KR100962573B1 - 열 차단 및 단열성능을 갖는 도막방수재 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건축분야에서 광범위하게 사용되고 있는 도막방수재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 단열 도막방수재는 아크릴 고무계 에멀젼 또는 변성 아크릭우레탄 고무계 에멀젼 30 내지 60중량부, 소포제 0.5 내지 1.5중량부, 분산제 0.3 내지 1.0중량부, 물 10 내지 15중량부, 충진제 20 내지 30중량부, 세라믹 구형 중공체분말(hollow ceramic microspheres) 10 내지 30 중량부, 무기질 미세안료(nanosized inorganic colorant) 0.1 내지 0.5중량부로 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 도막방수재는 나노사이즈의 무기질 안료와 세라믹 구형 중공체 분말을 함유하여 피막을 치밀하게 하므로서 단열성을 향상시켜 저탄소형 에너지절감형 도막방수재로 될 수 있으며, 또한 이를 이용한 도막방수 공법은 각각의 방수층이 독립된 방수기능을 발휘하면서 VOC함유량을 극소화시켜 친환경적이며 뛰어난 열 차단 성능을 부여하여 건물의 내구성을 향상시키고 유지 관리비의 절감과 이산화탄소의 발생을 줄일 수 있는 유용한 발명이다.
방수재, 시공방법, 단열, 나노세라믹, 아크릴.

Description

열 차단 및 단열성능을 갖는 도막방수재 및 그 제조 방법{Waterproofing membranecomposition, manufacturing method thereof}
본 발명은 건축분야에서 광범위하게 사용되고 있는 도막방수재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 용도에 따라 이중 또는 삼중 복합 단열 방수시스템을 적용하여 방수성을 더욱 향상시킬 수 있고, 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOC)의 함유량을 극소화시켜 환경 친화적이며, 열 차단 성능을 부여하여 냉·난방기기 사용의 감소로 인해 에너지를 절감하여 건축물의 유지 관리비를 절약할 수 있고 또한 이산화탄소(CO2)의 배출량을 줄일 수 있는 친환경 나노사이즈의 안료 및 세라믹분말 함유 복합 단열 도막방수재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건축 구조물의 옥상이나 상부 슬라브 등의 콘크리트 구조물의 방수를 행하기 위해 전통적인 방수공법으로서 일반적으로 냉공법을 이용한 도막 방수를 시행하며 이를 위해 사용되는 방수재로는 시멘트나 규사, 기타 골재를 주체로 하고 여기에 에틸렌비닐수지나 아크릴수지를 혼합한 무기질계 탄성 도막방수재, 아크릴수지를 주체로 하고 여기에 무기질 충진제와 분산제 등을 혼합하여 만든 아크릴 에멀젼 고무계 도막방수재, 아스팔트를 유화시켜 합성고무를 배합시킨 고무화 아스팔트계 도막방수재, 폴리에스테르나 폴리에테르에 이소시안산 등으로 고분자화한 프레폴리머를 주체로 하고 여기에 무기질 충진제와 안정제, 착색제를 혼합하여 만든 우레탄 고무계 도막방수재, 아크릭 고무계 에멀젼에 가교제를 첨가하여 프리믹스(free mix)한 우레탄 고무계 프레폴리머를 유화, 분산, 반응시킨 다음 여기에 무기질 충진제, 분산제, 착색제 등을 넣어 만든 에멀젼형 변성아크릭우레탄 고무계 도막방수재, 포리머 시멘트계 도막방수재 등이 있으며, 이들 도막방수재의 주체에 미세 중공체 분말을 혼합하여 만든 단열 도막방수재 등이 제안되어 있다.
