KR100844367B1

KR100844367B1 - 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법 및 그 구조물

Info

Publication number: KR100844367B1
Application number: KR1020070126719A
Authority: KR
Inventors: 김상천
Original assignee: 주식회사 코와스
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-07-07

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계; 상기 이물질이 제거된 상기 콘크리트 구조물 표면에 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머가 도포된 상기 콘크리트 구조물에, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계; 및 상기 바탕조정재가 도포된 상기 콘크리트 구조물에, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아 마감재를 65∼85℃로 가온하여 저점도화 한 후 도포하는 단계를 포함하여 이루어지는 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법 및 그 구조물에 관한 것이다.

폴리우레아, 바탕조정재, 항균성, 방수, 방식

Description

폴리우레아 수지를 이용한 시공방법 및 그 구조물{Construction method using a polyurea resin and the structure material using the same}

본 발명은 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법 및 그 구조물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폴리우레아 바탕조정재와 항균성 폴리우레아 마감재를 이용한 시공방법 및 그 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물, 상하수도 강관, 주철관을 포함하는 상하수도 시설, 제지공장, 화학공장 및 식품공장 등의 구조물들은 물, 염소, 화학약품, 부식가스 등에 의한 화학적 부식이 쉽게 일어날 수 있는 환경에 노출되어 있다. 또한 상기 시설물들은 높은 수압, 유속, 와류, 물의 낙하 등에 의한 마모, 침식 등이 쉽게 일어날 수 있는 환경에 노출되어 있다. 따라서 상기 시설물들은 부식이나 침식에 의한 누수, 수자원의 손실, 구조물의 수명감소 등의 문제점이 있다. 게다가 상기 시설물 내부나 그 근처에 물이 장시간 체류할 경우 세균 번식이 일어나고, 그 결과 수질오염이 발생하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 규산질계 침투성 방수재, 우레탄계 방수방식재, 수용성 혹은 무용제 에폭시 수지계 방식코팅재 등을 사용하고 있다. 그러나 이러한 물질을 사용하는 경우, 내식성이 취약하고 내구성이 부족한 문제점이 있다.

위에 언급된 물질들 이외에 에폭시 수지계 몰탈(mortar) 및 마감재를 이용한 방수방식재와 우레탄 수지계 바탕조정재를 이용한 폴리우레탄 방수코팅재 등이 이용되고 있다. 그러나 에폭시 수지계 몰탈 및 마감재를 이용한 방수방식재의 경우, 신장율이 적어 모체에 대한 균열추종성이 부족하고 시공이 쉽지 않으며, 강관 등의 금속 구조물에는 적용하기 어려운 단점이 있다. 또한 우레탄 수지계 바탕조정재를 이용한 폴리우레탄 방수코팅재의 경우, 셀프레벨링(self-levelling) 타입의 바탕조정재를 사용하므로 수직 벽면이나 천정면에는 시공이 불가능한 단점이 있다.

