KR20160038152A - 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부패 가능한 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지를 개시한다. 즉, 본 고안은 부패 가능한 효소나 효모를 포함하는 고흡수성 수지를 제조함으로써, 일정 경과 이후에 효소나 효모에 의해 자연 부패되어 환경 오염이나 지질 오염을 방지할 수 있다.

Description

효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지의 제조 방법{Method of fabricating of perishable SAP comprising enzyme compositions}

본 발명은 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지에 관한 것으로, 특히 부패 가능한 효소나 효모를 포함하는 고흡수성 수지를 제조하는 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지에 관한 것이다.

고흡수성 수지(Supper Absorbent Polymer: SAP)는 자체 무게의 800배 내지 2천 배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 기능을 가진 합성 고분자 물질이다.

또한, 고흡수성 수지는 생리용구로 실용화되기 시작하여, 종이 기저귀 등 위생용품 이외에 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 식품유통분야에서의 신선도 유지제, 찜질용 등의 재료로 사용되고 있다.

이러한 고흡수성 수지는 흡수액이 흡수된 후에는 해당 고흡수성 수지의 특성에 의해 평균 100년 이상 부패되지 않아, 해당 고흡수성 수지가 무단으로 버려지는 경우 지구의 토양 오염이나 지질 오염 등이 발생하게 된다.

한국공개특허 제10-2009-0064310호 [명칭: 고흡수성 수지의 제조 방법]

본 발명의 목적은 부패 가능한 효소나 효모를 포함하는 고흡수성 수지를 제조하는 부패 가능한 고흡수성 수지를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지의 제조 방법은 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지의 제조 방법에 있어서, 고흡수성 수지 조성물을 제조하는 단계; 황칠, 콜라겐, 티트리 및 베타글루칸 중 적어도 하나를 포함하는 상기 효소 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 고흡수성 수지 조성물과 상기 효소 조성물을 혼합하여 마이크로 캡슐 구조 또는 시트 형태로 형성하여 상기 고흡수성 수지를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 부패 가능한 효소나 효모를 포함하는 고흡수성 수지를 제조함으로써, 일정 경과 이후에 효소나 효모에 의해 자연 부패되어 환경 오염이나 지질 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부패 가능한 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지의 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 부패 가능한 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 고흡수성 수지 조성물(100) 및 효소 조성물(200)로 구성된다. 도 1에 도시된 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)가 구현될 수도 있다.

상기 고흡수성 수지 조성물(또는 고흡수성 수지 분말)(100)은 폴리아크릴산염계, PVA 말레이산 반응물, 이소부틸렌 말레인산 공중합체, 폴리아크릴로니트릴 중합체, 폴리에틸렌 옥사이드 가교제, 전분 아크릴로니트릴 중합체, 전분 아크릴산 크라프트(graft) 중합체 등의 고흡수성 수지 조성물일 수 있다.

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물(100)은 수용성 고분자에 부분적인 가교 처리를 수행하여 수불용성과 친수성을 겸비한 백색의 분말 수지로, 겉보기 밀도 0.6 ~ 0.8(g/㎠)의 상기 고흡수성 수지 조성물(100)이 물(또는 액체)과 접촉시 100 ~ 1000(g/g)의 흡수성을 갖는다.

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물(100)은 물을 흡수하게 되면 겔(Gel)상으로 변화되어, 캡슐화된 상태의 상기 고흡수성 수지 조성물(100)의 30 ∼ 400 배까지 부피가 증가하며, 압력을 가하여도 흡수된 물이 배출되지 않는 특성을 가진 기능성 고분자이다.

또한, 상기 고흡수성 수지 조성물(100)은 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 및 중합개시제를 포함하는 모노머 조성물을 형성하는 단계, 중합반응기에서 상기 모노머 조성물을 중합하여 함수겔 중합체를 제조하는 단계, 상기 함수겔 중합체를 건조 및 분쇄하는 단계, 상기 분쇄된 함수겔 중합체를 미리 설정된 온도(예를 들어 60℃ ~ 110℃)로 1차 승온시키는 단계, 상기 1차 승온된 함수겔 중합체에 표면 가교제 및 용매를 포함하는 표면 가교 용액을 첨가하고 미리 설정된 다른 온도(예를 들어 160℃ ~ 200℃)로 2차 승온하여 함수겔 중합체의 표면 가교 반응을 진행하는 단계 등을 통해 제조한다.

