KR100211289B1 - 살균 활성을 갖는 세라믹 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

살균 활성을 갖는 세라믹 및 그 제조 방법에 관하여 개시한다. 본 발명에서는 산화 알칼리 금속 및 산화 알칼리 토류금속으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 2종의 금속을 함유하는 광물 원료를 혼합하고, 혼합된 원료를 150

Description

살균 활성을 갖는 세라믹 및 그 제조 방법
본 발명은 살균 활성을 갖는 세라믹 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 천연수를 살균 및 정제하여 적합한 음용수를 만드는 데 사용되는 세라믹 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 천연수를 음용수로 사용하기 위하여는 천연수를 정제하여 단계를 거친다. 예를 들면, 천연수 내의 토사, 먼지 등을 제거하기 위하여는 모래, 자갈 등을 이용한 여과 단계를 거치고, 콜로이드상의 물질을 제거하기 위하여는 명반을 사용하여, 대규모의 정수를 위하여 염소를 사용하기도 한다. 또한, 천연수 내의 미생물 등을 정균 및 살균하기 위하여는 표백분, 염소, 오존 등을 사용하거나, 자외선을 이용하기도 한다.
상기한 방법중에서 미생물을 이용한 정균 및 살균 공정은 화학 약품을 사용하므로 인체에 해를 끼칠 수 있고, 음용수에서 이취가 나기고 하며, 정수되는 물에 정균 및 살균을 위한 화학 약품을 계속적으로 투입하여야 하므로 대규모 정수에만 적용할 수 있고 가정용 정수기 등과 같이 소규모의 정수에는 적용할 수 없을 뿐만 아니라 발암 물질을 유발할 수 있고, 정수 비용이 과다하게 소요되는 문제가 있다.
또한, 오존을 이용한 정균 및 살균 공정의 경우에는 살균 효과는 탁월하나 오존 발생 장치를 가동하는 데 많은 전력이 소비된다. 또한, 살균 후에 카본 필터를 사용한 여과에 의하여 물속에 잔류하는 오전을 제거하지만, 유속이 큰 경우에는 물속의 오존이 카본 필터에 의해 여과되지 않고 그대로 통과될 수 있다. 이와 같은 경우에는 인체에 치명적인 손상을 줄 수 있다.
또한, 천연수를 정제하기 위한 또 다른 종래 기술로서 동일 출원인의 1996년 7월 9일자 한국특허출원 1996년 제27631호는 과산화수소(H2O2)를 사용하여 얻어진 과산화물로부터 침전물을 생성하고, 이를 정균제 또는 살균제로 사용하는 방법도 사용되고 있다. 이 기술은 소규모의 정수에는 적합하지만, 과산화수소가 불안정한 성질을 가지고 있으므로 보관상 불리하고, 그 제조 공정도 복잡하며, 음용수 내에 인체에 해를 끼치는 불순물이 함유될 가능성이 높고, 제조 원가도 높다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 소규모의 정수에 적용하는 것이 용이하고, 정균 및 살균 효과가 우수한 세라믹을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 바와 같은 세라믹을 저렴하고 간단한 공정에 의하여 정제할 수 있는 세라믹 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 산화 알칼리 금속 및 산화 알칼리 토류금속으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 2종이상을 함유하는 광물 원료를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 원료를 150
Figure kpo00002
300 메쉬의 사이즈까지 분쇄하여 파우더를 형성하는 단계와, 상기 파우더에 소정량의 물 또는 가소성 유기 바인더를 첨가하는 단계와, 얻어진 혼합물을 소정의 형상으로 성형하는 단계와, 상기 성형물을 산화 분위기하에서 1차 어닐링(Annealing)하는 단계와, 상기 성형물을 환원 분위기하에서 2차 어닐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 광물 원료는 K2O, Na2O, CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3, SiO2, ZnO, BeO, NiO, CuO, SnO2, 제올라이트(zeolite), 규사, 와목점토 또는 돌로마이트(dolomite)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 2종이다. 더욱 바람직하게는, 상기 광물 원료는 맥반석을 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 파우더 형성 단계는 상기 혼합된 원료를 볼 밀(ball mill) 또는 제트 밀(jet mill)을 이용하여 분쇄한다. 이러한 분쇄기로는 시중에서 시판되는 통상의 분쇄기를 사용할 수 있다.
