KR102430671B1 - 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물 및 이를 이용한 건축물 실내외 바닥 시공 공법 - Google Patents

무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물 및 이를 이용한 건축물 실내외 바닥 시공 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물 및 이를 이용한 건축물 실내외 바닥 시공 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산, 염, 알칼리, 용제 등 화학물질에 대한 내화학성이 우수하며, 강도가 우수하여 강한 피막을 형성함으로써 방수 기능도 우수하고, 콘크리트와의 친화력은 좋으면서 건축물의 실내 뿐만 아니라 실외에도 사용 가능한 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물의 바닥을 시공함으로써 중량물의 이동이나 높은 충격 및 진동에 대해 안정적인 저항성이 요구되는 장소, 예를 들어 식품 육가공 공장, 냉동/냉장 창고/공장 등 높은 위생이 요구되는 장소, 동결 융해에 대해 높은 저항성이 요구되는 장소 등에 적용될 수 있는 동시에, 또한 내구성 및 내후성도 우수하고 별도의 바탕제(프라이머) 도포 공정 없이 본재를 직접 적용할 수 있으므로 단축된 공정에 의해 콘크리트 바닥을 보호 시공할 수 있는 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물 및 이를 이용한 건축물 실내외 바닥 시공 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유·무기 복합 바닥재 조성물은 낮은 점도와 원활한 흐름성으로 각종 무기물, 규사를 원활히 혼합하고, 타설 후 구조물 내부에서 균일한 수밀성이 이루어질 수 있는 콘크리트 바닥 시공용 조성물로서, 이를 이용해 콘크리트 바닥, 특히 습기가 있는 바닥에도 시공이 가능하여 실내 뿐만 아니라 실외의 콘크리트 바닥을 시공하는데 사용될 수 있다. 또한, 활용 용도에 따라 경화제 성분에 유화제 성분을 함유하는 중합반응으로 수지성분에 경화제 성분을 혼합하여 물을 희석제로 사용할 수 있으므로 수성 바닥재의 특성을 가지며, 별도의 바탕제(프라이머) 도포 없이도 본재를 바로 적용할 수 있으므로 시공 공정을 단축할 수 있으면서, 무용제 저점도타입의 적용으로 인해 작업성 및 기능성을 발휘할 수 있는 효과가 있다. 또한, 항균특성이 우수하여 미생물이 번식하지 않으므로 위생을 필요로 하는 식품 공장 바닥 마감에 탁월한 특성을 보이는 장점을 갖는다.

Description

무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물 및 이를 이용한 건축물 실내외 바닥 시공 공법{Aqueous organic and inorganic complex flooring material compositon with non-solvent type and construction method of concrete flooring using the same}
본 발명은 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물 및 이를 이용한 건축물 실내외 바닥 시공 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산, 염, 알칼리, 용제 등 화학물질에 대한 내화학성이 우수하며, 강도가 우수하여 강한 피막을 형성함으로써 방수 기능도 우수하고, 콘크리트와의 친화력은 좋으면서 건축물의 실내 뿐만 아니라 실외에도 사용 가능한 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물의 바닥을 시공함으로써 중량물의 이동이나 높은 충격 및 진동에 대해 안정적인 저항성이 요구되는 장소, 예를 들어 식품 육가공 공장, 냉동/냉장 창고/공장 등 높은 위생이 요구되는 장소, 동결 융해에 대해 높은 저항성이 요구되는 장소 등에 적용될 수 있는 동시에, 또한 내구성 및 내후성도 우수하고 별도의 바탕제(프라이머) 도포 공정 없이 본재를 직접 적용할 수 있으므로 단축된 공정에 의해 콘크리트 바닥을 보호 시공할 수 있는 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물 및 이를 이용한 건축물 실내외 바닥 시공 공법에 관한 것이다.
콘크리트 바닥 표면을 강화시키면서 환경구조를 개선시킬 수 있는 바닥 마감재로는 화학수지를 이용한 공법이 적용되고 있으며, 화학수지 중에서도 대부분 물성이 우수한 에폭시 수지를 이용하고 있다. 이러한 에폭시 수지를 이용한 콘크리트 바닥 시공 방법을 보면 코팅공법, 라이닝공법, 수지 모르타르 공법 등이 있다. 이러한 공법 중에서도 수지 모르타르 공법은 기계적인 물성이 뛰어나 반영구성을 부여할 수 있어서 많은 부분에 적용이 되고 있으나, 콘크리트 바탕 면과의 접착력, 복잡한 시공 절차, 정교하지 못한 마감상태 등으로 그 실효성에 한계를 나타내고 있다. 특히, 생산 공장의 바닥 시공의 경우에는 시공 공사를 위하여 장기간 생산을 중단해야 하기 때문에 생산성 저하 및 품질 저하 등의 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 바닥 시공 공사에 있어서 신속한 공정에 의한 처리가 절실히 요구되어 왔다. 이러한 요구를 만족시키기 위하여 일부 성능이 개선된 제품이 개발되었으며, 대표적으로 수입품인 유크리트, 티크리트, 탄크리트, 오버크리트 등을 들 수 있다. 상기 제품은 발포성 폴리우레탄을 이용한 제품으로서 친환경적이며 별도의 프라이머 공정 없이 신속한 공정이 가능하다. 발포성 폴리우레탄은 매우 낮은 저점도 타입으로서 셀프 레벨링성을 가지며 경화촉진을 포함한 수화반응이 동시에 일어나 속경화성 타입으로 제조되고 또한 탄성을 가진다. 그러나 상기 제품은 발포성으로 인한 탄성 구조를 가지기 때문에 가교밀도가 낮아 마모, 찍힘에 의하여 쉽게 훼손되며, 중량물에 의한 집중적인 충격이나 화학 약품 및 열에 대한 저항성 등의 기능적인 특성이 열악한 문제가 있다. 또한, 가사 시간이 20℃에서 5~10분으로 짧아 작업이 용이하지 않으며, 이에 따라 훼손 부위를 위주로 시공범위가 소규모로 제한되는 문제가 있으며, 용도 또한 크게 제한을 받는다.
