KR101752169B1 - 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물의 마감 공정에서 내·외장재로 시공되는 대리석의 줄눈 마감을 위해 시공되거나 토목시설의 차도와 조경시설 등에 시공되는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물에 관한 것으로, 중량%로, 음이온성 폴리우레탄 분산제 10 내지 20%, 무기질 탄산칼슘 15 내지 25%, 탈크 25 내지 35%, 침상분말 5 내지 15%, 티타늄옥사이드 5 내지 15%, 소포제 0.1 내지 1.0%, 습윤제 0.1 내지 1.0%, 증점제 0.1 내지 0.5 %, 펄라이트 1 내지 5%, 일라이트 1 내지 5%를 포함하여 이루어진 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물을 제공한다.
본 발명에 의하면, 음이온성 폴리우레탄 분산제를 사용하여 무기질계 일액형 수성 실란트를 제조함으로써, 습윤 바탕의 상온에서도 경화되어 바탕의 습윤 상태에 영향을 받지 않아 사용편의성과 접착력이 증대되고, 사용시간이 경과해도 접착성과 강도가 저하되지 않으며, 함몰, 들뜸, 탈락 현상이 방지되고, 이물질과 차량에 의한 변색, 오염 및 오일 성분의 대리석 침투에 따른 미관 손상을 방지할 수 있으며, 수용성으로 경화 후에도 물에 용해될 수 있어 줄눈의 설치와 제거가 용이한 효과가 있다.

Description

대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물{ONE COMPONENT WATER-BASED SEALANT COMPOSITION FOR FINISHING MATERIALS OF MARBLE JOINT}

본 발명은 대리석 줄눈 마감재용 실란트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 마감 공정에서 내·외장재로 시공되거나 토목시설의 차도와 조경시설 등에 시공되는 대리석의 줄눈 마감을 위해 사용되는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 접착제란 2개 이상의 피착물을 접합시키거나 고정시키는 것으로, 여기서 피착물은 목재, 금속, 플라스틱, 종이, 세라믹, 대리석, 유리, 콘크리트 등을 비롯하여 함께 접합될 임의의 2개 이상의 물질 또는 물질의 조각이며, 에폭시, 라텍스, 폴리우레탄, 실리콘, 시아노아크릴레이트, 아크릴, 핫멜트 등이 원료로 사용된다.

대리석은 석회암이 변성 작용을 받아 생성된 변성암인데, 색과 무늬가 아름답고 결이 고와 연마하면 아름다운 광택이 있어 장식용 건축 석재로 사용되고, 그 수요는 점점 증가하고 있다. 다만, 천연 대리석은 가격이 고가이기 때문에 최근에는 테라조(terrazzo)라고 하는 인조 대리석이 많이 사용되고, 인조 대리석은 대리석을 분쇄한 후 시멘트로 굳혀 연마하여 제조되고 색이나 모양, 크기를 자유롭게 만들 수 있고 천연 대리석에 비하여 저가이기 때문에 널리 이용되고 있다.

종래에는 대리석 전용 줄눈 마감재가 없었기 때문에 건축물의 내·외장재로 시공되는 대리석의 줄눈 마감재로 백시멘트와 실리콘 실란트가 사용되었고, 토목시설의 차도와 조경시설 등에 시공되는 대리석의 줄눈 마감재로 모르타르와 레미탈 등의 시멘트재가 사용되었다.

그러나, 시멘트재는 물과 배합되어 수화반응에 의해 경화되므로 사용시간이 경과하면 점착성과 강도가 저하되고, 탄성이 부족하여 쉽게 파손되거나, 함몰, 들뜸, 탈락 현상이 발생될 수 있으며, 이물질과 차량에 의해 오염되어 미관을 해칠 수 있는 문제가 있다.

또한, 실리콘 실란트는 진동과 팽창에 대한 신축성과 물의 침투를 막는 수밀성이 있으나, 실리콘 실란트에 포함된 유분이 대리석 내부로 침투하고 여기에 이물질이 흡착되므로 대리석과 줄눈이 오염될 수 있고, 바탕의 함수율에 의한 적용 제한과 들뜸 현상이 발생될 수 있는 문제가 있다.

예컨대, 이와 관련된 종래기술로 특허문헌 1에는 백시멘트 75~85 중량부, 혼합재 15~25중량부를 포함하는 조성물로서, 혼합재는 혼합재 전체 중량부 대비 순환재생골재를 이용한 비소성결합제 5~15 중량부, 고로슬래그 미분말 45~55 중량부, 알파반수석고 30~35 중량부, 메타카올린 4~6 중량부를 포함하며, 물결합재비(W/B) 18wt%, 결합재와 잔골재의 중량비가 1:2.5인 조건에서, 굳지 않은 모르타르의 슬럼프값이 190~200mm, 재령 7일 압축강도가 40MPa 이상 발현되도록 한 친환경 대리석 모르타르 결합재 조성물이 공개되어 있다.

