KR100242728B1 - 고무화 아스팔트 방수시이트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

아스팔트를 가열하여 액체화하고 액체상태에서 교반기에 의해 혼합교반하여 시이트를 제조하는 방법이 아니, 밀폐형 혼합교반기인 니다믹서기 또는 반바리믹서기에 의하여 고무주재 또는 고수주재와 고무가루와 재생고무를 아스팔트 및 점착부여재와 충전재등을 첨가하면서 냉각중에 혼합 교반하여 시이트를 제조하는 방법이다.

Description

고무화 아스팔트 방수시이트의 제조방법

본 발명은 혼합교반에 의한 고무화 아스팔트 방수시이트의 제조방법에 관한 것으로, 특히 토목 및 건축용으로서 지하구조물이나 건물의 벽체 혹은 옥상의 방수용으로 사용될 수 있도록 아스팔트가 첨가된 고무화 아스팔트 방수시이트의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 고무화 아스팔트 방수시이트는 일반적으로 지하 구조물 및 건물의 방수를 위하여 폴리에칠필렌 부직포 등의 고밀도필름을 보강제를 하여 상부와 하부에 고무화 아스팔트를 일정한 두께로 코팅처리한 후, 일면에 폴리프로필렌 또는 폴리에칠렌을 바탕제로 하고 다른 일면에는 종이에 실리콘 처리된 이형지를 부착한 제품이 주로 방수시이트로 사용되고 있으나, 고무화 아스팔트 시이트라는 명칭과는 다르게 고무의 고유특성인 탄성, 인장강도 및 신장율이 현저하게 낮고 내구성도 좋지 않아 근래에 와서 많은 문제점이 되고 있다.

종래 고무화 아스팔트 시이트를 제조함에 있어서, 가격이 저렴한 아스팔트만으로 제조된 시이트는 아스팔트 자체가 기온의 영향을 많이 받아, 기온이 영하로 하강되면 너무 경화되어 부러지기 쉽고, 반면에 여름철에 기온이 많이 상승하면 아스팔트가 녹아 내려 방수 효과의 질이 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고무를 첨가한 고무화 아스팔트 시이트를 제조할 필요성은 절실하였지만 고무중에서 가격이 저렴한 천연고무 또는 일반 합성고무를 아스팔트에 첨가하여 용해하는 기술이 해결되지 못하여 불가피하게 끓인 아스팔트에 용해가 잘되는 수지상태의 플라스틱고무인 S.I.S(Styrene Isoprene Styrene) 또는 S.B.S(Styrene Butadiene Styrene)를 아스팔트에 용해하면서 충전제 등을 첨가 제조하여 고무화 아스팔트로 판매하여 왔다.

그러나, 이들 플라스틱고무인 상기 S.B.S 또는 S.I.S는 천연고무 또는 합성고무보다 가격이 2배 정도 고가이면서도 고무 고유의 특성인 탄성 등의 물성이 좋지 않은 결점이 있음에도 불구하고 이들 팔라스틱고무를 사용할 수 밖에 없었다.

그 이유는 플라스틱 고무인 S.B.S 또는 S.I.S의 융점이 150~200℃이므로 이러한 물성을 채택하여 아스팔트를 150~200℃로 끓이면서 쉽게 용해하여 첨가할 수 있기 때문이며, 반면에 천연고무나 일반 합성고무는 아스팔트를 350℃ 이상의 고온으로 끓여도 이들이 전혀 아스팔트에 용해되지 않아 전혀 사용할 수 없기 때문이다.

더군다나, 플라스틱 고무인 S.B.S나 또는 S.I.S는 고가이므로 아스팔트에 약 5~15%만 첨가하여 제조하게 되어 있는 아스팔트에 단순히 유연성만을 부가하였을 뿐 상기 언급된 제반결점을 해결할 수는 없었다.

또한, 저융점의 S.I.S 또는 S.B.S를 첨가하여 고무화 아스팔트 시이트를 제조한다 하여도 이를 첨가 용해시키기 위하여 아스팔트를 끓이는 경우에 악취가 발생하고 뜨겁게 액화된 아스팔트의 취급으로 작업장 주변이 오염되며 화재의 위험성도 있으며 아스팔트를 150~200℃의 고온으로 끓이므로서 열화에 의한 방수시이트로서의 물리적인 특성이 저하되는 것을 피할 수 없다.

