KR102156640B1 - 에코 이중 복합 방수 시트의 시공방법 및 에코 이중 복합 방수 시트 - Google Patents

에코 이중 복합 방수 시트의 시공방법 및 에코 이중 복합 방수 시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조물의 표면에 에코 이중 복합 방수 시트의 시공방법 및 에코 이중 복합 방수 시트에 관한 것으로, 상기 시공방법은, 구조물 표면의 이물질을 제거하고, 프라이머층을 형성한 뒤, 프라이머층 상부에 수용성 아크릴 수지와 우레탄을 포함하는 방수층을 형성하고 방수층 상부에 보호시트를 설치하는 단계를 포함한다. 상기 시공방법을 통해 제조된 에코 이중 복합 방수 시트는 우수한 물성 및 방수 성능을 나타낸다.

Description

에코 이중 복합 방수 시트의 시공방법 및 에코 이중 복합 방수 시트{Waterproof method using Eco dual complex waterproof sheet and Eco dual complex waterproof sheet}
본 발명은 복합 방수 시트의 시공방법 및 복합 방수 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방수층을 포함하는 다층의 복합 방수 시트의 방수층으로 수용성 아크릴 수지와 우레탄을 포함하는 방수 조성물이 사용되어 친환경적이고, 우수한 물성 및 방수 성능을 나타내는 에코 이중 복합 방수 시트의 시공방법 및 에코 이중 복합 방수 시트에 관한 것이다.
콘크리트 건축물의 옥상, 지하주차장 상부, 지하 외벽, 지하철, 지하차도, 공동구 등 토목 구조물의 경우 빗물 등과 같은 수분이 스며들어 수분의 일부가 증발되지 않고 건축물 내부로 침투하게 되는 경우, 실거주자의 쾌적한 주거 환경의 유지라는 환경적 측면뿐만 아니라, 누수로 인한 철근 및 철골의 부식이나 중성화, 동결융해, 유해물질의 침입 등으로 인한 열화 가속화 및 콘크리트 재료의 결합력을 저하시키므로, 온도변화에 따른 공극, 균열 발생 등 내구성 저하의 방지 측면에서 건축 및 토목 구조물에는 방수시공이 요구되고 있다.
콘크리트 구조물의 방수 공법은 크게 침투성 방수공법과 피막식 방수공법으로 나누어는데, 상기 침투성 방수공법은 방수제를 콘크리트 표면에 도포하여 콘크리트 자체를 치밀하게 변화시켜 방수성을 향상시키는 방법이고, 상기 피막식 방수공법은 구조물의 내외부에 여러 겹의 불투수성 방수층을 형성하여 콘크리트 구조물의 균열 또는 그 외 건축물의 시공 결함에 대처하여 방수성을 향상시키는 방수공법이다.
피막식 방수공법은, 불투수성 방수층을 형성하는 재료의 종류와 시공방법에 따라 아스팔트 방수, 우레탄 방수, 시트 방수, 도막 방수 등으로 구분되며, 방수성을 향상시키기 위해 도막재와 시트를 동시에 시공하는 복합방수시공법이 널리 알려져 있다.
우레탄 방수제나 아스팔트 방수제를 이용한 방수 시공은, 방수하고자 하는 표면에 스프레이나 롤러 등을 이용하여 방수제 용액을 수 차례 도포하고, 경화시킴으로써 시공하는 것이 일반적이다. 그러나 이와 같은 작업과정이 전부 수작업에 의하여 이루어지므로, 시간당 작업량이 적고, 작업시간이 길어지며, 시공비가 증가 하는 문제가 있다.
또한, 일반적으로 우레탄 방수제나 아스팔트 방수제에는 유동성 및 작업성을 높이기 위한 유기용제가 첨가되는데, 이와 같은 유기용제는 휘발시 대기오염을 유발하고, 인체에 악영향을 미칠 수 있다.
한편, 시트 방수 공법은 방수제가 포함된 방수 시트를 방수하고자 하는 표면에 부착시켜 방수 시공하는 방법으로, 대표적으로 가열 토치를 이용한 융착식 방수 시공법과 자착식 방수 시트를 이용한 상온 방수 시공법으로 구분된다.
이와 같은 방수시트에 포함되는 방수제로 보통 아스팔트 매스틱 방수제가 사용되는데, 아스팔트 매스틱 방수제의 경우 TVOC(Total volatile organic compounds)의 함량이 높아 대기 공기에 악영향을 끼칠 뿐만 아니라 특유의 냄새로 인해 주민들에게 불쾌함을 유발하는 문제가 있다.
또한, 아스팔트 매스틱 방수제는 경도에 비해 탄성과 유동성이 낮아 저온 성능 및 구조물 거동에 대한 저항력이 낮은 문제가 있어, 저온 환경인 경우, 혹은 구조물이 수축, 이완, 진동하는 경우에 아스팔트 매스틱 방수제층에 크랙이 발생하고, 이 크랙을 따라 아스팔트 매스틱이 흘러 내리는 누유 문제 및 빗물 등이 흘러 내리는 누수 문제 등이 빈번하게 발생한다.
따라서, 아스팔트 매스틱 방수제를 사용한 방수시트를 대체할 수 있는, 환경친화적이면서 환경변화나 구조물의 거동에 대한 저항성이 우수한 새로운 방수시트를 적용한 방수 공법이 요구되고 있다.
등록특허 제10-1269518호(2013.05.24 등록)
본 발명에서는 방수층을 포함하는 다층의 복합 방수 시트의 방수층으로 수용성 아크릴과 수지와 우레탄을 포함하는 방수 조성물이 사용되어 친환경적이고, 우수한 물성 및 방수 성능을 나타내는 에코 이중 복합 방수 시트의 시공방법 및 에코 이중 복합 방수 시트를 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 구조물의 표면에 에코 이중 복합 방수 시트를 시공하는 방법에 있어서, 구조물 표면의 이물질을 제거하는 전처리 단계; 이물질이 제거된 구조물 표면에 프라이머를 도포하는 프라이머층 형성 단계; 상기 프라이머층 상부에 수용성 아크릴 수지와 우레탄을 포함하는 방수층을 형성하는 방수층 형성단계; 및 상기 방수층 상부에 보호시트를 설치하는 보호시트 설치 단계;를 통해 시공되는 에코 이중 복합 방수 시공방법에 관한 것이다.
상기 방수층은 경화제와 주제의 2액형으로 이루어지되, 상기 경화제는, 수용성 아크릴 방수 조성물, 우레탄 바인더, 필러, 경화촉매, 혼합제 및 제1 첨가제를 포함하고, 상기 주제는, 이소시아네이트를 말단에 가지고 있는 프리폴리머, 반응속도 조절제 및 제2 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 수용성 아크릴 방수 조성물은, 수용성 아크릴 수지 45~75 중량%, 수용성 Tg 강하제 1~5 중량%, 제3 첨가제 1~22 중량% 및 잔량의 증류수를 포함할 수 있다.
