KR100826852B1 - 단일 원자 산소 생산 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단일 원자 산소를 생산하는 방법에 관한 것으로 최소한 두 개의 대면을 가진 방을 형성하는 하우징으로 구성된 장치에 관한 것이다. 상기 대면 중 하나는 투명하고 다른 하나는 빛에 반응하는 염료로부터 만들어진 코팅막으로 덮혀져있으며, 표면(6)을 비추기 위한 광원(3)은 염료로 덮혀져있다. 염료로 도포된 표면(6)은 미세하게 거친 표면으로 구성된 기질로 형성되었다. 염료는 문지름 작용에 의해서 미세하게 거친 표면의 움푹 들어간 구멍 속으로 유입된다. 광원은 발광 다이오드(3)에 의해 형성되며, 그 발광은 코팅된 표면(8)의 염료의 최대방사흡수의 범위내에 위치하는 파장을 구성한다.
Description
본 발명은 청구항 제 1 항의 서두에 상기된 바와 같이 단일 원자 산소(Singlet Oxygen)의 생산 장치 뿐 만 아니라 그 장치를 위해 염료로 만들어지는 코팅에 의해 피복 되는 표면 생산 방법에 관한 것이다.
단일 원자 산소를 생산하는 장치는 PCT 특허 공개 제 WO97/29044 A1 호에 기재되어 있다. 이 장치는 두 개의 대면을 가지는 방을 형성하고, 이 대면 중 하나는 투명한 반면 다른 하나는 빛에 반응하는 염료로 만들어진 코팅막으로 피복 되어 있다. 염료로 코팅된 표면은 투명한 표면과 인접한 광원에 의해서 빛으로 방사하게 된다. 광원은 바람직하게 할로겐 램프이며, 투명한 표면은 방사체의 어느 정도 부분을 여과하여 예정된 빈도 분광을 가지는 방사체를 얻게 된다. 이 발광 방사체는 염료로 코팅된 표면에 배치되어 있는 염료에 따라 실행되며, 이 표면에 흐르고 있는 산소는 단일 원자 산소를 형성하기 위한 반응 상태로 만들어 진다. 염료 코팅은 활동적이고, 열 및 화학 작용 방법 등에 의해서 미세하게 거치 표면 또는 미공성 표면 위에 적용된다. 이 알려진 장치의 효율성은 아주 낮고, 염료로 코팅된 표면의 생산도 상당히 고가이며, 더 나아가 할로겐 램프를 사용함으로서 대량의 열이 생성 된다.
미국 특허 제 4 579 837 호에서는, 예를 들어 트립아플라빈(trypaflavine),에오신(eosin) 또는 테트라신(tetracene)과 같이 여러 층의 다결정 유기력 염료가 기질 위에 침전되는 것으로 알려져 있다. 또한, 이 때 염료로 도포된 표면을 생산하는 경우 비용이 아주 비싸다.
본 발명의 목적은 상기 기술한 바와 같이 높은 효율성과 저가의 비용으로 단일 원자 산소의 생산을 할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
청구항 제 1 항 내지 제 14 항에서 설명된 각각의 특징으로 문제는 해결된다.
본 발명의 유익한 개발과 구체화된 구성이 각 종속항에 설명되어 있다.
본 발명에 따른 장치를 이용하여 단일층의 염료는 압력과 마찰을 가함으로서 기질의 표면 위에 있는 미세한 구멍 속으로 유입되고, 상기 장치를 이용하여 표면의 움푹 들어간 구멍 속으로 유입된 염료를 문지름의 과정을 통해서 그 표면이 미세하게 거칠어지며 염료가 유입되는 것이다. 움푹 들어간 구멍 등의 깊이는 염료 층의 두께를 측정한다. 이 방법에서 염료로 코팅된 표면의 생산 노력은 상당히 적다. 게다가, 이 방법을 통해서 염료의 특성이 손상되지 않는다.
