KR20020087277A - Photocatalytic composition having functions of air purification and antimicrobial activity and a moth-proof net coated with the composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 항균정화활성의 광촉매 조성물과 이를 코팅한 방충망에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자연상태에서 공기와 접촉하여 공기중의 유해물질을 흡입 또는 분해하여 정화 처리하는 기능과 항균성을 가지는 새로운 성분 구성의 광촉매 조성물과, 이런 광촉매 조성물을 코팅 처리하여 통과하는 공기를 정화 처리함과 더불어 부착된 먼지를 자체 산화시켜 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있게 한 새로운개념의 방충망에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalyst composition having an antibacterial purification activity and a insect repellent screen coated with the same, and more particularly, to a new component having a function and an antibacterial function of inhaling or decomposing harmful substances in the air by contacting the air in a natural state. The present invention relates to a photocatalyst composition, and a new concept of insect repellent which can clean the air passing through the coating process of the photocatalyst composition and oxidize the dust adhered to itself to maintain a clean state at all times.
도심의 대기는 자동차의 매연, 주택 및 빌딩의 난방연료연소에서 발생하는 연소가스, 황사 등으로 인해 날로 오염되어 가고 있는데, WHO의 조사에 의하면 서울은 세계에서 두 번째로 대기오염이 심한 도시로 선정될 정도로 대기오염이 심각한 도시이다. 특히 공장들이 밀집한 공단지역에서는 주민들이 이주를 요구할 정도로 체감되는 대기오염은 심각한 실정이고, 특히 최근에 중국으로부터의 황사는 그 오염정도가 매우 심각하여 극동지방은 물론 구미지역에 이르기까지 호흡기질환, 피부질환 등을 일으키는 새로운 원인으로 떠오르고 있다.The atmosphere in the city is polluted day after day due to the smoke of automobiles, combustion gases from the heating fuel of houses and buildings, and yellow dust. According to the WHO survey, Seoul is the second air polluted city in the world. It is a city with serious air pollution. Especially in the industrial areas where factories are concentrated, the air pollution felt to the extent that residents require migration is particularly serious. In recent years, yellow dust from China is so severe that it can cause respiratory diseases and skin in the Far East as well as the Gumi region. It is emerging as a new cause of disease.
대기 중에 존재하는 오염물질들은 크게 먼지, 유해가스, 유해미생물 등으로 나눌 수 있는데, 이들의 종류와 유해작용을 살펴보면 다음과 같다.Pollutants in the air can be divided into dust, harmful gas, harmful microorganisms, etc. The types and harmful effects of these are as follows.
분진이라 칭하여지는 먼지들은 대기 중에 떠다니다가 사람의 호흡을 통해 폐 깊숙이 스며들게 되는데, 이 먼지에는 납, 크롬, 카드뮴등과 같은 중금속물질이 함유되어 있으며, 자동차 매연에서 발생하는 발암성 유기 화합물들이 존재하여 인체에 각종 폐질환 및 폐암 등을 일으키는 원인이 되고 있다.Dusts, called dusts, float in the air and penetrate deep into the lungs through human breathing. These dusts contain heavy metals such as lead, chromium, and cadmium, and there are carcinogenic organic compounds from automobile smoke. It causes various lung diseases and lung cancer in the human body.
또한, 대표적인 유해가스로 분류되는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 오존, 휘발성유기화합물(VOC) 등은 호흡작용에 의해 대부분이 기도(氣道)에 흡수되어 기관지, 눈, 코 등의 점막을 통해 자극을 주는데, 대기중의 농도가 높을수록 호흡을 빨리 할수록 점막에 많이 흡수되고 기관지까지 도달하는 양이 많아져 그 피해도 커지게 될 뿐만 아니라, 염증을 일으켜 세균과 바이러스에 의한 2차 감염을 쉽게 하고 기침, 인두통, 현기증, 두통, 구토 등의 증상을 야기하기도 한다.In addition, sulfur oxides (SOx), nitrogen oxides (NOx), ozone, and volatile organic compounds (VOC), which are classified as representative harmful gases, are mostly absorbed into the respiratory tract by respiratory action. It stimulates through the mucous membrane, and the higher the concentration in the atmosphere, the faster the breathing is absorbed by the mucosa and the more the amount reaches the bronchus, the greater the damage, as well as the inflammation and the secondary caused by bacteria and viruses. It can ease infections and cause symptoms such as coughing, sore throat, dizziness, headaches and vomiting.
이렇게 대기 오염이 심한 현실에도 불구하고, 일반적으로 대형건물을 제외하고는 대부분의 소형건물 및 일반주택에서는 자연환기에 의존하고 있기 때문에 오염된 실외공기의 유입은 피할 수 없는 실정이다.In spite of the severe air pollution, in general, except for large buildings, most small buildings and general houses rely on natural ventilation, so inflow of contaminated outdoor air is inevitable.
특히, 일부 오염물질들은 실외보다 실내에서 더 높으며 건강 위협 뿐 아니라 악취, 청소 등으로 생활에 불편함을 준다. 그 예로 최근 에어컨 및 온풍기 등의 사용으로 인한 생활환경은 세균이 서식할 수 있는 좋은 조건이 되어 곰팡이, 레지오넬라 등 실내 공기중의 미생물에 의한 건강 위협도 크다.In particular, some pollutants are higher indoors than outdoors and cause inconvenience to life due to odors, cleaning, etc. as well as health threats. For example, the living environment due to the recent use of air conditioners and hot air heaters is a good condition for bacteria to inhabit.
