KR20140106990A

KR20140106990A - 방부제용 조성물

Info

Publication number: KR20140106990A
Application number: KR1020130021409A
Authority: KR
Inventors: 이숭엽; 최기승; 유정수; 박효숙; 신승하
Original assignee: 주식회사 씨디아이
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-09-04
Also published as: KR101514733B1

Abstract

본 발명은 방부제용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방부제용 조성물 및 그 제조방법은 항균력 및 항곰팡이력이 우수한 방부제용 조성물을 제공하는 것이 가능하다. 또한 저온에서도 쉽게 경화되지 않는 방부제용 조성물의 제공이 가능하다. 그리하여 본 발명에 따른 방부제용 조성물을 화장품이나 물티슈 등의 생활용품에 함유하여 제조하게 되면 미생물이나 곰팡이 등으로부터 쉽게 변패가 일어나지 않게 하며, 또한 액상이나 애멀젼 상태의 제품이 저온에서도 쉽게 경화되지 않고 원형 그대로의 유지를 가능하게 한다.

Description

방부제용 조성물{Composition for antiseptic}

본 발명은 방부제용 조성물에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 우수한 항균력 및 항곰팡이력을 갖는 방부제용 조성물에 관한 것이다.

화장품, 생활용품 등의 각종 제품에는 보습제, 오일, 계면활성제, 유기고분자 및 향료 등 다양한 원료들이 함유 되어 있어 미생물에 의한 부패가 일어나기 쉬운 상태이므로 미생물 증식에 의한 제품의 변질을 방지하기 위해 제조 공정에서 다양한 종류의 화학 방부제를 첨가하고 있다.

한편, 세균은 단세포성 원핵생물로서 여러 종류의 유기물을 분해하면서 증식할 수 있다. 이들 중 일부는 다당류를 외부로 분비하여 생물막(Biofilm)을 형성함으로써, 생물학적 부식(Microbiologically Induced Corrosion)을 유발하는 원인이 된다.

또한 곰팡이는 진핵생물로서, 세균과 유사하게 다양한 종류의 유기물을 분해하여 증식할 수 있다. 이러한 곰팡이 중에서 셀룰라아제(Cellulase)를 분비하는 곰팡이들은 냉각탑 등의 목재부분의 섬유질을 분해함으로써, 목재부를 변색시키고 부패시키는 원인이 된다.

또 다른 미생물인 조류(Algae)는 빛, 공기 및 소량의 무기물 환경 하에서도 광합성을 통해 증식한다. 조류에서 생성된 탄수화물은 세균, 곰팡이와 같은 다른 미생물들의 영양원으로 이용되어 파울링 현상을 가속화시킨다.

특히 냉각수 설비와 같은 태양에 노출된 부위에서는 조류(Algae)의 증식으로 인한 파울링(Algal Fouling)현상이 심화되어, 수관을 메우는 현상(Clogging)을 유발하고, 열 전달 효율을 저하시킨다. 그 뿐만 아니라, 산소를 발생시켜 금속표면을 산화시키고, 사멸시 국부적 전지작용을 통해 금속의 구멍부위에서 부식을 촉진시키는 원인이 되기도 한다.

일반적으로 미생물 증식을 억제 하기 위해서 특히 인체에 적용되는 화장품류와 같은 산업분야에 사용되는 방부제로는 유기산류, 소르빈산, 디히드로초산 및 그의 염, 파라옥시 안식향산 유도체 및 페녹시 에탄올 등이 많이 사용되고 있으나, 사용량이 증가 될수록 피부자극 등 안전성 등의 점에서 문제가 있고, 첨가량이나 대상 적용 분야가 제한되고 있다.

최근에 단백질, 비타민 및 약용 식물등과 같은 천연 물질류의 새로운 첨가물이 제품에 추가되고 미생물에 의한 부패 문제가 심화되면서 화학 방부제의 사용량이 증가됨에 따라, 피부자극 및 알러지 유발 등의 문제점이 대두 하고 있다.

이런 원인으로 인해 인체 유해성이 없거나 적으면서 화학 방부제를 함유하지 않거나 소량으로도 미생물 부패에 효과적인 방부 조성물이 요구되고 있는 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술문헌은 하기와 같다.

대한민국 공개특허 10-2012-0139445 국제공개번호 WO 95/13057

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 항균력 및 항곰팡이력이 우수한 방부제용 조성물을 제공하는 것이다. 또한 상승된 항균력 및 항곰팡이력을 가지면서도 생산단가를 절감하는 방부제용 조성물 을 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 방부제용 조성물은 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물을 포함한다.

또한 바람직하게는 옥탄디올(Octanediol) 및 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물을 포함한다.

