KR102109602B1 - 라디칼을 이용하여 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물 배변패드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드 및 그 제조방법에 관한 것이다. 애완동물 배변패드에 수산화라디칼 발생제와 담체에 담긴 촉매, 코팅된 중화제를 넣어주었다. 이렇게 만들어진 배변패드는 평상시에는 반응이 일어나지 않으나, 애완동물의 대소변이 패드에 흡수되면서 라디칼이 발생함으로 즉각적인 살균과 냄새억제가 가능하다. 이러한 라디칼반응에 필요한 촉매를 담체에 담지시켜 줌으로써 효율적으로 라디칼 생성이 가능하며 고른 촉매의 분포를 가능하게 하였다. 더불어 코팅된 중화제가 존재함으로 수산화라디칼과 대소변성분을 중화시켜 장기적인 냄새억제가 가능하고 사용자의 안전성과 제품의 안정성을 증가시켰다. 장단기적으로 세균과 냄새를 억제하고 대소변에서 비롯된 성분을 중화시킴으로써 실내에서의 이용과 수일 단위로의 이용에서 기존의 배변패드에 비해 사용자의 편의성과 배변패드의 품질을 극대화 하였다.
Description
본 발명은 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세히는 배변 패드를 살균과 냄새억제가 가능한 라디칼 발생 조성물과 장기적인 냄새제거와 사용자의 안전성을 증가시키는 중화제를 섞어서 만들어 기존에 비해 탁월한 살균, 악취제거 및 안전성 효과를 갖는 애완동물 배변패드에 관한 것이다.
일반적으로, 애완동물을 키우는 가정에서 가장 문제가 되는 점은 용변을 처리하는 것이다. 특히 애완동물을 실내에서 키우는 점, 1인가구의 증가로 인한 배출쓰레기 양의 감소로 배출주기가 길어지는 점으로 인해 애완동물의 용변이 더욱 실내에서 오랜기간 보관되는 상황에 있다. 이러한 상황으로 최근에는 기능이 우수한 애완동물 전용 배변패드가 보편적으로 사용되어 약간의 개선이 있으나, 대부분 흡수성을 조절하는 원리로 냄새와 세균, 즉 근본적인 청결성과 관련된 문제는 크게 개선하지 못하는 단점이 있다.
특허문헌 1내지 2는 애완동물용 배변패드에 있어서 기존의 문제점을 잘 보여준다. 약간의 소변이 존재하는 순간부터 냄새가 나고 세균들이 증식하게 되며, 애완동물의 청결상의 문제도 발생할 수 있다. 이러한 청결상의 문제는 애완동물의 발에 묻은 대소변이 자신의 몸을 긁는 행위로 피부병과 다른 질병을 유발한다.
또 특허문헌 1, 2에는 개의 소변이 그대로 존재하므로, 배변패드가 수 일 혹은 그 이상으로 실내에서 보관하게 될 경우에 악취와 세균의 증가는 물론, 사용자의 편의성도 해치게 되는 현상이 발생한다.
특허문헌 3에서 수산화라디칼은 토양과 수질오염에서 꾸준히 살균과 정화에 이용되어왔다. 특히 철이나 구리 등의 전이금속 이온이 과산화수소와 반응하여 수산화라디칼(Hydroxyl radical)을 생성하는 Fenton 반응은 주요 수산화라디칼 발생반응 중 하나이다. 수산화라디칼은 산화제로서 작용하여 연쇄반응을 하며 다른 분자를 산화시킨다. 이러한 반응으로 수산화라디칼은 유기물질 분해 및 살균작용이 있어 폐수 정화 처리 등에 이용되어 왔다.
특허문헌 4,5 에서 제올라이트와 같은 물질은 금속촉매의 담체로 많이 활용되어 왔다. 특히 이렇게 금속촉매를 담체에 담지하는 경우 특허문헌 5를 참고해 보면, 담체를 용매에 담그었다 빼는 함침법만으로도 촉매로써 잘 활용이 가능함을 알 수 있다.
