KR20140009698A - 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법 - Google Patents

건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물의 콘크리트로 만들어진 통로, 교실, 계단 또는 주차장 등의 바닥 표면을 강화하기 위한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계와, 전처리단계 처리된 바닥 표면에 수용성 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계와, 하도단계 처리된 바닥 표면에 표면강화제를 도포하는 중도단계와, 중도단계 처리된 표면강화제의 상부면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 인체에 무해한 표면강화제를 이용하여 표면강화 시공하는 효과와, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성이 향상된 표면강화제를 이용하여 콘크리트 바닥의 표면강화 시공을 수행하여, 기능성이 향상된 콘크리트 바닥을 제공하고, 시공방법이 단순화된 바닥의 표면 강화 시공방법을 제공가능한 효과를 얻을 수 있다.

Description

건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법{Construction method for eco-friendly surface reinforcement of building floor}
본 발명은 건축물의 콘크리트로 만들어진 통로, 교실, 계단 또는 주차장 등의 바닥 표면을 강화하기 위한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계와, 전처리단계 처리된 바닥 표면에 수용성 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계와, 하도단계 처리된 바닥 표면에 표면강화제를 도포하는 중도단계와, 중도단계 처리된 표면강화제의 상부면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 분야이다.
종래 콘크리트 바닥의 마감처리방법은 콘크리트 바닥의 표면에 아무런 마감처리를 하지 않은 노출 상태로 유지시키거나, 표면을 폴리싱하여 갈아내고 매끄럽게 만든 다음 일정의 보강ㆍ광택재를 도포한 후 재차 폴리싱하는 방법을 이용하거나, 일정의 기능성 도포제를 바닥의 표면에 도포하는 방법을 이용하였다.
특히, 바닥에 일정의 기능성 도포제(표면강화제)를 도포하여 건축물 바닥의 표면을 강화시키기 위한 방법은 기본적인 기능 이외에 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등 기능을 갖춘 표면강화제의 발달로 다양한 시공방법이 제시되고 있다.
국내등록특허 제10-1036311호에는 천연석 무늬형성 도료 조성물에 관한 것으로서, 1차조성물, 2차조성물, 조막형성조제, 증점제, 방부제, 분산제 및 소포제가 혼합되어 조성된 천연석 무늬형성 도료 조성물이고, 상기 1차조성물은 아크릴수지에멀션, 물, 80∼140메쉬의 천연규사, 체질안료 및 착색제로 조성되며, 상기 2차조성물은 아크릴수지에멀션, 물, 80∼140메쉬의 천연규사 및 유리섬유로 조성되는 천연석 무늬형성 도료 조성물이 공개되어 있다.
상기 종래 기술은 바닥의 표면에 천연석의 무늬를 부여할 수 있는 효과를 실현하였으나, 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등 기능성이 다소 미약한 문제가 제시되고 있는 실정이다.
또한 국내등록특허공보 제10-0610457호에는 우수한 내오염성 및 탄성을 갖는 수성도료용 조성물이 개시되어 있고, 한국 등록특허공보 제1999-014598호에는 균열 추종성 건물 단열용 수성도료 조성물에 관한 사항이 공개되어 있다. 그러나 이러한 도료는 방수성능이 우수하지 못하고, 내구성 등에서도 띄어난 성능을 보내주지 못한다.
아울러, 현재 다양한 침투성 도포방수제가 제조 시판되고 있으나 그 효과와 내구성에 있어서 많은 문제점이 노출되고 있다. 즉 주종을 이루고 있는 용제형인 폴리스티렌, 폴리염화비닐과 수용액형인 염화비닐, 염화비닐리덴 에멀젼등의 침투성도포방수제는 건축물의 바닥에 도포하였을 때 건물에 부자연스러운 광택을 가져오고 또 산소, 일광등의 영향으로 쉽게 노화하여 수명이 짧고 쉽게 풍화하여 그 성능을 잃게 된다.
