KR100452148B1

KR100452148B1 - 담배유해가스의 흡착제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100452148B1
Application number: KR10-2001-0018825A
Authority: KR
Inventors: 박영석; 장자순; 이자현
Original assignee: (주) 솔리브
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2004-10-12
Also published as: KR20010067946A

Abstract

본 발명은 세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도 100㎛ 이하로 하고, 상기 분말 세피오라이트(Sepiolite)를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 과망간산칼륨5∼10g과, 물 10∼18㎖을 첨가하여 혼합 한 다음, 활성탄을 상기 Sepiolite의 중량대비 1:0.2∼1:1로 첨가한 후에 포장하여 제조함을 특징으로 하는 담배유해가스 흡착제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

담배유해가스의 흡착제 및 그 제조방법{Elemination of Tabacco Injurious Gas by Adsorbent}

본 발명은 담배유해가스의 흡착제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 담배 유해가스 제거제인 FRESCO(본 출원인이 임의로 명명한 것임)는 무기계 다공성 흡착제인 세피오라이트에 흡착능의 향상을 위해 유기산, 무기산을 담지시킨 담배유해가스의 흡착제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 담배연기 제거제의 주종은 주로 방향제를 사용하여 담배에서 발생하는 악취를 제거하기보다는 감추는데 역점을 두어왔다. 이는 담배의 유해가스가 제거되는 것이 아니라 일정공간에 잠재하는 것으로 사람으로 하여금 담배연기의 유해가스를 흡입하게 되어 질병을 유발시키는 결과를 가져오게 하고 담배연기 및 방향제가 공간의 물체에 흡착되어 지속적으로 불쾌한 냄새를 가져오게 한다. 또한 흡착제로 일반적으로 많이 사용되고 있는 활성탄은 비극성 물질의 흡착에는 강하게 작용하나 극성물질의 흡착에는 흡착성질이 약하여 담배연기 중 일부만을 흡착하는 것으로 실험결과 나타났다. 그 밖의 흡착제로는 담배 흡연 중에 발생하는 연기의 흡착이 아니라 담배 필터에 첨가하여 흡착시키는 것으로 이들 대부분은 담배 유해성분 중 극히 일부만 제거한 것으로 상당량 담배유해가스에 노출되어 있음을 알 수 있고, 또한 이와 같은 흡착제는 흡연자로 하여금 고유한 담배 향의 일부가 제거되어 담배기능을 하지 못하기 때문에 문제가 있는 것으로 나타났고 이들 종류를 살펴보면 다음과 같다. 담배유해가스 중 불안전 연소에 의해 발생하는 일산화탄소는 흡연 시 인체에 필요한 산소를 제거하여 이산화탄소가 됨으로 이는 산소결핍 현상을 가져오게 한다. 이를 없애기 위하여 필터에 금을 전이금속산화물에 담지 시켜 첨가함으로써 일산화탄소를 산화시키는 기능을 부여한 것이 있고 (일본특허공고 평 09, 140,370) 필터섬유에 알카리 화합물을 담지시킨 무기입자와 바인더를 첨가하여 유해가스 제거 기능을 부여한 것이 일본 공개특허 평10 204,773에 있다. PCT Int.Appl.WO 9855,211에는 팔라듐염 또는 팔라듐산에 포스포릭산, 포스페이트, 포스페이트-몰리브데이트, 포스페이토-터그스텐산화합물과 구리, 니켈, 철염 수용액을 실리카겔에 담지시킨 것으로 이 주기능은 유해한 일산화탄소를 이산화탄소로 전이시키는 일이다. 담배연기 응축물 중 선택적 제거방법을 위한 기구로 실리카에 관능기를 도입 시켜 제조한 것으로 이들 관능기에는 하이드록시기, 아민기, 시아노기, 니트로기 티오기등 있는 것으로 나타났다.(PCT Int.Appl.WO 993200)

담배필터에 아스코빈산과 그 유도체를 담지시켜 담배 유해가스를 제거시키는 기술이 미국 특허인 US 5,921,248에 실려있고, 또한 킬레이트수지를 담배필터에 첨가하여 사용하였고 이때 사용된 관능기에는 폴리아미노폴리카르복실산, 티올, 티올카르복실산, 티오설포닉산, 티오카바메이트, 티오닉 산 등이 있다(PCT Int.Appl.WO 000 00,048). 또한 담배 필터에 표면활성입자를 첨가한 것으로 이의 물질에는 전분, 셀루로스 유도체, 폴리아미드, 기타 고분자 물질을 들 수 있다(PCT Int.Appl.WO 0015,057). 이와 같이 담배유해가스를 제거하는 방법으로 담배필터에 기능성물질을 첨가하는 방법이 사용되었고,

