KR102311653B1 - 건축용 에폭시 수지 조성물 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축용 에폭시 수지 조성물 및 그 시공방법에 관한 것이다. 본 발명은 에폭시계 수지를 포함하는 에폭시계 수지액과, 상기 에폭시계 수지액에 혼합된 합성수지 칼라 칩을 포함하고, 상기 합성수지 칼라 칩은 에폭시계 수지액의 비중보다 낮은 비중을 가지는 건축용 에폭시 수지 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 피도포체 상에 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 에폭시 수지 조성물에 경화제를 혼합한 혼합물을 얻은 다음, 상기 혼합물을 프라이머층 상에 도포, 경화시켜 수지 경화물층을 형성하는 단계를 포함하는 건축용 에폭시 수지 조성물의 시공방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 건축물의 바닥이나 옥상 등에 도포(코팅)되어 미려한 천연석 문양(대리석 문양 등)을 구현할 수 있으며, 이와 함께 콘크리트 바닥 등의 피도포체와 우수한 접착력 등을 갖는다.

Description

건축용 에폭시 수지 조성물 및 그 시공방법 {EPOXY RESIN COMPOSITION FOR CONSTRUCTION AND METHOD OF CONSTRUCTION USING THE SAME}
본 발명은 건축용 에폭시 수지 조성물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시계 수지액과 합성수지 칼라 칩을 포함하여, 건축물의 바닥이나 옥상 등에 도포(코팅)되어 미려한 천연석 문양(대리석 문양 등)을 구현할 수 있으며, 이와 함께 콘크리트 바닥 등의 피도포체와 우수한 접착력 등을 가지는 건축용 에폭시 수지 조성물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물의 바닥이나 옥상 등에는 에폭시 수지 조성물이 도포(코팅)되고 있다. 이러한 에폭시 수지 조성물은 아크릴계나 실리콘계 등의 다른 수지계 조성물에 비하여 내마모성 및 경도 등의 물성이 양호하고, 이는 또한 우수한 방수성을 갖는다. 예를 들어, 한국 등록특허 제10-1144227호 및 한국 등록특허 제10-1977057호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다.
또한, 건축물의 바닥이나 벽면 등에는 미려한 외관성 및 자연 질감 등을 위해 천연 대리석 등의 석재가 적용되고 있다. 대부분의 경우, 천연 대리석 등의 석재 알갱이를 에폭시 등의 수지 조성물에 혼합한 다음, 이를 콘크리트 바닥면에 도포, 경화시켜 마감하고 있다. 그러나 천연 대리석은 고가이고, 생산량이 점점 제한되고 있다. 이에, 최근에는 천연 대리석 등과 같은 문양을 나타내는 것으로서, 인조 대리석 판재나 칼라 코팅 조성물이 개발되어 사용되고 있다. 예를 들어, 한국 등록특허 제10-0342176호에는 에폭시 수지 조성물에 합성수지 칼라 칩을 첨가, 혼합하여 대리석 문양을 띠는 코팅제가 제시되어 있다.
그러나 종래 기술에 따른 에폭시 수지 조성물은 콘크리트 바닥면 등의 피도포체과 접착력이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 미려한 외관성 및 자연 질감 등을 위해, 천연 대리석 알갱이나 합성수지 칼라 칩을 첨가 혼합한 경우 피도포체의 표면과 접착력이 떨어진다. 또한, 종래 기술에 따른 에폭시 수지 조성물은 피도포면에 도포(시공)된 후, 외부 환경에 장기간 노출 시 황변 등의 변색이 발생되는 문제점이 있다.
한국 등록특허 제10-1144227호 한국 등록특허 제10-1977057호 한국 등록특허 제10-0342176호
이에, 본 발명은 콘크리트 바닥면 등의 피도포체에 도포(코팅)되어 미려한 천연석 문양(대리석 문양 등)을 구현할 수 있으며, 이와 함께 피도포체와 우수한 접착력 등을 가지는 건축용 에폭시 수지 조성물 및 그 시공방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 피도포체에 도포된 후, 외부 환경에 장기간 노출 시에도 황변 등의 변색이 방지될 수 있는 건축용 에폭시 수지 조성물 및 그 시공방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
에폭시계 수지를 포함하는 에폭시계 수지액과,
상기 에폭시계 수지액에 혼합된 합성수지 칼라 칩을 포함하고,
상기 합성수지 칼라 칩은 에폭시계 수지액의 비중보다 낮은 비중을 가지는 건축용 에폭시 수지 조성물을 제공한다.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 에폭시계 수지액은 85 ~ 102 KU의 점도와 1.05 ~ 1.05의 비중을 가지며, 상기 합성수지 칼라 칩은 0.85 ~ 0.95의 비중을 갖는다. 이때, 에폭시 수지 조성물은 피도포체 상에 도포, 경화되어, 상기 피도포체 상에 접착된 에폭시계 수지층과, 상기 에폭시계 수지층 상에 형성되고 에폭시계 수지와 합성수지 칼라 칩을 포함하는 수지 칩층을 형성한다. 상기 합성수지 칼라 칩에 의해, 예를 들어 천연 대리석의 문양 및 질감이 구현된다.
또한, 본 발명은,
피도포체 상에 프라이머층을 형성하는 단계; 및
상기 본 발명에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물에 경화제를 혼합한 혼합물을 얻은 다음, 상기 혼합물을 프라이머층 상에 도포, 경화시켜 수지 경화물층을 형성하는 단계를 포함하는 건축용 에폭시 수지 조성물의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 콘크리트 바닥면 등의 피도포체에 도포(코팅)되어 미려한 천연석 문양(대리석 문양 등)을 구현하며, 이와 함께 피도포체와 우수한 접착력 등을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 외부 환경에 장기간 노출 시에도 황변 등의 변색이 방지되고 기계적 물성이 우수하여, 장기간 동안 천연 대리석 문양 등의 미려한 외관성과 자연 질감 등을 유지할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물이 피도포체(콘크리트 바닥) 상에 시공된 모습을 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물이 적용된 건축자재의 일례를 보인 단면도이다.
본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "상에 형성" 및 "상에 설치" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성(설치)되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성(설치)되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다", "상에 설치된다" 라는 것은, 제1구성요소에 제2구성요소가 직접 접하여 형성(설치)되는 의미는 물론, 상기 제1구성요소와 제2구성요소의 사이에 제3구성요소가 더 형성(설치)될 수 있는 의미를 포함한다.
