KR101783943B1 - 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents
친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 대한 것으로, 그 목적은 조성물 자체에 물이 조성되어 시공 후 콘크리트의 함수율과 관련된 들뜸 및 박리 현상이 발생하지 않고, 무용제형으로 냄새가 없으며, 바탕면과의 접착력이 우수하면서 높은 압축강도를 가진 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물과 이 조성물을 이용하여 면처리 및 다짐 작업을 통해 들뜸이 생기지 않도록 바탕면과 일체화 시키는 시공방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 다관능 알콜기를 가진 천연 수지, 사슬연장제, 가소제, 물, 유화제, 안료, 항균·항곰팡이제로 이루어진 주제부 100 중량부 기준, 2개 이상의 이소시아네이트(-NCO)기를 지닌 경화제로 이루어진 경화제부 89 ~ 99 중량부; 및 수경성 시멘트, 골재, 발포억제제로 이루어진 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부;로 조성된 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물과 이를 이용한 시공방법을 발명의 특징으로 한다.
본 발명의 구성은 다관능 알콜기를 가진 천연 수지, 사슬연장제, 가소제, 물, 유화제, 안료, 항균·항곰팡이제로 이루어진 주제부 100 중량부 기준, 2개 이상의 이소시아네이트(-NCO)기를 지닌 경화제로 이루어진 경화제부 89 ~ 99 중량부; 및 수경성 시멘트, 골재, 발포억제제로 이루어진 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부;로 조성된 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물과 이를 이용한 시공방법을 발명의 특징으로 한다.
Description
본 발명은 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 자세하게는 인체에 유해한 유기 용제를 사용하지 않아 냄새가 적고, 콘크리트와 동질의 재료인 무기질 재료를 사용함에 따라 바탕면(콘크리트)에서의 들뜸 현상이 발생되지 않는 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.
최근 토목·건축 분야에서 콘크리트 건축물의 바닥 마감재로 유기질계, 무기질계, 유무기 혼합계 등이 사용되고 있다.
유기질계의 대표적인 바닥 마감재는 에폭시 바닥재, 우레탄 바닥재, 아크릭 바닥재 등이 사용되고 있다.
상기 에폭시 바닥재는 콘크리트의 3~5배의 높은 압축강도를 가지고 있어, 고하중을 요하는 공장바닥, 지하 주차장 등에 많이 사용되고 있다. 하지만 상기 에폭시 바닥재는 대부분 환경 규제 물질인 비스페놀 A 수지를 사용하고, 경화제로 지방족 아민, 지환족 아민, 방향족 아민을 사용하여 강한 냄새를 가지고 있어 반드시 개방된 작업 공간을 확보해야 하며, 공사시 주민들로부터 민원이 발생하는 경우가 많다. 또한 자외선에 의한 황변 현상이 심하며, 경화 시간이 2~3일이나 소요되어 공기 단축에 어려움이 있다.
상기 우레탄 바닥재는 탄성을 가지고 있고 크랙 추종성이 우수하여 아파트 지하주차장의 층간 방수 역할과 더불어 바닥 마감재로 사용되어 왔다. 하지만 우레탄 바닥재는 압축강도가 약해 고하중을 요하는 바닥면에는 적용하는데 어려움이 있다는 단점이 있다.
상기 아크릭 바닥재는 빠른 건조 속도와 비교적 저렴한 자재 단가로 오래전부터 많이 사용되어 왔다. 하지만 아크릭 바닥재는 내마모성이 약하고 재도장이 어려워 최근에는 대규모 현장의 바닥 마감재로 적용하는데 어려움이 있다는 단점이 있다.
무기질계의 대표적인 바닥 마감재는 용제 종류에 따라 크게 2가지로 나뉘어 진다. 하나는 시멘트 파우더에 물을 용제로 혼합하여 사용하는 것이고, 다른 하나는 시멘트 파우더에 수용성 아크릭 수지를 용제로 혼합하여 사용하는 것이다.
