KR102219256B1 - Visible light-responsive photocatalytic composition and lighting device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자외선 영역뿐만 아니라, 실내의 전등, 형광등, LED 등과 같은 가시광 영역의 낮은 에너지를 갖는 파장대에서도 유기물을 산화시켜 분해하는 광촉매활성을 가지며 유해물질의 제거, 탈취, 살균 작용 등을 수행할 수 있는 가시광 응답형 광촉매 조성물 및 이를 이용하는 조명장치에 관한 것이다.The present invention has a photocatalytic activity that oxidizes and decomposes organic substances not only in the ultraviolet region but also in the wavelength band having low energy in the visible light region such as indoor lamps, fluorescent lamps, LEDs, etc., and can remove, deodorize, and sterilize harmful substances. It relates to a visible light-responsive photocatalyst composition and a lighting device using the same.
현대인들이 사무공간이나 실내에서 하루 일과의 80 % 이상을 소비하고 있는 상황에서 실내 공간에서의 공기 질(In door Air Quality)의 중요성이 국내·외적으로 새로운 환경문제의 주제로 대두되고 있다. 실내 공기는 신축 건물이나 오래된 건물의 리모델링(remodeling)에 의한 공사시 사용되는 여러 건자재 및 페인트 등의 건축자재 및 인공적인 설비에 의해서 발생한 다양한 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic compounds)에 의해서 오염되어 있으며, 이렇게 오염된 공기가 계속적으로 순환되면서 그 농도가 빠르게 증가하고 있는 실정이다. 이에 대안으로 무엇보다 발생원의 제거, 대체 또는 개선 등의 보다 적극적인 방법의 제시가 요구되고 있다.In a situation where modern people consume more than 80% of their daily routine in office spaces or indoors, the importance of indoor air quality is emerging as a topic of new environmental issues at home and abroad. Indoor air is contaminated by various volatile organic compounds (VOCs) generated by artificial facilities and various building materials and paints used during construction by remodeling of new or old buildings. As such, contaminated air is continuously circulated, and its concentration is increasing rapidly. As an alternative, there is a need for more active methods such as removal, replacement or improvement of the source above all else.
이에 보다 쾌적한 실내환경을 조성하기 위하여 광촉매의 광활성을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법이 제안되고 있으며 그 중에서도 이산화티탄으로 대표되는 광촉매를 이용한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이산화티탄계 광촉매는 상온에서 광에너지를 화학에너지로 변환시키는 환경친화형의 재료로서 각광받고 있으며 최근에는 실내공기질정화, 항균, 탈취 등의 분야에서 널리 응용되고 있고, 광활성의 향상을 위한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 특히 광활성을 향상시키기 위한 방안으로 사용되는 방법은 이산화티탄을 나노단위로 초미립자화시키는 방법과 백금, 은, 니켈 등의 금속을 이산화티탄에 첨가시키는 방법이 검토되고 있다.Accordingly, in order to create a more comfortable indoor environment, a method of removing contaminants using the photoactivity of a photocatalyst has been proposed, and among them, studies using a photocatalyst typified by titanium dioxide are being actively conducted. Titanium dioxide-based photocatalyst is in the spotlight as an environmentally friendly material that converts light energy into chemical energy at room temperature. Recently, it is widely applied in the fields of indoor air quality purification, antibacterial, and deodorization, and research to improve photoactivity is actively conducted. It is being done. In particular, methods used as a method for improving photoactivity are being examined a method of converting titanium dioxide into ultra-fine particles in nano units, and a method of adding metals such as platinum, silver, and nickel to titanium dioxide.
그러나 자외선응답형의 광촉매는 태양광하에서나 자외선등의 조사하에서만 작용하므로 사용상 제한이 많은 것이 사실이고 광촉매 응용의 다양화와 확대에 걸림돌이 되고 있는 실정이다.However, since the UV-responsive photocatalyst works only under sunlight or irradiation with UV rays, it is true that there are many restrictions on use, and it is a situation that is an obstacle to the diversification and expansion of photocatalyst applications.
최근에는 자외선뿐만 아니라 형광등, LED, 백열등의 가시광영역(약 400~800nm)에서도 광촉매 작용이 이루어지는 재료의 개발에 관심과 다소간의 진척은 되고 있다. 그러나 어느정도의 가시광흡수에 의한 광촉매 작용은 하지만 시장에서 널리 응용되기에는 그 효과가 미약하며, 산업적으로는 현실성이 부족하다는 문제점이 있는 실정이다.In recent years, interest in the development of materials that have a photocatalytic action not only in ultraviolet light, but also in the visible light region (about 400 to 800 nm) of fluorescent lamps, LEDs, and incandescent lamps, and some progress has been made. However, although it has a photocatalytic action by some degree of absorption of visible light, its effect is weak to be widely applied in the market, and there is a problem in that it is not practical in the industry.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 자외선 영역뿐만 아니라, 실내의 전등, 형광등, LED 등과 같은 가시광 영역의 낮은 에너지를 갖는 파장대에서도 유기물을 산화시켜 분해하는 광촉매활성을 가지며 유해물질의 제거, 탈취, 살균 작용 등을 수행할 수 있는 가시광 응답형 광촉매 조성물을 제공하고자 하는 것이다.The present invention was conceived to solve the above-described problems, and an embodiment of the present invention is to oxidize and decompose organic matter in a wavelength band having low energy in a visible light region such as indoor lamps, fluorescent lamps, LEDs, etc. It is intended to provide a visible light-responsive photocatalyst composition that has photocatalytic activity and is capable of removing, deodorizing, and sterilizing harmful substances.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 가시광 응답형 광촉매 조성물을 이용하여 코팅된 조명장치를 제공하고자 하는 것이다.In addition, another embodiment of the present invention is to provide a lighting device coated using the visible light-responsive photocatalyst composition.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Various problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 구현예는 미산성 차아염소산수(hypochlorous acid, pH 5∼6.5) 100 중량부에 대하여; 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 80 내지 120 중량부; 및 은 나노입자 콜로이드 20 내지 50 중량부를 포함하는 가시광 응답형 광촉매 조성물을 제공한다.One embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid (hypochlorous acid, pH 5 ~ 6.5); 80 to 120 parts by weight of an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin including a titanium precursor and a silane compound; And it provides a visible light-responsive photocatalyst composition comprising 20 to 50 parts by weight of colloidal silver nanoparticles.
상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 증류수 100 중량부, 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트 70 내지 80 중량부, 알코올 40 내지 60 중량부, 티타늄 전구체 20 내지 50 중량부 및 에폭시 실란 30 내지 50 중량부를 혼합한 후, 70 내지 90 ℃의 온도로 승온 및 반응시켜, 아나타제형 티타늄 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 아나타제형 티타늄 혼합물에 테트라에톡시오르소실란 3 내지 15 중량부 및 메틸트리메톡시실란 1 내지 10 중량부를 혼합 및 반응시켜 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지를 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것일 수 있다.The anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin is 100 parts by weight of distilled water, 70 to 80 parts by weight of polybutylene glycol dimethacrylate, 40 to 60 parts by weight of alcohol, 20 to 50 parts by weight of titanium precursor, and 30 to 50 parts by weight of epoxy silane. After mixing the parts, heating and reacting to a temperature of 70 to 90 ℃ to prepare an anatase-type titanium mixture; And mixing and reacting 3 to 15 parts by weight of tetraethoxy orthosilane and 1 to 10 parts by weight of methyltrimethoxysilane to the anatase-type titanium mixture to prepare an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin. It may be manufactured by.