본 발명은 제1형태에 따라서, 천연 대리석 등과 같은 천연석 문양 및 질감을 구현하고, 이와 함께 피도포체와 우수한 접착력으로 접착, 시공될 수 있는 건축용 에폭시 수지 조성물을 제공한다. 본 발명은 제2형태에 따라서, 피도포체 상에 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 본 발명의 제1형태에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물에 경화제를 혼합한 다음, 이를 상기 프라이머층 상에 도포, 경화시켜 수지 경화물층을 형성하는 단계를 포함하는 건축용 에폭시 수지 조성물의 시공방법을 제공한다. 아울러, 본 발명은 제3형태에 따라서, 상기 본 발명의 제1형태에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물을 포함하는 건축자재를 제공한다. 본 발명에서, 상기 건축자재는 건축물의 바닥, 벽면 및/또는 천정 등에 설치되는 것으로서, 이는 예를 들어 타일(tile), 판넬(panel), 블록(block) 및/또는 보드(board) 등으로부터 선택될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물의 실시형태를 설명하면서 본 발명에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물의 시공방법 및 그를 포함하는 건축자재를 함께 설명한다. 본 발명에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물(이하, "에폭시 수지 조성물"로 약칭한다.)은 건축물의 바닥이나 옥상 등에 적용될 수 있으며, 그 적용 대상은 특별히 제한되지 않는다. 또한, 본 발명에서, 피도포체는 건축물의 바닥이나 옥상 등의 콘크리트 바닥면으로부터 선택되거나, 타일 및 판넬 등의 건축자재를 구성하는 건축자재 본체의 표면 등으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 에폭시계 수지액과, 상기 에폭시계 수지액에 혼합된 합성수지 칼라 칩을 포함한다. 이때, 상기 합성수지 칼라 칩은 에폭시계 수지액의 비중보다 낮은 비중을 갖는다. 본 발명에 따르면, 상기 합성수지 칼라 칩에 의해 천연 대리석 등과 같은 천연석 문양 및 질감이 구현된다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 합성수지 칼라 칩이 에폭시계 수지액보다 낮은 비중을 가짐으로 인해, 에폭시 수지 조성물이 피도포체 상에 도포된 후, 비중 차이에 의해 합성수지 칼라 칩의 대부분은 위쪽에 위치하고 에폭시계 수지액의 대부분은 아래쪽으로 유동하여 피도포체와 우수한 접착력을 갖는다.
본 발명에서, 상기 에폭시계 수지액은 액상으로서, 이는 에폭시계 수지와 희석제를 포함하여 소정의 점도와 비중을 갖는다. 상기 에폭시계 수지는 분자 내에 적어도 하나 이상의 에폭시기를 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 에폭시계 수지는 당업계에서 통상적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 이는 예를 들어 치환기를 갖거나, 유기물 및/또는 무기물이 복합된 변성 에폭시 수지 및 하이브리드 에폭시 수지 등을 포함한다. 본 발명에서, 상기 에폭시계 수지는 주쇄 및/또는 측쇄에 하나 이상의 에폭시 고리를 포함하는 것이라면 그 종류에 관계없이 모두 사용할 수 있다.
상기 에폭시계 수지는, 예를 들어 비스페놀 A형 에폭시 수지(Bisphenol A Epoxy), 비스페놀 F형 에폭시 수지(Bisphenol F Epoxy), 페놀 노볼락 에폭시 수지(Phenol Novolac Epoxy), 크레졸 노볼락 에폭시 수지(Cresol Novolac Epoxy), 브롬화 에폭시 수지(Brominated Epoxy), 지환족 에폭시 수지(Cycloaliphatic Epoxy), 고무 변성 에폭시 수지(Rubber modified Epoxy), 지방족 폴리글리시딜형 에폭시 수지(Aliphatic polyglycidyl Epoxy), 글리시딜 아민형 에폭시 수지(Glycidylamine Epoxy), 폴리글리콜 에폭시 수지(Polyglycol Epoxy) 및 카다놀 에폭시 수지(Cardanol-b. ased Epoxy) 등으로부터 선택된 하나 또는 2 이상의 에폭시 수지를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 에폭시 수지는 구체적인 예를 들어 비스페놀 A형 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지 및 크레졸 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 아울러, 상기 에폭시 수지는 상용화된 제품으로서, 예를 들어 YD-128, R1475, KEM-128M, KEM-128-70, KEM-134-60, KEM-101-50, KEM-172-60, KEM-638-60, KEM-500-90P40, R-1039, R-1415-1, R-1508 및/또는 R-828 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 에폭시계 수지는 하이브리드 에폭시 수지로서, 예를 들어 에폭시-우레탄 하이브리드, 에폭시-우레아 하이브리드, 에폭시-아크릴 하이브리드, 에폭시-실록산 하이브리드, 에폭시-우레탄-실록산 하이브리드, 에폭시-실리카 하이브리드 및/또는 에폭시-우레탄-세라믹 하이브리드 등의 하이브리드 에폭시 수지로부터 선택될 수 있으며, 상기 나열한 것으로 한정되는 것은 아니다.
상기 희석제는 에폭시계 수지의 용해 및 점도 조절을 위한 것으로서, 이는 적어도 상기 에폭시계 수지를 희석하여 점도를 낮추기 위해 사용된다. 상기 희석제는 에폭시계 수지의 희석(용해) 용매로서, 점도를 조절할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 희석제는 당업계에서 통상적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있으며, 이는 반응성 희석제 및/또는 비반응성 희석제로부터 선택될 수 있다.
상기 희석제는, 예를 들어 에테르계 및 글리콜계 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 희석제는, 구체적인 예를 들어 에폭시프로판 노닐에테르, 폴리글리시딜 에테르, 부틸글리시딜 에테르, 크레실글리시딜 에테르, 2-에틸헥실글리시딜 에테르, 트리에틸렌 글리콜 및/또는 벤질알코올 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 희석제는 식물성 및/또는 동물성 기름(오일) 등을 포함할 수 있다. 상기 희석제는, 적절한 점도를 위해 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 2 ~ 120중량부 또는 5 ~ 80중량부로 사용될 수 있다.
또한, 상기 에폭시계 수지액은 에폭시계 수지와 희석제를 포함하되, 여기에 더하여 충전제, 강도 보강제, 난연제, 자외선 차단제, 내열 안정제, 소포제 및/또는 레벨링제 등의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 무기물, 유기물 및 무-유기 복합물 등으로서, 이는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다. 아울러, 상기 첨가제는 종류에 따라 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.001 ~ 30중량부, 또는 0.01 ~ 20중량부로 사용될 수 있다.
