KR100723956B1

KR100723956B1 - 기능성 흡착제 및 환경정화제품

Info

Publication number: KR100723956B1
Application number: KR1020047004491A
Authority: KR
Inventors: 타오다히로시
Original assignee: 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-05-31
Also published as: KR20040039431A; US20040245496A1; WO2003029394A1; EP1437397B1; KR100687560B1; EP1437397A1; CN1326984C; CN1558943A; EP1437397A4; DE60233339D1; KR20060094989A

Abstract

본 발명은 TiO_x(1.5<x<2), TiO_xN_2-x(1<x<2), 다이아몬드형 탄소, 및 산화티타늄-실리카 복합체 TiO_x-SiO₂(1.5<x≤2) 중에서 선택된 1종이상의 재료를 함유하는, 새로운 크리닝제 및 그 크리닝제에 의한 물체의 크리닝방법을 제공하고, 또한, 상기 재료를 함유하는 항균재료 및 그것을 이용한 항균제품, 환경재료의 제조방법, 새로운 기능성 흡착제 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

기능성 흡착제 및 환경정화제품{FUNCTIONAL ADSORBENT AND ENVIRONMENT PURIFICATION PRODUCT}

본 발명은, 물체에 부착된 오물을 분해·제거하여, 청정화하기 위한 크리닝제 및 크리닝방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 본 발명은, 예를 들면, 건물이나 건재, 보석, 치아, 의치 등, 각종 물체에 부착된 오물을 용이하게 분해·제거하여, 청정화하는 것을 가능하게 하는 새로운 크리닝제 및 그 크리닝제에 의한 각종 물체의 크리닝방법에 관한 것이다.

또, 본 발명은, 항균재료 및 그것을 이용한 항균제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 공기중이나 수중 또는 물체의 표면에 존재하는 균의 번식을 억제할 뿐만 아니라, 그것을 분해·무해화해서 제거하는 작용을 갖는 항균재료 및 항균제품에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 우수한 환경정화작용을 갖는 환경재료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 악취의 제거나 공기중의 유해물질 또는 오물의 분해·제거, 폐수처리나 정수처리, 또는 물의 살균이나 살조(殺藻) 등의 기능을 갖는 환경재료의 제조방법으로, 예를 들면, 유기섬유 또는 플라스틱 등에 믹싱 등에 의해 첨가해서 바람직하게 사용할 수 있는 환경재료의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 물질의 흡착과 분해작용을 갖는 새로운 기능성 흡착제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 악취나 공기중의 유해물질을 흡착할 뿐만 아니라, 이들을 광촉매작용에 의해 분해·무해화해서 제거하는 작용을 갖는 새로운 기능성 흡착제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래, 각종 물체, 예를 들면, 건물외벽 등에 부착된 오물을 제거하여 깨끗하게 하는 방법으로서, 오물을 세제 등으로 씻어 내리는 방법이 이용되어져 왔다. 그러나, 이 방법은, 계면활성제 등의 화학물질을 사용하고 있기 때문에, 이들 물질이 하천이나 호수를 오염시키고, 환경호르몬 등의 심각한 문제를 일으키고 있다. 최근, 건물외벽 등에 부착된 오물을 팩제에 의해 제거하여 깨끗하게 하는 방법이 개발되었다. 그러나, 이 방법도, 오물이상의 양의 팩제를 사용하고 있어, 자원의 낭비로 되고 있다. 또한, 오물을 기계적으로 깎아 내어 깨끗하게 하는 방법도 있지만, 이 방법도, 에너지를 다량으로 소비한다고 하는 문제점이 있었다. 또한, 최근, 광촉매를 이용한 방오도료 등이 개발되었지만, 이것은, 부착되어 오는 오물을 제거하거나, 부착되기 어렵게 하는 것으로, 이미 부착되어 있는 오물을 제거하는 것은 어렵다고 하는 결점이 있었다(예를 들면, (1)좌백의광(佐伯義光), 회보 광촉매, Vol. 1,83(2000), (2)선동전곡웅(仙洞田典雄), 공업재료, Vol. 49, No. 7,45(2001)).

이상과 같이, 종래의 크리닝법은, 대부분의 경우, 유해로 되는 물질을 사용하고, 자원이나 에너지를 낭비하는 방법이었다. 그 때문에, 해당 분야에 있어서 는, 오물의 크리닝법으로서, 안전성, 간이성이 우수하고, 자원절약 및 에너지절약의 방법을 개발하는 것이 강하게 요구되고 있었다.

또, 최근, 냉·난방의 효율향상이나 에너지의 유효이용을 목적으로서, 건물의 밀폐성이 향상됨에 따라, 생활환경에 있어서의 곰팡이나 균에 의한 오염이 진행되고, 그것이 천식이나 아토피 등의 알레르기질환의 증가와 관련되어 문제로 되고 있다. 또한, 병원에서의 MRSA균(메티실린 내성 황색 포도구균) 등에 의한 원내감염, O-157 등의 병원성 대장균에 의한 집단감염, 24시간 목욕탕에서의 레지오넬라균에 의한 재향군인병의 감염 등이 큰 사회문제로 되고 있다.

종래, 이러한 균의 증식을 억제하는 항균제로는, 유기화학물질이 오래전부터 사용되고 있으며, 알콜계, 페놀계, 알데히드계, 카르본산계, 에스테르계, 에테르계, 니트릴계, 과산화물·에폭시계, 할로겐계, 유기금속계 등 여러가지 종류가 있다. 이들은 기본적으로는 유독이며, 용출성의 것이 대부분이며, 그 때문에, 항균력이 강하고, 살균력도 있지만, 피부에의 영향이 커서 알레르기나 식크하우스 증후군, 화학물질 과민증 등을 야기할 가능성이 있으며, 약제의 안전성(피부자극성이나 피부 알레르기성 등)에 문제가 있었다. 따라서, 이들의 사용시에, 인체나 생태계에 대한 안전성에 대해서 충분한 배려가 필요했다. 또한, 이렇게, 기존의 대부분의 항균제는 약효성분을 용출 등에 의해 방출함으로써 균의 발육을 저지 또는 사멸시키는 것이기 때문에, 시간이 경과되면 그 약효가 없어져서, 사용할 수 없게 되어 버린다라는 결점이 있었다.

산화티타늄은, 빛이 조사되면 강한 환원작용을 갖는 전자와 강한 산화작용을 갖는 정공(正孔)을 생성하여, 접촉해 오는 분자종을 산화환원작용에 의해 분해하는 작용이 있다. 산화티타늄의 이러한 작용, 즉, 광촉매작용을 이용하면, 균의 번식을 억제하거나, 살균을 행할 수 있다. 이 방법은, 산화티타늄과 빛을 이용하는 것만으로 반복사용할 수 있고, 반응생성물은 무해한 탄산가스 등이며, 산화티타늄도 안전무독의 물질이기 때문에, 안전하며 용이하게 항균을 행할 수 있고, 원리적으로는 반영구적으로 사용할 수 있다라는 장점이 있다.

그러나, 산화티타늄은 밴드갭이 크고, 자외선이 아니면 광촉매반응을 일으키지 않기 때문에, 전등 아래에서는 거의 반응을 일으키지 않는다고 하는 결점이 있었다. 또, 산화티타늄을 도료 등의 유기물에 섞어서 사용하면, 그 강력한 광촉매작용에 의해 균뿐만 아니라 도료자신도 분해되어 버리기 때문에, 이들의 반복사용이나 장기간의 사용이 불가능했다.

또한, 최근, 거주공간이나 작업공간에서의 악취나, 자동차의 배기가스 등의 유해물질에 의한 오염이 심각한 문제로 되고 있다. 또한, 생활배수나 산업배수 등에 의한 수질오염, 특히, 현재 행해지고 있는 활성오니법 등의 수처리방법으로는 처리가 어려운 유기염소계의 용제나 골프장의 농약 등에 의한 수원의 오염 등이 광범위로 진행되고 있고, 이들에 의한 환경오염이 중대한 사회문제로 되고 있다.

종래, 악취를 방지하는 방법 또는 공기중의 유해물질을 제거하는 방법으로서, 산이나 알칼리 등의 흡수액이나 흡착제 등에 흡수 또는 흡착시키는 방법이 양호하게 행해지고 있지만, 이들의 방법은, 그 폐액이나 사용이 끝난 흡착제의 처리가 문제이며, 이차 공해를 일으킬 우려가 있다. 또, 방향제의 냄새가 식품으로 옮 겨가서 방향제 자체의 냄새에 의한 피해가 생길 우려가 있는 등의 결점을 갖고 있다(예를 들면, (3)서전경지조(西田耕之助), 헤이본사 「대백과사전」 1권, P136(1984)).

산화티타늄에 빛을 조사하면, 강한 환원작용을 갖는 전자와 강한 산화작용을 갖는 정공이 생성되어, 접촉해 오는 분자종을 산화환원작용에 의해 분해한다. 산화티타늄의 이러한 작용, 즉, 광촉매작용을 이용함으로써, 수중에 용해되어 있는 유기용제, 농약이나 계면활성제 등을 분해·제거할 수 있다. 이 방법은, 산화티타늄과 빛을 이용하는 것만으로 반복사용할 수 있고, 반응생성물은 무해한 탄산가스 등이며, 미생물을 이용하는 생물처리 등의 방법에 비해, 온도, pH, 가스분위기, 독성 등의 반응조건의 제약이 적고, 또한, 생물처리 등의 방법으로는 처리하기 어려운 유기할로겐 화합물이나 유기인 화합물과 같은 것이라도 용이하게 분해·제거할 수 있다고 하는 장점을 가지고 있다.

그러나, 지금까지 행해져 온 산화티타늄 광촉매에 의한 유기물의 분해·제거의 연구에서는, 광촉매로서 산화티타늄의 분말이 그대로 이용되고 있었다.(예를 들면, (4)A.L Pruden and D.F. Ollis, Journal of Catalysis, Vol. 82,404(1983), (5)H. Hidaka, H. Jou, K. Nohara, J. Zhao, Chemosphere, Vol. 25, 1589(1992), (6)구영휘명(久永輝明), 원전견이(原田賢二), 전중계일(田中啓一), 공업용수, 제379호, 12(1990)). 그 때문에, 사용후의 광촉매의 회수가 곤란하다는 등, 취급이나 사용이 어려워 좀처럼 그것을 실용화할 수 없었다.

그 때문에, 산화티타늄 광촉매를 취급이 용이한 섬유나 플라스틱 등의 매체 에 믹싱해서 사용하는 것이 시도되었지만, 그 강력한 광촉매작용에 의해 유해유기물이나 환경오염물질 뿐만 아니라 섬유나 플라스틱 자신도 분해되어 매우 열화되기 쉬우므로, 섬유나 플라스틱에 믹싱한 형태로의 사용은 불가능했다. 또한, 항균, 항곰팡이 재료로서 사용할 경우, 유수하(流水下) 등에서는, 균이 광촉매에 부착되기 어렵기 때문에 효과가 발휘되기 어려워 효율이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명자들은, 이 문제를 해결하기 위해서, 산화티타늄으로 이루어지는 표면을 갖는 기재를 의사체액에 침지함으로써, 이 기재표면에 인산칼슘을 담지시킨 광촉매 환경재료를 개발했다((7)일본특허공개 평10-244166). 상기 광촉매 환경재료는, 표면의 산화티타늄을 인산칼슘이 부분적으로 덮고 있고, 산화티타늄이 부분적으로 노출된 상태로 되어 있기 때문에, 빛의 조사에 의해 산화티타늄 표면에 생성된 전자와 정공의 산화환원작용에 의해, 악취나 공기중의 유해물질 또는 수중에 용해되어 있는 유기용제나 농약 등의 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 용이하게 분해·제거할 수 있다. 그리고, 인산칼슘이 광촉매로서 불활성이기 때문에, 유기섬유나 플라스틱 등의 매체에 믹싱 등에 의해 첨가해서 사용하는 경우라도, 유기섬유나 플라스틱 등의 매체와 접촉하는 것은 광촉매로서 불활성인 인산칼슘이기 때문에, 인산칼슘에 보호되어서 섬유나 플라스틱 자신의 분해를 발생시키기 어려워 장기간 그 효과를 지속시킬 수 있다. 또한, 인산칼슘이 잡균 등을 흡착하는 성질을 가지기 때문에, 흡착한 잡균 등을 빛의 조사에 의해 산화티타늄에 발생하는 강력한 산화력에 의해 확실하고, 또한, 효율적으로 사멸·분해할 수 있다.

