KR101761778B1

KR101761778B1 - 모르타르 첨가제 조성물

Info

Publication number: KR101761778B1
Application number: KR1020150132177A
Authority: KR
Inventors: 이영희
Original assignee: 엔씨아이(주)
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2017-07-26
Also published as: KR20170034025A

Abstract

본 발명은 a) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 10,000 내지 30,000 mPa·S인 수용성 셀룰로스 에테르; b) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 1,000 내지 10,000 mPa·S인 히드록시프로필 개질 전분; c) 70% 농도 조건에서 점도가 100 내지 3,000 cps인 점도유지제; d) 옥수수 전분; 및 e) 혼합 전분;을 포함하는 모르타르 첨가제 조성물에 관한 것이다.

Description

모르타르 첨가제 조성물{A mortar additive composition}

본 발명은 모르타르 첨가제 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 물성을 향상시키면서 보수성, 유동성, 하지 저항성 등을 개선할 수 있는 모르타르 첨가제 조성물에 관한 것이다.

미장공사란 건설현장에서 흙손 등을 사용하여 모르타르, 플라스터, 회반죽, 흙 등의 부정형(不定形) 재료를 바르거나 뿜칠하는 공사를 말한다. 건축물에 따라 다소 차이는 있지만 보통 건축공사비의 9 내지 12 %를 차지하며, 골조공사 다음으로 비중이 큰 공사로서 건축물의 최종 마무리 또는 그 바탕이 되는 공사이다. 또한 인력 의존도가 높으며 기능도에 따라 품질의 양부가 결정되는 몇몇 공사 중 대표 공사라 할 수 있다.

일반적으로, 건축물의 외벽 또는 내벽을 마감하기 위하여 견출 또는 미장을 수행할 때에는 콘크리트나 시멘트 벽돌 등으로 구성되어 완성되며, 내벽의 경우에는 시멘트와 물을 적절한 비율로 혼합하여 구성된 시멘트 모르타르를 사용하여 미장처리를 하고 있다.

대부분의 미장용 조성물은 시멘트와 모래에 물을 섞은 모르타르, 스사가 섞인 끓인 물에 생석회를 섞어 갠 것, 수성 에멀젼에 유무색 분말도료를 배합한 것이 있는가 하면 황토에 시멘트나 에폭시, 우레탄 등의 수지가 섞인 것, 시멘트에 규조토를 섞어 묽은 액상 수지에 타서 사용하도록 된 미장용 조성물도 있다.

또한 견출작업은 별도의 견출용 재료를 도포하여 이루어지는데, 보통 물과 시멘트 혹은 모르타르 그리고 이 혼합물의 물성을 보강할 수 있는 혼합제재를 더 포함할 수 있다. 그러나 기존의 견출용 재료의 경우 혼합제재의 성능이 충분하지 않거나 균일하지 않음으로 인하여 견출 공정 후 갈라짐이 발생하는 문제점이 있었다.

그러나 상기와 같은 미장용 또는 견출작업용 조성물은 타설 두께가 얇아서 외부 기후 환경에 따른 품질 변동이 심하며, 시공 후에도 균열이 발생하는 경우가 잦으며, 이에 대한 하자보수 비용이 매우 크다. 또한 얇은 타설 두께를 유지하기 위해 조성물의 하지 저항성이 크게 요구된다. 즉 미장용 또는 견출작업용 조성물은 온, 습도가 심한 기후적 환경, 시멘트의 팽창수축 특성, 타설 및 양생기간에 따른 시간적 요인, 시공 작업성 등이 동시에 고려해야 한다.

대한민국 공개특허 10-2006-0066531에는 활석, 백시멘트, 규사, 아크릴수지, 탄산칼슘 등을 포함하여 통기성, 투습성, 내수성 등을 유지할 수 있는 미장 재료 조성물을 청구하고 있으나, 여전히 피타설체에 대한 접착성이 부족하며, 작업성이 떨어진다.

또한 대한민국 등록특허 10-1415088에는 화학펄프로부터 유래된 셀룰로스 단섬유에 충진제, 점성완화제, 증점제, 접착제 등을 포함하는 견출 및 미장용 펄프 조성물을 청구하고 있으나, 조성물에 셀룰로스 단섬유를 포함하기 때문에 얇은 두께로 미장하는 것이 불가능하며, 여전히 피타설체에 대한 접착성이 부족한 실정이다.

