KR100741170B1 - Zeolite photocatalytic paper and its manufacturing method therof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 제올라이트 광촉매종이 표면을 확대한 사진이다.1 is a photograph showing an enlarged surface of a zeolite photocatalyst species according to the present invention.
도 2는 제올라이트 광촉매종이로 만든 허니컴 필터의 사진이다.2 is a photograph of a honeycomb filter made of zeolite photocatalyst paper.
도 3은 제올라이트 광촉매종이와 활성탄이 함유된 광촉매종이의 아세트알데히드 제거량 및 분해량을 비교하여 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a comparison between the amount of acetaldehyde removal and the amount of decomposition of zeolite photocatalyst paper and photocatalyst paper containing activated carbon.
도 4는 밀폐된 공간에서 실시예에 의해 제조한 제올라이트 광촉매종이로 만든 허니컴에 UV를 조사하면서 1000ppm의 아세트알데히드를 4시간 간격으로 반복 주입하면서 아세트알데히드 제거율(■)과 아세트알데히드 제거에 따른 이산화탄소 증가량(□)측정결과를 나타낸 그래프이다.4 is a carbon dioxide increase according to acetaldehyde removal rate (■) and acetaldehyde removal while repeatedly injecting 1000 ppm acetaldehyde at 4 hour intervals while irradiating UV to the honeycomb prepared by the zeolite photocatalyst paper prepared in Example in an enclosed space. (□) It is a graph showing the measurement result.
본 발명은 제올라이트와 광촉매, 세라믹섬유를 필수 구성성분으로 한 제올라이트 광촉매종이 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 무기섬유, 제 올라이트, 광촉매를 응집제를 사용하여 제올라이트-광촉매, 세라믹섬유-광촉매의 형태로 결합시켜 줌으로서 내구성이 우수하고 실내 수 ppm의 휘발성 유기화합물 및 오염물질을 신속하게 제거할 수 있는 종이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a zeolite photocatalyst paper comprising zeolite, a photocatalyst and ceramic fiber as an essential component, and a method of preparing the same. More specifically, the present invention relates to a zeolite-photocatalyst, a ceramic fiber-photocatalyst using an inorganic fiber, a zeolite and a photocatalyst as a coagulant. The present invention relates to a paper and a method for manufacturing the same, which are excellent in durability by combining in the form of and can quickly remove volatile organic compounds and pollutants of several ppm indoors.
본 발명은 실내 수 ppm 미만의 저농도 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC), 질소산화물, 황산화물과 같은 오염물질을 흡착 및 광분해에 의해 신속하게 제거하기 위한 공기정화소재 및 이의 제조방법에 관한 것으로서 상기에서 언급한 오염물질을 흡착하는 기능을 가진 흡착제와 320∼380nm 파장을 갖는 자외선의 조사에 의해 표면에서 휘발성 유기화합물을 분해하는 특성을 가진 광촉매와 자외선의 조사에 따른 기지분해를 방지하기 위한 무기섬유를 포함하는 종이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air purifying material for rapidly removing contaminants such as low-volume volatile organic compounds (VOC), nitrogen oxides, and sulfur oxides of less than several ppm indoors by adsorption and photolysis. A photocatalyst having a characteristic of decomposing volatile organic compounds on the surface by irradiation of an adsorbent having the function of adsorbing the above-mentioned pollutants and ultraviolet rays having a wavelength of 320 to 380 nm and an inorganic material for preventing known decomposition due to the irradiation of ultraviolet rays. A paper comprising a fiber and a method for producing the same.
본 발명이 속하는 실내 공기정화 소재의 종래기술로는 활성탄이 함유된 종이를 제조하여 이를 허니컴으로 성형한 활성탄필터 소재와, 이 활성탄필터 소재에 이산화티탄 광촉매를 코팅한 허니컴이 주로 사용되고 있다. 또한 코디어라이트 등 무기소재를 사용한 압출 허니컴, 알루미늄 등 금속소재 허니컴, 고분자수지 허니컴, 유리관 등에 이들 활성탄 및 이산화티탄을 각각 또는 이중 코팅한 소재도 사용되고 있다.Conventional technologies for indoor air purification materials to which the present invention belongs are mainly used activated carbon filter material manufactured by manufacturing a paper containing activated carbon and molding it into honeycomb, and honeycomb coated with titanium dioxide photocatalyst on the activated carbon filter material. Extruded honeycomb made of inorganic materials such as cordierite, honeycomb made of metal such as aluminum, polymer resin honeycomb, glass tube, and the like, or a material coated with these activated carbon and titanium dioxide, respectively, are also used.
그러나 상기한 바와 같이 이산화티탄을 코팅하여 사용한 실내 공기정화소재는 이산화티탄에 의한 산화분해 반응만으로 실내 오염가스를 제거하고 또한 이산화티탄을 코팅할 때 사용되는 바인더에 의해 이산화티탄의 고유특성인 광산화반응이 크게 저하되기 때문에 제거속도가 느리고 완벽한 제거가 곤란하다는 단점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 금속소재나 압출 허니컴, 유리관 등의 소재는 표면이 미려하여 코팅된 이산화티탄이 박리될 염려가 있다.However, as described above, the indoor air purification material used by coating titanium dioxide removes indoor pollutant gas only by oxidative decomposition reaction by titanium dioxide, and the photooxidation reaction, which is inherent to titanium dioxide, by a binder used when coating titanium dioxide. Since this greatly lowers the removal rate is slow and complete removal is difficult. In addition, the material such as metal material, extruded honeycomb, glass tube, etc., the surface is beautiful, there is a fear that the coated titanium dioxide is peeled off.
특히 금속이나 무기소재가 아닌 종이나 고분자물질로 이루어진 허니컴 기지에 이산화티탄을 코팅한 경우에는 자외선의 조사에 의해 기지의 분해가 진행되어 사용과 함께 그 특성이 저하되는 단점을 가지고 있다. 또한 활성탄이 함유된 종이에 이산화티탄을 코팅하는 경우와 활성탄과 이산화티탄, 세라믹섬유를 동시에 함유하는 종이로 허니컴 공기정화소재를 만든 경우에는 활성탄에 형성되어 있는 수십 내지 수백 나노미터 크기의 기공 속으로 수 나노미터 크기의 이산화티탄 입자가 스며들어 활성탄의 흡착 기공을 채움으로 인해 활성탄 고유의 흡착특성이 저하한다. 또한 활성탄 기공 내의 이산화티탄은 자외선의 조사를 받기 곤란함으로 인해 자외선의 조사에 따른 이산화티탄 표면에서의 오염가스 분해반응을 기대하기 곤란하다. 추가적으로 활성탄이 포함되어 있는 광촉매소재는 색상이 검정색으로서 실내공기정화를 위해 사용되는 설비에 장착할 때 시각적으로 호감이 가지 않는 단점도 있다. In particular, when titanium dioxide is coated on a honeycomb base made of paper or a polymer material, which is not a metal or an inorganic material, the base is decomposed by irradiation with ultraviolet rays, and thus its properties are degraded with use. In addition, in the case of coating titanium dioxide on paper containing activated carbon and in the case of honeycomb air purification material made of paper containing both activated carbon, titanium dioxide and ceramic fibers, the pores of the activated carbon are formed into tens to hundreds of nanometers of pores. Titanium dioxide particles of several nanometers permeate and fill the adsorption pores of activated carbon, thereby degrading the adsorption characteristic of activated carbon. In addition, since titanium dioxide in activated carbon pores is difficult to be irradiated with ultraviolet rays, it is difficult to expect a decomposition reaction of pollutant gas on the surface of titanium dioxide caused by ultraviolet irradiation. In addition, the photocatalyst material containing activated carbon has a disadvantage that it is not visually appealing when it is mounted in a facility used for indoor air purification as its color is black.
