KR102336493B1 - 항균탈취 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 항균탈취 조성물은 평균입경(D50)이 2nm 내지 10nm인 비이온성 구리나노입자를 1,500 내지 2,500 ppm로 함유하는 콜로이드 수용액을 포함한다.

Description

항균탈취 조성물 및 이의 제조방법{COMPOSITION FOR ANTIBACTERIAL AND DEODORIZATION}
본 발명은 항균탈취 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
악취는 황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 암모니아 등의 자극성 있는 기체상 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감이나 혐오감을 주는 냄새를 일컫는다.
이러한 악취에 대응하는 방법으로는 후드나 덕트 등에 의하여 공기 중으로 확산시키는 통풍희석법, 강한 방향취를 갖는 성분을 산포하여 악취를 위장하는 향료사용 위장법, 숯이나 세정액을 포함하는 세정기에 통과시켜 악취 물질을 흡수하여 제거하는 흡수법, 냉각기를 사용하여 악취 물질을 응축하는 응결법, 악취 물질을 600℃ 내지 800℃의 화염으로 직접 연소시키는 연소산화법 및 미생물을 이용한 생물학적 탈취 방법 등이 사용되고 있다.
상기 전술한 방법 중에서, 통풍희석법이나 향료사용 위장법은 가장 비용이 적게 든다는 장점이 있으나, 악취의 원인물질을 제거하는 것이 아니기 때문에 근본적인 대책이 될 수 없고, 흡수법, 응결법 및 연소산화법은 비용이 높은 단점이 있다.
한편, 생물학적 탈취 방법은 탈취효과가 우수하고, 악취의 원인물질이 대규모로 발생하는 지역에 설비하여도 시설비와 유지비가 저렴하다는 장점이 있으나, 악취의 원인물질이 일정규모 이상인 경우에만 가능하다는 단점이 있다.
아파트나 사무실에서 발생되는 악취를 제거할 경우에는, 일정 규모 이상의 악취 원인물질이 있을 때 적용할 수 있는 생물학적 탈취방법이나 불쾌한 부산물이 발생하는 연소산화법 등을 적용하기 곤란하고, 악취제거 효율이 매우 낮은 흡수법, 일정규모 이상의 냉각기가 필요한 응결법을 사용하기 어려우므로, 부득이하게 통풍희석법이나 향료사용 위장법이 주로 사용되고 있는 실정이다.
그러나, 상술한 바와 같이, 통풍희석법이나 향료 사용 위장법은 근본적인 해결방안이 되지 못하기 때문에, 기타의 탈취 방법을 아파트나 사무실과 같은 소규모의 장소에 적용할 수 있는 방법이 꾸준하게 연구되고 있다.
본 발명의 목적은 탈취 효과뿐만 아니라 항균 효과도 우수하여 근본적인 악취를 해결할 수 있는 항균탈취 조성물 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 항균탈취 조성물에 관한 것이다.
일 구체예에서, 상기 항균탈취 조성물은 평균입경(D50)이 2nm 내지 10nm인 비이온성 구리나노입자를 1,500 내지 2,500 ppm로 함유하는 콜로이드 수용액을 포함한다.
또한, 상기 콜로이드 수용액은 은나노입자를 20 내지 200 ppm 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 구리나노입자 및 은나노입자는 농도비가 10:1 내지 50:1일 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 항균탈취 조성물은 상기 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여 피레트린(pyrethrin)을 0.1 내지 5 중량부 및 보조용매 1 내지 10 중량부 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 항균탈취 조성물은 상기 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여 이산화티탄 촉매 0.001 내지 0.1 중량부 및 산화아연 0.001 내지 0.1 중량부 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이산화티탄 촉매는 이산화티탄(TiO2), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)을 포함하고, 상기 이산화티탄 촉매 중 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 5 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 중량비가 10:90 내지 20:80일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 항균탈취 조성물 제조방법에 관한 것이다.
