KR20170001671A - 바이러스 억제를 위한 조성물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항균력과 용매 분산성 및 안정성이 우수한 은 코팅층 함유 실리카 나노분말의 제조방법을 제시한다.
상기 제조방법은 촉매존재 하에서 실리콘 알콕사이드를 알코올 용매 내에서 반응시켜 75㎚ 내지 150㎚의 평균 입경을 갖는 실리카 입자를 형성한 후, 상기 실리카 입자를 알코올 용매 내에서 은 전구체와 혼합하고 환원제를 첨가하여 상기 은 전구체를 환원시켜 상기 실리카 입자의 표면상에 은 코팅층을 형성하는 방법을 제공한다.

Description

바이러스 억제를 위한 조성물 제조방법{Method for manufacturing a composite to suppress a virus}

본 발명은 바이러스 억제를 위한 조성물 제조방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로 무기계 항균제를 활용한 바이러스 억제를 위한 조성물 제조방법에 관한 것이다.

현재 금속및 세라믹 분말재료의 특성 향상을 위한 방법으로서 입자를 미세화하는 연구개발 과정에서 1㎛ 이하의 크기를 가진 초미세 분말재료에 많은 관심을 가지고 있다.

상기 분말재료 중에서 통상 0.1㎛이하의 크기를 갖는 분말을 나노분말 (nanoscaled-powder)이라 하고, 0.1~1㎛의 크기를 갖는 분말을 서브마이크론분말(submicron-powder)이라고 하는데, 이러한 재료들은 입자크기가 극미세해짐에 따라 일반 분말재료에서는 발현되지 않았던 특이한 기계적, 물리적 특성이 나타난다.

즉, 입자크기가 작아질수록 표면적은 상대적으로 증가하여 체적특성은 감소하고 표면특성이 두드러지게 나타나기 시작한다.

이러한 극미세입자의 제조는 기계적, 물리적, 화학적인 방법으로 다양하게 시도되고 있으나, 크기의 선택적 균일성을 실현하기에는 아직은 많은 문제점이 있으며, 또한 대량생산공정 확보와 두 가지 이상의 복합체 입자의 제조기술 등에 관한 기술상의 한계가 여전히 존재한다.

또한, 제조된 입자들을 응용화하여 소재화하기 위해서는 규칙적이고 균일한 분산상태와 산화안정성을 확보해야 하는 문제가 해결되어야 한다.

응용분야에 적용하기 위해서는 무기재료가 가져야 할 기술적 특성으로는 제품에 적용하였을 때 다른 성분들과 상용성이 뛰어나야 하고 침전이나 변취, 변색 등이 발생하지 않아야 한다. 또한 피부 적용시 안전성이 보장되고 밀착도가 좋아야 하며 백탁현상이 없어야 할 뿐만 아니라 항균효과가 우수하여야 한다. 그러나 현존하는 기술로서는 이런 조건들을 만족시키는데 한계가 있다.

현재 사용되는 항균제의 종류는 대단히 많으며 유기계 항균제와 무기계 항균제로 대별된다. 유기계 항균제는 무기계 항균제에 비하여 비교적 가공이 쉽고 최종 제품의 기계적 물성, 투명도, 색상 등에 큰 영향을 끼치지 않는다는 점에서 현재까지 메틸 파라벤, 프로필 파라벤류의 유기계 항균제가 많이 사용되어 왔다. 그러나 생체 피부 세포에 좋지 않은 영향을 주고 피부 자극의 원인이 된다는 보고가 있다.

유기계 항균제의 인체에 대한 안정성이 문제되면서 유기계의 단점을 보완할 수 있는 무기계 항균제가 주목받고 있다.

무기계 항균제는 제올라이트, 실리카 알루미나 등의 무기 담체에 은(Ag), 구리(Cu), 망간(Mn), 아연(Zn) 등과 같이 항균성이 뛰어난 금속이온을 치환시킨 것으로, 미세한 기공을 가진 3차원의 골격구조를 지니기 때문에 비표면적이 크고 내열성이 우수하다.

