KR100661069B1

KR100661069B1 - 대전 미립자수 및 대전 미립자수로 이루어지는 미스트가 분산된 환경의 형성 방법

Info

Publication number: KR100661069B1
Application number: KR1020057018662A
Authority: KR
Inventors: 히로시 스다; 야스노리 마쓰이; 나리마사 이와모토; 도시유키 야마우치; 시게카즈 아즈키자와; 다카유키 나카다; 도모노리 다나카; 도모히로 야마구치
Original assignee: 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2006-12-22
Also published as: US20060214020A1; EP1666156A1; CN102794256A; EP2428278A2; WO2004105958A1; CN1774301A; CN102794256B; TWI313254B; ATE552913T1; TW200505802A; EP1666156A4; EP2428278A3; KR20060002912A; CN1774301B; EP1666156B1; US7473298B2

Abstract

하이드록실 라디칼, 수퍼옥사이드와 같은 라디칼을 포함하는 동시에, 예를 들면 3∼100nm의 나노미터 크기의 입자경을 가진 대전 미립자수를 제공한다. 이 대전 미립자수는, 한 쌍의 전극 사이에 물을 공급하면서 700∼1200V/mm의 전계강도를 전극 사이에 인가함으로써 생성된다. 얻어진 대전 미립자수를 실내 공간에 확산시킴으로써 실내에 부착된 악취/잡균 성분 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

대전 미립자수, 마이너스 이온 효과, 하이드록실 라디칼, 산성 화학종, 다공질 세라믹, 알레르겐

Description

대전 미립자수 및 대전 미립자수로 이루어지는 미스트가 분산된 환경의 형성 방법{CHARGED FINE PARTICULATE WATER, AND METHOD OF CREATING ENVIRONMENT WHERE MIST OF THE CHARGED FINE PARTICULATE WATER IS DISPERSED}

본 발명은 대전(帶電) 미립자수(微粒子水) 및 대전 미립자수로 이루어지는 미스트(mist)가 분산된 환경의 형성 방법에 관한 것이다.

물에 전하를 부여함으로써 생성되는 대전 미립자수는, 공중에 방출되면 흡착성이 높기 때문에 효율이 좋은 집진제로서 이용할 수 있다는 것이 일본 특개2001-170514호에 제안되어 있다.

한편, 활성 화학종(化學種)인 라디칼은 화학적으로 반응성이 높아서 악취 성분의 분해 및 무취화 등에 우수하다는 것이 알려져 있으나, 공기중에서는 불안정하여 수명이 짧고, 냄새 성분과 반응하기 전에 소멸되어 버린다. 이 때문에 라디칼의 효과를 충분히 얻는 것이 곤란하였다.

또, 라디칼을 함유한 미립자수를 이용함으로써 공기를 청정화하려는 시도가 일본 특개소53-141167호 공보 및 특개2001-96190호에 제안되어 있다. 그러나, 이러한 대전 미립자수는 입자경이 마이크론 크기이므로 공간으로의 확산성이 부족하고, 떨어진 곳에 있는 실내의 벽면이나, 의복, 커텐 등에 부탁된 악취/잡균 성분에 대해 냄새 및 균을 제거하는 효과는 아직 충분하다고 할 수 없다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 입자경이 나노미터 크기이고 라디칼을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 미립자수를 제공한다.

본 발명의 대전 미립자수는 화학적으로 불안정한 라디칼을 나노미터 크기로 미세화된 대전 미립자수에 함유시킴으로써 수명을 연장시킴과 아울러 공간 속으로의 대전 미립자수의 확산성을 개선함으로써, 실내의 벽면, 의복, 커텐 등에 부착된 악취 성분 등을 효과적으로 무취화할 수 있다. 또, 세균, 곰팡이, 바이러스, 또는 화분(花粉) 등의 알레르겐(allergen)에 대해서도 효과적으로 작용하여 이들을 불활성화할 수 있다. 또한, 피부에 대해서 높은 보습성능을 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전술한 대전 미립자수로 이루어지는 미스트가 분산된 환경의 형성 방법을 제공하는 것으로, 본 발명은 이하의 단계를 포함한다:

