KR102005567B1 - 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법 - Google Patents

항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 세라믹을 포함한 액상의 항균탈취제 제조방법과, 고상의 항균탈취제 제조방법 및 이에 의하여 제조된 항균탈취제를 제공한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액상의 항균탈취제 제조방법은, 세라믹 분말을 액체 성분의 금속 촉매(120)에 혼합시켜서, 세라믹 혼합 용액을 제조하는 단계와, 상기 세라믹 혼합 용액을 미립화하여서, 각각의 입자 사이즈가 3nm 내지 600nm 인 액상 금속 제올라이트를 제조하는 단계와, 상기 액상 금속 제올라이트를 무기성 용매에 희석시키는 단계를 포함한다.

Description

항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법{Method for manufacturing antibacterial, antimicrobial and deodorization　material}
본 발명은 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량, 가정 또는 사무소의 실내, 냉장고, 신발장, 공공장소, 병원, 숙박업체 등 환경 개선이 필요한 공간이나 화장품에서 적용 가능하다.
차량, 가정 등의 실내 등의 등의 폐쇄된 공간이나, 침구나, 학생들의 공부방, 아기방 등 보다 쾌적하고 깨끗하게 유지되어야 하는 공간이나, 학원, 사무실, 병원, 요양시설, 숙박시설, PC방 등 많은 사람이 함께 쓰는 공간에는 바이러스. 곰팡이 등의 세균이 번식하는 것을 방지하는 항균 및 냄새를 제거하는 탈취가 필요하다.
기존의 항균탈취제는 유기화학 성분 및 강력한 향기로 악취를 희석시켜서 일시적으로 냄새를 없앤다. 이러한 방법은 즉시적인 탈취효과는 있으나, 지속시간이 짧아서(예를 들어서 30분 정도) 자주 뿌려야 한다는 문제점이 있다. 또한, 유기화학 성분으로서 부패하기 쉽게 됨으로써, 실내 공간의 2차 오염원이 될 수 있다. 또한, 오래된 세균 박테리아, 곰팡이 바이러스는 제거되지 않는다는 문제점이 있다.
한편, 실내에는 공기 청정기를 사용하여서, 먼지 및 냄새를 제거할 수 있다. 상기 공기 청정기는, 공기가 다층의 필터를 통과시키도록 하여서, 공기 중의 먼지와 냄새를 흡착, 제거한다.
그러나, 실내 공기 중에 부유하고 있는 오염원은 제거할 수 있으나, 벽이나, 천장에 장기간 붙어 있어 헌집 증후군의 원인이 되는 오랜 된 세균, 박테리아, 바이러스, 곰팡이는 제거할 수 없다. 또한, 초기 투자 비용이 크며, 지속적인 관리 비용이 과도하게 발생한다. 또한, 반드시 주기적으로 필터를 교환해야 하며, 방치할 경우 세균의 발생처와 서식처가 되어, 실내 공간의 2차 오염원이 될 수 있다.
또한, 사람의 손이나 얼굴 등의 피부에도 세균이나 박테리아 등이 존재할 수 있으며, 이를 제거할 필요가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 포함한 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 항균, 탈취 효과가 우수하고, 지속시간이 길며, 공기청정기와는 달리 필터를 교환할 필요가 없는 제올라이트를 포함한 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법은, 제올라이트(zeolite) 분말에 금속 촉매를 치환시켜서 금속 제올라이트 촉매를 제조하는 단계와, 상기 금속 제올라이트 촉매를 습식 나노 가공을 통하여 미립화하여서 3 내지 600 nm의 입자 사이즈를 가진 액상 금속 제올라이트를 제조하는 단계와, 상기 액상 금속 제올라이트를 용매에 희석시켜서 액상 기능성 물질을 제조하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 금속 제올라이트 촉매를 제조하는 단계 및 액상 금속 제올라이트를 제조하는 단계 사이에, 상기 금속 제올라이트 촉매를 숙성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 촉매는 백금, 이리듐, 팔라듐, 제오나이트, 알루미나 중 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 용매는 증류수, 또는 ph가 7 내지 8인 물이고, 상기 액상 기능성 물질은 상기 용매에 0.1wt% 내지 10wt%가 혼합될 수 있다.
