KR101888610B1

KR101888610B1 - 경화시간 조절이 가능한 타일접착제

Info

Publication number: KR101888610B1
Application number: KR1020170037716A
Authority: KR
Inventors: 강신호; 강동균
Original assignee: 문정호; 강동균
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-09-20

Abstract

본 발명은 경화시간 조절이 가능한 타일접착제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴수지와 비스페놀 A형 에폭시수지로 이루어지는 주재료에 증점제, 분산제, 오픈타임제 등을 혼합하여 제조함으로써, 타일을 시공할 때 시공시간을 종래에 반해 길게 지연시킬 수 있어 타일부착시 작업성을 높일 수 있고 또한 작업현장의 환경변화 및 작업성이 떨어지는 바탕 면에도 타일을 완전히 부착시킬 수 있어 타일의 접착강도를 높이므로 타일의 탈락 및 들뜸 현상과 같은 하자발생을 해소시킬 수 있는 것이 특징이다.

Description

경화시간 조절이 가능한 타일접착제{Tile adhesive of hardening time adjustable}

본 발명은 경화시간 조절이 가능한 타일접착제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타일을 시공할 때 접착제가 도포된 타일의 부착이 늦어지면 타일의 탈락 및 들뜸현상과 같은 하자가 발생하는 것을 방지할 수 있게 접착제의 경화속도를 조절할 수 있어 시공성을 향상시키며 하자발생을 최소화하는 것을 특징으로 하는 경화시간 조절이 가능한 타일접착제에 관한 것이다.

일반적으로 건축물 내장재로 시공되는 타일은 흡수율 18％ 이하의 도기질타일, 흡수율 3％ 이하의 자기질타일 등으로 구분하며, 부착면에 타일을 시공할 때 접착제의 강한 접착력에 의해 부착하게 된다.

그리고 건축물 내장재로 시공되는 타일은 주택이나 사무실, 공장 등의 신축이나 보수를 할 때 뿐만 아니라 장소에 상관없이 습기가 많은 화장실이나 세면장, 목욕실 등에 시공하고 있어 타일접착제는 접착력이 우수한 것이 요구되고 있다.

한편, 유기계 타일접착제의 접착강도를 높이기 위해 연구 개발하여 특허출원된 내용들을 살펴보면, 등록특허공보 제10-1110097호에 아크릴계 액상 수지 15.0 ~ 30.0 중량%와, 분산제 0.01 ~ 0.1 중량%와, MC(Metyl Cellulose) 0.1 ~ 2.0 중량%와, 희석용매 10.0 ~ 30.0 중량%와, 보습제 0.5 ~ 5.0 중량%와, 증점안정화제 0.1 ~ 0.5 중량%와, 충진제 35.0 ~ 60.0 중량%와, 증점제 0.5 ~ 3.0 중량%을 포함하는 4계절 사용 가능한 친환경 유기계 폴리싱타일 접착제가 알려져 있으나 상기 접착제의 경우 타일을 시공할 때 길어지는 건조시간 및 양생속도의 한계로 타일에 도포되는 접착제에 문제가 발생하여 초기강도가 낮아질 우려가 있다.

그리고 공개특허공보 제10-2003-0015566호에는 아크릴 에멀젼 40∼60 중량부, 충진제 50∼70 중량부, 아크릴 증점제 0.1∼2 중량부, 증점보조제 0.1∼0.5 중량부, pH 조절제 0.01∼0.2 중량부, 가교촉진제 0.1∼1 중량부, 가소제 0.01∼0.5 중량부, 흐름저항성제 0.5∼3 중량부를 포함하는 수용성 타일접착제가 알려져 있으나 상기 접착제의 경우 석유 용제나 휘발성 용제를 사용하지 않음에 따라 환경적 친화성은 있으나 접착제 혼합물들의 결합력의 한계로 접착제의 내수성, 접착강도와 같은 기계적 물성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 아크릴수지와 비스페놀 A형 에폭시수지로 구성된 주재료에 증점제, 오픈타임제, 저장안정제 등을 혼합하여 타일접착제를 제조함으로써, 벽면에 타일을 부착할 때 부착시간을 지연시킬 수 있어 타일부착시 작업성을 높이면서 벽면에 타일을 완전히 부착시켜 타일의 접착강도를 높일 수 있으므로 타일시공시 발생하는 타일의 탈락 및 들뜸 현상과 같은 하자발생을 해소할 수 있는 것을 특징으로 하는 경화시간 조절이 가능한 타일접착제를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 아크릴수지 50~70 중량부와 에폭시수지 30~50 중량부로 이루어지는 주재료 100 중량부에 대하여 증점제 2~5 중량부, 분산제 1~3 중량부, 오픈타임제 0.5~1 중량부, 저장안정제 0.5~2 중량부충전제 40~70 중량부, 용매 10~30 중량부를 포함하는 것을 과제 해결 수단으로 한다.

