KR100397384B1 - 탈취방법,탈취제제조방법및탈취장치 - Google Patents

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Abstract

황화수소에 대한 탈수소 반응에 의해 HS기 및 S기를 생성하고, HS기에 관해서는 산화 반응에 의해 황산을 생성하고, 이것을 금속에 결합시키고, 또한, S기에 관해서는 CH3S기와 중합시켜 삼황화메틸 또는 사황화메틸을 생성하고, 이것을 흡착제에 흡착시킨다. 또한, 메틸메르캅탄에 대한 탈수소 반응에 의해 CH3S기를 생성하고, 이 CH3S기의 일부에 관해서는 산화 반응에 의해 메탄술폰산을 생성하고, 이것을 금속에 결합시키고, 또한, CH3S기의 다른 일부에 관해서는 CH3S기끼리의 중합반응에 의해 이황화메틸을 생성하고, 이 이황화메틸의 적어도 일부를 흡착제에 흡착시키고, 또한 CH3S기의 또 다른 일부에 관해서는 S기와 중합시켜 삼황화메틸 또는 사황화메틸을 생성하고, 이것을 흡착제에 흡착시킨다. 이와 같이 하여, 황화수소, 메틸메르캅탄 등의 악취 성분을 유해한 2차 생성물을 발생함이 없이 효율 좋게 제거할 수 있다.

Description

탈취방법, 탈취제 제조방법 및 탈취장치
종래의 탈취방법으로서, 마스킹(masking)법, 흡착법, 오존 탈취법 및 금속산화물을 이용한 촉매법이 알려져 있다.
마스킹법은 방향성의 액체 또는 고체를 기화·발산시켜 악취를 감각적으로 느낄 수 없도록 하는 방법이고, 흡착법은 활성탄 등의 흡착제에 악취 성분을 흡착시키는 방법이고, 오존 탈취법은 오존에 의해 악취 성분을 분해하는 방법이며, 촉매법은 금속산화물의 산화력에 의해 악취성분을 산화 변질시키는 방법이다.
마스킹법은 방향성 물질이 짧은 시간에 소실되어 버리므로, 정기적으로 또한 빈번하게 교환하지 않으면 안되고, 또한 흡착법은 흡착 용량이 한정되어 있기 때문에 흡착제의 정기적인 교환이 필요하게 된다.
오존 탈취법은 장기간에 걸쳐 탈취 효과를 발휘할 수 있으나, 오존을 발생하는 장치와 잉여 오존을 분해하는 촉매가 필요하게 되므로 가격이 비싸지고, 가열 등에 의해 촉매를 재생시킬 필요가 있다. 더욱이, 설계 농도 이상의 오존이 발생하고, 분해촉매가 불활성화된 것과 같은 경우에는, 탈취장치 바깥으로 인체에 유해한 오존이 누설될 가능성이 있다. 또한, 유황계(系) 냄새를 탈취하는 경우, 유해가스인 SO3가 미량이지만 방출된다.
금속산화물을 이용한 촉매법은 탈취 효과를 장기간 유지할 수 있고, 또한, 유해물질의 발생도 없으나, 다른 악취성분이 발생하는 경우가 있다. 즉, 대변 냄새의 주성분은 황화수소(H2S)와 메틸메르캅탄(CH3SH)이고, 금속산화물인 MnO2이나 CuO에 이들 냄새 성분이 접촉하면, 메틸메르캅탄은 탈수소 및 2합체화 반응하여 냄새 강도가 약한 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)로 된다. 그러나, 황화수소와 메틸메르캅탄 모두가 동시에 존재하는 경우에, 상기 금속산화물에 이황화메틸이 접촉하면, 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3)이나 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)도 생성하는 중합반응이 발생하고, 이들은 메틸메르캅탄에 필적하는 악취물질이므로, 탈취가 유효하게 되지않게 된다.
발명의 개시
상기 과제를 해결하는 본 발명에 따른 탈취방법은, 악취성분 끼리를 중합시키는 중합반응과, 악취성분을 산화시키는 산화반응과, 악취성분을 흡착제에 흡착시키는 흡착반응을 상온 하에서 동시에 또는 단계적으로 일으키도록 한다.
더 상세하게는, 황화수소(H2S)를 탈취하는 경우에는, 예를 들어, 탈수소 반응에 의해 HS기 및 S기를 생성하고, HS기에 대해서는 산화반응에 의해 황산(H2SO4)을 생성하고, 이 황산(H2SO4)을 금속에 결합시키고, 또한, S기에 대해서는, CH3S기와 중합시켜 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 생성하고, 이들 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 흡착제에 흡착시킨다.
