KR101969102B1

KR101969102B1 - 세라믹 타일 줄눈제

Info

Publication number: KR101969102B1
Application number: KR1020180135187A
Authority: KR
Inventors: 강천수; 김기환; 문혜지
Original assignee: (주)에이티엠코리아
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2019-08-13

Abstract

본 발명은, 주제와 경화제를 혼합하여 세라믹 타일에 시공하는 세라믹 타일 줄눈제로서, 상기 주제는 에폭시 수지; 기능성 무기물; 안료 또는 글리터 파우더;로 이루어지고, 상기 주제의 혼합비율은, 에폭시 수지 100중량부에 대해, 상기 기능성 무기물은 20~70중량부, 안료 또는 글리터파우더는 10~40중량부로 이루어지며, 상기 기능성 무기물은 황토, 참숯, 탈크, 토르말린, 흑운모, 티타니아, 알루미나 중 하나 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 줄눈제를 제공한다.

Description

세라믹 타일 줄눈제{CROSS LINE MATERIAL FOR CERAMIC TILE}

본 발명은 세라믹 타일 시공에 사용되는 타일 줄눈제이며, 구체적으로는 항균 및 원적외선 방사 특성을 가지는 타일 줄눈 시공용 세라믹 타일 줄눈제에 관한 것으로써, 다양한 천연소재 물질을 적용할 수 있는 웰빙 특성의 줄눈 시공용 세라믹 타일 줄눈제 물질에 관한 것이다.

단독주택, 아파트, 및 호텔 등의 욕실은 문화의 한공간을 차지하고 있는 만큼 삶의 중요한 일부분으로 자리매김을 하고 있다. 특히, 최근에는 친환경에 대한 관심이 증가하고 있지만, 아직까지 욕실에 사용된 백색시멘트의 제품에 대한 한계성 때문에 욕실의 변기, 세면대, 타일줄눈 등의 백색시멘트 접착부분이 시간의 흐름에 따라서 깨어지고, 틈새가 생기고 또한, 세균, 곰팡이와 같은 비위생적인 현상이 일어나고 있다.

이와 같은 현상을 대체 가능한 제품군은 아직 없거나, 미미하고, 각종 세정제 등을 통한 세척을 하기 때문에 세제에 대한 환경오염도 심각한 상황이다. 물 부족 국가 대열에 들어선 만큼 이와 같은 물 소비량을 줄이고, 또한 환경오염을 줄일 수 있고, 항균 특성을 가진 세라믹 접착제 내지 세라믹 타일 줄눈제의 개발이 필요한 시점이다.

대한민국 공개특허 : 10-1115011 대한민국 공개특허 : 10-0848812

본 발명의 항균 특성과 물 접촉각이 우수한 세라믹 타일 줄눈제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 주제와 경화제를 혼합하여 세라믹 타일에 시공하는 세라믹 타일 줄눈제로서, 상기 주제는 에폭시 수지; 기능성 무기물; 안료 또는 글리터 파우더;로 이루어지고,

상기 주제의 혼합비율은, 에폭시 수지 100중량부에 대해, 상기 기능성 무기물은 20~70중량부, 안료 또는 글리터파우더는 10~40중량부로 이루어지며, 상기 기능성 무기물은 황토, 참숯, 탈크, 토르말린, 흑운모, 티타니아, 알루미나 중 하나 이상의 성분을 혼합한 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 줄눈제를 제공한다.

상기 주제와 경화제의 혼합 비율은, 경화제 5~30wt%가 혼합되는 것이 좋고, 상기 주제에는 에폭시 수지 100중량부에 대해 기포 억제용 소포제가 0~2중량부가 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 세라믹 타일 줄눈제는 원적외선 방사율이 90% 이상의 성능을 보여주고 있으며, 항균특성은 참숯과 황토 등의 무기입자를 사용한 세라믹 접착제에서 99% 이상의 멸균 효과를 보여주며, 부착력은 846 N/mm² 을 보여주며 물의 접촉각 성능도 77도로 매우 우수한 결과를 보여주는 등, 세라믹 타일용 줄눈 성능으로서는 굉장히 우수한 효과를 보여주고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 세라믹 타일 줄눈제의 원적외선 방사율과 방사에너지를 보여주는 시험성적서이며,
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 타일 줄눈제의 황색포도상구균의 감소율을 보여주는 시험성적서이며,
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 타일 줄눈제의 인장 전단 접착 강도를 보여주는 시험성적서이며,
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 타일 줄눈제의 접촉각 측정 결과를 보여주는 시험성적서이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

