混合触媒フィルター及びその製造方法
【課題】 多様な気孔サイズを有して触媒の効率を向上できる混合触媒フィルター及びその製造方法を開示する。
【解決手段】 混合触媒フィルターの製造方法は、ナノ繊維を紡糸し、ナノ繊維を熱処理し、ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、混合触媒を熱処理することを含む。
【解決手段】 混合触媒フィルターの製造方法は、ナノ繊維を紡糸し、ナノ繊維を熱処理し、ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、混合触媒を熱処理することを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒の効率を向上できる混合触媒フィルター及びその製造方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
触媒は、空気又は水中の汚染物質を除去及び分解する機能を有する。最近は、光触媒を用いて空気を浄化する方法が提案されているが、光触媒は、半導体セラミックの一種であって、光との反応によって触媒としての役割をする。
【０００３】
代表的な光触媒としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）が使用される。二酸化チタンは、光が照射されると、紫外線を吸収することによって電子と正孔を発生させるが、このような電子と正孔はそれぞれ強い還元力と酸化力を有している。特に、正孔は、水及び溶存酸素などとの反応によってＯＨラジカルと活性酸素を生成させ、その結果、前記ＯＨラジカルエネルギーは有機物を構成する各分子の結合エネルギーより高く、簡単に切断して分解可能であるので、空気中の各種有害な化学物質及び悪臭物質を始めとして、空気中の各化学物質の分解・無害化、汚染の分解などの多様な環境浄化に適用されている。
【０００４】
しかし、このような触媒は、粒子状に形成されるため気孔のサイズに制限があり、除去対象物質によって急激な効率の差が発生するという問題を有する。
【０００５】
また、気孔のサイズが過度に小さいので、触媒層の内部に拡散されていく触媒の速度が非常に低く、悪臭物質の分解が迅速でないという問題を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一側面は、多様な気孔のサイズを有し、多様な種類のガスを吸入できる混合触媒フィルターの製造方法、及びその製造方法で製造された混合触媒フィルターを提供する。
【０００７】
本発明の他の側面は、ナノ繊維、粒子状の触媒及びチップ状の触媒が混合（以下では、「混合触媒」という。）され、内部気孔の分布がランダムかつ多様に構成される混合触媒フィルターの製造方法、及びその製造方法で製造された混合触媒フィルターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法は、ナノ繊維を紡糸し、前記ナノ繊維を熱処理し、前記ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、前記チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、前記混合触媒を熱処理することを含む。
【０００９】
前記混合触媒をフィルター支持体にコーティングすることをさらに含む。
【００１０】
前記粒子状の触媒は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２又はＣｄＳであることを特徴とする。
【００１１】
熱処理過程後の前記混合触媒を再び熱処理することによって不純物を除去し、前記粒子状の触媒を活性化させることをさらに含む。
【００１２】
前記ナノ繊維は、溶液紡糸又は溶融紡糸で紡糸されることを特徴とする。
【００１３】
前記フィルター支持体は、前記ナノ繊維を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つであることを特徴とする。
【００１４】
前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の延長によって増加させることを特徴とする。前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の短縮によって減少させることを特徴とする。前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法は、フィルター支持体にナノ繊維を紡糸し、前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させ、前記フィルター支持体の内部に浸透された前記ナノ繊維に粒子状の触媒をコーティングすることによって混合触媒を獲得し、前記混合触媒を熱処理することを含む。
【００１６】
前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させることは、ウォータージェット又はエアジェットを使用して行うことを特徴とする。
【００１７】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする。前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターは、ナノ繊維と、前記ナノ繊維に吸着される粒子状の触媒とを含むことを特徴とする。前記ナノ繊維は、単繊維又はチップ状の触媒であることを特徴とする。
【００１９】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする。前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターは、フィルター支持体と、前記フィルター支持体に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒とを含み、前記粒子状の触媒はＴｉＯ２であることを特徴とする。
【００２１】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御し、前記フィルター支持体の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。また、前記粒子状の触媒は、別途のバインディングなしに製造されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の実施例に係る空気調和機は、少なくとも一つの吸入口を有する本体と；前記本体の内部に設置されて外部空気を吸入する送風装置と；前記送風装置を通して吸入する空気を浄化するために、ナノ繊維と、前記ナノ繊維に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒とを含む混合触媒フィルターと；を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、前記粒子状の触媒は、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施例によると、多様な気孔サイズを形成することによって多様なガスを吸入することができ、高い浄化効率を得ることができる。
【００２５】
また、多様な気孔サイズによってガス拡散速度を向上させ、ガス吸着速度を改善することによって、脱臭性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターを概略的に示した図である。
