KR20180038360A - 황사 등의 미세먼지에 포함된 유해 중금속 제거 또는 안정화를 위한 환경친화적 중금속 제거제 또는 안정화제를 포함한 친환경 세제 또는 친환경 세정제 조성물 - Google Patents

황사 등의 미세먼지에 포함된 유해 중금속 제거 또는 안정화를 위한 환경친화적 중금속 제거제 또는 안정화제를 포함한 친환경 세제 또는 친환경 세정제 조성물 Download PDF

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Abstract

황사 등의 미세먼지에 포함된 유해 중금속 제거를 위한 친환경 중금속 제거제 또는 안정화제를 포함한 세제 또는 세정제용 조성물이 제공된다.

Description

황사 등의 미세먼지에 포함된 유해 중금속 제거 또는 안정화를 위한 환경친화적 중금속 제거제 또는 안정화제를 포함한 친환경 세제 또는 친환경 세정제 조성물{ECO-FRIENDLY DETERGENT OR ECO-FRIENDLY CLEANSER COMPOSITION COMPRISING ECO-FRIENDLY HEAVY METAL REMOVING AGENT OR STABILIZING AGENT FOR REMOVING OR STABILIZING HEAVY METAL IN FINE DUST SUCH AS YELLOW SAND AND THE LIKE}
본 발명은 세제 또는 세정제 조성물에 관한 것이다.
황사나 미세먼지 등에 의한 대기오염뿐만 아니라, 산업발전에 따른 각종 공장 및 소각장, 쓰레기매립장, 대학 연구소 등 다양한 분야에서 산업폐수와 일반 가정에서도 각종 오염 생활폐수가 다량 발생하고 있다. 이에 각 분야에서의 용도에 적합한 다양한 조성의 세제가 사용되고 있다.
그러나, 현재까지 개발된 세제들은 오염을 제거하기 위한 수단으로 대개 계면활성제의 조성에 의존하고 있어, 황사나 미세먼지로부터 유발된 대기오염에 의한 또는 각종 폐수 혹은 담배 연기 등에 포함된 중금속을 효과적으로 제거하거나 안정화시키지 못하는 단점이 있다. 황사나 미세먼지로부터 유발된 대기오염이나 흡연 등에 의하여 세탁물에 부착된 중금속이나 각종 폐수 내에 포함된 중금속들이 적절히 처리되지 않고 자연계로 유입될 경우 환경에 치명적인 영향을 미치게 되고, 이는 결국 생태계 먹이사슬의 최정점에 있는 인간에게도 커다란 위협이 되고 있다.
대기나 폐수 또는 토양에 함유된 중금속을 제거하기 위하여 각종 중금속 제거제와 안정화제들이 개발되어 있으나, 그 자체에 독성 및 악취 등이 있어, 현장에 적용할 때 주의를 요하며 과다 사용할 경우 오히려 환경에 악영향을 미치게 된다. 또한, 대기나 폐수 또는 토양에 함유된 중금속을 제거하거나 안정화시키기 위한 중금속 제거제의 예시로는, NaSH, Na2S, HNaS 및 이외에도 여러 가지가 있는데, 이들은 주로 황을 함유한 화합물로서 중금속 제거와 안정화에는 효과가 있지만 자체 독성이 높고 황 화합물 특유의 악취로 인하여 많은 경우에 사용하기에 적절하지 않으며, 오히려 대기, 수중 혹은 토양 생태계에 악영향을 미칠 수 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 중금속 제거제 또는 안정화제를 포함한 친환경 세제 또는 친환경 세정제용 조성물을 제공하고자 한다.
일 측면에 따르면,
하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산(Ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid, EDTA), 디소듐 EDTA, 테트라소듐 EDTA, 디에틸렌트리아민-N,N,N',N',N''-펜타아세트산(Diethylenetriamine-N,N,N',N',N''-pentaacetic acid, DTPA), N,N-비스(카복시메틸)글리신(N,N-bis(carboxymethyl)glycine, NTA) 및 옥살산 (Oxalic acid) 중에서 선택된 1종 이상을 포함한, 중금속 제거제 또는 안정화제; 및
계면활성제를 포함한, 세제 또는 세정제용 조성물이 제공된다:
<화학식 1>
Figure pat00001
상기 화학식 1 중,
M1 +, M2 + 및 M3 +는 각각 독립적으로, Li+, Na+, K+, Rb+ 및 Cs+로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나이다.
