KR20120054247A - 물비누 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고형비누의 제조하고, 그 제조된 고형비누를 분쇄기를 이용하여 가루비누를 만든 후 그 가루비누에 물과 첨가제를 첨하여 굳거나 침전물이 발생하지 않는 물비누를 제조하는 방법에 관한 것으로, 그 구성은 순도 85% 이상의 고형비누를 분쇄기로 분쇄하여 가루비누를 만들고, 그 가루비누 10 - 37중량%, 물 49 - 79.5중량%, 유화제 10 - 13중량%, pH조정제 0,5 - 1중량%의 비율로 혼합하여 된 것으로 이루어진다.

Description

물비누 제조방법{Manufacturing method of water soap}

본 발명은 물비누 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고형비누의 제조하고, 그 제조된 고형비누를 분쇄기를 이용하여 가루비누를 만든 후 그 가루비누에 물과 첨가제를 첨하여 굳거나 침전물이 발생하지 않는 물비누를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 비누는 지방을 지방산과 글리세린으로 분리한 후 이 지방산을 적량의 물로 함유하는 가성물질(일반적으로 수산화나트륨이나 수산화칼륨)로 중화시켜 약 30중량%의 수분을 함유하는 니이트 비누를 생산해 내는 것을 포함한 연속법이나 몇몇 유형의 배치(케틀)비누화법 등이 포함된다.

여기서 '비누화'란 용어는 비누를 제조하기 위해 지방산을 중화하거나 지방 및/또는 오일을 비누화하는 것을 의미한다.

이러한 비누를 만드는 좋은 방법은 지방산을 중화하는 것이지만, 아직도 상당량의 비누가 상온처리 비누화법, 반-비등 비누화법 및 소위 "케틀법"(kettle process)을 포함한 배치법 등에 의해 제조되고 있다.

전술한 상온처리 비누화법은 배치법 중 가장 간단한 것이나 알칼리액 등이 분리되지 않으므로 글리세롤과 지방에서 나온 불순물이 비누에 남아있게 되며, 장입된 지방은 기계적 교반기가 장치된 용기 내에서 간단히 녹으며 여기에 계산 량의 가성소다 용액을 맹렬히 교반하면서 첨가하는 방식이다.

지방가 오일은 단시간 내에 일반적으로 약 10분 내지 1시간 이내, 또는 이 혼합물이 너무 점성이어서 부울 수 없게 되기 전에 혼합하며, 이때 비누화가 약 90% 완성되고, 이 혼합물을 틀에 부어 굳을 때까지 2주일 내지 1주일 동안 저장하는 숙성기간 중에 최종적인 비누가 완성되는 방식이다.

반면에 전술한 반-비등비누화법은 비누화를 촉진시키고 틀에 붓기 전에 알칼리양을 조절하기 위해 고온이 사용 되지만 상술한 상온처리 비누화법과 유사한데, 지방 장입물과 알칼리(연성비누가 요구될 때는 가성칼리일 수 있다)를 비누가 부드러워질 때까지 71-79℃(160-175℉)에서 격렬하게 섞는 과정을 통해 완성되는데, 이 과정에선 글리세린이 회수되지 않는다.

전술한 반-비등비누화법의 문제점으로 지적되는 글리세린의 회수에 따른 해결방안이 전술한 케틀법으로써, 케틀법에선 일반적으로 글리세린의 회수가 포함된다.

상기 케틀법에 따른 비누의 제조과정을 살펴보면, 전술한 반-비등비누화법에 따라 지방 장입물과 알칼리(연성비누가 요구될 때는 가성칼리일 수 있다)를 비누가 부드러워질 때까지 71-79℃(160-175℉)에서 격렬하게 섞는 과정이 우선적으로 선행되며, 이 과정에서 지방 및 비교적 약한 수산화나트륨용액을 동시에 케틀에 펌핑시켜 넣었다. 케틀에 펌핑시켜 넣어진 희석 가성물질은 지방과 혼합하자마자 비누화가 시작된다.

이때 케틀 바닥에서 증기를 통해 주어 액체물질을 비등시키며 비누화가 진행됨에 따라 비누화가 거의 완결될 때까지 좀 더 농후한 가성물질을 점차 첨가하는데, 이어 다량의 염을 첨가하여 비누를 '염석'또는 '입자화'시키게 된다.

