KR101717568B1 - 모바일 기기 보호용 항균 커버 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 모바일 기기의 보호 커버, 특히 플립 형태의 휴대폰 보호 커버에 무광 촉매제를 코팅하여 세균과 같은 유해한 미생물이 발생하거나 번식하는 것을 방지할 수 있는 모바일 기기 보호용 항균 커버를 제공한다.
이러한 본 발명은, 커버 몸체; 및 상기 커버 몸체의 표면에 무광 촉매제를 도포하여 형성된 도포층;을 포함하고, 상기 도포층은: 무광 조건 하에서도 촉매 활성을 나타낼 수 있도록 이산화티타늄과 전이금속과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 및 탈이온수를 포함하는 무광 촉매제로서, 이소프로판올에 티타늄-(n)에톡시드와 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 첨가하여 이산화티타늄 졸을 형성하고, 탈이온수에 Zn, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Cr, V, Zr, Mo, Ag, W, Pt, 및 Au로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 금속의 질산염(nitrate), 황산염(sulfate) 또는 염화염(chloride)을 용해시켜 전이금속염 수용액을 얻은 후, 상기 이산화티타늄 졸을 상기 전이금속염 수용액에 부가하고 염산, 질산, 황산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 산 촉매 하에서 20~90℃, 1~6시간 반응시켜 무광 촉매제를 제조하여, 상기 커버 몸체의 표면에 무광 촉매제를 도포 후 건조시켜 형성하되, 상기 무광 촉매제는 커버 몸체의 표면에 5 ~ 8 g/㎡로 도포되는 것이 바람직하다.

Description

모바일 기기 보호용 항균 커버{Mobile Phone Case}

본 발명은 모바일 기기 보호용 항균 커버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이산화티타늄과 전이금속과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 및 탈이온수를 포함하는 무광 촉매제를 모바일 기기 보호용 커버 몸체의 표면에 5 ~ 8 g/㎡로 도포하여 도포층을 형성함에 의해 항균성을 갖게 한 모바일 기기 보호용 항균 커버에 관한 것이다.

최근 스마트폰 등과 같이 영상 표시 기능을 가진 모바일 기기가 대량으로 유통되면서, 부수적으로 영상 표시 기능을 가진 모바일 기기를 보호하거나 장식하는 부대용품(accessories) 시장이 급속도로 커지고 있다.

영상 표시기능을 가진 모바일 기기의 부대용품 중 대표적인 것이 휴대폰 케이스나 휴대폰 커버로 불리는 보호 커버이다.

휴대폰 보호 커버의 기본적인 기능은 휴대폰에 충격이 가해졌을 때 자체적으로 충격을 흡수하여 휴대폰에 전달되는 충격을 최소화하거나 휴대폰 본체에 스크래치 등이 발생하는 것을 방지하는 것이다.

그러나 최근 휴대폰에 장식성을 부여하거나 휴대폰을 보호하는 이외의 기능, 예를 들어 휴대 기능이 강화되거나 지갑 기능을 가진 휴대폰 보호 커버가 시장에 등장하고 있다.

최근에 등장한 휴대폰 보호 커버 중 하나가 플립(Flip) 형태의 보호 커버이다. 플립 형태의 휴대폰 보호 커버는 일반적으로 휴대폰의 영상 표시부가 있는 전면을 보호하는 전면 커버와 휴대폰의 후면을 보호하는 후면 커버로 구성되고, 상기 전면 커버와 후면 커버는 접힘 기능을 가진 플립부에 의해 연결된 형태를 가진다.

도 1은 플립 형태의 휴대폰 보호 커버 중 일 예를 나타낸 사진이고, 도 2는 플립 형태의 휴대폰 보호 커버 중 다른 예를 나타낸 사진이다.

도 1에 보이는 플립 형태의 휴대폰 보호 커버는 가죽 재질의 원단으로 이루어진 전면 커버, 가죽 재질 원단 위에 부착된 합성수지 재질의 휴대폰 수납부로 구성된 후면 커버, 그리고 전면 커버의 가죽 재질 원단과 후면 커버의 가죽 재질 원단을 연결하는 플립부로 구성된다.

