KR20130041763A - 광촉매 엘리먼트 구조체, 자외선 공기 청정기, 광촉매 시트, 및 광촉매 시트 제조 방법 - Google Patents
광촉매 엘리먼트 구조체, 자외선 공기 청정기, 광촉매 시트, 및 광촉매 시트 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
광촉매 엘리먼트 구조체는 평판형 광촉매 시트와 상기 평판형 광촉매 시트상에 적층된 파상형 광촉매 시트를 구비하는 광촉매 엘리먼트를 포함한다. 상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트는 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유하는 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박을 포함한다. 상기 광촉매 엘리먼트 구조체는 상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트가 교대로 배치되는 복수의 광촉매 엘리먼트를 포함한다.
Description
본 발명은 아나타스형 이산화티타늄 입자를 광촉매로서 함유한 광촉매 엘리먼트 구조체와, 광촉매 엘리먼트 구조체를 채용하는 자외선 공기 청정기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 광촉매 시트와, 광촉매 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
아나타스형 이산화티타늄은 광촉매로서 작용하는 것으로 알려지고 있다. 이산화티타늄은, 자외선에 노출될 경우, 수산 라디칼 등의 활성종과 정공을 생성하고 유기물을 분해한다. 이에 따라, 탈취 효과나 살균 효과가 얻어지므로, 이산화티타늄은 공기 청정기 등에 사용되고 있다.
도 15는, 예를 들면 일본 특허 공개 H11-276558호에 개시되어 있는, 종래의 유체 정화 장치(31)를 도시한다. 종래의 유체 정화 장치(31)는, 케이스(32), 그리고 케이스(32) 내에 배치되어 있는 광원(33) 및 광촉매 구조체(34)를 포함한다.
광촉매 구조체(34)는 광원(33)을 둘러싼다. 광촉매 구조체(34)는 직경이 다른 복수의 원통 광촉매(35)를 포함한다. 원통 광촉매(35)는 동축상에 동일 간격으로 배치되어 있으며, 스페이서(도시되지 않음)가 인접 원통 광촉매(35) 사이에 배치되어 있다. 원통 광촉매(35)는 광촉매를 함유한 금속 메쉬로 구성된다. 이러한 종래 기술에 있어서, 광촉매 구조체(34)는 동축상에 배치된 3개의 원통 광촉매(35)를 구비한 삼중 구조체이다.
그러나, 상기 종래의 광촉매 구조체로는 유해 악취 성분을 효율적으로 분해할 수 없는 것이 밝혀졌다. 그 원인의 하나로서, 복수의 종래 원통 광촉매가 적층 방식으로 배치될 경우, 인접 원통 광촉매의 주기적인 반복 기하학 패턴이 간섭하고 소밀 부분을 갖는 무아레 모양이 형성된다. 소의 부분에서는 자외선 광량이 저하하고, 이에 따라 정화 성능이 저하한다.
도 16(a)에 나타내는 바와 같이, 종래의 원통 광촉매(35)는 메쉬 구조를 형성하는 교차형 와이어(36) 간에 구멍이 생겨서 공극률이 크다. 이들 구멍의 실질적으로 중심에서 원통 광촉매(35)를 통과할 경우, 공기는 광촉매에 전혀 접촉하지 않는다. 따라서, 소망의 정화 효과를 얻을 수 없다.
가장 내측의 원통 광촉매(35) 내를 통하는 공기는 원통 광촉매(35)를 6회에 걸쳐 통과한다. 그러나, 구멍의 실질적으로 중심에서 광촉매에 접촉하지 않고 원통 광촉매를 통과하는 공기의 양은 상당히 높다고 생각된다.
또한, 복수의 원통 광촉매(35)를 그 사이에 스페이서를 가지면서 동축상에 배치하고 있으므로, 인접하는 원통 광촉매(35) 간에는 이차원적인 아크형 공간이 형성된다. 도 16(b)에 나타내는 바와 같이, 공기가 이들 아크형 공간을 통과할 경우, 광촉매에 전혀 접촉하지 않을 확률은 높다. 따라서, 소망의 정화 효과를 얻을 수 없다.
아나타스형 이산화티타늄을 일반의 금속 메쉬나 금속 망에 직접 코팅시키는 경우, 금속 표면과의 이산화티타늄은 결합 강도가 약하기 때문에, 이산화티타늄의 코팅은 금속 표면으로부터 벗겨지기 쉽다.
원통 광촉매(35)는, 표면적을 늘리기 위해서, 보통 가는 와이어를 미세하게 엮은 금속 메쉬로 형성된다. 이러한 금속 메쉬는 기계적 강도가 매우 낮기 때문에, 원통 광촉매(35)는 손으로 가볍게 잡는 것만으로도 찌부러진다. 따라서, 종래의 원통 광촉매(35)는 취급 및 조립이 곤란하다.
또한, 원통 광촉매(35)를 그 외주면을 잡음으로써 손으로 들고 있으면, 광범위에 걸쳐 이산화티타늄 코팅이 간단히 벗겨져 떨어진다.
더욱이, 인접하는 원통 광촉매(35) 사이에 스페이서를 필요로 한다. 즉, 부품수가 늘어나며 제조 비용이 늘어난다고 하는 문제도 생긴다.
따라서, 종래 기술을 개선할 여지는 물론 필요성도 존재한다.
