KR101457804B1 - 토목용 다층 복합 방수시트 - Google Patents

토목용 다층 복합 방수시트 Download PDF

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KR101457804B1
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윤윤모
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Abstract

본 발명은 EVA 또는 LLDPE와 EVA 혼합층으로 구성되는 판상의 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층과, 상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층되며, 나일론 필름으로 구성되는 판상의 방수층과, 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층되는 판상의 이축연신필름층을 포함하며, 상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층, 방수층, 이축연신필름은 상호 합지되어 하나의 시트로 일체화된 것을 특징으로 하는 토목용 다층 복합 방수시트를 제공한다. 본 발명에 따르면, 방수시트의 두께를 줄임으로써 중량을 대폭 감소시키면서도 방수성과 인장강도를 유지할 수 있어 시공 및 운반이 용이하고 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

토목용 다층 복합 방수시트 {Multilayered waterproof sheet for engineering construction}
본 발명은 방수시트에 관한 것으로서, 상세하게는 시공성과 방수성이 우수하면서도 경량화된 다층 방수시트를 제안한다.
터널 내부, 건물 옥상이나 지하 주차장 등에는 누수를 방지하기 위해 방수공사를 시행하며, 시공 편의상 일정 규격의 방수시트를 바닥면에 펼쳐 설치하는 시트방수 공사가 널리 채택되고 있다.
방수시트는 주요 재료에 따라 여러 종류가 있으나, EVA, HDPE, 폴리우레탄, PVC 등 합성고분자계 플라스틱 재료로 제작된 방수시트가 많이 이용된다. 합성고분자계 방수시트는 보통 신장률이 크기 때문에 건축물 모체의 균열 또는 거동에 대한 추종성 및 순응성이 양호하고 내후성 내열성 등 충분한 내구성이 있어 통상 시트방수에 채택되어 사용되고 있다.
그러나, 큰 신장률 때문에 외기의 온도변화에 민감하게 대응하여 수축·팽창이 잘 일어나 접합 부위가 손상되어 쉽게 떨어지는 경우가 발생된다. 이는 방수시트의 방수성능을 떨어뜨리는 원인이 되었다. 즉, 방수시트의 접합 부위가 수축 및 팽창 정도가 크고 수축 및 팽창이 지속적으로 반복되면 방수시트는 접합부 부착성능을 상실하게 되며 균열에 의한 파손이 생기기 쉬웠다. 또한, 방수시트는 기본 방수시트 이외에 시공 현장에서 별도의 필터를 방수시트 표면에 부착하거나 시공면에 필터를 먼저 시공한 후 방수시트를 결합하고 있다.
이와 같은 기존의 방수시트는 충분한 방수 성능과 시공 후의 내구성을 유지하기 위해 일정한 두께 이상으로 형성되어야 하고, 배수 기능을 위하여 중량이 큰 필터층이 요구되는 등의 한계가 있었다. 방수 성능을 유지하기 위해 두껍게 형성하는 경우 방수시트 자체의 중량으로 인하여 운반이 어렵고 시공 과정에서도 많은 노력이 필요하여 전체적인 시공 기간을 연장시키는 문제를 유발하였다. 특히 고중량의 필터층은 방수시트 시공의 어려움을 가중시키고 있다.
한편, 방수 뿐만 아니라 배수가 요구되는 시공 현장, 예를 들어 골프장 하부 배수, 폐기물 매립지, 터널 시공면 등에서는 방수시트의 방수성과 더불어 배수 기능이 매우 중요하다. 즉, 방수 조건이 가혹한 시공 현장에 부응하기 위하여 방수시트의 배수 능력의 발전이 크게 요구되고 있다. 그러나, 기존의 방수시트는 자체의 중량만으로도 시공이 어려우며, 배수 기능을 위하여 또 다른 부가층을 형성할 경우 시공성이 더욱 저하되는 문제가 있다.
방수시트의 방수 성능을 유지하면서도 전체적인 중량을 경감시키기 위해서는 방수시트 두께를 줄이거나 새로운 재질의 시트를 구현하는 등의 시트 설계가 필요하지만, 이 경우에도 중량 경감으로 인하여 방수시트의 물리적인 강도가 저하될 우려가 있기 때문에 전체적인 성능이 유지되는 기능성 방수시트의 개발이 어려운 실정이다.
