KR102196541B1 - 천연 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 및 그의 제조 방법 - Google Patents

천연 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 환경이나 인체에 악영향을 주지 않은 강력한 살균력과 살충력을 동시에 나타내는 환경 친화적인 천연 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 살충제 조성물은 천연 식물 추출물을 포함하여 환경친화적이므로 특히 유기농에 적합하게 사용할 수 있고, 생활 주변에 필요한 다양한 제품에 적용할 수 있다.

Description

천연 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 및 그의 제조 방법{Eco-friendly insecticide comprising natural plant extracts and the manufacturing method thereof}
본 발명은 천연 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 환경이나 인체에 악영향을 주지 않은 강력한 살균력과 살충력을 동시에 나타내는 환경 친화적인 천연 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 사용금지 살충제에 대한 소비자 불신이 사회적 문제로 대두되고 있는 가운데, 기존의 살균소독제나 살충제는 특정 균이나 해충에 한정적으로 작용을 하며 많은 단점을 가지고 있고 환경 친화적이지 못하며 작물에 적용시 살충제, 살균제, 따로 따로 시비를 하거나 혼용하여 사용하는 번거로움과 혼용 사용으로 효과가 저하되거나 효능이 떨어지는 제품들이 주류를 이루고 있다.
기존의 살균소독제 중 염소계 살균제는 세균, 진균류, 박테리오파아치, 바이러스 등 광범위한 살균력을 가지고 있으나 부식성과 피부 자극이 있는 단점을 가지고 있다. 요도계 살균제는 피부자극이 없는 장점을 가지고 있으나 높은 pH에 활성이 저하되고 기구에 얼룩을 남기는 단점을 가지고 있다. 또한, 제4급 암모늄계 화합물은 독성이 적고 냄새가 없으며 pH 및 유기물에 대한 안전성이 우수하나 세균과 박테리오파아치에 대한 살균력이 낮고 거품을 형성하며 공장의 CIP(장치 내) 살균에 부적절한 단점을 가지고 가격이 비싸 경제성이 없는 단점을 가지고 있다. 알콜계는 박테리오파아치 대한 살균력이 우수하고 2차 감염을 예방하는 장점은 가지고 있으나 냄새가 나고 피부자극이 있으며 휘발성과 화기에 위험하고 고농도에서는 탈수를 유발하는 단점을 가지고 있다. 산-음이온 계면활성제 복합 살균제는 계면활성에 의한 살균력과 산에 의한 스케일 제거 등 2중 효과를 가지며 살균스펙트럼이 넓고 독성과 부식성이 낮은 장점을 가지고 있으나 pH에 대한 영향이 크고 살균 효과가 낮으며 효모나 곰팡이에 대한 효과가 적고 가격이 비싸 경제성이 없는 단점을 가지고 있다.
그 외 생석회, 목초액 등을 이용하는 경우가 있으나 이 역시 살균 스펙트럼이 적고 효과가 낮으며 생석회는 토양을 산성화 시키는 단점을 가지고 있다.
현재 개발의 추세는 화학물질을 중심으로 개발 제품이 천연물 유래 제품으로 급속하게 대체되고 있다.
상기와 같은 화학물질을 주원료로 한 살균소독제나 살충제는 약효 우수성의 장점이 있는 측면은 있으나 항상 약해의 단점을 가지고 있으며 특히 잔류 약물이 환경오염이나 인체에 치명적일 수 있다.
