KR20230139644A - 내부 양생 효과를 갖는 폴리머 콘크리트 바닥마감재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 주제 5 내지 30 중량부; 이소시아네이트계 경화제 5 내지 30 중량부; 수경성 재료 30 내지 100 중량부; 및 워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제 1 내지 20 중량부;를 포함하는 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 바닥마감재층 내부에 워터 채널을 형성하여 함수율이 높은 시공면에도 시공이 가능하고 하자를 유발하지 않는 바닥마감재를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은, 폴리머 콘크리트 바닥마감재에 관한 것으로, 특히, 내부 양생 효과를 갖는 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물에 관한 것이다.
콘크리트는 건축물의 재료로 쉽게 접할 수 있는 소재이나, 내화학성, 내약품성 등이 낮고, 미관 상으로도 좋지 않기 때문에 용도에 따라 바닥마감재를 도포하여 사용하고 있다. 에폭시나 우레탄은 바닥마감재로 널리 사용되는 소재인데 최근에는 무기재와 유기재를 혼합한 폴리머 콘크리트 복합체를 개발하여 시공면과의 부착성을 증대시키려는 연구가 진행되고 있다.
이와 관련하여 한국등록특허 제 10-2283993 호는 시멘트와 골재를 혼합한 개질 콘크리트 바닥재에 관한 것으로, 시멘트의 수화반응을 위해 첨가하는 물 대신 유기물로 이루어진 합성 에멀젼을 혼합하여 시멘트와 골재 사이의 접착력을 증대시키고 바닥재의 강도와 방수성을 향상시키고 있다.
그러나 기존 폴리머 계열의 바닥마감재는 높은 함수율을 가진 콘크리트에 도포할 경우 수분 증발에 의한 부풀음 현상이 발생하고 부착력이 약화되어 하자가 쉽게 발생하므로, 콘크리트 재령일 7 일 이내 급속 시공이 필요한 경우에는 적용이 불가능한 문제가 있다.
위 문제와 관련하여 한국등록특허 제 10-2046781 호에서는 습윤 면에 부착이 가능한 바닥재 시공방법을 제시하고 있으며, 구체적으로는 바탕면 전체에 방수층을 형성시키는 에폭시 하도재를 코팅한 후 중도재 및 상도재를 적용하는 바닥재 시공방법을 제시하고 있다.
그러나 이러한 시공법은 방수 코팅층을 형성해야 하므로 시공 단계가 늘어나게 되고 부착력에도 한계가 있다. 따라서 높은 함수율을 갖는 시공면에 대하여 부착력이 우수하고 시공이 간편하면서도 하자를 발생시키지 않는 고기능성 바닥마감재가 요구된다.
본 발명의 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 주제 5 내지 30 중량부; 이소시아네이트계 경화제 5 내지 30 중량부; 수경성 재료 30 내지 100 중량부; 및 워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제 1 내지 20 중량부;를 포함하는 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.
본 발명의 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 주제 5 내지 30 중량부; 이소시아네이트계 경화제 5 내지 30 중량부; 수경성 재료 30 내지 100 중량부; 및 워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제 1 내지 20 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물은 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 주제 10 내지 25 중량부, 또는 15 내지 20 중량부; 이소시아네이트계 경화제 10 내지 25 중량부, 또는 15 내지 20 중량부; 수경성 재료 40 내지 80 중량부, 또는 50 내지 70 중량부; 및 워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제 2 내지 14 중량부, 또는 3 내지 10 중량부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주제는 상기 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올 1 내지 18 중량%, 1.6 내지 14 중량%, 또는 2 내지 12 중량%를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 폴리에틸렌글리콜의 중량평균분자량은 100 내지 800, 150 내지 600, 또는 200 내지 500일 수 있다.
그리고, 상기 폴리비닐알코올의 중량평균분자량은 100 내지 18,000, 300 내지 16,000, 또는 500 내지 15,000일 수 있다.
또한, 상기 주제는 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 코폴리머, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함할 수 있다.
또한, 상기 주제는 대두유, 코코넛유, 로진에스터, 면실유, 피마자유, 또는 팜오일 기반 천연 폴리올을 포함할 수 있다.
