KR20160092209A

KR20160092209A - 친환경 항균탈취인조나무 및 기능성조형물제조방법

Info

Publication number: KR20160092209A
Application number: KR1020150012539A
Authority: KR
Inventors: 엄태성
Original assignee: 엄태성
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-08-04

Abstract

본 발명은 항균 탈취 조형물 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 급속한산업화로 인한 스모그 등
대기환경오염을 줄이고 인류건강에 일익을 담당함.
실내외 1차 오염물질인 탄소산화물 휘발성 유기화합물 2차 오염물질인 스모그 광화학물질은 동식물에게 좋지 않은 영향을 주고 환경파괴 수자원오염에도 직접적인 연관이 있어 시급한 대책이 요구되는 시점임이 틀림이 없다.
본 발명은 야자활성탄파우더와 친환경수용성바인더를 결합시켜 인조나무껍질 성형물을 만들어 인조나무표면에 부착하면 실내외 악취 대기오염물질을 흡착하고 항균탈취기능으로 친환경공간을 제공한다.

Description

친환경 항균탈취인조나무 및 기능성조형물제조방법{Eco-friendly synthetic antibacterial deodorizing wood sculptures and functional method}

본 발명은 야자 숯을 메쉬(300~500mesh)화 하여 800~1200℃의 고온수증기로 쪄내 활성탄 화하여 친환경 수용성 아크릴에멀전 바인더를 각각의 비율로 혼합 밀착 분해하고 50~60분 숙성시킨 다음 활성탄파우더를 나무껍질 바위 등 사실적으로 형상화한 프레스금형 틀에서 성형한 후 FRP인조나무 표면에 부착하는 항균 탈취기능성 인조나무제조에 관한 기술이다.

일반적인 내외부조형물에는 장식 목적으로 조각품 및 인조바위, 동물모형조형물, 인조나무 등 다양한 형태의 조형물이 설치되고 있으며 이러한 조형물의 소재로는 철 석재 목재와 같은 천연소재와 유리섬유강화플라스틱(FRP) 유리섬유강화시멘트(GRC) 스티로폼, 폴리우레탄 등과 같은 화학적소재가

두루 사용되고 있다.

기존기술은 단순 시각조형물로 단순기능역할이며 저렴한 소재사용으로 실내외환경오염에 주요인이 되고 있어 많은 문제점을 가지고 있다.

또한 조형물수명이 다했을 경우 산업폐기물처리에 어려움이 있다.

본 발명에서는 실내외인조나무조형물표질(껍질)에 야자 숯을 활성화시킨 야자활성탄파우더와 친환경수용성 아크릴에멀전 접착바인더를 각각의 비율로 혼합 밀착 분쇄과정을 거친 미세파우더

(300~500mesh)를 나무껍질모양의 금형 틀에 넣어 성형을 한다.

성형된 활성탄나무껍질은 150~200℃에서 60분간 소성과정을 거쳐 단단하고 가볍고 묻어나지않는 숯 성형물이 되며 아크릴 에멀젼접착제 성분은 소성과정에서 기화되고 숯 성형물은 95% 이상 순수한 활성탄 숯이 된다. 성형 활성탄이 내부FRP구조물에 부착이 원활하게 야자나무부직포로 감싸고 수용성바인더로 분사코팅 한다. 약24시간 건조과정 후 성형된 활성탄나무껍질 내면에 실리콘접착제

도포 후 밀착시켜 부착한다.

완성된 인조나무조형물은 소성온도200~250°C에서 50~60분가량의 2차 소성 (인조나무에 부착된 활성탄나무껍질을 발열히터로 밀착열처리로 접착력을 높임) 발열처리과정을 거친 후 상온에서 건조시킨다.

완성된 활성탄인조나무는 숯의 특성이 그대로 살아있고 무 코팅 숯은 손에 묻어나지 않고 가볍고 단단하며 실내외에 성형조성물을 만들어 설치하게 되면 새집 증후군을 유발하는 유해물질로 알려진 벤젠, 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 스타이렌, 포름알데히드 등 발암물질성분들이 포함되어 있는 것으로 알려진 유기화합물(VOC)등 곰팡이바이러스와 같은 세균오염물질로부터 보호를 받을 수 있다.

따라서 본 발명자는 활성화된 95% 이상의 순수한 숯을 인조나무조형물과 실내건축자재로 활용하여 원적외선 항균 탈취 음이온 습도조절 및 새집증후군 전자파차단효과 숯의 우수한 특성을 살린 인조조형물 실내건축자재 등 친환경 항균 탈취가 가능한 기능성인조나무제작에 관한신기술이다.

본 발명은 100% 순수한 야자 숯(코코넛)을 미세분말활성탄으로 하여 수용성아크릴 에멀젼 접착제와 혼합 밀착 분쇄과정을 거치면 수분을 합유한 발포성 메쉬(mesh)급의 활성탄파우더가 형성된다.

파우더는 상온에서50~60분 숙성과정을 거치면 성형유동성을 확보한다.

