KR101820297B1 - 길초산 제거용 탈취제 및 이를 포함하는 탈취 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전이금속 수산화물을 유효성분으로 함유하는 길초산 제거용 탈취제, 이를 포함하는 탈취 필터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탈취제는 일상생활 속에서 접하는 주된 악취 성분 중의 하나인 길초산을 화학결합을 통해 선택적으로 제거할 수 있어, 가정과 산업현장 환경에서 발생할 수 있는 악취제거 소재로서 유용하게 사용할 수 있다.

Description

길초산 제거용 탈취제 및 이를 포함하는 탈취 필터{DEODORIZING AGENT FOR REMOVAL OF VALERIC ACID AND DEODORIZATION FILTER COMPRISING THE SAME}

본 발명은 일상생활 속에서 접하는 주된 악취 성분 중의 하나인 길초산을 선택적으로 제거할 수 있는 길초산 제거용 탈취제 및 이를 포함하는 탈취 필터에 관한 것이다.

최근 사람들이 실내에서 체류하는 시간이 증가하고, 에너지 절약을 위해 건물을 밀폐시킴으로써 실내 공기질이 악화함에 따라, 실내공기오염과 감각공해로서 악취에 대한 관심이 증가하고 있다.

악취란 "황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 기타 자극성 있는 기체성 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새"로 정의된다. 이와 같은 악취는 사람의 후각을 자극하여 인간의 쾌적한 정서생활과 나아가서는 건강에 피해를 주는 나쁜 냄새를 의미한다.

생활 악취의 종류는 음식물 쓰레기에서 나는 냄새, 냉장고에서 나는 김치 냄새, 신발장 냄새, 화장실 냄새, 장마철의 경우 눅눅한 빨래냄새, 퀴퀴한 습기 냄새까지 다양하다. 이러한 냄새를 억제하거나 제거하기 위해 향수나 방향제를 뿌리거나 각종 탈취제를 사용하고 있다.

향수나 방향제의 경우 더 강한 냄새로 악취를 가리는 것으로 이 경우 냄새가 혼합되어 불쾌한 냄새가 발생하여 역효과가 발생하거나 이들 방향 성분이 두통을 일으키는 등의 부작용이 발생하기도 한다.

또한, 탈취제의 경우 방향제보다는 덜 자극적인 향을 사용하여 악취와 섞이는 현상이 저감되나 각각의 용도에 맞게 거실용, 냉장고용, 화장실용, 신발장용 등 너무 다양한 종류의 제품으로 사용하기 때문에 경제적으로 유용하지 못하다.

그리고 야자계, 석탄, 피치계 및 셀룰로오스 섬유 같은 원료로 제조되는 활성탄이나 천연제올라이트 및 천연광물, 광촉매, 숯을 주로 사용하고 있다. 그러나 이들 물질들은 비교적 넓은 비표면적과 거대 및 중간, 미세 세공이 잘 발달하여 악취가스를 어느 정도 흡착하지만 일정량의 악취발생물질이 흡착되면 더 이상의 흡착이 불가능하며 탈취능력에 한계가 있고, 선택적인 가스 제거능력이 없다.

생활악취의 원인이 되는 주요 산성 가스는 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 부티르산(butyric acid), 발레르산(valeric acid), 카프로산(caproic acid), 카프릴산(caprylic acid) 등이 있으며, 그 중 길초산(발레르산, Valeric acid)의 경우 심한 악취의 원인이다.

이와 같은 기존의 악취 제거를 위한 필터는 일반적인 악취 성분을 제거하는 것에 그쳐 길초산만을 효과적으로 제거할 수 없다는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명자는 전이금속 수산화물을 이용하여 탈취 필터를 제조하였으며, 상기 필터가 길초산 가스를 선택적으로 제거할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

상기한 문제점을 개선하기 위해, 본 발명의 과제는 길초산 가스를 효율적으로 탈취시킬 수 있는 탈취제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 위의 탈취제를 포함하여 선택적으로 길초산을 제거할 수 있는 길초산 제거용 탈취필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 상기 탈취필터를 포함하는 공기청정 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명은,

수산화티타늄, 수산화탄탈륨, 수산화하프늄, 수산화니오븀, 수산화크롬, 수산화바나듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 전이금속 수산화물을 유효성분으로 함유하는 길초산 제거용 탈취제를 제공한다.

또한 본 발명은

필터 여재;

상기 필터 여재 적어도 일면에 형성되며, 수산화티타늄, 수산화탄탈륨, 수산화하프늄, 수산화니오븀, 수산화크롬, 수산화바나듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 전이금속 수산화물을 포함하는 코팅층을 포함하는 길초산 제거용 탈취 필터를 제공한다.

