KR102272391B1 - 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 이의 제조방법 - Google Patents

공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기층, 상기 기층 일면에 형성된 표층, 상기 표층 위에 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 기층은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 포함하고, 상기 표층은 시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토를 포함하고, 상기 코팅층은 실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말 및 용제를 포함하며, 상기 표층은 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 그의 제조방법을 제공한다.

Description

공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 이의 제조방법{THERMAL INSULATIING BLOCK HAVING AIR CLEANING FUNCTION AND PREPARING METHOD THEREOF}
본 발명은 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기층, 상기 기층 일면에 형성된 표층, 상기 표층 위에 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 기층은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 포함하고, 상기 표층은 시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토를 포함하고, 상기 코팅층은 실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말 및 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 그의 제조방법을 제공한다.
건설산업에 있어서 콘크리트 등의 건설재료는 경제성, 강도, 내구성 등을 만족하고 있으나, 제조단계에서부터 많은 에너지 소비 및 CO2 등의 유해물질을 배출함으로써 환경에 악영향을 주고 있다. 이와 더불어 오늘날 경제성장과 인구의 도시집중에 의한 과밀화로 인해, 도시내의 대기환경은 갈수록 악화되고 있다.
모든 국가는 민간시설, 상업시설 및 군사시설 등에서 배출되는 오염 물질의 처리에 고심을 하고 있는데 이들에는 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2), 질소 산화물(NOx) 및 여러 용매들을 비롯하여 유기 화합물질(VOC), 염화 유기물 등이 있다. 이들 중에서도 특히, 생활수준의 향상으로 자동차 보유량의 증가로 발생하는 자동차 배기가스에 의한 질소산화물 오염은 심각한 상태에 있다. 대기 중에 배출되는 오염물질 중 약 30%를 차지하고 있는 질소 산화물은 대도시나 공장지대의 공해를 야기 시키는 가스성분으로 잘 알려져 있다.
광촉매는 환경 친화적인 측면이 강조되면서 대기 정화, 폐수처리, 방오성 건축자재, 암치료 등과 같이 다양한 분야로 용도를 개발하기 위한 연구 개발이 선진국을 중심으로 한창 진행되고 있다. 또한 광촉매 반응촉진을 위한 가시광에 대한 연구와 효과를 실증하는 가이드라인 제시 움직임도 활발하여, 향후 응용분야와 시장이 크게 확대 될 것으로 보인다. 실제 일본의 유명 연구소들은 2005년에 광촉매재료 시장이 약 100억엔, 관련제품은 약 1조 1천억엔까지 성장할 것으로 예측하고 있다.
현재 국내에서는 광촉매를 건축재료에 적용하기 위한 연구로서 광촉매 도료, 광촉매 인터로킹 블록, 광촉매 투수 콘크리트, 도로 차음벽 등에 광촉매를 적용하여 대기 오염물질의 정화 및 방오성능 등 광촉매의 다양한 기능들을 건축 재료에 실제로 적용하는 연구들이 진행되고 있다.
본 발명은 광촉매작용을 이용하여 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록을 제공는 것으로 본 발명의 차열 블록을 생활환경 전반에 걸쳐 적용할 경우 생활전반에 대한 삶의 쾌적성 및 환경의 개선을 실현할 수 있고 도시공간 거주자의 건강을 향상시킬 수 있으며 공기환경오염 방지 및 개선을 위해 소요되는 설비를 절약할 수 있을 것으로 예상된다.
대한민국 등록특허 제10-0747054호
본 발명의 목적은 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기층, 상기 기층 일면에 형성된 표층, 상기 표층 위에 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 기층은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 포함하고, 상기 표층은 시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토를 포함하고, 상기 코팅층은 실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말, 용제를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 표층은 시멘트 100 중량부에 대하여, 백색골재 300 ~ 500 중량부, 흑색골재 50 ~ 150 중량부, 알루미나 미분말 3 ~ 10 중량부, 광촉매 분발 2 ~ 10 중량부, 제올라이트 5 ~ 30 중량부 및 규조토 5 ~ 30 중량부를 포함하고, 상기 코팅층은 코팅액 총 100 중량부에 대하여, 광촉매 분말 1 ~ 10 중량부, 실리카(silica) 계열 바인더 1 ~ 10 중량부 및 용제 80 ~ 98 중량부를 포함하며, 상기 제올라이트는 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 산화마그네슘이 함침된 것을 특징으로 하고, 상기 표층은 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록을 제공한다.
상기 표층이 포함하는 상기 차열 섬유는 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 알루미나 미분말은 수산화알루미늄(aluminum hydroxide)이고, 상기 광촉매 분말은 이산화티탄(TiO2) 분말이고, 상기 용제는 물, 에탄올, 에틸셀로솔브(Ethyl Cellosolve) 및 에틸아세테이트의 혼합물이다.