한편, 최근에는 에폭시 아크릴 변성우레탄 등의 폴리머와 코팅제가 사용되고 있으나, 상술한 문제들을 근본적으로 해결하지 못하고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1645501호(2016.08.04. 공개)

본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위해 안출된 것으로, 음이온성 폴리우레탄 분산제를 사용하여 무기질계 일액형 수성 실란트를 제조함으로써, 습윤 바탕의 상온에서도 경화되어 바탕의 습윤 상태에 영향을 받지 않아 사용편의성과 접착력이 증대되고, 사용시간이 경과해도 접착성과 강도가 저하되지 않으며, 함몰, 들뜸, 탈락 현상이 방지되고, 이물질과 차량에 의한 변색, 오염 및 오일 성분의 대리석 침투에 따른 미관 손상을 방지할 수 있으며, 수용성으로 경화 후에도 물에 용해될 수 있어 줄눈의 설치와 제거가 용이한 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물의 제공에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 내구성, 내화학성, 내열성, 칙소트로픽성, 통기성, 내용제성, 방오성, 항균성 등이 우수하여 종합적으로 고기능성이 발현될 수 있는 것에도 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 중량%로, 음이온성 폴리우레탄 분산제 10 내지 20%, 무기질 탄산칼슘 15 내지 25%, 탈크 25 내지 35%, 침상분말 5 내지 15%, 티타늄옥사이드 5 내지 15%, 소포제 0.1 내지 1.0%, 습윤제 0.1 내지 1.0%, 증점제 0.1 내지 0.5 %, 펄라이트 1 내지 5%, 일라이트 1 내지 5%를 포함하여 이루어진 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 음이온성 폴리우레탄 분산제는, 중량%로, 지방족 디이소시아네이트 20 내지 30%, 폴리올 50 내지 60% 및 음이온쇄연장물질 20 내지 30%가 축합반응되어 생성되되, 상기 음이온쇄연장물질의 첨가로 생성된 생성물의 주쇄 중에 음이온성기가 공유 결합된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 지방족 디이소시아네이트는, 이소포론 디이소시아네이트와 헥사메틸렌디이소시아네이트에서 단독 또는 복수로 선택될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 폴리올은, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카보네이트폴리올에서 선택된 어느 하나가 포함되고, 분자량은 3,000 내지 6,000인 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 음이온쇄연장물질은 2,4-디아미노-5-메틸벤젠술폰산, 2,2-디메틸올프로피온산 및 2,2-디메틸올부타디온산에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 무기질 탄산칼슘은 중탄으로 표면이 지방산으로 코팅되되, 평균 입경이 1 내지 12㎛일 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 소포제는 Surfynol 104e와 Surfynol DF-110d가 함께 포함된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 침상분말은 10 내지 20㎛의 입도를 갖는 규회석 분말이고, 길이와 직경 비율이 10:1 이상인 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 펄라이트는 다공질체로 0.01 내지 0.02mm의 입도를 갖는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 중량%로 은나노물질 1 내지 5%를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은, 유기성분은 5% 이내이고, 무기성분이 95% 이상일 수 있다.

본 발명에 의하면, 음이온성 폴리우레탄 분산제를 사용하여 무기질계 일액형 수성 실란트를 제조함으로써, 습윤 바탕의 상온에서도 경화되어 바탕의 습윤 상태에 영향을 받지 않아 사용편의성과 접착력이 증대되고, 사용시간이 경과해도 접착성과 강도가 저하되지 않으며, 함몰, 들뜸, 탈락 현상이 방지되고, 이물질과 차량에 의한 변색, 오염 및 오일 성분의 대리석 침투에 따른 미관 손상을 방지할 수 있으며, 수용성으로 경화 후에도 물에 용해될 수 있어 줄눈의 설치와 제거가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 내구성, 내화학성, 내열성, 칙소트로픽성, 통기성, 내용제성, 방오성, 항균성 등이 우수하여 종합적으로 고기능성이 발현될 수 있는 효과가 있다.

이하에서, 본 발명에 따른 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명하도록 하겠다.

본 발명에 따른 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물은 건축물의 마감 공정에서 내·외장재로 시공되거나 토목시설의 차도와 조경시설 등에 시공되는 대리석의 줄눈 마감을 위한 것으로, 음이온성 폴리우레탄 분산제, 무기질 탄산칼슘, 탈크, 침상분말, 티타늄옥사이드, 소포제, 습윤제, 증점제, 펄라이트 및 일라이트를 포함하여 이루어진다.