한 쌍의 전극, 상기 전극 사이에 물을 공급하기 위한 수공급 수단, 및 상기 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 수단을 준비하는 단계;

상기 수공급 수단에 의해 상기 전극 사이에 물을 공급하면서 전극 사이에 높은 전압을 인가하여, 라디칼을 함유함과 아울러 입자경이 3∼100nm인 대전 미립자수로 이루어지는 미스트를 생성하는 단계; 및

얻어진 상기 미스트를 원하는 공간에 공급함으로써 상기 공간에 상기 대전 미립자수로 이루어지는 미스트가 분산된 환경을 형성하는 단계.

본 발명에 의하면, 입자경이 3∼100nm의 범위 내로 비교적 균일한 대전 미립자수로 채워진 공간을 안정하게 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징 및 얻어지는 효과는 이하에 설명하는 발명을 실시하기 위한 최선의 형태로부터 명확히 이해될 것이다.

도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명의 대전 미립자수의 생성 장치의 분해 사시도 및 상면도이다.

도 2는 대전 미립자수의 생성 원리를 나타내는 개념도이다.

도 3(A) 및 도 3(B)는 수반송체 내의 전하의 이동을 나타내는 설명도이다.

도 4는 대전 미립자수의 입자경 분포를 나타내는 그래프이다.

도 5는 생성된 대전 미립자수의 입자수의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

도 6은 대전 미립자수 중의 라디칼의 전자 스핀 공명 스펙트럼(ESR)의 차트이다.

도 7은 대전 미립자수에 의한 아세트알데히드 분해성능 측정 결과를 나타내는 그래프이다.

도 8은 대전 미립자수 중의 질량 스펙트럼 차트이다.

도 9는 대전 미립자수에 의한 삼목(杉木) 화분 항원의 ESISA 시험에 의한 불활성 평가 결과를 나타내는 그래프이다.

도 10은 대전 미립자수에 의한 냉수 부하 후의 피부 각질층의 도전율 변화를 나타내는 그래프이다.

도 11은 대전 미립자수에 의한 냉수 부하 후의 손가락 온도의 변화를 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 대전 미립자수 및 그 생성 방법에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명의 대전 미립자수는 한 쌍의 전극, 상기 전극 사이에 물을 공급하기 위한 수공급 수단, 및 상기 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 수단을 준비하고, 상기 수공급 수단에 의해 상기 전극 사이에 물을 공급하면서 소정의 고전압을 상기 전극 사이에 인가함으로써 생성할 수 있다. 구체적으로는, 도 1(A)에 도시한 바와 같이, 저수조(1), 하단을 저수조(1) 내의 물에 잠겨 있는 복수 개의 봉상(棒狀) 수반송체(2), 수반송체(2)의 유지 및 물에 대한 전압의 인가를 위한 제1 전극(3), 수반송체(2)의 선단과 대향하는 위치에 배치되어 있는 제2 전극(4), 제1 및 제2 전극(3, 4) 사이에 고전압을 인가하는 전압 인가수단(5)을 주로 하여 구성되는 정전무화(靜電霧化) 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

수공급 수단으로서의 수반송체(2)는 다공질 재료로 형성되고, 모세관 현상을 이용하여 저수조(1) 내의 물을 하단부로부터 빨아올려 상단부로 물을 이송한다. 모세관 현상에 의해 안정적으로 물을 반송하는 동시에 입자경이 고른 대전 미립자수를 생성하는 관점에서 다공질 세라믹 재료, 특히 기공률이 10∼60%, 입자경이 1∼100㎛인 다공질 세라믹 재료의 사용이 바람직하지만, 펠트 등을 이용할 수도 있다. 또, 수반송체(2)의 상단부는 침상으로 형성되어, 예컨대 침상 선단의 직경을 φ0.5mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 복수 개의 수반송체(2)는 제1 전극(3)의 중앙을 중심으로 하는 원주 상에 등간격으로 배치되고, 제1 전극(3)의 상면으로부터 소정 높이로 돌출되도록 제1 전극(3)에 의해 유지되는 것이 바람직하다. 도면의 정전무화 장치에 있어서는, 6개의 수반송체(2)가 정육각형의 꼭지점에 위치하도록 서로 이격하여 배치되어 있다.

