KR102307322B1 - 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물 및 이를 이용한 바닥마감재 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물 및 이를 이용한 바닥마감재 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물주변의 조경공간, 공원, 경기장 주변광장, 아파트내 인도, 자전거도로, 차도, 전원주택, 주차장, 휴게공간, 전원주택 등의 공사에 사용되는 콘크리트의 바닥마감재에 고로슬래그 미분말 재활용 재료를 사용하면서 강도와 내구성을 향상시키는 동시에 색상과 변색의 문제를 해결할 수 있도록 개선된 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물 및 이를 이용한 바닥마감재 시공방법에 관한 것이다.

Description

고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물 및 이를 이용한 바닥마감재 시공방법{Epoxy-based resin mortar floor finishing composition using blast furnace slag powder and construction method of floor finishing material using the same}
본 발명은 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물 및 이를 이용한 바닥마감재 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물주변의 조경공간, 공원, 경기장 주변광장, 아파트내 인도, 자전거도로, 차도, 전원주택, 주차장, 휴게공간, 전원주택 등의 공사에 사용되는 콘크리트의 바닥마감재에 고로슬래그 미분말 재활용 재료를 사용하면서 강도와 내구성을 향상시키는 동시에 색상과 변색의 문제를 해결할 수 있도록 개선된 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물 및 이를 이용한 바닥마감재 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 사무실이나 학교, 병원 등과 같은 건물을 시공할 경우에 가장 기초가 되는 것이 바닥 시공인 바, 이 바닥 시공은 생활의 편의를 위하여 보다 면밀하게 시공되어야 하며, 특히 사무실이나 공공건물의 경우에는 많은 사람들이 직접 바닥과 접촉하게 되는 시간이 많기 때문에 시공시 이를 반영하여 보다 쾌적한 상태로 시공하여야 한다.
이러한 바닥재와 관련하여, 종래 콘크리트 마감재를 살펴보면, 주로 분말하드너와 일반 방수제를 사용하고, 여기에 안료와 모래를 혼합하여 사용함으로서 마감재에 색상을 나타내고, 강도를 향상시키는 방식으로 시공되고 있다.
통상, 바닥마감재의 강도를 향상시키기 위해 사용되는 모래는 주로 강모래를 사용하고 있으나, 현재 강모래가 부족한 실정이어서 바다모래를 여러번 세척하여 사용하고 있다.
하지만, 바다모래는 철근 부식, 백화 현상 등의 문제를 발생기키고 있으므로 바다모래를 사용하기 위해서는 이러한 현상의 원인인 염분을 제거하기 위해 여러 번 세척한 후 건조하는 과정을 거쳐야 한다.
때문에, 바닥마감재의 수명이 단축되고, 비용이 증대되며, 전처리에 따른 시간과 비용이 많이 드는 단점이 있다.
국내등록특허 제10-0824194호(2008.04.15.) 고로 슬래그를 이용한 건물용 바닥재
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 건물주변의 조경공간, 공원, 경기장 주변광장, 아파트내 인도, 자전거도로, 차도, 전원주택, 주차장, 휴게공간, 전원주택 등의 공사에 사용되는 콘크리트의 바닥마감재에 고로슬래그 미분말 재활용 재료를 사용하면서 강도와 내구성을 향상시키는 동시에 색상과 변색의 문제를 해결할 수 있도록 개선된 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물 및 이를 이용한 바닥마감재 시공방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 에폭시수지 100중량부에 대해, 아민계 경화제 20-30중량부, 고로슬래그 미분말 60-80중량부 첨가 혼합한 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물에 있어서; 상기 바닥마감재용 조성물에는 상기 에폭시수지 100중량부에 대해, 세슘주석산화물(CsSnO) 25중량부, 탄산스트론튬(SrCO3) 20중량부를 나노분말 형태로 더 첨가하여 적외선 차단 성능까지 구현한 것을 특징으로 하는 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 시공면을 청소하고, 그라인더를 이용하여 표면처리하는 제1단계; 상기 제1단계를 통해 표면처리된 시공면에 콘크리트용 프라이머로 초벌 마감하는 제2단계; 상기 제2단계에서 도포된 콘크리용 프라이머 상기 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물을 도포하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물을 이용한 바닥마감재 시공방법도 제공한다.
