KR20210077118A

KR20210077118A - 광조사 없이 포름알데히드와 냄새 제거하기 위한 조성물

Info

Publication number: KR20210077118A
Application number: KR1020190168399A
Authority: KR
Inventors: 정경모
Original assignee: 정경모
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2021-06-25
Also published as: KR102311522B1

Abstract

본 발명은 아미노기와 카르복실기를 가지는 아미노산계 물질 및 피톤치트를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 사용할 경우, 포름알데히드가 물과 이산화탄소로 분해하게 되어 제거되는 원리로 효과가 광촉매의 10-100배이상 높으며, 햇빛이나 조명이 없어도 포름알데히드를 제거할 수 있어, 벽지나, 가구의 뒷면이나 속, 서랍 속, 장판 속, 침대 속등에 살포하여 포름알데히드를 분해시키고, 실내 공기의 질을 숲속과 유사한 상태로 전화시켜 삼림욕효과를 가져올 수 있다.

Description

광조사 없이 포름알데히드와 냄새 제거하기 위한 조성물{Composition for Eliminating Formaldehyde and Odor Without Requirement of Light Irradiation}

본 발명은 광조사 없이 포름알데히드와 냄새를 제거하기 위한 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 아미노기와 카르복실기를 가지는 아미노산계 물질 및 피톤치트를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

새집 증후군(sick house syndrome)은 세계 보건기구(WHO)의 정의에 의하면,일종의 화학 물질 과민증의 일종으로 현대 건축물에서 주로 사용하는 건축자재와 접착제에서 발생되는 포름알데히드와 휘발성 유기화합물(VOCs)로 인해 일반적으로 나타나는 이상 증세로 크게 "자극반응"과 "알레르기반응"으로 나눌수 있는데, 자극 반응은 눈과 코,후두 점막이 자극을 받아 일어나는 증상으로 목이 쉬고,두통이 생기거나 심리적인 피로감을 느끼게 하고,드물게는 원인을 알 수 없는 알레르기성 질환들로 두드러기,아토피 피부염,기관지 천식 등을 발병시키거나 악화시키는 데,이런 제반 증상을 총칭하여 새집 증후군이라고 규정하고 있으며(대한민국등록특허 10-1856971), 특히 건물을 신축한 후 6개월 때 가장 많이 배출되는 데, 벽지, 마룻바닥, 타일 등을 붙일 때 사용되는 접착제 등에서 시공 후 최장 10년까지 유해물질이 계속해서 방출되어 건강을 위해하는 요인으로 알려져 있다.

새집증후군을 유발하는 주요 물질인 포름알데하이드를 제거하기 위한 종래기술에는 태양광에너지나 자외선 에너지를 받으면 산화력을 지닌 수산화 라디칼(Hydroxyl Radical, -OH)을 생성시켜 미생물을 살균하거나 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 광촉매에 관한 것이 다수 알려져 있다. 광촉매제인 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄)를 포함하는 유기용매에 증류수를 첨가한 다음, 강산을 첨가하면서 반응시켜 TiO₂ 광촉매졸을 수득할 수 있다. TiO₂가 밴드갭(bandgap) 이상의 에너지를 받으면 전자가 하나 이동하여 전자-정공쌍이 생성되고 이것이 물, 공기중의 산소와 반응하여 H₂O₂, OH 등이 생성되고, 생성된 H₂O₂, OH 등에 의해 포름알데히드등의 유기물질의 분해되고, 미생물의 살균되면서 H₂O₂, OH가 CO₂나 H₂O로 전환되어 반도체표면에서 외부로 이용하고 다시 빛에너지를 받으면 광촉매의 기능을 수행하게 된다.

