목차
나노은을 이용한 저수조 항균 코팅제에 관한 연구 / 박정제 ; 권태혁 ; 최정화 ; 진수영 ; 김선애 ; 강기화 ; 백귀선 ; 백원섭 1
ABSTRACT 1
목차 3
제1장 연구개요 9
1.1. 연구배경 및 필요성 9
1.2. 연구목적 및 내용 10
1.3. 연구범위 및 구성 11
1.4. 기대효과 12
제2장 저수조 재질과 도장재료의 특성조사 13
2.1. 저수조 재질 종류와 특성 13
2.1.1. 콘크리트 저수조 13
2.1.2. 강판 저수조 13
2.1.3. FRP(Fiberglass Reinforced Plastics) 저수조 14
2.1.4. PE(PolyEthylene) 저수조 14
2.1.5. SMC(Sheet Molding Compound) 저수조 15
2.1.6. STS(Stainless Steel) 스테인레스강 저수조 15
2.1.7. P.D.F, H.D.P.E 저수조 17
2.2. 저수조 도장재의 종류와 특성 17
2.2.1. 저수조 도장재의 특수성 17
2.2.2. 저수조 도장재의 종류 19
2.2.3. 저수조 도장재료에 의한 영향 21
제3장 나노은(Nano Silver)의 특성조사 27
3.1. 나노은의 연구배경 및 특징 27
3.2. 나노은의 제조 방법 29
3.2.1. 콜로이드(Colloid)형 나노 실버 29
3.2.2. 분말형(Powder) 나노 실버 30
3.3. 나노은의 항균 메커니즘 31
제4장 황토의 특성 조사 33
4.1. 토양의 일반적 특성 33
4.2. 황토의 정의 34
4.3. 황토의 구성 광물 35
4.4. 황토의 효능 37
4.5. 황토의 일반적 특성 40
4.5.1. 물리적 특성 40
4.5.2. 화학적 특성 41
4.5.3. 생물학적 특성 41
4.6. 황토의 유해성 실험결과 43
4.7. 황토의 원적외선 방사율 분석 결과 43
4.8. 황토의 가공 44
4.8.1. 황토 입도 분리 방법 44
4.8.2. 황토 정제 후 입자 형태 45
4.9. 수성 에멀젼 46
4.9.1. 수성 에멀젼의 물리적 특성 및 구성 성분 46
4.9.2. 수성 에멀젼의 활성탄 흡착처리 48
4.10. 세라믹스 48
4.10.1. 세라믹 코팅제 일반 성상 및 물성 49
4.10.2. 세라믹 코팅제 화학적 조성 50
제5장 에폭시와 친환경 도장재의 용출실험 분석 52
5.1. 에폭시 도장재를 사용한 저수조의 용출실험 52
5.1.1. 실험조건 및 분석방법 52
5.1.2. 실험 결과 55
5.1.3. 결과 및 고찰 66
5.2. 친환경 도장재를 사용한 저수조의 용출실험 68
5.2.1. 실험재료 및 분석방법 68
5.2.2. 실험 결과 69
5.2.3. 결과 및 고찰 74
제6장 나노은 코팅제의 항균 실험 분석 76
6.1. 에폭시 소재와 나노은 합성 후 항균 실험 76
6.1.1. 실험조건 및 방법 76
6.1.2. 세균배양 및 계수 실험 76
6.1.3. 균주별 은나노 코팅제의 실험평가 78
6.1.4. 결과 및 고찰 84
6.2. 친환경 소재와 나노은 합성 후 항균 실험 85
6.2.1. 실험 조건 및 방법 85
6.2.2. 세균배양 및 계수 실험 86
6.2.3. 균주별 은나노 코팅제의 실험평가 86
6.2.4. 결과 및 고찰 92
제7장 결론 95
참고문헌 97
〈표 1-1〉 연구범위 및 내용 11
〈표 2-1〉 스테인레스 저수조의 종류 16
〈표 2-2〉 스테인레스 재질별 특성 16
〈표 2-3〉 무용제 에폭시합성수지도료의 특성 20
