KR0130128B1 - 탈취용 발열체 - Google Patents
탈취용 발열체Info
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Abstract
본 발명은 악취나 유해가스를 제거하는 발열체를 제공하는 것으로서, 이 탈취용발열체는, 금속기재와, 금속기재표면에 형성한 법랑층과, 법랑층표면에 형성한 적어도 활성알루미나와 백금족금속과 Cu 또는 Mg 이온교환 제올라이트로 이루어진 촉매피복층과, 전기저항체와, 전기저항체의 전기절연성을 확보하기 위하여 설치한 전기절연체로 구성하고 또한 전기저항체와 전기절연체를 금속기재에 밀착고정한 구조를 가진 것을 특징으로 한다.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예를 표시한 도면.
제2도는 본 발명의 다른 일실시예를 표시한 도면.
재3도는 본 발명의 다른 일실시예를 표시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,14 : 금속기재 2,8,13 : 법랑층
3,9,16 : 촉매피복층 4,10,15 : 전기저항체
5,11 : 전기절연체 6 : 누름부재
7 : 알루미늄핀 12 : 스테인레스관
본 발명은 공기조절·냉장·조리·건조용 기기 등에 이용되는 탈취용 발열체에 관한 것이다.
종래의 발열체는, 니크롬선이나 켄탈선 등의 금속선을 코일현상으로 한 것이나, 이것들을 금속관 혹은 석영관, 세라믹관 등에 내장한 것, 또 상기 관형상체에 코디어라이트, 점토, 유리 혹은 산화니켈, 산화철 등의 원적외선 고복사재료를 피복한 것, 혹은 전기저항체를 세라믹소결체에 내장시킨 세라믹히터 등의 구성이었다. 난방·급탕·건조용 기기에서는 상기 발열체에 의해서 직접 가열하거나, 발열체에 팬으로부터 강제적으로 공기를 보내어 온풍을 발생시키거나, 발열체의 뒤쪽에 반사판을 설치해서 복사가열을 행하는 등의 열전도·대류·복사에 의해서 발열체에 의해 피가열물의 가열을 행하고 있다.
이와 같은 종래의 발열체에는 이하에 표시하는 바와같은 과제가 있었다.
예를 들면 전기스토브에 의해서 난방하는 경우, 발열체는 실내의 공기를 가열하는 동시에, 실내에 자욱한 담배연기나 실내의 악취등도 가열하게 된다. 일반적으로 악취물질은 온도가 높을수록 인간의 코에는 강하게 느껴지는 것이고, 또 실내에 한번 흡착한 악취성분도 가열됨으로써 다시 기화해서 실내분위기에 감돌게 된다.
여기서 종래의 발열체는 악취성분의 정화능을 지니지 않기 때문에 전기스토브를 사용하면, 전기스토브를 사용하지 않을 때에 비해서 악취가 심해지는 현상이 자주 발생하여 문제였다.
본 발명은 상기 종래기술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 간단한 구성으로 악취나 유해가스를 제거하는 발열체를 제공하는 것이다.
본 발명은, 발열체를, 금속기재와, 금속기재 표면에 형성한 법랑층과, 법랑층표면에 형성한 적어도 활성알루미나와 백금족금속과 Cu 또는 Mg이온교화제올라이트로 이루어진 촉매피복층과, 전기저항체와, 전기저항체의 전기절연성을 확보하기 위하여 설치한 전기절연체로 구성하고, 또한 전기저항체와 전기절연체를 금속기재에 밀착고정한 구조를 가진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 실내의 악취성분을 통상은 촉매피복층속의 제올라이트 및 활성알루미나에 의해 흡착탈취한다. 다음에 제올라이트 및 활성알루미나가 그 흡착능력한계까지 악취성분을 흡착하기 전에, 전기저항체에 통전해서 발열시킨다.
여기서 촉매피복층은 전기저항체로부터의 전열에 의해 열을 효율좋게 흡수하고, 촉매피복층은 단시간에 촉매의 활성화온도까지 가열되고, 흡착되어있던 악취성분을 산화분해한다. 또 발열체는 발열체 근처의 공기도 가열하기 때문에, 발열체 근처에 대류로서의 공기흐름이 많아진다. 그리고 이 공기흐름이 발열체의 가열에 의해 활성화온도이상으로 가열된 촉매피복층에 접촉할 때에 촉매작용에 의해 공기중의 악취성분이나 유해성분이 산화·정화되어 발열체로부터 방출된다.
