KR101462483B1

KR101462483B1 - 견운모 탈취제의 제조방법

Info

Publication number: KR101462483B1
Application number: KR1020120131382A
Authority: KR
Inventors: 박세호
Original assignee: 주식회사 삼경엠에스엠
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2014-11-18
Also published as: KR20140064254A

Abstract

본 발명은 견운모 분말과 탈취대상물에 의해 쉽게 용해되는 바인더를 혼합하고 성형 및 소결하여 제조되는 견운모 탈취제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법으로 제조되는 견운모 탈취제는 힘을 가하여도 쉽게 부서지지 않는 성형성과 더불어 탈취대상물에 의해 표면의 탈취제가 쉽게 용해되어 제거되면서 탈취제 표면 아래에 있던 새로운 견운모 분말이 표면에 드러나 악취성분을 흡착하도록 하는 용해성이 우수하여 견운모 탈취제의 탈취효율이 지속적으로 높게 유지되며, 또한 천연소재인 견운모를 주성분으로 하므로 인체에 해가 없고 사용과정에서 자연환경에 악영향을 주지 않으며 폐기시에도 2차 오염이 발생하지 않는다.

Description

견운모 탈취제의 제조방법{method for manufacturing sericite deodorant}

본 발명은 견운모 분말과 탈취대상물에 의해 쉽게 용해되는 바인더를 혼합하고 성형 및 소결하여 제조되는 견운모 탈취제의 제조방법에 관한 것이다.

생활 환경과 의식수준의 향상에 따라 일상생활에 불쾌감을 주는 악취나 오취의 제거에 대한 관심이 증가하고 있으며, 하수구, 축사 분뇨, 하수처리장, 화장실, 생활쓰레기, 냉장고 등의 악취뿐만 아니라 신발냄새, 담배냄새, 땀냄새, 애완동물 냄새 문제까지 제기되고 있다.

통상적으로 악취는 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 메틸머캅탄 등과 같은 산성냄새; 암모니아, 트리메탈아민, 스카톨 등과 같은 염기성 냄새; 아세트알데히드, 스티렌 등과 같은 중성냄새로 구별될 수 있으며, 악취발생원이 매우 다양하여 악취발생을 차단하는 것은 한계가 있으므로 발생한 악취를 제거하는 탈취기술에 대한 연구가 집중되고 있다.

종래의 탈취기술을 살펴보면, 바이오필터 탈취방식은 천연 및 인공담체에 미생물을 고정하여 생물학적으로 처리하는 방식으로서 저농도 고풍량의 가스처리에 적합하고 낮은 운전비, 복합가스처리 가능 및 2차 오염이 없는 장점이 있으나, 장치의 설치면적이 크고 고온·고농도 가스처리에는 부적합한 단점이 있다.

토양 탈취방식은 토양층의 미생물을 이용하여 악취성분을 제거하는 방식으로서 장비가 간단하고 초기투자비와 운전비가 낮다는 장점이 있으나, 운전조건 선정이 어렵고 고온·고농도 배출가스의 처리에는 부적합하다는 단점이 있다.

흡착 탈취방식은 활성탄 등 흡착제의 물리적 흡착능력에 의해 처리하는 방식으로서 저농도 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs) 제거에 적합하고 장비가 단순하다는 장점이 있으나, 사용 후 흡착제 폐기시 2차 오염이 발생하고 타르, 수분, 분진 등에 약하며 VOCs 처리시 화재발생이 우려되는 단점이 있다.

촉매연소 탈취방식은 촉매를 사용하여 350~450 ℃의 온도에서 악취성분을 산화하는 방식으로서 고온·고농도의 가스처리에 적합하나, 초기투자비와 운전비가 높고 황 성분 등의 촉매 피독물질을 처리하기 곤란하다는 단점이 있다.

직접연소 탈취방식은 850 ℃ 이상의 고온에서 악취성분을 열적으로 산화분해하는 방식으로서 고농도 가스처리에 유리하고 다양한 성분처리가 가능하나, 초기투자비와 운전비가 높고 고온산화에 의한 녹스(NOx)성분이 배출될 가능성이 있다.

약액세정 탈취방식은 산화제를 이용하여 악취성분을 분해하는 방식으로서 처리가스의 온도 영향이 적고 저농도 대량가스의 처리에 적합하며 분진을 동시에 처리하는 것이 가능하나, 복합 탈취장치에 대한 비용부담이 높고 2차 오염물이 배출될 가능이 있으며 장비가 부식되는 단점이 있다.

