KR102293199B1 - 공기정화 기능을 갖는 무드등 - Google Patents

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KR102293199B1
KR102293199B1 KR1020200165840A KR20200165840A KR102293199B1 KR 102293199 B1 KR102293199 B1 KR 102293199B1 KR 1020200165840 A KR1020200165840 A KR 1020200165840A KR 20200165840 A KR20200165840 A KR 20200165840A KR 102293199 B1 KR102293199 B1 KR 102293199B1
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오제혁
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주식회사 제이에이치 코리아
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Abstract

본 발명은 무드등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기정화 기능을 갖는 무드등에 관한 것이다.

Description

공기정화 기능을 갖는 무드등{Mood lamp having air purification function}
본 발명은 무드등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기정화 기능을 갖는 무드등에 관한 것이다.
최근 실내공기정화에 대한 관심이 급증하고 있다. 종래에는 환기를 통해서 외부공기와 실내공기를 교환하는 방식으로 실내공기를 정화했으나 최근에는 각종 미세먼지, 분진 등으로 인해서 외부공기의 질이 나빠져 외부공기로 실내공기를 교환하는 방식의 효용이 매우 저하된 실정이다.
이에 따라서 실내공기정화를 위해서 각종 장치가 개발되고 있으며, 그 일예로 공기를 필터를 통해서 여과시키는 공기청정기가 있다. 그러나 공기청정기는 공기중 에 포함된 입자상의 물질을 필터를 통해 여과하는 방식으로 공기를 정화하는 장치로써 필터가 여과시킬 수 있는 크기보다 작은 입자상의 물질이나 세균, 곰팡이와 같은 유해생물을 제거하기는 쉽지 않다.
한편, 광촉매를 공기정화에 이용하려는 시도가 있다. 광촉매란 광에너지를 통해 산화-환원 반응을 촉진시키는 촉매로써, 광촉매를 통해서 오염물질의 분해와 악취 등을 제거하는 연구가 그것이다. 일예로 TiO2(Titanium dioxide)에 광을 조사 시 전자들이 전도대에 전이되어 전자와 정공이 형성된다. 이러한 전자와 정공은 매우 강한 산화력과 환원력이 있으므로 공기 중의 수증기(H2O)나 산소(O2) 등과 반응하여 강한 OH라디칼, H라디칼(radical) 등을 발생시켜서 각종 유기물이나 오염물질을 산화, 분해할 수 있고, 구체적으로 공기 중의 가스상 오염물질인 질소산화물, 탄화수소, 일산화탄소, 황산화물, 오존 등과, VOC물질인 포름알데히드, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 라돈 등과 담배연기와 그 냄새, 기타 암모니아 등의 악취를 산화 분해시켜 공기를 정화할 수 있다. 또한, 발생된 강한 라디칼 이온은 집먼지 진드기, 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 세균 등 유해생물 세균을 사멸시키는 탁월한 효과가 있다.
이에 따라서 최근에는 광촉매를 각종 실내 장치나 물품의 표면에 코팅한 실내 공기정화용 장치에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있으나 공기정화나 살균성능이 충분하지 못하고, 내구성 역시 좋지 못한 문제가 있다.
등록특허공보 제2149671호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 실내 인테리어나 조명용도로 사용되는 무드등을 이용하여 공기정화 및 살균성능이 우수하고, 향기를 발산해 공간 내 머무르는 사람의 심신 안정과 기분을 좋게 만들 수 있는 공기정화 기능을 갖는 무드등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광원의 발열이나 다습한 환경에서도 공기정화 및 살균성능이 장시간 유지되며, 다양한 형상의 커버에도 목적하는 수준으로 공기정화 기능이 구비되며, 구비된 공기정화 기능이 장시간 발현될 수 있는 내구성을 갖춘 무드등을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제1구현예는 광원을 포함하는 광원부 및 상기 광원을 소정의 거리만큼 이격하여 전부 또는 일부 둘러싸는 커버부를 포함하는 무드등으로서, 상기 커버부는 커버몸체, 및 상기 커버몸체의 외측 및 내측 중 어느 하나 이상의 측 표면 상에 형성되며 향료 성분을 함유하는 광촉매층을 포함하는 공기정화 기능을 갖는 무드등을 제공한다.