상기 작용은 발열체 근처에 발생하는 자연대류에 대해서 설명했으나, 발열체에 팬 등에 의해서 강제적으로 공기를 공급한 경우, 보다 현저한 효과를 얻을 수 있으므로 팬을 설치하는 것도 본 발명의 범위이다.
본 발명의 구체적 일실시예를 제1도에 표시한다.
제1도에 있어서, (1)은 금속기재, (2)는 법랑층, (3)은 법랑층표면에 형성한 촉매피복층, (4)는 법랑츠에 밀착한 전기저항체, (5)는 전기절연체로서의 운모, (6)은 누름부재이며, 전기저항체(4)는 법랑층(2)과 전기절연체(5)에 의해서 주위로부터 전기절연되어 있다.
본 발명의 금속기재로서는, 알루미늄, 법랑용 철강, 알루미늄처리철강, 스테인레스강 등을 사용할 수 있다. 그 형상도 목적에 따라서 판형상, 관형상, 곡면형상, 벌집형상으로서 여러 가지의 형상으로 이용할 수 있다.
본 발명의 법랑층 형성재료로서는, 규산유리, 붕규산유리, 결정화유리 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 전기저항체로서는, 스테인레스, 니크롬, Sic, 텅스텐 등의 금속저항체 및 PTC세라믹저항체를 사용할 수 있다.
본 발명의 전기절연체로서는, 운모, 세라믹체, 유리, 법랑 등이 있다.
또 전기저항체와 전기절연체를 합한 외장히터를 본 발명에 사용해도 된다.
본 발명에 의하면, 실내의 악취성분을 통상은 촉매피복층(3)속의 제올라이트 및 활성알루미나에 의해 흡착탈취한다. 다음에 제올라이트 및 활성알루미나가 그 흡착능력한계까지 악취성분을 흡착하기 전에, 전기저항체(4)에 통전하면, 전기저항체(4)가 발열하고, 상기 전기저항체(4)의 열이 법랑층(2)을 개재해서, 금속기재(1)에 전달된다. 금속기재(1)에 전달된 열은, 신속히 금속기재(1)내에 확산하기 때문에, 금속기재(1)가 균일하게 가열되고, 또 전기저항체(4)의 반대쪽의 금속기재(1)표면에 형성한 법랑층(2)도 비교적 균일한 온도상승을 한다. 이것으로부터 법랑층(2)표면에 형성한 촉매피복층(3)도 균일하게 가열되고, 촉매피복층(3)속의 촉매가 단시간에 활성화된다. 촉매피복층(3)속에 흡착된 악취성분은 활성화된 촉매에 의해 신속히 산화분해된다. 또 발열체는 발열체근처의 공기도 가열하기 때문에 발열체근처에 대류로서 공기흐름이 발생한다. 그리고 이 공기흐름이 전기저항체(4)로부터의 가열에 의해 활성화온도까지 가열된 촉매피복층(3)에 접촉, 혹은 피복층내에 확산할 때에 발열체근처의 공기에 포함되는 악취나 유해성분, 예를 들면 일산화탄소(이하 CO라고 기재)나 암모니아 등이, 촉매작용에 의해 산화정화된다.
상기 가열수단에 의해 가열된 제올라이트 및 알루미나는 , 흡착된 악취성분이 산화분해에 의해 제거되기 때문에, 다시 흡착능력을 회복하여, 가열수단에 의한 가열을 정지한 후에 악취성분의 흡착을 다시 행할 수 있다. 이와 같이, 비가열시의 제올라이트 및 알루미나에 의한 악취성분의 흡착과, 가열시의 제올라이트 및 알루미나의 가열재생 및 악취성분의 백금족금속에 의한 산화분해를 교호로 반복함으로써 장기간에 걸쳐서 촉매체 주위의 온도를 그다지 상승시키지 않고 악취를 연속적으로 제거할 수 있다.
따라서, 발열체가 놓여 있는 분위기에 악취나 담배연기, CO등의 유해가스가 감돌고 있어도, 가열 혹은 흡착에 의해 정화되고, 쾌적한 환경을 만들 수 있다.