한편 유성계 도료는 벤젠, 톨루엔, 자일엔 등의 방향족용제를 다량 사용했으므로 작업자의 인체에 유해한 VOC 및 납, 중금속, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 포름알데히드(발암성 물질) 유독성분이 함유되어 있어 대기환경규제에 저촉될 뿐 아니라 페인트벽면의 팽윤이나 변색을 가져온다. 예로서 일본제철화학주식회사 제품인 실리콘수지용제형 침투성 도포방수제 아쿠아씰(상품명)과 영국 엘피, 아이 사 제품인 리퀴드 플라스틱(상품명)은 석유계 용제사용으로 인해 페인트벽면에 분무했을 경우 벽면의 팽윤과 변색을 가져온다. 파라핀왁스를 원료로 한 에멀젼 형태의 침투성도포방수제는 생산가격이 저렴하기는 하나 유화제의 영향으로 백화ㆍ황변현상이 생기는 경우가 대부분이고 내마모성이 약하여 그 효과가 오래 지속되지 못하는 것으로 알려져 있다.
아울러 수성계 도료에 있어서는 암모니아, 포름말린을 함유하고 있으며 현장 작업성에 있어서는 도료 조성물의 부착성이 약하여 모체에 침투 건조하기 전 원액이 흘러내려서 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성 향상 기능을 발휘하지 못하여 건물의 수명보호 및 보수 도포에 기능 취약점이 많다는 단점이 있다.
또한 불소화합물계 도료는 여러 가지 면에서 성능이 우수하지만 타제품에 비하여 가격이 월등히 고가인 단점이 있다.
최근에는 삶의 질이 향상됨에 따라 주거문화의 안정성, 보건성 등을 중요시 여김에 따라 인체에 유해한 휘발성 유기화합물(VOC)에 의해서 실내공기가 오염되는것을 해결할 수 있는 기술이 필요하다. 종래의 표면강화제는 유성도료로 설계 및 생산됨으로 기본적인 성능은 만족시키고 있으나, 새집증후군을 일으키는 휘발성 유기화합물(VOC)에 대한 규정이 미흡하거나 없기 때문에 환경 친화적인 성능이 부족한 실정이다.
현재 가장 많이 사용되고 있는 콘크리트 바닥 표면처리 마감재로는 에폭시수지, 우레탄수지, 비닐수지 등을 주제로 하는 합성수지 도료형 마감재가 있으며, 상기 에폭시 및 우레탄 수지는 굴곡성, 신축성, 방진성, 내오염성이 우수하고, 작업성, 속건성이 우수할 뿐만 아니라 초기 접착력이 매우 탁월하며, 내수성이 우수하고 다량의 각종 충진제의 사용이 가능한 이점이 있다.
그러나 에폭시, 우레탄계 바닥재는 대부분 휘발성 유기화합물이 포함된 제품으로 시공 시 작업자의 작업환경 위험, 시공 후 잔여 용제의 계속적인 휘발로 인한 시공자 및 이용자의 장기적 위험 노출과 같은 인체에 대한 치명적 악영향 문제가 있을 뿐만 아니라 휘발성 용제로 인한 작업 시 높은 화재 발생요인 및 시공 후 화재에 매우 취약하며, 화재 시 다량의 유독한 가스 발생 등으로 자칫 대형 사고를 부를 수 있는 화재의 문제가 있다.
특히, 에폭시계 바닥재는 비스페놀 A와 휘발성 환경유해화합물(VOCs 44mg/kg)이 다량 발생되고 중금속인 납성분(70mg/kg)을 다량 함유하고 잇어 인체에 심각한 영향을 주며(유방암, 발기부진, 고환암, 특히 임산부에게 치명적임), 환경유해화합물(VOCs)의 수치는 기준치(4mg/kg)를 11배나 넘는 수치로 이러한 성분들은 화제시 유독가스를 배출해 많은 인명피해를 초래하는 문제점을 안고 있으므로 주차장 등에 이러한 유기계 바닥재 사용이 규제되고 있다.
또한 상기 에폭시, 우레탄계 바닥재는 표면 내수성은 우수하나 수압에 약해 박리가능성이 있고, 콘크리트와 함수율과 신축율이 달라 장기 접착력에 문제가 있으며, 인위적인 색상 및 디자인이 단순하고 자외선 및 수분에 약해 외부사용에 문제가 있을 뿐만 아니라 영상 5도 이상에서 시공해야 하는 문제가 있다.