또한, 상기 주제는 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리에틸아민, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 주제는 소포제를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 소포제는 장쇄알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸디페닐 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 톨루이딘 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소사아네이트, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수경성 재료는 시멘트, 석회석, 돌로마이트, 규사, 황산바륨, 탄산칼슘, 소석회, 슬래그, 플라이애쉬, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 시멘트는 1종 시멘트, 3종 조강 시멘트, 백시멘트 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
그리고, 상기 규사는 4호 규사, 5호 규사, 6호 규사, 7호 규사, 8호 규사, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
그리고, 상기 수경성 재료는, 시멘트 10 내지 40 중량부, 15 내지 35 중량부, 또는 20 내지 30 중량부, 석회석 분말 1 내지 30 중량부, 5 내지 25 중량부, 또는 10 내지 20 중량부, 및 규사 10 내지 90 중량부, 20 내지 75 중량부, 또는 30 내지 65 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내부양생제는 비중이 0.05 내지 1.8, 0.1 내지 1.5, 또는 0.1 내지 1.46일 수 있다.
또한, 상기 내부양생제는 평균입경이 0.05 내지 3.0 mm, 0.08 내지 2.0 mm, 또는 0.1 내지 1.0 mm일 수 있다.
그리고, 상기 내부양생제는 경량골재, 퍼미스(Pumice), 펄라이트(Perlite), SAP(Super Absorbent polymer), 목재 분말, 목재 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 바닥마감재 조성물은 표면 함수율 6% 이상의 콘크리트 시공용 바닥마감재일 수 있다.
본 발명에 따른 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물은 기존 폴리머 계열의 바닥마감재가 가진 높은 함수율에 시공이 불가능한 문제를 개선시킨 것으로서, 폴리머 계열의 바닥마감재가 가진 장점과 콘크리트가 가진 장점을 동시에 갖는다. 본 발명에 따른 바닥마감재는 함수율이 높은 콘크리트 시공면에 시공할 경우에도 워터 채널을 통한 수분 흡수 및 전달이 일어나 수분 증발에 따른 하자가 발생하지 않으므로 급속 시공이 가능하다. 또한, 내부 양생 효과에 의해 강도 및 부착력을 향상시킬 수 있고, 본 발명에 따라 형성된 바닥마감재층은 하도층 및 중도층 역할을 동시에 할 수 있어 시공단계를 줄일 수 있고 작업성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 부착 단면 사진이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 바닥마감재 조성물을 적용한 경우에 있어서 시간에 따른 부착강도를 상이한 콘크리트 함수율에서 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥마감재 조성물의 친수성 실험에 관한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥마감재를 나타낸 모식도이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 바닥마감재 조성물을 적용한 경우에 있어서 시간에 따른 부착강도를 상이한 콘크리트 함수율에서 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥마감재 조성물의 친수성 실험에 관한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥마감재를 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
다만, 아래는 특정 실시예들을 예시하여 상세히 설명하는 것일 뿐, 본 발명은 다양하게 변경될 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에, 예시된 특정 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 출원에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, '포함하다', '함유하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소(또는 구성성분) 등이 존재함을 지칭하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
수분산 우레탄 수지는 수경성 화합물과 혼합할 경우 우레탄 수지 자체의 높은 내수성에 의해 수경성 화합물이 코팅되는 구조를 갖게 되어 바탕면의 수분을 흡수해 반응하기 어렵다. 이 때문에 높은 함수율을 갖는 바탕면에 대하여 시공이 불가능하였는데, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것이다.
본 발명의 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물은 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 주제 5 내지 30 중량부; 이소시아네이트계 경화제 5 내지 30 중량부; 수경성 재료 30 내지 100 중량부; 및 워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제 1 내지 20 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 구체적으로는 상기 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트(polymer concrete) 바닥마감재 조성물은 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 주제 10 내지 25 중량부, 또는 15 내지 20 중량부; 이소시아네이트계 경화제 10 내지 25 중량부, 또는 15 내지 20 중량부; 수경성 재료 40 내지 80 중량부, 또는 50 내지 70 중량부; 및 워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제 2 내지 14 중량부, 또는 3 내지 10 중량부;를 포함할 수 있다.