본 발명의 또 다른 실시 예는, 시멘트, 굵은 골재, 잔골재 및 물을 혼합하고 이를 성형틀 안에 투입한 후 압축 다짐하여 기층을 형성하는 단계; 시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토, 물을 혼합하여 상기 기층 위에 적층한 후 압축 다짐하여 표층을 형성하는 단계; 실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말 및 용제를 포함하는 코팅액을 상기 표층 위에 코팅하는 단계를 포함하며, 상기 표층은 시멘트 100 중량부에 대하여, 백색골재 300 ~ 500 중량부, 흑색골재 50 ~ 150 중량부, 알루미나 미분말 3 ~ 10 중량부, 광촉매 분발 2 ~ 10 중량부, 제올라이트 5 ~ 30 중량부 및 규조토 5 ~ 30 중량부를 포함하고, 상기 코팅액은 상기 코팅액 총 100 중량부에 대하여, 광촉매 분말 1 ~ 10 중량부, 실리카(silica) 계열 바인더 1 ~ 10 중량부 및 용제 80 ~ 98 중량부를 포함하며, 상기 제올라이트는 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 산화마그네슘이 함침된 것을 특징으로 하고, 상기 표층은 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 제조방법을 제공한다.
상기 표층 형성 단계 이후에 물을 분사하여 표층을 워싱하는 단계; 및 상기 블록 표층 상면으로 공기를 분사하여 용해된 액상 블록 조성물을 제거하는 블로우 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표층이 포함하는 상기 차열 섬유는 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록은 표층 재료에 포함된 광촉매 소재와 코팅공정에 의해 표층에 코팅된 광촉매 소재의 복합 작용에 의한 공기정화 성능이 극대화된다.
광촉매 효과를 위해서 표층 재료에 광촉매 소재를 포함하여 믹싱하는 기존 공법의 경우 인조화강석 질감 표현을 위한 워싱, 컬링, 쇼팅 등의 2차 표면 가공에 의해 블록 표면의 광촉매 소재가 유실되어 공기정화 기능을 정상적으로 발현하기 어려우므로 2차 가공을 할 수 없으나, 본 발명은 표층의 재료에 일정 비율의 광촉매 소재를 적용하여 제품을 성형한 후 워싱 가공(또는 컬링, 쇼팅) 등의 2차 표면 가공 공정을 진행하고, 액상 광촉매 코팅 공정을 추가하는 경우 블록 표면의 광촉매 코팅층에 의한 공기정화 기능이 효과적으로 발현될 수 있으며, 블록 표면이 마모되는 경우에도 표층 재료에 포함된 광촉매 소재와 코팅 공정시 흡수된 광촉매 소재의 작용에 의해 공기정화 기능을 유지할 수 있다. 이 경우 공기정화 기능을 가지면서 표면 질감은 인조화강석 블록의 질감을 유지할 수 있는 장점이 있고, 열반사율을 높일 수 있는 소재(알루미나, TiO2) 사용과 워싱공정, 광촉매 코팅공정을 통한 차열 성능 구현이 가능하다.
또한 다공성 물질인 제올라이트 및 규조토를 통하여 악취 제거 효과를 발휘할 수 있으며, 제올라이트와 규조토는 알루미나 미분말과 함께 차열성을 향상시켜 태양에너지로부터 차가운 표면을 유지하고, 이와 더블어 보수성도 가질 수 있어 열섬방지 효과를 더욱 증가시켜 도심열섬현상을 방지하고 나아가 냉각 전력 수요를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록에서 상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 우수하여 차열 성능 구현이 가능하다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록에서 상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 보다 우수하여 차열 블록의 우수한 성능 구현이 가능하다.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 기층, 상기 기층 일면에 형성된 표층, 상기 표층 위에 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 기층은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 포함하고, 상기 표층은 시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토를 포함하고, 상기 코팅층은 실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말 및 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록을 제공한다.
본 발명은 기층, 기층 위에 표층, 표층 위에 코팅층을 형성하는 3층 구조의 블록이다.
상기 기층은 시멘트, 굵은 골재, 잔골재 및 물을 혼합하고 이를 성형틀 안에 투입한 후 압축 다짐하여 제조하며, 구체적으로 상기 기층은 시멘트 100 중량부에 대하여, 잔골재 250 ~ 500 중량부, 굵은 골재 100 ~ 250 중량부 및 물 15 ~ 30 중량부를 포함할 수 있다.
이때 시멘트는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으며, 구체적으로 포틀랜드 시멘트, 조강시멘트 및 백시멘트, 고로 시멘트 등이 사용될 수 있다. 상기 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 중용열 포틀랜드시멘트, 조강 포틀랜드시멘트 등을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서 사용하는 골재는 잔골재와 굵은 골재로 구분되며, 입경이 5mm 이하인 것을 잔골재라 하고 입경이 5mm 보다 큰 것을 굵은 골재로 구분하며, 시멘트 100 중량부에 대하여, 잔골재 250 ~ 500 중량부, 굵은 골재 100 ~ 250 중량부 함유되는 것이 바람직하다.