상기 음이온성 폴리우레탄 분산제(Anionic polyurethane dispersion)는 중량%로, 지방족 디이소시아네이트 20 내지 30%, 폴리올 50 내지 60% 및 음이온쇄연장물질 20 내지 30%가 축합반응되어 생성된다.

디이소시아네이트는 크게 방향족과 지방족으로 구분되고, 본 발명에서는 지방족 디이소시아네이트가 사용되며, 예컨대 이소포론 디이소시아네이트(isophorone di-isocyanate)와 헥사메틸렌디이소시아네이트(Hexamethylene di-isocyanate)에서 단독 또는 복수로 선택될 수 있다. 특히, 헥사메틸렌디이소시아네이트는 두개의 이소시아네이트기(NCO기)가 반응성이 같은 전형적인 지방족 디이소시아네이트로서 반응성이 우수하고, 무황변성을 갖는다.

상기 폴리올은 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카보네이트폴리올에서 선택된 어느 하나가 사용되고, 수평균분자량이 3,000 내지 6,000의 범위이며, 주석계인 DBTDL 등의 촉매 하에 지방족 디이소시아네이트와 반응하여 연질의 연결고리 주쇄를 갖는 폴리우레탄이 생성된다.

적절한 폴리에스테르폴리올로는 디카르복실산 화합물과 디올 화합물의 축합반응에 의하여 수득될 수 있고, 이때 디카르복실산 화합물은 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 수베린산, 아젤란산, 세바스산, 도데칸디카르복실산, 헥사히드로프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 테트라크로로프탈산, 푸마르산, 말레인산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등이고, 디올 화합물은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 디부틸렌글리콜 등이다. 또한, 적절한 폴리에테릎폴리올로는 폴리에텔렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트타에틸렌글리콜 등이다.

상기 지방족 디이소시아네이트와 폴리올의 첨가량은 디이소시아네이트 20 내지 30 중량%^, 폴리올 50 내지 60 중량%의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

여기에 상기 음이온쇄연장물질의 첨가로 주쇄 중에 음이온성기가 공유 결합되며, 폴리올보다 작은 분자량을 갖는 음이온쇄연장물질이 디이소시아네이트보다 빠른 반응을 하며, 음이온쇄연장물질은 폴리우레탄의 내부유화를 가능하게 하여 음이온성 폴리우레탄 분산제를 수용성으로 만들 수 있고, 수산화나트륨과 반응하여 염으로 변환될 수 있다.

이때, 상기 음이온쇄연장물질은 카르복실기 또는 설포네이트기를 포함하는 화합물이 사용될 수 있고, 예컨대 2,4-디아미노-5-메틸벤젠술폰산, 2,2-디메틸올프로피온산 및 2,2-디메틸올부타디온산에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

이러한, 음이온쇄연장물질은 20 내지 30 중량%의 범위로 사용되는 것이 바람직한데, 이는 20 중량% 미만이면 경화된 후 재용해가 곤란할 수 있고, 30 중량%를 초과하면 경화 시간이 많이 소요되는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.

이와 같이, 지방족 디이소시아네이트, 폴리올 및 음이온쇄연장물질을 반응시켜 주쇄 중에 음이온성기가 공유결합된 음이온성 폴리우레탄 분산제를 얻을 수 있고, 고형분은 30 내지 40 중량%의 범위이다.

이러한 음이온성 폴리우레탄 분산제는 10 내지 20 중량%의 범위로 포함되어 습윤 바탕의 상온에서도 경화되어 바탕의 습윤 상태에 영향을 받지 않아 사용편의성과 접착력이 증대되고, 사용시간이 경과해도 접착성과 강도가 저하되지 않으며, 함몰, 들뜸, 탈락 현상이 방지되고, 이물질과 차량에 의한 변색과 오염이 방지되며, 수용성으로 경화 후에도 물에 용해될 수 있어 줄눈의 설치와 제거가 용이하지만, 과도하게 포함될 경우 대리석 줄눈 마감재로서 기능상 문제가 발생할 수 있다.

상기 무기질 탄산칼슘은 무기 충전제(filler)이고, 침전법으로 합성된 탄산칼슘으로 수분 함량이 0.5% 미만인 것을 사용하고, 15 내지 25중량%의 범위로 포함되어 증량 이외에 갈라짐을 방지하고 강성을 향상시키며 타일의 초기 접착시 미끄럼을 방지하는 기능을 하지만, 과도하게 포함되는 경우 미끄럼 저항성이 감소하거나 강도가 저하될 수 있다. 이때 상기 무기질 탄산칼슘은 중탄이 사용되는 것이 바람직하다.

일반적으로 중탄은 무기 충전제로서 결정질 석회석이나 대리석 등을 분쇄한 것을 사용하고, 무정형이고, 백색도가 높고 독성이 없어 대리석 줄눈 마감재용으로 적합하며, 적정한 평균 입경은 1 내지 12㎛이 범위이다.

