KR20000075094A

KR20000075094A - 거푸집 패널용 피막 조성물

Info

Publication number: KR20000075094A
Application number: KR1019990019474A
Authority: KR
Inventors: 전동신
Original assignee: 전동신
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR100311916B1

Abstract

본 발명은 거푸집 패널(form panel)용 피막 조성물 및 이 조성물을 피복한 거푸집 패널에 관한 것으로, 특히 목질 거푸집 패널에 피복되어 거푸집 패널에 우수한 콘크리트와의 이형성을 부여하는 조성물과 이를 피복한 거푸집 판넬에 관한 것이다

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 a) 아크릴 수지; b) 폴리테트라플루오로에틸렌 수지; 및 c) 경화제로서 비황변형 폴리이소시아네이트계 화합물을 포함하는 거푸집 패널용 피막 조성물 및 이 피막 조성물을 도장한 거푸집 패널을 제공한다.

본 발명의 거푸집 패널용 조성물로 표면이 도장된 거푸집 패널은 콘크리트와의 이형성이 우수하며, 거푸집 공사에서의 재사용 횟수를 증가시켜 사용할 수 있다.

Description

거푸집 패널용 피막 조성물{COATING COMPOSITION FOR FORM PANEL}

[산업상 이용 분야]

본 발명은 거푸집 패널(form panel)용 피막 조성물 및 이 조성물을 피복한 거푸집 패널에 관한 것으로, 특히 목질 거푸집 패널에 피복되어 거푸집 패널에 우수한 콘크리트와의 이형성을 부여하는 조성물과 이를 피복한 거푸집 판넬에 관한 것이다.

[종래 기술]

거푸집 패널(form panel)은 콘크리트 구조물의 거푸집 공사용 칸막이 널(sheet)이다. 일반적인 거푸집 공사는 거푸집 판넬로 일단의 형틀인 거푸집을 지어 이 거푸집 속으로 슬러리(slurry)상의 콘크리트를 주입하여 콘크리트를 양생시킨 후, 거푸집 패널을 제거하여 콘크리트 구조물을 제조한다.

이러한 거푸집 패널은 일반적으로 목질 합판이 많이 사용된다. 그러나 이러한 목질 합판은 콘크리트가 경화된 후 제거할 때 표면의 콘크리트가 일부 패널에 달라 붙어서 원활한 탈리 작업을 방해하는 것 뿐만 아니라 콘크리트 표면이 파손되어 평활한 콘크리트 표면을 얻지 못하는 문제점이 있다. 또한 패널을 재사용하기 위해서는 패널에 달라붙은 콘크리트를 제거해야 하는 데 제거 과정에서 패널이 파손되어 패널을 재사용할 수 없게 되거나 패널의 재사용 횟수가 적어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 목질 합판 거푸집 패널의 표면에 콘크리트 이형제를 피복시켜 사용하는 방법, 목질 합판 거푸집 패널의 표면에 합성 수지 시트(sheet)를 부착시켜 사용하는 방법, 또는 거푸집 패널의 재질을 합성 수지재로 사용하는 방법 등이 시도되었다.

상기 종래 기술들을 상세히 살펴보면 목질 합판 거푸집 패널의 표면에 콘크리트 이형제를 피복시켜 사용하는 방법에 있어서, 콘크리트 거푸집 패널용 합판의 표면에 용제형 우레탄 도료나 무용제형 우레탄 도료 등을 도장한 콘크리트 거푸집 패널용 도장 합판의 사용이 종래부터 사용되어 왔었다.

상기 우레탄 도료는 종래의 용제형 아크릴 도료, 폴리염화비닐리덴 도료와 비교하여 작업환경, 생산성, 콘크리트에 대한 박리성, 콘크리트 성형물의 끝마무리면의 평활성 등이 양호한 것 등의 우수한 특징을 많이 가지고 있기 때문에 많이 사용되었었다. 그러나 일반적으로 경화 전의 우레탄 도료는 수분에 약하여 목질판에 직접 도포할 경우 목질판이 함유하고 있는 수분에 의해 도막 형성이 불량하게 되는 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한 우레탄 도료를 형틀 기판으로서의 합판 표면에 직접 도포하면 도관공이나 표원판의 갈라진 틈새에 기인하여 생긴 함입포에 의해 공기가 도막에 함입되어 기포를 형성하여 도막 표면의 평활성이 불량하게 되는 결점을 나타낸다. 또한 무용제형 우레탄 도료의 경우 합판에 함유된 수분과 이소시아네이트가 반응하여 탄산가스가 방출되어 도장면의 평활성이 우수하지 못하거나 경화 불량이 나타날 수도 있다.