다른 구현 예에 따르면, 상기 중금속 제거제 또는 안정화제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또 다른 구현 예에 따르면, 상기 화학식 1 중 M1 +, M2 + 및 M3 +는 Na+일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은, 충분한 세정력을 유지하면서도 세탁물 혹은 피세정물의 중금속을 효과적으로 제거 또는 안정화할 수 있고, 조성물 자체의 독성도 매우 낮아 환경친화적이다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은 중금속 제거제 또는 안정화 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
상기 중금속 제거제 또는 안정화제는, 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 사용 후(예를 들면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물을 이용한 세탁 혹은 세정 후) 존재할 수 있는 중금속을 제거 혹은 안정화시키며, 사용 후 세탁 또는 세정제용 조성물의 외부 환경(예를 들면, 생태계) 방류 시 외부 환경에 유해한 중금속의 방류를 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 중금속 제거제 또는 안정화제는 수용해성이 상대적으로 큰 저분자이므로, 액상, 겔(gel)형, 페이스트(paste)형 또는 고형과 같은 다양한 형태를 갖는 세제 또는 세정제용 조성물에 포함될 수 있는 각종 성분과 우수한 혼화성을 가질 수 있으므로, 상기 세제 또는 세정제용 조성물에 사용하기 적합할 수 있다.
상기 중금속 제거제 또는 안정화제는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산(Ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid, EDTA), 디소듐 EDTA, 테트라소듐 EDTA, 디에틸렌트리아민-N,N,N',N',N''-펜타아세트산(Diethylenetriamine-N,N,N',N',N''-pentaacetic acid, DTPA), N,N-비스(카복시메틸)글리신(N,N-bis(carboxymethyl)glycine, NTA) 및 옥살산(Oxalic acid) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00002
상기 화학식 1 중,
M1 +, M2 + 및 M3 +는 각각 독립적으로, Li+, Na+, K+, Rb+ 및 Cs+로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나이다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중 M1 +, M2 + 및 M3 +는 Na+일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 중금속 제거제 또는 안정화제 자체의 독성은 매우 낮고, 악취도 거의 없는 바, 상기 중금속 제거제 또는 또는 안정화제를 포함한 세제 또는 세정제용 조성물은 독성 및 악취를 실질적으로 갖지 않을 수 있다.
일 구현 예에 따르면, 상기 중금속 제거제 또는 안정화제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
다른 구현 예에 따르면, 상기 중금속 제거제 또는 안정화제는 테트라소듐 EDTA를 포함할 수 있다.
또 다른 구현 예에 따르면, 상기 중금속 제거제 또는 안정화제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 테트라소듐 EDTA를 포함할 수 있다.
상기 중금속 제거제 또는 안정화제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.00001 내지 10 중량부의 범위이다. 일 구현 예에 있어서, 상기 중금속 제거제 또는 안정화제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.0005 내지 1.0 중량부, 예를 들면, 0.001 내지 0.1 중량부의 범위일 수 있다.
상기 중금속 제거제 또는 안정화제의 함량 범위가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 세제 또는 세정제용 조성물의 세정력 약화없이 우수한 중금속 제거 또는 안정화 효과를 제공할 수 있다.
상기 계면활성제는 각종 오염을 제거하는 세정 역할을 하는 성분으로서, 상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양쪽성 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 계면활성제가 음이온성 계면활성제를 포함할 경우, 2종 이상의 서로 상이한 음이온성 계면활성제를 포함할 수 있고, 상기 계면활성제가 양이온성 계면활성제를 포함할 경우, 2종 이상의 서로 상이한 양이온성 계면활성제를 포함할 수 있고, 상기 계면활성제가 비이온성 계면활성제를 포함할 경우, 2종 이상의 서로 상이한 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있고, 상기 계면활성제가 양쪽성 계면활성제를 포함할 경우, 2종 이상의 서로 상이한 양쪽성 계면활성제를 포함할 수 있다.
일 구현 예에 따르면, 상기 계면활성제는 2종 이상의 서로 상이한 음이온성 계면활성제, 2종 이상의 서로 상이한 비이온성 계면활성제 및 2종 이상의 서로 상이한 양쪽성 계면활성제를 포함할 수 있다.
다른 구현 예에 따르면, 상기 계면활성제는 2종 이상의 서로 상이한 음이온성 계면활성제 및 2종 이상의 서로 상이한 비음이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.
