KR101648857B1 - 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 일반적인 광원에서도 반응하여 살균력을 지니게 하는 저온촉매 도포방식을 사용하여 핸드폰 케이스의 표면이 항상 살균력을 보유하도록 하는 나노복합 광촉매 조성물을 제공할 수 있다.

Description

살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법{Composition and method for nano complex photocatalys in handphone case having bactericidal function}
본 발명은 핸드폰 케이스용 조성물에 관한 것으로, 특히 일반적인 광원에서도 반응하여 살균력을 지니게 하는 저온촉매 도포방식을 사용하여 핸드폰 케이스의 표면이 항상 살균력을 보유하도록 하는 나노복합 광촉매 조성물을 제공하기에 적당하도록 한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 핸드폰 케이스는 사출 또는 피혁 재료로서 핸드폰의 표면과 화면을 보호할 목적으로 사용되고 있다.
그러나 이러한 핸드폰 케이스는 사람의 손에 의하여 오염되기 쉬우며, 그 오염원은 결국 인체의 세균으로부터 전염과 같은 피해를 줄 수 있는 것이 현실이다.
종래기술에는 한국특허공개 제2002-0090657호의 "전기폭발법에 의한 금속 나노분말 제조방법 및 장치"가 제시된 바 있다. 이는 금속, 합금 및 화학적 재료로부터 전기 폭발법(Electrical explosion of wire method : EEW)을 이용해 금속, 금속-세라믹, 세라믹 조성합금, 다른 금속 및 기구의 제품에 사용되는 대략 100nm 나 그 이하의 입자 크기를 갖는 나노금속분말을 얻을 수 있는 전기 폭발법에 의한 금속 나노분말 제조방법과 그 장치를 제공한다.
그러나 종래기술은 나노금속분말을 제조할 수 있을 뿐, 살균력을 갖는 핸드폰 케이스용으로 제작하지는 못한 한계가 있었다.
또한 빛에 의하여 살균력을 가지는 것은 산화타이타늄(TiO2)이 있으나, 이는 자외선에 의하여만 반응함으로, 주간에는 태양빛에 의하여 반응처리하면 되나, 건물 내부에서나 야간에는 반응하지 못하여 살균력을 상실하는 단점이 있었다.
그러나 본 발명은 일반적인 광원에서도 반응하여 살균력을 지니게 하는 저온촉매 도포방법을 사용하여 상시 살균력을 지니도록 한다.
KR 10-2002-0090657 A
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 일반적인 광원에서도 반응하여 살균력을 지니게 하는 저온촉매 도포방식을 사용하여 핸드폰 케이스의 표면이 항상 살균력을 보유하도록 하는 나노복합 광촉매 조성물을 제공할 수 있는 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물의 제조방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 전기폭발 방식을 이용하여 Ag 및 Ti 금속을 나노분말화시키는 제 1 단계(ST1)와; 상기 제 1 단계 후 나노분말에 대해 졸겔법과 환원-침전법으로 Ag 점코팅(spot-coated) TiO2의 나노 복합분체를 제조하는 제 2 단계(ST2)와; 상기 제 2 단계 후 티타늄 이소프로폭사이드, 이소프로판올, 및 아세칠아세톤네이트의 혼합용액으로 TiO2 분체를 획득하는 제 3 단계(ST3)와; 상기 제 3 단계 후 TiO2 분체에 대해 하소(Calcination) 처리를 수행하는 제 4 단계(ST4)와; 상기 제 4 단계 후 AgNO3를 탈이온수에 용해시킨 후 TiO2 복합분체와 교반하는 제 5 단계(ST5)와; 상기 제 5 단계 후 교반된 TiO2 복합분체에 대해 포름알데히드의 환원제를 이용하여 환원 및 침전시켜 Ag 점코팅 TiO2 복합분체를 합성한 후 분리시키고 건조시키는 제 6 단계(ST6)와; 상기 제 6 단계에서 건조된 복합분체에 대해 유기바인더, 무기물, 분산제, 습윤제, 및 유착 작용제를 이용하여 나노복합 광촉매의 고착을 수행하는 제 7 단계(ST7);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 단계는, 0.1 mole 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(O-iPr)4)를 1,000ml 반응용기에 넣고 200ml 이소프로판올 (C3H7OH)과 0.1 mole 아세칠아세톤네이트 (acetylacetonate)를 첨가하여 