본 발명의 일 측면에 따른 광촉매 엘리먼트 구조체는, 평판형 광촉매 시트와 상기 평판형 광촉매 시트상에 적층된 파상형 광촉매 시트를 구비하는 광촉매 엘리먼트를 포함한다. 상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트는, 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유하는 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자외선 공기 청정기는, 공기 유입구와 공기 배출구를 구비하는 케이스; 상기 케이스 내에 배치되어 광촉매로서 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유하며 케이스내 공기를 정화하는 광촉매 엘리먼트 구조체; 및 자외선을 상기 광촉매 엘리먼트 구조체에 조사해서 상기 광촉매를 활성화시키는 자외선 광원을 포함한다. 상기 광촉매 엘리먼트 구조체는, 평판형 광촉매 시트와 상기 평판형 광촉매 시트상에 적층된 파상형 광촉매 시트를 구비하는 광촉매 엘리먼트를 포함하며, 상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트는, 상기 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유하는 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 광촉매 시트는, 그 일면으로부터 타면으로 통하는 다수의 미세 구멍이 형성된 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박; 상기 다공성 티타늄박 상에 양극 산화 피막에 의해 형성되는 산화티타늄 베이스; 및 아나타스형 이산화티타늄 입자를 상기 산화티타늄 베이스 상에 베이킹 처리함으로써 형성되는 광촉매 피막을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 광촉매 시트의 제조 방법은, 그 일면으로부터 타면으로 통하는 다수의 미세 구멍이 형성된 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박을 형성하는 제1 단계; 상기 다공성 티타늄박 상에 산화티타늄 베이스를 형성하는 제2 단계; 및 상기 산화티타늄 베이스 상에 광촉매 층을 형성하는 제3 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 광촉매 시트는 경량이며 내열성 및 내약품성에도 우수하여, 가혹한 사용 조건하에서도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광촉매 시트는 병원, 공장, 주택, 빌딩 등에 설치되어 공기나 물을 정화할 수 있는 정화 장치에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자외선 공기 청정기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 광촉매 유닛을 나타내는 분해도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광촉매 엘리먼트를 나타내는 확대사시도이다.
도 4는 통형으로 감겨진 도 3에 도시된 광촉매 엘리먼트를 나타내는 사시도이다.
도 5는 다공질 티타늄박을 나타내는 개략사시도이다.
도 6은 공기가 광촉매 엘리먼트 구조체를 통과하는 방법을 나타내는 상면도이다.
도 7은 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 자외선 공기 청정기를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광촉매 시트를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 광촉매 시트의 제조 방법을 설명하는 설명도이다.
도 11은 도 9에 도시된 광촉매 시트를 채용하는 공기 청정기를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 광촉매 시트를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 광촉매 시트를 채용하는 공기 청정기를 나타내는 사시도이다.
도 14는 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 15는 종래의 유체 정화 장치를 나타내는 사시도이다.
도 16은 종래의 유체 정화 장치의 광촉매 엘리먼트 구조체를 공기가 통과하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 광촉매 유닛을 나타내는 분해도이다.
도 3은 도 2에 도시된 광촉매 엘리먼트를 나타내는 확대사시도이다.
도 4는 통형으로 감겨진 도 3에 도시된 광촉매 엘리먼트를 나타내는 사시도이다.
도 5는 다공질 티타늄박을 나타내는 개략사시도이다.
도 6은 공기가 광촉매 엘리먼트 구조체를 통과하는 방법을 나타내는 상면도이다.
도 7은 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 자외선 공기 청정기를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광촉매 시트를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 광촉매 시트의 제조 방법을 설명하는 설명도이다.
도 11은 도 9에 도시된 광촉매 시트를 채용하는 공기 청정기를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 광촉매 시트를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 광촉매 시트를 채용하는 공기 청정기를 나타내는 사시도이다.
도 14는 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 15는 종래의 유체 정화 장치를 나타내는 사시도이다.
도 16은 종래의 유체 정화 장치의 광촉매 엘리먼트 구조체를 공기가 통과하는 방법을 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시예가 첨부하는 도면을 참조하여 상세히 설명된다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 자외선 공기 청정기(1)를 나타내는 도면이다. 자외선 공기 청정기(1)는 케이스(2), 및 케이스(2) 내에 배치되어 있는 광촉매 유닛(10)을 포함한다. 케이스(2)는 그 일단측에 공기를 케이스(2) 내부로 유입하는 공기 유입구(2in) 및 타단측에 그 공기를 케이스(2) 외부로 배출하는 공기 배출구(2out)를 구비한다.
배기 팬(3)은 공기 배출구(2out) 근처에 배치되어 있다. 배기 팬(3)이 작동될 때, 공기 유입구(2in)로부터 공기 배출구(2out)를 향해서 흐르는 공기류가 케이스(2) 내에 생성된다. 배기 팬(3)의 위치는 도 1에 도시된 곳에 한정되지 않는다. 배기 팬(3)은 케이스(2) 내에서 공기류를 효율적으로 생성할 수 있는 위치에 배치될 수 있다.
광촉매 유닛(10)은 공기 유입구(2in)로부터 공기 배출구(2out)를 향해서 흐르는 공기의 경로에 배치되며, 중공구조의 원통 광촉매 구조체(12)와 광촉매 구조체(12)의 중공내에 배치된 자외선 광원(13)을 포함한다. 광촉매 구조체(12)는 광촉매 엘리먼트 구조체(11)를 포함한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 광촉매 엘리먼트 구조체(11)는 중공구조의 원통형으로 감겨진 3개의 적층형 광촉매 엘리먼트(11a, 11b, 11c)를 포함한다. 광촉매 엘리먼트의 각각은 평판형 광촉매 시트와 상기 평판형 광촉매 시트상에 배치된 파상형 광촉매 시트를 포함한다. 평판형 광촉매 시트와 파상형 광촉매 시트의 두께는 약 200와 약 300 사이이다. 파상형 광촉매 시트에는 실질적으로 평행하게 교대하는 돌기와 홈이, 예를 들면, 원통 광촉매 엘리먼트 구조체(11)의 중심축 방향으로 연속되어 형성되어 있다.
특히, 최내측 광촉매 엘리먼트(11a)는 평판형 광촉매 시트(S1)와, 상기 평판형 광촉매 시트(S1) 상에 배치된 파상형 광촉매 시트(S2)를 포함하며, 중간측 광촉매 엘리먼트(11b)는 평판형 광촉매 시트(S3)와, 상기 평판형 광촉매 시트(S3) 상에 배치된 파상형 광촉매 시트(S4)를 포함하며, 최외측 광촉매 엘리먼트(11c)는 평판형 광촉매 시트(S5)와, 상기 평판형 광촉매 시트(S5) 상에 배치된 파상형 광촉매 시트(S6)를 포함한다.
광촉매 시트(S1S6)의 각각은 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유한 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박으로 형성되어 있다. 다공성 티타늄박은 티타늄박의 양면에서 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 수행하여 준비된다. 반면, 다공성 티타늄박은 티타늄박의 한면에서 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 수행하여 준비되어도 된다.
