KR100729374B1 - 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망 - Google Patents

Abstract

우수한 방충효과는 물론 인간에게 유익한 원적외선 및 음이온을 다량 방출할 수 있으며, 탈취력과 항균력이 현저히 개선된 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망이 개시되어 있다. 이를 위하여 그물망 형태를 갖는 방충망, 상기 방충망을 감싸며 코팅되는 천연광석물 조성물 코팅층 및 상기 천연광석물 조성물 코팅층을 감싸며 코팅되는 촉매 코팅층을 포함하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망을 제공한다. 본 발명에 의한 천연광석물 조성물로 방충망을 제조하여 사용하면 인체에 유익한 원적외선과 음이온을 다량 방출하는 한편, 모기나 파리 같은 해충의 침입을 방지하고 중금속이 함유된 황사 및 미세먼지를 함유한 오염된 외부 공기를 걸러주며 공기정화, 살균 및 냄새 제거 기능이 우수하여 실내에서 생활하는 사람들의 건강증진에 큰 도움을 줄 수 있다.

Description

천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망{Screen for purifying air using natural mineral composition}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망을 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 상기 도 1에 도시된 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망의 A부분을 확대한 부분단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명*

1 : 공기정화용 방충망 10 : 촉매 코팅층

20 : 천연광석물 조성물 코팅층 30 : 방충망

본 발명은 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 방충성능은 물론 인간에게 유익한 원적외선 및 음이온의 방출효능 이 탁월하고 탈취력이 현저히 개선된 공기정화용 방충망에 관한 것이다.

근래에 들어 전자기기 및 자동차가 널리 보급됨에 따라 공기오염 및 자연훼손이 널리 행해지고, 이에 따라 인간의 생활환경의 주요부분을 차지하는 공기의 오염문제가 중요한 문제로 대두되었다. 최근에는 특히, 각종 인공적인 화학물질에 의한 실내공기의 오염과 이로 인한 새집증후군, 화학물질과민증과 같은 신규 질환이 큰 사회문제로 대두되고 있다.

일반적으로 실내공기 오염원으로는 미세먼지, 생물학적 오염물질인 집 먼지 진드기, 건축자재에서 방출하는 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOCs) 등이 있다. 이러한 물질들은 특히, 신체 저항력이 약한 어린아이에게 천식과 같은 호흡기 질환과 아토피성 피부염 등을 유발하고 건강에 나쁜 영향을 끼친다. 사람은 주거환경에 의해 건강이 크게 좌우될 수 있으며 특히 건물 내부에서 생활하는 시간이 많은 사람의 경우 실내공기의 질이 건강에 큰 영향을 미친다. 따라서 실내공기를 정화하기 위한 다양한 공기정화장치나 시스템 등이 개발되고 있다. 그러나 실내공기 정화기는 기본적으로 외부에서 일단 실내로 유입된 공기를 정화하기 때문에 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 외부공기의 실내유입단계에서 각종 이물질이나 오염물질을 차단하거나 정화하고 또한 인체에 유익한 각종 물질을 유입공기에 실어 보내 것이 바람직하다.

예를 들어 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0010263호(2002년02월04일 공개)에는 "음이온이 발생되는 방범방충망"이 개시되어 있다. 상기 발명의 경우 방 충망에 전원을 인가하면, 고전압층에 의해 발생하는 전기장을 이용하여 꽃가루, 먼지, 매연 등과 같은 외부 공기에 포함된 유해물질을 포집하고, 각종 벌레의 접근을 차단하는 장점이 있다. 그러나 전원장치로 인해 불필요한 비용이 소요되고 우천시 습기로 인해 누전으로 인한 감전의 위험이 있으며 원적외선 및 음이온방출이 미비하여 건강증진 효과는 없으며 단순 방충 및 방범을 위해 사용되는 문제점이 있다.