즉, 상기 에폭시, 우레탄계 바닥재는 콘크리트면 거동에 의한 저항성이 부족하고, 바닥재 자체가 가지고 있는 접착특성에 의하여 콘크리트 바닥면에 단순히 접착된 상태만을 유지하므로 시간이 경과함에 따라 무기계인 시멘트 바닥면과의 파단, 박리, 탈락현상이 발생하며, 열변화에 적응력이 떨어져 고온 및 물을 사용하는 장소에서는 수분의 증발압력에 의한 시공부위 들뜸(부풀어오름)현상이 발생하고, 가연성 재료를 사용함으로써 화재발생시 인화점이 확산되는 위험성이 상존할 뿐만 아니라 통기성이 없고, 탄성계수 차이에 의하여 2차적인 열화현상을 가속시키는 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구된다.
본 발명은 건축물 바닥 표면강화 시공방법의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 건축물 바닥 표면강화 시공방법은 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계와 전처리단계 처리된 바닥의 표면에 접착제인 프라이머를 도포하는 하도단계와, 프라이머의 상부면에 표면강화제를 도포하는 중도단계와, 중도단계 처리된 표면강화제의 상부면에 상도제를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되어, 시공이 복잡한 문제가 발생하였고, 중도단계의 표면강화제가 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성이 미약하여, 시공완료된 벽체의 기능성이 미흡한 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계와; 상기 전처리단계 처리한 바닥의 표면에, 수용성 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계; 상기 하도단계 처리한 바닥의 표면에, 물 100중량부에 대하여, 아크릴계 공중합체 수지 20~60중량부와; 실리카 에어로젤 0.5~3중량부와; 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone) 공중합체 수지 1~10중량부와; 분산제 0.5~3중량부와; 경화제 0.5~5중량부와; 안료 10~20중량부;를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 중도단계와; 상기 중도공정 처리한 표면강화제의 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계;를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법을 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법은 인체에 무해한 표면강화제를 이용하여 표면강화 시공하는 효과와, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성이 향상된 표면강화제를 이용하여 콘크리트 바닥의 표면강화 시공을 수행하여, 기능성이 향상된 콘크리트 바닥을 제공하고, 시공방법이 단순화된 바닥의 표면 강화 시공방법을 제공가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 콘크리트로 만들어진 건축물의 바닥 표면을 강화하기 위한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것으로서, 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계와; 상기 전처리단계 처리한 바닥의 표면에, 수용성 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계; 상기 하도단계 처리한 바닥의 표면에, 물 100중량부에 대하여, 아크릴계 공중합체 수지 20~60중량부와; 실리카 에어로젤 0.5~3중량부와; 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone) 공중합체 수지 1~10중량부와; 분산제 0.5~3중량부와; 경화제 0.5~5중량부와; 안료 10~20중량부;를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 중도단계와; 상기 중도공정 처리한 표면강화제의 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계;를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것이다.
구체적으로, 상기 전처리단계는 하기 중도단계에서 도포되는 표면강화제가 바닥의 표면에 긴밀하게 고착될 수 있도록 하기 위한 처리단계이다. 즉 본 단계는 물리적으로 바닥 표면에 묻어있는 이물질 또는 기 도포된 표면강화물ㆍ표면강화제를 제거하고 표면을 평탄하게 다듬어 바탕조정하며, 표면에 균열이 있거나 파손된 부분이 있으면 V커팅 또는 연마한 후 실링제를 이용하여 충진함으로써 콘크리트 재질인 바닥의 표면을 정리하는 것이다.
또한 상기 실링제는 일반적인 것을 모두 이용가능하고, 중도단계에서 도포되는 표면강화제와의 접착력을 확보하기 위하여, 수용성 에폭시 수지 또는 아크릴계 공중합체 수지가 포함되는 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
하도단계는 전처리단계 처리한 바닥의 표면에 수용성 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제(프라이머)를 30~100㎛로 도포하는 처리단계로서, 하도단계는 접착제 역할을 하는 수용성 에폭시 수지 혼합물을 이용하여 주된 표면강화 기능을 하는 중도단의 표면강화제를 바닥의 표면에 긴밀하게 접착시키기 위한 공정이고, 도포제인 수용성 에폭시 수지 혼합물은 일반적인 수용성 에폭시 수지를 포함하는 도포제를 모두 이용가능하다.