본 발명의 목적은 폴리우레아 바탕조정재와 항균성 폴리우레아 마감재를 이용하여 균열추종성, 도막 물성, 내식성, 내구성, 항균 특성 및 시공 성능이 우수하고 방수방식효과가 뛰어난 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 환경친화적인 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 시공방법을 이용한 벽면 구조물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 한 측면에 따르면, 본 발명은 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계; 상기 이물질이 제거된 상기 콘크리트 구조물 표면에 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머가 도포된 상기 콘크리트 구조물에, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계; 및 상기 바탕조정재가 도포된 상기 콘크리트 구조물에, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아 마감재를 65∼85℃로 가온하여 저점도화 한 후 도포하는 단계를 포함하는 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 금속 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계; 상기 이물질이 제거된 상기 금속구조물 표면에 일액형, 수용성인 저점도의 녹변환 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머가 도포된 상기 금속 구조물에, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계; 및 상기 바탕조정재가 도포된 상기 금속 구조물에, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아 마감재를 65∼85℃로 가온하여 저점도화 한 후 도포하는 단계를 포함하는 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 콘크리트 구조물을 포함하는 콘크리트 구조물층; 상기 콘크리트 구조물층 표면에 도포되는, 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머를 포함하는 에폭시 프라이머층; 상기 에폭시 프라이머층 표면에 도포되는, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 포함하는 바탕조정재층; 및 상기 바탕조정재층 표면에 마감칠되는, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아를 포함하는 마감층으로 이루어지는 폴리우레아 수지를 이용한 구조물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 금속 구조물을 포함하는 금속 구조물층; 상기 금속 구조물층 표면에 도포되는, 일액형, 수용성인 저점도의 녹변환 프라이머층; 상기 녹변환 프라이머층에 도포되는, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 포함하는 바탕조정재층; 및 상기 바탕조정재층 표면에 마감칠되는, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아를 포함하는 마감층으로 이루어지는 폴리우레아 수지를 이용한 구조물을 제공한다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법에 의하면, 균열추종성, 도막 물성, 항균 특성 및 시공 성능이 우수하고 방수방식효과가 뛰어남과 동시에 환경친화적인 구조물을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법은 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계; 상기 이물질이 제거된 구조물 표면에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머가 도포된 구조물에 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계; 및 상기 바탕조정재가 도포된 구조물에 항균성 폴리우레아 마감재를 도포하는 단계를 포함하여 이루어진다. 상기 구조물은 콘크리트 구조물일 수도 있고 금속 구조물일 수도 있다. 이하에서는 콘크리트 구조물과 금속 구조물인 경우를 각각 나누어서 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 한 측면에 따른 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법의 순서도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구조물이 콘크리트인 경우 본 발명의 시공 방법(S1)은 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계(S11); 침투성 저점도 에폭시 프라이머를 도포는 단계(S12); 상기 프라이머 도포 후 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계(S13); 상기 바탕조정재 도포 후 항균성 폴리우레아 마감재를 도포하는 단계(S14)로 이루어진다.

상기 S11 단계는 피도포면인 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단 계이다. 상기 콘크리트 구조물 표면의 레이턴스(laitance), 먼지, 유지류, 및 기존 구도막 등과 같이 부착을 방해하는 각종 오염물질을 그라인더, 샌드블라스트, 고압수 등으로 깨끗이 제거한다.

S12 단계는 침투성 저점도 프라이머를 도포하여 구체의 강도를 보강하는 단계이다. 상기 프라이머로는 침투성 저점도 무용제 에폭시 수지가 바람직하다. 구체적으로, 콘크리트 도장 시스템용 저온 침투성 프라이머를 사용할 수 있다. 상기 에폭시 프라이머를 콘트리트 구조물 표면에 도포하면 이 프라이머가 콘크리트면에 침투되어 그 구조물 표면을 강화시키는 역할을 한다. 또한 상기 콘크리트 구조물 내부에서 기포가 형성되는 것을 억제하고, 하기에서 설명하는 폴리우레아 바탕조정재와 결합하여 접착력을 향상시킨다. 구체적으로, 상기 에폭시 프라이머가 도포된 경우에는 콘크리트 구조물면과 폴리우레아 바탕조정재의 접착력이, 에폭시 프라이머를 도포하지 않은 경우보다 3배 이상 향상된다.

상기 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머 주제와 지방족 아민 변성 경화제를 1 : 1의 비율로 저속 혼합기 등의 도구를 이용하여 완전히 혼합한다. 그 다음에 상기 프라이머 혼합물을 붓, 롤러 등을 이용하여 0.07∼0.12 mm 두께로 콘크리트 구조물 표면에 도포한다. 상기 침투성 저점도 에폭시 프라이머의 물성은 하기 표 1과 같다. 본 발명에서는 (주)코와스의 ED-100 등의 침투성 저점도 에폭시 프라이머를 이용할 수 있다.

구분	규격
고형분	100%
경도	85∼92 (shore A)
신장율	50∼60%
인장강도	1000 psi
콘크리트 접착력	300∼600 psi
가사시간	10∼30 min/200g mass
경화시간	10∼16 hours

S13 단계는 상기 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머가 도포된 구조물에 폴리폴리우레아 바탕조정재를 도포하여 콘크리트 마감면과 일체화된 평활한 바탕조정층을 형성하는 단계이다.

상기 폴리우레아 바탕조정재는 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진다. 구성된다.

