KR20230027624A - 살균소독용 과아세트산 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

살균소독용 과아세트산 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20230027624A
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Abstract

본 발명은 살균소독용 과아세트산 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고농도의 과아세트산을 포함하며 희석조건에서도 안정한 과아세트산 조성물을 제조하는 방법과 상기 방법으로 제조되는 살균소독용 과아세트산 조성물에 관한 것이다.

Description

살균소독용 과아세트산 조성물 및 이의 제조방법{PERACETIC ACID COMPOSITION FOR STERILIZATION OR DISINFECTION AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 발명은 살균소독용 과아세트산 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고농도의 과아세트산을 포함하며 희석조건에서도 안정한 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법과 상기 방법으로 제조되는 살균소독용 과아세트산 조성물에 관한 것이다.
과아세트산은 소독제 및 살균제, 펄프의 표백제 등의 용도로 사용되며 자극 및 부식성이 강한 강력한 산화성 물질로서, 아세트산과 과산화수소를 원료로 하여 제조된다. 과아세트산은 우수한 살균, 소독, 표백 등의 능력을 가지고 있는 바, 과아세트산을 포함하는 살균소독제의 사용이 증가하고 있다.
통상 살균소독제로 사용되는 과아세트산은 고농도의 과아세트산 조성물로 제공된다. 상기 고농도의 과아세트산 조성물은 주로 고농도의 원액을 소독력이 있는 범위로 알려진 약 1000ppm 정도의 농도로 희석하여 희석액 또는 희석소독제의 형태로 사용한다. 다만 이와 같이 고농도의 원액을 희석하여 사용하는 경우, 시간이 지남에 따라 과아세트산 함량이 현저히 감소하여 약 1 내지 3일 이내에 사용되어야 하는 문제가 있었는 바, 이러한 문제점을 개선할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0876684호
본 발명은 아세트산 및 과산화수소를 최적 비율로 반응시켜 고농도의 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법과 상기 방법으로 제조되는 과아세트산 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 최적 비율의 아세트산 및 과산화수소에 폴리아크릴릭애씨드를 첨가하여 고농도의 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법과 상기 방법으로 제조되는 과아세트산 조성물을 제공한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 아세트산 및 과산화수소를 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시켜 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
상기 과아세트산은 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재할 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 아세트산 및 과산화수소를 4.3:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시킬 수 있다.
상기 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성된 과아세트산 조성물 중 과아세트산 함량은, 40 ℃에서 1개월 경과시, 초기 과아세트산 함량 대비 80% 이상으로 유지될 수 있다.
상기 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성된 과아세트산 조성물을 1000ppm 농도의 희석액으로 희석하는 경우, 희석 배수가 160 배 이상일 수 있다.
상기 과아세트산 조성물 중 과아세트산의 농도는 16 w/v% 이상일 수 있다.
또한 본 발명은, 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하는, 16 w/v% 이상의 농도의 과아세트산을 포함하는 살균소독용 과아세트산 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은, 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소에 폴리아크릴릭애씨드를 첨가하여 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
더욱 바람직하게 상기 아세트산 및 과산화수소를 4.3:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시킬 수 있다.
상기 폴리아크릴릭애씨드는 0.1 ~ 5 w/v%의 농도로 첨가될 수 있다.
상기 과아세트산 조성물을 1000 ppm 농도로 희석한 희석액의 과아세트산 함량은, 25 ℃에서 2주 경과시, 희석액의 초기 과아세트산 함량의 80% 이상으로 유지될 수 있다.
