KR20240022187A

KR20240022187A - 탈취 볼 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20240022187A
Application number: KR1020220100555A
Authority: KR
Inventors: 김정헌
Original assignee: 김정헌
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2024-02-20
Also published as: KR102695169B1

Abstract

본 발명은 씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 형성된 흡착층을 포함하는 세라믹화 되지 않은 탈취 볼; 및 씨앗 볼에 흡착층 형성용 원료를 넣어 상기 씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 흡착층이 형성된 볼을 제조하는 단계, 및 상기 볼을 세라믹화 하지 않고 열풍 건조시키는 단계를 포함하는 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 탈취 볼은 높은 온도에서 소성 과정(세라믹화 과정)을 거치지 않음으로써 재료 자체가 가지는 표면 다공 구조를 그대로 유지함으로써 높은 탈취 효과를 가지는 탈취 볼을 제조할 수 있으며, 본 발명의 탈취 볼은 다공성 구조로 유해 물질의 흡착이 유리하여 여러 가지 냄새 제거는 물론, 항균, 원적외선 및 음이온 방출 효과, 중금속 미방출, 난연 특성 등의 효과를 가진다.

Description

탈취 볼 및 이의 제조방법{Deodorizing ball and manufacturing method thereof}

본 발명은 탈취 볼 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 거실, 침실, 냉장고, 새집, 차량, 옷장, 신발장, 반려동물 냄새와 같이 일상생활에서 발생되는 다양한 형태의 냄새 제거가 가능하고 항균 효과를 가지는 과립 형태로 제조된 탈취 볼과 이의 제조방법에 관한 것이다.

건강에 대한 관심이 높아지고 유해한 환경으로부터 안전성을 확보하기 위하여 가정이나 직장 등에서 습기제거는 물론 유해 가스나 각종 냄새를 효과적으로 흡수할 수 있도록 다양한 세라믹 등을 이용하여 구형의 볼 형태로 제조한 항균 탈취 볼이 유행하고 있다.

이러한 탈취 볼은 천연소재를 이용하여 환경 친화적이고, 항균 효과를 99.9% 이상 가지며, 세라믹 표면의 다공성 구조로 인해 유해가스가 잘 흡수되어 새집증후군, 페인트 작업 후 현장에서, 냉장고 등의 냄새 흡수를 위해, 아기 방, 반려 동물의 냄새 제거 등을 위해 사용되고 있다.

상기 특징을 가지는 탈취 볼의 종래 기술을 살피면, 한국등록특허 10-1875908에서는 기능성 세라믹 볼 총량 100중량%에 대하여, 제오라이트분말 70 내지 89 중량%, 폐화석분말 5 내지 15중량%, CeO2분말 2.5 내지 6.5 중량%, La2O3분말 2.5 내지 6.5 중량%, TiO2분말 1 내지 2 중량%를 교반기에 투입하여 혼합하는 교반단계; 상기 교반한 혼합물을 원심진동밀을 이용하여 분쇄하는 분쇄단계; 상기 분쇄단계를 거친 혼합물을 펠렛타이저를 이용하여 1 내지 10㎜의 지름을 갖도록 볼제품으로 성형하는 성형단계; 상기 볼제품을 20 내지 30℃의 온도를 유지하는 건조실에서 온풍 건조하는 건조단계; 상기 건조단계를 거친 볼제품을 소성로에 투입하여 600 내지 1100℃의 온도로 8 내지 12시간 소성하는 소성단계; 상기 소성단계를 거친 볼제품을 냉각 후 표면을 연마하는 래핑단계; 상기 래핑단계를 거친 볼제품을 일정크기별로 분류를 위한 선별단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취를 위한 기능성 세라믹 볼의 제조방법을 제시하였다.

또한, 한국등록특허 10-1237700에서는 80~200메쉬의 천연화산재분말 94~98.5중량부, 무기항균제 0.5~1.0중량부, 숯분말 1.0~5.0중량부로된 구상체조성물 100중량부에 대하여 가소화용수 110중량부를 첨가 가소화시킨 가소화물로 2~20mm크기의 구상체를 성형한 다음 통상의 방법으로 100℃~200℃의 건조로에서 2~24시간 건조시켜 수분함량 10%이하 건조된 상태에서 300℃에서 일정온도로 승온시키면서 1000℃에 도달할 때까지 3~5시간 소성시켜서 된 다기능성의 기공성 구상 소성체를 제시하였다.

