KR101581136B1 - 구리염과 아연염을 포함하는 활성 분말 살균 조성물, 이를 사용하는 살균제 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

구리염과 아연염을 포함하는 활성 분말 살균 조성물, 이를 사용하는 살균제 조성물 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 최소한 하나의 구리염과 아연염을 포함하고, 구리염과 아연염 사이의 몰 비율이 10에서 1의 범위이고, 각각의 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하인 활성 분말 살균 조성물, 이러한 활성 분말 살균 조성과 폴리머를 포함하여 제조되는 살균제 조성물 및 이러한 살균제 조성물의 제조 방법에 관한 것으로서, 용해도 값에 따라, 구리염과 아연염을 적절히 조합하여 용도에 맞는 활성 분말 살균 조성물을 사용할 수 있어 살균 효과를 최대로 할 수 있고, 구리염과 아연염을 용해도 값에 따라 3가지 종류로 분류하여 이들을 적절히 조합하여 필요에 따라 이들의 조성을 변경할 수 있고, 또한, 본 발명의 활성 분말 살균 조성물은 적용 대상이 한정되지 않고, 거의 대부분의 제품에 용도에 따라 적절히 조성을 조절하여 사용할 수 있고, 또한, 특정한 어플리케이션 대한 살균제의 농도 및 속도의 조건에 따른 방출이 조절되어 살균효과가 향상된다라는 장점이 있다.

Description

구리염과 아연염을 포함하는 활성 분말 살균 조성물, 이를 사용하는 살균제 조성물 및 그의 제조방법{AN ACTIVE-POWDER BIOCIDAL COMPOSITION COMPRISING AT LEAST ONE COPPER SALT AND AT LEAST ONE ZINC SALT, A BIOCIDAL COMPOSTION USING TEHREOF AND A METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 구리염과 아연염을 포함하는 활성 분말 살균 조성물, 이를 사용하는 살균제 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 특정한 어플리케이션 대한 살균제의 농도 및 속도의 조건에 따른 방출이 조절되어 살균효과가 향상되며, 용해도곱상수가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하의 값을 갖는 구리염과 아연염을 포함하는 활성 분말 살균 조성물, 이를 사용하는 살균제 조성물, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
구리염이 살균제로서 사용될 때의 장점은 이미 공지된 문헌상에서 잘 설명되어 있다. 이러한 염은 염의 타입에 따라 물과 접촉하여 구리 이온 및/또는 구리로 방출된다.
진균, 박텍리아, 및 바이러스가 방출된 구리 이온에 의해 불활성화 및/또는 제거되며, 이러한 메카니즘은 막을 통해 미생물에 이들 이온들이 침투하는 것으로 설명되고 있다. 상기 구리 이온들이 세포막을 관통하여 상기 미생물들의 막 투과성, 단백질 분해, 효소 반응의 억제, 그리고 다른 많은 해로운 영향을 미생물의 시스템에 주어 이러한 시스템을 변경함으로써 살균효과가 나타나는 것이다.
한편, 아연의 살균 효과 역시 공지의 문헌으로부터 잘 설명되어져 있다. 특히, 아연 산화물은 속성상 피부과 제재(예를 들어, 크림 등)의 유효성분으로 오랫동안 사용되어 왔다.
그러나, 상기 공지 기술에서는 살균제로서 구리 산화물 또는 아연 산화물 중 하나만을 사용하고 있고, 구리 산화물 및 아연 산화물의 용도가 살균제로서 사용될 때 한정되어 있고, 살균성을 보일 수 있는 아연 산화물의 최적 효과를 가질 수 있는 기준이 제시되어 있지 않다.
또한, 살균성을 갖는 섬유 제품에서 적어도 구리 이온와 아연 이온 중 하나를 포함하는 제1성분과, 알칼리 금속 산화물과 알루미나 중 적어도 하나를 포함하는 제2성분 중 적어도 하나 이상의 성분을 갖는 무기 살균제가 합성 섬유인 폴리비닐알콜에 결합되는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기의 금속 또는 금속 산화물을 섬유 등에 살균제로서 사용하기 위하여는 공지된 종래의 방법들은 금속 또는 그의 산화물을 섬유에 결합제등을 이용하여 간접적으로 결합시켰어야 하였다. 결합제를 사용하지 않으면, 금속 산화물을 살포하는 방식으로 섬유에 결합시켰다.
따라서, 상기 방법들은 결합제가 살균제와 진득이, 진균, 세균 등과 접촉을 막기 때문에 살균 효과가 저하되고, 세탁 등에 의하여 살균제가 제거되는 문제점이 있었다.
따라서, 살균효과가 우수하면서도, 각기 다른 용도마다 살균 효과를 최대화할 수 있도록 금속 산화물의 사용 기준을 제시된 살균제 조성물을 제공할 필요성이 대두되고 있다.
1. 국내공개특허번호 특2002-0033102호 2. 국내공개특허번호 특2002-0087485호
본 발명의 목적은 용도에 따라 소정 범위의 일정한 용해도곱상수를 갖는 구리염 및 아연염을 종류를 결정하여 살균효과를 높일 수 있는 활성 분말 살균 조성물 및 이를 사용하는 살균제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용도에 따라 소정 범위의 일정한 용해도곱상수를 갖는 구리염 및 아연염을 종류를 결정하여 살균효과를 높일 수 있는 살균제 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은
실, 필라멘트, 라미네이팅된 플라스틱, 부직포, 폼재, 접착제, 겔, 에멀션, 크림, 수지, 목재의 함침재 또는 페인트 또는 바니쉬에 적용되는 활성 분말 살균 조성물에 있어서,
최소한 하나의 구리염 및 최소한 하나의 아연염을 포함하고,
상기 구리염 및 아연염의 몰 비율은 10 내지 1의 범위이고,
상기 구리염 및 아연염은 각각 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하인 것을 특징으로 하는 활성 분말 살균 조성물을 제공한다.
상기 구리염 및 상기 아연염은 용해도곱상수에 따라서 A, B 및 C의 그룹으로 나뉘어지며, 상기 A 그룹은 용해도곱상수가 9×10-11 이상이고, 9×10-6 이하이며, 상기 B 그룹은 용해도곱상수가 9×10-16 이상이고, 9×10-11 이하이고, 상기 C 그룹은 용해도곱상수가 1×10-20 이상이고, 9×10-16 이하이다.
상기 A 그룹의 구리염은 염화구리, 요오드산염제2구리, 구리피리티온, 구리옥살레이트구리 및 탄산제2구리로 이루어진 군에서 선택되는 염이고, 상기 B 그룹의 구리염은 구리프탈로시아닌, 요오드화구리, 제1구리티오시안산염, 제2구리티오시안산염, 수산화제1구리, 및 산화구리로 이루어진 군에서 선택되는 염이고, 상기 C 그룹의 구리염은 페로시안화구리, 수산화제2구리, 시안화구리, 및 산화제2구리로 이루어진 군에서 선택되는 염인 것을 특징으로 한다.
상기 A 그룹의 아연염은 요오드산염아연, 주석산염구리, 아연피리티온, 아연옥살레이트 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택되는 염이고, 상기 B 그룹의 아연염은 탄산아연이고, 상기 C 그룹의 아연염은 시안화아연인 것을 특징으로 한다.
