KR20080012203A

KR20080012203A - 수경성 조성물

Info

Publication number: KR20080012203A
Application number: KR1020070076627A
Authority: KR
Inventors: 요시아끼 사사게; 츠또무 야마까와
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-02-11
Also published as: EP1884503A1; JP4577521B2; CN101200363A; TW200815305A; US7985293B2; TWI414504B; JP2008037663A; EP1884503B1; CN101200363B; US20080028993A1; KR101098139B1

Abstract

본 발명은 수경성 조성물의 물성을 전혀 손상시키지 않고, 도포 작업성을 개선하며 작업 효율을 높일 수 있는 수경성 조성물을 제공한다.

본 발명은 음이온계이며 기포성을 갖는 계면 활성제(A군) 중 1종 이상, 비이온계 소포제인 계면 활성제(B군) 중 1종 이상, 및 수용성 셀룰로오스에테르를 포함하며, A, B군 각각의 계면 활성제의 첨가량이 수경성 조성물 중의 분체 물질에 대하여 고형분으로서 각각 0.000005 내지 0.004 질량％이면서, 또한 수용성 셀룰로오스에테르의 첨가량이 수경성 조성물의 0.02 내지 1.2 질량％인 것을 특징으로 하는 수경성 조성물에 관한 것이다.

수경성 조성물, 계면 활성제, 수용성 셀룰로오스에테르, 비이온계 소포제, 음이온계, 기포성, 도포 작업성

Description

수경성 조성물 {HYDRAULIC COMPOSITION}

본 발명은 경량 모르타르, 보수 모르타르를 비롯한 미장이재(左官材)ㆍ타일 모르타르 등의 수경성 조성물에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 도포 작업성이 개선되어 도포시의 작업 효율이 높은 수경성 조성물에 관한 것이다.

미장이재 등의 흙손(饅)으로 도포하는 수경성 조성물은 예로부터는 천연물의 "진두발" 등의 해조 김을 첨가함으로써 도포시의 작업성을 확보하였다. 그 후, 반합성 수지로서 메틸셀룰로오스가 개발되어, 이후에 일반적으로 사용되었다.

이러한 수경성 조성물에 대하여, 요구되는 물성으로서 양호한 작업성(도포 용이성ㆍ마무리 용이성), 높은 보수성(드라이아웃 등에 의한 경화 불량 방지), 늘어짐(어긋남) 방지성(도포한 모르타르의 자중(自重)에 의한 변형 방지, 발라붙인 타일의 어긋남 방지) 등이 요구되었고, 작업 현장에서의 합리화가 진행되는 근래에 이러한 요구는 점점 높아져 왔다.

일본 특허 공개 (평)11-349367호 공보(특허 문헌 1)에 있어서는, 콘크리트 분야에서의 적응법으로서, 음이온 계면 활성제인 AE제와, 폴리옥시알킬렌 공중합체 등의 수축 감소제와의 조합이 예시되었지만, 여기에 기재되어 있는 콘크리트 분야 에서의 첨가량으로 본 발명에 적용한 경우, 그의 양이 너무 과대하여 작업성이 현저히 열악해짐과 동시에, 경화 물성에도 악영향을 주어 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (평)11-349367호 공보

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 수경성 조성물의 물성을 전혀 손상시키지 않고, 도포 작업성을 개선하여 작업 효율을 높일 수 있는 수경성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 기포성을 갖는 음이온계 계면 활성제와 비이온계의 계면 활성제인 소포제와의 조합에 의해, 도포 작업성을 현저히 개선시킬 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 음이온계이며 기포성을 갖는 계면 활성제(A군) 중 1종 이상, 비이온계 소포제인 계면 활성제(B군) 중 1종 이상, 및 수용성 셀룰로오스에테르를 포함하며, A, B군 각각의 계면 활성제의 첨가량이 수경성 조성물 중의 분체 물질에 대하여 고형분으로서 각각 0.000005 내지 0.004 질량％이면서, 또한 수용성 셀룰로오스에테르의 첨가량이 수경성 조성물의 0.02 내지 1.2 질량％인 것을 특징으로 하는 수경성 조성물을 제공한다.

본 발명에 따르면, 수경성 조성물의 보수성, 강도 특성을 손상시키지 않고, 도포 작업성을 현저히 개선시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 음이온계이며 기포성을 갖는 계면 활성제(A군), 비이온계 소포제인 계면 활성제(B군)를 포함하는 수경성 조성물이다. 통상, 수경성 조성물 중에 기포성을 갖는 계면 활성제를 첨가하면, 수경성 조성물의 단위 용적 질량이 저하되기 때문에 도포 작업성은 개선되지만, 보수성이 나빠지거나, 수경성 조성물 자체의 강도가 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 한편, 소포제인 계면 활성제만을 첨가한 경우에는, 수경성 조성물의 단위 용적 질량이 증가하여 도포 작업성이 현저히 나빠지는 결점을 발생시킨다.

