KR20090099195A

KR20090099195A - 기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재 및 그제조방법

Info

Publication number: KR20090099195A
Application number: KR1020080024308A
Authority: KR
Inventors: 최문규
Original assignee: 대은엠비코(주); 최문규
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-09-22
Also published as: KR100933092B1

Abstract

본 발명은 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재 표면 오염 방지막 형성 공법에 관한 것으로서, 건물의 외벽에 석재를 부착시공 할 때 석재 자체에 오염방지막이 형성되어 있어 건물에 석재 시공이 완료된 후에 공기 중의 먼지나 오염물질이 묻을 경우 빗물등에 의해 쉽게 오염 물질이 씻겨서 청소 주기를 길게 할 수 있고, 석재 부착을 건식으로 시공하였을 때 석재와 석재 사이에 쏘아 넣는 실리콘의 유액이 석재에 침투하여 석재를 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 한 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재표면 오염방지막 형성공법이다.

본 발명에 사용되는 기능성 바이오 세라믹은 이산화규소와 산화알루미늄을 이소프로필알콜과 축합 반응 시킨 후, 증류수로 무기 바인더를 세척하여 벌집구조가 되도록 중축합시킨 후 순수와 이산화티탄졸을 첨가한 후 백금을 촉매로 한 반응기에서 천천히 교반 숙성시켜서 제조한 것을 사용함에 따라, 벌집구조의 기능성 바이오 세라믹이 도포된 석재표면은 외부에서 빗물이나 오염물질이 석재 내부로 침투되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 바이오 세라믹이 가지는 원적외선, 음이온 발생효과와 이산화티탄 입자에 의한 악취 및 유기 화합물의 지속적인 분해도 이루어져서 친환경적인 석재로서 효과도 기대된다.

Description

기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재 및 그 제조방법{POLLUTION CONTROL SURFACE STONE USSING BIO-CERAMIC PRODUCT}

본 발명은 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재표면 오염 방지막 형성 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건물 외벽에 설치되는 석재 표면에 기능성 바이오 세라믹 용액을 분사 코팅하거나, 붓으로 칠하여 석재 표면에 오염방지막을 형성시킨 후, 석재를 건물 외벽에 부착 시공함으로서, 건물 외부에 노출된 석재 표면에 오염물질이 부착되어도 빗물에 쉽게 씻겨 청소 주기가 길어질 뿐만 아니라, 석재와 석재 사이에 시공하는 실리콘 매질에서 유액이 석재로 침투하여 석재를 검게 오염시키는 것도 차단하고, 기능성 바이오 세라믹이 갖는 고유의 시멘트 독성제거, 음이온 및 원적외선 발생에 의해 부가적으로 탈취능력도 갖게 되는 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재표면 오염 방지막 형성 공법에 관한 것이다.

일반적으로 건물 외벽에 부착시키는 석재의 시공 방법은 건물의 콘크리트에 시멘트 몰탈을 칠한 후, 석재를 부착시켜 시멘트 몰탈이 석재 뒷면과 콘크리트 면 을 고정시켜 주는 접착제 역할을 하여, 석재가 콘크리트에 붙어 있도록 하는 습식 시공 방법이 많이 수행된, 석재 시공후 시간이 경과하면 시멘트 몰탈의 수축, 팽창계수와 석재의 수축, 팽창 계수가 달라서 석재가 떨어지는 단점이 있었다.

따라서, 최근에는 이러한 불합리한 점을 개선하기 위하여 철재 앵글로 메쉬망 형태의 틀을 짠 후에, 틀을 콘크리트용 앙카 볼트로 콘크리트 건물에 고정시키고, 틀 구성체인 앵글에 구멍을 뚫고 석재를 앵글의 "』"형상의 꺽음쇠 위에 얹은 후, 앵글의 구멍과 석재면의 구멍사이에 철핀을 꽂아서 석재를 고정시키고, 석재와 석재 사이의 틈에 실리콘 방수처리를 하는 매지 공법을 사용한 건식 석재 시공방법이 많이 사용되고 있다.

이러한 건식 석재 시공방법은 콘크리트 건물의 외벽에서 2~5cm정도 떨어져서 석재 판들이 앵글 틀에 고정되어 있어서, 지진등에 의해 건물의 흔들림이 다소 있어도 석재와 건물 사이의 공간이 완충역할을 하여 석재가 떨어지는 일이 적게 일어나며, 석재와 건물 사이의 공간층이 방수, 단열의 역할을 하기도 한다.

