KR101730350B1 - 이미지가 인쇄된 내구성 강화 시멘트 보드의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시멘트 및 경화 촉진제를 혼합하여 몰드에 원판을 넣고 가압 성형하는 단계와, 상기 가압 성형된 원판을 양생하고 탈형하는 단계와, 상기 탈형된 원판의 표면에 이미지를 인쇄하는 단계와, 산성 실라놀 졸 용액과 알칼리성 실라놀 졸 용액을 각각 97~70 : 3~30 중량비로 혼합하여 소수성 코팅제를 얻는 단계와, 상기 소수성 코팅제를 이미지가 인쇄한 원판에 다시 코팅하는 단계와, 상기 소수성 코팅제가 코팅된 원판을 10분~2시간 건조시키는 단계로 이루어지는 이미지가 인쇄된 내구성 강화 시멘트 보드의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 소수성의 코팅제가 시멘트보드의 내부, 즉 공극까지 파고들어 코팅됨으로써 산성 수분이 침투하더라도 이로 인해 손상되는 것을 막고, 각종 오염물질로 부터 표면에 인쇄된 이미지가 벗겨지는 등의 문제를 해결함으로써 유지 보수 비용의 절감이 가능하고 내구성이 양호한 시멘트보드를 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
Description
본 발명은 이미지가 인쇄된 내구성 강화 시멘트 보드의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시멘트 보드의 공극까지 소수성의 코팅제가 충진되도록 함으로써 산성(酸性) 수분으로부터 시멘트 보드를 보호할 수 있고, 각종 오염물질로 부터 표면에 인쇄된 이미지의 보호가 가능하여 내구성을 강화할 수 있는 시멘트 보드의 제조방법 것이다.
일반적으로, 시멘트 보드는 시멘트 및 경화 촉진제를 혼합하여 몰드에 가압 성형하고, 이를 양생한 후 탈형하여 원판을 제조한 다음, 상기 원판의 표면에 이미지를 유브이(UV)인쇄하여 완성된다.
이렇게 제조된 시멘트 보드는 표면이 매끄럽고 단열성이 우수하여 건축물의 내부 마감재로 사용되어진다. 특히 마감면이 시멘트 고유한 질감을 나타내고 매끄러워 이미지 등의 다양한 칼라인쇄등이 가능하여 일반 주거용 건축물의 고급 마감재로도 적용이 가능하게 되는데, 건물 외부에 사용할 경우 열악한 대기환경에 노출되어 산성비나 오염된 대기중의 화학성분 등의 침투에 의해 내구성이 취약해서 손상되는 등의 단점을 갖는다.
종래에는 시멘트보드의 내구성을 향상시키기 위하여 액상의 수분차단제, 즉 실리콘계 오일이 고분자 수지에 분산된 형태의 것이 사용되기도 하고, 실용신안등록 제20-0402736호와 같이 표면에 바이오세라믹 도료를 코팅하여 소정 두께의 바이오세라믹 막을 형성함으로써 수분의 침투를 방지하기도 하나, 실리콘오일은 상온에서 시멘트와 함께 결합되지 않고, 고분자 수지는 자외선에 취약하고 분자량이 커서 시멘트보드 표면에서 깊숙이 침투하지 못하는 것이고, 바이오세라믹 막은 시멘트보드에만 코팅되는 것이어서 시멘트보드의 내부까지 침투하는 산성의 수분이나 화학성분 등에는 취약할 수 밖에 없는 단점을 갖는 것이다.