제2 전극(4)은 중앙에 개구(40)를 가지며, 절연재료인 통형체(6)를 통하여 제1 전극(3)에 설치된다. 따라서, 통형체(60의 내부 공간에서 본 발명의 대전 미립자수가 형성되고, 개구(40)를 통해 외부로 방산(放散)된다. 도 1(B)에 도시된 바와 같이, 개구(40)는 중심(Q)의 둘레에 반경 R1으로 형성되는 큰 원형 개구(C1)와, 이 원형 개구(C1)와 동심원인 원주 상에 등간격으로 점(P)이 배치되고, 이 점(P) 각각을 중심으로 하는 반경 R2의 작은 원형 개구(C2)(도면에서는 6개)를 합친 형상을 갖는다. 각 원형 개구(C2)의 중심(P)에는 수반송체(2)의 침상 선단이 위치한다. 따라서, 각 원형 개구(C2)에 대향하는 제2 전극(4)을 에지부(41)와 그 중심에 위치하는 수반송체(2)의 침상 선단 사이는 일정한 거리(R2)로 떨어져 있다. 또한, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)은 모두 카본과 같은 도전성 재료가 혼입된 합성수지나 SUS와 같은 금속으로 형성할 수 있다.

이 정전무화 장치를 이용한 대전 미립자수의 생성 원리를 도 2에 나타낸다. 저수조(1) 내의 물은 다공질 재료로 이루어지는 수반송체(2)의 하단으로부터 모세관 현상에 의해 침상 선단으로 반송된다. 대전 미립자수의 원료가 되는 물로는, 예를 들면, 수도물, 지하수, 전해수, pH 조정수, 미네랄 워터, 비타민 C나 아미노 산 등의 유용한 성분이 들어있는 물, 아로마 오일이나 방향제, 냄새 제거제 등이 첨가되어 있는 물을 사용할 수 있다. 수반송체(2)의 선단으로 모세관 현상에 의해 물을 공급하고 있는 상태에서, 전압 인가수단(5)에 의해 제1 전극(3)과 제2 전극(4) 사이에 고전압을 인가하면, 수반송체(2)의 상단부에 빨려 올라간 물이 레일리 분열(Rayleigh fission)을 일으켜 무화된다. 본 실시형태에 있어서는, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 사이에 인가하는 전계강도를 700∼1200V/mm로 하면, 3∼100nm의 나노미터 크기의 입자경으로 되는 동시에 하이드록시 라디칼, 수퍼옥사이드 등의 라디칼을 함유하는 대전 미립자수를 얻을 수 있다.

또한, 수반송체(2)를 구성하는 다공질체의 재질 및 형상, 수반송체(2)와 제2 전극(4)의 거리, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 사이에 인가하는 전압 및 전류 등을 제어함으로써, 목적으로 하는 나노미터 크기의 입자경을 갖는 입자를 얻을 수 있다. 예를 들면, 700∼1200V/mm의 전계강도를 부여했을 때, 입자경이 3∼20nm인 미스트와 입자경이 30∼50nm인 미스트가 많이 발생되고, 전계강도를 900V/mm로 하면 16∼20nm의 입자경이 고른 대전 미립자수로 이루어지는 미스트를 얻을 수 있다.

