상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자착식 방수 시트는, 시트 상태의 부틸 합성고무층, 상기 부틸 합성고무층에 적층되는 직포, 및 상기 직포에 적층되는 상기 부틸 합성고무층 상에 부착되는 시트 상태의 고밀도 폴리에틸렌층을 포함할 수 있다.
상기 직포는 유리섬유로 형성될 수 있다. 상기 직포는 가로 세로 10×10mm의 격자 상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자착식 방수 시트를 이용한 방수 공법은, 대상 바탕을 정리하는 바탕 정리 단계, 상기 바탕 위에 부틸 합성고무 프라이머를 시공하는 프라이머 시공 단계, 상기 부틸 합성고무 프라이머 위에 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항의 자착식 방수 시트를 가압하여 시공하는 시트 시공 단계, 및 상기 자착식 방수 시트 위에 누름층을 시공하는 누름층 시공 단계를 포함할 수 있다.
상기 시트 시공 단계는, 상기 부틸 합성고무 프라이머 및 상기 자착식 방수 시트의 상기 부틸 합성고무층을 상기 대상 바탕의 표면에 함침시켜 상기 자착식 방수 시트를 부착 시공할 수 있다.
상기 시트 시공 단계는, 연속 시공되는 2장의 제1 자착식 방수 시트와 제2 자착식 방수 시트의 오버랩부를 서로 오버랩 접합 시공하는 오버랩부 시공 단계를 포함하며, 상기 오버랩부 시공 단계는, 상기 오버랩부에서, 상기 고밀도 폴리에틸렌층이 제거되어 상기 부틸 합성고무층이 노출된 상기 제1 자착식 방수 시트의 상기 부틸 합성고무층의 접합면에 상기 제2 자착식 방수 시트의 상기 부틸 합성고무 층을 오버랩 부착할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자착식 방수 시트를 이용한 방수 구조는, 콘크리트 바탕, 상기 콘크리트 바탕 위에 함침 시공되는 부틸 합성고무 프라이머, 상기 부틸 합성고무 프라이머 위에 자착식으로 부착되고, 직포를 적층한 부틸 합성고무층과 고밀도 폴리에틸렌층을 포함하여 형성되는 자착식 방수 시트, 및 상기 자착식 방수 시트 위에 시공되는 누름층을 포함할 수 있다.
연속 시공되는 2장의 제1 자착식 방수 시트와 제2 자착식 방수 시트를 서로 오버랩 접합하는 오버랩부는, 상기 제1 자착식 방수 시트의 상기 부틸 합성고무층과, 상기 제1 자착식 방수 시트의 상기 부틸 합성고무층에 접합되는 상기 제2 자착식 방수 시트의 상기 부틸 합성고무층을 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도3 내지 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자착식 방수 시트, 이를 이용한 방수 공법 및 방수 구조를 나타내는 사시도이다.
본 발명의 실시예들은 자착식 방수 시트, 이를 이용한 방수 공법 및 방수 구조에 관한 것이다. 설명의 편의와 동일 내지 유사한 내용의 반복적인 기재를 피하 기 위하여, 기술적으로 동일 내지 유사한 특징에 대하여 발명의 카테고리를 구별하지 않고 같이 설명한다.
일 실시예에 따른 자착식 방수 시트를 이용한 방수 공법은 바탕 정리 단계(ST10, 도3 참조), 프라이머 시공 단계(ST20, 도4 참조), 시트 시공 단계(ST30, 도5 참조) 및 누름층 시공 단계(ST40, 도6 참조)를 포함하며, 순차적으로 진행된다.
일 실시예의 방수 공법에 의한 방수 구조는, 콘크리트 바탕(10), 부틸 합성고무 프라이머(20), 자착식 방수 시트(30) 및 누름층(40)을 포함하며, 적층 구조를 형성한다.
바탕 정리 단계(ST10)는 방수 시공을 형성하려는 콘크리트 바탕(10)에서 이물질을 제거하여, 자착식 방수 시트(30)와 강한 접합력을 가지게 한다(도4 참조). 이때 콘크리트 바탕(10)은 미세한 요철 구조를 형성 및 유지한다.
프라이머 시공 단계(ST20)는 정리된 콘크리트 바탕(10) 위에 부틸 합성고무 프라이머(20)를 도포 시공한다(도5 참조). 예를 들면, 부틸 합성고무 프라이머(20)는 롤러 또는 스프레이 건으로 분사하여 시공할 수 있다. 시공된 부틸 합성고무 프라이머(20)는 도7 및 도8에 도시된 바와 같이 콘크리트 바탕(10)에 견고하게 부착된다.
