KR101475184B1 - 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것으로, 물; 로진 분말; 한지; 및 계면활성제를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 박리 효과가 우수한 동시에 친환경적인 콘크리트 거푸집 박리제가 제공된다.

Description

친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제{Environment Friendly Water Soluble Release Agent for Concrete Forming Mold}

본 발명은 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형(거푸집)을 이용하여 콘크리트 파일, 하안 블록, 콘크리트 바닥재 등의 콘크리트 구조물을 제작할 때 친환경적이면서도 콘크리트 구조물로부터 거푸집을 쉽게 탈형할 수 있도록 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것이다.

콘크리트 파일, 하안 블록 또는 콘크리트 바닥재 등의 콘크리트 구조물을 제작할 때는 제작하고자 하는 물체의 형상에 맞도록 알루미늄과 같은 금속 판재를 이용하여 거푸집(금형)을 만든 다음, 이 거푸집 속에 시멘트와 모래 및 자갈로 이루어진 콘크리트를 주입한 후 양생시킨 다음 거푸집을 분리(탈형)함으로써 제작하는데, 이와 같이 콘크리트 구조물로부터 거푸집을 분리하는 과정에서 콘크리트와 거푸집 간의 결합력에 의해 거푸집이 쉽게 분리되지 않거나 또는 거푸집과 함께 콘크리트의 일부가 떨어져나가는 경우가 많으며 이 경우 콘크리트가 일부 떨어져 나간 부분을 수작업으로 일일이 메워야 하기 때문에 많은 제작시간과 인력이 소모된다.

상기와 같은 콘크리트 구조물로부터 거푸집이 분리되지 않거나 콘크리트 구조물의 일부가 거푸집과 함께 분리되는 것을 방지하는 동시에 콘크리트 구조물로부터 거푸집을 쉽게 분리할 수 있도록 먼저 거푸집의 내부 표면에 박리제(또는 이형제)를 도포하여 콘크리트 구조물을 제작하는데, 이때 일반적으로 박리제로서 폐유를 사용하거나, 또는 윤활유, 등유, 경유, 등을 단독으로 사용하거나 석유류에 적당량의 점착제를 용해시킨 것을 사용하고 있으며, 이와 같이 폐유나 석유류에 점착제가 용해된 박리제를 거푸집의 표면에 도포하게 되면 석유성분은 증발하고 잔존하는 점착제 성분이 피막을 형성하게 되며, 이에 의해 거푸집이 콘크리트 구조물로부터 쉽게 분리된다.

그러나 상기와 같은 박리제로서 석유성분이 포함된 폐유 등의 지용성을 사용할 경우 환경에 유해할 뿐만 아니라 탈형시 콘크리트 구조물의 표면에 박리제(폐유)가 잔류함으로써 콘크리트 구조물의 표면을 오염시키거나 검은 색으로 착색시킬 수 있으며, 이 경우 박리제가 오랜 기간에 걸쳐 빗물 등에 씻겨 토양이나 하천 등에 유입됨으로써 환경오염을 유발할 수 있다.

상기와 같은 지용성 박리제가 가지는 문제점을 해결하기 위해 최근에는 친환경적이면서도 물에 쉽게 녹을 수 있는 수용성 박리제가 개발되어 사용되고 있는데, 그 하나의 예로서 등록특허공보 제10-1376161호에 개시된 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제를 들 수 있다.

상기 특허문헌에 개시된 거푸집 박리제는 미네랄 오일; 고급 알코올 유도체; 코코넛 지방산 유도체; 및 호박산 유도체; 글리세린 및 설포네이트;를 포함하고, 이때 그 성분비는 미네랄오일 70~85 중량%, 고급 알코올 유도체 5~10 중량%, 코코넛 지방산 유도체 1~5중량%, 호박산 유도체 0.5~3 중량%, 글리세린 1~5 중량% 및 소디움설포네이트 2~8 중량%의 조성으로 이루어진 것이다.

