KR100665494B1

KR100665494B1 - 탈취제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100665494B1
Application number: KR1020050004741A
Authority: KR
Inventors: 구창섭
Original assignee: 주식회사 휴나
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2007-01-09
Also published as: KR20060083799A

Abstract

본 발명은 악취 물질을 제거하고 탈취 처리하는 탈취제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는 천연성분인 목초액에 각종 천연 안정화 물질이 함유되어 안정성이 강화됨으로써 목초액 중 탈취효과에 관여하는 초산, 알데히드류, 페놀성 화합물들을 장기 보존케하며 또한 테르펜류가 함유된 식물체 오일을 첨가함으로써 탈취제로써의 기능성을 보다 향상시킨 탈취제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기의 방법으로 제조된 탈취제는 2차 환경오염이 없는 순수 식물성 천연 탈취제로서 안정성과 기능성이 뛰어나고 천연 향의 발산과 함께 알데히드류 제거효과가 뛰어나다.

탈취제, 목초액

Description

탈취제 및 그 제조방법{DEODORANT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 악취 물질을 제거하고 탈취 처리하는 탈취제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는 천연성분인 목초액에 각종 천연 안정화 물질이 함유되어 안정성이 강화됨으로써 목초액 중 탈취효과에 관여하는 초산, 알데히드류, 페놀성 화합물들을 장기 보존케하며 또한 테르펜류가 함유된 식물체 오일을 첨가함으로써 탈취제로서의 기능성을 보다 향상시킨 탈취제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

목초액은 정치 과정에서 성분이 지속적으로 변화하고 수년이 경과 할지라도 그 성분의 변화를 보이며, 이러한 현상은 보관 용기의 벽면에 고착되는 갈색 혹은 흑갈색 물질로부터 확인이 가능하다.

이처럼 목초액의 성분 변화는 현재까지 미량 존재하는 알데히드와 페놀성 화합물간의 축합반응에 의해 야기되는 것으로 알려져 있다. 목초액의 안정성은 탈취제로써의 지속적인 효과와 깊게 관련이 있으므로 반드시 안정화 하여야한다. 하지 만 종래에 목초액을 이용한 탈취제의 경우 목초액 자체의 안정성을 고려하지 않은 상태에서 목초액을 탈취제로 사용하므로 장기 보관시 탈취효과가 지속될 수 있는지는 불분명한 상태이다.

목초액은 다양한 종류의 용해타르 성분을 함유하고 있으며 이들은 대부분이 페놀성화합물로 구성되어 있고, 이 페놀성 화합물은 방향족 골격의 수소 치환반응을 통해 탈취 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 목초액 중에 포함되어 있는 페놀성 화합물은 독특한 냄새를 야기해 소비자들에게 어지러움증, 두통 등을 호소하도록 하고 있어, 목초액의 페놀성화합물은 일부 탈취효과 및 살균효과를 부여하기는 하지만 오히려 인간에게는 역효과를 줄 염려가 있다.

그럼에도 불구하고 종래에 개발된 목초액 탈취제의 경우 이러한 문제점에 대해 간과하는 경향이 있어 탈취제의 상용화를 어렵게하고 있는 실정이다.

또한 종래에 개발된 천연향이 함유된 일부 탈취제의 경우 단순히 목초액의 독특한 냄새를 마스킹하기 위해 천연향을 사용하고 있는 실정이며 알데히드류 제거등의 부가적인 효과를 전혀 고려하지 않은 것 이었다.

본 발명은 목초액 성분들을 안정화하여 그 기능성을 향상시켜 기존에 알려진 목초액의 탈취 특성을 보다 향상시킬 수 있고, 천연 오일을 첨가 사용하여 천연성분 고유의 인체에 유익한 향기의 발산과 함께 공기 중에 발생되는 자극성 알데히드 류를 화학적으로 제거함으로써 본 발명인 천연성분 탈취제의 기능성을 강화할 수 있는 탈취제 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은 정제 목초액, 죽초액, 초초액 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합액에 카테킨, 갈릭산, 아스코르빈산 중 1종 이상의 성분과, 셀레늄, 망간, 아연, 구리 중 1종 이상의 성분이 함유된 안정제를 첨가하는 안정제 첨가공정이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈취제의 제조방법을 제공한다.

삭제

또한 상기 안정제 첨가 공정 또는 상기 식물오일 첨가공정 전후에 물로 희석하는 희석화공정을 추가하는 것을 특징으로 하는 탈취제의 제조방법을 제공한다.

