KR100904517B1 - 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트 및 그 제조방법 - Google Patents

접착성 적층필름을 포함하는 방수시트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 부직포를 중간 보강층으로 하여 그 위아래로 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지층 및 고무아스팔트층이 적층된 종래의 복합방수시트가 층간 접착력 약화로 방수층이 분리되거나 누수로 방수구조의 부실을 초래하였던 문제점을 극복하기 위하여, 상부의 EVA 시트와 하부의 고무아스팔트 시트 사이에 접착성 다층 적층필름을 배치하여 층간 결합력이 현저히 향상되고 방수성과 내구성이 뛰어난 적층 방수시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
적층필름, EVA 시트, 고무화아스팔트, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 유리섬유

Description

접착성 적층필름을 포함하는 방수시트 및 그 제조방법{Waterproof sheet including adhesive laminated film and manufacturing method thereof}
본 발명은 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 부직포를 중간 보강층으로 하여 그 위아래로 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지층 및 고무아스팔트층이 적층된 종래의 복합방수시트가 층간 접착력 약화로 방수층이 분리되거나 누수로 방수구조의 부실을 초래하였던 문제점을 극복하기 위하여, 상부의 EVA 시트와 하부의 고무아스팔트 시트 사이에 접착성 다층 적층필름을 배치하여 층간 결합력이 현저히 향상되고 방수성과 내구성이 뛰어난 적층 방수시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
건축 구조물의 옥상이나 지하 외벽, 지하 주차장 슬라브, 지하철 통신구 등의 지하 콘크리트 구조물 또는 토목 구조물에 빗물 또는 지하수가 침투하게 되면 콘크리트 재료의 결합력이 저하되고 온도 변화에 의한 물의 체적 변화로 공극 균열이 발생되어 건축 및 토목 구조물의 수명 저하가 초래된다.
이러한 콘크리트 구조물에 대한 방수 공법으로서 종래 알려진 것으로는 아스팔트 3겹 8층 방수공법, 개량 아스팔트시트 방수공법, 도막 방수공법 및 시트와 도막 방수공법을 결합한 복합방수공법 등이 있다.
이들 중 복합방수공법과 관련된 구체적인 특허예를 들어 보면, 아스팔트시트 방수공법이 갖는 문제점, 즉 시트의 이음부를 토치로 가열하여 열융착함에 따라 토치에 의한 직접 가열로 인하여 과열시 시트 재료의 물성 변화가 초래되거나, 또는 충분히 가열되지 않을 경우 접합부의 분리가 발생되어 누수되는 등의 문제점을 극복하고, 또한 도막방수공법이 갖는 문제점, 즉 도막재의 도포시 기포에 의한 핀홀이 방수층에 발생될 수 있고 수직부의 안정된 두께 형성이 어려운 문제점을 극복하기 위하여, 국내 특허 제334602호(2002. 5. 3. 공고)는 위로부터 저중량 부직포, 상부 아스팔트층, 고중량 부직포, 하부 아스팔트층 및 피복재로 구성되는 아스팔트 방수시트를 다수개 연속하여 연결 부착하고 그 위로 도막방수재를 도포하여 경화시킴으로써 완성되는 "아스팔트 방수시트 및 이를 이용한 복합방수공법"을 개시하였다. 그러나 이러한 복합방수공법은 방수시트 자체의 제조 공정이 복잡하고 번거로우며 비용면에서도 비경제적이어서, 아스팔트 시트방수나 도막방수를 개별적으로 시공하는 경우에 비하여 특별히 장점이 부각되지 못하였다.
한편, 국내 특허 제412935호(2003. 12. 31. 공고)는 방수시트 자체를 복합화하여 종래의 아스팔트 시트방수 및 도막방수공법이 갖는 문제점을 극복하기 위한 새로운 "복합 시트 방수재와 그 방수재를 이용한 방수방법"을 개시하였는데, 상기 복합 시트 방수재는 도 1에 도시된 바와 같이 아스팔트 64%-79%, SBS 열가소성 고 무 11%-18%, 첨가제 8%-14% 및 충진제 2-8%를 포함하는 하부의 아스팔트 시트(1)와, EVA를 포함한 에틸렌아세트산 비닐 수지계와 EPDM을 포함한 고무계 시트 중에서 선택된 상부 시트(2) 및 상기 하부 시트(1)와 상부 시트(2) 사이에서 양 시트를 일체로 결합시켜 유지하도록 배치되고 폴리에스터 장섬유 부직포와 화이버 글라스 시트 중에서 선택되는 보강용 시트(3)로 구성되며, 동일한 구성의 인접한 복합시트와 열풍에 의한 일체 결합을 위해 상기 상부 시트(2)는 일단이 연장된 연장부를 갖는 것을 특징으로 하였다. 도 1에서 도면부호 4는 고무화 아스팔트 시트(1)에 부착된 이형지(4)를 나타낸다.