상기 수용성 아크릴 수지는, 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-Ethylhexyl acrylate), 스티렌(Styrene) 및 메틸 메타아크릴레이트(Methyl metacrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 제1 아크릴 단량체와, 메타크릴산(Methacrylic acid) 및 아크릴산(Acrylic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 제2 아크릴 단량체 및 개시제를 용매 하에서 반응시킨 뒤 아민기를 포함하는 중화제를 이용하여 중화시킴으로써 얻어질 수 있다.
상기 수용성 Tg 강하제는, 폴리부타디엔-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머, 폴리부틸아크릴레이트-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머 및 NBR 라텍스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 우레탄 바인더는, 분자 쇄 말단에 알코올기, 에테르기, 에스테르기, 아릴기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군 중 1종 또는 2종 이상의 관능기를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 방수층과 보호시트가 적층된 에코 이중 복합 방수 시트에 있어서, 상기 방수층은 경화제와 주제의 2액형으로 이루어지되, 상기 경화제는, 수용성 아크릴 방수 조성물 10~51 중량%, 우레탄 바인더 20~50 중량%, 필러 18~50 중량%, 경화촉매 0.01~2 중량%, 혼합제 0.1~2 중량% 및 제1 첨가제 7~35 중량%를 포함하고, 상기 주제는, 이소시아네이트를 말단에 가지고 있는 프리폴리머 60~90 중량%, 반응속도 조절제 0.1~10 중량% 및 제2 첨가제 6~30 중량%를 포함하는 에코 이중 복합 방수 시트에 관한 것이다.
본 발명의 에코 이중 복합 방수 시트의 시공방법은, 방수층을 포함하는 다층의 복합 방수 시트의 방수층으로 수용성 아크릴 수지와 우레탄을 포함하는 방수 조성물이 사용되어 친환경적이고, 우수한 물성 및 방수 성능을 나타낼 수 있는 효과가 있다.
또한, 방수층에 포함되는 수용성 아크릴 방수 조성물은 그 자체로 방수 성능을 나타낼 뿐만 아니라 접착력 및 온도 저항성을 증가시키므로, 복합 방수 시트의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에코 이중 복합 방수 시트의 단면을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
먼저, 본 발명은 옥상, 지하주차장 상부, 지하 외벽, 지하철, 지하차도, 공동구 등과 같은 토목 구조물에 방수 성능을 부여하기 위한 에코 이중 복합 방수 시공방법 및 에코 이중 복합 방수 시트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 에코 이중 복합 방수 시트는 도 1에 도시된 바와 같이 방수층(110)과 상기 방수층(110)의 상부에 적층되는 보호시트(120)로 이루어져 구조물(F)의 표면이 덮혀지도록 함으로써 방수층(110)의 크랙 발생이 방지되어 누수를 막을 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에코 이중 복합 방수 시공방법은, 구조물(F) 표면의 이물질을 제거하는 전처리 단계; 이물질이 제거된 구조물(F) 표면에 프라이머를 도포하는 프라이머층(P) 형성 단계; 상기 프라이머층(P) 상부에 수용성 아크릴 수지와 우레탄을 포함하는 방수층(110)을 형성하는 방수층 형성단계; 및 상기 방수층(110) 상부에 보호시트(120)를 설치하는 보호시트 설치 단계;를 포함한다.
상기 전처리 단계는, 방수 시공될 구조물(F)의 표면의 이물질을 제거하는 단계로, 이때 프라이머층(P)과의 접착력 향상을 위해 치핑 공정이 추가로 더 수행될 수 있다.
상기 프라이머층 형성 단계는, 방수 시공될 구조물(F)과 에코 이중 복합 방수 시트(100)와의 접착력을 향상시키고, 구조물(F)의 표면을 통해 수분이 구조물(F)의 내부로 스며드는 현상을 방지하기 위해 수행되는 단계로, 상기 프라이머층(P)은 아크릴계 프라이머, 에폭시계 프라이머 또는 우레탄계 프라이머를 구조물(F)의 표면에 도포함으로써 형성될 수 있다.
상기 방수층 형성 단계는, 상기 프라이머층(P) 상부에 수용성 아크릴 수지와 우레탄을 포함하는 방수층(110)을 형성하는 단계이다.
상기 방수층(110)은 수용성 아크릴 수지와 우레탄 바인더가 포함된 경화제와 이소시아네이트기를 갖는 프리폴리머가 포함된 주제의 2액형으로 이루어져, 시공 단계에서 경화제와 주제를 혼합하고 프라이머층(P) 상부에 경화제와 주제의 혼합물을 도포함으로써 형성될 수 있다.
일반적으로 방수 성능을 갖는 방수층으로 아스팔트 성분이 포함된 아스팔트 매스틱계 방수제를 사용하는데, 이 경우에는 제조나 시공시 VOC(Volatile organic compounds)의 발생으로 인해 대기오염이 발생할 뿐만 아니라 인체에 악영향을 미치며, 작업시 토치 사용에 따른 위험성이 존재한다. 또한, 탄성과 유동성이 낮은 아스팔트 매스틱계 방수제의 특성으로 인한 크랙 발생 및 크랙으로의 누수, 누유 문제가 발생할 수 있다.
반면, 본 발명의 방수 성능을 위한 방수층(110)은 수용성 아크릴 수지와 우레탄 바인더를 포함하여 우수한 방수 성능을 나타내며, 별도의 아스팔트 성분을 포함하지 않아 상술한 문제를 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 수용성 아크릴 수지의 높은 접착력과 온도 저항성에 의해 방수층(110)의 크랙 발생, 들뜸 등의 문제가 방지되므로 방수층(100)의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 경화제는, 수용성 아크릴 방수 조성물, 우레탄 바인더, 필러, 경화촉매, 혼합제 및 제1 첨가제를 포함하고, 상기 주제는, 이소시아네이트를 말단에 가지고 있는 프리폴리머, 반응속도 조절제 및 제2 첨가제를 포함한다.
구체적으로, 상기 경화제는 수용성 아크릴 방수 조성물 10~51 중량%, 우레탄 바인더 20~50 중량%, 필러 18~50 중량%, 경화촉매 0.01~2 중량%, 혼합제 0.1~2 중량% 및 제1 첨가제 0.1~35 중량%를 포함한다.
상기 수용성 아크릴 방수 조성물은, 수용성 아크릴 수지 45~75 중량%, Tg 강하제 1~5 중량%, 첨가제 1~22 중량% 및 잔량의 물을 포함하여, 제조 및 시공 과정에서는 수용성이나, 건조 후에는 물에 다시 녹지 않고 유사결정상태로 존재하여 방수 성능을 포함한 각종 물성을 발현한다.
