KR20070063763A - 광촉매 보도 블록 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광촉매 보도 블록은, 표층부에 광촉매가 포함되어 광촉매제가 태양에너지 중 자외선과 반응하여 대기 중에 인체에 유해한 포름알데히드, 아세트알데히드 등의 휘발성 유기화합물을 분해시키고, 자동차 매연가스의 주오염원인 질소산화물(NOx)을 분해제거 하므로 대기환경오염물질을 효과적으로 제거할 수 있고, 본 발명의 광촉매 보도 블록의 제조 방법은, 기층부의 외부에 광촉매가 백운석가루, 백시멘트, 산화티타늄 성분의 색소와 함께 혼합된 후 진동 압축되어 보도 블록의 표층부를 이루므로, 광촉매의 내구성이 우수하게 광촉매 보도 블록을 제조할 수 있는 이점이 있다.

광촉매, 보도 블록, 기층부, 표층부, 백운석가루, 백시멘트,색소

Description

광촉매 보도 블록 및 그 제조 방법{Block and the manufacturing of the same}

도 1은 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록 일실시예가 도시된 도,

도 2는 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록 일실시예의 광촉매 작동 원리가 도시된 도,

도 3은 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록의 제조 방법 일실시예의 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록의 제조 방법 다른 실시예의 순서도,

도 5는 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록의 제조 방법 또 다른 실시예의 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2: 광촉매 보도 블록 10: 기층부

20: 표층부

본 발명은 광촉매 보도 블록 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 표층부에 태양광 중 자외선과 반응하여 활성산소를 생성하는 광촉매제가 포함된 광촉매 보도 블록과 그 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 도심에서 자동차 배기가스 등에 의한 환경공해가 심해지고 있다.

자동차 배기가스 등을 지속적이고 효과적으로 제거할 수 있는 방법으로는 광촉매와 태양광 에너지를 이용하면 자동차 배기가스의 주성분인 질소산화물(NOx)등의 대기오염물질을 산화하여 제거할 수 있게 되고, 등록특허 공보 제20-0383196(2005년5월3일공고)에는 콘크리트 전주에 광촉매제를 코팅하여 외부 오염물질을 포집, 흡착하는 광촉매 코팅 전주가 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같은 광촉매 코팅 전주는 광촉매가 전주의 외주면에 도포되어 코팅되어 있으므로, 광촉매의 내구성이 낮고, 단위 면적당 그 설치 개수가 작아 다량의 자동차 배기가스 등을 제거하는 성능이 낮은 문제점이 있다.

한편, 공개 특허 공보 특2001-0074099에는 고령토 50~80%, 점토50~20%, 그리고 흑연 0.5~4%를 혼합하여 성형,건조 후 소성 결합시킨 성형물을 산화티타늄 용액에 1~5회 반복하여 담가 코팅층을 셩성시키거나 스프레이 장치를 이용하여 산화티타늄 졸 용액을 두께 1~3㎛로 도포한 후 상기 코팅 또는 도포된 성형물을 건조 또는 가열하여 생산하는 건축 및 보도용 점토 블록 및 제조방법이 개시되어 있으나, 점토 블록의 외표면에 스프레이되거나 도포된 광촉매제는 내구성이 약하여 단기간내에 제거되므로 수명이 짧은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대기와 넓은 접촉 면적을 갖는 보도 블록의 표층부가 광촉매와 백운석가루와 백시멘트와 색소의 혼합물로 이루어져 다량의 자동차 배기가스를 신속하게 제거할 수 있고 광촉매의 내구성이 높아 수명이 긴 광촉매 보도 블록을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 광촉매의 내구성이 우수하게 광촉매 보도 블록을 제조할 수 있는 광촉매 보도 블록의 제조 방법에 관한 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록은 백운석가루와 백시멘트와 색소와 광촉매제가 혼합된 표층부가 기층부 외부에 8~10mm의 두께로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 색소는 산화티타늄성분의 색소인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광촉매제는 상기 백운석가루의 중량 대비 0.5~1%인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 광촉매 보도 블록은 가로 250mm, 세로 125mm, 높이 60~80mm 인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광촉매 보도 블록의 제조 방법은 모래, 시멘트, 물을 혼합한 후 진동압축 성형기에 투입하여 진동압축 성형하여 기층부를 성형하는 제 1 단계와; 백운석가루, 백시멘트, 색소와 광촉매제를 혼합하여 상기 기층부 외부에 소정의 두께로 붙도록 상기 진동압축 성형기에 투입하여 진동압축 성형하여 상기 기층부 외부에 표층부를 성형하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계에서 성형된 광촉매 보도 블록을 양생하는 제 3 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 3 단계는 상기 제 2 단계에서 성형된 광촉매 보도 블록을 1~3 시간 동안 증기 양생하는 증기 양생 과정과; 상기 증기 양생된 광촉매 보도 블록을 10~14 시간 자연 양생하는 자연 양생 과정과, 상기 자연 양생된 광촉매 보도 블록을 적재하여 10일간 자연 양생하는 적재 양생 과정을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록 일실시예가 도시된 도이고, 도 2은 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록 일실시예의 광촉매 작동 원리가 도시된 도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 광촉매 보도 블록(2)은, 기층부(10)와, 상기 기층부 외부의 표층부(20)로 이루어진다.

