KR102067338B1 - 알루미늄 거푸집을 위한 박리제 및 그 거푸집 제조방법 - Google Patents

Abstract

박리도막의 도막강도, 도막경도, 부착력 및 박리력이 우수하고, 1회의 도포로 형성되며, 도막두께의 균일성을 확보하고, 친환경적이며, 알루미늄 거푸집에 최적화된 알루미늄 거푸집을 위한 박리제 및 그 거푸집 제조방법을 제시한다. 그 박리제 및 방법은 박리제 전체에 대하여, 실리카졸 20~40중량%, 실란 20~40중량%, 주용제인 이소프로필알콜 15~40중량%, 실리콘 레진 5~15 중량% 및 습윤제 0.5~3중량%를 포함하고, 실리카졸의 pH는 2~4이고, 실리카졸은 실란과 가수분해 및 중축합반응에 의해 폴리실록산을 생성한다.

Description

알루미늄 거푸집을 위한 박리제 및 그 거푸집 제조방법{Peeling agent for Al concrete mold and method of manufacturing the mold}

본 발명은 거푸집 박리제 및 거푸집 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알루미늄과 같이 경량 소재로 이루어진 거푸집에 콘크리트가 쉽게 박리되도록 하는 박리제 및 그 거푸집 제조방법에 관한 것이다.

거푸집은 유동성을 가지고 있는 콘크리트를 소정의 형태 및 치수로 만들기 위하여 일시적으로 설치하는 구조물이다. 거푸집은 콘크리트가 어느 정도 양생될 때까지의 짧은 기간동안 필요하며 콘크리트의 양생이 진행된 이후에 제거하는 가설재로서, 거푸집의 설치 및 해체 작업은 전체 콘크리트 공사에 소요되는 비용과 시간 중에서 큰 부분을 차지한다. 종래의 거푸집은 강성이 크고 무거운 소재를 사용하기 때문에, 무거운 거푸집을 공사현장에서 조립하고 해체하는 작업은 위험이 수반된다. 이에 따라, 경량 소재로 중량이 가볍게 하고, 박리제를 적용하여 콘크리트의 박리를 용이하게 하고 있다.

일본등록특허 제4,654,049호는 중량이 가벼운 목재를 사용하고, 용제형 경화성 아크릴수지, 수성 에멀션 조성물의 눈먹임 도막, 습기 경화형 우레탄수지 조성의 도막, 경화성 아크릴수지의 상도막으로 이루어진 다층의 도막을 제시하고 있다. 그런데, 목재는 변형이 일어나고, 타르가 분출되며, 습기를 흡수하는 등의 문제가 있어서, 이를 방지하기 위하여 다층의 도막이 필요하다. 다층의 도막은 형성하는 공정이 복잡하고 비용이 증가된다. 이에 따라, 거푸집으로 경량 소재인 알루미늄이 제안되고 있고, 이에 부합하는 박리도막이 요구되고 있다.

종래의 박리제는 유기계 아크릴수지, 유기계 스티렌수지와 같은 유기계 수지 및 상기 유기계 수지와 상용성이 좋은 고휘발성의 유기용제를 사용한다. 유기계 수지는 박리도막의 도막강도, 도막경도 및 부착력이 약하여 박리도막의 탈리가 쉽게 일어나고, 유기용제는 휘발성이 강하고 인화성이 높으며 휘발성유기화합물(VOC) 등이 발생하여 친환경적이지 않다. 또한, 종래의 박리도막은 부착력 및 박리력을 확보하기 위하여, 하도막 및 상도막의 최소한 2회 코팅방식을 적용하여 공정이 복잡하고 비용이 증가한다. 나아가, 종래의 박리제는 상온경화형이므로, 콘크리트 공사현장에서 직접 도장을 해야 하고, 이로 인한 인력, 비용, 시간의 투입이 필요하다. 공사현장에서 하도막을 도포하고 건조한 후에 다시 상도막을 도장하기 때문에 박리도막의 두께 균일성을 확보하기 어렵다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 박리도막의 도막강도, 도막경도, 부착력 및 박리력이 우수하고, 1회의 도포로 형성되며, 도막두께의 균일성을 확보하고, 친환경적이며, 알루미늄 거푸집에 최적화된 알루미늄 거푸집을 위한 박리제 및 그 거푸집 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 알루미늄 거푸집을 위한 박리제는 박리제 전체에 대하여, 실리카졸 20~40중량%, 실란 20~40중량%, 주용제인 이소프로필알콜 15~40중량%, 실리콘 레진 5~15 중량% 및 습윤제 0.5~3중량%를 포함하고, 상기 실리카졸의 pH는 2~4이고, 상기 실리카졸은 상기 실란과 가수분해 및 중축합반응에 의해 폴리실록산을 생성한다.