한편, 상기 액상 금속 제올라이트를 제조하는 단계는, 상기 금속 제올라이트 촉매를 저장조에서 파쇄물질과 혼합시키는 단계와, 상기 파쇄물질과 혼합된 금속 제올라이트 촉매를 가공조로 이동시켜서 나노 가공하여 미립화시키는 단계와, 상기 미립화 시킨 금속 제올라이트 촉매를 배압 조절조로 이동시켜서 배압을 조절하는 단계와, 상기 파쇄물질과 혼합된 금속 제올라이트 촉매를 교반시키는 단계를 포함하고, 상기 미립화시키는 단계와, 배압 조절하는 단계와, 교반 시키는 단계를 일정 기간 순환시킬 수 있다.
상기 제올라이트(zeolite) 분말은, 다이아몬드 결정을 입방 결정을 감싸고 있고, 상기 입방 결정을 그물 결정이 감싸는 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법은, 제올라이트에 항균, 항곰팡이, 항바이러스, 항취 기능을 가진 금속을 치환하고, 상기 금속이 치환된 제올라이트를 나노 단위로 미립화 가공함으로써, 항균, 탈취 효과가 우수하고, 그 효과의 지속시간이 길며, 필터를 교환할 필요가 없다.
또한, 본 발명인 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법에 의하여 제조된 물질은 액상이므로 사용이 편리하여 손이 잘 닿지 않는 부분에도 스프레이 할 수 있으므로, 사용하기에 편리하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹을 포함하는 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 도 1에서 금속 제올라이트 촉매를 제조하는 단계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 제올라이트 결정 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에서 금속 제올라이트 촉매를 미립화하여 액상 금속 제올라이트를 제조하는 단계에서의 각 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질로 이루어진 고상의 항균탈취제의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법을 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법(S10)은, 제올라이트(zeolite) 분말에 금속 촉매를 치환시켜서 금속 제올라이트 촉매를 제조하는 단계(S11)와, 상기 금속 제올라이트 촉매를 미립화하여서 3 내지 600 nm의 입자 사이즈를 가진 액상 제올라이트를 제조하는 단계(S12)와, 상기 액상 제올라이트를 용매에 희석시켜서 액상 기능성 물질을 제조하는 단계(S13)를 포함한다.
각 단계를 보다 상세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 제올라이트(zeolite) 분말(110)에 금속 촉매(120)를 치환시켜서 금속 제올라이트 촉매(100)를 제조하는 단계를 거친다.
제올라이트는 수화물인 광물을 총칭하는 말로, 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)으로 이루어진 다공성 결정을 가진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제올라이트는 SiO4 4 -와 AlO4 5 - 사면체의 기본 구조가 산소로 연결되어 있으며, 3차원적으로 무한히 연결되어 있는 알루미노-실리케이트(Alumino-Silicates) 구조를 가진다.
상기 제올라이트는 상기와 같이 결정성 물질로서 1g의 제올라이트가 900m2의 표면적을 지녀 접촉면이 높고, 모양과 크기가 같은 세공(pore)을 지녀 형상 선택적으로 촉매 작용을 할 수 있다.
상기 제올라이트는 금속이나 금속 산화물을 담지할 수 있는 능력이 있다. 따라서 알루미늄이나 규소 대신에, 은(Ag), 구리(Cu), 철(Fe), 코발트(Co), 망간(Mn), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 질리콘(Zr) 또는 로듐(Rh) 등의 금속 촉매(120)가 치환될 수 있다.
