KR20220113114A - 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법 - Google Patents

마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로미터 크기를 가져 필터의 적용 시에도 호흡기를 통한 인체로의 흡수가 거의 일어나지 않는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법에 관한 것으로, 무기 분말 제조 방법은 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계, 연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계, 생성물을 열처리 및 건조시켜 하기 화학식 1의 무기 분말을 제조하는 단계, 및 상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계를 포함한다.
[화학식 1]
MX
(상기 화학식 1에서, 상기 M은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속이고, 상기 X는 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온이다.)

Description

마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법{Inorganic powder having a micrometer size, method for manufacturing the same, and method for manufacturing antibacterial and antiviral articles using the same}
본 발명은 마이크로미터 크기를 가져 필터의 적용 시에도 호흡기를 통한 인체로의 흡수가 거의 일어나지 않는 무기 분말, 이의 제조 방법, 및 이를 활용한 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법에 관한 것이다.
공기 매개의 바이러스 감염은 일반적으로, 바이러스 입자를 함유하는 수분 방울의 흡입에 의해 일어난다. 바이러스의 크기에 따라 바이러스를 함유하는 수분 방울들이 코 안에 흡착되거나 기도 또는 폐포 안까지 도달하게 된다. 비록 안면 오염과 같은 다른 감염 경로가 수반될 수 있을지라도, 인플루엔자, 코로나 같은 바이러스는 기침 및 재채기에 의해 형성된, 대략 100 ~ 500 nm 크기를 가진 방울들에 의해 퍼진다.
그러나, 현존하는 극세의(superfine) 인조 또는 천연 섬유 필라멘트의 직경은 대략 7 ㎛ 이다. 표준 안면 마스크는 섬유 매트(mats) 전체에 걸쳐 대략 수 ㎛ 이상의 공극을 가진다. 이러한 이유로 여과의 관점에서 코로나 바이러스와 같은 100 nm 정도의 크기를 가지는 바이러스는 여과될 수 없으며, 이를 해결하기 위해서는 여과 직전에 표면에서 직접 바이러스의 활동성을 낮출 수 있는(inactivation) 항바이러스 물질이 필요하다.
이러한 항바이러스제는 필터의 기공 크기인 수 마이크로미터 수준의 입자 크기가 필요하나, 입자 크기가 커질수록 세균/바이러스와 접촉하게 되는 표면적이 작아지게 되며, 나노 크기의 무기 나노 입자를 필터 표면에 분산시키는 경우 필터를 통과하여 호흡기에 직접 흡수될 수 있는 위험성이 존재한다.
또한, 항바이러스 필름의 경우 고분자 필름 모체 위에 항바이러스 무기 나노 입자를 코팅하여 표면에 흡착된 바이러스의 활동성을 낮추는 특징을 갖는데, 나노입자의 경우 표면적이 매우 크므로 흡착된 바이러스 뿐 아니라 먼지, 수분, 유기물 등이 표면에 손쉽게 흡착되어 항바이러스 기능이 현저히 저하되는 문제점을 지닌다.
한편, 공기청정기용 필터는 주로 물리적인 방법으로 미세한 기공을 이용하여 바이러스/세균 등을 표면에 흡착하거나 거르는 것으로서, 헤파 필터의 경우 수백 나노미터 이상의 크기를 갖는 작은 바이러스가 통과하지 못하며, 미세한 내부 기공을 갖는 활성탄의 경우 기공 내에 바이러스/세균 등의 오염원을 물리적으로 흡착시키는 기능만 가지므로 시간이 지나 오염원이 표면 및 기공에 축척되는 경우에는 공기청정기에 의한 공기의 역오염이 발생할 수 있는 우려를 가진다.