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상기에서 아크릴수지는 고형분이 30~50 중량% 포함된 아크릴산이나 메타아크릴산 및 스티렌의 공중합체로 이루어지며, 상기 에폭시수지는 에폭시 당량이 2000∼3500인 비스페놀 A형 에폭시수지인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 오픈타임제는 폴리비닐알코올 1 : 아밀알코올 1~2의 중량비로 혼합한 것을 특징으로 한다.

상기 과제 해결 수단에 의한 본 발명에 따른 경화시간 조절이 가능한 타일접착제는 아크릴수지와 비스페놀 A형 에폭시수지로 이루어지는 주재료에 증점제, 분산제, 오픈타임제 등을 혼합하여 제조함으로써, 타일시공시간을 종래에 반해 길게 지연시킬 수 있어 타일을 시공할 때 작업성을 높일 수 있고 또한 작업현장의 환경변화 및 작업성이 떨어지는 면에도 타일을 완전히 부착시켜 타일의 접착강도를 높이므로 타일의 탈락 및 들뜸 현상과 같은 하자를 해소시킬 수 있는 것이 특징이다.

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 경화시간 조절이 가능한 타일접착제에 관한 것으로, 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위 내에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 아크릴수지 50~70 중량부와 에폭시수지 30~50 중량부로 이루어지는 주재료 100 중량부에 증점제 2~5 중량부, 분산제 1~3 중량부, 오픈타임제 0.5~1 중량부, 저장안정제 0.5~2 중량부, 충전제 40~70 중량부, 용매 10~30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 주재료는 벽면 등과 타일 면이 합쳐져 일체화시키기 위해서 쓰는 것으로서, 높은 응집력과 강한 분자간 힘이 요구되고 또한 분산력에 관계하는 공역 이중결합을 갖는 것이 바람직하다.

따라서 상기 주재료는 아크릴수지 50~70 중량부와 에폭시수지 30~50 중량부로 이루어지는 것이 적합하다. 상기에서 아크릴수지의 사용량과 에폭시수지의 사용량이 상기 범위를 벗어날 경우에는 재료의 혼합량 차이로 인해 타일접착제를 제조시 요구하는 분자간 힘의 차이로 접착면의 응집력이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고 상기 아크릴수지는 특별히 한정하는 것은 아니나 바람직하게는 고형분이 30~50 중량% 포함된 아크릴산이나 메타아크릴산 및 스티렌의 공중합체로 이루어진 것이 적합하다.

또한, 에폭시수지는 본 발명의 타일접착제에 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서 에폭시 당량이 2000∼3500인 것이 바람직하다. 에폭시 당량이 2000 미만이 될 경우에는 아크릴수지와 당량의 차이로 접착제의 내구성 및 기계적인 물성이 저하될 우려가 있고, 에폭시 당량이 3500을 초과할 경우에는 당량이 높아 아크릴수지와 혼합할 때 에폭시수지 첨가량이 부족하여 타일접착제를 경화할 때 내구성 및 기계적 물성이 저하될 우려가 있다. 한편, 상기 에폭시수지는 특별히 한정하는 것은 아니지만 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시수지를 사용하는 것이 가장 적합하다.

