KR100577752B1 - A Deodorizing Material comprising a Titanium Dioxide Layer and a layer that contains a Light Absorbing Substrate - Google Patents

A Deodorizing Material comprising a Titanium Dioxide Layer and a layer that contains a Light Absorbing Substrate Download PDF

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Abstract

본 발명은 이산화티탄의 광촉매 활성을 위한 광을 제공하는 축광 물질(light absorbing material)과 광촉매 활성을 나타내는 이산화티탄층을 갖는 물질로서, 공기청정기, 정수기, 건축재료, 여과시스템, 식품 가공장비 및 용기, 쓰레기 용기 등과 같은 유용한 모재(base metal)의 응용분야에서 사용 가능한 탈취용 물질에 관한 것이다.The present invention relates to a material having a light absorbing material which provides light for photocatalytic activity of titanium dioxide and a titanium dioxide layer which exhibits photocatalytic activity and is used as an air purifier, a water purifier, a building material, a filtration system, , Garbage containers, and the like, for use in applications of base metals.

상기와 같은 본 발명에 따른 탈취용 물질은,In the deodorizing material according to the present invention as described above,

흡수된 광을 저장하고 광원의 감소 또는 제거시 흡수된 광의 적어도 일부를 방출하는 축광 기질(a light absorbing substrate) 및A light absorbing substrate for storing the absorbed light and emitting at least a portion of the absorbed light upon reduction or elimination of the light source, and

상기 기질 위에 형성된 피막으로 이루어지고,And a coating film formed on the substrate,

이 피막은 곰팡이, 박테리아 및 악취성 화합물을 분해할 수 있으며, 광을 수용하기 위한 상기 피막의 표면 영역은 실질적으로 자외선 조사시 광촉매 활성을 발현하는 금속산화물로 형성되는 것을 특징으로 한다.The coating film is capable of decomposing fungi, bacteria and odorous compounds, and the surface region of the coating for receiving light is formed of a metal oxide which exhibits photocatalytic activity upon irradiation with ultraviolet light.

광촉매 활성, 축광 물질, 금속산화물층, 이산화티탄, 자외선 조사, 인광Photocatalytic activity, phosphorescent material, metal oxide layer, titanium dioxide, ultraviolet ray irradiation, phosphorescence

Description

축광 물질을 함유한 물질층과 이산화티탄층이 형성돼 있는 탈취용 물질{A Deodorizing Material comprising a Titanium Dioxide Layer and a layer that contains a Light Absorbing Substrate} [0001] The present invention relates to a deodorizing material containing a phosphorescent material and a titanium dioxide layer,             

도 1은 본 발명의 제품의 효능을 시험하는 데 사용되는 시험 장치를 도시한 것이다.Figure 1 shows a test apparatus used to test the efficacy of the product of the present invention.

본 발명은, 표면이 광촉매 이산화티탄층으로 코팅되는 금속판 또는 비금속판에 광을 흡수하고 방출하는 축광층(luminous layer)이 함께 형성돼 있는 탈취용 물질에 관한 것이다. 축광물질층(luminous material layer)이 형성되어 있는 판(plate)은 광촉매 활성을 제공하며, 이는 금속화합물 층(metallic compound layer)과 함께 형성된다. 이 판은 탈취성, 항생활성(antibiotic activity) 및 주위 오염방지 특성을 갖는다.The present invention relates to a deodorizing material in which a surface of a metal plate coated with a photocatalytic titanium dioxide layer or a luminous layer absorbing and emitting light is formed together with a nonmetal plate. A plate on which a luminous material layer is formed provides photocatalytic activity, which is formed with a metallic compound layer. This plate has deodorizing, antibiotic activity and anti-pollution properties.

본 발명은 축광물질(light absorbing material)과 광촉매 활성을 갖는 금속 화합물 층(metallic compound layer)을 갖는 금속판 또는 비금속판을 형성하는 표면처리 기술에 관한 것이다. 공지된 탈취방법에 있어서, 장치 또는 장비를 사용하여 악취를 제거하거나 마스킹한다. 곰팡이는 화학약품으로 제거하는데, 이때 곰팡이의 종류에 따라 적당한 화학약품을 선택한다.The present invention relates to a surface treatment technique for forming a metal plate or a non-metallic plate having a light absorbing material and a metallic compound layer having photocatalytic activity. In known deodorization methods, equipment or equipment is used to remove or mask odors. The fungus is removed with a chemical agent, which is selected according to the type of fungus.