또한 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 함량은 100:1 내지 1:4의 중량비인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 함량은 50:1 내지 1:2의 중량비인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 혼합물에 폴리리신(Polylysine)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 폴리리신의 함량은 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물:폴리리신이 1:10~40:1의 중량부인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방부제용 조성물은 항균력 및 항곰팡이력이 우수한 방부제용 조성물을 제공하는 것이 가능하다. 또한 저온에서도 쉽게 고형분이 되지 않는 방부제용 조성물의 제공이 가능하다. 그리하여 본 발명에 따른 방부제용 조성물을 이용하여 방부제를 제조한 후, 이를 생활용품에 함유하여 제조하게 되면 미생물이나 곰팡이 등으로부터 쉽게 변패가 일어나지 않게 한다. 또한 액상이나 애멀젼 상태의 제품이 저온에서도 쉽게 고형분으로 되지 않고 원형 그대로의 유지를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 혼합물이 저온에서도 고형화되지 않는 것을 보여주는 사진이다.

이에 본 발명자들은 항균력 및 항곰팡이력이 우수하면서도 저온에서도 쉽게 고형분이 되지 않는 방부제용 조성물을 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 본 발명에 따른 방부제용 조성물을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

구체적으로 본 발명에 따른 방부제용 조성물은 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물을 포함한다.

본 발명에 따른 상기 방부제용 조성물은 박테리아, 곰팡이 및 조류를 제거하며, 이를 통해 생활용품이 박테리아, 곰팡이 및 조류에 의해 오염되는 것을 방지하게 된다. 즉, 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)을 일정비로 함유하여 조성물을 제조하게 되면, 각 화합물의 살균 특성과 더불어 혼합에 의한 상승 작용을 가져 각종 박테리아, 곰팡이 및 조류에 대한 항균 스펙트럼이 우수한 조성물의 제공이 가능할 수 있다. 또한 상기 혼합물의 바람직한 일 실시예는 옥탄디올 및 카프릴 산의 혼합물이다. 또한 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol), 헥산디올(Hexanediol) 및 카프릴 산(Caprylic acid)은 단독으로 사용되는 경우 저온에서도 고형분이 되기 쉬움에 반하여, 본 발명에 따른 방부제용 조성물로서 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)을 혼합하여 각종 생활용품을 제조하게 되면 상기 물질들이 단독으로 포함되는 경우에 비해 저온에서도 고형분이 되는 현상을 방지할 수 있다.

상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol), 헥산디올(Hexanediol)은 중금속 및 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds; VOC)을 함유하지 않아 환경 친화적인 특성을 지닌 저독성의 살균제로 피부 자극이 거의 없고, 보습성을 지닌다. 이에, 화장품, 수처리 분야, 제지, 코팅재료 등 다양한 산업분야에서 미생물의 제어에 효과적인 보습성을 지닌 살균제로 사용되고 있으나, 항균 스펙트럼이 넓지 않다는 단점이 있고 특히 항곰팡이력이 약해 이러한 단점을 상기 카프릴 산(Caprylic acid)을 일정 함량 첨가함으로써 해소시킨다.

상기 카프릴 산(Caprylic acid)은 지방산의 일종으로 팜 오일(Palm oil)이나 코코넛 오일(Coconut oil)과 같은 식물 지방에서 얻을 수 있으며, 항곰팡이 성능을 지닌 천연 유래 물질로서, 탄소수 8개의 포화 지방산이다.

저독성으로 인해 일반적으로 음식이 직접 닿을 수 있는 용기의 소독 및

온실 내 조류의 발생을 억제 하는 용도로 사용되며 방부제 이외의 용도로는 염료의 중간체로 널리 사용되는 물질이다. 부식성이 없고 저독성이며 생분해가 가능한 천연 유래 물질이라는 점에서 장점을 갖고 있으나 단일물질로 방부 목적으로 사용하기에는 세균에 대한 항균 스펙트럼이 좁아 어려운 점이 있다. 이러한 단점은 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)을 혼합하여 사용함으로써 보완된다.

상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 함량은 100:1 내지 1:4의 중량비로 혼합될 수 있고, 바람직하게는 50:1~1:2의 중량비로 혼합될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 20:1~2:1로 혼합될 수 있다. 상기 옥탄디올, 펜탄디올 및 헥산디올로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물이 상기 수치범위의 하한치 미만으로 첨가되게 되면 충분한 살균력을 달성할 수 없어 바람직하지 않으며, 상기 옥탄디올, 펜탄디올 및 헥산디올로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물이 상기 수치범위의 상한치를 초과하게 되면 카프릴 산의 함량을 제한하게 되어 바람직하지 않다. 또한 상기 카프릴 산이 상기 수치범위의 하한치 미만으로 첨가되는 경우에는 충분한 항곰팡이력을 달성하기 어려워 바람직하지 않으며, 상기 카프릴 산이 상기 수치범위의 상한치를 초과하게 되면 옥탄디올, 펜탄디올 및 헥산디올의 함량을 제한할 뿐만 아니라 혼합물 전체의 용해도를 떨어뜨리게 되어 바람직하지 않다.