상기 티타늄 전구체는 티타늄테트라 이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide; TTIP), 티타닐 클로라이드(TiOCl2) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고; 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 부틸알코올, 이소부틸알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.The titanium precursor is one or more selected from the group consisting of titanium tetraisopropoxide (TTIP), titanyl chloride (TiOCl 2 ), and mixtures thereof; The alcohol may be one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, and mixtures thereof.
상기 은 나노입자 콜로이드는 증류수 100 중량부, 은(Ag)의 염 5 내지 13 중량부, 실데나필 시트레이트 15 내지 25 중량부 및 수소붕소화나트륨 20 내지 40 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다.The silver nanoparticle colloid may include 100 parts by weight of distilled water, 5 to 13 parts by weight of a salt of silver (Ag), 15 to 25 parts by weight of sildenafil citrate, and 20 to 40 parts by weight of sodium borohydride.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물을 이용하는 조명장치에 관한 것으로, 상기 조명장치는 광원; 및 상기 광원으로부터 방사되는 광이 노출되는 노출부재;를 포함하는 것이고, 상기 노출부재에는 상기 가시광 응답형 광촉매 조성물이 코팅된 광촉매 코팅층 또는 광촉매 필름을 구비하는 것인 조명장치를 제공한다.Another embodiment of the present invention relates to a lighting device using the visible light-responsive photocatalyst composition according to the embodiment of the present invention, wherein the lighting device includes a light source; And an exposure member to which light radiated from the light source is exposed, wherein the exposure member includes a photocatalytic coating layer or a photocatalytic film coated with the visible light-responsive photocatalytic composition.
본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물은 자외선 영역뿐만 아니라, 실내의 전등, 형광등, LED 등과 같은 가시광 영역의 낮은 에너지를 갖는 파장대에서도 유기물을 산화시켜 분해하는 광촉매활성을 가져 유해물질의 제거, 탈취, 살균 등의 효과가 탁월한 효과가 있다.The visible light-responsive photocatalyst composition according to an embodiment of the present invention has photocatalytic activity that oxidizes and decomposes organic matters not only in the ultraviolet region but also in the wavelength band having low energy in the visible light region such as indoor lights, fluorescent lamps, LEDs, etc. It has excellent effects such as removal, deodorization, and sterilization.
이로써, 상기 가시광 응답형 광촉매 조성물을 이용하는 조명장치는 조명 기능에 영향이 적으면서 유해물질 제거, 탈취 및 살균 효과가 탁월한 가시광 응답형 광촉매 조성물을 함유시킴으로써, 조명장치로부터 제공되는 광에 의해 광촉매가 쉽게 활성화될 수 있어 활성 효과가 높은 수준으로 유지할 수 있고, 조명장치 표면에 부착된 유해물질이 분해 제거됨으로써 목적하는 소정의 조도를 유지하는 동시에 조명장치를 위생적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.As a result, the lighting device using the visible light-responsive photocatalyst composition contains a visible light-responsive photocatalyst composition having excellent effect of removing, deodorizing, and sterilizing harmful substances while having little effect on the lighting function, so that the photocatalyst is easily made by the light provided from the lighting device. Since it can be activated, the activation effect can be maintained at a high level, and by decomposing and removing harmful substances attached to the surface of the lighting device, there is an effect that the lighting device can be used hygienically while maintaining a desired predetermined illuminance.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물이 코팅된 필름 구조의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 조명장치 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 조명장치 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 조명장치 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 가시광 응답형 광촉매 조성물 유(a)/무(b)에 따른 포름알데히드(50 ppm)제거 성능을 측정한 결과 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 가시광 응답형 광촉매 조성물의 대장균(Escherichia coli ATCC 25922) 살균성능을 나타낸 이미지로, (a)는 가시광 응답형 광촉매 조성물이 분사되기 전의 이미지이고, (b)는 가시광 응답형 광촉매 조성물이 분사되고 10초 후의 이미지이다.1 is a schematic diagram of a film structure coated with a visible light-responsive photocatalyst composition according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a lighting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a lighting device according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a lighting device according to another embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the results of measuring formaldehyde (50 ppm) removal performance according to the presence (a)/non (b) of the visible light-responsive photocatalyst composition prepared in Example 1 of the present invention.
6 is an image showing the sterilization performance of Escherichia coli ATCC 25922 of the visible light-responsive photocatalyst composition prepared in Example 1 of the present invention, (a) is an image before the visible light-responsive photocatalyst composition is sprayed, (b ) Is an
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims to be described later.
본 발명의 일 구현예는 미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 80 내지 120 중량부; 및 은 나노입자 콜로이드 20 내지 50 중량부를 포함하는 가시광 응답형 광촉매 조성물을 제공한다.One embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water; 80 to 120 parts by weight of an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin including a titanium precursor and a silane compound; And it provides a visible light-responsive photocatalyst composition comprising 20 to 50 parts by weight of colloidal silver nanoparticles.
상기 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물에 포함된 티타늄 광촉매 입자는 밴드갭 에너지가 3.2 eV로, 광 에너지를 받아 표면에서 전자가 공기 중으로 튀어나가고 정공이 생성되어 이것이 공기 중의 산소 및 물과 산화 환원반응으로 수산화기 및 산소 음이온을 형성하는 역할을 수행한다. 이러한 수산화기와 산소 음이온은 유해성분을 분해하고, 세균 및 곰팡이를 제거시켜 강한 항균, 살균 작용을 수행한다. The titanium photocatalyst particles included in the visible light-responsive photocatalyst composition according to the embodiment of the present invention have a bandgap energy of 3.2 eV, and electrons bounce out of the surface into the air by receiving light energy and holes are generated. It plays a role of forming a hydroxyl group and an oxygen anion through a redox reaction with water. These hydroxyl groups and oxygen anions decompose harmful components, remove bacteria and fungi, and perform strong antibacterial and sterilizing effects.
또한, 은 나노입자는 상기 티타늄 광촉매 입자 표면에서 광감응체로부터 전달되어온 전자가 물로 환원되는 것을 돕는 광촉매 역할을 하는 조촉매로서의 역할을 수행한다. In addition, the silver nanoparticles play a role as a cocatalyst serving as a photocatalyst to help reduce electrons transferred from the photosensitive member to water on the surface of the titanium photocatalyst particles.
