KR101976185B1 - 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 및 그 제조방법 - Google Patents

자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수밀성 및 장기적인 내구성이 우수한 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물과 적용공법에 따른 노출, 비노출 방수시트, 방근 겸용 방수시트의 효율적인 층구조를 제공하는 데 목적이 있다.
이와 같은 목적을 충족하기 위해 본 발명은 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 제품 배합비에 맞게 계량 및 혼합시설에 부설된 교반기를 이용하여 혼합하는 1단계; 및 상기 1단계에서 혼합된 부틸합성고무 컴파운드를 시트 형태로 압출하여 한 면에 공법과 용도에 따라 기재층인 합성고분자를 필름, 부직포, 직포, 금속박판 및 도막재 형태를 부틸합성고무 컴파운드에 합지하여 시트 또는 방수 테이프 형태로 만드는 동시에 다른 이면에 이형필름 또는 이형지를 부착하는 2단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 및 그 제조방법{Waterproofing-proof sheets, tape manufacturing and construction methods using self-adhesive butyl Compound}
본 발명은 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 제품 배합비에 맞게 계량 및 혼합시설에 부설된 교반기를 이용하여 혼합하는 1단계; 및 상기 1단계에서 혼합된 부틸합성고무 컴파운드를 시트 형태로 압출하여 한 면에 공법과 용도에 따라 기재층인 합성고분자 필름, 부직포, 직포, 금속박판 및 도막재 형태를 부틸합성고무 컴파운드에 합지하여 시트 또는 테이프 형태로 만드는 동시에 다른 이면에 이형필름 또는 이형지를 부착하는 2단계; 건식프라이머를 제조하는 3단계; 습식 프라이머를 제조하는 4단계;로 이루어지는 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래 방수공사의 목적은 구조물 외부로부터 빗물이나 지하수의 침입을 방지하고, 저장수 또는 사용수의 유출 등을 방지하여 쾌적한 사용 환경을 확보하며, 구조물의 장기적인 안전성 및 내구 수명을 확보함으로써 경제적인 사용 효율을 극대화하기 위함이다. 구조물은 옥상, 실내, 지하 등 부위별로 방수 요구 성능이 다르게 나타나기 때문에 다양한 방수공법이 적용되고 있다.[방수공사 현장 실무지식 서두 인용](서울과학기술대학교 방수기술센터 제1판 2015.12)
종래에 시트방수 공사란 공장생산을 통해 제조되어 품질, 치수(두께, 폭, 길이)가 적절히 관리되는 시트상의 재료를 방수가 필요한 부위를 대상으로 시공하는 것을 말하며, 공법적으로 바탕면에 접착유무에 따라 전면접착, 절연, 부분절연으로 나눌수 있고, 바탕면과 접착을 하기 위해서는 프라이머 또는 접착제가 부재료로 사용된다.
종래 시트 이음부를 처리하는 방식에 따라 이음형식은 맛댐이음, 겹침이음이 있고, 접착방식은 자착식, 열융착, 본드접착, 씰(seal)처리, 테이프처리, 고정철물 등 다양한 방식으로 시트 이음부를 처리하여 방수층을 형성한다.
종래 사용 재료로는 고무계, 아스팔트계, 합성고분자계, 벤토나이트계 등을 시트형태로 성형해서 방수시트 재료로 널리 사용하고, 앞서 말한 공법적인 요소를 적용하여 다양한 방법으로 현장에서 시공을 한다.
종래 자착형 방수시트도 그 중에 하나로 다양한 방법으로 여러 공법으로 개발되어 널리 적용되고 있다. 건축공사표준시방서의 용어의 정의를 인용하면 자착(自着)형 방수시트는 방수층의 표면에 끈적거리는 점착층이 있는 고무아스팔트방수시트, 부틸고무계 방수시트, 천연고무계 방수시트로 방수층 시공 시 별도의 가열기, 접착제 등을 사용하지 않고, 방수재 자체의 접착력으로 바탕체와 부착이 가능한 시트재라 정의하고 있다.
일반적으로 부틸고무는 이소부틸렌(Isobutylene)과 이소프렌의 공중합체인 합성고무로 공기와 습기가 침투하지 않는 유일한 합성고무이다. 이러한 특성을 이용하여 주로 산업용으로 타이어의 이너라이너 및 이너 튜브 제작에 널리 적용되고 있으며 수분이나 기체 투과성이 매우 낮아 수밀성이 우수하고 내한성,내마모성,내열성,내온존성,내화화성,온도변화에 잘견디는 성질을 가지고 있고 강도 및 신율이 우수하여 구조물 거동에 따른 수축, 팽창에 대응력이 뛰어나서 방수재료로 적합하다. 또한 시공방법상 부틸고무의 고유의 고점착성으로 기존의 토오치나 열풍기를 사용하지 않는 자착형 방수시트 공법에 적합한 재료이다.
종래 자착형 부틸고무계 방수시트는 국내 2000년대 초반 국내에 도입되어 기존 고무 아스팔트계 방수시트와 더불어 옥상슬라브, 지하주차장 상부, 지하차도, 지하철, 공동구등 구조물 외방수에 많이 사용되어지고 있다. 이러한 자착형 시트 방수의 장점은 시공이 간단하여 공사기간을 단축하고, 쉽게 시공할 수 있고 작업자 숙련도에 따른 품질편차가 크지않은 공법이며, 개량아스팔트 시트와 같이 토치버너 가열방식이 아니므로 냄새, 화상으로부터 작업자의 안전성이 확보되는 공법이다. 단점은 저온부착 안정성 저하, 수직부의 흘러내림, 습윤바탕면 시공 곤란 등을 들 수가 있다.
