KR101582214B1 - 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재와 그 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 천연 역청을 포함하고 있는 분체 변성제를 사용하여 합성고무 및 무기질 필러, 고무배합유 등의 사용량을 감소시켜 고온안정성을 탁월하게 높일 수 있으며 내구성능을 향상시킬 수 있는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재와 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 스트레이트 아스팔트 35∼45 중량%; 프로세스오일 3∼10 중량%; 액상합성고무 10∼20 중량%; 천연역청이 함유된 광물질 분체 10∼20 중량%; 입도 325 MESH 이하의 경질 탄산칼슘 3∼10 중량%; 실리카 흄 3∼5 중량%; 입도 325 MESH 이하의 소석회 3∼5 중량%; 충전제 5∼15 중량%; 수용성 합성고무 라텍스 1∼3 중량%;를 포함한다.

Description

광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재와 그 제조방법{Modified asphalt waterproofing compositions using mineral powder}

본 발명은 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재와 그 제조방법에 관한 것으로, 제조공정상 아스팔트에 상용성이 떨어져 사용 할 수 없었던 개질제인 합성고무들을 아스팔트 개질에 맞게 재합성하여 첨가하고, 천연역청을 함유하는 광물질 분체의 배합에 의해 내후성, 내산성, 내유성, 내화학성이 우수하고, 모체 크랙에 대응하는 우수한 유연성 및 점착성능을 구비하도록 한 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 아스팔트계 방수재라 함은 스트레이트(Saturated), 아로마틱(Aramatic), 레진(Resin), 아스팔튼(Asphaltene)성분으로 구성된 침입도가 60~100 정도인 스트레이트 아스팔트에 합성고무, 합성수지으로 개질하여 내한성 및 내열성 등의 물리적 물성을 향상시킨 방수재로 고체형태, 유성의 액상 형태, 수성의 액상형태,또는 롤상의 시트형태의 방수재를 각종의 건축물 및 구조벽의 표면에 도포 또는 접착시켜 방수효과를 거두는 조성물을 지칭한다.

이러한 아스팔트계 방수재는 통상적으로 건축 및 토목 구조물의 옥상방수 및 외부방수, 지하구조물의 옹벽 내지 천장 방수 및 화장실, 욕실 및 베란다 등의 실내방수 또는 교면 방수 등을 위해 사용되고 있다.

최근에 사용되어지는 아스팔트계 방수재로는 부틸고무를 톨루엔 등의 유기용제에 희석하여 아스팔트와 필러 등을 혼합한 겔 형태의 매스틱 도막방수재, 아스팔트에 합성고무, 고무배합유, 점착부여수지와 무기필러 등을 혼합한 비경화형 도막방수재 또는 아스팔트에 개질제와 배합유 무기질 필러를 혼합하여 롤상의 시트로 제조되는 개량아스팔트 방수시트 등이 있는데 이들 중 개량아스팔트시트 방수재와 매스틱방수재가 많이 사용되고 있다.

아스팔트계 방수재는 180℃ 이상으로 가열한 스트레이트 아스팔트에 SBS(Stylene-Butadine-Stylene공중합체), 또는 SBR(Stylene-Butadine Rubber) 등의 개질제를 장시간 프로세스오일(나프텐, 파라핀, 아로마)과 함께 용융 분산시킨 후, 무기질 필러를 혼합하여 액상의 형태로 제조되는 도막방수재; 상기 제조된 액상의 도막방수재를 PET(Polyester)부직포 또는 PP(Polypropylene)직포를 중심기재로 이용하여 시트형태로 제조되는 개량 아스팔트 방수시트; 스트레이트아스팔트와 유화제를 혼합 유화시킨 후 수용성 합성고무(SB-LATEX, NR-LATEX, BR-LATEX)등을 혼합하여 제조되는 아스팔트계 도막방수재; 스트레이트 아스팔트에 유기용제를 혼합한 후 CR(클로로프렌 고무) BR(부타디엔고무), SBS 등의 합성고무를 혼합한 후 무기 필러를 투입하여 겔상태의 도막방수재로 제조하는 매스틱 방수재; 등이 있으며, 이러한 아스팔트계 방수재는 통상적으로 건축 및 토목 구조물의 옥상방수 및 외부방수, 지하구조물의 옹벽 내지 천장 방수 및 화장실, 욕실 및 베란다 등의 실내방수 또는 교면 방수 등을 위해 사용되고 있다.

