KR20230098459A - 세정용 발포정 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세정용 발포정에 관한 것으로서, 사람의 손 또는 사람 손이 잘 닿지 않아 세척이나 살균이 곤란한 식음료용 용기의 세정에 적합한 세정용 발포정 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

세정용 발포정 및 그 제조방법{WASH FOAMING TABLET AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 손 세정용 발포정 및 그 제종방법에 관한 것이다.

최근에 유행하는 코로나19 바이러스, 사스 바이러스, 신종 인플루엔자 등과 같은 전염성 질병을 예방하기 위하여 손 씻기 및 손 소독과 같은 개인 위생이 중요한 문제가 되고 있어, 식기, 보온병, 텀블러 등과 같이 사람이 손으로 붙잡고 자주 접촉하는 용품에 대한 세척 및 살균 소독에 대한 중요성도 커지고 있다.

그런데, 일반적으로 고체용 사각 비누 등을 사용하는 경우, '비누받침대(비누갑)'이 필요하고, 사용 전/후 보관 시 비눗물이 고인 후 응고되어 미관을 해칠 수 있고, 한 개의 비누를 여러 사람이 사용하는 경우에는 개인 위생상 꺼려지는 문제가 있다.

이를 대체하기 위해 액상형 세정제를 사용하는 경우 대체로 샴푸나 화장품과 같이 펌핑 장치를 이용하여 토출하게 되는데, 누름 장치에 여러 사람들의 손이 닿을 뿐만 아니라, 적절한 힘이 가해지지 않을 시 나오지 않거나 과하게 토출되어 예상치 못한 부위에 튀는 문제가 있다. 게다가 펌핑 장치가 용기에 남아 있는 세정액을 완전히 뽑아내지 못하기 때문에, 잔여 세정제를 모두 쓰기 위해서 용기를 열어 물을 섞어 쓰는 등의 번거로움이 있을 수 밖에 없었다. 나아가 비누나 액상형 세정제 모두 부피가 크기 때문에 휴대성에 있어서도 떨어져서 개인마다 들고다니기 어렵고 세면대 등에 비치하는 게 대다수였다.

한편, 사람의 손(手)뿐만 아니라, 속이 깊고 입구가 좁은 보온병, 주전자, 텀블러와 같은 용기를 세정(세척)할 때에는 이와 같은 용기들이 손으로 씻기 곤란한 구조를 가지고 있어, 그 내부를 효과적으로 세척이나 살균하는 것이 곤란한 문제가 있다. 게다가 일반적으로 속이 깊고 입구가 좁은 용기는 외부나 입구 부근만 간단히 물로 세척하여 사용하는 경우가 많아서, 용기 내부는 세척 후에도 오염물질이 완전히 제거되지 않고 바이러스 및 세균이 잔류할 가능성이 매우 컸다.

또한, 단순히 손만 세정하려는 것이 아닌 일상 생활에서 자주 사용되는 속이 깊고 입구가 좁은 식음료용 용기를 효과적으로 세척하기 위하여 세척력이 우수한 세척제들이 요구되는데, 종래에 사용되던 식음료용 용기를 세척하는 세척제는 대부분 석유계 원료를 사용하는 합성세제가 사용되었고, 석유계 합성세제는 자연 분해가 불가능하고, 특히 합성세제의 거품이 하천의 수면을 덮어 햇빛을 차단하여 생태계에 위협이 되고 있으며, 수중에서 오염물을 분해하는 미생물의 번식을 방해하거나 부영양화를 촉진하는 등 수질 오염의 주범이 되고 있다.

또한, 식기 등의 세정시 잔류하는 합성세제에 포함된 계면활성제 성분이 체내에 축적되어 각종 질병의 발생과 특히 발암에 영향을 미친다는 연구결과가 보고되고 있어 심각한 사회적 문제가 되고 있는 실정이다.

또한, 종래의 세척제는 대부분 액체나 분말 형태로 판매되어 정확한 사용량을 파악할 수 없고, 항상 별도의 용기나 봉투에 보관되어야 하므로 취급 편의성이 저하되는 문제가 있다.

그러므로, 이러한 문제를 고려하여 사람에게 무해하면서도 부피가 크지 않아 휴대할 수 있는 것으로, 낱개로 사용 가능하며, 별도의 보관함을 두지 않으며 외부에 노출되거나 토출 과정에서 튀거나 고여서 응고되지 않는 세정제의 필요성이 제기되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세정용 발포정 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세정용 발포정은, 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말; 소르비톨 분말; 곡물 추출물; 구연산 분말; 베타인 분말; 소듐라우릴설페이트 분말; 탄산수소나트륨 분말; 곡물 향료, 해바라기씨 오일; 및 아보카도 오일;을 포함하는 세정용 발포정을 일 수단으로 한다.

