KR100670718B1 - 2액성 건조물 보강제 조성물 및 그 2액성 건조물 보강제조성물에 사용하는 주제와 경화제 - Google Patents
2액성 건조물 보강제 조성물 및 그 2액성 건조물 보강제조성물에 사용하는 주제와 경화제 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 피착체가 되는 건조물의 기초나 외벽에 대하여, 그 표면에 도공(塗工)하는 것만으로 상온에서 경화하고, 피착체와 일체가 되어 건조물의 강도나 내구성을 향상시키는 건조물 보강제 조성물로서, 피착체에 대한 접착성이나 강도가 높은 2액성 건조물 보강제 조성물과 그 조성물에 사용하는 주제(主劑), 경화제를 얻는 것을 목적으로서 이루어진 것이다.
주제와 경화제를 혼합하여 고화하는 2액성 건조물 보강제 조성물에 대해서 적어도 아라미드 섬유 또는 실리카 중 어느 것을 함유하며, 주제가 적어도 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 어느 것으로부터 선택되는 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 실시예, 비교예에서 사용한 2액성 건조물 보강제 조성물의 조성을 도시한 도면.
본 발명은 콘크리트나 목재 등으로 이루어진 건물 외벽이나 건물 기초 등에 도공(塗工)하여 보강하는 2액성 건조물 보강제 조성물 및 그 2액성 건조물 보강제 조성물에 사용하는 주제와 경화제에 관한 것이다.
빌딩이나 호건(戶建) 주택의 외벽, 기초 부분, 기둥 부분 등의 콘크리트나 목재로 이루어진 부분의 열화나 부식에 대한 방호책으로서, 시멘트에 수지분을 혼입한 재료를 피착체에 덧칠하는 방법이나, 경화성 수지로 이루어진 접착제를 결손 부분에 충전하는 방법이 행해지고 있다.
그러나, 시멘트에 수지분을 혼입했다고 해도 시멘트재를 주제로 한 것은, 후에 다시 크랙이 생기는 경우도 많고, 피착체와의 밀착성도 바람직한 것이 아니었 다. 한편, 경화성 수지로 이루어진 접착제 등을 사용하는 방법은 갈라진 금 등에 대하여 충전하여 수분이 건조물 내로 진입하는 것을 방지한다고 하는 면에서는 효과적이지만, 접착제 자체가 수지로 이루어지기 때문에, 시멘트성의 보강제에 비하여 그 강도가 뒤떨어지고 있고 건조물 자체의 보강에는 그다지 기여하지 않는 것이었다. 또한, 도공에 있어서 기온차에 의한 점도의 영향을 받기 쉬워 균일한 품질을 얻을 수 없을 뿐 아니라, 점도가 낮아지는 경우는 "드리핑(dripping)" 현상이 일어나, 그 도공 기술이 요구되는 것이었다.
이들 문제를 해결하는 2액성 건조물 보강제로서 암면(Rock wool)이나 유리 섬유를 첨가하는 기술(특허문헌 1이나 특허문헌 2)이 개발되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-213136호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-213938호 공보
그러나, 보다 소량으로 보다 높은 접착성이나 강도를 부여하는 건조물용 보강제의 실현이 요망되고 있었다. 그래서, 본 발명은 피착체가 되는 건조물의 기초나 외벽에 대하여, 그 표면에 도공하는 것만으로 상온에서 경화하고, 피착체와 일체가 되어 건조물의 강도나 내구성을 향상시키는 건조물 보강제 조성물로서, 피착체에 대한 접착성이나 강도가 높은 2액성 건조물 보강제 조성물과 그 조성물에 사용하는 주제, 경화제를 얻는 것을 목적으로 하여 이루어진 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
이상의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 주제와 경화제를 혼합하여 고화하는 2액성 건조물 보강제 조성물에 대해서 적어도 아라미드 섬유 또는 실리카 중 어느 것을 함유하며, 주제가 적어도 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 어느 것으로부터 선택되는 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2액성 건조물 보강제 조성물을 제공한다.
주제와 경화제를 혼합하여 고화하는 2액성 건조물 보강제 조성물에 대해서, 적어도 아라미드 섬유 또는 실리카 중 어느 것을 함유하고, 주제가 적어도 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 어느 것으로부터 선택되는 수지 조성물로 이루어지는 것으로 하였기 때문에, 암면 등의 다른 무기 섬유나 다른 유기 섬유를 사용한 경우에 비하여 고화물의 강도가 향상되고, 건조물의 보강이 우수하다.