상기 수용성 아크릴 방수 조성물은, 경화제 내에 10~51 중량%로 포함될 수 있으며, 수용성 아크릴 방수 조성물의 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 방수성 향상, 크랙 방지, 들뜸 방지, 온도 저항성 향상 효과를 얻기 곤란하고, 51 중량%를 초과하는 경우에는 도막 강도가 저하될 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 수용성 아크릴 수지는, 수용성 아크릴계 방수 조성물 내에 45~75 중량%의 중량 범위로 포함될 수 있는데, 수용성 아크릴 수지의 함량이 상기 중량 범위를 벗어나는 경우에는 충분한 방수 성능, 강도, 탄성, 내구성 등의 효과를 얻기 곤란하므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 수용성 아크릴 수지는, 용매 하에서 상기 제1 아크릴 단량체, 제2 아크릴 단량체 및 개시제를 반응시킨 후 중화제를 이용하여 중화시키는 용액 중합 방식을 통해 제조된다. 이때, 각 성분의 함량은, 용매 15~45 중량%하에서 제1 아크릴 단량체 48~62 중량%, 제2 아크릴 단량체 3~10 중량%, 개시제 0.1~3 중량% 및 중화제 2~12 중량%인 것이 바람직하다.
상기 용매는 반응의 분산매로 사용되는 것으로, 바람직하게는 물과 부틸셀로솔브가 사용될 수 있고, 더욱 바람직하게는 물과 부틸셀로솔브의 중량비가 1:1~2로 사용될 수 있다.
수용성 아크릴 수지를 제조하기 위한 아크릴 단량체로 제1 아크릴 단량체와 제2 아크릴 단량체가 사용되는데, 상기 제1 아크릴 단량체는 수용성 아크릴 수지의 주요 물성을 발현시키기 위해 첨가되나, 대부분 물에 용해되지 않거나 소량 용해되는 특징을 갖는다. 이에, 제1 아크릴 단량체와 함께 카르복실기를 갖는 제2 아크릴 단량체를 반응시킴으로써 수용성 아크릴 수지에 수용성 특징을 부여할 수 있다.
상기 제1 아크릴 단량체는 48~62 중량%의 중량비로 반응시 첨가될 수 있으며, 48 중량% 미만으로 첨가되는 경우에는 수용성 아크릴 수지의 강도, 내구성, 신율 특성, 탄성, 내수성 등의 물성 발현이 미미하고, 62 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 물에 잘 용해되지 않아 추가적인 유기 용매와 계면활성제의 첨가가 요구되므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
이러한 제1 아크릴 단량체는, 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-Ethylhexyl acrylate), 스티렌(Styrene) 및 메틸 메타아크릴레이트(Methyl metacrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 이들 모두가 사용되되 9~16:3~7:1의 중량비로 사용될 수 있다.
이 중 2-에틸헥실 아크릴레이트는 점성을 높여 수용성 아크릴 수지의 점착력을 향상시키고, 스티렌은 내충격성, 내구성, 투명성 및 강도를 향상시키며, 메틸 메타아크릴레이트는 내충격성, 투명성 및 내약품성을 향상시킬 수 있으므로, 제1 아크릴 단량체로 이들 모두를 사용하는 경우, 점착력, 내충격성, 내구성, 투명성, 강도 및 내약품성이 우수한 수용성 아크릴 수지를 얻을 수 있다.
상기 제2 아크릴 단량체는, 3~10 중량%의 중량비로 반응시 첨가될 수 있으며, 3 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 수용성 아크릴 수지가 물에 잘 녹지 않는 문제가 발생할 수 있고, 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 수용성 아크릴 수지의 물성이 저하되므로, 상술한 중량 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제2 아크릴 단량체는, 수용성 아크릴 수지의 산가(A.V.)가 30~50이 되도록 첨가될 수 있는데, 산가가 30 미만인 경우에는 수용성 아크릴 수지의 물에 대한 용해력이 저하되고, 50을 초과하는 경우에는 수용성 아크릴 수지의 물성이 저하될 수 있기 때문이다.
이와 같은 제2 아크릴 단량체로 아크릴산 단량체가 사용될 수 있는데, 예를 들어, 메타크릴산(Methacrylic acid), 아크릴산(Acrylic acid) 혹은 이 둘의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 메타크릴산과 아크릴산이 1:0.8~1.2의 중량비로 사용될 수 있다.
제1 아크릴 단량체와 제2 아크릴 단량체의 중합반응을 개시하기 위한 개시제로 BPO(Benzoyl peroxide), AIBN(2,2'-azobis(isobutytonitrile)) 등이 사용될 수 있으나, 이 외에도 일반적으로 고분자 중합에 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
상기 중화제는 제2 아크릴 단량체를 중화시키기 위해 첨가되는 것으로, 제2 아크릴 단량체에 포함된 카르복실기와 수소결합 하여 유사결정의 상태를 갖는 관능기를 포함함으로써 건조 전, 즉 제조 과정이나 시공 과정에서는 물에 용해되되, 건조 후에는 수용성 아크릴 수지가 다시 물에 용해되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 작용을 가능하게 하는 관능기는 아민기일 수 있으며, 아민기를 갖는 중화제로 트리에틸아민(Triethylamine), 디에틸렌트리아민(Diethylene trianine), 트리에틸렌 테트라아민(Triethylene tetraamine) 및 테트라에틸렌 펜타아민(Tetraethylene pentaamine)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
중화제의 함량은 2~12 중량%일 수 있으며, 2중량% 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 중화가 이루어지지 않고, 12 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 과도한 중화제 함량으로 인해 안정성이 저하될 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 수용성 아크릴계 방수 조성물에 포함되는 수용성 Tg 강하제는, 수용성 아크릴 수지의 유리전이온도(Tg)를 낮추기 위해 첨가된다.
일반적으로 Tg를 낮추기 위해 사용되는 부타디엔이나 부틸 아크릴레이트는 소수성이기 때문에 이들을 사용하기 위해서는 계면활성제가 첨가되어야 하는데, 계면활성제가 첨가되는 경우에는, 계면활성제로 인한 물성 저하, 저장안정성 저하 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 계면활성제를 사용하지 않고도 혼합 및 분산이 가능한 수용성의 Tg 강하제를 사용한다.
본 발명에서 사용되는 수용성 Tg 강하제는 폴리부타디엔-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머, 폴리부틸아크릴레이트-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머 및 NBR 라텍스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.
폴리부타디엔-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머 및 폴리부틸아크릴레이트-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머는, 물 속에서 소수성인 폴리부타디엔이나 폴리부틸아크릴레이트가 중심에 위치하고 친수성인 폴리아크릴이 외측에 배치되어 마이셀(Micelle)과 유사한 응집체를 형성하며 물과 혼합될 수 있고, NBR 라텍스는 이미 물에 미세 고무 입자가 분산되어 있는 형태이기 때문에 물과 용이하게 혼합될 수 있다.