상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol) 로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 상기 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물을 방부제용 조성물로 사용하면, 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물의 곰팡이에 대한 살균효과가 부족한 단점을 카프릴 산(Caprylic acid)이 보완하고, 상기 카프릴 산(Caprylic acid)의 부족한 항균력을 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물이 보완하게 된다. 또한 여기에 더하여 본 발명에 따른 방부제용 조성물의 항균력 및 항곰팡이력은 각각의 화합물이 가지는 효과의 합보다 커지는 상승효과를 나타낸다. 결과적으로 본 발명에 따른 방부제용 조성물은 저 독성이지만 이들을 혼합하여 사용함으로써 보다 광범위하게 미생물을 억제할 수 있고, 단독으로 사용할 때보다 우수한 항균력 및 항곰팡이력을 발휘할 수 있다.

또한 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol), 헥산디올(Hexanediol) 및 카프릴 산(Caprylic acid)은 이들이 단독으로 사용되는 경우에 저온에서도 쉽게 고형화되어 액상이나 에멀젼 상태로 제조되는 액체 세제, 화장품 및 물티슈 등의 생활용품에 적용하는 경우 낮은 온도 조건에서는 사용이 제약되는 단점이 있었다. 하지만, 본 발명에 따른 방부제용 조성물과 같이 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 상기 카프릴 산(Caprylic acid)을 혼합하게 되면 저온에서도 쉽게 고형화되는 것을 방지할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 방부제용 조성물이 고형화되지 않는 최저 온도는 0~5 ℃이다.

본 발명에 따른 방부제용 조성물은 방부력이 요구되는 각종 생활용품에 포함될 수 있으며, 상기 생활용품의 용도에는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 바람직하게는 액상이나 에멀젼 상태인 것으로서 상기 생활용품은 주방세제, 섬유유연제, 액상 세탁 세제 등이고 이외에도 화장품 및 물티슈 및 마스크팩 등에 포함하여 적용하는 것이 가능하다.

이렇게 본 발명에 따른 방부제용 조성물은 상기 생활용품 등에 포함되어 적용될 수 있으며, 이때 상기 방부제용 조성물은 에멀젼 및 콜로이드 등과 같이 다양한 형태로 제조될 수 있다. 그리고 필요에 따라서는 각종 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 생활용품에 포함될 수 있는 물질이라면 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 또한 바람직한 일 실시예로서 상기 방부제의 유효 성분은 부틸렌 글리콜(Butylene Glycol), 펜틸렌 글리콜(Pentylene Glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene Glycol), 헥실렌 글리콜(Hexylene Glycol), 소르비톨(Sorbitol), 벤질 알콜(Benzyl alcohol), 2,4-디클로로벤질 알콜(2,4-Dichlorobenzyl alcohol), 2-페녹시에탄올(2-phenoxyethanol), 2-페녹시에탄올 헤미포르말(2-phenoxyethanol hemiformal), 페닐에틸 알콜(Phenylethyl alcohol), 5-브로모-5-니트로-1,3-다이옥산(5-Bromo-5-nitro-1,3-dioxane), 디메틸올디메틸히단토인(Dimethyloldimethylhydantoin), 글리옥살(Glyoxal), 글루타르디알데히드(Glutardialdehyde), 소르빅산(Sorbic acid), 벤조익산(Benzoic acid), 살리실산(Salicylic acid), p-하이드록시벤조익 에스테르(p-Hydroxybenzoic acid), 클로로아세트아미드(Chloroacetamide), N-메틸올클로로아세트아미드(N-Methylolchloroacetamide), p-클로로-m-크레졸(p-chloro-m-cresol), N-메틸올우레아(N-Methylolurea), N,N'-디메틸올우레아(N,N'-Dimethylolurea), 벤질 포르말(Benzyl formal), 4,4-디메틸-1,3-옥사졸리딘(4,4-Dimethyl-1,3-oxazolidine), 1,3,5-헥사하이드로트리아진(1,3,5-Hexahydrotriazine) 유도체, N-알킬-N,N-디메틸벤질암모늄 클로라이드 (N-alkyl-N,N-dimethylbenzylammonium chloride)와 디-n-데실디메틸암모늄 클로라이드(di-n-decyldimethylammonium chloride)와 같은 4기로 된 암모늄 화합물, 세틸피리디늄 클로라이드(cetylpyridinium chloride), 클로로헥시딘(chlorohexidine), 1,2-디브로모-2,4-디시아노부탄(1,2-Dibromo-2,4-dicyanobutane), 3,5-디클로로-4-하이드록시벤즈알데히드(3,5-Dichloro-4-hydroxybenzaldehyde), 에틸렌 글리콜 헤미포르말(Ethylene glycol hemiformal), 테트라(하이드록시메틸)포스포늄(Tetra(hydroxymethyl)phosphonium) 염, 디클로로펜(Dichlorophene), 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드(2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamide), 3-요오드-2-프로피닐-N-부틸카바메이트(3-Iodo-2-propynyl-N-butylcarbamate), 메틸 N-벤지미다졸-2-일카바메이트(Methyl N-benzimidazol-2-ylcarbamate), 2-n-옥틸이소티아졸린-3-온(2-n-Octylisothiazolin-3-one), 4,5-디클로로-2-n-옥틸이소티아졸린-3-온(4,5-Dichloro-2-n-octylisothiazolin-3-one), 4,5-트리메틸렌-디데실 디메틸 암모늄염(4,5-Trimethylene-2-methylisothiazolin-3-one), 디-N-메틸-2,2'-디티오디벤즈아미드(Di-N-methyl-2,2'-dithiodibenzamide), 2-티오시아노메틸티오벤조티아졸(2-Thiocyanomethylthiobenzothiazole), 2-하이드록시메틸-2-니트로-1,3-프로판디올(2-hydroxymethyl-2-nitro-1,3-propanediol)과 같은 C-포르말, 메틸렌 비스티오시아네이트(Methylene bisthiocyanate), 포름알데히드와 알란토인(allantoin)의 반응물을 포함한다. 또한 첨가제로는 증점제(thickener), 거품 억제제(antifoam), pH 조절제 (pH regulator)와 안정제(stabilizer), 방향제(perfume), 분산제(dispersant), 착색 물질과 예를 들어 착화제와 같은 변색 방지용, 유효성분의 분해 방지용의 안정제들이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 방부제용 조성물은 용매에 분산시켜 에멀젼 및 서스펜션 등을 포함하는 다양한 형태로 제조가 가능하다.