상기 용해도곱상수(Ksp)에 따른 초기 이온 농도와 염에 형태에 따라 상기 살균 분말 조성물은 고 영향력이고 단수명인 조성물, 중간 영향력이고 중간 수명인 조성물, 및 제어된 방출 및 장수명인 조성물로 분류되고, 상기 고 영향력이고 단수명인 조성물은 영향력 지수가 80 이상인 것이고, 중간 영향력이고 중간 수명인 조성물은 영향력 지수가 60 이상 80 미만이고, 제어된 방출 및 장수명인 조성물은 영향력 지수가 60 미만인 것을 특징으로 한다.
상기 살균 분말 조성물은 상기 A 그룹의 염을 5 내지 100%, 상기 B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 상기 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 함유하는 고 영향력이고 단수명인 조성물이고, 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 80 이상인 것을 특징으로 한다(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외한다).
상기 활성 분말 살균 조성물은 상기 그룹 A의 염이 0 내지 80%이고, 그룹 B의 염이 0 내지 100%이고, 그룹 C의 염이 0 내지 100%를 함유하는 중간 영향력이고 중간 수명인 조성물이고, 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 이상 80 미만인 것을 특징으로 한다(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외한다).
상기 활성 분말 살균 조성물은 A 그룹의 염을 0 내지 60%, B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 포함하며, 이온이 제어된 방출을 하고 장수명인 조성물이고, 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 미만인 것을 특징으로 한다(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외한다).
또한, 본 발명은
실, 필라멘트, 라미네이트 플라스틱, 부직포, 폼재, 접착제, 겔, 에멀션, 크림, 수지, 목재의 함침재 또는 페인트 또는 바니쉬에 적용하기 위한 살균제 조성물에 있어서,
활성 살균 분말 조성물을 0.1% 내지 70% 및 폴리머를 30% 내지 99.9%를 포함하며,
상기 활성 살균 분말 조성물은 최소한 하나의 구리염 및 최소한 하나의 아연염을 포함하고,
상기 구리염 및 아연염의 몰 비율은 10 내지 1의 범위이고,
상기 구리염 및 아연염은 각각 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하인 것을 특징으로 하는 살균제 조성물을 제공한다.
상기 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, PVC, 폴리아미드, ABS, 및 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 폴리머인 것을 특징으로 한다.
상기 구리염 및 상기 아연염의 입자의 크기는 2마이크론 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은,
실, 필라멘트, 라미네이트 플라스틱, 부직포, 폼재, 접착제, 겔, 에멀션, 크림, 수지, 목재의 함침재 또는 페인트 또는 바니쉬에 적용하기 위한 살균제 조성물의 제조 방법에 있어서,
a) 몰 비율은 10 내지 1의 범위이고, 각각 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하인 최소한 하나의 구리염과 최소한 하나의 아연염을 준비하고,
b) 각각 활성 살균 분말 조성물의 균일한 분포를 얻기 위해 상기 염들을 혼합하고,
c) 50 ℃ 이하로 혼합 온도를 유지하도록 제어하고,
d) 고상 또는 액상인 폴리머 분말을 혼합하는 것을 포함하는 살균제 조성물의 제조 방법을 제공한다.
상기 공정들은 혼합물이 산화반응에 의한 반응물의 분해를 막기 위해 질소, 아르곤, 헬륨 또는 이들 기체를 혼합함으로써 이루어지는 무산소 분위기에서 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기 폴리머가 액체인 경우, 무산소분위기에서 연속혼합기 또는 배치식 혼합기를 통해 활성 분말과 혼합되고, 혼합온도는 고체가 액체로 되는 온도보다 최소 10 ℃ 높아야 하는 것을 특징으로 한다.
상기 활성 살균 분말 농도는 약 0.1% 내지 70%가 될 수 있으며, 상기 폴리머의 양은 약 30% 내지 99.9%일 수 있다. 혼합 과정의 압력은 약 0.1에서 100기압 내에서 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 용해도곱상수에 따라, 구리염과 아연염을 적절히 조합하여 용도에 맞는 활성 분말 살균 조성물을 사용할 수 있어 살균 효과를 최대로 할 수 있다.
또한, 구리염과 아연염을 용해도곱상수에 따라 3가지 종류로 분류하여 이들을 적절히 조합하여 이들의 시너지 효과를 이용할 수 있어 필요에 따라 이들의 조성을 변경할 수 있다라는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 활성 분말 살균 조성물은 적용 대상이 한정되지 않고, 거의 대부분의 제품에 용도에 따라 적절히 조성을 조절하여 사용할 수 있다라는 장점이 있다.
또한, 특정한 어플리케이션 대한 살균제의 농도 및 속도의 조건에 따른 방출이 조절되어 살균효과가 향상된다라는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예들을 들어 더 상세히 설명한다.
본 발명은 적어도 하나의 구리염 및 적어도 하나의 아연염을 포함하는 활성 분말 살균 조성물, 이를 사용하는 살균제 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 적어도 하나의 구리염 및 적어도 하나의 아연염의 몰비가 각 구리염 및 아연에 대하여 10 내지 1이고, 구리염 및 아연염은 각각 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하인 활성 분말 살균 조성물, 이를 사용하는 살균제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
상기 구리염 및 아연염은 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하인 유기염 및 무기염은 모두 본 발명의 구리염 및 아연염으로 고려된다. 그러나, 본 발명에서 우선적으로 고려되어야 하는 구리염 및 아연염은 표 1 및 2에 나열한다.
표 1은 각각 일정한 용해도곱상수를 갖는 구리염 및 Ksp 값에 따른 분류표이고, 표 2는 각각 일정한 용해도곱상수를 갖는 아연염 및 Ksp 값에 따른 분류표이다.
구리염 용해도곱상수(Ksp) 그룹
염화구리 1×10-6 A
요오드산염제2구리 1.4×10-7 A
구리피리티온 4×10-8 A
구리옥사레이트 4×10-10 A
탄산제2구리 1.4×10-10 A
구리프탈로시아닌 3×10-12 B
요오드화구리 1.1×10-12 B
제1구리티오시안산염 1.6×10-13 B
제2구리티오시안산염 4×10-14 B
수산화제1구리 1×10-14 B
산화구리 2×10-15 B
페로시안화제2구리 1.3×10-16 C
수산화제2구리 4.8×10-20 C
시안화구리 3×10-20 C
산화제2구리 2.2×10-20 C
아연염 용해도곱상수(Ksp) 그룹
요오드산염아연 3.9×10-6 A
주석산염구리 2.2×10-6 A
아연피리티온 2.5×10-8 A
아연옥살레이트 1.4×10-9 A
산화아연 3.9×10-10 A
탄산아연 1.4×10-11 B
시안화아연 4×10-16 C
표 1 및 표 2에서는 용해도곱상수의 값에 따라 구리염 및 아연염은 A, B 및 C로 지칭되는 3개의 그룹으로 분류되며, 각 그룹은 다음과 같은 범위로 정의된다.
그룹 A : 9×10-11 이상이고, 9×10-6 이하인 Ksp 값을 갖는 염
그룹 B : 9×10-16 이상이고, 9×10-11 이하인 Ksp 값을 갖는 염
그룹 C : 1×10-20 이상이고, 9×10-16 이하인 Ksp 값을 갖는 염
또한, 염에서 살균제가 방출되는 것은 용해도곱상수로 정의되고, 본 발명의 활성 분말 살균 조성물을 활동할 수 있는 범위로 분류하고, 이를 영향력 지수(impact index)로 표현하며, 이러한 영향력 지수를 다음과 같이 정의한다.