Tg 강하제가 첨가되는 경우, 수용성 아크릴계 방수 조성물의 안정도가 저하되어 물성, 저장안정성, 외관 등에 문제가 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 Tg 강하제의 함량은 1~5 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 또한, 안정도 유지를 위해 수용성 아크릴 수지와 Tg 강하제를 혼합할 때 pH 범위를 약알칼리 분위기인 7.2~8.0로 유지하는 것이 바람직하고, 이때 온도는 15~30 ℃인 것이 바람직하다.
Tg 강하제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 Tg 강하 정도가 미미하여 방수층의 탄성, 신율, 인장강도 개선 효과를 얻기 곤란하고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 수용성 아크릴계 방수 조성물의 안정도가 저하되므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 수용성 아크릴 수지와 Tg 강하제 혼합시의 pH 범위, 온도 조건이 상술한 범위를 벗어나는 경우에도 수용성 아크릴계 방수 조성물의 안정도가 저하될 수 있으므로, 혼합시 상기 조건을 만족시키는 것이 중요하다.
상기 첨가제는, 수용성 아크릴계 방수 조성물의 물성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 분산제, 소포제, 안정제, 충전제, 난연제 및 안료로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 분산제는, 수용성 아크릴계 방수 조성물에 포함되는 각종 성분들의 분산을 균일화시키고, 안정화시키며, 수용성 아크릴계 방수 조성물에 레올로지를 부여하여 방수층 형성 공정 및 방수층 형성 후 방수층에 안정성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다.
상기 소포제는, 수용성 아크릴계 방수 조성물 제조나 방수층 형성 공정, 방수 시공 공정 등에서 발생하는 기포에 의한 물성 저하를 방지하기 위해 첨가되며, 실리콘계 혹은 비실리콘계의 소포제가 사용될 수 있는데, 바람직하게는 수분산력이 우수한 비실리콘계의 소포제가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 pH 조절제는, Tg 강하제로 인한 안정도 저하를 방지하기 위해 첨가되는 것으로, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 인산1나트륨, 인산3나트륨, 헥사메타인산나트륨 등의 pH 조절제가 사용될 수 있으며, 혼합시 공정 변수에 따라 이 중 적어도 어느 하나 이상의 pH 조절제를 첨가함으로써 pH 조절이 수행될 수 있다.
상기 안정제는, 빛이나 열에 의한 방수층의 산화 및 열화를 방지하기 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어, 광안정제인 힌더드 아민계 화합물 및 힌더드 피페리딘계 화합물, UV흡수제인 벤조폐논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 아크릴니트릴계 화합물, 금속 착염계 화합물, 산화 티타늄 및 산화 아연, 인계 열안정제 및 락톤계 열안정제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 충전제는, 방수층의 강도 향상을 위해 첨가되는 것으로, 예를 들어, 유리섬유, 유리비드, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 산화아연, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 실리카, 카올린, 점토, 클레이, 탈크, 규석, 이산화티탄, 알루미나, 카본블랙 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 난연제는, 화재나 열에 의한 연소를 방지하기 위해 첨가되는 것으로, 브롬계 난연제, 염소계 난연제, 아연계 난연제, 질소 함유 난연제, 인계 난연제 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 안료는, 방수층에 색감을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 안트라퀴논계 안료, 아조계 안료 등의 적색계 안료, 금속 프탈로시아닌계 안료, 인단스론계 안료 등의 청색계 안료, 산화크롬, 아연 프탈로시아닌, 할로겐화 프탈로시아닌계 안료와 같은 녹색계 안료, 티탄 블랙, 아닐린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색계 안료 외에 시아닌계, 바이올렛계, 황색계, 마젠타계, 백색계 안료 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 첨가제는 수용성 아크릴계 방수 조성물 내에 1~22 중량%의 중량 범위로 포함될 수 있으며, 첨가제의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는, 첨가제로 인한 효과를 얻기 곤란하고, 22 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 과량의 첨가제로 인해 오히려 수용성 아크릴계 방수 조성물의 물성이 저하될 수 있기 때문이다.
상기 물은, 용매로 사용되는 것으로, 바람직하게는 증류수가 사용될 수 있으며, 물은 수용성 아크릴계 방수 조성물 내에 수용성 아크릴 수지, 수용성 Tg 강하제 및 첨가제의 함량을 제외한 잔량으로 포함될 수 있다.
상기 수용성 아크릴계 방수 조성물의 22 ℃에서의 점도는 1500~5000 cps인 것이 바람직하며, 1500 cps 이하인 경우에는 충분한 물성 확보가 곤란하고, 5000 cps를 초과하는 경우에는 경도 증가 및 신율 저하가 발생할 수 있다.
한편, 상기 우레탄 바인더는 주제의 이소시아네이트기를 말단에 가지고 있는 프리폴리머와 반응하여 도막을 형성하는 것으로, 도막의 방수성과 강도 및 신율 향상에 기여한다.
우레탄 바인더 내에 포함된 관능기의 종류와 수 그리고 분자의 구조 및 중량 분자량에 따라 도막의 물성이 결정되며, 우레탄 바인더의 분자 쇄 말단에 알코올기, 에테르기, 에스테르기, 아릴기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군 중 1종 또는 2종 이상의 관능기를 가질 수 있다.
상기 우레탄 바인더로는 1가 알코올, 다가 알코올(이하 폴리올), 폴리아민 등이 사용될 수 있고, 이때 상기 알코올 및 아민의 종류는 제한되지 않으나 그 중량 평균 분자량은 알코올은 3000 g/mol이하, 아민은 1000 g/mol이하의 것이 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 가장 물성이 우수한 도막을 얻기 위해 우레탄 바인더는 경화제 내에 20~50 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 필러는 방수층(110)의 물리적 강도를 높이기 위해 사용되는 것으로, 탄산칼슘(중탄, 경탄), 탈크, 마이카, 클레이, 침상형 무기질 분말(wallastonite, pangel 이상 상품명) 등과 같은 무기필러와 중공 세라믹, 발포퍼라이트 등과 같은 경량 필러 등이 사용될 수 있으며, 필러의 함량이 18 중량% 미만인 경우에는 물리적 강도 향상 효과가 미미하고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 점도 증가, 점착력 저하, 탄성 저하, 도막 조직의 치밀성 저하 등의 문제가 발생하므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 경화촉매는 경화제의 우레탄 바인더와 주제의 프리폴리머의 반응을 촉신시켜 경화시키는 물질로, 방수층(110)의 가사시간 및 경화시간을 조절하기 위해 첨가될 수 있다. 경화촉매로 주석계 촉매, 납계 촉매, 코발트계 촉매, 아연계 촉매 등이 사용될 수 있으며, 이중 1종 혹은 2종 이상의 촉매 혼합물이 사용될 수 있다.