더군다나, 어린이나 노약자들처럼 면역체계가 아직 완성되지 않았거나 허약한 사람에게는 병원성 세균은 치명적인 존재이며, 문명발달의 부작용, 약물의 오용과 남용, 복잡해져 가는 생활환경 등으로 인해 세균에 대한 인간의 면역 기능 저하와 또, 오염이나 감염의 가능성이 점점 더 커지고 있다.Moreover, pathogenic bacteria are deadly to people who are not yet complete or have a weakened immune system, such as children or the elderly, and human immunity to bacteria due to the side effects of civilization development, abuse and abuse of drugs, and complicated living conditions. In addition, there is an increasing possibility of functional degradation and contamination and infection.
한편, 이러한 공기오염으로 인한 문제를 해결하기 위해 건물의 실내 공기를 정화 처리할 수 있는 여러 가지 방안이 마련되어 있다.On the other hand, in order to solve the problems caused by air pollution, there are various ways to purify the indoor air of the building.
예컨대, 소형 공기정화기나 오존발생기 등이 있다. 그러나, 이들 장치는 때로는 고가이거나 그 효과면에서 의심이 가는 현실이 많고, 특히 상기의 기기들을 작동시키기 위해서는 반드시 전원 등과 외부로부터 인가되는 동력이 필요하다는 등의 단점이 있었다.For example, there is a small air purifier or an ozone generator. However, these devices are often expensive or suspicious in terms of their effects, and in particular, there is a disadvantage that the power source and the like, the power is required to operate the above devices.
또한, 일반적으로 주택이나 건물에서 설치되는 일반적인 방충망은 공기의 소통이 이루어지게 하기 위해 창문을 열어 두어도 외부에서 모기 등과 같은 인체에 유해한 해충이 실내로 침입하지 못하게 하는 것인 바, 종래의 방충망은 단지 외부의 해충이 실내로 유입하지 못하게 하는 단순한 물리적 차단 기능만을 가질 뿐, 방충망을 통과하는 오염된 공기중의 유해물질을 정화 처리하는 기능을 가지지는 못한다는 단점이 있었다.In addition, a general insect screen installed in a house or building is to prevent harmful insects such as mosquitoes from entering the room even if the window is open to allow air to communicate, the conventional insect screen is only It only had a simple physical blocking function that prevents external pests from entering the room, and has the disadvantage of not having the function of purifying harmful substances in polluted air passing through the insect screen.
한편, 일반 대기중에서 정화기능을 가지는 물질로서 광촉매라는 것이 있는데, 광촉매로 적용되는 물질은 우선 빛에 의해 쉽게 활성화되고 화학적으로 안정해야 한다. 즉, 광촉매용 반도체 물질의 입자가 매우 미세해야 하며 다른 물질과의 반응성이 낮아야 한다. 또한 가시광선이나 자외선 영역의 빛을 이용하기 위해서는 충분히 낮은 밴드 갭을 갖고 있어야 하며, 전자-정공 쌍의 재결합 (recombination) 속도가 충분히 느려야한다.On the other hand, there is a material having a purification function in the general atmosphere is a photocatalyst, the material applied to the photocatalyst should be easily activated and chemically stable by light first. That is, the particles of the photocatalytic semiconductor material should be very fine and have low reactivity with other materials. In addition, in order to use light in the visible or ultraviolet region, the band gap must be sufficiently low, and the recombination rate of the electron-hole pair must be sufficiently slow.
이러한, 광촉매에 사용할 수 있는 것으로는 ZnO, CdS, WO3, TiO2가 있으며, 각 광촉매마다의 유기물 분해능력에는 큰 차이가 없다. 그 중에서, ZnO는 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에티렌의 분해에 탁월한 효과를 가지고 있으나 ZnO와 CdS는 자신이 빛을 흡수함으로써 촉매 자신이 빛에 분해되어 유해한 Zn, Cd이온을 발생하는 단점을 갖고 있으며 WO3는 특정물질에 대해서만 광촉매로서 효율이 좋고 그 외에는 효율이 이산화티탄 만큼 좋지 않아 사용할 수 있는 영역이 매우 제한되어 있다. 그러나, 이산화티탄은 모든 유기물을 산화시켜 이산화탄소와 물로 분해하면서 빛을 받아도 자신은 변화시키지 않아 반영구적으로 사용할 수 있으며 다른 어느 광촉매보다 뛰어난 성능을 갖고 있어 광촉매 물질로는 이산화티탄이 널리 사용되고 있다. 이산화티탄은 아나타제상 또는 루틸상이 있으며 이중 아나타제상이광촉매 활성을 나타내며 안정성도 우수하며 또한 밴드 갭이 3.0∼3.2 eV 정도로, 파장이 400 nm 이하인 빛을 흡수하게 되면 전자-정공 쌍을 형성하여 유독성 유기물과 반응하고, 이때 정공은 강력한 산화제인 OH 라디칼을 생성하여 유기물을 분해하거나 금속 이온의 산화 반응에 참여하고 전자는 환원 반응에 참여한다.Such a photocatalyst can be used as ZnO, CdS, WO 3 , TiO 2 , and there is no significant difference in organic decomposition ability of each photocatalyst. Among them, ZnO has an excellent effect on the decomposition of trichloroethylene and tetrachloroethylene, but ZnO and CdS have the disadvantage that the catalyst itself is decomposed to the light to generate harmful Zn, Cd ions by absorbing light. WO 3 is very efficient as a photocatalyst only for certain materials and the efficiency is not as good as titanium dioxide. However, titanium dioxide can be used semi-permanently because it oxidizes all organic matters and decomposes them into carbon dioxide and water and does not change even when they receive light. Since titanium dioxide is superior to any other photocatalyst, titanium dioxide is widely used as a photocatalyst material. Titanium dioxide has an anatase phase or rutile phase, of which the anatase phase shows photocatalytic activity and excellent stability, and has a band gap of 3.0 to 3.2 eV and absorbs light having a wavelength of 400 nm or less, forming electron-hole pairs, In this case, holes generate OH radicals, which are powerful oxidants, to decompose organic matter or participate in oxidation reactions of metal ions, and electrons participate in a reduction reaction.
