KR101856971B1

KR101856971B1 - TiO2 졸과 유기산 발효액이 함유된 새집증후군 제거제의 제조방법

Info

Publication number: KR101856971B1
Application number: KR1020160174744A
Authority: KR
Inventors: 윤성현; 김영규
Original assignee: (주) 클레어; 엔비넷 주식회사
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-05-15

Abstract

본 발명은 이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)과 유기산 발효액이 항뮤된 새집증후군 제거제의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 (a) 음식물을 발효시키는 단계; (b) 상기 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계; 및 (c) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계를 포함하는 이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)과 유기산 발효액이 항뮤된 새집증후군 제거제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 감, 사과, 오렌지, 배 등의 과일, 쌀, 보리, 현미 등의 곡류를 포함하는 음식물을 재활용하며 제조한 발효유기산-TiO₂ 광촉매졸은 형광등이나 전열등의 가시광선이 없는 영역에서도 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 효율적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 가시광선이 있을 경우, 벽지나 장식장, 플라스틱, 폴리프로필렌 등의 인조물질, 커튼, 섬유, 세제, 포장지, 건축자재 등에서 발생하는 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 더 효과적으로 제거할 수 있어 유용하다.

Description

TiO2 졸과 유기산 발효액이 함유된 새집증후군 제거제의 제조방법 {Method for preparing Sickhouse Syndrome Remover by combining with Photocatalyst and Fermented Acid}

본 발명은 이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)과 유기산 발효액이 항뮤된 새집증후군 제거제의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 (a) 음식물 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계; 및 (b) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계를 포함하는 이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)과 유기산 발효액이 항뮤된 새집증후군 제거제의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 "새집증후군"이란 화학물질이 복합적으로 작용하여 실내에 거주하는 사람의 인체에 유해한 영향을 미치는 현상을 말한다.

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 유기화합물(VOCs)로 인해 일반적으로 나타나는 이상 증세로 크게 "자극반응"과 "알레르기반응"으로 나눌수 있는데,자극 반응은 눈과 코,후두 점막이 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, 타일 등을 붙일 때 사용되는 접착제 등에서 시공 후 최장 10년까지 유해물질이 계속해서 방출되어 건강을 위해하는 요인으로 알려져 있다.

이러한 현상은 새집이나, 수리한 집에 들어가 살면서 전에 없었던 두통이나 천식, 아토피성 피부염 등의 알레르기성 질환에 걸리는 경우를 총칭하여 새집증후군이라고 말하며, 1980년대에 접어들면서 인식되기 시작하였다.

주로 이 증후군은 건축내장재로부터 방출되는 포름알데히드, 유기용제, 가스 및 먼지 등의 환경오염물질을 비롯하여 화장품, 담배, 세탁된 의복, 염화비닐, 인쇄물의 잉크에서 배출되는 가스상 물질 등이 주요한원인으로 제시되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 있어 왔다.

예를 들면, 국내공개특허공보 공개번호 제10-2006-0035145호에는 (A) 물 30- 35 중량%, 산성백토 0.6 ∼1 중량%, 셀룰로오즈계 증점제 0.5∼0.8 중량%, 방부재 0.3∼0.35 중량%, 이산화티타늄 0.5∼1.5 중량% 및 폴리카르복실산 나트륨 0.3∼0.7 중량%를 혼합하는 단계와; (B) 상기 (A) 단계의 혼합물에 325∼400 매쉬의 도석 22∼30 중량%, 납석 13∼ 20중량%, 탄산칼슘 19-25 중량%를 넣고 혼합하는 단계; 및 (C) 상기 (B) 단계의 혼합물에 아크릴 수지 11∼20 중량%를 넣고 혼합하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물 내·외장재용 무독성 마감재의 제조방법이 공개되어 있고,

공개번호 제10-2004-64656호에는 산화아연, 이산화망간, 산성백토, 자철석으로 구성된 휘발성 유기화합물 흡착 및 분해용 혼합물이 기술되어 있으나, 새집증후군의 주된 원인인 포름알데히드를 획기적으로 제거하는 방법은 아직 알려지지 않은 실정이다.

포름알데히드를 제거하는 방법으로 입주할 때 열을 가하여 날려 보내는 방법, 환기방법, 광촉매 등을 사용하는 방법등이 사용되고 있으나 사용이 멈추면 다시 포름알데히드가 발생하는 문제점이 지적되고 있다. 종래 기술로 태양광에너지나 자외선의 에너지를 받으면 산화력을 지닌 Hydroxyl Radical(OH)을 생성시켜 미생물을 살균하거나 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 광촉매에 관한 것은 다수 알려져 있으나, 자외선을 받아야 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거할 수 있어, 활용 범위가 제한적인 단점이 있다.

