KR200391820Y1 - 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물은, 이산화티타늄을 주성분으로 하는 광촉매를 도로주변 시설물 표면에 코팅하여, 도로주변 시설물 표면에 쌓이는 오염물질을 용이하게 세정, 분해하고 공기 중의 세균을 항균 살균할 수 있게 하는 것이다.

Description

광촉매가 코팅된 도로주변 시설물{A ROAD CIRCUMSTANCE EQUIPMENT WHICH THE PHOTOCATALYST COATING}

본 발명은 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 도로 주변에 설치되어 있는 시설물들이 자동차 배기가스와 같은 오염물질에 의하여 심하게 오염되는 상태를 자체적으로 방지할 수 있도록 도로주변 시설물의 표면에 이산화티타늄을 주성분으로 하는 광촉매를 코팅 처리하는 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물에 관한 것이다.

일반적으로 도로의 주변에는 방음벽, 도로표지판, 교통표지판, 가이드레일, 중앙분리대, 차광판, 콘크리트 방호벽 및 교량난간 등과 같은 각종 시설물이 설치되어 있다. 이러한 도로주변 시설물은 주행 중인 차량에 의하여 발생되는 분진이나 매연 등에 의하여 표면이 심하게 오염된다. 그러나 오염제거를 위한 청소작업은 많은 인력과 시간이 소요되기 때문에 쉽게 할 수 없으며, 간헐적으로 내리는 빗물에 의하여 자연적으로 세척되는 것에 의존하는 실정이다. 그렇지만 빗물에 의한 자연 세척만으로는 표면에 달라붙은 오염물질이 쉽게 씻겨내려 가지 않을 뿐 아니라 장마철 이외에는 빗물에 의한 세척 효과도 기대할 수 없다.

이와 같이 종래에는 오염된 도로 주변시설물의 표면 세척이 어려운 실정에도 이에 대하여 별다른 대책이 없었다.

한편, 종래 광촉매를 이용하여 코팅하는 경우로는 수족관이나 수조의 벽에 이끼가 발생하지 않도록 소족관이나 수조의 벽에 코팅하는 경우, 송배전 설비의 애자에 부착되는 오염물질로 인하여 절연이 파괴되는 것을 방지하기 위하여 송배전 설비 애자에 코팅하는 경우 및 건축물의 외장재나 유리창을 깨끗하게 유지하기 위하여 외장재나 유리창에 코팅하는 경우 등이 공지된 바 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 이산화티타늄을 주성분으로 하는 광촉매를 도로주변 시설물의 표면에 코팅하여, 도로주변 시설물의 표면에 부착되는 오염물질이 쉽게 세척되고 분해 제거될 수 있게 하는 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 차량배기 가스 등에 의해 공기 중에 포함되어 있는 세균들을 광촉매에 의하여 항균 살균되게 하는 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물은, 표면에 부착되는 오염물질들을 세척하고 분해 제거하며, 주변 공기 중에 포함되어 있는 세균들을 항균 살균하는 광촉매를 도로주변 시설물 최상위층에 코팅하는 것을 특징으로 한다.

먼저 광촉매에 관하여 설명하자면 광촉매란 빛을 받으면 자기 자신은 변화하지 않으면서 다른 물질의 화학반응을 촉진시키거나 지연시키는 물질을 일컫는다. 광촉매로 사용될 수 있는 물질로는 이산화티타늄(T_iO₂), 산화지르코늄(Z_rO₂), 산화비소(Sb₂O₄), 산화아연(Z_nO), 산화주석(Z_nO₂), 산화세륨(C_eO₂), 산화텅스텐(WO₃) 및 산화철(F_e2O₃)등이 있으며, 특히 산, 염기, 유기용매에 침식되지 않는 화학적 안정성 때문에 이산화티타늄이 가장 널리 사용되고 있다.

대표적인 광촉매인 이산화티타늄은 약 3.2eV 정도의 밴드캡 에너지(band-gab energy)를 가지는데, 이에 해당하는 파장 380nm 이하의 자외선이 입사되면 전자가 가전자대에서 전도대로 여기된다. 이때 전도대에는 전자들이 형성되게 되고 가전자대에는 정공이 형성되게 된다.