상기 탈크(talc)는 활석을 분말화하여 무르고 부드러운 성질을 갖는 것으로 체질안료와 충전제로서 기능하고, 25 내지 35 중량%의 범위로 포함되어 백색도가 있고, 점도를 조정하며, 탈락을 방지하지만, 과도하게 포함되는 경우 강도가 저하되거나 균열, 파손 등이 발생할 수 있다.

상기 침상분말은 5 내지 15 중량%의 범위로 포함되고 규회석인 것이 바람직하며, 이러한 규회석은 백색 또는 회백색에 유리 광택이 있고, 침상의 벽개모양으로 쪼개지는 거친 칼날 모양을 가지므로, 본 발명에서 강도를 높이는 충전제로 기능함과 함께 미끄럼 저항성을 증가시키지만 과도하게 포함되는 경우 표면 상태가 거칠어지고, 칙소트로피(thixotropy)한 성질이 저하되어 시공성이 떨어질 수 있다.

이때, 상기 침상분말은 10 내지 20㎛의 입도를 갖는 규회석 분말이고, 길이와 직경의 비율이 10:1 내지 20:1의 범위인 것이 바람직하다.

상기 티타늄옥사이드(TiO₂)는 은폐력이 높아 백색안료로 사용되고 5 내지 15 중량%의 범위로 포함되며, 초친수성이 있어 물이 줄눈 표면에 접촉했을 때 접촉각이 생기지 않아 물이 표면에 고루 퍼지게 되고 이러한 초친수성으로 인하여 줄눈 표면이 오염되더라도 쉽게 제거할 수 있다.

상기 소포제는 거품이나 기포를 제거하기 위한 것으로 0.1 내지 1.0 중량%가 포함되고, Surfynol 104e와 Surfynol DF-110d가 함께 사용되는 것이 바람직하다. Surfynol 104e는 기포의 생성을 억제하고, Surfynol DF-110d는 공기 유입을 차단하는 기능을 제공하는 아세틸렌 디올 기반 제품으로 기포 제거 및 동적 습윤(dynamic wetting)의 이점을 제공한다.

상기 습윤제는 액체의 표면장력을 감소시키는 것으로 계면활성제가 사용되고, 0.1 내지 1.0 중량%가 포함된다.

상기 증점제는 조성물의 점도를 증가시켜 접착력을 향상시키기 위한 것으로, 0.1 내지 0.5 중량%가 포함되어 줄눈 시공시 점도가 상승되어 초기 접착력이 증가하고, 내수성이 증대되며, 외력을 받았을 때 흐름성을 나타내는 칙소트로피한 성질을 갖도록 하여 우수한 시공성을 제공하지만, 과도하게 포함되는 경우 경화시간이 증가될 수 있다.

이때, 상기 증점제는 우레탄 증점제를 사용하는 것이 바람직하고, 이러한 우레탄 증점제는 우레탄 회합형 구조로 이루어져 우레탄이 무기질 탄산칼슘의 에멀젼 입자들을 서로 연결시키고, 소수기가 이러한 에멀젼 입자에 붙어 있으며, 소수기 사이에 친수기가 존재하고, 이러한 네트워킹 구조로 인하여 더욱 우수한 칙소트로피성이 퍼포먼스를 갖게 된다.

상기 펄라이트(pearlite)는 진주암을 분쇄하여 발포 및 팽창시킨 미립자로 미세 공극이 많고 표면적이 큰 다공질체로 이루어지고, 0.01 내지 0.02mm의 입도를 가지며, 1 내지 5 중량%이 포함되어 무기질 탄산칼슘, 탈크, 침상분말 등에 함유된 미량의 수분과 접착제의 제조 공정에서 혼입된 수분을 흡수하여 제거할 수 있고, 습윤 바탕 적용성 내지 부착성을 갖게 하여 습윤 바탕의 상온에서도 경화되어 바탕의 습윤 상태에 영향을 받지 않고 사용할 수 있어 사용편의성과 접착력이 증대된다.

상기 일라이트(illite)는 운모족 광물로 백색 일라이트와 황색 일라이트가 모두 사용될 수 있고, 1 내지 5 중량%의 범위로 포함되어 탈크와 함께 점도 조절에 사용되며 은나노물질이 포함되지 않은 경우 항균효과도 제공하게 된다. 이때, 상기 범위 내에서 일라이트의 첨가량을 증가시키면 탈크의 첨가량을 감소시키고, 일라이트의 첨가량을 감소시키면 탈크의 첨가량을 증가시켜 점도를 조절한다.

더불어, 상기 조성물에 은나노물질 1 내지 5 중량%가 더 포함되어 항균성을 제공한다.

