KR20090047161A - 탈취제, 탈취제 제조 방법 및 탈취용품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 악취 원인 물질을 제거하여 탈취하기 위한 탈취제, 그 제조 방법 및 탈취용품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구리 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물 및 철 화합물 중 적어도 하나가 표면에 첨착되어 있는 활성탄을 사용하여 악취 원인 물질을 제거하는 탈취제, 그 제조 방법 및 그를 포함하는 탈취용품에 관한 것이다.

또한, 은나노, 카테킨, 폴라보노이드 및 타닌 성분 중 적어도 하나가 표면에 첨착되어 있는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취제, 그 제조 방법 및 그를 포함하는 탈취용품에 관한 것이다.

탈취제, 탈취용품, 활성탄, 구리 첨착물, 망간 첨착물, 은나노, 카테킨, 폴라보노이드, 타닌

Description

탈취제, 탈취제 제조 방법 및 탈취용품{DEODORIZING AGENT, METHOD FOR MANUFACTURING SAME AND DEODORIZING ARTICLE}

본 발명은 각종 악취 원인 물질을 제거하여 탈취하기 위한 탈취제, 그 제조 방법 및 탈취용품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 촉매 물질 등을 첨착시킨 활성탄을 사용하여 악취 원인 물질을 제거하는 탈취제, 그 제조 방법 및 그를 포함하는 탈취용품에 관한 것이다.

일반적으로 악취를 제거하거나 약하게 하는 각종 제재를 일컬어 탈취제(脫臭劑) 또는 방취제(防臭劑)(또는 탈취재 또는 방취재)라고 한다. 이러한 탈취제는 방향제와 같이 탈취제 자체에서 강력한 냄새를 방출하여 악취를 느끼지 못하게 하는 방식, 악취를 풍기는 원인 물질을 탈취제가 흡착하도록 하는 방식, 및 악취를 풍기는 원인 물질을 탈취제가 분해하는 방식 등에 의하여 악취를 약하게 하거나 제거할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 탈취제에 의한 악취 제거에는 악취의 원인 물질 및 악취의 발생 장소에 따라 적절한 방식이 선택될 수 있으며, 또한 선택된 악취 제거 방식에 따라 적절한 재료가 선택되어 제작된 탈취제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 냉장 고와 같이 식품을 저장하는 곳이나 음식물 쓰레기를 처리하는 장치에서 발생하는 불쾌한 냄새의 경우, 악취 원인 물질을 흡착함으로써 제거하는 방식이 이용될 수 있으며, 악취 원인 물질을 흡착할 수 있는 흡착제로 활성탄(活性炭)이 이용될 수 있다.

활성탄이란, 목탄 등을 활성화하여 제조한 탄으로, 대부분의 구성 성분이 탄소질 성분이다. 이러한 활성탄은, 야자각, 목재, 갈탄, 이탄 등을 활성화제인 염화아연이나 인산과 같은 약품으로 처리한 후, 건조하거나 수증기로 활성화시킴으로써 제조된다.

보통, 활성탄은 가루 상태나 미립자 상태로 제조되는데, 이러한 활성탄은 결정질의 다환 방향족 분자 집합체와 비정질 탄소로 이루어져 있어 상대적으로 큰 세공과 작은 세공을 모두 포함하는 특징이 있으므로 활성탄의 세공의 크기는 대개 평균적인 세공의 크기로 표시된다.

활성탄은 다공성 재료인 관계로 기체, 습기, 색소 및 냄새 등에 대하여 높은 흡착성을 가지므로, 흡착제, 탈색제, 정제 등으로 사용될 수 있다. 또한, 활성탄은 악취 가스뿐만 아니라 인체에 유해한 독성 가스를 흡착하는 성능 또한 뛰어나기 때문에 군용 방독면의 정화통에서도 흡착제로서 사용되는 등 다양한 용도로 유용하게 사용될 수 있다.

그러나, 일반적인 활성탄은 그 표면이 비극성이며, 본질적으로 단순히 물리적인 흡착에 의존하여 악취를 제거하기 때문에, 황화수소(H₂S)나 암모니아(NH₃) 등 비점이 낮은 악취 가스에 대해서는 충분한 흡착 성능을 갖지 못하는 단점이 있다. 표 1은 이와 관련하여 물리적 흡착과 화학적 흡착의 일반적인 특성을 비교한 표이다.

[표 1]

표 1에 의하면, 활성탄이 충분한 흡착 성능을 갖도록 하기 위해서는 물리적 흡착 반응뿐만 아니라 화학적 흡착 반응 역시 필요함을 알 수 있다. 상기 화학적 흡착 반응은 상기 활성탄의 표면에 촉매 역할을 하는 물질 등을 첨착시킴으로써 달성할 수 있다. 여기서, 촉매 역할을 하는 물질은 활성탄의 흡착성을 유지하면서도 악취 원인 물질의 저온 산화반응을 유도하여 악취 성분을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 역할을 주로 하게 된다.