상기 공지된 특허들에서 살펴볼 수 있는 바와 같이, 종래의 탈취 볼은 마지막 과정에서 600℃ 이상, 주로 1000℃ 전후의 온도에서 소성 과정을 거침으로써 최종 제조된 볼의 표면은 단단해져서 재료의 물성 확보 면에서는 유리할 수 있으나, 상기 소성(세라믹) 과정을 거친 볼의 표면을 전자현미경으로 살펴보면 그 표면 기공이 다 막혀있는 것을 알 수 있다. 이로 인해 각종 악취를 유발하는 유기물이나 유해물질의 흡착을 떨어뜨리는 원인이 된다.

한국등록특허 10-1875908 한국등록특허 10-1237700

이에 본 발명에서는 종래 시판되고 있는 탈취 제품들이 높은 온도에서의 소성 과정을 거침으로 인해 표면 다공성 구조가 막히고 이로 인해 탈취 효과가 떨어지는 문제를 해결할 수 있는 탈취 볼과 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탈취 볼은 씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 형성된 흡착층을 포함하는 세라믹화 되지 않은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 씨앗 볼은 제올라이트가 바람직하게 사용될 수 있다.

또한, 상기 탈취 볼은 씨앗 볼 10~20중량%, 일라이트 5~40중량%, 화산송이 30~60중량%, 및 고화재 10~20중량%를 포함하는 조성물을 이용한 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 일라이트와 화산송이는 400메쉬 이상의 입경을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 탈취 볼은 입도 분포가 2 내지 10 mm의 범위를 가지는 것이 바람직하다.

상기 탈취 볼은 VOC 감소율이 70% 이상인 특징을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 상기 세라믹화 되지 않은 탈취 볼은 다공성 구조를 가지는 것일 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 탈취 볼은 거실, 침실, 냉장고, 새집, 차량, 옷장, 신발장, 반려동물 냄새 제거용으로 바람직하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 씨앗 볼에 흡착층 형성용 원료를 넣어 상기 씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 흡착층이 형성된 볼을 제조하는 단계, 및 상기 볼을 세라믹화 하지 않고 열풍 건조시키는 단계를 포함하는 상기 탈취 볼의 제조방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡착층 형성단계는 흡착층 형성용 원료를 여러 단계로 나누어 투입시키는 것일 수 있다.

또한, 상기 흡착층 형성단계는 볼의 입경이 2 내지 10mm가 될 때까지 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡착층 형성단계에서 제조된 볼의 입경이 2mm 미만인 볼들은 다시 흡착층 형성단계로 투입되어 볼의 입경이 2 내지 10mm가 될 때까지 성형시키는 것이 바람직하다.

상기 열풍 건조는 30~60℃의 온도에서 10~100분 동안 이루어지는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 탈취 볼은 높은 온도에서 소성 과정(세라믹화 과정)을 거치지 않음으로써 재료 자체가 가지는 표면 다공 구조를 그대로 유지함으로써 표면의 비표면적이 높아 우수한 탈취 효과를 가지는 탈취 볼을 제조할 수 있다.

이러한 구조적 특징을 가지는 본 발명의 탈취 볼은 다공성 구조로 유해 물질의 흡착이 유리하여 여러 가지 냄새 제거는 물론, 항균, 원적외선 및 음이온 방출 효과, 중금속 및 난연제 성분 미검출 등의 효과를 가진다.