이러한 우레탄 도료를 보완하여 수성 라텍스 또는 에멀젼, 이소시아네이트 화합물 및 충전제를 주성분으로 하는 수지액을 하부에 도장하는 프라이머 코팅을 한 후 우레탄 도료를 상부에 도장하는 방법이 국내 특허 출원번호 제91-5713호에 기재되어 있다. 그러나 이 방법에 사용되는 우레판 도료의 도막은 콘크리트 패널에 필요한 이형성이 부족한 것이어서 거푸집용 패널의 면에 콘크리트가 일부 부착되는 것을 해소할 수 없는 것이며, 이러한 도료를 도장한 거푸집용 패널의 재사용 횟수는 한계가 있었다.

또한 목질 합판 거푸집 패널의 표면에 합성 수지 시트(sheet)를 부착시켜 사용하는 방법은 거푸집 패널의 제조 공정이 생산 소요 인력 및 공정수가 많이 소요되는 공정을 사용하는 문제점이 있다.

또한 거푸집 패널의 재질을 합성 수지재로 사용하는 방법은 버팀 목재와의 열팽창 계수가 크게 차이가 나서 콘크리트의 양생 중에 발생하는 시멘트 수화열 및계절의 기온 변화에 의하여 판넬의 한쪽으로 만곡되는 현상이 나타나는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 고려하여 목질 합판 거푸집 패널의 표면에 콘크리트 이형제를 피복시켜 사용할 때 보다 우수한 시멘트와의 이형성을 나타내는 거푸집 패널용 피막 조성물 및 이를 피복한 거푸집 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여

아크릴 수지; 폴리테트라플루오로에틸렌 수지; 및 경화제로서 비황변형 폴리이소시아네이트계 화합물을 포함하는 거푸집 패널용 피막 조성물을 제공한다.

더 구체적으로는 고형분 기준으로

a) 아크릴 수지 25∼50 중량부;

b) 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 1.67∼25 중량부; 및

c) 경화제로서 비황변형 폴리이소시아네이트계 화합물 10∼20 중량부

를 포함하는 거푸집 패널용 피막 조성물을 제공한다.

상기 조성물에 있어서, 경화촉매가 도막 건조 및 경화시간의 단축을 위하여 수지와 경화제를 합한 고형분 양에 대하여 0.001∼0.01 중량% 더 첨가될 수도 있다. 이 경화촉매는 테트라메틸부탄디아민, 비시클로옥탄, 디부틸틴디라우릴레이트, 트리에틸렌디아민, 징크옥토에이트, 칼슘옥토에이트로 이루어진 군으로부터 2 종 이상 선택하여 사용된다.

상기 아크릴 수지는 수지 기능을 주로 하며, 조성물 내에서 25∼50 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 25 중량부 이하에서는 피막 형성 및 피막의 제반 물성이 불량하게 되며, 50 중량부 이상에서는 가교 밀도의 과도한 증가로 조막성이 저하된다.

상기 폴리테트라플루오로에틸렌 수지는 콘크리트 등의 도막 접촉 물질에 대하여 획기적인 이형성 및 내약품성 등의 기능을 발휘하는 것으로서, 특히 거푸집 패널에 필요한 이형 효과를 얻기 위해서는 아크릴 수지와 폴리테트라플루오로에틸렌 수지의 혼합비는 고형분 중량비로 15 : 1 ∼ 2 : 1 이 바람직하다.

상기 수지들의 혼합비는 15 : 1 이하인 경우 이형 효과가 저하되고, 2 : 1 이상인 경우 조막성이 저하된다.

또한 상기 폴리테트라플루오로에틸레계 수지는 입자 크기가 10 ㎛ 이하가 바람직하다. 10 ㎛ 이상의 크기는 조성물 제조시 분산성이 불량하게 되어 조성물 생산성의 저하 및 저장 안정성 불량이 나타나는 등의 문제점이 있다.

상기 경화제는 상온 경화가 가능하게 하는 목적으로 사용되며, 상기 아크릴 수지의 수산기와 반응할 수 있는 통상적인 비황변형 이소시아네이트가 바람직하며, 특히 내황변성 및 내광성이 우수한 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 경화제의 사용량은 조성물내에서 고형분 기준으로 10∼20 중량부가 바람직하며, 10 중량부 이하는 가교 불량으로 도막 물성이 저하되어 내구력 불량의 원인이 되며, 20 중량부 이상은 가교 밀도의 과도한 증가로 도막이 경질화가 된다.

