KR20200009565A

KR20200009565A - 고체 방향제 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20200009565A
Application number: KR1020180084096A
Authority: KR
Inventors: 이용의; 정민영; 이창빈
Original assignee: 주식회사 매스컨
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-01-30
Also published as: CN112423797B; US11331402B2; KR102081320B1; WO2020017762A1; US20210113731A1; CN112423797A

Abstract

본 발명은 향료의 담지율을 크게 향상시킬 수 있고, 조향 향료의 숙성 과정 중에 수득할 수 있는 향취의 선택적인 담지가 가능하며, 담지 초기의 향취를 유지시킬 수 있고, 일정한 강도의 향취 지속성을 향상시킬 수 있는 고체 방향제 조성물에 관한 것이다. 또한, 분체(powder) 날림 현상을 개선시킴으로써 인체 유해성 문제를 해결할 수 있고, 고온 안정성을 향상시켜 다양한 환경에 적용할 수 있다.

Description

고체 방향제 조성물 및 그 제조방법{SOLID TYPE FRAGRANCE COMPOSITION AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 높은 향료 담지율을 가지는 고체 방향제 조성물에 관한 것이다.

또한, 조향시 특정 단계에서 원하는 향을 구현하기 위하여 숙성을 지연시키거나 정지시킬 수 있고, 담지된 향취(香臭)의 변질을 억제시키는 동시에 향의 유지성 및 발향의 지속성을 향상시킬 수 있는 고체 방향제 조성물에 관한 것이다.

또한, 분체(powder) 날림 현상을 억제시킨 고체 방향제 조성물에 관한 것이다.

또한, 상기와 같은 고체 방향제 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

향기는 사람을 비롯한 동물의 감정을 변화시킬 수 있으며, 안심감, 쾌감, 긴장감, 각성감, 명상감 등을 동반하여 심신의 건강을 증진시키기 위한 아로마 테라피(aromatherapy) 요법에 사용되기도 한다. 향, 향초, 디퓨저 등의 형태로 향기를 제공할 수 있으며, 소비자의 요구를 충족시키기 위하여 향료를 담는 용기 또는 향초를 동물, 음식, 캐릭터 등의 모양으로 가공시키는 등 이를 상업화하는 전문 매장들이 늘어나고 있는 추세이다.

일반적으로 방향제 조성물은 오일과 같은 방향성 물질을 병에 보충시키고 디퓨저를 사용하는 방법, 석고 등에 방향성 물질을 분무하거나 적하시키는 방법, 향초 등 고체화된 담지체에 방향성 물질을 적하하거나 소량 혼합하는 방법 등으로 향을 공기 중으로 발산시킨다.

그러나, 병에 오일을 보충시키는 방법은 충격에 의한 오일의 손실 및 병의 파손이 발생할 수 있고, 석고를 사용하는 경우에는 가루 날림의 문제점이 발생할 수 있으며, 향초는 발화가 필요하므로 화재의 우려가 있다. 또한, 이들은 공통적으로 향 성분들의 휘발 정도가 각기 달라서 휘발성이 높은 향 성분의 우선 휘발에 의하여 초기 취가 오래 가지 않고 쉽게 변질될 수 있다는 문제점을 가진다. 또한 석고만으로 이루어진 고체 방향제 등에 방향성 물질을 분무하거나 적하시키는 방법은 방향성 물질의 함량이 낮아서 향이 빨리 소멸되어 사용 시간이 매우 짧고 또, 반복적으로 분무나 적하를 해야 하는 불편함이 있다.

일반적으로 액상의 향료를 이용하여 원하는 향을 구현하기 위해(조향): (1) 선택한 여러 가지 향료를 원하는 비율로 섞는 단계, (2) 섞은 향료를 숙성(에이징)시키는 단계, (3) 숙성(에이징) 후 향을 테스트하는 단계를 거치며, 숙성 후 향 테스트에서 원하는 향을 구현하지 못하면 상기 3단계를 원하는 향이 구현될 때까지 반복적으로 진행해야 한다. 이때, 숙성은 섞은 향료들의 향이 계속적으로 변화하는 과정을 의미하며, 인위적으로 멈출 수가 없는 자연 현상으로서 향료마다 상이하기는 하지만 평균적으로 1 내지 3달 정도의 시간을 필요로 한다. 즉, 원하는 향을 조향하기 위해서는 많은 시간이 소요된다.

더욱이 숙성 시, 특정 시점의 향을 구현하기를 원한다고 해도 숙성은 멈출 수 없는 자연현상인 관계로 그 원하는 향을 제품으로 구현할 수 없다는 치명적인 문제점이 있다.