이는 종래 전력구, 지하철 등의 토목 구조물이나 터널 방수용으로 사용되던 EVA 시트가 열팽창 계수가 상대적으로 커서 방수재가 바탕면에 전면적으로 부착되어야 하는 일반 방수공법에 적용될 수 없었던 문제점을 개선하여, 부직포 또는 유리섬유로 구성되는 보강용 시트의 개재하에 아스팔트시트와 일체 결합시킴으로써 각각의 시트가 갖는 특성을 최대한 활용하여 이중의 방수효과를 얻고, 시트의 시공 및 연결 작업이 간편하며, 특히 이음부를 열풍 융착 실링함으로써 이물질의 인입에 의한 손상을 방지하여 방수재의 내구성이 더욱 향상되고, 또한 지하철이나 터널방수에 있어 해결 방안이 없었던 EVA 수지계의 방수구간과 아스팔트 방수구간의 연결부위에 상기 복합 시트를 이용함으로써 상호 연결이 가능하도록 하였다는 점에 그 기술적 우수성이 인정되었다.
그러나, 상기 상부의 EVA 시트와 하부의 고무아스팔트 시트 사이에 유리섬유가 개재된 복합방수시트의 경우, 유리섬유와 상하부 시트가 일체화되지 않아 층간 접착력 약화로 방수층이 박리 또는 분리되고 이로 인해 누수 발생시 방수 기능이 상실되는 문제점이 발생하였다.
또, 하부의 고무아스팔트에 포함된 첨가제로 인하여 상부의 EVA 시트가 일부 용해되거나 황변 또는 갈변되어 물성을 저하시키는 문제점도 지적되었다.
또한, 상기 유리섬유 대신 부직포가 보강층으로 개재된 복합방수시트이거나, 또는 우레탄으로 구성되는 도막방수층과 고무아스팔트 시트 방수층 사이에 부직포가 결합된 복합방수공법에 있어서, 고무아스팔트가 부직포로 함침이 완벽하게 이루어지지 않는 경우가 종종 발생하여, 방수층의 일부가 파손되어 물이 흡수될 경우 부직포를 통해 물길이 형성되어 복합방수층을 이루는 방수층간 분리현상이 초래되어 방수 기능이 상실되는 문제점이 발생되었다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여, 상부의 EVA 시트와 하부의 고무아스팔트 시트 사이에 유리섬유와 접착성 다층 적층필름을 배치하여 층간 결합력이 현저히 향상되고 방수성과 내구성이 뛰어난 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 종래 기술에 따라 상부의 EVA 시트와 하부의 고무아스팔트 시트 사이에 제공된 유리섬유가 상하부 시트와의 접착력이 불량하여 시트층간 박리되는 문제점을 극복하고, 또한 부직포를 중간 보강층으로 하여 그 위아래로 EVA 수지 층 및 고무아스팔트층이 적층된 복합방수시트에 있어서, 고무아스팔트가 부직포로의 함침이 불완전하게 이루어질 경우 방수층의 일부가 파손되어 부직포를 통해 물길이 형성됨으로써 방수층간 분리현상이 초래되고 결국 방수기능을 상실하게 되는 문제점을 극복하고자 하는 것이다.
또한 본 발명은, 고무아스팔트층과 EVA 시트 사이에 발생하는 물성 변화나 황변 또는 갈변과 같은 물성 저하를 방지하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 서로 다른 재질로 된 다층의 적층필름을 EVA 시트와 고무아스팔트층 사이에 제공하여, 적층필름에서 최상층의 필름과 상부의 EVA 시트, 및 최하층의 필름과 하부의 고무아스팔트 사이의 접착력을 각각 극대화할 수 있을 뿐 아니라 적층필름의 각 층이 방수 접착층으로서의 다양한 기능을 수행하여 전체 방수시트의 방수재로서의 기능이 최적화될 수 있는 방수시트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방수시트는 위로부터 EVA 수지로 구성되는 상부 시트, 유리섬유, 접착성 적층필름 및 하부 고무화아스팔트 시트로 구성되며, 상기 접착성 적층필름은 폴리에틸렌 또는 변성 폴리올레핀 수지로 각각 구성되는 제 1 필름층 내지 제 5 필름층을 적층하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 접착성 적층필름의 제 1 필름층은 중밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌으로 구성되어 내열성 및 인장강도가 우수하며, 상부의 EVA 수지와 동일한 에틸렌 계열 이므로 상부시트와 융점 이상의 온도에서 거의 완벽한 접착력을 발휘한다.
