KR101306076B1 - 비타민 필터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 중의 수분을 이용하여 비타민C가 효과적으로 방출되는 새로운 구성의 비타민 필터에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 기재(8)에 비타민캡슐(10)이 부착되어 이루어지는 비타민 필터에 있어서, 상기 비타민캡슐(10)은 비타민C가 벽재물질(12)에 담지된 것으로서, 상기 벽재물질(12)은 실리카겔(12)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비타민C 필터가 제공된다.

Description

비타민 필터 및 그 제조방법{Vitamin filter and manufacturing method of the same that}

본 발명은 비타민 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 중의 수분을 이용하여 비타민C가 효과적으로 방출되는 새로운 구성의 비타민 필터 및 그 제조방법에 관한 것이다.

비타민C는 건강 유지를 위해 필요한 미량 원소 중의 하나로서, 다양한 특성과 효과를 가진다. 비타민C는 인체 면역력을 향상시키고, 생체성분의 산화를 방지하는 항산화기능을 가지며, 콜라겐의 생성을 촉진하여 주름을 개선하며, 자외선 등에 의한 피부손상을 막아주고, 기미, 주근깨, 검버섯 등의 색소침착과 관련된 멜라닌생성을 억제하며, 색소침착을 개선시키는 효과 등을 가진다.

또한, 단순히 수분만 피부나 공기 중에 공급되는 것보다 수분이 비타민C에 결합된 상태로 공급되면 비타민C에 의해 수분의 증발이 상대적으로 더디게 이루어진다. 즉, 수분을 비타민C와 결합된 상태로 공급하면 보습력이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

이러한 비타민 C의 특성과 효과로 인하여 비타민C가 적용된 다양한 종류의 제품들이 제공되고 있다. 특히, 자동차나 공기청정기, 냉장고 등에는 비타민C를 방출하는 비타민 필터가 장착된 제품들도 있다.

비타민 필터는 필터의 기재에 비타민C 캡슐이 부착되어 이루어진다. 비타민C는 공기나 열 등에 의해 쉽게 산화되는데, 이를 방지하고, 비타민C가 장기간에 걸쳐 서서히 방출되는 서방성을 갖도록 하기 위해 비타민C가 캡슐화되어 부착된다. 그리고 캡슐 내부의 비타민C는 공기 중의 수분과 결합되어 공기 중으로 방출된다.

그런데, 비타민캡슐의 비타민C가 공기 중의 수분과 결합되어 공기 중으로 방출되기 때문에 비타민C의 원활한 방출이 이루어지기 위해서는 비타민 필터에 충분한 수분이 공급되어야 한다. 그리고 이러한 이유로 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 비타민 필터(2) 전방에 축습제(4)가 구비된다. 따라서 축습제가 공기 중의 수분을 포집하고, 축습제에 의해 포집된 수분은 공기의 흐름에 의해 비타민 필터에 공급되어 비타민캡슐(6)에 담지된 비타민C의 방출이 원활하게 이루어진다. 상기 축습제는 비타민 필터와 일체로 형성되거나 또는 비타민 필터와 별체로 형성되어 비타민 필터와 인접되게 장착되는데, 이와 같이 비타민 필터의 원활한 기능을 위해 축습제가 구비되어야 하므로, 이에 따라 비용이 증가되며, 또한, 제품의 슬림화, 콤팩트화에도 방해가 된다.

대한민국 특허공개공보 제10-2006-0082183호(2006. 07. 18.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 축습제가 구비되지 않아도 공기 중의 수분에 의해 비타민캡슐에 함유된 비타민C가 효과적으로 방출되는 새로운 구성의 비타민 필터 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 다공성 기재(8)에 비타민캡슐(10)이 부착되어 이루어지는 비타민 필터에 있어서, 상기 비타민캡슐(10)은 비타민C가 벽재물질(12)에 담지된 것으로서, 상기 벽재물질(12)은 실리카겔(12)로 이루어진 것을 특징으로 하는 비타민 필터가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 다공성 기재(8)에 비타민캡슐(10)이 부착되어 제조되며, 상기 비타민캡슐(10)은 가수분해 촉매가 포함된 수용액에 테트라에틸 오르토 실리케이트(TOES)를 첨가하여 테트라에틸오르토 실리케이트를 가수분해시키는 단계와, 상기 가수분해 용액을 증류하여 부산물로 생성된 에탄올을 제거하는 단계와, 상기 가수분해 용액에 코어물질로 비타민C를 혼합하는 단계와, 상기 비타민C 혼합액에 겔화제를 첨가하는 단계와, 코어물질인 비타민C의 극성과 반대되는 극성을 가지는 용액에 계면활성제를 혼합하여 유화시켜 유화액을 만드는 단계와, 상기 유화액에 상기 비타민C가 혼합된 용액을 첨가하여 유화시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비타민 필터의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 비타민캡슐(10)은 바인더에 혼합되어 상기 기재(8)에 코팅되며, 상기 바인더는 라텍스계 수성바인더인 것을 특징으로 하는 비타민 필터의 제조방법이 제공된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명은 비타민캡슐의 비타민C가 담지된 벽재물질(12)이 실리카겔로 이루어진다. 실리카겔은 우수한 흡습성을 가지기 때문에 실리카겔이 공기 중의 수분을 흡수하고, 실리카겔에 흡수된 수분이 비타민C에 공급되기 때문에 본 발명에 의한 비타민캡슐은 비타민C가 효과적으로 방출된다.