상기 무기질 바닥 마감재는 유기질계 바닥 마감재와는 달리 콘크리트와 가장 유사한 재료로 구성되어 있어, 동질의 재료인 바탕면(콘크리트)과 열팽창계수가 가장 유사해 도막의 들뜸 및 크랙 발생에 이점이 있다. 하지만 상기와 같은 무기질 바닥 마감재는 낮은 압축강도와 휨강도로 인해 고하중을 요하는 바닥면에 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
유무기 혼합계 바닥 마감재는 최근 불연바닥재로 각광을 받고 있으나, 용제의 다량 사용으로 후도막 형성이 어렵고 냄새가 독해 밀폐된 작업 공간의 적용하기 어렵다는 단점이 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이 현재 사용되고 바닥 마감재는 재료의 특성 뿐 아니라, 환경적인 면에서도 많은 문제점을 내포하고 있어 냄새가 적으면서 압축강도, 휨강도 등이 우수한 친환경 바닥 마감재의 개발이 필요되며, 이러한 물성을 구현하기 위한 친환경 바닥 마감재의 시공 방법이 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 조성물 자체에 물이 조성되어 시공 후 콘크리트의 함수율과 관련된 들뜸 및 박리 현상이 발생하지 않고, 무용제형으로 냄새가 없으며, 바탕면과의 접착력이 우수하면서 높은 압축강도를 가진 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 가지고 면처리 및 다짐 작업을 통해 들뜸이 생기지 않도록 바탕면과 일체화 시키는 시공 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 다관능 알콜기를 가진 천연 수지, 사슬연장제, 가소제, 물, 유화제, 안료, 항균·항곰팡이제로 이루어진 주제부 100 중량부 기준; 2개 이상의 이소시아네이트(-NCO)기를 지닌 경화제로 이루어진 경화제부 89 ~ 99 중량부; 및 수경성 시멘트, 골재, 발포억제제로 이루어진 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부로 조성된 것을 특징으로 하는 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 주제부는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 35 ~ 55 wt%, 사슬연장제 1 ~ 10 wt%, 가소제 10 ~ 30 wt%, 물 26 ~ 35 wt%, 유화제 0.1 ~ 3 wt%, 안료 6 ~ 16 wt%, 항균·항곰팡이제 0.5 ~ 3 wt%로 조성될 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 경화제부는 이소시아네이트기(-NCO)를 2개 이상 지닌 toluene-di-isocyanate(TDI), monomeric methylene-di-phenyl-isocyanate (MMDI), polymeric methylene-di-phenyl-isocyanate(PMDI), hexa-methylene-di- phenyl-isocyanate(HMDI)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 30 ~ 45 wt%, 골재 50 ~ 65 wt%, 발포억제제 1 ~ 7 wt%로 조성될 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 천연 수지는 rapeseed oil, castor oil, soyabean oil, palm kernel oil중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하여 합성한 다관능 알콜 수지일 수 있다.
바람직한 실시예로, 사슬연장제는 중량평균분자량 250 ~ 1500으로 분자 구조의 양 말단에 활성수소관능기를 4 개 가지고 있는 폴리올일 수 있다.
또한 본 발명은 다른 실시양태로, 콘크리트 표면에 숏 블라스트 처리하여 레이턴스를 제거하고 요철을 형성하는 표면 조도 형성 단계와;
이후 요철이 형성된 콘크리트 표면을 쌍발기 다이아몬드 연삭기로 연삭하는 단계와;
이후 저취용 무용제형 에폭시 하도 또는 수용성 에폭시 하도를 도장하는 프라이머 도장 단계와;
이후 상기 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 콘크리트 표면에 도포한 다음 규사를 살포 후 휘니셔로 다져 콘크리트 바닥면과의 접착력 및 바닥재의 압축강도를 높이는 다짐 단계와;
이후 상기 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 콘크리트 표면에 도포 후 스파이크 롤러로 진행하여 균일한 외관을 형성하는 본 도장 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 이용한 시공방법을 제공함으로써 달성된다.
바람직한 실시예로, 상기 다짐단계에서 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물은 콘크리트 표면에 1.5 ~ 2 ㎜ 도포하고, 규사는 1 ~ 1.5 ㎏/㎡ 살포할 수 있다.