본 발명의 박리제에 있어서, 상기 실리카졸은 산(acd)에 의해 pH가 조절될 수 있다. 상기 실란은 클로로실란, 알콕시실란, 실라잔 및 시릴화제로 구성되는 일군의 규소화합물, 아미노실란, 에폭시실란, 아크릴실란 중에서 선택된 어느 하나 또는 그들의 조합된 것일 수 있다. 상기 실란은 메틸트리메톡시실란이 바람직하다. 상기 박리제에는 부용제인 부틸셀로솔브 0.5~3중량%를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 거푸집 제조방법은 먼저, 거푸집용 알루미늄 판재의 표면을 샌딩 처리한다. 그후, 상기 샌딩처리된 판재의 표면을 청정시키고, 박리제의 건조 및 경화온도보다 낮은 온도에서 예열한다. 상기 예열된 판재에 전체 원료에 대하여 실리카졸 20~40중량%, 실란 20~40중량%, 주용제 이소프로필알콜 15~40중량%, 실리콘 레진 5~15중량%, 습윤제(wetting agent) 0.5~3중량%를 포함하여 생성된 박리제를 코팅한다. 상기 박리제가 코팅된 상기 판재를 소부경화 방식으로 열처리하여 박리도막을 형성한다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 소부경화 방식에 의해 열처리하는 단계에서 휘발성 및 인화성 물질이 제거된다. 상기 박리제 코팅은 1회 코팅으로 구현될 수 있다. 상기 소부경화 방식에 의해 형성된 상기 박리도막은 쇼트 또는 샌드 블라스트에 의해 제거될 수 있다.

본 발명의 알루미늄 거푸집을 위한 박리제 및 그 거푸집 제조방법에 의하면, 실리카 및 실란을 기반으로 하는 무기계 박리제를 적용함으로써, 박리도막의 도막강도, 도막경도, 부착력 및 박리력이 우수하고, 1회의 도포로 형성되며, 도막두께의 균일성을 확보하고, 친환경적이며, 알루미늄 거푸집에 최적화된다.

도 1은 본 발명에 의한 박리제를 제조하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 의한 박리도막을 형성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 도면들에 있어서, 막(층, 패턴) 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 막(층, 패턴)이 다른 막(층, 패턴)의 상, 상부, 하부, 일면에 있다고 언급되는 경우에, 그것은 다른 막(층, 패턴)에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 다른 막(층, 패턴)이 개재될 수도 있다.

본 발명의 실시예는 실리카 및 실란을 기반으로 하는 무기계 박리제를 적용함으로써, 박리도막의 도막강도, 도막경도, 부착력 및 박리력이 우수하고, 1회의 도포로 형성되며, 도막두께의 균일성을 확보하고, 친환경적이며, 알루미늄 거푸집에 최적화된 박리제 및 거푸집 제조방법을 제시한다. 이를 위해, 실리카 및 실란을 기반으로 하는 무기계 수지로 이루어진 박리제에 대하여 상세하게 알아보고, 상기 박리제가 적용된 거푸집의 제조방법을 구체적으로 살펴보기로 한다. 이하에서는, 박리제의 원료, 박리제의 제조방법, 박리도막 형성방법으로 구분하여 순차적으로 설명하기로 한다. 본 발명을 적용한 거푸집은 공사현장이 아닌 생산라인에서 제조하여, 공사현장에 운반하여 공급한다. 이에 따라, 공사현장에서 박리제를 도포하기 위한 인력, 시간 및 비용을 요구하지 않는다.

