KR100996179B1

KR100996179B1 - 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록

Info

Publication number: KR100996179B1
Application number: KR1020100049783A
Authority: KR
Inventors: 강정용
Original assignee: 석성기업주식회사
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2010-11-23

Abstract

본 발명은 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록에 관한 것으로, 그 목적은 수질정화능을 구비한 식생 호안블록의 표면에 광촉매코팅층을 형성하여, 별도의 약품투입없이도 오염성분 및 수질을 자체정화할 수 있는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록을 제공하는 것이다.
본 발명은 투수성을 구비하는 식생 호안블록의 표면에 광촉매 코팅층을 구비하되, 상기 광촉매 코팅층은 금속산화물 10∼50wt%, 알칼리 금속규산염 5∼30wt%, 실리카 미립자 20∼50wt%, 음이온성 분산제 5∼50wt%, 스멕타이트 2∼15wt%을 포함하는 광촉매 코팅액의 스프레이 도포에 의해 식생 호안블록 표면에 형성된다.

Description

광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록{Plantable revetment block with photocatalyst layer}

본 발명은 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록에 관한 것으로, 하천법면 및 하천주변에 설치되는 식생 호안블록이 수질정화능을 구비함과 동시에 표면에 코팅된 광촉매코팅층에 의해 방오성능을 동시에 구비할 수 있는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록에 관한 것이다.

일반적으로 하천, 도로 또는 옹벽의 법면 등지에는 장마철 등의 우기시 토사가 쉽게 유실되고 있으며, 이러한 유실지에는 유실을 방지하기 위해 콘크리트 블록이나 콘크리트 포장 등을 설치하게 된다.

하지만 상기와 같은 콘크리트 블록 등으로 포장하게 되면, 포장후 초목 등이 성장할 수 없게 되어 그 공간만큼 자연녹지가 줄어들게 되는 결과를 초래할 뿐 만 아니라, 포장부 배면의 지반 침하현상 또는 토사의 변질로 생태계가 파괴되는 등의 문제점과 아울러 이에 따른 보수공사시 이들을 전부 드러내는 대규모의 공사를 요구하게 된다.

최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 경사지를 콘크리트로 포장하지 않고 호안블록들을 이용해서 토사의 유실을 방지하고, 또한, 호안블록들 사이사이를 초목 등이 성장할 수 있도록 하는 식재호안블록이 설치되고 있으나, 상기 식재호안블록 역시 시멘트가 함유된 콘크리트 블록으로 이루어져 있어, 시멘트 독성에 따른 환경적 문제점을 그대로 구비하고 있다.

종래 발전소 및 대형의 공장 등에서는 상당량의 폐수가 발생하고 있고, 이를 정화하여 하천에 방류하고 있다. 그러나 상기 정화된 폐수라고 하지만 상당량의 거품이 발생하게 되며 이로인해 미관상 매우 불쾌하고, 유해해 보일 뿐만 아니라, 실제 수면위에 떠가는 거품으로 인해 하천물이 산소와 차단되어 결국 하천의 용존산소량이 감소하게 되고 이로인해 하천생태계를 훼손시키게 되어 환경오염의 중요한 인자가 되고 있는 실정이다.

특히, 식생 호안블록이 설치되어 있는 하천의 경우, 상기와 같은 거품이 식생 호안블록에 부착되어 미관을 해치게 될 뿐 아니라, 식생 호안블록의 표면에 코팅되어 냄새를 유발하고, 식생능력을 저하시키는 등 여러가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 수질정화능을 구비한 식생 호안블록의 표면에 광촉매코팅층을 형성하여, 별도의 약품투입없이도 오염성분 및 수질을 자체정화할 수 있는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 식생 호안블록 표면에 우수한 도막경도를 구비한 광촉매 코팅층을 형성하여, 이물질로 인한 코팅층의 탈락현상을 방지할 수 있는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 광촉매 코팅층이 음이온성 분산제를 포함하도록 하여, 광촉매의 초기 친수성을 확보하고, 이를 통해 오염물질정화능력을 향상시킬 수 있는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 식생 호안블록이 연속공극의 투수성을 구비하도록 하여, 수질정화기능을 향상시킬 수 있는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록을 제공하는 것이다.