정리하자면 시트방수 중 자착형 시트 방수재료 및 공법도 최근에 많이 적용되고 있으나 시간이 지남에 따라 장기적인 내구성이 저하되어 품질안정성 등 여러 문제점이 대두되고 있다.
현장시공을 통해서 제품이 완료가 되는 건설산업의 특성상 사계절이 있고, 우천이 잦은 국내 건설환경에서는 공사기간이 부족한게 현실이다. 공사기간 단축과 더불어 공사비용 절감이라는 기술적 가치를 지향하고, 타공정간 일정을 조율하기 위해 실제 현장에서는 동절기나 습윤바탕면에도 불가피하게 방수공사를 할 경우가 자주 발생하고 있다.(건축표준시방서 기준 시공 온도조건 5℃이상, 습도 85%미만 때 시공가능)
또한, 2003년에 제정된 해당 발명제품의 적용기준인 ks f 4934 규격은 방수시트의 재료적 특성만 고려한 평가방법이고, 건설현장의 습윤환경, 저온환경 등의 평가방법이 연계되지 않아 환경조건별 물성변화를 예측하기 어려워 장기적인 내구성을 장담할 수가 없는 실정이다.
또한, 기존기술은 저온부착 안정성, 습윤면 부착 안정성에 문제점이 있어서 저온부착성의 경우 부틸고무 컴파운드 제조기술을 통해 해결하고, 습윤부착성의 경우 습윤 프라이머 개발이 요구되고 있다.
한국공개특허 제2001-0046737호 한국등록특허 제0671412호 한국공개특허 제2000-0013690호 한국공개특허 제2004-0039457호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수밀성 및 장기적인 내구성이 우수한 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물과 적용공법에 따른 노출, 비노출 방수시트, 방근 겸용 방수시트의 효율적인 층구조를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 임의의 피착면(콘크리트, 철재, 목재, 플라스틱, 판넬, 도장면 등)에도 부착력이 우수한 부틸고무계 전용 건식, 습식 프라이머 제조기술을 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 자착형 부틸고무계 컴파운드(self-adhesive butyl Compound) 조성물, 프라이머, 다양한 공법 등을 구성하여 저온,습윤환경에서 대응이 가능한 시트 방수재료의 제조기술 및 방수공법의 요구성능을 장기적으로 충족할 수 있는 다양한 방수공법을 제시하는 데 목적이 있다.
기본 물성외 유효 자원 재활용 측면에서 재생 자재를 적용하고 저온부착 안정성을 증대시킨 부틸고무계 컴파운드 개발과 건식 바탕면외 습윤 바탕면에도 시공가능한 프라이머 개발 및 컴파운드 일면에(방수층 상부) 다양한 기재층을 합지하여 비노출, 노출방수시트, 방수·방근시트 등 시공가능한 공법별로 구성함은 물론 방수 테이프 형태로도 구성함으로써 기존 방수공법의 문제점을 개선시킬 수 있다.
또한, 건축구조물(옥상 슬라브, 지하주차장상부, 지붕 마감재 하부), 토목구조물(지하차도, 지하철, 공동구, 교면방수), 인공지반녹화구조물(식재층이 있는 구조물), 기타구조물(금속,목조, 판넬, 도장면, 플라스틱면 등에 방수·방근이 필요한 부위)에 제한받지 않고 사용할 수 있고, 방수 테이프 형태로 제조해서 건축용으로 구조물의 크렉, 연결이음부, 관통부, 각종 조인트, 방수 취약부등의 보수,보강용도로 적용할 수 있으며, 산업용으로 차음, 절연, 방진, 방식, 방수, 방음이 필요한 부위에 적용될 수 있다.
또한, 저온 시공환경 부착 안정성은 건축공사 표준시방서에 따르면 시공현장 온도가 일반적으로 약 5℃이하에서는 시공하지 않도록 규정되어 있지만 실질적으로 공사현장에서는 공기나 타공정간 일정 등 여러가지 요인으로 불가피하게 시공을 하는 경우가 발생되며 품질안정성을 보장할 수가 없으며, 특히 시트방수에 있어서 개량아스팔트 방수시트, 아스팔트계 자착식 방수시트, 점착형 합성고무계 방수시트 등도 마찬가지로 저온환경에서 유연하게 부착력을 발휘할 수가 없어 동결되어 깨지거나 파단되는 등 하자의 위험이 큰 문제점을 부틸합성고무 컴파운드 조성물 조합을 통하여 개선키고자 한다.
