KR101170307B1

KR101170307B1 - 탄성분말을 이용한 기능성 타일접착제

Info

Publication number: KR101170307B1
Application number: KR1020100137480A
Authority: KR
Inventors: 정은혜; 서신석; 최용민
Original assignee: 한일시멘트 (주)
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-08-01
Also published as: KR20120075698A

Abstract

본 발명은 35~45중량%의 백색 포틀랜드 시멘트 또는 1종 보통 포틀랜드시멘트에서 선택된 어느 하나의 시멘트, 60~100mesh 규사 25~40중량%, 100~200mesh 규사 10~20중량%, 메틸셀룰로즈 0.2~0.5중량%, 전분 0.05~0.3중량%, 폴리카르본산 감수제, 0.02~0.2중량%, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3~2.0중량%, 칼슘설퍼알루미네이트 촉진제 0.3~1.0중량%, 재유화형 EVA 분말수지 5~10중량%, 탄성분말 5~10중량%로 조성된 탄성분말을 이용한 기능성 타일접착제에 관한 것이다.

Description

탄성분말을 이용한 기능성 타일접착제{Functional Tile Adhesive Using Elasticity Powder}

본 발명은 초고층 건축물과 같이 진동 및 비틀림 등 변형이 일어날 수 있는 시공부위에 접착 시공하는 타일용 접착제로서 탄성을 가진 탄성분말을 혼입하여 타일접착제를 경량화 시킴으로 처짐저항성을 향상시키고 몰탈 내의 탄성을 부여함으로써 충격 및 변형에 대한 저항성을 높임에 따라 타일 들뜸 및 탈락현상을 최소하기 위한 타일접착제 조성물에 관한 것이다.

최근 국내에서는 세계적 규모의 100층을 초과하는 대규모 초고층 프로젝트가 계획되고 있으며, 이러한 건축물의 초고층화에 따라 내외벽 칸막이벽에 전통적인 조적시공이 아닌 경량자재로서 석고보드, CRC보드, 경량ALC 등 경량자재가 사용되어 강성과 중량 감쇠능력이 감소함에 따라 바람에 대해 취약해지며, 이러한 바람의 영향으로 건축물의 진동 및 비틀림이 증가하게 됨.

또한 세대 내 인테리어의 고급화에 따라 이러한 초고층 건축물의 내부 건축자재로서 중량의 대형 타일시공부위가 증가하고 있으나, 진동 및 비틀림 등 변형이 발생하는 부위에 기존의 타일접착제를 사용할 경우 타일변형으로 인한 타일들뜸, 탈락 등이 발생할 수 있다. 하지만 이러한 조건에 적용 가능한 타일접착제가 국내에는 존재하지 않은 실정임.

국내등록특허공보 등록번호 제789104호에는 본 발명의 타일 접착제는 35~60중량％의 백색 포틀랜드 시멘트, 1~10중량％의 100~200 mesh 규사, 35~60중량％의 200~300 mesh 규사, 0.3~1.5중량％의 메칠셀룰로우즈, 1~5중량％의 셀룰로우즈 화이바로 구성되는 충전제와 40~65중량％의 아크릴계 합성수지, 0.05~0.2중량％의 방부제, 2~6중량％의 증점제, 0.05~0.2중량％의 소포제, 1~6중량％의 동결방지제, 0.1~0.5중량％의 ph조절제, 30~50중량％의 희석용매로 구성된 내한성 및 탄성이 뛰어난 2액형 타일 접착제가 공개되어 있고,

동 공보 등록번호 제10-0972487호에는 전체 조성물에 대하여 5～30중량％의 백색 포틀랜드 시멘트, 5～30중량％의 알루미나 시멘트, 30～50중량％의 60～100 mesh 규사, 15～30중량％의 100～200 mesh 규사, 0.3～1.5중량％의 메칠셀룰로우즈, 1～5중량％의 셀룰로우즈 화이바, 3～10중량％의 재유화형분말수지, 3～10중량％의 무수석고, 0.1～0.5중량％의 경화지연제, 0.1～0.5중량％의 경화촉진제, 0.1～0.5중량％의 ph조절제로 혼합되어 이루어진 속경성 타일접착제가 기재되어 있으며,

