본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 야자계 및 석탄계, 피치계, 목재 원료의 활성탄 및 목탄(charcoal)을 입자상, 펠렛형, 파쇄형, 분말형으로 하여, 활성화 공정을 거쳐 얻은 지지체에 화학약품을 처리하고, 건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 화학흡착제 또는 탈취소재를 사용한다.
또한, 본 발명은 산화알루미나(Al2O3) 및 산화실리카(SiO2), 제올라이트, 벤토나이트, 석회석, 세피올라이트, 펄라이트 등의 천연광물을 구형 또는 펠렛형, 입 자상, 파쇄상, 타블렛형, 분말형태로 하여, 활성화 공정 및 건조과정을 거쳐 얻은 지지체에 화학약품을 처리하고 건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 화학흡착제 또는 탈취소재를 사용한다.
바람직한 한 양태에 따르면, 본 발명의 탈취필터는 활성탄, 목탄(Charcoal) 및 알루미나, 실리카 등의 무기 천연광물의 지지체에 산성, 염기성, 중성, 산화제, 산화금속계 촉매물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 흡착 및 촉매물질이 첨착된 탈취소재를 이용한 탈취필터를 제공한다. 상기 지지체는 구형 또는 펠렛형, 입자상, 파쇄상, 타블렛형, 분말형태가 될 수 있다.
또다른 바람직한 한 양태에 따르면, 본 발명의 탈취필터는 이온교환수지가 첨착된 우레탄폼이 추가로 적층되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탈취필터에 있어서, 화학흡착제 또는 탈취소재의 표면 및 내부에 첨착되는 염기성 금속화합물로는 KOH, NaOH, KI, KIO3, LiOH, Na2CO3 또는 NaI가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 탈취필터에 있어서, 화학흡착제 또는 탈취소재의 표면 및 내부에 첨착되는 유기산계 촉매물질로는 염산, 황산, 질산, 인산, 구연산, 차아염소산나트륨, 과산화수소 또는 살리실산 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 탈취필터에 있어서, 화학흡착제 또는 탈취소재의 표면 및 내부에 첨착되는 산화금속물질은 과망간산칼륨, 과망간산나트륨, 중크롬산칼륨, 중크롬산나트륨 등을 단독으로 사용하거나, 또는 이들을 혼용하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 탈취필터는 상기 화합물 등으로 첨착된 상기 활성탄, 목탄(Charcoal), 및 알루미나, 실리카 등의 무기 천연광물을 단독 또는 혼합하거나 또는 층을 구성하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 탈취필터는 또한 이온교환수지가 접착된 우레탄 폼을 더욱 포함할 수 있다. 우레탄 폼은 폴리스티렌 및/또는 폴리에틸렌계 발포 우레탄 폼이 사용될 수 있으며, 규격은 10 내지 25ppi, 바람직하게는 10, 15, 20 또는 25ppi, 두께는 5 내지 30mm, 바람직하게는 5, 10, 15, 20, 25 또는 30mm일 수 있다. 이온교환수지는 미세한 3차원 구조의 고분자 기체에 이온교환기(functional group)를 결합시킨 것으로서 극성, 비극성 용액중에 녹아있는 이온성 불순물을 교환, 정제하여주는 고분자 물질이다. 즉, 이온교환수지가 가지고 있는 가동이온이 용액중의 다른 이온과 서로 치환될 수 있는 합성수지라고 할 수 있다. 이온교환수지는 교환기에 따라서 이온교환성이 다르며, 교환기로서 황산기(-SO3H)와 초산기(-COOH) 등을 결합시켜 양이온을 교환하는 양이온 교환수지(Cation exchange resin)와, 교환기로서 4급 암모늄 또는 1~3급 아민 등을 결합시켜 음이온을 교환하여 주는 음이온 교환수지(Anion exchange resin)로 크게 나눌 수 있다. 본 발명에 따른 탈취필터는 양이온 교환수지 및/또는 음이온 교환수지를 포함할 수 있으며, 음이온 교환수지를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
(이온교환수지의 일반적 구조식)
이하, 본 발명의 탈취필터에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 사용되는 탈취필터는 입상, 파쇄상, 분말, 펠렛형, 구형, 타블렛형 형상의 활성탄 및/또는 알루미나, 실리카, 제올라이트와 같은 천연광물 등의 탈취소재를 포함하는데 이 소재에는 유,무기산 및 알칼리 금속계, 산화물계 촉매물질이 첨착되어 있는 것을 특징으로 한다. 따라서, 다공성 지지체를 통해 다양한 악취발생물질을 물리적으로 흡착할 수 있을 뿐만 아니라, 기공 및 내외 표면에 첨착된 촉매물질을 통해 악취발생물질을 화학적, 물리적으로 흡착, 파괴하여 발생가스를 탈취시킨다.