또한, 본 발명의 제2구현예는 광원을 포함하는 광원부 및 상기 광원을 소정의 거리만큼 이격하여 전부 또는 일부 둘러싸는 커버부를 포함하는 무드등으로서, 상기 무드등은 상기 커버부와 광원부 사이 내측공간에 광원으로부터 발생되는 열을 통해 향기를 발산하는 향료 성분을 함유한 항기발생부를 구비하며, 상기 커버부는 커버몸체, 및 상기 커버몸체의 외측 및 내측 중 어느 하나 이상의 측 표면 상에 형성되는 광촉매층을 포함하는 공기정화 기능을 갖는 무드등을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광원은 가시광선 파장대를 포함하는 광을 조사할 수 있다.
또한, 상기 광은 자외선 파장대를 포함하며, 상기 커버부는 가시광선 파장대의 광을 투과시키고 자외선 파장대의 광은 투과시키지 않거나 반사시키는 파장선택적 투과층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상기 광촉매층은 적어도 커버몸체 내측 표면에 형성되며, 상기 무드등은 광촉매층에 의해서 발생된 라디칼 이온을 커버부 외측으로 방출시키기 위한 송풍부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광촉매층은 이산화티타늄을 함유하는 광촉매 성분, 및 환원된 그래핀옥사이드, 또는 이산화티타늄졸 및 유기티타늄을 포함하는 무기바인더 성분을 함유할 수 있다.
또한, 상기 광촉매층은 광촉매 성분으로써 산화코발트(Co2O3)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 광촉매층은 무기바인더 성분을 60 ~ 70중량%로 함유하며, 상기 무기바인더 성분은 이산화티타늄졸 100 중량부에 대하여 유기티타늄을 10 ~ 20 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기티타늄은 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리콜레이트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리콜레이트는 1:1.5 ~ 2.0 중량비로 포함될 수 있다.
본 발명에 의한 무드등은 공기정화 및 살균성능이 우수하다. 또한, 향기를 발산해 공간 내 머무르는 사람의 심신 안정과 기분을 좋게 만들 수 있다. 나아가 본 발명의 일 실시예 의한 무드등은 광원을 통해 발산되는 열이나 공기 중의 수증기에 의한 공기정화성능 저하 등의 내구성 저하를 최소화함에 따라서 장시간 공기정화 및 살균성능을 발현할 수 있다. 또한, 다양한 형상에도 공기정화 기능을 발현하는 광촉매층이 쉽게 구현할 수 있고, 안정적으로 지속하여 부착됨에 따라서 오랜 기간 공기정화 및 살균성능을 발현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무드등 및 무드등 내 함유되는 향기발산부의 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 무드등에 구비되는 광촉매층으로써 이산화티타늄-환원된 그래핀 옥사이드 복합체에 대한 SEM 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 제1구현예에 의한 무드등은 광원을 포함하는 광원부 및 상기 광원을 소정의 거리만큼 이격하여 전부 또는 일부 둘러싸는 커버부를 포함하며, 상기 커버부는 커버몸체, 및 상기 커버몸체의 외측 및 내측 중 어느 하나 이상의 측 표면 상에 형성되며 향료 성분을 함유하는 광촉매층을 포함한다.
또한, 본 발명의 제2구현예에 의한 무드등은 광원을 포함하는 광원부 및 상기 광원을 소정의 거리만큼 이격하여 전부 또는 일부 둘러싸는 커버부를 포함하고, 상기 무드등은 상기 커버부와 광원부 사이 내측공간에 광원으로부터 발생되는 열을 통해 향기를 발산하는 향료 성분을 함유한 항기발생부를 구비하며, 상기 커버부는 커버몸체, 및 상기 커버몸체의 외측 및 내측 중 어느 하나 이상의 측 표면 상에 형성되는 광촉매층을 포함한다.
상기 제1구현예와 제2구현예에 따른 무드등은 무드등 내 향료성분의 위치가 광촉매층 또는 별도의 향료발산부인지에 따라서 차이가 있고, 나머지 구성은 동일하다.
상기 광원부는 광원을 포함하며, 통상적인 조명장치에 사용되는 광원부의 경우 제한 없이 채택될 수 있으며, 일예로 광원 이외에 광원이 고정되는 소켓, 소켓에 전기에너지를 인가 및 제어하는 회로부 등을 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 소켓의 경우 필라멘트 또는 LED와 같은 전구타입이나 형광등과 같은 바타입의 광원을 사용하는 경우 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 경우에 따라서 소켓은 생략될 수 있다. 또한, 통상의 조명장치에 구비될 수 있는 광원부의 구성은 제한 없이 채택될 수 있으므로 기술된 세부 구성 이외의 공지된 다른 광원부의 구성을 더 포함할 수 있음을 밝혀둔다.