아울러, 상기 조성물은 소포제, 습윤제 등의 유기성분은 5% 이내이고, 무기성분이 95% 이상이 되도록 하여 대부분 무기질계의 재질로 이루어지게 함으로써 사용기간이 경과해도 접착성과 강도가 저하되지 않고, 습윤 바탕의 상온에서도 경화되어 접착될 수 있으며, 함몰, 들뜸, 탈락 현상이 방지되고, 이물질과 차량에 의한 변색, 오염이 방지되며, 수분 압력을 투과 및 분산시키는데 이점이 있다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 조성물을 사용한 대리석 줄눈 마감재의 제조 방법을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 대리석 줄눈 마감재의 제조 방법은 먼저 음이온성 폴리우레탄 분산제를 합성하는 단계를 수행한다.

이를 위하여, 음이온성 폴리우레탄 분산제를 합성하는데 사용되는 원재료들은 수분에 민감하기 때문에 원료의 투입 전에 플라스크 용기의 내부의 습기를 제거하기 위하여 질소 퍼지로 건조시키는 건조 단계를 수행할 수 있다.

그리고, 폴리올 50 내지 60 중량%와 음이온쇄연장물질 20 내지 30 중량%를 이소시아네이트기(NCO기)를 갖는 지방족 디이소시아네이트 20 내지 30 중량%와 질소분위기 하에서 75 내지 95℃의 온도로 교반하여 3 내지 10 시간 동안 반응시켜 폴리우레탄과 이소시아네이트기 및 음이온성기를 포함한 반응 생성물을 생성시키는 반응 단계를 수행한다. 이와는 달리 두 단계로 진행할 수 있는데, 이 경우 75 내지 95℃에서 1.5 내지 5 시간 동안 지방족 디이소시아네이트와 폴리올을 축합반응시킨 후, 여기에 음이온쇄연장물질을 첨가하여 75 내지 95℃의 온도에서 1.5 내지 5 시간 동안 추가로 반응을 진행시킬 수도 있다.

이때, 상기 지방족 디이소시아네이트는 이소포론 디이소시아네이트와 헥사메틸렌디이소시아네이트에서 단독 또는 복수로 선택되고, 상기 폴리올은 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카보네이트폴리올에서 어느 하나가 선택되며, 상기 음이온쇄연장물질은 2,4-디아미노-5-메틸벤젠술폰산, 2,2-디메틸올프로피온산 및 2,2-디메틸올부타디온산에서 어느 하나가 선택되어 사용된다.

이후, 플래너터리 믹서(Planetary mixer)에 중량%로 음이온성 폴리우레탄 분산제 10 내지 20, 소포제 0.1 내지 1.0%, 습윤제 0.1 내지 1.0%, 증점제 0.1 내지 0.5%를 투입하여 혼합한다. 예컨대 상기 플래너터리 믹서는 배치 방식의 공정에 적합한 장비로 고점도 원료를 수직형 또는 비틀린 형태의 블레이드가 공전과 자전 운동을 하면서 원료를 분산 및 혼합시키는 장치이다.

이후, 상기 플래너터리 믹서에 중량%로 무기질 탄산칼슘 15 내지 25%, 탈크 25 내지 35%, 침상분말 5 내지 15% 및 티타늄옥사이드 5 내지 15%를 투입하여 600~800rpm으로 고속 분산시켜 분산열에 의해 60 내지 80℃로 승온시킨다.

이후, 상기 플래너터리 믹서에 중량%로 펄라이트 1 내지 5%, 일라이트 1 내지 5%를 투입하여 70cm HG 이상에서 균일하게 혼합 분산시킨다.

이는 투입된 원료 중에 포함되어 있거나, 공정의 진행 과정에서 혼입된 수분을 승온 후 진공으로 뽑아내어 제거하기 위한 것으로, 70cm HG 이상은 고진공을 의미하고, 진공도가 높을수록 미세기포의 탈포와 수분 제거가 확실하며, 수분 경화형 성질을 갖는 본 발명의 저장 기간 중 증점, 겔화 등에 따른 저장수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 촉매를 소량 투입하여 대기 중의 수분과 축합 반응을 촉진시켜서 경화시간을 단축시킬 수 있다.

그리고, 포장 용기에 충진시켜 포장한다. 이러한 포장 공정은 마감재가 고점도의 칙소트로픽성을 갖기 때문에 유압프레스를 이용하여 포장 용기에 압출하는 방식으로 이루어짐으로써 공기가 유입되거나 접촉되지 않도록 한다.

이하에서는 실험을 통하여 상술된 본 발명의 발명예를 비교예 1, 2와 비교하여 본 발명의 구성 및 효과에 대해 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 본 발명예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 내용이 여기에 한정되는 것은 아니다.

