KR102511371B1 - 나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법 및 이를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법 - Google Patents

나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법 및 이를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법 및 이를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법에 관한 것으로,
일 양태로써 에폭시 수지 25~35 중량부와 불소수지 2~10 중량부를 혼합하여 혼합수지를 제조하는 단계; 상기 혼합수지에 나노 실리카 안료 50~60 중량부와 착색안료 1~5 중량부를 투입하고 1~2시간 분산하여 분산 혼합물을 제조하는 단계; 상기 분산 혼합물에 비반응성 희석제를 1~10 중량부 투입/혼합하여 퍼티 주제부 제조 단계; 및 별도 용기에 에폭시 경화제 50~80 중량부, 나노 실리카 안료 10~50 중량부 및 착색안료 0.1~3 중량를 넣고 1~2시간 분산하여 경화제부 제조 단계;를 포함 하는 나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법에 대하여 개시한다.
또 다른 양태로써, 벽체를 100mm~ 150mm 깊이 컷팅하는 벽체 컷팅 단계; 상기 컷팅된 벽체에 프라이머를 도포하는 벽체 전처리 단계; 상기 전처리 된 벽체에 도류벽 고정부(200)를 위치하고 퍼티를 도포하는 단계; 및 상기 설치된 도류벽 고정부(200)에 도류벽(300)을 설치하는 도류벽 설치 단계;를 포함하는 정수장 도류벽 시공방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따르면, 상기 퍼티의 경우 주제부에 에폭시 수지와 비반응성 희석제, 붕소수지, 나노 실리카 안료를 포함하고 경화제부에는 경화제 및 나노실리카 안료를 포함하되 상기 주제부와 경화제부를 1:1 중량비로 혼합함에 따라 체적변화율이 적을 뿐만 아니라 효율적인 접착강도 및 기계적 특성이 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 도류벽 고정부(200)의 경우 벽체(100)와 맞닿는 면에 다수개의 천공을 형성하고 이를 상기 퍼티로 고정함으로써 종래 사용된 앵커와 볼트를 사용한 도류벽 대비 우수한 고정특성을 가지는 효과가 있다.

Description

나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법 및 이를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법{A method of manufacturing putty containing nano silica and a method of constructing a guiding wall in a water purification plant using the same}
나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법 및 이를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 하수처리장이나 수돗물처리장의 정수장의 경우에는 물의 정화 효과를 보다 증대하기 위하여 물의 흐름을 변경한다.
특히, 물의 흐름을 쉽게 변경하기 위한 방법으로 도류벽을 설치하여 물의 흐름을 지그재그로 유도하여 정수장에서 흐르는 물과 소독제 체류시간을 증대시킴으료써 소독효과를 극대화하고, 기타 불순물에 대한 침전 시간도 증대시킨다. 또한, 물이 정수장의 내부에서 고여있지 않고 항상 흐름성을 가지도록 함으로써 내부에 저장된 물이 썩는 것을 방지하는 역할을 한다.
관련하여, 상기과 같은 역할을 수행하는 도류벽의 공법으로는 콘크리트 및 조적도류벽, PDF 도류벽 및 PHP 도류벽이 있으며 최근에는 습식공법보다는 건식공법의 조립식 판넬 도류벽이 많이 설치되고 있다.
이중 일반적으로 많이 사용되고 있는 조립식 판넬 도류벽 설치방법의 경우, 도류벽 설치시 판넬 자체로 고정이 불가능하여 부식에 강한 소재의 앵커 및 볼트를 사용하여 이를 고정하는 방식을 사용하고 있다.
대한민국 등록특허 10-0694888 수처리용 조립식 벽체 구조에 따르면, 벽체와 도류벽을 형성하는 패널 고정요소로 볼트를 고정부재에 패널을 고정하는 방식을 개시하고 있다.
대한민국 등록특허 10-1447070 수처리장 내 도류벽 설치수단에 따르면, 기둥과 도류벽의 고정요소로 지지판과 브래킷을 볼트로 고정하는 방식을 개시하고 있다.
그러나 상기 방법의 경우 부식에 강한 소재의 앵커 및 볼트를 사용한다고 하여도 상기 앵커아 볼트가 물에 지속적으로 침적되어 있어 부식의 원인이 된다. 또한, 상기 부식을 방지하고자 상기 볼트 및 앵커 일부분에 방청도료를 도포하는 공정을 추가로 하는 경우 이에 따른 설치기간이 증가, 각종 약품에 대한 내약품성이 우수한 도료를 사용해야되는바 고려사항이 증가되는 문제점이 있다. 또한, 도료의 특성상 영구적이지 않아 도막의 방청 효과가 감소하는 경우 부식의 발생으로 수질오염의 원인된다. 더욱이, 볼트방식의 경우에는 시간이 경과됨에 따라 볼트과 벽체간의 고정이 느슨해짐에 따라 도류벽 고정수단에 대한 보수가 필요해진다.
