KR100948190B1 - 저수조 라이닝용 복합 폴리에틸렌 판재 및 이를 이용한 저수조 라이닝 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강성의 재질과 접착의 용이성 및 위생성을 확보하는 복합 PE판재를 제조하고, 상기 복합 PE판재를 이용하여 저수조 내부를 라이닝하는 접착시공방법에 관한 것으로, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지 50~90중량%와 석회석분말 또는 패각분말 10~50%중량을 용융하여 강성을 갖도록 구성되는 PE판재; 상기 PE판재 상부에 라미네이팅으로 합지되는 PE필름; 상기 PE판재 하부에 열융착으로 합지되는 부직포;로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 PE판재 및 PE판재를 저수조 내부에 고정시키는 콘크리트 저수조 라이닝 시공방법에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지와 탄산칼슘을 소정비율로 용융하여 강성의 PE판재를 제조하는 단계; 상기 PE판재의 상부에는 PE필름을 합지하고, 하부에는 부직포를 합지하여 3중으로 중첩되는 복합 PE판재를 제조하는 단계; 상기 복합 PE판재를 일정한 규격의 타일 형태로 재단하는 단계; 상기 콘크리트 저수조 내벽면에 접착제를 도포하거나 상기 복합 PE판재의 부직포에 프라이머 접착조성물을 도포하는 단계; 상기 콘크리트 저수조에 상기 복합 PE판재를 부착하여 고정하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 저수조 라이닝 시공방법이다.

PE판재, 저수조, 라이닝, 접착제, 접착시공, 타일

Description

저수조 라이닝용 복합 폴리에틸렌 판재 및 이를 이용한 저수조 라이닝 방법{The mixed PE sheet and its adhesive method for lining of water tank}

본 발명은 콘크리트 구조물로 구성되는 저수조 내부의 라이닝에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 라이닝을 위한 재료로 PE판재를 이용하되, 접착제를 이용한 시공방법을 위해 강성의 재질과 접착의 용이성 및 위생성을 확보하는 복합 PE판재를 제조하고, 상기 복합 PE판재를 이용하여 라이닝하는 접착시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 저수조는 일정량의 물을 저장하여 주거용 아파트나 빌딩 등과 같이 생활용수의 사용이 요구되는 건축물에 용수를 공급할 수 있도록 구성되는 것으로, 최근 물의 사용량이 늘어나고 아파트나 공동주택 등이 대량 신축됨에 따라 음용수의 저장공간으로 지하저수조가 많이 설치되며 광역 및 지방상수도의 배수지는 점차 대형화되어 가고 있는 추세이다.

상기한 저수조는 그 재질에 따라 스테인리스수조, SMC수조, FRP수조, 콘크리트수조 등으로 분류되는데 통상 콘크리트로 구성되는 것이 일반적이며, 물이 담겨지는 특성상 내면에 방수처리는 필수적으로 요구된다.

기존에는 콘크리트의 벽체에 위생성과 방수처리를 하기 위해 에폭시 페인트가 보편적으로 활용되어 왔으나 시간이 경과되면 에폭시 페인트성분에서 유해물질이 용출되고 방수층이 박리되어 수질오염의 직접적인 원인이 되었다. 이에 대한 대안으로 저수조의 내벽면에 물을 저장하면서 누수를 방지하기 위한 라이닝 작업을 실시하는데, 상기 라이닝 작업의 재료로는 PE(PolyEthylene), SMC, 스테인리스 등이 사용되며 최근에는 유리를 이용한 라이닝 작업까지 공지되어 있다.

PE와 SMC는 벽체에 앙카와 핀 등의 고정구를 이용하여 고정하는 방법으로 설치되고 스테인리스와 유리는 판재가 갖는 강성으로 인해 접착조성물에 의한 접착설치가 가능하다.

상기 라이닝 재료로 이용되는 스테인리스는 크롬, 니켈 등이 함유된 금속판재로 표면이 매끄러워 위생성은 보장되나 저수조에 투입되는 염소에 의해 부식가능성이 높고, 특히 판재의 두께가 평활성 때문에 최소 1.5mm 이상이 되어야 하나 원자재의 가격이 높아 경쟁력이 없으며, 시공 중 부주의로 흠집이 생기면 향후 녹으로 연결된다는 문제점과 배면에 접착층을 형성하기 위해서는 외측 부위를 소폭 절곡해야 하는 추가 공정이 요구된다는 단점이 있다.

