WO2020197175A1 - 천연물질을 활용한 살균, 탈취 및 바이러스 감염 예방 기술 - Google Patents

천연물질을 활용한 살균, 탈취 및 바이러스 감염 예방 기술 Download PDF

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Definitions

  • Deodorant refers to a material that removes or reduces odor, and can be largely divided into a material using self-dissipation and a material using adsorption.
  • a material using self-dissipation such as calcium chloride and formalin may be used
  • a material using an adsorption action such as activated carbon may be used.
  • the method of manufacturing a material for sterilization and deodorization according to the present invention may further include a step of c) drying.
  • the drying temperature and drying time may be as long as the solvent can be removed, and may include, for example, 20 to 60° C. and 1 to 6 hours, but is not limited thereto.
  • the mixing means is not particularly limited, and examples include various methods such as simple mixing, stirring mixing, dispersion mixing using a dispersion medium, and ultrasonic dispersion mixing. However, this has been described as a specific example, and the present invention is not necessarily limited thereto.

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Abstract

본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 알루미노규산염계 무기 입자들이 압축 및 열처리되어 형성되는 다공성 성형체; 및 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 흡착되어 존재하는 아염소산나트륨을 포함함에 따라, 내구성이 우수하고, 대기 노출에 따른 이산화염소 가스의 방출에 의해, 살균 성능 및 탈취 성능이 우수하고, 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지되는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 아염소산나트륨이 대기와 접촉 및 반응하는 정도가 제어되어, 상기 반응에 의해 방출되는 이산화염소에 의한 환경적 문제, 안정성 문제를 극복할 수 있으며, 자연 분해되는 기간을 제어할 수 있어 자연 환경, 생태계에서도 친환경적으로 사용이 가능한 효과가 있다.

Description

천연물질을 활용한 살균, 탈취 및 바이러스 감염 예방 기술
본 발명은 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
탈취제는 악취를 제거하거나 감소시키는 소재를 의미하며, 크게 자체 방산을 이용한 소재 및 흡착을 이용한 소재로 구분할 수 있다. 전자의 경우 염화칼슘, 포르말린 등과 같이 자체방산을 이용한 물질을 예로 들 수 있으며, 후자의 경우 활성탄 등과 같이 흡착 작용을 이용한 물질을 예로 들 수 있다.
최근에는 탈취제의 원료로서 천연 물질을 사용한 탈취제에 대한 기술들이 많이 연구되어 왔다.
구체적으로, KR10-0337148B1에는 주원료로서 엄나무, 행정피나무, 제피나무, 동백나무, 오갈피나무, 누릅나무, 매실, 당귀, 감초, 황기, 대추나무, 천궁, 약쑥 등과 같은 한약재를 포함하는 천연 식물 재료를 사용한 액상 탈취제가 개시된 바 있다. 또한 KR10-2018-0118403A에는 편백 나무에서 채취한 편백엽을 수차례의 가공 단계를 거쳐 편백 오일 원액을 추출하고, 편백 오일 원액을 주성분으로 한 용액을 사용한 다목적 용도의 천연 탈취제 및 방향제가 개시된 바 있다.
그러나 이러한 천연 물질을 사용한 탈취제는 기본적으로 탈취 성능 및 살균 성능이 떨어질 수밖에 없어 사용이 제한적일 수밖에 없다. 나아가 살균 효과는 더욱 떨어질 수밖에 없는데, 예를 들어, 음식이나 피부접촉을 통하여 인체에 질병을 옮기는 파리, 모기, 바퀴벌레, 개미 등과 같은 해충의 박멸 용도로는 살균, 항균 효과가 실질적으로 거의 없다고 봐도 무방할 정도이다.
