KR20220125761A - 공기정화용 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공기정화용 조성물은 탄가루 100 중량부에 대하여 다공성흡착제 40 내지 145 중량부, 항균제 10.5 내지 25 중량부, 기공형성제 1 내지 30 중량부 및 이산화티탄 광촉매 1 내지 30 중량부를 포함한다.

Description

공기정화용 조성물 및 그 제조방법{COMPOSITION OF AIR CLEANING AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 공기정화용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
새집증후군(sick house syndrome)은 화학 물질에 대한 과민증상의 일종으로써, 현대 건축물에서 주로 사용하는 건축자재와 접착제에서 발생되는 포름알데히드, 암모니아 및 휘발성 유기 화합물(VOCs) 등에 의하여 발생되는데, 이에 의하여 눈, 코 및 후두점막이 자극을 받아 목이 쉬고, 두통이 생기거나 심리적인 피로감을 느끼게 되며, 심하면 알레르기성 질환들로 두드러기, 아토피 피부염, 기관지 천식 등이 발생한다. 세계 보건기구(WHO)에서는 상술한 제반증상을 총칭하여 이를 새집증후군이라고 규정하고 있다.
새집증후군 방지를 위하여 건축물 시공 시, 천연 벽지 및 피톤치드 함유 시공제를 처리하고 있으나, 이러한 기존의 방법에 따르면, 가격이 비싸며 유용물질의 지속적인 방출이 어려워 장기적인 새집증후군의 해결책이 될 수 없다.
따라서, 포름알데히드, 암모니아 및 휘발성 유기 화합물(VOCs)과 같은 유해 물질을 우수하게 흡착할 수 있고 실내 공기를 정화함으로써, 새집증후군을 해결할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 새집증후군의 원인인 유해 물질을 흡착하고 실내 공기를 정화할 수 있는 공기정화용 조성물 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 공기정화용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일 구체예에 따르면, 상기 공기정화용 조성물은 탄가루 100 중량부에 대하여 다공성흡착제 40 내지 145 중량부, 항균제 10.5 내지 25 중량부, 기공형성제 1 내지 30 중량부 및 이산화티탄 광촉매 1 내지 30 중량부를 포함한다.
상기 다공성흡착제는 제1다공성흡착제 10 내지 30 중량부, 제2다공성흡착제 20 내지 70 중량부 및 제3다공성흡착제 15 내지 45 중량부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1다공성흡착제는 평균 기공크기가 1Å 내지 10Å일 수 있다.
제2다공성흡착제는 평균 기공크기가 10Å 초과 40Å 이하일 수 있다.
제3다공성흡착제는 평균 기공크기가 50Å 내지 400Å일 수 있다.
상기 항균제는 양이온계면활성제 0.5 내지 5 중량부 및 죽초액 10 내지 20 중량부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 항균제는 유기게르마늄 1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 이산화티탄(TiO2), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 중량비가 1:1.8 내지 1:3.2일 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)이 일부 이상 공융된 것일 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)을 1 내지 15 중량%로 포함되는 이산화티탄 광촉매를 포함할 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 지르코니아(ZrO2)를 2 내지 20 중량% 더 포함할 수 있다.
상기 지르코니아(ZrO2)는 평균입경(D50)이 이산화티탄(TiO2) 보다 클 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매의 평균입경(D50)이 100 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있다.
상기 탄가루 100 중량부에 대하여 사이클로덱스트린 10 내지 30 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 탄가루 100 중량부에 대하여 무기바인더 5 내지 20 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 다공성흡착제 총 중량과 사이클로덱스트린의 중량비는 2:1 내지 10:1일 수 있다.
상기 다공성흡착제 총 중량과 무기바인더의 중량비는 6:1 내지 12:1일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 공기정화용 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
일 구체예에 따르면, 상기 제조방법은 다공성흡착제를 분쇄하는 단계, 상기 분쇄된 다공성흡착제에 탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 사이클로덱스트린을 혼합하는 단계, 상기 혼합물에 항균제 및 바인더를 첨가하여 과립을 형성하는 단계, 상기 과립에 기공형성제를 첨가하는 단계, 상기 기공이 형성된 과립을 건조시키는 단계 및 상기 건조된 과립을 배소하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 새집증후군의 원인인 유해 물질을 흡착하고 실내 공기를 정화할 수 있는 공기정화용 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따라 제조한 공기정화용 조성물의 시료사진이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 공기정화용 조성물의 탈취 시험 결과를 나타낸 시험성적서이다.
이하, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 줄 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
공기정화용 조성물
본 발명의 일 구체예에 따른 공기정화용 조성물은 탄가루, 다공성흡착제, 항균제, 기공형성제 및 이산화티탄 광촉매를 포함한다.
상기 탄가루는 야자각, 목재, 아탄, 갈탄 및 역청탄 등의 탄소물질을 원료로 하여 탄화 및 활성화 과정을 통해 분자 크기의 미세한 세공을 발달시킨 무정형 탄소로서, 단위 g당 1,000㎡ 이상의 큰 내부 표면적을 가지고 있으며, 공기, 물, 토양 등에 존재하는 각종 유해 물질을 흡착 제거하는데 뛰어난 다공성 흡착제로 사용될 수 있다.
