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 |