특허문헌 6에서 암모니아는 중화제로 쉽게 중화가 가능하며, 중화가 되면 암모니아의 냄새가 사라진다는 것을 알 수 있다. 단백질에서 비롯된 요소와 같은 물질이 대소변으로 배출되어 암모니아로 분해됨으로써 냄새가 극대화되어 나타나는데, 이러한 냄새를 산으로 중화시켜준다면 빠른 시간 안에 냄새를 잡을 수 있다. 이러한 중화를 구연산, 인산과 같은 인체에 안전한 산을 이용한다면 안전성도 동시에 추구할 수 있다.
또한 실리카의 경우 여러물질의 코팅용도로 자주 사용되는 물질이다. 이러한 실리카를 이용하여, 중화제로 쓰이는 산을 건식코팅하는데 이용할 수 있다. 단순히 실리카 미립자를 뿌려주는 것으로 간단히 코팅이 가능하다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세균억제와 냄새억제가 장단기적으로 가능하며, 그러한 조성물과 배변물질이 사람이나 애견의 피부에 유해하지 않도록 pH를 조절해줄 수 있는 배변패드이다. 이러한 효과로 위생적인 사용 및 오랫동안 보관하여도 불편함을 최소화할 수 있으며 사용시 안전성도 높일 수 있다. 이렇게 개선된 패드는 기존의 배변패드에 비해 세균억제와 냄새억제에 현저한 우수성을 갖는다. 본 발명은 상기한 특장점을 가지는 애완동물용 배변패드와 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기존의 애완패드의 흡수층에 라디칼 발생제, 담체에 담지한 촉매, 그리고 코팅 된 중화제를 포함하는 조성물을 SAP(Super Absorbent Polymers)과 함께 깔아주어 애완동물의 배변활동시 즉각적인 반응으로 냄새제거와 살균작용을 하며 장기적으로 보관시에도 pH의 중화로 인한 안전성과 청결유지가 가능하면서 제품의 보관시에도 중화제의 코팅으로 반응물의 안정성을 유지해줄 수 있는 배변패드를 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 의한 배변 패드는 기존의 배변패드와 같이 간편히 사용이 가능함에도, 애완동물이 배변활동 시 즉시 반응을 하는 라디칼 발생 조성물과 촉매를 담지한 담체 및 코팅 된 중화제를 포함하고 있다. 라디칼 발생조성물과 중화제를 통해 배변패드와 실내의 냄새제거 및 살균작용이 가능하고, 기존의 배변패드에 비해 애완동물과 사용자 모두에게 높은 정도의 청결도 유지가 가능하다. 또한 촉매를 담체에 담지해 줌으로써 고른 영역에 촉매를 쉽게 분포시켜, 패드 내에 균일하게 효율적으로 라디칼 발생이 가능하게 한다. 중화제의 경우 과산화물과 암모니아를 중화시켜주는데, 라디칼발생제와 함께 존재 시에 중화반응이 일어날 위험성을 가지고 있다. 이러한 중화제를 코팅해주어 미사용 보관 시에 안정성을 높이는 효과를 갖는다. 또한 중화제를 통해 대소변을 중화시켜 줌으로써 냄새제거와 장기간의 청결유지가 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 코팅된 중화제의 상태를 간단히 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 애완동물 배변패드를 만드는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 애완동물 배변패드를 만드는 순서도이다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 다양하게 구현될 수 있다. 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 이 분야의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드에 관한 것이다.
구체적으로, 애완동물의 배변패드는 보호층, 흡수층 방수층으로 이루어져 있다. 기존의 애완동물의 배변패드와 구분되는 점은 흡수층에 수산화라디칼 발생제, 담체에 담긴 촉매, 그리고 코팅된 중화제를 섞어서 만든 조성물을 함께 도포해 줌으로써 냄새와 세균억제가 가능하게 해준다. 상기 총 혼합물 1g중량부에 대하여 수산화라디칼 발생제 조성물은 0.35 ~ 0.7g 중량부이다. 코팅된 중화제는 0.3 ~ 0.65g 중량부인 것을 특징으로 하는, 살균 및 탈취기능을 갖는 수산화라디칼 발생 조성물을 제공한다.