악취 및 곰팡이는 박테리아, 효모 및 곰팡이와 같은 미생물 및 동물과 식물 세포에 기인한다. 따라서, 곰팡이 및 오염인자를 예방하고 탈취하려는 시도로서, 이들 세포를 파괴, 즉 멸균할 수 있다. 공지된 멸균 방법에는 가열, 자외선이나 다른 방사선에 의한 조사, 초음파에 의한 세포파괴, 전기멸균, 가스멸균 및 항생제를 포함하는 화학약품을 사용한 멸균이 있다. 또한 광촉매의 미세 입자를 이용한 멸균방법도 공지되어 있다. 이산화티탄과 같은 광촉매는 특정 파장의 광에 의해서 광촉매 기능을 나타내고 그 산화작용을 통해 탈취 및 항곰팡이 기능을 갖는다고 공지되어 있다.Odor and mold are caused by microorganisms such as bacteria, yeast and fungi, and animal and plant cells. Thus, as an attempt to prevent and seize mold and pollutants, these cells can be destroyed, i.e., sterilized. Known sterilization methods include heating, irradiation with ultraviolet light or other radiation, cell destruction by ultrasonic waves, electrical sterilization, gas sterilization, and sterilization using chemicals including antibiotics. A sterilization method using fine particles of a photocatalyst is also known. It is known that a photocatalyst such as titanium dioxide exhibits a photocatalytic function by light of a specific wavelength and has deodorizing and antifungal functions through its oxidizing action.

종래의 기술에서는 이산화티탄, 산화철, 산화텅스텐, 산화규소 등이나, 경우에 따라서는 촉매기능을 향상시키고자 상기 금속의 표면에 백금과 같은 이차금속을 임의로 더 가지는 물질이 광촉매로서 사용된다. 탈취 및 항곰팡이 기능을 이용하기 위해, 상기 금속은 미세 입자로 분쇄되어 물질 표면상에 고정 피막으로 형성되거나, 그 미세 입자가 처리될 대상체에 분산됨으로써 사용된다.In the prior art, a material such as titanium dioxide, iron oxide, tungsten oxide, silicon oxide or the like, optionally having a secondary metal such as platinum on the surface of the metal in order to improve the catalytic function, is used as a photocatalyst. In order to take advantage of deodorization and antifungal function, the metal is crushed into fine particles to form a fixed coating on the surface of the material, or the fine particles are dispersed in the object to be treated.

광촉매 기능을 이용하여 물질에 탈취 및 항곰팡이 기능을 부여하는 방법에 관한 다양한 연구가 수행되었으나, 입자를 물질로서 취급하는 데는 어려움이 따른다. 공지된 고정 피막은 실험적으로만 사용되었고, 그 강도는 충분하지 못하다. 또한, 광촉매 물질의 박막으로의 제조가 산업적으로 어려워 아직 상용화 단계에 이르지 못하고 있다.Various studies have been carried out on methods of deodorizing and imparting antifungal functions to a material by using a photocatalytic function, but it is difficult to treat particles as a material. The known fixed coatings are only used experimentally and their strength is not sufficient. In addition, since the production of a photocatalyst material as a thin film is difficult industrially, it is not yet in the commercialization stage.

본 발명의 목적은 이산화티탄의 광촉매 활성을 위한 광을 제공하는 축광 물질(light absorbing material)과 광촉매 활성을 나타내는 이산화티탄층을 갖는 물질을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a material having a light absorbing material that provides light for photocatalytic activity of titanium dioxide and a titanium dioxide layer that exhibits photocatalytic activity.

본 발명의 다른 목적은 광에 단시간 동안의 노출 후에 암실에서 탈취성, 항생활성 및 주위 오염방지 특성을 나타내는 물질을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a material exhibiting deodorizing, antibiotic activity and anti-fouling properties in a dark room after a short period of exposure to light.

본 발명의 다른 목적은 공기청정기, 정수기, 건축재료, 여과시스템, 식품 가공장비 및 용기, 쓰레기 용기 등과 같은 유용한 모재(base metal)의 응용분야에서 사용 가능한, 광촉매 활성을 갖는 이산화티탄층으로 코팅된 모재 표면을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a process for the preparation of a coating of a titanium dioxide layer coated with a titanium dioxide layer having photocatalytic activity, which can be used in the application of useful base metals such as air purifiers, water purifiers, building materials, filtration systems, food processing equipment and containers, Thereby providing a base material surface.

위와 같은 목적을 가지는 본 발명은 축광 물질(light absorbing material)과 함께, 광촉매 활성을 나타내는 금속 화합물(metallic compound)로 표면이 코팅된 물질(금속 또는 비금속 물질)을 제공한다. 금속 화합물로 코팅될 물질은 바람직하게는 금속, 플라스틱, 복합체, 종이 등이다. 바람직하게는, 금속 화합물 층(metallic compound layer)은 아나타제형(anatase) TiO2로 형성된다.The present invention having the above object provides a material (metallic or non-metallic material) coated with a metallic compound exhibiting photocatalytic activity together with a light absorbing material. The material to be coated with the metal compound is preferably metal, plastic, composite, paper or the like. Preferably, the metallic compound layer is formed of anatase TiO 2 .

본 발명의 코팅된 물질의 광촉매 활성은 공기청정기, 정수기, 건축재료, 여과시스템, 식품 가공장비 및 용기, 쓰레기 용기 등을 포함한, 모재(base metal)가 유용하게 사용될 수 있는 응용분야에서 유용하게 사용될 수 있다.The photocatalytic activity of the coated material of the present invention is useful in applications where base metal can be usefully used, including air cleaners, water purifiers, building materials, filtration systems, food processing equipment and containers, .