상기 탄가루의 기공 사이즈는 다양한 모양과 크기를 갖는 물질을 흡착하는 능력에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 탄가루의 적용 용도 또한 그 기공 사이즈에 따라 구분할 수 있다. 메소포어(mesopores) 구조를 갖는 탄가루는 주로 액상에 사용되고, 구체적으로는 정수, 폐수 처리, 정제, 표백, 귀금속 회수 및 양조 등에 사용하는 것이 효율적이다. 다음으로 넓은 표면적과 높은 강도를 갖는 마이크로포어(micropores) 구조를 갖는 탄가루는 공기 정화, 탈취, 가스 분리, 용매 회수, 배기 가스 처리 및 담배 필터 등과 같이 가스 처리에 사용하는 것이 바람직하다.
상기 탄가루의 평균 입경 크기는 30㎛ 내지 80㎛ 범위일 수 있으며 마이크로포어 구조를 갖는 식물탄가루 및 활성탄가루일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
예를 들어, 상기 식물탄가루는 죽탄일 수 있으며 상기 죽탄은 전기전도성이 우수하며 유해 전자파 차단 및 음이온을 발생시켜 공기를 정화시킬 수 있다. 또한, 참숯에 비해 미세공극이 1.5배 내지 3배 정도 발달하여 유해물질 흡착 및 제거뿐만 아니라 수분 흡습이 가능하고, 황토나 맥반석에 비해 원적외선 방사능력이 우수하여 살균 효과가 더욱 뛰어나다.
상기 다공성흡착제는 넓은 비표면적과 다공성구조를 가지고 있기 때문에 다양한 유기물 흡착 등 환경 소재로 적용이 가능할 뿐 아니라 기공 크기에 따른 선택적인 기체 흡착이 가능하여 다양한 산업분야에서 활용될 수 있다.
상기 다공성흡착제는 상기 탄가루 100 중량부에 대하여 40 내지 145 중량부, 구체적으로는 55 내지 130 중량부, 더욱 구체적으로는 70 내지 110 중량부로 포함될 수 있으며, 상기 범위에서 상기 탄가루와 함께 공기 중의 유해 물질을 우수하게 흡착하여 새집증후군을 예방할 수 있다.
상기 다공성흡착제는 제1다공성흡착제, 제2다공성흡착제 및 제3다공성흡착제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1다공성흡착제는 평균 기공크기가 1Å 내지 10Å, 구체적으로는 2Å 내지 10Å일 수 있으며, 상기 크기 범위에서 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔, 클로로포름 및 아세톤과 같은 휘발성 유기화합물(VOCs)의 흡착능력이 우수하다.
상기 제1다공성흡착제의 기공 크기보다 크기가 작은 입자는 제1다공성흡착제의 기공 내로 유입되어 흡착 또는 반응할 수 있다.
상기 제1다공성흡착제는 제올라이트(zeolite)일 수 있으며, 상기 제올라이트는 일반적으로 그 결정 내부에 존재하는 기공으로 연결되어 있는 특이한 세공구조 때문에 산업적으로 유용한 각종 물리화학적 특성을 갖는 천연 광물질으로서, 이온 교환능, 균질한 다공성 등의 많은 장점이 있어 화학물질의 정제와 선택적 흡착제로　사용될 수 있다.
상기 제1다공성흡착제는 10 내지 30 중량부, 구체적으로는 12 내지 25 중량부, 더욱 구체적으로는 15 내지 20 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 새집증후군을 유발할 수 있는 유해입자들을 흡착 및 제거하는 데 효과적이다.
제2다공성흡착제는 평균 기공크기가 10Å 초과 40Å 이하，구체적으로는　10Å 초과 30Å 이하일 수 있으며, 상기 범위에서 THT(tetrahydrothiophene)과 같은 유기 황화합물을 흡착하여 제거할 수 있다.
상기 제2다공성흡착제는 아타풀자이트(attapulgite)일 수 있으며, 상기 아타풀자이트는 제올라이트(zeolite), 몬모릴로나이트(montmorillonite, MMT) 규조토(diatomite) 등과 같이 점토(clay)로 분류된다. 아타풀자이트는 단사정계에 속하는 광물로 (Mg,Al)2Si4O10(OH)·4H2O의 화학식을 가지며 기다란 사슬형태의 결정구조를 갖고 있어서 매우 높은 표면적, 우수한 흡착능력 및 결합력을 가진다. 또한, 물에 분산시킬 경우 이 결정들은 매우 안정하며 서로 엉키기 때문에 매우 뛰어난 농밀성 및 부유성을 보여 물을 젤과 같은 상태로 만드는 특성이 있어, 페인트, 실란트, 접착제, 촉매, 고착제, 흡착제, 바인더 용도로 사용될 수 있으며, 기타 나노(nano) 크기의 점토에 비해 저렴하다는 장점이 있다.
상기 제2다공성흡착제는 20 내지 70 중량부, 구체적으로는 30 내지 60 중량부, 더욱 구체적으로는 40 내지 50 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 주방에서 발생하는 가스 냄새의 원인인 THT를 제거하여 탈취 역할을 할 수 있다.
