KR20080073983A - 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및수질정화 기능을 갖는 수족관 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수족관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수족관 내부의 표면 전체와 수족관의 내부에 수용되는 바닥재에 광촉매 코팅층을 형성하여 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질정화를 할 수 있는 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관을 개시한다. 수족관의 측판들과, 바닥판의 내부표면 전체와 내부 공간의 바닥으로 수용되는 바닥재의 외면전체에 은나노 성분을 첨가한 광촉매 코팅층을 형성하여 수족관의 물에 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질을 정화할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관에 의하면, 물에 발생 되는 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질을 정화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 수족관의 물 교환, 내부의 세척, 바닥재의 세척 등에 따른 인력 및 시간, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
광촉매, 은나노, 수질정화
Description
도 1은 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 유기물 분해원리를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 은나노 항균 원리를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 실시예를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 실시예를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 비교실험을 나타내는 도면대용 사진이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 수족관 11: 측판
13: 바닥판 14: 내부표면
17: 바닥재 19: 광촉매 코팅층
20: 광 발생장치 S: 공간
W: 물
본 발명은 수족관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수족관 내측의 표면 전체와 수족관의 내부에 수용되는 바닥재에 은나노 성분을 첨가한 광촉매 코팅층을 형성하여 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질정화를 할 수 있는 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관에 관한 것이다.
광촉매는 1972년 일본의 혼다에 의하여 광촉매가 물 분해 수소제조에 처음 적용된 후, 10여년간 주목을 크게 받지 못하다가 환경개선분야에 적용하겠다는 발상의 전환에 의해 광촉매를 이용한 분해반응이 오염된 물의 처리를 위한 대체방법으로 연구되어 왔으며, 최근에는 국내외에서 태양에너지 또는 램프의 광에너지와 불균일계 광촉매를 동시에 활용하여 물의 유독물질을 분해처리하는 연구가 중심적으로 실시되어 왔다. 광화학반응을 활용한 처리방법은 광촉매와 광에너지만을 활용하여 20℃~25℃ 정도의 상온에서 완전분해가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
적용이 가능한 산화 광촉매는 종류가 매우 다양하여 TiO2(이산화티탄), WO3(삼산화텅스텐), ZnO(산화아연), SiC(탄화규소), CdS(황화카드늄), GaAs(갈륨비소)등을 들을 수 있으나 이 중에서도 TiO2(이산화티탄)많이 사용되며, TiO2는 그 결 정구조에 따라 아나타제형, 루틸형, 브룩카이트형으로 분류되고, 그 중 아나타제형이 가장 많이 사용된다. 이는 효율이 비교적 우수하고, 저가이며, 공급이 원활하고, 광부식성이 없는 등의 안전성이 확인되었기 때문이다.
TiO2의 광화학반응은 띠간격에너지(band gap energy, Eg) 3.0~3.2eV에 해당하는 광에너지의 흡수(380nm)에 의해 전자-정공쌍을 생성하고, 전자-정공쌍과 물분자간의 산화반응에 의해 하이드록실 라디칼(Hydroxy Radical)과 산소 음이온을 생성한다.
그러나, 이러한 TiO2의 광화학반응을 얻을 수 있는 광원은 가시광선영역의 4%정도만 이에 해당하므로 일반의 가정, 전시장 등에서는 이용하는 것은 불가능하였다. 이에 따라 띠에너지의 가시광선(Visible)파장범위의 이동, 즉 띠에너지를 낮추어 주며, 상온에서 광촉매의 코팅층을 형성할 수 있도록 혼합된 광촉매가 사용된다.
수족관은 가정, 전시장 등에 관상용 어류를 수용하여 실내의 장식 및 전시 효과를 얻을 수 있도록 사용되거나, 양식장에 양식용 어류를 수용하여 양식할 수 있도록 사용되고 있다. 그 구조는 상부에 광원을 설치하고, 측판들을 투명한 재질로 형성하여 내부를 볼 수 있도록 사용되는 것이다.
