KR101681001B1 - 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트에 관한 것으로 보다 상세하게는 글라스 파이버 메쉬 중심층, 및 상기 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하부로 장섬유 또는 단섬유 부직포로 구성된 아스팔트 펠트 원지에 개질아스팔트를 함침하는 데, 상기 개질아스팔트는 스트레이트 아스팔트 100 중량부에 SBS, SIS, SERS, SBR의 합성고무 5 ~ 20중량부, 아스팔트 중온 혼화제 1~5중량부, 충진제로 5~15중량부가 혼합된 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트를 제공한다.

Description

복합방수용 개질아스팔트 펠트시트{Asphalt felf sheet for complex waterproof}
본 발명은 아스팔트 복합공법에 이용되는 복합공법용 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시트에 개질아스팔트를 함침시켜 내오존성, 내산소성, 내열성, 내후성 등이 우수한 복합방수용 아스팔트 펠트에 관한 것이다.
일반적으로 "아스팔트 펠트(Asphalt felts)"라 함은 각종 구조물의 방수공사 및 방습공사, 지붕 덮기 바탕 및 벽 바탕 등에 사용할 목적으로 유기 천연 섬유를 주원료로 한 원지에 아스팔트를 침투시킨 시트를 지칭한다.
최근에 널리 보금된 시트 방수재로는 아스팔트 루핑, 개량아스팔트 방수시트, 합성고분자계 방수시트, 자착식형 고무화 아스팔트 방수시트, 점착유연형 외벽방수용 방수시트 등이 있으며 도막방수재와 함께 사용되는 복합방수용 방수시트는 개량아스팔트 방수시트가 주로 이용되고 있다.
개량아스팔트 방수시트는 180℃이상 고온의 아스팔트에 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 중합체를 용해시킨 후 각종 첨가제를 혼합하여 아스팔트가 가질 수 없는 성질, 즉 우수한 내열성, 내화학성, 내한성 및 접합성 등을 가지도록 개질시킨 것으로 부직포 등의 중심기재를 사용하여 일정한 두께로 정형화시킨 방수시트이다.
상기와 같은 개량아스팔트 방수시트는 내열성, 내화학성, 내한성 및 접합성이 우수한 장점이 있는 반면, 시트의 형태로 정형화하기 위해 중심기재를 중심으로 상부와 하부에 일정한 두께의 개질아스팔트층을 형성하는 데, 이는 하부 또는 상부에 유기용제가 함유된 도막방수재가 복합으로 시공될 경우 시트 변형이나 개질아스팔트층의 용해의 원인으로 작용하여 방수층을 파괴하는 문제점이 있다.
이러한 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.
이에 개질아스팔트층을 최소화하여 도막방수재의 영향을 받지 않으며, 기존의 방수시트의 장점을 보존할 수 있는 아스팔트 방수시트가 필요하게 되었다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-1027654호 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 제10-1286575호
상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 본 발명의 목적은 시트공정상 아스팔트의 가스 및 흄 발생을 억제할 수 있는 아스팔트 펠트시트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고온용융에 따른 급격한 산화 및 노화현상을 방지할 수 있는 아스팔트 펠트시트를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 글라스 파이버 메쉬 중심층, 및 상기 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하부로 장섬유 또는 단섬유 부직포로 구성된 아스팔트 펠트 원지에 개질아스팔트를 함침하는 데, 상기 개질아스팔트는 스트레이트 아스팔트 100 중량부에 SBS, SIS, SERS, SBR의 합성고무 5 ~ 20중량부, 아스팔트 중온 혼화제 1~5중량부, 충진제로 5~15중량부가 혼합된 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트를 제공한다.
또한 본 발명의 글라스 파이버 메쉬 중심층은 단위 면적당 질량이 50~120g/㎡이며, 장섬유 또는 단섬유 부직포는 50~150g/㎡인 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 아스팔트 펠트 원지의 두께가 1~2mm인 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 아스팔트 펠트 원지에 개질아스팔트를 제조설비로 함침한 후 탈유하여 제조하는 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트를 제공한다.
또한 본 발명의 상기 펠트시트 제조공정은 140 ~ 170℃에서 제조되어 아스팔트의 가스 및 흄 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트를 제공한다.
