KR102486512B1 - 조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3d 프린터용 모르타르 - Google Patents

조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3d 프린터용 모르타르 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3D 프린터용 모르타르에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 조강 시멘트를 포함하는 결합제 100 중량부; 수축 저감제 0.1 ~ 4 중량부; 수축 보상제 1 ~ 12 중량부; 레올로지 조절제 0.01중량부 ~ 0.33 중량부; 증발 억제제 0.0001 중량부 ~ 0.001 중량부; 및 화학 혼화제 0.1 ~ 2 중량부; 를 포함한다.

Description

조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3D 프린터용 모르타르{MORTAR COMPOSITION FOR EARLY STRENGTH ACQUISITION AND MORTAR FOR 3D PRINTER USING THE SAME}
본 발명은 조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3D 프린터용 모르타르에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수축 저감제, 수축 보상제, 레올로지 조절제, 증발 억제제, 화학 혼화제를 포함함으로써 1회 적층 높이를 증가시키고, 구조물 또는 성형채를 빠르게 사용할 수 있도록 하는 조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3D 프린터용 모르타르에 관한 것이다.
모르타르는 물, 잔골재와 시멘트등의 결합재를 이용하여 일정한 형태를 구성하는 물질의 총칭이다. 또한 이러한 모르타르들중 결합제는 시멘트등의 무기물과 수지등의 유기물로 분류되고 본 발명에서는 시멘트중 일반적으로 KS L 5201의 조강(3종)시멘트를 사용하지만 조강시멘트와 초속경시멘트 혼합물, 초속경시멘트와 보통 포틀랜드 시멘트을 혼합하여 사용한것도 포함한다. 또한 시멘트와 같은 결합제로써슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 메타 카올린, 실리카 흄등을 포함할 수 있다. 다만 보조적인 모르타르들은 주요한 결합재인 시멘트의 특성중 초기강도 확보 또는 경제성, 작업시간 증가등을 목적으로 결합재량에 대해 치환하거나 추가하여 일정한 특성을 얻기 위하여 사용될 수 있다.
모르타르를 3D 프린터에 적용하기 위해서는 작업성이 충분히 확보되고 응결 후 경화 시간까지 도달하는 시간이 짧아야하며 프린팅 두께를 증가시켜도 무너지지 않아야하며 특히 다층 적층시 무너지거나 가라앉지 않아야 한다.
이러한 까다로운 조건 때문에 국내에 3D 프린터에 적용할 수 있는 모르타르에 대한 특허는 존재하지 않으며 해외의 중화인민공화국 특허 공개번호2020-10500972의 경우 시멘트, 석고등의 결합제와 재분산성 폴리머수지를 결합보조제로 이용하고 감수제를 이용하여 작업성을 개선하여 레벨링성이 우수하고 두께의 차이가 없는 모르타를 조성물의 제시하고 있다.
그러나 이러한 경우 약간의 프린팅 두께 증가에 의하여 프린팅된 모르타르 구조체가 쉽게 무너질 수 있으며 중력에 의하여 지붕등의 곡면을 구현할 때 쉽게 무너질 수 있는 단점이 있을것으로 판단된다.
중화인민공화국 특허 공개번호 2020-228432의 경우 3d-인쇄된 빌딩을 위한 방수 그리고 단열 모르타르, 그 조합법 및 그 적용, 질량 백분율에 의한 것으로 성분으로 50-80% 콤포자이트 시멘트, 필러의 10-20%, 5-21% 움푹한 실리카 마이크로 비드, 0.2-0.4% 팽창 질석 가루, 0.1-0.3% 파이버, 0.05-0.4% 강섬유등을 사용한 조성물을 제시하고 있으나 이들 역시 응결시간 조절등이 3D 프린터에 일반 모르타르와 동일하여 프린팅에 의하여 적층시 발생하는 경계면의 취약성을 극복하기 어렵다.
미국 특허 공개번호 2020-0139579의 경우 포틀랜드 시멘트와 CSA, filler, 소포제, 증점제를 이용한 3D 프린팅용 모르타르 조성물을 제시하고 있는바 이들 역시 증점제에 의존하여 기존의 모르타르에서 발생하는 문제점중 균열에 대한 저항성을 얻을 수 있을 뿐 적층에의한 경계면에서의 취약성과 중력이 작용하는 지붕등에서의 무너지는 현상등에 대한 안정성을 확보하기 어려운 조성이다.
