KR102509181B1 - 향상된 내균열성 및 항균성을 갖는 친환경 우레탄 조성물 및 이를 이용한 wtk-u 우레탄 도포 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리우레탄 복합체; 내균열제; 항균제; 및 기타 첨가제;를 포함하고, 상기 기타 첨가제는 경화제, 분산제, pH 안정제 및 점도증진제 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 폴리우레탄 복합체 100 내지 150 중량부, 상기 내균열제 15 내지 30 중량부, 상기 항균제 10 내지 20 중량부 및 상기 기타 첨가제 2 내지 10 중량부를 포함하는, 친환경 우레탄 조성물을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 친환경 우레탄 조성물 및 이를 이용한 WTK-U 우레탄 도포 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 향상된 내균열성 및 항균성을 갖도록 한 친환경 우레탄 조성물 및 이를 이용한 WTK-U 우레탄 도포 시공방법에 관한 것이다.
토목 건출 분야에서는 건축물의 노화 방지 및 누수 억제를 위해 건축물의 옥상, 지하층 및 외벽에 필수적으로 방수 작업이 수행되고 있다. 신축 건물의 경우에는 주로 비노출 방수를 실시하고 있으며, 방수 작업으로는 아스팔트, 개량아스팔트, 고무 또는 개질고무를 주 재료로 하는 시트 방수 공법과 타르 우레탄, 타르 없는 우레탄, 무기물 또는 고무 변성 등을 주 재료로 하는 액체 방수 공법이 주로 적용되고 있다.
예를 들어 시트 방수 공법은 아스팔트 프라이머로 처리된 콘크리트 상에 방수 시트를 부착하고, 상기 방수 시트와 방수 시트가 겹쳐지는 이음부는 토오치 램프 등을 사용하여 용융시킴으로서 물이 침투하지 않도록 하는 방법이다. 상기 방수 시트는 방수층이 갈라지지 않는 특성을 가지고 있으나, 특히 이음부를 토오치 램프로 가열하여 용융 시켜 부착시키기 때문에 공정의 지연을 초래하고, 상기 방수 시트가 과열되어 구멍이 뚫리거나, 미처 토오치 램 프로 제대로 가열되지 않은 부분은 용융되지 않아 이음부가 균일하게 부착되지 않고 들뜨는 경우가 빈번히 발생되어 물이 스며드는 누수의 원인이 발생하는 문제가 있다.
상기 액체 방수 공법은 방수제를 첨가한 시멘트 모르타르를 방수 부위에 바르는 방법으로 값이 싸고 시공이 간편하지만, 방수층에 균열이 생기기 쉽고 자주 보수작업을 해야 하는 단점을 가지고 있다.
반면, 노화된 건축물의 경우에서는 노출 방수로 시공되고 있으며, 폴리우레탄 또는 아크릴 고무를 주 원료로 하는 액상의 도막 방수재를 사용하는 도막 방수가 주로 이용되고 있다. 상기 도막 방수 공법은 상기 액상의 도막방수재를 사용하여 일차적으로 표면에 프라이머 처리를 한 후 구조체 상에 액상의 도막 방수재를 롤러로 여러겹 도포하여 도막을 형성하는 것으로서, 이음새 없는 방수 도막을 형성할 수 있다.
그러나, 상기 액상의 도막 방수재를 여러 겹 차례로 도포하는 시간은 오래 걸릴 뿐만 아니라, 도막 한 층당 약 24시간 이상의 경화 시간이 요구되므로 시공기간이 긴 단점이 있다. 특히, 방수 작업 이전에 구도막을 제거해야 하며, 제거된 구도막은 산업 폐기물로 작용하게 된다. 또한, 상기 건축 구조물 자체가 지니는 습기에 의해 상기 구조물에 함유되어 있는 수분이 증발됨으로 인해 기포가 발생하여 방수 도막에 굴곡이 생겨 울퉁불퉁해지거나 상기 방수 도막 자체가 상기 구조물로부터 이탈되어 들뜨는 단점이 발생한다.
따라서 최근에는 상기 노화된 건축물의 보수 방수를 위해, 여러가지 시도들이 다양하게 시도되고 있다.