특히 이러한 종래의 탈취제는 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 유지되는 기간이 매우 짧음에 따라, 장기간 동안에도 초기 우수한 살균 및 탈취 성능이 지속적으로 유지될 수 있도록 하는 살균, 탈취 소재의 연구가 필요하다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
KR10-0337148B1 (2002.05.18)
KR10-2018-0118403A (2018.10.31)
본 발명의 목적은 살균 성능 및 탈취 성능이 우수한 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내구성이 우수하고, 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지되는 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대기에 아염소산나트륨이 접촉하여 반응하는 정도가 제어되어, 상기 반응에 의해 방출되는 이산화염소에 의한 환경적 문제, 안정성 문제를 극복할 수 있는 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자연 분해되는 기간을 제어할 수 있어 자연 환경, 생태계에서도 친환경적으로 사용이 가능한 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법은, a) 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 압축 및 열처리되어 다공성 성형체가 제조되는 성형 단계 및 b) 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 아염소산나트륨이 접촉 및 흡착되는 흡착 단계를 포함한다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b) 단계에서, 접촉 및 흡착은 아염소산나트륨 및 용매를 포함하는 혼합액과 다공성 성형체가 혼합되어 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법은, 상기 a) 단계 이전에, 아염소산나트륨 입자 및 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 상기 a) 단계의 혼합물이 제조되는 혼합 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 혼합물은 알루미노규산염계 무기 입자 100 중량부에 대하여 아염소산나트륨 입자 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서,상기 b) 단계에서, 혼합액은 용매 100 중량부에 대하여 아염소산나트륨 7 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 압축 및 열처리는 300 내지 1,300℃의 고온에서 압축되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 무기 입자의 평균입경이 1 내지 100 ㎛일 수 있고, 다공성 성형체의 평균입경이 0.5 내지 50 mm일 수 있다.
*본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법은, 상기 a) 단계 이전에, 알루미노규산염계 다공성 광물이 분쇄되어 상기 무기 입자가 제조되는 분쇄 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 알루미노규산염계 무기 입자는 제올라이트, 벤토나이트, 규조토 및 몬모릴로나이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는, 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 압축 및 열처리되어 형성되는 다공성 성형체; 및 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 흡착되어 존재하는 아염소산나트륨;을 포함한다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 혼합물은 아염소산나트륨 입자를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 흡착되어 존재하는 아염소산나트륨은 다공성 성형체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 대기와 접촉하여 이산화염소 가스의 방출에 의해 살균 및 탈취 특성이 구현된다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 내구성이 우수하고, 대기에 아염소산나트륨이 접촉함에 따른 이산화염소 가스의 방출에 의해, 살균 성능 및 탈취 성능이 우수하고, 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지되는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법은 아염소산나트륨이 대기에 노출되어 반응하는 정도가 제어되어, 상기 반응에 의해 방출되는 이산화염소에 의한 환경적 문제, 안정성 문제를 극복할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법은 자연 분해되는 기간을 제어할 수 있어 자연 환경, 생태계에서도 친환경적으로 사용이 가능한 효과가 있다.
본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
이하 본 발명에 따른 천연물질을 활용한 살균, 탈취 및 바이러스 감염 예방 기술을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 s1, s2, s3, ...; a1, a2, a3, ...; b1, b2, b3, ...; a, b, c, ...; 등의 각 단계를 지칭하는 용어 자체는 어떠한 단계, 수단 등을 지칭하기 위해 사용되는 것일 뿐, 그 용어들이 지칭하는 각 대상들의 순서 관계를 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 %의 단위는 별다른 정의가 없는 한 중량%를 의미한다.
염소산계 화합물 중 차아염소산나트륨(NaClO) 등은 대기(공기)에 노출되어 반응함에 따라 높은 폭발의 위험성이 유발되며, 아염소산나트륨(NaClO 2)의 경우에서도 상기 반응에 의해 방출되는 이산화염소 가스에 의해 고농도에서 인체에 유해한 등의 다양한 문제가 야기될 수 있는 종래의 한계가 있었다.
이에 본 발명자들은 염소산계 화합물을 문제없이 안정적으로 사용할 수 있는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법을 강구한 결과, 염소산계 화합물 중 아염소산나트륨을 후술하는 수단을 통해 살균 및 탈취용 소재로 제조할 경우, 아염소산나트륨이 대기에 접촉하여 반응하는 정도를 최소화함으로써, 환경적 문제, 안정성 문제가 극복되고, 특히 살균 성능 및 탈취에 대한 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지되는 효과가 구현됨을 발견하였다.