이때 상기 용매는 극성 용매 또는 무극성 용매를 사용하는 것이 가능하며, 상기 극성 용매로는 물; 에탄올 및 이소프로판올을 포함하는 C1 내지 C4의 저급 알코올; 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및 트리프로필렌 글리콜을 포함하는 알킬렌 글리콜; 부틸 글리콜 및 부틸 디글리콜을 포함하는 글리콜 에테르; 부틸 디글리콜아세테이트 및 2,2,4-트리메틸펜탄디올 모노이소부티레이트(2,2,4-trimethylpentanediol monoisobutyrate)를 포함하는 글리콜 에스테르; 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜을 포함하는 폴리 글리콜; 및 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide);로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다. 또한 상기 무극성 용매는 자이렌, 톨루엔과 알킬벤졸 (alkylbenzol)과 같은 방향족 물질들과 파라핀, 프탈레이트(phthalate)와 지방산 에스테르와 같은 무극성 에스테르들, 에폭시화 지방산들과 그 유도체들, 실리콘 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.

본 발명에 따른 상기 방부제용 조성물 내에서 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid) 혼합물의 농도는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 500ppm 내지 10,000ppm인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 7,000ppm인 것이 바람직한다. 상기 농도가 500ppm 미만인 경우에는 항균 및 항곰팡이의 효과를 충분히 달성할 수 없어 바람직하지 않고, 상기 농도가 10,000ppm을 초과하는 경우에는 용매 및 다른 첨가제의 함량을 제한할 우려가 있어 바람직하지 않다.

한편 상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물에는 폴리리신(Polylysine)을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리리신이 첨가됨으로 인해 혼합물일 때 상승효과로 발현된 항균력과 항곰팡이력이 보다 월등히 향상된다. 상기 폴리리신은 L-리신 잔류물에 중에서 호모 폴리펩티드로서 생산된다. 또한 상기 폴리리신의 시성식은 (C₆H₁₂N₂O)n이고, 분자량은 대략 4,500~5,000이다.

또한 상기 폴리리신의 함량은 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물:폴리리신이 1:10~40:1의 중량부인 것을 특징으로 하며, 상기 폴리리신이 상기 함량으로 첨가되는 경우에 우수한 항균력 및 항곰팡이력을 발휘할 수 있으며, 다량의 폴리리신을 사용하지 않고서도 최대치의 효과를 달성할 수 있어 경제적이다.

본 발명에 따른 방부제 조성물에 의해 제거되는 미생물 및 곰팡이는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 바람직하게는 대장균(Escherichia coli), 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)의 세균 및 아스퍼질러스 나이저(Aspergillus niger)와 같은 곰팡이 등이며, 적용 양을 사용하고도 높은 살균 효과를 얻을 수 있었다.