또한 본 발명은, 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소, 및 폴리아크릴릭애씨드를 원료로 하여 제조되는 살균소독용 과아세트산 조성물로서, 상기 과아세트산이 16 w/v% 이상의 농도로 포함되고, 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 살균소독용 과아세트산 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면 최적 비율의 아세트산 및 과산화수소를 반응시킴으로써 상용화 제품 대비 고농도 (16 w/v% 이상)이며 보관 안정성이 개선된 과아세트산 조성물을 제조할 수 있다(상온에서 18 개월이상 안정성 유지 가능). 또한 폴리아크릴릭애씨드를 첨가함으로써 있으며, 원액 상태뿐 만 아니라 희석 조건에서도 안정성이 우수한 과아세트산 조성물을 제조할 수 있다. 아울러 고농도의 과아세트산의 제공함으로써 궁극적으로 원액 사용량을 줄여 희석배수를 향상시킴으로써 생산성 및 경제적 측면에서 유리한 효과를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
통상 살균소독제로 사용되는 과아세트산은 고농도의 과아세트산 조성물로 제공된다. 상기 고농도의 과아세트산 조성물은 주로 고농도의 원액을 소독력이 있는 범위로 알려진 약 1000ppm 정도의 농도로 희석하여 희석액 또는 희석소독제의 형태로 사용한다. 과아세트산은 원액에서 희석되면, 희석한 용액 중의 과아세트산 농도를 장기간 동안 유지하는 것이 어려워, 사용 시점마다 1회용량으로 조제하여 사용해왔으며, 오래가더라도 1-3일정도의 보관기간을 가지는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 발명에서는 개선된 제조방법을 통해 원액상태 뿐 아니라 희석조건에서도 안정성을 갖는 과아세트산 조성물을 제공하고자 한다. 더불어 폴리아크릴릭애씨드(PAA)를 첨가함으로써 상기 원액 및 희석액 농도에서 더욱 안정성 (보관 안정성)을 유지할 수 있는 과아세트산 조성물을 제공하고자 한다.
구체적으로 본 발명은 아세트산 및 과산화수소를 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시켜 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 더욱 바람직하게 상기 아세트산과 과산화수소는 4.3:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응될 수 있다.
또한, 본 발명은 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하는, 16 w/v% 이상의 농도의 과아세트산을 포함하는 살균소독용 과아세트산 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 과아세트산은 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하며, 따라서 본 명세서에서 상기 과아세트산 조성물은 과아세트산 평형 혼합물과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 아세트산 및 과산화수소를 상기와 같이 최적 비율로 조절함으로써 상용화 제품 대비 고농도 (16 w/v% 이상, 더욱 구체적으로는 16 ~ 24 w/v%)의 과아세트산을 포함하는 조성물을 제조할 수 있다.
과아세트산 및 과산화수소를 포함한 살균소독제 조성물에 있어, 기존 산업에서는 주로 15w/v% 이하의 조성물이 유통 판매되고 있다 (하기 표 참조).
Figure pat00001
과아세트산은 저농도로도 충분한 살균력을 가진 것으로 알려져 있어 주로 원액을, 소독력이 있는 범위로 알려진 1000 ppm정도의 범위 농도로 희석하여 희석액 또는 희석소독제)의 형태로 사용하므로. 기존 제품은 최대 희석배수가 15w/v% 과아세트산액 기준으로, 약 150 배 수준이다. 그러나 본원발명에 따르면 고농도 (16 w/v% 이상) 과아세트산의 제조가 가능하기 때문에 약 160 배 이상의 희석 배수로 희석액 제조가 가능하다. 따라서 본 발명을 이용하는 경우, 약 1000 ppm 과아세트산 함량을 갖는 소독액을 만들 때에, 원액의 사용량을 낮출 수 있어, 생산성 및 경제적 측면에서 유리하다.
또한, 과아세트산은 우수한 살균, 소독, 표백 등의 능력을 가지고 있지만, 사용에 있어서, 저장 안정성이 열악하다는 결점을 가지고 있다. 본 발명에 따르면, 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성된 과아세트산 조성물 중 과아세트산의 함량이, 40 ℃에서 1개월 경과시, 초기 과아세트산 함량 대비 80% 이상으로 유지될 수 있는 바, 상기와 같은 문제점을 개선할 수 있다.
또한 본 발명은, 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소에 폴리아크릴릭애씨드를 첨가하여 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 더욱 바람직하게, 상기 방법에서 아세트산 및 과산화수소는 4.3:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소, 및 폴리아크릴릭애씨드를 원료로 하여 제조되는 살균소독용 과아세트산 조성물로서, 상기 과아세트산이 16 w/v% 이상의 농도로 포함되고, 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 살균소독용 과아세트산 조성물을 제공한다.
상기 폴리아크릴릭애씨드는 0.1 ~ 5 w/v%의 농도로 첨가될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 2 w/v%의 농도로 첨가될 수 있다. 폴리아크릴릭애씨드의 첨가량이 0.1 w/v% 미만인 경우에는 기대하는 효과를 구현하기 어렵고 2 w/v% 초과 시에는 효과의 변화가 미미하다.
