KR101545789B1 - 친환경 소독제를 이용한 문화재 소독장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고문서, 유물 등과 같은 문화재 소독장치에 관한 것이다.
본 발명은 인체에 유해하지 않은 친환경 소독약제를 사용하며, 챔버 외부에 산소제거장치를 배관 경로 중에 설치하여 챔버 내를 저산소화하여 호기성 유해미생물(곰팡이, 세균) 및 해충들을 박멸하고, 챔버 내에는 소독약제를 기화하는 기화장치를 설치하여 피 처리물에 기체 상태로 접근하게 함으로써 액상 소독약제에 의한 얼룩 등이 전혀 나타나지 않게 하였다.
본 발명은 인체에 유해하지 않은 소독 약제를 사용함에 따라 별도의 후처리 설비가 필요하지 않다.

Description

친환경 소독제를 이용한 문화재 소독장치{SANITIZING SYSTEM FOR CULTURAL PROPERTIES WITH ECO-FRIENDLY SANITIZER}

본 발명은 고문서, 유물 등과 같은 문화재 소독장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 친환경 소독제를 이용하여 문화재에 잔류하는 곰팡이, 세균과 같은 각종 유해미생물과 해충을 박멸하는 문화재 소독장치에 관한 것이다.

고문서나 발굴된 자기, 장신구 등 각종 유물은 여러 종류의 유해미생물이 서식하고 있기 때문에 살균 소독할 필요가 있으며, 그 특성상 원형 그대로 보존하여야 하므로 소독에 의해 얼룩이 지거나 훼손되거나 수명이 단축되거나 하지 않도록 소독 약제와 소독 방법을 선택하여야 한다.

현재, 챔버 내부를 진공화하고 항온상태로 유지하면서 허브와 같은 소독 약제를 챔버 내부로 미립자 상태로 분사하여 물품에 뿌려주기 위해, 물품이 놓여 지는 소독 약제를 분사하는 방식의 소독장치가 일반적으로 사용되고 있다. 챔버 내부를 진공화하는 주된 이유는 저 산소 상태를 조성하여 소독효과를 극대화하기 위함이다. 대한민국 등록특허 제10-0849043 등의 공보에서도 진공 챔버를 이용하여 고문서를 소독하는 기술을 공개한다.

상기와 같이 진공 챔버를 이용할 경우, 설비비가 증가하게 되는 문제가 있다. 진공을 설정하고 다른 가스, 예를 들면 질소가스를 투입하여 호기성 세균을 박멸한다는 목적의 달성은 좀 더 설비비를 낮추어 이루어질 필요가 있다는 점에서 개선의 여지가 있는 것이다.

한편, 챔버 내로 약제를 분사하기 위해, 약제를 미립화 상태로 분사하기 위하여 특수 노즐을 사용하여 챔버 내로 분사하는 경우 다음과 같은 문제가 발생한다. 미립화 된 약제일지라도 일부 약제는 액화되어 챔버 내에서 분사될 때, 액체방울이 상당히 큰 상태로 피 처리되는 문화재에 분사되어 얼룩이 지므로 가치를 손상시키게 된다.

또한, 현재 일본에서 수입된 문화재 소독 장치의 경우, 소독약제가 발암물질이며 환경규제물질로 알려진 MB(메틸브로마이드)와 EO(에틸렌옥사이드)의 혼합가스인MB/EO를 이용하여 진공 챔버 안에서 소독하는 방식을 택하고 있어, 소독 이후, 잔류 가스를 방출하는 것 자체가 오존층을 파괴하는 물질로서 환경을 위협하고, 메틸브로마이드는 소독 후 용해 처리 시설 및 활성탄 등의 흡착체를 필요로 하는데, 이러한 후처리시설 자체가 교체 등의 지속적인 관리를 요해 문제되며, 이것 역시 환경폐기물로 분류되어 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 좀 더 단순하고 콤팩트한 소독장치를 제공하고, 챔버 내 산소 제거 및 문화재 소독 효과를 향상시키되, 피 처리물인 문화재에 얼룩 등이 남지 않아 가치 보존에 유리한 문화재 소독장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적에 따라 본 발명은, 문화재 등의 소독 대상이 되는 피 처리물을 넣은 챔버;

상기 챔버에 연결되어 챔버 내 공기를 순환시키는 경로에 설치되어 산소를 제거하는 산소제거장치; 및

상기 챔버 내에 소독약제를 포함하고 소독약제를 기화시키는 기화장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기에서, 상기 산소제거장치는 제오라이트, 복합막, 실리카겔 산소 필터, CMS(Carbon Molecular Sieve) 흡착제 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기에서, 상기 기화장치는, 송풍 팬, 진공 장치, 가열장치 또는 초음파발생장치 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기에서, 항온 유지기를 더 포함하여 챔버 내를 항온으로 유지하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치를 제공한다.

