KR101375174B1 - 마이크로캡슐화된 유용 미생물 발효액 함유 세제 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용시에 생분해성을 높이기 위한 유용 미생물이 장기간 존속할 수 있도록 하는 유용 미생물 함유 마이크로캡슐 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 세제의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유용 미생물 함유 마이크로캡슐을 이용하여 세제를 제조하기 위하여, 포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 세제의 제조공정에 있어서, 상기 색소, 향료를 첨가하는 단계에서 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 혼합물 100 중량부 대비 0.1~40 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법이 제공된다.
또한, 포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 세제의 제조공정에 있어서, 상기 형틀에 부어 건조된 세제에 홈을 형성하고 상기 홈에 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 혼합물 100 중량부 대비 0.1~40 중량부로 투입하고 상기 혼합물로 홈을 밀폐시키는 단계에 의해 세제를 제조한다.

Description

마이크로캡슐화된 유용 미생물 발효액 함유 세제 및 그 제조방법 {DETERGENT CONTAINING MICROCAPSULATED FERMENTED SOLUTIONS OF EFFECTIVE MICRO OGARNISMS AND MANUFACTURING METHOD OF USING THEREOF}
본 발명은 피부 자극이 적고 생분해성을 높은 세제를 제조하기 위한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 세제제조방법을 제공하기 위한 것이다.
세제는 물에 분산되어 주로 세정(洗淨) 작용을 하는 지방산 염을 일컫는 것으로, 세제의 화학적 구조는 기름에 잘 섞이는 소수기(疏水基)와 물에 잘 녹는 친수기(親水基)로 이루어져 있다. 종류별 표면활성제는 음이온계 세제(비누와 대다수의 합성세제를 포함), 양이온계 세제, 비이온계 세제, 그리고 세척수의 рН에 따라 양·음 이온이 결정되는 양성 세제로 나눌 수 있다.
일반적으로 세제는 흡착, 습윤, 계면장력 저하, 유화, 가용화, 분산 등의 복잡한 물리·화학적 작용에 의해서 물체표면에 부착된 오염물질을 제거하기 위해 사용되는 혼합물질로 세계적으로 품질수준의 차이가 거의 없고, 운반비 부담이 커 수출입 물량이 적은 내수 소비 산업으로 국내 세제 산업은 국민의 생활수준 향상과 더불어 생활필수품으로 자리를 잡아 급속히 성장해 왔다. 하지만, 종래의 세제는 세정효과 이외에 항균 효과와 살균 효과를 동시에 구비하지 못하고 있으며 항균성분을 포함한 세제의 경우 강한 자극성 냄새와 섭취시 인체에 유독한 문제가 있다.
또한, 최근 환경 문제의 심각성 및 세제의 주요 화학성분이 사용 후 분해되기 어려워 환경오염의 요인으로 지적되고 있으며 친환경문제가 사회적 이슈로 대두 됨에 따라 자연친화적인 제품의 개발 및 사용에 대한 관심도 높아지고 있다. 그 일 예로 유용한 미생물(Effective Micro-ogarnisms, EM)에 대한 관심 및 활용도가 높아지고 있는 것을 들 수 있다. EM은 자연계에 존재하는 많은 미생물 가운데 사람이나 자연에 유익한 미생물을 조합하여 배양한 것으로 유용 미생물은 광합성세균, 효모균, 유산균, 방선균 등이 주축이 된 정균으로 발효 합성능력이 있는 5과 10속 80종을 혐기적으로 존속시킨 복합 미생물군이다. 천연비누의 제조과정에서 EM을 원재료로서 첨가하여 비누를 만드는 것이 알려져 있으나 이 경우, 원료 배합 이후 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 혼합하여 용해시키는 과정에서 강알칼리성에 의해 유용 미생물이 폐사하는 문제가 발생하며 뿐만 아니라 세제를 제조과정에서 직접 EM원액을 혼합함으로써 유용 미생물균이 폐사하는 어려움이 있는 실정이다. 또한, 유용 미생물균이 살아있는 상태로 함유된 세제의 경우에도 시간이 지나면 대부분 폐사하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 유용 미생물 발효액 을 함유하는 마이크로캡슐 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다. 또한, 유용 미생물 발효액을 함유하는 마이크로캡슐을 이용한 세제 제조방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 일 특징에 따른 유용 미생물 발효액을 함유하는 마이크로캡슐은 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 마이크로캡슐화한 것을 특징으로 한다.
