KR101305963B1 - 유해가스 정화 필터의 제조방법 - Google Patents

유해가스 정화 필터의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 중 유해가스 및 산성물질 제거 성능이 뛰어난 고효율 유해가스 정화 필터의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조되는 유해가스 정화 필터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유해가스 정화 필터는 공기 중 오염물질 흡착 효율이 높아 일반가정, 사무실, 병원 등에서 공기정화를 목적으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 산성물질 제거에도 뛰어난 효과를 가지고 있어 연구실과 실험실 등 유해가스의 밀도가 높은 곳의 환기장치 및 시약장 등에 사용될 수 있고, 제조 및 유지에 있어서 비용을 절감할 수 있으며, 사용 중 2차오염에 대한 단점이 없으므로 친환경적인 유해가스 정화필터로 사용될 수 있다.

Description

유해가스 정화 필터의 제조방법 {Method for manufacturing of harmful gas purifying filter}
본 발명은 공기 중 유해가스 및 산성물질 제거 성능이 뛰어난 고효율 유해가스 정화 필터의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조되는 유해가스 정화 필터에 관한 것이다.
지금까지 실내공기 오염에 대한 관심은 일반가정, 사무실, 병원 등으로 국한되어 있었고, 이러한 실내공간의 오염원을 제거하기 위한 여러 가지 방법이 제시되었고 그중 하나가 공기청정기이다. 하지만 일반가정 및 사무실에서 발생한 오염원에 대한 해결책 중 가장 효과적인 방법으로는 환기시스템이 가장 잘 알려져 있고 부득이하게 황사와 같은 대기 오염이 높거나 밀폐된 공간의 공기정화를 위해서 공기청정기를 사용하는 실정이다.
그렇지만 각종 연구실과 실험실의 경우는 이와 다르다. 연구실과 실험실의 경우 각종 시약 및 화학반응에 의해 발생하는 유해가스의 종류와 농도는 일반가정 및 사무실에서 발생하는 것보다 매우 다양하고 높은 농도의 유해가스가 발생하고 있는 실정이다. 이를 절감하기 위해서는 닥트 설비에 의해 환기를 해야 하는데 최근에 “연구실 안전 환경 조성에 관한 법률”(2006년 4월 1일 시행) 및 세계적 관심사인 “국제기후협약”에 의하여 우리나라도 2013년부터 실내 유해가스 배출이 어렵게 되어 유해가스 배출에 의한 대기오염 등에 많은 연구와 법률적으로 규제조항을 마련하는 등 많은 관심을 갖고 있다. 비록 아직은 강제조항이 아니지만 차츰 규제가 강화되고 있는 실정이다. 따라서 화학, 의학, 제약, 병원, 화학공장, 반도체 공장, Clean Room, 제품개발실, 학교실험실, 동물실험실, 기타 실험 및 작업장의 환경개선은 반드시 이루어져야 할 것으로 판단된다.
현재까지 사용되는 공기정화 방식으로는 음이온 발생식, 필터 및 고성능 필터방식, 워터 필터방식, 전기집진방식, UV/광촉매 방식 등이 이용되어 왔다. 그러나 음이온발생식은 오존량이 많아 유아나 노약자의 경우 주의를 요하고 필터가 없어서 먼지 등은 정화하지 못하고, 필터 또는 고성능필터 방식은 미세먼지, 기체상태의 물질 제거가 불가능하고 탈취능력이 없으며, 필터교체에 따른 비용이 소모되는 단점을 수반한다. 워터 필터 방식은 수시로 물 교환이 필요하고 관리의 부재시 미생물 번식 등 2차 오염이 발생할 수 있다. 또한 전기집진방식은 큰 입자 먼지의 제거력이 떨어지며, 탈취성능이 없으며, UV/광촉매 방식 공기정화는 광원이 꼭 필요하며, 램프의 수명이 짧아 과다한 비용이 발생할 뿐 아니라 파손시에는 중금속에 노출되어 2차 오염이 발생하기 때문에 보관이 용이하지 않았다.