동 공보 등록번호 제10-942358호에는 35～45중량％의 백색 포틀랜드 시멘트, 30～45중량％의 60～100 mesh 규사, 10～25중량％의 100～200 mesh 규사, 0.3～1.5중량％의 메칠셀룰로우즈, 1～5중량％의 셀룰로우즈 화이바, 3～10중량％의 재유화형 분말수지, 3～8중량％의 경량골재로 혼합되어 이루어진 경량골재를 혼입한 고성능 타일 접착제가 기술되어 있고,

국내 공개특허공보 공개번호 제10-2009-092016호에는 백색 포틀랜드 시멘트 또는 회색 포틀랜드 시멘트 30~45중량%, 무기계 파우더 30~40중량%, 규사 6, 7, 8호의 혼합물 20~30중량%, 메틸셀룰로오스 1~5중량% 및 소포제 0.1~0.5중량%를 포함하는 충전제와, 합성수지 40~60중량%, 실란화합물 0.5~2.0중량%, 증점제 2~5중량%, pH 조절제 0.1~0.5중량%, 물 35~55중량% 및 기타 첨가제 0.05~0.1중량%를 포함하는 결합제로 이루어지며, 상기 충전제:결합제의 비율이 100:30~50로 혼합되어 제조되는 층간 소음방지용 타일 접착제가 공개되어 있고,

2008년 추계학술발표대회 논문집(제8권 2호, 통권제15집); 제목 "흡수율이 1% 이하인 자기질 타일의 타일접착제를 사용한 벽체 개량 떠붙임 공법의 부착안정성 연구" 에는 타일에 배면처리후, 양생기간을 두지 않고 떠붙음 공정을 시행하는 것으로서, 시멘트, 규사, 물, 기능성 첨가제로 구성된 기술이 공개되어 있음을 알 수 있다.

기존의 타일접착제의 경우 점착력과 보수력 및 작업성을 유지하기 위하여 통상 0.3중량% 이상의 메틸셀룰로즈를 사용하게 되는데, 이는 몰탈 내 다량의 기포를 발생시킴에 따라 접착력과 강도저하의 문제점을 가지며, 유연성을 부여하기 위한 분말수지의 경우, 초고층 건축물과 같은 진동 및 비틀림 등 변형이 발생하는 부위에 타일시공시 몰탈 내 탄성 및 경량성이 부여됨에 따라 처짐저항성 향상과 외부환경 조건에 대한 영향을 최소화하여 타일 탈락의 원인이 되는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 출원인이 출원한 국내특허출원번호 제10-2008-0109936호, 발명의 명칭 타일용 접착제 및 그를 이용한 타일 시공방법을 개량한 것으로서,

35~45중량%의 백색 포틀랜드 시멘트 또는 1종 보통 포틀랜드시멘트에서 선택된 어느 하나의 시멘트, 60~100mesh 규사 25~40중량%, 100~200mesh 규사 10~20중량%, 메틸셀룰로즈 0.2~0.5중량%, 전분 0.05~0.3중량%, 폴리카르본산 감수제 0.02~0.2중량%, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3~2.0중량%, 칼슘설퍼알루미네이트 촉진제 0.3~1.0중량%, 재유화형 EVA 분말수지 5~10중량%, 탄성분말 5~10중량%로 조성된 탄성분말을 이용한 기능성 타일접착제를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제 해결 수단인 것이다.