이하에서는 도 2를 참조하여 설명한다.
제 1단계 : 제올라이트, 실리카와 같은 담체에 촉매를 함침법으로 담지시켜준다(S10). 제올라이트에 FeCl3 수용액을 첨가하고 균일하게 교반시키면서 감압증류기를 사용하여 수분을 90% 가량 제거하고 남은 고형분을 150도의 온도에서 1시간 조건으로 건조시켰다. 최종적으로 생성된 고형분을 2시간동안 상온에서 건조시켜 철 담지 제올라이트를 제조하였다.
이하에서는 도 2를 참조하여 설명한다.
제 1단계 : 제올라이트, 실리카와 같은 담체에 촉매를 함침법으로 담지시켜준다(S10). 제올라이트에 FeCl3 수용액을 첨가하고 균일하게 교반시키면서 감압증류기를 사용하여 수분을 90% 가량 제거하고 남은 고형분을 150도의 온도에서 1시간 조건으로 건조시켰다. 최종적으로 생성된 고형분을 2시간동안 상온에서 건조시켜 철 담지 제올라이트를 제조하였다.
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제 2단계 : 수산화라디칼 발생제 제조 - 과산화물과 철담지 제올라이트를 혼합하였다(S20).
제 3단계 : 혼합된 수산화라디칼 발생제 분말에 알코올과 하이드록시 메틸셀룰로오스를 혼합하여 과립화 하였다(S30).
제 4단계 : 구연산 분말(10)에는 수분이 포함되어 있는데 이러한 수분이 과산화물과 접촉시 산, 염기 반응을 일으킬 수 있다. 이 때문에 이러한 수분을 제거하여 그 반응을 최소화하는 것이 바람직하다. 도면 1에서 구연산(10) 과립 또는 분말을 마이크로 크기의 실리카(SiO2)(20)를 이용하여 구연산(10)에 접촉 또는 코팅시킴으로써 구연산 분말에 존재하는 수분을 효과적으로 제거하고 외부의 과산화물과의 접촉을 막아줄 수 있다(S40).
제 5단계 : 마지막으로 만들어진 수산화라디칼발생 조성물과 코팅된 중화제를 균일하게 섞어준다(S50).
제6단계 : 균일하게 섞인 조성물을 배변패드 흡수층 위에 도포해 준다(S60).
상기 수산화라디칼 발생제는 과산화물 또는 과탄산물로 이루어져있다. 과산화물 또는 과탄산물은 과산화칼슘(Calcium peroxide; CaO2), 초산화칼륨(Potassium superoxide, KO2), 과탄산나트륨(Sodium percarbonate, Na2CO3) 또는 과산화마그네슘(Magnesium peroxide, MgO2)이다.
촉매는 구연산 제2철(Iron(III) citrate), 염화 제1철(FeCl2, Iron(II) Cloride), 염화 제2철(FeCl3, Iron(III) Cloride), 요오드화 제1철(Iron(II) iodide), 황산 제1철(Iron(II) sulfate), 황산 제2철(Iron(III) sulfate), 염화망간(Manganese(II) chloride), 염화아연(Zinc chloride), 및 이산화망간(Manganese(IV) oxide)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한 여기서 촉매는 담체에 담지되며 담체는 제올라이트(Zeolite), 실리카, 및 알루미나에 담지된 형태일 수 있다.
과산화물은 공기 중에 포함된 수분과 과산화물의 분해에 촉매로 작용할 수 있는 수용성 철 화합물이 존재하는 경우, 수산화라디칼을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수산화라디칼 발생 조성물에서 수산화라디칼이 발생하는 과정은 아래와 같다.
수산화라디칼 발생제는 물 분자와 반응하여 과산화수소를 생성한다. 생성된 과산화수소는 철과 같은 촉매와 펜톤(Fenton) 반응을 진행하여 수산화라디칼을 생성할 수 있다. 생성된 수산화라디칼은 유기물과 연쇄적으로 산화 반응을 일으킬 수 있다. 유기물은 최종적으로 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 분해될 수 있다.