그리고 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0024178호(2003년03월26일 공개)에는 "창문형 에어필터"가 개시되어 있다. 상기 발명의 경우 부직포와 같은 건식에어필터를 사용함으로서 외부의 오염된 공기를 정화하면서 통기성을 향상시킨 장점이 있다. 그러나 장시간 사용할 경우 먼지에 의해 필터가 막혀 통기성이 저하될 수 있으며, 상기 필터를 창문에 부착할 경우 외부시야 확보가 불가능하며 항균 및 탈취효과가 미비한 문제점이 있다.

따라서 별도의 전원 등이 필요없고, 외부오염물질의 차단하거나 정화하고, 인체에 유익한 각종 음이온이나 원적외선을 방사할 수 있으며, 내구성도 우수한 창문에 설치되는 필터형 공기정화망의 개발이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 우수한 통기성 및 방충효과는 물론 원적외선, 음이온이 방출되어 신진대사를 원활히 하며 중금속이 함유된 황사, 미세먼지를 함유한 오염된 외부 공기를 걸러주며 공기정화, 살균 및 냄새 제거 기능이 탁월한 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의하면 그물망 형태를 갖는 방충망, 상기 방충망을 감싸며 코팅되는 천연광석물 조성물 코팅층, 및 상기 천연광석물 조성물 코팅층을 감싸며 코팅되는 촉매 코팅층을 포함하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망을 제공한다.

본 발명에 의한 조성물로 방충망을 제작하여 사용하면, 인체에 유익한 원적외선과 음이온을 다량 방출하는 한편, 모기나 파리 같은 해충의 침입을 방지하고 중금속이 함유된 황사 및 미세먼지를 함유한 오염된 외부 공기를 걸러주며 공기정화, 살균 및 냄새 제거 기능이 우수하여 실내에서 생활하는 사람들의 건강증진에 큰 도움을 줄 수 있다.

그리고 상기 천연광석물의 경우 인공적인 성분이 아니라 자연에서 얻을 수 있는 물질이기 때문에 친환경적이고, 휘발성유기화합물과 같은 유해물질의 배출이 원천적으로 차단된다. 또한 천연광석물 조성물의 경우 시간이 지나도 본래의 성질이 저하되지 않는 반영구적 물질이므로 경제적인 효과도 있다. 더구나 방충망 표면에 촉매 코팅을 하여 오존보다도 강력한 산화력으로 인해 병원성 대장균, O-157, 바이러스, 박테리아 등의 살균효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망을 설명하기 위한 사시도이고 도 2는 상기 도 1에 도시된 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망의 A부분을 확대한 부분단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망은 그물형태를 갖는 방충망(30), 상기 방충망(30)에 천연광석물 조성물이 코팅되어 천연광석물 코팅층(20)을 이루고, 상기 코팅층(20) 상에 형성된 촉매 코팅층(10)을 가진다.

상기 그물망 형태의 방충망을 이루는 재질은 철, 구리, 스테인레스와 같은 금속류, 우레탄, 또는 폴리페닐렌에테르(PolyPhenylene Ether: PPE)를 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리페닐렌에테르를 사용한다. 상기 폴리페닐렌에테르(PPE)는 2,6-디메틸페놀과 스티렌을 60%이상 함유하는 중합체로서, 후술하는 천연광석물 코팅층(20) 및 촉매 코팅층(10)이 견고하게 결합되어 물기 등에 의하여 쉽게 상기 천연광석물 코팅층(20) 및 촉매층(10)이 이탈되지 않아서 내구성이 현저히 향상된다. 또한, 그물망의 재질이 금속류 또는 우레탄일 경우보다 천연광석물 조성물이 도포된 후 경화되는 시간이 덜 소요되어 제작시간이 적게 걸리는 장점이 있다.

상기 천연공석물 코팅층(20)은 견운모 분말 70 내지 80중량%, 토르말린 분말 5 내지 15중량%과 천연접착제 5 내지 15중량%를 포함한다.

