KR20120078712A - 항균 조성물 및 제품 - Google Patents
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Abstract
본 기재는 직물에서 사용을 위한 항균 조성물, 이러한 조성물의 제조방법 및 이러한 조성물로 직물을 처리하는 방법을 제공한다.
Description
항균제를 직물에 도입할 필요성에 대한 다수의 이유가 존재한다. 예를 들어, 항균 활성은 직물에 살면서 직물 성분에 대해 손상을 야기하는 박테리아와 곰팡이의 생육을 억제함으로써 직물의 내구성을 개선할 수 있다. 항균 활성을 가진 직물은 또한 미생물이 직물에서 유기 물질을 먹이로 하는 것을 방지하거나 감소시킴으로써 악취 발생을 차단한다. 부가적으로, 항균 처리된 직물은 병원성 미생물을 죽임으로써 질병인자(disease agents)로의 노출로부터 직물 착용자를 보호할 수 있다.
항균 처리된 직물의 다른 용도는 상처 치유를 포함한다. 예를 들어, 항균제로 처리된 의료용 붕대는 상처 치유를 위한 선호적인(favorable) 환경을 제공하며 나아가 박테리아가 상처 부위에서 생육하는 것을 차단한다. 또한, 항균 세탁 옷감은 오염된 유체를 흡수한 경우에 병인성 미생물이 직물의 내부 틈에서 살거나 심지어 증식하는 것을 차단할 수 있다.
항균 침구 리넨류는 병원 또는 호텔 방에서 향상된 수준의 위생 및 안전을 제공한다. 이러한 사용은 병원에서 세균성 질환의 전파를 제한할 수 있고, 최근에 빈번하게 증가하고 있는 입원 환자의 원내 감염율을 낮출 수 있다.
항균 특성을 보유하고 있는 직물이 최근에 소개되고 있지만, 이들 직물의 대부분은 항균제를 직물에 추가함으로써 제조된다. 구체적으로, 항균제가 직물 섬유에 함침되거나 직물 섬유상에 코팅되어진다. 그러나, 이러한 항균제는 직물 섬유에 영구적으로 부착되지 않으며 이에 따라 침출(leaching)되어 인간의 피부에 의해 흡수되는 성향이 있다. 침출 이외에도, 이러한 항균제는 수회의 세탁에 견딜 수 없어 항균 효과가 장기적으로 지속될 수 없다. 특정 N-할라민 처리된 직물이 소모 후 재생가능한 것으로 알려져 있지만, 항균 효과를 재생시키기 위해 염소 표백제의 사용이 요구된다.
따라서, 앞서 언급한 단점들을 극복할 필요성이 있다. 직물에 대한 기존 항균 처리는 다양한 직물에 대한 최소한의 침출, 보다 영구적인 항균 특성, 및 재생가능한 항균성을 위해 염소 표백제 사용을 요구하지 않는 수단에 대한 필요성이 여전히 존재한다.
특정 실시양태에 관해 본원에서 기재하고 있지만, 이들 실시양태는 개시된 발명의 단순한 예를 포함하는 것이며 이러한 본 기재를 한정하기 위한 의도는 아니다. 본 기재의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정의될 것이기 때문에, 본원에서 사용된 용어는 이러한 실시양태를 기술하기 위해 주어진 것이며, 한정적인 것으로 해석되지 않는다.
값들의 범위가 제공되는 경우, 그러한 범위의 상한치와 하한치 사이의 개개 중간 값 및 그러한 언급된 범위내의 임의의 다른 언급된 또는 중간 값은 본 기재내에서 문맥상 명확하게 달리 언급이 없는 한 하한치 단위의 1/10까지 포함하는 것으로 해석된다. 이의 보다 소 범위(smaller ranges)의 상한치와 하한치는 이러한 소 범위에 독립적으로 포함될 수 있고, 언급된 범위에서 임의의 특정 배제 한계 또한 본 기재 내에 포함된다. 언급된 범위가 한계 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 경우, 그러한 포함된 한계 중 하나 또는 둘 모두를 배제하는 범위 또한 본 기재에 포함된다.
