KR20060056201A - 새집증후군 유발물질을 저감시키는 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 새집증후군을 유발하는 물질들을 저감시켜서 쾌적한 주거환경을 만들고자 하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하고자 유해물질들을 효과적으로 흡착하고 분해시킬 수 있도록, 우선 흡착력이 우수한 조성물을 준비하고 다시 이들 물질에 유해물질의 분해에 효과가 있는 기능성물질들을 혼합 또는 담지시켜서 사용하였다.

이와 함께 사용상의 문제점을 개선하고자 백색도가 우수한 조성물이 되도록 하였으며, 입자의 크기를 엄밀히 제어하여 미세한 분말만을 사용함으로서 소량을 사용하거나 얇게 코팅처리하여도 우수한 효과를 발휘할 수 있었다.

새집증후군, 나노실버, 흡착력, 기능성물질, 항균성, 백색도

Description

새집증후군 유발물질을 저감시키는 조성물{Material for reducing the sick house syndrome}

도 1. 원적외선 방사율

도 2. 탈취율

도 3. 세균감소율

도 4. 항곰팡이 시험

본 발명은 새집증후군을 일으키는 물질을 효과적으로 흡착 및 분해하여 제거함으로서 인체에 미치는 영향을 최소화하고 안전한 주거환경을 제공하는 것에 관한 것이다.

국내의 건축물 특히 아파트와 같은 주거용 건축물의 경우 좁은 공간에 밀집된 내장시설과 가구 등으로부터 심각한 수준의 휘발성 유기화합물(VOC)이 발생하고 있으며 이는 환경규제치를 훨씬 초과하고 있는 실정이다.

이와 같은 물질들은 당연히 신축건물이나 새 가구로부터 많이 나오게되는데 주로 접착제나 페인트류, 플라스틱재질 또는 발포제품으로 만들어진 것들이 주요 발생 원인이다.

이 같은 문제를 원초적으로 해결하고자 휘발성유기화합물이 전혀 발생하지 않는 건축자재를 사용토록 하는 방안이 강구되고 있으나 사용가능한 재질의 한계와 제품가격의 상승이 제한요인으로 작용하고 있다.

다른 방법으로는 휘발성 유기화합물을 흡착 및 분해하여 제거하기 위한 조성물들을 제공하는 것인데 맥반석, 운모, 황토, 일라이트, 카오린, 숯, 바이오세라믹, 옥, 토르마린 등의 무기물 입자들을 단독으로 또는 복합적으로 사용하거나, 목초액 등의 유기물질을 혼합하여 사용하고 있다.

그러나 실제로 이들 물질들을 사용하여 휘발성 유기화합물질을 제거하기 위해서는 세밀한 연구결과를 바탕으로한 체계적인 접근과 실제로 사용가능한 제품을 만들어야 하는 실용적인 접근방법이 필요하지만 현재까지 시판되는 제품이나 출원되어있는 특허들에서는 이 같은 점들이 무시되어 있는 것이 현실이다.

예를 들어 대한민국 특허출원번호 10-2004-0064656의 경우 산화아연, 이산화망간, 산성백토, 자철석 등을 사용하고 있으나 각 물질들이 갖는 고유의 기능에 대한 고찰이 부족하며 각각의 입자들에 대한 구체적인 규정도 되어 있지 않다. 또한 각 성분들의 색상에 대한 고려도 전혀되어 있지 않고 흑색이나 짙은 갈색의 조성물질로 이루어져 있어서 건축물의 실내에 적용하기에는 용도가 매우 제한적일 수밖에 없다.

본 발명은 새집증후군을 일으키는 물질을 효과적으로 흡착 및 분해하여 제거 함으로서 인체에 미치는 영향을 최소화하고 안전한 주거환경을 제공하는 것에 관한 것이다.

이와 함께 실제 사용함에 있어 제한이 없도록 조성물의 색상과 입자의 크기 및 분포 그리고 벽이나 제품의 표면에 적용할 경우 바인더의 사용 등에 관해 발생할 수 있는 문제까지도 고려하고자 하였다.