새집증후군을 방지하기 위하여, 대한민국 공개특허 제2006-0035145호에는 (A) 산성백토, 이산화티타늄, 폴리카르복실산 나트륨 등을 호함하는 건축물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법이 공개되어 있고, 대한민국 공개특허 제10-2004-64656호에는 산화아연, 이산화망간, 산성백토, 자철석으로 구성된 휘발성 유기화합물 흡착 및 분해용 혼합물이 기술되어 있으나 새집증후군의 주된 원인인 포름알데히드를 획기적으로 제거하는 방법은 아직 알려지지 않은 실정이다. 포름알데히드를 제거하는 방법으로 입주할 때 열을 가하여 날려 보내는 방법, 환기방법, 광촉매 등을 사용하는 방법등이 사용되고 있으나 사용이 멈추면 다시 포름알데히드가 발생하는 문제점이 지적되고 있다. 종래 기술로 태양광에너지나 자외선의 에너지를 받으면 산화력을 지닌 Hydroxyl Radical(OH)을 생성시켜 미생물을 살균하거나 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 광촉매에 관한 것은 다수 알려져 있으나, 자외선을 받아야 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거할 수 있어, 활용 범위가 제한적인 단점이 있다. 또한 용매로 단순한 물을 사용하므로 부패하기 쉬운점과 황산이나 질산을 사용하므로 화학물질을 사용하는 단점이 있다. 기존의 광촉매는 형광등이나 전열등의 가시광선이나 태양에너지의 자외선을 받으면 자신이 지니고 있는 전자로 채워진 가전자대(valenece band)로부터 전자가 비어있는 전도대(conduction band)로 전자가 이동하며 여기된다. 즉, 에너지를 받으면 활성이 높은 물질을 만들어 강력한 산화력을 지닌 하이드록시 라디칼을 생성시켜 미생물을 살균하고 포름알데하이드, 페놀, TCE 등과 같은 독성 및 휘발성 유기화합물(VOC)을 산화 분해시킨다. 또한 형광등이나 전열등의 가시광선에서 공기나 건축관련 자재의 미생물을 살균하거나 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 가시광선 광촉매에 관한 것은 알려져 있으나 모두 자외선이나 가시광선을 필요로 한다는 측면에서 전기적인 에너지와 낮에 빛을 이용하는 측면이 있어 밤에 또는 빛이 없는 공간에서는 한계를 가지고 있다.

이에, 본 발명자들은 태양광에너지나 자외선, 형광 등이나 전열 등의 가시광선이 없어도 공기나 건축관련 자재의 미생물을 살균하거나, 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 분해제를 개발하고자 예의 노력한 결과, 아미노기와 카르복실기를 가지는 아미노산계 물질 및 피톤치트를 포함하는 조성물이 광조사 없이도 포름알데히드를 분해하고 살균효과를 가지는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 아미노기와 카르복실기를 가지는 아미노산계 물질 및 피톤치트를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아미노기와 카르복실기를 가지는 아미노산계 물질 및 피톤치트를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한, (a) 20~50℃의 물에 아미노산계 물질을 1~10% 첨가하여 아미노산계 물질 용액을 수득하는 단계:

(b) 편백나무를 2-10cm로 잘게 잘라서 넣고 물을 첨가하여 100-300^oC에서 1-24시간을 끓인 다음 식혀 편백나무 추출액을 제조하는 단계; 및

(c) 상기 아미노산계 물질 용액 및 편백나무 추출액을 혼합하여 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 사용할 경우, 포름알데히드가 물과 이산화탄소로 분해하게 되어 제거되는 원리로 효과가 광촉매의 10-100배이상 높으며, 햇빛이나 조명이 없어도 포름알데히드를 제거할 수 있어, 벽지나, 가구의 뒷면이나 속, 서랍 속, 장판 속, 침대 속등에 살포하여 포름알데히드를 분해시키고, 실내 공기의 질을 숲속과 유사한 상태로 전화시켜 삼림욕효과를 가져올 수 있다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명에서는 태양광이나 자외선, 가시광선 등의 조사 없이도 공기나 건축자재에서 나오는 포름알데히드나 미생물 유래 냄새를 제거할 수 있는 새집증후군 제거제를 개발하였다.

본 발명에서는 아미노산 계열 물질이 전달제의 도움을 받아 가구나 벽지속에 있는 포름알데히드(R’-CHO)와 빠르게 반응하여 R=N-CH=R’과 물(H₂O)로 바뀌면서 포름알데히드가 제거되고, 또한 가구나 벽지 표면에서 포름알데히드를 제거하고 오염물질이 방출되는 것이 억제되는 효과를 나타내는 것을 확인하였다. 여기에 편백나무에서 추출한 피톤치드와 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤 등의 과일추출액과 은나노 물질을 혼합하여 항균기능과 포름알데히드 냄새를 분해하는 물질을 공침하여, 태양광이나 형광 등 등의 빛이 없어도 실내의 공기나 벽지, 장식장 등에 사용하여 미생물을 살균하고 포름알데하이드와 휘발성유기화합물을 분해제거할 수 있는 새집증후군 제거제를 제조하였다.

따라서, 본 발명은 일관점에서, 아미노기와 카르복실기를 가지는 아미노산계 물질 및 피톤치트를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 사용가능한 아미노산계 물질은 라이신, 글리신, 아르기민, 알라닌, 글루타민, 글루탐산을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용한 피톤치드는 식물을 의미하는 피톤(Plant)와 살균력을 의미하는 치드(Cide)를 합한 식물이 분비하는 살균물질을 의미한다. 벽지나, 가구의 뒷면이나 속, 서랍속, 장판속, 침대속등에 살포하여 분해제로 포름알데히드를 분해시키고 피톤치드 성분으로 실내 공기의 질을 숲속과 유사한 상태로 전화시켜 삼림욕효과를 가져올 수 있다.