나아가 본 발명에서 후술하는 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법을 통해 대기 중에서 자연 분해되는 기간을 의도적으로 설정할 수 있어, 예를 들어 이산화염소의 단위 시간당 방출량을 조절할 수 있음에 따라, 자연 환경, 생태계에서도 친환경적으로 사용 가능한 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재 및 이의 제조 방법을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 a) 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 압축 및 열처리되어 다공성 성형체가 제조되는 성형 단계 및 b) 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 아염소산나트륨이 접촉 및 흡착되는 흡착 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 대기 노출에 따른 이산화염소 가스의 방출에 의해 살균 및 탈취 특성이 구현되며, 소재에 대한 이산화염소 가스의 방출 지속성이 매우 높은 효과를 갖는다.
상기 a) 단계에서, 다공성 성형체는 살균, 탈취 성능을 부여하는 아염소산나트륨이 흡착되는 담체로서, 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 압축 및 열처리됨에 따라, 내구성이 우수하고, 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지되도록 할 수 있다.
상기 a) 단계에서, 압축 및 열처리는 고온의 열처리가 수행되면서 동시에 압축되는 것을 의미하며, 열처리가 수행되지 않거나, 압축이 수행되지 않을 경우, 내구성이 현저히 저하되고, 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지 불가하다.
구체적으로, 상기 a) 단계에서 압축 및 열처리가 수행됨에 따라, 제조되는 다공성 성형체의 표면 기공, 내부 기공, 무기 입자들 사이에 형성되는 내부 공간 등의 다공 특성이 무기 입자의 다공 특성 대비 감소되어 비교적 밀도가 높은 다공성 성형체가 제조된다. 따라서 b) 단계를 거쳐 아염소산나트륨이 상기 다공성 성형체에 흡착되어 제조됨에 따라, 흡착된 아염소산나트륨이 대기에 노출됨에 따른 반응이 격렬하지 않아 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지된다. 반면 상기 a) 단계에서 압축이 수행되지 않을 경우, 내구성이 현저히 저하되는 것은 물론, 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지 불가하다.
상기 압축 시, 하기 관계식 1을 만족하도록 압축이 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 하기 관계식 1에서, V 0는 압축 전 무기 입자들의 혼합물 부피이며, V는 압축 후 제조되는 다공성 성형체 부피이다. 상기 a) 단계에서 하기 관계식 1을 만족하도록 압축이 수행될 경우, 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지되는 효과가 더 향상될 수 있는 측면에서 좋을 수 있다.
[관계식 1]
0.85 < V 0/V < 0.97
본 명세서에서 언급되는 "압축"은 물리적 압축 또는 기계적 압축을 의미하는 것으로 물질과 물질 사이의 공간이 감소됨에 따른 부피 변화에 의한 것을 의미하며, 열처리 등에 의해 물질 내부에 포함된 불순물 등이 배출됨에 따른 부피 변화에 의한 것을 의미하지 않는다. 즉, 본 발명에서는 물리적 압축에 의한 효과와 열처리에 의한 효과가 함께 동반되어 상술한 효과가 구현한다.
전술한 바와 같이, 상기 a) 단계에서 압축 시 고온의 열처리가 함께 수행되며, 이때 열처리 온도는 200 내지 1,300℃, 좋게는 300 내지 1,200℃, 구체적으로 350 내지 1,000℃에서 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 200℃ 이상에서 열처리가 수행될 경우, 또한 열처리 온도가 증가할수록, 다공성 성형체의 내구성이 우수하고, 살균 및 탈취의 초기 성능이 지속적으로 장기간 유지되며, 대기에 노출됨에 따른 반응 충격으로 다공성 성형체 자체가 분해되는 문제를 방지할 수 있는 측면에서 바람직할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 열처리 온도 및/또는 압축 세기를 조절함으로써, 대기 중에서 자연 분해되는 기간을 의도적으로 설정할 수 있다. 대기와 접촉 및 반응하여 방출되는 이산화염소는 그 농도, 주위 환경 등의 변수에 따라 주의가 요구될 수 있으며, 본 발명에서는 자연 분해되는 기간을 제어할 수 있어 자연 환경, 생태계에서도 친환경적으로 사용이 가능한 현저한 효과가 있다. 비제한적인 일 예로, 열처리 온도 및/또는 압축 세기를 증가시킬수록 자연 분해 속도를 지연시킬 수 있으며, 이산화염소의 단위 시간당 방출량을 조절할 수 있다.
