KR102275679B1 - 친환경 자착식 방수시트 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자착식 방수시트에 관한 것으로서, 기재층, 상기 기재층의 양면에 적층되는 제1 및 제2 점착층, 상기 제1 점착층의 상부에 적층되는 표면층, 상기 제2 점착층의 상부에 적층되는 이형층으로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 점착층은 아스팔트, 프로세스 오일, SBS 고무, 석유수지, 에폭시수지, 충진제, 계면활성제를 포함하는 점착층용 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 자착식 방수시트 및 이의 제조방법{SELF-ADHESIVE WATERPROOF SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 친환경 자착식 방수시트 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 용제를 사용하지 않아 친환경적이면서도 방수성능이 우수한 자착식 방수시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

방수시트를 이용한 방수공법은 재료의 물성이 균일하고 불투수층을 형성하여 방수 성능이 우수하므로 도막방수에 비하여 장점이 많아 방수공법으로서 널리 채용되고 있다. 그러나 방수시트를 이용하는 경우 방수시트의 접착력이 부족하면 부분적인 누수가 발생할 우려가 있고, 방수시트 자체나 시트 간 접합부분의 마모 또는 손상으로 누수가 발생할 수 있어 이를 개선하기 위한 다양한 방수시트가 개발되고 있다.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1219636호에는 아스팔트, SBS 합성고무, 파라핀오일, 재생오일, 천연펄프, 탄산칼슘, 석유수지, 플라이애쉬, 재생 미분말 석탄재로 이루어진 방수시트 조성물을 이용하여 자착식 방수시트를 제조함으로써 인장강도, 부착강도 등의 물성을 향상시키고 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 10-2012-0069189호에서는 아스팔트, 스티렌계 블록 공중합체, 파라핀계 점탄성 오일 및 석유수지 및 폴리부텐을 포함하는 방수층; 및 상기 방수층 상에 적층된 고밀도 폴리에틸렌층을 포함하는 자착식 방수시트가 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 10-1005939호에는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름 위에 아스팔트, 스티렌계 블록 공중합체, 수소화 처리된 윤활기유의 혼합물에 유동점 강하제 및 점도지수 향상제로 구성된 첨가제를 합성시킨 합성오일로써 유동점이 -60℃이며, 점도지수(25℃)는 200cp, 인화점은 250℃ 이상인 파라핀계 점탄성 합성오일, 석유수지 및 점도지수(100℃) 230cp, 인화점 190℃, 유동점 -10℃의 물성을 갖는 폴리부텐을 포함하는 고무화 아스팔트계 자착식 방수재 및 이형필름이 순차적으로 적층된 구조를 갖는 자착식 방수시트가 개시되어 있다.

이러한 종래기술에 따른 방수시트를 살펴보면, 방수시트를 구성하는 점착층의 최적화를 통해 방수성능 및 접착성능을 향상시키고 있으며, 이를 위하여 성분 및 함량의 최적화를 꾀하고 있음을 알 수 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 10-1487772호에는 이형층, 제1 점착층, 기재층, 제2 점착층, 및 표면층의 적층구조로 이루어지며, 제1 점착층과 제2 점착층을 구성하는 아스팔트 개질 조성물을 달리한 자착식 방수시트가 개시되어 있는데, 이를 통해 방수시트의 점접착성, 습윤부착성능, 저온성, 및 내열성을 향상시키고 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1219636호 대한민국 공개특허공보 10-2012-0069189호 대한민국 등록특허공보 10-1005939호 대한민국 등록특허공보 10-1487772호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 시트방수 공법에 적합하며 접착력 및 작업성이 향상된 자착식 방수시트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 자착식 방수시트는 기재층, 상기 기재층의 양면에 적층되는 제1 및 제2 점착층, 상기 제1 점착층의 상부에 적층되는 표면층, 상기 제2 점착층의 상부에 적층되는 이형층으로 이루어지는 것으로서, 상기 제1 및 제2 점착층은 아스팔트, 프로세스 오일, SBS 고무, 석유수지, 에폭시수지, 충진제, 계면활성제를 포함하는 점착층용 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이형층은 엠보싱 이형필름으로 형성될 수 있으며, 상기 기재층은 평량이 130 내지 180g/㎡인, 폴리에스터 부직포, 유리섬유, 폴리프로필렌 직포, 또는 폴리프로필렌 부직포 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명에 따른 자착식 방수시트는 접착력 및 작업성이 향상되어 시트방수 공법에 적용하여 공정 효율을 향상시키는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 자착식 방수시트의 적층구조를 나타낸 개념도이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 자착식 방수시트는 기재층, 상기 기재층의 양면에 적층되는 제1 및 제2 점착층, 상기 제1 점착층의 상부에 적층되는 표면층, 상기 제2 점착층의 상부에 적층되는 이형층으로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 점착층은 동일한 재질로 이루어지는데, 일반적으로 복수의 점착층을 적층하여 형성하는 경우 점착층이 분리되는 문제점이 있으나, 동일한 재질로 구성함으로써 이러한 점착층 내의 분리에 따른 하자 발생이 일어나지 않도록 하고 있다.