이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

용기에 옥탄디올 중 하나이며, 1,2-옥탄디올인 카프릴릴 글리콜(Caprylyl Glycol, Dermasoft Octiol/drstraetmans 社) 과 카프릴 산(Caprylic acid/Plus chem 社) 을 100:1 내지 1:4의 중량비 내에서 여러가지 비율로 혼합한 후 이를 30분 동안 교반하여 본 실시예 1에 따른 혼합물을 제조하였으며, 이를 포함하는 최종 방부제용 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1의 카프릴릴 글리콜(1,2-옥탄디올) 대신에 동일한 양의 펜탄디올(1,2-Pentandiol/BASF 社)을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 혼합물을 제조하였으며, 이를 포함하는 최종 방부제용 조성물을 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1의 카프릴릴 글리콜(1,2-옥탄디올) 대신에 동일한 양의 헥산디올(1,2-Hexandiol/Kukjeon pharm 社)을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 혼합물을 제조하였으며, 이를 포함하는 최종 방부제용 조성물을 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1 중 1,2-옥탄디올인 카프릴릴 글리콜과 카프릴산을 각각 50%가 되도록 1:1의 비율로 혼합하고, 여기에 대하여 1:10~40:1의 중량부 내에서 여러가지 비율로 폴리리신을 투입한 후 이를 30분 동안 교반하여 혼합물을 제조하였으며, 이를 포함하는 최종 방부제용 조성물을 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 1에서 1,2-옥탄디올인 카프릴릴 글리콜과 카프릴산을 각각 50%가 되도록 1:1의 비율로 혼합한 후 30분간 교반하여 최종 방부제용 조성물을 제조하였다.

비교예

비교예 1

상기 실시예 1에서 카프릴릭 글리콜과 카프릴 산를 혼합한 것 대신에 단독의 카프릴릴 글리콜 100중량%를 사용하여 제조한 방부제용 조성물을 본 비교예 1로 하였다.

비교예 2

상기 실시예 2에서 펜탄디올과 카프릴 산을 혼합한 것 대신에 단독의 펜탄디올 100중량%을 사용하여 제조한 방부제용 조성물을 본 비교예 2로 하였다.

비교예 3

상기 실시예 3에서 헥산디올과 카프릴릭 엑시드를 혼합한 것 대신에 단독의 헥산디올 100중량%를 사용하여 제조한 방부제용 조성물을 본 비교예 3으로 하였다.

비교예 4

상기 실시예 7에서 상기 혼합물에 폴리리신을 추가로 혼합한 것 대신에 단독의 폴리리신 100중량%를 사용하여 제조한 방부제용 조성물을 본 비교예 4로 하였다.

비교예 5

상기 실시예 1 내지 실시예 3에서 카프릴 산에 다른 물질들을 혼합한 것 대신에 단독의 카프릴 산 100중량%를 사용하여 제조한 방부제용 조성물을 본 비교예 5로 하였다.

실험예

< 실험예 1: 옥탄디올과 카프릴 산의 미생물에 대한 상승지수 실험>

상기 실시예 1에 따른 방부제 조성물의 엔테로박터 에어로겐스(Enterobacter aerogens ATCC 13048), 대장균(Escherichia coli ATCC 11229), 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus ATCC 9341), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442), 클렙시엘라 뉴모니아(Klebsiella pneumoniae ATCC 1560), 스타필로코커스 에피더미스(Staphylococcus epidermis ATCC 155), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus ATCC 6538), 및 바실러스 섭틸러스(Bacillus subtilis ATCC 6984), 곰팡이 아스퍼질러스 나이저(Aspergillus niger ATCC9642) 등 9 종의 미생물에 대한 살균 효과를 알아보기 위해 본 실험을 실시하였다.

구체적으로는 상기 방부제 조성물을 Difco사의 트립틱 소이브로스(Tryptic Soy Broth)를 사용하여 2배 계열 희석법 (Two fold dilution method)에 따라 희석한 후 살균제 및 혼합 균주가 첨가된 배양액을 30 ℃에서 3일간 배양한 후, 생육을 저해하는 가장 낮은 농도의 혼탁도를 육안 관찰하는 방법으로 최소 생육 억제 농도(MIC)로 측정한 다음, 방부제의 상승작용 효과를 계산하였다.

방부제의 상승작용은 Kull, F.C. et al.의 논문(Appl. Microbiol. 9:538∼544(1961))에 발표된 방법에 따라 하기 수학식 1에 의해 측정된 비율을 사용하여 측정하였다. 이때, Qa/QA와 Qb/QB의 합이 1 보다 작은 경우 상승작용이 나타나는 것으로 판단하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에서 옥탄디올인 카프릴릴 글리콜은 ‘CG’로 표시하였으며, 카프릴 산은 ‘CA’로 표시하였다. 또한 하기 표 1에서 실시예 1에 따른 조성물의 함량을 8가지 경우로 달리하여 각각 실시예 1-1 내지 실시예 1-8로 명명하였다.