상기 효소 조성물(200)은 황칠, 콜라겐, 티트리, 베타글루칸(beta-glucan) 등을 혼합하여 제조한다.

즉, 상기 효소 조성물(200)은 황칠, 콜라겐, 티트리, 베타글루칸 중 적어도 하나의 구성 요소를 이용하여 제조한다.

일 예로, 상기 효소 조성물(200)은 상기 효소 조성물(200)의 전체 구성 대비, 황칠 40 내지 60 중량% 및 베타글루칸 40 내지 60 중량%로 구성한다.

다른 일 예로, 상기 효소 조성물(200)은 상기 효소 조성물(200)의 전체 구성 대비, 황칠 1 내지 30 중량%, 콜라겐 15 내지 40 중량% 및 베타글루칸 30 내지 60 중량%로 구성한다.

또 다른 일 예로, 상기 효소 조성물(200)은 상기 효소 조성물(200)의 전체 구성 대비, 황칠 1 내지 30 중량%, 콜라겐 1 내지 30 중량%, 티트리 1 내지 30 중량% 및 베타글루칸 20 내지 50 중량%로 구성한다.

이와 같이, 상기 효소 조성물(200)은 황칠, 콜라겐 및 티트리 중 적어도 하나의 구성 요소를 베타글루칸과 혼합하여 제조한다.

황칠나무(Dendropanax morbifera)는 두릅나무과에 속하는 상록교목으로서 우리 나라 남해안의 일부 도서지역에서 볼 수 있으며, 황칠나무의 수피에 상처를 내면 황색의 액이 소량 분비되는데 이를 황칠이라 한다.

상기 황칠은 투명한 천연 도료로 삼국시대부터 가구, 가죽, 옷감, 금속, 종이 등에 사용되어 왔으며, 특히 황칠을 한 목공예품은 금빛을 띠면서도 바탕의 나무결을 생생하게 떠오르게 하여 목공예품을 한층 화사하게 하는 장점을 가지고 있어 목공예 분야에 널리 사용된다.

또한, 상기 황칠은 도료로서의 작용 이외에도 약리작용이 일부 알려져 있는데, 명나라 이시진이 저술한 본초강목에서 황칠은 번열을 제거하며, 술로 인한 황달과 눈이 노랗게 되는 증상을 풀어주고, 나병치료에 효과가 있다.

특히, 황칠은 그 성분의 약 90%정도가 세스퀴테르펜(sesquiterpene)임이 알려져 있는데, 상기 세스퀴테르펜은 탄소수 15인 화합물로서 무고리환, 단고리환, 이환고리, 삼환고리 등으로 분류되며, 이때 세스퀴테르펜의 일부 물질이 약리작용을 나타낸다.

또한, 상기 황칠은 약리작용으로 인하여 황칠에서 특정성분을 분리할 경우 의약품으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 옻칠과 달리 피부 알레르기를 거의 유발하지 않고 취급이 용이하므로 황칠을 적당히 2차 가공하면 효소나 효모로 활용할 수 있다.

또한, 본 고안에서는 황칠나무의 수피에 낸 상처에서 분비되는 황칠을 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 황칠 대신 상기 황칠나무로부터 추출되는 황칠나무 추출물을 사용할 수도 있다.

여기서, 상기 황칠나무 추출물은 황칠나무의 다양한 기관 또는 부분(예를 들어 잎, 꽃, 뿌리, 줄기, 가지, 껍질, 종자 등 포함)(바람직하게는 줄기)으로부터 추출하여 얻을 수 있다.

