KR102464153B1

KR102464153B1 - 다기능 변성우레탄 도막재, 이 다기능 변성우레탄 도막재와 함침형 폴리시트재를 이용한 적층형 복합방수 시공방법

Info

Publication number: KR102464153B1
Application number: KR1020220103199A
Authority: KR
Inventors: 임동규; 장재호; 최흥순; 박동신; 박진규; 고건웅; 오제곤
Original assignee: 씨제이대한통운(주); 케이엘건설 주식회사
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2022-11-10

Abstract

본 발명은 다기능 변성우레탄 도막재, 이 다기능 변성우레탄 도막재와 함침형 폴리시트재를 이용한 적층형 복합방수 시공방법에 관한 것으로, 자세하게는 폴리우레탄 조성에 수팽창을 위한 고흡수성 수지와 경화제내의 수분을 흡착하여 주제, 경화제 반응시 주제의 NCO기가 수분과 반응하는 것을 막아주는 흡습제와 이온성 분산제로 코팅되어 균일한 방근 성능을 제공하는 아연분말 및 구리분말과 박테리아 침투에 의한 부식을 방지하는 항균제를 포함하여 제조됨으로써 평상시는 방수와 방근 및 항균 성능을 복합적으로 제공하고, 누수 발생시는 고흡수성 수지가 수팽창되어 파단부위를 메꾸거나 물의 흐름을 방해하여 방수기능을 유지할 수 있도록 조성되어 연속적으로 도포되어 시공되는 다기능 변성우레탄 도막재를 구비하고, 이 조성물을 함침형 폴리시트재 하부와 상부에 함침시키는 과정을 포함하여 방수 및 방근 시트 역할을 하도록 함으로써 시공부위 두께를 줄이면서 시공과정을 단순화하여 방수 및 방근 성능을 복합적으로 제공하는 복합방수 시공방법에 관한 것이다.

Description

다기능 변성우레탄 도막재, 이 다기능 변성우레탄 도막재와 함침형 폴리시트재를 이용한 적층형 복합방수 시공방법{Multifunctional modified urethane waterproofing material, multi-layered film composite waterproof construction method using the multifunctional modified urethane waterproofing material and impregenation type polysheet material}

본 발명은 다기능 변성우레탄 도막재, 이 다기능 변성우레탄 도막재와 함침형 폴리시트재를 이용한 적층형 복합방수 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평상시는 방수, 방근 및 항균 성능을 복합적으로 제공하면서 누수 발생시 수팽창되어 파단부위를 메꾸거나 물의 흐름을 방해하여 방수력을 유지할 수 있는 다기능 변성우레탄 도막재를 구비하여 함침형 폴리시트재와 함께 시공함으로써 별도의 방수시트와 방근시트 없이 구조적으로 안정하면서도 간단하게 시공되어 복합 방수, 방근 및 항균 성능을 제공할 수 있는 복합방수 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 건물의 지붕, 바닥, 지하 주차장 등에는 습기가 건물 내부로 스며드는 것을 방지하기 위해 방수공사를 실시한다. 이러한 방수공사를 수행하는 방수공법에는 도막방수공법, 시트방수공법, 복합방수공법이 있으나 최근에는, 도막방수와 시트방수를 복합화한 복합방수공법이 많이 적용되고 있다.

복합방수공법은 슬라브면 상부에 도막방수와 시트방수를 복합적으로 사용하여 방수시공하는 공법으로 이러한 복합방수공법에 이용되는 방수시트는 통상적으로 방수재료와 시트 방수재의 부착성능 향상을 위해 부착면이 부직포로 처리되도록 제작된다. 또한 방수시트는 다양한 기능을 부여하기 위해 다양한 재료를 복합하여 제작되기도 한다.

상기와 같은 복합방수공법에 사용되는 도막재 중 대표적으로 폴리우레탄 도막재가 많이 사용된다.

토목 및 건축용으로서의 폴리우레탄 소재는, 소재 자체로서의 특징인 이음새 없는 시공이 가능하고　복잡한 형태의 구조물에 대해 잘 순응하는 시공 상의 특성과 슬라브면과의 접착성, 내약품성, 내구성과 같은 화학적인 특성과 흡음성, 치수 안정성과 같은 물리적인 성질이 뛰어나며, 특히 신장율이 우수하다는 큰 장점 때문에 슬라브면 균열에 대한 추종성이 뛰어나 건축물의 내, 외벽 및 바닥 방수재로서 그 수요가 증대되고 있다.

하지만 상기와 같은 우수한 특성을 가지는 폴리우레탄 소재도 슬라브면에 균열이 발생하여 물에 노출되거나 혹은 폴리우레탄조성물로 시공된 도막방수재에 파단이 발생하였을 경우 초기에 이를 자체적으로 보수할 수 없어서 누수가 발생할 수 있다는 단점이 있다.