이를 개선하고 대한민국 등록특허 10-1975601 무앙카 조립식 밀폐형 클린도류벽에 따르면, 패널연결부를 상부측 물이 직접적으로 접촉되지 않는 천장 부위에만 앙카볼트로 이용을 하였으며, 침지되는 부위의 경우에는 보강고정판을 이용하고, 기둥에는 전산볼트와 부식을 방지하는 보호파이프를 사용하는 것을 개시하고 있다.
그러나 상기 방법의 경우 천정이 없는 장소나 기둥이 불규칙적인 형태의 정수장의 경우 장소 및 형태에 따라 제약을 받을 뿐만 아니라 기둥 고정에 사용되는 전산볼트의 경우 보호파이프와 전산볼트간의 이격이 발생함에 따라 수질이 오염에 대한 문제점은 여전히 남아 있다.
대한민국 등록특허 10-0694888 수처리용 조립식 벽체 구조 대한민국 등록특허 10-1447070 수처리장 내 도류벽 설치수단 대한민국 등록특허 10-1975601 무앙카 조립식 밀폐형 클린도류벽
본 발명은 상술한 기술적 요구에 착안하여 정수장 도류벽이 설치가 요구되는 부위에 앵커와 볼트 체결구조 대신 나노 실리카가 포함한 퍼티를 제조하여 이를 이용하여 정수장의 도루벽을 고정 및 설치함으로써, 앵커나 볼트의 부식에 의한 수질오염을 방지할 수 있다. 또한, 시공이 용이하고 공정이 단순한 정수장 도류벽의 시공방법을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법에 있어서, 에폭시 수지 25~35 중량부와 불소수지 2~10 중량부를 혼합하여 혼합수지를 제조하는 단계; 상기 혼합수지에 나노 실리카 안료 50~60 중량부와 착색안료 1~5 중량부를 투입하고 1~2시간 분산하여 분산 혼합물을 제조하는 단계; 상기 분산 혼합물에 비반응성 희석제를 1~10 중량부 투입/혼합하여 퍼티 주제부 제조 단계; 별도 용기에 에폭시 경화제 50~80 중량부, 나노 실리카 안료 10~50 중량부 및 착색안료 0.1~3 중량를 넣고 1~2시간 분산하여 경화제부 제조 단계; 및 상기 제조된 주제부와 경화제부를 1 : 1 중량비로 혼합하는 퍼티 주제/경화제 혼합 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 나노 실리카를 포함하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법에 있어서, 나노 실리카를 포함하도록 제조하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법에 있어서, 벽체(100)와 바닥의 소지면을 100mm ~ 150mm 깊이로 컷팅하는 소지면 컷팅 단계; 상기 컷팅된 소지면에 프라이머를 도포하는 소지면 전처리 단계; 상기 전처리 된 소지면에 도류벽 고정부(200)를 위치하고 퍼티를 도포하는 단계; 및 상기 설치된 도류벽 고정부(200)에 도류벽(300)을 설치하는 도류벽 설치 단계;를 포함하고, 상기 퍼티는 주제부와 경화제부로 구성되되, 상기 주제부는 에폭시 수지 25~35 중량부, 비반응성 희석제 1~10 중량부, 불소 수지 2~10 중량부, 나노 실리카 안료 50~60 중량부 및 착색안료 1~5 중량부를 포함하고 상기 경화제부는 에폭시 경화제 50~80 중량부, 나노 실리카 안료 10~50 중량부 및 착색안료 0.1~3 중량부를 포함하며 상기 주제부와 경화제부가 1 : 1 중량비로 혼합되고 상기 도류벽 고정부(200)는 상기 벽체(100)와 맞닿는 면에 다수개의 천공을 형성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 도류벽 고정부(200)는 천공을 형성한 후에 천공이 형성된 도류벽 고정부(200)의 양면을 프라이머로 도포하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 프라이머는 아크릴 수지 1~5 중량부, 폴리올레핀 수지 20~30 중량부, 아세트산 15~25 중량부 및 용매 20~30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 나노 실리카 안료는 1~1,000nm 입도를 갖는 소수성 실리카를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 나노 실리카를 이용하여 제조한 퍼티를 사용함으로써, 체적변화율이 적을 뿐만 아니라 효율적인 접착강도 및 기계적 특성이 우수하여 종래 사용된 앵커와 볼트를 사용한 도류벽 대비 우수한 고정특성을 가지는 효과가 있다.
또한, 상기 퍼티의 경우 우수한 내약품성, 유해물질 미검출 및 급속 경화가 이루어짐에 따라 긴급 도류벽 설치가 용이한 효과가 있다.
