KR100476728B1 - 에폭시 레진 조성물과 이를 이용한 레진몰탈의 표면시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에폭시 레진 조성물과 이를 이용한 레진몰탈의 표면 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 바닥 마감재로 표면강화 및 환경 구조를 개선하기 위해 사용하는 에폭시 레진 조성물을 구성함에 있어서 에폭시 베이스 레진을 저점성 부동성 상태로 변환시켜 이형성을 갖도록 조성하고, 이렇게 조성된 부동성 레진 조성물을 이용하여 자연규사, 인조규사, 칼라규사 또는 기타 무기물을 혼합하여 만든 몰탈로 콘크리트의 바닥면, 벽면, 경사면, 굴곡면 등에 몰탈 시공을 하는 경우 내면 공극에 수지가 채워진 상태가 흐트러지지 않으면서 자유자재로 미장성을 갖도록 적용이 가능함은 물론 바닥면의 경우 기계를 이용하여 콘크리트 표면에 포설과 동시 압착 미장하면 규격화된 도포면을 형성할 수 있으므로 물성과 작업성이 크게 개선된 부동성 에폭시 수지 조성물과 이를 이용한 레진몰탈의 표면 시공방법에 관한 것이다.

Description

에폭시 레진 조성물과 이를 이용한 레진몰탈의 표면 시공방법{Epoxy resin mortar composition and its coating method on concrete structure floor surface}

본 발명은 에폭시 레진 조성물과 이를 이용한 레진몰탈의 표면 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 바닥 마감재로 표면강화 및 환경 구조를 개선하기 위해 사용하는 에폭시 레진 조성물을 구성함에 있어서 에폭시 베이스 레진을 저점성 부동성 상태로 변환시켜 이형성을 갖도록 조성하고, 이렇게 조성된 부동성 레진 조성물을 이용하여 자연규사, 인조규사, 칼라 규사 또는 기타 무기물을 혼합하여 만든 몰탈로 콘크리트의 바닥면, 벽면, 경사면, 굴곡면 등에 몰탈시공을 하는 경우 내면 공극에 수지가 채워져 형태가 흐트러지지 않으면서 자유자재로 미장성을 갖도록 적용이 가능함은 물론 기계를 이용하여 콘크리트 표면에 포설과 동시 압착 미장하면 규격화된 도포면을 형성할 수 있으므로 물성과 작업성이 크게 개선된 부동성 에폭시 수지 조성물과 이를 이용한 레진몰탈의 표면 시공방법에 관한 것이다.

지금까지 국내외 전반적으로 콘크리트 바닥 표면을 강화 시키면서 환경구조를 개선하는 바닥 마감재로는 화학수지를 이용한 공법이 적용되고 있으며, 화학수지 중에서도 대부분 물성이 우수한 에폭시 수지를 이용하고 있다. 이러한 에폭시 수지를 이용한 바닥 표면 시공방법을 보면 코팅공법, 라이닝공법, 레진몰탈 공법 등이 있다. 그리고 이러한 공법 중에서도 레진 몰탈 공법은 기계적인 물성이 뛰어나 적용시 반영구적인 제품으로 활용성이 높게 평가되어 많은 부분에 적용이 요구되고 있으나, 콘크리트 바탕 면과의 접착력, 복잡한 시공 공정절차, 정교하지 못한 마감상태 등으로 실효성에 한계를 나타내고 있다.

또한, 마감 공정에 있어 표면이 정교하지 못한 부분에 대해서는 본 발명자가 발명한 한국특허 제0145117호에 제안된 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용하는 시공방법을 적용하여 왔으나, 최근 들어서는 레진몰탈을 이용하는 표면 시공방법이 복잡한 여러 공정으로 인해 절차에 대한 비효율적인 작업성이 단점으로 지적되고 있으며 이를 개선하기 위한 여러 방법들이 시도되고 있다.

기존의 에폭시 레진몰탈 표면 시공방법의 공정을 보면 1.콘크리트 바탕정리 2.프라이머 도포 3.스크래핑 4.포설 5.압착미장 6.보강코팅 7.상도코팅 8.마감코팅 등의 공정으로 시공되어 지고 있으며, 본 발명자가 개발한 특허 (제0145117호) 치소코팅제를 이용한 공법 역시 1.콘크리트 바탕정리 2.프라이머 도포 3.스크래핑 4.몰탈제 포설 5.압착미장 6.보강코팅 7.치소코팅 8.상도겸 마감코팅 공정으로 이루어져 있는 바, 이러한 시공방법은 표면 상태는 정교하고 작업에 편리성은 개선되었지만 기존 공법과 비교해 공기나 공정이 단축되지는 않는다는 점에서 개선의 여지가 있었다.

이와 같이, 에폭시 레진몰탈의 표면 시공방법은 그 시공표면의 우수한 물성으로 인하여 국내뿐만이 아니라 선진국에서도 많이 적용되고 있으나, 공법이 기존의 방법과 같이 대부분 동일하므로 국내외적으로 품질과 시공성, 시공원가 등의 경쟁력을 확보하기 위해서는 보다 적용이 용이한 개발이 긴요하다 아니할 수 없다.

일반적으로 에폭시 수지를 이용한 공법을 보면 중점도의 흐르는 수지에 규사(인조규사) 또는 칼라규사를 혼합하여 콘크리트 바탕표면에 3∼5 mm 두께 내외로 포설한 다음 휘니샤 기계를 이용하여 압착 미장하는 공법으로 진행되며, 이때 사용되는 수지의 특성을 보면 모두가 중점도의 흐름성이 강한 수지를 이용하게 되는데 이는 규사와의 배합이 원활하고 압착 미장이 용이하기 때문에 좋은 점이 있기는 하지만 규사 중량 비에 비례하여 제한된 소량의 수지를 배합시켜야만 미장이 가능하며 몰탈 층의 형상을 유지할 수 있다는 점에서 단점이 있다. 즉, 기능적 효율성과 관련하여 물리적인 물성을 고려하고 흐름성을 제어하기 위해서는 고점성에 의한 응집성이나 고점도 상태에서무기물 이용만이 가능한데, 규사 외에 기타 무기물에 흐르지 않는 수지를 다량 함침시 끈적한 점성과 불투명 상태로 원하는 미장성과 시공물을 얻을 수 없으므로 흐르는 중점도 수지를 이용하는 종래의 기술은 공법을 단축시키거나 표면을 정교하게 하는데 까지는 개발이 미치지 못하고 있는 것이다.

