KR102389529B1 - 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 1~10중량부 및 바인더 30~50중량부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 광촉매가 전열교환기로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 우수한 장점이 있고, 실내에서도 유해물질 제거성능이 우수한 장점이 있다.
Description
본 발명은 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광촉매가 전열교환기로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 우수하며, 실내에서도 유해물질 제거성능이 우수한, 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 내부에 구비되는 밀폐된 공간의 공기는 거주자의 호흡이나 활동에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하거나 오염되어 거주자의 내부 활동에 많은 지장을 주게 된다.
따라서, 오피스텔이나 백화점과 같이 많은 사람이 머물게 되는 공간의 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 자주 환기시켜 주어야 한다. 이때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.
종래에 알려진 대부분의 환기장치는 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있다. 그런데 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출시킬 경우, 실내의 냉기 또는 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열교환 없이 유입됨으로 인해 실내를 난방 및 냉방시키는데 드는 경비가 불필요하게 많이 들게 되었다.
또한, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입됨으로 인해 실내공기의 급격한 온도변화로 그 내부에 있는 사람들이 불쾌감을 느끼게 되고, 특히 실내의 창문이나 문이 닫혀진 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍현상이 발생될 수 있음은 물론, 실내공기의 습도조절이 전혀 이루어지지 않게 되어 환기장치가 구비되어 있는데도 불구하고 쾌적한 실내환경을 유지시키지 못하는 문제점 등이 있었다.
이러한 종래의 문제점을 해결하고자, 실내공기를 실외로 배출시킬 때 그 배출되는 실내공기와 먼저 열교환시킨 다음 실외공기를 실내로 공급하는 전열교환 방식의 환기장치가 제시되었다
상기와 같은 전열교환 방식의 환기장치는 실내 공기를 실외로 배출함과 동시에 실외 공기를 흡입하여 실내로 토출하는 과정에서, 실외로 배출하는 실내 공기와 실내로 유입하는 실외 공기를 교차시키는 과정을 통해 서로 열교환되도록 함으로써, 실내로 유입시키는 실외 공기의 온도를 조절하여 실내 공기에 가깝게 한다.
이에, 실외 공기로 실내를 유입시켜 환기시키더라도 실내 온도의 변화를 낮추어서, 냉방 또는 난방에 소요되는 부하의 증가를 최소화한다.
일반적인 전열교환 방식 환기장치의 구성을 대략적으로 살펴보면, 중공형상의 몸체 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트가 구비되고, 상기 급기덕트와 소정 위치에서 교차하며 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트가 구비된다. 그리고 상기 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 전열교환기가 구비된다. 이때, 상기 급기덕트와 배기덕트는 몸체의 내부를 상하로 구획하는 격벽에 의해 서로 간섭을 받지 않게 된다.
최근에 미세먼지와 황사의 영향으로 실내에 공기청정기를 별도로 구비하는 경우가 많으나, 이러한 공기청정기는 위치한 일부 영역에만 공기 청정을 시키고, 실내 전체를 청정하게 할 수 없고, 특히 격벽이나 방으로 구분된 경우에는 하나의 공기청정기로 실내를 청정하게 할 수 없다.
또한, 실외의 공기질이 매우 나빠 실내 공기보다 오염도가 심한 경우에는 환기가 실내 공기를 더 오염시키므로 기존의 전열교환기로는 실내 공기를 정화시키는데에 한계가 있었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 출원인은 필터박스가 연결된 전열교환기의 환기장치를 출원하여 등록된바 있다.(대한민국등록특허공보 제10-2039109호(2019.11.26.)) 본 발명에서 필터박스는 특허 제10-2039109호를 포함하여 전열교환기 본체 외부에 공기를 정화시키기 위해 설치되는 필터박스이며, 공기의 유로를 변경시켜 통과하는 모든 형태의 필터를 포함한다. 따라서, 본 발명이 대상으로 하는 것은 필터박스가 포함된 전열교환기를 대상으로 한다.
본 출원인이 개발한 필터박스가 연결된 전열교환기의 환기장치의 개략적인 사시상태도를 도 1에 나타내었다.
