KR101761608B1 - Self-healing solid phase capsule with self-healing composition that can be mixed with cementitous composites and application method of cementitious composite material using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계; 분체화된 코어재를 코팅하여 캡슐화 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 고상캡슐 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: powdering a core material for crack reinforcement; And coating the powdered core material and encapsulating the core material.
Description
본 발명은 시멘트 복합재료에 직접적으로 혼합이 가능하고 시멘트 복합재료에 의한 경화체의 균열을 수분만으로 반응을 일으켜 자기치유 할 수 있는 고상캡슐 제조방법 및 이에 의해 제조되는 고상캡슐에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a solid capsule capable of being directly mixed with a cement composite material and capable of self-healing by reacting cracks of the cured body by a cement composite only in a few minutes, and a solid capsule produced thereby.
콘크리트에 있어서의 손상은 여러 가지 열화요인 또는 환경적인 요인에 의하여 복합적으로 작용하며, 이는 곧 콘크리트 구조물에 균열을 발생시키게 되어 내구성을 감소시키는 주 원인이 된다. 콘크리트의 균열은 취약부위 등에 국부적으로 발생하지만 조기에 발견하여 적절한 보수를 수행하지 않는다면 국부 균열이 전파되어 최악의 경우 구조물 붕괴의 결과를 초래할 수 있다. Damage to concrete is caused by various deterioration factors or environmental factors, which causes cracks in the concrete structure, leading to a decrease in durability. Cracks in concrete occur locally in vulnerable areas, but local cracks can propagate and result in structural collapse in the worst case if they are detected early and not properly repaired.
일반적인 구조물의 경우에는 조기에 균열을 관찰하여 유지 및 보수가 가능한 부분이 있지만 2차 피해가 발생할 수 있는 문제가 있으며, 또한 원자력 발전시설, 고속도로 및 지하 구조물 등 사람이 쉽게 접근하기 어려운 장소나 장기적으로 사용을 중단할 수 없는 경우에는 균열의 보수가 곤란해지는 경우도 있다. 따라서 콘크리트에 있어서의 균열은 구조물의 내구성과 직결되는 문제이기 때문에 이를 저감하거나 보수를 위한 연구가 다양한 분야에서 수행되고 있다.In the case of general structures, there is a part where early cracks can be observed and maintained and can be repaired. However, there is a problem that secondary damage may occur. In addition, there is a problem in a place where it is difficult for people to easily access such as a nuclear power plant, a highway and an underground structure, If the use can not be stopped, it may become difficult to repair cracks. Therefore, the cracks in concrete are directly related to the durability of the structure, so researches for reducing or repairing them have been carried out in various fields.
최근 콘크리트의 균열저감을 위한 건설기술 동향을 살펴보면 스마트 구조물, 인텔리전트 재료의 개념이 대두되면서 콘크리트 균열을 스스로 치유할 수 있는 자기치유 기술에 관한 연구 및 검토가 수행되고 있다. 자기치유 성능을 부여한 구조물은 균열이 발생할 경우 균열을 스스로 탐지하여 균열 발생 초기에 치유할 수 있으므로 일반적인 구조물의 유지보수에 따른 시간, 노력 및 비용을 크게 절감할 수 있으며, 특히 사람이 쉽게 접근하기 어려운 구조물의 경우에도 효과적으로 보수를 수행할 수 있는 장점이 있다. Recently, as the concept of smart structure and intelligent material has been developed, researches and studies on self - healing technology that can heal concrete cracks by themselves have been carried out. The structure with self-healing performance can detect cracks by itself when cracks occur and heal at the early stage of cracking, so that it can greatly reduce the time, effort and cost of maintenance and repair of general structures, In the case of the structure, there is an advantage that the repair can be effectively performed.