본 발명의 목적은 내균열성 및 항균성을 갖는 친환경 우레탄 조성물과 이를 이용한 WTK-U 우레탄 도포 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시예들은 폴리우레탄 복합체; 내균열제; 항균제; 및 기타 첨가제;를 포함하고, 상기 기타 첨가제는 경화제, 분산제, pH 안정제 및 점도증진제 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 폴리우레탄 복합체 100 내지 150 중량부, 상기 내균열제 15 내지 30 중량부, 상기 항균제 10 내지 20 중량부 및 상기 기타 첨가제 2 내지 10 중량부를 포함하는, 친환경 우레탄 조성물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리우레탄 복합체는, 바이오 폴리에스터 폴리올;
석유계 폴리올; 셀룰로오스 나노 결정; 아이소사이아네이트; 및 실란 커플링제;를 포함하고, 상기 바이오 폴리에스터 폴리올 100 내지 200 중량부, 상기 석유계 폴리올 50 내지 100 중량부, 상기 셀룰로오스 나노 결정 10 내지 30 중량부, 상기 아이소사이아네이트 10 내지 50 중량부 및 상기 실란 커플링제 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 상기 바이오 폴리에스터 폴리올은, 아젤라인산(azelaic acid), 아디프산(adipic acid), 세바스산(sebacic acid) 및 아이소프탈산(isophthalic acid)으로 구성된 1군에서 선택되는 1종 이상의 성분과, 아이소소바이드(isosorbide) 및 1,3-프로판다이올(1,3-propanediol)으로 구성되는 2군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하고, 상기 1군에서 선택되는 성분 및 상기 2군에서 선택되는 성분은 5:1 내지 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 석유계 폴리올은, 폴리테트라하이드로퓨란(poly(tetrahydrofuran))일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 내균열제는, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 실리카 및 석회 중에서 선택되는 1종 이상의 제1 내균열 재료; 섬유 플레이크, 볏짚, 톱밥, 돌 및 패각 중에서 선택되는 1종 이상의 제2 내균열 재료;를 포함하고, 상기 제1 내균열제 및 제2 내균열제는 1:10 내지 10:1의 중량비로 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 항균제는, 화산석분말, 굴패각분말, 황토분말 중에서 선택되는 1종 이상의 항균성 분말; 편백나무, 측백나무, 삼나무 중에서 선택되는 1종의 톱밥; 에센셜오일; 을 포함하는 혼합물로 이루어지되, 상기 항균성 분말 : 톱밥 : 에센셜오일 = 1~1.5 : 0.2~0.5 : 0.1~0.5의 중량비로 혼합되고, 상기 에센셜오일은 유칼립투스, 저먼 카모마일, 시더우드, 시나몬, 버가못, 레몬, 사이프러스, 로즈제라늄, 레몬그라스, 주니퍼베리, 티트리, 페퍼민트, 로즈마리, 샌달우드, 진저, 라벤다, 타임, 네놀리, 팔마노사, 시트로넬라, 크로브 중에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일실시예들은, 콘크리트 바닥의 요철을 제거하고 정리하는 단계; 균열이 있는 부위에 몰탈을 도포하여 바탕 작업을 하는 단계; 몰탈이 도포된 콘크리트 바닥 위에 프라이머를 도포하고 건조시키는 단계; 내균열성 및 항균성을 갖는 친환경 우레탄 조성물을 도포하고 건조시키는 단계; 및 방수 기능을 갖는 고인장의 코팅제를 도포하여 표면을 코팅하는 단계를 포함하고, 상기 친환경 우레탄 조성물은 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 친환경 우레탄 조성물인, 우레탄 도포 시공 방법을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 우레탄 조성물을 도포하는 단계에서 상기 우레탄 도포 후 표면에 미세 요철을 형성한 후 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 몰탈은, 폴리머로서 SBR(Styrene Butadiene Ruber), 실리콘의 합성폴리머 및 폴리우레아 에폭시 복합수지의 초속경폴리머 중 적어도 어느 하나; 폴리비닐알코올(PolyVinyl Acohol; PVA) 섬유; 및 천연 셀룰로오스; 를 포함하며, 상기 폴리머 100~120중량부에 대하여 폴리비닐알코올 섬유 20~80중량부, 천연 셀룰로오스 5~30중량부일 수 있다.
본 발명의 목적은 내균열성 및 항균성을 갖는 친환경 우레탄 조성물과 이를 이용한 우레탄 도포 시공 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 우레탄 조성물 및 우레탄 도포 시공 방법에 의하면 천연성분의 피톤치드를 통해 항균 효과가 극대화되고, 고신장율 및 인장강도에 의하여 내균열성 및 내구성이 향상된 친환경적인 조성물 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 WTK-U 우레탄 도포 시공 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시예들은 폴리우레탄 복합체; 내균열제; 항균제; 및 기타 첨가제;를 포함하고, 상기 기타 첨가제는 경화제, 분산제, pH 안정제 및 점도증진제 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 폴리우레탄 복합체 100 내지 150 중량부, 상기 내균열제 15 내지 30 중량부, 상기 항균제 10 내지 20 중량부 및 상기 기타 첨가제 2 내지 10 중량부를 포함하는, 친환경 우레탄 조성물을 포함할 수 있다.
