KR102309218B1 - 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 제조 방법 및 이를 통해 생산되는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 - Google Patents

축광성 광촉매 반응기가 적용되는 제조 방법 및 이를 통해 생산되는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법 및 이를 통해 생산되는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 에 관한 것으로, 축광체 분말이 이산화티타늄(TiO₂)으로 코팅된 광촉매용 이산화티타늄/축광체 복합소재를 건축용 내외장 보드에 적용하도록, 축광성 광촉매 코어 비드를 형성하도록 구비되는 비드 형성단계(1000);와 상기 코어 비드에 코팅되는 SiO₂졸을 형성하도록 구비되는 제 1 코팅재 형성단계(2000);와 상기 코어 비드에 코팅되는 TiO₂졸을 형성하도록 구비되는 제 2 코팅재 형성단계(3000); 및 상기 코어 비드를 건축 자재에 적용하여 축광성 광촉매 반응기가 형성되는 건축 자재를 생산하는 보드 처리단계(4000);를 포함하는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법 및 이를 통해 생산되는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 를 제공하려는 것이다.

Description

축광성 광촉매 반응기가 적용되는 제조 방법 및 이를 통해 생산되는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 { CONSTRUCTION BOARD MANUFACTURING METHOD TO WHICH PHOTOLUMINESCENT PHOTOCATALYTIC REACTOR IS APPLIED AND BOARD PRODUCED THROUGH IT }
본 발명은 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법 및 이를 통해 생산되는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축광체 분말이 이산화티타늄(TiO₂)으로 코팅된 광촉매용 이산화티타늄/축광체 복합소재를 건축용 내외장 보드에 적용하도록 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 광촉매란 빛에너지를 흡수하여 화학 반응 속도를 변화시키지만, 자기는 반응 전후에 변하지 않는 물질을 말한다. 이러한, 광촉매를 이용한 기술은 이산화티탄(TiO₂) 등의 세라믹스 반도체에 빛을 조사함에 따라 생성되는 정공이나 전자의 산화ㆍ환원력을 이용하여 환경오염물질을 처리하는 것으로, 확산된 미량의 유해 유기화학물질을 화석연료를 사용하지 않고도 빛 에너지에 의해 분해, 무해화 할 수 있다.
이러한 광촉매 기능이 최근에 공기 청정 분야에서 활발히 적용되고 있는 추세이나 건축물 또는 도로 시설물에 적용되는 사례는 제한적인 실정인데, 일반적으로 도로 시설물이라 함은 신호등, 가로등, 가로등 제어기, 전신주, 신호제어기, 카메라기둥, 버스승차대, 지중유량계, 지중배전함, 육교 및 고가도로 기둥, 지하차도 등을 지칭하는 것으로서, 이러한 시설물들은 보편적으로 사람이 통행하는 인도 및 도로의 중앙 또는 주택가 등에 설치된 상태로 사용되고 있다.
이러한 건축물에 사용되는 보드 또는 패널들은 매연, 먼지, 황사 및 기타 공해물질 등과 같은 오염물질이 도로 시설물의 표면에 부착되어 표면이 오염되는 문제점이 있다. 이러한 오염물질은 빗물에 의하여 쉽게 제거되지 않으며, 이를 제거하기 위한 청소작업은 많은 인력과 시간이 소요되는 문제점이 있다.
따라서 공기 청정기에 적용되는 광촉매 반응기가 건축물에 사용되는 보드 또는 패널들에 적용되는 것이 요구되고 있으나, 광촉매 기능성 물질의 대량 생산과 생산 단가를 경제성이 있는 적정한 수준으로 현실화하고 있지 못하는 실정이다.
또한, 광촉매 반응기가 적절히 동작하도록 야간 또는 우기와 같은 암시야 환경에서도 대응 기술이 필용한 실정인 것이다.
