KR102287902B1 - 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재 및 이의 제조방법 - Google Patents

차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 이형필름; 상기 이형필름의 위로 적층되는 점착층; 상기 점착층의 위에 적층되는 복합시트층; 및 상기 복합시트층의 위로 형성된, 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층;을 포함하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재, 이의 제조방법 및 이를 이용한 점착복합시트재의 시공 방법에 관한 것으로, 본 발명의 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재는 열에 의한 점착층 및 복합시트층의 노화를 방지하고, 건축물의 혹서기 온도 저감 효과, 결로 저감, 열팽창에 의한 균열 방지 등의 효과를 얻을 수 있다.

Description

차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재 및 이의 제조방법{Adhesive complex sheet including heat shielding layer and manufacturing method thereof}
본 발명은 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점착층과 복합시트층을 포함하는 방수 시트재 상부에 차열층이 포함되어, 방수 및 방근 효과와 함께, 열에 의한 점착층 및 복합시트층의 노화를 방지하고, 건축물의 혹서기 온도 저감 효과, 결로 저감, 열팽창에 의한 균열 방지 등의 효과를 얻을 수 있는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 옥상, 지하 외벽, 지하주차장, 공동구 등 토목 구조물에 오수 및 빗물 또는 지하수가 침투했을 경우 건축물을 이루고 있는 콘크리트 재료의 결합력이 저하되면서 석회질이 부식되어 흘러내림으로써 응고될 수 있다. 이렇게 물이 침투가 된 콘크리트 부분은 공극이 발생되어 균열이 발생되어 건축 및 토목 구조물의 수명을 단축시키게 되므로 방수는 콘크리트 구조물에 있어 매우 중요한 요소이다.
방수공법은, 도막 방수공법, 시트 방수공법, 도막시트복합 방수공법으로 분류되는데, 먼저 도막 방수공법은 접착력이 우수한 합성 고무계, 아스팔트계, 합성 수지계 방수제를 콘크리트 건축 구조물의 표면에 도포하여 방수 효과를 얻는 방법으로, 연결 부위가 없는 점착층을 형성하는 시공효과는 있으나 점착층 두께의 불균일성과 에어포켓, 점착층 들뜸 발생 등의 원인으로 각종 결함이 빈번하게 발생한다. 특히 콘크리트 표면의 함수율 및 습윤 상태에 따라 시공이 불가하여 시공 시 콘크리트 구조물의 습윤 상태를 확인하고 시공하여야 하는 한계가 있다.
시트 방수공법은 공장에서 일정한 두께로 미리 생산된 규격별 방수시트를 콘크리트 건축 구조물의 표면에 점착시켜 방수 효과를 얻는 방법으로, 시공 품질의 안전성이 우수하지만 시공 시 방수시트가 서로 중첩되는 겹침부가 필연적으로 발생하는 바, 이러한 겹침부의 경우 시공 기술자의 숙련도 및 방수시트의 접합안정성에 따라 시공 품질이 달라질 수 있기 때문에 시공에 많은 주의가 필요한 단점이 있다.
도막시트복합 방수공법은 도막방수재와 방수시트가 복합적으로 혼합된 방수재를 사용하여 방수 효과를 얻는 방법으로, 도막 방수공법과 시트 방수공법의 장점만을 취합한 공법이나, 방수재에 함유된 유기용재 등에 의하여 시트방수재의 하부층이 용해, 분리되거나, 또는 복합층 간의 분리가 발생하여 방수기능이 상실될 수 있으며, 공사기간이 길고, 기존의 도막 방수공법과 시트 방수공법에 비하여 공사비용이 매우 고가인 단점이 있다.
최근 방수공사의 추세는 도막 방수공법에서 시트 방수공법으로, 다시 도막시트복합 방수공법이 주로 사용되다가, 최근에는 공사비용이 저렴하고 시공이 간편한 점착식 복합방수시트를 이용한 방수공법이 개발되어 각광을 받고 있다.
점착식 복합방수시트를 이용한 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면과 부착되는 복합방수시트의 일 면에 점착이 우수한 접착층을 형성하여 시공이 편리할 뿐만 아니라, 특별한 시공기술 없이 시공이 가능하다는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 점착이 우수한 접착층으로 인하여 동하절기 기후 변화에 대한 대응성이 우수하여 기존의 시트방수공법보다 시공속도가 빨라 공기단축 등 여러 방면에서 이점이 있는 방수공법으로 많이 시공되고 있다.
그러나, 종래의 방수공사에 사용되는 방수재는 방수 성능에만 국한된 물성을 가지고 있어, 종래의 방수재는 방수재가 시공된 건축물의 단열 성능에 기여하지 못하여, 건축물의 단열을 위해서는 별도의 단열층을 시공해야하는 번거로움이 있었다.
뿐만 아니라, 태양열 에너지에 의해 온도가 상승하면 열화가 발생하여 방수재의 내구성이 저하되므로 방수재의 수명 감소, 이에 따른 보수 주기 단축 등의 문제가 발생하였다.
이에, 태양열 에너지에 의한 방수재의 열화를 방지하고, 건축물의 단열 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 방수재의 개발이 필요하다.
등록특허 제10-1857121호(2018.05.04 등록)
본 발명에서는 점착층과 복합시트층을 포함하는 방수 시트재 상부에 차열층이 포함되어, 방수 및 방근 효과와 함께, 열에 의한 점착층 및 복합시트층의 노화를 방지하고, 건축물의 혹서기 온도 저감 효과, 결로 저감, 열팽창에 의한 균열 방지 등의 효과를 얻을 수 있는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 이형필름; 상기 이형필름의 위로 적층되는 점착층; 상기 점착층의 위에 적층되는 복합시트층; 및 상기 복합시트층의 위로 형성된, 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층;을 포함하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재에 관한 것이다.
상기 복합시트층은, 중심재층; 상기 중심재층의 위로 적층되는 아스팔트층; 및 상기 아스팔트층의 위에 적층되는 강도보강층;이 차례로 적층된 것일 수 있다.
상기 점착층은, 프로세스 오일, 개질재, 고분자 수지, 내열성 보강제, 상용화제를 포함하는 점착 조성물로 형성될 수 있다.
상기 점착 조성물은, 프로세스 오일 40~60 중량%, 개질재 5~15 중량%, 고분자 수지 20~40 중량%, 내열성 보강제 5~10 중량% 및 상용화제 0.1~3 중량%를 포함할 수 있다.
상기 우레탄 도막 차열층은, 상기 우레탄 도막 조성물은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 주제; 및 폴리올, 촉매, 무기 입자 및 첨가제를 포함하는 경화제를 포함할 수 있다.
상기 무기 입자는, 산화아연, 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄화규소, 이산화티타늄, 실리카, 탈크, 알루미늄 실리케이트, 질화알루미늄, 질화붕소, 세륨 옥사이드 및 일라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 방수·방근 점착복합시트재의 제조 방법에 관한 것으로, 이형필름의 위에 점착층을 적층하는 제1 단계; 상기 점착층의 위로 복합시트층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 복합시트층의 위로 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층을 적층하는 제3 단계;를 포함한다.
상기 제1 단계는, 프로세스 오일에 개질재를 투입하여 용해시키는 제1-1 단계, 개질재가 용해된 프로세스 오일에 고분자 수지 및 내열성 보강제를 투입하여 용해 및 분산시켜 분산물을 제조하는 제1-2 단계, 상기 분산물에 상용화제를 투입하여 용해 및 분산시키는 제1-3 단계 및 상용화제가 분산된 분산물을 이형필름에 코팅하는 제1-4 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1-4 단계는, 슬롯 분사 방식, 스프레이 방식, 롤러 코팅 방식 및 커튼-플로우 코팅방식 중 적어도 어느 하나의 방식에 의하여 수행될 수 있다.