종래의 에폭시 수지를 이용한 바닥 시공 방법은 주로 코팅 공법, 라이닝 공법, 수지 모르타르 공법 등이 이용되어 왔으며 이러한 공법에 있어 공정과 이에 따른 작업 소요시간은 코팅 공법 및 라이닝 공법의 경우 바탕정리를 제외하고도 3단계의 공정으로 20℃에서 약 60시간 정도가 소요되며, 수지 모르타르 공법의 경우에는 6~7단계의 공정으로 경화시간에 맞추어 연속적인 작업이 진행되어도 20℃에서 약 100시간 이상 소요되는 문제점이 있었다. 또한 본 발명자가 개발한 대한민국 특허 제0476728호 공법의 경우도 바탕정리를 제외한 실제 작업 공정이 3단계 공정으로 약 40~50시간 정도 소요되므로 신축 공장의 바닥 시공에 적용되는 데는 큰 문제가 없으나, 현재 가동 중인 공장의 바닥에 보수 시공을 할 경우에 있어서는 장시간이 소요되어 생산성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.
특히, 생산 공장은 최첨단 기능과 고품질 생산이 요구되는 시대적 흐름에 맞추어 다양화되고 있으며 이러한 다양화에 부응하여 공장 바닥제의 기능은 생산 환경에 있어 매우 중요한 요소로 부각되고 있다. 생산 시설의 바닥재에 요구되는 용도별 특성을 간단히 살펴보면, 먼저 전기, 전자 분야의 경우 클리닝룸을 비롯하여 대전방지와 평활도가 높은 수평면이 요구되며, 식품, 육가공 분야의 경우 충격 강도, 인장 강도 등 기계적 물성 외에 내진 저항성, 유해균이 서식할 수 없는 항균 기능, 특히 국제품질기준의 위생시스템(hassp)을 만족하는 항균 기능을 갖출 것이 요구된다. 이외 제철, 원자력, 중장비, 발전기, 화학, 각종기계 등의 분야에 있어서는 고강도 기계적인 물성과 내화학성을 갖출 것이 요구된다. 상기 전기, 전자 분야의 경우는 셀프 레벨링성과 전도성을 갖는 라이닝 제품을 선호하고 있어 기존의 제품으로도 어느 정도 충족되고 있으나, 중장비, 식품, 육가공, 제약 등 고강도 기능을 비롯하여 위생시스템, 작업의 안정성을 요구하는 분야의 바닥의 보수 공사에서는 기존의 시공방법으로는 기능을 충족할 수 없으며 신속한 시공이 불가능한 문제점이 있다.
상기와 같은 바닥재의 품질이나 시공 방법상의 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-0145117호에서 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용하는 시공 방법을 제안된 바 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0476728호에서는 기능 향상, 시공 절차 간소화 그리고 그 동안 바닥면으로 제한되어 왔던 시공범위를 효율적으로 개선할 수 있는 콘크리트 표면 시공 방법이 제안된 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1623509호에서는 내열도와 내약품성을 획기적으로 향상시키는 동시에 경화 과정에서 발생하는 황변 문제를 해결할 수 있고, 콘크리트 바닥을 시공함에 있어 단축된 공정으로 시공을 완료할 수 있기 때문에 작업성이 크게 개선되며, 강도 등 기계적 물성이 우수할 뿐만 아니라, 내열성, 내약품성, 내구성, 내수성 및 내후성도 우수하고, 콘크리트 바닥을 유지 및 보수하는 비용 및 시간을 크게 줄일 수 있어서 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 콘크리트 표면 처리 시공법이 제안된 바 있다.
그러나, 기존 제안된 특허들에서는 특정 용도의 최종 특성을 조절하기 위해 각종 첨가제로서 반응성 희석제, 비반응성 희석제를 포함하여 소포제, 레벨링제 등을 이용하였다.
그러나, 이러한 첨가 물질은 바닥재 형성에서 경화반응시 가교 결합의 결속력을 약화시킬 수 있고 경화물 내부에 잔존하여 구조물 내부로부터 이상 작용으로 결속력을 약화시키거나 열화를 촉진할 수 있으며, 피도면과의 계면에서 접착력을 약화시키는 작용을 할 수 있는 부작용이 예상된다.
