KR102362825B1

KR102362825B1 - 찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 유효성분으로 함유하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물

Info

Publication number: KR102362825B1
Application number: KR1020210111819A
Authority: KR
Inventors: 오민석
Original assignee: (주) 한국그린피스
Priority date: 2021-08-24
Filing date: 2021-08-24
Publication date: 2022-02-15

Abstract

본 발명은 찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 유효성분으로 함유하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 먼지 비산방지용 조성물은 구조물의 해체 시 발생되는 부유분진의 비산을 효과적으로 응집하여 비산을 방지하고, 수거를 용이하게 할 뿐만아니라, 천연물 소재를 이용하여 사람의 피부에 안전하고 호흡 시 인체에 무해하며, 부유분진으로 인한 피부 손상을 예방하고 생분해성으로 환경보호에 뛰어난 효과를 발휘한다.

Description

찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 유효성분으로 함유하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물 {Sprinkled water composition for shatter prevention of suspended dust using Glutinous rice starch extract and Hibiscus manihot root mucous extract}

본 발명은 찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 유효성분으로 함유하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물에 관한 것이다.

콘크리트는 가장 일반적으로 사용하는 건축 자재 중의 하나이다. 콘크리트는 강한 강도와 밀착력을 가지고 있어 20세기에 들어서 기존의 건축 자재인 돌과 나무 등을 대신하여 폭넓게 사용되어져 왔다. 콘크리트는 석회석을 미세하게 가공하여 물과 모래를 혼합하여 사용하며, 건축물의 용도와 크기, 부피에 따라서 철근, 돌 등을 첨가하여 사용하며 내구성과 강한 압력을 견디게 하는 중요한 건축 자재이다.

최근 한국을 비롯하여 세계적으로 노후한 콘크리트 구조물은 도시의 미관이나 용도의 변경, 도시 재생을 목적으로 해체를 진행하고 있으며, 그 자리에 새로운 기능을 가진 구조물을 신축하고 있다. 특히, 한국의 경우 한국전쟁 이후 급격한 산업의 발달로 인하여 많은 콘크리트 구조물이 증축되었으나, 최근 도시의 주거환경 개선을 위하여 기존 노후한 콘크리트, 목재, 흙 등으로 건축된 건축물을 철거하고 새로운 건축물을 도시의 목적에 맞게 증축 또는 신축하는 과정이 활발하게 진행되고 있다.

하지만, 이러한 구조물들은 콘크리트, 아스콘, 모래, 석회석, 목재 등으로 구성되어 있기 때문에 부유분진의 비산이 필연적으로 발생된다. 부유분진(비산분진)은 공사장 등에서 일정한 배출구를 거치지 않고 대기 중으로 직접 배출되는 먼지이다. 이러한 부유분진의 비산은 주변 건물을 오염시키고, 사람의 호흡기 질환을 유발할 뿐만아니라 안 질환, 피부 질환 등을 유발한다.

또한, 콘크리트 등 부유분진은 식물 등 구체적으로는 농작물에 장시간 달라 붙어 자연적인 현상 즉 비, 바람 등에도 쉽게 씻겨지지 않기 때문에 농작물의 생장을 억제시켜 생산성과 질을 감소시킬 수 있다.

따라서 구조물의 해체 시 부유분진의 비산을 효과적으로 포집하고, 포집된 부유분진이 바닥으로 떨어졌을 때 이를 용이하게 수거하여 2차 비산분진으로 인한 환경오염을 막는 기술들의 개발이 절실히 필요한 실정이다.

한국등록특허 제10-1585596호(2016.01.08.)에는, 먼지 및 오염물질 제거용 분사장치에 관하여 개시되어 있다. 한국등록특허 제10-1711786호 (2017.02.23)에는, 카르복시산 가교화 전분을 이용한 비산방지용 천연도포제 및 이의 제조방법에 관하여 개시되어 있다.

본 발명은 천연으로부터 유래하여 인체에 무해하고, 생분해성이 우수한 찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 이용하여 구조물의 해체 작업 시 콘크리트, 목재, 흙 등으로 발생되는 부유분진의 비산 방지와 낙하된 비산먼지를 효율적으로 수거할 수 있는 기능을 발휘하는 살수 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 유효 성분으로 함유하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물을 제공한다.

본 발명의 부유분진 비산 방지용 살수 조성물에 있어, 상기 찹쌀 전분 추출물은, 일 예로 용매 추출법, 초고압 추출법, 초음파 추출법, 초임계 추출법으로 이루어진 군에서 선택된 추출법으로 추출된 것일 수 있다.

