KR102385373B1 - 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법 - Google Patents

단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물의 외면 방수에 사용되는 시트에 단열효과를 가지게 하는 것으로 방수성뿐만 아니라 단열효과를 동시에 가질 수 있는 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법에 관한 것이다. 본 발명은 방수층; 상기 방수층 상에 형성되며, 고분자 나노파이버를 포함하는 단열층; 상기 단열층 상에 형성되는 접착층; 및 상기 접착층 상에 형성되는 이형층을 포함하는 단열효과를 가지는 방수시트를 제공한다.

Description

단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법{Manufacturing Method For Waterproof Sheet Having Insulating Effect And Construction Method Using The Same}
본 발명은 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물의 내 외면 방수에 사용되는 방수시트에 단열효과를 가지게 하는 것으로 방수성뿐만 아니라 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법에 관한 것이다.
건설 산업 분야에서 눈부신 발전에 따라 고속도로, 고속철도, 고층빌딩, 국제공항, 지하철, 초대형 운동경기장 등과 같이 대규모 건설공사가 진행되고 있는 추세이다. 또한 이 건물들의 공간 활용성을 높이기 위하여 지하공간개발이 늘어나고 있다.
지하공간건조물은 지면 이하를 굴착하여 시공되거나 산사면을 굴착하여 시공되는 건조물을 말하는 것으로 기존 건축물의 기초를 구성하는 것이 대부분이며, 탄약고, 방사선 폐기물, 방사선 물질, 유해 화학약품, 식료품 등의 보관시설로도 많이 이용되며, 지하상가 등 다중 활용공간으로의 개발이 확대되고 있다.
하지만 상기와 같이 지하건축물을 사용하는 경우 건조물 내부로 지하수가 침투할 수 있으므로 이를 방지하기 위한 방수층의 시공이 필수적이다.
지하수는 일정한 압력을 가지고 있어 지반을 지지하는 역할을 수행한다. 일반적으로 지하수는 지하 2.5m를 내려갈수록 1기압의 압력이 상승하는 것으로 알려져 있어 50m지하의 구조물을 건축하는 경우 20기압의 지하수압을 견디도록 시공하여야 한다. 이러한 압력을 견디지 못하는 경우 지하수는 지하건조물 내부로 침투하게 되며, 침투수 처리를 위해 공간벽을 쌓고 침투한 지하수를 지하 우물통으로 유도함과 동시에 우물통에 수집된 지하수를 뽑아내는 디워터링 시스템 방수를 채용하고 있는 실정이다. 이는 계속되는 침투수의 디워터링으로 인해 지하건조물의 약화뿐만 아니라 지하수의 유실 및 나아가 지반약화 및 지반붕괴(씽크홀)와 같은 사태로까지 발전할 수 있다.
이러한 지하건조물의 일반적인 방수 공법은 도막방수공법, 시트방수공법, 도막과 시트를 조합한 복합방수공법으로 분류 할 수 있다.
도막방수공법은 연결 부위가 없는 방수층을 형성하는 시공효과는 있으나 방수층 두께의 불균일성과 에어포켓, 방수층 들뜸 발생 등의 원인으로 빈번한 하자가 발생한다. 특히 콘크리트 표면의 함수율 및 습윤상태에 따라 시공이 불가하여 시공시 콘크리트 구조물의 습윤상태를 확인하고 시공하여야 한다.
시트방수공법은 공장에서 일정한 두께를 형성하여 생산됨으로서 품질의 안전성은 우수하지만 방수 시공 시 필연적으로 발생하는 접합부분이 발생한다. 접합부분의 경우 시공기술자의 숙련도 및 재료의 접합안정성이 방수하자의 가장 큰 요인이 되고 있는 실정이다.
시트방수재와 도막방수재의 조합에 의한 복합방수공법은 시트방수재와 도막방수재의 이질재료간의 복합형태로 제조 및 시공시 도막방수재에 함유된 유기용재 등에 의해 시트방수재의 하부층이 용해 분리 되거나 복합층간의 분리가 일어나 방수기능을 상실하게 되는 하자도 발생하게 된다. 또한 공사기간이 늘어나며, 기존의 도막방수공법과 시트방수공법보다 낮은 경제성도 큰 단점중 하나다.
최근 방수공사의 추세는 도막방수공법에서 시트방수공법으로 다시 도막시트 복합방수공법으로 진행되어오다 최근에는 가격이 저렴하고 시공이 간편한 자착식시트 방수공법 개발되어 시공되고 있는 추세이다. 자착식 방수공법은 시공이 간편하고 특별한 시공기술 없이 시공이 가능한 공법으로 기존의 시트방수공법보다 시공속도가 빨라 공기단축 등 여러면에서 이점이 있는 방수공법으로 많이 시공되고 있다.
하지만 기존의 방수시공은 마감공사의 일종으로 취급되어 건축물의 시공이후 수행되는 것이 대부분이다. 이러한 마감 방수의 경우 지하건조물에 적용시 건조물의 내면에만 방수 시공을 하게 되므로 지하수의 유입을 완전히 차단할 수 없을 뿐만 아니라 지하공간 내벽과 지하 실내공간의 온도 차이로 인한 결로현상에 노출되어 있는 실정이다 따라서 이를 개선하기 위한 기술 개발이 필요하다. 또한 대부분의 방수시트의 경우 단순히 방수효과를 제공하는 것에만 그치고 있어 방수시트 시공 전후로 단열재 삽입과 같은 추가 공정을 진행함에 따라 추가공정을 최소화하기 위한 단열방수시트의 개발이 시급한 실정이다.
(0001) 대한민국 등록특허 제10-1557685호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-0522858호
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 건축물의 외면 방수에 사용되는 시트에 단열효과를 가지게 하는 것으로 방수성뿐만 아니라 단열효과를 동시에 가질 수 있는 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법을 제공하고자 한다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 방수층; 상기 방수층 상에 형성되며, 고분자 나노파이버를 포함하는 단열층; 상기 단열층 상에 형성되는 접착층; 및 상기 접착층 상에 형성되는 이형층을 포함하는 단열효과를 가지는 방수시트를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 방수층은 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 부직포에 함침하여 제작될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단열층의 일부 또는 전부는 상기 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성용액에 함침되어 있는 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고분자 나노파이버는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 이들의 혼합물을 50~100nm의 직경을 가지도록 전기 방사하여 제작된 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단열층은 두께가 0.5~3.5mm, 밀도가 1~30kg/㎥이며, 열전도도가 0.01~0.1W/mㆍK일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 접착층은 0.1~0.5mm의 두께를 가지며, 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 열가소성 수지를 포함하고, 경화 이후 50~700%의 신장률을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 단열효과를 가지는 방수시트는 건물 지하의 내,외면 방수에 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 (i) 부직포에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 함침시켜 2~3mm 두께의 방수층을 형성하는 단계; (ii) 50~100nm의 직경을 가지는 고분자 나노파이버를 이용하여 0.5~3.5mm의 두께의 단열층을 형성하는 단계; (iii) 상기 방수층과 단열층을 합지하는 단계; (iv) 상기 단열층상에 고무 아스팔트 또는 열가소성 수지를 포함하는 접착용액을 분무하여 0.1~0.5mm두께의 접착층을 형성하는 단계; 및 (v) 상기 접착층의 상측에 이형필름을 부착하여 이형층을 형성하는 단계를 포함하는 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 (iii)단계의 합지는 (i) 단계의 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액이 완전 경화하기 이전에 수행되어 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액의 일부가 상기 단열층에 함침될 수 있다.
본 발명에 의한 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 그 시공방법은 기존의 내면 마감 방수법(안방수)과는 달리 지하건조물의 내, 외벽에 적용되어 건조물내로 지하수가 침투하는 것을 막을 수 있음과 더불어 지하건조물의 외벽을 토양층으로부터 단열화하여 결로에 의한 수분응축을 제로화시키는 것으로, 쾌적한 지하공간을 조성하며 지하건조물의 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의한 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법 및 시공방법은 지하수의 유입을 최소화 함에 따라 지하수의 유실에 의한 지반약화, 지하 토사유실 및 지하수 수위저하를 막을 수 있으므로, 씽크홀 발생, 지반침하, 지하수 고갈 등을 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방수시트의 단면을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 방수시트의 단면을 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 방수시트 제조방법을 도식화한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 다른 자착식 시트 제조방법을 도식화한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 또 다른 자착식 시트 제조방법을 도식화한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 방수시트 시공후 토양 되메우기를 한 지하건조물의 단면을 도시한 것이다.
도 7은 기존의 방법에 의한 방수시트 시공후 토양 되메우기를 한 지하건조물의 단면을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 방수시트 시공후 토양 되메우기를 한 지중건조물의 단면을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 방수시트 시공후 토양 되메우기를 한 지하 벙커의 단면을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 방수시트 시공방법을 순서대로 간략히 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구현예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 기술의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1 ” 또는“제2 ” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 발명은 방수층(100); 상기 방수층 상에 형성되며, 고분자 나노파이버를 포함하는 단열층(200); 상기 단열층 상에 형성되는 접착층(300); 및 상기 접착층 상에 형성되는 이형층(400)을 포함하는 단열효과를 가지는 방수시트에 관한 것이다(도 1 참조).