또한, 이러한 첨가제들의 혼용으로 환경호르몬을 방출할 수 있는 것 또한 문제점 중의 하나이다.
또한, 기존의 기술들은 건축물의 실내용으로는 적합하더라도 실외용으로 사용시에는 자외선에 대한 내성이 취약하여 실외용으로 사용되기에는 한계가 있었다.
따라서, 바닥재를 이용하여 콘크리트 구조물의 바닥을 보호 시공하기 위한 콘크리트 바닥 시공에 있어서 이러한 부작용 및 문제점에 대한 해결 및 보완이 필요한 상황이며, 특히 건축물의 실내 뿐만 아니라 실외에도 적용될 수 있는 복합 바닥재 조성물을 활용한 콘크리트 바닥 시공 공법이 필요한 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 산, 염, 알칼리, 용제 등 화학물질에 대한 내화학성이 우수하며, 강도가 우수하여 강한 피막을 형성함으로써 방수 기능도 우수하고, 콘크리트와의 친화력은 좋으면서 건축물의 실내 뿐만 아니라 실외에도 사용 가능한 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물의 바닥을 시공함으로써 중량물의 이동이나 높은 충격 및 진동에 대해 안정적인 저항성이 요구되는 장소, 예를 들어 식품 육가공 공장, 냉동/냉장 창고/공장 등 높은 위생이 요구되는 장소, 동결 융해에 대해 높은 저항성이 요구되는 장소 등에 적용될 수 있는 동시에, 또한 내구성 및 내후성도 우수하고 별도의 바탕제(프라이머) 도포 공정 없이 본재를 직접 적용할 수 있으므로 단축된 공정에 의해 콘크리트 바닥을 보호 시공할 수 있는 공법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
적용 대상물 표면을 정리하는 단계; 및
상기 표면 상에 바탕제를 도포하고 그 위에 유·무기질 복합 바닥재 조성물을 포설하여 바닥층을 형성하는 단계;를 포함하는 콘크리트 바닥 시공 공법으로서,
상기 유·무기질 복합 바닥재 조성물은
수성 우레탄계 수지를 포함하는 주재 성분 100 중량부;
폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~10중량%를 포함하는 경화제 성분 1~30 중량부; 및
무기질 성분 50~500 중량부; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 시공 공법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주재 성분에 경화제 성분에 현장에서 혼합한 후 물을 희석제로 사용하고 상기 경화제 성분 100중량부를 기준으로 유화제 0.1~3 중량부 및 반응수지 3~5부를 더 포함하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 이산화티타늄 20~35 중량부, 운모 1~10 중량부, 탄산칼슘 10~25 중량부, 규조토 1~10 중량부, 석회 1~10 중량부, 부틸산염 1~10 중량부, 디올 화합물 1~10 중량부, 자외선 안정제 0.1~5 중량부, 자외선 흡수제 0.1~10 중량부 및 실리코네이트계 액상 성분 0.1~5.0 중량부를 포함하며, 탈크, 클레이, 실리카, 산성백토 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 구성된 세라믹 성분 1~20 중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 주재 성분 및 경화제 성분의 혼합 성분에는 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말의 단독 또는 혼합물을 1~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유·무기질 복합 바닥재 조성물을 포설함에 있어 기계를 사용하여 포설 및 진동을 동시에 행하여 평탄면을 갖도록 하거나, 수작업으로 로울러를 이용하여 반복 롤링으로 진행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공법에 사용되는 유·무기질 복합 바닥재 조성물은, 산, 염, 알칼리, 용제 등 화학물질에 대한 내화학성이 우수하며, 강도가 우수하여 강한 피막을 형성함으로써 방수 기능도 우수하고, 콘크리트와의 친화력은 좋으면서 건축물의 실내 뿐만 아니라 실외에도 사용 가능한 무용제형 수성 유·무기 복합 바닥재 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물의 바닥을 시공함으로써 중량물의 이동이나 높은 충격 및 진동에 대해 안정적인 저항성이 요구되는 장소, 예를 들어 식품 육가공 공장, 냉동/냉장 창고/공장 등 높은 위생이 요구되는 장소, 동결 융해에 대해 높은 저항성이 요구되는 장소 등에 적용될 수 있는 동시에, 또한 내구성 및 내후성도 우수하고 별도의 바탕제(프라이머) 도포 공정 없이 본재를 직접 적용할 수 있으므로 단축된 공정에 의해 콘크리트 바닥을 보호 시공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 유·무기 복합 바닥재 조성물은 낮은 점도와 원활한 흐름성으로 각종 무기물, 규사를 원활히 혼합하고, 타설 후 구조물 내부에서 균일한 수밀성이 이루어질 수 있는 콘크리트 바닥 시공용 조성물로서, 이를 이용해 콘크리트 바닥, 특히 습기가 있는 바닥에도 시공이 가능하여 실내 뿐만 아니라 실외의 콘크리트 바닥을 시공하는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 유·무기 복합 바닥재 조성물은 활용 용도에 따라 경화제 성분에 유화제 성분을 함유하는 중합반응으로 수지성분에 경화제 성분을 혼합하여 물을 희석제로 사용할 수 있으므로 수성 바닥재의 특성을 가지며, 별도의 바탕제(프라이머) 도포 없이도 본재를 바로 적용할 수 있으므로 시공 공정을 단축할 수 있으면서, 무용제 저점도타입의 적용으로 인해 작업성 및 기능성을 발휘할 수 있는 효과가 있다.