주제는 히드록시기를 2 이상 갖는 폴리올을 포함하는 부분으로서, 주제의 함량이 상기 범위 미만일 경우 폴리우레탄 경화물질의 압축 및 인장강도가 낮아질 수 있고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 미반응 물질이 발생할 수 있다.
경화제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 미반응 물질이 발생할 수 있고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 경화물질의 압축 및 인장강도가 낮아지고 폴리우레탄 수지가 부풀어오르는 문제가 발생할 수 있다.
수경성 재료의 함량이 상기 범위 미만인 경우 바닥면에서 기인한 수분을 흡수하기 어려워 하자를 유발할 수 있고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 폴리머의 함량이 낮아져 방수 성능 및 부착강도가 떨어질 수 있다.
내부양생제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 내부 양생 효과를 발현시키기 어렵고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 내수성이 떨어져 방수 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 바닥마감재는 크게 유기물질 부분인 주제와 경화제, 그리고 무기물질 부분인 수경성 재료와 수분흡수성 내부양생제로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 수분산 우레탄(주제와 경화제 2 액형)과 수경성 재료(모르타르 조성물)를 혼합해 바닥마감재로 사용을 하는 데 있어, 워터채널(water channel)을 형성할 수 있는 내부양생제(Internal curing agent)를 함유한 것이다.
주제는 합성 폴리올 또는 천연 폴리올을 포함할 수 있고, 합성 폴리올로서 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 코폴리머, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함할 수 있다.
특히 상기 주제는 폴리올 중 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올 1 내지 18 중량%, 1.6 내지 14 중량%, 또는 2 내지 12 중량%를 포함할 수 있다. 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리비닐알코올은 수분산 폴리우레탄의 유기재료 부분에 흡수성을 부여하고 워터채널(water channel)로 활용될 수 있는 폴리올로서, 이것의 함량이 상기 범위 미만일 경우 워터채널 형성의 효과가 미미하여 성능 발현이 어렵고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 도막의 내수성과 기계적 물성이 저하될 수 있다.
주제에 폴리에틸렌글리콜이 포함되는 경우 폴리에틸렌글리콜의 중량평균분자량은 100 내지 800, 150 내지 600, 또는 200 내지 500일 수 있고, 폴리비닐알코올이 포함되는 경우 폴리비닐알코올의 중량평균분자량은 100 내지 18,000, 300 내지 16,000, 또는 500 내지 15,000일 수 있다.
폴리에틸렌글리콜의 경우 폴리우레탄 구조의 소프트세그먼트 역할과 친수성 역할을 수행하는 올리고머 수준의 단량체로서 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우 본 발명이 요구하는 친수성을 가지기 어렵고, 중량평균분자량이 상기 범위를 초과할 경우 폴리우레탄의 인장력을 떨어뜨린다. 폴리비닐알코올의 경우도 중량평균분자량이 상기 범위 미만일 경우 본 발명이 요구하는 친수성을 가지기 어렵고, 상기 범위를 초과할 경우 많은 부가반응으로 폴리우레탄 반응에 악영향을 미친다.
또한, 상기 주제는 천연 폴리올을 포함할 수 있고, 특히 대두유, 코코넛유, 로진에스터, 면실유, 피마자유, 및 팜오일 기반 천연 폴리올 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 천연 폴리올은 주제 100 중량부에 대하여 10 내지 90 중량부, 30 내지 88 중량부, 또는 70 내지 85 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 주제는 우레탄 촉매를 포함할 수 있고, 예컨대 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리에틸아민, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 우레탄 촉매는 폴리올을 함유한 주제 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1.0, 0.05 내지 0.5 중량부, 또는 0.1 내지 0.3 중량부 포함할 수 있다. 우레탄 촉매의 함량이 상기 범위 미만일 경우 촉매로서의 효과가 미미하고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 지나치게 빠른 반응으로 작업시간 확보가 어려워질 수 있다.
또한, 상기 주제는 소포제를 포함할 수 있고, 예컨대 장쇄알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 소포제는 폴리올을 함유한 주제 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부, 0.8 내지 8 중량부, 또는 1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다. 소포제의 함량이 상기 범위 미만인 경우 기포 발생에 의해 핀홀이 생성될 수 있고, 반면에 상기 범위를 초과할 경우 바닥마감재 표면으로 이행되어 색상의 이색 현상을 유발할 수 있다.
