KR102539867B1 - 이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법 - Google Patents

이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있는 겔 조성물과 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물은 아염소산염, pH조절제, 염화나트륨, 이산화염소수를 혼합한 혼합용액이 겔화제에 흡수된다.

Description

이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법{sustained-release gel composition for chlorine dioxide and manufacturing method thereof}
본 발명은 이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있는 겔 조성물과 이의 제조방법에 관한 것이다.
이산화염소(chlorine dioxide, ClO2)는 강력한 산화제로서, 표백제, 탈취제, 살균제 및 소독제로 널리 알려진 화합물이다. 특히, 기존 동일한 목적으로 염소보다도 물에 대한 용해도(25℃에서 301g/L)로 높고, 살균 작용이 뛰어나 물의 소독 및 식품의 처리 등에 널리 사용되고 있다.
이산화염소는 넓은 pH 범위에서의 살균력, 빠른 작용(Bernarde et al, 1965, 1967; McGuire and Dishinger, 1984; Rav-Acha, 1984) 및 유기물과의 제한된 반응(Richardson et al, 1994 Long et al, 1999) 때문에 대장균 등과 같은 유해세균을 살균하는데 효과적으로 사용되고 있다(Han et al, 2001; Singh et al, 2002 Beuchat et al, 2004; Rodgers et al, 2004; Ryu and Beuchat, 2005; Kim et al, 2006).
그러나, 이산화염소의 단점 중 하나는 제조와 저장시 불안정성이다. 이산화염소의 낮은 안정성 때문에, 이산화염소는 현장에서 제조되어야 하고 장기간 저장이 어렵다.
이산화염소를 제조하는 전통적인 방법 중 하나는 반응물로서 아염소산나트륨(sodium chlorite, NaClO2)과 염산(HCl)을 사용하여 아래와 같은 반응에 의해 이산화염소가 생성된다.
5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
이러한 반응에 의한 이산화염소의 발생은 급격하게 일어나며, 이산화염소의 활성에는 지속성이 없다. 따라서 저농도의 이산화염소 가스를 지속적으로 방출할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0072506호는 이산화염소 가스 방출팩이 개시되어 있다.
상기 기술은 이산화염소 가스를 실리카겔에 흡착시킨 후 이를 필름에 패킹함으로써 저농도의 이산화염소 가스를 지속적으로 방출하고자 시도하고 있다. 하지만 이산화염소의 방출지속시간이 5 내지 7일 정도로 지속시간이 길지 않다는 단점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0072506호: 이산화염소 가스 방출팩
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 염화나트륨을 첨가하여 10일 이상 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있는 이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물은 아염소산염, pH조절제, 염화나트륨, 이산화염소수를 혼합한 혼합용액이 겔화제에 흡수된다.
그리고 상기 pH조절제는 상기 겔 조성물의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염이다.
또한, 상기 pH조절제는 인산, 락트산, 시트르산, 아센트산, 말레산 및 이들의 허용되는 염 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 겔화제는 고흡수성 수지이다.
또한, 상기 이산화염소수는 이산화염소의 농도가 1500 내지 2500ppm이다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물의 제조방법은 (a)물에 아염소산염을 용해시켜 제 1용액을 수득하는 단계와; (b)상기 제 1용액에 pH조절제 및 염화나트륨을 첨가하여 제 2용액을 수득하는 단계와; (c)상기 제 2용액에 이산화염소수를 첨가하여 혼합용액을 수득하는 단계와; (d)상기 혼합용액을 겔화제에 첨가하여 겔화시키는 단계;를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출하므로 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 염화나트륨을 첨가함으로써 10일 이상의 장기간 동안 이산화염소를 지속적으로 방출할 수 있으므로 이산화염소의 활용효과를 크게 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 공정을 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 예에 의한 이산화염소 서방출성 겔 조성물은 아염소산염, pH조절제, 염화나트륨, 이산화염소수를 혼합한 혼합용액이 겔화제에 흡수된 것이다.
아염소산염으로 아염소산 알칼리 금속염이나 아염소산 알칼리토류 금속염을 이용할 수 있다.