이로써, 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물은 자외선 영역뿐만 아니라, 실내의 전등, 형광등, LED 등과 같은 가시광 영역의 낮은 에너지를 갖는 파장대에서도 유기물을 산화시켜 분해하는 광촉매활성을 가져 유해물질의 제거, 탈취, 살균 등의 효과가 탁월한 효과가 있다. 뿐만 아니라, 상기한 효과가 매우 안정적으로 오랜 시간동안 유지될 수 있도록 하는 효과가 있다.Accordingly, the visible light-responsive photocatalyst composition according to an embodiment of the present invention has photocatalytic activity that oxidizes and decomposes organic matter in a wavelength band having low energy in the visible light region such as indoor lamps, fluorescent lamps, LEDs, etc. It has excellent effects such as removal of substances, deodorization, and sterilization. In addition, there is an effect of allowing the above effect to be maintained very stably for a long time.
상기 미산성 차아염소산수는 아나타제형 티타늄 및 은 나노입자의 안정적인 분산을 돕고, 특히, 은 나노입자의 일정한 치수 안정성을 개선하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다. 이러한 상기 미산성 차아염소산수는 유효 염소 농도가 10 내지 50 ppm이고, pH 5 내지 6.5인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물의 저장 안정성을 매우 개선하는 효과가 있다.The slightly acidic hypochlorous acid water helps the stable dispersion of anatase-type titanium and silver nanoparticles, and in particular, improves constant dimensional stability of silver nanoparticles, thereby further improving the above-described effects. The slightly acidic hypochlorous acid water can further improve the above-described effects by using those having an effective chlorine concentration of 10 to 50 ppm and a pH of 5 to 6.5. In addition, there is an effect of greatly improving the storage stability of the visible light-responsive photocatalyst composition according to an embodiment of the present invention.
상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물의 코팅성을 매우 향상시키고, 고르게 분산된 아나타제형 티타늄 및 은 나노입자를 단단히 고정시킴으로써, 우수한 광촉매활성을 안정적으로 더욱 오랜 시간동안 유지될 수 있도록 하는 효과가 있다. 이러한 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 상기 미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 80 내지 120 중량부의 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지의 함량이 너무 적으면, 상기한 효과가 미미할 수 있고, 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지의 함량이 너무 많으면, 본 발명에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물의 광촉매활성이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.The anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin greatly improves the coatability of the visible light-responsive photocatalyst composition according to an embodiment of the present invention, and by firmly fixing the evenly dispersed anatase-type titanium and silver nanoparticles, excellent photocatalytic activity is achieved. It has the effect of allowing it to be stably maintained for a longer time. The anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin is based on 100 parts by weight of the slightly acidic hypochlorous acid water; It is preferably contained in the range of 80 to 120 parts by weight. If the content of the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin is too small, the above effect may be insignificant, and if the content of the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin is too large, the photocatalyst of the visible light-responsive photocatalyst composition according to the present invention There is a problem that the activity may be rather lowered.
이러한 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 증류수 100 중량부, 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트 70 내지 80 중량부, 알코올 40 내지 60 중량부, 티타늄 전구체 20 내지 50 중량부 및 에폭시 실란 30 내지 50 중량부를 혼합한 후, 70 내지 90 ℃의 온도로 승온 및 반응시켜, 아나타제형 티타늄 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 아나타제형 티타늄 혼합물에 테트라에톡시오르소실란 3 내지 15 중량부 및 메틸트리메톡시실란 1 내지 10 중량부를 혼합 및 반응시켜 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지를 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.The anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin is 100 parts by weight of distilled water, 70 to 80 parts by weight of polybutylene glycol dimethacrylate, 40 to 60 parts by weight of alcohol, 20 to 50 parts by weight of a titanium precursor, and 30 to 50 parts by weight of an epoxy silane. After mixing parts by weight, heating and reacting to a temperature of 70 to 90 ℃ to prepare an anatase-type titanium mixture; And mixing and reacting 3 to 15 parts by weight of tetraethoxy orthosilane and 1 to 10 parts by weight of methyltrimethoxysilane to the anatase-type titanium mixture to prepare an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin. What is produced by can be used more preferably.
더욱 구체적으로 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 증류수 100 중량부, 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트 70 내지 80 중량부 및 알코올 40 내지 60 중량부를 10 내지 20 ℃의 온도에서 먼저 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 10 내지 20 ℃의 온도를 유지하면서, 상기 혼합물에, 티타늄 전구체 20 내지 50 중량부 및 에폭시 실란 30 내지 50 중량부를 혼합한 후, 70 내지 90 ℃의 온도로 승온시키고 6 내지 10 시간 동안 반응시켜, 아나타제형 티타늄 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 아나타제형 티타늄 혼합물에 테트라에톡시오르소실란 3 내지 15 중량부 및 메틸트리메톡시실란 1 내지 10 중량부를 더 혼합하고, 2 내지 4 시간동안 반응시킨 후, 상온으로 냉각하여 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지를 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되어, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. More specifically, the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin is first mixed with 100 parts by weight of distilled water, 70 to 80 parts by weight of polybutylene glycol dimethacrylate, and 40 to 60 parts by weight of alcohol at a temperature of 10 to 20°C to prepare a mixture. Manufacturing steps; While maintaining the temperature of 10 to 20 ℃, 20 to 50 parts by weight of a titanium precursor and 30 to 50 parts by weight of an epoxy silane were mixed with the mixture, and then heated to a temperature of 70 to 90 °C and reacted for 6 to 10 hours, Preparing an anatase-type titanium mixture; And 3 to 15 parts by weight of tetraethoxy orthosilane and 1 to 10 parts by weight of methyltrimethoxysilane were further mixed with the anatase-type titanium mixture, reacted for 2 to 4 hours, and then cooled to room temperature to contain an anatase-type titanium silane. It is manufactured by a manufacturing method including the step of preparing a sol-gel resin, so that the above-described effects can be further improved.
이때, 상기 티타늄 전구체는 티타늄테트라 이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide; TTIP), 티타닐 클로라이드(TiOCl2) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다. 보다 더 바람직하기로는 티타늄테트라 이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide; TTIP) 및 티타닐 클로라이드(TiOCl2)를 1: 2 내지 5 중량비율로 혼합한 혼합물을 사용함으로써, 유기물을 산화시켜 분해하는 광촉매활성이 더욱 탁월해지는 효과가 있다.At this time, the titanium precursor is titanium tetraisopropoxide (TTIP), titanyl chloride (TiOCl 2 ) and one or more selected from the group consisting of a mixture thereof, the above effect can be further improved. There is an effect. More preferably, by using a mixture of titanium tetraisopropoxide (TTIP) and titanyl chloride (TiOCl 2 ) in a weight ratio of 1: 2 to 5, photocatalytic activity of oxidizing and decomposing organic matter is It has the effect of becoming more excellent.
또한, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 부틸알코올, 이소부틸알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.In addition, the alcohol may more preferably be one or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, and mixtures thereof.