기존의 에폭시 레진몰탈 공법을 보면 몰탈 층을 형성하기 위해 규사와 수지의 배합비에 있어 규사 100중량부에 대해 수지 10∼12 중량부로 몰탈 재질을 구성하고 있으며, 바닥 면으로 시공이 한정돼 있다. 만일 수지함량이 더 이상 증가하는 경우에는 끈적한 점성으로 인하여 미장성이 없어 시공이 불가능하고 수지가 낮은 곳으로 몰려 바람직한 표면 형상을 유지할 수 없게 된다. 이와 같이 규사 100중량부에 수지 10∼12중량부 내외의 혼합비로 미장된 몰탈 표면은 경화 후 공극을 갖게 되므로 공극을 통해 규사 100중량부에 대해 15∼20중량부의 수지를 배합한 조성으로 그 표면을 다시 침투시켜 보강하여야 하며, 경화시킨 다음 규사 100중량부에 3∼5중량부로 수지가 배합된 조성으로 상도코팅 및 마감코팅 공정을 거처야 비로소 목적하는 표면 상태를 완성할 수 있다. 또한 복잡한 공정으로 완성된 시공표면이어야만 물리적인 높은 강도를 갖게 되어 목적하는 반영구적인 기능을 발현하게 된다. 그러나, 이령게 우수한 물리적인 기능이 발현될 수 있는 공법으로 표면을 시공하면 콘크리트 표면을 충격, 마모로부터 보호하는 기능이 우수하기는 하지만, 그 반면에 시공 공정이 너무 복잡하고 넓은 바닥면의 경우 전면에 걸쳐 물성이 고르지 않을 뿐만 아니라 마감상태가 정교하지 못하며 바탕면과 몰탈층의 박리로 인한 하자와 높은 시공원가로 인하여 현장 적용에 상당한 개선의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

일반적으로 레진몰탈 공법에서 우수한 물성을 나타낼 수 있는 기본적인 요소로서, 에폭시 레진 조성물의 구성에서 무기와 유기 성분의 이상적인 결합구조와 적정배합비로 기능의 극대화를 가져올 수 있는 조성성분의 작용과 특성을 보면, 높은 강도를 갖는 규사결정체 내에 수지를 흡습할 수 있는 공극이 형성되어 있으며 조성물과 함침 되는 경우 일체성이 매우 높게 나타는 것으로 확인되었으며 기계적인 물성의 효율적인 증가는 무기와 유기성분의 적절한 결합비에서 찾을 수 있다. 기본적으로 일반적인 에폭시 레진 조성물에 있어서는 미분의 크기한정(3∼3.5㎛), 무기물(filler), 탄살칼슘, 시리카, 탈크 등의 혼합조성에 의해 물성의 극대화를 꾀하고 있으나,수지 100중량부에 대해 무기물충전제를 30중량부 이상 혼합한 라이닝제, 코팅제의 경우 기계적인 물성이 저하되는 문제가 있다.

반면에, 적당한 크기의 지름이 1mm 내외의 알맹이 결정형태의 규사는 수지 100중량부에 규사 350∼400중량부의 무기함량이 혼합된 조성으로 구성하는 경우 우수한 물성을 나타낸다. 이와 같이 많은 량의 무기충전물을 수지 내에 혼입함으로 인해 나타낼 수 있는 높은 강도를 가지는 조성을 구현하기 위해 물리적인 작용으로 시험규격인 ASTM D 695로 측정시 바람직한 예를 실험을 통해 알아본 바에 의하면, 수지 100중량부에 무기물을 크기 3∼3.5㎛짜리로 미분하여 30중량부로 혼합시켜 경화시키는 경우 압축강도가 650 Kg/㎠ 이고, 또 에폭시 수지 100중량부에 대해 무기물로 규사 크기 1mm 내외의 규사가 350∼400중량부가 포함된 레진몰탈 조성물을 경화시키는 경우 인조규사를 사용했을 때 압축강도가 900∼950 kg/㎠ 이며, 자연사를 이용할 경우 압축강도가 1100∼1200kg/㎠로서 그 압축강도가 콘크리트 기본 강도의 약 4∼5배 정도의 높은 강도를 발현함을 알 수 있었다.

그러나, 이러한 최적의 수지와 무기물 규사와의 배합비를 가진 조성물을 이용하여 현장에서 복잡한 공정 절차를 거치면서 표면시공을 하는 경우에도 불구하고 표면이 정교하지 못하고, 또 우수한 물성을 나타낼 수 있는 규사와 수지의 적정 결합비인 수지 : 규사가 100 : 350∼400중량비로 이뤄질 수 없는 상황에 놓이게 되어 물성이 크게 저하되는 데, 이러한 적용상의 문제점이 발생되는 원인과 콘크리트 바탕면과 접착력 등의 문제점을 검토해 본 결과 여러 가지 문제를 발견하였다. 이러한 문제점에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

레진몰탈 공법은 콘크리트 바닥 표면위에 3∼5mm내외의 얇은 두께로 포설하고 압착 미장하는 공정으로 이루어진다. 이러한 몰탈 공정에서 규사 100중량부에 수지함량이 12중량부를 초과하게 되면 수지의 흐름성 때문에 형태가 이루어지지 않으며 끈적한 점성으로 인하여 미장성을 갖지 못하게 되며, 다시 수지를 이용하여 침투 보강시키는 과정에서 공극내부까지 수지의 침투가 원활하지 않은 문제가 있다. 또, 보강도포 후에 수지는 셀프 레베링성을 갖는 특성으로 자연적으로 수평면을 갖게 되어 낮은 곳으로 수지가 몰리게 되어 수지와 규사의 균일한 배열이 불가능 하며 몰탈 층의 굴곡면이 그대로 드러나게 되고, 다시 높게 드러난 부분을 중심으로 수평면이 되도록 수지를 채우고 덧 씌워 마감하여야 한다. 이러한 공법은 절차가 복잡하고 자재를 크게 낭비하게 됨은 물론 마감상태 또한 굴곡면이 드러나 조악한 느낌이 들기 때문에 품질의 한계성을 나타내고 있다.