한편, 대한민국등록특허공보 제10-1263164호(2013.05.10.)에는 광촉매 살균기능을 갖는 전열교환기가 개시되어 있다.
상기 광촉매 살균기능을 갖는 전열교환기는 미세입자의 오염물질을 광촉매에 의해 분해하고 여과할 수 있는 장점이 있지만, 광촉매의 강한 산화력에 의해 바인더의 분해로 광촉매가 전열교환기로부터 이탈되는 문제가 있고, 실내에서 유해물질 제거 성능이 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 광촉매가 전열교환기로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 우수한, 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실내에서도 유해물질 제거성능이 우수한, 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은, 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 1~10중량부 및 바인더 30~50중량부를 포함하는, 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물을 제공한다.
상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하며, 상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시킨다.
상기 광촉매는 이산화티타늄 60~70중량%, 수산화니오븀 5~10중량%, 수산화인듐 5~10중량%, 수산화네오디뮴 5~10중량%, 수산화탄탈륨 5~10중량% 및 로듐 1~5중량%를 포함한다.
상기 바인더는 아크릴산에스테르 수지 50~60중량%, 수산화규소 25~35중량% 및 아크릴 수지 10~20중량%를 포함한다.
상기 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 100중량부에 대하여 접착향상제 10~20중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 접착향상제는 에폭시 변성 아크릴 공중합체 40~50중량%, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 10~20중량%, 열가소성 폴리우레탄 수지 10~20중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 10~20중량%, 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지 1~5중량% 및 폴리이소시아네이트 수지 1~5중량%를 포함한다.
또한, 본 발명은, 바이오세라믹 스톤 정제수를 제조하는 단계(단계 1); 광촉매를 제조하는 단계(단계 2); 바인더를 제조하는 단계(단계 3); 상기 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 1~10중량부 및 바인더 30~50중량부를 혼합하여 광촉매 도료 조성물을 제조하는 단계(단계 4); 및 상기 광촉매 도료 조성물 100중량부에 대하여 접착향상제 10~20중량부를 포함하는 단계(단계 5); 를 포함하되, 상기 단계 1에서, 상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 제조하고, 상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시키며, 상기 단계 2에서 상기 광촉매는 이산화티타늄 60~70중량%, 수산화니오븀 5~10중량%, 수산화인듐 5~10중량%, 수산화네오디뮴 5~10중량%, 수산화탄탈륨 5~10중량% 및 로듐 1~5중량%를 혼합하여 제조하며, 상기 단계 3에서 상기 바인더는 아크릴산에스테르 수지 50~60중량%, 수산화규소 25~35중량% 및 아크릴 수지 10~20중량%를 혼합하여 제조하며, 상기 단계 5에서, 상기 접착향상제는 에폭시 변성 아크릴 공중합체 40~50중량%, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 10~20중량%, 열가소성 폴리우레탄 수지 10~20중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 10~20중량%, 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지 1~5중량% 및 폴리이소시아네이트 수지 1~5중량%를 혼합하여 제조하는, 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물은 광촉매가 전열교환기로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물은 실내에서도 유해물질 제거성능이 우수한 장점이 있다.
도 1은 필터박스가 연결된 전열교환기의 환기장치의 개략적인 사시상태도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물을 설명한다.
본 발명의 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물은,
바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 1~10중량부 및 바인더 30~50중량부를 포함한다.
본 발명은 물 대신에 바이오세라믹 스톤 정제수를 사용하므로써 유해물질 제거효율을 더욱 향상시킨 장점이 있다.
상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 제조한다.
상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시킨다.
상기 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 1~10중량부 포함되는 것이 바람직하며, 1중량부 미만 포함되면 광촉매가 가지고 있는 항균, 항공팜이, 탈취, 실내 공기질 개선 등의 기능성을 발휘하는 것이 어려우며, 10중량부 초과 포함되면 광촉매가 전열교환기로부터 이탈될 수 있다.
상기 광촉매는 이산화티타늄 60~70중량%, 수산화니오븀 5~10중량%, 수산화인듐 5~10중량%, 수산화네오디뮴 5~10중량%, 수산화탄탈륨 5~10중량% 및 로듐 1~5중량%를 포함한다.