반면 자기치유를 적용한 구조물은 일반적인 구조물과 비교하여 초기 투자비용이 발생하게 되는 단점은 있다. 그러나 균열 발생시 균열이 스스로 치유되기 때문에 추후 유지관리 비용 절감에 따른 경제성 효과가 더욱 큰 것으로 나타나고 있다. 이러한 자기치유 기술은 자기치유 성능을 구조물에 부여할 수 있는 기술이기 때문에 국내ㆍ외적으로 다양한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 여러 가지 자기치유 개념 중에서도 특히 캡슐을 활용한 자기치유 기술은 직접적인 자기치유 소재를 다량 포함할 수 있기 때문에 손상 부위 즉, 균열이 발생한 부위에 선택적으로 반응시킬 수 있는 장점이 있다. On the other hand, the structure with self-healing has a disadvantage that the initial investment cost is incurred as compared with the general structure. However, since the cracks heal themselves when the cracks occur, the economical effect due to the reduction of the maintenance cost is further increased. Since such self-healing technology is a technology that can impart self-healing performance to structures, various researches have been actively conducted both domestically and externally. Among various self-healing concepts, self-healing technology using capsules, It is possible to selectively react to a damaged site, that is, a site where cracks occur.
이와 관련된 국외기술의 경우 자기치유 소재와 촉매제를 마이크로 캡슐화하여 적용한 사례가 있으며, 국내기술의 경우에는 별도의 촉매재 없이 태양광 또는 수분으로 반응할 수 있는 친환경 자기치유 마이크로 캡슐을 적용한 사례가 있다.In the case of foreign technologies related to this, there are cases where microcapsules of self-healing materials and catalysts are applied, and in the case of domestic technologies, there are cases where environmentally friendly self-healing microcapsules capable of reacting with sunlight or moisture are used.
전자 및 후자의 자기치유 기술의 특징은 모두 구조물의 표면에 보호 피막으로써 적용하는 경우가 대부분이기 때문에 자기치유 마이크로 캡슐량이 한정적이라는 문제점이 있다. 또한, 종래 기술을 살펴보면 자기치유를 위한 소재나 모재 매트릭스의 경우에는 유기계 재료나 유ㆍ무기 혼합 형태로 되어 있는 경우가 대부분이다. The former and latter self-healing technologies all have a problem that the amount of self-healing microcapsules is limited because they are often applied as a protective coating on the surface of the structure. In addition, in the case of the prior art, in the case of the material for the self-healing or matrix of the base material, most of them are formed of an organic material or a mixture of organic and inorganic materials.
그러나 보다 효과적인 자기치유 성능을 기대하기 위해서는 무기재료인 시멘트 복합재료와 동일한 특성을 가져야 하며, 모르타르나 콘크리트와 같은 시멘트계 무기재료 기반 복합재료로 구성되어야 한다. 이러한 경우에는 캡슐을 포함하는 모재 매트릭스의 두께를 적용할 대상에 대응하여 자유롭게 조절이 가능하며, 상대적으로 많은 자기치유 캡슐을 포함할 수 있어 자기치유 성능을 극대화 할 수 있는 장점이 있다. However, in order to expect more effective self-healing performance, it should have the same characteristics as cement composites, which are inorganic materials, and should be composed of composite materials based on cement based inorganic materials such as mortar and concrete. In this case, the thickness of the matrix matrix including the capsule can be freely adjusted corresponding to the object to be applied, and it is possible to include a relatively large number of self-healing capsules, thereby maximizing the self-healing performance.
또한, 종래 기술에서의 자기치유를 위한 캡슐의 형태를 살펴보면 1,000 미만의 미세 사이즈가 주로 활용되며, 자기치유 물질은 캡슐의 코어재가 액상타입의 화학약품이 사용되어지고 있다. In addition, as for the shape of the capsule for self-healing in the prior art, a micro-size of less than 1,000 is mainly used, and a liquid type chemical agent of the core material of the capsule is used as the self-healing material.