일 구체예에 따르면, 상기 항균탈취 조성물 제조방법은 염화구리(CuCl2) 수용액에 염화구리(CuCl2) 1몰당 1몰 내지 6몰의 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 구리산화물 및 구리수산화물을 용액 중에 생성시키는 단계; 및 상기 생성된 구리산화물 및 구리수산화물에 염화구리(CuCl2) 1몰당 1 내지 12몰의 히드라진(N2H4)을 투입하여 비이온성 구리나노입자로 환원시켜 구리나노입자를 포함하는 콜로이드 수용액을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구리나노입자는 평균입경(D50)이 2nm 내지 10 nm이고, 상기 콜로이드 수용액에 1,500 ppm 내지 2,500 ppm의 농도로 포함될 수 있다.
본 발명은 탈취 효과뿐만 아니라 항균 효과도 우수하여 근본적인 악취를 해결할 수 있는 항균탈취 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 실시예 1의 항균탈취 조성물에 포함된 비이온성 구리나노입자를 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 탈취 효과 실험의 결과를 그래프로 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
또한, 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 'X 내지 Y'는 'X 이상 Y 이하'를 의미한다.
항균탈취 조성물
본 발명의 일 구체예에 따른 항균탈취 조성물은 평균입경(D50)이 2nm 내지 10nm인 비이온성 구리나노입자를 1,500 내지 2,500 ppm로 함유하는 콜로이드 수용액을 포함한다.
본 발명의 항균탈취 조성물은 구리나노입자를 포함하는 콜로이드 수용액을 포함함으로써, 탈취효과가 우수한 장점이 있다.
상기 평균입경(D50)이 2nm 내지 10nm인 비이온성 구리나노입자를 1,500 내지 2,500 ppm로 포함하는 콜로이드 수용액은 후술할 항균탈취 조성물 제조방법에 기재된 방법에 의해 제조될 수 있다.
2nm 내지 10nm 크기의 이온화되지 않은 구리입자(Cu0)(이하, 비이온성 구리나노입자)는 탈취 및 항균에 우수한 효과가 있을 분만 아니라, 인체에 전혀 부작용이 발생하지 않는 장점이 있다. 구리나노입자의 평균입경(D50)이 본 발명 범위를 벗어나는 경우, 항균탈취 조성물 사용 후 불순물로 남을 우려가 높다.
또한, 콜로이드 수용액에 포함되는 비이온성 구리나노입자의 농도가 1,500 ppm 미만인 경우 탈취 및 항균의 효과가 미미하고, 2,500 ppm을 초과하는 경우 구리나노입자가 불순물로 남을 우려가 있다.
상기 콜로이드 수용액은 은나노입자를 더 포함할 수 있다. 상기 은나노입자는 항균 작용으로 균의 물질대사를 방해하여 균을 질식시키고, 강력한 살균 작용을 할 수 있으며, 인체 면역력도 강화하는 효과가 있어, 항균탈취 조성물의 탈취 효과가 오래 지속될 수 있는 장점이 있다.
상기 은나노입자는 평균입경(D50)이 50nm 내지 150nm, 구체적으로 70nm 내지 100nm일 수 있다. 상기 입경 범위에서, 다른 효과의 저하 없이 항균 효과가 충분히 발휘된다.
상기 은나노입자는 상기 콜로이드 수용액에 20 내지 200 ppm의 농도로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 탈취 효과의 저하 없이 항균작용을 극대화할 수 있다.
상기 콜로이드 수용액은 구리나노입자 및 은나노입자를 10:1 내지 50:1, 구체적으로 15:1 내지 40:1의 농도비로 포함할 수 있다. 상기 농도비 범위에서, 항균 효과 및 탈취 효과의 밸런스가 우수하다.
다른 구체예에서, 상기 항균탈취 조성물은 피레트린(pyrethrin) 및 보조용매 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 피레트린(pyrethrin)은 탈취 효과뿐만 아니라 항균 효과를 더욱 개선시킬 수 있다.