이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제올라이트는 프로베스트 가이드 결정 구조를 가지는 것이 바람직하다. 상기 프로베스트 구조는, 꼭지점이 6개로 서로마주보는 삼각뿔 형태인 다이아몬드 결정을, 꼭지점이 8개인 육각형의 입방 결정이 감싸고 있고, 상기 입방 결정이 다수의 꼭지점을 가진 그물 결정이 감싸는 구조를 가질 수 있다. 상기 결정 구조를 가지게 되면 보다 금속 촉매(120)의 치환 능력이 향상되게 된다.
은이나 구리 등 금속 이온은 강한 항균 효과를 가지지만 여러 가지 화학물질에 반응하기에 단독으로 사용하기가 쉽지 않다. 즉, 인체에 제공되면 세포막 출입을 억제하거나, 세포 신진대사를 방해하는 역효과가 날 수 있다. 따라서 상기 제올라이트에 은, 구리 등의 금속의 적어도 하나 이상을 치환함으로써 상기 금속이 단순히 혼합되는 것이 아니라 제올라이트의 일부가 됨으로써 화학물질에 반응하지 않게 되고, 상기 금속 이온이 항균, 항곰팡이, 항바이러스, 항취 효과를 얻을 수 있다. 제올라이트 분말(110)을 액상의 금속 촉매(120)에 딥핑(dipping)함으로써 금속 제올라이트 촉매(100)를 제조할 수 있다.
상기 단계에서, 상기 금속 제올라이트 촉매(100)를 1차로 분쇄할 수 있다. 금속 제올라이트 촉매(100)를 분쇄하면 상기 금속 제올라이트 촉매(100)는 점도가 높게 된다. 상기 점도가 높아진 금속 제올라이트 촉매(100)를 교반하면서 분쇄하면 보다 균일한 금속 제올라이트 촉매(100)가 만들어진다.
그 후에, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 금속 제올라이트 촉매(100)를 미립화 가공하여서, 각각의 입자 사이즈가 3nm 내지 600nm 인 액상 제올라이트(미도시)를 제조하는 단계를 거친다. 즉, 상기 금속 제올라이트 촉매(100)를 미립화 가공하여 그 입자 사이즈가 3nm 내지 600nm 가 되면, 주변과 접하는 입자 넓이가 커지게 되어서 상기 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 효과가 극대화 된다.
삭제
이를 위하여, 먼저 상기 금속 제올라이트 촉매(100)를 저장조(210)에서 파쇄물질(60)과 혼합시키는 단계를 거친다. 상기 파쇄물질(60)은 타타늄, 다이아몬드 등이고, 그 사이즈는 0.05mm 내지 0.5mm 일 수 있다. 또한, 상기 금속 제올라이트 촉매(100)는 반 고체 상태로 있으며, 이를 습식 가공하기 위해서 일정분의 액체 용제(50)를 혼합시킬 수 있다.
이 경우, 상기 혼합은 저장조(210)에서 행해질 수 있고, 상기 저장조(210)에는 교반 장치가 설치되어서 계속하여 상기 금속 제올라이트 촉매(100)가 굳지 않고 상기 파쇄물질(60)에 혼합되도록 할 수 있다.
그 후에, 상기 파쇄물질(60)과 혼합된 금속 제올라이트 촉매(100)를 가공조(220)로 이동시켜서 나노 가공하여 미립화시키는 단계를 거친다. 상기 단계는 상기 금속 제올라이트 촉매(100)에 파쇄물질(60)을 교반기(222)로 교반한다. 그러면 상기 파쇄물질(60)이 금속 제올라이트 촉매(100)을 이루는 각 입자들을 나노 단위로 파쇄시키게 된다. 이 경우, 상기 파쇄시에 압력이 중요한 팩터를 이루며, 따라서 상기 압력계(224)가 가공조(220)에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 미립화 시킨 금속 제올라이트 촉매(100)는 배압 조절조(230)로 이동시켜서 가공조(220)로 유입되는 압력 및 가공조(220)로부터 배출되는 압력을 조절한다. 이 경우, 상기 배압 조절조(230)에는 모터(232)가 설치되어서 배압을 조절할 수 있다.
