KR101539542B1 - 정유성분 추출 후의 침엽수 부산물을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침엽수의 정유성분을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물, 전분 및 다공성 물질을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 핫 팩은 침엽수의 정유성분을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 포함하여 핫 팩의 발열기능에 의해 정유 향을 발산시킬 수 있으며, 이러한 향을 다공성 물질로 잡아줌으로써 오랜 시간동안 향이 지속되도록 도와주고, 인체에 유해하거나 불쾌한 냄새를 탈취시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 핫 팩은 기존의 정유 효능을 포함하고 있어 친환경적이고 정유의 기능을 가진 발열체로 적용될 수 있다.

Description

정유성분 추출 후의 침엽수 부산물을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법{A hot pack comprising conifer byproducts after oil extraction and methods thereof}

본 발명은 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물, 전분 및 다공성 물질을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 정유를 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 해섬, 분급 처리를 하여, 전분과 다공성 물질을 섞은 후, 환의 형태로 가열, 압착하는 단계를 거쳐 제조된 침엽수 부산물 첨가제를 기존의 핫 팩 구성물에 첨가시킨 친환경 침엽수 부산물 기반 핫 팩을 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 핫 팩에 관한 것이다.

최근 현대인들의 생활이 편리해지고 풍요롭게 되었으나, 정신적으로 스트레스를 많이 받고 운동부족으로 인하여 성인병이 증가하고 있어 건강관리의 문제가 대두되고 있다. 이에 따라 사람들의 생활 방식이 웰빙(well-being), 힐링(healing) 문화 생활로 바뀌고 있으며, 친환경적 제품을 찾거나 삼림욕을 즐기는 사람들이 급증하고 있고, 앞서 말한 조건을 모두 만족하는 정유의 수요가 늘고 있는 추세이다.

한편, 정유 성분을 많이 가지고 있는 대표적인 나무로는 소나무, 편백나무, 잣나무, 측백나무, 화백나무 등이 있고, 이러한 나무들의 정유는 향균성, 소취작용 및 유해물질 중화, 진정작용, 쾌적작용, 알레르기 및 피부질환 개선, 생리작용 등 과 같은 고유한 기능들이 널리 알려져 있으며, 벽지, 종이, 부직포, 바닥재, 벽재와 같이 건축 자재 및 생활소재에 응용되고 있다.

정유의 추출 방법으로는 정유 성분이 많이 함유된 나무의 잎, 잔가지들을 원료로 수증기 증류법, 압착법, 휘발성 용매 추출법, 초임계 유체추출법 등의 방법 등이 있다. 수증기 증류법은 수증기를 이용하여 정유를 추출한 후 물과 분리하는 방법이고, 물과 열에 의하여 정유의 성분이 분해될 수 있다는 단점이 있지만, 가장 경제적이고 짧은 시간에 많은 양을 추출하는 것이 가능하기 때문에 현재 가장 많이 사용되고 있는 방법 중 하나이다. 압착법이란 감귤류의 과피에 흠집을 낸 후 압착하여 정유의 성분을 얻는 방법이고, 이 방법은 열에 의하여 변할 가능성이 없기 때문에 과일의 껍질에서 정유를 추출할 경우에만 사용되고 있다. 휘발성 용매 추출법은 휘발성 유기 용매에 식물을 침지시킨 후 정유 성분을 녹여 내고 용매는 저온에서 회수하여 얻는 방법이다. 이 방법은 높은 수율로 추출할 수 있다는 장점이 있지만 용매의 완전한 제거가 어렵고 개개인마다 부작용이 나타날 수 있어서 부작용을 확인한 후 사용해야 한다는 단점이 있다. 초임계 유체추출법은 액화 이산화탄소, 액화 프로판 등 초임계 유체를 사용하여 정유를 추출하고, 실온에 방치하여 용매만 증발시켜 정유를 얻는 방법이다. 이러한 방법은 최근에 개발된 방법으로서, 정유의 성질이 변질되지는 않지만 경제적인 측면에서 비용이 많이 소요되어 가격이 높은 편이다.

