KR102632437B1 - 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents
항균 및 다기능성을 가진 난연주입제 및 이를 이용한 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 목적은, 유해성분인 할로겐 함량이 월등이 낮은 난연 타입으로 화재 시 자기소화 작용으로 인하여 2차 화재를 억제하여 화재 피해를 최소화할 수 있도록 하면서, 항균성과 다기능성 (음이온 방출, 원적외선 방사율, 방사에너지, 항균성) 을 동시에 부여하면서도, 기존의 강도 등의 물성은 그대로 지니는 난연주입제를 개발하고자 하는 것으로, 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 난연주입제로서, 에폭시 수지 20 ~ 80 중량부; 난연제 5 ~ 40 중량부; 제1 첨가제로서 항균제 1 ~ 10 중량부와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 1 ~ 10 중량부와, 제3 첨가제로서 토르마린 1 ~ 10 중량부를 혼합하여 주제(10)를 배합하되, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량은 상기 주제 전체 함량 100중량부에 대해 8중량부 이상이고, 경화제 수지로서 폴리아미드계 경화제 수지 1 ~ 30 중량부; 제2 경화제 10 ~ 50 중량부; 난연제 5 ~ 30 중량부; 제1 첨가제로서 항균제 0.5 ~ 5 중량부와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 0.5 ~ 5 중량부와, 제3 첨가제로서 토르마린 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 경화제(20)를 배합하되, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량은 상기 주제 전체 함량 100중량부에 대해 4중량부 이상이며, 상기 주제와 경화제를 1.5 ~ 2.5 : 1 의 무게비로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항균 능력 및 음이온이나 원적외선 방사가 개선된 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 구조물의 균열이나 열화 등을 통한 누수를 보수하기 위해서는 수발포성 우레탄, 수용성 에폭시 등과 같은 물과 반응성을 가진 유기 합성 고분자 수지계 지수재를 사용하거나, 또는 시멘트에 아크릴, 에틸렌-비닐아세테이트(EVA), 스타이렌-부타디엔 고무(SBR) 등과 같은 수용해성 고무 혼화제를 첨가한 무기질계 지수재를 사용하거나, 또는 물과 반응하여 체적을 늘이는 특징을 가진 벤토나이트 광물입자를 아스팔트, 우레탄, 에폭시수지 등과 같은 유기화합물이나, 시멘트에 아크릴, EVA, SBR 등과 같은 수용해성 고무 혼화제를 첨가한 무기질 혼합물에 첨가한 지수재를 사용하여, 콘크리트 구조체 배면에 강제 주입하여 경화, 발포, 또는 팽윤시키는 방법 등 여러 방법을 사용하고 있다.
그러나, 이러한 수발포성 우레탄, 수용성 에폭시 등과 같은 물과 반응성을 가진 유기 합성 고분자 수지계 지수재는, 초기에는 발포나 경화에 의하여 우수한 지수효과를 발휘하나, 시간이 경과하면서 수축에 의해 지수효과는 점차 떨어져 장기 내구성이 저하되며, 특히, 유기합성 고분자 제품의 경우, 일반적으로 알칼리에 대한 저항성이 열악하여, 물에 용해되어 용출되는 콘크리트의 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨 등과 같은 강알칼리성 용액에 의해 콘크리트 표면과 접착하고 있는 계면에서의 탈락현상이 발생하여 단기간 내에 다시 누수되는 문제점이 있었다.
또한, 시멘트에 아크릴, EVA, SBR 등과 같은 수용해성 고무 혼화재를 첨가한 무기질계 지수재는, 콘크리트 구조체와의 접착성이 없으며, 콘크리트 배면에 주입되었을 때, 누수가 과도한 경우에는 경화되기 이전에 물에 용해되어져 강도를 제대로 발휘하지 못하고, 건조수축에 의하여 균열이 발생함에 따라 다시 누수되는 문제점이 있었다.
따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 많은 특허들이 출원되었으나, 대부분의 보수재는 단순히 누수부위의 천공부분 매움재 및 콘크리트 표면의 방청, 열화 등을 방지하기 위한 마감효과만 나타낼 뿐, 콘크리트 구조물의 완전한 배면 차수 및 균열 보수를 달성하기에는 불가능한 문제점이 있었다.