본 발명에서, 상기 과아세트산 조성물을 1000 ppm 농도로 희석한 희석액의 과아세트산 함량은, 25 ℃에서 2주 경과시, 희석액의 초기 과아세트산 함량의 80% 이상으로 유지될 수 있다.
과아세트산은 원액에서 희석되면, 희석한 용액 중의 과아세트산 농도를 장기간 동안 유지하는 것이 어려워, 사용 시점마다 1회용량으로 조제하여 사용하거나, 오래가더라도 1-3일 정도의 보관기간을 가지는 것으로 알려져 있다. 그러나 본 발명에 따르면, 폴리아크릴릭애씨드을 첨가함으로써 과아세트산 원액뿐만 아니라 희석액에서도 안정성을 유지할 수 있는 바, 상기와 같은 보관 안정성의 문제를 개선할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예를 통하여 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이하의 실시예에 의해 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
실시예 1: 과아세트산 조성물의 제조
하기 표 1, 표 2의 원료 조성으로 과아세트산 조성물을 제조하였다.
실험예 1: 아세트산무수물/과산화수소 조성에 따른 과아세트산 발생량 평가
아세트산무수물/과산화수소 조성별 원액 및 희석액의 과아세트산 함량 평가를 위하여, 하기 표 1의 조성으로 조제 후, 과아세트산 발생량을 과산화수소/과아세트산 적정법을 이용하여 평가하였다.
구분 원료/평가항목 단위 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
원액
조성
무수아세트산 w/v% 75.0 65.0 55.0 50.0 45.0 40.0 25.0
과산화수소 w/v% 8.5 12.0 16.0 18.0 20.0 22.0 27.5
에티드론산(60%) w/v% 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
인산(85%) w/v% 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
정제수 w/v% 적량 적량 적량 적량 적량 적량 적량
원액
평가
결과
원액과아세트산발생량:
절대함량
w/v% 12.4 16.8 20.1 19.1 18.7 18.7 14.9
안정성평가결과:절대함량
(40℃,1개월)
w/v% 6.1 11.7 16.9 16.8 15.6 15.6 10.2
안정성평가결과:초기대비상대함량
(40℃,1개월)
% 49.2 69.6 84.1 88.0 83.4 83.4 68.5
희석액
평가
결과
희석 배수
(목표: 1000 ppm 내외)
110 160 190 180 180 180 140
희석액 과아세트산 절대 함량 w/v% 1010 1010 1030 1020 1040 1040 990
원액의 과아세트산 발생량을 평가한 결과, 실시예 2 ~ 실시예 6의 범위에서 과아세트산 발생량이 16.0% 이상으로 확인되었다. 특히, 해당 농도에서 안정성을 평가한 결과에서, 실시예 3 ~ 실시예 6이 과아세트산 원액 초기 함량 대비 과아세트산 함량을 80% 이상으로 유지하여, 실시예 1, 7과 비교하여 약 20% 이상 높은 안정성을 보였다(절대함량 및 상대함량 기준). 또한 상용 제품처럼, 과아세트산으로서 1000ppm 이상을 가지는 희석액을 조제하기 위한, 각 실시예의 희석배수를 확인한 결과, 실시예 2 ~ 실시예 6이 160배 ~ 190배로 높은 희석 배수를 보였고 특히 실시예 3이 190배로 가장 높은 희석배수를 보였다. 상기 결과를 통해, 해당 조성을 이용한 제품의 사용에 있어, 목표 1000ppm 과아세트산 함량을 가지는 소독액을 만들 때에, 원액의 사용량을 낮출 수 있어, 사용횟수의 증가와 비용절감의 효과가 기대할 수 있음을 입증하였다.
실험예 2: 폴리아크릴릭애씨드 첨가에 따른 과아세트산 발생량 및 안정성 평가
폴리아크릴릭애씨드 첨가에 따른 원액 및 희석액의 과아세트산 발생량을 평가하기 위하여, 하기 표 2의 조성으로 조제 후, 과아세트산 발생량을 과산화수소/과아세트산 적정법을 이용하여 평가하였다. 폴리아크릴릭애씨드 최대 첨가 가능량은 5.0% 였다. (최종액 100 mL 조제를 기준으로 각 원료를 투입할 때, 각 원료의 밀도에 따라, 아크릴릭애씨드는 5.0w/v% 이상 첨가되기 어려움.)