상기 광원은 전기에너지를 광에너지로 변환시키는 기능을 수행하며, 가시광선 파장대를 포함하는 광 또는 자외선 파장대의 광을 조사할 수 있다. 다만, 자외선 파장대의 광만을 조사하는 경우 자외선 파장대의 광은 인체에 유해할 수 있으므로 자외선 파장대의 광만은 무드등의 광원으로 부적절할 수 있다.
또한, 경우에 따라서 가시광선 파장대와 자외선 파장대를 모두 포함하는 광을 조사할 수도 있다. 이 경우 자외선 파장대의 광이 커버부를 통과해 무드등 외부로 조사되는 것을 최소화 또는 방지하기 위하여 후술하는 커버부는 가시광선 파장대의 광을 투과시키고 자외선 파장대의 광은 투과시키지 않는 파장선택적 투과층을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 파장선택적 투과층은 위와 같은 기능을 수행하는 공지된 광학층을 통해서 수행할 수 있으며, 일예로 굴절률이 상이한 서로 다른 재질의 박막층을 교호적으로 적층해 구현될 수 있다.
한편, 파장선택적 투과층과 광촉매층의 배치는 파장선택적 투과층이 광촉매층보다 광원을 기준으로 더 외측에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하며, 일예로 파장선택적 투과층-커버몸체-광촉매층, 파장선택적 투과층-광촉매층-커버 몸체, 또는 커버몸체-파장선택적 투과층-광촉매층으로 배치될 수 있으며, 이를 통해서 광촉매층에 포함되는 광촉매로써 자외선 파장대를 흡수하는 광촉매 성분을 사용가능하여 사용가능한 광촉매 성분이 많아질 수 있다. 또한, 파장선택적 투과층이 자외선 파장대를 반사하는 기능을 구비 시, 광원에서 조사된 자외선 파장대의 광이 1차로 광촉매층에 흡수된 뒤 광촉매층을 투과한 나머지 자외선 파장대의 광이 파장선택적 투과층에 반사되어 광촉매층에 재입사할 수 있으며, 이를 통해서 광촉매층을 통한 자외선 파장대의 광의 흡수를 증가시켜서 광촉매 활성을 더욱 증가시키기에 유리하다.
한편, 상기 광원에서 발생된 광의 파장대는 후술하는 광촉매층의 광촉매 성분이 흡수하는 파장대의 광을 고려해 적절히 변경될 수 있다.
다음으로 상술한 광원부를 둘러싸는 커버부에 대해서 설명한다.
상기 커버부는 커버몸체와 상기 커버몸체의 외측 및 내측 중 어느 하나 이상의 측 표면 상에 형성된 광촉매층을 포함한다.
상기 커버몸체는 도 1에 도시된 것과 같이 광원부를 완전히 수용하여 내부와 외부를 분리시키는 형상을 가지거나 또는 전등의 갓 형상과 같이 광원부를 소정의 간격 이격해 둘러싸되 상, 하로 개방된 구조를 가질 수 있다. 또는 상부 또는 하부 중 어느 한 측만 개방된 구조를 가질 수도 있다. 상기 커버몸체는 조명장치의 공지된 재질로 형성된 것일 수 있으며 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
또한, 상기 커버몸체는 일예로 외표면과 내표면을 관통하는 다수 개의 관통홀을 포함할 수 있으며, 상기 관통홀을 통해서 광촉매층이 공기나 수증기와 접촉 가능성이 높아지며 각종 라디칼 이온의 발생량이 증가시킬 수 있다. 또한, 커버몸체 상에 광촉매층을 코팅 시 코팅액의 일부가 관통홀에 흘러들어갈 수 있고, 관통홀 내부 전부 또는 일부에 형성된 광촉매 부분은 광촉매층와 커버몸체 간을 물리적으로 결합시키는 앵커역할을 수행할 수 있음에 따라서 광촉매층의 부착력을 더욱 증가시키기에 유리하다.