또한 바람직하게는, 결합제로는 통상적인 물 또는 가소성 유기 바인더가 사용되고, 아울러 상기의 물 또는 가소성 유기 바인더 첨가 단계는 물 또는 가소성 유기 바인더를 상기 파운더 양의 20
Figure kpo00003
40 중량
Figure kpo00004
의 양으로 첨가하고, 상기 가소성 유기 바인더는 에틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 올레익산, 리놀레익산, 리시놀레익산 및 그 유도체로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나이다.
또한 바람직하게는, 상기 성형 단계는 사용목적에 따라 상기 혼합물을 과립상, 입자상, 봉상 및 특정 용도의 입체모형으로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나의 형상으로 성형할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 1차 어닐링 단계는 상기 성형물을 900
Figure kpo00005
1800
Figure kpo00006
의 온도하에서 10
Figure kpo00007
16시간 동안 행하고, 더욱 바람직하게는 공기 공급이 완전히 차단된 상테에서 행한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 세라믹을 제공한다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따르면, 살균 활성을 갖는 세라믹을 제조하기 위하여 먼저 산화 알칼리 금속 및 산화 알칼리 토류금속으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 2종이상을 함유하는 광물 원료를 혼합한다. 상기 광물 원료는 K2O, Na2O, CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3, SiO3, ZnO, BeO, NiO, CuO, SnO2, 제올라이트(zeolite), 규사, 와목점토 또는 돌로마이트(dolomite, MgCO3·CaCO3)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 2종을 사용한다. 또한, 인체에 유익한 이온 상태의 미네날을 방출할 수 있는 천연 광물인 맥반석을 상기 광물 원료와 함께 혼합할 수도 있다.
그 후, 상기 혼합된 원료를 볼 밀(ball mill) 또는 제트 밀(jet mill)을 이용하여 150
Figure kpo00008
300 메쉬, 바림직하게는 150
Figure kpo00009
200 메쉬의 사이즈까지 분쇄하여 파우더를 형성하고, 이와 같이 얻어진 파우더에 소정량의 유기 바인더를 상기 파우더 양의 20
Figure kpo00010
40 중량
Figure kpo00011
의 양으로 첨가한다. 상기 가소성 유기 바인더로서 에틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 올레익산, 리놀레익산, 리시놀레익산 및 그 유도체로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
그 후, 얻어진 혼합물을 소정의 형상, 예를 들면 과립상, 입자상, 봉상 또는 판상으로 성형한다. 그 후, 상기 성형물에 산소 또는 공기를 공급하면서 상기 성형물을 산화 분위기하에서 약 900
Figure kpo00012
1800
Figure kpo00013
의 온도하에서 약 10
Figure kpo00014
16시간, 바람직하게는 약 12시간 동안 1차 어닐링한다. 그 후, 다시 공기의 공급이 완전히 차단된 상태에서 상기 성형물을 환원 분위기하에서 약 900
Figure kpo00015
1800
Figure kpo00016
의 온도하에서 약 10
Figure kpo00017
16 시간, 바람직하게는 약 12시간 동안 2차 어닐링한다.
상기와 같은 방법으로 본 발명의 범위를 제한 하지 않으면서 바람직한 조성범위를 갖는 실시예는 다음과 같다.