특히, 티타늄박의 양면에서 에칭 처리를 실시하여 비주기성 해면 구조가 형성되면, 그 패턴에 주기성은 없게 된다. 즉, 티타늄박의 양면에서 에칭 처리를 실시할 경우, 도 5에 나타내는 바와 같이, 다양한 형상과 크기의 미세 구멍이 다공성 티타늄박 T를 생성하도록 티타늄박의 표면에 형성된다. 그 결과, 다공성 티타늄박 T의 두께 방향으로 복잡한 형상의 래버린스 유로 L이 형성되고, 단순한 메쉬 구조보다도 그 표면적이 증가한다. 또한, 광촉매 시트(S1S6)의 각각의 공극률은 약 50%와 약 80% 사이에 있다.
그리고, 광촉매 시트(S1S6)의 각각을 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유한 슬러리에 담그고, 이에 따라 아나타스형 이산화티타늄 입자는 광촉매 시트(S1S6)의 전표면에 부착된다. 그 후, 광촉매 시트(S1S6)의 각각은 가열되고 건조된다. 그 결과, 아나타스형 이산화티타늄의 코팅은, 광촉매 시트(S1S6)의 각각의, 다공성 티타늄박 T의 양면은 물론, 다공성 티타늄박 T의 래버린스 유로 L의 내벽면에도 형성된다.
그리고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 광촉매 엘리먼트(11a)에 있어서, 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유한 직사각형의 파상형 광촉매 시트(S2)는, 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유한 직사각형의 평판형 광촉매 시트(S1) 상에 적층된다. 파상형 광촉매 시트(S2)는 평판형 광촉매 시트(S1)보다 긴 평판형 광촉매 시트(도시하지 않음)를 프레스 가공함으로써 형성된다. 이와 같이, 평면의 광촉매 엘리먼트(11a)는 얻어진다. 평면의 광촉매 엘리먼트(11b, 11c)도 마찬가지로 얻어진다.
그 후, 도 4에 나타내는 바와 같이, 평면의 광촉매 엘리먼트(11a)를 중공구조의 원통 형상을 갖는 광촉매 엘리먼트(11a)가 얻어지도록 감는다. 그리고, 광촉매 엘리먼트(11b)를 광촉매 엘리먼트(11a) 둘레에 감고, 광촉매 엘리먼트(11c)를 광촉매 엘리먼트(11b) 둘레에 감음으로써 중공구조의 원통 광촉매 엘리먼트 구조체(11)를 얻는다. 원통 광촉매 엘리먼트 구조체(11)에 있어서, 광촉매 엘리먼트(11c)의 파상형 광촉매 시트(S6)는 그 외주에 위치되고, 광촉매 엘리먼트(11a)의 평판형 광촉매 시트(S1)는 그 내주에 위치되며, 이들은 외부에 노출된다.
광촉매 엘리먼트(11b)는, 광촉매 엘리먼트(11a) 둘레에 감겨질 때, 광촉매 엘리먼트(11b)의 엣지의 접합부에서 틈이 생기지 않도록 하는 크기로 만들어진다. 광촉매 엘리먼트(11c)도 유사한 방식으로 만들어진다.
또한, 광촉매 엘리먼트 구조체(11)의 광촉매 엘리먼트의 수는 3에 한정되지는 않는다. 광촉매 엘리먼트 구조체(11)는 3 미만 또는 3 초과의 광촉매 엘리먼트를 가질 수 있다. 이들 광촉매 엘리먼트는, 자외선이 광촉매 엘리먼트 구조체(11)의 내부로부터 외부로 누설될 정도로 적층될 수 있다.
그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 링 부재(14)가 광촉매 엘리먼트 구조체(11)의 일단에 장치되며, 링 부재(15)가 그 타단에 장치된다. 이에 따라, 광촉매 구조체(12)를 얻는다.
또한, 자외선 광원(13)은 살균 램프(17)와 오존 발생 램프(18)를 포함한다. 살균 램프(17)의 중심 파장은 25410nm이며, 오존 발생 램프(18)의 중심 파장은 18510nm이다. 살균 램프(17)와 오존 발생 램프(18)의 각각의 일단은 베이스 플레이트(16)에 장치되며, 타단은 원통 광촉매 구조체(12)의 중공부에 삽입된다. 이에 따라, 링 부재(14)가 장치되는 광촉매 유닛(10)의 일단은, 공기가 그 일단을 통하여 들어가지 않도록 베이스 플레이트(16)에 의해 폐쇄되며, 링 부재(15)가 장치되는 타단은 공기 구멍(19)을 갖는다.
그리고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 광촉매 유닛(10)은, 그 중심축이 케이스(2) 내부를 흐르는 공기류의 일반 방향과 실질적으로 정렬되는 케이스(2) 내에 장치되며, 베이스 플레이트(16)는 공기 유입구(2in)측에 배치된다. 케이스(2)의 내벽면에는 벤투리관 형상의 안내 부재(5)가 형성되어 있다.
이하, 자외선 공기 청정기(1)의 동작에 대해서 설명한다.
자외선 광원(13)을 점등하고 배기 팬(3)을 작동하면, 공기 유입구(2in)로부터 공기 배출구(2out)를 향하여 흐르는 공기류가 케이스(2) 내에 생성된다. 안내 부재(5)는, 공기가 광촉매 구조체(12)를 통과하도록 공기를 광촉매 구조체(12) 쪽으로 안내한다. 이에 따라, 공기는 공기 구멍(19)으로부터 나오고, 결국 공기 배출구(2out)로부터 자외선 공기 청정기(1)의 외부로 배출된다. 광촉매 시트(S1S6)의 각각에 함유된 광촉매는 자외선 광원(13)이 생성한 자외선에 의해 활성화된다. 공기가 광촉매 시트(S6S1)를 통과할 때, 공기는 광촉매에 접촉되고 광촉매 작용에 의해 정화 처리된다.
오존 발생 램프(18)가 오존을 발생하여 케이스(2)는 오존으로 채워진다. 케이스(2) 내의 공기는 또한 오존의 작용에 의해서도 정화 처리된다. 즉, 공기는 광촉매에 접촉되지 않는 경우에도 정화 처리된다.
광촉매 엘리먼트 구조체(11)는 평판형 광촉매 시트(S1, S3, S5)와 파상형 광촉매 시트(S2, S4, S6)가 교대로 적층되는 구조를 갖는다. 또한, 광촉매 엘리먼트 구조체(11)는, 단면적으로 볼 때, 다수의 미소 셀을 가지는 벌집 구조를 갖는다. 또한, 광촉매 시트(S1S6)는 비주기성 해면 구조를 갖는다. 그 결과, 미시적으로는, 광촉매 시트(S1S6)는 공기가 통과하기 쉬운 부분과 통과하기 어려운 부분을 갖는다.