최근에 와서는 몰탈층을 형성한 후 침투보강 공정으로 인하여 마감상태가 조악하게 나타나자 이를 보안하기 위하여 미장공정에서 규사 미분을 혼합사용하여 보강공정에서 수지가 침투되지 않도록 한 다음 표층만을 덧씌우는 방식으로 마감처리 하고 있으나, 내부에 수지가 채워지지 않은 상태로 마감되기 때문에 이 또한 물성이 크게 저하되고 있고 이러한 공법 역시 바닥면에 한정돼 있으며 조악한 마감상태로 칼라규사를 이용한 시공이 불가능하여 몰탈 공법의 기능과 특성이 퇴화되고 있는 실정이다.

또한, 콘크리트 바탕면에 부 도막을 형성하여 물성이 유지되도록 하기 위해서는 바탕면과의 친화력에 의한 일체성이 매우 중요하다. 지금까지 바탕면의 접착력을 증대시키기 위한 방법으로 접착제(프라이머)를 사용하여 왔으나, 그 프라이머의 특성을 보면 국내외를 막론하고 저 비점 용제가 다량 함유된 타입으로 작업시 인체에 미치는 폐해가 크며 친환경적이지 못하다. 본래 화학수지와 알칼리성을 갖는 콘크리트 면은 비결합성으로 콘크리트 모공에 침투하여 콘크리트 내 규사를 감싸는 형태로 접착기능을 발휘하였으나, 최근 콘크리트 구조물의 대형화 기계화 공법으로 표면이 수밀해지고 고알칼리가 형성되어 콘크리트 표면으로의 침투가 용이하지 않게 되어 원만한 접착력을 형성하기란 불가능한 상태로 변화되고 있으며, 열악한 환경조건, 상대습도, 함수율 등에 의한 접착력 저하와 계절 및 조석의 온도편차로 인한 수축 팽창 계수의 불일치성도 박리를 유발시키는 원인으로 지적되고 있다.

본 발명자는 콘크리트 바닥면의 경우 표면을 보호 강화하는 공법은 선택이 아닌 필수조건으로 이러한 종래의 에폭시 레진 조성물과 이를 이용한 몰탈 표면시공의 문제점을 근본적으로 해결하고, 기존에 적용되고 있는 레진몰탈 공법의 문제점을 보완하기 위하여, 종래의 중점도 셀프 레베링성을 갖는 수지 조성물의 특성을 점성이 매우 낮은 투명, 또는 불투명의 부동성 상태로 변환시켜 조성하게 되면, 몰탈 표면 시공과정에서 복잡한 공정절차를 일원화하여 획기적으로 단축시킬 수가 있고, 나아가서는 수지가 몰리거나 굴곡 면이 드러나는 문제점을 개선할 수 있으며, 본 발명자가 개발하여 발명진흥위로부터 우수제품으로 평가 받은 특허 0167858호를 개선한(이중적 결합을 갖는 수용성 타입인 다기능성 프라이머)조성물을 바탕면에 도포한 후 분 발명의 시공하게 되면 비결합성을 갖는 콘크리트 표면과의 접착력을 크게 증대할 수 있다는 놀라운 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

그리고, 바닥면 시공의 경우 기존의 손 미장, 또는 휘니샤를 이용한 공법으로도 공정 단축이 용이하도록 하면서, 포설과 미장을 동시에 처리할 수 있는 기계를 제작 활용하는데 있어 기존의 손으로 당기는 포설기에 전동기를 부착시켜 사용하면 포설이 용이하다는 점과, 전면에 스텐레이스 타원 직사각 형태의 미장날을 부착시켜 상하 진동에 의해 압착다짐 하면서 평탄면을 갖도록 하면 기계를 이용한 시공이 용이하다는 점을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 에폭시 레진 몰탈 표면 시공에서의 적용성이 용이하게 개선하는데 있어 보다 효율적인 방법으로--획기적인 공정 단축과, 자제절감으로 경제성과, 몰탈 내면에 수지와 규사의 고른 배열로 기계적인 물성이 증대됨은 물론 마감상태의 정교성으로 단순 콘크리트 표면강화 개념을 넘어 마감제로서 수려한 미감을 갖도록 시공방법을 제공 하는데 그목적이 있다.

본 발명은 에폭시 수지와 경화성분으로 구성되고 규사를 혼합하여 콘크리트 표면에 몰탈층을 형성하는 데 사용되는 에폭시 레진 조성물에 있어서, 에폭시 기본수지 70∼80중량％, 반응성 희석제 10∼20중량％, 비 반응성 희석제 1∼5 중량％, 무기충전제 1∼5중량％, 응집제(치소제) 1∼4중량％, 난연제 1∼2.5중량％, 소포제 0.05∼0.1중량％를 포함하는 수지성분의 제1조성물 100중량부와, 지방족 아민 30∼60중량％, 치환성 반응촉진제 20∼40중량％, 일급 지환족 아민 5∼20중량％, 촉진제 5∼15중량％, 아닥트제 1∼8중량％로 구성된 경화성분의 제2조성물 30∼50중량부의 제2형으로 이루어진 에폭시 레진 조성물을 그 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 에폭시 레진 조성물은 현장에서 콘크리트 표면의 몰탈 시공을 위해 규사와 혼합할 때 수지가 흐르거나 몰리지 않도록 하기 위하여 부동성 액상으로 된 수지성분 100중량부와 현장에서 배합되는 경화성분 30∼50중량부로 이루어진 것으로서, 종래의 레진 조성물에 비해 저점성의 수지를 조성함으로써 부동성을 가지는 레진 조성물을 만들 수가 있는 것이고, 이런 부동성 조성물을 규사와 혼합하여 콘크리트 바닥면이나 벽면 등에 적용하는 경우 용이하게 레진몰탈을 시공을 할 수 있는 것이다.