고 영향력이며 단수명인 조성물(HIGH IMPACT SHORT LIFE; 이하 HISL 타입이라 함):
제품을 사용하기 시작할 때 살균 이온들을 고농도로 함유하고 신속히 방출하는 조성물.
중간 영향력이며 중간 수명인 조성물(MIDDLE IMPACT MIDDLEM LIFE, 이하, MIML 타입이라 함):
제품을 사용하기 시작할 때 평균 농도의 살균 이온들을 함유하고, 살균 효과가 "고 영향력 및 단수명인 조성물"보다 더 지속되는 조성물.
이온이 제어된 방출을 하고 장수명인 조성물(CONTROLLED RELEASE LONG LIFE, 이하, CRLF 타입이라 함):
살균 이온의 초기 농도는 낮으나, 살균 이온이 느리게 방출하며, 살균 효과는 지속되는 조성물.
차례로, 영향력 지수는 다음과 같은 값으로 분류된다.
HISL 타입: 영향력 지수가 80 이상
MIML 타입: 영향력 지수가 60 이상 80 미만
CRLF 타입: 영향력 지수가 60 미만
조성물에서 사용되는 염과 영향력 지수와의 연관성에 대하여는, 그룹 A, B 및 C의 각 유형의 염에 영향력 지수의 값을 할당하며, A 그룹의 염에는 100, B 그룹의 염에는 50 및 C 그룹의 염에는 25를 할당한다. 조성물의 영향력 지수들은 제품에 포함된 염이 속하는 그룹에 따라 표시된 수치와 각 염의 몰비율을 곱한 값들의 합으로 결정된다.
예를 들어, 그룹 A의 염의 몰분율이 20%, 그룹 B의 염의 몰분율이 40%, 그룹 C의 몰분율이 40%인 경우, 영향력 지수는 다음과 같다.
0.2×100 + 0.4×100 + 0.4×50 = 80
영향력 지수는 80이고, 이는 고 영향력이고 단수명인 적용 제품의 활성 분말 살균 조성물에 해당한다라는 것을 의미한다.
이러한 방식으로, 본 발명의 활성 분말 살균 조성물을 형성하는 구리염 및 아연염의 선택은 활성 분말 살균 조성물이 사전에 영향력 지수를 어떻게 구성하여야 하는지에 따라 영향력 지수를 결정하고, 그리고 나서 염을 상기 조성물에 맞도록 선택하여 설정한다. 영향력 지수와 관련하여 다음과 같은 방정식은 상기 조성물에서 염의 그룹에 할당된 값과 염에 포함된 몰분율을 포함하여 정의된다.
고 영향력이며 단수명인 조성물(HISL 타입)
(0.05 내지 1.0)×100 + (0 내지 1.0)×50 + (0 내지 1.0)×25 ≥ 80
중간 영향력이며 중간 수명인 조성물(MIML 타입)
(0 내지 0.8)×100 + (0 내지 1.0)×50 + (0 내지 1.0)×25 < 80 이고 ≥ 60
제어된 방출을 하고 장수명인 조성물(CRLF 타입)
(0 내지 0.6)×100 + (0 내지 1.0)×50 + (0 내지 1.0)×25 < 60
식 (Ⅰ)은 고 영향력이고 단수명인 조성물이 A 그룹의 염을 5 내지 100%, B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 포함한다는 것을 나타내고, 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 80 이상인 것을 나타낸다(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외한다).
식 (Ⅱ)는 중간 영향력이고 중간 수명인 조성물이 A 그룹의 염을 0 내지 80%, B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 포함한다는 것을 나타내고, 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 이상 80 미만인 것을 나타낸다(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외한다).
식 (Ⅲ)은 이온이 제어된 방출을 하고 장수명인 조성물이 A 그룹의 염을 0 내지 60%, B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 포함한다는 것을 나타내고, 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 미만인 것을 나타낸다(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외한다).
상기 그룹의 염은 하나 이상의 구리염, 하나 이상의 아연염, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 활성 분말 살균 조성물은 항상 적어도 하나의 구리염, 적어도 하나의 아연염을 포함하고, 그 몰비율은 구리염 대 아연염이 10 내지 1이어야 한다.
활성 분말 살균 조성물에 사용되는 염의 종류는 용해도곱상수에 의하여 활성 분말 살균 조성물의 살균 효과가 최대한 가능한 이온의 최대 농도로 결정한다.
살균제는 필요성에 따라 대다수의 경우에 각각의 유기체, 살균제, 환경 조건, 및 다른 결정 구조의 특징인 최소 억제 농도(MIC)의 값에 의해 결정된다.
용해도곱상수값(Ksp)는 평형상태에서의 구성 이온들 중 양이온의 농도와 음이온의 농도를 곱한 값이다. 평형상태에서의 화학반응식은 다음과 같다.
XmYn ↔ mXn+ + nYm-
여기에서, X는 양이온이고, Y는 음이온이고, m과 n은 각각의 원자가이다. 그러므로, 용해도곱상수 Ksp는 다음과 같다:
Ksp = [Xn+]m[Ym-]n
값이 클수록 용해도값이 큰 것을 나타내며, 반대로 값이 작으면 용해값이 작은 것을 나타낸다.
용해도(자유이온의 농도)는 포화용액 속의 리터당 용질의 수로 표현된다.
한편, 활성 분말 살균 조성물을 폴리머와 혼합하면 최종 살균제 조성물을 얻는다. 사용되는 폴리머는 임의의 폴리머이어도 무방하나, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, PVC, 폴리아미드, ABS, 폴리카보네이트를 사용하는 것이 바람직하다.
활성 분말 살균 조성물의 제조방법
각기 다른 염들이 균질하게 분산되도록 하기 위하여 분말을 혼합하여 혼합물을 제조한다. 혼합물은 연속혼합기 또는 배치식 혼합기로 제조할 수 있으며, 이하 활성 분말(active powder)이라 한다. 사용하는 염 입자의 크기는 약 2 마이크론보다 작아야 하며, 약 1 마이크론보다 작은 것이 바람직하다. 혼합에 사용되는 염 중 최소한 하나는 그 입자 크기가 약 0.5 마이크론보다 작아야만 활성 성분을 효과적으로 조절할 수 있고, 입자와 입자 사이의 공간을 최소한으로 줄여 활성 분말의 면적/용량을 가장 효과적으로 활용할 수 있도록 한다.
혼합물은 산화반응에 의한 반응물의 분해를 막기 위해 무산소분위기(oxygen -free atmosphere)에서 제조된다. 무산소분위기는 질소, 아르곤, 헬륨 또는 이들 기체를 혼합함으로써 이루어질 수 있다. 혼합온도는 약 50 ℃ 이하이어야 한다. 어떤 경우에는 물질 입자가 덩어리지지 않도록, 예를 들어, 아세톤과 같은 용매를 사용하여야 한다.