이때, 상기 찹쌀 전분 추출물은, 바람직하게는 살수용수 총 중량에 대하여 1.0 내지 30.0 중량% 포함되는 것이 좋다.

본 발명의 부유분진 비산 방지용 살수 조성물에 있어, 상기 닥풀뿌리 점액추출물은, 일 예로 용매 추출법, 초고압 추출법, 초음파 추출법, 초임계 추출법으로 이루어진 군에서 선택된 추출법으로 추출된 것일 수 있다.

이때, 상기 닥풀뿌리 점액추출물은, 바람직하게는 살수용수 총 중량에 대하여 1.0 내지 30.0 중량% 포함되는 것이 좋다.

본 발명의 부유분진 비산 방지용 살수 조성물에 있어, 상기 부유분진은, 바람직하게는 부유분진의 건축구조물 해체 시 발생되는 입자가 0.01㎛ 내지 10㎛인 것이 좋다.

본 발명의 먼지 비산방지용 조성물은 구조물의 해체 시 발생되는 부유분진의 비산을 효과적으로 응집하여 비산을 방지하고, 수거를 용이하게 할 뿐만아니라, 천연물 소재를 이용하여 사람의 피부에 안전하고 호흡 시 인체에 무해하며, 부유분진으로 인한 피부 손상을 예방하고 생분해성으로 환경보호에 뛰어난 효과를 발휘한다.

도 1은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 추출물의 부유분진 비산 방지 포집 효과를 확인한 결과이다.
도 2는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 추출물의 피부 안전성을 확인한 결과이다.

현재는 비산방지를 위하여 구조물의 해체 시 차단벽을 설치하거나 다량의 물을 살수하는 방법만이 유일한 방법으로 채택되고 있다. 그러나, 차단벽은 부유분진의 비산을 막는데 한계가 있으며, 상수도를 이용한 살수는 특별한 부유분진 포집 성분을 함유하고 있지 않아 다량의 물을 사용해도 비산되는 부유분진을 효과적으로 방제하지 못할 뿐만아니라, 오히려 과도한 물의 사용은 주변의 환경을 악화시켜 보행 시 질척거림 등 많은 불편함을 유발한다.

또한, 물만을 과량으로 살포할 경우 부유분진의 양이나 비산속도 등이 높을 때 응집할 수 있는 양이 제한되어 있기 때문에 분진을 효과적으로 제거할 수 없고, 막대한 물의 사용으로 인한 경제적 손실이 크다. 게다가, 물만을 사용한 살수를 이용하여 부유분진을 포집하였다 하더라도 물이 증발될 경우 재차 부유분진이 발생하여 분진을 수거하는데 어려움이 있다.

이에, 본 발명은 찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 유효 성분으로 함유하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명에서 사용하는 찹쌀(Glutinous rice)은 한반도, 일본, 중국, 필리핀, 인도네시아, 베트남 등에서 재배되고 있는 일년생 초본식물로써 진천, 청주, 음성, 괴산등에서 재배되는 자포니까 종(한국종)이다. 우리가 일상적으로 먹고 있는 멥쌀의 녹말성분은 아밀로스(amylose) 20%, 아밀로펙틴(amylopectin) 80%로 이루어져 있으나, 찹쌀은 녹말 성분인 아밀로펙틴(amylopectin) 100%로 이루어져 통상적 식용으로 사용되는 멥쌀과 구별된다. 찹쌀의 아밀로펙틴은 물에서 수화되어 끈적끈적한 점성을 가지는 액이 된다. 즉, 이 때문에 본 발명은 찹쌀로부터 아밀로펙틴을 얻는 기술을 포함한다.