또한, 시멘트재가 아니라 수지를 주제로 하기 때문에, 피착체가 되는 건조물의 외벽 등의 갈라진 금, 균열 등의 지점에 충분히 침투할 뿐 아니라, 콘크리트나 목재 자체에 침투하기 쉽기 때문에, 피착체와의 밀착성이 우수한 동시에, 피착체인 건조물 자체의 강도 향상, 보호에 기여한다.
또한, 건조물 표면에 2액성 건조물 보강제 조성물에 의한 피막이 형성되기 때문에, 자외선, 산성비 등으로부터 건조물을 보호할 수 있어 내후성이 향상된다. 또한, 수분의 진입도 방지할 수 있으므로, 흰개미 등의 해충 진입, 발생을 저지할 수 있다.
본 발명은 특히 주제에 에폭시 수지 조성물을 사용하고, 경화제에 아민계 경화제를 사용하면, 이들 성분의 상호 작용에 의해 건조물을 구성하는 콘크리트나 목재에 침투하여 강고한 고화물을 얻을 수 있다. 또한, 작업 시간중의 고화는 느리고, 작업 종료후의 고화는 조기에 진행되기 때문에, 작업성이 좋다.
또한, 본 발명에 있어서는, 주제에 적어도 아라미드 섬유 또는 실리카 중 어느 것을 함유하는 것으로서 구성할 수 있다.
점도가 높고 수지액인 주제에 대하여 적어도 아라미드 섬유 또는 실리카 중 어느 것을 함유시켰기 때문에, 아라미드 섬유 또는 실리카는 안정되어 주제 중에 분산되고, 보존 안정성이 우수한 주제가 된다.
또한, 경화제에 적어도 아라미드 섬유 또는 실리카 중 어느 것을 함유하는 것으로서 구성할 수 있다.
주제가 아니라, 경화제에 적어도 아라미드 섬유 또는 실리카 중 어느 것을 함유하는 것으로 하면, 점도가 낮은 경화제의 점도가 높아져 주제와의 점도차가 작아지기 때문에, 작업 현장에서의 주제와 경화제의 혼합이 용이해진다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 이하 상세히 설명한다.
본 발명의 2액성 건조물 보강제용 조성물은 액상 합성수지로 이루어진 주제와, 그 주제에 상온에서 반응하여 사슬형 또는 그물코형 고분자를 생성하는 경화제로 이루어진다. 2액성으로 한 것은 도공 전에는 보존성, 안정성이 우수하며, 도공시에 간단히 조제할 수 있고, 또한 도공 후에도 특별한 작업 없이 상온에서 즉효적으로 경화한다고 하는 성질을 갖기 때문이며, 보존성, 작업 면에서의 용이성, 그리 고, 가격대비 성능이 우수하기 때문이다. 이에 대하여, 1액성의 보강제로는 충분한 경화(강도)를 얻을 수 없거나, 경화를 위해 가열 등의 후처리가 필요하거나, 경화까지 시간이 걸리거나, 보존성이 나쁘거나 하는 문제가 있다.
본 발명에서 사용되는 주제는 액상 합성수지로서, 경화제와 상온에서 반응하는 예비 중합체이다. 구체적으로는, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 등을 주성분으로 하는 조성물을 사용할 수 있다.
에폭시 수지로서는, 예컨대, 비스페놀 A나, 비스페놀 F 등의 비스페놀 화합물, 레졸시놀, 히드로퀴논 등의 다가 페놀, 페놀노볼락 등의 폴리페놀 화합물과, 에피크롤히드린으로부터 유도되는 것 등을 들 수 있다.
페놀 수지는 레졸수지 등으로서, 예컨대, 페놀, 크레졸, 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 페놀류와 포름알데히드, 파라포름알데히드, 트리옥산, 푸르푸랄 등의 알데히드류를 염기성 촉매를 사용하여 반응시켜 제조한 것이다.
폴리우레탄 수지는 폴리이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 얻어지는 말단에 이소시아네이트기를 갖는 우레탄 예비 중합체이다. 이소시아네이트로서는, 예컨대 톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI), 크실릴렌디이소시아네이트(XDI) 등을 들 수 있고, 폴리올로서는, 2가 또는 3가 알콜류, 폴리에테르폴리올류 등이며, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 글리세린 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 수지는 무수프탈산, 무수말레산으로 대표되는 불포화 디카르복실산 유도체와 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 디올과의 반응 생성물인 불포화 폴리에스테르를 들 수 있다.