본 발명에서는 금속기재와 촉매피복층사이에 법랑층을 형성해서 이루어진다. 상기 작용기구에 있어서는 법랑층은 필요없으나, 촉매피복층과 금속기재를 직접 접촉시키면 촉매피복층과 금속의 계면에서의 극부전지작용에 의해 금속기재의 부식이 진행된다. 이에 대해서 본 발명의 법랑층을 형성함으로써 상기 부식을 방지하고, 또한 촉매피복층의 밀착성을 양호하게 할 수 있다.
본 발명은 기재표면에 적어도 활성알루미나와 제올라이트와 백금족금속을 포함한 촉매피복층을 형성해서 이루어진다. 활성알루미나와 제올라이트와 백금족금속을 동시에 사용함으로써, 활성알루미나와 제올라이트를 단독으로 사용하는 것보다도 산성의 악취성분에 대한 흡착특성을 향상시키는 상승효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 백금족금속으로는 Pt 또는 Pd를 사용하는 것이 바람직하고, Pt와 Pd의 양쪽을 사용한 경우 더욱 바람직하다. 이것은 Pt나 Pd의 산화분해력이 Rh나 IR에 비해서 높고, Pt와 Pd의 양쪽을 사용함으로써 더욱 고활성이 되기 때문이다. 또 Ru를 사용한 경우, 고온에서의 사용에 의해 Ru가 휘산하여 유해물질이 된다. 백금족금속의 알루미나에의 함유방법으로서는 여러 가지 방법을 사용할 수 있으나, 예를 들면 백금족금속염수용액에 알루미나를 디핑하고, 계속해서 건조, 소성함으로써 조제할 수 있다. 또 백금족금속을 미리 활성알루미나에 함유시키는 것이 바람직하다. 이것을 촉매산화분해성을 향상할 수 있기 때문이다.
상기 산성의 악취성분에 대한 흡착특성을 향상시키는 상승효과를 얻기 위하여, 바람직한 백금족금속의 함유량은, 촉매피복층속에 0.1에서부터 8wt% 함유되는 것이 바람직하다. 이것은 백금족금속이 함유량이 0.1wt%보다 적은 경우, 충분한 상기 상승효과를 얻을 수 없고, 또 8wt%를 넘으면 상승효과가 저하한다.
본 발명의 촉매피복층에 산화세륨을 함유하는 것이 바람직하다. 산화세륨을 촉매피복층에 함유함으로써, 탄화수소화합물에 대한 촉매산화분해활성을 향상할 수 있다.
산화세륨의 바람직한 함유량은 촉매피복층속에 2∼15wt%인 것이 바람직하다. 산화세륨의 함유량이 15wt%를 넘으면 촉매의 상기 산화분해특성이 저하하기 시작하고, 또 2wt%미만에서는 산화세륨의 충분한 첨가효과를 얻을 수 없다.
본 발명의 촉매피복층에 산화티탄을 함유하는 것이 바람직하다. 산화티탄을 촉매피복층에 함유함으로써 암모니아 등의 질소화합물에 대한 촉매산화활성을 향상할 수 있다.
본 발명의 산화티탄의 함유량은 촉매피복층속에 3∼15wt%인 것이 바람직하다. 산화티탄의 함유량이 15wt%를 넘으면 촉매피복층의 밀착특성이 저하하고, 또 3wt%미만에서는 산화티탄이 충분한 첨가효과를 얻을 수 없다.
본 발명의 촉매피복층의 비표면적은, 10㎡/g이상인 것이 바람직하다. 이것은 촉매피복층의 비표면적의 증대에 따라서, 방사되는 근적외선량에 비교한 원적외선 방사량 비율은 증대하나, 비표면적이 10㎡/g이상에서 충분한 원적외선 방사비율을 얻을 수 있기 때문이다.
본 발명의 촉매피복층형성방법은 여러 가지 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면 스프레이도장, 디핑도장, 정전도장, 롤코팅법, 스크린인쇄법 등이 있다.
제1도의 실시예에서는, 전기저항체(4)는 법랑층(2)과 전기절연체(5)에 의해서 전기절연된 구성으로 되어 있으나, 금속기재와 전기저항체를 전기절연하기 위하여 1쌍의 전기절연체에 의해, 전기저항체를 사이에 끼운 구성으로 하거나, 혹은 전기저항체를 전기절연체에 내장한 구성(예를 들면 외장히터구성)으로 해도 된다.
