KR101044891B1

KR101044891B1 - 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제(드라이픽스 에코)

Info

Publication number: KR101044891B1
Application number: KR1020110004342A
Authority: KR
Inventors: 조진오; 이수한; 문계열
Original assignee: 주식회사 쌍 곰
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2011-06-28

Abstract

본 발명은 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제에 관한 것으로서, VA-E(Vinyl Acetate, Ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지, 규회석, 경량골재, 트리폴리인산나트륨을 사용함으로서 오픈타임, 미끄럼저항성, 접착강도를 향상 시켜 작업능률 향상과 오픈타임 경과 후에 타일시공으로 인해 타일들뜸 및 탈락현상을 방지 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 타일 접착제는 전체 조성물에 대하여 30∼40중량％의 백색 포틀랜드 시멘트, 15∼30중량％의 60∼100 mesh 규사, 30∼45중량％의 100∼200 mesh 규사, 0.3∼1.5중량％의 HPMC, 1∼5중량％의 경량골재, 1∼5중량％의 규회석, 0.05∼1중량％의 트리폴리인산나트륨, 2∼8중량％의 VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지로 혼합되어 이루어진다.

VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지, 경량골재, 규회석, 타일접착제

Description

오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제(드라이픽스 에코){High performance polymer-type tile adhesive with no vertical slip and extended open time (Dry Fix ECO)}

본 발명은 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제로서 종래의 제품들과는 달리 VA-E(Vinyl Acetate, Ethylene) 이원공중합체 재유화형 분말수지와 규회석, 경량골재, 트리폴리인산나트륨을 사용함으로서 오픈타임 및 미끄럼저항성, 접착강도를 향상 시켜 욕실과 주방벽체, 공용부위 등에 타일 시공 시 작업능률을 향상시키고, 또한 타일 들뜸 및 탈락현상을 방지 할 수 있는 기능성 타일접착제이다.

초기에는 시멘트, 규사에 메틸셀룰로우즈를 첨가하여 보수성과 점성을 높여 접착용 도자기질 타일시멘트가 주로 사용되다가 타일의 크기가 커지고, 보다 높은 성능을 요구하면서 EVA계 재유화형 분말수지와 PVA를 첨가하여 접착력을 강화한 특1993 -0009347, PVA를 소량 첨가하고 플라이애쉬를 시멘트 대체재로 첨가하여 내구성을 향상시킨 특2002-0009336와 같이 일반 접착용 도자기질 타일시멘트에 분말형 접착강화제를 첨가하여 접착력을 강화시킨 제품들이 사용되게 되었다.

그리고 타일의 크기가 점점 더 대형화 되어가면서 타일 접착제도 고급화가 진행되어 재유화형 분말수지와 증점제 첨가량이 늘어나 부착강도를 높이고 큰 타일이 자중에 의해 미끄러지지 않도록 증점제의 양이 늘어난 특2003-0015566와 같은 형태의 접착제가와 온도변화에 따른 온돌구조 시스템 및 내부에서 폴리싱 타일의 들뜸 및 탈락을 방지하기 위하여 내구성이 우수한 아크릴계 재분산 분말수지 및 소석회를 첨가하여 만든 등록번호 10-0937635와 같은 제품들이 사용되고 있다.

최근 들어 욕실과 주방벽체, 공용부위에 300mmx600mm이상의 대형타일 시공과 바탕면이 방수면, 타일면 등의 비흡수면에 타일 시공이 증가하고, 공사 현장에서 친환경 접착제를 요구함에 따라 재유화형 분말수지를 사용하여 제조된 폴리머계 고성능 타일접착제가 증가되고 있는데, 타일 미끄러짐 현상이 발생하여 작업능률이 떨어지고, 오픈타임이 짧아 오픈타임 경과 후에 타일시공으로 인해 타일들뜸 및 탈락현상이 발생하고 있다.

따라서, 타일 접착 시장에서는 오픈타임이 길고, 타일 미끄럼저항성이 우수하여 작업능률과 타일들뜸 및 탈락현상을 방지할 수 있는 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 접착제 개발을 매우 필요로 하고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 작업능률 향상과 타일의 들뜸 및 탈락현상을 방지하기 위하여 오픈타임, 미끄럼저항성, 접착강도가 우수한 VA-E(Vinyl Acetate, Ethylene)이원공중합체 재유화 형 분말수지, 규회석, 경량골재, 트리폴리인산나트륨을 사용하여 대형 타일 시공시 오픈타임, 미끄럼저항성, 접착강도를 향상 시켜 작업능률을 향상 시키고, 오픈타임 경과 후에 타일시공으로 인해 타일들뜸 및 탈락현상을 방지 할 수 있는 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제를 제공하는데 그 목적이 있다.