염료는 예를 들어 녹색이나 푸른색의 프탈로시아닌(phthalocyanine), 메틸렌(methylene) 블루, 로즈 벵갈, 포르피린(아연 테트라페닐포르피린) 및 에오신으로 할 수 있다.
기질은 바람직하게 그물체 디스크, 유리 디스크 또는 심지어 절연된 표면을 갖는 금속 디스크, 양극 처리된 알루미늄 디스크로 할 수 있다.
염료를 균일하게 도포하기 위하여 염료는 용제에 녹아서 전자자기장내에 있는 표면 위에 균일하게 도포 될 수 있다. 또는 기질이 정전기 전하 상태에서 염료 안개에 노출되도록 할 수 있다.
홈이나 구멍을 만들기 위해서는 모래 분사 과정을 통하여 기질을 거칠게 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1 은 공기 활성화 장치의 구성도 이다.
도 2 는 액체 활성화 장치의 구성도 이다.
도 1 에 제시된 장치의 구성은 원통모양의 부분이고 길게 늘어지며 다른 교차 부분을 가진 하우징을 구성한다. 이 하우징은 덮개 유리판이나 다른 발광용 투명판으로 형성된 첫 번째 표면(4) 뿐 만 아니라 염료로 코팅된 표면(6)과 묶여 있는 방을 형성한다. 덮개 유리판(4)과 염료로 코팅된 표면(6) 사이에는 공기 가이드 및 역전류기(5)가 산소 또는 방으로 연결된 가스를 포함한 산소와 코팅된 표면(6) 사이에서 밀접하게 결합한 접촉을 하기 위해서 배치되어 있다.
코팅된 표면(6)의 반대쪽에 있는 덮개 유리판(4) 측면 위에는 인쇄된 회로판(2)이 배치되어, 발광 다이오드(3)를 운반하고, 덮개 유리판(4)을 통하여 표 면(6) 위에 있는 염료를 조명한다.
표면(6)은 기질의 상부 표면으로서 염료로 코팅이 되어, 미세하게 거칠어지고 그로써, 압력을 가한 문지름의 과정을 통해 염료를 미공성 구멍 속으로 유입한다.
염료를 코팅된 표면(6) 위에 균일하게 도포하기 위해서는 염료를 적당한 용제에 용해시킨 후 전자자기장 내에 있는 표면 위에 균일하게 도포 하거나 또는 기질을 정전기 전하 상태에서 염료 안개에 노출되도록 하여 정전기 전하가 염료 가루를 끌어당김으로서 표면 위에는 염료 입자가 균일하고 얇게 도포 된다.
상기 두 경우, 그 결과로서 미세하게 거칠어진 표면 위에 염료가 안정적이고 균일하면서 얇게 점착이 되어 표면이 연마된다.
특히 프탈로시아닌(phthalocyanine), 포르피린(아연 테트라페닐포르피린), 에오신과 같은 염료는 유용하다. 이 염료들은 약 600nm에서 680nm사이의 최대 흡수 파장 영역을 가지고 있으며, 이러한 파장 영역에서 광 방출이 일어나는 발광 다이오드는 문제 없이 상업적 이용 가능성이 있다. 단일 원자 산소의 최대 여기치, 즉 기저 상태로 산소를 되돌릴 경우 자유롭게 이동하는 에너지는 634.3nm에서 발생한다. 단일 원자 산소를 위한 여기 에너지는 634.3nm보다 약간 높은 파장을 가지는 것이 바람직하다.
발광 다이오드에서 발광 방사체에 의해 반응된 염료 표면상에서 엑시톤이 산소 분자들과 충돌하고, 이 산소 분자들은 방을 통해 유입된 가스 내에 포함되어 생성되며, 산소 분자들의 외곽 전자들은 불완전하게 채워진 다음 전자 궤도상으로 점프하여 반응함으로서 단일 원자 산소 조건이 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이 산소 함유 가스나 순수한 산소는 덮개 판(4)과 입구(7)로 인해 염료로 코팅된 표면(6) 사이에 형성된 방으로 유입되거나 출구(8)를 통하여 제거될 수 있다.