한편 정제 목초액, 죽초액, 초초액 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합액에 테르펜류가 함유된 식물오일을 첨가하는 식물오일 첨가공정이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈취제의 제조방법을 제공한다.

상기의 탈취제 제조방법들에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 탈취제를 제공한다.

이하 본 발명의 탈취제의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 탈취제의 제조방법은 목초액 등의 정제공정과, 정제된 목초액 등의 희석화공정과, 안정제 첨가공정 및 식물오일 첨가공정으로 이루어진다.

먼저 목초액 등의 정제공정은 조목초액을 수개월간 정치하여 불안정 성분을 제거하고 또는/그리고 온화한 조건에서 가온처리하여 탈취역할에 관여하는 유효 목초액 성분을 분리정제하는 것이다.

상기 목초액은 일반적으로 참나무류를 이용하여 탄화를 시키고 그 탄화시 발생하는 연기를 모아 냉각 액화시키는 것을 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니고 대나무를 이용하여 얻은 죽초액, 초본류를 이용하여 얻은 초초액 등도 사용할 수 있으며, 또한 이들을 단독으로 사용하거나 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 도 있다.

상기 목초액은 유기성분이 10%가량 함유되어 있고, 이중 초산이 30 내지 60%가량을 포함하고 있다. 그리고 이외에 페놀류로 리그닌 성분의 전형적인 분해물인 구아야콜(guaiacol), 시링골(syringol), 다양한 열분해 부산물로써 디메틸페놀(dimethylphenol)류 및 트리메틸페놀(trimethylphenol)류를 3-5%가량 포함하며 미량 성분으로 알데히드류, 케톤류 등이 1%이하로 존재한다. 그리고 목초액에는 무기 성분으로는 Ca, Na, K, Mg 등 8개 이상의 알칼리 금속이 0.01-0.1%포함되어 있다.

이와 같은 조목초액을 3 내지 6개월간 정치하여 불안정한 성분을 제거하고 또는/그리고 온화한 조건으로 가온처리하여 유효하고 안정하며 탈취역할에 관여하는 유효 목초액 성분을 분리 정제한다. 조목초액을 3 내지 6개월간 정치한 후 분리 정제하나, 정치기간은 이에 한정되지 아니한다.

이때 상압 또는 감압 조건하에서 유효 목초액 성분의 분리 정제가 가능하나, 보다 유효성분의 소실을 줄이기 위하여 감압조건하에서 행하는 것이 바람직하다.

다음으로 희석화공정은 유효 목초액 성분을 물과 같은 희석제를 사용하여 사용용도 등에 따라 소정의 비율로 희석하는 것으로서, 목초액 등의 정제공정 후에 행하거나 안정제 및 식물오일을 첨가하는 식물오일 첨가공정 후에 행할 수 있다.

그리고 안정제 첨가공정은 희석 목초액에 함유된 용해타르 등 각종 불안정한 성분을 안정화시키는 것이다.

목초액에 함유된 성분 중 탈취효과에 관여하는 성분은 초산, 페놀성 화합물, 알데히드이며, 그 반응 기작은 초산의 경우 염기성 기체인 암모니아를 중화하며, 페놀성 화합물의 경우 방향족 골격의 수소와 암모니아간의 화학 반응을 통해 비가역적으로 암모니아를 제거한다. 그리고 알데히드류는 황화수소(H₂S)와 반응하여 R-COSH₃를 형성함으로써 H₂S로부터 야기되는 악취를 제거하는 역할을 한다.

그러나 상기 목초액 중 함유된 용해타르나 불안정한 성분은 시간이 경과함에 따라 침전이 발생하기 때문에 불안정한 성분을 안정화시키기 위하여 카테킨, 갈릭산, 아스코르빈산 중 적어도 1종 이상의 성분과, 셀레늄, 망간, 아연, 구리 중 적어도 1종 이상의 무기성분이 함유된 안정제를 상기 희석 목초액에 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 식물오일 첨가공정은 안정제가 첨가된 혼합액에 모노테르펜, 디테르펜, 세스퀴테르펜 등의 테르펜류를 함유하고 있는 솔잎, 편백, 삼백나무 등에서 추출한 식물오일을 첨가하여 혼합하는 공정이다.

