KR20060036865A

KR20060036865A - 내한성 퍼티

Info

Publication number: KR20060036865A
Application number: KR1020040085983A
Authority: KR
Inventors: 문계열
Original assignee: 주식회사 쌍 곰
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-05-02
Also published as: KR100732408B1

Abstract

본 제품은 합성공중합수지와 충전제 및 첨가제로 구성 되어있으며, 특수 첨가제의 조합으로 개발된 기능성 퍼티로서 봄, 가을 일교차가 클 때, 혹은 영하의 기온에서 퍼티의 표면이 동결되거나 크랙이 발생되는 것을 억제하여 퍼티시공이 가능하도록 하며, 겨울철 영하의 기온에서 저장 중 동결된 후 융해되었을 때 사용이 가능하도록 설계되어 시공 및 저장이 편리하도록 개발 되었다.

퍼티, 합성공중합수지, 충전제, 내한성

Description

내한성 퍼티 {Synthetic resin emulsion putty for freezing resistance}

본 발명은 특수 첨가제의 조합으로 봄, 가을 영하의 기온에서 퍼티의 표면이 동결 되거나 크랙이 발생되는 것을 억제하여 퍼티시공이 가능하도록 하며, 혹은 겨울철 영하의 기온에서 저장 중 동결된 후 융해되었을 때, 사용이 가능하도록 설계되어 시공 및 저장이 편리하도록 개발된 기능성 퍼티이다.

봄, 가을에 일교차가 클 때, 건축물 내부 벽면의 석고보드나 옹벽 면에 퍼티 시공 시 영상의 기온에서는 정상적인 시공이 가능하나, 퍼티 작업 후 기온이 영하로 내려가게 되면 퍼티 표면의 동결 또는 양생 중 크랙이 발생하여 시공품질에 매우 나쁜 영향을 주었다. 특히, 아파트 등 대규모의 신축 건물은 난방을 하기 매우 어려워 작업을 중단하였다. 또한, 영하의 기온에 저장 중 제품이 동결되었을 경우 재사용이 불가능하여 폐기하여야 하는 문제점이 있다. 이에 본 제품을 발명하게 되었으며, 본 발명품을 사용 하게 되면 적용 부위의 표면 온도가 영하 20℃ 까지는 정상적인 퍼티 시공이 가능하며, 우수한 시공 품질을 유지할 수 있다.

일반적인 건축현장에서 내부 석고보드, 콘크리트 옹벽 등의 바탕에 도장작(2-ethylhexyl acrylate, 2-EHA), 아크릴산(acrylic acid, AA), 메타크릴산(methacrylic acid, MAA), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 등을 사용하며 내수성을 강화하기 위한 보강제로서 스티렌(stryrene)을 사용하여 제조된 것을 구매하여 사용하면 된다.

증점제는 내한성 퍼티를 고점도의 페이스트(paste)상으로 만들기위하여 사용하며, 주로 셀룰로오스(cellulose)계통의 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Methyl Cellulose, HPMC)를 사용한다. 셀룰로오스는 담수능력이 뛰어나 물 흡수력이 자체 무게의 거의 50배에 가깝다. 물을 머금은 채 팽윤된 상태로 유지되기 때문에 우수한 작업성을 부여하며 바탕의 퍼티가 흘러내리지 않게 한다. 그러나 과량 사용할 경우 끈적임이 강하여 작업성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.

분산제는 조성물 중의 고형분들을 고르게 분산시키는 기능을 하는 것으로서 일반적으로 그래뉼 타입의 흰색 분말 즉, Sodium Hexametaphosphate을 사용한다.

방부제로는 벤조산, 실리실산, 포르말린 등을 사용할 수 있다. 하지만 포르말린은 인체 자극성이 심하므로 가급적 피해야 한다. 내한성 퍼티는 증점 및 부착력을 향상시키기 위하여 셀룰로오스와 같은 천연물을 사용하므로 하절기에 온도, 습도가 높을 때에는 미생물에 의해 부패되어 변질될 수 있으므로 적정량의 방부제업 또는 도배작업이 주류를 이루고 있으나, 퍼티 시공 후 기온이 영하로 내려갈 경우 시공한 퍼티의 표면이 동결되며, 동결되었던 퍼티가 다시 양생되는 과정에서 표면의 크랙 발생, 부착강도 저하 등의 문제점이 발생하였다. 이러한 문제를 해결하 지 못하여 저온일 경우 시공을 중단 하거나, 시공 시 난방을 하여야하는 효율적이지 못한 작업방법을 수행하였다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 건축용 내부 퍼티의 문제점을 해결하고자 특수 첨가제 및 단량체(Monomer)와 분자량을 특성에 맞게 조절한 특수한 합성공중합수지의 사용함으로써 석고보드, 콘크리트 옹벽 등 바탕의 표면 온도가 영하 20℃ 까지는 정상적인 퍼티 시공이 가능하며, 우수한 시공 품질을 유지할 수 있는 내한성 퍼티의 제조 방법을 제시하는 것이다.