아울러 중도단계는 본 발명에 의하여 시공된 콘크리트 바닥에 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성 향상 효과를 부여하기 위한 표면강화제를 도포하는 단계로서, 상기 하도단계 처리한 바닥의 표면에, 물 100중량부에 대하여, 아크릴계 공중합체 수지 20~60중량부와; 실리카 에어로젤 0.5~3중량부와; 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone) 공중합체 수지 1~10중량부와; 분산제 0.5~3중량부와; 경화제 0.5~5중량부와; 안료 10~20중량부;를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 단계이다.
즉, 상기 아크릴계 공중합체 수지는 상기 전처리단계처리 시에 이용되는 수용성 접착제 수지 또는 아크릴계 공중합체 수지와 우수한 강도로 접착될 수 있고, 도포 후 상온에서 강인한 도막을 얻을 수 있기 때문에 방수성 및 내후성이 우수할 뿐만 아니라 내화학성이 우수한 특성을 갖는다.
또한 본 발명에 있어서는, 에틸렌성 불포화기, 알콕시 또는 하이드록시기를 가진 실란화합물을 공중합시킨 수성 아크릴계 공중합체 수지 또는 실리콘 변성 아크릴계 공중합체 에멀전 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
아울러 아크릴계 공중합체 수지가 물 100중량부에 대하여, 20중량부 미만으로 표면강화제에 포함되면, 전처리 처리된 바닥 표면에 대한 접착력이 떨어지므로 20중량부 이상으로 포함되는 것이 바람직하고, 60중량부를 초과하여 포함되면 표면강화제의 점도가 상승되어 작업성이 저하되는 문제가 발생하므로, 물 100중량부에 대하여, 20~60중량부로 표면강화제에 포함되는 것이 바람직하다.
또한 에어로젤은 솔-젤 반응으로 합성된 습윤젤을 기-액 계면이 존재하지 않는 초임계 조건이나 다른 방법으로 수축 없이 건조하여 젤이 나노 기공구조를 그대로 유지할 수 있도록 하여 제조되는 초다공성 물질로서, 단열성이 우수한 특성을 갖는다. 더불어, 본 발명은 경제성이 우수한 실리콘을 에어로젤화한 실리카 에어로젤을 표면강화제에 포함시킴으로써, 실리카 에어로젤의 단열성을 건축물의 바닥에 부여할 수 있다.
상기와 연관하여, 실리카 에어로젤은 다양한 방법에 의하여 제조된 것을 모두 이용가능하고, 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 0.5~3중량부의 조성비로 표면강화제에 포함되는 것이 바람직하다. 이때, 실리카 에어로젤이 표면강화제에 0.5중량부 미만으로 표면강화제에 포함되면 표면강화제에 의한 단열성이 미미해지는 문제가 발생하고, 3중량부를 초과하여 포함되면 단열성은 우수해지나, 표면강화제의 접착력이 저해되는 문제가 발생하므로, 상기 범위의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
또한 상기 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone) 공중합체 수지는
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구조가 반복 구성되는 선형 방향족 폴리머 또는 상기 구조를 기본 구조체로 하는 공중합체 수지로서, 용융점이 대략 343℃를 갖아, 본 발명에 의한 표면강화제가 화재에 잘 견딜 수 있는 내열성을 갖을 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
상기와 연관하여, 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지는 상기와 같이 일반적인 합성수지에 비하여 용융점이 높기 때문에 난연성이 우수하여 본 발명에 의한 표면강화제가 별도의 난연재를 더 포함하지 않도록 하는 효과 또한 발휘하고, 방향족 폴리머의 특성에 기인하여 표면강화제의 내화학성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
또한 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지는 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 1~10중량부의 조성비로 표면강화제에 포함되는 것이 바람직하다. 이때, 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지가 1중량부 미만으로 포함되면, 조성비가 미미하여 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지에 의한 표면강화제의 내열성, 난연성 및 내화학성 등의 물성 향상이 다소 미흡해지는 문제가 있고, 10중량부를 초과하여 포함되면, 아크릴계 공중합체 수지에 의한 표면강화제의 접착력이 떨어지는 문제가 발생하므로 상기 범위의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명의 표면강화제에 포함되는 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지는 액체 상태 또는 고체 상태(파우더 상태)의 것을 모두 이용가능하다. 이때, 고체 상태의 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지는 표면강화제에 포함되는 다른 조성물과의 원활한 혼합을 유도하기 위하여, 100~600nm 평균 입자 크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지의 평균 입자 크기가 100nm 미만이면, 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지의 입자 크기가 지나치게 작아 용제인 물과 주된 접착 조성물인 아크릴계 공중합체 수지에 대한 분산이 용이하지 못한 문제가 발생하고, 평균 입자 크기가 600nm를 초과하면 입자의 크기가 지나치게 커서 표면강화제의 다른 조성물에 대한 이물감이 크기 발생함과 동시에, 혼합완료된 표면강화제의 바닥 표면에 대한 도포가 용이하지 못한 문제가 발생하므로 상기 범위 내의 평균 입자 크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명은 상기 구성의 표면강화제가 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지 0.5~7중량부를 더 포함하는 구성이 가능하다.