바람직한 실시예로, 상기 본 도장단계에서 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물은 콘크리트 표면에 2 ~ 3.5 ㎜ 도포하고, 스파이크 롤러는 3 ~ 7회 진행할 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물은 물을 포함하는 폴리우레탄 바닥재를 포함하고 있어서 콘크리트의 함수율과 관련된 들뜸이나 박리와 같은 하자가 없고, 인체에 유해한 유기 용제를 사용하지 않아 냄새가 적고, 콘크리트와 동질의 재료인 무기질 재료를 사용함에 따라 바탕면(콘크리트)에서의 들뜸 현상이 없는 조성물이라는 장점과,
또한, 바닥재의 표면이 젖은 상태에서도 콘크리트와 같이 미끄럼 저항성이 높아 미끄럽지 않으며, 강한 우레탄 결합으로 인해 내충격성, 크랙저항성이 우수하다는 장점과,
또한 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 특수 면처리 장비를 이용한 콘크리트 바탕면처리 기술과 휘니셔(기계미장)와 스파이크 롤러를 이용한 바닥재 시공 기술을 포함하는 시공 방법을 통해 바닥재의 가장 큰 하자 요인인 들뜸 현상을 방지하고, 기포나 핀홀이 없는 균일한 외관을 형성시킬 수 있다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 이용한 바닥 마감재의 시공 단계를 보인 작업공정도이고,
도 2는 종래 일반적인 면처리(연삭 작업)로 바탕면(콘크리트 면)을 위에서 바라본 형상을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 면처리된 요철이 형성된 바탕면(콘크리트 면)을 보인 평면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 면처리된 요철이 형성된 바탕면(콘크리트 면)을 보인 측단면도이다.
도 2는 종래 일반적인 면처리(연삭 작업)로 바탕면(콘크리트 면)을 위에서 바라본 형상을 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 면처리된 요철이 형성된 바탕면(콘크리트 면)을 보인 평면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 면처리된 요철이 형성된 바탕면(콘크리트 면)을 보인 측단면도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물은 크게 bio-based 폴리올과 물을 포함하는 주제부와; 인장강도가 우수하고 포틀랜드 시멘트와의 상용성이 우수한 경화제부; 및 콘크리트와 유사한 무기질 재료인 시멘트 몰탈부;의 3가지 성분으로 이루어진다.
이때 혼합 비율은 주제부 100 중량부 기준, 경화제부 89 ~ 99 중량부, 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 주제부 100 중량부 기준 경화제부가 89 중량부 보다 적을 경우 우레탄 결합이 적어서 도막의 인장강도가 낮아지며, 경화제부가 99 중량부 보다 많을 경우 남은 이소시아네이트와 주제부의 물이 반응하여 도막 발포 현상이 발생하기 때문이다.
또 다른 이유는 주제부 100 중량부 기준 시멘트 몰탈부가 404 중량부 보다 적을 경우 주제부의 물과 반응하는 시멘트 몰탈부의 시멘트양이 적어 도막의 압축, 휨 강도가 낮아지며, 시멘트 몰탈부가 484 중량부보다 많을 경우 도료의 점도가 높아져 작업성이 저하되어 외관이 불량해지기 때문이다.
구체적으로 주제부는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 35 ~ 55 wt%, 사슬연장제 1 ~ 10 wt%, 가소제 10 ~ 30 wt%, 물 26 ~ 35 wt%, 유화제 0.1 ~ 3 wt%, 안료 6 ~ 16 wt%, 항균·항곰팡이제 0.5 ~ 3 wt% 의 혼합물로 구성된다.
상기 천연 수지는 rapeseed oil(유채유), castor oil(피마자유), soyabean oil(대두유), palm kernel oil(팜핵유)중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하여 합성한 다관능 알콜 수지로, 주제부 100 wt%에 대하여 35 ~ 55 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 35 wt% 보다 적을 경우 수지함유량이 적어 경화제부와 반응되는 우레탄 결합이 낮아져 압축 강도 및 초기 경도가 낮아지며, 55 wt% 보다 많을 경우 과반응으로 인하여 도막 부풀음이 발생하여 바탕면과의 접착력이 낮아지기 때문이다.
상기 사슬연장제는 중량평균분자량 250 ~ 1500으로 분자 구조의 양 말단에 활성수소관능기를 4개 가지고 있는 폴리올로, 1 ~ 10 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 1 wt% 보다 적을 경우 가교 결합이 약해져 기계적 물성(압축강도, 휨강도 등)가 낮아지며, 10 wt% 보다 많을 경우 도막이 부서지기(brittle) 쉬워져서 크랙이 발생하기 때문이다.