상기 제2 단계는, 상기 점착층에 중심재층을 적층하는 제2-1 단계; 상기 중심재층의 위로 아스팔트층을 적층하는 제2-2 단계; 및 상기 아스팔트층의 위에 강도보강층을 적층하는 제2-3 단계;를 포함하는, 차열층을 포함할 수 있다.
상기 우레탄 도막 차열층은, 상기 우레탄 도막 조성물은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 주제; 및 폴리올, 촉매, 무기 입자 및 첨가제를 포함하는 경화제를 포함할 수 있다.
본 발명의 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재는 방수 및 방근 효과가 우수하다.
또한, 본 발명의 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재는 차열층을 포함하여, 열에 의한 점착층 및 복합시트층의 노화가 방지되고, 건축물의 혹서기 온도 저감, 결로 저감, 열팽창에 의한 균열 방지 등의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)% 를 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재(100)는, 이형필름(110); 상기 이형필름(110)의 위로 적층되는 점착층(120); 상기 점착층(120)의 위에 적층되는 복합시트층(130); 및 상기 복합시트층(130)의 위로 형성된, 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층(140);을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재(100)는 점착복합시트재(100)가 설치된 구조물의 물(빗물, 지하수 등)에 의한 침투를 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 인공녹화시 식재되는 식물의 뿌리가 활착하는 것을 방지할 수 있어 구조물이 파손되는 현상을 방지할 수 있는 효과를 가진다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재(100)는 방수 효과와 방근 효과를 동시에 복합적으로 발휘할 수 있다.
상기 이형필름(110)은 점착층(120)을 보호하기 위해 적층되는 것으로, 상기 이형필름(110)으로 폴리프로필렌(PP) 필름, 실리콘(Silicon) 필름, 이피디엠 에틸렌 프로필렌 다이엔 모노머(EPDM ethylene propylene diene Monomer, M-class)필름 등 다양한 재질의 이형필름(110)이 사용될 수 있으며, 사용 가능한 이형필름(110)의 종류가 상기에 나열된 것에 한정되는 것은 아니고, 공지의 다양한 이형성을 갖는 필름이 사용될 수 있다.
상기 점착층(120)은 이형필름(110)의 상부에 적층되고, 방수층으로 기능할 수 있는 것으로, 이형필름(110)이 제거된 후 시공면에 점착복합시트재(100)를 부착시키는 기능을 수행한다.
상기 점착층(120)은 프로세스 오일, 개질재, 고분자 수지, 내열성 보강제, 상용화제를 포함하는 점착 조성물로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 점착 조성물은, 프로세스 오일 40~60 중량%, 개질재 5~15 중량%, 고분자 수지 20~40 중량%, 내열성 보강제 5~10 중량% 및 상용화제 0.1~3 중량%를 포함할 수 있다.
프로세스 오일로 석유계, 석탄계, 식물성계 오일 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으며, 석유계 및 석탄계 오일로는 아로마틱계, 나프텐계, 파라핀계 등이 사용될 수 있고 식물성 오일로는 아마인유, 대두유, 린씨드 오일, 미강유 등이 이용될 수 있으며 위에서 명시한 프로세스 오일 중에 선택된 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다.
프로세스 오일은 점착 조성물 내에 40~60 중량%로 포함될 수 있다. 프로세스 오일이 40 중량% 미만이면 점착 조성물의 점도가 너무 높아져 시공성이 불편해지고 유동성이 떨어지게 되며, 60 중량%를 초과하면 점도가 낮아지고 다른 성분들의 효과가 떨어져 제품의 물성을 충분히 확보할 수 없으며, 내열 흐름 안정성 및 접착력 또한 약해져 방수재로서의 사용이 어렵기 때문이다.
개질재는 점착층(120)의 탄성, 내구성 및 내유동성을 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로, 개질재로 고무, 열가소성 엘라스토머 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 구체적으로, SBS(Styrene-Butadiene-Styrene), SIS(Styrene-isoprene-Styrene), SB(StyreneButadiene), SBR(Styrene-Butadiene Rubber), SEBS(Styrene ethylene butadiene styrene), EVA(Ethylene vinyl acetate), APP 등이 단독으로, 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
개질재는 점착 조성물 내에 5~15 중량% 포함될 수 있다. 개질재의 함량이 5 중량% 미만이면, 탄성 및 내구성, 내유동성을 충분히 발휘하지 못하게 되고, 15 중량%를 초과하면 전체적인 점착 조성물의 점도가 높아져 시공성의 불편함을 야기할 뿐만 아니라, 단가가 과도하게 상승되어 결과적으로 제품 경쟁력이 떨어지는 문제가 있다.
고분자 수지는 점착층(120)의 접착력을 향상시키면서 인장강도 및 도막강도를 증가시키기 위한 것으로, 석유수지(C5, C9, C5-C9 공중합, 수첨계), 천연수지(로진 에스테르), 쿠마론 수지 및 폴리부텐으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 것이 사용될 수 있다.
고분자 수지는 점착 조성물 내에 20~40 중량% 포함될 수 있다. 고분자 수지의 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 피착면 및 복합시트층(130)의 중심재층(131)과의 접착력이 저하되어 방수시공 하자의 원인이 될 수 있고, 40 중량%를 초과하면 점착층(120)의 강도가 과도하게 높아져, 고온에서 고경도 및 저탄성 특징이 발현되어, 점착층(120)이 끊어지며 크랙이 발생하는 등의 문제점이 생기게 된다.
내열성 보강제는 점착층(120)의 내열성을 향상시키기 위한 것으로서, 내열성 보강제로 파라핀 왁스, 아마이드 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 산화 왁스 및 천연 왁스 중 적어도 어느 하나 이상의 왁스 성분이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 내열성을 향상시키는 성질이 있는 왁스 성분이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다.
내열성 보강제는 점착 조성물 내에 5~10 중량%로 포함될 수 있다. 내열성 보강제의 함량이 5 중량% 미만인 경우, 내열성 보강제로서의 기능이 발휘되지 않으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 점착층(120)의 표면에 오일 성분의 막이 형성되어 피착면과의 접착 및 점착 성능이 저하되는 결과를 초래하게 된다.
상용화제는 점착 조성물을 구성하는 각 성분의 혼합, 분산 및 결합을 원활하게 이루어지게 하여 점착층(120)의 강도 및 물성을 증진시키는 역할을 한다. 상용화제로는 산(acid)계 물질 등 공지의 상용화제가 사용할 수 있다.
상기 상용화제는 점착 조성물 내에 0.1~3 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 상용화제의 함량이 0.1 중량% 미만이면 물질간의 가교 역할로서의 성능을 발휘할 수 없으며, 3 중량%를 초과하면 원가가 상승하게 되는 요인이 되며 점착 조성물의 물성을 오히려 저하시킬 우려가 있기 때문이다.
상기 점착 조성물에는 다습한 환경에서도 점착 조성물이 우수한 접착력을 나타낼 수 있도록 접착 강화제가 추가로 더 포함될 수 있다. 상술한 점착 조성물은 일반적인 환경에서는 강력한 점착 특성을 가지나, 다습한 환경에서 점착력이 저하되어 시공 불량, 내구성 저하 등의 문제가 발생될 수 있으므로, 다습한 환경에서도 우수한 접착력을 갖는 접착 강화제가 추가로 더 포함되는 것이 바람직하다.