따라서, 본 발명에서는 3D 프린팅시 발생할 수 있는 연속 공정의 적측 계면에서의 취약성을 개선하기 위한 방법과 지붕 또는 수직부에서 각도가 발생하는 경우 쳐짐을 방지할 수 있는 모르타르의 조성물의 제공하며 응결시간과 경화시간 사이의 간격을 조절함으로써 빠른 프린팅과 적층 두께를 향상시킬 수 있는 모르타르 조성물의 제시하고자한다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 3D 프린팅시 적층 후 다음 적층시까지 응결이 방지되어 적층면사이에 경계면의 불접합이 발생하지 않도록 모르타르의 응결시간을 조절하고, 적절한 두께에 도달할 경우 빠른 경화가 발생하도록하는 조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3D 프린터용 모르타르의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 조강 시멘트를 포함하는 결합제 100 중량부; 수축 저감제 0.1 ~ 4 중량부; 수축 보상제 1 ~ 12 중량부; 레올로지 조절제 0.01중량부 ~ 0.33 중량부; 증발 억제제 0.0001 중량부 ~ 0.001 중량부; 및 화학 혼화제 0.1 ~ 2 중량부;를 포함한다.
상기 결합제는 분말도(Blain)가 3,300cm3/g 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
시멘트의 사용량은 소요 압축강도 40MPa를 기준으로 결정될 수 있다.
응결 조절제 0.01 ~ 1 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 결합제는 전체 중량 대비 15 ~ 60 중량%가 포함될 수 있다.
실리카 흄을 포함하고, 상기 결합제의 1 ~ 60중량부를 대체하여 첨가되는 결합 보조제를 더 포함할 수 있다.
상기 조성물과 모래를 혼합한 모르타르에, 물을 혼합하여 구성하되, 상기 물은 상기 모르타르의 100 중량부 대비, 10 ~ 30 중량부가 사용될 수 있다.
반죽의 질기가 1 ~ 200mm의 흐름값(시험방법 KS L 5105 기준)을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 조성물은 3D프린터에 물과 같이 사용함으로써 즉시 사용할 수 있다.
또한, 3D 프린터 모르타르는 프리믹스로 제조될 수 있으며, 숙련되지 않아도 쉽게 사용할 수 있다.
또한, 프린팅의 두께를 기존의 방법보다 증가시킬 수 있어 구조물을 빠르게 제작할 수 있으며, 3D 프린팅시 프린팅된 표면에 미세한 구멍을 생성하지 않아 결로를 방지할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
본 발명은 조기강도 획득을 위한 모르타르 조성물 및 이를 이용한 3D 프린터용 모르타르에 관한 것이다.
모르타르 조성물은 조강 시멘트를 포함하는 결합제 100 중량부를 포함하며, 후술할 구성들은 결합제 100 중량부를 기준으로 서술된다.
그리고, 결합제의 또 다른 실시예로서, 조강 시멘트를 조강시멘트와 초속경시멘트의 혼합물, 초속경시멘트와 보통 포틀랜드 시멘트의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 조강 시멘트의 소정의 양을 다른 구성으로 대체하여 실시할 수 있으며, 상기한 다른 구성은 슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 메타 카올린이 해당한다.
상기한 다른 구성은 주요한 결합제인 조강 시멘트의 특성중 초기강도 확도 또는 경제성, 작업시간 증가등을 목적으로 결합재량에 대하여 치환하거나 추가하여 일정한 특성을 얻을 수 있다.
먼저 결합제인 조강 시멘트는 소요되는 압축강도에 따라 변경될 수 있으나 일반적으로 필요한 소요 압축강도가 40MPa를 기본으로 전체 3D 프린터용 모르타르의 총 중량의 15 ~ 60 중량%가 사용된다.
만일 15 중량% 보다 낮을 경우 소요강도를 얻기 힘들며 60 중량% 보다 수화반응열에 의하여 균열 발생 가능성이 높다. 더 바람직한 결합제의 사용량은 20 ~ 50 중량%이다.
그리고 조강 시멘트는 일반적으로 분쇄도(Blain)가 3,300g/cm3 이상의 것이 사용되며, 만일 3,300g/cm3보다 작다면 국내 KS규격에 미달하여 사용할 수 없으며 적절한 조강성이 발생하지 않아 조기에 필요한 압축강도를 얻기 어렵다.