뿐만아니라, 종래의 고무화 아스팔스트의 경우에 물성의 향상을 위하여 프라스틱 고무인 S.B.S 또는 S.I.S를 15~20% 이상 아스팔트에 용해하여 첨가하려고 하여도 S.B.S 또는 S.I.S가 15~20% 이상은 아스팔트에 용해하여 첨가되지 않으므로 물성의 향상은 기대할 수 없는 실정이다.

또한, 종래의 고무화 아스팔트 방수시이트는 시이트가 경화되어 꺾어지거나 부러지는 결함이 있을 뿐만아니라, 더군다나 시이트 자체의 방수효과는 우수하지만 방수시공작업시 직각으로 꺾인 코너부분의 시공작업이 어렵고, 이 코너부분에서 방수시트가 찢어지는 등의 결점이 있으며, 겨울철에는 시이트와 시이트 사이의 연결부분을 버너로 열을 가하여 가압부착하여 연결하는 시공을 하지만, 연결작업이 번거롭고 연결부분이 완벽하게 접착되지 않아 이들 부위에서 누수가 되어 결과적으로 완벽한 방수의 효과를 기대할 수 없었다.

비록, 완벽한 시공이 이루어졌다 하더라도, 시공 후 시멘트 콘크리트는 기후의 변화에 따라서 수축 및 팽창되고 또한 부동침하 등의 원인에 의하여 필연적으로 균열이 발생되기 마련인 바, 이때에 종래의 고무화 아스팔트 방수시이트는 시멘트의 균열과 함께 찢어지거나 공간이 생겨 누수가 되므로 역시 방수 역할을 제대로 할 수 없게 되는 문제점도 갖는다.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 단점을 감안하여 창안 한 것으로, 아스팔트를 끓이지 않고 방수시이트를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 밀폐형 고무교반기인 니다믹서기(Kneader Mixer) 또는 반바리믹서기(Banbury Mixer)에 천연고무 또는 합성고무를 아스팔트와 함께 넣어 냉각하면서 교반하는 제조방법으로 훌륭한 고무화 아스팔트 방수시이트를 제조하게 되었다.

본 발명의 냉각 혼합교반에 의하여 순수한 고무자체인 천연고무 또는 합성고무를 수요자의 요청에 의하여 50%까지 고무성분을 첨가 혼합할 수 있으므로 매우 물성이 우수한 고무화 아스팔트 방수시이트를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 밀폐형 혼합 교반기에서 천연고무 또는 합성고무와 아스팔트를 직접 혼합교반하기 때문에 아스팔트를 끓일 필요가 없어 작업중에 냄새가 나지 않으며, 고무성분이나 아스팔트 성분의 함량을 쉽게 조절할 수 있어 고무화 아스팔트의 성분 조절이 용이할 뿐만 아니라, 냉각하면서 고무와 아스팔트를 혼합교반하여 주기 때문에 고무 및 아스팔트 등의 고유한 특성을 충분히 발휘하게 하므로서 시이트의 물리적인 물성의 향상을 얻게 된다.

또한 고무와 아스팔트의 성분조절에 따라서 고무화 아스팔트 방수시이트와 유사한 방진 및 방음시이트의 등의 다양한 사용 용도의 각종 시이트를 제조할 수 있을 것이다.

종래 기술에 있어서는 아스팔트를 끓여야 하기 때문에 주로 액상 아스팔트를 사용하였으나 본 발명에 있어서는 아스팔트를 끓일 필요가 없기 때문에 고체 아스팔트를 사용하여도 무방하므로 냄새도 나지 않고 작업장이 청결할 뿐 아니라 제조방법 및 제조시설이 간단하다.

본 발명의 제조방법은 종래의 고무화 아스팔트 시이트의 경우처럼 플라스틱 고무인 S.I.S 또는 S.B.S를 아스팔트를 끓이면서 첨가하는 것과는 달리 고무의 본래 물성을 제대로 가지고 있는 천연고무 또는 합성고무를 밀폐식 혼합교반기인 니다믹서기 또는 반바리믹서기에서 직접 혼합교반하면서 점착부여제를 첨가하여 시이트를 제조하므로서 종래의 고무화 아스팔트 방수시이트와 달리 인장강도나 신장율이 우수하면서도 점착력이 우수한 방수시이트를 얻을 수 있다.