상기 친환경 우레탄 조성물은 워터킹-우레탄 공법(WTK-U, water king-urethane 공법)을 이용한 콘크리트 바닥 보수 공법의 방수재로 사용될 수 있다. 상기 워터킹-우레탄 공법(WTK-U, water king-urethane 공법)은 친환경 재료를 사용하여 환경 친화적이고, 상기 공법에 사용되는 친환경 우레탄 조성물 및 다른 재료들과의 유기적 결합관계를 통하여 높은 내균열성, 항균성, 방수성 및 높은 내구성 등의 특징을 가지고 장기간 사용에도 바닥이 유지되는 특징을 가질 수 있다.
상기 폴리우레탄 복합체는, 바이오 폴리에스터 폴리올; 석유계 폴리올; 셀룰로오스 나노 결정; 아이소사이아네이트; 및 실란 커플링제;를 포함하고, 상기 바이오 폴리에스터 폴리올 100 내지 200 중량부, 상기 석유계 폴리올 50 내지 100 중량부, 상기 셀룰로오스 나노 결정 10 내지 30 중량부, 상기 아이소사이아네이트 10 내지 50 중량부 및 상기 실란 커플링제 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 복합체는 상기 워터킹-우레탄 공법(WTK-U, water king-urethane 공법)에서 하도, 중도 및 상도(표면 코팅) 작업 중 적어도 어느 하나에 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 폴리우레탄 복합체는 중도 및 상도 작업 중 적어도 어느 하나에 사용될 수 있다.
상기 바이오 폴리에스터 폴리올은 식물에서 유래한 폴리올로 인간 및 환경에 유해하지 않은 친환경 폴리올일 수 있다. 상기 바이오 폴리에스터 폴리올은, 아젤라인산(azelaic acid), 아디프산(adipic acid), 세바스산(sebacic acid) 및 아이소프탈산(isophthalic acid)으로 구성된 1군에서 선택되는 1종 이상의 성분과, 아이소소바이드(isosorbide) 및 1,3-프로판다이올(1,3-propanediol)으로 구성되는 2군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 상기 1군에서 선택되는 성분 및 상기 2군에서 선택되는 성분은 5:1 내지 1:1의 중량비로 포함되는 것일 수 있다.
상기 석유계 폴리올은 석유 성분에서 유래된 폴리올이고, 상기 바이오 폴리에스터 폴리올과 결합하고, 상기 폴리우레탄 복합체가 형성된 후 휘발될 수 있다. 상기 석유계 폴리올은, 폴리테트라하이드로퓨란(poly(tetrahydrofuran))일 수 있다.
상기 셀룰로오스 나노 결정(CNC, cellulose nano crystal)은 바이오고분자인 셀룰로오스에서 유도되는 것으로, 친환경적이고 인체 및 환경에 유해하지 않을 수 있다. 또한 상기 셀룰로오스 나노 결정은 상기 폴리우레탄 복합체의 다른 성분들과 함께 작용하여 기계적 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 상기 셀룰로오스 나노 결정은 실란 커플링제에 의하여 표면에 아미노기(-NH2)가 도입될 수 있으며, 이렇게 도입된 아미노기는 상기 아이소사이아네이트와 우레아 결합을 형성할 수 있다. 이 결합에 의하여 상기 폴레우레탄 복합체의 인장강도, 신장율 및 탄성율이 현저하게 증가될 수 있다.
상기 아이소사이아네이트(isocyanate)는 우레아 결합을 형성하여 상기 폴리우레탄 복합체가 형성되도록 할 수 있다. 상기 아이소사이아네이트는 예를 들어 4,4'-메틸렌비스(페닐 아이소사이아네이트)(MDI, 4,4-methylenebis(phenyl isocyanate))일 수 있다.
상기 폴리우레탄 복합체의 중량평균 분자량은 20,000 내지 75,000일 수 있다. 상기 폴리우레탄 복합체의 중량평균 분자량이 20,000 미만인 경우 시공하였을 때 내구성이 저하될 수 있다. 또한 상기 폴리우레탄 복합체의 중량평균 분자량이 75,000 초과인 경우 시공하였을 때 몰탈 및 다른 재료와의 결합이 약하게 형성되거나 내균열성이 저하될 수 있다.