상기 견운모(Sericite)는 일반적으로 용수 중의 양이온 부유 입자와 전기적인 중화응집으로 침전을 유발함으로써, 우수한 정수작용, 높은 보습 효과 및 활성 도를 갖는다. 또한 인체의 혈액 순환을 촉진하고 세포활성을 활성화하는 원적외선을 90% 이상 방사하는 물질로서, 강력한 음이온을 발산하여 각종 유해 물질을 흡착할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 습도 조절도 가능하다. 상기 견운모를 약 70 중량% 미만으로 사용하면, 원적외선발생, 유해물질 흡착 등 효과를 충분히 기대하기 어렵고, 약 80 중량%를 초과하여 사용하면 후술하는 토르말린 및 천연접착제의 사용량이 줄어들게 된다. 따라서 토르말린에 의한 인체에 유해한 전자파 차폐 효과 및 천연접착제에 의한 상기 방충망(30)에의 결합력이 저하되어 내구성이 약해지는 문제점이 발생한다.

상기 토르말린(전기석)은 붕소를 함유한 사이클로(Cyclo) 규산염의 결정구조를 갖고 있어서 태양에너지로부터 전자파를 받으면 인체에 유익한 0.06mA의 전류를 발생시키며 인체와 동일한 4 ~ 14 ㎛의 원적외선과 인체에 유익한 음이온을 방출하여 인체의 신진대사를 촉진하고 혈액순환을 활발하게 해준다. 본 실시예에 있어서 상기 토르말린은 약 5 내지 15 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 토르말린을 약 5 중량% 미만으로 사용하면, 정전기 차폐, 원적외선 및 음이온 발생 등의 효과를 충분히 기대하기 어렵고, 약 15 중량%를 초과하여 사용하면 천연접착제의 의한 견고한 결합효과를 기대하기 어렵다.

상기 견운모, 토르말린의 평균입도는 약 1,500 내지 2,000 메쉬인 것이 바람직하다. 상술한 평균입도를 가지는 경우 서로 이질적인 구성성분이 서로 균일하게 혼합될 수 있고, 천연접착제와 겔화되어 방충망에 코팅되는 경우 공기정화용 방충망으로서 요구되는 내구성 등의 물성을 만족시킬 수 있다.

상기 천연접착제가 옥수수전분, 벤조인, 에스테르검, 폴리아낙산드라, 천연라텍스, 송진, 아교, 카레인, 알긴산나트륨, 젤라틴, 및 천연아스팔트를 단독으로 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 천연접착제는 약 5 내지 15 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 상기 천연접착제를 약 5 중량% 미만으로 첨가하면 상기 천연소재 구성성분간의 결합력 및 이어지는 방충망 도포 후의 방충망과의 결합력이 약해지는 문제점이 있으며, 약 15 중량%를 초과하여 사용하면 상대적으로 기능성 성분이℃ 적게 포함되어 방충망의 기능성이 약해지는 문제점이 발생한다.

상기 천연광석물 조성물 코팅층(20)은 상기 견운모, 토르말린, 천연접착제를 혼합하여 겔화(gellation)시킨 후 겔화물을 상기 방충망에 도포하고, 120 내지 180℃에서 열처리하여 형성한다.

상기 촉매로는 TiO2, ZnO, CdS, ZrO2, SnO2, V2O2, 또는 WO3를 단독으로 또는 2이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 이산화티타늄 (Tio2)는 빛을 받으면 촉매로서의 역할을 하고, 기타 복합금속산화물은 빛이 없는 환경에서도 촉매로서의 역할을 하는 암촉매로서 그 효용도가 매우 높다.

예를 들어 상기 이산화티타늄의 경우 태양광이나 형광등의 자외선을 받으면 -전기를 가진 전자(e-)와 +전기를 가진 정공(hole; h+)이 형성된다. 그 중에서 정공(h+)은 특히 강력한 산화작용을 하는 수산화물(OH Radical)을 형성하여 살균용 염소나 치아염소산 오존보다도 강력한 산화력을 갖게 된다.