상기 접착성 적층필름의 제 2 필름층은 저밀도 또는 초저밀도 폴리에틸렌으로 구성되어 신장율 및 인장강도가 우수하며, 상부의 제 1 필름층 및 하부의 제 3 필름층과 동일한 에틸렌 재질이므로 상호 높은 접착력을 갖는다.
상기에서 중밀도, 저밀도 및 초저밀도 폴리에틸렌은 당업계에 널리 알려진 바와 같이 폴리에틸렌을 밀도에 따라 구분한 것이다. 중밀도 폴리에틸렌(MDPE, medium density polyethylene)은 0.910~0.925 g/cc의 밀도 범위를 갖는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, low density polyethylene)과 0.941~0.965g/cc의 밀도 범위를 갖는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE, high density polyethylene)의 중간 밀도 범위인 0.926~0.940 g/cc을 갖는 폴리에틸렌을 말하며, 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE, very low density polyethylene)은 0.910g/cc 미만의 밀도 범위를 갖는다.
상기 접착성 적층필름의 제 3 필름층은 메탈로센 폴리에틸렌으로 구성되는 것이 바람직하다. 메탈로센 폴리에틸렌은 다트충격강도, 즉 뚫림강도가 강하여 본 발명에서와 같은 방수시트구조에 있어서 적층필름의 중간층에서 전체 시트의 강도 및 내구성을 향상시키는데 기여한다.
상기 접착성 적층필름의 제 4 필름층은 폴리카보네이트로 구성되며 내한성 및 하부 아스팔트층과의 접착력이 우수하다.
상기 접착성 적층필름의 제 5 필름층은 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성되는 것이 바람직하며, 하부의 아스팔트층과의 접착력이 우수하고 아스팔트의 분자 이동을 차단하여 색상의 변이를 최소화하는 기능을 한다.
상기 접착성 적층필름은 각종 금속, 플라스틱, 아스팔트 등과 결합하여 우수한 접착력을 나타내며, 기본 성분이 폴리올레핀이기 때문에 내구성 및 가공성이 우수할 뿐 아니라 내수성, 내약품성, 내용제성이 뛰어나다.
이러한 본 발명의 접착성 적층필름은 3 레이 다이(lay die)를 통해 상기 제 1 필름층 내지 제 3 필름층을 구성하는 각각의 수지를 압출하여 적층함으로써 3겹의 1차 필름을 얻고, 마찬가지로 2 레이 다이를 통해 상기 제 4 필름층 및 제 5 필름층을 구성하는 각각의 수지를 압출하여 적층함으로써 2겹의 2차 필름을 얻은 다 음, 상기 1차 필름과 2차 필름을 코팅함으로써 제조된다.
상기 적층 필름은 160 내지 170℃의 온도 조건에서 압출 가공하는 것이 바람직하다. 180℃ 이상의 온도에서는 필름의 변형이 있을 수 있으므로 주의를 요하며 필름의 텐션은 약하게 하여야 한다.
상기와 같이 제조된 접착성 적층필름을 이용하여 본 발명의 방수시트를 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저 압출기의 다이스를 통해 용융된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 압출하고, 압출되어 나오는 EVA 시트의 하면에 별도의 롤로부터 각각 공급되는 유리섬유와 상기 접착성 적층필름을 순서대로 접착되도록 한 다음 공냉시켜 복합 EVA 시트를 얻고, 상기 복합 EVA 시트의 하부층, 즉 상기 접착성 적층필름에 고무화아스팔트를 함침시킨 후 공냉시켜 일정 길이로 절단하거나 고무화아스팔트에 이형필름을 부착하여 롤로 권취한다.