상기 제3다공성흡착제는 평균 기공크기가 50Å 내지 400Å，구체적으로는　50Å 내지 300Å일 수 있으며, 상기 범위에서 공기 중의 유해한 냄새를 흡수하여 제거할 수 있다.
상기 제3다공성흡착제는 세피얼라이트(sepiolite)일 수 있으며, 상기 세피얼라이트는 섬유상(fibrous form)의 결정구조를 가지는 2:1 층상 함수 마그네슘규산염광물이다. 다른 층상규산염광물과의 구조적 차이점은 리본(channel)구조 즉, 여덟 개의 팔면체자리가 연속되어 리본을 만든 다음 사면체의 정점산소 방향이 반전됨에 따라 팔면체의 연결이 단절되어 리본을 형성하고 리본 사이에 형성된 직사각형 공극에 의해 다른 점토광물과 달리 물에 넣었을 때 팽윤하지 않고 입자들이 연결된 채로 남아 있어서 저항성을 유지하게 된다. 이와 같은 특성 때문에 높은 흡착능, 촉매성, 유동성, 건조고결성 및 소결성을 가지고 분진이 없고 인체에 무해하여 상업적으로 유용한 성질을 가진다는 특징이 있다.
상기 제3다공성흡착제는 15 내지 45 중량부, 구체적으로는 20 내지 40 중량부, 더욱 구체적으로는 25 내지 35 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 살균 및 탈취효과를 나타내어 실내 공기의 청결함을 유지할 수 있을뿐만 아니라 공기 중의 수분을 흡수하여 제습 효과를 나타낼 수 있고, 상기 이산화티탄 광촉매의 효율도 높일 수 있다.
상기 항균제는 살균 및 항균 작용으로 미생물의 발생 및 성장을 억제하여 악취의 발생 원인을 제거함으로써 살균 및 항균 효과와 소취효과를 동시에 나타낼 수 있다.
상기 항균제는 상기 탄가루 100 중량부에 대하여 10.5 내지 25 중량부, 구체적으로는 13 내지 22 중량부, 더욱 구체적으로는 15 내지 20 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 범위에서 살균 및 항균 효과가 우수하여 악취를 제거하는 데 있어서 효과적이다.
상기 항균제는 양이온계면활성제 및 죽초액 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 양이온계면활성제는 역성비누라고 불리는 성분으로서 광범위한 살균지속성을 나타내고 전 pH 영역에서 살균력이 오래 지속되며 비부식성이고 피부에 대한 자극이 적은 특성을 나타낸다.
상기 양이온계면활성제는 4급암모늄(NH4)계 계면활성제일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 상기 4급암모늄계 계면활성제는 존재하는 4개의 수소가 유기분자단으로 치환된 것으로 특히 알칼리 영역에서 높은 살균 효과를 나타내고 외부에서 들어오는 균을 효과적으로 막을 수 있다. 상기 양이온계면활성제는 상기 공기정화용 조성물에 포함되는 다른 성분들과 반응하지 않아 안정성을 유지할 수 있으며, 살균 소독 및 지속성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 양이온계면활성제는 벤잘코늄염화물일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 양이온계면활성제는 0.5 내지 5 중량부, 구체적으로는 1 내지 4 중량부, 더욱 구체적으로는 1.5 내지 3 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 범위에서 공기정화용 조성물에 포함되는 다른 성분과 균일하게 혼합될 수 있고, 살균 작용을 나타낼 수 있다.
상기 죽초액은 대나무를 직접 탄화시킬 때 발생하는 연기를 포집하여 냉각 및 응축시켜 얻어진 조죽초액(粗竹酢液)을 정치시킨 후 유성층인 상층(테르핀유 등의 경질유층)과 하층(타르층)을 버리고 얻어지는 중층의 죽초액을 의미하거나, 이 중층의 죽초액으로부터 정치법, 증류법(감압증류법 또는 상압증류법), 또는 여과법(여과지 및/또는 활성탄을 이용)에 의하여 타르 성분이 더 제거된 정제 죽초액을 의미한다.
상기 죽초액은 갈색의 투명한 액체로 주성분이 아세트산과 포름산 등의 다양한 유기산이며, 폴리페놀과 같은 페놀 성분도 다량 포함하고 있으며, 살균 보조제, 살충 보조제, 식물 생육 억제제 등으로 사용될 수 있다.
상기 죽초액은 10 내지 20 중량부, 구체적으로는 12 내지 17 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 양이온계면활성제와 같이 살균효과를 나타낼 수 있다.
상기 항균제는 유기게르마늄을 더 포함할 수 있다.
상기 유기게르마늄은 게르마늄이 포함된 지하수를 가열 및 건조하여 추출할 수 있는 유기게르마늄 분말일 수 있으며, 수용성 물질로써 원적외선 및 음이온을 방출 효과가 뛰어나고 탈취, 항균, 제습 및 곰팡이번식억제 효과가 탁월하다.
상기 유기게르마늄의 평균 입경 크기는 100 내지 250 mesh일 수 있으며, 상기 크기 범위에서 수용액에 잘 용해될 수 있으므로 상기 공기정화용 조성물에 균일하게 혼합될 수 있다.
