KR102253878B1 - 액상비누의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상비누의 제조방법에 관한 것으로, 식물로부터 식물성 지방산을 분리하는 지방산 제조단계; 탄산칼륨 및 정제수를 혼합하는 촉진제 제조단계; 및 상기 식물성지방산 및 상기 촉진제를 교반하는 비누 제조단계를 포함하여 구성된다.
이에 따라, 식품 첨가 가능한 물질인 탄산칼륨을 이용하여 취급에 부담이 적고, 지방산과의 반응을 통해 상온에서 비누화반응이 진행될 수 있으며, 사용되는 모든 소재가 식품첨가 소재로 이루어져 제조과정상에서의 안전을 담보하면서 안전문제로 인한 제품의 불량율에 자유롭다. 또한, 일반적인 계면활성제를 이용한 제품과 대비하더라도 준수한 수준의 세정력을 유지하면서 피부의 자극을 현저하게 줄일 수 있다.

Description

액상비누의 제조방법 {Manufacturing method for liquid soap}

본 발명은 액상비누에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계면활성제를 첨가하지 않고, 식용 가능한 소재만으로 이루어져 우수한 세정력은 물론이고 피부에 자극을 감소시킬 수 있는 액상비누에 관한 것이다.

피부 표면에는 각질층이 덮고 있어 피부를 1차적으로 보호 하는데, 각종 공해환경에 노출된 상태로 사회활동을 하는 인간의 피부에는 각종 유해불순물이 부착하거나 침투하게 된다.

피부에 부착되거나 내부로 침투한 불순물은 세균의 영양분으로 제공되거나 피부의 원활한 세포활동을 방해하여 피부염 등의 피부 트러블을 일으키고, 땀샘을 막아 땀의 배출을 통한 체온 조절 기능이 저하되는 등의 부작용이 발생하기 때문에 피부를 자주 세정할 필요가 있다.

세정제는 냉수 및 온수에서 적당한 기포력을 가지고, 피부에 부착된 유성 및 수성오염을 깨끗이 제거하고, 피부에 자극이 적고, 과도한 탈지를 막고, 세정시 빼앗기기 쉬운 피부의 수분을 공급함과 동시에 수분이 증발되지 않도록 피부 보습력이 우수하여 피부 거침을 예방하고, 피부 유연성을 증대시킬 수 있는 제품이 바람직하다.

통상적으로 세정제는 계면활성제, 세정보조기제, 천연보습성분 및 천연 식물성오일 등의 보습제, 기능성을 추구하기 위한 유효성분 및 아로마 효과를 가미한 향 등을 포함하고 있는데, 계면활성제 및 기타 성분들의 적절한 혼합으로 제품에 보습력, 세정력 및 기포력을 부여하고 있다. 계면활성제에 따른 제품 특징을 살펴보면, 음이온 계면활성제인 지방산 비누 성분만을 사용하는 경우 기포력 및 세정력이 우수한 장점이 있으나 세정력이 지나친 경우 피부를 약하게 하거나 거칠게 할 수 있으며, 반면에 지방산 비누 성분을 제외한 계면활성제의 경우 기포력은 적당하나 계면활성제의 피부흡착과 헹굼성의 미흡으로 미끈거리는 감이 남으며, 간혹 계면활성제로 인한 피부자극이 유발되는 문제점이 있다.

한편, 천연비누는 화학물질인 합성계면활성제를 첨가하지 않고 계면활성 기능을 갖는 천연 소재를 첨가하여 만든 비누를 말하는 것으로, 합성계면활성제를 이용한 종래의 비누와 달리 피부에 자극을 현저히 줄이는 장점이 있다. 이러한 천연비누가 ‘특허문헌 1’에 개시되어 있다.