종래 이러한 광촉매의 활성을 높이기 위한 방법으로 이산화티탄에 백금을 담지나 도핑 시키는 방법(한국특허 제0177564호), 이산화티탄에 니켈을 첨가하는 방법(한국특허 제0281487호), 그리고 지르코늄 화합물 또는 주석화합물을 첨가하는 방법(PCT/JP1997/0359) 등이 이용되었다.Conventionally, as a method for enhancing the activity of such a photocatalyst, a method of supporting or doping platinum in titanium dioxide (Korean Patent No. 0177564), a method of adding nickel to titanium dioxide (Korean Patent No. 0281487), and a zirconium compound or tin compound The method of adding (PCT / JP1997 / 0359) etc. was used.
그러나, 이러한 종래의 광촉매는 일부 정화 기능을 기대할 수는 있었으나 그 용도가 일부 상업시설에 이용되고 있는 등 극히 제한적이었고, 특히 대기 오염물질을 제한적으로 정화하는데 불과하여 특정 용도로 사용될 수밖에 없는 문제도 있었다.However, these conventional photocatalysts could be expected to have some purification functions, but their use is limited in some commercial facilities, and in particular, there is a problem that they can be used for specific purposes only because of limited purification of air pollutants. .
따라서, 지금까지의 광촉매보다 광범위하고 대기의 오염물질에 대하여 화학적 정화기능을 가짐은 물론 물리적 정화기능과 항균활성도 가지는 보다 적극적이고 활성이 우수하며 다양한 항균정화 활성을 가지는 광촉매 조성물의 개발이 절실히 요구되고 있으며, 그 용도범위도 특정 시설과 장치에만 적용할 것이 아니라 일반 생활에서도 널리 응용할 수 있다면 더욱 쾌적한 생활이 가능할 것이고, 특히 오염정도가 심화되고 있는 현대 사회에서의 상품성도 크게 높일 수가 있을 것이다.Therefore, there is an urgent need to develop a photocatalyst composition having a wider range of photocatalysts and more active, superior, and various antibacterial purification activities, as well as having a physical purification function and an antimicrobial activity against air pollutants. If the scope of use is not only applicable to specific facilities and devices, but also widely applied in general life, more comfortable life will be possible, especially in the modern society where the degree of pollution is intensified.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 일반적인 공기정화방법 및 공기정화수단들이 안고 있는 근본적인 문제점을 해결하여 외부전원이나 별도의 기기 등을 사용하지 않고서 자연상태 그대로 공기를 정화할 수 있게 하는 항균정화활성의 광촉매 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention solves the fundamental problems of the conventional general air purification methods and air purification means as described above, and the antibacterial purification activity to purify the air in its natural state without using an external power source or a separate device. Its purpose is to provide a photocatalyst composition.
또한, 본 발명은 창문에 공기의 소통과 해충의 침입을 저지하기 위해 설치하는 방충망이 외부의 별도 설비나 동력원 등을 사용하지 않고서도 자연상태 그대로에서 공기정화기능을 갖게 함으로써, 방충망을 통하여 실내로 유입되는 공기가 자연반응을 통하여 정화 처리되어질 수 있게 하여, 실내 공기의 오염수준을 낮출 수 있게 한 방충망을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a screen to the room through the insect screen, the insect screen installed in order to prevent the communication of air and the intrusion of pests in the window has an air purifying function in the natural state without using external equipment or power source, etc. The purpose of the present invention is to provide an insect screen that allows the incoming air to be purified through natural reactions, thereby reducing the pollution level of indoor air.
