KR100519889B1 - 항균 세정제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생분해성이 우수하고 인체에 무해하며 나노 은의 적용에 따라 항균 내지 살균 능력이 뛰어나면서도 나노 은의 안정성의 문제를 해결한 세정제 조성물에 관한 것으로서, (a) 알킬 글루코사이드 비이온성 계면활성제 5~30 중량%; (b) 지방산 알카놀 아마이드, 알킬 에톡실레이트 및 아민옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 비이온성 계면활성제 1~10 중량%; (c) 자당 지방산 에스테르 비이온성 계면활성제 1~10 중량%; 및 (d) 3 내지 20㎚의 나노 은 10~100ppm을 포함하는 항균 세정제 조성물을 제공한다.

Description

항균 세정제 조성물{Bactericidal detergent composition}

본 발명은 야채, 과일, 어류 등의 식품 또는 조리기구, 식기류, 식품가공장치, 식품 조리기기, 머리카락(Hair), 몸(Body), 손(Hand), 애완동물 털 등을 세정하는 세정제 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 식품 첨가물 및 식품으로 구성되어 안전성이 높으면서도 세정효율이 높고, 또한 나노 은을 함유하여 항균 내지 살균 능력이 뛰어나며 나노 은의 저장 안정성이 우수한 세정제 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 당류 및 식품 유화제 등의 식품 첨가물을 주성분으로 구성하여 생분해성이 우수하고 인체에 무해한 세정제 조성물로서, 특히, 나노 은의 적용에 따른 안정성이 우수하면서, 항균 내지 살균 능력이 뛰어난 세정제 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 야채, 과일 등의 식품은 농약, 충, 흙, 미생물 등에 오염된 것이 많기 때문에 안전, 위생 면에서 섭취하기 전에 세정을 필요로 한다. 또한, 식기류나 조리기구, 식품가공장치, 식품제조기계 등의 세정제로서는 방향족 또는 지방족 술폰산 염 등의 음이온 계면활성제나 자당 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르 등의 식품용 유화제로 허가되어 있는 비이온성 계면활성제가 사용되고 있다.

이들 중 알킬벤젠 술폰산 염 등의 음이온 계면활성제를 주재로 한 세정제의 경우, 세정력은 우수하지만, 헹굼성이 불충분하고, 식품이나 식기류에 흡착되어 있는 경우에 따른 독성의 염려와 피부 자극 및 불충분한 생분해성에 따른 환경오염 문제로 사용이 꺼려지고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 안전성을 고려하여 식품첨가물과 식품으로 구성된 세정제가 사용되고 있는데, 종래의 음이온 계면활성제의 유화작용, 세정작용, 가용화작용 등을 고려하여 높은 HLB(Hydrophobic Lipophilic Balance) 값을 갖는 당 또는 자당 지방산 에스테르, 폴리글리세린 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르 등을 주성분으로 한 세정제가 제안되어 있다.

그러나 이러한 식품첨가물 유화제를 주성분으로 한 세정제는 안정성면에서는 염려가 되지 않아도, 세정력이 불충분하다는 단점을 갖고 있다.

한편, 오늘날 각종 조리식품이나 가공식품 등이 개발되어 시중에서 시판되고 있는데, 이들 조리식품 또는 가공식품 등은 대부분 대량으로 생산, 유통되고 있다. 이에 따라 식품 가공 중에 미생물의 성장 또는 증식을 억제할 필요가 있으며, 이를 위해 식품을 직접가열하거나 외부로부터 미생물의 직, 간접적인 침입을 막기 위해 살균제를 사용하기도 한다.

하지만, 이와는 별도로 조리기구, 식기의 표면, 작업자의 손 등의 세정을 위한 세정제로서는 차아염소산 나트륨 등의 염소 화합물, 과산화수소, 오존 등의 살균제 수용액을 사용하거나, 구연산, 솔빈산 등의 유기산이나 그의 염, 은 이온 및 은 이온 담지 제올라이트 등을 세정제 조성물로 사용하여 세정제에 항, 살균 기능을 부여하는 것이 제안되어 있다.

이들 중에서 염소 화합물 등의 살균작용을 하는 물질을 사용하는 경우, 환경오염은 물론, 인체에도 심각한 폐해를 유발하고 있어 사용이 규제되고 있는 실정이며, 유기산이나 유기산 염을 사용하는 경우는 충분한 항균력을 기대하기가 어렵다.