‘특허문헌 1’은 대나무 숯을 활용한 액상비누 제조 방법에 관한 것으로, 그 청구항 1에는 “팜 오일, 코코넛 오일, 피마자 오일, 미강 오일을 혼합한 혼합오일을 80℃까지 가열하며 교반하여 오일 베이스를 제조하는 오일 베이스 제조단계; 상기 혼합오일 500중량부를 기준으로 정제수 115중량부와 수산화칼륨 115중량부를 혼합한 후 80℃까지 가열하며 교반하여 비누화 용액을 제조하는 비누화 용액 제조단계; 상기 오일 베이스 및 상기 비누화 용액을 혼합 후 겔화 상태가 될 때 까지 블랜더로 교반하여 비누 페이스트를 제조하는 비누 페이스트 제조 단계; 상기 혼합오일 500중량부를 기준으로 정제수 115중량부와 설탕 35중량부를 혼합한 후, 80℃까지 가열하여 설탕 혼합액을 제조하는 설탕 혼합액 제조단계; 상기 비누 페이스트에 상기 설탕 혼합액을 첨가한 후, 교반하여 투명화 비누 페이스트를 제조하는 투명화 비누페이스트 제조단계; 상기 투명화 비누 페이스트를 중탕한 후 식히는 중탕단계; 상기 혼합오일 500중량부를 기준으로 향오일 1~2중량부와 대나무 숯 분말 5~10중량부를 상기 중탕단계에서 중탕된 투명화 비누 페이스트에 첨가하여 대나무 비누 페이스트를 제조하는 대나무 비누 페이스트 제조단계; 상기 대나무 비누 페이스트를 2℃~5℃사이의 온도에서 2주 내지 4주 동안 안정화시키는 안정화 단계; 상기 안정화된 대나무 비누 페이스트를 희석액과 1:2 질량비만큼 혼합하고, 죽염 0.2 중량부 내지 0.5 중량부를 첨가하여 액상 대나무 비누를 제조하는 희석단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대나무 숯을 활용한 액상비누 제조 방법”이 개시되어 있다.

그러나 ‘특허문헌 1’의 경우에도 비누화 반응을 유도하기 위한 촉진제로서 수산화칼륨을 이용하는데, 수산화칼륨의 경우 강염기성 물질로서 제조 과정에 사고를 방지하기 위한 높은 수준의 관리 및 감독이 요구되고, 비누 역시 높은 pH로 인해 동물이나 아이들이 섭취했을 시 문제가 발생할 수 있다.

KR 10-2019-0064830 A1 (2019. 6. 11.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 비누화 반응을 유도하기 위한 촉진제로서 식품 첨가 물질인 탄산칼륨을 이용하고, 탄산칼륨으로부터의 반응 효율을 향상시키기 위하여 지방산과 반응시키는 액상비누의 제조방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 액상비누의 제조방법은 식물로부터 식물성 지방산을 분리하는 지방산 제조단계; 탄산칼륨 및 정제수를 혼합하는 촉진제 제조단계; 및 상기 식물성지방산 및 상기 촉진제를 교반하는 비누 제조단계를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액상비누의 제조방법은 식품 첨가 가능한 물질인 탄산칼륨을 이용하여 취급에 부담이 적고, 지방산과의 반응을 통해 상온에서 비누화반응이 진행될 수 있으며, 사용되는 모든 소재가 식품첨가 소재로 이루어져 제조과정상에서의 안전을 담보하면서 안전문제로 인한 제품의 불량율에 자유롭다.

또한, 일반적인 계면활성제를 이용한 제품과 대비하더라도 준수한 수준의 세정력을 유지하면서 피부의 자극을 현저하게 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액상비누의 제조방법의 블록도
도 2는 실시예 2의 외관을 도시한 사진
도 3은 비교예 3의 외관을 도시한 사진

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 "발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙"에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야지, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되서는 안 된다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

지방산 제조단계(S10)는 비누화 반응의 반응물질인 지방산을 제조하는 단계로서, 본 발명은 식물성오일에서 지방산을 추출하여 사용한다. 사용될 수 있는 식물성오일의 원료로는 팜유, 코코넛 오일, 해바라기 오일, 포도씨유 오일, 올리브 오일, 아보카도 오일, 호호바 오일, 달맞이꽃 오일, 콩오일, 현미유, 카놀라유 등을 이용할 수 있다. 본 발명은 이와 같이 식물성 오일로부터 추출된 지방산을 이용하여 비누화반응을 진행함으로써 상온에서도 효율적인 반응이 진행될 수 있는 장점이 있다. 이하에서는 코코넛 오일로부터 추출된 코코넛 지방산을 이용하는 것을 기준으로 설명한다.