기존의 광촉매 소재가 가지고 있는 공통적인 문제점은 오염공기의 제거속도가 느리고, 완벽한 제거가 곤란하며, 자외선의 영향으로 인해 소재 자체의 분해가 진행되어 내구성이 저하하는 문제가 있다. A common problem of the conventional photocatalyst material is that the removal rate of the polluted air is slow, it is difficult to remove it completely, and the decomposition of the material itself proceeds due to the influence of ultraviolet rays, thereby deteriorating durability.
본 발명에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위한 종이의 구성성분으로 오염공기의 흡착을 위한 흡착제로서 기공크기가 1 나노미터(nm) 미만인 제올라이트를 사용하여 흡착제 고유의 흡착특성을 유지할 수 있도록 하였으며, 흡착제 기공크기에 비해 입자크기가 큰 광촉매를 사용하여 광촉매가 흡착제의 기공 내부로 삽입되지 않고 흡착제의 표면에만 존재하도록 하여 기지 내에 포함되어 있는 대부분의 광촉매가 그 특성을 발휘하도록 하였다. In the present invention, by using a zeolite having a pore size of less than 1 nanometer (nm) as an adsorbent for adsorption of contaminated air as a constituent of paper to improve these problems, it is possible to maintain the adsorption characteristics inherent to the adsorbent, pore size Compared with the photocatalyst having a larger particle size, the photocatalyst is present only on the surface of the adsorbent without being inserted into the pores of the adsorbent, so that most of the photocatalyst contained in the matrix exhibits its characteristics.
따라서 본 발명에서는 오염물질을 흡착할 수 있는 제올라이트 흡착제, 흡착제의 기공크기 보다 입자크기가 큰 광촉매, 및 무기섬유를 주성분으로 하는 흡착제와 광촉매를 포함하는 종이 및 이의 제조방법 제공을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a paper containing a zeolite adsorbent capable of adsorbing contaminants, a photocatalyst having a larger particle size than the pore size of the adsorbent, and an adsorbent and photocatalyst mainly composed of inorganic fibers, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 제올라이트 흡착제와 광촉매를 포함하는 종이는 오염공기의 흡착 및 광분해 특성을 효과적으로 발휘함에 따라서 제거속도를 극대화하고, 자외선의 조사에도 불구하고 기지분해가 거의 일어나지 않는 내구성이 우수한 흡착제와 광촉매를 포함하는 종이를 제공할 수 있다. Paper containing the zeolite adsorbent and photocatalyst of the present invention maximizes the removal rate by effectively exhibiting the adsorption and photolysis characteristics of the contaminated air, and includes a durable adsorbent and a photocatalyst that hardly undergoes known decomposition despite irradiation with ultraviolet rays. We can provide paper to say.
또한 본 발명의 제올라이트 흡착제와 광촉매를 포함하는 종이 또는 제올라이트 흡착제와 광촉매를 포함하는 종이의 제조방법에 의해 제조한 흡착제와 광촉매를 포함하는 종이를 주재료로 하는 실내 공기정화 소재는 색상이 흰색으로서 시각적으로도 소비자들의 호감을 가질 수 있으며, 허니컴 형상을 자유롭게 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.In addition, the indoor air purification material whose main material is a paper containing a zeolite adsorbent and a photocatalyst or a paper containing an adsorbent and a photocatalyst prepared by a method for producing a paper containing a zeolite adsorbent and a photocatalyst is visually colored as white. Also it can have a consumer's favor, has the advantage that the honeycomb shape can be free.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 흡착제와 광촉매를 포함하 는 종이는 제올라이트, TiO2 광촉매 및 무기섬유를 필수성분으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, the paper containing the adsorbent and the photocatalyst of the present invention contains zeolite, TiO 2 photocatalyst and inorganic fiber as essential components.
본 발명의 제올라이트, 광촉매 및 무기섬유를 포함하는 종이(이하 본 발명에서 제올라이트, 광촉매 및 무기섬유를 포함하는 종이를 간략히 "제올라이트 광촉매 종이"라고 약칭한다.)의 구성성분인 제올라이트는 오염공기 중에 함유되어 있는 휘발성 유기화합물(VOC), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)과 같은 물질에 대하여 흡착특성이 우수한 기공특성을 갖는 제올라이트를 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 제올라이트의 일예로서 천연 제올라이트 보다는 합성 제올라이트를 사용할 수 있으며, 이때 합성 제올라이트로서 X형 제올라이트, Y형 제올라이트, ZSM-5형 제올라이트 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The zeolite which is a component of the paper containing the zeolite, the photocatalyst and the inorganic fiber of the present invention (hereinafter, the paper containing the zeolite, the photocatalyst and the inorganic fiber is simply referred to as "zeolite photocatalyst paper") is contained in the contaminated air. Zeolites having excellent porosity characteristics can be used for volatile organic compounds (VOC), nitrogen oxides (NOx), and sulfur oxides (SOx). As an example of such a zeolite in the present invention, a synthetic zeolite may be used rather than a natural zeolite, and at least one selected from X-type zeolite, Y-type zeolite, and ZSM-5-type zeolite may be used as the synthetic zeolite.
상기에서 제올라이트 흡착제는 건조된 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 10∼30% 함유할 수 있다. 제올라이트를 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 10% 미만 함유하면 제올라이트 광촉매종이가 오염물질을 충분히 흡착하기 어려운 문제가 있고, 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 30% 초과하여 함유하면 기타 주요 구성성분인 광촉매, 무기섬유의 함량이 감소하여 결과적으로 오염물질의 제거 및 종이의 특성이 감소할 우려가 있다.The zeolite adsorbent may contain 10 to 30% of the total weight of the dried zeolite photocatalyst species. If the zeolite photocatalyst species contains less than 10% of the total weight, it is difficult for the zeolite photocatalyst paper to sufficiently adsorb contaminants. If the zeolite photocatalyst species contains more than 30% of the total weight, the other major constituents of photocatalyst and inorganic fiber As the content decreases, there is a concern that the removal of contaminants and the properties of the paper will decrease as a result.