상기 폴리우레아 수지는 알리파틱 이소시아네이트 프리폴리머(aliphatic isocyanate prepolymer) 주제와 아민 터미네이티드 폴리올 폴리아민(amine terminated polyol polyamine) 경화제가 직접 반응하여 생성되는 상온 경화형의 폴리우레아 결합체이다. 본 발명에서는 이 기술 분야에 알려진 ED-200 ((주)코와스의 상품, 상품명: ELADUR), PV-425 (미국 폴리버스사 상품) 등의 폴리우레아 수지를 이용할 수 있다. 구체적으로, 가사시간이 10∼30분이고, 지촉건조 시간이 1∼2 시간이고, 탄성율이 15∼55%인 지방족 화합물계 상온형 폴리우레아 수지가 바람직하며, 특히 가사시간이 30분, 지촉건조시간이 2시간, 탄성율 30%인 상온형 폴리우레아 수지가 가장 바람직하다.

상기 폴리우레아 수지의 함량이 10 중량% 미만이면 실리카 충진제와의 배합이 쉽지 않거나 실리카 충진제와의 결합력이 약해져서 전반적인 물성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 상기 폴리우레아 수지의 함량이 20 중량%를 초과하면 작업시 처짐 현상이 발생할 수 있다. 가장 바람직한 함량은 12 중량%이다.

상기 실리카계 요변성 부여제는 SiO₂ 혼합물인 규조토계와 순수 SiO₂인 소성 실리카계 요변제가 4 : 6의 비율로 혼합된 것으로서, 피도포체 표면에 적절한 흐름성을 부여하는 역할을 한다. 따라서 상기 요변성 부여제는 수직 벽면이나 천정면에 작업시 바탕조정재의 흐름이나 처짐을 방지할 수 있다.

상기 실리카계 요변성 부여제의 사용량이 4 중량% 미만이면 흐름성 조절이 어려울 수 있다. 또한 상기 요변성 부여제의 사용량이 8 중량%를 초과하면 점성이 증가하여 작업성이 떨어지고 경화 후 물성의 저하를 가져 올 수 있다. 가장 바람직한 사용량은 6 중량%이다.

상기 실리카 충진제는 입도 30∼40 매쉬(mesh)의 실리카와 입도 40∼50 매쉬의 실리카가 5 : 5의 비율로 혼합된 것을 이용할 수 있다. 상기 실리카 충진제의 함량이 72 중량% 미만이면 폴리우레아 수지와의 배합은 용이해지나 작업시 처짐 현상이 발생할 수 있다. 또한 상기 실리카 충진제의 함량이 86 중량%를 초과하면 폴리우레아 수지의 탄성율이 저하되어 균열추종성이 약해질 수 있다. 가장 바람직한 함량은 82 중량%이다.

상기 폴리우레아 수지, 실리카계 요변성 부여제, 실리카 충진제를 전용 교반기로 배합한 후, 콘크리트 구조물 표면 중 문제가 발생할 가능성이 있는 부위에 도포한다. 상기 문제가 발생할 수 있는 부위란, 거푸집단차, 요철, 곰보, 골재 분리, 들뜨거나 노후되어 제거된 부분 또는 부식되어 제거된 부분 등과 같이 균일한 도막 두께 형성을 곤란하게 만드는 부분을 말한다. 상기 문제가 발생할 수 있는 부분에 쇠흙손, 쇠주걱 등을 이용하여 상기 바탕조정재를 도포함으로써 콘크리트 마감면과 일체화된 평활한 바탕조정층을 형성할 수 있다.

S14 단계는 상기 바탕조정재가 도포된 콘크리트 구조물 표면에 항균성 폴리우레아 마감재를 도포하는 단계이다.

상기 항균성 폴리우레아 수지는 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진다.

상기 폴리우레아 수지는 이소시아네이트 프리폴리머(isocyanate prepolymer) 주제와 폴리아민(polyamine) 경화제가 직접 반응하여 생성되는 초속경화형의 폴리우레아 결합체이다. 상기 폴리우레아 수지는 우레아화 반응을 이용하여 경화시키므로 경화시간이 수십 초 이내로 매우 짧아 시공의 효율성이 매우 높다. 또한, 우수한 밀착력, 유연성, 내마모성, 내약품성, 내구성, 열안정성, 방식성 및 방수성 등을 가지고 있다. 본 발명에 이용되는 폴리우레아 수지의 물성은 하기 표 2와 같다. 본 발명에서는 (주)코와스의 ED-300 등과 같은 폴리우레아 수지를 이용할 수 있다.

