KR100939483B1 - 외부마감재 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수성 에폭시 혼합수지와 속경화형 몰탈을 혼합하여 경화시간을 단축시키고 시공이 간단하며 접착력과 강도가 우수하고 시공부위에 제한이 없는 외부마감재 및 그 시공방법에 관한 것으로서,

수성 에폭시 혼합수지 27∼50 중량％; 속경화형 몰탈 47∼70 중량％; 및 경화제 2∼9 중량％를 포함하는 도포층이 형성되고, 상기 도포층의 상부에 수성 에폭시 혼합수지 85∼91 중량％; UV차단제 1∼2.9 중량％; 광택제 1∼2.9 중량％; 및 경화제 6∼12 중량％를 포함하는 수성 상부 코팅제가 형성되며, 상기 수성 에폭시 혼합수지는, 비스페놀 A형 에폭시 수지 40∼63 중량％; 계면활성제 2.5∼10.5 중량％; 물 30∼47 중량％; 안정제 1.5∼6 중량％; 분산 소포제 0.4∼2.5 중량％; 및 변색방지제 1∼3.5 중량％를 포함하고, 상기 속경화형 몰탈은, 규사 36∼62 중량％; 시멘트 36∼62 중량％; 규산이석회 0.4∼2.5 중량％; 및 염화칼슘 0.7∼3.7 중량％를 포함한다

수성 에폭시 혼합수지, 속경화형 몰탈, 외부마감재

Description

외부마감재 및 그 시공방법{External finishing material and construction method using thereof}

본 발명은 수성 에폭시 혼합수지와 속경화형 몰탈을 혼합하여 경화시간을 단축시키고 시공이 간단하며 접착력과 강도가 우수하고 시공부위에 제한을 받지 않는 외부마감재 및 그 시공방법에 관한 것이다.

콘크리트 바닥, 건물 벽체, 주차장 바닥, 도로, 산책로 및 옥상 바닥 등에 사용되는 종래의 외부마감재로는 에폭시 코팅 또는 에폭시 라이닝 등이 있다.

먼저 에폭시 수지만을 사용하는 에폭시 코팅이 주차장 바닥에 사용되는 경우에는 자동차 바퀴와의 마찰로 인하여 극심한 소음이 발생하고, 표면의 마모가 빨리 진행되며, 제품의 색상 및 디자인의 단조로움으로 인하여 시인성이 떨어지는 단점이 있었다.

에폭시 수지를 시공부위에 일정량 도포하고 완전히 경화되기 전에 규사를 살포하여 문질러주거나 에폭시 수지와 규사를 혼합하여 도포하는 에폭시 라이닝의 경 우에는 에폭시 수지와 규사만을 사용하기 때문에 에폭시 수지와 규사의 결합력이 약해 장시간 차량 등에 노출되었을 때에 규사의 이탈이 심하였다.

에폭시 코팅 또는 에폭시 라이닝의 경우에는 시공이 가능한 부위에 상당한 제한이 따르고, 강도와 접착력이 약해 반영구적으로 사용할 수 없어 잦은 보수작업과 추가 시공이 요구되므로 유지 보수 비용이 과다하게 소요되며, 자외선에 노출되는 경우에 변색이 심하게 발생하고, 동절기에는 경화건조에 상당한 어려움이 있어 시간적 및 계절적으로 시공 시에 많은 제약이 따르는 문제점도 있었다.

또한, 에폭시 코팅 또는 에폭시 라이닝에 사용되는 에폭시 수지는 희석제로서 에폭시 전용 시너를 사용하므로 유성 에폭시에 해당하여 친환경적이지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수성 에폭시 혼합수지와 속경화형 몰탈을 혼합하여 경화시간을 단축시키고 시공이 간단하며 접착력과 강도가 우수하고 시공부위에 제한이 없는 외부마감재 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 계면활성제를 사용하여 에폭시 수지를 물로 희석하여 점도를 조절하므로 수성 에폭시 혼합수지가 사용되어 친환경적인 외부마감재 및 그 시공방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 외부마감재는, 수성 에폭시 혼합수지 27∼50 중량％; 속경화형 몰탈 47∼70 중량％; 및 경화제 2∼9 중량％를 포함하는 도포층이 형성되고, 상기 도포층의 상부에 수성 에폭시 혼합수지 85∼91 중량％; UV차단제 1∼2.9 중량％; 광택제 1∼2.9 중량％; 및 경화제 6∼12 중량％를 포함하는 수성 상부 코팅제가 형성되며, 상기 수성 에폭시 혼합수지는, 비스페놀 A형 에폭시 수지 40∼63 중량％; 계면활성제 2.5∼10.5 중량％; 물 30∼47 중량％; 안정제 1.5∼6 중량％; 분산 소포제 0.4∼2.5 중량％; 및 변색방지제 1∼3.5 중량％를 포함하고, 상기 속경화형 몰탈은, 규사 36∼62 중량％; 시멘트 36∼62 중량％; 규산이석회 0.4∼2.5 중량％; 및 염화칼슘 0.7∼3.7 중량％를 포함한다.

