KR101142006B1

KR101142006B1 - Ｖｏｃ 저감용 세라믹 복합소재

Info

Publication number: KR101142006B1
Application number: KR1020100038753A
Authority: KR
Inventors: 황명환; 손영도
Original assignee: 인천대학교 산학협력단
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2012-05-17
Also published as: KR20110119178A

Abstract

본 발명은 대기중의 유해성 유기물질 또는 휘발성 유기물질 또는 새집 증후군의 주범인 포름 알데히드와 톨루엔 등의 오염물질을 제거하고 음식물처리기에서 발생하는 악취를 제거하기 위해 공기 청정기나 음식물 처리기의 필터에 사용되는 탈취 기능이 있는 세라믹 복합 소재에 관한 것으로, 상기 필터의 잦은 교체의 부담을 덜기 위해 장시간 집진기능 및 탈취기능을 나타내는 세척 가능한 기능성 세라믹 탈취소재, 특히, 활성탄/세라믹 복합소재, 그중에서도, 활성탄, 제올라이트, 숯, 금속산화물, 토르 말린, 수산화아파타이트계 물질 등을 포함하여 냄새성분을 흡착하여 제거하고 또한 기존의 탈취필터의 단점을 보완할 수 있는 활성탄/세라믹 기능성 복합소재에 관한 것이다.

Description

ＶＯＣ 저감용 세라믹 복합소재{CERAMIC COMPOUND MATERIAL FOR REDUCING VOC}

본 발명은 필터에 사용하는 세라믹 복합 소재, 특히, 공기 청정기 또는 음식물 처리기 등에 사용되는 필터의 잦은 교체의 부담을 덜기 위해 장시간 집진 기능 및 탈취 기능을 나타내는 기능성 세라믹 탈취소재, 특히, 활성탄/세라믹 복합소재, 그중에서도, 활성탄, 제올라이트, 숯, 금속산화물, 토르 말린, 수산화 아파타이트계 물질 등을 포함하여 냄새성분을 흡착하여 제거하고 또한 기존의 탈취 소재의 단점을 보완할 수 있는 활성탄/세라믹 기능성 복합소재를 활용하여 효과적으로 실내에서 발생하는 각종 유해물질을 제거하는 기능성 세라믹 복합 소재에 관한 것이다. 특히, 신규 아파트나 신규 건물에서 자주 발생하고 있는 휘발성 유기 화합물과 포름 알데히드의 제거와 상기 신규 아파트나 신규 건물에서 생활하여 발생 되는 아토피성 피부염을 포함한 각종 알레르기성 질환을 발생시키는 진드기 등을 제거할 수 있는 필터 등에 사용하는 세라믹 복합 소재에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 세라믹 복합소재는 원적외선 및 음이온을 발생시켜 대기중의 활성 산소를 제거하여 인체의 노화 방지 및 면역력 증가의 효과를 기대할 수 있으며 생활 환경에서 오는 유해성 유기물질 또는 휘발성 유기물질 또는 새집 증후군의 주범인 포름 알데히드와 톨루엔 등의 오염도가 심각하여 건강에 대한 관심뿐 아니라 황사, SARS의 발생, 인플루엔자 바이러스, 알레르기 등의 환경적 문제가 대두하고 있기 때문에 웰빙을 추구하는 사회적 분위기를 충족할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 특정 가스를 소취하는 분말을 개발하여 다른 용도에 적용한 제품을 개발 및 판매를 할 수 있을 것으로 생각된다.

상기 본 발명의 복합 세라믹 소재 개발로 세라믹 복합소재의 포화 상태시장에서 특화된 상품 개발이 진행되어 시장에 우위를 점할 수 있게 하여 판매 향상에 도움이 되자고 하며 더불어 상기 세라믹 복합소재를 이용하여 오염물질의 냄새제거 틈새시장을 개척하여 수출 향상에 도움을 주고자하는 것이다.

한편, 강력한 탈취성능을 가진 필터에 사용하는 세라믹 탈취 복합소재를 개발하고자 하는 이유는 다음과 같다. 일반적인 사람들의 공기 청정기의 구입동기를 조사한 결과 조사 대상자의 60%가 건강을 위해서 나머지 40%가 가족 중에 꽃가루 알레르기나, 아토피 또는 천식 환자가 있거나 담배, 애완동물, 부엌 냄새 등의 부작용을 제거하기 위해서 공기 청정기를 구입하는 것으로 알려져 있다. 통상, 공기 청정기를 구입하는 소비자는 고기능 공기 청정기를 원한다. 이제는 공기 청정기가 가정뿐 아니라 대중들이 모이는 일반 영업 업소용으로도 그 필요성이 점점 늘어나고 있는 추세이다. 고도의 산업화로 인한 오염 물질의 배출과 자동차 매연 등으로 웰빙을 추구하는 사회적 분위기가 증가 될수록 공기 청정기 수요는 더욱 다양해질 것이며 다양한 부가 기능에 대한 시장의 관심도 지속적으로 증가할 것으로 기대된다.