또한, 컴파운드 배합으로 조절하기 어려워 시공시 적용되는 프라이머를 습윤 바탕면에 접착가능하게 형성하여 콘크리트 내부에 잔존 수분이 항상 존재하고 우천시 빗물 유입 등 습윤 상태에서 방수층을 형성하면 부착력 상실로 방수층의 박리, 박락, 콘크리트 내부의 수중기압으로 인한 부풀음 현상 등의 하자 발생을 억제하고자 안출된 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 제품 배합비에 맞게 계량 및 혼합시설에 부설된 교반기를 이용하여 혼합하는 1단계; 및 상기 1단계에서 혼합된 부틸합성고무 컴파운드를 시트 형태로 압출하여 한 면에 공법과 용도에 따라 기재층인 합성고분자 필름, 부직포, 직포, 금속박판 또는 도막재 형태를 부틸합성고무 컴파운드에 합지하여 시트 또는 방수 테이프 형태로 만드는 동시에 다른 이면에 이형필름 또는 이형지를 부착하는 2단계;로 이루어진다.
또한, 본 발명은 건식프라이머를 제조하는 3단계;를 더 포함하며, 상기 건식프라이머는 용제형 고무조성물로 이루어진 부틸고무계 시트 전용 프라이머로서 조성물은 합성고무 3.0 ~ 25.0중량%, 점착부여제 5.0 ~ 15.0중량%, 유기용제 50.0 ~ 85.0중량%, 합성수지 2.0 ~ 12.0중량%, 첨가제 0.3 ~ 3.0중량%을 포함하여 이루어지며, 상기 합성고무는 부틸고무, EPDM고무, SBR고무, SBS고무, 및 클로로프렌고무으로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고, 상기 점착부여제는 폴리부텐, 또는 로진으로 이루어진 것이고, 상기 유기용제는 톨루엔, 벤젠 및 헥산으로 이루언진 군 중 선택된 1종 이상의 것이고, 상기 합성수지는 페놀수지 또는 석유수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 습식 프라이머를 제조하는 4단계;를 더 포함하며, 상기 습식 프라이머는 습윤 콘크리트 바탕면에 시공 가능한 세라믹계 수용성 2액형 프라이머로서 수용성 에폭시 수지 20.0 ~ 45.0중량%, 물 30.0 ~ 60.0중량%, 세라믹계 충진화합물 10.0 ~ 20.0중량%, 첨가제 0.5 ~ 12.0중량%을 포함한 주제; 및 변성 지방족 폴리아민50.0 ~ 75.0 중량%, 충진제 10.0 ~ 30.0중량%, 경화촉진제5 ~ 25중량%을 포함하는 경화제;로 이루어지며 주제 : 경화제 혼합비율을 2.5:1 비율로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 교반기를 이용하여 혼합하고, 시트 형태로 압출하여 한 면에 기재층인 합성고분자 필름, 부직포, 직포, 금속박판 및 도막재 형태로 합지하고, 다른 이면에 이형필름 또는 이형지를 부착하여서 된 것을 특징으로 한다.
또한, 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근시트를 롤 재단기나 슬리팅 기계로 소비자가 원하는 규격으로 컷팅하여서 된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 자착식 시트 방수를 실시하는 구간에 적용가능한 방수시트로 건축구조물은 콘크리트 옥상 슬라브, 지하주차장 상부, 지붕 마감재 하부방수등 토목구조물은 지하차도, 지하철, 공동구, 교면방수 및 기타 구조물의 금속, 목조 구조물 방수가 필요한 부위에 적용이 가능하며, 또한 방근소재의 재료를 합지하면 인공지반 녹화용 방수·방근 겸용재로 적용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 Butyl Rubber 콤파운드 재료는 수밀성이 우수하고 내마모성, 내열성, 내온존성, 내화화성, 온도변화에 잘 견디는 성질을 가지고 있고 강도 및 신율이 우수하여 방수재료로 적합하고 기존 아스팔트 재료와는 달리 무용제 타입으로 기존 재료대비 친환경적이며 장기적인 내구성이 우수하여 생애주기 비용을 전체적으로 분석하면 경제성도 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 방수성능이 우수한 재료와 누수 취약부를 합리적으로 개선시킨 제조 및 시공방식으로 기존 시장에 새로운 기술적 전환을 가져올 것으로 판단되며, 다양한 해외 기술과 경쟁하기에 부족함이 없는 제품으로 수출경쟁력도 확보할 수 았는 제품이다.
도 1은 종래 발명에 따른 ks f 4934품질항목을 보여주는 도면이다.
도 2는 종래 발명에 따른 시트 이음방법의 종류를 보여주는 플로우 챠트 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공법에 따른 적용 자재와 그 내용을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비노출용 방수공법을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노출용 방수시트를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 방수·방근 겸용 방수시트를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 따른 상기 제1단계인 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 제조하는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 공정 순서와 공정 설명을 보여주는 도면이다.
도 9와 도 10은 저온부착성, 습윤환경 대응성 등을 시험한 데이터 자료 를 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프의 제조방법은 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 제품 배합비에 맞게 계량 및 혼합시설에 부설된 교반기를 이용하여 혼합하는 1단계; 상기 1단계에서 혼합된 부틸합성고무 컴파운드를 시트 형태로 압출하여 한면에 공법과 용도에 따라 기재층(컴파운드 보강, 보호재료)인 합성고분자(합성고무 or 합성수지) 필름, 부직포, 직포, 금속박판 또는 도막재 형태를 부틸합성고무 컴파운드에 합지하여 시트 또는 방수 테이프 형태로 만드는 동시에 다른 이면에 이형필름(지)를 부착하는 2단계;로 이루어진다.
단, 바탕면에 부착하지 않고 절연하는 공법에서는 상기 이형필름 또는 이형지 대신 부직포 또는 합성고분자 필름이 부착됨이 바람직하다.