상기 피레트린(pyrethrin, CAS No.121-21-1, (1S)-2-methyl-4-oxo-3-[(2Z)-2,4-pentadien-1-yl]-2-cyclopenten-1-yl (1R, 3R)-2,2-dimethyl-3-(2-methyl-1-propen-1-yl)cyclopropanecarboxylate)은 국화과 꽃잎에서 추출하는 천연 살충 성분으로 항균 효과가 높은 성분이다. 상기 피레트린은 인체 및 동물에 영향을 주지 않을 뿐 아니라 빠르게 분해되기 때문에 잔류로 인해 야기되는 문제도 해소할 수 있다. 상기 피레트린은 현재 제충국이라는 상품명으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 피레트린의 함량은 비이온성 구리나노입자를 포함하는 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5.0 중량부, 구체적으로 0.3 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 항균 효과가 충분하고, 불순물로 잔존하는 현상을 방지할 수 있다.
상기 보조 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸아세테이트, 프로필렌글리콜 및 부틸렌글리콜 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 보조 용매는 상기 콜로이드 수용액과의 상용성, 기타 성분들의 용해도를 고려하여 에탄올을 사용할 수 있다. 특히, 상기 피레트린은 물에 대한 용해도가 낮지만, 에탄올에서는 용해도가 높아, 에탄올을 적용하는 경우 피레트린의 상용성을 개선시키는 효과가 있다.
상기 보조 용매는 상기 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부, 구체적으로 3 내지 8 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서, 조성물 성분들의 상용성을 극대화할 수 있고, 소독 효과도 있다.
상기 항균탈취 조성물은 피레트린 및 보조 용매를 1:3 내지 1:7, 구체적으로 1:4 내지 1:6의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 함량 범위에서, 항균 효과, 상용성이 극대화될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 항균탈취 조성물은 이산화티탄 촉매 및 산화아연 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 이산화티탄(TiO2) 촉매는 특정 파장의 빛에 의해 전도대(CB)의 전자(e)와 원자가전자대(VB)의 정공(h)을 생성하는 촉매다. 이러한 이산화티탄 촉매는 항균 및 탈취 효과를 더욱 높일 수 있다.
구체예에서, 상기 이산화티탄 촉매는 이산화티탄(TiO2), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)을 포함하고, 상기 이산화티탄 촉매 중 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 5 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
상기 이산화티탄은 평균입경(D50)이 1 nm 내지 100 nm, 구체적으로 5 nm 내지 80 nm인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 이산화티탄은 평균입경(D50)이 상이한 2종 이상의 이산화티탄이 포함될 수 있다. 이 경우, 촉매의 치밀성에 따른 촉매 효율이 개선된다.
예를 들어, 상기 이산화티탄(TiO2)은 평균입경(D50)이 상이한 제1 및 제2 이산화티탄(TiO2)을 포함하고, 상기 제1 이산화티탄(TiO2)은 평균입경(D50)이 1 nm 내지 70 nm, 구체적으로 10 nm 내지 50 nm, 상기 제2 이산화티탄(TiO2)은 평균입경(D50)이 20 nm 내지 100 nm, 구체적으로 20 nm 내지 80 nm일 수 있다.
상기 제1 이산화티탄(TiO2) 및 제2 이산화티탄(TiO2)의 평균입경(D50) 비는 1:0.4 내지 1:0.6일 수 있다. 상기 평균입경 비 범위에서 이산화티탄 촉매는 더욱 치밀해지고 촉매 효율을 극대화할 수 있다.
상기 이산화티탄(TiO2)은 이산화티탄 촉매 중 50 내지 95 중량%, 구체적으로 60 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서, 충분한 촉매 효율을 발휘할 수 있으면서도 다른 효과도 동시에 발휘될 수 있다.
상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 촉매 성분에 포함되어 가시광선 영역의 광 흡수율을 높임으로써, 촉매 효율을 개선시키는 효과가 있을 뿐만 아니라, 보다 용이하게 촉매 활성을 발휘할 수 있어 촉매 효율이 극대화 될 수 있다.