또한, 종래의 겔(gel) 방향제 및 고체 방향제의 경우에는 향료의 담지율이 낮아 향의 초기 강도가 약하고, 사용 시간이 극히 짧다는 문제점을 가진다. 이에 향 방출 농도, 속도의 조절 및 지속성을 향상시키고, 다양한 환경에서 향을 용이하게 발산시키도록 하기 위하여 액체 상태의 방향성 물질을 폴리머로 코팅하여 마이크로 캡슐화하거나 다공성 물질에 향을 담지시키려는 시도들이 진행되고 있지만 제품화 단계의 개발 완성도에는 미치지 못하는 실정이다.

따라서, (1) 조향시 특정 단계에서 원하는 향을 구현하기 위해서 숙성을 지연시키거나 정지시키고, (2) 액상 향료의 향 변성 및 사용 편의성을 개선하고, (3) 고체방향제의 향 방출량 및 발산 시간 지속성 개선 등의 기술 개발이 향 관련 제품에 있어서 절대적으로 요구된다.

본 발명의 목적은,

높은 향료 담지율을 가지며,

조향시 특정 단계에서 원하는 향을 구현하기 위하여 숙성을 지연시키거나 정지시키고,

담지 향취의 유지성 및 발향의 지속성을 향상시키기 위한 방향제 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 분체(powder) 날림 현상을 억제시킨 고체 방향제 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 상기 방향제 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은

복수개의 나노 기공을 구비한 다공성 입자, 젤 매트릭스, 고흡수성 수지 및

상기 다공성 입자의 기공에 함유된 향료를 포함하고,

상기 젤 매트릭스 및 상기 다공성 입자의 합계 100중량부에 대하여, 상기 고흡수성 수지를 0.001 내지 20중량부 포함하는, 고체 방향제 조성물을 제공한다.

상기 조성물은 상기 젤 매트릭스에 의해 마이크로 크기의 공극이 형성되어 있고, 상기 고흡수성 수지에 의해 상기 마이크로 크기의 공극보다 큰 매크로 공극이 형성되어 있다.

일구현예에 따르면, 상기 젤 매트릭스와 상기 다공성 입자의 중량비는 1:0.1 내지 30일 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 다공성 입자는 실리카, 제올라이트, 활성탄 및 아크릴계 수지 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 젤 매트릭스는 한천, 석고, 실리콘 고무, 카라기난, 젤란검 및 젤라틴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 고흡수성 수지는 폴리아크릴산-전분 그래프트 공중합체, 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 공중합체, CMC(carboxymethyl cellulose)계 고분자, PVA(polyvinyl alcohol)계 고분자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 젤 매트릭스가 석고, 실리콘 고무 또는 이들의 혼합인 경우, 상기 젤 매트릭스와 상기 다공성 입자의 중량비가 1:0.1 내지 3일 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 다공성 입자의 평균 입경은 1 내지 100um일 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 다공성 입자의 나노 기공은 평균 지름이 1 내지 100nm일 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 젤 매트릭스가 형성하는 마이크로 크기의 공극은 평균 지름이 0.1 내지 100um일 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 고흡수성 수지가 형성하는 매크로 공극은 평균 지름이 50 내지 500um일 수 있다.

또한, 상기 공극에 향료가 함유될 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에 따르면,

1) 다공성 입자 및 젤 매트릭스를 혼합하는 단계;

2) 고흡수성 수지 및 물을 혼합하여 물을 흡수한 고흡수성 수지를 제조하는 단계;

3) 상기 1)의 혼합물에 상기 2)의 물을 흡수한 고흡수성 수지를 혼합하는 단계;

4) 상기 3)의 혼합물을 주형에 주입하고 경화시켜 성형하는 단계;

5) 상기 4)의 성형물을 건조시켜 고흡수성 수지의 수분 제거에 의한 공극이 형성된 담지체를 형성시키는 단계; 및

6) 상기 5)의 담지체에 향료를 주입시키는 단계를 포함하고,

상기 젤 매트릭스 및 상기 다공성 입자 100중량부에 대하여, 상기 고흡수성 수지를 0.001 내지 20중량부 포함하는 것인, 고체 방향제 조성물 제조방법을 제공한다.

일구현예에 따르면, 수학식 1에 따른 향료의 담지율이 100 내지 500%일 수 있다.