또한 본 발명의 상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 백운석 중에 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트를 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트는 시트 제조공정에서 140~170℃에서 제조되어 시트공정상 아스팔트의 가스 및 흄 발생을 억제하는 효과가 있으며, 화재를 예방할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트는 고온용융에 따른 급격한 산화 및 노화현상을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트는 부직포-글라스 파이버 메쉬-부직포 구조로 형성된 펠트원지에 개질아스팔트를 전량 침투시켜 원지와 개질아스팔트 층의 구분없이 복합방수에 사용되는 도막방수재와의 재료 분리, 용해, 시트 변형 등의 문제점을 개선하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트는 기존의 개량 아스팔트 방수시트에서 부여할 수 없었거나 미흡한 성능을 개선하였으며, 인체에 무해한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트는 별도의 개질아스팔트층을 형성하지 않아 개량 아스팔트층의 단점인 외부 기온에 따른 작업성 저하를 외부 환경에 관계없이 일정한 작업성능을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아스팔트 펠트의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 사용되는 "아스팔트 펠트"라 함은 각종 구조물의 방수공사 및 방습공사, 지붕 덮기 바탕 및 벽 바탕 등에 사용할 목적으로 유기 천연 섬유를 주원료로 한 원지에 아스팔트를 침투시킨 것을 말한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아스팔트 펠트의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 아스팔트 펠트는 글라스 파이버 메쉬 중심층 및 상기 글라스 파이버 메쉬 중심층 상부, 하부로 부직포가 형성되어 있으며, 이에 개질아스팔트가 함침되어 있는 것이 특징이다.
상기 글라스 파이버 메쉬 중심층은 글라스 파이버 메쉬로 형성되는 데, 단위면적(㎡)당 50~120g으로 형성되는 것이 바람직하다. 50~120g/㎡의 범위일 때 열에 의한 변형이나 외부 환경에 대한 수축 팽창이 일어나 변형되는 것을 방지할 수 있다.
상기 글라스 파이버 메쉬 중심층이 50g/㎡ 미만일 때는 굴곡이나, 접힐 시 부러져 파단이 발생하여 중심층의 역할을 할 수 없으며 150g/㎡을 초과할 때는 두께 및 메쉬구조의 밀도가 높아져 부직포와 일체화되지 않는다.
또한, 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하로는 부직포가 형성되는 데, 상기 부직포는 단위면적(㎡)당 50~150g으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 부직포를 제조할 때는 일반적으로 부직포와 글라스 파이버 메쉬를 단순합지하는 것이 아니라, 글라스 파이버 메쉬를 중심으로 폴리에스터 수지를 200~220℃로 용융시켜 섬유형태로 방사한 후 섬유끼리의 결합력을 향상시키기 위하여 니들 펀칭하여 제조한다.
단순 합지한 형태의 글라스 파이버 메쉬 및 부직포 구조는 합지 과정 중의 접착제가 고온의 개질아스팔트에 함침시 열에 의해 분리현상을 초래할 수 있다. 이러한 이유로 아스팔트 펠트의 원지 제조시 글라스 파이버 메쉬에 부직포 형성시 폴리에스터 수지를 200~220℃로 용융시켜 섬유형태로 방사한 후 니들 펀칭을 이용한다.
섬유형태로 방사한 후에 니들 펀칭이 이루어지는 경우 폴리에스터 수지는 장섬유 또는 단섬유 형태로 형성되는 데, 이러한 섬유가 메쉬 사이에 자리를 잡게 되어 하나로 일체화하게 된다. 즉, 외부적으로 하나의 부직포로 이루어진 구조로 형성된다. 이에 따라 부직포의 분리현상은 거의 발생하지 않으며, 이후 아스팔트의 함침시에도 실질적으로 3개의 층으로 구성되어 있더라도 아스팔트의 침투가 잘 일어나 함침이 잘 이루어진다.
또한, 상기 부직포는 상기 50~150g/㎡ 범위일 때, 그리고 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하로 부직포가 형성되어 있을 때, 개질 아스팔트의 함침율이 우수하여 개질아스팔트의 흡유가 원활히 진행되며 이에 따라 아스팔트 펠트의 가공성을 향상시킬 수 있다. 일반적인 방법으로 층을 형성하여 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하로 겹쳐서 겹합력을 향상시키기 위해 접착제가 사용될 수 있는 데, 이 경우 접착제가 하나의 막을 형성하여 아스팔트 침투시 아스팔트의 침투율을 저하시켜 일체화된 펠트시트 제조시 아스팔트 층을 형성시킬 수 있어 층간 분리의 원인이 된다. 그러나, 본 발명은 접착제의 사용없이 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하로 부직포가 형성됨으로써 흡유의 원활성 뿐만 아니라 가공성을 향상시켰다.