상기 방수층(100)은 본 발명의 방수성을 부여하기 위하여 사용되는 것으로 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 부직포에 함침하여 제작될 수 있다.
이때 상기 고무화아스팔트는 블로운 아스팔트 5∼10중량부, 스트레이트 아스팔트 15∼45중량부, 열가소성 엘라스토머 15∼25중량부 및 이소프렌을 주체로 하는 저온 촉매 반응에 의한 점착부여제 10∼15중량부를 포함할 수 있다.
블로운(blown) 아스팔트는 석유아스팔트를 주원료로 200~300℃의 온도에서 공기를 불어넣어 공기에 의한 산화반응 및 축합반응을 수행하는 것으로 탄성력이 큰 아스팔트를 제작한 것으로, 기존에 사용되는 스트레이트 아스팔트에 비하여 내열성이 우수하며, 충격저항력이 강하고 감온성이 적다. 이러한 블로운 아스팔트는 고무아스팔트에 5~10중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 블로운 아스팔트가 5중량부 미만으로 포함되는 경우 충격저항력 및 내열성이 떨어질 수 있으며, 10중량부를 초과하여 포함되는 경우 방수층의 탄성이 떨어져 충격에 의한 저항력이 떨어질 수 있다.
상기 스트레이트 아스팔트는 석유를 정제할 때 잔류물로 얻어지는 고체나 반고체의 검은색이나 흑갈색 탄화수소 화합물로써 유전에서 천연으로 얻을 수도 있으며 가소성, 부착성, 탄성, 전성, 전기 절연성 따위가 좋아 도로포장, 방수, 방습의 재료로 쓰인다. 상기 스트레이트 아스팔트는 15~45중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 15중량부 미만으로 포함되는 경우 방수성이 떨어질 수 있고, 45중량부를 초과하여 포함되는 경우 추가적인 물성의 향상이 나타나지 않으므로 경제성이 떨어질 수 있다.
열가소성 엘라스토머는 스틸렌-부타디엔-스틸렌(SBS) 블록 공중합체를 포함하는 것이 바람직하며, 함량이 10중량% 미만인 경우 단열층과 충분한 융착강도를 얻기 어렵고, 함량이 15 중량% 이상인 경우 신장률이 커져 융착강도가 저하되며 비용이 상승하는 문제가 발생한다.
점착부여제는 폴리부텐(polybutene)을 포함하는 것이 바람직하며, 이 폴리부텐은 석유화학의 나프타(Naphtha)를 열분해하는 과정에서 C4 잔사유를 정제하고 중합공정을 거쳐 이소프렌을 주체로 하는 저온 양이온 촉매중합반응으로 얻어진 다양한 분자량의 비극성 탄화수소 폴리머로서, 무색 또는 미색을 가지며, 화학적으로 매우 안정하여 빛이나 열에 의해 쉽게 산화되지 않다. 또한, 상기 폴리부텐은 자체적인 점착력을 가지며, 지방족, 방향족 및 염소계용매 등에 용해성이 우수하다. 이 점착부여제의 함량이 25중량%를 초과하거나, 15중량% 미만인 경우 방수층과 단열층의 접착력이 떨어질 수 있으며 내열성 및 내한성 등이 저하되어 용매가 누출될 수 있다.
상기 합성고분자수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리비닐클로라이드 10~60중량부, 저수축제 2~10중량부, 충진제 1~3중량부, 자외선 차단제 0.1~0.3중량부, 오존열화방지제 0.3~3중량부 및 개시제 0.1~1중량부를 포함할 수 있다.
폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌은 프로필렌 또는 에틸렌을 중합하여 제조되는 수지로서 본 발명에서는 10~60중량부를 포함할 수 있다. 10 중량부 미만으로 포함되는 경우 상기 방수층의 형성이 용이하지 않으며, 60중량부를 초과하여 포함되는 경우 물성이 저하될 수 있다.
상기 저수축제는 함침이후 중합시 또는 외기에 노출됨에 있어서 발생하는 수축을 방지하기 위하여 포함되는 것으로 폴리비닐 아세테이트계 저수축제, 메타크릴산 또는 메톡시폴리프로필렌글리콜을 주성분으로 하는 저수축제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 저수축제가 2중량부 미만으로 포함되는 경우 수축방지효과가 나타나지 않을 수 있으며, 10중량부를 초과하여 포함되는 경우 방수성이 떨어지거나 물성이 낮아질 수 있다.
충전제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 충전제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 유기계 충진제, 무기계 충전제, 또는 무기계 난연제 등을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 탄산칼슘, 실리카, 활석, 점토, 산화티타늄, 산화아연, 수산화알루미늄을 사용할 수 있다. 상기 충전제가 1중량부 미만으로 포함되는 경우 충전제 사용에 따른 물성개선효과를 나타내기 어려우며, 5중량부를 초과하여 포함되는 경우 상기 합성고분자수지 내에서 응집이 일어나 불량이 발생할 수 있다.
자외선 차단제는 합성고분자수지에 포함되어 자외선으로부터 합성고분자수지를 보호함으로써, 노화를 방지시키기 위한 것으로 이러한 목적을 갖는 당업계의 통상적인 자외선 차단제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 상기 자외선 차단제가 0.1중량부 미만으로 포함되는 경우 자외선에 의한 노화가 발생할 수 있으며 0.3중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 더 이상의 물성향상 효과는 없으며 고가의 자외선 차단제 사용으로 인하여 경제성이 떨어질 수 있다.
오존열화방지제는 6PPD (N-(1,3-dimethylutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine) 또는 TAPDT(2,4,6-tris-(N-1,4-dimethylpentyl-p-phenylenediamino)-1,3,5-triazine)를 포함할 수 있으며 수중에서 활성화된 오존라디칼의 산화작용에 의한 도막의 촉진열화작용을 오존열화방지제 분자구조에 아민과 결합된 방향족 고리화합물 거대분자의 이중결합부분이 자유전자 이동현상에 의해 활성화된 오존라디칼과 상쇄되어 열화 방지 및 열화를 지연시키는 수지혼합조성으로 구성될 수 있다. 바람직하게는 상기 오존열화방지제는 페닐렌디아민(Phenylenediamine-based)계 왁스를 사용할 수 있고, 6PPD와 TAPDT을 포함하는 혼합수지 조성을 사용하거나 라디칼 생성이 활발한 방향족 폴리아민계 등을 사용할 수 있으며, 특히 페닐렌디아민계를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 오존열화방지제가 0.3중량부 미만으로 포함되는 경우 오존열화방지효과가 나타나지 않으며, 3중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 더 이상의 물성향상 효과는 없으며 고가의 오존열화방지제 사용으로 인하여 경제성이 떨어질 수 있다.
개시제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 개시제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 라디칼 개시제를 사용할 수 있다. 상기 라디칼 개시제가 0.1~1중량부를 벗어나는 범위에서 사용되는 경우 원하는 물성을 가지는 고분자수지를 제조하기 어렵다.
또한 상기 합성고분자수지에 폴리비닐클로라이드가 사용되는 경우 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가소제는 상기 합성고분자수지의 탄성 및 연성향상을 위하여 첨가되는 것으로 기존의 프탈레이트계 가소제의 경우 용출되어 환경호르몬으로 작용함에 따라 사용이 규제됨에 따라 이를 제외한 에틸렌계 고분자 가소제(ex. Elvaloy® Dupont(제)), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR: Acrylonitrile Butadiene Rubber), 열가소성 폴리우레탄(TPU: Thermoplastic polyurethane), CSPE(Chlorosulphonate Polyethylene), CPE(Chlorinate Polyethylene) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 방수성 용액은 스테아린산 아마이드 15~20중량부, 올래인산 15~20중량부, 술포네이티드 나프탈렌 포름알데하이드 축합물 40~50중량부, 나프티온산 나트륨 1~2중량부, 암모니아 수용액 5~10중량부, 계면활성제 0.5~1중량부, 실리카 퓸 1~2중량부, 활성실리카 10~20중량부, 규조토 1~4중량부 및 수용성 라텍스 5~13중량부를 포함할 수 있다.
스테아린산 아마이드는 구체적으로 N, N’-메틸렌 비스스테아린산 아마이드일 수 있다. 스테아린산 아마이드와 올래인산은 소수성기를 포함하여 방수층 내부로 침투하는 수분을 밀어내는 기능을 한다. 스테아린산 아마이드는 15 내지 20중량부, 올래인산은 15 내지 20중량부인 것이 바람직하다. 스테아린산 아마이드와 올래인산의 양이 각각 15중량부 미만이면 발수성능이 지나치게 저하되고, 각각 20중량부를 초과하면 방수층의 강도가 저하될 수 있다.