또한, 상기 1단계에서 2단계로 이루어지는 제조공정에서 생산한 제품은 비노출용 방수시트, 노출용 방수시트, 방수·방근 겸용시트 제품으로 적용할 수 있다.
또한, 이러한 시트형태를 롤(roll)을 롤커팅기, 슬리팅 장비를 통하여 부틸고무 방수 테이프 제품으로 적용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 배합하는 제 1단계는, 부틸고무 함량이 13.0 ~ 20중량%, 천연고무 3.0 ~ 7.0중량%, 재생 부틸합성고무 2.0 ~ 5.5중량%, 보강충진제 55.0 ~ 60.0중량%, 저온점착연화제제 1.0 ~ 2.5중량%, 초기점착제 3.0 ~ 5.0중량%, 고무연화점착제 15.0 ~ 22.0중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 부틸고무(butyl rubber)는 이소부틸렌과 이소프렌의 공중합체인 합성고무로 수분이나 기체 투과성이 매우 낮아 수밀성이 우수하고 내마모성, 내열성, 내온존성, 내화성, 온도변화에 잘 견디는 성질을 가지고 있고 강도 및 신율이 우수하여 방수재료로 적합하다. 단점은 방수용 아스팔트 대비 다소 높은 단가로 제품 경쟁력을 갖추기 위해 성능저하가 없는 범위 안에서 재생부틸고무를 적정량 사용한다.
여기서, 상기 재생 부틸합성고무는 어떤 특정 화학식이 있는 화합물이 아니라 부틸고무가 많이 쓰이는 타이어의 이너 라이너 및 이너 튜브 등의 재활용 자재에서 이물질을 제거하고 용융, 분쇄공정을 통해서 생산된 재생부틸고무 분말이라 할 수 있다.
즉, 상기 재생 부틸합성고무(Reclaimed Butyl rubber)는 부틸고무, 카본블랙, 기타 첨가제로 구성되어 있으며, 특히 카본블랙(carbon black)은 고무 보강재로 널리 사용되는 재료로 인장강도 및 내마모성을 크게 향상시킨다. 또한 폐기되는 자원을 재사용함으로서 자원재활용측면에서 환경적이라 할 수 있다.
상기 보강충진제는 탄산칼슘(CaCo3), 탈크(Talc), 코팅 탄산칼슘(옥염화, 백염화), 클레이(Clay), 실리카(Silica), 규조토로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고, 상기 저온점착연화제는 파라핀계 프로세스 오일 소량과 지방족 2염기산 에스테르계 : 디옥틸 아디페이트(Dioctyl adipate, DOA), 다이메틸 아디페이트(Dimethyl adipate, DMAD)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된다.
상기 프로세스 오일은 계열에 따라 각종 고무와의 상용성, 고무 가공성, 제품 고무의 저온특성, 항오염성, 내노화성, 탄성, 내마모성 등의 특성에 미치는 영향이 다르며 프로세스 오일과 고무와의 상용성은 일반적으로 아로마틱, 나프텐, 파라핀의 순으로 되어 있고 Buty1 Rubber는 반대로 파라핀계가 양호한 상용성을 나타내고 있다.
또한, 상기 프로세스 오일의 조성과 제품고무의 특성과의 관계에 있어서 파라핀계 프로세스 오일은 가공작업이 용이하지 못한데 비해 제품고무의 항오염성, 저온특성, 열발생, 탄성 등의 특성은 타 계열의 프로세스 오일에 비해 월등히 우수하다. 나프텐계 프로세스 오일은 파라핀과 아로마틱계의 중간특성을 가지며 가공성, 항오염성, 저온특성, 내마모성이 적합한 균형있는 특성을 제품에 부여해 줌으로서 항장력, 탄성 등의 특성이 우수하다.
상기 저온접착연화제란 가소화(Plasticization)시켜 수지에 가소성을 갖게 하는 것으로, 일명 "가소제"라고도 하며, 이는 고분자에 배합되어 그 분자 간의 응집력을 감소시킴으로써 적당한 탄성률과 유연성을 부여하는 한편, 용융점도를 저하시켜 수지의 가공성을 향상시키기 위한 첨가제이다. 여기서 가소화란 고분자의 유리전이온도(Tg)가 저온 쪽으로 이동하여 상온에서 고무와 같이 유연한 상태로 되는 것을 의미한다.
상기 초기점착제는 Rosin계중 고무로진(Gum Rosin), 목재로진(Wood Rosin), 톨로진(Tall Rosin) 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고,
상기 고무연화점착제는 폴리부텐(PolyButene) 제품 중 분자량 1280(PB1300) 60 ~ 70 중량%, 분자량1420(PB1400)20~30 중량%, 분자량2180(PB2000)5~10 중량%로 이루어진다.
구체적으로 도 8에 도시된 바와 같이 상기 1단계 제조공정은 원료 입고-검수-계량 및 투입-혼합으로 제품 혼합비에 맞게 계량 및 투입된 원료를 혼합시설에 부설된 교반기를 이용하여 저속으로 균일하게 혼합한다.