상기 방법들 중에, 가장 많이 사용되는 방법인 수증기 증류법을 이용하여 추출되어진 정유를 GC-MS(Gas chromatography-mass spectrometry) 분석에 의하여 측정한 성분결과로는, 편백 잎과 측백 잎에서는 모노테르펜(monoterpene)과 세스퀴테르펜(sesquiterpene)으로서, 주로 테르펜(terpene)류의 성분임을 확인할 수 있었고, 이러한 테르펜류의 성분은 주로 벤젠, 알코올 등의 유기용매에 녹는다. 또한, 편백 잎과 측백 잎을 보았을때 약 3.5 ~ 5% 사이에서 추출 수율을 나타나고 있는데, 추출되고 남은 부산물에서도 향이 나는 걸로 보아 전량 추출되지 않는 것으로 추측된다. 남아있는 정유 성분을 측정하기 위하여 수증기 추출법으로 추출하고 남은 편백 부산물을 성분분석을 실시하였을 때, 온수추출물 28%, 유기용매 추출물 6.5% 의 화학적 조성분을 확인할 수 있었고, 이로부터 정유 부산물에는 정유성분이 어느정도 함유되어 있는 것으로 판단할 수 있다.

한편, 한약찌꺼기를 적용한 핫팩의 경우에 대부분의 한약찌꺼기는 열수추출 방식을 이용하여 포함하고 있는 약효성분의 거의 완전한 추출을 목표로 장시간 끓여내기 때문에 상대적으로 향성분의 함량이 매우 낮고 이에 따라 핫팩에 적용시 향 성분의 발현이 낮은 단점이 있다. 또한 다양한 한약 원료들이 혼합되어 있는 상태의 물질을 적용하기 때문에 핫팩의 제조시 균일한 물리성을 가지는 제품을 제조하기 어려운 단점이 있고, 적용된 한약 원료에 따라, 특히 감초, 대추 등과 같은 내부적으로 전분 등의 성분을 함유하고 원료를 적용하는 경우, 부패 및 변질이 쉽게 발생하는 단점 등이 있다. 그러나, 본 발명의 경우 균일한 물성을 가지는 침엽수 잎 등으로부터 상대적으로 온화한 조건인 증기추출방식으로 피톤치드 등 향기성분이 일부 제거된 원료를 사용하고, 실시예에서 제시된 바와 같이 이러한 원료에는 약 무게비로 15~20% 이상의 열수추출물이 잔류하고 있는 상태이기 때문에 향기성분의 발생과 효과가 뛰어난 장점이 있다. 또한 본 발명의 경우 추가적으로 핫팩의 제조공정 용이성 및 표준화를 위하여 침엽수 잎 추출후 잔사를 기반으로 한 환재를 제조하는 기술을 포함하고 있는 특징이 있다.

이러한 정유 원액의 활용 방안과 관련하여, 한국등록특허 제10-1024247호는 피톤치드 캡슐, PS, HIPS, 발포제, 가소제 등을 혼합하고 용융하여 메인 압출기에서 압출되는 성형물을 제조하여 친환경 몰딩 제조방법에 관한 것을 개시하고 있고, 한국등록특허 제10-1326362호는 편백나무 수증기 증류법으로 추출한 피톤치드에 골재를 침지시키고 시멘트 콘크리트와 믹싱하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피톤치드 성분을 함유한 골재 제조방법에 관한 것을 개시하고 있다. 정유 원액은 상기와 같은 방법으로 다양하게 이용되고 있지만, 정유를 만드는데 있어서 침엽수 잎 등을 직접 수거해야 하고, 정유가 소량밖에 추출되지 않으므로 경제적 비용이 많이 들어가게 되는데, 이로 인하여 정유 기반 상품의 판매 가격이 올라가게 되고, 결과적으로 소비자의 입장에서는 부담이 되고 있는 실정이다.

또한, 정유를 추출하고 남은 부산물은 주로 폐기되거나 부가가치가 낮은 용도로 사용되고 있으며, 활용과 연구가 제대로 이루어지지 않고 있다. 한국특허출원공개공보 제10-2012-0028717호는 피톤치드 박과, 숯, 제올라이트 등의 무기물을 섞어 펠릿화 하여 애완동물 배변 처리 펠릿을 제조하는 기술을 개시하고 있고, 한국등록특허 제10-1168632호는 피톤치드 박과 마늘부산물을 이용하여 가축의 사료를 제조하는 기술을 개시하여 활용 중에 있다.

상기 제시한 기술을 제외하고는 다른 제품이나 연구가 없는 실정이므로, 정유를 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 이용하여 정유 효능을 지니고 부가가치가 높은 용도로 사용될 수 있는 재활용 방법과 제품개발에 대한 연구의 필요성이 점점 대두되고 있다.