또한, 도 2에 보이는 플립 형태의 휴대폰 보호 커버는 직물 재질의 원단으로 이루어진 전면 커버와 합성수지 재질의 휴대폰 수납부로 이루어진 후면 커버가 직물 재질의 플립부에 의해 연결된 형태로 이루어진다.

이와 같은 플립 형태의 휴대폰 보호 커버 중 전면 커버는 일반적으로 휴대폰에 외부 충격이 가해졌을 때 액정 화면에 금이 가거나 액정 화면이 파손되는 것을 보호하거나 휴대폰을 주머니 속에 보관할 때 옷감과의 마찰에 의해 스크래치가 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다.

전면 커버는 일반적으로 판재의 양쪽 면에 합지된 외피 및 내피로 구성된다.

이때, 외피로는 일반적으로 고탄성을 가진 합성 섬유, 예를 들어 폴리우레탄 섬유로 이루어진 원단을 사용하고, 판재로는 잘 깨지지 않고 탄력성이 좋으며 휨 현상이 적은 에폭시판, 폴리카보네이트판, 베크라이트판 또는 아크릴판 등을 사용한다.

또한, 내피는 휴대폰의 액정 화면과 직접 맞닿는 부분이므로 일반적으로 신축성이 좋고 부드러운 촉감을 가진 직물(또는 직포), 편물(또는 편성포) 등이 내피의 재료로 사용된다.

한편, 휴대폰에서 대화자의 음성신호를 받아들여 기기 내부로 전달하는 기능을 하는 마이크 부는 그 특성상 통화자가 말을 하거나 숨을 내쉴 때에 발산되는 통화자의 타액과 입김에 의하여 세균이 살기 좋은 습도가 형성되어 오염이 되고 휴대폰 통화 시에 자체 내에서 발생하는 열에 의해 적정 수준의 온도를 유지하게 되므로 세균이 번식하기 온도 조건이 형성된다.

또한, 보편적으로 휴대폰은 사용자의 편의에 의해 주머니, 가방, 차량 내부 등과 같이 다양한 장소에 보관되므로 각 보관장소에 서식하는 많은 종류의 세균들과 접촉되기 쉽고, 항상 공기 중에 노출되어 있어 공기 중에 부유하고 있는 세균의 유입이 용이하므로 휴대폰의 몸체나 오염된 마이크 부나 키패드, 스피커 부에는 각종 세균이 번식하게 되고 이로 인해 심한 경우에는 악취가 발생한다.

상기와 같이 세균에 의한 휴대폰의 오염은 특히 액정 화면과 같은 영상 표시부가 위치하는 휴대폰의 전면에서 주로 발생하게 된다.

최근 친건강성 제품에 대한 소비자의 욕구가 그 어느 때보다 강해지면서 휴대폰과 같은 전자제품에 친건강 기능, 예를 들어 원적외선 방사, 음이온 방사, 항균 기능을 부가하려는 연구활동이 계속되고 있다.

휴대폰의 세균 오염을 방지하기 위한 방법으로 대한민국 등록특허공보 제10-0732966호에는 원적외선 방사, 음이온 방사 및 항균 기능을 갖는 고형분으로 0.5 ~ 5 wt%의 희토류 세라믹 또는 200nm 이하의 사이즈로서 1000ppm 이상의 나노 금/은을 함유하고 있는 고분자 재질의 사출물로 된 케이스 본체와, 상기 사출물로 된 케이스 본체 위에 원적외선 방사, 음이온 방사 및 항균 기능을 갖는 고형분으로 3 ~ 35 wt%의 희토류 세라믹 또는 200nm 이하의 사이즈로서 500ppm 이상의 나노 금/은을 함유하고 있는 유기 또는 유기,무기 복합 재질의 코팅층이 형성된 하도 코팅층과, 상기 하도 코팅층 위에 slip성 및 친수성을 강화하기 위하여 나노 금/은이 200nm 이하의 사이즈로 500ppm 이상 첨가된 유기 코팅층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 친 건강 기능 휴대폰 케이스가 개시되어 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 10-2006-0129586호에는 금속, 플라스틱, 합성수지, 광물질, 직물, 가죽, 실리콘, 고무 폴리 계열 중 어느 하나의 소재나 이를 혼합한 적어도 하나 이상의 재질로 이루어진 휴대폰 수납 케이스로서, 휴대폰 수납 케이스 전체 100중량 %를 기준으로 토르 말린 미립자가 0.01 내지 50중량%로 혼합된 휴대폰 수납 케이스가 개시되어 있다.