구체적으로 상기 잔골재와 굵은골재는 1.2mm ~ 5mm 입자크기의 것과 8 ~ 10mm 입자크기의 것을 사용함이 바람직하며, 이를 통해 내부 공극을 형성하면서도 조밀성을 크게 높여 쉽게 깨지지 않을 강도를 형성할 수 있다. 상기 시멘트는 혼합구성물 내에서 재료들간의 결합반응을 촉진하는 촉매기능 및 접착기능을 담당하게 되는 것으로서, 초기 강도의 형성에 기여함과 아울러 장기간에 걸쳐 강도를 증진시키는 작용을 하게 된다.
상기 골재는 블록의 강도를 유지할 수 있는 것이면 특별히 한정하지는 않으며, 구체적으로 모래, 쇄사, 석분 및 고로 미분말로 이루어진 군에서 선택된 것을 사용할 수 있다.
상기 물은 본체용 조성물을 혼합하는 역할을 하며, 시멘트 100 중량부에 대하여 15 내지 30 중량부로 함유된다. 이때 물의 함유량이 15 중량부 미만이면 시멘트의 수화반응을 촉진하기 위한 물의 양이 적어 강도를 발현하기 어렵고, 30 중량부를 초과하는 경우에는 물의 양의 과다로 측면 배부름 현상이 발생되는 문제가 발생된다.
상기 기층은 보도용 블록의 경우 50 ~ 54mm의 두께로 제조될 수 있으며, 차도용 블록의 경우 70 ~ 74mm의 두께로 제조될 수 있다.
상기 표층은 시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토를 혼합하여, 상기 제조된 기층 위에 적층한 후 압축 다짐하여 형성된다.
상기 표층은 시멘트 100 중량부에 대하여, 백색골재 300 ~ 500 중량부, 흑색골재 50 ~ 150 중량부, 알루미나 미분말 3 ~ 10 중량부, 광촉매 분발 2 ~ 10 중량부, 제올라이트 5 ~ 30 중량부 및 규조토 5 ~ 30 중량부 및 물 15 ~ 30 중량부를 포함할 수 있다.
백색골재는 천연산의 회색 또는 백색 골재를 포함한 유색의 골재를 의미하는 것으로, 입경이 0.1 ~ 3.5㎜인 것을 사용하고, 시멘트 100 중량부에 대하여 함유량이 300 중량부 미만이면 상대적으로 고가의 시멘트의 중량 비율이 높아져 원가가 상승하며, 몰탈의 점성이 높아져서 작업성이 떨어질수 있고 500 중량부를 초과하는 경우에는 상대적으로 시멘트의 중량비율이 낮아져 강도가 저하될 수 있다.
흑색골재는 천연산의 흑색 골재를 포함한 유색의 골재를 의미하는 것으로, 입경이 0.1 ~ 3.5㎜인 것을 사용하고, 시멘트 100 중량부에 대하여 함유량이 50 중량부 미만이면 상대적으로 고가의 시멘트의 중량 비율이 높아져 원가가 상승하며, 몰탈의 점성이 높아져서 작업성이 떨어질수 있고 150 중량부를 초과하는 경우에는 상대적으로 시멘트의 중량비율이 낮아져 강도가 저하될 수 있다.
상기 알루미나 미분말은 알루미늄이소프록폭사이드, 수산화알루미늄, 알루미늄아세테이트, 알루미나트리하이드레이트 및 알루미늄클로라이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 수산화알루미늄이다.
상기 알루미나 미분말은 블록 표면의 고반사성을 부여하여 차열 특성을 구현하기 위한 것으로 시멘트 100 중량부에 대하여 3 ~ 10 중량부로 혼합되고 3 중량부 미만이면 상대적으로 고반사 재료의 사용 중량이 낮아져 고반사율이 저하되게 되며, 10 중량부를 초과할 경우 결합재의 역할을 하는 시멘트의 중량 비율이 낮아져 강도가 저하될 수 있다.
광촉매 분말로는 이산화티탄의 분말을 사용할 수 있는데, 더욱 구체적으로는 입자 크기 0.1~1.0㎛, 비표면적 140cm2/g 이상, 밀도 3.0~4.5g/cm3, pH 6~8.5이며, 아나타제(Anatase)의 결정상을 갖는 분말을 사용함이 바람직하다.
상기 이산화티타늄은 광촉매 재료에 요구되는 여러 가지 조건을 만족시키는 물질로써, 자원 재료적인 측면에서 매장량이 풍부할 뿐만 아니라 친환경적인 소재로써 화학적으로나 생물학적으로 매우 안정된 특성을 갖는다. 상기 이산화티타늄 분말은 촉매물질 표면에 일정 수준 이상의 에너지를 가지는 자외선을 쪼이면 입자 표면에 전자의 전이가 발생하고, 이로 인해 정공이 생성된다. 이렇게 생성된 정공은 공기의 산소나 물과 반응해 강한 산화력의 화합물을 형성해 촉매물질 표면의 세균을 살균하고, 유해물질을 제어한다. 상기 광촉매 분말은 시멘트 100 중량부에 대하여 2 ~ 10 중량부로 혼합되고 2 중량부 미만이면 제 기능을 발휘하기에 역부족이며, 10 중량부를 초과할 경우 결합재의 역할을 하는 시멘트의 중량 비율이 낮아져 강도가 저하될 수 있으며, 고가인 광촉매 소재 비율이 높아져 경제성의 측면에서 상용화가 어려워질 수 있다.