본 발명에서 사용하는 닥풀(Hibiscus manihot)은 아욱과의 여러 해살이 풀로 우리나라 각지에 분포한다. 황촉규, 당황, 촉규, 촉귀라고도 불리우며 한의학에서는 호흡기를 다스리며 신경질환의 치료에 널리 이용되고 있다. 잎은 어긋나고 잎몸은 손바닥 모양으로 5~9개로 갈라지며 송곳모양의 턱잎은 바늘처럼 가늘고 작다. 꽃은 8~9월에 엷은 황색의 5개의 판형태의 꽃잎으로 피며 꽃의 지름은 10~15㎝이다. 열매는 9~10월에 긴 타원형으로 삭과가 달려 익는다. 뿌리는 16%가 점액질이며 아라반(araban)이 12.30%, 갈락탄(Galactan) 13.19% 등 그 밖의 점성 물질로 이루어져 있다. 풍부한 점액 성분으로 인하여 한지를 만들 때 한지의 부착력을 강화시키는 접착제로 이용되고 있다. 닥풀뿌리라는 이름도 여기에서 유래한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의할 경우, 본 발명의 찹쌀전분 추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 함유하는 살수 조성물은 상기한 입자크기에서 멥쌀전분 추출물을 함유하는 살수 조성물의 2~5배, 상수도만을 이용한 살수용 물보다 4~10배 이상의 뛰어난 부유분진 비산 방지효과를 나타내었다.

또한, 본 발명의 실험에 의하면, 낙하된 비산먼지의 입자의 크기를 멥쌀전분 추출물을 함유하는 살수의 10~30배, 상수만을 이용한 살수용 물보다 20~50배를 증가시켜 수거 시 2차 비산을 효과적으로 억제함을 확인한 바 있다 (미도시).

이와 같은 결과는 본 발명의 찹쌀전분 추출물이 전분의 점도로 인하여 부유분진을 효과적으로 포집하고, 닥풀뿌리 점액추출물의 점성으로 인하여 낙하된 부유분진의 응집력을 증가시켜 입자의 크기를 증가시키므로 콘크리트 등으로 건축된 구조물의 해체 시 비산되는 각종 먼지를 효과적으로 포집하고 이를 용이하게 수거하는데 사용될 수 있음을 의미한다.

또한, 본 발명의 조성물은 비단 구조물의 해체 시 부유분진의 포집과 응집 뿐만 아니라 중금속 등 각종 유해물질, 미세먼지 등의 비산을 효과적으로 제거하고 효율적으로 수거할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 찹쌀전분 추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 함유하는 비산방지용 살수 조성물은 일반 살수에 비하여 뛰어난 피부 안전성을 확인할 수 있었다. 이는, 본 발명의 조성물이 미세먼지로 인한 염증으로 말미암아 발생하는 피부 자극에 대해 안전하게 사용될 수 있음을 의미한다.

또한, 상기한 결과는 본 발명의 찹쌀전분 추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 함유하는 부유분진 방지용 살수는 식물의 잎, 줄기, 과실에 부유분진의 침착을 감소시켜 부유분진으로 인하여 야기되는 식물의 생장 억제를 완화시키는 친환경 살수제로 사용될 수 있음을 의미한다.

본 발명의 부유분진 비산 방지용 살수 조성물에 있어, 상기 찹쌀 전분 추출물 및 상기 닥풀뿌리 점액추출물은, 일 예로 용매 추출법, 초고압 추출법, 초음파 추출법, 초임계 추출법으로 이루어진 군에서 선택된 추출법으로 추출된 것일 수 있다. 더욱 바람직하게는 물을 이용한 초고압 추출법을 사용하는 것이 좋다.

이때, 상기 찹쌀 전분 추출물 및 상기 닥풀뿌리 점액추출물은, 바람직하게는 살수용수 총 중량에 대하여 각각 1.0 내지 30.0 중량% 포함되는 것이 좋다. 본 발명에서는 상기한 중량%로 찹쌀 전분 추출물 및 닥풀뿌리 점액추출물 각각을 포함하였을 시, 우수한 비산 방지 효과를 나타내었음을 확인하였다.

상기 용매 추출법은, 바람직하게는 물을 용매로 하여 4~100℃의 선택된 온도에서 수행될 수 있다. 더욱 바람직하게는 20~60℃의 물을 용매로 사용하는 것이 좋다.

상기 초고압 추출법은, 바람직하게는 압력 100~5,000 MPa, 온도 40~90℃에서 1~5시간 동안 처리하여 높은 압력의 조건으로 전분의 변성없이 추출할 수 있다.

상기 초음파 추출법은, 바람직하게는 20~100 kHz의 초음파를 30~70℃의 온도에서 1~5시간 동안 처리하여 마이크로버블을 생성하여 추출할 수 있다.

상기 초임계 추출법은, 바람직하게는 초임계 유체를 이용하여 추출하는 추출방법으로, 초임계 유체는 이산화탄소를 사용하는 것이 좋다.

한편, 본 발명은 비산되는 먼지의 종류에 따라서 다양한 제형으로 응용 가능하며, 하기 실험예 및 제조예는 본 발명을 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예 또는 실험예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예 또는 실험예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.