바람직하게는, 상기 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말 10~30wt%, 상기 소르비톨 분말 10~30wt%, 상기 곡물 추출물 13~30wt%, 상기 구연산 10~30wt%. 베타인 1~10wt%, 소듐라우릴설페이트 분말 1~10wt%, 탄산수소나트륨 분말 0~1wt%, 상기 곡물 향료 0.5~2.0wt%, 상기 해바라기씨 오일 0.01~0.1wt%, 상기 아보카도 오일 0.01~0.1wt%인 것을 포함하는 세정용 발포정으로서, 외부 공기와 차단되어 보관되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 최대 용해 도달 시간이 10분 ~ 15분 이내인 것을 특징으로 하는 것으로, 특히 상기 탄산수소나트륨과 상기 구연산의 첨가량이 1:1 비율인 것을 특징으로 하는 세정용 발포정을 일 수단으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 세정용 발포정을 만드는 제조 공정으로, (S1) 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말; 소르비톨 분말; 곡물 추출물; 구연산 분말; 베타인 분말; 소듐라우릴설페이트 분말; 탄산수소나트륨 분말; 곡물 향료; 해바라기씨 오일; 및 아보카도 오일을 포함하는 원료를 준비하는 단계; (S2) 준비된 원료를 밀폐 가능한 용기에 장입하는 단계; (S3) 용기를 밀폐하여 원료가 섞일 수 있도록 교반하는 단계; (S4) 준비된 몰드에 섞인 원료 가루를 채워넣는 단계; (S5) 향료를 몰드에 넣는 단계; (S6) 몰드에 섞인 원료 가루를 더 채워넣어 정해진 무게를 맞추는 단계; (S7) 몰드를 봉합하고 프레스로 몰드를 압입하는 단계; (S8) 압입된 몰드에서 내용물을 꺼내 품질을 평가하는 단계; 및 (S9) 평가 완료 된 제품은 저장용기에 보관하고 습기를 차단하도록 밀폐하는 단계;를 포함하는 세정용 발포정 제조방법을 일 수단으로 할 수 있다.

본 발명은 세정 효과 및 기포로 인한 오염 물질 제거 효과가 동시에 발현되어 사람의 손 또는 사람의 손이 잘 닿지 않는 식음료용 용기 내부를 효과적으로 세정하고 살균하는 효과가 있고, 더불어서 발포된 기포로 인하여 사용자가 살균 및 세정과정을 가시적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 액체나 분말이 아니라 고체인 태블릿 형상으로 제공되어 사용 및 취급이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정용 발포정의 제조방법에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정용 발포정의 형상에 관한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다

본 발명은 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말; 소르비톨 분말; 곡물 추출물; 구연산 분말; 베타인 분말; 소듐라우릴설페이트 분말; 탄산수소나트륨 분말; 곡물 향료; 해바라기씨 오일; 및 아보카도 오일;을 포함하는 세정용 발포정을 일 예로 한다.

본 발명의 계면활성제로 음이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 양성 계면 활성제, 비이온성 계면활성제 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예로는 다이소듐라우릴설포석시네이트와 소듐라우릴설페이트가 사용될 수 있고, 경우에 따라서는 소듐코코일이세치오네이트(sodium cocoyl isethionate), 다이소듐코코일글루타메이트(disodium cocoyl glutamate)을 포함할 수 있다.

세정용 발포정에서 다이소듐라우릴설포석시네이트(Disodium Lauryl Sulfosuccinate, DLS로 약칭)는 섬세하고 풍부한 거품을 갖는 세정력이 좋고 헹굼이 용이한 순한 계면활성제로 다른 계면활성제와 결합하여 자극을 줄일 수 있다.

[DLS 분자구조식]

소듐라우릴설페이트(Sodium Lauryl Sulfate, SLS로 약칭)는 라우릴황산나트륨 또는 도데실황산나트륨(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS로 약칭)으로도 불리는데, 인공적인 계면활성제로 세정제나 변성제 등에 사용되며, 먼지와 이물질 등을 깔끔하게 흡착하여 제거해주는 역할을 한다.

다만, 세정 효과가 크고 거품 형성제로서 효과가 크기 때문에 수 많은 바디클렌저, 샴푸, 클렌징 제품, 비누액, 치약, 식기세척제, 주방세제, 차량 청소용 제품 등에 첨가되는데, 그 효과가 큰 만큼 피부에 자극적이다.

[SLS의 분자구조식]

소듐코코일이세치오네이트(Sodium Cocoyl Isethionate, SCI로 약칭)는 코코넛에서 유래한 천연 식물성 계면 활성제로, 흰색상의 가루이며 코코넛 오일에서 착즙한 지방산과 이세티오닉산의 결합을 통해 얻을 수 있다. 계면의 장력을 떨어뜨려 유상, 물, 먼지 등이 서로 섞이도록 한다.

[SCI의 분자구조식]

자극적이지 않아 민감성 피부 또는 영유아용 클렌징 제품에 많이 첨가되며, 전통적으로 사용되던 염소와 소에서 추출하는 동물성 계면 소듐염을 대체하기 위한 것으로　Baby Foam(아기 거품)이라는 이명으로도 알려져 있을 만큼 순한 편에 속한다. 또한, 순한 편임에도 불구하고 이례적으로 거품을 많이 생성하고 세정력이 우수하며, 수분을 빼앗지 않는 클렌징으로 워터-프리(water-free)(물 없이 사용할 수 있는) 클렌징 제품에도 첨가되며, 생분해가 가능한 환경 친화적인 계면활성제로 정평이 나 있다.

