WO2020111341A1 - 공기정화제 펠릿 제조방법 - Google Patents

공기정화제 펠릿 제조방법 Download PDF

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WO2020111341A1
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peroxide
ferric
air
water
manufacturing
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PCT/KR2018/015118
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유승길
노만균
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주식회사 감성
주식회사 엘스텍
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an air purifier pellet, and more particularly, to an air purifier pellet production method that can prevent the peroxide of the air purifier powder from being decomposed by water when preparing the air purifier pellet using the air purifier powder. It is about.
  • air purifiers that have been used in the prior art are provided in powder form, and volatile harmful substances such as formaldehyde, nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and harmful gases are used as decomposition catalysts for humidity and water-soluble iron compounds in air. Oxygen was generated while effectively removing them.
  • Korean Patent Registration No. 10-1169557 describes ferric citrate, ferric chloride, ferric chloride, ferric acetate and ferric formic acid as catalysts for decomposition of alkaline earth metals, calcium peroxide and calcium peroxide, 15 types of ferrous gluconate, ferricglycophosphate, ferric nitrate, ferric oxalate, ferricolsophosphate, ferric iodide, ferric lactate, ferrous sulfate, ferric sulfate, and cartocene
  • a decomposition catalyst water-soluble iron compound
  • an air purifier composition for generating oxygen is introduced, which is provided in a powder form so that a water-soluble iron compound acts as a decomposition catalyst by humidity in the air.
  • the solvent used in the process of preparing the above-mentioned air purifying agent into pellets is mainly treated using an alcohol or a non-polar organic solvent. Due to the strong oxidizing power of the air purifying agent, organic solvents have a very high risk of fire or explosion. Therefore, an aqueous solution is used as a solvent to prevent a fire explosion during the pellet manufacturing process. However, when an aqueous solution is used as a solvent, peroxide, which is a main component of the purifying agent, is decomposed by water when it is in contact with water.
  • the present invention was devised to improve the above problems, and provides an air purifying pellet manufacturing method using a decomposition preventing material to prevent decomposition even when peroxide is in contact with water in the process of manufacturing the air purifying pellet. There is a purpose.
  • the method for preparing the air purifying pellets according to the present invention for achieving the above object is a powder production step of mixing the peroxide and a water-soluble iron compound to prepare an air purifying powder, and mixing the air purifying powder and a solvent containing water to knead
  • the solvent includes a kneading step including a decomposition preventing material for preventing the peroxide from being decomposed by water, and a pellet manufacturing step for producing an air purifying pellet using the dough produced in the kneading step.
  • the peroxide is at least one selected from calcium peroxide, sodium peroxide, magnesium peroxide, or potassium peroxide
  • the water-soluble iron compound is ferric citrate, ferric chloride (FeCl 2 ), ferric chloride ( FeCl 3 ), ferrous acetate, ferric formate, ferrous gluconate, ferric glycophosphate, ferric nitrate, oxalic acid Ferric oxalate, Ferric ortho-phosphate, Ferrous iodide, Ferrous lactate, Ferrous sulfate, Ferrous sulfate, Ferric sulfate Ferric sulfate Ferric sulfate), or at least any one selected from catocene.
  • the decomposition preventing material is preferably hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).
  • the air purifier pellet manufacturing method according to the present invention further comprises a binder mixing step of mixing the binder with the air purification powder between the powder production step and the kneading step.
  • the binder is preferably at least one selected from wheat flour, ocher, starch or cellulose compounds having excellent adhesion.
  • the dough is manufactured into a granular air purifier pellet using a fan machine.
  • the air purifying pellet manufacturing method uses a decomposition preventing material to prevent decomposition even when peroxide is in contact with water in the process of manufacturing the air purifying pellet, so that the air purifying pellet is safer and has a lower defect rate. There is an advantage.
  • FIG. 2 is a view of a ventilation machine used in the method of manufacturing the air purifier pellet of FIG. 1.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.
  • FIG. 1 shows a method of manufacturing an air purifier pellet according to the present invention.
  • the air purifier pellet manufacturing method includes a powder manufacturing step (S101), a binder mixing step (S102), a kneading step (S103) and a pellet manufacturing step (S104).
  • the powder manufacturing step (S101) is a step of preparing an air purifying powder by mixing a peroxide and a water-soluble iron compound.