국내공개특허공보 공개번호 제90-15650호에는 맨톨, 아스콜빈산, 글리티민, 콘프리분말, 페레트옥시안티옥신, 스테아린산B,벨토오르, 크로보아닐린, 레시틴, 안식향산, 와닐린, 탄산칼슘, ??스타아치, 대두분말을 혼합하여되는 담배 유해물질제거제가 공개되어 있고,

국내등록특허공보 등록번호 제10-272792호에는 소비름추출물을 이용하여 대배의 유해물질중 니코틴을 제거하는 방법이 기재되어 있으나,

상기 종래의 기술들은 담배유해가스의 일부분 제거에는 효용이 있으나 전체 제거방법에는 문제가 있고 또한 제거된다하더라도 담배향을 저해함으로 담배가 제 기능을 발휘하는데는 문제점이 있는 것으로 나타났다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 담배필터에 첨가하는 것이 아니라 차내 및 좁은 공간에서 담배 흡연 후 발생하는 담배연기 중 담배유해가스를 흡착하는 방법을 개발하였다. 이 물질은 흡착제로 냄새를 일시적으로 감추는 방향제와는 다르고, 그 특성은 다공성의 세피오라이트(Sepiolite) 분말로 세피오라이트의 물리화학적 성질과 다공성에 의한 넓은 표면에 의해 담배 유해가스의 상당 부분을 흡착하는 특징을 갖는다.

여기에 흡착능을 개선시키기 위해서 유기산과 무기산을 이용하여 Sepiolite에 함침시킬 경우 담배연기의 유해성분이 이들 물질과 화학반응 또는 물리적 흡착에 의해 공기 중에 있는 유해성분을 제거하여 공기 정화 기능을 갖게된다. 또한 담배연기는 담배 제조 시 담배의 맛과 기능을 향상시키기 위해 여러 형태의 화합물이 첨가되기 때문에 이를 효율적으로 흡착시키기 위해 Sepiolite에 유기 및 무기화합물이외에 활성탄과 실리카를 첨가하여 그 효율성이 우수한 담배유해가스의 흡착제 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

도1 세피오라이트에 의한 담배연기 흡착도 실험결과 그래피

도2 세피오라이트와 활성탄에 의한 담배연기 흡착도 실험결과 그래피

도3 세피오라이트, 활성탄, 유기산 및 무기산에 의한 담배연기 흡착도 실험결과 그래피

도4,도5 실험예3과 같은 방법으로 3회 반복하여 담배연기 흡착도 실험결과 그래피

상기와 같은 목적을 달성하고자, 본 발명은 담배 유해가스 흡착제인 FRESCO(출원인이 임의로 명명하였음)는 무기계 다공성 흡착제인 세피오라이트(Sepiolite)에 흡착능의 향상을 위해 유기산, 무기산을 담지시킨 것으로서, 세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도 100 ㎛ 이하로 하고,상기 분말 세피오라이트(Sepiolite)를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 과망간산칼륨5∼10g과, 물 10∼18㎖을 첨가하여 혼합 한 다음, 활성탄을 상기 Sepiolite의 중량대비 1:0.2∼1:1로 첨가한 후에 포장하여 제조함을 특징으로 하는 담배유해가스 흡착제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 종래에 개발되어 주로 사용되고 있는 방향제와는 다르게 차의 실내 또는 좁은 공간에 담배연기에서 발생하는 여러 종류의 유해가스를 흡착시키거나 또는 분해시켜 공기를 정화함으로써 흡연자 또는 피흡연자의 유해환경으로부터 보호하고 실내공기를 청정하게 유지시키는데 필요한 담배유해가스의 흡착제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

차내 및 좁은 공간에서 흡연에 의해 발생하는 담배연기 유해가스 흡착제를 제조함에 있어 세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도를 갖게 한다. 본 발명의 원료물질인 세피오라이트(Sepiolite)의 담배냄새 탈취 효과를 확인하기 위하여 흡착능을 실험하였다. 다음은 Sepiolite와 다른 성분의 특성을 갖고 있는 활성탄을 Sepiolte의 무게비 1:1, 1:0.1로 첨가하여 담배유해가스 흡착능을 실험하였다.