따라서 농염 용액에 불용성이며 밀도가 작은 나트륨비누는 케틀 상부로 올라오며, 염, 글리세린, 불순물 및 과량의 알칼리를 함유하는 염 용액은 용기 바닥에 모인다.

이후 바닥의 염수 층을 배수하고 물과 과량의 알칼리 액을 케틀에 남아있는 비누에 가한 후 혼합물을 증기로 끓여 흔적 량의 지방까지 비누화시키며, 뒤이은 침강단계에서 케틀 바닥에 모인 용액을 배수 제거한다.

이어 염수를 비누에 첨가하고 끓인 후 염수 세척된 비누가 케틀 상부로 올라올 때까지 방치하는 과정을 경유하는데, 염수 세척은 비누에 있는 글리세린과 알칼리 과량이 최소로 감소될 때까지 새로운 염수로 수회 반복한다.

이어 생성되어진 니이트비누를 프록터-슈바르츠와 같은 건조기로 보낸다.

상기와 같은 종래의 비누를 제조하는 방법에 의하여서는 천연원료를 이용하지 않아 장기간 사용시 인체에 유해할 뿐 아니라, 현재 친환경 제품이라는 제품들 또한 실제 천연 제품만으로 만들어지기 보다는 통상의 비누베이스에 천연 원료를 첨가하는 것이 대부분이기 때문에 법적인 차원의 천연세제일 뿐 실질적이고 원천적인 친환경제품은 극히 찾아보기 힘든 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 우수한 세정효과를 나타냄은 물론, 인체에 안전하고 자연 분해되는 생분해성이 높은 물비누를 제공함과 동시에 찬물에서도 쉽게 용해되도록 하여 세정효과와 표백효과가 우수해지도록 한 천연원료를 이용한 물비누의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 기술적 구성은, 순도 85% 이상의 고형비누를 분쇄기로 분쇄하여 가루비누를 만들고, 그 가루비누 10 - 37중량%, 물 49 - 79.5중량%, 유화제 10 - 13중량%, pH조정제 0,5 - 1중량%의 비율로 혼합하여 된 것으로 이루어진다.

한편 상기 고형비누는 식용유, 알칼리제, 물, 죽초액, EM발효액을 혼합하여 혼합물을 형성하고, 그 혼합물을 통형의 수지봉지에 주입 후 밀봉하여 45 - 50℃에서 열처리하면서 그 열처리되는 혼합물이 63 - 68℃에 도달하면 상기 열처리온도 보다 낮은 온도에서 냉각시켜 고형비누를 마련한 후 그 고형비누로부터 수지봉지를 분리시켜 된 것이고, 상기 혼합물의 혼합비율은 식용유 75-84중량%, 알칼리제 8-11중량%, 물 5-8중량%, 죽초액1-2중량%, 밀가루2-4중량%이며, 상기 고형비누를 마련하기 위한 냉각온도는 18 - 26℃이고, 상기 물비누 전체량에 대하여 민들레추출액1-2중량% 또는 키토산1-2중량% 중 어느 하나 또는 2가지 모두를 첨가하여 된 것이며, 상기 식용유는 폐식용유를 정유하여 된 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의해 제조된 물비누는 상기 목적에서 설명하였듯이 우수한 세정효과를 나타냄은 물론, 인체에 안전하고 자연 분해되는 생분해성이 높은 물비누를 제공함과 동시에 찬물에서도 쉽게 용해되도록 하여 세정과 표백이 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 물비누 제조방법 공정을 나타낸 공정도,
도2는 본 발명의 물비누 제조방법 공정에서 고형비누를 만드는 봉지의 사시도,
도3은 본 발명의 물비누 제조방법 공정에서 고형비누를 절단한 상태의 사시도,
도4는 본 발명의 방법에 의해 제조된 물비누가 용기에 담겨진 상태의 사진.

본 발명에 따른 물비누 제조방법은 순도 85% 이상의 고형비누를 분쇄기로 분쇄하여 가루비누를 만들고, 그 가루비누 10 - 37중량%, 물 49 - 79.9중량%, 유화제 10 - 13중량%, pH조정제 0,5 - 1중량%의 비율로 혼합하여 된 것으로 이루어진다.