상기 음이온성 계면활성제는 카본산염 음이온 계면활성제, 설폰산염 음이온 계면활성제 및 황산 에스테르염 음이온 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 음이온성 계면활성제는 C5- 20지방산염, C5- 20알킬 설폰산염, C6- 20알킬벤젠 설폰산염, C5- 20알파올레핀 설폰산염, C5- 20알킬 황산 에스테르염 및 C5- 20알킬에테르 황산 에스테르염 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현 예에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는 라우르산염과 같은 카본산염 음이온 계면활성제를 포함할 수 있다.
다른 구현 예에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제는 도데실벤젠 설폰산염과 같은 알킬벤젠 설폰산염을 포함할 수 있다.
상기 양이온성 계면활성제는 아민염 계면활성제, 암모늄염 계면활성제, 포스포늄염 계면활성제 및 술포늄염 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양이온성 계면활성제로서, 디알킬디메틸암모늄염, 알킬벤젤메틸암모늄염 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 비이온성 계면활성제는 지방산계 비이온 계면활성제(예를 들면, 폴리에틸렌글리콜을 친수성 그룹으로서 가짐), 알코올계 비이온 계면활성제, 알킬페놀계 계면활성제, 폴리글리코시드계 비이온 계면활성제 및 지방산 아마이드계 비이온 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리글리코시드계 비이온 계면활성제는 C5- 20알킬 폴리글리코시드계 비이온 계면활성제 또는 C5-20알케닐 폴리글리코시드계 비이온 계면활성제를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양이온성 계면활성제는 카르복실산 그룹 또는 이의 염, 술폰산 그룹 또는 이의 염 및 황산 그룹 또는 이의 염 중 적어도 하나를 갖는 암모늄염 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 계면활성제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.1 내지 60 중량부의 범위일 수 있다. 일 구현 예에 따르면, 상기 계면활성제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 1 내지 60 중량부, 예를 들면, 10 내지 40 중량부의 범위일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 상기 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 중 적어도 하나를 포함할 경우, 상기 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 중 적어도 하나의 함량은 상기 세정용 조성물 100 중량부 당 0.1 내지 60 중량부의 범위일 수 있다. 상기 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 중 적어도 하나의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에, 세정용 조성물이 효과적으로 충분한 세정력을 달성할 수 있다. 일 구현 예에 따르면, 상기 음이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제 중 적어도 하나의 함량은 상기 세정용 조성물 100 중량부 당 1 내지 40 중량부, 더욱 구체적으로는 5 내지 20 중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 상기 비이온성 계면활성제를 포함할 경우, 상기 비이온성 계면활성제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.1 내지 60 중량부의 범위일 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에, 세제 또는 세정제용 조성물이 충분한 세정력을 유지할 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 상기 양쪽성 계면활성제를 포함할 경우, 상기 양쪽성 계면활성제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.1 내지 30 중량부의 범위일 수 있다. 상기 양쪽성 계면활성제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우에, 세제 또는 세정제용 조성물이 충분한 세정력을 유지할 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은 물을 더 포함할 수 있다. 물을 더 포함한 세제 또는 세정제용 조성물은 액상일 수 있다. 상기 세제 또는 세정제용 조성물이 물을 더 포함할 경우, 물의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100중량부 당 30 내지 90 중량부, 예를 들면, 50 내지 90 중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구현 예에 따르면, 상기 물의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100중량부 당 60 내지 85 중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은 가용화제를 더 포함할 수 있다.
상기 가용화제는 상기 세제 또는 세정제용 조성물에 포함된 성분들의 혼화성을 높이는 역할을 하는 성분으로서, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 C1-10알칸올 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 가용화제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.1 내지 50 중량부의 범위일 수 있다. 일 구현 예에 따르면, 상기 가용화제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 5 내지 40 중량부, 예를 들면, 10 내지 30 중량부의 범위일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가용화제의 범위가 상술한 범위를 만족할 경우 상기 세제 또는 세정제용 조성물에 포함된 성분 간 혼화성이 향상될 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제는 효소, 형광증백제, 저온 활성화제, 표백제, 점도 조절제, 고화 방지제, 방부제, pH 조절제, 연수제(water softening agent), 변성제, 염료, 보습제, 소취제 및 향 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 효소는 세제 또는 세정제용 조성물 중 촉매 작용을 하는 물질로서, 예를 들어, 지방질 분해 효소(예를 들면, 리파아제), 단백 분해 효소(예를 들면, 프로테아제), 전분 분해 효소(예를 들면, 아밀라아제), 셀룰로오스 분해 효소(예를 들면, 셀룰라아제) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 형광증백제는 피세정물의 백도를 향상시키는 염료의 일종으로서, 예를 들어, 스틸벤디설폰산, 쿠마린, 피라졸, 나프탈이미드, 비스벤족사졸릴 유도체 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 저온 활성화제는 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 성분이 저온에서도 활성을 갖도록 보조하는 역할을 하는 물질로서, 예를 들면, 테트라아세틸에틸렌디아민(TAED) 등이 사용될 수 있다.
