KR20140086546A - 스킴코트 모르타르용 첨가제 및 이를 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물 - Google Patents

스킴코트 모르타르용 첨가제 및 이를 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스킴코트 모르타르용 첨가제 및 이를 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물에 관한 것으로, 상기 첨가제는 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스를 블렌딩한 셀룰로오스 에테르이며, 이를 스킴코트 모르타르 조성물에 적용함으로서 보수성은 그대로 유지한 채 작업성, 표면윤기 및 크림성을 개선시킬 수 있다.

Description

스킴코트 모르타르용 첨가제 및 이를 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물{Additive for Skim Coat Mortar and Skim Coat Mortar Composition Containing the Same}
본 발명은 스킴코트 모르타르용 첨가제 및 이를 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 특정 범위의 치환도를 갖는 서로 다른 셀룰로오스 에테르를 2종 이상 블렌딩한 셀룰로오스 에테르를 적용시켜 작업성과 표면 윤기를 개선시킨 스킴코트 모르타르용 첨가제 및 이를 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물에 관한 것이다.
시멘트 모르타르는 시멘트, 골재 및 기타 혼화제를 물과 섞어 반죽한 형태의 것으로 그 용도에 따라 타일 시멘트 모르타르, 시멘트 플라스터, 스킴코트(skim coat) 모르타르, 일반 모르타르 등으로 구분된다.
스킴코트(skim coat) 모르타르는 건축 구조물에 사용되는 백시멘트계 마감재를 지칭한다. 즉, 이러한 스킴코트 모르타르는 백시멘트와 석회석을 주원료로 포함하며, 주로 동남아와 같은 고온 다습한 지역에서 사용된다.
또한, 상기 스킴코트 모르타르는 주로 건물의 내·외벽 및 천장 부위에 1~3mm의 두께로 시공되며, 시공후 스킴코트 모르타르의 양생만으로 마감하거나, 상기 양생된 스킴코트 모르타르 위에 페인트를 덧칠하여 마감하기도 한다.
페인트로 마감할 경우 페인트의 소모량은 양생된 스킴코트 모르타르의 물 흡수율과 밀접한 관련이 있다. 이에 따라, 양생후 스킴코트의 물 흡수율은 페인트 소모량의 척도가 되는 주요 평가 항목이 되고 있다.
또한, 상기 스킴코트 모르타르에는 메틸셀룰로오스, 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스 또는 에틸히드록시에틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 에테르가 첨가되어 상기 스킴코트 모르타르에 작업성 향상, 보수성 향상 및 물 흡수율 저감 등의 효과를 제공하게 된다.
그러나, 셀룰로오스 에테르가 스킴코트 모르타르에 단독으로 사용될 경우에는 통상 보수성의 향상으로 인해 작업면과의 접착력은 향상되나, 셀룰로오스 에테르의 종류별 특성상에서 차이가 있기 때문에, 저점도 셀룰로오스 에테르의 경우 작업성 및 스킴코트의 모르타르의 건조가 빠르게 진행되어, 표면에 크랙이 발생할 수도 있으며, 고점도 셀룰로오스 에테르의 경우, 스킴코트 표면에 막이 생기는 스키닝(skinnking) 현상에 의해 작업성이 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라서, 셀룰로오스 에테르가 스킴코트 모르타르에 단독으로 사용할 경우의 문제점을 해결하기 위한 셀룰로오스 에테르에 첨가제를 사용하여 작업성 및 가사시간을 일부 개선하는 시도가 있어왔지만, 일부의 첨가제는 믹싱시 섞이지 않는 덩어리가 많고 시간이 지남에 따라 작업표면이 거칠어지고 반죽질기가 점차 강하게 되어 작업의 문제점을 야기시키고 있으며, 이에 작업자들에게 불만을 야기하며, 일의 효율을 저하시키는 원인이 되고 있다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 개선시키고자 스킴코트용 조성물에 대한 예의 연구한 결과, 특정 범위의 치환도를 갖는 다른 종류의 셀룰로오스 에테르를 2종 이상 블렌딩하는 경우, 작업성 및 표면윤기를 개선시킬 수 있음을 밝히고 본 발명을 완성하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 작업성 및 표면 윤기를 개선시킬 수 있는 스킴코트 모르타르용 첨가제를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 작업성 및 표면 윤기를 개서니킬 수 있는 스킴코트 모르타르 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스를 블렌딩한 셀룰로오스 에테르를 포함하는 스킴코트 모르타르용 첨가제를 제공한다.