상기 1단계 제조방법은 원료 투입 혼합에 있어서 자착형 부틸합성고무 컴파운드 조성물 중 상기 부틸고무, 천연고무, 부틸고무, 보강충진제, 저온점착연화제,초기점착제, 고무연화점착제인 폴리부텐(PolyButene) 분자량 1280(PB1300), 분자량1420(PB1400)를 제1교반기를 통해 혼합한다. 이때 균일 혼합을 위하여 이중자켓에 전기히터를 이용한 열매체유를 가열하여 혼합시설 내부 온도를 약 70~80℃로 유지한다. 상기 제1교반기 혼합물을 제2교반기로 이송하여 80~100℃내외로 조절한 상태에서 나머지 폴리부텐 분자량2180(PB2000) 기타 보조재를 투입하여 완전히 분산되도록 혼합한다. 이때 폴리부텐은 3회 내지 5회로 나누어 투입하도록 한다. 이렇게 해서 혼합된 부틸합성고무 컴파운드는 압출성형기에 투입하여 제품 규격으로 압출 성형한다.
상기 2단계 공정에서 기재층을 무기질 도막재 함침 부직포(무기질 도막재외 부직포에 함침 가능한 재료로 시멘트계 탄성도막방수, 액상 고무계, 수용성 아스팔트, 아크릴, 우레탄계 도막방수재 중 어느 하나를 포함) 또는 EPDM 가황고무시트 [EPDM외 합성고분자 방수시트(EVA, PVC, TPO, TPU, PET, PP, PI, PE) 중 어느 하나를 포함], 또는 장섬유 부직포(그 외 합성수지 직물, 유리섬유매트, 경질필름 중 어느 하나를 합지한 부직포)를 상기 부틸합성고무 컴파운드에 합지한 제품을 노출용 복합방수시트로 적용할 수 있다.
한편, 상기 2단계에서 기재층은 방수공법에 따라 선택적으로 적용하여 생산할수 있는 것으로서, 방수재 시공 후 보호몰탈 또는 누름콘크리트, 기타 방수층 보호재가 외부로부터 보호되는 비노출(non-exposed)형 방수공법에서는 합성고분자계 필름, 부직포, 직포, 도막재 함침부직포, 아스팔트 함침 부직포, 금속박판으로 이루어진 군에서 선택하여 상기 부틸합성고무 컴파운드에 합지한 제품을 비노출용 복합방수시트로 적용할 수 있다.
이때, 상기 합성고분계 필름으로는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌)필름시트, PP(폴리프로필렌)필름, EVA(에틸렌비닐 아세테이트)필름, PVC(폴리비닐클로라이드)필름, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체)필름, PET(폴리에틸렌 데레프탈레이트)필름, TPO(Thermalplastic PolyOlefin)필름, TPU (thermoplastic polyurethane)필름이 적용됨이 바람직하다.
또한, 현장시공에 적용될 수 있는 도막재로는 우레탄, 우레아, 무기질 탄성도막, 아크릴수지, 수용성 아스팔트 도막재 등이 가능하다.
구체적으로 상기 2단계 제조방법은 압출-권취-보관(숙성)으로 1단계로 배합한 컴파운드를 압출성형기에 투입하여 원하는 제품 규격으로 압출하여 한 면에 기재층을 제품 규격에 맞게 합지하고 다른 한 면에 동시에 이형지(필름)를 연속적으로 부착하여 시트를 롤 형태로 권취하여 포장한다. 이때 컴파운드의 원활하고 안정적인 압출을 위하여 압출성형기 내부 압출 스크류 부위에 전기히터를 이용하여 가열하여 내부 온도를 약 70~80℃를 유지한다.
또한, 노출용 복합방수시트가 외부환경에 노출되어 UV저항성, 내후성, 내오존성능이 필요한 노출(exposed)형 방수공법에서는 시트 단독형과 시트·도막 복합형(현장 도막재 도포)으로 구분되는데, 상기 시트 단독형은 가황 고무계 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체)시트, EVA(에틸렌비닐 아세테이트)시트, PVC(폴리비닐클로라이드)시트, TPO(Thermalplastic PolyOlefin)시트, TPU(thermoplastic polyurethane)시트, PET(폴리에틸렌 데레프탈레이트)시트, PP(폴리프로필렌)시트, PI(polyimide), PE(polyethylene), 금속박판 합지된 합성고분자계시트, 도막방수재 함침 부직포로 이루어진 군에서 선택하여 적용할 수 있다.
또한, 상기 시트·도막 복합형은 도막방수재 함침 부직포, 합성고분자계 시트, 장섬유 부직포, 합성수지 직물, 유리섬유매트, 경질필름 합지한 부직포로 이루어진 군에서 선택하여 적용할 수 있고, 상기 도막방수재로는 시멘트계 탄성도막방수, 액상 고무계 수용성 아스팔트, 아크릴, 우레탄, 우레아로 이루어진다. 또한 인공지반녹화층이 조성되는 부위에 적용되는 방수·방근 겸용 방수시트에서는 방근성능이 우수한 EPDM, PET, PVC, TPO, EVA, PP, PC, PE 등 합성고분자계 필름 또는 시트 및 방근용 도막재 함침 부직포로 이루어지는 군에서 선택하여 적용할 수 있다. 상기 방근용 도막재로는 경질우레탄, 우레아, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지로 이루어진다.
한편, 본 발명은 상기 1 및 2단계 제조시설과 구분되는 수지 혼합시설에서 건식 프라이머 제조하는 3단계; 및 습식 프라이머를 제조하는 4단계;를 포함한다.
