KR100604695B1

KR100604695B1 - 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물

Info

Publication number: KR100604695B1
Application number: KR1020040055328A
Authority: KR
Inventors: 이은재
Original assignee: 이은재
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-07-31
Also published as: KR20060006368A

Abstract

본 발명은 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성광석, 카오린, 산소 촉매제, 염화마그네슘, 나트륨 촉매제, 목초액 및 고형제를 균일하게 혼합하고, 이를 성형하고 고형(固形)화하여 포름알데히드, 휘발성 유기 화합물 및 기타 유해 물질을 흡착하고 제거하는 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 성광석 50～60 중량%, 카오린 10～15 중량%, 산소 촉매제 0.1～0.5 중량%, 염화마그네슘 2～3 중량%, 나트륨 촉매제 0.1～1 중량%, 목초액 2～15 중량% 및 고형제 10～30 중량%로 이루어진 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물을 제공한다

본 발명은 구입 비용이 저렴하면서 별도의 처리공정이 필요없이 원하는 장소에 두기만 하면 실내 공기 중의 포름알데히드와 휘발성 유기 화합물을 흡착하여 제거 효과가 우수한 새집증후군 원인물질 제거제를 제공할 수 있게 되었다.

포름알데히드, 휘발성 유기 화합물, 성광석, 카오린, 목초액

Description

포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물{Composition for elimination formaldehyde and volatile organic compound}

통상적으로 새집 증후군(sick house syndrome)은 세계 보건기구(WHO)의 정의에 의하면, 일종의 화학 물질 과민증의 일종으로 현대 건축물에서 주로 사용하는 건축자재와 접착제에서 발생되는 포름알데히드와 휘발성 유기 화합물(VOCs)로 인해 일반적으로 나타나는 이상 증세로 크게 "자극반응"과 "알레르기반응"으로 나눌수 있는 데, 자극 반응은 눈과 코, 후두점막이 자극을 받아 일어나는 증상으로 목이 쉬고, 두통이 생기거나 심리적인 피로감을 느끼게 하고, 드물게는 원인을 알 수 없는 알레르기성 질환들로 두드러기, 아토피 피부염, 기관지 천식 등을 발병시키거나 악화시키는 데, 이런 제반 증상을 총칭하여 새집 증후군이라고 규정하고 있으며, 특히 건축을 신축한 후 6개월 때 가장 많이 배출되는 데, 벽지, 마룻바닥, 타일등을 붙일 때 사용되는 접착제 등에서 시공 후 최장 10년까지 유해물질이 계속해서 방출되어 건강을 위해하는 요인으로 작용하는 것으로 알려져 있다.

한편, 상기 휘발성 유기화합물은 대기중 상온(섭씨 20도)에서 가스형태로 존재하는 유기화합물의 총칭으로, 밝혀진 숫자만도 수백 종에 달하고 대부분이 발암물질이 포함되어 있는데, 대표적으로는 벤젠을 비롯해 톨루엔, 클로로포름, 아세톤, 스틸렌, 포름알데히드 등이 잘 알려져 있다.

이러한 근거로 최근에 환경부는 새집증후군 예방을 위해 아파트 등 공동주택과 다중이용시설의 실내 공기 관리를 대폭 강화하는 내용의 「다중이용시설 등의 실내공기 질 관리법」에 대한 개정법을 시행하기로 하였는 데, 개정법에 따르면 30일부터 사업계획 승인을 받거나 건축허가를 신청하는100세대 이상 아파트나 주상복합주택, 연립주택을 건립할 때는 인체에 유해한 발암성 물질인 포름알데히드(HCHO)가 시간당 4㎍/㎡ 이상 뿜어져 나오는 접착제와 시간당 1.25㎍/㎡ 이상 배출되는 벽지·바닥재 등 일반자재를 향후 실내 인테리어에서는 사용할 수 없게 된다.

따라서, 건축자재에서 배출되는 포름알데히드 또는 휘발성 유기 화합물를 제거하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다.

그리고, 이러한 새집 증후군의 문제를 해결하기 위하여 최근에는 산화티타늄을 이용한 광촉매작용으로 포름알데히드와 휘발성 유기 화합물을 흡착 또는 분해하도록 하는 방법이 공지되어 있다.

그러나, 상기 광촉매를 바닥재나 벽지 등에 도포하여 시공하게 되면 전면에 걸쳐 처리를 해야되기 때문에, 처리 공정이 복잡하고 비용이 상당히 고가(高價)인 문제점이 있다.