도 1 은 본 발명에 따른 항균정화활성의 광촉매 조성물을 방충망에 코팅하여 처리한 상태를 나타낸 사시도이고,1 is a perspective view showing a state in which the antimicrobial purification activity of the photocatalyst composition according to the present invention coated on the insect screen,
도 2 는 본 발명에 따른 광촉매 조성물을 코팅한 방충망의 부분단면도이다.2 is a partial cross-sectional view of a insect screen coated with a photocatalyst composition according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호설명><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
1 - 방충망 2 - 광촉매 조성물 코팅층1-Screen 2-Photocatalyst Composition Coating Layer
본 발명은 이산화티탄을 함유하는 광촉매 조성물에 있어서, SiO2를 함유하는 무기계 결합제(binder)에 TiO23 ∼ 15 wt.%, V2O50.3 ∼ 1.5 wt.%, Ag 0.3 ∼ 1.5 wt.% 및 탄소미분 1 ∼ 5 wt.%가 포함되어 있는 항균정화 활성의 광촉매 조성물을 그 특징으로 한다.The present invention relates to a photocatalyst composition containing titanium dioxide, in an inorganic binder (binder) containing SiO 2 TiO 2 3 ~ 15 wt .%, V 2 O 5 0.3 ~ 1.5 wt.%, Ag 0.3 ~ 1.5 wt. It is characterized by the antimicrobial purification activity photocatalyst composition which contains% and 1-5 wt.% Of carbon fine powder.
또한, 본 발명은 상기와 같은 본 발명에 따른 항균정화활성의 광촉매 조성물을 코팅 처리한 방충망을 그 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the insect repellent screen coating the antimicrobial purification activity photocatalyst composition according to the present invention as described above.
상기한 바와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention as described above in more detail as follows.
본 발명의 광촉매 조성물은 종래에 광촉매로 사용되고 있는 이산화티탄 이외에 다양한 항균, 정화 기능을 부여할 수 있는 특정의 성분을 혼합하여 전혀 새로운 조성으로 광촉매를 구성한 것으로서, 그 각 성분의 첨가량과 그 첨가를 하는 이유 및 그 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.The photocatalyst composition of the present invention is composed of a photocatalyst in a completely new composition by mixing specific components that can impart various antibacterial and purifying functions in addition to titanium dioxide, which is conventionally used as a photocatalyst, and the amount of each component added and its addition The reason and its effect are as follows.
우선, TiO2는 본 발명에 따른 조성물이 광촉매 반응의 특성을 갖게 하는 기본적인 성분으로서, 3wt.% 미만의 TiO2가 함유되면 너무 소량이므로 광촉매 반응에 대한 활성이 떨어지고, 15 wt.% 보다 과량의 TiO2가 함유되면 본 발명에 따른 조성물이 다른 물체에 코팅될 때 밀착성이 떨어지게 되므로, 3 ∼ 15 wt.%의 범위 내에서 필요에 따라 적절한 양을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.First of all, TiO 2 is a basic component for the composition according to the present invention to have the characteristics of the photocatalytic reaction. When TiO 2 is contained in less than 3 wt.%, The amount of TiO 2 is too small. When TiO 2 is contained, the composition according to the present invention is inferior in adhesion when coated on another object. Therefore, it is preferable to select an appropriate amount as necessary within the range of 3 to 15 wt.%.
한편, 여기서 이산화티탄이 주로 활성을 나타내는 상기의 광촉매 반응(photocatalytic reaction)이라고 함은 자외선이 광촉매에 조사되면 광촉매 표면에서 생성된 수산기(hydroxyl radical)와 과산화기(superoxide radical)가 생성되고, 이들의 강한 산화력에 의해 광촉매 표면에 흡착된 물질을 분해하는 반응을 말한다.On the other hand, the photocatalytic reaction in which the titanium dioxide is mainly active is that when the ultraviolet light is irradiated to the photocatalyst, hydroxyl radicals and superoxide radicals generated on the surface of the photocatalyst are generated, and these It is a reaction that decomposes the substance adsorbed on the photocatalyst surface by strong oxidizing power.
광촉매 반응의 경로를 보면, 밴드 갭(Band-gap) 에너지 이상의 빛에너지를 반도체에 조사하면 광자는 가전자대(valence band)로부터 전도대(conduction band)로 전자를 여기시키고 가전자대에 정공(positive hole)이라고 하는 전자간극(electronic vacancy)을 남긴다. 이 때 생성된 가전자대의 정공과 전도대의 전자는 촉매 표면에 흡착된 물질들과 반응하게 된다.In the path of photocatalytic reaction, when light energy above band-gap energy is irradiated to semiconductor, photons excite electrons from valence band to conduction band and positive hole in valence band. It leaves an electronic vacancy called. The holes in the valence band and electrons in the conduction band are then reacted with materials adsorbed on the catalyst surface.
광촉매 현상은 일반 촉매 현상과 같으나, 촉매로 사용되는 반도체 물질이 빛에 의해 여기(excitation)되어 생성되는 정공-전자쌍의 전하가 분리되고, 그 표면에서 이들이 각각 산화-환원되는 것으로 산화-환원반응 메커니즘(redox mechanism)이라 설명할 수 있다. 즉, 광촉매 반응은 촉매 + 빛 → 전자(e-) + 정공(p+)으로 표현될 수 있다.Photocatalyst phenomenon is the same as general catalytic phenomenon, but the charge of hole-electron pair generated by excitation of semiconductor material used as catalyst is separated and they are redox-reduced on their surface. It can be described as (redox mechanism). That is, the photocatalytic reaction may be expressed as catalyst + light → electron (e−) + hole (p +).