상기 가소제는 6대 프탈레이트계 가소제인 DEHP, DINP, DIDP, DBP, BBP, DNOP를 제외한 친환경 가소제인 DOTP(애경유화, LG 화학, EASTMAN)를 사용한다. 그 사용량은 10 ~ 30 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 10 wt% 보다 적을 경우 도막의 탄성이 약해지고 취성(brittleness)이 강해져 크랙이 발생하고 주제부의 점도가 높아져서 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재의 작업성이 떨어지며, 30 wt% 보다 많을 경우 도막의 기계적 물성(압축 강도, 휨 강도 등)이 낮아지고 주제부의 점도가 낮아져서 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재의 작업시 주제부와 혼합된 경화제부와 시멘트 몰탈부가 분리되어 외관이 불량해지기 때문이다.
상기 물은 일반 수돗물(tap water)이면 충분하며, 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재에서 수화 반응을 한다. 그 사용량은 26 ~ 35 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 26 wt% 보다 적을 경우 시멘트 몰탈부의 시멘트와의 수화반응이 적어 기계적 물성(압축 강도, 휨 강도 등)이 낮아지고, 35 wt% 보다 많을 경우 경화제부와의 우레탄 반응에서 물이 많이 남아 도막의 기포(CO2) 발생으로 외관이 불량해지기 때문이다.
상기 유화제는 비이온계 계면활성제로, 그 사용량은 0.1 ~ 3 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 0.1 wt% 보다 적을 경우 주제부에서 천연 수지와 물의 유화가 안되어 분리가 발생하여 저장안정성이 떨어지며, 3 wt% 보다 많을 경우 주제부의 점도가 높아져서 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재의 작업성이 떨어지며, 도막의 내수성이 떨어지기 때문이다.
상기 안료는 바닥 마감재의 미려한 외관과 은폐력을 확보하기 위함이다. 그 사용량은 6 ~ 16 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 6 wt% 보다 적을 경우 바닥 마감재의 색상이 옅어 은폐력이 떨어지며 색상 구현이 낮아지고, 16 wt% 보다 많을 경우 색상 구현은 잘 되지만 경제적인 문제점이 발생하기 때문이다.
상기 항균·항곰팡이제는 2-n-Octyl-4-isothiazolin-3-one의 성분으로 되어 있으며, 그 사용량은 0.5 ~ 3 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 0.5 wt% 보다 적을 경우 바닥 마감재에 세균 및 곰팡이의 번식이 가능해져 위생상 문제가 발생할 수 있으며, 3 wt% 보다 많을 경우 세균 및 곰팡이의 번식은 없어 위생상 문제는 없으나, 가격 상승으로 경제적인 문제점이 발생하기 때문이다.
경화제부는 2개 이상의 이소시아네이트(-NCO)기를 지닌 경화제 100 wt%로 구성된다. 특히, 경화제부는 이소시아네이트기(-NCO)를 2개 이상 지닌 toluene-di-isocyanate(TDI), monomeric methylene-di-phenyl-isocyanate(MMDI), polymeric methylene-di-phenyl-isocyanate(PMDI), hexa-methylene-di-phenyl-isocyanate (HMDI)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 30 ~ 45 wt%, 골재 50 ~ 65 wt%, 발포억제제 1 ~ 7 wt% 로 구성된다.
상기 수경성 시멘트는 일반 포틀랜드 시멘트, 백색 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 플라이에쉬 시멘트로 이루어진 그룹중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 그 사용량은 30 ~ 45 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 30 wt% 보다 적을 경우 주제부의 물(tap water)과의 수화반응이 적어 기계적 물성(압축 강도, 휨 강도 등)이 낮아지고, 45 wt% 보다 많을 경우 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재의 점도가 높아져 작업성이 불량해지고, 레벨링이 저하되어 외관이 불량해지기 때문이다.
상기 골재는 모래, 자갈, 실리카 중에서 선택된 하나 이상의 규산질계 골재를 사용하며, 그 사용량은 50 ~ 65 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 50 wt% 보다 적을 경우 충전재로 사용되는 골재양의 감소로 기계적 물성(압축 강도, 휨 강도 등), 경도와 내화학성이 낮아지고, 65 wt% 보다 많을 경우 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재의 점도가 높아져 작업성이 불량해지고, 상대적으로 시멘트 몰탈부의 시멘트양이 감소하게 되어 도막의 부풀음 현상이 발생하기 때문이다.
상기 발포억제제로는 산화칼슘, 산화바륨, 산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화바륨, 수산화마그네슘, 규산칼슘 중에서 선택된 하나 이상을 사용하며, 그 사용량은 1 ~ 7 wt%를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 한정한 이유는 1 wt% 보다 적을 경우 발포 억제 효과가 적어 CO2 가스에 의한 도막의 부풀음 현상이 발생하며, 7 wt% 보다 많을 경우 발포 억제 효과는 우수하나 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재의 점도가 높아져 작업성이 불량해지고, 레벨링이 저하되어 외관이 불량해지기 때문이다.