그리고 상기 슬래그 미분말은 용광로 제선과정 중에서 발생하는 것으로서 통상 Ca, Si, Al 등의 이온을 포함할 수 있다. 바람직하게는 고온 용융 상태의 슬래그를 살수 급냉함으로써 5mm 미만의 비결정질 알갱이 상태로 형성되는 수재슬래그일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
그 다음으로 플라이 애쉬에 대해 살펴보면, 소정의 양을 플래이 애쉬로의 대체는 통상적으로 초기 강도 저하가 발생하여 바람직하지는 않으나 하절기에 상기 바인더의 전체 중량의 20 중량% 이하에서 사용이 가능하다. 그리고 플라이 애쉬는 1~4종 모두를 사용할 수 있으나 특히 1종과 2종이 바람직하며 3종과 4종의 경우 시험배함을 통해 강도 확보가 가능한지 등의 여부를 확인하고 사용하여야 한다.
다음으로, 3D 프린터용 모르타르의 소요강도나 작업성을 변환하기 위해 실리카 흄을 포함하는 결합 보조제를 사용할 수 있다.
여기서, 결합 보조제는 결합제의 1 ~ 60 중량부를 대체하여 첨가되어 사용될 수 있으며, 결합 보조제가 1중량부 보다 작은 경우 결합 보조제로써의 특성을 얻기 힘들며 60 중량부보다 높게 사용할 경우 소요강도 및 작업성이 저하된다. 이때, 더욱 바람직한 결합 보조제의 량은 조강 시멘트의 중량의 5 ~ 40 중량부이다.
다음으로, 경화 후 미세 모세관에서 발생하는 표면 장력을 감소시켜 건조 수축을 감소시키기 위한 수축 저감제는 0.1 ~ 4 중량부가 사용된다. 이때, 0.1 중량부보다 적게 사용될 경우, 수축저감 효과가 낮아 경화시 균열이 발생할 수 있으며, 4 중량부보다 크게 사용하면 경화시 강도 저하가 발생할 수 있다. 더 바람직한 수축 저감제의 사용량은 0.2 ~ 2 중량부이다.
또한, 수축 저감제는 알코올계의 일종인 글리콜계 또는 인산염계등의 물질로 치환하여 사용할 수 있다.
다음으로, 균열 발생 억제나 시공 후 수치 안정성을 위한 수축 보상제는 일반적으로, 사용되는 결합제의 중량에 따라 사용되는 중량이 결정되며, 바람직한 수축 보상제의 사용량은 1 ~ 12 중량부이다.
만일 수축보상제의 사용량이 1 중량부보다 작을 경우 충분한 수축 보상이 발생하지 않아 균열이 발생할 가능성이 있으며 12 중량부보다 클 경우 경제성이 나빠질 수 있다. 더 바람직한 수축 보상제의 사용량은 2 ~ 10 중량부이다.
이때, 수축 보상제는 CSA를 사용할 수 있으나 변형된 방법으로 석고를 사용하거나 석회를 사용할 수 있다. 그러나 석고나 석회의 경우 사용시 수축 보상 효과보다는 시멘트와의 반응 시간에 따라 팽창성이 크게 앞서거나 뒤쳐질 경우 붕괴의 위험이 있어 사용시 주의가 필요하다.
다음으로, 3D 프린팅시 처짐 방지를 위한 레올로지 조절제는 0.01 ~ 0.33 중량부가 사용된다. 이때, 레올로지 조절제는 밴토나이트, 아타풀가이트, 침강 탄산칼슘, 카올린 클레이등이 사용될 수 있다.
레올로지 조절제는 일반적으로 결합제와의 연관성 보다는 사용되는 물의 량에 의존하나 결합제의 사용량에 의하여 사용되는 물의 량이 결정됨으로 사용되는 량은 결합제의 중량에 대하여 사용하는 것이 일반적이다. 레올로지 조절제가 0.01 중량부보다 작을 경우 소정의 점탄성을 얻을 수 없어 제조된 모르타르가 흘러내리거나 쉽게 무너질 수 있으며 5 중량부 이상의 경우 너무 점착성이 너무 증가하여 작업성을 확보하기 어렵다. 더 바람직한 레올로지 조절제의 량은 시멘트 중량의 0.02 ~ 2 중량부가 바람직하다.
다음으로, 수분 증발 억제를 위한 증발 억제제의 사용량은 0.0001 ~ 0.001 중량부이다. 이때, 증발 억제제는 대부분 증점제로 사용되며, 셀루로스계, 아크릴 고흡습성 수지, 폴리에틸렌 옥사이등의 고분자물, 폴리비닐 알코올, 스타치 에테르등의 전분등과 같이 수분을 유지시킬 수 있는 고분자 화합물이 사용될 수 있다.