다른 일 특징에 따른 유용 미생물 발효액을 함유하는 마이크로캡슐은 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 액상에서 마이크로캡슐화한 것을 특징으로 한다.
또 다른 일 특징에 따른 유용 미생물 발효액을 함유하는 마이크로캡슐은 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 마이크로캡슐화한 것을 특징으로 한다.
또한, 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 액상에서 마이크로캡슐화한 것을 다른 일 특징으로 한다.
한편, 상기 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐은 상기 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 추가 함유할 수 있다.
유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 제조하기 위하여, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 제조하는 제1단계 및, 상기 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물 발효액 제조하는 제2단계, 상기 미립자 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화하는 제3단계를 포함하여 이루어진 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법이 제공된다.
다른 일 특징에 따라, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 제조하는 제1단계 및, 상기 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화하는 제2단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법이 제공된다.
또 다른 일 특징에 따라, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물액을 제조하는 제1단계 및, 상기 미립자 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화하는 제2단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 제2단계에 앞서 제1단계에 의해 제조되는 상기 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 혼합하는 단계를 추가로 포함하여 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 제조할 수 있다.
상기 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용하여 세제를 제조할 때, 세제 100 중량부 대비 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 0.1~40 중량부로 함유하도록 하는 것을 특징으로 한다.
포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 세제의 제조공정에 있어서, 상기 색소, 향료를 첨가하는 단계에서 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 혼합물 100 중량부 대비 0.1~40 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법이 제공된다.
한편, 포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 세제의 제조공정에 있어서, 상기 형틀에 부어 건조된 세제에 홈을 형성하고 상기 홈에 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 혼합물 100 중량부 대비 0.1~40 중량부로 투입하고 상기 혼합물로 홈을 밀폐시키는 단계에 의해 세제를 제조하는 방법이 제공된다.
그리고, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 제조하는 제1단계 및, 상기 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물액을 제조하는 제2단계, 상기 미립자 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화하여 마이크로캡슐화 유용 미생물 발효액을 제조하는 제3단계 및, 상기 마이크로캡슐화 유용 미생물 발효액에 계면활성제와 보습제를 혼합하여 용해시키는 제4단계를 포함하여 이루어지는 세제 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 사용하여 제조된 세제는 유용 미생물을 함유하고 있어 미생물의 항산화작용으로 인한 활성산소 제거효과가 탁월하며 세제의 보존기간이 길어지는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐은 유용미생물이 마이크로캡슐에 의해 세제 내에 생존함으로써 유용미생물로 인한 유해물질 및 유해균을 정화시키는 효과가 지속되는 세제를 제공할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐은 기존의 세제 제조공정에서 단순 첨가하여 세제를 제조할 수 있으므로 사용이 편리한 이점이 있고, 고형 세제는 홈을 형성하여 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 삽입함으로써 사용시 서서히 배출되어 유용 미생물의 효능이 오랫동안 지속하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용한 세제의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용한 세제의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
도 7은 본 발명의 제7 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용한 세제의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용하여 세제를 제조하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경 실시가 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 따라 한정하는 것이 아니며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미로 해석될 수 있다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐은 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 마이크로캡슐화한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 유용 미생물 발효액을 함유하는 마이크로캡슐은 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 액상에서 마이크로캡슐화한 것을 특징으로 한다.
상기 유용 미생물 발효액을 함유하는 마이크로캡슐은 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 마이크로캡슐화한다.
또한, 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 액상에서 마이크로캡슐화한다.
한편, 상기 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐은 상기 유용 미생물 발효액에 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 추가 함유할 수 있다. 상기 유기물은 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물로 이루어진 그룹에서 일 이상 선택된다. 상기 물은 정제수를 사용할 수 있으며 당밀이 함유된 물이나 쌀뜨물, 과일주스 와 같이 각종 유기물, 무기물이 함유된 액체를 사용할 수 있다.
본 발명에서 말하는 유용 미생물이란 인간에게 유용한 작용을 하는 미생물로 일반적으로 안전하다고 인지되어 있는 유산균, 효모균, 광합성 세균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성 혐기성 미생물을 하나 이상 함유하여 복합 배양된 유용 미생물 (Effective Micro-organisms, EM)이다. 본 발명에는 통성 혐기성 유용 미생물을 활용한다. 통성혐기성균이란 산소 감수성이기는 하나, 산소 존재하에서도 생육 가능한 대사계를 가지는 미생물군이다. 유용 미생물의 효과는 강력한 항산화작용 및 고분자를 저분자화 시키는 것으로 알려져 있다. 또한, 해로운 중금속의 이온을 방지하고 유해환경이나 유해물질 및 유해균등을 환경이나 생물에게 직간접으로 도움을 주도록 정화하는 능력이 탁월하다고 알려져 있다.