즉, 부틸 합성고무 프라이머(20)는 콘크리트 바탕(10)의 요철에 점착성을 가지고 함침되어 상호 긴밀하게 부착된다. 이 부틸 합성고무 프라이머(20)는 우수한 점착력으로 콘크리트 바탕(10)과의 견고한 결속을 형성한다. 따라서 이 방수 구조 는 우수한 방수 능력을 가진다.
시트 시공 단계(ST30)는 부틸 합성고무 프라이머(20) 위에 자착식 방수 시트(30)를 가압하여 부착 시공한다(도5 참조). 일례를 들면, 자착식 방수 시트(30)는 대지(미도시)를 구비하여 보관 및 운반되고, 시공시, 이 대지를 제거한 상태로 사용된다.
방수 공법의 설명의 편의를 위하여, 도5를 참조하여, 자착식 방수 시트(30)의 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 이 자착식 방수 시트(30)는 부틸 합성고무층(31), 직포(32) 및 고밀도 폴리에틸렌층(33)을 포함하여, 시트 상태로 형성된다.
부틸 합성고무층(31)은 콘크리트 바탕(10)에 도포된 부틸 합성고무 프라이머(20)와 같은 성분으로 형성되어 콘크리트 바탕(10)과의 긴밀한 접촉을 형성한다. 부틸 합성고무층(31)은 본 실시예의 방수 구조에서 주 방수층을 형성한다. 부틸 합성고무층(31)은 콘크리트 바탕(10)에 가압 시공할 때, 열풍기 및 접착제를 사용하지 않고, 자체의 점착으로 부착된다(도7, 도8 참조).
부틸 합성고무 프라이머(20)는 사용되지 않을 수도 있다. 이 경우, 도7 및 도8은 부틸 합성고무층(31)이 콘크리트 바탕(10)에 점착된 것을 도시한다. 또한 부틸 합성고무 프라이머(20)가 사용될 수도 있다. 이 경우, 혼재된 부틸 합성고무 프라이머(20)와 부틸 합성고무층(31)이 콘크리트 바탕(10)에 점착된다(미도시).
부틸 합성고무층(31), 즉 부틸 합성고무는 화학식 1에 도시된 바와 같이, 이소부틸렌(Isobuthylene)에 소량(예를 들면, 1.5-5%)의 이소프렌(Isoprene)을 혼성 중합시킨 것으로써, 긴 사슬모양의 구조를 지닌 불활성 방수재이다.
합성고무로서 부틸고무는 기체와 수분에 대하여 낮은 투과성을 가지므로 방수재료로서 적절한 성능을 가진다. 표1은 부틸 고무와 가장 널리 사용되는 일반 고무의 공기 투과성과 수분 투과성을 나타내고 있다.
표1에서 보는 바와 같이, 부틸고무는 천연고무나 스틸렌부타디엔고무에 비하여, 내공기 투과성은 7-8배 이상 우수하고, 내수분 투과성은 10배 이상이다. 부틸고무는 다른 고무에 비하여 분자구조가 선형이고, 이중결합이 적으며, 비극성이므로 수분, 산소와 친화력이 낮아, 용해도가 낮고, 이들 분자 내 확산속도가 상대적으로 느리다. 따라서 부틸고무는 다른 고무에 비하여 우수한 내공기 투과성을 가진다.
고무종류 |
상대적 공기 투과량 |
상대적 수분 투과량 |
부틸고무 |
1.0 |
1.0 |
스틸렌부타디엔고무(SBR) |
6.8 |
11.0 |
천연고무 |
8.3 |
13.3 |
또한, 화학식 1에서 보는 바와 같이, 부틸고무에서 이중 결합을 가진 이소프렌의 함량은 상용 제품의 경우 2% 내외로 다른 고무(통상 수십% 이상)보다 낮다. 따라서 부틸고무는 산소나 오존의 공격으로부터 강하여 노화 특성을 가지며, 묽은 천연 산이나 알칼리에서는 저항성을 나타내어 내화화학성을 가진다.
또한, 부틸 합성고무층(31)은 고무의 특성상 신축성을 가지므로 구조물의 거동에 따른 수축팽창에 대응할 수 있다. 온도에 따른 상변화에 있어서, 고무와 같은 고분자 물질은 순수 물질과 다르다.
일반적인 순수 물질은 온도가 올라감에 따라 고체, 액체, 기체의 형태로 바뀌지지만, 고무와 같은 고분자 물질은 그렇지 않다. 즉 고분자 물질은 낮은 온도에서 유리와 같은 딱딱한 상태의 유리상으로 존재하지만, 온도가 올라가 일부 분자의 유동이 일어나기 시작하면, 변형 가능하지만, 가죽과 같은 상태가 되는 전이 영역을 거치며, 온도가 더 올라가면 통상적으로 사용하는 고무처럼 쉽게 변형고 탄성을 가진다. 즉, 고분자 물질은 고무상 영역의 점탄성 물질로 된다. 물론 온도가 더 상승하면, 고분자 물질은 비교적 유동이 쉬운 용융상태로 된다.