그러나, 산화티타늄으로 이루어지는 표면을 갖는 기재를 의사체액에 침지한 다고 하는 광촉매 환경재료의 제조방법은, 의사체액의 조제가 번거로우며, 제조에 몇일에서 몇주간이라는 장시간의 노력을 필요로 한다고 하는 결점이 있었다. 또, 의사체액을 장시간 가열·보온할 필요가 있어 에너지 소비가 크다라는 결점이 있었다.

또한, 최근, 거주공간이나 작업공간에서의 악취나 휘발성 유기화학물질, 자동차의 배기가스 등의 유해물질에 의한 오염이 심각한 문제로 되고 있다. 그리고, 이들에 의해 야기된다라고 하는 식크하우스 증후군이나 화학물질 과민증이 심각한 문제로 되고 있다.

종래, 악취방지방법 또는 공기중의 유해물질의 제거방법으로서, 산이나 알칼리 등의 흡수액이나 흡착제 등에 흡수 또는 흡착시키는 방법이 양호하게 행해지고 있지만, 이들의 방법은, 그 폐액이나 사용이 끝난 흡착제의 처리가 문제이며, 이차 공해를 일으킬 우려가 있다. 또한, 방향제를 사용해서 악취를 은폐하는 방법도 있지만, 방향제의 냄새가 식품으로 옮겨 가서 방향제 자체의 냄새에 의한 피해가 생길 우려가 있는 등의 결점을 가지고 있다(예를 들면, (3)서전경지조, 헤이본사「대백과사전」1권, p136(1984)).

산화티타늄에 빛을 조사하면, 강한 환원작용을 갖는 전자와 강한 산화작용을 갖는 정공이 생성되어, 접촉해 오는 분자종을 산화환원작용에 의해 분해한다. 산화티타늄의 이러한 작용, 즉, 광촉매작용을 이용함으로써, 수중에 용해되어 있는 유기용제, 농약이나 계면활성제 등의 환경오염물질, 공기중의 유해물질이나 악취 등의 분해·제거를 행할 수 있다. 이 방법은, 산화티타늄과 빛을 이용하는 것만으로 반복사용할 수 있고, 그 반응생성물은 무해한 탄산가스 등이며, 미생물을 이용하는 생물처리 등의 방법에 비해, 온도, pH, 가스분위기, 독성 등의 반응조건의 제약이 적고, 또한, 생물처리 등의 방법으로는 처리하기 어려운 유기할로겐 화합물과 같은 것이라도 용이하게 분해·제거할 수 있다고 하는 장점을 갖고 있다.

그러나, 지금까지 행해져 온 산화티타늄으로 이루어지는 광촉매물질인 산화티타늄 광촉매에 의한 유기물의 분해·제거의 연구에서는, 광촉매로서, 산화티타늄이 분말상으로 이용되고 있었다(예를 들면, (4)A.L Pruden and D.F. Ollis, Journal of Catalysis, Vol. 82,404(1983), (5)H. Hidaka, H. Jou, K. Nohara, J. Zhao, Chemosphere, Vol. 25, 1589(1992), (6)구영휘명(久永輝明), 원전견이(原田賢二), 전중계일(田中啓一), 공업용수, 제379호, 12(1990)). 그 때문에, 그 취급이나 사용방법이 어렵고, 실용화가 곤란하다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 상기 산화티타늄 광촉매를 담체가 되는 활성탄 등에 코팅하여, 담지시키는 것이 시도되었지만, 그 강력한 광촉매작용에 의해 유해유기물이나 환경오염물질 뿐만 아니라, 담체인 상기 활성탄도 분해되어 버리기 때문에, 반복사용이나 장기간의 사용이 불가능했다. 또한, 상기 산화티타늄 광촉매와 상기 활성탄을 혼합한 것도 개발되고 있지만, 그 경우에는, 상기 산화티타늄 광촉매와 상기 활성탄이 근접하고 있지 않은 것때문에, 상기 활성탄이 흡착한 물질을 상기 산화티타늄 광촉매가 분해할 수 없으므로 그 성능은 낮은 것이었다.

이러한 상황속에서, 본 발명자는, 상기 종래기술을 감안하여, 안전성, 간편 성이 우수하고, 또한 현저한 크리닝효과가 얻어지는 새로운 크리닝제 및 크리닝방법을 확립하는 것을 목표로서 예의 연구를 거듭한 결과, 산소결함형 산화티타늄 TiO_x(1.5<x<2), 티타늄옥시나이트라이드 TiO_xN_2-x(1<x<2), 다이아몬드형 탄소, 및 산화티타늄-실리카 복합체 TiO_x-SiO₂(1.5<x≤2) 중에서 선택된 1종이상, 또는 이들의 표면을 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복성분과, 증점제 및 산화제를 유효성분으로서 병용함으로써 소기의 목적을 달성할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 제1형태는, 안전성, 간편성이 우수하며, 태양광 등의 빛에너지를 이용함으로써 현저한 크리닝효과가 얻어지는 새로운 크리닝방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 크리닝방법에 사용하는 새로운 크리닝제를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또, 본 발명의 제2형태는, 상기의 점을 감안하여 새롭게 개발된 것으로서, 자외선 뿐만 아니라 가시광의 조사에 의해, 균의 번식을 억제할 뿐만 아니라, 그것을 분해·무해화해서 제거하여, 항균을 효과적이며, 또한, 경제적으로 안전하게 행할 수 있고, 또한, 기재의 유기물을 분해하지 않아 반복사용할 수 있으며, 내구성의 면에서도 우수한 특성을 가지며, 안전하며 에너지절약적이며 장기간 사용할 수 있는 새로운 항균재료 및 그것을 이용한 항균제품을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자는, 이 목적을 달성하기 위해서, 예의 연구를 거듭한 결과, 산소결함형 산화티타늄 TiO_x(1.5<x<2), 티타늄옥시나이트라이드 TiO_xN_2-x(1<x<2), 다이아몬드형 탄소, 산화티타늄-실리카 복합체 TiO_x-SiO₂(1.5<x≤2), 또는 금속이온이 도핑된 산화티타늄의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복함으로써 제조된 항균재료가 자외선 뿐만 아니라, 가시광선의 조사에 의해도 효율적으로 산화환원작용을 발휘하여, 균의 번식을 효율적으로 억제 또는 분해제거하고, 또한, 기재를 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복함으로써, 기재의 분해가 발생되기 어려워 장기간 그 효과를 지속시킬 수 있는 것을 찾아내고, 또한, 그것을 이용한 항균제품이 마찬가지로 기재의 분해가 발생되기 어려워서 장기간 항균효과를 지속시킬 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

또한, 본 발명의 제3형태는, 상기의 점을 감안하여 새롭게 개발된 것으로서, 악취의 제거나, 공기중의 유해물질 또는 오물의 분해제거, 수처리나 항균이나 항곰팡이 등 환경의 정화를 효과적이며 또한 경제적이며 안전하게 행할 수 있고, 또한, 유기섬유나 플라스틱 등의 매체에 믹싱 등에 의해 첨가해서 사용한 경우라도, 매체의 열화를 발생시키는 일없이 내구성의 면에서도 우수한 특성을 갖는 환경재료를 간편하고 신속하고 또한 에너지절약적으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명자는, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 예의 연구를 거듭한 결과, 의사체액을 사용하는 일없이, 칼슘이온, 인산이온 및 /또는 인산수소이온을 함유하는 수용액을 사용하고, 그 안에 산화티타늄으로 이루어지는 표면을 갖는 기재를 침지하여, 마이크로파를 조사함으로써, 이 기재의 표면에 인산칼슘을 담지시킨 환경재료를 신속하게 제조할 수 있는 것을 찾아 내어 본 발명에 이른 것이다.

또한, 본 발명의 제4형태는, 상기의 점을 감안하여, 새롭게 개발된 것으로서, 담체의 다공질재료를 분해하지 않아, 반복사용할 수 있으며, 고내구성이며, 또한, 악취나 공기중의 유해물질을 흡착할 뿐만 아니라, 이들을 분해·무해화해서 제거하여, 환경의 정화를 효과적이며 또한 경제적으로, 안전하게 행할 수 있는 우수한 특성을 갖는 새로운 기능성 흡착제 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

다음에, 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 제1형태는, 특정 성분으로 이루어지는 크리닝제를 사용하고, 주로 광촉매에 의한 산화·환원작용을 이용하여, 오물에 대한 높은 크리닝효과를 달성하는 것이다. 본 발명에서 사용하는 약제 및 수단은 기본적으로는, 다이아몬드형 탄소 또는 그 표면을 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복성분과, 증점제 및 산화제와, 빛이면 충분한 것이며, 안전성, 작업의 간이성이 우수하여, 그 크리닝효과는 현저하다.

본 발명의 크리닝제는, 하나의 바람직한 형태로서, 다이아몬드형 탄소의 분말 또는 그 표면을 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복성분과, 증점제 및 산화제의 용액 내지 페이스트로 구성된다. 여기에서, 상기 세라믹스란, 예를 들면, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘(인회석), 인산티탄늄, 산화철, 페라이트, 석고, 비정질의 산화티타늄 및 이들과 같은 효과의 것을 의미한다. 다이아몬드형 탄소는 메탄이나 알콜과 수소로부터 CVD 등의 방법에 의해 조제된다. 본 발명에 있어서, 이들의 조제방법은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또, 본 발명에 기재된 다이아몬드형 탄소에는 금속이온 등을 도핑한 것도 포함된다.

이들 성분은, 그 구성원소로부터 알 수 있듯이, 무독으로 안전한 물질이며, 이들의 형상으로서는, 예를 들면, 입자지름 약 4∼1O0㎚의 미립자, 또는 그것을 주체로 하는 것이 바람직한 것으로서 예시되지만, 이들에 한정되지 않고, 예를 들면, 박편상 등, 그 형태, 성상에 상관없이 동일하게 사용할 수 있다. 이 경우, 입자지름이 작은 것은, 고활성을 기대할 수 있는 것, 부착시키는 양이 적은 것, 사용량을 저감할 수 있는 것, 투명한 용액 내지 페이스트를 조제할 수 있는 것 등의 이점이 있으며, 또한 도포막을 얇게 할 수 있어 용액 내지 페이스트속까지 빛이 통과하므로 높은 크리닝효과가 얻어지는 것때문에 특히 바람직하다. 또한, 증점제로서는, 스멕타이트, 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 규산마그네슘 알루미늄, 헥토라이트, 산성백토, 점토 등의 무기층상 화합물이 안전무독의 점에서 바람직하다.또한, 증점제로서, 인산, 피롤린산, 폴리인산, 트리폴리인산, 헥사메타인산, 울트라인산, 초산, 구연산, 주석산, 사과산, 개미산, 글루콘산, 규산, 숙신산, 옥살산, 소르빈산, 알루민산, 염산, 황산, 질산, 탄산, 유산, 엽산, 부티르산, 알긴산, 카르본산, 아크릴산, 폴리아크릴산, 붕산 등의 산, 또는 나트륨염이나 칼륨염, 알루미늄염, 마그네슘염, 암모늄염, 칼슘염 등의 이들 염, 전분, 카제인, 덱스트린, 아라비아고무, 당밀, 메틸셀루로스, 히드록시에틸셀룰로스, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 초산비닐에멀젼, 이소부틸말레인산 공중합물, 에폭시수지, 페놀수지, 푸란수지, 우레탄수지, 쿠마론수지, 요소수지 등의 폴리머, 실리카나 알루미나 등의 금속산화물의 초미립자, 에틸실리케이트, 지르코늄아세테이트, 알루미늄이소프로폭시드, 티타늄이소프로폭시드, 페르옥소티타늄산 등의 유기금속이나 금속착체 등을 들 수 있고, 이들 중에서 1종 또는 2종이상이 선택되어 사용된다. 산화제로서는, 산소, 오존, 과산화수소, 과산화칼슘, 과산화마그네슘, 과산화나트륨, 과산화칼슘 등의 과산화물이 바람직한 것으로서 예시되며, 과산화수소나 과산화물은 5%이하의 저농도로 충분하여, 안전하게 사용할 수 있다.