또한, 황화수소(H2S)의 탈취와 동시에 메틸메르캅탄(CH3SH)을 탈취하는 경우에는, 예를 들어, 탈수소 반응에 의해 CH3S기를 생성하고, 이 CH3S기의 일부에 대해서는 산화반응에 의해 메탄술폰산(CH3SO3H)을 생성하고, 이 메탄술폰산(CH3SO3H)을 금속에 결합시키고, 또한, CH3S기의 다른 일부에 대해서는, CH3S기끼리의 중합반응에 의해 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)을 생성하고, 이 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)의 적어도 일부를 흡착제에 흡착시키고, 또한, CH3S기의 또 다른 일부에 대해서는 S기와 중합시켜 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 생성하고, 이들 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 흡착제에 흡착시킨다.
또한, 본 발명에 따른 탈취제는, 악취성분과 결합함으로써 상온에서 악취성분을 제거하는 제1 금속산화물과, 이 제1 금속산화물의 작용을 보조하는 제2 금속산화물과, 악취성분 또는 악취성분으로부터의 생성물을 흡착하는 흡착제를 포함하도록 하였다.
상기 제1 금속산화물로서는, 예를 들어, 비(比)표면적이 200 ㎡/g 이상이고 비정질인 MnO2입자로 하는 것이 바람직하다. 비표면적을 크게 함으로써 반응활성이 커진다. 한편, 상기 제2 금속산화물로서는, CuO가 우수하다는 것이 판명되어 있다.
또한, 더 구체적인 탈취제로서는, 분말 형상 또는 섬유 형상을 한 활성탄의 표면에, 비표면적이 크고 활성이 높은 MnO2(산화망간) 입자와 CuO(산화구리) 입자를 담지(擔持)시켜 구성된다.
여기서, MnO2입자와 CuO 입자의 담체(擔體)로서는, 야자각(椰子殼)(coconut shell) 활성탄 등의 활성탄이 우수하다. 비표면적을 크게 함으로써 흡착 성능이 커지기 때문이다.
본냄새의 제거율을 높게 유지하기 위해서는, 상기 MnO2입자와 CuO 입자의 비율은 중량비로 8 : 2 내지 4 : 6인 것이 바람직하다.
또한, 본냄새의 제거율이 높고 또한 반응생성물 농도가 낮은 조건을 충족시키기 위해서는, 상기 MnO2입자와 CuO 입자의 합계량의 활성탄에 대한 비율은 중량비로 4 : 6 내지 6 : 4인 것이 적당하다.
한편, 본 발명에 따른 탈취제 제조방법은, 2가의 Mn 화합물과 7가의 Mn 화합물을 반응시킨 후에, 수세(水洗)와 여과를 행하여 비정질의 MnO2을 얻고, 이 비정질 MnO2을 활성탄과 함께 구리염의 고농도 수용액 중에 분산시키고, 이 수용액을 알칼리로 중화하고, 침전물을 여과 수세한 후, 건조시키는 단계들을 포함한다.
상기 제조방법에 있어서의 상기 구리염은 CuSO4또는 Cu(NO3)2로 하고, 상기 알칼리는 NaOH 또는 NaOH 수용액으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 탈취장치로서는, 공기 도입구와 공기 배출구가 설치된 케이스와, 그 케이스 안에 배치된 모터 구동식 팬(fan)으로서, 상기 공기 도입구로부터 들어 온 공기를 상기 배출구로부터 배출하는데 적합한 팬과, 그 팬의 표면상에 형성된 탈취층으로서, 분말 형상 또는 섬유 형상을 한 활성탄의 표면에 상기한 제조방법 등에 의해 얻어진 탈취제, 즉, 비표면적이 크고 활성이 높은 MnO2(산화망간) 입자와 CuO(산화구리) 입자를 담지시킨 탈취제가 함유된 탈취층을 구비하여 구성된다. 또한, 이와 같이 구성된 상기 탈취장치는 대변기용 탈취기로서 대변기에 설치될 수 있다.