이와 같이 광촉매 이산화티타늄에 자외선이 입사되어 발생하는 전자와 정공은 각각 공기 중의 O₂, H₂O와 반응을 일으켜 이산화티타늄 표면에 슈퍼옥사이드 음이온(O₂-)과 수산라디칼(·OH) 2종의 활성산소를 생성한다. 특히, 수산라디칼은 높은 산화, 환원 전위를 가지고 있기 때문에 이산화티타늄 표면에 존재하다가 공기 중에 포함된 세균을 살균하는 작용을 하는 것이다.

그리고, 이산화티타늄에 자외선이 입사되면 이산화티타늄을 구성하고 있는 산소 2개중 하나와 공기 중의 H₂O가 반응하여 친수성을 가지게 된다. 친수성이란 재료 표면에 물이 잘 어울려서 재료 표면에 넓게 퍼지는 현상이다. 이 현상에 의해 이산화티타늄을 코팅한 재료의 표면에는 오염물질이 쉽게 달라붙지 못하게 되며, 달라붙더라도 바람이나 빗물에 의해 자연적으로 세척되게 되는 것이다.

또한, 이산화티타늄에 자외선이 입사되면 광산화반응에 의해 자연적으로 표면에 있는 유기물 등이 분해된다. 이 작용으로 이산화티타늄이 코팅된 표면에 부착되는 기름성분 등은 자연적으로 분해 제거되며, 표면에 오염물질이 쌓여지기 어려운 상태가 된다.

따라서, 도로주변 시설물 표면에 이산화티타늄을 주성분으로 하는 광촉매를 코팅하게 되면, 차량배기 가스 등에 의해 도로주변 시설물 표면에 쌓이는 오염물질들이 바람이나 빗물 등에 의해 쉽게 세척될 수 있으며, 세척되지 않고 남아있는 유기 오염물질들은 자연적으로 분해될 수 있다. 그리고, 공기 중에 있는 세균을 항균 살균하여 도로주변 공기를 정화시킬 수도 있다.

한편, 광촉매를 물체의 표면에 코팅하는 방법은 스프레이(spray)법, 함침법 및 딥코팅(DIP-Coating)법과 같은 방법과 광촉매막을 형성한 후 열처리 또는 열풍 건조하여 코팅된 막을 견고하게 소성하는 방법이 있다.

본 발명에서는 단순히 스프레이법으로 이산화티타늄을 함유한 광촉매를 시설물의 표면에 분사하고 상온에서 자연 건조하는 방법을 일실시예로 설명하도록 하겠다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 도로주변 시설물인 방음벽의 사시도이며, 도 2는 도로중앙분리대 및 차광판의 사시도이고, 도 3은 가이드 레일의 사시도이고, 도 4는 도로 표지판의 사시도이다.

도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이 도로주변 시설물에는 방음벽(1), 도로 중앙분리대 및 차광판(2), 가이드 레일(3), 도로 표지판(4) 등이 있다.

이와 같은 도로주변 시설물들은 방음벽(1)과 같은 흡음형과 반사형, 투시형 등 여러 가지 형식의 것이 있다. 또한 그 표면상태도 다공성 부재로 형성된 것, 요철이 형성된 것, 투시형과 같이 투명재로 형성된 것, 도로 중앙분리대(2)와 같이 거친 표면을 갖는 콘크리트 재질의 것, 도로 표지판(4)과 같이 재판에 페인트로 도색되고 기호나 문자가 표기된 것 및 가이드 레일(3)과 같이 금속재질의 구조물에 단순히 페인팅 된 것 등과 같은 다양한 표면을 갖고 있다.