본 발명에서 혼화재는 제올라이트와 규조토를 혼합하여 사용한다.
상기 제올라이트는 무수한 다공질 조직을 갖는 것으로서, 양이온교환능력(CEC; Cation exchage capacity)이 높은 특성이 있기 때문에 질소 및 중금속과 같은 양이온의 흡착능력이 우수하고 이러한 양이온 교환능력으로 혼합구성물 내에서 미반응의 이온이 남지 않고 완전 반응하도록 작용하여 백화현상 발생을 방지하여 주며, 질소 및 중금속의 제거 목적이나 담체로 사용할 수 있으며, 또한 유해물질의 흡착과 악취 제거로 공기나 수질을 정화시켜주는 특성을 발휘할 수 있다.
상기 제올라이트는 시멘트 100 중량부에 대하여 5 ~ 30 중량부로 혼합되고 5 중량부 미만이면 제 기능을 발휘하기에 역부족이며, 30 중량부를 초과할 경우 결합재의 역할을 하는 시멘트의 중량 비율이 낮아져 강도가 저하될 수 있다.
또한 상기 제올라이트는 다공성 광물질로 내부에 금속스테아린산, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 산화마그네슘이 함침될 수 있으며, 이 경우 제올라이트의 악취제거 효과는 더 상승하게 된다.
상기 금속스테아린산은 암모니아 및 아민류뿐만 아니라 황산 수소염, 메르캅탄 등의 악취에 대해 우수한 탈취 효과를 나타낸다. 금속스테아린산에 포함된 금속이온은 악취원인 물질과 이온결합하여 착이온을 형성하는 것이면 어느 것이라도 좋으나, 본 발명에서는 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate)을 사용한다.
탄산수소나트륨(NaHCO3)은 약알칼리성 물질로서 가장 많이 사용되는 탈취제 중 하나이며, 악취 분자를 중화시켜 휘발성 물질이나 중독성 화합물을 효과적으로 제거할 수 있으며 휘발성 유기산과 반응함으로써 악취를 제거할 수 있다.
상기 산화마그네슘은 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate) 및 탄산수소나트륨(NaHCO3)의 기능을 보조하며, 상호 간 상승 작용으로 인해 탈취 효과를 더욱 극대화 시킬 수 있다.
함짐 방법은 제올라이트 100 중량부에 대하여 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate) 1 ~ 5 중량부, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 1 ~ 5 중량부 및 산화마그네슘 0.1 ~ 1 중량부를 수용액에 혼합한 후, 상온에서 상기 수용액에 상기 합성 제올라이트를 교반 첨가하여 3 내지 24시간 동안 유지함으로써 수행될 수 있다.
상기 규조토는 제올라이트와 함께 포졸란반응을 유도 및 경화조절기능을 발휘할 수 있도록 하며, 다공성의 흡착성능을 가지는 재료로서 광촉매 반응과 차열성능을 증가시키는데 기여할 수 있다. 상기 규조토는 시멘트 100 중량부에 대하여 5 ~ 30 중량부로 혼합되고 5 중량부 미만이면 제 기능을 발휘하기에 역부족이며, 30 중량부를 초과할 경우 결합재의 역할을 하는 시멘트의 중량 비율이 낮아져 강도가 저하될 수 있다.
상기 제올라이트와 규조토는 수분을 쉽게 흡수하는 성질을 가지고 있어 수분의 증발로 열을 발산할 수 있어 블록의 차열성을 향상시킬 수 있다.
상기 물은 본체용 조성물을 혼합하는 역할을 하며, 시멘트 100 중량부에 대하여 15 내지 30 중량부로 함유된다. 이때 물의 함유량이 15 중량부 미만이면 시멘트의 수화반응을 촉진하기 위한 물의 양이 적어 강도를 발현하기 어렵고, 30 중량부를 초과하는 경우에는 물의 양의 과다로 측면 배부름 현상이 발생되는 문제가 발생된다.
상기 표층은 보도용 블록 또는 차도용 블록 제조시 6 ~ 10mm의 두께로 제조될 수 있다.
상기 코팅층은 실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말 및 용제를 포함하며, 구체적으로 상기 코팅층은 코팅액 총 100 중량부에 대하여, 광촉매 분말 1 ~ 10 중량부, 실리카(silica) 계열 바인더 1 ~ 10 중량부 및 용제 80 ~ 98 중량부를 포함할 수 있다.
상기 실리카(silica) 계열 바인더는, 구체적으로 실리카졸이며, 이는 나노입자로 이루어진 이산화규소(SiO2)가 정전기적 전하의 상호작용으로 물에 음이온의 콜로이드 상태로 균일하게 분산된 형태를 통칭한 물질로, 테트라에틸오르토실리케이트(teteraethyl orthosilicate, TEOS)이나 테트라메틸오르토실리케이트(tetramethyl orthosilicate, TMOS) 등의 유기 실리콘 화합물을 출발 물질로하여 이를 부분 가수 분해 또는 완전 가수 분해시킨 졸(sol) 형태이며, 일반적인 광촉매 코팅액에서는 이를 바인더로 많이 사용한다.
