KR102314931B1 - 수처리 구조물용 세라믹 코팅제 및 방수도장공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리 구조물용 세라믹 코팅제 및 방수도장공법에 관한 것이다. 나아가 본 발명은 수처리 구조물의 방수도장에 있어서, 종래 복합 실란을 이용하는 세라믹 코팅제의 건조속도, 신축성 향상 및 도막의 균열 방지를 위하여 다공성 실리카 등을 함유하는 바탕조정재를 추가로 구성하는 발명에 관한 것이다.

Description

수처리 구조물용 세라믹 코팅제 및 방수도장공법{Ceramic Coating Agents for Water Treatment Structure and Method for Waterproof and Coating Thereof}

본 발명은 수처리 구조물용 세라믹 코팅제 및 방수도장공법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 수처리 구조물의 방수도장에 있어서 종래 복합 실란을 이용하는 세라믹 코팅제의 건조속도, 신축성 향상 및 도막의 균열 방지를 위하여 다공성 실리카 등을 함유하는 바탕조정재를 추가로 구성하는 발명에 관한 것이다.

수처리 구조물의 방수도장 시에 외부 수위(水位)의 증가, 건조 수축 및 온도 변화에 의한 구조물의 신축팽창 작용, 타설 불량 및 양생 관리의 부족에 따른 결함 발생 등 다수의 균열 유발 및 누수 요인이 상존하고 있으므로, 상기 구조물의 완전한 방식(防蝕)을 기대하기는 어렵다. 또한, 상기 구조물은 물리적이고 화학적인 열화 요인에 따라 구조물 부식에 영향을 크게 주고 있으며, 상기 구조물의 재료적인 특성의 강화 또는 철저한 시공관리에 의한 수밀성의 확보는 구조물의 방식(防蝕)을 위한 필수조건일 뿐이고, 근본적인 방식대책으로는 미흡하다.

한편, 상기 구조물은 대부분 시공 시부터 물리적, 화학적으로 열악한 환경조건에 노출되며, 이러한 환경은 점차적으로 구조물의 성능을 저하시킨다. 상기 구조물은 공기 중의 산소와 수분에 의하여 부식되는 특성을 가지고 있다. 이렇게 부식에 의한 재료의 성능 저하는 이를 사용하는 구조물의 내용연수를 급격하게 저하시키고, 구조물의 안전성에 부정적인 영향을 미치게 되어 그에 따르는 막대한 경제적 손실이 발생되고 있다.

상기 구조물로 이루어지는 대다수의 토목 구조물은 외부에 노출되어 태양광선, 눈, 비 등 자연환경으로부터 영향을 받게 된다. 유기계 도장재의 경우 자외선으로 인해 도장표면의 황변(黃變)현상으로 미관을 저해하거나, 취성화(脆性化) 현상으로 인해 도막이 갈라지고 박리, 탈색, 탈락되어 구조물을 보호할 수 없게 되어 내구성이 저하된다. 이로 인해 지속적으로 재도장해야 하는 번거로움과 추가비용의 발생으로 인한 경제적인 손실이 유발되고 있다.

이와 관련한 종래기술로서, 하기 특허문헌 001에는 “수처리 콘크리트 구조물의 도장 시에 침투성 무기나노소재, 부착성능을 강화하기 위한 지르코늄화합물 및 알루미늄화합물이 첨가된 세라믹코팅제와 내약품성 기능이 있는 불소실란을 사용함으로써 나노 크기의 무기소재가 상기 구조물의 공극에 침투하여 도막이 치밀하고, 부착력이 강화되어 우수한 내약품성을 갖는 침투성 방수도장공법”이 개시되어 있다. 그러나 상기 기술은 세라믹 코팅제의 내약품성과 부착강도를 개선한 것일 뿐이고, 시공 시 세라믹코팅제의 건조속도가 느리고, 신축성이 없어 도막의 균열이 쉽게 발생하는 문제가 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 개선할 수 있는 새로운 기술 개발이 절실한 실정이다.

한국 등록특허 제10-1892899호(2018. 8. 22.)

