KR20050103602A - 실내용 광촉매 코팅제 및 그의 제조 방법 - Google Patents

실내용 광촉매 코팅제 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20050103602A
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Abstract

본 발명은 햇빛 또는 형광등 빛에 포함되어 있는 자외선의 조사에 의해 높은 광산화 작용뿐만 아니라 지하시설 등 자외선 량이 부족한 환경에서도 강력한 항균, 탈취 및 공기정화 작용을 나타낼 수 있는 실내용 광촉매 코팅제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 광촉매 코팅제는 아나타제형 이산화티타늄과 항균성분으로 은(silver) 그리고 흡착제 성분으로 다공성 무기산화물을 포함한다. 이는 이산화티타늄 광촉매와 은성분, 무기산화물성분 그리고 바인더 성분이 적정한 비율과 안정된 분산상태가 유지 되어야 하며, 코팅하고자 하는 내벽면 표면에서 발생할 수 있는 광촉매의 광산화 작용에 의한 표면 손상 그리고 은 성분에 의한 황변 현상이 발생하지 않는 특징이 있다.
본 발명에서는 광촉매성분과 은성분을 화학적인 결합상태 즉, 화합물 형태로 제조하고, 그 표면에 무기 산화물을 다공성 형태로 코팅(마이크로캡슐화)하여 은성분의 변색(황변)을 방지하고 광촉매 성분이 주변의 바인더 성분과 안전하게 공존하므로 항상 미려한 외관을 유지할 수 있도록 하였다.

Description

실내용 광촉매 코팅제 및 그의 제조 방법 {Photocatalyst coating agent for indoor and preparation method thereof}
본 발명은 은(silver)성분과 광촉매 물질인 이산화티타늄(anatase)을 화합물 또는 혼합물 형태로 합성하고 여기에 무기 흡착제 성분인 무기 산화물을 다공성 형태로 광촉매 표면에 존재시킴으로서 우수한 광촉매 성능뿐만 아니라 항균능력의 강화 또는 광조사가 부족한 환경에서도 항균과 탈취 효과가 나타날 수 있도록 하고자한다. 또한 광촉매 입자와 피도물 과의 직접적인 접촉으로 피도체가 산화되는 현상을 최소화 할 수 있는 실내용 광촉매 코팅제를 제조하고자 한다.
광촉매는 햇빛 또는 실내등빛에 의해 스스로 광산화 작용을 나타내고, 2차 오염 부산물을 방출하지 않는다는 점에서 미래의 에너지 저감 기술로 기대되고 있다. 특히 유기물질에 대한 강력한 산화환원 작용과 초친수성 및 자기정화(self cleaning)능력이 우수하여 이를 응용한 산업제품이 점차 증가하는 추세이다.
현재 선을 보이고 있는 광촉매 코팅제의 제품은 광조사량이 부족할 경우 유기물을 분해하는 성능이 크게 저하되어 효과적인 실내 공기 정화가 얻어지기 힘들고 뿐만 아니라 실내의 벽면 등에 코팅 작업을 하였을 경우 피도체의 표면을 산화분해에 의한 손상으로 광촉매의 부착력이 떨어지고 더 나아가 광촉매 성능이 크게 저하되는 문제점이 있다.
상기의 여러 문제점을 극복하기 위한 여러 시도가 이루어지고 있는데 일례로 TiO2 광촉매 입자에 Pt, Au, Ag, Pd, Ru, Co, Ni, Fe, Cu, Cr 등의 금속 성분을 첨가함으로서 보다 용이하게 산화 환원작용이 일어날 수 있도록 유도하게 되는데 이는 첨가 금속이 도너(donor)로서 작용하여 가전자대(valance band)의 전자들이 용이하게 여기(exiting) 될 수 있기 때문이다. 또한 흡착물질을 첨가하여 탈취 성능을 향상시키고, Ag, Cu 등의 항균금속을 첨가하여 광조사가 없는 상태에서도 항균능을 나타낼 수 있도록 하는 등 여러 가지의 개선작업이 진행되고 있다.
