KR102394149B1 - High performance photocatalytic sterilizatio device - Google Patents

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방승섭
장해영
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Abstract

The present invention provides a high functional photocatalytic sterilization apparatus, in which the area of a photochemical reaction is increased to generate more radicals and the volume of ultraviolet lamps is reduced to improve radical discharge efficiency, the photocatalytic coating composition has excellent toxic gas decomposition performance and coating durability, and the sterilization efficiency through partial recirculation of a photocatalytic product is increased. The apparatus includes: a housing comprising a housing main body having a sterilization module storage room, a housing lower cover which is provided on the lower part of the housing main body in an openable and closable manner and has an air suction port, and a housing upper cover which is provided on the upper part of the housing main body in an openable and closable manner and has a first air discharge port; a high-function photocatalytic sterilization module; a blower which sucks outside air and injects the outside air into the sterilization duct; and an air filter which is provided on the air suction port side and removes fine dust and pollutants in the air.

Description

고기능 광촉매 살균장치{High performance photocatalytic sterilizatio device}High performance photocatalytic sterilization device

본 발명은 광촉매 반응을 통해 공기 정화 및 살균을 수행하는 살균장치에 관한 것으로, 특히 광화학반응의 면적 증대로 더 많은 라디칼의 생성이 가능해지고, 자외선 램프의 체적이 작아져 송풍 장애가 적어짐으로써 라디칼의 배출효율이 상승하며, 광촉매 코팅 조성물의 우수한 유해가스 분해 성능과 코팅 내구성을 가지며, 광촉매 생성물질의 일부 재순환으로 살균 분해 효율을 높일 수 있도록 한 고기능 광촉매 살균장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sterilization device that purifies and sterilizes air through a photocatalytic reaction. In particular, more radicals can be generated due to an increase in the area of a photochemical reaction, and the volume of the UV lamp becomes smaller and airflow obstruction is reduced, thereby discharging radicals. It relates to a high-function photocatalyst sterilizer that increases efficiency, has excellent decomposition performance of harmful gases and coating durability of the photocatalyst coating composition, and improves sterilization and decomposition efficiency by partially recirculating photocatalyst product materials.

광촉매 반응은 가전제품, 도로, 차량, 대기처리, 의료관련, 수질처리 등 다양한 분야에서 실용화되고 있는 상태이다. 예를 들어, 광촉매 반응을 이용하여 흔히 말하는 새집증후군, 헌집증후군 등의 원인이 되는 각종 휘발성 유기화합물, 포름알데히드 등을 분해 제거하고 있다. 이처럼 현재 광촉매 반응은 에너지, 환경 측면에서 각광받고 있는 대표적인 미래기술 중 하나이다. 이에 따라 현재는 에너지, 환경 분야에서 활발하게 활용되고 있는 편이다. 큰 에너지 없이도 빛만으로 지구 곳곳에 퍼져 있는 오염물질을 쉽게 제거할 수 있기 때문에 유해 유기물과 대기 오염물질을 분해 제거하는 데에 적극적으로 활용되고 있다. 예로 실내의 공기 정화 및 살균의 목적으로 광촉매 정화장치가 사용된다.Photocatalytic reaction is being put to practical use in various fields such as home appliances, roads, vehicles, air treatment, medical treatment, and water quality treatment. For example, various volatile organic compounds, formaldehyde, etc., which are commonly referred to as sick house syndrome and old house syndrome, are decomposed and removed using photocatalytic reaction. As such, photocatalytic reaction is one of the representative future technologies that are in the spotlight in terms of energy and environment. Accordingly, it is currently being actively used in the energy and environmental fields. It is being actively used to decompose and remove harmful organic matter and air pollutants because it can easily remove pollutants spread all over the earth with only light without much energy. For example, a photocatalytic purification device is used for the purpose of purifying and sterilizing indoor air.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0874130호로서, '광촉매를 이용한 정화 장치'가 제안되어 있다. 이는 파장별로 독립된 각각의 자외선 램프와, 오존(O3) 램프를 독립된 튜브에 설치하여 직렬 또는 병렬의 형태로 연결되게 구성되고, 각각의 램프가 삽입되는 나선형 광촉매판의 내측 단부에는 주름이 형성되어 공기 또는 물과의 접촉 면적을 더욱더 증대시킴과 동시에, 램프에 접촉되는 끝단부에 주름을 형성시켜 램프와의 접촉면적을 증대시킴으로써 램프의 손상을 방지하도록 한 것이다. 그러나 상기 배경기술은 나선형 광촉매판이 공기흐름 장애를 일으켜 팬의 배출 효율을 떨어뜨림으로서 살균력이 저하되는 문제가 있다.As the background technology of the present invention, as Korean Patent Registration No. 10-0874130, a 'purifying device using a photocatalyst' is proposed. It is configured to be connected in series or in parallel by installing each UV lamp and ozone (O3) lamp in an independent tube, independent of each wavelength, and the inner end of the spiral photocatalyst plate into which each lamp is inserted is wrinkled to form air Alternatively, the contact area with water is further increased, and at the same time, wrinkles are formed at the end contacting the lamp to increase the contact area with the lamp to prevent damage to the lamp. However, the background art has a problem in that the sterilization power is lowered by the spiral photocatalyst plate causing an airflow obstruction and lowering the exhaust efficiency of the fan.

한국 등록특허 등록번호 제10-0874130호Korean Patent Registration No. 10-0874130

본 발명은 광화학반응의 면적 증대로 더 많은 라디칼의 생성이 가능해지고, 자외선 램프의 체적이 작아져 송풍 장애가 적어짐으로써 라디칼의 배출효율이 상승하며, 광촉매 코팅 조성물의 우수한 유해가스 분해 성능과 코팅 내구성을 가지며, 광촉매 생성물질의 일부 재순환으로 살균 분해 효율을 높일 수 있도록 한 고기능 광촉매 살균장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention enables the generation of more radicals by increasing the area of the photochemical reaction, the emission efficiency of radicals increases by reducing the volume of the ultraviolet lamp and the blow obstruction, and the excellent decomposition performance of the photocatalyst coating composition and the coating durability It is an object of the present invention to provide a high-functional photocatalyst sterilization device capable of increasing the sterilization and decomposition efficiency by partially recirculating the photocatalyst product.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 고기능 광촉매 살균장치는,A high-function photocatalytic sterilization device according to a preferred embodiment of the present invention,

살균모듈 수납실을 갖는 하우징 본체와, 상기 하우징 본체의 하부에 개폐 가능하게 설치되고 하우징 본체의 일개소에 공기흡입구를 갖는 하우징 하부덮개와, 상기 하우징 본체의 상부에 개폐 가능하게 설치되고 제1공기배출구를 갖는 하우징 상부덮개로 이루어진 하우징과;A housing main body having a sterilization module storage room, a housing lower cover installed openly and openably on the lower part of the housing main body and having an air inlet in one place of the housing main body, and openably and openably installed on the upper part of the housing main body and opening and closing the first air a housing comprising a housing upper cover having an outlet;

LED 자외선과 광촉매 물질간의 반응이 일어나 세균과 바이러스 등의 유기물질을 사멸시키는 살균덕트를 가지고 상기 하우징의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 고기능 광촉매 살균모듈과; a high-function photocatalytic sterilization module having a sterilization duct that causes a reaction between LED ultraviolet rays and a photocatalytic material to kill organic substances such as bacteria and viruses, and is inserted into the housing and fixedly installed;

송풍력을 발생시켜 공기흡입구로부터 외기를 흡입하여 상기 살균덕트내로 주입시키는 송풍기와;a blower for generating a blowing force, sucking outside air from an air intake port, and injecting it into the sterilization duct;

상기 공기흡입구측에 설치되어 공기 중의 미세 먼지 및 오염물질을 제거하는 에어필터;를 포함하되,An air filter installed on the side of the air intake to remove fine dust and contaminants in the air; including,

상기 고기능 광촉매 살균모듈은 The high-function photocatalyst sterilization module is

일정한 간격을 두고 서로 나란한 전면판과 후면판 및 전면판과 후면판에 연결되어 소정 각도로 경사진 경사판에 의해 사다리꼴 단면을 갖고, 이들 전면판과 후면판 및 경사판에 의해 내부로 폐합된 광촉매 살균실을 포함하되 광촉매 살균실의 모든 내면에 광촉매물질이 코팅되어 있고, 광촉매 살균실의 하부로 송풍유입구가 형성되어 있는 살균덕트와; 상기 살균덕트의 내벽에 배치되어 있는 하나 이상의 광촉매 채널 홀더와; 상기 광촉매 채널 홀더에 착탈가능하게 끼움 결합되며, 터널형의 광촉매 반응실 및 광촉매 반응실의 내면에 방사상으로 형성된 촉매확장날개를 갖고 내외부의 표면에 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 있는 광촉매 채널과; 상기 광촉매 채널의 내부에 배치되고, 광촉매 코팅 조성물로 자외선을 조사시켜 광촉매 반응을 일으키는 자외선 램프;를 포함한 것을 특징으로 한다.A photocatalytic sterilization chamber that has a trapezoidal cross section by a front plate and a rear plate that are parallel to each other at regular intervals and is connected to the front plate and the rear plate and is inclined at a predetermined angle, and is closed inside by these front and rear plates and the inclined plate a sterilization duct having a photocatalyst material coated on all inner surfaces of the photocatalyst sterilization chamber, including a sterilization duct having a blower inlet formed at a lower portion of the photocatalytic sterilization chamber; at least one photocatalyst channel holder disposed on the inner wall of the sterilization duct; a photocatalyst channel detachably fitted to the photocatalyst channel holder and having catalyst expansion wings radially formed on the inner surface of the tunnel-type photocatalytic reaction chamber and the photocatalytic reaction chamber and coated with a photocatalytic coating composition on the inner and outer surfaces; and an ultraviolet lamp disposed inside the photocatalytic channel and irradiating ultraviolet light with the photocatalyst coating composition to cause a photocatalytic reaction.