상기 합성수지 칼라 칩은 적어도 천연석 문양 및 질감 등을 위해 사용되며, 이는 예를 들어 천연 대리석 등의 문양 및 질감을 구현할 수 있으면 좋다. 상기 합성수지 칼라 칩은 색상을 가지는 합성수지 경화물을 세절 및/또는 분쇄한 것으로서, 이는 구체적으로 합성수지와 색상 안료를 포함하는 혼합물로부터 얻어진 합성수지 칼라 경화물을 적절한 크기로 세절/분쇄한 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 합성수지 칼라 칩은 합성수지 및 색상 안료 이외에 난연제, 자외선 차단제, 내열 안정제 및 가소제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 합성수지 칼라 칩은, 예를 들어 폴리에틸렌(PE) 및/또는 폴리프로틸렌(PP) 등의 합성수지를 주성분으로 하는 PE 칼라 칩 및/또는 PP 칼라 칩 등으로부터 선택될 수 있다. 아울러, 본 발명에서, 상기 합성수지 칼라 칩은 폐기물로부터 얻어진 것을 포함한다. 상기 합성수지 칼라 칩은, 예를 들어 폐전선을 탈피하여 수거된 폐전선의 피복재를 세절/분쇄한 것을 사용할 수 있다. 일반적으로, 통신 케이블 등의 전선 피복재는 합성수지로서 PE를 주성분으로 하되, 색상을 위한 무기 안료를 포함하고 있다. 또한, 전선 피복재는 첨가제로서 난연제, 자외선 차단제 및/또는 내열 안정제 등을 포함하고 있다. 하나의 실시형태에 따라서, 상기 합성수지 칼라 칩은 위와 같은 전선 피복재를 세절/분쇄한 것을 사용할 수 있다.
상기 합성수지 칼라 칩은 합성수지 칼라 경화물의 세절/분쇄를 통해, 예를 들어 바늘(needle), 플레이크(flake), 플랩(flap), 구형, 다각형 및/또는 이들 이외의 형상으로서, 랜덤(random)하고 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 합성수지 칼라 칩은, 예를 들어 바늘(needle) 및/또는 플레이크(flake) 등의 형상으로서, 0.1mm ~ 4mm의 장방향 길이를 가질 수 있으며, 구체적인 예를 들어 0.3mm ~ 3mm의 장방향 길이와 10㎛ ~ 2mm의 굵기(직경)를 가질 수 있다.
또한, 상기 합성수지 칼라 칩은 1종 또는 2종 이상의 색상을 가지는 칼라 칩의 혼합으로 구성될 수 있다. 상기 합성수지 칼라 칩은, 예를 들어 흑색, 백색, 주황색, 황색, 녹색, 회색, 적색 및 청색 등으로부터 선택된 2종 이상의 칼라 칩을 포함할 수 있다. 하나의 실시형태에 따라서, 상기 합성수지 칼라 칩은 흑색 칼라 칩 및 백색 칼라 칩의 2종 칼라 칩을 포함하거나 흑색 칼라 칩, 백색 칼라 칩 및 주황색 칼라 칩의 3종 칼라 칩을 포함할 수 있다. 이러한 흑색, 백색 및 주황색의 3종 색상의 칼라 칩을 포함하는 경우, 예를 들어 천연 대리석 문양 및 질감을 구현할 수 있다.
아울러, 상기 합성수지 칼라 칩은 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물 전체 중량 기준으로, 예를 들어 20 ~ 60중량%로 포함될 수 있다. 이때, 상기 합성수지 칼라 칩의 사용량이 20중량% 미만인 경우, 이의 사용에 따른 천연석 문양 및 질감이 다소 낮아질 수 있다. 그리고 상기 합성수지 칼라 칩의 사용량이 60중량%를 초과하는 경우, 상대적으로 에폭시계 수지의 함량이 낮아져 접착력이 떨어질 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 합성수지 칼라 칩은 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물 전체 중량 기준으로 25 ~ 55중량%, 또는 30 ~ 50중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따라서, 위와 같은 에폭시계 수지액과 합성수지 칼라 칩을 사용함에 있어, 상기 에폭시계 수지액과 합성수지 칼라 칩의 비중을 고려하되, 상기 에폭시계 수지액의 비중보다 합성수지 칼라 칩의 비중이 낮은 것을 사용하여 양자 간의 비중 차이를 갖게 한다. 구체적으로, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 합성수지 칼라 칩은 에폭시계 수지액의 비중보다 낮은 비중을 가지는 것으로부터 선택된다.
하나의 실시형태에 따라서, 상기 에폭시계 수지액은 투명 또는 반투명으로서, 이는 85 ~ 102 KU(Krebs Unit)의 점도(또는, 약 1,000 cps ~ 1,900 cps의 점도)와 1.05 ~ 1.35의 비중을 가지는 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 에폭시계 수지액의 점도 및 비중은, 상기 에폭시계 수지액이 에폭시계 수지와 희석제를 포함하되, 이들 이외에 첨가제나 부가 성분 등이 더 혼합된 후의 점도값 및 비중값일 수 있다. 또한, 상기 합성수지 칼라 칩은 0.85 ~ 0.95의 비중을 가지는 것으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서, 상기 점도와 비중은 상온 측정값으로서, 이는 예를 들어 10℃ ~ 35℃, 또는 15℃ ~ 30℃ 온도 범위 내의 상온(실온)에서 측정된 값이다.
본 발명에 따르면, 상기 에폭시계 수지액과 합성수지 칼라 칩이 위와 같은 범위의 점도 및 비중을 가지는 경우, 양자 간이 균일하게 혼합, 분산되면서 피도포체에 도포된 후에는 피도포체와 우수한 접착력을 갖는다. 이를 첨부된 도 1을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물이 피도포체(10) 상에 시공(도포)된 모습을 보인 단면도로서, 이는 구체적으로 건축물의 콘크리트 바닥(10) 상에 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물이 도포, 경화된 후의 모습을 개략적으로 보인 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물은 피도포체(10) 상에 도포된 후, 경화되어 수지 경화물층(20)을 형성한다. 이때, 도 1에 보인 바와 같이, 상기 수지 경화물층(20)은 피도포체(10) 상에 접착된 에폭시계 수지층(21)과, 상기 에폭시계 수지층(21) 상에 형성된 수지 칩층(22)을 포함한다. 구체적으로, 피도포체(10) 상에 에폭시 수지 조성물을 경화제와 혼합하여 도포하게 되면, 상기와 같은 점도 및 비중 차이에 의해 2개의 층(21)(22)이 형성된다. 즉, 도포 후, 합성수지 칼라 칩(C)보다 비중이 큰 에폭시계 수지액의 대부분은 피도포체(10) 쪽으로 유동하여 하층에 위치되고, 비중이 작은 합성수지 칼라 칩(C)은 상층에 위치하게 된다. 그리고 경화 후에는 피도포체(10) 상에 투명 또는 반투명의 에폭시계 수지액이 경화된 에폭시계 수지층(21)이 형성되고, 상기 에폭시계 수지층(21)의 상부에는 수지 칩층(22)이 형성된다. 이때, 수지 칩층(22)은 합성수지 칼라 칩(C)과 소량의 에폭시계 수지액을 포함하되, 상기 합성수지 칼라 칩(C)은 수지 칩층(22) 내에 균일하게 분산, 매립되어 있다.