또한, 전기 분해에 의한 은 이온 용액을 세제에 도입하는 경우, 염소 이온이나 칼슘 이온과 반응하여 불용성의 염을 형성하여 항균력을 상실하는 문제가 있으며, 장기 저장에 따른 세제 조성물과의 혼화성의 문제와 빛에 의해 색이 변하거나 침전물이 형성되는 문제점이 있다. 이러한 은의 항균 내지 살균 작용은 공지된 사실로서, 약 650여 가지의 병원균을 살균하는 효과가 있다고 보고 되고 있으며, 은의 항균 내지 살균 작용은 산소에 대한 촉매 작용에 의해 활성 산소를 생성시켜 오존, 과산화수소, 염소와 같은 강력한 항균 내지 살균 효과를 발현하는 것으로 주로 알려져 있다.

한편, 식품첨가물 유화제를 사용한 세정제 조성물의 세정력을 개선할 목적으로 일본국 특허 공개 50-39707호에는 자당 지방산 에스테르와 글리세린 모노 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 세정제 조성물과, 일본국 특허 공개 10-158690호에는 카프릴산 모노글리세린과 자당 지방산 모노에스테르와 빌더 등으로 구성하여 안전성, 세정효율 및 저장 안정성이 우수한 세정제 조성물이 제안되어 있지만, 항균성이 부여되지는 않았다.

또한, 일본국 특허 공개 2002-294286호에는 유기산 및 유기산 염과 폴리글리세린 지방산 에스테르를 주성분으로 하여 식품 및 조리기구 등의 세정을 위한 항균성 세정제 조성물이 제안되어 있고, 대한민국 특허 공개 2003-0051958에도 2종 이상의 유기산을 함유시켜 제균 효과를 부여하는 주방용 액체 세정제 조성물이 제안되어 있지만 통상의 희석비율로 사용하는 경우, 항균효과가 불충분하여 충분한 효과를 기대하기가 어렵다.

또한, 대한민국 공개특허 제2003-0083038호에는 전기분해에 의한 은 이온을 함유한 용액을 세정제 조성물에 첨가하여 이루어진 항균세제가 제안되어 있지만, 세정제 조성물에 은 이온 또는 나노 은 용액을 첨가하는 경우에는 세정제 조성물의 구성 재료에 따라 은 이온에 의한 변색 및 내용물의 침전 등이 발생할 우려가 있기 때문에 세정제 조성물에 대한 구체적인 예가 제시되어야 하지만, 구체적인 세정제 조성물이 제시되어 있지 않기 때문에 안정성과 항균 효과에 대해 충분한 기대를 하기가 어렵다는 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 야채, 과일 등의 식품이나 조리기구, 식기, 머리카락(Hair), 몸(Body), 손(Hand), 애완동물 털 등에 잔류하여도 인체에 무해하고, 기포력, 세정력, 헹굼성, 피부 자극 및 생분해성이 뛰어나며, 나노 은의 적용에 의한 우수한 항균 내지 살균 능력과 안정성이 뛰어난 세정제 조성물을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 조성물 총 중량에 대하여,

(a) 알킬 글루코사이드 비이온성 계면활성제 5~30 중량%;

(b) 지방산 알카놀 아마이드, 알킬 에톡실레이트 및 아민 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 비이온성 계면활성제 1~10 중량%;

(c) 자당 지방산 에스테르 비이온성 계면활성제1~10 중량%; 및

(d) 3 내지 20㎚의 나노 은 10~100ppm을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 세정제 조성물을 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 (d)성분의 중량에 대한 상기 (b)성분과 (c)성분의 중량 합계의 비율이 200~22,000의 범위인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 (b) 성분은 지방산 알카놀 아마이드 비이온성 계면활성제인 것이 바람직하며, 상기 (c) 성분은 모노 에스테르인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 (d)성분 나노 은이 입자 상태로 존재하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 조성물에 있어서, 상기 (d) 성분 나노 은의 평균 크기가 3 내지 10㎚인 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 조성물에 있어서 제시되지 않은 잔부 중량%는 물, 피부보습제, 색소, 향 등의 통상적인 첨가제가 함유되어 있음을 의미한다.