본 발명은 앞서 설명한 필요성에 기초로 한 것으로서, 상도, 중도 및 하도용 세라믹코팅제로 이루어진 세라믹코팅제에 바탕조정제를 추가함으로써 수처리 구조물의 시공시 건조속도를 빠르게 하고 신축성을 부여하여 도막의 균열 발생을 방지할 수 있는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1) 메틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란 및 디페닐디메톡시 실란 중에서 선택된 하나 또는 2 이상인 알킬트리알콕시 실란 20~40중량부; 트리에탄올아민, 염화암모늄, 암모니아, 수산화나트륨 중에서 선택된 하나 이상인 염기촉매 1~5중량부; 실리카졸, 티타니아졸 중 하나 이상을 포함하며, 평균 입자크기가 10∼30㎚이고, 고체함량이 5∼30wt%인 금속산화물졸 30~50중량부로 이루어지는 하도용 세라믹코팅제; 2) 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 폐타이어 분말 16중량부, 규사 1~7호 70중량부가 첨가되는 바탕조정재; 3) 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 이산화티탄 또는 시안블루의 무기안료 50중량부, 첨가제 2중량부가 첨가되는 중도용 세라믹코팅제; 4) 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 불소실란 1~5중량부, 불소수지 5~10중량부가 첨가되는 상도용 세라믹코팅제;를 함유하는 것을 특징으로 하는 수처리 구조물용 세라믹코팅제를 제공한다.

한편, 본 발명에 의한 그 밖의 구체적인 과제의 해결수단은 발명의 상세한 설명에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 수처리 구조물용 세라믹 코팅제는 수처리 구조물의 방수도장 시에 세라믹 코팅제의 건조속도 단축, 신축성 향상 및 도막의 균열 방지에 뛰어난 장점이 있다.

또한 방수도장공법은 시공시 공사기간 단축, 내구성 향상에 의한 비용 절감 등 장점이 있다.

먼저, 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명과 관련하여 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 뿐만 아니라 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함할 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 수처리 구조물용 세라믹코팅제는 1) 메틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란 및 디페닐디메톡시 실란 중에서 선택된 하나 또는 2 이상인 알킬트리알콕시 실란 20~40중량부; 트리에탄올아민, 염화암모늄, 암모니아, 수산화나트륨 중에서 선택된 하나 이상인 염기촉매 1~5중량부; 실리카졸, 티타니아졸 중 하나 이상을 포함하며, 평균 입자크기가 10∼30㎚이고, 고체함량이 5∼30wt%인 금속산화물졸 30~50중량부로 이루어지는 하도용 세라믹코팅제;

2) 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 폐타이어 분말 16중량부, 규사 1~7호 70중량부가 첨가되는 바탕조정재;

3) 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 이산화티탄 또는 시안블루의 무기안료 50중량부, 첨가제 2중량부가 첨가되는 중도용 세라믹코팅제;

4) 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 불소실란 1~5중량부, 불소수지 5~10중량부가 첨가되는 상도용 세라믹코팅제;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

먼저, 상기 하도용 세라믹코팅제의 구성성분에 있어서, 상기 알킬트리알콕시 실란은 메틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란, 디페닐디메톡시실란 등이 열거될 수 있고, 그 중에서 하나 또는 2 이상의 혼합물이 될 수 있다. 상기 알킬트리알콕시 실란은 20~40중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 그 비율이 20중량부 미만이면 무기물함량이 낮아 제품의 경도가 낮아지며, 40중량부를 초과하면 미반응물이 존재하여 제품의 저장안정성이 약화된다.

상기 염기촉매는 트리에탄올아민, 염화암모늄, 암모니아, 수산화나트륨 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 염기촉매는 1∼5중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 그 비율이 1중량부 미만이면 미반응물이 존재하여 내약품성이 저하되고, 5중량부를 초과하면 제품이 강염기성을 지녀 결과적으로 기재와의 호환성을 떨어뜨려 부착력 저하를 가져온다.

상기 금속산화물졸은 실리카졸, 티타니아졸 중 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 평균 입자 크기가 10∼30㎚이고, 고체함량이 5∼30wt% 이다. 상기 금속산화물졸은 30∼50중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 그 비율이 30중량부 미만이면, 무기물 함량이 낮아 경도가 저하되고 50중량부를 초과하면 미반응물이 존재하여 내약품성이 떨어지게 된다.