상기 표백제는 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 다른 특성을 저해하지 않는 한, 염소계 표백제, 산소계 표백제 또는 환원계 표백제와 같은, 공지의 표백제를 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 고형 세제 또는 세정제용 조성물의 경우, 상기 표백제로서 과탄산 소다를 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 점도 조절제 또는 고화 방지제로서, 비정질 실리카 흄(amorphous silica fume), 소듐 카복시메틸셀룰로오스(sodium carboxymethylcellulose), 또는 폴리알킬실록산을 이용할 수 있다. 상기 폴리알킬실록산의 예로는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 방부제로는 일반적으로 소듐 벤조에이트(sodium benzoate)를 사용하는 것이 알려져 있으나, 그 밖에, 에탄올, 페녹시에탄올, 벤즈이소티아졸리논, 메틸클로로이소티아졸리논, 메틸이소티아졸리논, 펜틴디올류 또는 파라벤류 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 pH 조절제로는 구연산 나트륨(sodium citrate), 중탄산 나트륨(sodium bicarbonate) 등을 사용할 수 있으며, 그 밖에, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등 에탄올아민류; 소듐 하이드록사이드(NaOH), 포타슘 하이드록사이드(KOH) 등의 염기; 또는 구연산(citric acid), 살리실산(salicylic acid), 아세트산(acetic acid) 등 산을 사용할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 연수제는 칼슘 이온이나 마그네슘 이온을 침전시킬 수 있는 탄산 나트륨(sodium carbonate) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 변성제로는, 데나토늄(denatonium), 예를 들면, 데나토늄 벤조에이트(denatonium benzoate)를 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보습제로는 글리세린 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물은 글리세닐을 더 포함할 수 있는데, 상기 글리세닐은 가용화제 및 보습제의 역할을 동시에 수행할 수 있다.
상기 소취제 및 향은 천연 또는 인공적으로 합성한 것을 사용할 수 있으며, 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 다른 특성을 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않는다. 상기 소취제로는 D-리모넨(D-limonene), 천연 오렌지오일 등을 사용할 수 있으나 또한 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 향으로는, 공지의 방향성의 에스테르계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 상기 첨가제를 더 포함할 경우, 상기 첨가제의 함량은, 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.00001 내지 30 중량부의 범위일 수 있다. 일 구현 예에 따르면, 상기 첨가제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 0.0001 내지 10 중량부, 예를 들면, 0.0005 내지 5 중량부의 범위일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은 액상, 겔(gel)형, 페이스트(paste)형 또는 고형일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 액상일 경우, 상기 세제 또는 세정제용 조성물은 물을 더 포함할 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 액상일 경우, 상온에서 측정한 pH는 6 내지 14일 수 있다. 일 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 pH는 6.0 내지 12.0, 예를 들면, 6.5 내지 10.5일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 고형일 경우, 상기 세제 또는 세정제용 조성물은 분말형, 비누형 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 고형일 경우, 사용량만큼 물에 녹여 사용(1g/1L)할 수 있다. 물에 녹인 세제 또는 세정제용 조성물의 상온에서 측정한 pH는 6 내지 14일 수 있다. 일 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 pH는 6.0 내지 12.0, 예를 들면, 6.5 내지 10.5일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 액상, 겔(gel)형, 페이스트(paste)형일 경우, 점도는 0 내지 5000cps, 예를 들면, 10 내지 1000cps의 범위일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은 천연 유래 물질을 더 포함하고, 상기 천연 유래 물질은 해조류 추출물, 녹차 추출물, 미나리 추출물, 녹두 추출물, 숙주나물 추출물 및 시금치 추출물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 천연 유래 물질은 중금속을 포함한 다양한 유해물질을 흡착할 수 있는 성분들을 포함하여 상기 중금속 제거제 또는 안정화제의 중금속 제거 또는 안정화 능력을 보완하고, 천연 유래의 성분으로서 자체 독성이 거의 없어 친환경적이며, 세제 또는 세정용 조성물에서 소취제 또는 향의 역할을 할 수도 있다.
상기 해조류 추출물은, 예를 들어 미역 추출물, 다시마 추출물, 파래 추출물, 톳 추출물일 수 있다. 해조류 추출물은 중금속을 흡착할 수 있는 수용성 섬유질 성분인 알긴산과, 납, 카드뮴 등의 중금속과 다이옥신 등의 유해물질을 제거할 수 있는 엽록소를 다량 함유하고 있다.