또한 인접한 방수시트의 이음부위가 접합되는 경우에는, 바람이 불거나 작은 충격에도 상기 날개부가 쉽게 들뜨거나 접히기 때문에 접합 상태의 내구성이 크게 저하되어 해당 부위의 방수기능이 취약해지는 문제점을 해결하기 위해 폴리우레탄 소재의 씰란트가 도포되도록 하는데 이역시 도막방수재와 동일하게 슬라브면에 균열이 발생하여 물에 노출되거나 파단이 발생하였을 경우 초기에 이를 자체적으로 보수할 수 없어서 누수가 발생할 수 있다는 단점이 있다.

또한 방수시트를 사용한 복합방수공법은 방수시트를 사용함으로써 두께가 두꺼워지고 시공이 복잡해진다는 단점이 있다.

한편, 건물의 옥상 또는 지상의 콘크리트 구조물에 녹지공간을 조성함으로써 도시 내의 부족한 녹지공간을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 각종 식재물을 설치하고 휴식공간을 조성하여 곤충이나 식물을 위한 생태환경을 조성과 사람들에게는 휴식 공간을 제공하고, 건물 최상층에서의 차열이나 단열 성능을 제공하여 에너지를 절약하며, 기온의 조정과 공기 정화 등을 제공할 수 있는 녹화시스템이 증가되고 있다.

하지만 지금까지의 옥상녹화는 식물뿌리 성장에 의한 콘크리트 구조체의 균열발생 및 균열 거동으로 인한 누수발생, 토양층의 상시 습윤 조건으로 인한 방수층의 열화가속 및 슬라브층 위에 도포된 방수층의 파괴와 같은 다양한 문제점이 발생 되었다.

이러한 옥상녹화시 발생하는 식물 뿌리 성장 따른 문제점을 해결하기 위해 종래기술로 한국 특허등록 제 10-0872127호가 있는데 이 기술은 PET필름과, 상기 PET필름 하부에 부착시킨 부직포 및 상기 부직포 하부에 고점착 연질형 고무화 아스팔트를 함침시켜서 구성되는 방근 시스템이 개시되어 있다.

하지만 상기 종래 기술은 연질형 고무화 아스팔트 시트는 시공 초기에는 인장강도가 우수하나 시간이 지나면서 고무 성분과 아스팔트 성분 간의 분리가 쉽게 일어나 인장강도가 감소되어 뿌리가 방근층과 PET 복합시트 이음 부위로 침투 되어 누수로 이어지는 하자가 발생한다는 단점이 있다.

또한 한국 특허 출원 공개번호 제 10-2009-0102024호에는 뿌리가 침투되지 못하는 재질로 이루어진 방근재와 상기 방근재 저면에 부착되어 물을 흡수하도록 된 흡수재와 상기 흡수재 저면에 부착되는 접착성 또는 점착성 방수재와 상기 방수재와 흡수재에 탈부착 가능토록 부착되는 이형지로 구성된 방수/방근 공법이 개시되어 있는데, 이 기술은 방근시트와 방근시트의 이음부를 통해 식생물의 뿌리가 침투하게 되더라도 뿌리로 공급되는 물을 차단함은 물론, 식생물의 뿌리가 가지고 있는 물을 흡수재가 흡수하여 식생물의 뿌리가 성장 및 생장할 수 없게 함으로써 식생물의 뿌리가 방근시트의 이음부로 침투하여 방수층을 파괴시키는 것을 원천적으로 봉쇄하여 방수층의 방수성능이 오랫동안 보장되게 하는 방근시트 및 방근시트 시공 방법에 관한 기술이다.

하지만 상기와 같은 종래의 방근 기술은 주로 복수개의 방수방근 시트들을 맞댐이음 방식으로 서로간의 접합부분 및 건물 또는 옥상 구조물의 벽체와 접하는 파라펫(parapet) 단부쪽을 씰 조성물로 접착하여 고정하는 방식으로, 방근시트에 의한 방근 성능은 우수하지만 씰 조성물은 기본적으로 방근성능이 부여되지 않은 접착용 조성물이라는 기술적 한계 때문에 시공 초기에는 큰 문제가 없지만 시간이 지나면서 계절변화 또는 일교차 등으로 인해 수축 및 팽창을 반복하여 방근시트 간의 맞댐이음 부위 및 파라펫(parapet) 단부쪽에 시공된 씰 조성물의 접착력, 인장응력, 최대신율, 경도 등의 물성이 저하되는 노화현상이 발생하면 파단 또는 틈새 등의 결함이 발생할 수 있고, 이러한 결함 부분을 통해 식물의 뿌리가 침투하게 된다는 구조적 문제점이 있다.