대한민국 공개특허 10-2006-0066531 (2006년 06월 16일) 대한민국 등록특허 10-1415088 (2014년 06월 27일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하지 저항성, 유동성 및 보수성 등의 기능성을 향상시킴과 동시에 피타설체에 대한 접착성, 작업성을 개선시킨 모르타르 첨가제 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 모르타르 첨가제 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는 a) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 10,000 내지 30,000 mPa·S인 수용성 셀룰로스 에테르; b) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 1,000 내지 10,000 mPa·S인 히드록시프로필 개질 전분; c) 70 중량% 농도 조건에서 점도가 100 내지 3,000 cps인 점도유지제; d) 옥수수 전분; 및 e) 혼합 전분;을 포함하는 모르타르 첨가제 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 수용성 셀룰로스 에테르는 메틸히드록시에틸셀룰로스, 메틸히드록시프로필셀룰로스 또는 이들의 혼합물이며, 입자 표면에 포름알데히드, 아세트알데히드, 글리옥살, 메틸글리옥살 및 페닐글리옥살에서 선택되는 하나 이상의 표면처리제로 코팅될 수 있다.

본 발명에서 상기 히드록시프로필 개질 전분은 카르복시메틸기를 더 치환될 수 있으며, 치환도는 0.4 내지 0.8일 수 있다.

본 발명에서 상기 점도유지제는 올리고덱스트린이며, 중량평균분자량이 500 내지 10,000일 수 있다.

본 발명에서 상기 옥수수 전분은 25℃, 2 중량% 농도 조건에서 측정 시 pH 범위가 4.0 내지 8.0일 수 있다.

본 발명에서 상기 혼합 전분은 히드록시 프로필 메틸 개질 전분, 카르복시메틸 개질 전분 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 더 상세하게는 카르복시 메틸 개질 전분 20 내지 80 중량%, 히드록시 프로필 메틸 개질 전분 20 내지 80 중량%로 혼합된 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 조성물은 수용성 셀룰로스 에테르 40 내지 80 중량%, 히드록시프로필 개질 전분 1 내지 10 중량%, 점도유지제 1 내지 10 중량%, 옥수수 전분 5 내지 30 중량% 및 혼합 전분 1 내지 10 중량%로 혼합된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 양태는 상기 모르타르 첨가제 조성물을 포함하는 견출 및 미장용 모르타르 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 모르타르 첨가제 조성물은 물성이 다른 셀룰로스, 점도유지제, 전분 등을 혼합함에 따라 하지 저항성, 유동성 및 보수성 등의 기능성을 향상시킴으로써 피타설체에 대한 접착성, 작업성 등을 개선할 수 있다.

이하 첨부된 구체예들을 참조하여 본 발명에 따른 다층 고분자 회합체 및 이의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 모르타르 첨가제 조성물은

a) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 10,000 내지 30,000 mPa·S인 수용성 셀룰로스 에테르;

b) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 1,000 내지 10,000 mPa·S인 히드록시프로필 개질 전분;

c) 70 중량% 농도 조건에서 점도가 100 내지 3,000 cps인 점도유지제;

d) 옥수수 전분; 및

e) 혼합 전분;

을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 모르타르 첨가제 조성물로 더 상세하게는

a) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 10,000 내지 30,000 mPa·S인 수용성 셀룰로스 에테르 40 내지 80 중량%;

b) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 1,000 내지 10,000 mPa·S인 히드록시프로필 개질 전분 1 내지 10 중량%;

c) 70 중량% 농도 조건에서 점도가 100 내지 3,000 cps인 점도유지제 1 내지 10 중량%;

d) 옥수수 전분 5 내지 30 중량%; 및

e) 혼합 전분 1 내지 10 중량%;

를 포함할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 모르타르 첨가제 조성물의 조성물에 대해 더욱 자세히 설명한다.

a) 수용성 셀룰로스 에테르

본 발명에서 사용되는 용어 ‘셀룰로스 에테르’는 셀룰로스의 히드록시기가 부분적으로 또는 전체적으로 에테르화된 화합물을 의미하는 것으로, 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스, 히드록시프로필 셀룰로오스, 히드록시에틸메틸 셀룰로오스, 히드록시프로필메틸 셀룰로오스, 히드록시부틸메틸 셀룰로오스, 에틸히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 히드록시에틸세룰로오스 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 수용성 셀룰로스 에테르는 모르타르 조성물의 증점성, 결합성, 점착성 등의 효과를 부여하기 위한 것으로, 상기와 같이 셀룰로스 에테르에는 여러 종류가 있으나, 본 발명에서는 메틸히드록시에틸셀룰로스(methyl hydroxyethyl cellulose), 메틸히드록시프로필셀룰로스(methyl hydroxypropyl cellulose) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 메틸히드록시에틸셀룰로스 또는 메틸히드록시프로필셀룰로스는 모르타르 조성물의 시공 후에도 강도의 저하를 억제하며, 경우에 따라 오픈타임(open time)을 연장시킬 수 있다. 또한 사용자가 최적의 작업성을 가질 수 있는 우수한 점도 및 경화된 후에도 균열 형성에 대한 우수한 내성을 가지는 공기 유입성을 향상시킬 수 있다.