구분 원료/평가항목 단위 실시예
3
실시예
8
실시예
9
실시예
10
실시예
11
실시예
12
원액
조성
무수아세트산 w/v% 55 55 55 55 55 55
과산화수소 w/v% 16 16 16 16 16 16
에티드론산(60%) w/v% 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
인산(85%) w/v% 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0
폴리아크릴릭애씨드
(Poly(acrylicacid))
w/v% 0.00 0.01 0.10 1.00 2.00 5.00
정제수 w/v% 적량 적량 적량 적량 적량 적량
원액
평가
결과
원액 과아세트산 발생량; 절대 함량 w/v% 20.1 20.8 21.0 22.7 23.5 23.7
안정성평가결과;절대함량
(40℃,1개월)
w/v% 16.9 17.2 17.9 19.6 20.7 20.8
안정성평가결과;
초기대비상대함량
(40℃,1개월)
% 84.1 82.7 85.2 86.3 88.1 87.8
희석액
평가
결과
희석 배수
(목표: 1000 ppm 내외)
190 190 200 210 220 220
희석액 과아세트산 절대 함량 w/v% 1030 1015 1010 1040 1010 1010
안정성평가결과;절대함량
(25℃,2주)
w/v% 220 360 820 910 920 930
안정성평가결과;
초기대비상대함량
(25℃,2주)
% 21.4 35.5 81.2 87.5 91.1 92.1
실험예 1에서 원액의 과아세트산 발생량이 가장 높은 실시예 3의 조성에, 폴리아크릴릭애씨드를 첨가하여, 과아세트산 발생량을 평가하였다. 조성별 원액의 과아세트산 발생량을 평가한 결과, 폴리아크릴릭애씨드 첨가량이 증가할수록, 과아세트산 발생량은 증가하였다. 다만, 실시예 11와 실시예 12의 결과의 경우 뚜렷한 차이는 발견되지 않았다. 따라서 폴리아크릴릭애씨드를 2.0% 이하로 제한하여 사용하는 것이 경제적일 수 있다.
조성별 원액의 안정성을 평가한 결과, 폴리아크릴릭애씨드의 첨가량이 증가할수록, 초기함량 대비 함량 저하량이 개선되었으나 효과는 크지 않았다. 조성별 희석 배수를 평가한 결과, 폴리아크릴릭애씨드 첨가량이 증가할수록 최대 희석 배수가 최대 220 배까지 향상되는 것으로 확인되었다. 조성별 희석액의 안정성을 평가한 결과, 폴리아크릴릭애씨드의 첨가량이 증가할수록, 희석액의 안정성 개선 효과가 탁월하였으며, 특히, 폴리아크릴릭애씨드 0.1 w/v% 이상 (실시예 9~12) 포함된 경우, 초기 대비 80% 이상의 함량을 유지하는 것으로 확인되었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (12)

  1. 아세트산 및 과산화수소를 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시켜 살균 소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과아세트산은 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아세트산 및 과산화수소를 4.3:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시키는 것을 특징을 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성된 과아세트산 조성물 중 과아세트산 함량은, 40 ℃에서 1개월 경과시, 초기 과아세트산 함량 대비 80% 이상으로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성된 과아세트산 조성물을 1000ppm 농도의 희석액으로 희석하는 경우, 희석 배수가 160 배 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 과아세트산 조성물 중 과아세트산의 농도는 16 w/v% 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하는, 16 w/v% 이상의 농도의 과아세트산을 포함하는 살균소독용 과아세트산 조성물.
  8. 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소에 폴리아크릴릭애씨드를 첨가하여 살균소독용 과아세트산 조성물을 제조하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 아세트산 및 과산화수소를 4.3:1 ~ 1.8:1의 중량비로 반응시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 폴리아크릴릭애씨드는 0.1 ~ 5 w/v%의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 과아세트산 조성물을 1000 ppm 농도로 희석한 희석액의 과아세트산 함량은, 25 ℃에서 2주 경과시, 희석액의 초기 과아세트산 함량의 80% 이상으로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 5.5:1 ~ 1.8:1의 중량비의 아세트산 및 과산화수소, 및 폴리아크릴릭애씨드를 원료로 하여 제조되는 살균소독용 과아세트산 조성물로서,
    상기 과아세트산이 16 w/v% 이상의 농도로 포함되고, 아세트산 및 과산화수소의 반응에 의해 생성되어 평형상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 살균소독용 과아세트산 조성물.
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