본 발명은 물질이 제한된 양의 광에 노출되는 장소에서 광촉매 활성이 진행된다는 점에 특징이 있다. 축광 물질(luminous material)은 광을 흡수하고 저장하여 암실에서 광을 방출하기 때문에 축광 물질이 광을 방출하면서 암실에서 광촉매 활성이 매우 활발하게 지속된다. 이산화티탄은 광이 조사되지 않는 조건 하에서도 탈취기능, 항생 활성, 및 주위 오염 방지 기능을 제한적으로 수행할 수 있다. 따라서, 본 축광 물질(luminous material)은 광에 대한 노출이 제한된 장소, 즉, 냉장고, 벽장, 실내, 공기 및 물 여과 시스템(공기청정기, 정수기), 식품 가공 및 저장, 쓰레기 용기 등에서 촉매 활성을 향상시키는 데 매우 효과적으로 사용될 수 있다.The present invention is characterized in that the photocatalytic activity proceeds at a location where the material is exposed to a limited amount of light. Since the luminous material absorbs and stores the light and emits light in the dark room, the photocatalytic activity in the dark room is very active, while the phosphorescent material emits light. Titanium dioxide can perform deodorizing function, antibiotic activity, and environmental pollution-preventing function in a limited manner even under conditions in which no light is irradiated. Therefore, the luminous material can improve the catalytic activity in places where exposure to light is limited, such as refrigerator, closet, indoor, air and water filtration systems (air purifiers, water purifiers), food processing and storage, Can be used very effectively.

광원, 즉 인광체(phosphorescent)에 노출시 축광 물질은 광을 저장한다. 그리고, 암실에서는 축광 물질은 백열광을 낸다. 여기에서 사용되는 축광 물질은 인광성 안료(phosphorescent pigment)와 결합된 형광성 색 안료들(fluorescent color pigments)의 혼합물이다.When exposed to a light source, phosphorescent, the phosphorescent material stores the light. In the dark room, the phosphorescent material emits incandescent light. The phosphorescent material used here is a mixture of fluorescent color pigments combined with phosphorescent pigments.

암실에서의 백열광은, 흡수한 광 에너지를 가시광으로 전환시키는 작용을 한다. 여기 상태 동안에 방출되는 광 에너지는 형광(fluorescence)이라 하고, 암실에 서 방사되는 광 에너지는 인광(phosphorescence)이라 한다. 잔광 시간(afterglow process)을 연장하기 위해, 광 저장 물질을 사용한다. 예를 들면, 시계 산업에서 광범위하게 사용되고 있는 전형적인 광 저장 물질로는 구리가 첨가된 황화아연이 있다. 이 물질은 20분의 붕괴 시간을 가지며 명도가 낮다. 또한 자외선 또는 햇빛에 장시간 노출 후에는 검은색으로 변한다. 이 물질의 잔광시간을 연장하기 위해, 일부 제조자는 프로메튬으로 불리는 방사성 물질을 더 첨가하였다. 이로써, 물질은 몇 시간 동안 백열광을 낼 수 있으나 유해한 방사선도 함께 낸다.Incandescent light in the dark room serves to convert the absorbed light energy into visible light. The light energy emitted during the excitation state is called fluorescence and the light energy emitted in the dark room is called phosphorescence. To extend the afterglow process, an optical storage material is used. For example, a typical light-storing material widely used in the watch industry is zinc sulfide with added copper. This material has a decay time of 20 minutes and low lightness. It also turns black after prolonged exposure to ultraviolet light or sunlight. To prolong the afterglow time of this material, some manufacturers have added a further radioactive material called promethium. As a result, the material can emit incandescent light for several hours, but it also emits harmful radiation.

축광 물질(luminous material)은 상이한 색, 즉 녹색, 청색, 보라색 등을 방출하며, 그 종류는 다양하다. 그러나 형광 램프로부터의 광원이 촉매 활성을 효과적으로 발현하는 데 충분할 수도 있지만, 자외선 조사가 이산화티탄의 광촉매 활성에 가장 효과적이라는 것을 알았다. 이러한 이유로, 본 발명에서 사용되는 바람직한 축광 물질은 자외선 파장 (UVA) 315-400 nm에 매우 근접한 보라색 (430 nm)을 방출하는 물질이다.Luminous materials emit different colors, ie, green, blue, purple, and the like, and their types vary. However, it has been found that the light source from the fluorescent lamp may be sufficient for effectively expressing the catalytic activity, but ultraviolet irradiation is most effective for the photocatalytic activity of titanium dioxide. For this reason, the preferred phosphorescent material used in the present invention is a material emitting violet (430 nm) very close to ultraviolet wavelength (UVA) 315-400 nm.

사람 눈은 약 790 nm (적색) 내지 430 nm (보라색)의 파장을 갖는 광에 반응한다. 사람 눈이 볼 수 있는 파장보다 짧은 파장을 갖는 광은 자외선(보라색 바깥쪽으로 벗어난 광)이라 불린다.The human eye responds to light having a wavelength of about 790 nm (red) to 430 nm (purple). Light with a wavelength shorter than the wavelength visible by the human eye is called ultraviolet light (light deviating out of purple).