활성 분말에서 얻어지는 혼합물과 폴리머는 혼합되어 살균제 조성물을 형성하며 상기 폴리머는 고체 또는 액체 상태일 수 있다. 폴리머가 고체 상태인 경우, 혼합 공정은 연속혼합기 또는 배치식 혼합기를 통해 무산소분위기에서 이루어진다. 폴리머가 액체인 경우, 무산소분위기에서 연속혼합기 또는 배치식 혼합기를 통해 활성 분말과 혼합된다. 혼합 시간은 혼합이 균질하게 이루어질 때까지 시행하여야 하므로 각각 다르다. 혼합 온도는 고체가 액체로 되는 온도보다 약 최소 10 ℃ 높아야 한다. 이때 시스템은 무산소분위기를 유지해야 한다. 액체 분산제를 사용하는 경우, 이 단계에서 액체 분산제는 완전히 증발될 수도 있다.
혼합이 끝나면 혼합된 구리염, 아연염 및 폴리머는 최종 생성물로 될 준비가 끝난 상태가 된다. 최종적으로 압출(냉간 또는 열간), 사출(냉간 또는 열간), 폼재형성공정, 젤화공정, 프린팅공정 등과 같은 각기 다른 과정들을 거쳐 최종 생성물이 완성된다. 최종 생성물 형성 과정에서 혼합된 활성 분말과 폴리머는 활성 분말 농도를 희석하기 위하여 폴리머를 더 첨가할 수 있다. 최종 생성물에서 활성 분말 농도는 약 0.1% 내지 70%가 될 수 있으며, 폴리머의 양은 약 30% 내지 99.9%일 수 있다. 혼합 과정의 압력은 약 0.1 내지 100기압 내에서 조절한다.
최종 생성물은 폴리머의 변형 과정을 통하여 방적(spinning), 펠렛(pellet), 판, 부직포, 박판, 필름, 젤, 접착제, 섬유(조직), 거품, 수지, 유제, 페인트, 현탁액 등의 형태를 가질 수 있다.
최종 생성물에의 적용:
최종 생성물의 형태에 따라 적용 가능한 제품은 다음과 같다:
방적: 직물, 니트(뜨개질), 직기, 코바늘뜨기(훅) 그리고 이러한 재질로부터 생산되는 옷을 위해 사용될 수 있다. 사람용, 동물용, 가정용, 사무실이나 병원용 등으로 사용될 수 있다.
필라멘트: 필라멘트 형태의 폴리머는 압출하면 브러쉬, 솔, 양탄자, 가는 솔(칫솔과 같은), 로프/그물 등의 생산에 적합하다.
라미네이팅된 플라스틱 제품: 압연, 압출, 몰드성형과 같은 공정에 의하여 제조된 모든 종류의 제품을 포함한다. 모든 종류의 형태(쟁반, 컵, 포장 재료, 화장실 커튼, 화장실 커버/덮개, 쓰레기통, 덧씌우기 위한 얇은 필름, 수갑, 컨테이너, 청소도구, 전기 상품, 가구, 필터)가 포함된다.
부직포(nonwoven): 모든 종류의 짜지 않은 천/부직포로 만들어진 제품을 포함하며 이들의 예는 다음과 같다. 의료용 유니폼, 병원 자재, 마스크/가면, 상처 위에 덮는 드레싱 붕대, 붕대, 기저귀, 위생 타올, 와이핑클로쓰(wiping cloths), 필러(충전재), 덮개, 필터, 사람, 동물, 환경 보호용 제품.
폼재: 폼재 폴리머에 해당하며, 스펀지, 소음, 충격, 냄새 흡수재, 필터, 보호재 등에 적용된다.
접착제: 모든 종류의 접착성물질이 포함된다.
젤, 유제, 크림: 젤과 유제의 화학 구조를 가진 모든 종류의 화합물이면 여기에 포함된다.
수지: 수지를 바탕으로 한 모든 종류의 제품을 포함하며, 멜라민 수지, 요소수지 등이 포함된다.
페인트, 니스제(바니쉬), 폴리머 현탁액: 페인트, 페이스트, 매니큐어 종류의 현탁액.
이하, 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그러나, 하기에 설명하는 실시예들은 본 발명을 좀더 명확하게 이해하기 위한 것일 뿐 본 발명의 하기의 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예들
1. 수경재배 관을 구성하는 폴리에틸렌에의 적용예
아연염인 탄산아연과 탄산제2구리(cupric carbonate), 산화제2구리(cupric oxide)인 아연염의 혼합물을 사용한다. 아연염과 구리염을 혼합하면 시너지 효과를 낸다. 폴리머로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리염화비닐(PVC), 폴리아미드, ABS 또는 이외의 다른 폴리머를 사용할 수 있다. 이하 예로서 폴리에틸렌을 들어 설명한다.
K sp 값
탄산제2구리: 1.4×10-10
산화제2구리: 2.2×10-20
탄산아연: 1.4×10-11
조성 1:
몰분율(mol%) 중량(wt%)
탄산제2구리 70 74.3
산화제2구리 17 11.6
탄산아연 13 14.0
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 6.7
영향력 지수(impact index) = 81
사용할 수 있는 제2구리이온(Cu+2)의 총 초기농도는 1.1×10-5이며, 아연이온(Zn+2)의 초기농도는 1.1×10-6이다. 사용할 수 있는 양은 각 염의 기여도, 염의 혼합물의 몰분율과 시스템의 공통이온효과에 따른다. 이 방법으로 사용되는 Ksp의 계산은 다음과 같다:
CuCO3 = Cu+2 + CO3 -2 (1) Ksp11 = 1.4×10-10
(X+Y) (X+Z)
CuO = Cu+2 + O-2(2) Ksp21 = 2.2×10-20
(X+Y) (Y)
ZnCO3 = Zn+2 + CO3 -2 (3) Ksp31 = 1.4×10-11
(Z) (X+Y)
Ksp는 염의 용해도 곱에 의해 얻을 수 있다(표1 및 표2).
(X)는 반응 (1)에서 평형상태에서 방출된 Cu+2와 CO3 -2 이온 농도를 나타낸다.
(Y)는 반응 (2)에서 평형상태에서 방출된 Cu+2와 O-2 농도를 나타낸다.
(Z)는 반응 (3)에서 평형상태에서 방출된 Zn+2와 CO3 -2 이온 농도를 나타낸다.
따라서, 평형상태에서의 방정식은 다음과 같다:
Ksp11 = (X+Y)(X+Z)
Ksp21 = (X+Y)(Y)
Ksp31 = (Z)(X+Z)
이 방정식을 풀면 Cu+2이온 총 농도에 해당하는 (X+Y)와 Zn+2이온 농도에 해당하는 (Z)를 얻을 수 있다. 값은 각각 1.1××10-5와 1.1×10-6이다.
조성 2:
mol% wt%
탄산제2구리 17 22.6
산화제2구리 70 59.9
탄산아연 13 17.6
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 6.7
영향력 지수 = 41
사용할 수 있는 제2구리이온의 총 초기농도는 2×10-6이며, 아연이온의 초기농도는 4.9×10-7이다. 사용할 수 있는 양은 각 염의 기여도, 염 혼합 몰분율과 시스템의 공통이온효과에 따른다. 조성 1을 설명한 것과 동일한 형태로 해결된다.
상기 염들은 무산소 분위기에서 균질한 분말 혼합물을 얻을 때까지 혼합된다. 혼합물은 이후 폴리에틸렌 펠렛과 혼합되어 스프레이를 통과한다. 활성 분말과 폴리머의 혼합물은 튜브로 만들어진 로토몰딩 과정을 거친다. 최종 살균 조성물에서 활성 분말의 양은 5%이며, 혼합된 폴리에틸렌의 양은 95%이다.