탈취제는 불쾌한 냄새를 흡착, 흡수, 산화, 부가, 분해, 중화, 은폐 등에 의하여 제거 또는 완화하는 약제를 말하는데, 흡착방식의 탈취제로는 활성탄, 실리카겔, 활성 백토 등의 무첨착(無添着) 흡착제에 흡착시키는 물리흡착 탈취제와 과망간산칼륨 수용액, 표백분 수용액, 포르말린 등의 산, 염기, 산화제를 흡착제에 첨착시킨 화학흡착 탈취제가 있으며, 흡착방식에는 교환식 흡착탈취장치와 재생식 흡착탈취장치가 있다.

근래에는 자연친화적인 제품에 대한 선호가 증가함에 따라 화학물질로 제조된 화학탈취제보다 자연소재로 제조된 천연탈취제에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 천연소재 중 탈취기능을 가진 소재를 이용하여 탈취효과를 얻고자 하는 연구개발이 활발히 진행되고 있다.

이러한 천연소재 중의 하나인 견운모(sericite)는 층상구조의 수화된 알루미늄 규산염 광물군의 일종으로서, 원적외선 방사율, 탈취율, 항균 및 항곰팡이성, 음이온 방출, 방오, 대기정화 등의 기능이 우수한 광물이다.

견운모는 대략 이산화규소(SiO₂) 60 %, 산화알루미늄(Al₂O₃) 10 %, 산화칼륨(K₂O) 9.0 %, 산화마그네슘(MgO) 2.9 %, 산화제이철(Fe₂O₃) 1.8 %, 산화칼슘(CaO) 0.1 %, 산화나트륨(Na₂O) 0.1 % 및 기타 물 분자로 이루어져 있으며, 칼륨원자를 정점으로 하여 이를 받치는 산소원자와 이를 기저로 한 알루미늄, 규소 및 기타 금속과 수소 등의 원자가 결합하여 극히 안정된 결정구조를 이루고, 이러한 기본 결정구조에서 산소 및 칼륨원자가 불규칙적으로 치환된 구조의 천연 무기재료이다.

견운모는 가소성(plasticity), 건조강도(drying strength), 생강도(green strength)가 높아서 요업분야에 주로 이용되며, 도료, 전기절연체, 활마재(滑摩材), 화장품 등 다양한 분야에 이용되어 왔으나 탈취제의 재료로서는 많이 이용되지 못하였다.

이는 견운모의 기공용량이 활성탄에 미치지 못하여 흡착능력이 상대적으로 떨어지고, 또한 견운모의 구성성분들이 안정된 결정구조를 이루고 있어서 견운모의 금속성분에 의한 악취 유기성분의 분해반응에 한계가 있기 때문이다.

견운모를 이용하여 탈취제를 제조하는 방안으로서, 한국공개특허공보 제2004-0009759호에는 세리사이트 원석을 분쇄하고 건조한 다음 일반 건자재 소재에 사용되는 통상의 응고제를 첨가하여 성형 및 건조하여 탈취제를 제조하는 방법이 개시되어 있다.

상기 발명은 탈취효과가 우수하고 물에 끓여 재사용 가능하므로 반영구적으로 사용가능한 탈취제를 제공하나, 탈취가 진행되면서 견운모의 기공이 채워짐에 따라 흡착능력이 점점 저하되므로 자주 재생하여야 하는 불편과 견운모 분말을 일정 형태로 성형하는 과정에서 응고제가 견운모의 기공을 막아 탈취제의 흡착효과를 저하시키는 문제가 있다.

또한, 한국등록특허공보 제1102429호에는 세리사이트와 정제수를 혼합 및 교반한 다음 항균성 금속 이온과 산화방지제를 첨가하여 세리사이트에 항균, 탈취기능을 부여하는 발명이 개시되어 있다.

상기 발명은 견운모에 금속성분을 결합시켜 지속적인 항균성 및 탈취력을 갖도록 하고 산화방지제를 사용하여 금속이온의 변성을 억제함으로써 세리사이트의 항균수명을 연장하는 효과를 제공하나, 견운모는 안정된 결정구조를 이루고 있어서 견운모에 결합되는 금속성분의 양이 한정되어 항균성이 기대에 미치지 못하며, 액상으로 이루어져 견운모의 악취성분 흡착효과를 기대하기 어렵고 탈취제로서 제품에 적용하는데 제약이 있다.