이들 수지 중에서도, 에폭시 수지가 열경화성 수지 중에서도 주제와 경화제의 반응 밸런스를 취하기 쉬운 점이나, 글리시롤을 첨가함으로써 용이하게 주제의 점도 조정이 가능한 점에서 바람직하다. 이 주제의 점도는 1000 mp.s∼3000 mp.s, 바람직하게는 1000 mp.s 정도이다.
경화제는 주제와 반응하여 경화물을 얻는 것으로, 주제에 따라 선택된다. 주제에 에폭시 수지를 사용한 경우의 경화제는 아민계 물질로서, 예컨대, 페닐렌디아민이나 톨릴렌디아민 등의 방향족 다가 아민, 지방족 다가 아민, 폴리아미드아민류 등의 변성 아민류를 들 수 있다. 주제에 페놀 수지를 사용한 경우의 경화제에는 인산 및 그 에스테르 등, P-톨루엔설폰산 등의 설폰산류 등의 산촉매, 레졸시놀 등을 들 수 있다. 주제에 폴리우레탄 수지를 사용한 경우의 경화제는 폴리(옥시에틸렌)폴리올 등의 폴리올을 들 수 있다. 주제에 폴리에스테르 수지를 사용한 경우의 경화제는 벤조일퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드 등의 퍼옥사이드류를 들 수 있다.
주제 또는 경화제, 혹은 그 쌍방에는 야자 섬유, 비닐론, 나일론, 폴리에스테르, 아라미드 등의 유기 섬유나, 알루미늄 섬유, 유리 섬유, 암면 등의 무기 섬유, 실리카 등의 무기 분말 등의 첨가제를 첨가하여 2액성 건조물 보강제 조성물의 강도 향상을 도모할 수 있다.
주제나 경화제, 또는 이들 쌍방에 첨가하는 아라미드 섬유 등의 유기 섬유의 길이는 1.5 ㎜∼25 ㎜, 굵기는 10 ㎛∼0.1 ㎜이다. 이 정도 길이의 것은 경화제에 첨가하면 점도 증가가 현저하다는 것이나 시장에서 입수하기 쉽고 염가이기 때문에 바람직하지만, 1.5 ㎜보다 짧으면 증점 효과가 작고, 강도의 향상 효과가 불충분하며, 25 ㎜를 넘으면 분산이 곤란하다. 또한, 굵기가 10 ㎛보다 가늘거나 0.1 ㎜보다 굵은 것은 첨가량에 대한 강도의 증가 효과가 부족하다.
또한, 첨가하는 실리카는 평균 입경이 325 메쉬∼10 메쉬, 바람직하게는 100 메쉬∼48 메쉬이며, 강성의 향상, 도장면을 아름답게 마무리하는 것 및 내열성, 장면성(長面性), 크랙 방지가 도모된다고 하는 특징이 있는 실리카이다. 또한, 평균 입경이 325 메쉬보다 작은 것은 분산이 곤란하며, 10 메쉬보다 큰 것은 강도의 증가 효과가 부족하다.
또한, 첨가하는 유리 섬유 등의 무기 섬유의 길이는 1.5 ㎜∼25 ㎜, 굵기는 10 ㎛∼0.1 ㎜이다. 1.5 ㎜보다 짧으면 경화제에 첨가한 경우의 증점 효과가 작고, 강도의 향상 효과가 불충분하며, 25 ㎜를 넘으면 분산이 곤란하여 도포 불균일이 생기는 경우가 있다. 굵기가 10 ㎛보다 가늘거나 0.1 ㎜보다 굵은 것은 첨가량에 대한 강도의 증가 효과가 부족하다.
이들 첨가제 중에서는, 아라미드 섬유나 실리카를 사용하는 것이 동량의 다른 유기 섬유나 무기 섬유를 혼입시킨 경우에 비하여 10%∼30%의 강도 증대가 확인되는 점에서 바람직하다. 또한, 유리 섬유에 실리카가 혼합됨으로써 선으로부터 면의 도막이 형성되고, 한층 더 강도가 도모된다.