이러한 과산화물은 촉매가 반드시 인접해 있어야 하는데, 그냥 촉매를 분포시키는 경우에, 비효율적으로 촉매를 많이 넣어주어야 하거나 촉매가 고르게 분포하지 않는 경우가 생긴다. 때문에 담체를 촉매에 담그어 주었다 빼는 간단한 함침법으로 담체에 넣어준다면, 효율적으로 촉매를 고르게 분포시킬 수 있다.
여기서 중화제는, 크게 두 가지 역할을 한다. 첫째, 암모니아를 중화하는 역할을 한다. 암모니아가 중화가 되면 냄새가 많이 사라지게 된다. 이때 구연산은 물에 빠르게 녹아 반응하므로 매우 단시간안에 냄새억제를 하는 효과를 볼 수 있다. 둘째, 수산화라디칼 발생제에서 펜톤(Fenton) 반응 또는 유사 펜톤(Fenton) 반응이 진행될 때 pH를 조절하는 역할을 할 수 있다. 수산화라디칼 발생제가 공기중에 포함된 수분과 반응을 하면 알카리성이 되므로 수산화라디칼 발생제가 피부에 닿는 경우 강한 자극을 줄 수 있다. 따라서 산성의 중화제를 첨가하여 알카리성을 중화시킴으로써 이러한 문제를 해결할 수 있으며, pH를 7에 근사하게 조절할 수 있다. 상기 중화제는 구연산(Citric acid, C6H8O7), 인산나트륨(Sodium monophosphate), 인산칼륨(Potassium monophosphate), 락틱산(Lactic acid), 살리실산(Salicylic acid)으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
이러한 중화제는 그냥 단순히 라디칼 발생제와 섞여서 혼합물이 된 경우에 고체상태임에도 공기중 수분을 쉽게 흡수하여 라디칼 발생제와 중화반응을 일으킬 수 있다. 이러한 중화반응은 제품(반응물)의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 때문에 중화제에 실리카, 알루미나, 제올라이트 등으로 코팅을 해줌으로써 이러한 위험성을 제거해줄 수 있다. 마이크로 단위의 실리카 파우더를 구연산에 뿌려줌으로써 코팅을 진행하여, 애완동물의 배변활동 이외의 상황에서 반응의 진행을 원천 차단하였다.
본 실시예에서 펄프 흡수층 위에 조성물을 깔아줌으로써 수산화라디칼에 애 의해 애완동물의 배변활동시 즉시 배변물질과 반응을 함으로써 단시간안에 냄새와 살균억제가 가능하며, 중화제가 함께 들어있어, 장기간의 보관에도 냄새와 살균억제에서 시너지 효과를 발휘하고 안전성을 높일 수 있게 하였다.
또한, 본 발명은 수산화라디칼 발생 조성물을 유효성분으로 함유하는 살균 및 탈취용 배변패드에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수산화라디칼 발생 조성물의 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1> 배변패드에 들어가는 수산화라디칼 발생제 및 구연산 혼합물의 제조
본 발명자들은 막자사발에 과산화칼슘(calcium peroxide) 85g, 초과산화포타슘(Potassium superoxide) 15g을 약 5분간 분쇄한 후 하이드록시메틸 셀룰로오스 5g을 넣고, 제올라이트에 담지된 초산 제1철(Ferrous acetate) 10 g을 혼합하였다. 그 후 에탄올에 녹여 건조하는 과정을 통해 입자들을 과립해 주었다. 또한 구연산 160g에 실리카 입자 10g을 고르게 섞어 주어 각각의 입자들을 고르게 코팅해 중화제를 제조하였다. 이 두 혼합물들을 고르게 섞어주어 수산화라디칼 발생 조성물을 제조하였다. 그 결과 평균적으로 150~200㎛의 입자를 만들어 내었다.
