KR101105122B1

KR101105122B1 - 비닐계 수성 황토타일 접착제

Info

Publication number: KR101105122B1
Application number: KR1020110049864A
Authority: KR
Inventors: 김진환; 이수한; 조진오
Original assignee: 주식회사 쌍 곰
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-01-16

Abstract

본 발명은 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)혼합된 수지를 이용한 일액형 황토타일 접착제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)혼합된 수지를 황토 분말 및 물을 주성분을 사용함으로서 오픈타임, 미끄럼저항성, 접착강도를 향상 시켜 작업능률 향상과 오픈타임 경과 후에 타일시공으로 인해 타일들뜸 및 탈락현상을 방지 하는데 그 목적이 있고, 시멘트의 알칼리 성분을 중화시키고, 원적외선을 대량 방출하여 인체에 열을 발생시켜 혈액순환과 신진대사를 원활하게 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 타일 접착제는 전체 조성물에 대하여 혼합수지 [에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)의 중량％ 비율로 혼합된 액상수지] 25∼35％중량, 증점제 1.5∼2.5중량％,분산제 0.05∼0.1중량％, 방부제 0.05∼0.1중량％, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 0.05∼0.2중량％, 가소제 0.05∼0.1중량％, ph조절제 0.1∼0.5중량％, 충전제 5∼10중량, 황토분말 35∼40중량％, 희석용매 15∼25중량％이 혼합되어 이루어진다.

황토분말, 타일접착제, 에틸렌비닐아세테이트

Description

비닐계 수성 황토타일 접착제{Loess Tile adhesive with vinyl water}

본 발명은 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)혼합된 수지를 이용한 일액형 황토타일 접착제 및 그 제조방법에 관한 것과 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지와 황토 분말 및 물을 주성분으로 하는 일액형 황토 타일 접착제에 관한 것이다.

황토를 건축적으로 이용하기 위한 입도는 보통 75±10㎛ 범위의 미립자를 사용하며 점토와 입자 간 존재하는 공극용적은 보통 45∼55％인데 적은 것은 10∼15％, 많은 것은 50∼60％이며 색상은 철산화물이 많으면 짙흔 적색을 띠며, 석회물질이 많으면 옅흔 황색을 나타낸다. 강도 측면에서 부착강도는 점토의 조직에 관계되고 입자의 크기에 영향을 받는다.

황토는 건축 재료의 주류를 이루는 시멘트의 알칼리 성분을 중화시키고, 원적외선을 대량 방출하여 인체에 열을 발생시켜 혈액순환과 신진대사가 원활하게 하여 마감재로 다양하게 개발되고 있지만 기존 일액형 황토접착제는 시간이 지남에 따라 점도상승과 겉마름등 저장 안정성이 좋지 않는 등의 문제가 유발되어 본 발명에서는 이를 보완하기 위한 목적으로 개발되었다.

본 발명은 종래의 일액형과 이액형인 황토마감재의 미장용 마감재로만 사용이 가능하고 황토타일 부착시 타일쳐짐, 부착력 저하등의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것이다.

본 발명과 관련된 종래기술로는 한국특허등록번호 10-0983871(비닐계 수성접착제를 이용한 일액형 황토마감재 및 그제조방법)은 비닐계 수성접착제와 황토 및 물과 유화제를 혼합하는 방법이다.

그러나 이들 종래기술은 본 발명과 기술적 구성이 다른 것이다.