구분	결과
고형분	100 %
혼합부피비	1 : 1
경도	80 ± 10 (shore A)
탄성율	320 ± 100 %
인장강도	190 ± 30 kgf/cm²
가사시간	8 sec
지촉경화	25 sec

상기 무기항균제는 항균 금속 Ag⁺, Zn² ⁺ 등으로 이온교환된 제올라이트이다. 상기 무기항균제를 상기 폴리우레아 수지에 고르게 분산시키면, 항균 및 방취 성능을 발휘하여 콘크리트 구조물면 도막의 항균화가 이루어진다.

상기 항균제는 항균성을 갖는 은 이온 등이 제오라이트 골격 구조의 내부에 결합하여 안정된 상태이다. 따라서 용제 등에 의한 항균 금속 성분의 용출이 발생하지 않고 항균작용이 반영구적으로 지속되며, 무기물질이므로 800℃ 이상의 고열에서도 변형이 생기지 않아 수지 내 혼입시 열변색과 노화가 발생하지 않는다.

상기 무기항균제는 은 이온 및 아연 이온 등의 효과에 따라 대장균, 녹농균, 살모넬라균 등의 그람음성 세균류, 황색포도구균 등의 그람양성 세균류, 누룩곰팡이, 푸른곰팡이 등의 곰팡이류 및 O-157 바이러스 등 광범위한 미생물에 대해 항균작용을 나타낸다.

상기 항균제는 농축액(Mill Base)을 만든 후 이를 희석하여 사용하는 것이 좋다. 이 방법을 이용하면 상기 항균제가 상기 폴리우레아 수지 내에서 고르게 분산될 수 있기 때문이다.

본 발명에서 상기 항균제는 그 분말을 기준으로 1∼3 중량%로 폴리우레아 수지 내에 포함되는 것이 바람직하다. 상기 항균제는 상기 폴리우레아 수지의 경화제 내에 고르게 분산시키되, 상기 항균제의 함량이 1 중량% 미만이면 콘크리트 구조물 도막 표면의 항균성이 떨어질 수 있고, 3 중량%를 초과하면 비경제적이다. 가장 바람직한 함량은 2 중량%이며, 상기 항균제의 물성은 하기 표 3과 같다.

구분	규격
화학조성	SiO₂, Al₂O₃, Ag, Zn, Na
90% 멸균시간	30 min 이하
평균입도	3∼4 μm
열적안정성	800 ℃
겉보기밀도	0.39 g/cm
pH	7

상기 항균성 폴리우레아 수지는 이소시아네이트 프리폴리머(isocyanate prepolymer) 주제와 상기 항균제가 분산된 폴리아민(polyamine) 경화제를 1:1로 혼합하여, 공정압력이 2,500 psi (최소 2,000psi, 최대 3,500psi), 공정 온도가 65∼85℃ 인 전용 스프레이 장비를 사용하여, 고온·고압으로 충돌, 혼합시켜서 콘크리트 구조물에 분사하여 도포한다.

상기 항균성 폴리우레아 마감재를 가온하여 저점도화 하는 이유는 폴리우레아 수지가 들어 있는 용기에서 스프레이 장치까지의 재료 공급이 쉽게 이루어지도록 해 주기 때문이다. 또한 상기 폴리우레아 주제와 경화제를 고압으로 충돌, 혼합시키고 분사시키는 처리 과정을 최적으로 유지하기 위해서이다.

도 2는 본 발명의 한 측면에 따른 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법의 순서도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 구조물이 금속(예를 들면, 철 등)인 경우, 본 발명의 시공 방법(S2)은 금속 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계(S21); 녹변환 프라이머를 도포는 단계(S22); 상기 프라이머 도포 후 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계(S23); 상기 바탕조정재 도포 후 항균성 폴리우레아 마감재를 도포하는 단계(S24)로 이루어진다.

S21 단계는 금속 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계이다. 금속 구조물 표면의 녹, 먼지, 유지류, 기존 구도막 등과 같은 각종 오염물질을 그라인더, 고압수 등으로 깨끗이 제거하고, 샌드블라스트로 표면 조도를 확보한다.