이에, 콘크리트 구조물의 누수부위의 균열부를 천공하고 배면에 주입하여 누수를 흡수하여 급결 겔화성 및 탄성을 나타내는 난연아크릴레이트계 탄성겔화 차수제를 채워 탄성겔화시켜 방수층을 형성한 후, 상기 누수부위 천공 및 균열부에 주입하여 남은 수분과 반응하여 탄성 및 고강도의 물성을 가지는 발포체를 형성하고, 수분과 반응하지 않은 부분은 자체적으로 탄성 및 고강도의 물성을 가지는 경화물을 형성하는 난연고강도발포우레탄을 채워 경화시켜 보수보강층을 형성하여 콘크리트 구조물의 배면차수 및 균열보수보강을 동시에 시공할 수 있는 콘크리트 구조물 배면차수 및 균열보수보강 동시시공 난연주입제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 배면차수 및 균열보수보강 동시시공 공법을 제공하고자, 대한민국 등록특허 제10-2158118호가 제안되었다.
다만, 이러한 난연주입제의 경우, 방수 및 난연 등의 기능에 대해서는 어느 정도 효과가 있으나, 항균성이나 음이온 또는 원적외선 방출 등의 추가적인 기능에 대해서는 효과가 거의 없다는 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 유해성분인 할로겐(Halogen) 함량이 월등히 낮은 난연 타입으로 화재 시 자기소화 작용으로 인하여 2차 화재를 억제하여 화재 피해를 최소화할 수 있도록 하면서, 항균성과 다기능성 (음이온 방출 196 ION/cc, 원적외선 방사율 0.885 (5 - 20 ㎛), 방사에너지 3.56 x 10²(W/㎡·㎛, 40℃), 항균성 4종 (녹농균, 대장균, 포도상구균, 폐렴균) 의 4균주가 99.99% 소멸되는 원료 특성) 을 동시에 부여하여, 각각의 기능을 가진 기존의 난연주입제에 없었던 것을 다기능성을 동시에 만족할 수 있는 신개념을 도입하면서도, 기존의 강도 등의 물성은 그대로 지니는 난연주입제를 개발하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제는, 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 난연주입제로서, 에폭시 수지 당량(EEW)이 184 ~ 190[g/eq]인 에폭시 수지 20 ~ 80 중량부; 난연제 5 ~ 40 중량부; 제1 첨가제로서 항균제 1 ~ 10 중량부와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 1 ~ 10 중량부와, 제3 첨가제로서 토르마린 1 ~ 10 중량부를 혼합하여 주제(10)를 배합하되, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량은 상기 주제 전체 함량 100중량부에 대해 8중량부 이상이고, 폴리아미드계 경화제 수지로서 활성 수소 당량(A.H.E.W)이 40 ~ 46[g/eq] 인 제1 경화제 수지 1 ~ 30 중량부; 활성 수소 당량(A.H.E.W)이 90 ~ 100[g/eq] 인 제2 경화제 수지 10 ~ 50 중량부; 난연제 5 ~ 30 중량부; 제1 첨가제로서 항균제 0.5 ~ 5 중량부와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 0.5 ~ 5 중량부와, 제3 첨가제로서 토르마린 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 경화제(20)를 배합하되, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량은 상기 주제 전체 함량 100중량부에 대해 4중량부 이상이며, 상기 주제와 경화제를 1.5 ~ 2.5 : 1 의 무게비로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 난연재는 TEP(Tri Ethyl Phosphate)인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 주제(10)에서, 상기 에폭시 수지는 40 ~ 70 중량부이고; 상기 난연제는 15 ~ 35 중량부이며, 상기 항균제는 2.75 ~ 7 중량부이고, 상기 음이온 파우더는 2.75 ~ 7 중량부이며, 상기 토르마린은 2.75 ~ 7 중량부인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 경화제(20)에서, 상기 폴리아미드계 경화제 수지는 5 ~ 20 중량부이고, 상기 제2 경화제는 15 ~ 35 중량부이고, 상기 난연제는 10 ~ 20 중량부이며, 상기 항균제는 1 ~ 2 중량부이고, 상기 음이온 파우더는 1 ~ 2 중량부이며, 상기 토르마린은 1 ~ 2 중량부인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 항균제는 무기질 항균제로서, SiO2, Al2O3, Ag2O 및 ZnO 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속산화물 혹은 그들의 화학적 조성물인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 주제와 경화제를 2 : 1 의 무게비로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제를 이용한 시공방법은, 난연주입제를 이용한 시공방법으로서, (a) 시공할 부위를 사전에 체크하고 씰링 예정부위의 이물질을 제거하는 단계(S100); (b) 상기 (a) 단계 이후, 균열 부위를 결정하고 선정된 균열 부위 위치를 표시하는 단계(S200); (c) 상기 (b) 단계 이후, 상기 주제(10)와 경화제(20)를 혼합하되, 상기 주제와 경화제가 균일하게 혼합될 때까지 충분히 교반하여 골고루 배합하는 단계(S300); (d) 상기 (c) 단계에서 배합된 난연주입제를 적정량 덜어 주입 부위를 제외한 균열부위에 주입할 에폭시가 새어 나오지 않도록 균열표면을 씰링 작업하는 단계(S400); 및 (e) 상기 (d) 단계 이후, 주입제 기기를 사용하여 정해진 주입 부위에 주입하는 작업을 시행하는 단계(S500); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (e) 단계에서 주입제 기기의 사용은, 사용압력 380~700kgf/cm²에서, 토출량은 2단에서 1.2~1.5ℓ/min 로 시행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 난연주입제 제품은 앙카볼트 고착, 교량의 교자장치 고착, 콘크리트 구조물 내진 보수 보강 및 크랙 주입용으로 사용되는 제품이며, 본 발명의 난연주입제 제품은 미세한 균열이나 철판 보강시의 공간에도 쉽게 침투함으로써 강력한 접착력과 완벽한 방수 및 보강 효과를 발휘하게 된다. 또한 경화 후에는 우수한 난연 효과 및 강력한 물리적 강도를 나타내므로 지진에 대한 내진성과 내구 년한을 증진시키는 보강성을 갖게 한다.
