KR102296335B1 - 이산화염소 서방출성 흡착제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이산화염소 서방출성 흡착제에 관한 것이다. 본 발명인 이산화염소 서방출성 흡착제는 아염소산염 수용액과 염화나트륨과 산 용액이 함침되어 이산화염소를 방출한다.

Description

이산화염소 서방출성 흡착제{CHLORINE DIOXIDE SUSTAINED-RELEASE ADSORBENT}
본 발명은 이산화염소 서방출성 흡착제에 관한 것이다.
이산화염소(chlorine dioxide, ClO2)는 강력한 산화제로서, 표백제, 탈취제, 살균제 및 소독제로 널리 알려진 화합물이다. 특히, 기존 동일한 목적으로 염소보다도 물에 대한 용해도(25℃에서 301g/L)로 높고, 살균 작용이 뛰어나 물의 소독 및 식품의 처리 등에 널리 사용되고 있다.
이산화염소는 넓은 pH 범위에서의 살균력, 빠른 작용 및 유기물과의 제한된 반응 때문에 대장균 등과 같은 유해세균을 살균하거나 유해 바이러스를 차단/제거하는 용도로 효과적으로 사용되고 있다
그러나, 이산화염소의 단점 중 하나는 제조와 저장시 불안정성이다. 이산화염소의 낮은 안정성 때문에, 이산화염소는 현장에서 제조되어야 하고 장기간 저장이 어렵다.
이산화염소를 제조하는 전통적인 방법 중 하나는 반응물로서 아염소산나트륨(sodium chlorite, NaClO2)과 염산(HCl)을 사용하여 아래와 같은 반응에 의해 이산화염소가 생성된다.
5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
이러한 반응에 의한 이산화염소의 발생은 급격하게 일어나며, 이산화염소의 활성에는 지속성이 없다. 따라서 저농도의 이산화염소 가스를 지속적으로 방출할 수 있는 방법이 요구되고 있다. 대한민국 등록실용신안 등록번호 20-0484370호에 스티커형 바이러스차단구가 개시되어 있다.
상기 기술은 내부에 수용부를 갖는 몸체와; 상기 몸체의 수용부에 수용되고 이산화염소(Chlorine Dioxide)를 갖는 바이러스차단체를 포함하고, 일면에 제 1접착제가 도포되고 이면에 제2접착제가 도포되며 상기 제2접착제에 이형지가 부착되어 상기 제1접착제에 의해 상기 몸체의 이면에 부착되고 상기 제2접착제의 이형지를 제거한 후 제2접착제를 스마폰과 같은 휴대물품에 부착하여 상기 몸체를 스마트폰과 같은 휴대물품에 부착시키는 부착체와; 상기 몸체의 표면 둘레부를 따라 천공되어 상기 수용부에 수용된 바이러스차단체의 이산화염소가 방출되도록 하는 방출구멍으로 구비된다.
상기 기술은 단순히 부직포에 이산화염소를 흡수시킨 것으로서, 이산화염소의 배출속도가 빨라 오랫동안 지속시킬 수 없어, 단 시간에 항균 및 바이러스 차단/제거 기능이 소실되는 문제를 가지고 있다.
또한 구조상 이산화염소의 방출구멍은 몸체의 표면 둘레부를 따라 천공되어 부착면에 수직방향으로 형성되어, 오염표면인 부착면으로부터 멀어지는 수직방향으로 방출되므로, 오염표면인 부착면에 대한 항균 및 바이러스 차단/제거 기능이 효과적이지 못한 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안 등록번호 20-0484370호 (고안의 명칭 : 스티커형 바이러스 차단구, 공고일자 : 2017년08월30일)
이에 따라, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하여, 본 발명은 다양한 물품에 용이하게 부착하여 사용할 수 있는 스티커 형태로 이산화염소 방출성 레이어 층을 포함하여 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어 항균 및 바이러스 차단/제거 기능의 지속성이 향상되는 이산화염소 방출 스티커의 제조방법 및 이산화염소 방출 스티커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 항균 및 바이러스 차단/제거 기능의 지속성이 향상되는 이산화염소 방출 스티커의 제조방법 및 이산화염소 방출 스티커로서 접착표면 내지 오염표면에 대한 항균 및 바이러스 차단/제거 기능효과가 향상되는 구조의 이산화염소 방출 스티커의 제조방법 및 이산화염소 방출 스티커를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 일측면에서,
이산화염소 방출 스티커의 제조방법에 있어서,
이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10), 및
스티커 제작단계(S20)을 포함하여,
상기 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)는 흡착성 광물질과 아염소산나트륨 수용액이 혼합된 제1 혼합물, 염화나트륨 및 인산 수용액을 포함하는 제2 혼합물, 아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드, 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액을 포함하는 제3 혼합물을 교반하여 혼합한 교반 혼합물을 건조하여 이산화염소 방출성 흡착제를 생성하고, 상기 이산화염소 방출성 흡착제를 부직포에 함침하여 이산화염소 방출성 레이어 부재를 제작할수 있다.
또한 상기 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)는,
벤토나이트 분말 또는 제오라이트 분말을 제조하는 흡착성 광물질 제조단계(S11),
흡착성 광물질과 아염소산나트륨 수용액이 혼합된 제1 혼합물을 제조하는 제1 혼합물 제조단계(S12),
염화나트륨 및 인산 수용액을 포함하는 제2 혼합물을 제조하는 제2 혼합물 제조단계(S13),
아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드, 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액인 제3 혼합물을 제조하는 제3 혼합물 제조단계(S14),
상기 제1 혼합물과 상기 제2 혼합물을 교반하여 제1 교반혼합물을 제조하는 제1 교반단계(S15),
상기 제1 교반혼합물과 상기 제3 혼합물을 교반하여 제2 교반혼합물을 제조하는 제2 교반단계(S16), 및
상기 제2 교반혼합물을 건조하여 이산화염소 방출성 흡착제를 생성하는 이산화염소 방출성 흡착제 생성 단계(S17)를 포함할 수 있다.
또한 상기 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)는,
상기 이산화염소 방출성 흡착제를 부직포에 함침시켜 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 부직포를 제작하는 이산화염소 방출성 흡착제 함침단계(S18)을 포함할 수 있다.
또한 상기 제1 혼합물 제조단계(S12)에 있어,
상기 제1 혼합물은 흡착성 광물질과 아염소산수용액을 70 : 100의 중량비로 혼합하여 제조되며, 상기 아염소산수용액은 정제수 100중량부에 대하여 아염소산나트륨 10 중량부를 포함할 수 있다.
또한 상기 제2 혼합물 제조단계(S13)에 있어,
상기 기 제2 혼합물의 염화나트륨 및 인산 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 염화나트륨 2 중량부 및 인산 5 중량부를 포함할 수 있다.
또한 상기 제3 혼합물 제조단계(S14)에 있어,
상기 혼합 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 아크릴에멀젼 10 중량부, 카르복실 나노 셀룰로이드 5 중량부, 및 폴리 아크릴 아미드 5 중량부을 포함할 수 있다.
또한 이산화염소 방출성 흡착제 생성 단계(S17)는,
상기 제2 교반혼합물을 사전 설정된 시간동안 자연건조하는 자연건조 단계, 및 상기 자연건조된 제2 교반혼합물을 저온건조하는 저온건조 단계를 포함하여,
상기 자연건조 단계는, 상온에서 24시간~28시간 범위에서 수행되며, 상기 저온건조 단계는 섭씨 20~60 도의 온도에서 24시간~28시간 범위에서 수행될 수 있다.
또한 상기 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)는,
이산화염소 방출성 흡착제를 부직포에 함침시켜 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 부직포를 제작하는 이산화염소 방출성 흡착제 함침단계(S18)를 포함하여, 상기 부직포는 이산화염소 방출성 흡착제 함침 전 1~10중량부의 정제수를 함침하여 이를 함유할 수 있다.