【図２】図１の「Ａ」部分の拡大図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｃ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｄ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｅ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターを概略的に示した図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターを概略的に示した図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図７Ｃ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図７Ｄ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図８】本発明の実施例に係る混合触媒フィルターが装着された空気調和機を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、本発明に係る各実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１〜図２に示したように、混合触媒１は、複数のナノ繊維２と、複数の粒子状の触媒３とを含む。
【００２９】
ナノ繊維２は、直径が数十〜数百ナノメートル（nm）に過ぎない超極細繊維であって、体積に比べて表面積が大きいためフィルターとして使用される。
【００３０】
しかし、ナノ繊維２のみからなる構造層は、フィルターの抵抗が非常に大きく、直径が大きいため、光透過性能が急激に減少し、光分解効率が低下するという問題を有する。
【００３１】
粒子状の触媒３は、光触媒半導体であって、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２、ＣｄＳなどを含む。これらのうち、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎ、ＴｉＯ２、アナターゼ型）が使用される。
【００３２】
二酸化チタン光触媒は、ｎ型半導体であって、光が照射されるとき、紫外線を吸収することによって電子と正孔を発生させるが、これら電子と正孔はそれぞれ強い還元力と酸化力を有している。
【００３３】
特に、正孔は水及び溶存酸素などとの反応によってＯＨラジカルと活性酸素を生成させ、その結果、前記ＯＨラジカルエネルギーは、有機物を構成する各分子の結合エネルギーより高く、簡単に切断して分解可能であるので、空気中の各種有害な化学物質及び悪臭物質を始めとして、空気中の各化学物質の分解・無害化、汚染の分解などの多様な環境浄化に適用されている。
【００３４】
このような原理に基づいて、空気中の汚染物質を分解させて無害な水と炭酸ガスに変化させる。二酸化チタン光触媒は、ｎ型半導体の機能を用いるので、半導体光触媒と称することもできる。
【００３５】
しかし、粒子状の触媒３は、直径が数〜数十ナノメートルとして結晶サイズが過度に小さく、気孔のサイズが小さいので、触媒層の内部へのガスの拡散速度が低い。また、粒子状の触媒３は、気孔のサイズが小さいので、除去対象物質によって効率の差が発生するという問題を有する。
【００３６】
したがって、本発明の一実施例は、多様な気孔サイズを有するようにナノ繊維２と粒子状の触媒３とが混合された混合触媒１を含む混合触媒フィルター１'及びその製造方法を開示する。
【００３７】
混合触媒１は、ナノ繊維２の表面に粒子状の触媒３が吸着される構造を有する。数十〜数百ナノメートルの結晶サイズを有するナノ繊維２と数〜数十ナノメートルの結晶サイズを有する粒子状の触媒３との混合によって多様な気孔サイズを形成することができ、多様な汚染ガスを除去することができる。
【００３８】
図３Ａ〜図３Ｆに示したように、本発明の一実施例に係る混合触媒１の製造方法は、１）ナノ繊維を紡糸し、２）前記ナノ繊維を熱処理し、３）前記ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、４）前記チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、５）前記混合触媒を熱処理することを含む。
【００３９】
まず、ナノ繊維２が分散されないようにコンベヤーベルト１１上にナノ繊維２を紡糸する（図３Ａ）。
【００４０】
このとき、紡糸は、スピナー１０で溶液紡糸又は溶融紡糸を行うことが望ましい。
【００４１】
紡糸されたナノ繊維２は、ヒーター１２で熱処理された後、破砕機１３によってチップ状に破砕される（図３Ｂ、図３Ｃ）。熱処理されたナノ繊維２は、水分が除去されて乾燥状態のチップ状に変化する。チップ状に破砕されたナノ繊維２は、粒子状の触媒３と混合されて熱処理されることによって混合触媒１を形成する。
【００４２】
このように形成された混合触媒１は、フィルター支持体２０にコーティングされ、混合触媒フィルター１'を形成することができる。
【００４３】
このとき、フィルター支持体２０は、ナノ繊維２を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つであることが望ましい。
【００４４】
また、熱処理過程で得た混合触媒１を再び熱処理することによって混合触媒１内の不純物を除去し、粒子状の触媒３を活性化させることをさらに含むことができる。
【００４５】
熱処理過程後、粒子状の触媒３の内部はアナターゼ構造に、外部はルチル又はブルッカイト構造に変化させることができる。
【００４６】
アナターゼ及びルチル型の粒子状の触媒は、結晶構造と屈折率によって差があるが、光触媒としての機能を行える二酸化チタンである。アナターゼは、正方晶系に属しながら鋭い錐状、時には板状の結晶型を示す。
【００４７】
また、ルチルは、正方晶系に属しながら棒状又は針状の結晶型を示す。
【００４８】
また、ブルッカイトは、板状、稀には錐状の結晶型を示す。
【００４９】
このような粒子状の触媒３は、アナターゼ構造のみを使用するよりは、ルチル構造などの他の構造をアナターゼと混合して使用することが望ましい。
【００５０】
光触媒、すなわち、二酸化チタンは、光が照射されると電子と正孔とに分離されるが、正孔から分離された電子は、正孔に再び結合される。このとき、再結合が遅延されるほどＯＨラジカルの量が増加する。その理由は、ＯＨラジカルが正孔から生成されるので、正孔が再び電子によって占有されると、ＯＨラジカルの生成が中断されるためである。
【００５１】
このようにルチル構造がアナターゼ構造と接触していると、アナターゼ正孔から分離された電子をルチル構造が受け、アナターゼ正孔の存在時間を延長させるようになる。
【００５２】
したがって、ＯＨラジカルの量が増加するほど、空気中の各種有害な化学物質及び悪臭物質を始めとする多様な化学物質の分解、汚染源の分解などが活発に行われる。結果的に、粒子状の触媒３は、１００％のアナターゼ構造で形成する場合に比べて、ルチルなどの他の構造とアナターゼとを混合したときに約２０％高い効率を示すことができる。
【００５３】
粒子状の触媒３のサイズ（直径）は、ヒーター１２の熱処理時間を調節することによって制御することができる。すなわち、粒子状の触媒３のサイズは、熱処理時間の短縮によって減少させることもでき、その反対に、熱処理時間の延長によって増加させることもできる。
【００５４】
このとき、粒子状の触媒３の熱処理時間を増加させると、各粒子間の再結合が行われるので、そのサイズが大きくなる。粒子状の触媒３のサイズは、４００℃の温度で時間を１時間、２時間、４時間に変更して測定し、その結果を下記の表１に示した。
