KR20200052661A

KR20200052661A - 집먼지진드기 기피제거제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20200052661A
Application number: KR1020180135891A
Authority: KR
Inventors: 윤성현; 김영규
Original assignee: (주) 클레어; 엔비넷 주식회사
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-15
Also published as: KR102153641B1

Abstract

본 발명은 집먼지진드기 기피제거제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 계피발효액과 TiO₂졸을 공침시켜 얻은 계피발효액-TiO₂졸 공침물을 포함함으로써 이산화티타늄의 미생물제거기능과 계피의 진드기 기피 효과를 동시에 가짐으로써 집먼지진드기를 효율적으로 제거할 수 있고, 미생물을 제거하는 항균력 및 포름알데히드를 제거하는 탈취력이 우수한 효과가 있는 집먼지진드기 기피제거제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

집먼지진드기 기피제거제 및 그 제조방법{Repellent Agent Against Dust Mites and Method of Preparing the Same}

본 발명은 집먼지진드기 기피제거제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계피발효액과 TiO₂졸을 공침시켜 얻은 계피발효액-TiO₂졸 공침물을 포함함으로써 이산화티타늄의 미생물제거기능과 계피의 진드기 기피 효과를 동시에 가짐으로써 집먼지진드기를 효율적으로 제거할 수 있는 집먼지진드기 기피제거제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

미생물을 살균하는 방법으로서 TiO₂가 밴드갭(bandgap) 이상의 에너지를 받으면 전자가 하나 이동하여 전자-정공쌍이 생성되고 이것이 물 또는 공기 중의 산소와 반응하여 H₂O₂, OH 등이 생성되고 이것들에 의한 강력한 살균 효과를 이용할 수 있다. 생성된 H₂O₂, OH 등에 의해 미생물이 살균되거나 유기물질이 분해되면 CO₂나 H₂O로 전환되어 반도체표면에서 외부로 이용하고 다시 빛에너지를 받으면 광촉매의 기능을 수행하게 된다. 태양광에너지나 자외선의 에너지를 받아 산화력을 지닌 하이드록시기(hydroxyl radical, ·OH)를 생성시켜 미생물을 살균하거나 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 광촉매는 다수가 알려져 있다. 이산화티타늄 등의 광촉매는 빛에너지를 화학에너지로 전환하고, 이 때의 화학에너지로 오염물질을 산화 및 분해하는 광촉매 반응을 일으키는 물질이다. 즉 자외선을 광촉매 물질에 주사하면 전자와 정공이 발생하고, 상기 전자와 정공에 의하여 생성되는 수산화라디칼 등의 강력한 산화력으로 광촉매 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물이 산화 및 분해되는 것으로 알려져 있다.

한국등록특허 제10-0405375호는 자외선이나 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매를 개시하고 있으며, 상기 광촉매는 산화티타늄(TiO₂) 또는 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄) 10-20g을 무수알코올에 첨가하고 혼합액과 증류수를 일정한 비율로 첨가하여 혼합하고 염산 등의 산을 첨가하면서 반응시켜 TiO₂ 광촉매졸을 수득한다. 그러나 자외선이나 가시광선을 이용하여야 하며 집먼지진드기의 기피효과는 나타나지 않는다. 광촉매물질인 이산화티타늄은 현재 페인트, 섬유, 고무, 종이 화장품, 식품 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이산화티타늄은 다면적인 특성을 가진 물질로서 현재까지 다양한 특성 및 용도에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

한편, 사람의 일상생활을 하고 있는 주변 환경에는 다양한 세균이 서식하고 있으며, 특히 의류나 침구로 사용되는 섬유의 경우에는 인체에서 분비되는 땀, 노폐물 등으로 인해서 세균 등의 서식이 유리한 환경을 제공하게 되고, 이에 따라 증식된 미생물은 천식이나 알레르기, 피부질환 등과 같은 인체에 치명적인 질병을 유발하기도 한다.

