KR101355485B1 - 불포화 폴리에스테르 수지를 이용한 콘크리트 거푸집 패널 제조방법 및 이로부터 제조된 콘크리트 거푸집 패널 - Google Patents

Abstract

불포화 폴리에스테르 수지, 내알칼리성 글라스섬유, 규사 또는 탄산칼슘, 경화제, 이형제·저수축제 등을 이용한 콘크리트 거푸집 패널의 제조방법과 이로부터 제조되는 콘크리트 거푸집 패널이 개시된다.
본 발명에 의하면, UPR, 글르스화이버, 충진제, 경화제, 저수축제 및 이형제를 혼합하여 탈포하고 필름에 도포한 다음 숙성시켜 원료인 반제품을 만드는 단계(S1);
상기 제조된 반제품을 계량하고 필름을 제거한 다음 가압성형하여 패널을 제조하는 단계(S2)를 포함하는 콘크리트 거푸집 패널 제조 방법과 이로부터 제조되는 패널을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 단계(S2)에서 제조된 콘크리트 거푸집 패널의 일면을 세척 또는 샌딩한 다음, 일반적 합판에 접착제가 도포 된 면과 압착한 후 상온에서 자연경화시켜 이루어지는 단계(S3)를 더 포함하는 콘크리트 거푸집 패널 제조 방법과 이로부터 제조되는 패널을 제공한다.

Description

불포화 폴리에스테르 수지를 이용한 콘크리트 거푸집 패널 제조방법 및 이로부터 제조된 콘크리트 거푸집 패널{A method of panel for concrete mold and concrete mold thereof}

본 발명은 콘크리트 패널 제조방법 및 이로부터 제조되는 콘크리트 패널에 관한것으로서, 보다 상세하게는 불포화 폴리에스테르 수지, 내알칼리성 글라스섬유, 규사 또는 탄산칼슘, 경화제, 이형제·저수축제 등을 이용한 콘크리트 거푸집 패널의 제조방법과 이로부터 제조되는 콘크리트 거푸집 패널에 관한 것이다.

일반적으로 타설된 콘크리트의 표면을 균일하고 매끄럽게 경화처리 되도록 받쳐주는 것이 거푸집 패널이다. 이러한 거푸집 패널은 통상 목재인 합판으로 제조되어 사용되었고 또한 일회성이 아니라 재사용되는 경우가 많은데 목재로 만들어져 있어서 패널에 콘크리트로부터의 수분이 스며들게 되고 타설된 몰타르가 패널에 묻어 접착되므로 인해 패널의 형태가 변하게 되고 부식되어 사용주기가 짧아진다는 문제점이 있어왔다.

따라서 상기와 같은 목재로 된 거푸집 패널은 경제적이고 취급이 용이한 등의 장점등에도 불구하고 습기에 약하고 박리성이 제한적이며 자원의 유한성 등으로 인한 수급의 어려움이 발생하게 되고, 이를 극복하기 위해 목재합판의 패널에 방수 처리를하는 경우 처리제로 주로 사용되는 페놀수지가 발암 가능성을 갖고있기에 그 사용이 제한되는 추세에 있다.

또한, 콘크리트 몰타르를 타설할 때와 타설 후의 일반적인 요인이나 조건을 살펴보면, 타설시의 골재마찰에 의한 마모현상 및 내충격성문제, 타설시나 타설 후 콘크리트 표면의 평활성이나 몰타르 내의 기포제거를 위한 진동 및 축압에 의한 크랙이나 굴곡강도문제, 몰타르에 함유된 염화물 등의 화합물이나 수분에 의해 발생 되는 내알칼리성·내산성 및 내수성 콘크리트로의 양생시의 반응온도가 60~65℃를 상회해서 발생 되는 내열성 문제 등이 따르게 되고, 양생 후에는 콘크리트와의 용이한 이형성 및 표면 평활성의 문제 등을 콘크리트 거푸집 패널이 갖게 된다.

상기와 같은 문제점 등을 해결하고 건축비의 원가절감, 재활용의 필요성 등에 따라 건축의 기초소재로서의 콘크리트 거푸집 패널에 대한 다양한 연구 및 시도가 있어왔다.

예를 들어, 실용신안등록 제 20-219580호에서는 거푸집용 패널의 적어도 일측면에 폴리에스테르필름의 방수시트를 부착하는 것과, 방수시트의 일측면은 코로나 방전처리된 거푸집용 패널을 개시하고 있다. 그러나 상기고안에서는 방전처리의 복잡성, 균일한 폴리에스테르 필름의 접착시 곤란성 등의 문제점을 갖고 있다.

