KR20080101327A - 탈염의 수용성키토산으로 처리한 담배필터의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈염의 수용성 키토산으로 처리한 담배필터의 제조 방법에 관한 것으로, 적정 분자량의 키토산을 묽은 염산 용액에 넣어 키토산 용액을 만들고, 이 용액의 온도를 40℃로 하여 키토사나제 효소를 넣고 6 내지 24시간 반응하여 분자량을 조절하고 가수분해한 후, 수산화나트륨 용액으로 중화하고 2차에 걸쳐 필터링하여 염을 제거하고, 이 용액을 건조하여 평균분자량이 5,000 내지 50,000이며, 탈아세틸화도가 90% 이상인 탈염의 수용성키토산 분말을 제조하는 제 1 단계와;

제 1 단계에서 제조한 탈염의 수용성키토산 분말을 담배필터의 셀룰로오즈 섬유 중량의 0.001 내지 10%로 셀룰로오즈 필터에 첨가, 처리하여 담배필터를 제조하는 제 2 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다. 제 2 단계에서 셀룰로오즈 필터에 탈염의 수용성키토산 분말을 첨가하는 방법에는 다음과 같은 방법들이 있다. 첫 번째는 탈염의 수용성키토산 분말을 물에 용해하여, 셀룰로오즈 섬유에 상기 용액을 침지, 흡착시키고, 건조하는 방법이며, 두 번째는 탈염의 수용성키토산 분말을 셀룰로오즈 섬유질 사이에 분산시키는 방법이고, 세 번째는 탈염의 수용성키토산 분말로 담배필터의 중간에 0.1 내지 5mm 정도의 얇은 층을 형성하여 담배연기가 이 층을 통과하게 하는 방법이다. 이 경우 두세 개의 얇은 층을 형성하게 할 수 있다. 또한 상기의 세 가지 방법 중 두 가지 또는 세 가지 방법 모두를 혼합하여 실시함으로써 효과를 극대화시킬 수 있다.

상기와 같이 탈염의 수용성키토산으로 처리한 담배필터는 담배 흡연 시 발생 되는 니코틴, 타르뿐만 아니라 4천여 종의 유해물질의 인체 흡수를 줄여주기 때문에 담배를 끊지 못하는 흡연자의 건강에 상당한 도움을 줄 수 있으며, 담배 맛도 순해진다. 또한 담배필터에 항균력을 갖게 하여 위생적이다.

탈염의 수용성키토산, 탈아세틸화도, 담배필터

Description

탈염의 수용성키토산으로 처리한 담배필터의 제조 방법 {Manufacturing method of filter tip treated with salt-free water soluble chitosan}

본 발명은 탈염의 수용성 키토산을 함유하는 담배필터의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적정 분자량의 키토산을 묽은 염산으로 녹여 수용액으로 만들고, 이 용액에 효소인 키토사나제로 분자량을 조절하여 중화하고, 필터링 및 건조하여 분말로 만든 탈염의 수용성키토산 분말을 첨가, 처리하여 담배필터를 제조함으로써, 담배 흡연 시 발생 되는 니코틴, 타르뿐만 아니라 4천여 종의 유해물질의 인체 흡수를 줄여주기 때문에 담배를 끊지 못하는 흡연자의 건강에 상당한 도움을 주는, 위생적인 담배필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.

담배 흡연 시 4천여 종의 유해물질과 니코틴, 타르 등의 발암물질, 알루미늄, 아연 등의 중금속이 인체로 흡입되며, 한 번 흡입에 50mg 정도의 미립자와 기체성분이 흡입되는 것으로 알려져 있다. 또한 흡연이 인체의 심장질환, 뇌졸중, 폐암 등 암의 발생을 높인다는 것도 주지의 사실이다.