경화제는 디이소시아네이트계 화합물을 포함하는 부분으로서 주제의 폴리올과 반응하여 폴리우레탄을 형성할 수 있다. 상기 경화제는 방향족 또는 지방족 디이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있고 특히 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸디페닐 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 톨루이딘 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소사아네이트, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
수경성 재료는 충진재 또는 시멘트와 같이 수화반응을 일으킬 수 있는 재료로서, 특히 시멘트, 석회석, 돌로마이트, 규사, 황산바륨, 탄산칼슘, 소석회, 슬래그, 플라이애쉬, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 그리고, 상기 시멘트는 예컨대 1종 시멘트, 3종 조강 시멘트, 백시멘트 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 상기 규사는 예컨대 4호 규사, 5호 규사, 6호 규사, 7호 규사, 8호 규사, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한 상기 수경성 재료는, 시멘트 10 내지 40 중량부, 15 내지 35 중량부, 또는 20 내지 30 중량부, 석회석(분말) 1 내지 30 중량부, 5 내지 25 중량부, 또는 10 내지 20 중량부, 및 규사 10 내지 90 중량부, 20 내지 75 중량부, 또는 30 내지 65 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명은 수경성 재료에 더하여 워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제(Internal curing agent)를 포함하는 것을 본 발명의 핵심적인 특징으로 한다. 상기 내부양생제는 수분흡수성 물질로서, 콘크리트 등 바탕면의 수분을 흡수하고 바닥마감재층 내부로 수분을 전달하는 워터 채널을 형성하는 역할을 하는 것이다. 이로 인해 바탕면의 함수율이 높은 경우에도 즉시 시공이 가능하고, 시공 후에도 수분 증발에 의한 하자가 발생하지 않아 외관이 우수하다. 또한, 전달된 수분은 내부의 수경성 재료가 소모하게 되어 도막의 강도를 증대시키고 부착력을 현저히 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 바닥마감재는 표면 함수율 2% 이상, 6% 이상, 11% 이상, 또는 11 내지 12 %의 바탕면(콘크리트 등) 시공용 바닥마감재로 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 바닥마감재를 콘크리트 바탕면에 적용한 경우 내부 구조를 도식화한 것으로서, 콘크리트층(200) 상에 형성된 바닥마감재층(100)은 흡수성이 부여된 수분산 우레탄(110), 수경성 화합물(120), 및 내부양생제(130)을 포함한다. 수경성 화합물 입자(120)를 단순히 수분산 우레탄(110)과 혼합하는 경우에 우레탄(110)이 수경성 화합물(120)을 감싸게 되어 함수율이 높은 바탕 콘크리트층(200) 표면의 수분을 수경성 화합물(120)이 취할 수 없는데, 본 발명은 내부양생제(130)의 존재로 인해 수분을 흡수, 전달하여 수경성 화합물(120)이 물을 경화에 사용할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 수분산 우레탄(110)에 폴리에틸렌글리콜을 처방하여 흡수성을 부여함으로써 바닥마감층의 수분흡수성을 더욱 향상시키고 내부 양생 효과를 증폭시킨 것이다.
구체적으로 내부양생제는 평균 입경이 0.05 내지 3.0 mm, 0.08 내지 2.0 mm, 또는 0.1 내지 1.0 mm이고 비중이 0.05 내지 1.8, 0.1 내지 1.5, 또는 0.1 내지 1.46인 것일 수 있다. 또한, 상기 내부양생제는 비중이 0.1 내지 0.9, 0.1 내지 0.84, 0.6 내지 0.84, 또는 0.1 내지 0.3인 것과 1 내지 1.8, 1.1 내지 1.6, 또는 1.1 내지 1.46인 것을 포함할 수 있다. 이 경우 비중이 상대적으로 큰 물질은 바탕면에 가까운 쪽에서 워터채널을 용이하게 형성할 수 있고, 상대적으로 비중이 작은 물질과 혼입되어 바닥마감층 내부에 고르게 존재하도록 하여 수분산 우레탄 또는 수경성 재료로의 수분 전달 통로를 용이하게 만들 수 있다.
