KR101858122B1 - 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 타일 시공방법 - Google Patents

친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 타일 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내마모성, 자외선 저항성, 내오염성, 불연성, 내약품성, 내구성 등을 개선하기 위한 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 타일 시공 방법을 제공한다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물은, 이산화티탄졸 5~70중량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 1~25중량%, 탄산마그네슘 1~20중량%, 탄화규소 1~20중량%, 포타슘 실리케이트 1~20중량%, 소르비탄모노올레산에스테르 1~20중량%, 지르코알루미네이트 0.1~20중량% 및 실록산 1~60중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 강도, 내구성, 부착성, 내오염성, 불연성, 내마모성, 내약품성, 방부성, 방수성, 미관, 조도 개선 등이 우수한 효과를 나타낸다. 또한, 상온 경화형으로 별도의 고온 처리가 필요 없으며, 경화 후에는 우수한 내수성, 내구성 및 통기성을 나타내는 코팅제를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

Description

친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 타일 시공방법{ECO-FRIENDLY INORGANIC NANO CERAMIC COATING COMPOSITION, PRODUCING METHOD FUNCTIONAL TILES THEREWITH, AND TILE CONSTRUCTING METHOD THEREWITH}
본 발명은 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 구조물 표면 보호 마감 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 사용함으로써 내오염성, 내마모성, 불연성, 내식성, 내약품성, 내오존성, 자외선 저항성, 조도 개선 및 내구성이 우수하여 열악한 환경하의 콘크리트 구조물의 바닥재, 내외장재 등이 화학적 침식으로 인한 피해를 방지할 수 있고, 염화칼슘이 많이 사용되고 있는 터널 구조물의 내염해성 및 내구성능 향상을 도모할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 유지관리 비용을 현저히 절감할 수 있는 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 타일 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 구조물은 50 여년의 내구연한을 가진 것으로 알려져 있다. 그러나, 콘크리트 구조물에 대한 방수 성능의 결함으로 누수되는 경우에는 압축 강도, 동결융해 저항성, 화학적 침식에 대한 저항성 등이 저하되어 콘크리트 구조물의 수명이 단축되고, 건축물의 미관 손상과 생활공간으로서의 거주성도 크게 저하되어 경제적으로 큰 손실을 가져온다. 물리적, 화학적인 환경조건에 의한 열화 현상으로 콘크리트 구조물의 대대적인 보수나 재시공이 불가피하며, 이는 경제적으로 막대한 손실을 초래하고 있다.
따라서, 구조물을 보수하여 기능 유지 및 사용수명을 연장하여 안전과 경제성을 확보하는 기술 중에 가장 효과적인 방법으로 구조물 표면에 방호 피막을 형성하는 도장 방법이 있는데, 기존에 사용하던 일반적인 표면보호재들은 기본적으로 요구되는 성능 외에 특수 성능들을 함께 충족하기는 어려운 실정이다. 기존의 유기계 에폭시나 아크릴 수지 등은 초기에 큰 접착강도를 나타내지만, 온도변화에 따른 수축, 팽창율이 구조물과 매우 상이하고, 구조물 표면에만 접착되기 때문에 장기적인 접착성능을 발휘하지 못해 결국 표면보호제와 구조물의 계면에서 탈락이 된다.
한편, 터널, 정수장, 배수지, 하수종말처리장 구조물, 콘크리트 건축 구조물 등의 열악한 환경하의 콘크리트 구조물의 마감 소재로 많이 쓰이는 타일은 표면 조도가 매우 낮은 (매끄러운) 소재이므로 일반 표면보호제(도료)들과의 상호 부착력이 매우 부족하여 도막의 들뜸과 박리 등의 결함들이 쉽게 발생하는 실정으로 특히, 공장도장이 아닌 현장에서 시행되는 보수 도장에는 심한 결함과 재보수를 반복해야 하는 등의 문제점이 지속적으로 발생하여 현재 기존 일반적인 표면보호제들의 사용이 제한되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1486035호(2015년 01월 23일 공고) 대한민국 등록특허 제10-0955345호(2010년 04월 29일 공고)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 사용함으로써 강도, 접착력, 수밀성, 방부성, 방오성, 내염소이온저항성, 내화성 및 내오존성 등이 우수하여 정수장, 배수지, 하수종말처리장 구조물, 지하·지수구조물 등의 열악한 환경하의 콘크리트 구조물의 타일이 물, 염소이온, 화학적 침식 등으로 인한 피해를 방지할 수 있고, 콘크리트 구조물에 흐르는 물의 부패 억제 및 탈취 성능이 있어서 하천의 오염방지 및 하수종말처리장의 수처리 능력 향상을 도모할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 유지관리 비용을 현저히 절감효과, 미관 및 조도를 개선할 수 있는 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 타일 시공 방법을 제공함에 있다.