상기 실리카(silica) 계열 바인더는 코팅액 총 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부 첨가되는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만으로 첨가되는 경우 코팅층의 점성이 떨어져서 상기 표층에 제대로 접착될 수 없으며, 10 중량부를 초과할 경우 점성이 높아져 코팅층의 강도가 높아질 수 있으나 내수성이 약해질 수 있고, 또한 코팅층에 혼합되는 광촉매 분말이 고루 섞이지 않아 제품의 품질이 균일하게 생산되지 않는 문제가 있다.
상기 광촉매 분말은 위에서 언급한 이산화티탄의 분말로 코팅액 총 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부 첨가되는 것이 바람직하며, 이산화티탄(TiO2)의 함량이 상기 범위보다 높을 경우에는 광활성이 우수하여 질소 산화물 분해작용이 우수하나 표면이 하얗게 되거나 열화시킬 수 있고 원가를 상승시켜 경제성의 측면에 있어서 상용화가 어려울 수 있으며, 반대로 상기 범위보다 낮을 경우에는 광활성이 부족하여 원하는 질소 산화물 분해 특성을 발휘할 수 없다.
용제로서는, 물 및/또는 유기용제가 바람직하다. 유기용제로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, 이소부탄올, 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜 등의 알콜류; 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필케톤, 메틸 부틸 케톤 및 디프로필 케톤 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소프로필, 아세트산부틸, 아세트산아밀 및 낙산에틸 등의 에스테르류; n-헥산, 시클로헥산 및 헵탄 등의 탄화수소류; 케로신, 화이트스피리트, 미네랄스피리트 및 납사 등의 석유류; 디에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 디에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 올리고에틸렌 글리콜 알킬 에테르, 디프로필렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르, 디프로필렌 글리콜 알킬 에테르 및 올리고프로필렌 글리콜 알킬 에테르 등의 글리콜 용매; 및 글리세린 등이 있다.
본 발명에서는 에탄올과 물을 주용제로 하여 에틸셀로솔브 및 에틸아세테이트를 혼합하여 사용한다. 상기 용재는 코팅액 총 100 중량부에 대하여 80 ~ 98 중량부를 사용하고, 구체적으로 에탄올과 물은 코팅액 총 100 중량부에 대하여 각각 20 ~ 60 중량부, 에틸셀로솔브 및 에틸아세테이트는 코팅액 총 100 중량부에 각각 1 ~ 5 중량부가 첨가되며, 에틸셀로솔브와 에틸아세테이트는 1:1의 중량비로 혼합된다.
에틸아세테이트 및 에틸셀로솔브를 첨가하게 되면 혼합 용매가 코팅면에 침투하는 특성이 더 강화되어서 코팅층과 코팅면과의 부착력이 더 개선되며 에틸아세테이트 및 에틸셀로솔브의 함량이 1 중량부 미만이면 첨가의 효과가 거의 없고, 5 중량부 초과이면 기재 표면에 용매의 침투의 정도가 너무 커서 바람직하지 않다.
상기 코팅층은 사용량을 기준으로 하여 1리터의 코팅액으로 10 ~ 20 제곱미터의 블록 면적을 코팅할 수 있다. 이 경우 코팅층의 두께는 2 ~ 15 um로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 표층은 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함한다.
상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 우수하여 차열 성능 구현이 가능하다.
상기 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유는 내열 성능이 우수한 섬유로서, 상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 우수하여 차열 성능 구현이 가능하다.
상기 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 표층 전체 대비 3.0 내지 10.0 vol%로 포함될 수 있다.
상기 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유의 함량이 표층 전체 대비 3.0 vol% 미만의 경우에는 열 차단 효과가 미비할 수 있으며, 10.0 vol% 초과의 경우에는 재료비로 인한 경제성이 떨어질 수 있으며, 과다한 함량으로 접착 강도가 저하될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록에서 상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 보다 우수하여 차열 블록의 우수한 성능 구현이 가능하다.
폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유는 내열 성능이 우수한 섬유로서, 본 발명의 일 실시형태에서는 상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 보다 우수하여 차열 블록의 우수한 성능 구현이 가능하다.
상기 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유의 혼합 섬유 제조는 일반적인 방법에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들어 상기 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유를 롤러 등에 통과시키면서 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유의 혼합 섬유는 1:1 내지 1:2 비율로 혼합된 형태일 수 있으며, 상기 혼합 섬유는 표층 전체 대비 3.0 내지 6.0 vol%로 포함될 수 있다.
상기 혼합 섬유의 함량이 표층 전체 대비 3.0 vol% 미만의 경우에는 열 차단 효과가 미비할 수 있으며, 10.0 vol% 초과의 경우에는 재료비로 인한 경제성이 떨어질 수 있으며, 과다한 함량으로 접착 강도가 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록은 상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 우수하여 차열 성능 구현이 가능하다.