나노크기의 이산화티타늄은 빛을 받으면 입자표면에서 강력한 산화물질(OH 라디칼)을 발생하여, 공기 중의 유해물질을 무해한 물질(H2O, CO2, O2)로 분해한다.
상기 이산화티타늄의 평균입경이 10~50㎚ 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 이산화티타늄은 평균입경이 10nm 미만일 경우에는 비표면적이 커져 바인더와 혼합시 분산에 문제가 있으며, 50nm 초과일 경우에는 비표면적이 감소하여 바이더와 혼합으로 인해 광촉매 효율이 떨질 수 있다.
상기 이산화티타늄은 일반적으로 루타일(Rutile)과 아나타제(Anatase)로 서로 다른 결정 구조를 갖는다. 루타일은 두 가지 결정 형태 중 가장 일반적인 형태로서 이산화주석(SnO2)과 동일형태로 약간 넓은 직사각형의 구조를 하고 있으며, 백색의 고체로 안료나 페인트의 원료로써 주로 사용된다. 루타일은 약 3.02eV의 밴드 갭에너지(band gap energy)를 갖으며 결정 간에 선 접촉 구조로 이루어져 있다. 아나타제는 루타일보다 더 큰 밴드 갭 에너지(약 3.2eV)를 가지므로 광촉매로써 가장 널리 사용되고 있는 결정구조이다. 세로로 길쭉한 직사각형 모양을 하고 있으며 약 915℃의 고온에서 자동으로 루타일의 구조로 변환되며 경도, 밀도, 색깔, 광택, 특성이 루타일과 거의 흡사한 결정구조이며 결정 간 점접촉 구조로 이루어져 있다. 광반응의 효율 면에서는 아나타제가 루타일보다 약간 높은 밴드 에너지(3.23eV와 3.02eV)를 가지므로 아나타제를 광촉매 재료로 많이 사용한다.
상기 수산화니오븀은 상기 이산화티타늄의 밴드갭 에너지를 낮춰주는 역할을 수행한다.
상기 수산화인듐은 이산화티타늄과 수산화니오븀과의 반응을 활성화하기 위한 조촉매 역할을 수행한다.
상기 수산화네오디뮴은 상기 이산화티타늄 표면에서 광촉매 반응이 활발하도록 밴드갭 에너지를 줄여주는 역할을 수행한다.
상기 수산화탄탈륨은 상기 이산화티타늄과 수산화네오디뮴의 반응을 활성화시키는 조촉매 역할을 수행한다.
상기 로듐은 백금족 원소로서, 광촉매의 밴드 갭 에너지를 줄여 380㎚ 이상의 낮은 에너지의 파장대, 즉 가시광에서 광촉매가 활성화될 수 있도록 하여 유해가스의 제거 활성력을 증가시키게 된다.
상기 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 바인더 30~50중량부 포함되는 것이 바람직하며, 30중량부 미만 포함되면 광촉매가 전열교환기로부터 이탈될 수 있으며, 50중량부 초과 포함되면 광촉매의 표면을 막아 광촉매 활성이 저하될 수 있다.
상기 바인더는 아크릴산에스테르 수지 50~60중량%, 수산화규소 25~35중량% 및 아크릴 수지 10~20중량%를 포함한다.
상기 아크릴산에스테르 수지는 광촉매와 전열교환기의 결합력을 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 수산화규소는 광촉매와의 혼화성이 우수하며, 이산화티타늄 입자를 수분산시키는 역할을 수행한다.
상기 아크릴 수지는 자체 흡착성이 강하여 이산화티타늄 입자를 수분산시키는 역할을 수행한다.
본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물은 광촉매가 전열교환기로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 우수한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물은 실내에서도 유해물질 제거성능이 우수한 장점이 있다.
본 발명의 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물은,
전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 100중량부에 대하여 접착향상제 10~20중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명은 접착향상제를 추가적으로 포함하므로써 일정 기간이 경화한 후에도 광촉매가 전열교환기로부터 분리되는 것을 방지하는 효과가 있다.