또한, 항균특성이 우수하여 미생물이 번식하지 않으므로 위생을 필요로 하는 식품 공장 바닥 마감에 탁월한 특성을 보인다.
이하, 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 콘크리트 바닥재(플로링재)를 형성하는 수지계 성분에서 휘발성 유기화합물을 함유하지 않은 저점도 수지로서 초킹(chalking)성이 없으며, 무공해 수지를 주성분으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 주재성분과 경화제 성분으로 구성된다.
구체적으로 주재성분은 수성 우레탄계 수지를 포함한다.
더욱 구체적으로 상기 수성 우레탄계 수지는 건축물의 옥내 뿐만 아니라 옥외 콘크리트 구조물의 바닥면에 도포되어 내후성, 내구성 등의 성능과 부착성이 뛰어나고, 내자외선 특성(자외선 차단 특성)을 향상시키는 동시에 차열성능도 향상시킬 수 있는 특성을 발휘한다.
본 발명에서 상기 수성 우레탄계 수지는 우레탄 수지와 불소변성수지를 포함할 수 있으며, 구체적으로는 상기 우레탄 수지와 불소변성수지를 100 : 1~50의 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 우레탄 수지는 폴리올화합물과 지방족 폴리이소시아네이트 또는 방향족 폴리이소시아네이트의 폴리이소시아네이트를 혼합하여 우레탄 프리폴리머를 제조하고, 상기 제조된 우레탄 프리폴리머 다가 페놀성 화합물, 소포제, 경화제, 중화제, 결합제 등의 첨가제를 혼합하여 반응시켜서 얻어지는 우레탄 수지를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 불소변성수지는 불소수지와 아크릴우레탄 수지의 혼합으로 구성되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 불소수지는 분자 중에 불소(F) 분자를 2개 함유한 열가소성, 결정성 고분자인 불화 비닐리덴 수지(PVdF, Poly-Vinyliden di-Fluoride)로서, 불화 비닐리덴은 수지의 분자량이 상당히 크고 내용제성이 우수하여 상온에서 용제에 쉽게 용해하지 않는 안정한 구조를 지니는 특징이 있다.
따라서 본 발명에서는 불소수지가 내후성, 자외선차단성, 내오존성, 약품성 등 바닥재의 기본 물성을 좌우하는 수지이므로 별도의 변경이 없이 사용할 수 있으며, 장기간의 외부 노출에 의해서도 색 안정성이 우수하며 내구력이 우수하도록 하는 특성이 있다.
본 발명에서는 상기 불소수지를 중량평균분자량 1,000~50,000을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 아크릴 우레탄 수지는 아크릴폴리올을 주제로 하는 아크릴우레탄 100 중량부를 기준으로 용매로서 에탄올이 130 중량부, 폴리이소시아네이트 경화제(아크리탄 경화제)가 12 내지 13 중량부가 되는 비율로 균일하게 교반·혼합하여 형성된 아크릴우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 구체적으로는 중량평균분자량이 5,000~100,000인 아크릴 우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 불소변성수지를 구성하는 불소수지와 아크릴 우레탄 수지는 각각 100 : 100~150의 중량비율로 혼합되는 것이 바람직하다.
이와 같이 조성되는 주재 성분 100중량부에 대하여 폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~10중량%를 포함하는 경화제 성분 10~50 중량부를 현장에서 혼합하여 얻어지는 혼합성분 100중량부를 기준으로 무기물 성분 50~500 중량부를 더 혼합하여 바닥재 조성물을 구성한다
구체적으로, 상기 경화제 성분은 폴리옥시프로필렌 디아민 40~650중량%, 폴리아미드 아민20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민 및 디에틸트리아민 중 선택된 하나 또는 하나이상의 아민 화합물 1~10중량%, 경화촉진제 1~10중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 경화제 성분의 조성에 있어 폴리옥시프로필렌 디아민에 이소포론 디아민, 메틸렌디아닐린, 메타크실렌 디아민, 트리에틸렌 펜타민, N-아미노에틸 피페라진, 디에틸렌아미노프로필 아민, M-페닐렌 디아민, 디아미노디페닐 설폰, 이소시아네이트 중 선택된 하나 또는 하나 이상을 혼성중합 또는 모노머, 다이머, 트리머 유기 지방산과 지방족 아민의 가열 가압 축합반응 결과물인 폴리아미드 아민 외 에폭시를 첨가한 아닥트물을 혼합하여 사용할 수 있으며, 폴리아미드 아민에 이소포론 디아민, 메틸렌 디아닐린, 메타크실렌 디아민을 혼합 변성시킨 타입으로 폴리옥시프로필렌 디아민과 혼합시켜 사용하는 것도 가능하다.
