WO2021040465A1 - 수용성 고분자 셀룰로오스 및 계면활성제를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물 - Google Patents

수용성 고분자 셀룰로오스 및 계면활성제를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물 Download PDF

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surfactant
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이인화
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조선대학교산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a composition for removing fine or ultra-fine dust, producing bubbles having an antimicrobial effect, and to a dust sedimentation or antimicrobial bubble prepared therefrom.
  • Fine dust is formed as a heterogeneous reaction, which is not a reaction between substances having the same phase, such as "reaction between gaseous substances", but rather with different phases such as gaseous substances, liquid substances, and solid substances. It means that fine dust and gaseous substances are combined as a reaction between substances, and various components such as organic and inorganic ionic substances and metal substances including heavy metals are present in the fine dust in the atmosphere formed by such a heterogeneous reaction. do.
  • NO 3- and SO 4 2- were the main components in the case of anions, and NH 4+ and metal ions were the main components in the case of cations.
  • both PM10 (dust with a particle diameter of 10 ⁇ m or less) and PM2.5 (dust with a particle diameter of 2.5 ⁇ m or less) appeared in the same order as SO4 2- >NO 3- >Cl - > Ca 2+.
  • the difference in the fluctuation range means fluctuations due to external influences, which means that they are greatly influenced by external sources.
  • fine and ultrafine dust containing ionic components and metal components are small in size and small in mass, so they float in the atmosphere for a long time or move by wind or vertical ascending air currents.
  • bubbles can be made to aggregate and settle the dust.
  • An object of the present invention is to provide a composition for sedimentation of dust or for producing antimicrobial bubbles.
  • Another object of the present invention is to provide a dust sedimentation or antimicrobial bubble.
  • Another object of the present invention is to provide a method for removing dust or microorganisms attached to the dust.
  • a composition for producing a bubble for sedimentation of dust containing a water-soluble polymer cellulose and a surfactant.
  • the water-soluble polymer cellulose is carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC), hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), hydroxypropyl cellulose (HPC), or hydroxyethyl cellulose (HEC).
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • MC methyl cellulose
  • HPMC hydroxypropylmethyl cellulose
  • HPC hydroxypropyl cellulose
  • HEC hydroxyethyl cellulose
  • the surfactant is at least one of cationic, anionic, nonionic, or amphoteric surfactants, a composition for producing a bubble for sedimentation of dust.
  • composition according to the above 1, wherein the surfactant is at least one of cocobetaine or sodium cocoylappleamino acid.
  • the composition for producing a dust sedimentation bubble further comprising glycerin or polyethylene glycol.
  • composition for producing a bubble for sedimentation of dust according to the above 1, further comprising starch syrup.
  • composition for producing a bubble for sedimentation of dust according to the above 1, further comprising a chelating agent.
  • the chelating agent is at least one of alanine, polyphosphate sodium, metaphosphate sodium, phosphoric acid, tartaric acid, or ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA), a composition for producing a bubble for sedimentation of dust.
  • EDTA ethylenediamine tetraacetic acid
  • composition for preparing a bubble for sedimentation of dust comprising 0.01 to 10 parts by weight of the water-soluble polymer cellulose and 5 to 50 parts by weight of the surfactant.
  • composition for preparing a bubble for sedimentation of dust comprising 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, and 5 to 15 parts by weight of starch syrup.
  • the dust is a composition for producing a dust sedimentation bubble having a diameter of 0.1 to 100 ⁇ m.
  • Dust sedimentation bubble prepared from the composition of any one of the above 1 to 12.
  • a method of removing dust by spraying the above 13 bubbles in the air or in a closed space 14.
  • a composition for producing antimicrobial bubbles comprising a water-soluble polymer cellulose, a surfactant, and an antimicrobial agent.
  • the water-soluble polymer cellulose is carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC), hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), hydroxypropyl cellulose (HPC), or hydroxyethyl cellulose (HEC).
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • MC methyl cellulose
  • HPMC hydroxypropylmethyl cellulose
  • HPC hydroxypropyl cellulose
  • HEC hydroxyethyl cellulose
  • antimicrobial bubble preparation composition wherein the surfactant is at least one of cationic, anionic, nonionic, or amphoteric surfactants.
  • the plant extract is ginkgo biloba extract, thyme extract, sasapras extract, camphor extract, lavender extract, rosemary extract, marjoram extract, fig tree milk extract, pineapple stem extract or kiwi fruit extract.
  • a composition for producing at least one antimicrobial bubble is ginkgo biloba extract, thyme extract, sasapras extract, camphor extract, lavender extract, rosemary extract, marjoram extract, fig tree milk extract, pineapple stem extract or kiwi fruit extract.
  • composition for preparing antimicrobial bubbles according to the above 15, comprising 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, and 0.01 to 10 parts by weight of an antimicrobial agent.
  • composition for producing antimicrobial bubbles according to the above 21, comprising 0.01 to 10 parts by weight of water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of surfactant, 0.01 to 10 parts by weight of antimicrobial agent, and 5 to 15 parts by weight of polyethylene glycol.
  • composition for preparing antimicrobial bubbles according to the above 22, comprising 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, 0.01 to 10 parts by weight of an antimicrobial agent, and 5 to 15 parts by weight of starch syrup.
  • Antimicrobial bubbles prepared with the composition of any one of the above 15 to 25.
  • the composition of the present invention contains a component capable of adsorbing dust, and bubbles can be formed smoothly by the composition, and the composition of the present invention has the effect of increasing the air time of the produced bubble. It can effectively remove fine or ultrafine dust floating in the air.
  • composition of the present invention can effectively remove microorganisms floating in the air, including antimicrobial agents.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the shape of a bubble made of a composition according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a process in which dust is adsorbed and settled in a bubble made of a composition according to an embodiment.
  • the present invention provides a composition for producing a bubble for sedimentation of dust comprising a water-soluble polymer cellulose and a surfactant.
  • the water-soluble polymer cellulose may be obtained from nature, may be manufactured and sold industrially, but is not limited thereto.
  • the water-soluble polymer cellulose may be carboxymethyl cellulose (CMC), methyl cellulose (MC), hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), hydroxypropyl cellulose (HPC), or hydroxyethyl cellulose (HEC), but is not limited thereto.
  • the surfactant may be a natural surfactant derived from nature, or may be a synthetic surfactant synthesized artificially.
  • the surfactant may be cationic, anionic, nonionic, or amphoteric, but is not limited thereto.
  • the type of surfactant can be adjusted according to the characteristics of the pollutant to be removed.
  • the cationic surfactant may be an alkyltrimethylammonium salt, a dialkyldimethylammonium salt, an alkylbenzyldimethylammonium salt, or the like, but is not limited thereto.
  • the anionic surfactant may be monoalkyl sulfates, alkyl polyoxyethylene sulfates, alkylbenzene sulfonates, monoalkyl phosphates, etc., but is not limited thereto.
  • the nonionic surfactants are polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, propylene It may be glycol fatty acid esters, polyoxyalkylene-modified silicones, etc., but is not limited thereto.
  • amphoteric surfactant may be alkyldimethylamine oxide, alkylcarboxybetaine, or the like, but is not limited thereto.
  • the surfactant is soap, monoalkyl sulfate, alkylpolyoxyethylene sulfate, alkelbenzenesulfonate, monoalkylphosphate, dialkyldimethylammonium salt, alkylbenzylmethylammonium salt, alkylsulfobetaine, alkylcarboxibetaine, polyoxy Ethylene alkyl ether, fatty acid sorbitan ester, fatty acid diethanolamine, or alkyl monoglyceryl ether may be, but is not limited thereto.
  • the surfactant may be coco betaine, apple wash (sodium cocoyl appleamino acid), olive oil base, laural glycoside or coco glucoside, but is not limited thereto.
  • composition for preparing a bubble for dust sedimentation of the present invention may contain 5 to 50 parts by weight of a surfactant based on 100 parts by weight of the total composition.
  • composition for preparing a bubble for dust sedimentation of the present invention may include 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose and 5 to 50 parts by weight of a surfactant.
  • the water-soluble polymer cellulose may be included in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, 0.05 to 9 parts by weight, 0.1 to 8 parts by weight, 1 to 7 parts by weight, 2 to 6 parts by weight, 3 to 5 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the water-soluble polymer cellulose may be included in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, 0.5 to 2.5 parts by weight, and 1 to 2 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the surfactant may be included in 5 to 50 parts by weight, 10 to 45 parts by weight, 15 to 40 parts by weight, 20 to 35 parts by weight, or 25 to 30 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the surfactant may be included in an amount of 10 to 50 parts by weight, 20 to 40 parts by weight, or 25 to 35 parts by weight, but is not limited thereto.
  • composition for preparing a bubble for dust sedimentation of the present invention may further include at least one of a naturally degradable water-soluble polymer, alginate, disaccharide, or polysaccharide, but is not limited thereto.
  • the naturally degradable water-soluble polymer may be polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA), or glycerin, but is not limited thereto.
  • the alginate may be extracted from seaweed, but is not limited thereto.
  • the disaccharide or polysaccharide may be starch syrup, but is not limited thereto.
  • composition for producing a bubble for dust sedimentation of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose and 5 to 50 parts by weight of a surfactant, the naturally degradable water-soluble polymer may be included, for example, 5 to 15 parts by weight.
  • the naturally degradable water-soluble polymer may be included in 5 to 15 parts by weight, 6 to 14 parts by weight, 7 to 13 parts by weight, 8 to 12 parts by weight, or 9 to 11 parts by weight, but is not limited thereto.
  • composition for producing a bubble for dust sedimentation of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose and 5 to 50 parts by weight of a surfactant, the polysaccharide or disaccharide may be included, for example, 5 to 15 parts by weight.
  • the polysaccharide or disaccharide may be included in 5 to 15 parts by weight, 6 to 14 parts by weight, 7 to 13 parts by weight, 8 to 12 parts by weight, or 9 to 11 parts by weight, but is not limited thereto.
  • composition for producing a bubble for dust sedimentation of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose and 5 to 50 parts by weight of a surfactant
  • the naturally degradable water-soluble polymer is, for example, 5 to 15 parts by weight
  • the polysaccharide or disaccharide is 5 to 15 parts by weight. It may be included in more parts by weight.
  • the composition for preparing a bubble for dust sedimentation of the present invention comprises 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, 5 to 15 parts by weight of a naturally degradable water-soluble polymer, polysaccharide or disaccharide 15 based on 100 parts by weight of the total composition. It may include parts by weight.
  • the composition for preparing a bubble of the present invention comprises 0.1 to 2.5 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 15 to 50 parts by weight of a surfactant, 5 to 15 parts by weight of a naturally degradable water-soluble polymer, and 15 parts by weight of a polysaccharide or disaccharide based on 100 parts by weight of the total composition. can do.
  • composition for preparing a bubble for dust sedimentation of the present invention may further include a chelating agent, and may be included without limitation as long as it has a multidentate ligand that combines with metal ions to form a chelate compound.
  • the chelating agent is alanine, sodium polyphosphate, sodium metaphosphate, phosphoric acid, tartaric acid, ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA), oxalate ion, citric acid, CyDTA (1,2-cyclo-hexadiamine tetraacetic acid) or nitrile. It may be triacetate (nitrilotriacetic acid; NTA), but is not limited thereto.
  • the chelating agent can stabilize heavy metals by forming a complex with heavy metals present in the dust.
  • EDTA may be EDTA-1Na, EDTA-2Na, EDTA-3Na, EDTA-4Na, EDTA-Ca2Na, or EDTA-FeNa, but is not limited thereto.