상기 성분의 양비는, 예를 들면, 오물이 경도한 것과 중도한 것으로, 적절히 변경, 조절하는 것이 가능하며, 그것에 의해, 상황에 따른 제품을 갖출 수 있다. 본 발명의 크리닝제는, 다이아몬드형 탄소의 분말 또는 그 표면을 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복성분과, 증점제 및 산화제를 물에 배합하여, 믹싱, 분산함으로써, 균일한 투명용액, 또는 페이스트형태로 해서 이용되지만, 이들에 한정되지 않고, 이들과 동일하게 해서 조제되는 것이면 동일하게 사용하는 것이 가능하며, 이들은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 있어서, 용액 내지 페이스트란, 상기와 같은 의미를 갖는 것으로서 정의된다. 이 경우, 상기 성분의 배합, 믹싱, 분산 등의 크리닝제의 조제수단, 장치, 및 크리닝제를 부착시키는 수단 등은, 예를 들면, 도포나 분사, 코팅 등 적절한 수단을 이용하면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이 때, 예를 들면, 본 발명의 크리닝제를 천, 종이, 유리크로스, 세라믹페이퍼, 유기젤, 무기젤 등에 함침하여, 그것을 대상물의 표면에 부착시켜 빛을 조사해도 좋다. 그 외, 상기 크리닝제를 적당한 담체에 유지해서 이것을 대상물에 장착하고, 부착시키는 방법 등, 적당한 방법, 수단을 이용할 수 있다. 본 발명의 크리닝제는, 상기 성분을 유효성분으로서 병용한 것을 특징으로 하는 것이며, 예를 들면, 이들의 성분을 배합한 용 액제 내지 페이스트제의 형태로 사용하는 것이 가능하며, 또한, 이들의 성분을 별체로서 적당히 조합시킨 형태로 사용하는 것도 가능하며, 그 형태는, 특별히 제한되는 것은 아니다.

상기 크리닝제에 의한 대상물의 크리닝은, 예를 들면, 상기 크리닝제를 대상물의 표면에 도포하여, 빛을 조사하는 것에 의해 실시된다. 본 발명에서 이용되는 광으로서는, 태양광이어도 전등 등의 인공광이어도 좋고, 인공광원으로서는, 일반적으로, 광촉매에 이용되는 살균등, 수은램프, 블랙라이트, UV램프, 크세논램프, 카본아크램프 뿐만 아니라, 형광등, 백열등, 할로겐램프, 메탈할라이드램프, LED(발광다이오드), 반도체 레이저, 형광도료나 축광재료나 브라운관이 발하는 빛 등, 지금까지 가시광의 비율이 커서 사용되지 않았던 여러가지 것을 사용할 수 있다. 조사하는 빛은, 광촉매작용에 의한 활성산소의 발생 및 그 산화작용의 점에서, 자외선 등의 에너지가 큰 단파장의 빛을 많이 포함하는 빛이 바람직하지만, 자외선은, 인체에 염증이나 암을 야기해서 유해하기 때문에, 안전성의 면에서 가시광이 바람직하다. 본 발명의 크리닝제의 도포 및 광조사의 회수는, 오물의 경도 및 중도의 정도에 따라서 적당히 조정하면 된다. 상기 용액 내지 페이스트의 도포 등의 부착조작의 간격 및 빈도는 오물의 상태에 따라서 적당히 설정하면 된다. 본 발명의 크리닝방법은 유기물의 오물이나 유기물을 바인더로 해서 부착된 오물의 쌍방에 유효하며, 이들을 안전하며 또한 간편하게 크리닝하는 데에 있어서 현저한 효과를 발휘한다.

본 발명의 크리닝제의 주된 작용은 광촉매작용이다. 다이아몬드형 탄소에 빛을 조사하면, 전자와 정공이 생기며, 그 정공이 수산이온 등과 반응해서 활성산소가 생긴다. 이 활성산소는 오존보다 훨씬 강력한 산화력을 가지며, 거의 모든 유기물을 탄산가스로까지 산화분해할 수 있고, 이것에 의해, 오물을 분해해서 제거할 수 있다. 이 때, 빛을 계속해서 조사하면, 전자가 축적되고, 축적된 전자가 정공과 결합해 버리기 때문에, 산화분해반응이 멈춰 버리지만, 본 발명의 크리닝제중의 산화제가 이 전자와 반응해서 제거하기 때문에, 연속적이며 효율적으로 산화분해반응을 진행시킬 수 있다. 또한, 크리닝제가 투명하며, 산화제가 첨가되어 있기 때문에, 대상물과 크리닝제의 계면에 용이하게 활성산소를 발생시켜, 대상물의 표면의 오물을 효율적으로 산화분해할 수 있다.

또, 본 발명의 크리닝제중의 증점제는, 건물벽과 같이 수직의 대상물의 표면에 장시간 크리닝제를 유지할 수 있음과 아울러, 산화제를 장시간 유지할 수 있기 때문에, 본 발명의 크리닝제는 연속적이며 효율적으로 산화분해반응을 진행시킬 수 있다. 또한, 다이아몬드형 탄소는 자외선 뿐만 아니라, 가시광의 조사에 의해 용이하게 강력한 산화력을 갖는 활성산소를 발생시키므로, 파장 380㎚ 이하의 자외선밖에 이용할 수 없는 이산화티타늄 광촉매 등과 달리, 태양광이나 전등의 이용효율이 우수하며, 위험한 자외광을 사용하지 않아도 효율적으로 오물을 분해해서 제거할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2형태에 있어서, 항균재료는 다이아몬드형 탄소로 이루어지는 기재의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복한 것이다. 여기에서, 다이아몬드형 탄소는 메탄이나 알콜과 수소로부터 CVD 등의 방법에 의해 조제된다. 이것은 안전한 물질이며, 이들의 형상으로서는, 예를 들면, 입자지름 약 1∼1O㎛, 보다 바람직하게는 4㎚∼100㎚의 미립자 또는 그것을 주체로 하는 것이 바람직한 것으로서 이용되지만, 이들에 한정되지 않고, 박편상, 인편(鱗片)상 등, 그 형태, 성상에 상관없이 동일하게 사용할 수 있다. 이 경우, 입자지름이 작은 것은, 고활성을 기대할 수 있는 것, 사용량을 저감할 수 있는 것, 투명한 용액, 페이스트, 도료를 조제할 수 있는 것 등의 이점이 있으며, 상기 용액, 페이스트, 도료속까지 빛이 통과하므로, 높은 항균효과가 얻어지는 것때문에 특히, 바람직하다.

또, 원료인 산화티타늄의 결정형은, 광촉매로서 고성능인 점에서, 아나타제나 브루카이트인 것이 바람직하다. 루타일, 비정질(amorphouse)의 것은 광촉매로서의 활성이 낮기 때문에 그다지 바람직하지 않다. 또한, 본 발명의 항균재료의 표면에, 백금이나 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 아연 등의 금속의 1종이상이 담지된 것은 그것에 의해, 화학물질의 산화분해속도가 더욱 빨라지져, 광촉매작용도 커지므로 바람직하다.

본 발명에 이용되는 빛에 불활성인 세라믹스로서는, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고, 비정질의 산화티타늄 등의 1종이상이 예시되지만, 이들과 동일효과의 것이면 동일하게 사용할 수 있다.

다이아몬드형 탄소의 기재의 표면에의, 빛에 불활성인 세라믹스에 의한 부분적인 피복은, 예를 들면, 금속알콕시드나 유기금속을 이들의 기재의 표면에서 가수분해시켜 소성함으로써 빛에 불활성인 세라믹스를 기재표면에 섬모양으로 생성시키는 방법, 세라믹스 전구체인 졸에 유기물을 용해해 두고, 그것을 기재표면에 코팅해서 소성함으로써 구멍이 형성된 세라믹스막으로 덮는 방법, 세라믹스의 구성성분을 함유한 용액에 기재를 침지함으로써 빛에 불활성인 세라믹스를 기재표면에 섬모양으로 생성시키는 방법 등에 의해 행할 수 있지만, 본 발명에 있어서, 이들 피복방법에 대해서는 특별히 제한되지 않는다.

이렇게 해서 얻어지는 본 발명에 의한 항균재료는, 다이아몬드형 탄소의 기재의 표면이, 빛에 불활성인 세라믹스에 의해 섬모양으로 피복되거나, 산화티타늄입자의 표면이 구멍이 형성된 광촉매로서 불활성인 세라믹스막에 의해 피복되어서, 부분적으로 피복되어 있으며, 기재가 부분적으로 노출된 상태로 되어 있다. 그 때문에, 접촉해 온 균을 형광등, 백열등, 블랙라이트, UV램프, 수은등, 크세논램프, 할로겐램프, 메탈할라이드램프 등의 인공광이나 태양광의 조사에 의해 기재에 생성된 전자와 정공의 산화환원작용에 의해 살균하여, 신속하고, 연속적이며 또한 효과적으로 분해·제거할 수 있다. 그리고, 상기 항균재료는 빛을 조사하는 것만으로 균을 분해하므로, 반복사용할 수 있어, 저비용, 에너지절약적이며, 또한 보수관리할 필요없이 장기간 사용할 수 있다. 또한, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고, 비정질의 산화티타늄의 1종이상으로 이루어지는, 빛에 불활성인 세라믹스는 흡착작용이 있으며, 상기 작용에 의해 균을 효율적으로 흡착할 수 있다. 또한, 그 표면에 백금 또는 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 철, 아연 등의 금속의 1종이상을 담지한 것을 이용한 경우에는, 그 촉매작용에 의해 항균, 항곰팡이효과가 더한층 증대한다.

본 발명에 의한 항균액 및 항균제품은, 이렇게 해서 얻어진 항균재료를 물 등에 분산시키거나, 제품에 믹싱하거나, 도료로 해서 도포하거나, 물이나 용매에 분산시켜서 물품에 분사하거나, 딥코팅하거나 해서 제조된다. 제품의 기재가 유기물이어도, 그것과 접촉하고 있는 부분이 광촉매로서 불활성인 세라믹스이기 때문에, 기재의 분해가 발생되기 어려워 장기간 그 항균효과를 지속시킬 수 있다.

본 발명에 의한 항균액은, 상기 항균재료를 물 등에 분산시킨 것이며, 조리장, 병원, 작업장, 가옥 등의 바닥이나 벽에 도포하거나, 융단이나 카페트, 피부 등에 도포해서 사용한다. 이 항균액은 잡균이나 대장균 등을 안전하고 효율적으로 살균할 수 있어 원내감염이나 식중독의 방지 등에 이용할 수 있다.

본 발명에 의한 항균제품으로서는, 항균목욕용제, 항균섬유제품, 항균인공식물, 항균플라스틱제품, 항균종이제품, 항균도료, 및 항균나무·대나무제품을 들 수 있다. 또, 배밑바닥·어망방오도료, 수처리용 충전제, 농업용 염화비닐 필름, 방초(防草)시트, 포장자재 등 적절한 제품이 예시된다.

본 발명에 의한 항균목욕용제는, 상기 항균재료를 함유하는 목욕용제이며, 상기 항균재료의 미립자를 물에 분산시키거나, 또한, 무기층상 화합물 등의 증점제나 향료 등을 첨가함으로써 제조된다. 이것을 목욕탕의 물에 첨가하여, 분산시켜 사용함으로써, 목욕탕의 수중의 잡균이나 레지오넬라균을 안전하고 효율적으로 살 균할 수 있다. 또한, 바디샴프 등에 첨가해서 사용할 수도 있다.