또한, 산무수물계 지방족3급아민, 폴리아미드 아민 또는 폴리프로필렌아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 디아미노 디페닐렌 펄폰, 4,4-디아미노 디페닐 메탄 중에서 선택된 하나 또는 하나 이상을 혼합하거나 또는 에폭시를 이용하여 아닥트시켜 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민을 후첨가하여 이를 상기 경화제 조성에서 폴리옥시프로필렌 디아민을 대체하거나 일부분 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
또한, 이관능 방향족 글리시딜 에스테르 이관능 글리시딜 아민, 지환식 에폭시 수지, N,N-디글리시딜 아닐린, N,N-디글리시딜-o-톨루이딘, 트리글리시딜-p-아미노폐놀, 테트라글리시딜-디아미노 디페닐메탄, 테트라글리시딜-m-키실렌 디아민, 트리글리시딜-m-아미노폐놀로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에서 경화제 성분에 유화제를 예비하는 것으로 현장에서 주재성분과 혼합한 후 물을 희석제로 사용하여 수화반응을 촉진시킬 수 있는 것으로, 상기 경화제 성분 100중량부를 기준으로 유화제 0.1~3 중량부, 반응수지 3~5중량부를 포함하고 이를 중합 반응하여 경화 성분을 형성할 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 유화제로는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체, 소디움도데실벤젠설파이드 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 유성 및 수성의 양성 특성을 부여할 수 있는 성질의 유화제이면 제한없이 사용 가능하다.
본 발명에서 상기 반응수지로는 아크릴계 수지를 이용할 수 있다.
상기 혼합 성분에는 상기 구성되는 주재 성분 100 중량부를 기준으로 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말의 단독 또는 혼합물을 1~50 중량부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 바닥재 조성에서 이용되는 각종의 반응성 희석제, 각종의 비반응성 희석제 등의 추가 성분이 더 포함될 수는 있으나, 이들은 각종의 특정 용도의 기능을 위한 첨가제들로서 예를 들어 도막 또는 박막층을 갖는 조성에서 별도로 추가될 수는 있으나, 이들이 필수적으로 요구되는 성분은 아니다.
본 발명에서 상기 무기물 성분으로는 이산화티타늄 20~35 중량부, 운모 1~10 중량부, 탄산칼슘 10~25 중량부, 규조토 1~10 중량부, 석회 1~10 중량부, 부틸산염 1~10 중량부, 디올 화합물 1~10 중량부, 자외선 안정제 0.1~5 중량부, 자외선 흡수제 0.1~10 중량부 및 실리코네이트계 액상 성분 0.1~5.0 중량부를 포함하며, 탈크, 클레이, 실리카, 산성백토 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 구성된 세라믹 성분 1~20 중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 이산화티타늄은 자외선 차단성, 내후성 및 내구성 향상을 위해 사용된다.
본 발명에서 상기 운모는 단열성 및 내구성을 향상시키는 기능을 한다.
본 발명에서 상기 탄산칼슘은 내마모성 및 내구성을 향상시키는 기능을 한다.
본 발명에서 상기 규조토는 결로방지특성 및 부착성을 향상시키는 기능을 한다.
본 발명에서 상기 석회는 부착성능 및 내구성을 향상시키는 기능을 한다.
본 발명에서 상기 부틸산염은 상기 우레탄 수지를 안정화시키는 역할을 하는 것으로서, 본 발명에서는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 디이소부티레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 디올 화합물은 조성물의 분산성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 에틸렌글리콜 또는 프로필렌글리콜을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 자외선 안정제는 우레탄 수지, 불소변성수지 등 바닥재를 구성하는 고분자의 분해를 막거나 지연시키는 기능을 하는 것으로서, 본 발명에서 사용하는 자외선 안정제는 SBR(Styrene-Butadiene rubber) 고무 10~20 중량부, 하이드록실 아크릴레이트 모노머 0.1~5 중량부, 불포화 폴리에스테르 수지 15~30 중량비, 갈산 0.1~5 중량부, 금속 양이온 1~10 중량비, 알루미늄염화물 0.1~1.0 중량부, 무수황산소다 0.01~0.1 중량부, 분산제 0.5~5 중량비 및 물 40~70 중량비의 비율로 포함되어 구성되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 SBR 고무는 탄성을 유지하기 위해 고형분이 50% 이상인 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 표면에서 부식을 방지하는 역할을 하는 동시에 용매에 분산되어 있는 형태를 하고 있으며, 용액 상태에서 상기 갈산을 분산 및 용해시켜 갈산의 효과를 증대시키도록 하는 역할을 하기도 한다. 상기 용매로는 에틸렌 글리콜계의 2가 알코올을 사용할 수 있다.
또한, 상기 하이드록실 아크릴레이트 모노머는 자외선 차단 성능을 보조하는 기능을 한다. 이러한 하이드록실 아크릴레이트 모노머로는 하이드록실 에틸아크릴레이트, 하이드록실 프로필아크릴레이트, 하이드록실 에틸메틸아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 불포화 폴리에스테르는 산과 글리콜류 화합물의 축합 중합에 의해 형성되는 것으로서, 예를 들어 푸마르산과 디에틸렌글리콜의 반응에 의해 형성되는 산가 18~20mg/KOH의 범위에 드는 것을 사용할 수 있다. 상기 불포화 폴리에스테르는 바닥재의 내후성을 강화하는 역할을 한다.