또한, 물리적 표면 흡착을 통한 바이러스/세균의 제거 성능 이외의 항바이러스 성능을 갖는 무기 나노 입자의 경우, 은, 구리, 아연 이온들이 바이러스의 세포벽에 흡수되어 세포를 파괴하여 DNA와 RNA를 파괴한다고 보고되고 있다. [CRC Critical Reviews in Environmental Control,Volume 18, Issue 4 (1989)] 세포 속에서 은, 구리, 아연 이온이 작용하는 구체적인 원리는 다소 복잡하나, Cu 이온은 산소와 반응해 과산화수소를 만들고, 다시 과산화수소와 반응해 반응성이 아주 강한 수산화 라디칼(radical)을 만들어 세균 세포의 지질·단백질·핵산 성분을 파괴한다고 알려져 있다. [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 88, pp. 5552-5556, July, 1991 Biochemistry] 이와 함께 Cu, Zn 등이 Fe 을 포함하는 단백질을 공격, Fe 원자를 구리로 치환시켜 단백질 기능을 저해하기 때문에 미생물이 죽게 된다. [FEMS Immunology and Medical Microbiology 43 (2005) 105??114]
이러한 항바이러스/항세균 효과를 나타내는 은, 구리, 아연 무기 나노 입자의 경우, 분말 입자의 크기가 수십 nm 이하로 너무 작기 때문에, 바이러스/세균의 사멸효과 뿐만 아니라 인체의 세포벽을 통과하여 세포 내부에서 독성을 크게 일으킬 수 있는 우려가 보고되고 있으며, 나노 입자의 경우 합성 경로가 복잡하고 고가의 원료를 사용하여야 하며, 제조 시에 공정성이 현저히 저하되므로 전체적인 제조 비용이 높다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 마이크로미터 크기를 가져 필터의 적용 시에도 호흡기를 통한 인체로의 흡수가 거의 일어나지 않고, 적절한 표면 처리로 인해 표면적이 증가하여 항균성 및 항바이러스성이 극대화된 무기 분말의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 통해 제조된 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 포함하는 코팅 조성물을 제공하고, 이를 마스크 필터, 항균성 필름 또는 공기청정기 필터의 표면에 분산시켜 항균성 및 항바이러스성 물품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법은, 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계, 연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계, 생성물을 열처리 및 건조시켜 하기 화학식 1의 무기 분말을 제조하는 단계, 및 상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계를 포함한다.
[화학식 1]
MX
(상기 화학식 1에서, 상기 M은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속이고, 상기 X는 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온이다.)
일 실시예에서, 상기 음이온 함유 용액은 상기 금속 이온과 반응하는 반응물(Reactant)이면서 반응 용액의 pH를 조절하는 물질일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음이온 함유 용액은 반응 용액의 pH 가 8 내지 13 이 되도록 지속적으로 투입할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속 이온을 함유하는 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 이고, 상기 음이온 함유 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 반응시키는 단계는 40 내지 60℃ 의 온도로 4 시간 이상 12 시간 이하로 수행하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 열처리는 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000℃ 의 온도로 1 내지 10 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 표면 처리 단계는, 무기 분말을 약산성의 구리 양이온 함유 용액과 혼합시켜 표면 거칠기를 높이는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 표면 처리 단계는, 무기 분말을 질산구리염(CuNO3) 또는 황산구리염(CuSO4) 용액과 혼합시켜 표면을 산 처리하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 산 처리를 통해 무기 분말의 표면에 나노 기공을 형성하고, 표면 거칠기를 높일 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 표면 처리된 무기 분말을 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000 ℃의 온도로 30분 내지 10시간 동안 열처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법은, 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계, 연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계, 생성물을 열처리 및 건조시켜 하기 화학식 2의 무기 분말을 제조하는 단계, 및 상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계를 포함한다.
[화학식 2]
MX1X2
(상기 화학식 2에서, 상기 M은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속이고, 상기 X1 및 X2 는 서로 독립적으로, 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온이다.)