본 발명은 감수제를 적용함에 따라 몰탈 내의 수분을 표면으로 끌어올려 오픈타임이 연장되는 효과와 작업성 유지를 위한 첨가수량의 감소에 따라 접착력이 크게 향상되었고, 탄성분말(라텍스분말, 폐타이어 고무분말)을 적용함에 따라 탄성분말의 낮은 흡수율로 인해 작업성 향상 및 몰탈 내 탄성력을 부여함. 또한 접착력 및 유연성을 부여하기 위한 재유화형 EVA 분말수지의 경우 유리전이온도(Tg.)가 5℃이하의 것으로 적용하였는데, 유리전이온도는 분말수지의 성질에 가장 크게 영향을 미치는 요인 중의 하나로서 Tg.가 높을수록 딱딱해지며, 낮을수록 연성을 갖게 되어 낮은 Tg.를 갖는 분말수지를 적용하는 것이 몰탈의 연성을 부여하는데 유리하며, 종래의 국내 타일접착제에 비해 진동, 비틀림 및 외부 충격에 대한 저항성을 높여 열악한 시공환경 조건하에서의 부착강도를 약 2~4배 향상시켜 타일 부착 안정성을 높여주며, 부가적으로 경량성을 부여하고 처짐저항성 및 작업성이 우수한 것이 장점이 있는 것이다.

본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 35~45중량%의 백색 포틀랜드 시멘트 또는 1종 보통 포틀랜드시멘트에서 선택된 어느 하나의 시멘트, 60~100mesh 규사 25~40중량%, 100~200mesh 규사 10~20중량%, 메틸셀룰로즈 0.2~0.5중량%, 전분 0.05~0.3중량%, 폴리카르본산 감수제, 0.02~0.2중량%, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3~2.0중량%, 칼슘설퍼알루미네이트 촉진제 0.3~1.0중량%, 재유화형 EVA 분말수지 5~10중량%, 탄성분말 5~10중량%로 조성된 탄성분말을 이용한 기능성 타일접착제에 관한 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 탄성분말을 이용한 기능성 타일접착제 조성물은 백색포틀랜드시멘트 또는 1종 보통 포틀랜드시멘트, 규사, 메틸셀룰로즈, 전분(Starch) 보조증점제, 감수제, 섬유, 칼슘설퍼알루미네이트 촉진제, 재유화형 EVA 분말수지, 탄성분말 및 물을 포함한다.

본 발명의 백색포틀랜드 시멘트는 KS L 5204, 1종 보통 포틀랜드시멘트는 KS L 5201에서 선택된 어느 하나의 시멘트를 사용하며, 시멘트 함량의 35중량% 미만으로 첨가되면 전체적인 부착력이 떨어질 수 있으며, 45중량%를 초과하여 첨가되면 접착제의 탄성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 규사는 4~200mesh(1~8호사) 중 가능하면 입도가 작은 60~200mesh(6~8호사)를 사용하는 것이 바람직하며, 60~100mesh 규사는 전체중량에 25~40중량%, 100~200mesh 규사는 전체중량에 10~20중량%를 적용하도록 한다. 타일접착제는 규사의 입도에 따라 타일의 미끄러짐이 발생할 수 있고 강도의 저하가 있으므로 적합한 입도를 지키는 것이 중요하다.

본 발명의 증점제 및 보조증점제는 접착제 조성물로 고점도로 유지시켜 피착제인 벽면에서 흐르지 않도록 해주고 외력을 받았을 때에는 흐름성을 좋게 할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로 증점제로 메틸셀룰로즈를 사용하고, 보조증점제로는 전분(Starch)을 사용하여 증점효과와 동시에 수분증발을 억제하고 정지상태에서는 고점도를 유지하여 타일의 처짐현상을 방지할 수 있어 유리하다.

메틸셀룰로즈는 전체중량에 0.2~0.5중량%가 첨가되어야 하며, 0.2중량% 미만일 경우 점도의 저하로 타일 미끄러짐 및 보수율 저하가 발생되며, 0.5중량%를 넘으면 점도가 너무 올라가 작업성이 떨어져 타일접착제로서 적합하지 않게 된다.

보조증점제는 전체중량에 0.05-0.3중량%가 첨가되어야 하며, 초기부착력과 시공작업성 측면에서 바람직하다.

본 발명의 감수제는 탄성분말의 사용에 따른 접착강도 및 도막강도의 저하를 방지하기 위해 폴리카르본산 감수제를 사용하며, 이와 같이 감수제가 사용될 경우 도자기질 타일과 친화력을 향상시켜 여러 가지 다양한 피착면과의 우수한 접착강도를 얻을 수 있어 궁극적으로는 동절기, 하절기에 관계없이 우수한 접착강도와 시공 작업성을 얻을 수 있다. 하지만 이러한 감수제를 과량 첨가하면 제품의 칙소성이 저하되어 접착제 시공시 타일처짐 현상을 초래하므로 전체중량에 0.02~0.2중량%가 되도록 배합하는 것이 유리하다.