녹차 추출물은 폴리페놀의 일종인 카테킨(catechin)과 탄닌(tannin)을 함유하고 있으며, 카테킨 및 탄닌의 킬레이팅(chelating) 작용에 의하여 다이옥신이나 수은, 납, 카드뮴, 크롬, 구리 등의 중금속을 제거할 수 있다.
미나리 추출물은 해독 작용을 하는 플라보노이드(flavonoid) 화합물의 함량이 높다. 상기 플라보노이드 화합물은 자체 독성이 알칼로이드와 같은 다른 활성 식물 화합물에 비하여 낮으므로, 상기 미나리 추출물은 친환경 세제 또는 세정용 조성물에 사용하기에 적합하다. 또한, 미나리 추출물은 피넨(pinene)이나 아피올(apiol)과 같은 방향 성분을 포함하고 있어 소취 효과 및 향을 낼 수 있다.
녹두 추출물 및 숙주나물 추출물의 원료가 되는 녹두 및 숙주나물은 체내에서 중금속을 흡착 배출할 수 있는 다수의 성분을 함유하고 있어, 자연 해독제로 널리 알려져 있다. 특히, 녹두 추출물 및 숙주나물 추출물은 비타민 B6(pyridoxine)을 함유하여, 중금속 및 독소를 제거하는 효과가 있다.
시금치 추출물에 함유된 옥살산(oxalic acid) 및 구연산(citric acid) 등의 유기산도 킬레이션 작용에 의하여 중금속을 제거하는 역할을 할 수 있다. 시금치 추출물은 또한 엽록소를 다수 포함하여 중금속 및 유해물질 제거에 효과적이다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물이 상기 천연 유래 물질을 더 포함할 경우, 상기 천연 유래 물질의 함량은, 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 혼화성 및 세정력을 저해하지 않는 범위일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 일 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.00001 내지 30 중량부의 범위일 수 있다. 다른 구현 예에 따르면, 상기 천연 유래 물질의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물의 0.0001 내지 10 중량부, 예를 들면, 0.0005 내지 5 중량부의 범위일 수 있다.
상기 세제 또는 세정제용 조성물은 중금속이 포함된 각종 오염 제거를 위한 세제, 세정제, 세척제 및 크리너 등으로 사용될 수 있다.
일 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물은, 각종 의류, 커튼, 카펫, 침구, 방진복, 제진복 등의 중금속이 포함된 오염 제거를 위한 세제로 사용될 수 있다.
다른 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물은 각종 식기, 조리 도구 등의 중금속이 포함된 오염 제거를 위한 주방 세제로 사용될 수 있다.
또 다른 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물은 각종 가구, 전자 도구, 자동차, 유리 등의 중금속이 포함된 오염 제거를 위한 세정제 또는 세척제로 사용될 수 있다.
또 다른 구현 예에 따르면, 상기 세제 또는 세정제용 조성물은 각종 야채, 과일 등 농산물의 표피에 존재할 수 있는 중금속이 포함된 오염 제거를 위한 세정제 혹은 세척제로 사용될 수 있다.
이하, 하기 실시 예들은 본 발명의 범위를 제한하지 않고 본 발명을 예시한다.
[실시예]
1. 화합물 1에 대한 독성 평가
(1) 화합물 1의 15wt% 수용액의 제조
2L의 정제수와 하기 화합물 1을 혼합하여 15 중량% 농도의 수용액인 화합물 1의 15wt% 수용액을 만들어, 시험물질로 사용하였다.
<화합물 1>
Figure pat00003
(2) 독성 평가예 1
시험물질 0.500 g을 정확히 평량하여 100 mL의 부피 플라스크에 넣고 시험배지를 표선까지 채워 시험물질용액(stock solution, 5000.0 mg/L)을 조제하였다. 조제된 시험물질용액 0.100, 0.300, 0.900, 2.700 및 8.100 mL을 500 mL의 부피 플라스크에 각각 넣고 시험배지를 표선까지 채워 1.00, 3.00, 9.00, 27.00 및 81.00 mg/L의 시험용액을 조제 후 250 mL의 삼각플라스크에 100 mL씩 3반복으로 분주하여 시험용액으로 사용하였다.
상기 화합물 1의 담수조류(Pseudokirchneriella subcapitata)에 대한 성장저해 시험을 72시간 동안 지수식으로 실시하여 성장 저해율을 관찰, 조사하였다.