이때, 증발 억제제의 사용량이 0.0001 중량부보다 작을 경우 수분증발 억제가 충분히 이루어지지 않아 프린팅 후 겉마름이 발생할 수 있으며 0.001 중량부이상 사용할 경우 모르타르의 점도가 크게 증가하여 작업성이 나빠질 수 있다. 바람직한 사용량은 0.00001 ~ 0.0005 중량부이다.
다음으로, 작업성 확보를 위한 화학 혼화제의 사용량은 0.1 ~ 2 중량부를 사용하며, 화학 혼화제의 사용량이 0.1 중량부보다 작을 경우 필요한 작업성을 얻기 위하여 모르타르 제조시 사용되는 물의 량을 증가시킴으로써 발생하는 압축강도 저하를 초래할 수 있으며 2 중량부 이상 사용할 경우 너무 큰 작업성을 얻어 흘러내리거나 경제적이지 않게된다. 화학 혼화제의 바람직한 사용량은 0.2 ~ 1 중량부이다.
이러한 화학 혼화제는 리그닌계, 나프탈렌계, 멜라민계, 폴리카르본산계등의 콘크리트용 화학혼화제가 사용될 수 있다.
다음으로, 프린팅 후 기 적층된 면에 프링팅이 이루어질시에 응결이 시작될 경우, 상하층간의 부착이 충분하지 않아 층간에 균열이나 경계면에서 작은 틈이 발생하여 열 손실등을 방지하기 위한 응결 조절제의 사용량은 0.01 ~ 1 중량부이다.
이때, 응결 조절제의 사용량이 0.01 중량부보다 작을 경우 응결 조절시간이 충분치 않을 수 있으며 1 중량부보다 클 경우 너무 느린 반응이 발생하여 최종적인 강도 확보에 다소 어려움을 겪을 수 있다. 이러한, 응결 조절제의 경우, 동절기에는 첨가하지 않으며, 바람직한 사용량은 0.01 ~ 0.5 중량부이다.
이를 위하여 응결 조절제는 글루콘산염등의 카르복실산염, 설탕등의 당류, 알코올등의 글리콜등이 사용될 수 있다.
즉, 모르타르 조성물은 결합제, 결합 보조제, 수축 저감제, 수축 보상제, 레올로지 조절제, 증발 억제제, 화학 혼화제 및 응결 조절제의 혼합으로 형성된다.
그리고, 3D 프린터용 모르타르는 모르타르 조성물과 모래를 혼합한 모르타르에 물을 혼합하여 구성된다.
이때, 물은 모르타르의 100 중량부 대비 10 ~ 30 중량부가 사용되며, 바람직 하게는 물과 모르타르를 섞은 반죽의 질기가 1 ~ 200mm의 흐름 값(시험방법 KS L 5105 기준)을 갖도록 사용된다. 이때, 반죽의 질기가 1mm의 흐름 값보다 작을 경우, 3D 프린팅이 힘들며, 200mm의 흐름 값보다 클 경우, 3D 프린팅시 흘러내리거나 처질 수 있다.
또한, 물의 사용량이 10 중량부보다 작을 경우, 모르타르가 비벼지지 않을 수 있으며, 물의 사용량이 30 중량부보다 클 경우, 압축강도를 얻지 못하거나 흘러내려 프린팅이 어려워 질 수 있으며, 프린팅시 기준 두께를 얻지 못하여 전체 공정의 시간이 늦어질 수 있다.
이때, 사용되는 물은 사람이 음용 가능한 물이고, 오염된 물을 사용하는 경우 오염수의 표면 장력이 낮아 기포가 발생하기 때문에 3D 프린터용 모르타르의 압축강도 저하를 발생시킬 수 있다.
아래의 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 결합제와 레올로지 조절제의 사용량 및 모래 사용량을 달리하여 3D 프린터용 모르타르의 함량을 나타낸 것이고, 표 2는 동일한 중량비로 하여 본 발명의 실시예에 따른 3D 프린터용 모르타르와 조적용 레미탈을 이용하여 제작된 콘크리트 조성물의 압축강도 및 적층높이를 나타낸 표이다.
표 1의 조성물의 함량은 중량%로 기재하였다.