또, 본 발명의 촉매피복층을 제1도에서는 법랑층 한쪽표면체에 형성했으나, 반드시 전체면에 형성할 필요는 없고, 법랑층표면의 일부, 예를 들면 임의의 모양형상으로 형성해도 된다. 또 법랑층에의 촉매피복층의 밀착성을 더욱 향상시키기 위하여 법랑층을 조면화해도 된다.
제2도에 외장히터를 사용한 본 발명의 다른 실시예를 표시한다. 제2도에 있어서, (10)은 전기저항체, (11)은 전기절연체, (12)는 (10),(11)을 내장한 스테인레스관이며,(10),(11),(12)에 의해서 외장히터를 형성하고 있다.
이 외장히터에 밀착해서 열전도성이 양호한 알루미늄핀(fin)(7)이 설치되어 있으며, 알루미늄핀(7)의 표면에는 법랑층(8), 또 법랑층(8)표면에는 촉매피복층(9)을 형성하고 있다. 본 실시예에 의하면 실내의 악취성분을 통상은 촉매피복층(9)속의 제올라이트 및 활성알루미나에 의해 흡착탈취한다. 다음에 제올라이트 및 활성알루미나가 그 흡착능력한계까지 악취성분을 흡착하기 전에, 전기저항체(10)에 통전하면, 전기저항체(10)가 발열하여 상기 저항체(10)의 열이 주위에 밀착하고 있는 알루미늄핀(7)에 전달된다. 열전도성이 뛰어난 알루미늄핀(7)에 전달된 열은, 신속히 확산하기 때문에 알루미늄핀(7)이 균일하게 가열된다. 이것으로부터 알루미늄핀(7) 주위의 법랑층(8)표면에 형성한 촉매피복층(9)도 균일하게 가열되고, 촉매피복층(9)속에 백금족금속이 단시간에 활성화된다. 촉매피복층(2)속에 흡착된 악취성분은 활성화된 백금족금속에 의해 신속히 산화분해된다. 또 발열체는, 발열체 근처의 공기도 가열하기 때문에 발열체 근처에 대류로서 공기흐름이 발생한다. 그리고, 이 공기흐름이 활성화온도까지 가열된 촉매피복층(9)에 접촉, 혹은 피복층내에 확산한 때에, 발열체 근처의 공기에 함유되는 악취난 유해성분, 예를 들면 CO나 암모니아 등의 촉매작용에 의해 산화정화된다. 상기 가열수단에 의해 가열된 제올라이트 및 알루미나는 흡착된 악취성분이 제거되기 때문에, 다시 흡착능력을 회복하고, 가열수단에 의한 가열을 정지한 후에 악취성분의 흡착을 다시 행할 수 있다. 이와 같이, 비가열시의 제올라이트 및 알루미나에 의한 악취성분의 흡착과, 가열시의 제올라이트 및 알루미나의 가열재생 및 악취성분의 촉매분해를, 교호로 반복함으로써, 장기간에 걸쳐서, 촉매체주위의 온도를 그다지 상승시키지 않고 악취를 연속적으로 제거할 수 있다.
제2도와 같이, 외장히터 등의 관형상히터의 주위에 열전도성이 좋은 금속기재를 밀착시키고, 그 금속기재의 표면에 촉매피복층을 형성함으로써, 히터로부터 발생하는 열을 제1도의 구성의 발열체 구성보다도 효율적으로 촉매피복층의 가열에 사용할 수 있다.
또 악취성분흡착능력을 결정하는 지배인자의 하나인 촉매피복층을 형성하는 기재면적을 핀부착금속기재를 사용함으로써 확대하여 성능향상할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 열전도성이 양호한 금속기재란, 알루미늄 및 알루미늄합금, 은, 구리 및 구리합금이다.
또 제2도에서는 알루미늄핀(7) 표면에 법랑층(8), 촉매피복층(9)을 형성한 구성으로 했으나, 외장히터의 스테인레스관 표면에 직접 법랑층(8), 촉매피복층(9)을 형성해도 된다.
본 발명의 촉매피복층은 실리카를 함유하는 것이 바람직하다. 실리카를 촉매피복층에 함유함으로써, 기재에의 촉매피복층의 밀착성을 강고하게 할 수 있다.
본 발명의 실리카 함유량은 촉매피복층속에 6∼40wt%인 것이 바람직하다. 실리카의 함유량이 40wt%를 넘으면 촉매피복층에 균열이 생기기 쉬어지고 밀착성저하를 초래한다. 또 6wt%미만에서는 실리카의 충분한 밀착특성향상효과를 얻을 수 없다.