[수학식 1]

담지율(%) = (최대 담지 향료 중량(g) / 담지체 중량(g)) x 100.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 고체 방향제 조성물 및 그 제조방법에 따르면, 향료의 담지율을 향상시킬 수 있고, 조향 향료의 숙성 과정 중에 수득할 수 있는 향취의 선택적인 담지 및 유지가 가능하며, 담지 초기의 향취를 유지시킬 수 있고, 일정한 강도의 향취 지속성을 향상시킬 수 있다. 또한, 분체(powder) 날림 현상을 개선시킴으로써 인체 유해성 문제를 해결할 수 있고, 고온 안정성을 향상시켜 다양한 환경에 적용할 수 있다.

도 1은 조성물의 구조를 개략적으로 나타내는 그림이다.
도 2는 실시예 1에 따른 조성물의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 3은 실시예 1에 따른 조성물의 반사모드 관찰 사진이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

향기는 동물의 기분과 감정을 조절할 수 있어 일상 생활용품부터 의학적 치료까지 다양한 분야에 적용되고 있다. 향은 향료의 휘발성분 및 조성비에 따라 그 종류가 구분될 수 있다. 또한, 장시간 방출 시 휘발성분의 조성비가 달라지므로 초기와는 다른 향취를 풍기는 경향이 있다. 특히, 천연 향료의 경우 여러 종류의 향을 조향하여 사용하는데, 조향 후 시간이 경과함에 따라 향료의 조성비 변화에 의하여 향취가 변성되는 현상(숙성, 에이징)이 있다. 숙성 과정 중의 천연 향을 향취의 변화 없이 담지시키고 담지 초기 향취를 유지시키면서 일정한 강도의 향취 지속성을 향상시키기 위해서는 향료의 담지율을 높이고 일정한 강도로 향취를 발산시킬 수 있는 조성물이 필요하다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 조성물을 제공하고자 한다. 또한, 분체(powder) 날림 등의 단점을 보완하여, 안정성을 향상시키고, 제품 가공 시 형상을 자유롭게 형성시킬 수 있는 고체 방향제 조성물을 제공하고자 한다.

이하, 본 발명의 구현예에 따른 고체 방향제 조성물 및 그 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에 사용되는 용어, "매트릭스(matrix)"는 "앵커(anchor)" 또는 "바인더(binder)"와 혼용하여 기재할 수 있고, 예를 들어 섬유질 구조를 가진 물질로서 입자 간의 공간에 존재하며 공극을 형성할 수 있는 물질을 의미할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 용어, "향료"는 "방향성 물질"과 혼용하여 기재할 수 있고, 예를 들어 오일, 친수성 용액 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

본 명에서에 사용되는 용어 "고흡수성 수지(superabsorbent polymer, SAP)"는 "초흡수성 수지", "Super Absorbency Material(SAM)" 및 "Absorbent Gel Material(AGM)"과 동일한 의미로 사용할 수 있다.

본 명세서 내에서 특별한 언급이 없는 한, "내지"라는 표현은 해당 수치를 포함하는 표현으로 사용된다. 구체적으로 예를 들면, "1 내지 2"라는 표현은 1 및 2를 포함할 뿐만 아니라 1과 2 사이의 수치를 모두 포함하는 것을 의미한다.

본 발명은 복수개의 나노 기공을 구비한 다공성 입자, 젤 매트릭스, 고흡수성 수지 및 상기 다공성 입자의 나노 기공에 함유된 향료를 포함하고,

상기 젤 매트릭스에 의해 마이크로 크기의 공극이 형성되어 있고, 상기 고흡수성 수지에 의해 상기 마이크로 크기의 공극보다 큰 매크로 공극이 형성되어 있는, 고체 방향제 조성물을 제공한다.

다공성 입자 또는 마이크로 입자만을 사용하여 향료를 담지시킬 경우에는 향이 완전히 발산된 후 분체(powder) 날림 등으로 인하여 인체 유해성 등의 단점이 발생할 수 있으므로, 고온 안정성을 향상시키고 형상을 자유롭게 가공하기 위하여 젤 매트릭스를 사용하였으며 담지율을 더욱 향상시키기 위하여 고흡수성 수지를 사용하였다.