상기 접착향상제는 에폭시 변성 아크릴 공중합체 40~50중량%, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 10~20중량%, 열가소성 폴리우레탄 수지 10~20중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 10~20중량%, 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지 1~5중량% 및 폴리이소시아네이트 수지 1~5중량%를 포함한다.
상기 에폭시 변성 아크릴 공중합체는 전열교환기와의 부착을 증진시키기 위해 아크릴 수지에 에폭시기를 도입하여 하이드록시기와 카르복실기를 갖는 에폭시 변성 아크릴 공중합체이다. 상기 에폭시 변성 아크릴 공중합체는 적량의 하이드록시기와 카르복실기를 가지고 있으므로 전열교환기와의 부착력이 우수하다. 또한 내수성, 내화학성, 내구성이 우수하다. 상기 에폭시 변성 아크릴 공중합체가 40중량% 미만 포함되면 도막의 부착력이 떨어지는 문제가 있고, 50중량% 초과 포함되면 강도가 떨어지는 문제가 있다.
상기 페놀 변성 로진 에스테르 수지는 접착성 향상 및 피착제와의 젖음 특성을 향상시키기 위해 포함된다. 상기 페놀 변성 로진 에스테르 수지가 10중량% 미만 포함되면 용융점도 및 젖음 특성의 향상이 미흡해지는 문제가 있고, 20중량% 초과 포함되면 크랙이 발생하는 문제가 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 내열성, 내한성이 우수하고 유리 전이점이 낮으며 높은 기계적 강도를 갖는 장점이 있다. 상기 열가소성 폴리우레탄 수지가 10중량% 미만 포함되면 내열성이 떨어지는 문제가 있고, 20중량% 초과 포함되면 도막의 경도가 떨어지는 문제가 있다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 저온에서 물성이 뛰어나고 유연성이 우수하고, 타 수지와의 상용성이 뛰어나 혼합해 사용하기 용이하며, 우수한 접착성능을 지닌다. 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 중에서 비닐 아세테이트의 함유율이 40~45중량%이고, 연화점이 80~85℃인 것이 바람직하다. 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체가 10중량% 미만 포함되면 내충격성이 떨어지는 문제가 있고, 20중량% 초과 포함되면 유연성이 높아 경도가 떨어지는 문제가 있다.
상기 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지는 도료 조성물에 포함된 성분들간의 결합력을 향상시킴은 물론, 내열성, 내유성 및 기계적 강도를 증대시켜 도료 조성물로 도막의 내구성이 향상되도록 한다. 상기 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지는 디카르복실산과 디아민에 의해 형성된 것으로서, 디카르복실산으로 테레프탈산을 사용한 열가소성 폴리아미드 수지인 것이 바람직하다. 상기 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지가 1중량% 미만 포함되면 내열성이 떨어지는 문제가 있고 5중량% 초과 포함되면 타 수지와의 결합력이 떨어질 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트 수지는 용융상태에서 우수한 접착성능을 갖으며, 타 수지와의 양호한 혼합성을 보여주며, 충격 및 온도변화에 대한 물리적 성질이 매우 뛰어나다. 상기 폴리이소시아네이트 수지가 1중량% 미만 포함되면 타 수지와의 결합력이 떨어지는 문제가 있고 5중량% 초과 포함되면 내유성이 떨어질 수 있다.
다음은, 본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물의 제조방법은,
바이오세라믹 스톤 정제수를 제조하는 단계(단계 1);
광촉매를 제조하는 단계(단계 2);
바인더를 제조하는 단계(단계 3);
상기 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 1~10중량부 및 바인더 30~50중량부를 혼합하여 광촉매 도료 조성물을 제조하는 단계(단계 4); 및
상기 광촉매 도료 조성물 100중량부에 대하여 접착향상제 10~20중량부를 포함하는 단계(단계 5);
를 포함한다.
상기 단계 1에서, 상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 제조한다.
상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시킨다.