또한, 상기 하우징 본체는 좌우 양측으로 소정의 곡률반경을 가져 원형 기둥 형태를 이루고, 상기 하우징 하부덮개의 내면에는 에어필터를 장착시키기 위한 에어필터 수납대가 더 설치되고, 에어필터 수납대에는 일측으로 에어필터의 교체를 위한 에어필터 교체 개부구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing body has a predetermined radius of curvature on both left and right sides to form a circular column shape, and an air filter holder for mounting an air filter is further installed on the inner surface of the housing lower cover, and the air filter holder has one side of the air filter holder. It is characterized in that the air filter replacement opening for replacing the filter is formed.

또한, 상기 광촉매 채널의 외부에 일정 길이에 걸쳐 원형 단면을 갖고 표면에 이산화티타늄(TiO2)이 코팅되어 있는 LED 스트립 설치봉, LED 스트립 설치봉의 외주면에 원형 배치되어 LED 자외선을 발생시키는 LED 스트립으로 이루어져 상기 광촉매 살균실에 배치되어 있는 하나 이상의 LED 자외선 방사체가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED strip installation rod having a circular cross section over a certain length on the outside of the photocatalyst channel and coated with titanium dioxide (TiO 2 ) on the outer peripheral surface of the LED strip installation rod It consists of an LED strip that generates LED ultraviolet rays It is characterized in that one or more LED ultraviolet emitters disposed in the photocatalytic sterilization room are further installed.

또한, 살균덕트의 내부 청소 및 관리를 위해 살균덕트의 전면판에 덕트관리용 개구부가 형성되고, 덕트관리용 개구부에는 광촉매 전면산란판이 장착되어 있는 광촉매 전면산란판 기대가 탈부착 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, for internal cleaning and management of the sterilization duct, an opening for duct management is formed on the front plate of the sterilization duct, and a photocatalyst front scattering plate base equipped with a photocatalyst front scattering plate is detachably installed in the duct management opening. characterized.

또한, 상기 살균덕트의 양쪽 경사판, 전면판에는 강판을 절곡시켜 각기 60도 각도를 갖는 산형이 일정 폭을 갖고 연속적으로 이어져 주름 형태를 이루어 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 자외선의 산란과 확산을 유도하는 광촉매 경사산란판 및 광촉매 전면산란판이 각기 설치되되, 광촉매 산란 및 확산을 위해 상기 광촉매 경사산란판의 산형은 광촉매 전면산란판의 산형과 서로 직교 방향으로 배치되고, 광촉매 전면산란판의 산형 길이 방향은 공기흐름의 저항을 최소화시키기 위해 송풍 방향과 일치되도록 배치한 것을 특징으로 한다.In addition, by bending steel plates on both swash plates and front plates of the sterilization duct, umbels having an angle of 60 degrees each have a certain width and are continuously connected to form wrinkles, so that the photocatalyst coating composition is coated to induce scattering and diffusion of ultraviolet rays. An inclined scattering plate and a photocatalyst front scattering plate are installed respectively, and for photocatalyst scattering and diffusion, the ridge of the photocatalyst inclined scattering plate is disposed in a direction perpendicular to that of the photocatalyst front scattering plate, and the longitudinal direction of the ridge of the photocatalyst front scattering plate is air It is characterized in that it is arranged to coincide with the blowing direction in order to minimize the resistance of the flow.

또한, 광촉매 생성물질의 일부 재순환으로 살균 분해 효율을 높이기 위해, 상기 살균덕트의 상부에는 광촉매 재순환배출구가 더 형성되고, 상기 하우징과 살균덕트의 사이에는 광촉매 재순환배출구 및 송풍기의 송풍흡입구와 연통되어 있는 광촉매 재순환통로가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to increase the sterilization and decomposition efficiency by partially recirculating the photocatalyst product, a photocatalyst recirculation outlet is further formed at the upper portion of the sterilization duct, and between the housing and the sterilization duct, the photocatalyst recirculation outlet and the air inlet of the blower are in communication It is characterized in that a photocatalyst recirculation passage is provided.

또한, 광촉매 코팅 조성물은 광촉매 졸 100 중량부에 대하여, 자외선 경화형 아크릴 수지 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함하되, 티타늄 전구체, 산(acid) 촉매, 알콜계 용제 및 증류수를 혼합하여 제조되는 이산화티타늄 광촉매 100 중량부, 이황화 몰리브덴 나노와이어 10 내지 30 중량부 및 세륨알루미나이드 1 내지 10 중량부를, 루페올 및 알칼리화제를 포함하는 알콜계 분산용제에 혼합하여 제조된 것을 특징으로 한다.In addition, the photocatalyst coating composition includes 10 to 30 parts by weight of an ultraviolet curable acrylic resin, 1 to 10 parts by weight of a silane coupling agent, and 0.1 to 5 parts by weight of a photoinitiator, based on 100 parts by weight of the photocatalyst sol, a titanium precursor, an acid catalyst , 100 parts by weight of a titanium dioxide photocatalyst prepared by mixing an alcoholic solvent and distilled water, 10 to 30 parts by weight of molybdenum disulfide nanowire, and 1 to 10 parts by weight of cerium aluminide, lupeol and an alkalizing agent in an alcohol-based dispersion solvent It is characterized in that it is prepared by mixing.

상기 광촉매 졸은 티타늄 전구체 100 중량부, 산(acid) 촉매 18 내지 25 중량부, 알콜계 용제 25 내지 35 중량부 및 증류수 250 내지 350 중량부를 교반 및 가열하여 이산화티타늄 광촉매를 제조하는 단계; 및 이산화티타늄 광촉매 100 중량부, 이황화 몰리브덴 나노와이어 10 내지 30 중량부 및 세륨알루미나이드 1 내지 10 중량부를, 루페올 및 알칼리화제를 포함하는 알콜계 분산용제에 혼합하여, 고형분이 5 내지 30 중량%이고, pH가 4.0 내지 7.0이 되도록 조절하는 단계;를 포함하여 제조된 것을 특징으로 한다.The photocatalytic sol is prepared by stirring and heating 100 parts by weight of a titanium precursor, 18 to 25 parts by weight of an acid catalyst, 25 to 35 parts by weight of an alcoholic solvent, and 250 to 350 parts by weight of distilled water to prepare a titanium dioxide photocatalyst; And 100 parts by weight of titanium dioxide photocatalyst, 10 to 30 parts by weight of molybdenum disulfide nanowire, and 1 to 10 parts by weight of cerium aluminide, mixed with an alcoholic dispersion solvent containing lupeol and an alkalizing agent, the solid content is 5 to 30% by weight and adjusting the pH to be 4.0 to 7.0.

또한, 상기 이황화 몰리브덴 나노와이어는 이황화 몰리브덴의 전구체 용액을 70 내지 90 ℃에서 30분 내지 2시간 동안 초음파 처리(sonication) 및 교반(stirring)하여 과포화시킨 후 냉각하여 분체 형태의 이황화 몰리브덴 중간 물질을 석출하는 단계; 및 상기 중간 물질을 열처리하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 형성되는 것이고; 상기 세륨알루미나이드는 수소화나트륨(NaH) 및 수소화리튬(LiH) 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 분말을 염화세륨(CeCl3) 분말 및 염화알루미늄(AlCl3) 분말과 5 내지 20 : 1: 1 내지 5 몰비율로 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계; 상기 혼합 분말을 볼과 함께 반응용기에 투입하고 아르곤, 헬륨 또는 질소 가스를 충진한 후 볼밀링을 수행함으로써 세륨알루미나이드를 포함하는 복합 분말을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 복합 분말을 증류수에 분산시킨 후, 여과하여 세륨알루미나이드 분말을 회수하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the molybdenum disulfide nanowire is supersaturated by sonication and stirring of a precursor solution of molybdenum disulfide at 70 to 90° C. for 30 minutes to 2 hours, followed by cooling to precipitate a powdery molybdenum disulfide intermediate material. to do; and heat-treating the intermediate material; The cerium aluminide is at least one powder selected from sodium hydride (NaH) and lithium hydride (LiH), cerium chloride (CeCl 3 ) powder and aluminum chloride (AlCl 3 ) powder and 5 to 20: 1: 1 to 5 molar ratio mixing to form a mixed powder; generating a composite powder containing cerium aluminide by putting the mixed powder together with a ball into a reaction vessel, filling argon, helium or nitrogen gas, and then performing ball milling; and dispersing the resulting composite powder in distilled water, and then filtering to recover the cerium aluminide powder.