도 1는 본 발명에 따른 나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노 실리카를 포함하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 도류벽 고정부 사시도를 나타낸 것으로 시공에 필요한 천공을 2줄로 생성한 것을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 도류벽 고정부 사시도를 나타낸 것으로 시공에 필요한 천공을 1줄로 생성한 것을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로 ‘ㄷ’형태의 도류벽 고정부에서 천공을 2줄로 생선하여 정수장 도류벽 시공구조를 도시한 사시도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로 ‘ㄷ’형태의 도류벽 고정부에서 천공을 1줄로 생선하여 정수장 도류벽 시공구조를 도시한 사시도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로 ‘ㄴ’형태의 도류벽 고정부를 이용한 정수장 도류벽 시공구조를 도시한 사시도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예로 ‘ㄴ’형태의 도류벽 고정부를 몰탈 소지에 시공한 시편이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
일 양태로서, 본 발명은 나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법에 대한 것으로, 상기 퍼티는 주제부와 경화제부로 각가 제조되어 혼합된다.
구체적으로, 상기 주제부의 제조는 에폭시 수지와 불소수지를 혼합하는 혼합수지 제조 단계(S10);, 상기 혼합수지에 나노 실리카 안료 및 착색안료를 투입/분산하여 분산 혼합물 제조 단계(S20); 및 상기 분산 혼합물에 비반응성 희석제를 투입/혼합하여 퍼티 주제부 제조 단계(S30);로 이루어지며, 상기 경화제부의 제조는 에폭시 경화제와 나노실리카 안료 및 착색안료를 분산하여 경화제부 제조 단계(S11);를 포함하고, 상기 제조된 주제부와 경화제부는 1 : 1 중량비로 혼합되는 퍼티 주제/경화제 혼합단계;(S40)를 포함 한다.
관련하여, 상기 주제부와 경화제부의 분산 공정은 밀링을 이용한 분산, 교반기 분산 등 분산이 가능한 것이면 무엇이든지 가능하며, 바람직하게는 상기 분산은 1~2시간 분산을 하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 혼합 분산시 교반 속도가 500~600rpm의 속도로 정회원 0.5~1.5시간 역회전 0.5~1.5시간 분산하는 것이 바람직하다. 이는 단순 고속분산의 경우 나노실리카의 나노 입자가 파괴됨에 따라 체적변화율, 내수성 및 내화학성 특징이 감소할 수 있기 때문이다.
관련하여, 상기 분산된 퍼티의 입도가 1~100㎛ 크기를 가지는 것이 바람직한데, 이는 상기 분산으로 인하여 나노 실리카에 의한 퍼티의 체적변화율이 적으며 우수한 접착성 효과를 낼 수 있기 때문이다.
관련하여, 상기 나노실리카를 포함한 조성물에 대한 것은 아래에서 다시 구체적으로 설명하고자 한다.
다른 양태로서 본 발명은 상기 제조된 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법에 관한 것이다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 실리카를 포함하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법을 도식화한 것이다. 이를 참고하면 본 발명의 도류벽 시공방법은, 벽체와 바닥의 소지면을 컷팅하는 소지면 컷팅 단계(S100); 상기 컷팅된 소지면에 프라이머를 도포하는 소지면 전처리 단계(S200); 상기 전처리 된 소지면에 도류벽 고정부를 위치하고 퍼티를 도포하는 단계(S300); 및 상기 설치된 도류벽 고정부에 도루벽을 설치하는 도류벽 설치 단계(S400);를 포함함으로써, 볼트나 앵커를 사용하지 않고 나노실리카를 포함한 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법에 관한 것이다.
이하 단계를 나누어 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 벽체(100)와 바닥의 소지면을 컷팅하는 소지면 컷팅 단계(S100)이다. 상기 단계는 도류벽을 설치하기 위하여 도류벽이 시공되는 벽체(100)나 바닥 표면을 표면처리하여 이물질을 제거하고 후술 되는 퍼티를 충분히 충진할 수 있게 컷팅하는 단계이다. 이때, 이물질 제거방법은 다양한 방법에 의하여 수행될 수 있으며, 더 나아가 후술되는 도류벽(300)을 효율적으로 시공할 수 있도록 표면을 매끈하게 처리할 수 있다. 즉, 전동공구, 기타 수동공구를 이용하여 평활하게 면을 처리할 수 있다.
한편, 상기 벽체(100)의 컷팅은 100~150mm 깊이로 홈을 생성하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 홈이 연결되어 직선형태로 컷팅되는 것이 가장 바람직하다. 이는 후술되는 퍼티의 도포 공정에서 퍼티와 소지 사이의 부착면을 증가시키고 두께를 형성하여 부착강도를 증가시킬 수 있다.
다음으로 컷팅된 소지면에 프라이머를 도포하는 소지면 전처리 단계(S200);이다. 이때 사용되는 프라이머는 벽체나 바닥면의 일부 흡수하여 강도가 향상될 뿐만 아니라, 박락형상 등을 방지하는 효과가 있다.
보다 구체적으로 상기 프라이머는 폴리에틸렌계 프라이머로써, 도류벽 고정부와 퍼티의 부착성을 향상 시키는 역할을 한다. 보다 구체적으로 상기 프라이머는 아크릴 수지 1~5 중량부, 폴리올레핀 수지 20~30 중량부 및 용매 35~55 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
관련하여, 상기 아크릴 수지는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르를 주성분으로 하는 수지로써 후술되는 폴리올레핀 수지와 혼합되어 벽체 또는 바닥면과 후술되는 도류벽 고정부(200) 또는 퍼티와의 접착성을 향상 및 방수성 향상 보조 역할을 한다.