또한, 비경화형 아스팔트계 도막 방수재는 아스팔트에 스티렌 계통의 중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 스티렌-부타디엔 라텍스 등을 혼합함으로써 아스팔트가 가질 수 없는 성질, 즉 우수한 신장율, 내균열성, 내한성 및 접합성 등을 가지도록 개질시킨 것으로, 이와 같이 비경화형 아스팔트계 도막 방수재는 신장율, 내균열성, 내한성 및 접합성이 우수한 장점이 있는 반면, 복원력이 약하며 내화학성, 내오존성 및 내자외선성이 약한 문제점이 있다.

특히, SBR을 주성분으로 하는 도막 방수재의 경우 내화학성, 내오존성 및 내자외선성이 약하여 장시간 각종 화학물질, 오존, 자외선에 노출될 경우 열화가 빨라질 수 있으며, 부틸 고무주성분으로 하는 매스틱형 도막 방수재의 경우 내한성(Freezing Resistance)이 약하여 주변 환경 변경에 변화에 능동적으로 대처하기 어려운 문제점이 있다.

이러한 매스틱형 도막 방수재의 문제점을 개선하기 위하여, 현재 일부 개선 대책들이 제안되고 있으나, 주변환경 변화에 대한 대책으로서는 한계가 있고, 방수재의 장수명화에 대한 대책으로서는 미흡하여 이에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.

종래 겔 형태의 아스팔트 도막방수재는(매스틱) 시공시 모체 크랙에 대응하여 침투 실링 효과를 기대하는 도막재들이 개발 되었으나 아스팔트의 단점인 상온 작업성 개선 등의 이유로 유기 용제나, 기타 액상의 오일(프로세스유)등을 다량 첨가할 경우 액화되어 건축물의 크랙을 타고 하층으로 이동하여 하층 오염 하자의 원인이 되고 있으며, 경화 후 다량의 무기필러 첨가로 석화되어 건축물 거동에 대응하지 못하는 단점이 발생되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

등록특허공보 등록번호 10-1371271(2014.03.03) 공개특허공보 공개번호 특2001-0110252(2001.12.12) 공개특허공보 공개번호 특2001-0107074(2001.12.07) 공개특허공보 공개번호 특2000-0055925(2000.09.15)

본 발명의 목적은 천연 역청을 포함하고 있는 분체 변성제를 사용하여 합성고무 및 무기질 필러, 고무배합유 등의 사용량을 감소시켜 고온안정성을 탁월하게 높이고 내구성능을 향상시킬 수 있는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 스트레이트 아스팔트 35∼45 중량%; 프로세스오일 3∼10 중량%; 액상합성고무 10∼20 중량%; 천연역청이 함유된 광물질 분체 10∼20 중량%; 입도 325 MESH 이하의 경질 탄산칼슘 3∼10 중량%; 실리카 흄 3∼5 중량%; 입도 325 MESH 이하의 소석회 3∼5 중량%; 충전제 5∼15 중량%; 수용성 합성고무 라텍스 1∼3 중량%;를 포함한다.

이와 같이, 본 발명은 클로로 설폰화 폴리 에틸렌, 폴리올레핀엘라스토머 성분이 포함되어있고 천연역청 분체가 포함되어 있어 화학안정성이 우수하고 용매 저항성이 향상되어 외부 환경 변화에 따른 산화 방지와 구조물 거동에 대한 저항성능이 우수하여 구조물 크랙에 대한 대응성이 향상되고 친수성을 부여하여 피착 습윤면에도 유연하게 대처하는 우수한 부착성능을 구비한다.

본 발명은 스트레이트 아스팔트의 단점인 노화능력 및 내후성능을 개선하여 내구성능이 우수하며 개량아스팔트 방수시트와 복합 시공이 가능하다.