이를 위하여 상기 제1 및 제2 점착층은 아스팔트, 프로세스 오일, SBS 고무, 석유수지, 에폭시수지, 충진제, 계면활성제를 포함하는 점착층용 조성물을 사용하여 형성하게 된다.

상기 자착식 방수시트를 구성하는 기재층은 통상의 방수시트에 적용되는 폴리에스터 부직포, 폴리프로필렌 직포, 폴리프로필렌 부직포 등을 사용할 수 있으나, 본 발명의 적층구조를 고려하여 평량이 130 내지 180g/㎡인 폴리에스터 부직포, 유리섬유, 폴리프로필렌 직포, 또는 폴리프로필렌 부직포를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자착식 방수시트를 구성하는 표면층은 방수층 외부 바깥면을 형성하도록 필름으로 구성될 수 있으며, 특히 폴리에틸렌 필름을 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 폴리에틸렌 필름은 두께가 30 내지 150㎛의 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 사용되는 폴리에틸렌 필름은 1방향으로 연신하여 제조하기 때문에 방향에 따라 내구성이 저하될 수 있으나, 본 발명에서는 폴리에틸렌 필름을 종방향 및 횡방향으로 연신하여 제조한 필름을 사용하기 때문에 종방향 및 횡방향의 내구성이 모두 향상될 수 있다. 또한, 필요에 따라 상기 폴리에틸렌 필름의 표면에 항온, 항습 및/또는 발수를 위한 코팅처리를 통해 기능성을 부여할 수도 있다.

또한, 상기 자착식 방수시트를 구성하는 이형층은 방수시트를 시공하기 전까지 방수시트의 점착층을 보호하며, 시공시 제거하여 사용하는 것으로서 이형필름 또는 이형지를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 이형필름 또는 이형지로는 실리콘 이형지, 폴리에틸렌 이형필름 또는 폴리프로필렌 이형필름을 들 수 있는데, 외부 환경에 따라 이형성이 달라져 현장의 작업성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 하절기의 고온 조건에서는 상기 이형층이 쉽게 제거되지 않아 작업성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 이형층을 엠보싱 이형필름으로 형성하고 있다. 이러한 엠보싱 이형필름을 적용하는 경우 공기가 잘 통하기 때문에 다양한 외부 환경에서 이형성이 유지되어 작업성을 개선할 수 있다. 또한, 이형성을 확보하기 위해 엠보의 간격을 적절하게 유지하는 것이 바람직한데, 실험적으로 1 내지 10㎜ 간격의 엠보가 형성될 때 이형성이 가장 양호한 것으로 나타났다.

따라서 본 발명의 자착식 방수시트는 기재층을 중심으로 필름 형태의 표면층 및 이형층이 적층되는 것으로서, 상기 층간에 형성되는 점착층의 성능에 의해 접착력 및 방수 성능이 결정된다.

본 발명에서 상기 점착층을 구성하기 위한 점착층용 조성물은 아스팔트, 프로세스 오일, SBS 고무, 석유수지, 에폭시수지, 충진제, 계면활성제를 포함한다.