상기 갈산은 탄닌을 산 또는 알칼리 가수분해하여 얻어지는 페놀카르복시산으로 C7H6O5·H2O의 분자식을 갖는 화합물로서 자외선 차단성능을 보조하는 역할을 한다.
상기 금속 양이온은 내부 1차 및 2차 바닥재와의 결합성을 강화하는 역할을 하며, 구체적인 예로서는 Ca2+, Mg2+, Zn2+, Cu2+, Fe2+ 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
상기 알루미늄염화물은 산과 수산화알루미늄의 반응에 의해 형성되는 것으로서, 바닥재의 내화학성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 무수황산소다는 pH를 조절하기 위한 것으로서 자외선안정제가 알칼리화하는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 분산제는 액상 내에서 내부 성분을 고르게 분산시켜 균일한 성능을 발휘하도록 하기 위한 것으로, 본 발명에서는 비이온 타입의 폴리옥시알킬렌형 계면활성제 또는 음이온 타입의 폴리카르복실염계 계면활성제 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 자외선 흡수제는 고분자에 해로운 자외선을 흡수하여 열의 형태로 방출하여 고분자를 보호하는 역할을 하는 것으로서, 본 발명에서 사용하는 자외선 흡수제는 히드록시벤조페논, 히드록시벤조트리아졸 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 세라믹 성분은 내마모성 및 내후성을 향상시키는 기능을 하는 것으로서, 탈크, 클레이, 실리카, 산성백토 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 실리코네이트계 액상 성분은 칼륨메틸실리코네이트 0.1~5 중량비, 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트 0.1~5 중량비, 에폭시계 바인더 수지 0.1~10 중량비 및 플루오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머 0.1~5 중량비의 비율로 포함하여 구성된다.
본 발명에서 상기 칼륨메틸실리코네이트는 본 발명에 따른 바닥재 조성물의 표면 강화 성분을 콘크리트 구조물 내부로 침투시켜 주는 역할을 함과 동시에 발수성을 증대시키는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 칼륨메틸실리코네이트는 상기 실리코네이트계 바닥재 조성물 중에 0.1~5 중량비의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 칼륨메틸실리코네이트의 함량이 0.1 중량비 미만이면 표면 강화 효과 및 발수 효과가 미미하고, 5 중량비를 초과하면 상용성이 문제될 수 있다. 본 발명에서 상기 칼륨메틸실리코네이트는 고형분 함량이 30~40 중량%이고 pH 12~14인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트는 본 발명에 따른 바닥재 조성물에 사용될 경우 콘크리트의 각종 유해 성분들이 외부로 용출되는 것을 방지하여 환경 오염을 유발하는 것을 방지하는 효과가 있다. 본 발명에서 상기 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트는 상기 실리코네이트계 액상 성분 중에 0.1~5 중량비의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 3-아이오도-2-프로피닐-N-부틸 카바메이트의 함량이 0.1 중량비 미만이면 콘크리트의 각종 유해 성분들의 외부 용출을 방지하는 효과가 떨어지고, 5 중량비를 초과하면 상용성이 문제될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 에폭시계 바인더 수지는 조성물의 각 성분들 간의 결합력을 증진시키며 콘크리트 내부의 기계적 강도 및 수밀성을 높이는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량은 상기 실리코네이트계 액상 성분 중에 0.1~10 중량비의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 플로오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머는 본 발명에 따른 바닥재 조성물이 도포된 후 표면이 산성 조건에 노출될 경우 내산 특성을 강화시켜 산에 의한 콘크리트의 부식을 방지하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 플로오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머는 알루미노 실리케이트와 플루오르 알칼리 실리케이트가 50~65:35~50의 중량비로 혼합된 혼합물로 구성된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 알루미노 실리케이트의 함량이 상기 범위보다 적을 경우에는 강도 저하의 문제가 있으며, 상기 범위를 초과할 경우에는 바닥재의 겉마름 현상으로 인해 크랙이 발생할 수 있다.
본 발명에서 상기 플로오르(F)기를 함유한 무기계 폴리머는 상기 실리코네이트계 액상 성분 중에 0.1~5 중량비의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.1 중량비 미만이면 내산 강화 효과가 미미하며, 5 중량비를 초과하면 상용성이 문제될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 바닥재 조성물은 소포제, 분산제, 산화방지제, 표면장력 저하제, 레벨링제, 접착증진제, 항균제 및 무기안료로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제 0.1~5 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 바닥재 조성물은 도데실페놀, 벤질알콜, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(Propylene glycol monomethylether) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 비반응성 희석제 5~20 중량부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 조성으로 얻어지는 바닥재 조성물은 적당량의 물을 혼합하여 사용할 수 있으며, 대상 구조물 표면에 페인팅, 롤링 또는 스프레이 등의 방법을 이용하여 도포하고 경화시킴으로써 시공이 완료될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 바닥재 조성물은 1회 도포만으로도 방수성, 내구성, 내후성, 표면 강도 및 내수성 강화 등의 효과가 뛰어나지만, 그 기능을 최적으로 발휘하기 위해서는 2~3회 재도포하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 바닥재 조성물은 20~1000g/m2로 도포하고 도포 두께는 경화 두께가 50㎛ ~ 5mm의 두께로 도포하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 바닥재 조성물을 시공 대상 표면에 도포하는 것은 페인팅, 롤링 또는 스프레이 방법을 사용할 수 있으며, 2회 이상 연속 도포할 경우 도포 사이에는 일정한 건조 및 경화시칸이 필요한데 하절기에는 보통 6시간, 동절기에는 보통 24시간 정도의 건조, 양생을 실시한다.