상기 기층부(10)는, 모래30%, 석분55%, 시멘트15%의 중량%로 이루어진다.

상기 표층부(20)는, 백운석가루80%, 백시멘트18%, 색소2%에 백운석가루대비 0.5% 내지 1%의 광촉매제가 포함된다.

상기 색소는 산화티타늄성분의 색소로 이루어진다.

상기 광촉매제는 산화티타늄(TiO2) n형 반도체로서 자외선이 닿으면 전자가 가전자대에서 전도대로 이동하여 자유전자와 정공이 생성되고 공기중의 수분 및 산소와 반응하여 활성산소가 생성하는 물질로 이루어진다.

상기 광촉매 보도 블록은 상기 광촉매제가 기층부(10)의 외부에 단순히 스프레이되거나 모래를 광촉매제에 담궜다가 기층부(10)에 코팅하는 것보다 광촉매의 내구성이 뛰어나도록 대략 8~10mm의 두께를 갖는다.

상기 광촉매 보도 블록은 가로 250mm, 세로 125mm, 높이 60~80mm 로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 광촉매 보도 블록(2)의 작용에 대해 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 중 자외선이 광촉매 보도 블록(2)의 표층부(20)에 닿으면, 상기 표층부(20)는 공기 중의 수분, 산소 등과 반응하여 활성 산소를 생성하고, 활성 산소는 표면에 붙은 유해 유기물질이나 NOx, SOx, NH₃ 등과 반응하여 분해하므로, 물과 탄산가스로 변화시켜 제거한다.

상기 광촉매 보도 블럭(2)은 8~10mm 의 표층부(20)에 함유된 광촉매제가 자외선에 노출되면 광촉매 반응을 일으키므로, NOx, SOx, NH3을 90%이상 제거하므로, 자동차 배기가스를 정화하는 효과가 탁월하고, 광촉매제가 표층부(20)에 넓게 그리고 견고하게 분포되어 있으므로 반영구적으로 유해 유기물질을 제거하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록의 제조 방법 일실시예의 순서도이다.

먼저, 중량%가 모래30%, 석분55%, 시멘트15%를 믹서기에 투입하여 균일하게 혼합하고 물을 첨가하여 혼합한다.(S1)

이후, 혼합물을 진동 가압 성형기로 투입하여 가압 성형하여 보도 블럭의 기층부(10)를 성형한다.(S2)

그리고, 중량%가 백운석가루80%, 백시멘트18%, 산화티타늄성분의 색소2%에, 백운석가루대비 0.5%의 광촉매제를 믹서기에 균일하게 혼합하고 물을 첨가하여 혼합한다.(S3)

그런 다음, 광촉매제를 포함한 혼합물을 상기 기층부가 성형된 진동 가압 성형기로 추가적으로 투입한 후 가압 성형하여 상기 기층부(10)의 외부에 대략 8~10mm의 표층부(20)를 성형한다.(S4)

그런 다음, 성형된 광촉매 보도 블록을 진동 가압 성형기에서 꺼내어 양생한다.(S5)

여기서, 상기 보도 블록의 양생은 상기 진동 가압 성형기에서 가압 성형된 광촉매 보도 블록을 1~3 시간 동안 증기 양생하는 증기 양생 과정을 실시하고, 상기 증기 양생된 보도 블록을 10~14 시간 자연 양생하는 자연 양생 과정을 실시하며, 이후에 자연 양생된 광촉매 보도 블록을 적재하여 10일간 자연 양생하는 적재 양생 과정을 실시한다.

도 4는 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록의 제조 방법 다른 실시예의 순서도이다.

먼저, 본 발명 일실시예와 같이, 기층부(10)를 성형한다.(S1)(S2)

그런 다음, 중량%가 백운석가루80%, 백시멘트18%, 산화티타늄성분의 색소2%에, 백운석가루대비 1%의 광촉매제를 믹서기에 균일하게 혼합하고 물을 첨가하여 혼합한다.(S3′)

그런 다음, 광촉매를 포함한 혼합물을 본 발명 일실시예와 같이, 상기 진동 가압 성형기로 투입한 후 가압 성형하여 상기 기층부(10)의 외부에 대략 8~10mm의 표층부(20)를 성형한다.(S4)

그런 다음, 성형된 광촉매 보도 블록을 본 발명 일실시예와 같이 양생한다.(S5)

도 5는 본 발명에 따른 광촉매 보도 블록의 제조 방법 또 다른 실시예의 순서도이다.