상기 은 나노입자 콜로이드는 본 발명에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물의 광촉매활성을 더욱 개선하는 역할을 하는 것으로, 상기 미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 20 내지 50 중량부의 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 은 나노입자 콜로이드의 함량이 너무 적으면, 상기한 효과가 미미할 수 있고, 상기 은 나노입자 콜로이드의 함량이 너무 많으면, 본 발명에 따른 은 나노입자가 응집되어 분산성이 저하됨으로써 가시광 응답형 광촉매 조성물의 광촉매활성이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.The silver nanoparticle colloid serves to further improve the photocatalytic activity of the visible light-responsive photocatalyst composition according to the present invention, based on 100 parts by weight of the slightly acidic hypochlorous acid water; It is preferably contained in the range of 20 to 50 parts by weight. If the content of the silver nanoparticle colloid is too small, the above effect may be insignificant, and if the content of the silver nanoparticle colloid is too high, the silver nanoparticles according to the present invention are aggregated and the dispersibility is lowered, resulting in a visible light-responsive photocatalyst There is a problem in that the photocatalytic activity of the composition may be rather lowered.
이러한 상기 은 나노입자 콜로이드는 증류수 100 중량부, 은(Ag)의 염 5 내지 13 중량부, 실데나필 시트레이트 15 내지 25 중량부 및 수소붕소화나트륨 20 내지 40 중량부를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이렇게 제조된 은 나노입자는 평균입경이 5 내지 30 nm일 수 있다.The silver nanoparticle colloid may be used that includes 100 parts by weight of distilled water, 5 to 13 parts by weight of a salt of silver (Ag), 15 to 25 parts by weight of sildenafil citrate, and 20 to 40 parts by weight of sodium borohydride. The silver nanoparticles thus prepared may have an average particle diameter of 5 to 30 nm.
보다 구체적으로, 상기 은 나노입자 콜로이드는 먼저, 증류수 100 중량부에, 은(Ag)의 염 5 내지 13 중량부 및 실데나필 시트레이트 15 내지 25 중량부를 혼합하여 2 내지 4시간 동안 반응시키는 단계; 및 이후, 수소붕소화나트륨 20 내지 40 중량부를 더욱 첨가하여 0.5 내지 1 시간 동안 반응시킴으로써, 본 발명에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물의 광촉매활성을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.More specifically, the silver nanoparticle colloid is first, 100 parts by weight of distilled water, 5 to 13 parts by weight of a salt of silver (Ag) and 15 to 25 parts by weight of sildenafil citrate and reacting for 2 to 4 hours; And then, by further adding 20 to 40 parts by weight of sodium borohydride and reacting for 0.5 to 1 hour, there is an effect of further improving the photocatalytic activity of the visible light-responsive photocatalyst composition according to the present invention.
이때, 상기 은(Ag)의 염은 질산은(AgNO3), 과염소산은(AgClO4), 염소산은(AgClO3), 아세트산은(silver acetate), 탄산은(silver carbonate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.At this time, the salt of silver (Ag) is a group consisting of silver nitrate (AgNO 3 ), silver perchlorate (AgClO 4 ), silver chlorate (AgClO 3 ), silver acetate, silver carbonate, and mixtures thereof One or more types selected from can be used.
또한, 상기 실데나필 시트레이트는 상기 증류수 내에서 일정한 크기의 은 나노입자를 합성하고 이러한 은 나노입자가 증류수 내에 고르게 분산될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 상기 실데나필 시트레이트는 증류수 100 중량부에 대하여, 15 내지 25 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량이 너무 많은 경우에는 본 발명에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물의 광촉매활성이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.In addition, the sildenafil citrate plays a role in synthesizing silver nanoparticles of a certain size in the distilled water and allowing the silver nanoparticles to be evenly dispersed in distilled water. The sildenafil citrate is preferably included in an amount of 15 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water. When the content is too small, the above-described effect may be insignificant, and when the content is too large, the photocatalytic activity of the visible light-responsive photocatalyst composition according to the present invention may be rather reduced.
또한, 상기 수소붕소화나트륨은 상기 합성된 은 나노입자가 대량으로 더 합성될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 상기 수소붕소화나트륨은 증류수 100 중량부에 대하여, 20 내지 40 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량이 너무 많은 경우에는 본 발명에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물의 광촉매활성이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.In addition, the sodium borohydride serves to further synthesize the synthesized silver nanoparticles in a large amount. The sodium borohydride is preferably contained in an amount of 20 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of distilled water. When the content is too small, the above-described effect may be insignificant, and when the content is too large, the photocatalytic activity of the visible light-responsive photocatalyst composition according to the present invention may be rather reduced.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물은 미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 은 나노입자 콜로이드 20 내지 50 중량부를 먼저 혼합한 후에, 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 80 내지 120 중량부와 혼합함으로써, 본 발명의 효과를 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.The visible light-responsive photocatalyst composition according to the embodiment of the present invention is based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water; After mixing 20 to 50 parts by weight of colloidal silver nanoparticles first, by mixing 80 to 120 parts by weight of an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin containing a titanium precursor and a silane compound, the effects of the present invention can be further improved. There is.
상기 본 발명의 가시광 응답형 광촉매 조성물은 보다 향상된 살균, 탈취, 항균성 등을 위하여 일반적으로 시판되는 성분인 항균 및 항곰팡이제를 더욱 첨가하여 사용할 수 있다. 일반적으로 유기·무기 살균제, 벤디이미다졸, 트리아졸, 페놀계, 설폰계, 이미드계 및 이들의 유도체 화합물이 사용될 수 있으며, 구체적으로 2-피리딘티올-옥사이드-소듐염, N,N-디메틸-N-페닐설파이미드, 디아이오도디메틸-p-톨리설폰 및 이들의 유도체 화합물을 단독 또는 혼합 하여 사용할 수 있다. 이러한 항균 및 항곰팡이제는 상기 미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 0.1 내지 5 중량부를 사용할 수 있다. 상기한 함량이 너무 적은 경우에는 첨가 효과를 기대할 수 없고 상기한 함량이 너무 많은 경우에는 특히 제한은 없으나, 그 이하의 첨가로도 거의 99% 이상의 효과를 갖기 때문에 과잉으로 첨가할 필요가 없다.The visible light-responsive photocatalyst composition of the present invention may be used by further adding antibacterial and antifungal agents, which are generally commercially available ingredients, for improved sterilization, deodorization, and antibacterial properties. In general, organic/inorganic fungicides, bendiimidazole, triazole, phenolic, sulfone, imide and derivative compounds thereof may be used, specifically 2-pyridinethiol-oxide-sodium salt, N,N-dimethyl- N-phenylsulfimide, diiododimethyl-p-tolysulfone, and derivative compounds thereof may be used alone or in combination. These antibacterial and antifungal agents are based on 100 parts by weight of the slightly acidic hypochlorous acid water; 0.1 to 5 parts by weight may be used. When the above content is too small, the effect of addition cannot be expected, and when the above content is too large, there is no particular limitation. However, since the addition of less than that has an effect of almost 99% or more, there is no need to add excessively.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물을 이용하는 조명장치에 관한 것으로, 상기 조명장치는 광원; 및 상기 광원으로부터 방사되는 광이 노출되는 노출부재;를 포함하는 것이고, 상기 노출부재에는 상기 가시광 응답형 광촉매 조성물이 코팅된 광촉매 코팅층 또는 광촉매 필름을 구비하는 것인 조명장치를 제공한다.Another embodiment of the present invention relates to a lighting device using the visible light-responsive photocatalyst composition according to the embodiment of the present invention, wherein the lighting device includes a light source; And an exposure member to which light radiated from the light source is exposed, wherein the exposure member includes a photocatalytic coating layer or a photocatalytic film coated with the visible light-responsive photocatalytic composition.
