KR101036931B1 - 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 얻어진 탈취제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 얻어진 탈취제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정제수에 규산나트륨, 질산알루미늄 및 요소를 첨가하여 규산염화합물을 제조하는 단계; 및 상기 규산염화합물을 정제수에 분산시킨 후, 염화아연 및 염화망간을 첨가하여 담지시키는 단계를 포함하여 이루어진다. 본 발명에서 얻어진 탈취제는 아민/암모니아류 및 휘발성유기화합물과 같은 악취물질을 효율적으로 제거할 수 있기 때문에 새차 또는 새집 증후군 유발물질이 발생되는 고분자 플라스틱 수지 등에 적용하여 사용함으로써 새차 또는 새집 증후군의 폐해를 개선할 수 있다.

Description

고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 얻어진 탈취제{Preparation method of deodorant for removing polymer-derived odor and deodorant obtained thereby}

본 발명은 플라스틱 수지에서 유래되는 아민/암모니아류 및 휘발성유기화합물과 같은 악취물질을 제거할 수 있는 탈취제의 제조방법 및 상기 제조방법에 따라 얻어진 탈취제에 관한 것이다.

최근에 들어서는 생활수준의 향상에 따라 일상생활에 불쾌감을 주는 소음, 진동, 먼지 뿐만 아니라 악취도 공해로 규정하여 관련 법규에 의한 규제가 강화되고 있는 실정이다.

통상적으로 악취 물질로는 암모니아, 아민과 같은 질소화합물; 황화수소, 알킬티올과 같은 황화합물; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드, 펜탄알데히드, 헥산날과 같은 알데히드 화합물; 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부틸산, 발레르산과 같은 유기산으로 구별된다.

이러한 악취를 제거하기 위한 종래의 탈취방법으로는 향료나 향기와 같은 방향성 물질을 이용하여 후각적으로 은폐하는 의화적 탈취법(마스킹법); 산화, 환원, 중화, 부가축합, 이온교환반응 등을 이용하여 분해하는 화학적 탈취법; 활성탄, 제올라이트, 실리카겔 등의 다공성 물질을 이용하여 포집하는 물리적 흡착법; 또는 미생물, 효소, 방부제 등을 이용하여 억제하는 생물적 탈취법으로 대별된다.

그런데 의화적 탈취는 천연 또는 합성 성분에 따라서는 새로운 악취나 독성을 발생하기 쉽고, 물리적 흡착법은 효과가 빠르나 환경 조건 또는 장시간 사용에 따라 악취가 재생되고, 생물적 탈취법은 효과가 느리고 온습도 조건에 따라 그 활성의 차이가 커서 효능이 불균일하다. 화학적 탈취법은 다양한 발전이 가능하지만 선택성 기작에 의해 총체적인 탈취력의 발휘에 한계가 있다.

한편, 생활의 편리를 위해 개발된 자동차, 전자제품, 생활용품 등의 고분자 소재를 이용한 제품으로 인해 새차 증후군, 새집 증후군 등이 최근 크나큰 사회적 문제로 떠오르고 있다.

널리 사용되고 있는 고분자 소재 중에서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리아세탈 등과 같은 플라스틱은 인간의 생활과 밀접한 관련을 맺고 있으며, 이러한 플라스틱 수지로부터 발생하는 아민, 암모니아류 및 휘발성유기화합물류 등의 냄새를 제거함으로써 새차 또는 새집 증후군을 개선할 필요가 있다.

본 발명은, 아민/암모니아류 및 휘발성유기화합물과 같은 악취물질을 제거할 수 있는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 얻어진 탈취제를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

정제수에 규산나트륨, 질산알루미늄 및 요소를 첨가하여 규산염화합물을 제조하는 단계; 및 상기 규산염화합물을 정제수에 분산시킨 후, 염화아연 및 염화망간을 첨가하여 담지시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법을 제공한다.

상기 규산염화합물을 제조하는 단계는, 상기 규산나트륨 63 내지 65 중량%, 상기 질산알루미늄 3 내지 5 중량%, 상기 요소 10 내지 12 중량% 및 잔량의 정제수를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 규산염화합물을 제조하는 단계는, 정제수에 규산나트륨, 질산알루미늄 및 요소를 투입하여 용해시키는 단계; 상기 얻어진 용액을 교반하면서 반응시켜 흰색 산물을 제조하는 단계; 및 상기 제조된 흰색 산물을 여과하고, 건조시키는 단계를 포함한다.

상기 흰색 산물을 제조하는 단계는, 95 내지 110℃의 반응 온도를 유지한 상태에서 3 내지 4시간 동안 교반하면서 반응시키는 것이 바람직하다.

상기 담지시키는 단계는, 규산염화합물 13 내지 15 중량%, 염화아연 0.4 내지 0.5 중량%, 염화망간 0.1 내지 0.3 중량% 및 잔량의 정제수를 혼합하여 담지시킨다.