실리콘(Si)은 지구상에 두 번째로 많이 존재하는 물질로서 식물 병원균들에 대하여 직접적인 살균효과는 가지고 있지 않으나, 식물 흡수에 의하여 병저항성과 스트레스 저항성을 높이는 것으로 알려져 있다.

미생물에 대한 독성을 지닌 금속은 일반적으로 인체에 대해서도 독성이 강한 것이 많으나 은, 구리, 망간, 아연 등의 금속은 항균력이 강하고 안정성이 높은 몇 안 되는 금속으로서 현재까지는 인체에 무해한 것으로 판명되어 있다.

항균제로 사용된 은(Ag)의 경우는 항균활성이 뛰어나고 인체에 무독성, 무자극성이며 화학적으로 내구성을 가지고 내열성이 우수하다. 또한 장기간에 걸쳐 은 이온을 방출하여 항균 지속성이 우수하다.

항균성 실리카 담체의 제조방법으로는 사염화 규소 등을 원료로 한 기상분해법(일본특개 소62-003011호), 규소 알콕사이드를 이용한 졸겔법(일본특개 소63 -166777호), 규산 알카리와 산과의 중화반응에 의해 제조하는 방법(미국특허 제4675122호) 등이 공지되어 있는데, 여기에는 제조된 담체에 은, 구리, 금, 아연, 백금 등의 항균 물질을 담지하는 방법이 개시되어 있다.

그러나 상기 기상분해법은 반응시의 유독성과 부식성이 있고, 입자 표면에서만 기공이 형성된다는 등의 단점이 있으며, 상기 졸겔법은 고순도 분말을 얻을 수 있는 장점이 있으나 경제성의 문제가 있다.

또한, 상기 중화반응의 방법은 제조방법상 원료 가격이 낮고 취급이 용이하여 가장 널리 사용되고 있으나, 원료간의 혼합 반응은 적하법(Dropping)에 의해 이루어지므로 원료인 규산 알칼리 용액의 농도가 20% 이하이어야 하며, 원료간의 접촉이 국부적으로 이루어지므로 반응이 불균일하게 이루어지는 단점이 있다. 또한, 세공 용적을 증가시키기 위해 장시간 동안 알칼리수의 세척에 의해 제조되어 소요시간이 길고(3~4일/batch), 제품 로드별 균일도가 크게 떨어져 제조비용이 높아지고, 장시간의 숙성ㆍ세척 공정으로 인한 촉매물질의 유출 등의 단점이 있다. 또한, 촉매 입경 및 형상 제어시 복잡한 공정, 즉 분쇄, 조립 등의 제조공정을 거쳐야 하는 문제점이 있다.

이와 같이 상기에서 설명한 종래의 항균물질의 담지방법은 모두 담체를 제조한 후 다시 항균물질을 담지하여야 하므로 담지에 과다한 시간이 소요되며, 항균물질이 담지되는 함량에 한계가 있고, 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 제조원가도 높아진다.

또한, 상기 중화반응에 의한 실리카 담체 제조공정에서, 초기의 원료 합성시에 항균물질이 함유된 원료를 투입하여 항균성 실리카를 제조하는 방법도 있으나, 숙성ㆍ세척 공정이 과다하여 항균물질이 상당량 유실되는 단점이 있다.

즉, 종래의 방법으로는 고다공성의 실리카 담체를 제조하는 것이 용이하지 않고, 또한 항균 물질을 담지할 수 있는 담지량에 한계가 있으며, 제조시간이 길어 제조비용이 비싸다.

또한, 담체에 항균물질을 담지할 경우 이미 제조한 담체에 항균물질을 담지하여야 하므로 균질한 담지가 곤란하고 제조 공정이 복잡하여 경제성이 떨어진다.

또한, 담체 제조시에 항균 물질을 첨가하는 경우에도 장시간의 숙성ㆍ세척 공정으로 인하여 항균물질의 유실이 야기되는 단점이 있다.