따라서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 원통 광촉매 엘리먼트 구조체(11) (광촉매 구조체(12))의 외주로부터 내주로 유입하는 공기가 벌집 구조의 미소 셀에 유입하면, 공기가 통과하기 어려운 부분으로부터 공기가 통과하기 쉬운 부분으로 향하는 교란이 생긴다. 경우에 따라서는, 미소 셀 내에서 난기류가 발생한다. 이러한 교란이나 난기류로 인해, 공기가 광촉매 시트(S1S6)에 함유된 광촉매에 접촉할 기회가 상승하고, 공기가 광촉매 시트(S1S6)를 통과할 때 광촉매에 접촉하지 않을 기회는 거의 없어진다. 즉, 광촉매 시트(S1S6)를 통과할 때 공기는 확실히 정화 처리된다.
광촉매 시트(S1S6)는 벌집 구조를 가지므로, 손으로 잡아도 쉽게 찌부러지지 않아서 형상 변형으로 아나타스형 이산화티타늄의 코팅이 쉽게 벗겨지지 않는다.
또한, 광촉매로서 작용하는 이산화티타늄을 갖는 티타늄박의 결합 강도가 높다. 따라서, 아나타스형 이산화티타늄의 코팅이 다공성 티타늄박 상에 형성될 경우, 그 코팅은 쉽게 벗겨지지 않는다.
도 7은 광촉매 유닛(10)의 성능을 확인하는 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 이 실험에 있어서, 광촉매 유닛(10)은 용적 1m3의 밀폐 공간 내에 배치되고, 공기는 광촉매 유닛(10)에 대하여 풍속 1.5m/s로 송풍되며, 그 밀폐 공간 내의 아세트알데히드의 농도 변화가 시간에 따라 측정된다. 그 측정 결과로부터, 분해 속도 상수 k1을 산출한다.
이 실험은 3개의 견본 광촉매 시트에 대해 수행된다. 제1 견본은 광촉매 엘리먼트(11a)만을 포함하는 광촉매 엘리먼트 구조체로 형성된다. 제2 견본은 광촉매 엘리먼트(11a, 11b)만을 포함하는 광촉매 엘리먼트 구조체로 형성된다. 제3 견본은 광촉매 엘리먼트(11a, 11b, 11c) 전부를 포함하는 광촉매 엘리먼트 구조체로 형성된다. 도 7에 있어서, 곡선 U1, U2, 및 U3는 각각 제1 견본, 제2 견본, 그리고 제3 견본에 대한 실험 결과를 나타낸다.
또한, 아나타스형 이산화티타늄을 원통의 관통형 금속 시트의 표면상에 도포한 광촉매 엘리먼트를 포함하는 제4 견본에 대해 동일한 실험이 수행된다. 도 7의 곡선 C는 제4 견본에 대한 실험 결과를 나타낸다.
제1 견본, 제2 견본, 제3 견본, 및 제4 견본의 자외선 투과율은 각각 4%, 0.5%, 0.05%, 및 28%이다.
제1 견본, 제2 견본, 제3 견본, 및 제4 견본에 대한 분해 속도 상수 k1은 각각 1.24, 1.80, 1.86, 및 0.5이다. 즉, 제1 견본, 제2 견본, 및 제3 견본에 대한 분해 속도 상수는 제4 견본에 대한 분해 속도 상수보다 상당히 높다. 특히, 제2 견본 및 제3 견본에 대한 분해 속도 상수 k1은 각각 1.80 및 1.86이며, 이들 견본은 우수한 정화 능력을 가지는 것이 확인되었다.
또한, 4장의 광촉매 엘리먼트, 즉 4장의 평판형 광촉매 시트 및 4장의 파상형 광촉매 시트를 갖는 광촉매 엘리먼트 구조체를 포함하는 제5 견본에 대해 동일한 실험이 수행된다. 제5 견본의 자외선 투과율은 0.01%이다. 제5 견본에 대한 곡선은 도 7에 도시하지 않지만, 그 분해 속도 상수 k1은 1.28이다.
따라서, 모든 견본 중에서 제3 견본이 가장 양호한 정화 성능을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 자외선 공기 청정기(21)를 나타내는 도면이다. 자외선 공기 청정기(21)는 케이스(22), 및 케이스(2) 내에 배치되어 있는 광촉매 유닛(23)을 포함한다. 케이스(22)는 그 일단측에 공기를 케이스(22) 내부로 유입하는 공기 유입구(22in) 및 타단측에 그 공기를 케이스(22) 외부로 배출하는 공기 배출구(22out)를 구비한다.
배기 팬(24)은 공기 배출구(22out) 근처에 배치되어 있다. 배기 팬(24)이 작동될 때, 공기 유입구(22in)로부터 공기 배출구(22out)를 향해서 흐르는 공기류가 케이스(22) 내에 생성된다.
광촉매 유닛(23)은 공기 유입구(22in)로부터 공기 배출구(22out)를 향해서 흐르는 공기의 경로에 배치된다. 광촉매 유닛(23)은 중공 구조의 원통 광촉매 구조체(25)와 광촉매 구조체(25)의 중공내에 배치된 자외선 광원(13)을 포함한다. 광촉매 구조체(25)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 광촉매 엘리먼트 구조체(11)를 포함한다.
자외선 광원(13)은 살균 램프(17)와 오존 발생 램프(18)를 포함한다. 살균 램프(17)와 오존 발생 램프(18)의 각각의 일단은 베이스 플레이트(16)에 장치되며, 타단은 원통 광촉매 구조체(25)의 중공부에 삽입된다. 디스크형 부재(26)는 광촉매 구조체(25)의 타단에 장치된다.
즉, 제2 실시형태에 따른 구조체는 케이스 내의 광촉매 유닛의 방향과 광촉매 구조체의 구조의 측면에서 제1 실시형태에 따른 구조체와 다르다. 특히, 제2 실시형태에 있어서, 광촉매 유닛(23)은 그 중심축이 케이스 내의 공기류의 일반 방향에 실질적으로 직교하는 케이스(22) 내에 배치되며, 베이스 플레이트(16)는 케이스(22)의 내벽면에 장치된다. 또한, 디스크형 부재(26)는 공기가 타단을 통과하지 않도록 광촉매 구조체(25)의 타단을 덮는다.