  • the composition for producing a bubble for dust sedimentation of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose and 5 to 50 parts by weight of a surfactant
  • the chelating agent may be further included, for example, 0.01 to 30 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the amount of the chelating agent can be adjusted according to the type or amount of heavy metals contained in the dust.
  • composition for producing a bubble for sedimentation of dust of the present invention may further contain water, purified water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, acetone, DMSO, DMF or acetonitrile, and preferably may further contain water, It is not limited thereto.
  • these ingredients may be included to control the total amount or volume of the composition of the present invention.
  • the water may be included to adjust the total amount of the composition of the present invention to 100% by weight.
  • the bubble formation efficiency can be increased.
  • a bubble having a shape and size suitable for sedimentation of dust may be prepared.
  • the duration of the bubble may be increased.
  • the present invention provides a dust sedimentation bubble made of the above-described composition.
  • the bubble may be manufactured using a double nozzle or a bubble maker, but is not limited thereto.
  • the dust sedimentation bubble prepared from the composition of the present invention may be prepared in a form suitable for sedimentation of dust.
  • the dust sedimentation bubble of the present invention may have a spherical shape, and this may be due to the fact that the composition for producing the bubble contains a component having a property of reducing surface tension.
  • the spherical shape of the bubble may be due to the amount of surfactant included in the composition, but is not limited thereto.
  • the dust sedimentation bubble prepared from the composition of the present invention may be prepared in a size suitable for sedimentation of the dust.
  • the bubble may have a diameter of 1mm to 30cm, but is not limited thereto.
  • the bubble may have a diameter of 1mm to 30cm, 1cm to 20cm, 2cm to 15cm, 2.5cm to 10cm, 3 to 5cm, but is not limited thereto.
  • the dust sedimentation bubble prepared with the composition of the present invention may have a long duration, which may be due to the fact that the composition for preparing the bubble contains a component that prevents water evaporation.
  • the longer duration of the bubble is the type or amount of surfactant contained in the composition, the type or amount of water-soluble polymer cellulose, the type or amount of biodegradable polymer, the type or amount of polysaccharide or disaccharide, and the type of chelate. Or, it may be due to at least one of the amounts, but is not limited thereto.
  • the duration of the dust sedimentation bubble is 100 to 2000, 120 to 1900, 140 to 1800, 160 to 1700, 180 to 1600, 200 to 1500, 220 to 1400, 240 to 1300, 260 to 1200, 280 to 1100 in air. , 300 to 1000, 320 to 900, 340 to 800, 360 to 700, 380 to 600, or may be 400 to 500 seconds, but is not limited thereto.
  • the duration of the dust sedimentation bubble is 200 to 300, 300 to 400, 400 to 500, 500 to 600, 600 to 700, 700 to 800, 800 to 900, 900 to 1000, 1000 to 1100, 1100 to 1200 in air. It may be 1200 to 1300, 1300 to 1400, 1400 to 1500, 1500 to 1600, 1600 to 1700, 1700 to 1800, 1800 to 1900, 1900 to 2000 seconds, but is not limited thereto.
  • the dust sedimentation bubble of the present invention can adsorb dust existing in the atmosphere.
  • the dust sedimentation bubble of the present invention may adsorb one or more of ultrafine dust or fine dust, but is not limited thereto.
  • the bubble of the present invention may adsorb PM10 (dust having a particle diameter of 10 ⁇ m or less; fine dust) or PM 2.5 (dust having a particle diameter of 2.5 ⁇ m or less; ultrafine dust), but is not limited thereto.
  • the particle diameter of the dust may be 0.01 to 100 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the particle diameter of the dust that can be adsorbed by the dust sedimentation bubble of the present invention is 0.01 to 100, 0.1 to 90, 1 to 80, 1.5 to 70, 2 to 60, 2.5 to 50, 3 to 40, 3.5 to 30 , 4 to 20, and may be 4.5 to 10 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • Dust may be adsorbed and/or agglomerated through physical and/or chemical collisions with the dust sedimentation bubble of the present invention and the components contained in the dust.
  • the dust sedimentation bubble of the present invention may be combined with at least one or more of inorganic ions, organic ions, or metal components contained in the dust, through which dust may be adsorbed and/or agglomerated.
  • dust When dust is adsorbed and/or agglomerated in the bubble, the mass increases and the dust may settle by gravity, which may reduce or remove the dust in the atmosphere.
  • the present invention provides a method of removing dust by spraying a dust sedimentation bubble made of the above-described composition.
  • a bubble spreader As a method of spraying bubbles, a bubble spreader, an aircraft or a drone vehicle may be used, but is not limited thereto.
  • the present invention bubble may be sprayed at an altitude of 100 to 1000 m using an aircraft or drone vehicle, but is not limited thereto.
  • Dust can be reduced or removed by spraying the dust sedimentation bubble of the present invention.
  • spraying the bubbles of the present invention it is possible to settle the dust existing in the indoor, outdoor atmosphere or closed space, and ultimately reduce or remove the dust existing in the indoor, outdoor or closed space.
  • asbestos dust can be reduced or removed.
  • dust or radioactive material containing radioactive material may be reduced or removed by spraying the bubble of the present invention on a place containing radioactive material.
  • by spraying the bubble of the present invention onto a space contaminated with bacteria or viruses it is possible to reduce or remove bacteria or viruses.
  • by spraying the bubble of the present invention in a space contaminated with poison gas poison gas can be reduced or removed.
  • the dust sedimentation bubble of the present invention it is possible to remove or reduce fine or ultrafine dust in an urban or wide area.
  • the dust sedimentation bubble of the present invention By using the dust sedimentation bubble of the present invention, it is possible to remove or reduce fine or ultrafine dust at a low cost.
  • the bubble of the present invention contains ingredients that are harmless to the human body, it is possible to environmentally remove or reduce fine or ultrafine dust.
  • the present invention provides a composition for producing antimicrobial bubbles comprising a water-soluble polymer cellulose, a surfactant, and an antimicrobial agent.
  • the water-soluble polymer cellulose and surfactant may be within the above-described range, but are not limited thereto.
  • Antimicrobial agents may be conventional antimicrobial agents known in the art, but are not limited thereto.
  • the antimicrobial agent may be an antibacterial agent, an antiviral agent, an antifungal agent, an antiprotozoal agent, or a combination agent.
  • the antimicrobial agent may be an agent that kills microorganisms or an agent that inhibits the growth of microorganisms.
  • the antimicrobial agent may be a synthetic material without skin sensitization or a non-toxic synthetic material harmless to the human body, but is not limited thereto.
  • the antimicrobial agent may be a natural substance, specifically, a plant extract, but is not limited thereto.
  • the plant extract may be ginkgo leaf extract, thyme extract, sasapras extract, camphor extract, rosemary extract, eucalyptus extract, marjoram extract, fig tree milk extract, pineapple stem extract, or kiwi fruit extract, but is not limited thereto.
  • extract of the present invention includes all substances obtained by extracting components of natural substances, regardless of the extraction method, extraction solvent, extracted component, or form of the extract, and substances obtained by extracting components of natural substances It is a broad concept that includes all substances that can be obtained by processing or processing by other methods after extracting.
  • the "plant extract” can be extracted using a conventional solvent known in the art, and regardless of the extraction method, extraction solvent, extracted component, or form of the extract, all substances obtained by extracting the components of the plant It contains substances obtained through the extraction method including the process of treating with heat, acid, base, enzyme, etc. in the process of extracting the components, and also substances obtained by extracting the components of plants. It is a broad concept that encompasses all substances that can be obtained by processing or processing by other methods after extraction.
  • the extraction solvent water, anhydrous or hydrated lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms (methanol, ethanol, propanol, butanol, etc.), a mixed solvent of the lower alcohol and water, acetone, ethyl acetate, chloroform, or 1,3-butyl Any one of ene glycol may be used. Preferably, it may be extracted using methanol, ethanol or butanol, but is not limited thereto.
  • the ginkgo leaf extract comprises adding water, ethanol, or a mixture thereof to the ginkgo leaf powder as a solvent, followed by bathing at 70° C. to 90° C. for 2 to 6 hours; filtering with a membrane filter; And it may be an extract extracted by the step of concentrating with a rotary vacuum evaporator at 50 °C to 80 °C, but is not limited thereto.
  • the thyme extract, sasapras extract, camphor extract, rosemary extract, eucalyptus extract or marjoram extract may be purchased from New Directions (Sydney, Australia), but limited thereto. It doesn't work.
  • the fig tree latex extract, pineapple stem extract, or kiwi fruit extract may be ficin, bromelain, or actinidin purchased from Sigma Aldrich Korea (Seoul, Korea), respectively, but are not limited thereto.
  • composition for preparing antimicrobial bubbles of the present invention may contain 5 to 50 parts by weight of a surfactant based on 100 parts by weight of the total composition.
  • composition for preparing an antimicrobial bubble of the present invention may include 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose and 5 to 50 parts by weight of a surfactant.
  • composition for preparing an antimicrobial bubble of the present invention may include 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, and 0.01 to 10 parts by weight of an antimicrobial agent.
  • the water-soluble polymer cellulose may be included in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, 0.05 to 9 parts by weight, 0.1 to 8 parts by weight, 1 to 7 parts by weight, 2 to 6 parts by weight, 3 to 5 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the water-soluble polymer cellulose may be included in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, 0.5 to 2.5 parts by weight, and 1 to 2 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the surfactant may be included in 5 to 50 parts by weight, 10 to 45 parts by weight, 15 to 40 parts by weight, 20 to 35 parts by weight, or 25 to 30 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the surfactant may be included in an amount of 10 to 50 parts by weight, 20 to 40 parts by weight, or 25 to 35 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the antimicrobial agent may be included in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, 0.05 to 9 parts by weight, 0.1 to 8 parts by weight, 1 to 7 parts by weight, 2 to 6 parts by weight, 3 to 5 parts by weight, but is not limited thereto.
  • the antimicrobial agent may be included in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, 0.5 to 2.5 parts by weight, and 1 to 2 parts by weight, but is not limited thereto.
  • composition for preparing antimicrobial bubbles of the present invention may further include at least one of a naturally degradable water-soluble polymer, alginate, disaccharide, or polysaccharide, but is not limited thereto.
  • the naturally degradable water-soluble polymer and the alginate may be within the above-described range, but are not limited thereto.
  • the disaccharide or polysaccharide may be within the above-described range, but is not limited thereto.
  • composition for producing an antimicrobial bubble of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, and 0.01 to 10 parts by weight of an antimicrobial agent, the naturally degradable water-soluble polymer is included in, for example, 5 to 15 parts by weight. I can.
  • the naturally degradable water-soluble polymer may be included in 5 to 15 parts by weight, 6 to 14 parts by weight, 7 to 13 parts by weight, 8 to 12 parts by weight, or 9 to 11 parts by weight, but is not limited thereto.
  • composition for preparing antimicrobial bubbles of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, and 0.01 to 10 parts by weight of an antimicrobial agent
  • the polysaccharide or disaccharide may be included, for example, 5 to 15 parts by weight. have.
  • the polysaccharide or disaccharide may be included in 5 to 15 parts by weight, 6 to 14 parts by weight, 7 to 13 parts by weight, 8 to 12 parts by weight, or 9 to 11 parts by weight, but is not limited thereto.
  • composition for producing an antimicrobial bubble of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, and 0.01 to 10 parts by weight of an antimicrobial agent
  • the naturally degradable water-soluble polymer is, for example, 5 to 15 parts by weight, 5 to 15 parts by weight of polysaccharides or disaccharides may be further included.