이때, 상기 노출부재는 조명 커버, 반사갓, 굴절 커버 및 디퓨저(산광기)로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있고, 상기 광원은 LED 광원으로 이루진 것일 수 있다.In this case, the exposure member may be at least one selected from the group consisting of a lighting cover, a reflector, a refractive cover, and a diffuser (diffuser), and the light source may be formed of an LED light source.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 광촉매 필름은 도 1에 도시한 바와 같이, 필름(70) 상에 가시광 응답형 광촉매 조성물을 코팅하여 형성된 가시광 응답형 광촉매 코팅층(80)을 형성시킬 수 있고, 상기 가시광 응답형 광촉매 코팅층 상면에는 가시광 응답형 광촉매 코팅층 표면을 보호할 수 있는 보호필름(90)이 추가로 구비될 수 있으며, 가시광 응답형 광촉매 코팅층이 형성된 필름 저면에는 공지의 점/접착제(60)가 코팅되어 있어 건축의 내외벽, 건축자재, 차량내부, 생활용품 등에 부착시켜 생활공간에 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 필름은 점/접착제가 형성된 면 측에 점/접착제를 보호하기 위한 이형필름(50)을 추가로 구비할 수 있다.More specifically, the photocatalytic film according to an embodiment of the present invention may form a visible light-responsive
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 필름은 필름의 적어도 일면에 가시광 응답형 광촉매 조성물을 1회 이상 공지의 방법으로 도포하여 제조할 수 있고, 가시광 응답형 광촉매 조성물이 코팅된 필름과 보호필름은 광촉매를 적용할 수 있는 필름 및 물질이라면 제한없이 사용 가능하며, 종래에 알려져 있는 공지의 것을 사용할수 있다. 일 예로 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등일 수 있다.In addition, the visible light-responsive photocatalyst film according to an embodiment of the present invention may be prepared by applying a visible light-responsive photocatalyst composition to at least one surface of the film one or more times by a known method, and a film coated with a visible light-responsive photocatalyst composition The protective film can be used without limitation as long as it is a film and a material to which a photocatalyst can be applied, and a conventionally known one can be used. For example, it may be polyethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and the like.
이에, 도 2와 같은 조명장치에 본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매를 함유시켜 점등하면 유리관의 외주면에 코팅된 가시광 응답형 광촉매 코팅층 또는 광촉매 필름이 램프에서 발생하는 빛(광)과 화학반응을 하여 유리관(102) 외주면에 부착되는 오염물질들을 분해하고, 실내 공기 중에 있는 함유되어 있는 휘발성 유기화합물, 악취물질, 세균 등을 제거 분해한다. 즉, 대류현상으로 오염된 공기가 유리관(102)의 외주면에 닿는 순간 살균, 탈취과정을 거쳐 정화되며, 암모니아, 포름알데히드(화장실 냄새), 아세트알데히드(담배 등의 자극적인 냄새, 메틸 메르캅탄(썩은 양파 냄새), 초산(신 냄새), 황화수소(썩은 계란 냄새) 등과 같은 역한 냄새의 물질을 제거할 수 있다.Accordingly, when the lighting device as shown in FIG. 2 contains a visible light-responsive photocatalyst according to an embodiment of the present invention and is lit, the visible light-responsive photocatalyst coating layer or photocatalyst film coated on the outer circumferential surface of the glass tube is generated from the lamp. Through a chemical reaction, contaminants attached to the outer circumference of the
본 발명의 일 구현예에 따른 조명장치는 다른 실시예로, 도 3에 도시된 바와 같이 반사갓(120)의 내측면(120b) 및/또는 외측면(120a)에 본 발명의 가시광 응답형 광촉매 조성물을 코팅시켜 광촉매 코팅층 또는 광촉매 필름을 형성시킬 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 디퓨저(산광기, diffuser) 또는 필름(130)의 표면 내측면 및/또는 외측면에 본 발명의 가시광 응답형 광촉매 조성물을 코팅시켜 광촉매 코팅층 또는 광촉매 필름을 형성시킬 수도 있다.The lighting device according to the embodiment of the present invention is another embodiment, as shown in FIG. 3, the visible light-responsive photocatalyst composition of the present invention on the
본 발명의 일 구현예에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물은 자외선 영역뿐만 아니라, 실내의 전등, 형광등, LED 등과 같은 가시광 영역의 낮은 에너지를 갖는 파장대에서도 유기물을 산화시켜 분해하는 광촉매활성을 가져 유해물질의 제거, 탈취, 살균 등의 효과가 탁월한 효과가 있다.The visible light-responsive photocatalyst composition according to an embodiment of the present invention has photocatalytic activity that oxidizes and decomposes organic matters not only in the ultraviolet region but also in the wavelength band having low energy in the visible light region such as indoor lights, fluorescent lamps, LEDs, etc. It has excellent effects such as removal, deodorization, and sterilization.
이로써, 상기 가시광 응답형 광촉매 조성물을 이용하는 조명장치는 조명 기능에 영향이 적으면서 유해물질 제거, 탈취 및 살균 효과가 탁월한 가시광 응답형 광촉매 조성물을 함유시킴으로써, 조명장치로부터 제공되는 광에 의해 광촉매가 쉽게 활성화될 수 있어 활성 효과가 높은 수준으로 유지할 수 있고, 조명장치 표면에 부착된 유해물질이 분해 제거됨으로써 목적하는 소정의 조도를 유지하는 동시에 조명장치를 위생적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.As a result, the lighting device using the visible light-responsive photocatalyst composition contains a visible light-responsive photocatalyst composition having excellent effect of removing, deodorizing, and sterilizing harmful substances while having little effect on the lighting function, so that the photocatalyst is easily made by the light provided from the lighting device. Since it can be activated, the activation effect can be maintained at a high level, and by decomposing and removing harmful substances attached to the surface of the lighting device, there is an effect that the lighting device can be used hygienically while maintaining a desired predetermined illuminance.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Above, the preferred embodiment of the present invention has been described in detail, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications by those of ordinary skill in the relevant field within the scope of the technical idea of the present invention This is possible.
[실시예 1][Example 1]
미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 은 나노입자 콜로이드 27 중량부를 먼저 혼합한 후에, 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 105 중량부를 더욱 혼합함으로써, 가시광 응답형 광촉매 조성물을 제조하였다.Based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water; After first mixing 27 parts by weight of a colloid of silver nanoparticles, 105 parts by weight of an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin containing a titanium precursor and a silane compound were further mixed to prepare a visible light-responsive photocatalyst composition.
