KR20150124580A - 수성 에폭시 조성물을 이용한 건축용 친환경 황토 모르타르 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법 - Google Patents

수성 에폭시 조성물을 이용한 건축용 친환경 황토 모르타르 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수성 에폭시 조성물을 이용한 건축용 친환경 황토 모르타르 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 에폭시 수지 성분 및 경화제 성분을 황토와 혼합하여 황토 모르타르 조성물을 얻은 후 이를 이용해 건축물의 내/외부 표면에 미장함으로써 에폭시 수지와 경화제 간의 경화 반응으로 인해 가교결합이 우수하고, 상용성이 원활하여 황토와 건축물 표면간의 결합을 강화할 수 있으며, 황토의 분리 및 균열을 방지할 수 있고, 시멘트와 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않는 조성을 이용함으로써 환경 친화적인 수성 황토 모르타르 조성물 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법을 제공한다.

Description

수성 에폭시 조성물을 이용한 건축용 친환경 황토 모르타르 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법{Eco-friendly red clay mortar for construction using aqueous epoxy composition and plastering method of red clay mortar for construction using the same}
본 발명은 수성 에폭시 조성물을 이용한 건축용 친환경 황토 모르타르 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 에폭시 수지 성분 및 경화제 성분을 황토와 혼합하여 황토 모르타르 조성물을 얻은 후 이를 이용해 건축물의 내/외부 표면에 미장함으로써 에폭시 수지와 경화제 간의 경화 반응으로 인해 가교결합이 우수하고, 상용성이 원활하여 황토와 건축물 표면간의 결합을 강화할 수 있으며, 황토의 분리 및 균열을 방지할 수 있고, 시멘트와 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않는 조성을 이용함으로써 환경 친화적인 수성 황토 모르타르 조성물 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법에 관한 것이다.
일반적으로 아파트나 주택, 산업용 건축물 등은 콘크리트로 골격을 구성하고 그 표면에 시멘트 모르타르를 미장함으로써 건축물이 완공되는데, 시멘트 모르타르는 포르말린, 중금속 등의 유해 물질이 많이 발생되어 새집증후군을 유발하고, 이로 인해 아토피성 피부염, 알레르기 비염, 두통, 호흡기 질환 등이 발생되고 있으며, 각종 건축 마감재에 사용되는 스티로폼, 석면, 우레탄폼, 래커, 페인트, 접착제 등과 같이 인체에 유해한 재료들로 인해 위의 질환들이 더욱 심각해지는 문제가 있다.
또한, 최근에는 건축물에 방수, 방화, 불연 내장재로 많이 사용되는 석고보드에서 라돈이 발생된다는 사실이 알려져서 소비자들에게 충격을 주고 있는데, 라돈은 방사성 물질로서 암을 유발할 수 있으며, 반감기가 매우 길기 때문에 포르말린 등과 같이 시간이 지나면 없어지는 것이 아니라 사람이 거주하는 기간 동안에는 지속적으로 배출되기 때문에 문제의 심각성이 크다.
따라서 이러한 문제를 해결하려는 노력이 다방면으로 진행되고 있는데, 그 중에서 가장 일반적으로 진행되고 있는 것이 미장재로써 시멘트를 대체할 수 있는 천연 재료를 사용하는 기술이며 대표적인 것이 인체에 유익한 것으로 알려진 황토를 상기 시멘트 모르타르 및 석고보드를 대신해서 또는 그 위에 사용하는 것이다.
황토는 석영, 장석, 운모, 탄산염광물, 실트 등의 조성으로 이루어진 광물로, 다양한 무기물과 효소의 작용, 습도 조절 능력을 가지고 있으며, 원적외선을 방사하므로 건축물 내외장재로 사용될 경우 다른 인공 재료에 비해 인체에 무해하고 혈액 순환 촉진, 노폐물 배출, 피부 노화 방지, 각종 냄새의 탈취, 공기 청정 기능, 항균/항곰팡이 기능 등이 있어 인체 건강에 도움을 줄 수 있으며, 내장재로 사용시 자기 발열 현상을 일으켜 에너지를 절감하는 효과도 있다.
그러나, 이러한 황토를 건축물의 표면에 미장(도포)할 경우 수분에 대한 강성이 약하여 습도가 높은 여름철이나 우기 때는 쉽게 파괴가 일어날 수 있고, 건조되는 과정에서 잉여수가 증발하면서 수축이 일어나 균열이 발생되며, 강도가 충분히 크지 못한 구조적 문제가 있다.
이러한 황토 모르타르의 문제점을 해결하기 위한 여러 가지 기술들이 개발 및 제안되고 있다.