<박리제의 원료>

박리제의 원료는 실리카졸, 실란, 용제, 실리콘 레진, 습윤제(wetting agent)를 포함하여 이루어진다. 상기 실리카졸(silica sol)은 음(-)전하를 띠는 무정형 실리카(SiO₂) 미립자가 수중에서 콜로이드 상태를 이룬다. 상기 실리카졸은 외관상 투명하거나 유백색을 띤다. 거푸집 박리제의 원료로 사용되는 실리카졸은 필요 이상의 고강도나 고광택 등이 요구되지 않는다. 이에 부합하는 상기 실리카졸의 함량 및 pH는 박리도막에 요구되는 정도의 도막강도, 깨짐 방지, 작업의 용이함, 코팅작업의 환경 등을 고려하여 설정될 수 있다.

상기 실란은 클로로실란, 알콕시실란, 실라잔 및 기타 특수 시릴화제로 구성되는 일군의 규소화합물이다. 또한, 상기 실란은 내마모성 및 내구성 등 목적에 따라 아미노실란, 에폭시실란, 아크릴실란 등과 같은 다양한 기능성 실란이 존재한다. 그런데, 상기 실란 중에서 상기 실리카졸과의 가수분해 반응성, 반응시간, 발수기 함량과 작업시간 및 도막경도 등을 고려하면 알콕시실란 계열, 예컨대 메틸트리메톡시실란(MTMS, Methyl Tri Metoxy Silane)을 적용할 수 있다.

한편, 상기 실란이 투입되기 전의 상기 실리카졸은 전기화학적 균형을 이루어 안정된 상태를 유지하지만, 본 발명의 실시예에 의한 실란(silane)을 첨가하여 가수분해와 중축합반응을 하면, 도막강도와 도막경도를 갖춘 치밀하고도 발수성을 나타내는 박리도막을 구현한다. 상기 실리카졸은 실란과 가수분해 및 중축합반응에 의해 폴리실록산, 예컨대 디메틸폴리실록산을 생성한다. 상기 디메틸폴리실록산은 합성오일의 일종으로써, 열에 강한 실록산 결합(Si-O-Si)에 유기질의 메틸기로 구성된 것이다. 이러한 폴리실록산은 알루미늄을 포함한 금속에 대한 부착력이 종래의 유기계 박리제에 비해 우수하다.

상기 실리카졸이 수성이므로, 상기 용제는 수성 또는 반수성이면서 상기 실리카졸과 상용성이 우수한 물질이 적용된다. 상기 용제는 상기 실리카졸과 실란의 가수분해 및 중축합반응에 의해 폴리실록산이 생성되는 속도를 감소시켜 박리제의 저장기간 및 가사시간을 충분하게 유지시킨다. 상기 용제 중에서 주(main)용제는 유기물질에 대한 극성이 낮아서, 수용성과 유용성의 양용성을 지닌 이소프로필알콜(IPA. Iso Propyl Alcohl, 2-propanol)이 바람직하다. 선택적으로, 추후에 설명하는 실리콘 레진과 상용성을 갖는 부틸셀로솔브(BC, Butyl Cellosolve)을 부(sub)용제로써 추가하면 좋다. 상기 부틸셀로솔브는 분자량이 이소프로필알콜보다 커서 휘발성이 낮아 건조속도를 조절한다.

주용제인 상기 이소프로필알콜 및 부용제인 부틸셀로솔브는 인화점과 발화점이 종래의 유기용제보다 높다. 구체적으로, 본 발명의 이소프로필알콜 및 부틸셀로솔브는 종래의 박리제 용제로 사용되는 유기용제인 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene), 메탄올(methanol) 등에 비하여 안정적이며 인체에 유해하지 않는 친환경 용제이다. 또한, 상기 이소프로필알콜 및 부틸셀로솔브는 본 발명의 박리도막의 건조 및 경화를 위한 소부경화 과정에서 모두 제거된다. 이렇게 되면, 본 발명의 박리도막에는 무기계 수지만 남게 되어 박리도막의 내구성과 내연성이 높아진다.