이러한 반응에 따라 상기 광촉매 또는 암촉매는 오염방지 효과, 공기정화 효과, 수질정화 효과, 살균 효과, 냄새 제거 효과, 활성산소 발생 효과 등을 나타낸 다. 상기 활성산소는 인체에 과량 있는 경우 인체에 유해하지만, 일상생활에서는 세균이나 잡균을 소독하는 기능을 할 수 있어, 결과적으로 공기정화에 도움을 줄 수 있다. 더구나 상기 촉매들은 인체에 무해하므로 그릇, 도자기 등 식생활과 관련된 부분에 응용이 가능하고, 수용성이므로 적용 범위가 광범위하고 한번 도포하면 반영구적으로 사용이 가능하며 그 효과도 지속된다. 상기 촉매는 루틸(rutile)형, 아나타제(anatase)형, 브루카이트(vrookite)형과 같이 3종류의 결정구조가 있지만 촉매 반응에는 활성이 높은 아나타제(anatase)형을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 촉매 코팅층은 상기 촉매들을 분쇄한 후 분사기 등을 사용하여 분사하여 코팅한 후 열처리하여 형성한다.

그리고 본 실시예에 의한 상기 공기정화용 방충망의 천연광석물 조성물은 대나무숯 분말을 더 포함할 수 있다.

상기 대나무숯은 미세공극이 발달되어 있어 통기 작용과 흡착작용에 의한 탈취, 소취 효과 및 습도 조절효과가 탁월하다. 또한 상기 대나무숯은 혈액순환 및 신진대사를 촉진시키고 원적외선을 다량 방사하고 열 저장성이 우수하며 가공이 손쉬운 장점이 있다. 상기 대나무 숯은 전기전도성이 우수하여 정전기 차폐효과가 탁월하고, 음이온을 발생시켜 공기정화 효과가 우수하고, 원적외선을 방출하여 신진대사를 원활하게 한다. 또한, 미세공극이 잘 발달되어 있어 흡착작용에 의한 탈취, 소취 효과 및 습도 조절효과가 탁월하다. 더구나 참나무나 다른 나무를 이용한 숯은 참나무 등의 생장속도를 고려할 때 한번 베어서 사용한 후에는 수년이나 수십 년 후에야 다시 이용할 수 있지만, 대나무는 생장속도가 매우 빠르고 번식력이 왕성하기 때문에 한번 베어내어 사용하더라고 짧은 시간 안에 다시 생장하므로 매우 경제적인 천연원료이다. 본 실시예에서 상기 대나무숯은, 예를 들면, 4년생 이상의 대만산이나 베트남산의 대나무를 약 325 내지 500 메쉬 정도로 분쇄한 후, 전통 흙가마에서 고온에서 탄화시켜 제조한다. 상기 대나무숯은 약 5 내지 10 중량%인 것이 바람직하다. 상기 대나무 숯을 약 5 중량% 미만으로 사용하면, 원적외선 방사 효과, 탈취, 정전기 차폐 등의 혈류 개선 효과를 충분히 기대하기 어렵고, 약 10 중량%를 초과하여 사용하면 요구물성이 저하되는 문제점이 발생한다.

이와 같은 방법으로 상기 방충망(30) 상에 천연광석물 조성물 코팅층(20) 및 촉매 코팅층(10)을 차례로 형성한 공기정화용 방충망을 제조하여 사용하면 공기정화 효과가 우수할 뿐만 아니라 내구성이 탁월하여 비나 눈 등에 노출되어도 쉽게 기능이 손상되지 않는 등의 장점이 있다.