상기 하도용 세라믹코팅제는 수처리 구조물과 같은 처리물의 표면부위에 적용하기 위하여 알킬트리알콕시 실란에 염기 촉매를 가하고, 나노미터 크기의 금속산화물졸을 투입하여 반응시킨 후에 도막이 치밀하고 부착성 및 내약품성을 강화하기 위해 금속산화물졸을 투입하여 생성된 반응물의 분자량이 3,000을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이때 생성된 반응물의 분자량이 3,000을 넘을 경우 하도용 세라믹코팅제가 기재에 침투하지 못하고 표면에 도막이 두껍게 형성되어 부착력이 저하된다.

그리고 상기 바탕조정재는 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 폐타이어 분말 16중량부, 규사 1~7호 70중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 다공성 실리카는 하도용 세라믹코팅제에 첨가될 때 물과의 강력한 수소 결합을 통해 점도를 증가시키는 데 도움을 준다. 이는 pH 6-6.5 약산성으로 보통 염기성인 세라믹코팅제의 pH를 감소시키도 한다. 현재 다공성 실리카의 산성 뿐만 아니라 그 소공은 본 발명의 세라믹코팅제가 보다 신속하게 경화되는 것을 허용하고 보다 큰 두께를 허용하는 것으로 생각된다. 다공성 실리카는 18~80메시의 입자크기를 가지며, 300~400㎡/g, 바람직하게는 320~ 380㎡/g의 범위에 있는 비표면적을 갖는다.

상기 폐타이어분말은, 세라믹코팅제의 신축성을 부여하기 위하여 투여되는 것이다. 폐타이어를 세척하여 상온에서 건조한 후에 평균입도 0.3㎜ 입자형태가 되도록 1차 분쇄하고, 상기 입자형태의 폐타이어를 원통형의 믹서를 이용하여 평균입도가 300~600㎛인 분말형태가 되도록 고온 및 고압으로 2차 분쇄하고, 다시 플라즈마로 표면처리하여 제조한 것을 사용할 수 있다.

상기 규사는 1호~7호를 적절히 혼합 사용하는데, 세라믹코팅제의 공극을 일정하게 유지시켜 투수성이 향상된다. 상기 1호~7호 규사는 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 70중량부의 비율로 투여함이 바람직하다.

그리고 상기 중도용 세라믹코팅제는 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 이산화티탄 또는 시안블루의 무기안료 60중량부, 첨가제 2중량부가 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 중도용 세라믹코팅제의 구성성분에 있어서, 첨가제는 분산제, 소포제, 레벨링제를 모두 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 상도용 세라믹코팅제는 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 불소실란 1~5중량부, 불소수지 5~10중량부가 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 상도용 세라믹코팅제의 구성성분을 보면, 상기 불소실란은 콘크리트 구조물 등의 표면과 화학반응을 하여 내약품성 및 내구성이 강한 도막을 형성할 수 있게 된다. 또한 불소실란은 모든 화합물 중에서 분자간인력이 가장 작고, 표면장력이 작으므로 용매에 대해 젖기 어렵기 때문에 화학약품에 대한 저항성이 강해져서 내약품성이 향상될 수 있는 것이다.

상기 불소실란은 헵타데카플루오르테트라데실트리메톡시실란, 퍼플루오르옥틸트리메톡시실란 중에서 선택된 하나 이상으로서 1∼5중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 그 비율이 1중량부 미만이면 내약품성이 저하되고, 5중량부를 초과하면 불소실란이 고단가로 제품의 경제성이 떨어지게 된다.

상기 불소수지는 폴리테트라플루오르에틸렌, 불화폴리비닐리덴, PFA (Perfluoroalkoxy) 중에서 선택된 하나 이상으로서, 5~10중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 그 비율이 5중량부 미만이면 방수성능 및 내약품성이 저하되고, 10중량부를 초과하면 제품의 안정성이 떨어져 층 분리 현상이 일어난다.