바탕면과의 접착 기밀성과 내구안정성을 유지하는 건식 프라이머를 제조하는 3 및 4단계에서 건식 프라이머를 제조하는 3단계는, 도 7에 도시된 바와 같이 용제형 고무조성물로 이루어진 부틸고무계 시트 전용 프라이머로 조성물은 합성고무 3.0 ~ 25.0중량%, 점착부여제 5.0 ~ 15.0중량%, 유기용제 50.0 ~ 85.0중량%, 합성수지 2.0 ~ 12.0중량%, 첨가제 0.3 ~ 3.0중량%을 포함하여 이루어진다.
상기 합성고무는 부틸고무, EPDM고무, SBR고무, SBS고무, 클로로프렌고무로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고, 상기 점착부여제는 폴리부텐, 로진으로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고, 상기 유기용제는 톨루엔, 벤젠 및 헥산으로 이루어진 군 중 선택된 1종 이상의 것이고, 상기 합성수지는 페놀수지, 석유수지로 이루어진 군 중 1종 이상이 선택된다.
상기 첨가제는 카본블랙같은 무기안료, UV안정제 등이 있으며, 범용적을 사용하는 자재로서 그 종류를 제한하지 않으며, 상기 첨가제는 0.3~3.0 중량% 범위 내에서 그 사용량을 적절히 조절한다.
상기 습식 프라이머를 제조하는 4단계는 습윤 콘크리트 바탕면에 시공 가능한 세라믹계 수용성 2액형 프라이머로 수용성 에폭시 수지 20.0 ~ 45.0중량%, 물 30.0 ~ 60.0중량%, 세라믹계 충진화합물 10.0 ~ 20.0중량%, 첨가제 0.5 ~ 12.0중량%을 포함한 주제와 변성 지방족 폴리아민 50.0 ~ 75.0 중량%, 충진제 10.0 ~ 30.0중량%, 경화촉진제5 ~ 25중량%을 포함하는 경화제로 이루어지며 주제 : 경화제 혼합비율을 2.5:1 비율로 혼합하여 이루어진다.
상기 수용성 에폭시 수지는 비스페놀 A형 수지 화합물이고, 세라믹계 충진화합물은 탈크, 규사, 탄산칼슘 등이다.
상기 충진제는 탄산칼슘(CaCo3), 탈크(Talc), 코팅 탄산칼슘(옥염화, 백염화), 클레이(Clay), 실리카(Silica), 규조토로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프의 제조방법에 의해 생산한 제품은 비노출용 방수시트, 노출용 방수시트 , 방수·방근 겸용시트 제품으로 적용할 수 있다.
즉, 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 교반기를 이용하여 혼합하고, 시트 형태로 압출하여 한 면에 기재층인 합성고분자 필름, 부직포, 직포, 금속박판(알루미늄, 구리등 얇은 금속판) 및 도막재 형태로 합지하고, 다른 이면에 이형필름 또는 이형지를 부착하면 되는 것이다.
단, 바탕면에 부착하지 않고 절연하는 공법에서는 이형필름 또는 이형지 대신 부직포 또는 합성고분자 필름을 부착함이 바람직하다.
또한, 상기 제조방법에 의해 생산한 제품을 롤 재단기나 슬리팅 기계로 소비자가 원하는 규격으로 컷팅하면 자착형 부틸고무 제품인 방수 테이프를 형성하여 다용도로 활용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방수 테이프, 일명 부틸테이프의 용도는 건축, 토목 구조물 층간 조인트 및 균열보수용, 방수 취약부 보강용, 판넬, 목재, 석고보드, 합판, 철판, 배관 등의 이음부 방수 및 보강테이프로 적용할 수 있다.
본 발명의 일실시예로 도 4에 도시된 바와 같이 자착형 부틸고무계 방수시트를 비노출용 방수시트로 적용하는 구성의 레이어는, 방수 바탕면, 프라이머, 비노출용 방수시트, 방수층 보호 기반재[(보호몰탈, 누름콘크리트, 기타 방수층 보호재(폼보드)]가 있다. 이때 자착형 부틸고무계 방수시트 레이어로는 이형필름(지), 부틸고무계 컴파운드 방수층, 방수재 보강·보호 기재층을 포함한다.
본 발명의 일실시예로 도 5에 도시된 바와 같이 자착형 부틸고무계 방수시트를 노출용 방수시트로 적용하는 구성의 레이어는, 방수 바탕면, 프라이머, 노출용 방수시트가 있는데, 이때 방수시트 레이어로는 이형필름(지), 부틸고무계 컴파운드 방수층, 노출마감층을 포함한다.
본 발명의 일실시예로 도 6에 도시된 바와 같이 자착형 부틸고무계 방수시트를 방수·방근 겸용 방수시트로 적용하는 구성의 레이어는, 인공지반 구조물, 프라이머, 방수·방근 겸용 방수시트, 녹화층(식재기반층)이 있다. 이때 자착형 부틸고무계 방수시트 레이어로는 이형필름(지), 부틸고무계 컴파운드 방수층, 방근용 합성고분자계 필름 또는 시트(EPDM고무 외 PET, PVC,TOP 등의 합성고분자계 필름 또는 시트 중 어느 하나)를 포함한다.
한편, 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근시트에 대한 성능시험을 아래의 같이 실시하였다.