비(율), 농도, 양, 및 다른 수치 데이터는 본원에서 범위 형태(range format)로 표현될 수 있다. 이러한 범위 형태는 편의성 및 간략성을 위해 사용된 것이며, 이에 따라, 범위의 한계로서 명확하게 언급된 수치뿐만 아니라 상기 범위내의 개개 수치 또는 하부범위(각각의 수치 및 하부범위가 명확히 언급이 되고 있다면)를 포함하도록 유연한 방식으로 해석되어야 한다. 단지 설명을 하자면, "약 0.1% 내지 약 5%"의 농도 범위는 명확하게 언급된 농도 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량% 뿐만 아니라, 언급된 범위내의 개개 농도 (예, 1%, 2%, 3%, 및 4%) 및 하부범위 (예, 0.5%, 1.1%, 2.2%, 3.3%, 및 4.4%)를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "약"은 수치(들)의 ±1%, ±2%, ±3%, ±4%, ±5%, ±6%, ±7%, ±8%, ±9%, 또는 ±10%, 또는 그 이상의 변형을 포함할 수 있다. 용어 "약" 또는 "대략"은 일반 화학, 유기 화학, 고분자 화학, 재료 과학 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 측정된 특정 값에 대한 허용가능한 오차를 포함할 수 있으며, 이는 부분적으로는 값을 측정하거나 결정하는 방법에 의존한다. 특정 실시양태에서, "약"은 1 이상의 표준 편차를 의미할 수 있다.
본 기재를 숙지하고 있는 당업자에게 명백한 바와 같이, 본원에 기재되고 예시된 개개 실시양태 각각은 본 기재의 범위 또는 취지로부터 벗어남이 없이 다수의 다른 실시양태 중 임의의 실시양태의 특성과 쉽게 구별되거나 조합될 수 있는 개별 구성 및 특성을 가진다. 임의의 언급된 방법은 언급된 사건의 순서대로 혹은 논리적으로 가능한 임의의 다른 순서로 수행될 수 있다.
본 기재의 실시양태는 달리 언급이 없는 한 관련 업계의 기술 범위내의 일반 화학, 유기 화학, 고분자 화학, 재료 과학 등의 기술을 이용할 것이다. 이러한 기술은 문헌에서 충분히 설명이 되고 있다.
다양한 실시양태를 기술하기 이전에, 달리 언급이 없는 한 하기의 정의가 제공되고 사용되어야 한다.
I. 정의
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 일반 화학, 유기 화학, 고분자 화학, 및 재료 과학 분야의 통상의 기술을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 본원에 기재된 것과 유사하거나 대등한 방법 및 재료가 본 기재의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본원에서 기술되고 있다.
상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 사용된 단수 형태 "하나(a)", "하나(an)" 및 "이(그)(the)"는 명확하게 달리 언급하지 않는 한 복수의 대상을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, "지지체"라 함은 복수의 지지체를 포함한다. 후술되는 본 명세서 및 청구범위에서 언급된 용어들은 반대 의도가 분명한 경우를 제외하고는 하기의 의미를 가지는 것으로 해석한다.
본원에서 사용된 "DMDMH" 또는 "DMDM 히단토인"은 1,3-디메틸올-5,5-디메틸히단토인 [즉, 1,3-비스(히드록시메틸)-5,5-디메틸히단토인]를 말하며, CAS 번호 6440-58-0을 가진다.
본원에서 사용된 "MDMH" 또는 "MDM 히단토인"은 1-메틸올-5,5-디메틸히단토인 [즉, 1-(히드록시메틸)-5,5-디메틸히단토인]를 말하며, CAS 번호 116-25-6을 가진다.
본원에서 사용된 "직물(textile)"은 천연 및/또는 인공 섬유를 포함하는 물질을 나타낸다. 몇몇 경우에, 직물은 약 5% 내지 약 90%의 셀룰로스를 포함한다. 본 기재의 항균 조성물은 유니폼, 양말, 속옷을 포함한, 의복과 같은 직물; 환자용 드레이프(drapes), 거즈, 의사 가운, 모자 및 마스크를 포함한, 의료용 직물; 및 카펫, 침구류 및 커튼을 포함한, 가정용 직물로 가공하는 도중 또는 이후에 적용될 수 있다.