이때 광촉매 반응의 결과로 발생된 전자와 정공은 주변의 산소나 수소 혹은 OH-등과 여러 가지 반응을 하게 된다.In this case, electrons and holes generated as a result of the photocatalytic reaction react with various oxygen, hydrogen, or OH − .
이런 광촉매 반응의 일반적인 반응메커니즘을 반응식으로 정리하면, 다음 반응식 1과 같다.The general reaction mechanism of the photocatalytic reaction can be summarized by the following reaction scheme.
정공 : OH-+ p+ →OHHole: OH - + p + → OH
이러한 반응식 1과 같은 반응 과정에서 생성된 O2 -, O-, O, OH기는 강한 산화력을 가지고 있어 여러 종류의 산화반응을 일으킬 수 있다. 따라서 오염물질의 주성분인 유기물질 등과 산화반응 하여 그 유기불질의 분해와 유해균의 살균이 이루어질 수 있는 이유도 여기에 있는 것이다.This scheme 1 generated in the course of the reaction, such as O 2 -, O -, O , OH groups can lead to several types of oxidation it has a strong oxidizing power. Therefore, there is also a reason for the decomposition of organic impurities and the sterilization of harmful bacteria by oxidation reaction with organic substances, which are the main components of pollutants.
이러한 이유에 의해 본 발명에서는 광촉매 활성이 가장 뛰어나다고 알려진 TiO2를 사용하는 것이며, 경우에 따라서는 이와 유사한 광촉매 기능을 가지는 여타화합물의 사용도 가능하다.For this reason, the present invention uses TiO 2, which is known to have the best photocatalytic activity. In some cases, other compounds having similar photocatalytic functions may be used.
또한, V2O5는 본 발명에 따른 조성물이 태양광이나 실내등의 광선에 의해 광촉매 반응의 활성을 배가시키는 효과를 갖게 하는 것으로서, 그 함유량은 0.3 ∼ 1.5 wt.%, 더욱 바람직하기로는 상기 TiO2성분에 대하여 대략 10%범위에서 사용하는 것이 기능 면이나 가격 등의 면에서 가장 바람직하다.In addition, V 2 O 5 is a composition according to the invention that has the effect of doubling the activity of the photocatalytic reaction by the light of sunlight or room light, the content is 0.3 to 1.5 wt.%, More preferably the TiO It is most preferable to use in about 10% of ranges with respect to two components from a functional viewpoint, a price, etc.
Ag는 주로 본 발명에 따른 광촉매 조성물이 살균기능을 갖게 하는 데 기여하는 성분으로서, 그 함유량은 역시 0.3 ∼ 1.5 wt.%, 더욱 바람직하기로는 상기 TiO2의 10% 의 범위에서 사용하는 것이 기능 면이나 가격 면에서 바람직하다.Ag is a component mainly contributing to the sterilization function of the photocatalyst composition according to the present invention, the content of which is also 0.3 to 1.5 wt.%, More preferably in the range of 10% of the TiO 2 . However, it is preferable in terms of price.
탄소미분은 본 발명에 따른 조성물이 먼지나 각종 오염물질 등을 흡착하는 기능을 갖게 하는 성분으로서, 1%보다 적게 함유되면 오염물질의 흡착성을 기대하기 어렵고, 5% 보다 과량이 함유되면 다른 구조물, 예컨대 방충망과 같은 적용 구조물에 적용된 후 분말로 떨어지게 되어 제품성을 저하시키고, 오히려 TiO2의 광특성을 저하시킬 우려가 있으므로 1 ∼ 5 wt.%이내에서 사용하는 것이 가장 바람직하다.Carbon fine powder is a component having a function of adsorbing dust or various pollutants, etc., the composition according to the present invention is less than 1% is difficult to expect the adsorption of pollutants, if more than 5% contained other structures, For example, it is most preferable to use within 1 to 5 wt.% Because it may fall into powder after being applied to an application structure such as an insect repellent, thereby degrading the productability and lowering the optical properties of TiO 2 .
한편, 본 발명에서 사용되는 결합제는 상기 각 성분들과 혼합되어 그 조성물의 분말이 다른 물체에 부착 또는 코팅형태로 결합되어지게 하는 기능을 가지면서도, 본 발명의 조성물이 갖는 광촉매 특성과 살균작용을 방해하지 않는 특성을 필요로 한다. 이러한 요구에 따라 본 발명에서는 SiO2를 함유하는 무기계 결합제를사용하는 바, 그 구체적인 예로서는 약 알카리수 또는 중성수에서 초현미경적 입자의 순수한 비결정질 이산화규소를 함유하는 단위 구형 규소 입자의 콜로이드 분산물질로 이루어진 상표명 "켐바인드(cembinder - SiO240wt%, Na2O 0.2wt%)" 등과 같은 결합제를 희석하여 사용할 수 있는 한편, 상기한 바와 같은 조건을 만족시키는 것이면 일반 시중에서 유통되고 있는 기타 다른 결합제도 사용할 수 있다.On the other hand, the binder used in the present invention is mixed with each of the above components to have the function of allowing the powder of the composition to be bonded to other objects in the form of adhesion or coating, while also having the photocatalytic properties and sterilization of the composition of the present invention Requires a property that does not interfere. In accordance with the requirements of the present invention, an inorganic binder containing SiO 2 is used. Specific examples thereof include colloidal dispersions of unit spherical silicon particles containing pure amorphous silicon dioxide of ultra-microscopic particles in weakly alkaline or neutral water. A binder such as the brand name “cembinder (SiO 2 40 wt%, Na 2 O 0.2 wt%)” may be used by dilution, and other binders commercially available if the above conditions are satisfied. Can be used.