이하에서는 상기의 수처리 구조물용 세라믹 코팅제를 사용하는 방수도장공법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 발명에 의한 방수도장공법은 1) 수처리 구조물의 표면 위에 존재하는 이물질을 제거하기 위하여, 변형, 박리, 풍화된 부분의 이물질을 제거하는 바탕면 정리 및 청소작업을 하는 바탕만들기단계;

2) 상기 바탕만들기단계의 피처리물 표면 위에 메틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란 및 디페닐디메톡시 실란 중에서 선택된 하나 또는 2 이상인 알킬트리알콕시실란 20~40중량부에 트리에탄올아민, 염화암모늄, 암모니아, 수산화나트륨 중에서 선택된 하나 이상인 염기촉매 1~5중량부를 혼합한 용액에 10~30㎚의 실리카졸, 티타니아졸 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 평균 입자 크기가 10∼30㎚이고, 고체함량이 5∼30wt%인 금속산화물졸 30~50중량부를 투입하여 12시간 동안 반응시켜 제조되는 하도용 세라믹코팅제를 0.13~0.17㎏/㎡ 도포하는 하도 처리단계;

3) 상기 하도 처리단계 후에 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 폐타이어 분말 16중량부 및 규사 1~7호 70중량부가 첨가되는 바탕조정재를 0.94~1.73㎏/㎡ 도포하는 바탕조정단계;

4) 상기 바탕조정단계 후에 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 이산화티탄 또는 시안블루의 무기안료 50중량부 및 첨가제 2중량부가 첨가되는 중도용 세라믹코팅제를 0.19~0.26㎏/㎡ 도포하는 중도처리단계;

5) 상기 중도 처리단계 후 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 불소실란 1~5중량부, 불소수지 5~10중량부를 첨가하여 제조되는 상도용 세라믹코팅제를 0.19~0.26㎏/㎡ 도포하는 상도처리단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 방수도장공법은 바탕만들기단계, 하도처리단계, 중도처리단계 및 상도처리단계를 순차적으로 수행하여 수처리 구조물의 표면을 상기 세라믹코팅제로 도장하는 공법이다. 이하, 상기한 바와 같은 여러 단계로 이루어지는 본 발명을 각 단계별로 나누어 상세히 설명한다.

1) 바탕만들기단계

바탕만들기단계는 수처리 구조물의 표면 위에 존재하는 이물질을 제거하는 단계로서, 변형, 박리, 풍화된 부분 등의 이물질을 제거하는 바탕면 정리 및 청소작업을 실시한다.

2) 하도처리단계

하도처리단계는 상기 바탕만들기단계 후에 피처리물의 표면 위에 메틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란 및 디페닐디메톡시 실란 중에서 선택된 하나 또는 2 이상인 알킬트리알콕시실란 20~40중량부에 트리에탄올아민, 염화암모늄, 암모니아, 수산화나트륨 중에서 선택된 하나 이상인 염기촉매 1~5중량부를 혼합한 용액에 10~30㎚의 실리카졸, 티타니아졸 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 평균 입자 크기가 10∼30㎚이고, 고체함량이 5∼30wt%인 금속산화물졸 30~50중량부를 투입하여 12시간 동안 반응시켜 제조되는 하도용 세라믹코팅제를 0.13~0.17㎏/㎡ 도포하는 단계이다.

또한 하도용 세라믹코팅제를 0.13~0.17㎏/㎡ 도포하는 것이 바람직하다. 이때 그 도포량이 0.13㎏/㎡ 미만으로 도포하면 하도용 세라믹코팅제와 구조물의 표면과의 충분한 접착이 일어나지 않아 부착성이 저하되며, 0.17㎏/㎡ 이상 도포 시 표면조도가 약해서 접착력이 떨어진다.

- 하도용 세라믹코팅제의 제조

세라믹코팅제 제조용 반응기에 메틸트리메톡시실란 35중량부에 입자크기가 10~30㎚인 실리카졸 20중량부, 티타니아졸 15중량부를 각각 서서히 적하시켰다. 모두 적하시킨 후에 촉매로서 트리에탄올아민 3중량부를 투입하여 12시간 동안 계속 반응시켜 하도용 세라믹코팅제를 얻는다.

3) 바탕조정단계

바탕조정단계는 상기 하도처리단계 후에 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 규사 1~7호 70중량부, 폐타이어분말 16중량부를 혼합하여 제조된 바탕조정재를 0.94~1.73㎏/㎡ 도포하는 단계이다. 이때 그 도포량이 0.94㎏/㎡ 미만으로 도포하면, 건조속도가 너무 빠르고, 내충격성이 떨어지며, 기공을 통해 기포가 발생하고 후속 공정시에도 연속적으로 기포가 발생하여 도막의 균열이 발생한다. 또 1.73㎏/㎡ 이상 도포 시에는 너무 두꺼워 건조속도가 느리고, 내충격성이 나빠지며, 추후에 도막이 갈라지는 문제가 발생한다.