대장균 살균활동지수
처음에 만들어진 배양접시의 대장균 살균활동지수
조성 1 100
조성 2 60
조성 1의 샘플의 살균활동지수를 100이라 하고, 이때, 살균활동지수는 조성 1의 샘플과 조성 2의 샘플에서의 박테리아 제거 지수이다.
그리고, 살균활동지수는 조성 1의 샘플에서 조성 1이 제거할 수 있는 최대한의 박테리아 수를 나타내며, 이를 100으로 본다. 그러면, 조성 2에서의 살균활동지수는 조성 1과 비교되는 것으로서, 제거할 수 있는 박테리아 수는 조성 1의 60%, 즉 살균활동지수는 60이다.
배양접시는 1,600시간동안 물에 담근다. 1,600 시간이 지난 후에 물을 5분마다 바꿔준다. 이때, 물에 담근 배양접시에서는 물과의 접촉으로 인해 더 높은 용해성을 가진 염 조성은 용해성이 더 낮은 염 조성에 비해 더 많은 염을 잃게 된다. 살균활동지수는 물이 담긴 컨테이너 속에 있다가 시간이 흐른 후 바뀌게 되며, 물은 각 5분마다 완전히 바꾸어 준다. 각 조성의 살균활동지수의 새로운 지수는 다음과 같다.
조성 1 100
조성 2 125
2. 부직포 적용
부직포는 구리염인 제1구리티오시안산염, 산화제1구리의 혼합물과 아연염으로 산화아연을 혼합하고, 폴리머는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 폴리머를 사용한다. 본 예에서는 폴리머로는 폴리프로필렌을 사용한다.
K sp 값
제1구리티오시안산염: 1.6×10-13
산화제1구리: 2×10-5
산화아연: 3.9×10-10
조성 3:
mol% wt%
산화제1구리 47 57.1
제1구리티오시안산염 18 18.6
산화아연 35 24.3
구리염과 아연염의 몰 비율은 1.9
영향력 지수 = 68
사용할 수 있는 제1구리이온의 초기농도는 2×10-7이며 아연이온은 9×10-6이다. 사용할 수 있는 총량은 각 염의 기여도, 염 혼합물의 몰분율과 시스템의 공통이온효과에 따른다.
염이 혼합되고 나면, 아르곤, 헬륨 또는 질소(무산소) 기류가 습기를 제거하기 위해 혼합물이 들어있는 관을 통과한다. 산화제1구리 입자 크기는 약 1 마이크론 이하, 산화아연은 약 0,1 마이크론 이하, 제1구리 티오시안산염은 약 5마이크론 이하이다. 입자 크기의 차이는 표면 처리를 더 효과적으로 돕는다.
습기가 제거된 염은 냉각되어 폴리프로필렌을 만드는 혼합 오거(auger)로 옮겨진다. 폴리머는 변화되면서 습기가 제거된 염과 융융, 혼합되며 이는 균질한 페이스트가 될 때까지 계속 혼합된다. 페이스트는 부직포를 형성한다. 이 모든 과정은 무산소 분위기에서 이루어진다. 부직포는 15g/㎡ 내지 300g/㎡까지의 평량을 가질 수 있다.
부직포에 사용되는 염의 비율은 약 2% 내지 15%의 범위이다. 이때, 폴리프로필렌 함유율은 98% 내지 85%이다.
이하, 활성 분말을 포함하는 폴리프로필렌 재질의 부직포와 활성 분말을 포함하지 않는 폴리프로필렌 재질의 부직포의 황색포도상구균(staphylococcus aureus)의 살균활동지수를 평가하였다.
황색포도상구균 살균활동지수
활성 분말 없는 부직포 100
활성 분말 있는 부직포 800
3. 방적사
구리염인 산화제1구리, 산화제2구리와 아연염인, 산화아연, 탄산아연의 혼합물과 폴리에스테르, 나일론, 폴리아마드 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리머를 혼합하여 혼합물을 제조한다. 아연염은 살균특성을 가지고 있으며 구리염과 함께 사용하면 그 시너지 효과를 통해 방적사에 다른 효과를 가져오며, 산화물은 UV 필터로, 탄산은 소방지연재로 작용한다.
K sp 값
산화제1구리: 2×10-15
산화제2구리: 2.2×10-20
탄산아연: 1.4×10-11
산화아연: 3.9×10-10
조성 4:
mol% wt%
산화제1구리 60 68.7
산화제2구리 5 3.2
탄산아연 15 15.1
산화아연 20 13.1
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 1.9
영향력 지수 = 59
사용할 수 있는 제1구리이온의 초기 농도는 6.8×10-6이며, 제2구리이온 농도는 3×10-11이며, 아연이온은 1.9×10-6이다. 사용할 수 있는 양은 각 염의 기여도, 염 혼합물의 몰분율과 시스템의 공통이온효과에 따른다.
산화제2구리와 탄산아연염의 입자 크기는 약 2 마이크론이며, 산화제1구리와 탄산아연의 경우 약 0.5 마이크론 이하이다. 염들의 입자 크기 차이는 보다 효과적으로 방적사 표면에서의 분산을 조절할 수 있게 한다.
구리염과 아연염은 무산소 분위기에서 보강 막대(intensifier bar)를 가진 V-블렌더(V-Blender) 믹서에서 균질하게 분산될 때까지 혼합한다. 약 260℃까지 열을 내는 트윈 믹서에서 폴리에스테르와 함께 혼합된다. 혼합이 진행됨에 따라 폴리머는 녹고, 액체 상태로 균일하게 분산될 때까지 염과 혼합된다. 이 모든 과정은 산화작용을 방지하기 위해 무산소 분위기에서 이루어진다. 혼합물은 3X2mm 실린더에 압출되어 약 0℃를 유지하기 위하여 급냉한다.
펠렛은 약 270℃를 유지하는 폴리에스테르 중합 반응장치로 옮겨져 추가적으로 용융되어 혼합된다. 이후, 활성 분말 살균 입자는 폴리머가 구성하는 네트워크 망에 걸려 폴리머에 남게 된다. 이때, 활성 분말 입자와 폴리머 사이에는 어떤 종류의 화학 결합도 일어나지도 않고 예상되지도 않는다. 중합 반응장치로부터 필라멘트와 방적사를 만들기 위해 주입기계로 보내진다. 반응장치내에서 산화작용이 일어나는 것을 방지하기 위해 반응장치는 비활성 분위기를 만든다.
이러한 방식으로 만들어진 방적사는 산화제1구리와 산화아연이 가질 수 있는 살균 효과보다 더 큰 시너지 효과를 보여준다. 방적사에서 활성 분말의 비율은 0.5에서 5%까지 가능하며 1%가 바람직하다. 폴리에스테르의 경우, 혼합물에서 비율은 99.5%에서 95%까지이며 99%를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 활성 분말을 포함하는 폴리에스테르 재질의 실과 활성 분말을 포함하지 않는 폴리에스테르 재질의 방적사의 황색포도상구균(staphylococcus aureus)의 살균활동지수를 평가하였다.