본 발명은 중합반응과 산화반응 및 흡착을 조합한 탈취방법, 촉매작용을 발휘하는 금속산화물을 주체로 하는 탈취제, 이 탈취제의 제조방법, 및 이 탈취제를 구비한 탈취장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 탈취방법을 개략적으로 설명한 개략도이고,
도 2는 MnO2과 각종의 제2 금속산화물 입자를 혼합한 경우의 본냄새(황화수소와 메틸메르캅탄) 제거율을 나타내는 그래프이고,
도 3은 MnO2입자와 각종의 제2 금속산화물 입자를 혼합한 경우의, 탈취장치의 출구 가스로서 외부로 방출된 반응생성물을 분석한 결과를 나타내는 그래프이고,
도 4는 MnO2입자와 각종의 제2 금속산화물 입자를 혼합한 경우의, 악취 제거 후 탈취제 표면에 잔류한 물질을 분석한 결과를 나타내는 그래프이고,
도 5는 MnO2입자와 CuO 입자를 각종 담체에 담지시킨 경우의, 탈취장치의 출구 가스로서 외부로 방출된 반응생성물을 분석한 결과를 나타내는 그래프이고,
도 6은 활성탄의 배합비와 본냄새(황화수소와 메틸메르캅탄)의 제거율과의 관계를 나타내는 그래프이고,
도 7은 활성탄의 배합비와 반응생성물 농도(이황화메틸과 삼황화메틸)의 관계를 나타내는 그래프이고,
도 8은 MnO2와 CnO의 배합비와 본냄새 제거율의 관계를 나타내는 그래프이고,
도 9는 본 발명에 따른 탈취제를 적용한 탈취장치의 개략도이고,
도 10(a)∼도 10(c)는 MnO2의 비표면적에 대한 수세 횟수의 영향을 나타내는 XRD 패턴도로서, 도 10(a)는 수세 2회의 경우, 도 10(b)는 수세 3회의 경우, 도 10(c)는 수세 4회의 경우의 XRD 패턴도이고,
도 11은 MnO2의 비표면적과 수세 횟수의 관계를 나타내는 그래프이고,
도 12는 탈취제의 XRD 패턴도이고,
도 13은 탈취장치의 탈취 효과의 실험 결과를 나타내는 그래프이고,
도 14(a)∼도 14(c)는 본 발명에 따른 탈취장치와 종래의 오존 탈취장치를 각각 변기의 온수 세정 변좌에 설치하여(탈취 팬 내장 변좌 및 오존 탈취 유닛 내장 변좌), 탈취 효과를 평가한 비교 결과를 나타내는 그래프로서, 도 14(a)는 화장실 사용 전의 경우, 도 14(b)는 화장실 사용 중의 경우, 도 14(c)는 화장실 사용후의 경우의 비교 결과이다.
발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태
이하, 본 발명을 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명에 따른 탈취방법은, 악취성분 끼리를 중합시키는 중합반응과, 악취성분을 산화시키는 산화반응과, 악취성분을 흡착제에 흡착시키는 흡착반응을 상온 하에서 동시에 또는 단계적으로 일으키도록 한다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 탈취방법을 개략적으로 설명한 개략도로서, 황화수소(H2S)를 탈취하는 경우에는, 예를 들어, 탈수소 반응에 의해 황화수소로부터 HS기 및 S기를 생성하고, HS기에 대해서는 산화반응에 의해 황산(H2SO4)을 생성하고, 이 황산(H2SO4)을 금속에 결합시키고, 또한, S기에 대해서는 CH3S기와 중합시켜 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 생성하고, 이들 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 흡착제에 흡착시킨다.
또한, 황화수소(H2S)의 탈취와 동시에 메틸메르캅탄(CH3SH)을 탈취하는 경우에는, 예를 들어, 탈수소 반응에 의해 메틸메르캅탄으로부터 CH3S기를 생성하고, 이 CH3S기의 일부에 대해서는 산화반응에 의해 메탄술폰산(CH3SO3H)을 생성하고, 이 메탄술폰산(CH3SO3H)을 금속에 결합시키고, 또한 CH3S기의 다른 일부에 대해서는 CH3S기끼리의 중합반응에 의해 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)을 생성하고, 이 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)의 적어도 일부를 흡착제에 흡착시키고, 또한 CH3S기의 다른 일부에 대해서는 S기와 중합시켜 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 생성하고, 이들 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3) 또는 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3)을 흡착제에 물리적으로 흡착시킨다.