- 바탕조정재의 제조

바탕조정재는 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 폐타이어분말 16중량부, 규사 1~7호 70중량부를 투입하여 서로 뭉치지 않도록 충분히 교반하여 제조한다.

한편, 강구조물이나 일반적인 콘크리트 구조물의 경우 상기 바탕처리단계를 생략하여 하도, 중도, 상도 처리단계만으로 방수 도장할 수 있다.

4) 중도처리단계

중도처리단계는 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 이산화티탄 또는 시안블루(Cyan Blue)의 무기안료 50중량부 및 첨가제 2중량부가 혼합되는 중도용 세라믹코팅제를 도포하는 단계이다. 구체적으로 첨가제로서 분산제, 소포제, 레벨링제를 각각 혼합하고 2중량부를 투입하여 중도용 세라믹코팅제를 제조한 후에 이를 0.19~0.26㎏/㎡의 두께로 도포할 수 있다. 이때 그 도포량이 0.19㎏/㎡ 미만이면 표면을 은폐하기 어려울 뿐만 아니라 층간 부착력도 저하되며, 0.26㎏/㎡ 이상 도포 시에는 도막이 흘러내려 주름 현상이 발생된다.

- 중도용 세라믹코팅제의 제조

중도용 세라믹코팅제는 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 무기안료인 이산화티탄 35중량부, 시안블루 15중량부, 분산제인 BYK-110 1.0중량부, 소포제인 BYK-066N 0.5중량부, 레벨링제인 BYK-333 0.5중량부를 각각 투입하여 제조한다.

5) 상도처리단계

상도처리단계는 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 불소실란 1~5중량부, 불소수지 5~10중량부가 함유되는 상도용 세라믹코팅제를 0.19~0.26㎏/㎡ 도포하는 단계이다. 상기 불소실란으로서 헵타데카플루오로테트라데실트리 메톡시실란, 불소수지로서 폴리테트라플루오르에틸렌, 불화폴리비닐리덴, PFA(Perfluoroalkoxy) 중에서 선택된 어느 하나를 첨가시키고, 80℃에서 24시간 숙성하여 상도용 세라믹코팅제를 제조할 수 있다.

이때 상기 불소실란의 첨가량이 1중량부 미만이면, 내약품성 기능이 저하되며, 5중량부를 초과하면 세라믹코팅제와의 혼용성이 나오지 않아 층간 분리되는 현상이 발생한다. 또한 상기 불소수지의 첨가량이 5중량부 미만이면, 햇빛이나 자외선 노출 시 쉽게 변색되며, 10중량부를 초과하면 세라믹코팅제의 단가가 상승되어 경제성이 떨어진다.

나아가 상도용 세라믹코팅제의 도포량이 0.19㎏/㎡ 미만이면 중도 표면을 은폐하기 어려울 뿐만 아니라 층간 부착력도 저하되며, 0.23㎏/㎡ 이상 도포시에는 도막이 흘러내려 주름 현상이 발생된다.

- 상도용 세라믹코팅제의 제조

상도용 세라믹코팅제는 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 헵타데카플루오르테트라데실트리메톡시실란 4중량부, 불소수지로서 불화폴리비닐리덴 7중량부를 첨가시키고 80℃에서 24시간 숙성하여 상도용 세라믹코팅제를 제조한다.

이하, 상기한 바와 같은 단계로 이루어지는 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

앞서 하도, 중도, 상도용 세라믹코팅제 및 바탕조정재의 제조에서 설명한 바와 동일하게 하여 3가지의 세라믹코팅제 및 바탕조정재를 제조하였다. 이어서 다음과 같이 상기 각 세라믹코팅제 및 바탕조정재를 도장하였다.

1) 바탕만들기단계에서 수처리 콘크리트 피처리물의 표면 위에 이물질을 제거하는 바탕면 정리 및 청소를 실시한 후에 하도처리단계에서 붓, 롤러를 사용하여 상기에서 제조된 하도용 세라믹코팅제를 0.15㎏/㎡가 되도록 도포하였다.

2) 이어서 상기에서 제조된 바탕조정재를 흙손으로 1.50㎏/㎡가 되도록 도장한 후에 상기에서 제조된 중도용 세라믹코팅제를 붓, 롤러, 스프레이를 사용하여 0.225㎏/㎡가 되도록 도장하였다.