【００５５】
【表１】
前記表１に示すように、粒子状の触媒３は、互いに異なるサイズを有することができ、このように互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒３をナノ繊維２と混合し、混合触媒１を形成することもできる。
【００５６】
粒子状の触媒３がナノ繊維２の表面に吸着されるとき、互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒３は、ナノ繊維２の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることが望ましい。
【００５７】
例えば、粒子状の触媒３は、５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）などの多様なサイズを有し、ナノ繊維２の表面から外側方向に５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）の順に配置される（図５）。
【００５８】
このように互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒３とナノ繊維２が混合触媒１を形成すると、気孔のサイズが多様になる。その結果、多様な種類のガスを除去することができ、触媒層内部への臭いの拡散速度が向上し、清浄効率を向上できるようになる。
【００５９】
図４Ａ〜図４Ｅに示したように、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルター１'の製造方法は、１）フィルター支持体にナノ繊維を紡糸し、２）前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させ、３）前記フィルター支持体の内部に浸透された前記ナノ繊維に粒子状の触媒をコーティングすることによって混合触媒を獲得し、４）前記混合触媒を熱処理することを含む。
【００６０】
フィルター支持体２０は、ナノ繊維２が分散されないようにナノ繊維２を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つを含むことが望ましい。フィルター支持体２０に紡糸されたナノ繊維２をフィルター支持体２０の内部に浸透させた後、粒子状の触媒３をコーティングすることによって混合触媒１を得る（図４Ｄ）。
【００６１】
ナノ繊維２をフィルター支持体２０の内部に浸透させることは、ウォータージェット１５又はエアジェット、又はエアブローイングを用いて行うことが望ましい。
【００６２】
紡糸されたナノ繊維２にウォータージェット又はエアジェットを用いてウォーター又はエアを高圧で噴射することによってナノ繊維２を切断し、ナノ繊維２をフィルター支持体２０の内部に浸透させる（図４Ｃ）。このとき、ナノ繊維２は、単繊維又はチップ状の触媒であることが望ましい。
【００６３】
このように得られたフィルター支持体２０、ナノ繊維２及び粒子状の触媒３を含む混合触媒をヒーター１２で熱処理することによって粒子状の触媒３を活性化させる（図４Ｅ）。
【００６４】
このとき、粒子状の触媒３のサイズ（直径）は、熱処理時間の調節によって制御できるが、粒子状の触媒３の粒子サイズを変更させるための内容は、表１及び前記実施例の説明と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００６５】
したがって、図５に示したように、多様なサイズの粒子状の触媒３を混合触媒フィルターの製造に適用することによって多様な気孔サイズを形成することができ、多様なガスを除去可能であり、浄化効果を向上させることができる。
【００６６】
図６に示したように、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルター１'は、フィルター支持体２０と、フィルター支持体２０に吸着される多様なサイズを有する複数の粒子状の触媒３とを含む。
【００６７】
粒子状の触媒３は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２又はＣｄＳであることが望ましく、一般的にはＴｉＯ２が使用される。
【００６８】
このとき、粒子状の触媒３のサイズ（直径）は、熱処理時間の調節によって制御できるが、粒子状の触媒３の粒子サイズを変更させるための内容は、表１及び前記実施例の説明と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００６９】
このとき、フィルター支持体２０の表面に吸着される粒子状の触媒３は、フィルター支持体２０の表面から外側方向に行くほど大きいサイズのものが配置される。
【００７０】
例えば、粒子状の触媒３は、５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）などの多様なサイズを有し、フィルター支持体２０の表面から外側方向に５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）の順に配置される。
【００７１】
したがって、粒子状の触媒層の内部にはナノメートル（nm）単位の粒子状の触媒３が配置され、吸着容量を向上させることができる。
【００７２】
また、多様なサイズを有する気孔が順次形成されることによって、多様なガスの種類を除去することができる。
【００７３】
図７Ａ〜図７Ｄに示したように、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルター１'の製造方法は、１）水に多様なサイズを有する粒子状の触媒を分散することによって前記粒子状の触媒を引力によって凝集させ、２）凝集された前記粒子状の触媒を熱処理した後、破砕することによってフィルター支持体にコーティングすることを含む。
【００７４】
溶媒又は別途のＰＨ変化を誘導していない純粋な水（Ｗ）に粒子状の触媒３ａ、３ｂ、３ｃ（以下、３）を注入すると、分散された粒子状の触媒３が引力によって凝集される。
【００７５】
粒子状の触媒３は、沈澱法、浸漬法、水熱合成、ゾルゲル、プラズマ又はスプレー方法によって凝集され、少なくとも２つ以上の工程条件及び工程時間を適用することによってフィルター支持体２０に適用される。
【００７６】
凝集された粒子状の触媒３は、特定に規定できない多様な形状を有する（図７Ａ）。凝集された粒子状の触媒３は、ヒーター１２で熱処理された後、特定サイズに破砕される。
【００７７】
このとき、破砕された粒子状の触媒３は、同一の体積を有する場合にもそれぞれ異なる形状を有する。これは、粒子状の触媒３の凝集が特定の規則にしたがって行われないためである。
【００７８】
特定サイズに破砕された粒子状の触媒３は、フィルター支持体２０にコーティングされる。したがって、フィルター支持体２０には、それぞれ異なるサイズを有する粒子状の触媒３が多様な形状で吸着され、多様な気孔サイズを有し、その結果、多様なガスを除去することができる。
【００７９】
図８に示したように、本発明の実施例に係る空気調和機１００は、吸入口１０２が形成される本体１０１と、本体１０１の内部に配置される送風装置１１０と、送風装置１１０を通して流入する空気を浄化するためのフィルター１２０とを含む。
【００８０】
吸入口１０２は、本体１０１に設けられ、室内空間からの空気の吸入を可能にする。また、吐出口１０３は、本体１０１の上部に設けられ、本体１０１を通過した空気の室内空間への吐出を可能にする。吸入口１０２の内側には、本体１０１内に吸入する空気中の異物をろ過するためのフィルター１２０が設置される。
【００８１】