또한 상기 a) 단계를 통해 다공성 성형체의 수분 함량을 극도로 감소시킬 수 있으며, 이후 b) 단계에서 상기 다공성 성형체에 흡착되는 아염소산나트륨의 함량을 현저히 향상시킬 수 있다.
압축 수단은 제조되는 다공성 성형체의 요구 형태 및 요구 크기에 적합하도록 하는 공지된 수단을 채택하면 무방하다. 구체적인 일 예로, 요구 형태 및 요구 크기에 대응하는 몰드를 포함하는 압축기에 혼합물을 장입하고 열처리가 수행되는 상태에서 압착이 수행되는 기계적 압축을 들 수 있다.
상기 a) 단계에서, 입자 및 다공성 성형체의 형상은 제한되지 않으며, 구형, 타원형, n각형(n은 3 이상의 자연수), 로드형, 원기둥형, 불규칙형 등 다양한 형태를 가져도 문제가 않으므로 제한되지 않는다.
상기 a) 단계에서, 무기 입자의 평균입경은 다공성 성형체의 평균입경보다 작으며, 바람직한인 일 예로, 무기 입자의 평균 입경은 1 내지 100 ㎛일 수 있고, 다공성 성형체의 평균입경은 0.5 내지 50 mm일 수 있다. 이를 만족할 경우, 전술한 효과들이 더 잘 구현될 수 있으며, 최종 제조되는 소재에 대한 재현성을 향상시킬 수 있어, 대량화 및 상용화에 유리할 수 있다.
상기 무기 입자는 알루미노규산염계 무기 입자로, 공극을 가지는 양이온교환성 광물인 알루미노규산염계 다공성 광물이 분쇄된 것일 수 있으며, 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법은, 상기 a) 단계 이전에, 알루미노규산염계 다공성 광물이 분쇄되어 공극을 가지는 양이온교환성 무기 입자인 알루미노규산염계 무기 입자가 제조되는 분쇄 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 a) 단계의 무기 입자는 상기 분쇄 단계에서 알루미노규산염계 다공성 광물로부터 분쇄 공정을 통해 제조되는 알루미노규산염계 무기 입자로 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 무기 입자는 양이온교환성을 가지는 알루미노규산염(Aluminosilicate)계 무기 입자라면 크게 제한되지 않으며, 일 예로 일반식 xM 2O·yAl 2O 3·zSiO 2·nH 2O(x, y 및 z는 서로 독립적으로 1 이상의 자연수이며, n은 0을 포함하는 정수이다)로 표기될 수 있다. 구체적인 일 예로, 상기 알루미노규산염계 무기입자는 제올라이트, 벤토나이트, 규조토, 몬모릴로나이트, 일라이트, 스틸바이트, 카올리나이트, 파이로필라이트, 안달루사이트, 키아나이트, 미라나이트, 그로베나이트, 에임자이트, 근청석, 장석, 엘러페인 메타카오린, 헥토라이트, 사포나이트, 불화헥토라이트, 베이델라이트, 논트로나이트, 스티븐사이트, 버미큘라이트, 볼콘스코이트, 소코나이트, 마가다이트, 케냐라이트스멕타이트, 아타풀자이트, 세피오라이트, 할로이사이트 및 퍼뮤티트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 제올라이트, 벤토나이트, 규조토, 몬모릴로나이트, 퍼뮤티트 등이 좋을 수 있다. 이 외에도 상기 무기 입자는 이탄, 아탄, 합성 제올라이트, 텅스텐산지르코늄 등의 다양한 다공성 무기 입자가 사용될 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 반드시 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 b) 단계에서, 접촉 및 흡착은 다공성 성형체의 표면, 표면 기공, 내부 기공, 무기 입자간 공극 등에 아염소산나트륨이 침투, 흡수되어 흡착, 함침될 수 있도록 하는 수단으로 수행되는 것이라면 제한되지 않는다.