Figure 112021106105516-pat00001
Figure 112021106105516-pat00002
표 2에서의 사용수량은 사용된 모르타르 조성물의 중량% * 사용된 물의 중량%이고, 플로우는 압축강도를 실험하기 위한 KS L 5105의 규격이고, 적층높이는 3D 프린터 모르타르를 쌓아올린 후 흘러내리거나 무너지지 않는 높이를 의미한다.
또한, 일반적인 레미탈의 물의 사용량은 40Kg의 완제품에 5~7L의 물을 사용하는데 이때 전체량에 대한 물의 비율은 12.5~17.5 중량%로써 다소 넓은 사용 수량을 보이고 있어 강도확보와 적층성을 보기 위하여 표 2에서 나타낸 것처럼, 12.5중량%(비교예 1)와 작업성이 가장 유리한 17.5중량%(비교예 2)를 이용하여 본 발명과 비교하였다.
표 2는 본 발명에서 표 1에 따른 3D 프린터 모르타르의 물리적 시험 결과이다. 기존 조적용 레미탈의 1일 및 3일 압축강도의 경우 3D 프리터에서 필요한 소정의 압축강도를 얻기 어려우나 본 발명의 조성물에서는 28MPa 및 37MPa와 34MPa 및 47 MPa로 모두 소정의 압축강도인 40MPa를 모두 3일 이내 초과하였으며 작업성 역시 150, 170mm로 작업에 나쁜 영향을 주지 않아 원활한 작업이 가능하였다.
또한, 3D 프린터 모르타르 쌓아 올릴 수 있는 두께 의 경우 비교예의 경우 5mm 및 2mm 이상 적층할 경우 측면으로 흘러내리는 현상을 볼 수 있었으나 본 발명의 조성물의 경우 20mm 이상 적층하여도 흘러내리지 않아 프린팅 두께를 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 3D 모르타르 조성물은 상기한 증발억제제와 별개로, 모르타르 내부에서 친수성 성분이 흡수되거나 반응되는 것을 방지하여 건조를 방지하는 건조방지제를 더 포함할 수 있다.
이러한 건조방지제는 친수성 및 친유성을 함께 포함하는 구성으로서, 건조 방지는 물론 조직 간의 결합력을 강화하며, 바람직하게는 결합제 100 중량부 대비 0.1 중량부가 첨가된다.
상기 건조방지제는 건조방지제 전체 중량 대비, 비스페놀A형 페녹시 30중량%, 감광성 액체 에폭시 20중량% 및 기능성 첨가제 50중량%을 포함하고, 상기 건조방지제는 액상의 형태로 본 3D 모르타르 조성물에 혼합될 수 있다.
상기에서, 비스페놀A형 페녹시와 감광성 액체 에폭시는 모르타르 조직성 향상을 위해 사용된다. 여기서, 비스페놀A형 페녹시는 비스페놀F형 페녹시, 브롬화물 변성 비스페놀A형 페녹시 또는 브롬화물 변성 비스페놀F형 페녹시등으로 치환되어 사용될 수 있다. 또한 감광성 액체 에폭시는 비스페놀A형 액체 에폭시, 비스페놀F형 액체 에폭시, 3관능성 이상의 다관능성 액체 에폭시, 고무변성 액체 에폭시, 우레탄 변성 액체 에폭시 또는 아크릴 변성 액체 에폭시등으로 치환되어 사용될 수 있다.
그리고 기능성 첨가제는 대기 중에 존재하는 질소 산화물, 유기 할로겐 화합물, 악취 가스 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 하며, 친유기에 의해 친수성 성분이 내부로 흡수되거나 반응되는 것을 방지함으로써 모르타르의 건조를 방지한다.
상기에서, 기능성 첨가제는 아나타제 이산화티타늄 12 중량부, 하이드로전 폴리실록산 4 중량부, 백금킬레이트 촉매 2 중량부, 비닐 폴리실록산 25 중량부, N-비닐 카프로락탐 10 중량부, 디알릴 에스테르 아세탈 4 중량부 및 유기실란 20 중량부를 포함한다.
아나타제 이산화티타늄은, 백금 킬레이트 촉매와 교반되어 고친수성이 유지되는 이산화티타늄을 생성하고, 생성된 이산화티타늄은 자외선 영역뿐만 아니라 가시광선 영역에서도 활성상태를 만들 수 있게 되고, 활성상태에서 전자와 홀이 표면으로 이동해 각각 산소, 수산기와 결합하여 라디칼을 형성시킴으로써 질소 산화물, 유기 할로겐 화합물 등을 제거할 수 있게 된다. 이러한 아나타제 이산화티타늄은 12 중량부가 포함되는데, 12 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 질소 산화물, 유기 할로겐 화합물 등을 효과적으로 제거할 수 없으며, 12 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 좁은 에너지 밴드 간격을 형성하기 힘들다.
