KR101376161B1

KR101376161B1 - 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제

Info

Publication number: KR101376161B1
Application number: KR1020130124547A
Authority: KR
Inventors: 김정수; 유인재
Original assignee: 유인재; 김정수
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-03-19

Abstract

본 발명은 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것으로서, 구체적으로는 종전의 유성 박리제의 단점인 인체유해, 환경파괴, 화재위험 및 거푸집 세척 등의 문제를 보완했을 뿐만 아니라, 아파트, 터널, 교각, 및 기타 구조물 등에 다용도로 적용할 수 있고, 스프레이 방식으로 적용이 가능한 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것이다.

Description

친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제{Eco-friendly and water-soluble concrete form release agents}

본 발명은 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것으로서, 구체적으로는 아파트, 터널, 교각, 및 기타 구조물 등에 다용도로 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 스프레이 방식으로 적용할 수 있는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것이다.

콘크리트 거푸집 박리제 (또는 이형제)란 콘크리트를 감싸서 형상을 갖추게 하는 거푸집을 콘크리트의 양생 후에 콘크리트 면에서 쉽게 탈형 할 수 있도록 거푸집 표면에 칠하는 물질을 말한다.

통상적인 콘크리트 제품의 제조를 위한 박리제는 주로 윤활유, 등유, 경유, 등을 단독으로 사용하거나 혹은 석유류에 적당량의 점착제를 용해시켜 제조하고 있다. 즉, 석유류에 녹아있는 점착제 성분이 콘크리트 성형물을 만들기 위한 몰드 또는 거푸집에 도포되면 석유류는 증발하고 잔존하는 점착제 성분이 몰드 내에 얇게 도포되어 일종의 피막을 형성하게 되며 이 피막의 작용으로 콘크리트 제품이 몰드 내에 붙지 않고 쉽게 탈형되는 원리를 이용한 것이다.

이러한 박리제는 대부분 석유 화학 산업과정에서 나오는 폐기물 또는 부산물이 주요성분으로 이루어져 산업 환경에 유해할 뿐 아니라 탈형시 콘크리트 표면에 흡착된 폐기물이 표면을 오염시킬 수 있는 문제점을 갖고 있을 뿐만 아니라 내부 건축물의 표면일 경우는 인간 환경에 유해한 성분을 오랫동안 갖고 있게 되는 바,피부병 및 악취 등으로 인하여 작업환경이 저해되고 토양오염과 대기오염을 발생시키고 있을 뿐만 아니라 에너지 절약 측면에서도 바람직스럽지 못하기 때문에 고유가 시대에서는 기업의 원가 측면에서도 비경제적인 문제가 있다.

기존 박리제 중 수성 박리제는 오염의 문제를 일부 저감시킬 수는 있으나 도포 후 열처리과정이 요구되며 수용성 성분이 물을 사용하는 콘크리트와 상호 친화력으로 인하여 탈형시 콘크리트 표면이 거칠게 될 수 있는 문제점이 있었다. 그리고, 기존의 수성 박리제는 슬라브(상판)에 적용이 가능하나, 압력(코킹)이 전달되는 벽면, 측면, 터널 등에서는 그 적용이 불가능한 문제가 있었다.

또한, 종래의 박리제는 거푸집을 사용할 때마다 표면에 도포하는 형식으로 매번 인력에 대한 비용이 발생하며, 몰드 면을 청소하기 위한 많은 시간이 요구될 수밖에 없는 실정이다. 또한, 도포 과정이 층분리 및 과도한 점도로 인하여 도포 시간이 많이 걸리고, 불편한 측면이 많은 문제가 있었다.

이에 본 발명자들은 각고의 연구 끝에, 미네랄 오일, 고급 알코올 계통 유도체 및 코코넛 지방산 유도체를 도입함으로써, 기존의 유성(콜타르) 보다 박리 효과가 뛰어나면서도, 기존의 거푸집 박리제의 문제점을 해결할 수 있는 콘크리트 거푸집 박리제를 완성하게 되었다. 즉, 본 발명은 친환경인 수용성 콘크리트 거푸집 박리제를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것으로서, 미네랄 오일; 고급 알코올 유도체; 코코넛 지방산 유도체; 및 호박산 유도체; 글리세린 및 소디움 설포네이트;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 용어인 콘크리트 거푸집 박리제 (또는 이형제)란 콘크리트를 감싸서 형상을 갖추게 하는 거푸집을 콘크리트의 양생 후에 콘크리트 면에서 쉽게 탈형 할 수 있도록 거푸집 표면에 칠하는 물질을 말한다.

