KR101137381B1

KR101137381B1 - 안정화 이산화염소를 함유한 겔상의 살균 및 소취제 조성물

Info

Publication number: KR101137381B1
Application number: KR1020100069371A
Authority: KR
Inventors: 신동호; 강영임; 김홍선
Original assignee: 신동호; 김홍선; 강영임
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2012-04-20
Also published as: KR20120009548A

Abstract

본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물은 이산화염소의 농도 5 ～ 8 중량%인 안정화 이산화염소 20 ~ 55 중량%, 유기겔화제 4.5 ~ 15 중량%, 무기겔화제 3.5 ~ 80 중량% 및 물 30 ~ 70 중량%를 함유하는 것으로, 고농도의 이산화염소를 함유하면서도 겔 형태를 유지하면서 이산화염소를 일정하게 기화시켜 살균 및 소취 효과를 달성할 수 있다.

Description

안정화 이산화염소를 함유한 겔상의 살균 및 소취제 조성물{GEL-TYPE ANTIBACTERIAL AND DEODORANT COMPOSITION COMPRISING STABLIZED CHLORINE DIOXIDE}

본 발명은 안정화 이산화염소를 함유한 겔상의 살균 및 소취제 조성물에 관한 것이다.

이산화염소 가스는 강력한 산화제이며, 그 산화 작용에 의해 멸균하거나 악취 성분을 분해하거나 하는 것이 알려져 있다. 그 때문에, 이산화염소는 살균제, 소취제 등으로 사용되고 있다. 이산화염소는 물에 대해 그 용적의 20배 용해하여 황갈색의 수용액으로 되므로, 취급의 용이성의 관점에서 수용액의 형태로 사용하는 것이 요망되지만, 이산화염소 수용액은 공기에 접촉하면 이산화염소 가스를 급격히 발생시킨다. 따라서, 이산화염소 가스를 과산화 탄산나트륨(Na₂C₂O₆) 수용액에 용해시켜서 아염소산나트륨(NaClO₂)을 주성분으로 하는 pH9로 유지한 수용액, 이른바 안정화 이산화염소 수용액으로 함으로써 안정성을 유지하면서 이산화염소 가스를 지속적으로 발생시키는 것이 제안되고 있다.

또한, 안정화 이산화염소 수용액을 카라기난, 구아검 등의 겔화제로 겔화하여 겔상 조성물로 하는 것이 제안되어 왔고, 이러한 기술로는 일본 특개소 57-22102호에서 제안한 안정화 이산화염소 수용액을 한천 또는 젤라틴으로 젤화한 이산화염소 발생 조성물, 일본 특개소 61-181532호에서 제안한 안정화 이산화염소 수용액을 카르복실기가 함유된 고흡성 수지로 젤화한 이산화염소 발생 조성물, 일본 특개소 61-40803호에서 제안한 안정화 이산화염소 수용액을 고흡성 수지 및 접착제로 젤화한 이산화염소 발생 조성물, 그리고 일본 특개평 11-278808호에서 제안한 용존 이산화염소 가스, 아염소산 및 pH조정제로 구성된 순수이산화염소 수용액의 혼합물과 발포성 조성물을 부분 가교된 아크릴계 고흡습성 수지로 젤화한 이산화염소 조성물 및 발포 조성물이 있었다.

그러나, 상기 제안된 조성물들은 이산화염소를 식물 또는 동물성 젤 화제에 적용 및 겔화 하기 위해서는 겔화제를 팽윤하기 위해 가열이 필요하고, 가열에 의해 안정화 이산화염소가 분해되어 첨가량에 비해 살균력과 소취력이 떨어지고, 가열에 의한 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 유기화합물 고흡습성 수지 겔화제를 적용하여 강력한 산화제인 이산화염소를 겔화하기 위해서는 겔화제에 함유된 이산화염소 함유량에 한계가 있는 문제점이 있다. 즉, 이산화염소 농도가 100,000ppm 이상에서는 상기 겔화제의 결합력이 약해져 보관 및 사용 중에 이수가 다량 발생하여 취급 안정에 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고, 보다 사용이 편리하고 경제적이며, 고농도 안정화 이산화염소가 함유된 안정한 젤상의 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물은 이산화염소의 농도 5 ～ 8 중량%인 안정화 이산화염소 20 ~ 55 중량%, 유기겔화제 4.5 ~ 15 중량%, 무기겔화제3.5 ~ 8 중량% 및 물 30 ~ 70 중량%를 함유한다.

