KR20190045492A - 목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방수도막재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 목재가루의 단열성 및 차열성을 이용하여 균열보수재 및 방수도막재로 활용 가능한 조성물과 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 발수제를 함유한 숯가루를 목재에 흡착시켜 목재 고유의 통기성은 살리면서도 수분흡수율이 낮아 균열보수 및 방수도막재로 사용 가능한 장점이 있다.
특히, 수증기 투과성이 높고 열전도율이 매우 낮은 목재가루와 열전도율이 매우 낮은 숯가루으로 인해 단열 및 차열효과가 우수한 장점이 있다.

Description

목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 및 그 제조방법 {Crack repair and waterproof coating material composition using wood powder and manufacturing method thereof}
본 발명은 방수도막재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 목재가루의 단열성 및 차열성을 이용하여 균열보수재 및 방수도막재로 활용 가능한 조성물과 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 한국등록특허공보 제10-1585170호(2016.01.07.)는 디올레일토코페릴메틸실란올과 쇼듐락테이트메틸실란올을 폴리머 분재 내에 도입하여 최종적으로 완결되는 폴리우레아의 내구성을 개선하여 물성 저하가 발생되지 않도록 할 수 있는 폴리우레아 도막 방수제를 제시한다.
또한, 한국등록특허공보 제10-1439298호(2014.09.02.)는 방수성능과 차열성능을 모두 확보할 수 있는 차열 도막 방수제 조성물 및 이를 이용한 복합 방수공법를 제시한다.
한국등록특허공보 제10-1585170호(2016.01.07.) 한국등록특허공보 제10-1439298호(2014.09.02.)
본 발명에는 다음과 같은 과제를 해결하고자 한다.
즉, 수증기 투과성이 높고 열전도율이 매우 낮은 목재가루를 이용하여 통기성이 좋고 단열성이 뛰어난 균열보수 및 방수도막재로 사용 가능한 조성물과 이의 제조방법을 제시하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,
숯가루를 발수제에 90분 내지 150분간 침지시키는 제1단계; 제1단계에서 침지시킨 숯가루를 건져 상온 상습 조건에서 20~30시간 동안 건조시키는 제2단계; 제2단계에서 건조된 숯가루를 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 흡착시키는 제3단계; 제3단계의 혼합물과 부재료를 혼합하는 제4단계;를 포함하고, 상기 제3단계의 흡착과정은 혼합용기 상부에 설치된 유입관을 통해 목재가루를 공급하되, 유입관의 일측에 설치된 노즐을 통해 에멀젼이 분사되어 목재가루 표면이 에멀젼에 코팅된 상태로 혼합용기로 공급되고, 혼합용기의 하부에 설치된 송풍관을 통해 숯가루가 혼합된 바람을 불어넣어 상부에서 공급되는 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 숯가루가 흡착되어 혼합용기 바닥면으로 낙하하는 것을 특징으로 하고,
상기 제4단계의 부재료는 4-에틸-2-메틸리덴 옥탄산(4-ethyl-2-methylidene octanoic acid; CAS NO.25085-19-2), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate; CAS NO.9003-04-7), 아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones; CAS NO.26172-55-4), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1), 이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7), 탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3), 황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7) 및 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재가루를 이용한 균열 보수재 조성물 제조방법, 또는
목재가루, 4-에틸-2-메틸리덴 옥탄산(4-ethyl-2-methylidene octanoic acid; CAS NO.25085-19-2), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate; CAS NO.9003-04-7), 아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones; CAS NO.26172-55-4), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1), 이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7), 탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3), 황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7) 및 탈이온수를 포함하며, 상기 목재가루는 표면에 숯가루를 흡착시킨 것임을 특징으로 하는 목재가루를 이용한 균열 보수재 조성물, 또는
숯가루를 발수제에 90분 내지 150분간 침지시키는 제1단계; 제1단계에서 침지시킨 숯가루를 건져 상온 상습 조건에서 20~30시간 동안 건조시키는 제2단계; 제2단계에서 건조된 숯가루를 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 흡착시키는 제3단계; 제3단계에서 생성된 조성물과 부재료를 혼합하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 제조방법.을 제시한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 발수제를 함유한 숯가루를 목재에 흡착시켜 목재 고유의 통기성은 살리면서도 수분흡수율이 낮아 균열보수 및 방수도막재로 사용 가능한 장점이 있다.
특히, 수증기 투과성이 높고 열전도율이 매우 낮은 목재가루와 열전도율이 매우 낮은 숯가루으로 인해 단열 및 차열효과가 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제조방법을 간략히 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 제조방법에 이용되는 장치의 예시도.
이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.
먼저 본 발명을 요약하면 다음과 같다.
즉, 숯가루를 발수제에 90분 내지 150분간 침지시키는 제1단계; 제1단계에서 침지시킨 숯가루를 건져 상온 상습 조건에서 20~30시간 동안 건조시키는 제2단계; 제2단계에서 건조된 숯가루를 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 흡착시키는 제3단계; 제3단계에서 생성된 조성물과 부재료를 혼합하는 제4단계;를 포함하고, 상기 제3단계의 흡착과정은 혼합용기 상부에 설치된 유입관을 통해 목재가루를 공급하되, 유입관의 일측에 설치된 노즐을 통해 에멀젼이 분사되어 목재가루 표면이 에멀젼에 코팅된 상태로 혼합용기로 공급되고, 혼합용기의 하부에 설치된 송풍관을 통해 숯가루가 혼합된 바람을 불어넣어 상부에서 공급되는 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 숯가루가 흡착되어 혼합용기 바닥면으로 낙하하는 것을 특징으로 하는 목재가루를 이용한 균열 보수재 조성물 제조방법, 또는