자외선(UV)은 태양에 의해 생성된 파장 범위에 포함된다. 대부분의 자외선은 오존층에 의해 흡수되거나 우주 공간으로 다시 반사되고 소량의 광만이 지표면에 도달한다. 햇빛은 직접 광 및 확산 광, 즉 대기에 의해 산란된 스카이라이트로 수용된다. 공기 분자가 적색광보다 짧은 파장의 청색광을 산란시키기 때문에 하늘 은 파랗게 보인다. 자외선은 청색광보다 더 산란된다. 자외선으로 본다면 태양은 청명한 하늘에서 흐릿한 원형으로 보일 것이다.Ultraviolet (UV) is included in the wavelength range produced by the sun. Most ultraviolet rays are absorbed by the ozone layer or reflected back into space and only a small amount of light reaches the surface. The sunlight is received by direct light and diffuse light, that is, skylight scattered by the atmosphere. The sky looks blue because air molecules scatter blue light of shorter wavelength than red light. Ultraviolet rays scatter more than blue light. If you look in the ultraviolet light, the sun will look like a hazy circle in a clear sky.

자외선은 세가지 파장 밴드로 분류된다. 즉, UVA (315-400 nm), UVB (290-315 nm) 및 UVC (220-290 nm)이다. UVA는 주로 광화학 스모그를 발생시키고 플라스틱, 도료 및 직물을 손상시키고 페이딩시킨다. UVC는 오존 및 다른 기체에 전부 흡수되어 지표면에 도달하지 못한다. 1%만의 태양광선이 UVB 밴드에 포함되고 대부분의 UVB도 오존에 흡수된다.Ultraviolet rays are classified into three wavelength bands. That is, UVA (315-400 nm), UVB (290-315 nm) and UVC (220-290 nm). UVA mainly generates photochemical smog and damages and fades plastics, paints and fabrics. UVC is completely absorbed by ozone and other gases and does not reach the surface. Only 1% of sunlight is contained in the UVB band, and most of the UVB is also absorbed by the ozone.

본 발명 제품의 효능을 입증하는 데 사용되는 시험 장치를 도시하고 있는 도 1과 관련하여, 밀폐 용기(11)는 투명한 것이 바람직하며, 이는 순환용 팬(12), 기체 검출기(16) 작동용 밸브(14) 및 자외선 광원(15)을 갖는다. 이산화티탄 및 축광물질을 나타내는 판(13)은 시험용 용기(11) 안에 삽입된다.With reference to Figure 1, which shows a test apparatus used to demonstrate the efficacy of the present product, the sealed container 11 is preferably transparent, which includes a circulation fan 12, a valve for actuation of a gas detector 16 (14) and an ultraviolet light source (15). The plate 13 representing the titanium dioxide and the phosphorescent material is inserted into the test container 11.

본 발명에 사용된 금속 화합물(metallic compound)은 광 조사시 활성화되는 금속화합물 군 중에서 선택된다. 예를 들면, 이산화티탄(titanium oxide), 산화철(iron oxide), 산화은(silver oxide), 산화구리(copper oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화텅스텐(tungsten oxide), 산화규소(silicon oxide), 산화아연(zinc oxide) 및 티탄산스트론튬(strontium titanate)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 한 개의 화합물을 사용하는 것이 가능하다. 여기에 더하여 금속산화물(metal oxide)을 변형시키는 금속이나 다른 금속산화물이 광촉매 반응을 촉진하는 데 사용될 수 있다. 즉, 백금, 팔라듐, 금, 은, 구리, 니켈, 로듐, 니오븀, 주석, 코발트, 산화루테늄, 및 산화니켈로 이루어진 군에서 선택된 적어도 한 개의 화합물을 추가로 사용하는 것이 가능하다. 금속산화물을 변형시키는 데 첨가되는 양에 있어서, 상기 금속 또는 금속산화물은 본 발명의 금속산화물(metal oxide)에 대해 0.01 내지 20 중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하다.The metallic compound used in the present invention is selected from the group of metal compounds which are activated upon light irradiation. For example, a metal oxide such as titanium oxide, iron oxide, silver oxide, copper oxide, aluminum oxide, tungsten oxide, silicon oxide, Zinc oxide, and strontium titanate. [0043] The term " zinc oxide " In addition, metals or other metal oxides that modify metal oxides can be used to promote the photocatalytic reaction. That is, it is possible to further use at least one compound selected from the group consisting of platinum, palladium, gold, silver, copper, nickel, rhodium, niobium, tin, cobalt, ruthenium oxide and nickel oxide. In the amount added to the metal oxide, the metal or metal oxide is preferably used in an amount of 0.01 to 20% by weight based on the metal oxide of the present invention.

금속산화물(metal oxide)은 금속의 고온 소결, 전해산화, 화학증착법, 진공증착법, 코팅법, 공침전법, 금속 할로겐화법과 같은 증발 산화법, 무기 금속염의 중화 및 가수분해, 금속 알콕시드의 가수분해, 졸-겔 법 등으로 제조될 수 있다. 또한, 시중에서 구입 가능한 제품도 사용 가능하다. 상기한 금속 또는 금속산화물을 변형시키는 방법으로서, 혼입, 침전, 이온교환, 광전자증착, 혼련 등과 같은 종래의 방법을 사용할 수 있다.Metal oxides can be prepared by a variety of techniques including, but not limited to, high temperature sintering of metals, electrolytic oxidation, chemical vapor deposition, vacuum evaporation, coating, coprecipitation, metal halogenation, evaporation oxidation, neutralization and hydrolysis of inorganic metal salts, A sol-gel method or the like. Commercially available products are also available. Conventional methods such as mixing, precipitation, ion exchange, photoelectron deposition, kneading and the like can be used as a method of modifying the above-mentioned metal or metal oxide.

