KR20100113971A - 발수성과 대기정화성을 가지는 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물에 관한 것으로서, 광촉매 도료 조성물은 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 0.43~4.3중량%, 실리카 바인더 0.43~0.49중량%, 증점제 0.043~0.43중량%, 분산제 0.043~0.43중량%, 방부제 0.043~0.43중량% 및 물 90.11~99.011중량%로 첨가되어 구성되도록 하여 하이드록시 아파타이트의 강한 흡착력을 이용하여 빛이 존재하지 않는 환경에서도 유해가스 및 유해 유기물을 흡착하여 잡아두고 빛이 존재하는 환경에서 이산화티탄의 광촉매 작용에 의해 유해가스 및 유해 유기물을 완전히 분해할 수 있음은 물론, 이산화티탄과 혼화성이 강한 실리카 계열의 발수성 물질을 같이 적용하여 발수성을 부여하여 수분 침투에 따른 강도약화를 저감하고 백화현상의 발생이 어렵도록 하는 것을 특징으로 한다.
하이드록시 아파타이트, 이산화티탄, 폴리실록산, 휘발성 유기물

Description

발수성과 대기정화성을 가지는 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물{Photocatalytic coating composition having water repellent and air-cleaning activity, containing titanium dioxide coated by hydroxy-apatite}
본 발명은 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 하이드록시 아파타이트의 강한 흡착력을 이용하여 빛이 존재하지 않는 환경에서도 유해가스 및 유해 유기물을 흡착하여 잡아두고 빛이 존재하는 환경에서 이산화티탄의 광촉매 작용에 의해 유해가스 및 유해 유기물을 완전히 분해할 수 있음은 물론, 이산화티탄과 혼화성이 강한 실리카 계열의 발수성 물질을 같이 적용하여 발수성을 부여하여 수분 침투에 따른 강도약화를 저감하고 백화현상의 발생이 어렵도록 하는 것을 특징으로 하는 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물에 관한 것이다.
콘크리트제품의 경우 각종 리싸이클 소재를 첨가제로 사용하므로 표면으로 용출되는 여러 가지의 유해 물질과 그 유해성에 대한 논쟁이 빈번하게 이슈화 되고 있으며, 인체에 대한 유해성 문제가 끊이지 않고 있다. 이러한 이유로 이전부터 콘크리트 제품에 광촉매를 적용 하고자 하는 많은 시도가 있어왔다.
광촉매는 빛에 의해 하이드록시 라디컬(OH-)과 슈퍼 옥사이드 이온을 발생하여 각종 유기물, 미생물 등을 무차별적으로 완전하게 분해할 수 있는 물질로서 최근 기능성 친환경 보조 소재로 각광을 받고 있다. 일본 광촉매 콘크리트 공업협회에서는 광촉매를 코팅한 콘크리트 제품을 제조하여 대기 중의 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx)을 15% 절감 할 수 있다는 연구 보고를 낸 바 있으며, 건물의 외장면에 적용하여 10년 경과 후에도 표면이 깨끗한 상태로 유지되고 있는 상태를 확인하였다. 그러나 유기 오염물질 분해에 뛰어난 성능을 가지고 있는 광촉매는 빛이 없는 조건에서는 특유의 오염물 분해성능을 발휘하지 못한다는 단점을 가지고 있어 실제 제품에 적용할 경우 기능성이 크게 감소한다는 단점을 가지고 있다.