상기 실리콘 레진은 수용성 수지와의 상용성을 가지면서, 뛰어난 발수성과 이형성을 가진 박리도막을 형성하도록 도와준다. 왜냐하면, 폴리실록산의 발수성과 이형성만으로 거푸집의 박리력을 기대하기 어렵기 때문이다. 즉, 상기 실리콘 레진은 본 발명의 박리도막에서 콘코리트에 대한 부족한 이형성을 보강한다. 상기 실리콘 레진은 본 발명의 소부경화 방식에도 휘발되지 않고 잔존하는 특성을 가진다.

통상적으로, 도료나 코팅에 사용하는 실리콘 오일은 수지와 함께 도막을 형성하지 않고, 적용온도에 상관없이 그 자체로 실리콘 오일 입자 상태를 유지한다. 만일, 상기 실리콘 오일을 본 발명의 실시예에 의한 거푸집에 적용하면, 실리콘 도막을 형성하지 않고 실리콘 오일 입자가 남아있어서 발수성이 향상될 수 있다. 하지만, 콘크리트의 강알카리성과 반응하여 실리콘 오일 입자의 발수특성이 저하되고, 실리콘 오일 입자가 콘크리트에 접촉하여 달라붙거나 소실된다. 이렇게 되면, 거푸집에서의 박리력은 사용회수를 거듭할수록 현저하게 떨어져 콘크리트 잔여물이 거푸집에 남게 되며 급속도로 박리효과가 저하된다. 이에 따라, 실리콘 오일보다는 실리콘 레진이 바람직하다.

상기 실리콘 레진이 폴리실록산과 혼합되어 박리도막 내측에서 건조 및 경화된다면, 원하는 박리효과를 얻기 어렵다. 상기 습윤제는 박리도막이 건조되는 과정에 상기 실리콘 레진이 박리도막의 최외곽부로 이동하여 건조 및 경화되도록 퍼짐성을 부여한다. 만일, 상기 습윤제가 없으면, 상기 실리콘 레진은 박리도막 전체에 균일하게 분산되지 않고 응집되는 현상이 일어난다.

<박리제의 제조방법>

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 박리제를 제조하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 이때, 실리카졸과 실란과의 가수분해 반응과 중축합반응은 용도와 성질에 따라 다양하게 이루어진다. 하지만, 본 발명의 실시예는 코팅작업의 용이성, 비용, 시간 등을 절감할 수 있도록 경화제를 별도로 하는 2액형이 아닌 경화제를 포함하는 1액형이며, 저장시간과 가사시간을 고려하여 사용원료와 제조방법을 설정하였다.

도 1에 의하면, 먼저, pH가 2~4이고, 전체 실리카졸에서 실리카의 함량이 15~55중량%인 실리카졸을 전체 원료에 대하여 20~40중량%만큼 준비한다(S10). 상기 실리카 함량은 실란과 가수분해하는 물의 양, 도막강도, 도막경도, 광택 등을 고려한 것이다. 만일, 실리카 함량이 많아지면, 도막강도 및 도막경도는 커지나 깨짐성이 증가한다. 상기 실리카의 함량은 실란, 용매의 종류도 함께 고려하면 15~55중량%가 바람직하다. 상기 실리카졸의 함량은 상기 실리카의 함량, 실란, 용매에 따라 달라지며, 도막강도, 도막경도, 광택 등을 고려하면 20~40중량%가 좋다.

박리도막의 목적에 따라 산의 투입이 반드시 필요한 경우가 있지만, 본 발명의 실시예에 의한 박리제는 앞에서 설명한 바와 같이 고강도와 고광택 등의 박리도막보다는 박리기능이 더 중요시된다. 이에 따라, 상기 산(acid)을 이용하여 pH를 인위조정하기 보다는 pH가 낮아서 실란과 손쉽게 반응할 수 있는 실리카졸을 사용한다. 이때, pH가 2보다 작으면, 가수분해와 중축합반응이 급격히 빨라지고 이로 인하여 도막의 안정성이 나빠질 수 있다. 즉, 박리제의 저장기간이 6개월 미만이고, 알루미늄 소재를 훼손시킬 수 있다. 부득이 하게, 실리카졸의 pH를 조절하려면, 개미산, 빙초산 등과 같은 약산이 바람직하다.