본 발명에 관한 메카니즘은 해명되지 않았지만, 단순히 기포제와 소포제를 이용하여 조성물 중의 공기량을 컨트롤하여 작업성을 개선하는 효과라고 할 수는 없고, 무기 분체에 대한 계면 활성제의 흡착 현상에 의한 분체 표면성 개량 효과가 밀접하게 관계된 것으로 추정된다.

본 발명의 수경성 조성물 중의 음이온계이며 기포성을 갖는 계면 활성제(A군)로서는, 지방산 비누계, 아미드에테르술페이트계, 도데실벤젠술폰산계, 라우릴산계, 라우릴황산계, 라우로일사르코시네이트계, 술포숙신산계, 알킬술페이트계, 알킬에테르술페이트계 등을 들 수 있다. 그의 첨가량은 분체 물질에 대하여 고형분으로서 0.000005 내지 0.004 질량％, 적합하게는 0.00001 내지 0.0035 질량％, 더욱 적합하게는 0.00005 내지 0.003 질량％이다. 음이온계이며 기포성을 갖는 계면 활성제의 첨가량이 0.000005 질량％ 미만이면 작업성 개선의 효과가 확인되지 않고, 0.004 질량％를 초과하면 수경성 조성물 중에 과대하게 공기가 들어가서 강 도가 저하된다.

한편, 비이온계 소포제인 계면 활성제(B군)로서는, 폴리에테르계, 실리콘계, 알코올계, 광유계, 식물유계 등을 들 수 있다. 그의 첨가량은 분체 물질에 대하여 고형분으로서 0.000005 내지 0.004 질량％, 적합하게는 0.00001 내지 0.0035 질량％, 더욱 적합하게는 0.00005 내지 0.003 질량％이다. 비이온계 소포제인 계면 활성제의 첨가량이 0.000005 질량％ 미만이면 작업성 개선이 확인되지 않고, 0.004 질량％를 초과하면 공기가 너무 빠져 작업성이 오히려 악화된다.

또한, 음이온계이며 기포성을 갖는 계면 활성제(A군)과 비이온계 소포제인 계면 활성제(B군)의 첨가 비율은 A/B=10/90 내지 90/10(고형분 질량비)인 것이 바람직하고, 보다 적합하게는 A/B=20/80 내지 80/20, 더욱 적합하게는 A/B=30/70 내지 70/30이다. 첨가 비율(A/B)이 10/90 내지 90/10의 범위 밖인 경우, A군에 의한 거품의 발생이 너무 많아져, 수경성 조성물의 강도 저하를 야기하거나, B군이 너무 많아짐으로써, 필요한 공기까지 빠져 버려 작업성이 현저히 열악해진다.

또한, 이들 계면 활성제의 첨가량은 극미량이기 때문에, A군, B군의 계면 활성제로서, 실리카질 미분말 등의 무기 담지체나, 셀룰로오스에테르 등의 유기 담지체에 함침시켜 둔 것을 사용할 수도 있다. 계면 활성제의 담지체로서의 실리카질 미분말에는, 예를 들면 화이트 카본 등의 무정형 이산화규소, 규조토와 같은 다공질 이산화규소, 다공질 규산칼슘 등을 들 수 있다. 계면 활성제의 담지체로서의 셀룰로오스에테르에는, 후술하는 수용성 알킬셀룰로오스, 수용성 히드록시알킬셀룰로오스, 수용성 히드록시알킬알킬셀룰로오스 등을 들 수 있다.

이 경우, 계면 활성제/유기 또는 무기 담지체=30/70 내지 5/95(고형분 질량비)의 비율로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수경성 조성물은, 보수성, 가소성을 확보하기 위해서 수용성 셀룰로오스에테르를 더 포함한다. 구체적으로는 메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스 등의 수용성 알킬셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등의 수용성 히드록시알킬셀룰로오스, 히드록시에틸에틸셀룰로오스 등의 수용성 히드록시알킬알킬셀룰로오스 등을 들 수 있다. 수용성 셀룰로오스에테르의 첨가량은 조성물 전체의 0.02 내지 1.2 질량％, 바람직하게는 0.03 내지 0.7 질량％, 더욱 바람직하게는 0.04 내지 0.55 질량％ 이다. 수용성 셀룰로오스에테르의 첨가량이 0.02 질량％보다 적으면 충분한 보수성이 확인되지 않고, 드라이아웃이 발생하거나, 가소성이 부족하기 때문에, 바탕(下地)에 대한 밀착성이 나빠지거나 하여, 경화 후의 박리 원인이 되기도 한다. 반대로 1.2 질량％를 초과하면 점성이 너무 높아, 작업성 개선 효과를 기대할 수 없을 뿐 아니라, 경제적으로도 바람직하지 않다.