상기 내균열제는, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 전분, 실리카 및 석회 중에서 선택되는 1종 이상의 제1 내균열 재료; 섬유 플레이크, 볏짚, 톱밥, 돌 및 패각 중에서 선택되는 1종 이상의 제2 내균열 재료;를 포함하고, 상기 제1 내균열제 및 제2 내균열제는 1:10 내지 10:1의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 내균열제는 상기 폴리우레탄 복합체를 시공한 후, 내균열성을 화학적 및 물리적으로 보조하는 것일 수 있다. 상기 내균열제는 제1 내균열 재료 및 제2 내균열 재료를 포함할 수 있다.
상기 제1 내균열 재료는 상기 폴리우레탄 복합체의 내균열성을 화학적으로 보조하는 것일 수 있다. 상기 제1 내균열 재료는 각 구성요소 사이에 화학적 가교를 형성하여, 미세구조 영역에서 내균열성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2 내균열 재료는 상기 폴리우레탄 복합체의 내균열성을 물리적으로 보조하는 것일 수 있다. 상기 제2 내균열 재료는 상기 친환경 우레탄 조성물을 워터킹-우레탄 공법(WTK-U, water king-urethane 공법)으로 시공할 때, 내부에 미세 공간을 형성하여 완충작용을 하도록 함으로써 내균열성 및 내후성 등을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 제2 내균열 재료는 우레탄 코팅 시 문제가 될 수 있는 핀홀을 방지할 수 있다.
상기 제2 내균열 재료는 위와 같은 특성을 부여하는 것이면 제한 없이 사용될 수 있고, 예를 들어, 섬유 플레이크, 볏짚, 톱밥, 돌 및 패각 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 섬유 플레이크는 예를 들어 페브릭(fabric) 섬유, 현무암섬유, 유리섬유, 탄소섬유, 메탄섬유 및 이들의 복합 섬유 등이 사용될 수 있으며, 상기 섬유들을 작게 분쇄하여 플레이크 형태로 만든 것을 의미하는 것일 수 있다.
상기 항균제는, 화산석분말, 굴패각분말, 황토분말 중에서 선택되는 1종 이상의 항균성 분말; 편백나무, 측백나무, 삼나무 중에서 선택되는 1종의 톱밥; 에센셜오일; 을 포함하는 혼합물로 이루어지되, 상기 항균성 분말 : 톱밥 : 에센셜오일 = 1~1.5 : 0.2~0.5 : 0.1~0.5의 중량비로 혼합되고, 상기 에센셜오일은 유칼립투스, 저먼 카모마일, 시더우드, 시나몬, 버가못, 레몬, 사이프러스, 로즈제라늄, 레몬그라스, 주니퍼베리, 티트리, 페퍼민트, 로즈마리, 샌달우드, 진저, 라벤다, 타임, 네놀리, 팔마노사, 시트로넬라, 크로브 중에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 항균제는 항균성의 특성을 발휘하기 위한 것으로서, 항균성 분말과 톱밥 및 에센셜오일을 포함하는 구성일 수 있다. 상기 항균제는 천연성분의 피톤치드를 통해 항균효과와 탈취효과를 극대화시킬 수 있다. 따라서 상기 항균제는 상기 친환경 우레탄 조성물을 워터킹-우레탄 공법(WTK-U, water king-urethane 공법)에 의하여 수행한 후 세균 또는 곰팡이 등의 미생물이 번식하지 않도록 할 수 있다. 상기 미생물이 번식하는 경우 시공된 바닥이 부식되거나 균열이 발생하는 등 내구성이 저하될 수 있고, 바닥 포장의 수명을 저하시킬 수 있다.
상기 항균성 분말은 화산석분말, 굴패각분말, 황토분말 각각을 구비함에 있어, 0.5~1mm의 입경으로 분쇄하고, 물 또는 증류수로 세척하고, 90~110℃의 온도 조건에서 12~24시간 동안 증발 건조시키고, 900~1200℃의 온도 조건에서 2~3시간 동안 소성(燒成; calcination)에 의한 열처리를 수행하여 가공 처리한 것일 수 있다.
또한, 상기 항균성 분말은 상술한 바와 같은 형태로 소성까지 완료한 화산석분말, 굴패각분말, 황토분말에 대해 2종 이상을 혼합한 구성일 수 있다.