본 발명의 섬유는 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유로서 크랙방지 및 타일 처짐저항성, 보수성을 얻을 수 있다. 적절한 작업성과 보수성을 갖기 위해 전체중량에 0.3~2.0중량%의 혼입률이 바람직하며, 과잉 혼입시 첨가수량 증가로 인해 강도저하 및 작업성 저하가 초래될 수 있다.

본 발명의 촉진제는 칼슘설퍼알루미네이트로서 타일시공 후 경화 전 후기공정으로 인해 충격 및 진동이 가해질 경우 발생될 수 있는 타일들뜸 및 탈락 등을 방지하기 위하여 전체중량에 0.3~1.0중량%를 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 분말수지는 재유화형 EVA 분말수지로서 시멘트와 함께 부착강도와 굴곡강도, 연성을 갖도록 해주는 물질로 전체중량에 5~10중량%를 첨가하여야 한다. 5중량%보다 적으면 충분한 부착강도와 굴곡강도 등을 얻을 수 없고, 10중량%보다 많으면 미끄럼 저항성 및 내수 부착강도가 저하된다.

본 발명의 탄성분말은 라텍스분말과 폐타이어 고무분말 중에서 선택된 어느 하나를 사용하며, 라텍스분말은 부타디엔과 아크릴로니트릴의 공중합체로서 밀도 0.98g/㎤의 탄성체이며, 폐타이어 고무분말은 1.0㎜ 이하의 입도로 냉각분쇄하여 만든 폐타이어 고무분말 탄성체로, 탄성분말을 혼입할 경우 분말수지와 함께 연성 및 탄성을 부여하게 되어 내충격성을 향상시킬 수 있다.

혼입량은 전체중량에 5~10중량%가 바람직하며 5중량%보다 적으면 내충격성을 갖기 위한 탄성을 얻기 어렵고 10중량%를 넘으면 작업성 저하 및 강도저하가 발생된다.

본 발명은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

실시예 1

백색 포틀랜드 시멘트 40kg, 60~100mesh 규사 35.4kg, 100~200mesh 규사 17.6kg, 메틸셀룰로즈 0.2kg, 전분 0.05kg, 폴리카르본산 0.1kg, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3kg, 칼슘설퍼알루미네이트 0.35kg, EVA 분말수지 6kg 분말을 혼합하여 타일접착제를 제조하였다.

실시예 2

백색 포틀랜드 시멘트 40kg, 60~100mesh 규사 30.4kg, 100~200mesh 규사 17.6kg, 메틸셀룰로즈 0.2kg, 전분 0.05kg, 폴리카르본산 0.1kg, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3kg, 칼슘설퍼알루미네이트 0.35kg, EVA 분말수지 6kg, 라텍스분말 5kg을 혼합하여 타일접착제를 제조하였다.

실시예 3

백색 포틀랜드 시멘트 40kg, 60~100mesh 규사 25.4kg, 100~200mesh 규사 17.6kg, 메틸셀룰로즈 0.2kg, 전분 0.05kg, 폴리카르본산 0.1kg, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3kg, 칼슘설퍼알루미네이트 0.35kg, EVA 분말수지 6kg, 라텍스분말 10kg을 혼합하여 타일접착제를 제조하였다.

실시예 4

백색 포틀랜드 시멘트 40kg, 60~100mesh 규사 25.4kg, 100~200mesh 규사 17.6kg, 메틸셀룰로즈 0.2kg, 전분 0.05kg, 폴리카르본산 0.1kg, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3kg, 칼슘설퍼알루미네이트 0.35kg, EVA 분말수지 6kg, 폐타이어고무 분말 5kg을 혼합하여 타일접착제를 제조하였다.