이때 상기 고형비누는 식용유, 알칼리제, 물, 죽초액, EM발효액을 혼합하여 혼합물을 형성하고, 그 혼합물을 통형의 수지봉지에 주입 후 밀봉하여 45 - 50℃에서 열처리하면서 그 열처리되는 혼합물이 63 - 68℃에 도달하면 상기 열처리온도 보다 낮은 온도에서 냉각시켜 고형비누를 마련한 후 그 고형비누로부터 수지봉지를 분리시켜 된 것이고, 상기 혼합물의 혼합비율은 식용유 75-84중량%, 알칼리제 8-11중량%, 물 5-8중량%, 죽초액1-2중량%, EM발효액2-4중량%이다.

한편 본 발명의 고형비누는 상기에서 언급된 고형비누 제조방법 및 혼합물의 혼합비율로 한정되는 것이 아니고 하나의 일실시예이며, 그 외에 어떠한 방법으로 만들어진 고형비누든 상관없이 순도 85% 이상의 고형비누면 모두 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 물비누 제조방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 순도 85% 이상의 고형비누를 분쇄기로 분쇄하여 가루비누를 만들고, 그 가루비누 10 - 37중량%, 물 49 - 79.5중량%, 유화제 10 - 13중량%, pH조정제 0,5 - 1중량%의 비율로 혼합하여 된 것인바, 상기 순도 85% 이상의 고형비누를 사용하는 이유는 세정과 표백효과를 높이기 위함이고, 고형비누를 분쇄기를 이용하여 분쇄하는 이유는 물에 잘 용해되도록 하기 위함이다.

상기 물 49 - 79.5중량%를 사용하는 이유는 물비누를 형성하기 위함으로써, 물 49중량% 미만이면 물비누가 너무 돼서 물비누로써의 사용이 어렵고, 79.9중량%를 초과하면 물비누가 너무 묽어지는 문제점이 있다. 따라서 물의 사용량은 49 - 79.5중량% 사용함이 바람직하다.

또 가루비누를 사용하는 이유는 물비누의 세정 및 표백 효과를 높이기 위함으로써, 그 사용량은 33 - 37중량%인데 33중량% 미만을 사용하면 물비누의 세정 및 표백효과가 떨어지고, 37중량%를 초과하면 세정 및 표백효과는 좋아지나 필요 이상이 됨으로 가루비누의 사용량은 33 - 37중량%를 사용함이 바람직하다.

상기 유화제는 물비누가 굳는 것을 방지함은 물론, 침전물의 발생을 방지하기 위하여 사용되는 것으로 그 사용량은 10 - 13중량%인데, 10중량% 미만을 사용하면 물비누를 장기간 보관하였을 때 굳거나 침전물이 발생할 위험성이 있고, 13중량%를 초과사용하면 인체(피부)에 악영향을 미칠 수 있는 것으로 유화제의 사용량은 10 - 13중량%를 사용함이 바람직하다.

한편 상기 유화제는 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 황산나트륨, 인산나트륨, 요소, 붕산나트륨, 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 것이다.

상기 pH조정제는 토양오염방지는 물론, 제품의 안정성을 유지하기 위하여 사용되며, 그 사용량은 0.1중량% - 1중량%인데, 0.1중량% 미만을 사용하거나 1중량%를 초과하게 되면 본 발명에서 요구하는 제품의 품질을 유지하는데 어려움이 있음으로, pH조정제는 0.1중량% - 1중량% 사용함이 바람직하다.

상기 pH조정제 아세트산, 개미산, 락트산, 구연산, 사과산, 글루코노델타락톤, 붕산 중 어느 하나 또는 2가지 이상을 혼합하여 사용한다.

상기 순도 85%이상의 고형비누를 제조하는 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

고형비누는 식용유, 알칼리제, 물, 죽초액, EM발효액을 혼합하여 혼합물을 형성하고, 그 혼합물을 통형의 수지봉지에 주입 후 밀봉하여 45 - 50℃에서 열처리하면서 그 열처리되는 혼합물이 63 - 68℃에 도달하면 상기 열처리온도 보다 낮은 온도에서 냉각시켜 고형비누를 마련한 후 그 고형비누로부터 수지봉지를 분리시키면 된다.