본 발명에서 제올라이트는 후술하는 광촉매의 입자크기 보다 작은 기공크기를 가진 것을 사용하는 것이 제올라이트 광촉매종이의 오염공기 제거 특성을 극대화 할 수 있다. 일예로 본 발명에서 제올라이트는 기공크기가 수 나노미터∼수십 나노미터(nm)인 것을 사용하는 경우, 후술하는 광촉매는 입자크기가 제올라이트 기 공크기 보다 크도록 수십 나노미터(nm)∼수십 마이크로미터(㎛)인 것을 사용하여 광촉매가 흡착제의 기공 내부로의 삽입을 방지하는 것이 좋다.In the present invention, using a zeolite having a pore size smaller than the particle size of the photocatalyst described later can maximize the air removal characteristics of the zeolite photocatalyst paper. For example, in the present invention, when the zeolite has a pore size of several nanometers to several tens of nanometers (nm), the photocatalyst described later has several tens of nanometers (nm) to several tens of micrometers so that the particle size is larger than the zeolite pore size. (Μm) is used to prevent the photocatalyst from being inserted into the pores of the adsorbent.
본 발명의 제올라이트 광촉매종이 구성성분인 광촉매는 제올라이트 흡착제에 의해 흡착된 휘발성유기화합물, 질소산화물, 황산화물 등을 자외선의 조사에 의해 산화 분해시킬 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 광촉매의 일예로서 이산화티타늄(TiO2), MxTiO2 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기에서 MxTiO2은 이산화티타늄(TiO2)의 특성을 향상시킬 목적으로 이산화티타늄(TiO2)에 금속이온을 결합시킨 것으로서 MxTiO2형 광촉매에서 M은 Pd, Pt, Cu, Au, Ni, Cr 중에서 선택된 어느 하나의 금속이고, x는 0.1∼0.5이다.As the photocatalyst in which the zeolite photocatalyst species of the present invention is a component, a substance capable of oxidatively decomposing volatile organic compounds, nitrogen oxides, sulfur oxides, etc. adsorbed by the zeolite adsorbent by irradiation with ultraviolet rays may be used. As one example of such a photocatalyst in the present invention, any one or more selected from titanium dioxide (TiO 2 ) and MxTiO 2 may be used. In the MxTiO 2 is as combining the metal ions in the titanium dioxide (TiO 2) for the purpose of improving the properties of titanium dioxide (TiO 2) in MxTiO 2 type photocatalyst M is from Pd, Pt, Cu, Au, Ni, Cr Any one metal selected and x is from 0.1 to 0.5.
상기에서 광촉매는 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 10∼30% 함유할 수 있다. 광촉매를 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 10% 미만 함유하면 제올라이트 흡착제에 의해 흡착된 오염물질을 충분히 제거하기 어려운 문제가 있고, 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 30% 초과하여 사용하면 기타 주요 구성성분인 제올라이트 흡착제, 무기섬유의 함량이 감소하여 결과적으로 오염물질의 흡착 및 종이의 특성이 감소할 우려가 있다.The photocatalyst may contain 10 to 30% of the total weight of the zeolite photocatalyst species. If the zeolite photocatalyst species contains less than 10% of the total weight of the photocatalyst, it is difficult to sufficiently remove the contaminants adsorbed by the zeolite adsorbent. If the zeolite photocatalyst species is used more than 30% of the total weight of the zeolite photocatalyst, zeolite adsorbent is another major component. As the content of inorganic fibers decreases, there is a concern that the adsorption of pollutants and the characteristics of paper may decrease.
본 발명의 제올라이트 광촉매종이의 구성성분인 무기섬유는 종이의 인장특성을 향상시키고 제올라이트 흡착제에 의해 종이에 흡착된 오염물질을 광촉매와 자외선을 이용하여 오염물질 제거시 자외선의 조사에 따른 분해 없이 종이의 내구성을 향상시키기 위해 사용한다. 본 발명에서 이러한 무기섬유의 일예로 Al2O3-SiO2를 기 본 물질로 하는 알루미노 실리케이트 섬유, 알루미나 섬유, 실리케이트 섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The inorganic fiber which is a component of the zeolite photocatalyst paper of the present invention improves the tensile properties of the paper and removes the contaminants adsorbed on the paper by the zeolite adsorbent using photocatalyst and ultraviolet light without decomposing the contaminants by irradiation of ultraviolet light. Used to improve durability. As one example of the inorganic fibers in the present invention, any one or more selected from alumino silicate fibers, alumina fibers, and silicate fibers based on Al 2 O 3 -SiO 2 may be used.
상기에서 무기섬유는 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 10∼30% 함유할 수 있다. 무기섬유를 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 10% 미만 함유하면 제올라이트 광촉매종이의 내구성이 감소하는 문제가 있고, 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 30% 초과하여 사용하면 기타 주요 구성성분인 제올라이트 흡착제 및 광촉매의 함량이 감소하여 결과적으로 오염물질의 흡착 및 제거 특성이 감소할 우려가 있다.In the inorganic fiber, zeolite photocatalyst species may contain 10 to 30% of the total weight. If the zeolite photocatalyst species contains less than 10% of the total weight of inorganic fibers, the durability of the zeolite photocatalyst species is reduced, and if the zeolite photocatalyst species is used more than 30% of the total weight, the content of other main components such as zeolite adsorbent and photocatalyst is increased. As a result, there is a fear that the adsorption and removal characteristics of contaminants will decrease.
본 발명의 제올라이트 광촉매종이는 특성을 향상시키기 위해 각종 첨가제를 추가로 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 본 발명의 제올라이트 광촉매종이의 특성을 향상시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 첨가제의 일예로서 실리카졸, 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 펄프(셀룰로우즈)섬유, 해포석(세피오라이트) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기에서 첨가제는 제올라이트 광촉매종이 전체 중량대비 10% 미만, 보다 바람직하게는 1∼10%으로 함유할 수 있다. The zeolite photocatalyst paper of the present invention may further include various additives in order to improve properties. Such additives can be used insofar as they can improve the properties of the zeolite photocatalyst paper of the present invention. As an example of such an additive in the present invention, any one or more selected from silica sol, polyvinyl acetate, pulp (cellulose) fiber, and calcite (sepiolite) may be used. In the above additive, the zeolite photocatalyst species may contain less than 10%, more preferably 1 to 10% of the total weight.
본 발명은 제올라이트 광촉매종이의 제조방법을 포함한다.The present invention includes a method for producing a zeolite photocatalyst paper.
본 발명의 제올라이트 광촉매종이의 제조방법은Method for producing a zeolite photocatalyst paper of the present invention
(1)증점제를 사용하여 점도를 20 내지 30cps로 유지시킨 정제수에 무기섬유를 투입하고 교반하여 무기섬유가 정제수에 잘 분산되도록 풀어 주고, 흡착제, 광 촉매를 투입하여 무기섬유와 함께 골고루 섞는 단계,(1) adding inorganic fiber to purified water maintained at a viscosity of 20 to 30 cps using a thickener and stirring to release the inorganic fiber to be dispersed well in purified water, and mixing the inorganic fiber evenly with an inorganic fiber by adding an adsorbent and a photocatalyst,
(2)상기 (1)단계 후 응집제를 투입하여 제올라이트, 광촉매, 무기섬유를 제올라이트-광촉매, 세라믹섬유-광촉매 및 제올라이트-광촉매-세라믹섬유의 형태로 결합시켜 제올라이트 광촉매종이를 제조하기 위한 슬러리를 얻는 단계,(2) after the step (1), a flocculant is added to combine zeolite, photocatalyst and inorganic fiber in the form of zeolite-photocatalyst, ceramic fiber-photocatalyst and zeolite-photocatalyst-ceramic fiber to obtain a slurry for preparing zeolite photocatalyst paper step,
(3)상기 (2)단계 후 얻은 슬러리를 종이제조 장치에 공급하여 탈수, 건조공정을 거쳐 종이를 제조하는 단계를 포함한다.(3) supplying the slurry obtained after step (2) to a paper manufacturing apparatus, and dehydrating and drying the process to produce paper.
