도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 항균탈취 흡착제 조성물 제조방법의 순서를 도시한 것이다.
도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.
먼저, 딸기 추출물, 허브 추출물, 감초 추출물, 뽕잎 발효 추출물, 및 전해환원수를 혼합 교반하여 제 1 조성물을 형성한다(단계 S10).
구체적으로, 식물성 딸기 추출물 10-15중량부, 허브 추출물 10-15중량부, 감초 추출물 10-15중량부, 뽕잎 발효 추출물 25-30중량부, 및 전해환원수 100중량부를 혼합 교반하여 식물성 액상 조성물을 수득한다. 바람직하게, 상기 허브향 추출물은 로즈마리 추출물을 사용한다. 바람직하게, 상기 뽕잎 발효 추출물은 70℃ 이상의 고온에서 발효시킨 것을 사용한다.
본 발명에서 딸기 추출물, 허브 추출물 및 감초 추출물이 10중량부 미만이면 자연향 발산 효과가 저하되고, 15중량부를 초과하면 초과량에 상응하여 더 많은 자연향이 발산되지 않는다. 뽕잎 발효 추출물이 25중량부 미만이면 뽕잎 발효 추출물의 곰팡이 억제 효과가 저하되고, 30중량부를 초과하면 초과량에 상응하여 곰팡이 억제 효과가 증가하지 않는다.
본 발명에서는 원수(수돗물)를 전해환원수 기기에 통과시켜 + 이온을 제거한 후, - 이온수를 수득하는 과정에 의해 생성된 전해환원수를 사용한다. 전해환원수는 원수를 물리적, 화학적 방법에 의해 여과하여 만든 순수한 - 이온수이며, 각종 무기물을 제거하는 과정을 거친다. 전해환원수는 연구실 등에서 초자기구 세척용과 용매로 주로 사용되며, 조성물을 구성하는 각 성분들과 천연 광석물 성분의 혼합을 용이하게 한다.
다음에, 액상의 은나노 무기질 항균제를 형성한다(S20).
구체적으로, 본 발명에서 사용되는 은나노 무기질 항균제는 구연산 은을 주성분으로 하는 은계 항균제이다. 은나노 무기질 항균제는 물과 에탄올의 혼합용매 100중량부에 대해 구연산 은을 20 내지 30중량부로 혼합하여 구성한다. 구연산 은을 용해하는 혼합용매는 물과 에탄올의 비가 2:3인 혼합용매가 용해성의 측면에서 바람직하다. 혼합용매의 물은 바람직하게는 알칼리 이온수를 사용하고, 에탄올은 식물성 에탄올을 사용한다. 혼합용매에 용해되는 구연산 은의 함량이 20중량부 미만이면 항균제의 항균력이 충분하지 않고, 30중량부를 초과하면 혼합용매에 구연산 은이 완전히 용해되지 않는다.
또한, 은나노 무기질 항균제의 항균성을 더욱 증진시키기 위해서 계면활성제를 첨가할 수 있다. 계면활성제로는 강한 살균력을 나타내는 ABDM(알킬벤질디메틸 암모늄 클로라이드)를 사용할 수 있다. 본 출원인은 구연산은과 ABDM이 전기적으로 상호작용하여 더욱 강력한 항균성을 발현한다는 것을 발견하였다. 따라서, 은나노 무기질 항균제에 ABDM 계면활성제 성분을 첨가한다면 더욱 우수한 결과를 얻 을 수 있다.
다음으로, 상기 제 1 조성물에 은나노 무기질 항균제 용액을 조성물에 포함된 전해환원수에 대해 10 내지 15중량부로 혼합하여 제 2 조성물을 형성한다(S30).
은나노 무기질 항균제의 함량이 10중량부 미만이면 충분한 항균력이 제공되지 않고, 15중량부를 초과하면 다른 성분들의 상대적인 함량이 저하된다.
다음으로, 상기 제 2 조성물에 제올라이트 및 에탄올을 혼합 교반하여 혼합 조성물을 형성하고, 형성된 조성물을 고속으로 교반하여 나노 분쇄함으로써 중화응집 현상이 발생된 제 3 조성물을 형성한다(단계 S40).
구체적으로, 상기 제 1 조성물에 제올라이트 및 에탄올을 각각 조성물에 포함된 전해환원수에 대하여 15-20중량부 및 3-5중량부로 혼합하여 혼합 조성물을 형성한다. 이 혼합 조성물을 고속반응조에 주입하고 일정한 시간 동안 교반하여 페이스트 형태의 조성물을 형성한다. 상기와 같이 형성된 조성물을 7500rpm의 고속으로 15 내지 30분간 교반하여 혼합물에 포함된 제올라이트와 다른 입상 성분들을 나노 분쇄하되, 상기 제올라이트가 8,000 내지 10,000 메쉬가 될 때까지 교반하여, 나노 분쇄하는 동시에 상기 제올라이트 분말 및 은나노 항균제와 식물성 성분의 중화응집 현상을 유발함으로써 제 2 조성물을 수득한다.