한편, 현대인들의 생활 수준의 향상과 더불어 추운 날씨 속에서도 야외 활동이 늘고 있고, 혈액순환 개선, 관절 질병, 재활치료 등을 필요로 하는 환자들의 경우에는 건강 보조 기구로써 핫 팩이 많이 사용되고 있으며, 그 이용은 급속하게 증가하고 있는 추세이다. 핫 팩의 종류에는 대표적으로 산화식 핫 팩, 전자 핫 팩, 젤 타입 핫 팩이 있는데, 산화식 핫 팩은 쇳가루, 활성탄, 소금 등의 내용물을 부직포 또는 포대 안에 충전시켜 산소와의 화학반응에 의하여 발열을 일으키는 방식이다. 전자 핫 팩은 용기 안에 물 또는 전기 회로가 있어 전기로 충전하여 발열을 일으키는 방식이다. 젤 타입 핫 팩은 용기 안에 아세트산나트륨 수용액과 철로 이루어진 원형의 판이 있고, 이 원판을 꺾음으로써 아세트산나트륨 수용액에 자극을 주게 되면 결정이 생김과 동시에 열을 발산하는 방식이다.

그 중 흔드는 핫 팩은 사용이 간편하고 일회용이며 부피가 작아 어디든지 들고 다닐 수 있다는 장점이 있어, 군인, 캠핑, 일상생활, 의료용 등에서 많이 사용되고 있다. 하지만 직접 살에 닿은 상태에서 오랫동안 있다 보면 화상의 위험성이 있고, 계속 들고 있으면 손이나 몸에서 쇠 냄새가 나므로 불쾌할 수 있다. 이에, 이러한 문제를 개선하기 위하여 한국등록특허 제10-0318968호는 핫 팩 주연부에 마이크로 방향제를 도포한 테이프를 접착하므로써 발열에 의하여 방향제가 발산되는 핫 팩을 제조하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 상기 제조방법은 마이크로캡슐을 만드는 과정에서 단가가 상승할 뿐 아니라 공정의 복잡함을 가져올 수 있다.

또한, 한국특허출원공개공보 제10-2005-0010174호는 핫 팩 내 직물주머니에 진흙과 아로마오일을 배합하여 첨가시킨 후 마이크로웨이브 가열시 아로마 향이 발산되도록 하는 기술을 개시하고 있고, 한국등록특허 제10-1167035호는 핫 팩을 통기성 필름을 사용함으로써 핫 팩 내의 발열체의 발열반응 지속시간을 현저히 증가시킬 수 있으며 그 내부에 첨가되는 방향제, 쑥 등의 각종 첨가제의 발향 지속시간을 획기적으로 신장시킬 수 있는 기술을 개시하고 있다. 또한, 한국등록특허 제10-0857496호는 핫 팩 내에 제올라이트, 황토분말, 허브향, 솔향, 인진쑥향, 편백나무향, 측백나무향, 삼나무향 또는 석창포향의 발산에 의한 탁월한 향기요법효과를 달성시킬 수 있는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 상기 제조방법은 아로마오일, 정유, 허브향 등의 방향성 물질을 추출하는데 있어서 추출 수율은 3.5 ~ 5% 되지 않아 효율이 떨어질 뿐만 아니라 상품의 판매가격이 높아지고 경제적인 면에서 부담이 될 수 있으며, 추출후 남는 부산물을 폐기해야 하는 문제가 있다.

이에, 본 발명자는 현재 발생량이 늘고 있으나 대부분 폐기되고 있는 정유 추출 부산물을 고부가가치화하여 정유 추출 부산물 기반 핫 팩을 제조함으로써, 기존 핫 팩에 비해 휴대성, 사용편리성, 우수한 안정성을 갖도록 하고, 제조공정에 있어서 정유를 수증기 증류법으로 추출 후 정유 성분이 남아있는 부산물을 사용함으로써 원료 비용을 절감하고자 하였다. 또한, 친환경적이며 경제적이고 접착능력을 가진 전분과 다공성 물질을 사용하여 핫 팩을 제조함으로써, 친환경적이며 우수한 발향효과를 갖도록 하였다. 또한, 상기 다공성 물질에 의해 정유 향과 열을 오래 잡아주어, 기존의 핫 팩보다 향과 열의 지속시간이 늘어난 정유 효능을 지닌 핫 팩 및 그의 제조방법을 제공하고자 하였다.

본 발명의 목적은 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분(또는 정유물질)을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명에서는 정유성분(또는 정유물질)을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 침엽수 부산물을 사용함으로써, 정유성분 추출 후의 침엽수 부산물에 남아있는 정유성분의 방향성, 향균성, 유해물질 중화, 쾌적작용 등의 효과를 나타낼 수 있으며, 또한 일반적으로 폐기되고 있는 침엽수 부산물을 사용함으로써 원료자체에 대한 비용을 매우 감소시키고자 하였고, 사용된 원료를 따로 수거할 필요가 없으므로 수거 비용도 매우 감소시키고자 하였다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 침엽수의 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물, 전분, 다공성 물질 및 발열 조성물을 포함하는 핫 팩을 제공한다.