pH가 4보다 높으면, 가수분해와 중축합반응의 속도가 너무 느려져 불균일한 반응으로 박리도막의 불균일한 형성으로 인하여 원하는 강도와 내구성을 얻을 수 없다. 상기 pH가 4보다 크면, 상기 실리카졸의 안정성을 파괴하므로 상기 pH를 낮추도록 하는 산(acid)을 사용하여야 한다. 상기 산(acid)을 사용하면, 상기 실리카졸을 안정하게 이루는 전하가 깨지게 되어 용제와의 상용성, 도막경도 및 박리제의 가사시간에 많은 악영향을 미친다. 예컨대, 강산을 사용하면, 가수분해 및 중축합반응 속도가 급격하게 빨라져서 제어하기 어렵다. 이에 따라, 가능하면 강산을 사용하여 pH를 조절하지 않는 것이 좋다.

그후, 교반을 수행하면서, 전체 원료에 대하여 실란 20~40중량%을 10분 정도에 걸쳐 천천히 투입한다(S12). 상기 실란은 클로로실란, 알콕시실란, 실라잔 및 기타 특수 시릴화제로 구성되는 일군의 규소화합물, 아미노실란, 에폭시실란, 아크릴실란 중에서 선택된 어느 하나 또는 그들의 조합일 수 있다. 이때, 앞에서 설명한 바와 같이 상기 pH 2~4이 되지 않도록 유지하면서, 교반 및 투입을 수행한다. 상기 실리카졸이 실란과 반응하면 폴리실록산이 생성된다.

상기 실란의 투입되면, 가수분해와 중축합반응으로 발열과 함께 증발이 일어나므로, 반응기를 밀폐시킨 후 1시간 이상 교반을 지속한다. 여름 및 겨울철 등에 따라 교반시간은 약간 차이가 있을 수 있으나, 약 20℃의 조건에서는 1시간 이상이 바람직하다. 상기 1시간의 최소시간을 말하는 것이며, 최대시간은 가수분해와 중축합반응을 관찰하면서 본 발명에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 조절할 수 있다.

다음에, 교반을 지속하면서, 전체 원료에 대하여 주용제인 이소프로필알콜(IPA) 15~40중량%을 천천히 투입한다(S14). 이때, 이소프로필알콜(IPA)의 투입은 가수분해 및 중축합 반응속도, 박리제의 저장성 및 가사시간을 고려하여 천천히 투입한다. 반응이 제대로 일어나지 않으면, 상기 이소프로필알콜과의 상용성을 만족하지 않으므로, 이소프로필알콜의 투입시 불순물(particle)이 발생할 수 있다. 불순물이 발생하면, 원하는 박리도막 물성을 얻을 수 없다.

선택적으로, 교반을 지속하면서, 전체 원료에 대하여 부용제인 부틸셀로솔브(BC) 0.5~1.5중량%을 투입한다(S16). 부틸셀로솔브(BC)를 투입하고 최소 10분 이상 교반을 지속하면서, 교반한 후 최소 하루정도 안정화시킨다. 부틸셀로솔브(BC)는 분자량이 높고 반수계성이며, 다음 단계의 실리콘 레진과의 상용성을 부여한다. 부틸셀로솔브를 투입하면 가수분해와 중축합반응을 중지시키지만, 완전히 중단된 것은 아니며 지속적으로 반응은 서서히 이루어진다. 이때, 수계의 무기질 폴리실록산과의 박리력을 위하여, 추후의 실리콘 레진과의 충돌을 회피하고자 하여 부틸셀로솔브를 투입하더라도 곧 바로 실리콘 레진을 투입하지 않는다. 즉, 최소 하루정도로 안정화하는 시간이 필요하다.