도 1은 실시예 1 내지 3(각각 탈취볼 #1, 탈취볼 #2, 탈취볼 #3)에 따른 탈취 볼의 VOC 변화량 측정 결과이고,
도 2는 실시예 3에 따른 탈취 볼과 비교예 1(일라이트 원석), 비교예 2(화산송이 원석), 및 비교예 3(제올라이트 원석)의 VOC 변화량 측정 결과이고,
도 3과 4는 실시예 3에서 제조된 입자 크기 각각 2mm와 10mm의 탈취 볼의 원적외선 측정 결과이고,
도 5와 6은 실시예 3에서 제조된 입자 크기 각각 2mm와 10mm의 탈취 볼의 음이온 측정 결과이고,
도 7~10은 실시예 3에서 제조된 입자 크기 2mm인 탈취 볼의 각각 암모니아, 황화수소, 톨루엔, 폼알데하이드에 대한 탈취 효과를 측정한 결과이고,
도 11~14는 실시예 3에서 제조된 입자 크기 10mm인 탈취 볼의 각각 암모니아, 황화수소, 톨루엔, 폼알데하이드에 대한 탈취 효과를 측정한 결과이고,
도 15는 실시예 3에서 제조된 입자 크기 2mm의 탈취 볼의 항균 특성 측정 결과이고,
도 16은 실시예 3에서 제조된 입자 크기 10mm의 탈취 볼의 카드뮴(Cd), 납(Pb), 수은(Hg), 크로뮴(Cr Ⅵ)과 같은 중금속 함유 여부를 SGS KOREA에 의뢰하여 측정한 결과이고,
도 17 내지 19는 실시예 1 내지 3에서 제조된 입자 크기 10mm의 탈취 볼의 표면 구조를 주사전자현미경으로 관찰한 결과이고,
도 20 내지 21은 입자 크기 10mm의 탈취 볼을 세라믹화시킨 후의 세라믹 볼(비교예 4)의 표면 구조를 주사전자현미경으로 관찰한 결과이고,
도 22는 실시예 3의 탈취 볼과 비교예 4의 세라믹 볼의 세라믹화 과정 유무에 따른 VOC 변화량을 측정한 그래프이다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

본 발명은 탈취 볼 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 탈취 볼은 씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 형성된 흡착층을 포함하는 구조를 가지며, 최종 제조된 탈취 볼은 세라믹화 과정(‘소성’또는 ‘소결’로도 표현됨)을 거치지 않은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 명세서 전반에서 사용된 ‘세라믹화 과정을 거치지 않은 것, 또는 세라믹화 하지 않는다’라는 것은 본 발명에서 사용된 탈취 볼 재료가 높은 온도, 약 500℃ 이상에서 소성이나 소결 과정을 거치지 않음으로써 표면의 다공성 구조를 그대로 유지하는 것을 포함하는 의미로 사용된 것이다.

본 발명의 탈취 볼에 사용된 씨앗 볼은 전체 구조로 볼 때 코어(core) 역할을 하는 것으로 제올라이트가 바람직하게 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 제올라이트는 그 원석을 가공하여 제조된 것으로, Na, K, Ca, Mg, Sr 또는 Ba을 양이온으로 소량 함유하는 함수 규산염 광물로서, 열적 안정성이 비교적 높아 높은 온도로 가열하거나 배기하여 세공 내에 흡착된 물질을 제거할 수 있어 가역적인 흡착제로 이용 가능하다. 또한, 그 특성은 이하의 흡착층에 포함되는 일라이트와 거의 유사한 성분을 가지며, 본 발명에 따른 제올라이트는 그 입경이 0.5mm ~ 1mm의 크기를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 탈취 볼은 씨앗 볼 10~20중량%, 및 일라이트 5~40중량%, 화산송이 30~60중량%, 및 고화재 10~20중량%를 포함하는 조성으로 된 흡착층으로 구성될 수 있다. 상기 씨앗 볼의 함량이 10중량% 미만인 경우에는 초기 볼 제조가 힘들고, 또한 20중량%를 초과하는 경우에는 고화제를 사용하여 형상을 유지하기 힘들어 바람직하지 못하다.

본 발명의 흡착층에 포함되는 상기 일라이트는 입자 크기가 2~4㎛인 점토광물로서, 유해 중금속 흡착, 유해 병원균 제거, 유해 가스 흡착 및 분해제거, 원적외선 방사, 탈취 기능을 가진 재료이다. 본 발명에서는 400메쉬(mesh) 크기를 통과한 400메쉬 이상, 바람직하기로는 400~600 MESH의 크기의 분말을 사용하는 것이 어느 정도 입경을 가져 표면에 기공을 유지할 수 있고 이로 인해 탈취 효과를 향상시킬 수 있어 바람직하다. 분말 크기가 400메쉬 미만인 경우에는 분말이 너무 고와 표면 기공이 없어져 voc 흡착효과 등이 떨어질 수 있어 바람직하지 못하다. 이러한 일라이트는 전체 탈취 볼 중 5중량% 미만에서는 유해화학물질 흡착 효과가 미흡하고 40중량%를 초과하는 경우에는 상대적으로 VOC 흡착력이 감소하여 바람직하지 못하다.