이러한 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 조성의 예를 보면, 하이글로로드린과 비스페놀 A공중합체로 구성된 에폭시 기본수지 70∼80중량%, 단분자형의 네오글리시딜 반응성 희석제 10∼20중량%, 에틸셀로솔브 및 크실렌 중에서 선택된 하나이상의 비 반응성 희석제 1∼5중량%, 무기충전제 1∼5중량%, 실리콘디옥사이드 응집제 1∼4중량%, 판타드로모 디페닐옥사이드 난연제 1∼2.5중량%, 폴리실록사니 소포제 0.05∼0.1중량%를 포함하는 수지성분의 제1조성물 100중량부와, 폴리옥시프로필렌 아민 30∼60중량%, 페닐아민 치환성 반응촉진제 20∼40중량%, 트리에틸렌아민 5∼20중량%, 페놀 촉진제 5∼15중량%, 에폭시 아닥트제 1∼8중량%로 구성된 경화성분의 제2조성물 30∼50중량부로 이루어진 제2형으로 구성할 수 있다. 여기서 주제성분을 구성하는데 있어 상기 반응성 희석제로 에폭시기를 갖고 있는 저점도 단분자형을 사용할 수 있는 바, 반응성 희석제로는 네오산 글리시딜 에테르 외에, 페닐 글리시딜 에테르, 부틸글리시딜 에테르, 아리파틱3관능성 에폭시를 활용할 수 있다. 그리고 응집제로 실리콘디옥사이드 외에도 미세석면(촙 아소베스트; 상품명 RG-244)이나 요변성을 가지는 가레마이트를 사용할 수 있다. 또한, 무기충전제를 활용할 수 있는 바 무기충전제로는 실리카, 탄산칼슘, 탈크, 백운석 등의 분말을 사용할 수 있다. 그러나 미세석면(아소베스트)의 경우 발암물질로 규명되어 사용을 금하고 있으며, 요변성의 가레마이트 경우 불투명 수지 조성에 일부 적용이 가능하다. 또한 비반응 희석제 첨가량은 기본 수지 100 중량부에 3% 이내로 적용이 가능하지만 엠이케이, 아세톤과 같이 저비점 용제는 소량 첨가 시에도 경화시 가교성을 저해하므로 성형성을 갖는 몰탈제 적용에는 용이하지 않으며 이외에 중, 비점 용제 중에서 부틸셀로솔브, 알콜, 엠와이비케이, 싸이크로헥산 등을 극소량으로 3%내에서 사용이 가능하다.

이러한 본 발명의 조성물은 기본 에폭시 수지에 반응성 희석제 (단분자), 비 반응성 희석제, 응집제, 난연제, 소포제, 칼라베이스, 경화제, 경화 촉진제 등 포함하는 레진 조성물로서, 기존의 레진 조성물과는 달리 점성이 매우 낮은 저점도 흐르는 상태에서 경화제와 혼합시 치환 하여 부동성을 갖는 것이 특징이다.

본 발명에서는 에폭시 기본수지에 반응성 희석제와 소량의 비 반응성 희석제를 배합하여 끈적한 점성을 완화시키 후 치환성을 갖는 응집제를 가하여 조성하고 지환족 일급아민 이 내제된 경화성분을 혼합하는 경우 부동성을 갖도록 적응시킨 후 난연제 와 소포제를 후 첨가하여 수지성분을 구성하고, 경화성분으로는 지환족, 지방족 아민류의 경화제와 치환성을 갖는 반응촉진제, 경화 촉진제, 아닥트제를 포함한 경화성분을 구성 2액 형으로 레진 조성물을 조성하여, 현장에서 수지성분과 경화성분을 배합하고 여기에 통상의 규사를 혼합하여 레진몰탈 시공에 사용하도록 하는 것이다.

이러한 본 발명의 조성물에 대한 성분구성을 이용하여 몰탈 공법에 적합한 작업성, 물성 등을 다각적으로 실험한 결과, 몰탈 시공에서 기존의 8공정을 4공정으로 단축시키는데 용이하였으며, 칼라규사를 이용한 공법에서는 3공정으로도 시공이 용이하였다. 또한 공정을 단축하면서도 종래에 비해 높은 강도와 정교한 마감상태의 확보가 가능하고, 기계를 이용한 작업 등에서도 크게 편리하기 때문에 기존에 공법에 비해 매우 경제적인 방법으로 콘크리트 구조물 표면에 이상적인 레진몰탈 시공을 할 수 있는 매우 유익한 조성물로 밝혀졌다.

본 발명에 따르면 에폭시 기본수지의 중간체 액상에다 반응성 희석제, 비반응 희석제, 응집제, 난연제, 소포제 등으로 수지성분을 구성하고 여기에 경화제, 치환 반응제 지환족 일급아민, 경화 촉진제, 아닥트제로 구성된 경화성분을 조성하여 작업 현장에서 소정의 배합비율로 혼합시 점성을 갖지 않으면서도 비중이 가벼운 부동성 상태의 레진 조성물로서 사용할 수 있게 된다.

이렇게 조성되는 본 발명의 레진 조성물에서 각 사용성분의 첨가량은 상기한 바와 같으나, 보다 바람직한 조성방법을 구체적으로 예시하면, 에폭시 기본수지를 80℃에서 약 30분가량 가열한 다음 배합조에 투입하고 여기에 반응성 희석제, 비반응성 희석제를 가하고 믹싱기를 이용 약 30분가량 고속 믹싱한 후, 치환성을 갖는 응집제, 난연제, 소포제를 첨가하여 믹싱한 다음 3본 로울러를 이용 압착밀링하고 투명상태의 수지조성의 경우 탈포기를 이용 기포를 제거하여 제 1조성물의 수지성분을 조성하는 것이 바람직하다.

또한, 경화성분의 경우는 각 성분을 반응조를 이용하여 혼합시키되 지방족 아민, 지환족 아민, 치환성 반응촉진제를 투입하여 혼합되도록 믹싱한 다음, 촉진제와 아닥트제를 첨가하고 40℃의 온도로 열을 가하여 슬로우믹싱으로 혼합하면서 반응시켜 순환시킨 다음 다시 지환족 아민을 첨가 믹싱하여 경화성분인 제2조성물을 조성한다.