구체적으로, 상기 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지는 일반적으로 '테프론'이라 알려진 조성물을 포함하는 공중합체 수지로서, 대략 260℃ 이상의 고온에서도 장시간 견딜 수 있는 내열성이 우수하고, 화재에 잘 타지않는 난연성이 우수하며, 화학적인 결합이 매우 안정하여 산성 또는 염기성을 갖는 오염물질에 대한 내화학성이 우수한 특성을 갖기 때문에, 본 발명에 의한 표면강화제에 상기의 특성들을 부여할 수 있는 효과를 발휘한다.
이때, 표면강화제에 포함되는 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지는 액체 상태 또는 고체 상태(파우더 상태)의 것을 모두 이용가능하고, 고체 상태의 것을 이용하는 경우에는 상기 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지의 평균 입자 크기와 동일한 범위 내의 평균 입자 크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
또한 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지는, 표면강화제에 포함된 물 100중량부에 대하여, 0.5~7중량부 내의 조성비를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 이때, 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지가 0.5중량부 미만으로 포함되면, 조성비가 미미하여 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지에 의한 표면강화제의 내열성, 난연성 및 내화학성 등의 물성 향상이 다소 미흡해지는 문제가 있고, 7중량부를 초과하여 포함되면, 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지에 의한 물성 향상은 더욱 우수해지나, 경제성이 떨어지고, 아크릴계 공중합체 수지에 의한 표면강화제의 접착력이 떨어지는 문제가 발생하므로 상기 범위의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여, 본 발명에 의한 표면강화제는 상기 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지(폴리불화에틸렌계 공중합체 수지가 더 포함된 경우에는 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지를 포함함.)가 표면강화제의 다른 조성물에 균일하게 분산될 수 있도록 하기 위하여 일정의 분산제를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 분산제는 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 0.5~3중량부의 조성비로 포함되는데, 분산제가 0.5중량부 미만으로 포함되면 조성비가 미미하여 표면강화제의 다른 조성물에 대한 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지의 분산이 미미할 수 있고, 3중량부를 초과하면 아크릴계 공중합체 수지의 접착력을 저해할 우려가 발생하므로 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다.