3) 마지막으로 상기에서 제조된 상도용 세라믹코팅제(불소실란으로서 헵타데카플루오르테트라데실트리 메톡시실란 3중량부, 불소수지로서 불화폴리비닐리덴 7중량부 첨가)를 붓, 롤러, 스프레이를 사용하여 0.225㎏/㎡가 되도록 도장하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 비교하여 하도용 세라믹코팅제의 제조 시에 메틸트리메톡시실란 300g 대신에 410g 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 3>

상기 실시예 1과 비교하여 하도용 세라믹코팅제의 제조 시에 메틸트리메톡시실란 300g 대신에 190g 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 4>

상기 실시예 1과 비교하여 하도용 세라믹코팅제의 제조 시에 염기촉매로서 트리에탄올아민을 20g 투입하는 대신에 9g 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 5>

상기 실시예 1과 비교하여 하도용 세라믹코팅제의 제조 시에 실리카졸 200g, 티타니아졸 150g 대신에 실리카졸 200g, 티타니아졸 350g 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 6>

상기 실시예 1과 비교하여 다공성 실리카 700g을 투입하는 대신에 750g을 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 7>

상기 실시예 1과 비교하여 폐타이어분말 160g을 투입하는 대신에 150g을 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 8>

상기 실시예 1과 비교하여 규사 1~7호 700g을 투입하는 대신에 690g을 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 9>

상기 실시예 1과 비교하여 중도용 세라믹코팅제의 제조 시에 첨가제로서 분산제인 DISPERBYK-110 10g, 소포제인 BBYK-066N 5g, 레벨링제인 BYK-333 5g 대신에 DISPERBYK-110 분산제 8g, 소포제인 BYK-066N 7g, 레벨링제인 BYK-333 7g 투입하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 10>

상기 실시예 1과 비교하여 상도용 세라믹코팅제 중 불소실란으로서 헵타데카플루오로 테트라데실트리메톡시실란을 40g 첨가하는 대신에 55g 첨가하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 11>

상기 실시예 1과 비교하여 상도용 세라믹코팅제 중 불소수지로서 불화폴리비닐리덴 70g을 첨가하는 대신에 45g을 첨가하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 12>

상기 실시예 1과 비교하여 하도용 세라믹코팅제를 0.15㎏/㎡ 도포하는 대신에 0.12㎏/㎡ 도포하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 13>

상기 실시예 1과 비교하여 바탕조정재를 1.50㎏/㎡ 도포하는 대신에 0.90㎏/㎡ 도포하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 14>

상기 실시예 1과 비교하여 바탕조정재를 1.50㎏/㎡ 도포하는 대신에 1.75㎏/㎡ 도포하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 15>

상기 실시예 1과 비교하여 중도용 세라믹코팅제를 0.225㎏/㎡ 도포하는 대신에 0.28㎏/㎡ 도포하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실시예 16>

상기 실시예 1과 비교하여 상도용 세라믹코팅제를 0.225㎏/㎡ 도포하는 대신에 0.17㎏/㎡ 도포하는 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<비교예 1> (특허등록 10-1892899호의 실시예 1과 동일)

1) 바탕만들기단계에서 수처리 콘크리트 피처리물의 표면 위에 이물질을 제거하는 바탕면정리 및 청소를 실시한 후에 하도처리단계에서 붓, 롤러를 사용하여 상기에서 제조된 하도용 세라믹코팅제를 0.14㎏/㎡가 되도록 도포하였다.

2) 이어서 상기에서 제조된 바탕조정재를 흙손으로 1.50㎏/㎡가 되도록 도장한 후에 상기에서 제조된 중도용 세라믹코팅제를 붓, 롤러, 스프레이를 사용하여 0.25㎏/㎡가 되도록 도장하였다.

3) 마지막으로 상기에서 제조된 상도용 세라믹코팅제(불소실란으로서 헵타데카플루오로테트라데실 트리메톡시실란 5g, 트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라히드로옥틸 트리에톡시실란 5g 첨가)를 붓, 롤러, 스프레이를 사용하여 0.25㎏/㎡가 되도록 도장하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 1과 비교하여 바탕조정재를 1.50㎏/㎡ 도포하는 대신에 바탕조정재를 전혀 도포하지 않은 점만 다를 뿐 나머지 공정을 동일하게 하여 도장하였다.