이하, 자외선 공기 청정기(21)의 동작에 대해서 설명한다.
자외선 광원(13)을 점등하고 배기 팬(24)을 작동하면, 공기 유입구(22in)로부터 공기 배출구(22out)를 향하여 흐르는 공기류가 케이스(22) 내에 생성된다. 공기의 제1 부분은 광촉매 구조체(25) 내로 유입된다. 공기의 제2 부분은 광촉매 구조체(25) 둘레를 돌아서 광촉매 구조체(25)와 케이스(22) 내벽면 사이의 공간으로 흐르며, 공기 배출구(22out)로부터 배출된다. 즉, 공기의 제2 부분은 광촉매 구조체(25)를 통과하지 않는다. 공기의 제1 부분이 광촉매 구조체(25)를 통과할 때, 교란이나 난기류가 광촉매 엘리먼트 구조체(11)의 벌집 구조의 미소 셀 내에 발생한다. 그 결과, 공기가 광촉매에 접촉할 기회가 증가하고 이에 따라 정화 성능이 증가한다.
광촉매 엘리먼트 구조체(11)에 있어서, 파상형 광촉매 시트(S6)가 광촉매 구조체(25)의 외주에 배치되기 때문에, 광촉매 구조체(25) 둘레를 돌아가는 공기의 제2 부분은 파상형 광촉매 시트(S6)의 돌기 및 홈에 방해되어서 난기류를 발생시킨다. 이에 따라, 공기가 파상형 광촉매 시트(S6)상의 광촉매에 접촉할 기회가 증가하므로 정화 성능이 향상된다.
오존 발생 램프(18)가 오존을 발생하여 케이스(22)는 오존으로 채워진다. 광촉매 구조체(25)를 통과하지 않고 광촉매 구조체(25) 둘레를 돌아가는 공기의 제2 부분은 오존의 작용에 의해 정화 처리된다.
광촉매 구조체(25)는 중공 구조의 원통 형상으로 감겨진 3개의 적층형 광촉매 엘리먼트(11a, 11b, 11c)를 구비하는 광촉매 엘리먼트 구조체(11)를 포함한다. 그러나, 광촉매 구조체(25)의 구조는 상기 구조에 한정되지 않는다. 예를 들면, 광촉매 구조체(25)는 평면 형상을 가질 수 있으며, 케이스(22) 내의 공기류의 일반 방향에 실질적으로 직교하는 평면을 구비하는 케이스(22) 내에 배치될 수 있다.
제1 실시형태 및 제2 실시형태에 따른 광촉매 엘리먼트 구조체는 그 단면 형상이 벌집인 벌집 구조를 갖는다. 이러한 벌집 구조로 인해, 광촉매 엘리먼트 구조체는 원통형이나 평면형의 형상에 관계없이 쉽게 찌부러지지 않도록 강화된다. 그 결과, 아나타스형 이산화티타늄의 코팅이 쉽게 벗겨지지 않을 뿐만 아니라, 그 유효 표면적이 상당히 증가한다.
광촉매 시트는 비주기성 해면 구조를 갖는 유연한 다공성 티타늄박으로 형성된다. 어느 방향으로도 주기적이지 않기 때문에, 복수의 광촉매 시트가 광촉매 엘리먼트 구조체를 형성하도록 적층될 때 무아레 모양이 생기기 않는다. 이러한 광촉매 엘리먼트 구조체가 자외선에 노출될 때, 자외선의 강도는 어디에서도 일정하며 이에 따라 정화 성능의 저하를 방지한다.
또한, 티타늄박으로 형성된 광촉매 시트와, 아나타스형 이산화티타늄 간의 결합 강도는 크다. 따라서, 아나타스형 이산화티타늄의 코팅은 광촉매 시트로부터 쉽게 벗겨지지 않는다.
광촉매 시트에는 복잡한 형상의 래버린스 유로가 그 두께 방향으로 형성되어 단순한 메쉬 구조보다도 그 표면적이 증가한다.
또한, 광촉매 시트는 유연하므로, 자외선 공기 청정기에 사용될 때, 필요에 따라 구부리거나, 비틀거나, 감을 수 있다.
인접하는 광촉매 시트 간에는 2차원 공간이 존재하지 않는다. 반면, 다수의 미소 셀이 광촉매 엘리먼트 구조체에 형성되어 있다. 공기는 광촉매 엘리먼트 구조체를 통과할 때 이들 미소 셀을 통과함으로써 공기가 광촉매에 접촉할 기회가 증가하고 이에 따라 정화 성능이 향상된다.
더욱이, 인접하는 광촉매 시트 간에 스페이서가 필요하지 않기 때문에, 부품수가 감소될 수 있고 제조 비용이 감소한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 광촉매 시트(P1)를 나타내는 도면이다. 광촉매 시트(P1)는 다공성 티타늄박(51)으로 형성된다. 다공성 티타늄박(51)은 그 일면으로부터 타면으로 통하는 다수의 미세 구멍(52)이 형성된 비주기성 해면 구조를 갖는다. 비주기성 해면 구조는 티타늄박의 일면 또는 양면에서 비주기성 패턴에 의한 에칭 처리를 실행함으로써 형성된다. 산화티타늄 베이스(35)는 양극 산화 피막을 갖는 다공성 티타늄박(51)의 표면상에 형성된다. 최종적으로, 광촉매 층(55)이 아나타스형 이산화티타늄 입자(54)를 산화티타늄 베이스(53) 상에 베이킹 처리함으로써 형성된다.
도 10은 광촉매 시트(P1)의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
우선, 비다공성 티타늄박(50)에 미세 구멍(52)을 형성하는 에칭 처리를 수행한다. 티타늄박(50)은 순수 티타늄을 압연함으로써 얻어진다. 에칭 처리는, 티타늄박(50)의 양면에 포토레지스트 재료(56)를 도포하는 도포 공정(도 10(a)); 비주기적 패턴이 형성된 마스킹 필름(57)을 포토레지스트 재료(56) 상에 덮고 포토레지스트 재료(56)를 노광하는 노광 공정(도 10(b)); 레지스트 재료(56)의 노광되지 않은 부분을 세정하고 노광 부분을 티타늄박 표면에 남기는 세정 공정(도 10(c)); 및 그 위에 비주기적 패턴이 마스킹된 티타늄박(50)을 에칭액에 침적하고 그 일면으로부터 타면으로 통하는 미세 구멍(52)을 형성하기 위하여 두께 방향으로 각 표면으로부터 티타늄박(50)의 절반까지를 침식시킴으로써 다공성 티타늄박(51)을 형성하는 침적 공정(도 10(d))을 포함한다.