예로써, 화산석분말 또는 굴패각분말 : 황토분말 = 6~9 : 1~4의 중량비로 조성하여 혼합한 구성일 수 있으며, 이렇게 배합한 혼합조성물을 교반하고, 교반한 혼합조성물을 110~150℃의 온도 조건에서 2~3시간 동안 열처리한 후, 0.05~0.3mm의 입경으로 분쇄한 것일 수 있다.
여기에서, 혼합조성물을 교반 시 가열 교반할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 워터킹-우레탄 공법(WTK-U, water king-urethane 공법)에 의한 우레탄 도포 시공 방법을 나타낸 도면이다. 상기 워터킹-우레탄 공법(WTK-U, water king-urethane 공법)에 의한 우레탄 도포 시공 방법은 상기 친환경 우레탄 조성물을 이용하여 콘크리트 바닥을 도포 및 보수하는 시공 방법으로, 4대 중금속, 6대 프탈레이트 및 유독물질(MOCA)를 함유하지 않아 환경 마크 인정을 받은 노출형 논탈방수 방법일 수 있다.
본 발명의 우레탄 도포 시공 방법은, 콘크리트 바닥의 요철을 제거하고 정리하는 단계; 균열이 있는 부위에 몰탈을 도포하여 바탕 작업을 하는 단계; 몰탈이 도포된 콘크리트 바닥 위에 프라이머를 도포하고 건조시키는 단계; 내균열성 및 항균성을 갖는 우레탄 조성물을 도포하고 건조시키는 단계; 및 방수 기능을 갖는 고인장의 코팅제를 도포하여 표면을 코팅하는 단계를 포함하고, 상기 우레탄 조성물은 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 의한 친환경 우레탄 조성물인 것일 수 있다.
상기 우레탄 조성물을 도포하는 단계에서 상기 우레탄 도포 후 표면에 미세 요철을 형성한 후 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 요철을 형성함으로써 각 층의 물리적, 화학적 접착력을 향상시킬 수 있고 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 균열이 있는 부위에 몰탈을 도포하여 바탕 작업을 하는 단계(S200)는, 바닥에 균열이나 손상이 있는 경우 이를 보완하는 작업일 수 있다.
상기 몰탈은 노후된 콘크리트 바닥의 단면을 복구하고 보강하는 역할을 할 수 있다. 상기 몰탈은 천연셀룰로오스를 사용하여 친환경적이고, 리바운딩율 저감과 점착성이 극대화된 것일 수 있다. 또한 친환경 용매를 사용하여 악취가 없고 포름알데하이드 및 VOC와 같은 유해성분이 없어 인체에도 해가 없는 것일 수 있다.
상기 몰탈은 폴리머로서 SBR(Styrene Butadiene Ruber), 실리콘의 합성폴리머 및 폴리우레아 에폭시 복합수지의 초속경폴리머 중 적어도 어느 하나; 폴리비닐알코올(PolyVinyl Acohol; PVA) 섬유; 및 천연 셀룰로오스; 를 포함하며, 상기 폴리머 100~120중량부에 대하여 폴리비닐알코올 섬유 20~80중량부, 천연 셀룰로오스 5~30중량부일 수 있다.
상기 폴리머는 SBR(Styrene Butadiene Ruber) 또는 실리콘의 합성폴리머나 폴리우레아 에폭시 복합수지의 초속경폴리머 또는 상기 합성폴리머와 초속경폴리머를 모두 사용할 수 있다.
이때, 상기 합성폴리머는 SBR(Styrene Butadiene Ruber)의 경우, 스티렌 60~70중량%와 부타디엔 30~40중량으로 이루어지되, 밀도 1.00~1.12g/㎤, pH 8~8.2, 점도 20~30cps(25℃에서), 표면텐션 25℃에서 30~40dynes/cm의 물성을 갖는 것을 사용할 수 있다.
상기 초속경폴리머는 점도 14~15cps(25℃에서)이고, 경화제와 1 : 1의 중량비로 배합되는 2액형인 것을 사용할 수 있다.
상기 합성폴리머와 초속경폴리머를 모두 사용하는 경우에는 합성폴리머 : 초속경폴리머 = 1~2 : 0.5~1.5의 중량비로 배합할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올(PolyVinyl Acohol; PVA) 섬유는 우수한 내알칼리성을 발휘하고, 섬유 표면이 갖는 요철면을 통해 물리적 결합력을 제공하는 등 앵커효과를 발휘할 수 있다.