フィルター１２０は、本発明の実施例の多様な気孔サイズを有するようにナノ繊維２と粒子状の触媒３とが混合された混合触媒１を含む混合触媒フィルター１'及びその製造方法によって製造される。混合触媒フィルター１'及びその製造方法は前記各実施例と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００８２】
したがって、このような混合触媒フィルター１'が装着された空気調和機は、多様な気孔サイズを有する混合触媒フィルター１'によって多様なガスを除去することができ、優れた空気浄化効果を有することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 混合触媒
１’ 混合触媒フィルター
２ ナノ繊維
３ 粒子状の触媒
２０ フィルター支持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒の効率を向上できる混合触媒フィルター及びその製造方法を開示する。
【背景技術】
【０００２】
触媒は、空気又は水中の汚染物質を除去及び分解する機能を有する。最近は、光触媒を用いて空気を浄化する方法が提案されているが、光触媒は、半導体セラミックの一種であって、光との反応によって触媒としての役割をする。
【０００３】
代表的な光触媒としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）が使用される。二酸化チタンは、光が照射されると、紫外線を吸収することによって電子と正孔を発生させるが、このような電子と正孔はそれぞれ強い還元力と酸化力を有している。特に、正孔は、水及び溶存酸素などとの反応によってＯＨラジカルと活性酸素を生成させ、その結果、前記ＯＨラジカルエネルギーは有機物を構成する各分子の結合エネルギーより高く、簡単に切断して分解可能であるので、空気中の各種有害な化学物質及び悪臭物質を始めとして、空気中の各化学物質の分解・無害化、汚染の分解などの多様な環境浄化に適用されている。
【０００４】
しかし、このような触媒は、粒子状に形成されるため気孔のサイズに制限があり、除去対象物質によって急激な効率の差が発生するという問題を有する。
【０００５】
また、気孔のサイズが過度に小さいので、触媒層の内部に拡散されていく触媒の速度が非常に低く、悪臭物質の分解が迅速でないという問題を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一側面は、多様な気孔のサイズを有し、多様な種類のガスを吸入できる混合触媒フィルターの製造方法、及びその製造方法で製造された混合触媒フィルターを提供する。
【０００７】
本発明の他の側面は、ナノ繊維、粒子状の触媒及びチップ状の触媒が混合（以下では、「混合触媒」という。）され、内部気孔の分布がランダムかつ多様に構成される混合触媒フィルターの製造方法、及びその製造方法で製造された混合触媒フィルターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法は、ナノ繊維を紡糸し、前記ナノ繊維を熱処理し、前記ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、前記チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、前記混合触媒を熱処理することを含む。
【０００９】
前記混合触媒をフィルター支持体にコーティングすることをさらに含む。
【００１０】
前記粒子状の触媒は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２又はＣｄＳであることを特徴とする。
【００１１】
熱処理過程後の前記混合触媒を再び熱処理することによって不純物を除去し、前記粒子状の触媒を活性化させることをさらに含む。
【００１２】
前記ナノ繊維は、溶液紡糸又は溶融紡糸で紡糸されることを特徴とする。
【００１３】
前記フィルター支持体は、前記ナノ繊維を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つであることを特徴とする。
【００１４】
前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の延長によって増加させることを特徴とする。前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の短縮によって減少させることを特徴とする。前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法は、フィルター支持体にナノ繊維を紡糸し、前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させ、前記フィルター支持体の内部に浸透された前記ナノ繊維に粒子状の触媒をコーティングすることによって混合触媒を獲得し、前記混合触媒を熱処理することを含む。
【００１６】
前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させることは、ウォータージェット又はエアジェットを使用して行うことを特徴とする。
【００１７】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする。前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターは、ナノ繊維と、前記ナノ繊維に吸着される粒子状の触媒とを含むことを特徴とする。前記ナノ繊維は、単繊維又はチップ状の触媒であることを特徴とする。
【００１９】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする。前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターは、フィルター支持体と、前記フィルター支持体に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒とを含み、前記粒子状の触媒はＴｉＯ２であることを特徴とする。
【００２１】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御し、前記フィルター支持体の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。また、前記粒子状の触媒は、別途のバインディングなしに製造されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の他の実施例に係る空気調和機は、少なくとも一つの吸入口を有する本体と；前記本体の内部に設置されて外部空気を吸入する送風装置と；前記送風装置を通して吸入する空気を浄化するために、ナノ繊維と、前記ナノ繊維に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒とを含む混合触媒フィルターと；を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、前記粒子状の触媒は、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施例によると、多様な気孔サイズを形成することによって多様なガスを吸入することができ、高い浄化効率を得ることができる。
【００２５】
また、多様な気孔サイズによってガス拡散速度を向上させ、ガス吸着速度を改善することによって、脱臭性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターを概略的に示した図である。
