KR101167257B1 - 콘크리트 수조용 방오성 타일 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘크리트 수조용 방오성 타일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물유리 및 벤토나이트가 함유된 기재층 및 전술한 기재층의 외표면에 형성되는 유약층으로 이루어진다.
전술한 콘크리트 수조용 방오성 타일은 뒤틀림 및 꺽임강도와 같은 기계적 물성이 우수하며, 낮은 흡수율과 고른 표면을 나타내어 우수한 방오성을 나타내고, 다양한 색상을 낼 수 있다.

Description

콘크리트 수조용 방오성 타일 {ANTIFOULING TILE FOR CONCRETE WATER TANK}
본 발명은 콘크리트 수조용 방오성 타일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뒤틀림 및 꺽임강도와 같은 기계적 물성이 우수하며, 낮은 흡수율과 고른 표면을 나타내어 우수한 방오성을 나타내고, 다양한 색상을 낼 수 있는 콘크리트 수조용 방오성 타일에 관한 것이다.
본 발명은 콘크리트 수조용 방오성 타일에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 뒤틀림 및 꺽임강도와 같은 기계적 물성이 우수하며, 낮은 흡수율과 고른 표면을 나타내어 우수한 방오성을 나타내고, 다양한 색상을 낼 수 있는 콘크리트 수조용 방오성 타일에 관한 것이다.
콘크리트로 이루어진 저수조는 물의 유속과 염소 소독에 의한 물리, 화학적 침식이 자주 발생하며, 항시 습윤 상태에 놓여있기 때문에 겨울철 동해의 우려가 있다.
또한, 콘크리트 수조에 별도의 표면처리가 진행되지 않으면 콘크리트의 표면이 거칠기 때문에 유기물질 등의 부착이 쉽게 이루어지고 이는 또 수질 오염의 주요 원인이 되고 있다.
이에 따라 대한민국 특허출원 제10-2002-0017348호에서는 옥실란수지를 포함하는 주제와, 변성지방족아민 경화제가 혼합되어 조성된 것을 특징으로 하는 내산화성 방수방식재 조성물을 제공하고 있으나, 형성된 도막이 강도, 작업성 및 내세척성 면에서는 충분히 만족할만한 결과를 가져오지 못하였다.
또한, 대한민국 특허출원 제10-2004-0010828호에서는 바탕처리를 행한 콘크리트 위에 순차적으로 프라이머 바르기를 하여 모세관 차단과 세공과 공극에 침투 접착하여 1차적인 침투접착의 바탕을 강화시키는 바탕처리를 하는 공정과, 그 위에 방수몰탈층을 형성하는 공정과, 강력한 인장력을 지닌 균열방지용 보강 직포를 적층하여 초기 방수층의 안전성을 구축하는 공정과, 2차 방수몰탈층(4)을 약 2~7mm 두께로 형성하는 공정을 포함하는 에폭시 또는 아크릴 에폭시 시멘트 몰탈을 이용한 방수, 방식 공법을 개시하고 있으나, 너무 복잡한 단계를 거치게 되어 시간과 경비 및 작업성의 개선이 요구되고 있다.
전술한 문제점을 극복하기 위해 콘크리트 수조의 표면에 유리제품 등을 부착하는 표면처리재 개발이 이루어졌으나 위생적 안전성 및 장기 내구성이 확보가 충분하지 못한 문제점이 있었다.
또한, 표면처리재로 사용되는 제품은 장기간의 가혹 조건에 견딜 수 있도록 물리 및 화학적 안정성이 요구되지만, 종래의 제품들은 물리적 강도가 약해 물성 변형이 자주 발생하여 또 하나의 수질오염원이 되는 문제점이 었었다.