본 발명에 따른 스킴코트 모르타르용 첨가제에 있어서, 상기 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스는 알킬기 치환도가 20 내지 26%이고, 히드록시알킬 치환도가 5% 이상이고, 상기 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰오스는 히드록시알킬 치환도가 30 내지 65%인 것이 바람직하다.
상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로는 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 또는 히드록시에틸메틸 셀룰로오스이며, 상기 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시에틸 셀룰로오스인 것이 바람직하다.
또한, 상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스와 상기 히드록시알킬 셀룰로오스의 블렌딩 중량비율은 90 내지 99 : 10 내지 1인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스 및 상기 히드록시알킬 셀룰로오스를 가교시키는 알데히드 화합물로는 포름알데히드, 아세트알데히드, 글리옥살, 메틸글리옥살, 및 페닐글리옥살로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하며, 상기 셀룰로오스 에테르를 가교시키는 알데히드 화합물은 셀룰로오스 에테르 전체 중량 대비 0.1 내지 2.5중량%의 범위내에서 사용되어지는 것이 바람직하다.
상기 블렌딩된 셀룰로오스 에테르의 점도는 2% 용액 기준으로 브룩필드 점도계로 측정하는 경우 20℃ 및 20rpm 조건하에서 1000 내지 200,000cps인 것이 바람직하다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 (ⅰ) 시멘트계 원료; (ⅱ) 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스를 블렌딩한 셀룰로오스 에테르 첨가제; 및 (ⅲ) 물;을 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 스킴코트 모르타르 조성물에는 시멘트 100중량부에 대하여 블렌딩한 셀룰로오스 에테르 첨가제 0.1 내지 2중량부 및 물 30 내지 50중량부가 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 스킴코트 모르타르 조성물은 특정 범위의 치환도를 갖는 셀룰로오스 에테르를 특정 조합으로 블렌딩하여 적용함으로써 스킴코트용 조성물을 반죽시, 반죽질기가 작업하기 편한 상태로 지속적으로 유지되는 가사시간을 충분히 확보하여 작업성을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스킴코트 모르타르 조성물은 보수성을 그대로 유지하면서 크림성 및 표면의 윤기를 증가시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
스킴코트 모르타르용 첨가제로서 기존에 사용되고 있는 히드록시알킬알킬 셀룰로오스만 사용될 경우, 친수성이 히드록시알킬 셀룰로오스보다 떨어져 표면의 윤기를 빨리 잃어버리기 때문에 표면이 건조되는 것을 빠르게 유도할 수 있다. 따라서, 작업시 표면 상태가 건조하며 윤기가 나지 않고 작업시 크림성이 떨어지지 않고 가사시간도 확보되지 않아 작업자에게 불만을 야기할 수 있다.
본 발명은 이런 문제점을 해결하여 히드록시알킬알킬 셀룰로오스에 친수성이 높은 히드록시알킬 셀룰로오스를 소정 범위 내에서 혼합시킴에 따라 유사점도 범위에서 친수성을 증가시켜 표면의 윤기를 개선시키면서, 작업성을 개선시킨 것이다.
본 발명에서는 상기와 같이 표면의 윤기를 개선시키면서 작업성을 개선시키기 위하여, 스킴코트 모르타르 조성물에 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스와 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스를 블렌딩한 셀룰로오스 에테르 첨가제를 적용한 것이다.
상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스에서, 알킬로는 메틸, 에틸 또는 프로필 등일 수 있으며, 바람직하게는 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 또는 히드록시에틸메틸 셀룰로오스이다.
또한, 상기 히드록시알킬 셀룰로오스에서, 알킬로는 마찬가지로 메틸, 에틸 또는 프로필 등일 수 있으며, 바람직하게는 히드록시에틸 셀룰로오스이다.