따라서, 친환경 농법에 적용하여 안전하면서도 경제적이고 효과적인 새로운 천연 식물 추출물을 이용한 살충제의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이며, 적극적인 방제를 할 수 있는 친환경적인 방제 방법의 보급이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1128264호(2012년03월13일) 대한민국 등록특허 제10-1237051호(2013년02월19일)
본 발명자들은 천연 식물 추출물을 이용하여 상기한 바와 같은 종래의 문제점들이 해소되고, 살충 및 기피성이 양호한 살충제를 개발하기 위하여 심도 있게 연구한 결과 후술하는 바와 같이 후술하는 바와 같이 녹차잎, 어성초의 에탄올 추출물과 배합된 천연 살충제 조성물이 위와 같은 요건을 만족시킬 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 조성물을 제공하는데에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적은, 일면에 있어서, 녹차 에탄올 추출물 25 중량부, 어성초 에탄올 추출물 25 중량부, 70%(v/v) 에탄올 35 중량부, 프로필렌글리콜 5 중량부, 계면활성제 5 중량부, 비타민 E 아세테이트 1 중량부 및 동백나무(Camellia japonica Linne)의 씨(seed)를 추출하여 얻은 동백 오일 4 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 살충 및 기피제 조성물에 의해 달성될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 목적은, 다른 일면에 있어서, 상기 녹차 및 어성초 추출물은 a) 녹차 잎과 어성초 잎을 70%(v/v) 에탄올을 가한 후, 35℃이상 75℃미만에서 1~3시간 동안 가열하여 환류 냉각추출하는 단계; b) 상기 추출 단계로부터 얻어진 추출물을 여과 및 농축하는 단계; c) 상기 여과후 남은 잔사에 상기 a), b) 과정을 2회 더 반복하여 여과 및 농축하는 단계;에 의해 각각 추출되는 것을 특징으로 하는 친환경 살충 및 기피제 조성물에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 살충제 조성물은 천연 식물 추출물을 포함하여 환경친화적이므로 특히 유기농에 적합하게 사용할 수 있고, 생활 주변에 필요한 다양한 제품에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 살충 및 기피제 조성물의 제조 공정도이다.
본 발명은, 일면에 있어서, 녹차 에탄올 추출물 20~30 중량부, 어성초 에탄올 추출물 20~30 중량부, 70% 에탄올 30~40 중량부, 프로필렌글리콜 4~6 중량부, 계면활성제 4~6 중량부, 비타민 E 아세테이트 0.5~2 중량부 및 동백 오일 3~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 살충 및 기피제 조성물을 제공한다.
본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 상기 녹차 및 어성초 추출물은 a) 녹차 잎과 어성초 잎을 70% 에탄올을 가한 후, 35~75℃에서 1~3시간 동안 가열하여 환류 냉각추출하는 단계; b) 상기 추출 단계로부터 얻어진 추출물을 여과 및 농축하는 단계; 및 c) 상기 여과후 남은 잔사에 상기 a), b) 과정을 2회 더 반복하여 여과 및 농축하는 단계;에 의해 각각 추출되는 것을 특징으로 하는 친환경 살충 및 기피제 조성물을 제공한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 식물 추출물을 포함하는 친환경 살충 및 기피제 조성물은 녹차 에탄올 추출물 20~30 중량부, 어성초 에탄올 추출물 20~30 중량부, 70% 에탄올 30~40 중량부, 프로필렌글리콜 4~6 중량부, 계면활성제 4~6 중량부, 비타민 E 아세테이트 0.5~2 중량부 및 동백 오일 3~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
녹차나무(Camellia sinensis var. sinenis cv. Shuixian and Maoxie)의 잎은 오래 전부터 한국, 중국, 일본등지에서 중요한 기호 음료로서 널리 이용되어 오고 있다. 녹차의 품질은 차 잎의 향기 성분에 따라 달라지기 때문에 녹차 잎의 향기성분에 관한 연구는 이미 많이 조사되어 알려져 있다.
상기 어성초는 잎에서 고기 비린내가 나기 때문에 붙여진 이름으로, 옛 중국의 진나라에서는 저자, 즉 젓갈과 같은 냄새가 나는 식물이라고 불렀는데 저(菹)는 즙과 음이 비슷하여 즙채라고도 불리우며, 상기 고기 비린내에 의해 파리를 유인하게 되는 것이다. 그리고 어성초의 잎을 비벼서 부수면 생선비린내가 나며 맛은 맵고 성질은 약간 차다.