또한, 무기계 항균 분체는 유기계에 비해 독성이 적고 열에 대해 안정한 성질이 있지만 금속 특유의 색상을 띠며, 제품 적용시 회색으로 변색우려가 있으며 항균력 지속성 및 분산성이 떨어지는 단점이 있다.

JP 62-003011 A JP 63-166777 A US 4675122 B

상기 문제를 해결하기 위하여, 항균력과 용매 분산성 및 안정성이 우수한 은 코팅층 함유 실리카 나노분말의 제조방법을 제시한다.

상기 제조방법은 촉매존재 하에서 실리콘 알콕사이드를 알코올 용매 내에서 반응시켜 75㎚ 내지 150㎚의 평균 입경을 갖는 실리카 입자를 형성한 후, 상기 실리카 입자를 알코올 용매 내에서 은 전구체와 혼합하고 환원제를 첨가하여 상기 은 전구체를 환원시켜 상기 실리카 입자의 표면상에 은 코팅층을 형성하는 방법을 제공한다.

위와 같은 구성에 의하면, 본 발명은 강한 항균력을 가지는 실리카 분말을 적은 비용으로 제조할 수 있고, 상기 항균성분이 코팅된 실리카 분말이 밝은 색상을 나타내도록 할 수 있다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 항균력과 용매 분산성 및 안정성이 우수한 은 코팅층 함유 실리카 나노분말의 제조방법을 제시한다.

상기 제조방법은 촉매존재 하에서 실리콘 알콕사이드를 알코올 용매 내에서 반응시켜 75㎚ 내지 150㎚의 평균 입경을 갖는 실리카 입자를 형성한 후, 상기 실리카 입자를 알코올 용매 내에서 은 전구체와 혼합하고 환원제를 첨가하여 상기 은 전구체를 환원시켜 상기 실리카 입자의 표면상에 은 코팅층을 형성하는 방법을 제공한다.

그러나 상기의 제조방법에서 사용되는 은 전구체는 고가(高價)의 물질이어서 상기의 방법으로 제조된 은 코팅 실리카 나노분말은 제조원가가 상승하게 되어 이를 여러 제형의 조성물에 적용하기에는 비용부담이 크다는 단점이 있었다.

따라서 분산성, 산화 안정성, 피부적합성 및 강한 항균력을 가짐과 동시에 제조원가를 낮추어 경제성 있는 저가(低價)의 항균제 개발 필요성이 대두되고 있으며, 또한 상기 항균제는 밝은 색상을 띄도록 하여 좀 더 자유롭게 색상을 표현할 수 있는 활용성 높은 항균제 개발이 요구되고 있다.

본 기술은 강한 항균력을 가지는 실리카 분말을 적은 비용으로 제조할 수 있는 기술과 상기 항균성분이 코팅된 실리카 분말이 밝은 색상을 나타내도록 하는 것이다.

상기 기술 내용은 촉매 존재하에서 실리콘 알콕사이드를 알코올 용매에 적당한 온도에서 일정시간 동안 반응시켜 100~150㎚의 평균 입경을 갖는 실리카 입자를 형성하는 단계; 및 상기 실리카 입자를 알코올 용매에 은이온 전구체 및 금속염과 혼합하고 환원제를 첨가한 후 적당한 온도에서 일정시간 동안 반응시켜 상기 실리카 입자의 표면상에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 항균성분이 코팅된 실리카 분말의 제조방법을 제공한다.

Claims (1)

1. 촉매존재 하에서 실리콘 알콕사이드를 알코올 용매 내에서 반응시켜 75㎚ 내지 150㎚의 평균 입경을 갖는 실리카 입자를 형성한 후, 상기 실리카 입자를 알코올 용매 내에서 은 전구체와 혼합하고 환원제를 첨가하여 상기 은 전구체를 환원시켜 상기 실리카 입자의 표면상에 은 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는, 바이러스 억제를 위한 조성물 제조방법.