다음에, 상기와 같이 얻어진 대전 미립자수의 제1 특징은, 나노미터 크기의 입자경을 갖는 것이다. 본 명세서에서, 나노미터 크기란 1 마이크론 이하의 입자경을 말하고, 입자경이 1 마이크론 이상이 되면 공간 속으로의 확산성이 저하되므로, 원하는 공간에 대전 미립자수로 이루어지는 미스트가 구석구석까지 분산된 환경을 실현하는 것이 실질적으로 불가능하다. 또, 대전 미립자수에 포함되는 활성종이나 전하량이 감소되기 때문에, 탈취 효과 및 세균이나 알레르겐의 불활성화를 충분히 달성하기 어려워진다.

본 발명의 대전 미립자수의 보다 바람직한 입자경은 3∼100nm(전기 이동도가 0.1∼0.001㎠/vsec)이다. 입자경이 3nm 미만이 되면 대전 미립자에 포함되는 라디칼의 수명이 짧아져서 대전 미립자수의 효과를 공간 내에 균일하게 제공하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 특히, 장애물이 있는 공간에 대전 미립자수를 확산시키는 경우는, 공간의 구석구석으로 대전 미립자수를 확산시키는 것이 곤란해진다. 또, 입자경이 100nm를 넘으면, 70∼100nm 정도라고 일컬어지는 피부의 각질층의 간극에 대전 미립자수가 침투하기 어렵게 되므로, 피부의 보습성을 확보하기 어려워질 우려가 있다.

본 발명의 대전 미립자수의 제2 특징은, 라디칼을 함유하는 것에 있다. 라디칼의 종류가 한정되는 것은 아니지만, 하이드록실 라디칼, 수퍼옥사이드, 일산화질소 라디칼, 산소 라디칼을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 라디칼은 반응성이 높고, 또한 대기 중의 산소나 수증기로부터 생성되므로 라디칼 생성용 원료를 사용할 필요가 없이, 라디칼 함유 대전 미립자수를 안정적으로 생성할 수 있다.

본 발명의 대전 미립자수의 대전 극성은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 마이너스 대전시킴으로써 탈취 작용뿐 아니라, 이른바 마이너스 이온 효과로 알려져 있는 스트레스 저감 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제1 전극(3)을 부극(負極)으로 하고 제2 전극(4)을 접지 전극으로 하면, 마이너스로 대전된 대전 미립자수로 이루어지는 미스트를 제2 전극(4)의 개구(40)를 통해 원하는 공간에 공급할 수 있다.

본 발명의 대전 미립자수는 라디칼에 더하여 산성 화학종을 함유할 수도 있 다. 이 경우에는 대표적인 악취 성분인 아민 화합물 등의 알칼리성 냄새 성분에 대해 보다 효과적으로 작용한다. 산성 화학종에 특별히 한정되는 것은 없지만, 질소 산화물이나 유기산이면, 대기 중의 질소나 이산화탄소로부터 생성될 수 있으므로, 원재료를 첨가하지 않고 산성 화학종 함유 대전 미립자수를 안정적으로 생성할 수 있다.

또, 본 발명의 대전 미립자수는 질산, 질산 수화물, 아질산, 아질산 수화물 중 적어도 하나를 함유할 수도 있다. 이 경우는 대전 미립자수를 약산성으로 유지함으로써, 알칼리성 냄새 성분에 대한 작용뿐 아니라 피부에 대한 침투 효과나 보습 효과를 얻을 수 있다.

전술한 장치에 의해 생성된 미스트를 원하는 공간에 공급하여 대전 미립자수가 분산된 환경을 형성하는 경우에는, 0.1g/hr 이상, 특히 바람직하게는 0.5g/hr 이상의 비율로 미스트를 공급하는 것이 바람직하다. 이 공급량은 정전무화 장치의 저수조(1) 내의 물의 감소량에 의해 측정할 수 있다.