한국등록특허 10-0738260 (2007.07.05.)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 한계를 극복하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공기 중 유해가스 및 산성물질 제거 성능이 뛰어난 고효율 유해가스 정화 필터의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 활성탄과 제올라이트를 2:8 내지 8:2의 중량비로 혼합하여 활성탄-제올라이트 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 단계(a)의 활성탄-제올라이트 혼합물에 산화제 및 염기성 금속산화물을 첨가하여 유해가스 정화 필터 분말을 제조하는 단계; (c) 상기 단계(b)의 유해가스 정화 필터 분말에 바인더 용액을 첨가하여 유해가스 정화 필터 반죽을 제조하는 단계; (d) 상기 단계(c)의 유해가스 정화 필터 반죽을 제환기를 이용하여 유해가스 정화 필터 입자를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 단계(d)의 유해가스 정화 필터 입자를 소성하는 단계;를 포함하여 제조되는 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되어진 흡착제로는 기공도가 크고 표면적이 넓어서 상업적으로 가장 많이 사용되고 있고 VOCs 제거에 뛰어난 성능을 갖고 있는 활성탄을 선택하였다. 그리고 비흡착량은 활성탄에 비해 떨어지지만, 파쇄강도 및 충진밀도가 높고 활성탄과 다른 성질을 갖는 즉 극성 및 친수성물질에 대한 흡착능력이 뛰어난 제올라이트를 이용하여 악취물질에 해당되는 SO2, NH4+와 같은 물질을 제거하고자 그 비율을 2:8 내지 8:2의 중량비로 혼합하여 제조할 수 있고, 가장 바람직하게는 활성탄과 제올라이트를 8:2의 중량비로 혼합하는 것이 공기 중 유해물질 흡착효능에 월등한 효과를 낼 수 있다.
상기 단계(b)에서 산화제를 첨가함으로써 본 발명에 따라 제조된 유해가스 정화 필터의 사용시간을 증대시킬 수 있다. 산화제는 과산화망간칼륨, 과산화망간 및 과산화납에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는 과망간산칼륨을 사용하는 것이 필터제조와 경제적 측면에 있어서 좋다. 산화제는 활성탄-제올라이트 혼합물 100중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부를 첨가하는 것이 필터의 경도면에 있어서 좋다. 산화제의 첨가량이 너무 적을 경우 본 발명에 따라 제조된 유해가스 정화 필터의 사용시간을 증대시키는 효과를 기대하기가 어렵고, 산화제를 너무 과량 첨가했을 때는 필터의 경도면에 있어서 불리할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 유해가스 정화 필터는 상기 제조방법의 단계(b)에서 염기성 금속산화물을 첨가함에 따라 산성 물질을 제거하는 데 월등한 효과를 나타낼 수 있다. 염기성 금속 산화물은 나트륨산화물, 칼륨산화물, 루비듐산화물, 세슘산화물 및 마그네슘산화물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물 사용하는 것을 특징으로 하며, 보다 바람직하게는 마그네슘산화물을 사용하는 것이 산을 제거하는 면에 있어서 좋다. 염기성 금속 산화물은 활성탄-제올라이트 혼합물 100중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부를 첨가하는 것이 경도면에 있어서 좋다. 염기성 금속 산화물의 첨가량이 너무 적을 경우 본 발명에 따라 제조된 유해가스 정화 필터의 산성물질 제거 효과를 기대하기가 어렵고, 염기성 금속 산화물을 너무 과량 첨가했을때는 경도면에 있어서 불리할 수 있다.
활성탄과 제올라이트를 혼합하고 산화제 및 염기성 금속산화물을 첨가하여 제조된 유해가스 정화 필터 분말은 바인더 용액과 혼합하여 유해가스 정화 필터 반죽으로 제조된다. 이때 바인더 용액은 유해가스 정화 필터 분말 100 중량부를 기준으로 50 내지 100 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
바인더 용액의 함량이 너무 낮으면 성형 과정에서 입상화 되지 못하고 혼련상태로 되는 면에서 단점을 수반하게 되고, 바인더 용액의 함량이 너무 높을 경우 성형 과정에서 입상화 단계를 지나 반죽상태로 뭉쳐 버리는 면에 있어서 불리할 수 있다.