또한 Sepiolite에 여러 종류의 성분을 가진 담배유해가스의 흡착을 효율적으로 하기 위해 유기산과 무기산을 첨가하여 흡착능을 실험하였다.

이 때 Sepiolite는 함수율이 약 12%이기 때문에 유기산 (아스코빈산)또는 무기산(인산, 황산, 황산염, 과망간산칼륨)을 수용액 상태로 첨가할 경우 Sepiolite에 함침정도가 매우 커 효과적으로 첨가물을 함침시킬 수 있다. 이와 같이Sepiolte를 원료물질로 하여 위에서 열거한 유기산, 무기산, 활성탄 등을 첨가하여 실험하였고 실험 결과는 담배유해가스의 종류가 혼합가스, 고상 또는 액상혼합물로 존재하기 때문에 취각에 의한 관능검사를 실시하여 수치화한 것을 실험예와 도면으로 나타내었다.

이하 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하기로 한다.

실시예1

세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도 100㎛ 이하로 하고, 상기 분말 세피오라이트(Sepiolite)를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 과망간산칼륨 10g과 물 18㎖을 첨가하여 혼합 한 다음, 활성탄을 상기 Sepiolite의 중량대비 1:1로 첨가한 후에 포장하여 담배유해가스의 흡착제를 제조하였다.

실시예2

세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도 100㎛ 이하로 하고, 상기 분말 세피오라이트(Sepiolite)를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 과망간산칼륨 5g과, 물 18㎖을 첨가하여 혼합 한 다음, 활성탄을 상기 Sepiolite의 중량대비 1:1로 첨가한 후에 포장하여 담배유해가스의 흡착제를 제조하였다.

실시예3

세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도 100㎛ 이하로 하고, 상기 분말 세피오라이트(Sepiolite)를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 과망간산칼륨10g과, 물 18㎖을 첨가하여 혼합 한 다음, 활성탄을 상기 Sepiolite의 중량대비 1:0.5로 첨가한 후에 포장하여 담배유해가스의 흡착제를 제조하였다.

실시예4

세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도 100㎛ 이하로 하고, 상기 분말 세피오라이트(Sepiolite)를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 과망간산칼륨 5g과, 물 18㎖을 첨가하여 혼합 한 다음, 활성탄을 상기 Sepiolite의 중량대비 1:0.5로 첨가한 후에 포장하여 담배유해가스의 흡착제를 제조하였다.

상기와 같이 제조된 담배유해가스의 흡착제는 100 ㎛ 이하의 분말 세피오라이트, 활성탄, 과망간산 칼륨 등의 화합물을 중량대비 1:0.5:0.2로 조성되어 있음을 알 수 있었다.

실험예

흡연에 의해 차내 좁은 공간이 유해 연기로 가득 채워지게 되면 운전자뿐만 아니라 승객까지도 유해연기에 노출되어 건강상 큰 손실을 입게 된다. 이를 막기 위해 담배유해가스는 주로 방향제를 사용하였으나 이는 흡착제가 아니기 때문에 공간에 담배연기가 그대로 체류되어 건강의 문제가 된다. 담배에서 발생하는 여러 종류와 화학적 성질을 가진 유해화학가스를 효율적으로 제거하기 위하여 다음과 같이 흡착제의 유해가스 흡착능을 실험하였다. 관능검사는 9명을 관능검사요원으로 선발하였으며, 신체 건강하고 후각에 전혀 이상이 없는 자를 선별하여 관능검사요원으로 채택하였다. 결과는 관능검사요원들의 취기강도를 다섯 단계로 수치화한 평균을 데이터로 활용하였다.

실험예(1)

담배연기를 200cc 용기에 포화시킨 후 Sepiolite에 흡착정도를 파악하기 위해 시간에 따른 관능검사를 실시하여 그림 1과 같은 결과를 산출하였다. 그림 1은 Sepiolite 2g, 4g, 6g, 8g,10g을 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 반응용기에 투입하고 담배연기를 타이곤 튜브를 통해 용기속에 포화시킨 후, 30분 간격으로 측정하였다. Blank test도 함께 실시하여 관능 검사법에 의해 결과를 확인하였다.