[실시예 1 : 찹쌀전분 추출물의 제조]

찹쌀을 백미로 도정한 후 건조하여 파쇄한 찹쌀 100g에 물 1,000g을 첨가한 후, 50℃의 온도에서 2시간 동안 추출하여 추출물을 수득한 후, 55℃ 온도에서 감압농축하고 동결건조하였다.

[실시예 2 : 찹쌀전분 초고압 추출물의 제조]

찹쌀을 백미로 도정한 후 건조하여 파쇄한 찹쌀 100g에 물 1,000g을 첨가한 후, 압력 3,000 MPa, 온도 50℃에서 2시간 동안 처리하여 추출물을 수득한 후 여과 한 다음, 55℃ 온도에서 감압농축하고 동결건조하였다.

[실시예 3 : 찹쌀전분 초음파 추출물의 제조]

찹쌀을 백미로 도정한 후 건조하여 파쇄한 찹쌀 100g에 물 1,000g을 첨가한 후, 50 kHz의 초음파를 가하고 50℃의 온도에서 2시간 동안 추출하여 추출물을 수득한 후, 55℃ 온도에서 감압농축하고 동결건조하였다.

[실시예 4 : 닥풀뿌리 초고압 점액추출물의 제조]

건조한 닥풀뿌리를 파쇄한 후 닥풀뿌리 100g에 물 1,000g을 첨가한 후, 압력 3,000 MPa, 50℃의 온도에서 2시간 동안 추출하여 추출물을 수득한 후, 55℃ 온도에서 감압농축하고 동결건조하였다.

[실시예 5 : 초고압 찹쌀전분 추출물과 닥풀뿌리 초고압 점액추출물의 혼합물 제조]

실시예 2와 4로부터 얻은 동결건조된 찹쌀전분 초고압추출물과 닥풀뿌리 초고압 점액추출물을 각각 동량(g/g)으로 500rpm에서, 20분간 혼합하여 혼합물을 제조하였다.

[비교예 1 : 멥쌀전분 초고압 추출물의 제조]

멥쌀을 백미로 도정한 후 건조하여 파쇄한 멥쌀 100g에 물 1,000g을 첨가한 후, 압력 3,000 MPa, 온도 50℃에서 2시간 동안 처리하여 추출물을 수득한 후, 여과하고 55℃ 온도에서 감압농축하고 동결 건조하였다.

[실험예 1 : 부유분진 포집 효과]

찹쌀 전분을 함유하는 구조물의 해체 시 발생되는 부유분진의 비산방지용 살수에 대한 부유분진 감소 효과를 평가하기 위하여 하이볼륨에어 샘플러법(High Volume Air Sampler Method)을 이용하여 측정하였다.

건축물의 해체 시에 수거된 콘크리트를 수분함량 5% 이하로 건조한 후, 미세하게 분쇄하고 매쉬를 이용하여 10㎛ 이하의 부유분진과 10㎛ 이상의 강하분진을 분리하였다. 이렇게 얻어진 부유분진을 실험에 이용하였다.

실시예 1 내지 5에서 얻어진 찹쌀전분 추출물과 비교예 1에서 얻어진 멥쌀전분 추출물을 각각 살수용수에 중량대비 5%를 혼합하여 실험에 이용하였다. 대조군으로 수돗물을 살수용수로 이용하였다. 먼저, 콘크리트 부유분진을 분사하면서 각각의 추출물을 스프레딩한 다음 하이볼륨에어샘플러기를 통과시켰다.

실험 조건은 온도 18℃에서 압력 750mmHg로 유량 1,000m³/분의 조건으로 24시간 동안 유리섬유여과지를 통과시켰다. 24시간 후 유리섬유여과지를 조심스럽게 떼어내고 100℃에서 건조한 다음 무게를 측정하여 순수한 상수도 물 대비 유리막섬유에 흡착된 비산먼지의 양을 측정하여 비산 방지용 살수의 부유 분진 제거 효과를 평가하였다. 비교 평가는 물을 살포하지 않은 섬유여과지와 비교하여 비산먼지 감소율을 측정하였다.