상기 수분흡수성 내부양생제는 경량골재, 퍼미스(Pumice), 펄라이트(Perlite)와 같은 무기질 재료, SAP(Super Absorbent polymer), 목재 분말, 목재 섬유와 같은 유기질 재료, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 경량골재는 평균입경이 0.1 내지 1.0 mm인 것으로, 비중이 1.8 미만이고 수분흡수율이 20 내지 40 g/kg인 것을 사용할 수 있고, 이 경우 수경성 재료 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부 포함할 수 있다.
상기 퍼미스(Pumice)는 평균입경이 0.1 내지 1.0 mm인 것으로, 비중이 0.6 내지 0.84의 다공성 물질로 수분흡수율이 1.5 내지 2.0 kg/kg인 것을 사용할 수 있고, 이 경우 수경성 재료 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부 포함할 수 있다.
상기 펄라이트(Perlite)는 평균입경이 0.1 내지 1.0 mm인 것으로, 비중이 0.1 내지 0.25이고 수분흡수율이 4 내지 5 kg/kg인 것을 사용할 수 있고, 이 경우 수경성 재료 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부 포함할 수 있다.
상기 SAP(Superabsorbent polymer)는 평균입경이 0.1 내지 1.0 mm인 것으로, 비중이 1.1 내지 1.46이고 수분흡수율이 50 내지 150 kg/kg인 것을 사용할 수 있고, 이 경우 수경성 재료 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.02 중량부 포함할 수 있다.
상기 목재 분말 또는 목재 섬유는 평균입경이 0.1 내지 1.0 mm인 것으로, 비중이 0.1 내지 0.3이고 수분흡수율이 1 내지 3.3 kg/kg인 것을 사용할 수 있고, 이 경우 수경성 재료 100 중량부에 대하여 2 내지 6 중량부 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 바닥마감재를 이용한 시공방법은 바닥마감재 준비 단계, 바탕면 전처리 단계, 및 바닥마감재 도포 단계를 포함할 수 있다. 상기 바탕면은 콘크리트일 수 있다.
바닥마감재 준비 단계는 주제와 경화제를 혼합하는 단계로서 50 rpm 이하로 12 내지 28 ℃에서 30 내지 90 초 또는 약 60 초 가량 교반한다. 교반 속도가 너무 빠를 경우 회전 마찰열에 의해 제품의 반응이 촉진되어 미장 작업 시에 지장을 초래할 수 있다. 그 후 수경성 재료와 내부양생제를 포함하는 분말 조성물을 투입하여 2 내지 4 분 동안 교반하여 균일하게 혼합된 바닥마감재를 준비한다.
바탕면 전처리 단계는 바탕면의 상태에 따라 필요한 경우 본 발명의 바닥마감재를 1 mm 이하로 스크랩핑(scraping) 코팅을 한 뒤에 양생시키는 단계이다. 바탕면의 상태가 양호한 경우 별도의 프라이머 작업 대신 스크랩핑으로 대체할 수 있다. 홈파기를 실시할 경우 이 홈의 흔적이 표면에 나타나지 않도록 미리 스크레치 형태로 선행작업을 통해 홈을 메운 후에 본 시공이 이루어지도록 한다.
이후 준비한 바닥마감재를 바탕면에 고르게 타설한다. 타설이 이루어진 후 곧바로 스파이크 롤러를 이용하여 면을 고르게 하고 기포를 제거하는 것이 바람직하고, 스파이크 롤러의 사용은 혼합 후 10 분 이내에 진행되도록 한다. 코너 몰딩의 경우 본 발명의 바닥마감재와 실리카 샌드(Silica sand)를 1 : 1 내지 2 또는 약 1.5 비율로 혼합하여 시공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예]
실시예 1: 바닥마감재 조성물의 제조
주제는 폴리에틸렌글리콜(중량평균분자량 400) 3g, 피마자유 기반 폴리올 15g, 면실유 기반 폴리올 6g, 디메틸아민 0.2g, 장쇄알콜계소포제 1.8g 으로 구성된 것을 제조하였고, 경화제는 메틸디페닐 디이소시아네이트 20g 과 톨루엔 디이소시아네이트 6g 으로 구성된 것을 제조하였다.