[실시예]
광물원료의 조성은 다음과 같다 :
규사 : 10
Figure kpo00018
60 중량
Figure kpo00019
와목점토 : 5
Figure kpo00020
20 중량
Figure kpo00021
돌로마이트 : 20
Figure kpo00022
75 중량
Figure kpo00023
및
맥반석 : 1
Figure kpo00024
10 중량
Figure kpo00025
본 발명에 의하면, 천연수를 살균 및 정균 처리하기 위하여 사용되는 세라믹을 제조하는 데 있어서, 산화 광물로 이루어진 천연 광물을 산화 분위기하에서 소성 처리하여 과산화물로 전환시켜서 세라믹을 제조하므로, H2O2와 같이 보관상 불안정한 확학 약품을 사용할 필요가 없고, 천연수의 정균 및 살균 효과가 우수하고 소규모의 정수에 적합한 세라믹을 저렴하고 간단한 공정에 의하여 제조할 수 있으며, 이와 같이 제조된 세라믹을 사용하여 천연수를 음용하기에 적합한 음용수로 정화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 세라믹은 맥반석을 함유하도록 제조하는 것이 가능하므로, 인체에 유용한 미네랄을 함유하는 음용수를 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻어진 세라믹 제품으로 성형된 샘플을 사용한 살균 실험은 다음과 같은 방법으로 수행 하였다:
1) 샘플에 일반 세균수 1.3ℓ 를 넣고 정치시킨다.
2) 정치 1시간 경과후에 샘플링(Sampling)하여 일반 세균수를 확인하여 원수와 세균수를 비교하여 살균력을 측정한다. 위와 같은 방법으로 정치후 1시간, 2시간, 3시간 및 24시간후에 시간대 별로 살균력을 비교한다.
3) 시간대 별로 각각 3회씩 측정하여 얻어진 평균치는 다음 표 1로 나타내었다.
Figure kpo00026
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 세라믹은 원수중의 미생물에 대해 상당히 높은 살균력을 갖고 있는 것으로 판단된다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (12)

  1. 산화 알칼리 금속 및 산화 알칼리 토류금속으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 2종의 금속을 함유하는 광물 원료를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 원료를 150
    Figure kpo00027
    300 메쉬의 사이즈까지 분쇄하여 파우더를 형성하는 단계와, 상기 파우더에 소정량의 물 또는 가소성 유기 바인더를 첨가하는 단계와, 얻어진 혼합물을 소정의 형상으로 성형하는 단계와, 상기 성형물을 산화 분위기하에서 1차 어닐링하는 단계와, 상기 성형물을 환원 분위기하에서 2차 어닐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광물 원료는 K2O, Na2O, CaO, MgO, Al2O3, Fe2O3, SiO3, ZnO, BeO, NiO, CuO, SnO2, 제올라이트(zeolite), 규사, 와목점토 또는 돌로마이트(dolomite, MgCO3·CaCO3)로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 2종인 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광물 원료는 맥반석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 물 또는 가소성 유기 바인더 첨가 단계는 가소성 유기 바인더를 상기 파우더 양의 20
    Figure kpo00028
    40 중량
    Figure kpo00029
    의 양으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가소성 유기 바인더는 에틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 올레익산, 리놀레익산, 리시놀레익산 및 그 유도체로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 성형 단계는 상기 혼합물을 과립상, 입자상, 봉상 및 특정용도의 입체모형으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 1차 어닐링 단게는 상기 성형물을 900
    Figure kpo00030
    1800
    Figure kpo00031
    의 온도하에서 10
    Figure kpo00032
    16시간 동안 행하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  8. 제8항에 있어서, 상기 1차 어닐링 단계는 상기 성형물에 산소 또는 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 2차 어닐링 단계는 상기 성형물을 900
    Figure kpo00033
    1800
    Figure kpo00034
    의 온도하에서 10
    Figure kpo00035
    16 시간 동안 행하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 2차 어닐링 단계는 공기 공급의 완전히 차단된 상태에서 행하는 것을 특징으로 하는 세라믹 제조 방법.
  11. 제1항의 방법에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 세라믹.
  12. 천연광물질로 규사 10
    Figure kpo00036
    60중량
    Figure kpo00037
    , 와목점토 5
    Figure kpo00038
    20 중량
    Figure kpo00039
    , 돌로마이트 20
    Figure kpo00040
    75중량
    Figure kpo00041
    그리고 추가로 맥반석 1
    Figure kpo00042
    10 중량
    Figure kpo00043
    를 사용하여 제1항의 방법에 따라 제조된 세라믹.
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