그러나 상기 휴대폰 수납 케이스는 휴대폰의 영상 표시부와 직접 닿지 않는 케이스로서 최근 스마트폰 등과 같이 영상 표시부가 밖으로 직접 노출된 형태의 휴대폰 케이스로는 적합하지 않고 기능성 물질로 세라믹 입자 등을 사용하여 영상 표시부와 직접 닿는 경우 스크래치가 발생할 염려가 있으며, 나아가 케이스의 형상 성형 과정에서 세라믹 입자 등이 투입되기 때문에 성형에 어려움이 발생할 염려가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0732966호, 친 건강 기능 휴대폰 케이스. 대한민국 공개특허공보 10-2006-0129586호, 휴대용 수납 케이스.

본 발명은 이러한 배경하에 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 모바일 기기의 보호 커버, 특히 플립 형태의 휴대폰 보호 커버에 무광 촉매제를 코팅하여 세균과 같은 유해한 미생물이 발생하거나 번식하는 것을 방지할 수 있는 모바일 기기 보호용 항균 커버를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모바일 기기를 보할 수 있는 커버 몸체; 및 상기 커버 몸체의 표면에 촉매제를 도포하여 형성된 도포층;을 포함하고, 상기 도포층은: 무광 조건 하에서도 촉매 활성을 나타낼 수 있도록 이산화티타늄과 전이금속과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 및 탈이온수를 포함하는 무광 촉매제로서, 이소프로판올에 티타늄-(n)에톡시드와 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 첨가하여 이산화티타늄 졸을 형성하고, 탈이온수에 Zn, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Cr, V, Zr, Mo, Ag, W, Pt, 및 Au로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 금속의 질산염(nitrate), 황산염(sulfate) 또는 염화염(chloride)을 용해시켜 전이금속염 수용액을 얻은 후, 상기 이산화티타늄 졸을 상기 전이금속염 수용액에 부가하고 염산, 질산, 황산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 산 촉매 하에서 20~90℃, 1~6시간 반응시켜 무광 촉매제를 제조하여, 상기 커버 몸체의 표면에 무광 촉매제를 도포 후 건조시켜 형성하되, 상기 무광 촉매제는 커버 몸체의 표면에 5 ~ 8 g/㎡로 도포되는 것이 바람직하다.

상기 도포층은: 상기 무광 촉매제를 HVLP(high volume low pressure) 방식의 스프레이 장비로 커버 몸체의 표면에 5 ~ 8 g/㎡으로 스프레이 도포한 후 건조시켜서 형성되는 것이 바람직하다.

상기 도포층은: 도포롤러를 이용하여 커버 몸체의 표면에 무광 촉매제를 5 ~ 8 g/㎡으로 도포한 후 건조시켜서 형성하되, 상기 도포롤러의 표면에는 무광 촉매제를 커버 몸체에 도포할 수 있는 요철부가 형성되되, 상기 요철부는 도포롤러를 부식시켜 형성되는 것이 바람직하다.

상기 도포층은: 상기 커버 몸체를 형성하기 위한 자재에 미리 무광 촉매제를 도포 후 건조시킨 다음 그 자재를 이용하여 커버 몸체를 제작하거나, 혹은 상기 커버 몸체를 제작한 상태에서 무광 촉매제를 도포 후 건조시켜 형성하는 것 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 모바일 기기 보호용 항균 커버에 의하면, 무광 조건 하에서도 촉매 활성을 나타낼 수 있는 이산화티타늄과 전이금속과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 및 탈이온수를 포함하는 무광 촉매제를 제조하여 모바일 기기 보호용 커버 몸체의 표면에 무광 촉매제를 도포함에 의해 빛의 유뮤에 상관없이 항균성이 매우 우수한 효과가 있다.