이러한 흡연의 폐해 때문에 셀룰로오즈 필터에 숯 등의 여과 효과가 있는 물질을 함유케 하는 등 이를 줄이고자 하는 시도가 많이 있었으나 이러한 시도들이 대체로 뚜렷한 효과가 없었다. 또한 키토산을 이용하여 인체로 흡입되는 유해물질의 양을 줄이려는 시도도 있었다. 키토산은 천연에서 유래한 고분자 물질로서, 이를 수용화한 수용성키토산은 중금속, 다이옥신 및 음이온계의 유해물질과 높은 흡착력을 갖고 있으며, 담배의 유해 성분인 타르나 니코틴과의 결합력도 높고, 항균성과 보수성 등의 효과도 있다. 이를 이용한 대한민국 등록특허 제 0390575호 (키토산 및 키토산 섬유를 사용한 담배필터, 김종현)가 있으나, 키토산의 용제로 흔히 사용하는 염산, 초산, 젖산으로 키토산을 용해한 경우에는 키토산이 염산 등과 염(salt)을 형성하기 때문에 탈아세틸화도가 90%를 넘을 수가 없으므로 이의 실용화가 낮다고 하는 단점이 있다. 또한 대한민국 공개특허 제2003-0076050호 (수용성키토산 섬유를 이용한 담배필터, 롯데제과주식회사, 주식회사 키토월드)의 경우에도 키토산의 평균분자량이나 탈아세틸화도 등 키토산의 품질에 지대한 영향을 미치는 요소들에 대하여 제한을 하지 않음으로써 물질 특성이 부족하다는 기능성에서의 문제점을 갖고 있다. 또한 키토산 수용액을 사용하는 경우에는 키토산을 수용화하는 과정에서 젖산, 염산, 초산 등의 산과 키토산이 염(salt)을 형성함으로써 pH를 산성이 되게 하여, 흡착력이 다소 부족할 수 있다. 따라서 본 발명의 pH가 중성이며 탈아세틸화도가 90% 이상인 순수한 탈염의 수용성키토산 분말이 기능성에서 매우 우수하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용액의 pH가 중성이며 탈아세틸화도가 90% 이상인 염(salt)이 형성되지 않은 순수한 탈염의 수용성키 토산 분말을 사용함으로써 종래의 방법들보다 더욱 편리하고, 실용적이며 효과 면에서도 매우 우수한 담배필터의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

따라서 상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명에 따른 적정 분자량의 키토산을 묽은 염산 용액에 넣고, 키토산 용액을 만들어 pH를 4.5 내지 5.5로 맞추고, 용액의 온도를 40℃로 하여 여기에 키토사나제 효소를 넣고 6 내지 24시간 반응하여 분자량을 조절하고 가수분해한 후, 수산화나트륨 용액으로 중화하고 2차에 걸쳐 필터링하여 염을 제거하고, 이 용액을 동결 건조 또는 스프레이 건조하여 평균분자량이 5,000 내지 50,000이며, 탈아세틸화도가 90% 이상인 탈염의 수용성키토산 분말을 제조하는 제 1 단계와; 담배의 셀룰로오즈 필터에 상기의 제 1 단계에서 제조한 탈염의 수용성키토산 분말을 셀룰로오즈 섬유 중량의 0.001 내지 10% 첨가, 처리하여 담배필터를 제조하는 제 2 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

천연고분자인 키틴을 탈아세틸화하여 얻은 키토산은 분자량이 1,000,000 정도에 이르는 천연에서 유래한 고분자 물질이다. 키토산은 물에는 용해되지 않으나, 염산이나 젖산, 초산 등 묽은 유기산에 잘 용해되기 때문에 수용액으로 만들 수 있으며, 이를 동결 건조 또는 스프레이 건조 방식으로 분말화하는 것도 가능하다. 그러나 생산 공정에서 생산시마다 키토산을 용해하여 사용하는 것은 다소 번거롭고, 동일한 정도의 분자량으로 일정하게 조절하여 사용하기가 어렵기 때문에, 분자량이 일정 수준으로 조절된 탈염의 수용성키토산 분말을 용해하거나 또는 직접 사용하는 것이 도움이 된다. 또한 이를 담배필터에 첨가함으로써 담배 흡연시 발생되는 니코틴, 타르뿐만 아니라 4천여 종의 유해물질의 인체 흡수를 줄여주기 때문에 담배를 끊지 못하는 흡연자의 건강에 상당한 도움을 줄 수 있으며, 담배 맛도 순해진다. 또한 담배필터에 항균력을 갖게 하여 위생적이다.

다음은 본 발명에 의한 탈염의 수용성 키토산을 함유하는 담배필터의 제조 방법을 단계별로 설명한다.

(제 1 단계) 탈염의 수용성키토산 분말 제조

적정 분자량의 키토산을 묽은 염산 용액에 넣고, 키토산 용액을 만들어 pH를 4.5 내지 5.5로 맞추고, 이 용액에 키토사나제 효소를 넣고 용액의 온도를 40℃에서 6 내지 24시간 반응하여 분자량을 조절하고 가수분해한 후, 수산화나트륨 용액으로 중화하고 2차에 걸쳐 필터링하여 염을 제거하고, 이 용액을 동결 건조 또는 스프레이 건조하여 평균분자량이 5,000 내지 50,000이며, 탈아세틸화도가 90% 이상인 탈염의 수용성키토산 분말을 제조한다.

