KR101265792B1 - 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 금속제 거푸집 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 알루미늄 등 금속제 거푸집의 표면에 콘크리트가 고착되지 않도록 금속제 거푸집의 표면을 코팅하고, 코팅층을 금속제 거푸집에 견고하게 코팅하여 거푸집 패널의 탈형시 콘크리트가 붙지 않고 코팅층이 타설판에서 박리되지 않도록 한 것이다.
본 발명에 의한 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 제조 방법은, 알루미늄을 포함하는 금속제 타설판의 타설면을 요철로 가공하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 타설면이 요철인 금속제 타설판을 예열하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 예열된 금속제 타설판의 타설면에 코팅재를 도포하여 코팅층을 형성하는 제3단계와; 상기 제3단계를 통해 코팅된 코팅층을 건조 경화시키는 제4단계를 포함하며, 상기 제3단계에서는, 페놀포름알데히드 수지 65~75중량%와 에폭시 25~35중량%가 혼합되어 이루어진 코팅재를 상기 금속제 타설판의 타설면에 코팅한다. 그리고, 상기 코팅재는 보강과 색상 발현을 위한 이산화티타늄과 이산화철, 경화제, 계면활성제가 혼합된다.

Description

코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 금속제 거푸집 패널{METHOD FOR MANUFACTURING AL-MOLD AND AL-MOLD MANUFACTURED THE SAME}

본 발명은 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄 등 금속제 거푸집의 표면에 콘크리트가 고착되지 않도록 금속제 거푸집의 표면을 코팅하고, 코팅층을 금속제 거푸집에 견고하게 코팅하여 거푸집 패널의 탈형시 콘크리트가 붙지 않고 코팅층이 타설판에서 박리되지 않도록 한 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 금속제 거푸집 패널에 관한 것이다.

일반적으로 각종 건축물이나 구축물의 공사시 콘크리트 벽체는, 내부 공간이 벽체의 형상을 하는 주형과 같은 틀, 즉 거푸집을 먼저 만든 후 거푸집 내부에 콘크리트를 채우고 양생시키게 된다.

따라서, 벽체의 형성은 콘크리트 양생용 주형인 거푸집을 만드는 것으로부터 시작된다.

상기와 같이 거푸집을 만들 때에는 단위 거푸집용 패널을 사용하게 된다.

상기 거푸집용 패널로는 목재로된 거푸집용 패널과 알루미늄용 패널로 대분된다.

상기의 거푸집용 패널 중 목재로된 거푸집용 패널을 이용한 콘크리트 벽체 형성 과정을 살펴보면 다음과 같다.

평판상 합판의 배면에 각형 목재바가 못질되어 구성된 단위 거푸집용 패널을, 벽체나 기둥의 뼈대가 되는 철근 조립부 외부에 연결조립하여 내ㅇ외벽 또는 기둥용 등의 거푸집을 형성한 후 그 사이의 공간에 콘트리트를 채워 넣어 양생시킨 다음 상기 거푸집을 이루고 있는 목재 거푸집 패널들을 벽체로부터 떼어내게 된다.

그런데, 상기 목재로된 거푸집용 패널은 양생 된 콘크리트 벽체로부터 떼어 낼때 깔끔하게 이형되어지지 못하고 떼어내는 과정에서 거푸집용 패널에 조각이 발생하고 그 조각이 콘크리트 표면에 붙어 있게 되는 단점이 나타난다.

상기와 같이 양생된 콘크리트 벽체로부터 거푸집을 떼어 낼 때 상기의 문제점이 발생하는 이유는 콘크리트를 타설할 때 콘크리트에 함유되어 있는 시멘트 등의 물이 거푸집용 패널로 스며들기 때문이다.

그리고 목재로된 거푸집용 패널은 합판의 배면에 각형 목재바가 보강되어 있기는 하나, 목재의 특성상 거푸집에 채워지는 콘크리트의 하중에 의한 압력으로 변형되기 쉬우며, 벽체의 규모가 클수록 변형이 심하게 발생되고, 그 결과 벽체의 외면이 평탄면을 이루지 못하게 되는 경우가 간혹 발생되기도 한다.

