KR100643671B1 - 신발내 정화방법 및 장치 및 혼합촉매 및 그것을 사용한허니콤 - Google Patents
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Abstract
신발(S)을 노즐(51)의 선단부에 씌우고, 프론트도어(11)를 닫아서 동작을 개시하면, 시로코 팬(53)이 동작하여 배스킷내의 공기가 통기구(14)로부터 불어 넣어지고, 공동(13)을 통하여 노즐(51)의 선단의 취출구(52)로부터 분출되어, 공기의 순환이 일어난다. 동시에 히터(41)가 통전되고, 서모스태트스태트(42)에 의해 온도가 제어되면서 40∼55℃의 온풍이 신발(S)내에 분출되고, 또한 자외선 살균등(2a)이 5∼30분의 설정된 시간 점등하여, 자외선에 의해 신발(S)을 살균함과 동시에 오존을 발생시켜 오존에 의해 살균도 행해진다. 신발(S)내로부터 빠져나온 공기가 공동(13)내를 통과하는 사이에 촉매허니콤(30)에 코팅된 광촉매에 의해 탈취가 행해지고, 오존분해촉매에 의해 오존의 분해가 행해진다. 이 광촉매와 오존분해능 촉매의 혼합촉매는, (광촉매)/(오존분해촉매)=30/70∼70/30의 중량비로 혼합된다.
Description
도 1은 일실시예를 나타내는 개략구성도이다.
도 2는 신발내의 악취발생 메카니즘을 나타내는 개념도이다.
도 3은 신발내의 세균분포를 나타내는 그래프이다.
도 4는 시판의 건조기, 자외선 살균기의 성능을 실시예의 것과 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 5는 일실시예의 기본적 개념도를 나타내는 블록도이다.
도 6은 동 실시예에 있어서 살균속도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 동 실시예에 있어서 정화능을 나타내는 그래프이다.
도 8은 동 실시예에 있어서 살균지속효과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은, 혁화, 스포츠슈즈, 장화, 부츠, 안전화, 슬리퍼 등의 신발의 내부를 살균, 탈취 또는 건조하여 정화하는 신발내 정화방법 및 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 탈취, 살균, 표백, 분해, 정화 등의 분야에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 탈취장치, 공기청정기, 유해물질 제거장치, 오존분해장치, 살균장치 등에서 사용되는 혼합촉매 및 그것을 사용한 허니콤에 관한 것이다.
신발 내부는 장마로부터 여름에 걸쳐서 특히 발의 취기(臭氣)에 괴롭고, 부츠 등은 악취의 근원이다.
또한, 동계(冬季)로부터 장마에 걸쳐서 눈이나 비에 의해 신발내부가 젖기 때문에 건조가 필요하고, 탈취작용과 건조작용을 단시간에 달성하는 장치가 요망되고 있다.
신발의 정화법은 소화50년대로부터 오존살균법(특허문헌 1, 2 참조.), 자외선살균법(특허문헌 3, 4 참조.), 온풍건조법(특허문헌 5, 6 참조.)이 보고되고, 평성9년경으로부터 광촉매와 자외선(UV)을 병용한 살균법(특허문헌 7, 8 참조.)이 보고되어 있다.
이들 방법은, 신발정화기를 신발내부에 직접 삽입하여 신발내부만을 정화하는 타입(특허문헌 4, 6, 7, 8, 9, 10 참조.)과, 신발정화기가 박스모양으로 되어 신발을 그 박스내에 수납하여 신발의 외부로부터 신발을 정화하는 타입(특허문헌 1, 2, 3, 4 참조.)으로 크게 나누어진다. 전자는 신발내부에 자외선 살균램프, 오존발생기 또는 적외선 램프 등의 발열체를 삽입하기 때문에, 신발의 내부를 직접 살균이나 건조하는 것이 가능하다. 후자는 박스내의 신발을 신발의 외부로부터 자외선 살균램프, 오존발생기 또는 온풍으로 살균이나 건조를 한다.
[특허문헌 1]
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일본국특개2001-37848호 공보
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일본국특개평11-104223호 공보
신발내의 악취발생 메카니즘을 고려하면, 도 2에 나타난 바와 같이, 신발내 는 발의 온도 및 발로부터의 발한에 의한 고습도로 인해 원래의 신발내에 존재하는 세균(포도상구균 등)이 증식하기 쉬운 환경으로 되어 있으므로, 땀중의 유기지방산을 자화(資化)하여 급속하게 증식하고, 그 결과로서 악취성분(주로 이소발레르산)이 발생하는 것이 신발내 악취의 원인이라고 알려져 있다.
따라서, 신발내의 살균이 악취방지의 기본이고, 또한 발바닥의 세균감염(다른 사람의 수충균의 감염, 자신의 발의 세균에 의한 피부병 억제 등) 방지에도 도움이 된다.