마이크로캡슐화는 직경이 수 ㎛인 미소한 캡슐로 벽물질로는 수용성 또는 비수용성 폴리머로 그 성분은 특별히 한정되지 않고 이 분야에서 통상 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 폴리머의 예로는 폴리 비닐 아세테이트, 에틸 셀룰로오스, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 메타크릴로일 에틸 베타인- 메타크릴레이트공중합체 (methacryloyl ethylbetain/methacylate copolymer), 메타크릴산 공중합체 (methacrylic acidcopolymers), 아미노알킬 메타크릴레이트 공중합체 (aminoalkyl methacrylate copolymers), 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트, 폴리비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체(polyvinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymer), 하이드록시프로필 셀룰로오스 (hydroxypropyl cellulose), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 (hydroxypropylmethyl cellulose), 하이드록시에틸 셀룰로오스 (hydroxyethylcellulose), 하이드록시프로필에틸 셀룰로오스 (hydroxypropylethyl cellulose), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐 클로라이드와 같은 고분자류, 또는 실리콘 매트릭스, 우레탄 매트릭스 또는 고무 등과 같은 폴리머의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 마이크로캡슐화는 유화 및 코아세르베이션 (coacervation) 또는 계면 중합 반응 후에 캡슐화할 재료에 침착시킬 수 있다. 또는 액상의 유용 미생물 발효액을 마이크로입자로서 필름-형성 중합체로 추가로 코팅될 수 있는 매트릭스에 흡수시키는 방법이 있다. 마이크로캡슐화를 통해 유용 미생물 발효액의 액상 혹은 고체상의 중심물질은 캡슐화됨으로써 벽물질에 의해 보호되고 또한 외부로 방출이 제어되고 세제를 사용하는 과정에서 물리적인 충격에 의해 벽물질이 파괴되거나 수용성 벽물질의 경우 세척과정에서 물과 접촉하는 중에 벽물질이 파괴되어 내부의 유용 미생물 발효액이 외부로 방출된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유용 미생물 함유 마이크로캡슐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예로 유용 미생물 함유 마이크로캡슐을 제조하기 위하여, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 제조하는 제1단계와, 상기 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물 발효액 제조하는 제2단계, 상기 미립자 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화하는 제3단계의 제조방법에 의해 제조된다. 상기 물은 정제수를 사용할 수 있으며 당밀이 함유된 물이나 쌀뜨물, 과일주스 와 같이 각종 유기물, 무기물이 함유된 액체를 사용할 수 있다.
한편, 상기 유용 미생물 발효액을 제조하는 단계에서 염화나트륨을 첨가할 수있으며 첨가되는 염화나트륨은 상기 유기물의 중량대비 １０∼６０중량부이다.
상기 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물 발효액을 제조하는 단계에서 동결건조 후 분말 화하는 공정은 특별히 한정되지 않는다. 일 예로 공기 순환식 냉동기 또는 접촉식 냉동기에 넣고 -50∼0℃에서 급속 냉동시키고, 냉동된 유용미생물 발효액을 동결건조기에 넣고 1.0∼0.001토르의 진공도에서 12∼72 시간 동안 건조시켜 건조된 추출물을 얻는다. 이후 건조된 추출물을 분쇄기에 넣어 입도가 300∼600 MESH로 분쇄하거나 파쇄기로 파쇄하여 분말 화한다. 또한, 분말 화된 입자를 저온살균기에서 60℃ 이상에서 0.5~ 9 시간 동안 살균하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 동결건조 후 분쇄한 미립자 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐 화하는 벽물질로는 수용성 또는 비수용성 폴리머로 그 성분은 특별히 한정되지 않고 이 분야에서 통상 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 폴리머의 예로는 폴리 비닐 아세테이트, 에틸 셀룰로오스, 폴리 메틸 메타크릴레이트, 메타크릴로일 에틸 베타인- 메타크릴레이트공중합체 (methacryloyl ethylbetain/methacylate copolymer), 메타크릴산 공중합체 (methacrylic acidcopolymers), 아미노알킬 메타크릴레이트 공중합체 (aminoalkyl methacrylate copolymers), 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트, 폴리비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체(polyvinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymer), 하이드록시프로필 셀룰로오스 (hydroxypropyl cellulose), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 (hydroxypropylmethyl cellulose), 하이드록시에틸 셀룰로오스 (hydroxyethylcellulose), 하이드록시프로필에틸 셀룰로오스 (hydroxypropylethyl cellulose), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리비닐 클로라이드와 같은 고분자류, 또는 실리콘 매트릭스, 우레탄 매트릭스 또는 고무 등과 같은 폴리머의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 마이크로캡슐화는 유화 및 코아세르베이션 (coacervation) 또는 계면 중합 반응 후에 미립자 유용 미생물 발효액에 침착시킬 수 있다. 마이크로캡슐화를 통해 유용 미생물 발효액의 액상 혹은 고체상의 중심물질은 캡슐화됨으로써 벽물질에 의해 보호되고 또한 외부로 방출이 제어되고 세제를 사용하는 과정에서 물리적인 충격에 의해 벽물질이 파괴되거나 수용성 벽물질의 경우 세척과정에서 물과 접촉하는 중에 벽물질이 파괴되어 내부의 유용 미생물 발효액이 외부로 방출된다.