이와 같이 솔잎, 편백 등에서 추출한 식물오일을 첨가함으로서 독특한 냄새를 야기해 소비자에게 어지러움증, 두통 등을 유발하는 페놀성 화합물의 냄새를 제거하고, 공기 중에 발생한 포름알데히드, 아세트알데히드 등의 자극성 알데히드류를 화학적으로 제거함으로서 소비자의 눈, 코, 호흡기를 자극하며 눈꺼풀의 염증발생, 비염, 호흡기 장애, 기억력 상실 등의 유발염려를 미연에 방지하고, 또한 인체에 유익한 향기를 발산하여 보다 상쾌한 실내외 분위기를 연출할 수 있다.

그리고 천연오일 중의 테르펜류는 이소프렌(isoprene)을 기본단위로 뛰어난 방향효과와 함께 다양한 골격 구조를 형성하여 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서 필연적으로 발생되는 알데히드류, 특히 근래 유해성분으로 인식되어 규제되고 있는 포름알데히드를 비롯한 다양한 알데히드를 제거할 수 있다.

또한 희석된 목초액과 천연오일간의 배합은 유화과정을 거칠 수 있으며, 이때 되도록 천연오일 중 친수성이 강한 모노 테르페놀, 세스퀴테르페놀을 다량 포함하는 것을 천연향의 원료로 사용하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예를 들어 상세하게 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능함은 자명하다 할 것이다.

[실시예 1]

국내산 참나무를 원료로 기계식 탄화로에서 12시간 탄화하여 배연온도 80 내지 150℃에서 발생한 연기를 채취 냉각하여 목초액을 제조하고, 이 목초액을 3개월 정치한 후 42 내지 46℃의 온화한 감압조건하에서 정제하였다. 이 정제된 목초액은 유기성분이 10%가량 함유되어 있고, 이중 초산이 48%가량 포함되어 있으며, 이외에 페놀류가 3 내지 5%가량 포함되어 있고, 미량성분으로 알데히드류 및 케톤류가 1%이하로 포함되어 있었으며, 또한 Ca, Na, K, Mg 등의 알칼리 금속이 0.05%가량 포함되어 있었다. 이와 같은 정제된 목초액을 물로 20배 희석하였고, 희석된 목초액에 카테킨 1중량%, 셀레늄 0.1중량%를 첨가한 후 편백 정유를 0.5중량%가량 첨가 혼합하여 탈취제를 제조하였다.

그리고 이와 같이 제조된 탈취제에 대해 대조구와 비교하여 안정성시험, 페놀성 화합물에 관한 관능시험, 알데히드 제거시험, 탈취시험 등을 행하였다.

[안정성 시험]

카테킨, 셀레늄 등의 안정제가 함유된 실시예 1의 탈취제를 12개월 동안 방치하여 1개월 간격으로 이들로부터 발생되는 침전량 및 색상의 변화를 측정하여 탈 취제의 안정성을 판단하였다. 상기 탈취제의 색상 변화는 색차계와 육안으로 조사하였으며 ΔE와 색상으로 표시하여 표 1에 나타내었다.

[표 1] 안정제 첨가 후 탈취제의 색상과 색차(ΔE)의 변화

항목

경과 시간 (개월)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

육안적 색상

투명담적갈색

ΔE

0.1~ 0.3

0.1~ 0.2

0.2~ 0.4

0.1~ 0.2

0.2~ 0.3

0.1

0.1~ 0.3

0.2~ 0.3

0.3

0.1~ 0.3

0.1~ 0.4

0.1

(ΔE=Root(L²+a²+b²), L: lightness, a: redness, b: yellowness.

ΔE의 값이 1.1이상인 경우 육안적으로 그 색깔의 차이는 느낄 수 있고, ΔE의 값이 0~0.5사이인 경우 거의 trace에 해당.)

카테킨류 등의 안정제를 첨가하지 않은 참나무 목초액 대조구의 경우 경과시간에 따라 타르 유사성분의 침전발생을 육안적으로 관찰할 수 있었다. 반면 카테킨류 등의 안정제를 포함한 실시예 1의 탈취제는 표 1에서 나타낸 바와 같이 육안적으로 변화가 없었다. 본 탈취제의 경우 ΔE가 0.1~0.4의 범위 내로 거의 색상의 변화가 없다고 할 수 있으므로 본 탈취제는 육안적으로 상당히 안정한 색상을 유지하였을 뿐만 아니라 색차계를 이용한 정밀한 분석결과에서도 뛰어난 안정성을 입증할 수 있었다.