이로 인해 방근시트에 의한 방수방근성능이 유지되어도 결국은 씰 조성물의 결함부위를 통한 방수 및 방근이 파괴되면서 전체적인 내방수방근 성능을 상실하게 되는 구조적인 문제점이 있어서 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.

상기에 살펴본 바와 같이 종래 방수시트 또는 방근시트를 이용한 복합방수공법이나 방근공법은 필요로 하는 방수 또는 방근 목적에 따라 어느 하나의 시트를 사용하거나 2개의 시트 모두를 함께 사용할 수 있지만 어느 경우라도 시트의 두께로 인해 시공부위의 두께가 두꺼워지고 시공이 복잡해진다는 단점이 있고,

또한 구조적으로 인접한 방수 또는 방근 시트 간의 이음부위를 접합시키는 폴리우레탄 씰 또는 기타 고분자 접착제들은 장기적으로 수분에 접촉하거나 계절변화 또는 일교차 등으로 노화되어 방근 성능 및 방수 성능이 급격히 저하되면서 파단 또는 틈새 등의 결함이 발생할 수 있다는 구조적 단점이 있음을 알 수 있다.

따라서 방수 또는 방근 시트를 이용한 방수 또는 방근 시공시 발생하는 두께 증가 및 시공이 복잡하다는 문제점과, 시트이음부위 시공에 사용되는 접착제가 수분 접촉 또는 계절변화 또는 일교차 등으로 인한 노화로 인한 파단과 뿌리침투로 인한 누수 문제점을 복합적으로 해결할 수 있는 기술의 필요성이 대두되고 있다.

한국 등록특허공보 등록번호 10-0983618(2010.09.15.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1771248(2017.08.18.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-1881318(2018.07.18.) 한국 등록특허공보 등록번호 10-0988201(2010.10.11.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 폴리우레탄 조성에 수팽창을 위한 고흡수성 수지와 경화제 내의 수분을 흡착하여 주제, 경화제 반응시 주제의 NCO기가 수분과 반응하는 것을 막아주는 흡습제와 이온성 분산제로 코팅되어 균일한 방근 성능을 제공하는 아연분말 및 구리분말과 박테리아 침투에 의한 부식을 방지하는 항균제를 포함하여 제조됨으로써 평상시는 방수와 방근 및 항균 성능을 복합적으로 제공하고, 누수 발생시는 고흡수성 수지가 수팽창되어 파단부위를 메꾸거나 물의 흐름을 방해하여 방수기능을 유지할 수 있는 다기능 변성우레탄 도막재를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구조적으로 이음부 또는 겹침부가 발생하고 시공두께가 높아지는 단점을 가지는 방수시트와 방근시트 없이 연속적으로 도포되면서도 방수 및 방근 성능을 복합적으로 제공하는 다기능 변성우레탄 도막재를 구비하여 함침형 폴리시트재 하부와 상부에 함침시키는 과정을 포함하여 방수 및 방근 시트 역할을 하도록 함으로써 시공부위 두께를 줄이면서 시공과정을 단순화한 복합방수 시공방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 폴리올 51 ~ 75wt%, 이소시아네이트 10 ~ 30 wt%, 사슬연장제 2 ~ 5wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 첨가제 0.01 ~ 0.5wt% 및 용제 0.02 ~ 4wt%로 조성되는 주제와;

폴리올 15 ~ 30wt%, 사슬연장제 0.5 ~ 2wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 필러 15 ~ 45wt%, 입자크기 10 ㎛ ~ 200 ㎛인 고흡수성수지 3 ~ 20wt%, 주제와 경화제 반응시 경화제 내의 수분과 주제의 NCO가 반응하는 것을 막도록 하는 흡습제 1 ~ 3wt%, 아연분말 1.3 ~ 2wt%, 구리분말 0.9 ~ 1.5wt%, 아연분말과 구리분말을 코팅하여 척력을 제공하는 이온성 분산제 0.1 ~ 0.5wt%, 항균제 0.1 ~ 0.5wt%, 안료 1 ~ 4wt%, 용제 5 ~ 10wt%, 촉매 0.5 ~ 2wt%, 첨가제 0.05 ~ 1wt%로 조성되는 경화제;를 포함하고, 상기 주제와 경화제는 무게중량비 기준으로 1:3 ~ 1:5로 혼합되어 제조된 것을 특징으로 하는 다기능 변성우레탄 도막재를 제공함으로써 달성된다.