또한, 활성탄을 주성분으로 하는 탈취제는 입자가 흑색이기 때문에 외관상 보기 좋은 용기에 보관하여 사용할 필요가 있는데, 용기의 특성에 따라 탈취용품의 부피가 커질 수도 있고 활성탄을 보관하기 위해 사용되는 용기의 재료나 형태에 따라 탈취제의 탈취 속도가 느려질 수도 있기 때문에, 이에 대한 고려가 또한 필요하다.

그러므로, 종래의 여러 단점을 보완하여 실내, 차량 내, 신발장 안, 냉장고 안, 음식물 쓰레기 처리 장치 내 또는 각종 환경 처리 시설 내에 존재하는 악취 원인 물질을 제거하는 데에 사용하기에 더욱 유리하게 제조된 탈취제 및 탈취용품이 필요한 실정이다.

한편, 탈취제에 사용되는 활성탄의 가격은 비교적 고가이므로 동일한 가격 대비 활성탄의 흡착 성능을 극대화하기 위한 접근 방식도 필요하다.

그리고, 다른 한편으로는, 악취 제거를 위한 우수한 흡착 성능 외에도 웰빙(well-being) 문화에 발맞추어 활성탄의 표면에 항균 및 살균 등의 기능을 갖는 물질을 첨착시킴으로써 종래의 탈취제와 차별화되도록 하기 위한 접근 또한 필요하다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하여, 실내, 차량 내, 신발장 안, 냉장고 안, 음식물 쓰레기 처리 장치 내 또는 환경 처리 시설 내에 존재하는 각종 악취 원인 물질을 제거하기 위한 탈취제 및 탈취용품을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 활성탄의 표면에 촉매 재료를 첨착시켜 탈취제가 뛰어난 흡착 성능을 갖도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 활성탄의 표면에 기능성 재료를 첨착시켜 탈취제가 뛰어난 흡착 성능뿐만 아니라 항균 및 살균 효과 등의 유용한 기능을 더 갖출 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 위와 같은 탈취제의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은 하기와 같은 탈취제, 탈취제 제조 방법 및 탈취용품을 제공한다.

구리 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물 및 철 화합물 중 적어도 하나가 표면에 첨착되어 있는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취제를 제공한다.

또한, 은나노, 카테킨, 폴라보노이드 및 타닌 성분 중 적어도 하나가 표면에 첨착되어 있는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취제를 제공한다.

탈취제 제조 방법으로서, 평균 입자 크기가 3mm 내지 4mm인 활성탄을 선별하는 단계, 선별된 활성탄의 표면에 구리 화합물 및 망간 화합물을 첨착시키는 단계, 및 상기 첨착 단계가 종료된 후, 활성탄을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

탈취제 제조 방법으로서, 평균 입자 크기가 3mm 내지 4mm인 활성탄을 선별하는 단계, 선별된 활성탄의 표면에 은나노, 카테킨, 폴라보노이드 및 타닌 성분 중 적어도 하나를 첨착시키는 단계, 및 첨착 단계가 종료된 후, 상기 활성탄을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

상술한 바와 같은 구성 및 방법에 의한 탈취제를 포함하는 탈취용품으로서, 상기 탈취제의 적어도 일부를 차폐하는 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취용품을 제공한다.

후술할 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 현저한 효과가 달성된다:

1. 악취 제거에, 특히 실내, 차량 내, 신발장 안, 냉장고 안, 음식물 쓰레기 처리 장치 내 또는 각종 환경 처리 시설 내에서 발생하는 악취 원인 물질의 제거에 최적화된 탈취제가 제공된다.

2. 동일한 가격 대비 악취 원인 물질의 흡착 능력이 뛰어난 탈취제가 제공된다.

3. 흡착 능력을 높이는 첨착물을 포함하는 탈취제가 제공된다.

4. 항균 및 살균 효과에 유리한 첨착물을 포함하는 탈취제가 제공된다.

5. 부피가 최소화되어 이동 및 사용이 편리한 탈취용품이 제공된다.

6. 다양한 용도에 적합한 형태로 제작 가능한 탈취용품이 제공된다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 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 동일 또는 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 탈취제 및 본 발명에 따른 탈취제의 제조 방법과, 본 발명에 따른 탈취제를 사용한 탈취용품과 관련된 실시예에 관하여 상세하게 설명하도록 한다.