아염소산 알칼리 금속염으로 아염소산나트륨, 아염소산칼륨, 아염소산리튬을 들 수 있다. 그리고 아염소산 알칼리토류 금속염으로는 아염소산칼슘, 아염소산마그네슘, 아염소산바륨을 들 수 있다. 이 중에서도 용존 이산화염소 가스의 장기적인 보존 안정성이라는 점에서 아염소산나트륨이 바람직하다.
pH조절제는 아염소산염과 반응하여 이산화염소를 발생시키며, 보존 안정성을 향상시키기 위해 겔 조성물이 적절한 pH를 유지할 수 있도록 한다.
pH조절제는 실온(25℃)에서 겔 조성물의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염이다. 이러한 pH조절제로 인산, 락트산, 시트르산, 아센트산, 말레산 및 이들의 허용되는 염 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것이다. 바람직하게 보존 안정성이 뛰어나며, pH 변동을 최소한으로 억제할 수 있는 인산을 이용한다.
염화나트륨은 겔 조성물 중의 이산화염소 가스의 방출특성을 개선시킨다. 즉, 본 발명의 겔 조성물은 염화나트륨이 첨가됨으로써 10일 이상 장시간 동안 서서히 이산화염소를 방출하는 서방출 특성이 크게 향상된다.
이산화염소수는 용매에 이산화염소를 용해시킨 것으로서, 이산화염소수는 일정한 속도 및 농도로 이산화염소를 장시간 동안 방출시킬 수 있도록 보조하는 역할을 한다.
이산화염소를 용해시키기 위한 용매로서 물을 이용할 수 있다. 그리고 이산화염소수는 이산화염소의 농도가 1500 내지 2500ppm인 것이 바람직하다. 1500 내지 2500ppm 농도 범위 내에서 이산화염소의 방출속도를 일정하게 유지하는 효과가 크다.
아염소산염, pH조절제, 염화나트륨, 이산화염소수를 혼합한 혼합용액을 겔화제에 흡수시키면 겔 조성물이 형성된다.
겔화제는 혼합용액의 점도를 조절하여 겔화시켜 이산화염소를 안정화시키기 위한 것으로, 이산화염소의 초기 방출 속도를 제어하는데 중요한 역할을 한다.
혼합용액을 겔화시키기 위한 겔화제로 고흡수성 수지를 이용할 수 있다. 고흡수성 수지로 녹말계 흡수성수지, 셀룰로오스계 흡수성 수지, 합성 폴리머계 흡수성 수지 등을 이용할 수 있다. 녹말계 흡수성 수지로는 녹말/폴리아크릴산계 수지 등이 있으며, 합성 폴리머계 흡수성 수지로는 가교 폴리아크릴산계 수지, 이소부틸렌/말레산계 수지, 포발/폴리아크릴산염계 수지, 폴리아크릴산염계 수지 등이 있다.
상술한 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물은 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있다. 특히, 본 발명은 염화나트륨을 첨가함으로써 방출기간을 10일 이상 장시간 동안 지속적인 방출이 가능하다.
이하, 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물의 제조방법에 대하여 살펴본다.
먼저, 물에 아염소산염을 용해시켜 제 1용액을 수득한다. 가령, 물 100중량부에 대하여 아염소산염 2 내지 20중량부를 첨가하여 용해시킨다.
다음으로, 제 1용액에 pH조절제 및 염화나트륨을 첨가하여 제 2용액을 수득한다. 가령, 제 1용액 100중량부에 대하여 pH조절제 1 내지 20중량부, 염화나트륨 1 내지 10중량부를 첨가한 후 교반하여 제 2용액을 수득한다.
다음으로, 제 2용액에 이산화염소수를 첨가하여 혼합용액을 수득한다. 가령, 제 2용액 100중량부에 대하여 이산화염소수 10 내지 50중량부를 첨가하여 혼합용액을 수득할 수 있다.
다음으로, 혼합용액을 겔화제에 첨가하여 겔화시킨다.
이하, 하기의 실험 예를 통하여 본 발명에 대해 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실험 예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기의 실험 예로 한정하는 것은 아니다.
(실험예)
증류수 67ml에 아염소산나트륨 8g을 첨가하고, 교반하여 상온에서 pH 8~11의 제 1용액을 수득하였다. 그리고 제 1용액에 인산 8g 및 염화나트륨 5g을 첨가하고 교반하여 상온에서 pH 5~7.5의 제 2용액을 제조하였다. 그리고 농도 2000ppm의 이산화염소수 25ml에 염화나트륨 5g 및 증류수를 첨가하여 상온에서 pH 6~9인 이산화염소수를 준비하였다. 그리고 제 2용액에 이산화염소수를 혼합하여 상온에서 pH가 5~7.5를 유지하도록 하였다. 그 후 고흡수성 수지를 첨가하여 이산화염소를 함유하는 겔 조성물을 제조하였다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (a)물 100중량부에 아염소산나트륨 2 내지 20중량부를 첨가하여 용해시켜 제 1용액을 수득하는 단계와;
    (b)상기 제 1용액 100중량부에 pH조절제로서 인산 1 내지 20 중량부 및 염화나트륨 1 내지 10중량부를 첨가하여 실온(25℃)에서 pH를 5 내지 7.5로 유지시키며 교반하여 제 2용액을 수득하는 단계와;
    (c)상기 제 2용액 100중량부에 이산화염소의 농도가 1500 내지 2500ppm인 이산화염소수 10 내지 50중량부를 첨가하여 혼합용액을 수득하는 단계와;
    (d)상기 혼합용액을 고흡수성 수지인 겔화제에 첨가하여 겔화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화염소 서방출성 겔 조성물의 제조방법.
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