상술한 과제를 성취하기 위하여, 본 발명은, 내마모성, 자외선 저항성, 내오염성, 불연성, 내약품성, 내구성 등을 개선하기 위한 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물, 이를 이용한 기능성 타일 제조방법 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 타일 시공 방법을 제공한다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물은, 이산화티탄 졸, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 탄산마그네슘, 탄화규소, 포타슘 실리케이트, 소르비탄모노올레산에스테르, 지르코알루미네이트 및 실록산을 포함할 수 있다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물은, 이산화티탄졸 5~70중량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 1~25중량%, 탄산마그네슘 1~20중량%, 탄화규소 1~20중량%, 포타슘 실리케이트 1~20중량%, 소르비탄모노올레산에스테르 1~20중량%, 지르코알루미네이트 0.1~20중량% 및 실록산 1~60중량%를 소정온도(예컨대 상온 ~ 60℃)에서 소정시간(예컨대, 2 ~ 24시간) 동안 교반 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 이산화티탄졸은 알콕시 티탄을 용제, 산, 물의 존재 하에 가수분해 및 축중합을 통해 10~50nm 크기의 단분산 형태의 가수분해하여 0.001~1.0중량%의 이산화 티탄 졸을 제조한다.
상기 알콕시 티탄은 티탄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide), 티탄 부톡사이드(Titanium Butoxide)의 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 출발 물질인 알콕시 티탄은 알콕시기가 물에 의해 가수 분해되어 수산화기를 형성되고, 이를 통해 형성된 수산화기는 다른 알콕시 티탄과의 수산화기 또는 알콕시 간의 축합반응을 통해서 이산화 티탄 졸을 형성한다.
이산화 티탄 졸을 제조할 시 반응속도를 조절하기 위해 촉매를 사용하게 되는데, 사용 가능한 촉매로는, 예를 들어, 염산, 아세트산, 질산, 황산, 클로로술폰산, 요오드산, 필로인산 등의 산 촉매; 암모니아, 수산화칼륨, 수산화바륨, 이미다졸 등의 염기 촉매가 있으며, 또한 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되어 사용될 수 있다. 촉매의 양은 특별히 제한되지 않으나, 산 촉매 및 염기 촉매의 경우 알콕시 티탄 중량에 대하여 약 0.0001~0.03중량%를 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르는 점착성 및 점도를 증가시키고 유화안정성 및 내산성을 개선하기 위하여 사용한다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에서 탄산마그네슘은 내마모성, 내충격성 및 내화성을 개선시키기 위하여 사용된다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에서 탄화규소는 강도, 내마모성, 내화성, 내구성을 개선하기 위해 사용한다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에서 포타슘 실리케이트는 촉매역할, 발수 및 방수성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 포타슘 실리케이트를 대체하여 소듐 실리케이트, 리튬실리케이트, 리튬염 등을 사용할 수 있다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에서 소르비탄모노올레산에스테르는 내식성을 개선하기 위하여 사용한다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에서 지르코알루미네이트는 도막의 밀착성, 내습성, 내구성을 개선하기 위하여 사용한다.
상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에서 실록산은 접착력, 발수성, 불연성, 내산화성 등을 개선하기 위하여 사용한다.