이에 따라, 상기 수지 칩층(22) 내에 균일하게 분산된 합성수지 칼라 칩(C)에 의해, 수지 경화물층(20)의 표면에서는 천연 대리석 등과 같은 천연석 문양 및 질감이 구현된다. 또한, 비중 차이에 의해 합성수지 칼라 칩(C)은 상부로 밀집되고, 에폭시계 수지액의 대부분은 아래로 가라앉아 에폭시계 수지층(21)을 형성함에 따라 상기 에폭시계 수지층(21)은 거의 에폭시계 수지액으로만 구성되어, 피도포체(10)와 우수한 접착력을 갖는다. 즉, 피도포체(10)와 접촉되는 면은 합성수지 칼라 칩(C)이 없고 접착성의 에폭시계 수지액으로만 구성되어, 합성수지 칼라 칩(C)이 혼재된 경우보다 에폭시계 수지층(21)은 피도포체(10)와 우수한 접착력으로 접착된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 상기 피도포체(10)와 수지 경화물층(20)의 사이에는 프라이머층(30)이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 에폭시 수지 조성물은 프라이머층(30)의 표면 상에 도포, 경화된다. 구체적으로, 본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 피도포체(10) 상에는 프라이머층(30)이 형성되고, 상기 프라이머층(30) 상에 에폭시계 수지층(21)이 형성되며, 상기 에폭시계 수지층(21) 상에 수지 칩층(22)이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 에폭시 수지액과 합성수지 칼라 칩이 상기와 같은 점도와 비중을 가지는 경우, 위와 같은 적층 구조의 수지 경화물층(20)이 양호하게 형성될 수 있다. 점도와 비중이 상기 범위를 벗어난 경우로서, 예를 들어 상기 에폭시계 수지액의 점도가 85 KU 미만이거나 비중이 1.05 미만이고, 상기 합성수지 칼라 칩(C)의 비중이 0.95를 초과하는 경우, 에폭시계 수지층(21)에 합성수지 칼라 칩(C)이 혼재되어 피도포체(10) 또는 프라이머층(30)과의 접착성이 떨어질 수 있다. 그리고 에폭시계 수지액의 점도가 102 KU를 초과하거나 비중이 1.35를 초과하고, 합성수지 칼라 칩(C)의 비중이 0.85 미만인 경우, 에폭시계 수지액과 합성수지 칼라 칩(C)의 혼합 시 합성수지 칼라 칩(C)이 부상하여 에폭시계 수지액과의 혼합성이 떨어지고, 이와 함께 합성수지 칼라 칩(C) 간의 결합력이 낮아져 경화 후에는 합성수지 칼라 칩(C)의 이탈이 발생될 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 상기 에폭시계 수지액은 90 ~ 100 KU(또는 약 1,150 cps ~ 1,600 cps)와 1.15 ~ 1.25의 비중을 가지며, 상기 합성수지 칼라 칩(C)은 0.88 ~ 0.93의 비중을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기와 같은 점도와 비중을 가지는 경우, 합성수지 칼라 칩(C)의 사용량 대비 양호한 천연석 패턴을 구현할 수 있다. 구체적으로, 합성수지 칼라 칩(C)이 상부에 밀집되므로 합성수지 칼라 칩(C)의 사용량을 작게 하여도 대리석 등의 천연석 문양 및 질감을 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 상기 에폭시계 수지액은 부가 성분으로서 광 반사 재료, 결합 재료, 및/또는 변색 방지 재료를 더 포함할 수 있다. 이러한 부가 성분은 에폭시계 수지액의 점도와 비중이 상기 범위를 유지할 수 있는 범위 내에서 적정량 선택하여 사용할 수 있다.
상기 광 반사 재료는 광(빛)을 반사할 수 있는 것으로서, 이는 예를 들어 산화티타늄, 산화규소(실리카), 산화알루미늄 및 산화망간 등으로부터 선택된 무기물 입자를 사용할 수 있으나, 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 이러한 광 반사 재료에 의해 천연석 질감이 더욱 향상될 수 있다. 상기 광 반사 재료는, 예를 들어 0.5㎛ ~ 500㎛의 미립자로서, 에폭시계 수지액에 혼합 사용하되, 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.5 ~ 10중량부, 또는 1 ~ 5중량부로 사용될 수 있다.
상기 결합 재료는 에폭시계 수지와 합성수지 칼라 칩(C) 간의 결합력을 증가시키기 위한 것으로서, 이는 폴리비닐아세테이트(PVAc) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로부터 선택된 하나 이상의 접착성 부여제를 포함한다. 이러한 접착성 부여제는 다른 수지계에 비하여 에폭시계 수지와 합성수지 칼라 칩(C) 간의 결합력에 유리하며, 이는 또한 수지 경화물층(20)의 방수성을 향상시킬 수 있다. 상기 접착성 부여제는 에폭시계 수지액에 혼합 사용하되, 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 2 ~ 20중량부, 또는 5 ~ 15중량부로 사용될 수 있다.
또한, 상기 결합 재료는 적어도 폴리비닐아세테이트(PVAc) 및/또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로부터 선택된 접착성 부여제를 포함하되, 여기에 더하여 실란 화합물 및 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 더 포함하는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 결합 재료로는 접착성 부여제, 실란 화합물 및 하기 화학식 1의 화합물을 혼합 사용하는 것이 좋다. 이와 같이, 상기 결합 재료가 접착성 부여제 이외에 실란 화합물과 화학식 1의 화합물을 더 포함하는 경우, 수지 경화물층(20)의 완충성, 방수성, 가공성 및 기계적 물성 등이 개선될 수 있다.
[화학식 1]
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(위 화학식 1에서, Ra과 Rb는 서로 같거나 다르며, Ra과 Rb는 각각 탄소수 1 ~ 3의 알킬기이다.)
본 발명에서, 상기 실란 화합물은 분자 내에 하나 이상의 실란기를 가지는 화합물이면 제한되지 않는다. 상기 실란 화합물은, 본 발명의 예시적인 형태에 따라서 분자 내에 하나 이상의 실란기와 하나 이상의 비닐기를 가지는 비닐알콕시 실란으로부터 선택될 수 있다. 이러한 실란 화합물은, 구체적은 예를 들어 비닐트리메톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, 비닐트리프로폭시 실란, 비닐트리이소프로폭시 실란, 비닐트리부톡시 실란, 비닐트리펜톡시 실란, 비닐트리페녹시 실란 및 비닐트리아세톡시 실란 등으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 실란 화합물은, 예를 들어 수지 경화물층(20)의 완충성(충격 흡수), 방수성 및 가공성 등을 개선할 수 있다. 이러한 실란 화합물은 에폭시계 수지액에 혼합 사용하되, 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.5 ~ 15중량부, 또는 1 ~ 10중량부로 사용될 수 있다.