이와 같은 본 발명에 따른 항균정화활성의 광촉매 조성물은 그 자체가 종래보다 우수한 항균성과 정화기능, 그리고 오염물질의 흡착기능 등을 가지며, 특히 황사나 대기 오염물질의 정화기능이 뛰어나기 때문에 일반 실생활용품에 널리 적용할 수가 있다.Such a photocatalyst composition of antibacterial purification activity according to the present invention has excellent antimicrobial and purifying function, and adsorption function of pollutants, etc., than the conventional ones, and in particular, since it has an excellent purifying function of yellow dust or air pollutants, Widely applicable to
그 대표적인 용도로서는 본 발명에 따른 방충망을 들 수 있는 바, 본 발명의 광촉매 조성물을 방충망에 침적코팅 또는 스프레이 코팅 등의 방법으로 적용한 경우 항균정화 활성이 우수하여 각종 건축구조물에서 방충망으로 매우 효과적으로 사용할 수 있으며, 특히 가정에서 방충망으로 사용하는 경우 공기 유입이 되는 경로에 설치도기 때문에 실내에 항상 쾌적한 조건의 공기가 유입되도록 하는 바람직한 효과를 나타낸다.Typical examples thereof include the insect screen according to the present invention. When the photocatalyst composition of the present invention is applied to the insect screen by a method such as deposition coating or spray coating, it has excellent antibacterial purification activity and can be used effectively as a insect screen in various building structures. And, especially when used as a insect screen in the home because it is installed in the path to the air inflow exhibits a desirable effect that the air is always introduced into the comfortable conditions.
이러한 방충망은 통상의 구조로 이루어진 금속 또는 합성수지나 섬유재 제품에 모두 적용할 수 있으며, 그 망 조직의 크기나 모양, 직조형태 등과 상관없이 코팅처리 후에 목적하는 수준의 방충망으로서의 기능을 유지할 수 있을 정도로 격자간격을 유지할 수 있는 것이면 모두 적용 가능하다.This screen can be applied to all metals, synthetic resins, and textile products having a conventional structure, and can be used to maintain the desired level of screen after the coating process regardless of the size, shape, weave shape, etc. Anything that can maintain the grid spacing can be applied.
이와 같이, 본 발명의 광촉매 조성물은 뛰어난 항균기능과 탈취기능을 갖는 것이므로 이러한 본 발명의 조성물을 사용하면, 공기 중에 함유되어 있는 각종 유해가스, 먼지 및 유해미생물 등과 같은 오염물질을 별도의 동력원을 사용하지 않고서도 자연상태에서 정화 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 먼지를 산화 제거시킬 수가 있는 것이다.As such, since the photocatalyst composition of the present invention has excellent antibacterial and deodorizing functions, when the composition of the present invention is used, pollutants such as various harmful gases, dust, and harmful microorganisms contained in the air may be used as separate power sources. Not only can it be purified in its natural state, but it can also oxidize and remove dust.
이러한 본 발명의 조성물을 사용하여 공기를 정화 처리하는 방법은 필요에 따라 여러 가지 형태로 실시할 수 있는 바, 예컨대 페인트형태로 실내의 벽이나 문틀에 코팅 처리하여 사용할 수 있을 것이며, 그 중 가장 대표적이라 할 수 있는 것이, 도면 1 및 도면 2에 도시한 바와 같이 유해 해충이 실내로 침입하지 못하게 하면서 공기를 소통시키는 방충망(1)에 본 발명의 조성물(2)을 코팅 처리하면, 방충망(1)을 통하여 공기가 외부의 공기가 소통하면서 자연적으로 정화 및 탈취처리가 가능하도록 제품화 할 수 있는 것이다.The method of purifying the air using the composition of the present invention can be carried out in various forms as necessary, for example, in the form of a paint can be used by coating the interior wall or door frame, the most representative of which 1 and 2, when the composition (2) of the present invention is coated on the insect screen (1) which communicates air while preventing harmful pests from entering the room, the insect screen (1) Through it, the air can be commercialized to enable the purification and deodorization treatment naturally while the outside air communicates.
한편, 상기 방충망(1)에 본 발명의 조성물(2)을 코팅 처리하는 방법은 일반적인 기존의 방충망에 본 발명의 광촉매 조성물을 통상의 방법과 사용량으로 스프레이(spray)처리하거나 아니면, 본 발명의 광촉매 조성물을 소정량 준비하여 그 속에 방충망을 담가 도포되게 하는 침지방법을 사용할 수도 있다.On the other hand, the method of coating the composition (2) of the present invention on the insect screen (1) is sprayed by the conventional method and the amount of the photocatalyst composition of the present invention to a conventional existing insect screen, or the photocatalyst of the present invention An immersion method may be used in which a predetermined amount of the composition is prepared and the insect screen is soaked and applied therein.