S22 단계는 상기 이물질이 제거된 금속 구조물 표면에 녹변환 프라이머를 도포하는 단계이다.

상기 녹변환 프라이머는 일액형, 수용성인 저점도의 녹변환 프라이머이다. 상기 녹변환 프라이머는 금속 구조물 표면의 녹과 반응하여 산화 보호막을 형성시킴으로써 녹발생을 억제시키는 역할을 하는 활성 녹변환제이다.

본 발명에서는 폴리우레아계 수지의 적용 부위에 적합한 녹 방지용 프라이머를 이용하는데, 구체적으로는 비닐아크릴 수지 (Vinyl acrylic resin), 혼합산류 (Mixed acid), 탄닌 (Tannin), 디에틸렌그리콜 (DEG)의 화합물이다. 상기 녹변환 프라이머의 물성은 하기 표 4와 같다. 상기 녹변환 프라이머를 붓, 롤러 또는 스프레이를 사용하여 0.02∼0.06 mm 두께로 금속 구조물 표면에 도포한다.

구분	규격
고형분	40%
휘발성 유기물(VOC)	0 g/l
비중	1.16
끓는점	100 ℃
지촉건조 및 재도장시간	30 min
후속도장	24∼72 hours

S23 단계는 폴리우레아 바탕조정재를 도포하여 상기 녹변환 프라이머가 도포된 금속 구조물 표면을 평활한 상태로 복구하는 단계이다. 상기 녹변환 프라이머를 도포한 후에, 피도포면 중 용접이나 심한 부식 등에 의해 단면 결손 부위가 발생하여 소정의 균일한 도막 두께 형성이 곤란한 경우, 그 부위에 폴리우레아 바탕조정재를 도포하여 피도포면을 평활한 상태로 복구하여 준다. 상기 폴리우레아 바탕조정재의 구성비, 물성, 시공방법은 상기 S13 단계에 기술한 바와 동일하다.

S24 단계는 항균성 폴리우레아 수지를 도포하는 단계이다. 상기 금속 구조물 표면에 상기 바탕조정재를 도포한 후 항균성 폴리우레아 수지를 도포한다. 상기 항균성 폴리우레아 수지의 구성비, 물성, 시공방법은 상기 S14 단계에 기술한 바와 동일하다.

도 3은 본 발명의 시공방법에 따른 콘크리트 구조물을, 도 4는 금속 구조물을 나타내는 구성도이다.

도 3은 콘크리트 구조물층(10), 에폭시 프라이머층(20), 바탕조정재층(30) 및 마감층(40)으로 이루어지고, 도 4는 금속 구조물층(11), 녹변환 프라이머층(21), 바탕조정재층(30) 및 마감층(40)으로 이루어진다.

상기 콘크리트 구조물층(10)은 콘크리트 구조물을 포함하여 이루어진다. 이러한 콘크리트 구조물은 상하수도 관련 수처리 시설, 각종 공장 시설 및 사무용 건물이나 주택 등에 널리 이용되고 있다.

상기 금속 구조물층(11)은 금속을 포함하여 이루어지는데, 구체적으로 상하수도 강관, 주철관 등에 이용되는 철 등의 금속을 말한다.

상기 에폭시 프라이머층(20)은 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머를 포함하여 이루어지는데, 상기 에폭시 프라이머는 이미 전술한 바와 같다. 상기 에폭시 프라이머가 상기 콘크리트면에 침투되어 그 구조물 표면을 강화시키는 역할을 한다. 또한 상기 콘크리트 구조물 내부에서 기포가 형성되는 것을 억제하고, 폴리우레아 바탕조정재와 결합하여 접착력을 향상시킨다.

상기 바탕조정재층(30)은 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 포함하여 이루어지는데, 앞서 기술한 폴리우레아 바탕조정재층과 동일하다. 상기 폴리우레아 바탕조정재는 부착 강도가 높고 탄력적이어서 균열 추종성이 우수하다. 또한 상기 폴리우레아 바탕조정재는 구조물 면에 도포되었을 때 반응성이 빠르고 균일하며 경화시간이 매우 짧은 장점이 있다. 따라서 상기 폴리우레아 바탕조정재는 수직 벽면, 천정 면에서도 도막의 흐름 없이 소정의 도막 두께를 확보할 수 있다. 게다가 상기 바탕조정재는 저온, 고습 등 주위 환경에 영향을 받지 않는 등 시공 성능이 우수하고 내구성과 내식성이 뛰어난 장점을 가지고 있다.