특히, 티타늄박(50)의 양면에서 에칭 처리를 실시하여 비주기적 해면 구조가 형성되면, 주기성이 생기지 않는다. 즉, 티타늄박(50)의 양면에서 에칭 처리를 실시하면, 다른 형상과 크기를 갖는 미세 구멍이 티타늄박(50)의 각 표면에 형성된다. 그 결과, 다공성 티타늄박(51)의 두께 방향으로 복잡한 래버린스 형상의 미세 구멍(52)이 형성되고, 단순한 메쉬 구조보다도 표면적이 증가한다. 또한, 광촉매 시트(P1)의 공극률은 약 50%와 약 80% 사이에 있다. 또한, 그 확대도에 있어서, 이 시점에서는 도 10(e)에 나타내는 바와 같이 광촉매 시트(P1)의 표면은 실질적으로 평면이다.
다음에, 다공성 티타늄박(51)의 표면에 산화티타늄 베이스(53)를 형성하는 양극산화 처리를 수행한다. 양극산화 처리는 인산용액조(예를 들면, 인산 3% 수용액)에 양극의 다공성 티타늄박(51)과 음극(도시하지 않음) 간의 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 전압이 이와 같이 인가될 때, 도 10(f)에 나타내는 바와 같이, 다공성 티타늄박(51)의 표면은 산화되고 양극 산화 피막이 형성된다. 양극 산화 피막은 다공성 티타늄박(51)의 표면뿐만 아니라 미세 구멍(52)의 내벽면에도 형성된다. 즉, 양극 산화 피막은 인산 용액조의 용액에 접촉되어 있는 다공성 티타늄박(51)의 전표면에 형성된다. 그 후, 다공성 티타늄박(51)을 대기중에서 550도, 3시간 가열하는 가열 처리를 실시한다. 그 결과, 양극 산화 피막이 산화티타늄 베이스(53)로 변형된다.
다공성 티타늄박(51)의 표면을 이 시점에서 확대하여 보면, 다수의 미세 균열(58)이 출현한다. 이들 균열은 에칭 처리의 완료 시점에서는 존재하지 않았다. 즉, 그 표면은 그 시점에서는 실질적으로 평면이었다. 환언하면, 미세 균열(58)은 양극산화 처리와 가열 처리에 의해 생성된다.
티타늄을 양극산화 처리하여 양극 산화 피막을 형성할 때, 양극 산화 피막은 그 두께에 따른 간섭에 의해 다른 색을 갖는 빛을 생성한다. 예를 들면, 양극 산화 피막은 그 두께가 70nm일 때 보라색, 150nm일 때 녹색, 그리고 200nm일 때 핑크 색을 발현하는 것이 공지되어 있다. 제3 실시형태에서는, 70nm150nm의 두께의 양극 산화 피막을 형성하였다.
최종적으로, 아나타스형 이산화티타늄 입자(54)를 산화티타늄 베이스(53) 상에 부착시키는 베이킹 처리를 수행한다. 구체적으로, 그 표면에 산화티타늄 베이스(53)가 형성된 다공성 티타늄박(51)을 아나타스형 이산화티타늄 입자(54)를 함유한 슬러리에 담근 후 슬러리를 550도로 가열하면, 도 10(g)에 나타내는 바와 같이, 다공성 티타늄박(50)의 양면 및 미세 구멍(52)의 내벽면에 광촉매층(55)이 형성된다. 산화티타늄 베이스(53)와 광 촉매층(55)이 이와 같이 형성되면, 이들 층 각각에서 산화티타늄 간의 결합성이 아주 강해지고, 이에 따라 광 촉매층(55)은 쉽게 벗겨지지 않는다.
또한, 미세 구멍(52)으로 인해 다공성 티타늄박(51)의 표면은 돌기와 구멍을 가지는 복잡한 요철형상을 이룬다. 그 결과, 양극 산화 피막인 산화티타늄 베이스(53)에는 미크론 단위의 미세 균열(58)이 생긴다. 따라서, 그 위에 광 촉매층(55)이 강고하게 결합할 뿐만 아니라, 그 표면적이 증가하여 정화 처리 성능이 향상된다.
더욱이, 다공성 티타늄박(51)에 자외선을 조사한 경우, 광 촉매층(55)과 산화티타늄 베이스(53) 간의 계면에서 난반사 및/또는 산란이 일어나고, 이에 따라 자외선을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 티타늄박으로 만들어진 광촉매 시트는 경량으로 형성될 수 있으며, 내열성 및 내약품성에도 우수하다. 따라서, 가혹한 사용 조건하에서도 사용될 수 있다.
그리고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 광촉매 시트(P1)를 중공 구조의 원통 형상으로 감고 그 중공부에 자외선 광원(59)을 배치한 광촉매 유닛(W1)이 준비된다. 광촉매 유닛(W1)은 공기 청정기의 케이스(60) 내에서 그 케이스(60) 안을 흐르는 공기류의 경로에 배치된다.
광촉매 시트(P1)가 평면 형상이면, 광촉매 시트(P1)의 양면이 자외선에 노출되도록 자외선 광원은 설치된다. 즉, 다층 구조의 광촉매 시트를 형성하여 광촉매 효과를 향상시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 광촉매 시트(P2)를 나타내는 도면이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 광촉매 시트(P2)는 실질적으로 평행하게 교대하는 돌기와 홈이 실질적으로 한 방향으로 연속하는 파상형을 갖는다. 광촉매 시트(P2)의 나머지 구조는 제3 실시형태에 따른 광촉매 시트(P1)와 유사하다.