본 발명에 의한 항균섬유제품은, 본 발명의 항균재료를 섬유제품에 도포, 믹싱 등에 의해 담지시킨 것이며, 섬유제품으로서는, 모, 견, 마, 모 등의 천연섬유, 레이온, 아세테이트 등의 재생섬유, 나일론, 아크릴, 포리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리염화비닐 등의 합성섬유, 아라미드 등의 내열성 섬유의 단독 또는 혼방섬유로 이루어지는 직포, 편포, 부직포, 또한, 실리콘계 발수제, 퍼플루오로아킬아크릴레이트 등의 불소발수제, 지르코늄염계 발수제, 에틸렌요소계 발수제로 처리된 포백, 필요에 따라 내구성을 향상시키기 위해서 에틸렌이민계, 에폭시계, 멜라민계 등의 가교제를 병용하고 있는 발수가공된 포백, 폴리아미드와 폴리에스테르의 피브릴(fibril)화형 복합섬유 등으로 이루어지는 인조가죽, 직포, 부직포, 편포 등의 기재에 폴리우레탄 접착제를 통해 폴리우레탄 수지층이 형성되어 이루어지는 합성피혁, 우산, 텐트, 백, 커튼, 벽지 등의 인테리어제품, 테이블크로스 등 일용품, 식품포장재, 육묘시트, 침대시트, 타올, 마스크, 벽포, 잠옷, 양복, 수트, 오버 등이 있으며, 잡균이나 대장균 등을 안전하고 효율적으로 살균할 수 있어 장기간 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 항균인공식물은, 상기 항균재료를 인공의 조화나 관엽식물, 수초, 해초 등에 믹싱해 넣거나 코팅한 것으로, 잡균이나 대장균 등을 안전하고 효율적으로 살균할 수 있어 장기간 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 항균 플라스틱제품은 본 발명의 항균재료를 플라스틱제품에 도포, 믹싱 등에 의해 담지시킨 것이며, 플라스틱의 재질로서는, 폴리에틸렌이나 나일론, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 실리콘수지, 폴리비닐알콜, 비닐아세탈수지, 폴리아세테이트, ABS수지, 에폭시수지, 초산비닐수지, 셀룰로스, 셀룰로스유도체, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 요소수지, 불소수지, 폴리불화비닐리덴, 페놀수지, 셀룰로이드, 키틴, 전분시트, 폴리아크릴산에스테르, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리불화비닐리덴 등의 여러가지 플라스틱 또는 불화에틸렌-프로필렌 공중합수지, 불화에틸렌-에틸렌 공중합체, 이들의 공중합체 등을 들 수 있다. 본 발명에 의한 항균플라스틱제품으로서는, 용기나 교통기관 등의 보디, 렌즈, 안경다리의 귀걸이 부분, 백, 케이블, 호스, 문방구, TV, 냉장고, 세탁기, 청소기, 선풍기, 라디오, 라디오카세트, 스테레오, 조명등, 컴퓨터 등 여러가지 전기제품의 케이스나 부품, 가구, 건재, 크레디트카드 등의 카드류, 열선반사필름이나 자외선차단필름, 파손방지필름, 퍼스널컴퓨터 디스플레이-보호필터, 합성목재 등, 여러가지 것이 있으며, 잡균이나 대장균 등을 안전하고 효율적으로 살균할 수 있으며, 점액이나 오물도 방지할 수 있어 장기간 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 항균종이제품은 본 발명의 항균재료를 종이제품에 도포, 코팅, 혼합 등에 의해 담지시킨 것이며, 벽지, 전등의 갓, 맹장지, 미닫이, 노트나 반지, 회지, 각종의 용지 등, 여러가지 것이 있으며, 잡균이나 대장균 등을 안전하고 효율적으로 살균할 수 있으며, 변색을 방지할 수도 있어 장기간 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 항균도료는, 상기 항균재료를 도료나 잉크, 코팅액에 섞거나 분산시킨 것으로, 잡균이나 대장균 등을 안전하고 효율적으로 살균할 수 있으며, 부식이나 오물도 방지할 수 있어 장기간 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 항균나무·대나무제품은 상기 항균재료를 재목이나 기둥, 가옥, 바구니, 나무통, 선박, 건재 등의 나무·죽제품에 도포, 함침 등에 의해 담지시킨 것이며, 벽, 천장판, 기둥 등의 건축용재, 프린트합판, 가구, 목공품, 인테리어재 및 내장재 등이 있으며, 잡균이나 대장균 등을 안전하고 효율적으로 살균할 수 있고, 부식이나 오물도 막을 수 있어 장기간 사용할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3형태에 있어서, 산화티타늄으로 이루어지는 표면을 갖는 기재는, 산화티타늄 자체 또는 기재에 산화티타늄을 담지시킨 것 등의 표면에 산화티타늄을 함유하는 것이며, 그것에 이용되는 기재로서는, 활성탄, 활성 알루미나, 실리카겔, 제올라이트, 점토소결체, 유리, 세라믹스, 금속, 플라스틱 등의 여러가지의 것을 들 수 있지만, 빛을 투과한다라는 점에서, 실리카겔이나 유리가 특히 바람직하다. 또, 규소나 티타늄을 함유하고 있는 것이 바람직하고, 산화티타늄만으로 이루어지는 것이어도 좋다. 본 발명에 이용되는 기재의 형상은 입상, 판상, 원통상, 각기둥상, 원추상, 구상, 박모양, 럭비공모양 등 어떤 형상이어도 좋다. 또, 그 크기는 어떤 크기이어도 좋지만, 유기섬유나 플라스틱 등에 믹싱해 넣는 것을 고려하는 경우에는, 서브미크론의 작은 입자가 바람직하다.

상기 기재표면에의 산화티타늄의 담지는 증착, PVD, CVD, 스퍼터링, 졸겔법 등에 의한 산화티타늄졸의 코팅, 초미립자의 산화티타늄의 고착 등 여러가지 방법 에 의해 행할 수 있다.

본 발명에 이용되는 산화티타늄으로서는 이산화티타늄 뿐만 아니라, 티타늄과 산소가 부정비인 산화티타늄, 산소결함형의 이산화티타늄, 부분적으로 산소를 질화한 이산화티타늄, 금속이온을 도핑한 산화티타늄 등이 바람직한 것으로서 예시된다. 산화티타늄의 결정형은, 광촉매로서 고성능인 점에서, 아나타제인 것이 바람직하다. 루타일이나 브루카이트, 비정질의 것은 광촉매로서의 활성이 낮기 때문에, 바람직하지 않다. 또, 산화티타늄의 표면에, 백금이나 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 아연 등의 금속이 담지된 것이어도 좋고, 그것에 의해, 화학물질의 산화분해속도가 더욱 빨라져, 살균, 살조작용도 커진다.

본 발명에 이용되는, 표면이 산화티타늄으로 피복되어 있는 기재를 침지하기 위한 수용액은, 칼슘이온, 인산이온 또는 인산수소이온을 함유하는 수용액이며, 염화칼슘 등의 칼슘염이나, 인산, 인산칼륨, 인산나트륨, 인산수소칼륨, 인산수소나트륨 등의 인산염을 물에 용해해서 조제되지만, 수용성의 염뿐만 아니라, 석고 등 물에 잘 녹지 않는 염이나, 조개껍질, 칼슘이나 인을 함유하는 폐기물등도 이용할 수 있다. 이러한 칼슘이나 인을 함유하는 물질을 수용액에 첨가해 두면, 칼슘이나 인이 수용액에 보충되어 가고, 폐기물의 유효한 이용으로도 된다. 또, 수용액에는 칼슘이온, 인산이온, 인산수소이온 이외의 양이온, 음이온이 함유되어 있어도 좋다.

본 발명에 이용되는 수용액중의 칼슘이온의 농도는 0.5∼100mM, 인산이온 및 /또는 인산수소인의 농도는 1∼50mM인 것이 바람직하고, 이것보다 농도가 높으면, 생성되는 인산칼슘의 강도가 낮아져, 약해져 버릴 가능성이 있다.

기재를 침지하는 수용액의 온도는 마이크로파에 의해 용이하게 승온되고, 온도가 높은 쪽이 인산칼슘의 생성속도가 빨라진다. 또한, 기재를 침지하는 용액의 pH는 6∼9, 특히 7∼7.5가 바람직하다. pH가 6이하이거나, 9이상이 되면, 인산칼슘이 생성되기 어려워진다.

본 발명에 이용되는 마이크로파의 주파수에 제한은 없고, 30GHz이나 90GHz 등이어도 좋지만, 전파법에 의한 규제로부터 가정용의 전자레인지에 사용되고 있는 2.45GHz가 가장 이용하기 쉽다. 마이크로파의 조사시간은 몇분간에서 몇시간이면 충분하다.

상기 기재를 칼슘이온, 인산이온 및/또는 인산수소이온을 함유하는 수용액에 침지하고, 마이크로파를 조사한 후, 전기로, 가스로 등에 의해 40∼600℃에서 건조한다.

본 발명에 있어서, 환경재료란, 악취의 제거나 공기중의 유해물질 또는 오물의 분해·제거, 폐수처리나 정화처리, 또는 물의 살균, 살조 등의 소위 환경정화기능을 갖는 환경정화재료를 의미하는 것으로서 정의된다.

또, 상기 환경재료를 유기섬유, 플라스틱 등의 매체에 믹싱해서 사용한 경우, 이들 유기섬유, 플라스틱 등과 접촉하고 있는 부분이 광촉매로서 불활성인 인산칼슘이기 때문에, 상기 유기섬유, 플라스틱 등의 분해를 발생시키는 일없이, 악취나 NOx 등의 공기중의 유해물질 또는 수중에 용해되어 있는 유기용제나 농약 등의 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 흡착하고, 이들은 형광등, 백열등, 블랙 라이트, UV램프, 수은등, 크세논램프, 할로겐램프, 메탈할라이드램프 등으로부터의 인공광이나 태양광의 조사에 의해 산화티타늄에 생성된 전자와 정공의 산화환원작용에 의해 신속하고, 또한 연속적으로 분해·제거할 수 있다.

본 발명에 의한 환경재료는, 폴리에틸렌이나 나일론, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 실리콘수지, 폴리비닐알콜, 비닐아세탈수지, 폴리아세테이트, ABS수지, 에폭시수지, 초산비닐수지, 셀룰로스, 셀룰로스유도체, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리스틴, 요소수지, 불소수지, 폴리불화비닐리덴, 페놀수지, 셀룰로이드, 키틴, 전분시트 등의 모든 종류의 유기섬유, 플라스틱 또는 이들의 공중합체에 첨가해서 사용하는 것이 가능하다.

본 발명의 방법에 의해, 산화티타늄으로 이루어지는 표면을 갖는 기재를 칼슘이온, 인산이온 및/또는 인산수소이온을 함유하는 수용액속에 침지하고, 마이크로파를 조사하면, 마이크로파의 가열작용, 교반작용 등의 작용효과에 의해, 기재의 표면에 수산인회석, 탄산인회석, 불화인회석 등의 인산칼슘이 종래의 약 100분의 1의 단시간에 생성되고, 이것에 의해, 고성능의 환경재료를 신속하고 또한 에너지절약적으로 제조할 수 있다.

본 발명의 환경정화제품으로서, 섬유제품, 플라스틱제품, 종이제품, 도자기제품, 유리제품, 콘크리트제품, 가죽제품, 도료, 잉크, 나무·대나무제품, 조화, 인공관엽식물, 인테리어제품, 악세사리, 전기제품, 시트류, 백류 등을 들 수 있다.

다음에, 본 발명의 제4형태에 있어서, 산화티타늄입자로서는, 티타늄과 산소 가 화학량 이론비의 산화티타늄 뿐만 아니라, 상기 티타늄과 산소가 부정비의 산화티타늄, 산소결함형의 산화티타늄, 부분적으로 산소를 질화한 산화티타늄, 금속이온을 도핑한 산화티타늄 등이 바람직하게 이용된다. 산화티타늄의 결정형은, 광촉매로서 고성능인 점에서 아나타제나 브루카이트인 것이 바람직하고, 루타일 또는 비정질의 것은 광촉매로서의 활성이 낮기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 산화티타늄의 표면에, 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 아연 등의 금속이 담지된 것은 바람직하고, 그것에 의해, 화학물질의 산화환원 분해속도가 더욱 빨라져, 광촉매작용도 커지는 이점이 있다.

본 발명에 이용되는 빛에 불활성인 세라믹스로서는, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고, 비정질의 산화티타늄 등이 바람직한 것으로서 예시되지만, 이들과 동일효과의 것이면 동일하게 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 빛에 불활성인 세라믹스란 활성이 낮고 실질적으로 광촉매로서 불활성의 것도 포함하는 것으로서 정의된다.

본 발명에서 이용되는 다공질재료로서는 활성탄, 발포플라스틱, 유리섬유성형체, 합성섬유성형체, FRP성형체, 플라스틱-무기 복합성형체, 섬유성형체, 활성알루미나, 제올라이트, 유리다공체, 금속다공체, 세라믹스다공체, 점토성형체, 무기층상 화합물 성형체 등이 바람직한 것으로서 예시되지만, 이들과 동일효과의 것이면 동일하게 사용할 수 있다. 상기 유리다공체, 금속다공체, 세라믹스다공체, 점토성형체, 무기층상 화합물 성형체 등은 유기바인더를 사용해서 성형된 것이어도 좋다.

본 발명의 기능성 흡착제는, 산화티타늄입자의 표면을 광에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복 산화티타늄입자를 용매에 분산시킨 후, 그것을 다공질재료에 침지시키는 방법, 다공질재료에 상기 피복 산화티타늄입자를 분사시키는 방법 등에 의해, 그것을 다공질재료에 코팅하고, 건조함으로써 제조된다.

여기에서, 부분적으로 피복해서란, 산화티타늄입자의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스에 의해 섬모양으로 피복하거나, 산화티타늄입자의 표면을 구멍이 형성된 빛에 불활성인 세라믹스막에 의해 완전히 피복하거나 한 것으로, 산화티타늄이 빛에 불활성인 세라믹스막에 의해 완전히 피복되어 있는 것은 아니고, 부분적으로 노출된 상태로 되어 있는 것을 의미하고 있다.