상기 바인더 용액은 일반적으로 알려져 있는 종류의 바인더 용액을 사용하는 것도 본 발명의 범주 안에 속하지만, 비닐알콜수지 또는 카복시메틸셀룰로스 1 내지 5 중량% 및 물 99 내지 95 중량%를 혼합하여 제조된 바인더 용액을 사용하는 것이 경도가 높은 구형 형태로 형상을 제어하는 측면에서 보다 좋다.
상기 비닐알콜수지는 PVA를 사용하는 것을 특징으로 하며, 바인더 용액 100 중량%를 기준으로 1 내지 5 중량%로 첨가하여 제조되는 것이 성형 과정에서 구형 형태로 형상을 제어하는 측면에서 바람직하다. 유기성 금속염은 알긴산나트륨, 알긴산칼륨, 알긴산암모늄, 알긴산칼슘에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 마그네슘산화물을 사용하는 것이 산을 제거하는면에 있어서 좋다. 염기성 금속 산화물은 활성탄-제올라이트 혼합물 100중량부를 기준으로 1% 내지 5% 중량부를 첨가하는 것이 경도면에 있어서 좋다. 염기성 금속 산화물의 첨가량이 너무 적을 경우 본 발명에 따라 제조된 유해가스 정화 필터의 산성물질 제거 효과를 기대하기가 어렵고, 염기성 금속 산화물을 너무 과량 첨가했을때는 경도면에 있어서 불리할 수 있다. 카복시메틸셀룰로스는 바인더 용액 100 중량%을 기준으로 1 내지 5 중량%의 함량으로 첨가되는 것이 성형 과정에서 구형 형태로 형상을 제어하는 측면에 있어서 좋다.
제조된 유해가스 정화 필터 반죽은 제환기를 이용하여 유해가스 정화 필터 입자로 제조된다. 유해가스 정화 필터 입자의 크기는 평균입경 4 내지 50 매쉬 범위의 크기를 가지도록 하는 것이 좋으며, 상기 입자의 크기가 평균입경 4 내지 50 매쉬 범위 일때 필터 내에서 비표면적이 높아져 유해가스 정화 필터의 효율을 극대화 시킬 수 있다.
제조된 유해가스 정화 필터 입자는 소성과정을 통해 입자의 경도를 강화시킬 수 있다. 소성온도가 너무 높을 경우 필터 입자가 타버리는 경우가 발생하고, 소성온도가 너무 낮을 경우에는 입자의 소성시간이 너무 길어지는 단점을 수반하게 되므로, 유해가스 정화 필터 입자의 소성은 100 내지 300℃의 드라이오븐에서 30 내지 180분 동안 수행되는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 따른 유해가스 정화 필터는 공기 중 오염물질 흡착 효율이 높아 일반가정, 사무실, 병원 등에서 공기정화를 목적으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 산성물질 제거에도 뛰어난 효과를 가지고 있어 연구실과 실험실 등 유해가스의 밀도가 높은 곳의 환기장치 및 시약장 등에 사용될 수 있고, 제조 및 유지에 있어서 비용을 절감할 수 있으며, 사용 중 2차오염에 대한 단점이 없으므로 친환경적인 유해가스 정화필터로 사용될 수 있다.
도 1은 시험예 1 내지 7에 따른 benzene 제거율을 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 시험예 1 내지 7에 따른 Ethylbenzene 제거율을 그래프로 나타낸 것이다.
도 3은 시험예 1 내지 7에 따른 Toluene 제거율을 그래프로 나타낸 것이다.
도 4는 시험예 1 내지 7에 따른 m,p-Xylene 제거율을 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 시험예 1 내지 7에 따른 o-Xylene 제거율을 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 시험예 8인 포름알데히드 제거효율성능평가를 위한 수행 방법 및 순서이다.