이러한 접착 강화제로는 콘키올린 및 로진 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 특히, 콘키올린은 전복, 조개, 굴, 바지락, 진주모 등의 패각류에 포함되어 있는 접착단백질로, 접착성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라, 물이 존재하는 환경에서도 강한 접착력을 형성하는 장점이 있다.
접착 강화제는 점착 조성물에 1~6 중량%의 범위로 포함될 수 있으며, 1 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 상술한 효과가 얻어지지 않고, 6 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 접착층(120)의 물성이 저하되는 문제가 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 복합시트층(130)은 중심재층(131); 상기 중심재층(131)의 위로 적층되는 아스팔트층(132); 및 상기 아스팔트층(132)의 위에 적층되는 강도보강층(133);이 차례로 적층된 것으로, 점착복합시트재(100)에 방수 기능을 부여하며, 점착복합시트재(100)의 주요 강도 및 물성을 발현한다.
상기 중심재층(131)은 복합시트층(130)의 기재로써 기능하여 복합시트층(130)의 내구성을 높이기 위해 구비되며, 동시에 복합시트층(130)과 점착층(120) 사이의 결집력을 높이기 위해 구비된다.
이러한 중심재층(131)으로 직포, 부직포, 섬유, 종이 등 다양한 시트상의 물질이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE) 직포, 폴리프로필렌(PP) 직포, 폴리프로필렌(PP) 부직포, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 직포, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 부직포 및 폴리에스터 부직포로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 아스팔트층(132)은 복합시트층(130)의 신축성을 향상시키고, 방수성을 부여하기 위해 형성되는 것으로, 중심재층(131)의 위로 적층되어 형성될 수 있다.
상기 아스팔트층(132)은 중심재층(131) 상부에 아스팔트 컴파운드가 도포되어 형성될 수 있으며, 이러한 아스팔트 컴파운드로 방수 시공에 사용되는 다양한 종류의 아스팔트 컴파운드가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 아스팔트 48~77 중량%, 프로세스 오일 5~18 중량%, SBS 고무 수지 6~22 중량%, 충전제 8~30 중량% 및 접착력 증진제 3~10 중량%를 포함하는 아스팔트 컴파운드가 사용될 수 있다.
아스팔트는 아스팔트 컴파운드의 주체가 되는 성분으로, 방수 및 방청 성능을 위해 사용되며, 다양한 종류의 아스팔트가 있으나 바람직하게는 스트레이트 아스팔트가 사용될 수 있다.
아스팔트는 아스팔트 컴파운드 내에 48~77 중량%로 포함되어, 48 중량% 미만인 경우에는 아스팔트에 의한 방수 및 방청 성능 부여가 미미하고, 77 중량%를 초과하는 경우에는 저온 특성이 약화되는 문제가 있다.
프로세스 오일은 아스팔트 컴파운드의 유동성을 확보하기 위해 첨가되는 성분으로, 석유계, 석탄계 및 식물성계 오일 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
프로세스 오일은 아스팔트 컴파운드 내에 5~18 중량%로 사용되며 5 중량% 미만인 경우에는 유동성 확보가 곤란하고, 18 중량%를 초과하는 경우에는 아스팔트 컴파운드의 방수 성능이 저하되고, 아스팔트층(132)의 경화 전 형태 유지가 곤란하여 작업성이 떨어지는 문제가 있으므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
고무 수지는 아스팔트층(132)에 저온 탄성 및 고온 내구성을 부여하기 위한 물질로, SBS고무, SIS고무 및 SBR고무 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는 SBS 고무가 사용될 수 있으며, 이 경우, 리니어 타입의 SBS(Linear Type SBS) 또는 레이디얼 타입의 SBS(Radial Type SBS) 등이 사용될 수 있다.
고무 수지는 아스팔트 컴파운드 내에 6~22 중량%로 포함될 수 있으며, 6 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 상술한 효과가 미미하고, 22 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 점도의 과도한 증가로 인해 작업성이 저하될 뿐만 아니라 아스팔트층(132)의 방수 효과가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
충전제는 아스팔트층(132)의 물리적 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로, 충전제로 탄산칼슘, 탈크, 마이카, 클레이, 벤토나이트, 소석회 및 시멘트 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
충전제는 아스팔트 컴파운드 내에 8~30 중량%로 포함될 수 있는데, 8 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 강도 향상 효과가 미미하고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 아스팔트 컴파운드의 점착력이 저하되어 여러 개의 층이 적층 형성된 복합시트층(130)의 형성이 곤란해지며, 층간 분리에 따른 불량 등의 문제가 발생할 수 있다.
접착력 증진제는 아스팔트 컴파운드의 접착력을 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로, 특히 다습한 환경에서도 우수한 접착력이 구현되는 특징이 있다. 이러한 접착력 증진제로 콘키올린 및 로진 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
접착력 증진제는 아스팔트 컴파운드에 3~10 중량%로 포함될 수 있으며, 3 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 접착력 향상 효과가 미미하고, 10 중량%를 초과하는 경우에는 아스팔트층(132)의 물성이 저하되는 문제가 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 강도보강층(133)은 아스팔트층(132)의 상부에 적층되어, 강도를 보강하기 위해 구비된다. 이와 같이 강도보강층(133)이 구비되는 경우에는 복합시트층(130)의 파단이 방지되고, 복합시트층(130)의 인장강도 및 저항성이 증가되며, 계절 변화 등과 같은 온도 및 습도 변화에 따른 복합시트층(130)의 수축률 변화에 따른 손상을 방지할 수 있다.
이러한 강도보강층(133)은 알루미늄을 포함하는 알루미늄 재질의 금속판일 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 및 구리를 포함하는 알루미늄 합금 재질의 금속판일 수 있다.
이와 같이 강도보강층(133)으로 알루미늄 금속이 단독으로 포함된 금속판이 아닌 알루미늄과 구리를 포함하는 알루미늄 합금 재질의 금속판이 사용되는 경우에는 구리에 의한 우수한 방근 효과가 달성될 수 있을 뿐만 아니라, 강도보강층(133) 자체의 강도가 현저히 높아져 복합시트층(130)을 강화 및 보호하는 기능이 보다 강해지는 효과가 있다.
이 경우, 알루미늄과 구리가 혼합된 알루미늄 합금은 용융된 금속 혼합물을 냉각시킬 때 약 500~550℃의 고온 상태에서 상온으로 급랭시켜 방치시킴으로써 제조될 수 있고, 이를 통해 시효경화가 이루어지므로 알루미늄 합금이 매우 강한 강도를 갖게된다. 이때, 구리는 알루미늄 합금 내에 1~5 중량%로 포함될 수 있으며, 구리의 함량이 1 중량% 미만이면 방근 효과를 달성하기 힘들고, 5 중량%를 초과하면 내식성이 저하되고, 연신율이 낮아져 생산성이 떨어질 수 있다.
이때, 점착복합시트재(100)가 시공되는 장소나 환경에 따라 강도보강층(133)의 물성 변화를 주기 위해 알루미늄과 구리가 포함된 알루미늄 합금 제조시 소량의 마그네슘 등이 더 첨가될 수도 있으며, 알루미늄 합금 내에 마그네슘이 0.5~2.5 중량%로 더 포함되는 경우 강도보강층(133)의 강도가 더욱 향상되는 효과가 얻어질 수 있다.