본 발명은 상기 (1)단계 내지 (3)단계로부터 두께 0.2∼0.4mm, 밀도 150∼450g/m2인 제올라이트 광촉매종이를 얻을 수 있다.The present invention can obtain a zeolite photocatalyst paper having a thickness of 0.2 to 0.4 mm and a density of 150 to 450 g / m 2 from steps (1) to (3).
이하 본 발명의 제올라이트 광촉매종이 제조방법을 각각의 단계에 의해서 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the method for preparing the zeolite photocatalyst species of the present invention will be described in more detail by each step.
제(1)단계 : 무기섬유, 제올라이트, 광촉매를 혼합 및 분산시키는 단계Step (1): mixing and dispersing inorganic fibers, zeolites and photocatalysts
제(1)단계는 증점제를 사용하여 소정의 점도를 유지시킨 정제수에 무기섬유, 제올라이트, 광촉매를 첨가하여 분산시키는 단계이다.In step (1), inorganic fibers, zeolites and photocatalysts are added and dispersed in purified water using a thickener to maintain a predetermined viscosity.
먼저 20 내지 30cps 정도로 점도를 유지하는 정제수에 무기섬유를 첨가하고 1000rpm 이상으로 30분 이상, 바람직하게는 1000∼3000rpm으로 0.5∼2시간 동안 교반하여 정제수 내에 무기섬유의 해섬 및 분산이 잘 이루어진 후에 제올라이트와 광촉매를 투입한다. First, inorganic fibers are added to purified water having a viscosity of about 20 to 30 cps, followed by stirring at 1000 rpm or more for 30 minutes or more, preferably at 1000 to 3000 rpm for 0.5 to 2 hours, after which the fine fibers are dissolved and dispersed in the purified water. And photocatalyst.
무기섬유가 정제수 내에서 해섬이 적절히 이루어지지 않은 상태, 즉 무기섬유가 정제수 내에서 분산되지 않고 부분적으로 응집되어 뭉쳐져 있는 상태에서 제올라이트와 광촉매를 첨가하면 이들과 함께 무기섬유가 엉겨져 무기섬유의 해섬이 더욱 곤란해지므로 상기와 같이 먼저 정제수 내에서 무기섬유가 해섬 및 분산이 잘 이루어지도록 하는 것이 좋다.When the inorganic fibers are not properly processed in the purified water, that is, when the inorganic fibers are not dispersed in the purified water but partially agglomerated and added together, the zeolite and the photocatalyst are added together, and the inorganic fibers are entangled together to decompose the inorganic fibers. Since this becomes more difficult, it is good to first make the inorganic fiber finely dispersed and dispersed in the purified water as described above.
상기에서 무기섬유는 제올라이트 광촉매종이의 필수 구성 성분으로서 광촉매와의 결합을 통해 종이의 내구성을 개선하고 또한 제올라이트 광촉매종이의 인장강도 유지 및 종이를 다공성으로 만들어 제올라이트와 광촉매가 종이 내에 잘 보류될 수 있도록 하기 위하여 사용한다. 본 발명에서 무기섬유는 상기의 역할을 할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 무기섬유의 일예로 알루미노실리케이트 섬유, 실리카섬유, 알루미나섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상을 정제수 중량 대비 0.1∼0.4% 사용할 수 있다. The inorganic fiber is an essential component of the zeolite photocatalyst paper to improve the durability of the paper by combining with the photocatalyst, to maintain the tensile strength of the zeolite photocatalyst paper and to make the paper porous so that the zeolite and the photocatalyst can be well held in the paper. Used to do Inorganic fibers in the present invention can be used as long as they can play the above role. As one example of the inorganic fibers in the present invention, any one or more selected from aluminosilicate fibers, silica fibers, and alumina fibers may be used in an amount of 0.1 to 0.4% based on the weight of purified water.
본 발명에서 무기섬유를 정제수 중량 대비 0.1% 미만 사용하면 제올라이트 광촉매종이의 인장강도 및 굽힘강도가 감소하여 허니컴으로 성형하기가 곤란해질 뿐만 아니라 종이가 치밀화 되어 흡착제 및 광촉매의 담지가 곤란해진다. 또한 무기섬유를 정제수 중량 대비 0.4% 초과하여 사용하는 경우에는 종이의 밀도를 감안할 때 상대적으로 소량의 흡착제와 광촉매를 사용하여야 하므로 제올라이트 광촉매종이에 잔류하는 흡착제 및 광촉매의 함량이 감소하게 되어 오염가스의 흡착특성 및 광분해 특성이 감소되는 문제가 있다.In the present invention, when the inorganic fiber is less than 0.1% by weight of the purified water, the tensile strength and the bending strength of the zeolite photocatalyst paper are reduced, making it difficult to form honeycomb, and the paper is densified, making it difficult to support the adsorbent and the photocatalyst. In addition, when inorganic fibers are used in excess of 0.4% of the weight of purified water, a relatively small amount of adsorbent and photocatalyst should be used in consideration of the density of paper. Therefore, the amount of adsorbent and photocatalyst remaining in the zeolite photocatalyst species is reduced. There is a problem that the adsorption characteristics and photolysis characteristics are reduced.
상기 제(1)단계에서 첨가하는 제올라이트는 제올라이트 광촉매종이의 필수 구성 성분으로서 제올라이트 광촉매종이의 내부에 함유되어 종이 표면에 접촉되는 휘발성유기화합물, 질소산화물 또는 황산화물 등과 같은 오염물질을 흡착 제거할 목적으로 사용한다. 이러한 목적을 위해 사용되는 제올라이트의 일예로 X형 제올라이트, Y형 제올라이트, ZSM-5형 제올라이트 중 선택된 어느 하나 이상의 합성 제올라이트를 정제수 중량대비 0.1∼0.4% 사용할 수 있다. The zeolite added in the step (1) is an essential component of the zeolite photocatalyst paper, which is contained in the zeolite photocatalyst paper to adsorb and remove contaminants such as volatile organic compounds, nitrogen oxides, or sulfur oxides which contact the paper surface. Used as As an example of the zeolite used for this purpose, any one or more synthetic zeolites selected from X-type zeolites, Y-type zeolites, and ZSM-5-type zeolites may be used in an amount of 0.1% to 0.4% by weight of purified water.