섞고, 혼합용액은 90 ℃에서 2시간 동안 교반 및 환류시키며, 탈이온수를 연동펌프를 이용하여 첨가하고 혼합용액을 가열하여 겔을 만들고, 형성된 겔은 80 ℃에서 24시간 건조한 후 TiO2 분체를 획득하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명에 의한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물은, 나노 Ag 분말은 0.001 ~ 5.000 중량%, 나노 TiO2 분말은 95.000 ~ 99.999 중량%의 비율을 갖는 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매를 구성하고, 상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 단일 입자 크기는 0.1 ~ 25nm이고, 상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 액상농도를 2 ~ 10%로 하여 핸드폰 케이스의 표면에 도포되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 핸드폰 케이스는 사출성형 품이나, 피혁재료 및 기타 비금속재료로 만들어진 제품이며, 상기 핸드폰 케이스의 표면에 상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 액상성분을 스프레이하거나, 또는 상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 복합분말에 2 ~ 6중량%의 레진을 혼합한 사출성형 성분으로 상기 핸드폰 케이스의 사출성형에 적용하는 것을 특징으로 한다.
상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 액상성분을 스프레이하여 고착시킬 때 상기 핸드폰 케이스는 도트모양이나 다이아몬드 형상으로 굴곡이 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 핸드폰 케이스는 상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매에 의해 자외선 또는 가시광선과의 반응에 의하여 세균을 산화시키는 살균 기능을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법은 일반적인 광원에서도 반응하여 살균력을 지니게 하는 저온촉매 도포방식을 사용하여 핸드폰 케이스의 표면이 항상 살균력을 보유하도록 하는 나노복합 광촉매 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물의 제조방법을 보인 흐름도이다.
도 2는 본 발명에서 이용하는 전기선폭발 나노제조장치의 작동 원리도이다.
도 3은 본 발명에서 Ag-5wt%-TiO2 분말의 하소전 TEM 이미지이다.
도 4는 본 발명에서 450℃에서 열처리된 Ag-3wt%-TiO2의 TEM 이미지이다.
도 5는 본 발명에서 450℃에서 열처리된 Ag-5wt%-TiO2의 TEM 이미지이다.
도 6은 본 발명에서 Ag-10wt%-TiO2 분말의 하소전 TEM 이미지이다.
도 7은 본 발명에서 450℃에서 열처리된 Ag-5wt%-TiO2의 TEM 이미지이다.
도 8은 본 발명에서 600℃에서 열처리된 Ag-5wt%-TiO2의 TEM 이미지이다.
도 9는 본 발명에서 핸드폰 케이스의 표면에서 도트모양이나 다이아몬드 형상으로 굴곡을 형성한 예를 보인 이미지이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.
먼저 본 발명은 일반적인 광원에서도 반응하여 살균력을 지니게 하는 저온촉매 도포방식을 사용하여 핸드폰 케이스의 표면이 항상 살균력을 보유하도록 하는 나노복합 광촉매 조성물을 제공하고자 한 것이다.
이러한 본 발명은 핸드폰을 보호하기 위한 케이스 표면에 자외선 또는 가시광선과의 반응에 의하여 세균을 산화시켜, 살균 기능을 지니게 함으로서 사용자를 위생성있게 보호하는 나노복합 광촉매 반응 핸드폰 케이스를 제공할 수 있다.
또한 단일 입자크기는 25nm 이하를 가지는 Ag-TiO2를 주성분으로 하는 나노복합 광촉매의 액상농도를 2 ~ 10% 범위로 하여 핸드폰 케이스 표면에 도포함으로서 자외선과 가시광선에서의 산화/환원반응이 활성화되도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물의 제조방법을 보인 흐름도이다.
먼저 제 1 단계(ST1)에서는 전기폭발 방식을 이용하여 Ag 및 Ti 금속을 나노분말화시킨다.