일반적으로 보편화되어 사용되고 있는 황토 마감재는 황토 타일 접착제로 사용하기에는 황토타일의 쳐짐과 겉마름이 발생하게 된다. 이러한 쳐짐과 겉마름은, 황토 접착제의 점도와 작업성이 관계가 있는데 보통 점도를 높이게 되면 황토타일의 쳐짐은 줄어 들 수 있으나 겉마름이 발생되어 황토 타일이 탈락되거나 접착강도가 저하되는 현상이 발생하고, 점도를 낮추게 되면 겉마름은 줄일 수 있어 타일의 탈락방지에는 도움이 되나 쳐짐으로 인한 작업자의 능률이 현저히 떨어지게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)혼합된 수지에 황토 분말과 희석용매,충진제,분산제를 첨가함으로써 기존 황토 접착제에 비하여 저장안정성 및 타일쳐짐과 겉마름을 향상시켜 높은 접착력 및 내구성을 증진시켜 타일시공 품질을 향상 시켰으며, 시공시 능률이 향상되어 작업자의 피로감을 줄일 수 있는 접착제에 관한 것이다.

에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지는 비닐아세테이트에 에틸렌을 80∼85℃에서 50기압으로 가압 반응시켜 제조한다. EVA계 에얼젼 수지는 점성과 고무탄성을 동시에 가지고 있어 접착제로 사용이 많아 굽힘강도와 충격강도가 요구되는 시멘트 제품인 미장과 방수재료에만 많이 사용되고 있는데, 이는 시멘트 모르타르 혼합용 EVA는 느린 경화시간,고 접착력,저 내수성의 특성과 작업성(미끄러짐)의 특성을 가지고 있다. 하지만 1액형 타입의 타일접착제로서는 중요 물성중에 하나인 작업성(미끄러짐) 때문에 적용의 어려움이 있다.

이를 개선하기 위해 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)혼합된 제품을 사용하여 속경화성과 내수성, 접착력을 향상을 시키고 황토 분말과 희석용매, 충진제, 분산제를 첨가함으로서 작업성(미끄러짐)을 방지하는 효과를 지니게 된다.

본 발명은 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지는 수용성이며 무공해성이기에 인체에 무해하고 황토 분말을 첨가하여 원적외선 방산 효과를 볼 수 있다. 하지만 기존 황토 마감재는 황토 타일 접착제로 사용하기에는 황토타일 쳐짐과 겉마름 발생으로 인한 접착강도가 저하되는 문제점을 해결하기 위하여 일액형 황토 타일 접착제를 제공한다.

본 발명의 비닐계 수성 황토 타일접착제는 전체 조성물에 대하여 25∼35중량％의 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)의 중량％ 비율로 혼합된 액상수지, 1.5∼2.5중량％의 증점제, 0.05∼0.1중량％의 분산제, 0.05∼0.1중량％의 방부제, 0.05∼0.2중량％의 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 0.05∼0.1중량％의 가소제, 0.1∼0.5중량％의 ph조절제, 5∼10중량％의 충전제, 35∼40중량％의 황토분말, 15∼25중량％의 희석용매를 포함하는 조성으로 이루어진다.

에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA) 에멀젼 수지는 유리전이온도가 0℃∼-15℃, 고형분이 54∼56％, 점도가 3000∼4000cps, ph가 4.0∼5.0인 것을 특징으로 하는 것을 반드시 사용하여야 한다.

아크릴 수지는 통상의 스티렌-아크릴 등의 공중합 합성수지 에멀젼으로서 고형분을 50중량％ 이상 함유한 것이다. 아크릴 수지는 아크릴 단량체를 2∼3종 공중합시켜 합성하는데 아크릴 단량체로는 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate, 2-EHA), 아크릴산(acrylic acid, AA), 메타크릴산(methacrylic acid, MAA), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 등을 사용하며 내수성을 강화하기 위한 보강제로서 스티렌(stryrene)을 사용하여 제조된 것으로 사용하며, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate,EVA)와 아크릴 수지간 각각 1:(0.5∼1.5)의 중량％ 비율로 혼합된 액상수지를 사용한다.

이 이외의 액상수지와 비율을 사용하면 겉마름과 미끄럼저항성이 떨어져 작 업성과 부착력이 떨어진다.