목재가루, 4-에틸-2-메틸리덴 옥탄산(4-ethyl-2-methylidene octanoic acid; CAS NO.25085-19-2), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate; CAS NO.9003-04-7), 아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones; CAS NO.26172-55-4), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1), 이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7), 탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3), 황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7) 및 탈이온수를 포함하며, 상기 목재가루는 표면에 숯가루를 흡착시킨 것임을 특징으로 하는 목재가루를 이용한 균열 보수재 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 균열보수 및 방수도막재 조성물은 도 1과 같이 숯가루를 코폴리머용액에 침지시키는 단계, 숯가루 건조 단계, 목재가루에 숯가루를 흡착시키는 단계, 부재료 혼합 단계를 거쳐 제조된다.
제1단계 : 숯가루를 발수제에 침지
숯가루를 발수제에 90분 내지 150분간 침지시킨다. 이 때, 발수제는 하이록실레이트 퍼르플루오르알킬에틸 아크릴레이트 코폴리머(Hydroxylated perfluoroalkylethyl acrylate copolymer), 클로로알킬 아크릴레이트 코폴리머(Chloroalkyl acrylate copolymer), 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA) 등의 코폴리머용액을 사용할 수 있다.
제2단계 : 숯가루 건조
제1단계에서 발수제에 침지시킨 숯가루를 건져 상온 상습(23 ℃, 55 ％RH) 조건에서 20~30시간 동안 건조시킨다.
제3단계 : 목재가루에 숯가루를 흡착
제2단계에서 건조된 숯가루를 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 흡착시킨다.
본 단계의 흡착과정에서는 도 2와 같은 장치를 이용할 수 있다.
혼합용기(100)의 상부에는 유입관(10)이 설치되고, 하부에는 송풍관(20)이 설치된다. 유입관(10)으로는 목재가루(1)가 공급되고, 송풍관(20)으로는 숯가루(2)가 공급되는 것이다.
유입관(10)의 일측에는 노즐(15)이 설치되어 유입관(10)으로 공급되는 목재가루(1)로 에멀젼(5)을 분사하는데, 이로써 목재가루 표면이 에멀젼에 코팅된 상태로 혼합용기로 공급된다. 이 때 사용되는 에멀젼은 EVA와 아크릴이 혼합된 것을 예로 들 수 있다. 에멀젼의 조성비는 EVA가 10일 때 아크릴은 20~30의 중량비이며, 바람직하게는 EVA:아크릴의 중량비가 3:7인 것이다.
송풍관(20)으로는 숯가루(2)가 혼합된 바람을 불어넣는다. 따라서 상부에서 공급되는 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 숯가루가 흡착되어 혼합용기 바닥면으로 낙하하게 된다.
이러한 장치에 의해 목재가루가 뭉치지 않는 상태에서 숯가루가 골고루 흡착될 수 있다.
제4단계 : 부재료 혼합
제3단계에서 생성된 조성물(혼합용기의 바닥에서 수거됨)과 부재료를 교반기에서 혼합함으로써 균열보수 및 방수도막재 조성물이 완성된다.
부재료는 4-에틸-2-메틸리덴 옥탄산(4-ethyl-2-methylidene octanoic acid; CAS NO.25085-19-2), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate; CAS NO.9003-04-7), 아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones; CAS NO.26172-55-4), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1), 이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7), 탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3), 황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7) 및 탈이온수를 포함한다.
각 재료의 바람직한 조성비는 다음 표 1에 제시하였다.
성분 함량(중량비)
숯가루가 흡착된 목재가루 4 ~ 10 중량%
4-에틸-2-메틸리덴 옥탄산(4-ethyl-2-methylidene octanoic acid; CAS NO.25085-19-2) 30 ~ 37 중량%
폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate;
CAS NO.9003-04-7)		 1 ~ 2 중량%
아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones;
CAS NO.26172-55-4)		 0.1 ~ 0.3 중량%
에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1) 1 ~ 2 중량%
이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7) 2 ~ 3 중량%
탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3) 30 ~ 36 중량%
황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7) 10 ~ 15 중량%
탈이온수 1 ~ 2 중량%
한편 상기 숯가루는 흑연가루로 대체할 수 있다. 이 경우 균열보수 및 방수도막재 조성물은 목재가루와 에테닐벤젠과 2-에틸헥실-2-프로페노에이트 폴리머와 아크릴산의 공중합체(2-Propenoic acid, polymer with ethenylbenzene and 2-ethylhexyl 2-propenoate; CAS NO.25085-19-2), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate; CAS NO.9003-04-7), 아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones; CAS NO.26172-55-4), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1), 이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7), 탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3), 황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7), 탈이온수로 구성되되, 상기 목재가루는 표면에 흑연가루를 흡착시킨 것임을 특징으로 하게 된다.
역시 흑연가루는 발수제에 침지시켜 건조한 뒤 사용함이 바람직하다.
숯 대신 흑연을 사용하는 이유는 상대적으로 구하기가 쉽고 단가가 낮아 재료비를 절감할 수 있으면서도 열전도율이 특히 낮기 때문에 단열효과에 있어 기대하는 성능을 발휘할 수 있기 때문이다.
본 발명의 주 재료인 목재는 열전도율이 매우 낮으므로 단열효과가 좋고, 통기성이 우수한 성질을 갖고 있다. 그러나 흡수성이 있어 방수제로는 사용되지 않았으나, 본 발명에서는 발수제를 함유한 숯가루를 목재에 흡착시켜 흡수율을 낮춤으로써 이를 균열보수 및 방수도막재에 사용할 수 있게 하였다. 따라서 목재 고유의 통기성은 살리면서도(수증기는 통과시키면서도) 알갱이가 큰 물방울은 숯가루에 의해 흡수가 차단되는 것이다.
본 발명의 균열보수 및 방수도막재는 옥상바닥 방수용으로 가장 적합하다.
옥상의 경우, 외부환경에 직접 노출되는 부위로 방수 수명을 극대화하기 위해서는 수증기 투과성이 높은 방수재료를 도포해야 한다. 따라서 수증기 투과성을 높이기 위해 발수처리한 숯(또는 흑연)가루와 나뭇가루를 혼합함으로써 옥상바닥의 부식을 방지할 수 있다. 특히 열전도율이 매우 낮은 나뭇가루를 방수재에 혼합하여 옥상에 도포함으로써 옥상의 열기 및 냉기가 옥상층 세대에 전달되는 것을 차단할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
1 : 목재가루
2 : 숯가루
5 : 에멀젼
100 : 혼합용기
10 : 유입관
15 : 노즐
20 : 송풍관