(제 2 단계) 탈염의 수용성키토산의 첨가, 처리

제 1 단계에서 제조한 탈염의 수용성키토산 분말을 담배필터의 셀룰로오즈 섬유 중량의 0.001 내지 10% 첨가하여 셀룰로오즈 필터에 처리한다. 담배필터에 탈염의 수용성키토산 분말을 첨가하여 처리하는 방법에는 다음과 같은 방법들이 있다. 첫 번째는 탈염의 수용성키토산 분말을 물에 용해하여, 셀룰로오즈 섬유를 상기 용액에 침지, 흡착시켜 건조하는 방법이며, 두 번째는 탈염의 수용성키토산 분말을 셀룰로오즈 섬유질 사이에 분산시키는 방법이고, 세 번째로는 탈염의 수용성키토산 분말로 담배필터의 중간에 0.1 내지 5mm 정도의 얇은 층을 형성하여 담배연기가 이 층을 통과하게 하는 방법이다. 이 경우 두세 개의 얇은 층을 형성하게 할 수 있다. 또한 상기의 세 가지 방법 중 두 가지 또는 세 가지 방법 모두를 혼합하여 실시함으로써 효과를 극대화할 수 있다.

상기와 같이 탈염의 수용성키토산 분말로 처리한 담배필터는 기존의 담배필터에 비하여 흡연으로 인체에 유입되는 니코틴 및 타르의 함량을 줄여줄 뿐 아니라, 담배에 함유되어 있는 중금속의 흡입량을 줄여 준다. 또한 다이옥신과 음이온을 가진 유해물질의 일부를 흡착함으로써 유해물질의 여과 기능을 충분하게 수행한다. 또한 탈염의 수용성키토산이 갖는 우수한 항균 작용으로 위생적인 담배필터를 제공할 수 있는 것이다.

이것은 탈염의 수용성키토산의 분자 구조에 아미노기와 수산기를 많이 가지고 있는 수용성식이섬유로서 금속과 착체를 형성하기 때문이며, 이러한 성질을 이용하여 다이옥신과 유해물질의 제거에도 이용되는 것이다. 또한 흡연 시에 발생하는 열과 수분 때문에 필터에 첨가된 탈염의 수용성키토산의 일부가 수용화됨으로써 효과를 더욱 높여 주는 것이다.

요컨대, 담배필터의 제조에 평균 분자량 5,000 내지 50,000, 탈아세틸화도가 90% 이상인 순수한 탈염의 수용성키토산 분말을 첨가, 처리함으로써 담배 흡연 시 발생되는 니코틴, 타르뿐만 아니라 4천여 종의 유해물질의 인체 흡수를 줄여주기 때문에 담배를 끊지 못하는 흡연자의 건강에 상당한 도움을 줄 수 있으며, 담배 맛 도 순해진다. 또한 담배필터에 항균력을 갖게 하여 위생적이다.

Claims (5)

1. 적정 분자량의 키토산을 묽은 염산 용액에 넣어 키토산 용액을 만들고, 이 용액의 온도를 40℃로 하여 키토사나제 효소를 넣고 6 내지 24시간 반응하여 분자량을 조절하고 가수분해한 후, 수산화나트륨 용액으로 중화하고 2차에 걸쳐 필터링하여 염을 제거하고, 이 용액을 건조하여 평균분자량이 5,000 내지 50,000이며, 탈아세틸화도가 90% 이상인 탈염의 수용성키토산 분말을 제조하는 제 1 단계와;

   제 1 단계에서 제조한 탈염의 수용성키토산 분말을 물에 용해하여, 탈염의 수용성키토산이 셀룰로오즈 섬유 중량의 0.001 내지 10%가 되도록 셀룰로오즈 섬유에 상기 용액을 첨가, 흡착시키고, 건조하여 담배필터를 제조하는 제 2 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 담배필터의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기의 필터에 탈염의 수용성키토산 분말을 셀룰로오즈 섬유질 사이에 분산시키는 것을 특징으로 하는 담배필터의 제조 방법
3. 제 1 항에 있어서, 상기의 필터의 중간에 탈염의 수용성키토산 분말로 0.1 내지 5mm 의 얇은 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 담배필터의 제조 방법
4. 제 1 항에 있어서, 제 2 단계에서 제 1 단계에서 제조한 탈염의 수용성키토산 분말을 셀룰로오즈 섬유 중량의 0.001 내지 10% 중량으로 셀룰로오즈 섬유질 사이에 분산시키는 것을 특징으로 하는 담배필터의 제조 방법
5. 제 1 항에 있어서, 제 2 단계에서 제 1 단계에서 제조한 탈염의 수용성키토산 분말을 셀룰로오즈 섬유 중량의 0.001 내지 10% 중량으로, 셀룰로오즈 필터 중간에 0.1 내지 5mm의 얇은 층을 형성하도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 담배필터의 제조 방법