본 발명은 제조공정상 아스팔트에 상용성이 떨어져 사용할 수 없었던 개질제인 합성고무들을 아스팔트 개질에 맞게 재합성하여 기존의 아스팔트 도막방수재에서 부여할 수 없었거나 다소 미흡한 성능을 구현할 수 있게 되었으며 인체에 무해하고, 또한 비수용성이므로 기온에 상관없이 사계절 시공이 가능한 효과가 있다.

본 발명은 클로로설폰화 폴리 에틸렌, 폴리올레핀 엘라스토머, SBS 등의 합성고무 및 수지의 결합으로 점,접착성능을 향상시켜 피착면과의 부착성능을 개선하는 효과가 있다.

본 발명은 유화제를 포함한 수용성 합성고무 첨가를 통해 친수성을 부여 습윤 피착면과의 부착성능을 개선하는 효과가 있다.

본 발명은 알루미늄, 바륨, 크롬, 마그네슘, 철 등의 무기원소를 포함하고 있는 천연역청 분체를 사용함으로써, 스트레이트 아스팔트의 산화 속도를 지연시켜 방수층의 내구성능을 향상시키는 효과가 있다

본 발명은 각각의 재료들의 배합에 따라 작업가능온도의 조절이 가능함으로써 각종 기후에서 사용이 가능하다.

본 발명은 과도한 가열에 따른 에너지소비를 줄일 수 있으며, 아스팔트와 합성고무를 혼합 가열시 고온에서 발생하는 유해가스 배출을 최소화할 수 있고, 클로로설폰화 폴리에틸렌 고무를 사용함으로써 유해한 유기용제가 필요없는 친환경성을 구비한다.

본 발명은 작업시 유해가스의 발생이 억제되고 화재를 예방함과 동시에 고온용융에 따른 급격한 산화 및 노화현상을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 콘크리트, 목재, 철재 등의 건설구조물의 방수에 모두 적용할 수 있다.

본 발명은 오랜기간 자연상태에서 퇴적, 변성된 천연 역청을 포함하는 광물질 분체가 혼합되도록 되어 있어, 광물질 분체에 포함된 천연역청에 의해 고점착 컴파운드 제조시 사용되는 아스팔트, 프로세스오일, SBS 등의 유기계 배합소재의 배합량을 줄일 수 있으며, 이를 통해 경제적으로 대량생산할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 블록예시도

본 발명은 스트레이트 아스팔트 35∼45 중량%, 프로세스오일 3∼10 중량%, 액상합성고무 10∼20 중량%, 천연역청이 함유된 광물질 분체 10∼20 중량%, 입도 325 MESH 이하의 경질 탄산칼슘 3∼10 중량%, 실리카 흄 3∼5 중량%, 입도 325 MESH 이하의 소석회 3∼5 중량%, 충전제 5∼15 중량%, 수용성 합성고무 라텍스 1∼3 중량%를 포함한다.

또한, 본 발명은 섬유 길이 0.1∼0.8㎜ 의 천연섬유 1∼3 중량%를 더 포함할 수 있다.

상기 스트레이트 아스팔트는 방수시트의 접착강도를 증가시키기 위하여 사용되는 것으로, 밀도(15℃) 1,000g/㎤ 이상이고, 인화점이 260℃ 이상이며, 연화점이 42∼50℃인 스트레이트 아스팔트를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 스트레이트 아스팔트는 침입도 80 내지 200인 스트레이트 아스팔트를 사용하는 것이 바람직하며, 침입도가 80 미만이면 아스팔트가 단단해지고 상온에서 반고체 상태를 유지하므로 기온이 낮은 지역에서는 깨질 수 있으며, 반대로 200을 초과하면 아스팔트가 견고하지 못하고 고체상태를 유지하기 힘들며 기온이 높은곳에서는 변형이 생길 수 있어 바람직하지 않다.

상기 액상합성고무는, 아스팔트와의 상용성 및 반응시간을 단축하고, 아스팔트의 저온 특성을 개질하기 위한 것으로, 클로로설폰화폴리에틸렌고무 25∼35중량%, 에틸렌비닐아세테이트 5∼15 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 5∼15 중량%, 폴리올레핀 엘라스토머 25∼35 중량%, 친환경 가소제 DOTP 15∼25 중량%를 140℃∼160℃로 가열된 혼합반응기에서 혼합되어 액상으로 제조되도록 되어 있다.