광촉매를 제조하는 방법은 크게 고상법, 액상법 그리고 기상법을 들 수 있는데, 이중 가장 널리 알려져 있는 방법이 액상법이며 이는 다성분계의 조성을 보다 균질하게 합성하기 용이한 장점이 있다. 액상법으로는 중화적정에 의한 침전법(precipitation), 공침법(coprecipitation), 함침법(impregnation) 그리고 금속알콕사이드(metal alkoxide)를 전구체로 하는 졸-겔법(sol-gel process)등을 들 수 있다. 이중 중화적정법은 티타늄클로라이드(titanium chloride), 티타늄설페이트(titanium sulfate), 티타닐설폐이트(titanyl sulfate) 등의 티타늄염을 암모니아수(amoniawater), 탄산소다(sodium carbonate), 수산화나트륨(sodium hydroxide)등의 알칼리로 중화하여 티타늄하이드로옥사이드(titanium hydroxide)를 생성하고 세척, 건조와 열처리 공정을 통하여 아나타제(anatase)상의 티타늄산화물 분말(titanium oxide powder)를 제조하게 된다. 이는 분말상과 수분산체를 용이하게 제조할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 또한 졸겔법은 titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide 등의 titanium alkoxide를 전구체(precursor)로 하여 알코올, 물, 촉매 등을 첨가하고 가수분해반응을 통하여 티타니아졸(titania sol)을 얻는 방법으로 여러 종류의 성분을 합성하기 용이하며 고순도의 순수 졸을 얻을 수 있고 이를 여러 종류의 담체(substrate)에 코팅(coating)하고 열처리하여 균질한 박막을 얻을 수 있는 방법으로 이용되고 있다.
이산화티탄에 빛이 조사되면 광촉매상에서 활성산소, OH 라디칼(radical) 이 발생되어 강력한 산화환원 작용에 의해 악취물질 등을 분해 정화하는 특성을 나타내게된다. 전기적으로 반도체성질을 갖고 있는 대표적인 광촉매로서는 TiO2, ZnO, RuO2, CoO, Ce2O3, Cr2O3, Rh2O3 , V2O5 등의 산화물과 ZnS, CdS 등의 황화물을 들 수 있다. 단파장(380nm이하)의 자외선이 조사되면 여기상태가 되어 강력한 산화력을 나타낸다. 유사한 거동을 나타내는 반도체에는 상기와 같이 여러 종류가 있지만 TiO2가 주목되어지는 이유는 화학적으로 안정성이 높은 물질이면서 광반도체로서도 우수한 장점을 갖고 있기 때문이다. 반도체 에너지밴드는 가전자대(valance band), 전도대(conduction band) 및 이들 사이에 금지대(gap)가 존재한다. 산화티탄의 경우 금지대의 에너지 gap이 3.2eV로 이 이상의 에너지를 흡수한 가전자대의 전자는 여기(exciting)되어 전도대로 이동하게 되고, 가전자대에는 정공(hole)이 만들어지고 이동은 자유롭게 된다. 따라서 자외선(UV)을 조사하게되면 여기상태 즉, 활성상태가 되어진다.
전자와 홀은 표면으로 이동하여 각각 산소, 수산기와 결합하여 라디칼을 형성한다. 산화티탄의 경우 홀의 산화력이 보다 강력하기 때문에 주로 수산기 라디칼이 유기물질을 산화해서 탄산가스(CO2)와 물(H2O)로 산화 분해 시킨다. 또한 균이 사멸하지 않는 약한 자외선 광량 에서도 항균력을 나타낸다.
따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 광촉매 코팅제는 아나타제형 이산화티타늄과 항균성분으로 은(silver) 그리고 흡착제 성분으로 다공성 무기산화물을 적절하게 분산 조합시킴으로서 자외선이 부족한 환경에서도 항균, 탈취 성능에 적절하게 발현될 수 있도록 조제 하고자 한다. 또한 코팅을 시행한 내벽면 표면에서 발생할 수 있는 광촉매의 광산화 작용에 의한 표면 손상 그리고 은 성분에 의한 황변 현상이 발생하지 않아야 한다.
본 발명에서는 광촉매성분과 은성분을 화학적인 결합상태 즉, 화합물 형태로 제조하고, 그 표면에 무기 산화물을 다공성 형태로 코팅(마이크로캡슐화)하여 은성분의 변색(황변)을 방지하고 광촉매 성분이 주변의 바인더 성분과 안전하게 공존하므로 항상 미려한 외관을 유지할 수 있도록 시도 하였다.