그러나, 상기한 종래의 도막방수재들은 입자 사이즈 5 내지 25㎛의 일반 무기안료와 세라믹 중공체 분말을 이용한 제품으로, 이들 도막 방수재는 주로 시공 현장에서 일정 비율대로 배합되어 교반된 후 콘크리트 슬라브 바탕 면에 고무헤라, 로울러, 스프레이 등으로 수회 적층 도포되어 방수층을 형성하여 왔던 것으로, 이러한 종래의 방수재 및 이를 이용한 도막방수 공법은 특히 유색색상에서의 단열성능의 차이가 심하여 원하는 수준의 도막방수층을 얻지 못하여 만족스럽지 못하였다는 문제점이 있다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위해여, 대한민국 특허출원 제2005-0035915호는 "단열방수패널과 이것을 이용한 방수장치 및 그 시공방법"을 제안하고 있다. 상기 발명은 "강성을 가지면서 판상의 몸체를 갖는 지지대가 하부에 구비되 고, 상기 지지대 상부에는 방수재질로 구성되며 그 일측면이 상기 지지대의 측면보다 더 돌출되게 연장된 날개를 갖는 방수부재가 부착되고, 상기 지지대와 방수부재 사이에는 단열재가 개재되게 구성되며, 시공장소의 바닥에 복수 개가 사방이 밀착되게 시공되고 상기 날개가 인접된 방수부재와 접착고정되는 단열방수패널;몸체의 길이방향 상부에 안내부재가 돌출되고 이 안내부재가 상기 단열방수패널을 설치장소의 지정된 위치에 안내할 수 있도록, 시공장소의 바닥에 고정설치되는 복수 개의 고정블록;상기 시공된 각 고정블록과 단열방수패널 사이의 경계부에 밀폐되게 접착고정되어 그 경계부를 방수처리하는 방수시트;상기 단열방수패널을 관통하여 설치되고, 시공장소 바닥의 팽창공기를 외부로 배출안내하는 통풍수단; 및상기 시공된 단열방수패널, 고정블록, 방수시트가 매립되도록 그 상부에 도포된 후 건조되어 시공면 전역을 상도처리하는 도막방수제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수장치"를 개시하고 있다. 또한, 동 특허출원 제2005-0113248호는 "탄성 및 인장강도가 향상된 이성분계 환경친화형폴리우레탄 방수재"를 제안하고 있으며, 상기 발명에 따르면, 탄성 및 인장강도가 향상된 이성분계 환경친화형 폴리우레탄 방수재는 작업자의 건강 및 주변 대기 환경에 미치는 환경을 최소화할 수 있고, 자기평활성이 우수하므로 종래의 폴리우레탄 방수재와는 달리 주제와 경화제의 혼합시 별도의 용제를 혼합하여 사용할 필요가 없으며, 경화후의 도막특성이 우수하며, 블리딩(bleeding) 현상이 거의 일어나지 않으므로 상부 보호 몰타르층이 오염될 염려가 현저히 저하되는 효과가 있는 동시에 방수재의 탄성 및 인장강도가 향상되는 효과가 있고, 공지된 기술보다 공정이 간단해지고 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다고 기술하고 있다.
그러나, 상기한 발명과 같이 최근 가장 광범위하게 사용되고 있는 우레탄 고무계 방수재는 이음매 없는 방수층의 형성과 뛰어난 탄성, 방수성 등의 장점이 있으나, 방수층이 자외선에 의한 변색 및 노화 현상으로 내후성이 떨어지며 통기성이 없어 슬라브 건물이 구조적으로 포함하고 있는 수증기의 팽창에 의한 들뜸 현상을 방지하기 위하여 부가적으로 탈기문제를 해결해야 하는 문제점이 있다.
부가하여, 상기한 후자 발명의 우레탄 방수재의 경우, 우레탄 특성상 바탕면의 함수율이 7%이하에서만 시공이 가능하나, 최근 엘리뇨 현상등 기후변화로 인해 강수량이 많아지고 장마기간이 길어져 바탕면이 습해져있는 상황에서 우레탄 방수재를 사용할 경우 습윤면의 접착성, 수증기 통기성의 문제로 인해 방수재를 가장 많이 사용하는 시기인 장마철 전후의 무리한 시공으로 인한 하자가 많이 발생되고 있는 실정이다.