상기 첨가제의 혼합비(중량)는 주제와 경화제의 혼합물 20 중량부에 대하여, 아라미드 섬유 등의 유기 섬유의 경우는 0.1 중량부∼0.3 중량부, 바람직하게는 0.2 중량부이다. 또한, 유리 섬유 등의 무기 섬유의 경우는 0.3 중량부∼0.5 중량부, 바람직하게는 0.4 중량부이다. 또한 실리카는 0.6 중량부∼1.8 중량부, 바람직하게는 1.2 중량부이다. 유기 섬유로 0.3 중량부, 무기 섬유로 0.5 중량부, 실리카로 1.8 중량부보다 많으면 점도가 너무 높아지는 경우가 있어 작업 현장에서의 주제와 경화제의 혼합이 곤란해진다. 또한, 유기 섬유로 0.1 중량부, 무기 섬유로 0.3 중량부, 실리카로 0.6 중량부보다 적으면 첨가 효과가 충분하지 않다.
섬유상 물질이나 실리카와, 2액성 건조물 보강제 조성물이나 그 주제, 또는 경화제와의 혼합은 예컨대 옴니믹서에 의해 행할 수 있고, 통상 3 분∼10 분, 바람직하게는 5 분 전후 혼합함으로써 행해진다.
경화제의 점도는 상기 유기 섬유 등의 첨가제를 첨가하여 주제의 점도와 같은 정도로 하는 것이 가능하고, 50 mp.s∼100 mp.s, 바람직하게는 50 mp.s로 할 수 있다. 상기 첨가제를 첨가하면, 첨가하지 않는 경우에 비하여 점도가 높아지기 때문에, 작업 현장에서의 주제와 경화제의 혼합을 용이하고도 확실하게 행할 수 있다. 주제의 점도가 너무 높은 경우에는, 주제와 혼합하기 쉬운 연화제를 첨가함으로써, 작업 현장에서 적절하게 점도 조정을 할 수 있다.
주제와 경화제의 혼합비(중량)는 주제와 경화제의 종류나 조합에 따라 변화되지만, 주제에 에폭시계 수지를 사용하고, 경화제에 아민계 경화제를 사용한 경우는 주제:경화제=100:50∼100:35이다. 경화제의 주제에 대한 혼합비는 이것보다 많거나 혹은 적어도 경화가 불충분해지기 때문에 바람직하지 못하다. 양자의 혼합은 손으로 섞거나 핸드믹서로 작업 현장에서 간단히 행할 수 있다. 주제와 경화제를 혼합한 직후의 혼합물의 점도는 700 mp.s∼1100 mp.s, 바람직하게는, 1000 mp.s 정 도로 할 수 있다. 이것은, 상기 첨가제를 첨가하지 않고 어느 정도의 강도를 발생시키는 종래품의 점도가 통상 1500 mp.s∼2000 mp.s이며, 여름철에 3000 mp.s, 겨울철에 10000 mp.s가 되는 것에 비하여 점도를 낮게 유지할 수 있고, 도공 작업이 용이하여 작업 효율이 향상된다.
또, 주제 또는 경화제에는 필요에 따라 착색 안료나 체질 안료, 표면 조정제, 소포제, 분산제, 가소제, 용제, 경화 촉매, 염료, 습윤제, 레벨링제 등을 적절하게 첨가하여도 좋다. 착색 안료를 첨가한 것은 건조물의 보강뿐 아니라, 외관의 미화에도 유익하다.
2액성 건조물 보강제 조성물을 노면에 대하여 시공하는 경우에는 도공 후, 이 보강제 조성물이 고화할 때까지 사이에 유리 입자나 모래 입자, 알루미늄 분말, 세라믹 분말과 같은 미끄럼 방지재를 시공면에 산포함으로써, 시공면의 질감을 변화시키는 동시에, 미끄럼 방지에 도움을 줄 수 있다. 미끄럼 방지재의 입경은 직경 Φ=0.1∼3 ㎜가 바람직하고, 미끄럼 방지재의 첨가량은 수지량의 5%∼15%가 바람직하다.
본 발명을 적용할 수 있는 건조물은 콘크리트제, 목제의 건조물이 주이지만, 이들 재질에 한정되지 않고, 타일이나 인공 대리석 등을 사용한 것에 대해서도 우수한 보강 효과를 발휘한다. 또한, 건조물에는 빌딩, 호건 주택 등과 같은 건물의 외벽이나 기초, 기둥 등의 건물 자체에 한정되지 않고, 욕실, 세면소, 화장실 토대 주위 등의 건물에 사용되는 부재에 대해서도 적용 가능하다.
실시예
실시예 1∼실시예 3, 비교예 1∼비교예 3으로서 제조한 2액성 건조물 보강제 조성물의 주제, 경화제 및 첨가제의 상세한 내용에 대해서 도 1에 도시한다.