도 1은 플립 형태의 휴대폰 보호 커버 중 일 예를 나타낸 사진이고,
도 2는 플립 형태의 휴대폰 보호 커버 중 다른 예를 나타낸 사진이고,
도 3은 무광 촉매제의 에너지 준위 및 깁스 자유에너지 변화 개념도이고,
도 4는 무광 촉매제가 코팅된 기재의 작용기전을 나타낸 개념도이고,
도 5는 통상 콜로이드상 광 촉매 입자가 기재에 코팅되는 모식도이고,
도 6은 용액상 무광 촉매제 입자가 기재에 코팅되는 모식도이고,
도 7은 본 발명에 따른 모바일 기기 보호용 항균 커버의 단면 구조를 나타낸 도면이고,
도 8은 무광 촉매제를 도포하기 위한 도포롤러의 일예를 나타낸 도면이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

첨부된 도 3은 무광 촉매제의 에너지 준위 및 깁스 자유에너지 변화 개념도이고, 도 4는 무광 촉매제가 코팅된 기재의 작용기전을 나타낸 개념도이고, 도 5는 통상 콜로이드상 광 촉매 입자가 기재에 코팅되는 모식도이고, 도 6은 용액상 무광 촉매제 입자가 기재에 코팅되는 모식도이고, 도 7은 본 발명에 따른 모바일 기기 보호용 항균 커버의 단면 구조를 나타낸 도면이고, 도 8은 무광 촉매제를 도포하기 위한 도포롤러의 일예를 나타낸 도면이다.

이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 모바일 기기 보호용 항균 커버는 커버 몸체(10) 및 촉매제를 도포하여 형성한 도포층(20)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 도포층(20)을 구성하기 위한 촉매제는, 무광 조건 하에서도 촉매 활성을 나타낼 수 있는 것으로, 이산화티타늄, 전이금속, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 및 탈이온수를 포함하는 액상의 무광 촉매제를 제공한다.

이러한 무광 촉매제는, 먼저 유해물질의 제거를 위한 촉매 활성을 나타내는 물질로 이산화티타늄을 사용하였다. 이산화티타늄은 밴드 갭이 3.0~3.2 eV로 상대적으로 큰 편이기 때문에 자외선 영역의 빛을 흡수하여 광 촉매 역할을 수행하는 것으로 알려져 있고, 다른 유기물과 혼합되어 가시광 영역에서도 광 촉매로서 작용할 수 있다.

이산화티타늄이 광 촉매로 거동하는 것을 자세히 살펴보면, 이산화티타늄에 빛을 쪼이게 되면 이산화티타늄 표면에 전자와 정공이 생기게 되고, 전자는 이산화티타늄 표면에 있는 산소와 반응해서 슈퍼옥사이드 음이온을 만든다.

또한, 정공은 공기 속에 존재하고 있는 수분과 반응하여 히드록시 라디칼을 만들게 되며, 이때 생성된 히드록시 라디칼이 유기물질을 산화분해시켜 물과 이산화탄소로 변화시키는 것이다.

이렇듯 이산화티타늄이 광 촉매로서 기능을 수행하기 위해서는 자외선 또는 가시광 등의 광원이 반드시 필요하였다.

그런데 이산화티타늄에 전이금속을 도핑시키면 놀랍게도 무광 조건 하에서도 촉매 활성을 나타내어 유기물질뿐만 아니라 휘발성 유기화합물을 비롯한 유해가스, 라돈과 같은 자연방사능물질까지 분해할 수 있는 강력한 산화력을 갖는 것을 발견하였다. 즉, 이산화티타늄에 산소의 2p 궤도보다 높은 에너지를 갖고 있는 2종 이상의 전이금속을 도핑시키면 도 3에 나타낸 바와 같이 전이금속이 가전자대보다 위의 준위에 들어가 가전자대 상단의 레벨이 상승되도록 하고, 이산화티타늄으로부터 밴드 갭 에너지를 극복하여 전자가 생성되는 과정의 깁스 자유에너지 변화(Gibbs free-energy change, △G) 값을 음수(△G<0)가 되게 함으로써 무광 조건하에서도 전자가 자발적으로 이산화티타늄의 표면으로 계속 이행할 수 있는 것이다.