다음으로 광촉매층은 광원에서 조사된 광을 흡수해서 흡수된 광에너지를 반응물질에 전달하는 촉매기능을 수행하는 층으로써, 고온에서 수행되는 화학반응을 실온에서도 진행시킬 수 있고, 광의 조사를 중단 시 화학반응을 중지시킬 수 있다. 또한, 상기 화학반응은 반응물질이 광촉매층에 접촉할 때 반응이 일어나는 특징이 있다. 상기 반응물질은 일예로 공기 중의 수증기, 산소일 수 있는데 이러한 반응물질이 광을 흡수한 광촉매층에 접촉하게 되면 OH 라디칼이나 H 라디칼이 생성되며, 생성된 라디칼 이온은 공기 중의 세균, 바이러스, 곰팡이와 같은 미생물을 사멸시킬 수 있고, 공기 중의 오염물질을 산화, 분해시킴을 통해서 공기정화 기능을 발현할 수 있다.
상기 광촉매층은 커버몸체의 외측면, 내측면 또는 외측면과 내측면 모두에 형성되어도 무방하다. 한편, 커버몸체의 내측면에 광촉매층이 구비될 경우 무두등은 송풍팬을 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 커버몸체 내측의 광촉매층 표면 상에 인접해서 밀집하거나 커버몸체와 광원부 사이 빈 공간 상에 위치하는 라디칼 이온을 외부로 용이하게 방출시킬 수 있으며, 실내 공기의 정화능을 더욱 개선시킬 수 있다.
상기 광촉매층은 광촉매 성분과 상기 광촉매 성분을 커버몸체 표면에 고정시키는 바인더 성분을 함유할 수 있다.
상기 광촉매 성분은 광촉매 특성이 있다고 알려진 것의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용되는 광원이 조사하는 광의 파장대를 고려해 적절히 선택될 수 있다. 일예로 상기 광촉매 성분은 산화물 반도체, 예를 들면 TiO2, ZnO, WO3, MgO, Co2O3, ZnO, Fe2O3, SnO2 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또는 복합 산화물(SrTiO3, BiVO4) 및 일부의 황화물(CdS, ZnS), 질화물(GaN) 및 일부의 옥시질화물(예를 들면, ZnO：GaN)도 광촉매 특성을 나타낼 수 있다. 위와 같은 광촉매 성분은 고상 반응, 연소, 용매열합성, 화염 열분해, 플라즈마 합성, 화학 증착, 물리 증착, 볼 밀링 및 고에너지 분쇄를 비롯하는 알려진 여러가지 방법에 의해서, 광촉매를 합성할 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 구체적이 설명은 생략한다.
또한, 광촉매의 형상은 구상, 로드형, 비정형일 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광촉매 성분은 이산화티타늄을 함유하며, 이때 상기 이산화티타늄은 아나타제(anatase) 결정구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 이산화티타늄은 자외선 파장대 내지 가시광선 중 청색 파장영역대의 광에 대해서 활발한 광화학 반응을 보이고, 산, 염기, 유기 용매에 침식되지 않는 화학적인 안정성을 가짐에 따라서 활용성이 우수한 장점이 있다.
상기 이산화티타늄의 직경은 20 ~ 150㎚일 수 있으며, 직경이 20㎚ 미만일 경우 제조가 어렵고, 광촉매층을 제조 시 이산화티타늄 간의 응집 및 2차 입자를 생성하며, 이에 따라서 이산화티타늄의 분산이 불균일해지는 우려가 있다. 또한, 직경이 150㎚를 초과 시 광촉매 특성이 저하될 수 있고, 후술하는 무기바인더 성분과 함께 광촉매층을 형성 시 광촉매층의 부착력을 약화시킬 수 있는 우려가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 광촉매 성분은 이산화티타늄 이외에 산화코발트(Co2O3)를 더 함유할 수 있다. 산화코발트를 더 함유 시 광촉매층이 흡수할 수 있는 광의 파장대가 700㎚를 초과하는 영역까지 넓어짐에 따라서 사용할 수 있는 광원 선택의 폭이 넓어지고, 광촉매 특성이 개선되어 공기정화 기능이나 살균기능이 향상되는 이점이 있다.
이때, 광촉매 성분은 이산화티타늄과 산화코발트(Co2O3)를 1:1.2 ~ 1.8 중량비로 함유할 수 있으며, 만일 산화코발트가 이산화티타늄에 대비해 1.2 중량비 미만일 경우 광촉매 특성 개선이 미미할 수 있고, 만일 이산화티타늄에 대비해 1.8 중량비를 초과 시 커버몸체에 광촉매층의 부착강도가 저하될 수 있는 우려가 있다.
다음으로 상기 광촉매 성분을 커버몸체 상에 고정시키는 바인더 성분에 대해서 설명한다.