현재 공사 현장에서 사용되고 있는 폴리머계 고성능 타일접착제는 대형 타일 시공시 타일 미끄러짐 현상과 오픈타임이 짧아 작업능률이 떨어지고, 타일의 들뜸 및 탈락 현상이 발생하여 본 발명에서는 상기한 바와 같이 오픈타임, 미끄럼저항성, 접착강도가 우수한 VA-E(Vinyl Acetate, Ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지와 규회석, 경량골재, 트리폴리인산나트륨을 사용하여 오픈타임, 미끄럼저항성, 접착강도를 향상시켜 대형 타일 시공시 작업능률을 향상 시키고, 오픈타임 경과 후에 타일시공으로 인해 타일들뜸 및 탈락현상을 방지 할 수 있는 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제를 제시하고자 하였다.

본 발명품은 대형 타일 시공시 오픈타임, 미끄럼저항성, 접착강도가 우수하여 작업능률을 향상시키고, 또한 타일의 들뜸 및 탈락현상을 방지 하여 내장 마감용 타일 시공 품질을 확보하는데 효과가 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 타일 접착제는 전체 조성물에 대 하여 30∼40중량％의 백색 포틀랜드 시멘트, 15∼30중량％의 60∼100 mesh 규사, 30∼45중량％의 100∼200 mesh 규사, 0.3∼1.5중량％의 HPMC, 1∼5중량％의 경량골재, 1∼5중량％의 규회석, 0.05∼1중량％의 트리폴리인산나트륨, 2∼8중량％의 VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

백색 포틀랜트 시멘트는 KS L 5204 에 적합한 것을 사용하면 된다. 다만 30중량％ 미만이 첨가되면 접착강도와 미끄럼저항이 떨어지고, 40중량％ 이상이 첨가되면 오픈타임과 가사시간이 짧아진다.

규사는 천연사를 분쇄하여 얻은 것으로 시멘트의 양생에 영향을 줄 수 있는 이물질을 포함하지 않는 것을 사용해야 하며, 60∼100 mesh 규사는 15∼30중량％, 100∼200 mesh 규사는 30∼45중량％를 적용하도록 한다. 타일접착제는 규사의 입도에 따라 타일의 미끄러짐이 발생할 수 있고, 강도의 저하가 있으므로 입도를 지키는 것이 중요하다.

HPMC는 시멘트 제품에 첨가되어 점착력과 보수력을 나타내는 것으로 0.3중량％보다 적으면 점도의 저하로 타일 미끄러짐 및 보수율 저하가 발생하며, 1.5중량％를 넘으면 점도가 너무 올라가 작업성이 떨어져 타일 접착제로서 적합하지 않게 된다. 따라서 HPMC는 0.3∼1.5중량％가 첨가되어야 한다.

경량골재는 작업성, 오픈타임, 타일 미끄럼저항성을 향상시키는 역할을 한다. 1중량％보다 적으면 오픈타임, 타일 미끄럼저항성에 효과가 없고, 5중량％보다 많으면 혼합 후 제품상태가 거칠어지고, 작업성이 떨어지고, 타일 미끄러짐 현상이 발생한다. 따라서 경량골재는 1∼5중량％가 첨가 되어야 한다.

경량골재는 비중이 0.25∼0.30, 평균입도가 45∼65㎛인 실란으로 코팅된 중공필러를 반드시 적용한다.

경량골재는 반드시 외부에 실란으로 코팅이 된 것을 적용해야하는데, 이유는 코팅이 안된 중공필러를 경량골재로 적용하면 현장에서 물과 혼합 후 믹싱 과정에서 경량필러의 피막이 깨져 점착성이 너무 강하여 타일 미끄러짐 현상이 발생하고, 점도상승이 빨라 가사시간이 짧아진다.

경량골재는 비중이 약 0.25∼0.30, 평균입도가 45∼65㎛인 제품을 적용해야 하는데, 비중이 약 0.25∼0.30, 평균입도가 45∼65㎛ 이외의 것은 작업성, 오픈타임, 타일 미끄럼저항성에 효과가 없다.