실시예 1: 탈취제의 제조 방법

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탈취제는 활성탄을 재료로 사용하여 다음과 같은 제조 방법에 의하여 제조될 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 탈취제의 주요 구성요소인 활성탄을 준비한다. 일반적으로 활성탄은 사용되는 용도에 따라, 입자의 크기, 형태 등이 다르게 제작되며, 입상 활성탄(Granule Activated Carbon), 분말 활성탄(Powder Activated Carbon), 조립 활성탄(Pelletized Activated Carbon) 등으로 분류될 수 있다.

야자껍질, 갈탄, 무연탄, 역청탄 등을 400℃ ~ 700℃의 온도에서 타르 및 휘발분을 제거하여 탄화시키고, 900℃ ~ 1200℃의 온도의 회전로에서 수증기, 공기 등과 같은 산화성 가스로 활성화하는 단계를 거쳐 제조된 후, 입자 크기별로 선별하여 선정된 과립형 활성탄을 입상 활성탄이라 하며, 입자가 분말 형태인 활성탄을 분말 활성탄이라 한다.

입상 활성탄은 우수한 공기 정화 성능을 가지며, 분말 활성탄은 표면적이 커서 흡착 효율이 뛰어난 한편 가격 또한 저렴한 이점이 있다.

그리고, 조립 활성탄은, 분쇄된 탄화물을 점결제(당밀, 꿀 등)와 일정량 혼합한 후 숙성시키고, 고압으로 조립 성형시키며, 고온에서 건조 및 탄화시키고, 다시 고온의 수증기를 이용해 활성화하는 단계를 거쳐 제조될 수 있으며, 이렇게 생성된 조립 활성탄은 높은 흡착 성능을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 탈취제는 탈취제의 사용 용도 및 사용되는 장소에 따라 상술한 바와 같은 활성탄 중 가장 적합한 종류의 활성탄을 선별하여 제작될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 활성탄의 표면은 비극성이어서, 활성탄의 물리적인 흡착에만 의존하는 경우, 충분한 탈취 효과를 얻지 못할 수도 있다. 따라서, 활성탄의 표면에 저온에서도 촉매 역할을 할 수 있는 물질, 즉, 전이금속 화합물 또는 인체에 유익하면서 탈취 작용에도 도움이 되는 물질 등을 첨착시켜 더욱 효과적인 악취 제거가 가능하도록 하는 것이 필요하다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 활성탄에 사용될 수 있는 첨착 재료로서 구리(Cu) 화합물, 망간(Mn) 화합물, 코발트(Co) 화합물 및 철(Fe) 화합물과 이들의 혼합물과 같은 전이금속 화합물을 들 수 있다.

특히, 구리 화합물과 망간 화합물의 혼합물은 오랫동안 저온에서의 일산화탄소(CO) 산화 반응에 사용되어 왔으며, 초산에틸(C₄H₈O₂)과 에탄올(C₂H₅OH) 등의 저온 산화 반응의 촉매로도 효과적으로 사용되고 있다.

본 발명에서는, 위와 같은 점에 착안하여, 본 발명에 따른 탈취제의 일 구성요소로서 구리 화합물과 망간 화합물의 혼합물을 활성탄에 첨착시키게 되었다.

그리고, 첨착물로 사용된 구리 화합물과 망간 화합물은 각각 활성탄에 대비할 때에, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 및 0.05 중량% 내지 8 중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 설명된 바와 같이, 활성탄에 구리 화합물과 망간 화합물과 같은 전이금속 화합물을 첨착시킴으로써 제조된 탈취제는, 구리 화합물과 망간 화합물이 상대적으로 저온인 환경에서도 음식물 쓰레기의 처리 반응이 활발하게 일어날 수 있도록 하는 촉매 역할을 담당하도록 하는 한편, 악취 원인 물질 중 암모니아, 아세트 알데히드(CH₃CHO)를 비롯하여 황(S) 성분을 포함하고 있는 메틸메르캅탄(CH₃SH)이나 황화수소의 제거에도 효과적이다.

구리 화합물 및 망간 화합물의 혼합물이 첨착된 활성탄을 사용한 암모니아 등의 악취 가스의 제거 성능에 대하여는 아래에서 다시 상술하기로 한다.

또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 첨착되는 물질은 탈취 및 항균/살균 작용이 뛰어난 녹차 추출물일 수 있다.

녹차 추출물의 주성분인 카테킨은 일반적으로 녹차의 떫은 맛을 내는 성분으로 잘 알려져 있으며, 발암 억제, 동맥 경화 및 혈압 상승 억제, 항바이러스 작용, 해독 작용 등 인체에 유익한 효과를 가질 뿐만 아니라, 우수한 항균 및 살균 효과와 탈취 효과를 나타낸다.

그리고, 녹차가 함유하고 있는 성분 중 폴라보노이드는 강력한 탈취 작용을 하므로, 집안의 각종 냄새를 없애는 데 탁월하다. 특히, 부엌에서 발생하는 각종 음식 냄새(예를 들어, 어패류의 비린내 및 김치 냄새 등)를 제거하는 데에 효과적이다.