한편, 본 발명의 아스팔트 펠트시트는 아스팔트 펠트 원지에 개질아스팔트를 제조설비로 함침한 후 탈유하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 개질아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 합성고무, 아스팔트 중온 혼화제 및 충진제로 구성되는 데, 구체적으로 스트레이트 아스팔트 100 중량부에 SBS, SIS, SERS, SBR의 합성고무 5 ~ 20중량부, 아스팔트 중온 혼화제 1~5중량부, 충진제로 5~15중량부가 혼합되는 것을 특징으로 한다.
기존의 일반적인 아스팔트 펠트는 스트레이트 아스팔트 만을 사용하며, 아스팔트 펠트의 경우 아스팔트 침투율로 제품의 품목이 형성되는데, 복합공법용으로 사용하기에는 내후성이나 내한성 등 물성이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명은 아스팔트 중온 혼화제 등을 개질아스팔트에 혼합함으로써 제조시 작업성 및 유동성을 확보할 수 있는 동시에 아스팔트의 가스 및 흄 발생을 억제할 수 있다. 개질아스팔트 공정시 170℃를 초과하는 공정으로 작업하는 경우 아스팔트의 가스나 흄이 발생하여 작업환경이 떨어지는 데, 본 발명은 공정온도를 170℃이하로 떨어뜨려 가스발생 및 흄 발생을 억제하여 동일한 물성의 개질아스팔트를 친환경으로 시트 성형할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 펠트시트를 함침하는 개질아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 합성고무, 아스팔트 중온 혼화제 및 충진제로 구성된다.
상기 스트레이트 아스팔트는 방수성능을 부여하는 역할을 하며, 스트레이트 아스팔트는 KS F 4052 방수공사용 아스팔트를 사용할 수 있다. 그 중 3종 또는 5종을 사용할 수 있는데 본 발명에서는 침입도가 80~100 mm 인 5종을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 3종의 경우 아스팔트에 레진이나 오일함량이 높아 내한성은 우수하나 점착성능이 5종에 비해 높아 펠트 제조시 시트간 접합이 이루어질 수 있다. 따라서, 상대적으로 점착성이 낮은 5종을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 합성고무의 역할로는 충격성을 향상시키는 역할 뿐만 아니라, 신율이 높아 탄성을 부여하는 역할을 한다. 또한, 내열성을 확보하는 역할도 한다. 본 발명에서 사용될 수 있는 합성고무로는 SBS, SIS, SERS 및 SBR 중 1이상을 이용할 수 있다.
또한, 아스팔트 중온 혼화제는 상온 및 중온(110~160℃)에서 개질아스팔트의 물성변화를 최소화 하여 유동성을 향상시키기 위해 혼합하는 물질이다.
또한, 충진제의 역할로는 흡수율을 높여 원지와 함침하는 함침력을 증가시킬 수 있으며 시트의 압축강도도 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 상기 충진제의 구체적인 예로는 탄산칼슘, 실리카, 백운석 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 아스팔트 펠트는 원지(부직포-글라스 파이버 메쉬-부직포 구조)에 개질아스팔트가 함침됨으로 인해, 원지와 개질아스팔트 층의 구분없어 복합방수에 사용되는 도막 방수재와의 재료 분리, 용해, 시트 변형 등의 문제점이 발생하지 않는 장점이 있다.
또한, 아스팔트 펠트시트의 제조공정은 아스팔트 펠트 원지(부직포-글라스 파이버 메쉬-부직포 구조)에 개질아스팔트를 함침시키기 위해 원지에 개질아스팔트를 침투시키는 공정을 실시한다. 이를 위해 개질아스팔트를 함침탱크에 넣은 후에 탈유롤을 이용하여 아스팔트 원지를 넣은 후에 빼는 공정을 실시한다. 이때의 공정온도는 140~170℃인 것이 바람직하다. 공정 온도가 140~170℃인 범위일 때 아스팔트의 가스 및 흄 발생을 억제하는 효과가 있으며, 화재 예방 효과도 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 대하여 자세히 설명한다.
실시예 1
아스팔트 펠트 원지로는 글라스 파이버 메쉬 중심층, 및 상기 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하부로 단섬유 부직포로 구성되는 데, 두께는 약 1.5mm가 되도록 준비하여 원지를 제조하였다. 원지의 제조는 글라스 파이버 메쉬를 중심으로 폴리에스터 수지를 200℃로 용융시켜 섬유형태로 방사한 후 섬유끼리의 결합력을 향상시키기 위하여 니들 펀칭을 실시하여 부직포를 형성하였다.