이렇게 이행된 전자는 공기 중의 산소 또는 물과 반응하여 복합산소이온과 산소라디칼을 생성하고, 그 산화력에 의해서 휘발성 유해물질을 비롯한 유해가스 및 자연방사능 물질인 라돈을 효율적으로 제거할 수 있다. 즉, 반도체산업 분야에서 도핑의 수단으로 이용되는 이온주입법을 응용하여, 졸-겔법 과정에서 이산화티타늄의 에너지 밴드 갭 사이에 에너지준위가 다른 산화, 환원전위를 갖는 금속이온을 도핑시키면 도핑된 이온들이 전자 또는 정공을 붙잡아 두는 역할(trapping site)을 하며 전하분리 효과를 증가시킨다.

상기 도핑된 이온은 이산화티타늄의 밴드 갭을 변화시키고 전자정공의 재결합속도를 늦추며, 일반 반도체에서와 같이 전자주개(electron donor)나 전자받개(electron acceptor)로서 추가적인 전자나 정공의 공급원으로 작용하게 된다.

또한, 이산화티타늄의 전자와 정공의 일부는 재결합을 하지 않고 표면으로 이동할 수 있을 만큼 충분히 긴 수명(lifetime)을 가지고 이산화티타늄의 표면에 흡착된 적절한 전자주개(electron donor : H2O) 분자나 전자받개(electron acceptor : O2) 분자가 존재할 경우 전자전이를 쉽게 일으키게 되는 것이다.

이를 양자역학적으로 보면 금속이온의 도핑은 이산화티타늄 입자내의 전하이동체(전자 혹은 정공)가 마치 '상자안의 입자(particle in a box)'와 같이 행동하는 특이한 현상을 나타내는데, 이런 양자효과는 반도체 내의 띠 간격을 변화시킬 뿐만 아니라, 띠 경계를 보다 높은 산화, 환원전위를 형성할 수 있도록 이동시켜 이산화티타늄의 열역학적 구동력 및 계면에서의 전자전이속도 상수를 증가시켜 주기 때문에, 깁스 자유에너지변화(Gibbs free-energy change, ΔG) 값은 음수(ΔG<0)가 되어 빛이 없는 환경에서도 전자가 자발적으로 이산화티타늄의 표면으로 계속 이행할 수 있는 것이다.

따라서 도 4에 나타낸 바와 같이, 이산화티타늄의 표면으로 이행된 전자가 공기 중의 산소 또는 물과 반응하여 복합산소이온과 산소라디칼을 생성하고 생성된 복합산소이온과 산소라디칼의 산화력에 의해서 포름알데히드와 같은 휘발성 유기화합물 및 각종 유해가스를 분해, 제거할 뿐만 아니라 항균, 항곰팡이, 항박테리아, 항바이러스 및 방오 등의 작용을 하는 것이다.

이때, 이산화티타늄에 도핑되는 상기 전이금속은 특별한 제한은 없으나 반응성을 고려하여 Zn, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Cr, V, Zr, Mo, Ag, W, Pt, 및 Au로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 전이금속이 도핑된 이산화티타늄 무광 촉매제는 용액상의 것이 바람직하다. 이를 위해, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올과 탈이온수를 포함한다. 상기 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로서는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 포함할 수 있고, 이소프로판올을 더욱 바람직하게 포함한다.

통상 콜로이드상 이산화티타늄 광 촉매 입자는 도 5에 도시한 바와 같이 분자나 이온 또는 원자 등이 분자 사이의 힘이나 쿨롱 인력의 작용으로 응집현상(aggregation)이 일어나기 때문에 바인더 없이는 피착재에 코팅이 불가능하다.