라이닝 재료로 유리가 사용될 경우에도 위생성과 디자인 측면에서의 이점은 있으나, 시공비가 높고 충격에 취약하여 저수조의 라이닝 재료로는 실용적이지 못한 단점을 갖고 있다.

또한 상기 스테인리스 및 유리는 콘크리트 벽체와의 융착이 불가능하여 실리콘 등을 이용한 마감 처리방법이 사용됨에 따라 이 또한 장기적인 관점에서 수밀성 과 저수조 내부 수질에 영향을 주는 부정적 요인이 된다.

이에 반하여 PE시트는 고밀도 폴리에틸렌 수지인 HDPE(High Density PolyEthylene)를 원료로 한 재료로 유해물질이 용출되지 않고 염소에 의한 내식성과 썩지 않는 내구성을 갖추고 있으며, 접합부에 대한 열융착이 가능하여 음용수 저장에 가장 위생적이고 적합한 재질로 평가받고 있다.

PE시트를 이용한 일반적인 라이닝 방법은 평균 4mm 두께의 일정한 크기로 절단된 PE시트를 콘크리트 내벽면에 밀착시킨 상태에서 상기 PE시트의 단부를 고정핀으로 고정시키고 상기 고정핀을 수용하도록 다른 PE시트의 단부를 중첩시킨 후, 중첩된 PE시트를 열풍기로 열융착시켜 시공을 완료하는데, 이는 PE시트가 갖는 유연성과 온도에 의한 수축율로 인한 단점들을 함께 내포하게 된다.

즉, 핀이나 앙카 등의 고정구에 의해 콘크리트 벽체가 손상되고 PE시트의 중첩부위에 따라 면이 매끄럽지 못하며, 콘크리트 저수조에 저장되는 물의 수위 변화가 열융착 부위 및 고정구에 유동되면서 상기 저수조의 내벽면과 PE시트의 밀착력이 저하됨과 동시에 상기 저수조 내부로 유입되는 침출수에 의해 상기 PE시트가 이탈되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 개선하기 위하여 본 발명에 앞서 공지된 등록특허 제10-0735884호(발명의 명칭:콘크리트 수조의 라이닝 구조 및 이의 시공방법)에서는 콘크리트 수조의 내벽면에 접착제의 접착이 용이하도록 형성되는 요철과; 상기 요철에 접착되어 PE시트의 부착을 안내하는 접착제와; 상기 접착제에 겹치지 않도록 일정간격 이격되게 면접촉되어 부착되는 다수의 PE시트와; 상기 다수의 PE시트 사이 를 마감하는 마감재로 구비된 시트부를 구성하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조의 라이닝 구조 및, 콘크리트 수조의 내벽면에 요철을 형성하는 요철성형단계와; 요철이 형성된 콘크리트 수조의 내벽면을 세척 및 건조시키는 세척건조단계와; 건조된 콘크리트 수조의 내벽면에 접착제로 도포하는 접착제도포단계와; 콘크리트 수조의 내벽면에 도포된 접착제에 PE시트를 부착하는 PE시트부착단계와; 부착된 PE시트를 건조 및 양생시키는 건조양생단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 수조의 라이닝 구조의 시공방법을 개시하였다.

그러나 상기한 발명에서는 작동모터의 동력으로 회전하는 요철돌기가 콘크리트 수조의 내벽면을 갈아내면서 요철을 형성시키고 상기 요철에 접착제를 도포한 후 PE시트를 접착시키도록 구성하는데, 상기한 방법은 현실적으로 시공이 난해하고 작업시간과 비용 및 노동력이 많이 소요되며 균일한 작업이 불가능하여 완벽한 라이닝 시공으로 처리할 수 없다는 한계가 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 저수조 라이닝 시공에 있어서 PE판재를 접착제 또는 접착조성물로 부착시키기 위해 평활성이 좋아지도록 고밀도 폴리에틸렌 수지에 탄산칼슘을 첨가하여 강성의 재질로 구성하고, 저수조의 내벽면에 접착과 시공을 용이하게 하는 부직포가 합지된 타일의 형태로 제작하여 상기 PE판재의 이탈 및 유동을 방지함으로써 안전하고 위생적인 저수조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지 50~90중량%와 석회석분말 또는 패각분말 10~50%중량을 용융하여 강성을 갖도록 구성되는 PE판재; 상기 PE판재 상부에 라미네이팅으로 합지되는 PE필름; 상기 PE판재 하부에 열융착으로 합지되는 부직포;로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 PE판재 및 PE판재를 저수조 내부에 고정시키는 콘크리트 저수조 라이닝 시공방법에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지와 탄산칼슘을 소정비율로 용융하여 강성의 PE판재를 제조하는 단계; 상기 PE판재의 상부에는 PE필름을 합지하고, 하부에는 부직포를 합지하여 3중으로 중첩되는 복합 PE판재를 제조하는 단계; 상기 복합 PE판재를 일정한 규격의 타일 형태로 재단하는 단계; 상기 콘크리트 저수조 내벽면에 접착제를 도포하거나 상기 복합 PE판재의 부직포에 프라이머 접착조성물을 도포하는 단계; 상기 콘크리트 저수조에 상기 복합 PE판재를 부착하여 고정하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 저수조 라이닝 시공방법이다.