또한, 등록 특허 제 10-231359호에서는 섬유직포가 부착된 폴리에틸렌 패널과 상기 섬유직포면에 접착제를 도포한 접착층 그리고 상기 접착층에 접착되는 목재 패널로 구성되는, 폴리에틸렌 패널이 부착된 복합거푸집 패널을 개시하고 있으나, 폴리에틸렌 패널과 목재패널과의 특성에 따른 완벽 접착의 어려움, 계절에 따른 온도 변화에 의한 폴리에틸렌 패널의 변형 등의 문제점 등을 상기 특허는 갖고 있다.

또 다른 등록특허 제10-293014호에서는, 전체 패널의 79~82wt%인 목재섬유들을 상호접착시킨 것으로서 전체 패널의 12~15wt%인 멜라민수지를 포함하며, 평균 밀도가 750~850kg/㎥, 중층밀도가 700~800kg/㎥, 표층밀도가 1050~1200kg/㎥, 밀도경사율이 90~100%인 중밀도 섬유판으로 제조된 거푸집용 패널과 그 제조방법을 개시하고 있으나 내알칼리성이 약한 문제점 등으로 인해 사용횟수가 한정적이라고 알려졌다.

상기와는 달리 콘크리트 거푸집 합판용 도료조성물 및 이의 제조방법과 상기 도료조성물이 도장 된 콘크리트 거푸집에 대해 등록특허 제 10-363911호에서 개시하고 있으나 상기 특허는 도료조성물과 그 제조방법에 특징이 있는 것으로서 조성물 자체의 제조공정이 복잡하고 제조시 많은 조건의 충족과 이에 따른 비용증대 등의 문제점을 갖고 있다.

한편, 등록특허 제 10-464631호에서는 폴리에스테르 필름이 접착 형성되는 콘크리트 거푸집 패널 제조공정 및 그 콘크리트 거푸집 패널을 개시하고 있는데, 상기 특허에서는 내수성 도료가 도포되어 도료막이 있는 도포용 로울러에 거푸집 패널을 통과시켜 패널의 일면 또는 양면에 내수성 도료층을 도포하고, 인출된 패널을 건조하고, 접착제가 접착된 폴리에스테르 필름을 상기 도료층상에 가접하여 150~170℃의 온도로 열압착 롤링하고, 150~160℃의 온도와 14~16kg/㎠의 압력으로 50~60초간 열압프레스로 프레싱하는 공정으로 이루어지는 콘크리트 거푸집 패널제조 공정과 이들로 제조되는 콘크리트 거푸집 패널을 제공하고 있으나 공정에 필요한 설비가 복잡한 등의 문제점과 이에 따른 경제적인 문제점이 있게 된다.

또한 등록특허 제 10-749519호에서는 멜리민수지를 이용한 콘크리트 거푸집 패널 제조방법과 그 제품을 개시하고 있는데, 상기 특허는 멜리민수지의 액상제조, 크래프트페이퍼를 멜리민수지에 함침 후 건조 및 반경화된 멜리민 함침 크래프트 페이퍼제조, 상기 페이퍼상에 합판 적층 후 상기 페이퍼 적층 및 미함침 글래스 페이퍼 적층 후 상기 페이퍼적층하데 각 적층면 마다 접착층형성, 그 다음 열압프레싱 후 건조시키는 공정으로 구성되어 있어서 상당히 복잡하게 되어 있음을 알 수 있다.

본 발명은 따라서, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하여, 콘크리트용 몰타르의 타설시나 타설 후의 여러 요건들을 고려하여 콘크리트 거푸집 패널에 필요한 열경화성 수지중 작업성, 내수성, 내화학성, 내마모성, 내충격성, 내크랙성, 표면 평활성, 박리성(이형성), 굴곡강도 및 굴곡탄성율이 우수하고 반복사용 증가에 따른 열적연화현상(내구성)이나 열팽창수축 계수가 0.1%이하로 안정적인 콘크리트 거푸집 패널을 제공하고자 불포화 폴리에스테르수지(UPR;Unsatuerated Polyester Resim), 글라스 화이버, 충진제인 규사나 탄산칼슘, 이형제, 경화제 등이 혼합된 복합소재와; 대량 생산이 용이한 금형 프레스 시스템 공법의 장점을 이용해 콘크리트 거푸집 패널에 적합한 강화 플라스틱(FRP; Fiber Glass Reimforsed Plastic)과 합판과의 복합 패널이나 강화플라스틱 패널이 부착된 폴리에스테르수지를 이용한 콘크리트 거푸집 패널 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하게 위하여;

UPR, 글르스화이버, 충진제, 경화제, 저수축제 및 이형제를 혼합하여 탈포하고 필름에 도포한 다음 숙성시켜 원료인 반제품을 만드는 단계(S1);

상기 제조된 반제품을 계량하고 필름을 제거한 다음 가압성형하여 패널을 제조하는 단계(S2)를 포함하는 콘크리트 거푸집 패널 제조 방법과 이로부터 제조되는 패널을 제공한다.