또한 분산제는 일반적으로 이용되는 유기 분산제를 이용할 수 있으나, 본 발명은 2-2-2-메톡시에톡시 에톡시 아세틱산(2-2-2-Methoxyethoxy ethoxy acetic acid), 5-메톡시 펜틸옥시 아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid), 3,6,9-트리옥사데칸산(3,6,9-Trioxadecane acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 벤조산(Benzoic acid), 프로피온산(Propionic acid), 소듐 폴리아크릴레트(Sodium polyacrylate), 암모늄폴리아크릴레이트(Ammonium polyacrylate), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(Cetyltrimethyl ammonium bromide; CTAB), 폴리아크릴소듐염(Polyacrylic sodium salt), 도데실벤젠설포네이트(Dodecyl benzene sulfonate) 혹은 소듐도데실설페이트(Sodium dodecyl sulfate; SDS) 중 어느 하나 이상의 분산제를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 종류의 분산제는 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지(폴리불화에틸렌계 공중합체 수지가 더 포함된 경우에는 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지를 포함함.)와 용이하게 흡착가능한 카복시산(R-COOH; carboxylic acid), 카복시산염(R-COO-; carboxylate), 알코올(R-OH; alcohol), 글리콜(R-(OH)2; glycol), 암모늄염(R-NH3+; ammoniate), 소듐염(R-Na+; sodium salt), 설포네이트(R-SO3-; sulfonate) 혹은 설페이트(SO42-; sulfate) 중 어느 하나의 작용기를 포함하고, 상기 종류의 작용기와 결합하는 알킬(-R) 혹은 알콕시(-OR) 탄소사슬로 구성된 계면활성제이다.
상기 구조를 갖는 본 발명의 분산제는 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지와 친화성이 있어 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지가 분산제 표면에 흡착되어 용제인 물에 효과적으로 분산될 수 있도록 하는 작용기를 갖는 동시에, 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지가 흡착되어 생성된 분자 자체 구조가 용제 속에서 안정할 수 있도록 하는 사슬 형태의 알킬(-R) 혹은 알콕시(-OR)와 같은 탄소화합물이 결합된 형태를 갖기 때문에 일반적 분산제에 비하여 분산성 및 안정성이 우수한 효과를 발휘한다.
아울러 경화제는 작업환경의 상황에 따른 아크릴계 공중합체 수지의 경화속도를 조절하여 바닥 마감 시공작업의 속도를 조절하기 위한 구성이다. 이때, 상기 경화제는 일반적인 아크릴계 공중합체 수지를 경화시킬 수 있는 종류의 것이면 어떠한 종류의 것을 모두 이용가능하고, 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 0.5~5중량부 범위 내에서 자유롭게 조절가능하다. 이때, 상기 경화제 조성비의 하한값은 경화제의 활성화를 실현하기 위한 최소값이고, 상한값은 표면강화제의 물성을 저해하지 않을 기준 조성비이다.
또한 안료는 본 발명에 의한 중도단계 시에 바닥의 표면에 도포되는 표면강화제가 일정의 색상을 갖아 심미감을 갖도록 하기 위한 구성으로서, 다양한 색상을 갖는 일반적인 유기안료 또는 무기안료 모두를 이용가능하고, 액상의 안료가 아닌 고형의 안료를 이용할 경우에는 표면강화제의 다른 조성물에 대한 분산을 원활하게 확보하기 위하여, 100~400nm의 평균입자 크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 안료의 조성비가 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 10중량부 미만으로 포함되면 안료의 조성이 미미하여 도포된 표면강화제의 색상이 명확해지지 못하는 문제가 발생하고, 20중량부를 초과하면 아크릴계 공중합체 수지의 접착력이 저해되는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명에 의한 상기 구성의 표면강화제는 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 평균입자 크기 150~400㎛의 석재 3~10중량부를 더 포함하는 구성이 가능하다.
상기 석재는 규사, 대리석 또는 화강암 등과 같은 일반적으로 건축물 시공에 이용되는 석재를 모두 이용가능하고, 이때, 평균 입자 크기가 150㎛ 미만이면, 무기물인 석재 입자의 크기가 지나치게 작아 물에 포함된 아크릴계 공중합체 수지에 대한 분산이 어려워지고, 400㎛를 초과하면 석재 입자의 크기가 지나치게 커져서 표면강화제에 대한 이물감이 발생하기 때문에 상기 범위의 평균 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여, 석재의 입자 크기가 고체 형태의 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지의 입자보다 더 커도 무방한 것은, 상기 폴리에테르에테르케톤 공중합체 수지는 표면강화제가 내열성, 난연성 및 내화학성 등의 물성을 갖도록 하기 위한 구성이지만, 석재는 표면강화제에 천연물인 석재의 재질감을 부여하기 위한 구성이기 때문이다.