새집증후군을 일으키는 물질을 효과적으로 흡착 및 분해하여 제거하기 위해서는 먼저 방향을 설정한 후에 조성물을 개발하고 실제적인 적용방법을 찾아내야 할 것이다. 이들을 나열해보면 다음과 같다.

1) 비표면적이 큰 다공성물질을 사용할 것

2) 비표면적이 큰 다공성물질 중에서도 휘발성 유기화합물을 잘 흡착하는 물질을 사용할 것

3) 입자의 크기가 작아질수록 비표면적이 커지고 반응성이 높아지기 때문에 입자가 작은 물질을 사용할 것

4) 나노실버 또는 무기항균제 등의 활성물질을 부가하여 항균, 항곰팡이 및 휘발성 유기화합물의 흡착 및 분해능력을 향상시킨다

5) 백색도가 우수한 물질을 사용하여 사용분야에 제한이 적도록 한다.

6) 원적외선 방사율이 놓은 물질을 사용하여 제품을 사용시에 인체에 유익한 원적외선이 효과적으로 방출되는 부가적인 효과를 얻을 수 있도록 한다

7) 실제적용을 위한 바인더를 개발할 것

위의 조건들을 만족시키기 위하여 본 발명에서 사용한 물질들의 특징을 표 1 에 나타내었다.

표 1. 본 발명에서 사용한 원료물질 들의 특성

표 1 에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 사용된 물질들은 미세한 입자크기와 높은 비표면적을 갖고 있으며 백색도가 매우 우수한 물질들인 것을 알 수 있다.

이 같이 우수한 물질들을 사용함으로서 휘발성 유기화합물을 쉽게 흡착하고 분해시킬 수 있으며 항균, 항곰팡이, 원적외선 방출효과를 갖는 물질을 얻을 수 있었다.

이하 본 발명의 실시 예를 기술하기로 한다.

[제조실시 예 1]

제올라이트 20 중량%, 카오린 10%, 이산화티타늄10 중량%, 알루미나 20 중량%, 실리카 20 중량%, 및 은이 3 중량%, 담지된 제올라이트계 무기항균제 20%를 혼합하였다.

이 혼합물을 용량 50리터의 아트리션 밀에서 직경이 1mm 인 지르코니아 비드를 100kg 충진시키고 습식으로 10시간 분쇄하여 더욱 미세하고 균일한 혼합물을 만들고 건조 및 해쇄하여 휘발성 유기화합물 제거용 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물의 입자 크기는 평균크기 0.6㎛, 90% 입자크기 1.8㎛, 최대크기 5.7㎛ 이었다.

이 혼합물의 백색도는 95 이었다.

[제조실시 예 2]

제조실시에 1에서 제조한 혼합물을 이용하여 새집증후군을 일으키는 휘발성 유기화합물을 저감시키고자 표 2와 같은 조성으로 스프레이 도포형 도료를 만들었다.

표 2. 스프레이도포형 도료의 조성표

도료중에서 입자의 분산상태를 좋게 하기 위하여 표 2의 조성으로 혼합한 물질을 제조실시예 1에서 사용한 것과 동일한 아트리션 밀에서 30분간 분산시켜 스프레이 도포형 도료를 만들었다.

[제조실시 예 3]

제조실시예 2에서 제조한 스프레이 도포형 도료를 1mm 두께의 폴리프로필렌 판에 스프레이 도포하여 건조하고 도막의 두께가 평균 100㎛의 시편을 제조하였다. 이 시편을 사용하여 원적외선 방사율(도 1), 탈취율(도 2), 세균감소율(도 3) 및 항곰팡이 시험(도 4)을 하였다. 결과는 다음과 같았다.

1) 원적외선 방사율이 0.916 으로 매우 높은 값을 얻었다.

2) 암모니아가스를 대상으로 시험한 탈취율 테스트에서는 30분만에 80%가 넘는 우수한 탈취력을 갖고 있음을 알 수 있었다.

3) 대장균과 녹농균을 대상으로 시험한 세균감소율 테스트에서는 99.7% 이상의 탁월한 항균기능을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.