실험예(2)

담배연기를 200cc 용기에 포화시킨 후 Sepiolite와 활성탄에 흡착정도를 파악하기 위해 시간에 따른 관능검사를 실시하여 도 2와 같은 결과를 산출하였다. 도 2는 Sepiolite를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, Sepiolite와 활성탄을 1:1의 비율로 혼합하여 2g, 4g, 6g, 8g,10g을 반응용기에 투입하고 담배연기를 타이곤 튜브를 통해 용기속에 포화시킨 후, 30분 간격으로 측정하였다. Blank test도 함께 실시하여 관능검사법에 의해 결과를 확인하였다.

실험예(3)

담배연기를 200cc 용기에 포화시킨 후 Sepiolite에 활성탄과 유기산, 무기산을 함께 적용시켜 흡착정도를 파악하기 위해 시간에 따른 관능검사를 실시하여 도 3과 같은 결과를 산출하였다. 본 발명품의 이름을 차량용 FRESCO라 명명하였다. 도 3은 Sepiolite를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, Sepiolite 10에 활성탄 2, 유기산 0.2, 무기산 0.2의 비율로 혼합하여 5g, 10g, 15g을 반응용기에 투입하고 담배연기를 타이곤 튜브를 통해 용기속에 포화시킨 후 측정하였다. Blank test도 함께 실시하여 관능검사법에 의해 결과를 확인하였다.

담배유해가스는 그 조성이 다양하기 때문에 무기계 흡착제인 Sepiolite와 유기계 흡착제인 활성탄을 배합비를 달리하여 실험한 결과 Sepiolite 10에 활성탄 2의 비율에 유기산 0.2, 무기산 0.2의 비율로 혼합한 것이 단일의 것보다 흡착능이 우수하게 나타났다.

실험예(4)

200cc 용기에 포화시킨 후 Sepiolite에 활성탄과 유기산, 무기산을 함께 적용시켜 흡착 후 분해 효과를 확인하기 위해 시간에 따른 관능검사를 실시하여 도 4, 5와 같은 결과를 산출하였다. 일부 탈취제로 쓰이고 있는 물질들은 흡착이 포화가 되면 다시 냄새를 배출하는 단점이 있지만 본 발명제품은 포화된 후에도 분해에 의해 탈취기능을 유지하는 효과를 확인하였다. 도 4, 5는 Sepiolite를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, Sepiolite 10에 활성탄 2, 유기산 0.2, 무기산 0.2의 비율로 혼합하여 5g, 10g, 15g을 반응용기에 투입하고 담배연기를 타이곤 튜브를 통해 용기속에 포화시킨 후 1차 탈취시험을 실험예 3과 같이 행하였다. 그 실험산물을 반응용기에 그대로 방치 후 다시 담배연기를 포화시켰다. 그 과정을 3회 반복하여 흡착 및 분해 효과를 확인하였다.

도면을 간단히 설명하면, 도1 세피오라이트에 의한 담배연기 흡착도 실험결과 그래피, 도2 세피오라이트와 활성탄에 의한 담배연기 흡착도 실험결과 그래피, 도3 세피오라이트, 활성탄, 유기산 및 무기산에 의한 담배연기 흡착도 실험결과 그래피, 도4, 도5 실험예3과 같은 방법으로 3회 반복하여 담배연기 흡착도 실험결과 그래피에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 담배에서 발생하는 유해가스의 일부분만 흡착하는 것이 아니라 다양한 성분을 일시에 흡착하는 특징을 가지고 있다. 이를 차내 공간 또는 실내 공간에 적용시킬 경우 흡착속도가 빠르고, 공기 정화기능이 커 인체에 미치는 악영향을 최소화시킬 수 있기 때문에 국민 건강을 보호하는 차원에서 상당히 중요하다고 볼 수 있다. 또한 본 제품은 사용성과 이용성이 커 시장에 큰 영향을 미치리라고 생각된다.

Claims

담배유해가스 흡착제의 제조방법에 있어서, 세피오라이트의 흡착효율을 높이기 위해 진동밀에 의해 분쇄한 다음 일정입도 100 ㎛ 이하로 하고, 상기 분말 세피오라이트(Sepiolite)를 전기오븐에서 105℃로 24시간 건조시킨 후, 과망간산칼륨5∼10g과, 물 10∼18㎖을 첨가하여 혼합 한 다음, 활성탄을 상기 Sepiolite의 중량대비 1:0.2∼1:1로 첨가하여 제조함을 특징으로 하는 담배유해가스 흡착제의 제조방법.
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