경화촉매는 경화제 내에 0.01~2 중량%의 중량 범위로 포함되는 것이 바람직하며, 경화촉매의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 가사시간 및 경화시간 조절 효과가 미미하고, 2 중량%를 초과하면 경화 속도가 급격히 빨라져 충분한 가사시간이 확보되지 않으므로 시공이 곤란해지거나, 시공 후 방수층(110)의 크랙 발생, 물성 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 혼합제는 우레탄 바인더와 같은 유용성 물질과 수용성 아크릴 방수 조성물과 같은 수용성 물질을 경화제 내에 균일하게 혼합시키기 위해 첨가되는 성분으로, 혼합제로 계면활성제가 사용될 수 있고, 보다 바람직한 혼합성을 위해 양쪽성 계면활성제가 사용될 수 있으며, 특히, 양쪽성 계면활성제로 옥틸 β-D-글루코피라노사이드를 사용하는 경우 혼합 안정성이 뛰어나 우레탄 바인더와 수용성 아크릴 방수 조성물이 보다 균일하고 안정적으로 혼합될 수 있으며, 장기 보관 안정성이 현저히 향상될 수 있다.
혼합제는 경화제 내에 0.1~2 중량%로 포함될 수 있으며, 혼합제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 우레탄 바인더와 수용성 아크릴 방수 조성물이 혼합되지 않고 분리되므로 시공 후 방수층(110)의 물성이 불량해지는 문제가 있고, 2 중량%를 초과하는 경우에는 추가적인 혼합력 향상에 의한 물성 개선 효과가 미미하고 오히려 과도한 혼합제에 의한 물성 저하 문제가 발생할 수 있기 때문에 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 제1 첨가제는 경화제의 물성을 개선시켜 작업성을 높이는 동시에 방수층(110)의 물성 개선을 위해 첨가되는 것으로, 가소제, 접착개선제, 점도조절제 분산제 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 경화제 내에 0.1~35 중량% 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
가소제는 경화제의 유동성을 높이며, 경화시 우레탄에 유연성을 부여하기 위해 첨가될 수 있다.
가소제로 프탈산 에스테르, 프로세스 오일, 팜오일, 고비점 알리파틱 하이드로카본계 등이 사용될 수 있다. 가소제 중 프탈산 에스테르로는 디옥틸프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등이 사용될 수 있고, 프로세스 오일로는 아로마틱계, 나프텐계, 파라핀계 등이 사용될 수 있으며, 고비점 알리파틱 하이드로카본계는 탄소수가 13~20개인 탄소 화합물을 의미한다.
접착개선제는 방수층(110)의 점탄성, 내구성을 강화하기 위해 첨가되는 것으로, 고무, 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록코폴리머(SBS), 스티렌-이소프렌고무(SIS), 스티렌-부타디엔고무(SB), 스티렌-부타디엔 고무라텍스(SBR), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌고무(SEBS), 에틸-비닐-아세테이트(EVA), 아타틱폴리 프로필렌(APP),비정형폴리올래핀(APAO), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 석유수지(C5, C9, C5-C9공중합), 천연 수지(로진, 에스테르), 쿠마론 수지 및 폐타이어 분말(30 120매쉬) 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
점도조절제는 경화제의 점도를 사용하기 편리하도록 조절하기 위한 것으로, 점도조절제로 톨루엔, 자일렌, 공업용 제1호~제5호 등과 같은 탄화수소류나 기타 용제류 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는, VOC 규제 면제 물질인 아세톤, 터트-부틸 아세테이트 및 디메틸 카보네이트 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
분산제는 경화제 내에 포함되는 각종 성분들을 균일하게 분산시키기 위해 첨가되는 것으로, 분산제로 저분자 불포화 폴리카르복실릭산 폴리머계, 폴리실릭산 공중합체류, 고분자 블록 공중합물류, 폴리카르복실릭산 아민염계, 아민계 등의 분산제가 단독 사용되거나 혹은 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
한편, 상기 주제는 이소시아네이트를 말단에 가지고 있는 프리폴리머 60~90 중량%, 반응속도 조절제 0.1~10 중량% 및 제2 첨가제 6~30 중량%를 포함한다.
상기 이소시아네이트기 말단 프리폴리머는 경화된 방수 도막의 기계적 물성을 결정하는 주요 재료로 이소시아네이트기 말단프리폴리머의 관능기 수, 중량 평균 분자량 및 당량, 사용된 쇄 연장제의 종류에 따라 그 물성이 결정된다.
앞서 설명한 경화제와 반응하여 가장 우수한 물성을 갖는 방수층(110)을 형성하기 위해 주제의 이소시아네이트기 말단 프리폴리머의 말단 이소시아네이트 관능기 수는 2~4개, 중량 평균 분자량은 1000~6000 g/mol, 당량은 500~2000g/eq인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2~3개의 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 이때 쇄연장제는 요구되는 물성에 따라 다양하게 선택될 수 있으므로 그 종류는 제한하지 않는다.
이소시아네이트기 말단 프리폴리머는 주제 내에 60~90 중량%로 포함될 수 있으며, 60 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 방수층(110)의 인장강도 및 신장률이 저하되어 방수 기능이 떨어지며, 90 중량%를 초과하는 경우에는 프리폴리머의 점도가 과도하게 높아 작업성이 저하되는 문제가 있다.
상기 반응속도 조절제는 이소시아네이트기 말단 프리폴리머의 자가경화를 방지하고, 경화제와 혼합되어 우레탄 반응이 진행될 때 너무 급격하거나 느리게 반응하지 않도록 반응 속도를 적절히 조절하기 위해 첨가되는 것으로, 유, 무기산류 및 각종 알칼리류가 사용될 수 있으며 1종 또는 2종 이상을 혼합 사용할 수 있으므로 그 종류를 제한하지 않는다.
반응속도 조절제는 주제 내에 0.1~10 중량%로 포함될 수 있으며, 반응속도 조절제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 우레탄의 반응 경화 속도 조절 효과가 반응 속도 조절제를 사용하지 않는 것과 별 차이가 없어 가사시간 및 경화 속도를 조절할 수 없고, 10 중량%를 초과하면 방수층(110)의 물성을 저하시킬 수 있으므로, 상술한 조성비 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 제2 첨가제는 주제의 물성 및 작업성을 향상시키는 동시에 방수층(110)의 물성을 개선시키기 위해 첨가되는 것으로, 제2 첨가제로 가소제 및 점도조절제 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
가소제는 경화제에 사용한 것과 같은 것으로 이소시아네이트기 말단 프리폴리머에 적정한 유연성 및 유동성을 부여하고, 경화된 우레탄에 유연성을 부여하기 위해 첨가될 수 있고, 점도조절제는 주제의 점도를 조절하여 시공 성능을 확보하기 위한 것으로, 가소제와 점도조절제는 경화제에 사용된 것과 동일한 것이 사용될 수 있다.