본 발명은 식생 호안블록의 표면에 광촉매 코팅층을 구비하되, 상기 광촉매 코팅층은 금속산화물 10∼50wt%, 알칼리 금속규산염 5∼30wt%, 실리카 미립자 20∼50wt%, 음이온성 분산제 5∼50wt%, 스멕타이트 2∼15wt%을 포함하는 광촉매 코팅액의 스프레이 도포에 의해 식생 호안블록 표면에 형성된다.

이와 같이 본 발명은 식생 호안블록의 표면에 광촉매 코팅층이 형성되어 있어, 수변부에 설치된 식생 호안블록의 오염을 방지하고 항 박테리아 성능을 유발하며, 이를 통해 수려한 하천경관을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명은 광촉매 코팅층에 의해 빗물 및 하천을 자체 정화하여, 수질을 개선할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 광촉매 코팅층이 우수한 도막경도를 구비하므로, 하천을 따라 이동되는 이물질에 의한 광촉매 코팅층 탈락현상이 방지되고, 이를 통해 오염물질 분해능을 장시간 유지시킬 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 광촉매 코팅층 형성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 설치상태를 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 또다른 설치상태를 보인 예시도

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 광촉매 코팅층 형성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 설치상태를 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 또다른 설치상태를 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명의 식생 호안블록(100)은 블록지지층(10)과, 상기 블록지지층(10) 표면에 도포형성되는 광촉매 코팅층(20)을 포함한다.

상기 광촉매 코팅층(20)은 금속산화물 10∼50wt%, 알칼리 금속규산염 5∼30wt%, 실리카 미립자 20∼50wt%, 음이온성 분산제 5∼50wt%, 스멕타이트 2∼15wt%을 포함하는 광촉매 코팅액의 스프레이 도포에 의해 식생 호안블록 표면에 형성된다.

이때, 상기 광촉매 코팅액은 블록지지층이 투수성을 구비할 경우, 스프레이 도포되더라도 블록지지층의 거친 표면에 의해 도 2 에 도시된 바와 같이, 블록지지층 표면에 도포되므로, 블록지지층의 투수성에 영향을 미치지 않게 된다.

상기 금속산화물은 아나타제형 산화티탄 또는 산화아연으로, 평균결정입경은 1㎚∼20㎚를 구비하며, 이러한 결정입경에 의해 친수화 작용을 충분히 발휘할 수 있게 된다. 또한, 상기 금속산화물의 첨가범위는 조성물을 적용한 표면이 입자에 의한 가시광선의 조사에 의하여 투명성을 잃어버리는 것을 방지하기 위한 범위이다.

상기 알칼리 금속규산염은 바인더 기능을 하는 것으로, 테트라 에톡시 실란(tetra ethoxy silane), 테트라 메톡시 실란(tetra methoxy silane), 테트라 부토톡시 실란(tetra butoxy silane) 등의 테트라 알콕시 실란(tetra alkoxy silane)을 사용한다. 상기 알칼리 금속규산염은 30wt% 초과사용시 투명성을 유지할 수 없으므로, 주의하여야 한다.

상기 실리카 미립자는 광촉매 입자를 고정하는 바인더 기능을 구비함과 동시에, 그 산화화원반응을 저해하는 기능을 구비하며, 비정질 실리카 미립자로 이루어져 있어, 광촉매 입자의 소밀화에 의한 초기 친수성속도 저하를 방지한다.

이와 같은 실리카 미립자는 1∼100㎚의 평균입경을 구비하며, 20wt% 미만에서는 친수성 저하를 충분히 보충할 수 없고, 80wt% 초과시에는 광촉매 입자를 기재에 고정하는 밀착력이 저하되어 입자탈락에 따른 외관손상이 발생된다.