여기서, 본 발명에 사용되는 무기물 입자는 탈크, 황토, 참숯, 토르말린, 모나자이트 등의 무기물과 에폭시 수지 조성물을 사용하여 원적외선, 음이온 방사에 의한 웰빙효과와 항균효과를 동시에 만족하는 세라믹 줄눈제 조성물에 관한 것이다.

여기서, 본 발명에 사용되는 무기 충진물질로는 황토, 참숯, 탈크, 흑운모, 토르마린, 티타니아, 알루미나 등의 무기물 입자를 사용한다. 일반적으로 미세기공이 발달된 높은 표면적의 비결정성 숯과 같은 탄소 및 황토 등은 표면의 탄소원자와 결합하는 -COOH, -OH, -C=O, -O- 와 같은 반응기가 존재함으로써 공기정화 및 제거 목적으로 이용되고 있으며, 본 발명은 이러한 특성을 이용한 세라믹 줄눈제의 최적의 조성물을 도출한 것이다.

[화학 조성물]

1) 주제

열경화성 에폭시 접착제는 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 올리고머(oligomer)와 경화제가 주요 구성성분으로 이루어져 있으며, 열에 의해 올리고머와 경화제간의 경화(가교)반응이 진행되면서 접착이 이루어진다. 이때 사용되는 에폭시 올리고머로는 비스패놀(bisphenol)형, 노볼락(novolac)형, 방향족 아민형형의 3가지가 주로 이용되고 있다.

아래 그림 1의 Bisphenol 형은 가장 많이 사용되는 에폭시 올리고머로서, n=0이면 상온에서 액상이며, n=2 이상이면 상온에서 고상을 나타내며, n이 증가함에 따라 가교밀도가 감소하며 높은 인성과 내열성이 감소된다. 산업적으로 n=1 or 2가 가장 많이 사용되고 있다. 에폭시기가 2개 이상인 노볼락형(그림 2)의 경우도 n이 증가함에 따라 액상에서 고상을 나타내며, 분자량에 따라 내열성의 변화가 크지 않다. 방향족 아민(그림 3)의 경우는 3~4개의 에폭시기를 가지고 있어서, 가교밀도가 높은 경화수지를 얻을 수 있다. 즉, 내열성이 요구되는 곳에 많이 이용되고 있다. 또한, 질소원자의 존재로 인해 흡습성이 높은 특징이 있다. 기타 올리고머로서 특수용도의 다양한 구조를 갖는 소재가 이용되고 있다.

[그림 1] Bisphenol형 에폭시 올리고머.

[그림 2] 노볼락형 에폭시 올리고머.

[그림 3] 방향족 아민형 에폭시 올리고머.

본 발명의 세라믹 줄눈제에서는 무용제 에폭시 수지 30~70중량%, 비스패놀형, 노볼락형 에폭시 수지를 사용하였고, 소포제는 실리콘계열의 물질을 0~1중량% 사용하였다. 무기 충진물질로는 황토, 참숯, 탈크, 흑운모, 토르마린, 티타니아, 알루미나 등의 무기물 입자와 글리터 파우더를 사용하며, 이들 중 적어도 하나 이상을 포함한 무기입자 첨가물 10~45중량%를 혼합, 교반 및 분산을 실시한다.

상기 내용을 참조하여, 본 발명에 따른 세라믹 줄눈을 구성하는 주제의 조성물을 아래와 같이 도출하였다.