일 실시예에서, 상기 음이온 함유 용액은 상기 금속 이온과 반응하는 반응물(Reactant)이면서 반응 용액의 pH를 조절하는 물질일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음이온 함유 용액은 반응 용액의 pH 가 8 내지 13 이 되도록 지속적으로 투입할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속 이온을 함유하는 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 이고, 상기 음이온 함유 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 반응시키는 단계는 40 내지 60℃ 의 온도로 4 시간 이상 12 시간 이하로 수행하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 열처리는 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000℃ 의 온도로 1 내지 10 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 표면 처리 단계는, 무기 분말을 약산성의 구리 양이온 함유 용액과 혼합시켜 표면 거칠기를 높이는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 표면 처리 단계는, 무기 분말을 질산구리염(CuNO3) 또는 황산구리염(CuSO4) 용액과 혼합시켜 표면을 산 처리하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 산 처리를 통해 무기 분말의 표면에 나노 기공을 형성하고, 표면 거칠기를 높일 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 표면 처리된 무기 분말을 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000 ℃의 온도로 30분 내지 10시간 동안 열처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로, 상기 방법으로 제조된 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 들 수 있다.
구체적으로, 상기 무기 분말 입자는 1 내지 100 ㎛ 의 크기를 갖고, 무기 분말 입자의 표면에 1 내지 100 nm 의 기공이 형성되어 항균성 및 항바이러스성 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 항균성 및 항바이러스성 코팅 조성물은 상기 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 포함하는 수용액 및 바인더 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 포함하는 수용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 이고, 상기 코팅 조성물은 무기 분말 입자 중량 대비, 바인더 물질을 10 내지 50wt%로 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 바인더 물질은 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸 셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무 및 불소 고무 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로, 상기 코팅 조성물을 마스크 필터, 항균성 필름 또는 공기청정기 필터의 표면에 분산시킴을 포함하는 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법을 들 수 있다.
본 발명에 따르면, 연속식 반응기를 이용하여 높은 pH 조건에서 금속 이온과 음이온을 공침 반응시켜 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말을 대량 제조할 수 있으며, 추가적으로 무기 분말을 약산성의 구리 양이온 함유 용액, 질산구리염, 또는 황산구리염 용액과 혼합하여 무기 분말 표면의 거칠기를 증가시키고, 나노 크기의 표면 기공을 형성하여 세균/바이러스의 표면 반응성을 증가시켜 항균 및 항바이러스 기능을 극대화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 무기 분말 입자는 필터의 적용 시에도 호흡기를 통한 인체로의 흡수가 거의 일어나지 않고, 적절한 표면 처리로 인해 표면적이 증가하여 필름 적용 시에 항균 및 항바이러스 지속 효과가 우수하며, 독성이 거의 없고, 가격이 저렴하며 항세균 및 항바이러스 특성이 우수한 장점이 있다. 이로 인해, 본 발명의 무기 분말 입자는 마스크 필터, 항균성 필름, 공기청정기 필터 등의 다양한 물품에 활용 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 무기 분말의 전자현미경 이미지를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 무기 분말의 전자현미경 이미지를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따라 제조된 무기 분말의 전자현미경 이미지를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 마스크 필터의 표면 이미지를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 항바이러스 소재의 Human coronavirus 229E 바이러스에 대한 항바이러스 기능을 평가한 결과를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서 "항균"은 세균 및 진균류의 살균 또는 손상, 또는 이것들의 증식 방지를 의미하고, "항바이러스"란 병원체 바이러스의 불활성화, 바람직하게는 영구적인 불활성화를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무기 분말 제조 방법은 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계(S 110), 연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계(S 120), 생성물을 열처리 및 건조시켜 하기 화학식 1의 무기 분말을 제조하는 단계(S 130), 및 상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계(S 140)를 포함한다.
[화학식 1]
MX
(상기 화학식 1에서, 상기 M은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속이고, 상기 X는 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온이다.)
먼저, 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계(S 110)를 진행한다.