상기 유기게르마늄은 1 내지 10 중량부, 구체적으로는 3 내지 7 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 범위에서 탈취 및 제습 효과뿐만 아니라, 항균효과가 우수하다.
상기 기공형성제는 여러 가지 화학물질들을 비선택적으로 흡착할 수 있는 표면이 가공되지 않은 상기 공기정화용 조성물의 표면을 가공함으로써 특정 화학물질에 대한 흡착 선택성을 높일 수 있다.
상기 기공형성제는 황산염일 수 있으며, 예를 들어 황산나트륨, 황산칼륨 및 황산알루미늄일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 기공형성제는 1 내지 30 중량부, 구체적으로는 5 내지 25 중량부, 더욱 구체적으로는 10 내지 20 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 공기정화용 조성물의 표면에 기공을 형성함으로써, 새집증후군을 발생시킬 수 있는 특정 유해물질, 즉 포름알데히드의 흡착 선택성을 높일 수 있다.
상기 이산화티탄(TiO2) 광촉매는 약 387nm 이하의 파장을 갖는 근자외광을 조사하면, 조사된 광에너지(hv)를 흡수하여 전도대(CB)의 전자(e)와 원자가전자대(VB)의 정공(h)을 생성하는 광촉매이다. 이렇게 이산화티탄에서 생성된 전자(e)-정공(h) 쌍은 수초 내에 재결합(recombination)하게 되지만, 재결합하기 전에 공기 중의 수분(H2O) 및 산소(O2)와 반응시 OH라디칼과 O2 -라디칼로 분해시킨다. 또한, 이산화티탄(TiO2)의 에너지 밴드 갭은 3.2eV 정도도 상기 밴드 갭을 초과하는 소량의 전류를 흘려주는 경우에도 상기와 같이 라디칼 분해 반응이 진행될 수 있다.
상기 OH라디칼은 유해한 유기오염입자들을 산화 분해할 수 있는 능력이 매우 뛰어나기 때문에 공기 속에서 항상 존재하고 있는 악취물질, 바이러스, 박테리아 같은 세균 등을 분해하여 H2O 및 CO2로 배출하여 상기 이산화티탄 광촉매가 다시 유기오염입자를 재고정 및 분해할 수 있는 형태로 전환될 수 있다.
또한, 상기 이산화티탄 광촉매는 수분을 흡착하는 능력이 우수하여 공기 중의 수분 및 세균 분해 시 배출되는 수분을 흡수하여 상기 공기정화용 조성물을 지속적으로 습식상태로 유지시킬 수 있다.
따라서, 상기 이산화티탄 광촉매는 상기 새집증후군을 유발하는 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물을 분해하여 H2O 및 CO2로 배출시키고 이산화티탄 광촉매가 다시 유기오염입자를 재고정 및 분해할 수 있는 형태로 전환됨으로써, 상기 공기정화용 조성물의 사용기간이 증가되어, 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 1 내지 30 중량부, 구체적으로는 5 내지 25 중량부, 더욱 구체적으로는 10 내지 20 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 유기 오염입자인 포름알데히드를 흡착할 수 있고, 경제적인 측면에서 우수하다는 장점이 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 이산화티탄(TiO2), 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다.
상기 이산화티탄은 평균입경(D50)이 1 nm 내지 100 nm, 구체적으로 5 nm 내지 80 nm인 것을 사용할 수 있다.
상기 이산화티탄은 평균입경(D50)이 상이한 2종 이상의 이산화티탄이 포함될 수 있다. 이 경우, 광촉매의 치밀성에 따른 광촉매 효율이 개선된다.
예를 들어, 상기 이산화티탄(TiO2)은 평균입경(D50)이 상이한 제1 및 제2 이산화티탄(TiO2)을 포함하고, 상기 제1 이산화티탄(TiO2)은 평균입경(D50)이 1 nm 내지 70 nm, 구체적으로 10 nm 내지 50 nm, 상기 제2 이산화티탄(TiO2)은 평균입경(D50)이 20 nm 내지 100 nm, 구체적으로 20 nm 내지 80 nm일 수 있다. 또한, 상기 제1 이산화티탄(TiO2) 및 제2 이산화티탄(TiO2)의 평균입경(D50) 비는 1:0.4 내지 1:0.6일 수 있다. 상기 평균입경 비 범위에서 이산화티탄 광촉매는 더욱 치밀해지고 광촉매 효율을 극대화할 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 중량비가 1:1.8 내지 1:3.2일 수 있다.
상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 촉매 성분에 포함되어 가시광선 영역의 광 흡수율을 높임으로써, 광촉매 효율을 개선시키는 효과가 있을 뿐만 아니라, 이산화티탄(TiO2) 및 기타 성분들의 결합력도 개선시킬 수 있다. 또한, 보다 낮은 전류에서도 촉매 활성을 발휘할 수 있거나, 동일한 전류라도 촉매활성이 더 높을 수 있어 광촉매 효율이 우수하다.