본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물에서 상기 안정화 이산화염소는 증기압이 20℃에서 1기압 이상, 증기 밀도가 25℃에서 2.3 이상, 비점이 10℃ 이상 및 안정도가 95.5% 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물에서 상기 유기겔화제는 아크릴산 폴리머, 말레인산 폴리머, 트라가칸스검 및 셀룰로오스 중에서 선택된 어느 하나의 유기겔화제인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물에서 상기 무기겔화제는 제올라이트, 실리카, 석회석, 산화티타늄, 화이트 카본, 점토 및 칼슘카보네이트 중에서 선택된 어느 하나의 무기겔화제인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물은 살리실산염, 주석산염, 벤조산염, 구연산염 및 에틸렌디아민 테트라 포스페이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 pH안정제를 0.05 ~ 1 중량% 더 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 고농도의 안정화 이산화염소를 함유하면서도 안정적인 겔을 형성하여 장기간 살균 및 소취 활성을 지속할 수 있고 사용이 편리한 겔상 살균 및 소취제 조성물을 제공한다.

본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물은 이산화염소의 농도 5 ～ 8 중량%인 안정화 이산화염소 20 ~ 55 중량%, 유기겔화제 4.5 ~ 15 중량%, 무기겔화제 3.5 ~ 8 중량% 및 물 30 ~ 70 중량%를 함유한다.

본 발명의 안정화 이산화염소는 이산화염소 농도가 5 ～ 8 중량%, 보다 바람직하게는 6.5 ~ 7.5 중량%이고, 취급안정성을 위해 구토제를 첨가할 수 있다. 안정화 이산화염소에서 이산화염소의 농도가 5 중량% 미만인 경우에는 살균력과 소취력이 떨어지는 문제점이 있고, 8 중량%를 초과하는 경우 겔화제 소요량이 많아 경제성이 저하되고 또한 보관 안정성이 우수하지 않은 문제점이 있다.

보다 바람직하게는 본 발명의 안정화 이산화염소는 증기압이 1기압 이상, 증기 밀도가 2.3 이상이고, 25℃에서 안정성이 95.0% 이상인 것이 바람직하다.

안정화 이산화염소는 본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물에서 20 ~ 55 중량%, 바람직하게는 40 ~ 50 중량% 함유된다. 20 중량% 미만에서는 살균 및 소취력이 저하되고, 55 중량%를 초과하는 경우에는 유기겔화제의 결합이 약해져 이수가 다량 발생하고, 또한 염소 가스 냄새가 심하게 나는 문제점이 있다.

본 발명의 안정화 이산화염소는 차아염소산나트륨에 포도당과 구연산을 서서히 첨가 및 교반하여 제조할 수 있고, 일반적으로 pH 7.5 일 때 가장 안정하다.

본 발명에서는 안정화 이산화염소를 안정적으로 겔화시키기 위해 강력한 산화제인 이산화염소와 반응성이 낮은 고흡습성 유기겔화제를 사용하고, 특히 무기겔화제와 복합 사용하여야 한다. 유기겔화제와 무기겔화제의 비율은 중량비로 0.5 : 1 내지 2 : 1, 보다 바람직하게는 0.8 : 1 내지 1.6 : 1로서, 유기겔화제 비율이 상기 비율을 초과하여 사용될 경우 겔은 형성되지만 보관 중 유기겔화제의 결합력이 저하되어 다량의 이수가 발생하고, 무기 화합물의 비율이 상기 비율을 초과할 경우 사용 후 잔류량이 많고 경제적 가치가 떨어진다.

본 발명의 유기겔화제는 고흡습성의 것으로 g당 물흡수율이 10g 이상인 것, 바람직하게는 12 ~ 30g인 것이 사용된다. 유기겔화제의 입자크기는 2mm 이하, 바람직하게는 0.01 ~ 1 mm이다.

유기겔화제는 본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물에서 4.5 ~ 15 중량%, 바람직하게는 5 ~ 10 중량%, 더욱 바람직하게는 5.5 ~ 7 중량% 함유된다. 상기 하한치 미만에서는 겔이 형성되지 않고, 상한치를 초과하는 경우에는 경제적인 문제점과 장기 보관 시 젤의 결합력이 떨어져 이수가 발생하는 문제점이 있다.

유기겔화제로는 아크릴산 폴리머, 말레인산 폴리머, 트라가칸스검 및 셀룰로오스 등이 사용될 수 있고, 이산화염소와 반응성이 낮은 아크릴산 폴리머가 바람직하다.

본 발명의 무기겔화제는 g당 물흡수율이 1g 이상인 것, 바람직하게는 1.2 ~ 4g인 것이 사용된다. 무기겔화제의 입자크기는 2mm 이하, 바람직하게는 0.01 ~ 1 mm이다.