<실험예>

1) 경화 건조시간

KS F 4921에 의거 실시예 1 내지 16 및 비교예 1, 2에 의한 세라믹코팅제를 콘크리트판(크기 300㎜×300㎜×60㎜)에 도포한 후 20℃에서 24시간 이내에 경화 건조상태로 되어 있어야 한다. 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.

2) 내충격성

0.2㎡의 콘크리트판 표면상에 약 1070㎛ 두께의 도막을 형성한 후 표준상태에서의 표면경도를 KS M ISO 6272-1 시험법으로 측정하여 스크래치, 균열 여부를 이상 유무로 판정하였다. 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.

3) 균열대응성

KS F 4936에 의거 상기 코팅제의 도포횟수는 2회 실시하였으며, 2회 도포된 코팅제의 두께는 평균 100㎛이고, -20℃, 20℃에서 각각 도막의 잔 갈림 및 파단되지 않을 것을 이상 유무로 판정하였다. 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.

각 실시예별 시험결과

	경화 건조 시간(h)	내충격성	균열대응성
			-20℃	20℃
실시예 1	8	이상 무	이상 무	이상 무
실시예 2	10	이상 무	이상 유	이상 무
실시예 3	14	이상 유	이상 유	이상 무
실시예 4	12	이상 무	이상 무	이상 무
실시예 5	13	이상 무	이상 무	이상 무
실시예 6	15	이상 유	이상 유	이상 무
실시예 7	15	이상 무	이상 유	이상 무
실시예 8	16	이상 유	이상 유	이상 무
실시예 9	15	이상 무	이상 무	이상 유
실시예 10	16	이상 유	이상 유	이상 무
실시예 11	12	이상 무	이상 무	이상 유
실시예 12	17	이상 유	이상 유	이상 무
실시예 13	17	이상 무	이상 유	이상 무
실시예 14	15	이상 유	이상 유	이상 무
실시예 15	14	이상 무	이상 유	이상 유
실시예 16	16	이상 유	이상 유	이상 무
비교예 1	23	이상 유	이상 유	이상 유
비교예 2	30	이상 유	이상 유	이상 유

<시험결과 분석>

실시예 1 내지 16 및 비교예 1, 2에 의한 세라믹코팅제에 대하여 여러 가지 시험의 결과인 [표 1]을 보면, 본 발명의 가장 바람직한 실시예 1의 경우는 실시예 2 내지 16보다 세라믹코팅제의 경화건조시간, 내충격성 및 균열대응성이 모두 뛰어남을 알 수 있었다.

특히, 바탕조정재의 성분인 다공성 실리카, 폐타이어분말, 규사 1~7호가 수치한정범위를 벗어난 경우인 실시예 6 내지 8은 경화건조시간, 내충격성 및 균열대응성이 실시예 1보다 우수하지 못함을 알 수 있었다. 또한 바탕조정재의 도포량을 수치한정범위보다 벗어난 경우인 실시예 13, 14도 경화건조시간, 내충격성 및 균열대응성이 실시예 1보다 우수하지 못함을 알 수 있었다.

나아가 실시예 1과 비교하여 바탕조정재를 전혀 도포하지 않은 비교예 2는 건조속도가 현저히 느리고, 내충격성 및 균열대응성도 좋지 않음을 알 수 있었다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것에 해당되며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해지는 것임은 자명하다 할 것이다.

Claims (10)

1) 메틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란 및 디페닐디메톡시 실란 중에서 선택된 하나 또는 2 이상인 알킬트리알콕시 실란 20~40중량부,
트리에탄올아민, 염화암모늄, 암모니아, 수산화나트륨 중에서 선택된 하나 이상인 염기촉매 1~5중량부,
실리카졸, 티타니아졸 중 하나 이상을 포함하며, 평균 입자크기가 10∼30㎚이고, 고체함량이 5∼30wt%인 금속산화물졸 30~50중량부로 이루어지는 하도용 세라믹코팅제;
2) 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 폐타이어 분말 16중량부, 규사 1~7호 70중량부가 첨가되는 바탕조정재;
3) 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 이산화티탄 또는 시안블루의 무기안료 50중량부, 첨가제 2중량부가 첨가되는 중도용 세라믹코팅제;
4) 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 불소실란 1~5중량부, 불소수지 5~10중량부가 첨가되는 상도용 세라믹코팅제;를 함유하는 것을 특징으로 하는 수처리 구조물용 세라믹코팅제.