상기와 같은 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 이용한 본 발명에 따른 바닥 마감재의 시공 방법을 첨부 도면에 따라 이하 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 이용한 바닥 마감재의 시공 단계를 보인 작업공정도이고, 도 2는 종래 일반적인 면처리(연삭 작업)로 바탕면(콘크리트 면)을 위에서 바라본 형상을 보인 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 면처리된 요철이 형성된 바탕면(콘크리트 면)을 보인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 면처리된 요철이 형성된 바탕면(콘크리트 면)을 보인 측단면도이다.
본 발명에 따른 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재는 주제부 100 중량부 기준, 경화제부 89 ~ 99 중량부, 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부로 혼합하여 하기의 총 5단계의 시공방법을 통해 시공된다.
먼저 1 단계는 표면 조도 형성 단계로 숏 블라스트(shot blast) 처리로 표면에 요철을 주는 단계이다. 도 2에 도시된 종래 일반적인 면처리(그라인딩, 연삭기) 방법과는 다르게 숏 블라스트(shot blast) 처리로 콘크리트의 레이턴스 층을 완벽히 제거하고 표면 요철을 형성하여 부착력을 극대화하는 단계이다.(도 3, 4 참조)
2 단계는 쌍발기 다이아몬드 연삭기로 요철이 극대화된 표면을 바닥 마감재 시공이 원활하게 연삭하는 단계이다. 상기 1 단계에서 표면 조도 형성을 한 표면을 다이아몬드 연삭기로 바닥 마감재 시공을 위해 연삭하는 단계이다.
3 단계는 프라이머 도장 단계로 침투성이 강하고 콘크리트와의 부착력이 우수한 저취용(Low Odor) 무용제형 에폭시 하도 또는 수용성(Waterborne) 에폭시 하도를 도장하는 단계이다. 이는 밀폐된 작업 공간에서 작업이 가능하며 냄새가 거의 없고 침투력이 강한 하도를 도장하는 단계이다.
4 단계는 다짐 단계로 본 도장의 평활도 향상 및 부착 증진 효과를 증대시키기 위해 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 주제부 100 중량부 기준, 경화제부 89 ~ 99 중량부, 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부로 혼합하여 1.5 ~ 2 ㎜ 도포하는 단계를 가진다.(스크래핑 작업) 이 때 1.5 ㎜ 보다 얇게 도포할 경우 도포량이 적어 바탕면의 기공을 막지 못해 기포 및 핀홀이 발생하며, 2 ㎜ 보다 두껍게 도포할 경우 후속 공정인 규사 살포 공정에서 규사 살포량이 많아져 도막이 브리틀해지기 때문이다.
상기 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 도포 후 즉시 규사를 1 ~ 1.5 ㎏/㎡ 살포 후 휘니셔(기계미장)로 다지는 단계를 가진다. 이 때 규사 살포량이 1 ㎏/㎡ 보다 적으면 규사가 3성분계 폴리우레탄 시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물에 포함되어 원활한 휘니셔 작업이 어려워 지고, 1.5 ㎏/㎡ 보다 많으면 휘니셔 작업시 규사량이 많아 휘니셔 작업시 규사가 튀는 현상이 발생하여 작업성이 떨어진다. 이는 콘크리트의 미세 기공에서 발생되는 핀홀을 규사 살포 후 휘니셔 작업을 통해 효과적으로 방지하는 단계이다.
5 단계는 본 도장 단계로 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재를 주제부 100 중량부 기준, 경화제부 89 ~ 99 중량부, 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부로 혼합하여 시공 두께를 4 ㎜로 할 경우 스크래핑 도막 두께를 제외한 2 ~ 3.5 ㎜ 도포 후 스파이크 롤러로 3 ~ 7회 진행하여 균일한 외관을 형성하는 단계이다. 이 때 스파이크 롤러를 3회 보다 적을 경우 바닥마감재 조성물의 기포 및 평활성이 떨어져 외관이 불량하게 되고, 7회 보다 많을 경우 바닥마감재 조성물의 지촉 건조 후에 스파이크 롤러를 하게 되어 표면에 스파이크 롤러 자국이 발생하여 외관이 불량하게 된다. 본 단계는 미려한 외관을 형성시키고 퍼짐성을 원활히 하여 전체 도막 두께를 일정하게 하기 위해 스파이크 롤러 작업을 최대 7회까지 진행하여 마감하는 단계이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 이에 대비되는 비교예를 설명한다.