본 발명의 목적은 매끄러운 표면이 형성되어 유기물질의 부착이 억제되고, 내화학성이 우수하여 염소 소독에 대한 저항성을 갖는 콘크리트 수조용 방오성 타일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내충격성 및 내마모성 등과 같은 기계적 물성이 우수하며, 흡수율을 낮아 수분에 의한 변형이 억제되는 콘크리트 수조용 방오성 타일을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 규격으로 제조가 용이하여 설치공정이 효율적으로 이루어지며, 다양한 색상으로 제조할 수 있는 콘크리트 수조용 방오성 타일을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 물유리 및 벤토나이트가 함유된 기재층 및 상기 기재층의 외표면에 형성되는 유약층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 기재층은 장석, 도석, 점토, 물유리 및 벤토나이트로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 기재층은 장석 45 중량부에 도석 35 내지 45 중량부, 점토 15 내지 20 중량부, 물유리 0.1 내지 0.5 중량부, 벤토나이트 1 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 유약층은 프리트, 카올린, 지르코늄, 주석 및 티타늄으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유약층은 프리트 85 중량부에 카올린 9 내지 10 중량부, 지르코늄 2 내지 3 중량부, 주석 0.5 내지 2.5 중량부, 티타늄 0.5 내지 1.5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 프리트는 산화규소 50 내지 65 중량부, 산화알루미늄 5 내지 10 중량부, 산화마그네슘 1 내지 2 중량부, 산화칼륨 1 내지 4 중량부, 산화나트륨 2 내지 7 중량부, 산화바륨 50 내지 70 중량부 및 산화납 10 내지 30 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유약층에는 안료 1 내지 3 중량부가 더 첨가되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 안료는 산화아연, 산화타이타늄, 실버화이트, 벵갈라, 버밀리온, 카드뮴레드, 크롬옐로, 카드뮴옐로, 에메랄드그린, 산화크로뮴그린, 프러시안블루, 코발트블루 및 카본블랙으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 수조용 방오성 타일은 매끄러운 표면이 형성되어 유기물질의 부착이 억제되고, 내화학성이 우수하여 염소 소독에 대한 저항성을 갖는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 내충격성 및 내마모성 등과 같은 기계적 물성이 우수하며, 흡수율을 낮아 수분에 의한 변형이 억제되는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 다양한 규격으로 제조가 용이하여 설치공정이 효율적으로 이루어지며, 안료가 혼합되어 다양한 색상으로 제조할 수 있는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 수조용 방오성 타일을 나타낸 분해사시도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 콘크리트 수조용 방오성 타일은 물유리 및 벤토나이트가 함유된 기재층(10) 및 전술한 기재층(10)의 외표면에 형성되는 유약층(20)으로 이루어진다.
전술한 기재층(10)은 물유리 및 벤토나이트가 함유되는데, 장석, 도석, 점토, 물유리 및 벤토나이트로 이루어지며, 더욱 상세하게는 장석 45 중량부에 도석 35 내지 45 중량부, 점토 15 내지 20 중량부, 물유리 0.1 내지 0.5 중량부, 벤토나이트 1 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어진다.
이때, 전술한 물유리 0.1 내지 0.5 중량부가 함유되는데, 전술한 기재층의 흡수율을 낮추어 본 발명에 따른 콘크리트 수조용 방오성 타일이 수조에 채워지는 물에 의해 변형되는 것을 억제하는 역할을 한다.
전술한 물유리의 함유량이 0.1 중량부 미만이면, 흡수율을 낮추는 효과가 미미하며, 물유리의 함유량이 0.5 중량부를 초과하게 되면, 흡수율이 낮춰지는 효과는 미미하면서 제조비용이 증가하게 된다.
또한, 전술한 벤토나이트 1 내지 3 중량부가 함유되는데, 전술한 기재층(10)의 꺽임강도 및 뒤틀림강도를 향상시켜 내충격성이 우수한 콘크리트 수조용 방오성 타일을 제공하는 역할을 한다.
전술한 벤토나이트가 1 중량부 미만으로 함유되면 꺽임강도 및 튀틀림강도의 향상효과가 미미하게 발생되며, 벤트나이트가 3 중량부를 초과하여 함유되면 꺽임강도 및 뒤틀림강도가 오히려 저하된다.