상기 아크릴 수지는 1~5 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 만약 1 중량부 미만 포함되는 경우 아크릴 수지 효과가 미비하며, 5 중량부 초과 포함되는 경우 방수성 및 접착성이 포함되는 양에 비해 효과 상승이 미비하기 때문이다.
다음으로 폴리올레핀 수지는 에틸렌 모노머를 중합시켜 만든 수지로써 도막을 형성하는 경우 충격에 강하며, 산, 알칼리, 가솔린 등의 약품성이 우수하며 내수성이 우수하다. 또한, 상술한 아크릴 수지와 특정 비율로 혼합됨에 따라 퍼티 또는 도류벽 고정부(200)와의 부착성을 향상 시키는 효과가 있다.
관련하여 상기 폴리올레핀 수지는 20~30 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 20 중량부 미만으로 포함되는 경우 약품성 및 내수성 효과가 떨어지는 문제가 있으며, 30 중량부 초과 포함되는 경우에는 도막을 형성하는데 건조성의 증가로 인한 작업성에 영향을 줄 수 있기 때문이다.
마지막으로, 상기 용매는 수지와 혼합되어 프라이머의 작업성 및 도막 건조 시간을 조절과 아크릴 수지와 폴리올레핀 수지가 균일하게 혼합되도록 하는 역할을 한다. 바람직하게 상기 용매는 35~55 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 관련하여 상기 용매가 35 중량부 미만 포함되는 경우에는 건조성에 영향을 주거나 점도 증가에 따른 도막 형성의 작업성에 영향을 주는 문제가 있으며, 55 중량부 초과 포함되는 경우에는 프라이머 층이 너무 얇게 형성되거나 벽체에 프라이머 도포시 과도막의 경우 두껍게 도막이 형성되어 건조가 늦어짐에 따라 후술되는 공정기간이 늦어지는 문제가 있다.
관련하여 상기 용매는 프로필렌 글로콜 메틸 에테르 아세테이트(Propylene glycol methyl ether acetate : PMEA), 아세트산부틸(n-Butyl acetate : n-BA), 자일렌(Xylene : Xy), 디메틸 카보네이트(Dimethyl carbonate), 메틸 이소부틸 케톤(Methyl isobutyl ketone : MIBK), 아세톤(Acetone), 메틸 에틸 케톤(Methyl ethyl ketone : MEK) 및 하나 이상을 포함하는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
다음으로 전처리 된 벽체(100) 또는 바닥의 소지면에 도류벽 고정부를 위치하고 퍼티를 도포하는 단계(S300);이다.
이때, 상기 도류벽 고정부(200)는 폴리에틸렌 소재의 도류벽 고정부(200)로써 도류벽(300)과 벽체(100) 또는 바닥면의 고정을 위해 사용되는 도류벽 고정부를 준비하는 단계를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 도루벽 고정부를 준비하는 단계는 도류벽 고정부 천공 단계(S301)와 고정부 양면 전처리 및 프라이머 도포 단계(S302)를 거쳐 제조된다.
구체적으로 상기 고정부 천공 단계(S301)는 상기 벽체(100) 또는 바닥면이 맞닿는 고정부의 일면에 다수개의 천공을 형성하는 단계로써, 일 예로 도 2와 같이 2줄 이상의 천공을 형성 할 수 있으며, 또 다른 예로는 도 3과 같이 1줄의 천공을 형성할 수 있다.
보다 구체적으로는 상기 천공은 벽체(100)와 맞닿는 면에 지름 10~20mm 크기의 천공을 10~50mm 간격으로 다수개 형성하는 것이 바람직하다. 이는 상기 다수개의 천공으로 인한 도포되는 퍼티의 접착부위를 증가시킴으로써 접착강도를 향상 시키기 위함인 것이다.
다음으로는 고정부 양면 전처리 및 프라이머 도포 단계(S302)로 이는 상기 도류벽 고정부(200)의 천공을 형성한 뒤에는 벽체 전처리 단계에서 사용된 동일한 프라이머 조성물을 벽체(100)와 맞닿는 표면 양면을 전처리하고 프라이머를 도포하는 것이다. 관련하여 상기 도류벽 고정부(200)에 프라이머를 도포하는 것은 도류벽 고정부(200)의 강도 향상뿐만 아니라 퍼티와의 접착강도를 향상하기 위함이다.
한편 상기 도류벽 고정부(200)의 형태는 도 2 나 3과 같이 ‘ㄴ’ 형태로 제조될 수 있으며, 도 4에 설치된 형태와 같이 ‘ㄷ’ 형태 및 ‘ㅗ’ 형태 등으로 제조될 수 있으나 이제 한정하지는 않는다.
