KR102150892B1 - 투명비누 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 투명비누 제조방법은, 코코넛오일, 피마자오일 또는 팜유로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 오일과 스테아르산을 혼합하여 80℃ 이상으로 가열하는 단계; 가성소다와 정제수를 혼합하여 제조한 가성소다수용액을 혼합하는 단계; 트레이싱 포인트에 도달할 때까지 블렌딩하여 겔(gel)화시키는 단계; 설탕수용액을 첨가하고 가열하는 단계; 에탄올을 넣고 가열하여 최종 혼합물을 생성하는 단계; 및 상기 최종 혼합물을 몰드에 옮겨 담고, 1 내지 3시간 동안 고형화시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

투명비누 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING A TRANSPARENT SOAP}

본 발명은 투명비누 제조방법에 관한 것이다.

투명비누는 소비자에게 천연비누로 우호적으로 인식되어 왔고, 투명비누의 투명성에 기초하여 다양한 미적 표현이 가능하므로 투명비누에 대한 소비자의 니즈는 계속해서 증가되어 왔다.

투명비누를 제조할 때, 비누를 투명하게 만들기 위해서 트리에탄올아민(Triethanolamine)이나 글리세린(glycerin) 등의 첨가물을 넣는 경우가 있다. 트리에탈올아민은 중화제 및 유화제로 이용되나, 피부를 포함한 신체에 자극적인 물질로 알레르기 반응을 일으킬 수 있으며, 발암물질을 생성할 수 있는 문제점이 있다. 글리세린은 수분을 흡수하는 성질을 가지고 있어 비누를 무르게 하는 경향이 있는 바, 제조시간 및 숙성시간 단축에 방해가 될 수 있다.

기존 비누 제조방법 중 하나인 고온법(Hot Process)으로 투명비누를 제조하는 경우, 제조시간 뿐 아니라, 비누를 몰드에 부은 뒤 건조시키는 이른바 숙성시간이 대략 2주 정도 소요되므로 생산성이 낮다. 또한 이 방법을 이용하는 경우, 제조된 용액은 몰드에 부을 때까지는 투명하지만, 고형화하는 시간이 길어짐에 따라 공기 중에 노출되는 시간도 길어지므로 비누의 투명도가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 투명도가 높으면서도 제조시간 및 숙성시간이 짧은 투명비누 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명비누 제조방법은, 코코넛오일, 피마자오일 또는 팜유로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 오일과 스테아르산을 혼합하여 80℃ 이상으로 가열하는 단계; 가성소다와 정제수를 혼합하여 제조한 가성소다수용액을 혼합하는 단계; 트레이싱 포인트에 도달할 때까지 블렌딩하여 겔(gel)화시키는 단계; 설탕수용액을 첨가하고 가열하는 단계; 에탄올을 넣고 가열하여 최종 혼합물을 생성하는 단계; 및 상기 최종 혼합물을 몰드에 옮겨 담고, 1 내지 3시간 동안 고형화시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 스테아르산은 상기 오일의 100 중량부에 대하여 4 중량부 내지 15 중량부일 수 있다.

상기 설탕수용액을 첨가하고 가열하는 단계는, 설탕을 정제수에 녹이는 단계를 포함할 수 있고, 상기 설탕수용액은 오일 100 중량부 대비 50 중량부 내지 60 중량부일 수 있다.

상기 선택된 오일 및 상기 선택된 오일의 배합 비율에 따라 상기 스테아르산의 중량부를 다르게 할 수 있다.

본 발명에 의해 제조된 투명비누는 보다 투명도가 높으면서도 숙성기간이 짧다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 투명비누는 비교적 견고하여 사용이 계속되어도 그 형상을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 투명비누 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 투명비누 제조방법의 과정에 따른 모습을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 투명비누 제조방법에 따라 제조된 투명비누 사진이다.

도 1은 본 발명에 따른 투명비누 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 이하 본 발명에 따라 투명비누를 제조하기 위한 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 투명비누 제조방법은 코코넛오일, 피마자오일 또는 팜유로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 오일과 스테아르산을 혼합하여 80℃ 이상으로 가열한다(S110).