수용성 셀룰로오스에테르의 점도는 통상 20 ℃, 1 질량％의 수용액으로 한 경우에, B형 또는 브룩필드형 점도계 20 rpm에서 5 내지 30,000 mPaㆍs인 것이 바람직하고, 보다 적합하게는 10 내지 10,000 mPaㆍs, 더욱 적합하게는 15 내지 7,000 mPaㆍs이다. 점도가 5 mPaㆍs보다 낮은 경우에는, 수경성 조성물의 보수성이 불충분해지는 경우가 있고, 30,000 mPaㆍs보다 높은 경우에는, 수경성 조성물의 점성이 너무 높아, 작업성 개선 효과를 기대할 수 없는 경우가 있다.

본 발명의 수경성 조성물은 상기 성분 외에 시멘트, 석고, 세골재, 무기 증량재, 유기 증량재, 물 등을 포함할 수 있다.

시멘트로서는, 보통 포틀랜드 시멘트, 조강(早强) 포틀랜드 시멘트, 중용열 포틀랜드 시멘트, 용광로 시멘트, 실리카 시멘트, 플라이 애쉬 시멘트, 알루미나 시멘트, 제트 시멘트 등의 각종 시멘트를 이용할 수 있다. 또한, 시멘트의 일부 또는 전부를 석고로 대체하여 이용하는 것도 가능하고, 예를 들면 반수석고가 이용된다. 또한, 응결 조정을 위해 무수석고 또는 이수석고를 첨가할 수도 있다. 시멘트 또는 석고의 첨가량(이하, 첨가량에 대해서는 시멘트, 석고, 세골재, 증량재의 합계 질량을 100 질량부로서 표기하고, 그 밖의 혼화제에 대해서는 상기 100 질량부에 대한 질량％로 표기함)은 15 내지 85 질량부, 적합하게는 20 내지 80 질량부, 더욱 적합하게는 25 내지 75 질량부이다. 첨가량이 15 질량부보다 적은 경우에는, 경화가 현저히 지연되거나, 경화되지 않는 문제점이 발생하는 경우가 있다. 또한, 첨가량이 85 질량부보다 많은 경우에는, 건조 수축이나 자체 수축이 발생하고, 경화 후의 표면에 균열이 발생하거나 하는 문제점이 발생하는 경우가 있다.

세골재는 천사(川砂), 산사(山砂), 해사, 쇄사 등이 바람직하고, 미장이용 세골재가 이용되기도 한다. 그의 입경은, 5 mm 이하, 바람직하게는 2 mm 이하, 더욱 바람직하게는 1 mm 이하인 것이 바람직하다. 이러한 첨가량은 85 내지 15 질량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하고, 보다 적합하게는 80 내지 20 질량부, 더욱 적합하게는 75 내지 25 질량부의 범위에서 사용된다. 또한, 세골재의 일부를 무기 또는 유기 증량재와 치환할 수도 있고, 무기 증량재로서는 플라이 애쉬, 용광 로 슬러그, 탈크, 탄산칼슘, 대리석 분말(석회석 분말), 퍼라이트, 시라스 벌룬 등이 사용되고, 입경이 5 mm 이하인 것이 통상 사용되는 범위이다. 유기 증량재로서는, 발포 스티렌 비드, 발포 에틸렌비닐알코올의 분쇄물 등이 사용된다. 이들 입경은 통상 10 mm 이하인 것이 사용된다.

그 밖에, 수경성 조성물의 물성에 악영향을 끼치지 않는 범위에서, 늘어짐ㆍ어긋남 방지 효과가 있는 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥시드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴아미드 등의 합성 고분자나, 펙틴, 젤라틴, 카제인, 웰란검, 젤란검, 로카스트빈검, 구아검, 전분 유도체 등의 천연물 유래의 고분자 등이나, 그 밖의 강도 증강제 등을 병용하는 것은 지장이 없다.

또한, 본 발명의 수경성 조성물은 물을 첨가하여 통상법에 의해 혼련, 시공하지만, 물의 첨가량은 강도 물성 등을 손상시키지 않는 범위에서 소정의 작업성(workability)이 얻어지는 양으로 하는 것이 바람직하다.