본 발명자는, 신발내의 세균분포에 관해서 조사하였다. 그 결과를 도 3에 나타내는데, 발의 발꿈치로부터 발바닥의 장심에 걸친 세균수가 발끝부의 1/10정도로 적은 것이 판명되었다. 이것은 발꿈치로부터 발바닥의 장심에 걸친 부분은, 걸을때마다 벨로(bellows)현상으로 공기가 순환하기 쉽기 때문에 세균번식이 적고, 발끝에 가까울수록 온도와 습도가 높게 되어 세균번식이 급격하게 되는 것을 나타내고 있다. 즉, 신발의 발끝에 가까운 속 깊은 곳을 중점적으로 살균하여 건조하지 않으면 악취방지의 효과가 없게 된다.
이와 같은 관점에서 보면, 특허문헌 1∼6 등에 기재된 방법으로는 신발의 속 깊은 곳의 살균이 불가능하게 된다.
또한, 신발내의 습기는 살균효과를 방해할 뿐만 아니라, 습기가 많으면 신발을 신었을 때, 신는 기분이 나쁘기 때문에, 건조하는 것도 중요한 요소이다. 다만, 건조만을 목적으로 한 건조기(특허문헌 5, 6 참조.)는 살균에는 효과가 없다.
이들 실태를 확인하기 위해서, 본 발명자는 그 대표예로 실용화되어 있는 시 판 건조기(특허문헌 6 참조.)와 자외선 살균기(특허문헌 4 참조.)를 시험하였다.
그 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4에서, 생균수는, 10㎠의 면적을 갖는 배지로 이루어진 세균수 검사키트(시판품명:페탄체크, 영연기재주식회사제)를 신발내에 깔린 깔창에 눌러서 균을 채취하고, 배양후 콜로니를 세었다. 생균의 종류와 배양조건은 다음과 같다.
(a) 일반생균:
페탄틱1010을 사용하고, 배양은 표준한천배지에서 35℃에서 24시간 행하였다.
(b) 포도상구균:
페탄틱4010을 사용하고, 배양은 난황첨가안니트 식염한천배지에서 35℃에서 48시간 행하였다.
(c) 진균:
페탄틱7010을 사용하고, 배양은 서브로우한천배지에서 25℃에서 24시간 행하였다.
도 4에서, 블랭크는 건조도 살균도 하지 않은 경우이고, 후술하는 실시예의 장치의 성능과 비교하였다. 이 결과로부터, 시판의 건조기나 자외선 살균기에서는 신발내 속부의 살균효과가 없는 것을 확인하였다.
또한, 광촉매를 사용한 살균기(특허문헌 7, 8 참조.) 등은 자외선에 의한 살균효과는 높지만, 신발의 취기는 자외선만으로는 신발로부터 뽑아내지 못하고, 통기하여 신선한 공기중으로 신발내의 취기성분을 치환하여 이동시키지 않으면 실용 적인 단시간에는 신발의 탈취는 불가능하다는 것은 명백하다.
더욱이, 박스내에 신발을 두는 타입에서 신발의 외부로부터 정화하는 방법은, 강력한 자외선살균 램프광이나 고농도 오존이 필요하고, 이들 광이나 오존이 신발 외부재료의 열화, 변색 등의 패션성을 악화시켜, 실용화에는 근본적인 문제가 있다.
상기와 같이, 공기정화, 탈취, 살균 등에 사용되는 광촉매는, 광조사 등에 의해 산화환원 반응을 일으키는 물질이다. 광촉매가 금제띠 폭(밴드갭)에 상당하는 에너지 이상의 광 에너지를 받으면, 하전자대에 있는 전자가 전도대로 올라간다. 이것에 의해, 광촉매 표면에는, 전자가 빠진 정공(홀)이 생기고, 전도대로 올라간 전자가 확산한다. 이들 정공이나 전자와 반응하는 것에 의해, 외부의 물질이 산화 또는 환원되지만, 환경중에 있어서는, 우선적으로 물이나 산소가 반응하여, 히드록시라디칼(ㆍOH)이나 수퍼옥사이드이온(O2-)이 생성한다. 광촉매가 생성하는 이들 활성산소종은 많은 물질을 산화적으로 분해한다.
종래부터, 아나타스형의 이산화티탄이 400nm 이하의 광에 대해서 산화분해활성이 높고, 광촉매로서 사용되므로써, 공기정화, 탈취, 살균, 방오 등의 기능을 발휘하는 것이 알려져 있다. 이와 같은 광촉매는, 공기정화기, 탈취기 등의 공기정화, 콘크리트, 벽지, 도료, 타일 등의 방오ㆍ정화재료, 형광등, 텐트, 커텐 등에도 응용되고 있다. 예컨대, 일본국특개2001-324212호 공보에서는, 광촉매기구를 구비한 공기청정기가 개시되어 있다.
더욱이, 공기정화, 탈취, 살균, 방오 등의 기능을 발휘하는 다른 수단, 예컨 대 제올라이트나 활성탄 등의 흡착제나 오존 등을, 광촉매와 조합시켜 사용하는 것에 의해, 그들의 기능을 더욱 높이는 방법도 실용화되어 있다.