본 발명에서 제올라이트 흡착제의 사용량이 상기한 범위 미만으로 첨가한 경우에는 흡착에 의한 오염공기의 제거효과를 기대하기 곤란할 정도로 미미하며, 상기한 범위를 초과하는 경우에는 무기섬유, 광촉매의 함량이 상대적으로 적게 들어가야 종이의 밀도를 적절히 유지할 수 있으므로 결과적으로 제올라이트 광촉매종이의 인장특성과 광분해 특성이 저하하기 때문에 바람직하지 못하다.When the amount of the zeolite adsorbent used in the present invention is added below the above range, the removal effect of the polluted air by adsorption is difficult to be expected, and when it exceeds the above range, the content of the inorganic fiber and the photocatalyst is relatively high. Since the density of the paper can be properly maintained at a low level, the tensile and photolysis characteristics of the zeolite photocatalyst paper are consequently deteriorated, which is not preferable.
상기 제(1)단계에서 첨가하는 광촉매는 제올라이트 광촉매종이의 필수 구성 성분으로서 제올라이트 광촉매종이의 내부에 함유되어 종이 표면에 접촉되는 휘발성유기화합물, 질소산화물, 황산화물 등을 자외선의 조사에 의해 산화분해 시키고 또한 제올라이트 광촉매종이의 내부의 제올라이트 기공에 포화 흡착되어 있던 오염물질이 흡착제 표면으로 확산되어 나올 때 이들 오염가스를 산화 분해시킴으로서 제올라이트 흡착제의 흡착능을 회복시킨다. The photocatalyst added in the step (1) is an essential component of the zeolite photocatalyst paper, which is oxidatively decomposed in the interior of the zeolite photocatalyst paper by contacting the surface of the paper with volatile organic compounds, nitrogen oxides, sulfur oxides, etc. In addition, the adsorbing ability of the zeolite adsorbent is restored by oxidatively decomposing these contaminant gases when the contaminants saturated in the zeolite pores of the zeolite photocatalyst paper diffuse out onto the adsorbent surface.
본 발명에서의 목적을 달성하기 위해 첨가되는 광촉매는 이산화티타늄(TiO2), MxTiO2 중에서 선택된 어느 하나 이상을 정제수 중량대비 0.1∼0.4% 사용할 수 있다. 제올라이트 광촉매종이 내에서 광촉매의 첨가량이 상기한 범위 미만 일 경우에는 오염물질의 광산화 분해가 거의 일어나지 않고 오염물질이 흡착제에 의한 흡착에 의해서만 제거되는 문제가 있다. 또한 제올라이트 광촉매종이 내에서 광촉매를 상기한 범위 초과하여 사용하였을 경우에는 제올라이트 광촉매종이 표면에 과잉의 광촉매 층이 형성되어 자외선의 영향이 미치지 못하게 되므로 목적하는 역할을 기대할 수 없으며, 오히려 흡착제 및 무기섬유의 함량이 상대적으로 감소하여 오염물질의 흡착특성과 제올라이트 광촉매종이의 허니컴으로의 성형특성을 저해할 우려가 있다.The photocatalyst added in order to achieve the object in the present invention may use at least one selected from titanium dioxide (TiO 2 ), MxTiO 2 0.1 to 0.4% by weight of the purified water. When the amount of the photocatalyst added in the zeolite photocatalyst species is less than the above range, there is a problem that the photocatalytic decomposition of the pollutants hardly occurs and the pollutants are removed only by adsorption by the adsorbent. In addition, when the zeolite photocatalyst species is used in the photocatalyst exceeding the above-mentioned range, the zeolite photocatalyst species does not have an effect of ultraviolet rays due to the formation of an excess photocatalyst layer on the surface, and thus it is not possible to expect a desired role. As the content is relatively reduced, there is a concern that the adsorption characteristics of the pollutants and the molding characteristics of the zeolite photocatalyst paper into honeycomb may be impaired.
상기의 광촉매에서 MxTiO2은 이산화티타늄(TiO2)의 특성을 향상시킬 목적으로 이산화티타늄(TiO2)에 금속이온을 결합시킨 것으로서 MxTiO2형 광촉매에서 M은 Pd, Pt, Cu, Au, Ni, Cr 중에서 선택된 어느 하나의 금속이고, x는 0.1∼0.5이다. In the photocatalytic MxTiO 2 is as combining the metal ions in the titanium dioxide (TiO 2) for the purpose of improving the properties of titanium dioxide (TiO 2) M in MxTiO 2 type photocatalyst is Pd, Pt, Cu, Au, Ni, It is any metal chosen from Cr, and x is 0.1-0.5.
본 발명의 제올라이트 광촉매종이에서 필수 구성성분의 하나인 제올라이트는 광촉매의 입자크기 보다 작은 기공크기를 가진 것을 사용하는 것이 광촉매에 의한 오염물질 제거에 좋다. 일예로 본 발명에서 제올라이트는 기공크기가 수 나노미터(nm)인 것을 사용하는 경우, 후술하는 광촉매는 제올라이트 기공크기 보다 크도록 입자크기가 수십 나노미터(nm)인 것을 사용하여 광촉매가 제올라이트 흡착제의 기공 내부로의 삽입을 방지하는 것이 좋다.Zeolite, which is one of the essential components in the zeolite photocatalyst paper of the present invention, has a pore size smaller than the particle size of the photocatalyst, which is good for removing contaminants by the photocatalyst. For example, in the present invention, when the zeolite has a pore size of several nanometers (nm), the photocatalyst described later uses a particle size of several tens of nanometers (nm) so as to have a larger pore size than the zeolite pore size. It is advisable to prevent insertion into the pore.
한편 상기의 제(1)단계에서 제올라이트 광촉매종이의 특성을 향상시키기 위해 각종 첨가제를 추가로 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 본 발명의 제올라이트 광촉매종이의 특성을 향상시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있 다. 본 발명에서 이러한 첨가제의 일예로서 실리카졸, 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate), 펄프(셀룰로우즈)섬유, 해포석(세피오라이트) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 정제수 중량 대비 0.1% 미만, 바람직하게는 0.01∼0.1%으로 사용할 수 있다. Meanwhile, in the step (1), various additives may be further added to improve the properties of the zeolite photocatalyst paper. Such additives may be used insofar as they can improve the properties of the zeolite photocatalyst paper of the present invention. As an example of such an additive in the present invention, any one or more selected from silica sol, polyvinyl acetate, pulp (cellulose) fiber, and vesicles (sepiolite) is less than 0.1% by weight of purified water, preferably 0.01 to 0.1. % Can be used.