본 발명에서 증점제는 타일접착제를 보관할 때 점성토의 성질을 갖게 하고, 침전물의 발생의 억제 및 타일접착제를 도포할 때 흘림을 방지하며, 부착력을 보강시키는 역할을 하는 것으로서 그 사용량은 주재료 100 중량부에 대하여 2~5 중량부인 것이 바람직하다. 상기 증점제의 사용량이 2 중량부 미만일 경우에는 장기 보관시 점성토의 성질을 유지하는데 어려움이 있어 부착력을 보강하는데 어려움이 예상되고, 상기 증점제의 사용량이 5 중량부를 초과할 경우에는 타일접착제의 점성토는 유지할 수 있으나 점도가 높아져 타일에 도포할 때 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고 상기 증점제는 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시알킬셀룰로오스 등으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 할 수 있다.

본 발명에서 분산제는 주재료인 아크릴계수지와 에폭시수지 등의 혼합물들을 고르게 분산시켜 타일접착제의 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서 그 사용량은 주재료 100 중량부에 대하여 1~3 중량부인 것이 바람직하다. 상기 분산제의 혼합량이 1 중량부 미만일 경우에는 혼합물이 고르게 분산되지 않아 기계적 물성이 불균일하여 접착력이 저하될 우려가 있고, 상기 분산제의 혼합량이 3 중량부를 초과할 경우에는 전해질 역할을 하여 타일접착제에 전기이중층이 형성되어 접착력이 저하될 우려가 있다.

그리고 상기 분산제는 리그닌 술폰산염계, 나프탈렌 술폰산 포름 알데히드계 또는 석유 술폰산계로 이루어진 군으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 오픈타임제는 타일을 부착할 때 부착이 늦어지면 불완전한 접착이 될 소지가 있으므로 접착제의 경화시간을 조절하여 오픈타임 이내까지 타일을 부착할 경우 타일이 완전히 부착되도록 하는 것으로서, 그 사용량은 주재료 100 중량부에 대하여 0.5~1 중량부인 것이 바람직하다. 상기 오픈타임제의 사용량이 0.5 중량부 미만일 경우에는 오픈타임제의 사용량 저하로 타일접착제의 부착시간이 짧아져 타일 접착면이 불안전해 질 우려가 있고, 상기 오픈타임제의 사용량이 1 중량부를 초과할 경우에는 오픈타임제의 사용량 과다로 접착제의 부착시간이 길어져 타일에 부착된 접착제의 경화가 지연될 우려가 있다.

그리고 상기 오픈타임제는 폴리비닐알코올과 아밀알코올 중량비로 1:1~2로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 저장안정제는 제조된 접착제가 저장기간 내에 화학적, 물리적인 물성의 변화를 방지하여 타일접착제를 안정화시키는 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 주재료 100 중량부에 대하여 0.5~2 중량부인 것이 바람직하다. 상기 저장안정제의 사용량이 0.5 중량부 미만일 경우에는 저장안정제의 사용량 저하로 타일접착제의 저장기간 내에 접착제의 물성이 변질될 우려가 있고, 상기 저장안정제의 사용량이 2 중량부를 초과할 경우에는 저장안정제의 사용량 과다로 저장기간 내에 접착제의 물성은 안정시킬 수 있으나 사용량에 비해 그 효과가 미약하다.

그리고 상기 저장안정제는 말론산, 숙신산, 글루탐산, 옥살산, 아세트산, 에톡시아세트산, 메톡시아세트산, 포름산, 트리플루오로아세트산, 아크릴산 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 적합하지만 더욱 바람직하게는 끓는점이 110℃ 이하인 아세트산, 포름산, 트리플루오로아세트산, 아크릴산 중에서 1종을 선택하여 사용하는 것이 가장 적합하다.

본 발명에서 충진제는 타일접착제에 접착강도, 내열성 등과 같은 기계적 물성을 보강하는 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 주재료 100 중량부에 대하여 40~70 중량부인 것이 바람직하다. 상기 충진제의 사용량이 40 중량부 미만일 경우에는 타일접착제의 기계적 물성이 저하될 우려가 있고, 상기 충진제의 사용량이 70 중량부를 초과할 경우에는 점도 제어가 어려워 접착제 혼합물들의 분산성이 저하되어 기계적 물성이 저하될 우려가 있다.