상기 클로로설폰화 폴리에틸렌고무(Chlorosulphonated polyethylene, CSM)는 인장성, 실온 및 저온성, 오존저항성 및 내열성을 향상시키기 위한 것으로, 폴리에틸렌에 염소와 아황산가스를 적정한 비율로 혼합 반응하여 가황 가능한 탄성체로 변화시켜 만든 합성고무의 일종으로, 단단한 폴리에틸렌을 다른 고무처럼 가공 및 가교될 수 있도록 반응성 가교점을 가진 고무로 변화시킨 것을 사용하며, 시중에 판매되고 있는 공지의 클로로설폰화 폴리에틸렌(Chlorosulphonated polyethylene, CSM)을 사용할 수 있다. 현재 시중에 판매되고 있는 클로로설폰화 폴리에틸렌(CSM)의 염소 함량은 24∼43% 범위 사이이고, 황의 함량은 약 1.0∼1.5% 범위이나, 주로 약 1.0%의 함량을 구비한다.

상기 에틸렌비닐아세테이트는 1차합성고무에 우수한 상용성 및 탄성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 내알칼리성, 내굴곡성, 내충격성이 좋고 무공해성을 구비하고 있으며, 반복 굽힘강도가 대단히 커서 폴리에틸렌에 비하여 항절력이 훨씬 강하고 충격을 가해도 꺽이지 않는 고무 탄성을 나타낸다. 이와 같은 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 통상의 상온 가교형 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 사용할 수 있다.

상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 5중량% 미만으로 첨가될 경우, 상용성이 저하되고, 15중량%를 초과하여 첨가될 경우, 상용성이 좋지 않게 될 뿐 아니라, 전체물성에 좋지 않은 영향을 주게 된다.

상기 폴리올레핀 엘라스토머는 강성, 유연성 및 고온에서의 고탄성을 부여하기 위한 것으로, 그 물성을 특별히 한정하는 것은 아니나, 밀도가 커질수록 결정성 및 녹는점이 커지게 되어 고온에서의 소성변형에 대한 저항성이 커지게 되고, 또한 밀도가 적어질수록 유리전이온도가 낮아져 저온 균열 및 피로균열에 대한 저항성이 커지게 되므로 밀도 0.80∼0.95g/㎤ 를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 그 중량평균분자량이 1,000 내지 150,000인 것이 바람직하며, 1,000 미만일 경우, 개질아스팔트의 강도가 약해지고 개질효과가 떨어지게 되며, 반대로 150,000을 초과하게 되면 개질아스팔트의 강도는 강해지나 실용성이 떨어지는 현상이 발생될 수 있다.

또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 입자크기가 8 ㎛를 초과하게 되면 내열 흐름성, 저온성 등의 물성이 현저히 떨어지는 현상이 발생될 수 있으므로, 입자크기 2 내지 8 ㎛을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 5 중량% 미만으로 첨가될 경우, 필요로하는 강성 및 유연성을 기대하기 어려우며, 15중량%를 초과하여 첨가될 경우, 지나친 탄성을 구비하게 되므로, 적정범위내에서 첨가되어야 한다.

상기 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene Butadiene Styrene, SBS)는 열 가소성 고무로, 스트레이트 아스팔트를 개질하기 위해 첨가된다. 상기 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)은 크게 리니어 타입(Linear Type)과 래디얼 타입(Radial Type)으로 구분되며, 상기 래디얼 타입(Radial Type)의 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)은 분자량이 높아 도막 방수재의 점도를 지나치게 상승시켜 저온용융 시공에는 적합하지 않으므로, 비교적 분자량이 낮은 리니어 타입(Linear Type)의 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS)가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 디옥틸테레프탈레이트(Dioctyl TerePhthalate, DOTP)는 프탈레이트가 함유되지 않은 친환경 가소제로 알려져 있으며, 열안정성이 우수하고, 대부분의 유기용제에서 용해되어진다. 디옥틸테레프탈레이트(DOTP)는 뛰어난 전성, 낮은 휘발성과 훌륭한 가소효율성을 지니고 있으며, 많은 용융분야에서 ortho-phthalates를 대체할 수 있다.