본 발명에 따른 내한성 퍼티를 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 전체 조성물에 대하여 5∼10중량%의 합성공중합수지, 0.1∼1중량%의 증점제, 0.05∼0.1중량%의 분산제, 0.05∼0.1중량%의 방부제, 1∼5중량%의 동결방지제, 0.01∼0.05중량%의 소포제, 0.05∼0.1중량%의 pH조절제, 70∼75중량%의 충전제, 20∼25중량%의 희석용매를 포함하는 조성을 갖는다.

합성공중합수지는 통상의 스티렌-아크릴 등의 공중합 합성수지 에멀젼으로서 고형분을 45중량%이상 함유한 것이다. 공중합 합성수지 에멀젼은 아크릴 단량체를 2∼3종 공중합시켜 합성하는데 아크릴 단량체로는 2-에틸헥실아크릴레이트를 필히 첨가하여야 한다.

동결방지제는 저온에서 동결을 방지하기 위한 첨가제로 저분자의 글리콜을 사용한다. 글리콜은 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 글리세린 등이 있다.

소포제는 기포발생을 억제하는 것으로서, 소수성 실리카를 함유하는 폴리에테르-실록산 공중합체와 같은 통상의 비이온성 O/W(Oil in Water type) 에멀젼 등의 상용화된 제품이 사용될 수 있다.

pH조절제는 전체 조성물의 산도(ph)를 조절하는 것으로서 수산화 암모늄 등의 강염기성 물질을 사용한다.

충전제는 탄산칼슘(CaCO₃) 또는 규사를 사용하며, 바람직하게는 탄산칼슘을 사용한다. 충전제는 제품에 적당한 입경을 유지하여 건조 시간을 단축시키며, 시공 작업성을 유지하기 위하여 사용한다.

희석용매로는 물을 사용한다. 물은 적은 양을 증감하여도 점도의 변화가 현저하게 나타나므로 주의깊게 사용하여야한다.

이하 실시 예를 들어 상용화된 제품과 비교하여 본 발명의 구성 및 발명 효과를 보다 상세하게 설명한다.

(실시 예:내한성 퍼티의 제조)

[제조공정]

(1) 20∼25중량%의 희석용매에 0.1∼1중량%의 증점제를 넣고 3∼5분간 혼합 한다.

(2) 0.05∼0.1중량%의 분산제, 0.05∼0.1중량%의 방부제, 1∼5중량%의 동결방지제, 5∼10중량%의 합성공중합수지, 0.01∼0.05중량%의 소포제, 0.05∼0.1중량%의 pH조절제를 혼합기에 차례대로 넣고 약5분간 혼합한다.

(3) 70∼75중량%의 충전제를 혼합기에 투입한 후 혼합한다.

(4) 완전 혼합 후 용기에 포장한다.

본 발명의 효과를 확인하기 위하여 상기와 같이 제조된 내한성 퍼티의 특성을 하기의 측정방법에 따라 측정하여 그 결과를 표-1, 표-2, 표-3에 나타내었다.

[측정방법]

측정방법은 한국 산업 규격(KS)을 인용하였으며, 한국 산업 규격(KS)에 측정 방법이 나와 있지 않는 경우에는 보편화되어 있는 측정 방법을 사용하였다.

(1) 용기 내 상태

뚜껑을 열고 표면에 피막이 있으면 거두어 내고, 또 액상 부분이 윗층에 있으면 교반봉으로 균일하게 한 다음, 속에 굳은 것이 없고 균일한가를 측정하였다. (KS M 5000)

(2) 작업성

플렉시블판(약 500×200×6mm)을 평활한 면을 위로 하여 수평으로 놓고 약 0.5mm의 도막 두께가 되도록 시료를 앞나비가 약 120mm인 강제 주걱으로 칠하여 주걱칠이 쉬우며 평평한 도막이 얻어지는가를 측정하였다. (KS M 6010)

(3) 건조시간

(2)항의 작업성 시험이 끝난 시험편으로 고화 건조(Dry-hard)시간을 측정 하였다. 고화 건조는 엄지와 인지사이에 시험판을 물리되, 도막이 엄지쪽으로 가게하여 힘껏 눌렀다가(비틀지 말고) 떼어 내어 부드러운 헝겊으로 가볍게 문지른다. 이 때, 도막에 지문 자국이 없으면 고화 건조가 된 것으로 한다. (KS M 5000, KS M 6010)

(4) 연마용이성

(3)항의 건조시간 시험이 끝난 시편을 완전 경화(24시간)시킨 후 KS L 6003에 규정한 180번 연마지로 고르게 연마한다. 이 때, 균일하고 부드럽게 연마되어야 하며, 연마분은 건조된 분말로 연마지에서 쉽게 떨어져야한다.(KS M 6010)

(5)연마량

연마지로 25회 왕복 연마 하여 나온 연마분을 0.001g저울로 측정한다.