또한, 녹차의 다른 성분인 타닌은 습기를 강하게 빨아들여 세균의 서식 자체를 봉쇄하기 때문에 세균에 의한 악취를 제거하는 데 효과가 있다.

본 발명에서는, 위와 같은 점에 착안하여, 본 발명에 따른 탈취제의 일 구성요소로서 녹차의 구성 성분을 활성탄에 첨착시키게 되었다.

상기 설명된 바와 같이, 활성탄에 녹차 추출물을 첨착시킴으로써 제조된 탈 취제는, 냉장고 안이나 신발장 안, 차량 내 및 그밖에 실내외 장소에서의 악취 제거에 효과적이다.

또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 활성탄에 사용될 수 있는 다른 첨착 재료로서 은(silver)나노 물질을 들 수 있다.

은나노 물질이란, 활성탄에 첨착될 수 있는 나노 단위의 은 입자 및/또는 은 화합물을 가리킨다. 즉, 눈에 보이지 않을 정도로 미세한 은 입자나 그 화합물을 활성탄에 첨착할 수 있다.

은나노 첨착물은 기존의 어떤 항균/제균 재료보다 탁월한 항균/제균력(99.9%)을 가지고 있으며, 시중에 있는 대부분의 항균 제품이 인체에 무해하지 않으며 내성균이 발생할 우려가 있는 화학 성분(예들 들어, 유기금속제, 아닐리드계, 4급 암모늄계, 페놀계, 지방족 에스테르계, 구아니딘계의 화학 성분 등) 항균제를 주로 사용하는 반면, 은나노 첨착물은 천연 항균/제균 재료이므로 인체에 무해한 이점이 있다.

또한, 은나노 첨착물은 휘발성과 용출이 거의 없고 나노 입자(3nm ∼ 5nm) 특유의 강한 결합력 및 내구성을 가지고 있으며, 고온에서도 안정적이며 항균/제균력이 꾸준히 지속될 수 있는 장점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명에 따른 활성탄의 표면에 은나노 물질을 첨착시키는 경우, 은나노 입자가 세균, 곰팡이 등에 대한 항균 작용을 하기 때문에 탈취의 측면에서는 물론이거니와 위생적인 측면에서도 유리하게 될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 탈취제는 분말, 조립, 입상 형 태의 활성탄 표면에 상술한 바와 같은 첨착물을 첨착한 후 사용될 수 있으나, 사용되는 장소 및 목적에 따라 다양한 형태로 성형될 필요도 있다. 이때, 탈취제의 성형 과정은 활성탄의 표면에 상술한 바와 같이 첨착물을 첨착시킨 후 이루어지는 것이 바람직할 수 있으나, 성형 과정을 먼저 거친 활성탄의 표면에 상술한 바와 같은 첨착물을 첨착시킬 수도 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 분말 활성탄에 소정의 재료를 첨착시키는 경우에는, 분말인 상태로 첨착시킨 후에 이를 성형함으로써 첨착 효율을 높일 수 있다.

일반적으로 활성탄은 윤활성이 없어 퍼짐성이 약하므로 활성탄의 기본 특성을 고려한 성형이 이루어져야 한다. 그러므로, 본 발명에 따른 활성탄 역시 원료의 조직 내 세공 구조를 보존하게 하는 한편 통기성 및 흡착성을 높일 수 있도록 고른 퍼짐을 유도하는 성형이 이루어져야 한다. 상기 탈취제 성형 방법의 일례로 압축 성형 방법이 이용될 수 있다. 여기서, 탈취제의 성형 방법으로서 압축 기술에 의한 성형 방법을 언급하였으나, 본 발명의 탈취제를 성형하기 위한 방법을 압축 성형에 의한 기술만으로 한정할 필요는 없으며, 본 발명의 활성탄에 대한 특성이 고려된 다양한 성형 방법이 사용될 수 있다. 활성탄의 여러가지 성형 방법은 공지된 바 있으므로, 이에 대한 상세한 설명에 대해서는 생략하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따라 성형 과정을 거친 탈취제는 사용 장소와 용도에 따라 다양한 크기와 형태를 갖도록 제작될 수 있으며, 또한, 탈취제의 사용 장소 및 용도, 탈취제의 크기 및 형태에 적합한 외부 용기에 담겨져 도 2에 예시된 바와 같은 탈취용품(100, 200, 300)으로 제작될 수 있다.

본 발명에 따라 활성탄을 주재료로 사용하여 제작되는 탈취용품(100, 200, 300)에 대한 실시예에 대하여는 아래에서 다시 상술하기로 한다.

