KR20230063561A - 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법 - Google Patents

항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230063561A
KR20230063561A KR1020210148748A KR20210148748A KR20230063561A KR 20230063561 A KR20230063561 A KR 20230063561A KR 1020210148748 A KR1020210148748 A KR 1020210148748A KR 20210148748 A KR20210148748 A KR 20210148748A KR 20230063561 A KR20230063561 A KR 20230063561A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
raw material
activated carbon
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020210148748A
Other languages
English (en)
Inventor
김승주
Original Assignee
김승주
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김승주 filed Critical 김승주
Priority to KR1020210148748A priority Critical patent/KR20230063561A/ko
Publication of KR20230063561A publication Critical patent/KR20230063561A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/01—Deodorant compositions
    • A61L9/014—Deodorant compositions containing sorbent material, e.g. activated carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/305—Addition of material, later completely removed, e.g. as result of heat treatment, leaching or washing, e.g. for forming pores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

본 발명은, 기존의　액상　항균 및 탈취제나　활성탄,　제올라이트 다공성 소재 등과　같은　고체형　소재　대비　탈취　효율이　높고 지속력이 우수하며　제조　원가가　30% 이상　절감될 수 있어 가격 및 품질 면에서 경쟁력이 있으며, 종래의 탈취용 소재로 많이 사용되던 활성탄을 대체할 수 있고 특히 대기오염물질의 저감을 위해 유용하게 활용될 수 있는, 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법을 제공한다.

Description

항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법{Manufacturing method of adsorption material containing antibacterial and deodorizing function}
본 발명은 무기질 복합형재 및 상기 무기질 복합형재에 반도체 기술인 이온화를 적용하여 흡착소재를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 기존의　액상　항균 및 탈취제나　활성탄,　제올라이트 다공성 소재 등과　같은　고체형　소재　대비　탈취　효율이　높고 지속력이 우수하며　제조　원가가　30% 이상　절감될 수 있어　가격　및　품질 면에서 경쟁력이　있으며, 종래의 탈취용 소재로 많이 사용되던 활성탄을 대체할 수 있고 특히 대기오염물질의 저감을 위해 유용하게 활용될 수 있는, 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법에 관한 것이다.
최근 메르스를 시작으로 사스, 코로나 등에 이르는 바이러스 및 세균의 문제가 전 세계를 뒤흔들고 있는 상황에서, 이에 대항하기 위한 다양한 기술이 나오고 있으며, 이러한 기술을 활용한 상품이 다양한 형태로 나오고 있다.
상기의 상품은 대부분 기존의 기술을 활용하며, 가장 많이 사용하는 소재로서 휘발성 및 유기성 소재인 에탄올, 염소 등과 다공성 소재인 제올라이트 또는 활성탄의 변환을 통해 제조된다.
또한, 항균 관련 단일 소재로서 은나노가 있으나, 인체 환경 호르몬의 문제로 사용이 규제되고 있고, 이에 대항하는 소재로서 구리, 아연이 사용되고 있으나 이에 대한 안전성의 문제 또한 대두되고 있다.
또한, 친환경 소재로서 다양한 식물 및 패조류를 이용한 소재도 나오고 있으며, 이 경우 단기적인 기능을 보유하고 있으나 지속적인 기능에는 한계를 보이고 있다.
특히 종래의 탈취용 소재로 활성탄이 많이 사용되고 있는데, 활성탄은 짧은 시간에 오염 물질을 흡착하는 특성은 있지만 지속력이 낮고 암모니아 및 특정 유해 가스에 대한 흡착력이 좋지 않은 단점을 가진다.