항균성금속을 보다 안정하게 광촉매입자와 조합시키기 위하여 공침법을 통하여 항균성금속성분을 무기수산화물에 접합시킨 후 이를 수 나노미터 입자 크기의 이산화티타늄 졸과 혼합한 후 다공성 무기산화물 코팅 또는 마이크로캡슐(microcapsule)화 함으로서 보다 안정한 상태의 항균력이 배가된 광촉매 물질을 얻고자 한다. 여기에 적합한 바인더(binder)를 첨가하여 코팅제를 합성하였다. 광촉매입자를 실리카 또는 티타니아(titania)로 다공질 코팅처리 즉, 분산입자를 마이크로캡슐화 함으로서 햇빛에 장기 노출 시에도 변색이나 성능저하를 유발하지 않고, 강력한 산화환원 작용을 유지하면서 미생물에 대한 항균, 살균 능력이 탁월한 초미세(1nm내지 20nm) 항균력 강화 광촉매 코팅제를 제공하고자 한다.
본 발명자는 항균금속 수산화물을 공침법으로 조합시키고 이것을 1nm 내지 20nm이내의 미세한 콜로이드 상으로 제조하여 이산화티타늄 광촉매 졸에 첨가하고 다공질의 무기산화물로 마이크로캡슐화 함으로서 보다 안정한 상태로 광촉매 입자와 공존할 수 있도록 하는 항균력 강화 광촉매 물질을 제조하였다.
본 발명은 질산은(silver nitrate)을 이용하여 공침법에 의해 그의 수산화물을 제조하고 이를 수중에 분산하여 콜로이드화 하는 단계;
아나타제형 이산화티타늄 광촉매 졸과 혼합하고 고르게 분산시키는 단계;
졸-겔법을 이용하여 상기 항균금속성분 함유 이산화티타늄을 다공성 무기산화물로 입자표면을 코팅처리하여 마이크로캡슐(microcapsule)화하는 단계; 를 포함하는 항균금속성분을 함유하는 이산화티타늄 광촉매의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 다공성 무기산화물이 이산화규소 또는 이산화티타늄인 것을 특징으로 한다.
이산화티타늄은 여러 가지의 공정을 통하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 황산티타늄(Ti(SO4)2), 황산티타닐(TiOSO4), 염화티타늄(TiCl4) 또는 유기티타늄화합물(organic titanium compound) 등을 가수분해하는 방법 및 알카리를 첨가하여 중화하여 얻는 방법, 염화티타늄 등을 기상 산화하여 얻는 방법 등이 있다. 산화티타늄입자의 표면에 Ag, Cu, Pd, Fe, Ni, Cr, Co, Pt, Au, Li, Ca, Mg, Zn, Al, Rh 등으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 부착함으로서 전자의 광 여기를 용이하게 하여 광촉매의 성능을 향상시킬 수 있다. 특히 이중 Ag(은)은 강력한 살균 작용을 나타내는 물질로 잘 알려져 있다. 이를 광촉매에 첨가할 경우 태양광이나 자외선이 조사되지 못할 때 항균성을 유지할 수 있다. 이러한 항균금속을 광촉매 졸(sol)이나 분산체에 첨가하기 위해서는 금속염, 화합물, 무기물과 이온교환 또는 표면 첨착 등 다양한 방법이 있으나 본 발명에서는 인체 안전성을 고려하기 위하여 수산화물로 변환하여 광촉매졸에 첨가 하였다.
본 발명은 질산은을 수용액 상태에서 알칼리 성분인 암모니아수(NH4OH), 탄 산소다(NaCO3), 수산화나트륨(NaOH) 등을 이용하는 중화적정법으로 Ag수산화물로 변환 시킴으로서 보다 안정한 상태로 존재 시키고 장기간 강력한 항균력을 발휘할 수 있도록 하였다. 좀더 구체적으로 설명하면 상기 질산은을 이온교환수나 증류수에 충분히 용해하고 이를 빙냉 교반하면서 상기의 알칼리 성분 용액을 서서히 적하하여 중화하고 이를 8시간 이상 정지하여 은수산화물을 얻게 된다. 은 수산화물을 채취하여 적정량의 이온교환수를 혼합한 후 고정도의 분산기를 이용하여 이온교환수에 분산 처리한다. 이때 고형분 농도는 10중량부가 되도록 한다.