상기 단계 2에서 상기 광촉매는 이산화티타늄 60~70중량%, 수산화니오븀 5~10중량%, 수산화인듐 5~10중량%, 수산화네오디뮴 5~10중량%, 수산화탄탈륨 5~10중량% 및 로듐 1~5중량%를 혼합하여 제조한다.
상기 단계 3에서 상기 바인더는 아크릴산에스테르 수지 50~60중량%, 수산화규소 25~35중량% 및 아크릴 수지 10~20중량%를 혼합하여 제조한다.
상기 단계 5에서, 상기 접착향상제는 에폭시 변성 아크릴 공중합체 40~50중량%, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 10~20중량%, 열가소성 폴리우레탄 수지 10~20중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 10~20중량%, 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지 1~5중량% 및 폴리이소시아네이트 수지 1~5중량%를 혼합하여 제조한다.
본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물을 전열교환기 및 필터박스에 스프레이코팅(spray coating), 딥코팅(dip coating), 로울러 코팅법 또는 붓 코팅법 중 어느 하나의 방법으로 50~500㎛의 두께로 도포한다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 5중량부를 넣고 14시간 동안 방치하여 바이오세라믹 스톤 정제수를 제조하였다. 상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 50중량%, 견운모 30중량% 및 황토 20중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,400℃의 온도에서 2시간 동안 소성시켜 제조하였다. 이산화티타늄 65중량%, 수산화니오븀 10중량%, 수산화인듐 10중량%, 수산화네오디뮴 5중량%, 수산화탄탈륨 5중량% 및 로듐 5중량%를 혼합하여 광촉매를 제조하였다. 상기 이산화티타늄의 평균 입경 크기는 10~50㎚이었다. 아크릴산에스테르 수지 55중량%, 수산화규소 30중량% 및 아크릴 수지 15중량%를 혼합하여 바인더를 제조하였다. 상기 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 10중량부 및 바인더 40중량부를 혼합하여 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
하이드록시 아파타이트를 이산화티탄에 피복하기 위하여 하이드록시 아파타이트와 유사한 체액을 형성하였다. 상기 유사체액은 증류수에 Na+(213mM), K+(7.5mM), Ca2+(50mM), Mg2(1.5mM), Cl-(147.8mM), HCO3 -(6mM), HPO4 2-(12mM), SO4 2- (0.75mM)를 비율로 혼합하여 형성하였다. 이 유사체액을 고속으로 회전시켜가며 이산화티탄을 첨가하여 분산시키고, 한 시간 동안 교반하면서 이산화티탄 표면에 일정하게 하이드록시 아파타이트가 자리를 잡을 수 있도록 하였다. 이후 교반을 멈춘 상태에서 24시간 동안 하이드록시 아파타이트를 성장시켰다. 그리하여 표면에 하이드록시 아파타이트의 분포가 고르게 피복된 이산화티탄을 얻을 수 있으며 이것을 1 시간 동안 200~300℃의 열을 가하여 안정된 제품을 얻었다. 상기 이산화티탄은 아나타제형의 P25타입(독일 데구사 제품)의 광촉매를 사용하였다. 상기의 방법으로 만들어진 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄의 수용액상을 실리카 바인더 및 아크릴 에멀젼과 혼합하여 저속으로 교반하였다. 그 후 증점제로서 산탄검(xanthan gum)을 첨가하고 고속으로 교반하여 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조하였다.
[실험예 1]
실시예 1 및 비교예 1의 광촉매 도료 조성물을 건조한 분말로 만든 후에, 가시광선 조건하에서의 CH3CHO 및 NH3 제거율에 대한 실험을 하였으며. 실험결과를 표 1에 나타내었다.
1. CH3CHO 제거율에 대한 실험조건 및 방법
1) 시료의 제조 : 시료 0.5 g 을 알루미늄 판에 도포 한 후 24시간 자연건조함.
2) 램프 조사 조건 : 3 파장 형광램프(Philips FL20SS/18 Super80) 2개를 설치하고 시편과 램프의 거리를 10cm로 조절함.
3) 실험편의 전처리 방법 : 전처리 없이 시험 전 3시간 램프를 조사함.