또한, 외부마감재의 시공방법은, 시공부위를 청소하는 단계; 비스페놀 A형 에폭시 수지 40∼63 중량％, 계면활성제 2.5∼10.5 중량％, 물 30∼47 중량％, 안정제 1.5∼6 중량％, 분산 소포제 0.4∼2.5 중량％ 및 변색방지제 1∼3.5 중량％를 포함하는 수성 에폭시 혼합수지 27∼50 중량％, 및 규사 36∼62 중량％, 시멘트 36∼62 중량％, 규산이석회 0.4∼2.5 중량％ 및 염화칼슘 0.7∼3.7 중량％를 포함하는 속경화형 몰탈 47∼70 중량％을 혼합하고, 경화제 2∼9 중량％를 첨가하여 시공부위에 도포하여 도포층을 형성하는 단계; 경화건조시키는 단계; 및 상기 도포층의 상부에 수성 에폭시 혼합수지 85∼91 중량％; UV차단제 1∼2.9 중량％; 광택제 1∼2.9 중량％; 및 경화제 6∼12 중량％를 포함하는 수성 상부 코팅제를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에서는 수성 에폭시 혼합수지와 속경화형 몰탈을 혼합하여 경화시간을 획기적으로 단축시키고 시공이 아주 간편한 효과가 있다.

또한, 접착력과 강도가 우수하고 규사의 이탈을 방지하며 시인성이 우수하고 시공부위에 제한이 없으며 수성 에폭시 혼합수지가 사용되어 친환경적인 효과도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 이하 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부마감재는, 수성 에폭시 혼합수지, 속경화형 몰탈 및 경화제를 포함하는 도포층과; 상기 도포층의 상부에 형성되는 수성 상부 코팅제를 포함하는 것으로서, 콘크리트 바닥, 건물 벽체, 주차장 바닥, 도로, 산책로, 다양한 재질(금속재, 유리재, 목재 등)의 바닥 또는 벽체 및 옥상 바닥 등에 직접 시공하여 빠른 시간 내에 경화되고 동절기에도 간편하게 시공이 가능하며 뛰어난 강도, 유연성 및 접착성을 나타낸다. 이때, 수성 에폭시 혼합수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 계면활성제, 물, 안정제, 분산소포제 및 변색방지제를 포함하고, 속경화형 몰탈은 규사, 시멘트, 규산이석회, 및 염화칼슘을 포함한다.

본 발명에 따른 외부마감재의 도포층은 수성 에폭시 혼합수지 27∼50 중량％, 속경화형 몰탈 47∼70 중량％ 및 경화제 2∼9 중량％를 포함하는데, 수성 에폭시 혼합수지가 27 중량％ 미만 첨가시에는 점도 상승으로 인하여 작업성이 나빠지고 50 중량％ 초과 첨가시에는 속경화형 몰탈의 접착력을 약화시키며, 속경화형 몰탈이 47 중량％ 미만 첨가시에는 강도가 저하되고 70 중량％ 초과 첨가시에는 점도 상승으로 인하여 작업성이 나빠지며, 경화제는 시공부위 도포 작업에 충분한 시간을 확보하기 위하여 2∼9 중량％가 바람직하다.

본 발명에 따른 수성 에폭시 혼합수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 40∼63 중량％; 계면활성제 2.5∼10.5 중량％; 물 30∼47 중량％; 안정제 1.5∼6 중량％; 분산 소포제 0.4∼2.5 중량％; 및 변색방지제 1∼3.5 중량％를 포함하는 것으로서, 별도의 용기에 포장되어 출하되며, 외부마감재를 형성하기 위하여 후술하는 속경화형 몰탈 및 경화제와 혼합하여 시공부위에 도포하게 된다.

에폭시 수지로는 비스페놀형, 노볼락형 등의 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 및 비스페놀 B형 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 비스페놀 A형 에폭시 수지를 사용한다.