특히 은(silver)은 자외선의 영향으로 쉽게 변색되거나 염소(Cl) 이온과 결합하여 염화은(Ag chloride)을 형성하거나 그리고 다른 이온이나 염기와 결합할 경우 항균능력이 현저히 감소, 변색 등의 문제점으로 산업적으로 이용하는데 제약점이 많이 있다. 그러나 본 발명에서는 강력한 자외선 흡수체인 이산화티타늄과 조합 시킴으로서 자외선으로부터의 변색을 방지할 수 있고, TiO2, SiO2 등으로 피복 처리함으로서 물리 화학적인 외부의 영향, 즉 자외선, 산알칼리, Cl이온 그리고 기계적 충격으로 인한 탈리현상 등을 방지할 수 있도록 함으로서 보다 안정한 상태로 광촉매성능과 항균능력을 부여할 수 있도록 하였다. 여기서 TiO2, SiO2를 피복시키는 방법은 여러 가지를 들 수 있으나 대표적으로 졸-겔법(sol-gel process)을 들 수 있다. SiO2의 전구체로 테트라에톡실란(Si(OC2H5)4), 그리고 TiO 2의 전구체(precursor, Titanium alkoxide)로 티타늄 테트라이소프로폭사이드(Ti(OC2H5)4), 티타늄 테트라에 톡사이드(Ti(OC3H7)4), 티타늄 아세테이트 (Titanium acetate) 등을 사용하여 여기에 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올(2-propanol) 등의 알코올과 물 그리고 졸(sol) 형성제인 염산, 질산 등을 첨가하고 일정시간동안 교반함으로써 가수분해를 통하여 얻을 수 있다. 즉, 항균금속함유 광촉매 수분산체에 상기의 졸겔 법으로 만들어진 실리카졸(silica sol), 실리카-티타니아 졸(silica-titania sol) 또는 중간생성물을 첨가하여 충분히 가수분해반응이 일어날 수 있도록 하여 보다 안정된 항균성 강화 광촉매를 얻을 수 있게 된다.
이하 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 질산은 등에서 1종 이상을 선택하고 이를 수용액화 하고, 알칼리 수용액으로 중화 적정하여 항균금속을 포함하는 무기수산화물을 생성한 다음, 이것을 물리적 또는 화학적 방법에 의해 1nm 내지 20nm 정도로 미분산하여 콜로이드상을 만든다. 여기에 5nm 내지 20nm 정도의 이산화티타늄 졸에 서서히 첨가하고 신속하게 교반하여 분산처리 한다. 이어서 분산체를 졸겔 법을 이용하여 다공성의 무기 산화물로 피복 시키는 3단계 공정으로 이루어져있다.
본 발명에서는 중화적정시 완충용액으로서 수산화암모늄(NH4OH)과 염화암모늄(NH4Cl)을 1:1 비율로 혼합하여 사용하였다. 그리고 이산화티타늄 광촉매 졸은 황산티타늄(Ti(SO4)2), 황산티타닐(TiOSO4), 염화티타늄(TiCl4) 또는 유기티타늄화합물 (organic titanium compound) 등을 가수분해하는 방법 및 알카리를 첨가하여 중화하여 그의 수산화물을 생성하고 이를 건조하고 가열하여 아나타제형 이산화티타늄을 제조하였다. 좀 더 자세히 설명하면 상기의 티타늄 금속염을 일정비율로 이온교환수에 희석하여 수용액을 만들어 빙냉 교반 하면서 알칼리 수용액을 서서히 적하하여 pH가 7이 되도록 하여 티타늄수산화물을 형성시키고 교반을 정지한 후 약 12시간 동안 유지시킨다. 그런 후 이온교환수로 충분히 세척한 후 건조시킨 후 500도씨로 가열하여 이산화티타늄 광촉매 분말을 제조한다. 이어서 이를 고르게 분산시키기 위하여 일정량의 물과 혼합하고 수분산처리(1nm 내지 20nm의 졸)하였다. 수분산 처리의 일례로 산이나 알칼리를 이용하여 콜로이드화하는 화학적 방법, 볼분쇄기(ball mill), 유리비드분쇄기(glass bead mill), 마찰분쇄기(attrition mill) 또는 유화혼합기(homo. mixer)를 이용하는 물리적인 방법으로 미분쇄 또는 미분산 처리를 할수 있다.