또한, 본 발명에 사용되는 탈취필터는 우레탄폼을 더욱 포함할 수 있으며, 이 소재에는 이온교환수지가 첨착되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 이온교환수지가 첨착된 소재에 의해 악취성분, 구체적으로는 아세트산 성분의 악취가 장 기간 동안 효과적으로 제거될 수 있게 된다.
본 발명의 탈취필터에 있어서, 첨착소재를 적층하여 필터를 구성하는 방법의 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 따르면, 본 발명의 탈취필터(100)는 과망간산칼륨, 과망간산나트륨, 중크롬산칼륨, 중크롬산나트륨 등의 산화금속물질이 첨착된 알루미나로 된 제 1층(101) 및 상기 제 1층 상부에 적층된, KOH, NaOH, KI, KIO3, LiOH, Na2CO3 또는 NaI 등의 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄, 및 염산, 황산, 질산, 인산, 구연산, 차아염소산나트륨, 과산화수소 또는 살리실산 등의 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄이 혼합된 제 2층(102)으로 이루어진다. 상기 제 1층에 있어서, 알루미나에 첨착되는 산화금속물질의 첨착 비율은 첨착되는 알루미나에 대해 1~20중량%인 것이 바람직하다. 또한, 제 2층에 있어서, 활성탄에 첨착되는 염기성 금속산화물 및 유기산계 촉매물질의 첨착 비율은 각각 첨착되는 활성탄에 대해 1~20중량%인 것이 바람직하다. 지지체에 대한 상기 첨착물질들의 첨착비율이 각 20중량%를 초과하면 첨착 효율이 저하되며 경제적으로도 비용이 증가하여 바람직하지 않으며, 첨착비율이 1중량% 미만이면 효과적인 탈취기능을 확보하기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
제 2층(102)에 있어서 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄과 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄의 혼합비율은 각각 50~80중량%와 20~50중량%인 것이 바람직 하며, 제 1층(101)의 높이는 약 20~50mm, 제 2층(102)의 높이는 약 90~140mm인 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 양태에 따르면, 제 2층(102)은 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄과 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄이 층을 이루어 구성될 수 있다(도시되지 않음). 구체적으로는 제 2층의 상부에 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄으로 된 제 2-1층 및 그 상부에 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄으로 된 제 2-2층으로 이루어질 수 있다. 여기서 제 2-1층의 높이는 20~50mm, 제 2-2층의 높이는 50~80mm인 것이 바람직하다.
도 2에 따르면, 본 발명의 탈취필터(200)는 과망간산칼륨, 과망간산나트륨, 중크롬산칼륨, 중크롬산나트륨 등의 산화금속물질이 첨착된 알루미나로 된 제 1층(201), 상기 제 1층 상부에 적층된, KOH, NaOH, KI, KIO3, LiOH, Na2CO3 또는 NaI 등의 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄, 및 염산, 황산, 질산, 인산, 구연산, 차아염소산나트륨, 과산화수소 또는 살리실산 등의 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄이 혼합된 제 2층(202), 및 상기 제 2층의 상부에 적층된, 이온교환수지가 첨착된 우레탄폼으로 된 제 3층(203)으로 이루어진다. 상기 제 1층에 있어서, 알루미나에 첨착되는 산화금속물질의 첨착 비율은 첨착되는 알루미나에 대해 1~20중량%인 것이 바람직하다. 또한, 제 2층에 있어서, 활성탄에 첨착되는 염기성 금속산화물 및 유기산계 촉매물질의 첨착 비율은 첨착되는 활성탄에 대해 각각 1~20중 량%인 것이 바람직하다. 제 2층(202)에 있어서 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄과 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄의 혼합비율은 각각 50~80중량%와 20~50중량%인 것이 바람직하다. 제 1층(201)의 높이는 약 20~50mm인 것이 바람직하고, 제 2층(202)의 높이는 약 90~140mm인 것이 바람직하며, 제 3층(203)의 높이는 약 5~30mm인 것이 바람직하다. 제 3층에 포함되는 이온교환수지는 양이온 교환수지 또는 음이온 교환수지가 될 수 있으며, 음이온 교환수지인 것이 바람직하고, 4급 암모늄염이 결합된 음이온 교환수지인 것이 특히 바람직하다. 우레탄 폼에 대한 이온교환수지의 평량은 약 1500~1800g/m2인 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 양태에 따르면, 제 2층(202)은 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄과 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄이 층을 이루어 구성될 수 있다(도시되지 않음). 구체적으로는 제 2층의 상부에 유기산계 촉매물질이 첨착된 활성탄으로 된 제 2-1층 및 그 상부에 염기성 금속산화물이 첨착된 활성탄으로 된 제 2-2층으로 이루어질 수 있다. 여기서 제 2-1층의 높이는 20~50mm, 제 2-2층의 높이는 50~80mm인 것이 바람직하다.