상기 음이온성 분산제는 음이온으로서 광촉매 입자에 흡착되어 수중분산을 촉진 및 안정화시키는 기능을 구비하는 것으로, 인산 또는 인산염을 사용하며, 이와 같은 음이온성 분산제는 실리카 바인더의 축합을 촉진 및 초기 친수성을 보충한다. 상기 음이온성 분산제는 5wt% 미만시에는 초기 친수성을 확보하기 곤란하고, 70wt% 초과시에는 여분의 인산이 용출되어 외관을 손상시키게 된다.

상기 스멕타이트는 알칼리 규산염과의 반응에 의해 도막경도를 향상시키는 양이온성 점토광물로, 결정중에 존재하는 Al, Mg, Fe 등의 금속과 알칼리 규산염과 화학반응에 의한 반응생성물의 영향으로 도막경도를 향상시키게 된다.

또한, 본 발명은 레벨링 향상 및 동결방지를 위하여, 에틸렌 글리콜, 모노메틸 에테르, 2-프로파놀(propanol) 중 선택된 하나의 액체알콜 5∼20wt%를 더 포함한다.

상기 블록지지층(10)은 하천 수변부(200) 또는 수층부(200)에 설치되는 식생 호안블록의 형상으로, 투수성을 구비하는 것이 바람직하며, 이와 같이 투수성을 구비한 블록지지층은 다공성에 의해 수질여과기능을 구비하고 있어, 오염된 물의 정화하는 기능을 구비하게 된다.

상기 블록지지층(10)은 시멘트계 결합재와 공극형성재가 2 : 0.5∼1 의 중량비로 혼합하여 예비공극재 100wt%를 형성하고, 상기 예비공극재의 성형건조에 의해 형성되며, 상기와 같이 형성된 예비공극재의 성형건조에 의해 형성되며, 이와 같이 성형된 식생호안블록은 연속기공을 구비하게 된다.

상기 시멘트계 결합재는 시멘트 40∼50wt%에 나머지 물로 이루어진 슬러리 상태이고, 상기 공극형성재는 물 0.2∼20wt%, 양이온성 또는 음이온성 계면활성제 80∼98.8wt%로 이루어진 예비공극형성재내로 0.5~100scfm(standard cubic feet per min)으로 공기를 공급하여 거품형태를 구비하도록 형성한다.

또한 상기 시멘트계 결합재는 버텀애쉬(bottom ash) 2∼20wt% 더 포함하며, 이와 같은 버텀애쉬는 식생 호안블록의 수질정화 기능 및 강도증진 기능을 향상시킨다.

이때, 상기 양이온 계면활성제는 소듐 메틸렌 비스-나프탈렌 술포네이트(Sodium Methylene Bis-Naphthalene Sulfonate)를 첨가하며, 아래의 [표1]과 같은 특성을 구비한다.

[표1]

상기와 같이 이루어지는 식생 호안블록은 시멘트계 결합재에 공극형성재를 주입한 후 약 30초∼15분 정도 믹싱하여 형성한 예비공극재를 소정형상으로 성형건조한 후 이를 설치하여 형성한다. 이와 같이 성형된 식생 호안블록은 압축강도(재령28일) 150∼180㎏_f/㎠을 구비한다.

또한, 상기 블록지지층(10)은 콘크리트 또는 황토를 함유하는 성분에 의해 성형될 수 있다. 즉, 황토, 장석, 팽창성 운모족 점토광물, 전기석, 활석 및 섬유보강재를 소정의 배합비로 섞어 건비빔하고, 이에 기포제, 고화제 및 물을 믹서에 투입하여 5분정도 혼합한 후, 이를 성형틀에 넣어 성형 및 양생할 수 있다.

즉, 상기와 같은 블록지지층은 황토 또는 시멘트 100 중량부, 기포제 3~5 중량부, 고화제 2~10 중량부, 장석 10~30중량부, 팽창성 운모족 점토광물 5~30중량부, 폴리에스테르 단섬유 또는 아세틸 셀룰로오스 섬유 5~15중량부, 전기석 5~30 중량부, 활석 5~30 중량부, 활성탄 2~10 중량부 및, 물 30~200 중량부를 포함하여 성형한다.