상기 목재로된 거푸집용 패널의 단점을 해소하기 위하여 개발된 거푸집용 패널이 알루미늄재 거푸집용 패널이고, 작금에 이르러서는 그 사용 범위 및 규모가 급속히 증가되고 있는 추세에 있다.

상기의 알루미늄재 거푸집용 패널은 가벼울 뿐만 아니라, 단위 거푸집용 패널의 연결작업이 간편하여 작업성이 우수함은 물론 목재로 된 거푸집용 패널에 비하여 이형성이 좋아 콘크리트 벽체의 표면이 깔끔하게 형성되어지게 된다.

상기와 같은 장점을 가지고 있는 알루미늄재 거푸집용 패널의 콘크리로부터의 이형성을 더욱 상향시킬 목적으로 거푸집을 형성할 때 공간을 이루는 쪽 표면을 부식방지용 염화비닐 코팅도료를 도포하였다.

상기와 같이 알루미늄재 거푸집용 패널에 도료를 코팅함에 따라 콘크리트 벽체로부터 거푸집용 패널의 이형성이 향상되어 졌다.

그런데, 상기와 같이 알루미늄재 거푸집용 패널은 부식방지용 염화비닐 코팅도료가 통상의 코팅방법(붓으로 칠하거나 스프레이)에 의해 이루어져 알루미늄재 거푸집용 패널 표면에 대하여 부식방지용 염화비닐 코팅도료의 밀착성이 우수하지 못하여 거푸집으로 사용한 알루미늄재 패널을 콘크리트 벽체로부터 떼어낼 때 코팅도료가 박리(剝離)되는 현상이 나타나게 된다.

상기 알루미늄재 거푸집용 패널에 코팅된 부식방지용 염화비닐 코팅도료가 박리(剝離)될 경우, 콘크리트 벽체에 도료가 묻게 됨은 물론 코팅도료가 박리(剝離)된 알루미늄 거푸집패널을 재사용하였을 때 콘크리트 벽체의 표면이 거칠치어질 뿐 아니라, 사용수명이 단축되어지는 문제와 오일박리성 윤활유를 반복하여 발라서 사용하는 문제가 야기된다.

한국등록특허 10-0876288

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 알루미늄 등 금속제 거푸집의 표면에 콘크리트가 고착되지 않도록 금속제 거푸집의 표면을 코팅하고, 코팅층을 금속제 거푸집에 견고하게 코팅하여 거푸집 패널의 탈형시 콘크리트가 붙지 않고 코팅층이 타설판에서 박리되지 않도록 한 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 금속제 거푸집 패널을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널 제조 방법은, 알루미늄을 포함하는 금속제 타설판의 타설면을 요철로 가공하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 타설면이 요철인 금속제 타설판을 예열하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 예열된 금속제 타설판의 타설면에 코팅재를 도포하여 코팅층을 형성하는 제3단계와; 상기 제3단계를 통해 코팅된 코팅층을 건조 경화시키는 제4단계를 포함하며, 상기 제3단계에서는, 페놀포름알데히드 수지 65~75중량%와 에폭시 25~35중량%가 혼합되어 이루어진 코팅재를 상기 금속제 타설판의 타설면에 코팅하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 금속제 거푸집 패널에 의하면, 코팅재가 타설판의 표면에 코팅되고, 코팅층의 견고한 코팅을 위하여 금속제 타설판의 표면을 숏트 처리하여 요철로 가공하고 예열한 후 코팅함으로써 타설판에 대한 코팅층의 결속력이 증대됨에 따라 거푸집 패널의 탈형시 코팅층이 박리되지 않고 콘크리트가 코팅층 표면에 고착되지 않으므로 금속제 거푸집 패널을 다수회 예를 들어 10회 이상 재사용할 수 있다.

본 발명에 따른 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널은, 금속제 타설판(알루미늄 타설판을 예로 들어 설명하며, "타설판"이라 약칭한다), 타설판의 타설면에 형성되는 코팅층으로 구성되며, 타설판의 타설면 반대쪽에는 보강부재 등이 구성될 수 있다.

본 발명에 의한 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널 제조 방법은 다음과 같다.

(S10) 타설판의 타설면 요철 가공.