이렇게 조성된 수지성분과 경화성분을 현장에서 배합하되 수지성분 100중량부에 경화성분을 40∼50중량부로 혼합 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 배합 비율은 수지성분의 당량에 의한 경화성분의 과학적인 데이터이며 다양한 실험결과와 현장 적응실험으로 얻어진 적정 배합 비율이다. 경화성분이 적거나 과량일 경우 부동성의 특성이 발현되지 않으며 물리적인 특성과 기계적인 물성이 급격히 저하되어 본래의 기능적 역할을 제대로 수행할 수 없게 된다. 특히, 이러한 배합에 의해서만이 레진 조성물이 끈적한 점성이 없는 부동성 상태로 변환되어 규사와 혼합시 비중이 가벼우면서 이형성과 성형성이 개선되며 콘크리트 바닥면, 벽면, 굴곡면 등의 표면에 바람직한 물성과 표면형상을 갖는 몰탈 시공이 가능한 것이다.

그리고 본 발명에서는 상기 조성물 투명색상외에 통상의 안료를 첨가할 수 있는바, 안료로는 무기 또는 유기안료를 사용할 수 있다. 안료는 에폭시 기본 수지에 안료의 비중이나 엄폐력을 감안하여 첨가하되, 토너를 만든 다음 제1조성물인 수지성분 100중량부에 대하여 1∼30중량부까지 혼합사용할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 조성된 제2형 레진 조성물을 콘크리트 바닥면, 경사면, 굴곡면 등의 표면에 적용하게 되면 유동성 조절이 원활한 부동성 수지로서, 규사100중량부에 조성된 몰탈제를 30중량부 이상혼합이 원활하며 이러한 혼합비를 갖는 몰탈제는 시공층 내부에까지 수지가 채워진 상태로 공극이 없이 미장성을 가질 수 있으므로 기존공법에 비해 획기적인 공정단축, 물리적 기능개선 및 미감을 증대시킬 수 있는 특성 등을 발휘할 수 있는 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 레진 조성물을 이용하여 레진몰탈 시공방법에 대하여 설명한다.

기본적으로는 종래와 비슷한 방법으로 몰탈 시공을 할 수 있으나, 본 발명의 경우 특정 조성물을 사용하는 점, 특정 프라이머를 선택 사용하는 점, 기계를 이용한 시공이 가능하다는 점 등에서 종래의 몰탈 시공방법과는 다르다.

본 발명에 따르면 에폭시 레진 조성물과 규사를 혼합하여 콘크리트 표면에 도포하는 레진 몰탈의 표면 시공방법에 있어서.

a) 콘크리트 표면의 요철 또는 레이탄스를 제거 정리한 다음,

b) 그 표면에 접착제로서 다기능 프라이머를 도포하고,

c) 그 위에 상기한 본 발명의 에폭시 레진 조성물과 규사를 배합하여 몰탈층을 도포하여 형성한 다음,

d) 다시 그 위에 본 발명의 에폭시 레진 조성물을 다시 도포하여 마감층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 몰탈 시공에 의해 형성된 몰탈층 위에 도포되는 마감층은 필요에 따라서 투명 또는 칼라가 내포된 불투명, 엠보싱 형태로 적용될 수있다.

또한, 본 발명은 상기 표면시공은 시공 후 콘크리트 표면에 압착미장한 몰탈 표면의 규사와 규사 사이 공극에 수지가 채워진 상태로 나타나는 형상을 갖는 것으로 시공함을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명의 레진 조성물을 적용하는데 있어서 콘크리트의 표면에 몰탈층을 적용하기 전에 다기능 프라이머 접착제를 도포하는 바, 이때 사용되는 다기능 프라이머 접착제로서는 수용성 타입의 3성분 다기능성 프라이머 접착제가 바람직하며, 그 예로서는 본 발명자가 개발한 한국특허출원 제10-2002-0030103호의 다기능 프라이머 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 다기능 프라이머 접착제의 구성을 보면, 에폭시 기본수지 40∼50 중량％에 에틸셀로솔브 및 키실렌, N-부타놀 중에 선택된 하나 이상의 비반응성 희석제 25∼35중량％, 스피렌티지 페놀옥사이드폴리알킬렌 반응성 유화제 2∼4중량％, 실리콘디옥사이드 응집제 1∼3중량％, 폴리실록사니 소포제 0.01∼0.1중량％, 물 10∼25중량％를 포함하는 수지성분 100중량부에 대하여, 아민계 경화제60∼70중량％, 폐놀계 촉진제 1∼10중량％, 에틸셀로솔브 비반응성 희석제 20∼35중량％를 포함하는 경화성분 10∼40 중량부와 시멘트 80∼95중량％, 알루미나 1∼10중량％, 수산화칼슘 1∼10중량％를 포함하는 필러성분 30∼100중량부로 구성된 3성분계 에폭시 다기능성 프라이머를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 몰탈 시공에 적용되는 레진몰탈 조성물은 에폭시 수지와 경화성분으로 구성으로 규사를 혼합하는 레진몰탈 조성물에 있어서, 인조규사 또는 자연규사 100 중량부에 상기 에폭시 레진 조성물 20∼40 중량부, 바람직하기로는 27∼33중량부를 혼합한 것을 특징으로 한다. 여기서 레진의 사용성분이 너무 소량이면 종래의 조성과 비슷하게 공극이 형성되어 물성이 크게 저하되 공극을 다시 채워 시공되어야 하므로 시공공정이 많아지며 너무 과량이면 작업성이 불량하고 정교한 시공물을 기대할 수 없다.

본 발명의 조성물을 이용 콘크리트 표면을 보호하고 강화하면서 바닥재를 제공하는 몰탈 시공방법을 좀더 구체적으로 살펴보면, 콘크리트를 타설하고 휘니샤 기계를 이용하여 다짐질한 바닥면, 기존의 칼라하드너 바닥, 콘크리트를 타설하고 제물 미장한 바닥면, 이외에 콘크리트 모든 구조물에 등에 대하여 그 바탕 표면을 정리하고 상기와 같은 조성의 다기능성 프라이머 접착제를 0.1∼0.2두께 내외로 도포하고 경화 시킨 다음, 그 프라이머 층 위에 본 발명에서 조성된 부동성 레진 조성물을 규사와 배합하여 도포하되 규사(크기 0.3∼2mm)를 레진 조성물 100중량부에 규사 350∼400중량부의 비율로 혼합 믹싱하여 바닥면 경우 1mm부터 무한정 두께로 도포할 수 있으며, 벽면 또는 천장의 경우 10mm까지 원활하게 미장할 수 있다.