이렇게 해서 얻어진 본 발명의 기능성 흡착제는, 다공질재료에 피복 산화티타늄입자가 담지되어 있으며, 예를 들면 산화티타늄입자의 표면이 빛에 불활성인 세라믹스에 의해 섬모양으로 피복되거나, 산화티타늄입자의 표면이 구멍이 형성된 광촉매로서 불활성인 세라믹스막에 의해 피복되거나 해서, 부분적으로 피복되어 있고, 담체와 물질이 격리되어서 산화티타늄이 부분적으로 노출된 상태로 되어 있다. 그 때문에, 형광등, 백열등, 블랙라이트, UV램프, 수은등, 크세논램프, 할로겐램프, 메탈할라이드램프 등으로부터의 인공광, 또는 태양광을 상기 티타니아에 조사하면, 티타니아에 생성된 전자와 정공의 산화환원작용에 의해, 담체인 다공질재료에 흡착된 악취나 NOx 등의 공기중의 유해물질 또는 수중에 용해되어 있는 유기용 제나 농약 등의 환경을 오염시키고 있는 유기화합물은, 신속하고 또한 연속적으로 분해·제거되고, 또한, 항균·항곰팡이도 마찬가지로 분해·제거된다. 또한, 다공질재료로서 활성탄을 사용한 경우, 선명한 청색을 띤 기능성 흡착제가 얻어지며, 흡착성, 광촉매활성 및 장식성이 우수한 기능성 흡착제로서 이용할 수 있다. 본 발명은 이 청색의 활성탄으로 이루어지는 기능성 흡착제를 포함한다.

본 발명의 환경정화제품으로서 섬유제품, 플라스틱제품, 종이제품, 도자기제품, 유리제품, 콘크리트제품, 가죽제품, 도료, 잉크, 나무·대나무제품, 조화, 인공관엽식물, 인테리어제품, 악세사리, 전기제품, 시트류, 백류 등을 들 수 있다.

통상의 흡착제의 경우, 물질을 흡착해서 포화해 버리면, 더이상 물질을 흡착할 수 없게 되지만, 본 발명에 의한 기능성 흡착제는, 광을 조사하는 것만으로, 흡착한 물질을 분해하기 때문에, 반복사용할 수 있어, 저비용·에너지절약적이며, 또한 보수관리할 필요가 없어 장기간 사용할 수 있는 이점을 갖는다. 그리고, 상기 흡착제는, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고, 비정질의 산화티타늄 등의 빛에 불활성인 세라믹스의 흡착작용에 의해 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 효율적으로 흡착할 수 있다. 또한, 산화티타늄입자의 표면에, 백금 또는 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 철, 아연 등의 금속을 담지한 것을 사용한 경우에는, 그 촉매작용에 의해, 유기화합물의 분해·제거효과나 항균·항곰팡이효과 등의 환경정화효과가 더한층 증대한다. 더욱, 다공질재료가 유기물의 경우라도, 상기 유기물과 접촉하고 있는 부분이 빛에 불활성인 세라믹스이기 때문에, 다공질재료의 분해가 발생 하기 어려워 장기간 그 효과를 지속시킬 수 있다라는 이점이 있다.

다음에, 본 발명의 제1형태의 실시예를 나타낸다.

실시예1

입자지름 20㎚의 다이아몬드형 탄소 0.8g과, 몬모릴로나이트 1g을 5%의 과산화수소수 100㎖에 첨가하여, 믹싱, 분산시켜서 용액을 조제했다. 이것을 자동차의 배기가스를 분사시켜 더러워진 벽돌의 표면에 스프레이하고, 2일간 태양광에 노출시켰다. 그 결과, 검은 오물이 분해되어서 깨끗해졌다. 증점제인 몬모릴로나이트를 사용하지 않은 경우에는, 용액이 벽돌에 스며들어 버려 잘 크리닝할 수 없었다. 또한, 산화제인 과산화수소를 사용하지 않은 경우에는, 크리닝효과가 보여지지 않았다.

실시예2(참고예)

입자지름 40㎚의 티타늄옥시나이트라이드 0.5g과, 벤토나이트 0.2g과, 과산화칼륨 1g을 물 50㎖에 첨가하여, 믹싱, 분산시켜서 페이스트를 조제했다. 이것을 곰팡이로 더러워진 목욕탕의 타일에 도포하고, 형광등의 빛을 조사하여 하룻밤 방치했다. 이것을 3회 반복한 결과, 곰팡이의 오물이 분해되어서 깨끗해졌다. 증점제인 벤토나이트를 사용하지 않은 경우에는, 페이스트가 흘러내려 버려 잘 크리닝할 수 없었다. 또한, 산화제인 과산화칼륨을 사용하지 않은 경우에는, 크리닝효과가 보여지지 않았다.

실시예3(참고예)

입자지름 800㎚의 산화티타늄-실리카 복합체 0.2g과, 스멕타이트 0.2g을 오존수 10㎖에 첨가하여, 믹싱, 분산시켜서 페이스트를 조제했다. 이것을 더러워진 의치에 도포하고, 10OW의 백열등의 빛을 조사하였다. 그 결과, 의치의 오물이 분해되어서 깨끗해지고, 불쾌한 냄새도 없어졌다. 증점제인 스멕타이트를 사용하지 않은 경우에는 페이스트가 흘러내려 버려 잘 크리닝할 수 없었다. 또, 산화제인 오존수를 사용하지 않은 경우에는, 크리닝 효과가 보여지지 않았다.

실시예4(참고예)

(1)입자지름 30㎚의 산소결함형 산화티타늄 0.5g과, 규산마그네슘알루미늄 0.5g을 산소를 충분히 용존시킨 물 100㎖에 첨가하여, 믹싱, 분산시켜서 용액을 조제했다. 이것을, 미리 치구(齒垢), 치석, 타르 등을 초음파 스케일러로 제거한 노래진 치아표면에 도포하고, 집광한 가시광을 60분 조사했다. 그리고, 15분간격으로 새로운 상기 용액의 도포 및 광조사를 행하고, 이것을 4회 반복했다. 그 결과, 노래짐이 분해되어서 순백으로 되었다. 증점제인 규산마그네슘알루미늄을 사용하지 않은 경우에는, 용액이 흘러내려 버려 잘 크리닝 할 수 없었다. 또한, 산화제인 산소를 충분히 용해시키지 않은 경우에는 크리닝 효과가 보여지지 않았다.

(2)산소결함형 산화티타늄의 표면을 인회석으로 부분적으로 피복한 지름 30㎚의 입자 0.2g에 인산나트륨 0.1g과 3%의 과산화수소수 50㎖를 첨가하여, 믹싱, 분산시켜서 용액을 조제했다. 이것을, 담배의 연기를 분사해서 다갈색으로 변색시킨 백색 타일에 분사한 후, 태양광에 1일 노출시켜서, 백색도의 지표인 옐로인덱스의 변화를 측정했다. 그 결과, 16이었던 옐로인덱스가 6으로까지 감소하여, 원래의 백색 타일와 같은 흰색으로 돌아왔다.

(3)티타늄옥시나이트라이드의 표면을 실리카로 부분적으로 피복한 지름 50㎚의 입자 0.5g에 피롤린산 0.1g과 폴리비닐알콜 0.05g과 4%의 과산화수소수 100㎖를 첨가하여, 믹싱, 분산시켜서 용액을 조제했다. 이것을, 담배연기를 분사시켜서 다갈색으로 변색시킨 위생도기에 도포한 후, 태양광에 1일 노출시켜서, 백색도의 지표인 옐로인덱스의 변화를 측정했다. 그 결과, 18이었던 옐로인덱스가 7로까지 감소하여, 원래와 같은 백색으로 돌아왔다.

다음에, 본 발명의 제2형태의 실시예를 나타낸다.

실시예5

(1)항균재료의 조제

1)입자지름 약 50㎚의 산화티타늄 미립자를 진공하에서 플라즈마처리해서 환원하여, 산소결함형 산화티타늄을 제작했다. 이 표면에 소량의 수증기를 함유시키고, 테트라에톡시실란의 가스를 접촉시켜서 가수분해 한 후 건조함으로써, 산소결함형 산화티타늄표면에 실리카 미립자를 섬모양으로 생성시켜서 부분적으로 피복한 항균재료를 조제했다.

2)입자지름 약 30㎚의 산화티타늄 미립자를 암모니아 분위기하에서 플라즈마처리해서 부분적으로 질화한 후, 표면에 소량의 수증기를 함유시키고, 알루미늄트리이소프로폭시드의 가스를 접촉시켜서 가수분해한 후 건조함으로써, 티타늄옥시나이트라이드의 표면에 알루미나 미립자를 섬모양으로 생성시켜서 부분적으로 피복한 항균재료를 조제했다.

3)메탄올과 수소가스를 사용해서 CVD에 의해 지름 약 100㎚의 박편상의 다이아몬드형 탄소를 제작했다. 이 표면에 소량의 수증기를 함유시키고, 지르코늄테트라n-부톡시드의 가스를 접촉시켜서 가수분해한 후 건조함으로써, 다이아몬드형 탄소의 표면에 지르코니아 미립자를 섬모양으로 생성시켜서 부분적으로 피복한 항균재료를 조제했다.

4)입자지름 약 2O㎚의 산화티타늄 미립자에 이온주입법에 의해 크롬이온을 도핑한 산화티타늄 미립자를 제작했다. 그리고, 티타늄테트라이소프로폭시드 0.1㏖을 200㎖의 무수에탄올로 희석하여 교반하면서, 디에탄올아민 0.1㏖과 물 0.1㏖을 첨가하고, 다시, 분자량 3000의 폴리에틸렌글리콜 5g을 첨가해서 투명한 졸액을 조제하고, 이 액을 소량 취하여, 제작한 크롬이온이 도핑된 산화티타늄 미립자를 첨자한 후, 300℃에서 건조하고, 크롬이온이 도핑된 산화티타늄 미립자의 표면에 비정질의 구멍이 형성된 산화티타늄막으로 피복했다.

5)입자지름 약 10㎛의 입상 실리카겔에 티타늄테트라에톡시드를 함침한 후, 600℃에서 소성해서 산화티타늄-실리카 복합체를 제작했다. 이것을 Ca²⁺ 2.5mM과 HPO₄ ^2-2.0mM을 함유하는 용액에 침지하고, 80℃에서 하룻밤 방치함으로써, 산화티타늄-실리카 복합체의 표면에 수산인회석을 섬모양으로 생성시켜서 부분적으로 피복한 항균재료를 조제했다.

(2)항균성능 평가시험방법

1Ocm×10cm의 폴리에스테르의 투명판에 시료를 1㎛의 막두께(건조후)로 되도 록 도포하고, 10O℃에서 건조해서 멸균후, 미리 전배양과 희석을 행해서 균농도를 50⁵개/㎖로 조절해 둔 대장균의 균액을 0.2㎖ 시료상에 적하하고, 투명필름을 씌워서 인큐베이터내에 세트했다. 형광등(15W×2개, 광원과의 거리 10cm)의 광을 조사한 것과 광조사를 전혀 행하지 않은 것으로 각각 4개의 시료를 세트했다. 2시간후에 멸균 생리식염수로 시료상의 균을 씻어내고, 오토클레이브 멸균한 95mmφ의 유리접시 한천배지에 이식하고, 36℃에서 24시간 배양후 대장균의 콜로니수를 계수했다. 대장균의 균액을 적하해서 인큐베이터에 넣을 때까지의 조작을 완전히 동일하게 한 시료를 동일한 방법에 의해 처리해서 대장균의 콜로니수를 계수하고, 그 수치를 기준으로 해서 어둡게 했을 때와 형광등 조사시의 각 시료의 소정 시간후에 있어서의 생존율을 산출했다.

(3)선샤인 카본아크 웨더미터에 의한 촉진내후성 시험

JIS K5400에 규정된 선샤인 카본아크 웨더미터에 의한 촉진내후성 시험을 WEL-SUN-HCH형(스가시험기(주)제)을 사용해서 시험시간 500시간, 배럭패널 온도 63℃, 120분 사이클, 18분간 강우의 조건으로 행했다. 시료 3장을 촉진내후성 시험을 행한 후에, 팽창, 갈라짐, 벗겨짐, 백색화의 유무 및 표면의 변화를 촉진내후성 시험을 행하지 않은 원상태의 시험편과 육안에 의해 비교하여 평가했다.