또한 상기 스티커 제작단계(S20)는,
상기 이산화염소 방출성 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)를 제작하는 준비 단계(S211, S221)를 포함하여, 상기 트레이 필름부재(42)에는 스티커의 측면으로 방출구(42b)를 형성하는 비접착부분이 형성될 수 있다.
본 발명은 다른 측면에서,
이산화염소 방출 스티커에 있어서,
이산화염소 방출 스티커를 상면에 탈부착 가능하게 부착하는 이형지층(10);
상기 이형지층의 상면에 착탈가능하게 부착되고, 스티커를 접착면에 부착되도록 하는 점착제로 구성되는 점착제층(20);
상기 점착제층(20)의 상면에 적층되는 베이스 필름 층(30);
상기 베이스 필름 층의 상면에 적층되는 이산화염소 방출성 레이어 층(40); 및
상기 이산화염소 방출형 레이어 층의 상면에 적층되는 커버 필름 층(50);을 포함하며,
상기 이산화염소 방출성 레이어 층(40)은, 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 이산화염소 방출성 레이어 부재와 이를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)를 포함하여, 상기 트레이 필름부재(42)에는 스티커의 측면으로 방출구(42b)가 형성될 수 있다.
또한 상기 트레이 필름부재(42)는, 적층시 커버 필름 층(50)과 접착되는 접착부분(42a)과 스티커의 측면으로 방출구를 형성하는 접착되지 않는 비접착부분(42b)이 형성되어 비접착부분(42b)이 커버 필름 층(50)과의 사이에 스티커 측면으로 방출구를 형성할 수 있다.
또한 상기 이산화염소 방출성 흡착제는, 흡착성 광물질과 아염소산나트륨 수용액이 혼합된 제1 혼합물, 염화나트륨 및 인산 수용액을 포함하는 제2 혼합물, 아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드, 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액을 포함하는 제3 혼합물을 교반하여 혼합한 교반 혼합물을 건조하여 생성될 수 있다.
또한 상기 제1 혼합물은, 흡착성 광물질과 정제수 100중량부에 대하여 아염소산나트륨 10 중량부를 포함하는 아염소산수용액을 70 : 100의 중량비로 혼합하여 제조되며,
상기 기 제2 혼합물의 염화나트륨 및 인산 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 염화나트륨 2 중량부 및 인산 5 중량부를 포함하고,
상기 혼합 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 아크릴에멀젼 10 중량부, 카르복실 나노 셀룰로이드 5 중량부, 및 폴리 아크릴 아미드 5 중량부을 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 다른 측면에서,
(a) 흡착성 광물질을 아염소산염 수용액에 교반하여 제1 혼합물을 생성하는 단계;
(b) 염화나트륨과 산 용액을 혼합하여 제2 혼합물을 생성하는 단계; 및
(c) 제1 혼합물과 제2 혼합물을 교반하여 제1 교반혼합물을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은,
(d) 아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액을 혼합하여 제3 혼합물을 생성하는 단계; 및
(e) 제1 교반혼합물과 제3 혼합물을 교반하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 (a) 단계는,
흡착성 광물질과 아염소산염 수용액을 70:100 중량비로 혼합할 수 있다.
또한 (b) 단계는,
제2 혼합물은 정제수 100중량부에 대하여 염화나트륨 2중량부 및 인산 5중량부를 포함할 수 있다.
또한 (a) 단계는,
슬러지 100중량부에 대하여 벤토나이트 또는 제오라이트 10 내지 50중량부를 혼합한 후 섭씨 600 내지 900도로 가열하여 흡착성 광물질을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 다른 측면에서,
(a) 제1항에 따라 제조된 이산화염소 서방출성 흡착제를 부직포에 함침하여 이산화염소 서방출성 레이어 부재를 생성하는 단계; 및
(b) 이산화염소 서방출성 레이어 부재를 둘러싸 수용하도록 트레이 필름부재를 적층하는 단계를 포함하고,
트레이 필름부재는,
스티커의 측면으로 형성되는 방출구를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 다른 측면에서,
(a) 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 이산화염소수를 생성하는 단계;
(b) 광물 가루와 슬러지를 혼합하여 다공성 세라믹을 제조하는 단계; 및
(c) 이산화염소수를 다공성 세라믹에 함침시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한 (a) 단계는,
물 100중량부에 대하여 아염소산염 5 내지 20중량부, 산 용액 7 내지 15중량부, 염화나트륨 1 내지 10중량부를 혼합하여 이산화염소수를 생성할 수 있다.
또한 (b) 단계는,
슬러지 100중량부에 대하여 광물가루 10 내지 50중량부를 혼합한 후 섭씨 600 내지 1000도에서 다공성 세라믹을 제조할 수 있다.
또한 (c) 단계는,
함침된 다공성 세라믹을 섭씨 40 내지 120도에서 1시간 내지 8시간 동안 1차 건조시키는 단계;
함침된 다공성 세라믹을 섭씨 20 내지 40도에서 1시간 내지 3시간 동안 2차 건조시키는 단계; 및
함침된 다공성 세라믹을 8시간 내지 20시간 동안 자연건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 다른 측면에서,
(a) 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 이산화염소수를 생성하는 단계;
(b) 광물 가루와 슬러지를 혼합하여 다공성 세라믹을 볼이나 입자 형태로 제조하는 단계;
(c) 이산화염소수를 다공성 세라믹에 함침시키는 단계; 및
(d) 다공성 세라믹을 기체 투과성 포대에 봉입하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 (a) 단계는,
산 용액으로 함침된 다공성 세라믹의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염을 이용하되,
산 용액은 인산, 락트산, 시트르산, 아세트산, 말레산 및 이들의 허용되는 염 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것일 수 있다.
또한 본 발명은 다른 측면에서,
(a) 아염소산염을 물에 용해시켜 제1 용액을 생성하는 단계;
(b) 제1 용액에 pH조절제 및 염화나트륨을 첨가하여 제2 용액을 생성하는 단계;
(c) 제2 용액에 이산화염소수를 첨가하여 혼합용액을 생성하는 단계;
(d) 혼합용액을 겔화제에 첨가하여 겔화시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한 (a) 단계는,
물 100중량부에 대하여 아염소산염 2 내지 20중량부를 첨가하여 제1 용액을 생성할 수 있다.
또한 (b) 단계는,
제1 용액 100중량부에 대하여 pH조절제 1 내지 20중량부, 염화나트륨 1 내지 10중량부를 첨가하여 제2 용액을 생성할 수 있다.
또한 (c) 단계는,
제2 용액 100중량부에 대하여 이산화염소수 10 내지 50중량부를 첨가하여 혼합용액을 생성할 수 있다.
또한 (c) 단계는,
1500ppm 내지 2500ppm 농도 범위에 해당하는 이산화염소수를 첨가하여 혼합용액을 생성할 수 있다.
또한 (a) 단계는,
아염소산나트륨, 아염소산칼륨, 아염소산리튬, 아염소산칼슘, 아염소산마그네슘, 아염소산바륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 아염소산염으로 사용하여 제1 용액을 생성할 수 있다.
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도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화염소 방출 스티커의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화염소 방출 스티커의 트레이 필름부재(42) 및 이산화염소 방출구를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 일실시예의 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)의 흐름도.
도 5a는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 일실시예의 스티커 제작 단계(S20)의 흐름도.
도 5b는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 다른 실시예의 스티커 제작 단계(S20)의 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시예에 기초하여 설명한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.
본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이산화염소 방출 스티커의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이산화염소 방출 스티커의 트레이 필름부재(42) 및 이산화염소 방출구를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 이산화염소 방출 스티커는 이형지층(10), 점착제층(20), 베이스 필름 층(30), 이산화염소 방출성 레이어 층(40), 커버 필름 층(50)을 포함하는 구조를 가지며, 디자인 층(60), 표면 코팅 층(70)을 포함할 수 있다.