본 발명에 따르면, 건물주변의 조경공간, 공원, 경기장 주변광장, 아파트내 인도, 자전거도로, 차도, 전원주택, 주차장, 휴게공간, 전원주택 등의 공사에 사용되는 콘크리트의 바닥마감재에 고로슬래그 미분말 재활용 재료를 사용하면서 강도와 내구성을 향상시키는 동시에 색상과 변색의 문제를 해결하는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명은 산업부산물 처리시 발생되는 고로슬래그 미분말을 활용하여 종래의 모래를 대체할 수 있음을 수차례의 실험을 통하여 확인함으로써 완성된 것이다.
본 발명은 콘크리트용 바닥마감재에 재활용 고로슬래그 미분말을 활용하고, 에폭시수지 몰탈을 적용시킴으로써 화학적인 물성은 그대로 유지를 하면서도 강도를 향상시키고, 산업부산물을 재활용하는 특징을 갖는다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물은 에폭시수지 100중량부에 대해, 아민계 경화제 20-30중량부, 고로슬래그 미분말 60-80중량부 첨가 혼합한 것이다.
이때, 에폭시수지는 콘크리트를 치밀하고 견고하게 수밀화시켜 주는 것으로 콘크리트 내부에 불안정하게 잔존하는 석회성분과 반응하여 콘트리트 자체를 불용성 결정체로 만들게 되는데 이는 약 20-30mm의 불투수성 방수층을 만들게 되어 방수능력을 높이게 된다.
또한, 아민계 경화제는 경화를 촉진시켜 안정적인 마감층을 형성하도록 하기 위해 첨가된다.
그리고, 고로슬래그 미분말Ground Granulated Blast Furnace Slag)은 철을 생산하는 용광로 속에서 철광석의 암석성분이 녹아 쇳물 위에 떠 있게 되는데, 이것을 흘러내리게 하여 물(공기)로 급격히 냉각시켜 작은 모래 입자 모양으로 만든 다음 이것을 미분쇄기(Roller Mill)로 미분말이 되도록 분쇄하여 제조한 것을 말한다.
이러한 고로슬래그 미분말은 잠재 수경성을 가지고 있으며, 그 자체로 경화하는 성질은 미약하지만, 알칼리 자극으로 경화한다. 특히, 포틀랜드 시멘트와 혼합할 경우 수산화칼슘이나 황산염의 작용에 의해 경화가 촉진되고, 포틀랜드 시멘트 만으로는 얻을 수 없는 우수한 콘크리트의 특성을 얻을 수 있다.
본 발명에서는 이러한 바닥마감재용 조성물이 바닥마감재로 시공될 때 단열성, 차열성을 높이기 위해 상기 에폭시수지 100중량부에 대해 적외선 영역까지 차단하는 세슘주석산화물(CsSnO) 25중량부, 탄산스트론튬(SrCO3) 20중량부를 나노분말 형태로 분쇄하여 더 첨가할 수 있다.
이때, 세슘주석산화물은 적외선 차단율을 60%까지 증대시키며, 탄산스트론튬은 코팅면의 분말 평활도를 증대시켜 복굴절에 의한 반사능력을 높임으로써 차열, 단열 기능을 강화시킨다.
한편, 본 발명에 따른 바닥마감재용 조성물을 이용한 바닥마감재 시공방법은 다음과 같다.
먼저, 시공면을 청소하고, 그라인더를 이용하여 표면처리하는 제1단계가 수행된다.
상기 제1단계는 이미 양생이 완료된 콘크리트의 표면을 청소하고, 그라인더를 이용하여 표면처리함으로써 프라이머층의 견고한 고착력을 유지하기 위한 단계이다.
이어, 상기 제1단계를 통해 표면처리된 시공면에 콘크리트용 프라이머로 초벌 마감하는 제2단계가 수행된다.
상기 제2단계는 콘트리트용 프라이머로 도포하여 도포면을 균일하게 유지하면서 바닥마감재와의 결합성을 강고하게 하기 위한 것이다.
이를 위해 사용되는 콘크리트용 프라이머는 스프레이 방식으로 도포되며, 방청, 중성화 억제, 방습 기능을 갖도록 올레인산 4.5중량%와, CSA(Calcium Sulfoaluminate) 10중량%와, 탄산바륨 4.5중량%와, 인산나트륨 3.5중량% 및 나머지 에폭시수지로 이루어진다.