특히, 본 발명의 이산화티탄 촉매는 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 중량비를 공융점(eutectic point)에 가깝도록 10:90 내지 20:80, 구체적으로 12:88 내지 16:84 범위로 적용되어 현저하게 낮은 온도에서 이산화티탄 촉매가 제조된다. 이는 루타일 결정구조로의 전이를 최소화할 수 있으므로, 촉매 효율을 극대화할 수 있다. 이 경우 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 일부 이상 공융된 것일 수 있다. 이 때, 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg) 성분은 이산화티탄 촉매 성분들 간의 결합력을 개선시킬 수 있으며, 이산화티탄 촉매가 특정 입경 범위로 성형될 수 있도록 하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg) 성분의 함량에 따라 이산화티탄 촉매의 입경이 결정될 수 있다.
상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 이산화티탄 촉매 중 5 내지 50 중량%, 구체적으로 10 내지 45 중량%, 더욱 구체적으로 15 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서, 이산화티탄 촉매는 가시광 영역에서의 촉매 효율 및 보다 낮은 전류에서의 촉매 효율이 개선될 뿐만 아니라, 이산화티탄 촉매에 의해 변색이 되는 부작용을 최소화할 수 있다.
상기 이산화티탄 촉매는 이산화티탄(TiO2) 분말, 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 혼합물 형성 단계 및 상기 혼합물을 열처리하는 단계를 포함하는 공정으로 제조될 수 있다. 상기 열처리하는 단계는 H2/Ar 분위기에서 400℃ 내지 900℃, 구체적으로 450℃ 내지 750℃, 더욱 구체적으로 460℃ 내지 550℃에서 수행될 수 있다. 본 발명의 이산화티탄 촉매에 포함되는 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 중량비가 10:90 내지 20:80로 적용하여, 상기 열처리 온도 범위에서 일부 이상 공융될 수 있으며, 이로써 촉매를 이루는 성분들 간의 결합력을 충분히 부가할 수 있다. 특히, 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg) 성분들의 함량은 이산화티탄 촉매 입자 크기에 영향을 줄 수 있으며, 구체적으로 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 이산화티탄 촉매 중 5 내지 50 중량%로 포함되어 이산화티탄 촉매의 평균입경(D50)을 1 mm 내지 10 mm로 제어할 수 있다.
상기 이산화티탄 촉매는 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.1 중량부, 구체적으로 0.005 내지 0.05 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서, 항균탈취 조성물의 항균 효과 및 탈취 효과가 극대화될 수 있다.
상기 산화아연(ZnO)은 백색 내지 황색을 띤 고운 무정형 가루로, 냄새와 맛이 없고 공기중에서 천천히 이산화탄소를 흡수하는 성질을 가지고 있다.
상기 산화아연은 바이러스나 박테리아의 신진대사를 저해시킴으로써 이를 고사시켜 제거하는 메커니즘을 통해 항균력 및 살균력을 부여하고, 특히 금속 촉매 기능을 수행하면서 금속 중에서 강한 소취 효과를 갖는다.
상기 산화아연은 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.1 중량부, 구체적으로 0.005 내지 0.05 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 항균탈취 효과가 충분하면서도, 제조비용이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
항균탈취 조성물 제조방법
본 발명의 일 실시예에 따른 항균탈취 조성물 제조방법은 염화구리(CuCl2) 수용액에 염화구리(CuCl2) 1몰당 1몰 내지 6몰의 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 구리산화물 및 구리수산화물을 용액 중에 생성시키는 단계; 및 상기 생성된 구리산화물 및 구리수산화물에 염화구리(CuCl2) 1몰당 1 내지 12몰의 히드라진(N2H4)을 투입하여 비이온성 구리나노입자로 환원시켜 구리나노입자를 포함하는 콜로이드 수용액을 제조하는 단계;를 포함하는 공정으로 항균탈취 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명에서는 구리나노입자의 전구체로서 염화구리(CuCl2)를 사용한다. 염화구리(CuCl2)는 황산구리(CuSO4)와 달리 상대적으로 전기음성도가 큰 음이온 작용기를 가지고 있어 용액 내에서 황산이온과는 다른 음이온 효과를 가져오게 되어 제조되는 입자가 서로 응집되는 현상을 더욱 억제시킬 수 있다. 따라서, 보다 미세한 입자의 제조가 가능하며, 우수한 표면 형상 제어 효과를 나타낸다.