특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록은 상기 표층이 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유를 더 포함함으로써, 열 차단 효과가 보다 우수하여 차열 블록의 우수한 성능 구현이 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시 예는, 시멘트, 굵은 골재, 잔골재 및 물을 혼합하고 이를 성형틀 안에 투입한 후 압축 다짐하여 기층을 형성하는 단계;
시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토, 물을 혼합하여 상기 기층 위에 적층한 후 압축 다짐하여 표층을 형성하는 단계;
실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말 및 용제를 포함하는 코팅액을 상기 표층 위에 코팅하는 단계를 포함하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 제조방법을 제공한다.
상기 표층 형성 단계 이후에는 상기 표층 형성 단계 이후에 물을 분사하여 표층을 워싱하는 단계; 및 상기 블록 표층 상면으로 공기를 분사하여 용해된 액상 블록 조성물을 제거하는 블로우 단계가 더 포함될 수 있는데, 상기 성형된 블록 상면에 물을 분사하여 표면의 블록조성물을 용해하여 인조화강석의 질감을 표현할 수 있다.
상기 워싱 단계는 블록 표층에 대응하게 배치되는 복수의 노즐을 통하여 물이 분사되는바, 이때 노즐은 블록 표층에 물이 전체적으로 분사되도록 블록의 길이 및 폭방향으로 배치되거나, 블록이 컨베이어를 타고 이송되면서 물이 분사되도록 블록의 이송방향과 직교하는 방향으로 노즐이 직렬배치된다. 이처럼 블록이 성형 후 양생되기 전에(예컨대, 시멘트가 경화되기 전) 물이 분사되는 공정을 거쳐야 블록 표면의 시멘트 층이 세척되면서 인조화강석의 질감을 가질 수 있다.
상기 워싱 단계 이후에는 블로우 단계가 추가될 수 있는데 상기 블로우 공정은 블록 표층 상면으로 공기를 분사하여 용해된 액상 블록 조성물을 제거한다. 상기 블로우 단계는 팬 또는 공기압축기를 통하여 통급되는 공기를 노즐을 통하여 블록 표층으로 분사하는바, 이때 블록이 고정된 상태에서 노즐이 이송되도록 설비를 구축하는 경우 노즐이 이송방향으로 소정의 경사각을 형성하고, 또한 노즐이 고정되고 블록이 컨베이어를 타고 이송되도록 설비를 구축하는 경우 블록의 이송 방향과 반대방향으로 공기가 경사각으로 분사되도록 설계된다. 상기 블로우 단계에서 블록 표면에 잔류하는 물이 함께 제거됨에 따라 건조시간이 단축되고, 또는 액상으로 잔류하는 블록 조성물에 의한 블록 표면의 오염 및 변색이 방지되는 효과가 있다.
그러나 상기 워싱 단계 및 블로우 단계를 거치는 경우 표층에 포함된 광촉매 소재가 상당부분 유실되어 공기정화 기능을 정상적으로 발현하기 어려우므로 워싱 단계 및 블로우 단계 이후에 광촉매 분말을 포함하는 상기 코팅층을 형성하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.
그 외, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록의 상술한 설명과 중복되는 부분은 여기서 생략하도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따라 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
<실시예 1>
기층 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여, 잔골재 300 중량부, 굵은 골재 200 중량부 및 물 25 중량부를 혼합하여 형성한다.
표층 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여, 백색골재 400 중량부, 흑색골재 120 중량부, 수산화알루미늄 분말 5 중량부, 이산화티탄(TiO2) 분말 3 중량부, 제올라이트 20 중량부, 규조토 20 중량부, 물 20 중량부 및 상기 표층 조성물 100 vol%에 대하여 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유 5 vol%를 혼합하여 형성한다.
상기 기층 조성물을 혼합한 후에 성형틀 안에 투입하여 70mm의 두께로 압축 다짐한 후, 상기 기층 위에 상기 혼합된 표층 조성물을 투입하고 표층의 두께가 10mm가 되도록 압축 다짐하여 블록을 제조하였다. 이후 제조된 블록을 워싱 및 블로우 공정을 수행하였다.
<실시예 2>
상기 제조된 블록의 표층 위에 광촉매 코팅층을 형성하였다. 상기 광촉매 코팅층 조성물은 실리카(SiO2) 졸 8 중량부, 이산화티탄(TiO2) 분말 8 중량부, 에틸셀로솔브 2 중량부, 에틸아세테이트 2 중량부, 95% 에탄올 40 중량부와 물 40 중량부를 혼합하여 제조하고, 상기 제조된 광촉매 코팅층 조성물을 상기 표층 위에 코팅하고 상온에서 건조한 후 냉각시켜 5 um의 코팅층을 형성하였다.
<실시예 3>
기층 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여, 잔골재 300 중량부, 굵은 골재 200 중량부 및 물 25 중량부를 혼합하여 형성한다.