특히, 유해성분인 할로겐(Halogen) 함량이 월등이 낮은 난연 타입으로 화재 시 자기소화 작용으로 인하여 2차 화재를 억제하여 화재 피해를 최소화할 수 있도록 하면서, 항균성과 다기능성 (음이온 방출 196 ION/cc, 원적외선 방사율 0.885 (5 - 20 ㎛), 방사에너지 3.56 x 10²(W/㎡·㎛, 40℃), 항균성 4종 (녹농균, 대장균, 포도상구균, 폐렴균) 의 4균주가 99.99% 소멸되는 원료 특성) 을 동시에 부여하여, 각각의 기능을 가진 기존의 난연주입제에 없었던 것을 다기능성을 동시에 만족할 수 있는 신개념을 도입하면서도, 기존의 강도 등의 물성은 그대로 지니는 난연주입제가 가능하다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 관한 다기능성 난연주입제의 원료 배합 과정을 보여주는 도면.
도 2a는 본 발명의 다른 측면에 관한 다기능성 난연주입제를 이용한 시공작업 과정을 보여주는 도면.
도 2b는 본 발명의 다른 측면에 관한 다기능성 난연주입제를 이용한 시공작업 과정의 각 단계에 대한 실제 작업 사진.
도 3a는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 항균시험에 대한 시험성적서.
도 3b 내지 도 3e는, 도 3a의 항균시험을 행한 실제 사진.
도 4는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 음이온 방출시험에 대한 시험성적서.
도 5a는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 원적외선 방사시험에 대한 시험성적서.
도 5b 및 도 5c는, 도 5a의 원적외선 방사시험에 대한 방사율 및 방사에너지 그래프.
도 6은 본 발명의 다기능성 난연주입제의 강도 및 연소시험 성적서.
도 2a는 본 발명의 다른 측면에 관한 다기능성 난연주입제를 이용한 시공작업 과정을 보여주는 도면.
도 2b는 본 발명의 다른 측면에 관한 다기능성 난연주입제를 이용한 시공작업 과정의 각 단계에 대한 실제 작업 사진.
도 3a는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 항균시험에 대한 시험성적서.
도 3b 내지 도 3e는, 도 3a의 항균시험을 행한 실제 사진.
도 4는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 음이온 방출시험에 대한 시험성적서.
도 5a는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 원적외선 방사시험에 대한 시험성적서.
도 5b 및 도 5c는, 도 5a의 원적외선 방사시험에 대한 방사율 및 방사에너지 그래프.
도 6은 본 발명의 다기능성 난연주입제의 강도 및 연소시험 성적서.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 관한 다기능성 난연주입제의 원료 배합 과정을 보여주는 도면이고, 도 2a는 본 발명의 다른 측면에 관한 다기능성 난연주입제를 이용한 시공작업 과정을 보여주는 도면이며, 도 2b는 본 발명의 다른 측면에 관한 다기능성 난연주입제를 이용한 시공작업 과정의 각 단계에 대한 실제 작업 사진이다.
도 3a는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 항균시험에 대한 시험성적서이고, 도 3b 내지 도 3e는, 도 3a의 항균시험을 행한 실제 사진이다. 도 4는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 음이온 방출시험에 대한 시험성적서이고, 도 5a는 본 발명의 다기능성 난연주입제의 원적외선 방사시험에 대한 시험성적서이고, 도 5b 및 도 5c는, 도 5a의 원적외선 방사시험에 대한 방사율 및 방사에너지 그래프이며, 도 6은 본 발명의 다기능성 난연주입제의 강도 및 연소시험 성적서이다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
먼저, 본 발명의 일측면에 따른 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제의 제조방법에 대하여 상술한다.