또한, 상기 화학식 1의 화합물은 접착성 부여제와 실란 화합물 간의 혼화성을 개선하며, 이와 함께 기계적 물성을 개선할 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 화합물은 접착성 부여제로서 폴리비닐아세테이트(PVAc) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 사용하는 경우에, 이러한 접착성 부여제와 상기 비닐알콕시 실란 간의 혼화성을 개선하고 수지 경화물층(20)의 기계적 물성 등을 개선할 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물은, 예를 들어 상기 Ra과 Rb가 메틸기 또는 에틸기인 것으로부터 선택될 수 있으며, 구체적인 예를 들어 메틸글리옥시레이트메틸-헤미아 세탈(methyl glyoxylate methyl-hemiacetal) 및/또는 에틸글리옥시레이트에틸-헤미 아세탈(ethyl glyoxylate ethyl-hemiacetal) 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 화학식 1의 화합물은 에폭시계 수지액에 혼합 사용하되, 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.2 ~ 5중량부, 또는 0.5 ~ 3중량부로 사용될 수 있다.
또한, 상기 결합 재료는 금속-유기 공중합체를 더 포함할 수 있다. 구체적인 실시형태에 따라서, 상기 결합 재료는 접착성 부여제, 실란 화합물, 상기 화학식 1의 화합물 및 금속-유기 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 금속-유기 공중합체는, 본 발명의 실시형태에 따라서 아세트산비닐-아크릴레이트 공중합체에 Ca(칼슘) 및 Ba(바륨)으로부터 선택된 하나 이상의 금속이 결합된 금속-아세트산비닐-아크릴레이트가 사용된다. 상기 금속-유기 공중합체는 접착 강도를 보강하며, 이는 특히 수지 경화물층(20)의 크랙 방지 및 인장강도 등의 기계적 물성을 개선할 수 있다. 이러한 금속-유기 공중합체는 상기 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 2 ~ 15중량부, 또는 3 ~ 10중량부로 사용될 수 있다.
상기 금속-유기 공중합체, 구체적으로 Ca 및 Ba으로부터 선택된 하나 이상의 금속이온이 결합된 금속-아세트산비닐-아크릴레이트 공중합체는 아세트산비닐-아크릴레이트 공중합체와 금속화합물(Ca 및 Ba의 화합물)을 반응시켜 생성된 것으로서, 상기 금속이온(Ca 및 Ba)은 아세트산비닐, 아크릴레이트 또는 이들 모두에 결합될 수 있다. 상기 금속이온(Ca 및 Ba)은, 구체적으로 아세트산비닐 및/또는 아크릴레이트에 포함된 산소(O)에 배위 결합될 수 있다. 이때, 상기 금속화합물(Ca 및 Ba의 화합물)은, 예를 들어 Ca(NO3)2 및 CaCO3 등으로부터 선택된 Ca 화합물; 및/또는 Ba(NO3)2 및 BaCO3 등으로부터 선택된 Ba 화합물을 사용할 수 있다.
상기 금속-아세트산비닐-아크릴레이트 공중합체는, 보다 구체적으로 비닐아세테이트 모노머(또는 폴리비닐아세테이트), 아크릴 모노머, 중합 개시제 및 용매를 포함하는 공중합성 용액에 상기 금속화합물(Ca 및 Ba의 화합물)을 첨가한 후, 용액 중합하여 얻어진 것을 사용할 수 있다.
이때, 상기 아크릴 모노머는, 예를 들어 2-에틸헥실아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트 및/또는 아크릴산 등을 예로 들 수 있으며, 상기 중합 개시제는 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드 및/또는 아조비스이소부티로니트릴 등을 예로 들 수 있다. 그리고 상기 용매는, 예를 들어 메틸에틸케톤, 이소프로판올, 톨루엔, 에틸아세테이트 및/또는 부틸아세테이트 등을 예로 들 수 있다. 또한, 위와 같은 금속-아세트산비닐-아크릴레이트 공중합체는 시중에서 판매되고 있는 제품을 사용할 수 있다.
한편, 상기 변색 방지 재료는 황변 등과 같은 변색을 방지할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 변색 방지 재료는, 수지 경화물층(20)이 외부 환경에 장기간 노출 시에도 열변색이나 광변색 등의 변색 현상을 방지할 수 있는 것이면 좋다. 상기 변색 방지 재료에 의해, 변색이 방지되어 장기간 동안 천연 대리석 문양 등의 미려한 외관성과 자연 질감 등을 유지할 수 있고, 높은 내구성을 가지는 무황변의 에폭시 수지 조성물을 구현할 수 있다. 이러한 변색 방지 재료는 에폭시계 수지액에 혼합 사용하되, 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.1 ~ 8중량부, 또는 0.5 ~ 5중량부로 사용될 수 있다.
상기 변색 방지 재료는 무기 화합물 및/또는 유기 화합물 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 무기 화합물은 코발트알루미네이트(Co(AlO2)2) 등을 예로 들 수 있으며, 상기 유기 화합물은 트리아졸 유도체나 카르바졸 유도체 등의 함질소 고리 유기 화합물을 예로 들 수 있다.
바람직한 실시형태에 따라서, 상기 변색 방지 재료는 카르바졸 유도체로서 1-브로모-4-(N-카르바조릴-디-메틸)벤젠(1-bromo-4-(N-carbazolyl-di-methyl)benzene) 등을 사용하되, 이에 더하여 세트리모니움 메토술페이트(cetrimonium methosulfate)를 혼합 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 카르바졸 유도체는 황변 등을 효과적으로 방지하며, 상기 세트리모니움 메토술페이트는 카르바졸 유도체와 에폭시계 수지액의 혼화성 및 분산성 등을 향상시켜 변색 방지에 효과적이다. 즉, 본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 변색 방지 재료가 1-브로모-4-(N-카르바조릴-디-메틸)벤젠과 세트리모니움 메토술페이트를 포함하는 경우, 벤조트리아졸 등과 같은 트리아졸 유도체를 사용하는 경우보다 황변 등의 변색 방지에 매우 효과적이다.
또한, 상기 변색 방지 재료는 용매에 혼합된 후, 상기 에폭시계 수지액에 첨가, 혼합될 수 있다. 이때, 상기 용매는 디메틸포름아미드(DMF) 및 테트라하이드로 퓨란(THF) 등으로부터 선택될 수 있다. 구체적인 실시형태에 따라서, 상기 변색 방지 재료는 용매 100중량부에 대하여 1-브로모-4-(N-카르바조릴-디-메틸)벤젠 30 ~ 60중량부 및 세트리모니움 메토술페이트 5 ~ 40중량부를 포함하는 액상을 사용하되, 이러한 액상의 변색 방지 재료를 상기 에폭시계 수지 100중량부에 대하여 0.1 ~ 8중량부, 또는 0.5 ~ 5중량부로 첨가, 혼합할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물의 시공방법은 피도포체(10) 상에 프라이머층(30)을 형성하는 단계; 및 상기 에폭시 수지 조성물에 경화제를 혼합한 다음, 이를 상기 프라이머층(30) 상에 도포, 경화시켜 수지 경화물층(20)을 형성하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 피도포체(10)는, 예를 들어 건축물의 콘크리트 바닥면 및/또는 아스팔트 바닥면 등으로부터 선택될 수 있다. 이와 같이, 상기 피도포체(10)가 건축물의 콘크리트 바닥면 및/또는 아스팔트 바닥면 등으로부터 선택되는 경우, 본 발명에 따른 에폭시 수지 조성물의 시공방법은 건축물의 바닥 시공방법 또는 건축물의 바닥 마감방법 등으로 표현될 수 있다.