상기 천연 셀룰로오스는 물에 불용되는 재료로서, 몰탈균열 방지 및 수축 저감기능을 제공하고, 몰탈처짐 방지 및 레올로지를 개선하여 주며, 작업시간 단축효과를 제공할 수 있다.
또한, 상기 몰탈에는 초속경시멘트 또는 포틀랜드시멘트 10~30중량부와, 고성능 감수제로서 폴리카르본산계 분말 0.1~5중량부를 더 포함하는 구성을 갖게 할 수도 있다.
상기 초속경 시멘트는 CaO 51.4%, SiO2 11.9%, Al2O3 12.9%, SO3 13.5%, Fe2O3 2.4%, MgO 1.7%, TiO2 0.6%, K2O 0.5%를 포함하는 성분이고, 밀도 2.90~2.95g/㎤의 물성을 갖는 것을 사용할 수 있다.
상기 고성능 감수제는 밀도 0.5~1.06g/㎤, pH 5.5~7.5인 것을 사용할 수 있다.
상기 몰탈은 이 후 도포되는 상기 우레탄 조성물과 화학적으로 시너지 효과를 가져 바닥 보수가 더욱 견고하고 깨끗하게 오랫동안 유지될 수 있도록 해줄 수 있다. 상기 몰탈을 함께 사용한 경우 상기 우레탄 조성물만 사용한 경우에 비하여 신장률 및 인장강도 등이 증가하여 내균열성, 내후성 및 내구성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 프라이머를 도포하고 건조시키는 단계(S300)는 상기 몰탈 작업을 수행한 후 콘크리트 바닥을 프라이머로 정리하는 단계일 수 있다. 상기 프라이머를 도포함으로써, 이어지는 친환경 우레탄 조성물 및 코팅제와 바닥면의 접착성을 증가시키고 내구성을 향상시킬 수 있다. 상기 프라이머는 본 발명의 친환경 우레탄 조성물을 이용하여 얇게 도포될 수 있다.
상기 친환경 우레탄 조성물을 도포하고 건조시키는 단계(S400)는 앞서 설명된 본 발명의 친환경 우레탄 조성물을 도포하고 건조시키는 것일 수 있다. 상기 친환경 우레탄 조성물은 친환경 재료를 사용하여 인간 및 환경에 무해하고, 동시에 높은 내균열성 및 항균성 등의 특징을 가질 수 있다. 따라서 날씨 변화에 따른 재료의 팽창 및 수축 시에도 균열이 발생하거나 손상이 잘 일어나지 않을 수 있고, 높은 방수성을 가질 수 있다. 또한 외부의 마찰에도 저항성을 가져 사람 또는 자동차가 지나다니는 환경에서도 손상이 적을 수 있다.
상기 친환경 우레탄 조성물을 또한 항균 재료를 포함하고 있어, 높은 항균성을 가질 수 있다. 항균성은 곰팡이 또는 세균 등 미생물의 번식을 억제하여 내균열성 및 내구성 향상에 도움이 될 수 있고, 미관에도 좋을 수 있다.
또한 상기 친환경 우레탄 조성물은 우레탄을 포함하고 있어 방수 기능을 가질 수 있다. 따라서 본 단계는 앞선 몰탈 작업, 프라이머 작업 및 이어지는 코팅 작업과 유기적으로 결합되어 완벽한 방수 효과를 가져올 수 있다.
상기 친환경 우레탄 조성물을 상기 몰탈과 함께 사용함으로써 내균열성 및 내구성의 특성이 더욱 향상될 수 있다.
마지막으로 코팅제를 도포하여 표면을 코팅하는 단계(S500)를 수행할 수 있다. 상기 코팅제는 방수기능을 갖는 코팅제일 수 있고, 앞선 단계의 친환경 우레탄 조성물이 갖는 방수 기능을 더 보강하여 수분이 침습하지 않도록 할 수 있다.