상기와 같이, 성형된 본 발명의 블록지지층은 압축강도(재령28일) 150∼300㎏_f/㎠을 구비하고, 5~20㎛의 원적외선 파장범위에서 방사율(95.5%), 방사에너지 3.98×10² w/㎡㎛ 을 구비하므로, 광촉매 코팅층과 함께, 흐르는 물을 효율적으로 자연정화할 수 있다.

또한, 상기 블록지지층(10)은 세피올라이트 또는 팽창 퍼라이트 5~30 중량부를 더 첨가하여 배합 성형할 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 이루어진 블록지지층에 한정되는 것은 아니며, 투수성 및 비투수성을 구비하는 블록지지층 및, 기성형된 식생 호안블록을 모두 포함할 수 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 광촉매 코팅층을 구비한 식생 호안블록(100)은 도 3 에 도시된 바와 같이, 하천의 수변부(200) 즉, 물 수위 근처에 위치하는 법면 또는 수면위에 위치하는 법면 등에 설치되어 광촉매 및 다공성에 의한 수질정화 및 오염물 분해능을 구비하게 되며, 이와 같은 작용에 의해 하천경관을 수려하게 유지시킬 수 있다. 이때, 수층부는 일반적인 호안블록(400)을 설치할 수 있다.

또한, 본 발명은 도 4 에 도시된 바와 같이, 광촉매 코팅층을 구비한 식생 호안블록(100)을 하천의 수변부(200) 및 수층부(300) 전체에 대하여 설치할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 블록지지층 (20) : 광촉매 코팅층
(100) : 식생 호안블록 (200) : 수변부
(300) : 수층부 (400) : 호안블록

Claims

블록지지층과, 상기 블록지지층 표면에 도포형성된 광촉매 코팅층으로 이루어지되,
상기 광촉매 코팅층은 금속산화물 10∼50wt%, 알칼리 금속규산염 5∼30wt%, 실리카 미립자 20∼50wt%, 음이온성 분산제 5∼50wt%, 스멕타이트 2∼15wt%을 포함하는 광촉매 코팅액에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.
청구항 1 에 있어서;
상기 금속산화물은 아나타제형 산화티탄 또는 산화아연으로, 평균결정입경 1㎚∼20㎚를 구비하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.
청구항 1 에 있어서;
상기 알칼리 금속규산염은 테트라 에톡시 실란(tetra ethoxy silane), 테트라 메톡시 실란(tetra methoxy silane), 테트라 부토톡시 실란(tetra butoxy silane) 중 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.
청구항 1 에 있어서;
상기 음이온성 분산제는 인산 또는 인산염인 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.
청구항 1 에 있어서;
상기 블록지지층은 시멘트계 결합재와 공극형성재가 2 : 0.5∼1 의 중량비로 혼합하여 예비공극재 100wt%를 형성하고, 상기 예비공극재의 성형건조에 의해 형성되며,
상기 시멘트계 결합재는 시멘트 40∼50wt%에 나머지 물로 이루어진 슬러리 상태이고,
상기 공극형성재는 물 0.2∼20wt%, 양이온성 또는 음이온성 계면활성제 80∼98.8wt%로 이루어진 예비공극형성재내로 0.5~100scfm(standard cubic feet per min)으로 공기를 공급하여 형성한 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.
청구항 5 에 있어서;
상기 시멘트계 결합재는 버텀애쉬(bottom ash) 2∼20wt% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.
청구항 1 에 있어서;
상기 블록지지층은 황토 또는 시멘트 100 중량부, 기포제 3~5 중량부, 고화제 2~10 중량부, 장석 10~30중량부, 팽창성 운모족 점토광물 5~30중량부, 폴리에스테르 단섬유 또는 아세틸 셀룰로오스 섬유 5~15중량부, 전기석 5~30 중량부, 활석 5~30 중량부, 활성탄 2~10 중량부 및, 물 30~200 중량부를 포함하여 성형된 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.
청구항 7 에 있어서;
상기 블록지지층은 세피올라이트 또는 팽창 퍼라이트 5~30 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매 코팅층을 구비하는 식생 호안블록.