  • the composition for preparing antimicrobial bubbles of the present invention comprises 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, 0.01 to 10 parts by weight of an antimicrobial agent, and 5 to 15 parts by weight of a naturally degradable water-soluble polymer based on 100 parts by weight of the total composition. It may contain 15 parts by weight of polysaccharide or disaccharide.
  • the composition for preparing antimicrobial bubbles of the present invention comprises 0.1 to 2.5 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 15 to 50 parts by weight of a surfactant, 0.1 to 2.5 parts by weight of an antimicrobial agent, and 5 to 15 parts by weight of a naturally degradable water-soluble polymer based on 100 parts by weight of the total composition. It may contain 15 parts by weight of polysaccharide or disaccharide.
  • composition for preparing antimicrobial bubbles of the present invention may further include a chelating agent, and may be included without limitation as long as it has a multidentate ligand that combines with metal ions to form a chelating compound.
  • the chelating agent may be within the above-described range, but is not limited thereto.
  • composition for producing an antimicrobial bubble of the present invention contains 0.01 to 10 parts by weight of a water-soluble polymer cellulose, 5 to 50 parts by weight of a surfactant, and 0.6 to 1 parts by weight of an antimicrobial agent
  • the chelating agent is further included, for example, 0.01 to 30 parts by weight. However, it is not limited thereto.
  • composition for producing an antimicrobial bubble of the present invention may further contain water, purified water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, acetone, DMSO, DMF or acetonitrile, and preferably may further contain water, but this Not limited.
  • these ingredients may be included to control the total amount or volume of the composition of the present invention.
  • the water may be included to adjust the total amount of the composition of the present invention to 100% by weight.
  • the present invention provides an antimicrobial bubble prepared from the above-described composition.
  • the bubble may be within the above-described range, but is not limited thereto.
  • the present invention provides a method for removing microorganisms by spraying antimicrobial bubbles prepared with the above-described composition.
  • the method of spraying the bubbles may be within the above-described range, but is not limited thereto.
  • the antimicrobial bubble of the present invention By using the antimicrobial bubble of the present invention, it is possible to remove or inhibit the growth of pathogens floating in the atmosphere.
  • the antimicrobial agent when the antimicrobial agent is a plant extract, the antimicrobial bubble contains ingredients harmless to the human body, and thus pathogens can be environmentally removed or their growth can be suppressed.
  • methyl cellulose used in this study, a product having a viscosity of 15 at 20°C and 2% by weight manufactured by Shin Etsu Chemical Co., Ltd. was used.
  • the polymer alginate pristine sodium alginate, Mw: 446,400 was manufactured by Junsei.
  • Bubbles were prepared using environmentally friendly surfactants that are not harmful to the human body, such as coco betaine (Lauramidopropyl betaine), apple wash (sodium cocoyl appleamino acid), olive oil base, laural glycoside, and coglucoside.
  • coco betaine Lauramidopropyl betaine
  • apple wash sodium cocoyl appleamino acid
  • olive oil base laural glycoside
  • coglucoside coglucoside
  • a water-soluble polymer such as glycerin or polyethyl glycol (PEG)
  • Table 1 below compares the diameters (unit: cm) of bubbles formed according to the type of surfactant.
  • Polyethyl glycol (PEG) was fixed at 10 g, and the duration of pores of the bubble was measured while changing the amount of surfactant.
  • Table 2 is a comparison of the duration (unit: second) of the bubbles according to the amount of surfactant added.
  • the duration of the bubble depending on the amount of surfactant added was found to increase when cocobetaine was added at 20% by weight or more compared to the total composition, and increased significantly when added at 30% by weight or more in the case of apple wash.
  • Example 3 Effect of increasing bubble duration according to addition of methylcellulose and/or alginate
  • Experimental solution I was prepared by mixing 50 g of purified water, 30 g of surfactant (cocobetaine), 10 g of polyethyl glycol (PEG), and 10 g of starch syrup.
  • surfactant cocobetaine
  • PEG polyethyl glycol
  • Surfactant (cocobetaine) 30g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, methylcellulose 0.5g, 1g, 1.5g, and 2g respectively were added, and the remainder was filled with purified water, and 100g of composition (Experimental Solution II-1 To experimental solution II-4) was prepared.
  • Surfactant (cocobetaine) 30g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, alginate 0.5g, 1g, 1.5g, 2g respectively were added, and the remainder was filled with purified water, and 100g of composition (experimental solution III-1 to Experimental solution III-4) was prepared.
  • Surfactant (cocobetaine) 30g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, alginate 0.3g, methylcellulose 0.5g, 1g, 1.5g, 2g respectively were added, and the remainder was filled with purified water and 100g of composition (experimental Solution IV-1 to Experimental Solution IV-4) were prepared.
  • the bubble duration measurement method was carried out by blowing 0.1 ml of the prepared solution with a straw and measuring the time until the membrane bursts.
  • Table 3 shows the duration of airspace of the bubbles prepared as the experimental solution, and the prepared value is an average value of the results measured by repeating a total of 5 times.
  • Surfactant 30g to 50g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, methylcellulose 1.5g, EDTA-2Na 2g were added, and the remainder was filled with purified water and 100g of composition (experimental solution V-1 to Experimental solution V-3) was prepared.
  • Surfactant 30g to 50g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, methylcellulose 1.5g, EDTA-4Na 2g were added, and the remainder was filled with purified water and 100g of composition (experimental solution VI-1 to Experimental solution VI-3) was prepared.
  • Surfactant (cocobetaine) 30g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, methylcellulose 1.5g, EDTA-4Na 2g were added, and the remainder was filled with purified water to prepare an experimental solution VI-1 (100g).
  • a surfactant cocobetaine
  • PEG polyethyl glycol
  • starch syrup 1.5 g of methylcellulose
  • EDTA-4Na EDTA-4Na
  • Surfactant 30g to 50g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, methylcellulose 1.5g, alginate 0.3g, EDTA-2Na 2g were added, and the remainder was filled with purified water and 100g of composition (experimental solution VII-1 to experimental solution VII-3) were prepared.
  • Surfactant (cocobetaine) 30g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, methylcellulose 1.5g, alginate 0.3g, EDTA-2Na 2g were added, and the rest was filled with purified water, and the experimental solution VII-1 (100g) was prepared.
  • Surfactant 50g, polyethyl glycol (PEG) 10g, starch syrup 10g, methylcellulose 1.5g, alginate 0.3g, EDTA-2Na 2g were added, and the rest was filled with purified water, and the experimental solution VII-3 (100g) was prepared.
  • the bubble duration measurement method was conducted by blowing the prepared solution with a straw and measuring the time until the film burst.
  • Table 4 shows the duration of airspace of the bubble prepared as the experimental solution, and the prepared value is an average value of the results measured by repeating a total of 5 times.
  • Experimental solution Bubble duration (unit: seconds) Experimental Solution V-1 340 Experimental Solution V-2 649 Experimental Solution V-3 1028 Experimental Solution VI-1 363 Experimental Solution VI-2 425 Experimental Solution VI-3 974 Experimental solution VII-1 514 Experimental Solution VII-2 609 Experimental Solution VII-3 1046
  • Example 5 Bubble settling time according to the diameter of the bubble and the concentration of fine dust
  • a certain amount of solution was injected with a syringe to change the amount of air to create bubbles with different diameters, and the settling time taken for each bubble to descend 1.5m in a cylinder (diameter 0.5m, height 1.65m) was calculated.
  • Table 5 below is a result of measuring the sedimentation time according to the diameter of the bubble and calculating the sedimentation rate, and is an average value obtained by repeatedly measuring 15 times according to the above method.
  • Table 6 shows the settling time (sec) according to the diameter of the bubble (cm) and the concentration of PM10 (ppm), and Table 7 shows the velocity (m/) according to the diameter of the bubble (cm) and the concentration of PM10 (ppm). s).
  • the diameter of the bubble was changed by changing the amount of air injected into the syringe for producing a bubble, and the thickness of the bubble film was calculated using Equation 1 below.
  • Table 8 below shows the thickness of the film according to the diameter of the prepared bubble.
  • Example 7 Calculation of the weight of dust adsorbed on the surface according to the bubble diameter and the concentration of air pollution
  • the weight of the fine dust adsorbed on the bubble surface was calculated by using the change of sedimentation speed to calculate the amount of fine dust trapped in accordance with the change in the concentration of fine dust in a cylinder with a length of 1.5 m (cylinder: 0.5 m in diameter and 1.65 m in height). ).
  • Table 9 below shows the amount of fine dust captured according to the fine dust concentration and bubble diameter.
  • Fine dust concentration PM2.5( ⁇ g/m 3 ) Bubble diameter 2.5cm 2.7 cm 3.0cm 3.5cm Adsorption amount ( ⁇ g) 100 0.99 1.39 1.32 1.76 200 1.17 1.53 1.38 1.77 300 1.08 1.48 1.48 1.76 400 1.21 1.62 1.48 1.8 500 1.28 1.58 1.53 1.92 600 1.38 1.72 1.58 2.04 700 1.42 1.76 1.89 2.23
  • Example 8 Effect of removing fine dust from bubbles prepared with a composition containing water-soluble cellulose and surfactant
  • a fine dust concentration meter and a bubble machine are installed in the experimental chamber (1.3m wide, 0.75m long, 1.7m high), and the concentration of fine dust is controlled by supplying artificial fine dust by combustion using mosquito repellent. And, PM10 and PM2.5 concentrations were measured for each fine dust size.
  • the solution for bubble preparation was prepared by including 30% (300g) of surfactant, 10% (100g) of PEG, 10% (100g) of starch syrup, and 1.5% (15g) of methylcellulose based on the total 1000g.
  • the initial concentration of PM10 was 930 ⁇ g/m 3
  • the initial concentration of PM2.5 was 550 ⁇ g/m 3
  • 10 minutes after bubble spraying PM10 was 550 ⁇ g/m 3
  • PM2.5 was It decreased by 40.86% and 66.34%, respectively, to 174 ⁇ g/m 3, showing a large decrease in PM10.
  • Table 10 shows the effect of removing fine dust by spraying the prepared bubbles.
  • Example 9 Effect of Ginkgo Leaf Extract on Bacteria Removal
  • Ginkgo leaf extract was prepared at 80°C using a rotary evaporator (R-114, Buchii) by adding 1 L of a solvent having an ethanol concentration of 60% (v/v) to 100 g of sufficiently dried ginkgo leaf powder. After bathing for 4 hours, it was filtered through a membrane filter (0.45 ⁇ m, Whatman), and then concentrated with a rotary vacuum evaporator at 60°C to be used as a sample.
  • Staphylococcus aureus (KCCM 12214) strain was cultured with shaking for 24 hours in luria-bertani (LB, pH7.0, 37°C) medium and trypticase soy agar (TSA, pH7.2, 37°C) and measured by the Disc diffusion test method.
  • Table 11 shows the effect of inhibiting the growth of Staphylococcus aureus (S. aureus) of the ginkgo biloba extract by concentration in terms of the size of the clear zone.
  • Ginkgo biloba leaves contented Diameter(mm) 0 wt%(control) 8 0.1 wt% 8 0.5 wt% 8 1.0 wt% 8.7 5.0 wt% 9.2 10 wt% 9.8 20 wt% 10.1 30 wt% 12.6
  • Example 10 Effect of plant extract essential oil (essential oil) on removing bacteria
  • Plant extract essential oil (essential oil) was purchased and used from New Directions (Sydney, Australia).