대한민국등록특허공보 제10-0809030호(2008년02월25일 등록) 발명의 명칭 : 도로 시설물용 보드 및 이의 제조방법
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점 내지는 필요성을 해결하기 위한 것으로, 발광 특성을 지닌 축광체 분말에 이산화티타늄을 졸-겔 방법으로 코팅하여 이산화티타늄/축광체 광촉매 반응소재를 대량 제조하는 방법을 제공하고 생산된 이산화티타늄/축광체 광촉매 반응소재를 건축용 내외장 보드에 적용하는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 축광체와 제올라이트를 동일한 중량비로 혼합된 분말 기재에 소디윰 실리카케이트(Sodium silicate) 바인더와 세라믹 볼이 혼합된 혼합기재를 분쇄기에 투입하여, 상기 혼합기재를 상기 분쇄기에서 5 내지 10 시간 분쇄하여 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 분쇄 처리단계(1100)와 상기 제 1 혼합물을 상기 분쇄기에서 배출하여 메쉬를 통해 걸러서 제 2 혼합물을 취득하도록 구비되는 메쉬 처리단계(1200)와 상기 제 2 혼합물을 반죽기에 투입하고 수분을 보충하여 1 내지 3 시간 반죽하여 반죽 형태인 제 3 혼합물을 형성하도록 구비되는 반죽 처리단계(1200)와 상기 제 3 혼합물을 상기 반죽기에서 배출하여 소정 두께의 평판형인 제 4 혼합물을 형성하도록 구비되는 평탄 처리단계(1300)와 상기 제 4 혼합물을 가로 세로로 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 절단 처리단계(1400)와 상기 제 5 혼합물을 구형성기에 투입하여 1 내지 3 시간 비드 형상의 제 6 혼합물을 형성하도록 구비되는 구형 처리단계(1500)와 상기 제 6 혼합물을 상온에서 1 내지 2 시간 건조하여 제 7 혼합물을 형성하는 제 1 건조단계(1600)를 통하여 건축 자재에 동일 입자 형상을 갖는 비드를 효율적으로 생산할 수 있는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 1.5 내지 2.4 : 10 내지 14 : 9 내지 12 : 0.2 내지 0.3 의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.07 내지 0.09의 중량비로 혼합용액에 넣어 25℃내지 38℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 SiO₂졸을 형성하는 SiO₂졸 형성단계(2100)와 상기 SiO₂졸 형성단계에서 형성된 상기 제 1 SiO₂졸을 19 내지 30 시간 에이징하여 제 2 SiO₂졸을 형성하는 에이징 처리단계(2200)를 통하여 SiO₂졸의 부드러움을 유지하고 적정 두께를 갖는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 1.7 내지 2 : 11.5 내지 13.5 : 0.2 내지 0.4: 10 내지 12.5의 중량비율로 혼합하고 19 내지 30℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 TiO₂졸을 형성하는 TiO₂졸 형성단계(3000)와 상기 제 2 SiO₂졸과 상기 제 7 혼합물을 혼합하여 상기 제 7 혼합물에 상기 제 2 SiO₂졸이 코팅되어 제 8 혼합물이 되도록 구비되는 제 1 코팅 처리단계(4100)와 상기 제 8 혼합물을 건조기에서 350℃ 내지 450℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 9 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 1 소성 건조처리단계(4200)와 상기 제 9 혼합물을 상기 제 1 TiO₂졸에 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 제 1 TiO₂졸이 코팅되되어 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되는 제 2 코팅 처리단계(4300)를 통하여 코팅 두께가 균일하여 광촉매 비드의 효율이 높아지는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 제공하려는 것이다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법은 먼저, 축광체와 제올라이트를 동일한 중량비로 혼합된 분말 기재에 소디윰 실리카케이트(Sodium silicate) 바인더와 세라믹 볼이 혼합된 혼합기재를 분쇄기에 투입하여, 상기 혼합기재를 상기 분쇄기에서 5 내지 10 시간 분쇄하여 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 분쇄 처리단계(1100);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 1 혼합물을 상기 분쇄기에서 배출하여 메쉬를 통해 걸러서 제 2 혼합물을 취득하도록 구비되는 메쉬 처리단계(1200);를 포함할 수 있다.
상기 제 2 혼합물을 반죽기에 투입하고 수분을 보충하여 1 내지 3 시간 반죽하여 반죽 형태인 제 3 혼합물을 형성하도록 구비되는 반죽 처리단계(1200);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 3 혼합물을 상기 반죽기에서 배출하여 소정 두께의 평판형인 제 4 혼합물을 형성하도록 구비되는 평탄 처리단계(1300);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 4 혼합물을 가로 세로로 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 절단 처리단계(1400);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 5 혼합물을 구형성기에 투입하여 1 내지 3 시간 비드 형상의 제 6 혼합물을 형성하도록 구비되는 구형 처리단계(1500);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 6 혼합물을 상온에서 1 내지 2 시간 건조하여 제 7 혼합물을 형성하는 제 1 건조단계(1600);를 포함할 수 있다.