  • the water-soluble iron compound is ferric citrate, ferric chloride (FeCl 2 ), ferric chloride (FeCl 3 ), ferric acetate, ferrous acetate, and ferric formate.
  • At least one selected from ferrous iodide, ferrous lactate, ferrous sulfate, ferric sulfate, or catocene is applied.
  • the water-soluble iron compound is mixed in an amount of 0.1 to 5% by weight of the total air purifying powder.
  • the binder mixing step (S102) is a step of mixing the binder with the air purifying powder after the powder manufacturing step (S101).
  • at least one selected from wheat flour, ocher, starch, or cellulose-based compounds having excellent adhesion is applied. It is preferable that hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) is applied to the cellulose-based compound.
  • HPMC hydroxypropyl methyl cellulose
  • the kneading step (S103) is a step of kneading by mixing the air-purifying powder with a binder and a solvent.
  • a solvent an aqueous solution containing water and a decomposition preventing material for preventing the peroxide from being decomposed by water is applied.
  • the decomposition preventing material is a material in which oxygen radicals are separated when dissolved in water to prevent the peroxide from being decomposed by water according to Le Chatelier's law, and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is preferably applied. That is, an aqueous hydrogen peroxide solution is applied to the solvent. At this time, the aqueous hydrogen peroxide solution has a concentration of 1 to 10%, and the weight of 5 to 20% of the weight of the mixture of the binder and the air purifying powder is mixed into the mixture.
  • calcium peroxide which is a peroxide in the air purifying agent, is dissolved in water and decomposed to form calcium hydroxide.
  • an air purifier fillet is prepared from a dough containing calcium hydroxide, the air purifying efficiency is low because the specific gravity of the peroxide contained in the air purifier fillet is low.
  • the method of manufacturing the air purifier fillet according to the present invention uses a solvent containing water and hydrogen peroxide to prevent decomposition of the peroxide contained in the air purifier powder or to reduce the decomposition rate.
  • the reaction process of the air purifying powder and the solvent will be described in detail with reference to the following chemical reaction formula.
  • chemical reaction formula calcium peroxide in peroxide is described as an example.
  • calcium peroxide reacts with water contained in the solvent to generate hydrogen peroxide (Ca(OH) 2 ) and oxygen radicals.
  • oxygen peroxide is separated when hydrogen peroxide is dissolved in water.
  • the oxygen radicals increase in the mixture of the air purifying powder and the solvent, and a reverse reaction occurs by Le Chatelier's principle as shown in the following chemical reaction formula, and calcium peroxide precipitates to precipitate calcium peroxide in the air purifying powder. Decomposition is prevented.
  • the operator kneads the mixture of the air purifier powder, the binder, and the solvent to prepare a paste for pellet production.
  • the pellet production step (S104) is a step of manufacturing the air purifier pellets using the dough produced in the dough step (S103), that is, a pellet manufacturing paste. In the pellet production step (S104), it is preferable to prepare the dough into granular air purifier pellets using a ventilation machine.
  • the ventilator is provided with a frame and an inlet space into which dough is introduced into the frame, and a hopper 12 for introducing the dough into the inlet space on the upper outer circumferential surface.
  • the main body 10 is provided with an extrusion nozzle 20 is extruded dough, and inside the main body 10, the screw 12 for extruding the dough by pressing the extrusion nozzle 20 and , It is installed on the frame of the rear portion of the extrusion nozzle 20, and is provided with a plurality of molding rollers (30a, 30b) for molding the dough extruded from the extrusion nozzle 20 into a sphere.
  • the screw 12 is not shown in the drawing, it is rotated by a drive motor installed in the body 10.
  • the forming rollers 30a and 30b are rotatably installed to face each other in the vertical direction based on the extrusion hole of the extrusion nozzle 20 extruded from the dough, and a plurality of hemispherical forming grooves are formed on the outer circumferential surface.
  • the forming rollers (30a, 30b) is installed on the frame so that the side adjacent to the extrusion hole of the extrusion nozzle 20 is in contact with each other, it is preferable that the forming grooves of the parts in contact with each other is installed.
  • the dough flows into the body 10 through the hopper 12.
  • the dough introduced into the main body 10 is moved to the extrusion nozzle 20 by a screw 12 and extruded through the extrusion nozzle 20.