  • Staphylococcus aureus (KCCM 12214) strain was cultured with shaking for 24 hours in luria-bertani (LB, pH7.0, 37°C) medium and trypticase soy agar (TSA, pH7.2, 37°C) and measured by the Disc diffusion test method.
  • Table 12 below shows the effect of inhibiting growth of Staphylococcus aureus (S. aureus) of each plant extract in terms of the size of the clear zone.
  • the control size of the disc is 7 mm, and the clear zone when thyme extract is added is 27.7 mm, showing the highest antibacterial activity.
  • Example 11 Effect of removing bacteria from a composition containing water-soluble cellulose, surfactant, and ginkgo biloba extract
  • ginkgo leaf extract For ginkgo leaf extract, add 1 L of solvent with an ethanol concentration of 60% (v/v) to 100 g of sufficiently dried ginkgo leaf powder, and boil at 80°C for 4 hours using a rotary evaporator (R-114, Buchii), followed by a membrane filter (0.45). ⁇ m, Whatman) and concentrated with a rotary vacuum evaporator at 60 °C was used as a sample.
  • the solution for bubble preparation is based on the total 100g, surfactant 30% (30g), PEG 10% (10g), starch syrup 10% (10g), methylcellulose 2% (2g) added 1:1 with ginkgo leaf extract It was prepared including.
  • Cellulose acetate/acetone (12.5wt%) to which the ginkgo leaf extract was added was electrospun to cut the Ginkgo-Cellulose fiber into 6 mm in a certain size, and then a disc diffusion test was performed. The activity was confirmed by the presence or absence of a proliferation inhibitory ring through a disc diffusion test.
  • Table 13 below shows the effect of inhibiting the growth of Staphylococcus aureus (S. aureus) of the extract of ginkgo biloba by concentration in terms of the size of the clear zone.
  • Ginkgo biloba leaves in Ginkgo-Cellulose fiber Diameter(mm) 0 wt%(control) 6 0.1 wt% 6 0.5 wt% 6 1.0 wt% 6 5.0 wt% 6.7 10 wt% 7.4 20 wt% 8.1 30 wt% 8.6
  • Example 11 Virus removal effect of fig fruit extract, pineapple extract and kiwi extract .
  • the plant extract was obtained by purchasing fig tree latex extract (ficin), pineapple stem extract (bromelain), and kiwi fruit extract (actinidin) purchased from Sigma aldrich. These substances have a strong proteolytic effect and are thought to incapacitate the virus by damaging the surface of the virus.
  • the virus strain used in the experiment are respiratory pneumonia virus that causes the (env +) Human respiratory syncytical virus (ssRNA / enveloped) and enteritis virus (env -) Rotavirus A (RNA / non enveloped) each ST cells and pediatric fetus in Vero cells It was cultured at 37°C using minimal essential media (MEM) medium containing 10% serum.
  • ssRNA / enveloped Human respiratory syncytical virus
  • env - enteritis virus
  • Rotavirus A RNA / non enveloped
  • ST cells and Vero cells are cultured in 96 well plates, and when each of the cells is 90% or more full at the bottom of the well, the existing culture medium is removed (env + ), human respiratory syncytical virus (ssRNA/enveloped) and enteritis virus. (env -) was given a new culture medium containing the Rotavirus a (RNA / non enveloped) to each well. Subsequently, plant extracts were administered to the wells by concentration (250, 500, 1000 ⁇ g/ml media), and after 48 hours incubation, live cells in each well were measured by SRB (sulforhodamine B) assay. SRB analysis proceeded as follows.
  • Trichloroacetic acid Trichloroacetic acid
  • SRB SRB solution
  • staining was performed for 30 minutes. Afterwards, the SRB staining solution not bound to the cells was washed several times with 1% (v/v) acetic acid, dried again, and the shape of the cells at the bottom of each well was photographed using a microscope camera.
  • 100 ⁇ l of a 10 mM Tris solution pH10.5 was added to each well to sufficiently dissolve the chromosomes bound to the cells, and the absorbance was measured at 560 nm.
  • Table 14 and Table 15 (env +) Human respiratory syncytical virus (ssRNA / enveloped) and enteritis virus of plant extract - shows the proliferation inhibitory effect on the virus Rotavirus A (RNA / non enveloped) (env).
  • Inhibition rate (%) (Group treated with virus and plant extract together-group treated with virus only)/(Group treated with plant extract only-treated with virus only) X 100.

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Abstract

본 발명은 계면활성제와 셀룰로오스 고분자를 포함함으로써 직경이 크고 체공시간이 긴 버블을 만들 수 있는 조성물에 관한 것으로, 상기 버블을 이용하면 대기 중에 존재하는 미세 또는 초미세 분진을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 항미생물제를 포함하여 대기 중에 부유하는 미생물도 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

수용성 고분자 셀룰로오스 및 계면활성제를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물
본 발명은 미세 또는 초미세 분진 제거, 항미생물 효과가 있는 버블 제조용 조성물 및 이로 제조된 분진 침강용 또는 항미생물 버블에 관한 것이다.
산업화에 따른 화석 연료의 대한 의존도가 높아짐에 따라 아황산 가스 및 질소산화물과 같은 1차 오염물질의 배출이 증가하고, 1차 오염물질의 대기 중에서 광화학 반응 등으로 생성된 에어로졸과 같은 미세한 부유 분진의 대기농도가 높아지고 있으며, 이는 인간생활 및 생태계에 심각한 악영향을 미치고 있는바, 이에 대한 대책이 시급한 상황이다. 대기 중의 1차 오염물질 등이 2차 오염물질인 질산염으로 전환되어 고농도의 미세 분진(먼지)이 발생하는 것으로 보고 있다.
미세먼지는 이질계 반응(heterogeneous reaction)으로 형성되는데, 이는 “기체상 물질 간 반응”과 같이 같은 상(phase)을 가진 물질 간의 반응이 아니라 기체상 물질, 액체상 물질, 고체상 물질 등 다른 상을 가진 물질 간의 반응으로 미세먼지와 기체상의 물질이 결합되는 것을 의미하며, 이와 같은 이질계 반응에 의해 형성된 대기중의 미세먼지에는 유기성 및 무기성 이온물질 및 중금속을 포함하는 금속 물질 등 다양한 성분이 존재하게 된다.
미세먼지에 포함된 이온 중, 음이온의 경우에는 NO 3-, SO 4 2-가 주요 성분으로 나타났고, 양이온의 경우에는 NH 4+ 와 금속이온이 주요 성분으로 나타났다. 변동폭을 살펴보면 PM10(입자직경이 10 μm 이하인 분진)과 PM2.5(입자직경이 2.5 μm 이하인 분진) 모두 동일하게 SO4 2->NO 3-> Cl -> Ca 2+ 등의 순서로 나타났다. 이러한 변동폭의 차이는 외부의 영향에 의한 변동을 의미하는 것으로 외부 발생원의 영향을 많이 받는 것을 의미한다.
미세먼지에는 이온성분뿐만 아니라 다양한 금속성분이 존재하며, 이중에는 인체에 해가 되는 중금속도 다수 포함되어 있다. 황(S)성분을 제외한 금속성분의 분율을 살펴보면 PM10은 Fe, Ca, Al, K, Na, Mg, Zn 순으로 높은 비율을 차지하였고, PM2.5는 동일 원소들이 이와 유사한 순서로 높은 비율을 차지하였다. 즉, 미세먼지에는 질산염, 황산염이 암모늄 형태로 결합되어 있고 여기에 고체상으로 여러 금속 물질 등이 결합되어 있다고 볼 수 있다.
한편, 이온성분과 금속성분을 포함하는 미세 및 초미세 분진은 크기가 작고 질량이 작기 때문에, 대기 중에 장시간 부유하거나 바람 또는 수직 상승기류에 의하여 이동한다. 이러한 부유 분진(suspended particles)을 빠른 속도로 효과적으로 침강시켜 제거하기 위해, 단순히 물을 뿌리거나 분진 제거 용액을 뿌리는 것이 아니라, 버블을 만들어 분진을 응집시켜 침강시킬 수 있다. 분진을 효과적으로 제거하기 위해, 분진을 잘 흡착할 수 있으며, 지속시간이 긴 버블을 제조할 필요성이 있다.
본 발명은 분진 침강용 또는 항미생물 버블 제조용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 분진 침강용 또는 항미생물 버블을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분진 또는 분진에 부착된 미생물을 제거하는 방법을 제공함에 있다.
1. 수용성 고분자 셀룰로오스 및 계면활성제를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸셀룰로오스(MC), 하드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 또는 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC) 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
3. 위 1에 있어서, 상기 계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계 또는 양성계 계면활성제 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 계면활성제는 코코베타인 또는 소듐코코일애플아미노산 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
5. 위 1에 있어서, 글리세린 또는 폴리에틸렌글리콜을 더 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
6. 위 1에 있어서, 물엿을 더 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
7. 위 1에 있어서, 킬레이트 형성제를 더 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
8. 위 7에 있어서, 상기 킬레이트 형성제는 알라닌, 폴리포스페이트 나트륨, 메타포스페이트 나트륨, 인산, 타르타르산 또는 에틸렌디아민 테트라아세트산(EDTA) 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
9. 위 1에 있어서, 상기 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부 및 상기 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
10. 위 5에 있어서, 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 5 내지 15 중량부를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
11. 위 6에 있어서, 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 물엿 5 내지 15 중량부를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
12. 위 1에 있어서, 상기 분진은 0.1 내지 100μm 직경을 가지는 것인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
13. 위 1 내지 12 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 분진 침강용 버블.
14. 위 13의 버블을 대기 또는 밀폐공간 중에 살포하여 분진을 제거하는 방법.
15. 수용성 고분자 셀룰로오스, 계면활성제 및 항미생물제를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
16. 위 15에 있어서, 상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸셀룰로오스(MC), 하드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 또는 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC) 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
17. 위 15에 있어서, 상기 계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계 또는 양성계 계면활성제 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
18. 위 15에 있어서, 상기 계면활성제는 코코베타인 또는 소듐코코일애플아미노산 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
19. 위 15에 있어서, 상기 항미생물제는 식물 추출물인 항미생물 버블 제조용 조성물.
20. 위 19에 있어서, 상기 식물 추출물은 은행잎 추출물, 타임(thyme) 추출물, 사스어프라스 추출물, 캠퍼 추출물, 라벤더 추출물, 로즈마리 추출물, 마조람 추출물, 무화과 나무 유액 추출물, 파인애플 줄기 추출물 또는 키위 열매 추출물 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
21. 위 15에 있어서, 글리세린 또는 폴리에틸렌글리콜을 더 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
22. 위 15에 있어서, 물엿을 더 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
23. 위 15에 있어서, 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
24. 위 21에 있어서, 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 5 내지 15 중량부를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
25. 위 22에 있어서, 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부 및 물엿 5 내지 15 중량부를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
26. 위 15 내지 25 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 항미생물 버블.
27. 위 26의 버블을 대기 또는 밀폐공간 중에 살포하여 미생물을 제거하는 방법.
본 발명의 조성물은 분진을 흡착할 수 있는 성분을 포함하고 있고, 상기 조성물에 의해 버블이 원활하게 형성될 수 있으며 제조된 버블의 체공시간이 증가되는 효과를 가지는바, 본 발명의 조성물을 버블로 만들어 대기 중에 부유하는 미세 또는 초미세 먼지를 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 항미생물제를 포함하여 대기 중에 부유하는 미생물도 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 조성물로 제조된 버블의 형태를 도식화한 것이다.