상기와 같이 얻어진 항균금속성분을 함유하는 TiO2 광촉매 분말을 일정량의 이온교환수와 함께 유리비드밀에 투입한 후 1000내지 2000rpm으로 30분간 고속회전하여 수분산시킨다. 이렇게 하여 얻어진 수분산체의 고형분 농도는 약 0.1내지 30wt% 더욱 적합하게는 0.8내지 20wt%정도로 조정한다. 그런 후 다른 용기에 옮긴 후 silica 코팅 작업을 행하게 된다. 여기서 실리카 코팅방법은 졸겔법을 이용하여 가수분해의 반응을 이용하여 피복작업을 하게 된다. 먼저 실리카의 전구체로 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane, Si(OC2H5)4를 사용하였으며, 가수분해 반응의 촉매로서는 염산(HCl), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH) 중 선정한 1종의 산(acid)을 사용하였고, 가수분해액의 용매로는 물과 탄소수가 1내지 4의 저급알코올 즉, 메틸알코올, 에틸알코올 이소프로필알코올 등에서 1종을 선택하여 사용하였다. 한편 이온교환수에 본 발명의 항균금속성분 함유 TiO2광촉매 수분산 콜로이드 용액을 20℃ 내지 40℃를 유지하면서 교반한다. 여기에 상기의 가수분해 반응산물을 서서히 적하 하면서 교반을 계속한다. 적하가 끝난 후 약 3시간동안 동일온도에서 교반을 계속하여 실리카 코팅 항균광촉매 수분산 콜로이드를 완성한다. 이때 본 발명의 조성물은 고형분이 1중량부 내지 30중량부이고 더욱 적절하게는 5중량부 내지 20중량부이다. 본발명의 조성물을 기재(substrate) 표면에 코팅하고 상온에서 건조한 다음 30℃ 내지 200℃의 저온소성에 의해 도막화가 가능하다. 코팅방법은 기재의 형상에 따라 다르지만 일반적인 방법으로는 스핀코팅(spin coating), 스프레이코팅(spray coating), 바코드법, 딥코팅(dip coating) 등이 이용되어진다.
또한 상기의 수산화물 또는 산화물의 수분산시 분산의 안정성을 부여하기 위하여 계면활성제를 사용할 수 있다. 사용이 가능한 계면활성제로는 술폰산폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 지방산나트륨비누, 디옥틸술포석신산나트륨, 알킬설페이트, 폴리카르복실산, 디소듐라우릴폴리옥시에틸렌술포석시네이트, 아미드에테르설페이트, 소듐알킬에테르설페이트, 아실메틸타우린산나트륨, 도데실벤젠술폰산나트륨 등의 음이온성 계면활성제, 폴리옥시에틸렌솔비탄알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐폐닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 솔비탄스테아레이트, 폴리에테르변성실리콘, 옥시에틸렌도데실아민, 폴리에스테르변성실리콘, 솔비탄라우레이트, 폴리옥시에틸렌옥틸폐닐에테르, 솔비탄세스퀴올리에이트 등의 비이온성계면활성제, 디메틸알콜베타인, 알킬글리신, 이미다졸린 등의 양성계면활성제, 알킬디메틸벤질클로라이드, 테트라데실디메틸벤질암모늄클로라이드, 핵사데실트리메틸암모늄클로라이드, 베헤닐트리메틸암모늄클로라이드, 알킬프로필렌디아민아세테이트, 옥타데실아민이세테이트, 테트라데실아민아세테이트, 디데실디메틸암모늄클로라이드, 옥타데실디메틸벤질암모늄클로라이드 등의 양이온성계면활성제 등을 들수 있으며 이들의 첨가량은 0.1 중량부 내지 2중량부 정도가 적합하다.