실시예 5

백색 포틀랜드 시멘트 40kg, 60~100mesh 규사 30.4kg, 100~200mesh 규사 17.6kg, 메틸셀룰로즈 0.2kg, 전분 0.05kg, 폴리카르본산 0.1kg, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3kg, 칼슘설퍼알루미네이트 0.35kg, EVA 분말수지 6kg, 폐타이어고무 분말 10kg을 혼합하여 타일접착제를 제조하였다.

상기와 같이 제조된 타일접착제는 35~45중량%의 백색 포틀랜드 시멘트 또는 1종 보통 포틀랜드시멘트에서 선택된 어느 하나의 시멘트, 60~100mesh 규사 25~40중량%, 100~200mesh 규사 10~20중량%, 증점제로 메틸셀룰로즈 0.2~0.5중량%, 보조증점제로 전분 0.05~0.3중량%, 감수제로 폴리카르본산 0.02~0.2중량%, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3~2.0중량%, 촉진제로 칼슘설퍼알루미네이트 0.3~1.0중량%, 재유화형 EVA 분말수지 5~10중량%, 탄성분말 5~10중량%로 조성되어 있음을 알 수 있다.

상기 탄성분말은 밀도 0.98g/㎤의 라텍스분말 또는 1.0㎜ 이하의 입도로 냉각분쇄하여 만든 폐타이어 고무분말에서 선택된 어느 하나의 화합물인 타일접착제 인 것이다.

실험예

1. 적용배합

몰탈 내 탄성을 부여하기 위하여 탄성분말로서 라텍스분말과 폐타이어 고무분말을 규사 대체재로 5, 10%를 각각 대체하였으며, 기존의 타일접착제와 비교검토를 위하여 당사의 국내 접착제 A, 국내 접착제 B 그리고 국외 고급형 타일접착제 C 제품을 비교 시험함.

적용제품 및 배합

실시예	시멘트	규사		증점제	보조증점제	감수제	섬유	촉진제	분말수지	탄성분말		Total
		A	B							라텍스 분말	폐타이어 고무분말
1	40	35.4	17.6	0.2	0.05	0.1	0.3	0.35	6.0	-	-	100
2		30.4								5		100
3		25.4								10		100
4		30.4									5	100
5		25.4									10	100
비교실시예 1	국내 타일접착제 분말형 (이후 ‘국내 분말형 접착제 A’라 표기함)
비교실시예 2	국내 타일접착제 분말형 (이후 ‘국내 분말형 접착제 B’라 표기함)
비교실시예 3	국외 고급형 타일접착제 (이후 ‘국외 분말형 접착제 C’라 표기함)

2. 사용재료

가. 시멘트

백색포틀랜드 시멘트 또는 1종 보통 포틀랜드시멘트에서 선택된 어느 하나의 시멘트

나. 규사A

600~100mesh 크기의 돌로마이트(dolomite)

다. 규사B

100~200mesh 크기의 dolomite

라. 증점제와 보조증점제

증점제는 메틸셀룰로즈, 보조증점제는 전분(Starch)으로, 이는 접착제 조성물로 고점도로 유지시켜 피착제인 벽면에서 흐르지 않도록 해주고 외력을 받았을 때에는 흐름성을 좋게 할 수 있도록 하는 역할을 하며 증점효과와 동시에 수분증발을 억제하고 정지상태에서는 고점도를 유지하여 타일의 처짐현상을 방지할 수 있어 유리함.

마. 감수제

폴리카르본산으로 도자기질 타일과 친화력을 향상시켜 여러 가지 다양한 피착면과의 우수한 접착강도를 얻을 수 있어 궁극적으로는 동절기, 하절기에 관계없이 우수한 접착강도와 시공작업성을 얻을 수 있음.

바. 섬유

최소 00.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유로서 크랙방지 및 타일 처짐저항성, 보수성을 얻을 수 있음.

사. 촉진제

칼슘설퍼알루미네이트로서 타일시공 후 경화 전 후기공정으로 인해 충격 및 진동이 가해질 경우 발생될 수 있는 타일들뜸, 탈락 등을 방지한는데 효과가 있음.