본 발명의 주제 조성물은 1)에폭시 수지;와 2)기능성 무기물;과 3)안료 또는 글리터 파우더;로 이루어진다. 여기에 필요에 따라서는 기포 억제용으로 소포제가 추가되기도 한다. 그리고, 여기서 기능성 무기물은 황토, 참숯, 탈크, 토르말린, 흑운모, 티타니아, 알루미나 중 하나 이상의 성분을 혼합한 것이며 원적외선, 음이온, 항균 등의 기능을 발휘한다. 그리고, 안료 또는 글리터파우더는 첨가량을 조절하여 기능성(색상을 부여하거나 반짝이는 성질)을 부여하는 역할을 한다.

위 조성물의 혼합비율은, 에폭시 수지 100중량부에 대해, 상기 기능성 무기물은 20~70중량부, 안료 또는 글리터파우더는 10~40중량부로 혼합한다. 추가적으로 소포제가 0~2중량부가 추가될 수 있다.

색상을 구현하기 위해서 사용하는 물질인 글리터파우터는 폴리에스테르 필름을 육각형태로 절단된 제품으로 파우더 크기는 0.06mm~2.5mm로 용도에 맞게 첨가하여 사용한다. 이때 사용되는 파우더의 크기 뿐만 아니라, 색상도 고려하여 선택하여 사용한다.

본 발명의 줄눈제 제조공정을 보면, 이들 주제는 상기 혼합비율로 혼합되어 교반 분산되는 과정을 거친다.

2) 경화제

열경화성 에폭시 접착제의 구성요소 중의 하나인 경화제로는 크게 아민계 경화제와 산무수물 경화제의 2가지로 분류된다. 아민계경화제는 지방족과 방향족 경화제로 나뉜다. 지방족아민은 아민의 염기성(전자를 끌어당기는 힘)이 높아 경화 반응속도가 빠르고 실온에서도 경화가 가능하다. 지방족 아민경화제 중 적어도 하나를 선택하여 주제 교반 분산된 내용물에 5~25중량% 사용하여 2액형 액체타입 세라믹 접착제를 이루게 된다.

경화제 선정시 가사시간과 점도특성을 고려하여 Diethylene triamine(DETA) 또는 DEAPA(Diethylamino propyl amine), Methane, Diamine(MDA 등을 이용하여 작업 용도에 따라서 섞어 사용 하거나 또는 단독으로 사용한다(아래 [표 1] 참조).

종류	특성
Diethylene triamine(DETA) 및 Triethylene Tetramine(TETA)	자극성의 저점도 액체로서 glycidyl ether형 수지를 상온 및 속경화를 필요로 할 때 사용. 경화는 빠르지만 가사시간이 너무 짧고 급격히 발열하기 때문에 큰 주형물에는 사용불가.
DEAPA	1개분자 중에 Primary amine과 Tertiary amine을 같이 갖는 경화제로서 DETA와 비슷하나 가사시간이 길다. 증기압이 커서 독성이 크다. 경화물의 특성은 DETA와 비슷하나 전기특성 저온특성과 점착성이 좋고 내열성 내약품성은 떨어진다. 완전경화에는 가열할 필요가 있으나 분자량이 큰 에폭시와는 수산기의 촉진효과 때문에 상온경화도 가능하다.
Methane Diamine(MDA)	저점도로 수지와 혼합이 용이하며 가사시간이 길고 가열하면 속히 경화된다. 투명하면 열변형 온도가 150℃이상 높아 열 안정성이 우수하다.D ETA등과 경화물 물성은 비슷하며 독성이 적다. 공기중의 CO₂를 쉽게 흡수 하므로 가열경화시 발포되기 쉬운 결점이 있다.
N-Aminoethyl piperazine(AEP)	1분자중에 제1, 제2, 제3 Amine을 같이 갖는 지환족 Amine으로 경화에는 제1, 제2 Amine이 작용한다. 무색투명한 고비점 액체로 특성은 DETA등과 유사하나 경화물의 내충격성이 매우 우수하다.
m-xylene Diamine	DETA, TETA에 비하여 자극성이나 특성이 적고 가사시간이 길며 점도가 낮다. 경화물의 일반특성은 거의 같다. 공기중의 CO₂를 쉽게 흡수 하므로 가열경화시 발포되기 쉬운 결점이 있다.
Isophorone Diamine(IPDI)	무색의 저점도 액체로 Pot life가 길고 여러면에서 MDA와 비슷하다. 상온 경화도 하나 후경화가 필요하다. 후경화(80℃이하)시키면 무색투명한 경화물이 되어 광통신재료 내열성 RIM의 경화 등으로 쓰이며 가열경화물은 HDT가 높고 내약품성등 물성이 우수하다.
Bis(4-Amino 3-Methylcyclohexyl)Methane(Larominc 260)	저점도의 무색액체로 고온에서 경화된 경화물은 담색으로 고온에서 기계적, 전기적 성능, 방향족 amine 경화물과 거의 같게 우수하다