상기 1)∼5)의 항균재료에 대해서, 광조사에 의한 항균성능 평가시험을 행한 결과, 모두 균수가 10이하로까지 감소했다. 또, 선샤인 카본아크 웨더미터에 의한 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 팽창이나 갈라짐, 벗겨짐, 백색화 등의 표면의 변화는 보여지지 않았다. 이것에 대해서, 광촉매의 표준시료로서 가장 잘 이용되고 있는 시판제품(산화티타늄 P-25)을 이용해서 동일한 시험을 행한 결과, 균수가 54% 잔존하고, 팽창, 갈라짐, 벗겨짐, 백색화가 보여졌다.

실시예6

본 발명에 의한 항균액을 상기 멸균재료를 증류수 등에 분산해서 조제했다. 이것을 이용해서 항균성능 평가시험을 행한 결과, 우수한 항균성이 얻어졌다. 또, 융단이나 카페트에 도포해서 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 열화가 보여지지 않았다.

실시예7

본 발명에 의한 항균목욕용제를 상기 항균재료의 미립자를 물에 분산시키고, 다시 무기층상 화합물을 첨가해서 제조했다. 이것을 이용해서 항균성능 평가시험을 행한 결과, 우수한 항균성이 얻어졌다.

실시예8

본 발명에 의한 항균섬유제품을 상기 항균재료를 실, 섬유, 직포, 부직포, 편포, 합성피혁, 우산, 텐트, 백, 커튼, 벽지 등의 인테리어제품, 텐트, 침대시트, 타올, 마스크, 벽포, 커튼, 테이블크로스 등 일용품, 식품포장재, 육묘시트, 오버시트, 잠옷, 양복, 수트, 오버 등의 의류 등에 믹싱해서 제작했다. 이것을 이용해서, 항균성능 평가시험을 행한 결과, 우수한 항균성이 얻어졌다. 또, 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 열화가 보여지지 않았다. 코팅해서 제작한 것도 동일한 효과가 얻어졌다.

실시예9

본 발명에 의한 항균인공식물을, 상기 항균재료를 조화, 관엽식물, 수초, 해초 등에 믹싱해서 제작했다. 이것을 이용하여, 항균성능 평가시험을 행한 결과, 뛰어난 항균성이 얻어졌다. 또한, 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 열화가 보여지지 않았다. 또, 코팅해서 제작한 것도 같은 효과가 얻어졌다.

실시예10

본 발명에 의한 항균 플라스틱 제품을, 플라스틱 용기나 탈것 등의 보디, 렌즈, 안경다리의 귀걸이부분, 백, 케이블, 호스, 문방구, TV, 냉장고, 세탁기, 청소기, 선풍기, 라디오, 라디오카세트, 스테레오, 조명등, 컴퓨터 등, 여러가지 전기제품의 케이스나 부품, 가구, 건재, 크레디트카드 등의 카드류, 열선반사필름이나 자외선차단필름, 파손방지필름, 퍼스널컴퓨터 디스플레이 보호필터, 합성목재 등에 상기 항균재료를 믹싱해서 제작했다. 이것을 이용하여, 항균성능 평가시험을 행한 결과, 우수한 항균성이 얻어졌다. 또, 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 열화가 보여지지 않았다. 코팅해서 제작한 것도 동일한 효과가 얻어졌다.

실시예11

본 발명에 의한 항균종이제품, 벽지, 전등의 갓, 맹장지, 미닫이, 노트나 반지(주로 붓글씨를 연습하는 일본종이), 회지(시 등을 적는 종이), 각종의 용지 등에 상기 항균재료를 넣어서 제작했다. 이것을 이용하여, 항균성능 평가시험을 행한 결과, 우수한 항균성이 얻어졌다. 또, 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 열화가 보여지지 않았다. 코팅해서 제작한 것도 동일한 효과가 얻어졌다.

실시예12

본 발명에 의한 항균도료는 상기 항균재료를 도료나 잉크, 코팅액에 분산해서 제작했다. 이것을 이용하여, 항균성능 평가시험을 행한 결과, 우수한 항균성이 얻어졌다. 또, 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 열화가 보여지지 않았다.

실시예13

본 발명에 의한 항균재료를 항균나무·대나무제품을 벽, 천정판, 기둥 등의 건축용재, 프린트합판, 가구, 목공품, 인테리어재 및 내장재에 스며들게해서 제작했다. 이것을 이용하여 항균성능 평가시험을 행한 결과, 우수한 항균성이 얻어졌다. 또, 촉진내후성 시험을 행한 결과, 모두 열화가 보여지지 않았다. 코팅해서 제작한 것도 동일한 효과가 얻어졌다.

다음에, 본 발명의 제3형태의 실시예를 나타낸다.

실시예14

티타늄테트라이소프로폭시드에 물과 질산을 첨가해서 투명한 산화티타늄졸을 조제하고, 이것을 담체인 지름 약 1cm의 입상 알루미나에 딥코팅법에 의해 코팅한 후, 550℃에서 소성했다. 이 코팅과 소성의 작업을 3회 반복함으로써, 표면이 산화티타늄막으로 덮여진 기재를 얻었다. 한편, K₂HPO₄·3H₂O와 CaCl ₂를 증류수에 용해하고, 염산과 황산, 수산화나트륨, 수산화칼륨을 사용해서 pH를 조정하여, Ca²⁺2.5mM과 HPO₄ ^2-2.0mM을 함유한 pH 7.1의 수용액을 조제하고, 그 안에 상기 기재를 넣어 300W의 출력으로 2.45GHz의 마이크로파를 1시간 조사함으로써, 환경재료를 조제했다. 이것에 의해 얻어진 환경재료를 분석하여 전자현미경으로 관찰한 결과, 그 표면은 섬모양의 수산인회석로 덮여져 있었다. 마이크로파를 조사하지 않은 경우에는, 환경재료의 조제로부터 10일 걸렸다. 이 환경정화재료를 화병안에 물과 함께 20개 넣어서 형광등을 점등한 아래에서 2개월 방치했지만, 그 표면에 점액은 발생하지 않고, 잡균이나 말(藻)도 생겨나지 않았다. 이것에 대하여, 상기 환경정화재료를 넣지 않은 경우에는 하루만에 말이 생겨나서 점액이 발생겼다.

실시예15

입자지름 30㎚의 이산화티타늄 미립자에 플라즈마조사하여, 산소결함을 갖는 산화티타늄입자를 조제했다. 한편, K₂HPO₄·3H₂O와 CaCl₂를 증류수에 용해하고, 탄산수소나트륨과 수산화칼륨, 황산, 불소를 이용해서 pH를 조정하고, Ca²⁺10.0mM과 F^- 6.0mM, HCO₃ ^- 4.2mM, HPO₄ ^2--4.0mM을 함유한 pH 7.3의 수용액을 200㎖ 조제하고, 그 안에 상기 산화티타늄 5g을 넣어서 잘 분산시키고, 500W의 출력으로 2.45GHz의 마이크로파를 30시간 조사해서 환경재료를 조제했다. 이것에 의해 얻어진 환경재료에 대해서 분말X선 회절장치에 의한 분석을 행한 결과, 수산인회석과 탄산인회석 및 불화인회석의 생성이 인정되었다. 상기 환경정화재료를 폴리에스테르에 믹싱해서 넣고, 섬유에 방사해서 방취효과를 조사했다. 즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에, 상기 섬유에 의해 짜여진 10cm×10cm의 폴리에스테르 시트를 넣고, 악취물질로서 아 세트알데하이드 100ppm을 주사기로 도입하고, 태양광과 파장분포가 비슷한 300W의 크세논램프의 광을 조사했다. 6시간후, 밀폐용기내에 함유되는 아세트알데히드의 농도를 가스 크로마토그래프로 조사한 결과, 아세트알데하이드의 농도는 1ppm으로 감소했고, 표면이 인회석로 덮여져 있이 않은 산화티타늄을 그대로 믹싱해서 사용한 경우와 동일한 방취효과가 얻어졌다. 또, 내구성을 조사하기 위해서, 이 실험을 반복한 결과, 산화티타늄을 그대로 믹싱해서 사용한 경우에, 폴리에스테르 시트가 곧바로 열화한 것에 대해서, 상기 환경정화재료를 사용한 경우의 폴리에스테르 시트의 수명은 그 20배였다.

실시예16

암모니아를 함유한 공기중에서 티타늄의 타겟을 스퍼터함으로써, 파이렉스유리(등록상표)의 기판에 부분적으로 질화한 산화티타늄막을 조제했다. 한편, K₂HPO₄·3H₂O와 CaCl₂를 증류수에 용해하고, 탄산수소나트륨과 수산화칼륨, 황산, 염산을 사용해서 pH를 조정하고, Ca²⁺ 50.0mM과 HCOM₃ ^- 25.0mM, HPO₄ ^2- 25.0mM을 함유한 pH 7.4의 수용액을 조제하고, 그 안에 상기 기재를 넣어 500W의 출력으로 2.45GHz의 마이크로파를 40분간 조사해서, 환경재료를 조제했다. 이것에 의해 얻어진 환경재료를 분석전자현미경으로 관찰한 결과, 수산인회석와 탄산인회석의 혼합물로 표면이 덮여져 있었다. 이 환경정화재료의 항균 및 항곰팡이효과를 다음과 같이 조사했다. 즉, 먼저, 고기엑기스 부용배지에서 배양한 대장균의 균액(균농도 50⁵개/㎖) 1 ㎖를 환경정화재료 위에 적하하고, 그 위에 투명필름을 얹고, 20W의 형광등을 점등하면서 37℃에서 6시간 정치배양했다. 그리고, 인산완충액을 첨가하고, 흔든후, 1㎖ 취출하여, 혼합평판배양액법에 의해 생존균수를 측정했다. 그 결과 99.9%이상의 멸균율이 얻어졌다.

실시예17

K₂HPO₄·3H₂O와 CaCl₂를 증류수에 용해하고, 탄산수소나트륨과 수산화칼륨, 황산, 불소를 이용해서 pH를 조정하고, Ca²⁺80.0mM과 F^- 30.0mM, HPO₄ ^2-50.0mM을 함유한 pH 7.2의 수용액을 500㎖ 조제하고, 그 안에 상기 크롬이온을 도핑한 입자지름 50nm의 산화티타늄 5g을 넣어서 잘 분산시키고, 500W의 출력으로 2.45GHz의 마이크로파를 40시간 조사해서 환경재료를 조제했다. 이것에 의해 얻어진 환경재료에 대해서 분말X선 회절장치에 의한 분석을 행한 결과, 수산인회석와 탄산인회석의 생성이 인정되었다. 상기 환경정화재료를 이용해서 염색폐액의 탈색을 행했다. 즉, 모델폐액으로서 메틸오렌지 200ppm의 수용액 3㎖를 석영셀에 넣은 후, 상기 환경정화재료 2g을 넣고, 500W의 초고압 수은램프를 조사해서 UV-가시흡수 스펙트럼을 측정했다. 그 결과, 45분후, 완전하게 탈색되어 무색투명하게 되었다.

다음에 본 발명의 제4형태의 실시예를 나타낸다.

실시예18

테트라에톡시실란 0.02㏖을 200㎖의 무수에탄올로 희석하여 교반하면서 물 0.2㏖과 분자량 10만의 폴리에틸렌글리콜 0.4g을 첨가하고, 다시 질산 0.004㏖을 첨가해서 투명한 졸액을 조제했다. 이것에, 입자지름 약 1㎛의 아나타제형 산화티타늄입자 20g을 첨가하고, 초음파에 의해 분산시켜 분무건조한 후, 500℃에서 소성했다. 얻어진 입자의 표면을 분석전자현미경으로 관찰한 결과, 그 표면은 약 100nm의 크기의 세공이 존재하는 실리카로 덮여져 있었다. 얻어진 피복 산화티타늄입자를 물에 분산한 후, 입상 활성탄을 첨가하여 잘 교반한 후 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 악취물질로서, 아세트알데히드를 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 아세트알데히드의 농도를 100ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 광을 조사했다. 20시간후, 밀폐용기안에 포함되는 아세트알데히드의 농도를 가스 크로마토그래피로 조사한 결과, 아세트알데히드의 농도는 10ppm으로 감소했다. 이 값은 표면이 실리카로 덮여져 있지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과를 나타내는 것이었다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해, 본 실시예의 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보이지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다.