상기 바인더 성분은 광촉매 성분을 고정시켜 코팅층으로 구현시킬 수 있는 유기 또는 무기의 바인더 성분의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 그러나 유기바인더의 경우 열이나 수분에 의한 접착강도 저하, 열에 의한 수축 및 이에 따른 박리의 우려가 있어서 적합하지 않을 수 있다. 이에 상기 바인더 성분은 무기 바인더일 수 있으며, 일예로 환원된 그래핀 옥사이드, 또는 이산화티타늄 졸과 유기티타늄 화합물의 혼합물일 수 있다.
먼저 광촉매층이 바인더 성분으로 환원된 그래핀 옥사이드를 포함하는 경우에 대해서 설명하면, 광촉매층을 형성하기 위한 조성물 상에서 바인더 성분은 그래핀 옥사이드 상태로 이산화티타늄과 혼합되며, 혼합된 조성물이 피코팅면에 캐스팅되고 건조되어 소정의 두께를 갖는 건조된 상태의 광촉매층을 형성한 이후 700 ~ 1200℃의 공기 또는 비활성 기체 분위기 하에서 2 ~ 6시간 열처리함을 통해서 광촉매-환원된 그래핀옥사이드 복합층을 형성할 수 있다. 광촉매-환원된 그래핀옥사이드 복합층의 경우 열처리 과정을 거침을 통해서 이산화티타늄의 결정형을 강화시킬 수 있고, 그래핀을 통한 전기전도도 개선으로 광촉매 특성에 상승작용을 발현시킬 수 있는 이점이 있다.
다만, 700℃ 이상의 고온에서 열처리를 수행해야함에 따라서 커버몸체에 상기 광촉매층을 형성하기 위한 조성물을 직접처리하기 어려운 문제가 있고, 상기 열을 견딜 수 있는 재질로 커버몸체가 형성되어야 함에 따라서 커버몸체 재질 선택의 폭이 적어질 수 있다. 또한, 이로 인해서 별도의 부재 상에 광촉매-환원된 그래핀옥사이드 복합층을 제조한 뒤, 이를 커버몸체 상에 부착해야 하며, 이 과정에서 광촉매-환원된 그래핀옥사이드 복합층이 깨지거나 손상될 우려도 있다. 나아가 복잡한 형상의 커버부 몸체에 부착하기 용이하지 않은 우려도 있다.
이에 따라서 본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 바인더 성분은 이산화티타늄졸과 유기티타늄을 포함하는 무기바인더 성분을 포함할 수 있다. 이산화티타늄졸과 유기티타늄을 포함하는 무기바인더 성분은 고온의 열처리 과정을 생략시킬 수 있고, 이로 인해서 이산화티타늄을 포함하는 광촉매 성분이 함께 구비된 조성물 상태에서 직접 커버몸체에 광촉매층을 구현하는 것이 가능하다. 또한, 다양하고 복잡한 형상의 커버몸체에도 광촉매층을 용이하게 구현시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 다른 종류의 바인더 성분에 대비해 광원에서 발산되는 열, 공기 중의 수증기 등에도 커버몸체와 우수한 부착력으로 광촉매층을 유지할 수 있어서 고온다습 조건에서의 부착성이 뛰어나고 오랜기간 목적하는 공기정화 기능을 발현시킬 수 있다.
구체적으로 상기 광촉매층은 무기바인더 성분을 60 ~ 70중량%로 함유하며, 이때 무기바인더 성분은 이산화티타늄졸 100 중량부에 대하여 유기티타늄을 10 ~ 20 중량부로 포함할 수 있다. 만일 광촉매층에 무기바인더 성분이 60중량% 미만으로 함유 시 목적하는 충분한 부착특성을 발현하기 어려울 수 있고 특히, 절곡된 면이나 단차가 형성된 면의 코팅성이 저하될 우려가 있다. 또한, 만일 광촉매층에 무기바인더 성분이 70중량%를 초과 시 광촉매 특성이 저하될 수 있고, 고온다습 조건에서의 부착특성이 저하될 우려가 있다. 또한, 만일 이산화티타늄졸 100 중량부에 대하여 유기티타늄이 10 중량부 미만일 경우 공온다습한 환경에서 목적하는 수준의 부착특성을 발현하지 못할 수 있으며, 20중량부를 초과 시 광촉매 특성이 저하되어 공기정화 기능이 감소될 우려가 있다.