황색포도상구균의 살균활동지수
활성 분말 없는 방적 20
실 (산화제1구리 + 산화아연) 100
실 (조성 4) 140
3b. 방적사
구리염인 제1구리티오시안산염, 아연염인 산화아연, 탄산아연의 혼합물과, 폴리에스테르, 나일론, 폴리아마드, 폴리프로필렌 등의 폴리머를 혼합하여 혼합물을 제조한다. 아연염은 기타 살균특성을 가지고 있으며 구리염과 함께 사용하면 그 시너지 효과를 통해 방적사에 다른 효과를 가져오며, 산화물은 UV 필터로, 탄산은 소방지연재로 작용한다. 또한 염료 사용이 필요한 경우 흰색 방적사를 만들 수 있다.
K sp 값
제1구리 티오시안산염: 1.6×10-13
탄산아연: 1.4××10-11
산화아연: 3.9×10-10
조성 4b:
mol% wt%
제1구 티오시안산염 75 78.6
탄산아연 10 10.8
산화아연 15 10.5
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 3.0
영향력 지수 = 58
사용할 수 있는 제1구리이온의 초기농도는 2.9×10-5이며, 아연이온은 1.7×10-6이다. 사용할 수 있는 양은 각 염의 기여도, 염의 혼합물의 몰분율과 시스템의 공통이온효과에 따른다.
제1구리티오시안산염과 탄산아연염의 입자 크기는 약 2 마이크론이며, 산화아연은 약 0.5 마이크론 이하이다. 상기 염들의 입자 크기 차이는 보다 더 효과적으로 방적사 표면에서의 분산 조절을 가능하게 한다.
구리염과 아연염은 무산소 분위기에서 보강 막대를 가진 V-블렌더(V-Blender) 믹서에서 균질하게 분산될 때까지 혼합된다. 약 260℃까지 열을 내는 트윈 믹서에서 폴리에스테르와 함께 혼합된다. 혼합이 진행됨에 따라 폴리머는 녹아서 액체상태로 균일하게 분산될 때까지 염과 혼합된다. 모든 이 과정은 산화작용을 방지하기 위해 무산소 분위기에서 이루어진다. 혼합물은 3X2mm 실린더에 압출되어 약 0℃를 유지하기 위하여 급냉한다.
펠렛은 약 270℃를 유지하는 폴리에스테르 중합 반응장치로 운반되며 그곳에서 추가로 녹아서 혼합된다. 이후, 활성 분말 살균 입자는 폴리머가 구성하는 네트워크에 걸려 폴리머에 남게 된다. 이때, 활성 분말 입자와 폴리머 사이에는 어떤 종류의 화학 결합도 일어나지 않고 예상되지도 않는다. 중합 반응장치로부터 필라멘트와 방적사를 형성하기 위해 주입기계로 보내진다. 반응장치내에서 산화작용이 일어나는 것을 방지하기 위해서 반응장치 내는 비활성 분위기를 만든다.
이 방법으로 제조된 방적사는 흰색이며 조성 4와 유사한 방적사의 형태이다. 방적사에서 활성 분말 비율은 0.5%부터 5%까지이며 1%가 바람직하다.
이하, 활성 분말을 포함하는 폴리프로필렌 재질의 방적사와 활성 분말을 포함하지 않는 폴리프로필렌 재질의 방적사의 황색포도상구균(staphylococcus aureus)의 살균활동지수를 평가하였다.
황색포도상구균 살균활동지수
활성 분말 없는 방적사 20
실 (조성 4b) 130
4. 멜라민 판넬, 요소수지 판넬, 포름알데히드 판넬
살균 특성을 가진 판넬에 적용하기 위한 멜라민수지 형성을 위해 구리염으로 제1구리티오시안산염과 아연염으로 산화아연과 탄산아연의 혼합물을 사용한다. 이 염들은 1×1 0-10과 1×10-14사이에서 일정한 용해성을 유지하고, 그로 인해 거의 흰색이 된다.
K sp 값
제1구리 티오시안산염: 1.6×10-13
탄산아연: 1.4×10-11
산화아연: 3.9×10-10
조성 5:
mol% wt %
제1구리티오시안산염 89 91.6
산화아연 6 4.14
탄산아연 4 4.25
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 5.7
영향력 지수 = 50
일정한 용해도와 공통이온효과를 주는 이온의 자유농도가 같은 구리이온과 아연이온을 선택한다.
염들은 균질하게 혼합될 때까지 혼합된다. 활성 분말은 후에 중량 40%의 멜라민 용액, 물과 혼합된다. 활성화된 고체의 양은 0.5%에서 5%까지의 범위가 된다. 이 혼합물을 덩어리지지 않게 잘 혼합하기 위해서 터보 믹서에서 높은 rpm으로 젓는다. 용액의 덩어리를 제거하기 위해 37마이크론 메시(mesh)의 촘촘한 채에 통과시킨다. 필요하면 분산제를 첨가한다.
종이에 적용하기 위해, 평량이 80 g/㎡ 크기의 종이를 사용한다. 멜라민 용액은 활성 분말과 함께 종이를 통과하고, 후에 종이에 멜라민 용액이 70g/㎡ 단위로 침투하도록 밀대/롤러를 통과한다. 멜라민 용액은 200g/㎡까지 종이에 스며들 수 있다. 멜라민이 침투된 종이는 약 110℃가 되는 곳에서 건조시킨다. 종이가 건조되면 대략 150℃와 약 100 bar에서 가열하여 목재에 붙인다. 활성 분말 비율은 2%이며, 멜라민은 98%이다.
이하, 활성 분말을 포함하는 멜라민과 활성 분말을 포함하지 않는 멜라민의 대장균의 살균활동지수를 평가하였다.
활성 분말 2%에 대한 대장균 살균활동지수
활성화 분말 없는 멜라민 100
활성화 분말 있는 멜라민 160
위의 과정은 멜라민이 같은 형태의 요소 수지, 포름알데히드 또는 다른 종류로 대체할 수 있으며, 활성 분말은 모두 또는 각 단계별로 분산시킬 수 있다.
5. 니스제(바니즈)
구리염인 제1구리 티오시안산염, 산화제1구리, 구리옥살레이트와 아연염인 산화아연, 아연옥살레이트의 혼합물은 살균특성을 가진 니스를 만들기 위해 사용되며 손톱, 동물 발굽, 표면, 페인트에 적용된다. 1×10-15 이하의 용해도곱상수를 가지기 위하여 상기의 염들을 선택하였다.
K sp 값
제1구리티오시안산염: 1.6×10-13
산화제1구리: 2×10-15
구리옥살레이트: 4×10-10
산화아연: 3.9×10-10
아연옥살레이트: 1.4×10-9
조성 6:
mol% wt%
제1구리티오시안산염 63 58.7
산화제1구리 13 14.3
구리옥살레이트 9 10.5
산화아연 11 6.9
아연옥살레이트 4 9.6
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 5.7
영향력 지수 = 62
염은 하나의 균일한 혼합물을 가질 때까지 혼합된다. 염은 약 10 마이크론보다 적은 입자 크기를 가져야만 하며, 최소한 하나의 아연과 하나의 다른 구리는 약 1 마이크론보다 적은 입자크기를 가져야 한다.
혼합된 염은 용해된 폴리스티렌을 포함한 용액이나 아크릴 용액 안에서 분산된다. 따라서, 용매를 증발하면 폴리머는 활성 분말과 함께 남게 된다. 활성 분말 비율은 4%이고 폴리스티렌 및/또는 아크릴 용액 비율은 96%이다.