더욱이, 상기 종래의 도막방수재는 석유 화학 제품으로서 폴리올 TDI와 같은 대기 환경오염을 유발하는 각종 미반응 단량체(monomer) 및 휘발성 유기화합물(VOC)과 기타 유해물질을 다량 함유하여 장시간 동안 대기중으로 방출됨으로서 인체에 극히 유해한 폐해를 끼친다는 문제점도 있다. 또한, 이들 방수재는 통상적으로 가소제를 사용하기 때문에 3 내지 5년이 경과하면 가소제가 증발하고 이 가소제가 빠져나간 도막은 탄성을 잃고 경화하여 부풀거나 크랙이 발생하는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 우레탄 방수재의 문제점 외에도 아스팔트계 방수재, 시트 방수재, 몰탈 방수재들은 사계절 온도변화에 따른 바탕면의 표면 온도차가 90 내지 100℃ 정도로 극심하여 수축과 팽창에 따른 건축물의 내구연한 단축은 물론 냉·난방기기 사용의 증가로 에너지 비용이 늘어나며 이산화탄소의 배출량 증가를 가져와 환경오염과 지구온난화에도 영향을 미치고 있다. 또한, 상기한 종래의 아크릴 고무계 도막방수재, 에멀젼형 변성아크릭우레탄 고무계 도막방수재, 우레탄 고무계 도막방수재, 고무화 아스팔트계 도막방수재 등은 위와 같은 단점을 부분적으로 개선했으나, 궁극적으로 방수기능 외의 시대가 요구하는 친환경성, 열 차단성능, 에너지 절감성능, 이산화탄소 배출 절감성능 같은 문제는 해결하지 못하고 있는 실정이며, 최근 단열성을 부여하기위해 30 내지 100㎛ 크기의 미세중공체 분말을 혼합하여 단열 도막방수재로 활용하고 있는 도막방수재가 소개되고 있으나 마이크로미터 크기의 입자가 큰 무기질안료(micrometer size inoganic pigment)를 다량사용하여 백색 이외의 유색 색상에서는 단열성능의 저하되어 바람직하지 못하다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하여 우수한 단열성능을 가지면서 들뜸현상이 방지될 수 있어 언제라도 시공이 가능하며, 더욱이 휘발성 유기화합물의 함유량을 극소화시켜 환경 친화적이며 열 차단 성능을 부여하여 에너지를 절감하고 이산화탄소의 배출량을 줄일 수 있는 친환경 나노사이즈의 안료 및 세라믹분말 함유 복합 단열 도막방수재를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 우수한 특징을 갖는 친환경 나노사이즈의 안료 및 세라믹분말 함유 복합 단열 도막방수재를 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단열 도막방수재는;
아크릴 고무계 에멀젼 또는 변성 아크릭우레탄 고무계 에멀젼 30 내지 60중량부, 소포제 0.5 내지 1.5중량부, 분산제 0.3 내지 1.0중량부, 물 10 내지 15중량부, 충진제 20 내지 30중량부, 세라믹 구형 중공체분말(hollow ceramic microspheres) 10 내지 30 중량부, 무기질 미세안료(nanosized inorganic colorant) 0.1 내지 0.5중량부로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 도막방수재는 동결방지제 1 내지 2중량부와 증점제 0.4 내지 1.5중량부를 더 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 충진재는 탄산칼슘 또는 이산화티탄임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 세라믹 구형 중공체분말은 입자 사이즈(size)가 30 내지 100㎛이며 열전도도가 0.1W/m/K이고, 상기 무기질 미세안료는 입자 사이즈가 15 내지 25nm인 것임을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 단열 도막방수재의 제조방법은;
아크릴 고무계 에멀젼 또는 변성 아크릭우레탄 고무계 에멀젼 30 내지 60중량부에 소포제 0.5 내지 1.5중량부, 분산제 0.3 내지 1.0중량부 및 물 10 내지 15중량부를 넣고 교반하는 단계;
상기 혼합물을 교반하면서 탄산칼슘, 이산화티탄 20 내지 30중량부를 넣고 30분 간 교반하면서 분산시키는 단계;
상기 분산물에 입자 사이즈(size) 30 내지 100㎛이고 열전도도 0.1W/m/K인 세라믹 구형 중공체분말(hollow ceramic microspheres) 10 내지 30 중량부와 입자 사이즈 15 내지 25nm인 무기질 미세안료(nanosized inorganic colorant) 0.1 내지 0.5중량부를 부가하고 20분 간 교반하면서 분산시키는 단계; 및
상기 분산물에 동결방지제 1 내지 2중량부와 증점제 0.4 내지 1.5중량부를 넣고 10분 간 교반 후 진공 탈포 공정을 행하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 나노세라믹 도막방수재와 도막방수공법은 저탄소형이며 에너지절감형으로, 슬라브의 구조체와 동질의 시멘트계 수경성 무기질 도막방수재를 하도 프라이머로 처리하여, 실리카나 산화알미늄 같은 무기질이 모체의 공극 속으로 깊숙이 침투하도록 하여 바탕면과의 접착성을 향상시키고, 20 내지 30% 정도의 함수율에서도 시공이 가능하여 년 중 시공일수를 획기적으로 늘릴 수 있었으며, 수증기 통과성이 우수하여 통기성을 보유함으로 따로 통기구를 설치 할 필요가 없다.