그러나 건축물이나 토목 구조물의 기능 및 가치가 더욱 고도화되고 발전하는 상황에서 방수시트의 시공성 향상과 더불어 다양한 기능이 부가된 차세대 방수시트의 보급이 절실이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 시공성과 방수성이 우수한 새로운 방수시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 중량이 경감되면서도 인장 강도가 우수한 방수시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 배수가 용이하고 내구성이 우수한 방수시트를 제공하는 것이다.
기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 또는 LLDPE(linear Low Density Polyethylene)와 EVA 혼합층으로 구성되는 판상의 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층과, 상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층되며, 나일론 필름으로 구성되는 판상의 방수층과, 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층되는 판상의 이축연신필름층을 포함하며, 상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층, 방수층, 이축연신필름은 상호 합지되어 하나의 시트로 일체화된 것을 특징으로 하는 토목용 다층 복합 방수시트를 제공한다.
상기 이축연신필름층은 폴리프로필렌(Polypropylene) 필름 또는 PET(polyethylene terephthalate) 필름을 사용할 수 있고, 상기 상부 열접합 보호층 또는 하부 열접합 보호층의 표면에는 필터층이 더 결합될 수 있다.
상기 상부 열접합 보호층 또는 하부 열접합 보호층 표면에는 에어캡 또는 엠보싱이 형성된 배수유도층이 더 부가되어 있으며, 이 경우 상기 배수유도층의 표면에는 필터층이 더 결합되는 것이 바람직하다.
상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에는 필요에 따라 방수층 또는 이축연신필름층이 2층 이상 적층될 수 있고, 상기 방수시트는 일측단에 형성되는 삽입부와 방수 시트의 다른 측단에는 형성되는 수용부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 방수시트의 두께를 줄임으로써 중량을 대폭 감소시키면서도 방수성과 인장강도를 유지할 수 있어 시공 및 운반이 용이하고 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 방수시트간의 접합성이 우수하여 대면적의 방수시트 시공에 유리하고, 시공 기간 단축 및 시공 비용 절감이 가능하다. 특히 에어캡이나 엠보싱 형상의 배수유도층을 부가함으로써 배수 유도를 위해 사용되는 필터층의 두께를 줄일 수 있어 방수시트의 경량화를 증진시킬 수 있다. 따라서 대면적의 방수시트를 대량 생산하거나 대량 시공하는데 유리하며, 각종 건축물 및 토목 구조물에서 방수 시공의 품질을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방수시트를 보인 사시도 및 단면 확대도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방수시트를 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방수시트를 보인 단면도.
도 4a 및 4b는 본 발명의 또 다른 실시예로서 배수유도층을 보인 단면도 및 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서 배수유도층이 상면과 하면에 결합된 방수시트를 보인 단면도.
도 6은 방수시트의 양단에 수용부와 삽입부가 형성된 예를 보인 단면도.
도 7은 본 발명의 방수시트의 제조 공정을 보인 순서도.
본 발명은 토목용 다층 복합 방수시트로서 성능 및 목적이 다른 박막 형태의 필름을 합지시켜 일체화한 새로운 방수시트를 제안한다.
불투수성이 우수한 나일론(Nylon) 필름을 방수층으로 포함시킴으로써 경량화 및 박형화가 가능하며, 이러한 조건하에서도 기존 제품 대비 동등 이상의 방수 성능 발현이 가능하다. 또한, 경량화된 방수시트에 중간 기재로서 이축연신필름을 포함 시킴으로써 기존 제품 대비 동등 이상의 인장 강도 발현이 가능하다. 또한, 에틸렌계열, 예를 들어 LLDPE 또는 EVA 필름층으로 보호층을 형성함으로써 방수시트의 유연도 및 열 접합 성능을 향상시킬 수 있다.
그 결과, 기존 제품 대비 경량화가 가능하여 방수시트의 운반 및 시공이 용이하고 경제적으로 우수한 방수시트 제조 및 시공이 가능하게 된다.
이하, 도면을 참조하며 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 기술적 특징을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 방수시트를 보인 사시도 및 부분 단면도이다. 본 발명의 방수시트(100)는 상부와 하부에 열접합 보호층(110a, 110b)이 있고, 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 방수층(120)과 이축연신필름층(130)을 포함한다.