상기와 같은 액상합성고무는 아스팔트 매스틱 도막방수에 상용성이 떨어져서 사용하기 곤란하였던 클로로설폰화 폴리에틸렌고무 및 폴리올레핀 엘라스토머를 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 디옥틸테레프탈레이트(Dioctyl TerePhthalate, DOTP)와 함께 반응하도록 되어 있어, 스트레이트 아스팔트의 단점인 노화능력 및 내후성능을 개선하고, 우수한 내구성능을 부여하여 스트레이트 아스팔트의 저온특성을 개선하도록 되어 있다.

또한, 상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 첨가될 경우, 접착력과 내수성이 떨어지는 문제가 있어서 장기간이 경과되면, 도막의 들뜸(popping)을 유발하는 등의 결과를 초래하게 되나, 본 발명은 클로로설폰화 폴리에틸렌고무와 폴리올레핀 엘라스토머 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 적정비율로 배합하여 반응시키도록 되어 있어, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로 인해 발생되는 도막의 들뜸 현상이 방지되도록 되어 있다.

상기 광물질 분체는 왁스(밀납)을 함유하지 않은 비유동의 325 MESH 정도의 미세분말로서, 바인더 보조 기능을 구비하며, 천연역청 24wt% 이상을 포함하고, 내부에 질소를 함유하고 있어 연화점이 높고 고온안정성과 수분 안정성을 개선하여 더욱 안정적이고 내구성을 갖도록 하는 기능을 구비한다.

상기 광물질 분체는 과립형태로 이루어져 있어 입자가 서로 분리 가능하므로 광물질 분체에 포함된 천연역청의 분산이 동시에 이루어질 수 있으며, 이로 인해 가열 혼련시 분산성이 향상되고, 제품을 유통기간 중에 보관시 상분리가 예방되게 된다.

본 발명에 따른 광물질 분체(천연역청 24wt% 이상 함유)는 아래 [표1]의 물성을 구비하고, 상기 광물질 분체내에 함유된 천연역청은 아래의 [표2]의 화학적 특성을 구비한다.

[표1]

[표2]

위의 [표2]에서와 같이, 본 발명의 광물질 분체내에 함유된 천연역청은 일반적인 역청과 상대적으로 역청질의 함량이 비교적 높고, 포화도 함량은 비교적 낮은 특성을 구비하고 있으며, 이는 본 발명의 광물질 분체내에 함유된 천연역청의 경도가 비교적 크고 양호한 감온성능을 구비하고 있음을 나타낸다.

또한, 상기와 같은 물성을 구비하는 본 발명의 광물질 분체는 질소원소가 작용기(functional group)형식으로 존재하고 있으며, 이러한 형식은 [표1]에서와 같이, 천연암 역청이 함유된 광물질 분체로 하여금 매우 강력한 침윤성과 자유산화기에 대한 높은 저항성을 구비하게 하는 특성을 구비하도록 한다.

또한, 상기 광물질 분체는 아래 [표3]과 같은 광물성분을 포함한다.

[표3]

[표3]에서와 같이, 본 발명에 따른 광물질 분체는 알루미늄, 바륨, 크롬, 마그네슘, 철 등의 무기원소를 포함하고 있어, 스트레이트 아스팔트의 산화 속도를 지연시켜 방수층의 내구성능을 향상시키는 효과가 있을 뿐 아니라, 본 발명의 광물질 분체는 역청점도가 크고, 항산화성이 강한 특성을 구비하고 있으며, 특히 골재의 부착성과 내박리성은 현저히 개선되는 효과 및, 유기 아민류 내박리제에 비해, 물손상방지 능력은 더욱 안정적이고 우수한 내구성을 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 광물질 분체(천연역청 24wt% 이상 함유)에 함유된 무기원소를 정량분석한 결과, 아래 [표4]에 도시된 바와 같은 무기원소를 함유하고 있음을 확인할 수 있다.