상기 코팅제는 본 발명의 친환경 우레탄 조성물일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명의 권리 범위가 하기 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
실시예는 하기 표 1의 성분들로 배합 및 혼합함으로써 친환경 우레탄 조성물을 제조하였으며, 비교예는 내균열제 또는 항균성 소재를 포함하지 않는 형태와 폴리우레탄 복합체만 사용한 형태로 제조하였다.
| 성분(중량부) | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| 폴리우레탄 복합체 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 내균열제 | 15 | 20 | 30 | - | 2 | - |
| 항균제 | 10 | 15 | 20 | 15 | - | - |
| 첨가제 | 7 | 2 | 10 | 15 | 15 | - |
여기에서, 실시예 및 비교예 1, 3에서 폴리우레탄 복합체는, 바이오 폴리에스터 폴리올 100 중량부에, 석유계 폴리올 90 중량부, 셀룰로오스 나노 결정 10 중량부, 아이소사이아네이트 15 중량부 및 실란 커플링제 5 중량부를 사용하였다. 또한 바이오 폴리에스터 폴리올은 세바스산 및 1,3-프로판다이올을 1:1의 중량비로 혼합한 것을 사용하였다. 비교예 3에서는 폴리우레탄 복합체만 사용하였다.
실시예와 비교예에 있어 항균제는, 항균성 분말 : 톱밥 : 에센셜오일 = 1 : 0.3 : 0.2의 중량비로 동일하게 배합하였고 항균성 분말로 굴패각분말을 사용하였으며, 실시예 2에서만 항균성 분말로 굴패각분말 : 황토분말 = 6 : 1의 중량비로 혼합하여 사용하였다.
실험예 : 기계적 물성 측정
실시예 및 비교예와 같이 배합된 조성으로 제조된 친환경 우레탄 조성물에 대해 신장율과 인장강도 및 부착강도의 기계적 물성을 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
신장율은 한국산업표준 KS F 3211에 따라 재령 7일이 되는 시점에서 신장율을 측정하였으며, 인장강도와 부착강도는 보수 공사 28일 후 한국산업표준 KS F 4042-02에 따라 측정하였다.
상기 표 2에서 보여주는 바와 같이, 본 발명에 따른 친환경 우레탄 조성물은 비교예에 비해 신장율, 인장강도 및 부착강도에서 보다 우수한 기계적 물성을 나타냄을 확인할 수 있다.
본 발명에서는 높은 신장율과 인장강도의 확보를 통해 재료의 수축, 팽창은 물론 마찰에도 강하도록 하는 목적을 갖는 것으로서, 이를 충분하게 달성할 수 있음을 보여주고 있다.
| 구분 | 신장율(%) | 인장강도((N/mm2)) | 부착강도(Mpa) |
| 실시예 1 | 810 | 3.6 | 2.6 |
| 실시예 2 | 795 | 3.2 | 2.6 |
| 실시예 3 | 822 | 3.7 | 2.9 |
| 비교예 1 | 439 | 1.9 | 2.1 |
| 비교예 2 | 358 | 2.2 | 1.9 |
| 비교예 3 | 206 | 1.1 | 1.1 |
또한, 상술한 실시예와 비교예에 대하여 항균성 평가를 실시하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
항균성능을 검증하기 위하여 최소생육억제 농도(MIC)시험을 실시하였으며, 최소생육억제농도(MIC)의 측정은 KS 4403부속서 2「유황 산화 세균에 대한 무기 방균제의 최소 생육 억제 농 도(MIC)측정법에 준하여 실시하였다. 먼저 유황산화세균의 특성에 맞춰 시험균액을 제조하여 농도별로 첨가한 각각의 시험구를 준비하여 밀봉한 후 고압증기 살균을 실시하였다. 실시예 및 비교예에 따른 시료를 준비하고 배양균 희석액 1mL를 접종하여 전체량을 100mL로 맞추었다. 접종된 시료를 온도 30℃, 150rpm으로 조절된 회전 배양기에 넣고 4주간 배양한 후 배지색의 변색 여부를 확인하여 항균제의 항균성능을 측정하였다. 하기 표 3에서 청색은 시험균이 증식하지 않음을 의미하고, 황색은 시험균이 증식함을 의미한다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| 0일 | 청색 | 청색 | 청색 | 청색 | 청색 | 청색 |
| 2일 | 청색 | 청색 | 청색 | 청색 | 청색 | 청색 |
| 1주 | 청색 | 청색 | 청색 | 황색 | 청색 | 황색 |
| 4주 | 청색 | 청색 | 청색 | 황색 | 청색 | 황색 |
상기 표 3에서와 같이, 항균성 소재를 사용하지 않은 비교예 1에서 1주일이 지난 후부터 시험균이 증식됨을 보여주고 있고, 항균성 소재를 사용한 실시예 1 내지 3과 비교예 2에서는 4주 동안 청색을 유지하여 시험균이 증식하지 않음을 보여주고 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (9)