다이소듐코코일글루타메이트(disodium cocoyl glutamate, DCG로 약칭함)은 100% 천연 유래 성분(Palm/Coconut Oil and Corn)의 음이온 계면활성제로, 보습감과 저자극으로 민감 피부에도 사용이 가능한 계면활성제인데, 촉감이 쫀쫀하고 부드러운 거품 형성이 가능하다는 점이 특징이다.

[DCG의 분자 구조식]

본 발명자들은 DLS가 저 자극 성분으로 알려진 바, 이를 주 계면활성제로 사용하였는데, DLS 단일 성분으로 용해시킨 후 장시간이 경과할 경우 조금씩 응고체가 발생하는 문제가 있음을 발견하였다. 이를 해결하기 위하여 타 계면활성제를 이용하여 '다원계 용액'으로 테스트 하였고, 그 결과 SLS와의 혼합 시 응고체가 발생하지 않았음을 알 수 있었다.

다음으로, 본 발명에 따른 발포성분은 탄산염과 수용성 유기산으로 구성되는데, 사용가능한 식품첨가제인 탄산염의 예로는 중탄산나트륨(Sodium bicarbonat), 중탄산칼륨(Potassium Bicarbonate) 및 탄산나트륨(sodium carbonate)이 있고, 수용성 유기산은 바람직하게 구연산(citric acid), 말산(malic acid), 주석산(tartaric acid), 말론산(malonic acid), 말레산(maleic acid), 석신산(succinic acid) 및 이것들의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 식품첨가제인 유기산으로 대표적인 구연산이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 탄산수소나트륨과 구연산을 함께 사용한다.

구연산(citric acid)은 백색 또는 무색투명의 결정성 분말로서, 식품의약품안전청에서도 식품용 기구 등의 살균소독 및 냄새제거에 사용할 수 있도록 하여 그 안정성이 이미 인정되어 있으며, 미국 및 EU에서도 식품에 직접 사용되는 식품첨가물 이외에 살균소독제로 널리 사용되고 있다.

그리고 상기 탄산수소나트륨(NaHCO₃)은 탈취 효과 및 산(acid) 중화효과가 있는 무색의 결정성 분말로서, 중탄산나트륨, 중탄산소다, 베이킹소다 등으로도 불리는데 인체 및 환경에 무해하고 오염물을 흡착시키거나 표백, 탈취 기능성이 있어 세제 대용으로도 이용되고 있다.

특히, 탄산수소나트륨(NaHCO₃)이 물에 용해될 때 중탄산이온(HCO₃ ^-)이 생성되어 이산화탄소(CO₂) 기포를 발생시키는데, 탄산수소나트륨을 구연산과 함께 물에 용해하면 구연산에서 발생하는 수소이온(H⁺)이 증가하면서 탄산수소나트륨에서 발생한 중탄산이온(HCO₃ ^-)과 결합하여 더 많은 탄산(H₂CO₃)을 생성시키고, 이 탄산(H₂CO₃)은 다시 물과 이산화탄소로 분리되어 다량의 이산화탄소(CO₂)가 물속에서 폭기하게 된다.

또한, 수용성 유기산인 구연산과 탄산염인 탄산수소나트륨이 같이 물에 용해되면 중화반응을 일으키는데, 이때 발생되는 중화열과 이산화탄소 기포는 오염에 대한 물리적인 세정효과를 촉진하고 구연산의 살균 및 세정 성능을 향상시키는 작용효과가 있다.

구연산과 탄산수소나트륨의 화학 반응에 따라 이산화탄소가 발생하는 것을 알 수 있다.

[화학식]

C₆H₈O₇(aq) + 3NaHCO₃(aq) → Na₃C₆H₅O₇(aq) + 3CO₂(g) + 3H₂O(l)

본 발명의 구연산은 반응 과정에서 실질적으로 살균 소독하고, 탄산수소나트륨은 구연산과 반응하여 폭기하면서 구연산이 물속에서 더욱 빨리 용해되도록 함과 아울러 이산화탄소의 폭기로 인하여 살균 세정 과정을 가시적으로 확인할 수 있도록 있고, 더불어 다량의 기포가 세정 대상물(사람의 손 또는 식품 용기 등)의 오염물질과 접촉하면서 파괴되는 과정을 통해 오염물질을 제거하는 세정 작용도 매우 활발하게 발생하므로, 합성세제나 계면활성제를 사용하지 않고도 충분한 세정 효과를 갖는다.

다음으로, 베타인(Betaine)은 사탕수수, 비트, 구기자등의 식물에 다량 함유된 성분으로 뛰어난 피부보습력을 가지고 있는데, 사탕수수 뿌리에서 추출된 성분으로 피부세포에 침투하여 피부 보습력을 향상시킬 수 있다.

