KR102336250B1 - 살균 정화 기능을 갖는 압전 촉매 - Google Patents
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Abstract
압전 장치는 한 쌍의 제1 및 제2 금속부들과, 압전 소자부와, 촉매부를 포함한다. 상기 제1 및 제2 금속부들은 서로 마주하게 배치된다. 상기 압전 소자부는 상기 제1 및 제2 금속부들 사이에 위치하며, 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성한다. 상기 촉매부는 상기 제1 및 제2 금속부들 사이에서 상기 압전 소자부와 같이 일부가 외부로 노출되도록 위치하며, 상기 압전 소자부로부터 생성된 전자기파에 반응하여 살균 기능을 갖는 물질인 수산기(OH-)를 생성하는 이산화티탄(TiO2)을 구비한다.
Description
본 발명은 압전 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압력, 진동 또는 음압에 의해서 생성된 전자기파로부터 수산기(OH-)을 생성하는 이산화티탄(TiO2)을 갖는 촉매부를 통하여 살균 기능을 수행할 수 있는 압전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이산화티탄(TiO2)은 반도체 특성을 갖는 물질 중 하나로써, 태양광으로부터의 자외선광 또는 전자기파에 반응하여 결과적으로 자연스럽게 그 표면에 수산기(OH-)가 생성된다.
이에, 상기 수산기(OH-)는 높은 산화 및 환원 전위를 가지고 있기 때문에 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물 또는 각종 악취를 정화하는 기능을 가질 뿐 아니라, 병원성대장균 또는 황색포도구균 등과 같은 각종 병원성 바이러스와 박테리아를 살균하는 기능을 가지고 있다. 이에 대해서는 대한민국공개특허 제10-2018-0101696호(발명의 명칭; 살균기능을 갖는 부드러운 광 출력의 LED 매립등)에 일부 유사한 기술이 개시되어 있다.
하지만, 상기 이산화티탄(TiO2)을 외부와 차단된 실내에서 외부 별도의 전자기파를 발생시키는 장치 없이 사용될 경우에는 상기 외부의 태양광 유입이 차단되어 상기 수산기(OH-)의 생성이 불활성화됨에 따라, 그 살균 기능이 정상적으로 구현되기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 실내에서 이산화티탄(TiO2)으로부터 살균 기능을 갖는 수산기(OH-)이 생성 및 활성화도록 하기 위한 전자기파를 압전 소자부를 통해서 발생시킬 수 있는 압전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 압전 장치는 한 쌍의 제1 및 제2 금속부들과, 압전 소자부와, 촉매부를 포함한다.
상기 제1 및 제2 금속부들은 서로 마주하게 배치된다. 상기 압전 소자부는 상기 제1 및 제2 금속부들 사이에 위치하며, 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성한다. 상기 촉매부는 상기 제1 및 제2 금속부들 사이에서 상기 압전 소자부와 같이 일부가 외부로 노출되도록 위치하며, 상기 압전 소자부로부터 생성된 전자기파에 반응하여 살균 기능을 갖는 물질인 수산기(OH-)를 생성하는 이산화티탄(TiO2)을 구비한다.
일 실시예에 따른 상기 촉매부는 파우더(powder) 형태로 상기 압전 소자부와 혼합될 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 촉매부는 페이스트(paste) 형태로 상기 압전 소자부 상에 일정한 두께로 코팅될 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 제1 및 제2 금속부들은 알루미늄(aluminum)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 압전 소자부 및 상기 촉매부는 서로 번갈아가면서 적층된 다층 구조를 가질 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 압전 장치의 실시예들에 있어서, 제1 및 제2 금속부들 사이에 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성하는 압전 소자부와 같이 이로부터 생성된 전자기파에 반응하여 수산기(OH-)를 생성하는 이산화티탄(TiO2)을 구비한 촉매부를 위치시킴으로써, 외부의 자외선광을 갖는 태양광 없는 실내에서도 살균 기능을 갖는 상기 수산기(OH-)을 자연스럽게 생성 및 활성화시킬 수 있다. 따라서, 상기 실내에서도 상기 수산기(OH-)을 통해서 분명한 살균 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 압전 장치의 촉매부에서 수산기(OH-)가 생성되는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5들은 도 1에 도시된 압전 장치에서 촉매부가 압전 소자부에 같이 위치한 실시예들을 나타낸 도면들이다.