술포네이티드 나프탈렌 포름알데하이드 축합물(sulphonated melamineformaldehyde condensate, SM), 나프티온산 나트륨(sodium naphthionate)은 유동화제로서 사용되는 것으로 상기 유동화제를 포함함에 따라 상기 방수성 용액이 부직포 내로 함침되는 것을 용이하게 할 수 있다. 유동화제인 술포네이티드 나프탈렌 포름알데하이드 축합물은 40 내지 50중량부로 혼합되는 것이 바람직한데, 40중량부 미만이면 유동성 부여 효과가 지나치게 적고, 50중량부를 초과하면 방수층의 강도가 저하될 수 있다. 또 다른 유동화제인 나프티온산 나트륨은 유동화제의 기능과 함께 스테아린 산 아마이드와 올래인산의 일부가 반응하여 지방산 염을 생성하는 기능을 함께 가진다. 나프티온산 나트륨의 첨가는 발수성능을 더욱 개선한다. 나프티온산 나트륨의 첨가량은 1 내지 2중량부인 것이 바람직하다. 나프티온산 나트륨의 함량이 1중량부 미만이면 지방산 염 생성 효과가 발생되기 어렵고, 2중량부를 초과하면 나트륨 성분에 의한 지하건조물 부식이 발생할 수 있다.
계면활성제는 스테아린산 아마이드와 올래인산의 분산을 위해 필요한데, 구체적으로 알킬벤젠 설포네이트(alkyl benzene sulfonate)일 수 있고, 그 양은 0.5 내지 1중량부인 것이 바람직하다.
상기 실리카 퓸은 무기충전제로서 사용되는 것으로 활성실리카, 규조토와 같은 미세한 입자를 포함할 수 있다. 실리카 퓸, 활성실리카, 규조토는 서로 다른 입도을 가지는 것이 바람직한데, 실리카 퓸은 활성실리카와 규조토에 비하여 입도가 큰 것이 바람직하다. 서로 다른 입도의 무기입자가 혼합하게 되면 부직포 내부의 다양한 크기의 공극을 메우는데 보다 유리하다. 실리카 퓸의 입도는 50 내지 300마이크론의 범위에 있는 것이 바람직하고, 활성실리카와 규조토의 입도는 10 내지 50마이크론의 범위에 있는 것이 바람직하다. 실리카 퓸의 양은 2 내지 3중량부인 것이 바람직하고, 활성실리카의 양은 10 내지 20중량부인 것이 바람직하며, 규조토의 양은 1 내지 4중량부인 것이 바람직한데, 이는 실리카 퓸, 활성실리카, 규조토의 바람직한 입도를 고려하여 부직포 내부의 다양한 내부 공극을 메울 수 있는 성분비이다.
수용성 라텍스는 방수성 용액의 점도를 높여서 방수성 용액이 보다 균일하게 분산 유지 되는 것을 도와주고, 고분자 수지로서 내부에서 부직포 내의 공극과 공극 내부 공간에 미세한 멤브레인을 형성하여 물의 이동통로를 근본적으로 방지하는 기능도 함께 수행한다. 수용성 라텍스의 양은 5 내지 13중량부인 것이 바람직하다. 수용성 라텍스의 양이 5중량부 미만인 경우 방수성용액이 균일하게 분산되지 못할 수 있으며, 13중량부를 초과하는 경우 라텍스가 응집되어 불량이 발생할 수 있다.
상기 방수층(100)은 고무아스팔트, 고분자 수지 또는 방수성 용액을 부직포에 함침하여 제작될 수 있다. 이때 사용되는 부직포는 통상적으로 사용되는 부직포라면 제한없이 사용할 수 있으며 바람직하게는 고분자 수지를 멜트블로운(melt-blown), 스펀본드(spunbond) 스펀레이스(spunlace) 또는 플래시(flash) 공정을 통하여 부직포를 제조할 수 있다
멜트블로운(melt-blown) 공정은 열가소성 수지를 용융하여 수백 또는 수천개의 오리피스(orifice)로 형성된 방사 구금을 통해 방사하는 공정으로, 방사노즐로 압출된 고분자는 용융상태에서 방사 구금의 양옆에서 고온, 고압으로 분사되는 열풍에 의해 초극세화된 섬유가 수집체에 적층되어 자기결합형(self-bonding) 부직포를 형성할 수 있다.
스펀본드(spunbond) 공정은 열가소성 수지를 고온에서 용융하여 필라멘트 형태로 방사한 후, 이를 고화시켜 연속 이동하는 네트 컨베이어상에 균일하게 집적시켜 부직포를 제조하는 공정이다.
스펀레이스(spunlace) 공정은 장섬유 또는 단섬유에 고압의 물을 분사하여 압착시켜 부직포를 제조하는 방법이며, 플래시(flash) 공정은 폴리올레핀과 용매의 혼합용액을 방사 구금으로부터 토출하기 전에 상분리시켜 토출 및 집적하여 부직포를 제조하는 방법이다.
상기와 같이 제작된 부직포에 상기 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 함침하는 방법은 단순히 부직포상에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 도포하고 모세관현상을 이용하여 부직포 내부로 함침할 수도 있지만, 상기 부직포상에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액를 도포한 다음 반응기에 삽입하고, 반응기 내부에 고온 및 고압을 인가하여 상기 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 부직포 내부로 침투시켜 제조할 수도 있다. 상기와 같은 고온 고압 공정의 경우 제조비용은 증가하지만 내부로 균일하게 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액이 침투할 수 있으며, 고점도를 가진 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액에도 작용 가능하므로 상기 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액의 점도에 따라 적절히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 단열층(200)은 상기 방수층(100) 상에 형성되며, 고분자 나노파이버를 포함할 수 있다.
상기 고분자 나노파이버는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 이들의 혼합물을 50~100nm의 직경을 가지도록 용매형 또는 용융형으로 분사하고 전기 방사하여 제작되는 것으로 기존의 방법과 같이 수집판에 상기 고분자를 용매형 또는 용융형으로 분사하여 고분자 나노파이버를 제작한 다음, 상기 방수층과 합지할 수 있다.
상기 고분자 나노섬유 제조방법을 상세히 살펴보면 고분자 수지를 용매에 용해시키거나, 용융탱크에 공급하고 열을 가하여 용융상태로 만든 다음, 용해 또는 용융된 고분자 수지를 분사노즐로 공급한다.
이때 상기 분사노즐은 전방에 설치된 수집판 방향으로 1개~다수개가 설치될 수 있으며, 원심회전부의 외면에 다수개의 노즐이 방사상으로 배치된 원심식 분사기를 사용할 수도 있다.
수집판 방향으로 다수개의 분사노즐이 배치된 경우 상기 분사노즐에는 5~40kV 수집판에는 1~10kV의 전압을 고전압발생장치를 이용하여 인가할 수 있으며, 상기 인가된 전압으로 인하여 분사된 고분자 수지가 나노파이버를 형성할 수 있다.
이때 상기 분사노즐에 인가되는 전압이 5kV미만인 경우 나노파이버의 형성이 원활하지 않을 수 있으며, 40kV를 초과하는 전압이 공급되는 경우 공급되는 전력이 수집판까지 도달하여 아크를 발생시키거나 생성된 고분자 나노파이버를 산화 또는 용융시킬 수 있다.
또한 상기 수집판에는 상기 생성된 고분자 나노파이버에 정전기적인 인력을 가하여 고분자 나노파이버를 부착할 수 있도록 1~10kV의 전압을 공급할 수 있다. 상기 수집판에 가하는 전압이 1kV미만인 경우 정전기적인 인력이 약해져 나노파이버의 수집이 어려울 수 있으며, 10kV를 초과하는 전압이 가해지는 경우 분사노즐과 통전되어 아크를 발생시킬 수 있다.
원심식 분사기를 사용하는 경우 원심회전부를 중심으로 방사형으로 다수개가 설치될 수 있으며, 분사시 상기 원심회전부가 회전함에 따라, 분사되는 고분자 수지에 원심력을 가할 수 있다. 상기 원심회전부에는 용해 또는 용융된 고분자 수지가 투입될 수 있으며, 상기 원심회전부의 회전에 의하여 분사노즐로 공급될 수 있다.
또한 상기 분사노즐에는 위에서 살펴본 바와 같이 고전압발생장치가 전기적으로 연결되어 5~40kV의 전압을 인가할 수 있다. 이때 상기 분사노즐 각각에 상기 고전압발생장치를 연결하여 고전압을 인가하는 것도 가능하지만, 상기 분사노즐은 원심회전부와 연결되어 있으므로 상기 원심회전부에 고전압발생장치를 연결하여 동시에 고전압을 인가하는 것도 가능하다.
또한 상기 원심식 분사기의 측면 또는 하부에는 수집판이 구비되어 있으며, 이 수집판은 상기에 살펴본 바와 같이 1~10kV의 전압을 고전압발생장치를 이용하여 전압을 인가하는 것으로 생성되는 고분자 나노파이버를 효과적으로 수집할 수 있다.
상기와 같이 제작된 나노파이버는 별다른 처리 없이 상기 방수층과 합지되어 사용될 수도 있지만, 나노파이버의 비산을 막기 위하여 접착제 분무, 고주파 접착, 용융접착 등의 방법을 통하여 부직포 형상으로 고정된 다음 사용될 수도 있다.