친환경 수용성 아크릴에멀젼 접착제를 주성분으로 하는 물과 스틸렌 모노머와 메틸올 아크릴아미드 모노머를 아크릴산으로 상온 경화시키고, 여기에 산화환원제와 중화제 점도조절제 등을 포함한 조성물을 혼합교반 제조한 수용성 아크릴에멀젼 접착제와 야자 활성탄 숯300~500메쉬(mesh)비율로 20~30분간 혼합교반하면 파우더는 직경1~3mm구형체가 형성되고 구형체는 밀착 분해시킨다.

밀착분쇄과정은 적절한 결합력과 양산유동성에 관련이 높다.

숯 결합은 난해한과제로 기존방법은 카본 황토 돌가루 약간의 숯가루와 접착제를 넣고 결합하는 일반적인 결합방법으로 숯이 무겁고 고유의기공이 없으며 숯가루가 묻어나 코팅을 하는 방법으로 숯의 특성은 사라지고 온열작용에 의한 침구류사용으로 그 활용도가 제한되어있다.

본 발명은 야자 숯을 활성화시킨 활성탄을300~500메쉬(mesh) 분쇄한 파우더와 수용성 아크릴 에멀젼접착제를 주성분으로 하는 스틸렌 모노머(Stylene monomer)와 메틸올 아크릴아미드 모노머

(methylol acrylamide monomer)를 아크릴산에 상온 경화시키고, 여기에 산화환원제와 중화제, 점도조절제 등을 포함한 조성물을 혼합교반 제조한 수용성아크릴 에멀젼 접착제를 각각의 비율로

25~30분간 분사혼합교반하면 직경1~3mm 구형체가 형성될 때까지 혼합하며 이중 롤 밀(roll mill)을 통과시켜 수용성바인더와 숯 파우더와의 혼합비를 높인다.

혼합된 파우더는 적절한 밀착분해과정을 거치면 발포성파우더의 형태를 갖춘다.

(100% 성분비인 아크릴 에멀젼접착제 비율42~53중량%와 탄화 숯40~60중량%의 부피 비율은 약150%로 증가함) 발포성 숯 파우더는 50~60분간 숙성과정 후 다양한 항균 탈취가 가능한 활성탄 숯 성형물을 만들 수 있다.

표면구조물인 FRP 에 야자부직포를 감싸고 수용성 아크릴에멀젼 바인더를 분사 도포한다.

도포된 부직포는 약24시간 상온 건조시키면 활성탄인조나무껍질과 FRP의 접착이 원활하다.

인조나무와 활성탄나무껍질과 특수실리콘접착이 완료되면 250~300℃의 반원형구조를 갖춘 히터로 50~60분간 2차 열처리로 마감한다.

본 발명은 재활용야자열매를 순도95%이상의 입상 활성탄으로 단단하고 가볍고 묻지 않는 혁신적

기술로 숯의 특성을 최대한 살려 숯의 유익함을 인간에게 좀 더 가까이서 혜택을 받을 수 있도록 제작된 기술로 친근감을 주며 숯의 특성으로 주거공간을 쾌적하게 만들어준다.

또한 항균 탈취용 인조나무로 제작함은 실내에서는 새집증후군유발을 억제하고 원적외선방출 음이온방사 항균효과 제습 곰팡이균억제 전자파차페 등 유해한 화학물질방출을 흡착제거하고 미세먼

지 흡착 담배 등 각종냄새제거로 친환경공간을 만들어준다.

도 1 은 실외용 사각철형골조기둥제작 과 콘크리트양성고정 골조모습
도 2 은 철형골조를 감싸고있는 FRP 표면성형틀에 야자나무부직포를 감싸고 수용성아크릴에멀젼
바인더를 분사 건조함.
도 3 은 실내용과 실외용 인조나무로 FRP표면구조는 동일한 형태로 ＦＲＰ면에 활성탄
인조나무껍질을 부착함.
도 4 는 활성탄소나무껍질 부분도 프레스금형에서 성형한 활성탄인조나무껍질.
도 5는 향균탈취기능성 인조소나무.

본발명을 실시 하기 위한 구체적인 내용은 다음과 같다

시험항목	단위	시험방법	시험결과	시험환경
원적외선방사율 (측정온도:40°C.측정파장:5㎛~20㎛)	-	(1)	0.927	온도(22±2°C)습도(40±10)%R.H.
원적외선방사에너지 (즉정온도:40°C.측정파장:5㎛~20㎛	W/㎡	(1)	3.74X10²	온도(22±2°C)습도(40±10)%R.H.

상기 와 같이 제조된 인조나무를 사용하여 원적외선 방사율 방사에너지를 실시하여 그 결과를 표 1에 나타내었고, 항균시험 결과는 표 2에, 포름알데히드(HCHO) 탈취시험 결과는 표 3에 나타내었다.

원적외선 방사율과방사에너지의 시험결과는FT-IR Spectrometer를 이용한 Black Body대비 측정 결과를 나타내었다.