종래의 고무화 아스팔트는 시이트와 시이트의 연결 또는 접합부분을 버너등으로 열을 가하여 접합 부분을 열에 의한 융착접합을 하여야 함으로 접합 시공이 까다롭고 번거로우며 설사 열을 가하여 접합 시공을 하여도 접합 부분이 불완전하여 간혹 접합 부분의 부실로 인하여 방수효과에 치명적인 결합을 얻는 경우가 허다하였다.

본 발명에 의하여 제조된 시이트는 고무 본래의 고유한 특성을 제대로 발휘하게 됨에 따라 시이트 자체의 강력한 접착력에 의하여 시이트와 시이트와의 연결부분을 열을 가할 필요없이 간단히 눌러주는 압착만으로 한 몸체로 견고하게 연결접착이 될 뿐 아니라 시멘트에 균열이 발생하더라도 강력한 점착력과 신장력으로 인한 자체의 봉합성으로 인하여 균열된 공간을 차단하여 주므로서 완벽한 지수의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 고무원료로 공해산업페기물에 해당되는 폐타이어와 천연고무 및 각종합성고무의 고무류 폐기물을 이용하는 경우에는 전처리로서 이들 고무원료를 고무분쇄기로 0.5㎜이하가 되게 분쇄한 고무가루를 직접 혼합교반기에 넣어 교반 혼합하거나 고무폐기물을 밀폐된 증기솥에 놓여 20~40㎏/㎠의 압력과 150~250℃의 온도조건으로 쪄서 재생한 재생고무를 상기 열거한 방법으로 아스팔트와 교반 혼합하여 방수시이트를 제조할 수 있었다.

이와 같은 경우에는 고무폐기물을 사용하므로 원가절감이 되어 저렴한 가격으로 양질의 시이트를 제공할 수 있으며 각종 고무폐기물을 재활용 할 수 있어 환경요인의 제거에 일익할 수 있을 것이다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 고무화 아스팔트는 그 고무주재가 천연고무 또는 합성고무이거나 재생고무일 수 있다.

고무화 아스팔트의 조성은 다음과 같다.

(i)천연고무 또는 합성고무를 주재로한 고무화 아스팔트의 조성과 혼합비

고무주재 : 천연고무, 합성고무(SBR고무, IR 고무,

BR 고무, EPT고무, IIR고무, CR 고무,

NBR 고무, 우레탄고무)중의 하나 100부

연화제 : 아스팔트 80부

점착부여제 : 폴리부덴 20부

변성페놀수지 15부

석유수지 10부

초산비닐수지 20부

충전제 : 탄산칼슘 30부

백카본 10부

클레이 10부

(ii) 재생고무를 첨가하는 고무화 아스팔트의 조성과 혼합비

상기 고무 주재중의 한 종류 선택 50-70부

고무가루 또는 재생 고무중의 한 종루 선택 50-30부

탄산칼슘 10부

백카본 10부

상기와 같이 고무 폐기물인 고무가루 또는 재생고무를 첨가하는 경우 점착부여제의 첨가량은 천연고무 또는 합성고무를 주재로한 고무화 아스팔트의 경우와 동일하지만, 고무가루 또는 재생고무를 사용하므로 물성의 저하를 방지하기 위하여 중전재의 첨가량은 줄이는 것이 바람직하다.

상기와 같은 배합비율은 하나의 예로 제시한 것으로서, 고무주재는 천연고무 또는 합성고무 단독으로 사용하거나 천연고무와 합성고무를 혼합하거나 2종류 이상의 합성고무를 혼합교반하여 제조하여도 좋으며, 아스팔트 역시 150~180%를 첨가하여도 무관하지만 물성의 저하를 방지하기 위하여 아스팔트를 80~100%정도 첨가하는 것이 바람직하고, 상기의 실시예에서 아스팔트가 유연한 오일 상태이므로 연화제로 표기하였지만 실상은 저렴한 아스팔트의 가격 때문에 양을 불리는 충전제에 해당된다.

시이트이 바탕재료는 다음과 같이 얻는다.