이와 같은 본 발명은 비타민캡슐(10)의 벽재물질(12)이 실라카겔로 이루어져서, 벽재물질(12) 자체가 흡습제로서의 기능을 하기 때문에 종래와 같이 별도로 흡습제를 구비하지 않아도 되는 장점이 있다.

따라서 본 발명에 의한 비타민 필터를 사용하는 경우에는 흡습제를 별도로 구비하지 않아도 되므로 코스트가 저하되며, 비타민 필터가 장착되는 제품에 흡습재를 위한 공간이 요구되지 않으므로 제품의 슬림화, 콤팩트화에도 도움이 된다.

도 1은 종래 비타민필터와 축습제가 구비된 제품의 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예를 보인 단면도
도 3은 상기 실시예의 습도에 따른 비타민C 방출량을 도시한 그래프

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 비타민 필터를 보인 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 다공성 기재(2)에 비타민캡슐(10)이 부착되어 이루어진 것으로서, 다공성 기재(8)는 직조된 원단이나 부직포 등으로 이루어진다. 이러한 다공성 기재(8)는 사각틀 형태의 프레임(9)에 장착된다.

상기 비타민캡슐(10)은 비타민C가 벽재물질(12)에 담지되어 캡슐화된 것으로서, 벽재물질(12)은 실리카겔로 이루어진다. 이러한 비타민캡슐(10)의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 가수분해 촉매로 염산이 함유된 수용액에 실리카겔의 전구체로 테트라에틸 오르토실리케이트(tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 첨가하여 교반한다. 이와 같이 하면, 상기 TEOS가 가수분해되고 부산물로 에탄올이 생성된다. 생성된 에탄올을 증류하여 제거하고 TEOS가 가수분해되어 형성된 실리카수용액을 수득한다.

상기 실리카수용액에 코어물질인 비타민C를 첨가하여 용해시키고, 이어서 겔화제를 첨가하여 비타민C가 함유된 캡슐제조용 혼합용액을 만든다. 겔화제로는 아미노프로필트리에톡시 실란(amino propyltriethoxy silane, APS)이 사용된다.

상기 과정과 별도로, 상기 코어물질인 비타민C의 극성과 반대되는 극성을 가지는 용액에 계면활성제를 용해시켜 유화기로 유화시킨다. 즉 코어물질로 사용되는 비타민C가 극성이기 때문에 본 발명에서는 비극성의 용액에 계면활성제를 용해시키는데, 바람직하게는 시클로헥산이 사용된다.

그리고 상기 계면활성제가 용해된 용액에 상기 비타민C가 함유된 첨가된 캡슐제조용 혼합액을 첨가하여 유화시킨다. 이와 같이 두 용액을 혼합하여 유화시키면 상기 캡슐제조용 혼합용액이 겔화되면서 비타민캡슐이 형성되고, 콜로이드상태의 비타민캡슐이 제조된다.

이상과 같은 방법으로 제조된 비타민캡슐 콜로이드용액에 필터의 기재(8)를 침지시켜 비타민캡슐(10)을 기재(8)에 부착시킨다. 바람직하게는 상기 비타민캡슐 콜로이드용액에 수성바인더를 혼합하여 비타민캡슐(10)이 기재(8)에 효과적으로 부착되도록 한다. 비타민캡슐은 담지된 비타민C에 의해 산성을 띠는데, 혼합되는 바인더가 비타민C의 산성에 의해 응고될 수 있으므로, 바람직하게는 바인더로는 산성에 반응하지 않는 라텍스계 바인더를 사용한다. 이어서 120~150℃ 정도로 건조시켜 비타민캡슐을 기재(8)에 완전히 고착시킨다.

이와 같이 하여 제조된 비타민 필터에 부착된 비타민캡슐은 벽재물질이 실리카겔로 이루어지는데, 실리카겔의 흡습성으로 인해 비타민캡슐은 공기 중의 수분을 효과적으로 흡습하며, 이에 따라 비타민캡슐에 수분이 원활하게 공급되므로 비타민C가 효과적으로 방출된다. 즉, 비타민캡슐의 벽재물질이 우수한 흡습성을 가지기 때문에 비타민캡슐에 수분을 공급하기 위한 별도의 흡습제가 요구되지 않는다.