이때, 상기 은 나노입자 콜로이드를 제조하기 위하여, 증류수 100 중량부에, 질산은(AgNO3) 9 중량부 및 실데나필 시트레이트 19 중량부를 혼합하여 약3시간 동안 반응시켰다. 이후, 수소붕소화나트륨 31 중량부를 더욱 첨가하여 약40분 동안 반응시킴으로써, 평균입경이 약 22 nm인 은 나노입자를 함유하는 은 나노입자 콜로이드를 제조하였다.At this time, in order to prepare the silver nanoparticle colloid, 100 parts by weight of distilled water , 9 parts by weight of silver nitrate (AgNO 3 ) and 19 parts by weight of sildenafil citrate were mixed and reacted for about 3 hours. Thereafter, 31 parts by weight of sodium borohydride were further added and reacted for about 40 minutes, thereby preparing a silver nanoparticle colloid containing silver nanoparticles having an average particle diameter of about 22 nm.
또한, 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지를 제조하기 위하여, 증류수 100 중량부에, 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트 71 중량부 및 이소프로필알코올 55 중량부를 약15℃의 온도에서 먼저 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 이후, 약15℃의 온도를 유지하면서, 상기 혼합물에, 티타늄 전구체 33 중량부(티타늄테트라 이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide; TTIP) 및 티타닐 클로라이드(TiOCl2)를 1: 2 중량비율로 혼합한 혼합물) 및 에폭시 실란 36 중량부를 혼합한 후, 약85℃의 온도로 승온시키고 약6시간 동안 반응시켜, 아나타제형 티타늄 혼합물을 제조하였다. 이후, 상기 아나타제형 티타늄 혼합물에 테트라에톡시오르소실란 5 중량부 및 메틸트리메톡시실란 2 중량부를 더 혼합하고, 약2시간동안 반응시킨 후, 상온으로 냉각하여 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지를 제조하였다.In addition, to prepare the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin, 100 parts by weight of distilled water, 71 parts by weight of polybutylene glycol dimethacrylate, and 55 parts by weight of isopropyl alcohol are first mixed at a temperature of about 15° C. Was prepared. Thereafter, while maintaining a temperature of about 15° C., 33 parts by weight of a titanium precursor (titanium tetraisopropoxide; TTIP) and titanyl chloride (TiOCl 2 ) were mixed in a weight ratio of 1: 2 to the mixture. Mixture) and 36 parts by weight of epoxy silane were mixed, the temperature was raised to about 85° C., and reacted for about 6 hours to prepare an anatase-type titanium mixture. Thereafter, 5 parts by weight of tetraethoxy orthosilane and 2 parts by weight of methyltrimethoxysilane were further mixed with the anatase-type titanium mixture, reacted for about 2 hours, and then cooled to room temperature to form a silane-based sol-gel resin containing anatase-type titanium. Was prepared.
[실시예 2][Example 2]
미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 은 나노입자 콜로이드 47 중량부를 먼저 혼합한 후에, 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 82 중량부를 더욱 혼합함으로써, 가시광 응답형 광촉매 조성물을 제조하였다. Based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water; After mixing 47 parts by weight of the colloidal silver nanoparticles first, 82 parts by weight of the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin containing a titanium precursor and a silane compound were further mixed, thereby preparing a visible light-responsive photocatalyst composition.
이때, 상기 은 나노입자 콜로이드 및 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 상기 실기예 1에서 제조된 것과 동일한 것을 사용하였다.At this time, the silver nanoparticle colloid and the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin were the same as those prepared in Example 1.
[실시예 3][Example 3]
미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 은 나노입자 콜로이드 22 중량부를 먼저 혼합한 후에, 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 117 중량부를 더욱 혼합함으로써, 가시광 응답형 광촉매 조성물을 제조하였다. Based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water; After first mixing 22 parts by weight of colloidal silver nanoparticles, 117 parts by weight of the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin containing a titanium precursor and a silane compound was further mixed to prepare a visible light-responsive photocatalyst composition.
이때, 상기 은 나노입자 콜로이드 및 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 상기 실기예 1에서 제조된 것과 동일한 것을 사용하였다.At this time, the silver nanoparticle colloid and the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin were the same as those prepared in Example 1.
[비교예 1][Comparative Example 1]
미산성 차아염소산수 100 중량부를 대신하여 증류수 100 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광촉매 조성물을 제조하였다. A photocatalyst composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by weight of distilled water was used instead of 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water.
[비교예 2][Comparative Example 2]
미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 105 중량부를 혼합함으로써, 광촉매 조성물을 제조하였다.Based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water; A photocatalytic composition was prepared by mixing 105 parts by weight of an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin containing a titanium precursor and a silane compound.
이때, 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는 상기 실기예 1에서 제조된 것과 동일한 것을 사용하였다.At this time, the anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin was the same as that prepared in Example 1.
[비교예 3][Comparative Example 3]
미산성 차아염소산수 100 중량부에 대하여; 은 나노입자 수용액 27 중량부를 먼저 혼합한 후에, 티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계수지 105 중량부를 더욱 혼합함으로써, 광촉매 조성물을 제조하였다.Based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid water; A photocatalyst composition was prepared by first mixing 27 parts by weight of an aqueous silver nanoparticle solution, and then further mixing 105 parts by weight of an anatase-type titanium-containing silane resin containing a titanium precursor and a silane compound.
이때, 상기 은 나노입자 수용액은 증류수 100 중량부에, 질산은(AgNO3) 9 중량부를 혼합하여 제조하였다.At this time, the silver nanoparticle aqueous solution was prepared by mixing 100 parts by weight of distilled water and 9 parts by weight of silver nitrate (AgNO 3 ).
또한, 상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 수지를 제조하기 위하여, 약15℃의 온도에서 증류수 100 중량부에, 이소프로필알코올 55 중량부 및 티타늄 전구체 33 중량부(티타늄테트라 이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide; TTIP) 및 티타닐 클로라이드(TiOCl2)를 1: 2 중량비율로 혼합한 혼합물)를 혼합한 후, 약85℃의 온도로 승온시키고 약6시간 동안 반응시켜, 아나타제형 티타늄 혼합물을 제조하였다. 이후, 상기 아나타제형 티타늄 혼합물에 메틸트리메톡시실란 5 중량부를 더 혼합하고, 약2시간동안 반응시킨 후, 상온으로 냉각하여 아나타제형 티타늄 함유 실란계수지를 제조하였다.In addition, in order to prepare the anatase-type titanium-containing silane-based resin, 100 parts by weight of distilled water at a temperature of about 15° C., 55 parts by weight of isopropyl alcohol, and 33 parts by weight of a titanium precursor (titanium tetraisopropoxide; TTIP) and titanyl chloride (TiOCl 2 ) were mixed in a 1: 2 weight ratio), and then heated to a temperature of about 85° C. and reacted for about 6 hours to prepare an anatase-type titanium mixture. Thereafter, 5 parts by weight of methyltrimethoxysilane was further mixed with the anatase-type titanium mixture, reacted for about 2 hours, and then cooled to room temperature to prepare an anatase-type titanium-containing silane-based resin.