도 7은 시험예 22 내지 28에 따른 산제거효율 실험장치를 간략하게 그림으로 나타낸 것이다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 이는 발명의 구성 및 효과를 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1] 유해가스 정화 필터의 제조
PVA 2.5g을 상온의 물 100g에 용해시켜 바인더 용액을 제조하였다. 활성탄과 제올라이트는 분쇄기에 넣어 분쇄한 후 200 mesh의 분말로 진동체를 이용하여 선별하였고, 선별된 활성탄과 제올라이트를 각각 80g, 20g씩 취하여 혼합하고, KMnO4 6g, MgO 6g, NaOH 6g을 첨가하여 분말들이 균일하게 분포하도록 막대를 이용하여 저어주었다. 혼합된 분말에 바인더 용액 100g을 천천히 가하며 혼합하여 반죽하고, 반죽을 제환기(KZ-10 수동제환기)를 이용하여 입자의 형태로 제조하였다. 제조된 입자는 200℃의 dry oven에서 1시간 동안 굽는 과정을 통해 경화시킨 결과, 평균 입경이 4~50 매쉬인 유해가스 정화 필터를 제조하였다.
[실시예 2] 유해가스 정화 필터의 제조
활성탄과 제올라이트를 7:3의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[실시예 3] 유해가스 정화 필터의 제조
활성탄과 제올라이트를 6:4의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[실시예 4] 유해가스 정화 필터의 제조
활성탄과 제올라이트를 5:5의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[실시예 5] 유해가스 정화 필터의 제조
활성탄과 제올라이트를 4:6의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[실시예 6] 유해가스 정화 필터의 제조
활성탄과 제올라이트를 3:7의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[실시예 7] 유해가스 정화 필터의 제조
활성탄과 제올라이트를 2:8의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[비교예 1]
활성탄과 제올라이트를 1:9의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[비교예 2]
활성탄과 제올라이트를 9:1의 중량비로 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[시험예 1] VOCs 제거효율
상기 실시예　1에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용하여 VOCs 제거효율을 측정하였다.
1) 검량선 작성
① Aromatic Volatiles Mix(Supelco) 표준품 100 ㎍/mL 1 mL를 취해 10 mL Volumetric flask에 넣고 Methanol으로 Make up한다. (10 ㎍/mL)
② 검량선 작성은 20 ng부터 1000 ng을 원칙으로 하고 분석시료의 농도를 고려하여 4포인트 이상 작성한다.
(1000 ng을 초과할 경우 검량선의 r2값이 0.99이상 나오지 않는다.)
③ 20 ng부터 100 ng까지는 10 ㎍/mL을 이용하여 Tenax TA tube에 spiking하고 200 ng부터는 100 ㎍/mL을 이용하여 Tenax TA tube에 spiking하는 것을 기본으로 한다.
2) 활성탄 제올라이트 구형 필터의 양과 흡착 VOCs의 spiking 농도
상기 실시예　1에서 제조된 유해가스 정화 필터 5개를 사용하였고 흡착 VOCs의 농도는 100 mg/L를 50 uL spiking하였다.
3) 활성탄 제올라이트 복합 필터를 통과한 VOCs의 Tenax tube 포집방법
170℃의 injecter에 multi standard를 주입하고, 질소 carrier gas에 의해 필터로 이동시킨다. 분석 할 시료의 유량을 100mL/min로 맞추고 이동라인의 온도를 50℃로 조절한다. Tenax tube를 이용하여 VOCs 포집하고, TD-GC-MS를 통과하여 각 성분을 분석하여 제거율을 측정하였다. TD-GC-MS의 분석조건은 하기 표 1에 기재하였다.
Figure 112011067689282-pat00001
상기 실시예 1에서 제조된 유해가스 정화 필터의 VOCs(Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene) 제거 효율에 대한 결과를 하기 도 1 내지 도 5에 그래프로 나타내었다. 도1 내지 도5에 나타난 것과 같이, 활성탄과 제올라이트를 8 : 2의 비율로 혼합하여 재조한 유해가스 정화필터의 효율이 가장 높았다.