또한, 본 발명에 따른 탈취제는, 악취성분과 결합함으로써 상온에서 악취성분을 제거하는 제1 금속산화물과, 이 제1 금속산화물의 작용을 보조하는 제2 금속산화물과, 악취성분 또는 악취성분으로부터의 생성물을 흡착하는 흡착제를 포함하도록 하였다.
상기 제1 금속산화물로서는, 예를 들어, 비표면적이 200 ㎡/g 이상이고 비정질인 MnO2입자로 하는 것이 바람직하다. 비표면적을 크게 함으로써 반응활성이 크게 된다.
여기서, 도 2는, MnO2입자와 각종의 제2 금속산화물 입자를 혼합한 경우(MnO2/CuO, MnO2/ZnO, MnO2/NiO, MnO2/Co2O3)의 본냄새(황화수소와 메틸메르캅탄) 제거율을 나타내는 그래프이고, 이 그래프로부터, 제2 금속산화물로서는 CuO가 우수하다는 것을 알 수 있다.
도 3은, MnO2입자와 각종의 제2 금속산화물 입자를 혼합한 경우의, 탈취장치의 출구 가스로서 외부로 방출된 반응생성물을 분석한 결과를 나타내는 그래프이고, 어떤 조성에서도, 메틸메르캅탄의 중합반응에 의한 이황화메틸(CH3-S-S-CH3) 등의 생성이 확인된다.
도 4는, MnO2입자와 각종의 제2 금속산화물 입자를 혼합한 경우의, 악취 제거 후 탈취제 표면에 잔류한 물질을 분석한 결과를 나타내는 그래프이고, 어떤 조성에서도 메탄술폰산(CH3SO3H)의 생성이 확인된다.
이상의 반응생성물의 분석에 의해, 어떠한 조성에서도 중합반응과 산화반응의 반응량의 차이는 있으나 그러한 반응이 일어나고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 유해 가스인 SOx에 대해서는 발생하고 있지 않는 것이 다른 분석에 의해 확인되었다.
또한, 높은 악취 제거율을 나타내는 MnO2입자와 CuO 입자를 혼합한 조성에서는, 이황화메틸 및 이취(異臭) 성분으로서 문제가 되는 삼황화메틸의 생성량이 많아, 이들을 외부로 방출시키지 않기 위해 흡착시킬 필요가 있다.
도 5는, 각종 흡착제에 MnO2입자와 CuO 입자를 혼합한 경우의, 탈취장치의 출구 가스로서 외부로 방출된 반응생성물을 분석한 결과를 나타내는 그래프이고, 흡착반응에 의해 악취성분의 방출을 방지하는 재료로서는, 활성탄이 우수하다는 것을 알 수 있다. 특히, 비표면적이 크고 활성이 높은 MnO2(산화망간) 입자와 CuO(산화구리) 입자의 담체로서는, 야자각 활성탄 등의 활성탄이 우수하다. 왜냐하면, 비표면적을 크게 함으로써 흡착 성능이 커지기 때문이다. 특히, 이 MnO2입자의 비표면적은 상술한 바와 같이 200 ㎡/g 이상이며 거의 비정질인 것이 바람직하다.
도 6은 활성탄의 배합비와 본냄새(황화수소와 메틸메르캅탄)의 제거율과의 관계를 나타내는 그래프, 도 7은 활성탄의 배합비와 반응생성물(이황화메틸과 삼황화메틸) 농도의 관계를 나타내는 그래프로서, 본냄새의 제거율이 높고 반응생성물 농도가 낮은 조건을 충족시키기 위해서는, MnO2입자와 CuO 입자의 합계량의 활성탄에 대한 비율을 중량비로 4 : 6 내지 6 : 4로 하는 것이 적당하다.
또한, 도 8은, MnO2과 CuO의 배합비와 본냄새의 제거율의 관계를 나타내는 그래프이며, 이 그래프에서, 본냄새의 제거율을 높게 유지하기 위해서는, MnO2과 CuO의 비율은 중량비로 8 : 2 내지 4 : 6으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 탈취제의 제조방법은, 2가의 Mn 화합물과 7가의 Mn 화합물을 반응시킨 후, 수세와 여과를 행하여 비정질의 MnO2을 얻고, 이 비정질 MnO2을 활성탄과 함께 구리염의 고농도 수용액 중에 분산시키고, 이 수용액을 알칼리로 중화하고, 침전물을 여과 수세한 후, 건조시킨다.