또한 본 발명은, 하기 단계를 포함하는, 침엽수 부산물을 포함하는 핫 팩의 제조방법을 제공한다:

(a) 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물을 전처리하는 단계;

(b) 전분과 다공성 물질을 혼합하는 단계;

(c) 상기 단계 (a) 로부터 수득된 거친 침엽수 부산물과, 상기 단계 (b) 로부터 수득된 전분과 다공성 물질의 혼합물을 혼합하는 단계;

(d) 상기 단계 (c) 로부터 수득된 혼합물을 가열 및 압착하여 환을 형성하는 단계; 및

(e) 상기 환을 발열 조성물에 첨가하여 핫 팩을 제조하는 단계.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 침엽수는 측백나무, 소나무, 잣나무, 편백나무, 삼나무, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 정유물질은 피톤치드, α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 캄펜(camphene), 보르네올(borneol), 펠란드렌(phellandrene), 폴리페놀, 플라보노이드, 테르펜(terpenes), 비타민 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물은, 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수의 잎, 침엽수의 열매, 침엽수의 가지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전분은 감자, 타피오카, 옥수수, 밀, 쌀, 트리티케일(tritcale), 배소 덱스트린, 산화 전분, 산처리 전분, 에스테르화 전분, 에테르화 전분 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 다공성 물질은 탄화왕겨, 숯, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 침엽수 부산물은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급하여 통과한 것을 사용한 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 다공성 물질은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급하여 통과한 것을 사용한 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 발열 조성물은 건조된 꽃잎, 허브잎, 캡슐화된 향기성분 등 다양한 방향성 물질들을 추가적으로 포함할 수 있다. 또한, 상기 발열 조성물은 철분, 수분, 규조토, 활성탄, 염류 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 전분과 다공성 물질의 중량비는 1:1 내지 1:5 일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 침엽수 부산물과, 전분 및 다공성 물질의 혼합물의 중량비는 9:1 내지 5:5 일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 침엽수 부산물, 전분 및 다공성 물질은, 핫 팩의 전체 중량을 기준으로, 10 중량% 내지 30 중량% 가 포함될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단계 (a) 의 전처리공정은 해섬공정 및 분급공정을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분급공정에서 침엽수 부산물이 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200(mesh) 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급하여 통과한 것을 사용한 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (d) 단계의 가열 및 압착은, 80 내지 100 ℃ 온도, 5 내지 15 kg/cm²의 압력 및 1 내지 3분의 시간 동안 수행될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (b) 단계 후 및 (c) 단계 이전에 전분의 호화 단계가 추가로 포함될 수 있다.

본 발명은 정유성분(또는 정유물질)을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 침엽수 부산물을 사용함으로써 정유성분 추출 후의 침엽수 부산물에 남아있는 정유성분이 핫 팩에 포함되어, 핫 팩이 발열되는 경우 추출되고 남아 있는 정유성분이 발향되어 방향성, 향균성, 유해물질 중화, 쾌적작용 등의 기존의 정유 효과를 가짐과 동시에, 다공성 물질을 첨가함으로써 열에 의해 발산되는 정유 향과 열을 잡아주어 오랜 시간동안 향과 온도를 지속시키도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 핫 팩은 일반적으로 폐기되고 있는 정유를 추출하고 남은 침엽수 부산물을 사용하는바, 원료자체에 대한 비용을 매우 감소시킬 수 있고, 또한 사용된 원료를 따로 수거할 필요가 없으므로 수거 비용도 매우 감소시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 폐기 자원을 활용함에 따른 고부가가치의 친환경적인, 정유성분 추출 후의 침엽수 부산물 기반 핫 팩을 제공할 수 있으며, 이는 자원의 재활용을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 최근 소비자들의 웰빙(well-being) 과 힐링(healing)이라는 문화 생활에 대응할 수 있는 친환경·고부가가치의 생활소재로 대체될 수 있다는 장점이 있다.

도 1은, 본 발명에 따라, 정유성분 추출 후의 침엽수 부산물을 이용하여 핫 팩을 제조하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예 14 내지 18에 따른 핫 팩의 시간에 따른 겉표면 온도 변화를 나타내며, 실시예 13은 대조군이다.
도 3은, 본 발명의 실시예 19 내지 23에 따른 핫 팩의 시간에 따른 겉표면 온도 변화를 나타내며, 실시예 13은 대조군이다.

본 발명은 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분(또는 정유물질)을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물, 전분 및 다공성 물질을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 정유를 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 해섬, 분급 처리를 하여, 전분과 다공성 물질을 섞은 후, 환의 형태로 가열, 압착하는 단계를 거쳐 제조된 침엽수 부산물을 기존의 핫 팩 구성물에 첨가시킨 친환경 침엽수 부산물 기반 핫 팩을 제조하는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 핫 팩에 관한 것이다.