상기 콜라겐(collagen)은 돼지껍데기, 고래힘줄, 가자미의 지느러미, 닭의 날개, 소의 꼬리, 도가니 등에서 추출하며, 분말 형태 또는 액상 형태일 수 있다.

또한, 상기 콜라겐은 태반, 두충차, 곶감, 감잎차 등으로부터 추출할 수도 있다.

상기 티트리는 Leptospermum, Melaleuca, Kunzea 속에 해당하며, 세계적으로 Leptospermum 속(genus)에 약 86 종, Melaleuca 속에 약 230여종의 식물이 알려져 있다.

원산지는 오스트레일리아로 뉴사우스웨일스주에서 자생한다. 높이 약 6m까지 늪지대에서 자라며 생명력이 강해서 줄기를 잘라내도 잘 자란다. 공기를 상쾌하게 정화하는 역할을 하는 허브의 한 종류이다.

오스트레일리아 원주민들은 이미 오래전부터 티트리 나무의 잎으로 베인 상처에 생긴 감염증을 치료해왔다. 제2차 세계대전 중에는 피부 창상의 치료제로서 열대지방의 군인에게 지급되었다. 외과와 치과에서 사용되며 살균소독제, 탈취제, 비누, 공기정화제에도 넣어 사용하며, 이 밖에도 각종 감염증, 감기, 입냄새, 무좀, 비듬 등에도 효과가 있다. 그러나 자극성이 강하기 때문에 원액을 희석시켜 사용하는 것이 좋다.

티트리는 자극성이 강하기 때문에 원액을 아몬드, 아프리코트, 헤즐넛과 같은 캐리어 오일에 2%를 희석하여 사용하며, 항 박테리아, 항바이러스 항진균 효과와 더불어 가장 강력한 면역 자극제, 백혈구를 활성화시켜 체내에 침입한 유기체에 대한 방어선을 구축하고 병에 걸려있는 기간을 단축하고, 호흡계 및 비뇨기계에 항박테리아 작용으로 호흡기계 및 비뇨기계 감염에 사용되는 물질이다.

티트리 오일이 햇빛에 노출되면, 미량의 성분인 파라시멘이 3%에서 305d로 급격히 늘어나며, 항 미생물효과가 있는 terpinene-4-ol이 산화되어 트리하이드톡시멘테인으로 변화된다. Para-cymene은 피부에 고통스러운 홍반과 부종을 유발하는 원소로 밝혀졌으며 산화된 티트리 오일을 피부에 사용할 경우 증상의 치료를 지연시킬 뿐만 아니라 화학적 화상을 일으켜 이러한 급격한 산화를 막기 위해 항상 차광병에 보관해야 한다.

상기 베타글루칸은 다당류의 일종이며, 효모 세포벽, 버섯류(예를 들어 꽃송이 버섯 등 포함), 곡류에서 추출한다.

또한, 상기 베타글루칸은 당이 결합된 모양에 따라 베타(1-3)글루칸, 베타(1-4)글루칸, 베타(1-6)글루칸 등으로 나뉜다.

상기 베타글루칸 중에서 베타(1-3)글루칸이 면역력을 강화하는 작용을 갖고 있으며, 이중에서도 베타(1-3)의 주사슬에 베타(1-6)결합을 겹사슬로 가진 구조의 것이 수용성을 띤다.

또한, 상기 효소 조성물(200)은 분말 형태로 곱게 분쇄된 약 150 ~ 1,000 메쉬(Mesh)일 수 있다.

또한, 상기 효소 조성물(200)은 액상 형태일 수도 있다.

또한, 본 고안의 실시예에서는 상기 효소 조성물(200)을 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 황칠, 상기 콜라겐, 상기 티트리, 상기 베타글루칸 등을 혼합하여 제조되는 효모 조성물(미도시)을 상기 효소 조성물(200) 대신 사용할 수도 있다.

상기 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 상기 고흡수성 수지 조성물(100)과 상기 효소 조성물(200)을 혼합하여 마이크로 캡슐 구조로 형성한다.