이러한 콜로이드상에 바인더를 사용하면 바인더가 금속이온이 도핑된 이산화티타늄의 표면을 감싸기 때문에 전자와 정공이 산소와 수분과의 접촉을 차단하여 강한 산화력을 발휘하기 어렵기 때문에 휘발성 유기화합물 및 유해가스를 제거하기 위한 촉매 활성이 떨어진다.

그러나 전이금속이 도핑된 용액상의 이산화티타늄 무광 촉매입자는 물질의 상태에 관계없이 서로 다른 물질들이 균일하게 섞여있는 상이기 때문에, 도 6에 도시한 바와 같이 바인더 없이도 구상 입자(spherical particles)가 아닌 표면적이 큰 상태로 도포되어 접촉면적을 크게 하고 흐름성(flow property)을 좋게 하여 피착재의 미세구조에 잘 젖게 하며, 수분 등이 건조된 후 고형 성분이 피착재에 접근 및 경화되어 박막으로 코팅이 원활하게 이루어져 강한 산화력을 바탕으로 휘발성 유기화합물 및 유해가스를 고효율로 분해하여 제거할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 이산화티타늄 무광 촉매는, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올에 티타늄 알콕시드와 킬레이트제를 첨가하여 이산화티타늄 졸을 형성하는 단계와, 탈이온수에 전이금속염을 용해시켜 전이금속염 수용액을 얻는 단계, 및 상기 이산화티타늄 졸을 상기 전이금속염 수용액에 부가하고 산 촉매 하에서 20~90℃, 1~6시간 반응시키는 단계를 포함하여 제조된다.

우선, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올에 티타늄 알콕시드와 킬레이트제를 첨가하여 이산화티타늄 졸을 형성하게 되는데, 상기 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로서는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용할 수 있고, 이소프로판올을 더욱 바람직하게 사용한다.

이산화티타늄의 전구체인 티타늄화합물로서는 공지의 티타늄화합물을 제한 없이 사용할 수 있으나, 킬레이트제와의 반응을 고려하여 티타늄 알콕시드를 바람직하게 사용할 수 있는바, 상기 티타늄 알콕시드로서는 티타늄-(n)메톡시드, 티타늄-(n)에톡시드, 티타늄-(n)프로폭시드, 티타늄-(n)부톡시드, 및 티타늄-(n)이소프로폭시드로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용하며, 티타늄-(n)에톡시드를 더욱 바람직하게 사용한다.

그리고 티타늄-(n)에톡시드를 균일하고 안정적으로 반응시키기 위해 킬레이트제를 사용하는데, 상기 킬레이트제로서는 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) 또는 디아세틸메탄을 사용할 수 있고, 반응성을 고려하면 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 더욱 바람직하게 사용한다.

한편, 탈이온수에 전이금속염을 용해시켜 전이금속염 수용액을 얻게 되는데, 상기 전이금속염은 Zn, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Cr, V, Zr, Mo, Ag, W, Pt, 및 Au로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 금속의 질산염(nitrate), 황산염(sulfate) 또는 염화염(chloride)인 것을 특징으로 하며, 질산염을 더욱 바람직하게 사용하는바, 그 예로서 질산철, 질산금, 질산구리, 및 질산코발트의 조합을 들 수 있다.상기 2종 이상의 전이금속염은 티타늄 알콕시드 100 중량부에 대하여 0.1~20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

이어서 이산화티타늄 졸을 전이금속염이 완전히 용해된 수용액에 서서히 부가하고, 90 rpm 이상으로 교반하면서 산 촉매를 사용하여 20~90℃에서 1~6시간 반응시킴으로써, 전이금속이 도핑된 라돈 제거용용액상 이산화티타늄 무광 촉매를 제조하게 되는바, 상기 산 촉매로서는 염산, 질산, 황산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용할 수 있고, 특히 질산 또는 염산을 바람직하게 사용할 수 있으며, 질산을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.

이하 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.