상기 우레탄 도막 차열층(140)은 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 조성물이 경화되어 형성된 것으로, 우레탄 바인더에 차열성을 갖는 무기 입자가 포함되어, 점착복합시트재(100)에 차열성을 부여할 수 있다.
상기 우레탄 도막 조성물은 이소시아네이트 화합물을 포함하는 주제; 및 폴리올, 무기 입자, 촉매, 커플링제 및 첨가제를 포함하는 경화제를 포함할 수 있다. 주제와 경화제는 각각 별도의 용기에 저장되었다가, 우레탄 도막 차열층(140) 제조시 혼합되면, 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 우레탄 반응에 의해 경화되며 우레탄 도막 차열층(140)이 형성될 수 있다.
상기 주제와 경화제는 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 NCO/OH 당량비가 3~8이 되도록 배합되어 사용될 수 있으며, 이 경우에 우레탄 반응이 원활하게 일어나며 미반응 화합물에 의한 도막 물성 저하가 발생하지 않는다.
상기 주제는 이소시아네이트 화합물을 포함하며, 이소시아네이트 화합물로는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI), 자일렌 디이소시아네이트(XDI), 테트라메틸 m- 또는 p-자일렌 디이소시아네이트(TMXDI), 디알킬디페닐메탄 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디페닐-4,4'-디이소시아네이트(TODI), 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-펜타메틸렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 4,4'-디벤질디이소시아네이트 및 1,12-도데칸디이소시아네이트(DI)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 이소시아네이트가 사용될 수 있다.
바람직하게는, 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI) 및 1,12-도데칸디이소시아네이트(DI)가 1 : 0.6~0.8의 중량비로 혼합된 혼합물이 사용될 수 있다.
메틸렌디페닐 디이소시아네이트는 휘발에 의한 환경오염 물질 배출이 적고 우수한 물성을 갖는 우레탄 수지의 제조가 가능하다. 이러한 메틸렌디페닐 디이소시아네이트와 1,12-도데칸디이소시아네이트가 함께 사용되는 경우에는 우레탄 도막 차열층(140)의 방수 성능을 높이는 동시에 우레탄 도막의 접착력을 높여 강도보강층(133)과 강력한 결합을 형성시킬 수 있는 효과가 있을뿐만 아니라, 우레탄 도막 차열층(140)의 내마모성을 높여 우레탄 도막 차열층(140)의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 이소시아네이트 화합물의 당량은 250~400 g/eq.인 것이 바람직한데, 당량이 상기 범위 미만일 경우에는 경화 후 충분한 물성의 획득이 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 점도가 높아 작업성이 떨어지기 때문이다. 또한, 작업성 향상을 위해 이소시아네이트 화합물을 포함하는 주제의 점도는 150~300cPs 범위인 것이 바람직하다.
상기 경화제는 폴리올, 무기 입자, 촉매, 커플링제 및 첨가제를 포함한다. 구체적으로, 폴리올 50~85 중량%, 무기 입자 12~40 중량%, 촉매 0.1~3.0 중량%, 커플링제 0.3~3.2 중량% 및 첨가제 2~5 중량%를 포함한다.
상기 폴리올은 주제의 이소시아네이트 화합물과 우레탄 반응하여 경화하는 성분으로, 경화제 내에 50~85 중량%로 포함될 수 있으며, 폴리올의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 경화후 도막의 물성이 불량해질 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 폴리올은 폴리 에스테르 폴리올(PES 폴리올), 폴리 카보네이트 폴리올(PC 폴리올), 폴리 카프로락톤 폴리올(PCL 폴리올) 및 폴리 에테르 폴리올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르 폴리올과 폴리 카프로락톤 폴리올의 혼합물이 사용될 수 있다.
특히, 중량평균분자량 1,000~3,000 g/mol인 폴리 에스테르 폴리올과 중량평균분자량 1,000~1,800 g/mol인 폴리 카프로락톤 폴리올을 1 : 0.2~0.4의 중량비로 함께 사용하는 경우에는, 폴리 에스테르 폴리올에 의한 합성 용이성, 비용 저감, 양호한 물성 확보가 가능한 동시에 폴리카프로락톤 폴리올에 의한 강도 향상 효과를 얻을 수 있으므로, 상술한 중량평균분자량을 갖는 2종의 폴리올을 함께 사용하는 것이 바람직하다.
상기 무기 입자는 우레탄 도막 차열층(140)의 강도를 높이고, 수축 및 변형을 방지하는 동시에 차열성을 부여하기 위해 첨가되는 성분으로, 경화제 내에 12~40 중량%로 포함될 수 있으며, 무기 입자의 함량이 12 중량% 미만인 경우에는 강도 향상 및 차열 효과가 미미하고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 추가적인 차열 효과는 미미하나, 과도한 무기 분말의 함량으로 인해 도막의 탄성 및 접착력이 현저하게 저하되는 문제가 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 무기 입자로는 산화아연, 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄화규소, 이산화티타늄, 실리카, 탈크, 알루미늄 실리케이트, 질화알루미늄, 질화붕소, 세륨 옥사이드 및 일라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
바람직하게는 상기 무기 입자로 이산화티타늄, 세륨 옥사이드, 알루미늄 실리케이트 및 일라이트의 혼합물을 사용할 수 있다. 이 경우, 무기 입자로 이산화티타늄 31~62 중량%, 세륨 옥사이드 20~42 중량%, 알루미늄 실리케이트 12~28 중량% 및 일라이트 5~14 중량%가 혼합된 혼합물이 사용될 수 있다.
이산화티타늄은 외부에서 조사되는 광을 통한 복사열의 전달을 반사하여 차폐하는 기능이 우수하여 광반사를 통한 차열 효과가 효과적으로 구현될 수 있다. 이산화티타늄으로는 구형률 90% 이상이고, 평균 입경이 1~40㎛의 범위를 갖는 구형 이산화티타늄이 사용되는 것이 바람직하다.
세륨 옥사이드는 우수한 광반사 특성을 통해 차열 효과를 나타낸다. 특히, 일반 입자가 아닌 중공형 세륨 옥사이드가 사용되는 경우에는 광반사 효과에 더하여 외부 또는 내부에서 전달되는 열에 대한 단열 효과를 나타내, 전도열 및 복사열의 차단 효과가 우수하므로 보다 향상된 차열 효과를 제공할 수 있다. 또한, 습기에 대한 장벽 역할을 수행하여 추가적인 방습 효과를 제공할 수 있다. 이러한 중공형 세륨 옥사이드로 평균 입경이 10~40㎛이고, 중공벽의 두께가 3 ~ 20㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
알루미늄 실리케이트는 다공성의 특징을 가져, 입자 내부의 미세 폐쇄 공극에 의한 단열 효과가 구현될 수 있으며, 동시에 열반사 특성이 우수하여 우레탄 도막 차열층(140)에 우수한 차열 효과를 부여할 수 있다. 이러한 알루미늄 실리케이트로는 구형률 90% 이상이고, 평균 입경이 5~50㎛의 범위를 갖는 구형 알루미늄 실리케이트 입자가 사용되는 것이 바람직하다.
일라이트는 고굴절 특성을 가져, 우수한 광반사 효과를 나타내며, 특히 세륨 옥사이드와 함께 사용되는 경우에는 전파장대에서 빛과 열의 반사율이 향상되어, 보다 우수한 차열 효과를 나타낼 수 있다. 뿐만 아니라, 일라이트를 사용하는 경우에는 도막의 내후성이 향상되어 도막의 수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 일라이트의 평균 입도는 5~50㎛인 것이 바람직하다.