실시예19

알루미늄트리이소프로폭시드 0.12㏖을 200㎖의 이소프로판올로 희석하여 교 반하면서, 트리에탄올아민 0.12㏖과 물 1㏖을 첨가하고, 다시 분자량 1000의 폴리에틸렌글리콜 2.5g을 첨가해서, 투명한 졸액을 조제했다. 이것에 입자지름 약 40nm의 아나타제형 70%, 루타일형 30%의 산화티타늄입자 5g을 첨가하여, 초음파에 의해 분산시키고, 분무건조한 후, 450℃에서 소성했다. 얻어진 입자의 표면을 분석전자현미경으로 관찰한 결과, 그 표면은 약 10nm의 크기의 세공이 존재하는 알루미나로 덮여져 있었다. 얻어진 피복 산화티타늄입자를 물에 분산한 후, 폴리에스테르제 섬유성형체에 스며들게 해서 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 해서 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 악취물질로서 이소길초산을 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 이소길초산의 농도를 50ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 빛을 조사했다. 20시간후, 밀폐용기내에 함유되는 이소길초산의 농도를 가스 크로마토그래피로 조사한 결과, 이소길초산의 농도는 5ppm으로 감소하고, 표면이 알루미나로 덮여져 있지 않은 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과가 얻어졌다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해서, 본 실시예의 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보여지지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다.

실시예20

지르코늄테트라n-부톡시드 0.2㏖을 500㎖의 무수에탄올로 희석하여 교반하면서 디에틸렌글리콜 0.4㏖과 물 0.4몰을 첨가하고, 다시 분자량 13000의 폴리에틸렌글리콜 0.4g을 첨가해서, 투명한 졸액을 조제했다. 이것에, 백금을 담지한 입자지름 약 800nm의 아나타제형 산화티타늄입자 5g을 첨가하고, 초음파에 의해 분산시켜 분무건조한 후, 500℃에서 소성했다. 얻어진 입자를 물에 분산한 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트제 섬유성형체에 스며들게해서 건조했다.

얻어진 피복 산화티타늄입자에 대해서, 분석전자현미경 관찰을 행한 결과, 그 표면은 약 50nm의 크기의 세공이 존재하는 지르코니아막으로 덮여져 있었다. 얻어진 피복 산화티타늄입자를 물에 분산한 후, 발포플라스틱을 첨가하여 잘 교반한 후 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 해서 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 악취물질로서, 아세트알데히드를 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 초산의 농도를 25ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 광을 조사했다. 20시간후, 밀폐용기안에 포함되는 아세트알데히드의 농도를 가스 크로마토그래피로 조사한 결과, 아세트알데히드의 농도는 2.5ppm으로 감소하여, 표면이 지르코니아로 덮여져 있지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과가 얻어졌다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행 한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해, 본 실시예의 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보이지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다.

실시예21

티타늄테트라이소프로폭시드 0.1㏖을 200㎖의 무수에탄올로 희석하여 교반하면서, 디에탄올아민 0.1㏖과 물 1㏖을 첨가하고, 다시 분자량 2만의 폴리에틸렌글리콜 5g을 첨가해서 투명한 졸액을 조제했다. 이것에 입자지름 약 500nm의 아나타제형 산화티타늄입자 5g을 첨가하여, 초음파에 의해 분산시키고, 분무건조한 후, 350℃에서 소성했다. 얻어진 입자의 표면을 분석전자현미경으로 관찰한 결과, 그 표면은 약 120nm의 크기의 세공이 존재하는 비정질의 알루미나로 덮여져 있었다. 얻어진 피복 산화티타늄입자를 물에 분산한 후, 점토성형체에 분사하여 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 해서 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 악취물질로서 메틸메르캅탄을 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 메틸메르캅탄의 농도를 25ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 빛을 조사했다. 20시간후, 밀폐용기내에 함유되는 메틸메르캅탄의 농도를 가스 크로마토그래피로 조사한 결과, 메틸메르캅탄의 농도는 2.5ppm으로 감소하고, 표면이 비정질의 산화티타늄으로 덮여져 있지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제 작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과가 얻어졌다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해서, 본 실시예의 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보여지지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다.

실시예22

티타늄테트라이소프로폭시드 0.1㏖과 지르코늄테트라n-부톡시드 0.1몰을 500㎖의 이소프로판올에 첨가하여 교반하면서, 디이소프로판올아민 0.4㏖과 물 0.4㎖를 첨가하고, 다시 분자량 3000의 폴리에틸렌글리콜 4g을 첨가해서, 투명한 졸액을 조제했다. 이것에 입자지름 약 700nm의 은을 담지한 아나타제형 산화티타늄입자 5g을 첨가하여, 초음파에 의해 분산시키고, 분무건조한 후, 500℃에서 소성했다. 얻어진 입자에 대해서, 분석전자현미경으로 관찰한 결과, 그 표면은 약 30nm의 크기의 세공이 존재하는 티타늄산지르코늄으로 덮여져 있었다. 얻어진 피복 산화티타늄입자를 물에 분산한 후, 무기층상 화합물성형체에 분사하여 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 해서 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 악취물질로서 황화수소를 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 황화수소의 농도를 60ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 빛을 조사했다. 20시간후, 밀폐용기내에 함유되는 아세트알데히드의 농도를 가스 크로마토그래피로 조 사한 결과, 황화수소의 농도는 5ppm으로 감소하였고, 표면이 티타늄산지르코늄으로 덮여져 있지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과가 얻어졌다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 아나타제형 산화티나늄을 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해서, 본 실시예의 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보여지지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다.

실시예23

마그네슘에톡시드 0.15㏖을 250㎖의 무수에탄올에 첨가하여 교반하면서, N-에틸디에탄올아민 0.2㏖과 물 0.6㏖을 첨가하고, 다시 분자량 1500의 폴리에틸렌글리콜 1.6g을 첨가해서, 투명한 졸액을 조제했다. 이것에 입자지름 약 500nm의 아나타제형 산화티타늄입자 5g을 첨가하여, 초음파에 의해 분산시키고, 분무건조한 후, 450℃에서 소성했다. 얻어진 입자에 대해서 분석전자현미경으로 관찰한 결과, 그 표면은 약 20nm의 크기의 세공이 존재하는 마그네시아로 덮여져 있었다. 얻어진 피복 산화티타늄입자를 물에 분산한 후, 유리다공체에 코팅하여 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 해서 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 유해물질로서 NOx를 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 NOx의 농도를 10ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 빛을 조사했다. 20시간후, 밀폐 용기내에 함유되는 NOx의 농도를 가스 크로마토그래피로 조사한 결과, NOx의 농도는 0.5ppm으로 감소하고, 표면이 마그네시아로 덮여져 있지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과가 얻어졌다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 아나타제형 산화티타늄을 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해서, 본 실시예의 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보여지지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다.

실시예24

칼슘메톡시드 0.2㏖을 500㎖의 메탄올로 희석하여 교반하면서, 모노에탄올아민 0.4㏖과 물 0.4㏖을 첨가하고, 다시 분자량 30만의 폴리에틸렌옥사이드 0.2g을 첨가해서, 투명한 졸액을 조제했다. 이것에 입자지름 약 1.2㎛의 루테늄담지의 아나타제형 산화티타늄입자 5g을 첨가하여, 초음파에 의해 분산시키고, 분무건조한 후, 600℃에서 소성했다. 얻어진 입자에 대해서 분석전자현미경으로 관찰한 결과, 그 표면은 약 200nm의 크기의 세공이 존재하는 칼시아로 덮여져 있었다. 얻어진 피복 산화티타늄입자를 물에 분산한 후, 금속다공체를 침지하여 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 해서 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 유해물질로서 SOx를 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 SOx의 농도 를 15ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 빛을 조사했다. 20시간후, 밀폐용기내에 함유되는 SOx의 농도를 가스 크로마토그래피로 조사한 결과, SOx의 농도는 0.7ppm으로 감소하고, 표면이 알루미나로 덮여져 있지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과가 얻어졌다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 아나타제형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해서, 상기 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보여지지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다.

실시예25

의사액체(Na⁺ 147mM, K⁺ 5mM, Ca²⁺ 2.5mM, Mg²⁺ 1.5mM, Cl ^- 147mM, HCO₃ ^- 4.2mM, HPO₄ ^2- 1.0mM, SO₄ ^2- 0.5mM으로 구성된다) 500㎖에 입자지름 약 20nm의 브루카이트형 산화티타늄입자를 5g 첨가하여 초음파에 의해 분산시키고, 80℃에서 배치하여 산화티타늄입자의 표면에 수산인회석를 섬모양으로 담지한 복합입자를 얻었다. 얻어진 입자를 물에 분산한 후, 활성탄을 침지하여 건조했다. 이렇게 해서 얻어진 기능성 흡착제에 대해서 그 탈취효과를 이하와 같이 해서 조사했다.

즉, 내용적 36리터의 밀폐용기에 상기 기능성 흡착제 5g을 넣고, 유해물질로서 SOx를 주사기로 도입해서 포화흡착시킨 후, 밀폐용기내에 함유되는 암모니아의 농도를 120ppm으로 하고, 1mW/㎠의 강도의 블랙라이트의 빛을 조사했다. 20시간후, 밀폐용기내에 함유되는 암모니아의 농도를 가스 크로마토그래피로 조사한 결과, 암모니아의 농도는 2ppm으로 감소하고, 표면이 수산인회석로 덮여져 있지 않은 브루카이트형 산화티타늄입자를 그대로 사용해서 제작한 흡착제의 경우와 동등의 탈취효과가 얻어졌다.

또, 내구성을 조사하기 위해서, 카본아크램프를 이용해서 촉진열화시험을 행한 결과, 빛에 불활성인 세라믹스를 피복하지 않은 브루카이트형 산화티타늄을 그대로 사용해서 제작한 흡착제에서는 흡착제가 점차 흩어지게 되었던 것에 대해서, 상기 기능성 흡착제를 사용한 경우에는 거의 변화가 보여지지 않고, 성능의 저하도 보여지지 않았다. 페라이트, 인산티타늄, 산화철, 석고 등을 산화티타늄입자의 표면에 섬모양으로 담지한 복합입자를 활성탄에 담지시킨 기능성 흡착제에 대해서도 동일한 효과가 얻어졌다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1형태는, 오물이 부착된 대상물에 코팅하여, 빛을 조사함으로써 발생하는 광촉매작용에 의해 피대상물의 표면을 크리닝하기 위한 크리닝제로서, 산소결함형 산화티타늄 TiO_x(1.5<x<2), 티타늄옥시나이트라이드 TiO_xN_2-x(1<x<2), 다이아몬드형 탄소, 및 산화티타늄-실리카 복합체 TiO _x-SiO₂(1.5<x≤2) 중에서 선택된 1종이상, 또는 이들의 표면을 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복성분과, 증점제 및 산화제를 유효성분으로서 조합해서 이 루어지는 것을 특징으로 하는 새로운 크리닝제 및 그 크리닝제에 의한 물체의 크리닝방법에 관한 것이며, 본 발명에 의해, 1)상기 크리닝제는 안전성이 우수하고, 대상물에 코팅해서 빛이 있는 곳에 방치해 두면 되기 때문에, 안전하며 간편하게 사용할 수 있고, 2)태양광이나 전등의 빛을 이용함으로써 현저한 크리닝효과가 얻어지고, 3)수질오염 등을 야기하는 합성세제 등을 사용하지 않는 새로운 크리닝방법을 제공할 수 있고, 4)상기 크리닝제는 항균, 항곰팡이효과나, 탈취효과도 갖고 있기 때문에, 크리닝의 폭넓은 분야에 사용할 수 있어, 그 산업상의 파급효과가 크다라는 각별한 효과를 갖는다.