【図２】図１の「Ａ」部分の拡大図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｃ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｄ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図４Ｅ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターを概略的に示した図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターを概略的に示した図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図７Ｃ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図７Ｄ】本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルターの製造方法を概略的に示した図である。
【図８】本発明の実施例に係る混合触媒フィルターが装着された空気調和機を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下では、本発明に係る各実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１〜図２に示したように、混合触媒１は、複数のナノ繊維２と、複数の粒子状の触媒３とを含む。
【００２９】
ナノ繊維２は、直径が数十〜数百ナノメートル（nm）に過ぎない超極細繊維であって、体積に比べて表面積が大きいためフィルターとして使用される。
【００３０】
しかし、ナノ繊維２のみからなる構造層は、フィルターの抵抗が非常に大きく、直径が大きいため、光透過性能が急激に減少し、光分解効率が低下するという問題を有する。
【００３１】
粒子状の触媒３は、光触媒半導体であって、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２、ＣｄＳなどを含む。これらのうち、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎ、ＴｉＯ２、アナターゼ型）が使用される。
【００３２】
二酸化チタン光触媒は、ｎ型半導体であって、光が照射されるとき、紫外線を吸収することによって電子と正孔を発生させるが、これら電子と正孔はそれぞれ強い還元力と酸化力を有している。
【００３３】
特に、正孔は水及び溶存酸素などとの反応によってＯＨラジカルと活性酸素を生成させ、その結果、前記ＯＨラジカルエネルギーは、有機物を構成する各分子の結合エネルギーより高く、簡単に切断して分解可能であるので、空気中の各種有害な化学物質及び悪臭物質を始めとして、空気中の各化学物質の分解・無害化、汚染の分解などの多様な環境浄化に適用されている。
【００３４】
このような原理に基づいて、空気中の汚染物質を分解させて無害な水と炭酸ガスに変化させる。二酸化チタン光触媒は、ｎ型半導体の機能を用いるので、半導体光触媒と称することもできる。
【００３５】
しかし、粒子状の触媒３は、直径が数〜数十ナノメートルとして結晶サイズが過度に小さく、気孔のサイズが小さいので、触媒層の内部へのガスの拡散速度が低い。また、粒子状の触媒３は、気孔のサイズが小さいので、除去対象物質によって効率の差が発生するという問題を有する。
【００３６】
したがって、本発明の一実施例は、多様な気孔サイズを有するようにナノ繊維２と粒子状の触媒３とが混合された混合触媒１を含む混合触媒フィルター１'及びその製造方法を開示する。
【００３７】
混合触媒１は、ナノ繊維２の表面に粒子状の触媒３が吸着される構造を有する。数十〜数百ナノメートルの結晶サイズを有するナノ繊維２と数〜数十ナノメートルの結晶サイズを有する粒子状の触媒３との混合によって多様な気孔サイズを形成することができ、多様な汚染ガスを除去することができる。
【００３８】
図３Ａ〜図３Ｆに示したように、本発明の一実施例に係る混合触媒１の製造方法は、１）ナノ繊維を紡糸し、２）前記ナノ繊維を熱処理し、３）前記ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、４）前記チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、５）前記混合触媒を熱処理することを含む。
【００３９】
まず、ナノ繊維２が分散されないようにコンベヤーベルト１１上にナノ繊維２を紡糸する（図３Ａ）。
【００４０】
このとき、紡糸は、スピナー１０で溶液紡糸又は溶融紡糸を行うことが望ましい。
【００４１】
紡糸されたナノ繊維２は、ヒーター１２で熱処理された後、破砕機１３によってチップ状に破砕される（図３Ｂ、図３Ｃ）。熱処理されたナノ繊維２は、水分が除去されて乾燥状態のチップ状に変化する。チップ状に破砕されたナノ繊維２は、粒子状の触媒３と混合されて熱処理されることによって混合触媒１を形成する。
【００４２】
このように形成された混合触媒１は、フィルター支持体２０にコーティングされ、混合触媒フィルター１'を形成することができる。
【００４３】
このとき、フィルター支持体２０は、ナノ繊維２を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つであることが望ましい。
【００４４】
また、熱処理過程で得た混合触媒１を再び熱処理することによって混合触媒１内の不純物を除去し、粒子状の触媒３を活性化させることをさらに含むことができる。
【００４５】
熱処理過程後、粒子状の触媒３の内部はアナターゼ構造に、外部はルチル又はブルッカイト構造に変化させることができる。
【００４６】
アナターゼ及びルチル型の粒子状の触媒は、結晶構造と屈折率によって差があるが、光触媒としての機能を行える二酸化チタンである。アナターゼは、正方晶系に属しながら鋭い錐状、時には板状の結晶型を示す。
【００４７】
また、ルチルは、正方晶系に属しながら棒状又は針状の結晶型を示す。
【００４８】
また、ブルッカイトは、板状、稀には錐状の結晶型を示す。
【００４９】
このような粒子状の触媒３は、アナターゼ構造のみを使用するよりは、ルチル構造などの他の構造をアナターゼと混合して使用することが望ましい。
【００５０】
光触媒、すなわち、二酸化チタンは、光が照射されると電子と正孔とに分離されるが、正孔から分離された電子は、正孔に再び結合される。このとき、再結合が遅延されるほどＯＨラジカルの量が増加する。その理由は、ＯＨラジカルが正孔から生成されるので、正孔が再び電子によって占有されると、ＯＨラジカルの生成が中断されるためである。
【００５１】
このようにルチル構造がアナターゼ構造と接触していると、アナターゼ正孔から分離された電子をルチル構造が受け、アナターゼ正孔の存在時間を延長させるようになる。
【００５２】
したがって、ＯＨラジカルの量が増加するほど、空気中の各種有害な化学物質及び悪臭物質を始めとする多様な化学物質の分解、汚染源の分解などが活発に行われる。結果的に、粒子状の触媒３は、１００％のアナターゼ構造で形成する場合に比べて、ルチルなどの他の構造とアナターゼとを混合したときに約２０％高い効率を示すことができる。
【００５３】
粒子状の触媒３のサイズ（直径）は、ヒーター１２の熱処理時間を調節することによって制御することができる。すなわち、粒子状の触媒３のサイズは、熱処理時間の短縮によって減少させることもでき、その反対に、熱処理時間の延長によって増加させることもできる。
【００５４】