도 2는 도 1에 도시된 압전 장치의 촉매부에서 수산기(OH-)가 생성되는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5들은 도 1에 도시된 압전 장치에서 촉매부가 압전 소자부에 같이 위치한 실시예들을 나타낸 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 살균 기능을 갖는 압전 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 압전 장치의 촉매부에서 수산기(OH-)가 생성되는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 장치(100)는 제1 및 제2 금속부(200, 300)들과 압전 소자부(400)와 촉매부(500)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들은 한 쌍이 서로 마주하게 배치된다. 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들은 이하에서 상세하게 설명할 상기 압전 소자부(400)로부터 생성된 전자기파를 장시간 활성화시키는 역할을 한다. 이에, 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들은 전도성이 높으면서 밀도가 낮아 상기 압전 소자부(400)로부터 생성된 전자기파의 흡수율이 낮은 알루미늄(aluminum)을 포함할 수 있다.
상기 압전 소자부(400)는 외부로부터 일 예로는 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들로부터 직접 또는 간접적으로 전달되는 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성한다. 이에, 상기 압전 소자부(400)는 반도체 물질을 포함하는 피에조 전기 소자(piezoelectric element)를 포함할 수 있다.
상기 촉매부(500)는 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들 사이에서 상기 압전 소자부(400)와 같이 일부가 외부로 노출되도록 위치한다. 상기 촉매부(500)는 상기 압전 소자부(400)로부터 생성된 전자기파에 반응하여 수산기(OH-)를 생성한다. 이를 위하여, 상기 촉매부(500)는 반도체 물질 중 하나인 이산화티탄(TiO2)을 포함한다.
이에, 상기 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 촉매부(500)는 상기 압전 소자부(400)로부터 조사된 전자기파와 반응하여 전자(e-)와 정공(h+)을 발생시키게 된다. 이에, 상기 전자(e-)와 정공(h+) 각각은 외부, 실질적으로 실내에 항상 존재하는 산소(O2)와 수분(H2O)에 반응하여 산소 이온(O2 -)상기 수산기(OH-)가 자연스럽게 생성된다. 여기서, 상기 수산기(OH-)는 높은 산화 및 환원 전위를 가지고 있기 때문에 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물 또는 각종 악취를 정화하는 기능을 가질 뿐 아니라, 병원성대장균 또는 황색포도구균 등과 같은 각종 병원성 바이러스와 박테리아를 살균하는 기능을 가지고 있다.
또한, 상기 수산기(OH-)는 살균을 위한 산화력 및 산화속도가 다른 살균력을 가지고 있는 대표적인 염소(Cl2) 또는 오존(O3)보다 상대적으로 매우 높을 뿐 아니라, 이들과 달리 인체에 절대 무해한 특징을 가지고 있으므로, 안전하면서 더 완벽한 살균을 추가적으로 기대할 수 있다.
이때, 상기 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 촉매부(500)는 기본적으로 상기 압전 소자부(400)로부터 생성된 전자기파가 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들에 의해서 활성화됨에 따라 상기 수산기(OH-)를 더 안정적으로 생성할 수 있다. 또한, 상기 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 촉매부(500)는 상기 압전 소자부(400)가 상기 압력, 진동 또는 음압에 의해서 생성된 상기 전자기파에 의해서 2차, 3차,.., n차 연쇄적으로 진동을 하면서 상기 전자기파를 더 활성화시킴에 따라 상기 수산기(OH-)를 더욱더 장시간 안정적으로 생성할 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들 사이에 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성하는 상기 압전 소자부(400)와 같이 이로부터 생성된 상기 전자기파에 반응하여 상기 수산기(OH-)를 생성하는 이산화티탄(TiO2)을 포함한 상기 촉매부(500)를 위치시킴으로써, 외부의 자외선광을 갖는 태양광 없는 실내에서도 살균 기능을 갖는 상기 수산기(OH-)을 자연스럽게 생성 및 활성화시킬 수 있다. 따라서, 상기 실내에서도 상기 수산기(OH-)을 통해서 분명한 살균 효과를 기대할 수 있다.
이하, 상기 압전 소자부(400)와 상기 촉매부(500)가 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들 사이에서 위치한 구조에 대해서 도 3 내지 도 5를 추가적으로 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3 내지 도 5들은 도 1에 도시된 압전 장치에서 촉매부가 압전 소자부에 같이 위치한 실시예들을 나타낸 도면들이다.
도 3을 참조하면, 상기 촉매부(500)는 파우더(powder) 형태로 상기 압전 소자부(400)와 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들 사이에서 혼합될 수 있다. 이에, 실질적으로 상기 압전 소자부(400)와 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들도 파우더(powder) 형태를 가질 수 있다.