그러나, 상기한 종래의 건식 석재 시공방법은 석재와 석재 사이의 방수를 위ㅎ하여 메지 처리한 실리콘 방수재의 기름성분이 석재에 흡수되어 시공된 석재가 검게 오염되는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재는,

석재와, 상기 석재의 표면에 기능성 바이오 세라믹이 0.1 내지 0.5mm 도포되어 오염방지막이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 기능성 바이오 세라믹의 도포는,

이산화규소액(SiO₂)과 산화알루미늄액(Al₂O₃)이 5.5~6.5:3.5~4.5의 중량비로 혼합되고 교반되어 원료졸이 만들어지는 1단계;

상기 원료졸과 이소프로필알콜(IPA)이 4.5~5.5:4.5~5.5의 중량비로 혼합되어 2.5시간 내지 3.5시간동안 교반시켜 축합반응을 시키는 2단계;

증류수와 무기 바인더를 5.5~6.5:3.5~4.5의 중량비로 혼합한 혼합물과 상기 축합반응 결과물을 4.5~5.5:4.5~5.5의 중량비로 혼합하여 0.5 내지 1.5시간동안 교반하여 중축합시키는 3단계;

이산화티탄을 증류수에 분산시킨 이산화티탄 분산물을 준비하고, 상기 3단계에서 중축합된 결과물과 상기 이산화티탄 분산물을 10:3의 중량비로 혼합하고, 백금을 촉매로 한 교반기에서 3~5rpm의 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반시키는 4단계;

상기 4단계를 거친 결과물을 20 내지 30시간동안 숙성시키는 5단계;

상기 5단계를 거쳐 제조된 기능성 바이오세라믹을 석재의 표면 전체 또는 일부에 스프레이코팅이나 붓으로 칠하여 오염방지막을 형성시키는 6단계;를 거치는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 의한 기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재 제조방법은,

이산화티탄을 증류수에 분산시킨 이산화티탄 분산물을 준비하고, 상기 3단계 에서 중축합된 결과물과 상기 이산화티탄 분산물을 10:3의 중량비로 혼합하고, 백금을 촉매로 한 교반기에서 3~5rpm의 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반시키는 4단계;

상기 5단계를 거쳐 제조된 기능성 바이오세라믹을 석재의 표면 전체 또는 일부에 스프레이코팅이나 붓으로 칠하여 오염방지막을 형성시키는 6단계;를 거쳐 제조된다.

여기서, 무기 바인더(Inorganic Binder)는 엄밀하게는 무기질 바인더를 의미하는 것으로 무기질로 된 접착제이다. 무기질 바인더는 시멘트(포틀란드시멘트)나, 황산칼슘이 주성분인 석고, 진흙이나 점토, 액체인 규산 나트륨(Sodium silicate), 규산 알루미나, 규산칼슘 등이 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 석재 표면에 기능성 바이오 세라믹을 도포하여 오염 방지막을 형성시킨 석재를 건물 외벽에 설치하므로써 건물 외벽에 오염물질이 부착되어도 빗물등에 의해 쉽게 씻겨 나가고, 석재와 석재 사이에 메지 처리된 실리콘에서 발생하는 유액이 석재로 침투되지 못하여 석재가 검게 오염되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 건물에서 발생하는 새집증후군의 원인물질인 포름알데히드가 제거되는 효과가 있다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도1은 본 발명에 따른 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재표면 오염 방지막 형성 공법의 실시예이다.

도1을 살펴보면, 건물의 외벽에 사용할 규격대로 최종 제작된 석재판(10)의 표면에, 압축공기(30)가 공급되는 분사기(40)를 이용하여 기능성 바이오 세라믹(20)을 0.1~0.5mm의 두께가 되도록 도포(50)한 후 자연상태에서 건조시킨다.

여기서 사용하는 기능성 바이오 세라믹(20)은,

이산화규소액(SiO₂)과 산화알루미늄액(Al₂O₃)이 6:4의 중량비로 혼합되고 교반되어 원료졸이 만든다.

상기 원료졸과 이소프로필알콜(IPA)이 5:5의 중량비가 되도록 혼합되어 약 3시간동안 교반시켜 축합반응을 시킨다.

증류수와 무기 바인더를 6:4의 중량비로 혼합한 혼합물과 상기 축합반응 결과물을 5:5의 중량비로 혼합하여 약 1시간동안 교반하여 중축합시킨다.

이산화티탄을 증류수에 분산시킨 이산화티탄 분산물을 준비하고, 상기 중축합된 결과물과 이산화티탄분산물을 10:4의 중량비로 혼합하고, 백금을 촉매로 한 교반기에서 3~5rpm의 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반시킨다.

위에서 교반시킨 결과물을 약 24시간동안 숙성시켜서 기능성 바이오 세라믹액을 완성한다.

상기 단계들을 거쳐 제조된 기능성 바이오세라믹을 석재의 표면 전체 또는 일부에 스프레이코팅이나 붓으로 칠하여 오염방지막을 형성시킬 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재표면 오염 방지막 형성 공법의 다른 실시예이다.

도2를 살펴보면, 사용규격대로 제작된 석재판(10)의 표면에 기능성 바이오 세라믹(20)을 붓(60)을 이용하여 0.1~0.5mm 두께가 되도록 도포(50)한 후, 자연 상태에서 건조하여 완성한다.