(항균 및 다기능성을 가진 난연주입제의 원료 배합)
먼저, 본 발명의 일측면에 따른 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제(30)는, 도 1에서 보는 바와 같이, 이후 상술하는 난연주입제용 주제(10)와 경화제(20)를 미리 배합하여 둔 상태에서, 시공 직전 주제(10)와 경화제(20)를 1.5 ~ 2.5: 1로, 바람직하게는, 2:1로 혼합하여 제조하는바, 난연주입제에 사용되는 주제(10)의 배합은 다음과 같다.
① 주제 배합
에폭시 수지 당량(EEW: Epoxy Equivalent Weight)이 184 ~ 190[g/eq](이하, 단위는 동일함)인 에폭시 수지(일례로 YD-128) 20 ~ 80 중량부 (바람직하게는, 40 ~ 70 중량부, 더욱 바람직하게는, 56 ~ 62 중량부, 가장 바람직하게는, 61 중량부); 난연제(일례로 TEP(Tri Ethyl Phosphate)) 5 ~ 40 중량부 (바람직하게는, 15 ~ 35 중량부, 더욱 바람직하게는, 25 ~ 32 중량부, 가장 바람직하게는, 30 중량부); 제1 첨가제로서 항균제 1 ~ 10 중량부 (바람직하게는, 2.75 ~ 7 중량부, 더욱 바람직하게는, 3 ~ 5 중량부, 가장 바람직하게는, 3 중량부)와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 1 ~ 10 중량부 (바람직하게는, 2.75 ~ 7 중량부, 더욱 바람직하게는, 3 ~ 5 중량부, 가장 바람직하게는, 3 중량부)와, 제3 첨가제로서 토르마린 1 ~ 10 중량부 (바람직하게는, 2.75 ~ 7 중량부, 더욱 바람직하게는, 3 ~ 5 중량부, 가장 바람직하게는, 3 중량부)를 혼합하여 주제(10)를 배합한다.
상기 주제에서, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량이 너무 낮으면 (주제 총량 100 중량부 기준으로, 8 중량부 미만이면) 항균 및 음이온과 원적외선 방사 기능이 충분히 발휘되지 않으므로 바람직하지 않으며, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량이 너무 높으면 (주제 총량 100 중량부 기준으로, 18 중량부를 초과하면) 강도에 문제가 있게 된다.
한편, 상기 주제와 혼합되어질 경화제(20)의 배합은 다음과 같다.
② 경화제 배합
폴리아미드계 경화제 수지로서 활성 수소 당량(A.H.E.W: Amine Hydrogen Equivalent Weight)이 40 ~ 46[g/eq] 인 제1 경화제 수지(Polyamide Resin)(일례로 IPDA(Isophorone diamine)) 1 ~ 30 중량부 (바람직하게는, 5 ~ 20 중량부, 더욱 바람직하게는, 8 ~ 15 중량부, 가장 바람직하게는, 10 중량부); 활성 수소 당량(A.H.E.W)이 90 ~ 100[g/eq] 인 제2 경화제 수지(일례로 KH 8502) 10 ~ 50 중량부 (바람직하게는, 15 ~ 35 중량부, 더욱 바람직하게는, 20 ~ 23 중량부, 가장 바람직하게는, 22 중량부); 난연제(일례로 TEP(Tri Ethyl Phosphate)) 5 ~ 30 중량부 (바람직하게는, 10 ~ 20 중량부, 더욱 바람직하게는, 12 ~ 15 중량부, 가장 바람직하게는, 13.5 중량부); 제1 첨가제로서 항균제 0.5 ~ 5 중량부 (바람직하게는, 1 ~ 2 중량부, 더욱 바람직하게는, 1.2 ~ 1.8 중량부, 가장 바람직하게는, 1.5 중량부)와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 0.5 ~ 5 중량부 (바람직하게는, 1 ~ 2 중량부, 더욱 바람직하게는, 1.2 ~ 1.8 중량부, 가장 바람직하게는, 1.5 중량부)와, 제3 첨가제로서 토르마린 0.5 ~ 5 중량부 (바람직하게는, 1 ~ 2 중량부, 더욱 바람직하게는, 1.2 ~ 1.8 중량부, 가장 바람직하게는, 1.5 중량부) 를 혼합하여 경화제(20)를 배합한다.
상기 경화제에서, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량이 너무 낮으면 (주제 총량 50 중량부 기준으로, 4 중량부 미만이면) 항균 및 음이온과 원적외선 방사 기능이 충분히 발휘되지 않으므로 바람직하지 않으며, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량이 너무 높으면 (주제 총량 50 중량부 기준으로, 9 중량부를 초과하면) 접착력에 문제가 있게 된다.