안정화가 완료된 후, 실리콘 레진을 투입한다(S18). 실리콘 레진을 투입하는데 있어 실리콘 레진을 전체 원료에 대하여 5~15중량%을 본 박리제 수지와의 안전한 상용성을 도와주기 위하여 전체 원료에 대하여 0.5~3중량%의 습윤제(wetting agent)와 실리콘 레진을 일정 비율(1:5 ~1:10)로 먼저 교반 하며 mixing한 다음 이 혼합액을 투입하는 것이 수지와의 상용성에 안정적이다.상기 실리콘 레진은 본 발명의 수계 무기질 수지와 상용성을 충족하며, 실리콘 습윤제는 소부경화 방식으로 건조 및 경화 후 박리도막을 형성할 때 상기 도막의 최외곽부(최상층부)에 발현시킨다. 상기 교반은 최소 20분 이상 진행한다. 특히, 상기 실리콘 습윤제는 박리도막의 두께를 균일하게 이루어지도록 한다.

본 발명의 실시예에 의한 박리제는 전체 원료에 대하여 실리카졸 20~40중량%, 실란 20~40중량%, 주용제 이소프로필알콜 15~40중량%, 실리콘 레진 5~15중량%, 습윤제(wetting agent) 0.5~3중량%를 포함하여 이루어진다. 상기 성분들의 함량은 상기 실란의 종류에 따라 본 발명의 박리도막의 박리력, 부착력, 도막강도, 도막경도, 광택 등의 물성을 고려하여 정해진다. 예컨대, 실란을 메틸트리메톡시실란을 사용하고 디메틸폴리실록산을 생성하는 경우, 메틸트리메톡실란의 함량은 25~35중량%이 바람직하고, 디멜틸폴리실록산은 25~35중량%가 생성되었다. 본 발명의 성분의 함량은 박리도막의 특성을 구현하는 기술적 사상에 근거한다. 이에 따라, 상기 함량은 상기 기술적 사상을 고려하지 않고, 반복실험을 통하여 획득할 수 없는 것이다.

<박리도막 형성방법>

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 박리도막을 형성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.

도 2에 의하면, 먼저 거푸집용 알루미늄 판재의 표면을 샌딩(샌드 블라스트) 처리를 한다(S20). 이때, 샌딩은 80~100mesh이고 조도는 5~10㎛이다. 샌딩이 80mesh보다 커서 조도가 10㎛보다 커지면 알루미늄 표면이 필요 이상으로 거칠어지고, 샌딩이 100mesh보다 조도가 5㎛보다 작으면 접착력에 작아서 적용하기 어렵다. 그후, 샌딩 처리된 표면을 깨끗하게 청정한다(S22). 상기 청정은 탈지 및 에어 블로잉(air blowing)을 통하여 수행하며, 상기 탈지는 신너, TCE, 알코올, 액체 탈지액 등을 활용한다. 탈지가 제대로 이루어지지 않으면, 핀홀 현상이나 접착불량이 일어날 수 있다.

청정이 끝나면, 거푸집 알루미늄의 표면온도를 40℃~50℃로 예열한다(S24). 알루미늄의 표면온도가 40℃보다 낮으면 박리도막의 표면이 거칠어지고, 50℃보다 높으면 박리도막에 기포 등이 발생한다. 상기 예열온도는 박리제의 건조 및 경화온도보다 낮은 온도이다.

본 발명의 실시예와 같이 샌딩 처리 후 코팅을 하면, 소부경화 방식으로 건조 및 경화하여 얻은 박리도막은 1회 도장만으로 콘크리트의 부착은 물론 박리력을 동시에 구현한다. 한편, 종래의 아크릴수지의 박리제는 이소시아네이트 등의 접착제의 첨가로 부착력을 높인다. 그런데, 본 발명의 실시예는 샌딩 처리로 알루미늄의 표면에 균일하고 미세한 요철면을 만들어 비표면적을 증대시킨다. 상기 비표면적이 커진 요철면에는 박리제가 코팅된다. 즉, 본 발명의 박리제는 종래의 접착제와는 달리 물리적으로 결합력을 부여하여 부착력을 증대시킨다. 상기 물리적인 요철면은 박리도막의 탈리 또는 슬립 등의 변형을 방지한다. 이렇게 되면, 부착력을 확보하기 위하여 별도로 하도막을 코팅한 후 1~2시간의 건조 후 다시 박리제를 코팅하는 종래의 박리도막과는 달리, 1회만의 코팅만으로 부착력과 박리력을 동시에 갖는 박리도막을 얻을 수 있다.