본 발명에서는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지에 탄산칼슘을 혼합하여 순수한 연성의 PE시트에 비해 평활성이 좋은 강성의 재질로 제작함에 따라 콘크리트 저수조의 벽면에 접착이 용이한 타일의 형태로 시공할 수 있도록 한다.

따라서 접착이 완료되면 수압 및 외부 충격이나 온도차에 의해 탈리되지 않고 반영구적으로 부착되므로 녹물, 유해성 물질 등의 용출에 대한 우려에서 벗어나 위생적인 저수조를 라이닝 할 수 있고 시공방법의 신속성과 편의성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

저수조의 라이닝에 사용되는 일반적인 PE시트는 평균 3~6mm 의 두께를 사용하며, 온도차에 의한 수축율이 크고 평활성이 낮은 연성을 내포하는 합성수지이다. 그러나 본 발명에서는 PE판재를 저수조의 수압 및 물의 충격파에 의해서도 평상성이 유지되고 온도에 의한 수축율이 낮아지도록 평활성이 좋은 강성의 재질로 구성하며, 저수조 내벽면과의 접착과 시공이 용이하도록 미세요철을 형성하는 일정 규격의 타일 형태로 제작되어 라이닝 하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해서 고밀도 폴리에틸렌 수지인 HDPE 용융시 탄산칼슘 함량이 90중량% 이상을 갖고 입도 크기가 200~300 mesh인 석회석분말을 첨가하되, 상기 HDPE 수지와 석회석분말의 함량비율은 상기 석회석분말이 최대 50중량%를 초과하지 않도록 구성됨이 바람직하다.

PE판재에 강성의 특성을 더욱 향상시키기 위해서는 상기 제조과정에서 규사를 첨가할 수 있으며, 상기 규사는 이산화규소인 SiO₂를 주성분으로 하여 0.6mm 이하의 미세입도를 가진 것으로 한다. 상기 규사가 첨가될 시의 함량비율은 주성분인 HDPE 수지가 최소 50중량%이상을 차지해야 하고 석회석분말이 최대 30중량%를 초과하지 않도록 구성됨이 바람직하여 본 발명의 실시예에서는 HDPE 수지 50중량%, 석회석분말 30중량%, 규사 20중량%의 비율로 구성하였다.

또한 상기한 제조과정에서는 석회석분말을 자원재활용을 위해 소성된 패각분말로 대체하여 사용할 수 있는데, 탄산칼슘의 함량이나 입도 크기 및 첨가물과의 조성비 등에 대한 조건은 석회석분말의 것과 동일하다.

상기와 같은 첨가물을 혼용하여 강성 재질의 PE판재를 생산하기 위해서는 첨가물과 수지의 균일한 혼합이 매우 중요하기 때문에 혼합시 첨가물의 비중차로 인한 쏠림현상을 방지하기 위하여 그래뉼(Granule) 상태의 HDPE 수지 원료를 사용하고, 이를 컨베이어 상에서 일정하게 깔리게 한 후 석회석분말이나 패각분말 또는 추가되는 규사를 일정하게 살포하여 롤프레싱에 의해 압착하는 방법으로 제조하도록 한다.