- 폴리우레탄 복합체;
내균열제;
항균제; 및
기타 첨가제;를 포함하고,
상기 기타 첨가제는 경화제, 분산제, pH 안정제 및 점도증진제 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 폴리우레탄 복합체 100 내지 150 중량부, 상기 내균열제 15 내지 30 중량부, 상기 항균제 10 내지 20 중량부 및 상기 기타 첨가제 2 내지 10 중량부를 포함하고,
상기 폴리우레탄 복합체는,
바이오 폴리에스터 폴리올;
석유계 폴리올;
셀룰로오스 나노 결정;
아이소사이아네이트; 및
실란 커플링제;를 포함하고,
상기 바이오 폴리에스터 폴리올 100 내지 200 중량부, 상기 석유계 폴리올 50 내지 100 중량부, 상기 셀룰로오스 나노 결정 10 내지 30 중량부, 상기 아이소사이아네이트 10 내지 50 중량부 및 상기 실란 커플링제 5 내지 10 중량부를 포함하고,
상기 바이오 폴리에스터 폴리올은,
아젤라인산(azelaic acid), 아디프산(adipic acid), 세바스산(sebacic acid) 및 아이소프탈산(isophthalic acid)으로 구성된 1군에서 선택되는 1종 이상의 성분과,
아이소소바이드(isosorbide) 및 1,3-프로판다이올(1,3-propanediol)으로 구성되는 2군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하고,
상기 1군에서 선택되는 성분 및 상기 2군에서 선택되는 성분은 5:1 내지 1:1의 중량비로 포함되는,
친환경 우레탄 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 석유계 폴리올은,
폴리테트라하이드로퓨란(poly(tetrahydrofuran))인,
친환경 우레탄 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 내균열제는,
탄산칼슘, 수산화알루미늄, 실리카 및 석회 중에서 선택되는 1종 이상의 제1 내균열 재료;
섬유 플레이크, 볏짚, 톱밥, 돌 및 패각 중에서 선택되는 1종 이상의 제2 내균열 재료;를 포함하고,
상기 제1 내균열제 및 제2 내균열제는 1:10 내지 10:1의 중량비로 포함되는,
친환경 우레탄 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 항균제는,
화산석분말, 굴패각분말, 황토분말 중에서 선택되는 1종 이상의 항균성 분말;
편백나무, 측백나무, 삼나무 중에서 선택되는 1종의 톱밥;
에센셜오일; 을 포함하는 혼합물로 이루어지되,
상기 항균성 분말 : 톱밥 : 에센셜오일 = 1~1.5 : 0.2~0.5 : 0.1~0.5의 중량비로 혼합되고,
상기 에센셜오일은 유칼립투스, 저먼 카모마일, 시더우드, 시나몬, 버가못, 레몬, 사이프러스, 로즈제라늄, 레몬그라스, 주니퍼베리, 티트리, 페퍼민트, 로즈마리, 샌달우드, 진저, 라벤다, 타임, 네놀리, 팔마노사, 시트로넬라, 크로브 중에서 선택되는 1종 이상인 것인,
친환경 우레탄 조성물.
- 콘크리트 바닥의 요철을 제거하고 정리하는 단계;
균열이 있는 부위에 몰탈을 도포하여 바탕 작업을 하는 단계;
몰탈이 도포된 콘크리트 바닥 위에 프라이머를 도포하고 건조시키는 단계;
내균열성 및 항균성을 갖는 친환경 우레탄 조성물을 도포하고 건조시키는 단계; 및
방수 기능을 갖는 고인장의 코팅제를 도포하여 표면을 코팅하는 단계를 포함하고,
상기 친환경 우레탄 조성물은 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 친환경 우레탄 조성물인,
WTK-U 우레탄 도포 시공 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 우레탄 조성물을 도포하는 단계에서 상기 우레탄 도포 후 표면에 미세 요철을 형성한 후 건조시키는 단계를 더 포함하는,
WTK-U 우레탄 도포 시공 방법.
- 제5항에 있어서,
상기 몰탈은,
폴리머로서 SBR(Styrene Butadiene Ruber), 실리콘의 합성폴리머 및 폴리우레아 에폭시 복합수지의 초속경폴리머 중 적어도 어느 하나;
폴리비닐알코올(PolyVinyl Acohol; PVA) 섬유; 및
천연 셀룰로오스; 를 포함하며,
상기 폴리머 100~120중량부에 대하여 폴리비닐알코올 섬유 20~80중량부, 천연 셀룰로오스 5~30중량부인,
WTK-U 우레탄 도포 시공 방법.
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