그러나, 오존과 병용하는 경우는, 그 유해성(작업환경기준:0.1ppm 이하) 때문에, 장치의 외부로 방출할 수 없다. 이 때문에, 오존을 분해하는 수단이 필요하다. 오존의 분해방법으로서는, 열분해가 가장 유효하지만, 에너지를 필요로 하므로, 민생용도, 예컨대 복사기 등에서는 활성탄 또는 이산화망간을 주체(主體)로 하는 금속산화물 촉매가 일반적으로 채용되고 있다.
예컨대, 일본국특개2002-136579호 공보에서는, 광촉매로서의 이산화티탄이 활성탄의 표면에 도포된 광허니콤과, 별도로 오존분해촉매로서의 활성탄을 담지한 오존분해 허니콤을 구비한 공기청정기가 개시되어 있다. 그러나, 저렴한 활성탄은 오존과의 반응에서 촉매의 소모가 일어나므로 내구성이 부족하다고 여겨지고 있다.
이를 위해, 주로 이산화망간이 오존분해촉매로서 사용되는 경향이 있다. 예컨대, 일본국특개평7-213912호 공보에는, 탄산망간을 함유하는 오존분해촉매지에 이산화망간을 더 담지시킨 오존분해촉매가 개시되어 있다. 또한 예컨대, 일본국특허 제2552175호 공보에는, 활성 이산화망간을 세라믹섬유에 균일하게 고분산시킨 오존분해촉매가 개시되어 있다.
[특허문헌 1]일본국특개2001-324212호 공보
[특허문헌 2]일본국특개2002-136579호 공보
[특허문헌 3]일본국특개평7-213912호 공보
[특허문헌 4]일본국특허 제2552175호 공보
종래, 광촉매와 오존분해촉매는 개별적으로 사용되고 있고, 이들을 개별적으로 코팅한 허니콤은 비용이나 수고가 드는 동시에, 허니콤을 구비하기 위한 장치의 구조도 복잡하게 되어 있었다.
본 발명의 제 1의 목적은, 신발을 신는 기분을 양호하게 함과 동시에, 신발내 바닥부의 세균의 살균 또는 신발내의 취기발생을 억제하는 것에 의해, 쾌적한 신발환경을 유지할 수 있는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 2의 목적은, 광촉매기능과 오존분해능과의 양쪽을 유지하는 혼합촉매를 제공하는 것이다.
본 발명자는 상기 제 1의 목적을 달성하고, 실용적인 신발정화를 행하기 위해서는, 살균, 건조 및 탈취의 3요소 중, 때로는 살균과 건조, 또는 건조와 탈취의 적어도 2가지의 요소를 해결하는 것이 중요하다는 것을 발견하였다.
살균과 건조의 요소를 실현하는 본 발명의 신발내 정화방법의 태양은, 배스킷(basket)내에 수용된 신발의 속 내부에 공기를 불어 넣어 신발을 건조시킴과 동시에, 신발속 내부에 자외선을 조사하여 살균을 행한다.
이 태양의 신발내 정화방법을 실현하기 위한 본 발명의 신발내 정화장치는, 신발을 수용할 수 있는 배스킷과, 그 배스킷내에 설치되고, 선단부에 취출구를 가지며, 그 선단부가 신발의 속 내부에 찔러 넣어지는 통기용 노즐과, 상기 통기용 노즐의 선단부에 장착된 자외선 살균램프와, 송풍기를 구비하여 상기 배스킷내의 공기를 상기 통기용 노즐에 공급하는 것에 의해 신발내를 건조시킴과 동시에, 배스킷내의 공기를 순환시키는 통기유닛을 구비하고 있다.
이 태양에서는, 통기용 노즐의 선단의 취출구로부터 분출되는 공기에 의해 신발내가 건조되고, 또한 통기용 노즐의 선단부 또는 그 근방에 장착되어 있는 자외선 살균램프로부터 발해지는 자외선에 의해 신발내의 살균처리가 이루어진다.
자외선 살균램프는 적어도 살균선인 254nm의 자외선을 발생시키는 것을 사용하지만, 동시에 오존을 발생시키는 파장인 185nm의 자외선도 겸하여 발생시키는 것으로 하여도 좋다. 오존을 발생시키는 파장영역의 자외선 살균램프를 사용한 경우에는 자외선에 의한 살균작용 이외에 오존에 의한 살균작용도 가해져서, 살균효과가 보다 높아진다. 그 경우, 통기유닛에 의한 배스킷내의 공기의 순환유로에 오존분해촉매를 구비해 두는 것에 의해, 오존을 오존분해촉매에 의해 분해할 수 있으므로, 주위에 오존냄새가 퍼지지 않는 안전한 방법으로 된다. 종래의 오존살균기는 오존이 주위에 퍼져서 위생환경상의 문제가 있었지만, 본 발명의 이 태양에서는 그와 같은 문제는 없다.
오존분해촉매로서는, 이산화망간(MnO2), 산화구리(CuO), 산화철(FeO) 등을 사용할 수 있다.
더욱이, 통기유닛에 의한 배스킷내의 공기의 순환유로에 배치되어, 그 순환하는 공기중의 탈취의 기능을 갖는 광촉매를 구비할 수도 있다. 종래의 신발 건조기는, 신발내 취기가 주위에 퍼져서 실내가 냄새가 나게 되는 문제가 있었지만, 본 발명의 이 태양에서는 그와 같은 문제는 없다.