상기 마감층(40)은 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아를 포함하여 이루어지는데, 상기 항균성 폴리우레아 수지는 앞서 기술한 바와 같다. 상기 항균성 폴리우레아가 첨가된 마감층은 방수방식 효과는 물론 세균 번식에 의한 수질오염 문제를 예방하는 효과가 있다.

본 발명의 시공방법에 의하면, 본 발명의 구조물면에는 프라이머가 도포되고, 폴리우레아 바탕조정재가 도포된 다음에, 폴리우레아 수지를 포함하는 항균성 폴리우레아 수지가 마감재로서 도포된다. 따라서 본 발명의 구조물은 피도포체와 프라이머, 바탕조정재 및 마감재가 일체화된 방수방식 피복층을 형성하여 방수 및 방식 효과가 뛰어나다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 시공방법은 반응성이 빠르고 경화시간이 매우 짧은 폴리우레아 수지를 이용하므로 저온·고습한 조건 하에서도 시공이 가능하다. 또한 기존의 에폭시 또는 우레탄 수지계 바탕조정재 및 마감재를 이용한공법에 비해서 구조물의 재도장 혹은 시설 구조물의 가동을 위한 경화시간이 매우 짧기 때문에 공사기간을 단축하고 공사비용을 절감할 수 있다.

아울러, 상기 설명한 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머, 녹변환 프라이머, 폴리우레아 바탕조정재 및 항균성 폴리우레아 마감재는 휘발성 유기물질을 포함하고 있지 않다. 따라서 본 발명에 따른 시공방법과 그 구조물은 환경친화적이다. 또한 본 발명에 따른 시공방법과 그 구조물은 시공 성능이 우수하고 고품질의 방수 방식효과를 가진다.

본 발명은 하기의 실시예를 통하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

콘크리트 구조물 시험체 샘플

각각의 시험 종류별로 KS M 6518, KS L 5105, KS M 3027에서 규정하는 방법에 의해 콘크리트 구조물 시험체를 준비하여 이물질을 제거하였다.

침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머 도포

침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머((주)코와스의 ED-100 사용, 상품명: ELADUR)의 주제와 지방족 아민 변성 경화제를 저속 혼합기에서 1 : 1 비율로 혼합하여 상기 콘크리트 구조물 시험체에 도포하였다. 상기 침투성 저점도 에폭시 프라이머의 물성은 상기 표 1과 같다.

폴리우레아 바탕조정재 도포

가사시간이 30분, 지촉건조시간이 2시간, 탄성율이 30 %인, 상온형 폴리우레아 수지((주)코와스의 ED-200 사용)의 주제와 아민 터미네이티드 폴리올 폴리아민 경화제를 1 : 1로 혼합한 상온 경화형 폴리우레아 수지 12 중량%, 상기 상온형 폴리우레아 수지에 분산된 실리카 요변성 부여제 6 중량%, 입도 30∼40 매쉬(mesh)의 실리카와 입도 40∼50 매쉬의 실리카가 5 : 5의 비율로 혼합된 실리카 충진제 82 중량%를 혼합한 후 교반기로 고르게 배합하여, 상기 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머가 도포된 콘크리트 구조물 시험체 위에 균일하게 도포하여 평활한 바탕조정층을 만들었다.

항균성 폴리우레아 마감재 도포

폴리우레아 수지((주)코와스의 ED-300 사용) 주제와 폴리아민 경화제의 혼합비가 1 : 1이고 상기 경화제에 무기항균제(물성은 표 3과 같다) 2 중량%가 분산되도록 한 다음, 공정압력이 2,500 psi (최소 2,000psi, 최대 3,500psi) 이고 공정 온도가 65∼85℃ 인 스프레이 장비를 사용하여, 상기 바탕조정제가 도포된 콘크리트 구조물 시험체에 분사하여 고르게 도포한 후 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

구분	결과	비고
내균열성(-20℃)	잔금, 찢김, 파단이 생기지 않음	KSF 4932
인장강도	185 kgf/cm²	KSF 4922
내마모성	25 mg 이하	1Kg, 1000rev, W-CS-17
파단신장율	310%	KSF 4922
흡수율	0.5 중량%	KSM 3027(24 hrs, 25℃)
항균성(세균감소율)	99.9%	필름밀착법

실시예 2

철 구조물 샘플 준비

KS D 8502 에서 규정하는 방법에 의해 철 구조물 샘플을 준비하여 이물질을 제거하였다.