또한 상기 방수층(100)이 완전 경화되기 전에 상기 나노파이버를 포함하는 단열층(200)을 합지하는 경우 경화되지 않은 고무아스팔트, 고분자 수지 또는 방수성 용액이 상기 단열층의 전부 또는 일부에 함침될 수도 있다(도 2 참조). 이 경우 상기 고분자 나노파이버를 포함하는 단열층(200)과 상기 방수층(100)사이의 접착력이 높아져, 방수시트의 내구성이 높아질 수 있지만 단열층(200)이 얇아지는 효과를 가지므로 동일한 단열성을 위해서는 더욱 두꺼운 나노섬유층을 형성하여야하는 단점을 가질 수 있다. 따라서 높은 내구성을 필요로 하는 경우에는 방수층(100)의 완전경화 이전 단열층(200)을 합지하여 제작할 수 있으며, 높은 단열성을 필요로 하는 경우에는 방수층(100)의 경화이후 단열층(200)을 합지하여 제작하는 것을 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 나노파이버는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 이들의 혼합물을 사용하여 제작될 수 있다. 특히 상기 나노파이버는 용해 또는 용융된 다음 분사를 통하여 나노파이버로 제작되므로 비드 또는 펠렛형으로 가공된 고분자 수지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 재활용된 고분자를 비드 또는 펠렛형으로 가공하여 사용할 수 있다. 특히 본원 발명의 나노파이버의 경우 방수층 상에 위치하여 단열효과를 나타내는 것이 주 사용목적이므로 별도의 탈색과정 없이 제작된 재활용 고분자를 사용할 수 있어 제작비를 경감함과 동시에 자원 재활용율을 높일 수 있다.
이와는 별도로 상기 나노파이버를 방수층의 부직포상에 니들펀칭을 통하여 삽입하는 것으로 부직포상에 단열층을 형성한 다음, 상기 고무아스팔트, 고분자 수지 또는 방수성 용액을 부직포에 함침하여 방수층을 형성할 수도 있다.
상기 단열층(200)은 두께가 0.5~3.5mm, 밀도가 1~30kg/㎥이며, 열전도도가 0.01~0.1W/mㆍK일 수 있다. 상기 단열층(200)은 일정두께를 가지도록 형성되어 낮은 열전도도를 가지는 것이 중요하다. 상기 두께 및 밀도를 가지는 경우 0.01~0.1W/mㆍK의 열전도도를 가질 수 있어 건축용 단열재로의 사용이 가능하지만 상기 두께 및 밀도 미만인 경우 열전도도가 0.1W/m·ㆍK를 초과하여 단열재로의 사용이 어려울 수 있으며, 상기 두께를 초과하는 경우 방수시트의 두께가 두꺼워져 시공에 어려움이 있을 수 있고 상기 밀도를 초과하는 경우에는 오히려 열전도도가 낮아지는 현상이 나타날 수 있다. 이러한 밀도 증가에 따른 열전도도 감소를 상세히 살펴보면 단열성은 단열층 내부의 공기의 유동을 막아 대류에 의한 열전달을 막는 방식으로 수행되는데 단열층(200)의 밀도가 높을수록 이러한 공기의 유동이 줄어들어 단열성이 커지게 된다. 하지만 일정밀도를 초과하는 경우 공기의 양이 줄어들고 단열재의 양이 늘어나게 되어 단열재를 통한 열전도가 늘어나게 되며 이에 따라 열전도도가 높아지게 된다. 따라서 상기 단열층의 경우 밀도가 1~30kg/㎥에서 최적의 성능을 발휘하게 되며, 이보다 낮거나 높은 밀도를 가지게 되는 경우 열전도도가 높아져 단열성이 떨어질 수 있다.
상기 접착층(300)은 상기 단열층(200) 상에 형성되어 본 발명의 방수시트에 접착성을 부여하는 층으로 0.1~0.5mm의 두께를 가지며, 열가소성 수지, 경화제, 가소제 및 용매를 포함하고, 경화 이후 50~700%의 신장률을 가질 수 있다.
상기 접착층(300)은 접착성 조성물 또는 점착성 조성물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 점착성 조성물이 도포된 것일 수 있다. 특히 기존의 점착 방수시트에서 사용하는 아스팔트 고무를 포함하는 아스팔트계 점착제를 사용할 수 있으며 열가소성 수지, 경화제, 가소제 및 용매를 포함하는 점착성 수지 조성물을 사용할 수도 있다.
아스팔트계 점착제는 아스팔트, 열가소성 고무 및 합성고무, 점착부여제, 충진제, 가소제, 촉진제, 노화 및 산화방지제, 흐름방지제, 극성물질을 포함하여 구성되며, 피착면의 미세한 틈새로 침투되어 방수기능을 발휘하면서도 어떠한 피착면에도 강력한 점착력을 발휘할 수 있다.
상기한 아스팔트계 점착제는 혼합 아스팔트 20~70중량부, 열가소성 고무 및 합성고무 5~20중량부, 점착부여제 5~25중량부, 충진재 3~20중량부, 가소제 5~20중량부, 촉진제 0.1~1중량부, 노화 및 산화 방지제 0.1~1중량부, 흐름방지제 0.1~1중량부, 극성물질 0.1~1중량부로 구성될 수 있다.
아스팔트계 점착제의 혼합 아스팔트는 AP-3에 소량의 AP-5를 첨가한 것으로, 침입도가 80~100mm이며 연화점이 42℃ ~ 50℃인 AP-3은 저 비점이라 침투성은 우수하나, 점착의 강도와 내열성이 떨어져 소량의 AP-5를 첨가한 혼합 아스팔트 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 혼합 아스팔트는 20~65 중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 혼합 아스팔트가 20 중량부 미만이면 점착의 강도 저하 및 점착부여제의 첨가량 증가로 가격의 상승을 초래할 수 있으며, 65중량부를 초과하여 함유하면 약간의 단가 인하는 되지만, 내한성이 현저히 떨어지고 점착 기능을 상실할 수 있다.
아스팔트계 점착제의 열가소성 고무 및 합성고무는 점착력, 탄성, 유연성, 인장강도, 원료 간의 상용성이 증진되어 부착력과 깨지는 현상이 방지되어 품질을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로 상기 열가소성 고무 및 합성고무는 5~20중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 열가소성 고무 및 합성고무가 5 중량부 미만이면 탄성 저하 또는 내한성 저하로 방수시트의 접착면이 갈라지는 현상 발생되고, 20 중량부를 초과하는 경우 제품 가격 상승 및 과 첨가로 점도가 상승하여 저온에서의 점착력이 저하된다. 상기 열가소성 고무 단독으로 사용하는 경우 상기와 같은 단점이 심해질 수 있으므로 이를 보완하기 위하여 소량의 합성고무를 첨가하여 제품 품질 저하 현상을 방지할 수 있다.
아스팔트계 점착제의 점착부여제는 점착력과 점도를 증대시켜 피착면에서 방수시트가 탈착되는 현상을 방지하고 각 원료간의 결합력 증대로 외부(온도, 충격)환경에 의한 분리 현상 방지하기 위하여 사용되는 것으로 지방족 화합물 수지에 방향족 화합물이 첨가된 석유화학 수지를 첨가하여 사용할 수 있다. 상기 점착부여제는 5~25 중량부를 사용할 수 있으며, 5중량부 미만이면 잠착력과 점도가 저하되고, 25중량부를 초과하면 제품의 가격이 상승하고 고온에서 흘러내리는 문제점이 발생한다.
아스팔트계 점착제의 충진재는 결합력 증대, 가격 인하 효과, 극성 부여로 점착력을 향상시키고자 하는 목적으로 첨가되는 것으로 기본적인 무기질 이외에 양극성 물질인 벤토나이트를 소량 첨가하여 방수시트 부착 시 피착면의 물이나 수분과 반응하여 접착강도를 상승시키게 하고 수분을 흡수하여 방수시트가 약간 부풀어 오르게 함으로써, 피착면과의 탈착 현상을 방지할 수 있다. 상기와 같은 특징을 갖는 충진재는 3~20중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 3중량부 미만이면 상기와 같은 물성개선 효과를 기대할 수 없고, 20중량부를 초과하면 점도상승으로 딱딱해져 저온 하에서 점착 기능이 저하되고, 침투력이 저하되어 부착강도가 떨어질 수 있다.
아스팔트계 점착제의 가소제는 점도를 낮추어 저온 하에서의 점착력을 상승시킴과 동시에, 각 원료를 감싸서 외부(자외선) 환경에 의한 산화 방지 효과를 갖게 하기 위하여 첨가되는 것이다. 상기 아스팔트계 점착제의 가소제는 나프텐 오일, 파라핀 오일, 아로마틱 오일, DOP. DBP, 정제유, 식물성 정제유의 군에서 선택된 1종 이상의 오일을 가열된(65℃ ~ 80℃) 탱크에 투입한 후 비점이 높은 지방족 또는 방향족 용매를 투입하여 상용성을 향상시키며 30~45분 정도 교반혼합 후 상온에서 40~50℃까지 냉각하고, 비점이 높은 촉진제를 첨가하여 20~30분 정도 혼합하여 제조될 수 있으며 이때 촉진제는 비점이 높은 지방족 탄화수소 결합으로 이루어진 용매를 사용할 수 있다.
아스팔트계 점착제의 가소제 첨가량은 5~20 중량부 함유하는 것이 바람직하며, 첨가량이 5 중량부 미만이면 점도의 상승으로 저온 하에서의 점착력이 떨어지고, 20 중량부를 초과하면 내열성 저하 및 흘러내리는 현상이 발생하여 점착력이 떨어질 수 있다.