[수학식 1]

상기 수학식 1에서,

Qa는 옥탄디올과 카프릴 산의 혼합 조성 중 옥탄디올의 MIC 값(ppm)이고, Qb는 옥탄디올과 카프릴 산의 혼합 조성 중 카프릴 산의 MIC 값(ppm)이고, Q_A는 단독으로 사용된 옥탄디올의 MIC 값(ppm)이고, Q_B는 단독으로 사용된 카프릴 산의 MIC 값(ppm)이다.

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 옥탄디올을 약 1/2만 사용하고, 카프릴 산의 사용량을 1/10 이상으로 줄이더라도 SI 값이 1 이하로서 각각 단독으로 사용된 경우보다 상승된 미생물 억제효과를 볼 수 있었다.

따라서, 본 발명에서와 같이 두 가지 화합물을 혼합하면, 두 가지 물질을 단독으로 각각 사용할 때 보다 세균 및 곰팡이의 생육을 효과적으로 억제할 수 있으며, 또한 옥탄디올과 카프릴 산의 상승 효과는 옥탄디올:카프릴 산을 실시예 1-2 내지 실시예 1-7에 해당하는 중량비로 처리할 때 가장 바람직함을 알 수 있다.

< 실험예 2: 펜탄디올과 카프릴 산의 미생물에 대한 상승지수 실험>

상기 실험예 1과 동일한 방법을 사용하였으며, 상기 실시예 2에 따른 펜탄디올과 카프릴 산을 혼합한 방부제 조성물이 상기 9종의 미생물에 대하여 상승지수 효과가 존재하는지를 알아보기 위한 실험을 진행하였다.

펜탄디올은 하기 표 2에서 ‘PD’라 하며, 카프릴 산은 하기 표 2에서‘CA’라 한다.

또한 본 실험은 실험예 1의 방법과 동일하게 수행하고, 수학식 1에 의거하여 상승 지수를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

또한 상기 수학식 1에서,

Qa는 펜탄디올과 카프릴 산의 혼합 조성 중 카프릴 산의 MIC 값(ppm)이고, Qb는 펜탄디올과 카프릴 산의 혼합 조성 중 펜탄디올의 MIC 값(ppm)이고, Q_A는 단독으로 사용된 카프릴 산의 MIC 값(ppm)이고, Q_B는 단독으로 사용된 펜탄디올의 MIC 값(ppm)이다.

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명처럼 펜탄디올과 카프릴 산을 혼합하면 SI 값이 1 이하 임을 확인할 수 있었고, 이를 통해 이들을 각자 단독으로 사용할 때 보다 상승 효과가 있어 세균 및 곰팡이의 생육을 효과적으로 억제할 수 있었다.

< 실험예 3: 헥산디올과 카프릴 산의 미생물에 대한 상승지수 실험>

상기 실험예 1과 동일한 방법을 사용하였으며, 상기 실시예 3에 따른 헥산디올과 카프릴 산을 혼합한 방부제 조성물이 상기 9종의 미생물에 대하여 상승지수 효과가 존재하는지를 알아보기 위한 실험을 진행하였다.

헥산디올은 하기 표 3에서 ‘HD’라 하며, 카프릴 산은 하기 표 3에서‘CA’라 한다.

또한 본 실험은 실험예 1의 방법과 동일하게 수행하고, 수학식 1에 의거하여 상승 지수를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

또한 상기 수학식 1에서,

Qa는 헥산디올과 카프릴 산의 혼합 조성 중 카프릴 산의 MIC 값(ppm)이고, Qb는 헥산디올과 카프릴 산의 혼합 조성 중 헥산디올의 MIC 값(ppm)이고, Q_A는 단독으로 사용된 카프릴 산의 MIC 값(ppm)이고, Q_B는 단독으로 사용된 헥산디올의 MIC 값(ppm)이다.

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명처럼 헥산디올과 카프릴 산을 혼합하면 SI 값이 1 이하 임을 확인할 수 있었고, 이를 통해 각자 단독으로 사용할 때 보다 상승 효과가 있어 세균 및 곰팡이의 생육을 효과적으로 억제할 수 있었다.

< 실험예 4: 폴리리신과 카프릴 산의 미생물에 대한 상승지수 실험>

상기 실험예 1과 동일한 방법을 사용하였으며, 실시예 4에 따른 폴리리신을 혼합한 방부제 조성물이 상기 9종의 미생물에 대하여 상승지수 효과가 존재하는지를 알아보기 위한 실험을 진행하였다.