본 발명의 성분에서 가장 핵심이 되는 항균제인 무기질 항균제로서의 가장 바람직한 예는, 다음 [표 1]에서와 같이, SiO2, Al2O3, Ag2O, ZnO 등의 적어도 하나 이상 (바람직하게는, Ag2O 및 ZnO 을 적어도 포함) 의 금속산화물 혹은 그들의 화학적 조성물이다.
상기 주제 및 경화제의 각 성분의 예시적인 제품명은 [표 2]의 실시예에 예시되어 있다.
(항균 및 다기능성을 가진 난연주입제를 이용한 시공방법)
이제, 본 발명의 다른 측면에 관한 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제를 이용한 시공방법에 대하여, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상술한다.
먼저, 준비작업으로 시공할 부위의 균열상태, 폭, 깊이 등을 사전에 체크하여 공정을 결정하고, 씰링 예정부위의 먼지나 오염물을 와이어 부러쉬를 이용하여 제거하고 오염물질이 있는 경우에는 세척신너를 이용하여 표면의 오물이나 이물질 (부유물 (레이턴스), 유분, 스케일, 먼지, 수분, 기타 이물질) 을 깨끗이 제거한다(S100). 실제 도 2b의 (a)에서는 상기 S100 단계의 준비작업을 보여주고 있다.
계속해서, 균열 부위를 결정하고 선정된 균열 부위 위치를 표시한다(S200). 실제 도 2b의 (b)에서는 상기 S200 단계의 균열부위 결정 및 표시 과정을 보여주고 있다.
이후, 상기 주제(10)와 경화제(20)를 일례로 2 : 1 의 무게비로 덜어내어 잘 혼합하여 실링제인 난연주입제(30)를 배합하는바(S300), 실제 도 2b의 (c)에서는 상기 S300 단계의 실링제 배합 단계를 보여주고 있다.
이후, 배합된 난연주입제를 적정량 덜어 주입 부위를 제외한 균열부위에 주입할 에폭시가 새어 나오지 않도록, 일례로 두께 1mm, 폭 30mm 정도로 스페이스씰로 균열표면을 씰링 작업한다(S400). 실제 도 2b의 (d)에서는 상기 S400 단계의 균열부위 씰링 작업을 보여주고 있다.
이후, 주입제 기기를 사용하여 정해진 주입 부위에 주입하는 작업을 시행한다(S500). 실제 도 2b의 (e)에서는 상기 S500 단계의 주입제 주입 작업을 보여주고 있다.
일례로, 주입제 기기는 본 출원인 회사의 'DY-5000' 모델의 주입제 기기를 사용할 수 있는바, 상기 주입제 기기는, 우레탄 지수제 작업, 에폭시 주입 및 충진 작업에 적합하게 고안되어 주입이 잘되고 이동이 간편하여 효율적인 작업 능률을 올릴 수 있다. 사용압력은 380~700kgf/cm²이고, 토출량은 1단에서 0.7~0.8ℓ/min, 및 2단에서 1.2~1.5ℓ/min 이다.
참고로, 상기 모델의 주입제 기기의 사용 방법은 다음과 같다.
① 처음 사용할 때 실린더, 호스, 구찌를 스패너 등으로 헐겁지 않게 꽉 조여 준다.
② 1.5ℓ 플라스틱 페트병의 하단 부위를 잘라내고 거꾸로 돌려 주입구 (11고무링) 에 고정하고 유압유를 2/3정도 채운다.
③ 사용하는 PacKa 는, 도 2b의 (f) 에서 보는 바와 같은 것들 중에서, 작업 현장의 크기에 맞는 것을 사용한다.
④ 전원 플러그는 반드시 220V 단상에 연결하시고 조절 스위치를 2단에 고정하고 푸시버튼을 눌러 작동한다.
⑤ 유압유가 주입구까지 빠져나가면 사용하고자 하는 약제를 페트병에 담아 약제가 나올 때까지 빼낸 다음 1단으로 조정한다.
⑥ 가급적 1단으로 주입하는 것이 좋으며 주입 도중 고압호스가 팽창하면 더 이상 주입하지 말고 헝겊, 보루 등을 주입구에 감싸 약제가 튀지 않게 주의하여 구찌를 좌우로 흔들어 빼내어 다른 주입구에 연속적으로 작업한다.
마지막으로, 검사 단계를 행한다(S600).