한편, 상기 경화제와 주제는 개별 포장된 상태로 제공되며, 시공 단계에서 혼합되어 프라이머층(P) 상부에 도포되어 방수층(110)을 형성한다. 이때 경화제와 주제는 3:1~9의 중량비로 혼합되도록 하는 것이 바람직하고, 혼합 후 과잉 이소시아네이트의 함량이 1~10 중량%가 되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
이와 같이 방수층(110)이 형성된 이후에 방수층(110)의 상부에 보호시트(120)가 설치되는 보호시트 설치 단계가 수행된다.
보호시트(120)는 아스팔트층(122), 상기 아스팔트층(122)의 일면에 형성된 부직포층(121) 및 상기 아스팔트층(122)의 타면에 형성된 보호층(123)을 포함하여, 방수층(110)의 파손을 방지하여 누수, 누유 발생을 방지하고 방수층(110)의 수명을 연장시키는 효과를 갖는다. 뿐만 아니라, 방수층(110)과 동시에 시공됨으로써 안전하고 용이한 시공을 가능하게 하는 효과가 있다.
보호시트(120)가 방수층(110)에 형성될 때, 부직포층(121)이 방수층(110)이 서로 마주보도록 설치되며, 이와 같이 설치됨에 따라 방수층(110)을 구성하는 조성물이 부직포층(121)에 침투되어 방수층(110)과 보호시트(120)가 보다 견고한 부착력을 형성할 수 있다.
상기 부직포층(121)은, 아스팔트층(122)의 일면에 형성되어 보호시트(120)의 유연성, 접착력 부족, 환경 변화에 따른 구조물과의 거동 차이에 의한 보호시트(120)의 탈리, 접합부 파단 등의 문제를 보완하기 위해 배치된다.
부직포층(121)으로 폴리에틸렌 부직포, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에스터 부직포, PET 부직포 등이 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 레이온 섬유, 나일론 섬유 등과 같은 다양한 재질의 합성섬유를 카딩, 열융착법, 니들펀치법, 수류결합법, 스티치법 등의 방법으로 부직포화 함으로써 얻어진 부직포가 사용될 수 있다.
특히, 폴리에스터 장섬유 부직포가 사용되는 것이 바람직한데, 폴리에스터 장섬유 부직포는 함수율이 높아 방수 조성물에 대한 함침력이 우수하고, 내열성, 화학적 안정성, 내구성, 가공성, 내후성, 인장 및 인열강도가 우수하기 때문에 아스팔트층(122)과 부직포층(121) 간의 접착력을 향상시키며 아스팔트층(122)을 효과적으로 보호할 수 있는 장점이 있기 때문이다.
더욱 바람직하게는, 90 g/m2 이상의 밀도를 갖는 폴리에스터 장섬유 부직포가 사용될 수 있으며, 이와 같은 폴리에스터 장섬유 부직포는 보다 향상된 내구성과 인장력을 갖기 때문에 아스팔트층(122)을 더욱 효과적으로 보호할 수 있다.
상기 보호층(123)은 아스팔트층(122)의 타면에 형성되어, 보호시트(120)의 충격 완화, 수분에 대한 저항, 아스팔트층(122)의 파단 방지, 열변형에 대한 저항 및 방음 등의 역할을 수행하는 것으로, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드 및 써모플라스틱올레핀(TPO)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌, 더욱 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌 재질로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 구체적인 작용과 효과를 설명하고자 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로서 제시된 것으로, 실시예에 따라 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
[ 제조예 ]
2-에틸헥실아크릴레이트 383g, 스티렌 159g, 메틸 메타 아크릴레이트 31g, 메타크릴산 30g, 아크릴산 30g을 용매인 부틸셀로솔브 185g, 물 110g 하에서 개시제인 BPO 10g를 이용하여 용액중합시키고, 중화제인 트리에틸아민 62g을 이용하여 중화시켜 수용성 아크릴 수지를 수득하였다.
다음으로, 상기 수용성 아크릴 수지와 Tg 강하제, 첨가제 및 증류수를 상온(22 ℃)에서 하기 표 1에 기재된 조성비와 같이 혼합하여 수용성 아크릴계 방수 조성물을 제조하였으며, 이때 Tg 강하제로 NBR 라텍스를 사용하였고, 첨가제로는 분산제인 DisperBYK ®-112 42 g, 소포제인 BYK®-011 68 g 및 녹색 안료인 산화크롬 55 g을 혼합한 첨가제 혼합물을 사용하였다. 또한, 혼합시 pH 범위를 약알칼리성인 7.2~8.0으로 유지시키기 위해 적절한 양의 수산화나트륨을 첨가하였다.
(중량%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
수용성 아크릴 수지 59.0 59.4 58.2 58.3 58.1
수용성 Tg 강하제 1.2 3.2 4.8 0.5 5.3
첨가제 5.0 5.0 4.5 5.0 4.5
증류수 34.8 32.4 32.5 36.2 32.1
[ 실험예 1]
상기 제조예에서 제조된 각 수용성 아크릴계 방수 조성물의 건조시간, 인장강도, 인장강도비, 신율, 신장률 및 부착강도를 측정하고 그 결과를 표 2에 기재하였다. 건조시간은 KSM 5000의 시험방법에 의거하여 측정하였고, 인장강도, 인장강도비, 신율, 신장률 및 부착강도는 KS F3211의 시험방법에 따라 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조시간(hr) 66 60 59 71 60
인장강도(N/mm2) 0.77 0.83 0.85 0.52 0.89
신율(%) 154 162 166 121 167
인장강도비(%) -20℃ 88 87 90 64 73
60℃ 40 43 45 25 32
신장률(%) -20℃ 90 92 93 66 75
60℃ 60 61 65 54 55
부착강도(N/mm2) 0.29 0.33 0.35 0.17 0.34
유리전이온도(℃) -15 -21 -25 -5 -31
표 2의 실험 결과를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 3의 경우에는 전체 항목에 있어서 우수한 결과값을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1의 경우에는 유리전이온도가 충분히 낮아지지 않아 강도 및 신율이 낮게 나타나고, 온도 변화에 따른 인장강도비 및 신장률이 현저히 낮게 나타나는 것으로 확인되었다.