상기 수용성 셀룰로스 에테르에서 알킬 치환 정도는 일반적으로 DS, 즉 무수 글루코스(anhydroglucose) 단위당 치환된 OH의 평균 수로 기술될 수 있다. 또한 히드록시알킬의 치환은 MS로 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 수용성 셀룰로스 에테르의 치환도(DS)는 0.4 내지 1.0, 더 바람직하게는 0.6 내지 0.8 일 수 있다. 상기 범위 내에서 수용성 셀룰로스 에테르의 응집이 감소하며, 기계적인 물성이 증가하여 바람직하다.

상기 수용성 셀룰로스 에테르는 브룩필드 RVT 점도계로 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 10,000 내지 30,000 mPa·S, 더 바람직하게는 18,000 내지 24,000 mPa·S일 수 있다. 점도가 10,000 mPa·S 미만인 경우 모르타르 조성물의 점도가 지나치게 저하되어 작업성이 크게 떨어지고, 보습성이 저하하여 시공 후 강도 저하가 발생할 수 있으며, 30,000 mPa·S 초과인 경우 모르타르 조성물의 점도가 크게 증가하여 균일한 작업이 불가능해지고, 타설 전 모르타르 조성물의 균일한 혼합이 어려워 강도 저하의 원인이 될 수 있다.

또한 상기 수용성 셀룰로스 에테르는 70 US mesh(0.212㎜)의 거름체(sieve)로 통과 시 최대 5 중량% 통과할 정도의 입경을 가질 수 있다. 다만, 상기 입경은 수용성 셀룰로스 에테르 또는 모르타르 조성물의 제조 조건에 따라 자유롭게 조절할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 수용성 셀룰로스 에테르는 당업계에서 공지된 일반적 방법으로 제조할 수 있다. 전형적으로, 제조방법은 셀룰로스를, 예를 들어 알칼리 금속 수산화물로 처리하여 활성화하고, 활성화된 셀룰로스를 에테르화제(들)와 반응시켜 얻어진 셀룰로스 에테르를 물 또는 다른 세척액, 예컨대 이소프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤 또는 브라인(brine)으로 세척하여 부산물을 제거하는 단계를 포함한다. 세척 단계 후에, 그래뉼, 럼프 및/또는 페이스트 형태일 수 있는 셀룰로스 에테르를 일반적 방법, 예를 들어 원심분리에 의해 세척액에서 분리하며, 전형적으로 젖은 셀룰로스 에테르의 전체 중량에 대하여 30 내지 60%의 수분 함량을 갖는다. 이후, 젖은 셀룰로스 에테르를 건조 및 분쇄하고, 이것은 통상적으로 건식 분쇄라 지칭되는 단일 공정 단계로 동시에 수행할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 수용성 셀룰로스 에테르는 건조 분말(입자) 표면에 하나 이상의 표면처리제가 코팅될 수 있다. 상기 표면처리제는 수용성 셀룰로스 에테르의 친수성을 낮추어 분산성을 높여주기 위한 것이다.

이를 상세히 설명하면, 수용성 셀룰로스 에테르 입자가 물과 닿을 경우, 상기 수용성 셀룰로스 에테르 입자 표면부터 수화가 진행되어 물과 입자 계면의 점도가 급격히 상승하게 된다. 이로 인해 물-입자 계면과 다른 부분과의 점도 차이가 발생하게 되며, 결국 수용성 셀룰로스 에테르 입자의 균일한 혼합이 지연되여 재료분리 현상이 나타나고, 강도가 균일하게 발현되지 못하게 된다.

본 발명에 따른 표면처리제는 상기 수용성 셀룰로스 에테르 입자 표면의 에테르기를 가교시킴으로써 입자의 친수성을 낮추고, 결과적으로 물 내부에서 수용성 셀룰로스 에테르 입자의 유동성을 높여 하지 저항성을 낮추고 조성물의 유동성 및 보수성 등을 개선할 수 있다.

상기 표면처리제의 일예로는 포름알데히드, 아세트알데히드, 글리옥살, 메틸글리옥살 및 페닐글리옥살 등이 있으며, 바람직하게는 글리옥살을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 상기 표면처리제의 적용방법은 제한하지 않으며, 일예로 상기 표면처리제를 메탄올이나 에탄올 같은 용매에 투입하여 용액 형태로 제조한 후, 이를 셀룰로스 입자에 스프레이 분사하고 건조하여 적용할 수 있다.