본 발명은 상기와 같이 견운모를 소재로 하는 종래의 탈취제가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 견운모의 흡착능력과 악취성분 분해능력을 최대화하면서 탈취가 계속되어도 탈취능력이 저하되지 않도록 하는 견운모 탈취제의 제조방법을 제공하는 것이다.

삭제

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 견운모를 분쇄하여 견운모 분말을 제조하는 단계; 상기 견운모 분말 90.0~99.9 중량%에 카복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스, 벤토나이트, 전분, 젤라틴, 백토, 와목점토 및 규산소다로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 용해성 바인더 0.1~10.0 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물에 은, 구리, 3가 크롬, 코발트 및 아연으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나로 구성되는 금속원소의 수산화물이 첨가된 물을 혼합하고 성형하여 성형물을 제조하는 단계; 및 상기 성형물을 건조한 다음 200~300 ℃의 온도로 소결하는 단계;를 포함하는 견운모 탈취제 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 견운모 분말은 지름이 10~100 ㎛이며, 상기 소결시 승온속도는 3~7 ℃/분인 것이 바람직하다.

삭제

본 발명에 따른 방법으로 제조되는 견운모 탈취제는 힘을 가하여도 쉽게 부서지지 않는 성형성과 더불어 탈취대상물에 의해 표면의 탈취제가 쉽게 용해되어 제거되면서 탈취제 표면 아래에 있던 새로운 견운모 분말이 표면에 드러나 악취성분을 흡착하도록 하는 용해성이 우수하여 견운모 탈취제의 탈취효율이 지속적으로 높게 유지된다.

또한, 천연소재인 견운모를 주성분으로 하므로 인체에 해가 없고 사용과정에서 자연환경에 악영향을 주지 않으며 폐기시에도 2차 오염이 발생하지 않는다.

도 1은 견운모 분말의 주사전자현미경 사진이다.
도 2는 벤토나이트를 바인더로 하여 제조된 본 발명의 견운모 탈취제의 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 젤라틴을 바인더로 하여 제조된 본 발명의 견운모 탈취제의 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 벤토나이트를 바인더로 하여 제조된 본 발명의 견운모 탈취제의 암모니아 탈취효율을 측정한 시험성적서이다.
도 5는 젤라틴을 바인더로 하여 제조된 본 발명의 견운모 탈취제의 암모니아 탈취효율을 측정한 시험성적서이다.
도 6은 벤토나이트를 바인더로 하여 제조된 본 발명의 견운모 탈취제의 메틸머캅탄 탈취효율을 측정한 시험성적서이다.
도 7은 카복시메틸셀룰로오스를 바인더로 하여 제조된 본 발명의 견운모 탈취제의 메틸머캅탄 탈취효율을 측정한 시험성적서이다.
도 8은 가용성 전분을 바인더로 하여 제조된 본 발명의 견운모 탈취제를 부직포로 포장하여 메틸머캅탄에 대한 탈취효율을 측정한 시험성적서이다.

본 발명의 견운모 탈취제 제조방법은 견운모를 분쇄하고 여기에 바인더를 첨가하여 일정 부피를 가진 고형으로 성형한 다음 소성하여 견운모 탈취제를 제조한다.

먼저, 견운모를 분쇄하여 분말화하는데, 견운모 분말의 전체 표면적을 극대화하기 위하여 지름 10~100 ㎛ 크기로 미세하게 분쇄하여 분말화하는 것이 바람직하다.

다음은 상기 견운모 분말에 바인더를 혼합하고 물을 첨가하여 충분히 섞은 다음 일정 크기로 성형한다.

상기 바인더는 견운모 분말을 일정 형상으로 성형하면서 탈취대상물 및 탈취제의 사용환경에 따라 서서히 용해될 수 있는 소재가 사용된다.

이러한 바인더 소재로서, 본 발명에서는 카복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose, CMC), 셀룰로오스(cellulose), 벤토나이트(bentonite), 전분(starch), 젤라틴(gelatin), 백토(白土), 와목점토(蛙目粘土) 및 규산소다(sodium silicate) 중에서 1종 또는 2종 이상을 사용한다.