전술한 유약층(20)은 전술한 기재층(10)의 외표면에 형성되는데, 프리트, 카올린, 지르코늄, 주석 및 티타늄으로 이루어지며, 더욱 상세하게는, 프리트 85 중량부에 카올린 9 내지 10 중량부, 지르코늄 2 내지 3 중량부, 주석 1.5 내지 2.5 중량부, 티타늄 0.5 내지 1.5 중량부로 이루어진다.
전술한 프리트는 85 중량부가 함유되며, 전술한 유약층의 흡수율을 낮추는 역할을 하고, 저온에서 반응이 늦은 원료의 숙성 범위를 넓혀주며, 강력한 융제 역할을 한다.
이때, 전술한 프리트는 장석, 석회석, 활석 및 아연과 같은 고내화성 융제 원료와 800℃ 부근의 온도에서 용융되는 탄산칼리(K2CO3), 탄산소다(Na2CO3), 지리초석(NaNO3), 연납(Pb3O4), 붕사(Na2O2?B2O3?10H2O) 등의 강력한 융제를 원료로 같이 혼합하여 1,300℃의 높은 온도로 소성하여 유리질로 만든 것이 바람직한데, 고형분을 기준으로 산화규소 50 내지 65 중량부, 산화알루미늄 5 내지 10 중량부, 산화마그네슘 1 내지 2 중량부, 산화칼륨 1 내지 4 중량부, 산화나트륨 2 내지7 중량부, 산화바륨 50 내지 70 중량부, 산화납 10 내지 30 중량부로 이루어진다.
천연에서 쉽게 구할 수 있는 장석이나 석회석, 활석, 백운석, 마그네사이트 등은 천연상태에서 거의 불용해성이 되어 있으나 강력한 융제인 탄산칼리, 탄산소다, 지리초석, 연단, 붕사 등은 물에 쉽게 녹는 수용성이기 때문에 이를 그대로 유약에 배합하여 사용하면 소지에 유약 시유시 해당 성분들이 유약물에 녹아서 소지속 수분과 융해성 성분들이 같이 침투하여 소지를 침식시켜 화도를 낮추거나 소지와 유약의 경계 부분에 부풀음 현상을 발생시키는 등의 치명적인 결점을 초래하게 된다. 따라서 이를 방지하고자 이 융해성 성분을 적정비로 유약속에 배합하여 고온소성하여 유리화시킨 프리트를 만들어 불융해성화한 후에 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 프리트가 함유된 유약층은 소성 범위가 넓은 장점을 나타낸다.
전술한 성분으로 이루어진 유약층(20)은 전술한 성분들을 프리트와 함께 가공하는 과정에서 사전 분해반응이 진행되어, 유약층의 표면을 손상시키는 분해가스가 제거되며, 소성시에 핀홀이 없는 평활한 표면을 얻게 되어 유기물질의 부착이 억제되고, 광택도 및 투명성이 우수하다.
또한, 전술한 성분으로 이루어진 유약층(20)은 전술한 프리트로 인해 염소 소독에 대한 저항성을 가지며, 전술한 티타늄이 함유되어 내마모성이 우수하다.
이때, 전술한 주석은 1.5 내지 2.5 중량부가 첨가되며, 전술한 티타늄은 0.5 내지 1.5 중량부가 첨가되는데, 티타늄의 함량이 1.5 중량부를 초과하게 되면, 유약층의 표면에 핀홀이나 기포가 발생하게 된다.
전술한 유약층(20)에는 안료 1 내지 3 중량부가 더 첨가될 수도 있는데, 전술한 안료는 산화아연, 산화타이타늄, 실버화이트, 벵갈라, 버밀리온, 카드뮴레드, 크롬옐로, 카드뮴옐로, 에메랄드그린, 산화크로뮴그린, 프러시안블루, 코발트블루 및 카본블랙으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지며, 이러한 성분으로 이루어진 안료가 함유된 유약층(20)은 다양한 색상을 나타낼 수 있다.