단, 이러한 실시예는 본 발명의 구체적인 실시예를 통하여 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 주제부의 물성 평가시 사용되는 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496 (점도 85, NCO % = 31.3, 당량 134)을 사용한다. 또한 하기 실시예들의 혼합 비율은 주제부 : 경화제부 : 시멘트 몰탈부의 중량비는 100 : 94 : 444 이다. 단위는 kg 이다.
< 실시예 1 >
주제부는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 36.5 kg, 사슬연장제 3 kg, 가소제 22 kg, 물 30 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 160 kg, 골재 276 kg, 발포억제제 8 kg로 제조하였다.
< 비교예 1 >
주제부는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 34.5 kg, 사슬연장제 5 kg, 가소제 22 kg, 물 30 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 160 kg, 골재 276 kg, 발포억제제 8 kg로 제조하였다.
< 비교예 2 >
주제부에는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 34.5 kg, 사슬연장제 5 kg, 가소제 12 kg, 물 40 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 160 kg, 골재 276 kg, 발포억제제 8 kg로 제조하였다.
< 비교예 3 >
주제부에는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 28.5 kg, 사슬연장제 3 kg, 가소제 30 kg, 물 30 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg 의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 160 kg, 골재 276 kg, 발포억제제 8 kg로 제조하였다.
< 비교예 4 >
주제부에는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 40.5 kg, 사슬연장제 3 kg, 가소제 27 kg, 물 21 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 160 kg, 골재 276 kg, 발포억제제 8 kg로 제조하였다.
[표 1]
[조성수치에 따른 물성비교]
천연수지 : SOVERMOL 805 (독일 BASF 사)
사슬연장제 : 1,4-Butandiol (독일 BASF 사)
가소제 : NEO-T (= 다이옥틸 테레프탈산, 애경유화)
물 : Tap water
유화제 : KOREMUL FN-407 (한농화성)
안료 : Chrome Oxide Green GN(독일 Bayer 사)
항균·항곰팡이제 : 2-N-OCTYL -4-ISOTHIAZOLIN-3-ONE, PROPYLENE GLYCOL (세풍산업)
경화제 : SUPRASEC 2496 (HUNTSMAN 사)
시멘트 : 백 시멘트 (UNION)
골재 : 일반규사 5호 (경인소재)
발포억제제 : 수산화칼슘 (충무화학)
상기 표 1을 통해 확인한 결과 실시예 1의 조성물이 퍼짐성과 작업성, 기계적물성 (압축강도, 휨감도)이 가장 우수한 것을 알 수 있다.
< 비교예 6 >
주제부에는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 36.5 kg, 사슬연장제 3 kg, 가소제 22 kg, 물 30 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 100 kg, 골재 336 kg, 발포억제제 8 kg로 제조하였다.
< 비교예 7 >
주제부에는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 36.5 kg, 사슬연장제 3 kg, 가소제 22 kg, 물 30 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 220 kg, 골재 216 kg, 발포억제제 8 kg로 제조하였다.
< 비교예 8 >
주제부에는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 36.5 kg, 사슬연장제 3 kg, 가소제 22 kg, 물 30 kg, 유화제 0.5 kg, 안료 7 kg, 항균·항곰팡이제 1 kg의 혼합물로 구성되고, 상기 경화제부는 HUNTSMAN 사의 SUPRASEC 2496를 경화제로 94 kg 사용하여 구성되며, 상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 160 kg, 골재 284 kg, 발포억제제 0 kg로 제조하였다.
[표 2]
[조성수치에 따른 물성비교]
천연수지 : SOVERMOL 805 (독일 BASF 사)
사슬연장제 : 1,4-Butandiol (독일 BASF 사)
가소제 : NEO-T (= 다이옥틸 테레프탈산, 애경유화)
물 : Tap water
유화제 : KOREMUL FN-407 (한농화성)
안료 : Chrome Oxide Green GN(독일 Bayer 사)
항균·항곰팡이제 : 2-N-OCTYL -4-ISOTHIAZOLIN-3-ONE, PROPYLENE GLYCOL (세풍산업)
경화제 : SUPRASEC 2496 (HUNTSMAN 사)
시멘트 : 백 시멘트 (UNION)
골재 : 일반규사 5호 (경인소재)
발포억제제 : 수산화칼슘 (충무화학)
상기 표 2를 통해 시멘트 몰탈부의 조성에 대해 확인한 결과 실시예 1의 조성물이 외관이 가장 우수(크랙 없고, 부풀음 없음)한 것을 알 수 있다.