여기에, 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 1.5 내지 2.4 : 10 내지 14 : 9 내지 12 : 0.2 내지 0.3 의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.07 내지 0.09의 중량비로 혼합용액에 넣어 25℃내지 38℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 SiO₂졸을 형성하는 SiO₂졸 형성단계(2100);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 SiO₂졸 형성단계에서 형성된 상기 제 1 SiO₂졸을 19 내지 30 시간 에이징하여 제 2 SiO₂졸을 형성하는 에이징 처리단계(2200);를 포함할 수 있다.
여기에, 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 1.7 내지 2 : 11.5 내지 13.5 : 0.2 내지 0.4: 10 내지 12.5의 중량비율로 혼합하고 19 내지 30℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 TiO₂졸을 형성하는 TiO₂졸 형성단계(3000);
여기에, 상기 제 2 SiO₂졸과 상기 제 7 혼합물을 혼합하여 상기 제 7 혼합물에 상기 제 2 SiO₂졸이 코팅되어 제 8 혼합물이 되도록 구비되는 제 1 코팅 처리단계(4100);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 8 혼합물을 건조기에서 350℃ 내지 450℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 9 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 1 소성 건조처리단계(4200);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 9 혼합물을 상기 제 1 TiO₂졸에 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 제 1 TiO₂졸이 코팅되되어 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되는 제 2 코팅 처리단계(4300);를 포함할 수 있다.
여기에, 상기 제 10 혼합물을 건조기에서 400℃ 내지 500℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 11 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 2 소성 건조처리단계(4400);를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 11 혼합물을 건축용 보드의 상부 또는 측면에 상기 제 11 혼합물 입자 상호간의 입자형상을 유지하며 접착, 도포 또는 소성 건조하여 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드를 형성하는 보드 처리단계(4500);를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 2 코팅 처리단계(4300)는, 상기 제 1 TiO₂졸에 흑연탄소질화물(g-C3N4)를 1:1 중량비로 혼합하여 축광 코팅 졸을 형성한 후에, 상기 제 9 혼합물과 상기 축광 코팅 졸을 서로 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 축광 코팅 졸이 코팅되어 상기 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 상기 TiO₂졸 형성단계(3100)는 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 2:13.5:0.3:11.5의 중량비로 혼합하고 20℃에서 1시간 교반하여 상기 제 1 TiO₂졸을 형성하도록 구비되며, 상기 SiO₂졸 형성단계(2100)는 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 2:13.5:11.5:0.3의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.08의 중량비율로 혼합용액에 넣어 30℃에서 1 시간 교반하도록 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 이때, 상기 분쇄 처리단계(1100)는 상기 분쇄기는 볼 밀링 머신으로 구비되고, 상기 볼 밀링 머신로 7 시간 분쇄하여 상기 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 절단 처리단계(1400)는 상기 제 4 혼합물을 가로 길이, 세로 길이 및 높이가 동일하도록 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 상기 구형 처리단계(1500)는 상기 제 5 혼합물을 구형 성형기에 투입하여 2 시간 제환하도록 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 보드 마감단계(4500)는 상기 보드가 유리, 콘크리트, 합성수지, 금속 또는 목재 중 적어도 어느 하나가 선택되도록 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 전술한 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 이용하여 생산되는 가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이에 본 발명은 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 제공하여,
첫째, 발광 특성을 지닌 축광체 분말에 이산화티타늄을 졸-겔 방법으로 코팅하여 이산화티타늄/축광체 광촉매 반응소재를 대량 제조하는 방법을 제공하고 생산된 이산화티타늄/축광체 광촉매 반응소재를 건축용 내외장 보드에 적용하여 접촉 부위가 매연 또는 먼지 등으로 부터 오염되는 것을 방지하는 동시에, 건축 자재에 적용이 가능하도록 대량 생산 효과와 경제성 확보 효과가 기대된다.