제(2)단계 : 응집제를 투입하여 제올라이트, 광촉매, 무기섬유를 제올라이트-광촉매, 세라믹섬유-광촉매 및 제올라이트-광촉매-세라믹섬유의 형태로 결합시켜 제올라이트 광촉매종이를 제조하기 위한 슬러리를 얻는 단계,Step (2): adding a flocculant to combine zeolite, photocatalyst, and inorganic fiber in the form of zeolite-photocatalyst, ceramic fiber-photocatalyst and zeolite-photocatalyst-ceramic fiber to obtain a slurry for preparing zeolite photocatalyst paper,
상기 제(2)단계는 상기(1)단계에서 얻은 무기섬유, 제올라이트, 광촉매가 혼합된 슬러리 내에 응집제를 첨가함으로서 제올라이트-광촉매, 세라믹섬유-광촉매 및 제올라이트-광촉매-세라믹섬유의 형태로 결합시킨 슬러리를 얻는 단계이다. Step (2) is a slurry combined in the form of zeolite-photocatalyst, ceramic fiber-photocatalyst and zeolite-photocatalyst-ceramic fiber by adding a flocculant into the slurry mixed with the inorganic fiber, zeolite and photocatalyst obtained in step (1). To get it.
즉, 상기 (1)단계에서 무기섬유, 제올라이트, 광촉매가 혼합된 정제수에 응집제를 첨가하여 슬러리 내에서 무기섬유, 제올라이트, 광촉매 입자들을 전기화학적으로 적절한 크기로 결합시켜줌으로서 종이 제조장치의 환망을 통해 이들 입자들이 빠져나가지 않도록 하기 위해 첨가되며, 특히 흡착제와 광촉매 또는 무기섬유와 광촉매의 결합을 유도시켜 줌으로서 자외선 조사시에 광촉매 종이의 분해를 방지할 수도 있다. That is, in step (1), a flocculant is added to the purified water mixed with the inorganic fiber, the zeolite, and the photocatalyst to bind the inorganic fibers, the zeolite, and the photocatalyst particles to an electrochemically appropriate size in the slurry, and then through the circular network of the paper manufacturing apparatus. It is added to prevent these particles from escaping, and in particular, by inducing binding of an adsorbent and a photocatalyst or an inorganic fiber and a photocatalyst, it is possible to prevent decomposition of the photocatalyst paper during ultraviolet irradiation.
본 발명에서는 이러한 응집제의 일예로 폴리디알리디메틸암모니움클로라이드(PDADMAC)를 사용하였으며, 황산알루미늄, 양이온성 스타치(strach) 등 슬러리 내에 포함되어 무기물 입자들끼리의 반발력을 없애고 이온결합력을 부여함으로서 입자끼리의 응집을 촉진시키기 위해 사용되는 통상의 응집제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.In the present invention, polydialidimethylammonium chloride (PDADMAC) is used as an example of such a coagulant, and is included in a slurry such as aluminum sulfate and a cationic starch to remove repulsive force between inorganic particles and to impart ionic bonding power. Any one or more selected from conventional flocculants used to promote aggregation of the particles can be used.
상기의 응집제의 첨가량은 응집제의 종류에 따라 양이온의 농도가 다르기 때문에 한정할 수 없으나 2∼10ppm 범위가 적당하다. 응집제의 첨가량이 과잉일 경우에는 슬러리 내에 함유된 무기섬유, 제올라이트, 광촉매등 간의 응집물이 너무 크게 형성되어 종이 제조시 슬러리 유동성 저하와 함께 종이의 불균일성을 초래한다. 이와 반대로 응집제의 첨가량이 너무 적을 경우에는 슬러리 내에 함유된 무기물질의 분산은 잘 이루어지나 이들 서로간의 결합이 미약하여 흡착제나 광촉매와 같은 미세한 입자들이 백수와 함께 빠져나가 제올라이트 광촉매종이 내에 보류되지 않음으로 인해 종이의 특성이 크게 저하한다.The addition amount of the flocculant is not limited because the concentration of the cation varies depending on the type of flocculant, but the range is 2 to 10 ppm. When the addition amount of the flocculant is excessive, agglomerates between inorganic fibers, zeolites, photocatalysts, and the like contained in the slurry are formed too large, resulting in paper non-uniformity with a decrease in slurry fluidity during paper production. On the contrary, when the addition amount of the flocculant is too small, the inorganic substances contained in the slurry are well dispersed, but the binding between them is weak so that fine particles such as adsorbents or photocatalysts come out together with the white water and are not suspended in the zeolite photocatalyst species. Due to this, the properties of the paper are greatly reduced.
한편, 싱기 (2)단계에서 얻은 슬러리에 분산제를 추가로 더 첨가하여 슬러리 내의 응집물들이 슬러리 전체에 골고루 분포되도록 유도할 수 있다. 본 발명에서 이러한 분산제의 일예로 음이온 분산제인 팸(A-PAM), 음이온 폴리아크릴아마이드, 음이온 스타치 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 이때 분산제는 상기 (1)단계의 정제수 중량 대비 0.01∼0.05% 첨가할 수 있다.On the other hand, the dispersant may be further added to the slurry obtained in the step (2) to induce aggregates in the slurry to be evenly distributed throughout the slurry. As an example of such a dispersant in the present invention, any one or more selected from anion dispersants PAM (A-PAM), anionic polyacrylamide, and anionic starch may be used. In this case, the dispersant may be added in an amount of 0.01 to 0.05% based on the weight of the purified water of step (1).
제(3)단계 : 무기섬유, 제올라이트, 광촉매가 혼합된 슬러리를 통상의 종이 제조장치에 공급하여 종이를 제조하는 단계Step (3): preparing a paper by supplying a slurry in which inorganic fibers, zeolites and photocatalysts are mixed to a conventional paper manufacturing apparatus
상기와 같은 제(1) 내지 제(3) 단계를 통해 제올라이트 광촉매종이 제조를 위한 슬러리의 제조가 완료되며, 제(3)단계는 제(1)단계 내지 제(2)단계 후 얻은 슬러리를 통상적으로 사용하는 종이 제조장치에 공급하여 탈수, 건조 공정을 거쳐 종이를 제조하는 공정이다. 상기의 제(1)단계 내지 제(2)단계 후 얻어진 슬러리를 종이 제조장치에 공급한 후 제(3)단계의 초지공정을 거치면 두께 0.2∼0.4mm, 밀도 150∼450g/m2의 제올라이트 광촉매종이를 제조할 수 있다. 제올라이트 광촉매종이의 두께를 상기한 범위 내에서 제조하지 않을 경우에는 광촉매 허니컴으로서의 특성을 충분히 발휘할 수 없으며, 상기한 제올라이트 광촉매종이의 밀도는 제(1)단계 내지 제(2)단계에서 전술한 첨가물들의 적정범위를 벗어나지 않을 경우에 얻을 수 있다. 또한 상기의 제(1)단계 내지 제(2)단계 후 얻어진 슬러리를 종이 제조장치에 공급한 후 제(3)단계의 초지공정을 거쳐 무기섬유의 함량이 제올라이트 광촉매종이 전체 중량 대비 10∼30%, 흡착제의 함량이 제올라이트 광촉매종이 전체 중량 대비 10∼30%, 제올라이트 광촉매종이 전체 중량 대비 10∼30%인 제올라이트 광촉매종이를 얻을 수 있다.Through the steps (1) to (3) as described above, the preparation of the slurry for the preparation of zeolite photocatalyst species is completed, and step (3) is typically performed on the slurry obtained after steps (1) to (2). It is a process of manufacturing paper through a dehydration and drying process by supplying it to a paper manufacturing apparatus to be used. After supplying the slurry obtained after the above steps (1) to (2) to the paper manufacturing apparatus and undergoing the papermaking process of step (3), the zeolite photocatalyst having a thickness of 0.2 to 0.4 mm and a density of 150 to 450 g / m 2 Paper can be produced. If the thickness of the zeolite photocatalyst paper is not produced within the above-described range, the characteristics of the photocatalyst honeycomb cannot be sufficiently exhibited, and the density of the zeolite photocatalyst paper described above may be determined by It can be obtained if it is not out of the proper range. In addition, after supplying the slurry obtained after the above steps (1) to (2) to the paper manufacturing apparatus, through the papermaking process of step (3), the content of the inorganic fiber is 10-30% of the total weight of the zeolite photocatalyst species It is possible to obtain a zeolite photocatalyst paper having an adsorbent content of 10 to 30% of the total weight of the zeolite photocatalyst species and 10 to 30% of the total weight of the zeolite photocatalyst species.