보다 상세하게는, 상기 담지시키는 단계는, 상기 규산염화합물을 정제수에 분산시킨 후, 상기 분산액에 염화아연 및 염화망간을 투입하여 용해시키는 단계; 상기 얻어진 용액을 교반하면서 반응시키는 단계; 및 상기 얻어진 반응물을 여과하고, 건조시키는 단계를 포함한다.

상기 반응시키는 단계는, 45 내지 55℃의 반응 온도를 유지한 상태에서 4 내지 5시간 동안 교반하면서 반응시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 따라 얻어진, 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제를 제공한다.

본 발명에 따라 제조된 탈취제는, 아민/암모니아류 및 휘발성유기화합물과 같은 악취물질을 효율적으로 제거할 수 있어, 새차 또는 새집 증후군 유발물질이 발생되는 고분자 플라스틱 수지 등에 적용하여 사용할 수 있어 새차 또는 새집 증후군의 폐해를 개선할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 탈취제의 제조방법은, 규산염화합물을 제조하는 단계와, 상기 규산염화합물에 염화아연, 염화망간을 담지시키는 단계를 포함한다.

상기 규산염화합물을 제조하는 단계는, 먼저 정제수에 규산나트륨, 질산알루미늄 및 요소를 첨가하여 형성하게 된다. 즉, 규산나트륨 63 내지 65 중량%, 질산알루미늄 3 내지 5 중량%, 요소 10 내지 12 중량% 에 정제수를 투입한 후 완전히 용해시킨다.

이때, 정제수에 첨가되는 규산나트륨 및 질산알루미늄이 상기 함량범위보다 적게 투입될 경우에는 비정질형의 산물이 생성되며, 상기 함량범위보다 많게 투입될 경우에는 흰색 산물의 생성이 잘 이루어지지 않거나 이러한 산물 외에 다른 불순물이 많이 포함되어 이후 설명될 염화아연 및 염화망간의 담지단계에서 담지가 잘 이루어지지 않는다.

그리고, 요소는 규산나트륨과 질산알루미늄의 반응을 돕는 것으로, 상기 함량범위보다 적게 투입될 경우에는 규산나트륨과 질산알루미늄의 반응이 일어나지 않게 되며, 상기 함량범위보다 많게 투입될 경우에는 역반응이나 암모니아와 같은 악취를 발생시킬 수 있다.

규산나트륨, 질산알루미늄 및 요소가 용해된 용액을 95 내지 110℃의 온도 상에서 3 내지 4시간 동안 교반을 통해 반응시키면 흰색 산물이 침전 생성된다. 상기 산물을 상온상태에서 원심분리 필터기를 이용하여 상기 정제수와 분리함과 더불어 정제수를 이용하여 세척하여, 흰색 산물에서 불순물을 제거한다. 이후, 상기 불순물이 제거된 흰색 산물을 드라이오븐에 넣어 120 내지 140℃에서 5 내지 6시간 동안 건조시켜 규산염화합물을 얻게 된다.

이렇게 얻어진 상기 규산염화합물을 정제수에 분산시킨 후, 상기 분산액에 염화아연 및 염화망간을 투입하여 용해시킴으로써 용해된 금속 용액이 규산염화합물의 기공(pore)에 삽입되거나 표면에 부착되어 담지된다. 즉, 규산염화합물 13 내지 15 중량%에 적량의 물을 가하여 분산시킨 후, 염화아연 0.4 내지 0.5 중량% 및 염화망간 0.1 내지 0.3 중량%를 투입하여 용해시켜 염화아연 및 염화망간을 규산염화합물에 담지시킨다.

이때, 염화아연 및 염화망간이 상기 함량범위보다 적게 투입될 경우에는 악취성분의 제거효과가 감소하게 되며, 상기 함량범위보다 많게 투입될 경우에는 규산염화합물의 담지 한계를 초과하면서 염화아연 및 염화망간이 규산염화합물에 담지가 잘 이루어지지 않거나, 향후 고분자 수지에 적용될 경우 물성변화를 초래하는 문제점이 있다.

이렇게, 정제수에 규산염화합물, 염화아연 및 염화망간이 혼합된 용액을 45 내지 55℃의 온도 상에서 4 내지 5시간 동안 교반을 통해 반응시켜 얻어진 반응물을 원심분리 필터기를 이용하여 상기 정제수와 분리한다. 이후 상기 분리된 상기 산물을 드라이오븐에 넣어 120 내지 140℃에서 5 내지 6시간 동안 건조시키면 수분함수율 5% 이내의 고체상태인 탈취제를 얻게 된다. 이렇게, 제조된 본 발명의 탈취제는 Al₂Si₂O₅(OH)_X·M_Y 의 구조를 가진다.