이에 본 발명은 상술한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 오염물 등의 흡착능력이 우수한 하이드록시 아파타이트(hydroxy apatite)를 이산화티탄(Titanium dioxide; TiO2)에 피복함으로서 빛 에너지를 광촉매에 제공할 수 없는 환경에서 오염물 등을 이산화티탄 주변으로 흡착시켰다가 빛의 공급이 시작되면 이산화티탄이 오염물 등을 효율적으로 분해하여 무해한 상태로 자연에 환원시킴과 동시에 콘크리트에 이산화티탄과 혼화성이 강한 실리카 계열의 발수성 물질을 같이 적용하여 발수성을 부여하여 수분 침투에 따른 강도약화를 저감하고 백화현상의 발생이 어렵도록 한 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광촉매 도료 조성물은 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 0.43~4.3중량%, 실리카 바인더, 증점제 0.043~0.43중량%, 분산제 0.043~0.43중량%, 방부제 0.043~0.43중량% 및 물 90.110~99.011중량%로 구성되는 광촉매 도료 조성물에 있어서,
상기 실리카 바인더는 수산화규소(Si(OH)4) 또는 일반식 Si(OR)4(R: CnH2n+1, 1≤n≤10) 중 어느 하나이며, 상기 광촉매 도료 조성물 총량에 대하여 0.43~0.49중량% 범위로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄은 0.43중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 광촉매가 가지고 있는 대기정화 및 셀프크리닝 등의 기능성을 발휘하는 것이 어려우며, 4.3중량% 초과로 첨가되는 경우에는 광촉매가 원래 지니고 있는 백 색에 의해 콘크리트의 표면의 색상을 변화시켜 제품의 심미성을 감소시킬 수 있으며, 콘크리트 제품의 표면에서 광촉매 입자들이 응집하여 백색의 덩어리들이 형성되어 미관상 좋지 못한 문제가 있어 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄은 0.43~4.3중량% 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 실리카 바인더는 광촉매와의 혼화성이 우수하며, 하이드록시 아파타이트 입자간 응집을 막아 이산화티탄 입자를 수분산 시키기 위하여 0.43~0.49중량% 첨가하는 것이 바람직하고, 추가적으로 분산제가 0.043~0.43중량% 첨가되는 것이 바람직하다. 여기서 분산제로는 에탄올 또는 메탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 증점제는 반응물에 점성을 부여하는 성분으로서 잔탄검(Xanthan Gum)을 사용하며, 그 함량이 0.043~0.43중량%의 범위를 벗어나면 점도가 너무 낮거나 너무 높아 유동성 및 작업성이 불량해지므로 좋지 않다.
상기 방부제는 유통 및 보관 상에서의 부패하는 것을 막아주는 역할을 하기 위하여 첨가하는 성분으로서 소르빈산칼륨(potassium sorbate)을 사용하며, 그 함량이 0.043~0.43중량%의 범위를 벗어나면 쉽게 부패하거나 광촉매 성능을 저하시키는 문제가 있어 좋지 않다.
상기 물은 경제성과 이산화티탄 활성 및 공정의 원활성을 고려하였을 때 90.110~99.011중량% 첨가하는 것이 바람직하다.
한편, 하이드록시 아파타이트의 이산화티탄 표면에 대한 피복율은 5~36%인 것이 바람직하다. 왜냐하면 하이드록시 아파타이트의 이산화티탄 표면에 대한 피복율이 5% 미만이면 하이드록시 아파타이트에 의한 오염물의 흡착성이 발휘되기 어려우며, 36% 초과의 경우에는 하이드록시 아파타이트가 이산화티탄 입자를 모두 감싸버리기 때문에 광촉매의 성능을 저해하게 되기 때문이다.
또한, 상기 이산화티탄은 평균입경이 1nm 미만일 경우에는 이산화티탄을 도료로서 적용하기 어려울 뿐만 아니라, 광촉매로서 빛을 흡수하는 수광능력이 감소하여 광촉매로서 사용하기 어렵고, 250nm 초과일 경우에는 물에 이산화티탄 입자를 분산시키는 것이 어려워 광촉매가 고르게 분산되어 있는 도료를 만들기 어렵기 때문에 이산화티탄은 평균입경이 1~250㎚인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 광촉매 도료 조성물을 스프레이 코팅법, 딥 코팅법, 로울러 코팅법을 사용하여 콘크리트 표면에 코팅하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 코팅방법에 의하여 코팅된 콘크리트를 18~150℃ 온도범위에서 경화시키는 것이 바람직한데, 18℃ 미만의 경우에는 코팅된 도막의 경도가 약해지는 문제가 있고, 150℃ 초과의 경우에는 급작스런 경화로 인하여 코팅 도막이 갈라지는 현상이 생길 우려가 있기 때문이다.