전기폭발 방식은 물리적 기상합성법 중의 하나로 펄스파워를 이용하여 전기에너지를 저장, 압축한 후 금속 와이어에 짧은 시간(수ns ~ 수㎲) 동안 고전압 대전류(104 ~ 105 V, 1010A/m2)를 집중 투입하여 증발 응축의 과정을 거쳐 나노 분말을 합성하는 방식이다. 다른 제조법에 비해 에너지 효율이 매우 높고 펄스의 폭, 전압, 전류를 조절함으로써 쉽게 평균 분말 입도를 조절할 수 있으며 에너지 효율이 놀아 양산화가 가능한 기술이다.
도 2는 본 발명에서 이용하는 전기선폭발 나노제조장치의 작동 원리도이다.
이러한 도 2의 전기선폭발 나노제조장치는 한국공개특허 제2002-0090657호의 "전기폭발법에 의한 금속 나노분말 제조방법 및 장치"에 개시되어 있다.
그래서 전기선폭발 나노제조장치는 축전기를 충전하기 위한 고전압 전원, 에너지 축적부로서의 축전기 뱅크, 충전 및 방전 스위치로 이루어지는 충격 대전류 발생 장치, 가공금속의 자기 압력을 가해주는 성형 코일과 자속집중기 그리고 이를 제어하는 회로 등으로 구성된다.
즉, 고전압원(1)은 선택된 전압이 전압분배기(3,4)와 스파크 갭(6)의 고전압 전극(5)에 공급될 때까지 에너지 축전지(2)를 충전한다. 전압분배기의 하측 저항(4)으로부터 충전 전압 부분은 스파크 갭의 구동전극(7)에 공급되어 진다. 또한 스파크 갭의 낮은 전압 전극(8)은 절연체(11)를 통하여 반응기(10)의 높은 전압전극(9)와 연결되어 있다. 그리고 낮은 전압 전극은 저항기(12)와 접지되어 있다. 전극 5-7과 7-8 사이에 높인 스파크갭(6)에서 갭들은 전극간의 거리가 선택된 작동 전압의 1.5에서 2배 정도가 되는 거리를 초과하는 거리에 놓여있다. 전압분배기의 저항이 축전기의 충전시간과 전극 7, 8 사이의 용량이 저항기 4에서의 매우 작은 것과 비교함으로서 전압분배기를 통해 축전기(2)의 과도한 방전 시간의 상태로부터 선택되어지기 때문에 실제로 축전기에서의 전압에 비례하여 변화된다. 와이어가 와이어 공급장치(14)에 의해 공급되고 전극(9)에 도달할 때(gap 이 1mm 정도에 도달할 때) 유도파 형성장치가 변환되고 스파크 갭(6)에 대한 제동파를 형성하는 발생기(16)에 신호를 준다. 발생기는 돌아가고, 축전기(2)에 전압의 극성에 반대 극성을 지닌 연소파는 구동전극에 도달하고 스파크 갭이 시작된다. 축전기는 와이어(13)에 방전되고, 와이어는 폭발한다. 고려된 장치에서 저항기(12)는 저항기를 통하여 축전기의 지속적인 방전으로 선택되어 진다. 1.5kΩ의 값을 갖는 대부분의 경우들에서는 제때에 두 개의 오더 차이를 제공한다.
또한 와이어형태로 유통되는 Ag(은), Ti(타이타늄) 금속을 상기 제조장치의 전기폭발방법을 통하여 나노분말 화시켜 사용하되, 단일 입자크기는 25nm 이하의 것을 사용한다. 그리고 나노입자 크기의 조정은 고압방전의 세기와 자기압력, 자속의 세기 등의 조정에 의하여 조정할 수 있다.
제 2 단계(ST2)에서는 나노분말에 대해 졸겔법과 환원-침전법으로 Ag 점코팅(spot-coated) TiO2의 나노 복합분체를 제조한다.
제 3 단계(ST3)에서는 티타늄 이소프로폭사이드, 이소프로판올, 및 아세칠아세톤네이트의 혼합용액으로 TiO2 분체를 획득한다. 이때 0.1 mole 티타늄 이소프로폭사이드(Ti(O-iPr)4)를 1,000ml 반응용기에 넣고 200ml 이소프로판올 (C3H7OH)과 0.1 mole 아세칠아세톤네이트 (acetylacetonate)를 첨가하여 섞고, 혼합용액은 90 ℃에서 2시간 동안 교반 및 환류시키며, 탈이온수를 연동펌프를 이용하여 첨가하고 혼합용액을 가열하여 겔을 만들고, 형성된 겔은 80 ℃에서 24시간 건조한 후 TiO2 분체를 획득한다.