예를 들면, 대한민국 공개특허 제10-2001-0099082호는 자연 황토에 종이 섬유와 분쇄 왕겨를 배합하여 미장 작업과 응고 과정에서 황토의 균열을 방지하고 황토의 강도를 높이는 기술을 제안한 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0383566호는 소성 황토 분말, 생석회, 아크릴수지, 멜라민 수지, 제올라이트 등을 혼합하여 황토의 이탈, 박리, 균열 문제를 해결하고 강도를 높이는 기술을 제안한 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0470079호는 황토 미장재를 벽면에 먼저 도포하고 그 위에 화이버글라스 매트를 덮은 다음, 다시 황토 미장재를 도포하여 황토 미장재의 균열을 방지하는 기술을 제안한 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0756118호는 황토에 분말상의 볏집 및 밀가루풀을 혼합하여 기초 시공용 황토를 조성하고 여기에 모래, 세라믹스, 및 왕겨, 참숯 등을 혼합하여 황토 표면을 미장함에 의해 강도를 증대시키고 균열을 방지하는 기술을 제안한 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0941609호는 황토분말, 규사, 펄프분말 및 광물질분말로 이루어진 황토 모르타르 조성물을 이용함으로써 표면 강도와 균열 발생을 방지하는 기술을 제안한 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0886786호는 히드록시 아파타이트, 맥반석, 납석, 규조토 등을 주요 성분으로 하고 여기에 아크릴제 수용성 에멀젼을 포함하는 액상 바인더를 투입하여 건축 마감재를 제조한 후 이를 건축물의 표면에 미장 마감하여 유해물질 방출을 방지하고 균열 발생을 방지할 수 있는 기술을 제안한 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1083743호는 천연 황토, 실리카 에어로겔, 식물성 보강섬유 및 한천이나 젤라틴을 포함하는 액상 접착제를 포함하는 친환경 기능성 미장재를 이용하여 단열 성능과 결로 방지 기능을 향상시키는 기술을 제안한 바 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0569695호는 황토를 주성분으로 하고 수용성 셀룰로오스 유도체 및 펄프를 포함하여 황토 모르타르를 형성함에 의해 접착력 및 시공성을 향상시키고 황토의 효능을 극대화할 수 있는 기술을 제안한 바 있다.
이와 같이, 황토 모르타르를 제조하고 이를 이용해 건축물의 표면을 미장하는 각 기술들은 각각의 특징과 장점을 갖고 있는 반면, 대부분 균열을 방지하기 위한 보조 성분을 투입하여 물리적으로 강화하는 기술에 관한 것으로서 내수성이나 내후성 등의 효과는 적고 균열 방지 효과도 완전하지 않아 개선의 필요성이 큰 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 개발된 것으로서, 수성 에폭시 수지와 경화 성분을 혼합하고 여기에 황토 분말을 포함하여 황토 모르타르를 제조하고 이를 건축물의 표면에 미장함으로써, 상기 수성 에폭시 수지 성분과 경화 성분 간의 강력한 가교 결합에 의해 황토 성분을 견고하게 고정할 수 있으며, 건축물과의 일체성이 향상되어 박리, 균열 등의 하자가 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있고, 수지 성분은 내측에 응집되고 황토 성분은 외측에 밀착 응집됨으로써 내수성 및 내후성도 우수하며, 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않으므로 친환경적이고, 다량의 물을 후 첨가하여 사용할 수 있기 때문에 시공성 및 작업성도 우수한 친환경 황토 모르타르 및 이의 도포 방법을 제공한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(A) (a)에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~85중량%를 포함하는 제1성분: 및
(b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하는 제2성분; 및
(c) 황토 분말을 포함하는 제3성분을 준비하는 단계;
(B) 상기 (A)에서 준비된 제1성분 100 중량부에 대하여 상기 제2성분 5~50 중량부를 혼합하고, 상기 제3성분 5~100 중량부를 혼합하여 황토 모르타르 조성물을 제조하는 단계;
(C) 상기 (B)에서 제조된 황토 모르타르 조성물을 대상 건축물의 표면에 도포하여 미장층을 형성하는 단계; 및
(D) 상기 형성된 미장층을 경화시키는 단계
를 포함하는 건축용 황토 모르타르의 도포 방법을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
(a)에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~85중량%를 포함하는 제1성분: 및
(b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하는 제2성분; 및
(c) 황토 분말을 포함하는 제3성분;을 포함하며, 상기 제1성분 100 중량부에 대하여 상기 제2성분 5~50 중량부 및 상기 제3성분 5~100 중량부를 포함하는 건축용 황토 모르타르 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 수성 에폭시 조성물을 이용한 건축용 친환경 황토 모르타르 및 이를 이용한 건축용 황토 모르타르의 도포 방법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다.