그러나, 상기한 종래기술의 수족관은 어류를 수용한 시간이 지남에 따라 이끼류들이 많이 발생하며, 세균들이 번식하여 미관을 해칠 뿐만 아니라 수족관의 탁 도를 증가시키고, 관상용 어류의 수명이 단축되는 문제점이 있었다. 또한, 수족관 물의 지속적인 교환, 수족관 내부의 세척 및 바닥재의 세척 등에 인력과 비용이 드는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 물에 발생 되는 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질을 정화할 수 있도록 수족관 측판들과 바닥판의 내부표면 전체와 내측 공간의 바닥으로 수용되는 바닥재의 외면전체에 은 나노 성분을 첨가한 광촉매 코팅층을 형성한 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광촉매의 광화학반응에 의해 수족관의 이끼류와 세균들의 번식을 억제하여 수족관의 물 교환, 내부의 세척, 바닥재의 세척 등에 따른 인력 및 시간, 비용을 절감할 수 있는 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관을 제공함에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질을 정화할 수 있도록 수족관의 측판들과 바닥판의 내부표면 전체와 내부의 공간 바닥으로 수용되는 바닥재의 외면전체에 은 나노 성분을 첨가한 광촉매 코팅층을 형성한 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관에 있다.
본 발명의 상기한 목적들과 신규한 특징은 후술하는 상세한 설명을 첨부한 도면을 참고로 하여 읽어보면, 보다 완전히 그리고 명확하게 이해될 것이다. 도면 은 설명을 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
이하에서는, 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 실시예가 도시되어 있다. 먼저, 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관은 수족관(10)과 광 발생장치(20)를 구비한다.
수족관(10)은 내측의 표면(14)전체에 걸쳐 광촉매 코팅층(19)이 형성된 측판(11)들과 바닥판(13)으로 이루어진다. 수족관(10) 내부의 공간(S)에는 외면전체에 걸쳐 광촉매 코팅층(19)이 형성된 바닥재(17)가 수용된다. 광 발생장치(20)는 광원을 공급하여 광화학반응을 일으킬 수 있도록 수족관(10)의 상부에 배치된다.
본 실시예에 있어서, 수족관(10)의 내측표면(14)과 바닥재(17)의 외면에 형성되는 광촉매 코팅층(19)은 디핑(Diping)공법 또는 스프레이공법에 의해 이루어 지는 것이 바람직하다. 수족관(10)의 형상은 필요에 의해 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 바닥판(13)은 필요에 의해 투명한 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 바닥재(17)는 유리, 플라스틱, 자갈 등 다양한 소재가 사용될 수 있다. 그리고, 광 발생장치(20)는 다양한 종류의 광원이 사용될 수 있다.
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관의 실시예의 작용을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 측판(11)들과 바닥판(13)의 내측표면(14) 전체에 걸쳐 광촉매 코팅층(19)이 형성된 수족관(10)의 공간(S)으로 외면 전체에 광촉매 코팅층 코팅층(19)을 형성한 바닥재(17)를 수용하고, 물(W)을 충전하고 전시 또는 양식하고자 하는 각종의 어류를 넣는다. 소정의 시간이 경과 하면 물(W)에는 외부의 열과, 각종어류들의 배설물 등에 의해 이끼 및 세균 등이 발생하게 된다.
이때 발생 된 이끼 및 세균 등은 광촉매 코팅층(19)과 광 발생장치(20)에 의한 광원의 광화학반응으로 생성된 하이드록실 라디칼에 의해 분해되며, 광촉매 코팅층(19)에 첨가된 은나노 성분에 의해 세균 체 단백질 내의 티올기 -SH 및 COO- 또는 OH- 이온을 흡착 결합하여 세포 변형을 일으키고 축합-탈수 반응을 일으켜 세균의 신진대사 및 에너지 대사호흡 등을 어렵게 함으로써 세균을 사멸시켜 수족관 수질의 항균작용 및 수질정화작용을 이루어지게 한다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 등록청구범위내에서 적절하게 변경할 수 있는 것이다. 예들 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 은나노 성분이 첨가된 가시광 광 촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관에 의하면 물에 발생 되는 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질을 정화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 수족관의 물 교환, 내부의 세척, 바닥재의 세척 등에 따른 인력 및 시간, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 일반가정, 전시장, 양식장 등에서 각종 어류를 전시 또는 양식을 위해 수용하는 수족관에 있어서,물(W)에 발생 되는 이끼 및 세균 등의 번식억제와 수질을 정화할 수 있도록 수족관(10)의 측판(11)들과 바닥판(13)의 내부표면(14) 전체와 내부의 공간(S) 바닥에 위치하는 바닥재(17)의 외면전체에 은 나노 성분을 첨가한 광촉매 코팅층 (19)을 형성한 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관
- 제 1 항에 있어서, 상기 광촉매 코팅층(19)은 순수광촉매 TiO2, Fe2O2, O3, ZnOe 등과 TiO2/SiO2, Fe/Ti, Ni/Ti, Mo/Ti, Nb/Ti등이 혼합된 혼합 광촉매를 사용한 은나노 성분이 첨가된 가시광 광촉매를 이용한 항균기능 및 수질정화 기능을 갖는 수족관
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