상기 b) 단계에서, 접촉 및 흡착의 일 예로, 아염소산나트륨 및 용매를 포함하는 혼합액과 다공성 성형체가 혼합되어 아염소산나트륨이 다공성 성형체 상에 흡착, 함침될 수 있다. 상기 혼합액에서 아염소산나트륨의 농도는 아염소산나트륨이 다공성 성형체에 흡착될 수 있을 정도라면 무방하며, 예컨대 혼합액은 용매 100 중량부에 대하여 아염소산나트륨 5 내지 70 중량부, 바람직하게는 7 내지 50 중량부, 보다 바람직하게는 10 내지 40 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 또한 상기 혼합액의 사용 함량은 다공성 성형체 전체가 충분히 침지될 수 있을 정도라면 무방하다. 혼합 시간은 아염소산나트륨이 다공성 성형체에 충분히 흡착될 수 있을 정도라면 무방하며, 예컨대 0.1 시간 이상, 바람직하게는 0.2 시간 이상일 수 있으며, 그 상한 값은 크게 제한되지 않으나 공정 효율을 위한 측면에서 1 시간을 들 수 있다. 상기 용매는 아염소산나트륨이 용해될 수 있는 것이라면 무방하며, 물 등을 예로 들 수 있다. 하지만 이 외에도 아염소산나트륨이 용해될 수 있는 다양한 유기용매가 사용될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법은 c) 건조 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 건조 온도 및 건조 시간은 용매가 제거될 수 있는 정도라면 무방하며, 예컨대 20 내지 60℃ 및 1 내지 6 시간을 들 수 있으나 이에 제한되지 않음은 물론이다.
바람직한 일 예에 따른 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법은, 상기 a) 단계 이전에, 아염소산나트륨 입자 및 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 제조되는 혼합 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 b) 단계의 아염소산나트륨 흡착 과정을 거쳐도 초기 우수한 탈취, 살균 성능 및 초기 성능의 지속적인 장기간 구현이 가능하나, 이에 더해, 압축 전 성형체 내에 아염소산나트륨 입자 및 알루미노규산염계 무기 입자가 함유될 경우, 초기 우수한 탈취, 살균 성능의 지속적 유지 효과가 더욱 현저히 향상된다.
상기 혼합 단계에서, 혼합 수단은 특별히 제한되는 것은 아니며, 일 예로 단순 혼합, 교반 혼합, 분산매를 이용한 분산 혼합, 초음파 분산 혼합 등 다양한 방법을 들 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 반드시 제한되어 해석되는 것은 아니다.
상기 혼합 단계에서, 알루미노규산염계 무기 입자 및 아염소산나트륨 입자의 혼합 중량비는 적절히 조절될 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 혼합물은 알루미노규산염계 무기 입자 100 중량부에 대하여 아염소산나트륨 입자 0.1 내지 5 중량부, 구체적으로 0.3 내지 3 중량부를 포함될 수 있다. 이를 만족할 경우, 초기 충분한 탈취, 살균 특성이 구현됨과 함께 소재의 내구성 등의 기계적 물성이 우수하고, 상대습도 100% 등의 열악한 환경에서도 대기 노출에 의한 반응 충격에 의한 소재의 구조 안정성 감소에 따른 분해 등의 문제가 없으며, 이산화염소 가스를 지속적으로 장기간 방출할 수 있어 서방성이 보다 향상되는 효과가 있다. 뿐만 아니라 대기 중 고농도의 수분에 의한 격한 반응을 미연에 방지할 수 있다.