또한, 본 발명의 일 구성에 따른 상도방수재인 상기 저탄소형 에너지절감형 나노세라믹 도막방수재는 에멀젼형 변성아크릭우레탄 고무계 수지 또는 아크릴 고무계 에멀젼형 수지를 주체로하여 15 내지 25nm 사이즈의 무기질 미세안료와 입자 사이즈가 30 내지 100㎛이고, 열전도도가 0.1W/m/K인 알루미늄 실리케이트(Alumino silicate)를 주성분으로한 미세한 세라믹 구형 중공체 분말을 첨가하여 입자분포가 nm에서 ㎛까지 고루 분포하게 하여 피막형성이 치밀해져 복사열을 방사시켜 단열성을 향상시킬 수 있다. 상기 나노사이즈 미세 안료와 세라믹 구형 중공체 분말은 단열의 메카니즘에서 중요한 두 요소 즉, 반사율과 방사율을 결정한다. 일사반사율(Total Solar Reflectance)은 단열 방수재에서 단열성을 발휘하는 최대 요소로서 금속 지붕재들의 여름철 표면 온도가 70 내지 90℃로 높아지는데 본 발명에 따른 저탄소형 에너지절감형 나노세라믹 도막방수재를 사용하면 30 내지 40℃로 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 장파방사율(Emissivity)은 가시광선 이상의 긴 파장인 적외선의 열을 피막의 표면에서 방출하는 현상으로 0 내지 100%로 표시하며 수치가 높을수록 효과가 높다. 본 발명 저탄소형 에너지절감형 나노세라믹 도막방수재를 사용하여 94%이상의 복사열을 방사시키는 것으로 나타나 결과적으로 20 내지 60%의 냉방에너지를 절감할 수 있어 저탄소형 에너지절감형 도막방수재 1mm 도포는 폴리우레탄폼 25mm, 폴리스치렌폼 40mm의 효과를 나타낼 수 있다. 일반적으로, 분말의 입자가 nm 수준으로 작아지면 상대적으로 입자표면적이 폭발적으로 커지는데 거대해진 표면적과 미세한 결정효과로 열 전달을 방해하고 입자분포가 nm에서 ㎛까지 고루 분포하여 피막형성이 치밀해 복사열을 방사시켜 차단한다. 본 발명의 또 다른 특징은 통상 백색이 열차단과 열 반사효과가 탁월하나 종래의 단열방수재는 ㎛ 입 자크기의 다량의 무기질 안료를 사용함으로 인해 유색 색상에서 단열성능이 만족스럽지 못한 상황이었으나 본 발명에 따른 도막재는 열 전도율이 낮은 나노사이즈의 무기질 안료를 사용하여 나노사이즈의 무기질 미세안료가 가시광선 파장(380 내지 780nm)보다 작은 입경을 가지고 있기 때문에(일반 안료 입자 사이즈는 5 내지 25㎛임) 색 순도가 높아 소량의 첨가만으로도 색 재현성이 우수하여 기존의 단열 방수재가 갖지 못했던 유색의 칼라에서도 우수한 단열 효과를 얻을 수 있고, 세라믹 구형 중공체 분말의 융점(melting point)이 1200℃ 내지 1800℃ 정도로 대단히 높아 제품의 난연성도 개선했으며 가소제를 사용하지 않아 피막이 건조 후에도 지속적인 고무상 탄성을 유지하도록 했다. 따라서 다음의 실시예에서 알 수 있는 바와 같이 우수한 단열성을 부여하여 냉·난방 기기사용의 감소로 에너지를 절감하며 건물의 유지 관리비를 절약할 수 있고, 사계절의 극심한 온도차에 의한 내구연한을 연장 시킬 수 있으며 이산화탄소(CO2)발생량도 줄일 수 있다. 