둘째, 축광체와 제올라이트를 동일한 중량비로 혼합된 분말 기재에 소디윰 실리카케이트(Sodium silicate) 바인더와 세라믹 볼이 혼합된 혼합기재를 분쇄기에 투입하여, 상기 혼합기재를 상기 분쇄기에서 5 내지 10 시간 분쇄하여 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 분쇄 처리단계(1100)와 상기 제 1 혼합물을 상기 분쇄기에서 배출하여 메쉬를 통해 걸러서 제 2 혼합물을 취득하도록 구비되는 메쉬 처리단계(1200)와 상기 제 2 혼합물을 반죽기에 투입하고 수분을 보충하여 1 내지 3 시간 반죽하여 반죽 형태인 제 3 혼합물을 형성하도록 구비되는 반죽 처리단계(1200)와 상기 제 3 혼합물을 상기 반죽기에서 배출하여 소정 두께의 평판형인 제 4 혼합물을 형성하도록 구비되는 평탄 처리단계(1300)와 상기 제 4 혼합물을 가로 세로로 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 절단 처리단계(1400)와 상기 제 5 혼합물을 구형성기에 투입하여 1 내지 3 시간 비드 형상의 제 6 혼합물을 형성하도록 구비되는 구형 처리단계(1500)와 상기 제 6 혼합물을 상온에서 1 내지 2 시간 건조하여 제 7 혼합물을 형성하는 제 1 건조단계(1600)를 통하여 건축 자재에 동일 입자 형상을 갖는 비드를 효율적으로 생산할 수 있다.
셋째, 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 1.5 내지 2.4 : 10 내지 14 : 9 내지 12 : 0.2 내지 0.3 의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.07 내지 0.09의 중량비로 혼합용액에 넣어 25℃내지 38℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 SiO₂졸을 형성하는 SiO₂졸 형성단계(2100)와 상기 SiO₂졸 형성단계에서 형성된 상기 제 1 SiO₂졸을 19 내지 30 시간 에이징하여 제 2 SiO₂졸을 형성하는 에이징 처리단계(2200)를 통하여 SiO₂졸의 부드러움을 유지하고 적정 두께를 유지할 수 있다.
넷째, 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 1.7 내지 2 : 11.5 내지 13.5 : 0.2 내지 0.4: 10 내지 12.5의 중량비율로 혼합하고 19 내지 30℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 TiO₂졸을 형성하는 TiO₂졸 형성단계(3000)와 상기 제 2 SiO₂졸과 상기 제 7 혼합물을 혼합하여 상기 제 7 혼합물에 상기 제 2 SiO₂졸이 코팅되어 제 8 혼합물이 되도록 구비되는 제 1 코팅 처리단계(4100)와 상기 제 8 혼합물을 건조기에서 350℃ 내지 450℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 9 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 1 소성 건조처리단계(4200)와 상기 제 9 혼합물을 상기 제 1 TiO₂졸에 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 제 1 TiO₂졸이 코팅되되어 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되는 제 2 코팅 처리단계(4300)를 통하여 코팅 두께가 균일하여 광촉매 비드의 효율이 높아진다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 6 은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도 및 절차도이다.
도 7 내지 10 은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 통해 생산된 축광성 광촉매 바능 비드를 건축자재에 적용한 예를 설명하기 위한 3D도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
도 1 내지 6 은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도 및 절차도이며, 도 7 내지 10 은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 통해 생산된 축광성 광촉매 바능 비드를 건축자재에 적용한 예를 설명하기 위한 3D도면이다.
본 발명은 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법 및 이를 통해 생산되는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축광체 분말이 이산화티타늄(TiO₂)으로 코팅된 광촉매용 이산화티타늄/축광체 복합소재를 건축용 내외장 보드에 적용하도록 제조하는 방법에 관한 것이다.
본원 발명의 일 실시 예에 따르는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법은 축광체 분말이 이산화티타늄(TiO₂)으로 코팅된 광촉매용 이산화티타늄/축광체 복합소재를 건축용 내외장 보드에 적용하도록 먼저, 축광성 광촉매 코어 비드를 형성하도록 구비되는 비드 형성단계(1000)와 상기 코어 비드에 코팅되는 SiO₂졸을 형성하도록 구비되는 제 1 코팅재 형성단계(2000)와 상기 코어 비드에 코팅되는 TiO₂졸을 형성하도록 구비되는 제 2 코팅재 형성단계(3000) 및 상기 코어 비드를 건축 자재에 적용하여 축광성 광촉매 반응기가 형성되는 건축 자재를 생산하는 보드 처리단계(4000)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 비드 형성단계(1000)는 축광체와 제올라이트를 동일한 중량비로 혼합된 분말 기재에 소디윰 실리카케이트(Sodium silicate) 바인더와 세라믹 볼이 혼합된 혼합기재를 분쇄기에 투입하여, 상기 혼합기재를 상기 분쇄기에서 5 내지 10 시간 분쇄하여 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 분쇄 처리단계(1100)를 통해 분말 형태의 입자를 구성한다.