그런데, 제1 전극(3)을 접지하고, 제2 전극(4)에 마이너스 전압을 인가하여 대전 미립자수를 생성하는 경우는, 저수조(1)로부터 공급되는 물의 pH 값에서 마이너스로 대전되는 등전위점을 구비한 재료로 수반송체(2)를 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 대전 미립자수의 원료로서 사용되는 물에 Ca, Mg 등이 공기중의 CO₂와 반응하여, 반송체의 선단부에 CaCO₃, MgO 등이 석출되어 부착한다. 이러한 석출물의 생성은 정전무화, 즉 대전 미립자수의 생성을 저해한다.

그래서, 사용하는 물의 pH 값을 고려하여 다공질 세라믹 재료를 선택하면, 다공질 재료 내의 모세관에 생기는 전기 침투 흐름을 이용하여 물 속에 분산되어 있는 Mg 이온, 및 Ca 이온이 반송체의 침상 선단으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

도 3(A)는 등전위점에서의 pH가 물의 pH보다 낮은 재료로 이루어지는 수반송체(2)를 사용하여 마이너스 대전한 대전 미립자수를 생성하는 경우의 전기 침투 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이다. 예를 들면, 다공질 실리카로 수반송체(2)를 형성하는 경우, 다공질 실리카와 물의 접촉으로 실라놀기가 괴리(乖離)되어 다공질 실리카의 모세관 내벽이 마이너스로 대전되고, 그 표면에 플러스 전하의 부동층(不動層)이 형성된다. 또, 부동층 상에 플러스 전하가 확산된 확산층이 형성되기 때문에 이에 따라 전기 이중층이 얻어진다. 도면에서 "S"는 전기 이중층에서의 미끄러짐(slip) 면을 나타내고, "Z"는 제타 전위를 나타낸다. 이 상태에서, 예를 들면, 제1 전극(3)을 부극으로 하고, 제2 전극(4)을 접지 전극이 되도록 전장을 걸면, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 부극을 향한 방향으로 전기 침투 흐름이 발생하고, 물에 분산되어 있는 Mg 이온 및 Ca 이온을 수반송체(2)의 침상 선단으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 물을 모세관 현상에 의해 수반송체(2)의 침상 선단으로 이동시키면서 Mg 이온 및 Ca 이온이 침상 선단으로 이동하는 것을 저지할 수 있다.

도 3(B)는 상기 경우와는 반대로, 등전위점에서의 pH가 물의 pH보다 높은 재료로 이루어지는 수반송체(2)를 사용하여 플러스로 대전한 대전 미립자수를 생성하 는 경우의 전기 침투 흐름을 모식적으로 나타낸 도면이다. 예를 들면, 다공질 마그네시아로 수반송체(2)를 형성하는 경우, 다공질 마그네시아와 물의 접촉으로 다공질 마그네시아의 모세관 내벽이 플러스로 대전되고, 그 표면에 마이너스 전하의 부동층이 형성된다. 또, 부동층 상에 마이너스 전하가 확산된 확산층이 형성되므로, 이로써 전기 이중층이 얻어진다. 이 상태에서, 예를 들면, 제1 전극(3)을 정극(正極)으로 하고, 제2 전극(4)을 접지 전극이 되도록 전장을 걸면, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 정극측을 향한 전기 침투 흐름이 발생되고, 물에 분산되어 있는 Mg 이온 및 Ca 이온을 이 흐름에 끌어들여 수반송체(2)의 침상 선단으로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다. 이로써, 물을 모세관 현상에 의해 수반송체(2)의 침상 선단으로 이동시키면서 Mg 이온 및 Ca 이온이 침상 선단으로 이동하는 것을 저지할 수 있다.

이상과 같은 이유에 따라, 사용되는 물의 pH가 10 이상이면, 등전위점의 pH가 10 이하가 되는 세라믹 재료를 사용하고, 물의 pH가 7∼10이면, 등전위점의 pH가 7보다 낮은 세라믹 재료를 사용한다. 표 1에 다공질 세라믹 재료의 등전위점에서의 pH 값을 나타낸다.