본 발명의 촉매피복층은 제올라이트를 함유한다. 제올라이트를 촉매피복층에 함유함으로써, 비가열시의 제올라이트에 의한 악취성분의 흡착을 행할 수 있고, 가열시의제올라이트의 가열재생 및 악취성분의 촉매분해를 아울러서 교호로 반복하여 사용함으로써 장기간에 걸쳐서 발열체주위의 온도를 그다지 상승시키지 않고 악취를 연속적으로 제거할 수 있다. 본 발명의 제올라이트는 여러 가지의 제올라이트를 사용할 수 있다.
그 중에서 특히 구리이온제올라이트가 가장 악취흡착능력이 뛰어나므로 바람직하다.
[실시예 1]
제1도의 촉매피복층(3)에 있어서, 백금율 0.1wt%, 구리이온교환제올라이트 20wt%, 실리카의 함유량이 실리카로 환산해서 0wt%∼60wt% 사이의 여러 가지 함유량으로 하고, 나머지 분은 알루미나량으로 한 본 발명의 촉매피복층 0.2g을 제1도와 같이, 막 두께 50㎛의 붕규산유리질의 법랑층(2)을 가진 두께 1㎜, 세로 100㎜, 가로 100㎜의 SUS 304판(1)의 표면에 형성한 발열체를 작성했다. 이들 발열체에 대해서 열충격시험을 행하여 촉매피복층(3)의 밀착성을 조사했다. 열충격시험은 제1도의 전기저항체(4)에 통전하고, 촉매피복층(3)의 온도를 25℃마다 설정하고, 그 온도에서 10분동안 유지한 후, 실온수중에 투하해서 피복층(3)의 박리의 유무를 조사하고, 박리를 일으키지 않는 최대온도를 내열충격온도로 했다. 결과를 제 1 표에 표시했다.
제 1 표로부터 명백한 바와 같이, 실리카의 함유량이 10wt%이상 40wt%이하에서 가장 양호한 밀착성(내열충격성)을 얻을 수 있으므로 바람직하다.
[실시예2]
제1도에 있어서, 촉매피복층(3)속의 구리이온교환제올라이트를 대신해서, 동량의 여러 가지의 제올라이트를 첨가한 발열체를 작성했다. 이들 발열체에 대해서, 전기저항체미통전시(실온)의 각 발열체의 악취물질흡착능을 대표적인 악취물질인 메틸메르캅탄을 사용해서 시험했다. 시험방법은, 상기 여러 가지의 발열체를 불소수지에 의해서 내벽면을 피복한 용적 0.1㎥의 밀폐박스에 넣고, 박스내의 공기희석한 10ppm의 농도의 메틸메르캅탄을 흡착시키고, 촉매체를 넣은 직후부터 30분후의 잔존메틸메르캅탄량을 측정하여 메틸메르캅탄 흡착능으로 했다. 또한 박스내의 공기는 팬에 의해 실험중에 교반했다. 결과를 제 2표에 표시했다.
제 2표로부터 명백한 바와 같이, 악취물질흡착능은 구리이온교환제올라이트가 가장 뛰어나므로 바람직하다.
[실시예 3]
실시예 1의 발열체와 마찬가지의 구성으로서 백금율 0.1wt%, 구리이온교환제올라이트 20wt%, 실리카의 함유량이 실리카로 환산해서 20wt%, 나머지분은 알루미나량으로 한 본 발명의 촉매피복층(3)을, 법랑층(2)을 가진 두께 1㎜, 세로 100㎜, 가로 100㎜의 SUS 304판(1)의 표면에 0.2g 형성한 본 발명의 발열체 1 및 법랑층(2)을 가지지 않는세로 100㎜, 가로 100㎜의 SUS 304판(1)의 표면에 0.2g 형성한 비교발열체 1을 작성했다. 또 법랑층(2)을 가지지 않는 세로 100㎜, 가로 100㎜의 SUS 304판(1)의 표면에 촉매피복층을 형성하지 않은 비교발열체 2를 작성했다. 다음에 발열체 1과 비교발열체 1, 비교발열체 2를 30℃-상대습도 90%의 항온항습실에 넣고,SUS 304판의 녹발생까지의 보존일수를 측정했다. 결과를 제 3 표에 표시한다.