본원에서 사용된 "항균" 또는 "항균 조성물"은 미생물, 예컨대 박테리아(세균) (예, 스트렙토코커스(Streptococcus), 엔테로코커스(Enterococcus), 박테로이드과(Bacteroidaceae), 장내세균과(Enterobacteriaceae), 비브리오 과(Vibrionaceae), 파쇼렐라과(Pasteurellae), 슈도모나스과(Pseudomonadaceae), 이쉐리키아 콜라이(Escherichia coli), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 시겔라 소네이(Shigalla sonnei), 살모넬라 엔테리티디스(Salmonella enteritidis), 살모넬라 코테르세수이스(Salmonella choterse-suis), 슈도모나스 에루지노자(Pseudomonas aeruginosa), VRE, MRSA, 프로테우스 미라빌리스(Proteus mirabilis), 캠필로박터 제주니(Campylobacter jejuni), 및 브레비박테리움(Brevibacterium)), 바이러스 (예, MS-2 박테리오파지, 캔디다 알비칸즈(Canduda albicans), 인플루엔자 균주 A, 인플루엔자 균주 B, 및 돼지 인플루엔자(Swine Influenza)), 곰팡이 (예, 말라세지아 푸르푸르(Malassezia furfur) 및 트리코피톤 멘타그로피테스(Trichophyton mentagrophytes)), 및 원생동물(protozoans)을 죽이거나 이들의 성장을 억제할 수 있는 물질을 의미한다.
II
. 본 기재의 실시양태
본 기재의 실시양태는 항균 조성물, 이러한 항균 조성물의 제조방법, 및 이러한 조성물을 포함하는 직물을 포함한다. 따라서, 본 기재의 실시양태는 후술되는 항균 조성물로 처리된 직물 및 이러한 항균 조성물을 직물에 적용하는 방법을 포함한다. 후술되는 항균 조성물로 처리될 수 있는 직물의 예는 의료용 직물, 가정용 직물, 및 의복 관련 직물을 포함한다.
본 기재의 항균 조성물의 실시양태는 다양한 직물에 적용될 수 있다. 본 기재의 항균 조성물 또는 처리용 항균 조성물로 처리된 직물은 항균 활성을 나타낸다. 또한, 이렇게 처리된 직물이 보여주는 항균 효과는 영속성이 높으며, 이에 따라 이러한 직물은 항균 활성의 상실이 거의 없거나 전혀 없이 수회 세탁이 가능하다. 특정 실시양태에서, 직물의 항균 양상은 염소 표백제의 첨가없이도 회복 또는 재현가능하다. 부가적으로, 본 기재의 항균 조성물로 처리된 직물은 무시할 정도의 침출(leaching)을 나타내며 이에 따라 이러한 처리 직물과 접촉시의 건강상 문제 가능성이 없다.
본 기재의 일 실시양태는 수용액 형태의 항균 조성물을 포함하며 이는 물, 수용액의 약 0.1 내지 약 10 중량%로 존재하는 유기산, 수용액의 약 0.1 내지 약 10 중량%로 존재하는 키토산, 뿐만 아니라 수용액의 약 5 내지 약 90 중량%로 존재하는 1종 이상의 복소환 N-할라민 화합물로 구성된다. 본 기재의 항균 조성물에 사용하기 적합한 유기산의 예는 시트르산, 아세트산, 락트산, 포름산 및 옥살산을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 본 기재의 항균 조성물에 사용하기 적합한 복소환 N-할라민 화합물의 예는 MDMH, DMDMH; 2,2,5,5-테트라메틸-1,3-이미다졸리딘-4-온, 6,6-디메틸-1,3,5-트리아진-2,4-디온, 4,4,5,5-테트라메틸-1,3-이미다졸리딘-2-온, 시아누르산, 및 5,5-디메틸히단토인의 모노메틸올화 및 디메틸올화 유도체; 및 2,2,5,5-테트라메틸-1,3-이미다졸리딘-4-온, 6,6-디메틸-1,3,5-트리아진-2,4-디온, 4,4,5,5-테트라메틸-1,3-이미다졸리딘-2-온, 시아누르산, 5,5-디메틸히단토인의 모노메틸올화 및 디메틸올화 유도체의 모노메톡실화 및 디메톡실화 유도체를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 모노메톡실화 및 디메톡실화 화합물의 예는 각각 모노메톡시메틸-5,5-디메틸히단토인 및 1,3-디메톡시메틸-5,5-디메틸히단토인이다.
본 기재의 일 실시양태는 물, 시트르산, 키토산, 및 DMDMH로 구성된 수용액, 예를 들면, 물, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 시트르산, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 키토산, 및 수용액의 약 30 내지 약 35 중량%의 DMDMH로 구성된 수용액을 포함한다.
본 기재의 일 실시양태는 물, 시트르산, 키토산, 및 MDMH로 구성된 수용액, 예를 들면, 물, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 시트르산, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 키토산, 및 수용액의 약 30 내지 약 35 중량%의 MDMH로 구성된 수용액을 포함한다.