특히, 집먼지진드기는 거미강, 진드기목에 속하는 절지동물의 한 종류로서 사람이 장시간 수면을 취하는 침대매트리스와 이불, 베개 등에 서식하며, 천식, 각종 알레르기 유발의 원인이 된다. 이러한 미생물, 집먼지진드기를 퇴치하기 위하여 원적외선을 방사를 이용한 방법 등 산업적으로 여러가지 시도가 행해지고 있다. 이와 관련하여 한국공고특허 제1996-0016748호에는 아미노알코올 유도체를 포함한 곤충 및 진드기 기피제를 개시하고 있고, 한국공개특허 제2009-0103280호는 람다싸이할로스린과 해충퇴지향 및 살충성 식물 추출물을 포함한 해충 구제 조성물을 개시하고 있으며, 한국등록특허 제10-1626531호는 편백오일, 마조람 오일, 라벤더 오일 등을 포함하는 집먼지진드기 살비용 조성물을 그리고 한국공개특허 제2005-0116215호는 홍조류 추출물을 이용한 집먼지진드기 제거 및 기피 조성물을 개시하고 있다.

상기 종래 특허에 개시된 조성물들은 미생물과 진드기제거의 동시 효과에 그리 효과적이지 못하다는 문제점이 있다.

이에 본 발명자들은 집먼지진드기 기피제거제를 개발하고자 예의 노력한 결과 이산화티타늄을 함유한 물질이 미생물과 진드기제거에 유효하게 작용한다는 특성을 이용하고 진드기기피제로 사용하는 계피를 발효시킨 발효액을 이산화티타늄을 알코올과 산으로 졸화하여 나노입자로 제조한 이산화티타늄졸과 공침시켜 수득한 계피발효액-TiO₂졸 공침물이 이산화티타늄의 미생물 제거기능과 계피의 진드기 기피 효과를 동시에 가짐으로써 집먼지진드기를 효율적으로 기피 및 제거할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 이산화티타늄의 미생물 제거기능과 계피의 진드기기피 효과를 동시에 가짐으로써 집먼지진드기를 효율적으로 기피 및 제거할 수 있는 집먼드기제거제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 통계피를 건조시키고 초산에서 발효시킨 다음, 무수알코올에 초산발효액을 첨가시키고 발효시킨 계피 발효액에 이산화티타늄졸을 첨가한 다음 ZnCl₂와 AgNO₃를 포함하는 금속 혼합물을 함침하여 수득한 집먼드기제거제 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 계피발효액-TiO₂졸 공침물을 포함하는 집먼지진드기 기피제거제를 제공한다.

본 발명은 또한 (a) 이산화티타늄을 숙성시켜 이산화티타늄졸을 형성하는 단계; 및 (b) 계피발효액에 상기 이산화티타늄졸을 첨가하여 공침시켜 계피발효액-TiO₂졸 공침물을 수득하는 단계를 포함하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법을 제공한다.

바람직하게는 상기 계피발효액은 계피를 산발효시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 계피발효액은 통계피를 건조시키고 초산에서 발효시킨 다음, 무수알코올에 초산발효액을 첨가시키고 발효시켜 수득할 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 계피발효액은 계피를 산발효시킨 다음, 10~15℃의 온도, 바람직하게는 12~14℃의 온도에서 3~5일 숙성시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 계피발효액에 이산화티타늄졸을 첨가한 다음 ZnCl₂와 AgNO₃를 포함하는 금속 혼합물을 함침하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 집먼지진드기 기피제거제는 일반전등에서도 진드기를 기피시킬 뿐만 아니라 기존의 광촉매에 비하여 포름알데하이드의 제거효율이 우수한 효과가 있다. 자외선이나 가시광선이 없어도 미생물을 살균할 뿐만 아니라, 기존의 광촉매에 비하여 집먼지진드기를 기피시키고 포름알데하이드 제거효율을 가지고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집먼지진드기 기피제거제의 기피 성능을 확인한 시험 결과를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집먼지진드기 기피제거제의 항균력 및 탈취력을 확인한 시험 결과를 도시한 도면이다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명은 이산화티타늄을 함유한 물질이 미생물과 진드기제거에 유효하게 작용한다는 특성을 이용하고 진드기기피제로 사용하는 계피를 발효시킨 발효액을 이산화티타늄을 알코올과 산으로 졸화하여 나노입자로 제조한 이산화티타늄졸과 공침시켜 수득한 계피발효액-TiO₂졸 공침물이 이산화티타늄의 미생물 제거기능과 계피의 진드기 기피 효과를 동시에 가짐으로써 집먼지진드기를 효율적으로 기피 및 제거할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서 계피발효액-TiO₂졸 공침물을 포함하는 집먼지진드기 기피제거제에 관한 것이다.