한편, 퍼티 도포 단계(S300)에 있어서 사용되는 상기 퍼티는 주제부와 경화제부로 구성된다. 보다 구체적으로 상기 주제부는 에폭시 수지 25~35 중량부, 비반응성 희석제 1~10 중량부, 불소 수지 2~10 중량부, 나노 실리카 안료 50~60 중량부 및 착색안료 1~5 중량부를 포함하고, 상기 경화제부는 에폭시 경화제 50~80 중량부, 나노 실리카 안료 10~50 중량부 및 착색안료 0.1~3 중량부를 포함되는 것이 바람직하다.
상기 주제부의 에폭시 수지는 경화되어 도류벽 고정부(200)와 벽체(100)를 고정하는 메인 수지로써 퍼티의 경도, 부착성, 강도 및 방수성 등을 결정하는 주요소 물질의 하나이다. 관련하여 상기 에폭시 수지는 20~35 중량부 포함되는 것이 바람직한데 이는 20 중량부 미만으로 포함되는 경우 부착성에 영향을 주는 문제가 있으며 35 중량부 초과 포함되는 경우에는 후술되는 안료분 대비 수지의 양이 많아짐에 따라 건조에도 영향을 줄 뿐만 아니라 강도 및 경도가 적정량 포함되는 경우보다 오히려 감소하는 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 상기 에폭시 수지는 당량 230~270 g/eq값을 갖는 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직한데 이는 퍼티의 방수성과 작업성에 영향을 줄 수 있기 때문이다.
다음으로 주제부의 비반응성 희석제는 탄화수소계 비휘발 희석제로써 퍼티의 경도, 점도, 유동성, 작업성 등을 조절하는 요소이다. 바람직하게는 1~10 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 만약 1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 작업성에 충분히 영향을 줄 수 없으며, 10 중량부 초과 포함되는 경우 늦은 건조 및 퍼티의 과도한 유동성 증가로 인한 퍼티의 역할을 제대로 수행할 수 없기 때문이다.
다음으로 불소 수지는 퍼티의 내약품성을 향상시키는 역할을 함으로써 에폭시 수지와 혼합하여 내약품성 효과를 더욱 극대화 한다. 관련하여 상기 불소 수지는 2~10 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 만약 상기 불소 수지가 2 중량부 미만으로 포함되는 경우 에폭시 수지 단독으로 사용하는 것과 유사한 물성을 보이기에 효과가 미비하며, 10 중량부 초과 포함되는 경우에는 제품 단가의 상승 및 강도의 감소에 악영향을 줄 수 있기 때문이다.
다음으로 나노 실리카 안료는 일반 도료에서의 체질안료 역할 및 상기 에폭시 수지와 결합하여 퍼티의 강도 향상의 역할을 한다. 관련하여 상기 나노 실리카 안료는 1~1,000nm 입도를 갖는 소수성 실리카를 포함하는 것이 바람직한데, 이는 소수설 실리카 자체의 높은 표면 활성을 가지며 낮은 흡습성 및 우수한 분산성을 가짐에 따라 수지와 우수한 호환성을 갖기 때문이다. 또한 퍼티의 비중을 향상시켜 도막을 보다 높게 형성 할 수 있음으로써 도류벽 고정을 보다 단단하게 할 수 있다.
관련하여 상기 나노 실리카 안료는 10~50 중량부 포함되는 것이 바람직한데 10 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 강도 증가에 영향이 없으며, 50 중량부 초과 포함되는 경우에는 부족한 수지분으로 의한 퍼티 강도의 감소 원인이 되기 때문이다.
착색안료는 퍼티에 색상을 부여하기 위한 안료로써 착색안료 대신 나노 실리카 안료 또는 탈크계 체질안료 등을 포함하여도 무관하다. 관련하여 상기 착색안료는 1~5 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 색상이 미비하며 5 중량부 초과 포함되는 경우 퍼티 물성에 영향을 주거나 포함되는 양에 비해 색상 표현이 또렷하지 않기 때문이다.
한편, 상기 주제부의 경우 작업성 효율을 증가하기 위하여 알콜류 용매를 더 포함 할 수 있으나 이에 한정하지는 않으나, 흐름성을 고려하여 비반응성 희석제와 용매의 총량이 10 중량부를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
다음으로 경화제에 포함되는 에폭시 경화제는 에폭시 수지와 반응하여 고(高) 강도, 우수한 부착성 및 내수성의 도막을 형성한다. 바람직하게는 상기 에폭시 경화제는 변성 지방족 아민을 포함한다.
관련하여, 상기 변성 지방족 아민은 디에틸렌트리아민(Diethylene Triamine : DETA) 트리에틸렌테트라아민(Triethylene Tetramine: TETA), 디에틸아미노프로필아민(Diethylamino propyl amine: DEAPA), 멘탄디아민(Menthane diamine: MDA), N-아미노에틸피페라진(N-aminoethyl piperazine: N-AEP), 엠크실렌디아민( M-xylene diamine: MXDA) 및 이소포론디아민(Isophorone diamine: IPDA)군에서 선택된 하나 이상 포함되는 것이 바람직하다.