상기 탈취제의 제조방법에 있어서, 구리염으로서는 CuSO4또는 Cu(NO3)2로 하고, 알칼리로서는 NaOH 또는 NaOH 수용액으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 탈취장치로서는, 공기 도입구로부터 공기를 들어오게하고 배출구로 공기를 보내기 위한 팬의 표면에 상기한 탈취제 층을 형성하여 이루어진 구성이다. 따라서, 극히 간단한 구성이기 때문에, 탈취장치로서 대변기에 설치하는 것이 가능하다.
도 9는 본 발명에 따른 상기 탈취제를 적용한 탈취장치의 구체적인 실시예를 나타내고, 이 탈취장치는 케이스(1)에 공기 도입구(2)와 공기 배출구(3)를 형성하고, 또한, 케이스(1)내에 모터에 의해 회전되는 팬(fan)(4)을 설치하고, 이 팬(4)의 표면에 상기 실시예에 따른 탈취제로 된 탈취층(5)을 형성하고 있다.
여기서의 탈취층(5)은 상기 탈취제를 유기 바인더에 혼합하여 슬러리상(狀)으로 한 것을 도포하고 건조시킴으로써 형성되고, 또한, 탈취제는 분말 형상 또는 섬유 형상을 한 활성탄의 표면에, 비표면적이 크고 활성이 높은 MnO2입자와 CuO 입자를 담지(擔持)시킨 구조로 되어 있다.
상기 탈취제의 보다 구체적인 제조방법으로서는, MnO2입자를 조제(調製)하는 제1 공정과, MnO2입자와 CuO 입자를 활성탄에 담지시키는 제2 공정을 포함하고 있다.
MnO2입자를 조제하는 제1 공정은, 2가의 Mn 화합물과 7가의 Mn 화합물을 반응시킨 후에 수세와 여과를 행하여 비정질의 MnO2을 얻는 공정이며, 구체적으로는, 물 56.8 g에 황산망간 수화물을 Mn 0.4몰에 상당하는 양으로 투입하고, 교반하면서 95%의 진한 황산 272 g을 서서히 투입한다. 발열하므로, 액을 냉각시켜 70∼75℃로유지한다. 다음에, 과망간산칼륨 60 g을 서서히 투입한다. 이때에도 발열하므로, 액을 냉각시켜 60∼65℃로 유지한다.
이렇게 하여 얻어진 진홍색의 고점성 액체를 10 리터의 물 중에 투입하고, 수세, 여과를 4회 반복한 후 110℃로 건조시켜 진한 갈색의 MnO2이 약 65g 얻어진다.
상기와 같이 하여 얻어진 MnO2의 X선 회절 패턴을 도 10(a)∼도 10(c)에 나타낸다. 또한, XRD(X선 회절) 분석조건은 선원(線源): Cu, 관(管) 전압: 50 KV, 관 전류. 300 mA, 단색미터(monochromatic meter): 사용이다.
도 10(a)는 수세, 여과를 2회 반복한 경우의 X선 회절 패턴으로, 이 그래프로부터 명백한 바와 같이, 수세, 여과를 2회 행한 것만으로는, KMn8O16의 피크가 확인되고, 비표면적도 94 ㎡/g으로 작다. 도 10(b)는 수세, 여과를 3회 반복한 경우의 X선 회절 패턴으로, 수세, 여과를 3회 행한 경우에는, 비표면적은 131 ㎡/g으로 크게 되나, 아직 결정(結晶)인 채로 있고, 수세, 여과를 4회 반복한 경우에는 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, 비표면적은 235 ㎡/g으로 크게 되고, 또 비정질(아모르퍼스 상(狀))로 된다.
도 11은, MnO2의 비표면적과 수세 횟수와의 관계를 나타내는 그래프로서, 비표면적이 크면 흡착 성능이 커지므로 수세 횟수는 4회 이상 반복하는 것이 바람직하다.
다음에, 제2 공정에서는, 제1 공정에서 얻어진 비표면적이 200 ㎡/g 이상이고 거의 비정질인 MnO2입자와 CuO 입자와 활성탄을 혼합하고, 침전담지법에 의해 MnO2입자와 CuO 입자를 활성탄에 담지시킨다.