상기 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스가 히드록시에틸메틸 셀룰로오스인 경우, MeO%가 20 내지 26이고, HEO%가 5 이상인 치환도를 갖는 것이 사용되어야 하며, 바람직하게는 MeO%가 21 내지 24이고, HEO%가 8 이상인 치환도를 갖는 것이 사용되는 것이다. 상기 MeO%가 20 미만의 경우에는 셀룰로오스 에테르를 생산하는데 효율성이 매우 저하되어 일반적으로 생산되지 않는다는 문제점이 있으며, HEO%가 5 미만인 경우 작업시간 및 가사시간이 짧아지는 문제점이 있다.
또한, 상기 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스가 히드록시프로필메틸 셀룰로오스인 경우, MeO%가 20 내지 26이고, HPO%가 5 이상인 치환도를 갖는 것이 사용되어야 하며, 바람직하게는 MeO%가 21 내지 24이고, HPO%가 8 이상인 치환도를 갖는 것이 사용되는 것이다. 상기 MeO%가 20 미만의 경우에는 마찬가지로 셀룰로오스 에테르를 생산하는데 효율성이 매우 저하되어 일반적으로 생산되지 않는다는 문제점이 있으며, HPO%가 5 미만인 경우 작업시간 및 가사시간이 짧아지는 문제점이 있다.
상기 또 다른 셀룰로오스 에테르인 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스가 히드록시에틸 셀룰로오스인 경우, HEO%가 30 내지 65인 치환도를 갖는 것이 사용되어야 하며, 바람직하게는 HEO%가 40 내지 65인 치환도를 갖는 것이 사용되는 것이다. HEO%가 30 미만인 것을 사용할 경우 가사시간 개선의 효과가 미비하며, 65를 초과하는 것을 사용할 경우, 셀룰로오스를 생산하는데 효율성이 저하되어 일반적으로 생산되지 않는다는 문제점이 있다.
상기 셀룰로오스 에테르 모두는 알데히드 화합물로 가교시킨 셀룰로오스 에테르를 사용하고 있으며, 상기 셀룰로오스 에테르를 가교시키는 알데히드 화합물로는 포름알데히드, 아세트알데히드, 글리옥살, 메틸글리옥살, 및 페닐글리옥살로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
상기 셀룰로오스 에테르를 알데히드 화합물로 가교시키는 경우, 알데히드 화합물은 셀룰로오스 에테르 전체 중량 대비 0.1 내지 2.5중량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하며, 0.1 중량% 미만으로 사용되는 경우, 용해시간에 따른 물성발현 문제가 생길 수 있으며, 또한, 2.5 중량%를 초과하여 사용되는 경우, 마찬가지로 용해시간에 따른 물성발현 문제가 생길 수 있다.
따라서, 용해 시간을 조절하기 위해 가교하며 가교범위는 0.1 내지 2.5 중량% 인 것이 바람직하다.
상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스와 상기 히드록시알킬 셀룰로오스의 블렌딩 비율은 중량에 기초하여 90 내지 99 : 10 내지 1로 적용될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 즉, 히드록시알킬 셀룰로오스가 1중량% 미만으로 사용되는 경우, 작업가능 시간 및 작업성에서 문제가 발생될 수 있으며, 10중량%를 초과하여 사용되는 경우, 닦임성이 좋지 않아진다는 문제가 발생될 수 있다.
상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스와 상기 히드록시알킬 셀룰로오스를 포함한 셀룰로오스 에테르의 점도는 2% 용액 기준으로 브룩필드 점도계를 사용하여 20℃ 및 20rpm에서 측정한 점도가 1,000 내지 200,000cps 인 것이 사용될 수 있다. 상기 점도가 1,000 미만인 경우 작업성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있으며, 200,000을 초과하는 경우, 작업가능 시간 및 작업성에서 문제가 발생될 수 있다.
본 발명에 따른 스킴코트 모르타르 조성물은 시멘트계 원료에 상기 설명된 블렌딩된 셀룰로오스 에테르 첨가제를 혼합하고, 물을 첨가하여 일정한 방식에 의해 혼련하여 제조될 수 있다. 필요에 따라서, 이 분야에 일반적인 첨가제가 사용될 수 있다.