본 기재의 일 실시양태는 물, 시트르산, 키토산, DMDMH, 및 MDMH로 구성된 수용액, 예를 들면, 물, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 시트르산, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 키토산, 수용액의 약 20 내지 약 25 중량%의 DMDMH, 및 수용액의 약 20 내지 약 25 중량%의 MDMH로 구성된 수용액을 포함한다.
앞서 언급한 실시양태 이외에, 본 기재의 실시양태는 또한 본 기재의 항균 조성물을 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 기재의 실시양태는 기재된 항균 조성물의 각각의 성분들을 포함하면서 본 기재의 항균 조성물을 직물에 적용하기 위해 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 본 기재의 항균 조성물과 함께 사용될 수 있는 첨가제의 예는 이온성 할라이드 염, 유기산, 및 물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 본 기재의 항균 조성물과 함께 사용되기 위한 처리 용액으로서 사용하기 적합한 이온성 할라이드 염의 예는 염화 마그네슘, 브롬화 마그네슘, 염화 칼슘, 브롬화 칼슘, 염화 칼륨 및 이의 조합을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
본 기재의 일 실시양태는 물, 용액의 약 0.1 내지 약 10 중량%로 존재하는 유기산, 수용액의 약 0.1 내지 약 10 중량%로 존재하는 키토산, 및 수용액의 약 5 내지 약 90 중량%로 존재하는 1종 이상의 N-할라민 화합물 (예, MDMH 및/또는 DMDMH)을 포함하는 수용액을 포함한다. 상기 수용액은 물로 희석될 수 있고, 유기산(예, 시트르산, 아세트산, 및/또는 락트산)을 사용하여 pH 약 1.0 내지 약 5.0로 조절될 수 있으며, 용액의 약 1 내지 약 10 중량%로 존재하는 이온성 할라이드 염(예, 염화 마그네슘, 브롬화 마그네슘, 및/또는 염화 칼슘)을 추가로 포함할 수 있다.
본 기재의 일 실시양태는 물, 시트르산, 키토산, 및 DMDMH를 포함하는 수용액, 예를 들어, 물, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 시트르산, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 키토산, 및 수용액의 약 30 내지 약 35 중량%의 DMDMH의 수용액을 포함한다. 상기 수용액은 물로 희석될 수 있고, 시트르산을 사용하여 pH 약 3.0 내지 약 3.5로 조절될 수 있으며, 용액의 약 4.0 내지 약 7.0 중량%로 존재하는 염화 마그네슘을 추가로 포함할 수 있다.
본 기재의 일 실시양태는 물, 시트르산, 키토산, 및 MDMH를 포함하는 수용액, 예를 들어, 물, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 시트르산, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 키토산, 및 수용액의 약 30 내지 약 35 중량%의 MDMH로 구성된 수용액을 포함한다. 상기 수용액은 물로 희석될 수 있고, 시트르산을 사용하여 pH 약 3.0 내지 약 3.5로 조절될 수 있으며, 용액의 약 4.0 내지 약 7.0 중량%로 존재하는 염화 마그네슘을 추가로 포함할 수 있다.
본 기재의 일 실시양태는 물, 시트르산, 키토산, DMDMH 및 MDMH를 포함하는 수용액, 예를 들어, 물, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 시트르산, 수용액의 약 0.2 내지 약 1.0 중량%의 키토산, 수용액의 약 20 내지 약 25 중량%의 DMDMH 및 수용액의 약 20 내지 약 25 중량%의 MDMH로 구성된 수용액을 포함한다. 상기 수용액은 물로 희석될 수 있고, 시트르산을 사용하여 pH 약 3.0 내지 약 3.5로 조절될 수 있으며, 용액의 약 4.0 내지 약 7.0 중량%로 존재하는 염화 마그네슘을 추가로 포함할 수 있다.
본 기재의 일 실시양태는 본 기재의 항균 조성물로 직물을 처리하는 방법을 포함한다. 직물은, 항균 조성물을 직물에 도포하거나 직물을 항균 조성물에 함침시킴으로써 처리될 수 있다. 예를 들어, 직물에 본 기재의 항균 조성물을 분무할 수 있다. 이와 달리, 직물을 본 기재의 항균 조성물의 조(bath)에 침지시킬 수 있다. 어떠한 방식이든 상관없이, 처리 결과 항균 조성물로 구성된 직물이 얻어진다. 본 기재의 항균 조성물을 이러한 직물에 부가하면 복소환 N-할라민 화합물이 셀룰로스에 공유결합된다:
실시예
하기의 합성 및 생물학적 실시예는 본 기재의 실시양태를 예시하기 위해 제공된 것이며 어떠한 형태로든 본 기재의 범위를 제약하는 의도로 해석되지는 않는다. 하기 실시예에서, 약어는 일반적으로 허용되는 의미를 가진다.