또한 석재가 표면강화제의 물 100중량부에 대하여, 3중량부 미만으로 포함되면 석재에 의한 재질 부여 효과가 미미하기 때문에 3중량부 이상으로 포함되는 것이 바람직하고, 10중량부를 초과하여 포함되면 석재가 과도하게 표면강화제에 포함되기 때문에 아크릴계 공중합체 수지의 접착력이 떨어질 수 있는 우려가 발생하므로 10중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여, 본 발명에 의한 표면강화제는 표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 자외선차단제 0.5~3중량부;를 더 포함하는 구성을 할 수 있다.
아울러 자외선차단제는 일반적으로 제품화된 자외선차단제를 이용할 수도 있으나, 산화주석(Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), Al2O3(Aluminium Oxide), ZnO(Zinc Oxide), TiO2(Titanium Oxide) 중 어느 하나 이상의 자외선차단 능력을 갖는 물질을 직접 표면강화제에 포함시켜도 무방하다.
이때, 표면강화제에 포함되는 자외선차단제의 입자 크기는 당업자의 판단에 따라 자유롭게 조절가능하고, 표면강화제에 포함되는 자외선차단제는 물 100중량부에 대하여 0.5~3중량부의 범위 내를 유지하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 최저값 미만으로 자외선차단제가 표면강화제에 포함되면 자외선 차단능력이 미미해지는 문제가 발생하고, 상기 최고값을 초과하여 자외선차단제가 표면강화제에 포함되면 표면강화제의 물성이 저해될 우려가 있으므로 상기 범위 내의 자외선차단제가 표면강화제에 포함되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 의한 표면강화제는 당업자의 판단에 따라 소포제, 증점제 또는 착색제 등과 같은 일반적인 첨가물을 표면강화제의 물성을 저해하지 않는 범위 내의 조성비로 첨가 가능함은 자명할 것이다.
아울러 본 발명에 의한 중도단계는 일정의 점성을 갖는 표면강화제를 바닥 표면에 원활하게 도포할 수 있는 방법이면, 롤러방식, 뿜질방식 또는 헤라를 이용한 미장방식 등의 어떠한 방법을 이용하여 수행하여도 무방하나, 일반적인 뿜칠기를 이용하여 도포하는 것이 더욱 바람직하다.
상기와 연관하여, 중도단계는 서로 다른 색상을 갖는 안료가 각각 포함된 서로 다른 표면강화제를 뿜칠기의 호퍼에 각각 넣은 후, 서로 다른 색상을 갖는 표면강화제를 동시에 이중으로 분사가능한 이중 분사노즐을 통하여 표면강화제의 분사가 가능하다.
또한 표면강화제는 2~5mm의 도포 두께로 바닥의 표면에 도포되는 것이 바람직하다.
즉, 표면강화제가 2mm 미만으로 도포되면, 도포된 표면강화제의 두께가 지나치게 얇아 표면강화제층에 의한 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성 실현이 원활하지 못하는 문제가 발생하고, 5mm를 초과하면, 표면강화제에 의한 기능성 향상은 우수 하나, 경제성이 떨어지므로 상기 범위 내의 도포 두께를 갖는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명의 상도단계는 상기 중도단계 처리한 표면강화제 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 공정단계로서, 일반적인 바닥 강화 시공방법의 상도공정과 동일하게 방수성을 갖는 일반적인 코팅제로서 처리가능하나, 세라믹 코팅 도료를 이용함으로써, 상도층의 방수성 및 내후성을 증가시킬 수 있는 효과를 실현한다. 또한 본 발명은 세라믹 코팅 도료에 불소수지계 공중합체 수지를 더 포함한 것을 이용함으로써, 상도층이 내구성 및 부식방지성을 더 갖을 수 있는 효과도 실현가능하다.
이때, 세라믹 코팅 도료의 도포 두께는 경제성을 고려하여 150~300㎛의 범위 내로 처리하는 것이 바람직하다.
다음은 본 발명에 의한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법의 표면강화제의 시험예 및 시험예의 물성을 시험한 결과이다.
[시험예 1]
1. 표면강화제 준비
가. 이온교환수 20kg에 분산제인 5-메톡시 펜틸옥시 아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid) 0.5kg, 경화제(국도화학, H-23) 0.2kg 및 녹색 안료 3kg을 투입하여 교반혼합한다.