규회석은 오픈타임, 타일 미끄럼저항성을 향상시키는 역할을 한다. 1중량％보다 적으면 오픈타임, 타일 미끄럼저항성에 효과가 없고, 5중량％보다 많으면 혼합 후 제품상태가 거칠어지고, 작업성이 떨어지고, 타일 미끄러짐 현상이 발생한다. 따라서 규회석은 1∼5중량％가 첨가 되어야 한다.

트리폴리인산나트륨은 오픈타임을 향상시키는 역할을 한다. 0.05중량％보다 적으면 오픈타임 향상에 효과가 없고, 1중량％보다 많으면 타일 미끄러짐현상이 발생하고, 작업성과 접착강도가 떨어진다. 따라서 트리폴리인산나트륨은 0.05∼1중량％가 첨가 되어야 한다.

VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지는 시멘트와 함께 접착강도와 굴곡강도, 탄성을 갖도록 해주는 물질로 2∼8중량％를 첨가하여야 한다. 2중량％ 보다 적으면 충분한 오픈타임, 접착강도, 굴곡강도 등을 얻을 수 없고, 8중량％ 보다 많으면 미끄럼저항성 및 내수 접착강도가 떨어진다.

VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지는 겉보기 비중이 400∼600g/L, 고형분 함량이 98∼100중량％, 물에 10％ 용해시 pH값이 6.0∼8.0, 유리전이온도가 0℃∼20℃인 것을 사용해야 된다. 유리전이온도가 0℃보다 낮으면 타일 미끄러짐 현상이 발생하고, 20℃보다 높으면 오픈타임과 접착강도가 떨어진다.

VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지는 vinyl acetate, ethylene를 공중합 시켜 만든 액상 에멀젼을 스프레이로 분무 건조 시켜 분말화 시킨 제품이다.

이하에서 상기에 서술된 본 발명의 실시예를 비교예와 실험을 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.

비교예 1

특2002-0009336와 유사한 포틀랜트시멘트, 규사, 메칠셀룰로우즈 등으로 제조된 도자기질 타일시멘트1종인 제품을 사용하였다.

비교예 2

특2003-0015566와 유사한 포틀랜트시멘트, 규사, HPMC, 재유화형 분말수지등으로 제조된 도자기질 타일시멘트1종인 제품을 사용하였다.

비교예 3

등록번호 10-0937635와 유사한 포틀랜트시멘트, 규사, MEHEC, 아크릴계 재유화형 분말수지등으로 제조된 도자기질 타일시멘트1종인 제품을 사용하였다.

실시예

32중량％의 백색 포틀랜드 시멘트, 20중량%의 60∼100 mesh 규사, 38.4중량%의 100∼200 mesh 규사, 0.4중량％의 HPMC, 2중량％의 경량골재, 2중량％의 규회석, 0.2중량％의 트리폴리인산나트륨, 5중량％의 VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지를 혼합기에 차례대로 넣고 약 25분간 혼합하여 제조하였다.

본 발명의 효과를 확인하기 위하여 상기와 같이 제조된 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제의 특성을 하기의 측정방법에 따라 측정하여 그 결과를 표에 나타내었다.

[측정방법]

측정방법은 한국 산업 규격 KS L 1593를 인용하였으며, 한국 산업 규격에 측정 방법이 나와 있지 않는 시험방법은 통상의 이해할 수 있는 방법으로 실시하였다.

시험의 일반 조건은 다음과 같다.

- 시료 및 시험체의 제작 및 시험조건은 특별히 지정하지 않는 한 온도 20± 2°c, 습도 60± 5％를 따른다.

- 시료 및 시험에 사용하는 재료는 시험조건에 제작 전 12시간 동안 방치해 두어야 한다.

- 접착제는 시험할 때 충분히 교반하여 사용한다.

시험에 사용하는 재료 및 용구는 다음과 같다.

-시험에 사용하는 재료 및 용구는 아래 표1에 따른다.

-시험에 사용하는 도포기구는 톱니 모양의 흙손으로 한다. 다만, 제조자가 지정하는 톱니 모양의 흙손을 사용하여도 좋다. 두께는 0.8± 0.2mm로 한다.

-시험체의 제작에 사용하는 철편의 접착면은 40×40mm로 한다.