아울러 요즘 들어 문제가 되고 있는 음식물 쓰레기 처리에서도 본 발명의 복합 소재를 이용한 필터를 음식물 처리기에 사용하면 음식물에서 발생하는 악취를 일차적으로 제거할 수 있어 상당히 유용하며 상기 복합소재는 수명도 길어 잦은 필터교체에 따른 폐 필터 처리 문제 등 2차적인 환경문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 필터의 잦은 교체 부담을 덜기 위해 세척이 가능하면서도 장기간 집진기능과 탈취기능을 나타내는 기능성 세라믹 탈취소재이면서 미세 먼지를 집진 시키고 각종 악취 및 휘발성 유기 화합물을 흡착할 수 있는 세라믹 복합 소재를 개발하고자 한다.

또한, 본 발명의 활성탄 /세라믹 복합 소재는 음이온 및 원적외선을 발생시켜 인체에 해로운 공기 중의 활성 산소를 중화시키고 탈취기능을 향상시켜 바이러스와 병원 감염균을 제거하는 신개념 소재를 개발하는 것이 목적이다.

또한, 본 발명의 목적은 필터의 빈번한 교체의 부담을 덜기 위해 세척이 가능하면서도 오랫동안 집진기능과 탈취기능을 나타내는 기능성 세라믹 탈취 소재를 개발하고자 한다. 상기 필터의 빈번한 교체는 소비자에게 부담도 되고 폐 필터 처리 문제 등의 2차원적인 환경 문제도 가져올 수 있으면서 동시에 장시간 사용할 수 있는 집진기능을 개발하는 것이 현재 추세라고 할 수 있다. 그래서 종래의 냄새를 제거하기 위해 사용하는 현재까지 일반적으로 사용하는 탄소 필터에 비해서 수명이 길고 필터 교체 비용이 절감되는 강력한 탈취성능의 세라믹 탈취 복합 소재를 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 활성탄/세라믹 복합소재로 대기중의 유해성 유기물질 또는 휘발성 유기물질 또는 새집 증후군의 주범인 포름알데히드와 톨루엔 등의 오염물질을 제거하고 음식물 냄새 제거시 필터 속에 들어가는 세라믹 성형체를 제작하여 필터에 첨가하여 높은 탈취효율을 가지며 장시간 사용해도 제품의 성능저하 현상 발생 없는 세라믹 탈취 복합 소재를 제공한다.

더불어 상기 기능성 세라믹 복합 소재에 나노 실버 용액으로 코팅하여 항균기능을 추가할 수 있다.

따라서 본 발명의 세라믹 탈취 복합 소재는 활성탄, 제올라이트, 숯, 금속산화물, 토르 말린, 수산화아파타이트계, 세라믹 소재중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 세라믹 복합 소재는 제올라이트 20%, 숯 10%, 활성탄 30%, 금속산화물 5%, 토르 말린 15%, 세라믹소재 20%로 이루어진 SO 분말 또는 제올라이트 20%, 숯 10%, 활성탄 30%, 금속산화물 5%, 수산화아파타이트 15%, 세라믹소재 20%로 이루어진 S1 분말 또는 제올라이트 20%, 숯 10%, 활성탄 30%, 금속산화물 5%, 토르 말린 5%, 세라믹소재 20%에 암모니아 분말 10%를 더 첨가하여 이루어진 S2 분말 중 하나를 선택하여 볼화(Ball)하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 세라믹 복합 소재는 유해성 유기물질, 휘발성 유기 물질, 새집 증후군의 오염 물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세라믹 복합 소재는 원적외선 및 음이온을 발생시켜 대기중의 활성산소를 제거하여 인체의 노화 방지 및 면역력 증가의 효과를 기대할 수 있으며 생활 환경에서 오는 유해성 유기물질 또는 휘발성 유기물질 또는 새집 증후군의 주범인 포름 알데히드와 톨루엔 등의 오염도가 심각한 물질의 냄새를 제거하며, 탈취기능에 의해 황사, SARS의 발생, 인플루엔자 바이러스, 알레르기 등의 환경적 문제로 인한 유해물질을 제거할 수 있어 웰빙을 추구하는 사회적 분위기를 충족할 수 있을 것으로 기대된다.