제 3 표로부터 명백한 바와 같이, 금속기재의 SUS 304판 단독에서는 비교발열체2에 볼 수 있는 바와 같이 녹은 발생하기 어렵지만, SUS 304판 표면에 촉매피복층을 형성한 비교발열체 1 은 7일에서 녹이 발생하고 있다. 이에 대해서 본 발명의 금속기재와 촉매피복층사이에 절연층으로서 법랑층을 형성함으로써 녹발생을 방지할 수 있다.
[실시예 4]
δ-알루미나 400g과, 무기바인더로서 수산화 알루미늄100g, 구리이온교환형 제올라이트500g, 물 1500g, 염화백금산Pt로서 30g,염화팔라듐을 Pd로서 15g 및 적당량의 염산을 첨가하고 볼밀을 사용해서 충분히 혼합해서 슬러리 A를 조제했다. 이 슬러리 A를 막두께 50㎛의 붕규산유리질의 법랑층(2)을 가진 두께 1㎜, 세로 100㎜, 가로 100㎜의 SUS 304판(1)의 표면에 스프레이법에 의해서 도포한 후, 100℃에서 2시간 건조하고, 계속해서 500℃에서 1시간 소성하고 수산화알루미늄 및 백금족금속염을 열분해해서 δ-알루미나 및 백금족금속을 촉매로서 함유하는 촉매피복층을 형성했다. 이 금속기재를 사용해서 제1도에 표시한 발열체2를 형성했다. 촉매피복층량은 0.2g이었다.
다음에 염화백금산과 염화팔라듐을 사용해서 미리 슬러리 A와 동량의 백금과 팔라듐을 함유시킨 δ-알루미나 445g과, 무기바이더로서 수산화알루미늄100g, 구리이온교환형 제올라이트500g, 물 1500g을, 볼밀을 사용해서 충분히 혼합해서 슬러리 A'를 조재했다. 이 슬러리 A'를 사용해서 발열체 2의 조제법과 마찬가지로 해서 0.2g의 촉매피복층을 형성했다. 이 금속기재를 사용해서 제1도와 마찬가지로 구성의 발열체 3을 형성했다.
이 발열체 2, 3에 대해서 메틸메르캅탄 산화정화시험을 행하여, 촉매활성을 비교했다. 산화정화시험은 0.1㎥의 입방체의 불소수지제의 용기속에 발열체를 놓고, 발열체의 중심의 외표면의 온도가 450℃가 되도록 가열한 시점에서, 농도가 10ppm이 되도록 메틸메르캅탄을 용기에 주입하고, 메틸메르캅탄 농도의 경시변화를 가스크로마토그래프에 의해 조사함으로써 행하였다. 결과를 제 4 표에 표시했다.
제 4표로부터 명백한 바와 같이, 발열체 3은 발열체 2보다 고활성이며, 활성아루미나에 미리 백급족금속을 함유시킴으로써, 악취성분의 산화분행성능을 향상시킬 수 있다.
[실시예5]
실시예 4의 슬러리 A에 있어서, 백금족염을 함유하지 않는 비교슬러리 1, 백금족염을 함유하지 않고, 또한 δ-알루미나를 모두, 구리이온교환형 제올라이트로 한 비교슬러리 2 및 백금족염을 함유하지 않고, 또한 구리이온교환형 제올라이트를 모두 δ-알루미나로 한 비교슬러리 3을 사용해서 발열체 2와 마찬가지의 각각의 촉매피복층을 1.0g가진 비교발열체 3, 4, 5를 작성했다.
비교촉매체 3, 4, 5에 대해서 아세트산 흡착시험을 행하여, 측정개시로부터 60분 경과후의 아세트산 잔존율을 본 발명의 발열체 2와 비교했다. 아세트산흡착시험은, 0.25㎥의 입방체의 볼소수지제의 용기속에 촉매체를 두고, 촉매체를 가열하지 않고 농도가 40ppm이 되도록 아세트산을 용기에 주입하여 농도의 경시변화를 조사함으로써 행하였다. 아세트산 농도의 경시변화는 가스크로마토그래프에 의해 조사했다.
결과를 제 5 표에 표시했다. 제 5 표로부터 명백한 바와 같이 산성악취성분인 아세트산 흡착특성에 있어서 본 발명의 발열체 2는, 비교발열체 3, 4, 5보다도 뛰어났다. 따라서 활성알루미나와 제올라이트와 백금족금속을 동시에 사용함으로써, 활성알루미나와 제올라이트를 단독으로 사용하는 것보다, 또 활성알루미나와 제올라이트와 백금족금속없이 사용하는 것보다도 산성의 악취성분에 대한 흡착특성을 향상시키는 상승효과를 얻을 수 있다.