상기 카복시메틸셀룰로오스는 알칼리셀룰로오스에 클로로아세트산염을 반응시켜 만든 흰색 고체로서 셀룰로오스 분자당 0.8 개 이하의 글리콜산나트륨·에테르기를 가지며, 물에 녹이면 끈적끈적한 액체가 되는 수용성 셀룰로오스이다.

셀룰로오스는 섬유소라고도 하며 자연계에 가장 많이 존재하는 유기화합물로서 식물세포벽의 기본구조이고 식물의 세포막과 목질부를 이루는 주성분이며, 물에 불용성이나 산에는 가수분해되고 구리 암모니아액에 녹으며 알칼리셀룰로오스를 이황화탄소에 작용시키면 용해된다.

벤토나이트는 단사정계 광물인 몬모릴로나이트가 주로 들어있는 회색, 담갈색, 담녹색, 백색의 점토로서, 수중에서는 얇은 판상결정층 사이에 물을 흡수해서 팽윤하고 또한 물에 분산되어 높은 구조점성을 나타내는 콜로이드분산액을 생성하며, 농도를 높이면 한천상의 끈적끈적한 겔을 형성한다.

이러한 증점작용 이외에 혼재하는 고체입자 등의 다른 물질의 현탁 안정화작용, 보호콜로이드작용 및 고농도의 고체입자로 된 페이스트 가역성 부여 등의 작용이 있으며, 수상에 배합 및 겔화시켜 에멀젼입자의 응집이나 합일을 방지하고 거품안정화, 다중안정성을 향상시키는데 이용된다.

전분은 수많은 포도당이 축합반응을 일으켜 길게 연결되어 만들어지는 다당류로서, 일반적으로 아밀로오스 20~25 %, 아밀로펙틴 75~80 %의 비율을 갖는 혼합물이며, 물에는 녹지 않으나 뜨거운 물을 붓거나 물을 부어 가열하면 녹말입자가 팽창하여 점성이 강한 액체, 즉 풀이 된다.

젤라틴은 천연단백질인 콜라겐을 뜨거운 물로 처리하면 얻어지는 유도단백질의 일종으로서, 찬물에는 팽창만 하나 온수에는 녹아서 졸(sol)이 되고 2∼3% 이상의 농도에서는 실온에서 탄성이 있는 겔(gel)이 되므로 이러한 응고성을 이용하여 견운모 분말을 일정 형상으로 성형하는 바인더 소재로 사용될 수 있다.

백토는 백색도자기의 원료로 사용되는 백색점토로서, 제1점토와 제2점토로 나뉘는데 제1점토는 점력이 좋지 못하고 제2점토는 점력이 좋으며, 미세한 입자의 집합체로서 흡착력이 크기 때문에 습기에는 가소성을 가지나 건조하면 강성을 나타낸다.

와목점토는 화강암질의 암석이 풍화·분해된 진흙으로서, 도기의 원료로 사용되며 카올린이 주성분이고 소성과 강도가 낮으며, 청와목, 백와목, 흑와목 등이 있다.

규산소다는 규산의 나트륨염으로서, 물에 잘 녹아서 수용액이나 고체상태로 이용이 가능하고 겔화 성질이 있어서 시멘트의 급결제나 접착제, 토양경화제, 주물사의 점결제 등에 이용된다.

상기 바인더의 혼합량은 탈취제의 용도에 따라 달라지나 견운모 분말:바인더=90.0~99.9:0.1~10.0 중량%가 적당하고 물은 견운모 분말과 바인더가 걸쭉한 상태로 반죽될 정도의 양을 첨가하며, 바인더 종류에 따라 물에 잘 용해될 수 있도록 온수를 사용할 수도 있다.

탈취제의 항균·탈취기능을 향상시키기 위하여 탈취제에 항균 및 유기물질 분해기능이 우수한 금속성분을 많이 함유하도록 하는 것이 바람직한데, 견운모에는 알루미늄, 칼륨, 마그네슘, 철, 칼슘, 나트륨 등의 금속원소가 일부 함유되어 있으나 이들의 항균 및 유기물질 분해능이 낮아서 그 효과는 미미하다.