1. 우선, 에폭시 수지 성분과 경화 성분을 혼합하고 여기에 황토 분말을 포함하여 황토 모르타르를 제조하고 이를 건축물의 표면에 미장함으로써, 상기 수성 에폭시 수지 성분과 경화 성분 간의 강력한 가교 결합에 의해 황토 분말을 견고하게 고정할 수 있다. 구체적으로 에폭시 수지에 응집제를 분산 내재시킨 후 지방족 반응성 희석제와 유화제의 이상적인 밸런스를 유지하도록 하여 에폭시 수지와 물 및 유화제를 사용하여 팽윤시키는 방법에 의해 적정의 부동성을 확보할 수 있으며, 경화제 조성에서 촉매의 존재 하에 아민과 폴리아미드를 반응성 희석제로 3중으로 교차 어덕트(adduct)시킴에 의해 부동성을 확보할 수 있기 때문에 여기에 황토 분말을 투입할 경우 황토 모르타르 제조가 가능해지며, 에폭시와 경화제 성분간의 강력한 경화 반응에 의해 황토 모르타르의 견고한 고정이 가능해진다.
2. 따라서 본 발명에 따른 황토 모르타르를 건축물 표면에 도포(미장)할 경우 건축물과의 일체성이 향상되어 박리, 균열 등의 하자가 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
3. 또한, 에폭시 수지와 경화제 간의 경화 반응 동안에 수지 성분은 내측에 응집되고 황토 성분은 외측에 밀착 응집됨으로써 내수성 및 내후성도 증가되며, 황토 성분은 내측의 수지 성분에 의해 강력하게 고정되어 있기 때문에 밀착성이 강화되어 탈리나 균열 등이 일어나지 않는다.
4. 또한, 휘발성 유기 화합물을 사용하지 않으므로 친환경적이며, 3중의 어덕트로 인해 아민의 악취를 차단할 수 있는 효과도 있다.
5. 또한, 에폭시 수지를 포함하는 제1성분 100 중량부 대비 100 내지 2000 중량부에 이르는 다량의 물을 후 첨가하여 사용할 수 있기 때문에 황토 모르타르의 시공성 및 작업성도 대폭 향상될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 건축용 황토 모르타르의 도포 방법은 하기 단계를 포함하여 구성된다. 즉,
(A) (a)에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~85중량%를 포함하는 제1성분: 및
(b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하는 제2성분; 및
(c) 황토 분말을 포함하는 제3성분을 준비하는 단계;
(B) 상기 (A)에서 준비된 제1성분 100 중량부에 대하여 상기 제2성분 5~50 중량부를 혼합하고, 상기 제3성분 5~100 중량부를 혼합하여 황토 모르타르 조성물을 제조하는 단계;
(C) 상기 (B)에서 제조된 황토 모르타르 조성물을 대상 건축물의 표면에 도포하여 미장층을 형성하는 단계; 및
(D) 상기 형성된 미장층을 경화시키는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명은 친환경 수성 에폭시 조성물과 경화 성분으로 이루어진 액상 조성물에 황토 분말을 포함시켜 황토 모르타르를 제조한 후 이를 건축물 내표면 및 외표면을 미장하여 도포하는 기술에 관한 것이다.
상기한 바와 같이, 신축 건물은 석면, 포름알데히드, 라돈, 기타 입자 등의 물질 등으로 인해 실내에 오염물질을 배출하면서 인체의 눈과 코, 목 등을 자극하고 두통과 어지럼증을 유발하며 천식, 고열 등을 유발하는 새집 증후군 문제를 낳게 된다. 이러한 문제는 주로 골격을 이루는 콘크리트 표면을 시멘트 모르타르로 마감함으로써 시멘트로부터 발생하는 것으로 이를 해결하기 위해 실내 건축물의 표면에는 시멘트 마감 후에 도배를 하거나, 석고보드를 설치한 후에 석고보드 표면에 도배를 하는 방법을 사용하였다.
그러나, 도배만으로는 유해 물질의 방출을 차단할 수 없으며, 석고보드를 덧대더라도 접착제로부터 발생하는 유해 물질을 차단하기는 어렵고 또한, 석고보드 자체도 최근 매스컴에서 알려진 바와 같이 1급 발암물질인 라돈이 방출되고, 이러한 라돈은 반감기가 매우 길기 때문에 인간이 실내에 거주하는 일생 동안, 또는 건축물이 수명을 다하는 기간 동안에는 꾸준히 방출되므로 거주자들은 일생 동안 발암물질에 노출되어 있는 상황이라고 해도 과언이 아니다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방편으로서 황토를 시멘트 모르타르 표면에 미장함으로써 유해 물질의 외부 방출을 차단하고 황토의 각종 유익한 효과를 보기 위한 다양한 기술들이 제안되고 있으며, 본 발명도 이러한 기술들 중의 하나이다.