또한 본 발명은 상기 거푸집 패널용 피막 조성물이 거푸집 패널의 표면에 건조 도막 두께로 10∼100 ㎛ 피복된 거푸집 패널도 제공한다.

상기 건조 도막 두께는 피막 조성물이 피복되어 사용된 용제가 휘발되고, 수지가 경화된 상태의 도막 두께로서 10 ㎛ 이하의 피복은 표면이 평활하지 않은 목질 거푸집 패널 등에 충분한 이형성을 부여할 수가 없는 것이며, 100 ㎛ 이상의 피복은 경제적 가치가 낮다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 단 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

(제 1 조성물의 제조)

아크릴공중합체 수지(분자량 10,000, 수지 고형분 50 중량%, 수산기가 40 ㎎ KOH인 수지) 25 g에 부틸아세테이트와 에틸아세테이트를 2 : 1로 혼합한 용제를 5 g 투입하고 일반 교반기를 사용하여 1000 rpm의 교반속도로 10 분간 교반하였다.

이 교반된 용액에 침강 방지제로 벤톤 페이스트(벤톤 양 10 중량%) 5 g을 넣고 다시 10 분간 교반한 후, 산화티탄(TiO₂; 일본 이시하라사 CR-95) 25 g을 넣고 교반한 다음 분산기를 이용하여 밀베이스(mill base)의 분산 입도가 5 ㎛ 이하가 되도록 분산시켰다.

분산된 밀베이스에 상기와 같은 아크릴공중합체 수지를 22 g 추가 투입하고, 디부틸틴디라우릴레이트와 트리에틸렌디아민 혼합액(중량비 1 : 1)을 0.02 g 투입하고, 크실렌 2 g을 넣은 후 10 분 동안 교반하였다.

또한 별도 용기에서 폴리테트라플루오르에틸렌 수지(Summit사 sp-1010)에 크실렌을 2 : 1의 중량비로 혼합하고, 고속 교반기로 10 ㎛이하의 입도로 분산시킨 폴리테트라플르오르에틸렌 수지 용액 16 g을 투입하여 20 분간 교반하여 제 1 조성물을 제조하였다.

(제 2 조성물(경화제)의 제조)

헥사메틸렌이소시아네이트 수지(바이엘사 데스모더엔-3300) 4 g에 부틸아세테이트와 메틸이소부틸케톤을 1 : 1로 혼합한 용제를 6 g 투입하고 일반 교반기를 사용하여 1000 rpm의 교반속도로 10 분간 교반하여 제 2 조성물(경화제)를 제조하였다.

(피막 조성물의 제조)

상기 제 1 조성물과 제 2 조성물을 85 : 15 의 중량비로 혼합하여 피막 조성물을 제조하였다.

비교예 1

제 1 조성물을 제조하되 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 용액을 투입하지 않고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 조성물을 제조하였다.

제 2 조성물은 실시예 1과 동일한 제 2 조성물을 제조하였다.

상기 제 1 조성물과 제 2 조성물을 75 : 25 의 중량비로 혼합하여 피막 조성물을 제조하였다.

비교예 2

제 1 조성물을 제조하되 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 용액을 제 1 조성물 100 중량부에 대하여 3.75 중량부가 되도록 투입하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 조성물을 제조하였다.

제 2 조성물은 실시예 1과 동일한 제 2 조성물을 제조하였다.

비교예 3

제 1 조성물을 제조하되 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 용액을 제 1 조성물 100 중량부에 대하여 50 중량부가 되도록 투입하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제 1 조성물을 제조하였다.

제 2 조성물은 실시예 1과 동일한 제 2 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기에서 제조된 실시예 1과 비교예 1∼3의 조성물을 각각 다음의 도장 조건으로 도장하고, 각각의 도막을 부착력, 경도, 내약품성, 내충격성, 이형성등의 비교 항목으로 비교 시험하고 그 결과를 표 1에 기재하였다.

(도장 조건 및 도장 시스템)

희석 방법은 피막 조성물(제 1 조성물과 제 2 조성물의 혼합 조성물) 100 중량부에 부틸아세테이트, 크실렌, 메틸이소부틸케톤의 혼합용제(중량비 1 : 1 : 1)를 10∼30 중량부 투입 및 혼합하여 포드컵 #4(25 ℃ 온도 기준)으로 18∼25 초의 점도가 나타나도록 각각의 피막 조성물을 희석하였다.