또한 본 발명은

상기 탈취 필터를 공기의 흡입구와 분출구 사이에 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 일상생활 속에서 접하는 주된 악취 성분 중의 하나인 길초산을 선택적으로 제거함으로써 안전하고 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실험예 1의 실험법을 통해 길초산 제거능을 확인한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실험예 1의 실험법을 통해 길초산 제거능을 확인한 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 탈취제는 전이금속 수산화물을 유효성분으로 포함한다.

사용가능한 전이금속 수산화물은 수산화티타늄, 수산화탄탈륨, 수산화하프늄, 수산화니오븀, 수산화크롬, 수산화바나듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

전이금속 수산화물은 하기 반응식 1에 기재된 바와 같이(대표적으로 수산화지르코늄), 화학적인 결합을 통해 이온 교환 형태로 공기 중의 길초산 가스를 선택적으로 제거한다:

[반응식 1]

이렇게 본 발명에 따른 전이금속 수산화물은 일상생활 속에서 접하는 주된 악취 성분 중 하나인 길초산 가스를 화학적인 결합을 통해 중화함과 동시에 반응 부산물로 물이 생성된다.

상기 전이금속 수산화물은 KOH와 같은 알칼리 수산화물에 비해 반응이 보다 안정적이며, 높은 길초산 제거율을 나타낸다.

본 발명의 탈취제는 탈취 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 필요에 따라 다양한 배합 성분을 포함할 수 있으며, 특히 인산지르코늄, 이산화티타늄, 산화아연, 제올라이트, 활성탄 등이 사용 가능하다.

이외, 각종 탈취제, 방향제, 색소, 항균제 등이 포함될 수 있다. 상기 탈취제는 그 자체 또는 스프레이, 디스펜서, 에어로졸 형태 등의 분사 방법으로 사용될 수 있다. 분사 방법으로 사용하는 경우 밀폐된 용기에 담아 스프레이 노즐 등을 이용하여 가구 또는 전자제품과 같은 각종 물품의 표면, 의류, 실내 건축물의 벽면, 천장, 바닥, 자동차 내부 등 목적하는 장소에 분사시킬 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 전이금속 수산화물은 상기한 효과를 통해 이를 포함하는 탈취 필터로서 적용이 가능하다.

본 발명의 일실시예에 따른 탈취 필터는 필터 여재; 및 상기 필터 여재 적어도 일면에 형성된 전이금속 수산화물 코팅층을 포함한다.

필터 여재의 재질은 당업계에 공지되어 있는 것이라면 제한 없이 사용가능하다. 일례로, 폴리에스테르, 폴리비닐, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 탄소, 및 활성탄소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종이 가능하다.

본 발명의 필터 여재는 상기한 재질을 융점 부근의 온도로 가열하여 용융 방사하여 제조되는 필라멘트 사를 제직하는 제직형태 또는 섬유를 제직하지 않고 섬유의 웹(web)을 만들고 이를 결합시키는 부직포 형태의 섬유용 필터로 제조하거나, 발포제를 추가하여 다공성의 발포체 필터로 제조할 수 있다.

필터 여재에 상기 전이금속 수산화물을 코팅하는 방법은 통상적으로 사용하는 딥 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에 공지된 코팅방법을 당업자가 적절히 선택하여 수행할 수 있다. 또한, 코팅 시간은 공기 투과율, 탈취 효과 등을 고려하여 적절히 당업자가 조절 가능하다.

이때 코팅액은 전이금속 수산화물 및 용매를 포함한다.

상기 용매는 전이금속 수산화물이 고르게 분산될 수 있는 것이라면 어떠한 것이든 가능하다. 대표적으로, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합 용매가 가능하며, 가장 바람직하기로는 물을 사용한다.

상기 코팅액의 농도는 10∼15 중량%이고, 80∼100g/㎡의 도포량, 바람직하기로 90 g/㎡으로 도포한다.　

만약 그 농도가 상기 하한치에 미달하는 경우 탈취 효과가 미미하고, 상기 상한치를 초과하는 경우 사용 함량 대비 효과가 낮기 때문에 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

이와 같이 코팅된 필터는 상온 또는 열풍 건조할 수 있으며, 건조 방법은 당업계에 공지된 방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 건조에 의하여 본 발명의 전이금속 수산화물이 필터에 잘 흡착되어 장기간 동안 필터가 탈취 효능을 발휘할 수 있다.