여기서, 상기 시멘트계 원료는 이 분야에 일반적으로 사용되는 시멘트계 원료가 사용될 수 있으며, 스킴코트용으로는 예를 들면, 백시멘트 20 내지 40중량%에 석회석 55 내지 75중량% 및 소석회를 1 내지 10중량의 양으로 혼합된 것이 사용될 수 있다.
상기 블렌딩된 셀룰로오스 에테르 첨가제는 시멘트계 원료 100중량부에 대하여 0.1 내지 2중량부의 범위 내에서 포함될 수 있으며, 상기 블렌딩된 셀룰로오스 에테르가 0.1중량부 미만으로 사용되는 경우, 작업성 개선효과가 미비하며, 2중량부를 초과하여 사용되는 경우 오히려 작업성에 긍정적인 효과를 미치지 않을 수 있다.
물은 통상 요구되는 시멘트의 시공성(workability)을 확보할 수 있는 만큼의 양이 첨가된다. 바람직하게는 시멘트계 원료 100중량부에 대하여 30 내지 50중량부의 범위 내에서 사용될 수 있다.
상기 일반적인 첨가제로는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 첨가제, 예를 들면 계면활성제, 분산제, 공기연행제 등이 이 분야에서 일반적으로 사용되는 범위 내에서 포함될 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 4
셀룰로오스 에테르 준비
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 4가지 종류의 셀룰로오스 에테르를 준비하였다.
구분 CE Type 점도(cps) MeO(%) HEO(%) 가교(가교량)
A HEMC 60,000 23 9 글리옥살(1.5중량%)
B HEMC 40,000 23 9 글리옥살(1.5중량%)
C HEC 1,250 - 57 글리옥살(0.5중량%)
D HEC 3,000 - 65 글리옥살(0.5중량%)
상기 4가지 종류의 셀룰로오스 에테르를 하기 표 2에 나타낸 블렌딩 중량비율에 따라 블렌딩하고, 하기 표 2에 나타난 바와 같은 조성비로 백시멘트(㈜ 유니), 석회석 및 소석회를 30:65:5의 중량비율로 혼합한 시멘트 원료에 상기 블렌딩된 셀룰로오스 에테르 첨가제를 혼합한 후, 물을 첨가하여 작업자의 손으로 혼련하였다.
비교예 1 내지 2
히드록시에틸메틸 셀룰로오스 중량대비 1.5중량%의 글리옥살로 가교시킨 히드록시에틸메틸 셀룰로오스 A 및 B를 각각 단독으로 사용하는 것만 제외하고, 실시예 1 내지 4과 동일하게 하였다.
구분 조성(중량부) CE 블렌딩 중량비율
시멘트계 원료 물 CE HEMC HEC
실시예 1 100 42 0.4 A 96.7 C 3.3
실시예 2 100 42 0.4 A 96.7 D 3.3
실시예 3 100 42 0.4 B 96.7 C 3.3
실시예 4 100 42 0.4 B 96.7 D 3.3
비교예 1 100 42 0.4 A 100 -
비교예 2 100 42 0.4 B 100 -
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 사용된 최종 셀룰로오스 에테르의 점도 및 치환도는 다음의 표 3과 같다.
구분 CE 타입 점도(cps) MeO% HEO%
실시예 1 HEMC + HEC 53,000 20 9
실시예 2 HEMC + HEC 54,000 20 10
실시예 3 HEMC + HEC 35,000 20 9
실시예 4 HEMC + HEC 36,000 20 10
비교예 1 HEMC 60,000 23 9
비교예 2 HEMC 40,000 23 9
시험예 1
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2의 스킴코트 모르타르 조성물 시료에 대하여 작업성, 보수성, 크림성, 표면윤기 및 럼프을 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
- 작업성: 콘크리트 표면에 상기 제조된 스킴코트 모르타르 조성물을 바른 후, 흙손으로 얇게 펼치는 동안 흙손이 용이하게 잘 밀리는지에 대한 평가로 비교예 1을 5점으로 하여 상대점수를 부여하였다. 여기서 점수가 높을수록 작업성이 우수함을 의미한다.
- 보수성 : 유리판 위에 지름 100mm, 높이 10mm인 링 하단부에 5A필터(제조사: Toyo Roshi Kaisha, Ltd) 1장을 깐 다음, 상기 링에 충분히 혼련된 페이스트를 채운 후 30분 후에 5A 필터(필터 사이즈 : 직경 150mm)에 물이 흡수되어 퍼져 나간 직경을 측정하여 보수성을 평가하였다. 보수성 계산식은 다음과 같다.