도 2에 도시된 구성도 에서는 가스 입구와 출구가 생략되어 있으며, 광 투명 기질은 산소를 함유한 가스를 배치하는데 사용된다. 염료로 코팅이 되어 있지 않은 기질의 측면은 몸체 표면(9)이나 발광 방사체에 의해 염료 속에 생성되는 엑시톤으로 노출되는 액체와 직접 접촉하게 된다.
염료의 반응은 각 염료의 최대 흡수에 적당한 발광 파장을 가지는 발광 다이오드에 의해서 바람직하게 실행된다. 이 최대 흡수는 대체적으로 600nm에서 680nm의 영역에서 아래 상기된 대부분의 염료와 함께 배열되어 있으며, 비교적 좁은 파장 발광을 갖는 발광 다이오드 영역은 상업적으로 이용 가능하다.
통상의 발광 다이오드가 염료를 반응하는데 사용됨으로서, 간단하고 경제적인 구성을 이루는 반면, 그 발광 다이오드의 높은 발광 효율성의 관점에서 보면 상기 장치는 고도의 총 효율성을 얻게 된다.
Claims (17)
- 하나(4)는 투명한 반면 다른 하나(6)는 빛에 의해 여기 가능한 염료로 코팅을 하여 피복 되는 최소한 두 개의 상반되는 표면을 가진 방을 형성하는 하우징(1)과 염료로 피복 된 표면(6)을 조사하기 위한 광원(3)으로 구성되는 단일 원자 산소를 생성하는 장치에 있어서, 염료로 피복 된 표면(6)은 미세하게 거친 표면으로 구성된 기질에 의해 형성되고, 그 염료는 미세하게 거친 표면의 움푹 들어간 구멍 속으로 유입되는 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광원은 광 방출이 코팅된 표면(6) 염료의 최대 복사 흡광 범위 내에 있는 파장으로 이루어지는 발광 다이오드로 형성되는 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 염료는 프탈로시아닌인 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 염료는 녹색 프탈로시아닌인 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 염료는 블루 프탈로시아닌인 것을 특징으로 하는 단 일 원자 산소 생산 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 염료는 메틸렌 블루인 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 염료는 로즈 벵갈인 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 염료는 포르피린(아연 테트라페닐포르피린)인 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 염료는 에오신인 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 2 항에 있어서, 발광 다이오드의 광 방출은 약 600nm에서 680nm 사이의 스펙트럼 영역에 있는 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 제 1 항에 있어서 기질은 그물체의 디스크로 구성됨을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치
- 제 1 항에 있어서 기질은 유리 디스크로 구성된 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치
- 제 1 항에 있어서 기질은 산화 피막된 알루미늄 판으로 구성된 것을 특징으로 하는 단일 원자 산소 생산 장치.
- 기질에는 미세하게 거친 표면이 형성되어 있으며 여기에 염료가 균일하게 도포되고 가압과 문지름의 과정을 통해서 미세하게 거친 표면의 구명으로 염료가 들어가게 하는 것을 특징으로 하는 제 1항의 장치를 위한 염료 코팅된 표면을 형성하는 방법.
- 제 14 항에 있어서, 염료를 균일하게 도포하기 위하여 염료는 용제에 녹아서 전자 자기장내에 있는 표면에 균일하게 도포되는 것을 특징으로 하는 방법
- 제 14 항에 있어서, 염료를 균일하게 도포하기 위하여 기질은 정전기 전하를 가진 상태로 염료 안개에 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법
- 제 14 항에 있어서, 플라스틱 물질 디스크라 기질로서 사용되며 이에 대해 모래바람 처리방법으로 거친 표면처리가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
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