그리고 상기 혼합물의 혼합비율은 식용유 75-84중량%, 알칼리제 8-11중량%, 물 5-8중량%, 죽초액1-2중량%, EM발효액2-4중량%이다.

죽초액은 식용유 및 폐식용유 고유의 냄새를 탈취하기 위해 적용되는 것으로, 종래 알려진 향료를 첨가하는 경우 폐식용유 고유의 냄새를 제거하지는 못하기 때문에 폐식용유의 냄새와 향료의 냄새가 상호 섞인 냄새가 나는 문제점이 있고, 폐식용유의 냄새에 대한 자극을 후각적으로 완화시키기 위해 향료의 냄새가 폐식용유 고유의 냄새보다 훨씬 진하도록 하고자 하는 경우 향료를 많이 첨가하여야 하는 단점이 있다.

이에 반해 죽초액은 폐식용유 고유의 냄새를 탈취시키기 때문에 기존의 향료보다 미량을 첨가해도 되는 장점을 제공하고, 살균작용도 하기 때문에 비누의 살균력을 증가시키는 장점도 제공한다.

EM발효액은 쌀뜨물 발효액으로써 대장균과 세균이 멸균하고, 기름때 및 묶은 때를 제거하는 세정능력이 우수하며 폐식용유 고유의 냄새에 대한 탈취기능을 발휘하도록 사기 위하여 사용한다.

상기 고형비누는 식용유, 알칼리제, 물, 죽초액, EM발효액을 혼합하여 혼합물을 형성하고 그 혼합물(비누원료)을 통형 폴리에틸렌필름 봉지에 주입하고 비누원료가 새어나오지 않도록 입구를 밀봉한다. 한편 상기 통형 폴리에틸렌필름 봉지(10)의 구조는 도2에 나타낸 바와 같이 상부는 개방되고 하단은 밀폐되며 소정의 길이를 갖도록 형성된다.

상기 비누원료가 통형 폴리에틸렌필름 봉지에 주입 완료되면 비누화 반응을 촉진시키기 위해 비누원료가 주입된 폴리에틸렌필름 봉지(10)를 건조실에서 열풍으로 45 - 50℃로 열처리 즉 가열하는데, 그 가열시간은 비누원료의 비누화 반응이 충분히 이루어질 수 있는 시간을 적용하면 된다. 여기서 가열공정이 이루어지면 초기에는 비누원료가 점점 딱딱하게 경화되는 과정을 거치다가 비누원료의 내부 온도가 외부 가열온도 보다 높아지는 발열반응이 일어난다.

상기 비누원료 열처리공정에서 가열온도가 45℃ 미만으로 적용되면, 후속되는 냉각 공정을 거친 후의 비누 고형체의 경도가 더 낮아져 쉽게 물러지고, 50℃를 초과하여 적용하게 되면 식용유, 가성소다 및 물 상호간이 급속 반응하여 제품의 품질을 떨어뜨려 살균력 및 거품발생효율을 떨어뜨린다.

또한 열처리할 때에 50℃를 초과하여 적용하게 되면 가성소다의 첨가량을 앞서 예시된 비율 보다 더 증가시키지 않으면 비누화 반응이 정상적으로 이루어지지 않기 때문에 바람직하지 않다. 상기 가열공정 이후에는 상온에서 냉각시키면 된다.

상기 가열온도를 45 - 50℃로 적용하였을 때 비누원료의 온도가 63 - 68℃에 도달하면 비누화 반응이 완료된 것으로 판단하면 된다. 이러한 비누화 반응이 완료되기까지의 단계에서 가열시간은 가열온도에 따라 가변되나 가열온도를 45 - 50℃로 적용하였을 때는 1시간 40 ㅁ 10분이 적용된다.

따라서 가열공정은 가열온도를 45 - 50℃로 적용하였을 때 비누원료의 온도가 63 - 68℃에 도달하거나, 가열시간이 1시간 40분 정도 지나면 비누화 반응이 완료된 것으로 판단하여 후속공정을 진행하면 된다.