특히, 본 발명의 이산화티탄 광촉매는 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 중량비를 공융점(eutectic point)에 가깝도록 1:1.8 내지 1:3.2, 구체적으로 1:2 내지 1:2.8 범위로 적용함으로써, 이산화티탄 광촉매 제조 공정의 온도를 현저하게 낮출 수 있으며, 이는 루타일 결정구조로의 전이를 최소화할 수 있으므로 공기정화용 조성물의 광촉매 효율 즉, 유기 오염입자 제거효율이 우수하다는 장점이 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)은 일부 이상 공융된 것일 수 있다. 이 때, 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg) 성분은 이산화티탄 광촉매 성분들 간의 결합력을 개선시킬 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 상기 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)을 1 내지 15 중량%, 구체적으로는 1 내지 12 중량%, 더욱 구체적으로 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매에 포함되는 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 중량%를 조절함으로써, 상기 이산화티탄 광촉매가 상기 공기정화용 조성물에 적합한 입경을 갖도록 제조할 수 있다.
상기 이산화티탄 광촉매는 평균입경(D50)이 100 ㎛ 내지 500 ㎛, 구체적으로는 150 ㎛ 내지 400 ㎛, 더욱 구체적으로는 200 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 공기정화용 조성물에 포함되는 탄가루 및 다공성흡착제와 균일하게 혼합될 수 있어, 광촉매 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 언급한 구리(Cu) 및 마그네슘(Mg)의 범위에서, 이산화티탄 광촉매가 포름알데히드를 흡착하기 용이하면서도 다른 조성물과 균일하게 혼합이 가능한 입경을 갖도록 제조할 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 이산화티탄 광촉매는 지르코니아(ZrO2)를 2 내지 20 중량% 더 포함할 수 있다.
상기 지르코니아(ZrO2)는 이산화티탄 광촉매에 포함되어 안정성 및 내구성을 개선시키는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 지르코니아(ZrO2)는 높은 용융온도(약 2,700℃)를 갖는 내열성 재료로서 낮은 열전도도, 산성에서 알칼리성 영역까지의 넓은 내화학 안정성, 낮은 열팽창성, 고경도 등의 우수한 소재 특성을 지니고 있다.
상기 지르코니아(ZrO2)도 광촉매로써, 이산화티탄과 함께 사용하여 광촉매 효율을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이산화티탄 광촉매의 내구성을 개선시킬 수 있으므로, 이산화티탄 광촉매가 깨지거나 박리되는 현상을 최소화할 수 있다.
상기 지르코니아(ZrO2)는 이산화티탄 광촉매 중 2 내지 20 중량%, 구체적으로 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 이산화티탄 광촉매의 광촉매 효율과 내구성 개선효과가 우수하다.
상기 지르코니아(ZrO2)는 평균입경(D50)이 이산화티탄(TiO2) 보다 클 수 있다.
이 경우, 이산화티탄 광촉매는 내구성 개선효과가 뛰어나다. 구체적으로, 상기 지르코니아(ZrO2)는 평균입경(D50)이 100 nm 초과 800 nm 이하, 200 nm 내지 500 nm의 범위인 것을 사용할 수 있다.
상기 공기정화용 조성물은 사이클로덱스트린을 더 포함할 수 있다.
상기 사이클로덱스트린 (cyclodextrin)은 흡착제의 성질을 갖는 기능성 올리고머로서, 호스트-게스트 상호작용에 기반을 두고 분자 구조 내에 소수성을 지니는 캐비티(cavity)를 가지고 있으며, 게스트 물질이 존재하면 콤플렉스를 형성하여 게스트의 물리적, 화학적, 생물학적 물성이 변경되게 된다. 또한 사이클로덱스트린은 친환경적이고 쉽게 구할 수 있으며, 가격이 저렴하고 독성이 없어 인체에 무해하다.
상기 사이클로덱스트린은 알파-사이클로덱스트린, 베타-사이클로덱스트린, 감마-사이클로덱스트린, 하이드록시프로필-사이클로 덱스트린 및 메틸-사이클로덱스트린일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 사이클로덱스트린은 상기 탄가루 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부, 구체적으로는 12 내지 25 중량부, 더욱 구체적으로는 14 내지 20 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 포름알데히드, 클로로포름 및 아세톤의 흡착력이 우수하고, 탈취 작용을 할 수 있다.
상기 다공성흡착제 총 중량과 사이클로덱스트린의 중량비는 2:1 내지 10:1일 수 4:1 내지 8:1일 수 있으며, 상기 범위에서 공기 중에 존재하는 유기황화합물, 메틸벤젠, 디메틸벤젠의 흡착능 및 탈취효과도 유지할 수 있으면서도 포름알데히드, 클로로포름, 아세톤 및 휘발성 유기화합물의 흡착능력을 극대화시킬 수 있다.
상기 공기정화용 조성물은 무기바인더를 더 포함할 수 있다.
상기 무기바인더는 상기 공화정화용 조성물에 포함되는 이산화티탄(TiO2) 광촉매 및 기타 성분들의 결합력도 개선시킬 수 있다.