참고로, OECD 2030년 환경전망보고서(OECD Environmental Outlook to 2030)에 의하면 온실가스 배출량이 2030년에는 37%, 2050년에는 52% 각각 증가 할 것으로 예상하고 있는데, 본 발명의 효과중 하나인 이산화탄소의 발생량 감소는 시대가 요구하는 환경오염과 지구온난화에 대응 할 수 있는 차세대 저탄소형 에너지절감형 나노세라믹 도막방수재 및 방수공법이라 말할 수 있을 것이다. 또한, 에멀젼형 변성아크릭우레탄 고무계 수지 또는 100% 아크릴에멀젼 고무계 수지를 사용함으로서, 종래의 우레탄 고무계 도막방수재의 단점인 내자외선성과 내후성을 향상 시켰으며, 각 방수층의 휘발성 유기 화합물(VOC) 함유량을 환경부가 고시한 친환경 기준치 이하로 극소화시킬 수 있다. 즉, 최근 환경부는 환경친화형 도료의 기술 개발을 유도하고 도시 오존 오염을 효과적으로 저감하기위해 수도권 대기관리권역에서 공급 판매되는 도료에 대한 휘발성 유기 화합물(VOC)의 2010년 함유기준을 강화한 “수도권 대기환경에 관한 특별법 시행규칙”을 개정 공포한다고 밝힌바 있는데, 여기에서 명시한 수성 방수 바닥재류의 VOC 함량 기준이 40g/ℓ인 점을 감안하면 상기 본 발명에 따른 나노세라믹 도막방수재와 이를 이용한 방수공법이 친환경에 대한 적합성은 뛰어나다고 할 수 있겠다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 도막방수재는 나노사이즈의 무기질 안료와 세라믹 구형 중공체 분말을 함유하여 피막을 치밀하게 하므로서 단열성을 향상시켜 저탄소형 에너지절감형 도막방수재로 될 수 있으며, 또한 이를 이용한 도막방수 공법은 각각의 방수층이 독립된 방수기능을 발휘하면서 VOC함유량을 극소화시켜 친환경적이며 뛰어난 열 차단 성능을 부여하여 건물의 내구성을 향상시키고 유지 관리비의 절감과 이산화탄소의 발생을 줄일 수 있는 유용한 발명이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 보다 자세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
고형분이 56%인 아크릴 고무계 에멀젼 48.5중량부에 합성라텍스용 액상 소포제로 0.9중량부와 분산제로 폴리메타인산소다 0.3중량부, 물 8.5중량부를 넣고 1200rpm으로 교반하면서 무기질 충진제로 탄산칼슘과 이산화티탄 20.7중량부를 넣고 30분간 분산 시킨다.
상기 분산액에 입자사이즈가 75㎛이고 열전도도가 0.1W/m/K인 세라믹 구형 중공체분말(hollow ceramic microspheres) 18.2중량부와 입자사이즈가 20nm인 무기질 미세안료 0.3중량부를 넣고 800rpm으로 20분간 분산한 다음 동결방지제로 에틸린글리콜 1.5중량부, 아크릴 증점제 1.1중량부를 넣고 10분 정도 교반한 다음 70cm/Hg의 압력으로 진공 탈포시켜 나노사이즈의 무기질 착색제와 세라믹 구형 중공체 분말을 이용한 저탄소형 에너지절감형 나노세라믹 도막방수재를 제조한다.