오일은 어느 하나를 단독으로 사용하거나 배합하여 사용이 가능하다. 이 때, 채택된 오일의 종류 및 그 배합 비율에 따라 스테아르산의 중량부를 다르게 할 수 있다. 바람직하게는 스테아르산의 비율은 오일의 100 중량부에 대하여 4 중량부 내지 15 중량부인 것을 특징으로 할 수 있다. 스테아르산(stearic acid)은 18개의 탄소로 구성된 포화 지방산으로, 동식물계의 유지나 인지질에 함유되어 있고, 천연으로 다량 존재하는 지방산이다. 스테아르산의 녹는점은 약 71℃이므로, 오일과 스테아르산을 혼합하는 경우, 80℃ 이상으로 가열하여 이들이 잘 섞일 수 있도록 한다. 스테아르산은 비누화 과정을 단축시켜 주면서 비누를 단단하게 만들어 주고 거품을 오래가게 하는 성질이 있다. 스테아르산이 오일 100 중량부에 대하여 4 중량부보다 적을 경우, 스테아르산의 효과가 나타나지 않거나 미미하고, 15 중량부보다 높을 경우 비누화가 과하게 발생하여 투명도가 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 투명비누 제조방법에 따라 투명하고 견고한 비누를 짧은 제조시간 및 숙성시간 내 얻기 위해서 스테아르산의 중량부는 오일 100 중량부에 대하여 4 중량부 내지 15 중량부로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면(이하 '실험 1'이라고 한다.), 오일은 코코넛오일 90g, 피자마오일 90g, 팜유 60g으로 이루어지고, 오일 100 중량부에 대하여 약 4.2(이하 중량부 계산시 소수점 둘째자리에서 반올림한다.) 중량부를 가지는 스테아르산 10g을 혼합한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면(이하 '실험 2'라고 한다.), 오일은 코코넛오일 120g, 피자마오일 120g으로 팜유를 제외한 두 오일의 1:1 비율로 이루어지고, 오일 100 중량부에 대하여 약 10.4 중량부를 가지는 스테아르산 25g을 혼합한다. 팜유는 비누화를 촉진시켜 비누를 단단하게 만들어주는 효과가 있다.

그러나, 팜유는 식물성 유지이지만 포화지방산과 불포화지방산이 약 1:1 비율로 구성되어 있고, 불포화지방산 중 올레인산(Oleic acid)과 리놀레인산(linoleic acid)은 산화안정성이 매우 낮으며 반응성이 매우 높다. 이러한 높은 반응성과 산화안정성으로 인하여, 제품의 변색, 지방산구조의 변경, 원하지 않는 반응을 일으킬 수 있게 된다. 따라서, 팜유는 비누의 투명도에 오히려 악영향을 미칠 수 있으므로, 팜유를 제외하더라도 스테아르산이 팜유의 역할을 대신할 수 있다. 따라서, 팜유를 제외하는 대신 코코넛오일과 피마자오일을 1:1 비율을 유지하면서 제외된 팜유의 중량만큼 더 첨가하고, 오일 100 중량부에 대하여 스테아르산 약 10.4 중량부로 기존 팜유가 포함된 경우보다 더 첨가하여, 투명도와 제조 및 숙성 시간에 영향을 주지 않을 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면(이하 '실험 3'이라고 한다.), 오일은 코코넛오일 200g으로 이루어지고, 오일 100 중량부에 대하여 15 중량부를 가지는 스테아르산 30g을 혼합한다. 코코넛오일은 포화지방산의 비율이 높아 비누의 세정력과 보습력이 좋게 만들고, 비누를 단단하게 해줄 수 있다.