[표 1]

세라믹 재료	등전위점의 pH
실리카	1∼2
지르코니아	4
티타니아	5∼7
알루미나	7∼9
마그네시아	12

(실시예)

도 1(A)의 장치를 이용하여 대전 미립자수로 이루어지는 미스트를 발생시켰다. 대전 미립자수의 생성 조건으로는 제1 전극(3)을 부극으로 하고, 기공률이 40%, 입자경이 3㎛, 침상 선단의 직경이 0.25mm인 다공질 수반송체(2)를 사용하고, 전극 간에 900V/mm의 전계강도를 인가했다. 저수조(1) 내의 물의 감소량으로부터, 본 실시예에서의 대전 미립자수의 공급량은 0.5g/hr였다. 또, 제2 전극(4)이 접지 전극이 되므로, 개구(40)로부터 방출되는 대전 미립자수의 극성은 마이너스였다.

얻어진 대전 미립자수의 입자경은, 미분형 전기이동도 계측기(DMA/Wyckoff. Co., Ltd.제)를 이용하여 전기이동도를 계측하고, 스톡스 법칙(Stoke's law)에 기초하여 입자경으로 환산하여 구했다. 이와 같이 하여 대전 미립자수의 입자경의 정확한 측정이 가능해지는 한편, 정전무화 장치의 구조나 운전 조건에 대해서 입자경의 제어에 관한 피드백이 가능해지며, 목적으로 하는 나노미터 크기의 입경을 얻을 수 있게 된다. 예를 들면, 생성된 대전 미립자수의 전기이동도를 계측하고, 스톡스 법칙에 기초하여 전기이동도로부터 대전 미립자수의 입자경의 추정치를 구하고, 이 추정치를 이용하여 원하는 입자경을 가진 대전 미립자수를 얻을 수 있도록 전극간에 인가하는 전계강도를 미조정하면 된다.

입자경의 측정 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4에서, "A"는 실시예의 대전 미립자수의 입도분포를 나타내고, 20nm 부근을 피크로 하여 10∼30nm의 좁은 분포를 가지는 것을 알 수 있다. 도 4에서, "B"는 코로나 방전 전극을 이용하여 생성한 마이너스 이온으로, 10∼30nm 부근의 입자수(분자수)가 적고, 1nm 부근의 입자수( 분자수)가 현저히 많은 것을 알 수 있다. 또, 도 4의 대전 미립자수(A) 및 마이너스 이온(B)의 시간 경과에 따른 입자수의 변화를 도 5에 나타낸다. 이 그래프로부터 10∼30nm의 입자경을 가진 대전 미립자수(A)는 마이너스 이온(B)보다 4배 이상 수명이 긴 것을 알 수 있다.

대전 미립자수에 포함되는 라디칼은 대전 미립자수를 스핀 트랩제가 포함된 용액에 도입함으로써 라디칼을 안정화한 후, 전자 스핀 공명 스펙트럼법(ESR)에 의해 측정할 수 있다. 본 실시예의 대전 미립자수(A) 중의 라디칼을 전자 스핀 스펙트럼법에 의해 측정한 결과를 도 6에 나타낸다. 도 6에서, "P1"은 라디칼의 검출 피크이고, "PB"는 표준물질인 산화망간의 피크이다. 이로써, 본 실시예의 대전 미립자는 마이너스로 대전하고, 10∼30nm의 입경을 가지며, 라디칼을 함유한다는 것이 확인되었다.

일례로서, 라디칼을 함유하는 대전 미립자수의 탈취 효과에 대해 소개한다. 이 탈취 효과는 냄새 가스와 대전 미립자 중의 라디칼의 화학 반응에 의해 실현된다. 하기는 라디칼과 아세트알데히드를 비롯한 각종 냄새의 화학 반응식이다. "ㆍOH"는 하이드록시 라디칼을 나타낸다.