황토는 한반도를 비롯한 중국의 화북지방 황하 연안 등 주로 동북아에 집중적으로 분포되어 있으며, 주로 석영을 함유하면서 그밖에 휘석, 각섬석 등을 함유하는 황갈색 석회질로서, 실리카, 철분, 알루미나, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 석회 등을 포함하는 조성을 가지고 있으며, 분해력, 자정력, 흡수력 등이 뛰어나 인체에 유익한 약성을 갖는 것으로 알려져 있다.
최근에는 황토에 대한 과학적 규명에 많은 연구가 이루어져 황토가 많은 양의 원적외선을 방출하고 유해 전자파를 차단하며, 미생물과 효소를 다량 함유하고 있어 인체의 순환 작용을 돕는다고도 알려져 있다.
그러나, 황토는 물에 혼합된 상태에서는 점도가 커서 특정 형상으로 성형하기 어렵고, 수분의 이탈과 동시에 진행되는 점착력의 상실과 황토 입자 사이의 수분의 이탈로 인한 수축으로 균열이나 박리 등의 문제가 생기기 쉽다는 한계가 있다. 또한, 시공후에도 지속적인 먼지와 흙 부스러기를 남기고 시공 후의 표면도 거칠기 때문에 시공성이 나쁘다는 문제도 있다.
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 기존에는 황토에 석유화학계 결합제나 접착제를 사용하거나, 시멘트, 모래, 석회 등을 혼합하여 반죽한 다음 이를 미장하는 방법을 사용하였다. 그러나 석유화학계 결합제는 유기 휘발성 화합물을 사용하기 때문에 또 다른 환경 문제를 일으키고, 시멘트 등을 섞어 사용할 경우에는 시멘트로부터 유해 물질이 방출되는 문제가 있었다.
본 발명에서는 수성 에폭시 조성물과 경화 성분을 이용하여 상기 수성 에폭시 조성물이 경화하기 전에 황토 분말 등의 유익한 광물질을 투입함에 의해 황토 모르타르를 얻고 이를 이용하여 건축물의 표면을 미장함으로써 황토가 표면에 응집되어 밀착되게 부착되도록 하는 방법을 사용한다.
본 발명에서 사용되는 수성 에폭시 조성물과 경화 성분은 본 발명자가 선행 특허들(대한민국 등록특허 제10-093222호, 제10-0925850호 및 제10-0989942호)을 통해 제안한 수성 에폭시 조성물과 유사한 조성을 갖는 물질로서, 상기 수성 에폭시 수지 조성물은 그 내부에 응집제를 내재시키고 물과 유화제만을 사용하여 팽윤시킬 수 있으며, 이에 의해 부동성이 확보될 수 있다. 상기 수성 에폭시 수지 조성물은 경화 성분에 의해 경화되어 가교결합이 증대되며, 경화 반응에서 단계적인 속도 제어로 간력의 활성화를 가져와 우수한 경화 물성을 갖는다.
또한, 작업 현장에서 원하는 양만큼의 물을 자유롭게 후 첨가하는 것이 가능해져 원활한 미장 작업이 가능하게 되는 등 작업성과 시공성이 매우 우수하다. 또한, 아민을 사용함에도 불구하고 경화반응으로 인해 아민으로부터 암모늄 가스가 발생하는 것을 차단할 수 있다.
또한, 황토 모르타르가 경화되면서 수성 에폭시 수지는 응집제의 작용에 의해 내측에 밀착 형성되어 표면으로 노출되지 않고 황토를 포함하는 무기질 성분은 표면으로 응집되어 무광택의 무기질 층을 형성하므로 상기 무기질 층이 수성 에폭시 수지 부분에 의해 건축물의 표면에 강력하게 고정되는 효과가 있다.
이에 따라 황토를 포함하는 무기질 층의 박리 및 균열을 방지할 수 있고, 내습성 및 내후성이 향상되며, 표면 열화가 방지되어 내구성이 향상되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명에 사용되는 각 화합물에 관하여 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 상기 황토 모르타르 조성물에 포함되는 상기 제1성분은 에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~85중량%를 포함하여 구성되고,
상기 제2성분은 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하여 구성된다.
또한, 제3성분은 상기 황토 분말을 포함하는 각종 무기질 성분으로 구성된다.