국내공개특허공보 제2017-0120447호
본 발명의 목적은, 악취 및 유해 가스에 대해서 각 분자간 고리를 이온화 기작을 통하여 끊어서 기능적 상실을 하도록 하는 이온화 물질을 제조하여, 각종 악취 및 유해 가스의 원인 물질을 분해하여 사용자의 생활 환경을 개선할 수 있는, 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은, 바이러스, 곰팡이, 각종 균 및 악취를 제거하는 방식을 기존의 소재와 달리 흡착형/포집형으로 제거하는 방식으로서, 단기적 효과의 기간적인 향상을 할 수 있는, 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은, 암모니아 및 특정 가스의 흡착이 용이한 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 별도의 에너지원이 없이 이온화를 통한 -OH 라디칼을 발생하는 기능적 촉매제로 다양한 산업 분야에 적용 가능한 흡착소재를 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 믹서에 22 내지 25℃의 증류수(H2O)와 증류수 100중량부에 대하여 18 내지 22중량부의 이온촉진제인 Ca+를 넣고 60초간 혼합한 후, 증류수 100중량부에 대하여 72 내지 88중량부의 염화아연(ZnCl2)을 넣고 180초간 혼합하여 액상원료를 마련하는 단계; 활성탄과, 상기 활성탄 100중량부에 대하여 46.8 내지 57.2중량부의 산화마그네슘(MgO), 136.8 내지 167.2중량부의 알루미나(Al2O3), 46.8 내지 57.2중량부의 이산화타이타늄(TiO2) 및 46.8 내지 57.2중량부의 산화아연(ZnO)을 혼합하여 분말원료를 마련하는 단계; 상기 액상원료와 상기 분말원료를 5:4(액상원료:분말원료)의 비율로 중합반응기에 넣고 6 내지 8℃에서 3분간 수화 반응시키는 단계; 수화 반응물을 22℃, 습도30%의 분위기에서 판상으로 경화시켜 판상 경화물를 마련하는 단계; 상기 판상 경화물를 350℃에서 소성하는 단계; 소성된 경화물를 조분쇄물로 1차 분쇄하는 단계; 및 상기 조분쇄물을 4 내지 5㎛ 크기의 미세 분채로 2차 분쇄하는 단계; 를 포함하는 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 미세 분채와, 상기 미세 분채 100중량부에 대하여 225 내지 275중량부의 활성탄, 11.25 내지 13.75중량부의 이온촉진제인 Ca+ 및 11.25 내지 13.75중량부의 결합폴리머를 배합하고 가열 용융시키며 압출하여 혼합원료를 마련하는 단계; 및 상기 혼합원료를 다이스에서 절단하고, 압출공냉기에서 냉각시켜 활성탄 펠렛으로 만드는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 활성탄 펠렛을 커팅하여 미세펠렛으로 만드는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기의 과정을 통해 제조한 조성물을 정리하는 과정을 통하여 미세 분채로 된 흡착소재를 제조할 수 있다.
또한, 일 실시 예에 의해 제조된 미세분채화 된 흡착소재는 이온화 된 촉매제로써, 필요시 폴리머의 결합 소재로 사용될 수 있고, 바이러스, 세균 및 곰팡이에 대한 자생을 못하도록 기작의 원인을 분해하고 균에 대한 대응으로 -OH 라디칼을 발생시킴으로써 우수한 항균력 및 항바이러스력을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 일 실시 예에 의해 제조된 흡착소재는 항균지속력이 반영구적으로 우수하고 암모니아 및 특정 가스에 대한 흡착이 용이하여 탈취효과가 반영구적으로 지속되므로, 종래의 탈취용 소재로 많이 사용되던 활성탄을 대체할 수 있고 특히 대기오염물질의 저감을 위해 유용하게 활용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 흡착소재 제조방법의 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 2 내지 도 23은 본 발명의 일 실시 예에 의해 제조된 흡착소재의 항균력 및 유해가스제거 테스트결과를 나타낸 시험성적서이다.
본 발명은 기존의 단일 소재를 이용한 바이러스, 세균에 대한 살균 및 악취와 유해 가스의 제거시 지속성이 없는 한계를 넘고자, 각 부분별 대응 물질의 복합 화합물에 대한 이온화 과정을 통하여 기존의 문제를 해결하는 것을 기술하고 있다.