본 발명에 따른 핫 팩은, 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분(또는 정유물질)을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 포함하여 핫 팩의 발열기능에 의해 정유 향을 발산할 수 있으며, 이러한 향을 다공성 물질로 잡아줌으로써 오랜 시간동안 향이 지속되도록 도와주고, 인체에 유해하거나 불쾌한 냄새를 탈취할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 핫 팩은 기존의 정유 효능을 포함하고 있어 친환경적이고 정유의 기능을 가진 발열체로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 핫 팩은 일반적으로 폐기되고 있는 정유를 추출하고 남은 침엽수 부산물을 사용하는바, 원료자체에 대한 비용을 매우 감소시킬 수 있고, 또한 사용된 원료를 따로 수거할 필요가 없으므로 수거 비용도 매우 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 부가가치가 높고 친환경적인 정유성분 추출 후의 침엽수 부산물 기반 핫 팩을 제공할 수 있으며, 이는 자원의 재활용을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 최근 소비자들의 웰빙(well-being) 과 힐링(healing)이라는 문화 생활에 대응할 수 있는 친환경·고부가가치의 생활소재로 대체될 수 있다는 장점이 있다.

이에, 본 발명자는 이하 첨부한 도면들을 참조하여 침엽수 잎, 열매, 가지 등의 정유성분을 수증기 증류법으로 추출하고 남은 부산물을 포함하는 핫 팩 및 이의 제조방법을 개시하며, 본 발명을 상세히 설명한다. 하기에 개시된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지는 것으로 해석된다.

먼저 본 발명은, 침엽수의 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물, 전분, 다공성 물질 및 발열 조성물을 포함하는 핫 팩에 관한 것이다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 침엽수로는 측백나무, 소나무, 잣나무, 편백나무, 삼나무 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 정유물질로는 피톤치드, α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 캄펜(camphene), 보르네올(borneol), 펠란드렌(phellandrene), 폴리페놀, 플라보노이드(퀘세틴(quercetin), 캠퍼롤(kaempferol) 등), 테르펜(terpenes), 비타민 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 침엽수 부산물로서, 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수의 잎, 침엽수의 열매, 침엽수의 가지가 이용될 수 있다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 전분은 감자, 타피오카, 옥수수, 밀, 쌀, 트리티케일(tritcale), 배소 덱스트린, 산화 전분, 산처리 전분, 에스테르화 전분, 에테르화 전분 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 다공성 물질은 탄화왕겨, 숯, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서의 다공성 물질은 물(수분)을 함유함으로써 화학반응에 사용되고, 열이 빨리 달아나지 않도록 해주는 역할을 한다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 침엽수 부산물은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급하여 통과한 것을 사용한 것일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 다공성 물질은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급하여 통과한 것을 사용한 것일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 전분과 다공성 물질의 중량비는 1:1 에서 1:5 정도까지 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 침엽수 부산물과, 전분 및 다공성 물질의 혼합물의 중량비는 9:1 에서 5:5 까지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 핫 팩에 포함되는 전분 및 다공성 물질의 양은, 침엽수 부산물, 전분 및 다공성 물질의 전체 중량의 10% 내지 35% 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전분이 침엽수 부산물, 전분 및 다공성 물질의 전체 중량을 기준으로 10 중량% 이상 차지하게 되는 경우에는 마무리 공정에서 건조가 되지 않아 수분량이 많아질 수 있고, 5 중량% 이하로 첨가되는 경우에는 접착이 잘 되지 않는다는 단점이 있다. 또한, 다공성 물질이 침엽수 부산물, 전분 및 다공성 물질의 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 첨가되는 경우에는 발산하는 열을 잡아주지 못하여 우수한 효과를 수득하기 어렵고, 30 중량% 이상 차지하게 되는 경우에는 상대적으로 잎의 양이 적어지게 되므로 향이 많이 나지 않는다는 단점이 있다.

일 구현예에 따르면, 침엽수 부산물, 전분 및 다공성 물질의 전체 중량을 기준으로, 전분이 5 내지 10 중량%, 다공성 물질이 5 내지 25 중량%, 침엽수 부산물이 65 내지 90 중량% 포함될 수 있다.