상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층은 예를 들어 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 또는 LLDPE(linear Low Density Polyethylene) 및 EVA 혼합층으로 구성되는 판상의 필름으로 형성할 수 있다. 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층은 내부의 방수층과 이축연신(biaxially Oriented Polypropylene: BOPP)필름층을 보호하는 한편, 열접합이 용이한 재질로 형성함으로써 인접한 방수시트간의 접합이 가능하다. 따라서 별도의 접합 수단을 필요로 하지 않거나 다른 접합 수단이 부가되는 경우에는 접합 성능을 배가시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 대면적의 방수시트를 시공 현장 상황에 맞게 재단하는 경우에도 인접한 방수시트간의 용이한 접합이 가능하다.
필요에 따라 상부 열접합 보호층과 하부 열접합 보호층 중 어느 하나만 방수시트에 포함시킬 수도 있다. 방수시트 전체 두께 및 중량을 고려하여 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층은 각각 0.01 ~ 2.0mm의 두께로 형성할 수 있다.
상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층되는 방수층은 각 층이 합지된 복합 방수시트에서 실질적인 방수 기능을 담당하는 층으로서 본 발명에서는 나일론 필름으로 구성되는 판상의 방수층을 사용한다. 나일론 필름으로 방수 기능을 담당함으로써 전체적인 방수시트의 두께를 감소시키면서도 방수시트의 방수 성능 저하를 방지할 수 있다. 그 결과, 기존의 상용 제품과 동일하거나 우수한 방수성을 유지한 채로 방수시트의 경량화가 가능하여 운반 및 시공이 용이해지는 장점이 있다.
나일론 필름층은 방수시트 전체 두께 및 중량을 고려하여 0.01 ~ 2.0 mm의 두께로 형성할 수 있으며, 단일층으로 형성할 수도 있고, 후술하는 바와 같이 여러층으로 복합화시키는 것도 가능하다.
상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에는 또한 판상의 이축연신필름층이 적층되어 일체화된다. 이축연신필름층은 방수층으로서 나일론 필름을 사용함에 따라 방수시트 전체 두께가 감소하는 것과 관련하여 방수시트의 인장 강도가 저하되는 것을 방지하며, 이축연신필름층이 부가됨으로써 방수시트의 물리적 강도 및 내구성을 증진시킬 수 있다.
상기 이축연신필름층은 예를 들어 상용화된 폴리프로필렌(Polypropylene) 이축연신 필름이나 PET(polyethylene terephthalate) 필름을 사용할 수 있고, 방수시트 전체 두께 및 중량을 고려하여 0.01 ~ 2.0 mm의 두께로 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 방수시트는 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층, 방수층, 이축연신필름은 상호 합지되어 하나의 시트로 일체화되며, 전체적인 두께가 줄어들고 경량화되면서도 방수성과 인장 강도는 기존 제품 대비 그대로 유지되거나 향상된다.
또한, 본 발명에 따른 복합 방수시트는 필요에 따라 내부 기능층의 수를 달리하여 시공 현장의 특성에 맞게 변형시킬 수도 있다. 예를 들어 도 2a에서와 같이 인장 강도가 특히 요구되는 경우 이축연신필름층(130a, 130b)을 여러층 부가하여 형성할 수 있다. 또한, 방수 기능이 강조되어야 하는 시공 현장에서는 예를 들어 도 2b에서와 같이 방수층(120a, 120b)을 더 부가하여 형성할 수 있다. 이 경우 방수층이나 이축연신필름층 상호간의 적층 순서는 시공 목적 또는 제조 공정의 필요에 따라 달라질 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방수시트를 보인 것으로, 방수시트의 일면에 필터층(150)이 부가된 것을 볼 수 있다. 이러한 필터층은 방수시트 표면을 보호하는 목적 이외에 방수시트 표면에 배수유로를 형성하여 배수 기능을 강화하는 목적으로 사용될 수 있다. 상기 필터층은 예를 들어 상부 열접합 보호층 또는 하부 열접합 보호층의 표면에 부착하여 결합될 수 있고, 필요에 따라 방수시트 양면에 모두 형성하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서, 방수시트의 방수 기능을 강화하고 내구성을 증진시키는 한편, 시공된 방수시트의 배수 기능을 향상시키기 위하여 배수유로층을 더 부가할 수 있다. 도 4a를 참조하면, (각 기능층이 합지되어 복합화된) 방수시트(100) 일면에 에어캡 또는 엠보싱이 형성된 배수유도층(160)이 더 결합되어 있는 것을 볼 수 있다. 배수유도층은 예를 들어 상부 열접합 보호층 또는 하부 열접합 보호층 표면에는 열융착 등의 방식으로 결합될 수도 있고 열접합 보호층과 일체화된 형태로 제조될 수도 있으며, 필요에 따라 도 5에 도시한 바와 같이 방수시트의 양면에 모두 형성하는 것도 가능하다.