이하 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

일반적으로 대기중의 오염물질이나 냄새는 황화합물, 알데히드, 암모니아, 용제류, 알코올류 등으로 인해 발생하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 발명의 활성탄/세라믹 복합소재의 구성은 활성탄, 제올라이트, 숯, 금속 산화물, 토르 말린, 수산화 아파타이트계 등을 구성하여 오염물질이나 냄새 성분을 중화시키거나 흡착하여 제거하도록 한 것이다.

또한, 상술 된 물질 자체의 표면적이 넓으면서 공기와의 접촉면적이 큰 구조로 제조하여 현재 상품화되어 있는 제품들보다 차별화할 수 있는 제품을 만들기 위해 여러 가지 세라믹 분말 및 활성탄 복합소재 실험을 통해 냄새 제거 정도를 확인하기 위해 시험하였으며 그 결과는 아래의 표에서 알 수 있다. 이러한 실험을 위해 분말 형태의 제거 실험에서 황 화합물 및 용제류에 제거능이 우수한 제올라이트, 숯, 금속산화물, 토르 말린, 활성탄, 세라믹소재로 이루어진 SO 제거제, 알데히드와 초산 및 산성 물질에 효과를 보이는 제올라이트, 숯, 금속산화물, 수산화 아파라이트, 활성탄, 세라믹소재로 이루어진 S1 제거제, 아민/암모니아의 제거능이 우수한 실리카 계통의 제올라이트, 숯, 금속산화물, 토르 말린, 활성탄, 세라믹소재, 암모니아로 이루어진 S2 제거제의 3종류를 선정하여 시험하였으며 그 효과를 비교하기 위해, 분말화, 볼(ball)화하여 시험을 진행하였다.

상기에서 상술 된 제거능 평가는 표에서 보는 것처럼 황화합물 제거능 평가결과와 알데히드, 암모니아, 용제류, 알코올류 제거능 평가로 나누어 실시하였으며 그 평가 결과를 표 1, 표 2에 각각 표시하였다.

표 1

표 2

표 1에서 보는 것처럼 황화합물 제거능 평가에서 SO 분말은 황화수소는 99.9% 메틸 메르갑탄스 99.81% 황화메탈은 97.68% 이황화 메탈은 99.5%의 제거능을 보였으며, SO 볼(ball)은 황화 수소에서는 99.9% 메틸 메르갑탄스에서는 99.9%, 황화메탈에서는 99.8%, 이황화 메틸에서는 99.8%의 제거능을 보였다. 또한, 도 2에서 보는 것처럼 알데히드, 암모니아, 용제류, 알코올류 제거능 평가결과에서는 SO분말은 포름알데히드에서는 99.9%, 암모니아 99%, 톨루엔96.73%, 부탄올 87.5%의 제거능을 보였다.

상기 제거능 평가 결과에 대한 평가 방법은 10L 유리용기에 각 표준물질별 농도를 주입한 후, 상기 시료의 분말제품은 1g을 투입하고 볼(ball)은 5g 투입 후 평가를 하였다. 알코올류, 용제류, 황화합물류는 GC 분석을 행하고, 알데히드는 HPLC 분석을, 암모니아는 검지관 분석으로 행하였다.

상기 각각의 분석에 의한 표 1, 표 2의 결과를 놓고 볼 때 S1 분말 및 볼 (ball)이 여러 가지 종합적으로 고려할 때 가장 우수한 첨가제라는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 세라믹 복합소재는 공기청정기, 음식물 처리기 등 기능성 필터를 장착한 제품에 이용될 수 있다.

Claims

세라믹 복합 소재에 있어서,
상기 세라믹 복합소재는 활성탄, 제올라이트, 숯, 금속산화물, 토르 말린, 수산화아파타이트계, 세라믹 소재중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 복합 소재.
제 1항에 있어서,
상기 세라믹 복합 소재는 제올라이트 20%, 숯 10%, 활성탄 30%, 금속산화물 5%, 토르 말린 15%, 세라믹 소재 20%로 이루어진 SO 분말 제거제 또는 제올라이트 20%, 숯 10%, 활성탄 30%, 금속산화물 5%, 수산화아파타이트 15%, 세라믹 소재 20%로 이루어진 S1 분말 제거제 또는 제올라이트 20%, 숯 10%, 활성탄 30%, 금속산화물 5%, 토르 말린 5%, 세라믹소재 20%에 암모니아 분말 10%를 더 첨가하여 이루어진 S2 분말 제거제 중 하나를 선택하여 볼화(Ball)하여 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹 복합 소재.
제 1항에 있어서,
상기 세라믹 복합소재는 유해성 유기물질, 휘발성 유기 물질, 새집 증후군의 오염 물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 세라믹 복합 소재.