상기와 같은 방법으로 경화된 콘크리트는 보차도블록, 경계블록, 호안블록, 식생호안블록, 점자블록 등으로 콘크리트 제품화 할 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저 유기물 및 세균을 흡착할 수 있는 능력을 가지고 있고, Cax(PO4)y·(0H)z[x=5z, y=3z, z=1~50]의 분자식을 가지며, 대표적인 분자식은 Ca10(PO4)6(0H)2인 하이드록시 아파타이트를 이산화티탄에 피복하기 위하여 유사체액의 조건을 형성하여 Ca10(PO4)6(0H)2을 조건으로 하는 물질을 혼합하여 만드는 방법을 사용하며, 구성물로는 증류수에 NaCl, NaHCO3, KCl, K2HPO4·3H2O, MgCl2·6H2O, 1mol/dm3 HCl, CaCl2, Na2SO4, H2NC(CH2OH)3를 녹여 유사체액을 제조한다. 상기 유사체액에 이산화티탄을 첨가하여 분산시켜 1시간 동안 교반 하면서 이산화티탄 표면에 일정하게 하이드록시 아파타이트가 자리를 잡을 수 있도록 한다. 이 후 교반을 멈춘 상태에서 24시간 동안 하이드록시 아파타이트를 성장시킨다. 그리하여 표면에 하이드록시 아파타이트의 분포가 고르게 피복된 이산화티탄을 얻을 수 있으며 이것을 1시간 동안 200~300℃의 열을 가하여 보다 안정된 제품을 얻을 수 있다. 이때 사용되는 이산화티탄은 아나타제(anatase)형, 루타일(rutile)형, 부룩카이트형 중에서 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 본 발명에서는 범용으로 사용되는 아나타제형의 P25타입(독일 데구사 제품)의 광촉매를 사용한다.
상기의 방법으로 만들어진 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄의 수용액상의 슬러리에 실리카 계열의 바인더를 혼합하여 저속으로 교반 하면서 분산제로서 메탄올(CH3OH) 또는 에탄올(CH3CH2OH)을 첨가하고, 증점제로서 잔탄검(Xanthan Gum), 방부제로 소르빈산칼륨을 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한다.
한편, 실리카 바인더는 수산화규소(Si(OH)4) 또는 일반식 Si(OR)4(R: CnH2n+1, 1≤n≤10)을 갖는 Si(OCH3)4, Si(OC2H5)4 등을 들 수 있으며, 실리카 바인더는 위의 물질에 국한되는 것이 아니고 아래의 분자식과 같이 -Si-O-Si-의 폴리실록산 결합구조를 형성할 수 있는 모든 물질을 포함한다.
상기 실리카 바인더는 물과 반응하여 폴리실록산 계열의 고분자를 이루어 아래와 같이 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 입자를 고정화 시킴과 동시에 -Si-O-Si-O-로 구성되는 폴리실록산의 결합구조를 형성하여 물의 침투를 막게 된다.
Figure 112009075429976-PAT00001
상기 실리카 바인더는 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함한 광촉매 도료 조성물의 경화 이후 실리카와 이산화티탄이 고리화 됨으로써 수분은 차단하면서, 공기는 통과시키는 이상적인 상태를 유지하게 되어 백화현상의 발생을 막는 역할을 하게 된다.
이하에서는 본 발명의 광촉매 도료 조성물로 보차도블록, 경계블록, 호안블록, 식생호안블록, 점자블록 등 콘크리트 제품을 스프레이 코팅(spray coating), 딥코팅(dip coating), 로울러 코팅법, 붓 코팅법의 방법을 이용하여 경제적으로 제조하 는 방법에 관하여 설명한다.
이렇게 제조된 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 보차도블록, 경계블록, 호안블록, 식생호안블록, 점자블록 등 콘크리트 제품에 스프레이 또는 함침에 의하여 표면에 코팅한 후 18~150℃ 온도범위에서 코팅된 광촉매 도료 조성물을 경화시켜 기능성 콘크리트 제품을 만든다.
본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 콘크리트의 표면에 코팅함으로서 콘크리트 자체가 대기정화 성능을 구현함과 동시에 장기간에 걸쳐 깨끗한 표면을 유지할 수 있으며, 콘크리트의 내부로 물의 흡수를 막아 수분에 의한 콘크리트의 균열, 강도약화 및 백화현상 등을 막을 수 있다.
이하 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하나, 이는 설명의 목적을 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
하이드록시 아파타이트의 광촉매 피복에는 유사체액의 조건을 형성하여 Ca10(PO4)6(0H)2을 조건으로 하는 물질을 혼합하여 만드는 방법을 사용하였다.
본 발명에 이용되는 유사체액은 NaCl, NaHCO3, KCl, K2HPO4·3H2O, MgCl2·6H2O, 1mol/dm3 HCl, CaCl2, Na2SO4, H2NC(CH2OH)3를 증류수에 녹여 조제하였다.