이에, 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 별도의 처리공정이 필요없고 비용이 저렴하면서 포름알데히드, 휘발성 유기 화합물의 제거 효과가 우수한 물질을 개발하고자 하였으며, 성광석, 카오린 및 목초액의 원적외선과 음이온 효과 및 흡착력에 착안하여 상기 성분의 적절한 배합을 통해 포름알데히드와 휘발성 유기 화합물의 제거효과가 매우 우수한 물질을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 성광석, 카오린, 목초액을 포함하여 이루어진 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 성광석 50～60 중량%, 카오린 10～15 중량%, 산소 촉매제 0.1～0.5 중량%, 염화마그네슘 2～3 중량%, 나트륨 촉매제 0.1～1 중량%, 목초액 2～15 중량% 및 고형제 10～30 중량%로 이루어진 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.

또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기 로 한다.

본 발명은 성광석, 카오린, 산소촉매, 염화마그네슘, 염화나트륨, 목초액 및 고형제로 조성물을 사용하여 새집증후군의 원인물질인 포름알데히드과 휘발성 유기화합물 및 악취 등을 흡착하고 분해하거나 유해 미생물에 대한 항균력을 발휘하여 실내공간의 공기를 정화하는 것이다.

본 발명에서 사용되는 성광석은 수정, 석영, 패그마나이트, 형석과 휘발성광물, 다공질 광물을 혼합하여 우수한 원적외선 방사와 음이온, 흡착력, 항균력을 극대화시킨 광물로, 이러한 성광석의 특성은 건물 내 공기에 부유하는 포름알데히드, 휘발성 유기 화합물, 미생물 및 기타 유해 물질을 흡착 또는 제거할 수 있게 하고 카오린과 더불어 조성물의 형상을 제조하는 데 성형성을 갖게 하는 역할을 한다.

이때, 성광석은 본 발명의 조성물에서 50～60 중량%를 사용하는 데, 이는 50 중량% 미만으로 사용하는 경우에는 원적외선 방사량 및 음이온 방출량이 줄어들어 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거 효율이 저하되고, 60 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 사용량에 비하여 효과의 차이가 거의 없기 때문이다.

그리고, 상기 카오린은 규석과 장석이 주성분이며, 이외에 게르마늄이 함유되어 있는데, 성광석의 흡착력, 탈취력, 원적외선 방사 및 열전도율의 기능에 시너지 효과를 갖게 하며, 조성물에서 소정의 형상이 되게 하는 성형성을 갖게 한다.

이때, 상기 카오린은 10～15 중량%를 사용하는 데, 이는 10 중량% 미만으로 사용하면 성광석과 더불어 원적외선 방사, 음이온 방출, 항균력 및 흡착력의 시너지 효과가 미미되고, 15 중량%를 초과하여 사용하면 사용량에 비하여 시너지 효과 에 차이가 거의 없기 때문이다.

그리고, 본 발명에서 사용되는 산소 촉매제는 산화성이 강한 산소를 발생시키고, 산화성이 강한 산소는 조성물로 흡착된 독성 물질을 화학적으로 결합되어, 독성이 없는 다른 물질을 만드는 역할을 하는 데, 빛, 전기 및 열 등의 외부 도움 없이 촉매 반응을 나타내는 특징으로 가지며, 유·무기 게르마늄을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 산소 촉매제는 0.1～0.5 중량%를 사용하는 데, 이는 0.1 중량% 미만을 사용하면 산소에 대한 촉매 효과가 미미하고 0.5중량% 를 초과하면 사용량에 비해 촉매 효과에 차이가 없기때문이다.

그리고, 상기 산소 촉매제는 수산화나트륨, 탄산수소나트륨, 또는 염화나트륨를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 염화마그네슘은 주변의 수분을 흡수하여 유해물질이 흡착되어 중화나 분해반응 시 원활하게 이루어지도록 하고, 산소 촉매제와 나트륨 촉매제를 안정화 시키는 역할을 한다.

이때, 본 발명에서는 염화마그네슘을 2～3 중량% 사용하는 데, 이는 2 중량% 미만을 사용하게 되면 수분 흡수력이 저감되고, 3 중량%를 초과하면 사용량만 늘어날 뿐 그 효과에서는 차이가 없기 때문이다.