그러나 자기치유 물질로써 활용되는 화학약품은 시멘트 복합재료와의 동질성을 명확하게 확인하기 어려울뿐더러 가장 큰 문제가 재료자체의 입수문제가 있다. 첫 번째로 국내에서 취급하는 재료가 없어 대부분 수입에 의존하는 단점이 있으며, 두 번째로 매우 고가이다. 또한 이러한 액상타입의 코어재를 사용하는 경우 캡슐자체의 강도가 보장되지 않아 이러한 캡슐을 시멘트 복합재료에 다량으로 혼합시 시멘트 복합재료의 강도를 저하시키는 문제가 있다. However, the chemicals used as self-healing materials are not clearly identifiable with cement composites, and the biggest problem is the availability of materials themselves. First, there is a shortage of dependence on imports because there is no material to handle in Korea, and the second is very expensive. In addition, when such a liquid type core material is used, the strength of the capsule itself is not ensured, and there is a problem that the strength of the cement composite material is lowered when such a capsule is mixed with a large amount of the cement composite material.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 자기치유를 위한 조성물로써 코어재를 시멘트계 재료 등 고상화에 의해 분체화 될 수 있는 재료를 사용함으로써 경제적이면서도 시멘트 복합재료와 동질의 재질을 사용하여 균열보강의 효율을 높이도록 하고, 캡슐 자체의 강도가 발현되도록 하여 시멘트 복합재료에 다량으로 혼입시도 강도에 영향을 주지 않으며, 코팅을 견고히 하여 시멘트 복합재료와 직접 혼합의 경우도 코팅의 손상에 의해 초기 비빔시에 코어재의 수분노출을 제어할 수 있는 자기치유 고상캡슐 제조방법 및 이에 의해 제조되는 고상캡슐을 제공하고자 함이다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a self-healing composition which can be economically produced by using a material capable of being solidified by solidification such as a cement material, The strength of the capsule itself is increased and the strength of the cement composite material is not influenced by the large amount of the cement composite. In the case of direct mixing with the cement composite material, The present invention provides a method of manufacturing a self-healing solid-state capsule capable of controlling water exposure of a core material at a time when the core material is exposed to water.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자기치유 고상캡슐 제조방법은, 균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계; 분체화된 코어재를 코팅하여 캡슐화 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a self-healing solid capsule, comprising: powdering a core material for crack reinforcement; And coating and encapsulating the powdered core material.
하나의 예로 상기 균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계에는, 시멘트계 재료와, 첨가재료와, 메틸알코올·클로로포름·메틸렌콜로라이드 중 하나 또는 이들의 혼합물이 배합되어 분체화 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. As an example, the step of pulverizing the core material for crack reinforcement may include a step of mixing a cementitious material, an additive material, and one or a mixture of methyl alcohol, chloroform, methylene coloride and pulverizing .
하나의 예로 균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계에는, 액상 코어재를 동결건조 시키는 단계; 동결건조 된 코어재를 분말화 시키는 단계; 분말화 된 코어재를 시멘트계 재료와 혼합하여 반죽체를 제조하는 단계; 상기 반죽체를 분체화 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. As an example, the step of pulverizing the core material for crack reinforcement comprises lyophilizing the liquid core material; Pulverizing the lyophilized core material; Mixing the powdered core material with a cementitious material to produce a kneaded body; And pulverizing the kneaded product.
하나의 예로 분체화 된 코어재를 코팅하여 캡슐화 하는 단계에는, 코팅액을 이용하여 다단으로 코팅하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. As an example, the step of coating and encapsulating the pulverized core material comprises coating in a multi-stage by using a coating liquid.
하나의 예로 상기 코팅액에는 스트론튬 알루미네이트 함유 다공성 섬유가 포함되는 것을 특징으로 한다. One example is characterized in that the coating liquid contains strontium aluminate-containing porous fibers.