[관능시험]

사용자 10명을 대상으로 실시예 1의 탈취제에 대하여 취기도를 측정하였으나 10명 모두 탈취제 중 페놀성 화합물로 인하여 발생하는 독특한 냄새인 탄내를 맡지 못한 반면, 편백 정유의 향기를 모두 느꼈다. 이 관능시험에서 확인할 수 있는 바와 같이 실시예 1의 탈취제는 페놀성 화합물의 독특한 냄새를 효과적으로 마스킹할 뿐만 아니라 인체에 유익한 향기를 발산하는 것을 알 수 있다.

[침출수의 탈취시험]

실시예 1의 탈취제의 악취 탈취효과를 검토하기 위하여 음식물쓰레기 침출수를 사용하였다. 상기 침출수는 중크롬산칼륨에는 산화되지만 과망간산칼륨에는 산화되기 어려운 물질을 다량 함유하고 있으며, 암모니아 10 ppm, 아민류 35 ppm, 황화수소 55 ppm 이상, 이산화탄소 3,800 ppm으로 상당히 심한 악취를 가졌다. 황화수소, 암모니아, 아민류, 이산화탄소는 gastec을 사용한 간이 측정법으로 조사하였다.

침출수 중의 암모니아, 아민류, 황화수소, 이산화탄소의 제거 비율을 측정한 결과 황화수소를 55 ppm 이상에서 2-2.5배가량 감소 시킬 수 있었으며, 암모니아의 경우 10 ppm에서 5배이상의 감소, 아민류는 35 ppm에서 8 ppm이하로 약 8배 감소, 이산화탄소는 3,800 ppm에서 450 ppm으로 약 8.5배 감소하여 악취제거에 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다.

[표준 악취성분의 탈취시험]

실시예 1의 탈취제를 이용하여 악취 유발물질인 트리메틸아민(trimethyl- amine, (CH₃)₃N) 암모니아(NH₃), 황화수소(H₂S), 메틸메르캅탄(CH ₃SH) 기체에 대해 경과 시간에 따른 탈취율을 조사하였다. 10 L용량의 테들라백 안에 염기성 악취 유발물질인 트리메틸아민, 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄 기체를 주입한 후 초기 농도를 500 ppm으로 조절하였다. 이후 탈취제 5 mL를 주입하고 경과 시간에 따른 trimethylamine, 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄의 기체의 농도변화를 측정하여 탈취효과를 검토하였다. 그리고 검토한 결과는 표 2 내지 5로 나타내었다.

[표 2] 트리메틸아민의 탈취효과

시험항목	시간	결과치
시험항목	시간	Control (ppm)	천연성분 목초 탈취제 (ppm)	탈취율 (%)
Trimethylamine ((CH₃)₃N)	초기	50.0	50.0	-
	30분후	50.0	4.0	92.0
	1시간후	50.0	1.8	96.4
	2시간후	50.0	1.2	97.6
	4시간후	50.0	1.0	98.0
	6시간후	50.0	0.2	99.6

[표 3] 암모니아 탈취효과

시험항목	시간	결과치
시험항목	시간	Control (ppm)	천연성분 목초 탈취제 (ppm)	탈취율 (%)
암모니아 (NH₃)	초기	50.0	50.0	-
	30분후	50.0	2.0	96.0
	1시간후	50.0	1.2	97.6
	2시간후	50.0	0.9	98.2
	4시간후	50.0	0.5	99.0
	6시간후	50.0	0.1	99.8

[표 4] 황화수소 탈취효과

시험항목	시간	결과치
시험항목	시간	Control (ppm)	천연성분 목초 탈취제 (ppm)	탈취율 (%)
황화수소 (H₂S)	초기	50.0	38	-
	30분후	50.0	32	24.0
	1시간후	50.0	26	36.0
	2시간후	50.0	21	48.0
	4시간후	50.0	17	66.0
	6시간후	50.0	15	70.0

[표 5] 메틸메르캅탄 탈취효과

시험항목	시간	결과치
시험항목	시간	Control (ppm)	천연성분 목초 탈취제 (ppm)	탈취율 (%)
메틸메르캅탄 (CH₃SH)	초기	50.0	41	-
	30분후	50.0	36	28.0
	1시간후	50.0	32	36.0
	2시간후	50.0	30	40.0
	4시간후	50.0	26	48.0
	6시간후	50.0	20	60.0

실시예 1의 탈취제에 대해 악취 유발물질인 트리메틸아민, 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄 기체에 대해 경과 시간에 따른 탈취율을 조사한 결과 상기 탈취제는 트리메틸아민과 암모니아와 같은 염기성기체에 대해 상당히 탁월한 탈취효과를 가지고 있음을 상기 표 2 및 표 3에서 확인할 수 있었다. 그리고 황화수소와 메틸메르캅탄에 대해 표 4 및 표 5와 같이 6시간 경과시 각각 70%와 60%의 탈취율을 나타내고 있어, 이들 황포함 악취성분에 대해서도 우수한 탈취효과를 가지고 있음을 알 수 있다.