このとき、粒子状の触媒３の熱処理時間を増加させると、各粒子間の再結合が行われるので、そのサイズが大きくなる。粒子状の触媒３のサイズは、４００℃の温度で時間を１時間、２時間、４時間に変更して測定し、その結果を下記の表１に示した。
【００５５】
【表１】
前記表１に示すように、粒子状の触媒３は、互いに異なるサイズを有することができ、このように互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒３をナノ繊維２と混合し、混合触媒１を形成することもできる。
【００５６】
粒子状の触媒３がナノ繊維２の表面に吸着されるとき、互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒３は、ナノ繊維２の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることが望ましい。
【００５７】
例えば、粒子状の触媒３は、５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）などの多様なサイズを有し、ナノ繊維２の表面から外側方向に５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）の順に配置される（図５）。
【００５８】
このように互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒３とナノ繊維２が混合触媒１を形成すると、気孔のサイズが多様になる。その結果、多様な種類のガスを除去することができ、触媒層内部への臭いの拡散速度が向上し、清浄効率を向上できるようになる。
【００５９】
図４Ａ〜図４Ｅに示したように、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルター１'の製造方法は、１）フィルター支持体にナノ繊維を紡糸し、２）前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させ、３）前記フィルター支持体の内部に浸透された前記ナノ繊維に粒子状の触媒をコーティングすることによって混合触媒を獲得し、４）前記混合触媒を熱処理することを含む。
【００６０】
フィルター支持体２０は、ナノ繊維２が分散されないようにナノ繊維２を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つを含むことが望ましい。フィルター支持体２０に紡糸されたナノ繊維２をフィルター支持体２０の内部に浸透させた後、粒子状の触媒３をコーティングすることによって混合触媒１を得る（図４Ｄ）。
【００６１】
ナノ繊維２をフィルター支持体２０の内部に浸透させることは、ウォータージェット１５又はエアジェット、又はエアブローイングを用いて行うことが望ましい。
【００６２】
紡糸されたナノ繊維２にウォータージェット又はエアジェットを用いてウォーター又はエアを高圧で噴射することによってナノ繊維２を切断し、ナノ繊維２をフィルター支持体２０の内部に浸透させる（図４Ｃ）。このとき、ナノ繊維２は、単繊維又はチップ状の触媒であることが望ましい。
【００６３】
このように得られたフィルター支持体２０、ナノ繊維２及び粒子状の触媒３を含む混合触媒をヒーター１２で熱処理することによって粒子状の触媒３を活性化させる（図４Ｅ）。
【００６４】
このとき、粒子状の触媒３のサイズ（直径）は、熱処理時間の調節によって制御できるが、粒子状の触媒３の粒子サイズを変更させるための内容は、表１及び前記実施例の説明と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００６５】
したがって、図５に示したように、多様なサイズの粒子状の触媒３を混合触媒フィルターの製造に適用することによって多様な気孔サイズを形成することができ、多様なガスを除去可能であり、浄化効果を向上させることができる。
【００６６】
図６に示したように、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルター１'は、フィルター支持体２０と、フィルター支持体２０に吸着される多様なサイズを有する複数の粒子状の触媒３とを含む。
【００６７】
粒子状の触媒３は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２又はＣｄＳであることが望ましく、一般的にはＴｉＯ２が使用される。
【００６８】
このとき、粒子状の触媒３のサイズ（直径）は、熱処理時間の調節によって制御できるが、粒子状の触媒３の粒子サイズを変更させるための内容は、表１及び前記実施例の説明と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００６９】
このとき、フィルター支持体２０の表面に吸着される粒子状の触媒３は、フィルター支持体２０の表面から外側方向に行くほど大きいサイズのものが配置される。
【００７０】
例えば、粒子状の触媒３は、５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）などの多様なサイズを有し、フィルター支持体２０の表面から外側方向に５nm（３ａ）、８nm（３ｂ）、２５nm（３ｃ）の順に配置される。
【００７１】
したがって、粒子状の触媒層の内部にはナノメートル（nm）単位の粒子状の触媒３が配置され、吸着容量を向上させることができる。
【００７２】
また、多様なサイズを有する気孔が順次形成されることによって、多様なガスの種類を除去することができる。
【００７３】
図７Ａ〜図７Ｄに示したように、本発明の他の実施例に係る混合触媒フィルター１'の製造方法は、１）水に多様なサイズを有する粒子状の触媒を分散することによって前記粒子状の触媒を引力によって凝集させ、２）凝集された前記粒子状の触媒を熱処理した後、破砕することによってフィルター支持体にコーティングすることを含む。
【００７４】
溶媒又は別途のＰＨ変化を誘導していない純粋な水（Ｗ）に粒子状の触媒３ａ、３ｂ、３ｃ（以下、３）を注入すると、分散された粒子状の触媒３が引力によって凝集される。
【００７５】
粒子状の触媒３は、沈澱法、浸漬法、水熱合成、ゾルゲル、プラズマ又はスプレー方法によって凝集され、少なくとも２つ以上の工程条件及び工程時間を適用することによってフィルター支持体２０に適用される。
【００７６】
凝集された粒子状の触媒３は、特定に規定できない多様な形状を有する（図７Ａ）。凝集された粒子状の触媒３は、ヒーター１２で熱処理された後、特定サイズに破砕される。
【００７７】
このとき、破砕された粒子状の触媒３は、同一の体積を有する場合にもそれぞれ異なる形状を有する。これは、粒子状の触媒３の凝集が特定の規則にしたがって行われないためである。
【００７８】
特定サイズに破砕された粒子状の触媒３は、フィルター支持体２０にコーティングされる。したがって、フィルター支持体２０には、それぞれ異なるサイズを有する粒子状の触媒３が多様な形状で吸着され、多様な気孔サイズを有し、その結果、多様なガスを除去することができる。
【００７９】
図８に示したように、本発明の実施例に係る空気調和機１００は、吸入口１０２が形成される本体１０１と、本体１０１の内部に配置される送風装置１１０と、送風装置１１０を通して流入する空気を浄化するためのフィルター１２０とを含む。
【００８０】
吸入口１０２は、本体１０１に設けられ、室内空間からの空気の吸入を可能にする。また、吐出口１０３は、本体１０１の上部に設けられ、本体１０１を通過した空気の室内空間への吐出を可能にする。吸入口１０２の内側には、本体１０１内に吸入する空気中の異物をろ過するためのフィルター１２０が設置される。
【００８１】