(실시예 1) 무광 촉매제의 제조

교반기가 장착된 1L 반응기에 이소프로판올 75g을 주입하여 서서히 교반하면서 티타늄에톡사이드 150g과 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA) 18g을 첨가하여 20℃에서 10분간 반응시켜 이산화티타늄 졸을 형성하였다. 한편으로, 또 다른 반응기에 증류수 760g을 주입한 후, 전이금속염의 조합으로 질산철 1.8g, 질산금 0.6g, 질산구리 1.5g, 질산코발트 2.2g을 순서에 상관없이 첨가하여 450 rpm으로 교반하면서 완전히 용해시켜 전이금속염 수용액을 얻었다. 이어서 상기 이산화티타늄 졸을 상기 전이금속염 수용액에 부가한 다음, 산 촉매로서 질산 1.2g을 적하하고 90℃에서 3시간 반응시켜 전이금속이 도핑된 투명한 용액상 이산화티타늄 무광 촉매를 제조하였다.

(실시예 2) 무광 촉매의 제조

전이금속염의 조합으로 질산코발트를 첨가하지 않고, 질산아연 1.8g을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명한 용액상 무광 촉매를 제조하였다.

(실시예 3) 무광 촉매의 제조

전이금속염의 조합으로 질산코발트를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명한 용액상 무광 촉매를 제조하였다.

이와 같이 실시예 1 내지 3으로부터 제조된 무광 촉매를 도 7표시와 같이 커버 몸체(10)의 표면에 도포한 후 건조시켜 도포층(20)을 형성함으로써 우수한 항균 효과를 갖는다.

이때, 상기 도포층(20)은 커버 몸체(10)의 표면에 무광 촉매제를 도포 후 건조시켜 형성하되, 상기 무광 촉매제는 커버 몸체(10)의 표면에 5 ~ 8 g/㎡로 도포되는데, 7 g/㎡로 도포되는 것이 가장 바람직하다.

여기서, 상기 무광 촉매제를 커버 몸체(10)에 너무 적게 도포하게 되면, 항균 효과가 기대에 못 미치고 항균력이 저하되고 또 무광 촉매제를 커버 몸체(10)에 너무 많이 도포하게 되면 낭비가 심한 단점이 있음으로, 본 발명과 같이 무광 촉매제를 커버 몸체(10)의 표면에 5 ~ 8 g/㎡로 도포하는 것이 가장 중요하다.

이와 같은 도포층(20)을 형성하기 위한 방법으로서는, 상기 무광 촉매제를 HVLP(high volume low pressure) 방식의 스프레이 장비로 커버 몸체(10)의 표면에 5 ~ 8 g/㎡으로 스프레이 도포한 후 건조시켜서 형성할 수 있다.

한편, 상기 도포층(20)을 형성하기 위한 다른 방법으로는, 도 8표시의 도포롤러(30)를 이용하여 커버 몸체(10)의 표면에 무광 촉매제를 5 ~ 8 g/㎡으로 도포한 후 건조시켜서 형성할 수 있다. 이때, 상기 도포롤러(30)의 표면에는 무광 촉매제를 커버 몸체(10)에 도포할 수 있도록 하는 요철부(32)가 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 요철부(32)는 도포롤러(30)의 축 방향을 따라 길게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 도포롤러(30)를 부식시켜 형성될 수 있다. 상기 도포롤러(30)를 부식시켜 요철부(32)를 형성함으로서 미세한 요철부(32)를 갖게 하여 커버 몸체(10)의 표면에 5 ~ 8 g/㎡으로 도포 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 커버 몸체(10)의 표면에 형성되는 도포층(20)은 상기 커버 몸체(10)를 형성하기 위한 자재에 미리 무광 촉매제를 도포 후 건조시킨 다음 그 자재를 이용하여 커버 몸체를 제작하거나, 혹은 상기 커버 몸체(10)를 제작한 상태에서 무광 촉매제를 도포 후 건조시켜 형성하는 것 중 어느 하나를 선택하여 도포층(20)을 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 휴대폰 케이스 3종(수지 케이스, 가죽 케이스, 이노메텔 케이스)에 무광 촉매제를 도포하여 도포층을 형성한 후 실시간 ATP 측정기(Clean-Q, Teltron)를 이용하여 측정하여 미생물 오염도를 시험하였다.