  • the dough is extruded between the forming rollers 30a and 30b, and is formed into a granular shape, that is, a spherical shape, by the forming grooves of the forming rollers 30a and 30b.
  • the operator prepares the air-purifying pellets by drying the dough formed in a spherical shape in a dry space with excellent ventilation at room temperature.
  • the change machine is not limited to this, and any type of change-over device capable of forming the dough into a granular shape, that is, a spherical shape is possible.
  • the air-purifying pellets prepared as described above are aldehyde-based and ketone-based harmful odor gases including formaldehyde in the air on the surface, NOx (nitrogen oxide) and SOx (sulfur oxide), carbon dioxide The acid gas and various volatile organic substances such as oxygen are removed at the same time.
  • the operator may use the granulator instead of the exchanger to inject the dough into fine particles and then dry to produce fine particles of the air purifying agent.
  • an aqueous hydrogen peroxide solution is mixed with 500 grams of an air purifying powder prepared by mixing 1% by weight of calcium peroxide powder and an iron catalyst (ferric citrate), and then the dough is used as shown in FIG.
  • a spherical air purifying agent was prepared.
  • the air freshener pellet was prepared by drying the air freshener at a temperature of 40 to 60° C. for 4 to 5 hours in a dryer.
  • 200 grams of the air purifier pellets thus prepared were filled into a 35x 40 cm plate-shaped (honeycomb structure) filter case, mounted on an air purifier, and then commissioned by the Korea Institute for Construction and Living Testing (KCL) to conduct a toxic gas removal test in the air.
  • KCL Korea Institute for Construction and Living Testing
  • Example 2 Referring to Table 1, it can be seen that the air purifying pellets of Example 1 have an excellent effect on removing formaldehyde, nitrogen oxides, and carbon dioxide. (Example 2)
  • the dough prepared in the same manner as in Example 1 was used to prepare an air purifying agent in the form of particulates using a granulator instead of a changer.
  • the air-purifying agent in the form of particulates was dried in a dryer at a temperature of 40 to 60° C. for 4 to 5 hours to prepare an air-purifying pellet in the form of particulate.
  • 200 grams of the air-purifying pellets in the form of particulates thus prepared are filled in a 35x 40 cm plate-shaped (honeycomb structure) filter case, mounted on an air purifier, and then commissioned by the Korea Construction Research Institute (KCL) to remove toxic gases from the air.
  • KCL Korea Construction Research Institute
  • Example 3 the air purifying pellets in the form of particulates of Example 2 also have excellent effects on removing formaldehyde, nitrogen oxides, and carbon dioxide. (Example 3)
  • an aqueous hydrogen peroxide solution 200 milliliters of an aqueous hydrogen peroxide solution is mixed with 500 grams of an air purifying powder prepared by mixing 1% by weight of calcium peroxide powder and an iron catalyst (ferric sulfate), and then the dough is used as a changer shown in FIG. 2 By doing so, a spherical air purifying agent was prepared.
  • the air freshener pellet was prepared by drying the air freshener at a temperature of 40 to 60° C. for 4 to 5 hours in a dryer.
  • the air purifier pellets of Example 3 also have excellent effects on removing formaldehyde, nitrogen oxides, and carbon dioxide.
  • the air purifier pellet manufacturing method according to the present invention described above uses a decomposition preventing material to prevent decomposition even when peroxide is in contact with water in the process of manufacturing the air purifier pellets, so that the air purifier pellets having a lower defect rate are safer. There is an advantage that can be manufactured.

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Abstract

본 발명은 공기정화제 펠릿 제조방법에 관한 것으로서, 과산화물과 수용성 철화합물을 혼합하여 공기정화제 분말을 제조하는 분말제조단계와, 상기 공기정화제 분말과, 물이 포함된 솔벤트를 혼합하여 반죽하는 것으로서, 상기 솔벤트는 상기 과산화물이 물에 의해 분해되는 것을 방지하기 위한 분해방지물질이 포함된 반죽단계와, 상기 반죽단계에서 생성된 반죽을 이용하여 공기정화제 펠릿을 제조하는 펠릿 제조단계를 포함한다. 본 발명에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법은 공기정화제 펠릿을 제조하는 과정에서 과산화물이 물과 접촉되더라도 분해되는 것을 방지할 수 있도록 분해방지물질을 이용하므로 보다 안전하고, 불량율이 낮은 공기정화제 펠릿을 제조할 수 있는 장점이 있다.