이하 본 발명에 따른 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 발명자는 알킬 글리코사이드, 지방산 알카놀 아마이드, 자당 지방산 에스테르 및 나노 은을 주성분으로 하여 특정량 배합하는 것에 의해 얻어진 세정제 조성물을 제조한 결과, 기포력, 세정력, 헹굼성 및 생분해성이 우수하며, 야채, 과일 등의 식품과 조리기구, 식기류, 식품가공장치, 식품조리기기, 머리카락(Hair), 몸(Body), 손(Hand), 애완동물 털 등을 세정할 때, 이들 물질이 잔존하더라도 인체에 대해 독성이 거의 없고, 수질 오염에 영향이 거의 미치지 않음을 발견하였으며, 또한, 나노 은이 적용되어도 빛 등의 보존 환경과 무관하게 변색 등이 없는 안정성이 우수하면서 항균 내지 살균이 뛰어난 세정제 조성물을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

이상과 같이 완성된 본 발명에 따른 항균 세정제 조성물의 주요 성분은 비이온성 계면활성제 3성분과 나노 은으로 구성되어 있다.

본 발명의 구성 성분인 제 1 비이온성 계면활성제는 알킬 글루코사이드 비이온성 계면활성제로서 옥수수 등으로부터 얻어지는 당분과 코코넛 유로부터 얻어지는 오일의 에스테르 화합물이며, 구체적인 예로서는 라우릴 글리코사이드, 데실 클리코사이드 등으로 탄소수 8~14의 지방산기를 갖는다.

본 발명의 다른 구성 성분인 제 2 비이온성 계면활성제는 지방산 알카놀 아마이드, 알킬 에톡실레이트 및 아민 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며, 그 중에서도 지방산 알카놀 아마이드를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 구성 성분인 제 3 비이온성 계면활성제는 자당 지방산 에스테르로서 해당하는 지방산의 에스테르 정도에 따라 모노에스테르부터 옥타에스테르까지 존재하지만, 모노에스테르가 가장 좋다. 구체적인 예로서는, 자당 라우릴산 에스테르, 자당 모노 팔미틴산 에스테르, 자당 스테아린산 에스테르, 자당 올레인산 에스테르 등이 사용될 수 있다.

그리고, 상기 나노 은은 그 입자 크기가 3 내지 20nm, 바람직하게는 3 내지 10㎚이며, 그 함유량은 10~100ppm이다. 또한 상기 나노 은은 금속 은의 콜로이드 형태로 사용되며, 해당하는 은은 이온 상태가 아닌 금속 상태의 미립자로 미세하게 분산되어 있는 상태가 바람직하다. 은 이온을 사용하는 경우 반응성이 커서 항균 활성이 지속력이 떨어지는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

상술한 바와 같은 금속 상태의 나노 은의 제조 방법 및 이를 함유하는 금속 은의 콜로이드 용액의 제조 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에 널리 알려져 있는 것이라면 특별한 제한 없이 사용가능하며, 그 간단한 예를 들면 전기분해법, 전기 환원법, 열분해법, 알콜환원법, 방사선조사법 등과 같은 방법이 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 제 1, 제 2 및 제 3 비이온성 계면활성제는 각각 세정제 조성물 전체 중량에 대하여 각각 5~30 중량%, 1~10 중량%, 1~10 중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 이는 본 발명자의 다양한 실험을 통하여 상기한 바와 같은 함량의 조합이 세정에 필요한 침투력과 유화, 가용화력의 양쪽면을 모두 충족시키며, 은 나노를 함유할 때, 세정제 조성물의 변색 등에 대한 안정성을 부여할 수 있기 때문이다.

그러나 상기 중량 비율을 벗어나서 사용량이 감소되는 경우에는 세정력이 불충분하게 되고, 또한 초과되어 사용되는 경우에는 초과량만큼의 세정 효과를 기대하기 어려우며, 점도가 크게 상승하는 등의 역효과와 은 나노를 함유한 상태의 안정성이 떨어지며 가격적인 면에서도 불리하다.

또한, 상기 제 2 비이온성 계면활성제인 지방산 알카놀 아마이드, 알킬 에톡실레이트 및 아민옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나, 바람직하게는 지방산 알카놀 아마이드와 상기 제 3 비이온성 계면활성제인 자당 지방산 에스테르, 바람직하게는 모노 에스테르의 합계 중량이 나노 은의 함유 중량에 대하여 200~22,000배의 범위로 되는 것이 바람직한데, 그 이유는 200배미만으로 되는 경우 나노 은에 의한 변색 및 침전물 등의 형성에 따른 세정제 조성물의 안정성을 확보하기 어렵고, 22,000배 이상으로 하는 경우, 세정제 조성물의 안정성은 확보할 수 있지만 그 이상의 효과는 기대하기가 어렵기 때문이다.

한편, 상기 나노 은의 함량을 10~100ppm 범위로 하는 이유는 10ppm 이하에서는 실제 사용되는 희석 비율에서 충분한 항균력이 기대하기 어렵고, 100ppm 이상에서는 나노 은의 함량 증가에 따른 항균력의 상승효과는 있으나 세정제 조성물의 변색, 내용물의 침전 등의 안정성이 떨어지고, 가격적인 면이 불리하게 되어 바람직하지 못하다.