시험물질 투여 후 72시간의 유효성분에 대한 영향농도(EC10, EC50) 및 95 % 신뢰한계는 각 농도별 세포수에 대하여 평균성장률 계산법과 수율 계산법에 따라 저해율을 계산한 후 프로빗(probit) 분석법(EPA600/4-85/13, 1985)에 의해 산출하였다. NOEC(무영향농도)와 LOEC(최저영향농도)는 ANOVA 분석 후 Dunnet 테스트(Dunnett's test)로 사후 검정하였다. Dunnet 테스트로 사후 검정 결과, 유의성(p>0.05)이 없는 최대농도를 무영향농도로 설정하였고, 유의성(p<0.05)이 있는 최소농도를 최저영향농도로 설정하였다.
시험의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
관찰 시간 영향농도(EC50)
(mg/L)		 95% 신뢰 한계 무영향농도
(mg/L)		 최저영향농도
(mg/L)
72시간
 ErC50 27.232 21.226 ~ 36.374 1.00 3.00
EyC50 6.558 2.568 ~ 15.353 1.00 3.00
(3) 독성 평가예 2
시험물질 0.174, 0.347, 0.694, 1.389, 2.778 및 5.555 g을 정확히 평량하여 각각 10 mL의 부피 플라스크에 가하고, 증류수로 정용하여 1.74, 3.47, 6.94, 13.89, 27.78 및 55.55 %의 시험물질용액(working solution)을 조제하였다. 각각 조제한 시험물질용액 10 mL 전량을 각각 555.5 g의 인공토양에 가하고, 증류수 184.5 mL을 가한 후 시험용 소형 혼합기로 혼합하여 시험토양을 조제하였다.
상기 화합물 1의 지렁이(Eisenia fetida)에 대한 급성독성시험을 14일 동안 실시하여 농도당 노출지렁이 40마리에 대한 치사수, 일반중독증상을 관찰하고 지렁이의 생체중을 조사하였다. 시험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
관찰 시간 반수치사농도(L50)
(mg/kg, 건조 무게)		 95% 신뢰 한계
(mg/kg, 건조 무게)		 무영향농도
(mg/kg, 건조 농도)
7일 2239.845 1460.121 ~ 3479.551 625.00
14일 1504.327 1275.850 ~ 1772.550 312.50
시험기간 중 치사가 일어나지 않는 최대 농도는 312.50 mg/kg(건조 무게)였다. 시험기간 중 100% 치사가 일어나는 최소 농도는 10000.00 mg/kg(건조 무게)였다. 시험기간 중 대조군에서 체중은 평균 12.4% 감소하였고, 처리군에서 10.0% 감소하였다.
(4) 독성 평가예 3
시험물질 12.000, 13.200, 14.520, 15.972, 17.569 및 19.326 g을 각각 50 mL의 부피 플라스크에 정확히 평량하여 최종부피가 50 mL가 되도록 시험용수를 가하여 완전히 현탁될 때까지 충분히 교반시켜 시험물질용액을 조제하였다. 이 시험물질용액을 각각 전량을 취하여 각각의 시험용 수조에 가한후 최종부피가 5L가 되도록 시험용수를 가하여 시험용액(test solution)으로 사용하였다.
상기 화합물 1의 송사리 (Oryzias latipes)에 대한 급성어독성 시험을 96시간 동안 지수식으로 실시하여 농도당 노출어류 10마리에 대한 생사수, 일반중독증상을 관찰하고 체중 및 전장을 조사하였다. 시험 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
관찰 시간 반수치사농도(L50)
(mg/L)		 95% 신뢰 한계
(mg/L)		 무영향농도
(mg/L)
48시간 3473.295 3336.868 ~ 3617.099 2904.00
96시간 3410.783 3271.358 ~ 3558.025 2904.00
시험기간 중 치사가 일어나지 않는 최대농도는 2904.00 mg/L 이었다. 시험기간 중 100 % 치사가 일어나는 최소농도는 3865.22 mg/L 이었다. 처리군에서 일반중독증상으로 무기력, 평형상실개체 및 수조하단에서 유영하는 개체가 관찰되었다. 체중은 평균 0.21 ± 0.03 g, 전장은 평균 2.78 ± 0.11 cm 이었다.