본 발명의 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제는 박리 효과가 우수하며, 탈형 후 콘크리트 원색 유지 및 에어포켓(air pocket) 현상이 없을 뿐만 아니라, 몰드(폼) 면이 깨끗하여 별도의 청소작업을 요하지 않는다. 또한, 스프레이 도포법으로 적용할 수 있는 바, 그 빠르고 용이하게 작업 수행이 가능한 뿐만 아니라, 압력(코킹)이 전달되는 벽면, 측면, 터널 등에도 적용이 가능하다.

도 1은 실제 스프레이 도포 장면을 찍은 사진이다.

이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명을 한다.

본 발명은 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것으로서, 미네랄 오일; 고급 알코올 유도체; 코코넛 지방산 유도체; 및 호박산 유도체; 글리세린 및 소디움 설포네이트;를 포함할 수 있다.

본 발명의 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제를 구성하는 성분들에 대하여 자세하게 설명을 한다.

본 발명에 있어서, 상기 미네랄 오일은 용매 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 전체 중량 중 70 ~ 85 중량%를, 바람직하게는 75 ~ 85 중량%를, 더욱 바람직하게는 80 ~ 85 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 미네랄 오일의 사용량이 70 중량% 미만이면 박리제의 유동성이 저조하여 작업성이 떨어질 수 있으며, 그 사용량이 85 중량%를 초과하면 다른 성분들의 사용량이 상대적으로 적어져서 다른 물성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. 본 발명에 있어서, 이러한, 미네랄 오일은 당업계에서 사용하는 일반적인 미네랄 오일을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 나프텐계, 파라핀계 및 올레핀계 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 Super-31, Super-8 및 Super-20 중에서 선택된 1종을 또는 이들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 성분 중 하나인 상기 고급 알코올 유도체는 본 발명의 박리제에 있어서 윤활과 이형 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 전체 중량 중 5 ~ 10 중량%를, 바람직하게는 6 ~ 9 중량%를, 더욱 바람직하게는 7 ~ 8 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 고급 알코올 유도체의 사용량이 5 중량% 미만이면 윤활 및 이형 효과가 반감되는 문제가 있을 수 있고, 10 중량%를 초과하여 사용하면 분산불량(build up)이 발생하여 콘크리트 벽면에 얼룩이 발생하는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 적절한 사용량이다. 그리고, 본 발명에 있어서, 상기 고급 알코올 유도체는 탄소수 8 ~ 30의 알코올 유도체로서, 모노하이드릭 알코올(Monohydric alcohols), 폴리하이드릭 알코올(Polyhydric alcohols) 및 알리사이클릭 알코올(Alicyclic alcohols) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 탄소수 10 ~ 15의 알코올 및 탄소수 20 ~ 28의 알코올 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 모노하이드릭 알코올을 사용할 수 있다. 그리고, 더욱 바람직하게는 상기 고급 알코올 유도체로서 라우릴 알코올(lauryl alcohol), 트리데실 알코올(tridecyl alcohol), 세릴 알코올(ceryl alcohol) 및 베헤닐 알코올(behenyl alcohol)을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 라우릴 알코올은 에틸렌옥사이드(Ethyleneoxide, EO)가 2 ~ 5 mol 부가된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 트리데실알코올은 에틸렌옥사이드(Ethyleneoxide, EO)가 3 ~ 7 mol 부가된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 성분 중 하나인 상기 코코넛 지방산 유도체는 본 발명의 박리제에 있어서 윤활, 방청 및 유화안정제 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 전체 중량 중 1 ~ 5 중량%를, 바람직하게는 1.5 ~ 4.5 중량%를, 더욱 바람직하게는 2 ~ 4 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 코코넛 지방산 유도체의 사용량이 1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 계면활성제의 조합 불량(HLB값 불량)이 발생할 수 있고, 5 중량%를 초과하여 사용하면 역시 계면활성제의 조합 불량(HLB값 불량)이 되는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 적절하다. 상기 코코넛 지방산 유도체는 당업계에서 사용하는 일반적인 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 에스테르계 코코넛 지방산 유도체, 아마이드계 코코넛 지방산 유도체 및 하이드로제네레이트(Hydrogenated)계 코코넛 지방산 유도체 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 폴리글리세롤 코코넛 지방산 에스테르(Polyglycerol coconut fatty acid ester)를 사용하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 성분 중 하나인 상기 호박산 유도체는 본 발명의 박리제에 있어서 박리효과를 극대화하는 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 전체 중량 중 0.5 ~ 3 중량%를, 바람직하게는 1 ~ 2.5 중량%를, 더욱 바람직하게는 1 ~ 2 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 호박산 유도체의 사용량이 0.5 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 박리효과가 미비한 문제가 있을 수 있고, 3 중량%를 초과하여 사용하면 표면이 매끄럽지 못하는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 적절하다. 본 발명에 있어서, 상기 호박산 유도체는 폴리이소(C3~C10의 알킨) 석시네이트(polyiso(C3~C10 alkene) succinate)를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 폴리이소(C3~C5의 알킨) 석시네이트를 사용하는 것이, 더욱 바람직하게는 폴리이소부텐 석시네이트(polyisobutene succinate)를 사용하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 성분 중 하나인 상기 글리세린(Glycerine)은 본 발명의 박리제에 있어서 윤활제 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 전체 중량 중 1 ~ 5 중량%를, 바람직하게는 1 ~ 4 중량%를, 더욱 바람직하게는 1 ~ 3 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 글리세린의 사용량이 1 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 박리 효과가 미비한 문제가 있을 수 있고, 5 중량%를 초과하여 사용하면 다른 성분들의 상용성이 오히려 떨어지는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