또한, 항균효과 및 가격적인 면에서 나노 은의 입자 크기는 3 내지 20㎚의 범위, 바람직하게는 3 내지 10nm의 범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에서는 상안정제, 피부보습제, 색소, 향 등의 통상적인 첨가제가 본 발명의 효과, 특히 항균효과를 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라 특정량 배합하는 것이 가능하다.

이하에 상기한 본 발명을 실시예와 비교예를 통하여 사용하여 더욱 상세하게 설명한다.

<실시예 조성물>

9 내지 13nm의 나노 은을 이용하여 통상의 제조법에 따라 하기 표 1의 조성과 같이 배합하여 실시예 1~4의 본 발명에 따른 항균 세정제 조성물을 제조하였다.

배합 (중량%)	실시예
	1	2	3	4
데실 글리코사이드	10	10	15	20
라우릴 글리코사이드		5	5	5
지방산 알카놀 아마이드	5	3	2	2
자당 지방산 에스테르	0.4	2	0.4	1.5
기타 성분	1.2	1.2	1.2	1.2
물	83.4	78.8	76.4	70.3
합계	100	100	100	100
나노 은 (ppm)	50	20	25	25

<비교예 조성물>

9 내지 13nm의 나노 은을 이용하여 통상의 제조법에 따라 하기 표 2의 조성과 같이 배합하여 비교예 1~5의 세정제 조성물을 제조하였다.

배합 (중량%)	비교예
	1	2	3	4	5
데실 글리코사이드	2		10	10	10
라우릴 글리코사이드	2		5	5
리니어알킬벤젠소디움설포네이트 (LAS)		15
지방산 알카놀 아마이드	5	3		0.5	5
자당 지방산 에스테르	0.4	2			0.4
기타 성분	1.2	1.2	1.2	1.2	1.2
물	89.4	78.8	83.8	83.3	83.4
합계	100	100	100	100	100
나노 은 (ppm)	25	15	25	10	5

<실험예>

상기 실시예와 비교예의 세정제 조성물을 대상으로 후술하는 바와 같은 기포력, 헹굼성, 안정성, 항균 내지 살균 효과를 시험하여 시험 결과를 표 3에 나타내었다.

(a) 기포력의 평가

ㄱ. 기포력 시험 1

상기 표 1, 2의 조성과 같이 제조한 각 세정제 조성물 원액을 0.25%의 농도로 희석시킨 수용액 20㎖를 내경 30㎜의 글라스 메스실린더에 투입한 후 상하로 30회 흔든 후, 생성된 기포의 체적을 10초 후에 측정하고, 이를 3회 반복하여 평균값으로 기포력을 다음의 기준으로 평가하였다.

○ : 30㎖ 이상

△ : 20~30㎖

× : 20㎖ 미만

ㄴ. 기포력 시험 2

각 세정제 조성물 원액 2.5㎖를 스폰지에 적신 후, 손으로 압축을 반복하여 충분한 기포가 생성되는 몇 회의 압축으로 기포가 생성되는가를 측정하였으며, 이를 3회 반복하여 평균값으로 기포력을 다음의 기준으로 상대적으로 평가하였다.

○ : 5회 미만

△ : 5~7회

× : 7회 이상

(b) 헹굼성의 평가

각 세정제 조성물 원액 2.5㎖를 스폰지에 적신 후, 손으로 압축을 10회 반복하여 충분한 기포를 형성시키고, 기포가 발생되지 않을 때까지 일정량의 동일한 물로 반복하여 헹구어 일정량의 물이 사용된 횟수를 측정하여 헹굼성을 다음의 기준으로 상대적으로 평가하였다.

○ : 4회 미만

△ : 4~6회

× : 6회 이상

(c) 안정성의 평가

각 세정제 조성물 원액을 5℃, 25℃, 40℃의 각 온도에서 1개월간 정치 보존시킨 후 색상 변화, 분리나 침전물의 발생 유무, 투명성의 변화 등의 외관을 관찰하여 다음의 기준으로 안정성을 평가하였다. 또한, 각 세정제 조성물 원액을 직사광선하에서 1개월간 정치 보존시킨 후 외관을 관찰하여 다음의 기준으로 안정성을 평가하였다.