구체적으로, 상기 S 110 단계는 연속식 반응기(CSTR)에 증류수를 넣고, 염기성 용액을 투입하여 반응기 내부의 pH를 8 내지 13 로 조절할 수 있다. 이때 사용되는 염기성 용액은 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온을 포함하는 용액인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계(S 120)를 진행한다.
일 실시예에서, 상기 금속 이온은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속 이온일 수 있고, 바람직하게는 아연(Zn) 이온일 수 있다. 또한, 상기 금속 이온을 함유하는 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 인 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 착화제의 투여는 상기 금속 이온들 및 반응기 내부의 화합물들이 입체적으로 안정화될 수 있게 하고, 다른 한편으로는 핵생성(Nucleation) 및 공동 침전 속도에 관련한다. 이때 사용되는 착화제는 암모니아, NH2NH2, 수산화 알킬암모늄계 (Trialkylammonium hydroxide) 등을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음이온 함유 용액은 상기 금속 이온과 반응하는 반응물(Reactant)이면서 반응 용액의 pH를 조절하는 물질일 수 있다. 반응기 내부로 금속 이온을 함유하는 용액 및 착화제를 투여하는 경우 반응기 내부의 pH가 감소하게 되는데, 이때 상기 음이온 함유 용액을 지속적으로 투여하여 반응 용액의 pH 를 8 내지 13 으로 조절할 수 있다. 따라서, 상기 침전 반응은 염기 조건 하에서 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음이온 함유 용액은 산소이온(O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온을 포함할 수 있고, 바람직하게는 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-) 또는 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 음이온 함유 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 인 것이 바람직하다.
한편, 상기 반응시키는 단계는 40 내지 60℃ 의 온도로 4 시간 이상 12 시간 이하로 수행하는 것이 바람직한데, 4시간 미만으로 수행하는 경우 충분한 합성이 이루어지지 않고, 12 시간을 초과하는 경우 지나치게 입자가 성장하는 문제점이 발생한다.
다음으로, 생성물을 열처리 및 건조시켜 상기 화학식 1의 무기 분말을 제조하는 단계(S 130)를 진행한다.
일 실시예에서, 생성물의 열처리는 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000℃ 의 온도로 1 내지 10 시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 300℃ 미만으로 열처리하는 경우에는 불순물이 남거나 결정이 성장하지 못하는 문제점이 발생하고, 1000℃를 초과하는 경우에는 입자가 과도하게 성장하는 문제점이 발생한다. 또한 상기 범위의 열처리 시간을 벗어나는 경우, 입자의 항균/항바이러스 성능이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명에 따라 S 110, S 120 및 S 130 단계를 수행하는 경우, 무기 분말의 입자 크기를 마이크로미터 크기로 제어 가능하다. 마이크로미터 크기의 무기 분말은 필터에 적용 시에도 호흡기를 통한 인체로의 흡수가 거의 일어나지 않기 때문에 인체에 해롭지 않은 장점이 있다.
이후, 상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계(S 140)를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 S 140 단계는 무기 분말을 약산성의 구리 양이온 함유 용액과 혼합시켜 표면 거칠기를 높이는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 S 140 단계는 무기 분말을 질산구리염(CuNO3) 또는 황산구리염(CuSO4) 용액과 혼합시켜 표면을 산 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 이와 같은 산 처리를 통해 무기 분말의 표면에 나노 기공을 형성하고, 표면 거칠기를 높일 수 있다.