본 발명에 의하면, 코팅 처리된 방충망을 사용하는 경우 통상 공기 중에 유해가스 등이 퍼져 있는 경우에는 그 농도가 0.01ppm 이하의 단위이므로, 비록 공기가 짧은 순간에 방충망을 통과하여도 효과적으로 항균 및 탈취기능을 발휘할 수 있는 것으로 확인되었다.According to the present invention, in the case of using a coated insect screen, the concentration of the harmful gas is usually 0.01 ppm or less in the air, so even if the air passes through the insect screen at a short time, the antibacterial and deodorizing function is effective. It was confirmed that it can exert.
이것은 본 발명의 광촉매 조성물이 종래에 특정의 단일 성분이나 단순한 광촉매 반응에 한정하는 기능을 발휘하였던 것과는 달리 다양하고 특정 기능의 성분을 소정의 범위로 적절히 혼합 사용함으로써 가능하게 된 것이다.This is made possible by appropriately using various and specific functional components in a predetermined range, unlike the photocatalyst composition of the present invention which has conventionally exhibited a function of limiting to a specific single component or a simple photocatalytic reaction.
그리고, 본 발명에 따른 조성물이 코팅된 방충망(1)이 광촉매 반응의 효율을 더욱 증진시키기 위해, 일반적인 방충망으로 사용하는 18mesh의 망보다는 더욱 조밀한 20 ∼ 60mesh의 망을 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 필요에 따라서는 상기의 망을 2겹이나 3겹으로 겹쳐서 만들 수가 있다.In addition, in order to further enhance the efficiency of the photocatalytic reaction of the insect-coated screen 1 according to the present invention, it may be preferable to use a denser 20 to 60 mesh net than an 18-mesh net used as a general insect net. If necessary, the above nets can be made in two or three layers.
또, 공기와 방충망의 접촉면적을 증대시키기 위해 지그재그형의 방충망을 사용할 수도 있다.In addition, a zigzag screen can be used to increase the contact area between the air and the screen.
그리고, 상기와 같이 본 발명의 조성물을 방충망에 코팅한 후, 필요에 따라 열처리함으로써 그 코팅의 효과를 더 높일 수도 있다.In addition, after coating the composition of the present invention on the insect screen as described above, the effect of the coating may be further enhanced by heat treatment if necessary.
한편, 본 발명에 따른 조성물을 방충망에 코팅하여 사용하면, 방충망에 쌓이는 먼지가 광촉매 반응에 의해 자연적으로 산화 처리되기 때문에, 항상 깨끗하고 공기소통구멍이 막히지 않은 상태를 유지하게 할 수가 있으므로, 건물 또는 주택의 외부환경을 깨끗하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 오히려 방충망에 먼지가 끼지 않도록 하는 자정효과로 인해 공기의 소통효과가 떨어지지 않게 하는 효과도 얻을 수 있는 것이다.On the other hand, when the composition according to the present invention is coated and used on the insect screen, since the dust accumulated in the insect net is naturally oxidized by the photocatalytic reaction, it is possible to always maintain a clean and unobstructed air communication hole, so that the building or Not only can the house's external environment be kept clean, but also the effect of preventing air from falling off due to the self-cleaning effect that prevents dust from damaging the screen.
따라서, 이러한 본 발명의 광촉매 조성물은 상기한 바와 같은 방충망과 페인트 등 이외에도 채광 효과가 부여되는 산업시설과 장치의 공기 통로에 코팅제로 사용가능하고, 통상의 배기 촉매로도 매우 유용하며, 기타 화학적, 물리적 정화가 필요한 모든 시설물에 적용 가능하다.Therefore, the photocatalyst composition of the present invention can be used as a coating agent in the air passages of industrial facilities and apparatuses to which a mining effect is provided in addition to the insect screen and paint as described above, and is also very useful as a conventional exhaust catalyst, and other chemicals, Applicable to all facilities requiring physical purification.
또한 본 발명의 광촉매 조성물은 코팅처리 외에 혼합하여 성형하는 방법으로의 적용도 가능하다.In addition, the photocatalyst composition of the present invention can be applied to a method of molding by mixing in addition to the coating treatment.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하겠는 바, 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명이 실시예에 의거 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the Examples are for illustrating the present invention in detail, and the present invention is not limited to the Examples.
실시예Example
6g의 SiO2를 함유한 물 base의 콜로이드 분산 무기바인더 100g에 10g의 TiO2분말과 1g 의 V2O5미세 분말을 첨가하여 30분간 충분히 교반한 다음, 1g의 Ag 분말 및 3g의 탄소 미분을 첨가하여 30분간 교반한 후 10분간 초음파 분산을 시킨 코팅용 졸 상태의 항균정화활성의 광촉매 조성물을 제조하였다.10 g of TiO 2 powder and 1 g of V 2 O 5 fine powder were added to 100 g of a colloidal dispersion inorganic binder of 6 g of SiO 2 containing water, and stirred for 30 minutes, and then 1 g of Ag powder and 3 g of carbon fine powder were mixed. After the addition and stirring for 30 minutes, the photocatalyst composition of the antibacterial purification activity of the coating sol state which was ultrasonically dispersed for 10 minutes was prepared.