본 발명에 있어서, 편백나무, 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 레몬, 사과, 자몽, 모과 및 라임으로 구성된 군에서 선택되는 과일 유래 추출물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다. 편백나무는 잎, 줄기를 이용하고 1-120cm로 잘게 잘라서 5-10일을 건조시키고 천혜향등의 과일은 1-2cm로 잘게 잘라 중량의 3/4-1/2로 건조시킨 다음 10kg의 원료에 5-10리터의 물을 넣고 2-5시간은 50-70도로 증류하고 5-20시간은 1-100bar의 증기압력탱크로 추츨하여 편백수와 편백피톤치드 오일을 추출한다. 편백피톤치드 오일은 아미노산계열의 10-100ml의 계면활성제로 분산시켜 사용한다. 본 발명에 있어서, 녹차, 자스민, 솔잎허브 및 라벤더로 구성된 군에서 선택되는 물질의 추출물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 조성물은 은나노 물질(Ag)을 추가로 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일양태에서는 피톤치드 추출물에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤의 과일에서 추출한 비타민 함유 추출액 하나 이상과 아미노산계 물질을 공침하여 빛이 없어도 포름알데하이드를 제거할 수 있다. 구체적으로는 아미노산 계열 물질이 전달제의 도움을 받아 포름알데히드(R’-CHO)와 빠르게 반응하여 R=N-CH=R’과 물(H₂O)로 바뀌면서 포름알데히드가 제거된다. 여기에 편백나무에서 추출한 피톤치드와 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤의 과일에서 추출한 비타민 함유 추출액 하나 이상과 은나노 물질을 혼합하여 항균기능과 포름알데히드 냄새를 분해하는 물질을 공침한 것이다.

다른 관점에서, 본 발명은 (a) 20~50℃의 물에 아미노산계 물질을 1~10% 첨가하여 아미노산계 물질 용액을 수득하는 단계: (b) 편백나무를 2-10cm로 잘게 잘라서 넣고 물을 첨가하여 100-300^oC에서 1-24시간을 끓인 다음 식혀 편백나무 추출액을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 아미노산계 물질 용액 및 편백나무 추출액을 혼합하여 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제조방법에 관한 것이다.

기존의 광촉매는 자외선을 조사하여야 반응하는 원리이지만 본 발명에 따른 조성물은 자외선이 없어도 포름알데히드를 분해할 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함된 아미노산 계열 물질이 포름알데히드(R’-CHO)와 빠르게 반응하여 R=N-CH=R’과 물(H₂O)로 바뀌면서 포름알데히드가 제거된다. 아미노기가 수소이온을 받아서 양전하를 띠거나 카르복시기가 수소이온을 잃어버려서 음전하를 띠기도 한다. 분해제는 건축자재 표면에서 오염물질이 방출되는 것이 억제되는 효과를 나타낸다.

여기에 편백나무에서 추출한 피톤치드를 혼합하여 포름알데히드 냄새를 상세시키는 기능과 일부 탈취기능, 항균기능을 가지고 있다. 아울러, 항균기능이 있는 은나노 물질과 포름알데히드를 분해하는 물질을 공침한 것이다. 분해제에서 생성되는 활성분자에 의하여 포름알데히드가 물과 이산화탄소로 분해하게 되어 제거되는 원리로 효과가 광촉매의 10-100배이상 높다. 또한 공기중 포름알데히드가 돌아다니다가 기체확산법칙에 의하여 분해제에 닿게되면 포름알데히드를 제거하는 기능이 있어 광촉매가 없어도 제거하는 성능이 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1. 편백나무와 과일등에서 피톤치드 추출 방법

편백나무, 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 레몬, 사과, 자몽, 모과 및 라임으로 구성된 군에서 선택되는 과일 유래 추출물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다. 편백나무는 잎, 줄기를 이용하고 1-120cm로 잘게 잘라서 5-10일을 건조시키고 천혜향등의 과일은 1-2cm로 잘게 잘라 중량의 3/4-1/2로 건조시킨 다음 10kg의 원료에 5-10리터의 물을 넣고 2-5시간은 50-70도로 증류하고 5-20시간은 1-100bar의 증기압력탱크로 추츨하여 편백수와 편백피톤치드 오일을 추출한다. 편백피톤치드 오일은 아미노산계열의 10-100ml의 계면활성제로 분산시켜 사용한다.