시험 방법으로는, 휴대폰 케이스 3종에 각각 HVLP 방식의 스프레이 장비로 스프레이 도포(7 g/㎡)하여 건조시킨 후, 각각의 휴대폰 케이스를 7일간 일상에서 생활하면서 오염시키고, 실시간 ATP 측정을 위해 샘플 채취 시약봉으로 휴대폰 케이스에서 샘플을 채취하여, 채취한 샘플을 실시간 ATP 측정기로 측정한 측정값을 확인하여다. (시험 조건은 온도(20±3)℃, 습도(50±10)%RH )

시험 결과로, 수지 커버 케이스의 경우 무광 촉매제를 코팅하지 않은 것은 RUL(relative light unit)이 2350 이었으나, 무광 촉매제를 코팅한 것은 RUL이 507로서 78%의 저감율(%)을 보였다. 또한, 가죽 케이스의 경우 무광 촉매제를 코팅하지 않은 것은 RUL이 572 이었으나, 무광 촉매제를 코팅한 것은 RUL이 132로서 77%의 저감율(%)을 보였다. 한편, 이노 메텔 케이스의 경우 무광 촉매제를 코팅하지 않은 것은 RUL이 34 이었으나, 무광 촉매제를 코팅한 것은 RUL이 0로서, 100%의 저감율(%)을 보였다.

이러한 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 무광 촉매제가 코팅된 휴대폰 케이스에서 오염도의 저감 효과가 우수하게 나타났으며, 오염도가 적은 휴대폰 케이스(이노 메탈 케이스)는 저감 효과가 매우 우수하였다. 그러나 오염도가 심한 휴대폰 케이스(수지 커버 케이스, 가죽 케이스) 역시 저감 효과가 다소 우수하였다.

따라서 본 발명의 무광 촉매제가 도포된 휴대폰 케이스는 매우 우수한 항균 효과를 기대할 수 있다.

한편, 본 발명은 모든 종류의 모바일 기기 보호용 케이스에 적용 가능하다. 즉, 휴대폰, 전자사전, 내비게이션, 아이폰, 스마트폰, 태블릿PC(Tablet Personal Computer), 노트북 등을 보호하기 위한 커버에 상술한 도포층을 형성하여 항균 효과를 기대할 수 있다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

10 - 커버 몸체
20 - 도포층

Claims (4)

1. 모바일 기기를 보호할 수 있는 커버 몸체(10);를 포함하는 모바일 기기 보호용 항균 커버에 있어서,
   상기 커버 몸체(10)의 표면에는 촉매제를 도포하되,
   상기 촉매제는:
   무광 조건 하에서도 촉매 활성을 나타낼 수 있도록 이산화티타늄과 전이금속과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 및 탈이온수를 포함하는 무광 촉매제로서,
   이소프로판올에 티타늄-(n)에톡시드와 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)을 첨가하여 이산화티타늄 졸을 형성하고, 탈이온수에 Zn, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Cr, V, Zr, Mo, Ag, W, Pt, 및 Au로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 금속의 질산염(nitrate), 황산염(sulfate) 또는 염화염(chloride)을 용해시켜 전이금속염 수용액을 얻은 후, 상기 이산화티타늄 졸을 상기 전이금속염 수용액에 부가하고 염산, 질산, 황산, 및 아세트산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 산 촉매 하에서 20~90℃, 1~6시간 반응시켜 무광 촉매제를 제조하고,
   상기 무광 촉매제를 상기 커버 몸체(10)의 표면에 5 ~ 8 g/㎡로 도포하여 건조시켜 형성한 도포층(20);을 포함하되,
   상기 도포층(20)은:
   상기 커버 몸체(10)의 표면에 도포롤러(30)를 이용하여 도포하되,
   상기 도포롤러(30)의 표면에는 무광 촉매제를 커버 몸체(10)에 도포할 수 있는 요철부(32)가 형성되고,
   상기 요철부(32)는 도포롤러(30)를 부식시켜 형성한 것을 특징으로 하는 모바일 기기 보호용 항균 커버.
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