표층 조성물은 시멘트 100 중량부에 대하여, 백색골재 400 중량부, 흑색골재 120 중량부, 수산화알루미늄 분말 8 중량부, 이산화티탄(TiO2) 분말 8 중량부, 제올라이트 20 중량부, 규조토 20 중량부, 물 22 중량부 및 상기 표층 조성물 100 vol%에 대하여 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유를 1:1 비율로 혼합한 혼합 섬유 5 vol%를 혼합하여 형성한다.
상기 기층 조성물을 혼합한 후에 성형틀 안에 투입하여 70mm의 두께로 압축 다짐한 후, 상기 기층 위에 상기 혼합된 표층 조성물을 투입하고 표층의 두께가 10mm가 되도록 압축 다짐하여 블록을 제조하였다. 이후 제조된 블록을 워싱 및 블로우 공정을 수행하였다.
본 실시예 3에서 사용된 제올라이트 재료는 제올라이트 총 중량 대비 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate) 3 중량부, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 3 중량부 및 산화마그네슘 0.1 중량부를 수용액에 혼합한 후, 상온에서 상기 수용액에 상기 합성 제올라이트를 교반 첨가하여 3 내지 24시간 동안 유지하였다. 이 경우, 합성 제올라이트를 각각의 수용액으로 공침할 수 있고, 또는 순차적으로 첨가하여 별도로 함침할 수 있다.
<실시예 4>
상기 실시예 3에서 제조된 블록에 실시예 2와 동일한 방법으로 표층 위에 광촉매 코팅층을 형성하였다.
<비교예>
일반 블록의 표면에 상기 실시예 2와 동일하게 코팅층을 형성하였다.
<실험예 1> 질소산화물(NOx)의 제거율 평가
상기 제조한 블록에 대하여 KS F ISO 22197-1의 시험방법에 따라 질소산화물(NOx)의 제거 성능을 평가하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
질소산화물(NOx)
제거율(%)		 15% 24% 17% 42% 8%
상기 표 1을 참조하면, 실시예 4의 제조방법에 의하여 제조된 블록의 질소산화물 제거율이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 실시예 2의 경우 실시예 1에 비하여 높은 질소 산화물 제거 효과를 확인할 수 있었는데, 이는 광촉매 코팅층이 부가되어 블록의 질소산화물 제거 효과가 향상된 것으로 생각된다.
실시예 3에서 볼 때 광촉매 분말의 비율이 높아짐에 따라 질소산화물 제거 효과가 높아지는 것을 확인할 수 있으며, 또한 제올라이트에 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 산화마그네슘을 함침시킨 경우 질소산화물 제거 효과가 조금 더 상승하는 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 2> 탈취성능 평가
상기 제조한 블록을 반응기에 넣고 밀봉한 후, 시험가스의 초기농도를 50μmol/mol으로 주입하고, 시험가스의 농도를 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분에서 측정하여 그 변화를 측정하여 [표 2]에 표시하였다. 시험가스의 농도는 KS I 2218:2009에 의해 측정하였다.
단위
(μmol/mol)		 암모니아(NH3) 황화수소 (H2S)
0분 30분 60분 90분 120분 0분 30분 60분 90분 120분
실시예 1 50 20 18 18 17 50 22 19 19 18
실시예 2 50 10 10 9 9 50 11 10 10 10
실시예 3 50 0 0 0 0 50 0 0 0 0
실시예 4 50 0 0 0 0 50 0 0 0 0
비교예 50 43 42 42 42 50 43 42 41 41
상기 탈취 성능 평가 결과를 참고하면 실시예 3 및 실시예 4에서 30분이 경과한 후에 암모니아(NH3) 및 황화수소(H2S) 가스를 100% 제거하는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1과 실시예 2의 블록의 표층에도 제올라이트가 첨가되어 있어 탈취효과가 어느 정도 나타나는 것을 확인할 수 있으나, 실시예 3 및 실시예 4의 탈취 효과보다는 효과가 적은 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 3> 차열 성능 평가
상기 제조한 블록에 대하여 차열 성능을 평가하였다. 상기 제조한 블록에 대한 차열 성능은 각 블록의 하부를 약 80 ℃로 가열한 상태에서 각 블록의 상부 표면의 온도를 측정함으로써 수행되었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
차열 성능(%) 15% 16% 25% 26% 8%
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 4의 제조방법에 의하여 제조된 블록의 차열 성능이 비교예에 비하여 우수한 것을 알 수 있다. 특히, 상기 표층이 표층 조성물 100 vol%에 대하여 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유를 1:1 비율로 혼합한 혼합 섬유 5 vol%를 포함하는 실시예 3 및 4의 경우 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유만을 포함하는 실시예 1 및 2에 비하여 더 높은 차열 성능을 보여 열 차단 효과가 보다 우수하여 차열 블록의 우수한 성능 구현이 가능함을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 기층, 상기 기층 일면에 형성된 표층, 상기 표층 위에 형성된 코팅층을 포함하고,
    상기 기층은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 포함하고,
    상기 표층은 시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토를 포함하고,
    상기 코팅층은 실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말, 용제를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 표층은 시멘트 100 중량부에 대하여, 백색골재 300 ~ 500 중량부, 흑색골재 50 ~ 150 중량부, 알루미나 미분말 3 ~ 10 중량부, 광촉매 분발 2 ~ 10 중량부, 제올라이트 5 ~ 30 중량부 및 규조토 5 ~ 30 중량부를 포함하고,
    상기 코팅층은 코팅액 총 100 중량부에 대하여, 광촉매 분말 1 ~ 10 중량부, 실리카(silica) 계열 바인더 1 ~ 10 중량부 및 용제 80 ~ 98 중량부를 포함하며, 상기 제올라이트는 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 산화마그네슘이 함침된 것을 특징으로 하고,
    상기 표층은 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유를 더 포함하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알루미나 미분말은 수산화알루미늄이고, 상기 광촉매 분말은 이산화티탄(TiO2) 분말이고, 상기 용제는 물, 에탄올, 에틸셀로솔브 및 에틸아세테이트의 혼합물인 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록.