부틸 합성고무층(31)의 부틸고무에 대하여, 유리전이온도(Tg, 유리처럼 딱딱해지는 온도)는 -70도씨이며, 일반적으로 -30도씨에 이르는 겨울철 온도에서도 충분히 작업할 수 있을 정도의 유연성을 가진다.
따라서 상대적으로 저 분자량인 폴리부텐을 추가한 비가황 상태의 본 실시예의 자착식 방수 시트(30)는 실질적으로 상기 -30도씨 이하의 기후 조건에서도 작업 가능한 유연성을 가지며, 저온에서 물리적 특성을 유지하는 우수한 내한 성능을 가진다.
주재료로 사용되는 부틸 합성고무층(31)에 점착성을 부여하고, 가소성을 향상시키기 위하여 폴리부텐(폴리이소부텐)이 사용된다. 폴리부텐은 화학식 3에 도시된 바와 같은 분자 구조식을 가지며, 독성이 없어 식품용으로 사용되는 고분자 물질이며, 화학적으로 안정하고 열이나 자외선에 안정성을 가진다.
폴리부텐은 비극성 탄화수소 폴리머이며, 주재료로 사용되는 부틸고무와 상용성을 가진다. 본 실시예의 자착식 방수 시트(30)에 사용되는 폴리부텐은 수백 내지 수천의 분자량을 가지며, 자착식 방수 시트(30)에 점착성을 향상시킨다. 화학식 3에서 n값을 조절함으로서, 폴리부텐은 분자량 별로 제품의 용도에 따라 사용될 수 있다.
또한, 폴리부텐은 용융지수를 증가시켜 가공을 용이하게 하고, 저온 유연성과 굴곡성 및 내한성을 향상시켜 부틸고무의 사용 한도인 -30도씨 이하의 저온에서도 부러짐을 방지한다. 이러한 특성은 작업 환경의 차이에도 가공성과 작업성을 제공한다.
화학식 3에서 보는 바와 같이, 폴리부텐은 분자 내에 하나의 이중 결합을 가 지므로 우수한 열 안정성, 산화 안정성, 방수성 및 전기적 특성을 가진다. 폴리부텐은 표 2와 같은 물리화학적 특성을 가진다. 폴리부텐은 분자량이 증가할수록 우수한 점착성을 가진다.
구분 |
물리/화학적 성질 |
비고 |
분자량 |
1320, 1420, 2000 등 다양 |
용도에 따라 선정 |
비중 |
0.89-0.90 |
|
유동점 |
5℃(분자량에 따라 변동) |
|
산가 |
Max 0.01mgKOH/g |
|
직포(32)는 부틸 합성고무층(31)에 적층되어 콘크리트 바탕(10)에서 올라오는 수증기를 직포(32)의 결로 분산시킨다. 자착식 방수 시트(30)에서, 직포(32)는 시공시 발생되는 주름 및 기포 발생을 저감시키는 보강재이다(도9 및 도10 참조).
직포(32)는 부틸 합성고무층(31)에 함칩되어 수증기에 의한 부풀음 발생시, 화살표(A1) 방향에 저항으로 작용한다. 이로써, 부틸 합성고무층(31)의 팽창이 억제되고 또한 부풀음이 방지된다.
예를 들면, 직포(32)는 유리섬유의 가로 세로 10×10mm의 격자 상태로 형성된다. 정사각형 구조를 가지는 직포(32)는 수증기 발생시, 균등한 저항력으로 작용하여 부풀음 현상을 방지한다. 따라서 직포(32)는 수증기에 의한 부풀음을 방지할 수 있는 최소의 가로 세로 크기를 가진다.
유리섬유는 표 3에 도시된 바와 같이, 넓은 범위의 온도와 물리적 조건 하에서 형상을 유지한다. 즉 유리섬유는 치수 안정성을 가지며, 고온에 견디며, 불에 타지 않으며, 내흡수성을 가지고, 화학적 내구성을 가지므로 부식되지 않는다. 또한 유리섬유는 인장력에 대하여 큰 저항력을 가지므로 인장에 대한 보강재로 적절하다.
성질 |
수치 |
성질 |
수치 |
비중 |
2.48 |
부피저항률(22℃, 500V DC, Ω-cm) |
10 |
인장탄성계수(23℃,Gpa) |
85.5 |
표면저항률(22℃, 500V DC, Ω-cm)표면 |
10 |
인장강도(Mpa) |
4585 |
경도(Mohs) |
6.5 |
항복변형률(%) |
5.7 |
열팽창계수(×10, mm/℃) |
5.6 |
고밀도 폴리에틸렌층(33)은 직포(32)를 적층하고 있는 부틸 합성고무층(31) 상에 부착되어, 충격을 완화하고 자착식 방수 시트(30)를 보호한다. 고밀도 폴리에틸렌층(33)은 부틸 함성고무층(31)과 함께 방수층이며, 화학식 3과 같이 에틸렌의 중합으로 생기는 사슬 모양의 고문자 물질로서, 부틸 함성고무층(31)의 상단부에 필름 형태로 부착되어, 강도를 보강하고, 충격을 완화한다.