본 발명의 고기능 광촉매 살균장치에 따르면, 살균 덕트의 내면 및 광촉매 채널의 내측 및 외측 표면 전체에 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 각종 세균 및 COVID-19와 같은 바이러스를 포함하는 공기의 살균효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한 하우징과 살균덕트의 사이에 광촉매 재순환통로가 마련되어 살균 효율이 증대된다. 또한, LED 자외선 방사체에 설치된 LED 스트립은 200~300nm의 자외선 LED를 사용하여 교환주기 및 수명이 길어진다. 또한, 살균덕트와 광촉매 산란판을 적용하여 광화학 반응의 면적이 증가됨으로써 더 많은 라디칼(OH-)을 생성할 수 있고, LED 램프의 체적이 줄어들어 송풍팬의 송풍 저항이 작아지고 라디칼의 배출 효율이 커져 살균력이 증대되는 이점을 갖는다. 또한 개선된 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 월등히 우수한 유해가스 분해 성능 및 표면 내구성을 가질 수 있다.According to the high-function photocatalytic sterilization device of the present invention, the photocatalyst coating composition is coated on the entire inner and outer surfaces of the inner and outer surfaces of the inner and outer surfaces of the sterilization duct and the photocatalyst channel to maximize the sterilization effect of air containing various bacteria and viruses such as COVID-19. there is an effect In addition, a photocatalyst recirculation path is provided between the housing and the sterilization duct to increase sterilization efficiency. In addition, the LED strip installed on the LED UV emitter uses a UV LED of 200 to 300 nm to increase the replacement cycle and lifespan. In addition, by applying the sterilization duct and the photocatalyst scattering plate, the area of photochemical reaction is increased, so more radicals (OH-) can be generated, and the volume of the LED lamp is reduced, so the blowing resistance of the blowing fan is reduced and the emission efficiency of radicals is decreased. It has the advantage of increasing the sterilization power. In addition, the improved photocatalyst coating composition may be coated to have exceptionally excellent decomposition performance of harmful gases and surface durability.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 고기능 광촉매 살균장치의 사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3은 도 1의 고기능 광촉매 살균장치에 적용된 광촉매 채널 홀더와 광촉매 채널간의 분해사시도.
도 4는 도 1의 정면도.
도 5는 도 4의 A-A선에서 본 단면도.
도 6은 도 4의 B-B선에서 본 단면도.
도 7은 도 4의 C-C선에서 본 단면도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 고기능 광촉매 살균장치에 적용된 고기능 광촉매 살균모듈의 변형예시도.
도 9는 도 8에 도시된 고기능 광촉매 살균모듈의 평면도.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is limited to the matters described in the accompanying drawings It should not be construed as being limited.
1 is a perspective view of a high-function photocatalytic sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
3 is an exploded perspective view between a photocatalyst channel holder and a photocatalyst channel applied to the high-function photocatalyst sterilizer of FIG. 1. FIG.
Fig. 4 is a front view of Fig. 1;
Fig. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of Fig. 4;
Fig. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of Fig. 4;
Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line CC of Fig. 4;
8 is a modified example of a high-function photocatalyst sterilization module applied to a high-function photocatalyst sterilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a plan view of the high-function photocatalytic sterilization module shown in FIG. 8;

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the presented embodiments are illustrative for a clear understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

본 실시 예에 따른 광촉매 살균장치(10)는 도 1 내지 도 5에서와 같이 하우징(12)이 구비된다. 하우징(12)은 살균모듈 수납실(121a)을 갖는 하우징 본체(121)와, 상기 하우징 본체(121)의 하부에 개폐 가능하게 설치되고 하우징 본체(121)의 일개소에 공기흡입구(122a)를 갖는 하우징 하부덮개(122)와, 상기 하우징 본체(121)의 상부에 개폐 가능하게 설치되고 제1공기배출구(123a)를 갖는 하우징 상부덮개(123)로 이루어진다. 여기서 하우징 본체(121)는 도 5와 같이 좌우 양측으로 소정의 곡률반경(R)을 가져 원형 기둥 형태를 이루고 있다. 이같이 하우징 본체(121)는 좌우 양측이 곡률반경(R)을 이루어 아치 기둥이 형성된 것처럼 아름다운 미관을 갖게 된다. 또한, 하우징 하부덮개(122)와 하우징 상부덮개(123)가 나사 해체로 분리될 수 있어 후술할 고기능 광촉매 살균모듈(20)을 하우징(12)내의 살균모듈 수납실(121a)로 쉽게 삽입시켜 설치할 수 있다.The photocatalytic sterilizer 10 according to the present embodiment includes a housing 12 as shown in FIGS. 1 to 5 . The housing 12 includes a housing body 121 having a sterilization module storage chamber 121a, and an air intake port 122a installed at a location of the housing body 121 to be opened and closed at the lower portion of the housing body 121. It consists of a housing lower cover 122 having a housing, and a housing upper cover 123 which is installed to be opened and closed on the upper part of the housing body 121 and has a first air outlet 123a. Here, the housing body 121 has a predetermined radius of curvature R on the left and right sides as shown in FIG. 5 to form a circular column shape. As described above, the housing body 121 has a beautiful appearance as if an arch column is formed by forming a radius of curvature R on both sides of the housing body 121 . In addition, since the housing lower cover 122 and the housing upper cover 123 can be separated by disassembling the screws, a high-function photocatalytic sterilization module 20 to be described later can be easily inserted into the sterilization module storage chamber 121a in the housing 12 to be installed. can

하우징 본체(121)에는 상부 전면측으로 제2공기배출구(122b)가 추가적으로 설치될 수도 있다. 따라서 본 실시 예에서는 제1공기배출구(123a)와 제2공기배출구(122b)를 통해 정화 공기가 토출된다.A second air outlet 122b may be additionally installed on the upper front side of the housing body 121 . Therefore, in this embodiment, the purified air is discharged through the first air outlet 123a and the second air outlet 122b.

하우징(12)은 도 4와 같이 하면에 다수의 이동바퀴(5)가 설치될 수 있다. 따라서 광촉매 살균장치(10)는 하우징(12)측 이동바퀴(5)를 통해 위치를 쉽게 이동시킬 수 있다.A plurality of moving wheels 5 may be installed on the lower surface of the housing 12 as shown in FIG. 4 . Therefore, the photocatalytic sterilizer 10 can be easily moved through the housing 12 side moving wheel 5 .

하우징 하부덮개(122)의 내면에는 에어필터(40)를 장착시키기 위한 에어필터 수납대(124)가 설치되어 있다. 에어필터 수납대(124)에는 도 2와 같이 일측으로 에어필터(40)의 교체를 위한 에어필터 교체 개부구(125)가 형성되어 있다. 따라서 에어필터(40)를 에어필터 수납대(124)에 삽입시켜 놓는 것만으로 장착을 간편히 할 수 있다.An air filter holder 124 for mounting the air filter 40 is installed on the inner surface of the housing lower cover 122 . The air filter holder 124 has an air filter replacement opening 125 for replacing the air filter 40 on one side as shown in FIG. 2 . Therefore, it is possible to easily install the air filter 40 by simply inserting it into the air filter holder 124 .

하우징(12)의 내부에 고기능 광촉매 살균모듈(20)이 설치되어 있다. 고기능 광촉매 살균모듈(20)은 살균덕트(210)를 가지고 그 내부에서 자외선을 발생시켜 광촉매 물질간의 반응으로 생성된 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical, OH-)(이하 '라디칼' 이라 함)의 산화력으로 세균과 바이러스 등의 유기물질을 분해 및 사멸시키는 기능을 수행한다. 고기능 광촉매 살균모듈(20)은 후술한다.A high-function photocatalytic sterilization module 20 is installed inside the housing 12 . The high-function photocatalyst sterilization module 20 has a sterilization duct 210 and generates ultraviolet rays inside it to oxidize hydroxyl radicals (OH-) (hereinafter referred to as 'radicals') generated by a reaction between photocatalytic materials. It decomposes and destroys organic substances such as bacteria and viruses. The high-function photocatalyst sterilization module 20 will be described later.

광촉매 살균장치(10)가 배치되는 실내의 외기를 흡입하여 살균덕트(210)내로 주입시키는 송풍기(30)가 구비된다. 송풍기(30)는 도 2 및 도 6과 같이 살균덕트(210)의 하부측 송풍실(217)에 장착되어 있다. 송풍기(30)는 송풍력을 발생시켜 하우징 하부덮개(122)측 공기흡입구(122a)로 외기를 흡입하여 살균덕트(210)내로 주입시킨 후 하우징 상부덮개(123)와 하우징(12)의 상부 전면에 형성된 제1,2공기배출구(123a,122b)로 배출시킨다.A blower 30 is provided for sucking the outside air in the room where the photocatalytic sterilization device 10 is disposed and injecting it into the sterilization duct 210 . The blower 30 is mounted in the blowing chamber 217 on the lower side of the sterilization duct 210 as shown in FIGS. 2 and 6 . The blower 30 generates blowing force, sucks in outside air through the air intake port 122a on the housing lower cover 122 side, and injects it into the sterilization duct 210 , and then the upper front surface of the housing upper cover 123 and the housing 12 . It is discharged through the first and second air outlets (123a, 122b) formed in the .

하우징 하부덮개(122)의 공기흡입구(122a)측에 공기 중의 미세 먼지 및 오염물질을 제거하는 에어필터(40)가 설치되어 있다. 본 실시 예에서 에어필터(40)는 하우징 하부덮개(122)의 내면에 설치된 에어필터 수납대(124)에 교체 가능하게 수납되어 있다. 에어필터(Air Filter)(40)는 프리필터, 헤파필터, 초고성능 필터(ULPA, Ultra Low Penetration Air filter) 중 어느 하나 또는 그 이상이 될 수 있다. 이같이 광촉매 살균장치(10)는 에어필터(40)를 장착하고 있어 실내 공기의 미세먼지 여과도 함께 수행한다. 물론 본 발명에서 에어필터(40)는 항균필터, 활성탄필터로 대체되거나 이들과 함께 사용될 수도 있다.An air filter 40 for removing fine dust and contaminants in the air is installed on the side of the air intake 122a of the housing lower cover 122 . In this embodiment, the air filter 40 is accommodated in a replaceable air filter holder 124 installed on the inner surface of the housing lower cover (122). The air filter 40 may be any one or more of a pre-filter, a HEPA filter, and an ultra-high performance filter (ULPA, Ultra Low Penetration Air filter). As described above, the photocatalytic sterilizer 10 is equipped with an air filter 40, so that fine dust filtration of indoor air is also performed. Of course, in the present invention, the air filter 40 may be replaced with an antibacterial filter or an activated carbon filter or used together with them.