Claims (4)

  1. 숯가루를 발수제에 90분 내지 150분간 침지시키는 제1단계;
    제1단계에서 침지시킨 숯가루를 건져 상온 상습 조건에서 20~30시간 동안 건조시키는 제2단계;
    제2단계에서 건조된 숯가루를 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 흡착시키는 제3단계;
    제3단계에서 생성된 조성물과 부재료를 혼합하는 제4단계;를 포함하고,

    상기 제3단계의 흡착과정은
    혼합용기 상부에 설치된 유입관을 통해 목재가루를 공급하되,
    유입관의 일측에 설치된 노즐을 통해 에멀젼이 분사되어 목재가루 표면이 에멀젼에 코팅된 상태로 혼합용기로 공급되고,
    혼합용기의 하부에 설치된 송풍관을 통해 숯가루가 혼합된 바람을 불어넣어 상부에서 공급되는 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 숯가루가 흡착되어 혼합용기 바닥면으로 낙하하는 것을 특징으로 하는
    목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4단계의 부재료는
    4-에틸-2-메틸리덴 옥탄산(4-ethyl-2-methylidene octanoic acid; CAS NO.25085-19-2), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate; CAS NO.9003-04-7), 아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones; CAS NO.26172-55-4), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1), 이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7), 탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3), 황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7) 및 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는
    목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 제조방법.
  3. 목재가루, 4-에틸-2-메틸리덴 옥탄산(4-ethyl-2-methylidene octanoic acid; CAS NO.25085-19-2), 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate; CAS NO.9003-04-7), 아이소싸이아졸리논(Isothiazolinones; CAS NO.26172-55-4), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol; CAS NO.107-21-1), 이산화티타늄(Titanium dioxide; CAS NO.13463-67-7), 탄산칼슘(Calcium carbonate; CAS NO.1317-65-3), 황산바륨(Barium sulfate; CAS NO.7727-43-7) 및 탈이온수를 포함하며,
    상기 목재가루는 표면에 숯가루를 흡착시킨 것임을 특징으로 하는
    목재가루를 이용한 균열 보수재 조성물.
  4. 숯가루를 발수제에 90분 내지 150분간 침지시키는 제1단계;
    제1단계에서 침지시킨 숯가루를 건져 상온 상습 조건에서 20~30시간 동안 건조시키는 제2단계;
    제2단계에서 건조된 숯가루를 에멀젼으로 코팅된 목재가루에 흡착시키는 제3단계;
    제3단계에서 생성된 조성물과 부재료를 혼합하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    목재가루를 이용한 균열보수 및 방수도막재 조성물 제조방법.
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