상기 프라이머층(30)은 피도포체(10)와 수지 경화물층(20) 간의 접착성을 개선할 수 있는 것이면 좋으며, 이는 예를 들어 에폭시 수지, 아크릴 수지 및/또는 우레탄 수지 등으로부터 선택된 하나 이상을 주성분으로 하는 프라이머를 도포하여 형성할 수 있다. 이러한 프라이머층(30)은 약 0.1㎛ ~ 3mm의 두께를 가질 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 0.2㎛ ~ 2mm, 또는 5㎛ ~ 800㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 경화제는 에폭시계 수지를 경화시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다. 상기 경화제는, 예를 들어 아민류, 아미드류, 아미드아민류, 펜알카민류, 이미다졸류 및/또는 이들의 유도체 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 경화제는, 구체적인 예를 들어 폴리아민, 폴리아미드, 폴리아미드아민, 2-에틸-4-메틸 이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸 이미다졸, 2-헵타데실 이미다졸, 디시안 디아미드, 테트라히드로메틸 무수프탈산, 헥사히드로 무수프탈산, 1,4-디아카바이사이클로[2,2,2]옥탄, (2-디메틸아미노에틸)에테르, 트리메틸아미노에틸에타놀아민, 펜타메틸디에틸렌트라이아민, 디메틸에탄올아민, 디메틸아미노프로필아민, 노르말-에틸몰포린, N,N-디메틸아미노에틸몰포린, N,N-디메틸사이클로헥실아민, 2-메틸-2-아자놀보르난, 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜, 폴리옥시헥사메틸렌 글리콜, 폴리옥시노나메틸렌 글리콜, 폴리옥시데타메틸렌 글리콜 및/또는 폴리옥시도데카메틸렌 글리콜 등으로부터 선택될 수 있다.
상기 경화제는 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 20 내지 120중량부로 사용될 수 있다. 아울러, 상기 혼합물에는 경화제 이외에 경화를 촉진할 수 있는 경화 촉진제를 더 혼합할 수 있다. 상기 경화 촉진제는, 예를 들어 살리실산 및/또는 2,4,6-트리(디메틸아미노메틸)페놀 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 경화 촉진제는 에폭시계 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.5 내지 40중량부로 사용될 수 있다.
상기 프라이머층(30) 상에 에폭시 수지 조성물 및 경화제를 포함하는 혼합물을 도포한 후, 상온 경화 또는 열경화시켜 수지 경화물층(20)을 형성한다. 이때, 상기 수지 경화물층(20)은 전술한 바와 같은 에폭시계 수지액과 합성수지 칼라 칩(C)의 점도 및 비중에 의해 에폭시계 수지층(21)과 수지 칩층(22)을 포함하는 2층 구조를 갖는다. 상기 혼합물을 프라이머층(30) 상에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 스프레이 도포 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시공방법은, 상기 수지 경화물층(20) 상에 표면 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 수지 칩층(22) 상에 표면 코팅 조성물을 더 코팅, 경화시켜 표면 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 표면 코팅층은 수지 칩층(22)의 보호를 위한 것으로서, 이는 적어도 코팅 수지를 포함하는 표면 코팅 조성물을 사용할 수 있다. 이러한 표면 코팅층은, 예를 들어 20㎛ 이상의 두께를 가질 수 있다. 상기 표면 코팅층은, 구체적인 예를 들어 20㎛ ~ 2mm, 50㎛ ~ 1,200㎛ 또는 100㎛ ~ 800㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 표면 코팅층을 위한 코팅 수지는, 예를 들어 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 이들의 하이브리드 공중합체(예, 에폭시-우레탄 하이브리드 등) 등으로부터 선택될 수 있다. 아울러, 상기 표면 코팅층은 주성분으로서의 코팅 수지 이외에 가소제, 유화제, 소포제, 레벨링제, 자외선 차단제 및/또는 경화제 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 표면 코팅층은 아미노디페닐포스포네이트를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 표면 코팅층은 코팅 수지에 아미노디페닐포스포네이트를 첨가, 혼합한 표면 코팅 조성물을 수지 칩층(22) 상에 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 아미노디페닐포스포네이트는 표면 코팅층에 열 차단성 및 화염 침투 방지성을 갖게 하여 화재나 담뱃불 등으부터 수지 칩층(22)을 보호할 수 있다. 또한, 상기 아미노디페닐포스포네이트는 50㎛ 이하의 평균 입자 크기, 구체적으로는 0.01㎛ ~ 50㎛, 또는 0.2㎛ ~ 30㎛의 평균 입자 크기를 가지는 것을 사용할 수 있다. 이러한 아미노디페닐포스포네이트는 상기 코팅 수지 100중량부에 대하여 0.5 ~ 15중량부, 또는 2.0 ~ 10중량부로 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 상기 표면 코팅층은 코팅 수지를 포함하되, 여기에 광 반사 재료; 및/또는 금속-유기 공중합체를 더 포함할 수 있다. 구체적인 실시형태에 따라서, 상기 표면 코팅층은 코팅 수지, 광 반사 재료 및 금속-유기 공중합체를 포함하는 표면 코팅 조성물을 상기 수지 칩층(22) 상에 코팅, 경화시켜 형성할 수 있다.
상기 표면 코팅층을 구성하는 광 반사 재료는 광(빛)을 반사 및 산란시킬 수 있는 것으로서, 이는 상기한 바와 같다. 구체적으로, 상기 광 반사 재료는 산화티타늄, 산화규소(실리카), 산화알루미늄 및 산화망간 등으로부터 선택된 1종 이상의 무기물 입자를 사용할 수 있으나, 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 이러한 광 반사 재료에 의해, 상기 수지 칩층(22)의 천연석 질감이 더욱 향상될 수 있다. 상기 광 반사 재료는, 예를 들어 0.5㎛ ~ 500㎛의 미립자로서, 이는 상기 코팅 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.5 ~ 10중량부, 또는 1 ~ 5중량부로 사용될 수 있다.