본 발명은 특징적인 이산화염소 방출성 레이어 층(40)으로 구현된다. 본 발명에 있어 이산화염소 방출성 레이어 층(40)은, 부직포에 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 이산화염소 방출형 레이어 부재(41)와 상기 이산화염소 방출형 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)를 포함하며 상기 트레이 필름부재(42)에는 스티커의 측면으로 방출구가 형성된다
이를 통해, 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어 항균 및 바이러스 차단/제거 기능의 지속성이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 이산화염소 방출성 흡착제는, 흡착성 광물질과 아염소산나트륨 수용액이 혼합된 제1 혼합물, 염화나트륨 및 인산 수용액을 포함하는 제2 혼합물, 아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드, 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액을 포함하는 제3 혼합물을 교반하여 혼합한 교반 혼합물을 건조하여 생성된다.
본 실시예에 있어, 상기 제1 혼합물은, 흡착성 광물질과 정제수 100중량부에 대하여 아염소산나트륨 10 중량부를 포함하는 아염소산수용액을 70 : 100의 중량비로 혼합하여 제조되며, 상기 기 제2 혼합물의 염화나트륨 및 인산 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 염화나트륨 2 중량부 및 인산 5 중량부를 포함하고, 상기 혼합 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 아크릴에멀젼 10 중량부, 카르복실 나노 셀룰로이드 5 중량부, 및 폴리 아크릴 아미드 5 중량부을 포함할 수 있다.
상기 이형지층(10)은 하나 이상의 이산화염소 스티커를 상면에 탈부착 가능하게 부착하는 기능을 수행하며, 이형지층(10)은 일정한 크기의 필름 형태로 PET 필름 등 합성수지 또는 합성수지가 코팅된 종이 등이 사용될 수 있다.
점착제층(20)은 상기 이형지층의 상면에 착탈가능하게 부착되고, 스티커를 접착면에 부착되도록 하는 점착제로 구성되는 점착제로 구성된다. 본 실시예의 경우 점착제로는 아크릴 수지계 점착제가 사용될 수 있으며, 상기 아크릴 수지계 점착제가 이형지층(10)상에 도포한 뒤 열처리를 통해 건조함으로써 점착제층(10)을 형성한다.
베이스 필름 층(30)은 상기 점착제층(20)의 상면에 합성수지 필름 형태로 적층되며, 본 실시예의 경우 상기 점착제층(20) 상에 합성수지 필름을 접착하는 방식으로 형성되고, 실시예에 따라서는 합성수지 용액을 도포한 뒤 건조함으로써 베이스 필름 층(30)을 형성할 수 있다.
이산화염소 방출성 레이어 층(40)은, 부직포에 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 이산화염소 방출형 레이어 부재(41)와 상기 이산화염소 방출형 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)를 포함하며 상기 트레이 필름부재(42)에는 스티커의 측면으로 방출구가 형성된다
도 2를 참조하면, 상기 트레이 필름부재(42)는 상기 커버 필름 층(50)과의 사이에 이산화염소를 방출하는 방출구(42b)가 형성된다.
상기 이산화염소 방출구(43)는 본 실시예의 경우에는 트레이 필름부재(42)의 커버 필름 층(50)의 적층시 비접착부분을 형성하여, 비접착부분이 방출 슬릿의 기능을 수행하도록 제작될 수 있으며, 실시예에 따라서는 트레이 필름부재(42)의 일부를 골 형상으로 함몰 성형하여 방출구를 형성할 수 있다.
본 실시예의 경우 도 2(a)상기 트레이 필름부재(42)는, 적층시 커버 필름 층(50)과 접착되는 접착부분(42a)과 스티커의 측면으로 방출구를 형성하는 접착되지 않는 비접착부분(42b)이 형성되어 비접착부분(42b)이 커버 필름 층(50)과의 사이에 스티커 측면으로 방출구를 형성하도록 제작될 수 있다.
도 2(b)의 실시예는 비접착부분은 접착제를 이용한 방식의 적층시 접착제의 선택적 도포하여 비접착부분을 형성하거나, 열접착 방식의 접착시 비가열 부분을 형성하여 비접착부분을 형성하여, 커버 필름 층(50)의 적층후 비접착부분이 방출구를 형성하도록 제작된 경우이다.
도 2(c)의 실시예는 커버 필름 층(50)의 적층과정 또는 적층 전 트레이 필름부재(42)의 일부를 골 형상으로 함몰 성형함으로써 비접착부분을 형성하여, 커버 필름 층(50)의 적층후 비접착부분이 방출구를 형성하도록 제작된 경우이다
커버 필름 층(50)은 합성수지 필름형태로 이산화염소 방출성 레이어 층(40)의 상면에 적층되며, 이산화염소 방출성 레이어 층(40)의 트레이 필름부재(42)의 접착부분(42a)에 접착제에 의하여 접착되거나, 열접착 방식으로 트레이 필름부재(42)의 접착부분(42a)에 접착될 수 있다.
나아가, 디자인 층(60)은 상기 커버 필름 층(50)의 상면에 컬러 및 모양을 제공하며, 컬러 및 모양의 인쇄 및 코팅의 반복적인 공정을 통해 디자인 층(60)을형성한다.
표면 코팅 층(50)은 디자인 층(60)의 상면에 합성수지 코팅으로 적층되어 상기 디자인 층(60)을 보호하고 스티커의 상면을 구성한다.
도 3은 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 흐름도, 도 4는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 일실시예의 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)의 흐름도, 도 5a는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 일실시예의 스티커 제작 단계(S20)의 흐름도, 도 5b는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 다른 실시예의 스티커 제작 단계(S20)의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 이산화염소 방출 스티커의 제조방법은 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10), 및 스티커 제작단계(S20)을 포함하여 수행된다.
본 발명은 상기 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)는 흡착성 광물질과 아염소산나트륨 수용액이 혼합된 제1 혼합물, 염화나트륨 및 인산 수용액을 포함하는 제2 혼합물, 아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드, 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액을 포함하는 제3 혼합물을 교반하여 혼합한 교반 혼합물을 건조하여 이산화염소 방출성 흡착제를 생성하고, 상기 이산화염소 방출성 흡착제를 부직포에 함침하여 이산화염소 방출성 레이어 부재를 제작하는 특징적인 공정을 수행한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 있어 이산화염소 방출성 레이어 부재 제작단계(S10)는 벤토나이트 분말 또는 제오라이트 분말을 제조하는 흡착성 광물질 제조단계(S11), 흡착성 광물질과 아염소산나트륨 수용액이 혼합된 제1 혼합물을 제조하는 제1 혼합물 제조단계(S12), 염화나트륨 및 인산 수용액을 포함하는 제2 혼합물을 제조하는 제2 혼합물 제조단계(S13), 아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드, 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액을 포함하는 제3 혼합물을 제조하는 제3 혼합물 제조단계(S14), 상기 제1 혼합물과 상기 제2 혼합물을 교반하여 제1 교반혼합물을 제조하는 제1 교반단계(S15), 상기 제1 교반혼합물과 상기 제3 혼합물을 교반하여 제2 교반혼합물을 제조하는 제2 교반단계(S16), 및 상기 제2 교반혼합물을 건조하여 이산화염소 방출성 흡착제를 생성하는 이산화염소 방출성 흡착제 생성 단계(S17)를 포함하여 수행되며, 상기 이산화염소 방출성 흡착제를 부직포에 함침시켜 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 부직포를 제작하는 이산화염소 방출성 흡착제 함침단계(S18)를 수행하여, 상술한 특징적인 흡착성 광물질과 아염소산나트륨 수용액이 혼합된 제1 혼합물, 염화나트륨 및 인산 수용액을 포함하는 제2 혼합물, 아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드, 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액을 포함하는 제3 혼합물을 교반하여 혼합한 교반 혼합물을 건조하여 이산화염소 방출성 흡착제를 생성하고, 상기 이산화염소 방출성 흡착제를 부직포에 함침하여 이산화염소 방출성 레이어 부재가 제작된다.