상기 다공성 입자 및 상기 젤 매트릭스의 중량비는 담지율 및 성형 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 구체적으로, 젤 매트릭스의 중량비가 지나치게 증가할 경우 향료가 담지되는 주요 물질인 다공성 입자의 함량비가 낮아져 담지율이 저하될 수 있고, 반대로 젤 매트릭스의 중량비가 지나치게 감소할 경우에는 다공성 마이크로 입자를 안정하게 결합시키는 것이 곤란하므로 분체 날림 현상이 발생할 수 있다. 그러므로, 일구현예에 따르면, 상기 젤 매트릭스와 상기 다공성 입자의 중량비는 1:0.1 내지 30, 예를 들어 1:0.4 내지 30, 예를 들어 1:0.4 내지 3, 예를 들어 1:3 내지 30, 예를 들어 1:4 내지 20, 예를 들어 1: 3 내지 19, 예를 들어 1:9일 수 있다.

상기 고흡수성 수지의 함량이 지나치게 적을 경우 매크로 기공이 충분하게 형성되기 어렵고, 그 함량이 지나치게 증가할 경우 성형물 형태의 유지가 어려울 수 있으므로, 상기 젤 매트릭스 및 상기 다공성 입자 100중량부에 대하여 예를 들어, 0.001 내지 20중량부, 예를 들어 0.1 내지 20중량부, 예를 들어 0.5 내지 10중량부 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 다공성 입자는 실리카, 제올라이트, 활성탄 및 아크릴계 수지 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 아크릴계 수지 입자는 폴리메타크릴산메틸(poly(methylmethacrylate): PMMA)을 포함할 수 있다.

다공성 입자로는 인체 및 환경에 무해한 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 부가의 담지체를 더 포함할 수도 있다. 다공성 입자는 나노(nano) 기공의 형성에 의하여 표면적이 매우 크고, 3차원의 골격구조를 형성하므로 향료를 향취의 변성 없이 안정적으로 담지시킬 수 있다. 또한, 다공성 입자는 향료를 담지하는 주성분으로, 담지된 향료를 서서히 방출시킴으로써 향취의 변성을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이와 같이 효과적인 담지, 방출 및 향취 변성 방지를 위한 입자의 나노 기공의 평균 지름은 예를 들어, 1 내지 100nm, 예를 들어 10 내지 100nm, 예를 들어 20 내지 50nm일 수 있으며, 평균 입경(지름)은 1 내지 100um, 예를 들어 10 내지 100um일 수 있다. 또한, 담지율을 향상시키기 위하여 다공성 입자의 기공율은 예를 들어 70% 이상, 예를 들어 80% 이상, 예를 들어 90% 이상일 수 있다. 이와 같은 다공성 입자의 담지율은 수학식 1에 따라 계산될 수 있으며, 예를 들어 100 내지 500%, 예를 들어 200 내지 500%의 담지율을 가질 수 있다.

[수학식 1]

담지율(%) = (최대 담지 향료 중량(g) / 담지체 중량(g)) x 100

수학식 1에서 상기 담지체 중량은 다공성 입자, 젤 매트릭스 및 고흡수성 수지 중량의 합계를 의미한다.

일구현예에 따르면, 상기 젤 매트릭스(gel matrix)는 한천, 석고, 실리콘 고무(silicon rubber), 카라기난(carrageenan), 젤란검 및 젤라틴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 젤 매트릭스는 물이 증발하면서 일정 크기의 공극을 형성하고 네트워크 구조체를 형성하는 물질로, 인체에 무해한 것이라면 대체 또는 추가할 수 있다.

구체적으로 예를 들어, 상기 젤 매트릭스가 석고, 실리콘 고무 또는 이들의 조합인 경우, 젤 매트릭스와 다공성 입자의 중량비가 1:0.1 내지 3, 예를 들어 1:0.1 내지 2일 수 있다.

젤 매트릭스는 예를 들어 섬유질 구조를 가질 수 있고, 다공성 입자를 안정적으로 결합시키는 역할을 하며 입자와 얽혀 있는 구조 사이에 다수의 마이크로(micro) 크기의 공극이 형성되어 있는 특징을 가진다. 상기 젤 매트릭스의 마이크로 크기의 공극 평균 지름은 예를 들어, 0.1 내지 100um, 예를 들어 0.5 내지 50um, 예를 들어 1 내지 20um일 수 있으며, 이와 같은 공극 크기를 가짐으로써, 다공성 입자의 고정, 향료의 담지 및 방출 채널로서의 역할을 할 수 있다. 또한, 젤 매트릭스를 포함함으로써 향료가 완전히 발산된 후에도 다공성 입자의 날림 현상이 발생하지 않아 제품을 안전하게 사용할 수 있고, 조성물 형상의 자유로운 성형이 가능하다. 상기 젤 매트릭스가 형성하는 수 마이크로 크기의 공극은 젤 매트릭스 물질이 다공성 입자를 바인딩(binding)하는 과정에서 형성하는 미세 공극을 의미한다.