본 발명은 또한 상기 단계(S2)에서 제조된 콘크리트 거푸집 패널의 일면을 세척 또는 샌딩한 다음, 일반적 합판에 접착제가 도포 된 면과 압착한 후 상온에서 자연경화시켜 이루어지는 단계(S3)를 더 포함하는 콘크리트 거푸집 패널 제조 방법과 이로부터 제조되는 패널을 제공한다.

본 발명에 의하면 경제적으로 콘크리트용 거푸집 패널을 제조할 수 있고 본 발명에 의해 제조되는 콘크리트용 거푸집 패널은 친환경적이며 방수성, 내화학성, 내열성, 내충격성, 내마모성, 표면 평활성 및 우수한 굴곡 강도를 갖고 있고 재사용을 장기간 할 수 있어서 자원활용 및 환경보호 측면에서도 우수한 효과를 갖게 된다.

이하에서는 바람직한 구체 예를 통하여 본 발명을 보다상세히 설명한다. 하기의 구체적 내용은 본 발명의 실시를 돕기 위하는 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 당업자들에게는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 다양한 수정과 변경이 가능할 것이다.

먼저, 본 발명에서의 (S1)단계에서는 중량으로 불포화 폴리에스테르 수지 20~30%, 글라스화이버 30~40%, 충진제로서 규사 및/또는 탄산칼슘 40~47.5%, 경화제 0.5~1%, 저수축제 1~1.5%, 이형제 1~1.5%를 선택하여 혼합한다. 본 발명에서의 %는 중량 %를 나타낸다.

상기에서 불포화 폴리에스테르 수지(UPR)는 유리섬유와 결합하여 강화플라스틱이 되면 내수·내식성이 우수하고 가벼우나 기계적 강도가 우수하여 물탱크, 욕조, 요트, 어선, 헬멧, 낚시대, 상수도용 배관재, 화학탱크, 가설교량재, 또는 장갑차 등의 2차 방탄 패널 등에 광범위하게 사용되는 소재이다.

상기에서와 같은 URP은 내수성, 내열성, 내화학성, 내충격성 및 인장강도, 압축강도 및 굴곡강도 및 굴곡탄성율이나 표면경도가 우수한 특성을 가지므로 본 발명에서 사용하는 것이다.

상기에서 UPR이 20%이하로 첨가되면 결합성이 저하될 수 있고 30%를 넘게 되면 물성이 저하되고 단가가 높아져 비경제적이 될 수 있으므로 상기와 같은 범위로 한다.

또한 본 발명에서 사용되는 글라스화이버는 보강용으로 사용되는데 30% 이하에서는 기계적 강도가 상대적으로 떨어지고 40%를 초과하게 되면 비경제적이 되고 UPR과의 결합성이 떨어지기 때문에 상기 범위로 첨가한다.

또한 본발명에서의 충진제는 원가절감 및 내마모성, 내열성 및 내화학성을 보강하고 성형시 내크랙성 및 수축방지를 위해 규사 및/또는 탄산칼슘을 사용하는데 30%이하에서는 물리적 특성들이 저하되고 47.5% 이상에서는 혼합물과의 결합성이 떨어지며 더 이상의 기대효과가 없기 때문에 상기 범위로 사용한다.

또한 본 발명에서의 경화제는 통상적인 것을 사용하는데 경화성을 고려하여 상기 범위로 정하며, 저수축제 및 이형제는 통상적인 것으로 수축력과 이형성을 고려하여 상기 범위로 한다.

상기와 같이 선택된 재료들을 먼저 혼합한다. 혼합 후에는 기포를 제거하기 위해 탈포하는데 통상적인 방법을 사용할 수도 있고, 진공믹서기에서 할 수도 있다. 그 다음 통상적인 필름을 깔고 그 위에 일정두께, 바람직하게는 약 2~3mm정도가 되게 도포한다. 그 위에 또 필름을 덮는다. 그 다음 약 1~3일 정도 숙성시키는데, 여기서는 상·하 필름이 있으므로 롤형으로 말아서 숙성시키면 바람직하다. 상기에서 혼합물을 숙성시키는 이유는 각 원료 및 첨가제들의 함침분산을 유도하여 균일하고 안정적인 품질의 제품을 얻기 위함인데 1일 이하에서는 숙성이 잘되지 않고 3일을 초과하면 비용 상승의 원인이 되므로 상기 범위의 시간으로 숙성시킨다. 상기와 같이 (S1)단계를 거치면 원료가 되는 반제품을 얻을 수 있다.

그 다음 본 발명에서는 (S2)단계를 거치게 된다.

(S2)단계에서는 먼저 두께 1mm인 1㎡ 당 1.8~1.9kg 중량으로 계량하여 필름을 제거한다. 상기 중량은 가압 후의 두께가 약 1mm로 되게 하기 위한 범위이다.