피마자 오일에서 추출되는 리시놀레인산(Ricinoleic acid)은 가용화제로써 불포화지방산임에도 불구하고 수산화기(-OH)를 가져 극성이 높은 특징을 가진다. 따라서, 피마자오일은 비누 제조과정 중 오일과 정제수 등 구성 성분을 잘 섞이게 하는 특징이 있다. 이를 통해 비누의 결정화를 막아주어 비누의 투명도를 높여줄 수 있다. 실험 3에서 오일은, 앞서 설명한 팜유와 피마자오일을 제외하고, 코코넛오일만으로 제조된다. 따라서, 투명도를 유지해주기 위해, 실험 3에서는 설탕수용액의 양을 실험 1, 실험 2 보다 1.3배 내지 1.5배 더 첨가할 수 있다. 다만, 1.3배 보다 적은 경우, 투명도가 실험 1과 실험 2보다 낮고, 1.5배 보다 많은 경우, 비누의 내부에 얼룩이 생겨 투명도에 영향을 미칠 수 있다.

이와 함께, 추후 설명하는 제조단계의 보완 및 스테아르산의 함량 증가 등 다양한 요인이 유기적으로 작용하여, 여전히 투명하고 견고하며, 제조 및 숙성시간이 짧은 투명비누를 제조할 수 있다. 또한, 실험 3에서는 비누를 견고하게 만들어주는 팜오일과 투명화에 기여하는 피마자오일을 제외하고도 견고한 투명비누를 제조할 수 있다는 점에서 의미가 있다.

가열된 오일과 스테아르산에 가성소다와 정제수를 혼합하여 제조한 가성소다수용액을 혼합한다(S120).

가성소다수용액은 각 오일의 비누화값과 중량을 곱한 값의 합의 95% 내지 100%에 해당하는 가성소다와, 가성소다 중량의 160 내지 195중량%에 해당하는 정제수를 혼합하여 제조한다. 예컨대, 실험 1의 경우, 코코넛 오일, 피마자 오일, 팜유, 스테아르산의 비누화값에 각 중량을 곱하여 더한 값은 38.61이고,이 값의 95% 내지 100%에 해당하는 가성소다 39g과, 가성소다 중량의 160중량% 내지 195중량%에 해당하는 정제수 75g을 혼합할 수 있다. 이때, 정제수와 가성소다를 혼합하면 발열반응에 의해 100℃까지 온도가 상승하므로, 70℃ 내지 80℃ 사이로 가성소다수용액의 온도를 식힌 후 혼합하는 것이 바람직하다.

오일, 스테아르산 및 가성소다수용액의 혼합물을 트레이싱 포인트에 도달할 때까지 블렌딩하여 겔(gel)화시킨다(S130).

트레이스(trace)현상은 오일과 스테아르산의 혼합물이 가성소다수용액을 만나 비누화가 일어나는 현상으로, 스테아르산에 의해 비누화가 촉진되므로 블렌더로 블렌딩하게 되면 빠르게 트레이싱 포인트에 도달할 수 있다.

겔화된 혼합물에 설탕수용액을 첨가하고 가열한다(S140).

기존 고온법에 따른 비누 제조 시, 혼합물이 트레이싱 포인트에 도달하여 겔화되는 경우(S130), 에탄올 및/또는 글리세린을 첨가하는 것이 일반적이다. 본 발명자도 기존 방법에 기초하여 투명비누를 제조해왔으나, 기존 방법에서는 과트레이스가 발생하여 겔화된 비누에 에탄올 및/또는 글리세린을 첨가하는 경우, 불필요한 고형화, 즉, 결정이 생성되어 이는 투명도에 좋지 않은 영향을 주는 점을 발견하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명자는 다양한 실험을 시도해본 결과, 겔화된 혼합물에 바로 설탕수용액을 첨가하는 경우, 결정생성을 막아주어 불필요한 고형화가 생기지 않음을 발견하였다. 따라서, 본 발명에서는 기존 방법과 달리 에탄올 및/또는 글리세린을 첨가하기 전에 설탕수용액을 먼저 첨가하여 혼합한다. 또한, 본 제조방법에서는 기존 방법과 달리 글리세린을 첨가하지 않는데, 앞서 설명한 바와 같이 글리세린은 비누를 투명하게 만들 수 있지만, 비누 제조과정에서 수분을 함유하는 성질로 인해, 비누를 무르게 한다. 따라서, 고형화 내지 숙성과정에서 수분을 건조시키기 위한 시간이 많이 걸리게 된다. 본 제조방법에서는 제조과정을 시간이 길어짐에 따라 공기 중에 노출되는 것 또한 비누의 투명화에 영향을 미치는 바, 투명하고 견고한 비누를 제조하기 위해, 설탕수용액을 겔화된 혼합물에 바로 첨가한다.