도 2는 일 실시예에 따른 조성물로 제조된 버블에 분진이 흡착되어 침강되는 과정을 도식화한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 수용성 고분자 셀룰로오스 및 계면활성제를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물을 제공한다.
수용성 고분자 셀룰로오스는 자연계로부터 얻어지는 것일 수 있고, 공업적으로 제조하여 판매되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
수용성 고분자 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸셀룰로오스(MC), 하드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 또는 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
계면활성제는 천연으로부터 유래된 천연 계면활성제일 수 있고, 인공적으로 합성된 합성 계면활성제일 수 있다.
계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계 또는 양성계일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제거 대상 오염물의 특성에 따라 계면활성제의 종류를 조절할 수 있다.
상기 양이온계 계면활성제는 알킬트리메틸암모늄염류, 디알킬디메틸암모늄염류, 알킬벤질디메틸암모늄염류 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 음이온계 계면활성제는 모노알킬황산염류, 알킬폴리옥시에틸렌황산염류, 알킬벤젠술폰산염류, 모노알킬인산염류 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 비이온계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 소르비탄 지방산에스테르류, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산에스테르류, 폴리옥시에틸렌 지방산에스테르류, 글리세린 지방산에스테르류, 프로필렌글리콜 지방산에스테르류, 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘류 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 양성계 계면활성제는 알킬디메틸아민옥사이드, 알킬카르복시베타인 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 계면활성제는 비누, 모노알킬 황산염, 알킬폴리옥시에틸렌 황산염, 알켈벤젠술폰산염, 모노알킬인산염, 디알킬디메틸암모늄염, 알킬벤질메틸암모늄염, 알킬설포베타인, 알킬카르복시베타인, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 지방산 솔비탄에스테르, 지방산 디에탄올아민 또는 알킬모노글리세릴에테르 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 계면활성제는 코코베타인, 애플워시(소듐코코일애플아미노산), 올리브오일베이스, 라우랄그리코사이드 또는 코코글루코사이드 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 분진 침강용 버블 제조용 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 대하여 계면활성제를 5 내지 50 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명 분진 침강용 버블 제조용 조성물은 수용성 고분자 셀룰로오스를 0.01 내지 10 중량부 및 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 0.01 내지 10 중량부, 0.05 내지 9 중량부, 0.1 내지 8 중량부, 1 내지 7 중량부, 2 내지 6 중량부, 3 내지 5 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 0.1 내지 3 중량부, 0.5 내지 2.5 중량부, 1 내지 2 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 계면활성제는 5 내지 50 중량부, 10 내지 45 중량부, 15 내지 40 중량부, 20 내지 35 중량부 또는 25 내지 30 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 계면활성제는 10 내지 50 중량부, 20 내지 40 중량부 또는 25 내지 35 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 분진 침강용 버블 제조용 조성물은 자연 분해성 수용성 고분자, 알지네이트, 이당류 또는 다당류 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 자연 분해성 수용성 고분자는 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리비닐알콜(PVA) 또는 글리세린일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 상기 알지네이트는 해조류에서 추출된 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 이당류 또는 다당류는 물엿일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 분진 침강용 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함하는 경우에 자연 분해성 수용성 고분자는 예를 들면 5 내지 15 중량부 포함될 수 있다.
상기 자연 분해성 수용성 고분자는 5 내지 15 중량부, 6 내지 14 중량부, 7 내지 13 중량부, 8 내지 12 중량부 또는 9 내지 11 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 분진 침강용 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함하는 경우에 다당류 또는 이당류는 예를 들면 5 내지 15 중량부 포함될 수 있다.
상기 다당류 또는 이당류는 5 내지 15 중량부, 6 내지 14 중량부, 7 내지 13 중량부, 8 내지 12 중량부 또는 9 내지 11 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 분진 침강용 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함하는 경우에 자연 분해성 수용성 고분자는 예를 들면 5 내지 15 중량부, 다당류 또는 이당류는 5 내지 15 중량부 더 포함될 수 있다.
예를 들어, 본 발명 분진 침강용 버블 제조용 조성물은 조성물 전체 100 중량부 대비 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부, 자연 분해성 수용성 고분자 5 내지 15 중량부, 다당류 또는 이당류 15 중량부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명 버블 제조용 조성물은 조성물 전체 100 중량부 대비 수용성 고분자 셀룰로오스 0.1 내지 2.5 중량부, 계면활성제 15 내지 50 중량부, 자연 분해성 수용성 고분자 5 내지 15 중량부, 다당류 또는 이당류 15 중량부를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 분진 침강용 버블 제조용 조성물은 킬레이트 형성제를 더 포함할 수 있으며, 금속이온과 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하는 여러 자리 리간드를 가지는 물질이면 제한 없이 포함될 수 있다.
예를 들어, 킬레이트 형성제는 알라닌, 폴리포스페이트 나트륨, 메타포스페이트 나트륨, 인산, 타르타르산, 에틸렌디아민 테트라아세트산(EDTA), 옥살산이온, 시트르산, CyDTA(1,2-cyclo-hexadiamine tetraacetic acid) 또는 나이트릴로 트리아세테이트(nitrilotriacetic acid; NTA) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 킬레이트 형성제는 분진에 존재하는 중금속과 착물을 형성하여 중금속을 안정화시킬 수 있다.
예를 들어, EDTA는 EDTA-1Na, EDTA-2Na, EDTA-3Na, EDTA-4Na, EDTA-Ca2Na 또는 EDTA-FeNa일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 분진 침강용 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함하는 경우에 킬레이트 형성제는 예를 들면 0.01 내지 30 중량부 더 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 킬레이트 형성제의 양은 분진에 포함된 중금속의 종류나 양에 따라 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 분진 침강용 버블 제조용 조성물은 물, 정제수, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 아세톤, DMSO, DMF 또는 아세토니트릴을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 물을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들 성분은 본 발명 조성물의 전체 양 또는 부피를 조절하기 위해 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 물은 본 발명 조성물의 전체 양을 100 중량%로 맞추기 위해 포함될 수 있다.
본 발명 조성물로 버블을 제조하면, 버블 형성 효율이 높아질 수 있다. 또한, 본 발명 조성물로 버블을 제조하면, 분진을 침강시키기에 적절한 형태 및 크기의 버블이 제조될 수 있다. 나아가, 본 발명 조성물로 버블을 제조하면, 버블의 지속시간이 증가할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 조성물로 제조된 분진 침강용 버블을 제공한다.
상기 버블은 이중 노즐이나 버블 제조기를 이용해 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 조성물로 제조된 분진 침강용 버블은 분진을 침강시키기에 적절한 형태로 제조될 수 있다.
본 발명의 분진 침강용 버블은 구형의 형태일 수 있으며, 이는 버블 제조용 조성물에 표면장력을 줄이는 성질을 가지는 성분이 포함되어 있는 것으로부터 기인한 것일 수 있다. 예를 들어, 버블의 구형 형태는 조성물에 포함된 계면활성제의 양으로부터 기인한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명 조성물로 제조된 분진 침강용 버블은 분진을 침강시키기에 적절한 크기로 제조될 수 있다.
상기 버블은 1mm 내지 30cm의 직경을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 버블은 1mm 내지 30cm, 1cm 내지 20cm, 2cm 내지 15cm, 2.5cm 내지 10cm, 3 내지 5cm의 직경을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 조성물로 제조된 분진 침강용 버블은 지속시간이 길 수 있으며, 이는 버블 제조용 조성물에 수분 증발을 막는 성분이 포함되어 있기 때문일 수 있다. 예를 들어, 버블은 지속시간이 길어지는 것은 조성물에 포함된 계면활성제의 종류 또는 양, 수용성 고분자 셀룰로오스의 종류 또는 양, 자연 분해성 고분자의 종류 또는 양, 다당류 또는 이당류의 종류 또는 양 및 킬레이트의 종류 또는 양 중 적어도 하나로부터 기인한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 분진 침강용 버블의 지속시간은 공기 중에서 100 내지 2000, 120 내지 1900, 140 내지 1800, 160 내지 1700, 180 내지 1600, 200 내지 1500, 220 내지 1400, 240 내지 1300, 260 내지 1200, 280 내지 1100, 300 내지 1000, 320 내지 900, 340 내지 800, 360 내지 700, 380 내지 600 또는 400 내지 500 초 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 분진 침강용 버블의 지속시간은 공기 중에서 200 내지 300, 300 내지 400, 400 내지 500, 500 내지 600, 600 내지 700, 700 내지 800, 800 내지 900, 900 내지 1000, 1000 내지 1100, 1100 내지 1200, 1200 내지 1300, 1300 내지 1400, 1400 내지 1500, 1500 내지 1600, 1600 내지 1700, 1700 내지 1800, 1800 내지 1900, 1900 내지 2000초 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 분진 침강용 버블은 대기 중에 존재하는 분진을 흡착할 수 있다.
본 발명 분진 침강용 버블은 초미세 분진 또는 미세 분진 중 하나 이상을 흡착할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적인 예를 들어, 본 발명 버블은 PM10 (입경이 10 μm 이하인 분진; 미세 분진) 또는 PM 2.5(입경 2.5 μm 이하인 분진; 초미세 분진)를 흡착할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 분진의 입경은 0.01 내지 100 μm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 발명 분진 침강용 버블이 흡착할 수 있는 분진의 입경은 0.01 내지 100, 0.1 내지 90, 1 내지 80, 1.5 내지 70, 2 내지 60, 2.5 내지 50, 3 내지 40, 3.5 내지 30, 4 내지 20, 4.5 내지 10 μm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 분진 침강용 버블과 분진에 포함된 성분과 물리적 및/또는 화학적인 충돌을 통해, 분진이 흡착 및/또는 응집될 수 있다.
본 발명 분진 침강용 버블은 분진에 포함된 무기이온, 유기이온 또는 금속 성분 중 적어도 하나 이상과 결합할 수 있으며, 이를 통해 분진을 흡착 및/또는 응집시킬 수 있다. 분진이 버블에 흡착 및/또는 응집되면 질량이 증가하여 중력에 의해 분진이 침강될 수 있으며, 이로 인해 대기 중의 분진이 저감되거나 제거될 수 있다.
나아가, 본 발명은 전술한 조성물로 제조된 분진 침강용 버블을 살포하여 분진을 제거하는 방법을 제공한다.
버블을 살포하는 방법으로, 버블 살포기, 항공기 또는 드론 비행체를 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
항공기 또는 드론 비행체를 이용하여 버블을 살포할 때, 분진을 제거하고자 하는 공간의 풍향과 분진 분포를 유체학적으로 해석하여 특정 고도에서 버블을 살포할 수 있다. 예를 들어, 본 발명 버블을 항공기 또는 드론 비행체를 이용하여 고도 100 내지 1000m 부근에서 살포할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 분진 침강용 버블을 살포하여 분진을 저감 또는 제거할 수 있다. 본 발명의 버블을 살포하여 실내, 실외의 대기 또는 밀폐공간 중에 존재하는 분진을 침강 시킬 수 있고, 궁극적으로 실내, 실외 또는 밀폐공간에 존재하는 분진을 저감 또는 제거할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 분진 침강용 버블을 석면을 제거하는 장소에 살포하여 석면 분진을 저감 또는 제거할 수 있다. 다른 예를 들어, 본 발명의 버블을 방사선 물질이 포함된 장소에 살포하여 방사선 물질이 포함된 분진 또는 방사선 물질을 저감 또는 제거할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 본 발명의 버블을 박테리아 또는 바이러스 등에 오염된 공간에 살포하여 박테리아 또는 바이러스 등을 저감 또는 제거할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 본 발명의 버블을 독가스 오염된 공간에 살포하여 독가스를 저감 또는 제거할 수 있다.