본 발명은 다른 관점에서 (a) 이산화티타늄을 숙성시켜 이산화티타늄졸을 형성하는 단계; 및 (b) 계피발효액에 상기 이산화티타늄졸을 첨가하여 공침시켜 계피발효액-TiO₂졸 공침물을 수득하는 단계를 포함하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계는 이산화티타늄을 알코올과 산으로 숙성시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 계피발효액은 계피를 산발효시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 계피발효액은 건조시킨 통계피를 초산에서 발효시킨 다음, 무수알코올에 상기 초산발효액을 첨가한 다음, 추가로 발효시켜 수득될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 계피발효액은 건조시킨 통계피 100-200중량부에 대하여 1~2중량%의 초산 0.01~0.1중량부에서 10~15℃의 온도에서 12~24시간 동안 저장한 다음, 1~2중량부의 무수알코올을 상기 초산계피 100~200중량부에 첨가한 다음, 10~15℃의 온도에서 3~5일동안 발효시켜 수득될 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 (b) 단계를 수행할 때 편백나무 피톤치드 추출액 또는 솔잎추출액을 이산화티타늄졸 100중량부에 대하여 0.05 내지 2중량부를 추가로 첨가할 수 있다. 상기 편백나무 피톤치드 추출액 또는 솔잎추출액은 편백나무 또는 솔잎을 1~2cm 크기로 자르고, 산과 물을 첨가한 후에 100℃의 온도에서 1~2일간 중탕하여 추출하여 수득할 수 있다. 더욱 바람직하게는 편백나무 또는 솔잎을 1~2cm 크기로 자르고 0.1M 산과 10리터의 물을 첨가한 후에 100℃의 가마솥에서 1~2일간 중탕하여 추출하여 수득할 수 있다. 또한, 편백나무 피톤치드 추출액 또는 솔잎추출액은 편백나무 또는 솔잎을 1~2cm 크기로 자르고 산과 무수에틸알코올에 넣은 다음 3일간 10-20℃에서 보관하여 수득할 수 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 (a) 단계는 광촉매제인 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄) 100중량부를 기준으로 무수 염화비닐알코올 500~2000중량부에 첨가하고 혼합액과 증류수의 비율이 1:10의 비율이 되도록 증류수를 첨가하여 혼합하고 질산을 0.05~0.5중량부를 첨가하면서 반응시켜 이산화티타늄졸을 수득할 수 있다.

본 발명에서 사용한 이산화티타늄졸은 자외선이 없어도 새집증후군을 제거하는 것으로 종래의 자외선이나 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매특허(한국등록특허 제10-0405375호)와는 다른 특징을 가지고 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 광촉매제인 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄) 10-20g을 무수 염화비닐알코올 100-200g에 첨가하고 혼합액과 증류수의 비율을 1:10의 비율로 증류수를 첨가하여 혼합하고 10M의 염산 1-3m를 첨가하면서 반응시켜 TiO₂ 광촉매졸을 수득할 수 있다. 또한, ZnCl₂와 AgNO₃의 1:1 비율의 혼합물을 질산에 용해시키고 상기 TiO₂ 광촉매 졸과 공침하여 일반광선에 의해서도 활성화되는 이산화티타늄졸을 수득할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 계피를 산발효시킨 발효액과 이산화티타늄을 알코올과 산으로 숙성시켜 이산화티타늄졸을 일정한 온도에서 공침시켜 계피발효액-TiO₂졸을 수득하고 ZnCl₂와 AgNO₃를 포함하는 금속 혼합물을 함침하여 10~20℃의 온도에서 공침시킨 다음, 편백나무에서 추출한 피톤치드, 솔잎에서 추출한 솔추출물을 추가로 첨가하여 진드기와 미생물 제거 및 포름알데히드 제거하는 기능을 동시에 가진 집먼지진드기 기피제거제를 제조할 수 있다.