"보수성(%)=(1-((30분 경과후 필터페이퍼가 젖은 직경(mm)-100)/100))*100"
- 크림성: 석고보드 판에 제조된 스킴코트 모르타르 조성물을 바르고 흙손으로 얇게 펼치는 동안 조성물이 흙손에 많이 달라 붙지 않고 표면이 윤기를 가지며 잘 밀리는지에 대한 평가로 비교예 1을 5점으로 하여 상대점수를 부여하였다. 여기서 점수가 높을수록 크림성이 우수함을 의미한다.
- 표면윤기: 작업시 표면이 거칠지 않고 매끄러워야 하며 표면의 상태를 육안으로 관찰한 평가로 비교예 1을 6점으로 하여 상대점수를 부여하였다. 여기서 점수가 높을수록 표면윤기가 우수함을 의미한다.
- 럼프 : 덩어리진 입자를 럼프라고 하며 충분히 분산되어 혼합되지 않을 경우 발생한다. 석고보드 판에 제조된 스킴코트 모르타르 조성물을 바른 후, 0.5mm 두께로 얇게 펴 바른 후 덩어리진 입자의 개수를 세는 방법으로 평가하며 비교예 1을 5점으로 하여 상대점수를 부여하였다. 여기서 점수가 높을수록 럼프가 우수함을 의미한다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
작업성 9 8 9 8 5 5
보수성 99.24% 99.20% 99.29% 99.19% 99.28% 99.29%
크림성 9 8 9 8 6 6
표면윤기 9 9 9 9 6 6
럼프 8 8 8 8 5 5
상기 표 4을 통해 확인될 수 있는 바와 같이, HEMC에 HEC를 블렌딩한 실시예 1 내지 4에서 보수성을 그대로 유지한 체 작업성, 크림성, 표면윤기 및 럼프가 모두 비교예에 비해 개선됨을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스를 블렌딩한 셀룰로오스 에테르를 포함하는 스킴코트 모르타르용 첨가제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스는 알킬기 치환도가 20 내지 26%이고, 히드록시알킬기 치환도가 5% 이상이고, 상기 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시알킬기 치환도가 30.0 내지 65.0%인 스킴코트 모르타르용 첨가제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스로는 히드록시프로필메틸 셀룰로오스 또는 히드록시에틸메틸 셀룰로오스이며, 상기 히드록시알킬 셀룰로오스는 히드록시에틸 셀룰로오스인 스킴코트 모르타르용 첨가제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히드록시알킬알킬 셀룰로오스와 상기 히드록시알킬 셀룰로오스의 블렌딩 중량비율은 90 내지 99 : 10 내지 1인 스킴코트 모르타르용 첨가제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르를 가교시키는 알데히드 화합물로는 포름알데히드, 아세트알데히드, 글리옥살, 메틸글리옥살, 및 페닐글리옥살로 이루어진 군에서 일종 이상 선택되는 것인 스킴코트 모르타르용 첨가제.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르를 가교시키는 알데히드 화합물은 셀룰로오스 에테르 전체 중량 대비 0.1 내지 2.5중량%의 범위 내에서 사용되어지는 것인 스킴코트 모르타르용 첨가제.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰로오스 에테르의 점도는 2% 용액 기준으로 브룩필드 점도계로 측정하는 경우 20℃ 및 20rpm 조건하에서 1,000 내지 200,000cps인 스킴코트 모르타르용 첨가제.
  8. (ⅰ) 시멘트계 원료;
    (ⅱ) 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬알킬 셀룰로오스 및 알데히드 화합물로 가교시킨 히드록시알킬 셀룰로오스를 블렌딩한 셀룰로오스 에테르 첨가제; 및
    (ⅲ) 물;을 포함하는 스킴코트 모르타르 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    시멘트계 원료 100중량부에 대하여 블렌딩 셀룰로오스 에테르 첨가제 0.1 내지 2중량부 및 물 30 내지 50중량부를 포함하는 것인 스킴코트 모르타르 조성물.







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