본 발명에 따르면 이러한 몰탈 시공에서는 종래의 경우와는 달리 미장시 끈적거림이 없어 달라붙지 않고 경화된 표면에 공극이 나타나지 않아 마감상태가 정교하게 처리될 수 있으므로 우수한 물성과 미려한 표면형태의 몰탈 시공이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면 이러한 레진 몰탈 공법에서 더욱 편리한 시공성을 갖기 위해, 바닥면의 경우 프라이머를 도포한 다음 경화 시킨 후 믹싱기를 이용하여 레진과 규사가 혼합된 몰탈조성을 만들고, 기계를 이용하여 포설과 동시 압착 미장하는 방법으로 자동화 미장방법이 적용될 수 있다. 그 과정을 예를 들어 살펴보면, 본 발명의 레진 조성물과 규사를 소정 비율로 혼합 교반기에 넣고 충분히 혼합한 다음, 미장기계로 이동시켜 포설기 통에 그 배합물을 담고 작동시키면 앞쪽으로 이동되면서 포설기 통 하부에서 몰탈 배합물을 밀어내며 두께 조절작용에 의해 일정한 두께로 자동 포설된다. 포설 뒷부분에 타원형을 갖는 미장 날의 상하 진동에 의해 자연스럽게 압착력이 부여되면서 다져지고 평탄면이 형성되게 되는 것이다. 이외에도 기존의 손미장이나 휘니샤를 이용한 공법에서도 적용이 용이하며 4공정으로 시공이 완결된다.

한편, 본 발명에서 조성된 부동성 레진 조성물의 기능과 효과를 구체적으로 살펴보면, 지금까지 기존의 레진몰탈 시공에서 사용되는 수지는 (셀프레베링성) 자연스럽게 흐르는 성질의 것을 이용하므로 서, 규사와 혼합시 규사 : 수지를 100:10의 중량부 비율로 밖에 미장할 수 없었고, 미장 후 공극이 형성돼 다시 공극을 채워 보강해야만 했다. 그 이유는 규사에 수지함량이 100 :10이상 높아지면 수지의 흐름성 때문에 몰탈층의 형태가 유지되지 않으며 수지의 점성으로 인하여 미장날에 수지가 달라붙어 미장을 할 수 없는 상황에 이르게 된다. 그러므로, 종래에는 규사 100중량부와 수지 10중량부로 구성하여 몰탈층의 형태를 유지 하게 함으로써 작업성을 가질 수 있지만 몰탈내부에 공극이 남아있어 기계적인 특성을 발휘할 수 없을 뿐만 아니라 손쉽게 오염되므로 몰탈 공법의 본래의 역할과 기능을 발휘할 수 없게 된다. 이러한 문제점으로 인하여 다시 공극에 수지를 채워주게 되는데, 이 과정에서 수지는 수평면을 갖게 되므로 높고 낮은 몰탈층이 드러나게 되며 높게 드러난 부위를 중심으로 덧 씌워 마감하게 되면, 공정도 복잡하고 바람직한 표면을 얻을 수 없는 문제가 발생한다. 이때 마감을 포함 전체적으로 사용되는 수지량은 규사 : 수지의 배합비율은 100:27∼33의 비율로서 우수한 물성을 갖기는 하지만, 몰탈 내면에 수지가 고르게 침투될 수 없으며 굴곡면의 낮은 곳에 수지가 모이는 부분에서는 규사와 수지의 고른 배열이 이루어질 수 없어 높게 드러난 굴곡면 까지 수지를 덧씌우는 공정에서 수지를 크게 낭비하게 된다. 또한 전체적인 물성이 균일하지 못하고 굴곡 면이 드러나 마감상태가 조악하며, 칼라규사를 이용한 시공은 불가능한 상태이며, 또한 복잡한 작업과정과 많은 공정으로 인하여 매우 비경제적인 면이 커다란 문제로 지적되고 있다.

그러나, 본 발명에서 조성된 부동성 레진을 이용한 레진몰탈 시공방법에서는 부동성 레진으로 한번에 규사 100중량부에 수지 30중량부 혼합으로도 압착 미장시 수지가 흐르거나 흐트러짐이 없이 규사와의 일체성을 높여주며 곡면 경사면에서도 자유자재로 원하는 표면형태를 유지할 수 있다. 또한 규사 100중량부에 수지 30중량부의 비율로 혼합된 수지함량은 기존의 일반 레진 몰탈 공법에서 몰탈층을 형성하기 위한 수지량과 보강공정에서 채워진 수지량을 포함한 전체함량에 해당하는 량으로서, 본 발명의 공법에서는 규사와 배합하는 초기 미장 과정에서 기존의 마감층 까지 사용되는 수지함량을 이용하여 압착 미장하는 방식이므로 몰탈층 내부에서의 고른 수지배열은 물론이고 공극이 없이 몰탈면을 갖게 되어 더욱더 우수한 물성을 가질 수 있고, 또 별도로 프라이머 층과의 접착력과 수밀성 증대를 위한 보조 코팅(스크레핑)과 수지를 채워주는 보강, 중, 상도코팅 공정을 피할 수 있어서 획기적인 공정단축이 이뤄질 수 있다.