상기 촉매는 상온이나 저온 환경에서 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 반응성을 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로, 촉매로 아민 촉매, 금속 촉매 또는 이 둘의 혼합물이 사용될 수 있다. 촉매에 의한 충분한 반응성을 확보하면서, 과도한 촉매 함유에 의한 도막 물성 저하를 방지하기 위해 촉매는 경화제 내에 0.1~3.0 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 촉매 중 아민 촉매로는 예를 들어, 트리에틸 아민, 트리에틸렌 디아민, 팔미틸 디메틸 아민, 펜타메틸 디에틸렌 트리아민, N,N-디메틸 아미노 에틸 에테르, 디메틸 에탄올 아민, 트리에탄올 아민 등이 사용될 수 있고, 금속 촉매로는 올레산 칼륨, 옥틸산납, 옥틸산 제1주석, 염화주석, 염화철, 디부틸 주석 디라우레이트, 테트라-2-에틸-헥실티타네이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 커플링제는 도막 내에서 무기 입자와 우레탄 수지를 결합시켜, 무기 입자가 우레탄 수지 내에 균일하고 안정적으로 분산 및 고정되도록 하며, 이에 따라 도막의 방수 성능, 차열 성능 및 물성이 향상될 수 있다. 커플링제는 무기 입자와 우레탄 수지 사이의 충분한 결합력을 확보하면서 과도한 커플링제 함량에 의한 작업성 저하, 도막 물성 저하 등의 문제를 방지하기 위해 경화제 내에 0.3~3.2 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
커플링제로는 하나의 말단에 아민기를 가지고 또 다른 말단에 실란기를 갖는 것이 바람직한데, 예를 들면 N-β(아미노 에틸)γ-아미노 프로필 메틸 디메톡시 실란, N-β(아미노 에틸)γ-아미노 프로필 트리메톡시 실란, N-β(아미노 에틸)γ-아미노 프로필 트리에톡시 실란, γ-아미노 프로필 트리메톡시 실란, γ-아미노 프로필 트리에톡시 실란 및 N-페닐-γ-아미노프로필 트리메톡시 실란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 첨가제는 우레탄 도막 조성물의 접착력을 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로, 콘키올린, 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
첨가제는 경화제 내에 2~5 중량%로 포함될 수 있으며, 2 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 접착력 향상 효과가 미미하고, 5 중량%를 초과하는 경우에는 도막의 내수성이나 내후성을 저하시킬 우려가 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
첨가제로 사용될 수 있는 물질 중, 콘키올린의 경우에는 습한 환경에서도 우수한 접착력을 확보할 수 있으며, 콘키올린과 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트가 함께 사용되는 경우에는 이종 재질 사이의 더욱 강한 접착력을 형성시킬 수 있으므로, 우레탄 도막 차열층(140)의 금속 소재로 이루어진 강도보강층(133)에 대한 접착력이 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게는 콘키올린과 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트가 1 : 0.4~1.0의 중량비로 혼합되어 사용될 수 있으며, 콘키올린에 대한 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트의 함량이 부족한 경우에는 추가적인 접착력 증진 효과가 미미하고, 반대로 콘키올린에 대한 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트의 함량이 과도한 경우에는 습한 환경에서의 접착력 증진 효과가 미미하므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재를 제조하는 제조 방법에 관한 것으로, 본 실시예에 따라 제조된 점착복합시트재는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착복합시트재이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재의 제조 방법은, 이형필름(110)의 위에 점착층(120)을 적층하는 제1 단계; 상기 점착층(120)의 위로 복합시트층(130)을 형성하는 제2 단계; 및 상기 복합시트층(130)의 위로 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층(140)을 적층하는 제3 단계;를 포함한다.
상기 제1 단계는, 이형필름(110) 위에 점착층(120)을 적층하는 단계로, 구체적으로, 프로세스 오일에 개질재를 투입하여 용해시키는 제1-1 단계, 개질재가 용해된 프로세스 오일에 고분자 수지 및 내열성 보강제를 투입하여 용해 및 분산시켜 분산물을 제조하는 제1-2단계, 상기 분산물에 상용화제를 투입하여 용해 및 분산시키는 제1-3 단계 및 상용화제가 분산된 분산물을 이형필름에 코팅하는 제1-4 단계를 포함한다.
상기 제1-1 단계는, 프로세스 오일의 온도가 140~200℃ 사이가 되도록 가열한 뒤 여기에 개질재를 투입하여 용해시키는 단계이다.
상기 제1-2 단계는 상기 제1-1 단계를 거쳐 얻어진 프로세스 오일과 개질재 혼합물에 고분자 수지 및 내열성 보강제를 투입하고 용해 및 분산시켜 분산물을 제조하는 단계이다.
상기 제1-3 단계는 상기 분산물에 상용화제를 투입하여 용해 및 분산시키는 단계이다.
상기 제1-4 단계는 상기 상용화제가 투입된 분산물을 이형필름(110)에 코팅하여 점착층(120)을 형성하는 단계이다.
이때, 이형필름(110)에 분산물을 코팅하는 제1-4 단계는 슬롯 분사 방식, 스프레이 방식, 롤러 코팅 방식 및 커튼-플로우 코팅방식 중 적어도 어느 하나의 방식에 의하여 수행될 수 있다.
또한, 상기 점착층(120)에 접착 강화제가 추가로 더 포함되는 경우에는, 제 1-2 단계에 접착 강화제가 고분자 수지 및 내열 보강제와 함께 투입될 수 있다.
슬롯 분사 방식은 기어펌프, 핫 멜트 호스, 슬롯 헤드, 슬롯 노즐, 서플라이와 컨트롤 시스템 등으로 구성된 특수 기계 장비를 이용하는 것이다. 이 방식은 기어펌프를 이용 화합물을 핫 멜트 호스로 이동시킨 후 슬롯 헤드에 모인 화합물을 파워 서플라이와 컨트롤 시스템으로 조정한 후 슬롯 노즐에 의해 분사, 도포하는 방식이다. 서플라이와 컨트롤 시스템은 피도물의 커버리지와 품질을 최적화하기 위한 세팅 값과 변수를 조절할 수 있으며, 이때 슬롯 노즐과 이형필름(110)과의 거리는 100㎛ 이하로 도포면과 접촉되는 방법으로 코팅된다. 슬롯 분사 방식은 균일한 도포가 가능함은 물론 분사 중에 손실이 발생되지 않는다.
스프레이 방식은 가장 널리 알려진 코팅방법의 하나로서 그 구성은 대표적으로 부쓰(BOOTH), 스프레이(Spray) 노즐, 에어 호스, 에어트랜스, 콤프레셔 등으로 이루어져 있다. 히팅기에 의해 저점도로 낮춰진 물질은 압송탱크나 펌프 등의 압력공급 장치를 통해 스프레이 노즐로 공급된 후 고압력 콤프레셔를 이용 각 각의 노즐 팁의 작은 구멍으로 분사시켜 코팅하는 방법이다. 압력조절장치를 이용하여 패턴 크기나 분사속도를 조절할 수 있어 오버스프레이(Overspray)를 최소화할 수 있으며 코팅 속도가 빨라 생산성 향상이 높아지고 균일 도포가 가능하여 도착효율이 높은 장점이 있다.