[표4]

위의 [표4]에 게시된 무기원소들은 우수한 내구성능을 실현 시킬수 있으나 과립형태의 분체를 인위적으로 첨가할 시 높은 비중으로 인하여 층분리 현상을 발생 시킬 수 있어 일반적으로 사용이 불가한 성분들임을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 광물질 분체(천연역청 24wt% 이상함유)는 이러한 무기원소들이 325 MESH급의 미세 분말 형태로 되어 있어 미세 분말이면서 아스팔트, 오일을 함유한채 오랜기간 퇴적되었으므로 분자간 결합이 안정화되어 분리되지 않는 특징이 있다.

상기 경질탄산칼슘은 액상내에서 균일한 분포가 가능하며, 강도보강 및 점도증가기능을 부여하기 위하여 첨가된다. 이와 같은 경질탄산칼슘은 3 중량% 미만으로 첨가될 경우, 강도보강효과를 기대할 수 없으며, 10중량%를 초과하여 첨가될 경우, 유동이 과조절되어 재료분리현상이 발생되므로, 적정범위내에서 첨가된다.

상기 경질탄산칼슘은 화학반응에 의해 생성되어지는 것으로 옥염화 탄산칼슘을 의미한다.

상기 실리카흄은 성형성능 향상 및 강도를 증진시키기 위하여 첨가되는 것으로, 3 중량% 미만으로 첨가될 경우, 성형성능이 저하되고 강도증진 효과가 없고, 5중량%를 초과하여 첨가될 경우, 균열현상이 발생될 수 있다.

상기 프로세스오일은 개질 아스팔트 혼합물에 분산촉진제로 첨가되는 것으로, 파라핀 함량 55wt%∼60wt, 나프텐함량이 40wt%∼45wt%를 포함한다.

상기 프로세스오일은 인화점이 220℃ 이상이며 냄새를 유발하는 아로마성분을 제거하여 냄새를 저감 시킨 고무 배합유로, 프로세스 오일에서 파라핀 함량이 많으면 가공성이 우수하며 합성고무와 상용성이 우수하나 내한성이 떨어지고, 나프텐 함랑이 많으면 내한성이 우수하며 합성고무를 가류시켜 강도가 향상되는 장점이 있으나 점도가 상승하여 가공성이 파라핀보다 저하되는 현상이 발생된다.

또한, 아로마 성분이 많으면 내열성능이 향상되나 냄새가 발생하며 악취를 유발 시킬 수 있으며 가공성능과 합성고무와의 상용성이 저하되게 된다.

상기 소석회는 강도보강 및 점도증가기능을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 스트레이트 아스팔트내에 존재하는 카르복실산과 반응하여 케톤과 같은 다른 카르복실기의 부착력을 향상시키는 역할을 하는데 이러한 합성물은 물에 의해 쉽게 제거되지 않기 때문에 아스팔트의 탈리를 방지하여 아스팔트와 다른 성분들 및 아스팔트의 부착력을 증진시킨다. 상기 소석회는 3 중량% 미만으로 첨가될 경우, 강도보강효과를 기대할 수 없으며, 5중량%를 초과하여 첨가될 경우, 오히려 부착력이 저하되는 현상이 발생된다.

상기 경질 탄산칼슘과 소석회는 입도 325 메쉬(mesh) 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 충전제는 제품에 분산되어 도막의 강도를 높이고, 제품의 원가를 낮추며 제품의 점도 또한 조절하는 재료로서, 중질탄산칼슘, 돌로마이트를 포함한다. 상기 충전제는 5중량% 미만이면 배합량이 너무 적어 도막의 강도를 높이거나, 제품의 원가를 낮추며 제품의 점도를 조절하는 역할을 충분히 해낼 수 없어 그 효과가 미약하고, 배합량이 15 중량%를 초과하면 그 양이 너무 많아 오히려 제품의 도막 물성을 해치고, 제품에 포함된 물을 흡수하는 양이 너무 많아 제품의 유화상태가 파괴되거나 안정성이 급격히 떨어지는 현상이 발생된다.