본 발명에 의한 흡착소재는 인체에 무해한 무기 담지체 기반의 이온 물질로서, 여러　종류의　산화　무기물　이온　결합　방식을　갖고, 구성에　있어　양전하와　음전하를　두어　그　원소들이　대류를　이용하여　공기　중의　산소 및　H2O와 작용하여 해리시키고 분자 내의 자유 전자를 빼앗아 결합의 고리를 끊어 유해 물질이 공기 중으로 환원되는 방식으로 항균 및 소취 기능을 발휘하도록 하며, 이에 무독, 무취, 무균의 특성을 가져 인체에 무해하며, 우수한 항균, 항바이러스 및 탈취 기능을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 흡착소재는, 산화물 및 수산화기 물질로 이루어진 조성물을 마련하고, 기능적 상승을 위하여 상기 조성물을 이온화를 통하여 바인딩 한 후 이를 수화 반응을 통한 반응식에 의해 불안정 소재로 조성하고, 이를 촉매화 하는 과정을 통하여 제조할 수 있다.
도 1을 참조하면, 이러한 흡착소재를 제조하기 위해서는, 먼저 믹서에 22 내지 25℃의 증류수(H2O)와 증류수 100중량부에 대하여 18 내지 22중량부의 이온촉진제인 Ca+를 넣고 60초간 혼합한다.
이때, 증류수의 온도가 22℃미만인 경우 불안전이온 결합의 문제가 발생할 수 있고, 증류수의 온도가 25℃를 초과하는 경우 결합 불안에 따른 경화공정의 미완성 상태가 되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, Ca+가 5중량부 미만인 경우 이온분포 확산성 미약의 문제가 발생할 수 있고, Ca+가 8중량부를 초과하는 경우 이온 과포화도가 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
여기서, Ca+는 전해성 물질로 이온화를 촉진하여 액상원료의 이온화계수와 전기전도성을 향상시키며, 이에 후술하는 중화 반응시 반응이 더 잘 일어나도록 하는 역할을 한다.
그리고, 믹서에 증류수 100중량부에 대하여 72 내지 88중량부의 염화아연(ZnCl2)을 더 넣고 180초간 혼합하여 이온화된 액상원료를 마련(S10)한다.
한편, 상기 액상원료는 더 바람직하게는 증류수 100중량부에 대하여 염화아연 80중량부와 이온촉진제 20중량부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 수산기 라디칼(-OH)를 만들기 위한 복합적 소재를 경합함에 있어 가장 중요한 부분은 이온화 결합 물질이 주요 원인 구성물이 된다는 것이다. 이를 위하여 염화아연(ZnCl2)을 기반으로 한 전기 분해를 통하여 액상원료는 직접적인 고체-액상-전위 반응에 의해 해리하여 얻게 된다.
이때, 염화아연이 72중량부 미만인 경우 분채와 결합상의 몰량 부족 불완전결합분이 발생할 수 있고, 염화아연이 88중량부를 초과하는 경우 해리상 분해된 염소가 액상에 과포화 상태로 남는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 활성탄과, 상기 활성탄 100중량부에 대하여 46.8 내지 57.2중량부의 산화마그네슘(MgO), 136.8 내지 167.2중량부의 알루미나(Al2O3), 46.8 내지 57.2중량부의 이산화타이타늄(TiO2) 및 46.8 내지 57.2중량부의 산화아연(ZnO)을 혼합하여 분말원료를 마련(S20)한다.
상기 분말원료는 더 바람직하게는 활성탄 100중량부에 대하여 산화마그네슘 52중량부, 알루미나 152중량부, 이산화타이타늄 52중량부, 산화아연 52중량부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 활성탄은 평균 크기가 30㎛인 것을 사용할 수 있다.
여기서, 산화마그네슘은 탈산소를 통해 OH라디칼을 발생하며, 이온화 촉매를 위한 2가 알카리 토금속 마그네슘(Mg2+)을 얻기 위한 재료이다. 알루미나는 전기전도성 및 강도 유지를 위한 13족가의 알루미나(Al3+)를 얻기 위한 재료이다.
이산화타이타늄은 수산화이온의 발생 유도를 위한 4족가의 티타늄(Ti-)를 얻기 위한 것으로서, 이산화타이타늄을 이온화한 Ti4+가 H2O를 끌어당겨 수산기 라디칼을 만들고, 흡착소재의 살균력을 높이는 역할을 하게 된다.
이산화타이타늄은 광촉매로 사용되지만 일 실시 예에서는 이온으로 광촉매 이상의 정공 재결합을 일으키도록 하여 표면에 붙은 반응물과 수산기를 일으키는 역할을 할 수 있다. 이때, 비용이 비싼 단일 이온화를 사용하는 것이 아니라, 비용이 상대적으로 저렴한 이온중합 반응을 통하여 이온화를 하며, 이에 별도의 촉매가 없어도 선택적 기작이 가능해진다.