타설판은 알루미늄 등 금속제의 특성상 타설면이 요철이 없는 민자형이다. 따라서, 코팅재를 타설판에 도포한 후 경화시켜 코팅층을 형성하더라도 코팅층이 타설판의 타설면 표면에 일체화되지 못하고 떠 있는 상태라 할 수 있으며, 따라서, 타설판에 대한 코팅층의 결합력보다 콘크리트에 대한 코팅층의 결합력이 더 크기 때문에 거푸집 패널의 탈형시 코팅층이 타설판에서 박리된다.

이를 해결하기 위하여 본 발명은 타설판의 타설면을 요철 형태로 형성한다. 타설판의 타설면을 요철로 즉, 숏트가공하는 방법으로 이후 55~65 메쉬 입도의 숏트볼(금강석 등)로 타설면을 타격 내지 스크래치를 통해 요철을 성형한다. 이후 수산화나트륨 4~6% 바람직하게 5%로 희석된 물을 타설면에 살수하여 세척함으로써 나트륨에 의한 쇠와 코팅재(RESIN)의 침투결합 반응이 발생하여 코팅재의 코팅 접착력을 높여준다.

이와 같이 타설판의 타설면은 요철 형태이기 때문에 추후 코팅재의 도포시 코팅재가 철부사이의 요부에 채워지게 되어 코팅층은 타설면으로부터 박리되지 않게 된다.

수산화나트륨은 철, 비철의 부착작용과 나트륨과 페놀 알카리의 침투 결합력을 높이기 위해 사용되며, 숏트볼은 많은 곡선면을 유도하여 단면적을 높이고, 철, 비철과 고분자 결합의 고리역할을 한다.

(S20) 타설판 예열.

타설판의 예열은 요철 가공과 함께 코팅층을 타설판에 보다 견고하게 형성하기 위한 공정으로서, 열경화성인 코팅재가 타설판의 타설면에 경화되기 전에 잘 부착되도록 타설판을 45~50℃로 5~10분간 예열한다. 예열 온도는 코팅재의 특성에 따라 달라질 수 있는 것으로, 완전 경화가 이루어지지 않으면서 타설면에 도포된 코팅재 부분이 열에 의해 밀착 분포결합이 변형되면서 타설면에 부착되도록 한다.

(S30) 타설판 코팅.

예열을 거친 타설판의 타설면에 코팅층을 형성하기 위하여 코팅재를 도포한다.

코팅재는 페놀포름알데히드 수지 65~75중량%와 에폭시 25~35중량%가 혼합되어 이루어진다.

페놀포름알데히드 수지는 페놀류와 알데히드에서 얻어지는 수지로서, 불에 잘 타지 않으며 강도가 높고 콘크리트로부터 떨어지는 특성이 있다. 따라서, 타설판의 표면에 막을 형성하여 거푸집의 탈형시 콘크리트로부터 잘 떨어지고 표면에 콘크리트가 묻지 않으며, 65중량%이하로 혼합되면 에폭시의 사용량이 많아지게 되어 과도한 접착력으로 작업성이 떨어지고 콘크리트에서 잘 떨어지지 않으며, 75중량% 이상으로 혼합되면 에폭시의 사용량이 적어지게 되어 타설판에 견고하게 접착되지 못한다.

에폭시는 접착제로서 페놀포름알데히드 수지를 타설판에 견고하게 접착하기 위하여 사용되며, 25중량% 이하로 혼합되면 페놀포름알데히드 수지를 타설판에 견고하게 접착하지 못하여 거푸집의 탈형시 코팅막이 타설판에서 박리되며, 35중량% 이상으로 혼합되면 타설판에 대한 페놀포름알데히드 수지의 접착 강도를 크게 할 수 있지만 콘크리트에 대한 접착력도 크기 때문에 거푸집의 탈형이 어렵고 탈형된 거푸집의 코팅막에 콘크리트가 남게 된다.

부가적으로, 경화제는 페놀포름알데히드 수지와 에폭시의 경화를 돕기 위한 것으로, 에폭시 수지 100중량부에 대하여 30~50중량부(바람직하게 중량 기준 에폭시 수지 : 경화제 = 3 : 1)가 혼합될 수 있으며, 30중량부 이하로 혼합되면 경화를 돕지 못하며 50중량부 이상 혼합되면 경화에 큰 차이가 없다. 경화제는 방향족 폴리아민계(MPDA(Meda Phenylen deamin), DDS(Dephenyl Deaminozl), DDM(Dephenyl Deamino Metane)), 촉매타입계(BF3-MEA(BF3 Mono Ethyl Amin), BDMA(benzol demethly Amin), DICY(Decyan deamin), Phenyl Imidazle)의 사용이 가능하다.