상기 염화구리(CuCl2) 수용액에 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 구리산화물 및 구리수산화물을 용액 중에 생성시키는 단계는 염화구리(CuCl2) 수용액에 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 중간체인 구리산화물(CuO) 및 복화합물인 구리수산화물(Cu(OH)2)을 생성하는 단계로서 하기 화학 반응식 1로 나타낼 수 있다.
[화학 반응식 1]
Figure 112019120293012-pat00001
상기 화학 반응식 1에서 수산화나트륨(NaOH)의 역할은 염화구리(CuCl2)의 구리원자로부터 염소를 분리하여 구리산화물 및 구리수산화물이 생성되도록 투입하는 것이며, 투입되는 수산화나트륨(NaOH)의 양은 염화구리 1몰당 1 내지 6몰의 범위로 투입될 수 있다. 투입되는 수산화나트륨의 양이 6몰을 초과하여 투입되는 경우에는 용액 내의 분위기가 강염기성으로 변하여 추후 첨가되는 히드라진의 환원반응이 원활하게 일어나지 않고, 미반응물이 많이 생성되어 경제적이지 않으며 용액 내 잔류이온들이 많아져 불순물이 증가 하는 측면도 있기 때문이다. 반면, 투입되는 수산화나트륨(NaOH)의 양이 1몰 미만으로 투입되는 경우에는 중간체인 구리산화물(CuxO)의 형태가 완전히 만들어지지 않아 반응이 원활하게 이루어지기 어렵다.
상기 수산화나트륨(NaOH)이 투입되는 염화구리(CuCl2) 수용액의 온도는 25℃ 내지 60℃ 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 염화구리 수용액의 온도가 25℃ 미만일 경우에는 중간체의 형태가 만들어지기 어려우며, 60℃를 초과하는 경우에는 중간체가 너무 빠른 속도로 생성되어 중간체가 응집될 수 있음은 물론 환원반응이 지나치게 고온에서 진행되므로 중간체의 열적 안정도가 저하될 수 있다.
상기 생성된 구리산화물 및 구리수산화물에 히드라진(Hydrazine; N2H4)을 투입하여 구리나노입자로 환원시키는 단계는 히드라진(N2H4)을 투입하여 중간체로 생성된 구리산화물(CuO) 및 복화합물인 구리수산화물(Cu(OH)2)을 환원시켜 비이온 상태로 석출된 구리나노입자(Cu0)를 제조할 수 있으며, 하기 화학 반응식 2로 나타낼 수 있다.
[화학 반응식 2]
Figure 112019120293012-pat00002
상기 화학 반응식 2에서 투입되는 히드라진(N2H4)의 양은 상기 염화구리 1몰당 1 내지 12몰의 범위로 투입되는데, 히드라진이 1몰 미만으로 투입되는 경우에는 환원반응이 완전히 진행되기 힘들며, 12몰을 초과하여 투입되는 경우에는 과량의 히드라진 사용으로 환원반응은 빠른 속도로 일어나지만 수득된 구리나노입자의 응집 현상이 심해질 수 있다.
상기 히드라진(N2H4)이 투입되는 수용액의 온도는 35℃ 내지 60℃ 범위로 유지되는 것이 바람직하다. 투입되는 수용액의 온도가 35℃ 미만인 경우에는 환원반응의 반응속도가 낮을 뿐 아니라 환원반응의 전환율이 낮아 완전한 환원이 이루어지지 않을 수 있다. 반면, 60℃를 초과하는 경우에는 환원반응의 반응속도는 다소 높아질 수 있으나, 고온에서 반응이 진행되어 생성된 구리나노입자의 응집 현상이 심해질 수 있다.
또한, 상기 구리나노입자는 평균입경(D50)이 2nm 내지 10 nm이고, 상기 콜로이드 수용액에 1,500 ppm 내지 2,500 ppm의 농도로 포함될 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 항균탈취 조성물 제조방법은 상기 콜로이드 수용액에 은나노입자를 20 내지 200 ppm 더 포함할 수 있다. 상기 은나노입자는 평균입경(D50)이 50nm 내지 150nm, 구체적으로 70nm 내지 100nm일 수 있다. 상기 입경 범위에서, 다른 효과의 저하 없이 항균 효과가 충분히 발휘된다.