[자극성 알데히드류 제거 시험]

실시예 1의 탈취제의 알데히드 제거 효과는 자연계의 미생물 분해물로부터 발생되는 주요 알데히드인 포름알데히드와 아세트알데히드를 사용하여 검토하였다. 실시예 1의 탈취제와 상기 포름알데히드와 아세트알데히드 10 ppm을 혼합한 후 pH 5.0으로 조절한 2,4-DNPH용액을 첨가하였다. 이 용액을 15분간 실온에서 방치한 후 GC-ECD를 이용하여 2,4-DNPH-알데히드 유도체를 분석하였다.

그리고 편백정유가 함유된 실시예 1의 탈취제 첨가 시료와, 편백정유가 함유되지 않은 탈취제인 대조구의 첨가시료간의 차이로부터 탈취제의 알데히드 반응성을 검토하였고, 그 결과는 표 6으로 나타내었다.

[표 6] 유해 자극성 알데히드 제거효과

구분	알데히드 제거율 (%)
구분	포름알데히드	아세트알데히드
실시예 1	32	15
대조구	15	5

편백정유가 미함유된 대조구의 탈취제의 경우 포름알데히드와 아세트알데히드에 대해 각각 15%, 5%의 제거율을 보여주는 반면, 편백정유가 함유된 실시예 1의 탈취제는 포름알데히드와 아세트알데히드에 대해 각각 32%와 15%의 제거율을 나타냄으로서 대조구에 비해 실시예 1의 탈취제는 상당히 우수한 알데히드 제거율을 갖고 있음을 확인할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 정제된 목초액에 카테킨류, 셀레늄 등의 안정제를 첨가하여 탈취제를 제조함으로써 탈취효과에 관여하는 초산, 알데히드류, 페놀성 화합물 등의 목초액 유효성분을 안정화시켜 장시간이 경과하더라도 탈취제내에 침전이 발생하지 않고 장기 보존케 할 수 있어 탈취제의 제기능을 오랫동안 지속시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 정제된 목초액에 모노테르펜, 디테르펜, 세스퀴테르펜 등의 테르펜류를 함유하고 있는 솔잎, 편백, 삼백나무 등에서 추출한 식물오일을 더 첨가 혼합하여 사용함으로서 포름알데히드, 아세트알데히드 등의 자극성 알데히드를 효과적으로 제거하여 사용자의 눈꺼풀의 염증발생, 비염, 호흡기 장애, 기억력 상실 등을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 인체에 유익한 향기를 발산함으로써 상쾌하고 쾌적한 실내외 분위기를 연출할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명의 탈취제는 2차 환경오염이 없는 순수 식물성 천연 탈취제로써 안정성과 기능성이 뛰어나고 천연 향의 발산과 함께 알데히드류 제거효과가 뛰어나 가정, 사무실뿐만 아니라 생활폐수, 화장실, 쓰레기 중간집하장, 매립장 침출수, 공장폐기물, 오수, 수산시장, 축산시장, 도축장, 금속제품제조업, 합성수지제조업, 고무·피혁가공업, 음·식료품제조업, 양계·양돈시설 등 기타 여러 분야에서 널리 이용될 수 있다.

Claims

정제 목초액, 죽초액, 초초액 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합액에 카테킨, 갈릭산, 아스코르빈산 중 1종 이상의 성분과, 셀레늄, 망간, 아연, 구리 중 1종 이상의 성분이 함유된 안정제를 첨가하는 안정제 첨가공정이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈취제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 안정제 첨가공정후에 상기 안정제가 첨가된 혼합액에 테르펜류가 함유된 식물오일을 첨가하는 식물오일 첨가공정이 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 탈취제의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 안정제 첨가 공정 또는 상기 식물오일 첨가공정 전후에 물로 희석하는 희석화공정을 추가하는 것을 특징으로 하는 탈취제의 제조방법.
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