그와 같은 광촉매로서는, 이산화티탄(TiO2) 단체, 또는 이산화티탄을 주성분으로 하는 다른 금속 또는 금속산화물과의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
광촉매를 사용하는 경우는 광촉매용 광원이 필요하게 되지만, 수명이 있어 교환을 필요로 하는 활성탄이나 제올라이트 등의 상온촉매나 흡착제 등과 다르게, 광촉매는 자정작용이 있어 수명이 없으므로 교환의 필요가 없다는 이점이 있다.
또한, 자외선 살균램프가 오존을 발생시키는 경우, 광촉매가 오존분해촉매를 겸하고 있는 것이 바람직하다. 오존분해촉매를 겸할 수 있는 광촉매로서는, TiO2와 MnO2, CuO 및 FeO의 적어도 1종류와의 혼합촉매 등을 사용할 수 있다. 또한, 이 혼합촉매의 광촉매와 오존분해촉매와의 중량비는 30/70∼70/30인 것이 바람직하다.
건조와 탈취의 2요소를 실현하는 본 발명의 신발내 정화방법의 태양은, 배스킷내에 수용된 신발의 속 내부에 공기를 불어 넣어 신발을 건조시킴과 동시에, 신발의 속 내부에 불어 넣어진 공기를 상기 배스킷내에서 순환시키고, 그 순환도중에서 탈취를 행한다.
이 태양의 신발내 정화방법을 실현하기 위한 본 발명의 신발내 정화장치는, 신발을 수용할 수 있는 배스킷과, 그 배스킷내에 설치되고, 선단부에 취출구를 갖고, 그 선단부가 신발의 속 내부에 찔러 넣어지는 통기용 노즐과, 송풍기를 구비하여 상기 배스킷내의 공기를 상기 통기의 노즐에 공급하는 것에 의해 신발내를 건조시킴과 동시에, 배스킷 내의 공기를 순환시키는 공기유닛과, 상기 통기유닛에 의한 상기 배스킷내의 공기의 순환유로에 탈취용 광촉매를 구비하고 있다.
이 태양에서는 통기용 노즐의 선단의 취출구로부터 분출되는 공기에 의해 신발내가 건조되고, 또한 배스킷내의 공기의 순환유로에 배치된 광촉매에 의한 탈취처리가 이루어진다.
이 태양에서 사용되는 광촉매로서도, 전술한 바와 같이 이산화티탄 단체, 또는 이산화티탄을 주성분으로 하는 다른 금속 또는 금속산화물과의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 통기용 노즐에 공급하는 공기를 가열하는 온풍유닛을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 그 경우, 온풍에 의해 신발 내부를 건조시키기 때문에, 단시간에 건조할 수 있도록 된다.
통기용 노즐은 배스킷내에 수용되는 신발을 유지하는 기구를 겸하도록 할 수 있다.
상기 제 2의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 혼합촉매의 태양은 광촉매와 오존분해능을 갖는 상온산화촉매가, (광촉매)/(상온산화촉매)=30/70∼70/30의 중량비로 혼합되어 있다.
본 발명에서는, 상기 혼합촉매의 상기 광촉매가 이산화티탄인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 혼합촉매의 상기 상온산화촉매가 이산화망간, 산화구리 및 산화철로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 발명의 허니콤의 태양은, 상기의 혼합촉매의 코팅층을 갖는다.
본 발명에서는, 상기 허니콤은, 바람직하게는 바인더를 사용하여 코팅된다.
이 태양에서는, 광촉매 기능과 오존분해능과의 양쪽을 유지하는 혼합촉매를 제공할 수 있다. 이와 같은 혼합촉매를 코팅한 허니콤은, 종래보다도 비용이나 수고를 삭감할 수 있고, 또한 허니콤을 구비하기 위한 장치의 구조도 간략화할 수 있다.
[실시예]
본 발명의 일실시예의 기본적 개념도를 도 5에 나타낸다.
외부프레임(1)은 배스킷을 나타내고, 이 배스킷(1) 내에 살균유닛(2), 탈취유닛(3), 통기유닛(4) 및 이들 유닛의 사이에 배스킷(1)내의 공기를 순환시키기 위한 송풍유닛(5)이 설치되어 있다.
살균유닛(2)은 신발내부에 자외선을 직접 조사하여 살균을 행하는 것으로, 그 자외선은 오존을 발생시키는 파장영역인 것이어도 좋다.
탈취유닛(3)은 신발로부터 발생한 취기를 무취화하는 것으로, 광촉매를 구비하고 있다. 살균유닛(2)에서 오존이 발생하는 경우는, 탈취유닛(3)에 오존분해촉매도 부가해 둔다.
통기유닛(4)은 히터와 온도제어기구를 구비하고 있고, 송풍유닛(5)에 의해 운송되는 공기를 가열하여 신발내부에 공급한다.