그리고, 부가적으로 코팅층의 계면에 흡착하여 표면을 넓게 하는 계면활성제로, 예를 들어 글리세린이 혼합될 수 있으며, 페놀 포름알데히드 수지와 에폭시 수지의 혼합물 100중량부에 대하여 계면활성제 1~2중량부가 혼합된다. 1중량부 이하로 혼합되면 코팅층의 표면을 넓게 하지 못하며 2중량부 이상 혼합되면 계면활성제로서의 기능에 변화가 없다.

코팅재는, 안료로서 이산화티타늄, 이산화철이 사용된다.

이산화티타늄과 이산화철은 어느 하나 또는 2개가 혼합되어 사용될 수 있으며, 상기 페놀포름알데히드 100중량부에 대하여 이산화티타늄 4~10중량부 또는 이산화철 4~10중량부, 또는 이산화티타늄과 이산화철의 혼합물 4~10중량부가 혼합(이산화티타늄과 이산화철의 혼합비율은 다양하게 혼합되어 사용 가능하다)된다. 4중량부 이하 혼합되면 색상을 표현하지 못하고 10중량부 이상 혼합되면 색상이 과하여 거부감을 줄 수 있다.

이산화티타늄과 이산화철은 타설판 외부로 노출되지 않으면서 타설판의 타설면을 유색으로 표현하며, 이산화철은 알갱이, 미분 등 다양한 입도로 사용될 수 있고, 단, 도포기를 막지 않지 않는 입도가 바람직하다.

코팅재의 도포 두께는 타설면의 면적 등에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어 0.5~1mm일 수 있다.

코팅재는 자동 분사 노즐에 의한 분사 등 다양한 방법이 가능하며, 예를 들어 코팅재의 손실을 막기 위하여 진공챔버에서 도포될 수 있고, 이때, 진공챔버는 코팅재가 부착되는 온도를 유지할 수 있다. 타설판의 생산성을 고려할 때 타설판을 컨베이어로 이송하는 중에 코팅재를 도포할 수도 있고, 하나 이상의 타설판을 챔버에 넣고 코팅재를 도포할 수도 있다.

(S30) 경화.

코팅재의 도포가 완료되면 코팅재를 경화시켜 코팅층을 형성한다. 즉, 경화온도는 코팅재의 특성에 맞는 온도로 셋팅될 것이며, 단, 코팅재의 균일한 경화와 코팅재의 견고한 접착을 위하여 다음과 같은 공정으로 이루어진다.

코팅층이 형성된 타설판을 45~50℃로 4~6분간 1차 건조하고, 1차 건조된 타설판을 90~120℃로 4~6분간 2차 건조하며, 2차 건조된 타설판을 120~180℃로 4~6분간 경화하고, 코팅층이 경화된 타설판을 45~60℃로 4~6분간 안정화한다. 이는 코팅 후 비철, 철의 열팽창 계수를 조절하여 변형 균열을 막기 위함이다.

이하, 본 발명에 의한 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 구체적인 실시예에 대해 설명한다.

<실시예 1>

가로 600mm, 세로 2400mm의 타설판을 준비하였다.

수산화나트륨 5%로 희석된 물을 타설판의 타설면에 살수하여 세척하고, 60메쉬 입도의 금강석 숏트볼로 타설면을 타격하여 타설면을 요철로 형성하였다.

요철이 형성된 타설판을 예열기에 넣고 예열 히터를 가동하여 예열기 내부 온도를 50℃℃로 유지한 상태로 5분간 타설판을 예열하였다.

페놀포름알데히드 수지 700g, 에폭시 300g을 혼합하여 코팅재를 제조하였다

코팅재를 타설판의 표면에 1mm 두께로 도포한 후, 타설판을 45℃로 5분간 1차 건조하고, 1차 건조된 타설판을 100℃로 5분간 2차 건조하며, 2차 건조된 타설판을 180℃로 5분간 경화하고, 코팅층이 경화된 타설판을 45℃로 5분간 안정화시켰다.