또한, 건조한 피부에 수분을 공급하고 유/수분 밸런스를 맞춰주어 촉촉한 피부를 만들어주고 피부에 윤기를 부여하는 것으로, 보습 성분으로 주로 사용되는 글리세린보다 더 높은 보습력을 가지고 있으며 pH 안정성이 우수하며 계면활성제의 자극성을 3.5% 이상 감소시켜 피부의 자극을 줄여주는 효과가 있으며, 나아가 피부 진정효과와 피부 탄력을 개선시키는 효능도 있는 천연 보습 성분이다.

소르비톨(Sorbitol)은 식물에 폭 넓게 존재하여 육상 식물인 과일 등의 열매 또는 해상 식물인 해조류에 넓게 분포하고 있는 폴리 알코올(Poly alcohol)이다.

화장품 및 퍼스널 케어 제품으로 애프터세이브 로션, 베이비 샴푸 및 헤어 그루밍 보조제를 포함한 광범위한 제품에 사용되며, 심지어 설탕 대체제로 식품에 첨가되기도 한다.

특히, 화장품 및 퍼스널케어 제품에 사용되는 경우 수분 손실을 방지하여 피부를 촉촉하고 윤기있게 해주기 때문에 습윤조정제, 보습제 또는 유연제로 사용된다거나, 착향제로 사용되어 향을 보존해주는 물질로서의 의미를 갖는다. 또한, 매끄러운 감촉을 갖고 피부 유연제(에몰리언트, Emolient)와도 잘 어울려 크림과 세럼과 같이 비교적 유분감이 높은 제형을 만들 때 보습제로 사용될 수 있다.

곡물 추출물은 쌀, 보리, 율피, 메밀, 현미, 옥수수, 팥, 녹두, 검정콩 등 천연 곡물을 분말로 낸 뒤 사용할 수 있다. 이처럼 곡물 추출물을 이용한 세안 또는 피부 관리법은 예로부터 현재에 이르기까지 폭 넓게 사용되고 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 곡물 추출물은 팥, 율무, 쌀, 참깨, 보리의 분말 형태의 추출물을 이용한다.

곡물 향료는 세정용 발포정의 향을 더하는 것으로, 청보리, 팥, 흑임자, 율무 등 다양한 곡물의 향을 갖는 향료를 포함할 수 있으며, 세정제에 곡물향을 더하여 사용자로 하여금 인공적인 화학제 향보다 친환경적인 향을 택하여 사용자로 하여금 좋은 향기를 느낄 수 있도록 한다.

해바라기씨 오일은 해바라기의 씨를 압착하여 얻은 오일로, 90% 불포화지방산, 10% 포화지방산 및 비타민 A, D, E 및 칼슘, 아연, 철, 인, 칼륨 등 다양한 미네랄이 포함되어 있다. 또한, 피부 진정 효과를 가지며 보습 효과가 뛰어나 다양한 화장품에 사용되고 있다.

한편, 아보카도 오일은 아보카도 열매에서 추출한 오일로, 불포화지방산으로 이뤄져 있고, 비타민, 미네랄 및 각종 항산화 성분이 풍부하게 들어 있다. 이에 피부에 영양을 공급하고 보습 효과를 두어 촉촉한 피부를 만들고, 습진이나 건선과 같이 자극받은 피부를 진정시키는 효과도 있으며, 여드름 예방 및 치료, 노화 방지, 자외선 차단 등 다양한 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말 10~30wt%, 상기 소르비톨 분말 10~30wt%, 상기 곡물 추출물 13~30wt, 상기 구연산 10~30wt%. 베타인 1~10t%, 소듐라우릴설페이트 분말1~10wt%, 탄산수소나트륨 분말 0~1wt%, 곡물 향료 0.5~2.0wt%, 상기 해바라기씨 오일 0.01~0.1wt%, 상기 아보카도 오일 0.01~0.1wt%인 것을 특징으로 하는 세정용 발포정을 일 예로 한다.

더 바람직하게는 상기 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말 20~30wt%, 상기 소르비톨 분말 20~30wt%, 상기 곡물 추출물 15~20wt, 상기 구연산 15~20wt%. 베타인 4~7wt%, 소듐라우릴설페이트 분말 4~7wt%, 탄산수소나트륨 분말 0~0.5wt%, 곡물 향료 0.5~1.5wt%, 상기 해바라기씨 오일 0.02~0.05wt%, 상기 아보카도 오일 0.02~0.05wt%인 것을 특징으로 할 수 있다.

각 성분별 특정 값(specific value)으로 된 실시예는 후술하는 시험예에서 살펴보기로 한다.

상기 다이소듐라우릴설포석시네이트는 순한 거품 느낌과 저(低)자극의 목적으로, 상기 소듐라우릴설페이트는 세정력과 거품 발생을 목적으로 하며, 이를 병용하기 위하여 혼합 사용함을 특징으로 한다.