한편 본 발명의 자기치유 고상캡슐은 상기 제조방법에 의해 제조되되, 고상 코어재와 상기 코어재의 외주연을 도포하는 코팅층으로 구성됨을 특징으로 한다. In the meantime, the self-healing solid-state capsule of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method, and comprises a solid core material and a coating layer for coating the outer periphery of the core material.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 고상의 코어재가 사용되어 충진재로서 기능을 하여 배합자체로 강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. As described above, the present invention is advantageous in that a solid core material is used and functions as a filler to improve the strength of the mixture itself.
또한 견고한 코팅 등에 의해 시멘트 복합재료의 배합시에 타 조성물과 배합을 시킬 수 있어 시멘트 복합재료에 의한 구조물 전체에 걸쳐 균일하게 균열저항성을 향상시킬 수 있어 균열보수를 위한 인력투입이 어려운 부분, 노후화가 진행된 기 건설 구조물의 경우에는 열화부위가 광범위하여 단면복구가 요구되는 부분 등 그 활용범위를 크게 가져갈 수 있는 장점이 있다. In addition, it is possible to mix the cement composite material with other composition by solid coating and so on, so that the crack resistance can be uniformly improved over the whole structure by the cement composite material, so that it is difficult to input manpower for repairing cracks, In the case of advanced construction, there is an advantage that the application area such as the section where the deteriorated part is wide and the section restoration is required can be greatly taken.
또한 코어재 조성으로 시멘트계 재료가 사용됨에 따라 시멘트 복합재료를 구성하는 타 조성과 부착력이 향상되며 경제적인 장점이 있다. In addition, the use of cementitious materials as core re-composition improves the other composition and adhesion of the cementitious composite material, which is economically advantageous.
도 1은 본 발명의 제조방법을 나타내는 블록도이고,
도 2는 본 발명이 적용된 구조물을 나타내는 개략도이고,
도 3은 본 발명을 나타내는 사진이며,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조방법을 나타내는 사진이다. 1 is a block diagram showing a manufacturing method of the present invention,
2 is a schematic view showing a structure to which the present invention is applied,
3 is a photograph showing the present invention,
4 is a photograph showing a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 대한 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 본 발명의 한계를 명시하거나 내포하는 것이 아니라 본 발명을 통하여 활용할 수 있는 일반적인 방법을 설명하고 있으므로 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지는 않는다.Since the embodiments of the present invention can be modified in various other forms, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to or embraces the limits of the present invention, It is not limited to the embodiment.
본 발명의 자기치유 고상캡슐 제조방법은 도 1에서 보는 바와 같이 균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계; 분체화된 코어재를 코팅하여 캡슐화 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method for manufacturing a self-healing solid capsule of the present invention comprises the steps of powdering a core material for crack reinforcement as shown in FIG. 1; And coating and encapsulating the powdered core material.
여기서 균열보강을 위한 코어재는 고상화 된 분체를 사용하는 것에 특징이 있는 바, 이와 같이 고상화 된 분체를 사용하기 때문에 본 발명의 고상캡슐이 기존에 액상 코어재를 사용하는 캡슐에 비해 강도가 우수하여 캡슐 자체가 충진재로서 기능을 함으로써 이러한 캡슐이 포함되는 시멘트 복합체의 강도저하를 방지할 수 있게 되는 것이다. Since the core material for crack reinforcement is characterized by using a solidified powder, since the solid phase powder is used, the solid phase capsule of the present invention is superior in strength to a capsule using a liquid core material So that the capsule itself functions as a filler, so that the strength of the cement composite containing such a capsule can be prevented from being lowered.