제 4 단계(ST4)에서는 TiO2 분체에 대해 하소(Calcination) 처리를 수행한다. 즉, TiO2 복합분체는 10 ℃/min의 승온 속도로 450 ℃에서 30분간 유지하여 하소 처리한다.
제 5 단계(ST5)에서는 AgNO3를 탈이온수에 용해시킨 후 TiO2 복합분체와 교반한다. 즉, Ag spot 코팅은 4.72, 7.90, 12.0g의 AgNO3를 탈이온수 200ml에 용해시킨 후, 10g의 TiO2 복합분체를 넣고 잘 교반한다.
제 6 단계(ST6)에서는 교반된 TiO2 복합분체에 대해 포름알데히드의 환원제를 이용하여 환원 및 침전시켜 Ag 점코팅 TiO2 복합분체를 합성한 후 분리시키고 건조시킨다. 즉, 환원제로 포름알데히드(HCHO)를 이용하여 환원-침전시켜 Ag spot 코팅된 3, -5, -7wt.% Ag spot-coated TiO2 복합분체를 합성한다. 합성된 복합분체는 감압필터를 이용하여 분리 후 건조하여 사용한다.
도 3은 본 발명에서 Ag-5wt%-TiO2 분말의 하소전 TEM 이미지이고, 도 4는 본 발명에서 450℃에서 열처리된 Ag-3wt%-TiO2의 TEM 이미지이며, 도 5는 본 발명에서 450℃에서 열처리된 Ag-5wt%-TiO2의 TEM 이미지이고, 도 6은 본 발명에서 Ag-10wt%-TiO2 분말의 하소전 TEM 이미지이고, 도 7은 본 발명에서 450℃에서 열처리된 Ag-5wt%-TiO2의 TEM 이미지이며, 도 8은 본 발명에서 600℃에서 열처리된 Ag-5wt%-TiO2의 TEM 이미지이다.
제 7 단계(ST7)에서는 건조된 복합분체에 대해 유기바인더(organic binder), 무기물(Filter, 탄소), 분산제(dispersant), 습윤제(wetting agent), 및 유착 작용제(coalescing agent)를 이용하여 나노복합 광촉매의 고착을 수행한다.
유기 바인더는 용매에 용해된 후 점성을 부여하며 특정한 점성 특성을 얻을 수 있게 하며, 페이스트(잉크) 건조 후에 결합력을 주는 역할을 하게 된다. 바인더의 종류는 셀롤로우즈계, 아크릴계, 비닐계이며 일반적으로 비닐계 바인더가 가장 널리 사용되고 있다. 아크릴계 바인더는 열분해 특성이 우수하며 비산화 분위기에서 열처리 할 때 유리한 바인더 소재이다.
무기물인 필터(Filler, 탄소분말 사용)는 화학조성, 입도의 분포, 입자의 모양, 응집입자 모양, 입도 및 응집입자(2차 입자)의 특성이 페이스트 공정에 미치는 영향이 매우 크므로 정밀한 조절이 요구된다. 미세한 분말은 넓은 비표면적과 표면에너지에 의해서 서로 응집하려는 경향이 있다. 2차 입자는 분말의 거동에 영향을 주는 비표면적, 표면자유에너지, 부피 비중, 분말의 흐름성에 영향을 준다. 출발 물질이 미세할수록 치밀화가 빨리 일어난다는 것은 잘 알려져 있다. 헤링(Herring)의 스케일(scale) 법칙에 의하면 분말의 크기가 10배 작아지면 치밀화 속도는 103 ~ 104가 빨라진다. 그러나 미세한 분말에 의한 소결 특성을 향상시키기 위해서는 응집입자의 생성을 방지되어야한다.