혼합 사용 시 상기 다이소듐라우릴설포석시네이트와 상기 소듐라우릴설페이트의 각 함량 비(ratio)는 상술 한 바와 같이 DLS만 단독 사용한 경우 응고체가 발생한 점을 해결하기 위하여 SLS를 포함하여 사용하되, 이 때 본 발명자는 DLS 대비 SLS의 양을 1:0.5 내지 1:2.0까지의 범위 내에서 실험을 실시한 바 있다. 이 경우 DLS 대비 SLS의 양을 1:0.5의 비율보다 더 낮게(즉, 0.5 아래로) 할 경우 약간의 응고체(DLS를 단독으로 사용한 경우 발생되는 응고체와 같은)가 발생되는 것을 확인하였고, 1:2.0의 범위보다 초과할 경우(즉, 2.0 위로)에는 1:0.5~1:2.0에서의 효과보다 기술적 또는 경제적으로 효과가 덜한 편이었다.

본 발명에 따르면, 탄산수소나트륨과 구연산을 포함하는 발포 성분이 전체 발포정 성분의 10~31wt%를 차지하여 발포정이 물에 매우 용이하게 용해되면서도 동시에 다량의 이산화탄소를 발생하는 효과가 있다.

특히, 상기 탄산수소나트륨과 구연산의 wt% 비(wt% ratio)가 0.5:20인 경우 용해속도가 매우 빨랐고, 투입량을 늘리면 늘릴수록 그 속도도 증가하였다.

이처럼 발포 성분이 포함되어 있어 거품으로 인한 오염물질 세정 효과가 발현되는 것과, 사용자가 살균 및 세정과정을 가시적으로 확인할 수 있는 장점이 있다.

그 외 나머지 성분으로 베타인 1~10wt%, 소르비톨 10~30wt%, 곡물 추출물 13~30wt%, 곡물 향료 0.5~2.0wt%, 해바라기씨 오일 0.01~0.1wt%, 아보카도 오일 0.01~0.1wt%로 할 수 있다.

한편, 최대 용해 도달 시간이 10분 ~ 15분 이내인 것을 특징으로 하는 세정용 발포정을 특징으로 한다.

건조 상태의 제품을 사용자가 곧바로 용기에서 꺼내 직접 용해하여 사용하는 것, 나아가 그 용해도 용매에 닿는 즉시 용해되는 게 바람직하다고 할 것이다. 그렇다면, 빠른 용해를 위해서 분말 형태로 사용하는 것이 가장 좋으나, 분말 형태로 사용할 경우 장입 시 가루가 날리는 등의 사용상 문제가 있을 수 밖에 없다. 이에 사용성의 문제와 포장 공정 시 불량률 문제를 개선하기 위하여 태블릿 형태로 개발하게 된 것이다.

태블릿 형태로 할 경우 용해가 개시된 때로부터 10분이 지난 때부터 세정 효과를 발휘할 수 있는 거품이 형성되며, 완전 용해되기까지 40~50분의 시간이 소요된다.

한편, 세정용 발포정의 용해 속도는 표면적, 탄산수소나트륨과 구연산의 비율, 그리고 물의 온도에 따라 달라지게 된다.

첫 번째로, 부피 대비 표면적이 넓을수록 물(용매)와의 접촉면이 넓어지므로 용해 속도를 빠르게 할 수 있는데, 완전한 구형(求刑)이 아니라 비(非)구형으로 제작하였다. 두 번째로는 탄산수소나트륨과 구연산을 혼합/병용하여 이산화탄소를 발생시키고, 발생된 이산화탄소로 인하여 빠른 용해가 되게끔 하는 것은 앞서 살펴본 바와 같다. 세 번째로 물의 온도가 높으면 높을수록 용해가 빠르게 이뤄지는 것이다.

참고로, 제품의 형태와 관련하여 제품 생산 및 유통 과정에서 모서리 부분이 타 부분보다 먼저 깨질 위험이 높기 때문에, 모서리가 최소화될 수 있는 형태로 만들되 각진 부분이 생기기보다는 완만한 곡률을 갖는 모서리를 갖는 형태가 바람직하다. 게다가 각 면을 평면으로 할 경우 포장 용기 내에서 대량 보관될 시 각 제품끼리 붙어서 떨어뜨리기 힘든 경우가 있을 수 있으므로, 각 면은 볼록한 형태 또는 오목한 형태로 하여 각 제품 간에 접촉되는 면이 최소화될 수도 있다.

아울러 표면적을 넓히기 위하여 비구형으로 제작되되, 경우에 따라서는 요철을 포함할 수 있다. 요철의 형태는 다종 다양한데, 일례로, 사각 격자 무늬를 낼 수도 있고, 일 방향 빗금 형태로 무늬를 낼 수도 있다. 또한, 요철의 형태를 뾰족한 삼각산의 형태 또는 각진 사각의 형태, 둥근 원형의 형태일 수도 있고, 직선 형태가 아닌 곡선 형태를 갖도록 하여 표면적을 넓힐 수 있도록 할 수 있다. 게다가 직선 형태의 모서리보다 둥근 원형의 형태와 같이 곡선을 갖는 모서리라면 보다 더 큰 표면적을 형성할 수 있다. 일종의 프랙탈과 같은 것처럼, 세정용 발포정의 겉면에 전체적으로 곡선 무늬가 있고, 해당 곡선 무늬를 확대해보면, 그 곡선이 양각 또는 음각으로 형성되되, 그 모서리 부분이 다시 곡선으로 형성되어 있을 시 표면적을 최대화할 수 있게 되는 것이다.