고밀도 폴리에틸렌층(33)의 고밀도 폴리에틸렌은 단단하고, 냄새 및 독성이 없으며, 분자의 결정화가 높은(예를 들면, 60-80%) 화학적 메카니즘을 갖는 열가소성수지이다. 고밀도 폴리에틸렌(33)은 높은 결정성을 가지므로 우수한 인장강도 및 내충격력을 가진다. 이로 인하여, 고밀도 폴리에틸렌층(33)은 충격완화 및 강보 보 강 재료로 적절하다.
또한, 고밀도 폴리에틸렌층(33)은 산, 알카리에 침해되지 않아 내화학성, 흡수성, 내한성, 성형성을 가진다.
고밀도 폴리에틸렌층(33)의 고밀도 폴리에틸렌은 표 4와 같은 기계적, 물리적, 온도, 전기, 화학적 특징을 가진다.
구분 |
물리적 특성 |
비고 |
기계적, 물리적 특성 |
비중: 0.941-0.965 흡수성이 없으며, 내수성이 우수 |
|
온도특성 |
열변형온도: 88℃ 내한성: -20℃ |
|
전기특성 |
고주파 절연성 우수 |
|
화학특성 |
내약품 대응성 우수 |
|
방수 공법에 관하여 더 설명하면, 시트 시공 단계(ST40)는 도11에 도시된 바와 같이, 필연적으로 연속 시공되는 제1, 제2 자착식 방수 시트들(130, 230)을 포함하게 되고, 이 2장의 제1, 제2 자착식 방수 시트들(130, 230)을 연결 시공하기 위한 오버랩부 시공 단계(ST41)을 더 포함한다.
즉, 오버랩부 시공 단계(ST41)는 연속 시공되는 2장의 제1 자착식 방수 시트(130)와 제2 자착식 방수 시트(230)의 오버랩부(330)를 서로 오버랩 접합 시공한다.
도11을 참조하면, 오버랩부 시공 단계(ST41)는 오버랩부에서 고밀도 폴리에틸렌층(33)이 제거되어 부틸 합성고무층(131)이 노출된 제1 자착식 방수 시트(130)의 부틸 합성고무층(131)의 접합면에 제2 자착식 방수 시트(230)의 부틸 합성고무층(231)을 오버랩 부착한다.
이때, 제1, 제2 자착식 방수 시트(130, 230)의 부틸 합성고무층들(131, 231)은 서로 긴밀하게 부착된다. 즉 제1, 제2 자착식 방수 시트(130, 230)는 제1, 제2 자착식 방수 시트(130, 230)의 오버랩부(330)를 오버랩 접합함에 있어서, 별도의 열풍기나 접착제를 사용하지 않고 점착에 의하여 접찹되게 한다.
자착식 방수 시트(30)를 이용하는 방수 공법은 자착식 방수 시트(30) 위에 누름층(40)을 시공하는 누름층 시공 단계(ST50, 도6 참조)를 포함한다.
이 누름층(40)의 시공을 통하여, 도6에 도시된 바와 같은 자착식 방수 시트를 이용한 방수 구조가 완성된다. 이 방수 구조는 콘크리트 바탕(10), 이 콘크리트 바탕(10) 위에 함침 시공되는 부틸 합성고무 프라이머(20), 이 부틸 합성고무 프라이머(20) 위에 자착식으로 부착되고, 직포(32)를 적층한 부틸 합성고무층(31)과 고밀도 폴리에틸렌층(32)을 포함하여 형성되는 자착식 방수 시트(30), 및 이 자착식 방수 시트(30) 위에 시공되는 누름층(40)을 포함한다.
연속 시공되는 2장의 제1 자착식 방수 시트(130)와 제2 자착식 방수 시트(230)는 서로 오버랩 접합하는 오버랩부(330)를 형성한다(도11 참조).
이 오버랩부(330)는 서로 점착되는 제1 자착식 방수 시트(130)의 부틸 합성고무층(131)과 제2 자착식 방수 시트(230)의 부틸 합성고무층(231)을 포함한다. 오버랩부(330)에서, 오버랩부(330)의 전체가 부틸 합성고무층(131, 231)으로 점착될 수 있고, 도11에서와 같이 오버랩부(330)의 일부가 부틸 합성고무층(131, 231)로 점착될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.