(5) 독성 평가예 4
시험물질 50.000 g을 정확히 평량하여 100 mL의 부피 플라스크에 넣고 시험용수(M4 medium)를 가하여 완전히 현탁될 때까지 충분히 교반시켜 시험물질용액(stock solution, 50 %)을 조제하였다. 조제된 시험물질용액을 각각 0.400, 0.800, 1.600, 3.200 및 6.400 mL을 취하여 각각의 10 mL의 부피 플라스크에 넣고 시험용수(M4 medium)로 표선까지 채워 최종부피가 10 mL가 되도록 하였다. 시험물질용액을 각각 전량을 취하여 각각 1000 mL의 부피 플라스크에 넣고 시험용수(M4 medium)로 표선까지 채워 정용한 후 135 mL 용량의 시험용 수조에 100 mL씩 분주하여 시험용액(test solution)으로 사용하였다.
상기 화합물 1의 물벼룩 (Daphnia magna)에 대한 급성유영저해 시험을 48시간 동안 지수식으로 실시하여 농도당 노출물벼룩 30마리에 대한 유영저해개체수, 일반중독증상을 관찰, 조사하였다. 시험 결과를 표 4에 나타내었다.
관찰 시간 영향농도(L50)
(mg/L)		 95% 신뢰 한계 무영향농도
(mg/L)
48시간 775.513 604.703 ~ 993.427 200.00
시험기간 중 유영저해가 일어나지 않는 최대 농도는 200.00 mg/L 이었다. 시험기간 중 100 % 유영저해가 일어나는 최저농도는 3200.00 mg/L 이었다. 시험기간 중 음성대조군에서는 이상증상 및 특이증상은 관찰되지 않았고, 처리군에서 일반 중독 증상으로 수조 바닥에서 유영하는 개체와 활동성이 저하된 개체가 관찰되었다.
상기 독성 평가 예 1 내지 4로부터, 상기 화합물 1은 생체 독성이 매우 낮거나, 독성을 나타내지 않는 정도임을 알 수 있다.
2. 화합물 1에 대한 중금속 제거 성능 평가
(1) 중금속 제거 성능 평가예 1
1L의 정제수와 1g Cu/L 및 12g NH3/L를 혼합한 수용액(pH = 8.1)에, 교반과 함께, 상기 화합물 1의 15wt% 수용액(18ml)을 20분에 걸쳐 투입한 후, 2.5ml의 0.1% 비이온성 응집제를 추가하여 혼합물의 pH를 8.4로 조정하였다. 이 후, 상기 혼합물을 1분 동안 고속회전시킨 다음, 15분 동안 저속 교반하여, 오렌지색의 침전물 생성을 확인한 다음, 여액 중 Cu의 함량을 분석한 결과, 여액은 0.2mg Cu/L를 함유함을 확인하였다.
(2) 중금속 제거 성능 평가예 2
1L의 정제수와 1g Cd/L 및 12g NH3/L를 혼합한 수용액(pH = 7.8)에, 교반과 함께, 상기 화합물 1의 15wt% 수용액(10ml)을 20분에 걸쳐 투입한 후, 10ml의 0.1% 비이온성 응집제를 추가하여 혼합물의 pH를 8.1로 조정하였다. 이 후, 상기 혼합물을 1분 동안 고속회전시킨 다음, 15분 동안 저속 교반하여, 백색의 침전물 생성을 확인한 다음, 여액 중 Cd의 함량을 분석한 결과, 여액은 0.3mg Cd/L를 함유함을 확인하였다.
(3) 중금속 제거 성능 평가예 3
1L의 정제수와 3600mg Hg/L를 혼합한 수용액(pH = 4.8)에 5% NaOH 수용액 3ml를 추가하여 pH를 7로 조정한 다음, 교반과 함께, 상기 화합물 1의 15wt% 수용액(21.1ml)을 30분에 걸쳐 투입한 후, 15ml의 0.1% 비이온성 응집제를 추가하여 혼합물의 pH를 8.1로 조정하였다. 이 후, 상기 혼합물을 1분 동안 고속회전시킨 다음, 15분 동안 저속 교반하여, 회백색의 침전물 생성을 확인한 다음, 여액 중 Hg의 함량을 분석한 결과, 여액은 0.02mg Hg/L를 함유함을 확인하였다.
(4) 중금속 제거 성능 평가예 4
1L의 정제수와 144mg Ni/L를 혼합한 수용액(pH = 6.5)에 20% NaOH 수용액 5ml를 추가하여 pH를 12로 조정한 다음, 교반과 함께, 상기 화합물 1의 15wt% 수용액(2.9ml)을 투입한 후, 5ml의 알루미늄 설페이트 용액(5g Al/L)과 10ml의 0.1% 양이온성 응집제를 추가하였다. 이 후, 상기 혼합물을 1분 동안 고속회전시킨 다음, 15분 동안 저속 교반하여, 갈색의 침전물 생성을 확인한 다음, 여액 중 Ni의 함량을 분석한 결과, 여액은 0.4mg Ni/L를 함유함을 확인하였다.