실시예의 타설판을 이용하여 공지된 방법에 의거하여 틀을 제작한 후, 이 틀 안쪽에 콘크리트를 타설하여 양생하였다.

콘크리트의 양생 후 공지된 방법을 통해 금속제 거푸집 패널을 탈형하였다. 이때, 금속제 거푸집 패널의 탈형이 용이하고 금속제 거푸집 패널의 타설면에 콘크리트가 묻지 않았음을 확인하였다.

<실시예 2>

가로 600mm, 세로 2400mm의 타설판을 준비하였다.

수산화나트륨 5%로 희석된 물을 타설판의 타설면에 살수하여 세척하고, 60메쉬 입도의 금강석 숏트볼로 타설면을 타격하여 타설면을 요철로 형성하였다.

요철이 형성된 타설판을 예열기에 넣고 예열 히터를 가동하여 예열기 내부 온도를 50℃로 유지한 상태로 5분간 타설판을 예열하였다.

페놀포름알데히드 수지 700g, 에폭시 300g, 이산화티타늄 35g, 이산화철 35g, 경화제 300g, 글리세린 2g을 혼합하여 코팅재를 제조하였다.

코팅재를 타설판의 표면에 1mm 두께로 도포한 후, 타설판을 45℃로 5분간 1차 건조하고, 1차 건조된 타설판을 100℃로 5분간 2차 건조하며, 2차 건조된 타설판을 180℃로 5분간 경화하고, 코팅층이 경화된 타설판을 45℃로 5분간 안정화시켰다.

실시예 1의 타설판을 이용하여 공지된 방법에 의거하여 틀을 제작한 후, 이 틀 안쪽에 콘크리트를 타설하여 양생하였다.

콘크리트의 양생 후 공지된 방법을 통해 금속제 거푸집 패널을 탈형하였다. 금속제 거푸집 패널의 탈형이 용이하고 금속제 거푸집 패널의 타설면에 콘크리트가 묻지 않았음을 확인하였다.

Claims (6)

1. 알루미늄을 포함하는 금속제 타설판의 타설면을 요철로 가공하는 제1단계와;
   상기 제1단계를 통해 타설면이 요철인 금속제 타설판을 예열하는 제2단계와;
   상기 제2단계를 통해 예열된 금속제 타설판의 타설면에 코팅재를 도포하여 코팅층을 형성하는 제3단계와;
   상기 제3단계를 통해 코팅된 코팅층을 건조 경화시키는 제4단계를 포함하며,
   상기 제1단계는, 상기 금속제 타설판의 표면을 수산화나트륨 4~6%로 희석된 물로 세척한 후, 55~65메쉬 입도의 숏트볼로 처리하여 요철을 형성하고,
   상기 제3단계에서는,
   페놀포름알데히드 수지 65~75중량%와 에폭시 25~35중량%가 혼합되어 이루어진 코팅재를 상기 금속제 타설판의 타설면에 코팅하는 것을 특징으로 하는 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅재는 상기 페놀포름알데히드 수지 100중량부에 대하여 이산화티타늄과 이산화철 중 하나 이상이 4~10중량부 혼합되는 것을 특징으로 하는 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 제조 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 에폭시 수지 100중량부에 대하여 경화제 30~50중량부, 상기 페놀포름알데히드 수지와 에폭시 수지의 혼합물 100중량부에 대하여 계면활성제 1~2중량부가 혼합되는 것을 징으로 하는 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 제조 방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제2단계에서는, 상기 금속제 타설판을 45~50℃로 5~10분간 예열하는 것을 특징으로 하는 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 제조 방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제4단계는, 상기 제3단계를 통해 코팅층이 형성된 금속제 타설판을 45~50℃로 4~6분간 1차 건조하는 제4-1단계, 상기 1차 건조된 금속제 타설판을 90~120℃로 4~6분간 2차 건조하는 제4-2단계, 상기 2차 건조된 금속제 타설판을 120~180℃로 4~6분간 가열하여 경화하는 제4-3단계, 상기 경화된 금속제 타설판을 45~60℃로 4~6분간 안정화하는 제4-4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널의 제조 방법.
6. 청구항 5에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 코팅막이 형성된 알루미늄을 포함하는 금속제 거푸집 패널.