TiO2입자의 표면을 다공성실리카(porous silica) 또는 다공성티타니아(porous titania)로 코팅함으로서 급격한 산화반응을 조절, 항균금속성분의 안정화 그리고 2차응집현상 등을 방지할 수 있는 효과. 둘째는 실리카가 바인더로서의 기능으로 본 발명의 항균 광촉매를 다른 종류의 표면에 코팅할 수 있게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 이들 실시예의 기재에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
증류수 또는 이온교환수 1000ml를 비이커에 넣고 교반을 계속하면서 질산은(AgNO3) 0.3g을 서서히 투입한다. 이어서 30분동안 교반한 후 pH 7이 되도록 암모니아수(NH4OH, 0.5mol/ℓ)를 서서히 적하하고 침전 생성물을 얻을 수 있게 되는데 그 상태에서 교반을 멈추고 12시간동안 유지시킨다. 이어서 침전물을 필터를 사용하여 거른 후 이온교환수로 충분히 세척함으로써 은(Ag) 성분의 수산화물을 얻게 된다. 이를 유화믹서(homo. mixer)를 이용하여 3시간동안 분산 처리하여 미립자 상태(1nm 내지20nm)의 콜로이드를 형성하도록 한다.
별도로 증류수 또는 이온교환수 1000ml를 0℃의 온도가 유지되도록 빙냉 교반하면서 사염화티타늄(TiCl4) 10ml를 서서히 적하한 후 10분 이상 충분하게 혼합하여 둔다. 그런 후 다른 용기에서 암모니아수 용액(NH4OH, 0.5mol/1)을 제조한 후 사염화티타늄용액에 서서히 적하 하면서 교반하여 pH 7이 될 때까지 계속하여 중화적정을 행한다. 이로서 유백색의 침전 생성물이 얻어지면 교반을 멈추고 그 상태에서 12시간 동안 유지시킨다. 그런 후 침전물을 필터링하고 이온교환수로 충분히 수세한후 질산은 수용액을 이용하여 은거울 반응으로 염소이온의 잔량 여부를 확인한다. 이상이 없으면 이온교환수를 첨가하여 총량 700ml가 되도록 하고 유화기를 이용하여 1시간 정도 교반을 계속하여 수중에 고르게 침전물이 분산이 될 수 있도록 한다. 따라서 Ti(OH)4 수분산액을 얻을 수 있다. 이를 건조하고 약 450도씨에서 3시간 동안 열처리 하여 아나타제형 이산화티타늄을 제조한다.
이때의 생성물을 X선회절분석기(XRD)를 이용하여 분산입자가 아나타제(anatase) 임을 확인하였다. 여기에 상기의 금속수산화물과 적당량의 증류수를 첨가한 후 유리비드밀(glass bead mill) 30분동안 밀링(milling)하여 입자크기가 10내지 20nm의 은수산화물과 광촉매 분산졸(sol)을 제조한다.
여기에 테트라에톡실란 7ml를 첨가하고 30℃를 유지하면서 5시간 동안 교반하여 실리카가 코팅된 이산화티타늄 용액을 제조한다.
본 발명의 항균금속성분으로 은을 함유하는 광촉매 코팅제로서 광촉매 입자표면에 다공성 무기산화물을 존재시킴으로서 광조사가 부족한 상태에서도 지속적으로 강력한 항균작용을 나타낼 수 있는 특징이 있다. 또한 실내의 항균과 공기정화를 위하여 실내 벽면에 코팅하였을 경우 피도물의 표면에 안정적으로 존재함으로서 장기간의 지속성을 유지하며 변질 또는 변색을 방지할 수 있다. 박테리아에 대한 강력한 항균성과 유기물질에 대하여 산화환원반응을 나타내므로 항균, 탈취, 방오, 유해가스 제거, 자정작용 등의 목적으로 그 용도는 광범위하며, 특히 인체에 대한 안정성이 높아 환경친화적 측면에서 한층 효과적인 환경 정화재료로 기대된다.