즉, 상기 S 140 단계를 통해 무기 분말의 세균/바이러스와의 접촉 표면적이 높아지게 되며, 이로 인해 항균 및 항바이러스 효과가 극대화될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 무기 분말을 마이크로미터 크기로 제어하여 필터 적용 시의 인체의 호흡기로의 흡입을 방지할 수 있으며, 표면 처리 단계를 통해 세균/바이러스와의 접촉 표면적을 높여 항균/항바이러스 효과를 극대화시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 무기 분말 제조 방법은, 표면 처리된 무기 분말을 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000 ℃의 온도로 30분 내지 10시간 동안 열처리하는 단계(S 150)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 S 150 단계에서, 300℃ 미만으로 열처리하는 경우에는 불순물이 남거나 결정이 성장하지 못하는 문제점이 발생하고, 1000℃를 초과하는 경우에는 입자가 과도하게 성장하는 문제점이 발생한다. 또한 상기 범위의 열처리 시간을 벗어나는 경우, 입자의 항균/항바이러스 성능이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무기 분말 제조 방법은 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계(S 210), 연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계(S 220), 생성물을 열처리 및 건조시켜 하기 화학식 2의 무기 분말을 제조하는 단계(S 230), 및 상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계(S 240)를 포함한다.
[화학식 2]
MX1X2
(상기 화학식 2에서, 상기 M은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속이고, 상기 X1 및 X2 는 서로 독립적으로, 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온이다.)
상기 S 210 단계, S 220 단계, S 230 단계 및 S 240 단계는 앞서 설명한 S 110 단계, S 120 단계, S 130 단계 및 S 140 단계와 동일하게 수행되므로, 설명을 생략하도록 한다. 또한, 상기 S240 단계 후에 S 150 단계와 동일한 단계를 수행할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 연속식 반응기에서 공침법을 통해 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 무기 분말 입자를 제조할 수 있으며, 표면 처리를 통해 표면적을 극대화시킬 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자는 1 내지 100 ㎛ 의 크기를 갖고, 무기 분말 입자의 표면에 1 내지 수백 nm 의 기공이 형성되어 항균성 및 항바이러스성 특성을 갖는다. 따라서, 필터의 적용 시에도 호흡기를 통한 인체로의 흡수가 거의 일어나지 않고, 적절한 표면 처리로 인해 표면적이 증가하여 필름 적용 시에 항균 및 항바이러스 지속 효과가 우수하며, 독성이 거의 없고, 가격이 저렴하며 항세균 및 항바이러스 특성이 우수한 장점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태로, 상기 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 포함하는 수용액 및 바인더 물질을 포함하는 항균성 및 항바이러스성 코팅 조성물을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 포함하는 수용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 일 수 있고, 상기 코팅 조성물은 무기 분말 입자 중량 대비, 바인더 물질을 10 내지 50wt%로 포함하는 것이 바람직한데, 이는 과도한 바인더 투입은 항균, 항바이러스 성능의 저하를 가져오기 때문이다.
또한, 상기 바인더 물질은 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸 셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무 및 불소 고무 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 바인더 물질을 활용하면 필터나 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체 등 다양한 형태에 도포하여 접착력을 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 코팅 조성물을 마스크 필터, 항균성 필름 또는 공기청정기 필터의 표면에 분산시킴을 포함하는 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 코팅 조성물은 마스크 필터, 항균성 필름 또는 공기청정기 필터의 표면에 스프레이 분산, 전기 방사 분사하거나, 코팅 어플리케이션을 이용하여 물품들의 표면에 분산시킬 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예들 및 실험예들에 대해 상술한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 일부 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명은 공침법을 이용하여 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말을 합성하였다.
먼저 5L 연속식 반응기에 40 내지 60 ℃ 의 증류수를 넣고, 가성소다를 이용한 pH 조절 용액을 투여하여 반응기 내부 pH를 9 ~ 10 으로 조절하였다. 이후, 반응기 내부 온도는 40 내지 50℃ 를 유지시키고, 0.3 M Zn3(NO3)2 금속 이온 용액 및 2M 착화제인 암모니아를 투여하였다. 금속 이온 용액과 착화제를 투여하면 반응기 내부의 pH가 감소하게 되는데, 이때 0.3 M NaOH pH 조절 용액을 연속적으로 투여하여 반응기 내부 pH를 9 ~ 10 으로 지속적으로 유지시키면서 8시간 이상 반응을 진행하였다.