즉, 1000㎖ 비커에 증류수를 약 800㎖를 채운 후, 이 비커를 항온조 속에 넣어 온도를 약 36.5℃로 맞춘 후에 하기의 표 1에 나온 순서대로 시약을 magnetic stirrer로 교반시키고 있는 비커 속에 먼저 넣은 시약이 완전히 녹은 것을 확인해 가며 순서대로 넣었다. 마지막으로 비커 속에 용액의 36.5℃에서 pH가 7.25가 되도록 Tris-Buffer Solution{H2NC(CH2OH)3}과 1N-HNO3 용액을 사용하여 최종적으로 36.5℃에서의 pH를 조절한 후에 비커에서 volumetric glass flask로 옮겨 넣어 전체 용량이 1000㎖가 되게 증류수로 채운 후에 잘 흔들어 섞어 유사체액을 제조하였다.
Figure 112009075429976-PAT00002
상기 유사체액 1000㎖에 이산화티탄 2.3g을 첨가하여 분산시켜 1시간 동안 교반 하면서 이산화티탄 표면에 일정하게 하이드록시 아파타이트가 자리를 잡을 수 있도록 한 후, 교반을 멈춘 상태에서 24시간 동안 하이드록시 아파타이트를 성장시켰다. 그런 다음, 1시간 동안 200~300℃의 열을 가하여 보다 안정된 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리를 얻었다.
상기의 방법으로 만들어진 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.441중량%에 수산화규소 0.43중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.043중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.043중량%, 소르빈산칼륨 0.043중량%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.421중량%에 수산화규소 0.45중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.043중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.043중량%, 소르빈산칼륨 0.043중량%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.401중량%에 수산화규소 0.47중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.043중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.043중량%, 소르빈산칼륨 0.043중량%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.381중량%에 수산화규소 0.49중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.043중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.043중량%, 소르빈산칼륨 0.043중량%%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.935중량%에 수산화규소 0.05중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.005중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.005중량%, 소르빈산칼륨 0.005중량%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.74중량%에 수산화규소 0.2중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.02중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.02중량%, 소르빈산칼륨 0.02중량%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.42중량%에 수산화규소 0.52중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.02중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.02중량%, 소르빈산칼륨 0.02중량%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 1의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 광촉매의 수용액상의 슬러리 99.14중량%에 수산화규소 0.8중량%를 혼합하여 저속으로 교반하면서 메탄올 0.02중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.02중량%, 소르빈산칼륨 0.02중량%를 첨가하여 고속으로 교반하여 본 발명의 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 포함하는 광촉매 도료 조성물을 제조한 후, 콘크리트 인터록킹 블록에 25℃에서 스프레이 코팅한 뒤 25℃에서 24시간 건조하여 광촉매 도료 조성물이 코팅된 콘크리트 인터록킹 블록을 제조하였다.
<시험예 1>
광촉매 성능 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 콘크리트 인터록킹블록에 대해 광촉매 성능을 평가하기 위하여 한국광촉매협회에서 제시하는 광촉매성능평가 시험법-가스백B법을 이용하여 실시하였다.
그 결과를 표 2에 나타내었다
Figure 112009075429976-PAT00003
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실리카 바인더의 함량이 0.43~0.49중량% 범위 내인 경우인 실시예 1(실리카 바인더 0.43량%), 실시예 2(실리카 바인더 0.45중량%), 실시예 3(실리카 바인더 0.47중량%), 실시예 4(실리카 바인더 0.49중량%)에서는 모두 아세트알데히드 분해효율이 60% 이상으로 우수함을 알 수 있었다.
또한, 실리카 바인더의 함량이 0.43중량% 미만의 경우인 비교예 1(실리카 바인더 0.05중량%) 및 비교예 2(실리카 바인더 0.2중량%)에서도 아세트알데히드 분해효율이 60% 이상으로 우수함을 알 수 있었다.
그러나, 실리카 바인더의 함량이 0.49중량% 초과의 경우인 비교예 3(실리카 바인더 0.52중량%) 및 비교예 4(실리카 바인더 0.8중량%)에서는 표면에서 축합중합한 실리카가 이산화티탄 광촉매의 광기능성을 차단하여 기능성이 급격하게 감소하여 아세트알데히드 분해효율이 각각 30%, 10%로 낮음을 알 수 있었다.
<시험예 2>
발수성능 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 콘크리트 인터록킹블록의 발수성능을 평가하기 위해 KS F 2609 방법을 응용하여 실험하였다.