일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 발열 조성물은 발열 조성물은 철분, 수분, 규조토, 활성탄, 염류 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않고, 당업계에 공지된 발열 조성물 또는 당업계에서 통상적으로 사용되는 핫 팩 조성물이 사용될 수 있다. 또한, 상기 염류에는 아세트산나트륨 수용액 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 침엽수 부산물, 전분 및 다공성 물질은, 핫 팩의 전체 중량을 기준으로, 10 중량% 내지 30 중량% 가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한 본 발명은, 하기 단계를 포함하는, 침엽수 부산물을 포함하는 핫 팩의 제조방법에 관한 것이다:

(a) 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물을 전처리하는 단계;

(b) 전분과 다공성 물질을 혼합하는 단계;

(c) 상기 단계 (a) 로부터 수득된 거친 침엽수 부산물과, 상기 단계 (b) 로부터 수득된 전분과 다공성 물질의 혼합물을 혼합하는 단계;

(d) 상기 단계 (c) 로부터 수득된 혼합물을 가열 및 압착하여 환을 형성하는 단계; 및

(e) 상기 환을 발열 조성물에 첨가하여 핫 팩을 제조하는 단계.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a) 에서 사용될 수 있는 침엽수로는 측백나무, 소나무, 잣나무, 편백나무, 삼나무 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a) 에 따른 추출되는 정유물질로는 피톤치드, α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 캄펜(camphene), 보르네올(borneol), 펠란드렌(phellandrene), 폴리페놀, 플라보노이드(퀘세틴(quercetin), 캠퍼롤(kaempferol) 등), 테르펜(terpenes), 비타민 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a) 에 따른 침엽수 부산물로서, 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수의 잎, 침엽수의 열매, 침엽수의 가지가 이용될 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a) 의 전처리는 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물을 펄프 해섬용 밸리비터(valley beater) 또는 리파이너(refiner)를 이용하여 상온에서 물리적 충격을 주어 분쇄함으로써 원하는 크기의 부산물을 얻을 때 까지 해섬을 실시한다. 이 과정에서 해섬 후 40 메쉬(mesh) 이상 크기의 부산물들은 다시 해섬과정으로 돌아가 반복적으로 실시한다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (a) 의 전처리로서의 분급공정에서, 침엽수 부산물이 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급되어, 그 중 통과된 것을 사용한 것일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b) 에 따른 전분은 감자, 타피오카, 옥수수, 밀, 쌀, 트리티케일, 배소 덱스트린, 산화 전분, 산처리 전분, 에스테르화 전분, 에테르화 전분 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b) 에 따른 다공성 물질은 탄화왕겨, 숯, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b) 에 따른 다공성 물질은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급하여 통과한 것을 사용한 것일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (b) 의 전분과 다공성 물질의 중량비는 1:1 내지 1:5 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 환에 포함되는 전분 및 다공성 물질의 양은, 환의 전체 중량을 기준으로 10 중량% 내지 30 중량% 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전분이 환의 전체 중량을 기준으로 10 중량% 이상 차지하게 되는 경우에는 마무리 공정에서 건조가 되지 않아 수분량이 많아질 수 있고, 환의 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 첨가되는 경우에는 접착이 잘 되지 않는다는 단점이 있다. 또한, 다공성 물질이 환의 전체 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 첨가되는 경우에는 발산하는 열을 잡아주지 못하여 우수한 효과를 수득하기 어렵고, 환의 전체 중량을 기준으로 30 중량% 이상 차지하게 되는 경우에는 상대적으로 잎의 양이 적어지게 되므로 향이 많이 나지 않는다는 단점이 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 (c) 단계 중, 상기 단계 (a) 로부터 수득된 거친 침엽수 부산물과, 상기 단계 (b) 로부터 수득된 전분과 다공성 물질의 혼합물의 중량비는 9:1 내지 7:3 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 (d) 단계의 가열 및 압착은, 80 내지 100 ℃ 온도, 5 내지 15 kg/cm²의 압력, 1 내지 3분의 시간 동안 수행될 수 있으며, 압력은 10 kg/cm²인 것이 바람직하다.

일 구현예에 따르면, 상기 (b) 단계 후 및 (c) 단계 이전에 전분의 호화 단계가 추가로 포함될 수 있다. 전분을 접착용으로 사용하기 위해 호화과정을 거치는 것이 바람직하다. 전분은 대략 60 ~ 80 ℃ 이상의 온도에서 호화가 진행되므로 그 이상의 온도, 즉 약 80 ℃ 이상 약 100 ℃ 이하에서 작업을 실시해야 하고, 호화 시간이 길수록 정유 방향 성분이 날아가므로 호화 시간이 짧을수록 향을 오랫동안 유지시킬 수 있다. 호화 시간은 약3 분 내지 5 분인 것이 바람직하며 호화정도의 조절을 위해 가성소다 등의 알칼리를 전분 전건무게 대비 0.5 ~ 2 중량 % 정도 추가할 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 (e) 단계의 환이 포함된 핫 팩의 전체 중량을 기준으로, 환은 10 중량% 내지 30 중량% 가 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