이하, 활성 분말을 포함하는 니스와 활성 분말을 포함하지 않는 니스의 칸디다 알비칸스(Candida Albicans)에서 살균활동지수를 평가하였다.
칸디다 알비칸스(Candida Albicans)에서 활성 분말 4%에 대한 니스 살균활동지수
활성 분말 없는 니스 100
활성 분말 있는 니스 >260
6. 수산양식을 위한 섬유와 판
구리염인 구리피리티온, 구리티오시안산염, 산화제1구리과 아연염인 아연피리티온, 탄산아연의 혼합물을 사용해서 섬유, 주조판, 줄/로프, 부낭/튜브에 살균특성을 가진 도금/코팅, 오염방지 형성을 위해 적용한다. 이는 양식업 등에 사용하기 위한 것으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 또는 ABS 등과 혼합된다.
K sp 값
구리피리티온: 4.8×10-8
제1구리티오시안산염: 1.6×10-13
산화제1구리: 2×10-15
산화제2구리: 2.2×10-20
아연피리티온: 2.5×10-8
탄산아연: 1.4×10-11
조성 7:
mol% wt%
구리피리티온 10 21.10
구리티오시안산염 15 12.18
산화제1구리 15 14.33
산화제2구리 35 18.59
아연피리티온 10 21.23
탄산아연 15 12.58
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 3
영향력 지수 = 51
이 경우 활성 분말을 균질하게 혼합하는 것은 비활성 분위기에서 가능하다. 폴리머와 혼합되는 활성 분말은 균질한 혼합물을 얻기 위해 필요한 경우 스프레이를 통과하게 된다. 이후, 과정은 공정의 형태에 따라 바뀌게 된다. 과정이 압출이면, 활성 분말을 농축된 펠렛형태로 만들고 필요한 요구에 따라 첨가한다. 로토몰딩에 의한 것이면, 분쇄된 폴리머와 활성 분말을 틀에 넣는 순간에 혼합한다. 온도가 약 50℃를 넘는 경우, 무산소 분위기가 되도록 조정해야 한다. 활성 분말은 1-10%의 범위에서 투입하며, 4%가 바람직하다. 4%의 활성 분말과 96%의 폴리에틸렌을 포함하는 샘플을 준비하였다.
이하, 활성 분말을 포함하는 폴리에틸렌과 활성 분말을 포함하지 않는 폴리에틸렌의 대장균의 살균활동지수를 평가하였다.
활성 분말 4%에 대한 대장균 살균활동지수
활성 분말 없는 폴리에틸렌 100
활성 분말 있는 폴리에틸렌 >350
7. 크림
구리염인 제1구리티오시안산염, 염화제1구리, 요오드산염제2구리와 아연염인 산화아연, 요오드산염아연의 혼합물을 살균특성 크림을 형성하기 위해 혼합해 사용한다. 동물에게 사용 가능하며, 예를 들어 젖소의 젖, 피부, 표면에 사용가능하다. 이 염은 구리, 아연과 더불어 염화염과 요오드산염의 양이온이 피부와 표면의 손질과 살균/소독에 효과적이도록 돕는다.
K sp 값
제1구리티오시안산염: 1.6×10-13
염화구리: 1×10-6
요오드산염 제2구리: 1.4×10-7
산화아연: 3.9×10-10
요오드산염아연: 3.9×10-6
조성 8:
mol% wt%
제1구리티오시안산염 28 15.71
염화구리 5 2.29
요오드산염제2구리 25 47.71
산화아연 30 11.29
요오드산염 아연 12 23.01
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 1.4
영향력 지수 = 86
폴리비닐알콜과 젤라틴을 포함한 히드로겔을 준비한다. 표면활성제와 히드로겔을 사용할 수 있다. 염은 하나의 용액이 될 때까지 젤에 혼합, 분산된다. 아연염의 투입량은 구리 이온의 농도가 1,000 내지 10,000 ppm에 상응하는 양이다. 샘플은 1%의 활성 분말과 히드로겔 99%를 포함하여 준비한다.
이하, 활성 분말을 포함하는 제조된 크림과 활성 분말을 포함하지 않는 크림 베이스의 대장균의 살균활동지수를 평가하였다.
대장균 살균활동지수
크림 베이스 100
제조된 크림 >400
8. 나무 보호
살균특성을 가진 크림을 위해 구리, 구리피리티온, 탄산구리, 산화제2구리, 아연피리티온과 탄산아연을 혼합하여 사용해 나무, 페인트, 표면 보호 침투를 돕는다.
K sp 값
구리피리티온: 4.8×10-8
탄산구리: 1.4×10-10
산화제2구리: 2.2×10-20
아연피리티온: 2.5×10-8
탄산아연: 1.4×10-11
조성 9:
mol% wt%
구리피리티온 10 22.11
탄산구리 10 8.65
산화제2구리 45 25.04
아연피리티온 10 22.24
탄산아연 25 21.96
구리염과 아연염 사이의 몰 비율은 1.9
영향력 지수 = 54
하이드록시에틸셀룰로스, 라텍스 분말, 에틸셀룰로스, 에테르셀룰로스, 수지와 같이 물에 용해가능한 폴리머와 염은 혼합된다. 용해가능한 폴리머는 나무에서 조성 9와 합해져 이후 세포 내로 이동하기 위한 매개물로 사용된다.
형성 활동에 대한 시험관 내 테스트는 폴리머와 조성 9를 함께 첨가한 폴리머가 나무 표면에 스며들도록 하여 시행한다. 활성 분말은 0,01%-1%가 침투되며 0,2%가 바람직하다. 샘플은 활성 분말 1%를 포함하는 것과 99%의 하이드록시에틸셀룰로스가 물 중량으로 20%로 포함되도록 준비한다.
이하, 조성 9가 스며든 나무와 알콜이 스며든 나무의 균류 살균활동지수를 평가하였다.
