KR980007982A - 무기항균제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무기항균제의 제조방법에 관한 것으로서, 은 함유 무기항균제를 제조하는 데 있어서 인산과 질산은, 이산화티탄 분말 및 콜로이드 실리카를 혼합하고 이를 건조소성하여 무기항균제를 제조함으로써 담지체 제조와 동시에 은이온을 담지할 수 있도록하여 첨가되는 은이온의 함량 조절이 용이하고 안정적이고 지속적으로 살균성 및 항균성을 가지며, 인체에 영향을 주지 않고 일광의 조사나 열에 의한 변색이 일어나지 않는 개선된 무기항균제를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

무기항균제의 제조방법

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

본 발명은 무기항균제의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인산과 질산은 수용액, 이산화티탄 및 콜로이드 실리카 용액을 순차적으로 첨가하여 혼합함으로써 담지체의 제조와 은이온의 담지가 동시에 이루어지도록하여 담지시키는 은이온의 함량 조절이 용이하며 안정적이고 지속적으로 살균성 및 항균성을 가지며, 인체에 영향을 주지 않고 일광의 조사나 열에 의한 변색이 일어나지 않는 개선된 무기항균제를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 은, 동, 아연의 금속이온은 항균성을 가지는 것으로 알려져 있으며, 이에따라 그들의 유기 또는 무기금속염은 살균제로서 사용되고 있다. 특히, 상기 무기금속염은 대장균, 황색포도상구균, 폐치루스, 곰팡이, 비브리오균, 박테리아에 대해 우수한 살균성을 가지는 것을 알려져 있다.

종래에는 이들 금속을 제올라이트, 결정화유리, 인산칼슘계 화합물 등에 이온교환시킴으로써 분말상태의 항균제를 만들어 이를 사용하고자 하는 대상물에 첨가하여 제품화하고 있다. 예를들면 일본공개특허 평 6-239713호에서는 천연 또는 인공 제올라이트는 이온교환성을 가지고 있기 때문에 상기 금속이온을 제올라이트의 나트륨 이온과 치환시킴으로써 비교적 양호한 내열성과 안정성을 가지는 항균제를 얻었다.

또한, 일본공개특허 평 7-17803호에서는 외관과 색상의 개선을 위해 항균성 탄산칼슘 분체의 입자특성을 개선하고 다공질 구조의 금속을 함유시키는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 항균제의 제조방법은 통상 담지체를 제조하고 여기에 별도로 은이온을 담지시키는 방법으로서, 다공성 정도에 따라 이온교환능력에 차이가 있어 정확히 이온교환되는 은이온의 양을 조절하기가 어려워 균질한 항균력을 갖는 항균제를 만들기 어려우며, 또한 이온교환 후 남은 과량의 은이온이 항균제 입자 표면에 붙어 공기중의 산소와 반응하여 산화은 상태로 되고 결국 수지적용시 변색의 원인인 되므로 그 용도가 한정되는 문제점이 있다.

또한, 이와 같은 이온교환 방법으로 제조된 항균제들은 담지되는 물질의 다공성을 높이기 위하여 산처리를 하게되는데, 이로 인하여 처리후의 산세정에서 발생되는 폐수처리의 비용이 증가될 뿐아니라 정확한 양의 은이온의 담지가 어려워 과량의 질산은을 사용하므로써 제조비용이 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명에서는 담지체 제조와 동시에 항균급속 이온으로서 은이온을 담지체에 담지시키는 방법에 의해 적은 양의 은이온 함유로도 안정적이고 지속적인 살균성 및 항균성을 보유하며, 인체에 전혀 무해하면서도 이를 수지에 적용하였을때 일광의 조사나 열에 의한 변색이 일어나지 않는 무기항균제의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 함유 무기항균제를 제조하는 방법에 있어서, 인산, 질산은, 이산화티탄 분말 및 콜로이드 실리카를 혼합하고 건조 소성하여 무기항균제를 제조하되, 상기 인산의 사용량에 대하여 질산은 5∼15중량%, 이산화티탄 50∼100중량%, 그리고 콜로이드 실리카를 10∼30중량% 되도록 첨가하는 것을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 담지체의 제조공정과 담지체의 항균 금속의 담지시키는 공정을 동시에 실시하여 담지체 제조공정이 따로 필요없고 소성에 의해 항균제의 자외선 변색이 없는 무기항균제의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 무기항균제 제조방법에서는 85%의 인산(H₃PO₄), 질산은(AgNO₃), 이산화티탄(TiO₂), 콜로이드 실리카(Colloid silica)의 4가지 원료물질을 사용한다.