고흡수성 수지는 원료에 따라 전분(starch)계, 셀룰로스(cellulose)계, 합성수지계로 구분할 수 있고, 구체적으로, 합성수지계는 폴리아크릴산염(poly acrylicacid salt), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide), 폴리옥시에틸렌(polyoxy ethylene) 계로 분류할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 전분 또는 셀룰로스에 아크릴로나이트릴을 그래프트 혼성 중합시킨 중합체, 아크릴산과 비닐알콜의 블록 혼성중합체, 폴리비닐알콜과 폴리옥시에틸렌 등을 가교시킨 고분자, 폴리아크릴산-전분 그래프트 공중합체, 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 공중합체를 포함할 수 있다. 또한, 셀룰로스계 고분자로 예를 들어, CMC(carboxymethyl cellulose)계 고분자를 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 고흡수성 수지는 폴리아크릴산-전분 그래프트 공중합체, 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 공중합체, CMC(carboxymethyl cellulose)계 고분자, PVA(polyvinyl alcohol)계 고분자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 예를 들어 폴리아크릴산-전분 그래프트 공중합체, 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 공중합체를 포함할 수 있다. 고흡수성 수지는 예를 들어 100 내지 1000배 정도의 수분을 흡수할 수 있는 물질로, 수분을 흡수하였다가 건조되는 과정에서의 부피 수축으로 인하여 젤 매트릭스에 매크로(macro) 공극을 형성시키는 역할을 할 수 있다. 상기 공극은 젤 매트릭스 구조 사이에 형성되며 도 2에 나타난 바와 같이, 매크로 공극의 표면에 고흡수성 수지 입자가 분포되어 있는 형상을 나타낼 수 있다. 이러한 공극은 예를 들어 평균 지름 50 내지 500um의 크기를 가지며, 향료를 저장하는 공간으로서의 역할을 하므로 담지율을 크게 향상시킬 수 있으며 향료의 방출 채널로서의 역할을 할 수 있다. 특히, 석고나 실리콘 고무(silicon rubber)와 같은 젤 매트릭스를 사용할 경우, 다공성 마이크로 입자 대비 젤 매트릭스의 조성비가 높기 때문에 고흡수성 수지가 형성하는 매크로 공극이 향료의 높은 담지율과 방출 채널로서의 역할을 하는데 도움을 줄 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 향료는 예를 들어, 방향 정유 또는 에센셜 오일(essential oil)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 수용성 용매에 의한 추출물을 포함할 수 있다. 구체적인 에센셜 오일 종류의 예로는, 라벤더, 그레이프프룻(grapefruit), 제라늄(geranium), 계피잎, 티트리, 시더우드, 오렌지, 유칼립투스(eucalyptus), 베르가못(bergamot), 레몬, 라임, 만다린, 몰약(myrrh), 네롤리(neroli), 니아울리(niaouli), 페퍼민트, 파인(pine), 로즈마리, 캐모마일, 일랑일랑, 님(neem), 프랑킨센스(frankincence), 벤조인(benzoin), 헬리크리섬(Helichrysum), 피톤치드, 로즈우드(rosewood), 샌달우드(sandalwood) 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상으로부터 수득된 오일을 포함할 수 있다. 또한, 상기 향료는 캐리어 오일, 용매 등에 희석될 수 있다. 캐리어 오일은 예를 들어, 그레이프시드(grapeseed), 달맞이꽃, 로즈힙, 마카데미아넛, 보리지(borage), 사플라워(safflower), 세서미(sesame), 세인트존스워트 오일(St.Jhon's wort), 스위트아몬드, 아보카도, 아프리코트카넬(apricot kernel), 올리브, 위트점(wheatgerm), 카렌듈라(calendula), 캐롯(carrot), 코코넛, 헤이즐넛, 호호바(jojoba), 바질, 아몬드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상으로부터 수득되는 오일을 포함할 수 있다. 또한, 향료는 용매 및 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 용매로는 에탄올(ethanol), 물, 글리세린(glycerin), 실리콘 오일(silicon oil) 등을 포함할 수 있으며, 색소 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 향료는 상기에 기술된 주요 발향 물질에 국한되지는 않으며, 일반적인 식물성 오일이라면 제한되지 않고 포함할 수 있고, 기타 조향에 일반적으로 사용되는 용매 및 첨가제라면 특별히 한정되지 않고 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 본 발명의 고체 방향제 조성물 제조방법은

1) 다공성 입자 및 젤 매트릭스를 혼합하는 단계;

6) 상기 5)의 담지체에 향료를 주입시키는 단계를 포함할 수 있다.

