KR20150069813A - 패각분말을 이용한 산화칼슘의 제조와 접착 방법 - Google Patents

Description

패각분말을 이용한 산화칼슘의 제조와 접착 방법{The method for manufacturing a natural shell power and attachment}

본 고안은 패각 류를 소성하여 산화칼슘을 제조와 그 접착하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 제조 방법

으로 제조된 산화칼슘은 알칼리성 이온 활성이 매우 강하여 산성 토양의 알칼리화, 살균제 및 수경재배, 각종 수질 정화 등으로 광범위하게 사용될 수 있다. 특히 패각 분말은 인체에 유익한 바이오 원적외선과 음이온을 방출하여 건강상 효능이 있는 동시에 건축물 실내의 온도와 습도를 적절히 조절하여 보온성과 통풍성이 우수할 뿐만 아니라, 항균 및 항곰팡이성, 살균성, 및 탈취성을 가지는 패각을 활용 가능한 접착면에 접착 결합하여 위생적인 실내 인테리어에 활용될 수 있다.

산화칼슘의 순도가 높아지면 수소이온농도(ph)가 높아진다는 효과도 입증되어 활용 가능성도 기대되고 있다. 본 고안은 산화칼슘 제조과정을 개선하고 제조된 산화칼슘을 활용 가능한 접착면에 부착시켜 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 굴, 꼬막, 가리비 조개, 모시조개 등과 같은 패각 류를 고온 소결하여 고 순도의 산화칼슘을 제조하

는 방법에 관한 것이다. 종래 패각의 용도는 패각 자체가 물에 거의 용해되지 않고 인체나 동식물의 생체에 잘

흡수되지 못하고 자연 분해도 잘 안 되어 거의 재활용되지 못하고 애물단지 산업 폐기물로 취급당해 왔으나, 성

분의 대부분이 생물에 절대적으로 필요한 칼슘으로 구성되어 있으므로 활용 방법에 대해 여러 가지로 연구되어

왔다. 그 중 굴 껍질 같은 비교적 연질의 패각은 400~500°C 정도로 소성 분쇄하여 칼슘 영양 제제의 원료로 사

용되고 있으며, 꼬막, 모시조개, 가리비 조개 패각 등을 500~600°C 정도로 소성한 탄산칼슘(CaCO₃)이 주성분

인 패각 분말은 알칼리성도 높고 비교적 값도 싸서 건강식품 등의 원료 및 토양 개량제 등으로 수요가 늘어나고

있다. 최근에 이르러, 고온 소성로가 비교적 싼 값으로 제작할 수 있게 됨에 따라 600~900°C 정도로 소성하는

고 순도 탄산칼슘 (CaCO₃)제법도 개발되었고 1000℃ 이상으로 소성한 산화칼슘(CaO)이 주성분인 패각 분말에

대한 기술도 여러 가지로 개발되었다.

최근 건강하고 쾌적한 생활을 원하는 요구가 높아지고 있는 속에서 제균(除菌)이나 항균에 관한 수요가 높아져

서 많은 제균제나 항균제가 개발되고 있다. 종래의 제균제나 항균제에는 항균과 동시에 항곰팡이를 동일시하여

양쪽에 효과가 있는 것을 나타내는 제품도 많이 시판되고 있다. 그러나 균과 곰팡이는 생물학적으로 다른 것이

며, 항균제가 반드시 항곰팡이 작용을 가지는 것은 아니다[니시노 아쓰시 등 “항균제의 과학 Ⅰ”, 공업조사회

(1996);이노우에 마유미, “곰팡이와 건강의 상식·비상식”, 일본실업출판사(2003)]. 항균제와는 달리 곰팡이

에 대하여 유효한 안전성이 높은 항곰팡이제가 강하게 요구되고 있다.

곰팡이는 식품가공에 있어서는 빠뜨릴 수 없는 것이며, 된장, 간장, 가쓰오부시, 청주, 와인, 치즈, 낫토, 쓰케

모노 등은 곰팡이의 힘이 없이는 생산할 수 없다. 한편, 곰팡이는 식중독, 피부병 등의 병이나 일상에서 흔히

먹는 식품, 건축재료, 가구, 가정용품, 의류 등의 오염을 초래하는 등 폐해도 많다. 또한, 최근에는 합성수지나

합성고무, 또는 이들을 부품소재로서 이용하는 의료용 재료, 보육용품, 간호용품, 전자공학 제품에 발생하는 곰

팡이도 알려져 있으며, 그 제거를 하는 곰팡이 제거제나 그 증식이나 번식을 억제하는 항곰팡이제의 개발이 활

발하게 이루어지고 있다.