이러한 이산화타이타늄은 고유한 에너지띠간격(bandgap energy, Eg)과 같거나 더 큰 에너지(300 내지 400nm)를 받게 되면, 원자가띠(valence band, VB)의 전자가 여기되어 전도띠(conduction band, CB)로 전이되고, 원자가띠에는 정공이 생성되어 표면으로 이동 후 산소라디칼 및 과산소라디칼이 생성된다. 이때, 생성된 -OH가 유기화합물이나 바이러스 등을 산화 분해하게 된다.
다음으로, 상기 액상원료와 상기 분말원료를 5:4(액상원료:분말원료)의 비율로 중합반응기에 넣고 6 내지 8℃에서 3분간 반응식 1로 수화 반응시켜 수화 반응물을 마련(S30)한다.
이때, 작용금속염인 Ti(OH)2, Al2(OH)3, Mg(OH)2가 생성될 수 있다. 또한, Zn(2+)와 Mg(2+)는 이온도와 원자 반경이 비슷하기 때문에 결정에서 일부 Zn(2+)원자가 Mg(2+)원자로 대체되어 결정 격자의 특성이 변경될 수 있다.
<반응 식 1> (n(H2O,Mg)Ca+) + ((Al,Ti,Zn)2O8)(OH)2) + n(C)
다음으로, 수화 반응물을 22℃, 습도30%의 분위기에서 판상으로 경화시켜 표면이 평평하게 된 판상 경화물을 마련(S40)한다.
다음으로, 상기 판상 경화물을 350℃에서 소성(S50)하여 상기 판상 경화물에 포함되어 있는 부산물 및 외부 습기를 제거한다.
다음으로 소성된 경화물를 소정 크기의 조분쇄물로 1차 분쇄(S60)한다.
다음으로, 상기 조분쇄물을 4 내지 5㎛ 크기(D50)의 미세 분채로 2차 분쇄(S70)하여, 미세 분채로 된 흡착소재를 제조할 수 있다. 이때, 2차 분쇄는 먼저 ACM 또는 브라인더를 통해 조분쇄물의 분쇄를 진행한 후, 이어서 Jet-Mill을 통해 한번 더 분쇄를 진행하여, 입경(D50)이 4 내지 5㎛의 크기를 가지는 미세 분채를 만들 수 있다.
종래의 흡착제는 물리 흡착, 음이온 또는 오존을 이용하여 세균과 냄새를 제거하였으나, 이러한 방식은 효율, 신뢰성 및 안정성이 낮고, 특히 활성탄의 경우 사용 후 오염 물질이 잔재하거나 내부에 세균이 번식할 수 있어 주기적으로 교체해줘야 하는 단점이 있다.
일 실시 예의 흡착소재는 광화학적 분해 방식으로 세균과 유기물을 분해하여 효율, 신뢰성 및 안정성이 높고, 인체에 무해하며, 2차 오염이 없어 반영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
양전하를 띤 금속이온은 음전하를 띤 미생물 성분과 정전기적 상호작용을 하여 소수성 사슬을 세포벽에 침투시켜 미생물 세포를 파괴한다. 일 실시 예의 흡착소재는, 금속 양이온이 황, 산소, 질소와 같은 전자를 주는 그룹과 결합하여 미생물의 신진대사를 억제한다. 즉, 금속 양이온이 단백질과 결합하여 단백질 내 공유결합 고리를 절단한 후 단백질이 침전되어 DNA에 결합하는 효소 및 단백질의 생성을 억제하여 살균 작용을 하게 된다.
또한, 일 실 시 예의 흡착소재는, 기작된 금속 양이온의 산화 환원 반응을 통해 공기 중 수분과 작용하여 해리시키고, 분자 내의 자유 전자를 빼앗아 결합의 고리를 끊어 항균 및 소취 기능을 발휘할 수 있다.