또한, 개개인별 사용량을 조절하기 위하여 이등분할 선, 또는 삼등분할 선이 태블릿의 표면에 처리될 수 있고, 이분할 선인 경우 1/2로 쪼개어, 삼등분할 선인 경우 1/3씩 쪼개어 사용할 수 있도록 할 수 있다. 이를테면, 손의 크기가 작거나, 간단히 씻고자 할 경우에도 완전히 1개 제품을 사용할 경우 과한 사용으로 인하여 제품 낭비 등을 초래할 수 있다. 때문에, 이 경우 1/3 또는 1/2만을 쪼개어 사용하면 보다 효율적으로 사용할 수 있게 된다. 나아가 신체가 아닌 물건에 대하여 사용할 경우에도 확장할 수 있는데, 작은 크기의 컵이나 텀블러에 사용하는 경우, 큰 크기의 컵이나 텀블러에 사용하는 경우 등 부피에 따라 양을 조절하여 사용할 수 있다는 장점이 있다.

다른 한편, 본 발명에 따를 때, 본 발명의 세정용 발포정은 외부 공기와 차단되어 보관되어야 한다.

상기 나열된 본 발명의 원료는 물(H₂O)과의 반응성이 높기 때문에, 보관성을 높이기 위해서는 대기 중 수분의 접촉을 차단하는 것이 중요하다. 이에, 보관성을 높이기 위하여는 코팅된 포장지를 이용하여 밀봉 포장하는 방법을 택할 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않고, 안정화 물질을 첨가하는 방식으로 제품 안정성을 꾀할 수도 있다.

일례로 코팅된 포장지를 이용하여 밀봉 포장하는 경우 낱개 포장을 할 수도 있고, 2개 또는 3개씩 묶음 포장을 할 수도 있다. 개별 포장을 하여 1인에 1회씩 사용하면서 제공할 수도 있고, 2개 또는 3개씩 묶음 처리하여 2~3명이 한꺼번에 사용하거나 또는 1명이 다량으로 세정하여야 할 필요가 있을 시 한 번에 몰아서 사용할 수 있도록 제공할 수 있다.

다른 예로, 세정용 발포정 중심에는 구멍을 뚫어, 실 또는 긴 막대기에 끼울 수 있게 하여 보관성을 높이도록 할 수 있는데, 일종의 디스펜서와 같이 보관 중 개별적으로 나올 수 있도록 하여 사용성과 보관성을 증대시킬 수 있다(또한, 중심에 구멍을 뚫을 경우 도넛과 마찬가지로 표면적을 넓히는 데에 효과적이다).

다른 한편, 본 발명에 따를 때, 본 발명의 세정용 발포정은 색료를 포함할 수 있다. 흰색의 세정용 발포정 외에도 유채색의 색료를 더 하여 사용자로 하여금 심미감을 불러일으킬 수 있고, 경우에 따라서는 용해된 정도를 파악할 수 있다. 이를테면, 흰색의 발포정으로 투명 거품을 만들 경우 또는 흰색의 거품을 만들 경우 용액과 거품의 양을 비교할 수 없고, 어느 정도 거품이 형성되었는지 보기 어려운 경우가 있다. 이 때, 유채색의 색료가 더해져 색깔 있는 거품이 형성되는 경우 사용자로서는 상대적으로 거품의 양을 좀 더 간명하고 신속하게 파악할 수 있다.

이상 살펴본 세정용 발포정을 제조하는 방법은 다음과 같다.

(S1) 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말; 소르비톨 분말; 곡물 추출물; 구연산 분말; 베타인 분말; 소듐라우릴설페이트 분말; 탄산수소나트륨 분말; 곡물 향료, 해바라기씨 오일; 및 아보카도 오일을 포함하는 원료를 준비하는 단계; (S2) 준비된 원료(S1 단계에서 나열된 원료 전부를 말하되 곡물 향료를 제외함)를 밀폐 가능한 용기에 장입하는 단계; (S3) 용기를 밀폐하여 원료가 섞일 수 있도록 교반하는 단계; (S4) 준비된 몰드에 섞인 원료 가루(S2에서 장입된 원료가 섞인 것을 말함)를 더 채워넣는 단계; (S5) 곡물 향료(S1 단계에서 준비된 것을 말함)를 몰드에 넣는 단계; (S6) 몰드에 원료 가루(S2 및 S4 단계에서의 원료 가루와 같음)를 더 채워넣어 정해진 무게를 맞추는 단계; (S7) 몰드를 봉합하고 프레스로 몰드를 압입하는 단계; (S8) 압입된 몰드에서 내용물을 꺼내 품질을 평가하는 단계; 및 (S9) 평가 완료 된 제품은 저장용기에 보관하고 습기를 차단하도록 밀폐하는 단계;를 포함한다.