그러나 상기와 같은 조성을 가지는 거푸집 박리제에는 글리세린이 포함되어 있어 물에 쉽게 녹지 않을 뿐만 아니라, 또한 소디움설포네이트와 같은 이온성 계면활성제가 포함되어 있어 친환경적이지 못하며, 더구나 박리제에 고형물이 포함되어 있지 않기 때문에 박리 성능이 저하되는 문제점이 있다.

KR 10-1376161 B1 KR 10-0761955 B1 KR 10-1200596 B1

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 콘크리트 박리제가 가지는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 친환경적이면서도 박리제에 고형물이 포함됨으로써 박리 성능이 우수한 수용성 콘크리트 거푸집 박리제를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 콘크리트 거푸집 박리제를, 물; 로진 분말; 한지; 및 계면활성제로 구성하는 것에 의해 달성된다.

그리고 본 발명은 박리제에 물이 70 ~ 80체적%, 로진 분말이 15 ~ 25체적%, 한지가 2 ~ 3체적% 및 계면활성제가 1 ~ 2체적%가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 박리제에 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)가 더 포함되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더하여 본 발명은, 증점제가 박리제의 점도가 8~15cP가 되도록 혼합되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명의 콘크리트 거푸집 박리제에는 고형물로서 로진과 한지가 포함되기 때문에 박리 효과가 우수하여 거푸집 탈형 시 콘크리트가 거푸집과 함께 떨어지지 않으며, 또한 콘크리트 구조물의 표면에 박리제가 잔존하지 않기 때문에 깨끗한 상태의 콘크리트 구조물이 성형될 수 있다.

또한 본 발명의 박리제는 모두 친환경적인 물질로 제작되기 때문에 친환경적이며, 따라서 그 사용 용도가 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제를 제조하는 예를 보인 순서도이다.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에 관한 것으로, 본 발명의 거푸집 박리제는 물, 로진, 한지 및 계면활성제를 포함한다.

물은 용매로서 기능하는 것으로, 본 발명에 사용되는 물은 70∼80℃의 온수가 사용되며, 이에 의해 후술하는 로진과 한지 등이 더욱 쉽게 물에 용해되면서 분산되며, 이때 물의 사용량은 70~80 체적%의 물이 사용된다.

로진(rosine)은 송진(松津)을 수증기로 증류하여 테레빈유를 제거한 다음에 남는 담황색 또는 갈색의 투명한 액체를 건조시켜 만든 분말상의 천연수지로서, 본 발명에서는 후술하는 한지 고형분을 접착 결합하기 위한 접착제의 용도로서 사용되는데, 그 사용량은 물, 로진, 계면활성제 및 한지로 이루어진 박리제의 체적 중 15~25 체적%의 로진 분말이 사용되고, 이때 로진 분말의 사용량이 15 체적% 미만인 경우 한지 고형물과의 접착성능이 낮아 박리제로서의 기능이 약하고, 반대로 그 사용량이 25 체적%를 초과하는 경우에는 후술하는 접착력이 너무 강하므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 박리제에는 한지가 포함되는데, 본 발명에 사용되는 한지는 시중에 문종이나 벽지 등으로 사용할 수 있도록 일정 크기로 생산되어 판매되고 있는 통상의 한지가 사용되며, 이러한 한지는 로진과 결합되어 고형분으로서 기능하는데, 이때 한지의 사용량은 중간 혼합물 대비 2 ~ 3 체적%가 사용되며, 한지 사용량이 이 범위를 벗어나는 경우 고형분으로서의 역할이 미흡하며, 따라서 충분한 박리 기능이 담보되지 않는다.

그리고 본 발명에 박리제에는 박리제가 수용성을 가지도록 계면활성제가 포함되는데, 이때 계면활성제는 박리제의 전체 체적 대비 1 ~ 2 체적%로 사용되며, 이 사용량의 범위에서 수용성 성능이 적절히 확보된다.