시공시 주의할 점으로는, 혼합한 수지의 반응속도는 온도가 높으면 빨라지고 온도가 낮을수록 느려지며, 한 번에 배합하는 양이 많을수록 빠르고 적을수록 느려진다. 따라서, 계절이나 배합량에 따라 상이한 경화시간을 준수하여야 하고, 시공시 온도가 5℃ 이하의 경우는 간접가열에 의하여 온도를 상승시켜 준다. 아울러, 철헤라(SPATULA) 등으로 주제와 경화제가 균일하게 혼합될 때까지 충분히 교반하도록 한다.
실시예1
먼저, [표 2]에서 보는 바와 같이, 에폭시 수지 당량(EEW: Epoxy Equivalent Weight)이 184 ~ 190[g/eq]인 에폭시 수지('국도화학'의 YD-128) 61 중량부; 난연제('영주양행'의 'TEP') 30 중량부; 및 제1 첨가제로서 [표 1]에서와 같은 '(주)금양소재산업'의 항균제 3 중량부와, 제2 첨가제로서 '(주)금양소재산업'의 음이온 파우더 3 중량부와, 제3 첨가제로서 '(주)금양소재산업'의 토르마린 3 중량부; 를 혼합하여 주제(10)를 배합한다.
폴리아미드계 경화제 수지로서, [표 1]에서 보는 바와 같이, 활성 수소 당량(A.H.E.W)이 40 ~ 46[g/eq] 인 제1 경화제 수지('에보닉코리아'의 'IPDA') 10중량부; 활성 수소 당량(A.H.E.W)이 90 ~ 100[g/eq] 인 제2 경화제 수지('국도화학'의 KH 8502) 25 중량부; 난연제('영주양행'의 'TEP') 30 중량부; 및 제1 첨가제로서 [표 1]에서와 같은 '(주)금양소재산업'의 항균제 1.5 중량부와, 제2 첨가제로서 '(주)금양소재산업'의 음이온 파우더 1.5 중량부와, 제3 첨가제로서 '(주)금양소재산업'의 토르마린 1.5 중량부; 를 혼합하여, 경화제(20)를 배합한다.
이후, 상기 주제와 경화제를 2 : 1 의 무게비로 하여, 철헤라(SPATULA) 등으로 주제와 경화제가 균일하게 혼합될 때까지 충분히 교반하도록 한다.
실시예2
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 59.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 3.5 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 21.1 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 13.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 1.8 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
실시예3
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 58 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 4 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 21 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 13 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 2 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
실시예4
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 56.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 4.5 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 20.1 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 13 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 2.3 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
비교예1
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 70 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 0 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 25 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 15 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 0 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다. (상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량이 8중량부 미만이다 - 이하의 다른 비교예도 동일함).
비교예2
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 68.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 0.5 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 24.1 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 15 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 0.3 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
비교예3
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 67 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 1 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 24 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 14.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 0.5 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
비교예4
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 65.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 1.5 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 23.1 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 14.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 0.8 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
비교예5
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 64 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 2.5 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 23 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 14 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 1 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
비교예6
주제에서 상기 에폭시 수지(YD-128)의 함량을 62.5 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 2.5 중량부로 하고, 경화제에서 상기 제2 경화제 수지(KH 8502)의 함량을 22.1 중량부로, 상기 난연제('TEP')의 함량을 14 중량부로, 제1 내지 제3 첨가제의 함량을 각각 1.3 중량부로 하는 것 외에는, 상기 실시예1과 동일하다.
실험예1 내지 실험예5
이제, 상기 실시예1에 의해 제조된 난연주입제에 대하여, '사단법인 한국원적외선협회'에서 직접, 그리고 상기 실시예2 ~ 4 및 비교예들에 의해 제조된 난연주입제에 대하여, 상기 '사단법인 한국원적외선협회'에서 행한 실험 방식과 동일한 조건 및 방식으로, 항균성 4종 (녹농균, 대장균, 포도상균 및 폐렴균) 에 대한 항균성 시험, 음이온 방출 시험 및 원적외선 방사율과 방사에너지 시험을 행하였다.
본 발명의 최적 실시예(실시예1)에서는, 모든 항목에서 "최적 조건"으로 평가되었으며, 여타 실시예에서도 동일한 효과를 나타내었다. 다만, 실시예1에 비하여, 실시예2 내지 실시예4로 갈수록 강도가 다소 떨어지는 점이 발견되었으나, 크게 염려할 정도는 아니었다.
실험예1
보다 구체적으로, 상기 실시예1 내지 실시예4에서의 난연주입제에서는 공히, 24시간 후 세균 감소율이 99.9% 이하로 떨어졌는바, 거의 완벽하게 균이 제거됨을 발견하였다 (시험방법 및 사용균주와 실험조건에 대하여는 도 3a 내지 도 3e 참조).