한편, 상기 이산화티타늄졸은 알코올과 같은 분산매에 이산화타타늄이 분산된 유동성을 갖는 졸 상태의 콜로이드 용액일 수 있다. 이때, 이산화티타늄졸에는 분산질인 이산화티타늄이 1 ~ 10 중량% 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기티타늄은 테트라이소프로필티타네이트, 테트라노말부틸티타네이트, 부틸티타네이트다이머, 티탄옥틸글리코네이트, 테트라옥틸티타네이트, 티탄아세틸아세트네이트, 티탄테트라아세틸아세트네이트, 티탄에틸아세트아세테이트, 도데실벤젠술폰산티탄화합물, 티탄락테이트, 디이소프로폭시 비스(아세틸아세토네이토(acetylacetonato))티탄, 이소프로폭시(2-에틸-1,3-헥산디올레이토(hexanediolato))티탄, 디이소프로폭시 비스(트리에탄올아미네이토(triethanolaminato))티탄, 디-n-부톡시 비스(트리에탄올아미네이토)티탄, 히드록시 비스(락테이토(lactato))티탄, 히드록시 비스(락테이토)티탄의 암모늄염, 티탄페록시구연산(titanium peroxycitric acid) 암모늄염 등을 1종 또는 이종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기 유기티타늄은 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리코네이트를 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리코네이트가 1:1.5 ~ 2.0 중량비로 포함될 수 있다. 이와 같이 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리코네이트를 유기티타늄으로 혼합사용 시 이산화티타늄졸과의 상승작용으로 접착력이 개선되며, 특히 고온다습한 환경에서의 접착력이 강화될 수 있고, 광촉매 성분으로써 이산화티타늄과 산화코발트를 혼합사용 시 혼합된 이종의 광촉매 성분을 우수한 접착력으로 커버몸체 상에 구비시키에 유리할 수 있다. 만일 2종의 유기티타늄 중 어느 하나를 사용하지 않거나, 어느 하나가 다른 유기티타늄으로 치환 시 목적하는 수준의 효과를 달성하기 어려울 수 있다. 또한, 만일 티탄옥틸렌글리코네이트가 테트라이소프로필티타네이트 중량에 대해서 1.5배 미만의 중량으로 사용 시 목적하는 효과가 충분히 발현되기 어려울 수 있고, 만일 티탄옥틸렌글리코네이트가 테트라이소프로필티타네이트 중량에 대해서 2.0 배 초과의 중량으로 사용 시 오히려 고온 다습 조건에서의 접착특성이 저하될 우려가 있다.
또한, 바인더에는 필요에 따라 추가적으로 기타 성분이 포함될 수 있다. 상기 기타 성분은 최종 생성되는 광촉매층 형성 조성물의 특성을 고려하여 당업자가 선택할 수 있다. 예를 들어, 안정화제, 산촉매, 경화제, 금속 첨가제 등을 포함할 수 있다.
또한, 광촉매층 형성 조성물에는 상술한 광촉매 성분, 바인더 성분 이외에 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 물이나 탄소수 1 ~ 5의 알코올을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
제조된 광촉매층 형성 조성물은 커버몸체 상에 일반적인 코팅방법, 일예로 딥코팅, 스프레이 코팅, 스크린 인쇄 등의 방법이 사용될 수 있다. 코팅 시 코팅 조건은 당업자가 적절하게 선택할 수 있다. 코팅 후 건조 온도는 예를 들어 80 내지 150℃의 범위에서 10 내지 120분 동안 실시될 수 있다.
또한, 구현되는 광촉매층의 두께는 10 ~ 500㎛일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 제1구현예와 제2구현예에 따른 무드등은 향료성분을 함유하며, 상기 향료성분은 제1구현예와 같이 상술한 광촉매층에 함유되거나, 또는 제2구현예와 같이 별도의 향기발산부에 구비될 수 있으며, 향료성분은 광원에서 발생된 열을 통해서 기화되어 공기 중에 발산될 수 있다.
상기 향료성분은 심신의 안정이나, 기분전환 등을 목적으로 사용되는 공지된 향료성분의 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 천연물에서 추출한 천연성분 및/또는 합성된 합성성분일 수 있다. 천연성분의 일예로 각종 꽃에서 추출된 성분이거나 허브류에서 추출된 성분일 수 있다.