롤러 코팅 방식은 롤러(Roller) 사이로 시트가 이동하여 코팅되는 방법으로 편평한 판에 적합한 코팅 방법이며 화합물이 2개의 롤러(Roller) 사이에 놓아져 회전에 의해 롤러(Roller)에 도장되고 그 내용물질이 이형필름(10)에 부착된다. 이때 이형필름(10)의 속도나 물질의 점도 및 롤러(Roller)와 이형필름(10)의 간격에 따라 도막의 두께가 두꺼워지거나 얇아진다. 이 방식의 장점은 물질의 낭비가 적고 코팅속도가 빠른 것이다.
커튼-플로우 코팅(Curtain-Flow Coating) 방식의 구성은 콘베어, 가압밸브, 펌프, 필터, 탱크 등으로 이루어져 있다. 가압시킨 물질을 일정한 폭의 엷은 필름형태로 슬릿 상태의 틈새를 통해 여러 개의 노즐에서 커튼 모양으로 끊임없이 위쪽에서 흘러내리게 하여 그 아래 콘베이어(Conveyor)로 피도체가 통과하도록 함으로써 코팅한다. 피도물에 부착되면서 흘러내린 잔량 물질은 모두 회수되어 자동적으로 용기에서 펌프헤드(Pump Head)로 순환 사용된다. 이 방식의 장점은 재료의 손실이 대단히 적고 코팅 속도가 빠르며 도장막의 두께가 균일하다는 것이다.
상기 제2 단계는, 제1 단계를 거쳐 얻어진 이형필름(110)과 점착층(120)의 복합체에 복합시트층(130)을 형성하는 단계로, 상기 점착층(120)에 중심재층(131)을 적층하는 제2-1 단계; 상기 중심재층(131)의 위로 아스팔트층(132)을 적층하는 제2-2 단계; 및 상기 아스팔트층(132)의 위에 강도보강층(133)을 적층하는 제2-3 단계;를 포함한다.
여기서 상기 제2-2 단계는 중심재층(131)의 위에 아스팔트 컴파운드를 도포하여 형성될 수 있으며, 이때 도포 방식은 특별히 제한되지 않고, 붓이나 롤러를 이용하거나 스프레이 방식을 이용한 도포 방식 모두 이용될 수 있다.
상기 제2-3 단계는 제2-2 단계를 거쳐 얻어진 복합체의 아스팔트층(132)의 상부에 강도보강층(133)을 적층하는 단계로, 아스팔트층(132)을 구성하는 아스팔트 컴파운드가 완전히 경화되기 전에 수행되는 경우에는 별도의 접착제를 사용하지 않고도 아스팔트 컴파운드가 갖는 자체적인 점착력에 의해 강도보강층(133)이 아스팔트층(132)과 결합될 수 있다.
상기 제3 단계는 상기 복합시트층(130)의 위로 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층(140)을 적층하는 단계이다.
이 단계는, 상기 복합시트층(130) 상에 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 조성물을 도포 및 경화시켜 우레탄 도막 차열층(140)을 형성하는 단계일 수 있다. 이때, 우레탄 도막의 도포 방법은 특별히 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예는차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재를 이용한 방수 및 방근 시공 방법에 관한 것이다. 이때 점착복합시트재로는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착복합시트재(100) 또는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 점착복합시트재(100)가 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 방수 및 방근 시공 방법은, 시공면의 이물질을 제거하는 전처리 단계; 및 점착복합시트재(100)의 이형필름(110)을 제거한 후 이물질이 제거된 시공면에 부착하여 방수층을 형성하는 방수층 형성 단계;를 포함한다.
상기 전처리 단계는, 방수 및 방근 시공이 이루어질 시공면의 이물질을 제거하는 단계이다.
이때 시공면은, 건축물이나 구조물의 옥상, 외벽, 지하 외벽, 지붕일 수 있고, 콘크리트의 균열 부위나 지붕 손상부위일 수 있다.
특히, 지하 외벽에 시공이 이루어지는 경우에는 지하 외부벽의 복사열 차단에 의해 실내 온도차가 감소하여 결로가 저감될 수 있다. 또한, 콘크리트의 균열부위나 지붕의 손상부위에 시공되는 경우에는 열팽창에 의한 추가 균열이 방지될 수 있다.
상기 전처리 단계에서 이물질 제거를 위해 물세척이 이루어질 수 있으며, 물세척이 이루어진 후에는 시공면의 수분 함량을 조절하기 위한 건조 단계가 필요에 따라 추가로 더 수행될 수 있다.
또한, 이 단계에서 시공면을 평탄화하기 위한 추가적인 공정이 수행될 수 있다. 예를 들어, 시공면에 균열이 발생한 경우에는 컴파운드를 이용하여 균열을 메우는 공정이 수행될 수 있고, 과도한 요철이 존재하는 경우에는 요철을 제거하기 위한 작업이 수행될 수도 있다.
상기 방수층 형성 단계는, 이물질이 제거된 시공면에 이형필름(110)이 제거된 점착복합시트재(100)를 부착하여 방수층을 형성하는 단계이다. 이 단계에서 사용되는 점착복합시트재(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 것일 수 있고, 또는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 것일 수도 있다. 이 단계를 통해 시공면에는 방수, 방근 및 단열 효과가 부여된다.
방수층 형성 단계는 하기의 두 가지 방식을 통해 수행될 수 있다.
일 예로, 점착층(120) 및 복합시트층(130)이 적층 형성된 점착시트 복합체를 이물질이 제거된 시공면에 부착한 뒤 복합시트층(130)의 상부에 우레탄 도막 조성물을 도포 및 경화시켜 우레탄 도막 차열층(140)을 형성함으로써 방수층을 형성할 수 있다. 이때, 점착시트 복합체의 점착층(120)의 이면에는 이형필름(110)이 적층되어 준비되었다가, 시공 직전에 이형필름(110)을 제거한 뒤 사용할 수 있다.
다른 예로, 이형필름(110), 점착층(120), 복합시트층(130) 및 우레탄 도막 차열층(140)이 적층 형성된 점착복합시트재(110)를 준비하고, 이형필름(110)을 제거한 뒤 이물질이 제거된 시공면에 부착하여 방수층을 형성할 수 있다.
한편, 상기 방수층 형성 단계 이후에, 상기 방수층의 상부에 차열제가 포함된 차열 조성물을 도포하여 제2 차열층을 형성하는 단계가 추가로 더 수행될 수 있다. 이 경우, 제2 차열층에 의해 추가적인 차열 효과가 얻어지므로 방수층이 형성된 구조물 혹은 건축물의 단열 성능이 강화되는 효과를 얻을 수 있다.
이때 차열 조성물은 차열 성능을 갖는 도막 조성물이라면 특별히 제한되지 않고 사용 가능하며, 예를 들어, 우레탄 도막 차열층(140)을 형성하는 우레탄 도막 조성물과 동일한 조성물이 사용될 수 있다. 이 경우에는 제2 차열층이 방수층의 최상층인 우레탄 도막 차열층(140)과 동일한 조성을 가지므로 두 레이어 사이에 매우 강한 접착력이 형성되어, 제2 차열층의 박리 문제를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 구체적인 작용과 효과를 설명하고자 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로서 제시된 것으로, 실시예에 따라 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
[ 제조예 ]
먼저, PP 재질의 이형필름 상에 점착 조성물을 롤러로 도포하여 점착층을 형성하고, 그 위에 폴리프로필렌(PP) 부직포 재질의 중심재층, 아스팔트층 및 구리가 2 중량%로 포함된 구리-알루미늄 합금 재질의 강도보강층이 순차적으로 적층 형성된 복합시트층을 적층한 뒤, 복합시트층 상에 주제와 경화제를 혼합하여 얻어진 우레탄 도막 조성물을 도포하고 경화시켜 우레탄 도막 차열층(140)을 형성함으로써 실시예 1의 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재를 제조하였다.