본 발명의 크리닝제는, 건물외벽이나 구조물건의 표면, 도로, 가드레일, 미러, 유리판, 타일, 벽돌, 콘크리트, 블록, 가구, 목욕탕, 욕조, 베란다, 지붕, 화장실, 치아, 의치, 자동차, 트럭, 전차, 항공기, 배 등의 교통기관의 창이나 외표면 등의 폭넓은 분야의 크리닝에 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2형태는, 균의 번식을 억제할 뿐만 아니라, 그것을 분해·무해화해서 제거하여, 항균을 효과적이며 경제적이고 안전하게 행할 수 있고, 또한, 내구성의 면에서도 뛰어난 특성을 갖는 항균재료 및 그것을 사용한 항균제품에 관한 것이다. 본 발명에 의한 항균재료는, 산소결함형 산화티타늄 TiO_x(1.5<x<2), 티타늄옥시나이트라이드 TiO_xN_2-x(1<x<2), 다이아몬드형 탄소, 금속이온이 도핑된 산화티타늄 등의 기재의 표면이 광촉매로서 불활성인 세라믹스에 의해 섬모양으로 피복되거나, 산화티타늄입자의 표면이 구멍이 형성된 광촉매로서 불활성인 세라믹스 막에 의해 덮여지거나 해서, 부분적으로 피복되어 있고, 기재가 부분적으로 노출된 상태로 되어 있으므로, 접촉해 온 균을 형광등, 백열등, 블랙라이트, UV램프, 수은등, 크세논램프, 할로겐램프, 메탈할라이드램프 등의 인공광이나 태양광 등, 가시광의 조사에 의해 기재에 생성된 전자와 정공의 산화환원작용에 의해, 효율적으로 살균하고, 연속적으로 분해·제거할 수 있다. 그리고, 이 항균재료는, 빛을 조사하는 것만으로 균을 분해하므로, 반복사용할 수 있으며, 저비용, 에너지절약적이며, 또한 보수관리할 필요가 없어 장기간 사용할 수 있다. 또한, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고, 비정질 등의 광촉매로서 불활성인 세라믹스의 흡착작용에 의해 균을 효율적으로 흡착할 수 있고, 표면에 백금 또는 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 철, 아연 등의 금속의 1종이상을 담지한 것을 이용한 경우에는, 그 촉매작용에 의해 유기화합 항균, 항곰팡이효과가 더한층 증대한다. 또한, 균뿐만 아니라, 곰팡이나 악취, 담배연기, NOx, SOx 등의 공기중의 유해물질 또는 수중에 용해되어 있는 유기용제나 농약 등의 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 분해하는 것외에, MRSA 등에 의한 원내감염의 방지, 오물의 방지 등의 거주환경의 정화를 효율적으로 행할 수 있다. 본 발명에 의한 항균제품은 상기 항균재료를 믹싱하거나, 도료로 해서 도포하거나, 물이나 용매에 분산해서 분사하거나 딥코팅하거나 해서 제조되며, 상기 효과를 발생하여 제품이 유기물이어도, 그것과 접촉하고 있는 부분이 광촉매로서 불활성인 세라믹이므로, 기재의 분해가 발생되기 어려워 장기간 효과를 지속시킬 수 있다. 본 발명에 의한 항균재료 및 항균제품은 또한, 자동차의 차내나 거 실이나 부엌, 화장실 등의 탈취, 폐수처리, 수영장이나 저수의 정화 등, 폭넓은 용도에 적용할 수 있으며, 화학약품이나 오존과 같은 유해한 물질을 사용하지 않고, 빛을 조사하는 것만으로, 전등의 빛이나 자연광으로 효과적으로 작용하여, 저비용·에너지절약적이며, 안전하며, 보수관리가 필요없어 장기간 사용할 수 있으므로 산업상의 효과가 매우 크다.

또, 본 발명의 제3형태에 의한 환경재료의 제조방법은 산화티타늄으로 이루어지는 표면을 갖는 기재를 칼슘이온, 인산이온 및/또는 인산수소이온을 함유하는 수용액중에 침지하고, 마이크로파를 조사한다라는 매우 간편한 방법으로, 기재의 표면에 수산인회석, 탄산인회석, 불화인회석 등의 인산칼슘을 담지한 고성능의 환경재료를 신속하고 에너지절약적으로 제조하는 것을 가능하게 한 것이다. 본 발명의 제조방법에 의해서 얻어진 환경재료는 산화티타늄으로 이루어지는 기재의 표면을 다공질의 인산칼슘막이 부분적으로 덮고 있고, 기재표면의 산화티타늄에 빛이 조사되므로, 빛의 조사에 의해 생성된 전자와 정공의 산화환원작용에 의해, 악취나 공기중의 유해물질 또는 수중에 용해되어 있는 유기용제나 농약 등의 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 용이하게 분해·제거할 수 있다. 그리고, 인산칼슘이 다공질이므로, 인산칼슘막으로 덮여져 있지 않은 것과 거의 변화가 없는 광촉매작용을 얻을 수 있다. 또한, 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 흡착하므로, 이것을 상기 광촉매작용에 의해 확실하고 효과적으로 분해·제거할 수 있다.

따라서, 본 발명의 환경재료는 예를 들면 악취나 담배연기, NOx, SOx와 같은 공기중에 존재하는 유해물질의 분해·제거, 수중에 용해되어 있는 유기용제나 농약 과 같은 유기화합물의 분해·제거, 폐수처리나 정수처리, 오염방지 등의 환경정화에 매우 효과적이다. 또한, 상기 산화티타늄은 도료나 화장품, 치약 등에도 사용되며, 식품첨가물로서도 인정되고 있는 것으로, 무해하고 안전하며, 저렴하고 내광성이나 내구성도 우수하다.

또한, 인산칼슘막이 단백질이나 아미노산, 세균, 바이러스 등을 흡착하는 성질을 가지므로, 흡착한 단백질이나 아미노산, 세균, 바이러스 등을 빛의 조사에 의해 산화티타늄에 발생하는 강력한 산화력에 의해 확실하고, 효율적으로 사멸·분해할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 환경재료는 유기섬유나 플라스틱 등의 매체에 첨가함으로써, 예를 들면 자동차의 차내나 거실, 부엌, 화장실 등의 탈취나, 폐수처리, 수영장이나 저수의 정수뿐만 아니라, 균이나 곰팡이의 번식방지, 식품의 부패방지 등, 매우 폭넓은 용도에 적용할 수 있으며, 또한, 화학약품이나 오존과 같은 유해한 물질을 사용하지 않고, 전등의 빛이나 자연광 등의 빛을 조사하는 것만으로, 저비용이며 에너지절약적이며 안전하게, 보수관리할 필요가 없이 장기간 사용할 수 있다.

또, 본 발명의 제4형태는, 악취나 공기중의 유해물질을 흡착할 뿐만 아니라, 이들을 분해·무해화해서 제거하여, 환경의 정화를 효과적이며 경제적으로 안전하게 행할 수 있고, 또한, 내구성의 면에서도 우수한 특성을 갖는 새로운 기능성 흡착제 및 그 제조방법에 관한 것이며, 본 발명에 이용되는 티타니아는 도료나 화장품, 치약 등에도 사용되며, 식품첨가물로서도 인정되고 있으며, 저렴하고 내후성이나 내구성이 우수하고, 무해하며 안전하다는 등, 수많은 이점을 가지고 있다. 본 발명의 기능성 흡착제는 다공질재료에 산화티타늄입자가 담지되어 있으며, 그 산화티타늄입자의 표면이 광촉매로서 불활성인 세라믹스에 의해 섬모양으로 피복되거나, 산화티타늄입자의 표면이 구멍이 형성된 광촉매로서 불활성인 세라믹스막에 의해 덮여져 있거나 해서, 부분적으로 피복되어 있고, 산화티타늄이 부분적으로 노출된 상태로 되어 있다. 그 때문에, 형광등, 백열등, 블랙라이트, UV램프, 수은등, 크세논램프, 할로겐램프, 메탈할라이드램프 등으로부터의 인공광이나 태양광이 티타니아에 조사되고, 그것에 의해, 티타니아에 생성된 전자와 정공의 산화환원작용에 의해 기재의 다공질재료에 의해 흡착된 악취나 담배연기, NOx, SOx 등의 공기중의 유해물질 또는 수중에 용해되어 있는 유기용제나 농약 등의 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 분해하는 것외에, MRSA 등에 의한 원내감염의 방지, 오염방지 등의 주거환경의 정화를 효율적으로 행할 수 있다. 그리고, 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티탄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고, 비정질의 산화티타늄 등의 광촉매로서 불황성인 세라믹스의 흡착작용에 의해 환경을 오염시키고 있는 유기화합물을 효율적으로 흡착할 수 있으며, 또한, 산화티타늄입자로서 그 표면에 백금 또는 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 철, 아연의 금속을 담지한 것을 이용한 경우에는 그 촉매작용에 의해 유기화합물의 분해·제거효과나 항균·항곰팡이효과 등의 환경정화효과가 더한층 증대한다. 또한, 활성탄 등의 기재의 다공질재료와 접촉하고 있는 부분이 광촉매로서 불활성인 세라믹스이므로, 기재의 분해가 발생하기 어려워 장기간 그 효과를 지속시킬 수 있다. 본 발명의 기능성 흡착제는 자동차의 차내나 거실이나 부엌, 화장실 등의 탈 취, 폐수처리, 수영장이나 저수의 정화뿐만 아니라, 균이나 곰팡이의 번식방지, 식품의 부패방지를 효과적으로 행할 수 있는 등, 폭넓은 용도에 적용할 수 있고, 또한, 화학약품이나 오존과 같은 유해한 물질을 사용하지 않고, 전등의 빛이나 자연광 등의 빛을 조사하는 것만으로도 되므로, 저비용·에너지절약적, 또한 안전하며, 보수관리가 필요없어 장기간 사용할 수 있다.

Claims

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산화티타늄입자의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복 산화티타늄 입자를 담체의 다공질재료에 담지시킨 기능성 흡착제에 있어서,

산화티타늄결정으로 이루어진 산화티타늄 광촉매 입자의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복해서 상기 산화티타늄 광촉매가 부분적으로 노출된 상태로 되어 있는 피복 산화티타늄입자를 용매에 분산한 후, 상기 분산액을 물질흡착성능을 갖는 다공질재료에 피복하여 건조함으로써, 상기 광촉매를 빛에 불활성인 세라믹스를 통해 담체의 다공질재료에 담지시켜, 담체와 광촉매 물질이 격리되어서 산화티타늄이 부분적으로 노출된 상태로 되어 있는 흡착성 및 광촉매활성을 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제22항에 있어서, 빛에 불활성인 세라믹스가 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고 및 비정질의 산화티타늄 중에서 선택된 1종이상의 세라믹스인 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제22항에 있어서, 산화티타늄입자가 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 철 및 아연 중에서 선택된 1종이상의 금속을 상기 산화티타늄입자의 표면에 담지시켜서 이루어지는 산화티타늄입자인 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제22항에 있어서, 다공질재료가 활성탄, 발포플라스틱, 유리섬유성형체, 합성섬유성형체, FRP성형체, 플라스틱-무기 복합성형체, 섬유성형체, 활성알루미나, 제올라이트, 유리다공체, 금속다공체, 세라믹스다공체, 점토성형체 및 무기층상 화합물성형체 중에서 선택된 1종이상인 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제22항 또는 제24항에 있어서, 산화티타늄입자의 결정형이 아나타제 또는 브루카이트인 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
산화티타늄입자의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복해서 이루어지는 피복 산화티타늄 입자를 담체의 다공질 재료에 담지시킨 기능성 흡착제에 있어서,

산화 티타늄결정으로 이루어진 산화티타늄 광촉매 입자의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복해서 상기 산화티타늄 광촉매가 부분적으로 노출된 상태로 되어 있는 피복 산화티타늄 입자를 물질흡착성능을 갖는 다공질재료에 피복함으로써, 상기 산화티타늄 광촉매를 빛에 불활성인 세라믹스를 통해 담체의 다공질재료에 담지시켜, 담체와 광촉매 물질이 격리되어서 산화티타늄이 부분적으로 노출된 상태로 되어 있는 흡착성 및 광촉매활성을 갖는 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제27항에 있어서, 빛에 불활성인 세라믹스가 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄산지르코늄, 마그네시아, 칼시아, 인산칼슘, 인산티타늄, 산화철, 페라이트, 석고 및 비정질의 산화티타늄 중에서 선택된 1종이상의 세라믹스인 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제27항에 있어서, 산화티타늄입자가 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 은, 구리, 철 및 아연 중에서 선택된 1종이상의 금속을 상기 산화티타늄입자의 표면에 담지시킨 것임을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제27항에 있어서, 다공질재료가 활성탄, 발포플라스틱, 섬유성형체, 활성알루미나, 제올라이트, 유리다공체, 금속다공체, 세라믹스다공체, 점토성형체 및 무기층상 화합물성형체 중에서 선택된 1종이상인 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
제27항 또는 제29항에 있어서, 산화티타늄입자의 결정형이 아나타제 또는 브루카이트인 것을 특징으로 하는 기능성 흡착제.
산화티타늄결정으로 이루어진 산화티타늄 광촉매 입자의 표면을 빛에 불활성인 세라믹스로 부분적으로 피복해서 상기 산화티타늄 광촉매가 부분적으로 노출된 상태로 되어 있는 피복 산화티타늄 입자를 물질흡착성능을 갖는 다공질재료에 피복함으로써, 상기 산화티타늄 광촉매를 빛에 불활성인 세라믹스를 통해 담체의 다공질재료에 담지시켜, 담체와 광촉매 물질이 격리되어서 산화티타늄이 부분적으로 노출된 상태로 되어 있는 흡착성 및 광촉매활성을 갖는 기능성 흡착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 환경정화제품.