본 발명에서 상기 제1성분, 제2성분 및 제3성분의 각 성분 혼합 비율은 상기 제1성분 100 중량부에 대하여 제2성분 5 ~ 50 중량부 및 상기 제3성분 5~100 중량부로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 제1성분에 포함되는 상기 에폭시 수지는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 일반적인 에폭시 수지, 염소를 포함하는 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다. 또한 아크릴, 폴리우레탄, 섬유강화 플라스틱(FRP), 라텍스, 비닐, 멜라민 수지 외 공중합 또는 개질(modification)이 가능한 고분자 수지, 그 화합물 등 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 물질을 1종 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 에폭시 수지의 상업적인 예로는 국도화학에서 구입 가능한 R1475, KEM-128M, KEM-128-70, KEM-134-60, EM-101-50, KEM-172-60, KEM-019-50, H-23, H-4121, H-4148-3, KH-700, KH-701 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제1성분에 포함되는 반응성 희석제는 모노-에폭시, 디-에폭시, 트리-에폭시로 n-부틸글리시딜에테르, 알리파틱글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, O-크레실글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, p-터트부틸페닐글리시딜에테르, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리시딜에테르, 1.4-사이클로헥산디메틸올디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 레조어사이놀디글리시딜에테르, 하이드로겐네이트비스페놀에이글리시딜에테르, 트리메틸올프로펜트리글리시딜에티르, 글리세롤폴리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 펜테리트리톨폴리글리시딜에테르, 케스톨글리시딜에테르, 서비톨폴리글리시딜에테르, 네오케녹에시드글리시딜에테르, 디글리시딜-1.2-사이클로핵산디카복실레이트, 디글리시딜-O-프탈레이트, n,n-디글리시딜아민, n,n-디글리시딜-O-톨루디엔, 트리글리시딜-p-아미노페놀, 테트라글리시딜-디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜-이소시아네이트, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리프러필렌글리시딜디글리시딜에테르, 트리에틸롤프로펜트리글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응성 희석제를 사용하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에서 상기 제1성분에 포함되는 상기 응집제는 실리콘 디옥사이드, 에어로질, 벤토나이트 나노입자, 실리카 나노입자, 화이트카본, 실리케이트 및 아소베스트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 가능하며, 더욱 바람직하게는 실리콘 디옥사이드이다.
또한, 본 발명에서 상기 제1성분에 포함되는 상기 무기물 충전재는 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 세라믹, 점토, 실리카 및 백운석 등의 파우더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 탄산칼슘 또는 탈크이다.
또한, 본 발명에서 상기 제1성분에 포함되는 상기 촉진제는 페놀, 노닐페놀, 3급아민, 머켑탄류 외 디브틸틴디아세데이트, 스텐너스옥데이트, 디브틸틴디라우레이트, 모노브틸틴옥사이드, 모노브틸틴클로라이드디하이드록시드, 부틸틴트리(2-에틸헥산네이트), 디브틸틴멜라이트, 포테이즘옥데이트, 비스무스트리-2-에틸헥산네이트, 벤질트리에틸암모니윰 클로라이드, 60-구리콤플렉스컴파운드, Ni-Al콤플렉스, 상품명 A-399(국도화학) 등을 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 페놀이다.
또한, 본 발명에서 상기 제1성분에 포함되는 상기 유화제는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체 및 소디움도데실벤젠설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응성 또는 비반응성 유화제를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 상업적으로 판매되는 상품명 아데카 NE-10, SE-10N 등을 사용할 수 있고, 그 외 알킬페놀 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 폴리에테르 실록산 베이스 계면활성제로 이루어지 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체이다.
본 발명에서 사용되는 물은 증류수, 수돗물, 천수, 지수, 지하수, 녹녹물, 연수, 경수, 등 일반적으로 사용되는 물을 사용할 수 있으며 특별히 제한하지는 않는다.
본 발명에 따른 제1성분은 상기 성분 이외에도 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 건조제, 난연제, 소포제 등의 첨가제를 포함할 수 있으며, 이때 건조제로는 산화칼슘, 황산구리, 오산화인 등이 사용될 수 있고, 난연제는 펜타브로모디페닐옥시드, 데카브로모디페닐옥시드 등이 사용될 수 있으며, 소포제는 폴리실록사니 비수계 에멀젼 타입, 가소제, 정전방지제, 산화방지제 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제2성분에 포함되는 상기 폴리아미드는 중량평균분자량이 1,000~5,000인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1,000~4,000이다. 상기 폴리아미드의 중량평균분자량이 상기 범위보다 작으면 원하는 점도를 얻을 수 없어 부동성을 확보하는 것이 곤란하고, 상기 범위보다 크면 반대로 점도 조절이 용이하지 않으므로 상기 범위의 폴리아미드를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 폴리아미드는 그 종류에 관계없이 상기 중량평균분자량을 갖는 것이면 모두 사용 가능하다.