무기겔화제는 본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물에서 3.5 ~ 8 중량%, 바람직하게는 4 ~ 7 중량%, 더욱 바람직하게는 4.5 ~ 6 중량% 함유된다. 상기 하한치 미만에서는 겔이 잘 형성되지 않고, 상한치를 초과하는 경우에는 경제적인 문제점과 사용 후 잔류물이 남는 문제점이 있다.

무기겔화제로는 제올라이트, 실리카, 석회석, 산화티타늄, 화이트 카본, 점토 및 칼슘카보네이트 등이 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 겔상의 살균 및 소취제 조성물에는 강력한 산화제인 이산화염소에 안정하고, 이산화염소의 분해를 촉진하는 금속 물질의 활동을 봉쇄하는 기능을 지니면서 제품의 pH를 일정하게 유지하는 완충 작용을 하는 pH안정제가 사용되는 것이 바람직하다. 전체 조성물에서 pH안정제의 함량은 0.05 ~ 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 0.5 중량%가 바람직하다.

pH안정제로는 살리실산염, 주석산염, 벤조산염, 구연산염 및 에틸렌디아민 테트라 포스페이트 등이 사용될 수 있고, 특히 금속 이온 봉쇄력이 250mg/g 이상인 물질이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예, 비교예, 실험예를 통하여 보다 상세히 설명한다.

하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

제조예 1

평균입자크기 1.2 mm, 물흡수율 g당 15 g인 소듐 폴리아크릴레이트(JIBOSHI in China, PU-103 Golden yellow 비정형 비드) 4.5 중량%, 평균입자크기 1.2 mm, 물흡수율 g당 2 g인 마이크로 실리케이트(동양제철화학, ML389) 5 중량%를, 이산화염소를 5 ~ 10 중량% 함유하는 안정화 이산화염소 45 중량%와 물 45.5 중량%의 혼합액을 첨가하고, 하루 동안 보관하여 겔상 살균 및 소취제 조성물을 제조하였다.

이산화염소를 5 ~ 10 중량% 함유하는 안정화 이산화염소는 이산화염소 15 중량%를 함유하는 안정화 이산화염소(금성이엔씨, ClO2-15%)를 희석하여 사용하였다.

실험예 1

제조예 1에서 제조된 이산화염소의 함유량이 다른 안정화 이산화염소를 함유하는 겔상의 살균 및 소취제 조성물의 살균력을 할로 테스트(halo test)법, 소취력을 검지관법, 겔의 상태는 이수량을 기준으로 비교하였다. 겔의 상태는 이수 발생이 0.1 중량% 미만인 매우 우수를 ○, 5 중량% 이하의 이수가 발생한 경우를 우수 △, 10 중량% 이상의 이수가 발생한 경우를 ×로 나타내었다.

이산화염소 함량(중량%)	살균력	소취력	겔 상태
5.0	89.5	90.5	O
6.5	98.5	97.8	O
7.5	99.9	99.9	O
8.5	99.9	99.9	△
10.0	99.9	99.9	X

겔 상태는 이산화염소 8 중량% 이하 함유한 안정화 이산화염소를 사용한 조성물에서 매우 우수하였고, 살균력은 7.5 중량%이상에서 가장 우수하였다.

제조예 2

제조예 1의 이산화염소가 7.5 중량% 함유하는 안정화 이산화염소를 사용하되 안정화 이산화염소의 사용량을 30 ~ 70 중량%까지 변화시킨 후 겔 상태를 확인하였다. 유기겔화제 및 무기겔화제의 종류와 함량은 제조예 1과 동일하게 첨가하고 안정화 이산화염소의 함량에 따라 물의 함량을 변화시켜 겔상 살균 및 소취제 조성물을 제조하였다.

실험예 2

제조예 2에서 제조된 안정화 이산화염소를 함유량이 다른 겔상의 살균 및 소취제 조성물의 겔 상태를 이수량을 기준으로 비교하였다. 겔의 상태는 이수 발생이 0.1 중량% 미만인 매우 우수를 ○, 5 중량% 이하의 이수가 발생한 경우를 우수 △, 10 중량% 이상의 이수가 발생한 경우를 ×로 나타내었다.

안정화 이산화염소 함량(중량%)	30	40	45	50	55	60	70
겔 상태	O	O	O	O	△	X	X

이산화염소 함량이 50.0 중량 % 이하인 조성물에서 우수한 겔을 형성하였다.