실시예 2: 촉매 첨착 활성탄의 악취 제거 효율의 비교(1)

도 1a 내지 도 1b는 본 발명에 따른 탈취제에 사용되는 활성탄과 기존의 탈취제(예를 들면, 한국 한일그린사의 시판 제품 등)에 사용되는 활성탄의 악취 제거 효율을 측정하여 비교한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

이때, 본 발명에 따른 탈취제에 사용되는 활성탄은 3mm 내지 4mm의 입자 크기를 가지며, 표면에는 구리 화합물 및 망간 화합물이 혼합된 촉매가 첨착된, 이른바 촉매 첨착 활성탄이 사용되었다.

먼저, 본 발명의 탈취제에 사용되는 촉매 첨착 활성탄과 기존의 탈취제에 사용되는 활성탄 1g을 각각 U자형 반응기에 넣고 공기를 사용하여 불순물 없는 깨끗한 상태가 되도록 한다.

다음 MFC에서 유량 및 농도가 조절된 메틸메르캅탄, 아세트알데히드, 톨루엔 가스를 투입한다. 상기 메틸메르캅탄, 아세트알데히드, 톨루엔 가스는 대표적인 악취 가스들로서 본 실험에 사용된 가스의 사용 농도 및 유량은 표 2에 제시된 바와 같다.

[표 2] 사용 가스의 종류, 농도 및 유량

도 1a는 상기 촉매 첨착 활성탄과 기존의 탈취제에 사용되는 활성탄 1g에 각각 메틸메르캅탄 가스를 180분간 흘렸을 때의 실험 결과를 나타내는 그래프이다.

기존의 탈취제에 사용되는 활성탄의 그래프(A)는 기존의 활성탄은 약 30분이 지난 시점부터 탈취 성능이 떨어져 메틸메르캅탄의 농도가 증가됨을 나타내고 있지만, 본 발명에 따른 촉매 첨착 활성탄의 그래프(B)는 180분 동안 메틸메르캅탄에 대한 탈취 성능이 유지되고 있음을 나타내고 있다.

도 1b는 본 발명의 탈취제에 사용되는 촉매 첨착 활성탄과 기존의 탈취제에 사용되는 활성탄 1g에 각각 아세트알데히드 가스를 180분간 흘렸을 때의 실험 결과를 나타내는 그래프이다.

기존의 탈취제에 사용되는 활성탄의 그래프(A)는 약 45분이 지난 시점부터 탈취 성능이 떨어져 아세트알데히드의 농도가 증가됨을 나타내고 있지만, 본 발명의 촉매 첨착 활성탄의 그래프(B)는 약 135분 동안 아세트알데히드에 대한 탈취 성능이 유지되고 있음을 나타내고 있다. 도 1b에서, 본 발명의 촉매 첨착 활성탄의 그래프(B)를 보면 약 135분 이후에는 탈취 성능이 떨어져 시간의 흐름에 따라 약간 의 농도 증가가 있게 되는 것을 관찰할 수 있으나, 이 경우에도 아세트알데히드의 최대 농도는 30ppm 이하이므로, 기존의 탈취제에 사용되는 활성탄보다 본 발명의 탈취제에 사용되는 촉매 첨착 활성탄의 아세트알데히드의 흡착량이 3배 이상 많다는 것을 알 수 있다.

톨루엔 가스에 대하여 실험한 경우에는, 180분 동안 기존의 탈취제에 사용되는 활성탄과 본 발명의 탈취제에 사용되는 촉매 첨착 활성탄 모두에 있어서 탈취 성능이 떨어지는 현상을 발견할 수 없었다.

실시예 3: 촉매 첨착 활성탄의 악취 제거 효율 비교(2)

본 발명자는 활성탄의 평균적인 입자 크기 및 촉매 첨착물의 유무에 따라 음식물 쓰레기 처리 시의 악취 제거 효율이 상당히 상이함을 알게 되었다.

그래서 본 실시예에서는 2mm 내지 5mm의 입자 크기를 갖는 활성탄(입상 활성탄 또는 조립 활성탄)에 촉매 물질을 첨착한 본 발명의 탈취제와, 0.5mm 이하의 작은 입자 크기를 갖는 입상 활성탄으로 구성된 기존의 탈취제에 따른 악취 제거 효율을 비교하게 되었다.

상기 비교를 위하여, 상술한 바와 같은 본 발명의 촉매 첨착 활성탄과 기존의 활성탄으로 각각 구성된 탈취제를 사용하여 한국 루펜리사에서 제작, 판매하는 음식물 쓰레기 처리기(LFO2)에 본 발명에 따른 탈취제를 적용하여 실험하여 본 결과, 기존의 일반적으로 사용되는 활성탄을 이용한 경우에는 동일한 음식물 쓰레기 처리기 내에서도 현저하게 악취 제거 성능이 떨어지는 반면, 본 발명에 따른 활성 탄을 이용한 경우에는 입상 활성탄 및 조립 활성탄 모두에 대하여 훨씬 양호한 악취 제거 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명에 따른 활성탄을 사용한 경우, 음식물 쓰레기 처리기 내의 온도 상승의 폭도 적었고, 다량의 수증기가 존재하는 경우에도 충분한 악취 제거 성능이 발휘되었다.