또 실시예 4의 슬러리A에 있어서, 백금족금속염을 모두 염화백금산으로 하고, 슬러리고형분속에 Pt로서 0∼10wt% 함유한 슬러리를 조정하고, 각각의 촉매피복층을 1.0g 가진 제1도와 마찬가지의 발열체를 작성했다.
이들 발열체에 대해서 실시예 5의 아세트산흡착시험을 행하여 측정개시로부터 60분 경과후의 아세트산 잔존율을 비교했다.
결과를 제 6 표에 표시했다. 제 6 표로부터 명백한 바와 같이 백금족금속의 함유량이 0.1wt%보다 적은 경우, 충분한 상기 상승효과를 얻을 수 없고, 또 8wt%를 넘으면 상승효과가 저하한다.
따라서 산성의 악취성부에 대한 흡착특성을 향상시키는 상승효과를 얻기 위하여, 백금족금속의 함유량은 촉매피복층속에 0.1∼8wt% 함유되는 것이 바람직하다.
[실시예6]
제3도에 있어서, (13)은 법랑층, (14)는 금속기재, (15)는 법랑층내에 매설한 전기저항체, (16)은 법랑층표면에 형성한 촉매피복층이다.
전기저항체(15)에 통전하면, 전기저항체(15)가 발열하고, 상기 전기저항체(15)의 열이 법랑층(13)을 개재해서 법랑층표면에 형성한 촉매피복층(16)에 열전도에 의해서 전달되고, 촉매피복층(16)이 가열된다. 전기저항체(15)와 촉매피복층(16)은 근접하고 있기 때문에, 촉매피복층(16)의 가열은 효율좋게 또한 신속히 행해지고, 촉매피복층(16)속의 백금속은, 단시간에 활성화온도까지 가열된다. 또 법랑층(13)은 금속기재(14)의 표면에 형성하고 있기 때문에, 전기저항체(15)의 열은, 법랑층(13)을 개재해서 금속기재(14)에도 전달된다. 금속기재(14)에 전달된 열은 신속히 금속기재(14)내에 확산하기 애문에, 금속기매(14)가 균일하게 가열되고 그 표면에 형성한 법랑층(13)도 비교적 균일한 온도상승을 한다. 이것으로부터 법랑층(13)표면에 형성한 촉매피복층(16)의 전기저항체(15)바로 위에 없는 부분도, 바로위의 촉매피복층(16)과 마찬가지로 신속한 가열이 행해지고 활성화된다. 한편, 발열체는 발열체근처의 공기도 가열하기 때문에 발열체 근처에 대류로서 공기흐름이 생긴다. 그리고, 이 공기흐름이 전기저항체(15)로부터의 가열에의해 활성화온도까지 가열된 촉매피복층(16)에 접촉, 혹은 피복층내에 확산할 때에, 발열체근처의 공기에 포함되는 악취나 유해성분, 예를 들면, CO나 암모니아 등이 촉매작용에 의해 산화정화된다.
제1도, 제2도에 표시한 본 발명의 다른 실시예에 비해서 제3도에 표시한 발열체는, 전기저항체로부터 촉매피복층까지의 거리를 보다 짧게 할 수 있기 때문에, 보다 짧은 시간에 촉매피복층을 가열, 활성화할 수 있다. 또 발열체를 매우 콤팩트하게 할 수 있다.
본 실시예에서는 법랑층내에 전기저항체를 매설한 구성으로 했으나, 전기저항체를 미리 유리피복한 후, 다른 유리 등의 접착제에 의해 금속기재와 밀착시키거나 혹은 기계적으로 밀착지그에 의해 밀착시켜 사용해도 된다.
[실시예 7]
실시예 4에서 작성한 발열체 2데 있어서, 촉매피복층의 전체고형성분에 대해서 활성알루미나(δ-알루미나)의 함유량을 10wt%∼85wt%사이의 여러 가지의 함유량으로 하고, 활성아루미나증가분은 구리제올라이트량을 감소시킨 촉매피복층 0.2g을 가진 발열체를 작성했다. 이들 발열체에 대해서 실시예 2에 표시한 열충격시험을 행하여 피복층의 밀착성을 조사했다. 열충격시험은 전기저항체에 통전하고, 촉매피복층의 온도를 25℃마다 설정하고, 그 온도에서 10분간 유지한 후, 실온수속에 투하해서 피복층의 박리유무를 조사하고, 박리를 일으키지 않는 최대온도를 내열충격온도로 했다.