상기 합성고무 라텍스는 스티렌-부타디엔 라텍스 등을 사용할 수 있으며, 합성고무 라텍스는 50∼70wt% 의 고형분을 가진 것을 사용하며, 바람직하게는 약 고형분 60∼70wt% 를 구비한다. 이와 같은 합성고무 라텍스는 고농도의 고무 아스팔트 에멀젼의 특징중의 하나로서 도막 형성시 부피감량이 적어 균열이 생기지 않는 등의 효과를 구비할 뿐 아니라, 그 이상의 고형분을 함유한 라텍스를 첨가할 경우, 도막방수재의 공기량이 지나치게 많이 형성되어 강도발현 효과에 좋지 않은 영향을 주게 된다.

상기 천연섬유는 섬유 길이가 0.1∼0.8㎜로 이루어진 것을 사용하며, 천연섬유의 섬유 길이가 0.1㎜보다 작으면 도막형성시 천연섬유가 미세하게 분포되어 오히려 인장강도가 저하될 뿐만 아니라 외부의 충격에 대한 저항력이 감소하며, 천연섬유의 섬유 길이가 0.8㎜보다 크면 재활성의 저하로 접착이 원활하게 이루어지지 않으로, 적정범위의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

140℃∼160℃로 가열된 스트레이트 아스팔트에 천연역청을 포함한 분체를 20∼40분 혼합 교반하여 아스팔트 혼합물을 생성하는 단계;

아스팔트 혼합물에 액상합성고무를 투입 혼합한 후 교반하여 개질 아스팔트 혼합물을 생성하는 단계;

개질 아스팔트 혼합물을 120℃∼140℃로 조절하여 프로세스 오일을 첨가 및 교반한 후, 실리카흄을 투입교반하여 실리카흄 혼합물을 생성하는 단계;

실리카흄 혼합물에 경질 탄산칼슘, 소석회를 투입하고 20∼40분간 혼합 교반한 후 충전제(중질탄산칼슘)를 투입 50∼70분간 혼합 교반하여 제조물을 생성하는 단계;

상기 제조물에 수용성 합성고무 라텍스를 혼합 20∼40분간 교반하는 단계;를 통해, 변성 개질아스팔트 방수재를 제조하도록 되어 있다.

이때, 상기 변성 개질아스팔트 방수재는, 스트레이트 아스팔트 35∼45 중량%, 액상합성고무 10∼20 중량%, 천연역청이 함유된 광물질 분체 10∼20 중량%, 입도 325 MESH 이하의 경질 탄산칼슘 3∼10 중량%, 실리카 흄 3∼5 중량%, 입도 325 MESH 이하의 소석회 3∼5 중량%, 충전제 5∼15 중량%, 수용성 합성고무 라텍스 1∼3 중량%를 포함한다.

또한, 본 발명은 혼합물을 생성하는 단계에, 실리카흄과 함께 섬유 길이 0.1∼0.8㎜ 의 천연섬유 1∼3 중량%를 더 포함할 수 있다.

상기 실리카흄 혼합물을 생성하는 단계는 개질 아스팔트 혼합물에 분산촉진제로 프로세스오일(파라핀 함량 55wt%∼60wt, 나프텐함량이 40wt%∼45wt%)를 투입온도 120℃∼140℃로 조절하여 투입하고, 약 20∼40분간 교반하여 1차 혼합물을 생성하는 제1단계; 상기 1차 혼합물에 실리카흄을 투입하고 약 20∼40분간 교반하는 여 실리카흄 혼합물을 생성하는 제2단계;를 포함한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

150℃로 가열된 스트레이트 아스팔트 42중량부에 천연역청을 포함한 광물질 분체 10중량부를 30분간 혼합 교반하여 아스팔트 혼합물을 생성하고,

상기 아스팔트 혼합물에 액상합성고무 15중량부를 투입 혼합한 후 10분간 교반하여 개질 아스팔트 혼합물을 생성하며,

상기 개질 아스팔트 혼합물에 프로세스오일 5중량부(파라핀 함량이 60wt%, 나프텐함량 40wt%)를 투입 온도를 130℃로 조절한 다음 약 30분간 교반하여 1차혼합물을 생성하고,

상기 혼합물에 천연섬유 1 중량부, 실리카흄 3 중량부를 투입하고 약 30분간 교반하여 실리카흄 혼합물을 생성한 후,

상기 실리카흄 혼합물에 경질 탄산칼슘 8 중량부, 소석회 5 중량부를 투입하고 30분간 혼합 교반한 후 충전제(중질탄산칼슘)10중량부를 투입 60분간 혼합 교반하여 제조물을 생성한 다음,

상기 제조물에 SB-LATEX 1중량부를 혼합 30분간 교반하여, 변성 개질아스팔트 방수재를 제조하였으며, 이와 같이 제조된 변성 개질아스팔트 방수재에 대한 물성을 측정한 후, 그 결과는 [표5]에 나타내었다.