이외에도 상기 아스팔트계 점착제는 물성향상을 위하여 촉진제 0.1~1중량부, 노화 및 산화 방지제 0.1~1중량부, 흐름방지제 0.1~1중량부, 극성물질 0.1~1중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위내에서 첨가될 때 아스팔트계 점착제의 물성이 최대화 될 수 있다.
점착성 수지 조성물은 열가소성 수지, 경화제, 가소제 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 수지는 점착성을 나타낼 수 있는 수지라면 제한없이 사용될 수 있지만, 바람직하게는 아크릴계 중합체를 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 제한되지는 않지만 예를 들면, 탄소수가 C1~14인 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 모노머 20~40 중량%, 관능기를 포함하는 아크릴계 모노머 0.1~20 중량%, 개시제 0.1~5 중량% 및 혼합용매 40~70 중량%를 포함한 용액을 중합하여 제조될 수 있다.
상기 탄소수가 C1~14인 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 모노머는 아크릴계 중합체를 구성하는 주된 모노머이며, 점착성의 조절을 위하여 탄소수가 C1~14인 모노머를 사용할 수 있다. 예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 및 테트라데실(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 함량은 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며 예를 들면, 탄소수가 C1~14인 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르모노머는 점착성의 조절을 위하여 20 ~ 40 중량% 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체는 주쇄 또는 측쇄에 하나 또는 둘 이상의 관능기를 포함할 수 있다. 상기 관능기는 아크릴계 중합체를 가교시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는 에폭시기, 카르복실기, 수산기, 아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 그 함량은 본 발명에서 아크릴계 중합체의 적절한 가교를 위하여 0.1 ~ 20 중량%를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 1 ~ 10 중량%를 사용할 수 있다.
상기 관능기를 제공하는 모노머는 관능기를 포함하는 아크릴계 모노머로써, 예를 들면, 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트, 하이드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타아크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, 아크릴아마이드, 디메틸아크릴아마이드 및 모노메틸아크릴아마이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이상을 사용할 수 있다.
상기 개시제는 예를 들면, 아조계, 과산화물계, 히드로과산화물계 및 퍼에스테르계의 군에서 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 2,2′-아조-비스(이소부틸니트릴), 디메틸 2,2′-아조-비스(이소부틸레이트), 아조-비스(디페닐메탄) 및 4,4′-아조-비스(4-시아노펜탄산)의 아조계; 과산화수소, 벤조일 퍼옥사이드, 쿠밀퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥사이드, 시클로헥사논 퍼옥사이드, 글루타르산 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드 및 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드의 과산화물; tert-부틸 히드로퍼옥사이드 및 쿠멘 히드로퍼옥사이드와 같은 히드로과산화물; 과아세트산, 과벤조산, 과황산칸륨 및 과황산암모늄의 과산; 디이소프로필 퍼카르보네이트의 퍼에스테르계의 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 혼합용매를 사용하여 용액 중합을 통해 제조할 수 있다. 상기 다이메틸카보네이트의 어는점이 2 ~ 4℃로 단독으로 사용하였을 경우 동절기에 동결이 되는 문제점이 발생할 수 있어 다이메틸카보네이트와 물보다 어는점이 낮은 용매를 혼합하여 혼합용매를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 물보다 어는점이 낮은 용매는 케톤계, 에스테르계, 알콜계 및 방향족계에서 선택되는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아세톤, 메탄올 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 혼합용매는 점착제의 휘발성유기화합물(VOC)의 함량을 낮추고, 내열응집력이 향상시키며, 동절기 동결이 되는 문제가 발생하지 않도록 90 : 10 ~ 50 : 50의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70 : 30 ~ 60 : 40의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 혼합용매의 함량은 필요에 따라 조절이 가능하며, 예를 들면, 40 ~ 70 중량%를 사용할 수 있다.
상기 경화제는 아크릴계 점착제의 구조적 안정성을 높이기 위하여 사용할 수 있으며, 예를 들면, 이소시아네이트계 화합물, 멜라민계 화합물 및 에폭시계 화합물의 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 이소시아네이트계 화합물을 둘 이상 사용하는 것이 좋고, 그 함량은 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나 예를 들면, 상기 아크릴계 중합체 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가소제는 점착력을 강화하면서도 전체적인 조성물의 가격을 낮추기 위하여 첨가되는 것으로 프로세스오일, 유기산 에스테르 및 유기산 올리고머에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 프로세스 오일로는, 예를 들어 SUNPURE N90 및 NX90, SUNTHENE 시리즈 (니혼 산 석유 주식회사 제조) 등의 나프텐계 오일；다이아나 프로세스 오일 PW 시리즈 (이데미츠 흥산 주식회사 제조), SUNPURE LW70 및 P 시리즈(니혼 산 석유 주식회사 제조) 등의 파라핀계 오일；JSO AROMA790 (니혼 산 석유 주식회사 제조), Vivatec500(H＆R 사 제조) 등의 아로마계 오일 등을 들 수 있다. 유기산 에스테르로는, 주사슬의 탄소수가 2 이상 10이하인 유기산에서 유래하는 유기산 에스테르가 바람직하고, 예를 들어, 아디프산에스테르, 프타산에스테르, 세바크산에스테르, 아젤라산에스테르, 시트르산에스테르 등을 들 수 있다. 유기산 올리고머로는 주사슬의 탄소수가 4 이상 8 이하인 유기산에서 유래하는 것이 보다 바람직하고, 아디프산에스테르가 특히 바람직하다. 그 중에서도, 응집력, 상용성 및 점도 조절을 용이하게 하는 점에서는, 프로세스 오일이 바람직하고, 점착물 조성물 중에 스티렌계 엘라스토머를 병용하는 경우에 상용성이 높아지는 점, 및 점착 부여 수지 선택성이 낮아 폭넓은 점착제 배합에 사용할 수 있는 점에서는, 나프텐계 오일 및 파라핀계 오일에서 선택되는 어느 프로세스 오일이 보다 바람직하다. 상기 가소제는 5 ∼ 50 중량부를 포함할 수 있다. 상기 가소제가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우 점착력이 떨어질 수 있으며, 50중량부를 초과하여 포함되는 경우 흘러내림이 발생하여 시공이 어려울 수 있다.
상기 접착층은 경화 이후 50~700%의 신장률을 가질 수 있다. 상기 접착층은 상기 방수시트를 시공면에 접착함과 동시에 진동 및 충격으로부터 상기 방수층의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위하여 상기 접착층은 경화 이후 30~100%의 신장률을 가지는 것이 바람직하다. 상기 접착층의 신장률이 50%미만인 경우 접착층의 완충효과가 떨어져 충격이나 진동에 의하여 방수층이 손상될 수 있으며, 신장률이 700%를 초과하는 경우 접착이후 흘러내림 현상이 발생하여 정상적인 시공이 어려울 수 있다.
상기 이형층(400)은 상기 접착층(300)의 오염방지를 위하여 사용되는 것으로 사용기 이형층(400)을 제거하는 것만으로 시공할 수 있어 빠르고 간편하게 방수시트를 시공할 수 있다. 이러한 이형층(400)은 상기 접착층(300)과 접착되지 않는 물질이라면 제한없이 사용하여 제작할 수 있지만 바람직하게는 금속 포일 또는 고분자 필름을 사용할 수 있다.
상기와 같이 제작된 방수시트는 지하 건조물의 내, 외면 방수에 사용될 수 있다. 기존의 방수법은 건물의 마감공사에 포함되어 건물의 시공이 완료된 다음, 방수시공을 하게 된다. 이에 따라 지하건조물의 방수층은 건조물 내부에 위치하게 되며, 이는 지하수의 유입은 근본적으로 줄일 수 없다는 문제점을 가지게 된다(도 5 참조). 하지만 본원 발명의 방수시트는 건물의 기초 터파기를 수행한 다음, 버림콘크리트(지반) 공사이후 기초배근 전에 적용하는 것으로 지하건조물 외벽의 바깥쪽에 방수시트가 위치하게 된다(도 6 참조).
이를 상세히 살펴보면 지하건조물의 건축을 위하여 지반을 굴착한 다음, 지반공사를 수행하기 되는데, 이러한 지반 공사는 노출된 토사위에 직접적으로 시멘트 콘크리트를 타설(버림콘크리트)하게 된다. 상기 지반 공사가 완료된 지반위에 철근을 배근하고 시멘트 콘크리트를 타설하여 지하건조물을 건축하게 된다. 지하건조물의 건축이 완료된 이후 지하건조물과 지반사이의 공간을 되메우기하며, 지하건조물의 내부에서 방수 마감공사를 수행하여 지하건조물의 건축을 완료하였다(도 5 참조). 하지만 이 경우 토사를 통하여 스며나온 지하수가 지하건조물의 외면과 접촉하게 되며, 콘크리트의 공극을 통하여 내부로 유입됨에 따라 방수마감시공에도 불구하고 콘크리트의 균열 또는 공극을 통하여 지하수가 유입되는 현상이 나타나게 된다. 기존의 시공방법에서는 이를 보완하기 위하여 지하건조물의 내벽 안쪽에 공간벽을 설치하여 2중 벽체를 형성하여 유입되는 지하수를 별도의 공간(900)으로 수집유도하며, 이렇게 수집된 지하수를 물리적인 방법을 이용 외부로 배출(디워터링 시스템)시키는 것으로 대응하고 있다.