먼저 본 발명의 발명예에 대하여 설명하면 4리터 4구 플라스크 용기를 질소 퍼지로 건조시킨 후, 분자량 5,000의 폴리에테르폴리올 1,000g에 헥사메틸렌디이소시아네이트 500g 및 2,4-디아미노-5-메틸벤젠술폰산 500g을 투입하고, 질소분위기 하에서 75~95℃의 범위를 유지하면서 4시간 동안 교반하여 반응시켜 음이온성 폴리우레탄 분산제를 합성한다.

그리고, 플래너터리 믹서에 음이온성 폴리우레탄 분산제 18중량%, 소포제로 Surfynol 104e와 Surfynol DF-110d를 합쳐서 0.5 중량%, 계면활성제 0.5 중량%, 우레탄 증점제 0.2 중량%를 투입하여 혼합 한 후, 지방산으로 코팅된 평균 입경 3㎛인 중탄 23 중량%, 탈크 32 중량%, 규회석 분말 10 중량%, 티타늄옥사이드 8.8 중량%를 투입하여 700rpm으로 고속 분산시켜 분산열에 의하여 70℃까지 승온시킨 다음, 펄라이트 4 중량%와 일라이트 3 중량%를 투입하여 70cm HG에서 혼합 분산시켜 본 발명의 실시예에 따른 대리석 줄눈 마감재를 제조하였다.

반면에 비교예 1은 주식회사 쌍곰의 줄눈용 마감재 PC-3000, 비교예 2는 주식회사 쌍곰의 줄눈용 마감재 PC-7000을 사용하여 실험하였다.

측정방법은 한국산업규격(KS)를 인용하였고, KS에 측정방법이 나오지 않은 경우에는 보편화되어 있는 측정방법을 사용하였다. 실험의 일반조건은 다음과 같다.

시료 및 시험체의 제작은 특별히 지정하지 않는 한 표준상태에서 한다. 여기서, 표준상태란 KS L 0006에서 규정하는 표준상태(온도 20±2℃, 습도 65±10%)를 말한다.

시료 및 시험에 사용하는 재료는 표준상태의 실내에 제작 전 24시간 방치해 두어야 한다. 마감재는 시험할 때 잘 교반해서 사용해야 한다. 시험에 사용하는 재료 및 용구는 다음과 같고 아래의 표에 따른다.

품명	재질
석면 슬레이트	KS L 5115에서 규정하는 플렉시블판
모르타르판	모르타르의 배합은 무게비로 시멘트1, 표준모래2, 물시멘트비 0.65로 한다. 1회 혼련한 시멘트 520g, 표준모래 1040g, 물 338g으로 하고, 모르타르의 혼합 방법은 KS L5109의 6모르타르의 혼합방법에 따라 조제한 모르타르를 안쪽 치수 70×70×20mm인 금속제 형틀을 사용하여 성형한 후 온도 20±3℃, 습도 80% 이상의 상태로 24시간 양생한 후 탈형하고, 그 후 6일간 20±2℃의 물속에서 양생한다. 다시, 7일 이상 양생실에서 양생한 후 KS L6003에서 규정하는 150번 연마지를 사용하여 성형시 아랫면을 충분히 연마하여 시험용 기판으로 한 것
도자기질 타일	KS L 1001에서 규정한 내장 도자기질 타일로서 100mm각, 뒷면 무처리의 것으로 8의 적용타일에 규정하는 것
표준빗	KS D 3503에서 규정하는 것
철편,인장지그

시험에 사용하는 도포기구는 표준빗으로 한다. 다만, 제조자가 지정하는 빗을 사용하여도 좋다. 두께는 0.8±0.2mm로 한다. 시험체의 제작에 사용하는 철편의 접착면은 40×40mm로 한다.

(1) 저장안정성

발명예와 비교예를 1kg씩 나누어서 4통을 준비한다. 4주간 중 최소의 2주간은 20±2℃, 후반의 2주간은 50±2℃에서 저장하고 그 후의 용적과 점도에 현저한 변화 유무를 육안으로 조사한다(KS L 1593).

(2) 접착강도

접착강도의 시험방법은 다음과 같다.

1) 시험용 재료 : 시험용 재료는 다음과 같이 한다.

a) 바탕재

바탕재는 모르타르판으로 하고 크기 70×70mm, 두께 20mm로 한다. 표면은 먼지, 기타 이물질이 부착되지 않도록 청소한다.

b) 도자기질 타일

도자기질 타일(이하, '타일'이라 한다)은 미리 40×40mm의 크기로 절단한 것을 사용한다.