벤토나이트 분말 또는 제오라이트 분말을 제조하는 흡착성 광물질 제조단계(S11)는 벤토나이트 또는 제오라이트 분말을 제조하는 공정으로, 섭씨 600도~900도의 온도로 가열하는 과정을 포함할 수 있으며, 이를 통해 제1 혼합물에서 흡착성을 향상시키는 입자의 다공성을 증대시킬 수 있다 실시예에 따라서는 슬러지 100중량부에 대하여 벤토나이트 또는 제오라이트 10 내지 50중량부를 혼합한 후 섭씨 600~900도에서 소성한 후 10 내지 100메쉬 크기로 분쇄하여 다공성 흡착성 광물질을 제작할 수 있다.
제1 혼합물 제조단계(S12)에 있어, 상기 제1 혼합물은 흡착성 광물질과 아염소산수용액을 70 : 100의 중량비로 혼합하여 제조되며, 상기 아염소산수용액은 정제수 100중량부에 대하여 아염소산나트륨 10 중량부를 포함한다. 흡착성 광물질과 아염소산수용액을 교반하여 혼합시 정제수의 온도를 섭씨20도~30도를 유지하고 교반 회전율을 1분당 1~2회로 한정하여 교반효율을 높여 흡착성 광물질로의 흡착성을 향상시킨다.
제2 혼합물 제조단계(S13)에 있어, 상기 기 제2 혼합물의 염화나트륨 및 인산 수용액은 정제수 100중량부에 대하여 염화나트륨 2 중량부 및 인산 5 중량부를 포함하도록 제작된다. 본 실시예의 경우 실험적으로 염화나트륨 및 인산 수용액을 추가로 혼합함으로써 아염소산수용액의 흡착성 광물질로의 흡착성이 향상됨을 확인하였다.
제3 혼합물 제조단계(S14)에 있어, 상기 혼합 수용액인 제3 혼합물은 정제수 100중량부에 대하여 아크릴에멀젼 10 중량부, 카르복실 나노 셀룰로이드 5 중량부, 및 폴리 아크릴 아미드 5 중량부을 포함하도록 제작된다.
본 실시예의 경우 실험적으로 수용성 고분자 수지인 아크릴에멀젼과 나노셀롤로오스, 폴리아크릴아마이드의 복합조성물을 사용함으로써, 광물질이 혼합된 제1 혼합물과의 기계적 저장탄성률 강도와 표면저장탄성률 내지 흡착성을 증가시킴을 확인하였다.
이어, 상기 제1 혼합물과 상기 제2 혼합물을 교반하여 제1 교반혼합물을 제조하는 제1 교반단계(S15)과정 상기 제1 교반혼합물과 상기 제3 혼합물을 교반하여 제2 교반혼합물을 제조하는 제2 교반단계(S16)을 구분하여 수행하며, 이를 통해 복합조성물인 이산화염소 방출성 흡착제의 화학적,물리적 분산성 및 혼합성을 더욱 향상시킴으로 흡착성의 향상뿐만 아니라 인쇄작업시 표면이 균질한 인쇄면을 만들 수 있어 스티커 제조시 기계적 강도 및 화학적 강도가 우수한 스티커를 제공할 수 있음을 확인하였다.
이산화염소 방출성 흡착제 생성 단계(S17)는, 상기 제2 교반혼합물을 사전 설정된 시간동안 자연건조하는 자연건조 단계, 및 상기 자연건조된 제2 교반혼합물을 저온건조하는 저온건조 단계를 포함하여 수행되며, 상기 자연건조 단계는, 상온에서 24시간~28시간 범위에서 수행되며, 상기 저온건조 단계는 섭씨 20~60 도의 온도에서 24시간~28시간 범위에서 수행될 수 있다.
저온건조 전단계에 있어서 자연건조 단계를 수행함으로써 이산화염소 혼합물은 광물질에 흡착되어 불가피하게 방출되는 이산화염소 가스의 손실을 최소화할 수 있으며, 저온건조 단계를 통해. 광물질 혼합물의 표면 피막들이 생겨, 저장 탄성률을 증가하고 스티커 제작 전단계에서의 이산화염소의 손실을 최소화한다.
이산화염소 방출성 흡착제 함침단계(S18)는 상기 이산화염소 방출성 흡착제를 부직포에 함침시켜 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 부직포를 제작하며, 상기 이산화염소 방출성 흡착제의 함침 전 상기 부직포에 1~10중량부의 정제수를 함침하여 이를 함유하도록 한다. 이를 통해 부직포의 표면 흡착력을 향상시켜 이산화염소 방출성 흡착제의 이산화염소 저장탄력성을 향상시켜 이산화염소의 손실을 추가적으로 감소시킬 수 있다.
도 5a는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 일실시예의 스티커 제작 단계(S20)의 흐름도, 도 5b는 본 발명의 따른 이산화염소 방출 스티커의 제조방법의 다른 실시예의 스티커 제작 단계(S20)의 흐름도이다.
본 발명의 스티커 제작 단계(S20)는 상기 이산화염소 방출성 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)를 제작하는 준비 단계(S211, S221)를 포함하여, 상기 트레이 필름부재(42)에는 스티커의 측면으로 방출구(42b)를 형성하는 비접착부분이 형성된 것을 특징으로 하며, 사용되는 재료의 특성 및 스티커의 구조 특성에 따라 도 5a의 실시예의 스티커 제작방법 또는 도 5b의 스티커 제작방법 등 다양한 스티커 제작방법에 의하여 구현될 수 있다.
도 5a의 실시예의 스티커 제작방법의 경우 준비 단계(S211)에서 준비된 이형지 상에 각 층을 상방으로 적층하는 방식이며, 도 5b의 경우 준비 단계(S221)에서 준비된 베이스 층 상에 상방으로 각 층을 적층한 뒤 그 하면에 점착제층(20) 형성하고 이형지를 부착하는 방식이다.
도 5a의 실시예의 스티커 제작 단계(S20)는 준비 단계(S211), 점착제층(20) 형성 단계(212), 베이스 층 형성 단계(213), 이산화염소 방출성 레이어 층(40) 적층단계(214), 커버 필름 층(50) 적층 단계(215), 디자인 층 형성(60) 단계(216), 표면 코팅 층(70) 형성 단계(217), 절단 단계(218)의 일련의 공정을 통하여 수행된다.
준비 단계(S211)에 있어서는, 이형지층(10)을 형성하는 이형지, 점착제층(20)을 형성하는 점착제, 베이스 필름 층(30)을 형성하는 합성수지 필름, 이산화염소 방출성 레이어 층(40)을 형성하는 이산화염소 방출성 레이어 부재(41) 및 상기 이산화염소 방출성 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42), 커버 필름 층(50)을 형성하는 합성수지 필름, 디자인 층 형성(60) 및 표면 코팅 층(70)을 형성하는 인쇄 재료, 부재 및 코팅액 등 소요 재료 및 장치가 준비된다.
준비 단계(S211)에서 준비되는 이산화염소 방출성 레이어 부재(41)의 제작 방법은 도 2와 관련하여 상술한 바와 같으며, 이산화염소 방출성 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)는 스티커의 측면으로 방출구(42b)를 형성하는 비접착부분이 형성되도록 제작된다.