또한, 기계적 강도(압축강도, 휨강도)도 우수한 것을 알수 있다.
하기에서는 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물의 실시예 1 을 가지고 주제부 : 경화제부 : 시멘트 몰탈부를 100 kg : 94 kg : 444 kg로 혼합하여 실험하였다.
본 발명에서 제시한 실시예 1의 중량비로 혼합 후 도포하여 본 발명에서 제시한 시공방법에 따라 콘크리트면을 처리한 후 본 발명의 우수한 부착력과 표면 강도을 나타내기 위해 표면 처리에 대한 비교예 9 ~ 11과 비교하였다.
[표 3]
[시공방법에 따른 물성비교]
상기와 같이 본 발명에서 제시한 표면 처리 방법으로 시험한 결과 콘크리트의 표면 강도와 부착 강도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
Claims (9)
- 다관능 알콜기를 가진 천연 수지, 사슬연장제, 가소제, 물, 유화제, 안료, 항균·항곰팡이제로 이루어진 주제부 100 중량부 기준, 2개 이상의 이소시아네이트(-NCO)기를 지닌 경화제로 이루어진 경화제부 89 ~ 99 중량부; 및 수경성 시멘트, 골재, 발포억제제로 이루어진 시멘트 몰탈부 404 ~ 484 중량부;로 조성하되,
상기 주제부는 다관능 알콜기를 가진 천연 수지 35 ~ 55 wt%, 사슬연장제 1 ~ 10 wt%, 가소제 10 ~ 30 wt%, 물 26 ~ 35 wt%, 유화제 0.1 ~ 3 wt%, 안료 6 ~ 16 wt%, 항균·항곰팡이제 0.5 ~ 3 wt%로 조성되고,
상기 시멘트 몰탈부는 수경성 시멘트 30 ~ 45 wt%, 골재 50 ~ 65 wt%, 발포억제제 1 ~ 7 wt%로 조성되며,
상기 사슬연장제는 중량평균분자량 250 ~ 1500으로 분자 구조의 양 말단에 활성수소관능기를 4개 가지고 있는 폴리올인 것을 특징으로 하는 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 경화제부는 이소시아네이트기(-NCO)를 2개 이상 지닌 toluene-di-isocyanate(TDI), monomeric methylene-di-phenyl-isocyanate(MMDI), polymeric methylene-di-phenyl-isocyanate(PMDI), hexa-methylene-di-phenyl- isocyanate(HMDI)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 천연 수지는 rapeseed oil, castor oil, soyabean oil palm kernel oil중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하여 합성한 다관능 알콜 수지인 것을 특징으로 하는 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물.
- 삭제
- 콘크리트 표면에 숏 블라스트 처리하여 레이턴스를 제거하고 요철을 형성하는 표면 조도 형성 단계와;
이후 요철이 형성된 콘크리트 표면을 쌍발기 다이아몬드 연삭기로 연삭하는 단계와;
이후 저취용 무용제형 에폭시 하도 또는 수용성 에폭시 하도를 도장하는 프라이머 도장 단계와;
이후 청구항 1, 청구항 3, 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 콘크리트 표면에 도포한 다음 규사를 살포 후 휘니셔로 다져 콘크리트 바닥면과의 접착력 및 바닥재의 압축강도를 높이는 다짐 단계와;
이후 상기 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 콘크리트 표면에 도포 후 스파이크 롤러로 진행하여 균일한 외관을 형성하는 본 도장 단계;로 이루어지되,
상기 다짐단계에서 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물은 콘크리트 표면에 1.5 ~ 2 ㎜ 도포하고, 규사는 1 ~ 1.5 ㎏/㎡ 살포하고,
상기 본 도장단계에서 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물은 콘크리트 표면에 2 ~ 3.5 ㎜ 도포하고, 스파이크 롤러는 3 ~ 7회 진행하는 것을 특징으로 하는 친환경 식물성 수지를 이용한 3성분계 수분산 폴리우레탄-시멘트 몰탈 바닥 마감재 조성물을 이용한 시공방법. - 삭제
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