일구현예에 따르면, 상기 젤 매트릭스 및 상기 다공성 입자 100중량부에 대하여, 상기 고흡수성 수지를 0.001 내지 20중량부 포함할 수 있다. 또한, 상기 젤 매트릭스와 상기 다공성 입자의 중량비는 예를 들어, 1:0.1 내지 30, 예를 들어 1:0.1 내지 20, 예를 들어 1:3 내지 30일 수 있다.

상기와 같은 방법에 따른 본 발명의 고체 방향제 조성물은 도 1에 나타난 바와 같이, 젤 매트릭스 구조물에 다공성 입자가 분포되어 있는 형태의 구조를 가질 수 있다. 또한, 다공성 입자의 나노 기공 및 젤 매트릭스 구조물의 마이크로 공극 및 고흡수성 수지로 인한 매크로 공극에 향료를 담지시킴으로써 향료의 담지율을 크게 향상시킬 수 있으며, 향취의 서방형 발산으로 향기의 지속성을 향상시키고, 초기취의 변질을 방지시킬 수 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

실시예 1 내지 5

표 1과 같은 조성에 따라 고체 방향제 조성물을 제조하였다.

다공성 입자로는 평균 입경 5 내지 15um의 다공성 실리카를 사용하였고, 고흡수성 수지로는 폴리아크릴산나트륨(sodium polyacrylate, 가교결합 화합물, 파우더 형태, 시그마 알드리치)을 사용하였다.

실시예 1 내지 3

다공성 입자를 70ml 바이알(vial)에 넣고, 한천, 고흡수성 수지 및 50g 정제수를 투입 후 교반하였다. 상기 바이알의 온도를 100℃로 상승시켜 30분 동안 교반시킨 뒤, 일정한 모양의 몰드에 부어 상온에서 1시간 이상 두었다. 성형물이 응고되면 몰드에서 탈락시켜 70℃ 오븐에서 5시간 이상, 본 실시예에서는 10시간 동안 건조시켜 수분을 제거하여 성형된 담지체를 제조하였다.

제조된 담지체를 라벤더 에센셜 오일(Lavender essential oil)이 포함되어 있는 용기에 투입하여 10시간 이상, 본 실시예에서는 24시간 동안 놓아두어 향료를 충분히 담지시켰다.

실시예 4

다공성 입자를 70ml 바이알(vial)에 넣고, 석고(황산칼슘, 이수화물, 파우더 형태, 시그마 알드리치), 고흡수성 수지 및 10g 정제수를 투입하여 교반하였다. 그 후 혼합물을 일정한 모양의 몰드에 부어 상온에서 1시간 이상 놓아둔 뒤, 성형물이 응고되면 몰드에서 탈락시켜 70℃ 오븐에서 5시간 이상, 본 실시예에서는 10시간 동안 건조시켜 수분을 제거하여 성형된 담지체를 제조하였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 향료를 담지시켰다.

실시예 5

다공성 입자를 70ml 바이알(vial)에 넣고, 상온 경화성 실리콘 고무 용액(KE-3420, 한국신에츠실리콘) 5g을 넣어 균일하게 혼합하였다. 고흡수성 수지 0.1g에 정제수 10g을 흡수시킨 후, 정제수가 흡수된 고흡수성 수지를 다공성 입자와 실리콘 러버 용액이 혼합된 바이알에 투입한다. 이 혼합액을 잘 교반시킨 뒤, 일정한 모양의 몰드에 부어 상온에서 경화시킨 후, 성형물이 응고되면 몰드에서 탈락시켜 70℃ 오븐에서 5시간 이상, 본 실시예에서는 10시간 동안 건조시켜 수분을 제거하여 성형된 담지체를 제조하였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 향료를 담지시켰다.

실시예 1 조성물에 대하여 주사전자현미경(SEM)으로 관찰한 사진을 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타난 바와 같이, 젤 매트릭스 구조 사이에 고흡수성 수지(SAP)에 의하여 지름이 100um 정도인 매크로 공극이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이와 같이 고흡수성 수지에 의하여 형성된 공극의 표면부에는 고흡수성 수지 입자가 존재하는 것을 알 수 있다.

또한, 실시예 1에 대하여 현미경(BX53M / 올림푸스)으로 관찰한 반사모드의 사진을 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, SAP에 의하여 형성된 상대적으로 큰 매크로 공극과, 실리카 입자 간 사이의 상대적으로 작은 마이크로 크기의 공극이 존재하는 것을 확인할 수 있다.