도 2 내지 도 8과 같이 고기능 광촉매 살균모듈(20)은 송풍 통로 및 광촉매 반응실을 제공하는 살균덕트(210)가 구비된다. 살균덕트(210)는 일정한 간격을 두고 서로 나란한 전면판(211)과 후면판(212) 및 전면판(211)과 후면판(212)에 연결되어 소정 각도로 경사진 경사판(213)에 의해 사다리꼴 단면을 갖고, 이들 전면판(211)과 후면판(212) 및 경사판(213)에 의해 내부로 폐합된 광촉매 살균실(214)을 포함하되 광촉매 살균실(214)의 모든 내면에 유해가스 분해성능과 표면내구성이 우수한 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 있고, 광촉매 살균실(214)의 하부로 송풍유입구(214a)가 형성되어 있다. 따라서 송풍유입구(214a)를 통해 유입된 흡입공기는 광촉매 살균실(214)을 거쳐 상방으로 배출된다.2 to 8, the high-function photocatalyst sterilization module 20 is provided with a sterilization duct 210 that provides a blowing passage and a photocatalytic reaction chamber. The sterilization duct 210 is connected to the front plate 211 and the rear plate 212 and the front plate 211 and the rear plate 212 parallel to each other at regular intervals and is trapezoidal by the inclined plate 213 inclined at a predetermined angle. It has a cross-section and includes a photocatalytic sterilization chamber 214 that is closed inside by these front and rear plates 211 and 212 and swash plate 213, but has a decomposition performance of harmful gases on all inner surfaces of the photocatalytic sterilization chamber 214 And a photocatalyst coating composition having excellent surface durability is coated, and a blower inlet 214a is formed in the lower portion of the photocatalyst sterilization chamber 214 . Accordingly, the intake air introduced through the blower inlet 214a is discharged upward through the photocatalytic sterilization chamber 214 .

바람직하게 살균덕트(210)의 모든 내면에는 광촉매 반응 면적을 증대시키기 위해 후술할 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 있다. 살균덕트(210)는 본 실시 예에서 부식에 강한 스테인레스 강판으로 제작되어 있으나 이러한 금속 재질에 한정되는 것은 아니다. Preferably, all inner surfaces of the sterilization duct 210 are coated with a photocatalytic coating composition to be described later in order to increase the photocatalytic reaction area. The sterilization duct 210 is made of a corrosion-resistant stainless steel plate in this embodiment, but is not limited to such a metal material.

살균덕트(210)의 내부 청소 및 관리를 위해 도 2와 같이 살균덕트(210)의 전면판(211)에 덕트관리용 개구부(211a)가 형성되고, 덕트관리용 개구부(211a)에는 광촉매 전면산란판 기대(232)가 탈부착 가능하게 설치되어 있다. 광촉매 전면산란판 기대(232)에는 내면에 도 8와 같이 광촉매 전면산란판(230)이 장착될 수 있다.For internal cleaning and management of the sterilization duct 210, an opening 211a for duct management is formed on the front plate 211 of the sterilization duct 210 as shown in FIG. The plate base 232 is installed detachably. A photocatalyst front scattering plate 230 may be mounted on the inner surface of the photocatalyst front scattering plate base 232 as shown in FIG. 8 .

살균덕트(210)의 내벽에는 하나 이상의 광촉매 채널 홀더(280)가 설치되어 있다. 도 3과 같이 광촉매 채널 홀더(280)는 서로 마주하는 채널 결착홈(280a)이 구비되어 있다. 광촉매 채널 홀더(280)는 도 9와 같이 홀더 지지다리(282)를 갖고 설치될 수 있다.One or more photocatalyst channel holders 280 are installed on the inner wall of the sterilization duct 210 . As shown in FIG. 3 , the photocatalyst channel holder 280 is provided with channel coupling grooves 280a facing each other. The photocatalyst channel holder 280 may be installed with a holder support leg 282 as shown in FIG. 9 .

광촉매 채널 홀더(280)에 착탈가능하게 끼움 결합되는 광촉매 채널(300)이 구비된다. 광촉매 채널(300)은 터널형의 광촉매 반응실(302) 및 광촉매 반응실(302)의 내면에 방사상으로 형성된 촉매확장날개(304)를 갖고 내외부의 표면에 후술할 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 있는 특징을 갖는다.A photocatalyst channel 300 that is detachably fitted to the photocatalyst channel holder 280 is provided. The photocatalytic channel 300 has a tunnel-type photocatalytic reaction chamber 302 and a catalyst extension blade 304 radially formed on the inner surface of the photocatalytic reaction chamber 302, and a photocatalytic coating composition to be described later is coated on the inner and outer surfaces. has

광촉매 채널(300)의 내부에 자외선 램프(310)가 배치된다. 자외선 램프(310)는 광촉매 코팅 조성물에 자외선을 조사시켜 광촉매 반응을 일으키고 동시에 광촉매 채널(300)의 내부를 통과하는 공기흐름에 살균력을 발생시킨다.An ultraviolet lamp 310 is disposed inside the photocatalytic channel 300 . The ultraviolet lamp 310 causes a photocatalytic reaction by irradiating ultraviolet rays to the photocatalytic coating composition, and at the same time generates a sterilizing power in the airflow passing through the photocatalyst channel 300 .

한편, 도 5 및 도 9와 같이 광촉매 채널(300)의 외부에 일정 길이에 걸쳐 원형 단면을 갖고 표면에 이산화티타늄(TiO2)이 코팅되어 있는 LED 스트립 설치봉(241), LED 스트립 설치봉(241)의 외주면에 원형 배치되어 LED 자외선을 발생시키는 LED 스트립(242)으로 이루어져 광촉매 살균실(214)에 배치되어 있는 하나 이상의 LED 자외선 방사체(240)가 더 설치될 수 있다.On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 9 , the LED strip installation rod 241 and the LED strip installation rod 241 having a circular cross section over a certain length on the outside of the photocatalytic channel 300 and coated with titanium dioxide (TiO 2 ) One or more LED ultraviolet emitters 240 disposed in a photocatalyst sterilization chamber 214 may be further installed, which are circularly disposed on the outer circumferential surface of the LED strip 242 to generate LED ultraviolet rays.

또한, 도 8 및 도 9와 같이 살균덕트(210)의 양쪽 경사판(213), 전면판(211)에는 강판을 절곡시켜 각기 60도 각도를 갖는 산형(220a,230a)이 일정 폭을 갖고 연속적으로 이어져 주름 형태를 이루어 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 자외선의 산란과 확산을 유도하는 광촉매 경사산란판(220) 및 광촉매 전면산란판(230)이 각기 설치되되, 광촉매 산란 및 확산을 위해 상기 광촉매 경사산란판(220)의 산형(220a)은 광촉매 전면산란판(230)의 산형(230a)과 서로 직교 방향으로 배치되고, 광촉매 전면산란판(230)의 산형(230a) 길이 방향은 공기흐름의 저항을 최소화시키기 위해 송풍 방향(X)과 일치되도록 배치할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 8 and 9 , the slopes 213 and the front plate 211 of the sterilization duct 210 are bent to form umbels 220a and 230a each having an angle of 60 degrees each having a predetermined width and successively. A photocatalyst inclined scattering plate 220 and a photocatalyst front scattering plate 230 are installed respectively to form a wrinkle shape and are coated with a photocatalyst coating composition to induce scattering and diffusion of ultraviolet rays. The mountain shape 220a of 220 is disposed in a direction perpendicular to the mountain shape 230a of the photocatalytic front scattering plate 230 and the longitudinal direction of the mountain shape 230a of the photocatalytic front scattering plate 230 minimizes the resistance of air flow. It can be arranged to coincide with the blowing direction (X) in order to do so.

여기서, 광촉매 코팅 조성물은 광촉매 졸 100 중량부에 대하여, 자외선 경화형 아크릴 수지 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함하되, 티타늄 전구체, 산(acid) 촉매, 알콜계 용제 및 증류수를 혼합하여 제조되는 이산화티타늄 광촉매 100 중량부, 이황화 몰리브덴 나노와이어 10 내지 30 중량부 및 세륨알루미나이드 1 내지 10 중량부를, 루페올 및 알칼리화제를 포함한다.Here, the photocatalyst coating composition includes 10 to 30 parts by weight of an ultraviolet curable acrylic resin, 1 to 10 parts by weight of a silane coupling agent, and 0.1 to 5 parts by weight of a photoinitiator, based on 100 parts by weight of the photocatalyst sol, a titanium precursor, an acid catalyst , 100 parts by weight of a titanium dioxide photocatalyst prepared by mixing an alcoholic solvent and distilled water, 10 to 30 parts by weight of molybdenum disulfide nanowires, and 1 to 10 parts by weight of cerium aluminide, lupeol and an alkalizing agent.

광촉매 졸은 티타늄 전구체 100 중량부, 산(acid) 촉매 18 내지 25 중량부, 알콜계 용제 25 내지 35 중량부 및 증류수 250 내지 350 중량부를 교반 및 가열하여 이산화티타늄 광촉매를 제조하는 단계; 및 이산화티타늄 광촉매 100 중량부, 이황화 몰리브덴 나노와이어 10 내지 30 중량부 및 세륨알루미나이드 1 내지 10 중량부를, 루페올 및 알칼리화제를 포함하는 알콜계 분산용제에 혼합하여, 고형분이 5 내지 30 중량%이고, pH가 4.0 내지 7.0이 되도록 조절하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.The photocatalyst sol is prepared by stirring and heating 100 parts by weight of a titanium precursor, 18 to 25 parts by weight of an acid catalyst, 25 to 35 parts by weight of an alcoholic solvent, and 250 to 350 parts by weight of distilled water to prepare a titanium dioxide photocatalyst; And 100 parts by weight of titanium dioxide photocatalyst, 10 to 30 parts by weight of molybdenum disulfide nanowire, and 1 to 10 parts by weight of cerium aluminide, mixed with an alcoholic dispersion solvent containing lupeol and an alkalizing agent, the solid content is 5 to 30% by weight and adjusting the pH to be 4.0 to 7.0; may be prepared including.