본 발명에서는 종래와 달리 더욱 친환경적인 성질을 가지는 박리제가 되도록 화학적 공정에 의해 생산된 계면활성제, 예를 들면 가성소다와 같은 계면활성제를 사용하는 대신, 자연에서 얻은 천연의 계면활성제를 사용하는데, 이러한 천연 계면활성제로서 코코베타민, 레시틴, 솔빌라이저, 쟁탄검 또는 이멀시파잉왁스 등이 사용되며, 이에 의해 콘크리트 구조물의 제작이 완성되어 제작물로부터 거푸집을 탈형하고 난 다음, 콘크리트 구조물의 표면에 잔류하는 박리제를 물 등으로 쉽게 제거할 수 있고, 또한 이와 같이 물에 의해 제거된 거푸집 박리제가 토양이나 하천 등에 유입되더라도 환경을 오염시키지 않는다.

그리고 본 발명의 수용성 콘크리트 거푸집 박리제에는 박리제를 알루미늄과 같은 금속 재질의 거푸집의 표면에 쉽게 도포할 수 있도록 적절한 양의 증점제가 사용되는데, 이때 증점제로서 친환경적인 카르복시메틸셀룰로오스(CMC, carboxymethyl cellulose)가 사용되며, 그 사용량은 박리제의 전체 중량 대비 0.05 ~ 0.1 중량% 사용되며, 이러한 증점제의 함량에 의해 약 8~15cP의 점도를 가지는 거푸집 박리제가 제조된다.

본 발명에서 증점제로 첨가되는 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)는 천연고분자 물질로서 화학적으로 안정하고, 또한 인체에 무해, 무독한 친환경적인 물질로서, 이와 같은 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 박리제의 조성성분으로 포함되는 경우 증점제로서의 기능뿐만 아니라 코팅제로서도 기능하며, 따라서 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)가 포함된 본 발명의 박리제를 거푸집의 표면에 도포하는 경우 증점제가 코팅제로서 역할함으로써 더욱 박리 효과가 증진된다.

이상과 같은 조성을 가지는 본 발명의 박리제를 제조할 때에는 도 1에 도시된 바와 같이 먼저 외부에 히터가 구비된 교반조 내에 일정량의 물을 투입한 다음, 히터를 가동시켜 교반조 내의 물을 가열하여 약 70 ∼ 80℃의 온수가 되도록 한 후, 이 물(온수)에 분말상의 로진을 박리제의 체적 대비 15 ~ 25체적%만큼 투여한 다음 교반기에 의해 골고루 교반한다.

상기 과정에 의해 로진이 물(온수) 내에서 균일하게 혼합되고 나면 교반기를 회전시켜가면서 박리제의 체적 대비 한지를 2 ~ 3 체적%만큼 교반기 내에 투여하며, 이에 의해 한지가 온수에 균일하게 풀어지면서 로진 분말과 결합하게 되고, 이때 적절한 양의 계면활성제를 추가 투여함으로써 액상의 거푸집 박리제를 제조한다.

이때 필요한 경우 상기 과정에 의해 제조된 액상의 박리제에 증점제로서 박리제의 중량 대비 0.05 ~ 0.1 중량%의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 첨가함으로써 적절한 점도를 가지는 박리제의 제조를 완성한다.

또한 본 발명에서는 로진과 한지가 풀어진 상태에서 안정적이며 균일하게 분포될 수 있도록 안정제가 더 사용될 수 있는데, 이러한 본 발명에 사용되는 안정제로서는 친환경적인 코코넛 지방산 유도체가 사용될 수 있다.

이하에서는 여러 실시예를 통해 본 발명의 구성과 작용을 더욱 상세히 설명한다.

<실시예 1>

실시예 1에서는 본 발명에 따른 콘크리트 거푸집 박리제에 있어서 로진 분말의 혼합량에 따른 박리 성능의 변화를 알아보기 위해 아래의 표 1에서와 같이 한지와 계면활성제의 조성은 일정하게 유지되도록 한 상태에서 로진 분말과 물(물은 80℃의 온수를 사용)의 투입량을 바꾸어가면서 5가지의 시험용 박리제를 각각 제조한 다음, 이 박리제를 거푸집의 표면에 스프레이 방식으로 도포하여 박리 성능과 콘크리트 구조물의 표면 상태 등을 살펴보았으며, 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다. 상기 표 2에서 콘크리트 구조물 제작 시에 기포가 생성됨으로써 콘크리트 구조물에 흠결이 발생되는 것은 박리제의 성능과 직접적인 관계가 없기 때문에 상기의 실험결과에서 기포의 생성에 따른 흠결은 제외하였다.