인산은 항균제 제조 후 소성시 은이온의 산화를 방지하기 위해서 사용한다.

질산은 용액은 항균력을 나타내는 금속이온의 원천으로 인한 사용량의 5∼15중량%의 질산은을 함유하는 용액을 사용한다. 만일, 그 사용량의 5중량% 미만이 되면 항균력의 효과가 없게 되고, 15중량%를 넘게되면 과량의 미반응의 은이온의 산화로 수지적용시 변색의 가능성이 있다.

이산화티탄은 수지 적용시 수지의 변색을 방지하거나 소색시키기 위하여 사용되며 그 사용량은 인산 사용량의 50∼100중량%를 사용한다. 만일, 그 사용량이 인산 사용량에 대하여 50중량% 미만이 되면 습식일괄(batch)의 건조가 어렵게 되고, 100중량%를 넘게되면 혼합이 어렵게 되어 균질한 항균제를 얻을 수 없게 된다.

한편, 본 발명에서는 반응하고 남은 미반응의 은이온을 흡착시켜 제거하기 위하여 콜로이드 실리카를 사용하는 바, 그 사용량은 인산 사용량의 10∼30중량%이다. 이렇게 은이온이 흡착된 클로이드 실리카는 강력한 항균력을 나타낸다.

만일, 콜로이드 실리카의 사용량이 인산 사용량에 대하여 10중량% 미만이면 미반응의 은이온을 충분히 흡착시키기 어려워 은이온의 산화가 발생할 염려가 있고, 30중량%를 넘게되면 은이온 흡착 후 남은 콜로이드 실리카로 인하여 균질한 항균제를 얻을 수 없다.

위와 같은 각각의 조성을 첨가 혼합하여 고체 항균제를 제조하는 바, 이로써 담지체의 제조와 담지체에의 은이온의 담지가 동시에 이루어진다. 본 발명에서는 이와같은 방법으로 고체 항균제를 제조한 후 이를 알루미나 도가니를 사용하여 500∼700℃의 온도범위내에서 소성한다. 소성온도가 500℃보다 낮으면 은이온의 입자내의 충분한 흡착이 어려워 항균제 입자가 대기중에 노출되었을 때 은이온이 용출되어 항균제자체의 변색 가능성이 있으며, 700℃보다 높은 온도에서 소성하면 은이온의 입자내의 강한 흡착으로 인해 수지적용시 은이온의 항균력 저하로 항균제로서의 작용이 저하된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무기항균제의 제조방법은 첨가되는 조성과 함량을 특정조성으로 구성함과 동시에 이들 조성을 첨가 혼합하여 담지체의 제조와 동시에 은이온이 담지되도록 함으로써 소성에 의해 불안정한 은이온이 안정하게 담지됨에 따라 은이온의 함량 조절이 용이하며 안정적이고 지속적인 향균효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 인체에 영향을 주지 않고 수지변색도 일어나지 않는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

2ℓ비이커에 85% 인산을 200㎖ 넣고 교반기(stirrer)를 사용하여 200rpm으로 교반하면서 여기에 질산은 20g을 증류수 300㎖에 녹인 용액을 넣고 10분간 교반한 다음, 다시 여기에 이산화티탄 분말 150g을 서서히 가하여 이산화티탄 분말이 완전히 풀어질때까지 1시간 정도 교반하였다. 여기에 콜로이드 실리카 용액 30㎖을 가한 후 다시 1시간 교반하였다. 이렇게하여 제조된 용액을 120℃드라이 오븐에서 20시간 충분히 건조하여 담지체 제조와 동시에, 이 담지체에 은이온을 담지시킨 벌크상의 고체 항균제를 얻었다.

얻어진 고체 항균제를 알루미나 도가니에 넣어 전기로에 넣고 600℃에서 1시간 소성한 후 로냉시키고, 소성된 항균제를 수지에 혼합시 잘 혼합시키기 위하여 알루미나 볼밀(ball mill)로 2시간 분쇄하여 체가름하였다.