이하의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

견운모 700g, 토르말린 50g, 대나무숯 50g을 준비한 후 견운모, 토르말린은 평균입도가 2,000 메쉬로, 대나무숯은 평균입도가 350 메쉬로 분쇄하여 천연광석물 분말을 얻었다. 상기 얻어진 천연광석물 분말에 천연옥수수전분 100g을 첨가하여 천연광석물 분말-옥수수전분 혼합물을 수득한 후 반죽하여 겔(gel)화시켰다 얻어진 갤화물을 폴리페닐렌에스터(PPE)재질의 방충망에 0.2mm 두께로 도포하였다. 그 다음 상기 방충망을 150℃에서 30분간 열처리 하였다. 이어서 이산화 티타늄 분말을 분사하여 광촉매 코팅하여 기능성 방충망을 제작하였다.

[실험예 1]

실시예 1에서 제조된 기능성 방충망의 탈취 효과를 알아보기 위하여 암모니아의 탈취실험을 실시하였다. 한국건자재시험연구원에서 KICM-FIR-1085 방법에 의하여 실험을 하였으며, 방충망에 대한 탈취시험결과 120분에서 89%의 탈취율을 나타냈다.

[표1]

시험항목	탈취시험(NH3)
	경과시간(분)	BLANK(농도ppm)	시료농도ppm	탈취율(%)
시험결과	30	190	114	40.7
	60	154	82	57.5
	90	142	69	72.0
	120	106	60	89
시험방법	KICM-FIR-1085

[실험예 2]

실시예 1에서 제조된 기능성 방충망의 항균 효과를 알아보기 위하여 포도상구균, MRSA, 대장균에 대한 항균실험을 실시하였고, 24시간 경과 후 약 99.9%의 균이 감소되어 항균효과가 탁월한 것으로 나타났다.

[표2]

항목	단위	균감소율	사용균주
항균성	%	24시간후 99.9%	포도상구균,MRSA,대장균

본 발명에 의한 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망은 인체에 유익한 원적외선과 음이온을 다량 방출하는 한편, 모기나 파리 같은 해충의 침입을 방지하고 중금속이 함유된 황사 및 미세먼지를 함유한 오염된 외부 공기를 걸러주며 공기정화, 살균 및 냄새 제거 기능이 우수하여 실내에서 생활하는 사람들의 건강증진에 큰 도움을 줄 수 있다.

그리고 상기 천연광석물의 경우 인공적인 성분이 아니라 자연에서 얻을 수 있는 물질이기 때문에 친환경적이고, 휘발성유기화합물과 같은 유해물질의 배출이 원천적으로 차단된다. 더구나 천연광석물 조성물의 경우 시간이 지나도 본래의 성질이 저하되지 않는 반영구적 물질이므로 경제적인 효과도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 그물망 형태를 갖는 방충망;

   상기 방충망을 감싸며 형성되며 견운모 분말 70 내지 80중량%, 토르말린 분말 5 내지 15중량%, 및 천연접착제 5 내지 15중량%를 포함하는 천연광석물 조성물 코팅층; 및

   상기 천연광석물 조성물 코팅층을 감싸며 형성된 촉매 코팅층을 포함하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망.
2. 제1 항에 있어서, 상기 방충망이 금속, 우레탄, 또는 폴리페닐렌에테르(PPE)인 것을 특징으로 하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서, 상기 견운모 분말, 토르말린 분말의 입도가 1,500 내지 2,000 메쉬인 것을 특징으로 하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망.
5. 제1 항에 있어서, 상기 천연접착제가 옥수수전분, 벤조인, 에스테르검, 폴리아낙산드라, 천연라텍스, 송진, 아교, 카레인, 알긴산나트륨, 젤라틴, 및 천연아스팔트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망.
6. 제1 항에 있어서, 평균입도가 325 내지 500 메쉬인 대나무숯 분말 5 내지 10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망.
7. 제1 항에 있어서, 상기 촉매는 TiO2, ZnO, CdS, ZrO2, SnO2,V2O2, 및 WO3로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 복합금속산화물인 것을 특징으로 하는 천연광석물 조성물을 이용한 공기정화용 방충망.

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