본 발명의 방수시트를 구성하는 EVA 시트는 투명성을 가져서, 방수 작업에 있어 인접하는 방수시트들을 이음 작업시 이음부의 접합 상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 하자 예상 부위를 미리 확인 점검할 수 있도록 하고, 따라서 방수시트의 접합부 시공의 품질 관리 및 작업성과 신뢰성 개선에 현저한 기여를 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상부의 EVA 시트와 하부의 고무아스팔트 시트 사이에 유 리섬유 외에 접착성 다층 적층필름이 개재되어 방수층간 결합력이 현저히 향상되고 방수성과 내구성이 뛰어난 방수시트를 제공할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의하면, 서로 다른 재질로 된 다층의 적층필름을 EVA 시트와 고무아스팔트층 사이에 제공하여, 적층필름에서 최상층의 필름과 상부의 EVA 시트, 및 최하층의 필름과 하부의 고무아스팔트 사이의 접착력을 각각 극대화할 수 있을 뿐 아니라, 적층필름의 각 층이 방수 접착층으로서의 다양한 기능을 수행하여 전체 방수시트의 방수재로서의 기능이 최적화될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 방수시트는 각각의 시트 특성을 최대한 활용하여, 상부의 EVA 시트 및 하부의 고무화아스팔트 시트로 인한 이중의 완벽한 방수효과를 얻을 수 있고, 시공작업이 간편한 방수시트를 제공할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 복합 시트 방수재는 도 2에 도시된 바와 같이, 위로부터 EVA 수지로 구성되는 상부 시트(10), 유리섬유(20), 접착성 적층필름(30) 및 하부 고무화아스팔트 시트(40)로 구성된다.
상기 접착성 적층필름(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 위로부터 EVA 접착 제 1 필름층(31), 제 2 필름층(32), 제 3 필름층(33), 제 4 필름층(34) 및 아스팔트 접착 제 5 필름층(35)으로 구성된다.
상기 접착성 적층필름(30)은 160 내지 170℃의 온도에서 3 레이 다이(도시되지 않음)를 통해 제 1 필름층(31) 내지 제 3 필름층(33)을 각각 압출하여 3겹 적층하고, 마찬가지로 2 레이 다이(도시되지 않음)를 통해 제 4 필름층(34) 및 제 5 필름층(35)을 각각 압출하여 2겹 적층한 다음, 상기 1차 3겹 필름과 2차 2겹 필름을 코팅하여 공냉시킴으로써 제조된다.
이 때 필름의 변형 방지를 위하여 180℃ 이상으로 온도가 상승하지 않도록 주의하여야 하며 필름의 텐션은 약하게 하여야 한다.
이렇게 제조된 접착성 적층필름(30)을 롤에 권취하여 EVA 시트(10)와의 결합을 위한 라인으로 이동한다.
도 4a에서와 같이 압출기의 다이스를 통해 용융된 EVA 수지를 압출하고, 압출되어 나오는 EVA 시트(10)의 하면에 별도의 롤로부터 각각 공급되는 망사 형태의 유리섬유(20)와 상기 접착성 적층필름(30)이 차례로 접착되도록 한 다음 공냉시켜 복합 EVA 시트(50)를 얻는다.
도 4b는 도 4a에 따라 얻어진 복합 EVA 시트(50)를 이용하여 본 발명의 방수시트를 제조하는 공정을 도시하는데, 상기 복합 EVA 시트(50)의 하부층, 즉 상기 접착성 적층필름(30)의 제 5 필름층(35)에 고무화아스팔트(40)를 함침시킨 후 공냉시켜 일정 길이로 절단하거나 고무화아스팔트 시트(40)에 이형필름(도시되지 않음)을 부착하여 롤로 권취한다.
상기 고무화아스팔트(40)는 공지 방법에 따라, 예를 들어 아스팔트와 SBS 열가소성 고무를 첨가제(예, 프로세스오일) 및 충진제(예, 탄산칼슘)와 배합함으로써 얻어지는 것을 사용한다.
이렇게 얻어진 본 발명의 방수시트의 결합상태를 SEM(주사전자현미경)으로 관찰한 결과, 하부의 고무화아스팔트 시트(40)와 접착성 적층필름(30), 상기 접착성 적층필름(30)과 유리섬유(20) 및 EVA 시트(10)가 거의 완전 일체화된 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 방수시트를 구성하는 접착성 적층필름(30)의 접합강도를 시험하기 위하여, EVA 시트 위에 고무화아스팔트 시트를 올려놓고 60℃의 건조로에 투입하여 1시간 동안 방치한 후 상온에서 1시간 이상 방치하고 규격대로 제작한 시편 A와, 마찬가지의 방법으로 상기 EVA 시트와 고무화아스팔트 시트 사이에 상기 접착성 적층필름(30)을 개재한 시편 B를 제작하여, KS F 4917에 의거 시트간 접합시험으로 접착력 시험을 실시하였다.