나. 폴리에테르에테르케톤(빅트렉스, PEEK 150P) 1.5kg을 밀링처리하여, 평균 입자 크기가 300nm를 갖도록 만든다.
다. 상기 가.단계 처리된 혼합물에 수성 아크릴 수지 10kg, 실리카 에어로젤 0.3kg 및 나.단계 처리된 폴리에테르에테르케톤 1kg을 투입하고, 교반혼합하여 표면강화제를 제조한다.
[시험]
상기 시험예에 의하여 제조된 표면강화제의 접착성(부착강도), 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성을 하기 표 1의 시험방법에 의하여 각각 시험하고, 그 결과는 표 1에 나타내었다.
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[결과]
본 발명에 의한 표면강화제는 상기 표 1에서 확인할 수 있는 것과 같이, 접착성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성이 우수한 효과를 갖음을 알 수 있다.
특히, 본 발명에 의한 표면강화제는 내열성에 있어서는 종래 일반적인 도료가 5~10K 정도의 최고온도와 최종 평형 온도차를 갖는 것에 비하여, 월등히 우수한 내열성을 확보할 수 있는 효과가 있고, 난연성에 있어서도, 종래 일반적인 도료가 9~12min 정도의 행동정지시간을 갖는 것에 비하여, 월등히 우수한 난연성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
다음은 본 발명에 의한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법의 바람직한 실시예이다.
1. 전처리단계
건축물 바닥의 표면을 세척하고 균열부분을 찾아 V커팅 후 비스페놀A 에폭시로 실링하여 전처리한다.
2. 하도단계
상기 전처리된 바닥의 표면에 비스폐놀형 에폭시 수지를 60㎛의 두께로 도포한다.
3. 중도단계
가. 표면강화제 준비공정
가-1. 이온교환수 20kg에 분산제인 5-메톡시 펜틸옥시 아세틱산(5-Methoxy pentyloxy acetic acid) 0.5kg, 경화제(국도화학, H-23) 0.2kg 및 녹색 안료 3kg을 투입하여 교반혼합한다.
가-2. 폴리에테르에테르케톤(빅트렉스, PEEK 150P) 1.5kg을 밀링처리하여, 평균 입자 크기가 300nm를 갖도록 만든다.
가-3. 상기 가-1.단계 처리된 혼합물에 수성 아크릴 수지 10kg, 실리카 에어로젤 0.3kg 및 가-2.단계 처리된 폴리에테르에테르케톤 1kg을 투입하고, 교반혼합하여 표면강화제를 제조한다.
나. 도포공정
상기 가.단계 처리되어 준비된 표면강화제를 뿜칠기의 호퍼에 인입시킨 후, 전처리된 바닥의 표면에 3mm의 두께로 도포한다.
4. 상도단계
상기 나. 도포공정 처리된 표면강화제의 상부면에 세라믹 코팅 도료를 180㎛의 평균 두께로 도포한다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계와;
    상기 전처리단계 처리한 바닥의 표면에, 수용성 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계;
    상기 하도단계 처리한 바닥의 표면에, 물 100중량부에 대하여, 아크릴계 공중합체 수지 20~60중량부와; 실리카 에어로젤 0.5~3중량부와; 폴리에테르에테르케톤(Polyether ether ketone) 공중합체 수지 1~10중량부와; 분산제 0.5~3중량부와; 경화제 0.5~5중량부와; 안료 10~20중량부;를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 중도단계와;
    상기 중도공정 처리한 표면강화제의 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면강화제는,
    표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여, 평균입자 크기 150~400㎛의 석재 3~10중량부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면강화제는,
    표면강화제에 포함되는 물 100중량부에 대하여,
    액상의 폴리불화에틸렌계 공중합체 수지 0.5~7중량부를 더 포함여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중도단계는,
    서로 다른 색상을 갖는 안료가 각각 포함된 서로 다른 표면강화제를 뿜칠기를 이용하여 이중으로 뿜칠하여 도포하는 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11939489B2 (en) 2016-09-28 2024-03-26 Posco Co., Ltd Solution composition for surface treatment of steel sheet and surface-treated steel sheet using same

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