촉진제 제조단계(S20)는 비누화 반응에서 유화작용을 하는 촉진제를 제조하는 단계로서, 본 발명의 촉진제는 탄산칼륨 수용액이 이용된다. 본 발명은 일반적으로 비누화반응의 대표물질인 수산화나트륨이나 수산화칼륨이 아닌 식용 물질인 탄산칼륨을 이용함으로써 i)비누의 제조과정에서 발생할 수 있는 유해물질로 인한 안전사고로부터 자유롭고, ii)비누화반응 이후에도 잔류하는 수산화칼륨으로 인한 제품의 불량율(가령 높은 pH나 유독성 등) 문제에 대해서도 자유로운 장점이 있다.

다만, 수산화나트륨이나 수산화칼륨에 비하여 탄산칼륨은 반응성이 다소 낮은 한계가 있으나, 본 발명은 오일에서 추출된 지방산을 이용함으로써 탄산칼륨이 가진 한계를 보완할 수 있다.

한편, 촉진제 제조단계(S20)는 탄산수소나트륨이 더 부가될 수 있다. 탄산수소나트륨은 세정력을 증가시키는 역할을 하는 것으로, 전체 중량 대비 0.5 내지 7 중량%가 첨가되는 것이 바람직하다. 7 중량%를 초과할 경우, 상온에서 완전히 용해되지 않으며, 0.5 중량% 미만으로는 세정력을 보완하지 못하기 때문이다.

비누 제조단계(S30)는 지방산 제조단계(S10)에서 제조된 식물성지방산과 촉진제를 혼합하여 비누화 반응을 진행시킴으로써 비누를 제조하는 단계이다.

비누 제조단계(S30)는 4℃ 이상의 온도에서 지방산과 촉진제를 교반기로 교반함으로써 혼합한다. 만약 비누화 반응이 충분히 일어나지 않아 베이스오일 일부가 반응되지 않은 채 남을 경우, 산패되는 문제가 발생하기 때문이다. 바람직하게는 30분 이상 교반해줘야한다. 또한, 본 발명은 식물의 지방산을 이용함으로써 가열하면서 교반할 필요가 없이 상온에서 교반하더라도 반응이 충분히 일어날 수 있는 장점이 있다.

그리고 비누 제조단계(S30)는 촉진제가 담긴 용기에 지방산을 서서히 투여하면서 혼합시키는 것이 바람직한데, 한번에 혼합시킬 경우 탄산가스 발생으로 인해 반응이 폭발적으로 일어날 수 있는 문제가 있기 때문이다. 이에 공정을 빠르면서 안정적으로 진행하기 위해 진공탈포기를 이용하여 발생하는 가스를 즉각적으로 배출시킬 수 있다.

첨가용량에 있어 지방산은 전체 중량비 대비 5 내지 25 중량%인 것이 바람직하다. 지방산이 5 중량% 미만인 경우, 세정력이 급격하게 감소되고 점도가 지나치게 낮아 실제 사용 시 세정제가 쉽게 흘러내리는 문제가 있다. 반면, 지방산이 30 중량%를 초과하는 경우, 점도가 지나치게 증가되어 실제 사용 시 용기에서 잘 나오지 않을 뿐만 아니라 펌핑 시 거품을 발생시키는 용기에서는 거품이 발생하지 않는 문제가 있다.

그리고 탄산칼륨의 경우, 7 중량% 내지 35 중량%인 것이 바람직하다. 이는 지방산과의 비율을 고려한 것으로, 지방산 대 탄산칼륨의 비율이 중량비 기준으로 1:1 내지 5:7의 비율로 혼합되는 것이 바람직한 것에 기인한다. 만약, 탄산칼륨이 상기 비율 미만으로 혼합될 경우 점도가 낮아지면서 덜씻기고, 뿌옇게 되는 문제가 있으며, 상기 비율 초과하여 혼합될 경우 pH 조절이 어렵고, 탄산칼륨의 과잉으로 인하여 피부 보습력이 감소하는 문제가 있다.