여기서 “분체”라함은 고체입자들이 모여 일정 입경을 형성하는 집합체를 정의하는 것으로, 일정 입경은 용도에 따라 다양하게 구성될 수 있는 바, 단위로 자유롭게 제조가 가능하며, 입도분포의 경우 단일 입경을 활용할 수 있으며 연소입경을 활용할 수 있고, 입형의 경우도 이를 한정하지 않고 둥근형태, 원기둥, 모가진 형태 등 다양하게 구성될 수 있다. Here, the term " powder " refers to an aggregate in which solid particles are gathered to form a certain particle size. The particle size can be varied depending on the application, so that the powder can be freely manufactured in units. And it is possible to utilize the combustion particle size, and the shape of the nozzle can be variously configured such as a round shape, a cylinder shape, a parent shape, and the like.
상기 코어재는 하기 표 1에서 보는 바와 같이 구성될 수 있다. The core material may be configured as shown in Table 1 below.
상기 표 1에서 보는 바와 같이 상기 코어재는 기본 베이스 재료로 시멘트계 재료가 포함되므로 경제적이며 발생된 균열에 충진되어도 동질의 재질에 의해 부착력이 우수하며 온도변화에 의한 신장율의 차이가 없으므로 보강후 내구성 면에서도 우수하게 되는 것이다. As shown in Table 1, the core material is economical because it contains a cementitious material as a basic base material. Even if it is packed in generated cracks, the core material has excellent adhesion due to a homogeneous material and there is no difference in elongation due to temperature change. It will be excellent.
상기 시멘트계 재료의 경우 용도에 따라사 상기에서 보는 바와 같이 다양한게 사용될 수 있는 것이다. In the case of the cement material, various materials can be used depending on the application.
상기 첨가재료는 시멘트계 재료와 혼합되어 균열발생부분에서 조기강도발현, 조기강도발현에 따라 균열제어 등 다양한 기능이 발현되도록 하는 것이다. The additive material is mixed with a cementitious material so that various functions such as early strength development at the crack generation portion and crack control according to the early strength development are expressed.
특히 상기 균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계에는, 시멘트계 재료와, 첨가재료와, 메틸알코올·클로로포름·메틸렌콜로라이드 중 하나 또는 이들의 혼합물이 배합되어 분체화 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.Particularly, the step of pulverizing the core material for crack reinforcement is characterized in that the cement material, the additive material and one or a mixture of methyl alcohol, chloroform and methylene coloride are compounded and pulverized .
메틸알코올·클로로포름·메틸렌콜로라이드 중 하나 또는 이들의 혼합물은 시멘트계 재료와 첨가재료들 간의 응집제로서 첨가되는 것으로 수분함유량이 최소인 휘발성 재료(순도 99.9% 이상)를 사용함으로써 수분함량에 의해 수화반응이 유발되는 것을 억제하기 위한 것이다. 즉 캡슐 제조단계에서 시멘트계 재료 등이 수화반응을 일으키는 것을 방지하기 위한 것이다. One or a mixture of methyl alcohol, chloroform and methylene coloride is added as a coagulant between the cementitious material and the additive material. By using a volatile material having a minimum water content (purity of 99.9% or more) In order to suppress what is induced. That is, the cement material or the like is prevented from causing the hydration reaction in the capsule manufacturing step.
바람직하게 메틸알코올·클로로포름·메틸렌콜로라이드 중 하나 또는 이들의 혼합물은 전체 코어재 중량대비 20-30중량%가 사용되는 것이 바람직하다. Preferably, one of methyl alcohol, chloroform, methylene chloride, or a mixture thereof is used in an amount of 20-30% by weight based on the total weight of the core.
한편 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 액상 코어재를 이용하여 코어재를 분체화 하는 실시 예도 제시하고 있다. In the present invention, as shown in FIG. 4, there is also shown an embodiment in which the core material is pulverized using a liquid core material.
본 실시 예에서는 도 4에서 보는 바와 같이 우선 액상 코어재를 동결건조 시키는 단계를 갖는다. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the liquid phase core material is first lyophilized.