동백오일은 동백나무(Camellia japonica Linne)의 씨(seed)를 추출에 이용하는 것으로, oleic acid 등과 같은 물질을 함유하고 있고, 항산화, 항염증 효과를 나타내는 것으로 알려져 있으며, 동백유는 머리에 바르면 윤기가 난다고 하였다. 또 머리에 바르면 머리칼이 끊어지는 것과 탈모를 방지할 수 있으며, 목욕 후 몸에 바르면 피부건조에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 천연 식물들로부터 살균 및 기피 특성을 갖는 성분들과 이들의 최적의 조합비를 찾아낸 것에 주된 특징이 있는 것으로서, 상기 녹차, 어성초, 동백오일, 비타민 E 아세테이트는 해충에 대하여 살충 및 기피 작용을 나타내는 주요 성분들이다. 상기 에탄올은 방부제, 프로필렌글리콜은 보존제, 상기 계면활성제는 분산제로서 작용하며, 상기 본 발명에 따른 조성물의 조성비는 각각의 성분이 갖는 유효 용량과 부작용 등을 고려하여 설정한 것이며, 그 비율의 범위를 벗어나는 경우에는 효과가 떨어질 우려가 있다.
본 발명에서 목적하는 효과를 상기한 천연 식물 추출물을 최적의 비율로 배합함으로써 해충에 대한 살충력 및 기피력을 극대화시킬 수 있다.
녹차 에탄올 추출물 및 어성초 에탄올 추출물이 40 중량부 미만인 경우에는 살충 및 기피 효과가 미약하고, 60 중량부를 초과할 경우에는 첨가량에 따른 상승 효과가 없어 경제성이 문제가 된다. 또한, 에탄올은 30 중량부 이하에서는 방부 효과가 미약하고, 40 중량부를 초과하는 경우에는 각 성분과의 조합에 의한 상승효과가 이루어지지 않을 수 있다. 비타민 E 아세테이트는 0.5 중량부 이하에서는 살충 및 기피 효과가 미약하고, 2 중량부 이상에서는 전체적인 조성과 균형을 이루지 못하여 비경제적이다. 동백 오일은 3 중량부 이하에서는 살충 및 기피 효과가 미약하고, 5 중량부를 초과하면 첨가량에 따른 상승 효과가 없어 경제성이 문제가 된다. 프로필렌글리콜은 4~6 중량부, 계면활성제는 4~6 중량부로 포함됨으로써 전체적인 조성물의 안정적인 조화와 다양한 기능성을 최적으로 발휘할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 살충 및 기피제의 제조 방법은 도 1에 나타낸 바와 같이 크게 녹차 및 어성초의 환류 냉각, 여과, 농축, 반복 및 혼합 단계에 의해 제조될 수 있다.
상기 녹차 및 어성초 추출물은 개별적으로 녹차 잎 또는 어성초 잎에 5~20 배량의 70% 에탄올을 가한 후, 35~75℃에서 1~3시간 동안 가열하여 환류 냉각추출한 후, 추출에 의해 얻어진 추출물을 400 메쉬 필터페이퍼 등을 사용하여 여과한다. 이어서, 수득한 여액을 감압회전농축기를 이용하여 농축한다.
그 다음, 상기 여과후 남은 잔사에 동일한 용매를 사용하여 상기 환류 냉각 추출, 여과, 농축 단계를 2 회 더 반복하는 것이 바람직하다.
필요에 따라 상기 여과, 농축 단계를 통해 제조된 농축액을 동결건조기(Freeze dryer)에서 동결 건조시킴으로서 추출물을 수득할 수도 있다.
이어서 상기 설정한 성분들을 적절하게 배합하여 본 발명에 따른 살충 및 기피제 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 화학 합성제가 아닌 천연 물질의 추출물을 포함하고 있으므로 후술하는 실시예 및 시험예의 결과로부터 잘 알 수 있는 바와 같이, 모기, 파리, 진드기, 또는 바퀴벌레를 포함하는 해충의 살충에 유용하며, 바람직하게는 모기의 유충에 대한 살충 활성이 우수하다.
본 발명의 천연추출물을 포함하는 제품은 인체와 피부에는 우호적인 작용을 하는 반면, 모기나 곤충 등의 해충에게는 접근을 기피토록 하는 향을 내게 되므로 이는 일상 생활에서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 천연 추출물을 농약 등의 살충 조성물로 사용할 경우, 활성 성분의 함량은 살충제의 제형, 살포 방법에 따라 적절하게 조절할 수 있으나, 0.1 내지 30 중량%가 바람직하다. 활성 성분의 함량이 0.1% 중량% 미만인 경우에는 해충의 살충 효과가 미미하며, 30 중량% 이상이면 이에 따른 경제적 경제적 효과가 없으므로 더 이상의 과량을 사용할 필요는 없다.