〈표 2-4〉 먹는물 수질기준 ('02.6.21 제정, '02.7.1시행) 21
〈표 2-5〉 먹는물 수질 감시항목(2004.12.6개정, 2005.3/4시행) 24
〈표 2-6〉 유해유기물질인 휘발성 유기물질(VOCs) 25
〈표 2-7〉 유기물에 대한 최대오염물질기준목표(AWWA) 25
〈표 2-8〉 도장재료별 용출실험 결과(2002년 한국건설기술연구원) 26
〈표 4-1〉 점토 광물의 활용과 특성 37
〈표 4-2〉 황토의 대표적 이용사례 40
〈표 4-3〉 황토의 중금속 및 유해물질 분석결과 43
〈표 4-4〉 원적외선 방사율 시험 결과 43
〈표 4-5〉 정제된 황토의 구성 성분 46
〈표 4-6〉 폴리아크릴릭에스테르계에멀젼의 물리적 특성 47
〈표 4-7〉 수성 에멀젼의 주요 구성 성분 47
〈표 4-8〉 THC-100, THC-200의 일반성상 49
〈표 4-9〉 THC-100, THC-200의 물성 49
〈표 5-1〉 GC 분석조건 54
〈표 5-2〉 GC/MS의 분석조건 55
〈표 5-3〉 에폭시 도료의 용출실험 결과 56
〈표 5-4〉 에폭시 도료의 BTEX 용출 실험 결과(24시간~48시간) 57
〈표 5-5〉 에폭시 도료 BTEX 용출 실험 결과(7 day) 58
〈표 5-6〉 액상 에폭시 코팅제에서 발견된 유기물질 61
〈표 5-7〉 GC/MS로 확인된 액상 에폭시 검출물질 63
〈표 5-8〉 Dibutyl Phthalate의 영향 평가(물리 · 화학적 특성) 64
〈표 5-9〉 Dibutyl Phthalate의 영향 평가(위험 유해성) 65
〈표 5-10〉 Dibutyl Phthalate의 영향 평가(안정성 및 반응성) 65
〈표 5-11〉 Dibutyl Phthalate의 영향 평가(독성에 관한 정보) 65
〈표 5-12〉 Dibutyl Phthalate의 영향 평가(환경독성) 65
〈표 5-13〉 Dibutyl Phthalate의 영향 평가(법적 규제현황) 66
〈표 5-14〉 친환경 코팅제의 용출 실험 결과 70
〈표 5-15〉 친환경 소재 중금속 용출 실험 결과 71
〈표 5-16〉 GC/MS로 확인된 친환경 코팅제 검출물질 72
〈표 5-17〉 GC/MS로 확인된 검출물질 74
〈표 6-1〉 실험에 사용된 나노은의 특성 76
〈표 6-2〉 미생물 분석기기 77
〈표 6-3〉 황색포도상구균의 나노은 함량별 실험결과 78
〈표 6-4〉 대장균의 나노은 함량별 실험결과 79
〈표 6-5〉 살모넬라균의 나노은 함량별 실험결과 81
〈표 6-6〉 실험에 사용된 나노은의 특성 85
〈표 6-7〉 대장균의 나노은 함량별 실험결과(황토) 86
〈표 6-8〉 대장균의 나노은 함량별 실험결과(세라믹) 87
〈표 6-9〉 살모넬라균의 나노은 함량별 실험결과(황토) 88
〈표 6-10〉 살모넬라의 나노은 함량별 실험결과(세라믹) 89
〈표 6-11〉 바실러스의 나노은 함량별 실험결과(황토) 90
〈표 6-12〉 바실러스의 나노은 함량별 실험결과(세라믹) 91
〈그림 2-1〉 에폭시 수지의 구조(Bisphenol-A) 18
〈그림 2-2〉 에폭시를 기초로하는 비닐에스터 수지의 구조 18
〈그림 2-3〉 경화된 에폭시 수지의 구조 19
〈그림 3-1〉 입자의 크기와 농도에 따른 효능 28
〈그림 3-2〉 은나노 입자의 생성과정 29
〈그림 3-3〉 TEM Image of Colloid Silver 30
〈그림 3-4〉 SEM Image of Powder Silver 31
〈그림 4-1〉 토양단면 34