본 발명의 흡착층에 포함되는 상기 화산송이는 용암의 폭발 분출시에 생성된 붉은 기를 띄는 다공질 화산 분출물(현무암)로서, 강력한 천연 흡착력, 살균력, 원적외선 방사 능력, 습도 조절 기능을 가진다. 본 발명에서는 400메쉬(mesh) 크기를 통과한 400메쉬 이상, 바람직하기로는 400~600 MESH의 크기의 분말을 사용하는 것이 어느 정도 입경을 가져 표면에 기공을 유지할 수 있고 이로 인해 탈취 효과를 향상시킬 수 있어 바람직하다. 분말 크기가 400메쉬 미만인 경우에는 분말이 너무 고와 표면 기공이 없어져 voc 흡착효과 등이 떨어질 수 있어 바람직하지 못하다. 이러한 화산송이는 전체 탈취 볼 중 30~60중량%로 포함되며, 30중량% 미만에서는 유해화학물질 흡착 효과가 미흡하고 60중량%를 초과하는 경우에는 접착력이 부족하여 볼형상 유지에 불리하여 바람직하지 못하다.

본 발명의 흡착층에 포함되는 상기 고화제는 주 구성성분이 석회질로 이루어져 있으며 지반 강성이 높은 인공 재료 또는 흙과 혼합되어 높은 결속력을 생성하는 제품으로, 예를 들어 본 발명에서는 굴 껍질을 원료로 제조된 것으로 접착제 역할을 한다. 이러한 고화제는 전체 탈취 볼 중 10~20중량%로 포함되며, 10중량% 미만에서는 접착력이 부족하고 20중량%를 초과하는 경우에는 VOC 흡착력이 부족하여 바람직하지 못하다.

상기 구조를 가지는 본 발명에 따른 탈취 볼은 씨앗 볼에 흡착층 형성용 원료를 넣어 상기 씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 흡착층이 형성된 볼을 제조하는 단계, 및 상기 볼을 세라믹화 하지 않고 열풍 건조시키는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.

또한, 상기 흡착층이 형성된 볼을 제조하는 단계는 먼저 1)볼 형태로 제조하기 위하여 과립기를 가동시키고, 여기에 제올라이트 씨앗 볼을 넣고 일정 시간 수분을 분사시켜 볼 형태로 잘 뭉쳐질 수 있도록 준비시킨다. 2) 여기에 상기 일라이트, 화산송이, 및 고화재를 혼합한 전체 흡착층 형성 원료 중량 중 일부인 40~50%를 1차 투입시키고, 10 ~ 15분 동안 수분을 분사시키는 단계를 거친다. 3)이후 전체 흡착층 형성 원료 중량 중 나머지인 50~60%를 투입시켜 소정의 크기가 될 때까지 과립기를 가동시킨다. 이때 탈취 볼은 입도 분포가 2~10mm 사이에 들어가는 것이 만들어 질 때까지 과립기를 가동시키는 것이 바람직한데, 이는 중간(core)에 씨앗 볼이 있고 겉에 흡착층이 형성되어 있는 구조를 가짐으로 최종 제조된 탈취 볼은 그 크기가 최소 2mm 이상은 되어야 어느 정도 흡착층이 형성될 수 있고, 이로 인해 다공성 구조를 가지는 흡착층의 넓은 표면적으로 소정의 탈취 효과를 가질 수 있어 바람직하다. 뿐만 아니라, 2mm 미만으로 그 크기가 작은 것들은 자기들끼리 붙어버리는 문제가 있고, 상대적으로 씨앗 볼이 차지하는 비율이 크기 때문에 흡착층이 너무 얇게 형성되어 바람직하지 못하다.

그 다음, 4) 진동 채로 원하는 크기로 선별시키고, 여기에서 선별되지 않은 탈취볼은 다시 과립기에 투입하여 3)의 단계를 반복하여 소정의 크기로 제조하는 과정을 거친다. 상기 진동 채로 원하는 크기로 선별하는 과정은 본 발명에서 요구되는 2~10mm의 입도 분포를 가지도록 10mm 체를 제일 위에 두고 밑에는 2mm 크기의 체를 위치시켜 수행될 수 있으며, 여기서 선별되지 않은 것들은 자동으로 분리될 수 있다.