상기와 같은 방법을 통해 기존의 순수한 PE시트에 포함된 연성의 재질을 평활성이 좋은 강성의 재질로 변환하여 콘크리트 저수조의 라이닝에 더욱 적합한 PE판재로 구성할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성 및 작용에 대해 더욱 상세하 게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 복합 PE판재(200)의 제조공정을 도시한 것으로, 저수조 라이닝을 위해 탄산칼슘 및 첨가물을 혼합하여 상기와 같은 평활성이 좋은 강성의 PE판재(100)로 구성하되, 저수조의 위생성을 더욱 강화하고 내부로의 접착과 시공을 더욱 용이하게 하기 위해 표면은 PE필름(110)을 라미네이팅으로 합지하고 배면은 부직포(120)를 열융착으로 합지하여 3중으로 중첩되는 일정 규격의 타일 형태로 제작되는 것을 특징으로 하고 있다.

도시된 바에 따라 그 과정을 설명하면, 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌 수지인 HDPE가 혼합된 박편을 호퍼(10)에 투입하고 투입된 혼합 박편이 모터(20)의 회전으로 용융기에서 사출된 후, 제1롤프레싱(30)에 의해 압축되면서 강성의 재질을 갖는 PE판재(100)가 성형되는 제1가공단계를 거친다.

성형된 상기 PE판재(100)는 다시 제2롤프레싱(40)으로 이동하여 제2가공단계를 거치는데, 상기 과정에서는 제2롤프레싱(40) 상부로 PE판재(100) 표면에 순수한 PE필름(110)을 라미네이팅으로 합지하고 하부로는 부직포(120)를 열융착으로 합지하는 과정이 동시에 진행되도록 구성한다.

상기한 상부의 라미네이팅 과정은 PE판재(100)의 표면을 순수한 PE필름(110)으로 얇게 코팅 처리하는 것으로 콘크리트 저수조에서 물과 접촉되는 표면을 매끄럽고 위생적으로 하기 위한 구성이며, 하부에 부직포(120)를 열융착하는 과정은 저수조와의 접합면으로 상기 부직포(120)에 형성된 섬유상 솜털이나 미세요철 홈으로 인해 넓은 접촉면적과 접착제에 의해 강한 접착력을 갖도록 하여 판재와 저수조의 접착을 용이하게 하기 위한 구성이다.

따라서 상기의 제2롤프레싱(40)을 거쳐 사출 성형되는 PE판재는 상, 하부에 PE필름(110)과 부직포(120)를 합지하여 3중으로 중첩된 복합 PE판재(200)로 구성되고, 냉각장치(50)와 재단장치(60)를 거쳐 소정 규격의 타일로 가공된다.

도 2는 상기한 과정을 거쳐 완성된 복합 PE판재(200)의 실시예를 저면도와 측면도로 도시한 것으로, 본 발명의 실시예에서는 가로 또는 세로의 길이를 30cm 와 90cm의 길이를 선택적으로 구성하여 규격화된 타일의 형태를 이루도록 하였으나, 콘크리트 저수조의 규모와 시공의 용이성에 따라 정사각이나 직사각의 다양한 규격의 형태로 재단할 수 있고, 필요에 따라서는 저수조 라이닝 시공 현장에서 요구되는 면적에 따라 규격화된 타일 형태의 복합 PE판재(200)를 직접 재단하여 시공할 수도 있다.

콘크리트 저수조에 접착되는 복합 PE판재(200)는 다수 개가 서로 인접하도록 라이닝 됨에 따라 도 2에서는 그 외측 둘레의 접합부가 서로 맞대기 접합이 되도록 평평하게 구성된 것임에 반하여, 도 3은 상기 외측 둘레의 접합부가 여러 형태로 제작되는 실시예를 개략적으로 도시한 측면도로써, 도 3a는 판재의 둘레 접합부에 대응하는 요철홈과 요철부를 구비하여 수평식으로 삽입되도록 형성된 것이며 도 3b는 좌상측은 볼록하고 우하측은 오목하게 형성하여 외측 둘레의 접합부가 수직방향으로 삽입되는 형태를 이루도록 구성된 것이다.

상기와 같은 형태의 외측 접합부 구성은 상기한 복합 PE판재(200) 제조공정의 마지막 가공 단계인 재단과정에서 형성되며, 콘크리트 저수조 내부로 인접하여 접착되는 복합 PE판재(200)의 결합을 더욱 견고하고 완벽한 조밀성이 확보되도록 하는 구성이 된다.

또한 3중으로 중첩된 복합 PE판재(200)는 콘크리트 저수조의 라이닝 시공과정에서 이물질이 묻거나 유해 물질로 오염되는 것을 방지하기 위해 표면에 비닐 랩을 부착시키고, 벽면에 라이닝 시공작업이 완료되면 상기 비닐 랩을 제거하도록 구성됨이 바람직하다.