또한, 비교예 2의 경우에는 인장강도, 부착강도 및 신율 개선이 있었으나, 온도 변화에 따른 인장강도비 및 신장률은 낮은 결과값을 나타냈다. 이는, 과도한 Tg 강하제의 함량으로 인해 온도 변화에 따른 수용성 아크릴계 방수 조성물의 시스템을 안정하게 유지하기 곤란하기 때문에 나타난 문제로 확인되었다.
따라서, 수용성 아크릴계 방수 조성물의 물성 향상을 위해 Tg 강하제를 포함하는 경우, 충분한 물성 향상 효과를 얻으면서 수용성 아크릴계 방수 조성물의 시스템을 안정하게 유지시키기 위해 Tg 강하제가 1~5 중량%의 중량범위로 포함되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 2]
상기 실시예 3과 동일한 수용성 아크릴계 방수 조성물을 제조하되, 여기에 사용되는 중화제의 함량을 표 3과 같이 변화시켜 제조하였다. 중화제 함량에 따라 용매인 물과 부틸셀로솔브의 함량을 변화시켜 총 수용성 아크릴 수지의 함량을 1000g으로 유지하였으며, 이때 물과 부틸셀로솔브는 약 1:1.7의 중량비가 되도록 사용하였다.
상기의 방법으로 제조된 수용성 아크릴계 방수 조성물을 각각 삼각플라스크에 30g씩 투입하고, 교반하면서 증류수를 30g 단위로 투입하여, 교반혼합 용액이 혼탁(tubid)해지는 시점에서의 시료 함량 대비 증류수 함량비인 수희석율을 표 3에 기재하였다.
또한, 각 시료를 10×15 cm의 철판에 50 g/mm2의 양으로 도포하고 상온에서 일주일간 건조하여 방수 도막이 형성된 시편을 제조한 뒤, 각 시편을 상온의 물에 수침시키고 육안으로 관찰하여 방수 도막에 수포가 발생하거나, 방수 도막의 일부가 철판에서 박리되는 등의 현상이 관찰되는 시점을 측정하고 그 결과를 표 3에 함께 기재하였다.
실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 3 비교예 4
중화제(중량%) 6.2 2.1 11.8 1.0 12.9
수희석율(%) 1000 700 900 300 400
내수성(일) 13 10 14 3 5
표 3의 실험 결과에서 수희석율은 시료가 물과 혼합되었을 때의 안정도를 의미하는 것으로, 수희석율이 높을수록 더 많은 양의 물과 혼합되어도 상분리 등의 문제가 발생하지 않고 안정적으로 균일하게 혼합될 수 있음을 나타내는 지표로, 수희석율이 높을수록 수중 환경에서 상분리와 같은 안정성 저하 문제가 발생하지 않아 내수성도 높게 나타난다.
실시예 3 내지 실시예 5는 수희석율이 최소 700% 이상으로 높게 나타나 과량의 물과 혼합되었을 때의 안정성이 높게 나타나는 반면, 비교예들의 경우에는 수희석율이 최대 400%로 실시예들에 비해 현저히 낮은 수희석율 특성을 나타낸다.
수침을 통한 내수성 실험은 수중 환경에서 방수 도막이 물에 의해 변형되지 않고 원래의 형상을 얼마나 오래 유지할 수 있는지를 측정하기 위한 것으로, 실시예 3 내지 실시예 5의 경우에는 방수 도막의 형상 유지 기간이 10일 이상으로 높게 나타나 방수성이 우수한 것으로 확인된 반면, 비교예들의 경우에는 5일 이하로 나타나 실시예들에 비해 방수 기능이 현저히 낮은 것으로 확인되었다.
이와 같은 수희석율 및 내수성 특성은 중화제의 함량이 수용성 아크릴 수지의 안정성, 도막화 된 이후의 물에 대한 저항성에 영향을 주기 때문에 나타난 것으로 판단되며, 상기 실험 결과로부터 수용성 아크릴계 방수 조성물의 안정성 및 내수성을 향상시키기 위해 수용성 아크릴 수지를 제조할 때 사용되는 중화제의 함량은 2~12 중량%인 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 3]
하기 표 4에 기재된 조성에 따라 각 성분을 혼합하여 경화제를 준비하고, 이소시아네이트기 말단 프리폴리머 88 중량%, 반응 속도 조절제인 인산염 화합물 0.1 중량%, 가소제인 디에틸헥실프탈레이트 8.7 중량%, 점도 조절제인 탄화수소계 용제 3.2 중량%를 혼합하여 주제를 준비한 뒤, 경화제와 주제를 3:1.2의 중량비로 혼합하여 방수층용 도막재를 준비하였다.
경화제에 사용되는 수용성 아크릴 방수 조성물은 실시예 3과 동일한 것을 사용하고, 우레탄 바인더로 아민 어덕트 폴리프로필렌글리콜을, 필러로 탄산칼슘과 중공세라믹 파우더가 5:1의 중량비로 혼합된 혼합물을, 경화촉매로 옥토산납을, 혼합제로 옥틸 β-D-글루코피라노사이드를, 첨가제로 가소제인 팜오일 61 중량%, 접착개선제인 석유수지 23 중량%, 점도조절제인 탄화수소계 용제 14 중량%, 분산제인 폴리실록산계 분산제 2 중량%가 혼합된 것을 사용하였다.
(중량%) 실시예 3 실시예 6 실시예 7 비교예 5 비교예 6 비교예 7
수용성 아크릴
방수 조성물		 23.5 10.8 49.9 - 8.7 51.8
우레탄바인더 34.9 41.5 20.9 45.4 42.4 18.6
필러 30.3 36.8 18.0 41.8 38.1 18.0
경화촉매 1.0 1.0 0.5 1.0 1.0 0.5
혼합제 1.1 0.7 1.3 - 0.6 1.4
제1 첨가제 9.2 9.2 9.4 11.8 9.2 9.7
다음으로, 앞서 제조된 각 방수층용 도막재를 이용하여 실험예 1과 동일한 인장강도, 신율 및 부착강도 실험을 수행하고, 실험예 2와 동일한 내수성 실험을 수온 21℃ 및 60℃ 조건에서 수행하여 그 결과를 표 5에 기재하였다.
실시예 3 실시예 6 실시예 7 비교예 5 비교예 6 비교예 7
인장강도(N/mm2) 1.37 1.44 1.32 1.49 1.46 1.05
신율(%) 217 222 208 230 216 169
부착강도(N/mm2) 0.32 0.31 0.36 0.20 0.21 0.37
내수성
(일)		 상온(21℃) 11 10 11 9 9 11
고온(60℃) 6 6 6 3 3 7
상기 표 5의 실험 결과를 참조하면, 실시예 3, 실시예 6 및 실시예 7은 모두 우수하고 안정적인 인장강도, 신율, 부착강도 및 내수성을 나타내는 것으로 확인되었다.