또한, 개질아스팔트로는 스트레이트 아스팔트, 합성고무, 중온혼화제, 충진제를 혼합하는 데, 스트레이트 아스팔트 100중량부당 SBS 합성고무 15중량부, 중온혼화제 3중량부, 충진제(탄산칼슘) 10중량부를 혼합하여 개질아스팔트를 제조한다.
개질아스팔트를 함침탱크에 넣고 150℃로 한 후에 탈유롤을 이용하여 아스팔트 펠트 원지를 넣어 함침한 후에 빼내어 냉각시켜 펠트시트를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되,
원지의 두께는 1.8mm로 하였으며, 스트레이트 아스팔트 100중량부당 SBS 합성고무 20중량부, 중온혼화제 5중량부, 충진제(탄산칼슘) 15중량부를 혼합하여 개질아스팔트를 제조하여 140℃에서 원지에 함침하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 실시하되,
원지로는 면소재의 천연섬유를 이용하였으며, 단일층으로 하였다. 또한, 개질아스팔트 대신 스트레이트 아스팔트 만을 이용하였다.
비교예 2
아스팔트 루핑을 제조하였는 데, 원지로 면소재의 천연섬유를 이용하여 단일층으로 스트레이트 아스팔트를 함침시킨 후에 상부면에 개량아스팔트층을 형성하였는 데, 상기 개량아스팔트층은 열가소성 폴리올레핀(TPO) 50중량%, 클로로프렌 고무(Chloroprene Rubber) 30중량%, C9계 석유수지 5중량% 및 탄산칼슘 15중량%로 하여 제조하였다. 이후 실시예들과 동일한 조건으로 물성을 테스트 하였다.
비교예 3
개량아스팔트 방수시트를 제조하였는 데, 개질아스팔트층 및 부직포층으로 형성하였는 데, 개질아스팔트층으로 스트레이트아스팔트 50 중량%, NR(천연고무) 20중량%, 클로로프렌 고무(Chloroprene Rubber) 20중량%, 접착부여제 3중량%, 접착보조제 2 중량%, 탄산칼슘 5중량%로 하여 제조하였으며, 상부에 부직포층은 PET로 제조하여 부착하였다. 이후 실시예들과 동일한 조건으로 물성을 테스하였다.
제조된 실시예 및 비교예의 물성을 정리한 것을 다음의 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 시험방법
인장강도(N/mm) 15.4 15.8 10.4 5.8 9.6 KSF4917
신장율(%) 27 30 40 7.0 44 KSF4917
아스팔트
침투상황		 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 - KSF4901
가열감량(%) 0.8 0.6 2.2 - - KSF4901
굴곡성능(℃) -22 -20 -10 14 -12 KSF4917
실시예 1 및 실시예 2의 경우 인장강도 및 신장률이 우수하여 내구성능이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 아스팔트 침투상황의 경우도 아스팔트의 침투가 우수하여 방수성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 및 실시예 2에서 굴곡성능의 경우 비교예들에 비해서 우수함을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (6)

  1. 글라스 파이버 메쉬 중심층, 및 상기 글라스 파이버 메쉬 중심층 상하부로 장섬유 또는 단섬유 부직포로 구성된 아스팔트 펠트 원지에 개질아스팔트를 함침하는 데,
    상기 개질아스팔트는 스트레이트 아스팔트 100 중량부에 SBS, SIS, SERS, SBR의 합성고무 5 ~ 20중량부, 아스팔트 중온 혼화제 1~5중량부, 충진제로 5~15중량부가 혼합된 것을 특징으로 하며,
    상기 아스팔트 펠트 원지에 개질아스팔트를 제조설비로 함침한 후 탈유하여 제조하는 것을 특징으로 하며,
    펠트시트 제조공정은 140 ~ 170℃에서 제조되어 아스팔트의 가스 및 흄 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트.
  2. 제1항에 있어서,
    글라스 파이버 메쉬 중심층은 단위 면적당 질량이 50~120g/㎡이며, 장섬유 또는 단섬유 부직포는 50~150g/㎡인 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아스팔트 펠트 원지의 두께는 1~2mm인 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 충진제는 탄산칼슘, 실리카, 백운석 중에 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 복합방수용 개질아스팔트 펠트시트.
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