여기에서, 올레인산은 침투력을 높여 보수면에서 눈에 보이지 않는 크랙 부분까지 완전히 침투시켜 겔화를 촉진함으로써 부착력 증진, 고정 안정화에 기여하고, 점성을 유지하기 위해 첨가된다.
또한, 상기 CSA는 수축을 억제하고 균열을 방지하기 위해 첨가된다.
그리고, 상기 탄산바륨은 응집을 족진하고, 매끄러운 표면을 형성하도록 유도하며, 자외선을 흡수하지 않아 산화방지, 변색방지에 기여한다.
뿐만 아니라, 상기 인산나트륨은 철근 표면에 불용성 피막을 형성하여 방청 기능을 수행하게 된다.
아울러, 상기 에폭시수지 강한 접착력과 방수성을 확보하기 위한 것이다.
이후, 상기 제2단계에서 도포된 콘크리용 프라이머 위에 본 발명에 따라 제조된 레진몰탈을 도포하는 제3단계가 수행된다.
이때, 상기 레진몰탈 100중량부에 대해 규불화마그네슘 20중량부를 더 혼합한 상태에서 도포함이 바람직하다.
물론, 도포면 위에 논슬립성을 높이기 위해 규사를 분사할 수도 있다.
여기에서, 규불화마그네슘은 콘크리트의 표면 강도를 증대시키기 위한 것으로, 산화억제 및 내구성, 내화학성을 높여 내구력을 증대시키기 위한 것이다.
이에 더하여, 본 발명에서는 시공된 바닥마감재 위에 일정방향으로 일정크기의 축광도료를 더 도포할 수 있다.
이것은 화재나 비상시 전기가 나갔을 때 비상 탈출 유도로를 구현하여 안전한 대피가 가능하도록 하기 위한 것이다.
이러한 축광도료는 SrAl2O4를 모결정으로 한 결정체로서 장시간 발광이 되는 재료로서 전기가 끊어지거나 어두운 곳에서 일종의 유도용기 혹은 유도선 역할을 할 수 있도록 하기 위함이다.
본 발명에 따른 축광도료는 에폭시수지 100중량부에 대해, 축광 분말 50중량부, 아민경화제 20중량부, 고로슬래그미분 20중량부, 안료 5중량부를 첨가 혼합된 후 교반되어 완성된다.
여기에서, 고로슬래그미분은 탄산칼슘을 주성분으로 하고 있어 도료의 강도와 공극 조절은 물론 치수안정화를 위해 첨가된다.
그리고, 아민경화제는 도료의 경화성을 촉진하기 위해 첨가된다.
또한, 안료는 유,무기안료 모두 사용할 수 있는 바, 통상 공지되었거나 혹은 시중에 판매하는 것을 구매하여 사용할 수 있다. 즉, 색을 내기 위한 것이므로 특별히 한정하여 설명할 필요는 없다.
아울러, 축광 분말은 스트론튬 광물(예. 셀레스타이트 혹은 스트론티안석)을 가열하고 불순물을 제거하여 알루미늄산스트론튬(SrAl2O4)의 함량을 높인 상태에서 10nm 크기 이하의 입도로 분쇄한 것으로서, 알루미늄산스트론튬(SrAl2O4)은 스트론튬 광물에 30-50% 정도 함유되어 있는 것으로 알려져 있으며, 알루미늄산스트론튬(SrAl2O4)은 입도가 나노화될 경우 그 표면에너지가 커지는 것으로 보고되어 있다.
때문에, 잔광 휘도에 영향을 미치는 불순물을 제거하게 되면, 당연히 사라진 불순물의 양만큼 알루미늄산스트론튬(SrAl2O4)의 함량은 상대적으로 높아지게 된다.
특히, 상기 축광 분말은 다음과 같이 제조된 것을 사용함이 바람직하다. 예컨대, 스트론튬 광물을 50mm 이하의 입도로 파쇄하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 파쇄된 스트론튬 광물을 가열건조로에 넣고 800-1200℃로 3시간 동안 가열감량 소성하는 제2단계와, 상기 제2단계를 통해 감량화 소성된 스트론튬 광물을 나노분쇄기로 분쇄하는 제3단계와, 상기 제3단계를 통해 분쇄된 분쇄물 중에서 10nm 이하의 입도만 체질하여 선별하는 제4단계;를 거쳐 제조된 축광 분말을 사용할 수 있다.
이때, 상기 제1단계에서 스트론튬 광물을 50mm 이하의 입도로 파쇄하는 이유는 가열 감량 소성 효과를 높이기 위함이다.