Description

공기정화제 펠릿 제조방법
본 발명은 공기정화제 펠릿 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기정화제 분말을 이용하여 공기정화제 펠릿을 제조시 물에 의해 공기정화제 분말의 과산화물이 분해되는 것을 방지할 수 있는 공기정화제 펠릿 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래에 사용되어 오던 공기정화제는 분말형태로 제공되어 공기중의 습도 및 수용성 철화합물을 분해촉매제로 하여 포름알데히드, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등과 같은 휘발성 유해물질, 유해가스들을 효과적으로 제거하면서 산소를 발생시켰다.
그러나, 이와 같은 분말형태의 공기정화제는 취급성 및 작업성이 좋지 못해 생산성 저하 및 응용면에 한계가 있어왔다.
더욱이, 요즘은 실내외의 공기에 함유된 유해가스(포름알데히드 및 휘발성 유기화합물과 벤젠 및 톨루엔 등)가 아토피 피부염 및 기관지염과 중추신경 장애 및 각종 암을 유발한다는 것이 알려지면서 유해화학물질 노출로 인한 건강영향이 사회문제화 되고 있는 추세이고, 이에 맞추어 산소발생기나 공기청정기 등의 수요가 급증하고 있는 바, 여기에 사용되는 공기정화제는 손쉽게 취급할 수 있고, 다양한 형태로 응용될 수 있는 것이 필요한 실정이다.
이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1169557호에는 알칼리토금속인 과산화칼슘과 과산화칼슘의 분해촉매로서 구연산 제2철, 염화 제1철, 염화 제2철, 초산 제1철, 개미산 제2철, 글루콘산 제1철, 페릭글리코포스페이트,질산 제2철, 옥살산 제2철, 페릭올쏘포스페이트, 요오드화 제1철, 젖산 제1철, 황산 제1철, 황산 제2철, 카토센과 같은 15 종의 수용성 철 화합물 중 한 개 혹은 두 개를 선택하고, 과산화칼슘 1g 에 대하여 분해촉매(수용성철 화합물) 0.001～0.05g 이 혼합된 것을 특징으로 한, 공기 중의 산성가스와 포름알데히드의 제거 및 공기 살균과 동시에 산소를 발생시키는 공기 정화제 조성물이 소개되어 있는데, 이는 분말형태로 구비되어 공기중의 습도에 의해 수용성 철화합물이 분해촉매 역할을 하도록 구성되는 것이다.
상술된 공기정화제를 펠릿으로 제조하는 과정에 사용하는 용매는 주로 알코올 혹은 비극성 유기용매를 사용하여 처리하는데, 공기정화제의 강력한 산화력으로 인해 유기성 용매들은 화재 혹은 폭발이 발생할 수 있는 위험성이 매우 크다. 따라서, 펠릿 제조 과정 중 화재 폭발을 방지하기 위해서는 수용액을 용매로 사용한다. 그러나 수용액을 용매로 사용할 경우 정화제의 주요성분인 과산화물이 물과 접촉시 물에 의해 과산화물이 분해되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 공기정화제 펠릿을 제조하는 과정에서 과산화물이 물과 접촉되더라도 분해되는 것을 방지할 수 있도록 분해방지물질을 이용하는 공기정화제 펠릿 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법은 과산화물과 수용성 철화합물을 혼합하여 공기정화제 분말을 제조하는 분말제조단계와, 상기 공기정화제 분말과, 물이 포함된 솔벤트를 혼합하여 반죽하는 것으로서, 상기 솔벤트는 상기 과산화물이 물에 의해 분해되는 것을 방지하기 위한 분해방지물질이 포함된 반죽단계와, 상기 반죽단계에서 생성된 반죽을 이용하여 공기정화제 펠릿을 제조하는 펠릿 제조단계를 포함한다.