상기 주제 26 g, 상기 경화제 26 g를 30 rpm으로 25 ℃에서 60 초 가량 교반한 후, 여기에 백시멘트 25 g, 석회석 분말 15 g, 돌로마이트 6호 규사 20 g, 돌로마이트 7호 규사 30 g, 펄라이트(Perlite) 6.5 g을 혼합한 분말조성물을 투입하고 3 분 동안 교반하여 바닥마감재 조성물을 제조하였다.
비교예 1: 에폭시계 바닥재 도료
비교 제품으로서 하도 도료로 사용할 에폭시계 바닥재 도료는 강남제비스코에서 생산되는 프로아 실러 투명을 준비하고, 중도 및 상도재로 사용할 에폭시계 후막형 바닥재 도료인 프로아 라이닝 도료를 준비하였다.
시험예 1: 부착 강도 시험
콘크리트 설계강도 30MPa이고, 크기가 200x1000x4000mm(HxDxL)에 해당하는 콘크리트 시험체를 3개 제조하였다. 이후 200x1000x2000mm 로 구분해 한편은 상기 실시예 1에서 제조한 바닥마감재를, 다른 편은 상기 비교예 1에 따른 도료를 도포하였다.
도 1a 사진은 비교예의 시편으로서, 프로아 실러 투명 1차, 프로아 라이닝 중도 2차, 프로아 라이닝 상도 3차로 시공된 시편으로, 탈락된 면을 관찰해 보면 박리된 부분이 콘크리트 표면에 도포된 하도 수지 면이 노출됨을 확인할 수 있었다. 또한 수지가 시멘트와 고르게 섞이지 않은 모습이 관측되었고 단면의 오른쪽 부분에 수분이 남아있는 것을 확인하였다. 이는 도료가 바탕 콘크리트 표면의 수분을 흡수하지 못하였기 때문이며 추후 하자 발생의 원인이 된다.
반면 도 1b 사진은 상기 실시예 1의 시편으로서, 본 발명에 따른 바닥마감재를 하도 및 중도재로 1차, 프로아 라이닝 상도 2차로 시공된 시편으로, 탈락된 면을 관찰하면 박리된 부분에서 콘크리트가 전체적으로 박리된 현상을 관찰할 수 있었다. 이는 본 발명품의 부착강도가 비교예보다 우수함을 증명하는 것이다.
시험예 2: 콘크리트 함수율(over range)에 따른 부착강도 시험
콘크리트 설계강도 30MPa이고, 크기가 200x1000x4000mm(HxDxL)에 해당하는 콘크리트 시험체를 3개 제조하였다. 이후 200x1000x2000mm 로 구분해 한편은 상기 실시예 1에서 제조한 바닥마감재(HP polymer)를, 다른 편은 상기 비교예 1에 따른 도료(EPOXY Lining)를 도포하였다. 도포는 KETT Electric laboratory 사의 HI-520-2 기종을 활용해 콘크리트 함수율을 측정한 뒤 함수율이 OVER RANGE에 해당할 때 동시에 시공을 하였다.
이후 도포 후 4일, 7일, 14일이 되는 때 콘크리트 표면 부착강도를 Proceq 사의 DY-216 기종을 활용해 직접 인발 방식으로 측정하였다.
도 2는 시험 결과를 나타낸 그래프로, 비교예 1에 따른 도료를 시공한 경우보다 실시예 1에 따른 바닥마감재를 시공한 경우 4일, 7일, 및 14일 모두 현저히 높은 부착강도를 나타내는 것을 확인하였다.
시험예 3: 콘크리트 함수율(11.0~12.0%)에 따른 부착강도 시험
상기 시험예 2와 동일하게 시험하되, 콘크리트 함수율이 11.0~12.0%에 해당할 때에 시공을 하였다.
도 3은 시험 결과를 나타낸 그래프로, 비교예 1에 따른 도료(EPOXY Lining)를 시공한 경우보다 실시예 1에 따른 바닥마감재(HP polymer)를 시공한 경우 4일, 7일, 및 14일 모두 높은 부착강도를 나타내는 것을 확인하였다. 특히, 실시예 1에 따른 바닥마감재를 적용한 경우 시공 초기에는 물론 시간이 지날수록 부착강도가 더욱 향상되는 것을 확인하였다.