본 발명의 방수시트를 이용한 시공방법을 살펴보면 토양을 굴착한 다음(도 10의 (a)), 노출된 지반에 시멘트 콘크리트를 타설하여 지반을 형성(도 10의 (b))하는 것은 동일하지만 형성된 지반에 본 발명의 방수시트를 배치(도 10의 (c))한 다음, 철근을 배근하고 시멘트 콘크리트를 타설하여 지하건조물을 건축하게 된다(도 10의 (d)). 이때 상기 방수시트는 상기 지하건조물보다 크게 배치(도 10의 (d) 참조)하여 지하건조물의 건축이 완료된 다음. 상향 접착을 통하여 지하건조물의 벽면 하부에 부착(도 10의 (e))되며, 나머지 벽면에서 동일한 방수시트를 접착하여 지하건조물 외면 전체를 방수시트로 감싸게 된다(도 10의 (f)). 이후 남은 공간을 되메우기 하여 공사를 완료(도 10의 (g))하게 된다. 이러한 과정을 거쳐 본 발명의 방수시트를 적용한 지하 건조물은 지하수와의 접촉이 완전히 차단될 수 있으며, 내부 2중벽구조(공간벽) 및 지하수 수집공간이 불필요해짐에 따라 지하공간의 활용을 극대화 할 수 있다. 아울러 지반 침하 및 싱크홀 생성과 같은 지하수 유출에 의한 현상을 최소화 할 수 있다.
또한 도 8 및 도 9에 나타난 바와 같이 본 발명의 방수시트는 지하에 완전히 매립되는 구조물(지중 구조물) 또는 벙커에 사용될 수 있다. 이러한 지하에 완전 매립되는 구조물은 특성상 지하수의 유입이 많을 수밖에 없으며, 이에 본 발명의 방수시트를 적용하는 것으로 구조물 내 침투하는 수분량을 줄일 수 있어 구조물 내부에 보관되는 제품의 수명을 증가시킬 수 있다. 또한 상기 구조물은 도 8 및 9에 나타난 바와 같이 지하에 매립되는 구조물일 수도 있지만 지면위에 구조물을 건축한 다음, 토사를 쌓아올려 구조물을 덮는 방식으로 제조될 수 있다. 특히 폭발물용 벙커의 경우 사고시 폭발의 전파를 막기 위하여 반구형의 구조물 외부에 토사를 적층하여 건축하고 있으므로, 동일한 방수시트를 적용하여 보관되는 폭발물의 수분에 의한 손상을 방지할 수 있다.
상기 방수시트의 제조방법은 (i) 부직포에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 함침시켜 2~3mm 두께의 방수층을 형성하는 단계; (ii) 50~100nm의 직경을 가지는 고분자 나노파이버를 이용하여 0.5~1mm의 두께의 단열층을 형성하는 단계; (iii) 상기 방수층과 단열층을 합지하는 단계; (iv) 상기 단열층상에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 열가소성 수지를 포함하는 접착용액을 분무하여 0.1~0.5mm두께의 접착층을 형성하는 단계; 및 (v) 상기 접착층의 상측에 이형필름을 부착하여 이형층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다(도 3 참조).
이를 상세히 살펴보면, 나노섬유분사를 통하여 제작된 부직포에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 함침하여 2~3mm 두께의 방수층을 형성한다. 이때 상기 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액은 상기 부직포상에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액를 도포하고 모세관현상을 이용하여 부직포 내부로 함침할 수도 있지만, 상기 부직포상에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 도포한 다음 반응기에 삽입하고, 반응기 내부에 고온 및 고압을 인가하여 상기 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 부직포 내부로 침투시켜 제조할 수도 있다. 상기 방수층이 2mm미만의 두께를 가지는 경우 내구성이 떨어져 장기간 방수효과를 기대하기 어려우며, 3mm를 초과하는 두께를 가지는 경우 방수성능은 동일하면서도 제작비용이 상승함과 더불어 방수시트의 무게가 무거워져 시공에 어려움이 있을 수 있다.
상기 고무화아스팔트는 블로운 아스팔트 5∼10중량부, 스트레이트 아스팔트 15∼45중량부, 열가소성 엘라스토머 15∼25중량부 및 이소프렌을 주체로 하는 저온 촉매 반응에 의한 점착부여제 10∼15중량부를 포함하는 고무아스팔트를 180~210℃에서 용융 혼합하여 제조할 수 있으며
상기 합성고분자수지는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 10~60중량부, 저수축제 2~10중량부, 충진제 1~3중량부, 자외선 차단제 0.1~0.3중량부, 오존열화방지제 0.3~3중량부 및 개시제 0.1~1중량부를 25~50℃의 온도에서 혼합하여 제조할 수 있으며,
상기 방수성 용액은 물 100 중량부, 스테아린산 아마이드 15~20중량부, 올래인산 15~20중량부, 술포네이티드 나프탈렌 포름알데하이드 축합물 40~50중량부, 나프티온산 나트륨 1~2중량부, 암모니아 수용액 5~10중량부 및 계면활성제 0.5~1중량부를 80~90℃의 온도에서 15분간 교반한 다음, 물 100중량부(분산매), 실리카 퓸 1~2중량부, 활성실리카 10~20중량부, 규조토 1~4중량부 및 수용성 라텍스 5~13중량부를 혼합하고, 70 내지 90℃의 온도에서 15분간 교반하여 제조되는 무기입자충전 분산용액을 혼합하고, 70 내지 80℃의 온도에서 10분간 교반하여 제조할 수 있다.
이와는 별도로 고분자 수지를 50~100nm의 직경을 가지도록 용해형 또는 용융형으로 전기분사하여 2.5~3.5mm의 두께의 단열층을 형성한다. 상기 전기분사는 분사노즐의 하방에 수집판을 설치하고 상기 분사노즐과 수집판 사이에 고전압을 인가한 다음, 분사노즐을 통하여 용해 또는 용융된 고분자를 공급하며, 공급된 고분자가 하방으로 이동함에 따라 인가된 고전압에 의하여 나노파이버를 형성하는 단계를 거쳐 제작될 수도 있으며, 원심회전부의 외면에 다수개의 노즐이 방사상으로 배치된 원심식 분사기를 사용하여 원심력에 의하여 용해 또는 용융된 고분자가 공급되며, 원심회전부 및 수집판 사이에 인가된 고전압을 통하여 나노파이버를 형성하는 단계를 거쳐 제작될 수도 있다. 상기 단열층은 두께가 2.5~3.5mm 일 수 있다. 상기 두께를 가지는 경우 0.1~2.5W/㎡·ㆍK의 열전도도를 가질 수 있어 건축용 단열재로의 사용이 가능하지만 상기 두께 미만인 경우 열전도도가 2.5W/㎡·ㆍK를 초과하여 단열재로의 사용이 어려울 수 있으며, 상기 두께를 초과하는 경우 방수시트의 두께가 두꺼워져 시공에 어려움이 있을 수 있다.
상기와 같이 제작된 방수층 및 단열층을 합지하며 상기 합지된 단열층상에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머, 열가소성 수지, 경화제, 가소제 및 용매를 포함하는 접착용액을 함침하여 0.1~0.5mm두께의 접착층을 형성한다. 상기 (iii)단계의 합지는 (i) 단계의 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액이 완전 경화하기 이전에 수행되어 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액의 일부가 상기 단열층에 함침될 수 있다. 상기 방수층과 단열층의 결합력을 높이기 위하여 상기 방수층에 포함되는 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액이 완전 경화하기 이전에 상기 단열층을 합지하여 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액의 일부가 상기 단열층에 함침되도록 제작할 수 있다. 이 경우 상기 방수층과 단열층의 결합력이 높아짐에 따라 방수시트의 내구성이 높아질 수 있지만, 상기 단열층의 두께가 얇아지는 결과를 가져오게 되므로 열전도도가 상승할 수 있다. 따라서 방수시트의 사용 목적에 따라 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액이 완전 경화하기 이전 합지와 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액이 완전 경화된 이후 합지 하는 방법을 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
또한 기존의 나노파이버층의 제작방법은 용해 또는 용융형으로 전기방사하여 제작된 나노파이버를 적층한 다음, 나노파이버의 비산 및 이탈을 방지하기 위하여 접착제, 가열, 초음파등을 이용하여 고정하였다. 하지만 본 발명의 경우 상기 합지된 이후 접착제 층으로 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 열가소성 수지를 도포하고 있으므로 상기와 같은 나노파이버 고정 단계 없이 바로 합지하는 것도 가능하다. 다만 나노파이버의 보관 및 운송의 편의를 위하여 접착제, 가열, 초음파 등을 이용하여 고정한 다음 합지하는 것도 가능하다. 상기 접착층이 0.1mm 미만의 두께를 가지는 경우 원하는 접착력의 발휘가 어려워 시공이후 방수시트의 탈락현상이 발생할 수 있으며, 접착층의 두께가 0.5mm를 초과하는 경우 흘러내림 현상이 발생하여 시공이 어려울 수 있다.
