KR20040100225A - 숯을 이용한 광촉매볼 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지속적인 광촉매효과를 얻을 수 있는 새로운 숯을 이용한 광촉매볼 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 숯분말과, TiO2분말 및 바인더를 포함하는 혼합물을 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 광촉매볼 및 그 제조방법이 제공된다.
Description
본 발명은 숯을 이용한 광촉매볼 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지속적인 광촉매효과를 얻을 수 있는 새로운 숯을 이용한 광촉매볼 및 그 제조방법에 관한 것이다.
광촉매는 비교적 적은 에너지를 갖는 자외선에 의해 고에너지상태로 여기되는 물질로서, 자외선에 의해 전도대로 여기되면 전자가 방출되고 그 표면에는 플러스전기를 띤 정공이 생성된다. 이때 방출된 여기전자는 강한 환원력을 가지며, 정공은 강한 산화력을 가지며, 이러한 여기전자와 정공의 산화환원력에 의해 각종 유기물질이 분해되거나 살균된다.
또한, 전술한 바와 같은 정공 생성과정에서 형성된 전자는 생체전위에 영향을 주어 세포를 활성화시키고, 자율신경을 조절하며, 통증부위에 정체된 전위를 다시 활성화시켜 통증을 완화시키는 등 기능을 한다.
따라서 광촉매는 산업현장에서 각종 오염물의 정화 및 살균제로 사용될 뿐만 아니라 의약품에도 적용된다. 뿐만 아니라 일상생활에서 이러한 광촉매에 의한 효과를 얻을 수 있도록 광촉매가 적용된 제품들이 제안되고 있다. 광촉매 중에는 TiO2, SiO2, ZnO 등이 있는데, 그 중에서도 독성이 없으며, 화학적으로 안정하여 산이나 염기 및 유기용매에 침식되지 않는 TiO2가 주로 사용된다.
한편, 이러한 광촉매는 흔히 볼형태로 제공된다. 광촉매는 상당히 고가이므로 볼전체를 광촉매로 제조하는 경우에는 상업성이 없다. 따라서 일반적으로는 광촉매볼은 도 1에 도시된 바와 같이, 볼형상으로 성형된 기재(2)의 표면에 광촉매(4)가 코팅되어 제조된다. 이때 광촉매(4)는 기재(2)의 표면에 진공증착 등의 물리화학적인 방법으로 코팅되거나 또는 계면활성제 등의 바인더를 통해 코팅된다. 그러나 이와 같은 구성을 갖는 종래의 광촉매볼은 볼의 표면에만 광촉매(4)가 코팅되어 있으므로, 볼의 표면이 손상되거나 코팅층이 떨어져 나간 경우에는 광촉매 효과가 저하된다. 또한, 기재의 표며에 광촉매(4)를 코팅하여야 하는데, 이때 진공증착 등의 물리화학적인 방법을 사용하는 경우에는 고가인 진공증착기 등이 요구되므로 코스트가 상승된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 숯의 흡착력을 이용해 숯분말에 TiO2분말을 흡착시키고 TiO2분말이 흡착된 숯분말로 성형되어 볼의 내부까지 TiO2가 존재되므로 볼이 손상되더라도 초기 수준으로 지속적인 광촉매효과를 얻을 수 있으며, 천연성분들로 구성되어 환경친화적이고 제조도 용이한 새로운 구성의 숯을 이용한 광촉매볼 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 숯분말과, TiO2분말 및 바인더를 포함하는 혼합물을 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 광촉매볼이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 숯분말은 60~70부피부, 상기 바인더는 20~30부피부로 혼합된 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 광촉매볼이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 숯분말과 TiO2분말을 혼합하여 TiO2분말을 숯분말의 표면에 흡착시키는 과정과, 숯분말과 TiO2분말의 혼합물에 물과, 바인더로 황토와 벤토나이트를 혼합하여 반죽하는 과정과, 상기 반죽된 혼합물을 소정형상으로 성형하는 과정과, 성형물을 가열하여 소성시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 광촉매볼의 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 숯의 흡착성을 이용한 광촉매볼에 관한 것으로, 숯분말과 TiO2분말 및 바인더로 이루어진 혼합물을 성형하여 이루어지는데, 다음과 같은 방법으로 제조된다.