본 발명은 상기 집먼지진드기 기피제에 의해 활성화되는 OH 라디칼이 이불, 옷, 벽지, 건축자재에 있는 포름알데하이드를 제거할 수 있다. 자외선이 없어도 미생물을 살균할 뿐만 아니라, 기존의 광촉매에 비하여 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)과 비슷한 제거효율을 가지고 있다.

자외선이나 가시광선이 없어도 미생물을 살균할 뿐만 아니라, 기존의 광촉매에 비하여 효율적으로 집먼지진드기를 기피제거시키고 우수한 포름알데하이드 제거효율을 가지고 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

[실시예]

제조예 1: 집먼지진드기 기피제거제의 제조

제조예 1-1: 계피발효액의 제조

건조시킨 통계피 150중량부를 1.5중량% 농도의 초산 0.05중량부에서 12℃의 온도에서 18시간 동안 발효시킨 다음, 1.5중량부의 무수알코올에 상기 초산발효액 150중량부를 첨가한 다음, 12℃의 온도에서 4일 동안 추가로 발효시켜 계피발효액을 제조하였다.

제조예 1-2: 집먼지진드기 기피제거제의 제조

티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄) 10-20g을 무수 염화비닐알코올 100-200g에 첨가하고 혼합액과 증류수의 비율을 1:10의 비율로 증류수를 첨가하여 혼합하고 10M의 염산 1-3ml를 첨가하면서 반응시켜 TiO₂ 광촉매졸을 수득한 후, ZnCl₂와 AgNO₃의 1:1 비율의 혼합물을 질산에 용해시키고 상기 TiO₂ 광촉매 졸과 공침하여 이산화티타늄졸을 수득한 집먼지진드기 기피제거제를 실시예에서 사용하였다.

실시예 3: 집먼지진드기 기피제거제에 의한 기피 성능 확인

실내온도 23℃, 상대습도 50%에서 큰다리 먼지 사용공시총 큰다리 먼지진드기(Dermatophagoides farinae) 및 세로무늬 먼지진드기(Dermatophagoides pteronyssinus)에 대하여 시험한 결과, 침입저지법에서 92.4-93.6%. 92.4-93.5%, 확산저지법에서 90.5%-92.1%, 90.9-91.6%, 시험관법에서 93.4-94.2%, 92.2-93.0%의 기피율을 나타났다(도 1).

실시예 4: 집먼지진드기 기피제거제에 의한 항균력 및 탈취율 제거 확인

항균력

항균력의 시험방법 및 시험조건을 하기와 같다.

사용공시균주 : 균주 ① - Staphylococcus aureus ATCC 6538

균주 ② - Escherichia coli ATCC 43895 (O-157)

균주 ③ - Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853

증가율 : 균주 ① - 47배 균주 ② - 46배 균주 ③ - 48배

접종균 농도: 균주 ① 1.2±0.1×10⁵/㎖; 균주 ② 1.5±0.1×10⁵/㎖; 균주 ③ 1.6±0.1×10⁵/㎖

비이온 계면활성제 종류 : TWEEN 80 (0.05%)

시험조건

- 시험균액을 37±1℃에서 24시간 진탕 배양 후 균수 측정(진탕회수 150 rpm)

- 시료농도 : 100%

중화용액 : 인산완충용액 (pH 7.0±0.2)

시험결과(항균력(SHAKE FLASK METHOD-KS M 0146-2003): 세균수/㎖, 세균감소율/%)는 도 2와 표 1에 나타내었다.