또한, 본 발명에서 상기 제2성분에 포함되는 상기 아민 화합물은 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민 및 멘탄 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 바람직하게는 폴리옥시프로필렌 디아민을 사용하고 추가로 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민 및 멘탄 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제2성분에 포함되는 상기 유화제, 촉진체 및 물은 상기 제1성분에 사용되는 유화제와 동일한 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제3성분에 포함되는 황토 분말은 생황토 분말을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 황토 분말 외에 각종 무기물 분말이 포함될 수 있으며, 예를 들어 운모, 귀양석, 맥반석, 토르말린, 음이온석, 모자나이트, 게르마늄, 실리카, 제올라이트, 규조토, 펄라이트, 탈크, 경탄, 숯, 옥, 소금 및 일라이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 분말이 더 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 분말들로 인해 원적외선, 음이온 방출 효과가 더욱 증대될 수 있고, 황토와 더불어 건강에 유익한 성분들이 다량 방출되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는 상기 제1성분, 제2성분 및 제3성분을 균일하게 혼합하여 황토 모르타르 조성물을 제조하고 이를 대상 건축물의 표면에 도포(미장)하여 미장층을 형성한다.
이 때, 미장의 작업성을 향상시키기 위해 상기 3가지 성분 외에 제4성분을 추가로 혼합할 수 있으며, 상기 제4성분은 극소량의 유화제와 물로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 이 때 상기 제4성분은 상기 제1성분 100 중량부에 대하여 100~2000 중량부로 혼합될 수 있다. 상기 제4성분의 유화제와 물은 제1성분의 유화제 및 물과 동일한 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제1성분 및 제2성분은 물의 존재 하에서 간력의 활성화와 상용성을 극대화한 조성으로 제4성분으로서 극소량의 유화제가 함유된 물 베이스를 다시 혼합하여도 상용성이 원활하며, 경화성분(제2성분)의 순환 교차 방식에 의한 3중의 어덕트 생성 효과로 인해 아민의 악취까지 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 경화성분(제2성분)에서 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민 및 멘탄 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인 아민 화합물과 폴리아미드 외에 에폭시를 첨가한 어덕트물을 사용하는 것도 가능하며, 어덕트 물에 촉매제 (디 부틸틴 디 아세데이트, 스텐너스 옥데이트, 디브틸 틴 디라우레이트, 모노부틸 틴 옥사이드, 모노부틸 틴 클로라이드 디 하이드록시드, 부틸 틴 트리 (2-에틸헥산네이트), 디부틸틴 멜라이트, 포테이즘 옥데이트, 비스므스 트리-2에텔렌 헥사이트) 암모니아 염, 구리화합물, 니켈, 알루미늄 화합물을 촉매로 하나이상 선택하여 혼합 또는 에폭시 수지와 함께 어덕트시킨 어덕트 물을 사용하는 것도 가능하다.
또한 지방족 산무수물을 포함하는 테트라하이드로 프탈릭 안히드리드, 헥사히드로 프탈릭 안히드리드, 프탈릭안히드리드, 네이딕 메틸 안히드리드, 트리멜리틱 안히드리드, 헥사클로로 엔도메틸렌 테트라히드로 프탈릭 안히드리드, 피브로멜리틱 디 안히드리드, 벤조페논 테트라 카복실릭 안히드리드, 디메틸 아미노메틸 페놀, 벤질 디메틸 아민 중 선택된 하나 이상으로 혼합 또는 에폭시수지를 첨가한 어덕트 물을 사용하는 것도 가능하며, 상기 아민, 폴리아민의 어덕트 물에 혼합 또는 다시 모노머, 다이머, 트리머 에폭시 수지 또는 순수 에폭시수지를 이용하여 어덕트시켜 사용하는 것도 가능하다. 그리고 메타크실렌 디아민, 트리에틸렌테트라아민, 디에틸렌트리아민 중에서 선택된 하나이상에 상기 폴리아미드, 아민, 산무수물과 잠재성 디시안디아미드, 이미다졸 중에서 선택된 하나 이상으로 혼합 또는 모노머, 다이머, 트리머 또는 에폭시수지와 함께 어덕트시켜 사용할 수 있으며, 디 부틸틴 디 아세데이트, 스텐너스 옥데이트, 디브틸 틴 디라우레이트, 모노부틸 틴 옥사이드, 모노부틸 틴 클로라이드 디 하이드록시드, 부틸 틴 트리 (2-에틸헥산네이트), 디부틸틴 멜라이트, 포테이즘 옥데이트, 비스므스 트리-2에텔렌 헥사이트의 암모니아 염, 구리화합물, 니켈, 알루미늄 촉매제 중 선택된 하나 이상을 혼합 또는 모노머, 다이머, 트리머 또는 에폭시수지와 함께 어덕트시켜 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 상기 제1성분과 제2성분은 사용 직전에 혼합되어 시간에 따라 경화가 진행되며, 상기 황토 등의 무기물을 포함하는 제3성분은 별도로 구성될 수도 상기 제1성분 또는 제2성분 내에 함께 구비될 수도 있다.