[시험예 2] VOCs 제거효율
상기 실시예　2에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 1과 동일하게 수행하여 VOCs 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 1 내지 도 5에 그래프로 나타내었다.
[시험예 3] VOCs 제거효율
상기 실시예　3에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 1과 동일하게 수행하여 VOCs 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 1 내지 도 5에 그래프로 나타내었다.
[시험예 4] VOCs 제거효율
상기 실시예　4에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 1과 동일하게 수행하여 VOCs 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 1 내지 도 5에 그래프로 나타내었다.
[시험예 5] VOCs 제거효율
상기 실시예　5에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 1과 동일하게 수행하여 VOCs 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 1 내지 도 5에 그래프로 나타내었다.
[시험예 6] VOCs 제거효율
상기 실시예　6에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 1과 동일하게 수행하여 VOCs 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 1 내지 도 5에 그래프로 나타내었다.
[시험예 7] VOCs 제거효율
상기 실시예　7에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 1과 동일하게 수행하여 VOCs 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 1 내지 도 5에 그래프로 나타내었다.
[시험예 8] 포름알데히드 (HCOH) 제거효율
1) 검량선 작성
① 포름알데히드 표준품 100 ㎍/mL를 0.1 mL 취해 10 mL Volumetric flask에 넣고 아세토니트릴로 Make up한다. (1 ㎍/mL)
② 1 ㎍/mL를 5 mL 피펫을 이용하여 5 mL 취해 10 mL Volumetric flask에 넣고 아세토니트릴로 Make up한다.(0.5 ㎍/mL)
③ 0.5 ㎍/mL를 5 mL 피펫을 이용하여 5 mL취해 25 mL Volumetric flask에 넣고 아세토니트릴로 Make up한다.(0.1 ㎍/mL)
2) 활성탄 제올라이트 구형 필터의 양과 흡착 포름알데히드의 spiking 농도
상기 실시예　1에서 제조된 유해가스 정화 필터 5개를 사용하였고 흡착 HCOH의 농도는 1 mg/L를 20 mL spiking하였다.
포름알데히드의 제거효율성능평가 방법은 하기 도 6에 나타난 대로 수행하였고, HPLC를 이용한 분석 조건은 하기 표 2에 기재된 바와 같다.
Figure 112011067689282-pat00002
시험예 8에 따른 유해가스 정화 필터의 포름알데히드 제거는 99.7%의 월등한 제거효율을 보였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다.
[시험예 9] 포름알데히드 (HCOH) 제거효율
상기 실시예　2에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 8과 동일하게 수행하여 포름알데히드 (HCOH) 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3으로 나타내었다.
[시험예 10] 포름알데히드 (HCOH) 제거효율
상기 실시예　3에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 8과 동일하게 수행하여 포름알데히드 (HCOH) 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3으로 나타내었다.
[시험예 11] 포름알데히드 (HCOH) 제거효율
상기 실시예　4에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 8과 동일하게 수행하여 포름알데히드 (HCOH) 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3으로 나타내었다.
[시험예 12] 포름알데히드 (HCOH) 제거효율
상기 실시예　5에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 8과 동일하게 수행하여 포름알데히드 (HCOH) 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3으로 나타내었다.
[시험예 13] 포름알데히드 (HCOH) 제거효율
상기 실시예　6에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 8과 동일하게 수행하여 포름알데히드 (HCOH) 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3으로 나타내었다.
[시험예 14] 포름알데히드 (HCOH) 제거효율
상기 실시예　7에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 8과 동일하게 수행하여 포름알데히드 (HCOH) 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3으로 나타내었다.
Figure 112011067689282-pat00003
상기 시험예 8 내지 14에 따른 유해가스 정화 필터의 단위 g당 포름알데히드 (HCOH)의 제거량을 하기 표 4에 나타내었다.
Figure 112011067689282-pat00004
상기 표 3에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 유해가스 정화 필터는 포름알데히드의 제거율이 80% 이상이며, 표 4와 같이 단위g당 포름알데히드의 제거량을 계산해 낼 수 있음으로써 각 실험실에서 사용되는 유기용매의 포름알데히드 발생량에 따라 충진량을 조절하여 95% 이상의 제거효율을 유지할 수 있으며, 필터 교체시기도 연장 할 수 있을 것이다.