실시예 1

0.01M HCl 수용액 50g에 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 350g을 정량펌프를 이용하여 약 시간에 걸쳐 천천히 첨가하면서 반응시키고, 자력 교반기를 이용하여 10시간 교반한 후, 진공증류장치를 이용하여 50℃에서 증류하여 부산물로 생성된 에탄올을 제거하고, 투명한 실리카수용액을 얻었다.

상기 실리카수용액 100중량부에 대해 비타민C를 10중량부 용해하고, 겔화제로서 아미노프로필트리에톡시 실란(amino propyltriethoxy silane, APS)를 상기 시리카수용액 100중량부에 대해 0.3중량부 혼합하여 캡슐제조용 혼합용액을 만들었다.

별도의 용기에 시클로헥산 100중량부에 대해 계면활성제(상품명: Span 60)을 1.5 중량부 용해하였다. 이 용액을 유화기로 유화시키면서, 이 용액 100중량부에 대해 상기 캡슐제조용 혼합용액을 10중량부로 첨가하여 3분간 유화하여 W/O에멀젼을 만들었다.

상기 W/O 에멀젼을 1,000 rpm 으로 30분간 교반하면서 반응시키고, 2시간 정치하여 비타민캡슐 콜로이드용액을 제조하였다.

실시예 2

실시예1에 의해 얻어진 비타민캡슐 콜로이드용액에 라텍스계 수성바인더를 혼합하고, 이 용액에 부직포를 침지시킨 후 120~150℃에서 건조시켰다.

이와 같이 하여 제조된 시편을 사용하여 습도에 따른 비타민C 방출량을 측정한 결과 도 3과 같은 그래프를 얻었다. 실험은 상기 부직포를 1mㅧ1mㅧ1m측정박스에서 박스 내부의 습도를 다르게 하여, 교반팬을 이용해 박스 내부에 공기흐름을 유도하여 실시하였으며, 박스 내부 공기를 포집하여 DPPH법을 이용하여 비타민의 농도를 측정하였다.

한편, 비교데이터를 얻기 위해 시중에 판매되는 비타민 필터를 이용하여 비타민C방출량을 측정하였다.

도 3의 그래프를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 비타민 필터는 종래의 비타민 필터에 비해 습도의 영향을 덜 받음을 알 수 있다. 즉, 기존의 비타민 필터는 습도에 따라 비타민C방출량이 큰 차이를 보였으나, 본 발명에 의한 비타민 필터는 습도량의 변화에 따라 비타민C 방출량이 큰 차이를 보이지 않고 고르게 방출되었다. 이를 통해 본 발명에 의한 비타민 필터는 습도가 낮은 경우에도 공기중의 수분이 비타민캡슐에 원활하게 공급되어 비타민C가 효과적으로 방출됨을 알 수 있다.

실시예 3

상기 실시예2와 동일한 비타민 필터를 사용하여 비타민 필터의 서방성을 측정한 결과 표 1과 같았다. 또한, 비교데이터를 얻기 위해 시중에 판매 중인 비타민 필터를 이용하여 동일한 조건으로 실험하였다.

TIME(hr)	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
본 발명(mg/L)	0.192	0.188	0.180	0.175	0.162	0.123	0.102	0.081	0.067	0.054
기존제품(mg/L)	0.184	0.177	0.173	0.155	0.134	0.070	0.063	0.029	0.027	0.026

표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 비타민 필터는 시간의 경과에 따라 비타민C 농도가 고르게 나타났으나, 기존 제품은 시간이 경과함에 따라 비타민C 농도가 급격하게 줄어듦을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 비타민 필터가 종래에 비해 서방성이 우수함을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 다공성 기재(8)에 비타민캡슐(10)이 부착되어 제조되며,
   상기 비타민캡슐(10)은 가수분해 촉매가 포함된 수용액에 테트라에틸 오르토 실리케이트(TOES)를 첨가하여 테트라에틸오르토 실리케이트를 가수분해시키는 단계와,
   상기 가수분해 용액을 증류하여 부산물로 생성된 에탄올을 제거하는 단계와,
   상기 가수분해 용액에 코어물질로 비타민C를 혼합하는 단계와,
   상기 비타민C 혼합액에 겔화제를 첨가하는 단계와,
   코어물질인 비타민C의 극성과 반대되는 극성을 가지는 용액에 계면활성제를 혼합하여 유화액을 제조하는 단계와,
   상기 유화액에 상기 비타민C가 혼합된 용액을 첨가하여 유화시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비타민 필터의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 비타민캡슐(10)은 바인더에 혼합되어 상기 기재(8)에 코팅되며, 상기 바인더는 라텍스계 수성바인더인 것을 특징으로 하는 비타민 필터의 제조방법.
   
   
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