상기 표면처리제는 상기 수용성 셀룰로스 에테르 전체 100 중량% 대비 5 내지 20 중량%, 더 바람직하게는 8 내지 15 중량% 범위에서 적용하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만 적용하는 경우 상기 수용성 셀룰로스 에테르의 용해시간 증가로 인해 균일하게 혼합되지 못하여 강도 저하가 발생할 수 있으며, 20 중량% 초과인 경우 에테르기의 과도한 가교로 인해 수용성 셀룰로스 에테르의 첨가 효율성이 떨어질 수 있다.

본 발명에서 상기 수용성 셀룰로스 에테르는 전체 모르타르 첨가제 조성물 100 중량% 중 40 내지 80 중량% 첨가할 수 있다. 40 중량% 미만 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 보습력이 떨어져 경화 후 갈라짐 등이 발생할 수 있으며, 80 중량% 초과 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 점도 증가로 인해 작업성이 떨어질 수 있다.

b) 히드록시 프로필 개질 전분

본 발명에 따른 히드록시 프로필 개질 전분은 상기 수용성 셀룰로스 에테르와 마찬가지로 모르타르 조성물의 점성을 향상시켜 분해되는 것을 방지하기 위해 첨가하는 것으로, 셀룰로스 에테르 중 일부로 포함되는 것일 수 있다.

본 발명에서 따른 히드록시 프로필 개질 전분은 히드록시 알킬 개질 전분 중 하나로서, 주쇄에 상기 히드록시 프로필 이외에도 히드록시 메틸, 히드록시 에틸, 히드록시프로필히드록시에틸 등을 포함하는 히드록시 알킬 개질 전분을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 히드록시 알킬 개질 전분 외에도 상기 점증제로 사용 가능한 개질 전분 에테르의 예를 들면 카복시알킬 개질 전분(예: 카복시메틸 개질 전분), 카복시알킬하이드록시알킬 개질 전분(예: 카복시메틸하이드록시에틸 개질 전분 및 카복시메틸-하이드록시프로필 개질 전분), 설포알킬 개질 전분(예: 설포에틸 개질 전분 및 설포프로필 개질 전분), 카복시알킬설포알킬 개질 전분(예: 카복시메틸설포에틸 개질 전분 및 카복시메틸설포프로필 개질 전분), 하이드록시알킬설포알킬 개질 전분(예: 하이드록시에틸설포에틸 개질 전분, 하이드록시프로필설포에틸 개질 전분 및 하이드록시에틸하이드록시프로필설포에틸 개질 전분), 알킬하이드록시알킬설포알킬 개질 전분(예: 메틸하이드록시에틸설포에틸 개질 전분, 메틸하이드록시프로필설포에틸 개질 전분 및 메틸하이드록시에틸하이드록시프로필설포에틸 개질 전분), 알킬 개질 전분(예: 메틸 개질 전분 및 에틸 개질 전분), 2성분(binary) 또는 3성분 알킬하이드록시알킬 개질 전분(예: 하이드록시에틸메틸 개질 전분, 에틸하이드록시에틸 개질 전분, 하이드록시프로필메틸 개질 전분, 에틸하이드록시프로필 개질 전분, 에틸메틸하이드록시에틸 개질 전분 및 에틸메틸하이드록시프로필 개질 전분), 알케닐 개질 전분 및 이온성과 비이온성 알케닐 개질 전분 혼합 에테르(예: 알릴 개질 전분, 알릴메틸 개질 전분, 알릴에틸 개질 전분 및 카복시-메틸알릴 개질 전분)), 디알킬아미노알킬 개질 전분(예: N,N-디메틸아미노에틸 개질 전분 및 N,N-디에틸아미노에틸 개질 전분), 디알킬아미노알킬하이드록시알킬 개질 전분(예: N,N-디메틸아미노에틸하이드록시에틸 개질 전분 및 N,N-디메틸아미노에틸하이드록시프로필 개질 전분), 아릴-, 아릴알킬- 및 아릴하이드록시알킬 개질 전분(예: 벤질 개질 전분, 메틸벤질 개질 전분 및 벤질하이드록시에틸 개질 전분) 및 그의 염(예: 소듐 카복시메틸 개질 전분 에테르) 및 상기한 개질 전분 에테르와 소수성으로 개질된 글리시딜 에테르의 반응 생성물(이것은 C3 내지 C15 탄소원자를 갖는 알킬 잔기 또는 C7 내지 C15 탄소원자를 갖는 아릴알킬 잔기를 갖는다)로 구성되는 군에서 선택된다.

본 발명에서 히드록시 프로필 개질 전분은 주쇄에 카르복시메틸기를 더 치환할 수 있다(카복시메틸-하이드록시프로필 개질 전분). 이 경우 벽플라스터나 스프레이몰탈 용도로 사용 시 증점성과 보수성을 더 높일 수 있어 바람직하다. 특히 작업 초기 또는 약알킬리성(pH 9 내지 13)에서 모르타르 조성물의 농도를 일정 범위로 유지시켜 작업성을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 히드록시 프로필 개질 전분의 치환도(DS)는 0.4 내지 1.0, 더 상세하게는 0.6 내지 0.8일 수 있다. 상기 범위 내에서 모르타르 조성물의 증점성과 보수성이 높으며, 기계적인 물성이 증가하여 바람직하다.