본 발명에서는 글리세린을 제외하게 되므로, 설탕수용액의 양을 추가로 더 첨가하게 된다. 예컨대, 글리세린을 주로 오일 100 중량부 대비 10 내지 20 중량부로 첨가하던 것을 제외하게 되므로, 투명도를 유지해주기 위해, 설탕수용액의 양을 오일 100 중량부 대비 50 내지 60으로 첨가할 수 있다. 예컨대, 실험 1의 경우 설탕과 설탕을 녹이는데 필요한 정제수를 각각 62g씩 첨가하여, 오일 100 중량부 대비 51.7 중량부로 첨가할 수 있다. 실험 3과 같이 코코넛 오일로 단일 오일을 첨가하는 경우를 제외하고, 설탕수용액 또한 과량 첨가 시, 수분 함량으로 인해 글리세린과 같은 부작용이 나타날 수 있으므로, 투명도를 낼 수 있는 한도 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

가열된 혼합물이 끓으면 에탄올을 넣고 가열하여 최종 혼합물을 생성한다(S150).

앞서 설명한 바와 같이, 글리세린은 넣지 않고 에탄올을 넣고 가열한다. 에탄올은 친수성기인 수산화기를 가지면서도 소수성기인 탄화수소를 가지고 있어, 지용성과 수용성을 잘 섞어주고, 비누를 만들며 생기는 기포들을 없애주는 역할을 할 수 있다. 따라서, 에탄올은 순도 95% 이상을 사용하는 것이 바람직하며, 오일 100 중량부 대비 40 중량부 내지 56중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 예컨대, 실험 1의 경우, 에탄올 99g을 첨가하였다.

최종 혼합물을 몰드에 옮겨 담고, 1 내지 3시간 동안 고형화시킨다(S160).

기존 방법의 경우, 약 24시간 정도 온도를 유지한 후, 약 8시간 내지 10시간 고형화를 시키는데, 오랜 시간동안 온도를 유지하는 것에도 어려움이 존재할 뿐만 아니라, 고형화 시간이 길어짐에 따라 혼합물이 공기 중에 노출되게 됨으로써 투명성이 저하될 수 있다. 이와 달리, 본 발명에 따라 제조된 투명비누는 1시간 내지 3시간 이내에 고형화가 되어 탈형이 가능하므로 빠른 제조시간을 통해 투명성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 숙성기간이 별도로 필요하지 않는바, 생산성도 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따라 제조된 투명비누는 기존 비누 제조방법을 보완하고, 그 구성성분을 조정하여 투명도가 높으면서도 제조시간 및 숙성시간이 짧은 투명비누 제조방법을 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 투명비누 제조방법의 과정에 따른 모습을 나타낸 사진이다.

도 2에서 나열된 사진들은 도 1의 제조순서를 따라 제조되는 과정을 촬영한 사진들이고, 도 1의 제조단계와 동일 단계에서 촬영된 사진들은 동일 참조부호를 가지므로 도 1의 설명 부분을 참조하여 그 과정을 시각적으로 쉽게 이해할 수 있다. 이하, 상기 부분에서 설명되지 않은 일부 과정에 대해 설명한다.

오일과 스테아르산을 혼합하여 가열한 혼합물을 트레이싱 포인트에 도달할 때까지 블렌딩하는 단계(S130)를 자세히 살펴보면, 먼저 혼합물이 과트레이스가 날 수 있도록 블렌더를 사용하여 블렌딩해준다(S1310). 블렌딩을 하는 과정에서 혼합물은 겔화가 일어나면서 부풀고, 내리기를 반복할 수 있다(S1320). 혼합물이 부풀고 내리기를 반복해가면서 어느 정도 겔화가 진행되면, 비닐을 씌우고 중탕을 해주는 것이 바람직하다. 중탕을 통해서 혼합물 전체가 골고루 겔화가 되도록 도와줄 수 있다(S1330).