이때, 전술한 안료가 1 중량부 미만으로 함유되면, 색상의 발현이 제대로 이루어지지 않고, 안료가 3 중량부를 초과하여 함유되면, 유약층(20)의 물성이 저하되며 제조비용이 증가하게 된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 콘크리트 수조용 방오성 타일의 제조방법 및 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
장석 45 중량부, 도석 40 중량부, 점토 16 중량부, 물유리 0.1 중량부 및 벤토나이트 1 중량부를 혼합한 후 성형틀에 넣고 소성하여 400mm
Figure 112012024511774-pat00001
400mm의 기재층을 제조하였다.
<실시예 2>
장석 45 중량부, 도석 40 중량부, 점토 16 중량부, 물유리 0.1 중량부 및 벤토나이트 2 중량부를 혼합한 후 후 성형틀에 넣고 소성하여 400mm
Figure 112012024511774-pat00002
400mm의 기재층을 제조하였다.
<실시예 3>
장석 45 중량부, 도석 40 중량부, 점토 16 중량부, 물유리 0.1 중량부 및 벤토나이트 3 중량부를 혼합한 후 성형틀에 넣고 소성하여 400mm
Figure 112012024511774-pat00003
400mm의 기재층을 제조하였다.
<비교예 1>
장석 45 중량부, 도석 40 중량부, 점토 16 중량부 및 물유리 0.1 중량부를 혼합한 후 성형틀에 넣고 소성하여 400mm
Figure 112012024511774-pat00004
400mm의 기재층을 제조하였다.
<비교예 2>
장석 45 중량부, 도석 40 중량부, 점토 16 중량부, 물유리 0.1 중량부 및 벤토나이트 4 중량부를 혼합한 후 성형틀에 넣고 소성하여 400mm
Figure 112012024511774-pat00005
400mm의 기재층을 제조하였다.
전술한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 기재층의 뒤틀림정도, 흡수율 및 꺽임강도를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 뒤틀림정도, 흡수율 및 꺽임강도의 측정은 일반적인 타일에 적용하는 측정방법을 사용하였다.)
<표 1>
Figure 112012024511774-pat00006
위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1 내지 3을 통해 제조된 기재층의 뒤틀림 정도, 흡수율 및 꺽임강도가 우수한 것을 알 수 있다.
<실시예 4>
프리트(산화규소 55 중량부, 산화알루미늄 8 중량부, 산화마그네슘 1.5 중량부, 산화칼륨 3 중량부, 산화나트륨 5 중량부, 산화바륨 60 중량부 및 산화납 20 중량부) 85 중량부, 카올린 10 중량부, 지르코늄 2.5 중량부, 주석 2 중량부 및 티타늄 1 중량부를 혼합하고 소성하여 유약층을 형성하였다.
<실시예 5>
프리트(산화규소 55 중량부, 산화알루미늄 8 중량부, 산화마그네슘 1.5 중량부, 산화칼륨 3 중량부, 산화나트륨 5 중량부, 산화바륨 60 중량부 및 산화납 20 중량부) 85 중량부, 카올린 10 중량부, 지르코늄 2.5 중량부, 주석 1.5 중량부 및 티타늄 1.5 중량부를 혼합하고 소성하여 유약층을 형성하였다.
<실시예 6>
프리트(산화규소 55 중량부, 산화알루미늄 8 중량부, 산화마그네슘 1.5 중량부, 산화칼륨 3 중량부, 산화나트륨 5 중량부, 산화바륨 60 중량부 및 산화납 20 중량부) 85 중량부, 카올린 10 중량부, 지르코늄 2.5 중량부, 주석 2.5 중량부 및 티타늄 0.5 중량부를 혼합하고 소성하여 유약층을 형성하였다.
<비교예 3>
프리트(산화규소 55 중량부, 산화알루미늄 8 중량부, 산화마그네슘 1.5 중량부, 산화칼륨 3 중량부, 산화나트륨 5 중량부, 산화바륨 60 중량부 및 산화납 20 중량부) 85 중량부, 카올린 10 중량부, 지르코늄 2.5 중량부, 주석 0.5 중량부 및 티타늄 2.5 중량부를 혼합하고 소성하여 유약층을 형성하였다.