나아가 상기 혼합 단계 이후 연마 단계를 더 거쳐 상기 혼합물을 제조할 경우, 즉, 본 발명에 따른 제조 방법이 혼합 단계와 a) 단계 사이에 상기 혼합물을 연마하는 연마 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 아염소산나트륨 입자가 알루미노규산염계 무기 입자에 함입(Encapsulate)됨에 따라, 최종 제조된 소재는 대기에 노출 시 서방성이 더 향상될 수 있다. 구체적인 일 예로, 연마 단계를 더 거칠 경우, 연마 단계가 제외된 경우 대비 서방성 특성이 10%, 좋게는 30% 이상 더 향상되는 효과가 구현될 수 있다. 상기 연마 수단은 알루미노규산염계 무기 입자의 표면과 아염소산나트륨 입자의 표면이 서로 접촉, 충돌, 연마되어 그라인딩(Grinding), 폴리싱(Polishing) 등이 수행되도록 하는 것이라면 무방하다.
상기 혼합 단계 및 상기 연마 단계에서, 수행 온도 및 수행 시간은 크게 제한되지 않으며, 예컨대 0 내지 50℃ 및 0.1 내지 5 시간을 들 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 반드시 제한되어 해석되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 대기에 아염소산나트륨이 접촉하고 반응하여 이산화염소 가스를 방출하므로, 즉, 아염소산나트륨이 대기 중 수분과 접촉하여 이산화염소 가스가 생성되므로, 적절한 보관이 요구될 수 있다. 따라서 이를 위해 대기에 접촉하지 않도록 밀폐된 환경을 가지도록 하는 수단이 더 수행될 수 있다. 구체적인 예로, 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법은, b) 단계 이후에, 상기 소재를 밀폐 부재에 장입하고 밀폐하여 포장(Packing)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 진공 포장, 질소 등의 비활성 기체 포장 등을 들 수 있다. 이러한 포장 방법의 구체적 수단은 기 공지된 기술이므로, 공지문헌을 참고하면 된다. 상기 밀폐 부재는 크게 제한되는 것은 아니나, 기밀성이 우수한 재질 중에서도 직사광선 및 열에 의한 충격에 의한 문제를 최소화할 수 있는 알루미늄 등의 금속재, 고체성 용기, 파우치, 포장지 등이 사용되는 것이 좋을 수 있다. 보다 구체적인 일 예로, 상기 밀폐부재는 제1밀폐부재 및 상기 제1밀폐부재 내부에 수용되는 제2밀폐부재를 포함할 수 있다. 이러한 1차, 2차 이상의 다중겹 밀폐부재를 사용할 수 있음에 ㄸㆍ라 공기 접촉을 컨트롤하여 사용 주기를 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 내부에 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재가 밀폐 수용된 밀폐부재를 포함하는 살균제 또는 탈취제 제품을 제공할 수 있다. 상기 제품의 밀폐부재를 개봉하는 수단을 통해 상기 소재가 공기와 접촉하여 이산화염소 가스가 발생됨에 따라 살균, 탈취 효과 및 나아가 바이러스 감염 예방 효과를 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는, 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 압축 및 열처리되어 형성되는 다공성 성형체; 및 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 흡착되어 존재하는 아염소산나트륨;을 포함한다.
바람직한 일 예에 있어서, 상기 혼합물은 아염소산나트륨 입자를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 알루미노규산염계 무기 입자 및 아염소산나트륨 입자가 혼합 및 버핑된 혼합물이 압축 및 열처리되어 최종적으로 제조된 살균 및 탈취용 소재는 상대습도 100% 등의 열악한 환경에서도 대기 노출에 의한 반응 충격에 의한 구조 붕괴 없이 이산화염소 가스의 방출을 지속적으로 장기간 유지할 수 있으며, 상대습도가 높은 대기 노출에 의한 격한 반응 자체를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 다공성 성형체는, 즉, 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 공극률이 5 내지 40%일 수 있고, 공극의 평균크기가 1 내지 100 nm일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 흡착되어 존재하는 아염소산나트륨은, 즉, 본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재의 표면 및 공극 상에 흡착되어 존재하는 아염소산나트륨은 다공성 성형체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부, 구체적으로 0.5 내지 8 중량부, 보다 구체적으로 1 내지 6 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 살균 및 탈취용 소재는 악취 유발 화합물 등은 물론 잔류 농약 등의 유해가스의 제거에도 효과적이며, 이러한 탈취뿐만 아니라, 살균, 항균 등의 미생물 제거 및 증식 방지 등의 효과도 매우 우수하다. 또한 적용 공간에 있어서도, 탈취 및 살균 성능에 있어서 넓은 범위의 공간을 커버할 수 있어 응용성, 적용성, 사용성 등이 우수하다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
<고온 압축 성형 공정>
제올라이트 광물을 분쇄하여 제조된 평균입경이 100 ㎛인 제올라이트 분말을 압축기에 넣고 대기 분위기 및 500℃에서 구형(평균입경 10 mm)이 되도록 압축 성형하여, 수분 함유량이 0에 근접하고, 밀도가 높고 단단한 상태의 압축된 환형의 다공성 성형체를 제조하였다. 이때 압축은 제올라이트 분말이 압축기에 장입된 상태의 압축 전 초기 부피(V 0)에 대한 압축 후 다공성 성형체의 부피(V)의 비(V 0/V)가 0.95가 되도록 제어하였다.