구체적으로는, 적층시 커버 필름 층(50)과 접착되는 접착부분(42a)과 스티커의 측면으로 방출구를 형성하는 접착되지 않는 비접착부분(42b)이 형성되어 비접착부분(42b)이 커버 필름 층(50)과의 사이에 스티커 측면으로 방출구를 형성하도록 제작되며, 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 상기 이산화염소 방출구는 본 실시예의 경우에는 트레이 필름부재(42)의 커버 필름 층(50)의 적층시 비접착부분을 형성하여, 비접착부분이 방출 슬릿의 기능을 수행하도록 제작될 수 있으며, 실시예에 따라서는 트레이 필름부재(42)의 일부를 골 형상으로 함몰 성형하여 방출구를 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우 도 2(a)상기 트레이 필름부재(42)는, 적층시 커버 필름 층(50)과 접착되는 접착부분(42a)과 스티커의 측면으로 방출구를 형성하는 접착되지 않는 비접착부분(42b)이 형성되어 비접착부분(42b)이 커버 필름 층(50)과의 사이에 스티커 측면으로 방출구를 형성하도록 제작될 수 있다. 도 2(b)의 실시예는 비접착부분은 접착제를 이용한 방식의 적층시 접착제의 선택적 도포하여 비접착부분을 형성할 수 있으며, 도 2(c)의 실시예는 커버 필름 층(50)의 적층과정 또는 적층 전 트레이 필름부재(42)의 일부를 골 형상으로 함몰 성형함으로써 비접착부분을 형성하여, 커버 필름 층(50)의 적층후 비접착부분이 방출구를 형성하도록 제작될 수 있다.
열접착 방식의 접착시 비가열 부분을 형성하여 비접착부분을 형성하는 경우에는 후술하는, 커버 필름 층(50) 적층 단계(215)에서 커버 필름 층(50)의 적층 과정에서 수행되어 방출구 기능을 수행하는 비접착부분이 형성될 수 있다.
점착제층(20) 형성 단계(212)는 준비된 이형지의 상면에 점착제 용액을 도포하고 이를 열처리 및 UV 처리 등의 공정을 통해 점착제층은 이형지층 상에 착탈가능하게 부착된다. 본 실시예의 경우 점착제로는 아크릴 수지계 점착제가 사용될 수 있다.
베이스 층 형성 단계(213)는 상기 점착제층(20)의 상면에 합성수지 필름 형태로 적층하며, 본 실시예의 경우 상기 점착제층(20) 상에 합성수지 필름을 접착하는 방식으로 형성되고, 실시예에 따라서는 합성수지 용액을 도포한 뒤 건조함으로써 베이스 필름 층(30)을 형성할 수 있다.
이산화염소 방출성 레이어 층(40) 적층단계(214)는 이산화염소 방출성 레이어 층(40) 즉, 상술한 부직포에 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 이산화염소 방출형 레이어 부재(41)와 상기 이산화염소 방출형 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)를 베이스 필름 층에 적층하며 접착제를 통한 접합 또는 열접합 등 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 본 실시예의 경우 부직포에 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 이산화염소 방출형 레이어 부재(41)는 이산화염소의 손실을 방지하기 위하여 압축에 의한 합지작업에 의하여 베이스 필름 층에 적층되도록 수행된다.
커버 필름 층(50) 적층 단계(215)는 커버 필름 층(50)은 합성수지 필름형태로 이산화염소 방출성 레이어 층(40)의 상면에 적층하며, 이산화염소 방출성 레이어 층(40)의 트레이 필름부재(42)의 접착부분(42a)에 접착제에 의하여 접착하거나, 열접착 방식으로 트레이 필름부재(42)의 접착부분(42a)에 접착시킨다.
디자인 층 형성(60) 단계(216)는 커버 필름 층(50)의 상면에 컬러 및 모양을 제공하며, 컬러 및 모양의 인쇄 및 코팅의 반복적인 공정을 통해 디자인 층(60)을형성한다.
표면 코팅 층(70) 형성 단계(217)는 디자인 층(60)의 상면에 합성수지 코팅으로 적층힌다.
절단 단계(218)는, 스티커 부분을 절단하여 여백의 불필요한 부분을 제거하여, 소요 절취 라인을 형성한다.
도 5b의 실시예의 스티커 제작 단계(S20)는 준비 단계(S221), 이산화염소 방출성 레이어 층(40) 적층단계(222), 커버 필름 층(50) 적층 단계(223), 디자인 층 형성(60) 단계(224), 표면 코팅 층(70) 형성 단계(225), 점착제층(20) 형성 단계(226), 이형지층 형성절단 단계(218)의 일련의 공정을 통하여 수행된다.
준비 단계(S221)에 있어서는, 이형지층(10)을 형성하는 이형지, 점착제층(20)을 형성하는 점착제, 베이스 필름 층(30)을 형성하는 합성수지 필름, 이산화염소 방출성 레이어 층(40)을 형성하는 이산화염소 방출성 레이어 부재(41) 및 상기 이산화염소 방출성 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42), 커버 필름 층(50)을 형성하는 합성수지 필름, 디자인 층 형성(60) 및 표면 코팅 층(70)을 형성하는 인쇄 재료, 부재 및 코팅액 등 소요 재료 및 장치가 준비된다.
준비 단계(S221)에서 준비되는 이산화염소 방출성 레이어 부재(41)의 제작 방법은 도 2와 관련하여 상술한 바와 같으며, 이산화염소 방출성 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)는 스티커의 측면으로 방출구(42b)를 형성하는 비접착부분이 형성되도록 제작된다.
구체적으로는, 적층시 커버 필름 층(50)과 접착되는 접착부분(42a)과 스티커의 측면으로 방출구를 형성하는 접착되지 않는 비접착부분(42b)이 형성되어 비접착부분(42b)이 커버 필름 층(50)과의 사이에 스티커 측면으로 방출구를 형성하도록 제작되며, 도 2와 관련하여 설명된 바와 같이, 상기 이산화염소 방출구는 본 실시예의 경우에는 트레이 필름부재(42)의 커버 필름 층(50)의 적층시 비접착부분을 형성하여, 비접착부분이 방출 슬릿의 기능을 수행하도록 제작될 수 있으며, 실시예에 따라서는 트레이 필름부재(42)의 일부를 골 형상으로 함몰 성형하여 방출구를 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우 도 2(a)상기 트레이 필름부재(42)는, 적층시 커버 필름 층(50)과 접착되는 접착부분(42a)과 스티커의 측면으로 방출구를 형성하는 접착되지 않는 비접착부분(42b)이 형성되어 비접착부분(42b)이 커버 필름 층(50)과의 사이에 스티커 측면으로 방출구를 형성하도록 제작될 수 있다. 도 2(b)의 실시예는 비접착부분은 접착제를 이용한 방식의 적층시 접착제의 선택적 도포하여 비접착부분을 형성할 수 있으며, 도 2(c)의 실시예는 커버 필름 층(50)의 적층과정 또는 적층 전 트레이 필름부재(42)의 일부를 골 형상으로 함몰 성형함으로써 비접착부분을 형성하여, 커버 필름 층(50)의 적층후 비접착부분이 방출구를 형성하도록 제작될 수 있다.
열접착 방식의 접착시 비가열 부분을 형성하여 비접착부분을 형성하는 경우에는 후술하는, 커버 필름 층(50) 적층 단계(223)에서 커버 필름 층(50)의 적층 과정에서 수행되어 방출구 기능을 수행하는 비접착부분이 형성될 수 있다.
이산화염소 방출성 레이어 층(40) 적층단계(222)는 이산화염소 방출성 레이어 층(40) 즉, 상술한 부직포에 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 이산화염소 방출형 레이어 부재(41)와 상기 이산화염소 방출형 레이어 부재를 둘러싸 수용하는 트레이 필름부재(42)를 사전 준비된 베이스 필름 층에 적층하며 접착제를 통한 접합 또는 열접합 등 다양한 방법으로 수행될 수 있으며, 본 실시예의 경우 부직포에 이산화염소 방출성 흡착제가 함침된 이산화염소 방출형 레이어 부재(41)는 이산화염소의 손실을 방지하기 위하여 압축에 의한 합지작업에 의하여 베이스 필름 층에 적층되도록 수행된다.