또한, 상기 표면 코팅층을 구성하는 금속-유기 공중합체는 전술한 바와 같다. 구체적으로, 상기 금속-유기 공중합체는 아세트산비닐-아크릴레이트 공중합체에 Ca(칼슘) 및 Ba(바륨)으로부터 선택된 하나 이상의 금속이 결합된 금속-아세트산비닐-아크릴레이트가 사용된다. 상기 금속-유기 공중합체는 소정의 접착 강도를 가지며, 이는 특히 표면 코팅층의 크랙 방지 및 인장강도 등의 기계적 물성을 개선한다. 아울러, 상기 금속-유기 공중합체는 광 반사 재료(산화티타늄 등)의 활성을 증가시켜 높은 반사능을 갖게 할 수 있다. 이러한 금속-유기 공중합체는 상기 코팅 수지 100중량부에 대하여, 예를 들어 10 ~ 60중량부, 또는 20 ~ 40중량부로 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 건축자재는 전술한 바와 같은 본 발명의 에폭시 수지 조성물을 포함하는 것이면 여기에 포함한다. 첨부된 도 2는 본 발명에 따른 건축자재의 일례를 보인 단면도이다. 본 발명에 따른 건축자재는 건축용 내/외장재로서, 이는 건축물의 바닥, 벽면 및 천정 등의 마감재로 사용할 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 건축자재는 건축자재 본체(12)와, 상기 건축자재 본체(12) 상에 형성된 수지 경화물층(20)을 포함한다. 상기 수지 경화물층(20)은 전술한 바와 같이 에폭시 수지 조성물이 도포, 경화되어 형성된다. 구체적으로, 상기 수지 경화물층(20)은 에폭시 수지 조성물 및 경화제를 포함하는 혼합물이 도포, 경화되어 형성된다. 또한, 상기 수지 경화물층(20)은 건축자재 본체(12)의 표면에 접착, 형성된 에폭시계 수지층(21)과, 상기 에폭시계 수지층(21) 상에 형성된 수지 칩층(22)을 포함할 수 있다.
상기 건축자재 본체(12)는, 예를 들어 건축용 타일(tile), 판넬(panel), 블록(block) 및/또는 보드(board) 등을 구성하는 것으로서, 이는 세라믹재, 콘크리트재, 금속재 및/또는 합성수지재 등으로 선택될 수 있다. 상기 건축자재 본체(12)는 판 형상이나 블록 형상 등을 가질 수 있으며, 이는 일례를 들어 건축용 타일을 구성하는 세라믹재 판 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 건축자재는 건축자재 본체(12)와 수지 경화물층(20)의 사이에 형성된 프라이머층(30)을 더 포함할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 건축자재는 수지 경화물층(20) 상에 형성된 표면 코팅층을 더 포함할 수 있으며, 상기 표면 코팅층은 전술한 바와 같다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 콘크리트 바닥면 등의 피도포체(10)에 도포(코팅)되어 미려한 천연석 문양(대리석 문양 등)을 구현하며, 이와 함께 피도포체(10)와 우수한 접착력 및 기계적 물성 등을 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 외부 환경에 장기간 노출 시에도 황변 등의 변색이 방지되고, 장기간 동안 천연 대리석 문양 등의 미려한 외관성과 자연 질감 등을 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것이 아니며, 이는 단지 실시예들과의 비교를 위해 제공된다.
[실시예 1 ~ 4 및 비교예 1]
에폭시계 수지에 희석제를 첨가하여 충분히 혼합, 교반한 다음, 여기에 충전제로서 평균 입자 크기 약 5㎛의 탄산칼슘과 평균 입자 크기 약 0.5㎛의 실리카, 난연제로서 산화안티몬, 소포제(BYK-320) 및 레벨링제(BYK-103)를 첨가, 혼합하였다. 이때, 각 실시예 및 비교예에 따라 에폭시계 수지 및 희석제를 달리하여, 점도 및 비중이 다른 에폭시계 수지액을 제조하였다.
구체적으로, 상기 에폭시계 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지(당량이 1950g/eg으로 중합된 고상의 에폭시), 크레졸 노볼락 에폭시 수지(당량이 210g/eg으로 중합된 고상의 에폭시) 및 에폭시-우레탄 하이브리드 에폭시 수지(당량이 190g/eg으로 중합된 액상의 에폭시와 폴리우레탄의 공중합) 중에서 선택하여 사용하고, 희석제는 2-에틸헥실글리시딜 에테르와 트리에틸렌 글리콜로부터 선택하여 사용하되, 각 실시예 및 비교예에 따라 에폭시 수지 및 희석제의 종류와 함량을 각각 달리하여, 각 실시예 및 비교예에 따라 점도 및 비중을 다르게 하였다.
하기 [표 1]에 각 실시예 및 비교예에 따른 에폭시계 수지액의 점도와 비중을 나타내었다. 점도는 20℃에서 KU 점도계(Brookfield KU-2)를 이용하여 측정하고, 비중은 전자비중계로 측정하였다.
다음으로, 교반기가 달린 혼합기에 상기 제조된 에폭시계 수지액과 합성수지 칼라 칩을 넣고 충분히 혼합하여 각 실시예 및 비교예에 따른 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. 상기 합성수지 칼라 칩은 에폭시 수지 조성물 전체 중량 기준으로 약 35.6중량%로 사용되었다. 상기 합성수지 칼라 칩은 PE 칼라 칩과 PP 칼라 칩을 사용하되, 각 실시예 및 비교예에 따라 비중이 다른 것을 사용하였다. 이때, PE 칼라 칩은 전선 피복재를 세절한 사용하고, PP 칼라 칩은 소방용 배관을 잘게 분쇄한 것을 사용하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에 따른 에폭시 수지 조성물에 대하여, 다음과 같이 접착강도 및 칩 이탈을 평가하고, 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
* 접착강도 : 에폭시 수지 조성물에 경화제(아민가가 250인 에폭시 변성 지환족 아민)를 혼합한 다음, 이를 알루미늄 판에 도포, 경화시켜 수지 경화물층을 형성시켰다. 이후, 수지 경화물층과 알루미늄 판 간의 90도 박리강도(Peel Strength)으로 측정하였다.
* 칩 이탈 : 수지 경화물층의 표면을 긁어 합성수지 칼라 칩의 이탈발생 여부를 평가하였다.
< 각 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물 시편의 특성 평가 결과 >
비 고
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
에폭시계 수지액 점도
(at 20℃)		 약 92 KU 약 98 KU 약 88 KU 약 101 KU 약 82 KU
비중
 1.21 1.28 1.12 1.31 1.02
합성수지 칼라 칩
비중 0.89 0.91 0.94 0.86 0.97
평가 결과 접착강도
[kgf/㎟]		 1.84 1.76 1.53 1.81 1.06
칩 이탈
 없음 없음 없음 발생 없음
상기 [표 1]에 보인 바와 같이, 에폭시계 수지액 및 합성수지 칼라 칩의 점도와 비중에 따라 접착강도가 달라짐을 알 수 있었다. 구체적으로, 실시예들(1 ~ 4)에서와 같이, 적정 점도와 비중을 가지는 경우, 비교예 1에 비해 높은 접착강도를 가짐을 알 수 있었다. 또한, 수지액의 점도와 비중이 높고 칼라 칩의 비중이 너무 낮은 경우(실시예 4), 접착강도에서는 유리하지만 칼라 칩의 이탈이 발생함을 알 수 있었다.