상기 과산화물은 과산화칼슘, 과산화나트륨, 과산화마그네슘, 또는 과산화칼륨 중에서 선택된 적어도 어느 하나이고, 상기 수용성 철화합물은 구연산제 2 철(Ferric citrate), 염화제 1 철(FeCl2), 염화제 2 철(FeCl3), 초산제 1 철(Ferrous acetate), 개미산제 2 철(Ferric formate), 글루콘산제 1 철(Ferrous gluconate),페릭글리코포스페이트(Ferric glycophosphate), 질산제 2 철(Ferric nitrate), 옥살산제2 철(Ferric oxalate), 페릭올쏘포스페이트(Ferric ortho-phosphate), 요오드화제 1 철(Ferrous iodide), 젖산제 1 철(Ferrous lactate), 황산제 1 철(Ferrous sulfate), 황산제 2 철(Ferric sulfate), 또는 카토센(catocene) 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 분해방지물질은 르샤틀리에 법칙에 의해 상기 과산화물이 물에 분해되는 것을 방지하기 위해 물에 용해시 산소 라디칼이 분리된다.
상기 분해방지물질은 과산화수소(H2O2)인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법은 상기 분말제조단계 및 반죽단계 사이에, 상기 공기정화제 분말에 바인더를 혼합하는 바인더 혼합단계를 더 포함한다.
상기 바인더는 점착성이 우수한 밀가루, 황토, 전분 또는 셀룰로우즈계 화합물 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 펠릿 제조단계에서는, 제환기를 이용하여 상기 반죽을 과립형상의 공기정화제 펠릿으로 제조한다.
본 발명에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법은 공기정화제 펠릿을 제조하는 과정에서 과산화물이 물과 접촉되더라도 분해되는 것을 방지할 수 있도록 분해방지물질을 이용하므로 보다 안전하고, 불량율이 낮은 공기정화제 펠릿을 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법에 대한 순서도이고,
도 2는 도 1의 공기정화제 펠릿 제조방법에 사용되는 제환기에 대한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 공기정화제 펠릿 제조방법은 분말제조단계(S101), 바인더 혼합단계(S102), 반죽단계(S103) 및 펠릿 제조단계(S104)를 포함한다.
분말제조단계(S101)는 과산화물과 수용성 철화합물을 혼합하여 공기정화제 분말을 제조하는 단계이다.
여기서, 상기 과산화물은 과산화칼슘, 과산화나트륨, 과산화마그네슘, 또는 과산화칼륨 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 적용된다. 그리고, 수용성 철화합물은 구연산제 2 철(Ferric citrate), 염화제 1 철(FeCl2), 염화제 2 철(FeCl3), 초산제 1 철(Ferrous acetate), 개미산제 2 철(Ferric formate), 글루콘산제 1 철(Ferrous gluconate),페릭글리코포스페이트(Ferric glycophosphate), 질산제 2 철(Ferric nitrate), 옥살산제2 철(Ferric oxalate), 페릭올쏘포스페이트(Ferric ortho-phosphate), 요오드화제 1 철(Ferrous iodide), 젖산제 1 철(Ferrous lactate), 황산제 1 철(Ferrous sulfate), 황산제 2 철(Ferric sulfate), 또는 카토센(catocene) 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 적용된다. 여기서, 수용성 철화합물은 전체 공기정화제 분말의 중량에 대해 0.1 내지 5%의 중량을 혼합하는 것이 바람직하다.
바인더 혼합단계(S102)는 분말제조단계(S101) 이후에, 상기 공기정화제 분말에 바인더를 혼합하는 단계이다. 여기서, 바인더는 점착성이 우수한 밀가루, 황토, 전분 또는 셀룰로우즈계 화합물 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 적용된다. 상기 셀루로우즈계 화합물은 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC) 등이 적용되는 것이 바람직하다. 작업자는 제조된 공기정화제 분말의 중량에 따라 적합한 양의 바인더를 공기정화제 분말에 혼합한다.
반죽단계(S103)는 바인더가 혼합된 공기정화제 분말과 솔벤트를 혼합하여 반죽하는 단계이다. 여기서, 솔벤트는 물과, 상기 과산화물이 물에 의해 분해되는 것을 방지하기 위한 분해방지물질이 포함된 수용액이 적용된다. 이때, 분해방지물질은 르샤틀리에 법칙에 의해 상기 과산화물이 물에 분해되는 것을 방지하기 위해 물에 용해시 산소 라디칼이 분리되는 물질로서, 과산화수소(H2O2)가 적용되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 솔벤트는 과산화수소 수용액이 적용된다. 이때, 과산화수소 수용액은 1 내지 10%의 농도를 갖고, 바인더 및 공기정화제 분말이 혼합된 혼합물의 중량의 5 내지 20%의 중량을 상기 혼합물에 혼합한다.