먼저, 각 원료를 혼합한다. 이때에는 먼저, 숯분말과 TiO2분말을 혼합한다. 일반적으로 숯은 다공성물질로서, 숯의 기공은 직경이 대략 10-1~10-2㎛ 정도이다. 숯은 이러한 기공에 의해 강력한 흡착력을 가지며, 이에 따라 탈취, 항균, 제습기능을 가지며, 음이온도 방출된다. 본 발명에서는 이러한 숯의 흡착력을 이용해 숯에 TiO2를 흡착시킨다. 숯은 비표면적이 상대적으로 넓은 분말상태일 때 흡착력이 우수하므로 본 발명에서는 숯분말이 사용되는데, 대략 입경이 15~25㎛ 정도인 것이 사용된다. 이러한 숯분말에 TiO2분말을 혼합하여 고르게 교반시킨다. 이와 같이 하면 TiO2분말이 숯의 표면에 흡착된다. 이때 바람직하게는 TiO2분말이 숯의 기공 내부에도 흡착되도록 TiO2분말은 입경이 대략 수 ㎚ 인 것이 사용된다. 숯분말에 흡착된 TiO2의 비표면적이 넓을수록 광촉매효과가 상승되므로 TiO2분말의 입경이 작을수록 광촉매효과가 상승된다. 바람직하게는 TiO2분말은 입경이 20~70㎚인 것이 적당하다. 입경이 대략 15~25㎛ 인 숯분말과 입경이 대략 20~70㎚인 TiO2분말 사용시 숯분말은 60~70부피부, TiO2분말은 20~30부피부로 혼합된다. 이때 TiO2분말이 20부피부 미만인 경우에는 광촉매에 의한 효과를 기대하기 곤란하다. 또한, 실험에 의하면TiO2분말이 30부피부를 초과하는 경우에는 TiO2, 즉, 광촉매의 양이 증가함에 따른 효과의 상승정도가 상당히 미미하였다. 따라서 이러한 실험결과와 TiO2분말이 비교적 고가이다는 점을 감안할 때 TiO2분말을 30중량부를 초과하여 사용하는 것은 경제적인 면에서 바람직하지 않다.
이와 같이 숯분말과 TiO2을 혼합한 후 바인더로 황토와 벤토나이트를 혼합하고 물을 가하여 반죽한다. 황토는 혼합물에 다소의 점성을 부여하므로 바인더로서의 기능을 하기는 하나 주된 기능은 제조된 볼의 강도를 유지하기 위한 것이다. 또한, 황토는 원적외선방사물질이며, 음이온이 방출된다. 이때 황토는 20~30부피부로 혼합된다. 황토가 20부피부 미만으로 혼합되면, 제조된 광촉매볼의 강도가 소요되는 수준이하로 낮아서 제품성이 저하되며, 황토가 30부피부를 초과하여 혼합되면 상대적으로 숯과 TiO2의 양이 저하되어 광촉매효과가 저하되므로 바람직하지 않다. 그리고 상기 벤토나이트는 혼합물에 점성을 부여하여 원하는 형상으로 성형이 가능하도록 한다.
이상과 같이 각 원료를 혼합하고 반죽한 다음, 혼합물을 압출기로 압출하여 볼형상으로 성형한다. 이어서 성형된 볼을 건소시키고, 대략 1000~2000℃범위에서 가열하여 소결시킨다. 그리고 이러한 가열과정에서 TiO2는 숯분말에 더욱 견고하게 고착된다.
이와 같이 제조되는 본 발명은 TiO2분말이 숯의 흡착력에 의해 흡착되고, 이와 같이 TiO2분말이 흡착된 숯을 성형하여 제조되므로, 볼의 내부에도 TiO2가 매입된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 표면에만 광촉매층이 코팅된 종래의 광촉매볼과는 달리 볼의 표면뿐만 아니라 볼의 내부에도 TiO2가 매입되어 있으므로 볼이 손상되더라도 초기의 수준으로 지속적인 광촉매효과를 얻을 수 있다. 또한, 숯의 흡착력에 의해 TiO2가 숯에 흡착되므로 종래와 같이 볼형상의 기재에 TiO2를 코팅하여야 하는 별도의 과정을 필요로 하지 않으므로 제조도 용이하며, 천연성분들로만 이루어지므로 환경친화적이다. 뿐만 아니라 TiO2에 의한 광촉매효과 뿐만 아니라 숯에 의한 항균, 항취효과 및 숯에서 방출되는 원적외선에 의한 효과도 더불어 얻을 수 있다.
Claims (3)
- 숯분말과, TiO2분말 및 바인더를 포함하는 혼합물을 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 광촉매볼.
- 제1항에 있어서, 상기 숯분말은 60~70부피부, 상기 바인더는 20~30부피부로 혼합된 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 광촉매볼.
- 숯분말과 TiO2분말을 혼합하여 TiO2분말을 숯분말의 표면에 흡착시키는 과정과, 숯분말과 TiO2분말의 혼합물에 물과, 바인더로 황토와 벤토나이트를 혼합하여 반죽하는 과정과, 상기 반죽된 혼합물을 소정형상으로 성형하는 과정과, 성형물을 가열하여 소성시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 숯을 이용한 광촉매볼의 제조방법.
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| WO2007019751A1 (en) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Bozhong Li | A new adsorbing material for decontaminating air pollution and the method for preparing it |
| KR20210073422A (ko) * | 2019-12-10 | 2021-06-18 | 방지철 | 광촉매 작용의 나노용액 전구체 타블렛 제조 방법 및 그 조성물 |
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2003
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