[실험예 1] : 탈취성능 측정[Experimental Example 1]: Deodorization performance measurement
실시예 1 내지 3와 비교예 1 내지 3에서 제조된 광촉매 조성물의 탈취성능을 측정하기 위해 실시예 1 내지 3와 비교예 1 내지 3에서 제조된 광촉매 조성물을 Bar 코터를 이용하여 PET 필름에 100nm 두께로 도포하고, 상온에서 건조하여 광촉매 조성물이 코팅된 필름을 제조하였다. 이와 같이 제조되는 필름은 탈취성능을 측정하기 위해 형광등 불빛에서 탈취성능을 측정하였고, 측정방법으로는 트리메틸아민, 포름알데히드, 아세트알데히드 및 톨루엔을 KS I 2218:2009 규격에 의하여 검지관을 이용하여 30분 후에 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the deodorization performance of the photocatalyst compositions prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the photocatalyst compositions prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were 100 nm thick on a PET film using a bar coater. And dried at room temperature to prepare a film coated with a photocatalyst composition. In order to measure the deodorization performance of the film thus produced, the deodorization performance was measured in the light of a fluorescent lamp, and as a measurement method, trimethylamine, formaldehyde, acetaldehyde, and toluene were measured using a detector tube according to KS I 2218:2009. It was measured after minutes, and the results are shown in Table 1 below.
한편, 경과시간에 따른 탈취성능을 측정하기 위해 포름알데히드 50 ppm을 실시예 1에서 제조된 광촉매 조성물을 사용하여 형광등 불빛에서 KS I 2218:2009 규격에 준하는 방법으로 검지관을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 이때, 도 5의 (b)는 실시예 1에서 제조된 광촉매 조성물이 사용되지 않은 대조군의 측정 결과이고, 도 5의 (a)는 실시예 1에서 제조된 광촉매 조성물이 사용된 실험군의 측정결과이다.On the other hand, in order to measure the deodorization performance according to the elapsed time, 50 ppm of formaldehyde was measured in a fluorescent lamp using the photocatalyst composition prepared in Example 1 using a detection tube in a method conforming to the KS I 2218:2009 standard, and the The results are shown in FIG. 5. At this time, Figure 5 (b) is the measurement result of the control group in which the photocatalyst composition prepared in Example 1 was not used, and Figure 5 (a) is the measurement result of the experimental group in which the photocatalyst composition prepared in Example 1 was used. .
[실험예 2] : 살균성능 측정[Experimental Example 2]: Measurement of sterilization performance
실시예 1 내지 3와 비교예 1 내지 3에서 제조된 광촉매 조성물의 살균성능을 측정하기 위해 살균성능을 측정하였다. 측정방법으로는 MRSA(Staphylococus aures subsp. aureus ATCC 33591), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442), 대장균(Escherichia coli ATCC 25922), 폐렴균(Klebsiella pneumoniae ATCC 4352), 황색포도상구균(Staphylococus aureus ATCC 6538) 및 살모넬라균(Salmonella typhimurium IFO 14193)을 KCLFIR-1002:2011 규격에 의하여 10초간 배양 후에 제거율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the sterilization performance of the photocatalyst compositions prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the sterilization performance was measured. Measurement methods include MRSA (Staphylococus aures subsp. aureus ATCC 33591), Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, E. coli (Escherichia coli ATCC 25922), Klebsiella pneumoniae ATCC 4352), Staphylococus aureus ATCC 6538 and Staphylocoureus ATCC The removal rate of bacteria (Salmonella typhimurium IFO 14193) was measured after culturing for 10 seconds according to the KCLFIR-1002:2011 standard, and the results are shown in Table 1 below.
한편, 도 6에서는 대장균(Escherichia coli ATCC 25922)을 KCL-FIR-1002:2011 규격에 의하여 10초간 배양 후에 실시예 1에서 제조된 광촉매 조성물을 적용하여 제거율을 측정하였다.Meanwhile, in FIG. 6, E. coli (Escherichia coli ATCC 25922) was cultured for 10 seconds according to the KCL-FIR-1002:2011 standard, and then the photocatalytic composition prepared in Example 1 was applied to measure the removal rate.
division
상기 표 1, 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3에서 제조된 가시광 응답형 광촉매 조성물의 경우, 비교예 1 내지 3에 비해, 가시광선에서도 탈취성능과 세균제거율이 월등히 높은 것을 확인할 수 있었다.As shown in Tables 1, 5, and 6, in the case of the visible light-responsive photocatalyst composition prepared in Examples 1 to 3, compared to Comparative Examples 1 to 3, the deodorizing performance and the bacteria removal rate were significantly higher even in visible light. I could confirm.
또한, 도 6에 나타난 바와 같이, 초기 1.2 × 104개의 균이 10초 후 <10개 이하로 줄어들어 99.9%의 우수한 살균성능을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예에서 제조된 광촉매 조성물의 경우에는 탈취가 어려운 아세트알데히드에서 91 % 이상의 탈취 성능과 99.9 % 이상의 살균성능을 보이는 것으로 나타났다.In addition, as shown in FIG. 6, the initial 1.2 × 10 4 bacteria decreased to <10 or less after 10 seconds, confirming an excellent sterilization performance of 99.9%. In particular, in the case of the photocatalyst composition prepared in Example, it was found to exhibit 91% or more deodorization performance and 99.9% or more sterilization performance in acetaldehyde, which is difficult to deodorize.
따라서, 본 발명에 따른 가시광 응답형 광촉매 조성물은 지속적인 유해물질 제거, 탈취, 살균 작용 등을 수행함으로써, 조명장치의 표면에 코팅되어 생활용품 등 모든 생활 공간에 적용이 가능할 수 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the visible light-responsive photocatalyst composition according to the present invention can be coated on the surface of a lighting device and applied to all living spaces such as household goods by continuously removing harmful substances, deodorizing, and sterilizing.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, all the embodiments described above are illustrative and should be understood as non-limiting. The scope of the present invention should be construed as including all changed or modified forms derived from the meaning and scope of the claims to be described later rather than the above detailed description, and equivalent concepts thereof.
10 : 조명장치 50 : 이형 필름 60 : 점/접착제
70 : 필름 80, 103 : 코팅층 90 : 보호필름
100: 램프 101: 형광체 102: 유리관
120: 반사갓 130: 디퓨저 또는 필름10: lighting device 50: release film 60: point/adhesive
70:
100: lamp 101: phosphor 102: glass tube
120: reflector 130: diffuser or film
Claims (5)
티타늄 전구체 및 실란화합물을 포함하는 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지 80 내지 120 중량부; 및 은 나노입자 콜로이드 20 내지 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 응답형 광촉매 조성물.