그리고 상기 충진제는 실리카, 탄산칼슘, 규사 중에서 1종을 선택하여 사용할 수 있으나 바람직하게는 보강성이 뛰어나 기계적인 물성을 향상시키는 탄산칼슘 중에서 입도가 0.01~2㎛의 중질탄산칼슘과 0.01~1㎛의 경질탄산칼슘을 중량비로 1:1~3으로 혼합하여 사용하는 것이 가장 적합하다.

본 발명에서 용매는 타일접착제의 혼합물을 균일하게 희석시키는 역할을 하는 것으로서, 그 사용량은 주재료 100 중량부에 대하여 10~30 중량부인 것이 바람직하다. 상기 용매의 사용량이 10 중량부 미만일 경우에는 혼합물을 균일하게 희석시키는 작업성과 타일접착제의 보습성이 저하될 우려가 있고, 상기 용매의 사용량이 30 중량부를 초과할 경우에는 타일접착제의 점도가 낮아져 경화시간이 길어질 우려가 있다. 그리고 상기의 용매는 특별히 한정하는 것은 아니나 바람직하게는 접착제의 품질유지를 위해 정제수를 사용하는 것이 적합하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 타일시멘트의 제조

(실시예 1)

메타아크릴산수지 50 중량부와 비스페놀 A형 에폭시수지 50 중량부를 포함한 주재료 100 중량부에 정제수 10 중량부와 분산제 1 중량부를 혼합기에 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반한 다음 입도가 0.01~2㎛의 중질탄산칼슘과 0.01~1㎛의 경질탄산칼슘을 1:2 중량비로 혼합한 충진제 40 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하였다. 그리고 여기에 히드록시알킬셀룰로오스 5 중량부, 폴리비닐알코올 1 : 아밀알코올 2의 중량비로 혼합한 오픈타임제 0.5 중량부, 트리플루오로아세트산 0.5 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하여 타일접착제를 제조하였다.

(실시예 2)

메타아크릴산수지 60 중량부와 비스페놀 A형 에폭시수지 40 중량부를 포함한 주재료 100 중량부에 정제수 10 중량부와 분산제 3 중량부를 혼합기에 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반한 다음 입도가 0.01~2㎛의 중질탄산칼슘과 0.01~1㎛의 경질탄산칼슘을 1:2 중량비로 혼합한 충진제 70 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하였다. 그리고 여기에 히드록시알킬셀룰로오스 2 중량부, 폴리비닐알코올 1 : 아밀알코올 2의 중량비로 혼합한 오픈타임제 0.8 중량부, 트리플루오로아세트산 1 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하여 타일접착제를 제조하였다.

(실시예 3)

메타아크릴산수지 70 중량부와 비스페놀 A형 에폭시수지 30 중량부를 포함한 주재료 100 중량부에 정제수 10 중량부와 분산제 2 중량부를 혼합기에 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반한 다음 입도가 0.01~2㎛의 중질탄산칼슘과 0.01~1㎛의 경질탄산칼슘을 1:2 중량비로 혼합한 충진제 50 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하였다. 그리고 여기에 히드록시알킬셀룰로오스 3 중량부, 폴리비닐알코올 1 : 아밀알코올 2의 중량비로 혼합한 오픈타임제 1 중량부, 트리플루오로아세트산 2 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하여 타일접착제를 제조하였다.

(비교예 1)

메타아크릴산수지 30 중량부와 비스페놀 A형 에폭시수지 70 중량부를 포함한 주재료 100 중량부에 정제수 10 중량부와 분산제 2 중량부를 혼합기에 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반한 다음 입도가 0.01~2㎛의 중질탄산칼슘과 0.01~1㎛의 경질탄산칼슘을 1:2 중량비로 혼합한 충진제 30 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하였다. 그리고 여기에 히드록시알킬셀룰로오스 3 중량부, 폴리비닐알코올 1 : 아밀알코올 2의 중량비로 혼합한 오픈타임제 0.1 중량부, 트리플루오로아세트산 2 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하여 타일접착제를 제조하였다.