학계에 보고된 금속이온들의 항균력은 대략 은(Ag) > 수은(Hg) > 구리(Cu) > 카드늄(Cd) > 크롬(Cr) > 납(Pb) > 코발트(Co) > 금(Au) > 아연(Zn) > 철(Fe) > 망간(Mn) > 몰리브덴(Mo) > 주석(Sn)의 순으로서, 견운모에 함유된 금속원소들을 상기 항균력이 우수한 금속원소와 치환하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 상기 물에 금속 수산화물이 첨가되는 것이 바람직하고 상기 금속은 항균 및 유기물질 분해촉진기능이 우수한 금속원소가 좀더 바람직하며, 독성이 있는 금속원소를 배제하고 경제성을 고려하면 은, 구리, 3가 크롬, 코발트, 아연이 가장 바람직하다.

금속 수산화물이 물에 용해되면 수산이온과 금속이온으로 해리되면서 용해열이 발생하며, 이러한 용해열은 물을 승온시키고 물의 온도가 높을수록 견운모에 함유된 금속원소의 용출이 보다 잘 이루어진다.

이온화 경향 반응성은 칼륨 > 칼슘 > 나트륨 > 마그네슘 > 알루미늄 > 아연 > 철 > 니켈 > 주석 > 납 > 구리 > 수은 > 은의 순으로 높아서, 물에 해리된 수산이온이 층상구조의 견운모 층간을 침투하여 견운모의 이온화 경향이 큰 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄 등의 금속원소와 반응하여 금속원소의 용출을 촉진하고 견운모의 금속원소가 빠져나간 자리에 금속 수산화물에서 해리된 항균 및 유기물질 분해촉진기능이 우수한 은, 구리, 3가 크롬, 코발트, 아연 등의 금속이온이 견운모와 결합된다.

또한, 견운모에서 용출된 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄 등의 금속이온은 건조 및 소결과정에서 견운모 분말 표면에 고정되므로, 견운모에 결합 또는 고정된 금속이온은 견운모 탈취제가 탈취기능을 수행하는 과정에서 탈취제로부터 쉽게 이탈되지 않으므로 항균 및 유기물질 분해능을 지속적으로 발휘할 수 있다.

다음은 상기 견운모 분말, 바인더 및 물의 혼합물을 일정 형태로 성형한다.

성형하는 형태는 탈취제의 용도에 따라 크기와 형상을 자유롭게 조절할 수 있는데, 탈취제의 교환주기, 사용환경, 탈취대상물, 악취종류에 따른 바인더의 용해속도, 포장여부 등에 따라 블록형상 또는 과립형상으로 성형할 수 있다.

예를 들어, 화장실 소변기의 악취제거에 사용될 경우 구, 타원구, 원기둥 형상으로 성형하여 낱개로 사용될 수 있으며, 냉장고의 탈취제로 사용될 경우 과립형상으로 성형하고 천 등에 다수 개의 과립을 함께 포장하여 사용할 수 있다.

다음은 상기 성형물을 건조하여 성형된 형상을 유지하도록 한 다음 소결하여 강도를 부여함으로써 본 발명에 따른 견운모 탈취제의 제조가 완료된다.

상기 건조는 자연건조 또는 인공건조 모두 가능하나 소결공정에서 열처리하는 과정을 거치므로 자연건조하는 것이 경제성 면에서 바람직하다.

상기 소결온도는 300 ℃를 초과하지 않는 것이 바람직하고 200~300 ℃가 더욱 바람직하며, 소결시 승온속도는 3~7 ℃/분이 적당한데, 상기의 소결온도와 승온속도는 바인더가 견운모 분말의 기공 속으로 삽입되는 것을 억제하여 견운모의 흡착능력이 저하되지 않도록 하는 적정 온도와 속도이다.

상기와 같이 제조된 견운모 탈취제는 견운모 분말 90.0~99.9 중량%와 카복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스, 벤토나이트, 전분, 젤라틴, 백토, 와목점토 및 규산소다로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 바인더 0.1~10.0 중량%로 이루어진다.

상기 견운모 탈취제는 탈취대상물인 악취성분을 탈취하는 동안 탈취대상물이 먼저 탈취제 표면과 접촉하고, 탈취제 표면의 바인더는 탈취대상물에 의해 용해되어 탈취제 표면으로부터 서서히 제거되며, 이에 따라 탈취제 표면에서 바인더에 의해 고정되어 있던 견운모 분말이 제거되면서 탈취제 표면 아래에 있던 새로운 견운모 분말이 표면에 드러나 악취성분을 흡착하므로 탈취제의 처음 흡착능력이 지속적으로 유지될 수 있다.