Based on 100 parts by weight of slightly acidic hypochlorous acid (hypochlorous acid, pH 5 to 6.5);
80 to 120 parts by weight of an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin including a titanium precursor and a silane compound; And Visible light-responsive photocatalytic composition comprising 20 to 50 parts by weight of colloidal silver nanoparticles.
상기 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지는
증류수 100 중량부, 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트 70 내지 80 중량부, 알코올 40 내지 60 중량부, 티타늄 전구체 20 내지 50 중량부 및 에폭시 실란 30 내지 50 중량부를 혼합한 후, 70 내지 90 ℃의 온도로 승온 및 반응시켜, 아나타제형 티타늄 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 아나타제형 티타늄 혼합물에 테트라에톡시오르소실란 3 내지 15 중량부 및 메틸트리메톡시실란 1 내지 10 중량부를 혼합 및 반응시켜 아나타제형 티타늄 함유 실란계 졸겔수지를 제조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 가시광 응답형 광촉매 조성물.
The method of claim 1,
The anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin
After mixing 100 parts by weight of distilled water, 70 to 80 parts by weight of polybutylene glycol dimethacrylate, 40 to 60 parts by weight of alcohol, 20 to 50 parts by weight of titanium precursor, and 30 to 50 parts by weight of epoxy silane, Heating and reacting to a temperature to prepare an anatase-type titanium mixture; And
By a manufacturing method comprising the step of mixing and reacting 3 to 15 parts by weight of tetraethoxy orthosilane and 1 to 10 parts by weight of methyltrimethoxysilane to the anatase-type titanium mixture to prepare an anatase-type titanium-containing silane-based sol-gel resin. Visible light-responsive photocatalyst composition, characterized in that produced.
상기 티타늄 전구체는 티타늄테트라 이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide; TTIP), 티타닐 클로라이드(TiOCl2) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 부틸알코올, 이소부틸알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가시광 응답형 광촉매 조성물.
The method of claim 2,
The titanium precursor is one or more selected from the group consisting of titanium tetraisopropoxide (TTIP), titanyl chloride (TiOCl 2 ), and mixtures thereof;
The alcohol is a visible light-responsive photocatalyst composition, characterized in that at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, isobutyl alcohol, and mixtures thereof.
상기 은 나노입자 콜로이드는
증류수 100 중량부, 은(Ag)의 염 5 내지 13 중량부, 실데나필 시트레이트 15 내지 25 중량부 및 수소붕소화나트륨 20 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 응답형 광촉매 조성물.
The method of claim 1,
The silver nanoparticle colloid is
A visible light-responsive photocatalyst composition comprising 100 parts by weight of distilled water, 5 to 13 parts by weight of a salt of silver (Ag), 15 to 25 parts by weight of sildenafil citrate, and 20 to 40 parts by weight of sodium borohydride.
상기 조명장치는 광원; 및 상기 광원으로부터 방사되는 광이 노출되는 노출부재;를 포함하는 것이고,
상기 노출부재에는 상기 가시광 응답형 광촉매 조성물이 코팅된 광촉매 코팅층 또는 광촉매 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명장치.It relates to a lighting device using the visible light-responsive photocatalyst composition according to any one of claims 1 to 4,
The lighting device includes a light source; And an exposure member through which light radiated from the light source is exposed,
A lighting device comprising a photocatalytic coating layer or a photocatalytic film coated with the visible light-responsive photocatalytic composition on the exposure member.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023006463A1 (en) * | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Signify Holding B.V. | A disinfection lighting device |
| KR102557244B1 (en) | 2022-12-22 | 2023-07-20 | 빌트조명(주) | Lighting Devices having visible Light-responsive Photocatalyst |
| KR102559157B1 (en) | 2023-01-04 | 2023-07-25 | 주식회사 푸름에어 | Downlight having air sterilization and purification function |
| WO2023195841A1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | Germicidal Technology Sdn Bhd | An apparatus for disinfecting a target surface or air |
| KR20240000661A (en) | 2022-06-22 | 2024-01-03 | 서동수 | Lighting device using OLED illuminant and photocatalyst |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005532154A (en) * | 2002-07-09 | 2005-10-27 | ライプニッツ−インスティトゥート フィア ノイエ マテリアーリエン ゲマインニュッツィゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクタ ハフトゥンク | Support comprising a photocatalytic TiO2 layer |
| KR101642453B1 (en) * | 2015-11-02 | 2016-07-25 | 한국화학연구원 | Method for producing sericite with high photocatalytic activity of visible light, high opacity and antimicrobial property and its sericite |
| JP2016163858A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社東芝 | Photocatalyst structure, method for producing the same and photocatalyst-dispersed liquid |
| KR101721027B1 (en) | 2016-07-22 | 2017-04-18 | 주식회사 에스필코리아 | Visible Light-responsive Photocatalyst and Lighting Device Using the Same |
| JP2018153787A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | Photocatalyst coating liquid containing hypochlorous acid, method for producing base material with photocatalyst, and base material with photocatalyst |
| KR101910930B1 (en) | 2018-03-26 | 2018-10-23 | (주)에스케이지라이팅 | Visible Light-responsive Photocatalytic Composition, Method for Preparing the Same and Lighting Device Containing the Same |
-
2020
- 2020-09-11 KR KR1020200116622A patent/KR102219256B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005532154A (en) * | 2002-07-09 | 2005-10-27 | ライプニッツ−インスティトゥート フィア ノイエ マテリアーリエン ゲマインニュッツィゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクタ ハフトゥンク | Support comprising a photocatalytic TiO2 layer |
| JP2016163858A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社東芝 | Photocatalyst structure, method for producing the same and photocatalyst-dispersed liquid |
| KR101642453B1 (en) * | 2015-11-02 | 2016-07-25 | 한국화학연구원 | Method for producing sericite with high photocatalytic activity of visible light, high opacity and antimicrobial property and its sericite |
| KR101721027B1 (en) | 2016-07-22 | 2017-04-18 | 주식회사 에스필코리아 | Visible Light-responsive Photocatalyst and Lighting Device Using the Same |
| JP2018153787A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | Photocatalyst coating liquid containing hypochlorous acid, method for producing base material with photocatalyst, and base material with photocatalyst |
| KR101910930B1 (en) | 2018-03-26 | 2018-10-23 | (주)에스케이지라이팅 | Visible Light-responsive Photocatalytic Composition, Method for Preparing the Same and Lighting Device Containing the Same |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023006463A1 (en) * | 2021-07-27 | 2023-02-02 | Signify Holding B.V. | A disinfection lighting device |
| WO2023195841A1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | Germicidal Technology Sdn Bhd | An apparatus for disinfecting a target surface or air |
| KR20240000661A (en) | 2022-06-22 | 2024-01-03 | 서동수 | Lighting device using OLED illuminant and photocatalyst |
| KR102557244B1 (en) | 2022-12-22 | 2023-07-20 | 빌트조명(주) | Lighting Devices having visible Light-responsive Photocatalyst |
| KR102559157B1 (en) | 2023-01-04 | 2023-07-25 | 주식회사 푸름에어 | Downlight having air sterilization and purification function |
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