증점제는 고점도를 유지하며 외력을 받았을 때에는 흐름성을 나타내는 칙소트로피(thioxotropy)한 성질을 갖게 하여 우수한 시공성을 갖도록 하기 위하여 사용한다. 하지만 증점제의 사용량이 많으면 물 흡수성 때문에 내수성이 나빠지게 되므로 주의 하여야 한다. 증점제로는 보통 아크릴 수지를 암모니아수로 염처리한 것을 많이 사용한다.

분산제는 조성물 중의 고형분들을 고르게 분산시키는 기능을 하는 것으로서 일반적으로 그래뉼 타입의 흰색 분말 즉, Sodium Hexametaphosphate을 사용한다.

방부제로는 벤조산, 실리실산, 포르말린 등을 사용할 수 있다. 하지만 포르말린은 인체 자극성이 심하므로 가급적 피해야 한다. 타일접착제는 증점 및 부착력을 향상시키기 위하여 천연물을 사용하므로 하절기에 온도, 습도가 높을 때에는 미생물에 의해 부패되어 변질될 수 있으므로 적정량의 방부제를 필히 첨가하여야 한다.

에틸렌글리콜(Ethylene glycol)는 작업성 향상을 위해 사용하는 것이다.

가소제는 도막에 유연성을 부여하고 부착력을 높이는 역할을 한다. 하지만 과량 사용하면 도막이 연약해 지므로 주의해야 한다. 가소제로는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜타디올 모노이소부티레이트(2,2,4-trimethyl-1,3-pentadiol monoisobutyrate)로서 상용화 되어 있는 텍사놀(Texanol) 등을 사용할 수 있다.

ph조절제는 전체 조성물의 산도(ph)를 조절하는 것으로서 수산화 암모늄 등의 강염기성 물질을 사용한다.

충전제는 탄산칼슘(CaCO₃ ) 또는 규사를 사용하며, 바람직하게는 탄산칼슘을 사용한다. 충전제는 제품에 적당한 입경을 유지하여 건조 시간을 단축시키며, 시공 작업성을 유지하기 위하여 사용한다.

황토분말은 채취되어 완전히 건조된 황토를 파쇄장치를 이용하여 입자가 미세하게 얻어지도록 거른 분말이며, 입자크기는 200Mesh (75±10㎛)의 크기와 Sio ₂ 40∼45중량％, Fe ₂ O ₃ 4∼5중량％, Al ₂ O ₃ 35∼38중량％, CaO 1중량％ 이하, Mgo 1중량 이하, 강열감량 13∼15％인 화학 성분 가지는 것을 반드시 사용해야 된다.

그 범위를 벗어나게되면 크랙이나 겉마름이 발생되어 부착강도의 저하로 이어진다.

희석용매로는 물을 사용한다. 물은 적은 양을 증감하여도 점도의 변화가 현저하게 나타나므로 주의깊게 사용하여야한다.

이하에서 상기에 서술된 본 발명의 실시예를 비교예와 실험을 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.

비교예1은 가장 일반적인 타일 접착제인 S사의 제품1, 비교예2는 황토마감재 제품2로 하고, 실시예는 본 발명의 범위 내에서 혼합수지 [에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinylacetate) 에멀젼 수지와 아크릴 수지가 각각 1:(0.5∼1.5)의 중량％ 비율로 혼합된 액상수지] 25∼35％중량, 증점제 1.5∼2.5중량％,분산제 0.05∼ 0.1중량％, 방부제 0.05∼0.1중량％, 에틸렌글리콜(Ethylene glycol) 0.05∼0.2중량％, 가소제 0.05∼0.1중량％, ph조절제 0.1∼0.5중량％, 충전제 5∼10중량, 황토분말 35∼40중량％, 희석용매 15∼25중량％을 포함하는 조성으로 이루어진다.

구성한 후 시험을 실시하였다.