상기와 같이 접착층을 형성한 다음, 이형층을 형성하여 접착층의 손상 및 이물질 부착을 방지할 수 있다. 상기 이형층은 금속 포일 또는 고분자 필름을 이용하여 제작할 수 있으며, 이형층과는 별도로 상기 방수층의 외면에 보호층을 형성하여 시공시 방수층의 손상을 방지하는 것도 가능하다. 상기 이형층과 보호층은 동일한 금속포일 또는 고분자 필름을 사용하는 것도 가능하지만, 작업시 구분을 위하여 서로 다른 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 동일한 재질을 사용하는 경우에는 두께를 달리하거나 색상을 달리하여 이형층과 보호층을 구별하는 것도 가능하다. 특히 보호층의 경우 상기 이형층과는 달리 단순히 방수층의 보호를 위하여 사용되는 것이므로, 이형층에 비하여 내구성이 우수하며 제작단가가 낮은 직물, 고분자로 코팅된 직물 또는 고분자로 코팅된 종이 등이 사용될 수 있다.
또한 위에서 살펴본 바와 같이
(i) 고분자 수지를 50~100nm의 직경을 가지도록 용해 및 용융 전기 방사하여 2.5~3.5mm의 두께의 단열층을 형성하는 단계; (ii) 상기 단열층에 고무아스팔트, 고분자 수지 또는 방수성 용액을 함침시켜 2~3mm 두께의 자착방수층을 형성하는 단계; 및 (iii) 상기자착 방수층의 상부에 이형필름을 부착하여 이형층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다(도 4 참조).
아울러
(i) 고분자 수지를 50~100nm의 직경을 가지도록 용해 및 용융 전기 방사 하여 2.5~3.5mm의 두께의 단열층을 형성하는 단계; (ii) 상기 단열층의 일면에 고무아스팔트, 고분자 수지 또는 방수성 용액을 함침시켜 2~3mm 두께의 방수층을 형성하는 단계; (iii) 상기 단열층의 타면에 고무 아스팔트 또는 열가소성 수지를 포함하는 접착용액을 분무하여 0.1~0.5mm두께의 접착층을 형성하는 단계; 및 (iv) 상기 접착층의 상측에 이형필름을 부착하여 이형층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다(도 5 참조).
즉 상기 방수층은 단열층과 별도로 제작되어 합지되거나(도 3) 단열층 상에 분사하여 함침된 다음(도 4) 방수층이 형성되지 않은 단열층 상에 접착층을 형성할 수 있으며, 또한 상기 방수층에 접착력을 가지도록 제작하는 것으로 단열층 상에 단순히 방수층을 형성하여 단열 방수시트를 제작하는 것(도 5)도 가능하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구상에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
실시예 1
열가소성 수지(나일론 66)를 용융하여 500개의 오리피스(orifice)로 형성된 분사 구금을 통해 방사하였다. 분사노즐로 압출된 고분자는 용액 및 용융상태에서 분사구금의 양옆에서 고온, 고압으로 분사되는 열풍에 의해 극세화된 섬유가 수집체에 적층되어 두께 2~2.5mm의 자기결합형(self-bonding) 부직포를 형성하였다
상기 부직포상에 블로운 아스팔트 7중량부, 스트레이트 아스팔트 30중량부, 열가소성 엘라스토머 20중량부 및 이소프렌을 주체로 하는 저온 촉매 반응에 의한 점착부여제 12중량부의 비율로 200℃에서 용융 혼합하여 제조된 고무화아스팔트를 도포한 다음, 반응기에 넣어 180℃, 5기압으로 가열 및 가압하여 함침하는 것으로 두께 2~2.5mm의 방수층을 형성하였다.
재생 폴리에틸렌 비드를 고분자 용융탱크에 넣고 열공급장치를 이용하여 가열기에 550℃의 열을 제공하고 가스를 20kpa로 제공하였다. 고분자를 완전히 용융시킨 후에 고전압 발생장치를 이용하여 분사노즐에는 25kV의 그리고 수집판에는 3kV의 전압을 인가하여 고분자 나노파이버를 제조하였다. 상기 고분자 나노파이버를 수집한 다음, 상기 방수층 상에 0.5~1.0mm의 두께를 가지도록 적층하여 단열층을 형성하였다.
상기 단열층 상에 메틸(메타)아크릴레이트 30 중량%, 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트 10 중량%, 개시제 3 중량% 및 잔부 물과 톨루엔의 혼합용매로 구성된 아크릴계 점착제를 0.3mm두께로 도포한 다음, 15시간 동안 건조하였다,
상기 아크릴계 점착제가 건조된 다음, 접착면에 이형필름(알루미늄 포일)을 접착하였으며, 방수층 상에는 폴리프로필렌으로 코팅된 종이를 접착하여 보호층을 형성하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 방수층에 고무화아스팔트 대신 폴리에틸렌 40중량부, 저수축제 5중량부, 충진제 2중량부, 자외선 차단제 0.2중량부, 오존열화방지제 2중량부 및 개시제 0.5중량부의 비율로 40℃의 온도에서 혼합하여 제조된 고분자 수지를 도포하고 동일조건에서 함침하여 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 방수층에 고무화아스팔트 대신 물 100 중량부, 스테아린산 아마이드 17중량부, 올래인산 17중량부, 술포네이티드 나프탈렌 포름알데하이드 축합물 45중량부, 나프티온산 나트륨 1.5중량부, 암모니아 수용액 7중량부 및 계면활성제 0.7중량부의 비율로 혼합하고 90℃의 온도에서 15분간 교반한 다음, 물 100중량부, 실리카 퓸 1.5중량부, 활성실리카 15중량부, 규조토 2중량부 및 수용성 라텍스 10중량부의 비율로 80℃의 온도에서 15분간 교반하여 제조되는 무기입자충전 분산용액을 혼합하고, 80℃의 온도에서 10분간 교반하여 제조되는 방수성 용액을 도포하고, 실온에서 4시강동안 방치하여 함침하는 것으로 방수층을 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 상기 방수층이 완전 경화되기 이전 단열층을 합지하여 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 고분자 나노파이버를 20개의 노즐이 방사상으로 배치된 원심식 분사기를 사용하여 원심력에 의하여 용융된 고분자가 공급되며, 원심회전부 및 수집판 사이에 인가된 고전압을 통하여 나노파이버를 형성하는 원심식 분사기를 이용하여 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 접착층으로 AP-3에 소량의 AP-5을 첨가한 혼합 아스팔트 50중량부, 열가소성 고무 및 합성고무 10중량부, 지방족 화합물 수지에 방향족 화합물이 첨가된 석유화학 수지 15 중량부, 충진재 10중량부, 파라핀오일 10중량부, 촉진제 0.5중량부, 노화 및 산화 방지제 0.5중량부, 흐름방지제 0.5중량부, 극성물질0.5중량부의 비율로 혼합하여 제조되는 아스팔트계 점착제를 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 7
상기 실시예 1에서 방수층의 두께를 2mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 8
상기 실시예 1에서 방수층의 두께를 3mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 9
상기 실시예 1에서 단열층의 두께를 0.5mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 10
상기 실시예 1에서 단열층의 두께를 1.2mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 11
상기 실시예 1에서 단열층의 두께를 1.5mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 12
상기 실시예 1에서 접착층의 두께를 0.1mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 13
상기 실시예 1에서 접착층의 두께를 0.5mm 로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 14
상기 실시예 1에서 방수층의 두께를 2mm, 단열층의 두께를 0.5mm, 접착층의 두께를 0.1mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실시예 15
상기 실시예 1에서 방수층의 두께를 3mm, 단열층의 두께를 1.5mm, 접착층의 두께를 0.5mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 1
기존의 아스팔트계 방수시트(알브이, 라비폴리SP)를 사용하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 단열층을 사용하지 않은 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 단열층으로 멜트블로운(melt-blown) 공정으로 제작된 부직포를 사용한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 4
상기 실시예 1에서 방수층의 두께를 1mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 5
상기 실시예 1에서 방수층의 두께를 5mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 6
상기 실시예 1에서 단열층의 두께를 0.3mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 7
상기 실시예 1에서 단열층의 두께를 2mm로 제작한 것으로 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 8
상시 실시예 1에서 접착층의 두께를 0.05mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
비교예 9
상기 실시예 1에서 접착층의 두께를 1mm로 제작한 것을 제외하고 동일하게 실시하였다.
실험예 1
상기 실시예 1~15 및 비교예 1~9에서 제작된 방수시트를 이용하여 열전도도를 측정하였다. 열전도 시험방법은 KSL 9102에 의한 시험방법에 따라서 실시하였으며, 이외에도 단열유지력(투습계수)을 KSM3808에 의하여 실시하였다.