수성 에폭시 혼합수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 40∼63 중량％를 50∼90℃로 승온하여 교반(약 1000∼3500 RPM)하면서 계면활성제 2.5∼10.5 중량％를 혼합하고, 혼합물의 점도가 상승하여 에멀션 상태가 되면 물 30∼47 중량％를 혼합하며, 안정제를 추가적으로 혼합하고, 50∼90℃로 유지되는 혼합물의 온도를 낮추면서 안정제를 혼합할 수도 있으며, 여기에 분산 소포제 0.4∼2.5 중량％ 및 변색방지제 1∼3.5 중량％를 혼합한다.

비스페놀 A형 에폭시 수지는 강도, 유연성 및 접착성 등의 주요 물성을 결정하는 것으로 40 중량％ 미만이거나 63 중량％ 초과하는 경우에는 주요 물성에 변화가 발생하게 된다.

계면활성제는 물성이 다른 물질의 접착력을 강화하기 위한 것으로 2.5 중량％ 미만 첨가시에는 접착력을 강화하기 위한 작용성질이 변하여 소포제로써의 성질을 가지게 되고, 10.5 중량％ 초과 첨가시에도 역시 접착력을 강화하기 위한 작용성질이 변하여 세정제의 역할을 하게 되므로, 2.5∼10.5 중량％ 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 소르비탄 지방산 에스테르를 주성분으로 하는 비이온성 계면활성제(Tween, 미국 Uniqema 상품)를 사용한다.

물은 점도를 조절하여 작업성을 개선하는 것으로 32 중량％ 미만 첨가시에는 수성 에폭시 혼합수지의 점도가 높아져서 작업성이 떨어지고, 47 중량％ 초과 첨가시에는 수성 에폭시 혼합수지의 고용분이 낮아져서 접착력을 약하게 한다.

안정제는 상온에서 수성 에폭시 혼합수지가 굳는 것을 방지하기 위한 것으로 1.5 중량％ 미만 첨가시에는 수성 에폭시 혼합수지가 굳을 수 있고, 6 중량％ 초과 첨가시에는 수성 에폭시 혼합수지의 경화건조 시에 많은 시간이 소요된다. 본 발명에서는 안정제로서 2 개의 시안아미드가 결합한 무색의 결정성 물질인 디시안디아미드를 사용한다.

분산 소포제는 수지의 거품을 제거 및 억제하고 물과 기름 중에 용해하지 않거나 난용성의 미분말을 안정되게 현탁시키는 것으로 0.4 중량％ 미만 첨가시에는 혼합시 기포가 발생하여 도막불량현상이 발생하고 혼합물이 분산되지 않으며, 2.5 중량％ 초과 첨가시에는 계면활성제의 흡착 효과를 저하시키고 혼합물이 양생되는 과정에서 결합력을 저하시키게 되므로, 0.4∼2.5 중량％ 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 폴리 카르본산형 분산제와 실리콘계 분말형 소포제를 1:0.3∼2 중량비율로 혼합하여 사용한다.

변색방지제는 시공후 외부마감재가 변색되는 것을 방지하는 것으로 1 중량％ 미만 첨가시에는 자외선에 의해 변색 또는 탈색되고, 3.5 중량％ 초과 첨가시에는 시공 후 표면에 하얀 분말층이 발생하게 되므로, 1∼3.5 중량％ 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 알킬머캅탄 또는 헥실머캅탄을 사용한다.

또한, 흐름방지제 0.5∼2 중량％가 추가로 첨가될 수 있고, 흐름방지제는 추가적으로 점도를 조절하여 작업성을 개선하는 것으로 0.5 중량％ 미만 첨가시에는 혼합물이 흘러내려 작업성이 나빠지고, 2 중량％ 초과 첨가시에는 점도 상승요인이 되어 역시 작업성이 나빠진다. 본 발명에서는 고급지방산 아미드계열의 흐름방지제를 사용한다.

상기와 같이 생성된 수성 에폭시 수지는 친환경성, 강도, 유연성 및 접착성 등에서 우수한 물성을 나타낸다.

본 발명에 따른 속경화형 몰탈은 규사 36∼62 중량％; 시멘트 36∼62 중량％; 규산이석회 0.4∼2.5 중량％; 및 염화칼슘 0.7∼3.7 중량％를 포함하는 것으로서, 별도의 용기에 포장되어 출하된다.