아세트알데히드: CH₃CHO + 6ㆍOH + O₂ → 2CO₂ + 5H₂O

암모니아: 2NH₃ + 6ㆍOH → N₂ + 6H₂O

아세트산: CH₃COOH + 4ㆍOH + O₂ → 2CO₂ + 4H₂O

메탄 가스: CH₄ + 4ㆍOH + O₂ → CO₂ + H₂O

일산화탄소: CO + 2ㆍOH → CO₂ + 4H₂O

일산화질소: 2NO + 4ㆍOH → N₂ + 2O₂ + 2H₂O

포름알데히드: HCHO + 4ㆍOH → CO₂ + 3H₂O

도 7은 내용적(內容積)이 3리터인 챔버 내에서의 10ppm의 아세트알데히드를 본 실시예의 대전 미립자수로 1시간 처리한 결과이다. 도 7에서, "A"는 본 실시예의 미립자수에 의한 탈취 효과를 나타내는 것으로, 처리 시간 60분에 알데히드 농도는 측정 개시 시점의 40%로 감소되는 것이 확인되었다. 도 7에서 "B"는 코로나 방전 전극을 이용하여 생성된 입자경 1nm인 음이온으로 처리한 경우이고, "C"는 처리하지 않은 경우이다.

또, 본 실시예의 대전 미립자수를 곰팡이균에 노출한 결과, 곰팡이균의 잔존율은 60분 후에 0%로 되는 것을 확인했다. OH 라디칼이 곰팡이의 균사를 분해하는 효과를 발휘한 것으로 생각된다.

또, 대전 미립자수에 포함되는 산성 화학종을, 드리프트(drift) 튜브형 이온 이동도/질량분석 장치에 의해 산성 화학종을 계측했다. 결과를 도 8 및 표 2에 나타낸다. 또한, 대전 미립자수에 포함되는 산성 화학종은 대전 미립자를 순수 중에 도입한 후, 이온 크로마토그래피에 의해서도 측정할 수 있다.

[표 2]

이 측정 결과는 본 실시예의 대전 미립자수가 대기중의 질소나 이산화탄소로부터 생성되었다고 생각되는 질소 산화물 및 유기산 등의 여러 가지 산성 활성종을 함유하고 있음을 나타낸다.

또, 본 실시예의 대전 미립자수에 삼목 화분으로부터 추출한 항원 Cry j1을 폭로시켜 ELISA 시험을 행한 결과를 도 9에 나타낸다. 항원량이 초기 상태(blank)로부터 약 10분에 반감하는 결과가 얻어졌다. 또한, 본 시험에 있어서는, 입자경이 3nm보다 작은 경우 및 입자경이 50nm를 넘는 경우는 상기와 같은 현저한 항원의 불활성화 작용을 얻을 수 없었다. 또, 입자경이 3∼50nm에 불과한 매우 작은 대전 미립자수는 공기 중의 습도 조정에 관해서는 거의 영향을 주지 않았다.

또, 도 1의 정전무화 장치에서 생성된 대전 미립자수가 내부에 공급되는 원통 용기(φ55×200mm) 내에 일단의 개구로부터 분무기로 용액을 분무하고, 타단의 개구로부터 바이러스를 임핀저로 회수하여 플러그법에 의해 항바이러스 효과를 확인한 바, 회수 용액 중의 플러그 수는 바이러스를 단순히 마이너스 이온에 폭로한 경우보다 훨씬 적어지는 결과가 얻어졌다.

또, 대장균 O-157을 본 실시예의 대전 미립자수에 폭로시킨 결과, 30분 후에는 불활성화율이 100%가 되는 결과가 얻어졌다. 이것은 대전 미립자수 중의 활성종이 균체 표면의 단백질을 변성하여, 균체의 증식을 억제하였기 때문이라고 생각된다.