본 발명에서, 모재 위에 금속산화물의 박막을 형성하는 방법은 바람직하게는 스프레이코팅, 딥코팅, 스핀코팅, 스퍼터링 등으로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 평면, 곡선 또는 복잡한 면을 갖는 모재의 전면 또는 일부상에 금속산화물을 고정하는 방법이다.In the present invention, a method of forming a thin film of a metal oxide on a base material is preferably performed by a method selected from the group consisting of spray coating, dip coating, spin coating, sputtering and the like. It is a method of fixing metal oxide to a floating state.

조사(irradiation)에 근거한 광 에너지는 광촉매작용의 여기 상태에 해당하는 파장영역을 포함한다. 특히, 광촉매 반응에 기여하는 400 nm 미만의 자외선 파장을 포함하는 광에너지를 사용하는 것이 바람직하다. 광 에너지원으로서, 태양으로부터의 자연광원뿐만 아니라 수은 램프로부터의 광, 형광램프로부터의 광, 할로겐 램프와 같은 필라멘트 램프로부터의 광, 숏아크 제논(short-arc xenon) 램프로부터의 광, 및 레이저 빔과 같은 인위적인 광원을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 태양 광선에 대한 보조 광원으로서, 인위적인 광원이 동시에 사용될 수 있다.The light energy based on the irradiation includes a wavelength region corresponding to the excited state of the photocatalytic action. Particularly, it is preferable to use light energy including an ultraviolet wavelength of less than 400 nm, which contributes to the photocatalytic reaction. As a light energy source, it is possible to use not only natural light sources from the sun but also light from a mercury lamp, light from a fluorescent lamp, light from a filament lamp such as a halogen lamp, light from a short-arc xenon lamp, It is possible to use an artificial light source such as a beam. Further, as an auxiliary light source for sunlight, an artificial light source can be used at the same time.

조사 방법(method of irradiation)으로서, 광이 모재 위에 형성된 금속산화물 피막에 직접 조사될 수 있거나, 축광물질의 경우에는, 광원을 제거한 후에 광이 축광 물질로부터 방사되어 광촉매를 활성화하거나 광을 광원과 함께 사용하여 피막을 조사하는 방법이 사용될 수 있다.As a method of irradiation, light may be directly irradiated onto the metal oxide film formed on the base material, or, in the case of a phosphorescent material, light may be emitted from the phosphorescent material after the light source is removed to activate the photocatalyst, A method of irradiating the coating film by using the above-mentioned method can be used.

본 발명에 있어서, 촉매활성을 나타내는 금속산화물 피막이 표면에 형성돼 있는 물질에 광을 조사하면, 피막이 형성되어 있는 물질 표면에 점착하거나 접촉하는 악취, 곰팡이 등(이하, '불필요 물질'로 언급함)이 피막의 광촉매 활성을 통해 광화학적으로 분해되어 제거된다. 따라서, 종래의 기술과 달리, 본 발명은 물리적 작업, 대규모 장비 및 시설과, 그 유지가 실제 요구되지 않는다. 불필요 물질은 경제적이고 간단하게 분해되고 제거된다. 산화 촉매와 같은 종래의 촉매와 비교하여, 본 발명에서 광촉매로 사용되는 금속산화물은 열 열화(heat deterioration) 및 유독 원소로 인해 활성이 약간 감소되나 불필요 물질의 분해 및 제거기능, 즉, 탈취성, 항곰팡이 성질 등이 장기간 유지된다. 또한 본 발명에 따라서, 표면에 피막이 형성되어 있는 물질이 자외선을 흡수한다. 광촉매 활성을 나타내는 금속산화물 피막상에서 진행되는 불필요 물질의 분해 및 제거 메카니즘은 다음과 같다. 즉, 광 에너지가 조사에 의해 금속산화물 피막 상에 입사함에 따라 활성 전자 및 홀이 금속 산화물의 표면에 생성된다. 이들 전자 및 홀은 불필요 물질 또는 그러한 불필요 물질에 의해 생성된 활성 OH 라디칼과 직접 반응한다. 이것이 불필요 물질의 제거 메카니즘으로 사료된다.In the present invention, when light is irradiated to a substance having a metal oxide coating film showing catalytic activity on the surface thereof, odor and mold (hereinafter referred to as "unnecessary substance") which adheres to or comes into contact with the surface of the substance on which the film is formed, Is photochemically decomposed and removed through the photocatalytic activity of the film. Thus, unlike the prior art, the present invention does not actually require physical work, large-scale equipment and facilities, and maintenance thereof. Unnecessary substances are economically and simply decomposed and removed. Compared with conventional catalysts such as oxidation catalysts, the metal oxide used as a photocatalyst in the present invention has a slightly reduced activity due to heat deterioration and toxic elements, but has a function of decomposing and removing unnecessary substances, that is, Antifungal properties and the like are maintained for a long time. Further, according to the present invention, a substance having a coating on its surface absorbs ultraviolet rays. The mechanism of decomposition and removal of unnecessary substances proceeding on the metal oxide film showing photocatalytic activity is as follows. That is, as light energy is incident on the metal oxide film by irradiation, active electrons and holes are generated on the surface of the metal oxide. These electrons and holes react directly with unwanted materials or active OH radicals produced by such unwanted materials. This is considered to be a mechanism for removing unnecessary substances.