또한, 이황화 몰리브덴 나노와이어는 이황화 몰리브덴의 전구체 용액을 70 내지 90 ℃에서 30분 내지 2시간 동안 초음파 처리(sonication) 및 교반(stirring)하여 과포화시킨 후 냉각하여 분체 형태의 이황화 몰리브덴 중간 물질을 석출하는 단계; 및 상기 중간 물질을 열처리하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 형성되는 것이고; 상기 세륨알루미나이드는 수소화나트륨(NaH) 및 수소화리튬(LiH) 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 분말을 염화세륨(CeCl3) 분말 및 염화알루미늄(AlCl3) 분말과 5 내지 20 : 1: 1 내지 5 몰비율로 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계; 상기 혼합 분말을 볼과 함께 반응용기에 투입하고 아르곤, 헬륨 또는 질소 가스를 충진한 후 볼밀링을 수행함으로써 세륨알루미나이드를 포함하는 복합 분말을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 복합 분말을 증류수에 분산시킨 후, 여과하여 세륨알루미나이드 분말을 회수하는 단계를 포함하는 방법으로 준비될 수 있다.In addition, molybdenum disulfide nanowires are supersaturated by sonication and stirring of a precursor solution of molybdenum disulfide at 70 to 90 ° C. for 30 minutes to 2 hours, followed by cooling to precipitate a powdery molybdenum disulfide intermediate material. step; and heat-treating the intermediate material; The cerium aluminide is at least one powder selected from sodium hydride (NaH) and lithium hydride (LiH), cerium chloride (CeCl 3 ) powder and aluminum chloride (AlCl 3 ) powder and 5 to 20: 1: 1 to 5 molar ratio mixing to form a mixed powder; generating a composite powder containing cerium aluminide by putting the mixed powder together with a ball into a reaction vessel, filling argon, helium or nitrogen gas, and then performing ball milling; And after dispersing the resulting composite powder in distilled water, it may be prepared by a method comprising the step of recovering the cerium aluminide powder by filtration.

<제조예 1><Production Example 1>

광촉매 졸의 제조Preparation of photocatalytic sol

TiCl4 및 Ti(OCH2CH3)4를 2: 1 중량비율로 혼합한 티타늄 전구체 100 중량부, 질산 촉매 22 중량부, 에탄올 30 중량부 및 증류수 280 중량부를 100 ℃의 온도에서 14 시간 동안 교반 및 가열하여, 결정상이 아나타제형이고 고형분이 17 중량%인 이산화티타늄 광촉매를 제조하였다.TiCl 4 and Ti(OCH 2 CH 3 ) 4 100 parts by weight of a titanium precursor mixed in a 2: 1 weight ratio, 22 parts by weight of a nitric acid catalyst, 30 parts by weight of ethanol and 280 parts by weight of distilled water were stirred at a temperature of 100° C. for 14 hours. and heating to prepare a titanium dioxide photocatalyst having a crystalline phase of an anatase type and a solid content of 17% by weight.

상기 제조된 이산화티타늄 광촉매 100 중량부, 이황화 몰리브덴 나노와이어 13 중량부 및 세륨알루미나이드 5 중량부를, 루페올 및 알칼리화제(디이소프로필에틸아민 및 수산화나트륨을 1: 0.2 중량비율로 혼합)를 포함하는 에탄올에 혼합하여, 고형분이 19 중량%이고, pH가 6.5가 되도록 조절하여, 광촉매 졸(Sol)을 제조하였다.100 parts by weight of the titanium dioxide photocatalyst prepared above, 13 parts by weight of molybdenum disulfide nanowire and 5 parts by weight of cerium aluminide, lupeol and an alkalizing agent (diisopropylethylamine and sodium hydroxide are mixed in a 1: 0.2 weight ratio) was mixed with ethanol to have a solid content of 19 wt%, and the pH was adjusted to 6.5 to prepare a photocatalyst sol (Sol).

이때, 상기 이황화 몰리브덴 나노와이어는 (NH4)2MoS4 전구체 0.2 g에 3차 극성 또는 무극성 용매 50 ml를 혼합한 이황화 몰리브덴의 전구체 용액을 80 ℃에서 1시간 동안 초음파 처리(sonication) 및 교반(stirring)하여 과포화시킨 후 냉각하여 분체 형태의 이황화 몰리브덴 중간 물질을 석출한 후; 상기 중간 물질을 Ar, H2, H2S를 각각 100, 7, 5 sccm로 주입하면서, 500 ℃에서 1차 열처리를 수행한 후; Ar, H2S를 각각 100, 8 sccm로 주입하면서, 1200 ℃에서 2차 열처리를 수행하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 형성되어, 평균길이가 42 nm인 것을 사용하였다.At this time, the molybdenum disulfide nanowire (NH 4 ) 2 MoS 4 precursor solution of molybdenum disulfide in which 0.2 g of the precursor is mixed with 50 ml of a tertiary polar or non-polar solvent is ultrasonicated at 80 ° C. for 1 hour and stirred (sonication) and stirring ( stirring) to supersaturate, and then cooled to precipitate an intermediate molybdenum disulfide in powder form; After performing the first heat treatment at 500 °C while injecting the intermediate material with Ar, H 2 , and H 2 S at 100, 7, and 5 sccm, respectively; Ar and H 2 S was injected at 100 and 8 sccm, respectively, and was formed by a manufacturing method including performing secondary heat treatment at 1200 ° C., and an average length of 42 nm was used.

또한, 상기 세륨알루미나이드는 수소화리튬(LiH) 분말을 염화세륨(CeCl3) 분말 및 염화알루미늄(AlCl3) 분말과 18 : 1: 3 몰비율로 혼합하여 혼합 분말을 형성한 후; 상기 혼합 분말을 공구강으로 만들어진 125 ml 용적의 용기에 크롬강(chrome steel)으로 만들어진 직경 9.5 mm 볼 17개와 약 1:28의 중량비로 함께 장입한 다음, 아르곤(Ar)을 용기에 충진한 후, 유성밀을 이용하여 고에너지볼밀링을 4시간 동안 볼밀링을 수행함으로써 세륨알루미나이드를 포함하는 복합 분말을 생성하였다. 이후; 생성된 상기 복합 분말을 증류수에 분산시켜 염화나트륨 등의 염 부산물을 제거한 후, 여과하여 평균입경 약 345 nm인 세륨알루미나이드(CeAl4) 분말을 회수함으로써 준비되는 것을 사용하였다.In addition, the cerium aluminide is obtained by mixing lithium hydride (LiH) powder with cerium chloride (CeCl 3 ) powder and aluminum chloride (AlCl 3 ) powder in a molar ratio of 18: 1: 3 to form a mixed powder; The mixed powder was charged together with 17 9.5 mm diameter balls made of chrome steel in a 125 ml container made of tool steel in a weight ratio of about 1:28, and then filled with argon (Ar) in the container, Composite powder containing cerium aluminide was produced by performing high energy ball milling for 4 hours using a mill. after; The resulting composite powder was dispersed in distilled water to remove salt by-products such as sodium chloride, and then filtered to recover cerium aluminide (CeAl 4 ) powder having an average particle diameter of about 345 nm.

또한, 상기 루페올은 루핀 종자 및 루핀 종자의 꼬투리를 건조한 후 분쇄하여 루핀 종자 분말 및 루핀 종자의 꼬투리 분말을 얻는 단계; 및 루핀 종자 분말 및 루핀 종자의 꼬투리 분말에 추출용매로서 95% 이상 에탄올을 1 : 7의 중량비로 가하여 65℃로 가열하여 루페올을 추출하는 단계를 포함하는 추출방법으로 추출된 것을 사용하였다. 이때, 상기 루페올은 에탄올 100 중량부에 7 중량부 함량으로 함유되도록 혼합하였다.In addition, the lupeol is dried and then pulverized lupine seeds and pods of lupine seeds to obtain lupine seed powder and pod powders of lupine seeds; And 95% or more of ethanol as an extraction solvent to the lupine seed powder and the pod powder of the lupine seed was added in a weight ratio of 1: 7 and heated to 65° C. to extract the lupeol was used. At this time, the lupeol was mixed to be contained in an amount of 7 parts by weight in 100 parts by weight of ethanol.

<비교제조예 1><Comparative Preparation Example 1>

비교용 광촉매 졸의 제조Preparation of comparative photocatalytic sol

Ti(OCH2CH3)4 티타늄 전구체 100 중량부, 질산 촉매 15 중량부, 에탄올 30 중량부 및 증류수 280 중량부를 90 ℃의 온도에서 11 시간 동안 교반 및 가열하여, 결정상이 아나타제형이고 고형분이 12 중량%인 이산화티타늄 광촉매를 제조하였다.Ti(OCH 2 CH 3 ) 4 100 parts by weight of a titanium precursor, 15 parts by weight of a nitric acid catalyst, 30 parts by weight of ethanol, and 280 parts by weight of distilled water were stirred and heated at a temperature of 90° C. for 11 hours, so that the crystal phase was anatase type and the solid content was 12 A weight % titanium dioxide photocatalyst was prepared.

상기 제조된 이산화티타늄 광촉매 100 중량부를, 알칼리화제(수산화나트륨)를 포함하는 에탄올에 혼합하여, 고형분이 9 중량%이고, pH가 6.5가 되도록 조절하여, 광촉매 졸(Sol)을 제조하였다.100 parts by weight of the titanium dioxide photocatalyst prepared above was mixed with ethanol containing an alkalizing agent (sodium hydroxide), the solid content was 9% by weight, and the pH was adjusted to 6.5, thereby preparing a photocatalyst sol (Sol).