도 1에 일실시예를 개략적으로 나타낸다. 배스킷은 박스 본체(10)와, 신발을 출입하는 프론트도어(11)로 이루어져 있다. 도면에서는 우측이 정면이다. 프론트도어(11)는 상부에 지점(支點)을 갖고, 전방으로 인도되어 도면에서 반시계방향으로 여는 것에 의해, 전방과 상부가 크게 열려 신발(S)의 출입이 가능하도록 되어 있 다. 그러나, 프론트도어(11)는 하부에 지점을 갖고, 아래쪽으로 크게 열어서 신발의 출입이 가능하도록 되어 있어도 좋다. 배스킷의 크기의 일예는, 폭 250mm, 깊이 250mm, 높이 400mm이다.
배스킷 내부에는 공기를 부는 노즐(51)이 수직방향으로 세워져 설치되어 있고, 그 노즐(51)의 선단에는 온풍취출구(52)가 열려 있다. 노즐(51)에는 처리하고자 하는 신발(S)을 씌어서 유지할 수 있으므로, 신발(S)을 유지하기 위한 기구를 별도로 설치할 필요는 없다. 배스킷내의 공기를 노즐(51)로 보내어, 취출구(52)로부터 분출시키기 위해서, 배스킷내의 벽면으로부터 바닥면에 걸쳐서, 노즐(51)의 하단부에 연결되는 공동(空洞)(13)이 형성되어 있다. 그 공동(13)의 상부의 위치에는 통기구(14)가 설치되어 있고, 배스킷내의 공기가 그 통기구(14)로부터 불어 넣어지고, 노즐(51)로 운송되도록 이루어져 있다. 공기를 순환시키기 위해서, 공동(13)내에는 송풍기로서 시로코 팬(scirocco fan)(53)이 설치되어 있다.
노즐(51)은, 예컨대 높이가 300mm이고, 그 선단의 취출구(52)의 사이즈는 예컨대 10mm×30mm이다.
시로코 팬(53)은 예컨대 폴리프로필렌제이고, 직경 50mm, 높이가 15mm, 회전수가 약 4000rpm인 것으로, 풍량이 약 0.1㎥/분으로 송풍순환시킬 수 있다.
한쌍의 신발을 동시에 정화하기 위해서, 2개의 노즐(51)의 선단부에는 살균을 위해서 각각 자외선 살균등(2a)이 부착되어 있다. 자외선 살균등(2a)은, 예컨대 냉음극 저압수은등이고, 출력이 약 3W, 사이즈가 직경 6mm, 길이 110mm인 것으로, 파장 185nm와 254nm의 자외선을 방출한다. 그 방출된 자외선이 신발(S)의 속 내부 에 조사되어, 살균을 행할 수 있다. 살균시간은 5∼30분이 적당하다.
노즐(51)의 취출구(52)로부터 분출하는 공기를 가열하여 온풍으로 하기 위해서, 배스킷의 하부에서 노즐(51)의 하단부에 연결되는 공동(13)내에는, 나선상의 니크롬선이 히터(41)로서 배치되어 있다. 히터(41)는 100V에서 100W의 출력을 갖고, 히터(41)의 가까이의 하류에는 서모스태트스태트(42)가 배치되어, 서모스태트스태트(42)에 의해 히터(41)로의 통전이 제어되어 노즐(51)에 공급되는 온풍의 온도가 조절되도록 이루어져 있다. 히터(41)와 서모스태트스태트(42)에 의해, 노즐의 취출구(52)로부터 분출되는 온풍의 온도는, 신발의 변형을 방지하기 위해서 40∼55℃로 되도록 설정해 두는 것이 적당하다.
자외선 살균등(2a)으로부터 방출된 자외선은, 살균과 동시에 오존을 발생시킨다. 공동(13) 내에는, 순환하는 공기중의 탈취를 행함과 동시에, 오존을 분해하기 위해서, 촉매허니콤(30)이 배치되어 있다. 촉매허니콤(30)은, 예컨대 깊이 50mm, 폭 130mm, 높이 30mm의 크기를 갖고, 직경 2mm의 구멍을 갖는 형상인 것으로, 그 허니콤의 표면에 광촉매로서의 이산화티탄과, 오존분해촉매로서의 이산화망간, 산화구리 및 산화철의 적어도 1종류를 혼합한 촉매가, 광촉매 대 오존분해촉매의 중량비가 1 대 1로 되도록 조제되어 코팅되어 있다.
프론트도어(11)의 하단부와 배스킷의 저면부의 사이에는, 안전스위치로서 마이크로스위치(12)가 장착되어 있고, 이동중에 프론트도어(11)를 열면 마이크로스위치(12)에 의해 전원이 절단되어 동작을 정지하도록 되어 있다.