본 발명 일실시예와 같이, 기층부(10)를 성형한다.(S1)(S2)

그런 다음, 중량%가 백운석가루80%, 시멘트 18%, 일반색소2%에 백운석가루대비 1%의 광촉매제를 믹서기에 균일하게 혼합하고 물을 첨가하여 혼합한다.(S3″)

그런 다음, 광촉매를 포함한 혼합물을 본 발명 일실시예와 같이, 상기 진동 가압 성형기로 투입한 후 가압 성형하여 상기 기층부(10)의 외부에 대략 8~10mm의 표층부(20)를 성형한다.(S4)

그런 다음, 성형된 광촉매 보도 블록을 본 발명 일실시예와 같이 양생한다.(S5)

상기 실시예 1,2,3에 따라 제조된 광촉매 흙 보도 블록의 포름 알데이드 제거율과 질소 산화물 제거율은 표 1에 도시된다.

<표1>

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
포름 알데이드 제거율	85%	93%	75%	85%	88%
질소산화물(NOx) 제거율	80%	87%	62%	82%	85%

상기 비교예 1은 일반 보도블럭의 표면에 광촉매제를 코팅한 경우의 실험치이고, 상기 비교예 2는 일반 보도블럭의 표면에 광촉매제와 시멘트를 혼합하여 코팅한 경우의 실험치이다.

상기<표1>와 같이 실시예 1, 2와 같이 광촉매제 량에 의한 제거율은 광촉매제가 많을수록 크게 되고, 실시예 3과 같이 일반 색소를 사용한 경우에는 실시예2보다 제거율 현저히 떨어지게 된다.

한편, 비교예1, 비교예2는 포름 알데이드나 질소산화물의 제거율은 높으나 보도 블럭의 표면에 광촉매제가 코팅될 경우 표면 마모에 의해 내구성 없어 상기 제거 역할이 장시간 지속되지 못하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 광촉매 보도 블록은, 백운석가루와 백시멘 트와 색소와 광촉매제가 혼합된 8~10mm의 표층부를 포함되어 광촉매제가 태양에너지 중 자외선과 반응함에 따라 대기 중에 인체에 유해한 포름알데히드, 아세트알데히드 등의 휘발성 유기화합물을 분해시키고, 자동차 매연가스의 주오염원인 질소산화물(NOx)을 분해제거 하므로 대기환경오염물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 광촉매제의 코팅되거나 모래와 함께 부착된 경우 보다 내마모성이 뛰어나며, 광촉매제가 시멘트와 결합되어 유출되지 않아 광촉매 반응이 효과적이고 반영구적으로 발생하므로 대기환경오염물질을 지속적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 광촉매 보도 블록의 제조 방법은 기층부의 외부에 광촉매제가 백운석가루, 백시멘트, 산화티타늄 성분의 색소와 함께 혼합된 후 진동 압축되어 보도 블록의 표층부를 이루므로, 광촉매의 내구성이 우수한 광촉매 보도 블록을 제조할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 백운석가루와 백시멘트와 색소와 광촉매제가 혼합된 표층부가 기층부 외부에

   8~10mm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 광촉매 보도 블록.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 색소는 산화티타늄성분의 색소인 것을 특징으로 하는 광촉매 보도 블록.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 광촉매제는 상기 백운석가루의 중량 대비 0.5~1%인 것을 특징으로 하는 광촉매 보도 블록.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 광촉매 보도 블록은 가로 250mm, 세로 125mm, 높이 60~80mm 인 것을 특징으로 하는 광촉매 보도 블록.
5. 모래, 시멘트, 물을 혼합한 후 진동압축 성형기에 투입하여 진동압축 성형하여 기층부를 성형하는 제 1 단계와;

   백운석가루, 백시멘트, 색소와, 광촉매제를 혼합하여 상기 기층부 외부에 소 정의 두께로 붙도록 상기 기층부가 성형된 진동압축 성형기에 광촉매제가 혼합된 혼합물을 투입하여 재차 진동압축 성형하여 상기 기층부 외부에 표층부를 성형하는 제 2 단계와;

   상기 제 2 단계에서 성형된 광촉매 보도 블록을 양생하는 제 3 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광촉매 보도 블록의 제조 방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 제 3 단계는 상기 제 2 단계에서 성형된 광촉매 보도 블록을 1~3 시간 동안 증기 양생하는 증기 양생 과정과;

   상기 증기 양생된 광촉매 보도 블록을 10~14 시간 자연 양생하는 자연 양생 과정과,

   상기 자연 양생된 광촉매 보도 블록을 적재하여 10일간 자연 양생하는 적재 양생 과정을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광촉매 보도 블록의 제조 방법.

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