구체적으로는, 물 1250 g에 황산구리의 5수화물 315 g을 용해한 것 중에, 상기 MnO2을 분쇄한 분말 150 g과 분말 활성탄 250 g을 분산하여 균일하게 교반한다. 이어서, 이것에 1N의 가성소다 3750 g을 투입하고 18시간 교반한 후, 물 5 리터를 첨가하고, 여과, 수세를 3회 반복하여 110℃로 건조시키고, 분쇄함으로써, 활성탄의 표면에 미세한 MnO2과 CuO 결정이 분산 담지된 탈취제 약 500 g이 얻어진다. 활성탄의 표면에 MnO2과 CuO의 결정이 분산 담지되어 있는 것을 도 12에서 알 수 있다.
또한, 활성탄으로서는, 비표면적이 500 ㎡/g 이상인 야자각 활성탄이 바람직하고, 또한, 활성탄의 형상으로서는, 분말 형상에 한정되지 않고 섬유 형상이어도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 탈취제를 결합시킨 탈취장치의 탈취 효과를 확인하기 위해, 도 9에 나타낸 장치를 만들어 실험을 하였다. 그 결과를 도 13에 나타낸다. 또한, 실험 조건은, 팬의 치수 = 98 mm(φ) ×13 mm(h), 풍량 = 70 리터/min, 입구에서의 H2S = 5 ppm, CH3SH = 5 ppm, 온도 = 20℃, 습도 = 60%이다.
도 13으로부터, 본 발명에 따른 탈취장치를 이용한 경우에는, 본냄새의 제거율 90% 이상을 장시간 유지할 수 있고, 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)의 발생 자체가 10%정도로 적고, 따라서, 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3)은 0.1 ppm 이하로 된다는 것을 볼 수 있다.
여기서, 인간이 확실하게 탈취되었다고 느끼는데는, 냄새 강도를 1단계 이상 저감시킬 필요가 있다. 냄새 강도는 냄새 농도에 대하여 지수함수의 관계에 있기 때문에, 냄새 강도를 1단계 이상 내리는 것은 본냄새의 농도를 1/10 이하로 하는 것에 해당한다. 이 관점에서, 본냄새의 제거율은 90% 이상이지 않으면 안된다.
또한, 상기의 탈취장치를 변기의 온수세정 변좌에 설치하여 탈취 효과를 평가하였다. 그 결과를 도 14(a)∼도14(c)에 나타낸다.
도 14(a)∼도 14(c)의 평가 결과는, 본 발명에 따른 탈취장치와 종래의 오존 탈취장치를 각각 변기의 온수세정 변좌, 즉, 탈취 팬 내장 변좌 및 오존 탈취 유닛 내장 변좌에 설치하고 탈취 효과를 평가하는 모니터 앙케이트 테스트에 의한 비교결과를 나타내는 그래프로서, 도 14(a)는 화장실 사용 전의 경우, 도 14(b)는 화장실 사용 중의 경우, 도 14(c)는 화장실 사용 후의 경우의 비교 결과이다.
도 14(a)∼도 14(c)에 나타내는 바와 같이, 탈취 효과에 관해서는, 종래의 오존 탈취장치와 거의 같다는 것이 확인되었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 중합반응, 산화반응 및 흡착반응을 상온 하에서 동시에 또는 단계적으로 일으키는 것에 의해, 악취성분의 제거와 유해한 생성물의 방출방지가 가능하게 된다.
특히, 상온에서 강한 산화력을 나타내는 MnO2와 그의 작용을 보조하는 CuO를조합시킴으로써 중합반응과 산화반응이 효율 좋게 일어나고, 또한, 분말 형상 또는 섬유 형상의 활성탄을 이용함으로써, 유해한 생성물의 방출이 효과적으로 방지된다.
특히, MnO2입자로서, 비표면적이 200 ㎡/g 이상이고 거의 비정질인 것을 선정하고, MnO2입자와 CuO 입자의 비율을 중량비로 8 : 2 내지 4 : 6으로 하고, MnO2입자와 CuO 입자의 합계량의 활성탄에 대하는 비율을 중량비로 4 : 6 내지 6 : 4로 함으로써, 삼황화메틸의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 탈취제의 제조방법으로서, 2가의 Mn 화합물과 7가의 Mn 화합물을 반응시킨 후 수세와 여과를 행하여 비정질의 MnO2을 얻고, 이 비정질 MnO2을 활성탄과 함께 CuSO4또는 Cu(NO3)2등의 구리염의 고농도 수용액 중에 분산시킴으로써, 본 발명에 따른 탈취제를 제조할 수 있다.