<비교예 4>
프리트(산화규소 55 중량부, 산화알루미늄 8 중량부, 산화마그네슘 1.5 중량부, 산화칼륨 3 중량부, 산화나트륨 5 중량부, 산화바륨 60 중량부 및 산화납 20 중량부) 85 중량부, 카올린 10 중량부, 지르코늄 2.5 중량부, 주석 2.5 중량부 및 티타늄 0.5 중량부를 혼합하고 소성하여 유약층을 형성하였다.
전술한 실시예 4 내지 6 및 비교예 3 내지 4를 통해 형성된 유약층의 필홀 및 기포발생 여부와 표면조도를 확인하여 아래 표 2에 나타내었다.
(단, 핀홀 및 기포발생은 육안으로 확인하였으며, 표면조도는 경화 후 손으로 반졌을 때, 거친 느낌이 없이 매끄럽게 느껴지면 양호로 표기하였다.)
<표 2>
Figure 112012024511774-pat00007
위에 표 2에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시에 4 내지 6을 통해 제조된 유약층은 핀홀 및 기포가 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
<실시예 7>
전술한 실시예 2를 통해 제조된 기재층의 외표면에 전술한 실시예 4로 이루어진 유약층을 형성하여 콘크리트 수조용 방오성 타일을 제조하였다.
전술한 실시예 7을 통해 제조된 콘크리트 수조용 방오성 타일의 뒤틀림정도, 흡수율 및 꺽임강도를 측정하여 아래 표 3에 나타내었다.
(단, 뒤틀림정도, 흡수율 및 꺽임강도의 측정은 일반적인 타일에 적용하는 측정방법을 사용하였다.)
<표 3>
Figure 112012024511774-pat00008
위에 표 3에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 7을 통해 제조된 콘크리트 수조용 방오성 타일은 뒤틀림강도 및 꺽임강도가 우수하며, 흡수율이 낮아 콘크리트 수조에 적합한 것을 알 수 있으며, 매끄러운 표면이 형성되어 유기물질의 부착이 억제되고, 내화학성이 우수한 프리트가 함유되어 염소 소독에 대한 저항성을 갖는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 다양한 규격으로 제조가 용이하여 설치공정이 효율적으로 이루어지며, 안료가 혼합되어 다양한 색상으로 제조할 수 있는 탁월한 효과를 나타낸다.
S101 ; 기재층
S103 ; 유약층

Claims (8)

  1. 장석, 도석, 점토, 물유리 및 벤토나이트로 이루어지는 기재층; 및
    상기 기재층의 외표면에 형성되는 유약층;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재층은 장석 45 중량부에 도석 35 내지 45 중량부, 점토 15 내지 20 중량부, 물유리 0.1 내지 0.5 중량부, 벤토나이트 1 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유약층은 프리트, 카올린, 지르코늄, 주석 및 티타늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유약층은 프리트 85 중량부에 카올린 9 내지 10 중량부, 지르코늄 2 내지 3 중량부, 주석 1.5 내지 2.5 중량부, 티타늄 0.5 내지 1.5 중량부를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 프리트는 산화규소 50 내지 65 중량부, 산화알루미늄 5 내지 10 중량부, 산화마그네슘 1 내지 2 중량부, 산화칼륨 1 내지 4 중량부, 산화나트륨 2 내지 7 중량부, 산화바륨 50 내지 70 중량부 및 산화납 10 내지 30 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 유약층에는 안료 1 내지 3 중량부가 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 안료는 산화아연, 산화타이타늄, 실버화이트, 벵갈라, 버밀리온, 카드뮴레드, 크롬옐로, 카드뮴옐로, 에메랄드그린, 산화크로뮴그린, 프러시안블루, 코발트블루 및 카본블랙으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조용 방오성 타일.
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