반죽단계(S103)에서, 공기정화제 분말과 물을 용매로 사용하여 반죽을 제조할 경우, 하기의 화학 반응식과 같이 공기정화제의 과산화물이 분해된다. 하기의 화학반응식에서는, 과산화물 중 과산화칼슘을 일예로 설명한다.
CaO2(과산화칼슘)+H2O(물)→Ca(OH)2+O
상기 화학 반응식을 참조하면, 공기정화제 중 과산화물인 과산화칼슘은 물에 용해시, 분해되어 수산화칼슘이 생성된다. 수산화 칼슘이 포함된 반죽으로 공기정화제 필렛을 제조하면, 공기정화제 필렛에 포함된 과산화물의 비중이 낮아 공기정화 효율이 떨어진다.
그러나, 본 발명에 따른 공기정화제 필렛 제조방법은 물과 과산화수소가 포함된 솔벤트를 사용하므로 공기정화제 분말에 포함된 과산화물의 분해를 방지하거나 분해 속도를 저하시킨다. 하기의 화학 반응식을 참조하여 공기정화제 분말과 솔벤트의 반응 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 화학반응식에서는, 과산화물 중 과산화칼슘을 일예로 설명한다.
CaO2(과산화칼슘)+H2O(물)+H2O2(과산화 수소)→Ca(OH)2+O+H202
상기 화학 반응식을 참조하면, 솔벤트에 포함된 물에 의해 과산화칼슘이 반응하여 과산화수소(Ca(OH)2)와 산소 라디칼이 생성된다. 이때, 하기의 화학반응식과 같이 과산화 수소는 물에 용해시 산소 라디칼이 분리된다.
H2O2→H2O+O
여기서, 공기정화제 분말과 솔벤트의 혼합물에 산소 라디칼이 증가하고, 하기의 화학 반응식과 같이 르샤틀리에의 법칙(Le Chatelier's principle)에 의해 역반응이 발생되어 과산화 칼슘이 침전되어 공기정화제 분말에서의 과산화 칼슘 분해가 방지된다.
Ca(OH)2+O+H202→ CaO2+H2O+H2O2
반죽단계(S103)에서, 작업자는 공기정화제 분말, 바인더 및 솔벤트가 혼합된 혼합물을 반죽하여 펠릿제조용 페이스트를 제조한다.
펠릿 제조단계(S104)는 상기 반죽단계(S103)에서 생성된 반죽 즉, 펠릿제조용 페이스트를 이용하여 공기정화제 펠릿을 제조하는 단계이다. 상기 펠릿 제조단계(S104)에서는,제환기를 이용하여 상기 반죽을 과립형상의 공기정화제 펠릿으로 제조하는 것이 바람직하다.
상기 제환기는 도 2를 참조하면, 프레임과, 상기 프레임에 설치되는 것으로서, 내부에 반죽이 인입되는 인입공간이 마련되며, 상측 외주면에는 상기 인입공간으로 상기 반죽이 투입되기 위한 호퍼(12)가 설치되고, 후방부에는, 반죽이 압출되는 압출노즐(20)이 설치된 본체(10)와, 상기 본체(10) 내부에, 상기 반죽을 압출노즐(20)로 가압하여 압출시키는 스크류(12)와, 압출노즐(20)의 후방부의 프레임에 설치되며, 압출노즐(20)로부터 압출되는 반죽을 구형으로 성형하는 복수의 성형롤러(30a,30b)를 구비한다.
스크류(12)는 도면에 도시되진 않았지만, 본체(10)에 설치된 구동모터에 의해 회전한다. 성형롤러(30a,30b)들은 반죽의 압출되는 압출노즐(20)의 압출구를 기준으로 상하방향으로 상호 대향되게 회전가능하게 설치되며, 외주면에 반구형상의 성형홈이 다수개 형성되어 있다. 이때, 성형롤러(30a,30b)들은 압출노즐(20)의 압출구에 인접한 측면이 상호 접하도록 프레임에 설치되되, 상호 접하는 부분의 성형홈들이 접촉되도록 설치되는 것이 바람직하다.