본 발명의 제1성분인 수성 에폭시 수지 조성에서 에폭시 수지 내에 에어로질과 같은 응집제를 내재시키고 적절한 온도를 유지한 상태에서 유화제가 혼합된 물을 혼합하면 유화 중합 반응이 일어나며, 용해 물질이 전혀 없어도 응집제의 엉킨 입자 표면에 물과 유화제가 안정적으로 흡착 포획되면서 올리고머, 고분자, 라디칼 등이 서로 뭉쳐 정지반응이 일어나고 이에 따라 팽윤이 일어나며, 성상은 부동성이 된다. 이와 같이 응집제에 의한 유화중합(유화반응)은 입자내부와 외부표면에서 폭넓게 안정적으로 이루어져 매우 높은 친수성을 가지며, 이러한 특성으로 경화성분을 혼합한 후에도 다량의 물을 함유할 수 있다, 여기에서 경화성분으로는 아민과 폴리아미드를 모노머, 다이머, 트리머 지방산과 순환 교차시켜 어덕트시킨 물성으로 폴리아미드의 불포화 지방산과 요변성을 갖는 응집제의 상호 작용에 의하여 흡착에너지 증가와 상용성의 안정화로 수지성분과 혼합 후 추가하여 유화제가 함유된 다량의 물 베이스 혼합하여 사용하는 것이 가능함은 물론 3중의 순환 어덕트로 인해 아민 특유의 악취까지 최소화 할 수 있는 것이 특징이다.
이와 같이 조성된 수성 에폭시 수지는 물의 존재 하에서도 간력의 활성화와 상용성을 극대화한 조성으로 주제성분(제1성분)에 경화제성분(제2성분)를 혼합한 100중량부에 극소량의 유화제가 함유된 물 베이스(제4성분)를 다시 100 중량부 이상, 바람직하게는 100 내지 2000 중량부까지, 더욱 바람직하게는 1000 내지 2000 중량부까지 혼합하여도 상용성이 원활하다. 따라서 황토를 포함하는 미세 무기물 분말을 혼합시키더라도 미장 작업이 원활하게 진행될 수 있기 때문에 작업성 및 시공성이 획기적으로 향상된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 황토 모르타르 조성물은 용도에 따라 시공하여 기계적인 물성이 우수하며, 산업의 무공해와 작업의 청정화 등의 요구에 크게 부응할 수 있다. 또한 취급이 용이하고 작업 환경상 안전하며 화재의 위험이 없고 작업환경을 오염시키지 않는 등의 환경 친화적인 특성도 우수하다.
본 발명에서는 상기 (C)단계에서 얻어진 황토 모르타르 조성물을 대상 건축물의 표면에 도포하여 미장층을 형성한 다음, 경화시켜 미장 작업을 진행하는데, 상기 황토 모르타르 조성물은 1회당 2~3mm의 두께로 미장 및 경화되고, 2~3회 반복하여 미장 및 경화하여 원하는 두께를 얻도록 할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
제1성분 및 제2성분의 제조
1. 제1성분(주제성분)의 제조
구성성분 중 량 (g)
에폭시 수지(1) 45.00
반응성 희석제(2) 6.00
응집제(3) 1.10
무기물 충전재(4) 2.50
촉진제(5) 0.30
유화제(6) 0.10
물 45.00
합 계 100.00
2. 제2성분(경화성분)의 제조
구성성분 중 량 (g)
경화제1(7) 16.00
경화제2(8) 45.00
경화제3(9) 5.0
촉진제(10) 5.0
유화제(6) 5.0
물 24
합 계 100.00
시공 현장에서 상기 조성물을 배합하고 황토 분말(제3성분)을 혼합하되 제1성분:제2성분:제3성분 =100:25:50의 중량비로 혼합하여 혼합물을 얻고 상기 혼합물에 유화제가 함유된 물 베이스 1000 중량부를 추가하여 다시 혼합하여 황토 모르타르 조성물은 얻은 후 건축물의 콘크리트 벽면에 중도와 상도를 수행하고 경화시켜 균일한 미장층을 형성하였다.
상기와 같이 조성에 사용된 실제 제품의 화학성분명과 출처를 정리하여 보면 다음과 같다.