따라서 본 발명의 살충 및 기피 조성물은 해충의 살충 및 기피 작용을 갖는 화장품, 세제 및 방향제 등의 제품을 제공한다.
본 발명의 혼합 추출물이 포함된 화장품에는 스킨, 로션, 크림, 에센스, 영양수, 화장수 및 팩과 같은 물질을 포함하나, 이에 한정되는 것이 아니다. 또한 상기 세제에는 비누, 샴푸, 린스, 클렌징, 전신 세정제, 트리트먼트 및 미용액 제품 등을 포함하나 이에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 방향제는 명칭에 상관없이 추출물의 미세 입자가 공기를 매개하여 해충에게 이동함으로써, 해충의 기피효과를 갖는 물질을 의미한다.
본 발명의 조성물을 포함하는 구체적인 제품을 제조함에 있어서 사용 목적에 따라, 본 발명의 조성물 이외에 다른 유효성분 또는 부형제를 첨가할 수 있다.
사용하는 부형제로는 액체 또는 고체 담체(희석제), 전착제, 유화제, 보습제, 분산제, 점착제, 붕해제 등과 같이 당해 분야에서 널리 알려진 것을 사용할 수 있다.
액체 담체의 예로는 톨루엔, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화 수소, 부탄올, 옥탄올, 글리콜 등과 같은 알코올, 아세톤 등의 케톤, 디메틸포름아미드와 같은 아미드, 디메킬설폭사이드 등과 같은 설폭사이드, 메틸나프타렌, 시클로헥산온, 동물유, 식물유, 지방산, 지방산 에스테르, 등유, 경유 등의 석유 분획 또는 물을 들 수 있다.
상기 고체 담체의 예로는 점토, 카올린, 활석, 규조토, 실리카, 탄산 칼슘, 몬트로밀로나이트, 벤토나이트, 장석, 석영, 알루미나, 톱밥 등을 들 수 있다. 전착제의 예로는 폴리옥시에틸렌 노닐 페니 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 등을 들 수 있고, 유화제 또는 분산제의 예로는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제가 있다.
예를 들어 고급 알코올 나트륨 설페이트, 스테아릴트리메틸암모늄 클로라이드, 폴리옥시에틸렌 알킬 페닐 에테르, 라우릴 베타인, 트리톤-X-100 등의 트리톤계 등을 들 수 있다. 상기 보습제의 예로는 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에트로 디알킬설로석시네이트 등을 들 수 있으며, 점착제의 예로는 카프복시메킬셀룰로오스, 폴리비닐 알코올을 들 수 있고, 상기 붕해제로는 리그닌설폰산나트륨, 라우릴황산나트륨을 들 수 있다.
예를 들어 화장비누를 제조할 경우, 혼합 추출물 이외에 화장비누에 통상적으로 사용되는 비누성분 및 계면활성제 등과 통상적인 산화방지제, 보습제, 점종제, 무기염류, 향료, 안료 및 염료 등을 더 함유할 수 있다. 또한 화장비누 조성물은 고형 비누 외에도 연고 또는 액제 등의 제제 형태로 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 녹차 추출물 제조
증류수로 수세한 녹차 잎 분말 100g에 70% 에탄올 2리터를 가한 후, 70℃에서 2시간 동안 가열하여 reflux 환류 냉각추출한 후, 얻어진 추출물을 400 메쉬 여과지에 여과한 다음, 수득한 여액을 감압회전농축기를 이용하여 농축하고, 동일량의 용매를 사용하여 환류, 여과, 농축을 반복하였다. 농축된 추출물 6.48g을 수득하였으며, 상기 70% 에탄올 추출법에 의한 수율은 3.24%이었다.
실시예 2: 어성초 추출물 제조
실시예 1의 방법에 따라서 마찬가지로 어성초 추출물 7.20g을 얻었다. 상기 70% 에탄올 추출법에 의한 수율은 6.60%이었다.