실시예 2
아크릴 고무계 에멀젼 대신에 고형분이 60%인 변성 아크릭우레탄 고무계 에멀젼을 사용하는 외에는 실시예 1과 동일하게 하여 나노세라믹 도막방수재를 제조하였다.
실시예 3
저탄소형 에너지절감형 나노세라믹 도막방수재의 방수도막 시공:
먼저, 피착면을 청소한다. 통상 방수공사 하자발생의 80% 이상이 청소불량에 기인하므로 고압 세척기나 그라인더를 사용하여 꼼꼼히 처리한다. 피착면은 청결하고 견고해야하며 먼지나 시멘트 부스러기 등을 반드시 제거한다.
다음으로, 하지정리가 끝나면 프라이머로서 하도방수재(시멘트계 수경성 무기질 도막방수재)를 도포한다. 자세하게는 아크릴에멀젼, 물, 시멘트를 1:1:2.5의 비율로 혼합하여 슬러리를 만든다. 에멀젼양이 많아지면 비경제적이고 물과 시멘트의 양이 많아지면 물성이 떨어지므로 배합비를 준수해야 함이 바람직하다. 4ℓ의 아크릴에멀젼과 4ℓ의 물을 18ℓ의 프라스틱 통에 넣고 12kg의 시멘트를 서서히 넣어가며 전동 믹서기로 덩어리가 완전히 풀릴 때까지 섞는다. 이렇게 만들어진 슬러리를 붓이나 전용 브러쉬를 사용하여 상기 청소된 피착면에 도포한다. 코너 및 죠인트, 모서리 부분은 붓으로 정성껏 도포하고 수직면은 최소 50cm 이상 도포한다. 도포량은 피착면의 함수율에 따라 다르나 보통 0.5 내지 1.5kg/m²이며 건조시간은 0.5 내지 3시간이다.
상기 공정에 의한 하도방수재가 완전히 건조되면 중도방수재(무기-유기계 에멀젼형 도막방수재)를 도포한다. 에멀젼인 A제(13kg)와 파우더인 B제(5kg)로 나뉘는데 이를 18ℓ통에 넣고 역시 전동믹서기로 덩어리가 없어질때까지 잘 섞어 준다. 이렇게 배합된 중도방수재 슬러리를 붓이나 로라를 사용하여 도포한다. 도포량은 1 내지 2kg/m²이고 건조시간은 2 내지 3시간이다.
건조가 끝나면 상기 실시예 1에 따라 얻어진 본 발명의 상도방수재(저탄소형 에너지절감형 나노세라믹 도막방수재)를 도포한다. 상도방수재는 1 내지 2kg/m² 정도 도포하며 동시에 폴리에스텔 훼브릭 또는 화이바글라스를 부착한다. 폴리에스텔 훼브릭 또는 화이바글라스의 상도방수재가 건조되기전 충분히 젖은 상태에서 붓이나 로라를 사용하여 기포가 들어가지 않도록 평평하게 펴면서 겹치는 부분은 10cm이상 겹치게 부착한다. 건조 시간은 2 내지 3시간이다.
건조가 완전히 끝나면 마지막 상도작업으로 1 내지 2kg/㎡의 상도방수재를 도포하여 시공을 완료한다.
실험예 1
상기 실시예 3에 따라 시행된 하, 중도 및 상도 방수재의 휘발성 유기화합물의 함량의 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.
시험항목 단위 시 료 구 분 기준치 결과치 시험방법
VOC
함량		 g/ℓ 하도방수재
(시멘트계 수경성 무기질 막방수재)		 40g/ℓ 1.4 ISO11890-2
g/ℓ 중도방수재
(무기-유기계 에멀젼형 도막방수재)		 40g/ℓ 1.4 상동
g/ℓ 본 발명 상도단열방수재
(저탄소형 에너지절감형
나노세라믹 도막방수재)		 40g/ℓ 2.8 상동
실험예 2
상기 실시예 1에 따라 얻어진 본 발명의 단열 방수재와 공지의 다른 방수재에 대해 한여름철 8월 23일에 각각의 방수재를 도포한 샘플을 햇볕에 노출시킨 후 표면 온도를 측정하여 그 결과를 도 1에 나타냈으며, 각 방수재의 표면 온도를 도 2에 나타냈다.