제조예 3

제조예 1의 이산화염소를 7.5 중량% 함유하는 안정화 이산화염소 45 중량%를 함유하고, 제조예 1에서 사용한 유기겔화제 및 무기겔화제를 사용하되 그 함량을 달리하여 첨가하고, 나머지를 물을 첨가하여 겔상 살균 및 소취제 조성물을 제조하였다.

실험예 3

제조예 3에서 제조된 유기겔화제 및 무기겔화제의 함량을 달리한 겔상의 살균 및 소취제 조성물의 겔 상태를 이수량을 기준으로 비교하였다. 겔의 상태는 이수 발생이 0.1 중량% 미만인 매우 우수를 ○, 5 중량% 이하의 이수가 발생한 경우를 우수 △, 10 중량% 이상의 이수가 발생한 경우를 ×로 나타내었다.

유기화합물(중량%)	3.0				3.5				4.5				6.0
무기화합물(중량%)	3.0	4.5	6.0	8.0	3.0	4.5	6.0	8.0	3.0	4.5	6.0	8.0	3.0	4.5	6.0	8.0
겔 상태	X	X	X	△	△	△	△	△	△	O	O	O	O	O	O	O

유기화합물(중량%)	7.5				9.0				12.0				15.0
무기화합물(중량%)	3.0	4.5	6.0	8.0	3.0	4.5	6.0	8.0	3.0	4.5	6.0	8.0	3.0	4.5	6.0	8.0
겔 상태	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O	O

이수가 없고, 겔의 분리되지 않는 젤화제의 함유량이 유기 화합물 젤화제 4.5중량% 이상과 무기화합물 젤화제 3.5중량% 이상에서 우수한 젤을 형성하였다.

제조예 4

제조예 1의 이산화염소를 7.5 중량% 함유하는 안정화 이산화염소 45 중량%를 함유하고, 제조예 1에서 사용한 유기겔화제 4.5 중량%, 무기겔화제 5 중량%를 사용하되, 추가로 pH안정제로 (구연산나트륨, 신원산업)를 함량을 달리하여 첨가하고, 나머지를 물을 첨가하여 겔상 살균 및 소취제 조성물을 제조하였다. pH안정제는 금속이온 봉쇄능력이 250 mg/g인 것이다.

실험예 4

제조예 4에서 pH안정제를 함량을 달리하여 첨가한 겔상의 살균 및 소취제 조성물의 겔 안정성을 비교하였다. 겔의 안정성은 50℃의 항온조에서 30일 보관 후 이산화염소의 농도를 측정하고 그 잔존 함량의 백분율로 나타내었다.

pH안정제 함량(중량%)	0	0.05	0.10	0.15	0.30	0.50	1.00	1.50
안정성(%)	88.4	95.5	95.8	96.4	96.2	95.5	93.8	90.6
pH(at 25℃)	7.5	7.5	7.5	7.5	7.3	6.3	5.4	4.8

pH안정제가 첨가되지 않은 조성물에 비해 pH안정제를 첨가한 경우 겔의 안정성이 뛰어났고 pH안정제의 함량이 0.05 ~ 0.5 중량% 범위에서 특히 우수하였다.

Claims

이산화염소의 농도 5 ～ 8 중량%인 안정화 이산화염소 20 ~ 55 중량%, 유기겔화제 4.5 ~ 15 중량%, 무기겔화제 3.5 ~ 8 중량% 및 물 30 ~ 70 중량%를 함유하는 겔상의 살균 및 소취제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 안정화 이산화염소는 증기압이 20℃에서 1기압 이상, 증기 밀도가 25℃에서 2.3 이상, 비점이 10℃ 이상 및 안정도가 95.5% 이상인 것을 특징으로 하는 겔상의 살균 및 소취제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 유기겔화제는 아크릴산 폴리머, 말레인산 폴리머, 트라가칸스검 및 셀룰로오스 중에서 선택된 어느 하나의 유기겔화제인 것을 특징으로 하는 겔상의 살균 및 소취제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 무기겔화제는 제올라이트, 실리카, 석회석, 산화티타늄, 화이트 카본, 점토 및 칼슘카보네이트 중에서 선택된 어느 하나의 무기겔화제인 것을 특징으로 하는 겔상의 살균 및 소취제 조성물.
제 1 항에 있어서, 살리실산염, 주석산염, 벤조산염, 구연산염 및 에틸렌디아민 테트라 포스페이트 중에서 선택된 어느 하나 이상의 pH안정제를 0.05 ~ 1 중량% 더 함유하는 것을 특징으로 하는 겔상의 살균 및 소취제 조성물.