제 1항에 있어서,
상기 바탕조정재 중에서 다공성 실리카는 18~80메시의 입자크기, 300~400㎡/g의 비표면적을 갖고, 폐타이어 분말은 평균입도가 300㎛ 내지 600㎛인 것인 수처리 구조물용 세라믹코팅제.

제 1항에 있어서,
상기 중도용 세라믹코팅제 중에서 첨가제는 분산제, 소포제, 레벨링제인 수처리 구조물용 세라믹코팅제.

제 1항에 있어서,
상기 상도용 세라믹코팅제 중에서 불소실란은 헵타데카플루오르테트라데실트리메톡시실란, 퍼플루오르옥틸트리메톡시실란 중에서 선택된 하나 이상인 수처리 구조물용 세라믹코팅제.

제 1항에 있어서,
상기 상도용 세라믹코팅제 중에서 불소수지는 폴리테트라플루오르에틸렌, 불화폴리비닐리덴, PFA(Perfluoroalkoxy) 중에서 선택된 하나 이상인 수처리 구조물용 세라믹코팅제.

1) 수처리 구조물의 표면 위에 존재하는 이물질을 제거하기 위하여, 변형, 박리, 풍화된 부분의 이물질을 제거하는 바탕면 정리 및 청소작업을 하는 바탕만들기단계;
2) 상기 바탕만들기단계의 피처리물 표면 위에 메틸 트리메톡시실란, 메틸 트리에톡시 실란, 테트라에톡시 실란, 디메틸 디메톡시 실란 및 디페닐디메톡시 실란 중에서 선택된 하나 또는 2 이상인 알킬트리알콕시실란 20~40중량부에 트리에탄올아민, 염화암모늄, 암모니아, 수산화나트륨 중에서 선택된 하나 이상인 염기촉매 1~5중량부를 혼합한 용액에 10~30㎚의 실리카졸, 티타니아졸 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며, 평균 입자 크기가 10∼30㎚이고, 고체함량이 5∼30wt%인 금속산화물졸 30~50중량부를 투입하여 12시간 동안 반응시켜 제조되는 하도용 세라믹코팅제를 0.13~0.17㎏/㎡ 도포하는 하도 처리단계;
3) 상기 하도 처리단계 후에 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 다공성 실리카 70중량부, 폐타이어 분말 16중량부 및 규사 1~7호 70중량부가 첨가되는 바탕조정재를 0.94~1.73㎏/㎡ 도포하는 바탕조정단계;
4) 상기 바탕조정단계 후에 상기 하도용 세라믹코팅제 78중량부에 이산화티탄 또는 시안블루의 무기안료 50중량부 및 첨가제 2중량부가 첨가되는 중도용 세라믹코팅제를 0.19~0.26㎏/㎡ 도포하는 중도처리단계;
5) 상기 중도 처리단계 후 상기 중도용 세라믹코팅제 130중량부에 불소실란 1~5중량부, 불소수지 5~10중량부를 첨가하여 제조되는 상도용 세라믹코팅제를 0.19~0.26㎏/㎡ 도포하는 상도처리단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수도장공법.

제 6항에 있어서,
상기 바탕조정재 중에서 다공성 실리카는 18~80메시의 입자크기, 300~400㎡/g의 비표면적을 갖고, 폐타이어 분말은 평균입도가 300㎛ 내지 600㎛인 것인 방수도장공법.

제 6항에 있어서,
상기 중도 처리단계 중 첨가제는 분산제, 소포제, 레벨링제인 방수도장공법.

제 6항에 있어서,
상기 상도 처리단계 중 불소실란은 헵타데카플루오르테트라데실트리메톡시실란, 퍼플루오르옥틸트리메톡시실란 중에서 선택된 하나 이상인 방수도장공법.

제 6항에 있어서,
상기 상도 처리단계 중 불소수지는 폴리테트라플루오르에틸렌, 불화폴리비닐리덴, PFA(Perfluoroalkoxy) 중에서 선택된 하나 이상인 방수도장공법.