[시험예1]

도1 또는 도2에 의해 제조된 기능성 바이오 세라믹을 도포한 석재의 악취 분해 능력을 시험하였다.

한국 건자재 시험 연구소에서 KICM-FIR-1085법에 의한 포름알데히드 제거 능력 시험 결과 포름알데히 농도 81ppm에서 120분 경과 후의 농도가 3ppm으로 95.7%의 분해 능력이 있는 것으로 나타나, 새집 증후군의 원인물질인 포름알데히드 분해능력이 있는 것을 알 수 있다.

표1은 포름알데히드 분해능력 시험 결과이다.

<표1> 포름알데히드 분해능력 시험

시험항목	탈취시험(HOHC)
시험방법	KICM-FIR-1085법
경과시간(분)	blank 농도(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(%)
0	81	81	-
120	70	3	95.7

[시험예2]

본 발명에 따른 기능성 바이오 세라믹을 도포한 석재의 투수계수를 측정하였다.

한국건자재시험연구소에서 KST2322법에 의한 투수계수 시험 결과 5*10^-11cm/sec로 나타나 우수한 방수효과가 있는 것을 알 수 있다.

표2는 투수계수 시험 결과이다.

<표2> 투수계수 시험

구분	단위	투수계수	시험방법
투수계수	cm/s	5*10^-11	KST2322

도1은 본 발명에 따른 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재표면 오염 방지막 형성 공법의 실시예.

도2는 본 발명에 따른 기능성 바이오 세라믹을 이용한 석재표면 오염 방지막 형성 공법의 다른 실시예.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ***

10. 석재판 20. 기능성 바이오 세라믹 30. 압축공기

40. 분사기 50. 도포 60. 붓

Claims

석재에 있어서,

상기 석재의 표면에 기능성 바이오 세라믹이 0.1 내지 0.5mm 도포되어 오염방지막이 형성된 것을 특징으로 하는 기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재.
제1항에 있어서,

상기 기능성 바이오 세라믹의 도포는,

이산화규소액(SiO₂)과 산화알루미늄액(Al₂O₃)이 5.5~6.5:3.5~4.5의 중량비로 혼합되고 교반되어 원료졸이 만들어지는 1단계;

상기 원료졸과 이소프로필알콜(IPA)이 4.5~5.5:4.5~5.5의 중량비로 혼합되어 2.5시간 내지 3.5시간동안 교반시켜 축합반응을 시키는 2단계;

증류수와 무기 바인더를 5.5~6.5:3.5~4.5의 중량비로 혼합한 혼합물과 상기 축합반응 결과물을 4.5~5.5:4.5~5.5의 중량비로 혼합하여 0.5 내지 1.5시간동안 교반하여 중축합시키는 3단계;

이산화티탄을 증류수에 분산시킨 이산화티탄 분산물을 준비하고, 상기 3단계에서 중축합된 결과물과 상기 이산화티탄 분산물을 10:3의 중량비로 혼합하고, 백 금을 촉매로 한 교반기에서 3~5rpm의 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반시키는 4단계;

상기 4단계를 거친 결과물을 20 내지 30시간동안 숙성시키는 5단계;

상기 5단계를 거쳐 제조된 기능성 바이오세라믹을 석재의 표면 전체 또는 일부에 스프레이코팅이나 붓으로 칠하여 오염방지막을 형성시키는 6단계;를 거치는 것을 특징으로 하는 기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재.
기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재 제조방법에 있어서,

이산화규소액(SiO₂)과 산화알루미늄액(Al₂O₃)이 5.5~6.5:3.5~4.5의 중량비로 혼합되고 교반되어 원료졸이 만들어지는 1단계;

상기 원료졸과 이소프로필알콜(IPA)이 4.5~5.5:4.5~5.5의 중량비로 혼합되어 2.5시간 내지 3.5시간동안 교반시켜 축합반응을 시키는 2단계;

증류수와 무기 바인더를 5.5~6.5:3.5~4.5의 중량비로 혼합한 혼합물과 상기 축합반응 결과물을 4.5~5.5:4.5~5.5의 중량비로 혼합하여 0.5 내지 1.5시간동안 교반하여 중축합시키는 3단계;

이산화티탄을 증류수에 분산시킨 이산화티탄 분산물을 준비하고, 상기 3단계에서 중축합된 결과물과 상기 이산화티탄 분산물을 10:3의 중량비로 혼합하고, 백금을 촉매로 한 교반기에서 3~5rpm의 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반시키는 4단 계;

상기 4단계를 거친 결과물을 20 내지 30시간동안 숙성시키는 5단계;

상기 5단계를 거쳐 제조된 기능성 바이오세라믹을 석재의 표면 전체 또는 일부에 스프레이코팅이나 붓으로 칠하여 오염방지막을 형성시키는 6단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는 기능성 바이오 세라믹을 이용한 오염방지 석재 제조방법.