본 실시예에서는 본 발명의 활성탄을 포함하는 탈취제와, 기존의 활성탄으로 구성된 탈취제의 입자 크기 및 첨착물의 유무 차이에 따른 악취 제거 효율을 비교하기 위하여 음식물 쓰레기 처리기(LFO2)에 본 발명에 따른 탈취제를 적용하여 실험하였으나, 상기 탈취제가 악취 원인 물질의 제거에 이용되는 이상, 본 발명이 적용될 수 있는 기술분야가 음식물 쓰레기의 처리를 위한 기술만으로 한정 해석되어서는 아니됨은 자명한 것으로 이해되어야 한다.

실시예 4: 활성탄에 첨착된 화합물에 따른 악취 제거 효율 비교

아래의 표 3은 활성탄에 서로 다른 화합물을 첨착시켜 대표적인 모델 악취 가스인 아세트알데히드의 제거 여부를 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다.

본 실험에서는 1/4루베(m³)(1루베는 가로×세로×높이가 1m인 부피)에서 담배 1개피(28g)를 연소시켜 발생한 아세트알데히드를 본 발명에 따른 활성탄에 적용하였으며, 초기의 아세트알데히드 수치에 대하여 30분 후의 변화량을 측정하여 그 제거율을 %로 나타내었다. 활성탄으로는 3mm 내지 4mm, 또는 4mm의 입자 크기를 갖는 입상 활성탄이 사용되었다.

[표 3] 첨착물에 따른 아세트알데히드의 제거 여부

표 3의 1번 내지 5번에 의하면, 입상 활성탄에 의한 아세트알데히드의 제거 효과를 확인할 수 있다.

즉, 입상 활성탄의 입자의 크기가 3mm 내지 4mm 또는 4mm인 경우 모두에 대하여 첨착물의 종류와 상관없이 30분 동안 100%의 제거율을 보이므로, 3mm 내지 4mm의 입자 크기를 갖는 활성탄만으로도 아세트알데히드의 탈취 효과가 뛰어나다는 것을 알 수 있다.

표 4는 입상 활성탄에 서로 다른 화합물을 첨착시켜 대표적인 모델 악취 가스인 암모니아의 제거 여부를 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다.

본 실험에서는 1/4루베(m³)에서 담배 1개피(28g)를 연소시켜 발생한 암모니아를 본 발명에 따른 활성탄에 적용하였으며, 초기의 암모니아 수치에 대하여 30분 후의 변화량을 측정하여 그 제거율을 %로 나타내었다.

[표 4] 첨착물에 따른 암모니아의 제거 여부

표 4의 1번 내지 3번에 의하면 사용한 첨착물의 구성비를 각각 다르게 하여 3mm 내지 4mm의 입자 크기를 갖는 입상 활성탄에 첨착시켰을 경우에 대한 암모니아 제거 효능을 비교할 수 있다.

그리고 표 4의 4번 및 5번에 의하면 첨착물의 사용 여부에 따른 4mm의 입자 크기를 갖는 입상 활성탄에 대한 암모니아 제거 효능을 비교할 수 있다.

즉, 입상 활성탄이 3mm 내지 4mm의 입자 크기를 갖는 경우, 입상 활성탄의 표면에 첨착물을 사용하지 않은 경우에는 30분 동안 52.6%의 암모니아 제거율을 보이는 반면, 첨착물로서 구리 화합물과 망간 화합물의 혼합물을 50% 사용하는 경우에는 30분 동안 93.1%의 암모니아 제거율을 보이고, 또한 입상 활성탄이 4mm의 입 자 크기를 갖는 경우, 입상 활성탄의 표면에 첨착물을 사용하지 않은 경우에는 30분 동안 57.7%의 암모니아 제거율을 보이는 반면, 첨착물로서 구리 화합물과 망간 화합물의 혼합물을 50%씩 사용하는 경우에는 30분 동안 96%의 암모니아 제거율을 보이고 있으므로, 첨착물을 사용하지 않는 경우보다 첨착물을 사용하는 경우에 탈취 효과가 월등히 우수해 진다는 것을 알 수 있다.