[선행기술문헌]
1. 국내특허공개공보 : 제 10-2008-0079729호
2. 실용신안등록 : 제20-0402736호
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 시멘트보드의 내부, 즉 시멘트 보드의 공극까지 소수성의 코팅제가 충진되도록 함으로써 산성(酸性) 수분으로부터 시멘트 보드를 보호할 수 있고, 각종 오염물질로 부터 표면에 인쇄된 이미지의 보호가 가능하여 내구성을 강화할 수 있는 시멘트 보드의 제조방법을 제공하고자 함을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면, 시멘트 및 경화 촉진제를 혼합하여 몰드에 원판을 넣고 가압 성형하는 단계와, 상기 가압 성형된 원판을 양생하고 탈형하는 단계와, 상기 탈형된 원판의 표면에 이미지를 인쇄하는 단계와, 산성 실라놀 졸 용액과 알칼리성 실라놀 졸 용액을 각각 97~70 : 3~30 중량비로 혼합하여 소수성 코팅제를 얻는 단계와, 상기 소수성 코팅제를 이미지가 인쇄한 원판에 다시 코팅하는 단계와, 상기 소수성 코팅제가 코팅된 원판을 10분~2시간 건조시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 효과로는 소수성의 코팅제가 시멘트보드의 내부, 즉 공극까지 파고들어 코팅됨으로써 산성 수분이 침투하더라도 이로 인해 손상되는 것을 막고, 각종 오염물질로 부터 표면에 인쇄된 이미지가 벗겨지는 등의 문제를 해결함으로써 유지 보수 비용의 절감이 가능하고 내구성이 양호한 시멘트보드를 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 이미지가 인쇄된 내구성 강화 시멘트 보드의 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 참조해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 이미지가 인쇄된 내구성 강화 시멘트 보드의 제조방법은 시멘트 및 경화 촉진제를 혼합하여 몰드에 원판을 넣고 가압 성형하는 단계와, 상기 가압 성형된 원판을 양생하고 탈형하는 단계와, 상기 탈형된 원판의 표면에 이미지를 인쇄하는 단계와, 산성 실라놀 졸 용액과 알칼리성 실라놀 졸 용액을 각각 97~70 : 3~30 중량비로 혼합하여 소수성 코팅제를 얻는 단계와, 상기 소수성 코팅제를 이미지가 인쇄한 원판에 다시 코팅하는 단계와, 상기 소수성 코팅제가 코팅된 원판을 10분~2시간 건조시키는 단계로 이루어진다.
상기 산성 실라놀 졸 용액의 조성물로는 MTMS, GPTMS, 알콜, 탈이온수, 염산으로 이루어지되, MTMS : GPTMS : 알콜 : 탈이온수 : 염산의 혼합비율은 각각 1 : 0.15~0.5 : 1~7 : 1~5 : 0.0001~0.1의 몰비를 갖는 sol 용액으로 이루어지며, 상기 알카리성 실라놀 졸 용액의 조성물로는 APTES, 알콜, 탈이온수로 이루어지되, APTES : 알콜 : 탈이온수의 혼합비율은 각각 1 : 10~20 : 3~15의 몰비를 갖는 sol 용액으로 구성되도록 함이 바람직하다.
상기 알칼리성 실라놀 졸 용액의 투입은 경화속도 및 표면경도 조절을 위한 것으로, 상기 알카리성 실라놀 졸 용액이 3%이하로 너무 적은 경우 경화속도가 현저히 느리고 표면경도가 저하되며 알카리성 실라놀 졸 용액이 30% 이상으로 너무 많은 경우에는 경화속도가 매우 빨라서 작업시간이 부족하게 되고 시멘트보드 내부로 침투가 원활하지 못하게 된다.
상기 산성 실라놀 졸 용액의 유기작용기는 알카리성 실라놀 졸 용액의 유기작용기와 반응하여 서서히 경화되고 각각의 실라놀(Si-OH) 분자단은 서로 중축합하여 3차원 망목구조를 형성하고 겔화(gelation)된 후 빨리 경화되도록 한다.
따라서 본 발명 코팅제의 가장 바람직한 혼합비는 산성 실라놀 졸 용액 : 알카리성 실라놀 졸 용액 = 90 : 10 이며, 이 혼합용액이 시멘트보드 표면에서부터 침투하여 2시간 이내 건조되며, 12시간 이후 완전 경화된다.
이처럼 상기와 같이 산성 실라놀 졸 용액과 알칼리성 실라놀 졸 용액을 혼합하게 되면 pH 6~8의 범위인 약산성 및 약알칼리성의 코팅액이 된다.
상기 산성 실라놀 졸 용액의 조성물로는 MTMS(methyltrimethoxysilane, (CH3O)3SiCH3 ), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane, CH2(O)CHCH2OC3H6-Si(OCH3)3 ), 알콜, 탈이온수, 염산으로 이루어지며, 이때 MTMS : GPTMS : 알콜 : 탈이온수 : 염산의 혼합비율은 각각 1 : 0.15~0.5 : 1~7 : 1~5 : 0.0001~0.1의 몰비를 갖는 sol 용액으로 이루어지며, 상기 sol 용액에 대하여 0.05~1.2wt%의 첨가제(Organically modified polysiloxane)로 구성된다. 이때 상기 첨가제는 sol의 반응 전 또는 후에 투여할 수 있으며 0.05wt% 이하인 경우와 1.2wt% 이상인 경우는 기재와의 젖음성, 기포제거, 크레이터(crater) 방지, 분산성, 흐름성 , 표면경도, 점도 효과 등이 나빠져 0.05~1.2wt%를 첨가함이 바람직하다.