(1) 에폭시 수지 : 에피클로로하이드린과 비스페놀의 공중합체 (국도화학)
(2) 반응성 희석제 : 3관능성 에폭시 글리시딜 에테르
(3) 응집제 : 실리콘 디옥사이드(에어로질)
(4) 무기물 충전재 : 탈크
(5) 촉진제 : 페놀
(6) 유화제 : 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 블록 공중합체
(7) 경화제1 : 폴리옥시 프로필렌 디아민
(8) 경화제2 : 폴리아미드(중량평균분자량 2800)
(9) 경화제3 : 트리에틸렌 테트라 아민
(10) 촉진제 : 페놀 촉진제(A-399)
성능 평가
콘크리트 벽면의 표면을 정리한 다음 상기와 같이 배합하여 상기와 같은 황토 모르타르 조성물을 포설 압착 미장하여 평탄면을 갖도록 하였다. 상온 20℃에서 약 24시간 양생 과정을 거친 후 물성을 측정하였다.
이에 대한 물성을 측정한 결과, 부착력(접착력) 50.2㎏f/㎠, 압축강도 110-120㎏f/㎠, 인장강도 120-150㎏f/㎠, 내마모성 (휠트래킹 5000회, 80㎏f, 70±2℃) 이상 없음의 결과를 나타내었다.
그리고 내화학성의 시험으로는 경화된 황토 모르타르 층 표면에 샤아렛을 부착하여 용액이 유출되지 않도록 한 후 주사기를 이용하여 용액을 각각 주입하여 30일간 방치한 후 육안으로 확인 결과 염화칼슘용액 10% 수산화칼슘용액, pH 황산용액 등에서 표면의 변색 등의 이상이 나타나지 않았다.
또한, 미장 후의 외관을 살펴본 경과, 약 1개월 경과시까지도 외관은 매끈하였고 건조 후에도 균열이나 박리가 발생하지 않았으며, 흙 부스러기나 먼지는 전혀 발생하지 않았다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 따라 제조된 황토 모르타르 조성물은 미장 작업으로 형태가 흐트러지지 않으면서 표면에 공극이 없이 평탄면이 이루어져 작업이 매우 용이하고, 수지 부분과 황토 부분의 결합 강도가 강해 고강도가 확보될 수 있으며, 유해 물질의 외부 방출이 차단되어 친환경적인 특성을 가짐을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. (A) (a)에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~85중량%를 포함하는 제1성분: 및
    (b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하는 제2성분; 및
    (c) 황토 분말을 포함하는 제3성분을 준비하는 단계;
    (B) 상기 (A)에서 준비된 제1성분 100 중량부에 대하여 상기 제2성분 5~50 중량부를 혼합하고, 상기 제3성분 5~100 중량부를 혼합하여 황토 모르타르 조성물을 제조하는 단계;
    (C) 상기 (B)에서 제조된 황토 모르타르 조성물을 대상 건축물의 표면에 도포하여 미장층을 형성하는 단계; 및
    (D) 상기 형성된 미장층을 경화시키는 단계
    를 포함하는 건축용 황토 모르타르의 도포 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 (A)에서 상기 (c)의 제3성분에는 운모, 귀양석, 맥반석, 토르말린, 음이온석, 모자나이트, 게르마늄, 실리카, 제올라이트, 규조토, 펄라이트, 탈크, 경탄, 숯, 옥, 소금 및 일라이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 황토 모르타르의 도포 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 (B)에서 황토 모르타르 조성물을 제조함에 있어서, 상기 상기 제1성분 100 중량부에 대하여, 유화제 및 물로 이루어진 제4성분을 100 ~ 2000 중량부 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는 건축용 황토 모르타르의 도포 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 황토 모르타르 조성물은 도포시 1회당 2~3mm의 두께로 미장 및 경화되고, 2~3회 반복하여 미장 및 경화하는 것을 특징으로 하는 건축용 황토 모르타르의 도포 방법.
  5. (a)에폭시 수지 10~50중량%, 반응성 희석제 1~25중량%, 응집제, 0.1~15중량%, 무기물 충전재 1~20중량%, 촉진제 0.1~5중량%, 유화제 0.05~20중량% 및 물 10~85중량%를 포함하는 제1성분: 및
    (b) 폴리아미드 5~50중량%, 아민 화합물 0.1~40중량%, 유화제 0.05~20중량%, 촉진제 0.1~10 중량% 및 물 5~50 중량%를 포함하는 제2성분; 및
    (c) 황토 분말을 포함하는 제3성분;을 포함하며, 상기 제1성분 100 중량부에 대하여 상기 제2성분 5~50 중량부 및 상기 제3성분 5~100 중량부를 포함하는 건축용 황토 모르타르 조성물.
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