또한, 본 발명은,

챔버를 진공화하는 진공 설비가 부속되고 MB/EO(methylbromine ethyleneoxide)를 이용하여 소독하는 소독장치로부터 진공 설비를 철거하고 MB/EO(methylbromine ethyleneoxide)를 인체에 유해하지 않은 친환경 천연물 소독약제로 교체하고, 청구항 1 또는 청구항 2의 소독장치로 개조하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치 개조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 챔버 내 산소제거를 위해 챔버 내부 전체를 진공화할 필요가 없어 설비가 간소화될 수 있다.

또한, 본 발명의 문화재 소독장치에 적용되는 기화장치에 의하면, 소독약제가 기화되어 매우 작은 입자, 즉, 분자 상태로 피처리물에 접근하게 되므로 문화재에 소독약제 액적에 의한 얼룩을 전혀 남기지 않는다.

또한, 본 발명은 인체 유해하지 않은 친환경적인 소독약제를 사용하므로 소독 이후 챔버 개방에 대한 후속 조치로서 환기 정도로 충분하므로 별도의 배출시스템이나 흡착시스템 등을 요하지 않아 더욱 간소화된 장치를 제공하며, 안전성이 우수하다. 그에 따라 종래 일본에서 수입된 MB/EO를 사용하는 유독성 화학소독제를 사용하여 소독하는 소독장치를 본 발명의 친환경 소독장치로 개조하여 사용할 수 있도록 개조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 문화재 소독장치 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 MB/EO를 사용하는 문화재 소독장치 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 상기 도 2의 문화재 소독장치를 본 발명에 따라 개조한 문화재 소독장치 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 문화재 소독장치에 대한 살충 시험예의 결과를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 문화재 소독장치에 대한 살진균 시험예의 결과를 보여주는 사진이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

소독용 챔버(100)을 준비하고, 그 안에 항온상태를 유지하기 위한 항온기가 설치되며, 항온기의 구성은 히터(400)와 온도조절용 바이메탈 등을 포함하는 것으로 널리 알려진 것 중에서 선택할 수 있다. 챔버(100) 내 온도는 20~35℃로 유지되는 것이 바람직하다. 챔버(100) 안에 피 처리물을 넣고 챔버(100) 도어를 닫으면 내부에 공기가 채워진 상태로, 질소 등이 약 79%, 산소가 약 21% 포함된다. 산소는 호기성 미생물의 번식에 필수 요소로 산소를 제거하면 호기성 미생물을 사멸시키는 데 효과적이다. 따라서 챔버(100) 내 산소를 제거할 필요가 있으며, 산소 제거를 위해 본 발명은 다음과 같이 산소제거장치를 구성하였다.

즉, 산소제거장치(300)를 챔버(100) 외부에 설치하고, 챔버(100) 내부의 공기를 상기 산소제거장치(300)를 통해 순환시키도록 한다. 챔버(100)에 관을 설치하여 배관 경로 중에 상기 산소제거장치(300)를 설치하고 산소제거장치(300)를 거친 가스가 다시 챔버(100) 내부로 들어가도록 배관을 순환구조로 만든다. 필요에 따라 밸브(370)와 컴프레서(350)을 설치할 수 있다.

산소제거 기능을 하는 것으로 제오라이트(zeolite)가 대표적이며, 실리카겔을 이용할 수도 있고, CMS를 이용할 수도 있다. CMS의 이용은 다음과 같다. 즉, CMS라는 흡착제로 충진 된 둘 이상의 흡착탑에 제습이 된 압축공기를 도입하여 가압 →흡착→감압→퍼지 단계를 반복적으로 진행하여 연속적으로 고순도의 질소를 생산한다. 또한, 복합막(membrane)을 이용한 산소제거장치를 구성할 수도 있다. 복합막 방식은 다층으로 구성된 막을 통해 산소는 배출되고, 질소는 그대로 통과하여 챔버 안으로 들어가게 된다. 일반 대기중 21% 정도를 차지하는 산소는 챔버 내에서 5% 미만으로 된다.

