KR20040062481A - 광촉매가 코팅된 인조석 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광촉매가 코팅된 인조석 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포틀랜드계 시멘트 혼합물 85~94 중량부, 흄드실리카 1~5 중량부, 울라스토나이트(CaSiO3) 5~10 중량부를 혼합하여 인조석을 제조하는 단계와; 상기 인조석의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 함유된 실리카졸을 스프레이법으로 코팅하는 단계와; 상기 코팅된 인조석을 터널식 열풍건조로에서 50~100℃의 온도로 열처리하여 이산화티탄 막을 인조석의 표면에 형성하는 단계를 포함하며, 여기에서, 상기 포틀랜드계 시멘트 혼합물은 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO2), 트리칼슘실리케이트(3CaO·SiO2), 칼슘알루미나실리케이트(CaO·Al2O3·2SiO2) 및 석고(CaSO4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 환경친화적인 광촉매가 코팅된 인조석 및 그 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 광촉매가 코팅된 인조석 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 건축물의 미관을 청결한 상태로 유지하여 주며, 대기오염물질을 분해하는 환경친화적인 광촉매가 코팅된 인조석 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도심의 도로 주변에 위치하는 건물의 외벽은 자동차의 매연이나 부유분진 등에 의해 오염이 심하여져 정기적으로 세척작업을 실시하여야 한다. 뿐만 아니라, 최근들어 황사가 심해져 공기중의 미세 먼지 등으로 인해 건축물 표면의 오염상태가 더욱 심각해 지고 있는 실정이다.
따라서, 건축물 외관을 정갈한 상태로 유지하기 위해서는 주기적인 세척작업이 필요하나, 세척작업에 소요되는 비용이 저렴하지 않아 자주 이용하기 어렵다는 단점이 있다. 결국 오염물질이 누적되어 오랜 시간이 지나면 건축물의 미관이 훼손된다.
광촉매는 촉매가 빛 에너지에 의해 활성이 높은 물질로 생성되어 화학반응으촉진시켜주는 물질로서, 광촉매에 밴드 갭(band gap) 이상의 빛 에너지를 쬐여주면 전자와 정공이 생성되고, 이들이 주변의 물을 분해하여 강한 산화력이 있는 수산화라디칼을 생성하며, 상기 수산화라디칼이 유기화학 물질을 분해하여 인체에 무해한 이산화탄소와 물로 분해하게 된다.
상기와 같은 작용은 건축물의 미관을 청결하게 유지할 수 있도록 도와줄 뿐만 아니라, 매연의 주범인 질소, 황산화물 및 탄화수소 등의 대기 오염물질을 분해하는 기능도 있으므로 환경친화적 건축물의 이미지를 나타낼 수 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 사항을 고려하여 안출된 것으로서, 포트랜드계 시멘트 혼합물, 흄드실리카 및 울라스토나이트를 혼합하여 인조석을 제조하고, 상기 인조석에 실리카졸을 코팅하여 열처리함으로서, 상온이나 100℃ 미만의 저온에서도 인조석의 표면에 광촉매 막의 형성이 가능한 광촉매가 코팅된 인조석 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광촉매가 코팅된 인조석의 제조방법은 포틀랜드계 시멘트 혼합물 85~94 중량부, 흄드실리카 1~5 중광부, 울라스토나이트(CaSiO3) 5~10 중량부를 혼합하여 인조석을 제조하는 단계와; 상기 인조석의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 함유된 실리카졸을 스프레이법으로 코팅하는 단계와; 상기 코팅된 인조석을 터널식 열풍건조로에서 50~100℃의 온도로 열처리하여 이산화티탄 막을 인조석의 표면에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 포틀랜드계 시멘트 혼합물은 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO2), 트리칼슘실리케이트(3CaO·SiO2), 칼슘알루미나실리케이트(CaO·Al2O3·2SiO2) 및 석고(CaSO4)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기에 의한 제조방법에 의해 제조되는 광촉매가 코팅된 인조석을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 사용되는 인조석을 구성하는 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO2), 트리칼슘실리케이트(3CaO·SiO2), 칼슘알루미나실리케이트(CaO·Al2O3·2SiO2) 및 석고(CaSO4)로 이루어진 포틀랜드계 시멘트 혼합물은 시멘트의 일종으로 구입이 용이한 제품이며, 상기 포틀랜드계 시멘트 혼합물을 전제 인조석 조성물에 대하여 85~94 중량%의 범위로 첨가하도록 한다. 이때, 상기 혼합물이 85 중량% 이하로 첨가되면 시멘트의 양이 적어져서 물리적 강도가 떨어지게 된다.
그리고, 상기 포틀랜드계 시멘트 혼합물에 흄드실리카 1~5 중량% 및 울라스토나이트(CaSiO3) 5~10 중량%를 첨가한다.