상기한 과정과 구성으로 제조된 복합 PE판재(200)를 저수조 내부에 부착시키기 위해서는 접착제를 이용하는 라이닝 시공방법을 선택하여, 본 발명에서는 콘크리트 저수조 내벽면에 우레탄계 접착제나 에폭시계 접착제를 도포하여 직접 부착시키거나, 상기 복합 PE판재(200)의 부직포(120) 면에 프라이머 접착조성물을 도포한 후, 저수조 내벽면에 발라진 압착시멘트 및 접착 모르타르에 습식시공으로 부착시키는 방법으로 시공하도록 한다.

상기 프라이머 접착조성물은 우레탄계 접착제 40중량%, 시멘트 30중량%, 규사 30중량%의 비율로 구성하되, 상기 우레탄계 접착제 대신 에폭시계 또는 아크릴계 접착제를 사용할 수 있고 상기 규사는 주성분인 SiO₂를 96중량% 이상 함유하여 입도가 0.6mm 이하인 것으로 구성한다.

접착제 또는 접착조성물 등을 콘크리트 저수조 벽면이나 복합 PE판재(200)에 도포하여 부착시키는 단계에 있어서는 상기 복합 PE판재(200)에 합지된 부직포(120)에 섬유상 솜털이나 미세요철홈 등이 구비되어 접착력을 강화시키기 때문에 저수조와의 접착을 용이하게 하고, 타일 형태의 복합 PE판재(200)를 조밀하고 인접하게 부착하여 방수와 위생성이 확보되는 콘크리트 저수조 라이닝 시공을 마무리할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 복합 PE판재의 제조공정과 저수조 라이닝 시공방법을 개략적인 흐름의 블록도로 도시한 것으로, 도시된 흐름에 따라 콘크리트 구조물에 접착이 용이하여 저수조 라이닝에 효율적으로 시공될 수 있는 복합 PE판재(200)를 제조하고, 상기 제조된 복합 PE판재(200)를 신속하고 간편한 방법으로 내벽면에 라이닝 함으로써 견고한 방수처리와 위생성이 확보되는 저수조의 구성을 가능하게 한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 복합 PE판재의 제조공정 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 복합 PE판재의 저면도와 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 복합 PE판재의 실시예.

도 4는 본 발명에 따른 복합 PE판재 및 저수조 라이닝 시공과정의 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 호퍼

20. 모터

30. 제1롤프레싱

40. 제2롤프레싱

50. 냉각장치

60. 재단장치

100. PE판재

110. PE필름

120. 부직포

200. 복합 PE판재

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지와, 석회석분말 또는 패각분말을 용융하여 강성을 갖도록 구성되는 PE판재; 상기 PE판재 상부에 라미네이팅으로 합지되는 PE필름; 및 상기 PE판재 하부에 열융착으로 합지되는 부직포;를 포함하여 이루어지며, 일정한 규격의 타일 형태로 재단하여 구성되되,

   상기 PE판재는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지 50중량%와, 탄산칼슘 함량이 90중량% 이상이고 입도 크기가 200~300 mesh인 석회석분말 또는 패각분말 30 중량%와, 입도가 0.6mm 이하이고 SiO₂를 주성분으로 하는 규사 20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 저수조 라이닝용 복합 폴리에틸렌 판재.
4. 제3항에 따른 저수조 라이닝용 복합 폴리에틸렌 판재의 부직포에 프라이머 접착조성물을 도포하는 단계;

   상기 프라이머 접착조성물이 도포된 복합 폴리에틸렌 판재를 저수조의 벽에 부착하여 고정하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 저수조 라이닝용 복합 폴리에틸렌 판재를 이용한 저수조 라이닝 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 프라이머 접착조성물은 접착제 40중량%, 시멘트 30중량% 및 규사 30중량%의 비율로 구성되는 것을 특징으로 하는 저수조 라이닝용 복합 폴리에틸렌 판재를 이용한 저수조 라이닝 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 접착제는 우레탄계, 에폭시계 또는 아크릴계 접착제이고, 상기 규사는 주성분인 SiO₂가 96중량% 이상 함유되고 입도가 0.6mm 이하인 것을 특징으로 하는 저수조 라이닝용 복합 폴리에틸렌 판재를 이용한 저수조 라이닝 방법.

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