또한, 본 발명에서 사용되는 나트륨 촉매제는 주변의 수분으로부터 알데히드 화합물과 축합반응 촉매작용을 하여 일부 알데히드 화합물을 중화하거나 산소 촉매제의 촉매반응을 안정화시키는 역할을 하기 위하여, 0.1～1 중량%를 사용하는 데, 수산화나트륨, 탄산수소나트륨, 또는 염화나트륨을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 0.1 중량% 미만을 사용하면 상술한 효과가 미미하고, 1 중량%를 초과하면 사용량만 늘어날 뿐 그 효과에서는 차이가 없기때문이다.

그리고, 상기 목초액은 살균 및 항균 작용과 유기물의 탈취를 위하여 2 ～15 중량%를 사용하는 데, 이때 목초액의 원액 함량이 25～35%의 목초액 수용액을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 2 중량% 미만을 사용하면 목초액의 효과가 미미하고, 15 중량%를 초과하면 사용량 초과에 따른 상승효과가 거의 없기 때문이다.

마지막으로, 상기 상술한 본 발명의 구성성분과 사용량은 새집증후군의 원인 물질인 포름알데히드과 휘발성 유기화합물 및 악취 등을 흡착하고 분해하거나 유해미생물에 대한 항균력을 최대한으로 발휘하기 때문에 나머지 분량은 성광석과 카오린의 효과에 도움을 주거나 방해하지 않으면서 성형성을 가진 고형제를 사용하는데, 이때 고형제로 제올라이트, 점토 또는 일라이트를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 조성물의 성형시 구성성분의 수분 함량에 따라 작업성이 저하될 수 있으므로 물을 적절량 첨가하여 성형할 수 있다.

이때, 본 발명의 조성물은 원형, 구형 또는 타원형으로 성형하여 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 구성성분과 성분별 사용량을 넣고, 균일하게 혼합한 다음 소정의 형상으로 성형하고, 이를 적절한 용기에 담아서 건물 내부의 일정 범위에 놓고 사용하도록 한다.

이때, 5평 공간 기준에 본 발명의 조성물 400～450g을 놓아두어 사용하는 것 이 바람직하며, 조성물 크기에 맞게 담을 수 있는 용기라면 어느 용기를 사용해도 무방하다.

그리고, 본 발명의 조성물은 일정 공간에서 놓아두고 사용하게 되면 6～12개월정도의 사용기간을 가지고 있는 데, 교체시기는 본 발명의 조성물에 흡착된 포름알데히드와 기타 휘발성 유기 화합물이 흰 먼지처럼 보이기 시작하면 바꾸어 줄 수 있으며, 상기 흰 물질을 덜어내어 제거하면, 즉시 재 사용이 가능하여 반 영구적으로 사용할 수 도 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 그 상층면이 항상 촉촉해질 정도로 수분을 공급해 주는 것이 바람직하다. 이는 함수률이 촉촉한 정도가 되면 흡착능이 가장 우수하기 때문이다.

이하, 본 발명의 실시예와 실험예를 통하여 보다 더 상세히 설명하고자 한다. 단, 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

성광석 55 중량%, 카오린 10 중량%, 게르마늄 0.5 중량%, 수산화나트륨 0.1 중량%, 염화마그네슘 3 중량%, 목초액 2 중량%(이때, 35%의 목초액 수용액을 사용), 일라이트 29.4 중량%의 조성비가 되게 넣고 균일하게 혼합한 다음, 450g의 혼합물을 타원형 모양의 성형기에 투입하고 압착하여, 본 발명의 조성물을 완성하였다.

이때, 성광석은 대한민국 강원도 소재 성광석 광산에서 채취한 것을 사용하였으며, 상기 성광석의 주요성분과 함량은 하기 표 1에 나타내었다(한국자원연구 소).

[실시예 2]

성광석 60 중량%, 카오린 12 중량%, 게르마늄 0.1 중량%, 수산화나트륨 0.5 중량%, 염화마그네슘 2 중량%, 목초액 15 중량%(이때, 25%의 목초액 수용액을 사용), 일라이트 10.4 중량%의 조성비가 되게 넣고 균일하게 혼합한 다음, 450g의 혼합물을 타원형 모양의 성형기에 투입하고 압착하여, 본 발명의 조성물을 완성하였다.

이때, 상기 성광석은 상기 실시예 1과 동일한 성광석을 사용하였다.

[실험예 1] 포름알데히드 탈취력

본 실험예는 본 발명의 조성물이 포름알데히드에 대한 탈취 효과가 있는 지를 확인하고자, 한국생활환경시험연구원에 의뢰하여 포름알데히드의 탈취력을 측정하였다.