<실시예>

이하에, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다.

<<사용 재료>>

시멘트: 보통 포틀랜드 시멘트(타이헤이요 마테리알사 제조)

반수석고: 시약(와꼬 준야꾸사 제조)

미까와 규사: 5ㆍ6호(미까와 게이샤사 제조)

플라이 애쉬: 시판품(도끼와 플라이 애쉬사 제조)

탄산칼슘: 시약(와꼬 준야꾸사 제조)

발포 스티렌 비드: 입경 1 mm 이하

재유화형 분말 수지: LDM7100P(니찌고모 비닐사 제조)

음이온계 기포제(계면 활성제): 표 1에 나타냄

비이온계 소포제(계면 활성제): 표 2에 나타냄

수용성 셀룰로오스에테르: 표 3에 나타냄

표 1 및 표 2에 나타낸 계면 활성제는 전부 실리카질 미분말에 함침(계면 활성제/실리카질 미분말=50/50(고형분 질량비)로 조정)시킨 것을 이용하였다.

HPMC: 히드록시프로필메틸셀룰로오스(히드록시알킬알킬셀룰로오스)

HEMC: 히드록시에틸메틸셀룰로오스(히드록시알킬알킬셀룰로오스)

HEC: 히드록시에틸셀룰로오스(히드록시알킬셀룰로오스)

MC: 메틸셀룰로오스(알킬셀룰로오스)

[실시예 1 내지 10, 비교예 1 내지 5]

상기 재료를 표 4 내지 8에 나타낸 배합으로 하기에 나타내는 방법에 의해 제조하여 수경성 조성물을 얻었다. 이 조성물을 이용하여 테이블 플로우, 작업성, 보수율, 굽힘 강도를 실험하였다. 결과를 표 4 내지 8에 나타낸다.

또한, 하기 표 4 내지 8에 있어서 시료 A, B, C의 첨가량에 대해서는, 분체 물질(예를 들면 물 및 시료 A 내지 C 이외의 물질)에 대한 고형분 질량％이고, 물의 첨가량에 대해서는, 시료 A 내지 C 이외의 물질의 합계량에 대한 질량％이다. 또한, 시료 A/시료 B는 고형분 질량비이다.

[평가 방법]

물 이외의 재료(분체)를 미리 혼합해두고, 5 리터 모르타르 믹서에 분체를 투입하고 교반하면서 소정량의 물을 투입하였다. 혼련을 3분간 행하고, 그 후 이하의 측정을 실시하였다.

<<측정>>

(1) 테이블 플로우 시험

JIS R 5201에 준하였다.

(2) 도포 작업성

관능 시험: 작업원 3명에 의한 평가의 평균값으로 하였다. 기준을 3으로 하고, 5는 가장 도포하기 쉽고, 1은 가장 도포하기 어려운 것을 나타낸다.

(3) 보수율

JIS A 6916에 준하였다.

(4) 굽힘 강도

제조는 JIS R 5201에 준하고, 양생은 JIS A 1171에 준하였다.

Claims

음이온계이며 기포성을 갖는 계면 활성제(A군) 중 1종 이상, 비이온계 소포제인 계면 활성제(B군) 중 1종 이상, 및 수용성 셀룰로오스에테르를 포함하며, A, B군 각각의 계면 활성제의 첨가량이 수경성 조성물 중의 분체 물질에 대하여 고형분으로서 각각 0.000005 내지 0.004 질량％이면서, 또한 수용성 셀룰로오스에테르의 첨가량이 수경성 조성물의 0.02 내지 1.2 질량％인 것을 특징으로 하는 수경성 조성물.
제1항에 있어서, A군과 B군의 첨가 비율이 고형분 질량으로서 A/B=10/90 내지 90/10인 수경성 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수용성 셀룰로오스에테르는, B형 또는 브룩필드형 점도계를 이용한 20 ℃에서의 1 질량％ 농도의 수용액 점도가 20 rpm에서 5 내지 30,000 mPaㆍs인 수용성 알킬셀룰로오스, 수용성 히드록시알킬알킬셀룰로오스, 또는 수용성 히드록시알킬셀룰로오스인 것을 특징으로 하는 수경성 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, A군 및/또는 B군의 계면 활성제가 담지체인 실리카질 미분말에 함침시킨 것인 수경성 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, A군 및/또는 B군의 계면 활성제가 담지체인 수용성 셀룰로오스에테르에 함침시킨 것인 수경성 조성물.