또한, 본 발명에서는 부동성 레진을 이용함으로서 작업공정이 단축되는 바, 기존의 레진몰탈 공법인 1. 바탕정리 2. 프라이머 도포 3. 스크레핑 4. 몰탈 포설 5. 휘니샤 압착미장 6. 침투보강 7. 덧씌움 중도 8. 상도마감 공정에서, 본 발명의 개발공법은 일반규사의 경우 1.바탕정리 2.프라이머 도포 3.레진몰탈 4.상도마감 공정으로, 칼라규사의 경우 1.바탕정리 2.프라이머 도포, 미장으로 마감 공정으로 마감된다. 또한 시공과정에서 바닥면의 경우 기존의 휘니샤 기계를 이용한 작업에도 작업공정은 동일하게 단축되며 본 발명에서 개발한 포설과 압착미장이 동시에 이뤄질 수 있는 미장 기계를 이용하여 작업할 수 있으므로 작업의 편리성은 물론이고 시공비를 크게 절감할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 레진 몰탈의 표면 시공방법에서는 본 발명자가 개발 출원한 한국특허 출원번호 10-2002-0016876의 다기능성 프라이머(접착제)를 콘크리트 바탕면에 초벌 도포하고, 그 위에 본 발명의 부동성 에폭시 레진을 이용하여 규사와 혼합한 몰탈층을 적용하며, 콘크리트 표면에 시공과정에서 기계적 방법은 물론 손으로도 압착 미장할 수 있으므로 작업성과 적용성이 매우 바람직하고 경제적이며 간편한 몰탈 시공방법으로 다양한 콘크리트 표면 시공을 가능하게 할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예

1. 수지성분의 제조 (제1조성물)

현장에서 상기 조성물을 배합하되 수지성분(제1조성물) : 경화성분(제2조성물)을 100 : 40 중량비로 혼합한 레진 조성물 100중량부에 대해 규사 350중량부를 다시 혼합하여 몰탈 배합물을 구성하여 콘크리트 바닥면에 몰탈 시공을 수행하였다. 압착 미장시 수지함량이 높아 흐르거나 형태가 흐트러지지 않으면서 작업을 원활하게 할 수 있었다.

상기와 같이 조성에 사용된 실제 제품의 화학성분명과 출처를 정리하여 보면 다음과 같다.

(1) 에폭시 기본수지 : (하이글로로드린 과 비스폐놀 공중합체)n=O인 액체상태의 것(국도화학)

(2) 에폭시 기본수지 : (하이글로로드린 과 비스폐놀 공중합체)n=O인 액체상태의 염소분이 함유된 것(국도화학)

(3) 반응성 희석제 : 단분자형 네오 글리시딜 에테르(Neo-e)

(4) 비 반응성 희석제 : (Echil cerasolbe) 미국 Shell. Co.

(5) 비 반응성 희석제 : Xylen 한국석유화학

(7) 응집제 : (Silicon dioxide)

(8) 난연제 : (Pantardromo dipenyloxide) 미국 그레이드 레이커스사

(9) 소포제 : (Poly siloxanis) 독일 BYK. co

(10)경화제 : (Poly propilen amene)미국 텍사코 사

(11)경화제 : (Phenol aniline) 일본

(12)경화제 : (Triethylene tetramine)일본 교또화성

(13)베이스 레진 (에폭시) 국도화학

(14)Phenol : 부가되지 않은 상태의 것 (일본제품)

실험예 1

콘크리트 바닥 면을 정리하고 본 발명자가 개발한 한국특허 제0167858호 상품명 MNA 콘크리트 표면보수 및 (프라이머) 접착 기능에 대하여 발명진흥회로부터 지원 한국화학시험연구원 에서 우수제품으로 평가한. 기능과 특성을 보완하여 에폭시 다기능 프라이머로 출원한(출원번호 10-2002-0016876 ) 실시 예를 바른 다음 제조된 제1, 제2 조성물을 100 : 40 중량비율로 혼합하였다. 다른 한편으로, 규사로서 굵기 지름이 1mm 내외인 인조규사 및 자연규사를 각각 100중량부 준비하고 여기에 상기 혼합된 레진 조성물 각각 30 중량부를 다시 혼합하여, 각기 상기 콘크리트 표면에 두께 5mm로 압착 미장하고 0.5mm이하로 마감 코팅하여 72시간 경과후 시험한 결과 물리적 특성이 우수하게 나타났다.

그 물성측정결과, 부착력 (접착력) 39(kgf/㎠), 압축강도 인조규사 950∼1100(kgf/㎠), 자연규사 1200∼1300(kgf/㎠), 인장강도 470∼500(kgf/㎠)의 결과를 나타내었다.

이상의 결과로부터, 본 발명에 따라 제조된 레진 조성물을 규사와 혼합하여 현장에서 시공하는 경우, 미장 과정에서 형태가 흐트러지지 아니하고 경화된 상태가 공극이 발생되지 않은 상태로 표면이 매우 정교하였다. 또한, 시공절차가 간소하여 편리하였으며, 특히 접착력, 압축강도, 인장강도 등의 기계적인 물성이 우수하여 바닥재로서 매우 유용함을 알 수 있었다.

실험예 2

상기 실험예 1의 조성물을 콘크리트 구조물 바닥 면에 적용한 것과 실험실에서 KS F5000:1990 규격에 의해 비교 실험을 시행하였다. 콘크리트 시험체를 각 1200×1200×200mm크기로 제작하여 재령 20℃, 28일 동안 양생 후 바탕면의 레이턴스 등 바탕면을 그라인딩으로 정리한 다음, (기건상태, 습윤상태, 표면건조 포화상태의 3가지 환경조건에 대하여 ASTM D 4541: 1985 시험 방법에 따라 접착력과 JIS K 6911로 인장강도, ASTM D 695 시험 방법에 따라 압축강도를 확인하였다.) 다기능성 프라이머를 도포하고 상온 20℃에서 12시간 경과 후 조성된 부동성 레진 조성물 중의 제1조성물 100중량부에 제2조성물 40중량부를 혼합하여 레진 조성물을 구성하였다. 그 다음으로, 규사 100중량부에 상기의 레진 조성물을 30중량부로 다시 혼합하여 상기 경화된 프라이머층 위에 5mm 두께로 압착 미장하고 다시 상기의 레진 조성물을 이용하여 0.5mm두께로 마감 코팅하여 20℃, 24시간 경과 후 기건 상태의 표면물성을 측정하였다. 그 결과, 표면 접착력 35kgf/㎠, 표면건조 포화상태 39.2 kgf/㎠, 습윤상태 37.7 kgf/㎠, 이고 별도의 규격에 의한 시험체를 구성하여 실험한 결과 인장강도 인조규사 470 kgf/㎠, 압축강도 인조규사 1100 kgf/㎠, 인장강도 자연규사 1250 kgf/㎠, 로 나타났다.