상기 배압 조절조(230)과 가공조(220) 사이에는 나노 필터(226)가 배치될 수 있다. 상기 나노 필터(226)는 이를 통과하는 물질 중에서 600 nm 이상의 사이즈를 가진 입자는 통과시키지 않고 계속하여 가공조(220)에서 미립화시킨다.
상기 가공단계는 단일 사이클로 행해질 수 있다. 그러나, 저장조(210)와, 가공조(220)와, 배압 조절조(230)로 상기 금속 제올라이트 촉매(100)를 연속적으로 이송시켜서 수십 사이클 또는 수백 사이클 반복함으로써, 보다 바람직한 크기의 액상 금속 제올라이트를 제조할 수 있다.
이러한 나노 가공을 통하여 제조된 액상 금속 제올라이트의 각 입자 사이즈가 3nm 내지 600nm인 것이 바람직한데, 이는 상기 액상 금속 제올라이트를 이루는 각 입자가 600nm를 초과하는 경우에는 항균탈취 효과가 미비하고, 상기 액상 금속 제올라이트를 이루는 각 입자가 3nm 미만인 경우에는, 상기 액상 금속 제올라이트가 피부로 스며들어갈 수 있어서, 신체 건강에 좋지 않을 수 있기 때문이다.
금속 촉매(120)가 치환된 금속 제올라이트 촉매(100)를 나노 단위로 미립화하면, 항균, 항바이러스, 항곰팡이 및 탈취 효과가 우수하고, 그 효과가 지속되는 시간이 예측하지 못할 정도로 길어진다. 이 경우, 상기 액상 금속 제올라이트의 각 입자 사이즈를 3nm 내지 600nm인 경우가 항균 탈취 효과가 우수한 동시에 그 지속시간도 길어진다.
그 후에, 상기 액상 금속 제올라이트를 수용매에 희석화하는 단계(S13)를 거침으로써 액상의 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질이 완성(S14)된다.
상기 단계에서는, 상기 수용매는 순수, 증류수이거나, ph 7 내지 8의 물 또는 증류수가 사용될 수 있다. 또한, 상기 액상 금속 제올라이트는 전체 항균탈취제 중량 대비 0.1wt% 내지 10wt%이며, 그 입자 사이즈(d)는 3nm 내지 600nm인 것이 바람직하다.
상기 제조방법에 의하여 제조된 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질은, 이를 이루는 각각의 입자 사이즈가 3nm 내지 600nm이다. 이 경우, 세라믹은 세균을 포집하는 기능을 하고, 금속 촉매(120)는 상기 세균이나 냄새를 분해하는 기능을 한다. 즉, 세균을 실질적으로 분해함으로써 항균 및 탈취가 근본적으로 이루어질 수 있다.
상기 금속 촉매(120)가 치환된 제올라이트 입자를 3nm 내지 600nm 나노 단위로 쪼개게 되면, 항균 및 탈취 효과가 우수하며, 그 효과 유지시간도 예측하지 못할 정도, 예를 들어 약 3개월 정도로 길어지게 된다.
이에 따라서, 효과 유지시간이 짧고, 통상 냄새제거에 사용되는 기존의 액상의 항균탈취제보다 기능 및 효과 등에서 훨씬 우수하며, 기존의 공기 청정기 대비하여 유지비용을 저감할 수 있다는 장점이 있다. 또한 무기물질로 이루어져서 부패되지 않으며, 2차 오염원이 되지 않는다. 또한 곰팡이 및 세균성 질환의 원인이 되는 세균류 등을 흡착 분해하여 자연상태에 가까운 공기 청정 효과를 낼 수 있다.
또한 액상의 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질로 이루어진 항균탈취제로서 스프레이가 가능하므로, 벽, 천정, 바닥 등에 손쉽게 분사하여서 효과를 얻을 수 있다.
상기 액상의 항균탈취제의 항균 시험 및 탈취시험을 실시하였다. 이 경우, 항균시험은 한국건설생활환경시험연구원(KCL)이 실시하였고, 탈취시험은 환경자원분석센터(FITI)가 실시하였다.