녹변환 프라이머 도포

수용성 아크릴 에멀전을 이용한 녹변환 프라이머를 준비하였다. 상기 철 구조물 샘플에 상기 녹변환 프라이머를 도포하였다.

그 이후 실시예 1과 동일한 폴리우레아 바탕조정재와 항균성 폴리우레아 마감재를 순차적으로 도포한 후 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

구분	결과	비고
굽힘시험	균열, 박리 없음	KSD 8502
충격시험	직접, 간접충격에 의한 박리 없음	KSD 8502
접착성시험	결손부 없음	KSD 8502
저온·고온반복시험	균열, 박리 없음	KSD 8502
염수분무시험	녹, 부풀음(swelling) 없음	KSD 8502
항균성(세균감소율)	99.9%	필름밀착법

상기 실시예 1 및 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법을 이용하면 내균열성(또는 균열추종성), 내굴곡성, 내충격성, 도막 물성, 내식성, 내구성, 항균 특성 및 시공 성능이 우수하고, 방수 및 방식효과가 뛰어남과 동시에 환경친화적인 구조물을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분양의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법을 나타내는 순서도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법을 나타내는 순서도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 구성도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 구조물의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 콘크리트 구조물층 11 : 금속 구조물층

20 : 에폭시 프라이머층 21 : 녹변환 프라이머층

30 : 바탕조정재층 40 : 마감층

Claims

콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계;

상기 이물질이 제거된 상기 콘크리트 구조물 표면에 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머를 도포하는 단계;

상기 프라이머가 도포된 상기 콘크리트 구조물에, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계; 및

상기 바탕조정재가 도포된 상기 콘크리트 구조물에, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아 마감재를 65∼85℃로 가온하여 저점도화 한 후 도포하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법.
금속 구조물 표면의 이물질을 제거하는 단계;

상기 이물질이 제거된 상기 금속 구조물 표면에 일액형, 수용성인 저점도의 녹변환 프라이머를 도포하는 단계;

상기 프라이머가 도포된 상기 금속 구조물에, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 도포하는 단계; 및

상기 바탕조정재가 도포된 상기 금속 구조물에, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아 마감재를 65∼85℃로 가온하여 저점도화 한 후 도포하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 폴리우레아 수지를 이용한 시공방법.
콘크리트 구조물을 포함하는 콘크리트 구조물층;

상기 콘크리트 구조물층 표면에 도포되는, 침투성 저점도 무용제 에폭시 프라이머를 포함하는 에폭시 프라이머층;

상기 에폭시 프라이머층 표면에 도포되는, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 포함하는 바탕조정재층; 및

상기 바탕조정재층 표면에 마감칠되는, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아를 포함하는 마감층;

으로 이루어지는 폴리우레아 수지를 이용한 구조물.
금속 구조물을 포함하는 금속 구조물층;

상기 금속 구조물층 표면에 도포되는, 일액형, 수용성인 저점도의 녹변환 프라이머층;

상기 녹변환 프라이머층에 도포되는, 가사시간(pot-life) 10∼30분, 지촉건조시간이 1∼2 시간, 탄성율 15∼55%인 폴리우레아 수지 10∼20 중량%, 실리카계 요변성 부여제 4∼8 중량%, 및 실리카 충진제(filler) 72∼86 중량%로 이루어진 폴리우레아 바탕조정재를 포함하는 바탕조정재층; 및

상기 바탕조정재층 표면에 마감칠되는, 폴리우레아 수지 97∼99 중량%와 무기항균제 1∼3 중량%로 이루어진 항균성 폴리우레아를 포함하는 마감층;

으로 이루어지는 폴리우레아 수지를 이용한 구조물.