작업자는 반죽단계(S103)에서 생성된 반죽을 호퍼(12)로 투입하면, 반죽은 호퍼(12)를 통해 본체(10) 내부로 유입된다. 본체(10) 내부로 유입된 반죽은 스크류(12)에 의해 압출노즐(20)로 이동되며, 압출노즐(20)을 통해 압출된다. 이때, 상기 반죽은 성형롤러(30a,30b)들 사이로 압출되며, 성형롤러(30a,30b)들의 성형홈에 의해 과립형상 즉, 구형으로 성형된다. 이때, 작업자는 구형으로 형성된 반죽들을 통풍이 우수한 건조공간에, 상온으로 건조시켜 공기정화제 펠릿을 제조한다.
한편, 제환기는 이에 한정하는 것이 아니라 반죽을 과립형상 즉, 구형으로 성형할 수 있는 제환장치이면 무엇이든 가능하다. 상술된 바와 같이 제조된 공기정화제 펠릿은 표면에서 공기 중의 포름알데히드(formaldehyde)를 비롯한 알데히드(aldehyde) 계열과 케톤(ketone) 계열의 유해 냄새 가스, NOx(산화질소) 및 SOx(산화황), 이산화탄소와 같은 산성가스 및 각종 휘발성 유기물질들이 제거되는 동시에 산소가 발생하는 특징이 있다.
또한, 작업자는 제환기 대신에 과립기를 사용하여 반죽을 미립자로 사출한 후 건조하여 공기정화제의 미립자를 제조할 수도 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 이는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리 범위를 하기의 실시 예로 한정하는 것은 아니다.
(실시 예1)
과산화칼슘 분말과 철촉매(구연산 제2철) 1중량%를 혼합하여 제조된 공기정화제 분말 500그램에 과산화수소 수용액 200밀리리터를 혼합하여 반죽을 제조한 다음, 해당 반죽을 도 2와 같은 제환기를 사용하여 구형상의 공기정화제를 제조하였다. 여기서, 상기 공기정화제를 40 내지 60℃의 온도로 건조기에서 4 내지 5시간 동안 건조시켜 공기정화제 펠릿을 제조하였다. 이렇게 제조된 공기정화제 펠릿 200그램을 35x 40cm 판상(하니컴 구조) 모양의 필터 케이스에 충전하여 공기청정기에 장착한 후 한국건설생활시험연구원(KCL)에 의뢰하여 공기 중에서의 유독가스 제거 실험을 시행하였다. 하기의 표1은 해당 실험를 통해 획득한 실제 공기 청정 효과의 시험 결과이다.
제거 효율(측정 30분 후 데이터)* 표준 온도, 습도에서 실험
포름알데히드 제거율 79%
질소산화물(NOx) 제거율 90%
이산화탄소 제거율 44%
표 1을 참조하면, 실시 예1의 공기정화제 펠릿은 포름알데히드, 질소산화물 및 이산화탄소 제거에 우수한 효과가 있음을 알 수 있다. (실시 예2)
상기 실시 예1과 동일한 방법으로 제조된 반죽을 제환기 대신에 과립기를 사용하여 미립자 형태의 공기정화제를 제조하였다. 여기서, 상기 미립자 형태의 공기정화제를 40 내지 60℃의 온도로 건조기에서 4 내지 5시간 동안 건조시켜 미립자 형태의 공기정화제 펠릿을 제조하였다. 이렇게 제조된 미립자 형태의 공기정화제 펠릿 200그램을 35x 40cm 판상(하니컴 구조) 모양의 필터 케이스에 충전하여 공기청정기에 장착한 후 한국건설생활시험연구원(KCL)에 의뢰하여 공기 중에서의 유독가스 제거 실험을 시행하였다. 하기의 표2는 해당 실험를 통해 획득한 실제 공기 청정 효과의 시험 결과이다.