일 구현예에 따르면, 상기 단계 (e) 에 따른 발열 조성물은 철분, 수분, 규조토, 활성탄, 염류 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않고, 당업계에 공지된 발열 조성물 또는 당업계에서 통상적으로 사용되는 핫 팩 조성물이 사용될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예

[제조예 1] 침엽수 부산물의 제조

편백 잎으로 피톤치드를 추출하고 남은 편백 피톤치드 박을 분양받은 후 해섬 처리를 하고, 40 mesh 를 적용하여 분급한 후 빠져나온 박을 이용하여 성형에 적절한 원료를 수득하였다. 또한, 옥수수 전분과 숯가루를 80 mesh 를 적용하여 분급한 후 빠져나온 가루를 사용하여 적절한 원료를 수득하였다.

상기 원료가 되는 편백 잎의 화학적 조성분은 하기 표 1에 표시하였고 실험 방법은 열수추출법 (hot water extract; T207 om-88), 알코올-벤젠 추출법 (alcohol-benzen extract; T204 om-88), 홀로-셀룰로오스 (holo-cellulose; T9wd-75), 클라슨 리그닌 (Klason Lignin; T222 om-80), 애쉬 (Ash; T211 om-80)을 이용하여 측정하였다.

[표 1]

[실시예 1 내지 12] 핫 팩의 제조

상기 제조예 1 로부터 수득되어진 원료과 전분, 숯을 혼합한 후 환을 만들었으며, 온도는 100 ℃, 압력은 10 kg/cm², 시간은 2분으로 제조하여 환을 만들었고, 환과 발열 조성물의 혼합 비율은 하기 표 2에 개시된 바와 같이 하여 원료를 제조하였다. 하기 퍼센트는 중량%를 의미한다.

[표 2]

[실시예 13 내지 23] 핫 팩의 제조

실시예 3 또는 9의 조건으로 만들어진 환과 발열 조성물의 혼합 비율을 하기 표 3에 개시된 바와 같이 하여 원료를 제조하였다. 하기 퍼센트는 중량%를 의미한다.

[표 3]

[시험예 1] 관능 특성 평가

전분, 숯, 및 편백 피톤치드 박의 혼합 비율이 향의 강도에 미치는 정도를 알아보기 위하여, 상기 실시예 1 내지 12의 방법으로 제조된 편백 피톤치드 박 기반 핫 팩의 향을 시간에 따라 일반인을 대상으로 관능 평가를 실시하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 시중에서 판매중인 편백수를 손수건에 뿌려 직접 맡았을 때의 향의 정도를 향의 기준으로 하였으며, 1점 내지 5점으로 평가하였다.

[표 4]

[시험예 2] 온도 특성 평가

본 발명의 실시예에 따른 환과 발열 조성물(핫 팩 구성물)의 첨가 비율이 온도에 미치는 영향을 알기 위하여, 상기 실시예 13 내지 23의 방법으로 제조된 편백 피톤치드 박 기반 핫 팩의 온도를 시간에 따라 측정하여 표 5에 나타내었다.

온도 측정과 관련해서는, 시간에 따라 접촉식 온도계를 사용하여 상기 실시예로 만들어진 핫 팩의 겉표면 온도를 측정하였으며, 대조군인 실시예 13을 기준으로 도 2 및 도 3의 그래프로 나타내었다.

[표 5]

도 2 및 도 3에서 확인할 수 있듯이, 숯을 넣지 않은 실시예 13은 시간이 지날수록 숯을 넣은 실시 예들 보다 비교적 빠른 속도로 온도가 내려갔으며, 실시예에 따른 환의 비율이 적게 들어간 핫 팩은 숯의 효능인 온도를 유지하는 특성을 나타내기 어렵고 편백 향이 약하게 났다. 또한, 실시예에 따른 환의 비율이 많이 들어간 핫 팩은 온도를 유지하는 특성은 좋았지만 상대적으로 발열 조성물(핫 팩 구성물)의 비율이 적게 들어갔으므로 다른 핫 팩보다 온도가 높게 올라가지 않는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 핫 팩으로서의 가장 적절한 환의 비율은 20 내지 40 중량% 이며, 환이 20 내지 40 중량% 첨가되었을 때 온도 유지 특성이 잘 나타남을 알 수 있었다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (27)