다음으로, 상기 제 1 혼합물을 상기 분쇄기에서 배출하여 메쉬를 통해 걸러서 제 2 혼합물을 취득하도록 구비되는 메쉬 처리단계(1200)를 거치는데 이때 메쉬의 거름망은 적용이되는 건축 자재 대상물의 재질과 종류에 따라 선택이 변경될 수 있다.
다음으로, 상기 제 2 혼합물을 반죽기에 투입하고 수분을 보충하여 1 내지 3 시간 반죽하여 반죽 형태인 제 3 혼합물을 형성하도록 구비되는 반죽 처리단계(1200)와 상기 제 3 혼합물을 상기 반죽기에서 배출하여 소정 두께의 평판형인 제 4 혼합물을 형성하도록 구비되는 평탄 처리단계(1300)를 거쳐 절단 가능한 상태로 구성되는 것이다.
또한, 상기 제 4 혼합물을 가로 세로로 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 절단 처리단계(1400)를 거처 비드 형성을 위한 준비단계가 완료되는 것이며, 다음으로 상기 제 5 혼합물을 구형성기에 투입하여 1 내지 3 시간 비드 형상의 제 6 혼합물을 형성하도록 구비되는 구형 처리단계(1500)와 상기 제 6 혼합물을 상온에서 1 내지 2 시간 건조하여 제 7 혼합물을 형성하는 제 1 건조단계(1600)로 건축 자재에 적용 가능한 비드가 형성되는 것이다.
한편, 상기 제 1 코팅재 형성단계(2000)는 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 1.5 내지 2.4 : 10 내지 14 : 9 내지 12 : 0.2 내지 0.3 의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.07 내지 0.09의 중량비로 혼합용액에 넣어 25℃내지 38℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 SiO₂졸을 형성하는 SiO₂졸 형성단계(2100)와 상기 SiO₂졸 형성단계에서 형성된 상기 제 1 SiO₂졸을 19 내지 30 시간 에이징하여 제 2 SiO₂졸을 형성하는 에이징 처리단계(2200)를 거처 코팅용 SiO₂졸을 형성하도록 한다.
이때, 상기 제 2 코팅재 형성단계(3000)는 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 1.7 내지 2 : 11.5 내지 13.5 : 0.2 내지 0.4: 10 내지 12.5의 중량비율로 혼합하고 19 내지 30℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 TiO₂졸을 형성하는 TiO₂졸 형성단계(3100)로 구비되는 것이다.
한편, 상기 보드 처리단계(4000)는 상기 제 2 SiO₂졸과 상기 제 7 혼합물을 혼합하여 상기 제 7 혼합물에 상기 제 2 SiO₂졸이 코팅되어 제 8 혼합물이 되도록 구비되는 제 1 코팅 처리단계(4100)와 상기 제 8 혼합물을 건조기에서 350℃ 내지 450℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 9 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 1 소성 건조처리단계(4200)와, 상기 제 9 혼합물을 상기 제 1 TiO₂졸에 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 제 1 TiO₂졸이 코팅되되어 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되는 제 2 코팅 처리단계(4300)와, 상기 제 10 혼합물을 건조기에서 400℃ 내지 500℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 11 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 2 소성 건조처리단계(4400) 및 상기 제 11 혼합물을 건축용 보드의 상부 또는 측면에 상기 제 11 혼합물 입자 상호간의 입자형상을 유지하며 접착, 도포 또는 소성 건조하여 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드를 형성하는 보드 처리단계(4500)가 순차적으로 이루어 지도록 구성된다.