이 실시예에 있어서, 신발(S)을 노즐(51)의 선단부에 씌어서, 프론트도어(11)를 닫아서 동작을 개시하면, 시로코 팬(53)이 작동하여 배스킷내의 공기가 통기구(14)로부터 불어 넣어지고, 공동(13)을 통하여 노즐(51)의 선단의 취출구(52)로부터 분출되어, 공기의 순환이 일어난다. 동시에 히터(41)가 통전되고, 서모스태트(42)에 의해 온도가 제어되면서 40∼55℃의 온풍이 신발(S) 내로 분출되고, 또한 자외선 살균등(2a)이 5∼30분의 설정된 시간 점등하고, 자외선에 의해 신발(S)내를 살균함과 동시에 오존도 발생되어 오존에 의해 살균도 행해진다. 신발(S) 내로부터 나온 공기가 공동(13) 내를 통과하는 사이에 촉매허니콤(30)에 코팅된 광촉매에 의해 탈취가 행해지고, 오존분해촉매에 의해 오존의 분해가 행해진다. 이와 같이 하여, 악취와 오존은 배스킷(10)내에서 정화처리되어 현관 등의 실내환경의 오염을 방지할 수 있다.
본 실시예는, 살균, 탈취 및 건조의 3가지의 기능을 구비하고 있다. 동작에 따라서는, 항상 이들 3가지의 기능을 하는 경우에 한정되지 않고, 목적에 따라서 필요한 기능을 선택할 수 있도록 동작모드의 전환을 가능하게 해 두는 것도 가능하다. 그 경우의 동작모드로서 다음의 3가지를 들 수 있다.
① 살균, 탈취 및 건조의 3가지의 기능을 동시에 하는 모드.
② 살균 및 탈취의 2개의 기능을 동시에 하는 모드.
③ 건조만의 기능을 하는 모드.
이들 모드의 선택은 각각의 유닛의 전원의 온ㆍ오프의 전환에 의해 간단하게 행할 수 있다. 이들 모드를 LED(발광 다이오드) 등의 표시소자에 의해 표시해 두고, 사용자가 선택스위치 등을 누르는 것에 의해 모드를 선택할 수 있도록 해 두면 좋다.
또한, 동작시간을 타이머에 의해 사용자가 설정할 수 있도록 해 두어도 좋고, 위의 동작모드 ①과 ②는 예컨대 15분, 동작모드 ③은 30분이 되도록, 동작모드에 따라서 동작시간을 미리 설정해 두어도 좋다.
다음에, 이 실시예의 작용에 관해서 구체적으로 나타낸다.
도 6은, 살균속도의 데이터를 나타낸 것이고, 자외선 살균등에 의한 살균시간이 길게 될수록 살균율이 높게 되어, 15분간의 살균처리에서 99% 이상의 살균율이 달성된다. 도 4에 나타난 실시예의 데이터는, 15분간의 살균처리후의 각종 세균류의 수를 나타낸 것이다.
도 7은 정화능을 나타낸 것이고, 탈취 전과, 이 실시예에 의한 15분간의 가동후의 취기강도를 발의 악취의 주성분인 이소발레르산 농도에 따라 비교한 것이다. 이 결과로부터, 본 실시예의 장치에 의해, 이소발레르산 농도가 효율좋게 분해되어 있는 것을 알 수 있다. 탈취전의 취기강도는 약 4로서, 강한 냄새가 있는 것에 비해서, 탈취후는 겨우 감지할 수 있을 정도의 냄새인 취기강도 약 1까지 저하하였다. 오존도 0.025ppm 이하로 분해할 수 있었다.
도 8에 이 실시예에 의한 살균효과가 지속하는 것을 나타낸다. 도 8의 가로축은 신발을 신은 시간을 나타내고, 세로축은 그 때의 생균수를 콜로니수로 하여 나타낸 것이다. 위에 점선으로 표시되어 있는 것은 살균을 하지 않은 경우의 각종 세균의 수이다. 아래의 그래프는 본 실시예의 장치를 15분간 가동시키고, 그 후 그 신발을 신은 경우이다. 1시간후에 약간 생균수가 증가하고 있지만, 그 후 다시 저 하해 버려서, 전체로서의 살균효과가 지속하고 있다는 것을 알 수 있다.
더욱이, 상기 실시형태에서는, 촉매허니콤에는 광촉매 대 오존분해촉매의 중량비가 1 대 1로 되도록 조제되어 코팅되어 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 혼합촉매의 광촉매와 오존분해촉매와의 중량비가 (광촉매)/(오존분해촉매)=30/70∼70/30의 범위인 경우에는, 광촉매와 오존분해촉매와의 양쪽의 효과를 얻을 수 있다.
이하에, 본 발명의 혼합촉매 및 그것을 사용한 허니콤에 관해서 설명한다. 본 발명의 혼합촉매는, 광촉매와 오존분해능을 갖는 상온산화촉매와의 중량비가, (광촉매)/(상온산화촉매)=30/70∼70/30으로 혼합된 것이다. 이 범위의 중량비로 혼합하는 것에 의해, 광촉매와 상온산화촉매와의 양쪽의 효과를 얻을 수 있다. 상기 비가 30/70을 하회하면, 광촉매 효과가 현저하게 저하한다. 또한 상기 비가 70/30을 하회하면, 오존분해능이 저하한다.