예를 들어, 화장실 소변기의 악취제거에 사용될 경우, 수용성의 카복시메틸셀룰로오스, 구리 암모니아액에 녹는 셀룰로오스, 온수에 용해되는 전분, 젤라틴을 바인더로 하여 구형으로 성형한 견운모 탈취제는 먼저 표면의 견운모가 소변의 악취성분을 흡착하며, 사용이 지속됨에 따라 소변의 암모니아 성분과 체온에 의한 소변온도에 의해 표면의 바인더가 서서히 용해되고 이에 따라 악취성분을 흡착한 표면의 견운모가 제거되므로 표면 아래의 미흡착 견운모가 다시 악취성분을 흡착하게 된다.

또한, 냉장고의 냄새제거에 사용될 경우, 벤토나이트, 백토, 와목점토를 바인더로 하여 과립으로 성형하고 천으로 다수 개 포장하여 냉장고 문에 설치한 견운모 탈취제는 먼저 표면의 견운모가 냉장고의 음식물에서 발생하는 휘발성 냄새성분을 흡착하며, 사용이 지속됨에 따라 냉장고의 수분에 의해 표면의 바인더 결합력이 약해지고 냉장고 문의 개폐에 의해 표면으로부터 이탈되어 냄새성분을 흡착한 표면의 견운모가 제거되므로 표면 아래의 미흡착 견운모가 다시 냄새성분을 흡착하게 된다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예, 비교예 및 시험예에 의거하여 좀더 상세하게 설명한다.

단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 및 비교예>

먼저 견운모를 준비한 다음, 40 ㎛ 크기로 분쇄하여 견운모 분말을 얻었다.

상기 견운모 분말에 하기 표 1 및 표 2의 비율로 바인더를 혼합하여 혼합물을 제조한 다음, 상기 혼합물에 물을 첨가하여 혼합물을 걸쭉한 상태로 한 다음 충분히 섞어주었다.

원기둥 형상의 성형체(지름×높이=4.0 ㎝×1.5 ㎝)를 제작할 수 있는 석고 몰드를 제작한 다음, 여기에 상기 충분히 섞은 혼합물을 붓고 수분이 일부 제거되어 형태를 유지할 수 있을 때 탈형하여 통풍이 잘되는 음지에서 2~3일간 자연건조하거나 열처리로에서 인공건조하여 블록형상의 성형체를 제조하였다.

또한, 과립기를 이용하여 과립형상의 성형체를 제조하였다.

다음은 상기 성형체를 5 ℃/분의 속도로 승온하여 하기 표 1 및 표 2의 온도와 시간 동안 소결하여 견운모 탈취제를 제조하였다.

<시험예 1> 성형성 및 용해성 측정

바인더를 혼합하지 않은 경우를 대조군으로 하여, 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 견운모 탈취제 중 블록형상의 탈취제를 대상으로 성형성 및 용해성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.

성형성은 탈취제에 힘을 가하여 부서지는 정도를 기준을 측정하였으며, 용해성은 먼저 견운모 탈취제를 물에 약 1 분간 담갔을 때 쉽게 용해되는가를 확인한 다음 흐르는 물에 30 초 동안 정치한 후 용해 정도를 관찰하고 이를 1 분 간격으로 반복시험하였다.

평가기준은 하기와 같다.

