-
주택 외벽은 더러워지지 않는 광촉매 타일이 새로운 유행
광촉매에는 다양한 효과가 있지만 그 중에서 가장 주목받으며 실용화면에서도 앞서 있는 것이 셀프클리닝 효과이다. 산화티탄을 주택의 외벽 타일 표면에 얇고 투명하게 코팅해두고 거기에 햇빛이 닿으면 표면에 서서히 부착되는 기름얼룩 등이 광촉매의 산화분해력으로 분해되는 것이다. 또한 비가 오면 광촉매의 초친수성 효과로 타일 표면에 얇은 물막이 만들어져 오염물질을 띄워 씻어준다.
이와 같이 광촉매의 강한 산화분해력과 초친수성의 이중 효과로 타일 표면이 태양과 빗물만의 자연의 힘을 이용하여 스스로 깨끗한 상태를 유지하는 효과를 셀프클리닝 효과라 부르고 실용화를 진행하고 있다. 타일의 표면을 얇고 투명하게 산화티탄으로 코팅한다고 하여도 실제 제품으로 사용할 수준의 성능과 내구성을 갖도록 하는 것은 쉽지 않다. 광촉매 제품들 중에서 주축이 되는 제품이 광촉매 타일을 비롯한 외장용 건축자재이다.
광촉매 타일의 적용은 광촉매의 셀프클리닝 효과로 건물 외벽을 깨끗하게 유지하는 것은 청소 등 유지 보수의 번거로움을 크게 줄일 수 있으며, 세제나 물 사용도 줄일 수 있어 환경친화적인 에코기술로 소비자로부터 매우 높게 평가되고 있다.
현재는 다이와하우스공어브 아사히카세이홈즈, 이찌조공무점 등 대부분의 주택 건설업자가 광촉매 기술을 채용하고 있다. 파나홈은 언제까지나 쾌적하게 살아갈 수 있는 주택을 만들기 위한 구조와 기술의 가치를 4개의 키워드 부드러움, 강함, 건강, 아름다움으로 대변하고 있다. 이것은 우리가 살아가고 있는 모든 공간에 해당하는 가치이다. 아름다움을 유지하여 애착을 계속 지니도록 하는 가치로 그 주택의 아름다움을 창조하기 위해 채택한 기술이 외벽용 광촉매 타일이다. 구체적으로 새로운 고성능 광촉매 타일을 TOTO와 함께 개발하여 13년 동안 총 7만동의 신축주택에 적용하였다.
또한 2014년도 일본굿디자인상에 선정된 광촉매 타일은 산화티탄의 혼합에 의한 홍채 현상으로 빛이 쪼여지는 상태나 보는 각도에 따라 타일의 음영이 변화하여 독특한 느낌을 준다. 이렇듯 광촉매 타일은 기능성뿐만 아니라 디자인성도 뛰어난 제품으로 앞으로 많은 장소에도 활용되리라 기대하고 있다.
광촉매 타일이 환경친화적인 에코기술이라는 것은 셀프클리닝 효과 외에 또 하나의 이유가 있다. 그것은 광촉매 타일 표면에 부착된 오염물질의 분해에 그치지 않고 대기환경 중 유해오염물질 NOx(질소산화물)를 분해하고 정화하는 능력이 있기 때문이다. 즉, 광촉매는 태양광을 이용하여 공기를 정화하는 능력도 지니고 있다. 이 효과에 대해서는 JIS(일본공업규격)에서 체계적으로 인증한 방법에 따라 성능평가가 이루어지고 있다.
자연환경에서 대기를 정화하는 힘은 숲의 다양한 식물들도 갖추고 있다. 예를 들어 잎이 넓은 나무 중에서도 포플러는 공기정화 능력이 뛰어난 나무로 알려져 있다. 어떤 기업에서 계산한 내용에 의하면 200㎡ 광촉매 타일의 NOx 분해 능력은 포플러 약 14그루에 해당한다고 한다. 이는 NOx를 흡수하는 능력이 식물 중에서 가장 높은 포플러 한 그루 잎의 수를 15,000장으로 가정하여 계산한 결과이다. 건물 외벽을 광촉매 타일로 시공하면 나무를 심는 것과 동일하게 지역의 환경정화에 공헌한다는 점이 이 기술의 뛰어난 점이라 생각한다.
-
고층빌딩, 공장, 교회 외벽에 적용하는 건축자재 및 코팅제
일반주택뿐만 아니라 고층빌딩이나 공장에서도 그 외벽재로 광촉매 타일 또는 광촉매 코팅을 선정하는 사례가 급증하고 있다. TOTO는 욕실타일 등 내장용 광촉매 타일의 개발에서 시작하여 외벽용타일, 나아가 타일뿐만 아니라 외벽재에도 사용할 수 있는 광촉매 코팅제 등 제품의 폭을 넓혀 특허등록 및 해외기술이전 등 광촉매 기술 보급을 꾸준히 세계로 확장하고 있다.