상기 아스팔트는 상기 점착층용 조성물을 구성하는 주성분으로서 다른 물질에 비하여 방수효과가 뛰어나고 상대적으로 저렴하여 대부분의 방수시트에 적용되고 있다. 상기 아스팔트로는 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트 또는 천연 아스팔트를 사용할 수 있고, 용도에 따라 상기 아스팔트를 1종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 아스팔트는 40 내지 60 중량부의 범위에서 사용될 수 있으며, 아스팔트의 양이 지나치게 적으면 충분한 방수 성능을 얻을 수 없고 너무 많이 사용되면 점착층의 접착력이 저하되는 문제점이 있으므로 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 프로세스 오일은 가소제의 기능을 위하여 함유되는 성분으로서 석유계, 석탄계, 식물성계 오일을 사용할 수 있고, 상기 석유계 및 석탄계 오일은 아로마틱, 나프텐, 파라핀계 오일을 들 수 있다. 일반적으로 프로세스 오일로서 나프타계 또는 아로마계 프로세스 오일을 사용하는데 이는 2급 발암물질이므로 안전성에 문제가 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 프로세스 오일로서 파라핀계 또는 올레핀계 프로세스 오일을 사용하고 있다. 상기 프로세스 오일은 10 내지 25 중량부의 범위에서 사용될 수 있는데, 적절한 양의 프로세스 오일을 사용해야만 조성물의 점도를 조절하여 유동성을 향상시킬 수 있고 접착력을 유지할 수 있으므로 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 아스팔트와 함께 아스팔트 개질제가 함유되는데, 상기 아스팔트 개질재로는 스틸렌-부타디엔-스틸렌(SBS) 고무, 스틸렌-이소프렌-스틸렌(SIS) 고무, 스틸렌-부타디엔(SB) 고무, 스틸렌-에틸렌-부타디엔-스틸렌(SEBS) 고무와 같은 고무 또는 엘라스토머, BUTYL, KNB-35L과 같은 합성고무를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 SBS 고무를 아스팔트 개질제로서 사용하고 있는데, 상기 SBS 고무는 선형구조와 방사형구조의 2종류가 있으며, 이중 어느 하나 또는 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 이러한 SBS 고무를 부가함으로써 상기 아스팔트의 강도, 내열성 및 탄성체로의 물성을 향상시키게 된다. 상기 SBS 고무는 5 내지 15 중량부의 범위에서 사용되는 것이 바람직한데, SBS 고무의 양이 지나치게 적으면 아스팔트의 물성 향상이 미미하며, 너무 많아도 점착제용 조성물의 방수 성능을 저하시키기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 점착층용 조성물에는 수지 성분이 함유되게 되는데, 본 발명에서는 석유수지 및 에폭시수지를 사용하고 있다. 상기 수지 성분은 점착부여제로서 기능을 나타내는데 일정 함량을 함유함으로써 방수시트와 피착면 사이의 접착력을 향상시키고 방수시트가 단단해지거나 탄성이 감소하는 현상을 줄일 수 있다.

상기 수지는 10 내지 20 중량부의 범위에서 함유될 수 있는데, 상기 석유수지 및 에폭시수지를 1:1 내지 2:1의 중량비로 배합하여 사용할 때 향상된 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 특히, 상기 에폭시 브롬화된 비스페놀 A형 에폭시수지 또는 브롬화된 페놀 노볼락형 에폭시수지를 사용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 브롬화된 에폭시수지는 일반적으로 난연성을 나타내기 때문에 난연성 재료로 사용되는 것인데, 내수성 및 내약품성이 뛰어나기 때문에 상기 점착층용 조성물에 석유수지와 함께 함유될 때 물성을 크게 향상시키는 것으로 나타났다.

또한, 점착층용 조성물에는 충진제가 함유되는데, 상기 충진제로는 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 또한, 자원 재활용의 측면에서 패각 분말을 사용할 수도 있다. 상기 충진제를 함유함으로써 조성물의 점도를 조절하여 점착층의 강도를 높일 수 있으며, 방수시트의 저장안정성 및 작업성을 확보할 수 있다. 상기 충진제는 10 내지 20 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직한데, 상기 범위 내에서 조성물의 강도 및 흐름성을 최적화할 수 있는 것으로 나타났다.

또한, 점착층용 조성물에 함유되는 계면활성제는 방수시트와 피착면과의 결합을 향상시키는 작용을 한다. 이러한 계면활성제로 비이온성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직한데 친수성 계면활성제를 함유함으로써 습윤 피착면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 계면활성제는 1 내지 5 중량부의 범위에서 사용할 수 있으며, 상기 범위를 벗어나 지나치게 적게 사용되면 접착력 향상의 효과를 얻을 수 없고 너무 많이 사용하더라도 방수 성능이 저하될 수 있으므로 상기 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 자착식 방수시트의 물성을 아래와 같이 평가하였다.

방수시트의 기재층은 평량이 150g/㎡인 폴리에스터 부직포를 사용하였다. 상기 기재층의 양면에 점착층용 조성물을 도포하여 제1 및 제2 점착층을 형성하고, 상기 제1 점착층의 상부에 표면층으로 60㎛ 두께의 2축 연신 폴리에틸렌 필름을 사용하여 적층하였으며, 상기 제2 점착층의 상부에 이형층으로 엠보싱 폴리에틸렌 이형필름을 적층하였다. 또한, 상기 점착층용 조성물은 표 1과 같은 조성으로 제조하였다.

	실시예1	실시예2	비교예1	비교예2
아스팔트	50	50	50	50
파라핀계 오일	15	15	15	15
SBS 고무	8	8	8	8
석유수지	6	5	10	6
브롬화에폭시수지	4	5	-	-
에폭시수지	-	-	-	4
탄산칼슘	15	15	15	15
Span-80	2	2	2	2

표 1에서 아스팔트로 AP-3(SK에너지)를 사용하였으며, 브롬화 에폭시수지는 YDB-400(Br 함량 20~50중량%, 에폭시 당량 100~1000, 국도화학)을 사용하였으며, 에폭시수지는 KEM-128-70(수용성 에폭시수지, 에폭시 당량 280, 국도화학)을 사용하였다.