제조실시예Preparation Example
상기 실시예에서 만든 졸 상태의 광촉매 조성물을 스프레이 코팅으로 SUS망에 골고루 분사한 다음 상온에서 5분간 건조한 후 150℃ 건조로에서 30분간 건조하여 광촉매가 코팅된 공기정화 방충망을 제작하였다.The photocatalyst composition of the sol state made in the above example was sprayed evenly onto the SUS network by spray coating, and then dried at room temperature for 5 minutes and then dried for 30 minutes in a 150 ° C. drying furnace to produce an air purification insect screen coated with a photocatalyst.
실험예 1Experimental Example 1
상기의 제조실시예에서 제조한 방충망에 대하여 암모니아 탈취 시험(시험방법 : KICM-FIR-1004) 결과 120분 동안 61%의 탈취 효율을 얻었는 바, 그 시험결과는 다음 표1과 같다.Ammonia deodorization test (test method: KICM-FIR-1004) of the insect screen prepared in the above production example obtained a deodorization efficiency of 61% for 120 minutes, the test results are shown in Table 1 below.
상기의 표1에서 Blank 농도란 본 발명에 따른 조성물로써 처리하지 않는 경우이고, 대조농도란 상기 결합제에 통상의 이산화티탄만으로 구성된 광촉매로 코팅 처리한 경우이며, 시료농도란 본 발명에 따른 광촉매 조성물로써 처리한 경우를 나타내는 것이다.In Table 1, the blank concentration is the case where the composition is not treated with the composition according to the present invention, and the control concentration is the case where the binder is coated with a photocatalyst composed of ordinary titanium dioxide, and the sample concentration is the photocatalyst composition according to the present invention. It shows the case of processing.
즉, 아무런 처리를 하지 않은 경우에도 암모니아의 냄새가 자연적으로 소멸되어지기는 하고, 종래의 광촉매를 사용하여도 별 효과를 보기 어려웠지만, 본 발명에 따른 새로운 광촉매 조성물을 사용하여 처리한 경우에는 그 30분만에 220ppm의 암모니아를 50%이상 탈취시킬 수 있다는 뛰어난 효과를 얻을 수 있었다.That is, even when no treatment was performed, the smell of ammonia was naturally extinguished, and it was difficult to see the effect even when using a conventional photocatalyst. However, when the treatment was performed using the new photocatalyst composition according to the present invention, In 30 minutes, it was able to deodorize more than 50% of 220ppm ammonia.
실험예 2Experimental Example 2
상기 제조실시예에서 제조한 방충망에 대하여 화농균 항균 시험 결과(시험방법 : KICM-FIR-1002, 사용균주 : Staphylococcus aureus ATCC 6539) 24시간 후 세균 감소율 99.4%의 결과를 얻었다.Results of P. aeruginosa antimicrobial test results (test method: KICM-FIR-1002, strain used: Staphylococcus aureus ATCC 6539) were obtained with a reduction of 99.4% after 24 hours.
다음의 표2에서 "대조구"란 본 발명에 따른 조성물을 코팅하지 않은 일반적인 방충망을 나타내는 것이고, "광촉매 코팅망"이란 본 발명에 따른 조성물이 코팅된 방충망을 나타내는 것이다.In the following Table 2, "control" refers to a general insect screen not coated with the composition according to the present invention, "photocatalyst coating network" refers to a insect screen coated with the composition according to the present invention.
상기 표2에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 조성물이 코팅된 방충망을 사용한 결과 99.4%의 세균을 감소시키는 우수한 성능을 입증할 수 있었다.As can be seen in Table 2, as a result of using the insect-coated insect screen coated with the composition according to the present invention was able to demonstrate the excellent performance of reducing 99.4% bacteria.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기정화기능을 갖는 조성물은 자연광이나 전등과 같은 빛이 있는 곳에서 공기와 접촉하는 상태로 놓아두면, 공기와 접촉별도의 외부 에너지를 사용하지 않고서도 자연광이나 실내등에서 발생되는 광을 에너지원으로 이용하여 광촉매 반응에 의해 공기중의 유해가스나 먼지 또는 유해균 등을 살균 및 정화 처리하는 뛰어난 효과를 얻을 수 있는 것이다.As described above, the composition having the air purifying function according to the present invention is placed in contact with the air in the presence of light such as natural light or electric light, natural light or room light without using a separate external energy contact with air It is possible to obtain excellent effect of sterilizing and purifying harmful gas, dust or harmful bacteria in the air by photocatalytic reaction using light generated from
또한, 본 발명에 따른 조성물을 방충망에 코팅하여 사용하면, 외부에서 유입되는 공기 중에 포함되어 있는 각종 먼지나 유해성분을 정화 처리하여 통과시킬 수 있을 뿐만 아니라, 방충망에 쌓일 수 있는 먼지를 자연적으로 산화 처리하게 되므로 항상 깨끗하고 자체정화기능을 가지면서 항균, 정화, 방취 등의 기능을 가지면서 공기 소통율이 좋은 방충망을 유지할 수가 있는 것이다.In addition, when the composition according to the present invention is coated on the insect screen, it is possible not only to purify and pass various dusts or harmful components contained in the air introduced from the outside, but also naturally oxidize dust that may accumulate in the insect screen. As it is treated, it is always clean and has a self-cleaning function, and has antibacterial, cleansing, and deodorizing functions while maintaining a good air communication screen.
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