<저온부착 안정성 시험>
방수재 시공에 있어서 실제 시공 현장에서는 동절기에 방수 시공을 불가피하게 시공할 경우가 빈번한데 저온 환경하에서의 바탕면과 부착력 상실로 시공이 불가능하거나 향후 잠재적인 하자요인을 만들 수가 있다. 기존 시트방수(개량 아스팔트 시트, 합성수지계시트, 점착형 복합시트)는 약5℃ 정도의 온도에서 점착 유연성이 저하되어 계면 투수 저항성이 상실하거나 시트 자체가 굳어서 외부충격에 의해 찢김, 파단되는 취성파괴(脆性破壞)가 일어난다.
도 9와 같이 챔버의 온도를 위와같이 설정한 후 시험체를 KS F 4919에서 규정한 투수 시험기 및 시험방법에 따라 시험한 결과 본 발명의 시트는 -5℃의 저온 환경에서도 부착안정성을 가졌다. 이는 본 발명에서 개발한 부틸고무계 컴파운드가 일반 시트보다 저온 환경에 대한 부착안정성이 높다고 할 수 있다.
<습윤면 부착 안정성 시험>
습윤 바탕면에서의 방수재는 부착력 상실로 누수의 원인이 되고 지속적으로 습윤환경이 제공되면 구조물 거동, 습기의 체적변화, 수압 등의 영향으로 누수가 확산되는 하자를 초래할 수 있다. 기존 방수시트는 일반적으로 콘크리트 타설 후 일정한 양생기간이 완전히 끝난 후 다시 젖은 상태에서 함수율이 보통 8%이하의 기건(氣乾) 바탕면에서 시공을 한다.
도 10과 같이 무처리 시험체 및 동결/융해, 건조/침수, 장기침수의 전처리를 한 습윤 바탕시험체에 본 발명의 습윤 프라이머를 도포하고 시트를 부착한 다음 7일 동안 기건(氣乾) 양생 후 방수시트층의 중앙부, 가장자리에서 부풀림, 들뜸, 변색, 흡수 등의 변화 발생 유.무 확인 결과 이상 없음을 알 수 있다. 이는 본 발명의 습윤 프라이머가 콘크리트 함수율 8%이상의 습윤 바탕면에서 부착 안정성이 있음을 알 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 및 그 제조방법은 자착식 시트 방수를 실시하는 구간에 적용 가능한 방수시트로서, 건축구조물과 토목구조물 및 기타 금속, 목조 구조물 방수가 필요한 부위에 적용이 가능하며, 방근 소재의 재료를 합지하면 인공지반 녹화용 방수·방근 겸용재로 적용할 수 있고, 수밀성과 내마모성, 내열성 및 온도변화에 잘 견디며, 기존 아스팔트 재료와는 달리 무용제 타입으로 기존 재료대비 친환경적이며 장기적인 내구성이 우수하여 경제성을 크게 향상시킬 수 있어 산업상 이용가능성이 매우 높은 발명인 것이다.

Claims (9)

  1. 자착형 부틸합성고무 컴파운드를 제품 배합비에 맞게 계량 및 혼합시설에 부설된 교반기를 이용하여 혼합하는 1단계; 및 상기 1단계에서 혼합된 부틸합성고무 컴파운드를 시트 형태로 압출하여 한 면에 공법과 용도에 따라 기재층인 합성고분자를 필름, 부직포, 직포, 금속박판 및 도막재 형태를 부틸합성고무 컴파운드에 합지하여 시트 또는 방수 테이프 형태로 만드는 동시에 다른 이면에 이형필름 또는 이형지를 부착하는 2단계;로 이루어지되,
    상기 1단계는, 부틸고무 함량이 13.0 ~ 20중량%, 천연고무 3.0 ~ 7.0중량%, 재생 부틸합성고무 2.0 ~ 5.5중량%, 보강충진제 55.0 ~ 60.0중량%, 저온점착연화제제 1.0 ~ 2.5중량%, 초기점착제 3.0 ~ 5.0중량%, 고무연화점착제 15.0 ~ 22.0중량%를 포함하여 이루어지며,
    상기 보강충진제는 탄산칼슘(CaCo3), 탈크(Talc), 코팅 탄산칼슘(옥염화, 백염화), 클레이(Clay), 실리카(Silica), 및 규조토로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고,
    상기 저온점착연화제는 파라핀계 프로세스 오일, 지방족 2염기산 에스테르계 : 디옥틸 아디페이트(Dioctyl adipate, DOA), 및 다이메틸 아디페이트(Dimethyl adipate, DMAD)로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되며,
    상기 초기점착제는 Rosin계 중 고무로진(Gum Rosin), 목재로진(Wood Rosin), 및 톨로진(Tall Rosin) 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고,
    상기 고무연화점착제는 폴리부텐(PolyButene) 제품 중 분자량 1280(PB1300) 60 ~ 70 중량%, 분자량1420(PB1400)20~30 중량%, 분자량2180(PB2000)5~10 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    건식프라이머를 제조하는 3단계;를 더 포함하며,
    상기 건식프라이머는 용제형 고무조성물로 이루어진 부틸고무계 시트 전용 프라이머로서 조성물은 합성고무 3.0 ~ 25.0중량%, 점착부여제 5.0 ~ 15.0중량%, 유기용제 50.0 ~ 85.0중량%, 합성수지 2.0 ~ 12.0중량%, 첨가제 0.3 ~ 3.0중량%을 포함하여 이루어지며,