본 발명은 축광 기질(light absorbing substrate) 및 이 기질상에 형성된 피 막으로 이루어지는 탈취용 물질에 관한 것이고, 상기 피막은 곰팡이, 박테리아 및 악취성 화합물을 분해할 수 있으며, 광을 수용하기 위한 상기 피막의 표면 영역은 실질적으로 자외선 조사시 광촉매활성을 나타내는 금속산화물로 형성된다.The present invention relates to a deodorizing material comprising a light absorbing substrate and a film formed on the substrate, the film being capable of decomposing fungi, bacteria and odorous compounds, Is formed of a metal oxide which exhibits photocatalytic activity upon irradiation with ultraviolet light.

축광 기질은 흡수된 광을 저장한다. 바람직하게는, 축광 기질은 광원의 감소 또는 제거시 흡수된 광의 적어도 일부를 방출한다. 기질(substrate)은 금속, 플라스틱, 복합체(composites) 및 종이로 이루어진 군에서 선택된다. 바람직하게는, 기질은 광원의 감소 또는 제거시 인광을 낸다.The phosphorescent substrate stores absorbed light. Preferably, the phosphorescent substrate releases at least a portion of the absorbed light upon reduction or removal of the light source. The substrate is selected from the group consisting of metals, plastics, composites and paper. Preferably, the substrate emits phosphorescence upon reduction or elimination of the light source.

바람직하게는, 금속산화물 피막은 이산화티탄으로 이루어진다. 더욱 바람직하게는, 피막은 아나타제형 이산화티탄이다. 바람직하게는, 기질은 축광 물질로 코팅된다. 기질이 투명한 물질(가령, 플라스틱)인 경우에는 피막이 형성된 쪽의 반대 측 면에 축광물질을 코팅하여도 무방하다. 바람직하게는, 축광 물질(luminous material)은 도료(paint) 또는 축광 시트(luminous sheet)이다. 가장 바람직하게는 기질의 인광은 피막의 광촉매 활성을 활성화하거나 증가시키는 데 사용된다.Preferably, the metal oxide film is made of titanium dioxide. More preferably, the coating is anatase-type titanium dioxide. Preferably, the substrate is coated with a phosphorescent material. When the substrate is a transparent material (e.g., plastic), a phosphorescent material may be coated on the opposite side of the side where the coating is formed. Preferably, the luminous material is a paint or a luminous sheet. Most preferably, the phosphorescence of the substrate is used to activate or increase the photocatalytic activity of the coating.

본 발명의 광촉매 특성은 금속산화물층을 수산화이온으로 변형시키는 이산화티탄에 의해 얻어진다. 수산화이온은 그 강한 산화 전위로 인해 미생물, 박테리아, 곰팡이 등에 대해 효과적이다. 수산화이온은 멸균공정에서 통상 사용되는 염화물(Cl2) 또는 오존(O3) 보다 더 강한 산화 특성을 가져, 오일 또는 단백질을 분해하는 데도 유효할 수 있다. 수산화이온이 박테리아와 접촉하면, 단시간에 세포벽을 손상시키고 박테리아를 제균한다.The photocatalytic property of the present invention is obtained by titanium dioxide which transforms the metal oxide layer into hydroxide ion. Hydroxide ions are effective against microorganisms, bacteria, fungi, etc. due to their strong oxidation potential. The hydroxide ion has a stronger oxidation characteristic than the chloride (Cl 2 ) or ozone (O 3 ) commonly used in the sterilization process, and may be effective in decomposing oil or protein. When hydroxide ions come into contact with bacteria, they damage cell walls and bacteria in a short time.

이하 실시예를 설명한다.Examples will be described below.

실시예 1 (출발 물질의 제조)Example 1 (Preparation of starting material)

폴리프로필렌 판: 10 cm ×20 cm ×1 mm (+/- 0.5 mm) (두께)Polypropylene plate: 10 cm x 20 cm x 1 mm (+/- 0.5 mm) (thickness)

이산화티탄 (아나타제형): 50 mgTitanium dioxide (anatase type): 50 mg

니트로셀룰로스: 200 mgNitrocellulose: 200 mg

(니트로셀룰로스가 폭발하는 것을 방지하기 위해 이소프로필알콜을 사용 전에 분말에 분사하였다)(Isopropyl alcohol was sprayed onto the powder before use to prevent the nitrocellulose from exploding)

RuCl3: 5 mgRuCl 3 : 5 mg

메틸에틸케톤 (2-부타논)Methyl ethyl ketone (2-butanone)

- 플라스틱판의 이산화티탄 코팅층의 형성:- Formation of titanium dioxide coating layer of plastic plate:

1. 니트로셀룰로스 100 mg을 메틸에틸케톤 10 mL에 용해하고 나서 바로 폴리프로필렌 판을 메틸에틸케톤 용액으로 분사하거나 이 용액에 침지하였다.1. 100 mg of nitrocellulose was dissolved in 10 mL of methyl ethyl ketone, and the polypropylene plate was immediately sprayed with a methyl ethyl ketone solution or immersed in this solution.