<흡착 공정>
상기 다공성 성형체 1 kg을 30 중량% 농도의 아염소산나트륨 수용액 700 g에 1 시간 동안 침지하고 아염소산나트륨이 흡착된 다공성 성형체를 수득함으로써, 살균 및 탈취용 소재를 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서, 제올라이트 분말 대신 하기 혼합 공정에서 제조된 분말 혼합물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 살균 및 탈취용 소재를 제조하였다.
<버핑 공정>
제올라이트 광물을 분쇄하여 제조된 평균입경이 100 ㎛인 제올라이트 분말과 아염소산나트륨 분말을 100:3 중량비로 혼합하고, 밀링 장치(SPEX 8000 shaker Mixer/Mill)를 이용하여 기계적 밀링 및 버핑을 30 분 동안 수행하였다. 버핑이 완료된 제올라이트 분말과 아염소산나트륨 분말을 포함하는 분말 혼합물을 상기 실시예 1의 제올라이트 분말 대신 사용하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서, 고온 압축 성형 공정을 거치지 않고, 하기 고온 성형 공정을 수행한 것을 제외하고(압축을 수행하지 않은 것을 제외하고), 실시예 1과 동일한 방법으로 살균 및 탈취용 소재를 제조하였다.
<고온 성형 공정>
실시예 1의 평균입경이 100 ㎛인 제올라이트 분말을 성형기에 넣고 대기 분위기 및 700℃에서 구형(평균입경 10 mm)이 되도록 압축 성형하여, 다공성 성형체를 제조하였다. 이때 제올라이트 분말이 성형기에 장입된 상태의 초기 부피(V 0)에 대한 성형 후 다공성 성형체의 부피(V)의 비(V 0/V)가 1이였다.
[비교예 2]
실시예 1에서, 흡착 공정에서 아염소산나트륨 대신 차아염소산나트륨을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 살균 및 탈취용 소재를 제조하였다.
[실험예 1]
<이산화염소 가스 방출 기간 평가>
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 살균 및 탈취용 소재의 압축 정도, 즉, 압축 전 초기 부피(V 0)에 대한 압축 후 다공성 성형체의 부피(V)의 비(V 0/V), 압축 시 온도 및 흡착 물질의 종류에 따른 이산화염소 가스 방출 시간을 측정하였다. 구체적으로, 상기 이산화염소 가스 방출 시간의 측정은 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 직후의 살균 및 탈취용 소재 각각을 상대습도가 70%인 대기 중에 방치하여 실시간으로 방출되는 가스를 측정하여, 더 이상 가스가 발생하지 않을 때까지 걸린 시간으로서 계산되었다. 그 결과는 하기 표 1에 도시되었다.
[실험예 2]
<소재의 외관 상태 평가>
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 내지 비교예 3의 살균 및 탈취용 소재에서, 상기 이산화염소 가스 방출 기간 평가가 수행된 이후 소재의 시간에 따른 외관 상태를 평가하였다. 구체적으로, 기 이산화염소 가스 방출 기간 평가가 수행된 이후 소재가 초기 성형 직후의 성형체와 외관상 거의 차이가 없을 경우를 양호, 차이가 있으나 사용에 크게 문제가 없을 정도인 경우를 보통, 사용이 불가할 정도로 성형체가 훼손된 경우를 불량으로 판정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 도시되었다.