도장 시스템은 도장 소재로 거푸집용 목재 시편을 준비하고, 이 목재 시편에 하도로서 2 액형 우레탄 프라이머(primer)를 30∼35 ㎛의 마른 도막 두께를 나타내도록 도장하고, 상도에는 상기 희석된 실시예 1 및 비교예 1∼3의 조성물을 30∼35 ㎛의 마른 도막 두께를 나타내도록 도장하였다.

(시험 방법)

부착성은 추천된 도장 시스템에 준하여 상기 제조된 시편을 면도칼을 이용하여 시험 시편 표면까지 닿도록 2 mm 간격으로 교차되게 그어서 바둑판 모양의 눈금 100 개를 만들고 한국 공업 규격 KS A 1528의 셀로판테이프를 충분히 압착시킨 후 90。 방향으로 당겼을 때의 박리 상태를 관찰하였다.

내약품성은 첫째로 내알카리성은 각 시편을 5 중량% 수산화나트륨 수용액에 25 ℃의 온도에서 24 시간 침적시킨 후 꺼내어 평가하고, 둘째로 내산성은 각 시편을 5 중량% 황산 수용액에 25 ℃의 온도에서 24 시간 침적시킨 후 꺼내어 평가하였다. 평가는 도막이 녹거나 현저한 도막 광택 저하가 없는 것을 기준으로 하였다.

내충격성은 듀폰 테스터기에서 1/2 inch 직경, 500 g 중량의 추를 30 cm의 높이에서 각 시편에 자유 낙하시킨 후 도막 박리 상태를 관찰하였고, 도막 박리 상태가 없는 것을 기준으로 하였다.

경도는 각 시편에 미스비시 연필을 그어 경도를 측정하였다.

이형성은 건축용 석회 75 g 과 마른 모래 225 g을 10 메쉬 철망에 통과시켜 걸러서 물 100 g 과 잘 혼합하여 모르타를 제조한 후, 25 ㎠의 면적에 1.5 cm의 두께로 각 시편 위에 부착시키고, 38 ℃의 온도, 95 %의 상대습도 조건 하에서 24 시간 방치하였다. 방치 후 도장면과 모르타르와의 쉽게 떨어지는 정도를 파악하되 10 회 반복 시험하여 도막과의 부착 상태, 도막의 손상 정도 및 도막과의 제거 용이성 등을 관찰하여 종합 평가하였다.

구 분	실시예 1조성물	비교예 1조성물	비교예 2조성물	비교예 3조성물
외 관	◎	◎	◎	○
부착성	◎	◎	◎	△
연필 경도	H	H	H	F
내약품성	내알카리성	◎	◎	◎	◎
내약품성	내산성	◎	○	○	◎
내충격성	◎	○	○	◎
이형성	◎	×	×	◎

상기 표에서

범례 ◎ 는 매우 양호(또는 도막 표면 면적의 95∼100 % 가 양호)를 뜻하며,

범례 ○ 는 양호(또는 도막 표면 면적의 80∼94 % 가 양호)를 뜻하며,

범례 △ 는 보통(또는 도막 표면 면적의 60∼79 % 가 양호)을 뜻하며,

범례 X 는 불량(또는 도막 표면 면적의 60 % 미만이 양호)을 뜻한다.

실시예 3

상기에서 제조된 실시예 1과 비교예 1의 조성물을 각각 다음의 도장 조건으로 90 x 120 mm 크기의 목질 거푸집 패널 10 장의 표면에 도장하고 건조한 후, 5 층 슬라브(slab) 집의 거푸집 공사에 적용하였다. 층별로 3 주간 양생후 탈착하고, 다시 부착하여 총 5 회를 사용하였다. 횟수 별로 콘크리트 부착 정도 및 이형 작업성을 파악하고 그 결과를 표 2에 기재하였다.

(도장 조건 및 도장 시스템)

희석 방법은 실시예 2와 동일하게 희석하였다.

도장 시스템은 도장 소재로 거푸집용 목재 시편을 준비하고, 이 목재 시편에 하도로서 2 액형 우레탄 프라이머(primer)를 일반 롤라를 사용하여 도장하되 마른 도막 두께가 30∼35 ㎛가 되도록 도장하고, 상도에는 하도와 같은 방법으로 상기 희석된 실시예 1 및 비교예 1의 조성물을 30∼35 ㎛의 마른 도막 두께를 나타내도록 도장하였다.