또 다른 구체예에서, 항균탈취 조성물 제조방법은 상기 콜로이드 수용액에 상기 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여 피레트린(pyrethrin)을 0.1 내지 5 중량부, 보조용매 1 내지 10 중량부, 이산화티탄 촉매 0.001 내지 0.1 중량부 및 산화아연 0.001 내지 0.1 중량부 중 하나 이상을 더 투입하여 혼합하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 피레트린(pyrethrin), 보조용매, 이산화티탄 촉매 및 산화아연은 상기 본 발명 하나의 관점인 항균탈취 조성물에 기재된 바와 실질적으로 동일하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
실시예 1
2M의 염화구리(CuCl2) 수용액 100㎖를 준비하여 가열하면서 강하게 교반하여 온도를 35℃로 유지한다. 상기 온도 범위로 염화구리 수용액의 온도가 일정하게 유지되면, 일시에 수산화나트륨(NaOH) 6M을 투입한다. 수산화나트륨(NaOH)을 투입한 후, 용액의 온도를 45℃ 로 유지하면서 히드라진(N2H4) 15M을 일시에 투입하여 구리입자를 환원시켜 콜로이드 수용액을 수득하여 항균탈취 조성물을 제조하였다. 상기 콜로이드 수용액의 구리나노입자의 농도는 약 2,000ppm이었다.
최종적으로 제조된 항균탈취 조성물에 포함된 구리나노입자의 평균입경(D50)은 3nm로 측정되었다. 도 1은 제조된 구리나노입자를 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 콜로이드 수득된 콜로이드 수용액에 평균입경(D50)이 100nm인 은나노입자를 100ppm의 함량이 되도록 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 항균탈취 조성물을 제조하였다.
실시예 3
실시예 2의 항균탈취 조성물에 피레트린(pyrethrin) 1 중량부를 추가로 투입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 항균탈취 조성물을 제조하였다.
실시예 4
실시예 2의 항균탈취 조성물에 피레트린(pyrethrin) 1 중량부 및 보조용매로 에탄올 5 중량부를 추가로 투입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 항균탈취 조성물을 제조하였다.
실시예 5
실시예 2의 항균탈취 조성물에 이산화티탄 촉매 0.01 중량부를 추가로 투입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 항균탈취 조성물을 제조하였다.
상기 이산화티탄 촉매는 이산화티탄(TiO2, 알드리치) 80 중량%, 구리(Cu) 2.8 중량% 및 마그네슘(Mg) 17.2 중량%를 혼합하고, 상기 혼합물을 튜브 노 내에 투입하고, H2/Ar 분위기에서 530℃에서 5시간 동안 가열한 후 1.0M HCl 용액에서 24시간 동안 교반하고, 물로 세척하여 산을 제거한 후, 건조하는 공정으로 제조하였다. 이때 이산화티탄 촉매의 평균입경(D50)은 5.2mm였다.
실시예 6
실시예 5의 항균탈취 조성물에 피레트린(pyrethrin) 1 중량부 및 보조용매로 에탄올 5 중량부를 추가로 투입한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 항균탈취 조성물을 제조하였다.
비교예 1
시중에 판매되는 E사의 항균탈취제를 구매하여 비교예 1로 사용하였다. 상기 항균탈취제는 물, 탈취제, 안정화제, 계면활성제(베타인계 5% 미만), 향료를 포함하는 것으로 기재되어 있었다.
실험 방법
1) 탈취 효과 실험
실시예 및 비교예의 항균탈취 조성물 시료 각각 20mL를 5L 크기의 반응기에 넣고 밀봉하였다. 시험가스(트리메틸아민)의 초기 농도를 50μmol/mol로 주입하고, 시험가스(트리메틸아민)의 농도를 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분에서 측정하고 이를 sample 농도라 하였다. 시험가스(트리메틸아민)의 농도는 가스검지판(구 KS12218)에 의해 측정하였다. 시험 중 온도는 23℃, 습도는 50%R.H.를 유지하였다.