폴리리신이 혼합된 혼합물은 하기 표 4에서 ‘PL’라 하며, 폴리리신이 혼합되기 전의 혼합물은 하기 표 4에서‘BE’라 한다.

또한 본 실험은 실험예 1의 방법과 동일하게 수행하고, 수학식 1에 의거하여 상승 지수를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 하기 표 4에서는 실시예 4에 따른 조성물의 함량을 9가지 경우로 달리하여 각각 실시예 4-1 내지 실시예 4-9로 명명하였다.

또한 상기 수학식 1에서,

Qa는 폴리리신이 혼합되기 전의 MIC 값(ppm)이고, Qb는 폴리리신을 혼합한 조성 중 폴리리신의 MIC 값(ppm)이고, Q_A는 폴리리신 혼합 전 MIC 값(ppm)이고, Q_B는 단독으로 사용된 폴리리신의 MIC 값(ppm)이다.

상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명처럼 폴리리신을 혼합하면 SI 값이 1 이하 임을 확인할 수 있었고, 이를 통해 각자 단독으로 사용할 때 보다 상승 효과가 있어 세균 및 곰팡이의 생육을 효과적으로 억제할 수 있었다. 또한 상기 실험예 1 내지 실험예 3의 결과들보다 SI가 큰 폭으로 상승하는 것을 확인할 수 있어, 폴리리신에 의해 보다 큰 폭의 상승 효과가 발휘되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 폴리리신이 혼합된 상승 효과는 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물:폴리리신을 1:10~40:1의 중량부로 혼합 사용하는 경우가 가장 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5:1 내지 1.25:1인 경우임을 알 수 있다.

< 실험예 5: 특정 균주에 대한 살균효과 측정>

보다 구체적으로 살균 효과를 측정하기 위해 상기 실시예 5에 의한 방부제용 조성물로서 옥탄디올과 카프릴 산을 1:1의 중량비로 혼합한 방부제용 조성물과 상기 비교예 1의 조성물을 4종 개별 균주(Escherichia coli ATCC 11229, Staphylococcus aureus ATCC 6538, Candida albicans ATCC10231, Aspergillus niger ATCC 9642)에 처리하여 각각에 대한 살균 효과를 알아보았다.

MIC 시험은 24 멀티 웰 플레이트를 이용하여 살균제를 2배 연속 희석법에 따라 희석한 후, 105 CFU/㎖의 농도로 미생물을 접종한 후 30℃에서 48시간 배양한 다음, 미생물의 생장 여부를 탁도를 기준으로 육안 판정하여 MIC값을 측정하였다. 이때 배지는 디프코사의 트립틱 소이 브로스 (Tryptic Soy Broth, Difco Co.)를 사용하여 탁도를 관찰하였으며, 얻어진 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

MBC 시험은 MIC실험을 실시한 각각의 농도의 Well에서 미생물을 고체 배지에 도말하여 초기 농도의 99.9% 사멸율을 보이는 농도를 MBC농도로 선정하였고

얻어진 결과를 표 6에 나타내었다.

상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 실시예 5의 혼합물은 칸디다 알비칸스 (C. albicans)에서는 확실한 상승지수에 따른 항균 효과를 나타내었으며, 나머지 균주들에서도 비교예 1과 동일한 MIC 값을 보이는 것으로 보아 고가인 옥탄디올의 양을 절반으로 줄여도 카프릴 산과 혼합하여 사용함에 의해 동등한 효과를 보이는 것을 확인할 수 있어 역시 상승된 항균 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 MBC 값을 측정한 표 6에서도 칸디다 알베스 및 아스퍼질러스 나이저의 경우에는 확실히 상승된 항곰팡이력을 보임을 확인할 수 있었으며, 나머지 균주들의 경우에도 비교예 1에 비해 절반으로 사용된 고가의 옥탄디올로도 동등한 효과를 보임을 확인할 수 있어 역시 상승된 효과를 보임을 확인할 수 있었다.

< 실험예 6: 방부제 조성물의 방부력 측정 ( Challenge Test )>

보다 구체적인 제품 내 보존제로서의 효능을 측정하기 위해 본 실험을 진행하였다. 본 실험에서는 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, Escherichia coli ATCC 8739, Salmonella typhimurium KCTC 1925, Micrococcus luteus ATCC 9341, Klebsiella pneumoniae ATCC 4352, Pseudomonas putida KACC 10270, Candida albicans ATCC 10241, Aspergillus niger ATCC 16404 균주를 사용하였다.

시중에 유통되는 액체세제(방부제가 포함되지 않은 애경산업 트리오 제품)에 실시예 5에 따른 방부제 조성물을 각각 0.2중량%, 0.5중량%를 투입하였고, 비교예 1에 따른 방부제 조성물을 0.2중량% 투입 한 후 상기 혼합 균주의 농도가 106 CFU/ml 되도록 오염시켰다.