<실시예 1><Example 1>

LED 램프 자외선을 이용한 살균장치용 광촉매 코팅 조성물의 제조Preparation of photocatalyst coating composition for sterilization device using LED lamp ultraviolet rays

상기 제조예 1에서 제조된 광촉매 졸 100 중량부에 대하여; 자외선 경화형 아크릴 수지 20 중량부; 비닐트리클로로실란 및 3-(2-아미노에틸아미노프로필)디메톡시메틸실란을 1: 1 중량비율로 혼합한 실란 커플링제 3 중량부; 및 광개시제(2-하이드록시 2-메틸-1-페닐프로판-1-온) 0.8 중량부를 혼합하여, LED 램프 자외선을 이용한 살균장치용 광촉매 코팅 조성물을 제조하였다.Based on 100 parts by weight of the photocatalytic sol prepared in Preparation Example 1; 20 parts by weight of UV-curable acrylic resin; 3 parts by weight of a silane coupling agent obtained by mixing vinyltrichlorosilane and 3-(2-aminoethylaminopropyl)dimethoxymethylsilane in a 1:1 weight ratio; And 0.8 parts by weight of a photoinitiator (2-hydroxy 2-methyl-1-phenylpropan-1-one) was mixed to prepare a photocatalyst coating composition for a sterilizer using LED lamp ultraviolet rays.

이때, 상기 자외선 경화형 아크릴 수지는 이소보닐 (메타)아크릴레이트 19 중량%, 테트라하이드로퓨퓨릴 아크릴레이트 26 중량%, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 31 중량%, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 9 중량% 및 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트 15 중량%를 포함하는 것을 사용하였다.In this case, the ultraviolet curable acrylic resin is isobornyl (meth)acrylate 19% by weight, tetrahydrofurfuryl acrylate 26% by weight, tripropylene glycol diacrylate 31% by weight, 1,6-hexanediol diacrylate 9% by weight % and 15 wt% of pentaerythritol triacrylate was used.

<비교예 1><Comparative Example 1>

비교용 코팅 조성물의 제조Preparation of Comparative Coating Compositions

상기 비교제조예 1에서 제조된 광촉매 졸 100 중량부에 대하여; 자외선 경화형 아크릴 수지 20 중량부; 3-(2-아미노에틸아미노프로필)디메톡시메틸실란 3 중량부; 및 광개시제(2-하이드록시 2-메틸-1-페닐프로판-1-온) 0.8 중량부를 혼합하여, LED 램프 자외선을 이용한 살균장치용 광촉매 코팅 조성물을 제조하였다.With respect to 100 parts by weight of the photocatalytic sol prepared in Comparative Preparation Example 1; 20 parts by weight of UV-curable acrylic resin; 3 parts by weight of 3-(2-aminoethylaminopropyl)dimethoxymethylsilane; And 0.8 parts by weight of a photoinitiator (2-hydroxy 2-methyl-1-phenylpropan-1-one) was mixed to prepare a photocatalyst coating composition for a sterilizer using LED lamp ultraviolet rays.

이때, 상기 자외선 경화형 아크릴 수지는 이소보닐 (메타)아크릴레이트 65 중량%, 및 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 35 중량%를 포함하는 것을 사용하였다.In this case, the UV-curable acrylic resin was used containing 65 wt% of isobornyl (meth)acrylate and 35 wt% of tripropylene glycol diacrylate.

<시험예><Test Example>

도 8에 도시된 바와 같은 표면이 절곡된 스테인레스스틸 재질의 산란판에 상기 실시예 1에서 제조된 LED 램프 자외선을 이용한 살균장치용 광촉매 코팅 조성물 및 비교예 1에서 제조된 비교용 코팅 조성물을 각각 분무코팅하고, UV(300 내지 2,000mJ)를 조사하고 경화시킴으로써, 표면에 광촉매 코팅 조성물이 코팅된 산란판을 제조하였다.8, the photocatalytic coating composition for a sterilizer using the LED lamp ultraviolet light prepared in Example 1 and the comparative coating composition prepared in Comparative Example 1 are sprayed on a scattering plate made of stainless steel with a curved surface as shown in FIG. 8, respectively. By coating, irradiating with UV (300 to 2,000 mJ) and curing, a scattering plate having a photocatalyst coating composition coated on the surface was prepared.

유해가스분해 성능Harmful gas decomposition performance

상기 실시예 1에서 제조된 LED 램프 자외선을 이용한 살균장치용 광촉매 코팅 조성물 및 비교예 1에서 제조된 비교용 코팅 조성물이 각각 코팅된 산란판에 대하여, 유해가스분해 성능을 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.The harmful gas decomposition performance was evaluated for the scattering plates each coated with the photocatalyst coating composition for a sterilizer using the LED lamp ultraviolet light prepared in Example 1 and the comparative coating composition prepared in Comparative Example 1. The results are shown in Table 1 below.

상기 평가는 스몰 챔버 테스트(Small chamber test)방법(ISO 18560-1:2014)에 의해 측정하며, 주입 가스 농도는 0.1ppm, 광원은 200 내지 400 nm 파장의 자외선을 방사하는 LED 램프를 사용하였다.The evaluation was measured by a small chamber test method (ISO 18560-1:2014), the injection gas concentration was 0.1 ppm, and the light source used was an LED lamp emitting ultraviolet rays of 200 to 400 nm wavelength.

코팅표면 내구성 평가Coating surface durability evaluation

상기 실시예 1에서 제조된 LED 램프 자외선을 이용한 살균장치용 광촉매 코팅 조성물 및 비교예 1에서 제조된 비교용 코팅 조성물이 각각 코팅된 산란판에 대하여, 표면에 가로 5cm 및 세로 15cm인 셀로판테이프를 접착한 뒤 떼어내어 박리되는 조성물의 질량을 측정하였다. 이때, 상기 박리된 조성물의 질량이 초기 코팅된 조성물의 질량 대비 3 중량% 이하인 경우 양호로, 3 중량% 초과인 경우 미흡으로 하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.For the scattering plates each coated with the photocatalyst coating composition for a sterilization device using the LED lamp ultraviolet light prepared in Example 1 and the comparative coating composition prepared in Comparative Example 1, a cellophane tape having a width of 5 cm and a length of 15 cm was adhered to the surface. Then, the mass of the composition to be peeled off was measured. At this time, when the mass of the peeled composition is 3% by weight or less relative to the mass of the initially coated composition, it is good, and when it exceeds 3% by weight, it is insufficient, and the results are shown in Table 1 below.

유해가스 분해 정도Degree of decomposition of harmful gases 표면 내구성surface durability 실시예 1Example 1 99%99% 양호Good 비교예 1Comparative Example 1 77%77% 미흡Inadequate

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 LED 램프 자외선을 이용한 살균장치용 광촉매 코팅 조성물이 코팅된 경우, 비교예 1에서 제조된 비교용 코팅 조성물이 코팅된 경우와 비교하여, 월등히 우수한 유해가스 분해 성능 및 표면 내구성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 미설명 부호 '217'은 '송풍기 장착부'이다.As can be seen in Table 1, when the photocatalyst coating composition for a sterilizer using the LED lamp ultraviolet light prepared in Example 1 was coated, compared with the case in which the comparative coating composition prepared in Comparative Example 1 was coated, It was confirmed that it has an exceptionally excellent decomposition performance of harmful gases and surface durability. Unexplained code '217' is a 'blower mounting part'.

한편, 광촉매 생성물질의 일부 재순환으로 살균 분해 효율을 높이기 위해, 살균덕트(210)의 상부에는 도 7과 같이 광촉매 재순환배출구(215)가 더 형성되고, 상기 하우징(12)과 살균덕트(210)의 사이에는 광촉매 재순환배출구(215) 및 송풍기(30)의 송풍흡입구(301)와 연통되어 있는 광촉매 재순환통로(13)가 구비될 수 있다. On the other hand, in order to increase the efficiency of sterilization and decomposition by recirculation of a part of the photocatalyst product, a photocatalyst recirculation outlet 215 is further formed on the upper portion of the sterilization duct 210 as shown in FIG. 7 , and the housing 12 and the sterilization duct 210 . Between the photocatalyst recirculation outlet 215 and the blower inlet 301 of the blower 30, a photocatalyst recirculation passage 13 communicating with the photocatalyst recirculation passage 13 may be provided.

이와 같이 구성된 광촉매 살균장치의 작용을 설명한다.The operation of the photocatalytic sterilizer configured in this way will be described.

먼저, 하우징(12)의 전면 상부에 배치된 작동 버튼(129)을 온(on)시키면, 송풍기(30)가 구동하여 송풍이 시작됨과 동시에 자외선 램프(310)의 자외선 조사로 광촉매 채널(300)의 내부에서 광촉매 반응이 일어난다. 이때 송풍유입구(214a)를 통해 송풍력이 발생되면 살균덕트(210)의 내부에서는 송풍 흐름이 발생된다. 이때 송풍유입구(214a)를 통해 외기(오염물질, 박테리아, 바이러스 등)가 흡입된다.First, when the operation button 129 disposed on the front upper part of the housing 12 is turned on, the blower 30 is driven to start blowing, and at the same time, the photocatalyst channel 300 is irradiated with ultraviolet light from the ultraviolet lamp 310 . A photocatalytic reaction takes place inside the At this time, when the blowing force is generated through the blowing inlet 214a, the blowing flow is generated inside the sterilization duct 210. At this time, the outside air (contaminants, bacteria, viruses, etc.) is sucked through the blower inlet 214a.