또한, 본 발명은 건식 타일을 제조하는 단계와, 제조된 건식 타일 상부에 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 도포하는 단계와, 양생(예컨대, 소정온도 20~60℃)하는 단계를 포함하는 기능성 타일 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 구조물의 표면에 있는 불순물, 이물질 등을 워터젯, 숏블라스터, 평삭기, 연마기, 그라인더 등으로 제거하고 진공흡입기 등으로 청소하는 단계와, 청소된 부위의 홈, 균열 등을 에폭시 퍼티, 초속경 시멘트 퍼티 등을 이용하여 바탕면 처리하는 단계와, 상기 처리된 바탕면에 부착력, 물 및 유해물질 침투 방지, 표면 강화 등을 개선하기 위하여 표면 보호제를 도포하는 단계와, 표면 보호제가 도포된 상부에 에폭시계 또는 시멘트계 타일 접착제를 흙손, 고무 코팅 흙손, 타일용 흙손 등을 이용하여 타설하는 단계와, 타설된 상부에 상기 기능성 타일을 부착하는 단계와, 상기 기능성 타일의 줄눈부위에 에폭시계 또는 시멘트계 타일 줄눈제를 메꾼 후 30~60분 사이에 부드러운 스폰지 등을 이용하여 상기 기능성 타일 의 표면 등을 깨끗하게 세척하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 타일 시공방법을 제공한다.
상기 표면 보호제는 상기 에폭시계 또는 시멘트계 접착제와 피착물과의 부착력, 물 및 유해 물질 침투 방지, 표면 강화 등을 위하여, 에폭시, 에폭시-우레탄, 아크릴-우레탄, 스티렌-부타디엔, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA), 아크릴 수지 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 의하면, 강도, 내구성, 부착성, 내오염성, 불연성, 내마모성, 내약품성, 방부성, 방수성, 미관, 조도 개선 등이 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 상온 경화형으로 별도의 고온 처리가 필요 없으며, 경화 후에는 우수한 내수성, 내구성 및 통기성을 나타내는 코팅제를 제공하는 탁월한 효과를 나타내다.
또한, 구조물 표면에 물리·화학적 방호 기능으로 인하여 구조물의 사용 수명 연장과 유지관리 비용 절감 효과를 개선할 수 있다.
또한, 콘크리트 구조물의 부식 및 기타 열화인자를 차단하여 내구성을 증진시키며, 화재 시 각종 구조물의 보호를 위해 내열화성과 내식성의 기능을 함께 발현할 수 있음은 물론 유해 중금속의 용출이 없어 인체에 무해하다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물은, 친수성 및 소수성을 갖는 이산화티탄졸, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 탄산마그네슘, 탄화규소, 포타슘 실리케이트, 소르비탄모노올레산에스테르, 지르코알루미네이트 및 실록산을 포함할 수 있다.
상기 이산화티탄졸은 알콕시 티탄을 용제, 산, 물의 존재 하에 가수분해 및 축중합을 통해 10~50nm 크기의 단분산 형태의 가수분해하여 제조한다.
상기 알콕시 티탄은 티탄 이소프로폭사이드(Titanium Isopropoxide), 티탄 부톡사이드(Titanium Butoxide) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 출발 물질인 알콕시 티탄은 알콕시기가 물에 의해 가수 분해되어 수산화기를 형성되고, 이를 통해 형성된 수산화기는 다른 알콕시 티탄과의 수산화기 또는 알콕시 간의 축합반응을 통해서 이산화티탄졸을 형성한다.
상기 이산화티탄졸을 제조할 시 반응속도를 조절하기 위해 촉매를 사용하게 되는데, 사용 가능한 촉매로는, 예를 들어, 염산, 아세트산, 질산, 황산, 클로로술폰산, 요오드산, 필로인산 등의 산 촉매; 암모니아, 수산화칼륨, 수산화바륨, 이미다졸 등의 염기 촉매가 있으며, 또한 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되어 사용될 수 있다. 촉매의 양은 특별히 제한되지 않으나, 산 촉매 및 염기 촉매의 경우 알콕시 티탄 중량에 대하여 약 0.0001~0.03중량%를 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 이산화티탄졸은 내산성, 내알칼리성, 내마모성, 방오성, 자외선에 대한 내광성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 이산화티탄졸은 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 5~70중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 이산화티탄졸의 함량이 70중량%를 초과하면 성능 개선 효과는 뚜렷하나 작업성 및 경제성이 저하되고, 그 함량이 5중량% 미만이면 성능 개선효과가 저하된다.