아. 분말수지

유리전이온도(Tg.) 5℃이하의 재유화형 분말 EVA수지로서 시멘트와 함께 부착강도와 굴곡강도, 연성을 갖도록 해주는 역할을 함.

자. 라텍스분말

부타디엔과 아크릴로니트릴의 공중합체로서 밀도 0.98g/㎤의 탄성체로 내충격성을 향상시킬 수 있음.

아. 폐타이어 고무분말

1.0㎜이하의 입도로 냉각분쇄 시켜 만든 폐타이어 고무분말로서 내충격성을 향상시킬 수 있음.

3. 양생조건 ( EN 12004)

가. 표준양생 : 28일간 20±2℃, 65±5% 조건에서 표준양생

나. 수중침지양생 : 7일간 20±2℃, 65±5% 표준양생 후 21일간 20±2℃ 수중침지양생

다. 가열양생 : 14일간 20±2℃, 65±5% 표준양생 후 14일간 70℃ 가열양생

4. 모르타르 바탕면 ( KS L 1593)

모르타르 배합은 무게비로 시멘트 1, 표준모래 2, 물시멘트비 0.65%로 한다. 1회 혼련한 시멘트, 표준 모래, 물의 채취량은 시멘트 520g, 표준 모래 1,040g, 물 338g으로 하고, 모르타르 혼합방법은 KS L 5109의 8. 모르타르의 혼합 방법에 따라 조제한 모르타르를 안쪽 치수 70㎜×70㎜×20㎜인 금속제 형틀을 사용하여 성형한 후, 온도 (20±3)℃, 습도 80% 이상의 상태로 24시간 양생 한 후 탈형하고, 그 후 6일간 (20±2)℃의 물속에서 양생한다. 다시 7일 이상 양생실에서 양생한 후 KS L 6003에 규정하는 150번 연마지를 사용하여 성형시의 아랫면을 충분히 연마하여 시험용 기판으로 한 것

5. 적용타일

흡수율 0.1% 이하의 자기질타일로서 통상 300×600㎜ 크기 이상의 대형의 중량타일임.

6. 측정항목

플로우, 단위용적중량, 오픈타임, 작업성, 양생조건별 인장접착강도, 반복충격과 진동에 의한 인장접착강도 감쇄율, 횡단변형력(횡단변형량)

7. 실험결과

가. 기초물성( 플로우 , 단위용적중량 , 오픈타임)

탄성분말 적용에 대한 첨가수량은 20% 내외로 유사작업성을 갖기 위한 물 비이며, 플로우는 탄성분말 미적용시 163㎜ 탄성분말 5% 적용시 147㎜내외, 10% 적용시 145㎜내외로 탄성분말 대체율에 따라 플로우는 소폭 감소하는 것으로 나타남.

탄성분말의 경우 밀도 약 0.9g/㎤으로 규사대체제로 적용될 경우 밀도 2.65g/㎤인 규사에 비해 밀도가 낮으므로 탄성분말 대체율이 증가함에 따라 단위용적중량이 약 50~150g/㎤ 감소하는 것으로 경량화에는 효과가 있는 것으로 나타났지만, 상대적으로 입도크기가 작아짐에 따라 오픈타임이 감소하는 것으로 나타났다.

탄성분말 대체율별 기초물성

			W/B(%)	Flow(㎜)	Unit weight(g/㎤)	opentime(min)
1	plain		20	163	1500	15~20
2	라텍스분말	5	19	148	1456	10
3	라텍스분말	10	20	145	1321	10
4	폐타이어 고무분말	5	20	146	1463	10이하
5	폐타이어 고무분말	10	21	144	1340	10이하

나. 양생조건별 인장접착강도

양생조건은 EN12004규격에 준하여 표준양생, 수중침지양생, 가열양생을 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

탄성분말 첨가율에 따른 인장접착강도 측정결과, 5% 첨가시 라텍스분말은 15%, 폐타이어 고무분말은 30% 감소되며, 10% 첨가시 라텍스분말, 폐타이어 고무분말 모두 30% 내외로 유사하게 나타났으며, 5% 대체시 라텍스분말이 폐타이어 고무분말에 비해 강도저하율이 낮은 것은 라텍스분말의 경우 PVC와의 높은 상용성을 가지고 있기 때문에 몰탈 내에 있는 분말수지와의 결합력이 폐타이어 고무분말에 비해 상대적으로 높기 때문인 것으로 판단된다.