(6)상도적합성

시험편은 (4)항의 연마용이성 시험이 끝난 것으로 상도 적합성 시험을 실시한다. 상도 도료의 도장 방법은 붓칠로 하고 도장 횟수는 1회로 하며 도포량은 15~20㎖로 한다.

도장 작업에 지장이 없고 상도에 사용한 도료의 도장면에 사이징(cissing), 구멍, 부풂 및 점착이 인지되지 않을 때 "상도에 지장이 없다."라고 한다.(KS M 6010)

(7)불휘발분

휘발성 물질이 증발하는 동안에 형성되는 피막을 파괴하기 위한 적당한 크기 의 강한 철선과 빈접시(밑이 평평한 자기 증발접시)를 함께 무게를 단 다음, 시료를 2.5~3.5g접시에 취하여 무게를 단다. 105±2℃의 항온기에 넣고 가끔 철선으로 형성된 피막을 파괴시키면서 항량이 될 때까지(3시간) 가열 건조시킨 후 항온기에서 꺼내 데시게이터에서 냉각 시킨 후 무게를 측정하여 불휘발분을 계산하였다. (KS M 5000)

(8)부착강도

플렉시블판(약70×70×6mm)의 평활한 면에 실러를 칠하고 3시간 건조하여 시험판으로 한다.

시험판을 수평으로 놓고 얇게 칠하는 것은 0.5mm, 두껍게 칠하는 것은 1.5mm의 도막 두께가 되도록 시료를 강제 주걱으로 골고루 칠한다.

얇게 칠하는 것은 5시간, 두껍게 칠하는 것은 24시간 건조한 후, KS L 6003에 규정한 180~240번 연마지를 사용하여 가볍게 공연마를 하고 표면을 깨끗이 닦아낸다.

깨끗이 닦은 표면에 KS M 5310에 규정한 2급의 도료를 150~200㎖/㎡의 비율로 칠하고, 7일간 방치한 후 강제 어태치먼트를 부착(무게 1kg의 추를 올려 놓는다.)하고 3일간 방치한 후 강제 어태치먼트의 주변을 따라 도막을 관통하여 플렉시블판에 도달할 때까지 긁은 후 하중 속도 1.5~2.0kN/min인 인장 시험기에 부착하여 파단될 때까지의 최대 하중을 측정하여 단위 면적으로 계산하였다.(KS M 6010)

(9)저온 안정성

시료를 지름 약 90mm, 용량 약 500㎖의 용기에 약 0.5kg을 취하고, 온도를 - 5±1℃로 유지한 저온 항온조에 4시간 넣고 꺼내어 20±1℃에 2시간 둔 다음 작업성을 조사하였다.(KS M 6010)

(10)점도

RVT점도계를 사용하여 spindele No. T-E, rpm 5.0에서 측정하였다.

(11)비중

용량100±0.1㎖이며, 가운데 지름이 1mm의 구멍이 있는 뚜껑을 가지고 있는 스테인리스강으로 만들어진 무게를 알고 있는 비중컵에 25±0.5℃로 유지한 시료를 가득 채우고 기포가 완전히 제거된 것을 확인한 다음 뚜껑을 닫고 넘친 시료를 깨끗이 닦아내고 무게를 단 후 비중을 계산하였다. (KS M 5000)

(12)자체 크랙 저항성

두께 약 5mm의 합판에 시료를 1, 3, 5, 7mm로 도포하여 상온에서 양생 시킨 후 24시간 후 크랙 유무를 측정 하였다.

(13)상도 저온 크랙저항성

플렉시블판(약150×50×3mm), 퍼티, 상도 도장용 도료를 온도 5℃ 습도 40%이하의 항온항습기에 2시간이상 방치한 후 사용한다.

플레시블판에 두께1mm로 퍼티를 바른 후 온도 5℃ 습도 40%이하의 항온항습기에 8시간 방치한 후 크랙 발생 유무를 육안으로 관찰한다. 이 후 시편을 상온에서 12시간 이상 방치하여 완전히 건조시킨다. 완전 건조된 시편위에 상도 도장용 도료를 붓 칠한다.

상도 도료의 도장 방법은 붓칠로 하고 도장 횟수는 1회로 하며 도포량은 15~20㎖로 한다. 상도 도료 도장 후 즉시 온도 5℃ 습도 40%이하의 항온항습기에 8시간 방치한 후 꺼내어 상온에서 2시간 건조 후 도막의 크랙 및 박리현상을 육안으로 관찰한다.