방수시트의 시험평가는 KS F 4934(2008)에 의거하여 수행하였으며 그 결과는 표 2와 같다.

	실시예1	실시예2	비교예1	비교예2
길이방향 인장강도(N/㎜)	14.5	14.2	14.0	14.6
폭방향 인장강도(N/㎜)	16.3	16.2	16.4	16.2
길이방향 신장율(%)	1230	1210	1240	1235
폭방향 신장율(%)	1120	1110	1105	1110
길이방향 인장강도(N/㎜,60℃)	11.2	11.5	11.5	11.3
폭방향 인장강도(N/㎜,60℃)	6.6	6.7	6.5	6.4
길이방향 파단신장율(%,60℃)	400	390	405	400
폭방향 파단신장율(%,60℃)	310	315	305	315
길이방향 인장강도(N/㎜,-20℃)	22.0	21.5	21.7	22.0
폭방향 인장강도(N/㎜,-20℃)	21.8	22.8	22.5	22.4
길이방향 파단신장율(%,-20℃)	120	115	112	117
폭방향 파단신장율(%,-20℃)	70	76	73	75
부착성능(N/㎜)	2.2	2.4	2.3	2.5

실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 따른 방수시트는 KS F 4934(2008)에 따른 인장성능, 인열성능, 굴곡저항성능, 접합성능, 부착성능, 내움푹 패임 성능, 내피로 성능 등의 성능지표를 모두 만족하는 것으로 나타났다.

또한, 본 발명에서 방수시트의 표면층으로 2축 연신 폴리에틸렌 필름을 사용한 결과, 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에서 길이방향 및 폭방향의 인장강도 및 신장율의 차이가 시판되는 방수시트에 비해 현저히 적은 것으로 나타나 방수시트의 방향에 따른 내구성이 균일하게 나타나는 것으로 파악되었다.

그러나 온도의존 성능을 평가하기 위하여 60℃ 및 -20℃에서의 인장강도 및 파단시 신장율을 측정한 결과를 살펴보면, 실시예 1, 2에서 비교예 1, 2에 비해 상대적으로 높은 측정값을 나타내는 것을 알 수 있으며, 실온에서의 측정결과와의 차이도 실시예 1, 2에서 더 적은 결과를 얻었다. 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2 모두 동일한 재질의 표면층으로 구성되어 있는데 이러한 차이가 나타나는 것은 점착층을 구성하는 조성물의 물성에 따른 것으로 판단된다. KS F 4934(2008)에 따른 규격기준은 충족하는 값이었으나, 실시예 1, 2에서 상대적으로 더 안정적인 인장강도와 신장율을 나타내는 것으로부터 본 발명에 따른 점착층용 조성물을 적용할 때 더 나은 효과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

또한, 부착성능을 비교하면, 실시예 1, 2에서 비교예 1, 2에 비해 더 높은 부착성능을 나타내었는데, 이는 피착재 표면에 대한 접착력이 실시예 1, 2에서 더 우수한 것을 시사하는 결과이며, 이러한 차이는 본 발명에 따른 점착층용 조성물을 적용함으로써 얻어진 차이인 것으로 파악되었다.

상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하며, 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (3)

1. 평량이 130 내지 180g/㎡인, 폴리에스터 부직포, 유리섬유, 폴리프로필렌 직포, 또는 폴리프로필렌 부직포 중 어느 하나의 기재층;
   상기 기재층의 양면에 적층되는 제1 및 제2 점착층;
   상기 제1 점착층의 상부에 적층되는 표면층;
   상기 제2 점착층의 상부에 적층되는 이형층;
   으로 이루어지는 자착식 방수시트에 있어서,
   상기 제1 및 제2 점착층은 아스팔트 40 내지 60 중량부, 프로세스 오일 10 내지 25 중량부, SBS 고무 5 내지 15 중량부, 석유수지, 에폭시수지를 배합한 수지 10 내지 20 중량부, 충진제 10 내지 20 중량부, 계면활성제 1 내지 5 중량부를 포함하는 점착층용 조성물로 이루어지며,
   상기 에폭시수지는 에폭시 브롬화된 비스페놀 A형 에폭시수지 또는 브롬화된 페놀 노볼락형 에폭시수지인 것을 특징으로 하는 자착식 방수시트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이형층은 엠보싱 이형필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자착식 방수시트.
   
3. 삭제

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