(5) 중금속 제거 성능 평가예 5
1L의 정제수와 82mg Pb/L를 혼합한 수용액(pH = 5.8)에 10% NaOH 수용액 0.3ml를 추가하여 pH를 7로 조정한 다음, 교반과 함께, 상기 화합물 1의 15wt% 수용액(0.9ml)을 10분에 걸쳐 투입한 후, 10% NaOH 수용액 1.3ml를 첨가하여 pH를 9로 조정하고 40ml의 0.1% 양이온성 응집제를 추가하였다. 이 후, 상기 혼합물을 1분 동안 고속회전시킨 다음, 15분 동안 저속 교반하여, 회청색의 침전물 생성을 확인한 다음, 여액 중 Pb의 함량을 분석한 결과, 여액은 0.5mg Pb/L를 함유함을 확인하였다.
상기 중금속 제거 성능 평가예 1 내지 5로부터, 상기 화합물 1은 우수한 중금속 제거 성능을 가짐을 확인할 수 있다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라아세트산(Ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid, EDTA), 디소듐 EDTA, 테트라소듐 EDTA, 디에틸렌트리아민-N,N,N',N',N''-펜타아세트산(Diethylenetriamine-N,N,N',N',N''-pentaacetic acid, DTPA), N,N-비스(카복시메틸)글리신(N,N-bis(carboxymethyl)glycine, NTA) 및 옥살산 (Oxalic acid) 중에서 선택된 1종 이상을 포함한, 중금속 제거제 또는 안정화제; 및
    계면활성제를 포함한, 세제 또는 세정제용 조성물:
    <화학식 1>
    Figure pat00004

    상기 화학식 1 중,
    M1 +, M2 + 및 M3 +는 각각 독립적으로, Li+, Na+, K+, Rb+ 및 Cs+로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중금속 제거제 또는 안정화제가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한, 세제 또는 세정제용 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 M1 +, M2 + 및 M3 +는 Na+인, 세제 또는 세정제용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중금속 제거제 또는 안정화제의 함량은 상기 세제 또는 세정제용 조성물 100 중량부 당 0.00001 내지 10 중량부의 범위인, 세제 또는 세정제용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양쪽성 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함한, 세제 또는 세정제용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 음이온성 계면활성제는 카본산염 음이온 계면활성제, 설폰산염 음이온 계면활성제 및 황산 에스테르염 음이온 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 양이온성 계면활성제는 아민염 계면활성제, 암모늄염 계면활성제, 포스포늄염 계면활성제 및 술포늄염 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 비이온성 계면활성제는 지방산계 비이온 계면활성제, 알코올계 비이온 계면활성제, 알킬페놀계 계면활성제, 폴리글리코시드계 비이온 계면활성제 및 지방산 아마이드계 비이온 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    상기 양이온성 계면활성제는 카르복실산 그룹 또는 이의 염, 술폰산 그룹 또는 이의 염 및 황산 그룹 또는 이의 염 중 적어도 하나를 갖는 암모늄염 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 포함한, 세제 또는 세정제용 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세제 또는 세정제용 조성물은 가용화제를 더 포함하고,
    상기 가용화제는,
    폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 및 C1-10알칸올 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 세제 또는 세정제용 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세제 또는 세정제용 조성물은 첨가제를 더 포함하고,
    상기 첨가제는 효소, 형광증백제, 저온 활성화제, 표백제, 점도 조절제, 고화 방지제, 방부제, pH 조절제, 연수제(water softening agent), 변성제, 염료, 보습제, 소취제 및 향 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 세제 또는 세정제용 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    액상, 겔(gel)형, 페이스트(paste)형 또는 고형인, 세제 또는 세정제용 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세제 또는 세정제용 조성물이 액상이고,
    상기 세제 또는 세정제용 조성물의 pH는 6 내지 14인, 세제 또는 세정제용 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 세제 또는 세정제용 조성물은 천연 유래 물질을 더 포함하고,
    상기 천연 유래 물질은 해조류 추출물, 녹차 추출물, 미나리 추출물, 녹두 추출물, 숙주나물 추출물 및 시금치 추출물 중에서 선택된 1종 이상을 포함한, 세제 또는 세정제용 조성물.
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