한편 본 발명은 상기의 제1단계 내지 제3단계에 의해 제조한 제올라이트 광촉매종이를 사용하여 한쪽 면은 평평하고 다른 한쪽 면은 파형화 한 편파성형체 형상의 공기정화용 필터를 얻을 수 있다.On the other hand, the present invention using the zeolite photocatalyst paper prepared in the first step to the third step can be obtained a filter for air purification in the shape of a polarized body of one side is flat and the other side is corrugated.
또한 본 발명은 상기의 편파성형체를 다수 적층한 공기정화용 필터를 얻거나 또는 상기의 편파성형체를 원통형으로 말아서 원하는 크기로 제단한 허니컴 형태의 공기정화용 필터를 얻을 수 있다(도 2 참조).In addition, the present invention can obtain an air purification filter in which a plurality of the above-mentioned polarization molded products are stacked, or a honeycomb-type air purification filter obtained by cutting the polarization molded product into a cylindrical shape and cutting it into a desired size (see FIG. 2).
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail through examples and test examples. However, these are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예><Example>
하기의 (1)단계 내지 (7)단계에 의하여 본 발명의 제올라이트 광촉매종이를 제조하였다. The zeolite photocatalyst paper of the present invention was prepared by the following steps (1) to (7).
(1)교반조에 정제수 1000리터(L)를 취하였다.(1) 1000 liters (L) of purified water was taken to the stirring tank.
(2)교반조 내에 설치된 교반기를 1200rpm으로 회전시키면서 증점제인 소디움 카복시메틸 셀룰로우즈를 150g 첨가하여 물의 점도를 25cps로 유지시켰다.(2) 150 g of sodium carboxymethyl cellulose as a thickener was added while the stirrer installed in the stirring vessel was rotated at 1200 rpm to maintain the viscosity of water at 25 cps.
(3)상기 (2)단계의 정제수에 종이의 성형성을 돕기 위한 첨가물로서 폴리에틸렌글리콜(PEG-6000) 300g, 해포석(세피로라이트) 300g, 펄프 800g을 각각 20분 간격으로 투입하였다.(3) 300 g of polyethylene glycol (PEG-6000), 300 g of vesicles (cepirolite), and 800 g of pulp were added to the purified water of step (2) as additives to help formability of the paper at 20 minute intervals.
(4) 상기 (3)단계의 첨가물이 함유된 정제수에 무기섬유로서 알루미나 섬유 2000g, 흡착제로서 Y형 제올라이트 2000g, 광촉매로서 이산화티탄 1500g을 순서대로 각각 20분 간격으로 투입한 후 30분 동안 1200rpm의 교반속도를 유지하여 슬러리를 제조하였다. 이때 제올라이트는 평균 기공크기가 0.6나노미터(nm)인 것을 사용하고, 광촉매는 입자크기가 20나노미터인 것을 사용하여 광촉매의 입자크기 보다 흡착제의 기공크기가 작은 것을 사용하였다.(4) 2000 g of alumina fiber as inorganic fiber, 2000 g of Y-type zeolite as adsorbent, and 1500 g of titanium dioxide as photocatalyst were added to the purified water containing the additive of step (3) at 20 minute intervals, respectively, in order of 30 rpm for 30 minutes. The slurry was prepared while maintaining the stirring speed. At this time, the zeolite was used having an average pore size of 0.6 nanometers (nm), and the photocatalyst was used having a particle size of 20 nanometers, the pore size of the adsorbent is smaller than the particle size of the photocatalyst.
(5) 상기 (4)단계에서 얻은 슬러리에 양이온성 응집제인 폴리디알리디메틸암모니움클로라이드(PDADMAC) 400g을 투입하여 슬러리 내에 분포되어 있는 Y형 제올라이트와 이산화티탄, 무기섬유와 이산화티탄의 결합을 유도하였으며 반응시간을 30분 유지시켰다.(5) 400 g of polydialidimethylammonium chloride (PDADMAC), a cationic flocculant, was added to the slurry obtained in step (4) to bind Y-type zeolite distributed in the slurry with titanium dioxide, inorganic fibers, and titanium dioxide. Induced and the reaction time was maintained for 30 minutes.
(6) 상기 (5)단계의 슬러리에 음이온성 분산제인 팸(A-PAM) 200g을 투입하여 슬러리 내의 응집물들이 슬러리 전체에 골고루 분포되도록 유도하여 슬러리 제조를 완성하였다.(6) 200 g of the anionic dispersant (A-PAM) was added to the slurry of step (5) to induce the aggregates in the slurry to be evenly distributed throughout the slurry to complete the slurry production.
(7) 상기 (6)단계에서 얻은 슬러리를 통상의 종이 제조장치에 공급하여 자연탈수, 진공 흡입탈수, 압축탈수과정을 거쳤고, 표면온도가 60℃인 건조롤(dry roll)을 통과시켜 함수율이 8%인 제올라이트 광촉매종이를 얻었다.(7) The slurry obtained in the above step (6) was supplied to a conventional paper manufacturing apparatus, followed by natural dehydration, vacuum suction dehydration, and compression dehydration, and passed through a dry roll having a surface temperature of 60 ° C. 8% zeolite photocatalyst paper was obtained.
상기의 (1)단계 (7)단계에 의해 제조한 제올라이트 광촉매종이는 두께 0.31mm, 평량 145g/m2을 나타내었으며, 그 표면사진을 도 1에 나타내었다. The zeolite photocatalyst paper prepared by step (1) and step (7) showed a thickness of 0.31 mm and basis weight of 145 g / m 2 , and the surface photograph thereof is shown in FIG. 1.
또한 상기의 (1)단계 (7)단계에 의해 제조한 제올라이트 광촉매종이를 사용하여 허니컴 형태의 필터를 만들었으며, 이를 도 2에 나타내었다.In addition, a honeycomb-type filter was made using the zeolite photocatalyst paper prepared in step (1) and step (7), which is shown in FIG. 2.