2) 시험체의 제작 : 시험체의 제작은 다음과 같이 한다.

a) 도포

바탕재에 도포는 KS L 1593의 철제 도포용 보조틀에 평활면을 위로 하여 바탕판 5매를 틈이 없이 삽입 고정하고, 공시 마감재의 적당량을 취하고 표준빗으로 도포한다. 도포 조작을 할 때에는 바탕재에 KS A1527에서 규정하는 테이프를 나비 7mm가 덮히도록 부착하고 적당량의 마감재를 올려 놓고 주걱 등을 사용하여 두께 3mm로 도포한 후 표준빗을 각도 약 60°로 세워서 양손으로 단번에 앞으로 당겨 마감재를 5매의 바탕재로 균일하게 도포한다. 테이프는 도포 후 즉시 서서히 벗겨낸다.

b) 대리석 부착

마감재 도포 후 원칙적으로 20분 후에 미리 40×40mm의 크기로 절단한 대리석을 마감재가 도포된 바탕재의 중앙에 가만히 올려놓고 다시 그 위에 무게 1kg의 추를 약 30초간 올려놓은 후 추를 제거하여 7일간 양생한다.

c) 철편의 장치

양생 4일에서 6일 사이에 KS L 1593에서 규정한 철편을 표준 상태 속에서 에폭시 수지계 접착제 등으로 대리석에 접착한다.

3) 시험체의 처리 : 시험체의 처리는 다음과 같다.

a) 건조·습윤 되풀이

고습양생을 한 후, 아래 표에 따라 양생을 하고 건조는 항온실에서 한다. 습윤은 항온 항습실에서 한다.

b) 열노화

표준 양생을 한 후 아래 표에 따라 항온실 내에서 양생을 한다.

c) 저온 경화

정온 양생을 한 후 아래 표에 따라 항온실 내에서 양생을 한다.

조건	항목	시간(h)	온도(℃)	수분
양생조건	표준양생	168	20±2	65±10(RH%)
	저온양생	168	5±2	-
	고습양생	168	20±2	90이상(RH%)
처리조건	건조·습윤	4	20±2	90±10(RH%)
		20	60±2	건조
		이것을 1사이클로 하여 4사이클 되풀이 한다
	열노화	672	60±2	건조
	저온경화	672	5±2	-

4) 접착 강도 시험

a) 시험기

시험기는 파괴하중이 시험기 용량의 15~85%에 들 수 있는 인장 시험기로서, 인장속도를 3mm/min로 조절할 수 있는 것으로 한다.

b) 접착강도

접착강도는 시험체를 양생한 후, 지그를 사용하여 시험기에 장치하고, 인장속도 3mm/min로 인장시험을 하고 끊어질 때까지 최대하중을 측정하고 끊어진 상태를 기록한다. 또한, 인장시험은 양생종료 후 즉시 한다. 다만, 열노화 양생을 한 시험체는 표준상태로 24시간 정치한 후 한다.

c) 접착강도를 구하는 방법

접착강도는 다음 식에 따라 구한다.

접착강도는 5시험체의 평균치로 표시한다.

d) 끊어진 상태 기록

끊어진 면을 관찰하고 최대면적을 나타내는 끊어진 위치를 육안으로 측정하고 그 끊어진 위치를 표시한다. 또한, 철편과 타일의 경계면에서 끊어진 시험체에 대하여는 그 시험체의 개수에 따라 재시험을 하고 앞의 수치와 합쳐서 5개 시험체의 평균치로 표시한다(KS L 1593).

(3) 내열성

2장의 대리석을 상하 10mm로 어긋나게 접착하여 표준 양생한 시험체를 60℃의 항온조에 거의 연직으로 달아매고 한쪽 대리석에 무게 4.5kg의 추를 걸고 24시간 그대로 둔다. 대리석이 벗겨져 떨어지지 않으면 합격으로 한다(KS L 1593).

(4) 미끄럼 저항성

8mm의 석면 슬레이트(플렉시블판)를 200×500mm의 크기로 절단하고 짧은 변의 양끝에 5mm각의 봉재를 에폭시 수지 접착제로 부착한다. 표면은 먼지나 기타 이물질이 부착되지 않도록 깨끗하게 하며, 뒷면 무처리한 100mm 각 대리석을 사용한다. 바탕에 대한 마감재의 도포는 공시 접착제의 적당량을 취하고 주걱 등을 사용하여 바탕재에 두께 약 3mm로 도포한다. 이어서 표준빗을 각도 60도로 세워서 단번에 당겨서 남은 마감재를 제거한다. 빗질을 하는 방향은 바탕재의 긴 변에 평행 방향과 직각 방향의 2곳으로 한다. 마감재 도포후 5분 이내에 대리석을 마감재가 도포된 바탕재에 가만히 올려 놓고 다시 그 위 무게 5kg의 추를 약 30초간 올려놓은 후 추를 제거하고 시험체 중앙부에 먹으로 표시하여 기준선으로 한 후 바로 시험체를 수직으로 세운다. 24시간 경과 후에 기준선에서의 미끄러짐 길이를 정밀도 0.05mm 이상의 스케일로 측정한다(KS L 1593).