본 발명에서 상기 주재 성분에는 선택적으로 응집제, 촉진제 등의 첨가제를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 응집제는 실리콘 디옥시드 에어로졸, 셀룰로오스, 실리카 겔, 가레마이트 경질 무수규산, 벤토나이트, 화이트카본 및 아소베스트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 촉진제는 경화를 촉진하는 것으로서 페놀, 노닐 페놀 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이러한 본 발명의 수지 성분에 응집제, 난연제, 촉진제 등을 포함하는 수지 조성물로서 초저점도의 유동 상태에서 혼합되어 활성 반응이 큰 아민에 의하여 계면에 흡착에너지의 증가로 안정적인 부동성을 유지하며, 이러한 조성물을 현장에서 규사 또는 쇄석과 혼합한 후 기계를 이용하여 거푸집 내에 타설한다. 이때, 타설과 동시 진동시켜 수밀성을 증대시킬 수 있고, 압착미장 및 벌집 또는 브러쉬 형태의 로울러를 이용한 수작업 롤링에 의하여 표면층이 평활면을 갖도록 시공될 수 있다.
또한, 각종 피도면에 있어 적정량의 시멘트와 규사를 포함한 각종 무기물을 혼합하여 포설, 압착 미장 또는 흘려 부어 도막을 형성하는 방법으로 시공될 수도 있다.
또한, 본 발명에서 상기 바닥재 조성물을 형성하기 위하여 규사를 일정 비율로 포함한다. 상기 규사는 인조규사, 자연규사 또는 칼라규사 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 규사를 사용할 수 있으며, 상기 주재 성분 100 중량부에 대하여 150 ~ 1000 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 구조물에 사용되는 것이므로 규사 외에 일반 쇄석이나 골재, 목재조각도 포함될 수 있으며 그 크기는 0.5~30mm까지 사용할 수 있다.
또한 규사, 쇄석, 골재, 목재조각 외 금속조각, 유리조각, 구슬 형태의 것을 포함할 수 있으며 그 크기는 0.5~30mm까지 사용할 수 있다
본 발명에서는 또한, 상기 바닥재 조성물 내에 선택적으로 시멘트를 더 포함할 수 있으며, 상기 시멘트로 내화성 시멘트를 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것을 아니다.
본 발명에서 상기 내화성 시멘트는 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 50 ~ 300 중량부의 범위까지 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 내화성 시멘트는 흑연 산화물과 혼합한 상태에서 자외선 처리를 실시하여 시멘트의 표면을 흑연 산화물로 코팅한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 내화성 시멘트 분말과 흑연 산화물을 일정 비율로 섞고 소량의 물을 가하여 슬러리 형태로 형성한 후 자외선을 조사하여 상기 흑연 산화물이 상기 내화성 시멘트 분말과 결합되도록 하여 표면에 코팅층을 형성하도록 하는 방법에 의해 얻어진 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 바닥재 조성물을 인장강도 및 충격강도 등의 물성을 더욱 강화하기 위하여 기능성 섬유를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 기능성 섬유는 유리섬유, 아라미드 섬유 및 탄소 섬유 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 기능성 섬유는 길이가 약 2~10mm 범위에 드는 섬유 칩을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 기능성 섬유는 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 약 1~20 중량부를 추가로 포함되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 상기 초고강도 바닥재 조성물을 이용하여 콘크리트 바닥을 시공하는 방법에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 콘크리트 바닥 시공방법은
적용 대상물(콘크리트) 표면을 정리하는 단계; 및
상기 표면 상에 바탕제를 도포하고 그 위에 본 발명에 따른 상기 유·무기질 복합 바닥재 조성물을 포설하여 플로링층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 바닥재 조성물을 이용하여 압착 미장하는 방식으로도 시공이 용이한바 이는 상기 형성된 바닥재층이 경화된 후 그 상부에 본 발명에 따른 바닥재를 재도포하여 마감층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 형성된 바닥재층은 필요에 따라서 투명 또는 칼라가 내포된 불투명, 마감형상이 평탄면 외 엠보싱 형태로 적용될 수도 있다.