종래의 곰팡이 제거제로서는 산화력이 강한 차아염소산을 성분으로 하는 것이 알려져 있으나, 이 물질은 자극적

인 냄새가 강하여 눈이나 코를 손상시키므로 안전하지 않다. 또한, 곰팡이의 증식을 억제하는 작용은 약하며,

다른 고체재료에 배합하는 것도 불가능하다. 한편, 항곰팡이제로서 현재 널리 사용되고 있는 것에는 무기계와

유기계의 것이 알려져 있다.

무기계의 항곰팡이제로서 금속(은, 동, 아연 등)을 제올라이트, 실리카겔, 세라믹 등에 결합시킨 복합재료가 개

발되고 있으나, 항균성을 나타내기는 하지만 항곰팡이 효과가 낮으며, 빛에 의하여 변화하기 쉬우며, 열에 약하

고, 할로겐과 반응하기 쉬우며, 금속의 독성이 염려되는, 다른 재료와의 복합화가 어려운 등의 결점이 많다. 그

외에 무기계 항곰팡이제로서 금속산화물을 주성분으로 하는 것이 알려져 있다. 그러나 이 항곰팡이제도 항균성

을 나타내기는 하지만 전반적으로 항곰팡이성이 낮으며, 산화칼슘이나 산화마그네슘에서는 불안정하여 지속성이

부족하며, 강알칼리성이며, 또한 산화아연에서는 금속 독성이 염려되며, 산화티탄에서는 빛이 없으면 효과를 발

휘하지 못하며, 또는 배합 매트릭스 재료를 분해하는 등의 난점이 있다.

한편, 유기계의 항곰팡이제로서는 티아벤다졸, 프레벤톨, 비니젠, 카르벤다진, 캡탄 등의 유기화합물이 개발되

어 있으며, 항곰팡이 효과가 높아 널리 이용되고 있다. 그러나 유기화합물이므로 열, 온도, 빛 등의 영향을 받

기 쉬우며, 안정성이 부족한 것이 난점이다. 특히 합성수지나 합성고무에 배합·첨가하는 경우에는 일반적으로

150 내지 350℃ 고온처리를 수반하므로 내열성에 큰 난점을 가지고 있다.

특히 유기계의 합성 항곰팡이제는 항곰팡이 효과는 크지만 승화성이나 분해성이 있으며, 사용방법에 따라서는

인체에의 영향이 염려된다. 한편, 천연계의 유기재료는 일반적으로 항곰팡이 효과가 낮고 지속성이 부족한 데다

휘발성, 용출성, 분해성이 있으며, 마찬가지로 건강피해의 가능성이 크다. 예를 들면 겨자나 고추냉이의 항균성

분은 가스화되기 쉬우므로 피부뿐만 아니라 호흡기계를 통한 건강피해에도 주의할 필요가 있다.

금속이나 금속산화물을 이용한 종래의 무기계 항곰팡이제에 대하여 최근 천연소재의 패각 소성 분말을 이용한

항균제 또는 항곰팡이제가 제안되고 있다. 예를 들면 가리비 패각의 분쇄물을 1000℃ 이상의 고온에서

소성하고, 산화칼슘으로 한 것을 항균제, 신축병(新築病) 성분의 분해제, 탈취제 등에 이용하는 것이 제안되고

있다(일본국 2001-145693호 공보 참조). 그러나 항곰팡이성에 대해서는 나타나 있지 않다. 다만, 가리비 패각을

1000℃ 이상의 고온소성함으로써 얻어진 산화칼슘은 시약 산화칼슘과 같은 정도의 항균효과를 발휘하는 것이 보

고되어 있다(J. Sawai et al., J. Food Prot., vol66, p1482, 2003년 간행 참조). 또한, 함박조개 패각을 900

℃에서 소성한 평균입자지름 5㎛ 이하의 산화칼슘 분말로 이루어진 항균·항곰팡이제가 알려져 있다(일본국 특

개2001-278712호 공보 참조).