본 발명의 분진 침강용 버블을 이용하면 도시규모 또는 광역규모 지역의 미세 또는 초미세 분진을 제거 또는 저감할 수 있다.
본 발명의 분진 침강용 버블을 이용하면 적은 비용으로 미세 또는 초미세 분진을 제거 또는 저감할 수 있다. 또한, 본 발명의 버블은 인체 무해한 성분을 포함하고 있는바, 친환경적으로 미세 또는 초미세 분진을 제거 또는 저감할 수 있다.
또한, 본 발명은 수용성 고분자 셀룰로오스, 계면활성제 및 항미생물제를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물을 제공한다.
수용성 고분자 셀룰로오스 및 계면활성제는 전술한 범위 내의 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
항미생물제는 당 분야에 공지된 통상적인 항미생물제일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 항미생물제는 항균제, 항바이러스제, 항진균제, 항원충제 또는 복합제일 수 있다. 또한, 상기 항미생물제는 미생물을 죽이는 제제 또는 미생물의 성장을 억제하는 제제일 수 있다.
항미생물제는 피부감작(skin sensitization)성이 없는 합성 물질 또는 인체에 무해한 무독성인 합성 물질일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 항미생물제는 천연 물질일 수 있고, 구체적으로는 식물 추출물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
식물 추출물은 은행잎 추출물, 타임(thyme) 추출물, 사스어프라스 추출물, 캠퍼 추출물, 로즈마리 추출물, 유칼립투스 추출물, 마조람 추출물, 무화과 나무 유액 추출물, 파인애플 줄기 추출물 또는 키위 열매 추출물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어 "추출물(extract)"은 추출 방법, 추출 용매, 추출된 성분 또는 추출물의 형태를 불문하고, 천연물의 성분을 뽑아냄으로써 얻어진 물질을 모두 포함하는 것이며 또한 천연물의 성분을 뽑아내어 얻어진 물질을 추출 후 다른 방법으로 가공 또는 처리하여 얻어질 수 있는 물질을 모두 포함하는 광범위한 개념이다.
본 발명에서 “식물 추출물”은 당 분야에 공지된 통상적인 용매를 사용하여 추출할 수 있고 추출 방법, 추출 용매, 추출된 성분 또는 추출물의 형태를 불문하고, 식물의 성분을 뽑아냄으로써 얻어진 물질을 모두 포함하는 것이며 그 성분을 뽑아내는 과정에서 열, 산(acid), 염기(base), 효소 등으로 처리하는 공정을 포함하는 추출 방법을 통해 얻어진 물질을 포함하며 또한 식물의 성분을 뽑아내어 얻어진 물질을 추출 후 다른 방법으로 가공 또는 처리하여 얻어질 수 있는 물질을 모두 포함하는 광범위한 개념이다.
상기 추출 용매로 물, 탄소수 1 내지 4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매, 아세톤, 에틸 아세테이트, 클로로포름, 또는 1,3-부틸렌글리콜 중 어느 하나의 용매를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 메탄올, 에탄올 또는 부탄올을 이용하여 추출할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 은행잎 추출물은 은행잎 분말에 물, 에탄올 또는 이들의 혼합물을 용매로 가하여 70℃ 내지 90℃에서 2시간 내지 6시간 동안 중탕하는 단계; membrane filter로 여과하는 단계; 및 50℃ 내지 80℃에서 rotary vacuum evaporator로 농축시키는 단계에 의해 추출된 추출물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 타임(thyme) 추출물, 사스어프라스 추출물, 캠퍼 추출물, 로즈마리 추출물, 유칼립투스 추출물 또는 마조람 추출물은 New Directions(Sydney, Australia) 사에서 구입한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 무화과 나무 유액 추출물, 파인애플 줄기 추출물 또는 키위 열매 추출물은 각각 Sigma Aldrich Korea(Seoul, Korea) 사에서 구입한 ficin, bromelain 또는 actinidin일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 대하여 계면활성제를 5 내지 50 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물은 수용성 고분자 셀룰로오스를 0.01 내지 10 중량부 및 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물은 수용성 고분자 셀룰로오스를 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 0.01 내지 10 중량부, 0.05 내지 9 중량부, 0.1 내지 8 중량부, 1 내지 7 중량부, 2 내지 6 중량부, 3 내지 5 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 0.1 내지 3 중량부, 0.5 내지 2.5 중량부, 1 내지 2 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 계면활성제는 5 내지 50 중량부, 10 내지 45 중량부, 15 내지 40 중량부, 20 내지 35 중량부 또는 25 내지 30 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 계면활성제는 10 내지 50 중량부, 20 내지 40 중량부 또는 25 내지 35 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 항미생물제는 0.01 내지 10 중량부, 0.05 내지 9 중량부, 0.1 내지 8 중량부, 1 내지 7 중량부, 2 내지 6 중량부, 3 내지 5 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 항미생물제는 0.1 내지 3 중량부, 0.5 내지 2.5 중량부, 1 내지 2 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 항미생물 버블 제조용 조성물은 자연 분해성 수용성 고분자, 알지네이트, 이당류 또는 다당류 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 자연 분해성 수용성 고분자 및 상기 알지네이트는 전술한 범위 내의 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 이당류 또는 다당류는 전술한 범위 내의 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 경우에 자연 분해성 수용성 고분자는 예를 들면 5 내지 15 중량부로 포함될 수 있다.
상기 자연 분해성 수용성 고분자는 5 내지 15 중량부, 6 내지 14 중량부, 7 내지 13 중량부, 8 내지 12 중량부 또는 9 내지 11 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 경우에 다당류 또는 이당류는 예를 들면 5 내지 15 중량부 포함될 수 있다.
상기 다당류 또는 이당류는 5 내지 15 중량부, 6 내지 14 중량부, 7 내지 13 중량부, 8 내지 12 중량부 또는 9 내지 11 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 경우에 자연 분해성 수용성 고분자는 예를 들면 5 내지 15 중량부, 다당류 또는 이당류는 5 내지 15 중량부 더 포함될 수 있다.
예를 들어, 본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물은 조성물 전체 100 중량부 대비 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부, 항미생물제 0.01 내지 10 중량부, 자연 분해성 수용성 고분자 5 내지 15 중량부, 다당류 또는 이당류 15 중량부를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물은 조성물 전체 100 중량부 대비 수용성 고분자 셀룰로오스 0.1 내지 2.5 중량부, 계면활성제 15 내지 50 중량부, 항미생물제 0.1 내지 2.5 중량부, 자연 분해성 수용성 고분자 5 내지 15 중량부, 다당류 또는 이당류 15 중량부를 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 항미생물 버블 제조용 조성물은 킬레이트 형성제를 더 포함할 수 있으며, 금속이온과 결합하여 킬레이트 화합물을 형성하는 여러 자리 리간드를 가지는 물질이면 제한 없이 포함될 수 있다.
상기 킬레이트 형성제는 전술한 범위 내의 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명 항미생물 버블 제조용 조성물이 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.6 내지 1 중량부를 포함하는 경우에 킬레이트 형성제는 예를 들면 0.01 내지 30 중량부 더 포함될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 항미생물 버블 제조용 조성물은 물, 정제수, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 아세톤, DMSO, DMF 또는 아세토니트릴을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 물을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들 성분은 본 발명 조성물의 전체 양 또는 부피를 조절하기 위해 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 물은 본 발명 조성물의 전체 양을 100 중량%로 맞추기 위해 포함될 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 조성물로 제조된 항미생물 버블을 제공한다.
상기 버블은 전술한 범위 내의 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
나아가, 본 발명은 전술한 조성물로 제조된 항미생물 버블을 살포하여 미생물을 제거하는 방법을 제공한다.
버블을 살포하는 방법은 전술한 범위 내의 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 항미생물 버블을 이용하면 대기 중에 부유하는 병원균을 제거하거나 그 생장을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 항미생물제가 식물 추출물인 경우에 항미생물 버블은 인체에 무해한 성분을 포함하고 있는바, 친환경적으로 병원균을 제거 또는 그 생장을 억제할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실험 재료
본 연구에 사용한 메틸셀룰로오스는 신에츠(Shin Etsu) 화학사에서 제조한 20℃ 2중량%에서 점도가 15인 제품을 사용하였다. 고분자 알지네이트(pristine sodium alginate, Mw: 446,400)는 준세이(Junsei)사의 제품을 사용하였다.
실험 결과
실시예 1. 천연 계면활성제 종류별 첨가에 따른 버블형성 크기의 비교
환경 친화적이며 인체에 유해하지 않는 계면활성제인 코코베타인(Lauramidopropyl betaine), 애플워시 (소듐코코일애플아미노산), 올리브오일 베이스, 라우랄그리코사이드, 코글루코사이드를 사용하여 버블을 제조 하였다.
정제수 70g, 계면활성제 20g, 수용성 고분자인 글리세린 또는 폴리에틸글리콜(PEG) 10g을 포함하는 실험 용액 (100g)을 제조하였고, 이중 0.1㎖를 취하여 직경 5mm 대롱으로 불어서 만들어지는 버블의 직경을 비교하였다.
하기 표 1은 계면활성제의 종류에 따라 형성된 버블의 직경(단위: cm)을 비교한 것이다.
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000001
버블의 직경이 클수록 혼합되는 계면활성제의 표면장력을 감소시키는 능력이 크다는 것을 의미하는 바, 직경이 큰 버블을 형성한 두 가지 계면활성제 코코베타인과 애플워시를 선택하여 이후 실험을 진행하였다.
실시예 2. 계면활성제의 첨가량이 버블의 체공 지속시간에 미치는 영향
폴리에틸글리콜(PEG)을 10g으로 고정하고 계면활성제의 양을 변화시키면서 버블의 체공 지속시간을 측정하였다.
계면활성제의 양은 코코베타인과 애플워시 각각에 대하여 15g, 20g, 25g, 30g, 40g, 50g 첨가하였으며, 정제수를 첨가하여 실험 용액을 100g으로 제조하였다.
하기 표 2는 계면활성제의 첨가량에 따른 버블의 체공 지속시간(단위: 초)을 비교한 것이다.
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000002
계면활성제의 첨가량에 따른 버블의 지속시간은 코코베타인의 경우 전체 조성물 대비 20 중량% 이상 첨가시 증가하고, 애플워시의 경우 30 중량% 이상 첨가시 크게 증가하는 것으로 나타났다.
실시예 3. 메틸셀룰로오스 및/또는 알지네이트의 첨가에 따른 버블 지속시간의 증가 효과
1. 실험 용액 제조
(1) 실험 용액 Ⅰ: 대조 용액
실험 용액 Ⅰ은 정제수 50g, 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g을 혼합하여 제조하였다.
(2) 실험 용액 Ⅱ: 메틸셀룰로오스 첨가
계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 각각 0.5g, 1g, 1.5g, 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워서 100g의 조성물(실험 용액 Ⅱ-1 내지 실험 용액 Ⅱ-4)을 제조하였다.
1) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 0.5g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-1(100g)을 제조하였다.
2) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-2(100g)를 제조하였다.
3) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-3(100g)을 제조하였다.
4) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 2g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-4(100g)를 제조하였다.
(3) 실험 용액 Ⅲ: 알지네이트 첨가
계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 각각 0.5g, 1g, 1.5g, 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워서 100g의 조성물(실험 용액 Ⅲ-1 내지 실험 용액 Ⅲ-4)을 제조하였다.
1) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 0.5g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-1(100g)을 제조하였다.
2) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 1g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-2(100g)를 제조하였다.
3) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 1.5g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-3(100g)을 제조하였다.
4) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 2g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅱ-4(100g)를 제조하였다.
(4) 실험 용액 Ⅳ: 메틸셀룰로오스 및 알지네이트 첨가
계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 0.3g, 메틸셀룰로오스 각각 0.5g, 1g, 1.5g, 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워서 100g의 조성물(실험 용액 Ⅳ-1 내지 실험 용액 Ⅳ-4)을 제조하였다.
1) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 0.3g, 메틸셀룰로오스 0.5g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅳ-1(100g)을 제조하였다.
2) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 0.3g, 메틸셀룰로오스 1g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅳ-2(100g)를 제조하였다.
3) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 0.3g, 메틸셀룰로오스 1.5g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅳ-3(100g)을 제조하였다.
4) 계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 알지네이트 0.3g, 메틸셀룰로오스 2g을 첨가하고 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅳ-4(100g)를 제조하였다.
2. 실험 용액으로 제조된 버블의 지속시간 확인
버블 지속시간 측정 방법은 제조한 용액 0.1ml를 빨대를 이용해 불어 막이 터질 때까지의 시간을 재는 방식으로 진행되었다.
하기 표 3에 실험 용액으로 제조된 버블의 체공 지속시간을 나타냈으며, 작성된 값은 총 5회 반복하여 측정한 결과의 평균값이다.
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000003
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실험 용액 전체를 기준으로 메틸셀룰로오스를 0.5 중량부로 첨가한 경우(실험 용액 Ⅱ-1) 버블의 지속시간이 메틸셀룰로오스를 첨가하지 않은 경우(실험 용액 Ⅰ) 보다 10배 이상 증가하였고, 실험 용액 전체를 기준으로 메틸셀룰로오스를 1.5 중량부로 첨가한 경우(실험 용액 Ⅱ-3) 버블의 지속시간이 첨가하지 않은 경우(실험 용액 Ⅰ) 보다 20배 이상 증가하였다.
즉, 메틸셀룰로오스와 같은 막을 형성하는 수용성 고분자의 첨가는 버블의 지속시간을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 한편, 알지네이트의 첨가는 버블의 지속시간을 증가시키지 못하였고, 메틸셀룰로오스와 함께 알지네이트를 첨가하는 경우에도 버블의 지속시간을 증가시키지 못하였다. 이는 알지네이트가 막 형성에 기여하지 못한다는 점과 알지네이트의 큰 표면장력에 기인한 것일 수 있다.
실시예 4. EDTA의 첨가가 버블의 지속시간에 미치는 영향
1. 실험 용액 제조
(1) 실험 용액 Ⅴ
계면활성제(코코베타인) 30g 내지 50g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워서 100g의 조성물(실험 용액 Ⅴ-1 내지 실험 용액 Ⅴ-3)을 제조하였다.
1) 실험 용액 Ⅴ-1
계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅴ-1(100g)을 제조하였다.
2) 실험 용액 Ⅴ-2
계면활성제(코코베타인) 40g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅴ-2(100g)를 제조하였다.
3) 실험 용액 Ⅴ-3
계면활성제(코코베타인) 50g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅴ-3(100g)을 제조하였다.
(2) 실험 용액 Ⅵ
계면활성제(코코베타인) 30g 내지 50g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-4Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워서 100g의 조성물(실험 용액 Ⅵ-1 내지 실험 용액 Ⅵ-3)을 제조하였다.
1) 실험 용액 Ⅵ-1
계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-4Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅵ-1(100g)을 제조하였다.
2) 실험 용액 Ⅵ-2
계면활성제(코코베타인) 40g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-4Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅵ-2(100g)를 제조하였다.
3) 실험 용액 Ⅵ-3
계면활성제(코코베타인) 50g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, EDTA-4Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅵ-3(100g)을 제조하였다.
(3) 실험 용액 Ⅶ
계면활성제(코코베타인) 30g 내지 50g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, 알지네이트 0.3g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워서 100g의 조성물(실험 용액 Ⅶ-1 내지 실험 용액 Ⅶ-3)을 제조하였다.
1) 실험 용액 Ⅶ-1
계면활성제(코코베타인) 30g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, 알지네이트 0.3g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅶ-1(100g)을 제조하였다.
2) 실험 용액 Ⅶ-2
계면활성제(코코베타인) 40g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, 알지네이트 0.3g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅶ-2(100g)를 제조하였다.
3) 실험 용액 Ⅶ-3
계면활성제(코코베타인) 50g, 폴리에틸글리콜(PEG) 10g, 물엿 10g, 메틸셀룰로오스 1.5g, 알지네이트 0.3g, EDTA-2Na 2g을 첨가하고, 나머지를 정제수로 채워 실험 용액 Ⅶ-3(100g)을 제조하였다.
2. 실험 용액으로 제조된 버블의 지속시간 확인
버블 지속시간 측정 방법은 제조한 용액을 빨대를 이용해 불어 막이 터질 때까지의 시간을 재는 방식으로 진행되었다.
하기 표 4에 실험 용액으로 제조된 버블의 체공 지속시간을 나타냈으며, 작성된 값은 총 5회 반복하여 측정한 결과의 평균값이다.
실험 용액 버블 지속시간(단위: 초)
실험 용액 Ⅴ-1 340
실험 용액 Ⅴ-2 649
실험 용액 Ⅴ-3 1028
실험 용액 Ⅵ-1 363
실험 용액 Ⅵ-2 425
실험 용액 Ⅵ-3 974
실험 용액 Ⅶ-1 514
실험 용액 Ⅶ-2 609
실험 용액 Ⅶ-3 1046
EDTA의 첨가 자체는 버블의 지속기간에 영향을 주지 않았으나, 계면활성제의 첨가량에 따라서 버블의 지속시간이 크게 증가하는데, 이는 EDTA 이온이 계면활성제와 화학적 반응을 통하여 버블 막의 형성을 강하게 하기 때문인 것으로 해석된다.
치환되는 Na의 수는 따라서는 버블의 지속시간에 영향을 주지 않았으나, 2Na-EDTA가 4Na-EDTA 에 비하여 버블의 지속간이 길게 나타났다.
실시예 5. 버블의 직경, 미세먼지 농도에 따른 버블의 침강시간
주사기로 일정량의 용액을 주입하여 공기량을 변화시켜 직경이 다른 버블을 만들었고, 각 버블이 원통(직경 0.5m, 높이 1.65m) 안에서 1.5m 하강하는데 걸린 침강시간을 산출하였다.
하기 표 5는 버블의 직경에 따른 침강시간을 측정하고, 침강속도를 계산한 결과로, 상기 방법에 따라 15회 반복 측정하여 얻은 값의 평균 값이다.
공기량(ml) D(직경, cm) T(시간, sec) 침강속도(m/sec)
2 2.5 1.4 1.071
5 2.7 1.7 0.882
10 3.0 2.4 0.625
12 3.5 3.1 0.484
하기 표 6은 버블의 직경(cm)과 PM10의 농도(ppm)에 따른 침강시간(sec)을 나타낸 것이고, 표 7은 버블의 직경(cm)과 PM10의 농도(ppm)에 따른 속도(m/s)를 나타낸다.
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000004
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000005
실시예 6. 버블의 부피 및 버블막의 두께 계산
버블 제조용 주사기에 주입되는 공기량을 변화시켜 버블의 직경을 변화시켰고, 하기 수학식 1을 이용하여 버블막의 두께를 계산하였다.
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000006
(m: 버블의 질량, r: 버블의 반지름, ρ: 버블 제조용 용액의 밀도).
하기 표 8은 제조된 버블의 직경에 따른 막의 두께를 나타낸다.
공기량(ml) 직경(cm) 부피(cm³) 질량(g) 밀도(g/cc) 막의 두께(㎛)
2 2.5 8.181 0.001714 1.0866 8.03 x 10-2
5 2.7 10.31 0.0095 3.82 x 10-2
10 3.0 14.14 0.00916 2.98 x 10-2
12 3.5 22.45 0.00826 1.97 x 10-2
실시예 7. 버블 직경과 대기 오염 농도에 따른 표면에 흡착된 분진의 중량 산출
한 개의 버블이 길이 1.5m의 원통 안의 미세먼지 농도 변화에 따라 포획된 미세먼지의 양을 침강속도 변화를 이용하여 버블 표면에 흡착된 미세먼지의 중량을 산출하였다(원통: 직경 0.5m 높이 1.65m).
구체적으로, Stoke's law(하기 수학식 2 및 3)를 이용하여 버블에 흡착된 양(μg)을 계산하였다.
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000007
(단, 부력 Fb=0으로 가정)
Figure PCTKR2020011558-appb-img-000008
(m=질량, g=중력가속도, mu =점성, D=직경, V=속도)
버블의 직경이 동일하면 점성은 동일하므로, 위 수학식 3에 일상대기 중의 속도와 각각의 오염농도 중의 속도를 대입한 두 식을 얻어, 그 차이를 통해 흡착된 미세먼지의 양을 구하였다.
하기 표 9는 미세먼지 농도와 버블 직경에 따른 미세먼지 포획량을 나타낸다.
미세먼지농도PM2.5(㎍/m 3) 버블의 직경
2.5cm 2.7cm 3.0cm 3.5cm
흡착량(㎍)
100 0.99 1.39 1.32 1.76
200 1.17 1.53 1.38 1.77
300 1.08 1.48 1.48 1.76
400 1.21 1.62 1.48 1.8
500 1.28 1.58 1.53 1.92
600 1.38 1.72 1.58 2.04
700 1.42 1.76 1.89 2.23
위 실시예들로부터, 버블의 직경이 작을수록 버블의 침강시간(sec)이 빨라지는 것을 확인 할 수 있으며, 버블의 직경이 클수록 침강속도(m/s)가 느려져 더 많은 먼지를 흡착한다는 것을 확인 하였다.
또한, 아크릴 원통 속의 대기 오염농도(㎍/㎥)가 높을수록 버블의 침강속도가(m/s) 빨라지는 것을 확인하였으며, 오염농도가 높을수록 흡착량이 많음을 확인하였다.
실시예 8. 수용성 셀룰로오스와 계면활성제가 포함된 조성물로 제조된 버블의 미세먼지 제거 효과
실험용 챔버(가로 1.3m, 세로 0.75m, 높이 1.7m)에 미세먼지농도 측정기와 버블살포 장치(Bubble machine)를 설치하고, 모기향을 이용하여 연소에 의한 인공 미세먼지를 공급하여 미세먼지 농도를 조절하고, 미세먼지 크기별로 PM10 및 PM2.5농도를 측정하였다.
버블 제조를 위한 용액은 전체 1000g를 기준으로, 계면활성제 30%(300g), PEG 10%(100g), 물엿 10%(100g), 메틸셀룰로오스 1.5%(15g) 를 포함시켜 제조하였다.
미세먼지 농도 측정 결과, PM10의 초기 농도는 930㎍/m 3, PM2.5의 초기 농도는 550㎍/m 3 였고, 버블 살포 후 10분 후에는 PM10는 550㎍/m 3, PM2.5는 174㎍/m 3로 각 40.86%와 66.34% 감소되어, PM10의 감소 폭이 크게 나타났다.
살포 후 20분 경과 시 PM10는 84.5%, PM2.5는 88.2% 감소하였고, 살포 후 30분 경과시 PM10는 94.73%, PM2.5는 94.78% 감소하였다. 살포 후 30분 경과시 미세먼지의 직경에 상관없이 94% 이상 제거되는 것으로 나타났다.