〈그림 4-2〉 황토 정제를 위한 반응기 모식도 45
〈그림 4-3〉 정제된 황토의 SEM 영상 46
〈그림 4-4〉 폴리아크릴릭에스테르계에멀젼의 화학 구조 47
〈그림 4-5〉 수성 에멀젼의 활성탄 흡착처리 모식도 48
〈그림 4-6〉 모노 실란의 화학적 구조 51
〈그림 5-1〉 저수조 모형 52
〈그림 5-2〉 24시간 후의 용출실험결과 56
〈그림 5-3〉 48시간 후의 용출실험결과 56
〈그림 5-4〉 12시간 후 BTEX 용출실험 58
〈그림 5-5〉 48시간 후 BTEX 용출실험 58
〈그림 5-6〉 GC/MS 분석 그래프 A사 59
〈그림 5-7〉 GC/MS 분석 그래프 B사 59
〈그림 5-8〉 GC/MS 분석 그래프 C사 60
〈그림 5-9〉 GC/MS 분석 그래프 D사 60
〈그림 5-10〉 액상 에폭시 코팅제에서 발견된 유기화합물 구조식 63
〈그림 5-11〉 친환경 코팅제로 도장된 모형 저수조 68
〈그림 5-12〉 24시간 후의 용출실험결과 70
〈그림 5-13〉 48시간 후의 용출실험결과 70
〈그림 5-14〉 황토 소재 GC/MS 분석 그래프 72
〈그림 5-15〉 세라믹 소재 GC/MS 분석 그래프 73
〈그림 5-16〉 백색시멘트 소재 GC/MS 분석 그래프 73
〈그림 5-17〉 GC/MS로 확인된 검출 물질 화학 구조식 74
〈그림 6-1〉 황색포도상구균의 나노은 함량별 실험 결과 78
〈그림 6-2〉 황색포도상구균의 살균력(0.0%) 78
〈그림 6-3〉 황색포도상구균의 살균력(0.5%) 78
〈그림 6-4〉 황색포도상구균의 살균력(1.0%) 79
〈그림 6-5〉 황색포도상구균의 살균력(5.0%) 79
〈그림 6-6〉 황색포도상구균의 살균력 79
〈그림 6-7〉 대장균의 나노은 함량별 실험결과 80
〈그림 6-8〉 대장균의 살균력(0.0%) 80
〈그림 6-9〉 대장균의 살균력(0.5%) 80
〈그림 6-10〉 대장균의 살균력(1.0%) 80
〈그림 6-11〉 대장균의 살균력(5.0%) 80
〈그림 6-12〉 대장균의 살균력 81
〈그림 6-13〉 살모넬라의 나노은 함량별 실험결과 81
〈그림 6-14〉 살모넬라균의 살균력(0.0%) 82
〈그림 6-15〉 살모넬라균의 살균력(0.5%) 82
〈그림 6-16〉 살모넬라균의 살균력(1.0%) 82
〈그림 6-17〉 살모넬라균의 살균력(5.0%) 82
〈그림 6-18〉 살모넬라균의 살균력 82
〈그림 6-19〉 황색포도상구균 배지(0% 은나노 코팅) 83
〈그림 6-20〉 황색포도상구균 배지(5% 은나노 코팅) 83
〈그림 6-21〉 대장균 배지(0% 은나노 코팅) 83
〈그림 6-22〉 대장균 배지(5% 은나노 코팅) 83
〈그림 6-23〉 살모넬라 배지(0% 은나노 코팅) 83
〈그림 6-24〉 살모넬라 배지(5% 은나노 코팅) 83
〈그림 6-25〉 대장균의 나노은 함량별 균수와 살균력(황토) 87
〈그림 6-26〉 대장균의 나노은 함량별 균수와 살균력(세라믹) 87
〈그림 6-27〉 대장균배지 콜로니 결과(황토) 88
〈그림 6-28〉 살모넬라의 나노은 함량별 균수와 살균력(황토) 89
〈그림 6-29〉 살모넬라의 나노은 함량별 균수와 살균력(세라믹) 89
〈그림 6-30〉 살모넬라균 배지 콜로니 결과(세라믹) 90
〈그림 6-31〉 바실러스의 나노은 함량별 균수와 살균력(황토) 91
〈그림 6-32〉 바실러스의 나노은 함량별 균수와 살균력(세라믹) 91
〈그림 6-33〉 바실러스균 배지 콜로니 결과(황토) 92