고층빌딩이나 공장이 위치한 지역에는 주변 도로가 만성적인 교통체증으로 대기환경오염이 심각하며 이는 건물외벽의 오염으로 직결된다. 일본에서는 자동차 배기가스 규제가 강화되어 고도성장기 시절의 심한 대기 오염은 개선되었지만, 세계로 눈을 돌려보면 베이징의 대기오염 문제 그리고 아시아, 아프리카 등 각국의 도시개발이 진행되면서 병행해서 발생하는 대기오염은 아직 해결되지 않은 지구 규모의 광제이다.
대기오염이 심각한 지역에 빌딩이나 공장을 건설할 때 건물외벽 전체를 광촉매로 코팅하면 광촉매 셀프클리닝 기능으로 그 건물 자체는 청결하게 유지되는 동시에 대기오염물질 NOx(질소산화물)를 제거하여 공기를 깨끗하게 할 수 있다. 고층빌딩의 외벽은 청소에 큰 비용이 소요되고 청소 작업도 많이 위험하다. 청소 횟수를 줄여도 건물이 청결하게 유지된다면 청소작업자의 위험을 방지하고 유지비용 절감으로 이어질 수 있다. 이것이 가능한 비장의 카드로 광촉매 타일 또는 광촉매 코팅을 선택하는 사업자가 증가하는 것은 대단히 놀라운 일이다.
또한 환경의식이 높은 기업은 적극적으로 공장이나 점포의 외벽에 광촉매를 도입하고 있다. 예를 들면 하이브리드자동차 프리우스의 생산 현장인 토요타자동차공장의 건물 외벽에 녹생의 광촉매 도료를 시공하였다. 광촉매의 기능은 공기정화 능력을 포플러 그루 수로 환산하면 이 공장 전체에서 약 2000그루에 상당하는 공기정화 능력을 갖는다고 한다. 2000그루의 포플러 숲을 상상해보자. 직접 눈으로는 확인할 수 없는 광촉매의 작용을 조금이나마 비슷하게 느낄 수 있지 않을까 생각된다.
최근에는 유럽 각지와 중국 등에도 광촉매 기술이 도입되어 광촉매 코팅이 시공된 건물이 많아지고 있다. 예를 들면 독일 브레멘시의 주거빌딩, 중국 광동성의 맨션, 이탈리아에서는 교회건물에 사용되었다.
매우 다양한 용도로 사용되는 알루미늄 건축자재에도 광촉매 코팅으로 셀프 클리닝효과를 발휘하는 제품이 만들어지고 있다. 미츠비시케미칼의 알포릭(ALPOLIC)은 심재(안쪽 재료)에 방화성 수지를 사용한 3층 구조의 알루미늄수지복합판으로 현재는 세계 각국에서 사용되고 있다. 고내구성 불소수지 루미후론막 위에 광촉매를 코팅하여 셀프클리닝 효과가 나타나면 알루미늄 건축자재의 부드러운 느낌과 얼룩이 없는 미관을 장기간 유지하며 청소비용 저감이 가능하다.
공장에서 광촉매를 코팅하기 때문에 시공현장에서 도포작업이 필요 없어 공사 기간의 단축과 도장공의 기술에 좌우되지 않는 안정된 품질 확보가 가능하다는 점도 많은 현장에 보급하는데 매우 중요한 사항이다.
사람이나 자동차의 왕래가 많은 곳에 걸려있는 간판은 더러워지기 쉽다. 간판의 표면에 투명한 광촉매를 코팅하는 사례가 많아지고 있다. 광촉매를 코팅한 간판은 항상 깨끗하기 때문에 표면을 청소할 필요가 없다. 광촉매 도료에는 색상이 풍부한 컬러코팅, 그리고 바탕 소재의 느낌을 살릴 수 있는 투명한 투명코팅이 있어 고객의 다양한 요구에 대응할 수 있는 제품군으로 계속 진화하고 있다.
-
텐트막 제품의 가능성을 넓힌 광촉매 텐트
광촉매 기능을 갖는 외장용 건축자재 중에서도 텐트막 제품은 독특한 발전을 이루었다. 텐트막 제품하면 도쿄돔을 떠올리는 사람도 많을 것이다. 1988년에 탄생한 도쿄돔 지붕은 유리섬유에 불소수지를 코팅한 텐트막으로 구성되어 있고, 반세기 이상이 지난 현재도 충분한 강도를 유지되고 있다. 그러나 도쿄돔이 시공될 당시에는 안타깝게도 광촉매의 응용 연구가 아직 시작 단계이었기 때문에 표면을 자동으로 깨끗하게 유지하는 셀프클리닝 기능은 넣지 못하였다.
그 후 도쿄돔 텐트막을 제조한 타이요공업이 여러 기업과 협력하여 광촉매 기술을 텐트막에 도입하는 연구를 착수하여 현재는 광촉매 텐트로 다양한 실적을 올리고 있다. 실외에서 장기간 사용하는 막구조 건축물의 막 재료에는 크게 두 종류가 있다. 하나는 염화비닐수지가 코팅된 염화빌닐막이고 다른 하나는 불소수지가 코팅된 불소막이다.