1. 침엽수의 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물, 전분, 다공성 물질 및 발열 조성물을 포함하는 핫 팩.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 침엽수는 측백나무, 소나무, 잣나무, 편백나무, 삼나무, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 핫 팩.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 정유물질은 피톤치드, α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 캄펜(camphene), 보르네올(borneol), 펠란드렌(phellandrene), 폴리페놀, 플라보노이드, 테르펜(terpenes), 비타민 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 핫 팩.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물은, 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수의 잎, 침엽수의 열매, 침엽수의 가지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 핫 팩.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 전분은 감자, 타피오카, 옥수수, 밀, 쌀, 트리티케일(tritcale), 배소 덱스트린, 산화 전분, 산처리 전분, 에스테르화 전분, 에테르화 전분 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 핫 팩.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 다공성 물질은 탄화왕겨, 숯, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 핫 팩.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 침엽수 부산물은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급되어, 통과한 것을 사용한 것인 핫 팩.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 다공성 물질은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급되어, 통과한 것을 사용한 것인 핫 팩.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 발열 조성물은 철분, 수분, 규조토, 활성탄, 염류 또는 이들의 혼합물 을 포함하는 핫 팩.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전분과 다공성 물질의 중량비는 1:1 내지 1:5 인 핫 팩.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 침엽수 부산물과, 전분 및 다공성 물질의 혼합물의 중량비는 9:1 내지 5:5 인 핫 팩.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 침엽수 부산물, 전분 및 다공성 물질은, 핫 팩의 전체 중량을 기준으로, 10 중량% 내지 30 중량% 가 포함되는 핫 팩.
13. 하기 단계를 포함하는, 침엽수 부산물을 포함하는 핫 팩의 제조방법:
    (a) 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물을 전처리하는 단계;
    (b) 전분과 다공성 물질을 혼합하는 단계;
    (c) 상기 단계 (a) 로부터 수득된 거친 침엽수 부산물과, 상기 단계 (b) 로부터 수득된 전분과 다공성 물질의 혼합물을 혼합하는 단계;
    (d) 상기 단계 (c) 로부터 수득된 혼합물을 가열 및 압착하여 환을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 환을 발열 조성물에 첨가하여 핫 팩을 제조하는 단계.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 침엽수는 측백나무, 소나무, 잣나무, 편백나무, 삼나무, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제조방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 정유물질은 피톤치드, α-피넨(α-pinene), β-피넨(β-pinene), 캄펜(camphene), 보르네올(borneol), 펠란드렌(phellandrene), 폴리페놀, 플라보노이드, 테르펜(terpenes), 비타민 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제조방법.
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수 부산물은, 정유물질이 수증기 증류법으로 추출된 후의 침엽수의 잎, 침엽수의 열매, 침엽수의 가지 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 제조방법.
17. 제 13 항에 있어서,
    상기 전분은 감자, 타피오카, 옥수수, 밀, 쌀, 트리티케일(tritcale), 배소 덱스트린, 산화 전분, 산처리 전분, 에스테르화 전분, 에테르화 전분 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제조방법.
18. 제 13 항에 있어서,
    상기 다공성 물질은 탄화왕겨, 숯, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 제조방법.
19. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계 (a) 의 전처리공정은 해섬공정 및 분급공정을 포함하는 제조방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 분급공정에서 침엽수 부산물이 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급되어, 통과된 것이 사용되는 것인 제조방법.
21. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계 (b) 에 따른 다공성 물질은 40메쉬(mesh) 이상 200 메쉬 미만은 통과하고 200 메쉬 이상의 크기에서는 잔류하는 크기로 분급되어, 통과된 것이 사용되는 것인 제조방법.
22. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계 (b) 의 전분과 다공성 물질의 중량비는 1:1 내지 1:5 인 제조방법.
23. 제 13 항에 있어서,
    상기 단계 (c) 에서, 침엽수 부산물과, 전분 및 다공성 물질의 혼합물은 9:1 내지 5:5 의 중량비로 혼합되는 제조방법.
24. 제 13 항에 있어서,
    상기 (d) 단계의 가열 및 압착은, 80 내지 100 ℃ 온도, 5 내지 15 kg/cm²의 압력 및 1 내지 3분의 시간 동안 수행되는 제조방법.
25. 제 13 항에 있어서,
    상기 (b) 단계 후 및 (c) 단계 이전에 전분의 호화 단계가 추가로 포함되는 제조방법.
26. 제 13 항에 있어서,
    상기 (e) 단계의 핫 팩의 전체 중량을 기준으로, 환은 10 중량% 내지 30 중량% 으로 포함되는 제조방법.
27. 제 14 항에 있어서,
    상기 발열 조성물은 철분, 수분, 규조토, 활성탄, 염류 또는 이들의 혼합물 포함하는 제조방법.

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