경화제는 지방족 아민경화제 중 적어도 하나를 선택하여 주제 교반 분산된 내용물에 2액형 액체타입 세라믹 접착제를 이루게 된다. 경화제 선정시 가사시간과 점도특성을 고려하여 Diethylene triamine(DETA) 또는 DEAPA, Methane, Diamine(MDA) 중 적어도 하나로 이루어진 경화제를 이용하여 작업 용도에 따라서 섞어 사용 하거나 또는 단독으로 사용한다.

세라믹 줄눈제 시공

욕실과 같은 곳에 시공을 하기 위해서는 먼저, 세라믹 줄눈제를 섞어야 하는데 주제와 경화제를 적당한 비율로 섞어 제품을 완성한 후 시공을 실시한다. 주제와 경화제 비율은 주제와 경화제 혼합물의 비율을 100wt%이라 했을 때, 경화제 5~30wt% 가 가장 적당하다. 가사시간과 건조시간 및 접착강도를 고려하여 일정비율로 섞어 사용함이 바람직하다.

주제와 경화제 비율에 따른 가사시간, 건조시간 및 접착강도를 보면 아래 [표 2]와 같다.

구분	경화제 첨가량(중량%)
구분	5	15	25
가사시간(Hr)	3~4	2~3	2~3
건조시간(Hr)	10	8	4
접착강도(N/mm²)	50	170	200

경화제의 첨가량에 따라서 가사시간(Hr)은 변화가 된다. 중량비 5wt% 일때 보다 중량비가 15wt% 이상에서 가사시간이 짧아지는 특성을 보여주고 있다.

따라서, 작업시간을 고려하여 경화제 첨가량을 조절함으로써 적정한 가사시간을 확보가 가능하다. 그리고 건조시간과 접착강도를 고려할 때는 경화제 첨가량이 증가될수록 건조시간은 짧아지는 대신에 접착강도는 증가되는 특성을 고려하여 작업시 고려하면 된다.

도 1 내지 도 4에 첨부된 시험성적서를 보면, 본 발명에 따른 세라믹 타일 줄눈제는 원적외선 방사율이 90% 이상의 성능을 보여주고 있으며, 항균특성은 참숯과 황토 등의 무기입자를 사용한 세라믹 접착제에서 99% 이상의 멸균 효과를 보여주며, 부착력은 846 N/mm² 을 보여주며 물의 접촉각 성능도 77도로 매우 우수한 결과를 보여주는 등, 세라믹 타일용 줄눈 성능으로서는 굉장히 우수한 효과를 보여주는 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

주제와 경화제를 혼합하여 세라믹 타일에 시공하는 세라믹 타일 줄눈제로서,
상기 주제는 에폭시 수지; 기능성 무기물; 안료 또는 글리터 파우더;로 이루어지고,
상기 주제의 혼합비율은, 에폭시 수지 100중량부에 대해, 상기 기능성 무기물은 20~70중량부, 안료 또는 글리터파우더는 10~40중량부로 이루어지며,
상기 기능성 무기물은 황토 및 참숯을 포함하고,
상기 주제와 경화제의 혼합 비율은, 경화제 25중량%가 혼합되며,
상기 경화제는 DEAPA(Diethylamino propyl amine)인 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 줄눈제.
삭제
제1항에 있어서,
상기 주제에는 에폭시 수지 100중량부에 대해 기포 억제용 소포제가 0초과~2중량부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 타일 줄눈제.