관련하여, 상기 에폭시 경화제는 50~80 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 50 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 도막의 강도와 부착성이 떨어지는 문제가 있으며 80 중량부 초과 포함되는 경우에는 남아 있는 아민에 의하여 도막의 내수성에 영향을 주고 그로 인한 부착성이 감소되는 경향이 있기 때문이다.
한편, 경화제 부에 포함되는 나노 실리카 안료와 착색안료는 주제부와 동일한 이유로 포함되기에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 주제부와 경화제부는 1:1 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며 주제부가 더 포함되는 경우에는 건조의 문제가 있고 경화제부가 더 포함되는 경우에는 남아 있는 아민에 의한 퍼티의 물성 저하가 문제가 될 수 있기에 상기 중량비로 포함되는 것이 바람직하다.
관련하여, 상기 퍼티는 벽체(100)의 컷팅 부위와 도류벽 고정부(200)의 천공을 모두 매우는 방식으로 사용하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게 최소 50mm 두께의 도막을 형성하여 도포하는 것이 바람직하다. 이는 도류벽의 고정율을 향상 시키기 위함이다.
마지막으로 설치된 도류벽 고정부(200)에 도루벽을 설치하는 도류벽 설치 단계(S400);이다. 본 단계에서는 상술한 퍼티를 이용하여 도류벽(300)과 도류벽 고정부(200)를 접합하되 도류벽 고정부(200)를 길게 하나만 설치 또는 다수개 설치하여 도류벽(300)을 고정할 수 있다.
이때, 상기 도류벽(300) 설치는 바닥면의 경우 ‘ㄷ’자 형태의 도류벽 고정부(200)를 길게 하나 설치하는 것이 바람직한데, 이는 도류벽(300)이 바닥면과 보다 단단하게 고정하기 위함이다.
또한, 상기 도류벽 설치면 천정벽면에 마지막으로 설치가 가능하며 바람직하게는 ‘ㄴ’자 형태의 도류벽 고정부(200)를 길게 하나 설치함으로써 도류벽(300)과 도류벽 고정부(200) 4부위가 단단하게 고정되도록 할 수 있다.
또한, 도류벽(300)과 도류벽 고정부(200)가 접합되는 곳에 상기 상술한 퍼티를 추가도포하여 더욱 단단히 고정할 수 있는데, 일 예로 도 3과 같이 ‘ㄷ’형태의 도류벽 고정부(200)를 다수개 설치하여 고정할 수 있으며, 다른 예로는 도 4와 같이 ‘ㄴ’형태의 도류벽 고정부(200)를 하나 이상 설치하되 동일한 벽체(100)의 일면에 대응되도록 설치하여 도류벽(300)을 고정할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 보다 더 구체적으로 설명하고자 한다.
<제조예 1> 프라이머 제조
아크릴 수지 3 중량부, 폴리올레핀 수지 25 중량부, n-뷰틸 아세트산 8 중량부, 자일렌 20 중량부, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세트산 15중량부 및 디메틸 카보네이트 10 중량부를 교반하여 프라이머를 제조하였다.
<제조예 2 : 실시예 1, 비교예 1~2 제조> 나노 실리카가 포함된 퍼티 제조
나노 실리카를 포함하는 퍼티를 제조하기 위하여 아래 표 1 배합으로 실시예 1 및 비교예 1~2 주제부와 경화제부를 각각 제조하였다.
보다 구체적으로는 에폭시수지와 불소수지 비반응성 희석제를 아래 조성비로 균일하게 혼합하고 다음으로 나노실리카안료와 착색안료를 투입하여 500rpm의 속도로 1시간 정회전 30분간 역회전하여 분산 하였다. 이때, 보다 원활한 분산을 위하여 용매를 조금씩 투입하여 분산성을 조절하였다.
다음으로, 경화제부는 아래 배합의 에폭시 경화제부에 나노실리카 안료와 착색제를 투입하고 상기 주제부와 동일한 방법으로 경화제부를 제조하였다.
관련하여, 주제부와 경화제부의 배합은 당량 250 g/eq을 기준으로하여 주제부와 경화제 부를 제조하였으며 상기 제조된 주제부와 경화제부는 1:1 중량비로 혼합하여 사용하였다.
퍼티 조성물 실시예 1 비교예 1 비교예 2
주제부 에폭시 수지
(YD-134, 국도화학) 		33 15 50
비반응성 희석제
(Hisol) 		1 1 5
불소 수지
(PTFE, 삼일씨앤에프) 		5 2 10
용매
(Benzyl-Achohol) 		2 3 5
나노실리카 안료
(JS-681, JK SILICA) 		59 79 30
착색제
(TiO 2 ) 		3 3 3
경화제부 에폭시 경화제
(TH-439N, 국도화학) 		5 38 60
나노실리카 안료
(JS-681, JK SILICA) 		47 59 37
착색제
(Carbon Black) 		3 7 3
혼합비(중량비) 주제부 : 경화제부 = 1 : 1
<시험예 1> 기본 물성 확인 시험
상기 제조된 퍼티의 주제/경화제의 점도, 흐름성을 확인하였다.