실시예
1
0.4 중량%의 시트르산,
0.4 중량%의 키토산,
33 중량%의 DMDMH, 및
66.2 중량%의 H2O
인 대략 2500 g의 항균 조성물을 얻는다.
실시예
2
0.4 중량%의 시트르산,
0.4 중량%의 키토산,
33 중량%의 MDMH, 및
66.2 중량%의 H2O
인 대략 2500 g의 항균 조성물을 얻는다.
실시예
3
10g의 키토산 및 10g의 시트르산 을 780g의 H2O에 용해시킨다. 얻어진 용액을 33.2 중량%의 DMDMH 및 31.5 중량%의 MDMH 를 포함하는 1700g의 용액과 조합하여 대략적으로:
0.4 중량%의 시트르산,
0.4 중량%의 키토산,
22.6 중량%의 DMDMH,
21.4 중량%의 MDMH, 및
55.2 중량%의 H2O
인 항균 조성물을 얻는다.
실시예
4
시트르산, 키토산, DMDMH, 및 물로 이루어진 실시예 1의 조성물을 직물 처리를 위해 알맞은 형태로 전환할 수 있다. 대략적으로:
0.4 중량%의 시트르산,
0.4 중량%의 키토산,
33 중량%의 DMDMH, 및
66.2 중량%의 H2O
인 대략 2500g의 항균 조성물을 39.16kg의 H2O로 희석하여 41.66kg의 희석 항균 조성물을 형성한다. 얻어진 희석 항균 조성물의 pH를 시트르산을 사용하여 약 3.0 내지 약 3.5 범위로 유지한다. 마지막으로, 250g의 염화 마그네슘을 용액에 부가하여 직물 처리에 사용되는 처리용 항균 조성물을 얻는다.
실시예
5
시트르산, 키토산, MDMH, 및 물로 이루어진 실시예 2의 조성물을 직물 처리를 위해 알맞은 형태로 전환할 수 있다.
0.4 중량%의 시트르산,
0.4 중량%의 키토산,
33 중량%의 MDMH, 및
66.2 중량%의 H2O
인 대략 2500g의 항균 조성물을 39.16kg의 H2O로 희석하여 41.66kg의 희석 항균 조성물을 형성한다. 얻어진 희석 항균 조성물의 pH를 시트르산을 사용하여 약 3.0 내지 약 3.5 범위로 유지한다. 마지막으로, 250g의 염화 마그네슘을 용액에 부가하여 직물 처리에 사용되는 처리용 항균 조성물을 얻는다.
실시예
6
시트르산, 키토산, DMDMH, MDMH 및 물로 이루어진 실시예 3의 조성물을 직물 처리를 위해 알맞은 형태로 전환할 수 있다.
0.4 중량%의 시트르산,
0.4 중량%의 키토산,
22.6 중량%의 DMDMH,
21.4 중량%의 MDMH, 및
55.2 중량%의 H2O
인 대략 2500g의 항균 조성물을 39.16kg의 H2O로 희석하여 41.66kg의 희석 항균 조성물을 형성한다. 얻어진 희석 항균 조성물의 pH를 시트르산을 사용하여 약 3.0 내지 약 3.5 범위로 유지한다. 마지막으로, 250g의 염화 마그네슘을 용액에 부가하여 직물 처리에 사용되는 처리용 항균 조성물을 얻는다.
실시예
7
10g의 키토산 및 10g의 시트르산 을 480g의 H2O에 용해시킨다. 얻어진 용액을 32 중량%의 DMDMH 및 7.5 중량%의 MDMH 를 포함하는 2000g의 용액과 조합하여:
0.4 중량%의 시트르산,
0.4 중량%의 키토산,
25.6 중량%의 DMDMH,
5.6 중량%의 MDMH, 및
68 중량%의 H2O
인 대략 2500g의 항균 조성물을 얻는다.
Claims (16)
- 제8항에 있어서, MgCl2를 추가로 포함하는 수용액.
- 제1항의 수용액을 포함하는 직물.
- 제9항의 수용액을 포함하는 직물.
- 직물을 제1항의 수용액과 접촉시키는 단계를 포함하는, 제1항의 수용액을 직물에 부가하는 방법.
- 직물을 제9항의 수용액과 접촉시키는 단계를 포함하는, 제9항의 수용액을 직물에 부가하는 방법.
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