상기 프로필렌글리콜 모노메틸에테르는 점착성 및 점도를 증가시키고 유화안정성 및 내산성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 프로필렌글리콜 모노메틸에테르는 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 1~25중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 프로필렌글리콜 모노메틸에테르의 함량이 25중량%를 초과하면 성능 개선효과는 뚜렷하나 작업성 및 경제성이 저하되고, 그 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선효과가 저하되고 재료분리가 발생할 수 있다.
상기 탄산마그네슘은 내마모성, 내충격성 및 내화성을 개선시키기 위하여 사용된다. 상기 탄산마그네슘은 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 1~20중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 탄산마그네슘의 함량이 20중량%를 초과하면 내마모성, 내충격성 및 내화성은 개선되나 작업성이 저하되고, 그 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 탄화규소는 강도, 내마모성, 내화성, 내구성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 탄화규소는 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 1~20중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 탄화규소의 함량이 20중량%를 초과하면 강도, 내마모성, 내화성 및 내구성은 개선되나 작업성이 저하되고, 그 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 포타슘 실리케이트는 촉매역할, 발수 및 방수성을 개선하기 위해 사용한다. 상기 포타슘 실리케이트를 대체하여 소듐 실리케이트, 리튬실리케이트, 리튬염 등을 사용할 수 있다. 상기 포타슘 실리케이트는 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 1~20중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 포타슘 실리케이트의 함량이 20중량%를 초과하면 성능 개선효과는 좋으나 반응성이 빨라져 작업성이 저하되고, 그 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 소르비탄모노올레산에스테르는 내식성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 소르비탄모노올레산에스테르는 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 1~20중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소르비탄모노올레산에스테르의 함량이 20중량%를 초과하면 성능 개선효과는 좋으나 재료분리가 발생하기 쉽고, 그 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 지르코알루미네이트는 도막의 밀착성, 내습성, 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 지르코알루미네이트는 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 0.1~20중량%를 함유되는 것이 바람직하다. 상기 지르코알루미네이트의 함량이 20중량%를 초과하면 성능 개선효과는 좋으나 반응성이 빨라져 작업성이 저하되고, 그 함량이 0.1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 실록산은 접착력, 발수성, 불연성, 내산화성 등을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 실록산은 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물에 대하여 1~60중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 실록산의 함량이 60중량%를 초과하면 성능 개선효과는 좋으나 반응성이 빨라져 작업성이 저하되고, 그 함량이 1중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물의 제조방법을 설명하기로 한다.
발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물은, 이산화티탄졸 5~70중량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 1~25중량%, 탄산마그네슘 1~20중량%, 탄화규소 1~20중량%, 포타슘 실리케이트 1~20중량%, 소르비탄모노올레산에스테르 1~20중량%, 지르코알루미네이트 0.1~20중량% 및 실록산 1~60중량%를 소정온도(예컨대 상온~60℃)에서 소정시간(예컨대, 2~24시간) 동안 교반 혼합하여 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 건식 타일을 제조하는 단계와, 제조된 건식 타일 상부에 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 도포하는 단계와, 양생(예컨대, 소정온도 20~60℃)하는 단계를 포함하는 기능성 타일 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 구조물의 표면에 있는 불순물, 이물질 등을 워터젯, 숏블라스터, 평삭기, 연마기, 그라인더 등으로 제거하고 진공흡입기 등으로 청소하는 단계와, 청소된 부위의 홈, 균열 등을 에폭시 퍼티, 초속경 시멘트 퍼티 등을 이용하여 바탕면 처리하는 단계와, 상기 처리된 바탕면에 부착력, 물 및 유해물질 침투 방지, 표면 강화 등을 개선하기 위하여 표면 보호제를 도포하는 단계와, 표면 보호제가 도포된 상부에 에폭시계 또는 시멘트계 타일 접착제를 흙손, 고무 코팅 흙손, 타일용 흙손 등을 이용하여 타설하는 단계와, 타설된 상부에 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물이 도포되어 있는 타일의 상부면 즉 표면이 외측에 노출되도록 하는 방식으로 상기 기능성 타일을 부착하는 단계와, 상기 기능성 타일의 줄눈 부위에 에폭시계 또는 시멘트계 타일 줄눈제를 메꾼 후 30~60분 사이에 부드러운 스폰지 등을 이용하여 상기 기능성 타일의 표면 등을 깨끗하게 세척하여 마무리 처리하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 타일 시공방법을 제공한다.