염화비닐막의 경우는 염화비닐이 산화티탄의 산화분해력에 의해 열화되기 때문에 중간에 배리어층(보허접착층)을 만든 다음 그 위에 광촉매층을 만들어준다. 한편 불소수지는 산화티탄에 의해 산화분해되지 않기 때문에 산화티탄 미세입자를 배합한 불소수지를 기재가 되는 불소수지막 위에 직접 코팅한다. 이렇게 제조한 불소수지막 제품은 광촉매 입자가 막소재와 일체화되어 열화되지 않고 반영구적으로 광촉매 기능을 유지할 수 있다.
원래 텐트 제품의 특징으로 가벼우면서 견고하고, 내부가 밝고, 자유로운 형태 제조가 가능하다는 점을 들 수 있지만, 그 표면에 광촉매 기능을 첨가한 광촉매 텐트는 텐트막의 가능성을 더욱 넓혀주는 뛰어난 특징이 있다.
기본은 다른 외장용 건자재와 마찬가지로 태양과 비의 힘으로 스스로 오염을 세척하여 유지비용을 줄일 수 있는 셀프클리닝 효과, 대기 중의 NOx를 분해하는 공기정화 효과, 이들 기능 외에도 표면에 오염물이 쉽게 부착되지 않으므로 내부 공간의 밝기를 오랫동안 지속할 수 있고, 나아가 햇빛의 반사율이 증가하기 때문에 실내가 많이 더워지지 않아 에너지절약에 공헌할 수 있다. 이러한 특징을 살린 광촉매 텐트 창고는 창고 내의 온도 상승을 억제할 수 있어 지금까지 도입이 곤란했던 식료품이나 약품 등 분야의 창고에도 활용할 수 있게 되었다. 온도 상승을 억제하고 자외선을 차단할 수 있는 광촉매 텐트는 스포츠시설에 적합하여 테니스코트, 풋살경기장, 배팅연습돔 등에도 사용되고 있다.
또한 텐트막 제품은 본래의 아름답고 자유로운 디자인과 광촉매의 환경친화적 기능이 조화를 이루는 건축물로 많은 상업시설이나 다목적시설에 사용되고 있다. 도쿄역 야에스출구의 새로운 심볼로 2013년 9월에 오픈한 그란루프(GRANROOF)에도 광촉매 텐트가 사용되었으며, 빛을 부드럽게 투과하는 막소재의 성질을 살려 야간에는 조명의 라이트업 효과로 도시에 어울리는 아름다운 경관을 창출하는데 기여하고 있다.
타이요공업에 따르면 일본에서 건설되는 영구적인 건축용 막구조시설의 약 90%에 광촉매 텐트가 사용될 정도로 압도적인 지지를 얻고 있다. 광촉매 텐트는 해외에서도 널리 사용되고 있다. 2014년 브라질에서 개최된 FIFA 월드컵경기장 지붕, 미국 텍사스주 댈러스의 약 10만명이 관람할 수 있는 아메리칸풋볼경기장 등이 유명하다. 또한 프랑스 파리의 퐁피듀센터는 세계적인 문화예술센터인데 그 분관으로 로렌 지방의 도시 메츠에 2010년 유럽 최초로 광촉매 텐트를 사용한 대형 막구조시설 퐁피듀 센터 메츠를 완성하였다. 기능성과 함께 막 소재의 특성을 살린 부드러운 곡선의 지붕 형상 구조물이며, 그 표면적은 약 8000㎡에 이른다. 일본의 광촉매 기술과 일본인 건축가가 만나 유럽에 새로운 문화센터가 탄생하였는데, 특히 야간에는 내부에서의 조명 효과로 멋있는 경관을 연출한다.
공항에 광촉매 텐트가 사용된 것으로는 1994년 미국 콜로라도주 덴버국제공항, 2004년 크로아티아의 스플릿공항, 2014년 영국 런던의 히드로공항 등이 있으며, 일본에서는 나리타국제공항에 사용되었다. 광촉매 텐트는 공항 이외에도 독일, 그리스, 터키, 스페인, 중동, 호주 등 세계 각지에서 사용되고 있다.
또한 광촉매를 오랫동안 연구해온 사람으로서 매우 기뻤던 활용 사례는 이집트의 기자에 있는 쿠푸왕의 대피라미드 옆에 만들어진 작업용 텐트의 바깥 텐트에 광촉매 텐트가 사용된 것이다. 이것은 피라미드에 인접하여 부장된 쿠푸왕의 배가 1987년에 그 존재를 확인하면서 발굴 조사가 이루어졌다. 작업용 텐트는 이중 막구조로 되어 있으며, 바깥쪽 막에 산화티탄막이 사용되었다. 이집트의 강렬한 햇빛을 약 80% 반사하여 텐트 내부 온도 상승을 억제하는 효과가 있으며, 에어컨이 없는 상태에서도 외부 온도보다 4~5도 낮은 환경을 만들어 주었다.
또한 셀프클리링 효과로 세계유산의 미관 손실을 최소화하는데도 공헌하였다. 복원작업이 끝난 후에는 이집트 고고학 최고회의에 기증되어 계속 귀중한 문화재의 보존처리시설로 이용되고 있다.
-
참고글