여기서 액상 코어재는 기존에 공지기술에서 사용되는 액상 코어재가 사용될 수 있으나, 이후 단계에서 혼합되는 시멘트계 재료 및 캡슐로서 배합되는 시멘트 복합재료와 동질의 재료로서 무기질 재료를 사용하여 구성될 수 있다. Here, the liquid core material may be a liquid core material used in the known art, but it may be composed of a cement material mixed at a later stage and an inorganic material as a material homogeneous to a cement composite material blended as a capsule.
예로 액상 코어재는 물 100중량부에 대해 규산염 50 내지 200중량부, 불소계 계면활성제 1 내지 3중량부를 포함하도록 할 수 있다.For example, the liquid core material may include 50 to 200 parts by weight of silicate and 1 to 3 parts by weight of a fluorinated surfactant per 100 parts by weight of water.
하기 표 2는 액상 코어재의 배합예를 도시하고 있다.Table 2 shows an example of mixing of the liquid core material.
그 다음으로 동결건조 된 코어재를 분말화 시키는 단계를 갖는다. And then pulverizing the lyophilized core material.
그 다음으로 분말화 된 코어재를 시멘트계 재료와 혼합하여 반죽체를 제조하는 단계를 갖는다. And then mixing the powdered core material with the cementitious material to produce a kneaded body.
그 다음으로 상기 반죽체를 분체화 하는 단계;를 갖도록 한다.And then pulverizing the kneaded product.
즉 본 실시 예에서는 무기질 재료로 이루어진 액상 코어재를 고상화 해서 분말화 하고 기 준비된 재료인 시멘트계 재료를 혼합하여 이를 분체화 하도록 하는 것이다. That is, in this embodiment, the liquid core material made of the inorganic material is solidified to be powdered, and the cement material, which is a prepared material, is mixed and powdered.
본 실시 예에서도 시멘트계 재료의 경우 용도에 따라 다양한 재료를 사용할 수 있음은 당연하다. In this embodiment, it is a matter of course that various materials may be used depending on the use of the cementitious material.
또한 상기 분체화된 코어재를 코팅하여 캡슐화 하는 단계에는, 코팅액을 이용하여 다단으로 코팅하는 것을 포함하도록 하는 예를 제시한다. In addition, the step of coating and encapsulating the powdered core material includes an example in which coating is carried out using a coating liquid in a multi-stage manner.
이와 같이 코팅을 다단으로 수행토록 하여 분체화된 코어재에 코팅층이 적층되도록 하는 이유는 본 발명의 캡슐이 시멘트 복합재료에 배합되는 과정에서 타 조성과의 마찰 등에 의해 코어재의 노출 등 내구성 저하요인을 제어하기 위한 것이다. The reason why the coating layer is laminated on the powdered core material in such a manner that the coating is performed in multiple stages is that when the capsule of the present invention is compounded in the cement composite material, .
상기 코팅액은 폴리머, 세라믹 등 다양한 재질이 사용될 수 있는 바, 배합과정에서 본 발명의 캡슐이 배합되도록 하기 위해 일정 강도가 발현되는 재질이 사용되어야 한다. 즉 시멘트 복합재료와 직접 혼합되기 때문에 시멘트 복합재료의 구성재료 및 혼합기에 대하여 마찰 및 전단 등의 압력이 가해지므로 손실량을 최소화할 수 있게 다단으로 코팅이 되도록 하는 것이며, 이를 통해 코어재로의 수분차단력을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. Various materials such as polymers and ceramics may be used as the coating liquid. In order to formulate the capsules of the present invention during the compounding process, a material having a constant strength should be used. In other words, since it is directly mixed with the cement composite material, the friction and shearing pressure is applied to the constituent materials and the mixer of the cement composite material, so that the multi-layer coating can be performed in order to minimize the loss, Can be improved.