이때, 실험방법은 탈취용기 5ℓ에서 상기 실시예 1의 조성물 450g을 넣고 GR 9002(2001)에 준하여 수행하였다.

이의 결과, 하기 표 2에 나타난 바와 같이 포름알데히드에 대한 탈취 효과는 5시간 경과한 후, 95%를 제거하는 것을 알 수 있었다(농도는 포름알데히드 농도를 나타낸 것임).

[실험예 2] 암모니아 탈취력

본 실험예는 본 발명의 조성물이 암모니아에 대한 탈취 효과가 있는 지를 확인하고자, 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 암모니아의 탈취력을 측정하였다.

이때, 실험방법은 KFLA-FI-1004 방법에 준하여 가스 검지관을 통하여 암모니아의 농도를 측정하였으며, 이의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

한편, 상기 블랭크(blank)는 본 발명의 조성물을 넣지 않은 상태에서 측정한 결과를 나타낸 것이다.

[실험예 3] 원적외선 방사 에너지

본 실험예는 본 발명의 조성물이 방사하는 원적외선의 방출량을 알아보고자, 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 원적외선의 방사율과 방사에너지를 측정하였다.

이때, 시료는 상기 실시예 1의 조성물을 사용하였으며, 37℃에서 FT-IR 스펙트로메타(spectrometer)를 이용한 블랙바디(Black body)대비 측정결과를 하기 표 4에 나타내었다.

[실험예 4] 음이온 방출랑

본 실험예는 본 발명의 조성물이 방출하는 음이온의 양을 알아보고자, 한국원적외선응용평가원에 의뢰하여 음이온의 단위체적당 음이온수를 측정하였다.

이때, 실험방법은 상기 실시예 1의 조성물 50g에 대한 KFLA-FI-1042 방법에 준하여 측정하였으며, 전하입자 측정 장치의 조건은 실내온도 27℃, 습도 46%, 대기중 음이온수 106/cc로 한 다음 측정대상물에서 방출하는 음이온을 측정하여 단위체적당 이온수로 표시하였다.

이의 결과 단위체적당 음이온수는 520(ION/cc)로 측정되었다.

[실험예 5] 항균력

본 실험예는 본 발명의 조성물이 유해 균주에 대한 항균력을 확인하고자, 한국원적외선응용평가연구원에 의뢰하여 대장균 및 녹농균에 대한 항균력을 측정하였 다.

이때, 실험방법은 상기 실시예 1의 조성물을 배지에 첨가하고, KFLA-FI-1002에 준하여 수행하였으며, 사용균주는 대장균 ATCC 25922(E-coli ATCC 25922)와 슈도모나스 애루지노사 ATCC 15442(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442)를 사용하였다.

이의 결과는 하기 표 5와 같이 대장균에 대한 항균력은 96%, 녹농균에 대한 항균력은 90.6%로 나타났다.

이상과 같이, 본 발명은 구입 비용이 저렴하면서 별도의 처리공정이 필요없이 원하는 장소에 두기만 하면 실내 공기 중의 포름알데히드와 휘발성 유기화합물을 흡착하여 제거 효과가 우수한 새집증후군 원인물질 제거제를 제공할 수 있게 되었다.

뿐만아니라, 다른 유해 물질과 악취에 대한 탈취력과 유해 미생물에 대한 억제 효과를 가지고 있기 때문에 실내용 공기 정화제 분야로 진출 시 파급효과가 클 것으로 예상된다.

Claims

성광석 50～60 중량%, 카오린 10～15 중량%, 산소 촉매제 0.1～0.5 중량%, 염화마그네슘 2～3 중량%, 나트륨 촉매제 0.1～1 중량%, 목초액 2 ～15 중량% 및 고형제 10～30 중량%로 이루어진 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 성광석과 카오린의 평균 입자는 0.1～0.3mm인 것을 특징으로 하는 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물.
제 1 항에 있어서,

나트륨 촉매제는 수산화나트륨, 탄산수소나트륨, 또는 염화나트륨인 것을 특징으로 하는 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 고형제는 제올라이트, 점토 또는 일라이트인 것을 특징으로 하는 포름알데히드 및 휘발성 유기 화합물의 제거용 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 목초액은 25～35%의 목초액 수용액인 것을 특징으로 하는 휘발성 유기화합물의 흡착 및 제거용 조성물.