본 발명의 효과를 확인하기 위하여 상기와 같이 제조된 비닐계 수성 황토타일 접착제의 특성을 하기의 측정방법에 따라 측정하여 그 결과를 표에 나타내었다.

[측정방법]

측정방법은 한국 산업 규격(KS)을 인용하였으며, 한국 산업 규격(KS)에 측정 방법이 나와 있지 않는 경우에는 보편화되어 있는 측정 방법을 사용하였다. 시험의 일반 조건은 다음과 같다.

- 시료 및 시험체의 제작은 특별히 지정하지 않는 한 표준상태에서 한다. 표준상태란, KS L 0006에 규정하는 표준상태(온도20± 2°c, 습도65± 10％)를 말한다.

- 시료 및 시험에 사용하는 재료는 표준상태의 실내에 제작 전 24시간 방치해 두어야 한다.

- 접착제는 시험할 때 잘 교반해야 사용한다.

시험에 사용하는 재료 및 용구는 다음과 같다.

- 시험에 사용하는 재료 및 용구는 아래 표에 따른다.

- 시험에 사용하는 도포기구는 표준 빗으로 한다. 다만, 제조자가 지정하는 빗을 사용하여도 좋다. 두께는0.8± 0.2mm로 한다.

- 시험체의 제작에 사용하는 철편의 접착면은 40×40mm로 한다.

(1) 저장안정성

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

(2) 접착강도

접착강도 시험 방법은 다음과 같다.

1) 시험용 재료 : 시험용 재료는 다음과 같이 한다.

a) 바탕재

바탕재는 모르타르 판으로 하고 크기 70X70mm, 두께 20mm로 한다. 표면은 먼 지, 기타 이물질이 부착되지 않도록 청소한다.

b) 도자기질 타일

도자기질 타일(이하 타일이라 한다.)은 미리 40X40mm의 크기로 절단한 것을 사용한다.

2) 시험체의 제작 : 시험체의 제작은 다음과 같이 한다.

a) 접착제의 도포

바탕재에 접착제의 도포는 KS L 1593의 철제 도포용 보조 틀에 평활면을 위로 하여 바탕판 5매를 틈이 없이 삽입 고정하고, 공시 접착제의 적당량을 취하고 표준 빗으로 도포한다. 접착제의 도포 조작을 할 때에는 바탕재에 KS A1527에 규정하는 테이프를 나비 7mm가 덮이도록 부착하고 적당량의 접착제를 올려놓고, 주걱 등을 사용하여 두께3mm로 도포한 후, 표준빗을 각도 약 60°로 세워서 양속으로 단번에 자기 앞으로 당겨 접착제를 5매의 바탕재로 균일하게 도포한다. 테이프는 접착제 도포 후, 즉시 서서히 벗겨낸다.

b) 타일 부착

접착제 도포 후 원칙적으로 20분 후에 미리 40X40mm의 크기로 절단한 도자기질 타일을 접착제가 도포된 바탕재의 중앙에 가만히 올려놓고 다시 그 위에 무게 1kg의 추를 약30초간 올려놓은 후, 추를 제거하여 7일간 양생한다.

c) 철편의 장치

양생 4일에서 6일 사이에 KS L 1593에서 규정한 철편을 표준 상태 속에서 에폭시수지계 접착제 등으로 타일에 접착한다.(시험체를 작성할 때 타일의 시유 면을 샌드 페이퍼 등으로 거칠게 하여 두면 좋다. )

3) 시험체의 처리 : 시험체의 처리는 다음과 같다.

a) 건조·습윤 되풀이

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

b) 열노화

표준 양생을 한 후 아래 표에 따라 항온실 내에서 양생을 한다.

c) 저온 경화

저온 양생을 한 후 아래 표에 따라 항온실 내에서 양생을 한다.