또한, 탈취장치의 팬에 상기 탈취제의 층을 형성함으로써, 콤팩트하고 정기적인 교환작업이 불필요한 탈취장치로 할 수 있어, 예를 들어, 대변기에 설치하면, 변기 자체의 가치가 향상된다.

Claims (22)

  1. 유황을 함유하는 제1 악취성분의 제1 부분을 제1 산화반응에 의해 반응시키는 단계,
    상기 제1 산화반응에 의한 생성물을 금속 성분에 결합시켜 제거하는 단계,
    유황을 함유하는 제2 악취성분의 일부분을 제2 산화반응에 의해 반응시키는 단계,
    상기 제2 산화반응에 의한 생성물을 금속 성분에 결합시켜 제거하는 단계,
    상기 제2 악취성분의 잔존 부분의 일부를 제1 중합반응에 의해 반응시키는 단계,
    상기 제1 중합반응에 의한 생성물을 흡착제에 흡착시키는 단계,
    상기 제2 악취성분의 잔존 부분의 다른 일부와 상기 제1 악취성분의 제2 부분을 제2 중합반응에 의해 서로 반응시키는 단계, 및
    상기 제2중합반응에 의한 생성물을 흡착제에 흡착시키는 단계를 포함하고,
    상기 단계들이 실온 하에서 동시에 또는 단계적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 악취성분이 황화수소(H2S)를 포함하고, 상기 제2 악취성분이 CH3S를포함하며,
    상기 제1 산화반응이, HS기 및 S기를 생성하기 위해 상기 황화수소(H2S)를 탈수소화하는 것과 황산(H2SO4)을 생성하기 위해 상기 HS기를 산화시키는 것을 포함하고,
    상기 제1 산화반응에 의한 생성물을 제거하는 상기 단계가 상기 황산(H2SO4)을 금속에 결합시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 중합반응이, 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3)과 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3) 중 어느 하나 또는 그들 모두를 생성하기 위해 상기 S기와 상기 CH3S를 중합시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 중합반응에 의한 생성물을 흡착시키는 상기 단계가 상기 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3)과 상기 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3) 중 어느 하나 또는 그들 모두를 흡착제에 흡착시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡착제가 분말 형상 또는 섬유 형상의 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 악취성분이 메틸메르캅탄(CH3SH)을 포함하고,
    상기 제2 산화반응이, CH3S기를 생성하기 위해 상기 메틸메르캅탄(CH3SH)을 탈수소화하는 것과 메탄술폰산(CH3SO3H)을 생성하기 위해 상기 CH3S기의 일부를 산화시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 산화반응에 의한 생성물을 제거하는 상기 단계가 상기 메탄술폰산(CH3SO3H)을 금속에 결합시키는 것을 포함하고,
    상기 제1 중합반응이, 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)을 생성하기 위해 상기 CH3S기의 다른 일부에서 CH3S기 끼리를 중합시키는 것을 포함하고,
    상기 제1 중합반응에 의한 생성물을 흡착시키는 상기 단계가 상기 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)의 일부 또는 전부를 흡착제에 흡착시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 중합반응이, 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3)과 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3) 중 어느 하나 또는 그들 모두를 생성하기 위해 상기 CH3S기의 또다른 일부와 상기 제1 악취성분의 S기를 중합시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 중합반응에 의한 생성물을 흡착시키는 상기 단계가 상기 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3)과 상기 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3) 중 어느 하나 또는 그들 모두를 흡착제에 흡착시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 흡착제가 분말 형상 또는 섬유 형상의 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 악취성분이 황화수소(H2S)를 포함하고, 상기 제2 악취성분이 메틸메르캅탄(CH3SH)을 포함하며,
    상기 제1 산화반응이, HS기 및 S기를 생성하기 위해 황화수소(H2S)를 탈수소화하는 것과 황산(H2SO4)을 생성하기 위해 상기 HS기를 산화시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 산화반응이, CH3S기를 생성하기 위해 상기 메틸메르캅탄(CH3SH)을 탈수소화하는 것과 메탄술폰산(CH3SO3H)을 생성하기 위해 상기 CH3S기의 일부를 산화시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 중합반응이, 삼황화메틸(CH3-S-S-S-CH3)과 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3) 중 어느 하나 또는 그들 모두를 생성하기 위해 상기 S기와 상기 CH3S기의 다른 일부를 중합시키는 것을 포함하고,