이와 같은 산소제거장치(300)를 배관을 통해 챔버(100) 외부에 설치하면, 챔버 내부는 산소가 극히 희박한 저 산소 상태로 되어 호기성 미생물의 생육을 저해할 수 있다. 산소제거장치(300)를 전후로 챔버(100)와 연결된 배관 양단부에는 각각 개폐밸브(370)를 설치할 수 있고, 소형의 송풍팬(500) 또는 블로어를 설치할 수도 있다. 챔버(100)로부터 공기를 좀 더 효율적으로 뽑아내고 산소가 제거된 공기를 좀 더 빠른 속도로 챔버(100) 내부로 공급하기 위해서이다.

다음으로, 소독 약제를 챔버(100) 내에서 피 처리물에 분사하는 장치에 대해 설명한다. 소독약제탱크(150)의 소독약제는 유량조절탱크(170)를 거쳐 적정량이 챔버(100)내로 공급된다.

피 처리물이 고서적이라든가 목조물일 경우, 소독 약제에 의한 얼룩이 생기거나 훼손되지 않도록 본 발명은 소독 약제를 기화시켜 피 처리물에 공급하였다. 그에 따라 소독약제를 기화시키는 기화장치(200)를 챔버 내에 설치한다. 기화장치(200)는 액체의 소독약제를 기화시키기 위해, 역학적 에너지를 공급하는 송풍 팬(500)(블로어로 구성될 수 있다)을 포함하도록 구성하였다. 또한, 챔버 내부에 순환 장치(250)를 추가할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 진공 장치를 제공해 저압화 되는 과정에서 비등시켜 기화할 수 있으며, 히터(400)로 열 에너지를 공급해 기화시킬 수도 있다. 히터(400)를 설치함은 항온기 동작을 더 활발하게 하므로 에너지 절약 측면에서 생략가능하다. 초음파 발생장치를 설치하여 소독 약제에 초음파를 이용한 진동에너지를 부여하여 기화시킬 수도 있으며, 이는 열적인 온도 상승 문제가 심하지 않아 바람직하다.

이와 같이하여, 문화재 소독 장치를 구성할 수 있으며, 소독은 다음과 같이 실시할 수 있다.

챔버 안을 항온상태로 한 후, 피 처리물을 투입하고, 다시 항온 상태를 점검한다. 항온 상태임을 확인하면, 산소제거장치(300)에 연결된 배관의 밸브를 모두 열어 챔버 내부를 저 산소 상태로 만든다. 저 산소 상태로 만듦과 동시에 또는 산소 농도가 일정 농도에 이르면, 소독약제를 넣고 기화장치(200)를 가동시킨다. 즉, 소독약제가 기화장치(200)에 투입되고, 기화장치(200)가 동작하여 소독약제를 기화시킨다. 충분한 소독이 이루어진 다음 챔버 내부의 가스를 대기 중으로 배출시킨 후, 도어를 개방하여 피 처리물을 반출한다.

본 발명의 문화재소독장치를 이용하여 살충 및 살균 시험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

시험 예

공시충은 종이를 식해 하는 Sitophilus oryza L.를 준비하여 기록물과 함께 문화재 소독장치 안에 넣고 20시간 소독 후 공기가 잘 통하는 곳에 2시간 방치 후 공시충 사멸 여부를 살핀 결과 도 4에 보인 바와 같이 모두 사멸되었다.

또한, 친환경 소독장치에 대한 살진균 효력을 알아보기 위하여 흑색 곰팡이의 일종인 A. niger에 대하여 살진균시험을 실시한 결과 친환경 소독장비는 시험방법에서 제시된 조건으로 A. niger 포자의 수가 2.3×10² CFU/Carrier로 접종된 접종물에 대하여 18개 접종물 모두에서 [No Growth]로 나타났다. 이에 대한 비교예로서 소독장치에 넣지 않고 배양기에서 배양된 대조군과 본 발명의 문화재 소독장치에 기록물과 함께 넣고 20시간 소독 후 결과를 도 5에 나타내었으며, 모두 [No Growth]로 나타났다.