시이트의 바탕재료로는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 등의 각종 합성수지 및 유사한 고분자시이트필름의 사용이 좋으나 기온의 변화에 민감하여 겨울에는 찢어지는 등의 폐단이 있고, 여름에는 늘어나는 등의 굴곡이 있어 사용이 불편한 점도 있으므로 종이 또는 천연 및 합성섬유로 된 기재를 바탕재료로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 성분과 성분비율에 따른 본 발명의 제조방법에 있어서, 먼저 밀폐식 혼합교반기인 니다믹서기 또는 반바리믹서기에 천연고무 또는 합성고무(SBR고무, IR고무, BR고무, EPT고무, IIR고무, CR고무, NBR고무, 우레탄고무)중의 하나(100부)를 넣고 7~10㎏/㎠의 압력을 가하면서 3분 교반하여 고무원재를 무르게 하여 준 후 점착부여제인 변성페놀수지(15부), 초산비닐수지(20부), 석유수지(10부), 크레이(10부)를 넣어 주면서 점착부여제인 폴리부덴(20부)를 넣어 1분간 고르게 잘 교반한 후에 충전제에 탄산칼슘(3부), 백카본(10부), 크레이(10부)를 넣어 주면서 점착부여제인 폴리부덴(20)부와 연화제인 아스팔트(80부)를 함께 넣어 7분간 고르게 분산 혼합되도록 교반 혼합하여 주면 무르면서 점착성이 매우 강한 아스팔트가 혼합 첨가된 고무생지를 얻는다. 이때 조심할 것은 밀폐식 혼합기계인 니다믹서기 또는 반바리믹서기에 고무주재와 충전제 연화제 등의 원부재료를 넣고 7~10㎏/㎠의 압력을 가하면서 강제로 교반혼합하여 주면 내부 마찰에 의하여 혼합교반하는 온도가 상승하는데 냉각수를 밀폐식 혼합기에 투입하여 80~100℃ 범위의 온도를 유지하면서 혼합교반하여 주는 것이 가장 이상적이며 물성이 좋아진다.

상기와 같은 방법으로 제조된 아스팔트 고무생지를 이중스크류로 구성되어 교반 및 혼합하면서 고무를 압출하는 압출기에 투입하여 재차 교반하여 압출되어 나오는 고무생지를 카렌더기에 바탕재료인 폴리프로필렌 필름 또는 종이나 직물을 바탕으로 하고 한면은 실리콘 코팅된 이형지를 부착하여 압인하므로서 1~4㎜의 두께로 일정하게 제조되는 것을 일정한 길이로 절단하여 제조하는 고무화 아스팔트시이트를 얻을 수 있다.

고무폐기물인 고무가루 또는 재생고무를 첨가하여 시이트를 제조하고자 하는 경우에는 상기 천연고무 또는 합성고무 중 하나(50-70부)와 고무가루 또는 재생고무(50-30부)를 니다믹서기 또는 반바리믹서기에 잘 혼합교반한 다음 상기와 같은 방법과 순서에 따라 점착부여제를 넣어 혼합교반하고 충전제와 점착부여제, 그리고 아스팔트를 넣어 고르게 분산되도록 잘 교반혼합하여 고무생지를 얻는 것은 동일하다. 다만 고무가루 또는 재생고무를 사용하므로서 야기될 수 있는 품질의 저하를 방지하기 위하여 충전제인 탄산칼슘의 첨가량을 줄이고 클레이는 첨가하지 않을 수 있다.

Claims (1)

1. 고무를 주재로한 혼합물을 혼합 교반하여 얻는 고무화 아스팔트를 시이트상에 도층하여 고무화 아스팔트 방수시이트를 제조하는 방법에 있어서, 이 방법이 천연고무 또는 합성고무, 또는 재생고무를 포함하는 고무화 아스팔트혼합물을 밀폐형 혼합교반기에서 7~10㎏/㎠의 압력과 80~100℃의 온도를 유지하면서 혼합교반하는 혼합교반단계, 교반된 첨착성의 고무화 아스팔트 교반물을 압출기에서 압출하는 압출단계, 압출기에서 압출된 교반물을 카렌더기에서 일정한 폭과 두께로 압연 인출하는 압연인출단계와, 압연 인출된 고무화 아스팔트를 고분자 합성수지필름 또는 천연 및 합성섬유로 된 시이트에 부착하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 고무화 아스팔트 방수시이트의 제조방법.