여기서, 상기 제 2 코팅 처리단계(4300)는 상기 제 1 TiO₂졸에 흑연탄소질화물(g-C3N4)를 1:1 중량비로 혼합하여 축광 코팅 졸을 형성한 후에, 상기 제 9 혼합물과 상기 축광 코팅 졸을 서로 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 축광 코팅 졸이 코팅되어 상기 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되어 축광성 광촉매 기능이 향상되도록 구비되는 것이며, 상기 TiO₂졸 형성단계(3100)는 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 2:13.5:0.3:11.5의 중량비로 혼합하고 20℃에서 1시간 교반하여 상기 제 1 TiO₂졸을 형성하도록 구비되고 상기 SiO₂졸 형성단계(2100)는 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 2:13.5:11.5:0.3의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.08의 중량비율로 혼합용액에 넣어 30℃에서 1 시간 교반하도록 구비되는 것이 더욱 바람직한 것이다.
한편, 상기 분쇄 처리단계(1100)는 상기 분쇄기는 볼 밀링 머신으로 구비되고, 상기 볼 밀링 머신로 7 시간 분쇄하여 상기 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 것 또한 바람직한 것이다.
또한, 상기 절단 처리단계(1400)는 상기 제 4 혼합물을 가로 길이, 세로 길이 및 높이가 동일하도록 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되어 균일한 크기의 비드 또는 제환 형성이 용이하도록 하는 것이다.
또한, 상기 구형 처리단계(1500)는 상기 제 5 혼합물을 구형 성형기에 투입하여 2 시간 제환하도록 구비되어 상기 보드 마감단계(4500)는 상기 보드가 유리, 콘크리트, 합성수지, 금속 또는 목재 중 적어도 어느 하나가 선택되도록 구비되어 상기 보드에 코팅 적용이 되도록 구비되는 것이다.
여기서, 전술란 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 이용하여 생산되는 바닥재, 내외장재 또는 가로등주, 신호등주 등의 표면재에 적용이 되는 것이다.
이상에서 설명된 본원 발명의 일 실시 예에 다르는 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법를 이용하면, 발광 특성을 지닌 축광체 분말에 이산화티타늄을 졸-겔 방법으로 코팅하여 이산화티타늄/축광체 광촉매 반응소재를 대량 제조하는 방법을 제공하고 생산된 이산화티타늄/축광체 광촉매 반응소재를 건축용 내외장 보드에 적용하여 접촉 부위가 매연 또는 먼지 등으로 부터 오염되는 것을 방지하는 동시에, 건축 자재에 적용이 가능하도록 대량 생산 효과와 경제성 확보 효과가 기대되며, 축광체와 제올라이트를 동일한 중량비로 혼합된 분말 기재에 소디윰 실리카케이트(Sodium silicate) 바인더와 세라믹 볼이 혼합된 혼합기재를 분쇄기에 투입하여, 상기 혼합기재를 상기 분쇄기에서 5 내지 10 시간 분쇄하여 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 분쇄 처리단계(1100)와 상기 제 1 혼합물을 상기 분쇄기에서 배출하여 메쉬를 통해 걸러서 제 2 혼합물을 취득하도록 구비되는 메쉬 처리단계(1200)와 상기 제 2 혼합물을 반죽기에 투입하고 수분을 보충하여 1 내지 3 시간 반죽하여 반죽 형태인 제 3 혼합물을 형성하도록 구비되는 반죽 처리단계(1200)와 상기 제 3 혼합물을 상기 반죽기에서 배출하여 소정 두께의 평판형인 제 4 혼합물을 형성하도록 구비되는 평탄 처리단계(1300)와 상기 제 4 혼합물을 가로 세로로 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 절단 처리단계(1400)와 상기 제 5 혼합물을 구형성기에 투입하여 1 내지 3 시간 비드 형상의 제 6 혼합물을 형성하도록 구비되는 구형 처리단계(1500)와 상기 제 6 혼합물을 상온에서 1 내지 2 시간 건조하여 제 7 혼합물을 형성하는 제 1 건조단계(1600)를 통하여 건축 자재에 동일 입자 형상을 갖는 비드를 효율적으로 생산할 수 있으며, 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 1.5 내지 2.4 : 10 내지 14 : 9 내지 12 : 0.2 내지 0.3 의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.07 내지 0.09의 중량비로 혼합용액에 넣어 25℃내지 38℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 SiO₂졸을 형성하는 SiO₂졸 형성단계(2100)와 상기 SiO₂졸 형성단계에서 형성된 상기 제 1 SiO₂졸을 19 내지 30 시간 에이징하여 제 2 SiO₂졸을 형성하는 에이징 처리단계(2200)를 통하여 SiO₂졸의 부드러움을 유지하고 적정 두께를 유지할 수 있으며, 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 1.7 내지 2 : 11.5 내지 13.5 : 0.2 내지 0.4: 10 내지 12.5의 중량비율로 혼합하고 19 내지 30℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 TiO₂졸을 형성하는 TiO₂졸 형성단계(3000)와 상기 제 2 SiO₂졸과 상기 제 7 혼합물을 혼합하여 상기 제 7 혼합물에 상기 제 2 SiO₂졸이 코팅되어 제 8 혼합물이 되도록 구비되는 제 1 코팅 처리단계(4100)와 상기 제 8 혼합물을 건조기에서 350℃ 내지 450℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 9 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 1 소성 건조처리단계(4200)와 상기 제 9 혼합물을 상기 제 1 TiO₂졸에 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 제 1 TiO₂졸이 코팅되되어 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되는 제 2 코팅 처리단계(4300)를 통하여 코팅 두께가 균일하여 광촉매 비드의 효율이 높아지는 것이다.