커버 필름 층(50) 적층 단계(223)는 커버 필름 층(50)은 합성수지 필름형태로 이산화염소 방출성 레이어 층(40)의 상면에 적층하며, 이산화염소 방출성 레이어 층(40)의 트레이 필름부재(42)의 접착부분(42a)에 접착제에 의하여 접착하거나, 열접착 방식으로 트레이 필름부재(42)의 접착부분(42a)에 접착시킨다.
디자인 층 형성(60) 단계(224)는 커버 필름 층(50)의 상면에 컬러 및 모양을 제공하며, 컬러 및 모양의 인쇄 및 코팅의 반복적인 공정을 통해 디자인 층(60)을형성한다.
표면 코팅 층(70) 형성 단계(225)는 디자인 층(60)의 상면에 합성수지 코팅으로 적층힌다.
점착제층(20) 형성 단계(226)은 베이스 필름 층의 하면에 점착제 용액을 도포하고 이를 열처리 및 UV 처리 등의 공정을 통해 점착제층은 상기 베이스 필름 층의 하면에 결합되고, 후술하는 이형지층 상에는 착탈가능하게 부착된다. 본 실시예의 경우 점착제로는 아크릴 수지계 점착제가 사용될 수 있다.
이형지 층(10)형성 단계는 상기 점착제층(20)의 하면에 이형지를 부착한다.
절단 단계(218)는, 스티커 부분을 절단하여 여백의 불필요한 부분을 제거하여, 소요 절취 라인을 형성한다.
[실험데이터 1 - 이산화염소 45일 방출 시험결과]
본 발명을 이용하여 이산화염소 45일 방출 시험결과에 대한 실험데이터를 개시한다. 시험의 주체는 전북대학교 산학협력단이며 시험 조건 등은 아래와 같다.
시험조건: 정체 조건 및 가속화 조건
시험온도: 상온 (약 24℃)
시험결과 요약
시험재료 조건 45일 평균 이산화염소 방출량 최종 이산화염소방출량 (45일 후)
본 발명을 이용한 패치 정체 조건 0.025 ppm 0.028 ppm
본 발명을 이용한 패치 가속화 조건 (대기 흐름이 1l/sec인 조건) 0.033 ppm 0.012 ppm
시험결과 상세
시험재료 점검일 이산화염소 방출량 특이사항

본 발명을
이용한 패치		 2020.10.26 0.036 ppm 없음
2020.10.28 0.036 ppm 없음
2020.10.30 0.025 ppm 없음
2020.11.02 0.024 ppm 없음
2020.11.04 0.034 ppm 없음
2020.11.06 0.024 ppm 없음
2020.11.09 0.023 ppm 없음
2020.11.11 0.022 ppm 없음
2020.11.13 0.021 ppm 없음
2020.11.16 0.021 ppm 없음
2020.11.18 0.021 ppm 없음
2020.11.20 0.020 ppm 없음
2020.11.23 0.030 ppm 없음
2020.11.25 0.030 ppm 없음
2020.11.27 0.029 ppm 없음
2020.11.30 0.029 ppm 없음
2020.12.02 0.019 ppm 없음
2020.12.04 0.018 ppm 없음
2020.12.07 0.028 ppm 없음
2020.12.09 0.028 ppm 없음
이와 같이 본 발명을 이용한 패치는 45일 이후에도 꾸준히 이산화염소를 배출하는 서방성 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
[실험데이터 2 - COVID-19 바이러스 불활화 실험]
본 발명을 이용하여 COVID-19 바이러스 불활화 실험 결과를 개시한다. 시험의 주체는 전북대학교 산학협력단이며 시험 조건 등은 아래와 같다.
시험바이러스: COVID-19 (SARS-CoV-2)
시험온도: 상온 (약 24℃)
시험결과
시험재료 SARS-CoV-2 접종 도수 (TCI50) 시간 재료와의 거리(cm) SARS-CoV-2
바이러스 수		 % of virus inhibition
본 발명을 이용한 패치 6.11*103 1h 0 0 100%
2 0 100%
5 0 100%
10 0 100%
대조군 (무처리) 6.11*103 1h - 149 0
위와 같이 본 발명을 이용하여 패치를 제작한 후, 코로나 바이러스와 소정의 거리를 두고 본 발명의 패치를 배치한 결과, 1시간 후 코로나 바이러스가 전부 소멸된 것을 알 수 있다. 그러므로 본 발명은 코로나 바이러스를 소멸시키는 방역 효과가 있는 것을 검증할 수 있었다.
[실시예 - 이산화염소 서방출성 선도유지제 및 이의 제조방법]
앞서 설명한 본 발명의 이산화염소 방출성 흡착제를 이용하여 아래 설명할 이산화염소 서방출성 선도유지제를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예는 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 과일이나 채소, 식품 등의 보관시에 선도유지와 부패방지 효과가 장시간 동안 지속될 수 있는 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법에 관한 것이다.
이산화염소(chlorine dioxide, ClO2)는 강력한 산화제로서, 선도유지제 뿐만 아니라 표백제, 탈취제, 살균제 및 소독제로 널리 알려진 화합물이다. 특히, 기존 동일한 목적으로 염소보다도 물에 대한 용해도(25℃에서 301g/L)로 높고, 살균 작용이 뛰어나 물의 소독 및 식품의 처리 등에 널리 사용되고 있다.
이산화염소는 넓은 pH 범위에서의 살균력, 빠른 작용 및 유기물과의 제한된 반응 때문에 대장균 등과 같은 유해세균을 살균하는데 효과적으로 사용되고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 볼이나 입자 형태로 포장재의 내부에 봉입함으로써 보관 및 유통에 유리하고, 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 선도유지와 부패방지 효과가 장시간 동안 지속될 수 있는 이산화염소 서방출성 선도유지제와 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 기체 투과성 포대와; 상기 포대의 내부에 수용되며, 이산화염소수가 함침된 다공성 세라믹;을 구비한다.
상기 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합한 것을 특징으로 한다.
상기 다공성 세라믹은 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 형성시킨다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제의 제조방법은 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있는 이산화염소수를 수득하는 이산화염소수제조단계와; 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 다공성 세라믹을 수득하는 다공성 세라믹제조단계와; 상기 이산화염소수를 상기 다공성 세라믹에 함침시키는 함침단계와; 상기 함침단계 후 상기 다공성 세라믹을 기체투과성 포대에 담는 봉입단계;를 포함한다.
상기 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 수득한다.
상기 함침단계는 a)상기 이산화염소수와 상기 다공성 세라믹을 혼합하여 교반하는 단계와, b)상기 다공성 세라믹을 40 내지 120℃에서 1 내지 8시간 동안 1차 건조시키는 단계와, c)상기 다공성 세라믹을 흡착조절액에 침지하는 단계와, d)상기 다공성 세라믹을 20 내지 40℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 건조시키는 단계와, e)상기 다공성 세라믹을 8 내지 20시간 동안 자연건조시키는 단계로 이루어진다.
상술한 바와 같이 본 발명은 볼이나 입자 형태의 다공성 세라믹에 이산화염소수를 함침시켜 포장재의 내부에 봉입함으로써 보관 및 유통에 유리하다.
또한, 본 발명은 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 선도유지와 부패방지 효과가 장시간 동안 지속되므로 과일이나 채소, 식품 등의 선도를 오랜기간 동안 유지시킬 수 있다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 기체 투과성 포대와, 포대의 내부에 수용되는 다공성 세라믹을 구비한다.