상기 무기바인더는 규산나트륨일 수 있으며, 상기 규산나트륨은 무독성이고 상대적으로 기존의 석유화학계 유기고분자로 제조되는 도료, 접착제 및 특수 코팅제의 원료에 비하여 저가이며 불연성으로 접착제나 코팅제로 응용할 경우 매우 유용한 무기바인더로 사용될 수 있다. 또한, 제조공정 전, 후 및 사용시에 유기 접착제와 달리 공해를 유발시키지 않는다는 장점을 가지고 있어 환경친화적이다. 상기 규산나트륨은 건조되면서 단단하고 견고하게 구성 성분들을 밀착시켜 결합시킬 수 있다. 따라서, 재사용을 위한 재가열 후에도 내구성을 유지할 수 있어 재사용 시 공기정화용 조성물의 포름알데히드, 클로로포름, 아세톤 및 휘발성 유기화합물의 흡착능력이 우수하다.
상기 규산나트륨은 수용액상으로 5수염(Na2O·SiO2·5H2O) 및 9수염(Na2O·SiO2·9H2O)일 수 있으며, Na2O와 SiO2의 몰비는 1:2 내지 1:4.5일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 무기바인더는 5 내지 20 중량부, 구체적으로는 7 내지 15 중량부일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 공기정화용 조성물에 포함되어 있는 성분들을 밀착 결합시켜 내구성을 향상시킬 수 있고, 분진 발생을 방지하여 인체에 무해하다는 장점이 있다.
상기 다공성흡착제 총 중량과 무기바인더의 중량비는 6:1 내지 12:1, 구체적으로는 8:1 내지 10:1일 수 있으며, 상기 범위에서 상기 공기용 조성물을 밀착 결합시킬 수 있으면서도 포름알데히드 및 유기오염물질 흡착 능력을 극대화시킬 수 있다.
공기정화용 조성물 제조방법
본 발명의 다른 관점은 공기정화용 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 공기정화용 조성물을 제조하는 방법은 다공성흡착제를 분쇄하는 단계, 상기 분쇄된 다공성흡착제에 탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 사이클로덱스트린을 혼합하는 단계, 상기 혼합물에 항균제 및 바인더를 첨가하여 과립을 형성하는 단계, 상기 과립에 기공형성제를 첨가하는 단계, 상기 기공이 형성된 과립을 건조시키는 단계 및 상기 건조된 과립을 배소하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다공성흡착제를 분쇄하는 단계는 제1다공성흡착제, 제2다공성흡착제 및 제3다공성흡착제를 60㎛ 내지 90㎛, 구체적으로는 70㎛ 내지 80㎛의 크기로 분쇄하여 분말상태로 형성한 후 혼합하는 단계이다.
상기 제1다공성흡착제, 제2다공성흡착제 및 제3다공성흡착제를 혼합함으로써 효과적으로 오염입자 흡착 및 탈취 효과를 얻을 수 있다.
상기 분쇄된 다공성흡착제에 탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 사이클로덱스트린을 혼합하는 단계는 분말형태로 분쇄된 다공성흡착제에 포름알데히드의 흡착능을 더욱 극대화시킬 수 있는 탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 사이클로덱스트린을 첨가한 후 혼합하는 단계이다.
상기 이산화티탄 광촉매 및 사이클로덱스트린은 분말상태일 수 있다.
상기 다공성흡착제 총 중량과 사이클로덱스트린의 중량비는 2:1 내지 10:1일 수 4:1 내지 8:1일 수 있으며, 상기 범위에서 사이클로덱스트린이 다공성흡착제의 미세기공을 막아 물리적 흡착속도를 떨어뜨려 포름알데히드 및 휘발성 유기화합물의 흡착능을 떨어뜨리는 것을 방지할 수 있다.
상기 혼합물에 항균제 및 바인더를 혼합하여 과립을 형성하는 단계는 상기 혼합물에 항균제인 양이온표면활성제가 포함되어 있는 수용액과 죽초액을 넣어 균일하게 혼합하여 슬러리 상태로 제조하는 단계 및 상기 슬러리 상태의 혼합물에 바인더를 첨가 및 혼합하여 성형하여 과립을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 혼합물을 성형하여 과립형(Granula), 펠렛형(Pellet), 일체형(monolith)으로 성형할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 과립의 평균입경은 0.1mm 내지 8mm일 수 있다.
상기 과립에 기공형성제를 첨가하는 단계는 상기 기공형성제를 사용하여 과립 표면에 기공을 형성하는 단계이다.
상기 과립 표면에 기공을 형성함으로써 특정 화학물질에 대한 흡착 선택성을 높일 수 있다.
상기 기공이 형성된 과립을 건조시키는 단계는 상기 과립의 수분 함량이 10 내지 15 중량%가 되도록 70℃ 내지 100℃에서 건조처리하는 단계이다.
상기 건조된 과립을 배소하는 단계는 상기 과립을 200℃ 내지 300℃에서 1시간 내지 3시간 배소함으로써, 과립에 포함되어 있는 구성 성분들을 밀착결합시켜 내구성이 강화된 본 발명의 공기정화용 조성물을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
실시예 1
하기 표 1의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루 및 이산화티탄 광촉매를 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물 및 죽초액을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
실시예 2 내지 4
하기 표 1의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 알파-사이클로덱스트린을 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물 및 죽초액을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
실시예 5 내지 7
하기 표 1의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 알파-사이클로덱스트린을 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물, 죽초액 및 액상의 규산나트륨을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다. 상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
상기 이산화티탄 광촉매는 이산화티탄(TiO2, 알드리치) 92 중량%, 구리(Cu) 2.5 중량% 및 마그네슘(Mg) 5.5 중량%를 혼합하고, 상기 혼합물을 튜브 노 내에 투입하고, H2/Ar 분위기에서 530℃에서 5시간 동안 가열하였다. 그런 후 1.0M HCl 용액에서 24시간 동안 교반하고, 물로 세척하여 산을 제거한 후, 건조하여 이산화티탄 광촉매를 제조하였다. 상기 이산화티탄 광촉매의 평균입경(D50)은 260 ㎛ 였다.