또한, 실시예 3에 따른 단열 방수공법과 종래의 비단열 방수 공법에 의해 60㎡의 골슬레이트 지붕에 각각 시공하고 시간 경과에 따른 온도를 각각 측정하여 다음 표 2에 나타냈으며, 너비 680cm, 길이 1,760cm, 높이 500cm의 건물에 대해서도 각각 실시예 3에 따른 단열 방수공법과 종래의 비단열 방수 공법에 의해 시공하고 시간 경과에 따른 온도를 각각 측정하여 다음 표 3에 나타냈다.
(단위:℃)
시간 외부기온 본 발명
방수공법		 비 단열
방수공법		 온도차
12:00 34.2 37.6 54.9 17.3
12:30 33.9 36.1 54.2 18.1
13:00 33.1 35.7 53.6 17.9
13:30 34.0 36.3 54.2 17.9
14:00 30.7 34.2 52.4 18.2
14:30 33.3 36.2 53.6 17.4
15:00 34.6 36.8 54.9 18.1
15:30 32.4 35.4 52.3 16.9
(단위:℃)
시간 외부기온 본 발명
방수공법		 비 단열
방수공법		 온도차
12:00 34.2 32.4 39.2 6.8
12:30 33.9 31.8 39.1 7.3
13:00 33.1 30.7 37.9 7.2
13:30 34.0 32.6 39.7 7.1
14:00 30.7 29.3 36.7 7.4
14:30 33.3 32.7 39.6 6.9
15:00 34.6 33.9 41.5 7.6
15:30 32.4 31.6 37.3 5.7
상기 표에서 알 수 있는 바와 같이 골슬레이트 지붕 표면 온도차는 최고 18.2℃이며, 건물 내 온도차는 최고 7.6℃까지 나타난다.
실험예 3
상기 실시예 1에 따라 얻어진 열 차단 성능을 가진 저탄소형 에너지 절감형 나노세라믹 도막 방수재, 종래의 2액형 우레탄계 도막방수재(a사), 1액형 우레탄계 도막방수재(b사), 고무화 아스팔트계 방수재(c사), 무기질 탄성 도막방수재(d사)에 대해 각각 방수 공법에 대한 특성 및 물성 평가를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법으로 평가하고 그 결과를 표 4에 나타냈다.

항 목 		실시예 1 2액형 우레 고무계도막방수재 1액형 우레탄
고무계도막방수재		 고 무 화 아스팔트계 도막방수재 무기질 탄성
도막방수재
지촉건조시간 1~2시간 10~20시간 5~10시간 5~10시간 1~2시간
습윤면의접착 사용가능 불가능 불가능 가능 가능
통 기 성 있음 없음 없음 없음 있음
저장 안정성 1년 6개월 6개월 1년 1년
독 성 취 기 거의없음 독성있음 취기있음 거의없음 거의없음
가소제사용여부 사용 안함 사용함 사용함 통상 사용함 사용안함
자외선에
의한변색
(500HR)		 합격 불합격 불합격 불합격 합격
내후성촉진
폭 로 시 험
(1000HR)		 합격 불합격 불합격 불합격 합격
고 무 탄 성 탄성 탄성 탄성 탄성 탄성
세 척 제 물 유기용제 유기용제 물 물
친 환 경 성
(VOC함량 기준40g)		 우수 불합격 불합격 우수 우수
열 차단성능 우수 없음 없음 없음 없음
에너지절감성능 우수 없음 없음 없음 없음
이산화탄소
배출 절감성능		 우수 없음 없음 없음 없음
난 연 성 우수 없음 없음 없음 우수
실험예 4
상기 실시예 3의 시공공법에 따른 하도, 중도 및 상도 방수재의 각각의 성능을 검사하여 다음 표 5 내지 7에 타나냈다.