(1)점도

분말에 물을 충분히 혼합시켜 200ml 컵에 혼합된 제품을 가득 채우고 회전형 스핀들 T-E번, BR00KFIELD RVT 점도계 RPM 2.5로 측정하였다.

1) 비교예1은 분말(충전제)100 : 물(결합제)24 비율로 혼합하였다.

2) 비교예2는 분말(충전제)100 : 물(결합제)28 비율로 혼합하였다.

3) 비교예3은 분말(충전제)100 : 물(결합제)28 비율로 혼합하였다.

4) 실시예는 분말(충전제)100 : 물(결합제) 31 비율로 혼합하였다.

(2)미끄럼저항성

두께가 9mm인 방수 석고보드에 500 ×1000mm의 크기로 절단하고 짧은 변의 양 끝에 5mm각의 봉재를 에폭시 수지 접착제로 부착한다. 표면은 먼지 기타의 이물질이 부착되지 않도록 깨끗이 하며, 뒷면 무처리한 400x600mm각 흡수율이 15％∼18％인 도기질타일을 사용한다. 바탕에 대한 접착제의 도포는 공시 접착제의 적당량을 취하고 주걱 등을 사용하여 바탕재에 두께 약 7mm로 도포한다. 이어서 톱니 모양의 흙손을 각도 60°로 세워서 양속으로 단번에 당겨서 남은접착제를 제거한다. 빗질을 하는 방향은 바탕재의 긴 변에 평행방향과 직각방향의 2곳으로 한다. 접착제 도포 후 5분 이내에 타일을 접착제가 도포된 바탕재에 가만히 올려 놓고 다시 그 위 무게 5kg의 추를 약 30초간 올려놓은 후 추를 제거하고 시험체 중앙부에 먹으로 표시하여 기준선으로 한 후 바로 시험체를 수직으로 세운다. 24시간 경과 후에 기준선에서의 미끄러짐 길이를 정밀도 0.05mm이상의 스케일로 측정한다.

(3) 접착강도

접착강도 시험 방법은 다음과 같다.

1) 시험용 재료 : 시험용 재료는 다음과 같이 한다.

a) 바탕재

바탕재는 크기70×70mm, 두께20mm의 모르타르판을 사용한다. 표면은 먼지, 기타 이 물질이 부착되지 않도록 청소한다.

b) 흡수율이 15％∼18%인 도기질타일

흡수율이 15％∼18％인 도기질타일은 미리 40×40mm의 크기로 절단한 것을 사용한다.

2) 시험체의 제작 : 시험체의 제작은 다음과 같이 한다.

a) 접착제의 도포

바탕재에 접착제의 도포는 KS L 1593의 철제 도포용 보조 틀에 평활면을 위로 하여 바탕판 5매를 틈이 없이 삽입 고정하고, 공시 접착제의 적당량을 취하고 톱니 모양의 흙손으로 도포한다. 접착제의 도포 조작을 할 때에는 바탕재에 KS A1527에 규정하는 테이프를 나비 7mm 덮이도록 부착하고 적당량의 접착제를 올려놓고, 주걱 등을 사용하여 두께 7mm로 도포한 후, 톱니 모양의 흙손을 각도 약 60°로 세워서 양속으로 단번에 자기 앞으로 당겨 접착제를 5매의 바탕재로 균일하게 도포한다. 테이프는 접착제 도포 후, 즉시 서서히 벗겨낸다.

b) 타일 부착

접착제 도포 후 원칙적으로 5분 후에 미리 40×40mm의 크기로 절단한 흡수율이 15％∼18％인 도기질타일을 접착제가 도포된 바탕재의 중앙에 가만히 올려놓고 다시 그 위에 무게 1kg의 추를 약 30초간 올려놓은 후, 추를 제거한다.

c) 철편의 장치

시험일 6시간 전에 KS L 1593에서 규정한 철편을 표준 상태 속에서 에폭시 수지계 접착제 등으로 타일에 접착한다.(시험체를 작성할 때 타일의 시유 면을 샌드 페이퍼 등으로 거칠게 하여 두면 좋다.)

3) 접착강도 시험

a) 시험기

시험기는 파괴하중이 시험기 용량이 15-85％에 들 수 있는 인장 시험기로서, 인장 속도를 3mm/min로 조절할 수 있는 것으로 한다.

b) 접착강도

접착강도는 시험체를 양생한 후, 지그를 사용하여 시험기에 장치하고, 인장속도 3mm/min로 인장시험을 하고 끊어질 때까지의 최대하중을 측정하고 끊어진 상태를 기록 한다. 또한 인장시험은 양생종료 후 즉시 한다.

c) 접착강도를 구하는 방법

접착강도는 다음 식에 따라 구한다.