반면, 비교예 5와 비교예 6의 경우에는 실시예들보다 부착강도가 현저히 떨어져, 고온에서의 내수성이 상당히 불량한 것으로 확인되었다. 이는 수용성 아크릴 방수 조성물이 포함되지 않거나, 그 함량이 적어 수용성 아크릴 방수 조성물에 의한 접착력 향상 및 방수성 향상 효과가 미미하기 때문에 나타난 결과로 판단된다.
비교예 7의 경우에는 실시예들과 부착강도 및 내수성은 유사하나 인장강도와 신율이 현저히 떨어지는 것으로 나타났는데, 이는 비교예 7의 방수층용 도막재에 포함된 수용성 아크릴 방수 조성물의 함량이 과도하여 도막재의 안정성과 내구성을 저하시키기 때문에 나타난 문제로 판단된다.
따라서, 이러한 실험 결과로부터 방수층(110)을 형성하기 위해 사용되는 경화제에 포함되는 수용성 아크릴 방수 조성물은 경화제 내에 10~51 중량%로 포함되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 4]
상기 표 4의 실시예 3과 동일한 조성비를 갖는 경화제를 제조하되, 혼합제로 사용되는 혼합제의 종류를 달리하여 제조하여 제조시 혼합성을 육안으로 평가하여, 혼합시 거품이 발생하지 않고 각 성분이 균일하게 혼합되어 별도의 상분리가 일어나지 않는 경우 양호한 것으로 평가하고 그렇지 않은 경우에는 불량으로 평가하여 표 6에 기재하였다.
이후, 각 시료를 밀봉된 상태로 21℃의 음지에서 한달간 보관한 뒤 개봉하여 육안으로 상태를 관찰하여 층 분리나 변색이 발생하지 않은 경우 장기 보관성이 양호한 것으로 평가하고 그렇지 않은 경우 불량으로 평가하여 표 6에 함께 기재하였다.
혼합제 제조시 혼합성 장기 보관성
옥틸 β-D-글루코피라노사이드 양호 양호
코코아미도프로필베타인 양호 불량
이미다졸리늄 베타인 양호 불량
N-도데실-N,N-디메틸-3-암모니오-1-프로판설포네이트 불량 불량
라우로일 β-알라닌 불량 불량
표 6의 결과를 참조하면, 혼합제로 옥틸 β-D-글루코피라노사이드를 사용한 경우에는 제조시 혼합성과 장기 보관성이 우수한 것으로 평가되어 제조 과정이나 장기 보관에 있어서 상분리가 발생하지 않고 각 성분이 안정적으로 혼합된 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있다.
혼합제로 다른 종류의 양쪽성 계면활성제를 사용한 경우에는 제조시 혼합성과 관계 없이 장기 보관시 상분리가 발생하여 경화제의 분산상태가 안정적으로 유지되지 않는 것으로 확인되었다.
경화제의 안정적인 분산 상태가 유지되어야 경화제를 이용한 방수층(110)의 도막 상태 및 물성이 안정적으로 발현될 수 있으므로, 본 실험을 통해 혼합제로 다른 종류의 계면활성제가 아닌 옥틸 β-D-글루코피라노사이드를 사용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 에코 이중 복합 방수 시트 110: 방수층
120: 보호시트 121: 부직포층
122: 아스팔트층 123: 폴리에틸렌필름

Claims (7)

  1. 구조물의 표면에 에코 이중 복합 방수 시트를 시공하는 방법에 있어서,
    구조물 표면의 이물질을 제거하는 전처리 단계;
    이물질이 제거된 구조물 표면에 프라이머를 도포하는 프라이머층 형성 단계;
    상기 프라이머층 상부에 수용성 아크릴 수지와 우레탄을 포함하는 방수층을 형성하는 방수층 형성단계; 및
    상기 방수층 상부에 보호시트를 설치하는 보호시트 설치 단계;를 통해 시공되며,
    상기 방수층은 경화제와 주제의 2액형으로 이루어지되,
    상기 경화제는, 수용성 아크릴 방수 조성물 10~51 중량%, 우레탄 바인더 20~50 중량%, 필러 18~50 중량%, 경화촉매 0.01~2 중량%, 혼합제 0.1~2 중량% 및 제1 첨가제 7~35 중량%를 포함하고,
    상기 주제는, 이소시아네이트를 말단에 가지고 있는 프리폴리머 60~90 중량%, 반응속도 조절제 0.1~10 중량% 및 제2 첨가제 6~30 중량%를 포함하며,
    상기 수용성 아크릴 방수 조성물은, 수용성 아크릴 수지 45~75 중량%, 수용성 Tg 강하제 1~5 중량%, 제3 첨가제 1~22 중량% 및 잔량의 증류수를 포함하고,
    상기 경화제와 주제는 3:1~9의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 에코 이중 복합 방수 시공방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 아크릴 수지는, 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-Ethylhexyl acrylate), 스티렌(Styrene) 및 메틸 메타아크릴레이트(Methyl metacrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 제1 아크릴 단량체와, 메타크릴산(Methacrylic acid) 및 아크릴산(Acrylic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 제2 아크릴 단량체 및 개시제를 용매 하에서 반응시킨 뒤 아민기를 포함하는 중화제를 이용하여 중화시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는, 에코 이중 복합 방수 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 Tg 강하제는, 폴리부타디엔-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머, 폴리부틸아크릴레이트-b-폴리아크릴 디블록 코폴리머 및 NBR 라텍스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 에코 이중 복합 방수 시공방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 우레탄 바인더는, 분자 쇄 말단에 알코올기, 에테르기, 에스테르기, 아릴기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군 중 1종 또는 2종 이상의 관능기를 갖는 것을 특징으로 하는, 에코 이중 복합 방수 시공방법.
  7. 제1항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른에코 이중 복합 방수 시공 방법에 사용되는, 방수층과 보호시트가 적층된 에코 이중 복합 방수 시트에 있어서,
    상기 방수층은 경화제와 주제의 2액형으로 이루어지되,
    상기 경화제는, 수용성 아크릴 방수 조성물 10~51 중량%, 우레탄 바인더 20~50 중량%, 필러 18~50 중량%, 경화촉매 0.01~2 중량%, 혼합제 0.1~2 중량% 및 제1 첨가제 7~35 중량%를 포함하고,
    상기 주제는, 이소시아네이트를 말단에 가지고 있는 프리폴리머 60~90 중량%, 반응속도 조절제 0.1~10 중량% 및 제2 첨가제 6~30 중량%를 포함하며,
    상기 수용성 아크릴 방수 조성물은, 수용성 아크릴 수지 45~75 중량%, 수용성 Tg 강하제 1~5 중량%, 제3 첨가제 1~22 중량% 및 잔량의 증류수를 포함하고,
    상기 경화제와 주제는 3:1~9의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는, 에코 이중 복합 방수 시트.
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