용매는 용해력, 휘발점, 휘발 속도, 끓는점, 냄새 등의 독특한 특성을 갖는 용매는 유기바인더를 용해하고 점도를 조절하는 역할을 하고 적절한 용매의 선택은 수지에 대한 용해력, 증발속도 조절을 가능케 한다.
첨가제를 선택 할 때에는 사용된 유기 재료와 양립성을 고려하여 선택해야하며 장시간 보관 시에도 화학반응이나 변성이 발생되지 않아야한다. 분산제, 요변성 첨가제(thixotropic agent), 가소제, 흐름성 조절제 등이 첨가제로 사용될 수 있다. 요변성 첨가제는 용해된 고분자에 극성을 갖는 기능기와 경합하여 3차원으로 겔화를 촉진시켜준다. 미세한 형상을 구현하고자 하는 경우 겔화속도와 형태 유지 등의 요구사항을 맞추기 위해서는 요변성 첨가제의 선택과 첨가량이 매우 중요한 요소가 된다.
또한 제 7 단계 수행시 필요한 분산 공정은 적심, 응집자의 분산, 안정화 단계로 나눌 수 있다. 적심 공정은 표면에 흡착된 가스나 액상의 분자를 제거하고 표면에 유기용액으로 대체하는 과정이다. 분말이 용액에 젖어지면 응집입자들이 해교 과정이 필요하며 볼밀이나 3롤밀을 사용한다. 응집입자가 개별입자로 분산되면 표면적이 증가하게 되어 많은 양의 용액이 필요하다. 페이스트의 분산 안정화는 완전한 적심과 일차 분말의 분리가 일어났을 때 달성되며, 이때 분산의 안정성을 얻지 못하면 계면 활성제나 전해 고분자로 된 분산제를 사용한다.
또한 분산 기구는 2가지로 나눌 수 있다. 전기 2중층은 입자 표면에 전하를 갖는 이온이 흡착이 되어 입자가 용액 속에서 다른 하전된 이온을 끌어 들임으로써 생성된다. 분말 표면의 흡착층에 의한 스테릭(steric) 분산은 분말 간에 거리가 가까워질 때 서로 장벽이 겹치면서 입체장애가 발생하여 반발력이 나타나게 된다. 흡착된 고분자의 체인이 일부 자유도가 낮아지므로 이런 현상에 의하여 분말을 서로 분리시키는 반발력을 제공한다. 이때 전기적 반발과 입체장애가 함께 작용하는 계가 매우 안정하다.
계면활성제는 고체와 액상간의 계면에너지를 낮춰서 고체입자 표면에 대한 액상의 적심성을 좋게 하여 분산성을 향상 시켜준다. 계면 활성제는 서로 다른 용해도와 극성을 갖는 관능기로 구성되어 있다. 즉, 친수기는 물을 선호하고 친유기는 oil를 선호한다.
한편 Ag spot-coated TiO2의 조성 중량비율은 나노 Ag 분말은 5% 미만으로 하며, 나노 TiO2 분말은 95% 이상의 비율을 조합하여 사용한다.
또한 흡착력의 향상을 위하여 바인더(binder)를 이용하여 흡착력을 향상시켰다.
또한 Ag spot-coated TiO2가 주성분인 나노복합촉매의 제조는 sol-gel법에 의해서 복합촉매를 합성하였고 합성된 촉매는 건조 과정을 통해서 나노 분말을 만들고 촉매의 활성을 부여하기 위해서 하소 공정을 거쳤다. 하소된 복합세라믹 분말은 IPA(isopropyl-alcohol)와 계면활성제를 이용해서 액상 분산한다.
한편 본 발명에 의한 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물은, 나노 Ag 분말은 0.001 ~ 5.000 중량%, 나노 TiO2 분말은 95.000 ~ 99.999 중량%의 비율을 갖는 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매를 구성하고, Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 단일 입자 크기는 0.1 ~ 25nm이고, Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 액상농도를 2 ~ 10%로 하여 핸드폰 케이스의 표면에 도포되도록 한다.
핸드폰 케이스는 사출성형 품이나, 피혁재료 및 기타 비금속재료로 만들어진 제품이다.