실험 결과, 물을 도포하지 않은 실험군 대비 유리여과지에 침착된 비산먼지 감소율은 실시예 1의 찹쌀전분 추출물에서 48.9%, 실시예 2의 찹쌀전분 초고압 추출물에서 55.3%, 실시예 3 찹쌀전분 초음파 추출물에서 50.1%, 실시예 4 닥풀뿌리 초고압 점액추출물에서 52.6%, 실시예 5 초고압 찹쌀전분 추출물과 초고압 닥풀뿌리 점액추출물을 혼합하였을 때 61.6%, 비교예 1인 멥쌀전분추출물에서 42.5%, 대조군인 수돗물에서는 28.7%의 부유분진 제거 효과를 보였다 (도 1). 도 1은 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 추출물의 부유분진 비산 방지 포집 효과를 확인한 결과이다.

즉, 찹쌀전분 추출물, 찹쌀전분 초고압추출물, 찹쌀전분 초음파 추출물 그리고 닥풀뿌리 초고압 점액추출물 모두 대조군인 수돗물보다 우수한 부유분진 제거효과를 나타내었다.

그 중에서도 특히 초고압 찹쌀전분 추출물과 닥풀뿌리 점액추출물의 혼합물인 실시예 5의 추출물이 가장 우수한 부유분진 비산 방지 효과가 있음을 확인하였다.

[실험예 2 : 피부 안전성 평가]

찹쌀전분 추출물의 피부 안전성을 평가하기 위하여, 사람피부세포를 배양하여 사용하였다. 인간 유래 섬유아세포(HDFn)를 1×10⁴ cells/ml로 96 웰 플레이트(well plate)에 200㎕씩 분주하고 37℃, 5% CO₂ 세포 배양기에서 24시간 동안 세포를 안정화시켰다.

이후, 1% FBS를 함유한 DMEM 배지로 교환하고 실시예 1 내지 5와 비교예 1, 그리고 대조군인 상수도물을 각각 100㎍/㎖의 농도로 처리하고 세포 배양기에서 48시간 동안 반응시킨 후, 5㎎/㎖ 농도의 MTT 시약을 각 웰에 20㎕씩 첨가하고 세포 배양기에서 1~2시간 동안 반응시켰다.

그 후, 상층액을 모두 제거하고 DMSO 100㎕를 각 웰에 첨가하여 세포를 완전히 용해시킨 후 550㎚에서 흡광도를 측정하였다. 생존 정도는 아무것도 처리하지 않고 동량의 배양액을 처리한 세포군 대비 백분율로 계산하여 평가하였다.

실험 결과, 실시예 1 내지 5, 비교예 1, 대조군의 피부세포생존율은 각각 118.9%(실시예 1), 125.4%(실시예 2), 120.7%(실시예 3), 122.2%(실시예 4), 128.7%(실시예 5), 113.6%(비교예 1) 그리고 111.5%(대조군)로 나타났다 (도 2). 도 2는 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 추출물의 피부 안전성을 확인한 결과이다.

특히, 실시예 5의 찹쌀전분 초고압 추출물과 닥풀뿌리 점액추출물의 혼합물이 피부 안전성이 가장 우수한 효과를 얻어, 부유분진 제거용 살수에 혼합하여 사용할 경우 비산되는 부유분진으로 인한 피부 손상의 예방효과가 가장 우수한 것으로 판단되었다.

[제조예 1 내지 4 : 찹쌀전분 추출물을 포함하는 비산방지용 살수 조성물의 제조]

상기 실시예 1 내지 4의 찹쌀전분 추출물이 5.0 중량% 포함된 비산방지용 살수 조성물을 하기 표 1의 조성으로 제조하였다.

성분	제조예 1 (중량%)	제조예 2 (중량%)	제조예 3 (중량%)	제조예 4 (중량%)
실시예 1	5.0	-	-	-
실시예 2	-	5.0	-	-
실시예 3	-	-	5.0	-
실시예 4	-	-	-	5.0
실시예 5	-	5.0	-	5.0
수돗물	to 100	to 100	to 100	to 100
합계	100	100	100	100

Claims

찹쌀 전분추출물과 닥풀뿌리 점액추출물을 유효 성분으로 함유하되,
상기 찹쌀 전분추출물과 상기 닥풀뿌리 점액추출물은, 초고압 추출법으로 추출된 것을 특징으로 하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 찹쌀 전분 추출물은,
살수용수 총 중량에 대하여 1.0 내지 30.0 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 닥풀뿌리 점액추출물은,
살수용수 총 중량에 대하여 1.0 내지 30.0 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물.
제1항에 있어서,
상기 부유분진은,
부유분진의 건축구조물 해체 시 발생되는 입자가 0.01㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 부유분진 비산 방지용 살수 조성물.