하기 표 10은 제조된 버블의 살포에 의한 미세먼지 제거 효과를 나타낸다.
경과시간(분) 버블 살포량(㎖) 미세먼지 농도 변화 (㎍/m 3)
PM10 PM2.5
0 0 930 517
10 20 550 174
20 40 144 61
30 60 49 27
실시예 9. 은행잎 추출물의 박테리아 제거 효과은행잎 추출물은 충분히 건조된 은행잎 분말 100g에 ethanol 농도 60%(v/v)의 용매 1 L를 가하여 rotary evaporator(R-114, Buchii)를 이용하여 80℃에서 4시간 동안 중탕한 후 membrane filter(0.45 ㎛, Whatman)로 여과한 후 60℃에서 rotary vacuum evaporator로 농축시켜 시료로 사용하였다.
Staphylococcus aureus(KCCM 12214) 균주를 luria-bertani (LB, pH7.0, 37℃) 배지와 trypticase soy agar(TSA, pH7.2, 37℃)에서 24시간 진탕 배양하여 Disc diffusion test 법으로 측정하였다.
제조된 은행잎 추출액을 100 ㎕씩 주입하여 도말한 균체의 최적 생육온도에서 24시간 동안 배양한 후 증식저지환(clear zone)의 유무로 활성을 확인하였다.
하기 표 11은 농도별 은행잎 추출물의 황색 포도상구균( S. aureus) 생장 억제 효과를 clear zone의 크기로 나타낸 것이다.
Ginkgo biloba leaves contented Diameter(mm)
0 wt%(control) 8
0.1 wt% 8
0.5 wt% 8
1.0 wt% 8.7
5.0 wt% 9.2
10 wt% 9.8
20 wt% 10.1
30 wt% 12.6
실시예 10. 식물추출 에센셜 오일(정유)의 박테리아 제거 효과
식물추출 에센셜 오일(정유)는 New Directions(Sydney, Australia) 사에서 구입하여 사용하였다.
Staphylococcus aureus(KCCM 12214) 균주를 luria-bertani (LB, pH7.0, 37℃) 배지와 trypticase soy agar(TSA, pH7.2, 37℃)에서 24시간 진탕 배양하여 Disc diffusion test 법으로 측정하였다.
하기 표 12은 각 식물 추출물의 황색 포도상구균( S. aureus) 생장 억제 효과를 clear zone의 크기로 나타낸 것이다.
식물 Diameter(mm) 식물 Diameter(mm)
타임 27.7 유칼립투스 14.3
사스어프라스 16.1 펩퍼민트 13.2
캠퍼 15.3 파인 12.9
라벤더 14.9 바질 11.6
로즈마리 14.5 자스민 9.6
마조람 14.4 로즈제라늄 8
Disc의 control size는 7 mm이며 타임 추출물을 첨가했을 때의 clear zone이 27.7 mm로 가장 높은 항균력을 나타낸다.
실시예 11. 수용성 셀룰로오스, 계면활성제 및 은행잎 추출물이 포함된 조성물의 박테리아 제거 효과
은행잎 추출물은 충분히 건조된 은행잎 분말 100g에 ethanol 농도 60%(v/v)의 용매 1 L를 가하여 rotary evaporator(R-114, Buchii)를 이용하여 80℃에서 4시간 동안 중탕한 후 membrane filter(0.45 ㎛, Whatman)로 여과한 후 60℃에서 rotary vacuum evaporator로 농축시켜 시료로 사용하였다.
버블 제조를 위한 용액은 전체 100g을 기준으로, 계면활성제 30%(30g), PEG 10%(10g), 물엿 10%(10g), 은행잎 추출액이 1:1로 첨가된 메틸셀룰로오스 2%(2g)를 포함시켜 제조하였다.
상기 은행잎 추출액을 첨가한 Cellulose acetate/Acetone(12.5wt%)을 전기 방사하여 Ginkgo-Cellulose 섬유를 6mm로 일정한 크기로 자른 다음 disc diffusion test를 실시하였다. Disc diffusion test를 통하여 증식저지환의 유무로 그 활성을 확인하였다.
하기 표 13은 농도별 은행잎 추출액의 황색 포도상구균( S. aureus) 생장 억제 효과를 clear zone의 크기로 나타낸 것이다.
Ginkgo biloba leaves in Ginkgo-Cellulose fiber Diameter(mm)
0 wt%(control) 6
0.1 wt% 6
0.5 wt% 6
1.0 wt% 6
5.0 wt% 6.7
10 wt% 7.4
20 wt% 8.1
30 wt% 8.6
위 실시예들로부터, 은행잎 추출물의 함량이 1.0 wt%보다 낮을 경우에는 증식저지환이 생기지 않았고 증식저지환의 크기는 은행잎의 함량이 증가할수록 그 크기가 증가하는 것을 확인하였다.
실시예 11. 무화과 열매 추출액, 파인애플 추출액 및 키위 추출액의 바이러스 제거 효과.
식물추출물은 Sigma aldrich 사에서 구입한 무화과 나무 유액 추출물(ficin), 파인애플 줄기 추출물(bromelain), 키위 열매 추출물(actinidin)을 구입하여 사용하였다. 이러한 물질은 강력한 단백질 분해 효과를 가지고 있어 바이러스의 표면을 손상시켜 바이러스를 무력화하는 것으로 사료된다.
실험에 사용된 바이러스 균주는 호흡기 폐렴유발 바이러스인 (env +)Human respiratory syncytical virus(ssRNA/enveloped)와 장염 바이러스 (env -)Rotavirus A (RNA/non enveloped)를 각각 ST 세포 및 Vero 세포에서 소아태아혈청이 10% 포함된 minimal essential media(MEM) 배지를 사용하여 37℃에서 배양하였다.
ST 세포 및 Vero 세포를 96 well plates에서 배양하고, 각 세포들이 90% 이상 웰(well)의 바닥에 차있을 때 기존 배양액을 제거하고 (env +)Human respiratory syncytical virus(ssRNA/enveloped)와 장염 바이러스 (env -)Rotavirus A (RNA/non enveloped)가 포함된 새 배양액을 각 웰에 투여하였다. 이어서 식물 추출물을 농도별로(250, 500, 1000 ㎍/㎖ media) 웰에 투여하고 48시간 배양 후 각 웰에 살아있는 세포를 SRB(sulforhodamine B) 분석법으로 측정하였다. SRB 분석은 하기와 같이 진행되었다.
각 웰에 10% Trichloroacetic acid(TCA) 100 ㎕ 첨가 후 4℃에서 1 시간 동안 방치 후 증류수로 수회 세척하고, 실온에서 건조 후 1%(v/v) acetic acid에 녹인 후 0.4%(w/v) SRB 용액 100 ㎕ 첨가 후 30 분 동안 염색하였다. 후에 세포와 결합하지 않은 SRB 염색액은 1%(v/v) acetic acid로 수회 세척한 후 다시 건조시키고 각 웰 바닥에 있는 세포의 형태를 현미경 카메라를 이용하여 촬영하였다. 10 mM Tris 용액(pH10.5) 100 ㎕를 각 웰에 가하여 세포와 결합되어 있는 염색체를 충분히 녹인 후 560 nm에서 흡광도를 측정하였다.
하기 표 14 및 표 15는 식물 추출물의 (env +)Human respiratory syncytical virus(ssRNA/enveloped)와 장염 바이러스 (env -)Rotavirus A (RNA/non enveloped)에 대한 바이러스 증식 억제 효과를 나타낸 것이다.
Inhibition rate(%) = (바이러스와 식물 추출물을 같이 처리한 군 - 바이러스만을 처리한 군)/(식물 추출물만을 처리한 군 - 바이러스만을 처리한 군) X 100.
식물 Inhibition rate (%)
Uninfected Extracts Conc.(㎍/㎖)
250 500 1000
ficin 용액 100±10.4 187±15.2 192.3±10.5 199.37±19.1
Bromelain 용액 100±10.4 187.5±15.1 198.43±20.8 199.36±45.41
actinidin 용액 100±0.5 196.8±30.7 198.19±40.8 199.50±30.7
식물 Inhibition rate (%)
Uninfected Extracts Conc.(㎍/㎖)
250 500 1000
ficin 용액 100±0.3 164.05±10.55 185.28±9.80 190.12±10.53
Bromelain 용액 100±0.1 159.37±18 190±20 199±20.5
actinidin 용액 100±0.1 188.8±5.3 193.30±8.5 196.35±0.1

Claims (27)

  1. 수용성 고분자 셀룰로오스 및 계면활성제를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸셀룰로오스(MC), 하드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 또는 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC) 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계 또는 양성계 계면활성제 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 계면활성제는 코코베타인 또는 소듐코코일애플아미노산 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    글리세린 또는 폴리에틸렌글리콜을 더 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    물엿을 더 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    킬레이트 형성제를 더 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 킬레이트 형성제는 알라닌, 폴리포스페이트 나트륨, 메타포스페이트 나트륨, 인산, 타르타르산 또는 에틸렌디아민 테트라아세트산(EDTA) 중 적어도 하나인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부 및 상기 계면활성제 5 내지 50 중량부를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  10. 청구항 5에 있어서,
    수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 5 내지 15 중량부를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  11. 청구항 6에 있어서,
    수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 물엿 5 내지 15 중량부를 포함하는 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 분진은 0.1 내지 100μm 직경을 가지는 것인 분진 침강용 버블 제조용 조성물.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 분진 침강용 버블.
  14. 청구항 13의 버블을 대기 또는 밀폐공간 중에 살포하여 분진을 제거하는 방법.
  15. 수용성 고분자 셀룰로오스, 계면활성제 및 항미생물제를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 수용성 고분자 셀룰로오스는 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC), 메틸셀룰로오스(MC), 하드록시프로필메틸 셀룰로오스(HPMC), 하이드록시프로필 셀룰로오스(HPC) 또는 하이드록시에틸 셀룰로오스(HEC) 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 계면활성제는 양이온계, 음이온계, 비이온계 또는 양성계 계면활성제 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 계면활성제는 코코베타인 또는 소듐코코일애플아미노산 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 항미생물제는 식물 추출물인 항미생물 버블 제조용 조성물.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 식물 추출물은 은행잎 추출물, 타임(thyme) 추출물, 사스어프라스 추출물, 캠퍼 추출물, 라벤더 추출물, 로즈마리 추출물, 마조람 추출물, 무화과 나무 유액 추출물, 파인애플 줄기 추출물 또는 키위 열매 추출물 중 적어도 하나인 항미생물 버블 제조용 조성물.
  21. 청구항 15에 있어서,
    글리세린 또는 폴리에틸렌글리콜을 더 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
  22. 청구항 15에 있어서,
    물엿을 더 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
  23. 청구항 15에 있어서,
    수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
  24. 청구항 21에 있어서,
    수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부 및 폴리에틸렌글리콜 5 내지 15 중량부를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
  25. 청구항 22에 있어서,
    수용성 고분자 셀룰로오스 0.01 내지 10 중량부, 계면활성제 5 내지 50 중량부 및 항미생물제 0.01 내지 10 중량부 및 물엿 5 내지 15 중량부를 포함하는 항미생물 버블 제조용 조성물.
  26. 청구항 15 내지 25 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 항미생물 버블.
  27. 청구항 26의 버블을 대기 또는 밀폐공간 중에 살포하여 미생물을 제거하는 방법.
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