[실시예 5 ~ 8]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 각 실시예(5 ~ 8)에 따라 에폭시계 수지액에 결합 재료와 변색 방지 재료를 더 첨가하여 에폭시 수지 조성물을 제조하였다. 각 실시예(5 ~ 8)에서 사용된 결합 재료와 변색 방지 재료의 성분 및 함량을 하기 [표 2]에 나타내었다. 하기 [표 2]에서, 각 성분의 함량은 에폭시계 수지 100중량부를 기준으로 한 것이다.
또한, 상기 각 실시예(5 ~ 8)에 따른 에폭시 수지 조성물에 대하여, 다음과 같이 인장강도 및 변색 여부를 평가하고, 그 결과를 하기 [표 2]에 함께 나타내었다.
* 인장강도 : 에폭시 수지 조성물에 경화제(아민가가 250인 에폭시 변성 지환족 아민)를 혼합한 다음, 이를 이형 필름 상에 코팅, 경화시켜 도막 시편을 형성하였다. 이후, 이형 필름으로부터 도막 시편을 분리한 다음, 상기 도막 시편에 대하여 KS F 4929에 준하여 인장강도(N/㎟)를 측정하였다.
* 변색 여부 : 도막 시편에 UV를 고강도로 조사하되, 변색(황변 등)이 확인되는 시점(날짜)까지 조사하여 변색 여부를 육안으로 관찰하였다.
< 각 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물 시편의 특성 평가 결과 >
비 고
 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 1
결합 재료 접착성 부여제
 12(PVAc) 12(EVA) 12(PVAc) 12(PVAc) -
비닐알콕시 실란
 - 5 5 5 -
MGA
 - - 1.5 1.5 -
AAc-Ca
 - - - 5
변색 방지
재료		 벤조트리아졸
 3 - - - -
BB
 - 3 3 3 -
CS
 - - 2 2 -
평가 결과 인장강도
[N/㎟]		 22.4 22.1 25.7 26.4 21.8
변색 14일째
변색		 23일째
변색		 30일 이상 변색 없음 30일 이상 변색 없음 2일째 변색

* PVAc : 폴리비닐아세테이트
* EVA : 비닐아세테이트
* 비닐알콕시 실란 : 비닐트리에톡시 실란
* MGA : 메틸글리옥시레이트메틸-헤미아세탈
(methyl glyoxylate methyl-hemiacetal)(CH3-CH(OH)-CO-O-CH3)
* AAc-Ca : 아세트산비닐-아크릴레이트에 Ca가 배위 결합된 Ca-유기 공중합체
* BB : 1-브로모-4-(N-카르바조릴-디-메틸)벤젠(1-bromo-4-(N-carbazolyl-di-methyl)benzene)
* CS : 세트리모니움 메토술페이트(cetrimonium methosulfate)
상기 [표 2]에 보인 바와 같이, 결합 재료가 첨가된 경우 인장강도가 개선됨을 알 수 있었다. 특히, 실시예 7에서와 같이, 접착성 부여제(PVAc)와 함께 비닐알콕시 실란과 메틸글리옥시레이트메틸-헤미아세탈이 더 첨가된 경우, 우수한 인장강도를 가짐을 알 수 있었다. 아울러, 실시예 8에서와 같이 금속-유기 공중합체, 즉 아세트산비닐-아크릴레이트에 Ca가 배위 결합된 Ca-유기 공중합체가 더 첨가된 경우에 가장 높게 평가됨을 알 수 있었다.
또한, 변색 방지 재료가 첨가된 경우, 황변 등의 변색이 방지됨을 알 수 있었다. 특히, 실시예 5 ~ 8을 대비하여 보면, 변색 방지 재료로서 카르바졸 유도체(1-브로모-4-(N-카르바조릴-디-메틸)벤젠)을 사용한 경우(실시예 6 ~ 8)가 트라이졸 유도체(벤조트리아졸)를 사용한 경우(실시예 5)보다 변색 방지능이 높음을 알 수 있었다. 그리고 실시예 6과 실시예 7 ~ 8을 대비하여 보면, 세트리모니움 메토술페이트가 더 첨가된 경우(실시예 7 ~ 8), 변색 방지능에 매우 효과적임을 알 수 있었다.
10 : 피도포체 12 : 건축자재 본체
20 : 수지 경화물층 21 : 에폭시계 수지층
22 : 수지 칩층 30 : 프라이머층

Claims (7)

  1. 에폭시계 수지를 포함하는 에폭시계 수지액과,
    상기 에폭시계 수지액에 혼합된 합성수지 칼라 칩을 포함하고,
    상기 합성수지 칼라 칩은 에폭시계 수지액의 비중보다 낮은 비중을 가지며,
    상기 에폭시계 수지액은 에폭시계 수지와 합성수지 칼라 칩 간의 결합력을 위한 결합 재료를 더 포함하되,
    상기 결합 재료는 에폭시계 수지 100중량부에 대하여,
    폴리비닐아세테이트(PVAc) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로부터 선택된 하나 이상의 접착성 부여제 2 ~ 20중량부;
    비닐알콕시 실란 0.5 ~ 15중량부; 및
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물 0.2 ~ 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 에폭시 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112021074986304-pat00005

    (위 화학식 1에서, Ra과 R b는 서로 같거나 다르며, Ra과 Rb는 각각 탄소수 1 ~ 3의 알킬기이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에폭시계 수지액은 85 ~ 102 KU의 점도와 1.05 ~ 1.05의 비중을 가지며,
    상기 합성수지 칼라 칩은 0.85 ~ 0.95의 비중을 가지되,
    상기 건축용 에폭시 수지 조성물은 피도포체 상에 도포, 경화되어, 상기 피도포체 상에 접착된 에폭시계 수지층과, 상기 에폭시계 수지층 상에 형성되고 에폭시계 수지와 합성수지 칼라 칩을 포함하는 수지 칩층을 형성하는 것을 특징으로 하는 건축용 에폭시 수지 조성물.
  3. 피도포체 상에 프라이머층을 형성하는 단계;
    제1항 또는 제2항에 따른 건축용 에폭시 수지 조성물에 경화제를 혼합한 혼합물을 얻은 다음, 상기 혼합물을 프라이머층 상에 도포, 경화시켜 수지 경화물층을 형성하는 단계; 및
    상기 수지 경화물층 상에 표면 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 표면 코팅층은,
    코팅 수지;
    광 반사 재료; 및
    아세트산비닐-아크릴레이트 공중합체에 Ca 및 Ba로부터 선택된 하나 이상이 결합된 금속-유기 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 에폭시 수지 조성물의 시공방법.
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