구체적으로는 TiO2에 UV가 조사되면서 전자(e-)와 정공(h+)이 생성된다. 그리고, 공기 중의 O2와 전자(e-)가 반응하여 O2 -(슈퍼옥사이드이온)가 발생하고, 공기 중의 H2O와 정공(h+)이 반응하여 -OH(하이드록시라디칼)이 발생한다.
수산기(OH Radical/Hydroxyl Radical)는 자연계에 존재하는 강력한 산화 물질로서, 우수한 살균, 소독, 탈취 및 분해 능력을 가져, 대부분의 오염 물질의 살균, 소독, 화학적 분해 및 제거가 가능하다. 이러한 수산기의 산화력은 불소 다음으로 강력하고, 오존/염소보다 강력하며, 수산기는 불소, 염소 및 오존 등과 달리 인체에 독성이 있거나 환경에 유해하지 않은 천연 물질로서, 수산기에 의해 이온 분해된 오염 물질은 물, 산소, 이산화탄소 등으로 환원된다.
따라서, 일 실시 예의 흡착소재는, O2 -의 환원 작용과 -OH의 산화 작용에 의해 강력한 살균 및 유기물의 분해 작용이 이루어진다. 이러한 작용에 의해 악취 물질인 암모니아, 황화수소, 메틸메르캅탄 또는 트리메탈아민 등은 질산염(NO3)과 황산염(SO4)으로 분해되고 이산화탄소와 물이 생성될 수 있다.
즉, 일 실시 예의 흡착소재는, 악취를 유발하는 입자를 포집할 뿐만 아니라 동시에 바이러스, 유해물질 및 냄새입자와 접촉 반응시 인체에 무해한 상태로 변환시켜 다시 공기 중으로 환원하는 방식으로 바이러스와 악취 및 유해물질 등을 제거할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 흡착소재는, 활성탄　등과　같은　유기물　기반 조성물이　아닌　산화물　및　수산화물　등과　같은　무기물　기반　조성물로서,　공기 중의 각종　악취　유발　화합물과 유해 물질(예를　들면,　포름알데히드,　톨루엔,　자일렌,　초산, 암모니아,　벤젠, VOC　등)을 산화 환원 반응을 통해 99.9% 이상 효과적으로　흡착　및　분해하여　사용자의　생활　환경　개선에　큰　기여를　할　수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면 다음의 단계를 더 진행할 수 있다.
먼저 상기 미세 분채와, 상기 미세 분채 100중량부에 대하여 225 내지 275중량부의 활성탄, 11.25 내지 13.75중량부의 이온촉진제인 Ca+ 및 11.25 내지 13.75중량부의 결합폴리머를 배합하고 교반한 후, 가열 용융시키며 압출하여 혼합원료를 마련(S80)한다.
이때, 활성탄의 함량은 필터의 용도 등을 고려하여 조절할 수 있다. 상기 혼합원료는 더 바람직하게는 미세 분채 100중량부에 대하여 활성탄 250중량부, 이온촉진제 12.5중량부 및 결합폴리머 12.5중량부를 포함할 수 있다.
상기 결합폴리머는 바람직하게는 PH200이라는 제품을 사용할 수 있고, 접착제로서의 역할을 한다. 그리고, 상기 활성탄은 평균 크기가 50mesh인 것을 사용할 수 있다.
상기 혼합원료는 각각의 재료를 혼합하고 교반한 후 메인피다로 이동시켜 시간당 투입량을 설정하여 압출기에 혼합물을 투입하고, 압출기에서는 설정된 온도로 혼합물을 가열 용융시켜 혼합한 후 다이스로 압출하며 마련할 수 있다.
다음으로, 상기 혼합원료를 펠렛 형태로 다이스에서 절단한다. 그리고, 다이스의 출구로 배출된 혼합원료는 압출공냉기로 이동되고, 이후 압출공냉기에서 공기에 의해 냉각되어 활성탄 펠렛으로 제조(S90)될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 상기 활성탄 펠렛을 소정 크기로 커팅하는 단계를 더 진행하여 미세 펠렛으로 만들 수 있다(S100). 이때, 스트랜드 커팅을 이용할 수 있으며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[평가 예: Escherichia coli(대장균), Salmonella typhimurium KCTC 1925, Klebsiella pneumonia(패렴간균), Staphylococcus aureus(황색포도상구균), 벤젠, 아세트산, 암모니아, 톨루엔, 포름알데히드의 항균 효율 평가]
일 실시 예의 흡착소재에 대한 항균 및 유해가스 제거 테스트는, Escherichia coli(대장균), Salmonella typhimurium KCTC 1925, Klebsiella pneumonia(패렴간균), Staphylococcus aureus(황색포도상구균), 벤젠, 아세트산, 암모니아, 톨루엔, 포름알데히드에 대하여 수행하고, 시험성적서를 도면에 나타내었다.