또한, 제1구현예에서 향료성분은 광촉매층을 형성하는 광촉매층 형성조성물에 구비되어 광촉매층에 함유되거나, 또는 구현된 광촉매층에 향료성분을 처리하여 부가시키는 방식으로 광촉매층에 함유시킬 수 있다.
또한, 제2구현예에서 향료성분은 향기발산부에 함유되는데, 상기 향기발산부는 향료성분을 담지할 수 있는 담체를 구비하며, 상기 담체는 내부에 수용공간이 구비된 용기 또는 도 1에 도시된 것과 같이 다공성 볼일 수 있다. 이때 향료성분은 소정의 알코올류와 같은 용매에 혼합된 후 용기나 다공성 볼에 구비될 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예1>
통상적인 삿갓 형태의 커버몸체와 광원부를 구비한 무드등을 준비했다. 또한, 커버몸체 상에 구비될 광촉매층을 형성하기 위한 광촉매층 형성조성물을 준비했다. 구체적으로 광촉매층 형성조성물은 평균입경이 약 50㎚이며, 아나타제 결정상을 갖는 이산화티타늄 입자와 평균입경이 약 90㎚인 산화코발트(Co2O3) 입자를 1:1.5 중량비로 혼합한 광촉매 성분 34.5중량%, 이산화티타늄 입자가 약 5중량% 이소프로필알코올에 균질하게 분산된 이산화티타늄 졸 100 중량부에 대해서 유기티타늄(테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리코네이트가 1:1.5 중량비로 혼합)이 10중량부로 혼합된 무기바인더 성분 65중량% 및 시판되는 라벤더 추출물 0.5중량%를 혼합하여 제조하였다.
준비된 광촉매층 형성조성물을 커버몸체 외부면과 내부면에 도포 후 100℃에서 30분간 열처리 하여 외부면과 내부면 각각에 최종두께 150㎛인 광촉매층을 형성한 공기정화 기능을 갖는 무드등을 제조했다.
<실시예 2 ~ 4>
하기 표 1과 같이 유기티타늄의 함량을 변경하여 하기 표 1과 같은 무드등을 제조하였다.
<실험예1>
실시예에서 제조된 무드등에 대해서 하기의 물성을 평가한 후 하기 표1에 나타내었다. 이때, 광원부의 광원은 300 ~ 700㎚의 파장대의 광을 파장대별로 고르게 발산하도록 자외선을 발광하는 LED, 청색 LED, 녹색LED 및 적색 LED를 구비시킨 광원을 사용했다.
1. 공기정화 기능
50L크기의 유리 밀폐용기에 제조된 무드등을 내부에 위치시킨 뒤 밀폐용기에 톨루엔, 포름알데하이드 및 암모니아 기체 혼합물을 투입한 후 유리 밀폐용기를 밀폐시켰다. 이후 광원부에 전원을 인가하여 촉매 반응 전과 후의 기체 혼합물에서 각 성분의 농도 변화를 가스 검지관을 이용해 측정하였고, 24시간 경과 후 남아 있는 각 성분의 농도를 백분율로 계산하여 나타내었다. 백분율이 작을수록 유해기체의 분해성능이 우수하다고 평가할 수 있다.
2. 부착성 평가
무드등을 25℃, 상대습도 45RH%인 조건 하에서 300시간 켜놓은 후 광촉매층의 부착상태와, 80℃, 상대습도 90RH%인 조건 하에서 300시간 켜놓은 후 광촉매층의 부착상태를 육안으로 관찰하여 관찰결과 광촉매층에 이상이 없는 경우 ◎, 크랙이 발생했으나 3㎜ 미만의 크랙이 5개 이하로 발생한 경우 ○, 3㎜ 미만의 크랙이 5개를 초과하여 발생한 경우 △, 5㎜를 초과하는 크랙이 발생한 경우 ×, 부분적 박리가 발생한 경우 ××로 표기했다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
이산화티타늄졸에 대한 유기티타늄 함량(중량부) 10 20 5 25
공기정화 기능 톨루엔(%) 25% 27% 24% 45%
포름알데하이드(%) 31% 34% 31% 66%
암모니아(%) 35% 36% 33% 40%
부착성 25℃, 상대습도 45RH%, 300시간 ◎ ◎ ○ ◎
80℃, 상대습도 90 RH%, 300시간 ◎ ◎ × ○
표 1을 통해 확인할 수 있듯이,
본 발명의 바람직한 함량으로 바인더 성분을 구비한 실시예1과 실시예2는 공기정화 기능이 우수하고, 고온다습한 환경에서도 부착특성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 그러나 유기티타늄 함량이 과소한 실시예3의 경우 고온다습한 조건에서의 부착성이 현저히 저하되었고, 실시예4의 경우 공기정화 기능이 현저히 감소한 것을 알 수 있다.