균류(fungus)살균활동지수
알콜이 스며든 나무 100
조성 9가 스며든 나무 >250

Claims (15)

  1. 실, 필라멘트, 라미네이팅된 플라스틱, 부직포, 폼재, 접착제, 겔, 에멀션, 크림, 수지, 목재의 함침재 또는 페인트 또는 바니쉬에 적용되는 활성 분말 살균 조성물에 있어서,
    최소한 하나의 구리염 및 최소한 하나의 아연염을 포함하고,
    상기 구리염 및 아연염의 몰 비율은 10 내지 1의 범위이고,
    상기 구리염 및 아연염은 각각 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하이고,
    상기 구리염 및 상기 아연염은 용해도곱상수에 따라서 A, B 및 C의 그룹으로 나뉘어지며, 상기 A 그룹은 용해도곱상수가 9×10-11 이상이고, 9×10-6 이하이며, 상기 B 그룹은 용해도곱상수가 9×10-16 이상이고, 9×10-11 이하이고, 상기 C 그룹은 용해도곱상수가 1×10-20 이상이고, 9×10-16 이하이며,
    상기 활성 살균 분말 조성물은 상기 A 그룹의 염을 5 내지 100%, 상기 B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 상기 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 함유하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 80 이상인 조성물, 상기 그룹 A의 염이 0 내지 80%이고, 그룹 B의 염이 0 내지 100%이고, 그룹 C의 염이 0 내지 100%를 함유하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 이상 80 미만인 조성물, 및 상기 활성 분말 살균 조성물은 A 그룹의 염을 0 내지 60%, B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 포함하고, 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 미만인 조성물로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 조성물인 것을 특징으로 하는 활성 분말 살균 조성물(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외하며, 상기 각 제품에 할당된 값은, 상기 A 그룹의 염에는 100, 상기 B 그룹의 염에는 50 및 상기 C 그룹의 염에는 25를 할당한 것임).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 A 그룹의 구리염은 염화구리, 요오드산염제2구리, 구리피리티온, 구리옥살레이트구리 및 탄산제2구리로 이루어진 군에서 선택되는 염이고, 상기 B 그룹의 구리염은 구리프탈로시아닌, 요오드화구리, 제1구리티오시안산염, 제2구리티오시안산염, 수산화제1구리, 및 산화구리로 이루어진 군에서 선택되는 염이고, 상기 C 그룹의 구리염은 페로시안화구리, 수산화제2구리, 시안화구리, 및 산화제2구리로 이루어진 군에서 선택되는 염인 것을 특징으로 하는 활성 분말 살균 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 A 그룹의 아연염은 요오드산염아연, 주석산염구리, 아연피리티온, 아연옥살레이트 및 산화아연으로 이루어진 군에서 선택되는 염이고, 상기 B 그룹의 아연염은 탄산아연이고, 상기 C 그룹의 아연염은 시안화아연인 것을 특징으로 하는 활성 분말 살균 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용해도곱상수(Ksp)에 따른 초기 이온 농도와 염에 형태에 따라 상기 살균 분말 조성물은 고 영향력이고 단수명인 조성물, 중간 영향력이고 중간 수명인 조성물, 및 제어된 방출 및 장수명인 조성물로 분류되고, 상기 영향력 지수가 80 이상인 것은 고 영향력이고 단수명인 조성물이고, 상기 영향력 지수가 60 이상 80 미만인 것은 중간 영향력이고 중간 수명인 조성물이고, 상기 영향력 지수가 60 미만인 것은 제어된 방출 및 장수명인 조성물인 것을 특징으로 하는 활성 분말 살균 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 실, 필라멘트, 라미네이트 플라스틱, 부직포, 폼재, 접착제, 겔, 에멀션, 크림, 수지, 목재의 함침재 또는 페인트 또는 바니쉬에 적용하기 위한 살균제 조성물에 있어서,
    활성 살균 분말 조성물을 0.1% 내지 70% 및 폴리머를 30% 내지 99.9%를 포함하며,
    상기 활성 살균 분말 조성물은 최소한 하나의 구리염 및 최소한 하나의 아연염을 포함하고,
    상기 구리염 및 아연염의 몰 비율은 10 내지 1의 범위이고,
    상기 구리염 및 아연염은 각각 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하이고,
    상기 구리염 및 상기 아연염은 용해도곱상수에 따라서 A, B 및 C의 그룹으로 나뉘어지며, 상기 A 그룹은 용해도곱상수가 9×10-11 이상이고, 9×10-6 이하이며, 상기 B 그룹은 용해도곱상수가 9×10-16 이상이고, 9×10-11 이하이고, 상기 C 그룹은 용해도곱상수가 1×10-20 이상이고, 9×10-16 이하이며,
    상기 활성 살균 분말 조성물은,
    상기 A 그룹의 염을 5 내지 100%, 상기 B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 상기 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 함유하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 80 이상인 조성물, 상기 그룹 A의 염이 0 내지 80%이고, 그룹 B의 염이 0 내지 100%이고, 그룹 C의 염이 0 내지 100%를 함유하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 이상 80 미만인 조성물, 및 A 그룹의 염을 0 내지 60%, B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 포함하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 미만인 조성물로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 조성물인 것을 특징으로 하는 살균제 조성물(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외하며, 상기 각 제품에 할당된 값은, 상기 A 그룹의 염에는 100, 상기 B 그룹의 염에는 50 및 상기 C 그룹의 염에는 25를 할당한 것임).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, PVC, 폴리아미드, ABS, 및 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 폴리머인 것을 특징으로 하는 살균제 조성물.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 구리염 및 상기 아연염의 입자의 크기는 2마이크론 이하인 것을 특징으로 하는 살균제 조성물.
  12. 실, 필라멘트, 라미네이트 플라스틱, 부직포, 폼재, 접착제, 겔, 에멀션, 크림, 수지, 목재의 함침재 또는 페인트 또는 바니쉬에 적용하기 위한 살균제 조성물의 제조 방법에 있어서,
    a) 몰 비율은 10 내지 1의 범위이고, 각각 용해도곱상수(Ksp)가 1×10-20 이상이고, 9×10-6 이하인 최소한 하나의 구리염과 최소한 하나의 아연염을 준비하고,
    b) 각각 활성 살균 분말 조성물의 균일한 분포를 얻기 위해 상기 염들을 혼합하고,
    c) 50 ℃ 이하로 혼합 온도를 유지하도록 제어하고,
    d) 고상 또는 액상인 폴리머 분말을 혼합하는 것을 포함하며,
    상기 구리염 및 상기 아연염은 용해도곱상수에 따라서 A, B 및 C의 그룹으로 나뉘어지며, 상기 A 그룹은 용해도곱상수가 9×10-11 이상이고, 9×10-6 이하이며, 상기 B 그룹은 용해도곱상수가 9×10-16 이상이고, 9×10-11 이하이고, 상기 C 그룹은 용해도곱상수가 1×10-20 이상이고, 9×10-16 이하이며,
    상기 활성 살균 분말 조성물은,
    상기 A 그룹의 염을 5 내지 100%, 상기 B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 상기 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 함유하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 80 이상인 조성물, 상기 그룹 A의 염이 0 내지 80%이고, 그룹 B의 염이 0 내지 100%이고, 그룹 C의 염이 0 내지 100%를 함유하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 이상 80 미만인 조성물, 및 A 그룹의 염을 0 내지 60%, B 그룹의 염을 0 내지 100% 및 C 그룹의 염을 0 내지 100%를 포함하면서 상기 염의 그룹의 몰분율을 각 제품에 할당된 값과 곱한 것들을 합한 값이 60 미만인 조성물로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 조성물인 것을 특징으로 하는 살균제 조성물의 제조 방법(단, B 그룹의 염이 0% 인 것은 제외하며, 상기 각 제품에 할당된 값은, 상기 A 그룹의 염에는 100, 상기 B 그룹의 염에는 50 및 상기 C 그룹의 염에는 25를 할당한 것임).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공정들은 혼합물이 산화반응에 의한 반응물의 분해를 막기 위해 질소, 아르곤, 헬륨 또는 이들 기체를 혼합함으로써 이루어지는 무산소 분위기에서 진행되는 것을 특징으로 하는 살균제 조성물의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 폴리머가 액체인 경우, 무산소분위기에서 연속혼합기 또는 배치식 혼합기를 통해 활성 분말과 혼합되고, 혼합온도는 고체가 액체로 되는 온도보다 최소 10 ℃ 높아야 하는 것을 특징으로 하는 살균제 조성물의 제조 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 활성 살균 분말 농도는 0.1% 내지 70%이고, 상기 폴리머의 양은 30% 내지 99.9%이고, 혼합 과정의 압력은 0.1에서 100기압 내에서 조절되는 것을 특징으로 하는 살균제 조성물의 제조 방법.
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