상기 과정을 거쳐 제조된 탈취 볼은 세라믹화 하지 않고 열풍 건조시키는 단계를 거쳐 최종 본 발명에 따른 완성품을 얻을 수 있다. 상기 열풍 건조 단계는 30~60℃ 온도에서 10~100분 동안 건조시키는 것이 바람직하다. 이러한 본 발명의 열풍 건조 과정은 본 발명에 따라 제조된 탈취 볼을 단순히 건조시키기 위한 것으로 최종 제조된 탈취 볼 표면의 다공성 구조를 그대로 유지시킬 수 있으며, 종래 기술에서 사용된 소성 또는 소결 공정과는 상이한 것이다.

본 발명에 따라 제조된 탈취 볼은 실내공기청정기 단체표준에 따른 인증 통과 기준인 VOC 감소율이 70% 이상, 바람직하기로는 80% 이상의 효과를 가진다. 따라서 본 발명에 따른 탈취 볼은 우리 일상생활에서 발생하는 여러 가지 냄새들을 유용하게 제거할 수 있는데, 예를 들어, 거실, 침실, 냉장고, 새집, 차량, 옷장, 신발장, 반려동물 냄새 제거용으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 탈취 볼은 파우치, 접시 등을 이용하여 실제 생활에 응용할 수도 있으며, 본 발명의 이하의 실시예에서는 구형의 볼 형태로 제조한 예를 예시하였으나, 그 형태가 이에 특별히 한정되는 것은 아니고 다양한 형태로 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 제조된 탈취 볼은 원적외선 및 음이온 방출 효과를 가지며, 항균 특성이 우수하고 중금속과 난연제와 같은 유해성분이 검출되지 않는 효과를 가진다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 이하의 실시예에서는 특정 화합물을 이용하여 예시하였으나, 이들의 균등물을 사용한 경우에 있어서도 동등 유사한 정도의 효과를 발휘할 수 있음은 당업자에게 자명하다.

실시예 1~3

다음 표 1의 조성에 따라 각 실시예에 따른 탈취 볼을 제조하였다. 먼저, 과립기를 가동시키고 제올라이트 씨앗 볼을 투입시켰다. 그 다음, 과립기에서 회전중인 씨앗 볼에 5분간 수분을 분사시켜 주었다. 여기에 다음 표 1의 조성으로 일라이트(입경 400메쉬), 화산송이(입경 400메쉬), 및 고화제(굴 껍질을 원료로 제조된 제품)를 혼합한 혼합 원료 총 중량 50중량%에 해당되는 함량을 1차 투입시키고, 10분 동안 수분을 분사시켰다.

그 다음, 상기 혼합 원료 중량 중 나머지 50중량%를 투입하여 후 원하는 크기가 될 때까지 과립기를 가동시켰다. 상기 제조된 탈취 볼은 진동 채(sieve)를 이용하여 2~10mm 크기만을 선별하였다. 또한, 상기 크기로 선별되지 않은 탈취볼은 다시 과립기에 투입하고, 소정의 크기가 될 때까지 과립기를 가동시키는 과정을 반복하였다. 마지막으로 선별된 탈취 볼을 45℃의 온도에서 1시간 동안 열풍 건조시켰다.

함량 : 중량%	일라이트	화산송이	고화제	씨앗 볼
실시예1(탈취볼 #1)	10	54	16	20
실시예2(탈취볼 #2)	20	44	16	20
실시예3(탈취볼 #3)	32	32	16	20

비교예 1~3

본 발명의 탈취 볼 제조에 사용된 각 원석과 본 발명에 따라 제조된 탈취 볼을 비교하였다. 비교예 1은 일라이트 원석, 비교예 2는 화산송이 원석, 비교예 3은 제올라이트 원석을 사용하였다.

실험예 1 : 실시예 1~3에 따라 제조된 탈취 볼의 VOC 변화량 측정

부피 27L의 PC 케이스에서 상기 각 실시예에서 제조된 직경 2mm인 탈취볼을 넣고 톨루엔을 0.02g을 투입한 다음, 24시간에 걸쳐 매 시간 당 VOC 변화량을 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2와 도 1에 나타내었다.

상기 표 2와 다음 도 1의 결과를 참조하면, 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 탈취 볼은 모두 VOC 감소율이 24시간이 지난 후에도 70% 이상의 우수한 효과를 가짐을 알 수 있다. 또한, 탈취 볼의 배합 조건에 따라 실시예 2와 3의 VOC 감소율이 더 우수한 효과를 가짐을 확인하였다.