상기 표면 보호제는 상기 에폭시계 또는 시멘트계 접착제와 피착물과의 부착력, 물 및 유해 물질 침투 방지, 표면 강화 등을 위하여, 에폭시, 에폭시-우레탄, 아크릴-우레탄, 스티렌-부타디엔, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA), 아크릴 수지 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
이하에서, 본 발명에 따른 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
이산화티탄졸 25중량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 5중량%, 탄산마그네슘 5중량%, 탄화규소 5중량%, 포타슘 실리케이트 5중량%, 소르비탄모노올레산에스테르 5중량%, 지르코알루미네이트 5중량% 및 실록산 45중량%를 소정온도 25℃를 유지하면서 소정시간 12시간 동안 교반 혼합하여 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
이산화티탄졸 30중량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 5중량%, 탄산마그네슘 5중량%, 탄화규소 5중량%, 포타슘 실리케이트 5중량%, 소르비탄모노올레산에스테르 5중량%, 지르코알루미네이트 5중량% 및 실록산 40중량%를 소정온도 25℃를 유지하면서 소정시간 12시간 동안 교반 혼합하여 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
이산화티탄졸 35중량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 5중량%, 탄산마그네슘 5중량%, 탄화규소 5중량%, 포타슘 실리케이트 5중량%, 소르비탄모노올레산에스테르 5중량%, 지르코알루미네이트 5중량% 및 실록산 35중량%를 25℃를 유지하면서 20ml/min 속도로 12시간 동안 교반 혼합하여 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 제조하였다.
이하는 상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예를 제시한다.
<비교예 1>
이산화티탄졸 50중량% 및 실록산 50중량%를 25℃를 유지하면서 20ml/min 속도로 12시간 동안 교반 혼합하여 코팅제 조성물을 제조하였다.
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물과 비교예들에서 제조한 코팅제 조성물의 물리적 특성을 비교하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물과 비교예 1에 의하여 제조된 코팅제 조성물을 KS F 4936에 의한 중성화촉진시험을 수행하였고, KS D 9502에 의하여 염수분무 시험을 수행하였고, KS M 2274에 의하여 촉진내후성 시험을 수행하였으며, KS F 4936에 의하여 부착강도, 도막형성 겉모양, 내투수성, 염화물 이온 침투 저항성 및 투습도 시험을 수행하였고, KS M ISO 2812에 의하여 내약품성(황산, 염산, 수산화 나트륨) 시험을 수행하였으며, KS D 6711에 의하여 내충격성 시험을 수행하였으며, 주택공사 전문시방-2006에 의하여 내오염성 시험을 수행하였고, 먹는 물 수질공정 시험법에 의하여 음용수용출 46개 항목 시험을 수행하였으며, 500g연필로 도막을 긁어 스크레치가 나지 않는 정도를 측정하여 연필경도시험을 실시하여 각각의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시 2 실시예 3 비교예 1
중성화촉진 (mm) 0 0 0 0.15
염수분무 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
촉진내후성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
부착강도
(kgf/cm2)		 표준양생 후 20 22 24 16
촉진내후성 후 18 21 22 14
온냉반복 후 20 21 21 14
내알칼리성 후 19 20 21 15
내염수성 후 20 21 22 15
도막형성
겉모양		 표준양생 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
촉진내후성 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
온냉반복 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내알칼리성 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내염수성 후 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내투수성 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음
염화물이온침투저항성(C) 10 8 5 15
투습도 1.1 1.0 1 1.4
내약품성 황산 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
염산 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
수산화나트륨 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내굴곡성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내충격성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내오염성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
음용수용출46개항목 용출안됨 용출안됨 용출안됨 용출안됨
연필경도 4H 4H 5H 3H
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1내지 실시예 3에 따라 제조된 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 코팅제 조성물에 비하여 성능이 월등히 높았다.