본 발명은 상기 표면 시공에서 롤링 또는 압착미장 공정으로 형성된 바닥재층의 규사와 규사 사이 공극에 수지가 채워져 덧씌워진 형태 또는 규사와 규사 사이 공극이 채워진 상태로 나타나는 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서 시공 도구로 사용되는 기계는 본 발명의 조성물을 이용하여 바닥재로 시공이 용이하도록 하는 것으로서 기계를 이용하는데 장애물이 없는 공간에서 바탕제(프라이머제)를 로울러를 이용하여 선 도포 후 거의 동시에 또는 바탕제(프라이머제)이 도포 없이 기계를 이용하여 바닥재를 포설함으로써 바닥재층을 형성할 수 있다. 본 작업에서는 압착 미장날이 브러쉬 형태의 요철면을 갖는 것이 특징이다. 그리고 작고 협소한 공간에서도 효율적인 시공을 위하여 수작업을 진행하거나, 상기 기계 작업과 병행할 수 있는데 프라이머제를 도포한 후 또는 프라이머제의 도포 없이 바닥재를 포설한 다음 벌집 또는 브러쉬로울러를 이용하여 평탄 작업을 진행한다. 이때 이용되는 벌집 로울러의 경우 기존의 다른 용도로서 이용돼 오던 것을 유효하게 사용하도록 하였으며, 보다 정교한 시공을 위하여 칫솔 모 형태의 브러쉬 로울러를 이용할 수 있는데 강탄성을 갖는 피아노선 외 나일론, 합성수지를 이용한 굵기 0.1~1mm 길이, 5~10mm 내외로 모와 모의 간격은 0.1~3mm 간격으로 심겨진 브러쉬를 로울러를 이용할 수 있다. 이 경우 벌집 로울러가 반복 롤링으로 평탄면을 정리하고 그 표면위에 다시 롤링함으로써 더욱 더 정교하고 평활한 표면을 형성하게 할 수 있다.
본 발명의 초고강도 바닥재 조성물을 이용하여 현장에서 사용목적에 따라 바닥재의 기본수지와 규사의 혼합비를 달리하여 시공할 수 있는데 단일공정으로 시공하는 경우 기본수지:규사의 비율을 100:150~100:250까지 배합하여 사용할 수 있으며, 바탕제를 도포하고 동시에 바닥재 조성물을 일정한 두께로 2~100mm까지 포설한 다음 압착 미장하는 공법의 경우 기본수지:규사의 비율을 100:300~100:1000까지 혼합하여 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 습윤면이나 현장의 작업환경에 따라 수용성 프라이머를 함께 적용할 수도 있다. 그리고 본 조성물은 기존의 일반 수지 모르타르에서 사용되는 시공 장비 포설기, 휘니샤를 이용 압착 다짐 방식으로 공정을 단축시켜 적용할 수도 있다.
또한, 본 발명은 항균성을 부여하기 위하여 바닥재층 또는 마감층 상에 은나노 칩을 뿌려 부착하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 때, 은나노 칩은 유기용제, 물, 혼합 분산시켜 바닥재층 또는 마감층 시공 직후 경화되기 전 표면층에 분무하여 부착시키는 것이 바람직하다. 이외에도 각종의 화학수지를 이용한 바닥재, 페인트 등을 도포하고 그 표면층에 경화되기 전 은나노 칩을 분무하여 뚜렷한 항균기능을 유지시킬 수도 있다.
또한, 본 발명은 논-슬립 특성을 부여하기 위하여 상기 바닥재층 또는 마감층 상에 규사 또는 금속 칩을 뿌려 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 규사 및 금속 칩은 특별히 한정하지 않는다.
이상과 같이, 본 명세서에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (5)

  1. 적용 대상물 표면을 정리하는 단계; 및
    상기 표면 상에 바탕제를 도포하고 그 위에 유·무기질 복합 바닥재 조성물을 포설하여 바닥층을 형성하는 단계;를 포함하는 콘크리트 바닥 시공 공법으로서,
    상기 유·무기질 복합 바닥재 조성물은
    수성 우레탄계 수지를 포함하는 주재 성분 100 중량부;
    폴리옥시프로필렌 디아민 40~60중량%, 폴리아미드 아민 20~40중량%, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중 선택된 하나 이상의 아민 1~10중량% 및 경화촉진제 1~10중량%를 포함하는 경화제 성분 1~30 중량부; 및
    무기질 성분 50~500 중량부; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 시공 공법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 주재 성분에 경화제 성분에 현장에서 혼합한 후 물을 희석제로 사용하고 상기 경화제 성분 100중량부를 기준으로 유화제 0.1~3 중량부 및 반응수지 3~5부를 더 포함하여 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 시공 공법.

  3. 청구항 1에 있어서, 이산화티타늄 20~35 중량부, 운모 1~10 중량부, 탄산칼슘 10~25 중량부, 규조토 1~10 중량부, 석회 1~10 중량부, 부틸산염 1~10 중량부, 디올 화합물 1~10 중량부, 자외선 안정제 0.1~5 중량부, 자외선 흡수제 0.1~10 중량부 및 실리코네이트계 액상 성분 0.1~5.0 중량부를 포함하며, 탈크, 클레이, 실리카, 산성백토 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상으로 구성된 세라믹 성분 1~20 중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 시공 공법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 주재 성분 및 경화제 성분의 혼합 성분에는 상기 주재 성분 100 중량부를 기준으로 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말의 단독 또는 혼합물을 1~50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 시공 공법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 유·무기질 복합 바닥재 조성물을 포설함에 있어 기계를 사용하여 포설 및 진동을 동시에 행하여 평탄면을 갖도록 하거나, 수작업으로 로울러를 이용하여 반복 롤링으로 진행하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 시공 공법.
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