또한, 표 4의 2번 및 3번에 의하면, 입상 활성탄의 표면에 구리 화합물과 망간 화합물의 혼합물을 첨착물 중 50%에 사용하는 경우에는 30분 동안 93.1%의 암모니아 제거율을 보이고, 구리 화합물과 망간 화합물의 혼합물 45%와 철 화합물 5%로 구성된 혼합물을 첨착물로 사용하는 경우에는 30분 동안 94.6%의 암모니아 제거율을 보이고 있으므로, 사용하는 첨착물에 따라 효과가 달라질 수 있다는 것을 알 수 있다.

그리고, 표 4의 1번 및 4번 또는 표 4의 2번 및 5번에 의하면, 입성 활성탄의 입자 크기에 따른 암모니아의 탈취 효과가 달라질 수 있음을 확인할 수 있다.

실시예 5: 활성탄을 이용한 탈취용품

본 발명에 의한 탈취제는 첨착 물질을 포함하지 않는 경우, 활성탄을 주성분으로 하므로 입자가 흑색이기 때문에, 본 발명에 따른 탈취제를 사용하여 실내외의 다양한 환경에 배치될 수 있는 탈취용품을 제공하기 위해서는 외관이 미적이게끔 포장할 필요가 있으며, 탈취제의 표면에 첨착물(예를 들어 구리 화합물과 망간 화합물의 혼합물, 코발트 화합물, 철 화합물, 은나노 물질, 카테킨 등)이 포함되는 경우에도 역시 외관을 미적이도록 하는 한편, 탈취제의 표면에 첨착된 물질이 외부 영향에 의하여 손실되는 것을 방지하여 그 효과가 오랫동안 지속되도록 할 필요가 있다.

이때, 본 발명에 의한 활성탄을 주성분으로 하는 탈취제의 외부로 형성되는 포장재나 외부 용기는 제작된 탈취용품의 부피를 최소화하는 한편, 상기 탈취제의 탈취 속도에 지장을 주지 않는 형태 및 재료로 제작되어야 한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 탈취제를 포함하는 탈취용품에 대한 실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 2a에 도시된 바와 같이 탈취용품(100)에 사용 가능한 포장재로 티백에 사용되는 것과 같은 부직포(102)가 사용될 수 있다.

부직포(102)는 섬유 등의 재료를 직포 공정을 거치치 않고 평행 또는 부정방향(不定方向)으로 배열하고 접착제 등으로 결합하여 펠트 모양으로 만든 것으로서, 섬유가 얽혀 있어서 종횡의 방향성이 없으며, 자른 가장자리가 풀리는 일도 없기 때문에 여러 용도로 쓰인다.

특히, 부직포(102)를 구성하는 섬유와 섬유 사이에 형성된 다수의 기공은 가스가 원활하게 통할 수 있도록 하며, 섬유가 얽혀 있는 구성은 이물질을 거를 수 있는 특징이 있으므로 필터의 용도로 사용되는 경우가 많다.

본 발명의 탈취용품의 포장재로 사용되는 부직포(102)는 녹차나 홍차 등에서 사용되는 티백의 두께와 같이 얇으면서 악취 원인 물질이 탈취제에 쉽게 흡착될 수 있도록 부직포(102)를 구성하는 섬유가 너무 촘촘하게 얽혀있지 않는 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

상술한 바와 같은 부직포(102)를 포장재로 사용한 탈취용품(100)의 경우, 탈취제의 탈취 속도에 지장을 주지 않으며 부피를 최소화할 수 있는 장점이 있으며, 부피를 최소화하였기 때문에 좁은 공간에 끼워 넣는 방식으로도 배치 가능한 이점이 있다.

이때, 부직포(102)에는 악취와 탈취제의 접촉 면적을 넓혀 탈취 성능을 더욱 높이기 위하여 일정 크기의 구멍(미도시됨)을 다수 개 더 형성시킬 수 있으며, 상기 구멍은 탈취제가 빠지지 않을 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 것과 같은 탈취용품(100)은 신발장 안, 옷장 안, 냉장고 안, 차량 내부 등 악취가 발생 가능한 다양한 곳에 배치하여 사용될 수 있으나, 탈취용품(100)이 벽 또는 걸이가 있는 허공에 설치되어야 하는 경우가 발생할 수도 있으므로 상기 부직포(102)의 일측에는 탈취용품(100)을 고리 등에 걸을 수 있는 걸이부(미도시됨)가 더 형성될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 도 2b에 도시된 바와 같이 탈취용품(200)에 사용 가능한 외부 용기는 그물(202) 형태일 수도 있다.