규사는 강도 증진 및 미끄럼 방지를 위한 것으로 36 중량％ 미만 첨가시에는 강도 및 미끄럼 방지 기능이 저하되고, 62 중량％ 초과 첨가시에는 외부마감재의 도포 작업에 어려움이 발생하게 된다.

시멘트는 수성 에폭시 혼합수지와의 결합력 향상을 위한 것으로 36 중량％ 미만 첨가시에는 수성 에폭시 혼합수지와의 결합력이 저하되고, 62 중량％ 초과 첨가시에는 점도 상승으로 인하여 작업성이 나빠지므로, 36∼62 중량％ 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

규산이석회는 수화속도를 증진하고 조기 강도 구현을 위한 것으로 0.4 중량％ 미만 첨가시에는 경화 속도가 떨어지고, 2.5 중량％ 초과 첨가시에는 경화 속도가 너무 빨라 작업성이 나빠지며 속경화형 몰탈의 전체적인 강도도 저하된다.

동결방지제 역할을 하는 염화칼슘을 0.7 중량％ 미만 첨가시에는 동절기 시공시에 외부마감재가 얼어 표면강도가 저하되고, 3.7 중량％ 초과 첨가시에는 시공부위에 있는 철 등의 다른 구조물을 부식시키므로, 0.7∼3.7 중량％ 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부마감재의 시공방법은, 시공부위 청소 단계; 수성 에폭시 혼합수지, 속경화형 몰탈 및 경화제를 혼합하고 시공부위 도포하여 도포층 형성 단계; 경화건조 단계; 및 수성 상부 코팅제 형성 단계를 포함하는 것으로서, 다양한 재질의 바닥 또는 벽체에 직접 시공하여 빠른 시간 내에 경화건조되고 동절기에도 간편하게 시공이 가능하다.

시공부위 청소 단계는 시공부위를 전동와이어 및/또는 송풍기를 이용하여 바닥면의 불순물 및 오염물을 제거하는 공정이다. 이때, 물청소도 가능하다.

도포층 형성 단계 이전에 시공부위 보수단계 및/또는 시공부위 프라이머 단계를 포함할 수 있고, 시공부위 보수단계는 시공부위가 깨어져 이탈한 부분을 보수하는 공정으로써 기존의 바닥 또는 벽체와 동일한 재질로 보수하거나 본 발명에 따른 도포층을 사용하여 보수할 수 있으며, 시공부위 프라이머 단계는 시공부위에 본 발명에 따른 수성 에폭시 혼합수지 85∼91 중량％ 및 경화제 9∼15 중량％를 혼합하여 미리 도포하는 공정으로써 기존의 바닥 또는 벽체와 외부마감재 사이의 접착력을 더욱 강화하는 역할을 한다.

도포층 형성 단계는 수성 에폭시 혼합수지 27∼50 중량％, 속경화형 몰탈 47∼70 중량％ 및 경화제 2∼9 중량％를 동절기에는 약 3∼5분간 그 외의 기간에는 약 1∼3분간 고속으로 교반(2000∼5000 RPM)하여 20분 내에 시공부위에 롤러 또는 스프레이를 이용하여 도포하는 공정이다. 경화제로는 폴리머캅탄, 2-디메틸 아민메틸 페놀, 2,4,6-트리(디메틸아미노메틸 페놀)페놀 포스페이트, 벤질디메틸 아민, 또는 변성 지방족 폴리 아민 등이 사용될 수 있다.

이때, 도포층 형성 단계는 1차 도포 단계와 2차 도포 단계로 구분할 수 있으며, 1차 및 2차 도포 단계 사이에 문양을 형성하는 단계를 추가할 수 있고, 페인트 또는 인쇄 등의 작업으로 다양한 문양을 형성할 수 있다. 1차 도포 단계와 2차 도포 단계는 동일한 상기 도포층 형성 단계를 반복하는 것이다.

도포 후에는 20∼50분 정도의 짧은 시간의 경화건조시키는 단계를 거쳐 외부마감재가 완성된다.

경화건조 단계 후에 수성 상부 코팅제를 코팅하는 단계를 추가할 수 있는데, 수성 상부 코팅제는 수성 에폭시 혼합수지 85∼91 중량％; UV차단제 1∼2.9 중량％; 광택제 1∼2.9 중량％; 및 경화제 6∼12 중량％를 포함한다. UV차단제 1 중량％ 미만 첨가시에는 UV차단 기능이 저하되고 2.9 중량％ 초과 첨가시에는 혼합물의 강도가 저하되며, 광택제 1 중량％ 미만 첨가시에는 광택 기능이 저하되고 2.9 중량％ 초과 첨가시에는 너무 번들거리게 되며 혼합물의 강도도 저하된다. 이때, 본 발명에서는 UV차단제로는 벤조트리아졸을 사용하고, 광택제로는 에탄올, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르 또는 메틸카비톨을 사용한다.