이상 본 발명은 바람직한 일실시 예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명은 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허 청구 범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 도응한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석 되어야 될 것이다.
1000 ... 비드 형성단계
2000 ... 제 1 코팅재 형성단계
3000 ... 제 2 코팅재 형성단계
4000 ... 보드 처리단계(4000)
1100 ... 분쇄 처리단계
1200 ... 반죽 처리단계
1300 ... 평탄 처리단계
1400 ... 절단 처리단계
1500 ... 구형 처리단계
1600 ... 제 1 건조단계
2100 ... SiO₂졸 형성단계
2200 ... 에이징 처리단계
3000 ... TiO₂졸 형성단계
4100 ... 제 1 코팅 처리단계
4200 ... 제 1 소성 건조처리단계
4300 ... 제 2 코팅 처리단계
4400 ... 제 2 소성 건조처리단계
4500 ... 보드 처리단계
A ...
B ... 축광성 광촉매 반응 비드
C ... 가로등 등주

Claims (8)

  1. 축광성 광촉매 코어 비드를 형성하도록 구비되는 비드 형성단계(1000);
    상기 코어 비드에 코팅되는 SiO₂졸을 형성하도록 구비되는 제 1 코팅재 형성단계(2000);
    상기 코어 비드에 코팅되는 TiO₂졸을 형성하도록 구비되는 제 2 코팅재 형성단계(3000); 및
    상기 코어 비드를 건축 자재에 적용하여 축광성 광촉매 반응기가 형성되는 건축 자재를 생산하는 보드 처리단계(4000);를 포함하되,
    상기 비드 형성단계(1000)는,
    축광체와 제올라이트를 동일한 중량비로 혼합된 분말 기재에 소디윰 실리카케이트(Sodium silicate) 바인더와 세라믹 볼이 혼합된 혼합기재를 분쇄기에 투입하여, 상기 혼합기재를 상기 분쇄기에서 5 내지 10 시간 분쇄하여 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 분쇄 처리단계(1100);와,
    상기 제 1 혼합물을 상기 분쇄기에서 배출하여 메쉬를 통해 걸러서 제 2 혼합물을 취득하도록 구비되는 메쉬 처리단계(1200);와,
    상기 제 2 혼합물을 반죽기에 투입하고 수분을 보충하여 1 내지 3 시간 반죽하여 반죽 형태인 제 3 혼합물을 형성하도록 구비되는 반죽 처리단계(1200);와,
    상기 제 3 혼합물을 상기 반죽기에서 배출하여 소정 두께의 평판형인 제 4 혼합물을 형성하도록 구비되는 평탄 처리단계(1300);와,
    상기 제 4 혼합물을 가로 세로로 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 절단 처리단계(1400);와,
    상기 제 5 혼합물을 구형성기에 투입하여 1 내지 3 시간 비드 형상의 제 6 혼합물을 형성하도록 구비되는 구형 처리단계(1500);와
    상기 제 6 혼합물을 상온에서 1 내지 2 시간 건조하여 제 7 혼합물을 형성하는 제 1 건조단계(1600);로 구비되며,
    상기 제 1 코팅재 형성단계(2000)는,
    에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 1.5 내지 2.4 : 10 내지 14 : 9 내지 12 : 0.2 내지 0.3 의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.07 내지 0.09의 중량비로 혼합용액에 넣어 25℃내지 38℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 SiO₂졸을 형성하는 SiO₂졸 형성단계(2100); 및
    상기 SiO₂졸 형성단계에서 형성된 상기 제 1 SiO₂졸을 19 내지 30 시간 에이징하여 제 2 SiO₂졸을 형성하는 에이징 처리단계(2200);로 구비되며,
    상기 제 2 코팅재 형성단계(3000)는,
    티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 1.7 내지 2 : 11.5 내지 13.5 : 0.2 내지 0.4: 10 내지 12.5의 중량비율로 혼합하고 19 내지 30℃에서 1 내지 2 시간 교반하여 제 1 TiO₂졸을 형성하는 TiO₂졸 형성단계(3100);로 구비되며,
    상기 보드 처리단계(4000)는,