(비교예 2)

메타아크릴산수지 80 중량부와 비스페놀 A형 에폭시 수지 20 중량부를 포함한 주재료 100 중량부에 정제수 10 중량부와 분산제 2 중량부를 혼합기에 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반한 다음 입도가 0.01~2㎛의 중질탄산칼슘과 0.01~1㎛의 경질탄산칼슘을 1:2 중량비로 혼합한 충진제 80 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하였다. 그리고 여기에 히드록시알킬셀룰로오스 3 중량부, 폴리비닐알코올 1 : 아밀알코올 2의 중량비로 혼합한 오픈타임제 10 중량부, 트리플루오로아세트산 2 중량부를 첨가하여 300rpm의 교반속도로 10분간 교반하여 타일접착제를 제조하였다.

2. 시편의 제작 및 시험

ㅇ 시편의 제작은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2에서 제조한 타일접착제를 구분하여 KS L 1593의 시험방법에 따라 제작하였다.

ㅇ 시험방법은 아래의 방법에 따라 시험하였다.

- 접착강도 시험은 KS L 1593의(자기질 타일용 접착제) 6.3.2 (b)의 방법에 따라 시험하였다.

- 내열성 시험은 KS L 1593(자기질 타일용 접착제)의 6.3.3의 방법에 따라 시험하였다.

- 미끄럼 저항성 시험은 KS L 1593(자기질 타일용 접착제)의 6.3.4의 방법에 따라 시험하였다.

3. 시험결과

상기 방법에 따라 시험한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2의 시험결과는 [표 1]과 같다.

구 분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
접착강도 (N/mm²)	건조ㆍ수중	0.5	0.6	0.5	0.3	0.2
	열노화	0.5	0.5	0.5	0.3	0.3
	저온경화	0.5	0.6	0.5	0.3	0.3
	알카리수중	0.5	0.5	0.5	0.3	0.2
내열성		합격	합격	합격	불합격	불합격
미끄럼 저항성		이상없음	이상없음	이상없음	1.0mm 이상 미끄러짐	1.5mm 이상 미끄러짐

상기 표 1에서 본 바와 같이 실시예 1 내지 3의 경우에는 본원발명에서 요구하는 기준치 이내로 혼합물을 첨가하여 타일접착제를 제조함으로써, 접착강도, 내열서, 미끄럼 저항성에서 모두 국가규격인 KS L 1593의 기준치 보다 매우 높은 것으로 평가되었으나 비교예 1 및 2의 경우에는 주재료인 메타아크릴산수지, 비스페놀 A형 에폭시수지와 충진제 등의 혼합량이 본원발명에서 요구하는 기준치를 벗어나게 첨가됨으로 인해 접착강도에서 KS L 1593의 기준치 보다 낮은 것으로 평가되었고, 내열성 및 미끄럼 저항성의 경우도 국가규격에서 요구하는 기준치를 벗어나는 것으로 평가되었다.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 경화시간 조절이 가능한 타일접착제를 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims

고형분이 30~50 중량% 포함된 아크릴산 또는 메타아크릴산인 아크릴수지 50~70 중량부와 당량이 2000∼3500인 비스페놀 A형인 에폭시수지 30~50 중량부로 이루어지는 주재료 100 중량부에 대하여 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시알킬셀룰로오스 중에서 1종 또는 그 이상을 선택한 증점제 2~5 중량부, 리그닌 술폰산염계, 나프탈렌 술폰산 포름 알데히드계, 석유 술폰산계 중에서 1종 또는 그 이상을 선택한 분산제 1~3 중량부, 폴리비닐알코올 1 : 아밀알코올 1~2의 중량비로 혼합한 오픈타임제 0.5~1 중량부, 저장안정제 0.5~2 중량부, 충전제 40~70 중량부, 용매 10~30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화시간 조절이 가능한 타일접착제.
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