본 발명에 따른 히드록시 프로필 개질 전분은 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 1,000 내지 10,000 mPa·S, 더 바람직하게는 2,000 내지 4,000 mPa·S이다. 점도가 1,000 mPa·S 미만인 경우 원하는 모르타르 조성물의 증점성과 보수성을 얻을 수 없으며, 10,000 mPa·S 초과인 경우 모르타르 조성물의 과도한 점성, 하지 저항성 증가로 오히려 작업성이 떨어질 수 있다.

또한 본 발명에 따른 히드록시 프로필 개질 전분은 한정하는 것은 아니나, ISO 1666으로 측정한 함수량이 5 내지 9%일 수 있으며, 밀도는 600 내지 700 g/ℓ일 수 있다. 또한 50 US mesh(0.300㎜)의 거름체(sieve)로 통과 시 1% 미만 통과할 정도의 입경을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 히드록시 프로필 개질 전분은 전체 모르타르 첨가제 조성물 100 중량% 중 1 내지 10 중량% 첨가할 수 있다. 1 중량% 미만 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 보습력, 증점성이 떨어져 바름성이 크게 떨어질 수 있으며, 10 중량% 초과 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 점도 증가로 인해 시공 후 부착강도가 떨어질 수 있다.

c) 점도유지제

본 발명에서 점도유지제는 모르타르 조성물의 유동성 및 보수성을 개선하기 위하여 첨가하는 것으로, 더 상세하게는 셀룰로스 첨가에 따른 점도 증가를 보완하고, 보습성을 강화하기 위한 것이다.

본 발명에서 점도유지제는 제조방법을 한정하지 않으며, 일예로 전분용액에 산화제를 첨가하여 전분을 산화시킨 후, 에스테르화제를 첨가하여 산화된 전분을 추가적으로 변성시키고, 이를 건조하여 제조할 수 있다.

본 발명에서 점도유지제의 예를 들면, 글루콘산, 글루코헵톤산, 아라본산, 말산 또는 시트르산과 같은 옥시카르복실산 및 이들의 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 암모늄 및 트리에탄올아민의 무기 또는 유기 염; 당류, 예를 들면, 포도당, 과당, 갈락토스, 사카로스, 크실로오스, 아피오스, 리보스와 같은 단당류 및 이성화 당류, 또는 이당류 및 삼당류와 같은 올리고당, 또는 덱스트린과 같은 올리고당, 또는 덱스트란과 같은 다당류, 또는 그들을 포함하는 당밀; 솔비톨과 같은 당 알코올; 마그네슘 실리코플루오리드; 인산 및 그의 염 또는 붕산염; 아미노카르복실산 및 그의 염; 알칼리-용출 단백질; 품산(fumic acid); 탄닌산; 페놀; 글리세롤과 같은 다가 알코올; 및 아미노트리(메틸렌포스폰산), 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산)과 같은 포스폰산 및 그들의 유도체 및 그들의 알칼리 금속염 및 알칼리 토금속염;에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는 올리고덱스트린, 가장 바람직하게는 솔비톨로 환원된 올리고당을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 점도유지제는 일반 스핀들로 20℃, 30 rpm, 70 중량% 농도 조건에서 점도가 100 내지 3,000 cps, 더 바람직하게는 900 내지 1,500 cps일 수 있다. 점도가 100 cps 미만인 경우 모르타르 조성물의 점성이 너무 떨어져 작업성이 저하될 수 있으며, 3,000 cps 초과인 경우 작업성 저하와 함께 보습성에 문제가 발생할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 점도유지제는 중량평균분자량이 500 내지 10,000일 수 있으며, 더 바람직하게는 800 내지 2,500일 수 있다. 상기 범위 내에서 모르타르 조성물의 점성을 유지할 수 있으며, 우수한 작업성 및 보습성을 확보할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 점도유지제는 10% 농도에서 측정 시 pH가 5 내지 7일 수 있다

본 발명에 따른 점도유지제는 전체 모르타르 첨가제 조성물 100 중량% 중 1 내지 10 중량% 첨가할 수 있다. 1 중량% 미만 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 보습력이 떨어져 작업성이 크게 저하될 수 있으며, 10 중량% 초과 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 점도 감소로 인해 작업성이 떨어질 수 있다.