이에 비하여, 비교예1 내지 비교예6에서의 접착제에서는, [표 2]의 하단에서 보는 바와 같이, 24시간 내에 균이 완전히 제거되지 않음을 알 수 있었으며, 요구물성에 미흡함을 알게 있었다 (특히, 비교예1의 경우에는 매우 미흡함).
실험예2
또한, 상기 실시예1에서의 난연주입제에서는, 120×100 mm 시험편에서 196개의 음이온이 측정되었으며, 이는 상기 실시예2 내지 실시예4에서의 난연주입제에서, 더욱 증가함을 발견하였다 (시험방법 및 실험조건에 대하여는 도 4 참조).
이에 비하여, 비교예1 내지 비교예6에서의 접착제에서는, [표 2]의 하단에서 보는 바와 같이, 이온수가 각각, 30, 51, 79, 99, 116 및 146개로서, 실시예들의 난연주입제의 경우에 비해 크게 뒤떨어짐을 알 수 있었으며, 요구물성에 미흡함을 알 수 있었다 (특히, 비교예1의 경우에는 매우 미흡함).
실험예3
더욱이, 상기 실시예1에서의 난연주입제에서는, 5~20 ㎛의 방사율이 0.877이고, 방사에너지도 3.56×102 [W/㎡·㎛] 인 것으로 측정되었으며, 이는 상기 실시예2 내지 실시예4에서의 난연주입제에서, 더욱 증가함을 발견하였다 (시험방법 및 실험조건에 대하여는 도 5a 내지 도 5c 참조).
이에 비하여, 비교예1 내지 비교예6에서의 난연주입제에서는, [표 2]의 하단에서 보는 바와 같이, 원적외선 방사율이 각각, 0.324, 0.368, 0.584, 0.693, 0.736, 0.792 로서, 실시예들의 난연주입제의 경우에 비해 크게 뒤떨어짐을 알 수 있었으며, 요구물성에 미흡함을 알 수 있었다 (특히, 비교예1의 경우에는 매우 미흡함).
실험예4
참고로, 상기 실시예1에 비해, 실시예2에서 실시예4로 갈수록 첨가제인 무기물 양의 증가에 따라 강도가 다소 저하됨을 발견하였는바, 실시예들의 경우에는 실시예1의 난연주입제가 모든 면에서 가장 적합함을 알 수 있었다.
특히, 실시예1의 난연주입제의 경우에는, 압축강도, 접착강도, 인장강도 및 인장파괴신장율 모두 적합 판정을 받았으며, 20mm 수직 연소시험 결과도 UL94 V-0 급으로 난연성도 매우 우수하였다 ([표 3] 및 도 6 참조).
| 제품명 | 난연주입제 DNY-1100 | |
| 항 목 | 측정 결과 | 시 험 방 법 |
| 압 축 강 도 (Ν / ㎟) | 121 | KS A 4923 |
| 접 착 강 도 (Ν / ㎟) | 7.4 | KS A 4923 |
| 인 장 강 도 (Ν / ㎟) | 58 | KS A 4923 |
| 인장파괴 신장률 (%) | 2 | KS A 4923 |
| 20mm 수직 연소 시험 | V - 0 | UL-94 |
이외에도, 본 발명에 따른 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제 및 이를 이용한 시공방법에 의하면, 다음의 장점들이 존재한다.
(1) UL-94 V0 급 난연 제품이다.
(2) Non-Halogen Free 친환경 제품이다.
(3) 시멘트 몰탈, 콘크리트, 철근 등의 재질에 강력하게 접착된다.
(4) 물리적 강도 및 내수성, 내후성이 우수하여 내진성 및 보강성을 가진다.
(5) 경화시 발열이 작고, 경화수축이 미세하다.
(6) 4계절에 따른 온도변화에 따라 하계, 춘추용, 동계로 나누어 경화속도에 따른 작업성을 최대화시킨 제품이다.
(7) 저점도형 타입으로 고압주입 및 저압주입 작업에 적합하도록 최적의 점도와 유동성을 가지고 있다.
(8) 경화 후 연성을 가지고 있어 진동에 대한 내진성을 가지고 있다.
(9) 음이온 방출이 196으로 우수하다.
(10) 원적외선 방사율이 0.885로 그 효과가 우수하다.
(11) 방사에너지가 3.56 x 10²로 그 효과가 우수하다.
(12) 항균 효과가 우수하다(대장균, 녹농균, 포도상균, 폐렴균: 99.9% 이상)
본 발명에 따른 항균 및 다기능성을 가지고 있는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제 및 이를 이용한 시공방법은, 다음의 여러 산업 분야에 적용가능하다.
(1) 콘크리트 구조물의 균열부위 주입보수.
(2) 콘크리트 구조물의 내진 보수 보강용 주입재.