구 분	실시예 1 조성물	비교예 1 조성물
1회 사용시 콘크리트물 부착율(%)	◎	○
2회 사용시 콘크리트물 부착율(%)	◎	○
3회 사용시 콘크리트물 부착율(%)	◎	△
4회 사용시 콘크리트물 부착율(%)	◎	△
5회 사용시 콘크리트물 부착율(%)	◎	×
이형 작업성	우수	보통

상기 표에서,

범례 ◎ 는 거푸집 판넬 표면 면적의 95∼100 %가 콘크리트물이 부착되지

않음을 뜻하며,

범례 ○ 는 거푸집 판넬 표면 면적의 80∼94 %가 콘크리트물이 부착되지

않음을 뜻하며,

범례 △ 는 거푸집 판넬 표면 면적의 60∼79 %가 콘크리트물이 부착되지

않음을 뜻하며,

범례 X 는 거푸집 판넬 표면 면적의 60 % 미만이 콘크리트물이 부착되지

않음을 뜻한다.

또한 이형 작업성은 1 회의 수작업으로 거푸집 판넬이 이형되는 것을 우수로 판정한 것이며, 보통은 지렛대 등의 보조 기구를 사용하여 작업하는 것을 보통으로 나타낸 것이다.

상기 표 2에서와 같이 본 발명의 조성물을 도장한 거푸집 판넬은 이형성이 매우 우수하여 콘크리트물의 부착이 거의 없으며, 이형 작업성도 우수하여 거푸집 판넬의 사용 횟수를 크게 늘려서 재사용할 수 있다.

Claims

거푸집 패널용 피막 조성물에 있어서,

a) 아크릴 수지;

b) 폴리테트라플루오로에틸렌 수지; 및

c) 경화제로서 비황변형 폴리이소시아네이트계 화합물

을 포함하는 거푸집 패널용 피막 조성물.
제 1 항에 있어서,

고형분 기준으로

a) 아크릴 수지 25∼50 중량부;

b) 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 1.67∼25 중량부; 및

c) 경화제로서 비황변형 폴리이소시아네이트계 화합물 10∼20 중량부

를 포함하는 거푸집 패널용 피막 조성물.
제 2 항에 있어서,

테트라메틸부탄디아민, 비시클로옥탄, 디부틸틴디라우릴레이트, 트리에틸렌디아민, 징크옥토에이트 또는 칼슘옥토에이트로 이루어진 군으로부터 2 종 이상 선택되는 도막 건조 및 경화시간의 단축을 위한 경화촉매가 수지와 경화제를 합한 고형분 중량에 대하여 0.001∼0.01 중량% 더 첨가되는 거푸집 패널용 피막 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 a)의 아크릴 수지와 b)의 폴리테트라플루오로에틸렌 수지의 혼합비가 고형분 중량비로 15 : 1 ∼ 2 : 1 인 거푸집 패널용 피막 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 b)의 폴리테트라플루오로에틸렌 수지의 입자 크기가 10 ㎛ 이하인 거푸집 패널용 피막 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 c)의 경화제로서 비황변형 이소시아네이트계 화합물이 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 또는 크실렌디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 거푸집 패널용 피막 조성물.
거푸집 패널에 있어서,

a) 아크릴 수지;

b) 폴리테트라플루오로에틸렌 수지; 및

c) 경화제로서 비황변형 폴리이소시아네이트계 화합물

을 포함하는 거푸집 패널용 피막 조성물이 패널 표면에 도장되어 피막 형성된 거푸집 패널.
제 7 항에 있어서,

고형분 기준으로

a) 아크릴 수지 25∼50 중량부;

b) 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 1.67∼25 중량부; 및

c) 경화제로서 비황변형 폴리이소시아네이트계 화합물 10∼20 중량부

를 포함하는 거푸집 패널용 피막 조성물이 패널 표면에 도장되어 10∼100 ㎛의 마른 도막 두께로 피막 형성된 거푸집 패널.
제 8 항에 있어서,

상기 거푸집 패널용 피막 조성물은 테트라메틸부탄디아민, 비시클로옥탄, 디부틸틴디라우릴레이트, 트리에틸렌디아민, 징크옥토에이트 또는 칼슘옥토에이트로 이루어진 군으로부터 2 종 이상 선택되는 도막 건조 및 경화시간의 단축을 위한 경화촉매가 수지와 경화제를 합한 고형분 중량에 대하여 0.001∼0.01 중량% 더 첨가되는 거푸집 패널.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 a)의 아크릴 수지와 b)의 폴리테트라플루오로에틸렌 수지의 혼합비가 고형분 중량비로 15 : 1 ∼ 2 : 1 인 거푸집 패널.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 b)의 폴리테트라플루오로에틸렌 수지의 입자 크기가 10 ㎛ 이하인 거푸집 패널.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 c)의 경화제로서 비황변형 이소시아네이트계 화합물이 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 또는 크실렌디이소시아네이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 거푸집 패널.