성형성

○ : 모양이 형성되고 힘을 가하여도 쉽게 부서지지 않음

△ : 모양은 형성되나 힘을 조금 세게 가하면 부서짐

× : 모양은 형성되나 힘을 조금 가하면 부서짐

용해성

○ : 10번 이하의 용해시험으로 용해가 됨

△ : 서서히 용해가 됨

× : 30번의 용해시험에도 용해가 거의 안 됨

바인더 혼합비율, 건조 및 소결조건, 성형성 및 용해성-1

바인더	바인더 혼합비율 (중량%)	건조조건 (건조온도 /건조시간)	소결조건 (소결온도 /소결시간)	성형성	용해성	비고
대조군	-	자연건조	600 ℃/30 분	×	-
			800 ℃/30 분	×	-
			900 ℃/30 분	○	○
			920 ℃/30 분	○	△
			1000 ℃/30 분	○	×
			1200 ℃/30 분	○	×
카복시메틸셀룰로오스	0.1	자연건조	300 ℃/30 분	○	○
	0.2			○	○
	1.0			○	○
	5.0			-	-	너무 천천히 건조됨
	1.0		100 ℃/60 분	○	○
	10.0		100 ℃/60 분	○	○
셀룰로오스	1.0	자연건조	-	△	○
	1.0		100 ℃/60 분	○	○
	5.0		-	×	-
	10.0		-	×	-
	10.0		100 ℃/60 분	○	○
벤토나이트	0.5	자연건조	200 ℃/30 분	○	○
	1.0		100 ℃/60 분	○	○
	10.0		100 ℃/60 분	○	○
	10.0		200 ℃/90 분	○	△
가용성 전분	1.0	자연건조	100 ℃/60 분	○	○
	10.0	자연건조	100 ℃/60 분	○	○
	10.0	200 ℃/120 분	300 ℃/30 분	○	○
감자전분	1.0	자연건조	-	○	○
	10.0	자연건조	100 ℃/60 분	○	○
		200 ℃/120 분	300 ℃/30 분	○	△	30 초에 0.1 g씩 감소, 검은색으로 변함
		200 ℃/120 분	400 ℃/30 분	△	○	검은색으로 변함

바인더 혼합비율, 건조 및 소결조건, 성형성 및 용해성-2

바인더	바인더 혼합비율 (중량%)	건조조건 (건조온도 /건조시간)	소결조건 (소결온도 /소결시간)	성형성	용해성	비고
젤라틴	0.5	자연건조	300 ℃/30 분	○	○
	1.0		150 ℃/30 분	○	○
			150 ℃/60 분	○	○
			100 ℃/60 분	○	×
			300 ℃/30 분	○	○	무게증가
	10.0		100 ℃/60 분	○	×	무게증가
			300 ℃/30 분	-	-	건조가 안 됨
		대기건조 (2~3일)		○	△	0.2 g 용해 /10 회
	20.0	대기건조 (2~3일)		○	×	무게증가
백토	0.5	자연건조	200 ℃/30 분	○	○
	1.0		100 ℃/60 분	○	○
	10.0		100 ℃/60 분	○	○
	10.0	200 ℃/120 분	300 ℃/30 분	○	○
와목점토	10.0	200 ℃/120 분	300 ℃/30 분	○	△
와목점토	10.0	200 ℃/120 분	400 ℃/30 분	○	△
규산소다	5.0	자연건조	300 ℃/30 분	○	△	0.3 g 용해 /10 회
	5.0	200 ℃/120 분		○	△	0.38 g 용해 /10 회
	10.0			○	△	0.5 g 용해 /10 회
	15.0			○	△	1 g 용해 /10 회
	20.0			△	△	0.05 g 용해 /10 회
	10.0	자연건조	100 ℃/60 분	○	×	표면 균열
			100 ℃/90 분	○	×
			100 ℃/120 분	○	×
			100 ℃/150 분	○	×
			100 ℃/60 분	○	×	흐르는 물에 5 분
			100 ℃/90 분	○	×	흐르는 물에 5 분
			100 ℃/120 분	○	×	흐르는 물에 5 분
			100 ℃/150 분	○	×	흐르는 물에 5 분
			300 ℃/30 분	○	×	30 회 시험 후 무게증가
			300 ℃/30 분	○	×	30 회 시험 후 무게증가

상기 표 1 및 표 2의 결과를 보면, 바인더를 혼합하지 않은 대조군의 경우 800 ℃ 이하에서 30 분간 소결하면 성형성이 나쁘고 920 ℃ 이상에서 30 분간 소결하면 용해가 잘 안 되는 문제가 있다.

바인더가 함유된 경우, 0.1~10.0 중량% 범위에서 소결온도와 소결시간에 따라 성형성과 용해성이 결정되며, 바인더의 종류와 함량에 따라 차이가 있으나 소결과정을 거치지 않거나 200 ℃ 이하에서 120 분간 인공건조 후 300 ℃를 초과하여 소결할 경우 성형성이 저하된 경우가 있고, 소결시간이 증가하거나 바인더 함량이 높아질수록 용해성이 낮아지는 경향을 나타내었다.

<시험예 2> 견운모 탈취제의 미세조직 관찰

전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)을 이용하여 견운모 분말과 본 발명의 견운모 탈취제의 미세조직을 관찰하였다.