상기 MTMS은 MTMS에만 한정되지 않고 가수분해하여 Alkyl-Si(OH)3 또는 [유기작용기그룹]-Si(OH)3 또는 Aryl-Si(OH)3 또는 Acetyl-Si(OH)3 를 형성하는 실란을 포함할 수도 있다. 단, 유기작용기그룹에서는 아민 또는 아미노기를 포함하지 않는다. 즉 CH3CH3Si(OCH3)3(isobutyltrimethoxysilane), C6H5Si(OCH3)3(Phenyltrimethoxysilane), CH2=CHSi(OCH3)3(Vinyltrimethoxysilane), ClC3H6-Si(OCH3)3(Chloropropyltrimethoxysilane), H2C=CH(CH3)C(O)OC3H6-Si(OCH3)3(Methacryloxypropyltrimethoxysilane) 등이 사용될 수 있다.
또 상기 GPTMS은 GPTMS에만 한정하지 않고 가수분해하여 glycidoxy-Si(OH)3를 형성하는 실란을 포함할 수도 있다. 즉, 이는 Glycidoxy-alkyl-tri-alkoxy-silane으로 대표하여 표현할 수 있다.
또한 상기 산성 실라놀 졸 용액의 조성물 중 염산은 질산, 황산, 수용성 염화금속화합물, 아세트산 등 물에 녹아 H+ 이온을 발생시키는 촉매로 대체될 수도 있다.
상기 알카리성 실라놀 졸 용액의 조성물로는 APTES(Aminopropyltriethoxysilane, H2NC3H6-Si(OC2H5)3), 알콜, 탈이온수로 이루어지며, 상기 APTES : 알콜 : 탈이온수의 혼합비율은 각각 1 : 10~20 : 3~15의 몰비를 갖는 sol 용액으로 구성된다.
상기 APTES은 APTES에만 한정하지 않으며, 가수분해하여 [아민(-NH) 또는 아미노기(-NH2)를 포함하는 유기작용기그룹]-Si(OH)3을 형성하는 실란을 포함할 수도 있다. 즉 NH2(CH2)2NHC3H6Si(OCH3)3(aminoethylaminopropyltrimethoxysilane), Vinylbenzyl-aminoethyl-aminopropyl-trimethoxysilane 등이 사용될 수 있다.
상기 알콜은 10~20의 몰비가 바람직하며, 이는 10 이하의 경우는 저장안정성 이 결여되고, 20 이상의 경우는 sol 농도가 상대적으로 낮아 산성 실라놀 졸 용액과 반응성이 낮기때문이다.
또 상기 탈이온수는 3~15의 몰비가 바람직하며, 이는 3이하의 경우는 가수분해에 필요한 물의 양이 부족하여 가수분해가 완결되지 않기 때문이고, 15이상은 저장안성성 및 sol 농도가 상대적으로 낮아 산성 실라놀 졸 용액과 반응성이 낮아지기 때문이다.
이처럼 본 발명 코팅제 조성물은 실라놀 올리고머를 합성하여 시멘트보드 표면에서부터 침투속도가 빠르고 시멘트보드의 내부, 즉 시멘트의 공극 사이에도 소수성의 코팅층을 형성할 수 있도록 한 것이다.
이는 상기 실라놀 올리고머가 나노 크기의 분자그룹으로 축합하기 전에는 입자가 성장하지 않으므로 시멘트보드의 미세 공극에 빨리 침투할 수 있기 때문이다.
상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
Claims (1)
- 시멘트 및 경화 촉진제를 혼합하여 몰드에 원판을 넣고 가압 성형하는 단계와, 상기 가압 성형된 원판을 양생하고 탈형하는 단계와, 상기 탈형된 원판의 표면에 이미지를 인쇄하는 단계와, 상기 원판의 표면에 이미지가 인쇄된 시멘트보드에 코팅하기 위하여 산성 실라놀 졸 용액과 알칼리성 실라놀 졸 용액을 각각 97~70 : 3~30 중량비로 혼합하여 소수성 코팅제를 얻는 단계로 이루어지는 시멘트 보드의 제조방법에 있어서,
상기 산성 실라놀 졸 용액과 알칼리성 실라놀 졸 용액을 각각 97~70 : 3~30 중량비로 혼합하여얻어진 소수성 코팅제를 이미지가 인쇄된 시멘트 보드에 다시 코팅하는 단계와,
상기 소수성 코팅제가 코팅된 시멘트 보드를 10분~2시간 건조시키는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 이미지가 인쇄된 내구성 강화 시멘트 보드의 제조방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020150095320A KR101730350B1 (ko) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 이미지가 인쇄된 내구성 강화 시멘트 보드의 제조방법 |
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Citations (1)
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| KR101368737B1 (ko) * | 2013-04-24 | 2014-02-28 | (주)필스톤 | 콘크리트 구조물 침투형 코팅제 조성물 및 그의 제조방법 |
-
2015
- 2015-07-03 KR KR1020150095320A patent/KR101730350B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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