이때, 상기 점착 조성물은 먼저 파라핀계 프로세스 오일을 160℃로 가열하고, 여기에 개질제인 SBS 고무를 투입하여 용해시킨 뒤, C5계 고분자 수지, 내열성 보강제인 파라핀 왁스 및 콘키올린을 투입하여 용해 및 분산시켜 분산물을 제조하였다. 여기에 트리멜리트산계 상용화제를 투입하고 용해 및 분산시켜 얻어진 것을 사용하였으며, 이렇게 얻어진 점착 조성물은 프로세스 오일 50 중량%, 개질제 8 중량%, 고분자 수지 31 중량%, 내열성 보강제 7 중량%, 상용화제 2 중량% 및 접착 강화제 2 중량%를 포함한다.
상기 복합시트층은, 중심재층 상에 아스팔트 컴파운드를 도포하여 아스팔트층을 형성하고, 그 위에 강도보강층을 적층하여 형성된 것으로, 아스팔트 컴파운드로는 스트레이트 아스팔트 54 중량%, 파라핀계 프로세스 오일 10 중량%, SBS 고무 수지 14 중량%, 탄산칼슘 충전제 16 중량% 및 콘키올린 6 중량%가 혼합된 것을 사용하였다.
상기 우레탄 도막 조성물은 이소시아네이트 화합물과 폴리올 NCO/OH 당량비가 5가 되도록 주제와 경화제를 혼합하여 제조하였다.
주제로는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI) 및 1,12-도데칸디이소시아네이트가 1 : 0.7의 중량비로 혼합된 혼합물(당량은 300 g/eq., 점도 170cPs)을 사용하였다.
경화제로는 폴리올 75.1 중량%, 무기 입자 20 중량%, 옥틸산 제1 주석 촉매 0.6 중량%, γ-아미노 프로필 트리에톡시 실란 커플링제 1 중량% 및 첨가제 3.3 중량%가 혼합된 혼합물을 사용하였다.
이때, 폴리올로 중량평균분자량 2,000 g/mol인 폴리 에스테르 폴리올과 중량평균분자량 1,300 g/mol인 폴리 카프로락톤 폴리올이 1 : 0.3의 중량비로 혼합된 것을 사용하였고, 무기 입자로는 이산화티타늄 50 중량%, 중공형 세륨 옥사이드 25 중량%, 알루미늄 실리케이트 18 중량% 및 일라이트 7 중량%가 혼합된 평균 입도는 20~40㎛ 범위의 무기 입자 혼합 분말을 사용하였으며, 첨가제로는 콘키올린과 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트가 1 : 0.7의 중량비로 혼합된 혼합물을 사용하였다.
[ 실험예 1]
실시예 1의 점착복합시트재의 방수성 및 차열성을 확인하기 위한 실험을 수행하고, 그 결과를 표 1에 기재하였다.
방수성은, 지름 10cm, 높이 5cm의 콘크리트판을 준비하고, 콘크리트판의 일면에 이형필름이 제거된 실시예 1의 점착복합시트재를 부착한 뒤, 약 1주간 양생하였다. 다음으로, 점착복합시트재가 부착된 일면을 제외한 나머지 면을 에폭시 수지로 밀봉하고, 시험편을 투수시험 장치에 고정시켜 1시간 동안 0.3 N/mm2의 수압을 가한 뒤, 시험체 표면의 물기를 제거하고, 시험체 중앙부를 분할하여 방수처리 된 콘크리트판의 일면에 물이 침투되었는지 육안으로 확인하였다.
차열성은, 30×30×1cm의 금속판의 일면에 이형필름이 제거된 실시예 1의 점착복합시트재를 부착하고, 일면이 상부에 위치되도록 하여 금속판을 건물 옥상에 배치한 후, 5시간 경과 시점인 오후 2시에 금속판 하부 표면의 온도를 측정하여 차열성을 확인하였다. 이때, 대조예로는 차열처리 되지 않은 금속판을 사용하고, 비교예 1로는 차열층이 형성되지 않은 점착복합시트재가 부착된 금속판을 사용하였다.
　 방수성 차열성
대기 온도 금속판 표면 온도
대조예 - 31.9℃ 62.2℃
실시예 1 투수되지 않음 37.8℃
비교예 1 - 58.9℃
상기 표 1에 기재된 방수성 실험 결과, 실시예 1의 방수층이 형성된 콘크리트 시편이 투수되지 않아, 실시예 1의 점착복합시트재의 방수성이 우수한 것으로 나타났다.또한, 실시예 1의 점착복합시트재는, 어떠한 차열 처리도 되지 않은 대조예나 차열층을 포함하지 않는 점착복합시트재로 처리된 비교예 1과 비교하여, 금속판의 온도가 현저히 낮게 나타나, 실시예 1의 차열 성능이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 실험 결과, 본 발명의 실시예에 따른 점착복합시트재는 방수성 및 차열성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 2]
실시예 1의 점착복합시트재의 우레탄 도막 차열층을 형성하기 위한 우레탄 도막 조성물을 제조할 때, 주제에 사용되는 이소시아네이트 화합물의 함량을 하기 표 2와 같이 변화시켜 제조하고, 각 시료를 사용한 우레탄 도막 조성물의 물성을 측정하여 그 결과를 표 2에 함께 기재하였다. 표 2에서 DI는 1,12-도데칸디이소시아네이트를 의미한다.
내투수성은 KS F 4919에 의거하여 측정하였고 부착강도와 압축강도는 KS F 4918에 의거하여 측정하였다.
　 MDI : DI
(중량부)		 내투수성 부착강도
(kgf/cm2)		 압축강도
(kgf/cm2)
비교예 2 1 : 0.5 이상없음 30.6 243.6
실시예 1 1 : 0.7 이상없음 38.2 245.8
비교예 3 1 : 0.9 이상없음 39.8 206.7
상기 표 2의 실험 결과를 참조하면, 각 방수 도막은 모두 내투수성이 우수한 것으로 나타났으나, 비교예 2의 경우에는 부착강도가, 비교예 3의 경우에는 압축강도가 현저히 저하되는 것으로 나타났다.따라서, 충분한 압축강도 및 부착강도를 확보하기 위해 이소시아네이트 화합물로 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI) 및 1,12-도데칸디이소시아네이트(DI)가 1 : 0.6~0.8의 중량비로 혼합된 혼합물을 사용하는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 3]
실시예 1의 점착복합시트재의 우레탄 도막 차열층을 형성하기 위한 우레탄 도막 조성물을 제조할 때, 경화제에 포함되는 무기 입자의 종류를 하기 표 3과 같이 변화시켜 제조하였다. 이때, 경화제에 포함되는 무기 입자의 양은 각 시료별로 일정하게 포함시켰다.
이후, 각 우레탄 도막 조성물을 30×30×1cm의 금속판의 일면에 도포한 뒤 1주일간 양생하여 동일한 두께의 차열층이 형성된 금속 시편을 제조하였다. 표 3에서 시편 1은 실시예 1의 우레탄 도막 조성물이 코팅된 금속 시편이다.
이후, 각 금속 시편을 건물 옥상에 배치하고, 5시간 경과 시점인 오후 2시(대기 온도 32.3℃)에 금속판 하부 표면의 온도를 측정하여 차열성을 확인하였다. 이때, 대조예로는 무기 입자가 포함되지 않은 우레탄 도막 조성물로 코팅된 금속판을 사용하였다.