실험을 위해 먼저 포틀랜드 시멘트와 모래와 물을 1 : 2.45 : 0.48의 중량비로 배합하여 콘크리트를 제조한 다음, 이 콘크리트를 그 표면에 표 1에 따라 제조된 각각의 박리제가 도포된 상태의 하안블록 성형용 거푸집에 주입하여 H자 형상의 하안블록을 성형한 후, 약 48시간 동안 상온에서 양생시킨 다음 콘크리트 구조물(하안블록)로부터 거푸집을 탈형하여 박리성능과 콘크리트 구조물의 표면 상태 등을 살펴보았으며, 이때 하얀 블록을 성형하기 위한 성형용 거푸집은 두께 3mm의 알루미늄 판재로 이루어진 것을 사용하였다.

구분(체적%)	실험 1	실험 2	실험 3	실험 4	실험 5
물	83	80	75	70	65
로진 분말	12	15	20	25	30
한지	3	3	3	3	3
계면활성제	2	2	2	2	2

표 2에 기재된 '박리 성능' 항목의 수치는 콘크리트 구조물로부터 성형용 거푸집을 분리할 때 거푸집 분리의 용이성을 기준으로 5가지(5: 매우우수, 4: 우수, 3: 보통, 2: 나쁨, 1: 매우 나쁨)의 등급으로 나누어 표시한 것이고, 표면 상태 항목에 있어서 흠결 개수와 최대 직경은 콘크리트 구조물로부터 거푸집을 분리할 때 콘크리트의 일부가 거푸집과 함께 분리됨으로써 콘크리트 구조물 표면이 움푹 파이는 경우와 같은 흠결의 개수와 최대 크기를 말하는 것이다.

구분	박리 성능	표면 상태
		흠결 개수	최대 직경(mm)
실험1	3	4	12
실험2	5	2	3
실험3	5	1	3
실험4	5	2	4
실험5	5	1	2

위의 표 2에서 본 발명에 따른 콘크리트 거푸집 박리제는 로진 분말이 전체 박리제의 체적 대비 15 체적% 이상 혼합되는 경우(실험 2 내지 실험 5) 박리 성능과 콘크리트 구조물의 표면 상태의 상태가 양호하고 사용이 용이한 반면, 로진 분말의 함량이 15 체적%보다 적은 경우(실험 1)에는 이형성(콘크리트 박리 성능)이 저하된다는 것을 확인할 수 있다.

또한 위 표에서 확인할 수 있는 바와 같이 로진의 함량이 많은 경우에는 박리 성능이 증가하여 바람직하지만, 로진의 함량이 25 체적%보다 많은 경우 박리제를 수용화시키는 데에 어려움이 있기 때문에 로진이 25 체적%보다 많이 사용되는 것을 바람직하지 않다.

상기와 같은 실시예 1의 실험결과로부터 로진 분말의 함량은 박리 성능과 콘크리트 구조물의 표면 상태에 직접적인 영향을 미치는 것으로 유추할 수 있기는 하지만, 이러한 박리 성능에 있어서 변화를 일으키는 요인이 로진 분말의 함량 때문인지 아니면, 물의 함량 변화에 따른 영향 때문인지 정확하게 판단하기 곤란하다.

이에 따라 본 발명자는 아래의 실시예 2를 통해 물의 함량은 일정하게 유지한 상태에서 로진 분말과 한지의 함량의 변화시켜가면서 이에 따른 영향을 관찰하였다.