비교예 1
하기 표 1의 함량으로 죽탄가루에 벤잘코늄염화물 및 죽초액을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
비교예 2
하기 표 1의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트에 죽탄가루를 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물 및 죽초액을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
비교예 3
하기 표 1의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트 및 애타풀자이트에 죽탄가루를 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물 및 죽초액을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
비교예 4
하기 표 1의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루를 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물 및 죽초액을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
중량부 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4
죽탄가루 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
제올라이트 15 15 15 15 15 15 15 0 15 15 15
애타풀자이트 45 45 45 45 45 45 45 0 0 45 45
세피얼라이트 30 30 30 30 30 30 30 0 0 0 30
벤잘코늄염화물 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
죽초액 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
황산알루미늄 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
이산화티탄광촉매 15 15 15 15 15 15 15 0 0 0 0
알파-사이클로덱스트린 0 8 15 35 15 15 15 0 0 0 0
규산나트륨 0 0 0 0 3 10 23 0 0 0 0
탈취 평가
상기 실시예 1에서 제조된 과립형 공기정화용 조성물을 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하여 시간경과에 따른 가스 농도를 통해 탈취율을 평가하고 시험성적서를 도 2 내지 도 5에 첨부하였다.
상기 시험성적서에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 공기정화용 조성물은 포름알데히드, 아세트알데히드, 톨루엔 및 암모니아와 같은 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 효과적으로 제거하여 탈취효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.
상기 실시예 1에서 제조된 과립형 공기정화용 조성물은 도 1에 나타내었다.
흡착능 평가
1) 상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 과립형 공기정화용 조성물 10g을 5L 크기 반응기에 넣고 외부의 공기에 의한 오염을 방지하기 위하여 밀봉 후 가스의 농도는 클로로포름 20ppm, 아세톤 20ppm, THT 20ppm으로 맞추었다. 흡착되는 동안에 온도에 의한 영향을 제거하기 위하여 온도는 23±5℃, 습도는 50±15% R.H로 유지하였다. 흡착된 농도는 검지관법을 이용하여 측정하였고, 농도 확인은 60분에서 측정하여, 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 430nm 이상의 파장의 빛이 투과되도록 하였다.
각 시간대별 가스 제거율은 다음 식에 의해 계산하였다.
시험가스 제거율(%) = [{Blank 농도 - Sample 농도}/Blank 농도] X 100
제거율(%)
클로로포름 아세톤 THT
실시예 1 89 90 89
실시예 2 95 95 89
실시예 3 97 98 90
실시예 4 94 96 89
실시예 5 98 98 90
실시예 6 99 99 94
실시예 7 97 98 92
비교예 1 78 80 71
비교예 2 82 84 70
비교예 3 87 86 88
비교예 4 87 87 89
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 이산화티탄 광촉매를 포함하는 실시예 1 내지 7은 클로로포름 및 아세톤의 제거 효율이 증가하는 것을 알 수 있다.
2) 상기 실시예 3 및 5 내지 7에서 제조된 과립형 공기정화용 조성물을 60일간 실내 공간에 배치한 후, 수거하여 250℃에서 2시간 가열하였다. 가열된 공기정화용 조성물 10g을 5L 크기 반응기에 넣고 외부의 공기에 의한 오염을 방지하기 위하여 밀봉 후 가스의 농도는 클로로포름 20ppm, 아세톤 20ppm, THT 20ppm으로 맞추었다. 흡착되는 동안에 온도에 의한 영향을 제거하기 위하여 온도는 23±5℃, 습도는 50±15% R.H로 유지하였다. 흡착된 농도는 검지관법을 이용하여 측정하였고, 농도 확인은 60분에서 측정하여, 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 430nm 이상의 파장의 빛이 투과되도록 하였다.
각 시간대별 가스 제거율은 다음 식에 의해 계산하였다.
시험가스 제거율(%) = [{Blank 농도 - Sample 농도}/Blank 농도] X 100
제거율(%)
클로로포름 아세톤 THT
실시예 3 93 94 86
실시예 5 95 94 87
실시예 6 96 95 91
실시예 7 94 93 87
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 규산나트륨을 포함하는 실시예 5 내지 7은 공기정화용 조성물로 사용 후에 가열하여 재사용 시에도 클로로포름 및 아세톤의 제거 효율이 우수하다는 것을 알 수 있다.