이렇게 하여 얻어진 항균제 분말은 평균입도가 5㎛이고 은의 담지량이 3.3중량%로 분말유동성이 좋으며, 색상도 밝은 흰색이었으며 이의 항균력 실험결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

2ℓ 비이커에 85% 인산을 200㎖ 넣고 교반기(stirrer)를 사용하여 200rpm으로 교반하면서 여기에 질산은 10g을 증류수 300㎖에 녹인 용액을 넣고 10분간 교반한 다음, 다시 여기에 이산화티탄 분말 100g을 서서히 가하여 이산화티탄 분말이 완전히 풀어질때까지 1시간 정도 교반하였다. 여기에 콜로이드 실리카 용액 20㎖을 가한 후 다시 1시간 교반하였다. 이렇게하여 제조된 용액을 120℃드라이 오븐에서 20시간 충분히 건조하여 담지체 제조와 동시에, 이 담지체에 은이온을 담지시킨 벌크상의 고체 항균제를 얻었다.

얻어진 고체 항균제를 알루미나 도가니에 넣어 전기로에 넣고 700℃에서 1시간 소성한 후 로냉시키고, 소성된 항균제를 수지에 혼합시 잘 혼합시키기 위하여 알루미나 볼밀로 2시간 분쇄하여 체가름하였다.

이렇게 하여 얻어진 항균제 분말은 평균입도가 5㎛이고 은의 담지량이 1.7중량%로 분말유동성이 좋으며, 색상도 밝은 흰색이었으며 이의 항균력 실험결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

2ℓ 비이커에 85% 인산을 200㎖ 넣고 교반기(stirrer)를 사용하여 200rpm으로 교반하면서 여기에 질산은 30g을 증류수 300㎖에 녹인 용액을 넣고 10분간 교반 후 다시 여기에 이산화티탄 분말 200g을 서서히 가하여 이산화티탄 분말이 완전히 풀어질때까지 1시간 정도 교반하였다. 여기에 콜로이드 실리카 용액 60㎖을 가한 후 다시 1시간 교반하였다. 이렇게하여 제조된 용액을 120℃드라이 오븐에서 20시간 충분히 건조하여 담지체 제조와 동시에, 이 담지체에 은이온을 담지시킨 벌크상의 고체 항균제를 얻었다.

얻어진 고체 항균제를 알루미나 도가니에 넣어 전기로에 넣고 600℃에서 1시간 소성한 후 로냉시키고, 소성된 항균제를 수지에 혼합시 잘 혼합시키기 위하여 알루미나 볼밀로 2시간 분쇄하여 체가름하였다.

이렇게 하여 얻어진 항균제 분말은 평균입도가 5㎛이고 은의 담지량이 5.0중량%로 분말유동성이 좋으며, 색상도 밝은 흰색이었으며 이의 항균력 실험결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

2ℓ 비이커에 85% 인산을 200㎖ 넣고 교반기(stirrer)를 사용하여 200rpm으로 교반하면서 여기에 질산은 20g을 증류수 300㎖에 녹인 용액을 넣고 10분간 교반한 다음, 다시 여기에 이산화티탄 분말 150g을 서서히 가하여 이산화티탄 분말이 완전히 풀어질때까지 1시간 정도 교반하였다. 여기에 콜로이드 실리카 용액 30㎖을 가한 후 다시 1시간 교반하였다. 이렇게하여 제조된 용액을 120℃드라이 오븐에서 20시간 충분히 건조하여 담지체 제조와 동시에, 이 담지체에 은이온을 담지시킨 벌크상의 고체 항균제를 얻었다.

얻어진 고체 항균제를 알루미나 도가니에 넣어 전기로에 넣고 650℃에서 1시간 소성한 후 로냉시키고, 소성된 항균제를 수지에 혼합시 잘 혼합시키기 위하여 알루미나 볼밀로 2시간 분쇄하여 체가름하였다.

이렇게 하여 얻어진 항균제 분말은 평균입도가 5㎛이고 은의 담지량이 3.3중량%로 분말유동성이 좋으며, 색상도 밝은 흰색이었으며 이의 항균력 실험결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[실시예 5]

2ℓ 비이커에 85% 인산을 200㎖ 넣고 교반기(stirrer)를 사용하여 200rpm으로 교반하면서 여기에 질산은 20g을 증류수 300㎖에 녹인 용액을 넣고 10분간 교반한 다음, 다시 여기에 이산화티탄 분말 200g을 서서히 가하여 이산화티탄 분말이 완전히 풀어질때까지 1시간 정도 교반하였다. 여기에 콜로이드 실리카 용액 30㎖을 가한 후 다시 1시간 교반하였다.

