부터는 생균수가 거의 검출되지 않음을 확인하였다.

금속 섬유의 제균용 제품 및 비교예인 용기에 대한 은 이온 용출 시험 결과

물에 침지(浸漬) 시간	제균용 스틱¹	비교용 용기²
1분	0.42 mg/L	0.00 mg/L
3분	0.60 mg/L	0.00 mg/L
6분	0.97 mg/L	0.00 mg/L
60분	1.30 mg/L	0.00 mg/L
은 소결 피막의 표면적	93,000 mm²	74,946 mm²

¹수중 은 이온 용출값 (500mL 페트병에 제균용 스틱을 투입하여 은 이온 용출값을 측정)

²수중 은 이온 (용기의 내벽에 은 소결 피막을 형성한 500mL 용기)

상기 표 3과 같이, 본 발명의 금속 섬유로 이루어진 제균용 제품은 비교용 용기에 비하여 은 이온 용출에서 우수한 점을 알 수 있었다.

10 : 물
20 : 물 저장용 용기
30 : 뚜껑

Claims

물 100 중량부에 은염류 화합물 분말 1 내지 50중량부를 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제1 단계; 상기 은염류 용해액을 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포하는 제2 단계; 및 상기 금속 섬유 일부의 표면 또는 전부의 표면에 도포된 상기 은염류 용해액을 산소 또는 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하여, 산소 또는 질소 분위기 하에서 소결된 은 함유 표면층을 형성하는 제3 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여 제조된 제균용 제품이며, 상기 금속 섬유의 단면의 폭은 1mm 내지 3mm이며, 금속 섬유의 단면의 높이는 0.01mm 내지 0.05mm인 제균용 제품.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 단계의 산소 또는 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하는 단계는, 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하고, 그 위에 산소 분위기 하에서 440℃ 내지 500℃의 온도로 소결하는 것을 특징으로 하는 제균용 제품.
청구항 1 또는 2에 기재된 제균용 제품을 감싸는 플라스틱을 구비하는 제균용 스틱.
청구항 3에 기재된 제균용 스틱을 넣는 물 저장용 용기.