  4. 시멘트, 굵은 골재, 잔골재 및 물을 혼합하고 이를 성형틀 안에 투입한 후 압축 다짐하여 기층을 형성하는 단계;
    시멘트, 백색골재, 흑색골재, 알루미나 미분말, 광촉매 분말, 혼화재로 제올라이트 및 규조토, 물을 혼합하여 상기 기층 위에 적층한 후 압축 다짐하여 표층을 형성하는 단계;
    실리카(silica) 계열 바인더, 광촉매 분말 및 용제를 포함하는 코팅액을 상기 표층 위에 코팅하는 단계를 포함하며,
    상기 표층은 시멘트 100 중량부에 대하여, 백색골재 300 ~ 500 중량부, 흑색골재 50 ~ 150 중량부, 알루미나 미분말 3 ~ 10 중량부, 광촉매 분발 2 ~ 10 중량부, 제올라이트 5 ~ 30 중량부 및 규조토 5 ~ 30 중량부를 포함하고,
    상기 코팅액은 상기 코팅액 총 100 중량부에 대하여, 광촉매 분말 1 ~ 10 중량부, 실리카(silica) 계열 바인더 1 ~ 10 중량부 및 용제 80 ~ 98 중량부를 포함하며, 상기 제올라이트는 스테아린산철(iron(Ⅲ) stearate), 탄산수소나트륨(NaHCO3) 및 산화마그네슘이 함침된 것을 특징으로 하고,
    상기 표층은 차열 섬유로서 Oxi-PAN (Oxidized PolyAcryloNitrile) 섬유와 폴리페닐렌설파이드 (Polyphenylene Sulfide) 섬유가 혼합된 혼합 섬유를 더 포함하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 표층 형성 단계 이후에 물을 분사하여 표층을 워싱하는 단계; 및
    상기 블록 표층 상면으로 공기를 분사하여 용해된 액상 블록 조성물을 제거하는 블로우 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 갖는 차열 블록 제조방법.
  6. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230037123A (ko) * 2021-09-08 2023-03-16 합자회사 동일콘크리트 열섬현상 완화를 위한 차열성 블록

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100747054B1 (ko) 2005-12-15 2007-08-07 (주) 서호건업 광촉매 보도 블록 및 그 제조 방법
KR20170013603A (ko) * 2015-07-28 2017-02-07 신철호 규산염계 무기질 바인더 및 천연 광물질 재료를 적용한 다기능 내부 장식용 친환경 보드 조성물 및 이를 이용한 친환경 보드의 제조 방법
KR101960886B1 (ko) * 2018-11-07 2019-03-21 주식회사 데코페이브 미세먼지 저감 및 대기정화 기능의 고강도 보차도 블록 제조방법
KR102107045B1 (ko) * 2019-07-10 2020-05-06 서곤성 차열조성물, 이를 이용한 친환경 차열블록 및 그 제조 방법
KR102170568B1 (ko) * 2020-05-12 2020-10-27 주식회사 인터코리아산업 분사헤드를 이용한 친환경 보습보도블록의 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100747054B1 (ko) 2005-12-15 2007-08-07 (주) 서호건업 광촉매 보도 블록 및 그 제조 방법
KR20170013603A (ko) * 2015-07-28 2017-02-07 신철호 규산염계 무기질 바인더 및 천연 광물질 재료를 적용한 다기능 내부 장식용 친환경 보드 조성물 및 이를 이용한 친환경 보드의 제조 방법
KR101960886B1 (ko) * 2018-11-07 2019-03-21 주식회사 데코페이브 미세먼지 저감 및 대기정화 기능의 고강도 보차도 블록 제조방법
KR102107045B1 (ko) * 2019-07-10 2020-05-06 서곤성 차열조성물, 이를 이용한 친환경 차열블록 및 그 제조 방법
KR102170568B1 (ko) * 2020-05-12 2020-10-27 주식회사 인터코리아산업 분사헤드를 이용한 친환경 보습보도블록의 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230037123A (ko) * 2021-09-08 2023-03-16 합자회사 동일콘크리트 열섬현상 완화를 위한 차열성 블록
KR102555571B1 (ko) * 2021-09-08 2023-07-19 합자회사 동일콘크리트 열섬현상 완화를 위한 차열성 블록

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