4) 접착강도 시험

a) 시험기

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

b) 접착 강도

접착강도는 시험체를 양생한 후, 지그를 사용하여 시험기에 장치하고, 인장 속도 3mm/min로 인장시험을 하고 끊어질 때까지의 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 시험체의 대하여는 그 시험체의 개수에 따라 재시험을 하고 앞의 수치와 합쳐서 5개 시험체의 평균치로 표시한다. (KS L 1593)

(3) 내열성

2장의 타일을 상하 10mm로 어긋나게 접착하여 표준 양생한 시험체를 60°C의 항온조에 거의 연직으로 달아매고 한쪽 타일에 무게 4.5 kg의 추를 걸고 24시간 그대로 둔다. 타일이 벗겨져 떨어지지 않으면 합격으로 한다.(KS L 1593)

(4) 미끄럼저항성

두께 8mm의 슬레이트(플렉시블 판)를 200×500mm의 크기로 절단하고 짧은 변의 양끝에 5mm각의 봉재를 에폭시 수지 접착제로 부착한다. 표면은 먼지 기타의 이 물질이 부착되지 않도록 깨끗이하며, 뒷면 무처리한 100mm각 도기질 타일을 사용한다. 바탕에 대한 접착제의 도포는 공시 접착제의 적당량을 취하고 주걱 등을 사용하여 바탕재에 두께 약 3mm로 도포한다. 이어서 표준빗을 각도 60°로 세워서 양속으로 단번에 당겨서 남은접착제를 제거한다. 빗질을 하는 방향은 바탕재의 긴 변에 평행방향과 직각방향의 2곳으로 한다. 접착제 도포 후 5분 이내에 타일을 접착제가 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 0.5mm이상의 스케일로 측정한다. (KS L 1593)

(5) 부착가능시간

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

(6) 외 관

시험을 위해 채취한 접착제를 밝은 곳에서 개봉하여 색상, 이물질 혼입여부를 검사한다.

(7) 점 도

RVT점도계를 사용하여 spindele No. T-F, rpm 2.5에서 측정하였다.

(8) 방사율과 방사에너지

원적외선 방산시험은 Fourier Transformation Infrared Spectroscopy(FT-IR, MIDAC사, M2410-C)를 사용하여 40℃에서 5∼20㎛ 범위를 측정하였다. (KICM-FIR- 1005:2006)

상기 결과에 나타난 바와 같이 비교예1은 KS L 1593의 타일 접착제의 성능을 만족하는 양호한 물성으로 나타나는 반면, 비교예2는 KS규격에 미달되는 것으로 나타난다.

또한 실시예의 비닐계 수성 황토타일 접착제도 비교예1과 같이 KS L 1593에 만족하는 물성을 나타나고, 원적외선 방산시험을 추가로 시험할 경우 확연히 차이를 보인다.

이러한 기능성 있는 접착제 기술은, 주거 문화의 고급화와 더불어 황토 타일을 사용하는 건축시장에서 건물의 친환경 및 내구성 향상, 주거환경의 쾌적성이 기대되는 봐, 편리하고 안전하게 사용 할 수 있는 비닐계 수성 황토타일 접착제의 개발은 절실하다고 할 수 있다.

Claims

혼합수지{유리전이 온도가 0℃∼-15℃, 고형분이 54∼56％, 점도가 3000∼4000cps, pH가 4.0∼5.0인 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate)와 아크릴수지가 각각 1:(0.5∼1.5)의 중량％ 비율로 혼합된 액상수지} 25∼35중량％; 분산제 0.05∼0.1중량％; 방부제 0.05∼0.1중량％; pH조절제 0.1∼0.5중량％; 충전제 5∼10중량％; SiO2 40∼45중량％, Fe2O3 4∼5중량％, Al2O3 35∼38중량％, CaO 1중량％ 이하를 포함하고, 강열감량 13∼15중량％인 입자크기가 200Mesh(75±10um)의 크기를 만족하는 황토분말 35∼40중량％; 희석용매 15∼25중량％를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토타일 접착제
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