2. 이렇게 형성된 메쉬를 5분간 건조하였다.2. The mesh thus formed was dried for 5 minutes.

3. 별도의 용기에서 니트로셀룰로스 100 mg, 이산화티탄 50 mg 및 RuCl3 5 mg을 완전히 용해하고 메틸에틸케톤 15 cc와 혼합하였다.3. In a separate container, 100 mg of nitrocellulose, 50 mg of titanium dioxide and 5 mg of RuCl 3 were completely dissolved and mixed with 15 cc of methyl ethyl ketone.

4. 건조한 판의 한 면을 상기 3번의 용액으로 분사하거나 이 용액에 침지하였다.4. One side of the dried plate was sprayed with the above three solutions or immersed in this solution.

메틸에틸케톤은 대부분 증발하여 표면상에 잔류하지 않았다. 따라서 표면상에 유기화합물로 인한 문제는 없었다. 이산화티탄은 표면상의 유기 화합물을 분해한다.Methyl ethyl ketone mostly evaporated and did not remain on the surface. There was thus no problem with organic compounds on the surface. Titanium dioxide decomposes organic compounds on the surface.

실시예 2 (제조된 이산화티탄 판상의 축광물질의 형성)Example 2 (Formation of phosphorescent material on the prepared titanium dioxide plate)

축광 도료 10 mL를 실시예 1에서 제조한 판의 TiO2로 코팅되지 않은 표면에 분사하였다. 판을 30분간 공기건조하였다.10 mL of the phosphorescent paint was sprayed onto the surface of the plate prepared in Example 1, which was not coated with TiO 2 . The plate was air dried for 30 minutes.

실시예 3Example 3

10 cm ×20 cm 축광 시트(luminous sheet)를 실시예 1에서 제조한 판의 TiO2로 코팅되지 않은 표면에 양면 테이프를 사용하여 접착하였다.A 10 cm x 20 cm luminous sheet was adhered to the surface of the plate prepared in Example 1 not coated with TiO 2 using a double-sided tape.

실시예 4Example 4

실시예 3에서 제조한 판을 밀폐된 플라스틱 용기 안에 넣고, 실험을 진행하면서 용기를 자외선(200-400 nm)에 노출하였다. 키제논(kisenon) 램프를 광원으로 사용하였다.The plate prepared in Example 3 was placed in a closed plastic container, and the container was exposed to ultraviolet rays (200-400 nm) while the experiment was proceeding. A key xenon lamp was used as the light source.

NH3 0.5 mL을 밀폐된 플라스틱 용기 안에 넣었다. 결과는 다음과 같았다.They were added to 0.5 mL NH 3 in an airtight plastic container. The results were as follows.

60분 후에 50%의 NH3가 환원하였다.50% NH 3 was reduced after 60 minutes.

90분 후에 80%의 NH3가 환원하였다.After 90 minutes 80% NH 3 was reduced.

120분 후에 98%의 NH3가 환원하였다.98% NH 3 was reduced after 120 minutes.

실시예 5Example 5

실시예 2에서 TiO2 용액으로 코팅한 두 개의 판을 밀폐된 용기 안에 넣고 실시예 7의 과정에 따라 광 및 NH3에 노출하였다. 결과는 다음과 같았다.Two plates coated with a TiO 2 solution in Example 2 were placed in a closed container and exposed to light and NH 3 according to the procedure of Example 7. [ The results were as follows.

60분 후에 80%의 NH3가 환원하였다.80% NH 3 was reduced after 60 minutes.

90분 후에 98%의 NH3가 환원하였다.After 90 minutes 98% NH 3 was reduced.

실시예 6Example 6

실시예 3의 TiO2 용액으로 코팅한 세 개의 판을 밀폐된 용기 안에 넣고 실시예 7의 과정에 따라 광 및 NH3에 노출하였다. 결과는 다음과 같았다.Three plates coated with the TiO 2 solution of Example 3 were placed in a closed container and exposed to light and NH 3 according to the procedure of Example 7. [ The results were as follows.

10분 후에 80%의 NH3가 환원하였다.80% NH 3 was reduced after 10 minutes.

30분 후에 98%의 NH3가 환원하였다.After 30 minutes, 98% NH 3 was reduced.

본 발명에 따르면, 이산화티탄의 광촉매 활성을 위한 광을 제공하는 축광 물 질과 광촉매 활성을 나타내는 이산화티탄층을 갖는 물질을 제공함으로써, 광촉매 활성 기능을 나타내는 금속산화물층이 축광 물질의 표면(경우에 따라서는 반대쪽 면)에 형성되어 물질과 접촉하는 대상체 또는 공기를 탈취하는 특성을 제공한다.According to the present invention, by providing a substance having a titanium dioxide layer exhibiting photocatalytic activity and phosphorescent material that provides light for photocatalytic activity of titanium dioxide, a metal oxide layer exhibiting a photocatalytic activity function is provided on the surface of the phosphorescent material And thus on the opposite side) to provide a property of deodorizing objects or air in contact with the material.