또한, 상기 제2단계에 앞서 제1단계에 의해 제조되는 상기 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 혼합하는 단계를 추가로 포함하여 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 제조할 수 있다. 이는 도 2에 도시되어 있다. 유용 미생물 발효액에 유기물을 추가로 혼합함으로써 세제 내 유용 미생물의 함량을 높여 미생물의 활동에 의한 효과가 증대된다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 제조하는 제1단계와, 상기 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화하는 제2단계로 이루어진 제조방법에 의해 제조된다. 상기 물은 정제수를 사용할 수 있으며 당밀이 함유된 물이나 쌀뜨물, 과일주스 와 같이 각종 유기물, 무기물이 함유된 액체를 사용할 수 있다. 한편, 상기 유용 미생물 발효액을 제조하는 단계에서 염화나트륨을 첨가할 수있으며 첨가되는 염화나트륨은 상기 유기물의 중량대비 １０∼６０중량부이다.
또한, 상기 제2단계에 앞서 제1단계에 의해 제조되는 상기 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 혼합하는 단계를 추가로 포함하여 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 제조할 수 있다. 이는 도 4에 도시되어 있다. 유용 미생물 발효액에 유기물을 추가로 혼합함으로써 세제 내 유용 미생물의 함량을 높여 미생물의 활동에 의한 효과가 증대된다. 마이크로캡슐화는 유화 및 코아세르베이션 (coacervation) 또는 계면 중합 반응 후에 미립자 유용 미생물 발효액에 침착시킬 수 있다. 또는 액상의 유용 미생물 발효액을 마이크로입자로서 필름-형성 중합체로 추가로 코팅될 수 있는 매트릭스에 흡수시키는 방법이 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐의 제조방법으로, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물액을 제조하는 단계 및, 상기 미립자 유용 미생물액을 마이크로캡슐화하는 제2단계를 포함하여 이루어진 방법으로 제조할 수 있다. 이 경우 유용 미생물 원액을 사용하는 것으로 공정이 단순하다. 마이크로캡슐화는 유화 및 코아세르베이션 (coacervation) 또는 계면 중합 반응 후에 미립자 유용 미생물 발효액에 침착시킬 수 있고, 또는 액상의 유용 미생물 액을 마이크로입자로서 필름-형성 중합체로 추가로 코팅될 수 있는 매트릭스에 흡수시키는 방법이 있다. 마이크로캡슐화를 통해 유용 미생물 발효액의 액상 혹은 고체상의 중심물질은 캡슐화됨으로써 벽물질에 의해 보호되고 또한 외부로 방출이 제어되고 세제를 사용하는 과정에서 물리적인 충격에 의해 벽물질이 파괴되거나 수용성 벽물질의 경우 세척과정에서 물과 접촉하는 중에 벽물질이 파괴되어 내부의 유용 미생물 발효액이 외부로 방출된다.
유용 미생물 발효액 제조
유용 미생물 균을 배양할 25Kg 크기의 플라스틱 통, 유용 미생물 원액과 백설탕, 천일염을 준비한다. 상기 25Kg 크기의 통에 24시간 이상 정치한 수돗물을 19Kg 계량하여 담는다. 백설탕 300g 과 천일염 150g을 고르게 용해시켜서 수돗물이 담긴 통에 붓는다. 위 제조액에 유용 미생물(EM)원액 400g을 붓고 고르게 섞어준다. 제조가 끝나면 공기가 들어가지 않도록 비닐이나 랩으로 밀폐시킨다. 48시간 이후 하루에 한 번씩 개봉하여 짧은 시간 저어주고 다시 밀폐시켰다. 6~7일 경과시 위 제조된 용액에 흰 곰팡이가 나타났고 3일 정도 더 숙성시켜 천연세제조성물을 제조하기 위한 기초액인 유용 미생물 발효액을 제조했다.