또한, 상기 효소 조성물(200)이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 상기 고흡수성 수지 조성물(100)과 상기 효소 조성물(200)을 혼합하여 미리 설정된 단면적과 두께를 갖는 시트(sheet) 형태(또는 두루마리 종이 형태)로 형성한다.

또한, 상기 고흡수성 수지(10)는 전체 구성 대비, 상기 고흡수성 수지 조성물(100) 30 내지 70 중량%, 상기 효소 조성물(200) 30 내지 70 중량%로 구성한다. 이때, 상기 효소 조성물(200)의 함량은 상기 고흡수성 수지(10)가 60일 내지 90일 이내에 자연 부패할 수 있도록 설계자의 설계에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

또한, 상기 고흡수성 수지(10)는 전체 구성 대비, 상기 고흡수성 수지 조성물(100)과 상기 효소 조성물(200)의 구성비(또는 조성비)를 2:1, 3:1, 4:1 및 5:1 중 어느 하나로 구성할 수도 있다.

이와 같은 상기 고흡수성 수지 조성물(100)과 상기 효소 조성물(200)의 구성비(또는 조성비)에 의해, 상기 고흡수성 수지(10) 사용 이후의 자연 부패를 최적화할 수 있다.

이와 같이, 제조된 상기 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 여성용 패드 등의 탑시트(미도시), 통기성 백시트(미도시), 상기 탑시트와 상기 백시트 사이에 형성되는 흡수층(미도시) 등의 적어도 하나의 구성 요소의 내부 또는 외부에 형성된다.

즉, 상기 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 상기 탑시트의 내부에 형성(또는 안착/도포/접착/점착)되거나 상기 탑시트의 외측면의 적어도 일측(또는 일면)에 형성된다.

또한, 상기 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 상기 통기성 백시트의 내부에 형성되거나 상기 통기성 백시트의 외측면의 적어도 일측(또는 일면)에 형성된다.

또한, 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 상기 흡수층의 내부에 형성되거나 상기 흡수층의 외측면의 적어도 일측(또는 일면)에 형성된다.

이와 같이, 상기 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 상기 여성용 패드 등에 형성되어, 상기 여성용 패드 등이 폐기되는 경우 상기 고흡수성 수지(10)에 포함된 상기 효소 조성물(200)에 의해 자연 부패될 수 있다.

또한, 상기 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지(10)는 원예용 토양보수제, 토목, 건축용 지수재, 육묘용 시트, 찜질용 등의 재료로 사용되어 상기 효소 조성물(200)의 양에 따라 일정 기간이 경과한 후 자연 부패될 수 있다.

본 고안의 실시예는 앞서 설명된 바와 같이, 부패 가능한 효소나 효모를 포함하는 고흡수성 수지를 제조하여, 일정 경과 이후에 효소나 효모에 의해 자연 부패되어 환경 오염이나 지질 오염을 방지할 수 있다.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 부패 가능한 효소나 효모를 포함하는 고흡수성 수지를 제조함으로써 일정 경과 이후에 효소나 효모에 의해 자연 부패되어 환경 오염이나 지질 오염을 방지할 수 있는 것으로, 패드 분야, 원예용 토양보수제 분야, 토목 분야, 건축용 지수재 분야, 육묘용 시트 분야 등에서 광범위하게 이용될 수 있다.

10: 고흡수성 수지
100: 고흡수성 수지 조성물 200: 효소 조성물

Claims (1)

1. 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지의 제조 방법에 있어서,
   고흡수성 수지 조성물을 제조하는 단계;
   황칠, 콜라겐, 티트리 및 베타글루칸 중 적어도 하나를 포함하는 상기 효소 조성물을 제조하는 단계; 및
   상기 고흡수성 수지 조성물과 상기 효소 조성물을 혼합하여 마이크로 캡슐 구조 또는 시트 형태로 형성하여 상기 고흡수성 수지를 제조하는 단계를 포함하는 효소 조성물이 함유된 부패 가능한 고흡수성 수지의 제조 방법.

Images