광촉매 코팅은 상기와 같이 다양한 표면 상태로 형성되어 있는 도로주변 시설물의 어느 표면에서도 코팅이 가능하다. 특히, 광촉매의 색이 무색투명하여 투시형 방음벽(1)이나 도형 및 문자가 표시된 도로 표지판(4)과 같은 도로주변 시설물 표면에 코팅하여도 본래의 투명도나 표지를 식별하는데 지장을 초래하지 않는다.

또한, 광촉매 코팅은 이러한 도로주변 시설물의 제작단계에서 수행할 수도 있으며, 이미 설치된 시설물일지라도 그 표면을 세정한 후 스프레이 방법으로 간편하게 수행 할 수도 있다.

도 5는 본 발명 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물 표면의 단면도이다.

도 5에서 도시된 바와 같이 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물의 표면은 알미늄판(5-a), 페인트층(5-b), 글씨 혹은 반사시트층(5-c), 광촉매층(5-d)을 포함할 수 있다.

여기서, 알미늄판(5-a)은 각 도로주변 시설물의 기본 부재 바로 위에 올려지는 판이다. 알미늄판(5-a) 위에는 각 도로주변 시설물에 따라 알미늄판(5-a) 전체에 고르게 페인트칠을 하여 페인트층(5-b)을 형성하고, 페인트층(5-b) 위에 다시 안내, 규제, 지시 등의 문자와 기호들을 시설물의 설치 용도에 따라 도포하여 글씨 및 반사시트층(5-c)을 형성한다.

이와 같이 형성된 글씨 혹은 반사시트층(5-c) 위에 이산화티타늄을 주성분으로 하는 광촉매로 코팅 처리를 하여 광촉매층(5-d)을 형성한다.

이산화티타늄을 주성분으로 하는 광촉매는, 광촉매 표면에 입사되는 자외선에 의해 강한 산화력이 생겨 공기 중에 포함된 세균을 살균하는 작용을 한다.

그리고, 광촉매는 입사되는 자외선에 의해 친수반응을 일으켜 광촉매 표면에 오염물질이 쉽게 달라붙지 못하게 하며, 달라붙더라도 바람이나 빗물에 의해 자연적으로 세척되게 한다.

또한, 광촉매는 입사되는 자외선에 의해 강한 광산화반응을 일으켜 자연적으로 표면에 있는 유기물 등을 분해한다. 즉, 표면에 부착되는 기름성분 등은 분해 제거되며, 티끌이나 먼지 등의 오염이 쌓여지기 어려운 상태가 되는 것이다.

따라서, 이산화티타늄을 주성분으로 하는 광촉매층(5-d)을 포함하는 도로주변 시설물은, 광촉매층(5-d)에 의해 표면에 쌓이는 오염물질들을 바람이나 빗물 등에 의해 쉽게 세척할 수 있으며, 세척되지 않고 남아있는 유기 오염물질들을 자연적으로 분해한다. 그리고, 공기 중에 있는 세균을 항균 살균하여 공기 정화도 이룰 수 있는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물은, 자동차의 배기가스와 매연 등에 의하여 심하게 오염되는 도로주변 시설물 표면을 항상 깨끗하게 유지할 수 있으며, 차량 배출가스에 의해 생성되는 공기 중 세균을 항균 살균하여 공기정화에도 기여할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 도로주변 시설물 방음벽의 사시도.

도 2는 도로주변 시설물 중앙분리대 및 차광판의 사시도.

도 3은 도로주변 시설물 가이드레일의 사시도.

도 4는 도로주변 시설물 도로표시판의 사시도.

도 5는 본 발명 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물 표면의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 방음벽 2 : 도로중앙 분리대 및 차광판

3 : 가이드레일 4 : 도로표지판

5 : 도로시설물 5-a : 알미늄판

5-b : 페인트층 5-c : 글씨 혹은 반사시트층

5-d : 광촉매층

Claims (1)

1. 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물에 있어서,

   표면에 부착되는 오염물질들을 세척하고 분해 제거하며, 주변 공기 중에 포함되어 있는 세균들을 항균 살균하는 광촉매를 도로주변 시설물 최상위층에 코팅하는 것을 특징으로 하는 광촉매가 코팅된 도로주변 시설물.