Claims (4)

  1. 공침법에 의해 항균금속성분으로 은(silver, Ag)을 수산화물로 제조하고 이를 수중에 분산하여 항균금속 함유 무기수산화물 졸을 제조하고, 이산화티타늄 성분과 혼합 분산 후 콜로이드화 한 후 무기산화물로 코팅처리 하는 광촉매 코팅제
  2. 제 1항에 있어서 은(silver) 수산화물은 질산은(silver nitrate) 수용액을 알칼리 성분으로 중화 적정하여 제조한 것.
  3. 제 1항에 있어서 이산화티타늄은 졸(sol) 또는 분말상을 수용액상으로 분산처리 한 것.
  4. 제 1항에 있어서 무기산화물은 실리카 또는 티타니아를 졸겔법에 의해 광촉매표면에 존재시킨 광촉매 제조방법.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819519B1 (ko) * 2006-08-11 2008-04-07 (주)알엔씨 자동차 악세사리용 광촉매 코팅액 조성물 및 이를 이용한코팅방법
KR20160044854A (ko) * 2014-10-16 2016-04-26 주식회사 엔에코 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법
CN106513700A (zh) * 2016-11-01 2017-03-22 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种多孔二氧化钛负载纳米银溶胶及制备和应用
JP2019098297A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 旭化成株式会社 抗菌性金属担持光触媒、光触媒組成物、光触媒塗膜、及び光触媒塗装製品
CN116285442A (zh) * 2023-03-31 2023-06-23 武汉理工大学 负碳且自主调温的温致变色涂层及其制备方法与应用
CN117534893A (zh) * 2023-12-15 2024-02-09 山东富饶新材料科技有限公司 一种抗菌塑料及其制备工艺
CN117534893B (zh) * 2023-12-15 2024-06-07 揭阳市东拓家居实业有限公司 一种抗菌塑料及其制备工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10259325A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Sk Kaken Co Ltd 水性塗料組成物
JP2000051708A (ja) * 1998-08-10 2000-02-22 Showa Alum Corp 光触媒皮膜およびその形成方法
JP2002145644A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd 着色膜被覆物品の製造方法
KR20030037050A (ko) * 2001-11-01 2003-05-12 김대승 항균금속성분을 함유하는 이산화티타늄 광촉매 및 그의제조방법
KR20040045167A (ko) * 2002-11-22 2004-06-01 (주)나눅스 나노은 담지 광촉매 졸 및 그 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10259325A (ja) * 1997-03-19 1998-09-29 Sk Kaken Co Ltd 水性塗料組成物
JP2000051708A (ja) * 1998-08-10 2000-02-22 Showa Alum Corp 光触媒皮膜およびその形成方法
JP2002145644A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Nippon Sheet Glass Co Ltd 着色膜被覆物品の製造方法
KR20030037050A (ko) * 2001-11-01 2003-05-12 김대승 항균금속성분을 함유하는 이산화티타늄 광촉매 및 그의제조방법
KR20040045167A (ko) * 2002-11-22 2004-06-01 (주)나눅스 나노은 담지 광촉매 졸 및 그 제조방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100819519B1 (ko) * 2006-08-11 2008-04-07 (주)알엔씨 자동차 악세사리용 광촉매 코팅액 조성물 및 이를 이용한코팅방법
KR20160044854A (ko) * 2014-10-16 2016-04-26 주식회사 엔에코 살균기능을 갖는 핸드폰 케이스용 나노복합 광촉매 조성물 및 그 제조방법
CN106513700A (zh) * 2016-11-01 2017-03-22 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种多孔二氧化钛负载纳米银溶胶及制备和应用
JP2019098297A (ja) * 2017-12-07 2019-06-24 旭化成株式会社 抗菌性金属担持光触媒、光触媒組成物、光触媒塗膜、及び光触媒塗装製品
CN116285442A (zh) * 2023-03-31 2023-06-23 武汉理工大学 负碳且自主调温的温致变色涂层及其制备方法与应用
CN116285442B (zh) * 2023-03-31 2024-05-14 武汉理工大学 负碳且自主调温的温致变色涂层及其制备方法与应用
CN117534893A (zh) * 2023-12-15 2024-02-09 山东富饶新材料科技有限公司 一种抗菌塑料及其制备工艺
CN117534893B (zh) * 2023-12-15 2024-06-07 揭阳市东拓家居实业有限公司 一种抗菌塑料及其制备工艺

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