<실시예 2>

실시예 2에서는 본 발명에 따른 콘크리트 거푸집 박리제에 있어서 로진 분말의 함량에 따른 박리 성능의 변화를 알아보기 위해 아래의 표 3에서와 같이 물과 계면활성제의 함량은 일정하게 유지하고, 로진 분말과 한지의 함량을 달리하여 상기 실시예 1에서와 똑같은 방법으로 콘크리트 및 콘크리트 거푸집 박리제를 각각 제조하여 실험하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다.

구분(체적%)	실험 6	실험 7	실험 8	실험 9	실험 10
물	70	70	70	70	70
로진 분말	10	15	20	25	26
한지	18	13	8	3	2
계면활성제	2	2	2	2	2

구분	박리 성능	표면 상태
		흠결 개수	최대 직경(mm)
실험6	2	4	12
실험7	2	5	3
실험8	3	3	3
실험9	5	2	4
실험10	4	4	7

실험결과, 위 표 4에서와 같이 실험 6(로진 분말이 적고, 한지가 많은 상태)에서는 콘크리트 표면에 큰 기공이 형성되었으며, 또한 거푸집이 제거되는 과정에서 콘크리트가 부분적으로 박리되면서 표면에 많은 홈이 형성되어 콘크리트의 품질이 매우 낮아 콘크리트 거푸집 박리제로서 사용이 적합하지 않았다.

더구나 한지의 함량이 상대적으로 많아 박리제가 걸죽한 상태가 되어 사용하기도 불편하였다.

그리고 실험 8 및 9에서는 우수한 박리 성능과 사용성이 양호한 것으로 나타났으며, 특히 로진 분말 25체적%, 한지 3체적%가 혼합된 실험 9에서 박리 성능과 표면 상태가 매우 우수한 것으로 나타났다.

또한 실험 10에서는 실험 9에 비해 기포의 크기가 커지고 박리 성능과 표면 상태가 좋지 않은 것으로 나타났다.

상기 실험 결과를 통해 본 발명에 따른 콘크리트 거푸집 박리제는 로진 분말과 한지의 함량에 따라 박리 성능이 크게 달라지는 것을 확인할 수 있다.

<실시예 3>

실시예 3에서는 표 5의 실험 11~15에서와 같이 물, 로진 분말, 한지 및 계면활성제의 혼합량을 동일하도록 하여 제조된 박리제에 대해 증점제의 함량을 변화시켜가면서 혼합함으로써 각각 다른 점도를 가지는 박리제를 제조한 다음, 이 박리제를 실시예 1에서와 똑같은 방법으로 콘크리트 및 콘크리트 거푸집 박리제를 각각 제조하여 실험하였으며, 그 결과 8~15cP의 점도 범위에서 사용성이 양호하고, 적절한 두께(약 200 μm)의 도포층이 형성될 수 있는 것으로 나타났다.

구분(체적%)	실험 11	실험 12	실험 13	실험 14	실험 15
물	75	75	75	75	75
로진 분말	20	20	20	20	20
한지	3	3	3	3	3
계면활성제	2	2	2	2	2
점도(cP)	7	8	10	15	16

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 박리제에 로진과 한지가 포함됨으로써 박리 효과가 우수하여 콘크리트 구조물의 표면에 흠결 등이 생성되지 않아 보수작업 등이 불필요하며, 또한 친환경적인 재료로 이루어져 있기 때문에 빗물이나 청소 시 사용되는 물 등에 노출되어 용해되더라도 토양이나 하천을 오염시키지 않는다.

Claims (4)

1. 콘크리트 구조물을 제조할 때 거푸집의 표면에 도포되어 사용되는 박리제에 있어서,
   상기 박리제는 물; 로진 분말; 한지; 및 계면활성제를 포함하고,
   상기 물은 70 ~ 80체적%, 상기 로진 분말은 15 ~ 25체적%, 상기 한지는 2 ~ 3체적% 및 상기 계면활성제는 1 ~ 2체적%가 사용되고,
   상기 계면활성제는 코코베타민, 레시틴, 솔빌라이저, 쟁탄검, 이멀시파잉왁스 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 박리제에는 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 증점제는 박리제의 점도가 8~15cP가 되도록 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 수용성 콘크리트 거푸집 박리제.

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