유용 미생물 함유 마이크로캡슐 제조 실시예 1
상기 유용 미생물 발효액 제조공정에 따라 유용 미생물 발효액을 제조하여 사용하였다. 스테인리스 재질 통을 준비하여 미리 만들어둔 유용 미생물 발효액 100g을 담고 추가로 백설탕을 20g을 넣어 용해시키고 상기 유용 미생물 발효액을 순환식 냉동기에 넣고 -30℃에서 급속 냉동시키고, 냉동된 유용미생물 발효액을 동결건조기에 넣고 0.02토르의 진공도에서 36 시간 건조시켰다. 이후 분쇄기에 넣어 400 MESH로 분쇄하여 분말 화하고 저온살균기에서 50℃에서 3 시간 동안 살균하였다. 이후 미립자 유용 미생물 발효액을 유동층공정기(Miniglatt, Glatt, Germany)를 사용하여 마이크로캡슐을 제조하였다. 유동층공정기에 제조된 미립자 유용 미생물 발효액 분말 100 g을 넣고 예비건조를 위해 유입공기온도 60℃, 유출공기온도 40℃, 공정온도 50℃에서 30분간 추출물 분말의 예비 건조를 한 후, 유동화압력 0.4 kg/㎠에서 코팅액을 분무시켜 캡슐화하였다. 이때 코팅액은 하이드록시프로필메틸 셀룰로오스 (hydroxypropylmethyl cellulose)을 사용하였으며, 분말과 코팅액의 비율은 1:2(g/g)로 하였다.
유용 미생물 함유 마이크로캡슐 제조 실시예 2
상기 유용 미생물 발효액 제조공정에 따라 유용 미생물 발효액을 제조하여 사용하였다. 스테인리스 재질 통을 준비하여 미리 만들어둔 유용 미생물 발효액 100g을 담고 추가로 백설탕을 20g을 넣어 용해시켰다. 삼구플라스크에 하이드록시에틸 셀룰로오스 (hydroxyethylcellulose) 2중량부를 증류수 70중량부에 용해시켜 10000rpm에서 3분간 교반한 후 유용 미생물 발효액을 가하여 60℃까지 온도를 상승시킨 후 2시간 동안 유지시켰다. 이어서 실온으로 냉각하여 마이크로캡슐을 제조하였다.
도 5는 본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용한 세제의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소 및/또는 향료를 첨가하고 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 혼합물 100 중량부 대비 0.1~40 중량부로 첨가하여 교반한 후 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 세제를 제조한다. 상기 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐은 저온상태에서 첨가한다. 이는 마이크로캡슐의 열 변성을 방지하기 위한 것이다.
상기 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용하여 세제를 제조할 때, 세제 100 중량부 대비 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 0.1~40 중량부로 함유하도록 하는 것이 바람직하다. 마이크로캡슐이 0.1 중량부 미만일 경우 유용 미생물 발효액의 효과가 발현되기 어렵고, 40 중량부를 초과할 경우 세제 자체의 효과가 미흡하다.
도 6은 본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용한 다른 세제의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도 이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하여 1차 세제를 제조한다. 상기 형틀에 부어 건조된 세제에 홈을 형성하되 홈은 완전히 관통되지 않도록 한다. 이는 홈에 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 채우기 위한 것으로 홈의 깊이는 첨가되는 마이크로캡슐의 함량에 의해 결정될 수 있다. 홈에 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 투입한 다음, 상기 혼합물로 홈을 밀폐시키는 단계를 포함하여 세제를 제조한다. 마이크로캡슐을 홈에 투입하고 이후 홈을 밀폐시키는 공정은 70℃이하 저온에서 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 대량 생산되는 고형 세제의 경우 비누소지를 사용하여 연속생산되고 있으며, 비누소지란 유지에 알칼리를 첨가하여 사전 반응을 거쳐 제조된 고형의 비누원료를 말한다. 상기 비누소지의 제조공정에도 본 발명에 따른 유효 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 첨가하여 비누소지를 제조할 수 있다. 이 경우 연속하여 대량의 고형 세제를 제조함에 있어서 별도의 부가공정이나 시설 없이 종래의 동일한 제조공정으로도 유용 미생물이 함유된 세제를 제조할 수 있다.