제4 실시형태에 있어서, 광촉매 시트(P2)를 파상형으로 형성하기 위해서, 양극산화 처리를 실시한 후 가열 처리를 실시하기 전에, 광촉매 시트(P2)는 실질적으로 평행하게 교대하는 돌기와 홈이 실질적으로 광촉매 시트(P2)의 한 방향으로 연속하도록 형성하는 프레스 가공 형성 처리를 받는다. 소망의 효과가 얻어지는 것은, 에칭 처리를 수행한 후 아나타스형 이산화티타늄 입자(54)를 산화티타늄 베이스(53) 상에 베이킹 처리하는 베이킹 처리를 수행하기 전에 상기 프레스 가공 형성 처리를 수행할 경우이다. 예를 들면, 에칭 처리후 양극산화 처리 전에 프레스 가공 형성 처리를 수행하여도 된다.
그리고, 도 13에 나타내는 바와 같이, 광촉매 시트(P2)를 둘러감음으로써 광촉매 유닛(W2)을 준비한다. 그 후, 광촉매 유닛(W2)은 공기 청정기의 케이스(60) 내에서 그 케이스(60) 안을 흐르는 공기류의 경로에 배치된다.
도 14는 광촉매 유닛(W2)의 성능을 확인하는 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 이 실험에 있어서, 2장의 광촉매 시트(P2)를 적층하고 중공 구조의 원통 형상으로 둘러감고 광촉매 유닛(W)의 중공내에 파장 254nm의 자외선 광원을 배치함으로써 도시되지 않은 광촉매 유닛(W)을 준비한다. 그리고, 광촉매 유닛(W)은 용적 1m3의 밀폐공간 내에 배치되며, 공기를 광촉매 유닛(W)에 대하여 5.5m/s의 풍속으로 송풍한다. 그 밀폐 공간내의 아세트알데히드의 시간에 따른 농도 변화를 측정한다. 그 측정 결과로부터, 분해 속도 상수 k2를 광촉매 유닛(W)에 대하여 산출하였다.
또한, 2장의 광촉매 시트(Pc)를 적층하고 중공 구조의 원통 형상으로 둘러감음으로써 도시되지 않은 광촉매 유닛(Wc)를 준비한다. 광촉매 시트(Pc)는 양극산화 처리되지 않는다는 점에서 그 구조가 광촉매 시트(P2)와 다르다. 그 후, 광촉매 유닛(W)에 대한 실험과 동일한 실험을 광촉매 유닛(Wc)에 대해 수행하고, 분해 속도 상수 k2를 광촉매 유닛(Wc)에 대하여 산출하였다. 광촉매 유닛(W)과 광촉매 유닛(Wc)의 각 자외선 투과율은 12%이었다.
광촉매 유닛(Wc)과 광촉매 유닛(W)에 대한 분해 속도 상수 k2는 각각 2.60 및 3.58이다. 따라서, 제2 실시형태에 따른 광촉매 시트(P2)를 포함하는 광촉매 유닛(W)은 광촉매 유닛(Wc)보다 훨씬 양호한 정화 성능을 보인다.
상술한 바와 같이, 제3 및 제4 실시형태에 따른 광촉매 시트는 유연하므로, 그 사용 환경에 따라 소망의 형상으로 구부리거나, 비틀거나, 감을 수 있다.
또한, 광촉매 시트는 일면으로부터 타면으로 통하는 미세 구멍을 갖는 비주기성 해면 구조를 가짐으로써 그 표면적이 단순 와이어 메쉬나 펀치 메탈보다 증가한다.
광촉매 시트는 산화티타늄 베이스 상에 광촉매 층을 구비한다. 산화티타늄 베이스 내의 이산화티타늄과 광촉매 층은 아주 강하게 결합되어 광촉매 층이 쉽게 벗겨지지 않는다.
또한, 광촉매 시트의 표면은 복잡한 형상의 돌기와 구멍으로 요철 형상을 이룬다. 그 결과, 미크론 단위의 미세 균열이 산화티타늄 베이스에 형성된다. 따라서, 광촉매 층이 산화티타늄 베이스에 아주 강하게 결합될 뿐만 아니라 그 표면적이 증가하여 정화 성능의 향상으로 이어진다.
더욱이, 광촉매 시트가 자외선에 노출될 경우, 광 촉매층과 산화티타늄 베이스 간의 계면에서 난반사 및/또는 산란이 일어나고, 이에 따라 자외선을 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 광촉매 시트는 경량이며 내열성 및 내약품성에도 우수하다. 따라서, 가혹한 사용 조건하에서도 사용될 수 있다.
제3 및 제4 실시형태에 따른 광촉매 시트는 제1 및 제2 실시형태에서 사용될 수 있다.
[산업상 이용가능성]
실시형태에 따른 광촉매 시트는 병원, 공장, 주택, 빌딩 등에 설치되어 공기나 물을 정화할 수 있는 정화 장치에 사용될 수 있다.