실험예 2 : 실시예 3에 따른 탈취 볼과 비교예 1~3의 원석 분말의 VOC 변화량 측정

상기 실험예 1에서 가장 우수한 VOC 감소량을 가지는 실시예 3의 탈취 볼과 본 발명의 탈취 볼의 흡착층에 포함되는 각각의 원석을 단독으로 사용한 각 비교예 1~3을 상기 실험예 1과 동일한 조건에서 24시간에 걸쳐 매 시간 당 VOC 변화량을 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 3과 도 2에 나타내었다.

상기 표 3과 다음 도 2의 결과를 참조하면, 실시예 3의 탈취 볼과는 달리 일라이트 원석과 화산송이 원석에서는 VOC 감소율이 24시간이 지난 후에도 아무런 효과도 없는 것을 알 수 있다. 다만, 본 발명의 탈취 볼의 씨앗 볼로 사용된 제올라이트 원석에서는 어느 정도 VOC 감소율을 가지는 것으로 나타났다.

실험예 3 : 탈취 볼의 원적외선 효과 확인

상기 실시예 3에서 제조된 입자 크기 각각 2mm와 10mm의 탈취 볼을 한국원적외선응용평가원에 의뢰하여 시험방법 KFIA-FI-1005에 의거하여 37℃에서 FT-IR Spectrometer를 이용하여 BLACK BODY 대비 측정 결과를 통하여 원적외선 효과를 확인하였으며, 그 결과는 각각 다음 도 3 내지 4와 같다.

다음 도 3과 4를 참조하면, 입경 2mm인 탈취 볼은 방사율(5~20㎛)이 0.910, 방사에너지가 3.51 x 10² (W/㎡·㎛, 37℃)이고, 입경 10mm인 탈취 볼은 방사율(5~20㎛)이 0.908, 방사에너지가 3.50 x 10² (W/㎡·㎛, 37℃)로서 두 입경 모두에서 유사한 원적외선 효과를 나타내는 것으로 열작용이 크며 침투력이 강한 것을 확인할 수 있으며, 이로부터 유기 화합물 분자에 대한 공진 및 공명 작용이 강하여 유기화합물 제거에 탁월함을 확인할 수 있다.

실험예 3 : 탈취 볼의 음이온 방출 효과 확인

상기 실시예 3에서 제조된 입자 크기 각각 2mm와 10mm의 탈취 볼 60g의 시험편을 한국원적외선응용평가원에 의뢰하여 시험방법 KFIA-FI-1042에 의거하여 전하입자 측정 장치를 이용하여 실내온도 25℃, 습도 50%, 대기중 음이온수 124/cc 조건에서 시험하였으며, 측정대상물에서 방출되는 음이온을 측정하여 단위체적당 ION 수(ION/cc)로 표시한 것으로, 그 결과는 다음 도 5와 6에 나타내었다.

다음 도 5와 6을 참조하면, 입경 2mm인 탈취 볼과 입경 10mm인 탈취 볼 모두 음이온(ION/cc)이 162로 측정되었다. 이러한 결과로부터 본 발명에 따라 제조된 탈취 볼은 입경 크기에 따라 음이온 방출 효과가 우수하며 공기정화 탈취력이 우수함을 확인할 수 있다.

실험예 5 : 탈취 볼의 탈취 시험 효과 확인

상기 실시예 3에서 제조된 입자 크기 각각 2mm와 10mm의 탈취 볼의 탈취 효과를 한국건설생활환경시험연구원에 의뢰하였으며, 본 발명에 따른 탈취 볼을 포함하지 않는 상태를 blank 농도로 하여, 본 발명 탈취 볼과 비교하였고 각 시험 가스의 농도 변화를 시간에 따라 측정하였다. 또한, 난연제 성분의 검출 여부도 동일하게 확인하였으며, 그 결과를 다음 도 7~10(2mm 탈취 볼의 암모니아, 황화수소, 톨루엔, 폼알데하이드 및 난연제 검출 결과), 도 11~14(10mm 탈취 볼의 암모니아, 황화수소, 톨루엔, 폼알데하이드 및 난연제 검출 결과)에 각각 나타내었다.