フィルター１２０は、本発明の実施例の多様な気孔サイズを有するようにナノ繊維２と粒子状の触媒３とが混合された混合触媒１を含む混合触媒フィルター１'及びその製造方法によって製造される。混合触媒フィルター１'及びその製造方法は前記各実施例と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００８２】
したがって、このような混合触媒フィルター１'が装着された空気調和機は、多様な気孔サイズを有する混合触媒フィルター１'によって多様なガスを除去することができ、優れた空気浄化効果を有することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 混合触媒
１’ 混合触媒フィルター
２ ナノ繊維
３ 粒子状の触媒
２０ フィルター支持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ繊維を紡糸し、
前記ナノ繊維を熱処理し、
前記ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、
前記チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、
前記混合触媒を熱処理することを含む混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２】
前記混合触媒をフィルター支持体にコーティングすることをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項３】
前記粒子状の触媒は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２又はＣｄＳであることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項４】
熱処理過程後の前記混合触媒を再び熱処理することによって不純物を除去し、前記粒子状の触媒を活性化させることをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項５】
前記ナノ繊維は、溶液紡糸又は溶融紡糸によって紡糸されることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項６】
前記フィルター支持体は、前記ナノ繊維を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項２に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項７】
前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の延長によって増加させることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項８】
前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の短縮によって減少させることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項９】
前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１０】
フィルター支持体にナノ繊維を紡糸し、
前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させ、
前記フィルター支持体の内部に浸透された前記ナノ繊維に粒子状の触媒をコーティングすることによって混合触媒を獲得し、
前記混合触媒を熱処理することを含む混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１１】
前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させることは、ウォータージェット又はエアジェットで行うことを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１２】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１３】
前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１４】
ナノ繊維と、
前記ナノ繊維に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒と、を含むことを特徴とする混合触媒フィルター。
【請求項１５】
前記ナノ繊維は、単繊維又はチップ状の触媒であることを特徴とする、請求項１４に記載の混合触媒フィルター。
【請求項１６】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする、請求項１４に記載の混合触媒フィルター。
【請求項１７】
前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の混合触媒フィルター。
【請求項１８】
フィルター支持体と、
前記フィルター支持体に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒と、を含み、
前記粒子状の触媒はＴｉＯ２であることを特徴とする混合触媒フィルター。
【請求項１９】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御し、
前記フィルター支持体の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項１８に記載の混合触媒フィルター。
【請求項２０】
前記粒子状の触媒は別途のバインディングなしに製造されることを特徴とする、請求項１８に記載の混合触媒フィルター。
【請求項２１】
少なくとも一つの吸入口を有する本体と；
前記本体の内部に設置されて外部空気を吸入する送風装置と；
前記送風装置を通して吸入する空気を浄化するために、ナノ繊維と、前記ナノ繊維に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒と、を含む混合触媒フィルターと；を含むことを特徴とする空気調和機。
【請求項２２】
前記粒子状の触媒は、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項２１に記載の空気調和機。
【請求項２３】
前記粒子状の触媒は、溶媒又は純粋な水に引力によって凝集されることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２４】
前記粒子状の触媒は、沈澱法、浸漬法、水熱合成、ゾルゲル、プラズマ、スプレー方法のうち少なくとも一つによって凝集されることを特徴とする、請求項２３に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２５】
前記粒子状の触媒は、少なくとも２つ以上の工程条件及び工程時間を適用することによって前記フィルター支持体に適用されることを特徴とする、請求項２に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２６】
前記粒子状の触媒は、溶媒又は純粋な水に引力によって凝集されることを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２７】
前記粒子状の触媒は、沈澱法、浸漬法、水熱合成、ゾルゲル、プラズマ、スプレー方法のうち少なくとも一つによって凝集されることを特徴とする、請求項２６に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２８】