상기의 실험예 1∼2의 실험결과로부터, 본 발명의 에폭시 부동성 레진의 조성물을 이용하여 상기와 같이 레진몰탈 공법을 시행한 결과 우수한 바닥재의 특성을 나타내었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레진 조성물은 에폭시 기본수지에 반응성 희석제, 비반응성 희석제, 응집제, 난연제, 소포제로 구성된 수지성분과, 폴리아미드경화제, 페닐아닐린 경화제, 지환족 경화제, 경화촉진제를 포함하여 구성된 경화성분의 제2형으로 이루어져 있는 것으로서, 종래와는 달리 에폭시 레진 조성물을 부동성 저점성 수지성분으로 구성함으로써, 콘크리트 바닥 면에 몰탈 코팅으로 적용하는 경우 마감상태가 정교하여 미관을 향상시키며 획기적인 공정단축과 재료 절감은 물론 탁월한 물성이 제공될 수 있다.

특히, 바닥재 시공시에는 기계시공을 용이하게 적용할 수 있어서 공정단축과 경제적 시공을 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 몰탈 공법에서 수용성 타입으로 친환경 적이며 알칼리성을 갖는 콘크리트 표면과의 높은 친화력을 갖는 다기능성 프라이머를 적용하여 표면에 접착제로 활용하므로 서 그 물성을 개선시키는 효과가 매우 크다.

Claims (9)

1. 에폭시 수지와 경화성분으로 구성되고 규사를 혼합하여 콘크리트 바닥 면에 적용되는 에폭시 레진 조성물에 있어서, 에폭시 기본수지 70∼80중량％, 반응성 희석제 10∼20중량％, 비 반응성 희석제 1∼5 중량％, 무기충전제 1∼5중량％, 응집제 1∼4중량％, 난연제 1∼2.5중량％, 소포제 0.05∼0.1중량％를 포함하는 수지성분의 제1조성물 100중량부와, 지방족 아민 30∼60중량％, 치환성 반응촉진제 20∼40중량％, 일급 지환족 아민 5∼20중량％, 촉진제 5∼15중량％, 아닥트제 1∼8중량％로 구성된 경화성분의 제2조성물 30∼50중량부의 제2형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에폭시 레진 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 수지성분 100중량부에 대하여 안료성분이 1∼30 중량부 추가로 혼합된 것을 특징으로 하는 에폭시 레진 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 반응성 희석제로는 에폭시기를 갖고 있는 저점도 단분자형 글리시딜 에테르를 사용하고, 응집제로는 실리콘디옥사이드, 미세석면 또는 요변성 가레마이트가 혼합된 것을 특징으로 하는 에폭시 레진 조성물.
4. 에폭시 수지와 경화성분으로 구성된 레진 조성물과 규사를 혼합하여 콘크리트 표면에 적용하는 레진 몰탈 조성물에 있어서, 압착미장시 인조규사 또는 자연규사. 칼라규사 100 중량부에 청구범위 제1항에 따른 에폭시 레진 조성물 20∼30중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 레진 몰탈 조성물.
5. 에폭시 레진 조성물과 규사를 혼합하여 콘크리트 표면에 도포하는 레진몰탈의 표면 시공방법에 있어서,

   a) 콘크리트 표면 바탕면의 요철 또는 레이탄스를 제거 정리한 다음,

   b) 그 표면에 접착제로서 다기능 프라이머 접착제를 도포하고,

   c) 그 위에 상기 청구범위 제1항에 따른 에폭시 수지와 경화성분으로 구성된 레진 조성물 20∼40중량부를 규사 100중량부에 혼합한 것으로 몰탈층을 도포하여 형성한 다음,

   d) 다시 그 위에 상기 청구범위 제1항에 따른 에폭시 수지와 경화성분으로 구성된 레진 조성물을 다시 도포하여 마감층을 형성하는 것

   을 특징으로 하는 4공정의 레진몰탈의 표면 시공방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 표면시공은 기존의 손미장, 휘니샤, 또는 개발된 미장기계를 이용 콘크리트 표면에 포설 후, 압착미장 한 몰탈 표면의 규사와 규사 사이 공극에 수지가 채워진 상태로 나타나는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레진몰탈의 표면 시공방법.
7. 삭제
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 다기능 프라이머 접착제는 에폭시 기본수지 40∼50중량％, 에틸셀로솔브, 부타놀, 키실렌 중에 선택된 하나 이상의 비반응성 희석제 25∼35중량％, 스피렌티지 페놀옥사이트 폴리알킬렌 반응성 유화제2∼4중량％, 실리콘 디옥사이드 응집제1∼3중량％, 폴리실록산 소포제 0.01∼0.1중량％, 물 10∼25중량％, 포함하는 수지성분 100중량부에 대하여, 아민계 경화제 60∼70중량％, 페놀계 촉진제 1∼10중량％, 에틸셀로솔브 비 반응성 희석제 20∼35중량％를 포함하는 경화성분 30∼40중량부와, 시멘트 80∼95중량％, 알루미나1∼10중량％, 수산화칼슘1∼10중량％를 포함하는 필러성분 50∼100중량부로 구성된 3성분계로 이루어진 것을 콘크리트 바탕면에프라이머로 사용함을 특징으로 하는 레진몰탈의 표면 시공방법.
9. 기계를 이용하여 레진몰탈의 표면을 시공하는 방법에 있어서, 상기 청구범위 제1항의 레진 조성물을 사용하고 상기 청구범위 제5항의 방법에 따라 시공하되, 통상의 포설기에 전동기를 설치하여 자동으로 전 후진과 몰탈제를 담는 통의 하단에 교반과 동시에 밀어내는 기능과 포설 뒷부분에 곡면을 갖는 스텐레이스 직사각 형태의 미장날을 부착하여 상하로 진동에 의해 압착 다짐하여 평탄면을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 레진몰탈의 표면 시공방법.