점도는 ASTM D562 기준에 맞게 측정하였으며, 흐름성의 경우 주제 경화제를 혼합하고 200㎛에서의 흐름성을 확인하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
점도(주제)25℃/ cps 30,000 40,000 25,000
점도(경화제)25℃/ cps 1,000 800 2,300
흐름성/ 200㎛ 기준 양호 불량 불량
상기 표 2와 같이 실시예 1의 경우, 주제부가 30,000 cps의 점도를 가지며 경화제가 1,000cps의 점도를 가지는 반면 비교예 1의 경우 수지분이 적음에 따른 주제부 점도가 높음을 확인 하였다. 반면, 비교예 2의 경우 수지양이 많음에 따라 점도 주제는 떨어지는 반면 경화제부의 나노실리카 함Žc이 많음에 따라 점도가 2,300 cps를 나타냈다.
상기 주제와 경화제를 각각 혼합하여 흐름성을 확인한 결과는 실시예 1의 경우 양호한 흐름성을 보였으며, 비교예 1의 경우에는 주제부의 점도가 높음에 따라 흐름성 게이지를 확인이 불가능 하였다. 반면, 비교예 2의 경우에는 흐름성이 200㎛에서 약간 흘러내리는 것을 확인할 수 있었다.
<제조예 3> 퍼티 시공 시편 제조
가로 5,000mm, 세로 5,000mm, 두께 1,000mm 몰탈 콘크리트 소재 시편을 수세하고 이를 상온에서 24시간 자연건조 하였다.
다음으로 상기 수세된 시편의 일면에 깊이 150mm 연결된 형태로 홈을 컷팅하였다. 다음으로 상기 제조된 프라이머를 도포한 다음 6시간 상온에서 건조하였다.
별도로 가로 1,500mm, 세로 2,000mm 크기 ‘ㄴ’형태의 도류벽 고정부의 일측에 지름 20mm 천공을 12개 형성하였다. 다음으로 상기 천공이 형성된 양면을 프라이머를 이용하여 100㎛ 도포한 다음 6시간 상온에서 건조하였다.
다음으로 상기 건조된 시편의 컷팅부에 상기 건조된 도류벽 고정부의 천공이 형성된 면과 퍼티를 이용하여 접합하였다. 이때 퍼티는 상기 제조된 실시예 1 또는 비교예 1, 2 퍼티를 이용하여 시험편을 각각 제조하였다.
다음으로 각각 제조된 시편은 24시간 상온에서 자연건조 하였다.
<시험예 2> 퍼티 도막의 형성에 따른 물성 확인 시험
상기 제조된 시험편의 내약품성을 확인하기 위하여 아래와 같이 시험을 진행하였다. 각 시험에 따른 방법 및 결과는 아래 표 3~4에 정리하였다.
시험종류 시험방법
경도 1) 가로 70mm, 세로 150mm, 두께 3mm의 몰탈면에 3mm 두께로 퍼티를 도포하고 7일 동안 자연건조하여 시편을 제조하였다.
2) D Type(핀경도계)를 이용하여 측정 하였다.
습윤 접착성 1) 가로 190mm, 세로 90mm, 두께 57mm의 콘크리트 블록 9개를 증류수에 24시간 건조한 뒤 충분히 젖은 상태의 면에 퍼티를 3mm 두께로 도포 한 뒤 7일 동안 자연건조하여 시편을 제조하였다.
2) 다음으로 상기 제조된 시편은 침적한 다음 3일 5일, 7일 시간이 경과한 상태에서 소지의 부착 상태를 확인하였다.
투수성 KS F 4921 시험방법에 의거하여 진행하였다.
내습성 KS D 8502 시험방법에 의거하여 진행하였다.
열탄성 1) 가로 70mm, 세로 150mm, 두께 3mm의 몰탈면에 3mm 두께로 퍼티를 도포하고 7일 동안 자연건조하여 시편을 제조하였다.
2) 상기 제조된 시편을 끓는물 90℃에서 30분동안 끓인다음 시편의 상태를 확인 하였다.
부착성 1) 가로 70mm, 세로 150mm, 두께 2mm의 스텐레스, FRP, 주철 면에 1mm 두께로 퍼티를 도포하고 7일 동안 자연건조하여 시편을 제조하였다.
2) 건조 된 시편을 X컷하여 부착성을 확인하였다.
작업성 1) 0℃ 습도 40%이하의 동절기와 유사한 환경에서 퍼티를 시공하여 작업성을 확인하였다.