배수유로층이 방수시트 표면에 형성된 경우 상기 배수유도층의 표면에는 필터층이 더 결합되는 것이 바람직하다.
배수유로층의 에어캡(160b) 또는 엠보싱은 도 4b에 도시한 바와 같이 판상의 시트의 표면에 균일한 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 에어캡의 배치 형태는 도 4a 및 5에 도시한 바와 같이 필터층(150, 150a, 150b)이 에어캡 상면에 결합됨으로써 필터층과 에어캡 사이의 내부 공간에 배수유로를 제공한다. 이러한 배수유로는 방수시트가 시공된 영역에서 발생할 수 있는 침출수의 유도 배수로로서 활용되어 시공된 방수시트의 방수성을 크게 향상시키며, 시공 후 장기간이 경과한 후에도 방수시트의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 배수유로층에 형성된 에어캡 또는 엠보싱은 그 자체로 방수시트 시공시 발생되는 하중 및 시공 후 작용되는 응력으로부터 방수시트를 보호하며, 필터층은 방수시트에 전달될 수 있는 외부 유입물질을 차단함과 더불어 에어캡 및 방수시트를 보호하는 이중의 기능을 갖는다.
한편 배수유로층 상면에 접착되거나 결합되는 필터층은 개별 에어캡(또는 엠보싱) 사이의 상부에 배치되어 일정 수준 이상의 장력을 발생시키는데, 이러한 장력은 외부에서 첨단부를 지닌 이물질 및 기타 이물질이 방수시트 표면으로 가해지는 응력을 저지하며, 그 결과 방수시트를 보다 견고하게 보호할 수 있다.
본 발명에 따른 방수시트는 그 자체로서 열접합 보호층이 구비되어 인접하는 방수시트간의 접합을 통한 결합이 가능하다. 이와 더불어 또는 보조적으로 다른 결합 수단을 포함할 수도 있다. 도 6을 참조하면, 방수시트의 일측단에 삽입부(170a)가 형성되어 있고, 방수 시트의 다른 측단에는 수용부(170b)가 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 방수시트의 양측단에 형성된 수용부 및 결합부는 방수시트를 인접한 다른 방수시트와 시트 표면에 평행한 방향으로 결합시킬 수 있으며, 단면 구조가 화살 모양의 삽입부와 수용부로 형상화되어 있으나 여러가지 다양한 형태로 변화될 수도 있다.
본 발명에 따른 다층 복합 방수시트의 제조 공정을 도 7을 참고하여 설명한다. 방수시트를 구성하는 각각의 기능층은 고유의 압출기 및 T-Dies를 통해 동시 또는 시간을 구분하여 제조될 수 있다.
먼저, 각 기능층의 원료를 펠릿(Pellet) 형상으로 압출기에 투입하여 실린더내부에서 용융시킨다(단계 S110). 용융된 원료는 스크류를 통해 압출기 후방으로부터 전방으로 이동시켜 판형 성형을 위한 T-Dies에 투입한다(단계 S120).
각 기능층 별로 판상의 시트가 완성되면 각 기능층을 적층 순서에 맞게 합지하여 일체화되도록 결합한다(단계 S130). 이 과정에서 각 기능층간의 결합력을 강화시키기 위해 각각의 층에 접착용 수지나 접착 원료를 포설하는 과정이 추가될 수 있다.