또한 방부제 조성물을 투입하지 않은 시료를 대조군으로 두었다.

접종한 시료를 30℃에서 시험기간 동안 배양하였다. 배양 기간 중 최초 1일, 3일, 5일 및 7일 간격으로 멸균한 면봉을 이용하여 오염된 시료를 채취한 후, TSA에 접종한다. 이때 상기 멸균한 면봉을 이용하여 오염된 시료를 채취한 후 면봉에서 잉여의 시료를 제거하고, TSA 배지상에 약 길이 2.54㎝, 폭 1.3㎝ 정도로 선을 그은 다음 이를 30℃에서 48시간 배양한 후 균의 성장상태를 관찰한다. 그어진 선을 따라 형성된 세균의 균체수로 0~4까지의 scale을 표기한다. 이러한 0~4의 scale은 아래와 같다.

이때 상기 Rating이 1~4까지의 샘플은 시험 균주에 대해 적절히 보존되지 않음을 의미하는 것이다. 이러한 본 실험의 결과는 하기 표 7에 나타내었다.

상기 표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이 비교예 1의 경우에는 7일이 경과한 후에도 세제내의 혼합 오염균을 완전하게 제거하지 못하는 것을 확인할 수 있었다. 반면에 실시예 5에 따른 방부제용 조성물이 0.2중량%만 투입된 경우에도 5일 만에 완벽하게 혼합 오염균을 제거할 수 있었고, 추가적으로 실시예 5에 따른 방부제용 조성물을 0.5중량%로 투입한 경우에는 제거 속도가 더 빠름을 확인할 있어, 실시예 5가 비교예 1에 의한 경우보다 혼합 오염균에 대한 제어력(살균력)이 우수한 것임을 확인할 수 있었다.

< 실험예 7: 저온 안정성 여부 측정 실험>

상기 비교예 1, 비교예 5 및 실시예 1이 저온에서 안정성을 가지는지를 측정하는 실험을 진행하였다. 이의 실험을 위해 비교예 1, 비교예 5 및 실시예 1에 따른 각각의 시료 100g을 4℃에서 12시간 동안 냉장 보관하여 상태의 변경 여부를 관찰하였다. 이의 결과는 하기 도 1에 나타냈다.

하기 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 비교예 1 및 비교예 5의 경우는 고형분이 되는 것이 확인되었다. 반면에 실시예 1의 경우는 고형화되지 않고 액체 상태를 그대로 유지하고 있음을 육안으로도 확인할 수 있었다. 이를 통해 실시예 1의 경우 저온에서도 안정성을 보여 제품에 적용시 액체 상태에서도 보다 폭 넓은 온도 범위로 활용할 수 있음을 확인하였다.

< 실험예 8: 보습효과 측정>

혼합하여 제조한 실시예 1 내지 실시예 3과 단독으로 제조한 비교예 1 내지 비교예 5의 경우를 가지고 각각의 보습효과에 미치는 영향을 조사하였다. 이때 각 실시예 및 비교예의 조성물을 일정한 크기와 무게의 페이퍼를 완전히 적신 후, 건조 오븐에 말린 후, 시간 단위로 무게를 측정하였다. 그리고 온도는 37℃에서 실시하였다. 그 후 최초의 무게를 100%로 하였고, 이후의 감소율을 측정하였다.

상기 표 8에서 확인할 수 있는 바와 같이 단독으로 제조한 비교예들의 경우가 실시예들의 경우에 비해 보습률이 급격히 떨어지는 것임을 확인할 수 있었다. 그러므로 비교예 1 내지 비교예 5의 경우에 비해 혼합하여 제조한 실시예 1 내지 실시예 3의 경우가 보다 우수한 보습 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 방부제용 조성물이 비교예의 경우보다 우수한 보습 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims

옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물을 포함하는 방부제용 조성물.
제 1항에 있어서,
옥탄디올(Octanediol) 및 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물을 포함하는 방부제용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 함량은 100:1 내지 1:4의 중량비인 것을 특징으로 하는 방부제용 조성물.
제 3항에 있어서,
상기 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 함량은 50:1 내지 1:2의 중량비인 것을 특징으로 하는 방부제용 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 혼합물에 폴리리신(Polylysine)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방부제용 조성물.
제 5항에 있어서,
상기 폴리리신의 함량은 옥탄디올(Octanediol), 펜탄디올(Pentanediol) 및 헥산디올(Hexanediol)로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 화합물과 카프릴 산(Caprylic acid)의 혼합물:폴리리신이 1:10~40:1의 중량부인 것을 특징으로 하는 방부제용 조성물.