그리고, 본 발명의 성분 중 하나인 상기 소디움 설포네이트(Sodium sulfonate)은 본 발명의 박리제에 있어서 이온성 계면활성제 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 전체 중량 중 2 ~ 8 중량%를, 바람직하게는 3 ~ 6 중량%를, 더욱 바람직하게는 3 ~ 5 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 소디움 설포네이트의 사용량이 2 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 거푸집(form)의 방청이 불량하여 이물 혹은 녹이 발생될 수 있고, 8 중량%를 초과하여 사용하면 고점도로 인하여 도포의 어려움이 발생되는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제는 물성 향상을 위해서 필요에 따라 방부제, 소포제, 표면밀착향상제, 도포성 증강제, 빙점강하제, 윤활제 및 마스킹제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 표면밀착향상제는 폴리옥시알킬렌(메타)아크릴레이트(polyoxyalkylene methacrylate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스틸렌(polystyrene), 니트로셀루로오스(nitrocellulose), 테르펜 수지(terpene resin), 파라핀(parrapin), 그리고 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 복합 공중합 고분자수지를 사용할 수 있다.

그리고, 첨가제들의 종류 및 사용량은 특별히 한정하지 않으며, 작업 환경 등에 따라 그 사용량을 조절 및 그 종류를 선택하여 추가하여 사용할 수 있다. 일구현 예로서, 미네랄 오일; 고급 알코올 유도체; 코코넛 지방산 유도체; 및 호박산 유도체; 글리세린 및 소디움 설포네이트;를 포함하는 조성물 100 중량부에 에 관한 것으로서, 상기 방부제 0.5 ~ 2 중량부 및 상기 소포제 0.1 ~ 1 중량부를 추가하여 본 발명의 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제를 제조할 수도 있다.

그리고, 상기 콘크리트 거푸집 박리제의 거푸집은 알루미늄, 철, 구리 및 이들을 함유한 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 본 발명의 박리제는 콘크리트로부터 이러한 성분의 거푸집을 용이하게 박리시킬 수 있도록 한다.

이러한 조성 및 조성비로 제조한 본 발명의 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제는 그 용도에 따라 물로 1 ~ 5배 희석하여 사용할 수 있으며, 도 1에 나타낸 바와 같이 아파트, 터널, 교각, 및 기타 구조물 등에 스프레이 방식으로 박리제를 적용할 수 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 자세하게 설명을 한다. 그러나, 하기 실시예에 의해서 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1 : 콘크리트 거푸집 박리제의 제조

기유(S 정유사의 super-31) 82.53 중량%, 세릴 알코올 3.05 중량%, 베헤닐 알코올 1.52 중량%, 라우릴 알코올(EO 3 mol) 0.51 중량%, 트리데실 알코올(EO 5 mol) 2.23 중량%, 폴리글리세롤 코코넛 지방산 에스테르 2.34 중량%, 폴리이소부텐 석시네이트 1.73 중량%, 글리세린 2.03 중량% 및 소듐 설포네이트 1.73 중량%를 혼합한 후, 이들의 혼합물 100 중량부에 대하여, 방부제 1 중량부 및 소포제 0.5 중량부를 혼합 및 교반시켜서 콘크리트 거푸집 박리제를 제조하였다.

실시예 2 ~ 실시예 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 거푸집 박리제를 제조하되, 하기 표 1과 같은 조성을 갖도록 조성물을 혼합하여, 콘크리트 거푸집 박리제를 제조하였다.

[표 1]

실험예 1

상기 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 3에서 제조한 콘크리트 거푸집 박리제를 하기와 같은 시험방법으로 박리실험을 실시하여 그 결과를 하기 표 2에 시험 결과를 나타내었다.