접착강도는 5시험체의 평균치로 표시한다.

d) 끊어진 상태 기록

끊어진 면을 관찰하고 최대면적을 나타내는 끊어진 위치를 육안으로 측정하고 그 끊어진 위치를 표시한다. 또한, 철편과 타일의 경계면에서 끊어진 시험체의 대하여는 그 시험체의 개수에 따라 재시험을 하고 앞의 수치와 합쳐서 5개 시험체의 평균치로 표시한다.

4) 시험체 처리 : 시험체 처리는 다음과 같다.

a) 5분후 접착강도 : 접착제 도포 후 5분 후에 타일 부착 후 온도 20± 2°c, 습도 60± 5％에서 7일 양생 후 접착강도

b) 10분후 접착강도 : 접착제 도포 후 10분 후에 타일 부착 후 온도 20± 2°c, 습도 60± 5％에서 7일 양생 후 접착강도

c) 15분후 접착강도 : 접착제 도포 후 10분 후에 타일 부착 후 온도 20± 2°c, 습도 60± 5％에서 7일 양생 후 접착강도

d) 20분후 접착강도 : 접착제 도포 후 20분 후에 타일 부착 후 온도 20± 2°c, 습도 60± 5％에서 7일 양생 후 접착강도

e) 물에 침지 후 접착강도 : 접착제 도포 후 5분 후에 타일 부착 후 온도 20± 2°c, 습도 60± 5％에서 7일 양생 후 온도 20± 2°c 물에 21일간 침지 후 접착강도

f) 열노화 접착강도 : 접착제 도포 후 5분 후에 타일 부착 후 온도 20± 2°c, 습도 60± 5％에서 14일 양생 후 온도 70±2°c 14일 양생 후 접착강도

(4) 부착가능시간

부착가능 시간은 표준 접착강도 58.8N/cm² 이상을 만족하는 최장의 시간으로 한다.

상기 결과에 나타난 바와 같이 본 발명의 오픈타임 및 미끄럼저항성이 우수한 폴리머계 고성능 타일접착제 실시예가 미끄럼저항성과 20분 후 접착강도에서 비교예1,2,3 보다 우수 하였다. 이러한 결과로 보아 미끄럼저항성, 20분후 접착강도, 부착가능시간(오픈타임)이 우수하기 때문에 작업능률을 향상시키고, 타일 탈락 및 들뜸현상을 최소화 할 수 있어 내장 마감용 타일 시공 품질을 확보할 수 있다.

Claims

백색 포틀랜드 시멘트 30∼40중량％; 60∼100 mesh 규사 15∼30중량％; 100∼200 mesh 규사 30∼45중량％; HPMC(hydroxy propyl methyl cellulose) 0.3∼1.5중량％; 경량골재 1∼5중량％; 규회석 1∼5중량％; 트리폴리인산나트륨 0.05∼1중량％; 겉보기 비중이 400∼600g/L이고 고형분 함량이 98∼100중량％이고 물에 10％ 용해시 pH값이 6.0∼8.0이며 유리전이온도가 0℃∼20℃인 VA-E(vinyl acetate, ethylene)이원공중합체 재유화형 분말수지 2∼8중량％를 포함하는 것을 특징으로 하는 타일접착제.
청구항 제1항에 있어서 경량골재는 비중이 0.25∼0.30, 평균입도가 45∼65㎛인 실란으로 코팅된 중공 필러를 적용한 것을 특징으로 하는 타일 접착제.
청구항 제1항에 있어서 트리폴리인산나트륨은 P ₂ O ₅ 환산으로 57중량％이고, 물에 1％ 용해시 pH값이 9.5∼10인 것을 특징으로 하는 타일 접착제.
청구항 제1항에 있어서 규회석은 SiO₂ 53중량％, CaO 46중량％, Fe₂ O₃ 0.3중량％ 이하, Al₂ O₃ 0.8중량％ 이하, MgO 1중량％ 이하인 화학 성분을 만족하고, 종횡길이비가 1:10∼20을 만족하는 것을 특징으로 하는 타일 접착제.