상기 제 2 조성물의 교반 시간이 15분 미만이면 제올라이트와 다른 입상 성분들이 상기한 수치로 미세하게 분쇄되지 않으며, 교반 시간이 30분을 초과하면 제올라이트와 입상 성분들이 더 이상 미세하게 분쇄되지 않는다. 또한, 제 2 조성물에 포함되는 제올라이트와 다른 성분들이 8,000 메쉬 미만이면 조성물이 충분히 중 화응집되지 않으며, 10,000 메쉬를 초과하면 분쇄비용 증가에 비하여 조성물의 품질이 더 이상 향상되지 않는다. 제올라이트가 15중량부 미만이면 제올라이트의 흡착 및 탈취 기능이 저하되고, 20중량부를 초과하면 초과량에 상응하여 흡착 및 탈취 기능이 증가하지 않는다. 에탄올은 조성물의 농도조절을 위해 첨가된다. 에탄올의 양이 3중량부 미만이면 조성물의 점성이 높아져 제대로 교반되지 않을 수 있고, 5중량부를 초과하면 조성물의 중화응집 현상이 과도하게 발생할 수 있다. 에탄올은 식물성 에탄올, 바람직하게는 감초발효 에탄올을 사용한다.
상기와 같이 단계 S40에서 중화응집 현상이 발생된 제 3 조성물을 약 30분간 방치하여 제올라이트와 입상 성분들의 미분쇄물인 침전물과, 제올라이트와 은계 항균제 성분들과 식물성 성분들이 용해된 상등액으로 고/액 분리하고 상등액을 회수한다(단계 S50).
제 3 조성물을 방치하는 시간이 30분 미만이면 제올라이트와 다른 입상 성분들이 완전히 침전되지 않고, 제올라이트 미세공극의 오염물질 흡착이 충분하지 않으며, 방치하는 시간이 30분을 초과하면 제올라이트와 다른 입상 성분들이 더 이상 침전되지 않는다.
상기와 같이 고/액 분리된 조성물을 공지 기술에 의해 여과하여 여과액(상등액)을 회수한다.
다음으로, 상기 회수된 여과액을 70 내지 75℃에서 90분간 교반하여 제 4 조성물을 형성한다(단계 S60).
조성물의 반응 온도가 70℃ 미만이면 조성물의 순도가 저하되고, 반응 온도 가 75℃를 초과하면 조성물에 포함된 에탄올이 분해된다. 또한, 조성물의 반응 시간이 90분 미만이면 조성물의 포화도가 증가되어 소수성 조성물이 형성되고, 반응 시간이 90분을 초과하면 조성물이 더 이상 반응하지 않는다.
마지막으로, 상기 제 4 조성물을 상온에서 24시간 동안 숙성 발효시킨다(단계 S70).
상기와 같은 단계에 의해서 제조된 항균탈취 흡착제 조성물은 인체에 유해한 유기용매를 함유하지 않는다. 또한, 식물성 성분을 사용하여 제조하기 때문에 안전하며, 무독성 항균제의 첨가로 인하여 유해세균으로부터 인체를 보호할 수 있다. 본 발명에 의해 제조된 조성물은 건축 내장재에 사용될 경우, 유해물질에 대한 흡착력과 강한 항균력을 동시에 나타내며, 항균잉크용 비-유기용매 천연 바인더로서 사용될 수 있다.
다음의 실시예를 참조하여 본 발명의 작용을 상세하게 설명한다.
[실시예]
1. 식물성 딸기 추출물 100g, 로즈마리 추출물 100g, 감초 추출물 100g, 뽕잎 발효 추출물 250g 및 전해환원수 1L를 혼합 교반하여 식물성 액상 조성물을 형성하였다.
2. 구연산은을 25g을 물 40g과 에탄올 60g의 혼합용매에 용해하여 액상 은나노 무기질 항균제를 제조하였다.
3. 나노분쇄 반응기인 HMZ-70DN Homogenizer(풍림상사(한국))에 상기 형성한 식물성 액상 조성물, 은나노 무기질 항균제 100g, 제올라이트 150g, 및 에탄올 30g 을 주입하고, 7500rpm으로 20분간 교반하여, 상기 제올라이트가 8,000 내지 10,000 메쉬로 분쇄된 페이스트 형태의 조성물을 형성하였다.
4. 상기와 같이 형성된 조성물을 30분간 방치하여 제올라이트와 다른 입상 성분들의 미분쇄물인 침전물과 제올라이트의 미립자와 다른 입상 성분들이 용해된 상등액으로 고/액 분리하였다.
5. 상기 고/액 분리된 조성물을 여과하여 침전물을 분리하고 여과액(상등액)을 회수하였다.
6. 상기 여과 회수한 여과액을 70℃에서 90분간 교반하였다.
7. 상기 6에서 얻어진 조성물을 상온에서 24시간 동안 숙성 발효시켰다.