실시예 8
하기 표 4의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 알파-사이클로덱스트린을 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물 및 액상의 규산나트륨을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
실시예 9
하기 표 4의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 알파-사이클로덱스트린을 혼합하였다. 혼합물에 죽초액 및 액상의 규산나트륨을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
실시예 10
하기 표 4의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 알파-사이클로덱스트린을 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물, 죽초액 및 액상의 규산나트륨을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
실시예 11
하기 표 4의 함량으로 70㎛로 분쇄된 제올라이트, 애타풀자이트 및 세피얼라이트에 죽탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 알파-사이클로덱스트린을 혼합하였다. 혼합물에 벤잘코늄염화물, 죽초액, 유기게르마늄 및 액상의 규산나트륨을 첨가하여 과립을 형성하고 황산알루미늄을 첨가한 후 85℃에서 5시간 건조시켰다. 건조된 과립을 250℃에서 2시간 배소하였다.
상기 과립의 평균입경은 5mm 였다.
중량부 실시예
8 9 10 11
죽탄 100 100 100 100
제올라이트 40.0 40.0 40.0 40.0
애타풀자이트 15.0 15.0 15.0 15.0
세피얼라이트 15.0 15.0 15.0 15.0
벤잘코늄염화물 2.0 0 2.0 2.0
죽초액 0 15.0 15.0 15.0
유기게르마늄 0 0 0 5
황산알루미늄 8.0 8.0 8.0 8.0
이산화티타늄 10 10 10 10
알파-사이클로덱스트린 15.0 15.0 15.0 15.0
규산나트륨 20 20 20 20
항균성 평가
균이 배양된 배양액 50ml에 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 공기정화용 조성물 3g을 넣고 일정시간 배양 후 생존 균 수를 측정하는 방법으로 사용균주는 황색포도상구균, 살모넬라균 및 E-Coli 총 3종을 시험하여 하기 표 5에 나타내었다. 항균도 시험방법 및 절차는 ASTM E2149;2013a 준용하였다.
24시간 후 세균 감소율(%)
황색포도상구균 살모넬라 E-coli
실시예 8 99.9 63.8 73.5
실시예 9 70.1 99.8 80.6
실시예 10 99.9 99.9 80.4
실시예 11 99.9 99.9 99.9
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 항균제인 벤잘코늄염화물, 죽초액 및 유기게르마늄을 모두 포함하는 실시예 11은 황색포도상구균, 살모넬라 및 E-coli에 대한 항균 활성이 증가하였음으로, 본 발명의 공기정화용 조성물은 항균력이 증대될 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (6)

  1. 탄가루 100 중량부;에 대하여
    다공성흡착제 40 내지 145 중량부;
    항균제 10.5 내지 25 중량부;
    기공형성제 1 내지 30 중량부; 및
    이산화티탄 광촉매 1 내지 30 중량부;
    를 포함하는 공기정화용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다공성흡착제는,
    제1다공성흡착제 10 내지 30 중량부;
    제2다공성흡착제 20 내지 70 중량부; 및
    제3다공성흡착제 15 내지 45 중량부;
    중 하나 이상을 포함하는 공기정화용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    제1다공성흡착제는 평균 기공크기가 1Å 내지 10Å이고,
    제2다공성흡착제는 평균 기공크기가 10Å 초과 40Å 이하이며,
    제3다공성흡착제는 평균 기공크기가 50Å 내지 400Å인 공기정화용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 항균제는,
    양이온계면활성제 0.5 내지 5 중량부; 및
    죽초액 10 내지 20 중량부;
    중 하나 이상을 포함하는 공기정화용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄가루 100 중량부;에 대하여
    사이클로덱스트린 10 내지 30 중량부;를 더 포함하는 공기정화용 조성물.
  6. 다공성흡착제를 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄된 다공성흡착제에 탄가루, 이산화티탄 광촉매 및 사이클로덱스트린을 혼합하는 단계;
    상기 혼합물에 항균제 및 바인더를 첨가하여 과립을 형성하는 단계;
    상기 과립에 기공형성제를 첨가하는 단계;
    상기 기공이 형성된 과립을 건조시키는 단계; 및
    상기 건조된 과립을 배소하는 단계;
    를 포함하는 공기정화용 조성물 제조 방법.

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005245766A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Uchu Kankyo Hozen Center:Kk 組成物、それを用いた消臭材、制菌材、コーティング材、飼料添加材
KR20130057470A (ko) * 2010-08-24 2013-05-31 저장 지안종 뱀부 인더스트리 씨오., 엘티디. 다공질 탄소립 공기정화제 및 그 생산방법
JP2014138923A (ja) * 2012-12-21 2014-07-31 Toshiba Corp 汚染物質除去剤及びその製造方法、並びにこれを用いた汚染物質除去構造体、汚染物質除去方法、汚染物質除去装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005245766A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Uchu Kankyo Hozen Center:Kk 組成物、それを用いた消臭材、制菌材、コーティング材、飼料添加材
KR20130057470A (ko) * 2010-08-24 2013-05-31 저장 지안종 뱀부 인더스트리 씨오., 엘티디. 다공질 탄소립 공기정화제 및 그 생산방법
JP2014138923A (ja) * 2012-12-21 2014-07-31 Toshiba Corp 汚染物質除去剤及びその製造方法、並びにこれを用いた汚染物質除去構造体、汚染物質除去方法、汚染物質除去装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rangkooy. H. et. al., Effect of nano-TiO2 immobilized on activated carbon~, J. Nanostruct., Vol .8(3), 307-315쪽, (2018.7.1. 발행)* *

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