<실시예 5 ~ 10>
바인더 성분으로서 유기티타늄의 종류와 혼합비를 하기 표 2와 같이 변경하여 공기정화 기능을 갖는 무드등을 제조하였다.
<실험예2>
실시예1, 실시예 5 ~ 7에 따른 무드등에 대해서 실험예1의 부착성 평가를 재수행하여 하기 표 2에 나타내었다.
실시예1 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10
테트라이소프로필티타네이트
(중량비)		 1 1 불포함 불포함 불포함 1 1
티탄옥틸렌글리코네이트
(중량비)		 1.5 불포함 1 1.5 1.5 2.0 2.5
테트라옥틸티타네이트
(중량비)		 불포함 불포함 불포함 1 불포함 불포함 불포함
테트라노말부틸티타네이트
(중량비)		 불포함 불포함 불포함 불포함 1 불포함 불포함
부착성 25℃, 상대습도 45RH%, 300시간 ◎ ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎
80℃, 상대습도 90 RH%, 300시간 ◎ × × ×× △ ○ ××
표 2를 통해 확인할 수 있듯이,
테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리코네이트 중 어느 하나가 불포함된 실시예5, 6의 경우 실시예1에 대비해 부착성능이 저하된 것을 알 수 있다.
또한, 다른 종류의 유기티타늄을 사용한 실시예 7 ~ 8 역시 실시예1에 대비해 접착특성이 저하된 것을 알 수 있다.
한편, 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리코네이트가 바람직한 범위로 사용된 실시예1, 실시예9는 부착성능이 우수했으나, 바람직한 범위를 벗어난 실시예10의 경우 고온다습 조건에서 광촉매층의 부분적 박리가 발생한 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 광원을 포함하는 광원부 및 상기 광원을 소정의 거리만큼 이격하여 전부 또는 일부 둘러싸는 커버부를 포함하는 무드등으로서,
    상기 커버부는 커버몸체, 및 상기 커버몸체의 외측 및 내측 중 어느 하나 이상의 측 표면 상에 형성되며 향료 성분을 함유하는 광촉매층을 포함하며,
    상기 광촉매층은 이산화티타늄을 함유하는 광촉매 성분; 및 광촉매층 전체 중량에 대해서 60 ~ 70중량%로 함유되며 이산화티타늄졸 100 중량부에 대하여 유기티타늄을 10 ~ 20 중량부로 포함하는 무기바인더 성분;을 함유하는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
  2. 광원을 포함하는 광원부 및 상기 광원을 소정의 거리만큼 이격하여 전부 또는 일부 둘러싸는 커버부를 포함하는 무드등으로서,
    상기 무드등은 상기 커버부와 광원부 사이 내측공간에 광원으로부터 발생되는 열을 통해 향기를 발산하는 향료 성분을 함유한 항기발생부를 구비하며,
    상기 커버부는 커버몸체, 및 상기 커버몸체의 외측 및 내측 중 어느 하나 이상의 측 표면 상에 형성되는 광촉매층을 포함하며,
    상기 광촉매층은 이산화티타늄을 함유하는 광촉매 성분; 및 광촉매층 전체 중량에 대해서 60 ~ 70중량%로 함유되며 이산화티타늄졸 100 중량부에 대하여 유기티타늄을 10 ~ 20 중량부로 포함하는 무기바인더 성분;을 함유하는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광원은 가시광선 파장대를 포함하는 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광원은 자외선 파장대의 광을 더 조사하며,
    상기 커버부는 가시광선 파장대의 광을 투과시키고 자외선 파장대의 광은 투과시키지 않거나 반사시키는 파장선택적 투과층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광촉매층은 적어도 커버몸체 내측 표면에 형성되며,
    상기 무드등은 광촉매층에 의해서 발생된 라디칼 이온을 커버부 외측으로 방출시키기 위한 송풍부를 더 포함하는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매층은 광촉매 성분으로써 산화코발트를 더 포함하는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유기티타늄은 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리콜레이트를 포함하는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 테트라이소프로필티타네이트 및 티탄옥틸렌글리콜레이트는 1:1.5 ~ 2.0 중량비로 포함되는 공기정화 기능을 갖는 무드등.
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