보다 상세히 부연하면, 상기 이상 살펴본 세정용 발포정을 제조하는 방법은 다음과 같다.

상기 (S1) 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말; 소르비톨 분말; 곡물 추출물; 구연산 분말; 베타인 분말; 소듐라우릴설페이트 분말; 탄산수소나트륨; 곡물 향료, 해바라기씨 오일; 및 아보카도 오일을 포함하는 원료를 준비하는 단계; 및 (S2) 준비된 원료를 밀폐 가능한 용기에 장입하는 단계에서는, 7,000ml 이상의 내용적을 갖는 밀폐 가능한 대용량 용기에 다음의 <표 1>에 기술된 중량에 따른 재료를 장입할 수 있다.

재료	투입량	재료	투입량	총 중량
DLS	250g	베타인	50g	912g
소르비톨	250g	SLS	50g
곡물 추출물	150g	탄산수소나트륨	2g
구연산	150g	곡물 향료	10g
해바라기씨 오일	2회 분사	아보카도 오일	2회 분사5

상기 (S3) 용기를 밀폐하여 원료가 섞일 수 있도록 교반하는 단계;에서는 밀폐 가능한 대용량 용기의 뚜껑을 닫은 후 충분히 섞일 수 있도록 1분 이상 흔들어 교반한다.

상기 (S4) 준비된 몰드에 섞인 원료 가루를 채워넣는 단계에서는, 몰드를 준비하여 계량기 위에 올리고, 영점을 조절한 뒤 스푼을 이용하여 몰드 내부에 혼합된 원료 가루 5g을 넣는다.

다음으로, 상기 (S5) 곡물 향료를 몰드에 넣는 단계는, 목적에 맞게 선택된 향료를 스포이드를 이용하여 1~2방울을 떨어뜨린다.

다음으로 상기 (S6) 몰드에 섞인 원료 가루를 더 채워넣어 정해진 무게를 맞추는 단계는 스푼을 이용하여 몰드 내부에 혼합된 원료 가루 4g을 넣어 총 중량 9g에 도달케 한다.

상기 (S7) 몰드를 봉합하고 프레스로 몰드를 압입하는 단계는, 총 중량 9g의 몰드를 봉합한 뒤, 프레스를 이용하여 몰드를 압입하되, 250kgf/cm² 이상의 압력을 가한다. 여기서 충분한 압력이 가해지지 않으면 제품이 물 속에서 용해할 때에 수면으로 떠오를 수 있으므로 충분한 압력이 가해지게끔 하여야 한다.

상기 (S8) 압입된 몰드에서 내용물을 꺼내 품질을 평가하는 단계에서는 제품 손상에 주의하여야 하고, 제품의 중량이 8.5g을 기준으로 8.4~8.6g 범위 내에 있는지 확인하며, 외관상 크랙 등의 손상 여부도 확인한다.

끝으로, 상기 (S9) 평가 완료 된 제품은 저장용기에 보관하고 습기를 차단하도록 밀폐하고, 지금까지 수행된 각 단계를 다시 반복하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 세정용 발포정은 압축되고 물을 함유하지 않아서 운반과 보관이 용이하고 사용시 분말이 비산하지 않아 사용 편의성이 증가하는 이점을 제공한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 세정용 발포정은 1개 정 당 중량이 일정하므로 정확한 계량이 용이하다.

본 발명의 세정용 발포정을 표 1과 같이 제조하여 항균력을 평가한다(2021. 10. 06. 접수, 2021. 10. 15. 시험완료, 시험기관: 화장품 미생물 센터).

표 1에서와 같이 제조하되, 각 시료 별로 용량 8.5g으로 정하여 아무런 곡물 향료가 없는 것(#1), 청보리 향료를 더한 것(#2), 팥 향료를 더한 것(#3), 흑임자 향료를 더한 것(#4), 율무 향료를 더한 것(#5)를 외용소독제(의약외품) 효력평가법 가이드라인(식품의약품안전평가원, 2014. 6.) 중 in vitro 시험법에 따라 시험하였다.

사용 군주는 Escherichia coli ATCC 8739 (Ec) 및 Staphylococcus aureus ATCC 6538 (Sa)로, 2종의 균을 Tryptic soy broth (TSB) 배지에서 배양 후 PBS에 희석하여 10^5-6 cfu/ml로 초기 균액을 준비하였다. 다음으로 시험군(외용소독제)와 대조군(PBS) 1ml를 현탁 후 5분 간 방치하여, 시험군과 대조군 0.1ml씩 취하여 각각 3개 이상의 TSA(Tryptic soy agar)에 도말하여 24시간 배양 한 뒤 각 군에서 형성된 집락(colony) 수를 계수하고 저해율을 계산하였다.

저해율(%) = [대조군 균수(CFU) - 시험군 균수(CFU)/대조군 균수(CFU) X 100]

시험결과는 다음과 같다.

본 발명의 #1 내지 #5는 모두 2종의 균주에 대하여 대조군 대비 99.9% 이상의 저해율을 나타내었다.