포대는 주머니 형태로 이루어진다. 포대의 내부에는 다공성 세라믹을 수용할 수 있는 수용공간이 형성된다. 포대는 액체의 통과는 차단하고 기체는 투과할 수 있는 고분자 맴브레인 소재의 필름으로 형성될 수 있다. 이러한 기체 투과성 포대는 다공성 세라믹으로부터 방출되는 이산화염소 가스를 외부로 서서히 방출한다.
다공성 세라믹은 포대의 내부에 다수가 수용된다. 다공성 세라믹은 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 형성시킬 수 있다. 이러한 다공성 세라믹은 일 예로 볼 형상으로 이루어진다. 다공성 세라믹은 직경 0.5 내지 10mm 크기로 형성될 수 있다.
다공성 세라믹은 표면 및 내부에 미세한 기공이 무수하게 형성된 다공구조를 갖는다. 다공성 세라믹은 낮은 마모성 및 높은 충전율 등 이산화염소수 함침에 유리한 특성을 가지므로 담지 능력을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 배출속도를 지연시켜 서방출 특성을 개선시킨다.
다공성 세라믹에는 이산화염소수가 함침되어 이산화염소 가스를 서서히 방출시킨다. 다공성 세라믹에 함침시키는 이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 수득할 수 있다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제는 이산화염소를 장시간 동안 서서히 지속적으로 방출할 수 있다. 따라서 과일이나 채소, 식품 등이 보관된 보관실에 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제를 투입함으로써 과일이나 채소, 식품 등의 선도유지와 부패방지 효과를 장시간 동안 유지할 수 있다.
이하, 상술한 본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제의 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 이산화염소 서방출성 선도유지제의 제조방법은 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있는 이산화염소수를 수득하는 이산화염소수제조단계와, 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 다공성 세라믹을 수득하는 다공성 세라믹제조단계와, 이산화염소수를 상기 다공성 세라믹에 함침시키는 함침단계와, 함침단계 후 상기 다공성 세라믹을 기체투과성 포대에 담는 봉입단계를 포함한다. 각 단계별로 살펴본다.
1. 이산화염소수제조단계
먼저, 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있는 이산화염소수를 수득한다.
이산화염소수는 물, 아염소산염, 산 용액, 염화나트륨을 혼합하여 얻는다. 가령, 물 100중량부에 대하여 아염소산염 5 내지 20중량부와, 산 용액 7 내지 15중량부와, 염화나트륨 1 내지 10중량부를 혼합하여 이산화염소수를 얻을 수 있다.
물로 정제수를 이용할 수 있다.
아염소산염으로 아염소산 알칼리 금속염이나 아염소산 알칼리토류 금속염을 이용할 수 있다. 아염소산 알칼리 금속염으로 아염소산나트륨, 아염소산칼륨, 아염소산리튬을 들 수 있다. 그리고 아염소산 알칼리토류 금속염으로는 아염소산칼슘, 아염소산마그네슘, 아염소산바륨을 들 수 있다. 이 중에서도 용존 이산화염소 가스의 장기적인 보존 안정성이라는 점에서 아염소산나트륨이 바람직하다.
산 용액은 아염소산염과 반응하여 이산화염소를 발생시키며, 보존 안정성을 향상시키기 위해 겔 조성물이 적절한 pH를 유지할 수 있도록 한다.
산 용액으로 실온(25℃)에서 겔 조성물의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염을 이용할 수 있다. 이러한 pH조절제로 인산, 락트산, 시트르산, 아센트산, 말레산 및 이들의 허용되는 염 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것이다. 바람직하게 보존 안정성이 뛰어나며, pH 변동을 최소한으로 억제할 수 있는 인산을 이용한다.
염화나트륨은 이산화염소 가스의 방출특성을 개선시킨다. 염화나트륨이 첨가됨으로써 10일 이상 장시간 동안 서서히 이산화염소를 방출하는 서방출 특성이 크게 향상된다.
2. 다공성 세라믹제조단계
다공성 세라믹은 광물 가루와 슬러지를 혼합한 후 소성하여 형성시킨다.
광물가루로 벤토나이트나 제올라이트를 이용할 수 있다. 슬러지는 하수나 폐수의 정화처리과정에서 발생된 것을 이용할 수 있다. 슬러지는 탈수기에서 배출된 케익 형태의 슬러지를 이용하거나, 건조시킨 후 분쇄하여 분말 형태로 이용할 수 있다. 생물학적 수처리 공정으로부터 배출되는 슬러지는 미생물을 포함한 다양한 유기물이 함유되어 있다. 이러한 유기물은 슬러지의 고온 소성과정에서 연소되고, 유기물이 연소되는 자리에 미세한 기공이 형성된다.
광물가루와 슬러지의 혼합시 필요에 따라 물을 첨가할 수 있다.
다공성 세라믹을 만들기 위한 일 예로, 슬러지 100중량부에 대하여 벤토나이트 10 내지 50중량부를 혼합한 후 볼 형상으로 성형한 다음 600 내지 1000℃에서 소성하여 다공성 세라믹을 만들 수 있다. 또한, 슬러지 100중량부에 대하여 제올라이트 10 내지 50중량부를 혼합한 후 볼 형상으로 성형한 다음 600 내지 1000℃에서 소성하여 다공성 세라믹을 만들 수 있다.
상술한 다공성 세라믹은 표면 및 내부에 미세한 기공이 무수하게 형성된 다공구조를 갖는다.
3. 함침단계
다음으로, 이산화염소수를 다공성 세라믹에 함침시킨다.
함침단계는 일 예로, a)이산화염소수와 다공성 세라믹을 혼합하여 교반하는 단계와, b)다공성 세라믹을 40 내지 120℃에서 1 내지 8시간 동안 1차 건조시키는 단계와, c)다공성 세라믹을 흡착조절액에 침지하는 단계와, d)다공성 세라믹을 20 내지 40℃에서 1 내지 3시간 동안 2차 건조시키는 단계와, e)다공성 세라믹을 8 내지 20시간 동안 자연건조시키는 단계로 이루어질 수 있다.
4. 봉입단계
다음으로, 이산화염소수가 함침된 다공성 세라믹을 기체투과성 포대에 담는 봉입한다. 포대의 입구를 통해 다수의 다공성 세라믹을 포대의 내부로 투입한 다음 입구를 밀봉한다. 밀봉은 열융착 또는 고주파융착 방식으로 수행할 수 있다.
기체투과성 포대는 상술한 바와 같이 액체의 통과는 차단하고 기체는 투과할 수 있는 고분자 맴브레인 소재의 필름으로 형성된다.
[실시예 - 이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법]
앞서 설명한 본 발명의 이산화염소 방출성 흡착제를 이용하여 아래 설명할 이산화염소 서방출성 겔 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예는 이산화염소 서방출성 겔 조성물과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있는 겔 조성물과 이의 제조방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물은 아염소산염, pH조절제, 염화나트륨, 이산화염소수를 혼합한 혼합용액이 겔화제에 흡수된다.
그리고 상기 pH조절제는 상기 겔 조성물의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염이다.
또한, 상기 pH조절제는 인산, 락트산, 시트르산, 아센트산, 말레산 및 이들의 허용되는 염 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 겔화제는 고흡수성 수지이다.
또한, 상기 이산화염소수는 이산화염소의 농도가 1500 내지 2500ppm이다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물의 제조방법은 (a)물에 아염소산염을 용해시켜 제 1용액을 수득하는 단계와; (b)상기 제 1용액에 pH조절제 및 염화나트륨을 첨가하여 제 2용액을 수득하는 단계와; (c)상기 제 2용액에 이산화염소수를 첨가하여 혼합용액을 수득하는 단계와; (d)상기 혼합용액을 겔화제에 첨가하여 겔화시키는 단계;를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출하므로 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 염화나트륨을 첨가함으로써 10일 이상의 장기간 동안 이산화염소를 지속적으로 방출할 수 있으므로 이산화염소의 활용효과를 크게 높일 수 있다.