상기와 같은 과정을 통해 시공된 본 발명의 외부마감재와 기존 마감재를 비교하여 아래 표 1에 나타내었다.

구분	에폭시 코팅	에폭시 라이닝	본 발명
동절기 시공성	나쁨	나쁨	우수
경화건조시간	20∼30시간	20∼30시간	30∼60분
내구성	미흡	보통	우수
색상변색	미흡	미흡	없음
내수성	양호	양호	우수
미끄럼 저항	보통	양호	우수

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같고, 표 2는 실시예 및 비교예에 따른 조성물 함량 비용표(단위 중량％) 및 시험결과를 나타낸 것이다.

구분	구성	실시예1	실시예2	비교예1	비교예2
수성 에폭시 혼합 수지	비스페놀 A형 에폭시 수지	15	19
	에폭시 수지			96	48
	계면활성제	2.4	1.5
	물	15	12
	안정제	1	0.9
	분산소포제	0.3	0.3
	변색방지제	0.7	0.7
속경화형 몰탈	규사	25	36		48
	시멘트	35	24
	규산이석회	0.8	0.8
	염화칼슘	0.8	0.8
경화제		4	4	4	4
시험 결과	동절기 시공성	우수	우수	나쁨	나쁨
	경화건조시간	36분	34분	27시간	24시간
	내구성	우수	우수	미흡	보통
	색상변색	없음	없음	미흡	미흡
	내수성	우수	우수	양호	양호
	미끄럼 저항	우수	우수	보통	양호

비교예 1 및 2는 동절기 시공성이 나쁘고 시공시간이 너무 많이 소요되며 자외선 노출 시에 색상변색이 심하였으며, 특히 비교예 2에서는 규사의 이탈이 발생하는 문제점이 있었다.

반면에 본 발명에 따른 실시예 1 및 2는 동절기 시공성, 내구성, 내수성, 미끄럼 저항이 우수하였고, 색상변색이 없었으며, 시공시간이 획기적으로 단축되는 것을 확인하였다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 수성 에폭시 혼합수지 27∼50 중량％; 속경화형 몰탈 47∼70 중량％; 및 경화제 2∼9 중량％를 포함하는 도포층이 형성되고,

   상기 도포층의 상부에 수성 에폭시 혼합수지 85∼91 중량％; UV차단제 1∼2.9 중량％; 광택제 1∼2.9 중량％; 및 경화제 6∼12 중량％를 포함하는 수성 상부 코팅제가 형성되며,

   상기 수성 에폭시 혼합수지는, 비스페놀 A형 에폭시 수지 40∼63 중량％; 계면활성제 2.5∼10.5 중량％; 물 30∼47 중량％; 안정제 1.5∼6 중량％; 분산 소포제 0.4∼2.5 중량％; 및 변색방지제 1∼3.5 중량％를 포함하고,

   상기 속경화형 몰탈은, 규사 36∼62 중량％; 시멘트 36∼62 중량％; 규산이석회 0.4∼2.5 중량％; 및 염화칼슘 0.7∼3.7 중량％를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부마감재.
2. 시공부위를 청소하는 단계;

   비스페놀 A형 에폭시 수지 40∼63 중량％, 계면활성제 2.5∼10.5 중량％, 물 30∼47 중량％, 안정제 1.5∼6 중량％, 분산 소포제 0.4∼2.5 중량％ 및 변색방지제 1∼3.5 중량％를 포함하는 수성 에폭시 혼합수지 27∼50 중량％, 및

   규사 36∼62 중량％, 시멘트 36∼62 중량％, 규산이석회 0.4∼2.5 중량％ 및 염화칼슘 0.7∼3.7 중량％를 포함하는 속경화형 몰탈 47∼70 중량％을 혼합하고, 경화제 2∼9 중량％를 첨가하여 시공부위에 도포하여 도포층을 형성하는 단계;

   경화건조시키는 단계; 및

   상기 도포층의 상부에 수성 에폭시 혼합수지 85∼91 중량％; UV차단제 1∼2.9 중량％; 광택제 1∼2.9 중량％; 및 경화제 6∼12 중량％를 포함하는 수성 상부 코팅제를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부마감재의 시공방법.