각 실시예, 비교예의 2액성 건조물 보강제 조성물은 도 1에 도시한 바와 같이 주제 또는 경화제 중 어느 하나에 첨가제를 첨가하여 옴니믹서로 5분간 교반하여 첨가제를 혼합해 두었다. 다음으로, 주제와 경화제를 회전식 교반기로 혼합 교반하여 2액성 건조물 보강제 조성물을 얻었다. 얻어진 2액성 건조물 보강제 조성물을 콘크리트제의 건물 외벽에 고무 주걱으로 도공한 후, 약 2∼3 시간 방치하여 경화시켰다. 실시예 1∼실시예 3의 2액성 건조물 보강제 조성물을 사용한 것은 피착체인 외벽의 크랙이 메워지는 동시에, 외벽 자체에도 2액성 건조물 보강제 조성물이 침투하여 강고한 외벽을 얻을 수 있었다. 한편, 비교예 1∼비교예 3의 2액성 건조물 보강제 조성물을 사용한 것은 크랙이 메워져, 외벽 자체에의 침투도 있었지만, 비교예 2의 2액성 건조물 보강제 조성물은 약간 외벽의 강도가 뒤떨어져, 비교예 1과 비교예 3의 2액성 건조물 보강제 조성물로서는 강고한 외벽은 얻을 수 없었다.
또한, 이 2액성 건조물 보강제 조성물을 사용하여 JIS-A1106에 기초한 콘크리트 굽힘 강도 시험을 행하였다. 폭×길이×높이=150 ㎜×530 ㎜×150 ㎜의 B.B 시멘트 시료에 두께 1 ㎜가 되도록 상기 2액성 건조물 보강제 조성물을 도포하여 굽힘 강도를 측정하였다. 그 결과도 도 1에 나타낸다.
굽힘 강도 시험의 결과로부터, 아라미드 섬유를 혼입한 실시예 1이나 실시예 2의 2액성 건조물 보강제 조성물은 주제와 경화제 이외에 첨가제를 전혀 함유하지 않는 비교예 1의 2액성 건조물 보강제 조성물이나, 아라미드 섬유 이외의 유기 섬유인 폴리에스테르 섬유를 혼입한 비교예 2의 2액성 건조물 보강제 조성물에 비하여 강도 향상이 분명히 확인되었다.
또한, 유리 섬유와 실리카를 혼입한 실시예 3의 2액성 건조물 보강제 조성물도 유리 섬유만을 함유하고 실리카를 함유하지 않는 비교예 3의 2액성 건조물 보강제 조성물에 비하여 강도 향상이 분명히 확인되었다.
본 발명의 2액성 건조물 보강제 조성물에 의하면, 피착체가 되는 건조물의 기초나 외벽에 대하여, 그 표면에 도공하는 것만으로, 피착체와 일체가 되어 건조물의 강도나 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 2액성이기 때문에 보존성이 우수한 동시에, 주제, 경화제 및 그 혼합 조성물의 점도를 적절히 조정할 수 있기 때문에, 작업 현장에서의 작업성이 우수하여 건조물의 보강 작업 전체에 대한 가격대비 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 2액성 건조물 보강제 조성물용 주제에 의하면, 보존 안정성이 우수하고, 도공시에 드리핑이 쉽게 발생하지 않는 주제이다.
또한, 본 발명의 2액성 건조물 보강제 조성물용 경화제에 의하면, 수율이 좋은 경화제로 할 수 있다. 또한, 주제와의 점도차를 작게 할 수 있기 때문에, 작업 현장에서의 주제와의 혼합을 용이하게 할 수 있다.
Claims (4)
- 주제와 경화제를 혼합하여 고화하는 2액성 건조물 보강제 조성물에 있어서,길이가 1.5 ㎜∼25 ㎜, 굵기가 10 ㎛∼0.1 ㎜인 아라미드 섬유를, 주제와 경화제의 혼합물 20 중량부에 대하여 0.1 중량부∼0.3 중량부로 함유하며, 주제가 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 중 적어도 어느 것으로부터 선택되는 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2액성 건조물 보강제 조성물.
- 제1항에 있어서, 주제가 에폭시 수지 조성물이고, 경화제가 아민계 경화제인 것인 2액성 건조물 보강제 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 기재한 2액성 건조물 보강제 조성물에 사용하는 주제로서, 상기 아라미드 섬유를 함유하는 주제.
- 제1항 또는 제2항에 기재한 2액성 건조물 보강제 조성물에 사용하는 경화제로서, 상기 아라미드 섬유를 함유하는 경화제.
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