이러한 배경하에 본 발명자들은 발효유기산과 이산화티타늄이 공침된 새집 증후군 제거제를 제조하기 위해 예의 노력한 결과, 음식물을 발효시켜 유기산을 제조한 뒤, 상기 유기산 혼합액에 이산화티타늄을 공침시킨 다음, 강산을 첨가하여 교반할 경우, 발효유기산-이산화티타늄 졸이 생성될 뿐만 아니라, 상기 물질이 포름알데하이드 및 휘발성 유기물질(VOC)를 효과적으로 제거할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 환성하였다.

본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.

본 발명의 목적은 TiO₂졸과 유기산 발효액이 함유된 새집증후군 제거제의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 음식물 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계; 및 (b) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계를 포함하는 이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)과 유기산 발효액이 항유된 새집증후군 제거제의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, (a) 음식물을 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계; (b) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계; 및 (c) TiO₂, ZnO, AgO 및 CuO를 포함하는 금속 혼합물 및 바인더를 용해시킨 다음, 상기 발효유기산-TiO₂ 졸과 혼합하는 단계를 포함하는 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 발효유기산-이산화티타늄 졸(TiO₂ sol) 함유 새집 증후군 제거제의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 감, 사과, 오렌지, 배 등의 과일, 쌀, 보리, 현미 등의 곡류를 포함하는 음식물을 재활용하며 제조한 발효유기산-TiO₂ 광촉매졸은 형광등이나 전열등의 가시광선이 없는 영역에서도 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 효율적으로 제거할 수 있다. 가시광선이 있을 경우, 벽지나 장식장, 플라스틱, 폴리프로필렌 등의 인조물질, 커튼, 섬유, 세제, 포장지, 건축자재 등에서 발생하는 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 더 효과적으로 제거할 수 있어 유용하다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명의 일 실시예에서는 감, 사과, 오렌지, 배 등의 과일, 쌀, 보리, 현미 등의 곡류를 포함하는 음식물을 혐기성 소화조시킨 탈리액을 교반하면서 30-50^oC로 10일간 유기산 발효미생물로 혐기성 소화시켜 발효시킨 유기산인 0.1-3M의 프로피온산, 부틸산, 아세트산 혼합액을 0.1-5M의 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄)를 40-50^oC에서 30-40rpm으로 교반하면서 공침시켰다.

그 뒤, 상기 발효유기산과 티타늄 이소프로폭사이드가 용해된 유기용매에 증류수를 첨가한 다음, 0.1-3M의 강산을 첨가하면서 반응시켜 발효유기산-TiO₂ 졸을 수득하여, 포름알데히드의 분해능을 검출한 결과 그 효과가 매우 뛰어난 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서, (a) 음식물 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계; 및 (b) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계를 포함하는 이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)과 유기산 발효액이 함유된 새집증후군 제거제의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, (a) 음식물 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계; (b) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계; 및 (c) TiO₂, ZnO, AgO 및 CuO를 포함하는 금속 혼합물 및 바인더를 용해시킨 다음, 상기 발효유기산-TiO 졸과 혼합하는 단계를 포함하는 새집증후군 제거제의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기의 방법으로 제조된 TiO₂ 광촉매 졸에 금속혼합물이 공침되어 있는 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 상기 가시광선에 의해 활성화되는 광촉매를 벽지, 장식장, 플라스틱, 유리, 폴리프로필렌, 인공꽃, 커튼, 섬유, 세제, 포장지 또는 건축자재에 살포, 도포 또는 디핑하는 것을 특징으로 하는 포름알데하이드 및 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 음식물은 미생물에 의해 유기산으로 발효될 수 있는 물질이면 모두 이용가능하나, 바람직하게는 감, 사과, 오렌지, 배 등의 과일, 쌀, 보리, 현미 등의 곡류로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 이산화티타늄은 티타늄 이소프로폭사이드인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 발효유기산은 음식물이 미생물에 의해 분해되어 발생하는 유기산이면 모두 이용가능하며, 바람직하게는 프로피온산, 부틸산 및 아세트산의 혼합액인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 강산은 pH 4.0 이하의 산 용액이면 모두 이용가능하며, 바람직하게는 황산, 질산, 염산, 브로민화 수소산, 아이오딘화 수소산, 과염소산 및 인산으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 바인더는 금속 혼합물을 광촉매와 결합시키는 기능을 하는 화합물은 모두 이용가능하며, 바람직하게는 유기 바인더 또는 무기 바인더 일 수 있고, 더욱 바람직하게는 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 또는 아미노프로필트레옥실실란 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 새집 증후군 제거제는 향기 물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 향기 물질은 솔 향, 피톤치드, 오이향, 레몬향, 레몬라임향, 복숭아향, 딸기향, 사과향, 포도향, 체리향, 바닐라향, 모과향, 유자향, 오렌지향, 장미향, 로즈마리향, 솔향, 허브향, 포퓨리향, 아카시아향, 후리지아향, 후로랄향, 라일락향, 백합향, 숲향, 헤즐럿향, 민트향, 풀꽃향, 라벤더향, 박하향, 녹차향 및 자스민향으로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1. 가시광선 광촉매의 제조