도 2-4는 Escherichia coli(대장균)에 대한 시험성적서이고, 도 5-7은 Salmonella typhimurium KCTC 1925에 대한 시험성적서이고, 도 8-10은 Klebsiella pneumonia(패렴간균)에 대한 시험성적서이고, 도 11-13은 Staphylococcus aureus(황색포도상구균)에 대한 시험성적서이고, 도 14-15는 벤젠에 대한 시험성적서이고, 도 16-17은 아세트산에 대한 시험성적서이고, 도 18-19는 암모니아에 대한 시험성적서이고, 도 20-21은 톨루엔에 대한 시험성적서이고, 도 22-23은 포름알데히드에 대한 시험성적서이다.
도 2 내지 도 23을 참조하면, 항균력 테스트 결과, 일 실시 예의 흡착소재는, 황색포도상구균, 폐렴간균, 살모넬라균 및 대장균에 대한 테스트에서 24시간 후 세균감소율이 99.9% 이상으로 나타나 매우 우수한 항균력이 있음을 알 수 있다.
또한, 유해가스 제거 테스트 결과, 일 실시 예의 흡착소재는, 2시간 경과 후 탈취율이 암모니아에서는 95.0%, 톨루엔에서는 97.5%초과, 아세트산에서는 99.9%초과, 벤젠에서는 97.5%초과 및 포름알데히드에서는 96.4%로 나타나 우수한 탈취 효과가 있음을 알 수 있다.
이는 기존의 항균 기능을 가지는 소재인 구리, 은나노, 제올라이트에 비하여 우수한 결과를 보였으며, 기작된 일 실시 예의 흡착소재는 물리적/전기적 OH 라디칼이 아닌 수화 반응을 통하여 발생한 무기질 고체형으로 개발된 OH라디칼 발생 촉매로서 우수한 항균성을 가지는 것이 확인되었다. 이는 기존의 에틸 알콜이나, 염소계 물질에서는 확인하지 못한 소재적 기능으로 판단된다.
본 발명은 상술한 실시 예에 의해 한정되는 것이 아니다. 따라서, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
S10: 액상원료 마련 단계
S20: 분말원료 마련 단계
S30: 수화반응 단계
S40: 경화 단계
S50: 소성 단계
S60: 1차 분쇄 단계
S70: 2차 분쇄 단계
S80: 혼합원료 마련 단계
S90: 펠렛 제조 단계
S100: 미세펠렛 제조 단계

Claims (3)

  1. 믹서에 22 내지 25℃의 증류수(H2O)와 증류수 100중량부에 대하여 18 내지 22중량부의 이온촉진제인 Ca+를 넣고 60초간 혼합한 후, 증류수 100중량부에 대하여 72 내지 88중량부의 염화아연(ZnCl2)을 넣고 180초간 혼합하여 액상원료를 마련하는 단계;
    활성탄과, 상기 활성탄 100중량부에 대하여 46.8 내지 57.2중량부의 산화마그네슘(MgO), 136.8 내지 167.2중량부의 알루미나(Al2O3), 46.8 내지 57.2중량부의 이산화타이타늄(TiO2) 및 46.8 내지 57.2중량부의 산화아연(ZnO)을 혼합하여 분말원료를 마련하는 단계;
    상기 액상원료와 상기 분말원료를 5:4(액상원료:분말원료)의 비율로 중합반응기에 넣고 6 내지 8℃에서 3분간 수화 반응시키는 단계;
    수화 반응물을 22℃, 습도30%의 분위기에서 판상으로 경화시켜 판상 경화물를 마련하는 단계;
    상기 판상 경화물를 350℃에서 소성하는 단계;
    소성된 경화물를 조분쇄물로 1차 분쇄하는 단계; 및
    상기 조분쇄물을 4 내지 5㎛ 크기의 미세 분채로 2차 분쇄하는 단계; 를 포함하는 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미세 분채와, 상기 미세 분채 100중량부에 대하여 225 내지 275중량부의 활성탄, 11.25 내지 13.75중량부의 이온촉진제인 Ca+ 및 11.25 내지 13.75중량부의 결합폴리머를 배합하고 가열 용융시키며 압출하여 혼합원료를 마련하는 단계; 및
    상기 혼합원료를 다이스에서 절단하고, 압출공냉기에서 냉각시켜 활성탄 펠렛으로 만드는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 활성탄 펠렛을 커팅하여 미세펠렛으로 만드는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법.