또 니크롬선 미통전시 각 촉매제의 악취물질흡착능을, 대표적인 악취물질인 메릴메르캅탄을 사용해서 시험했다. 시험방법은, 상기 여러 가지의 촉매체를 불소수지에 의해서 내벽면을 피복한 용적 0.1㎥의 밀폐박스에 넣고, 박스내의 공기 희석한 10ppm의 농도의 메릴메르캅탄을 흡착시키고, 촉매체를 넣은 직후부터 30분후의 잔존메릴메르캅탄량을 측정하여 메릴메르캅탄 흡착농으로 했다. 또한 박스내의 공기는 팬에 의해 실험중에는 교반했다. 결과를 제 7 표에 표시했다.
제 7 표로부터 명백한 바와 같이, 활성알루미나의 함유량이 20 wt%보다 적으면 내열충격성온도가 저하하고, 80wt%를 넘으면 잔존메르캅탄농도가 높고 악취물질흡착능이 저하한다. 따라허 활성아루미나의 함유량이 20wt%이상 80wt%이하에서 가장 양호한 밀착성(내열충격성) 및 악취물질흡착능을 얻을 수 있어 바람직하다.
[실시예 8]
실시예 4에서 작성한 발열체 2에 있어서, 붕규산유리질의 법랑층(2)대신에 제 7 표에 표시한 여러 가지 피막을 두께 1㎜, 세로 100㎜, 가로 100㎜의 SUS 304판 표면에 보호피막층으로서 형성한 후 실시예4의 촉매피복층을 형성하고, 발열체 2와 마찬가지의 발열체를 작성했다. 이들의 발열체에 대해서 실시예1에 표시한 열충격시험을 행하여 피복층의 밀착성을 조사하는 동시에, 실시예 3에 표시한 녹발생시험을 행하였다. 결과를 제 8 표에 표시한다.
제 8 표로부터 명백한 바와 같이, 보호피막재료로서 방청성, 피막밀착성(내열충격성)에 대해서 가장 뛰어나므로 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에 있어서는, 발열체가 놓여있는 분위기의 악취나 담배연기등의 유해가스는, 촉매작용에 의해 정화, 제거된다. 이 때문에 발열체를 사용할때에 쾌적한 가열환경을 제공할 수 있다.
Claims (9)
- (정정) 금속기재와, 상기 금속기재표면에 형성한 법랑층과, 상기 법랑층표면에 형성한 적어도 활성아루미나와 백금족금속과 Cu 또는 Mg 이온교환 제올라이트로 이루어진 촉매피복층과, 전기저항체와, 상기 전기저항체의 전기절연성을 확보하기 위하여 설치한 전기절연체를 구비하고, 또한 상기 전기저항체와 상기 전기절연체를 상기 금속기재에 밀착고정한 구성을 가진 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 촉매피복층속에 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제올라이트가 Cu 이온교환 제올라이트인 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- (정정) 전기저항체를 내장하고, 전기절연재에 의해 상기 전기저항체와 전기절연되어 있응 금속관형상체와, 상기 금속관형성체에 밀착하고 높은 열전도성의 금속기재와, 상기 금속기재표면에 형성한 법랑층과, 상기 법랑층표면에 형성한 적어도 활성아루미나와 백금족금속과 Cu 또는 Mg 이온교환 제올라이트로 이루어진 촉매피복층을 구비한 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- 제 4 항에 있어서, 상기 촉매피복층 속에 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제올라이트가 Cu 이온교환 제올라이트인 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- (정정) 금속기재와, 상기 금속기재표면에 형성한 법랑층과, 상기 법랑층내에 매설한 전기저항체와, 상기 법랑층표면에 형성한 적어도 활성알루미나와 백금족금속과 Cu 또는 Mg 이온교환 제올라이트로 이루어진 촉매피복층을 구비한 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- 제 7항에 있어서, 상기 촉매피복층속에 실리카를 함유하는 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
- 제 7항에 있어서, 상기 제올라이트가 Cu 이온교환 제올라이트인 것을 특징으로 하는 탈취용 발열체.
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