시험예 4: 콘크리트 함수율(6.5%)에 따른 부착강도 시험
상기 시험예 2와 동일하게 시험하되, 콘크리트 함수율이 6.5%에 해당할 때에 시공을 하고, 도포 후 4일 후와 7일 후에 부착강도를 측정하였다.
도 4는 시험결과를 나타낸 그래프로, 비교예 1에 따른 도료(EPOXY Lining)를 시공한 경우보다 실시예 1에 따른 바닥마감재(HP polymer)를 시공한 경우 4일과 7일 모두 높은 부착강도를 나타내는 것을 확인하였다. 특히, 비교예 1의 경우 시간이 지날수록 부착강도가 감소한 것에 비해, 실시예 1의 경우 시공 초기에는 물론 시간이 지날수록 부착강도가 더욱 향상되는 것을 확인하였다.
시험예 5: 접촉각 시험
바닥마감재의 친수성 정도가 내흡수성 기준(1.0 g/m2)에 부합하는지 확인하기 위해 물방울을 이용하여 접촉각을 측정하였다.
접촉각 측정 결과 상기 비교예 1에 따른 기존 에폭시 라이닝 제품은 접촉각이 79 °로 친수성이 매우 낮았으나(도 5(a)), 상기 실시예 1에 따른 바닥마감재의 경우 접촉각이 36 °로(도 5(b)) 친수성이 현저히 증가한 것을 확인하였다. 이는 본 발명에 따른 바닥마감재를 구성하는 우레탄 소재의 개질이 이루어져 친수성이 증가하고 표면 흡수율이 증대됨으로써 내부에 함유된 흡수성 소재인 내부양생제에 과량의 잉여수가 전달되었기 때문이다.
상기 실험을 통해 본 발명에 따른 바닥마감재 조성물은 높은 함수율을 갖는 콘크리트면에 대한 시공이 가능하고, 시공 후에도 부착강도가 우수하고 하자 발생을 현저히 낮출 수 있음을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100 바닥마감재층
110 수분산 우레탄
120 수경성 재료
130 내부양생제
200 콘크리트층
110 수분산 우레탄
120 수경성 재료
130 내부양생제
200 콘크리트층
Claims (10)
- 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 주제 5 내지 30 중량부;
이소시아네이트계 경화제 5 내지 30 중량부;
수경성 재료 30 내지 100 중량부; 및
워터 채널을 형성하는 수분흡수성 내부양생제 1 내지 20 중량부;를 포함하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 주제는 상기 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 폴리올 1 내지 18 중량%, 1.6 내지 14 중량%, 또는 2 내지 12 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 주제는 모노에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 코폴리머, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리올을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 주제는 대두유, 코코넛유, 로진에스터, 면실유, 피마자유, 또는 팜오일 기반 천연 폴리올을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 주제는 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리에틸아민, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 주제는 소포제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 경화제는 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸디페닐 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트, 톨루이딘 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소사아네이트, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 수경성 재료는 시멘트, 석회석, 돌로마이트, 규사, 황산바륨, 탄산칼슘, 소석회, 슬래그, 플라이애쉬, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 내부양생제는 비중이 0.05 내지 1.8인 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 내부양생제는 평균입경이 0.05 내지 3.0 mm인 것을 특징으로 하는, 수분산 우레탄계 폴리머 콘크리트 바닥마감재 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220038220A KR20230139644A (ko) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 내부 양생 효과를 갖는 폴리머 콘크리트 바닥마감재 |
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| KR20230139644A true KR20230139644A (ko) | 2023-10-05 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102046781B1 (ko) | 2018-11-15 | 2019-11-20 | 주식회사 알지엘텍 | 습윤 면에 부착이 가능한 크랙보수 및 하이브리드 바닥재 시공 방법 |
| KR102283993B1 (ko) | 2020-09-25 | 2021-07-29 | 현대건설 주식회사 | 건축물 바닥재에 활용되는 개질 콘크리트 조성물 및 이를 사용하는 바닥재의 시공방법 |
-
2022
- 2022-03-28 KR KR1020220038220A patent/KR20230139644A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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