다음으로 백금킬레이트는 아나타제 이산화티타늄과 교반되어 이산화티타늄을 생성하고, 유기실란과 함께 교반되어 친수성과 친유성을 함께 가지도록 알콕시 알코올과 폴리에테르기가 결합된 운데실기를 생성할 수 있다. 이러한, 백금킬레이트는 2 중량부가 포함되고, 2 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 이산화티타늄의 에너지 밴드 간격을 효과적으로 줄일 수 없고, 2 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 경제적이지 못한다.
디알릴 에스테르 아세탈은 경화제이고, N-비닐 카프로락탐은 친수성 단량체이고, 비닐 폴리실록산 수지와 함께 교반되어 친수성을 가진다. 이러한 디알릴 에스테르 아세탈은 4 중량부를 포함하고, 4 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 경화속도가 저하되며, 4 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 최적의 경화속도를 유지하지 못하여 경제성 저하 및 물성 저하가 발생할 수 있게된다.
그리고 N-비닐 카프로락탐은 10 중량부를 포함하고, 10 중량부 미만으로 사용되는 경우나 10 중량부를 초과하여 사용되는 경우는 일정 이상의 친수성을 확보하지 못한다.
유기실란은 백금킬레이트를 촉매로 이용하여 알콕시 알코올과 폴리에테르기가 함께 결합된 운데실기를 포함한다, 이때, 알콕시 알코올과 폴리에테르기가 함께 결합된 운데실기는 친수성기와 친유성기를 함께 포함한다. 여기서, 유기실란은 20 중량부를 포함하고, 20 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 알콕시 알코올과 폴리에테르기가 운데실기에 결합을 못하며, 20 중량부를 초과하여 사용되는 경우에는 경제적이지 못하다.
이상에서 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 청구범위를 통해 한정되지 않은 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 조강 시멘트를 포함하는 결합제 100 중량부;
    수축 저감제 0.1 ~ 4 중량부;
    수축 보상제 1 ~ 12 중량부;
    레올로지 조절제 0.01중량부 ~ 0.33 중량부;
    증발 억제제 0.0001 중량부 ~ 0.001 중량부;
    화학 혼화제 0.1 ~ 2 중량부; 및
    상기 결합제 100중량부 대비 건조방지제 0.1 중량부;를 포함하고,
    상기 건조방지제는 상기 건조방지제 중량대비 비스페놀A형 페녹시 30중량%, 감광성 액체 에폭시 20중량% 및 기능성 첨가제 50중량%을 포함하고,
    상기 기능성 첨가제는 아나타제 이산화티타늄 12 중량부, 하이드로전 폴리실록산 4 중량부, 백금킬레이트 촉매 2 중량부, 비닐 폴리실록산 25 중량부, N-비닐 카프로락탐 10 중량부, 디알릴 에스테르 아세탈 4 중량부 및 유기실란 20 중량부를 포함하는 모르타르 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합제는 분말도(Blain)가 3,300cm3/g이상인 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    시멘트의 사용량은 소요 압축강도 40MPa를 기준으로 결정되는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    응결 조절제 0.01 ~ 1 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합제는 전체 중량 대비 15 ~ 60 중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 모르타르 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    실리카 흄을 포함하고, 상기 결합제의 1 ~ 60중량부를 대체하여 첨가되는 결합 보조제를 더 포함하는 모르타르 조성물.
  7. 청구항 1에 기재된 모르타르 조성물과 모래를 혼합한 모르타르에, 물을 혼합하여 구성하되,
    상기 물은 상기 모르타르의 100 중량부 대비, 10 ~ 30 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 모르타르.
  8. 청구항 7에 있어서,
    반죽의 질기가 1 ~ 200mm의 흐름값(시험방법 KS L 5105 기준)을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3D 프린터용 모르타르.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008059605A1 (fr) * 2006-11-17 2008-05-22 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Composition de mortier au ciment pour scellement et mortier de scellement obtenu à partir de celle-ci
JP2020200215A (ja) * 2019-06-10 2020-12-17 大成建設株式会社 付加積層用セメント質材料、モルタルまたはコンクリート、付加積層方法

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