그물(202) 형태의 용기를 사용한 탈취용품(200)의 경우도 역시, 악취와 탈취제의 접촉 면적이 넓기 때문에 탈취제의 탈취 속도에 지장을 주지 않고, 부피를 최소화할 수 있다는 장점이 있으며, 부피를 최소화하였기 때문에 좁은 공간에도 배치가능한 이점이 있다. 이때, 그물(202)의 구멍(204)은 탈취제가 빠지지 않을 정도 의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 것과 같은 탈취용품(200) 역시 신발장 안, 옷장 안, 냉장고 안, 차 안 등 악취가 발생가능한 다양한 곳에 배치하여 사용될 수 있으며, 탈취용품(200)이 벽 또는 걸이가 있는 허공에 설치되어야 하는 경우가 발생할 수도 있으므로 상기 그물(202)의 일측에는 탈취용품(200)을 고리 등에 걸을 수 있는 걸이부(206)가 더 형성될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따르면, 도 2c에 도시된 바와 같이 탈취용품(300)에 사용 가능한 외부 용기는 여러 측면에 다수의 기공(304)이 형성되고 일정한 형태를 갖는 케이스(302) 형태일 수도 있다.

케이스(302) 형태의 탈취용품(300)의 경우, 실내외 공간 중 쉽게 눈에 띄는 곳의 악취를 제거할 때에 미적인 효과를 살리면서 배치될 수 있다는 이점이 있다.

일정 형태를 갖는 케이스(302)를 상기 탈취제의 용기로 사용하는 경우, 악취 원인 물질과 상기 탈취제와의 접촉을 위하여 상측에 다수의 기공(304)을 형성할 수 있으며, 비록 도면에는 도시되어 있지 않지만 측면에도 다수의 기공(304)을 형성하여 악취 원인 물질과 탈취제의 접촉 면적을 넓힐 수 있다.

또한, 케이스(302)의 바닥면에 양면 테이프와 같은 접착물을 부착하는 경우에는, 탈취용품을 음식물 쓰레기통 뚜껑 안쪽과 같은 곳에 부착하여 음식물 쓰레기에 의한 악취 제거를 용이하게 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예는 본 발명에 의한 활성탄(조립 활성탄, 입상 활성탄 및 분말 활성탄)을 주재료로 사용하여 제작하는 탈취제가 포함된 탈취용품(100, 200, 300)에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 탈취제의 사용에 대한 이해를 돕기 위하여 세 가지 탈취용품(100, 200, 300)의 경우를 실시예로 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 탈취용품이 비단 예시된 것들로만 한정 해석되어서는 아니됨은 자명한 것이다.

도 1a 내지 도 1b는 본 발명에 따른 탈취제에 사용되는 조립 활성탄과 기존의 탈취제에 사용되는 활성탄의 악취 제거 효율을 측정하여 비교한 실험 결과를 나타낸 그래프이다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 탈취제를 포함하는 탈취용품에 대한 실시예를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

100, 200, 300 : 탈취용품

102 : 부직포

202 : 그물

204 : 구멍

206 : 걸이부

302 : 케이스

304 : 기공

Claims (10)

1. 구리 화합물, 망간 화합물, 코발트 화합물 및 철 화합물 중 적어도 하나가 표면에 첨착되어 있는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취제.
2. 제1항에 있어서,

   상기 활성탄의 표면에 첨착되어 있는 화합물은 구리 화합물 및 망간 화합물인 것을 특징으로 하는 탈취제.
3. 제1항에 있어서,

   상기 활성탄의 표면에는 은나노, 카테킨, 폴라보노이드 및 타닌 성분 중 적어도 하나가 더 첨착되어 있는 것을 특징으로 하는 탈취제.
4. 은나노, 카테킨, 폴라보노이드 및 타닌 성분 중 적어도 하나가 표면에 첨착되어 있는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취제.
5. 탈취제 제조 방법으로서,

   평균 입자 크기가 3mm 내지 4mm인 활성탄을 선별하는 단계,

   상기 선별된 활성탄의 표면에 구리 화합물 및 망간 화합물을 첨착시키는 단계, 및

   상기 첨착 단계가 종료된 후, 상기 활성탄을 성형하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 선별된 활성탄의 표면에 은나노, 카테킨, 폴라보노이드 및 타닌 성분 중 적어도 하나를 더 첨착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 탈취제 제조 방법으로서,

   평균 입자 크기가 3mm 내지 4mm인 활성탄을 선별하는 단계,

   상기 선별된 활성탄의 표면에 은나노, 카테킨, 폴라보노이드 및 타닌 성분 중 적어도 하나를 첨착시키는 단계, 및

   상기 첨착 단계가 종료된 후, 상기 활성탄을 성형하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제5항 내지 제7항에 있어서,

   상기 활성탄은 분말 활성탄인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항 내지 제7항에 따른 탈취제를 포함하는 탈취용품으로서, 상기 탈취제의 적어도 일부를 차폐하는 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈취용품.
10. 제9항에 있어서,

    상기 용기는, 다수의 기공이 형성되어 있는, 통풍 가능한 부직포, 그물 및 케이스 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 탈취용품.

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