그 다음 필름이 제거된 원료인 반제품을 약 140~145℃로 가온 된 금형에 투입하고 약 130~145℃로 가온 된 상부금형을 덮고 가압성형하는데, 상기 온도는 제품의 물성을 고려한 것이고, 상기 가압은 50~150kg/㎡의 힘으로 180~270초간 행한다. 상기에서 가압의 힘이 50kg/㎡ 이하가 되면 제품 내의 기포 등의 완전히 배출되지 않고, 150kg/㎡ 이상이 되면 물성이 저하되고 비용이 많이 들게 되기 때문이며 180초 이하에서는 상기 기포 등의 완전배출이 어려울 뿐만 아니라 미경화상태로 존재할 수 있고, 270초가 초과 되면 제품 자체가 너무 경화되어 탈형에 어려움이 있고 비용이 상승하기 때문이다.

본 발명의 단계(S2)에서 가온가압프레스하는 이유는 비용에 비해 요구물성이 탁월하고 우수한 기계적 강도와 대량생산을 통한 원가 절감 및 안정적인 품질관리를 하기 위해서이다.

또한 상기에서 하부금형과 상부금형의 약 10℃ 정도 되는 가온 온도차는 첨가된 글라스화이버나 충진제의 표면 노출을 막아서 노출면의 약 #1500~#2000의 평활도를 유지하고 내화학성을 강화하기 위함이다.

또한, 본 발명에서는 상기 가온가압성형 외에 평판성형, 스프레이엎성형 또는 핸드레이엎성형범 등도 사용가능함은 물론이다.

상기와 같이 제조될 수 있는 거푸집 패널은 약 70~80%의 재료를 자연적으로 구입할 수 있어서 비교적 친환경적으로 제조가능하게 된다.

본 발명은 또한 상기 단계 (S2)후에 단계 (S3)를 더 포함할 수도 있다. 단계 (S3)에서는 약 2~3mm 두께로 단계(S2)에서 제조된 거푸집용 강화플라스틱패널의 일면의 잔존불순물이나 이형제 찌꺼기를 제거하기 위해 세척제나 세척수로 세척, 또는 #50~#80의 사포로 샌딩한 후 준비된 8.5~9.5mm 두께의 합판 일측을 액상의 에폭시수지, UPR, 공기경화성 우레탄수지 또는 겔상의 접착실리콘에서 선택되는 1종 이상을 0.5~1.5mm 두께로 도포한 면에 상기 강화 플라스틱패널을 압착하여 약 24시간 자연 경화시키게 된다.

상기에서 합판의 두께는 통상적인 거푸집의 두께인 약 12mm± 오차 범위를 만족시키기 위함이고 접착층은 접착효과를 위해 정한 것이다.

상기에서 본 발명에서 사용되는 접착제는 열팽창계수가 비교적 낮으며 접착성이 우수하다고 알려진 것들이다.

또한, 상기에서의 접착시 압착은 손으로 하여도 무방한데 이는 접착된 패널을 적층하게되면 자체무게로도 압착되기 때문이다.

상기와 같은 (S3)단계를 포함하며 콘크리트 거푸집용 복합패널을 제공할 수 있게된다.

Claims (3)

1. 중량으로 불포화 폴리에스테르수지 20~30%, 내알칼리성글라스화이버 30~40%, 규사 및/또는 탄산칼슘 30~47.5%, 경화제 0.5~1%, 저수축제 1~1.5% 및 이형제 1~1.5를 혼합하고 탈포한 후 필름에 도포하고 상부를 필름으로 감싸고 롤형으로 말아서 1~3일간 숙성시켜 반제품을 만드는 단계(S1); 그리고, 상기 반제품을 두께 1mm인 1㎡당 1.8~1.9kg 중량으로 계량하여 필름을 제거하고, 140~145℃로 가온 된 하부금형에 투입하고 130~145℃로 가온 된 상부금형을 덮고 50~150kg/㎠의 힘으로 180~270 초간 가압한 후 탈형하는 단계 (S2)를 포함함을 특징으로 하는, 불포화 폴리에스테르 수지를 이용한 콘크리트 거푸집 패널 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (S2)후 상기 거푸집 패널의 일측을 세척 또는 샌딩한 후 준비된 8.5~9.5mm 두께의 합판일측을 액상의 에폭시수지, UPR, 공기경화성우레탄수지, 겔상의 접착실리콘에서 선택되는 1종 이상으로 0.5~1.5mm 두께로 도포한 면에 상기 거푸집 패널의 세척면을 접착시켜 24시간 경화시키는 단계(S3)를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것임을 특징으로 하는 불포화 폴리에스테르 수지를 이용한 콘크리트 거푸집 패널.