열전도도
(W/m·ㆍK)		 단열유지력
(ng/㎡·s·pa)		 열전도도
(W/m·ㆍK)		 단열유지력
(ng/㎡·s·pa)
실시예 1 0.051 19 실시예 13 0.050 15
실시예 2 0.048 46 실시예 14 0.081 84
실시예 3 0.061 115 실시예 15 0.036 14
실시예 4 0.074 11 비교예 1 0.135 2
실시예 5 0.049 18 비교예 2 0.124 8
실시예 6 0.052 17 비교예 3 0.118 2,184
실시예 7 0.054 51 비교예 4 0.095 3,957
실시예 8 0.044 11 비교예 5 0.048 14
실시예 9 0.075 25 비교예 6 0.107 21
실시예 10 0.069 21 비교예 7 0.041 13
실시예 11 0.038 22 비교예 8 0.066 847
실시예 12 0.058 131 비교예 9 0.057 25
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 방수시트는 동일한 두께의 유리섬유단열재와 유사한 성능을 가지고 있어 단열재로서의 사용이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 비록 본원 발명의 실시예가 유리섬유 단열재에 비하여 높은 열전도도를 가지고 있기는 하지만 외부에 부착되는 방수시트로서 활용되는 이상 내부에 추가적인 단열재의 시공을 최소화할 수 있으며, 일부 실시예의 경우 유리섬유 단열재를 완전히 대체할 수 있을 것으로 확인되었다. 기존의 방수시트를 사용한 실시예 1 및 단열층을 사용하지 않은 실시예 2의 경우 단열효과가 거의 없는 것으로 확인되었으며, 부직포를 사용한 비교예 3 및 방수층의 두께를 1mm로 제작한 비교예 4의 경우 단열유지력이 낮아 습한 환경에서의 사용에 제한되는 것으로 확인되어 방수시트로의 사용이 어려운 것으로 나타났다.
실험예 2
상기 실시예 1~15 및 비교예 1~9에서 제작된 방수시트를 이용하여 물성시험을 실시하였다. KSF4917에 따라 인장강도, 인열성능, 내열성능 및 내피로 성능을 확인하였다.
인장강도(N/mm) 인열성능(N) 내열성능 내피로성능 인장강도(N/mm) 인열성능(N) 내열성능 내피로성능
실시예 1 15 36 양호 양호 실시예 13 16 37 양호 양호
실시예 2 11 31 양호 양호 실시예 14 9 24 양호 양호
실시예 3 9 28 양호 양호 실시예 15 20 41 양호 양호
실시예 4 18 37 양호 양호 비교예 1 14 38 양호 양호
실시예 5 16 34 양호 양호 비교예 2 14 37 양호 양호
실시예 6 17 39 양호 양호 비교예 3 15 36 양호 양호
실시예 7 10 31 양호 양호 비교예 4 7 19 이상 이상
실시예 8 18 37 양호 양호 비교예 5 8 21 양호 양호
실시예 9 14 34 양호 양호 비교예 6 16 38 양호 양호
실시예 10 13 37 양호 양호 비교예 7 7 18 양호 양호
실시예 11 11 36 양호 양호 비교예 8 11 21 양호 양호
실시예 12 9 29 양호 양호 비교예 9 14 39 양호 양호
표 2에 나타난 바와 같이 본원 발명의 실시예에 의한 방수시트는 KSF4917규격을 만족하며 기존의 방수시트(비교예 1)과 유사한 물성을 가지는 것으로 나타났다. 하지만 방수층의 두께를 1mm로 제작한 비교예 4의 경우 인장강도 및 인열성능이 떨어질 뿐만 아니라 방수층이 내열성능 및 내피로성능을 만족하지 못하는 것으로 나타났으며, 방수층의 두께를 5mm로 제작한 비교예 5의 경우 인장강도 및 인열강도가 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 이외에도 단열층의 두께를 2mm로 제작한 비교예 7의 경우도 단열층이 두꺼워 짐에 따라 강도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3
상기 실시예 1~15 및 비교예 1~9에서 제작된 방수시트를 이용하여 물성시험을 실시하였다. KSF4934에 따라 접합안정성(투수되지 않음), 부착성 및 굴곡성(잔금이 생기지 않음)을 확인하였다.
접합안정성 부착성
(N/mm)		 굴곡성 접합안정성 부착성
(N/mm)		 굴곡성
실시예 1 미투수 11.4 양호 실시예 13 미투수 6.8 양호
실시예 2 미투수 10.8 양호 실시예 14 미투수 6.5 양호
실시예 3 미투수 10.9 양호 실시예 15 미투수 4.9 양호
실시예 4 미투수 11.1 양호 비교예 1 미투수 10.5 양호
실시예 5 미투수 11.0 양호 비교예 2 미투수 10.4 양호
실시예 6 미투수 10.9 양호 비교예 3 미투수 10.6 양호
실시예 7 미투수 11.0 양호 비교예 4 투수 10.9 잔금
실시예 8 미투수 10.9 양호 비교예 5 미투수 10.9 잔금
실시예 9 미투수 11.1 양호 비교예 6 미투수 11.1 양호
실시예 10 미투수 10.9 양호 비교예 7 미투수 1.1 양호
실시예 11 미투수 10.8 양호 비교예 8 투수 1.3 양호
실시예 12 미투수 7.4 양호 비교예 9 미투수 1.2 양호
표 1에 나타난 바와 같이 본원 발명의 실시예에 의한 방수시트는 KSF4934에 따른 규격을 만족하는 것으로 나타났으며, 비교예 1에서 사용된 기존의 방수시트와 동등 또는 이상의 성능을 가지는 것으로 나타났다. 다만 방수층의 두께를 1mm로 제작한 비교예 4의 경우 방수층의 강도가 저하되어 접합안정성 및 굴곡성이 떨어지는 것으로 나타났으며, 방수층의 두께를 5mm로 제작한 비교예 5의 경우 두꺼워진 방수층으로 인하여 굴곡안정성이 떨어지는 것으로 나타났다.
단열층의 두께를 2mm로 제작할 비교예 7의 경우 단열층이 분리되는 현상이 나타나 부착안정성이 떨어지는 것으로 나타났으며, 접착층의 두께가 얇은 비교예 8의 경우 투수현상 및 부착성이 떨어지는 것으로 나타났다. 이밖에도 접착층의 두께를 1mm로 제작한 비교예 9의 경우 흘러내림 현상이 발생하여 부착성이 떨어지는 것으로 확인되었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100 : 방수층 200 : 단열층
300 : 접착층 400 : 이형층
500 : 방수시트 600 : 지하건조물
700 : 지반공사 800 : 토양

Claims (9)

  1. 방수층;
    상기 방수층 상에 형성되며, 고분자 나노파이버를 포함하는 단열층;
    상기 단열층 상에 형성되는 접착층; 및
    상기 접착층 상에 형성되는 이형층;
    을 포함하는 단열효과를 가지는 방수시트에 있어서,
    상기 접착층은 0.1~0.5mm의 두께를 가지며, 아스팔트계 점착제이며, 경화 이후 50%~700%의 신장률을 가지며,
    상기 아스팔트계 점착제는 혼합아스팔트 20~70중량부, 열가소성 고무 및 합성고무 5~20중량부, 점착부여제 5~25중량부, 충진재 3~20중량부, 가소제 5~20중량부, 촉진제 0.1~1중량부, 노화 및 산화 방지제 0.1~1중량부, 흐름방지제 0.1~1중량부, 극성물질 0.1~1중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 단열효과를 가지는 방수시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방수층은 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 부직포에 함침하여 제작되는 것을 특징으로 하는 단열효과를 가지는 방수시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단열층의 일부 또는 전부는 상기 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성용액에 함침되어 있는 것을 특징으로 하는 단열효과를 가지는 방수시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 나노파이버는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 이들의 혼합물을 50~100nm의 직경을 가지도록 전기 방사하여 제작된 것을 특징으로 하는 단열효과를 가지는 방수시트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단열층은 두께가 2.5~3.5mm, 밀도가 1~30kg/㎥이며, 열전도도가 0.01~0.1W/mㆍK인 것을 특징으로 하는 단열효과를 가지는 방수시트.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단열효과를 가지는 방수시트는 건물 지하의 내,외면 방수에 사용되는 것을 특징으로 하는 단열효과를 가지는 방수시트.
  8. (i) 부직포에 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액을 함침시켜 2~3mm 두께의 방수층을 형성하는 단계;
    (ii) 50~100nm의 직경을 가지는 고분자 나노파이버를 이용하여 0.5~1mm의 두께의 단열층을 형성하는 단계;
    (iii) 상기 방수층과 단열층을 합지하는 단계
    (iv) 상기 단열층상에 아스팔트계 점착제를 분무하여 0.1~0.5mm두께의 접착층을 형성하는 단계; 및
    (v) 상기 접착층의 상측에 이형필름을 부착하여 이형층을 형성하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 아스팔트계 점착제는 혼합아스팔트 20~70중량부, 열가소성 고무 및 합성고무 5~20중량부, 점착부여제 5~25중량부, 충진재 3~20중량부, 가소제 5~20중량부, 촉진제 0.1~1중량부, 노화 및 산화 방지제 0.1~1중량부, 흐름방지제 0.1~1중량부, 극성물질 0.1~1중량부로 구성되는 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (iii)단계의 합지는 (i) 단계의 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액이 완전 경화하기 이전에 수행되어 개량아스팔트, 합성고분자수지, 고무화아스팔트, 부틸고무, 시멘트혼입폴리머 또는 방수성 용액의 일부가 상기 단열층에 함침되는 것을 특징으로 하는 단열효과를 가지는 방수시트 제조방법.
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