이후, 합성된 화합물 1을 50℃ 이상의 증류수로 3회 이상 여과시켜 착화제, 남아있는 pH 조절 용액 및 금속 이온을 제거하고, 80℃에서 건조시켰다. 실시예 1을 통해 합성된 화합물 1의 이미지를 도 1에 도시하였다.
실시예 1을 통해 합성된 화합물 1을 1M Cu(NO3)2 함유 수용액과 1 내지 5 시간 동안 혼합 및 여과한 후, 80℃ 에서 1 내지 12 시간 건조시켰다. 이후, 서서히 가열하여 500℃ 에서 1 내지 2 시간 동안 열처리하여 화합물 2를 얻었다. 실시예 2를 통해 합성된 화합물 2의 이미지를 도 2에 도시하였다.
본 발명의 실시예 2에 따르면, 상기 혼합 및 열처리 과정을 병행하여 실시함으로써 보다 효과적인 항균성 및 항바이러스성 화합물을 제조할 수 있다.
실시예 1을 통해 합성된 화합물 1을 질산구리염(CuNO3) 용액과 1 내지 5 시간 동안 혼합 및 여과한 후, 80℃ 에서 1 내지 12시간 건조시켰다. 이후, 서서히 가열하여 500℃ 에서 1 내지 2 시간 동안 열처리하여 화합물 3을 얻었다. 실시예 3을 통해 합성된 화합물 3의 이미지를 도 3에 도시하였다.
본 발명의 실시예 3에 따르면, 상기 산처리 혼합 및 열처리 과정을 병행하여 실시함으로써 보다 효과적인 항균성 및 항바이러스성 화합물을 제조할 수 있다.
2L 증류수에 실시예 2를 통해 합성한 화합물 2g 을 첨가하고, 바인더를 화합물 2 총 중량 대비 20wt%의 함량으로 첨가하여 분산시켰다.
이후, 분산 용액을 필름 어플리케이터를 이용하여 1 내지 100㎛의 두께로 마스크 필터 표면에 고르게 도포시킨 후 건조시켰다. 상기 바인더들을 활용하기에 접착력을 높일 수 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체 등 다양한 형태의 물품에 도포 가능하다. 도 4는 실시예 4에 따라 무기 분말을 도포한 필터 표면의 이미지이다.
[실험예 1]
실험예 1은 상기 실시예 2 및 4에 따른 항바이러스 무기 분말 소재의 세포 독성을 테스트한 결과이다. 이를 위하여 입자에서 용출되는 용액의 독성을 L929(Mouse fibroblast cell line)를 이용하여 평가하였다.
구체적으로, L929세포를 5x10^3cells/100μl 로 24시간 배양하고 배지에 1mg/ml이 되게 만든 후, 24시간 동안 37도 인큐베이터에서 용출시킨다. 그 후 200nm 필터를 이용하여 필터링(filteration)하였다.
이후, 샘플을 농도별로 처리하여 24시간 배양하였으며, (Negative control : 세포배양 배지, Positive control : 1% Triton X-100) Cell cytotoxicity 용액을 이용하여 세포 생존율을 확인하였고 이에 대한 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
하기 표 1에서 나타나듯이, 0.1 mg/ml 이하의 농도에서는 세포에 어떠한 독성도 나타나지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
Sample name Sample Concentration [ mg/ml ] Cell Viability(%)
Negative 100
Positive 7.171
실시예 2 10 16.0954
1 39.0662
0.1 102.7182
0.01 105.876
실시예 4 10 42.5138
1 47.0974
0.1 100.9722
0.01 102.1697
[실험예 2]
항균 특성을 평가하기 위해, 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 화합물들을 10 ^5 CFU/mL의 박테리아 용액을 초순수에 용해시킨 적정 농도의 Sample과 1:1 비율로 섞은 후 24 시간 동안 배양하고, 이후 용액을 37℃ 고체 배지에 도말하고 배양함으로써 콜로니를 계수하였으며, 이의 실험 결과를 표 2에 나타내었다. 하기 표 2를 참조하면, 모든 시료에서 항균 효과가 99.9% 이상으로 우수하게 발현됨을 확인할 수 있었다.