　 이산화
티타늄		 세륨
옥사이드		 알루미늄
실리케이트		 일라이트 금속판
표면 온도(℃)
대조예 - - - - 64.5
시편 1 ○ ○ ○ ○ 38.4
시편 2 - ○ ○ ○ 43.2
시편 3 ○ - ○ ○ 45.9
시편 4 ○ ○ - ○ 43.5
시편 5 ○ ○ ○ - 41.5
시편 6 ○ - - - 42.8
상기 표 3의 결과를 참조하면, 무기 입자로 이산화티타늄, 중공형 세륨 옥사이드, 알루미늄 실리케이트 및 일라이트 4종이 모두 포함되는 경우, 나열된 무기 입자 중 1~3종으로 사용되는 경우에 비해 더욱 우수한 차열 효과가 나타나는 것으로 확인되었다.따라서, 본 실험 결과로부터 차열 효과를 부여하기 위한 무기 입자로 이산화티타늄, 중공형 세륨 옥사이드, 알루미늄 실리케이트 및 일라이트 4종을 모두 포함하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 4]
실시예 1의 점착복합시트재의 우레탄 도막 차열층을 형성하기 위한 우레탄 도막 조성물을 제조할 때, 경화제에 포함되는 첨가제의 전체 함량은 일정하게 유지하면서, 첨가제 종류에 따른 함량비를 하기 표 4와 같이 변화시켜가며 제조하고, 각 우레탄 도막 조성물의 내투수성, 부착강도, 압축강도, 내잔갈림성 및 습윤면 부착 성능을 측정하여 그 결과를 표 4에 함께 기재하였다. 표 4에서 OEG는 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트를 의미한다.
물성 측정 방법으로, 내투수성의 경우에는 KS F 4919에 의거하여 측정하고, 부착강도, 압축강도 및 내잔갈림성은 KS F 4918에 의거하여 측정하였으며, 습윤면 부착 성능은 KS F 4935에 의거하여 측정하였다.
　 콘키올린
(중량부)		 OEG
(중량부)		 내투수성 부착강도
(kgf/cm2)		 압축강도
(kgf/cm2)		 내잔갈림성 습윤면
부착성
비교예 4 1 0 이상없음 32.3 217.6 양호 탈락안됨
비교예 5 1 0.3 이상없음 32.8 221.4 양호 탈락안됨
실시예 2 1 0.5 이상없음 38.0 241.9 양호 탈락안됨
실시예 1 1 0.7 이상없음 38.2 245.8 양호 탈락안됨
실시예 3 1 0.9 이상없음 38.7 252.1 양호 탈락안됨
비교예 6 1 1.1 이상없음 39.1 250.6 양호 탈락됨
비교예 7 0 1 이상없음 38.8 247.9 양호 탈락됨
상기 표 4의 결과를 참조하면, 우레탄 도막 차열층의 접착 성능을 향상시키기 위한 첨가제로 콘키올린이 단독으로 사용되는 경우에는 부착강도 및 압축강도 증진 효과가 미미한 것으로 나타났고, 옥타니코티노일 에피갈로카테킨 갈레이트(OEG)가 단독으로 사용되는 경우에는 습윤면에 대한 부착성이 불량한 것으로 나타났다.첨가제로 콘키올린과 OEG가 함께 사용되는 경우에는 부착강도 및 압축강도 향상 효과를 얻을 수 있으나, 비교예 5의 경우에는 부착강도와 압축강도 향상 폭이 미미하고, 비교예 6의 경우에는 습윤면에 대한 부착성이 불량해지는 것으로 나타났다.
반면, 실시예 1 내지 실시예 3과 같이 첨가제로 콘키올린과 OEG가 1 : 0.4~1.0의 중량비로 사용되는 경우에는 습윤면에 대한 부착성이 우수하면서도, 부착강도 및 압축강도가 향상되는 결과가 나타났다.
따라서, 본 실험 결과로부터 습윤면에 대한 우수한 부착 성능을 부여하면서도, 우레탄 도막 차열층의 압축 및 부착 강도를 향상시키기 위해 우레탄 도막 조성물에 포함되는 첨가제로 콘키올린과 OEG가 1 : 0.4~1.0의 중량비로 포함된 혼합물을 사용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 점착복합시트재 110: 이형필름
120: 점착층 130: 복합시트층
131: 중심재층 132: 아스팔트층
133: 강도보강층 140: 우레탄 도막 차열층

Claims (11)

  1. 이형필름;
    상기 이형필름의 위로 적층되는 점착층;
    상기 점착층의 위에 적층되는 복합시트층; 및
    상기 복합시트층의 위로 형성된, 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층;을 포함하고,
    상기 우레탄 도막 차열층은, 이소시아네이트 화합물을 포함하는 주제;와 폴리올, 촉매, 무기 입자 및 첨가제를 포함하는 경화제;를 포함하는 우레탄 도막 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복합시트층은,
    중심재층; 상기 중심재층의 위로 적층되는 아스팔트층; 및 상기 아스팔트층의 위에 적층되는 강도보강층;이 차례로 적층된 것을 특징으로 하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착층은,
    프로세스 오일, 개질재, 고분자 수지, 내열성 보강제, 상용화제를 포함하는 점착 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재.
  4. 제3항에 있어서, 상기 점착 조성물은,
    프로세스 오일 40~60 중량%, 개질재 5~15 중량%, 고분자 수지 20~40 중량%, 내열성 보강제 5~10 중량% 및 상용화제 0.1~3 중량%를 포함하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 무기 입자는,
    산화아연, 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄화규소, 이산화티타늄, 실리카, 탈크, 알루미늄 실리케이트, 질화알루미늄, 질화붕소, 세륨 옥사이드 및 일라이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재.
  7. 점착복합시트재의 제조 방법에 있어서,
    이형필름의 위에 점착층을 적층하는 제1 단계;
    상기 점착층의 위로 복합시트층을 형성하는 제2 단계; 및
    상기 복합시트층의 위로 무기 입자를 포함하는 우레탄 도막 차열층을 적층하는 제3 단계;를 포함하고,
    상기 우레탄 도막 차열층은,
    이소시아네이트 화합물을 포함하는 주제;와 폴리올, 촉매, 무기 입자 및 첨가제를 포함하는 경화제;를 포함하는 우레탄 도막 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 단계는,
    프로세스 오일에 개질재를 투입하여 용해시키는 제1-1 단계,
    개질재가 용해된 프로세스 오일에 고분자 수지 및 내열성 보강제를 투입하여 용해 및 분산시켜 분산물을 제조하는 제1-2 단계,
    상기 분산물에 상용화제를 투입하여 용해 및 분산시키는 제1-3 단계 및
    상용화제가 분산된 분산물을 이형필름에 코팅하는 제1-4 단계를 포함하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1-4 단계는,
    슬롯 분사 방식, 스프레이 방식, 롤러 코팅 방식 및 커튼-플로우 코팅방식 중 적어도 어느 하나의 방식에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제2 단계는,
    상기 점착층에 중심재층을 적층하는 제2-1 단계;
    상기 중심재층의 위로 아스팔트층을 적층하는 제2-2 단계; 및
    상기 아스팔트층의 위에 강도보강층을 적층하는 제2-3 단계;를 포함하는, 차열층을 포함하는 방수·방근 점착복합시트재의 제조 방법.
  11. 삭제
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