본 발명의 일 예에 의한 이산화염소 서방출성 겔 조성물은 아염소산염, pH조절제, 염화나트륨, 이산화염소수를 혼합한 혼합용액이 겔화제에 흡수된 것이다.
아염소산염으로 아염소산 알칼리 금속염이나 아염소산 알칼리토류 금속염을 이용할 수 있다.
아염소산 알칼리 금속염으로 아염소산나트륨, 아염소산칼륨, 아염소산리튬을 들 수 있다. 그리고 아염소산 알칼리토류 금속염으로는 아염소산칼슘, 아염소산마그네슘, 아염소산바륨을 들 수 있다. 이 중에서도 용존 이산화염소 가스의 장기적인 보존 안정성이라는 점에서 아염소산나트륨이 바람직하다.
pH조절제는 아염소산염과 반응하여 이산화염소를 발생시키며, 보존 안정성을 향상시키기 위해 겔 조성물이 적절한 pH를 유지할 수 있도록 한다.
pH조절제는 실온(25℃)에서 겔 조성물의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염이다. 이러한 pH조절제로 인산, 락트산, 시트르산, 아센트산, 말레산 및 이들의 허용되는 염 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것이다. 바람직하게 보존 안정성이 뛰어나며, pH 변동을 최소한으로 억제할 수 있는 인산을 이용한다.
염화나트륨은 겔 조성물 중의 이산화염소 가스의 방출특성을 개선시킨다. 즉, 본 발명의 겔 조성물은 염화나트륨이 첨가됨으로써 10일 이상 장시간 동안 서서히 이산화염소를 방출하는 서방출 특성이 크게 향상된다.
이산화염소수는 용매에 이산화염소를 용해시킨 것으로서, 이산화염소수는 일정한 속도 및 농도로 이산화염소를 장시간 동안 방출시킬 수 있도록 보조하는 역할을 한다.
이산화염소를 용해시키기 위한 용매로서 물을 이용할 수 있다. 그리고 이산화염소수는 이산화염소의 농도가 1500 내지 2500ppm인 것이 바람직하다. 1500 내지 2500ppm 농도 범위 내에서 이산화염소의 방출속도를 일정하게 유지하는 효과가 크다.
아염소산염, pH조절제, 염화나트륨, 이산화염소수를 혼합한 혼합용액을 겔화제에 흡수시키면 겔 조성물이 형성된다.
겔화제는 혼합용액의 점도를 조절하여 겔화시켜 이산화염소를 안정화시키기 위한 것으로, 이산화염소의 초기 방출 속도를 제어하는데 중요한 역할을 한다.
혼합용액을 겔화시키기 위한 겔화제로 고흡수성 수지를 이용할 수 있다. 고흡수성 수지로 녹말계 흡수성수지, 셀룰로오스계 흡수성 수지, 합성 폴리머계 흡수성 수지 등을 이용할 수 있다. 녹말계 흡수성 수지로는 녹말/폴리아크릴산계 수지 등이 있으며, 합성 폴리머계 흡수성 수지로는 가교 폴리아크릴산계 수지, 이소부틸렌/말레산계 수지, 포발/폴리아크릴산염계 수지, 폴리아크릴산염계 수지 등이 있다.
상술한 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물은 이산화염소를 서서히 지속적으로 방출할 수 있어서 살균제 및 소독제, 탈취제, 선도유지제, 항균제 등의 다양한 용도로 유용하게 활용할 수 있다. 특히, 본 발명은 염화나트륨을 첨가함으로써 방출기간을 10일 이상 장시간 동안 지속적인 방출이 가능하다.
이하, 본 발명의 이산화염소 서방출성 겔 조성물의 제조방법에 대하여 살펴본다.
먼저, 물에 아염소산염을 용해시켜 제 1용액을 수득한다. 가령, 물 100중량부에 대하여 아염소산염 2 내지 20중량부를 첨가하여 용해시킨다.
다음으로, 제 1용액에 pH조절제 및 염화나트륨을 첨가하여 제 2용액을 수득한다. 가령, 제 1용액 100중량부에 대하여 pH조절제 1 내지 20중량부, 염화나트륨 1 내지 10중량부를 첨가한 후 교반하여 제 2용액을 수득한다.
다음으로, 제 2용액에 이산화염소수를 첨가하여 혼합용액을 수득한다. 가령, 제 2용액 100중량부에 대하여 이산화염소수 10 내지 50중량부를 첨가하여 혼합용액을 수득할 수 있다.
다음으로, 혼합용액을 겔화제에 첨가하여 겔화시킨다.
이하, 하기의 실험 예를 통하여 본 발명에 대해 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실험 예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기의 실험 예로 한정하는 것은 아니다.
(실험예)
증류수 67ml에 아염소산나트륨 8g을 첨가하고, 교반하여 상온에서 pH 8~11의 제 1용액을 수득하였다. 그리고 제 1용액에 인산 8g 및 염화나트륨 5g을 첨가하고 교반하여 상온에서 pH 5~7.5의 제 2용액을 제조하였다. 그리고 농도 2000ppm의 이산화염소수 25ml에 염화나트륨 5g 및 증류수를 첨가하여 상온에서 pH 6~9인 이산화염소수를 준비하였다. 그리고 제 2용액에 이산화염소수를 혼합하여 상온에서 pH가 5~7.5를 유지하도록 하였다. 그 후 고흡수성 수지를 첨가하여 이산화염소를 함유하는 겔 조성물을 제조하였다.
위에서 설명한 본 발명의 실시예는 각각 분리되어 서술되었지만, 서로 조합될 수 있다. 또한 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 이형지층
20 : 점착제층
30 : 스티커 베이스 필름 층
40 : 이산화염소 방출성 레이어 층
41 : 이산화염소 방출형 레이어 부재 42 : 트레이 필름부재
42a : 접착부분 42b : 비접착부분
50 : 커버 필름 층
60 : 디자인 층
70 : 표면 코팅 층

Claims (13)

  1. 이산화염소를 방출하는 흡착제로서,
    아염소산염 수용액과 염화나트륨과 산 용액이 함침되어 이산화염소를 방출하되,
    아크릴에멀젼, 카르복실 나노 셀룰로이드 및 폴리 아크릴 아미드 혼합 수용액이 추가로 함침되어 이산화염소를 방출하고,
    함침 과정에서 상온에서의 자연 건조에 따라 흡착제에 이산화염소의 흡착률을 향상시켜 이산화염소 가스의 손실을 최소화하고,
    자연 건조 후 섭씨 20도 내지 60도의 저온 건조에 따라 흡착제 표면의 피막 형성으로 저장 탄성률을 증가시켜 이산화염소 손실을 최소화하고,
    흡착제는 흡착성 광물질인,
    이산화염소 서방출성 흡착제.
  2. 제1항에 있어서,
    염화나트륨은 물 100중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 혼합되어 함침되는,
    이산화염소 서방출성 흡착제.
  3. 제1항에 있어서,
    이산화염소수가 함침된, 이산화염소 서방출성 흡착제.
  4. 제1항에 있어서,
    흡착제는,
    슬러지 100중량부에 대하여 광물가루 10 내지 50 중량부를 포함하는,
    이산화염소 서방출성 흡착제.
  5. 제1항에 있어서,
    아염소산염은,
    물 100중량부에 대하여 2 내지 20 중량부로 혼합되어 함침되는, 이산화염소 서방출성 흡착제.
  6. 제1항에 있어서,
    산 용액은,
    함침된 흡착제의 pH를 5 내지 7.5로 유지시킬 수 있는 산 또는 이의 허용되는 염에 해당하는, 이산화염소 서방출성 흡착제.
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