(14)상도 부착성

시험편은 (6)항의 상도적합성 시험이 끝난 것으로 공업용 CUTTER칼로 소지면이 보이도록 5mm간격으로 5회 CUT한 후 투명 테이프를 고르게 밀착시킨 후 순간적인 힘을 가하여 45°각도로 당길 때, CUT한 사각면의 파손 여부를 육안으로 관찰한다.

(15)내수성

플렉시블판(약150×50×3mm)의 평활한 면에 시료를 강제 주걱으로 눌러 붙이면서 두께 약0.5mm의 평평한 도막이 되도록 하여 7일간 20±1℃로 건조시킨 후 20±5℃의 물에 24시간 침지한다. 24시간 후 시험판을 꺼내어 2시간동안 방치한 다음 부풂, 갈라짐 및 벗겨짐의 유무를 측정하였다. (KS M 6010)

(16)동결 시간

시료를 약4ℓ의 용기에 약 4kg을 5개 취하여, 0±1℃, -5±1℃, -10±1℃, -15±1℃, -20±1℃의 온도를 유지한 저온 항온조에 각각 넣고 완전히 동결되는 시간을 측정하였다.

(17)퍼티도막 동결 시 표면

플렉시블판(약 150×50×3mm)을 평활한 면을 위로 하여 수평으로 놓고 약 1mm의 도막 두께가 되도록 시료를 앞나비가 약120mm인 강제 주걱으로 칠하여 즉시 -22±1℃의 저온 항온조에 넣고, 8시간 방치한 후 꺼내어 퍼티 상태를 육안으로 관찰하였다.

(18)퍼티도막 동결융해 후 표면 상태

(17)항의 시험이 끝난 시편을 15℃에서 12시간 이상 방치하여 완전히 건조 시킨 후 퍼티 상태를 육안으로 관찰하였다.

(19)포장 상태에서의 동결융해 시간

(16)항 시험 시 -15±1℃, -20±1℃로 동결 시킨 시료를 동결 즉시 꺼내어 20℃에 방치하여 완전히 융해되는 시간을 측정 하였다.

(20)포장 상태에서의 동결융해 후 용기 내 상태

(19)항 시험 후 뚜껑을 열고 표면에 피막이 있으면 거두어 내고, 또 액상 부분이 윗층에 있으면 교반봉으로 균일하게 한 다음, 속에 굳은 것이 없고 균일한가 를 검사하였다. (KS M 5000)

상기 결과에 나타난 바와 같이 실시예의 동결융해 후 모든 물성에서 비교예 보다 우수 하였다. 또한 동결 전의 시험에서 실시 예와 비교예가 동등한 품질을 유지하고 있음을 알 수 있으며, 퍼티 작업 후 동결 시 실시 예는 양생 시 이상이 없으나 비교 예는 품질 저하가 나타남을 알 수 있다.

본 발명품은 기존 퍼티의 단점인 저온 시공을 가능하게 하였으며, 작업성 또한 기존 퍼티와 유사한 수준을 유지 하도록 설계되어 동절기에 건설 현장의 작업자들이 사용하기에 적합하도록 개발된 제품이며, 품질을 기존퍼티 동등 이상으로 유지하여 우수한 공정 진행율을 나타낼 수 있게 설계되었다. 본 발명품은 포장 상태에서 동결되었을 경우 기존 퍼티보다 융해 되는 시간이 빠르며, 기존 퍼티는 보관 중 동결 되었을 경우 폐기처리 하여야 하는 반면에 본 발명품은 동결된 제품이 융해되면 정상적인 사용이 가능하다. 또한, 포장 상태에서 동결되었을 경우 기존 퍼티보다 융해 되는 시간이 빠르게 설계되어 보관 중 불량이 발생할 위험이 적어졌으며, 효과적인 사용이 가능하다.

Claims

합성공중합수지의 함량은 5∼10중량%, 무기물 증점제의 함량은 0.1∼1중량%, 분산제의 함량은 0.05∼0.1중량%, 방부제의 함량은 0,05V0.1중량% , 동결방지제의 함량은 1∼5중량%, 소포제의 함량은 0.01∼0.05중량%, ph조절제의 함량은 0.05~0.1중량%, 충전제의 함량은 70~75중량%, 희석용매의 함량은 20~25중량%인 것을 특징으로 하여 페이스트상으로 제조된 퍼티로서 인테리어용 기초도장, 석고보드 조인트 콤파운드, 목재, 콘크리트 및 석고보드 흠집 보수, 올퍼티 시공 및 미세크랙 충진, 데코레이션 마감용 등으로 사용하는 내한성 퍼티의 조성.