실시예 비교예
1 2 1 2
압축 유무 ○ ○ × ○
버핑 유무 × ○ × ×
흡착 물질 종류 NaClO 2 NaClO 2 NaClO 2 NaClO
성형 상태 양호 양호 불량 양호
가스 방출 시간(일) 50 65 20 40
아염소산나트륨 : NaClO 2차아염소산나트륨 : NaClO
상기 표 1에서, 성형 공정에서 압축이 수행되지 않은 비교예 1의 경우는 실시예 1과 비교하여 이산화염소 가스 방출 시간이 매우 떨어졌으며, 대기 노출에 의한 반응 충격에 의해 시간이 경과할수록 성형체의 구조 안정성이 저하됨이 나타났다. 따라서 형상 성형 공정에서 압축이 반드시 수행되어야 함을 알 수 있다.상기 표 1에서, 버핑 공정이 더 수행되어 성형체 제조 시 성형체 내에 버핑된 아염소산나트륨 입자가 함유되어 압축 및 열처리가 수행된 실시예 2의 경우, 실시예 1의 경우와 비교하여 이산화염소 가스 방출 시간이 현저히 향상되었다.
반면, 상기 표 1에서, 차아염소산나트륨이 사용된 비교예 2의 경우는 상대습도 70%의 대기 노출에 의해, 성형체의 차아염소산나트륨이 상기 대기와 접촉하여 격하게 반응하였다. 이러한 반응은 습도가 낮은 제조 과정 중에서도 마찬가지로 나타났다. 실시예들과 비교하여 비교예 2의 경우는 최종 제조된 소재의 가스 방출 시간이 감소하였으며, 특히 트리할로메탄, 할로아세틱엑시드와 같은 발암 물질을 유발하는 유해 가스도 방출됨에 따라, 현실적으로 사용이 불가하였다.

Claims (13)

  1. a) 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 압축 및 열처리되어 다공성 성형체가 제조되는 성형 단계 및
    b) 상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 아염소산나트륨이 접촉 및 흡착되는 흡착 단계를 포함하는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 b) 단계에서, 접촉 및 흡착은 아염소산나트륨 및 용매를 포함하는 혼합액과 다공성 성형체가 혼합되어 수행되는 것인 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 a) 단계 이전에,
    아염소산나트륨 입자 및 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 상기 a) 단계의 혼합물이 제조되는 혼합 단계를 더 포함하는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 혼합물은 알루미노규산염계 무기 입자 100 중량부에 대하여 아염소산나트륨 입자 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 b) 단계에서, 혼합액은 용매 100 중량부에 대하여 아염소산나트륨 7 내지 50 중량부를 포함하는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계에서, 압축 및 열처리는 300 내지 1,300℃의 고온에서 압축되는 것인 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계에서, 입자의 평균입경이 1 내지 100 ㎛이고, 다공성 성형체의 평균입경이 0.5 내지 50 mm인 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계 이전에,
    알루미노규산염계 다공성 광물이 분쇄되어 상기 무기 입자가 제조되는 분쇄 단계를 더 포함하는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 a) 단계에서, 알루미노규산염계 무기 입자는 제올라이트, 벤토나이트, 규조토 및 몬모릴로나이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    대기 노출에 따른 이산화염소 가스의 방출에 의해 살균 및 탈취 특성이 구현되는 살균 및 탈취용 소재의 제조 방법.
  11. 알루미노규산염계 무기 입자를 포함하는 혼합물이 압축 및 열처리되어 형성되는 다공성 성형체; 및
    상기 다공성 성형체의 표면 및 공극 상에 흡착되어 존재하는 아염소산나트륨;을 포함하는 살균 및 탈취용 소재.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 혼합물은 아염소산나트륨 입자를 더 포함하는 살균 및 탈취용 소재.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 아염소산나트륨은 다공성 성형체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 살균 및 탈취용 소재.
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