d) 옥수수전분

본 발명에서 상기 옥수수전분은 상기 수용성 셀룰로스 에테르 또는 상기 하이드록시프로필 셀룰로스의 주 첨가 목적인 증점성을 보강하기 위한 것으로, 더 상세하게는 개질 옥수수전분을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 개질 옥수수전분은 제조방법을 한정하지 않으며, 일예로 전분 호화액을 먼저 제조한 후, 모노클로로 아세트산 나트륨, 디클로로 아세트산 나트륨, 트리클로로 아세트산 나트륨, 모노클로로 아세트산, 디클로로 아세트산, 트리클로로 아세트산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 카르복시알킬화제 등으로 에테르화 반응을 진행하고, 에피클로로히드린, 포름알데히드, 포스포러스 옥시클로라이드, 소디윰 트리메타포스페이트 등의 가교제로 가교반응을 진행하여 증점 효과를 증진시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 옥수수전분은 25℃, 2 중량% 농도 조건에서 측정 시 pH 범위가 4.0 내지 8.0, 더 바람직하게는 5 내지 7일 수 있다. 상기 범위에서 모르타르 조성물의 점도 변화가 없어 일정한 하지 저항성을 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 옥수수전분은 전체 모르타르 첨가제 조성물 100 중량% 중 5 내지 30 중량% 첨가할 수 있다. 5 중량% 미만 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 보습력이 떨어져 작업 후 수축, 균열이 발생할 수 있으며, 30 중량% 초과 첨가하는 경우 모르타르 조성물의 점도 증가로 인해 모르타르가 흙손에 달라붙거나 작업 중 재반죽 시간이 길어질 수 있다.

e) 혼합 전분

본 발명에서 상기 혼합 전분은 제조되는 모르타르 조성물의 유동성 및 작업성을 높이기 위해 첨가하는 것으로, 하이드록시프로필 개질 전분 및 카르복시메틸개질 전분의 혼합물로 이루어질 수 있다.

상기 혼합 전분 중 하이드록시프로필 개질 전분은 제조되는 조성물의 슬립성을 증대시키고, 모르타르 조성물 표면에 타일 등을 부착할 경우 타일과 조성물 간의 부착력, 접착력 등을 증대시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 하이드록시프로필 개질 전분은 제조방법 등을 한정하는 것은 아니며, 일예로 Klemm D. 등, Comprehensive Cellulose Chemistry Vol. 2, 1998, Whiley-VCH, Weinheim, New York, 특히 chapter 4.4, Esterification of Cellulose ISBN 3-527-29489-9 등에 기재된 전분의 에스테르화 방법을 적용할 수 있다.

본 발명에서 상기 하이드록시프로필 개질 전분의 치환도(DS)는 본 발명에서 한정하지 않으나 0.2 내지 0.8, 바람직하게는 0.4 내지 0.6일 수 있다. 상기 범위에서 하이드록시프로필 개질 전분의 첨가 목적인 슬립성 및 부착력 증대 효과가 발현될 수 있다.

본 발명에서 상기 카르복시메틸 개질 전분은 전분 주쇄를 구성하는 포도당의 수산기에 카르복시메틸기가 에테르결합한 것으로, 첨가 시 모르타르 조성물의 유동성 및 바름성, 부착성 등을 개선하는 역할을 수행한다.

본 발명에서 상기 카르복시메틸 개질 전분은 찰옥수수 전분을 원료로 제조되는 것으로, 제조방법을 한정하는 것은 아니나 주로 건식 기체상 반응법 또는 습식 현탁액 제조방법 등을 적용할 수 있다.

본 발명에서 상기 카르복시메틸 개질 전분의 치환도(DS)는 본 발명에서 한정하지 않으나 0.2 내지 0.8, 바람직하게는 0.4 내지 0.6일 수 있다. 상기 범위에서 카르복시메틸 개질 전분의 첨가 목적인 유동성 및 바름성, 부착성 증대 효과가 발현될 수 있다.

본 발명에서 상기 히드록시프로필 개질 전분과 카르복시메틸 개질 전분의 혼합비율은 본 발명에서 제한하지 않으나 히드록시프로필 개질 전분 20 내지 80 중량% 및 카르복시메틸 개질 전분 20 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 히드록시프로필 개질 전분 45 내지 55 중량% 및 카르복시메틸 개질 전분 45 내지 55 중량% 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 첨가제 조성물에 시멘트, 물, 일반첨가제 등을 포함하는 견출용 모르타르 조성물을 제공한다.