양생조건별 인장접착강도 측정결과, 수중침지양생조건은 표준양생에서의 접착성능과 무관하게 모든 시험체가 5kgf/㎠이하로 나타났는데 이러한 결과는 제품 내 접착성능을 발휘하기 위한 분말수지가 EVA계를 사용함에 따라 수분에 취약한 것으로 판단된다. 가열양생조건의 경우 기존의 타일접착제 국내 접착제 A, 국내 접착제 B, 국외 접착제 C는 접착강도 감소율이 44, 20, 2%로 표준양생 인장접착강도가 높을수록 감소율이 현저히 낮아지는 것으로 나타났으며, 탄성분말 대체율이 증가할수록 가열양생조건에서도 증가하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 기존의 타일접착제의 경우 고접착의 제품일수록 혼입된 EVA분말수지 양이 증가하여, 온도상승 시 분말수지의 성능이 향상된 결과로 판단되며, 탄성분말의 대체율이 증가할수록 몰탈의 flexibility가 증가하여, 온도상승 시 발생될 수 있는 타일과 몰탈과의 변위를 흡수하여 온도변화에도 크게 영향을 미치지 않음에 기인하는 것으로 판단된다.

양생조건별 인장접착강도

		양생조건별 인장접착강도(kgf/㎠)
		표준양생	수중침지양생	가열양생
라텍스분말	0	31.0	4.4	9.8
	5	26.3	3.9	13.2
	10	20.9	2.7	16.2
폐타이어 고무분말	0	27.7	4.0	8.4
	5	19.5	3.2	19.2
	10	19.7	2.7	17.3
국내 접착제 A		9.1	1.6	5.1
국내 접착제 B		15.9	4.3	12.7
국외 접착제 C		22.2	4.7	21.7

다. 반복 진동충격에 의한 인장접착강도 감쇄율

실제 반복적인 진동충격에 의해 감쇄되는 인장접착강도를 측정하기 위하여 200×300㎜ 크기의 타일을 부착한 후 전기드릴을 이용하여 인장접착강도를 측정하기위한 40×40㎜ 크기로 컷팅 후 측정하였다. 이는 전기드릴로 컷팅시 반복적인 진동충격이 타일 및 몰탈, 바탕면에 가해지기 때문에 타일면의 접착성능이 현저히 감소되어 장기재령 또는 열악한 환경 하에서의 접착성능을 가늠해 볼 수 있다.

아래 표는 진동충격 전후(前後) 인장접착강도를 측정한 것으로, 기존의 타일접착제 국내 접착제 A, 국내 접착제 B, 국외 접착제 C은 진동충격 전(前)의 접착성능이 높을수록 접착 감쇄율이 큰 것으로 나타났으며, 대체율 10%의 경우 진동충격 전(前)과 동등수준의 접착성능으로, 탄성분말 대체율이 증가할수록 접착 감쇄율이 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는, 탄성분말 대체율이 증가할수록 몰탈 내 Elasticity가 증가됨에 따라 진동충격에 대한 내구성을 향상시키는데 효과적인 것으로 판단된다.

		진동충격 전후 인장접착강도(kgf/㎠)		감쇄율 (%)
		진동충격 前	진동충격 後	감쇄율 (%)
라텍스분말	0	23.2	20.7	11.0
	5	22.7	20.8	8.1
	10	14.0	14.8	2.9
폐타이어 고무분말	0	23.2	20.7	11.0
	5	22.5	21.2	6.1
	10	12.1	13.1	4.8
국내 접착제 A		9.8	8.5	13.6
국내 접착제 B		18.7	15.2	18.8
국외 접착제 C		26.7	16.2	39.1

라. 횡단변형력 ( transformation ability , DIN12002 규격)

탄성분말이 대체된 경우 실제 대체율에 따라 transformation ability를 확인하기 위하여 DIN 12002 규격의 측정방법으로 횡단변형량을 측정하였으며, 그 결과는 아래 표와 같다.