    상기 제 2 SiO₂졸과 상기 제 7 혼합물을 혼합하여 상기 제 7 혼합물에 상기 제 2 SiO₂졸이 코팅되어 제 8 혼합물이 되도록 구비되는 제 1 코팅 처리단계(4100);와,
    상기 제 8 혼합물을 건조기에서 350℃ 내지 450℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 9 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 1 소성 건조처리단계(4200);와,
    상기 제 9 혼합물을 상기 제 1 TiO₂졸에 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 제 1 TiO₂졸이 코팅되되어 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되는 제 2 코팅 처리단계(4300);와,
    상기 제 10 혼합물을 건조기에서 400℃ 내지 500℃에서 1 내지 3시간 소성 건조하여 제 11 혼합물을 형성하도록 구비되는 제 2 소성 건조처리단계(4400); 및
    상기 제 11 혼합물을 건축용 보드의 상부 또는 측면에 상기 제 11 혼합물 입자 상호간의 입자형상을 유지하며 접착, 도포 또는 소성 건조하여 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 건축용 보드를 형성하는 보드 마감단계(4500);를 포함하도록 구비되며,
    상기 제 2 코팅 처리단계(4300)는 상기 제 1 TiO₂졸에 흑연탄소질화물(g-C3N4)를 1:1 중량비로 혼합하여 축광 코팅 졸을 형성한 후에, 상기 제 9 혼합물과 상기 축광 코팅 졸을 서로 혼합하여 상기 제 9 혼합물에 상기 축광 코팅 졸이 코팅되어 상기 제 10 혼합물이 형성되도록 구비되며,
    상기 TiO₂졸 형성단계(3100)는 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide,TTIP) : 에탄올 : 질산 : 증류수를 2:13.5:0.3:11.5의 중량비로 혼합하고 20℃에서 1시간 교반하여 상기 제 1 TiO₂졸을 형성하도록 구비되고 상기 SiO₂졸 형성단계(2100)는 에틸 실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate,TEOS) : 에탄올 : 증류수 : 질산을 2:13.5:11.5:0.3의 중량비로 혼합하고 폴리디메틸실록산(Polydimethyl Siloxane,PDMS) 0.08의 중량비율로 혼합용액에 넣어 30℃에서 1 시간 교반하도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
    축광성 광촉매 반응기가 적용되는 건축용 보드 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분쇄 처리단계(1100)는,
    상기 분쇄기는 볼 밀링 머신으로 구비되고, 상기 볼 밀링 머신로 7 시간 분쇄하여 상기 제 1 혼합물을 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
    축광성 광촉매 반응기가 적용되는 건축용 보드 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절단 처리단계(1400)는,
    상기 제 4 혼합물을 가로 길이, 세로 길이 및 높이가 동일하도록 절단하여 제 5 혼합물을 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
    축광성 광촉매 반응기가 적용되는 건축용 보드 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구형 처리단계(1500)는,
    상기 제 5 혼합물을 구형 성형기에 투입하여 2 시간 제환하도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
    축광성 광촉매 반응기가 적용되는 건축용 보드 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보드 마감단계(4500)는,
    상기 건축용 보드는 유리, 콘크리트, 합성수지, 금속 또는 목재 중 적어도 어느 하나가 선택되도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
    축광성 광촉매 반응기가 적용되는 건축용 보드 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 축광성 광촉매 반응기가 적용되는 보드 제조 방법을 이용하여 생산되는 것을 특징으로 하는,
    건축용 보드.
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