<실시예 2> 수산화라디칼 발생제 및 구연산 혼합물을 포함하는 배변패드의 제조
본 발명자들은 상기 실시예 1에서 만든 조성물을 배변패드의 흡수층에 깔아주었다. 이 혼합물을 흡수층위에 깔아주는 것만으로 애완동물의 배변시 수분에서 반응이 일어나 냄새제거와 살균작용을 해줄 수 있다. 이러한 혼합물을 빛에 비추비 관찰하였을 때 미세하게 관찰됨을 확인할 수 있었다. 단면을 보았을 때에도 흡수층에 고르게 분포함을 확인할 수 있었다.
<실시예 3> 애완동물 배변패드의 탈취력 평가
본 발명자들은 상기 실시예 2에서 제조한 배변패드에 대한 탈취 성능 평가를 Fiti에 의뢰하여 실시하였다. 탈취 성능 평가는 가스검지관법을 이용하여 실시하였다. 암모니아가스 초기농도 100ppm에 대해 2시간이 경과함에 따라 암모니아 가스의 탈취율을 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 2]
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 암모니아 가스에 대해 120분이 경과한 후에는 99.9%의 우수한 탈취효과가 있음을 확인하였다.
<실시예 4> 배변패드의 살균능력비교
본 발명자들은 상기 실시예 2에서 제조한 배변패드의 살균능력 비교를 Fiti에 의뢰하여 실시하였으며, 그람 양성균인 Staphylococcus aureus와 그람음성균인 Escherichia coli을 이용하여 18시간 후의 배변패드의 살균효과를 측정하였다. 그 결과 정균감소율이 99.9% 이상으로 살균효과가 존재함을 볼 수 있었다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였다. 다만, 상기의 실시예는, 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 변경 가능한 것으로 이해되어야 한다.
Claims (6)
- 배변패드의 흡수층에 과립화된 라디칼 발생 조성물 0.35 ~ 0.7g과 코팅된 중화제 0.3 ~ 0.65g이 혼합된 조성물을 도포하여 배변과의 라디칼 반응, 산화 반응, 및 중화 반응을 통해 냄새 억제와 살균 효과를 가지되,
상기 라디칼 발생 조성물은,
과산화물 또는 과탄산물과 담체에 담지된 촉매를 혼합하여 과립화되고,
상기 촉매는,
상기 과산화물 또는 과탄산물 1g 중량부에 대하여 0.1 ~ 0.3g 중량부이며,
상기 중화제는,
실리카(SiO2), 알루미나, 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 코팅제로 코팅되고,
상기 코팅제는,
상기 중화제 1g 중량부에 대하여 0.03 ~ O.1g 중량부인 것을 특징으로 하는, 라디칼을 이용하여 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드. - 제1항에 있어서,
상기 과산화물 또는 과탄산물은,
과산화칼슘(Calcium peroxide; CaO2), 초산화칼륨(Potassium superoxide, KO2), 과탄산나트륨(Sodium percarbonate, Na2CO3), 또는 과산화마그네슘(Magnesium peroxide, MgO2) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 라디칼을 이용하여 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드. - 제1항에 있어서,
상기 촉매는,
구연산 제2철(Iron(III) citrate), 염화 제1철(Iron(II) Cloride), 염화 제2철(Iron(III) Cloride), 요오드화 제1철(Iron(II) iodide), 황산 제1철(Iron(II) sulfate), 황산 제2철(Iron(III) sulfate), 염화망간(Manganese(II) chloride), 염화아연(Zinc chloride), 및 이산화망간(Manganese(IV) oxide)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 라디칼을 이용하여 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드. - 제1항에 있어서,
상기 촉매는,
제올라이트, 실리카, 및 알루미나로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 담체에 담지되고, 상기 담체 1g 중량부에 대하여 0.05 ~ O.1g 중량부인 것을 특징으로 하는, 라디칼을 이용하여 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드. - 제1항에 있어서,
상기 중화제는,
구연산(Citric acid), 인산나트륨(Sodium monophosphate), 인산칼륨(Potassium monophosphate), 락틱산(Lactic acid), 및 살리실산(Salicylic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 라디칼을 이용하여 냄새와 세균억제가 가능한 애완동물용 배변패드. - 삭제
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