1, 21 자외선 공기 청정기
2 케이스
3 배기 팬
10 광촉매 유닛
11 광촉매 엘리먼트 구조체
12 광촉매 구조체
13 자외선 광원
S1 평판형 광촉매 시트
S2 파상형 광촉매 시트
2 케이스
3 배기 팬
10 광촉매 유닛
11 광촉매 엘리먼트 구조체
12 광촉매 구조체
13 자외선 광원
S1 평판형 광촉매 시트
S2 파상형 광촉매 시트
Claims (21)
- 광촉매 엘리먼트 구조체에 있어서,
평판형 광촉매 시트와 상기 평판형 광촉매 시트상에 적층된 파상형 광촉매 시트를 구비하는 광촉매 엘리먼트를 포함하며,
상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트는, 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유하는 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박을 포함하는, 것을 특징으로 하는 광촉매 엘리먼트 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트가 교대로 배치되는 복수의 광촉매 엘리먼트를 포함하는, 것을 특징으로 하는 광촉매 엘리먼트 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 다공성 티타늄박은 유연한, 것을 특징으로 하는 광촉매 엘리먼트 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 다공성 티타늄박은, 티타늄박의 한면 또는 양면에서 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 실시함으로써 형성되는, 것을 특징으로 하는 광촉매 엘리먼트 구조체. - 제1항에 있어서,
상기 파상형 광촉매 시트에는, 실질적으로 평행하게 교대하는 돌기와 홈이 한 방향으로 연속되어 형성되어 있으며,
상기 광촉매 엘리먼트는, 상기 파상형 광촉매 시트의 상기 돌기와 홈이 상기 광촉매 엘리먼트의 중심축 방향으로 연속되도록, 중공구조의 원통형상으로 감겨지는, 것을 특징으로 하는 광촉매 엘리먼트 구조체. - 제5항에 있어서,
상기 파상형 광촉매 시트는, 상기 원통형 광촉매 엘리먼트의 외주에 위치되는, 것을 특징으로 하는 광촉매 엘리먼트 구조체. - 자외선 공기 청정기에 있어서,
공기 유입구와 공기 배출구를 구비하는 케이스;
상기 케이스 내에 배치되어 케이스내 공기를 정화하는 광촉매 엘리먼트 구조체; 및
자외선을 조사해서 상기 광촉매 엘리먼트 구조체의 광촉매를 활성화시키는 자외선 광원, 을 포함하며,
상기 광촉매 엘리먼트 구조체는, 평판형 광촉매 시트와 상기 평판형 광촉매 시트상에 적층된 파상형 광촉매 시트를 구비하는 광촉매 엘리먼트를 포함하며,
상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트는, 상기 광촉매로서 아나타스형 이산화티타늄 입자를 함유하는 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박을 포함하는, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 제7항에 있어서,
상기 평판형 광촉매 시트와 상기 파상형 광촉매 시트가 교대로 배치되는 복수의 광촉매 엘리먼트를 포함하는, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 제7항에 있어서,
상기 다공성 티타늄박은 유연한, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 제7항에 있어서,
상기 다공성 티타늄박은, 티타늄박의 한면 또는 양면에서 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 실시함으로써 형성되는, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 제7항에 있어서,
상기 파상형 광촉매 시트에는, 실질적으로 평행하게 교대하는 돌기와 홈이 한 방향으로 연속되어 형성되어 있으며,
상기 광촉매 엘리먼트는, 상기 파상형 광촉매 시트의 상기 돌기와 홈이 상기 광촉매 엘리먼트의 중심축 방향으로 연속되도록, 중공구조의 원통형상으로 감겨지는, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 제11항에 있어서,
상기 파상형 광촉매 시트는, 상기 원통형 광촉매 엘리먼트의 외주에 위치되는, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 제7항에 있어서,
상기 광촉매 엘리먼트는, 중공구조의 원통형상으로 감겨지며,
상기 자외선 광원은, 상기 원통형 광촉매 엘리먼트의 중공부 내에 배치되며,
상기 원통형 광촉매 엘리먼트의 일단은, 공기가 상기 중공부내의 상기 일단을 통과하지 않도록 폐쇄부재에 의해 폐쇄되며,
상기 원통형 광촉매 엘리먼트의 타단은, 상기 광촉매 엘리먼트의 벽을 통하여 상기 중공부내로 들어가는 공기가 상기 타단을 통하여 배출되도록 개방되며,
상기 자외선 공기 청정기는, 상기 케이스 내에 배치되어 상기 케이스로 들어가는 공기를 상기 광촉매 엘리먼트 구조체 상으로 안내하는 안내부재를 더 포함하는, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 제7항에 있어서,
상기 자외선 광원은, 중심 파장이 25410nm인 살균 램프와 중심 파장이 18510nm인 오존 발생 램프의 어느 한 쪽 또는 양쪽을 포함하는, 것을 특징으로 하는 자외선 공기 청정기. - 광촉매 시트에 있어서,
그 일면으로부터 타면으로 통하는 다수의 미세 구멍이 형성된 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박;
상기 다공성 티타늄박 상에 양극 산화 피막에 의해 형성되는 산화티타늄 베이스; 및
아나타스형 이산화티타늄 입자를 상기 산화티타늄 베이스 상에 베이킹 처리함으로써 형성되는 광촉매 피막,
을 포함하는, 것을 특징으로 하는 광촉매 시트. - 제15항에 있어서,
상기 다공성 티타늄박은, 티타늄박의 한면 또는 양면에서 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 실시함으로써 형성되는, 것을 특징으로 하는 광촉매 시트. - 제15항에 있어서,
그 위에 형성된 상기 산화티타늄 베이스를 구비하는 상기 다공성 티타늄박은, 실질적으로 평행하게 교대하는 돌기와 홈이 실질적으로 한 방향으로 연속되는 파상형을 가지는, 것을 특징으로 하는 광촉매 시트. - 광촉매 시트의 제조 방법에 있어서,
그 일면으로부터 타면으로 통하는 다수의 미세 구멍이 형성된 비주기성 해면 구조를 가지는 다공성 티타늄박을 형성하는 제1 단계;
상기 다공성 티타늄박 상에 산화티타늄 베이스를 형성하는 제2 단계; 및
상기 산화티타늄 베이스 상에 광촉매 층을 형성하는 제3 단계,
를 포함하는, 것을 특징으로 하는 광촉매 시트의 제조 방법. - 제18항에 있어서,
상기 제1 단계는, 티타늄박의 한면 또는 양면에서 비주기적 패턴에 의한 에칭 처리를 실시함으로써 상기 다공성 티타늄박을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 제2 단계는, 양극 산화 처리를 상기 다공성 티타늄박에 수행한 후 열처리를 상기 다공성 티타늄박에 수행하는 단계를 포함하며,
상기 제3 단계는, 아나타스형 이산화티타늄 입자를 상기 산화티타늄 베이스 상에 베이킹 처리하는 단계를 포함하는, 것을 특징으로 하는 광촉매 시트의 제조 방법. - 제19항에 있어서,
상기 양극 산화 처리는, 양극의 상기 다공성 티타늄박과 음극 사이의 특정 전압을 인산 식각조에 인가하여 양극 산화 피막을 상기 다공성 티타늄박 상에 형성하는 단계를 포함하며,
상기 열처리는, 상기 다공성 티타늄박을 대기조건하에서 가열하여 상기 산화티타늄 베이스를 형성하는, 것을 특징으로 하는 광촉매 시트의 제조 방법. - 제18항에 있어서,
상기 다공성 티타늄박을, 실질적으로 평행하게 교대하는 돌기와 홈이 실질적으로 한 방향으로 연속되는 파상형으로 처리하는 제4 단계를 더 포함하며,
상기 제4 단계는, 상기 제1 단계와 상기 제3 단계 사이에서 수행되는, 것을 특징으로 하는 광촉매 시트의 제조 방법.
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