2) 20℃ 습도 70%이상의 지하실과 유사한 환경에서 퍼티를 시공하여 작업성을 확인하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2
경도 97 92 90
습윤 접착성 양호 불량 불량
투수성 양호 불량 양호
내습성 양호 불량 양호
열탄성 양호 불량 불량
부착성 스텐레스 양호 불량 불량
FRP 양호 불량 불량
주철 양호 불량 불량
작업성 동절기 시공 양호 미흡 미흡
지하실 시공 양호 불량 불량
상기 표 4 결과에 따르면,
먼저 경도 결과값에 따르면 실시예 1의 경우 97의 결과값을 보였으며, 비교예 1과 2의 경우 92, 90의 경도값을 보였다.
습윤 접착성 결과에 따르면, 실시예 1의 경우 우수한 습윤 접착결과를 보였으나 비교예 1과 2의 경우 퍼티가 시공되지 않거나 간단한 손의 악력만으로 소지와 접착이 되지 않는 것을 확인할 수 있었다.
투수성의 경우 시공된 시편의 투수가 되지 않은 경우 양호로 하였으며, 실시예 1과 비교예 2는 투수성이 우수함을 확인할 수 있었다.
내습성과 열탄성 결과에 따르면, 시공된 퍼티가 실시예 1과 비교예 2의 경우 도막의 부품 현상이 없는 것을 확인하였다. 반면 비교예 1의 경우 일부 도막이 부품에 따라 결과가 좋지 않음을 확인하였다.
또한, 부착성 결과에 따르면, 각 소지에 따른 부착성을 확인한 것으로 실시예 1의 경우에만 어떠한 소재에 무관하게 우수한 부착성 결과를 보였다.
마지막으로 작업성의 경우에는 특정 환경에서 시공이 용이한 점을 확인한 것으로 실시예 1의 경우 모든 조건에서도 시공을 용이하게하는 것이 가능하였으나, 지하실 같은 고습도의 환경에서는 비교예 1과 2는 시공이 불가능 하였으며, 추운 동절기 온도의 환경에서는 퍼티가 단단해짐에 따라 시공은 가능하나 높은 점도로 인하여 시공된 면이 평활하게 시공하는데 어려움이 있었다.
이상과 같이 본 발명은 나노 실리카를 포함하도록 제조하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법의 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 벽체
200 : 도류벽 고정부
300 : 도류벽

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 벽체(100)와 바닥의 소지면을 100mm ~ 150mm 깊이로 컷팅하는 소지면 컷팅 단계;
    상기 컷팅된 소지면에 프라이머를 도포하는 소지면 전처리 단계;
    상기 전처리 된 소지면에 도류벽 고정부(200)를 위치하고 퍼티를 도포하는 단계; 및
    상기 설치된 도류벽 고정부(200)에 도류벽(300)을 설치하는 도류벽 설치 단계;를 포함하고,
    상기 퍼티는 주제부와 경화제부로 구성되되,
    상기 주제부는 에폭시 수지 25~35 중량부, 비반응성 희석제 1~10 중량부, 불소 수지 2~10 중량부, 나노 실리카 안료 50~60 중량부 및 착색안료 1~5 중량부를 포함하고
    상기 경화제부는 에폭시 경화제 50~80 중량부, 나노 실리카 안료 10~50 중량부 및 착색안료 0.1~3 중량부를 포함하며
    상기 주제부와 경화제부가 1 : 1 중량비로 혼합되고
    상기 도류벽 고정부(200)는 상기 벽체와 맞닿는 면에 다수개의 천공을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노 실리카를 포함하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 도류벽 고정부(200)는 천공을 형성한 후에 천공이 형성된 도류벽 고정부(200)의 양면을 프라이머로 도포하는 것을 특징으로 하는 나노 실리카를 포함하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법
  4. 제2 항 또는 3항에 있어서,
    상기 프라이머는
    아크릴 수지 1~5 중량부, 폴리올레핀 수지 20~30 중량부, 아세트산 15~25 중량부 및 용매 20~30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 실리카를 포함하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 나노 실리카 안료는 1~1,000nm 입도를 갖는 소수성 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 실리카를 포함하는 퍼티를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법
KR1020220119347A 2022-09-21 2022-09-21 나노 실리카를 포함하는 퍼티 제조 방법 및 이를 이용한 정수장 도류벽의 시공방법 KR102511371B1 (ko)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100694888B1 (ko) 2006-07-19 2007-03-14 주식회사 젠트로 수처리장용 조립식 벽체 구조
KR20070114493A (ko) * 2006-05-29 2007-12-04 김상양 에폭시를 이용한 콘크리트 표면 보호 보수제 조성물과 이를적용하는 공법
KR20120129314A (ko) * 2011-05-19 2012-11-28 (주)지이테크 발열 칼라샌드 조성물을 이용한 무기질 퍼티
KR101447070B1 (ko) 2014-04-23 2014-10-06 주식회사 젠트로 수처리장 내 도류벽 설치수단
KR101975601B1 (ko) 2018-05-18 2019-05-07 주식회사 씨에스에이코스믹 무앙카 조립식 밀폐형 클린도류벽

Patent Citations (5)

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