시험체 성형용 틀은 KSL 5105(수경성 시멘트 모르터 압축강도 시험방법) 2.4의 시험체 성형용 틀을 사용하였다. 실시예 및 비교예에서 제조한 각각의 박리제를 각각의 성형틀 벽면에 골고루 도포한 다음 KSL 5201(포틀랜드 시멘트)에 규정한 보통 포틀랜드 시멘트와 KSL 5001(표준사)에 규정한 모래와 물을 1:2.45:0.48의 중량비로 배합하여 성형틀에 넣고, KSL 5105 9항의 시험체 성형방법에 따라 시험체를 성형한 다음 상온 상습에서 48시간 동안 양생시킨 다음 탈형하여 시험체로 하였다.

[표 2]

상기 표 2의 실험 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 5인 본 발명의 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제은 콘크리트의 박리상태, 표면상태, 폼상태, 원색유지 상태, 기름 기포 상태 및 공기 기포 상태가 전반적으로 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.

그러나, 고급 알코올계 유도체를 사용하지 않은 비교예 1 및 코코넛 지방산 유도체를 사용하지 않은 비교예 2의 경우, 콘크리트의 박리상태, 표면상태, 원색유지상태 및 폼상태가 매우 좋지 않았으며, 호박산 유도체 0.5 중량% 미만 및 소디움설포네이트 2 중량% 미만 사용한 비교예 3의 경우, 콘크리트의 박리상태, 표면상태 및 폼상태가 보통이었으나, 실시예 1 ~ 5와 비교할 때, 상대적으로 매우 좋지 않은 결과를 보였다.

상기 실시예 및 실험예를 통하여, 본 발명의 콘크리트 거푸집 박리제의 박리상이 우수하여, 탈형 후, 콘크리트 박리상태, 표면상태, 폼상태 및 원색유지상태가 매우 우수한 결과를 보임을 확인할 수 있었다. 또한, 본 발명의 콘크리트 거푸집 박리제는 스프레이 도포법으로 적용할 수 있는 바, 빠르고 용이하게 작업 수행이 가능한 뿐만 아니라, 압력(코킹)이 전달되는 벽면, 측면, 터널 등에도 적용이 가능한 바, 폭 넓은 사용이 기대된다.

Claims

미네랄 오일; 고급 알코올 유도체; 코코넛 지방산 유도체; 및 호박산 유도체; 글리세린 및 설포네이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제1항에 있어서, 미네랄 오일 70 ~ 85 중량%, 고급 알코올 유도체 5 ~ 10 중량%, 코코넛 지방산 유도체 1 ~ 5 중량%, 호박산 유도체 0.5 ~ 3 중량%, 글리세린 1 ~ 5 중량% 및 설포네이트 2 ~ 8 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제1항에 있어서, 방부제, 소포제, 표면밀착향상제, 도포성 증강제, 빙점 강하제, 윤활제 및 마스킹제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제1항에 있어서, 상기 미네랄 오일은
나프텐계 오일, 파라핀계 오일 및 올레핀계 오일 중에서 선택된 1 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제1항에 있어서, 상기 고급 알코올계 유도체는 탄소수 8 ~ 30의 알코올 유도체로서,
모노하이드릭 알코올(Monohydric alcohols), 폴리하이드릭 알코올(Polyhydric alcohols) 및 알리사이클릭 알코올(Alicyclic alcohols) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제5항에 있어서, 상기 모노하이드릭 알코올은
탄소수 10 ~ 15의 알코올 및 탄소수 20 ~ 28의 알코올을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제6항에 있어서, 상기 고급 알코올 유도체는 라우릴 알코올(lauryl alcohol), 트리데실 알코올(tridecyl alcohol), 세릴 알코올(ceryl alcohol) 및 베헤닐 알코올(behenyl alcohol)을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제7항에 있어서,
상기 라우릴 알코올은 에틸렌옥사이드(Ethyleneoxide, EO)가 2 ~ 5 mol 부가된 것이고, 상기 트리데실알코올은 에틸렌옥사이드(Ethyleneoxide, EO)가 3 ~ 7 mol 부가된 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제1항에 있어서, 상기 코코넛 지방산 유도체는 에스테르계 코코넛 지방산 유도체, 아마이드계 코코넛 지방산 유도체 및 하이드로제네레이트(Hydrogenated)계 코코넛 지방산 유도체 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제9항에 있어서, 상기 에스테르계 코코넛 지방산 유도체는 폴리글리세롤 코코넛 지방산 에스테르(Polyglycerol coconut fatty acid ester)인 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제1항에 있어서, 상기 호박산 유도체는 폴리이소(C3~C10의 알킨) 석시네이트(polyiso(C3~C10 alkene) succinate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
제1항 내지 제11항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트 거푸집 박리제가 사용되는 거푸집은 알루미늄, 철, 구리 및 이들을 함유한 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.