[시험예 15] 암모니아 제거효율
암모니아의 제거효율 성능평가는 검지관법을 이용 하였다.
1) 검량선 작성
Tesla bag에 일정량의 암모니아수를 기화시켜 주입 후 sampling pump (Kitagawa Model AP-20, Japan)를 이용하여 측정하였다. 이때 사용된 검지관은 측정범위가 0.1~1 %인 Kitagawa사의 105 SM을 사용하였다. 이때 포집은 유해가스 정화 필터를 packing 할 때 사용된 glass tube를 동일하게 사용하여 체적에 대한 보정을 하였다.
2) 유해가스 정화 필터의 양과 흡착 포름알데히드의 spiking 농도
상기 실시예　1에서 제조된 유해가스 정화 필터 50개를 사용하였고 흡착 암모니아의 농도는 2800 mg/L를 100 mL 주입하였다. 170℃의 injecter에 multi standard 주입하고, 질소 carrier gas에 의해 필터로 이동시켰다. 이때 유량은 100mL/min, 이동라인의 온도는 50℃를 유지하도록 하고, 검지관을 이용하여 암모니아를 포집하여 암모니아 제거효율을 측정하였고 그 결과를 하기 표 5로 나타내었다.
[시험예 16] 암모니아 제거효율
상기 실시예　2에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 15과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
[시험예 17] 암모니아 제거효율
상기 실시예　3에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 15과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
[시험예 18] 암모니아 제거효율
상기 실시예　4에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 15과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
[시험예 19] 암모니아 제거효율
상기 실시예　5에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 15과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
[시험예 20] 암모니아 제거효율
상기 실시예　6에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 15과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
[시험예 21] 암모니아 제거효율
상기 실시예　7에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 15과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
Figure 112011067689282-pat00005
상기 시험예 15 내지 21에 따른 유해가스 정화 필터의 단위 g당 암모니아 제거량을 하기 표 6에 나타내었다.
Figure 112011067689282-pat00006
상기 표 5에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 유해가스 정화 필터는 암모니아의 제거율이 98% 이상이며, 표 6과 같이 단위g당 암모니아 제거량을 계산해 낼 수 있음으로써 각 실험실에서 사용되는 유기용매의 포름알데히드 발생량에 따라 충진량을 조절하여 95% 이상의 제거효율을 유지할 수 있으며, 필터 교체시기도 연장 할 수 있을 것이다.
[시험예 22] 산 제거효율
본 발명에 따른 유해가스 정화 필터의 산 제거 효율 실험은 산을 기화시켜 유해가스 정화 필터에 흡착시켜 산 제거 실험을 실시한 후 pH paper로 일차 산의 제거 정도를 측정하고 정확한 제거율 측정을 위하여 이온크로마토그래피 방법을 이용하여 실시하였다.
염산(35%)을 이용하여 산 제거 실험을 실시하였는데 액상 침착법을 이용하여 실험하지 않고 산을 기화시켜 상기 실시예 1에 따라 제조된 유해가스 정화 필터에 흡착시켜 산 제거 실험을 실시하였다. 산 제거효율을 측정하기 위한 실험 장치를 도 7에 나타내었다. 5mL의 염산을 담은 삼각 플라스크를 hot plate를 이용하여 가열하였고, 삼각플라스크의 입구 부분에 50개의 필터환이 충진되어 있는 관을 연결하여 기화된 염산이 필터를 지나가도록 하였다. 또한 필터에 흡착되지 않고 통과 된 염산 증기는 오른쪽의 비이커에서 수상치환 되도록 하였다. 오른쪽 비이커의 산의 농도는 pH paper를 이용하여 1차 검사를 실시하였고 정확한 염산의 농도는 이온크로마토그래프를 이용하여 분석을 하였다.
하기 수학식 1을 이용하여 단위 g당 염산 기체의 제거량을 환산하여 하기 표7에 나타내었다.