이와 같이 본 발명의 세척용 발포정은 세정 효과 및 기포로 인한 오염 물질 제거 효과가 동시에 발현되어 사람 손이 잘 닿지 않는 식음료용 용기 내부를 물리적으로 세척하지 않아도 효과적으로 세정하고 살균하는 효과가 있고, 더불어 발포제의 기포로 인하여 사용자가 살균력을 가시적으로 확인할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 고속용해능과 관련하여, 기존 태블릿 제품 대비 용해속도를 높여 용해 개시부터 5분 내 거품 형성력을 갖추고 용해 비주얼을 극대화시킨 제품을 제작하기 위하여 다양한 배합비로 실험을 진행하였다. 실험 결과 용해 속도는 탄산의 절대량이 많아야 하고, 탄산수소나트륨과 구연산의 비(ratio)에 따라 달라지는 양상을 보였다. 반면 용해 속도가 높으면 초반 거품 형성력이 강할 것으로 예상했으나 실제 결과는 그렇지 아니하고 모든 실험 경우에 5분 경과 후 거품 형성력은 유사하게 나와 유의미한 차이를 보이지 않았다. 이에, 5분 내 거품 형성력을 고려하였을 때, 위 [표 1]의 경우 최적임을 알게 되었다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 세정용 발포정 및 그 제조방법은 식품 첨가제나 무공해 원료를 이용하여 강력한 세정력을 가진 세정용 발포정을 제공함으로써 인체나 환경에 무해하며, 손이나 세척기기가 미치치 못하는 복잡한 구조의 식음료용 용기 내부를 효과적으로 세정할 수 있음은 물론이고 강력한 살균, 탈취 및 표백 기능성을 보유하여, 종래 세정력이 미약한 천연 세정제에 비해 현저한 세정효과를 발휘하므로, 합성세제나 계면활성제를 사용하지 않고도 친환경적이면서 동시에 강력한 세정력을 보유한 세정제를 제공하는 효과가 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량할 수 있음이 명백하다.

Claims (6)

1. 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말; 소르비톨 분말; 곡물 추출물; 구연산 분말; 베타인 분말; 소듐라우릴설페이트 분말; 탄산수소나트륨 분말; 곡물 향료, 해바라기씨 오일; 및 아보카도 오일;을 포함하는 세정용 발포정.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다이소듐라우릴설포석시네이트 10~30wt%, 상기 소르비톨 분말 10~30wt%, 상기 곡물 추출물 13~30wt%, 상기 구연산 10~30wt%. 베타인 1~10wt%, 소듐라우릴설페이트 분말 1~10wt%, 탄산수소나트륨 분말 0~1wt%, 상기 곡물 향료 0.5~2.0wt%, 상기 해바라기씨 오일 0.01~0.1wt%, 상기 아보카도 오일 0.01~0.1wt%인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 세정용 발포정.
   상기 다이소듐라우릴설포석시네이트 10~30wt%, 상기 소르비톨 분말 10~30wt%, 상기 곡물 추출물 13~30wt%, 상기 구연산 10~30wt%. 베타인 1~10wt%, 소듐라우릴설페이트 분말 1~10wt%, 탄산수소나트륨 부남ㄹ 0~1wt%, 상기 곡물 향료 0.5~2.0wt%, 상기 해바라기씨 오일 0.01~0.1wt%, 상기 아보카도 오일 0.01~0.1wt%를 포함하는 세정용 발포정.
3. 제1항에 있어서,
   외부 공기와 차단되어 보관되는 것을 특징으로 하는 세정용 발포정.
4. 제1항에 있어서,
   최대 용해 도달 시간이 10분 ~ 15분 이내인 것을 특징으로 하는 세정용 발포정.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄산수소나트륨과 상기 구연산의 첨가량이 0.5:20 비율인 것을 특징으로 하는 세정용 발포정.
6. (S1) 다이소듐라우릴설포석시네이트 분말; 소르비톨 분말; 곡물 추출물; 구연산 분말; 베타인 분말; 소듐라우릴설페이트 분말; 탄산수소나트륨 분말; 곡물 향료, 해바라기씨 오일; 및 아보카도 오일을 포함하는 원료를 준비하는 단계;
   (S2) 준비된 원료를 밀폐 가능한 용기에 장입하는 단계;
   (S3) 용기를 밀폐하여 원료가 섞일 수 있도록 교반하는 단계;
   (S4) 준비된 몰드에 섞인 원료 가루를 채워넣는 단계;
   (S5) 향료를 몰드에 넣는 단계;
   (S6) 몰드에 섞인 원료 가루를 더 채워넣어 정해진 무게를 맞추는 단계;
   (S7) 몰드를 봉합하고 프레스로 몰드를 압입하는 단계;
   (S8) 압입된 몰드에서 내용물을 꺼내 품질을 평가하는 단계; 및
   (S9) 평가 완료 된 제품은 저장용기에 보관하고 습기를 차단하도록 밀폐하는 단계;를 포함하는 세정용 발포정 제조방법.
   

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