[표5]

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (9)

1. 스트레이트 아스팔트 35∼45 중량%;
   프로세스오일 3∼10 중량%;
   액상합성고무 10∼20 중량%;
   천연역청이 함유된 광물질 분체 10∼20 중량%;
   입도 325 MESH 이하의 경질 탄산칼슘 3∼10 중량%;
   실리카 흄 3∼5 중량%;
   입도 325 MESH 이하의 소석회 3∼5 중량%;
   충전제 5∼15 중량%;
   수용성 합성고무 라텍스 1∼3 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재.
   
2. 청구항 1 에 있어서;
   섬유 길이 0.1∼0.8㎜ 의 천연섬유 1∼3 중량%가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재.
   
3. 청구항 1 에 있어서;
   상기 액상합성고무는, 클로로설폰화폴리에틸렌고무 25∼35중량%, 에틸렌비닐아세테이트 5∼15 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 5∼15 중량%, 폴리올레핀 엘라스토머 25∼35 중량%, 친환경 가소제 DOTP 15∼25 중량%를 140℃∼160℃로 가열된 혼합반응기에서 혼합되어 액상으로 제조된 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재.
   
4. 청구항 1 에 있어서;
   광물질 분체는 천연역청 24wt% 이상이 함유된 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재.
   
5. 청구항 3 에 있어서,
   광물질 분체는 아래 [표1]의 물성을 구비하고, 상기 광물질 분체내에 함유된 천연역청은 아래의 [표2]의 화학적 특성을 구비하는 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재
   [표1]
   

   

   
   [표2]
   

   

   
   
6. 140℃∼160℃로 가열된 스트레이트 아스팔트에 천연역청을 포함한 분체를 20∼40분 혼합 교반하여 아스팔트 혼합물을 생성하는 단계;
   아스팔트 혼합물에 액상합성고무를 투입 혼합한 후 교반하여 개질 아스팔트 혼합물을 생성하는 단계;
   개질 아스팔트 혼합물을 120℃∼140℃로 조절하여 프로세스 오일을 첨가 및 교반한 후, 실리카흄을 투입교반하여 실리카흄 혼합물을 생성하는 단계;
   실리카흄 혼합물에 경질 탄산칼슘, 소석회를 투입하고 20∼40분간 혼합 교반한 후 충전제(중질탄산칼슘)를 투입 50∼70분간 혼합 교반하여 제조물을 생성하는 단계;
   상기 제조물에 수용성 합성고무 라텍스를 혼합 20∼40분간 교반하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재 제조방법.
   
7. 청구항 6 에 있어서;
   실리카흄 혼합물을 생성하는 단계는,
   개질 아스팔트 혼합물에 분산촉진제로 프로세스오일을 투입온도 120℃∼140℃로 조절하여 투입하고, 20∼40분간 교반하여 1차 혼합물을 생성하는 제1단계;
   상기 1차 혼합물에 실리카흄을 투입하고 20∼40분간 교반하여 실리카흄 혼합물을 생성하는 제2단계;를 포함하되,
   상기 프로세스오일은 인화점이 220℃ 이상을 구비하고, 아로마성분이 제거된 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재 제조방법.
   
8. 청구항 7 에 있어서;
   상기 프로세스 오일은 파라핀 함량 55wt%∼60wt, 나프텐함량이 40wt%∼45wt% 인 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재 제조방법.
   
9. 청구항 6 또는 청구항 7 에 있어서;
   실리카흄 혼합물을 생성하는 단계는,
   실리카흄과 함께 섬유 길이 0.1∼0.8㎜ 의 천연섬유 1∼3 중량%를 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 광물질 분체를 활용한 변성 개질아스팔트 방수재 제조방법.

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