제거 효율(측정 30분 후 측정된 제거율)* 표준 온도, 습도에서 실험
포름알데히드 제거 율 83%
질소산화물(NOx) 제거율 91%
이산화탄소 제거율 47%
표 2를 참조하면, 실시 예2의 미립자 형태의 공기정화제 펠릿도 포름알데히드, 질소산화물 및 이산화탄소 제거에 우수한 효과가 있음을 알 수 있다. (실시 예3)
과산화칼슘 분말과 철촉매(황산 제2철) 1중량%를 혼합하여 제조된 공기정화제 분말 500그램에 과산화수소 수용액 200밀리리터를 혼합하여 반죽을 제조한 다음, 해당 반죽을 도 2와 같은 제환기를 사용하여 구형상의 공기정화제를 제조하였다. 여기서, 상기 공기정화제를 40 내지 60℃의 온도로 건조기에서 4 내지 5시간 동안 건조시켜 공기정화제 펠릿을 제조하였다. 이렇게 제조된 공기정화제 펠릿 200그램을 35x 40cm 판상(하니컴 구조) 모양의 필터 케이스에 충전하여 공기청정기에 장착한 후 한국건설생활시험연구원(KCL)에 의뢰하여 공기 중에서의 유독가스 제거 실험을 시행하였다. 하기의 표1은 해당 실험를 통해 획득한 실제 공기 청정 효과의 시험 결과이다.
제거 효율(측정 30분 후 데이터)* 표준 온도, 습도에서 실험
포름알데히드 제거율 80%
질소산화물(NOx) 제거율 92%
이산화탄소 제거율 43%
표 3을 참조하면, 실시 예3의 공기정화제 펠릿도 포름알데히드, 질소산화물 및 이산화탄소 제거에 우수한 효과가 있음을 알 수 있다. 상술된 본 발명에 따른 공기정화제 펠릿 제조방법은 공기정화제 펠릿을 제조하는 과정에서 과산화물이 물과 접촉되더라도 분해되는 것을 방지할 수 있도록 분해방지물질을 이용하므로 보다 안전하고, 불량율이 낮은 공기정화제 펠릿을 제조할 수 있는 장점이 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 과산화물과 수용성 철화합물을 혼합하여 공기정화제 분말을 제조하는 분말제조단계;
    상기 공기정화제 분말과, 물이 포함된 솔벤트를 혼합하여 반죽하는 것으로서, 상기 솔벤트는 상기 과산화물이 물에 의해 분해되는 것을 방지하기 위한 분해방지물질이 포함된 반죽단계; 및
    상기 반죽단계에서 생성된 반죽을 이용하여 공기정화제 펠릿을 제조하는 펠릿 제조단계;를 포함하는,
    공기정화제 펠릿 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과산화물은 과산화칼슘, 과산화나트륨, 과산화마그네슘, 또는 과산화칼륨 중에서 선택된 적어도 어느 하나이고,
    상기 수용성 철화합물은 구연산제 2 철(Ferric citrate), 염화제 1 철(FeCl2), 염화제 2 철(FeCl3), 초산제 1 철(Ferrous acetate), 개미산제 2 철(Ferric formate), 글루콘산제 1 철(Ferrous gluconate),페릭글리코포스페이트(Ferric glycophosphate), 질산제 2 철(Ferric nitrate), 옥살산제2 철(Ferric oxalate), 페릭올쏘포스페이트(Ferric ortho-phosphate), 요오드화제 1 철(Ferrous iodide), 젖산제 1 철(Ferrous lactate), 황산제 1 철(Ferrous sulfate), 황산제 2 철(Ferric sulfate), 또는 카토센(catocene) 중에서 선택된 적어도 어느 하나인,
    공기정화제 펠릿 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 분해방지물질은 르샤틀리에 법칙에 의해 상기 과산화물이 물에 분해되는 것을 방지하기 위해 물에 용해시 산소 라디칼이 분리되는,
    공기정화제 펠릿 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분해방지물질은 과산화수소(H2O2)인,
    공기정화제 펠릿 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분말제조단계 및 반죽단계 사이에, 상기 공기정화제 분말에 바인더를 혼합하는 바인더 혼합단계;를 더 포함하는,
    공기정화제 펠릿 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바인더는 점착성이 우수한 밀가루, 황토, 전분 또는 셀룰로우즈계 화합물 중에서 선택된 적어도 어느 하나인,
    공기정화제 펠릿 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 펠릿 제조단계에서는, 제환기를 이용하여 상기 반죽을 과립형상의 공기정화제 펠릿으로 제조하는,
    공기정화제 펠릿 제조방법.
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