비교예 1 내지 3

표 2와 같은 조성에 따라 고체 방향제 조성물을 제조하였다.

비교예 1

라벤더 에센셜 오일 2g을 밀폐형 고압 바이알에 투입하였다. 상기 바이알에 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate, EVA)(Dupont, Elvax) 펠렛 8g을 투입하고, 온도 40℃ 및 압력 40cmHg를 유지시키면서 150rpm의 속도로 2시간 동안 교반하였다. 라벤더 에센셜 오일의 양을 변경하여 상기의 공정을 반복하였다. 라벤더 에센셜 오일이 EVA 펠렛 속으로 완전히 함침되었을 때의 최대량을 담지율로 정의하였다.

비교예 2

고흡수성 수지를 포함하는 것을 제외하고 실시예 4와 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.

비교예 3

고흡수성 수지를 포함하는 것을 제외하고 실시예 5와 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.

실험예 1: 향료 담지율 측정

향료의 담지율을 측정하기 위하여, 실시예 및 비교예로부터 각각의 조성물을 취하여 담지체(다공성 입자, 젤 매트릭스 및 고흡수성 수지) 중량 대비 담지된 향료의 양을 측정하였다.

담지율은 수학식 1에 따라 계산하였으며, 결과는 표 3에 나타내었다.

[수학식 1]

담지율(%) = (최대 담지 향료 중량(g) / 담지체 중량(g)) x 100.

표 3에 나타난 바와 같이, 실시예에 따른 조성물은 모두 담지율이 100% 이상인 것을 확인할 수 있다. 특히, 종래의 고체 방향제 조성물인 비교예 1 대비 모든 실시예에 따른 담지율이 증가하였으며, 최대 16배 이상 증가한 것을 알 수 있다.

또한, 비교예 2 대비 실시예 4의 담지율이 2.4배 증가하였으며, 비교예 3 대비 실시예 5의 담지율이 2.5배 증가한 것으로 보아 고흡수성 수지를 포함함에 따른 담지율 증대 효과를 확인할 수 있다.

실험예 2: 초기 향취 유지도 및 발향 지속성 평가

각각의 조성물에 따른 초기 향취의 변질 정도를 확인하기 위하여 표 4와 같은 기준에 따라 관능평가를 실시하였다. 각각의 조성물은 향료의 함량을 동일량으로 맞추기 위하여 향료 0.5g을 기준으로 하여 샘플 양을 취한 후 유리 페트리 디쉬(glass petri dish)에 넣었다. 상기 샘플은 상온에서 15일 동안 보관된 후, 냄새 훈련이 된 패널에 의하여 초기 향취 유지 정도 평가가 실시되었다.

또한, 발향 지속성을 평가하기 위하여 표 5와 같은 기준에 따라 관능평가를 실시하였다. 각각의 조성물은 향료의 함량을 동일량으로 맞추기 위하여 향료 0.5g을 기준으로 하여 샘플 양을 취한 후, 70ml 바이알(vial)에 넣었다. 1L 비커에 상기 샘플을 바이알 채로 넣고, 적당량의 정제수를 채운 뒤, 핫 플레이트(hot plate) 상에서 50℃로 설정하여 승온시켰다. 설정된 온도에 도달하면, 상기 샘플의 뚜껑을 열고 방치시키면서 정해진 시간 별로 1L 테들러백(tedlar bag)에 샘플을 포집하였다. 포집된 샘플은 향 훈련이 된 패널에 의하여 발향 지속성 평가가 실시되었다.

초기 향취 유지도 및 발향 지속성 평가 결과는 표 6에 나타내었다.

표 6에 나타난 바와 같이 향기의 지속성에 있어서, 비교예 대비 실시예에 따른 조성물의 결과가 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 3 대비 실시예 5의 초기 발향 강도 및 향의 지속성이 우수하게 나타났다. 이는 실리콘 고무와 같이 조밀도가 높은 젤 매트릭스의 경우 고흡수성 수지로 인하여 생성되는 매크로 공극이 초기 발향 강도 및 향 지속성을 개선시키는 데 큰 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있는 결과이다.

실험예 3: 고온 안정성 평가

각각의 조성물에 대한 향료의 함량을 동일량으로 맞추기 위하여 향료 0.5g을 기준으로 하여 샘플 양을 취하여 70ml 바이알에 옮겼다. 상기 각각의 샘플에 대하여 컨벡션 오븐(convection oven)에서 50, 70 및 90℃의 온도 별로 표 7과 같은 조건으로 평가하였으며, 그 결과는 표 8에 나타내었다.