감등의 과일, 쌀등의 곡류를 포함하는 음식물을 혐기성 소화조시킨 탈리액을 교반하면서 40도로 10일간 유기산 발효미생물로 혐기성 소화시킨 1.0M의 프로피온산, 부틸산, 아세트산 발효혼합액을 0.5M의 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH₃)₂)₄)를 혼합하고 40-50도에서 30-40rpm으로 교반하면서 공침시켜 포름알데히드를 제거하는 실험을 수행한 결과, 1시간 후, 포름알데히드의 경우 90%가 제거되는 것을 확인하였다.

분해제에 의한 포름알데히드와 벤젠제거

구 분	분석시료	시 간(분)
구 분	분석시료	초기	5	15	30	60
탈취율(%)	포름알데히드	0	80.6	82.0	84.8	90.0
탈취율(%)	벤젠	0	50.9	52.9	53.2	54.8

상기 시험에서 시험편크기는 10×10㎠ 이고, 시험가스는 포름알데히드 및 벤젠이었으며, 각각 1㎕씩 주입하였고, 2 L의 시험용기에서 테스트하였으며, 탈취율은 하기의 수식 1로 계산하였다.

수식 1(탈취율) : [(Cb-Cs)/Cb]×100

여기서, Cb는 Blank, 각 시간 경과후 시험용기 안에 남아 있는 시험가스의 농도를 의미하며, Cs는 시료, 각 시간 경과후 시험용기 안에 남아 있는 시험가스의 농도를 의미한다.

실시예 2. 향기나는 가시광선 광촉매의 제조 및 지속시간 확인

실시예 1에서 제조한 발효유기산-TiO2졸에 솔향 및 피톤치드 추출물 원액을 각각 1ml 씩 혼합하여 향기나는 가시광선 광촉매를 제조하였다.

그 향기의 지속시간을 측정한 결과, 10일간 향기가 지속되는 것을 확인하였다.

실시예 3. 가시광선 광촉매의 포름알데하이드 및 암모니아 분해능

실시예 1에서 제조한 발효유기산-TiO2졸에 ZnO, AgO를 함유하는 금속혼합물 및 바인더를 유기용매에 용해시킨 다음, 혼합하여 새집증후군 분해제를 제조하였다.

실시예 1의 방법으로 상기 분해제의 포름알데히드 분해율을 측정한 결과, 1시간 및 3시간 후에 각각 58.6% 및 88.5%가 나타나는 것을 확인하였다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

다음의 단계를 포함하는 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 발효유기산-이산화티타늄 졸(TiO₂ sol)의 제조방법:
(a) 음식물 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계; 및
(b) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계.
다음의 단계를 포함하는 포름알데하이드와 휘발성 유기물질(VOC)을 제거하는 발효유기산-이산화티타늄 졸(TiO₂ sol) 함유 새집 증후군 제거제의 제조방법:
(a) 음식물 발효액에 이산화티타늄을 교반하여 공침시키는 단계;
(b) 상기 교반액에 증류수와 강산을 첨가하여 발효유기산-TiO₂졸을 수득하는 단계; 및
(c) TiO₂, ZnO, AgO 및 CuO를 포함하는 금속 혼합물 및 바인더를 용해시킨 다음, 상기 발효유기산-TiO₂ 졸과 혼합하는 단계.
제2항에 있어서, 상기 (c) 단계의 용해시, 향기 물질을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 향기 물질은 솔 향, 피톤치드, 오이향, 레몬향, 레몬라임향, 복숭아향, 딸기향, 사과향, 포도향, 체리향, 바닐라향, 모과향, 유자향, 오렌지향, 장미향, 로즈마리향, 솔향, 허브향, 포퓨리향, 아카시아향, 후리지아향, 후로랄향, 라일락향, 백합향, 숲향, 헤즐럿향, 민트향, 풀꽃향, 라벤더향, 박하향, 녹차향 및 자스민향으로 구성된 군에서 선택되는 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.