<시험예 2>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물과 비교예들에서 제조한 코팅제 조성물의 특성을 확인하기 위하여, 상기에서 설명한 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물과 비교예들에서 제조한 코팅제 조성물을 국토교통부고시 제 2015-744호에 의하여 불연성 및 가스유해성 시험을 수행하였고, KS F 2813에 의하여 내마모성 시험을 수행하였고, AASHTO TP 60에 의하여 열팽창계수 시험을 수행하였으며, 수도용 자재 및 제품의 위생 안전기준 공정시험방법(환경부 고시 제 2015-103)에 의하여 중금속 용출시험을 실시하여 각각의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
불연재료(불연성, 가스유해성) 적합 적합 적합 적합
내마모성 (500g, 500회) (%) 0.11 0.10 0.08 0.20
열팽창계수 (×10-6/℃) 7.7 7.8 7.8 7.9
중금속용출
(mg/L)		 맛 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
냄새 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
색도 (도) 0.1 0.09 0.09 0.1
탁도 (NTU) 0.02 0.019 0.018 0.02
1,2-디클로로에탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,1-디클로로에틸렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,1,2-트리클로로에탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
트리클로로에틸렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
벤젠 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,1,1-트리클로로에탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
디클로로메탄 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
시스-1,2-디클로로에틸렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
에피클로로히드린 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
아세트산비닐 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
스티렌 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,2-부타디엔 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
1,3-부타디엔 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
N,N-디메틸아닐린 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
Hg 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
사염화탄소 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음 검출되지 않음
과망간칼륨소비량 0.18 0.18 0.15 0.2
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1내지 실시예 3에 따라 제조된 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물은 비교예 1에 따라 제조된 코팅제 조성물에 비하여 성능이 우수하였다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (5)

  1. 타일 표면을 코팅하기 위한 상온 경화형 코팅제 조성물로서,
    이산화티탄졸 5~70중량%, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 1~25중량%, 탄산마그네슘 1~20중량%, 탄화규소 1~20중량%, 포타슘 실리케이트 1~20중량%, 소르비탄모노올레산에스테르 1~20중량%, 지르코알루미네이트 0.1~20중량% 및 실록산 1~60중량%를 포함하는
    것을 특징으로 하는 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물.
  2. 제 1항에 기재된 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 이용하여 기능성 타일을 제조하는 방법으로서,
    건식 타일을 제조하는 단계;
    제조된 건식 타일 상부에 상기 친환경 무기계 나노 세라믹 코팅제 조성물을 도포하는 단계;
    20~60℃에서 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 타일 제조방법.
  3. 제 2항에 기재된 기능성 타일 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 기능성 타일.
  4. 제 3항에 기재된 기능성 타일을 이용하는 콘크리트 구조물의 타일 시공방법으로서,
    콘크리트 구조물의 표면을 청소하는 단계;
    청소된 부위의 홈 또는 균열을 퍼티를 이용하여 바탕면 처리하는 단계;
    상기 처리된 바탕면에 부착력 향상, 물이나 유해물질 침투 방지, 및 표면 강화를 위하여 표면 보호제를 도포하는 단계;
    상기 표면 보호제가 도포된 상부에 에폭시계 또는 시멘트계 타일 접착제를 타설하고, 타설된 상부에 상기 기능성 타일을 부착하는 단계;
    상기 기능성 타일의 줄눈부위에 에폭시계 또는 시멘트계 타일 줄눈제를 메꾼 후 마무리 처리하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 타일 시공방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 표면 보호제는 에폭시, 에폭시-우레탄, 아크릴-우레탄, 스티렌-부타디엔, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA), 아크릴 수지 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 타일 시공방법.
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