이러면, 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들과 상기 압전 소자부(400)와 상기 촉매부(500)는 도 1을 참조한 설명의 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들 사이에 상기 압전 소자부(400)와 상기 촉매부(500)가 위치한 구조가 다수의 수많은 개소들에서 자연스럽게 생성되어 상기 촉매부(500)로부터 상기 수산기(OH-)가 더 활성적으로 생성되도록 유도할 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2 금속부(200, 300)들과 상기 압전 소자부(400)와 상기 촉매부(500)의 사이즈를 나노(nano) 사이즈로 미세하게 구성하면 상기 개소들이 동일한 공간에서 더 많이 생성되어 상기 수산기(OH-)의 생성을 더욱더 활성화시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 촉매부(500)는 페이스트(paste) 형태로 상기 압전 소자부(400) 상에 일정한 두께로 코팅될 수 있다.
이러면, 상기 촉매부(500)와 상기 압전 소자부(400)의 위치가 서로 일정하게 고정된 구조를 가질 수 있음에 따라, 상기 촉매부(500)로부터 상기 수산기(OH-)가 더 안정적으로 생성되는 효과를 기대할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 촉매부(500)는 상기 압전 소자부(400)와 서로 번갈아가면서 적층된 다층 구조를 가질 수 있다. 이때, 상기 촉매부(500)는 일부가 외부로 노출되도록 상기 적층된 다층 구조를 상대적으로 매우 얇은 폭을 갖도록 단위 형태로 구성하여 이 단위를 다수가 사이에 일정한 간격을 갖도록 구성될 수 있다.
이러면, 상기 촉매부(500)와 상기 압전 소자부(400)는 소정의 면적을 갖는 구조를 가지고 있음에 따라 상기 압전 소자부(400)로부터 생성된 상기 전자기파에 의해서 2차, 3차,.., n차 연쇄 반응을 더욱 촉진시킬 수 있으므로, 상기 촉매부(500)로부터의 상기 수산기(OH-)의 생성을 더욱더 활성화시킬 수 있다.
또한, 상기 촉매부(500)와 상기 압전 소자부(400)의 단위 형태의 적층 구조가 매우 얇은 폭을 가지고 있음에 따라, 외부의 압력, 진동 또는 음압에 쉽게 반응하여 상기 수산기(OH-)의 생성이 추가도 더 활성화되도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 압전 장치 200 : 제1 금속부
300 : 제2 금속부 400 : 압전 소자부
500 : 촉매부
300 : 제2 금속부 400 : 압전 소자부
500 : 촉매부
Claims (5)
- 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 제1 및 제2 금속부들;
상기 제1 및 제2 금속부들 사이에 위치하며, 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성하는 압전 소자부; 및
상기 제1 및 제2 금속부들 사이에서 파우더(powder) 형태로 상기 압전 소자부와 혼합되며, 상기 압전 소자부로부터 생성된 전자기파에 반응하여 살균 기능을 갖는 물질인 수산기(OH-)를 생성하는 이산화티탄(TiO2)이 구비된 촉매부를 포함하는 살균 기능을 갖는 압전 장치. - 삭제
- 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 제1 및 제2 금속부들;
상기 제1 및 제2 금속부들 사이에 위치하며, 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성하는 압전 소자부; 및
상기 제1 및 제2 금속부들 사이에서 페이스트(paste) 형태로 상기 압전 소자부 상에 일정한 두께로 코팅되며, 상기 압전 소자부로부터 생성된 전자기파에 반응하여 살균 기능을 갖는 물질인 수산기(OH-)를 생성하는 이산화티탄(TiO2)이 구비된 촉매부를 포함하는 살균 기능을 갖는 압전 장치. - 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 제1 및 제2 금속부들;
상기 제1 및 제2 금속부들 사이에 위치하며, 압력, 진동 또는 음압에 의해서 전자기파를 생성하는 압전 소자부; 및
상기 제1 및 제2 금속부들 사이에서 상기 압전 소자부와 서로 번갈아가면서 적층된 다층 구조를 가지며, 상기 압전 소자부로부터 생성된 전자기파에 반응하여 살균 기능을 갖는 물질인 수산기(OH-)를 생성하는 이산화티탄(TiO2)이 구비된 촉매부를 포함하는 살균 기능을 갖는 압전 장치. - 제1항, 제3항 및 제4항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 금속부들은 알루미늄(aluminum)을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균 기능을 갖는 압전 장치.
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| KR1020210012664A KR102336250B1 (ko) | 2021-01-28 | 2021-01-28 | 살균 정화 기능을 갖는 압전 촉매 |
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| KR102336250B1 true KR102336250B1 (ko) | 2021-12-08 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR20030032733A (ko) * | 2001-10-19 | 2003-04-26 | 서정우 | 공기정화를 위해 조명기구에 코팅되는 이산화티탄코팅수지 및코팅방법 |
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2021
- 2021-01-28 KR KR1020210012664A patent/KR102336250B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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|---|
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