그런데 상기 코팅액에 있어 주재로 폴리머를 사용하는 경우 코팅후 경화과정에서 미세균열이 발생되어 강도가 저하될 수 있으며 코어재로 수분의 유입을 제어할 수 없는 문제가 있으며 특히 본 발명의 캡슐을 시멘트 복합재료와 혼합하여 배합시 경화과정에서 경화열이 발생되는데 이러한 경화열은 코팅층의 강도를 저하시켜 시멘트 복합재료의 경화과정에서 발생되는 인장력에 의해 코팅층 자체에 균열이 발생될 수 있다. However, when a polymer is used as a main component of the coating solution, microcracks may be generated during the curing process after coating to lower the strength of the coating liquid. In addition, there is a problem that the inflow of moisture into the core material can not be controlled. Curing heat is generated in the curing process when mixed with the materials. Such curing heat may lower the strength of the coating layer, and cracks may be generated in the coating layer itself due to the tensile force generated in the curing process of the cement composite material.
이에 본 발명에서는 상기 코팅액에는 스트론튬 알루미네이트 함유 다공성 섬유가 포함되도록 하는데 바람직하게는 전체 코팅액 대비 스트론튬 알루미네이트 함유 다공성 섬유는 1 내지 5중량%로 배합되는 것이 타당하다. In the present invention, strontium aluminate-containing porous fibers are included in the coating liquid. Preferably, strontium aluminate-containing porous fibers are mixed in an amount of 1 to 5% by weight based on the total coating liquid.
상기 스트론튬 알루미네이트 함유 다공성 섬유는 상기 코팅액에 첨가되어 섬유의 가교작용에 의해 코팅층의 균열저항성을 물리적으로 향상시키게 되는 것이며 섬유가 다공성으로 이루어져 열차단층의 기능을 하게 되는 것인데 시멘트 복합재료의 경화열이 코어재로 유입을 차단토록 하는 것이다. The strontium aluminate-containing porous fiber is added to the coating solution to physically improve the crack resistance of the coating layer by the crosslinking action of the fiber, and the fiber is made porous to function as a thermal barrier layer. The curing heat of the cement composite material Thereby blocking the flow of the core material.
특히 스트론튬 알루미네이트를 함유하고 있어 시멘트 복합재료의 경화열을 빛 에너지로 전환시켜 방출시킴으로써 코팅층 및 코어재의 열에 의한 영향을 제어하도록 하는 것이다. 상기 스트론튬 알루미네이트는 열에너지에 노출되는 경우 핵 주위를 도는 전자가 열에너지에 의하여 들뜬 상태로 가면서 열에너지를 흡수하고 전자의 안정화 경향에 따라 빛 에너지로 방사하면서 다시 원상태로 복귀하는 성질을 가진다. In particular, strontium aluminate, so that the curing heat of the cement composite material is converted into light energy and released to control the heat effect of the coating layer and the core material. When strontium aluminate is exposed to thermal energy, electrons around the nucleus are excited by thermal energy, absorbing heat energy, and emit as light energy according to the stabilization tendency of electrons and return to the original state.
즉 상기 스트론튬 알루미네이트는 열에너지를 빛에너지로 전환하여 방사함으로써 코팅층 및 코어재가 경화열에 노출되는 것을 방지하도록 하는 것이다. That is, the strontium aluminate converts heat energy into light energy and radiates it to prevent the coating layer and the core material from being exposed to hardening heat.
또한 스트론튬 알루미네이트 함유 다공성 섬유는 상기 코팅액에 첨가되어 코어재에 도포하면 다공성 섬유가 코팅층 외부로 노출되는데 이렇게 노출된 부분에 의해 시멘트 복합재료와 고상캡슐 간에 부착력을 더욱 향상시키게 되는 것이다. Also, when strontium aluminate-containing porous fibers are added to the coating liquid and applied to the core material, the porous fibers are exposed to the outside of the coating layer, thereby enhancing the adhesion between the cement composite material and the solid-phase capsules.