이후 설탕물이 첨가되어 잘 섞어준 후, 에탄올을 첨가하는 단계(S150)를 자세히 살펴보면, 에탄올을 넣은 후 비닐을 씌우고 약한 불에 계속 가열하면서 기포를 없애주는 것이 바람직하다. 기포를 없애주는 과정은 비누가 나중에 고형화되었을 때, 균일한 표면을 갖게 해줄 수 있다. 기포가 없어지면 향을 첨가할 수 있는데, 예컨대, 아로마 추출액 등을 넣을 수 있다.

도 3은 본 발명의 투명비누 제조방법에 따라 제조된 투명비누 사진이다.

도 3 (a)의 사진(311)은 실험 1에 의해 제조된 비누 사진이고, 사진(312)는 실험 1과 동일한 중량의 오일, 가성소다수용액, 설탕수용액을 가지나, 스테아르산을 제외하여 기존방법으로 제조한 비누 사진이다. 양 방법에 따라 투명도 차이가 나는 것을 확연히 알 수 있다. 또한, 사진(312)의 경우, 사진(311)과 달리 약 24시간 보온 후, 약 8시간에 거쳐 고형화가 된 바 제조시간 또한 상당히 오래 걸렸다.

도 3 (b)의 사진(321)은 실험 2에 의해 제조된 비누 사진이고, 사진(322)는 실험 2와 동일한 중량의 오일, 가성소다수용액, 설탕수용액을 가지나, 스테아르산을 제외하여 기존방법으로 제조한 비누 사진이다. 실험 2에서는 비누를 단단하게 하고 비누화를 촉진시키는 성질이 있는 팜유를 제외하였는데, 기존 방법으로는 스테아르산을 포함하여 제조하지 않으므로 투명도는 물론, 2일이 지나도 비누의 고형화가 진행되지 않음을 알 수 있다. 반면, 실험 2에 의해 제조된 본 발명 비누 사진(321)은 여전히 투명도를 유지하고 있음을 알 수 있다.

도 3 (c)의 사진(331)은 실험 3에 의해 제조된 비누 사진이고, 사진(332)는 실험 3과 동일한 중량의 오일, 가성소다수용액, 설탕수용액을 가지나, 스테아르산을 제외하여 기존방법으로 제조한 비누 사진이다. 실험 3의 경우, 코코넛 오일만 사용되어, 코코넛 오일 특성상 불루색을 띄게 되지만, 여전히 투명성을 띄고 있음을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 투명비누 제조방법에 있어서,
   코코넛오일, 피마자오일 및 팜유로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 오일과 상기 선택된 오일의 100 중량부에 대하여 4 중량부 내지 15 중량부인 스테아르산을 혼합하여 80℃ 이상으로 가열하는 단계;
   가성소다와 정제수를 혼합하여 제조한 가성소다수용액을 혼합하는 단계;
   트레이싱 포인트에 도달할 때까지 블렌딩하여 겔(gel)화시키는 단계;
   설탕수용액을 첨가하고 가열하여 중간 혼합물을 생성하는 단계;
   상기 중간 혼합물에 에탄올을 넣고 가열하여 최종 혼합물을 생성하는 단계; 및
   상기 최종 혼합물을 몰드에 옮겨 담고, 1 내지 3시간 동안 고형화시키는 단계를 포함하는 투명비누 제조방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 설탕수용액을 첨가하고 가열하는 단계는, 설탕을 정제수에 녹이는 단계를 포함하고,
   상기 설탕수용액은 상기 선택된 오일 100 중량부 대비 50 중량부 내지 60 중량부인 것을 특징으로 하는 투명비누 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 선택된 오일 및 상기 선택된 오일의 배합 비율에 따라 상기 스테아르산의 중량부를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 투명비누 제조방법.

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