그 결과 시편 A의 경우 6.5 kgf/cm의 접합강도가 얻어졌으며, 시편 B의 경우 12.1 kgf/cm의 접합강도가 얻어졌다.
또한, EVA 시트, 유리섬유 및 고무화아스팔트 시트를 결합하여 규격대로 제작한 시편 C와, 상기 유리섬유와 고무화아스팔트 시트 사이에 상기 접착성 적층필름(30)을 개재한 시편 D를 제작하여, 시트간 박리시험을 실시한 결과, 시편 C의 경우 쉽게 박리되는 반면 시편 D의 경우 박리되지 않음을 확인할 수 있었다.
도 5a 및 도 5b는 이러한 박리시험 결과를 보여주는 사진이다.
이러한 결과로부터, 본 발명의 방수시트는 EVA 시트, 유리섬유 및 고무화아스팔트 시트로 구성되는 종래의 방수시트에 비하여, 유리섬유와 고무화아스팔트 시 트 사이에 접착성 적층필름이 개재됨으로써 접착강도가 현저히 개선되어 종래 기술에 나타나는 바와 같은 시트층간 박리 및 그로 인한 방수기능의 저하 및 방수구조의 부실과 같은 문제점이 극복될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 방수시트를 방수 공사현장에서 시공시 방수시트들의 이음부 접합은 공지의 방법에 따라 행할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 EVA 복합시트의 개략적인 단면도임.
도 2는 본 발명에 따른 적층필름을 포함하는 방수시트의 구성을 개략적으로 보여주는 단면도임.
도 3은 도 2의 방수시트를 구성하는 접착성 적층필름(30)의 적층구조를 도식적으로 도시한 단면도임.
도 4a는 본 발명에 따라 복합 EVA 시트를 제조하는 공정을 도시함.
도 4b는 도 4a에 따라 얻어진 복합 EVA 시트를 이용하여 본 발명의 방수시트를 제조하는 공정을 도시함.
도 5a 및 도 5b는 종래 기술에 따른 방수시트와 본 발명의 방수시트의 박리시험 결과를 보여주는 사진임.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : EVA 시트 20 : 유리섬유
30 : 접착성 적층필름 40 : 고무화아스팔트 시트
50 : 복합 EVA 시트
31 : EVA 접착 제 1 필름층 32 : 제 2 필름층
33 : 제 3 필름층 34 : 제 4 필름층
35 : 아스팔트 접착 제 5 필름층

Claims (6)

  1. 위로부터 EVA 수지로 구성되는 상부 시트, 유리섬유, 접착성 적층필름 및 하부 고무화아스팔트 시트로 구성되며, 상기 접착성 적층필름은 위로부터 중밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 1 필름층, 저밀도 또는 초저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 2 필름층, 메탈로센 폴리에틸렌으로 구성되는 제 3 필름층, 폴리카보네이트로 구성되는 제 4 필름층 및 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성되는 제 5 필름층을 적층하여 구성된 것을 특징으로 하는, 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트.
  2. 삭제
  3. 압출기의 다이스를 통해 용융된 EVA 수지를 압출하고, 압출되어 나오는 EVA 시트의 하면에 별도의 롤로부터 각각 공급되는 유리섬유와 접착성 적층필름을 순서대로 접착되도록 한 다음 공냉시켜 복합 EVA 시트를 얻고, 상기 복합 EVA 시트의 접착성 적층필름의 하부에 고무화아스팔트를 함침시킨 후 공냉시켜 일정 길이로 절단하거나 고무화아스팔트에 이형필름을 부착하여 롤로 권취하는 것으로 구성되며,
    상기 접착성 적층필름은 위로부터 중밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 1 필름층, 저밀도 또는 초저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 2 필름층, 메탈로센 폴리에틸렌으로 구성되는 제 3 필름층, 폴리카보네이트로 구성되는 제 4 필름층 및 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성되는 제 5 필름층을 적층하여 구성된 것을 특징으로 하는, 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 접착성 적층필름은 3 레이 다이(lay die)를 통해 상기 제 1 필름층 내지 제 3 필름층을 구성하는 각각의 재료를 압출하여 적층함으로써 3겹의 1차 필름을 얻고, 2 레이 다이를 통해 상기 제 4 필름층 및 제 5 필름층을 구성하는 각각의 재료를 압출하여 적층함으로써 2겹의 2차 필름을 얻은 다음, 상기 1차 필름과 2차 필름을 코팅함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는, 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트의 제조방법.
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