본 발명에서 상기 시멘트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 포틀랜드 시멘트, 구체적으로 CEM Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 및 Ⅴ 타입 또는 알루미나 시멘트(알루미네이트 시멘트) 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 시멘트는 상기 모르타르 조성물 100 중량% 중 40 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 55 내지 70 중량% 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 물은 종류에 한정하지 않으나, 불순물이 없고 깨끗하게 정제된 물을 사용하는 것이 좋다. 또한 물과 결합재(시멘트 및 슬래그 등의 분체(W/B))는 설계기준강도 및 배합강도와 같은 콘크리트의 강도와 내구성 등을 결정하는 수치로서, W/B가 30 내지 35 중량%가 되도록 하는 것이 건조수축, 재료 분리 등이 일어나지 않는 조건으로 바람직하다.

본 발명에 따른 모르타르 첨가제 조성물은 전체 모르타르 조성물 100 중량% 중 0.05 내지 1.0 중량%, 더 바람직하게는 0.3 내지 0.4 중량% 포함할 수 있다. 0.05 중량% 미만 첨가되는 경우 본 발명에 따른 모르타르 첨가제 조성물 첨가효과가 발현되지 않으며, 1.0 중량% 초과 첨가되는 경우 하지 저항성, 보수성, 접착성 등이 오히려 불량해질 수 있다.

본 발명에 따른 모르타르 조성물은 시공 목적에 따라 하나 이상의 충전제를 더 포함할 수 있다. 상기 충전제는 작업 대상, 형태 등에 따라 입자의 종류, 입자 크기, 첨가량 등을 자유롭게 변경할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 충전제는 시멘트의 입경과 동일 또는 상이한 크기의 입경을 가지는 골재(aggregate material)를 포함할 수 있으며, 일예로 규사, 돌로마이트, 석회석, 펄라이트, 발포 폴리스티렌, 중공 유리구, 고무 크럼(crumb), 플라이 애쉬 및 이들의 조합에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.

본 발명에서 상기 충전제는 시멘트를 대체하여 첨가될 수 있으며, 이때 첨가량은 상기 모르타르 조성물 100 중량% 중 5 내지 30 중량%, 더 바람직하게는 10 내지 20 중량% 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 모르타르 조성물은 당업계에 공지되어 있는 하나 이상의 모르타르용 일반 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 일예로는 유기 또는 무기 증점제 및/또는 2차 보수제, 새깅(sagging)방지제, 공기연행제, 공기응착제, 습윤제, 소포제, 유동화제, 분산제, 칼슘 착화제, 응결지완제, 촉진제, 방수제, 바이오폴리머 및 섬유 등을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 첨가제는 상기 시멘트를 대체하여 첨가할 수 있으며, 상기 모르타르 조성물 100 중량% 중 0.001 내지 0.1 중량% 더 바람직하게는 0.03 내지 0.06 중량% 포함할 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예와 비교예는 본 발명의 일예를 상세히 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 또는 비교예에 제한되는 것은 아니다.

하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.

(모르타르 흐름도)

DIN 18555에 준하여 흐름성 측정장치(전동식 모르타르 흐름시험기, 흥진정밀)를 이용하여 측정하였다.

(타일 처짐 저항성)

타일 처짐 저항성은 ISO 13007(EN 12004), Ceramic tiles - Grouts and adhesives )에 준하여 측정하였다.

(작업성)

제조된 시료를 대상으로 현직 미장공 20명을 대상으로 관능검사를 실시하였다. 관능검사 항목은 시료의 바름성, 타일의 부착성, 시공 후 외관, 전체적인 선호도이며, 5점 척도법에 따라 5점을 만점으로 하여 점수를 기록한 후, 이들의 평균값을 구하여 기록하였다. 이때 피시공체 및 타일은 ISO 13007에 의거하였으며, 시공 후 외관은 시공 후 7일 방치하여 비교하였다.

(실시예 1)

수용성 셀룰로스 에테르로 메틸 히드록시 에틸 셀룰로스(Combizell LH20MR, ASHLAND) 67 중량%, 히드록시프로필기와 카르복시메틸기가 치환된 개질 전분(Casucol 301, AVEBE) 5 중량%, 일반 스핀들로 20℃, 30 rpm, 70 중량% 농도 조건에서의 평균 점도가 1,200 cps인 점도유지제(다당류, 10% 용해 시 pH : 6.0) 5 중량%, 옥수수전분(삼양 제넥스) 18 중량% 및 혼합 전분 5 중량%를 모르타르 첨가제 조성물로 준비하였다.