또한, LED 자외선 방사체(240)의 LED 스트립(242)에서 발생된 자외선은 방사되어 살균덕트(210)의 내면에 충돌하게 되어 코팅된 이산화티타늄으로부터 전자가 형성되어 강한 산화력이 발생하고, 하이드록시 라디칼(-OH)과 슈퍼옥사이드(-O2)가 생성된다. 이 과정에서 살균덕트(210)의 내면과 광촉매 경사산란판(220) 및 광촉매 전면산란판(230)에 코팅된 이산화티타늄에 의한 광화학 반응의 면적 증대로 인해 더 많은 라디칼(OH-)이 생성된다. 따라서 살균덕트(210)내로 유입된 외기에 포함된 오염물질, 세균 및 바이러스 등의 유기화합물은 증대된 살균력에 의해 산화, 분해 및 사멸이 촉진된다.In addition, ultraviolet rays generated from the LED strip 242 of the LED ultraviolet emitter 240 are radiated and collide with the inner surface of the sterilization duct 210, so that electrons are formed from the coated titanium dioxide to generate strong oxidizing power, and hydroxyl radicals (-OH) and superoxide (-O2) are formed. In this process, more radicals (OH-) are generated due to the increase in the area of the photochemical reaction by the titanium dioxide coated on the inner surface of the sterilization duct 210, the photocatalyst inclined scattering plate 220 and the photocatalyst front scattering plate 230. . Therefore, oxidation, decomposition, and death of organic compounds such as pollutants, bacteria and viruses included in the outdoor air introduced into the sterilization duct 210 are promoted by the increased sterilization power.

따라서 하우징 덮개(122)의 공기흡입구(122a)를 통해 외기에 포함된 먼지는 1차적으로 에어필터(40)를 통해 여과된 후, 박테리아, 바이러스 등의 유기물질은 산화력으로 분해·사멸된다. 따라서 먼지가 제거되고 바이러스 등의 유기물질이 분해 정화된 공기가 제1공기배출구(123a) 및 제2공기배출구(122b)를 통해 배출된다.Therefore, dust contained in the outside air through the air intake port 122a of the housing cover 122 is primarily filtered through the air filter 40, and then organic materials such as bacteria and viruses are decomposed and killed by oxidation power. Accordingly, the air from which dust is removed and organic substances such as viruses are decomposed and purified is discharged through the first air outlet 123a and the second air outlet 122b.

이 과정에서 살균덕트(210)의 내면과 광촉매 경사산란판(220) 및 광촉매 전면산란판(230)에 코팅된 이산화티타늄에 의한 광화학 반응의 면적 증대로 인해 더 많은 라디칼(OH-)이 생성된다.In this process, more radicals (OH-) are generated due to the increase in the area of the photochemical reaction by the titanium dioxide coated on the inner surface of the sterilization duct 210, the photocatalyst inclined scattering plate 220 and the photocatalyst front scattering plate 230. .

또한, LED 자외선 방사체(240)의 체적이 작아 송풍기(30)의 송풍 장애가 줄어들고 라디칼(OH-)의 배출 효율이 상승하는 효과가 있어 살균력이 증대된다.In addition, since the volume of the LED ultraviolet emitter 240 is small, the blower 30 reduces the blown obstruction, and the emission efficiency of radicals (OH-) is increased, so that the sterilization power is increased.

또한, 본 발명은 LED형 광촉매를 사용하는 방식으로서 LED 스트립(242)의 교환주기가 길어져 종래 스크류형, 필터형 광촉매보다 수배 수명이 길어지는 장점을 갖는다.In addition, the present invention uses an LED-type photocatalyst, and the replacement cycle of the LED strip 242 is longer, and thus has an advantage in that the lifespan of the LED strip 242 is increased several times longer than that of the conventional screw-type or filter-type photocatalyst.

또한, 세균 살균력이 강한 파장대역인 200 내지 400 nm 파장의 LED 램프 자외선을 사용하여, 각종 세균 및 COVID-19와 같은 바이러스를 포함하는 공기의 살균효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect of maximizing the sterilization effect of air containing various bacteria and viruses such as COVID-19 by using the ultraviolet light of the LED lamp having a wavelength of 200 to 400 nm, which is a wavelength band with strong bacterial sterilization power.

또한, 본 발명에서 광촉매 코팅 조성물은 우수한 부착력으로, 간편하게 코팅될 수 있는 효과가 있다. 이로써, 코팅처리될 부재가 절곡된 표면을 갖는 경우에도 본 발명의 광촉매 코팅 조성물은 우수한 부착력으로 간편하게 코팅될 수 있어, 광촉매 반응의 효율을 더욱 극대화시키며, 우수한 유해가스 분해 성능 및 표면 내구성을 갖는다.In addition, in the present invention, the photocatalyst coating composition has an effect of being easily coated with excellent adhesion. Accordingly, even when the member to be coated has a curved surface, the photocatalytic coating composition of the present invention can be easily coated with excellent adhesion, further maximizing the efficiency of the photocatalytic reaction, and has excellent decomposition performance of harmful gases and surface durability.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. So far, the present invention has been described in detail with reference to the presented embodiment, but those skilled in the art can make various modifications and variations of the invention without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiment. will be. The present invention is not limited by such variations and modifications, but only by the claims appended hereto.

10: 광촉매 살균장치
12: 하우징
121: 하우징 본체
122: 하우징 하부덮개
123: 하우징 상부덮개
20: 고기능 광촉매 살균모듈
210: 살균덕트
220: 광촉매 경사산란판
230: 광촉매 전면산란판
240: LED 자외선 방사체
280: 광촉매 채널 홀더
300: 광촉매 채널
30: 송풍기
40: 에어필터
10: photocatalyst sterilizer
12: housing
121: housing body
122: housing lower cover
123: housing top cover
20: high-function photocatalyst sterilization module
210: sterilization duct
220: photocatalyst inclined scattering plate
230: photocatalyst front scattering plate
240: LED ultraviolet emitter
280: photocatalyst channel holder
300: photocatalyst channel
30: blower
40: air filter

Claims (9)