4) 시험방법
- 5ℓ 용량의 PVF 수지 가스백(동경 테오드란트 제) 4개를 준비하여 시료를 넣고 봉입한 후 CH3CHO 90 ppm의 시험가스를 조제하여 각각의 가스백에 3 ℓ씩 주입함.
- 2 개는 램프 조사 하에서 2시간 동안의 CH3CHO 농도 변화를 측정하였으며, 2개는 암실에서 2시간 동안의 CH3CHO 농도변화를 측정함.
- CH3CHO 의 농도는 가스검지관을 사용하여 측정함.
2. NH3 제거율에 대한 실험조건 및 방법
상기 CH3CHO 제거율에 대한 실험조건 및 방법과 동일하게 하였다.
| 가시광선 | ||
| CH3CHO | NH3 | |
| 실시예 1 | N.D. | 15% |
| 비교예 1 | N.D. | 9% |
표 1에 의하면, 가시광선 하에서 CH3CHO 제거율은 실시예 1 및 비교예 1 모두 99% 이상이었다.
하지만, 가시광선 하에서 NH3 제거율은 실시예 1의 광촉매 도료 조성물이 15% 인데 비하여 비교예 1의 광촉매 도료 조성물 9%로서 NH3 제거율이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에서 제조한 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 100중량부에 대하여 접착향상제 10중량부를 혼합하였다. 상기 접착향상제는 에폭시 변성 아크릴 공중합체 50중량%, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 20중량%, 열가소성 폴리우레탄 수지 10중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 10중량%, 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지 5중량% 및 폴리이소시아네이트 수지 5중량%를 혼합하여 제조하였다.
[실험예 2]
실시예 2 및 비교예 1의 광촉매 도료 조성물을 전열교환기에 각각 도포하였다. 실시예 2 및 비교예 1의 광촉매 도료 조성물을 전열교환기에 각각 도포한 지 한 달 후에, 전열교환기 표면에 흡착성 테이프를 부착한 후, 상기 테이프를 제거하였다. 테이프는 프로필렌/고무계이고, 점착력 1162g/in, 인장강도 6.8㎏/in 인 것을 사용하였다 (ASTM Test Method D-3652). 실험결과를 표 2에 나타내었다.
| 밀착성 | |
| 실시예 2 | 박리없음 |
| 비교예 1 | 박리됨 |
표 2에 의하면, 광촉매 도료 조성물을 전열교환기에 각각 도포한 지 한 달 후에 실험한 결과, 실시예 2의 광촉매 도료 조성물은 전열교환기로부터 박리되지 않은 데 비하여, 비교예 1의 광촉매 도료 조성물은 전열교환기로부터 박리된 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물은 일정기간이 경과한 후에도 광촉매가 전열교환기로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 우수한 장점이 있다.
100:필터박스가 연결된 전열교환기의 환기장치
110:전열교환기 120:열교환부
130:실외공기 흡기통로 140:실내공기 배출통로
150:필터박스
110:전열교환기 120:열교환부
130:실외공기 흡기통로 140:실내공기 배출통로
150:필터박스
Claims (6)
- 바이오세라믹 스톤 정제수 100중량부에 대하여 광촉매 1~10중량부 및 바인더 30~50중량부를 포함하되,
상기 광촉매는 이산화티타늄 60~70중량%, 수산화니오븀 5~10중량%, 수산화인듐 5~10중량%, 수산화네오디뮴 5~10중량%, 수산화탄탈륨 5~10중량% 및 로듐 1~5중량%를 포함하는,
전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하며,
상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시키는,
전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 100중량부에 대하여 접착향상제 10~20중량부를 추가적으로 포함하되,
상기 접착향상제는 에폭시 변성 아크릴 공중합체 40~50중량%, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 10~20중량%, 열가소성 폴리우레탄 수지 10~20중량%, 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 10~20중량%, 테레프탈산 변성 폴리아미드 수지 1~5중량% 및 폴리이소시아네이트 수지 1~5중량%를 포함하는,
전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물.
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020200031555A KR102389529B1 (ko) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | 전열교환기 및 필터박스용 광촉매 도료 조성물 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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2020
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