이때, 상기 흄드실리카는 그 입자크기가 0.1㎛ 이하이며, 인장성을 향상시키기 위한 것으로서 1중량% 이하로 첨가되면 충분한 인장강도 및 압축강도를 내기 어려우며, 5중량% 이상이면 물성에 비해 가격이 비경제적이다. 또한, 상기 울라스토나이트는 휨 강도 조절을 위하여 첨가되는 것으로서 5중량% 이하이면 휨 강도가 떨어지며, 10중량% 이상이면 휨 강도는 향상되나 인장강도 및 압축강도가 저하되게 된다.
상기와 같은 성질의 인조석 표면에 이산화티탄(TiO2)이 함유된 실리카졸을 스프레이(spray)법으로 코팅한 후, 터널식 열풍건조로에서 50~100℃의 온도로 열처리하면, 광화학적 특성을 가진 견고한 광촉매 막인 아나타제형 이산화티탄(TiO2)이 인조석의 표면에 형성된다.
여기에서, 상기 실리카졸을 바인더로 사용하였으므로, 상온이나 100℃ 미만의 저온에서도 표면 경도가 4H 이상인 견고한 도막의 형성이 가능하다. 따라서, 300℃이상이 요구되는 기존의 고온 열처리방법에 비해, 에너지의 소비가 적어 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 고온에 의한 인조석의 변형이 적어져 불량품의 생산이 줄어들게 된다.
또한, 상기 인조석에 코팅되는 광촉매 도막은 투명한 상태이므로, 인조석의 고유한 색상 및 무늬를 그대로 살릴 수 있어 인조석의 미적인 기능은 그대로 유지할 수 있다.
상기와 같은 방법의 인조석 제조공정을 활용하여 인조석의 종류 및 그 용도에 따라, 천연석의 골재나 색소를 혼합하여 다양한 질감 및 색상을 가지는 인조석을 제조할 수 있으며, 인조석의 표면에 여라가지 천연 광석을 살포하여 천연 질감이 나는 인조석을 얻을 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.
디칼슘실리케이트(2CaO·SiO2), 트리칼슘실리케이트(3CaO·SiO2), 칼슘알루미나실리케이트(CaO·Al2O3·2SiO2) 및 석고(CaSO4)로 이루어진 포틀랜드계 시멘트 혼합물 90 중량부, 흄드실리카 5 중량부, 울리스토나이트(CaSiO3) 5 중량부의 혼합물을 상온에서 혼합하여 인조석을 제조한다.
그리고, 상기 인조석이 표면에 이산화티탄(TiO2)이 함유된 실리카졸을 스프레이법으로 코팅한 후, 터널식 열풍건조로에서 80℃의 온도로 열처리한다.
상기와 같이 열처리된 인조석의 표면에는 투명한 광촉매 막인 이산화티탄이 형성된다.
본 발명에 의한 광촉매가 코팅된 인조석에 의하면 상기 광촉매에 의해 건축물 표면에 누적된 오염물질이 분해되어 빗물이나 바람에 의해 쉽게 제거되므로, 건축물을 보호할 뿐만 아니라, 건축물의 미관을 청결한 상태로 유지시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 인조석은 매연의 주범이 되는 질소, 황산화물 및 탄화수소 등의 대기오염 물질을 분해하므로 환경친화적인 건축물의 이미지를 나타낸다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 인조석에 코팅된 광촉매 도막은 그 색이 투명한 상태이므로, 인조석 고유의 색상과 무늬를 그대로 살려 미적인 기능을 유지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 인조석은 그 제조공정시, 실리카졸을 바인더로 사용하였으므로 상온이나 100℃ 미만의 저온에서도 견고한 도막의 형성이 가능하게 되어, 고온에 의한 인조석의 변형으로 인한 손실이 적으며, 에너지의 소비가 적어 비용을 절약할 수 있다는 장점이 있다.
Claims (3)
- 포틀랜드계 시멘트 혼합물 85~94 중량부, 흄드실리카 1~5 중량부, 울라스토나이트(CaSiO3) 5~10 중량부를 혼합하여 인조석을 제조하는 단계와;상기 인조석의 표면에 이산화티탄(TiO2)이 함유된 실리카졸을 스프레이법으로 코팅하는 단계와;상기 코팅된 인조석을 터널식 열풍건조로에서 50~100℃의 온도로 열처리하여 이산화티탄 막을 인조석의 표면에 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매가 코팅된 인조석의 제조방법.
- 제 1항에 있어서,상기 포틀랜드계 시멘트 혼합물은 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO2), 트리칼슘실리케이트(3CaO·SiO2), 칼슘알루미나실리케이트(CaO·Al2O3·2SiO2) 및 석고(CaSO4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 광촉매가 코팅된 인조석의 제조방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 의한 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 광촉매가 코팅된 인조석.
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