본 발명의 필터는 위의 전이금속 수산화물 외에도 기존의 항균 물질, 탈취제 또는 집진 여과제 등을 더 포함할 수 있으며, 이들 성분은 함께 또는 성분별로 각각 별도 코팅할 수 있으며, 코팅 순서에는 특별한 제한이 없다.

본 발명의 탈취 필터는 공조기용 필터, 공기정화용 필터, 에어컨 필터 또는 공기 청정기용 필터로 사용할 수 있다. 바람직하게는 공기 청정기용 필터에 적용될 수 있다.

본 발명의 따른 공기청정 장치는 통상의 공기청정 장치에 있어서, 상기 탈취 필터를 공기의 흡입구와 분출구의 사이에 배치하여 이루어진다. 이러한 공기청정 장치의 통상의 구성요소는 당업계에서 널리 알려진 공지 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

실시예

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 탈취 필터의 제조

전이금속 수산화물을 물에 용해시켜 10 중량%의 농도의 코팅액을 제조하고, 상기 제조된 코팅액을 폴리프로필렌 필터에 도포량이 90g/㎡이 되도록 딥 코팅을 수행하여 140℃에서 4분 동안 건조하여 탈취 필터를 제조하였다.

실험예 1: 길초산 대한 제거능 확인

면적이 14㎡인 필터 기재에 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 수행하여, 실험군 탈취 필터를 제조하였다. 얻어진 탈취 필터에 대한 길초산 제거능을 확인하기 위해, 이를 용적이 5.6L인 시험 용기에 넣은 후, 길초산 탈취 실험을 수행하였다. 이때 대조군은 코팅층이 형성되지 않은 Blank를 의미하고, 초기 길초산의 농도는 12ppm 이었다.

도 1은 본 발명의 길초산 제거능을 확인한 결과를 나타낸 그래프이다. 이때 대조군은 Blank를 의미하고, 시험 공기는 길초산이 공기 중에 단독으로 존재하도록 설정하였다(길초산 농도 12ppm).

도 1을 참조하면, 본원발명에 따른 탈취 필터를 통해 시험시작 5분이 경과한 후 길초산 성분이 모두 제거되어 30분에 이를 때까지도 공기 중에 길초산 성분이 존재하지 않았다.

도 2는 본 발명의 길초산 제거능을 확인한 결과를 나타낸 그래프이다. 이때 대조군은 Blank를 의미하고, 시험 공기는 길초산이 공기 중에 암모니아 및 아세트산과 같은 악취 가스가 존재하도록 설정하였다(길초산 농도 12ppm).

도 2를 참조하면, 본원발명에 따른 탈취 필터를 통해 시험시작 5분이 경과한 후 길초산 성분이 30 분 후 2ppm 이하 수준으로 제거되었다.

실험예 2: 길초산 대한 제거능 확인

전이금속 수산화물에 대한 30분 이후 길초산의 제거 특성을 확인하기 위해 상기 실험예 1과 동일하게 수행하고, 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때 초기 길초산의 농도는 12ppm 이었다.

구분	조성	길초산제거능(%)
1	수산화지르코늄	100
2	인산지르코늄	100
3	인산티타늄	100
4	산화 아연	100
5	수산화니오븀	100
6	수산화크롬	100
7	수산화바나듐	100
8	수산화 칼륨(KOH)	71
9	수산화 알루미늄(Al(OH)2)	22
10	수산화 마그네슘 Mg(OH)2	56

상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 의해 전이금속 수산화물을 사용할 경우 30분 이후 길초산의 제거능이 100% 임을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 수산화탄탈륨, 수산화니오븀, 수산화바나듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 전이금속 수산화물을 유효성분으로 함유하는 길초산 제거용 탈취제.
2. 필터 여재;
   상기 필터 여재 적어도 일면에 형성되며, 수산화탄탈륨, 수산화니오븀, 수산화바나듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 전이금속 수산화물을 포함하는 코팅층을 포함하는 길초산 제거용 탈취 필터.
3. 제2항에 있어서, 상기 필터 여재는
   폴리에스테르, 폴리비닐, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 탄소, 및 활성탄소로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 탈취 필터.
4. 필터 여재의 적어도 일면에 수산화탄탈륨, 수산화니오븀, 수산화바나듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 전이금속 수산화물을 포함하는 코팅액을 코팅하는 단계와,
   상기 코팅된 필터를 건조하는 단계를 포함하는 제2항의 탈취 필터 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 코팅은 10∼15 중량%의 코팅액 농도로 80∼100g/㎡의 도포량으로 수행하는 것인 제조방법.
6. 제2항의 탈취 필터를 공기의 흡입구와 분출구 사이에 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정 장치.

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