이러한 스트론튬 알루미네이트 함유 다공성섬유는 공지의 방법에 의해 제조될 수 있는 바, 예로 폴리머 전구체와 용매를 혼합한 후에 이러한 혼합물에 스트론튬 알루미네이트을 상기 폴리머 전구체에 분산시키고 이러한 과정을 거쳐 얻어진 혼합물을 전기방사하여 섬유로 제조되도록 하는 것이다. 이렇게 제조된 섬유를 산화시키고 탄화시켜 최종적으로 스트론튬 알루미네이트가 함유된 다공성 섬유로 제조되도록 하는 것이다. Such strontium aluminate-containing porous fibers can be prepared by a known method, for example, by mixing a polymer precursor and a solvent, then dispersing strontium aluminate in the mixture into the polymer precursor, electrospinning the resulting mixture Fiber. The fibers thus produced are oxidized and carbonized to finally be made into porous fibers containing strontium aluminate.
상기와 같은 제조방법에 의해 제조되는 자기치유 고상캡슐은 상기에서 언급한 바와 같이 고상 코어재와 상기 코어재의 외주연을 도포하는 코팅층으로 구성되어 도 3에서 보는 바와 같은 형상을 가지게 된다. 물론 상기에서 언급한 바와 같이 그 형상은 다양하게 구성될 수 있음은 당연하다. As described above, the self-healing solid-state capsule manufactured by the above-described manufacturing method is composed of a solid core material and a coating layer for coating the outer periphery of the core material, and has a shape as shown in FIG. It goes without saying that the shape may be variously configured as mentioned above.
본 발명의 자기치유 고상캡슐은 시멘트 복합재료에 직접 혼합이 가능하여 도 2에서 보는 바와 같이 구조물에서 약 3-10 mm 수준 또는 그 이상을 도포하여 어느정도의 두께를 가지는 막형태로 시공되거나 또는 구조물 모체 자체로 시공될 수 있는 것이다. 또한 신규 구조물이나 기존 구조물의 보수 재료로써 활용할 수 있는 것이다. The self-healing solid capsules according to the present invention can be directly mixed with the cement composite material and can be applied in the form of a film having a certain thickness by applying a level of about 3-10 mm or more in the structure as shown in FIG. 2, It can be built by itself. It can also be used as a repair material for new structures or existing structures.
Claims (6)
균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계에는,
액상 코어재를 동결건조시키는 단계;
동결건조된 코어재를 분말화 시키는 단계;
분말화 된 코어재를 시멘트계 재료와 혼합하여 반죽체를 제조하는 단계;
상기 반죽체를 분체화 하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 고상캡슐 제조방법.
Pulverizing the core material for crack reinforcement; And coating and encapsulating the powdered core material,
In the step of pulverizing the core material for crack reinforcement,
Lyophilizing the liquid core material;
Pulverizing the lyophilized core material;
Mixing the powdered core material with a cementitious material to produce a kneaded body;
Powdering the kneaded product;
≪ RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
상기 균열보강을 위한 코어재를 분체화 하는 단계에는,
시멘트계 재료, 첨가재료 및 메틸알코올, 클로로포름, 메틸렌콜로라이드 중 하나 또는 이들의 혼합물이 배합되어 분체화 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기치유 고상캡슐 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step of pulverizing the core material for crack reinforcement,
A cement material, an additive material, and one or a mixture of methyl alcohol, chloroform, and methylene coloride are mixed and pulverized.
분체화된 코어재를 코팅하여 캡슐화 하는 단계에는,
코팅액을 이용하여 다단으로 코팅하는 것을 포함하는 자기치유 고상캡슐 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of coating and encapsulating the powdered core material,
A method for manufacturing self-healing solid capsules, comprising coating multi-steps using a coating liquid.
상기 코팅액에는 스트론튬 알루미네이트 함유 다공성 섬유가 포함되는 것을 특징으로 하는 자기치유 고상캡슐 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the coating solution comprises strontium aluminate-containing porous fibers.
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