시험항목 단위 기준치 결과치 시험방법
부착강도 N/㎠ 80 이상 125 KS F 4918 : 2003
내잔갈림성 - 이상없음 이상없음 KS F 4918 : 2003
흡 수 량 g 2.0 이하 1.5 KS F 4918 : 2003
압축강도 N/㎠ 1000 이상 2053 KS F 4918 : 2003
시험항목 단위 기준치 결과치 시험방법
부착강도 N/㎠ 80 이상 139 KS F 4918 : 2003
내잔갈림성 - 이상없음 이상없음 KS F 4918 : 2003
흡 수 량 g 2.0 이하 1.3 KS F 4918 : 2003
압축강도 N/㎠ 1000 이상 2184 KS F 4918 : 2003
시험항목 단위 결 과 치 시험방법
저장한도 ℃ 5~32 (밀폐상태로 18개월) -
비 중 lb/gal 12.1 -
사용온도 ℃ 5~41(실내), 2~54(실외) -
건조시간 일 온도25℃, 습도40%에서 지촉건조 1~4시간 완전경화 7일 -
두 께 mils 40~45 -
신 장 율 % 53 ASTM D-412
인장강도 psi 2210 ASTM D-412
수증기 투과성 perms 3-5 ASTM D-1653
방공팡이성 - 이상없음 ASTM G-21
방 균 성 - 이상없음 ASTM G-29
내 염 성 - Class A ASTM E-108
내염기성 이상없음 ASTM B-117
고 형 분 % 66.9 -
저온 신축성 ℃ -15~180 유연성 -
도 1은 방수재를 도포한 샘플을 햇볕에 노출시킨 후 표면 온도를 측정한 사진이고,
도 2는 각 방수재의 표면 온도를 나타내는 그래프이고,
도 3은 본 발명에 따른 방수공법의 시공 단면도이다.

Claims (4)

  1. 아크릴 고무계 에멀젼 또는 변성 아크릭우레탄 고무계 에멀젼 30 내지 60중량부, 소포제 0.5 내지 1.5중량부, 분산제 0.3 내지 1.0중량부, 물 10 내지 15중량부, 충진제 20 내지 30중량부, 세라믹 구형 중공체분말(hollow ceramic microspheres) 10 내지 30 중량부, 무기질 미세안료(nanosized inorganic colorant) 0.1 내지 0.5중량부로 구성되되,
    상기 세라믹 구형 중공체분말은, 입자 사이즈(size)가 30 내지 100㎛이며 열전도도가 0.1W/m/K이고,
    상기 무기질 미세안료는, 입자 사이즈가 15 내지 25nm인 것임을 특징으로 하는 단열 도막방수재.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도막방수재는 동결방지제 1 내지 2중량부와 증점제 0.4 내지 1.5중량부를 더 포함함을 특징으로 하는 단열 도막방수재.
  3. 삭제
  4. 아크릴 고무계 에멀젼 또는 변성 아크릭우레탄 고무계 에멀젼 30 내지 60중량부에 소포제 0.5 내지 1.5중량부, 분산제 0.3 내지 1.0중량부 및 물 10 내지 15 중량부를 넣고 교반하는 단계;
    상기 혼합물을 교반하면서 탄산칼슘, 이산화티탄 20 내지 30중량부를 넣고 30분 간 교반하면서 분산시키는 단계;
    상기 분산물에 입자 사이즈(size) 30 내지 100㎛이고 열전도도 0.1W/m/K인 세라믹 구형 중공체분말(hollow ceramic microspheres) 10 내지 30 중량부와 입자 사이즈 15 내지 25nm인 무기질 미세안료(nanosized inorganic colorant) 0.1 내지 0.5중량부를 부가하고 20분 간 교반하면서 분산시키는 단계; 및
    상기 분산물에 동결방지제 1 내지 2중량부와 증점제 0.4 내지 1.5중량부를 넣고 10분 간 교반 후 진공 탈포 공정을 행하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 단열 도막방수재의 제조방법.
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