치밀하고 균일한 강도를 갖는 본 발명의 박리도막은 상기 도막이 탈리, 변형 및 파손이 빈번하게 일어나는 공사환경에서 박리도막을 그대로 유지하고, 박리력은 지속된다. 한편, 아크릴 수지와 같은 유기계 박리제를 사용하는 종래의 경우에는 공사현장으로부터 반송되어 온 거푸집을 생산라인에서 오염된 박리도막을 샌딩으로 제거한다. 그런데, 종래의 박리도막은 치밀하지 않고 강도가 낮아 샌딩으로 제거하는데 어려움이 있어서, 극성이 강한 유기용제를 사용하여 박리도막을 녹여낸다. 이렇게 되면, 박리도막을 제거하는 시간과 비용이 소요되고 환경에도 악영향을 미친다. 이에 반해, 본 발명의 종래의 박리도막에 비해 취성이 커서 쉽게 깨지므로, 쇼트나 샌드 블라스트에 의해 용이하게 제거할 수 있다.

다음에, 거푸집 알루미늄의 표면에 박리제를 코팅한다(S28). 박리제를 코팅하는 방식은 스프레이 방식, 커튼 플로우, 브러슁 등 다양한 방법이 가능하며, 보다 균일한 박리도막의 형성에는 스프레이 방식이 바람직하다. 스프레이 코팅조건은, 예컨대 스프레이 건 노즐의 홀 크기(spray gun nozzle hole size)는 직경 1.0mm~1.5㎜이고, 공기압력(air pressure)은 3Kgf/㎠∼4Kgf/㎠이 바람직하다. 박리도막의 두께는 15㎛~35㎛이다. 상기 도막의 두께가 15㎛보다 작으면 박리도막의 내구성이 약해 박리력이 약해지며, 35㎛보다 크면 박리도막의 미세한 균열로 인한 깨짐이 증가하고 박리력이 저하된다.

코팅이 완료된 박리도막은 소부경화 방식의 열처리를 통하여 건조 및 경화를 한다(S30). 예를 들어, 15~25분 동안 구간별, 예컨대 초입은 100℃, 중간은 200℃, 출구는 300℃까지 상승시켜 건조하고, 공랭 등으로 냉각한다. 공랭을 위한 팬(fan)을 사용할 수도 있다. 이때, 출구의 온도는 270~300℃의 범위에서 조절된다. 상기 건조 및 경화과정을 통하여, 휘발성과 인화성 물질을 제거하고 무기질의 내구성을 갖춘 박리도막이 형성되고, 실리콘 레진의 건조가 이루어지는 박리도막이 만들어진다. 즉, 건조 및 경화과정은 코팅 후의 유기용매 및 잔존 유기물을 연소시켜 제거하고, 최종적으로 무기질의 박리도막을 형성하여 원하는 도막강도, 도막경도 및 내구성을 갖게 된다.

종래의 아크릴 수지를 이용한 박리제를 이용한 박리도막은 상온경화 방식이라서 충분한 경화가 이루어지지 않은 상태로 건조된다. 이렇게 되면, 유기물질이 계속 존재하게 되며 휘발도가 높은 유기용제 역시 잔존한다. 이러한 이유로, 박리도막의 도막강도, 도막경도 및 내구성이 본 발명의 실시예에 의한 박리도막과 비교하여 현저하게 떨어지고, 작업환경이 작용자에게 적합하지 않다.