이와 같이 패각을 1000℃ 정도로 소성하여 산화칼슘으로 한 소성 패각 분말을 항균제나 항곰팡이제로서 사용하

는 것은 종래부터 알려져 있다. 그런데 이와 같은 소성 패각 분말은 패각을 산화칼슘이 될 때까지 고온소성한

것이므로 일시적으로 항균작용을 나타내기는 하나, 효과는 지속되지 않는다. 또한, 전술한 바와 같이 균류와 곰

팡이류에는 생물학적인 차이가 있어서 항균작용을 나타내기는 하나, 항곰팡이 작용은 부족하다.

또한, 패각을 600 내지 1000℃로 소성하여 탄산칼슘과 산화칼슘으로 이루어진 평균입자지름 0.1 내지 100㎛의

패각 분말을 제조하는 것이 알려져 있다(일본국 특개2002-220227호 공보 참조). 이 소성 패각 분말은 다이옥신

이나 포름알데히드의 분해작용을 가지는 것으로 나타나 있으나, 항균작용 및 항곰팡이 작용에 대해서는 인식되

어 있지않다.

한편, 가리비 패각을 600 내지 700℃로 소성하여 평균입자지름 10㎛ 이하의 소성 분말로 한 소성 패각 분말로

이루어진 세균억제제가 알려져 있다(일본국 특개2002-255714호 공보 참조). 이 소성 분말에는 항곰팡이성도 일

부 언급되어 있으나, 구체적인 항곰팡이 효과는 나타나 있지않다.

이와 같이 패각을 1000℃ 이상에서 고온소성하여 이루어진 소성 패각 분말이나, 600℃ 정도로 소성한 패각 분말

을 항균제나 항곰팡이제로서 사용하는 것이 종래 알려져 있으나, 이들의 소성 패각 분말은 모두 패각을 공기분

위기 하에서 단순히 소성한 것이므로 산화칼슘에 의한 제균작용은 있으나, 효과가 지속되지 않아 항곰팡이 효과

는 그다지 충분하지는 않다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 인체에 유익한 바이오 원적외선과 음이온을 방출하여 건강상 효능이 있는 동시에 건축물 실내의 온도와 습도를 적절히 조절하여 환경 친화적이고 인체에도 친화적인 패각 분말을 결합한 기능성 신소재원단에 관한 것이다.

패각분말의 뛰어난 기능을 활용하기 위하여 패각분말을 실내 내장용 페인트로 만들어서 건물, 일반가정 등에 도포하는 경우도 있었지만 도포방법의 불편함과 시공의 불안정으로 널리 쓰이지 못하는

현실이다.

본 고안의 목적은 항균 및 항곰팡이성, 살균성, 및 탈취성을 가진 패각 분말을 결합한 신소재원단을 실내 인테리어에 사용하여 쾌적하고 위생적인 건축 실내 환경을 제공할 수 있고, 유해물질을 흡수 및 제거하여 문제점을 예방하고 환경 친화적이고 인체에도 친화적인 패각 분말을 결합한 기능성 신소재원단을 제공하는 데에 있다.

패각분말의 뛰어난 기능을 활용하기 위하여 패각분말을 실내 내장용 페인트로 만들어서 건물, 일반가정 등에 도포하는 경우도 있었지만 도포방법의 불편함과 시공의 불안정으로 널리 쓰이지 못하는 현실이다. 그 과제를 해결하기 위하여 패각 분말을 결합한 기능성 신소재원단을 개발하여, 패각의 뛰어난 환경 친화적인 기능을 널리 이롭게 쓰이고자 한다.

본 고안에 따른 기능성원단은 인체에 유익한 바이오 원적외선과 음이온을 방출하여 건강상 효능이 있는 동시에 건축물 실내의 온도와 습도를 적절히 조절하여 보온성과 통풍성이 뛰어날 뿐만 아니라, 항균 및 항곰팡이성, 살균성, 및 탈취성이 우수한 패각을 사용하여 쾌적하고 위생적인 건축물 실내 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 고안에 따른 기능성원단을 활용하여 인테리어 디자인 상품을 제작함으로써 건축물의 유해물질을 흡수 및 제거하여 현재 문제가 되고 있는 세집증후군의 문제점을 방지하며, 환경 친화적이고 인체에도 친화적이기 때문에 실내 및 높은 수준의 위생성을 요구하는 실, 주방, 병원, 실험실, 유치원 등의 실내 인테리어 상품제작에 특히 유용한 효과가 있다.