시료명 타깃 균주 단위 방법 결과
실시예 1
0.5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 46.53465
실시예 1
5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99733
실시예 1
50 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99935
실시예 2
0.5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 0
실시예 2
5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99902
실시예 2
50 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99931
실시예 3
0.5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 7.920792
실시예 3
5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99787
실시예 3
50 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99964
실시예 4
0.5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 10.89109
실시예 4
5 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99765
실시예 4
50 μg/mL		 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) % Colony counting assay 99.99943
[실험예 3]
제조된 항바이러스 소재의 H1N1 인플루엔자 바이러스의 항바이러스 기능을 평가하기 위해 Antiviral effect 평가법(H1N1 influenza virus 이용시 사용법)을 이용하여, 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 무기 분말 입자(1mg 이상)와 virus를 혼합하여 4시간 동안 37 ℃에서 인큐베이션하고, 4시간 후, 가라앉은 입자 부분을 제외한 상층액을 폐세포에 접종하여 12시간 동안 virus 배양한 후 12시간 후, 바이러스를 회수하여 RNA 추출하여 RT-PCR로 정량하여, 주어진 분말 입자 없이 배양된 바이러스 양 대비 %를 계산하였다. 이러한 실험의 결과를 표 3에 나타내었다. 표 3에서 나타난 바와 같이, 1 mg/ml 이상의 함량에서 인프루엔자 바이러스 제거 성능이 평균 45 ~ 78% 이상으로 높게 나타내었다.
Figure pat00001
[실험예 4]
본 실험에서는 실시예 2를 통해 제조된 항바이러스 소재의 Human coronavirus 229E 바이러스의 항바이러스 기능을 평가하기 위해 주어진 분말 입자와 virus를 혼합하여 4시간동안 37 ℃에서 incubation하고, 4시간 후, 가라앉은 입자 부분을 제외한 상층액을 폐세포에 접종하여 12시간동안 virus 배양한 후 12시간 후, 바이러스를 회수하여 RNA 추출하여 RT-PCR로 정량하여, 주어진 분말 입자 없이 배양된 바이러스 양 대비% 를 계산하였다. 이러한 실험의 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에서 나타난 바와 같이. 0.1 mg/ml 이상의 함량에서 Human coronavirus 229E 바이러스 제거 성능이 평균 60% 이상으로 높게 나타내었다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계;
    연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계;
    생성물을 열처리 및 건조시켜 하기 화학식 1의 무기 분말을 제조하는 단계; 및
    상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계;를 포함하는, 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법:
    [화학식 1]
    MX
    (상기 화학식 1에서,
    상기 M은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속이고,
    상기 X는 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 음이온 함유 용액은 상기 금속 이온과 반응하는 반응물(Reactant)이면서 반응 용액의 pH를 조절하는 물질인 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음이온 함유 용액은 반응 용액의 pH 가 8 내지 13 이 되도록 지속적으로 투입하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 이온을 함유하는 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 이고,
    상기 음이온 함유 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 인 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반응시키는 단계는 40 내지 60℃ 의 온도로 4 시간 이상 12 시간 이하로 수행하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열처리는 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000℃ 의 온도로 1 내지 10 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표면 처리 단계는,
    무기 분말을 약산성의 구리 양이온 함유 용액과 혼합시켜 표면 거칠기를 높이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표면 처리 단계는,