이렇게하여 제조된 용액을 120℃드라이 오븐에서 20시간 충분히 건조하여 담지체 제조와 동시에, 이 담지체에 은이온을 담지시킨 벌크상의 고체 항균제를 얻었다. 얻어진 고체 항균제를 알루미나 도가니에 넣어 전기로에 넣고 500℃에서 1시간 소성한 후 로냉시키고, 소성된 항균제를 수지에 혼합시 잘 혼합시키기 위하여 알루미나 볼밀로 2시간 분쇄하여 체가름하였다.

이렇게 하여 얻어진 항균제 분말은 평균입도가 5㎛이고 은의 담지량이 3.3중량%로 분말유동성이 좋으며, 색상도 밝은 흰색으로 수지적용시 변색이 일어나지 않는 항균제를 얻었으며 이의 항균력 실험결과는 다음 표 1에 나타내었다.

[실시예 6]

2ℓ 비이커에 85% 인산을 200㎖ 넣고 교반기(stirrer)를 사용하여 200rpm으로 교반하면서 여기에 질산은 30g을 증류수 300㎖에 녹인 용액을 넣고 10분간 교반한 다음, 다시 여기에 이산화티탄 분말 150g을 서서히 가하여 이산화티탄 분말이 완전히 풀어질때까지 1시간 정도 교반하였다. 여기에 콜로이드 실리카 용액 50㎖을 가한 후 다시 1시간 교반하였다. 이렇게하여 제조된 용액을 120℃드라이 오븐에서 20시간 충분히 건조하여 담지체 제조와 동시에, 이 담지체에 은이온을 담지시킨 벌크상의 고체 항균제를 얻었다.

얻어진 고체 항균제를 알루미나 도가니에 넣어 전기로에 넣고 600℃에서 1시간 소성한 후 로냉시키고, 소성된 항균제를 수지에 혼합시 잘 혼합시키기 위하여 알루미나 볼밀로 2시간 분쇄하여 체가름하였다.

이렇게 하여 얻어진 항균제 분말은 평균입도가 5㎛이고 은의 담지량이 5.0wt%로 분말유동성이 좋으며, 색상도 밝은 흰색이었으며 이의 항균력 실험결과는 다음 표 1에 나타내었다.

향균 시험 방법

상기 실시예 1∼6에 따라 제조된 항균분말 각각에 대하여 1중량%를 ABS수지에 첨가하여 얻어진 항균제 첨가 ABS수지 판금(plate)를 5×5 cm의 크기로 절단하였다.

한편 시험균주로는 대장균(Eescherchia coli(ATCC 25923 KCTC1682))을 사용했으며, 시험배지로 최소배지(minimal media)와 트립톤-글루코오즈 추출물(Trytone Glucose extract(TGE)) 아가-DIFCO를 사용했다.

인산 완충액을 이용하여 배양한 균액을 희석하여 균주가 10ⁿ(n=5) 되도록 조정하여 이 균액을 상기 제조된 ABS 수지 판금위에 최소배지를 도포한 후 접종하여 이 위에 멸균된 파라필름(para film)을 덮은 다음 25℃에서 24시간 방치한 후 다시 인산 완충용액 9㎖로 시편을 씻어낸 다음 100배로 희석하였다.

희석한 균액을 0.01㎖ 취하여 TGE 배지에 접종한 후 24시간 경과후의 균수를 항균제를 첨가하지 않았을 때와 측정하여 비교하였다.

또한 항균제의 ABS수지에 적용시의 수지변색 여부는 항균제 첨가 전후의 ABS수지 판금을 각각 만들어 이들의 변색 여부를 육안으로 확인하는 방법으로 하였다.

상술한 바와 같이 본 발명의 제조방법은 담지체의 제조와 은이온의 담지가 동시에 이루어지도록 함으로써 온이온의 함량 조절이 용이하고 안정적이고 지속적으로 살균성 및 항균성을 가지며, 특히 적은양의 은이온을 사용함으로써 인체에 영향을 주지 않으며 담지되는 은이온의 함량을 자유롭게 조절할 수 있으며, 이를 수지에 적용하여 일광의 조사나 열에 의한 변색이 일어나지 않는 항균제로서 해당분야에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (2)

1. 은 함유 무기항균제를 제조하는 방법에 있어서, 인산, 질산은, 이산화티탄 분말 및 콜로이드 실리카를 혼합하고 건조 소성하여 무기항균제를 제조하되, 상기 인산의 사용량에 대하여 질산은 5∼15중량%, 이산화티탄 50∼100중량%, 그리고 콜로이드 실리카를 10∼30중량% 되도록 첨가하는 것을 그 특징으로 하는 무기항균제의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 소성은 500∼700℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 무기항균제의 제조방법.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.