KR1020210148748A 2021-11-02 2021-11-02 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법 KR20230063561A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210148748A KR20230063561A (ko) 2021-11-02 2021-11-02 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210148748A KR20230063561A (ko) 2021-11-02 2021-11-02 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230063561A true KR20230063561A (ko) 2023-05-09

Family

ID=86408827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210148748A KR20230063561A (ko) 2021-11-02 2021-11-02 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230063561A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170120447A (ko) 2016-04-21 2017-10-31 주식회사 치우14 악취 유발 화합물 흡착-분해용 조성물, 이를 포함한 물품 및 이의 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170120447A (ko) 2016-04-21 2017-10-31 주식회사 치우14 악취 유발 화합물 흡착-분해용 조성물, 이를 포함한 물품 및 이의 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102472749B1 (ko) 유해가스제거 및 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법
KR102256087B1 (ko) 항균성 및 악취유발화합물 분해성을 가지는 조성물의 제조방법 및 그 방법을 이용하여 제조되는 조성물
KR101759483B1 (ko) 항균 및 탈취기능성 합성수지 및 이의 제조방법
CN109438937B (zh) 一种抗菌型pla基可降解食品包装材料及其制备方法
CN1133203A (zh) 催化剂组合物以及使用它们的除臭方法
Alburaih et al. Wet-chemical synthesis of urchin-like Co-doped CuO: a visible light trigger photocatalyst for water remediation and antimicrobial applications
KR100912343B1 (ko) 금속 수식 애퍼타이트 함유막의 형성 방법, 여기에사용되는 코팅액, 및 금속 수식 애퍼타이트 함유막으로피복된 부위를 갖는 전자 기기
CN103752298A (zh) 一种纳米级光触媒及其制备方法
Basiron et al. Effect of Li-TiO2 nanoparticles incorporation in ldpe polymer nanocomposites for biocidal activity
WO2003102096A1 (fr) Peinture antibacterienne et anti-salissures pour materiau de construction et materiau de construction recouvert de ladite peinture
KR102403900B1 (ko) 유해가스제거 및 항균탈취기능을 가지는 소재를 이용한 필터 제조방법
Chen et al. Preparation of meso-Ag/Al2O3 and synergistic water disinfection of metallic silver and ROS under visible light
KR100956843B1 (ko) 항균성 광촉매, 광촉매 도포 항균 제품 및 그 제조방법
Alshandoudi et al. Static adsorption and photocatalytic degradation of amoxicillin using titanium dioxide/hydroxyapatite nanoparticles based on sea scallop shells
KR20230063561A (ko) 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법
KR20230064034A (ko) 항균탈취기능을 함유한 흡착소재 제조방법
JP3903167B2 (ja) 活性酸素発生材料
KR20230063569A (ko) 필터 제조방법
KR101070854B1 (ko) 아파타이트가 표면에 코팅된 이산화티탄 광촉매를 이용한 점토재 내외장재 및 이의 제조방법
CN108926995A (zh) 一种可见光响应型纳米光触媒水溶液
WO2023080615A1 (ko) 흡착소재 제조방법
KR200393353Y1 (ko) 화장품 용기
CA1165307A (en) Catalyst pellets with resin binder for decomposition of hypochlorite and method of use
JP5547455B2 (ja) 次亜塩素酸塩分解用触媒およびその製造方法並びにその使用方法
JPH11179211A (ja) 酸化チタン系光触媒とその製造方法、多機能部材および使用方法