8. 상기와 같은 실시예에 의거하여 제조된 항균탈취 흡착제 조성물을 나노분사기(스프레이건, 제품명 DONG-A D-707)에 충전하였다. 상기 나노분사기에 충전된 이온졸을 합성수지판을 접착제로 접착하여 제조된 문짝의 표면에 분사하여 상기 문짝의 표면에 조성물을 도포하고, 상기 문짝을 건조챔버의 내부에 거치하고, 100℃로 열처리하여 유해물질이 부착되어 있는 표면에 항균탈취 흡착제 조성물의 박막을 형성하였다.
[시험예]
휘발성 유기물(
VOC
) 방출시험
휘발성 유기물 검출 장치인 미국의 vx500 광이온화 검출기 장비(휘발성 유기물 측정장비)를 사용하여 유해물질이 부착되어 있는 표면에 항균탈취 흡착제 조성물의 박막을 형성하기 전과 이온졸의 박막을 형성한지 24시간이 경과한 후에 휘발 성 유기물 방출량을 측정 비교하고, 그 결과를 다음의 표 1에 나타냈다.
(단위 ppm) |
구분 |
박막 형성 이전 |
박막 형성 이후 |
포름알데히드* HCHO |
1.35 |
0.01 |
VOC 휘발성 유기물 |
1.18 |
0.1 |
이산화탄소** CO2 |
1005 |
546-620 |
* HCHO: 세계보건기구 기준치 0.08ppm 이하, 일본 후생노동성 기준치 0.05ppm 이하 ** CO2 : 기준치 500±200ppm |
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의해서 제조된 조성물의 박막을 형성한 내장재는 일반적인 내장재에서 가장 많이 방출되는 휘발성 유기물이 검출되지 않았으며, 다른 휘발성 유기물의 배출량도 상당히 감소되는 것으로 나타났다.
탈취시험
상기 실시예에 의하여 제조된 항균탈취 흡착제 조성물을 사용하여 4대 악취 유발 물질중 하나인 암모니아에 대한 탈취시험을 실시하고, 그 결과를 다음의 표 2에 나타냈다.
구분 |
시료 농도 (ppm) |
탈취율 (%) |
30분 경과 |
111 |
55.5 |
60분 경과 |
82 |
65.4 |
90분 경과 |
62 |
84.0 |
120분 경과 |
48 |
99.4 |
상기 표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 항균탈취 흡착제 조성물은 악취 유발 물질에 대한 탈취 효과가 우수한 것으로 나타났다.
항균시험
상기 실시예에 의하여 제조된 항균탈취 흡착제 조성물을 사용하여 일반적인 대장균(Escherichia coli ATCC 25922)에 대한 항균시험을 실시하고, 그 결과를 다음의 표 3에 나타낸다.
시험항목 |
시험결과 |
시험방법 |
초기농도 (CFU/409) |
24시간 후 (CFU/409) |
세균소거율 (%) |
대장균에 대한 항균시험 |
블랭크 |
415 |
2894 |
- |
KICM-FIR-1002 |
본 발명의 조성물 |
415 |
1 |
99.8 |
상기 표 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 항균탈취 흡착제 조성물은 매우 우수한 항균력을 나타내었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조되는 항균탈취 흡착제 조성물을 사용하여 내장재의 표면에 박막을 형성한 경우에, 상기 내장재의 제조에 사용된 각종 유기화합물이나 휘발성 물질이 발산되는 것을 방지하고, 조성물에 포함된 제올라이트가 각종 유해물질을 흡착하는 동시에 악취를 탈취한다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 항균탈취 흡착제 조성물에 함유된 은나노 무기질 항균제에 의하여 대장균 등의 유해세균을 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 항균탈취 흡착제 조성물은 항균잉크용 비-유기용매 천연 바인더로서 사용될 수도 있다. 이 경우, 기존의 유기용매를 사용하는 바인더를 대신할 수 있으므로, 유기용매 등으로부터 유해물질이 발산되지 않는 항균잉크를 제조할 수 있다.
또한, 상기 방법에 의하여 제조된 항균탈취 흡착제 조성물은 자연 식물성 재료를 사용하여 제조되므로 인체에 무해하며 친환경적이고, 조성물 자체에서 포름알데히드와 같은 유해물질의 배출이 원천적으로 차단된다.
나아가, 제올라이트로부터 음이온과 식물성 성분들로부터 자연향이 다량 방출되어 실내공기를 정화하고 실내에서 생활하는 사람들에게 자연향을 제공할 수 있다는 장점이 있다. 자연향과 음이온에 의하여 체내의 혈액순환과 신진대사가 원활해질 뿐 아니라, 부교감신경에 작용하여 스트레스를 해소하며, 체내에 쌓인 노폐물과 중금속을 배출시킨다. 또한, 음이온과 자연향이 체내에 흡수되면 항체를 증가시켜 저항력을 높여주어 건강증진에 도움을 준다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.