이와는 별개로 물 300g에 시멘트(한일시멘트 1종)을 천천히 부어 모르타르 조성물을 제조하되, 물기가 완전히 사라질 때까지 붓고 무게를 측정하여 총 697g의 시멘트를 투입하였다. 그리고 상기 모르타르 첨가제 조성물 3g을 투입하여 혼합한 후, 15분간 에이징하여 모르타르 조성물을 완성하였다. 환성된 모르타르 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 1)

수용성 셀룰로스 에테르로 브룩필드 점도계로 측정 시 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 5,000 mPa·S인 것을 사용하였으며, 이외에는 실시예 1과 동일한 조건 및 제조방법으로 모르타르 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 2)

수용성 셀룰로스 에테르로 브룩필드 점도계로 측정 시 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 40,000 mPa·S인 것을 사용하였으며, 이외에는 실시예 1과 동일한 조건 및 제조방법으로 모르타르 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 3)

하이드록시프로필 개질 전분으로 브룩필드 점도계로 측정 시 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 500 mPa·S인 것을 사용하였으며, 이외에는 실시예 1과 동일한 조건 및 제조방법으로 모르타르 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 4)

하이드록시프로필 개질 전분으로 브룩필드 점도계로 측정 시 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 15,000 mPa·S인 것을 사용하였으며, 이외에는 실시예 1과 동일한 조건 및 제조방법으로 모르타르 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 5)

점도유지제로 브룩필드 점도계로 측정 시 일반 스핀들로 20℃, 30 rpm, 70 중량% 농도 조건에서 점도가 50 cps인 것을 사용하였으며, 이외에는 실시예 1과 동일한 조건 및 제조방법으로 모르타르 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 6)

점도유지제로 브룩필드 점도계로 측정 시 일반 스핀들로 20℃, 30 rpm, 70 중량% 농도 조건에서 점도가 4,000 cps인 것을 사용하였으며, 이외에는 실시예 1과 동일한 조건 및 제조방법으로 모르타르 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

(비교예 7)

상기 수용성 셀룰로스 에테르로 메틸 히드록시 에틸 셀룰로스(Combizell LH20M, ASHLAND)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건 및 제조방법으로 모르타르 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.

[표 1]

상기와 같이 본 발명에 따른 모르타르 조성물은 흐름도, 타일 처짐 저항성 측면에서 우수한 특성을 가지며, 작업성에서도 비교예에 비해 높은 관능점수를 획득하였다.

이에 반해 비교예의 경우 수용성 셀룰로스 에테르, 하이드록시프로필 개질 전분, 점도유지제 등의 점도가 변화함에 따라 제조되는 모르타르 조성물의 흐름도, 타일 처짐 저항성이 크게 변화하였으며, 유동성이 너무 높거나(비교예 1, 4, 6), 너무 낮아(비교예 2, 3, 5), 작업성이 떨어져 결과적으로 선호도가 하락함을 확인할 수 있었다. 또한 수용성 셀룰로스 에테르에 계면활성제 코팅을 하지 않은 경우, 셀룰로스 에테르가 뭉쳐 혼합이 제대로 일어나지 않았으며, 이로 인해 모르타르의 작업성이 크게 떨어지는 것을 확인하였다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

a) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 2 중량% 농도 조건에서 점도가 10,000 내지 30,000 mPa·S이고, 입자 표면에 포름알데히드, 아세트알데히드, 글리옥살, 메틸글리옥살 및 페닐글리옥살에서 선택되는 하나 이상의 표면처리제로 코팅된 것인 수용성 셀룰로스 에테르;
b) 브룩필드 점도계로 20 rpm, 20℃, 4 중량% 농도 조건에서 점도가 1,000 내지 10,000 mPa·S인 히드록시프로필 개질 전분;
c) 70 중량% 농도 조건에서 점도가 100 내지 3,000 cps인 점도유지제;
d) 옥수수 전분; 및
e) 혼합 전분;
을 포함하는 모르타르 첨가제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 수용성 셀룰로스 에테르는 메틸히드록시에틸셀룰로스, 메틸히드록시프로필셀룰로스 또는 이들의 혼합물인 모르타르 첨가제 조성물.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 히드록시프로필 개질 전분은 카르복시메틸기를 더 치환한 것인 모르타르 첨가제 조성물.
제 4항에 있어서,
상기 히드록시프로필 개질 전분의 치환도는 0.4 내지 1.0인 모르타르 첨가제 조성물
제 1항에 있어서,
상기 점도유지제는 올리고덱스트린이며, 중량평균분자량이 500 내지 20,000인 모르타르 첨가제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 옥수수 전분은 25℃, 2 중량% 농도 조건에서 측정 시 pH 범위가 4.0 내지 8.0인 모르타르 첨가제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 혼합 전분은 히드록시 프로필 메틸 개질 전분, 카르복시메틸 개질 전분 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 모르타르 첨가제 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 조성물은 수용성 셀룰로스 에테르 40 내지 80 중량%, 히드록시프로필 개질 전분 1 내지 10 중량%, 점도유지제 1 내지 10 중량%, 옥수수 전분 5 내지 30 중량% 및 혼합 전분 1 내지 10 중량%로 혼합된 것인 모르타르 첨가제 조성물.
제 1항, 제 2항 및 제 4항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 견출 및 미장용 모르타르 조성물.