실시예 2. 새집증후군 제거제의 제조방법

편백나무, 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤 및 레몬을 각각 2-10cm로 잘게 잘라서 넣고 각각의 과일 1kg에 물을 20을 넣은 비율로 넣은 100-300℃에서 5-24시간을 끓인 다음, 각각의 액 또는 혼합액을 식힌 후, 숙성시켜 깨끗한 추출액을 수득하였다.

20-50℃의 미지근한 물(살균수) 5-10L에 글루타민과 글리신 계열의 아미노산계 물질을 각각 50-1000mL(1-10%)을 넣고 은나노물질(Ag)을 0.5-10mL(0.001-0.1%)를 넣어 5-10시간이상 20-50rpm으로 혼합액을 제조하였다.

상기 아미노산계 물질 혼합액 5-15L에 편백나무, 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 레몬을 과일추출액 5-15L(25-75%)를 넣어 5-10시간 20-50rpm으로 혼합하여 포름알데히드와 냄새를 제거할 수 있는 새집증후군 제거제를 제조하였다.

실시예 2. 새집증후군제거제의 포름알데하이드 분해능

2L 용기에 포름알데히드를 넣고 실시예 1에서 제조한 새집증후군 제거제의 포름알데히드의 분해율을 분석한 결과, 포름알데히드는 30분, 120분후에는 각각 89.8% 및 91.8% 분해되었다(표 1).

새집증후군 제거제에 의한 포름알데히드 분해능제거

구분	분석시료	시간(분)
구분	분석시료	초기	30	60	90	120
농도(ppm)	Blank	50	49	49	49	48
농도(ppm)	시료	50	6	5	5	4
효율			89.8	89.8	89.9	91.8

실시예 3. 새집증후군제거제의 향균력확인

실시예 1에서 제조한 새집증후군 제거제의 향균력을 조사하였다.

각각의 미생물(Klebsieia pneumoniae ATCC 4352, Staphylococcus aureus ATCC 6538 이 표 1의 초기 농도로 배양되어 있는 페트리디쉬에 실시예 1에서 제조된 새집증후군 제거제를 스프레이로 1회 살포(약 0.02ml)한 다음, 35℃ 및 형광등 조사 조건에서 24시간 150회/분으로 진탕 배양 후 균수를 측정하였다.

항균시험 결과, Klebsieia pneumoniae ATCC 4352는 초기농도가 2.3x10⁶이었으나, 18시간 후에는 10 마리 이하로 99.9%, Staphylococcus aureus ATCC 6538은 초기농도 3.4x10⁷에서 18시간후에는 10마리이하로 99.9%의 제거효율을 나타내었다 (표 2).

새집증후군 제거제 향균력

시험항목		시험결과			시험환경
시험항목		초기농도(CFU/mL)	18시간후농도(CFU/mL)	세균감소율(%)	시험환경
녹농균에 의한 항균시험	대조군	2.8x10⁴	2.8x10⁶	^-	37.0 ^oC
녹농균에 의한 항균시험	시료	2.3x10⁶	<10	99.9
황색포도상구균에 의한 항균시험	대조군	2.2x10⁴	2.2x10⁴	-
	시료	3.4x10⁷	<10	99.9

접종균세균농도(CFU/mL): 녹농균:2.8x10⁴, 황색포도상구균:3.4x10⁷

사용균주 : Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442

Staphylococcus aureus ATCC 6538

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

아미노기와 카르복실기를 가지는 아미노산계 물질 및 피톤치트를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물.
제1항에 있어서, 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 레몬, 사과, 자몽, 모과 및 라임으로 구성된 군에서 선택되는 과일 유래 추출물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서, 녹차, 자스민, 솔잎허브 및 라벤더로 구성된 군에서 선택되는 물질의 추출물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서, 은나노 물질을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
다음 단계를 포함하는 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제조방법;
(a) 20~50℃의 물에 아미노산계 물질을 1~10% 첨가하여 아미노산계 물질 용액을 수득하는 단계:
(b) 편백나무를 2-10cm로 잘게 잘라서 넣고 물을 첨가하여 100-300^oC에서 1-24시간을 끓인 다음 식혀 편백나무 추출액을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 아미노산계 물질 용액 및 편백나무 추출액을 혼합하여 포름알데히드와 냄새 제거용 조성물을 제조하는 단계.
제5항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 레몬, 사과, 자몽, 모과 및 라임으로 구성된 군에서 선택되는 과일을 2-10cm로 잘게 잘라서 넣고 물을 첨가하여 100-300^oC에서 1-24시간을 끓인 다음 식힌 과일 추출액을 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 녹차 추출액, 자스민 추출액, 솔잎허브 추출액 및 라벤더 추출액을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 (a) 단계의 아미노산계 물질 용액에 은나노 물질을 0.0001~0.1% 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 (c) 단계의 혼합은 10~100 rpm으로 1~24시간 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.