적층 및 결합이 완료되면 일체화된 방수시트를 인접하여 상호 대응하는 방향으로 회전하는 복수개의 냉각롤러에 투입시켜 냉각 공정을 진행하고(단계 S140), 냉각이 완료된 다층 복합 방수시트를 와인더를 통해 규정된 규격으로 권취하는 마무리 단계를 수행한다(단계 S150).
이러한 복합화 단계 후에 필요에 따라 후속적으로 방수시트의 일면에 배수유로층을 형성하거나 필터층을 결합하는 공정이 추가될 수 있다.
실시예
LLDPE와 EVA를 혼합하여 각각 판상의 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층을 0.1mm 두께로 형성하였다. 나일론 재질로 0.15 mm 두께의 판상의 방수층을 형성하고, 폴리프로필렌 재질의 판상의 이축연신필름층을 0.15 mm 두께로 형성하였다.
형성된 방수층과 이축연신필름층을 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층시켜 일체화한 후 총 4층으로 구성되는 0.5 mm 두께의 복합 방수시트를 완성하였다.
완성된 방수시트 표면에는 후속적으로 에어캡이 형성된 배수유로층과 저중량 필터층을 순차적으로 결합하였다.
비교예
비교를 위하여 LLDPE 재질의 판상의 방수시트를 1.0 mm 두께로 형성하였다. 형성된 방수시트는 표면에 후속적으로 400g/㎡ 중량의 필터층을 추가 결합하였다.
실시예와 비교예에 따른 방수시트의 중량을 측정한 후, 방수 기능 및 인장 강도 등의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 비교예
두께 (mm) 0.5 1.0
방수층 중량 (g/㎡) 450 940
완제품 중량 (g/㎡) 700 1430
인장강도 동일 수준
방수층의 중량은 실시예의 경우 총 4층의 복합 방수시트를 기준으로 한 것이며, 완제품 중량은 본 발명의 실시예에서는 에어캡이 형성된 배수유로층과 저중량 필터층이 추가된 형태에 대해 측정하였고, 비교예는 1.0mm 방수시트 표면에 400g/㎡ 필터층이 추가된 형태에 대한 결과이다.
본 발명의 실시예에 따른 방수시트의 경우 전체적인 두께와 중량이 줄어든 반면, 방수성능에는 문제가 없었다. 또한, 비교예의 방수시트와 동일한 수준의 인장강도를 보였다.
이러한 결과로부터 본 발명에 따른 방수시트는 경량화된 시트로서 운반 및 시공이 더욱 효과적일 뿐만 아니라 방수성, 내구성 등이 우수하여 방수시트 제조 및 시공 기간 및 비용 단축에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
100:방수시트 110a,110b:열접합 보호층
120:방수층 130:이축연신필름층
150:필터층 160:배수유도층
170a:삽입부 170b:수용부

Claims (7)

  1. EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 또는 LLDPE(linear Low Density Polyethylene)와 EVA 혼합층으로 구성되는 판상의 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층과,
    상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층되며, 나일론 필름으로 구성되는 판상의 방수층과,
    상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에 적층되는 판상의 이축연신필름층을 포함하며,
    상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층, 방수층, 이축연신필름은 상호 합지되어 하나의 시트로 일체화된 것을 특징으로 하는
    토목용 다층 복합 방수시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이축연신필름층은 폴리프로필렌(Polypropylene) 필름 또는 PET(polyethylene terephthalate) 필름인 것을 특징으로 하는 토목용 다층 복합 방수시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 열접합 보호층 또는 하부 열접합 보호층의 표면에는 필터층이 더 결합되어 있는 토목용 다층 복합 방수시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 열접합 보호층 또는 하부 열접합 보호층 표면에는 에어캡 또는 엠보싱이 형성된 배수유도층이 더 부가되어 있는 토목용 다층 복합 방수시트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배수유도층의 표면에는 필터층이 더 결합되어 있는 토목용 다층 복합 방수시트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부 열접합 보호층 및 하부 열접합 보호층 사이에는 방수층 또는 이축연신필름층이 2층 이상 적층되어 있는 토목용 다층 복합 방수시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방수시트의 일측단에 형성되는 삽입부와 상기 방수 시트의 다른 측단에는 형성되는 수용부를 포함하는 토목용 다층 복합 방수시트.
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