	초기균수	24시간 후	감소율(%)
① BLANK	1.2×10⁵	5.6×10⁶	--
SAMPLE	1.2×10⁵	< 10	99.9
② BLANK	1.5×10⁵	6.9×10⁶	--
SAMPLE	1.5×10⁵	< 10	99.9
③ BLANK	1.6×10⁵	7.7×10⁶	--
SAMPLE	1.6×10⁵	< 10	99.9

항균력(SHAKE FLASK METHOD-KS M 0146-2003)에서는 Staphylococcus aureus ATCC 6538(도 2b), Escherichia coli ATCC 43895 (O-157)(도 2c), Pseudomonas aeruginosa ATCC 2785(도 2d)에서 모두 99.9%의 제거능력을 나타내었다.

탈취율

탈취율(가스검지관법)의 시험 결과는 표 2에 나타내었다.

구 분	분석시료	시 간(분)
구 분	분석시료	초기	5	15	30	60
농도(ppm)	Blank	28
농도(ppm)	포름알데히드	28	5.412	5.04	4.368	2.8
탈취율(%)	포름알데히드	80.6	80.6	82.0	84.8	90.0

주) 시험편크기 : 10×10㎠

시험가스: 포름알데히드, 벤젠

주입량 : 각 1㎕

시험용기 : 2 L

탈취율: [(Cb-Cs)/Cb]×100

Cb : Blank, 각 시간 경과후 시험용기 안에 남아 있는 시험가스의 농도

Cs : 시료, 각 시간 경과후 시험용기 안에 남아 있는 시험가스의 농도

본 발명의 집먼지진드기 기피제거제의 포름알데히드 제거능이 60분이면 90%가 제거되는 것으로 나타났다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 그것들의 등가물에 의하여 정의 된다고 할 것이다.

Claims

계피발효액-TiO₂졸 공침물을 포함하는 집먼지진드기 기피제거제.
다음 단계를 포함하는 계피발효액-TiO₂졸 공침물 기반 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법:
(a) 이산화티타늄을 숙성시켜 이산화티타늄졸을 형성하는 단계; 및
(b) 계피발효액에 상기 이산화티타늄졸을 첨가하여 공침시켜 계피발효액-TiO₂졸 공침물을 수득하는 단계.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 이산화티타늄을 알코올과 산으로 숙성시키는 것을 특징으로 하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 계피발효액은 계피를 산발효시킨 것을 특징으로 하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 계피발효액은 계피를 산발효시킨 다음, 10~15℃의 온도에서 3~5일 숙성시켜 수득된 것을 특징으로 하는 먼지진드기 기피제거제의 제조방법.
제2항에 있어서, 계피발효액에 이산화티타늄졸을 첨가한 다음 ZnCl₂와 AgNO₃를 포함하는 금속 혼합물을 함침하는 단계를 추가로 포함하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 편백나무 피톤치드 추출액 또는 솔잎추출액을 이산화티타늄졸 100중량부에 대하여 0.05 내지 2중량부를 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 광촉매제인 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄) 100중량부를 기준으로 무수 염화비닐알코올 500~2000중량부에 첨가하고 혼합액과 증류수의 비율이 1:10의 비율이 되도록 증류수를 첨가하여 혼합하고 질산을 0.05~0.5중량부를 첨가하면서 반응시켜 이산화티타늄졸을 수득하는 것을 특징으로 하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 계피발효액은 건조시킨 통계피를 초산에서 발효시킨 다음, 무수알코올에 상기 초산발효액을 첨가한 다음, 추가로 발효시켜 수득된 것을 특징으로 하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 편백나무 피톤치드 추출액 또는 솔잎추출액은 편백나무 또는 솔잎을 1~2cm 크기로 자르고, 산과 물을 첨가한 후에 100℃의 온도에서 1~2일간 중탕하여 추출한 것을 특징으로 하는 집먼지진드기 기피제거제의 제조방법.