더욱이 본 발명에 있어서는, 상기 비는 40/60∼60/40인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 사용되는 광촉매는, 광조사에 의해 광에너지를 흡수하고, 전자와 정공(正孔)을 생성하고, 그 표면에서 강한 산화력을 나타내고, 오염물질 등을 형성하는 유기물을 분해하는 작용을 갖는 것이다. 광촉매로서 대표적인 것에, 산화티탄(루틸형, 아나타제형, 블루카이트형)을 들 수 있지만, 그 외에도 갈륨인(GaP), 갈륨비소(GaAs), 황화카드뮴(CdS), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 티탄산바륨(BaTiO3), 산화아연(ZnO), 산화바나듐(V2O5), 산화주석(SnO2) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서 사용되는 오존 분해능을 갖는 상온산화촉매는, 상온에서 오존을 분해하는 작용을 갖는 것이다. 오존분해능을 갖는 상온산화촉매로서는, 이산화망간, 산화구리, 산화철 등의 금속산화물을 들 수 있다. 이들 금속산화물은, 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다. 본 발명에 있어서는, 이산화망간을 주체(主體)로 한 금속산화물의 혼합물을 사용할 수 있다. 예컨대, 이산화망간 60중량부와 산화구리 40중량부와의 혼합물을 사용하는 것도 가능하고, 이 혼합물에 미량의 산화철을 더 첨가하여 사용하는 것도 가능하다.
광촉매 반응에 오존을 공존시켜 오염물질이나 유해물질 등의 산화분해를 촉진하는 기능에 있어서는, 유해한 미반응 오존을 분해하지 않으면 안된다. 본 발명에 있어서 오존분해촉매를 사용하면, 열분해와 같이 특별한 에너지를 필요로 하지 않고, 또한 활성탄과 같이 촉매의 소모를 일으키지 않고, 간편하고 효율좋게 미반응 오존을 무해한 산소로 분해처리할 수 있다.
본 발명의 혼합촉매는, 광촉매능과 오존분해촉매능과의 양쪽의 기능을 갖기 때문에, 예컨대 담체 등에 코팅하여 사용되는 경우에는, 1회의 코팅으로 광촉매능과 오존분해촉매능과의 양쪽의 기능을 담체에 부여할 수 있어, 종래보다도 시간이나 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 그와 같은 기능이 부여된 담체가 장치 등에 사용되는 경우에는, 종래보다도 장치의 구조의 간략화나 소형화에 기여할 수 있다.
본 발명의 혼합촉매는, 적당한 담체에 코팅하는 것에 의해 실용화하는 것이 가능하다. 본 발명은, 상기의 혼합촉매의 코팅층을 갖는 허니콤도 제공한다. 허니콤의 소재로서는, 종이, 세라믹, 금속 등을 들 수 있다. 이와 같은 허니콤 이외에 도, 종이, 부직포, 3차원 구조 세라믹필터 등의 담체를 사용하여도 좋다. 코팅방법으로서는, 혼합촉매의 분말을 사용하여, 바인더로 고정하는 방법이 바람직하다. 바인더로 고정하는 구체적인 방법으로서는, SiO2졸겔법이나 유기바인더법 등을 들 수 있다. 또한, 담체에 내열성이 우수한 소재를 사용하는 경우는, 촉매를 소부하여 코팅하여도 좋다. 이들 실용화된 촉매는, 상기 신발내 정화장치나 공기청정기 등에 유효하게 사용할 수 있다.
본 발명의 허니콤은, 광촉매능과 오존분해능을 모두 갖는 혼합촉매를 사용하기 때문에, 예컨대 종래와 같이 광촉매와 오존분해촉매를 개별적으로 코팅하는 수고 및 비용이 불필요하게 된다. 즉, 종래 개별적인 광촉매 허니콤과 오존분해촉매 허니콤이 같은 기능을 갖는 1개의 허니콤으로 마무리되고, 더욱이 공기청정기 등에 사용된 경우에는, 장치의 구조가 보다 간략화되고, 소형화가 가능하게 된다.
[실시예 1]
페이퍼허니콤에 겔졸법을 사용하여 촉매의 코팅을 행하였다.
(코팅액의 조성)
이소프로필알코올 1.6L
물 0.4L
염산 7.5mL
오르토규산테트라에틸 15mL
TiO2(일본 에어로질(주)제, P25)
MnO2(즈도케미촉매(주)제, N-840)
TiO2 및 MnO2에 관해서는, 표 1에 나타낸 중량농도로 각각 사용하였다. 표 1에 있어서 촉매의 농도(TiO2 농도, MnO2 농도 및 TiO2와 MnO2와의 합계농도)는, 이소프로필알코올과 물과의 합계량 1L당의 양으로서 나타내고 있다.
(코팅법)
잘 혼합하여 조제된 상기 조성의 코팅액중에, 페이퍼허니콤(25H×250W×110W, 공경φ4)을 침지한 후, 24시간 이상 상온건조하였다. 이와 같이 하여, 촉매의 코팅층을 갖는 허니콤을 제작하였다.
(아세트산 제거효과의 평가법)
촉매의 코팅층을 갖는 허니콤에 의한 아세트산 탈취 즉, 아세트산제거의 효과를 평가하였다. 1㎥의 챔버내에 2㎡/min의 풍량이 통과하도록 허니콤을 배치하여, 표 1에 기재한 아세트산 초기농도(중량ppm)로 되도록 챔버내에 아세트산을 주입하고, 30분후의 아세트산 제거율을 구하였다.