다음 도 7 내지 10의 입자 크기 2mm인 탈취 볼의 탈취 효과를 참조하면, 암모니아, 황화수소, 톨루엔, 폼알데히드 가스의 제거력이 Blank(기초값) 대비 월등하게 우수한 효과를 가짐을 확인할 수 있다.

또한, 다음 도 11 내지 14의 입자 크기와 10mm인 탈취 볼의 탈취 효과를 참조하면, 암모니아, 황화수소, 톨루엔, 폼알데히드의 제거력이 Blank(기초값) 대비 우수함을 확인할 수 있다.

결과적으로 본 발명에 따른 탈취 볼은 작은 입자와 큰 입자 모두에서 유해가스의 탈취 효과가 우수함을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 탈취 볼들은 난연제로 사용된 성분들이 검출되지 않는 효과도 확인하였다.

실험예 6 : 탈취 볼의 항균 특성 확인

상기 실시예 3에서 제조된 입자 크기 2mm의 탈취 볼 1.0 ±0.1 g 의 시험편을 한국분석시험연구원에 의뢰하여 평가하였으며, 그 결과를 다음 도 15에 나타내었다.

다음 도 15의 입자 크기 2mm인 탈취 볼의 탈취 효과를 참조하면, 황색포도상구균, 살모넬라균, 대장균, 비브리오균 감소율이 99.9%임을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 탈취 볼은 다양한 유해 세균을 효과적으로 감소하여 우수한 항균 특성을 가짐을 알 수 있다.

실험예 7 : 탈취 볼의 중금속 검출 확인

상기 실시예 3에서 제조된 입자 크기 10mm의 탈취 볼의 카드뮴(Cd), 납(Pb), 수은(Hg), 크로뮴(Cr Ⅵ)과 같은 중금속이 함유되었는지를 SGS KOREA에 의뢰하여 측정하였으며, 그 결과를 다음 도 16에 나타내었다.

다음 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 입자 크기 10mm의 탈취 볼은 카드뮴(Cd), 납(Pb), 수은(Hg), 크로뮴(Cr Ⅵ)과 같은 중금속이 함유되어 있지 않음을 확인하였다.

실험예 8 : 세라믹화 과정 유무에 따른 탈취 볼의 구조 확인

상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 입자 크기 10mm의 탈취 볼의 표면을 주사전자현미경으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 도 17 내지 19에 각각 나타내었다.

또한, 본 발명에 따라 세라믹화 과정을 거치지 않은 탈취 볼의 구조와 실시예 3에 따라 제조된 입자 크기 10mm의 탈취 볼을 600℃에서 10시간 동안 소성시켜 세라믹화시킨 탈취 볼을 비교예 4로 사용하여 표면 구조를 동일하게 측정하였으며, 그 결과를 다음 도 20과 21(다른 각도에서 촬영한 사진)에 나타내었다. 상기 비교예 4에 따른 탈취 볼은 최종 세라믹화시킨 후에는 9.8mm의 직경을 가지는 것으로 측정되었다.

다음 도 17 내지 19를 참조하면, 세라믹화 하지 않은 본 발명 실시예 1 내지 3에 따른 탈취 볼은 그 표면에 많은 기공들이 분포함을 확인할 수 있다.

이에 반해, 세라믹화(600℃) 과정을 거친 탈취 볼(비교예 4)의 도 20 내지 21에서는 그 표면 기공들이 소성 과정을 거치면서 대부분 막혀있는 것을 알 수 있다.

실험예 9 : 세라믹화 과정 유무에 따른 탈취 볼의 표면 비표면적 확인

상기 실험예 8에서 세라믹화 과정 유무에 따라 제조된 탈취 볼의 표면 다공성 구조가 상이함을 확인하였는 바, 본 실험에서는 이러한 구조가 비표면적 값을 측정하여 확인하고자 하였다. 상기 실시예 3에 따른 세라믹화 하지 않은 탈취 볼과 비교예 4에 따라 세라믹화시킨 탈취 볼의 비표면적을 BET 비표면적 측정법에 따라 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 4와 같다.

시료	BET 비표면적(㎡/g)
실시예 3	18.1486
비교예 4	3.3485

상기 표 4의 결과를 참조하면, 본 발명 실시예 3에 따라 제조된 탈취 볼의 경우 비표면적이 18.1486㎡/g이고, 비교예 4에 따른 세라믹 볼은 3.3485㎡/g로서 세라믹화 과정을 거치지 않은 본 발명의 탈취 볼이 세라믹화 과정을 거친 비교예 4의 세라믹 볼 보다 약 5.4배 정도 비표면적이 높은 것을 확인하였다.