이와 별도로 시료가 없는 상태에서 상기 시험을 진행하고 이를 blank 농도라하였다. 각 시간대별 시험가스(트리메틸아민)의 제거율을 하기 식 1에 의해 산출하고, 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다.
[식 1]
시험가스 제거율(탈취율)(%)=((blank 농도)-(sample 농도)/(blank 농도))×100
2) 항균 효과 실험
실시예 및 비교예 항균탈취 조성물의 항균 및 살균 효과를 측정하였다. 측정은 화장실 변기를 대상으로 시약봉에 각각의 조성물을 충분히 묻힌 후 세균 측정기(Clean-Q, Model TBD 1000, (주)텔트론)로 세균 수치를 측정하고 하기 표 2에 나타내었다. 화장실 변기의 초기 세균 수치는 1873이었다.
시간 blank 농도
(μmol/mol)		 sample 농도
(μmol/mol)		 탈취율(%)
실시예 1 0분 50 50 0
30분 49 8 83.7
60분 49 6 87.8
90분 49 5 89.8
120분 48 4 91.7
실시예 2 0분 50 50 0
30분 49 6 87.8
60분 49 4 91.8
90분 49 3 93.9
120분 48 2 95.8
실시예 3 0분 50 50 0
30분 49 6 87.8
60분 49 3 93.9
90분 49 3 93.9
120분 48 2 95.8
실시예 4 0분 50 50 0
30분 49 4 91.8
60분 49 3 93.9
90분 49 2 95.9
120분 48 1 97.9
실시예 5 0분 50 50 0
30분 49 4 91.8
60분 49 2 95.9
90분 49 2 95.9
120분 48 1 97.9
실시예 6 0분 50 50 0
30분 49 2 95.9
60분 49 1 98.0
90분 49 1 98.0
120분 48 0 100
비교예 1 0분 50 50 0
30분 49 15 69.4
60분 49 11 77.6
90분 49 10 79.6
120분 48 9 81.3
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1
세균 수치 180 163 158 141 136 113 1332
상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 비이온성 구리나노입자를 포함하는 항균탈취 조성물은 항균 효과뿐만 아니라 탈취효과도 우수한 반면, 이를 포함하지 않는 비교예 1은 항균 효과 및 탈취 효과가 본원발명에 미치지 못하는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (7)

  1. 평균입경(D50)이 2nm 내지 10nm인 비이온성 구리나노입자를 1,500 내지 2,500 ppm로 함유하는 콜로이드 수용액 100 중량부;에 대하여,
    피레트린(pyrethrin)을 0.1 내지 5 중량부; 및
    보조용매 1 내지 10 중량부;
    를 포함하는 항균탈취 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콜로이드 수용액은 은나노입자를 20 내지 200 ppm 더 포함하는 항균탈취 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구리나노입자 및 은나노입자는 농도비가 10:1 내지 50:1인 항균탈취 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 항균탈취 조성물은 상기 콜로이드 수용액 100 중량부에 대하여 이산화티탄 촉매 0.001 내지 0.1 중량부 및 산화아연 0.001 내지 0.1 중량부 중 하나 이상을 더 포함하는 항균탈취 조성물.
  6. 염화구리(CuCl2) 수용액에 염화구리(CuCl2) 1몰당 1몰 내지 6몰의 수산화나트륨(NaOH)을 투입하여 구리산화물 및 구리수산화물을 용액 중에 생성시키는 단계; 및
    상기 생성된 구리산화물 및 구리수산화물에 염화구리(CuCl2) 1몰당 1 내지 12몰의 히드라진(N2H4)을 투입하여 비이온성 구리나노입자로 환원시켜 구리나노입자를 포함하는 콜로이드 수용액을 제조하는 단계;
    를 포함하는 제1항의 항균탈취 조성물 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구리나노입자는 평균입경(D50)이 2nm 내지 10 nm이고, 상기 콜로이드 수용액에 1,500 ppm 내지 2,500 ppm의 농도로 포함되는 항균탈취 조성물 제조방법.

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