표 1의 5로부터, 60g/L의 합계농도에서, 또한 본 발명의 바람직한 범위의 중량비로 혼합된 혼합촉매를 사용하는 것에 의해, 82%의 아세트산이 제거된 것을 확인하였다.
[실시예 2]
TiO2 및 MnO2를 표 2에 나타낸 농도로 각각 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하는 것에 의해, 촉매의 코팅층을 갖는 허니콤을 제작하였다. 또 표 2에 있어서 촉매의 농도(TiO2 농도, MnO2 농도, 및 TiO2와 MnO2
와의 합계농도)는, 이소프로필알코올과 물과의 합계량 1L당의 양으로서 나타나 있다. 또한 실시예 1과 동일하게 하여, 촉매의 코팅층을 갖는 허니콤에 의한 아세트산제거의 효과를 평가하였다.
표 2의 10으로부터, 100g/L의 합계농도에서, 또한 본 발명의 바람직한 범위의 중량비로 혼합된 혼합촉매를 사용하는 것에 의해, 83%의 아세트산이 제거된 것을 확인하였다.
[실시예 3]
페이퍼허니콤에 유기바인더를 사용하여 촉매의 코팅을 행하였다.
(코팅액의 조성)
이소프로필알코올 1.6L
물 0.4L
메틸셀룰로오스 40g
TiO2(일본에어로질(주)제, P25) 20g
MnO2(즈도케미촉매(주)제, N-840) 20g
(코팅법)
잘 혼합하는 것에 의해 조제된 상기 조성의 코팅액중에, 페이퍼허니콤(25H×250W×110W, 공경φ4)을 침지한 후, 24시간 이상 상온건조하였다. 이와 같이 하여, 촉매의 코팅층을 갖는 허니콤을 제작하였다.
(아세트산 제거효과의 평가법)
실시예 1과 동일하게 하여, 촉매의 코팅층을 갖는 허니콤에 의한 아세트산 제거효과를 평가하였다. 아세트산 제거율은 85%이었다.
(오존분해효과의 평가법)
촉매의 코팅층을 갖는 허니콤에 의한 오존분해효과를 평가하였다. 취기감응테스트에 의해, 취기가 소실되는 것을 확인하였다. 검지관법(檢知管法)으로 오존농도를 측정한 결과, 0.3ppm의 오존을 0.025ppm 미만(검출한계 이하)으로 분해하는 효과가 얻어진 것을 확인하였다.
상기와 같이, 본 발명의 신발내 정화방법과 장치는, 살균, 건조 및 탈취의 3요소중, 살균과 건조, 또는 건조와 탈취의 적어도 2가지의 요소를 해결하는 기능을 구비하기 때문에, 신발의 신는 기분을 좋게 함과 동시에, 신발내 바닥부의 세균의 살균 또는 신발내의 취기발생을 억제할 수 있어, 쾌적한 신발 환경을 유지할 수 있도록 되었다.
또한, 본 발명의 혼합촉매는, 광촉매기능과 오존분해능과의 양쪽을 유지하므로, 이와 같은 혼합촉매를 코팅한 허니콤은, 종래보다도 비용이나 수고를 삭감할 수 있고, 또한 허니콤을 구비하기 위한 장치의 구조도 간략화할 수 있다.
Claims (17)
- 신발내 정화장치에 있어서,신발을 내부에 수용할 수 있는 배스킷과,상기 배스킷내에 설치되고, 선단부에 취출구를 가지며, 그 선단부가 신발의 속 내부로 찔러 넣어지는 통기용 노즐과,통기용 노즐의 취출구를 통해 배스킷내의 공기를 순환시키는 순환유로를 갖는 통기유닛과,상기 통기유닛에 의한 상기 배스킷내의 공기의 순환유로에 탈취용 광촉매 또는 오존분해촉매 또는 탈취용 광촉매 및 오존분해촉매의 혼합촉매를 구비하고,상기 통기용 노즐의 선단부 또는 그 근방에 장착된 자외선 살균램프를 구비한 것을 특징으로 하는 신발내 정화장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 자외선 살균램프는 오존을 발생시키는 파장영역의 자외선을 발생시키는 것을 특징으로 하는 신발내 정화장치.
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- 제 1항에 있어서, 상기 통기유닛에 의한 상기 배스킷내의 공기의 순환유로에 탈취용 광촉매 및 오존분해촉매의 혼합촉매를 구비하고, 상기 혼합촉매에서 상기 광촉매와 상기 오존분해촉매와의 중량비가 30/70~70/30인 것을 특징으로 하는 신발내 정화장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 통기유닛에 의한 상기 배스킷내의 공기의 순환유로에,온풍유닛으로서 히터와 온도제어센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 신발내 정화장치.
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- 제 1항에 있어서, 상기 통기용 노즐에 공급하는 공기를 가열하는 온풍유닛을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 신발내 정화장치.
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- 제 1항에 있어서, 촉매는 허니콤체에 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 신발내 정화장치.
- 제 16항에 있어서, 코팅에는 바인더가 사용되어 있는 것을 특징으로 하는 신발내 정화장치.
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