    상기 합성고무는 부틸고무, EPDM고무, SBR고무, SBS고무, 및 클로로프렌고무으로 이루어진 군 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이고, 상기 점착부여제는 폴리부텐, 또는 로진으로 이루어진 것이고, 상기 유기용제는 톨루엔, 벤젠 및 헥산으로 이루언진 군 중 선택된 1종 이상의 것이고, 상기 합성수지는 페놀수지 또는 석유수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    습식 프라이머를 제조하는 4단계;를 더 포함하며,
    상기 습식 프라이머는 습윤 콘크리트 바탕면에 시공 가능한 세라믹계 수용성 2액형 프라이머로서 수용성 에폭시 수지 20.0 ~ 45.0중량%, 물 30.0 ~ 60.0중량%, 세라믹계 충진화합물 10.0 ~ 20.0중량%, 첨가제 0.5 ~ 12.0중량%을 포함한 주제; 및 변성 지방족 폴리아민 50.0 ~ 75.0 중량%, 충진제 10.0 ~ 30.0중량%, 경화촉진제5 ~ 25중량%을 포함하는 경화제;로 이루어지며 주제 : 경화제 혼합비율을 2.5:1 비율로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1단계는 원료 입고-검수-계량 및 투입-혼합으로, 제품 혼합비에 맞게 계량 및 투입된 원료를 혼합시설에 부설된 교반기를 이용하여 저속으로 균일하게 혼합하고, 원료 투입 혼합에 있어서 자착형 부틸합성고무 컴파운드 조성물 중 상기 부틸고무, 천연고무, 부틸고무, 보강충진제, 저온점착연화제, 초기점착제, 고무연화점착제인 폴리부텐(PolyButene) 분자량 1280(PB1300), 및 폴리부텐 분자량1420(PB1400)을 제 1교반기를 통해 혼합하며, 균일 혼합을 위하여 이중자켓에 전기히터를 이용한 열매체유를 가열하여 혼합시설 내부 온도를 70~80℃로 유지하고, 상기 제1교반기의 혼합물을 제2교반기로 이송하여 80~100℃내외로 조절한 상태에서 나머지 폴리부텐 분자량2180(PB2000) 보조재를 투입하여 완전히 분산되도록 혼합하며, 상기 폴리부텐은 3회 내지 5회로 나누어 투입하도록 하고, 혼합된 부틸합성고무 컴파운드는 압출성형기에 투입하여 제품 규격으로 압출 성형하는 것을 특징으로 하는 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2단계는 압출-권취-보관으로, 1단계로 배합한 컴파운드를 압출성형기에 투입하여 원하는 제품 규격으로 압출하여 한 면에 기재층을 제품 규격에 맞게 합지하고 다른 한 면에 동시에 이형지를 연속적으로 부착하여 시트를 롤 형태로 권취하여 포장하고, 컴파운드의 원활하고 안정적인 압출을 위하여 압출성형기 내부 압출 스크류 부위에 전기히터를 이용하여 가열하여 내부온도를 70~80℃를 유지하며, 상기 1단계와 2단계 제조공정에서 생산한 제품은 비노출용 방수시트, 노출용 방수시트 , 방수·방근 겸용시트 제품으로 적용하고, 상기 비노출용 방수시트로 적용되는 구성 레이어는 방수 바탕면, 프라이머, 비노출용 방수시트, 또는 방수층 보호 기반재이고, 방수시트 레이어로는 이형필름 또는 이형지, 부틸고무계 컴파운드 방수층, 방수재 보강·보호 기재층을 포함하고, 자착형 부틸고무계 방수시트에서 방수·방근 겸용 방수시트로 적용되는 레이어는 인공지반 구조물, 프라이머, 방수·방근 겸용 방수시트, 또는 녹화층으로 이루어지고, 방수시트 레이어로는 이형필름 또는 이형지, 부틸고무계 컴파운드 방수층, 방근용 합성고분자계 필름, 또는 시트를 포함하며, 상기 자착형 부틸고무계 방수시트에서 노출용 방수시트로 적용되는 구성 레이어는 방수 바탕면, 프라이머, 또는 노출용 방수시트로 이루어지고, 노출용 방수시트 레이어로는 이형필름 또는 이형지, 부틸고무계 컴파운드 방수층, 또는 노출마감층을 포함하는 것을 특징을 하는 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 2단계에서 기재층을 무기질 도막재 함침 부직포, EPDM 가황고무시트 및 장섬유 부직포를 상기 부틸합성고무 컴파운드에 합지한 제품은 노출용 복합방수시트로 적용하고,
    상기 2단계에서 기재층을 합성고분자계 필름, 부직포, 직포, 도막재 함침부직포, 아스팔트 함침 부직포, 금속박판으로 이루어진 군에서 선택하여 상기 부틸합성고무 컴파운드에 합지한 제품을 비노출용 복합방수시트로 적용하되,
    상기 도막재로는 우레탄, 우레아, 무기질 탄성도막, 아크릴수지, 수용성 아스팔트 도막재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자착형 부틸고무계 컴파운드 조성물을 이용한 방수·방근 시트, 방수 테이프 제조방법.


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