한편, 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 제조하고, 상기 유용 미생물 발효액을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물액을 제조한 다음, 상기 미립자 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화하여 마이크로캡슐화 유용 미생물 발효액을 제조하고, 상기 마이크로캡슐화 유용 미생물 발효액에 계면활성제를 마이크로캡슐화 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．３∼１의 중량비로 혼합하고, 보습제를 마이크로캡슐화 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．０５∼０．２의 중량비로 혼합하여 용해시키는 단계를 포함하여 이루어진 방법에 의해 세제를 제조한다.
상기 계면활성제는 디소디움라우레트술포석시네이트 (Disodium Laureth sulfosuccinate), 코코아미도프프로필베테인(Cocoamidopropyl Betaine), 코코디에탄올아미드(Cocodiethanolamide), 소디움라우릴셀페이트(sodium Laureth sulfosuccinate) 및 올리브계 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 일 이상 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용하여 세제를 제조할 때, 계면활성제로 디소디움라우레트술포석시네이트와 코코아미도프프로필베테인를 함께 사용할 때 세정력이 우수하였다.
한편, 보습제는 글리세린, 글리코시미노글리칸, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 솔비톨, 트레할로스, 콜라겐, 살리실릭산, 히아루론산염, 콘드로이치황산염, 전산나트륨, 아미노산, 요소, 젖산염, 피롤리돈카르본산염, 콜라겐으로 이루어진 그룹으로부터 일 이상 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용하여 제조된 세제를 10일 경과한 시점에서 물에 녹여 현미경으로 관찰한 결과 미생물이 살아 있음을 확인하였다.

Claims (17)

  1. 세제 100 중량부 대비, 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 0.1 ~ 40 중량부로 함유하는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법.
  2. 세제 100 중량부 대비, 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 추가 함유하여 마이크로캡슐화한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 0.1 ~ 40 중량부로 함유하는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법.
  3. 삭제
  4. 세제 100 중량부 대비, 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 추가 함유하여 마이크로캡슐화한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 0.1 ~ 40 중량부로 함유하는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 통성혐기성 미생물로 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 동결건조 후 미분쇄하여 미립자 유용 미생물액을 제조하는 제1단계;
    상기 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 추가 혼합하는 제2단계;
    상기 제2단계에 의한 유용미생물발효액을 마이크로캡슐화하는 제3단계에 의한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 이용하여, 세제 100 중량부 대비 상기 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 0.1~40 중량부로 함유하는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법.
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  11. 삭제
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  13. 포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 세제의 제조공정에 있어서,
    상기 색소, 향료를 첨가하는 단계에서, 세제 100 중량부 대비, 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 추가 함유하여 마이크로캡슐화한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐 0.1 ~ 40 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법.
  14. 포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 세제의 제조공정에 있어서,
    상기 형틀에 부어 건조된 세제에 홈을 형성하고 상기 홈에 세제 100 중량부 대비, 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군을 유기물과 함께 물에 혼입하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액을 마이크로캡슐화한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 투입하고 상기 혼합물로 홈을 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법.
  15. 포화지방산 및 불포화지방산을 혼합하고 가열하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물에 알칼리를 첨가하여 트레이스가 발생할 때까지 저어준 다음, 색소, 향료를 첨가하고 형틀에 부어 건조하는 단계를 포함하여 제조되는 세제의 제조공정에 있어서,
    상기 형틀에 부어 건조된 세제에 홈을 형성하고 상기 홈에 광합성세균, 유산균, 효모균, 방선균으로 이루어진 그룹에서 선택된 통성혐기성 미생물을 하나 이상 함유하는 유용 미생물군 ０．１∼５ 중량부, 유기물 ０．１∼５중량부, 물 ８５∼１００중량부를 혼합하여 발효 배양시켜 얻어지는 유용 미생물 발효액에 당류, 폴리올, 아미노산, 토양유기물 가운데 선택되는 일 이상의 유기물을 유용 미생물 발효액에 대비하여 １：０．１∼１０중량부를 추가 함유하여 마이크로캡슐화한 유용 미생물 발효액 함유 마이크로캡슐을 투입하고 상기 혼합물로 홈을 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 세제 제조방법.
  16. 삭제
  17. 청구항 1, 2, 4, 8, 13 내지 15 가운데 어느 하나의 항에 의해 제조되는 세제.
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