본 발명의 실시예는 종래의 상온경화 방식이 아닌 단계적 온도상승을 하는 소부경화 방식을 활용한다. 그 이유는 첫째, 종래의 상온경화 방식은 박리도막의 건조 및 경화 시간이 길어 작업성이 현저히 떨어지지만, 소부경화 방식은 이러한 문제점을 해결한다. 둘째, 소부경화 방식은 휘발점이 각기 다른 유기 용제의 단계적 휘발을 유도하여 유기 용제의 제거와 함께 치밀한 도막을 형성한다. 이에 비해, 종래의 상온경화 방식은 유기 용제가 잔존하게 되므로 치밀하고도 균일한 강도의 박리도막을 얻을 수 없다.

본 발명의 실시예에 의한 박리도막은 최근 이슈가 되고 있는 환경공해 문제를 극복하는 데에 도움이 된다. 즉, 휘발성유기화합물(VOC), 유해대기오염물질(HAP) 및 오존파괴물질(ODS)의 배출에 대한 규제에 대응하는 친환경인 박리제를 사용한다. 본 발명의 실시예는 종래의 유기계 박리제를 거푸집에 도포하는 대신에, 거푸집 표면에 직접 적용하는 무기계 박리제를 사용하여 환경오염은 물론 작업환경을 개선하고, 시간단축으로 인한 비용절감을 구현한다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (9)

1. 박리제 전체에 대하여, 실리카졸 20~40중량%, 실란 20~40중량%, 주용제인 이소프로필알콜 15~40중량%, 실리콘 레진 5~15 중량% 및 습윤제 0.5~3중량%를 포함하고, 상기 실리카졸의 pH는 2~4이고, 상기 실리카졸은 상기 실란과 가수분해 및 중축합반응에 의해 폴리실록산을 생성하고,
   상기 실리카졸은 음(-)전하를 띠는 무정형 실리카가 수중에서 콜로이드 상태를 이루고, 상기 실란을 투입하기 이전에는 전기화학적 균형을 이루며, 상기 이소프로필알콜은 수용성과 유용성의 양용성을 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제.
2. 제1항에 있어서, 상기 실리카졸은 약산에 의해 pH가 조절되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제.
3. 제1항에 있어서, 상기 실란은 클로로실란, 알콕시실란, 실라잔 및 시릴화제로 구성되는 일군의 규소화합물, 아미노실란, 에폭시실란, 아크릴실란 중에서 선택된 어느 하나 또는 그들의 조합된 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제.
4. 제1항에 있어서, 상기 실란은 메틸트리메톡시실란인 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제.
5. 제1항에 있어서, 상기 박리제에는 부용제인 부틸셀로솔브 0.5~3중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제.
6. 거푸집용 알루미늄 판재의 표면을 샌딩처리하는 단계;
   상기 샌딩처리된 판재의 표면을 청정시키고, 박리제의 건조 및 경화온도보다 낮은 온도에서 예열하는 단계;
   상기 예열된 판재에 전체 원료에 대하여 실리카졸 20~40중량%, 실란 20~40중량%, 주용제 이소프로필알콜 15~40중량%, 실리콘 레진 5~15중량%, 습윤제(wetting agent) 0.5~3중량%를 포함하여 생성된 박리제를 코팅하는 단계; 및
   상기 박리제가 코팅된 상기 판재를 단계적으로 온도를 상승하는 소부경화 방식으로 열처리하여 박리도막을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 박리제는 상기 전체 원료에 대하여 pH 2~4인 실리카졸 20~중량%를 준비하고, 전기화학적 균형을 이루는 상기 실리카졸에 상기 전체 원료에 대하여 상기 실란 20~40중량%를 투입한 후 상기 전체 원료에 대하여 상기 이소프로필알콜 15~40중량%를 투입하고, 상기 전체 원료에 대하여 상기 실리콘 레진 5~15중량%를 투입하며, 상기 전체 원료에 대하여 상기 습윤제 0.5~3중량%를 투입하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제에 의한 거푸집 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 소부경화 방식에 의해 열처리하는 단계에서 휘발성 및 인화성 물질이 제거되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제에 의한 거푸집 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 박리제 코팅은 1회 코팅으로 구현되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제에 의한 거푸집 제조방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 소부경화 방식에 의해 형성된 상기 박리도막은 쇼트 또는 샌드 블라스트에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 거푸집을 위한 박리제에 의한 거푸집 제조방법.

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