(3) PC판(板), 콘크리트 성형품의 균열부위 주입보수.
(4) 슬라브, 기둥 등의 앙카보강.
(5) 콘크리트 미장몰탈, 미장타일 등의 들뜸부위 주입 접착.
(6) 콘크리트의 노화 · 취약부 육성보강용 몰탈재.
(7) 철판 보강 및 내진 보수 보강용 주입재, 기계 기초용 주입재.
(8) 앙카볼트 고착용.
(9) 교량의 구조물 보강 및 교자 장치 고착용시간 (최종강도의 80% 정도가 발현되는 시간) 단축.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
10 : 주제
20 : 경화제
30 : 난연주입제
20 : 경화제
30 : 난연주입제
Claims (8)
- 주제와 경화제로 이루어지는 2액형 난연주입제로서,
에폭시 수지 당량(EEW)이 184 ~ 190[g/eq]인 에폭시 수지 20 ~ 80 중량부; 난연제 5 ~ 40 중량부; 제1 첨가제로서 항균제 1 ~ 10 중량부와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 1 ~ 10 중량부와, 제3 첨가제로서 토르마린 1 ~ 10 중량부를 혼합하여 주제(10)를 배합하되, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량은 상기 주제 전체 함량 100중량부에 대해 8중량부 이상이고,
폴리아미드계 경화제 수지로서 활성 수소 당량(A.H.E.W)이 40 ~ 46[g/eq] 인 제1 경화제 수지 1 ~ 30 중량부; 활성 수소 당량(A.H.E.W)이 90 ~ 100[g/eq] 인 제2 경화제 수지 10 ~ 50 중량부; 난연제 5 ~ 30 중량부; 제1 첨가제로서 항균제 0.5 ~ 5 중량부와, 제2 첨가제로서 음이온 파우더 0.5 ~ 5 중량부와, 제3 첨가제로서 토르마린 0.5 ~ 5 중량부를 혼합하여 경화제(20)를 배합하되, 상기 제1 내지 제3 첨가제의 함량은 상기 주제 전체 함량 100중량부에 대해 4중량부 이상이며,
상기 주제와 경화제를 1.5 ~ 2.5 : 1 의 무게비로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제. - 제 1 항에 있어서,
상기 난연제는 TEP(Tri Ethyl Phosphate)인 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제. - 제 1 항에 있어서,
상기 주제(10)에서, 상기 에폭시 수지는 40 ~ 70 중량부이고; 상기 난연제는 15 ~ 35 중량부이며, 상기 항균제는 2.75 ~ 7 중량부이고, 상기 음이온 파우더는 2.75 ~ 7 중량부이며, 상기 토르마린은 2.75 ~ 7 중량부인 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제. - 제 1 항에 있어서,
상기 경화제(20)에서, 상기 폴리아미드계 경화제 수지는 5 ~ 20 중량부이고, 상기 제2 경화제는 15 ~ 35 중량부이고, 상기 난연제는 10 ~ 20 중량부이며, 상기 항균제는 1 ~ 2 중량부이고, 상기 음이온 파우더는 1 ~ 2 중량부이며, 상기 토르마린은 1 ~ 2 중량부인 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제. - 제 1 항에 있어서,
상기 항균제는 무기질 항균제로서, SiO2, Al2O3, Ag2O 및 ZnO 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속산화물 혹은 그들의 화학적 조성물인 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제. - 제 1 항에 있어서,
상기 주제와 경화제를 2 : 1 의 무게비로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 난연주입제를 이용한 시공방법으로서,
(a) 시공할 부위를 사전에 체크하고 씰링 예정부위의 이물질을 제거하는 단계(S100);
(b) 상기 (a) 단계 이후, 균열 부위를 결정하고 선정된 균열 부위 위치를 표시하는 단계(S200);
(c) 상기 (b) 단계 이후, 상기 주제(10)와 경화제(20)를 혼합하되, 상기 주제와 경화제가 균일하게 혼합될 때까지 충분히 교반하여 골고루 배합하는 단계(S300);
(d) 상기 (c) 단계에서 배합된 난연주입제를 적정량 덜어 주입 부위를 제외한 균열부위에 주입할 에폭시가 새어 나오지 않도록 균열표면을 씰링 작업하는 단계(S400); 및
(e) 상기 (d) 단계 이후, 주입제 기기를 사용하여 정해진 주입 부위에 주입하는 작업을 시행하는 단계(S500);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제를 이용한 시공방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 (e) 단계에서 주입제 기기의 사용은, 사용압력 380~700kgf/cm²에서, 토출량은 0.7~1.5ℓ/min 로 시행하는 것을 특징으로 하는 항균 및 다기능성을 가진 난연주입제를 이용한 시공방법.
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