    무기 분말을 질산구리염(CuNO3) 또는 황산구리염(CuSO4) 용액과 혼합시켜 표면을 산 처리하는 단계를 포함하며, 상기 산 처리를 통해 무기 분말의 표면에 나노 기공을 형성하고, 표면 거칠기를 높이는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    표면 처리된 무기 분말을 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000 ℃의 온도로 30분 내지 10시간 동안 열처리하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  10. 연속식 반응기에 염기성 용액을 투입하는 단계;
    연속식 반응기에 금속 이온을 함유하는 용액, 착화제 및 음이온 함유 용액을 투여하여 침전 반응시키는 단계;
    생성물을 열처리 및 건조시켜 하기 화학식 2의 무기 분말을 제조하는 단계; 및
    상기 무기 분말의 표면 거칠기를 높이거나 표면에 기공을 형성하는 표면 처리 단계;를 포함하는, 마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법:
    [화학식 2]
    MX1X2
    (상기 화학식 2에서,
    상기 M은 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 및 구리(Cu) 중에서 선택된 금속이고,
    상기 X1 및 X2 는 서로 독립적으로, 산소이온 (O2-), 인산 이온(phosphate)(PO4 3-), 수소인산 이온(hydrogen phosphate)(HPO4 2-), 이수소인산 이온(dihydrogen phosphate)(H2PO4 -), 탄산 이온(carbonate)(CO3), 규산 이온(silicate)(SiO4 2-), 황산 이온(sulphate)(SO4 2-), 수산화 이온(hydroxide)(OH-), 질산 이온(nitrate)(NO3-) 및 아질산 이온(nitrite)(NO2-) 중에서 선택된 음이온이다.)
  11. 제10항에 있어서,
    상기 음이온 함유 용액은 상기 금속 이온과 반응하는 반응물(Reactant)이면서 반응 용액의 pH를 조절하는 물질인 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 음이온 함유 용액은 반응 용액의 pH 가 8 내지 13 이 되도록 지속적으로 투입하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 금속 이온을 함유하는 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 이고,
    상기 음이온 함유 용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 인 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 반응시키는 단계는 40 내지 60℃ 의 온도로 4 시간 이상 12 시간 이하로 수행하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 열처리는 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000℃ 의 온도로 1 내지 10 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 표면 처리 단계는,
    무기 분말을 약산성의 구리 양이온 함유 용액과 혼합시켜 표면 거칠기를 높이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 표면 처리 단계는,
    무기 분말을 질산구리염(CuNO3) 또는 황산구리염(CuSO4) 용액과 혼합시켜 표면을 산 처리하는 단계를 포함하며, 상기 산 처리를 통해 무기 분말의 표면에 나노 기공을 형성하고, 표면 거칠기를 높이는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    표면 처리된 무기 분말을 대기 혹은 산소 분위기 하에서, 300 내지 1000 ℃의 온도로 30분 내지 10시간 동안 열처리하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    마이크로미터 크기를 갖는 무기 분말 제조 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 무기 분말 입자로서,
    상기 무기 분말 입자는 1 내지 100 ㎛ 의 크기를 갖고, 무기 분말 입자의 표면에 1 내지 100 nm 의 기공이 형성되어 항균성 및 항바이러스성 특성을 갖는 것인,
    항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자.
  20. 제19항에 따른 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 포함하는 수용액 및 바인더 물질을 포함하는 항균성 및 항바이러스성 코팅 조성물.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 항균성 및 항바이러스성 무기 분말 입자를 포함하는 수용액의 농도는 0.01 내지 10 mol/L 이고,
    상기 코팅 조성물은 무기 분말 입자 중량 대비, 바인더 물질을 10 내지 50wt%로 포함하는 것을 특징으로 하는,
    항균성 및 항바이러스성 코팅 조성물.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 바인더 물질은 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸 셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무 및 불소 고무 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    항균성 및 항바이러스성 코팅 조성물.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 마스크 필터, 항균성 필름 또는 공기청정기 필터의 표면에 분산시킴을 포함하는 항균성 및 항바이러스성 물품 제조 방법.
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