시험항목		시험결과			시험방법	시험환경
시험항목		초기농도 (CFU/mL)	24시간후농도 (CFU/mL)	세균감소율%	시험방법	시험환경
대장균에의한항균시험	BLANK	1.6X10⁴	5.5X10⁴	-	KCL-FIR-1002:2011	(37.0±1.0°C
대장균에의한항균시험	숯(목탄)	1.6X10⁴	<10	99.9
녹농균에의한항균시험	BLANK	2.1X10⁴	6.3X10⁴	-
녹농균에의한항균시험	숯(목탄)	2.1X10⁴	<10	99.9

항균시험 : KCL-FIR-1002:2011에 준하여 실험하였으며, Escherichia coli ATCC 25922와 Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442를 균주로 사용하고, 시료를 넣지 않은 Blank 상태와, 시료를 넣은 상태에서 초기 농도와 24시간 경과 후의 세균 감소율을 비교 시험하였다.

CFU : Colony Forming Unit

시료 : 4g

시험항목		시험결과			시험방법
시험항목		Blank농도 (/mol)	Sample농도 (/mol)	탈취율(%)	시험방법
탈취시험 HCHO (포름알데히드)	0분	50	50	0.0	의뢰자제시방법
	30분	49	3	93.9
	60분	49	3	93.9
	90분	49	3	93.9
	120분	49	3	93.9
시험항목		시험결과			시험방법
시험항목		Blank농도 (?mol/mol)	Sample농도 (?mol/mol)	탈취율(%)	시험방법
탈취시험 NH3 (암모니아)	0분	50	50	0.0	의뢰자제시방법
	30분	49	2	95.9
	60분	49	<0.2	99.6
	90분	49	<0.2	99.6
	120분	49	<0.2	99.6

표3)탈취시험 : *시료20g을 5L크기 반응기에 넣고 밀봉하여 가스초기농도50/mol으로 주입하고

농도를 표3와같은 시간대로 측정하고 이를Sample농도로 하고 농도는KS 2218:2009에 의해측정.온도(23±5)°C,습도(50±15)% R.H.를 유지하여 시험하였다

상기 (표 1~표3)에서 보는 바와 같이 원적외선 방사율이 매우 높게 이루어졌다.

그리고 대장균 및 녹농균에 대한 Blank 시편의 경우 24시간 경과 후 정상적으로 증가하였으나, 각각 99.9%의 세균감소율을 나타내어 항균 성능이 우수한것으로 나타났으며, 포름알데히드의 탈취율 시험에서도 최종 30분 경과후에 각각93.9%,99.6%로 나타났다.

따라서 이와 같은 활성탄 숯이 함유된 조형물과 환경타일 등 실내건축자재로 설치함과 동시에 접착제 자체의 냄새 및 유해물질 냄새가 없으며 건물 실내 벽면, 바닥 및 건축 자재, 마감재 등으로부터 발생되는 새집증후군 유발 물질들을 탈취하고 저감시키며, 원적외선 방출, 음이온방사, 항균탈취의 효과를 제공하여 쾌적한 실내환경을 제공할 뿐만 아니라, 별도의 새집이나 건물에서 발생되는 유해한 화학물질 방출을 억제 또는 탈취하기 위해 건축마감재의 상부로 친환경코팅제로 마감하는 작업이 필요하지 않게 됨으로써, 시공사 및 입주자들이 코팅에 따른 비용을 부담이 없고 경제적이며 친환경마감재를 제공할 수 있게 되는 일석삼조의 효과를 볼 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 숯이 함유된 실내건축 친환경자재조성물은 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고

그 우수성을 확인하였지만 해당 기술분야의 해당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

수용성 아크릴에멀젼 수지 42~53 중량%.(스틸렌 모노머Stylene monomer 12 ~ 27중량%, 에틸 헥실 아크릴레이트 모노머 Ethyl hexylacrylate monomer15 ~ 26중량%) 유화제 0.3~0.8중량%, 점도조절제 1~3 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성아크릴 에멀젼바인더 와 메쉬급 숯 분말(300~500mesh) 을 각각의 비율로 혼합교반 밀착 분해 소성과정으로 만들어진 단단하고 묻어나지않고 가벼운 95%이상의 야자활성탄 숯이 함유한 성형물.
성형물에있어서 실내외용 인조나무 골조는 사각철형골조를 사용하고 표면은 유리섬유강화 프라스틱(FRP)소재로 구조물표면은 거칠지 않게 FRP표면을 유지하고 야자나무 부직포를 FRP표면에 감싼 후 성형물에 바인더로 분사도포를 하고 24시간 건조를 거쳐 성형된 숯 나무껍질과 접착이 잘되게 한다.
성형물에있어서 숯 활성탄나무껍질모양의 성형품은 실제나무표피와 흡사하게 친환경염료로 색을 재연하고 특수접착제 인 실리콘으로 부착하여 실내외용 항균 탈취 인조나무를 형성한다. 성형물에 있어서 숯 활성탄나무껍질모양의 성형품은 실제나무표피와 흡사하게 친환경염료로 색을 재연하고 특수접착제 인 실리콘으로 부착하여 실내외용 항균 탈취 인조나무를 형성한다.