<시험예><Test Example>
상기의 실시예에서 제조한 제올라이트 광촉매종이로 만든 허니컴 필터의 아세트알데히드 제거량과 광분해에 의한 이산화탄소 증가량을 측정하고 그 결과를 각각 도 3 및 도 4에 나타내었다.The amount of acetaldehyde removed and the amount of carbon dioxide increase by photolysis of the honeycomb filter made of the zeolite photocatalyst prepared in the above example were measured and the results are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
도 3은 300ppm의 아세트알데히드가 포함된 10리터(L) 부피의 밀폐된 공간에서 실시예에 의해 제조한 제올라이트 광촉매종이를 넣고 자외선을 조사했을 때 아세트알데히드 제거율(제올라이트에 의한 흡착 + 이산화티탄에 의한 광산화 분해에 따른 아세트알데히드 제거율 ●) 및 이산화탄소 증가량(제올라이트 광촉매종이의 분해 + 아세트알데히드분해에 따른 이산화탄소 증가량 ○) 측정 결과를 나타낸 것이다. FIG. 3 shows the removal rate of acetaldehyde (adsorption by zeolite + titanium dioxide) when the zeolite photocatalyst prepared in Example was placed in a sealed space of 10 liter (L) volume containing 300 ppm acetaldehyde and irradiated with UV light. Acetaldehyde removal rate ●) and carbon dioxide increase (decomposition of zeolite photocatalyst paper + carbon dioxide increase ○) due to acetaldehyde decomposition are shown.
도 3에서 알 수 있듯이 180분 동안 UV를 조사했을 때 제올라이트 광촉매종이의 아세트알데히드 제거율(●)은 약 73% 이고, 활성탄이 포함되어 있는 광촉매 종이의 아세트알데히드 제거율(■)은 약 60%로서 제올라이트 광촉매종이가 약 12% 높게 나타나고 있으며, 또한 UV 자외선을 조사했을 때 광촉매종이 내부에 포함된 이산화티탄의 광산화 반응에 의한 이산화탄소 증가량이 제올라이트 광촉매종이(○)가 활성탄 제올라이트 종이(□)에 비해 높게 나타나고 있음을 알 수 있다.As can be seen in FIG. 3, the acetaldehyde removal rate (●) of the zeolite photocatalyst paper was about 73% when UV was irradiated for 180 minutes, and the acetaldehyde removal rate (■) of the photocatalyst paper containing activated carbon was about 60%. The photocatalyst paper was found to be about 12% higher, and the amount of carbon dioxide increase due to the photooxidation reaction of titanium dioxide contained in the photocatalyst species was higher in zeolite photocatalyst paper (○) than in activated carbon zeolite paper (□). It can be seen that.
이러한 결과는 제올라이트 광촉매종이에 포함된 이산화티탄이 제올라이트 및 제올라이트 광촉매종이 표면에 잘 분포되어 있어 활성탄 기공 내로 이산화티탄이 분포되어 있는 활성탄 광촉매 종이에 비해 광산화 반응이 우수하기 때문에 나타난 결과로 볼 수 있다.These results can be seen as a result of the titanium dioxide included in the zeolite photocatalyst paper because the photooxidation reaction is superior to the activated carbon photocatalyst paper in which the titanium dioxide is distributed in the pores of activated carbon because the zeolite and zeolite photocatalyst species are well distributed on the surface.
도 4는 밀폐된 공간에서 실시예에 의해 제조한 제올라이트 광촉매종이로 만든 허니컴에 UV를 조사하면서 1000ppm의 아세트알데히드를 4시간 간격으로 반복 주입하면서 아세트알데히드 제거율(■)과 아세트알데히드 제거에 따른 이산화탄소 증가량(□)을 측정한 결과이다. 도 4에서 알 수 있듯이 본 발명에서 제조한 제올라이 트 광촉매종이로 만든 허니컴에 의한 아세트알데히드 제거특성은 반복적인 흡착 분해에서도 특성의 변화 없이 거의 동일한 수준으로 이루어져 기지분해가 거의 없는 우수한 특성을 보여 주었다.4 is a carbon dioxide increase according to acetaldehyde removal rate (■) and acetaldehyde removal while repeatedly injecting 1000 ppm acetaldehyde at 4 hour intervals while irradiating UV to the honeycomb prepared by the zeolite photocatalyst paper prepared in Example in an enclosed space. It is the result of measuring (square). As can be seen in Figure 4, the acetaldehyde removal characteristics by the honeycomb made from the zeolite photocatalyst produced in the present invention showed excellent properties with almost no known decomposition due to almost the same level without changing the properties even in repeated adsorption decomposition. .
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예, 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments and test examples, but a person skilled in the art may vary the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be understood that modifications and changes can be made.
최근 실내에서 발생되는 수 ppm 미만의 휘발성유기화합물 등 오염공기에 대한 인식이 새롭게 부각되어 신규주택의 경우 실내에서 발생되는 VOC를 미량이나마 제거하기 위하여 활성탄소가 함유된 초배지를 사용하는 등 실내 환경을 개선하기 위한 노력이 다각적으로 모색되고 있으며, 이들 VOC를 제거하기 위한 공기정화기의 수요가 급증하고 있는 실정이다.Recently, the awareness of polluted air, such as volatile organic compounds of less than a few ppm generated indoors, is emerging, and new homes use indoor medium such as activated carbon containing super carbon to remove traces of VOC generated indoors. Efforts to improve are being sought variously, and demand for air purifiers to remove these VOCs is increasing rapidly.
본 발명에 의한 제올라이트 광촉매종이 종이는 오염공기의 흡착제거 및 광산화분해 특성을 동시에 갖게 함으로서 세탁소, 인쇄소, 신규주택 등에서 연속적으로 발생하는 수 ppm 미만의 휘발성유기화합물, 질소산화물, 황산화물과 같은 오염물질을 효과적으로 신속하게 제거하여 쾌적한 실내 환경을 제공하고, 내구성을 크게 개선하여 수명을 연장시킬 수 있다. The zeolite photocatalyst species according to the present invention have contaminants such as volatile organic compounds, nitrogen oxides and sulfur oxides, which are continuously generated in laundry, printing shops, new houses, etc. by simultaneously adsorbing and photocatalytic decomposition of contaminated air. The material can be effectively and quickly removed to provide a comfortable indoor environment, and the durability can be greatly improved to extend the life.
특히 본 발명에 의한 제올라이트 광촉매종이는 종래 활성탄을 함유한 광촉매 종이에 비하여 아세트알데히드의 제거특성이 우수하고 색상이 백색에 가까우므로 실내공기정화에 장착하여 사용하는 필터로서 기존의 공기정화필터에 비해 호감을 가질 수 있는 소재이므로 수요창출이 크게 기대될 뿐만 아니라 수입대체효과도 기대된다.In particular, the zeolite photocatalyst paper according to the present invention has superior acetaldehyde removal characteristics and close to white color as compared to conventional photocatalyst paper containing activated carbon. As it is a material that can be used, it is expected not only to generate demand, but also to import substitution effect.
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