○ : 색상 불변, 투명 액체 상태를 유지

△ : 일부 변색, 투명성이 일부 저하된 상태로 유지

× : 뚜렷한 변색, 침전물이나 분리 현상 발생

(d) 항균력의 평가

표준 균주로서 Bacillus sp. CK-1을 사용하였다. 영양 육즙배지(Difco)에 접족하여 37℃, 150rpm에서 18시간 동안 진탕 배양하여 필요에 따라 희석에 의해 균수를 조절하여 시험에 사용하였다. 각 세정제 조성물의 항균력을 평가하기 위해 정제수로 10배, 50배, 100배(v/v)로 희석하여 다음과 같이 항균력을 평가하였다. 즉, 준비된 육즙영양고체배지에 Bacillus sp. CK-1 균 배양액을 50㎕를 고르게 도말하고, 여기에 각각 희석된 세정제 조성물을 20㎕씩 정량 채취하여 Bacillus sp. CK-1 균이 도말된 육즙영양고체배지에 일정 간격으로 점적하여 37℃에서 24시간 배양시켜 형성되는 균 성장저지환의 크기를 비교하여 다음과 같이 항균력을 평가하였다.

○ : 90% 이상 사멸하는 경우

△ : 50% 이상 사멸하는 경우

× : 50% 이하 사멸이나 항균 효과 없는 경우

평가항목		실시예				비교예
		1	2	3	4	1	2	3	4	5
기포력	1	○	○	○	○	×	○	○	○	○
	2	○	○	○	○	×	○	○	○	○
헹굼성		○	○	○	○	-	×	○	○	○
안정성	5℃	○	○	○	○	△	△	○	○	○
	25℃	○	○	○	○	△	△	×	△	○
	40℃	○	○	○	○	△	△	×	△	○
	햇빛	○	○	○	○	△	△	×	×	○
항균력	10배	○	○	○	○	○	○	○	○	○
	50배	○	○	○	○	○	○	○	△	×
	100배	○	○	○	○	○	○	△	×	×

상기 표 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 항균 세정제 조성물의 경우 기포력, 헹굼성, 안정성, 항균력의 모든 면에서 우수하다는 것이 명백하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 3종의 비이온성 계명활성제와 나노 은을 특정 비율로 배합하여 침투력과 유화성 및 분산성을 최대화하였으며, 나노 은에 의한 우수한 항균효과를 부여하면서도 세정제 조성물의 변색 및 조성물의 침전이나 분리가 없는 안정성이 우수한 세정제 조성물을 제조할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 발명에 의하면 기포력, 세정력, 헹굼성, 안정성, 무공해성, 항균성이 우수한 세정제 조성물이 얻어진다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 조성물 총 중량에 대하여

   (a) 알킬 글루코사이드 비이온성 계면활성제 5~30 중량%;

   (b) 지방산 알카놀 아마이드, 알킬 에톡실레이트 및 아민 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 비이온성 계면활성제 1~10 중량%;

   (c) 자당 지방산 에스테르 비이온성 계면활성제 1~10 중량%;

   (d) 3 내지 20㎚의 나노 은 10~100ppm; 및

   (e) 잔부 중량%에 대해서는 물을 포함하며,

   상기 (d)성분의 중량에 대한 상기 (b)성분과 (c)성분의 중량 합계의 비율이 200~22,000의 범위인 것을 특징으로 하는 항균 세정제 조성물.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 성분이 지방산 알카놀 아마이드 비이온성 계면활성제인 것을 특징으로 하는 항균 세정제 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 성분의 자당 지방산 에스테르 비이온성 계면활성제가 모노 에스테르인 것을 특징으로 하는 항균 세정제 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 (d)성분 나노 은이 입자 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 항균 세정제 조성물.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (d) 성분 나노 은의 평균 크기가 3 내지 10㎚인 것을 특징으로 하는 항균 세정제 조성물.
7. 조성물 총 중량에 대하여

   (a) 알킬 글루코사이드 비이온성 계면활성제 5~30 중량%;

   (b) 지방산 알카놀 아마이드, 알킬 에톡실레이트 및 아민 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 비이온성 계면활성제 1~10 중량%;

   (c) 자당 지방산 에스테르 비이온성 계면활성제 1~10 중량%;

   (d) 3 내지 20㎚의 나노 은 10~100ppm; 및

   (e) 상안정제, 피부보습제, 색소 및 향으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 첨가제 1.2 중량%

   (f) 잔부 중량%에 대해서는 물을 포함하며,

   상기 (d)성분의 중량에 대한 상기 (b)성분과 (c)성분의 중량 합계의 비율이 200~22,000의 범위인 것을 특징으로 하는 항균 세정제 조성물.