본 발명에 따른 액상비누는 탄산칼륨의 투여량에 따라 pH가 8.0 내지 9.8로 유지되는데, 별도의 pH 조절제를 투여하지 않는다. pH가 8.0 미만으로 떨어질 경우, 뿌옇게 되면서 투명도가 낮아지는 문제가 있기 때문이다.

실시예

코코넛 오일로부터 코코넛 지방산을 분리 추출하고, 탄산칼륨을 정제수에 넣어 녹인 다음, 코코넛 지방산을 탄산칼륨 수용액에 조금씩 첨가하면서 30분간 교반시켜 비누를 완성하였다. 실내온도는 25℃였다. 그리고 각 실시예에 따른 조성비는 아래의 표 1과 같다(변수는 빨간색으로 표시하였음).

실험예 1. 외관 관찰 및 점도 측정

실시예 및 비교예에 따라 제조된 액상 비누의 외관을 관찰하고, 점도 측정기를 이용하여 점도를 측정하였다. 결과는 아래의 표 2와 같다.

실시예 1 내지 6은 모두 투명한 것으로 평가되었고, 특히 실시예 2의 외관은 도 2에 도시된 바와 같으며, 나머지 실시예들도 유사한 수준으로 투명하였다. 반면, 비교예 3의 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 불투명한 것으로 평가되었으며, 비교예 5는 투명하기는 하나 가라앉은 침전물이 있는 것으로 평가되었다.

실험예 2. 거품량 측정

실시예 및 비교예의 거품량을 측정하였다. 구체적으로 로스-마일 폼 테스트(ross-miles foam test)를 통하여 거품량을 측정하였다. 그 결과는 아래의 표 3과 같다.

실시예 1 내지 6과 비교예 1을 제외한 나머지 비교예들 모두 우수한 수준의 거품 생성능력을 갖는 것을 알 수 있다.

실험예 3. 세정력 테스트(관능검사)

20대에서 40대 사이의 남녀 10명을 대상으로 실시예 2 및 4, 비교예 3 및 4의 세정력을 평가하였다. 손을 씻을 때의 미끈함과 물로 헹군 뒤의 청결도를 평가하였으며, 우수한 경우 5점, 불량한 경우 1점으로 5점 평가법에 의하여 평가하도록 하였다. 결과는 아래의 표 4와 같다.

실시예 2 및 4, 비교예 4는 모두 우수한 수준의 청결도를 평가되었고, 그 중에서도 실시예 4가 비교적 더 높은 수준으로 평가되었다. 반면, 비교예 3의 경우 청결도가 다소 낮은 것을 알 수 있는데, 평가자들의 의견에 따르면 다 씻은 다음에 손에 묻어나는 잔여물질로 인한 것이라는 답변을 받았다.

미끈함에 있어서 실시예 2, 4 및 비교예 3은 우수한 수준으로 사용 후 미끈거림이 거의 없는 것으로 평가되었으나, 비교예 4의 경우에는 미끈거림이 있는 것으로 평가되었다.

Claims (5)

1. 식물로부터 식물성 지방산을 분리하는 지방산 제조단계;
   탄산칼륨 및 정제수를 혼합하는 촉진제 제조단계; 및
   상기 식물성지방산 및 상기 촉진제를 교반하는 비누 제조단계를 포함하고,
   상기 지방산은 전체 중량비 대비 5 내지 25 중량%이고,
   탄산칼륨은 전체 중량비 대비 7 중량% 내지 35 중량%이며,
   지방산 대 탄산칼륨의 비율이 중량비 기준으로 1:1 내지 5:7의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 액상비누의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 비누 제조단계는, 상기 촉진제에 상기 식물성지방산을 서서히 첨가하면서 교반하는 것을 특징으로 하는 액상비누의 제조방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 촉진제 제조단계는, 페퍼민트 오일 또는 탄산수소나트륨을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액상비누의 제조방법.
   
5. 청구항 1, 3 및 4 중 어느 한 항에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는 액상비누.
   

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