즉, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 콘크리트 인터록킹블록의 상부의 표면적이 100cm2가 되도록 절단한 후 옆면을 실리콘 실링제를 이용하여 실링(sealing)하고 24시간 이상 건조하여 오직 상기 콘크리트 인터록킹 블록의 상면으로만 물이 흡수되도록 하고 1cm 정도 깊이의 물에 담가 시간에 따른 물의 흡수 정도를 측정하여 발수도를 평가하는 방법으로 실험하였다.
그 결과를 표 3에 나타내었다.
Figure 112009075429976-PAT00004
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실리카의 바인더의 함량이 0.43~0.49중량% 범위 내인 경우인 실시예 1(실리카 바인더 0.43중량%), 실시예 2(실리카 바인더 0.45중량%), 실시예 3(실리카 바인더 0.47중량%) 및 실시예 4(실리카 바인더 0.49중량%)에서는 모두 물흡수 계수가 1000 미만으로 발수성이 우수함을 알 수 있었다.
또한, 실리카 바인더의 함량이 0.49중량% 초과의 경우인 비교예 3(실리카 바인더 0.52중량%) 및 비교예 4(실리카 바인더 0.8중량%)에서는 물흡수 계수는 실리카 바인더의 함량이 0.49중량%인 경우와 비교하여 큰 차이가 없음을 확인하여 더 이상의 실리카 바인더의 첨가는 의미가 없음을 알 수 있었다.
그러나, 실리카 바인더의 함량이 0.43중량% 미만의 경우인 비교예 1(실리카 바인더 0.05중량%) 및 비교예 2(실리카 바인더 0.2중량%)에서는 물흡수 계수가 1000이상으로 크게 증가하여 발수성이 급격히 감소하는 것을 알 수 있었다.
이상의 시험예 1 및 2의 실험결과를 종합하여 보면, 첫째, 실리카의 바인더의 함량이 0.43~0.49중량% 범위내인 경우인 실시예 1(실리카 바인더 0.43중량%), 실시예 2(실리카 바인더 0.45중량%), 실시예 3(실리카 바인더 0.47중량%) 및 실시예 4(실리카 바인더 0.49중량%)에서는 모두 ①아세트알데히드 분해효율이 60% 이상으로 광촉매 성능이 우수함을 보였고, ②물흡수 계수가 1000 미만으로 발수성 또한 우수함을 보였다. 따라서, 실리카의 바인더의 함량의 0.43~0.49중량% 내에서 광촉매 성능과 발수성능이 우수함을 확인할 수 있었다.
둘째, ⅰ)실리카 바인더의 함량이 0.43중량% 미만인 비교예 1(실리카 바인더 0.05중량%) 및 비교예 2(실리카 바인더 0.2중량%)에서는 ①아세트알데히드 분해효율이 60% 이상으로 광촉매 성능이 우수하였으나, ②물흡수 계수가 각각 1750g/m2h0.5, 1010g/m2h0.5을 보인 반면, 실시예 1(실리카 바인더 0.43중량%)에서는 물흡수 계수가 320g/m2h0.5, 실시예 2(실리카 바인더 0.45중량%)에서는 물흡수 계수가 140g/m2h0.5로 실리카 바인더 함량 0.43중량%를 전후하여 물흡수 계수가 1000이상 차이가 발생하여 발수성능에 있어서 현저한 효과상의 차이가 있음을 알 수 있었다.
ⅱ)실리카 바인더의 함량이 0.49중량% 초과의 경우인 비교예 3(실리카 바인더 0.52중량%) 및 비교예 4(실리카 바인더 0.8중량%)에서는 ①아세트알데히드 제거율이 각각 30%, 10%을 보인 반면, 실시예 3(실리카 바인더 0.47중량%) 및 실시예 4(실리카 바인더 0.49중량%)에서는 모두 70%로 실리카 바인더의 함량 0.49중량%를 전후하여 광촉매 성능에 있어서 현저한 효과상의 차이를 보였으나, ②물흡수 계수는 실리카 바인더의 함량이 0.49중량%인 경우와 비교하여 큰 차이가 없음을 확인하여 더 이상의 실리카 바인더의 첨가는 의미가 없음을 알 수 있었다.
따라서, 실리카의 바인더의 함량 0.43~0.49중량% 범위내에서 실리카 바인더 0.43중량% 및 0.49중량%를 경계로 하여 각각 그 수치범위 내(內)와 외(外)에서 광촉매 성능과 발수성능에 있어서 각별한 효과상의 차이가 있음을 알 수 있었다.