또, 본 실시예의 대전 미립자수에 피부를 직접 폭로시킨 후 피부의 함수량을 평가한 결과를 도 10에 나타낸다. 도 10에서, "A"는 본 실시예의 대전 미립자수를 사용한 경우이고, "B"는 코로나 방전 전극을 이용하여 생성한 입자경 1nm의 마이너스 이온을 이용한 경우이다. 이 결과는, 본 실시예의 대전 미립자수의 사용에 의해 보급 시간이 길어지는 것을 나타낸다.

또, 손가락을 냉수로 식힌 후, 본 실시예의 마이너스로 대전시킨 대전 미립자수에 폭로시키고, 체온의 시간 변화를 측정한 결과를 도 11에 나타낸다. 도 11에서, "A"는 본 실시예의 대전 미립자수를 사용한 경우이고, "B"는 입자경 1nm의 마이너스 이온을 이용한 경우이고, "C"는 대전 미립자수 및 마이너스 이온을 포함하지 않은 경우이다. 본 시험 결과는, 본 실시예의 대전 미립자수를 사용한 경우가 마이너스 이온을 이용한 경우보다 체온 상승을 촉진할 수 있다는 것을 나타낸다.

이상으로부터, 나노미터 크기의 대전 미립자수는 탈취, 화분이 갖는 화분증 을 일으키는 물질의 불활성화, 공기 중의 바이러스나 균의 불활성화, 공기 중의 곰팡이의 제거 및 곰팡이 방지 효과 등, 여러 가지 점에서 우수한 효과를 발휘하는 것을 확인할 수 있었다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 대전 미립자수는 나노미터 크기의 입자경을 가지는 동시에 라디칼을 함유하기 때문에, 마이크론 크기의 대전 미립자수에 비해 공간에 대한 확산성이 더욱 향상된다. 그 결과, 매우 좁은 틈에도 대전 미립자수를 침입시킬 수 있고, 라디칼에 의해 악취 성분 등을 효과적으로 분해하여 무취화하고, 세균, 곰팡이균, 바이러스뿐 아니라 화분 등의 알레르겐에도 효과적으로 작용하여 이들을 불활성화한다.

또, 본 발명에 의하면, 종래의 마이크론 크기의 수명이 짧은 대전 입자에서는 실현할 수 없었던, 라디칼을 함유하고 대전 미립자수가 균일하게 분산된 환경을 공간 내에 형성할 수 있으므로, 보다 쾌적한 주거 공간 및 작업 공간을 제공하는 데 유용하다.

Claims

라디칼을 함유하고, 나노미터 크기의 입자경을 가진 대전 미립자수(微粒子水).
제1항에 있어서,

상기 입자경이 3∼100nm인 것을 특징으로 하는 대전 미립자수.
제1항에 있어서,

라디칼로서, 하이드록실 라디칼, 수퍼옥사이드, 일산화질소 라디칼, 산소 라디칼 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 미립자수.
제1항에 있어서,

산성 화학종(化學種)을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 미립자수.
제4항에 있어서,

질소 산화물 또는 유기산을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 미립자수.
제1항에 있어서,

질산, 질산 수화물, 아질산, 아질산 수화물 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 미립자수.
제1항에 있어서,

마이너스로 대전되어 있는 것을 특징으로 하는 대전 미립자수.
대전 미립자수로 이루어지는 미스트(mist)가 분산된 환경의 형성 방법으로서,

한 쌍의 전극과, 상기 전극 사이에 물을 공급하기 위한 수공급 수단, 상기 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 수단을 준비하는 단계;

상기 수공급 수단에 의해 상기 전극 사이에 물을 공급하면서, 상기 전극 사이에 고전압을 인가하여, 라디칼을 함유하고, 입자경이 3∼100nm인 대전 미립자수로 이루어지는 미스트를 생성하는 단계; 및

상기 미스트를 원하는 공간에 공급함으로써 상기 원하는 공간에 상기 대전 미립자수로 이루어지는 미스트가 분산된 환경을 형성하는 단계

를 포함하는 방법.