그 결과, 탄성분말(라텍스분말, 폐타이어 고무분말)을 적용할 경우 탄성분말이 적용되지 않은 기존의 타일접착제에 비해 횡단변형량이 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 특히, 탄성분말의 대체율이 증가함에 따라 횡단변형량이 증가되며, 폐타이어고무분말에 비해 라텍스분말 적용시 횡단변형량이 크게 증가하는 것으로 나타나 탄성분말 적용시 몰탈 내 탄성력을 부여하는데에 큰 효과를 주는 것으로 판단된다.

제품별 횡단 변형율

		Transformation ability(㎜)
라텍스분말	0	4.8
	5	5.6
	10	6.2
폐타이어 고무분말	0	4.8
	5	5.2
	10	5.9
국내 접착제 A		1.8
국내 접착제 B		2.3
국내 접착제 C		1.2

마. 실험 결과에 따른 분석

탄성분말을 사용한 기능성 타일접착제에 관한 시험결과는 다음과 같다.

(1) 양생조건별 인장접착강도 측정결과, 탄성분말 대체율이 증가함에 따라 접착강도가 감소하는 것으로 나타났으며, 라텍스분말이 폐타이어 고무분말에 비해 강도저하율이 50% 적게 나타났다. 이러한 결과는 라텍스분말의 경우 PVC와의 높은 상용성을 가지고 있기 때문에 몰탈 내에 있는 분말수지와의 결합력이 폐타이어 고무분말에 비해 상대적으로 높기 때문인 것으로 판단된다.

(2) 반복 진동충격에 의한 인장접착강도 측정결과, 기존의 타일접착제는 진동충격 전(前)의 접착성능이 높을수록 접착 감쇄율이 큰 것으로 나타났으나, 탄성분말 대체시 대체율이 증가함에 따라 몰탈 내 Elasticity가 증가됨에 따라 진동충격에 대한 내구성을 향상시키는데 효과적인 것으로 판단된다.

(3) 탄성분말 대체율에 따른 transformation ability 측정결과, 탄성분말이 미적용된 기존의 국내 접착제에 비해 탄성분말 적용시 약 2배 이상의 횡단변형량이 증가하는 것으로 나타났으며, 폐타이어 고무분말에 비해 라텍스분말 적용시 횡단변형량이 더 크게 증가하는 것으로, 탄성분말 적용으로 몰탈 내 탄성력을 부여하는 것이 가능한 것으로 판단된다.

(4) 탄성분말 적용에 따라 반복 진동충격에 대하여 내구성이 높아지는 것을 확인하였으며, 이것은 탄성분말이 적용됨에 따라 몰탈 내 탄성력이 부여되어 진동충격에 대한 저항력을 증가시키는데 효과가 있는 것으로 판단된다

Claims

탄성분말을 이용한 기능성 타일접착제에 있어서,
35~45중량%의 백색 포틀랜드 시멘트 또는 1종 보통 포틀랜드 시멘트에서 선택된 어느 하나의 시멘트, 60~100mesh 규사 25~40중량%, 100~200mesh 규사 10~20중량%, 증점제로 메틸셀룰로즈 0.2~0.5중량%, 보조증점제로 전분 0.05~0.3중량%, 감수제로 폴리카르본산, 0.02~0.2중량%, 최소 99.6%의 셀룰로스 함량을 갖는 섬유 0.3~2.0중량%, 촉진제로 칼슘설퍼알루미네이트 0.3~1.0중량%, 재유화형 EVA 분말수지 5~10중량%, 탄성분말 5~10중량%로 조성되어 있음을 특징으로 하는 타일접착제
청구항 1에 있어서, 상기 탄성분말은 밀도 0.98g/㎤의 라텍스분말임을 특징으로 하는 타일접착제.
청구항 1에 있어서 상기 탄성분말은 1.0㎜ 이하의 입도로 냉각분쇄하여 만든 폐타이어 고무분말 임을 특징으로 하는 타일접착제.