4) 5가지 곰팡이 균주를 혼합하여 곰팡이가 시편위로 침입하는가를 확인해본 결과, 4주 후까지도 곰팡이들이 전혀 시편위로 침투하지 못하는 완벽한 항곰팡이 특성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다.

[제조실시 예 4]

제조실시예 2에서 제조한 스프레이 도포형 도료를 이용하여 신축된 아파트의 거실의 천정, 바닥 및 벽 등에 2회 스프레이 도포하고 실내오염물질인 휘발성 유기화합물질과 포름알데히드의 농도변화를 측정하였다. 대조군으로는 동일한 실내구조를 갖는 바로 윗 층의 거실에서 동일한 실험을 행하였다. 도포된 도료층의 두께는 약 30㎛ 이었다.

실험방법은 해당 아파트의 모든 개구부와 실내출입문, 수납가구의 문 등을 개방하고, 30분 환기 후 외부공기와 면하는 개구부와 각 방의 출입문을 모두 닫고 5시간 동안 밀폐하였다. 각방에서 실내간의 이동을 위한 문과 수납가구 등의 문은 개방한 상태로 30분간 정해진 유량으로 실내공기 중 오염물질을 채취하였다. 시료채취는 도포 직전(0일)과 도포 후 34일이 경과한 날에 채취하였다.

휘발성 유기화합물(TVOC)은 고체흡착열탈착 GC/MS 분석법을 따랐으며 포름알데히드(HCHO)는 2,4-DNPH 유도체화 HPLC 분석법을 따랐다.

표 3. 실내오염물질 분석결과

표 3에 나타난 바와 같이 도료를 시공하지 않은 거실에서는 TVOC 가 34일이 지난 후에도 초기방출량 대비 40% 이상 방출되고 있으나 도료를 시공한 거실에서는 TVOC가 78.99㎍/㎡로서 90% 이상 저감되었음을 알 수 있다. 특히 이와 같이 낮은 수치는 유럽이나 일본의 기준치인 400㎍/㎡ 보다 훨씬 작은 농도로서 인체에 안전하다고 할 만한 수치이다.

포름알데히드의 경우도 약 95% 이상 저감되었음을 알 수 있었다.

본 발명은 상기 제조실시 예에만 한정되는 것은 아니며 상기물질 들을 활용하여 통상적인 범위 내에서 조성 및 바인더의 함량 등을 조절할 수 있다는 것은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 조성물은 입자의 크기가 미세하고 비표면적이 매우 큰 물질로 구성되어 있어서 본 조성물을 이용하여 신규 건축물의 내부에 도포할 경우 인체에 유해한 휘발성 유기화합물 및 포름알데히드를 효과적으로 흡착 분해하여 제거함으로서 환경 친화적인 주거환경을 만들어줄 수 있다.

Claims (9)

1. 제올라이트 10-30 중량%, 카오린 5-15 중량%, 이산화티타늄 5-15 중량%, 알루미나 10-30 중량%, 실리카 10-30 중량% 및 은이 4 중량% 담지된 제올라이트계 무기 항균제 10-30 중량%를 혼합하고 습식으로 미분쇄한 후 건조 및 해쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 조성물.
2. 청구항 1에 있어서 비표면적이 100㎡/g 이상인 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 조성물.
3. 청구항 1에 있어서 비표면적이 200㎡/g 이상인 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 조성물.
4. 청구항 1에 있어서 비표면적이 300㎡/g 이상인 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 조성물.
5. 청구항 1에 있어서 입자의 평균크기가 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 조성물.
6. 청구항 1에 있어서 입자의 평균크기가 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 새집 증후군 유발물질 저감용 조성물.
7. 청구항 1에 있어서 입자의 평균크기가 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 조성물.
8. 청구항 1의 조성물에 물유리와 콜로이달 실리카를 바인더로 사용하여 만들어지는 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 도료조성물.
9. 청구항 8의 도료조성물에서 실버 기준으로 10ppm - 100ppm이 되도록 나노실버 콜로이드를 첨가하는 것을 특징으로 하는 새집증후군 유발물질 저감용 도료조성물.

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