본 발명은 굴, 꼬막, 가리비 조개, 모시조개 등과 같은 패각 류를 고온 소결하여 고 순도의 산화칼슘을 제조하

는 방법에 관한 것이다. 종래 패각의 용도는 패각 자체가 물에 거의 용해되지 않고 인체나 동식물의 생체에 잘

흡수되지 못하고 자연 분해도 잘 안 되어 거의 재활용되지 못하고 애물단지 산업 폐기물로 취급당해 왔으나, 성

분의 대부분이 생물에 절대적으로 필요한 칼슘으로 구성되어 있으므로 활용 방법에 대해 여러 가지로 연구되어

왔다. 그 중 굴 껍질 같은 비교적 연질의 패각은 400~500°C 정도로 소성 분쇄하여 칼슘 영양 제제의 원료로 사

용되고 있으며, 꼬막, 모시조개, 가리비 조개 패각 등을 500~600°C 정도로 소성한 탄산칼슘(CaCO₃)이 주성분

인 패각 분말은 알칼리성도 높고 비교적 값도 싸서 건강식품 등의 원료 및 토양 개량제 등으로 수요가 늘어나고

있다. 최근에 이르러, 고온 소성로가 비교적 싼 값으로 제작할 수 있게 됨에 따라 600~900°C 정도로 소성하는

고 순도 탄산칼슘 (CaCO₃)제법도 개발되었고 1000℃ 이상으로 소성한 산화칼슘(CaO)이 주성분인 패각 분말에

대한 기술도 여러 가지로 개발되었다.

Claims (1)

1. 패각류를 세척하여 실온 건조시킨 후 고온 로에 넣어 1000℃~1300℃로 15~20시간 가열 후 2일~4일간 자연 발화 시킨 후 900~1500메쉬 의 입자크기로 분쇄하여, 생성하는 것을 특징으로 하는 패각류를 이용한 산화칼슘의 제조방법.
   
   [청구항 2]
   제 1항에 있어서, 상기 산화칼슘은 수소이온농도(ph)12.5 이상 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 패각류를 이용한 산화칼슘의 제조방법.
   
   [청구항 3]
   제 1항에 의해 제조된 패각류 산화칼슘 10 ~ 20% 와 난연수지바인더 30 ~ 45% 와 물 30~45%중량부를 혼합한 혼합물. 상기 항목의 배합비율은 패각과 물은 45~55%의 비율로 결합되며 천연접착제는 패각과 물이 결합된 비율의 50% 이상으로 한다.
   
   [청구항 4]
   제 1항에 있어서, 상기 패각류는 가리비 껍질, 바지락 껍질, 꼬막 껍질, 조개 껍질 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 패각류를 이용한 산화칼슘의 제조방법.
   
   [청구항 5]
   이미 평균입경이 100 메쉬 이상, 소성 온도 1000~1300℃, 소성로에서의 소성 시간은 15~20시간 소성으로 한정된 패각과 접착제를 결합한 부착물 부착방법. 부착물의 부착공정은 제 3항의 혼합물을 부착대상에 칠하는 것이다.
   
   [청구항 6]
   패각 류를 세척하여 실온 건조시킨 후 고온 로에 넣어 1000℃~1300℃로 15~20 시간 가열 후 2일~4일간 자연 발화 시킨 후 1200 메쉬의 입자크기로 분쇄하여 산화칼슘 분말을 형성하고, 상기 산화칼슘 분말을 물에 용해하여 수소이온농도(ph)13.0 이상의 농도를 갖는 액상 살균제를 형성하는 액상 살균제 제조방법.
   
   [청구항 7]
   패각 류를 세척하여 실온 건조시킨 후 고온 로에 넣어 1000℃~1300℃로 15~20시간 가열 후 2일~4일간 자연 발화 시킨 후 1200메쉬의 입자크기로 분쇄하여 산화칼슘 분말을 형성하고, 상기 산화칼슘 분말을 천연바인더와 결합하여 5mm ~ 1mm 크기의 원구 모양의 알갱이로 제작하고, 상기 알갱이를 망 또는 흡입구와 배출구를 가진 관에 충진하여 물을 통과시키는 산화 방지 수질정화방법.