단 상기 비누원료의 가열시 비누원료는 초기에 비누원료가 경화되는 과정을 진행하다가 비누화 반응이 거의 완료되면 비누원료의 온도가 63 - 68℃로 상승하면서 페이스트(젤리) 상태에 가까운 용융상태로 변화하게 된다. 이와 같이 비누원료의 온도가 가열온도 보다 높아지고 용융상태로 변하면 비누화 반응이 완료된 것이다.

한편 상기 냉각공정은 상온에서 자연냉각에 의해 수행하되 계절에 따른 주변온도의 변화를 고려하여 냉각 온도는 18 - 26℃ 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 냉각시간은 2시간 내지 3시간 정도 적용한다. 냉각공정을 거치면 딱딱한 고체 상태로 경화된다.

마지막으로 냉각과정을 통해 경화된 비누 고형체를 적절한 크기로 절단하기 위해 폴리에틸렌 필름 봉지(10)를 길이방향에 수직한 횡 방향에서 설정된 간격으로 절단한다. 이러한 절단과정을 거치면 도3에 나타낸 바와 같이 고형비누(20)가 폴리에틸렌 필름에 의해 측면이 에워싸여 있고 상부 및 저면이 노출된 고형비누(20)가 완성된다.

상기와 같은 상태에서 폴리에틸렌필름을 분리하고 그 분리된 고형비누를 분쇄장치에 투입하여 가루비누를 만든다, 단 상기 분쇄기는 어느 것을 사용해도 무방하다.

부가적으로 상기 물비누에는 민들레의 줄기 또는 뿌리로부터 중탕에 의해 추출한 추출물을 첨가하는데, 상기 민들레추출물은 식용유 고유의 냄새를 제거하는 기능과, 살균작용 및 피부에 대한 자극을 완화시키는 역할을 한다.

그리고 키토산도 상기 제조 완료된 물비누에 첨가하여 사용하는데 그 이유는 살균 및 향균 작용을 위해서이다.

상기 민들레추출물과 키토산의 첨가량은 물비누 전체량에 대하여 민들레추출액1-2중량% 또는 키토산1-2중량% 중 어느 하나 또는 2가지 모두를 첨가하여 사용한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 물비누는 우수한 세정효과와, 인체에 안전하고 자연 분해되며, 찬물에서도 쉽게 용해되어 세정효과와 표백효과가 우수한 장점이 있다

Claims (8)

1. 순도 85% 이상의 고형비누를 분쇄기로 분쇄하여 가루비누를 만들고, 그 가루비누 10 - 37중량%, 물 49 - 79.5중량%, 유화제 10 - 13중량%, pH조정제 0,5 - 1중량%의 비율로 혼합하여 된 것을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고형비누는 식용유, 알칼리제, 물, 죽초액, EM발효액을 혼합하여 혼합물을 형성하고, 그 혼합물을 통형의 수지봉지에 주입 후 밀봉하여 45 - 50℃에서 열처리하면서 그 열처리되는 혼합물이 63 - 68℃에 도달하면 상기 열처리온도 보다 낮은 온도에서 냉각시켜 고형비누를 마련한 후 그 고형비누로부터 수지봉지를 분리시켜 된 것을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 혼합물의 혼합비율은 식용유 75-84중량%, 알칼리제 8-11중량%, 물 5-8중량%, 죽초액1-2중량%, EM발효액2-4중량% 임을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 고형비누를 마련하기 위한 냉각온도는 냉각 온도는 18 - 26℃임을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 물비누 전체량에 대하여 민들레추출액1-2중량% 또는 키토산1-2중량% 중 어느 하나 또는 2가지 모두를 첨가하여 된 것을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 식용유는 폐식용유를 정유한 것임을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 유화제는 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 황산나트륨, 인산나트륨, 요소, 붕산나트륨, 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 것임을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 pH조정제 아세트산, 개미산, 락트산, 구연산, 사과산, 글루코노델타락톤, 붕산 중 어느 하나 또는 2가지 이상을 혼합된 것임을 특징으로 하는 물비누 제조방법.
   
   
   
   
   
   
   

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