또한 핸드폰 케이스의 표면에 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 액상성분을 스프레이하거나, 또는 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 복합분말에 2 ~ 6중량%의 레진을 혼합한 사출성형 성분으로 핸드폰 케이스의 사출성형에 적용한다.
도 9는 본 발명에서 핸드폰 케이스의 표면에서 도트모양이나 다이아몬드 형상으로 굴곡을 형성한 예를 보인 이미지이다.
그래서 도 9에서와 같이, Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 액상성분을 스프레이하여 고착시킬 때 핸드폰 케이스는 도트모양이나 다이아몬드 형상으로 굴곡이 형성되도록 한다.
이에 따라 핸드폰 케이스의 표면을 도 9에서와 같이 도트모양이나 다이아몬드 형상으로 굴곡을 형성함으로서 나노복합 광촉매를 스프레이하여 고착시킬 때 표면장력을 좋게 하고, 실생활에 사용될 경우 미끌림을 방지 할 수 있도록 한 핸드폰케이스를 제공할 수 있게 된다.
또한 핸드폰 케이스는 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매에 의해 자외선 또는 가시광선과의 반응에 의하여 세균을 산화시키는 살균 기능을 구비한다.
이처럼 본 발명은 일반적인 광원에서도 반응하여 살균력을 지니게 하는 저온촉매 도포방식을 사용하여 핸드폰 케이스의 표면이 항상 살균력을 보유하도록 하는 나노복합 광촉매 조성물을 제공하게 되는 것이다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
A : 펄스 발생장치
B : 와이어 폭발반응기
C : 와이어 피딩장치
1 : 전압
2 : 축전기
3 : 전압분배기위 상측 저항
4 : 전압분배기의 하측 저항
5 : 스파크 갭의 고전압 전극
6 : 스파크 갭(spark gap)
7 : 스파크 갭의 구동전극
8 : 스파크 갭의 저전압 전극
9 : 반응기의 고전압전극
11 : 절연체
12 : 저항
13 : 와이어
15 : 유도파 형성장치
16 : 연소파 형성 모듈
17 : 고전압 접지

Claims (6)

  1. 전기폭발 방식을 이용하여 Ag 및 Ti 금속을 나노분말화시키되, Ag 및 Ti 금속의 단일 입자 크기는 25nm 이하의 것을 사용하는 제 1 단계(ST1)와;
    상기 제 1 단계 후 상기 나노분말에 대해 졸겔법과 환원-침전법으로 Ag 점코팅 TiO2의 나노 복합분체를 제조하는 제 2 단계(ST2)와;
    상기 제 2 단계 후 티타늄 이소프로폭사이드, 이소프로판올, 및 아세칠아세톤네이트의 혼합용액으로 TiO2 분체를 획득하는 제 3 단계(ST3)와;
    상기 제 3 단계 후 TiO2 분체에 대해 하소 처리를 수행하는 제 4 단계(ST4)와;
    상기 제 4 단계 후 하소처리된 TiO2 분체에 대해 AgNO3를 탈이온수에 용해시킨 후 상기 제 2 단계의 Ag 점코팅 TiO2의 나노 복합분체와 교반하여 TiO2 복합분체를 형성하는 제 5 단계(ST5)와;
    상기 제 5 단계 후 교반된 TiO2 복합분체에 대해 포름알데히드의 환원제를 이용하여 환원 및 침전시켜 Ag 점코팅 TiO2 복합분체를 합성한 후 분리시키고 건조시키는 제 6 단계(ST6)와;
    상기 제 6 단계에서 건조된 Ag 점코팅 TiO2 복합분체에 대해 유기바인더, 무기물, 분산제, 습윤제, 및 유착 작용제를 이용하여 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 고착을 수행하는 제 7 단계(ST7)와;
    상기 제 7 단계에서 고착된 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매를 이용하고, 핸드폰 케이스의 표면에 상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 액상성분을 스프레이하되 상기 핸드폰 케이스는 도트모양이나 다이아몬드 형상으로 굴곡이 형성되도록 하고, 또는 상기 Ag 점코팅 TiO2 나노복합 광촉매의 복합분말에 2 ~ 6중량%의 레진을 혼합한 사출성형 성분으로 상기 핸드폰 케이스의 사출성형에 적용하는 제 8 단계;
    를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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