[수학식 1]
Figure 112011067689282-pat00007
[시험예 23] 산 제거효율
상기 실시예　2에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 22과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
[시험예 24] 산 제거효율
상기 실시예　3에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 22과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
[시험예 25] 산 제거효율
상기 실시예　4에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 22과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
[시험예 26] 산 제거효율
상기 실시예　5에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 22과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
[시험예 27] 산 제거효율
상기 실시예　6에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 22과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
[시험예 28] 산 제거효율
상기 실시예　8에서 제조된 유해가스 정화 필터를 사용한 것 이외에는 상기 시험예 22과 동일하게 수행하여 암모니아 제거효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
Figure 112011067689282-pat00008
상기 표 7에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 유해가스 정화 필터의 단위g당 암모니아 제거량을 계산해 낼 수 있음으로써 필터의 충진량을 조절함에 따라 산성기체의 제거효율을 80% 이상으로 유지할 수 있으며, 필터 교체시기도 연장 할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. (a) 활성탄과 제올라이트를 2:8 내지 8:2의 중량비로 혼합하여 활성탄-제올라이트 혼합물을 제조하는 단계;
    (b) 상기 단계(a)의 활성탄-제올라이트 혼합물에 과산화망간칼륨, 과산화망간 및 과산화납에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 산화제 및 나트륨산화물, 칼륨산화물, 루비듐산화물, 세슘산화물 및 마그네슘산화물에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 염기성 금속산화물을 첨가하여 유해가스 정화 필터 분말을 제조하는 단계;
    (c) 상기 단계(b)의 유해가스 정화 필터 분말에 바인더 용액을 첨가하여 유해가스 정화 필터 반죽을 제조하는 단계;
    (d) 상기 단계(c)의 유해가스 정화 필터 반죽을 제환기를 이용하여 유해가스 정화 필터 입자를 제조하는 단계; 및
    (e) 상기 단계(d)의 유해가스 정화 필터 입자를 소성하는 단계;를 포함하여 제조되는 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단계(c)의 유해가스 정화 필터 반죽은 유해가스 정화 필터 분말 100 중량부를 기준으로 바인더 용액 50 내지 100 중량부를 첨가하여 제조되는 것인 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 바인더 용액은 비닐알콜수지 또는 카복시메틸셀룰로스 1 내지 5 중량% 및 물 99 내지 95 중량%를 혼합하여 제조되는 것인 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서.
    상기 단계(d)의 흡착필터입자의 크기는 4 내지 50 매쉬인 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 단계(e)의 소성은 100 내지 300℃에서 30 내지 180분동안 수행되는 것인 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 산화제는 활성탄-제올라이트 혼합물 100중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부를 첨가하는 것인 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 염기성 금속산화물은 활성탄-제올라이트 혼합물 100중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부를 첨가하는 것인 유해가스 정화 필터용 입자의 제조방법.
  10. 제 1항 및 제 4항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 유해가스 정화 필터용 입자를 사용하는 유해가스 정화 필터.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20060104030A (ko) * 2005-03-29 2006-10-09 주식회사 코캣 금속화합물을 이용한 케미컬 필터 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100456186B1 (ko) 2001-06-12 2004-11-09 주식회사 얼라이브텍 배기가스 중에 포함된 질소산화물을 제거하는 제거제 및이에 의한 질소산화물 제거 방법
KR100456185B1 (ko) 2001-07-25 2004-11-10 주식회사 얼라이브텍 배기가스 중에 포함된 유해가스를 제거하기 위한 제거제및 이에 의한 유해가스 제거 방법
EP1552871A1 (en) 2002-10-16 2005-07-13 Hokuetsu Paper Mills, Ltd. Air purification filter and process for producing the same
KR20060104030A (ko) * 2005-03-29 2006-10-09 주식회사 코캣 금속화합물을 이용한 케미컬 필터 및 이의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102221927B1 (ko) 2019-12-18 2021-03-02 재단법인 한국탄소융합기술원 보존성이 강화된 활성탄소 코팅용액의 제조방법 및 그를 적용한 물품

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