살균모듈 수납실(121a)을 갖는 하우징 본체(121)와, 상기 하우징 본체(121)의 하부에 개폐 가능하게 설치되고 하우징 본체(121)의 일개소에 공기흡입구(122a)를 갖는 하우징 하부덮개(122)와, 상기 하우징 본체(121)의 상부에 개폐 가능하게 설치되고 제1공기배출구(123a)를 갖는 하우징 상부덮개(123)로 이루어진 하우징(12)과;
LED 자외선과 광촉매 물질간의 반응이 일어나 세균과 바이러스 등의 유기물질을 사멸시키는 살균덕트(210)를 가지고 상기 하우징(12)의 내부로 삽입되어 고정 설치되는 고기능 광촉매 살균모듈(20)과;
송풍력을 발생시켜 공기흡입구로부터 외기를 흡입하여 상기 살균덕트(210)내로 주입시키는 송풍기(30)와;
상기 공기흡입구측에 설치되어 공기 중의 미세 먼지 및 오염물질을 제거하는 에어필터(40);를 포함하되,
상기 고기능 광촉매 살균모듈(20)은
일정한 간격을 두고 서로 나란한 전면판(211)과 후면판(212) 및 전면판(211)과 후면판(212)에 연결되어 소정 각도로 경사진 경사판(213)에 의해 사다리꼴 단면을 갖고, 이들 전면판(211)과 후면판(212) 및 경사판(213)에 의해 내부로 폐합된 광촉매 살균실(214)을 포함하되 광촉매 살균실(214)의 모든 내면에 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 있고, 광촉매 살균실(214)의 하부로 송풍유입구(214a)가 형성되어 있는 살균덕트(210)와; 상기 살균덕트(210)의 내벽에 배치되어 있는 하나 이상의 광촉매 채널 홀더(280)와; 상기 광촉매 채널 홀더(280)에 착탈가능하게 끼움 결합되며, 터널형의 광촉매 반응실(302) 및 광촉매 반응실(302)의 내면에 방사상으로 형성된 촉매확장날개(304)를 갖고 내외부의 표면에 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 있는 광촉매 채널(300)과; 상기 광촉매 채널(300)의 내부에 배치되고, 광촉매 코팅 조성물로 자외선을 조사시켜 광촉매 반응을 일으키는 자외선 램프(310);를 포함한 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
A housing main body 121 having a sterilization module storage chamber 121a, and a housing lower cover installed in a lower portion of the housing main body 121 so as to be able to open and close and having an air intake port 122a in one place of the housing main body 121 ( a housing 12 comprising: 122) and a housing upper cover 123 that is openly and openably installed on the upper portion of the housing body 121 and has a first air outlet 123a;
A high-function photocatalytic sterilization module 20 having a sterilization duct 210 that causes a reaction between LED ultraviolet rays and a photocatalytic material to kill organic substances such as bacteria and viruses, and is inserted into the housing 12 and fixedly installed;
a blower (30) for generating blowing force to suck in outside air from the air inlet and injecting it into the sterilization duct (210);
The air filter 40 is installed on the side of the air intake to remove fine dust and contaminants in the air; including,
The high-function photocatalyst sterilization module 20 is
It has a trapezoidal cross-section by the front plate 211 and the rear plate 212 and the front plate 211 and the rear plate 212, which are parallel to each other at regular intervals, and the inclined plate 213 inclined at a predetermined angle, and these front surfaces A photocatalyst coating composition is coated on all inner surfaces of the photocatalyst sterilization chamber 214, including the photocatalyst sterilization chamber 214 closed inside by the plate 211, the rear plate 212, and the inclined plate 213, and the photocatalytic sterilization a sterilization duct 210 having a blower inlet 214a formed as a lower portion of the seal 214; at least one photocatalyst channel holder 280 disposed on the inner wall of the sterilization duct 210; It is detachably fitted to the photocatalyst channel holder 280 and has a tunnel-type photocatalytic reaction chamber 302 and a catalyst expansion blade 304 radially formed on the inner surface of the photocatalytic reaction chamber 302, and photocatalyst on the inner and outer surfaces a photocatalytic channel 300 coated with a coating composition; and an ultraviolet lamp (310) disposed inside the photocatalyst channel (300) and causing a photocatalytic reaction by irradiating ultraviolet rays with the photocatalyst coating composition.
제 1항에 있어서,
상기 하우징 본체(121)는 좌우 양측으로 소정의 곡률반경(R)을 가져 원형 기둥 형태를 이루고, 상기 하우징 하부덮개(122)의 내면에는 에어필터(40)를 장착시키기 위한 에어필터 수납대(124)가 더 설치되고, 에어필터 수납대(124)에는 일측으로 에어필터(40)의 교체를 위한 에어필터 교체 개부구(125)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
The method of claim 1,
The housing body 121 has a predetermined radius of curvature R on both sides of the housing body 121 to form a circular column shape, and an air filter holder 124 for mounting the air filter 40 on the inner surface of the housing lower cover 122 . ) is further installed, and an air filter replacement opening 125 for replacing the air filter 40 is formed on one side of the air filter holder 124 .
제 1항에 있어서,
상기 광촉매 채널(300)의 외부에 일정 길이에 걸쳐 원형 단면을 갖고 표면에 이산화티타늄(TiO2)이 코팅되어 있는 LED 스트립 설치봉(241), LED 스트립 설치봉(241)의 외주면에 원형 배치되어 LED 자외선을 발생시키는 LED 스트립(242)으로 이루어져 상기 광촉매 살균실(214)에 배치되어 있는 하나 이상의 LED 자외선 방사체(240)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
The method of claim 1,
LED strip installation rod 241 having a circular cross section over a certain length on the outside of the photocatalyst channel 300 and coated with titanium dioxide (TiO 2 ) on the outer circumferential surface of the LED strip installation rod 241, LED ultraviolet rays A high-function photocatalytic sterilization device, characterized in that one or more LED ultraviolet emitters 240 are further installed in the photocatalytic sterilization chamber 214 made of an LED strip 242 for generating a.
제 1항에 있어서,
살균덕트(210)의 내부 청소 및 관리를 위해 살균덕트(210)의 전면판(211)에 덕트관리용 개구부(211a)가 형성되고, 덕트관리용 개구부(211a)에는 광촉매 전면산란판(230)이 장착되어 있는 광촉매 전면산란판 기대(232)가 탈부착 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
The method of claim 1,
For internal cleaning and management of the sterilization duct 210, an opening 211a for duct management is formed on the front plate 211 of the sterilization duct 210, and a photocatalyst front scattering plate 230 in the opening 211a for duct management. A high-function photocatalyst sterilizer, characterized in that the mounted photocatalyst front scattering plate base 232 is detachably installed.
제 1항에 있어서,
상기 살균덕트(210)의 양쪽 경사판(213), 전면판(211)에는 강판을 절곡시켜 각기 60도 각도를 갖는 산형(220a,230a)이 일정 폭을 갖고 연속적으로 이어져 주름 형태를 이루어 광촉매 코팅 조성물이 코팅되어 자외선의 산란과 확산을 유도하는 광촉매 경사산란판(220) 및 광촉매 전면산란판(230)이 각기 설치되되, 광촉매 산란 및 확산을 위해 상기 광촉매 경사산란판(220)의 산형(220a)은 광촉매 전면산란판(230)의 산형(230a)과 서로 직교 방향으로 배치되고, 광촉매 전면산란판(230)의 산형(230a) 길이 방향은 공기흐름의 저항을 최소화시키기 위해 송풍 방향(X)과 일치되도록 배치한 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
The method of claim 1,
On both sides of the inclined plates 213 and the front plate 211 of the sterilization duct 210, the ridges 220a and 230a each having an angle of 60 degrees by bending the steel plate have a certain width and are continuously connected to form a wrinkled photocatalyst coating composition A photocatalyst inclined scattering plate 220 and a photocatalyst front scattering plate 230 that are coated to induce scattering and diffusion of ultraviolet rays are installed, respectively, for photocatalyst scattering and diffusion. is disposed in a direction perpendicular to the ridge 230a of the photocatalyst front scattering plate 230 and the longitudinal direction of the ridge 230a of the photocatalyst front scattering plate 230 in the blowing direction (X) and A high-function photocatalytic sterilizer, characterized in that it is arranged to match.
제 1항에 있어서,
광촉매 생성물질의 일부 재순환으로 살균 분해 효율을 높이기 위해, 상기 살균덕트(210)의 상부에는 광촉매 재순환배출구(215)가 더 형성되고, 상기 하우징(12)과 살균덕트(210)의 사이에는 광촉매 재순환배출구(215) 및 송풍기(30)의 송풍흡입구(301)와 연통되어 있는 광촉매 재순환통로(13)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
The method of claim 1,
In order to increase the sterilization and decomposition efficiency by partially recirculating the photocatalyst product, a photocatalyst recirculation outlet 215 is further formed on the upper portion of the sterilization duct 210, and between the housing 12 and the sterilization duct 210, photocatalyst recirculation A high-function photocatalyst sterilization device, characterized in that it is provided with a photocatalyst recirculation passage (13) that communicates with the outlet (215) and the blower inlet (301) of the blower (30).
제 1항에 있어서,
광촉매 코팅 조성물은 광촉매 졸 100 중량부에 대하여, 자외선 경화형 아크릴 수지 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 1 내지 10 중량부 및 광개시제 0.1 내지 5 중량부를 포함하되, 티타늄 전구체, 산(acid) 촉매, 알콜계 용제 및 증류수를 혼합하여 제조되는 이산화티타늄 광촉매 100 중량부, 이황화 몰리브덴 나노와이어 10 내지 30 중량부 및 세륨알루미나이드 1 내지 10 중량부를, 루페올 및 알칼리화제를 포함하는 알콜계 분산용제에 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
The method of claim 1,
The photocatalyst coating composition includes 10 to 30 parts by weight of an ultraviolet curable acrylic resin, 1 to 10 parts by weight of a silane coupling agent, and 0.1 to 5 parts by weight of a photoinitiator, based on 100 parts by weight of the photocatalyst sol, a titanium precursor, an acid catalyst, alcohol 100 parts by weight of a titanium dioxide photocatalyst prepared by mixing a solvent and distilled water, 10 to 30 parts by weight of molybdenum disulfide nanowire, and 1 to 10 parts by weight of cerium aluminide, lupeol and an alkalizing agent by mixing in an alcohol-based dispersion solvent A high-function photocatalytic sterilization device, characterized in that it was manufactured.
제 7항에 있어서,
상기 광촉매 졸은
티타늄 전구체 100 중량부, 산(acid) 촉매 18 내지 25 중량부, 알콜계 용제 25 내지 35 중량부 및 증류수 250 내지 350 중량부를 교반 및 가열하여 이산화티타늄 광촉매를 제조하는 단계; 및
이산화티타늄 광촉매 100 중량부, 이황화 몰리브덴 나노와이어 10 내지 30 중량부 및 세륨알루미나이드 1 내지 10 중량부를, 루페올 및 알칼리화제를 포함하는 알콜계 분산용제에 혼합하여, 고형분이 5 내지 30 중량%이고, pH가 4.0 내지 7.0이 되도록 조절하는 단계;를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
8. The method of claim 7,
The photocatalytic sol is
preparing a titanium dioxide photocatalyst by stirring and heating 100 parts by weight of a titanium precursor, 18 to 25 parts by weight of an acid catalyst, 25 to 35 parts by weight of an alcoholic solvent, and 250 to 350 parts by weight of distilled water; and
100 parts by weight of a titanium dioxide photocatalyst, 10 to 30 parts by weight of molybdenum disulfide nanowire, and 1 to 10 parts by weight of cerium aluminide, mixed with an alcoholic dispersion solvent containing lupeol and an alkalizing agent, the solid content is 5 to 30% by weight , adjusting the pH to be 4.0 to 7.0;
제 7항에 있어서,
상기 이황화 몰리브덴 나노와이어는
이황화 몰리브덴의 전구체 용액을 70 내지 90 ℃에서 30분 내지 2시간 동안 초음파 처리(sonication) 및 교반(stirring)하여 과포화시킨 후 냉각하여 분체 형태의 이황화 몰리브덴 중간 물질을 석출하는 단계; 및 상기 중간 물질을 열처리하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 형성되는 것이고;
상기 세륨알루미나이드는
수소화나트륨(NaH) 및 수소화리튬(LiH) 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 분말을 염화세륨(CeCl3) 분말 및 염화알루미늄(AlCl3) 분말과 5 내지 20 : 1: 1 내지 5 몰비율로 혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계; 상기 혼합 분말을 볼과 함께 반응용기에 투입하고 아르곤, 헬륨 또는 질소 가스를 충진한 후 볼밀링을 수행함으로써 세륨알루미나이드를 포함하는 복합 분말을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 복합 분말을 증류수에 분산시킨 후, 여과하여 세륨알루미나이드 분말을 회수하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 하는 고기능 광촉매 살균장치.
8. The method of claim 7,
The molybdenum disulfide nanowire is
The precursor solution of molybdenum disulfide is supersaturated by sonication and stirring at 70 to 90° C. for 30 minutes to 2 hours, followed by cooling to precipitate an intermediate molybdenum disulfide in powder form; and heat-treating the intermediate material;
The cerium aluminide is
At least one powder selected from sodium hydride (NaH) and lithium hydride (LiH) is mixed with cerium chloride (CeCl 3 ) powder and aluminum chloride (AlCl 3 ) powder in a molar ratio of 5 to 20: 1: 1 to 5 and mixed powder forming a; generating a composite powder containing cerium aluminide by putting the mixed powder together with a ball into a reaction vessel, filling argon, helium or nitrogen gas, and then performing ball milling; and dispersing the resulting composite powder in distilled water and then filtering to recover the cerium aluminide powder.
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