즉, 체적이 큰 것보다 체적이 작은 것들을 처리하는 것이 더 효율적이기 때문이다. 또한, 상기 제2단계에서 사용되는 가열건조로는 로터리 킬른으로서 강한 열풍과 함께 회전식으로 가열 소성할 수 있도록 구성된 로이다.
이것은 스트론튬 광물이 1300℃에서 용해되기 때문에 액상으로 완전히 용해되기 전인 최대 1200℃까지 가열하면서 스트론튬 광물에 함유된 불순물, 특히 잔광 휘도를 저해하는 물질들을 태우거나 휘발시키기 위한 것으로, 녹기 전에 거의 대부분 제거되기 때문이다. 특히, 열풍이 불고 있기 때문에 불순물 제거 효율이 매우 뛰어나다.
그리고, 상기 제3단계에서 사용되는 나노분쇄기는 수직형 비드밀(Beads Mill)로서 원료를 용기 하부로 투입하여 상부의 세퍼레이터에서 비드와 원료를 분리하고, 미립의 원료는 배출구를 통해 배출되며, 과립의 원료는 비드와 함게 용기 하루로 낙하되어 분산과 분쇄 기능이 극대화되도록 구성된 장비이다.
여기에서, 세퍼레이터는 원심형 갭 리스타입으로 원료의 최종 입도를 나노(Nano)화할 수 있는 장점이 있다.
덧붙여, 상기 제4단계에서 선별된 선별물 100중량부에 대해, 10nm 이하의 입도를 갖는 질산리튬 4.5중량부, 10nm 이하의 입도를 갖는 폐유리분말 3.5중량부 더 첨가 혼합될 수 있다.
이때, 질산리튬은 축광 도료의 이온교환성을 증대시켜 분산안정성을 높이기 위함이고, 폐유리분말은 잔광 휘도를 증대시키기 위함이다.
나아가, 본 발명에서는 상기 축광 분말을 도료화시키게 되면 인장강도와 부착강도가 떨어져 도색 후 계면분리, 들뜸 현상에 의해 도료의 수명이 단축되는 현상이 유발될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 에폭시수지 100중량부에 대해, 메타크레졸 5.5중량부, 소디움바이카보네이트 3.0중량부, 페트롤륨술포네이트 2.5중량부 더 첨가할 수 있다.
이 경우, 메타크레졸은 도료와 피착면에서의 앵커링 기능을 통해 계면 분리를 억제하게 되며, 소디움바이카보네이트는 높은 가교밀도로 인해 일정기간 경과시에도 부착력 및 고정력을 오랫동안 유지할 수 있도록 하여 주고, 페트롤륨술포네이트는 변색을 방지하면서 내화학성과 내약품성을 강화시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 상기 축광 도료의 항균성을 높이기 위해 에폭시수지 100중량부에 대해, 백금나노분말 1.5중량부, 오레가노 오일 2.5중량부를 더 첨가할 수 있다.
이때, 백금나노분말은 원적외선 방사효과 및 항균력이 뛰어나 세균, 병원성 미생물, 바이러스를 차단, 제균하는 효과를 얻기 위해 첨가되며; 오레가노 오일(oregano oil)은 흔하게 빈발할 수 있는 오염세균에 대한 항균 기능을 강화하기 위해 첨가된다.

Claims (5)

  1. 에폭시수지 100중량부에 대해, 아민계 경화제 20-30중량부, 고로슬래그 미분말 60-80중량부 첨가 혼합한 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물에 있어서;
    상기 바닥마감재용 조성물에는 상기 에폭시수지 100중량부에 대해,
    세슘주석산화물(CsSnO) 25중량부, 탄산스트론튬(SrCO3) 20중량부를 나노분말 형태로 더 첨가하여 적외선 차단 성능까지 구현한 것을 특징으로 하는 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물.
  2. 삭제
  3. 시공면을 청소하고, 그라인더를 이용하여 표면처리하는 제1단계;
    상기 제1단계를 통해 표면처리된 시공면에 콘크리트용 프라이머로 초벌 마감하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 도포된 콘크리용 프라이머 위에 제1항에 따라 제조된 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물을 도포하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로슬래그 미분말을 활용한 에폭시계 레진몰탈 바닥마감재용 조성물을 이용한 바닥마감재 시공방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
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