前記粒子状の触媒は、少なくとも２つ以上の工程条件及び工程時間を適用することによって前記フィルター支持体に適用されることを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１】
ナノ繊維を紡糸し、
前記ナノ繊維を熱処理し、
前記ナノ繊維を破砕することによってチップ状に形成し、
前記チップ状のナノ繊維と粒子状の触媒とを混合することによって混合触媒を獲得し、
前記混合触媒を熱処理することを含む混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２】
前記混合触媒をフィルター支持体にコーティングすることをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項３】
前記粒子状の触媒は、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ３、ＺｒＯ２又はＣｄＳであることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項４】
熱処理過程後の前記混合触媒を再び熱処理することによって不純物を除去し、前記粒子状の触媒を活性化させることをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項５】
前記ナノ繊維は、溶液紡糸又は溶融紡糸によって紡糸されることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項６】
前記フィルター支持体は、前記ナノ繊維を担持する物質であって、多孔性母材、ステンレススチール、ガラス板、金属、セラミック、有機重合体、木材及び紙のうちいずれか一つであることを特徴とする、請求項２に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項７】
前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の延長によって増加させることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項８】
前記粒子状の触媒のサイズは、前記熱処理時間の短縮によって減少させることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項９】
前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１０】
フィルター支持体にナノ繊維を紡糸し、
前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させ、
前記フィルター支持体の内部に浸透された前記ナノ繊維に粒子状の触媒をコーティングすることによって混合触媒を獲得し、
前記混合触媒を熱処理することを含む混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１１】
前記ナノ繊維を前記フィルター支持体の内部に浸透させることは、ウォータージェット又はエアジェットで行うことを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１２】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１３】
前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項１４】
ナノ繊維と、
前記ナノ繊維に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒と、を含むことを特徴とする混合触媒フィルター。
【請求項１５】
前記ナノ繊維は、単繊維又はチップ状の触媒であることを特徴とする、請求項１４に記載の混合触媒フィルター。
【請求項１６】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御することを特徴とする、請求項１４に記載の混合触媒フィルター。
【請求項１７】
前記粒子状の触媒は、互いに異なるサイズを有し、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項１５に記載の混合触媒フィルター。
【請求項１８】
フィルター支持体と、
前記フィルター支持体に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒と、を含み、
前記粒子状の触媒はＴｉＯ２であることを特徴とする混合触媒フィルター。
【請求項１９】
前記粒子状の触媒のサイズは、熱処理時間の調節によって制御し、
前記フィルター支持体の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項１８に記載の混合触媒フィルター。
【請求項２０】
前記粒子状の触媒は別途のバインディングなしに製造されることを特徴とする、請求項１８に記載の混合触媒フィルター。
【請求項２１】
少なくとも一つの吸入口を有する本体と；
前記本体の内部に設置されて外部空気を吸入する送風装置と；
前記送風装置を通して吸入する空気を浄化するために、ナノ繊維と、前記ナノ繊維に吸着される互いに異なるサイズを有する粒子状の触媒と、を含む混合触媒フィルターと；を含むことを特徴とする空気調和機。
【請求項２２】
前記粒子状の触媒は、前記ナノ繊維の表面から外側に行くほど大きいサイズのものが配置されることを特徴とする、請求項２１に記載の空気調和機。
【請求項２３】
前記粒子状の触媒は、溶媒又は純粋な水に引力によって凝集されることを特徴とする、請求項１に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２４】
前記粒子状の触媒は、沈澱法、浸漬法、水熱合成、ゾルゲル、プラズマ、スプレー方法のうち少なくとも一つによって凝集されることを特徴とする、請求項２３に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２５】
前記粒子状の触媒は、少なくとも２つ以上の工程条件及び工程時間を適用することによって前記フィルター支持体に適用されることを特徴とする、請求項２に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２６】
前記粒子状の触媒は、溶媒又は純粋な水に引力によって凝集されることを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２７】
前記粒子状の触媒は、沈澱法、浸漬法、水熱合成、ゾルゲル、プラズマ、スプレー方法のうち少なくとも一つによって凝集されることを特徴とする、請求項２６に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【請求項２８】
前記粒子状の触媒は、少なくとも２つ以上の工程条件及び工程時間を適用することによって前記フィルター支持体に適用されることを特徴とする、請求項１０に記載の混合触媒フィルターの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４５５１５（Ｐ２０１２−２４５５１５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１８８５７（Ｐ２０１２−１１８８５７）
【出願日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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