(5) 부착가능시간

부착가능시간은 표준 접착강도를 만족하는 최장의 시간으로 한다(KS L 1593).

(6) 점도

RVT 점도계를 사용하여 spindele No. T-F, rpm2.5에서 측정하였다.

(7) 작업성

마감재를 석고보드 면에 헤라를 사용하여 바탕면에 고르게 펴서 바른 후 7mm 요철 헤라를 45도로 세워서 마감재를 도포할 때 고르게 도포되고 끈적거림이나 힘의 반대방향(마감재 자체의 저항력)으로 당겨지는 느낌을 확인한다.

(8) 내오염성

마감재의 내오염성 시험방법은 다음과 같다. 먼저 마감재를 시공하여 경화시킨다. 이후 0.5% 카본블랙(Carbon Black) 용액을 제조한 후 시공된 표면에 방울로 용액을 떨어뜨리고, 80℃에서 24시간 동안 가열한 후 물로 세척한 다음 경화된 마감재의 조성물에 흡수된 오염물질인 카본블랙 용액이 밖으로 배출되지 않고 얼룩으로 남아 있는 지 여부 및 잔류 얼룩의 색이 짙은 지 옅은 지에 관한 색차변화를 관찰하였다.

상술한 시험들에 대한 시험결과는 아래의 표 3에 정리하였다.

시험결과, 상기 표 3에 나타난 바와 같이 발명예의 대리석 줄눈 마감재로서의 성능은 KS L 1593의 기준을 충분히 만족하였고, 비교예 1과 2와 비교하여 볼 때 더 우수한 성능을 가짐을 확인할 수 있었다.

결국, 본 발명에 의하면 음이온성 폴리우레탄 분산제를 사용하여 무기질계 일액형 수성 실란트를 제조함으로써, 습윤 바탕의 상온에서도 경화되어 바탕의 습윤 상태에 영향을 받지 않아 사용편의성과 접착력이 증대되고, 사용시간이 경과해도 접착성과 강도가 저하되지 않으며, 함몰, 들뜸, 탈락 현상이 방지되고, 이물질과 차량에 의한 변색, 오염 및 오일 성분의 대리석 침투에 따른 미관 손상을 방지할 수 있으며, 수용성으로 경화 후에도 물에 용해될 수 있어 줄눈의 설치와 제거가 용이하고, 또한 내구성, 내화학성, 내열성, 칙소트로픽성, 통기성, 내용제성, 방오성, 항균성 등이 우수하여 종합적으로 고기능성이 발현될 수 있는 것이다.

본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (11)

1. 중량%로, 음이온성 폴리우레탄 분산제 10 내지 20%, 무기질 탄산칼슘 15 내지 25%, 탈크 25 내지 35%, 침상분말 5 내지 15%, 티타늄옥사이드 5 내지 15%, 소포제 0.1 내지 1.0%, 습윤제 0.1 내지 1.0%, 증점제 0.1 내지 0.5 %, 펄라이트 1 내지 5%, 일라이트 1 내지 5%를 포함하여 이루어진 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 음이온성 폴리우레탄 분산제는, 중량%로, 지방족 디이소시아네이트 20 내지 30%, 폴리올 50 내지 60% 및 음이온쇄연장물질 20 내지 30%가 축합반응되어 생성되되, 상기 음이온쇄연장물질의 첨가로 생성된 생성물의 주쇄 중에 음이온성기가 공유 결합된 것을 특징으로 하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 지방족 디이소시아네이트는, 이소포론 디이소시아네이트와 헥사메틸렌디이소시아네이트에서 단독 또는 복수로 선택된 것을 특징으로 하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 폴리올은, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리카보네이트폴리올에서 선택된 어느 하나가 포함되고, 분자량은 3,000 내지 6,000인 것을 특징으로 하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 음이온쇄연장물질은 2,4-디아미노-5-메틸벤젠술폰산, 2,2-디메틸올프로피온산 및 2,2-디메틸올부타디온산에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 무기질 탄산칼슘은 중탄으로 표면이 지방산으로 코팅되되, 평균 입경이 1 내지 12㎛인 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 소포제는 Surfynol 104e와 Surfynol DF-110d가 함께 포함된 것을 특징으로 하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 침상분말은 10 내지 20㎛의 입도를 갖는 규회석 분말이고, 길이와 직경 비율이 10:1 이상인 것을 특징으로 하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 펄라이트는 다공질체로 0.01 내지 0.02mm의 입도를 갖는 것을 특징으로 하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
   
10. 제 1항에 있어서,
    중량%로 은나노물질 1 내지 5%를 더 포함하는 대리석 줄눈 마감재용 무기질계 일액형 수성 실란트 조성물.
    
11. 삭제