이러한 결과로부터, 본 발명에 따라 제조된 탈취 볼은 세라믹화 과정을 거치지 않았기 때문에 표면 기공이 열려 있고, 이로 인해 넓은 비표면적을 가짐으로써 원적외선 및 음이온 방출량이 높으며 유해물질의 흡착 및 제거에 효과가 뛰어난 반면, 종래 시판 중인 세라믹 탈취 볼과 같이 세라믹화 과정을 거친 탈취 볼은 표면 기공들이 닫혀 버려 그 표면적이 작고 이로 인하여 각종 유해물질의 흡착 및 제거에 효율이 떨어짐을 유추할 수 있다.

실험예 10 : 세라믹화 과정 유무에 따른 탈취 볼의 탈취 효과(VOC 변화) 확인

상기 실험예 1과 동일한 방법으로 실시예 3의 탈취 볼과 상기 비교예 4의 탈취 볼을 세라믹화 과정 유무에 따른 탈취 효과를 VOC 변화량을 통해서 확인하였으며, 그 결과를 다음 도 22에 나타내었다.

다음 도 22를 참조하면, 약 6시간까지는 세라믹화 과정을 거치지 않은 본 발명 실시예 3에 따른 탈취 볼과 세라믹화 과정을 거친 비교예 4의 세라믹 볼의 VOC 변화량이 유사하게 감소하는 경향을 나타냈으나, 이후 25시간까지 본 발명의 세라믹화 과정을 거치지 않은 실시예 3에 따른 탈취 볼은 지속적으로 VOC 량이 감소하는 반면 세라믹화 과정을 거친 비교예 4의 세라믹 볼은 더 이상 유의미한 VOC 감소량을 나타내지 않음을 확인할 수 있다.

이러한 결과 역시 본 발명에 따른 탈취 볼이 세라믹화 과정을 거치지 않음으로써 비표면적 값을 높게 유지함으로써 탈취 효과도 우수하게 나타남을 확인하였다.

Claims

씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 형성된 흡착층을 포함하는 세라믹화 되지 않은 탈취 볼.
제1항에 있어서,
상기 씨앗 볼은 제올라이트인 것인 탈취 볼.
제1항에 있어서,
상기 탈취 볼은 씨앗 볼 10~20중량%, 일라이트 5~40중량%, 화산송이 30~60중량%, 및 고화재 10~20중량%를 포함하는 조성물을 이용한 것인 탈취 볼.
제1항에 있어서,
상기 일라이트와 화산송이는 400메쉬 이상의 입경을 가지는 것인 탈취 볼.
제1항에 있어서,
상기 탈취 볼은 입도 분포가 2 내지 10 mm의 범위를 가지는 것인 탈취 볼.
제1항에 있어서,
상기 탈취 볼은 VOC 감소율이 70% 이상인 것인 탈취 볼.
제1항에 있어서,
상기 세라믹화 되지 않은 탈취 볼은 다공성 구조를 가지는 것인 탈취 볼.
제1항에 있어서,
상기 탈취 볼은 거실, 침실, 냉장고, 새집, 차량, 옷장, 신발장, 반려동물 냄새 제거용으로 사용되는 것인 탈취 볼.
씨앗 볼에 흡착층 형성용 원료를 넣어 상기 씨앗 볼의 원주 방향을 따라 그 표면에 흡착층이 형성된 볼을 제조하는 단계, 및
상기 볼을 세라믹화 하지 않고 열풍 건조시키는 단계를 포함하는 제1항에 따른 탈취 볼의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 흡착층 형성단계는 흡착층 형성용 원료를 여러 단계로 나누어 투입시키는 것인 탈취 볼의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 흡착층 형성단계는 볼의 입경이 2 내지 10mm가 될 때까지 이루어지는 것인 탈취 볼의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 흡착층 형성단계에서 제조된 볼의 입경이 2mm 미만인 볼들은 다시 흡착층 형성단계로 투입되어 볼의 입경이 2 내지 10mm가 될 때까지 성형시키는 것인 탈취 볼의 제조방법.
제9항에 있어서,
상기 열풍 건조는 30~60℃의 온도에서 10~100분 동안 이루어지는 것인 탈취 볼의 제조방법.