도 1은 상기 시험예 1의 대조군(바인더를 혼합하지 않은 견운모 분말)이고, 도 2는 실시예에서 제조된 견운모 탈취제 중 견운모 분말 99.5 중량%, 벤토나이트 0.5 중량% 함유되고 자연건조 후 200 ℃에서 30 분간 소결한 탈취제이며, 도 3은 견운모 분말 99.0 중량%, 젤라틴 1.0 중량% 함유되고 자연건조 후 150 ℃에서 60 분간 소결한 탈취제의 FE-SEM 사진이다.

도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이 견운모와 탈취제가 미세한 층상구조를 이루고 있음을 알 수 있고, 도 3의 경우 젤라틴이 견운모 층을 덮고 있는 것을 알 수 있다.

<시험예 3> 탈취효율 분석

상기 실시예에서 제조된 견운모 탈취제를 이용하여 화장실 및 냉장고 악취의 주성분인 암모니아에 대한 탈취효율을 측정하고 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.

또한, 냉장고 냄새의 주성분인 메틸머캅탄(methyl mercaptan)에 대한 탈취효율을 측정하고 그 결과를 도 6 내지 도 8에 나타내었다.

암모니아의 탈취효율 측정에 사용된 견운모 탈취제는 견운모 분말 99.5 중량%, 벤토나이트 0.5 중량% 함유되고 자연건조 후 200 ℃에서 30 분간 소결한 탈취제(도 4)와 견운모 분말 99.0 중량%, 젤라틴 1.0 중량% 함유되고 자연건조 후 150 ℃에서 60 분간 소결한 탈취제(도 5)였으며, 견운모 분말 99.5 중량%, 벤토나이트 0.5 중량% 함유되고 자연건조 후 200 ℃에서 30 분간 소결한 탈취제(도 6), 견운모 분말 90.0 중량%, 카복시메틸셀룰로오스 10.0 중량% 함유되고 자연건조 후 100 ℃에서 60 분간 소결한 탈취제(도 7), 견운모 분말 90.0 중량%, 가용성 전분 10.0 중량% 함유되고 200 ℃에서 120 분간 인공건조 후 300 ℃에서 30 분간 소결한 탈취제를 부직포로 포장(도 8)하여 사용하였다.

측정은 한국생활환경시험연구원에 의뢰하여 KS I 2218:2008 시험방법인 검지관식 가스측정기 방법을 이용하였다.

도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 탈취제 없을 경우(BLANK) 120 분 경과시 암모니아 농도가 5 % 감소하였으나 본 발명의 견운모 탈취제는 30 분 경과시 96 %의 암모니아 탈취효율을 발휘한다.

또한, 도 6 내지 도 8에서는 탈취제 없을 경우(BLANK) 30 분 경과시 메틸머캅탄 농도가 약 6 % 감소하였으나 본 발명의 견운모 탈취제는 5 분 경과시 80 % 이상의 메틸머캅탄 탈취효율을 발휘함을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 견운모 탈취제는 힘을 가하여도 쉽게 부서지지 않는 성형성과 더불어 탈취대상물에 의해 표면의 탈취제가 쉽게 용해되어 제거되면서 탈취제 표면 아래에 있던 새로운 견운모 분말이 표면에 드러나 악취성분을 흡착하도록 하는 용해성이 우수하여 견운모 탈취제의 탈취효율이 지속적으로 높게 유지된다.

Claims

삭제
견운모를 분쇄하여 견운모 분말을 제조하는 단계;
상기 견운모 분말 90.0~99.9 중량%에 카복시메틸셀룰로오스, 셀룰로오스, 벤토나이트, 전분, 젤라틴, 백토, 와목점토 및 규산소다로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 용해성 바인더 0.1~10.0 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
상기 혼합물에 은, 구리, 3가 크롬, 코발트 및 아연으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나로 구성되는 금속원소의 수산화물이 첨가된 물을 혼합하고 성형하여 성형물을 제조하는 단계; 및
상기 성형물을 건조한 다음 200~300 ℃의 온도로 소결하는 단계;를 포함하는 견운모 탈취제의 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 견운모 분말은 지름이 10~100 ㎛인 것을 특징으로 하는 견운모 탈취제의 제조방법.
삭제
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 소결시 승온속도는 3~7 ℃/분인 것을 특징으로 하는 견운모 탈취제의 제조방법.