Claims (3)

  1. 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄 0.43~4.3중량%, 실리카 바인더, 증점제 0.043~0.43중량%, 분산제 0.043~0.43중량%, 방부제 0.043~0.43중량% 및 물 90.110~99.011중량%로 구성되는 광촉매 도료 조성물에 있어서,
    상기 실리카 바인더는 수산화규소(Si(OH)4) 또는 일반식 Si(OR)4(R: CnH2n+1, 1≤n≤10) 중 어느 하나이며, 상기 광촉매 도료 조성물 총량에 대하여 0.43~0.49중량% 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는 광촉매 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시 아파타이트의 이산화티탄 표면에 대한 피복율은 5~36%인 것을 특징으로 하는 광촉매 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시 아파타이트가 피복된 이산화티탄은 평균입경이 1~250㎚인 것을 특징으로 하는 광촉매 도료 조성물.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101028797B1 (ko) * 2010-09-20 2011-04-12 주식회사 한우 친환경 기능성 오염방지 코팅제 조성물 및 그 제조방법
KR101157782B1 (ko) * 2012-01-17 2012-06-25 이호재 공기정화기능 및 불빛반사가 되는 컬러도막형 패턴무늬 바닥제의 시공방법
KR101346631B1 (ko) * 2011-08-03 2014-01-07 (주)세화피앤씨 친수성 방담 필름
WO2014168576A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 Välinge Photocatalytic Ab A method of applying a nox degrading composition on a concrete element
KR101519335B1 (ko) * 2014-08-22 2015-05-14 (주) 휴코스 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 함유하는 실내공기질 개선 기능성 가구 판재의 제조방법
KR20150078220A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 주식회사 한별 실리카 바인더를 포함하는 광촉매 코팅액 및 이를 이용한 보도블록
WO2016072718A3 (ko) * 2014-11-04 2016-06-30 김혁중 1 액형 광촉매 코팅 조성물 및 그 제조방법
CN105964283A (zh) * 2016-05-20 2016-09-28 绍兴斯普瑞微纳科技有限公司 一种微纳结构光催化涂层及其制备方法
KR101995305B1 (ko) * 2019-01-11 2019-07-03 최성근 인조잔디용 충진재 조성물
US11452988B2 (en) 2015-02-27 2022-09-27 Photocat A/S Photocatalytic concrete product and a method to produce a photocatalytic concrete product

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050016489A (ko) * 2002-05-31 2005-02-21 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 전자 발광 디바이스

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101028797B1 (ko) * 2010-09-20 2011-04-12 주식회사 한우 친환경 기능성 오염방지 코팅제 조성물 및 그 제조방법
KR101346631B1 (ko) * 2011-08-03 2014-01-07 (주)세화피앤씨 친수성 방담 필름
KR101157782B1 (ko) * 2012-01-17 2012-06-25 이호재 공기정화기능 및 불빛반사가 되는 컬러도막형 패턴무늬 바닥제의 시공방법
WO2014168576A1 (en) * 2013-04-12 2014-10-16 Välinge Photocatalytic Ab A method of applying a nox degrading composition on a concrete element
EP2984059A4 (en) * 2013-04-12 2016-12-28 Välinge Photocatalytic Ab METHOD FOR APPLYING NOX DEGRADATION COMPOSITION TO CONCRETE ELEMENT
US11465944B2 (en) 2013-04-12 2022-10-11 Photocat A/S Method of applying a NOx degrading composition on a concrete element
KR20150078220A (ko) * 2013-12-30 2015-07-08 주식회사 한별 실리카 바인더를 포함하는 광촉매 코팅액 및 이를 이용한 보도블록
KR101519335B1 (ko) * 2014-08-22 2015-05-14 (주) 휴코스 아파타이트가 피복된 이산화티탄을 함유하는 실내공기질 개선 기능성 가구 판재의 제조방법
WO2016072718A3 (ko) * 2014-11-04 2016-06-30 김혁중 1 액형 광촉매 코팅 조성물 및 그 제조방법
US11452988B2 (en) 2015-02-27 2022-09-27 Photocat A/S Photocatalytic concrete product and a method to produce a photocatalytic concrete product
CN105964283A (zh) * 2016-05-20 2016-09-28 绍兴斯普瑞微纳科技有限公司 一种微纳结构光催化涂层及其制备方法
KR101995305B1 (ko) * 2019-01-11 2019-07-03 최성근 인조잔디용 충진재 조성물

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