한편, 상기 액상의 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질은 다공성 세라믹 부재에 삽입 및 코팅시켜서 열처리시킴으로써, 고상의 항균탈취제로도 사용 가능하다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 측면에서 바람직한 실시예에 따른 고상의 항균탈취제의 제조방법(S20)은, 상기의 방법으로 완성된 액상의 항균탈취제를 다공성 세라믹 부재에 삽입 및 코팅시키는 단계(S21)와, 상기 액상의 항균탈취제가 코팅된 다공성 세라믹 부재를 열처리하는 단계(S22)를 포함한다.
상기 액상의 항균탈취제를 다공성 세라믹 부재에 삽입 및 코팅시키는 단계(S21)는 다공성 세라믹 부재를 액상의 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 에 담지시킴으로써 이루어질 수 있다. 이에 따라서 상기 액상의 항균탈취제가 상기 세라믹 부재의 구멍에 삽입되는 동시에 코팅되도록 할 수 있다.
이와 달리, 상기 다공성 세라믹 부재를 회전시키면서, 상기 액상의 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질을 스프레이 함으로써도 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 액상의 항균탈취제의 불필요한 낭비를 줄이면서도, 코팅 작업이 신속하게 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 다공성 세라믹 부재는 볼 형상을 할 수 있다.
그 후에, 상기 세라믹 부재를 열처리하는 단계(S22)를 거치면, 고상의 항균탈취제가 완성된다(S23).
상기 고상의 항균탈취제는 액상의 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질과 마찬가지로 항균, 탈취 효과가 우수하다. 또한, 항균, 탈취 유지 시간도 갈다. 따라서, 상기 고상의 항균탈취제는 책상이나, 침대, 자동차 실내에 놓아두기만 하면, 항균 및 탈취 효과가 발생하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
60: 파쇄물질 100: 금속 제올라이트 촉매
120: 금속 촉매 210: 저장조
220: 가공조 230: 배압 조절조

Claims (6)

  1. 제올라이트(zeolite) 분말에 금속 촉매를 치환시켜서 금속 제올라이트 촉매를 제조하는 단계;
    상기 금속 제올라이트 촉매를 습식 나노 가공을 통하여 미립화하여서 3 내지 600 nm의 입자 사이즈를 가진 액상 금속 제올라이트를 제조하는 단계; 및
    상기 액상 금속 제올라이트를 용매에 희석시켜서 액상 기능성 물질을 제조하는 단계;
    를 포함하는 것으로서,
    상기 제올라이트 분말은, 꼭지점이 6개로 서로마주보는 삼각뿔 형태인 다이아몬드 결정을, 꼭지점이 8개인 육각형의 입방 결정이 감싸고 있고, 상기 입방 결정이 다수의 꼭지점을 가진 그물 결정이 감싸는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 금속 촉매는 백금, 이리듐, 팔라듐, 제오나이트, 알루미나 중 선택된 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 증류수, 또는 ph가 7 내지 8인 물이고,
    상기 액상 기능성 물질은 상기 용매에 0.1wt% 내지 10wt%가 혼합되는 것을 특징으로 하는 세라믹을 포함하는 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액상 금속 제올라이트를 제조하는 단계는:
    상기 금속 제올라이트 촉매를 저장조에서 파쇄물질과 혼합시키는 단계;
    상기 파쇄물질과 혼합된 금속 제올라이트 촉매를 가공조로 이동시켜서 나노 가공하여 미립화시키는 단계;
    상기 미립화 시킨 금속 제올라이트 촉매를 배압 조절조로 이동시켜서 배압을 조절하는 단계; 및
    상기 파쇄물질과 혼합된 금속 제올라이트 촉매를 교반시키는 단계;를 포함하고,
    상기 미립화시키는 단계와, 배압 조절하는 단계와, 교반 시키는 단계를 일정 기간 순환시키는 것을 특징으로 하는 항균 항곰팡이 항바이러스 항취 물질 제조방법.
  6. 삭제
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