본 발명에 따른 문화재 소독장치의 처리용량은 챔버 사이즈에 따라 다르지만, 소형 이동식은 A4 사이즈 400페이지 기준 120권/회의 처리용량을 나타내고, 1회 소독시간은 피 소독물의 종류와 수량에 따라 다르지만, 대개 20시간 정도 처리되나, 피 소독물의 오염이 심하면 72시간 내지 1주일 정도 처리될 수 있다.

한편, MB/EO(methylbromine ethyleneoxide)를 사용하는 유독성 물질을 사용하여 문화재유물을 소독하는 소독장치에 대해 본 발명의 친환경 소독장치로의 개조를 실시할 수 있다. MB/EO를 사용하는 경우, 소독 처리 이후 잔류가스는 독성이 매우 강해, 그대로 방출할 경우, 담당자 및 조무자들에게 암을 유발시키는 등의 인명 피해를 입힐 수 있고, 오존층을 파괴하는 환경 규제물질로 분류되어 있다. 그에 따라 별도의 유독가스 용해 설비와 활성탄 등의 흡착제를 요하고 이들은 소모성이라 계속 교체해 주어야 하므로 위험성에 따른 관리비가 많이 든다. 현재 일본에서 수입된 대부분의 MB/EO 소독장치는 방치된 상태로 있어, 본 발명은 상기 장치들에 대해 개조 기술을 제시한다.

도 2에는 종래의 MB/EO 소독장치가 도시되어 있다.

챔버(100)로부터 MB/EO 유독성 소독약제의 구성 시스템과 소독 후 약제 환기시 물에 용해시키는 온수탱크(120)과 활성탄을 이용하여 제거하고, 내부에 기화장치를 추가하고, 배관을 형성하고 경로 중에 산소제거장치를 설치한다. 그리고 소독 약제를 본 발명에 의한 것으로 투입하며, 여타의 후처리 설비는 구성할 필요가 없다.

즉, 도 3과 같이 콘트롤박스(600) 안에 산소제거장치, 진공 펌프, 약제탱크, 컴프레서, 블로어를 설치하고, 터치스크린(700)을 통해 각종 양적인 상태를 조작한다.

이와 같이 하여 본 발명의 친환경 소독제를 이용한 문화재 소독장치를 구현할 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100: 챔버
120: 온수탱크
140: 약제조절게이지
150: 약제탱크
170: 약제유량조절탱크
180: 소독약제라인
190: 진공펌프
200: 기화장치
250: 순환장치
300: 산소제거장치
350: 컴프레서
370: 밸브
400: 히터
500: 송풍 팬
550: 블로어
600: 콘트롤박스
700: 터치스크린

Claims (5)

1. 문화재 등의 소독 대상이 되는 피 처리물을 넣은 챔버;
   상기 챔버에 연결되어 챔버 내 공기를 순환시키는 경로에 설치되어 산소를 제거하는 산소제거장치; 및
   상기 챔버 내에 소독약제를 포함하고 소독약제를 기화시키는 기화장치;를 포함하고,
   상기 산소제거장치는,
   상기 챔버 외부에 설치되고 산소제거장치를 거친 가스가 다시 챔버 내부로 들어가도록 배관을 순환구조로 하고,
   산소는 배출되고 질소는 통과되는 다층의 복합막, 실리카겔 산소 필터, CMS(Carbon Molecular Sieve) 흡착제 중 하나 이상을 포함하여,
   챔버 내부 공기는 상기 산소제거장치를 통해 순환되게 하여 챔버 내에 산소를 제거하고 질소농도를 높인 후,
   상기 기화장치에 의해 소독약제를 기화하여 피 처리물을 소독하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 기화장치는, 송풍 팬, 진공 장치, 가열장치 또는 초음파발생장치 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치.
4. 제1항에 있어서, 항온 유지기를 더 포함하여 챔버 내를 항온으로 유지하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치.
5. 챔버를 진공화하는 진공 설비가 부속되고 MB/EO(methylbromine ethyleneoxide)를 이용하여 소독하는 소독장치로부터 진공 설비를 철거하고 MB/EO(methylbromine ethyleneoxide)를 인체에 유해하지 않은 친환경 천연물 소독약제로 교체하고, 청구항 1의 소독장치로 개조하는 것을 특징으로 하는 문화재 소독장치 개조방법.
   
   
   

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