또한 본 발명에 따르면 광에 단시간 동안의 노출 후에도 암실에서 탈취성, 항생활성 및 주위 오염방지 특성을 나타내는 물질의 제조가 가능한 것으로, 본 발명의 코팅된 물질의 광촉매 활성은 공기청정기, 정수기, 건축재료, 여과시스템, 식품 가공장비 및 용기, 쓰레기 용기 등과 같은 모재(base metal)가 유용하게 사용될 수 있는 응용분야에서 유용하게 사용될 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to manufacture a material exhibiting deodorization, antibiotic activity and anti-fouling characteristics in the dark room even after a short time exposure to light, and the photocatalytic activity of the coated material of the present invention can be effectively utilized as an air purifier, , Filtration systems, food processing equipment and containers, garbage containers, etc., can be usefully used in applications where base metal can be usefully used.

Claims (10)

광원을 흡수 및 방출시키는 축광기질과, 그 축광기질의 외부로 곰팡이 악취제거를 위한 금속산화물 피막을 입힌 탈취용물질에 있어서, A phosphorescent substrate for absorbing and emitting a light source and a deodorizing material coated with a metal oxide film for removing mold odor from the phosphorescent substrate, 인광성 안료(phosphorescent pigment)와 형광성 색 안료(fluorescent color pigments)들의 혼합물로 이루어진 축광물질이 코팅되어 흡수된 광을 저장하고 광원의 감소 또는 제거시 흡수된 광의 일부를 방출하는 금속, 플라스틱, 또는 종이 중 선택된 하나의 축광 기질(a light absorbing susbstrate)과;A phosphorescent material consisting of a mixture of a phosphorescent pigment and a fluorescent color pigments is coated to absorb the absorbed light and to emit a portion of the absorbed light upon reduction or elimination of the light source, A light absorbing susbstrate; 상기 축광 기질 표면에 니트로셀룰로스가 용해된 메틸에틸케톤 용액이 분사되어 형성된 메틸에틸케톤 용액층과;A methyl ethyl ketone solution layer formed by spraying a methyl ethyl ketone solution in which nitrocellulose is dissolved on the surface of the phosphorescent substrate; 이산화티탄(titanium oxide), 산화철(iron oxide), 산화은(silver oxide), 산화구리(copper oxide), 산화알루미늄(aluminum oxide), 산화텅스텐(tungsten oxide), 산화규소(silicon oxide), 산화아연(zinc oxide) 및 티탄산스트론튬(strontium titanate)으로 이루어진 군에서 선택된 한 개의 화합물을 이용하여 형성시킨 금속산화물 피막이; 결합하되 상기 축광 기질의 상부에 메틸에틸케톤 용액층이 상기 메틸에틸케톤 용액층의 상부에 금속산화물 피막이 도포되어 상기 피막의 표면 영역이 자외선 조사시 광촉매 활성을 발현하는 것을 특징으로 하는 축광 물질을 함유한 물질층과 이산화티탄층이 형성돼 있는 탈취용 물질.A metal oxide such as titanium oxide, iron oxide, silver oxide, copper oxide, aluminum oxide, tungsten oxide, silicon oxide, zinc oxide zinc oxide, and strontium titanate; a metal oxide film formed by using one compound selected from the group consisting of zinc oxide and strontium titanate; Wherein a methyl ethyl ketone solution layer is applied on top of the phosphorescent substrate and a metal oxide coating is applied on the methyl ethyl ketone solution layer so that the surface region of the coating exhibits photocatalytic activity upon ultraviolet irradiation A deodorant material having a layer of material and a layer of titanium dioxide. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 금속산화물 피막은,The metal- 아나타제형 이산화티탄인 것을 특징으로 하는 축광 물질을 함유한 물질층과 이산화티탄층이 형성돼 있는 탈취용 물질.Wherein the titanium dioxide layer is formed of a material layer containing a phosphorescent material characterized by being anatase type titanium dioxide. 제1항 또는 제5항에 있어서,6. The method according to claim 1 or 5, 금속산화물 피막은,The metal- 광촉매 반응을 촉진시키기 위해 백금, 팔라듐, 금, 은, 구리, 니켈, 로듐, 니오븀, 주석, 코발트, 산화루테늄 및 산화니켈로 이루어진 군에서 선택된 한 개의 화합물을, 금속산화물(metal oxide) 100% 대비 0.01 내지 20 중량%만큼 더 추가되도록 한 것을 특징으로 하는 축광 물질을 함유한 물질층과 이산화티탄층이 형성돼 있는 탈취용 물질.One compound selected from the group consisting of platinum, palladium, gold, silver, copper, nickel, rhodium, niobium, tin, cobalt, ruthenium oxide and nickel oxide is mixed with 100% metal oxide 0.01 to 20% by weight, based on the total weight of the photocatalyst-containing material layer and the titanium dioxide layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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