    상기 제1 중합반응이, 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)을 생성하기 위해 상기 CH3S기의 또 다른 일부에서 CH3S기 끼리를 중합시키는 것을 포함하고,
    상기 제1 중합반응에 의한 생성물을 흡착시키는 상기 단계가 상기 이황화메틸(CH3-S-S-CH3)의 일부 또는 전부를 흡착제에 흡착시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 중합반응에 의한 생성물을 흡착시키는 상기 단계가 상기 삼황화메일(CH3-S-S-S-CH3)과 상기 사황화메틸(CH3-S-S-S-S-CH3) 중 어느 하나 또는 그들 모두를 흡착제에 흡착시키는 것을 포함하고,
    상기 제1 산화반응에 의한 생성물을 제거하는 상기 단계가 상기 황산(H2SO4)을 금속에 결합시키는 것을 포함하고,
    상기 제2 산화반응에 의한 생성물을 제거하는 상기 단계가 상기 메탄술폰산(CH3SO3H)을 금속에 결합시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 흡착제가 분말 형상 또는 섬유 형상의 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 산화반응이 금속산화물 촉매의 사용을 포함하고, 상기 흡착단계가 활성탄의 사용을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속산화물 촉매가, 악취성분과 결합함으로써 실온에서 악취성분을 제거하는 제1 금속산화물과, 이 제1 금속산화물의 탈취 작용을 보조하는 제2 금속산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 흡착제가 분말 형상 또는 섬유 형상의 활성탄이고, 상기 제1 및 제2 금속산화물이 미립자 형태이고, 상기 제1 금속산화물이 비정질 구조를 가지는 MnO2입자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 금속산화물의 입자가 상기 흡착제의 표면에 담지되어 있는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착제가 분말 형상 또는 섬유 형상의 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법이 대변기의 악취성분을 탈취하는 방법인 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 금속산화물이, 비(比)표면적이 200 ㎡/g 이상인 MnO2입자인 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 금속산화물이 CuO 입자인 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 금속산화물이 MnO2입자이고, 상기 제2 금속산화물이 CuO 입자이며, 상기 MnO2입자와 상기 CuO 입자의 비율이 중량비로 8 : 2 내지 4 : 6인 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 금속산화물이 MnO2입자이고, 상기 제2 금속산화물이 CuO 입자이며, 상기 MnO2입자와 상기 CuO 입자의 합계량의 활성탄에 대한 비율이 중량비로 4 : 6 내지 6 : 4인 것을 특징으로 하는 탈취방법.
  17. 2가의 Mn 회합물과 7가의 Mn 화합물을 반응시킨 후, 수세와 여과를 행하여비정질의 MnO2을 얻고, 이 비정질 MnO2을 활성탄과 함께 구리염의 고농도 수용액 중에 분산시키고, 이 수용액을 알칼리로 중화하고, 침전물을 여과 수세한 후, 건조시키는 것을 특징으로 하는 탈취제 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 구리염이 CuSO4또는 Cu(NO3)2인 것을 특징으로 하는 탈취제 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 알칼리가 NaOH 또는 NaOH 수용액인 것을 특징으로 하는 탈취제 제조방법.
  20. 공기 도입구 및 공기 배출구가 설치된 케이스와, 그 케이스 안에 설치되어, 상기 공기 도입구로부터 들어 온 공기를 상기 공기 배출구로부터 배출시키는 모터 구동식 팬과, 그 팬의 표면상에 형성된 탈취층으로서, 악취성분과 결합함으로써 실온 하에서 악취성분을 제거하는 제1 금속산화물과, 이 제1 금속산화물의 작용을 보조하는 제2 금속산화물과, 악취성분 또는 악취성분으로부터의 생성물을 흡착하는 흡착제를 포함하는 탈취층을 구비한 것을 특징으로 하는 탈취장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 탈취장치가 대변기용 탈취기로서 대변기에 설치 가능한 것을 특징으로 하는 탈취장치.
  22. 공기 도입구 및 공기 배출구가 설치된 케이스와, 그 케이스 안에 설치되어, 상기 공기 도입구로부터 들어 온 공기를 상기 공기 배출구로부터 배출시키는 모터 구동식 팬과, 그 팬의 표면상에 형성된 탈취층으로서, 분말 형상 또는 섬유 형상의 활성탄의 표면에, 비표면적이 크고 활성이 높은 MnO2(산화망간) 입자와 CuO(산화구리) 입자를 담지시켜 이루어진 탈취제가 함유된 탈취층을 구비한 것을 특징으로 하는 탈취장치.
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