본 발명에 따른 탈취제가 고분자 소재 유래 냄새 예를들어, 암모니아, 아민 및 휘발성유기화합물 등을 제거하는 반응기전을 도 1에 도시하였다. 도 1과 같이, 규산염화합물에 담지된 금속 즉, 아연 및 망간이 악취물질을 제거할 뿐 아니라, 규산염 자체도 악취물질을 저감시킬 수 있다.

<실시예 : 탈취제 제조>

먼저, 정제수 37.5㎖에 대하여 규산나트륨 122.7g, 질산알루미늄 8.6g, 요소 21.6g을 투입한 후, 완전히 용해시켰다. 반응 온도를 100℃까지 올린 후 3시간 동안 교반하여 흰색 산물을 얻었고, 상온으로 온도를 낮추어 원심분리 필터기를 이용하여 필터를 실시하면서 세척한 후, 건조시켜 백색의 규산염화합물을 얻었다.

상기 얻어진 규산염화합물 500g을 정제수 3ℓ에 넣은 후, 염화아연 20g, 염화망간 8g을 첨가하여 완전히 용해시켰다. 이후, 50℃의 반응온도에서 4시간 동안 교반을 통해 상기 규산염화합물에 상기 염화아연 및 상기 염화망간이 담지된 산물을 얻었고, 앞서와 마찬가지로 원심분리 필터기를 이용하여 필터를 실시하고, 건조시켜 고체분말상태의 탈취제를 제조하였다.

<실험예 : 탈취제 평가>

앞선 실시예에서 제조된 탈취제의 평가를 위하여, 3L Tedler bag 3개에 각각 99.99% 농도의 N₂ 가스를 Dry Test Meter를 통해 3L 주입한 후, 암모니아 2000ppm, 트리메틸아민(TMA) 100ppm 표준가스, 톨루엔 50ppm을 각각 주입하였다. 이후 각각의 검지관, GC-FID로 Blank Test를 실시한 후, 본 발명에 따른 탈취제를 0.2g씩 투입하고, 30분간 상온에서 방치한 후 Blank Test와 동일한 방법으로 분석을 실시하 여 그 결과를 도출하였다.

그 결과, 하기 표 1과 같이 본 발명에 따른 탈취제의 처리에 의해 악취 물질들의 농도가 유의성 있게 감소되었다. 따라서, 상기 탈취제는 아민/암모니아류 및 휘발성유기화합물과 같은 악취물질을 효율적으로 제거할 수 있어, 새차 또는 새집 증후군 유발물질이 발생되는 고분자 플라스틱 수지 등에 투입하여 사용할 수 있다.

	암모니아			TMA			톨루엔
	Blank	30분 후	제거율	Blank	30분 후	제거율	Blank	30분 후	제거율
수치	1886ppm	2ppm	99.89%	98ppm	3ppm	96.94	48ppm	6ppm	87.5%

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 탈취제의 악취 제거 반응을 나타낸 상태도이다.

Claims (8)

1. 정제수에 규산나트륨, 질산알루미늄 및 요소를 첨가하여 규산염화합물을 제조하는 단계; 및

   상기 규산염화합물을 정제수에 분산시킨 후, 염화아연 및 염화망간을 첨가하여 담지시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 규산염화합물을 제조하는 단계는,

   규산나트륨 63 내지 65 중량%, 질산알루미늄 3 내지 5 중량%, 요소 10 내지 12 중량% 및 잔량의 정제수를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 규산염화합물을 제조하는 단계는,

   정제수에 규산나트륨, 질산알루미늄 및 요소를 투입하여 용해시키는 단계;

   상기 얻어진 용액을 교반하면서 반응시켜 흰색 산물을 제조하는 단계; 및

   상기 제조된 흰색 산물을 여과하고, 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 흰색 산물을 제조하는 단계는,

   95 내지 110℃의 반응 온도를 유지한 상태에서 3 내지 4시간 동안 교반하면서 반응시키는 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 담지시키는 단계는,

   규산염화합물 13 내지 15 중량%, 염화아연 0.4 내지 0.5 중량%, 염화망간 0.1 내지 0.3 중량% 및 잔량의 정제수를 혼합하여 담지시키는 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 담지시키는 단계는,

   상기 규산염화합물을 정제수에 분산시킨 후, 상기 분산액에 염화아연 및 염화망간을 투입하여 용해시키는 단계;

   상기 얻어진 용액을 교반하면서 반응시키는 단계; 및

   상기 얻어진 반응물을 여과하고, 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 반응시키는 단계는,

   45 내지 55℃의 반응 온도를 유지한 상태에서 4 내지 5시간 동안 교반하면서 반응시키는 것을 특징으로 하는 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제의 제조방법.
8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 얻어진, 고분자 소재 유래 냄새 제거용 탈취제.

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