실험예 4: 형상 제어 및 유지 평가

각각의 조성물에 대한 형상 안정성을 평가하기 위하여 분체 날림과 성형 가능성에 대하여 확인하였다. 각각의 조성물은 향료의 함량을 동일량으로 맞추기 위하여 향료 0.5g을 기준으로 하여 샘플 양을 취하여 70ml 바이알에 옮겼다. 상기 샘플을 컨벡션 오븐에서 90℃ 조건으로 1일 동안 향료가 충분히 제거될 때까지 놓아두었다. 향료가 제거된 각각의 샘플에 대하여 표 9와 같은 기준으로 분체 날림을 평가하였으며, 그 결과는 표 10에 나타내었다.

상기와 같은 결과를 종합하면, 비교예 1 내지 3에 따른 조성물은 향료의 담지율이 낮고, 초기 발향 강도 및 발향 지속성이 급격하게 저하되는 반면, 본 발명의 실시예에 따르면 담지율, 초기 향취 유지도, 향 지속성을 현저하게 향상시키는 동시에 고온 안정성 및 형상 유지도 특성을 모두 만족시키는 조성물을 제공할 수 있다.

따라서, 활용성 및 안정성이 향상된 고체 방향제를 요구되는 형상으로 가공시켜 다양한 분야에 용이하게 적용할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.

Claims

복수개의 나노 기공을 구비한 다공성 입자, 젤 매트릭스, 고흡수성 수지 및
상기 다공성 입자의 나노 기공에 함유된 향료를 포함하고,
상기 젤 매트릭스 및 상기 다공성 입자의 합계 100중량부에 대하여, 고흡수성 수지의 함량이 0.001 내지 20중량부이며,
상기 젤 매트릭스에 의해 마이크로 크기의 공극이 형성되어 있고, 상기 고흡수성 수지에 의해 상기 마이크로 크기의 공극보다 큰 매크로 공극이 형성되어 있는, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 젤 매트릭스와 상기 다공성 입자의 중량비가 1:0.1 내지 30인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 다공성 입자가 실리카, 제올라이트, 활성탄 및 아크릴계 수지 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 젤 매트릭스가 한천, 석고, 실리콘 고무, 카라기난, 젤란검 및 젤라틴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 고흡수성 수지가 폴리아크릴산-전분 그래프트 공중합체, 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 공중합체, CMC(carboxymethyl cellulose)계 고분자, PVA(polyvinyl alcohol)계 고분자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인, 고체 방향제 조성물.
제2항에 있어서,
상기 젤 매트릭스와 상기 다공성 입자의 중량비가 1:0.1 내지 3이고,
상기 젤 매트릭스가 석고, 실리콘 고무 또는 이들의 혼합인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 다공성 입자의 평균 입경이 1 내지 100um인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 다공성 입자의 나노 기공은 평균 지름이 1 내지 100nm인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 젤 매트릭스가 형성하는 마이크로 크기 공극의 평균 지름이 0.1 내지 100um인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 고흡수성 수지가 형성하는 매크로 공극은 평균 지름이 50 내지 500um인 것인, 고체 방향제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 공극 및 매크로 공극에 향료가 함유된 것인, 고체 방향제 조성물.
1) 다공성 입자 및 젤 매트릭스를 혼합하는 단계;
2) 고흡수성 수지 및 물을 혼합하여 물을 흡수한 고흡수성 수지를 제조하는 단계;
3) 상기 1)의 혼합물에 상기 2)의 물을 흡수한 고흡수성 수지를 혼합하는 단계;
4) 상기 3)의 혼합물을 주형에 주입하고 경화시켜 성형하는 단계;
5) 상기 4)의 성형물을 건조시켜 고흡수성 수지의 수분 제거에 의한 공극이 형성된 담지체를 형성시키는 단계; 및
6) 상기 5)의 담지체에 향료를 주입시키는 단계를 포함하고,
상기 젤 매트릭스 및 상기 다공성 입자의 합계 100중량부에 대하여, 상기 고흡수성 수지를 0.001 내지 20중량부 포함하는 것인, 고체 방향제 조성물 제조방법.
제12항에 있어서,
수학식 1에 따른 향료의 담지율이 100 내지 500%인 것인, 고체 방향제 조성물 제조방법:
[수학식 1]
담지율(%) = (최대 담지 향료 중량(g) / 담지체 중량(g)) x 100.