실시예 3~7: 살충제 조성물의 제조
실시예 1의 녹차 에탄올 추출물과 실시예 2의 어성초 에탄올 추출물, 프로필렌글리콜, 계면활성제, 비타민 E 아세테이트, 동백오일을 다음의 표 1에 나타낸 비율과 함량(g)로 혼합하여 살충제 조성물을 제조하였다.
성분 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
녹차 추출물 21 20 25 26 30
어성초 추출물 30 28 25 22 20
70%에탄올 30 33 35 40 38
프로필렌글리콜 6 6 5 4 4
계면활성제 6 6 5 4 4
비타민E 아세테이트 2 2 1 1 0.5
동백오일 5 5 4 3 3.5
전체 함량 100 100 100 100 100
시험예 1: 살충 활성 시험
상기 실시예 3~7에서 제조된 조성물을 이용하여 살충력 시험을 수행하였다. 살충활성 실험을 하기 위해서 파리목(dipetra)의 모기유충단계인 4령 유충(4th instar Larva) 및 성충의 전단계인 퓨파(Pupa) 총 10마리를 Blank를 포함한 6개의 시험관(test tube)에 각각 10ml씩 분주하였다. 이후 각각의 시험관에 사멸되는 유충의 개체 수를 확인하였다. 비교 제품으로 시판되는 살충제를 사용하였다. 실험조건은 유충이 생활할 수 있는 실온조건인 28℃-30℃이었으며, 3회 반복실험한 뒤 사멸되는 유충 개체수의 평균값을 측정하였다.
시험결과 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예
30분후 사멸율 91.35% 90.67% 92.23% 91.76% 90.56% 96.85%
1시간후 사멸율 95.26% 96.65% 98.34% 96.21% 97.32% 100%
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 천연 살충제 조성물 중에서 실시예 5의 제품이 가장 높은 사멸율을 기록하여 방제 효과가 매우 우수하였다. 본 발명의 살충제 조성물은 비교용으로 사용한 화학 살충제에 비하여 살균 효과는 거의 유사하거나 다소 떨어지지만, 친환경 살충제로서 유용하게 이용될 수 있는 정도의 것으로 확인되었다.
실험예 2: 살충제 조성물에 대한 안전성 검사
본 실험에서는 상기 실시예 5에서 제조된 살충제 조성물에 대한 급성경구독성, 급성격피독성, 안점막 자극성, 피부자극성을 포함하는 안전성 검사를 (재)전북생물산업진흥원에 의뢰하여 수행하고 그 결과를 다음의 표 3에 나타내었다.
시험항목 시험결과 독성구분
급성경구독성 급(LD.5000 mg/kg) 급(기준:급/급)
급성경피독성 급(LD.4000 mg/kg) 급(기준:급/급)
안점막자극성 시험 없음
(안점막자극지수=3.5)
-
피부자극성시험 없음(피부자극지수=0) -
검사결과, 본 발명의 살충제 조성물은 유기농업자재로 사용이 가능한 수준으로 독성이 낮음을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (2)

  1. 녹차 에탄올 추출물 25 중량부, 어성초 에탄올 추출물 25 중량부, 70%(v/v) 에탄올 35 중량부, 프로필렌글리콜 5 중량부, 계면활성제 5 중량부, 비타민 E 아세테이트 1 중량부 및 동백나무(Camellia japonica Linne)의 씨(seed)를 추출하여 얻은 동백 오일 4 중량부를 포함하며,
    상기 녹차 및 어성초 추출물은
    a) 녹차 잎과 어성초 잎을 70%(v/v) 에탄올을 가한 후, 35℃이상 75℃미만에서 1~3시간 동안 가열하여 환류 냉각추출하는 단계;
    b) 상기 추출 단계로부터 얻어진 추출물을 여과 및 농축하는 단계;
    c) 상기 여과후 남은 잔사에 상기 a), b) 과정을 2회 더 반복하여 여과 및 농축하는 단계;에 의해 각각 추출되는 것을 특징으로 하는 친환경 살충 및 기피제 조성물.
  2. 삭제
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