상기 주제는 이소시아네이트기(-NCO) 함량이 3 ~ 6 wt%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 이온성 분산제는 아연분말과 구리분말이 동일한 전하를 띠게하여 분말간 정전기적 반발력 또는 입체장애 효과로 분말 간 간격을 일정하게 유지시켜 재응집을 방지토록 하는 다전해 물질 또는 습윤분산제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 고흡수성 수지는, 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체 100 중량부에 대하여 0.01~0.5 중량부의 발포제; 0.001 ~ 0.5중량부의 계면활성제; 0.01 ~ 0.5 중량부의 내부 가교제; 및 0.01 ~ 1.0 중량부의 중합 개시제를 포함하는 모노머 조성물을 중합하여 함수겔 중합체를 만든 후, 염기성수용액과 혼합후 분쇄하여 10 ㎛ ~ 200 ㎛의 입자크기로 만들고 건조시킨 베이스 수지를 표면 가교시켜 제조되고, 상기 경화제 중에서 3 ~ 20wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 발포제는 소디움 비카보네이트(sodium bicarbonate), 소디움 카보네이트(sodium carbonate), 포타슘 비카보네이트(potassium bicarbonate), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate), 칼슘 비카보네이트(calcium bicarbonate), 칼슘 카보네이트(calcium bicarbonate), 마그네슘 비카보네이트(magnesium bicarbonate) 및 마그네슘카보네이트(magnesium carbonate) 중에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 계면활성제는 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate), 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate), 소디움 라우릴 에테르 설페이트(sodium lauryl ethersulfate) 및 소디움 미레스 설페이트(sodium myreth sulfate) 중에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다른 실시양태로,

바탕면 정리단계;

프라이머 도포단계;

상기 다기능 변성 우레탄 도막재를 프라이머층 상부에 도포하는 1차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계;

상기 1차 도포된 다기능 변성우레탄 도막재가 완전 경화되기 전에 상부에 설치되어 부분 함침 흡수되거나 부착되도록 하는 함침형 폴리시트재 설치 단계;

상기 1차 다기능 변성 우레탄 도막재가 함침형 폴리시트재에서 경화 후, 재차 다기능 변성 우레탄 도막재를 도포하는 2차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계;

상기 2차 다기능 변성우레탄 도막재가 도포 후 완전 경화전에 설치되는 경질 보호시트재 설치단계; 및

누름콘크리트층 타설단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 비노출식 적층형 복합방수 시공방법을 제공함으로써 달성된다.

바람직한 실시예로, 상기 함침형 폴리시트재는 상부의 폴리섬유 직물과 하부의 부직포가 접착제로 본딩 처리되어 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 상부를 이루는 폴리섬유 직물은 1m² 기준 100~150g의 폴리에스테르를 사용하여 제직되어 위사 방향으로 신축성을 제공함으로써 함침된 다기능 변성우레탄 도막재와 함께 신축거동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로, 상기 하부를 이루는 부직포는 1m² 기준 35~55g의 폴리에스테르를 사용하여 만들어져 함침형 폴리시트재 시공시의 작업성 및 상부에 형성된 폴리섬유 직물을 고정시키는 구조체 역할을 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재는 폴리우레탄 조성에 수팽창을 위한 고흡수성 수지와 경화제 내의 수분을 흡착하여 주제, 경화제 반응시 주제의 NCO기가 수분과 반응하는 것을 막아주는 흡습제와 이온성 분산제에 의해 코팅되어 우레탄 반응시 균일하게 분산되어 방근 역할을 하는 아연분말 및 구리분말과 흙에 의한 박테리아 침투시 부식을 방지하는 항균제를 포함하여 제조됨으로써 평상시는 방수와 방근 및 항균 성능을 복합적으로 제공하고, 누수 발생시는 고흡수성 수지가 수팽창되어 파단부위를 메꾸거나 물의 흐름을 방해하여 방수기능을 유지할 수 있는 효과를 가진다.

구체적으로 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재는 제조시 흡습제가 경화제 내의 수분과 주제의 NCO가 반응하는 것을 방지함으로써 부반응과 수분으로 인한 발포현상을 제어하는 효과를 가진다.

또한 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재는 평상시 폴리우레탄 재질에 의해 방수 도막재 역할을 하다가 계절변화 또는 일교차 또는 하중 부하에 의해 수축 및 팽창을 반복하여 파단 또는 균열이 발생하여 누수 발생시 폴리우레탄 조성물 내에 분포되어 있던 입자 크기 10 ㎛ ~ 200 ㎛의 고흡수성 수지가 물과 접촉되어 수분을 흡수하면서 폴리우레탄을 팽창시켜 누수 부위를 차단하여 방수성능을 제공하는 효과를 가진다.

또한 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재는 이온성 분산제에 의해 코팅되어 우레탄 반응시 균일하게 분산된 아연분말 및 구리분말로 인해 방근 성능이 증대되어 계절변화 또는 일교차 등으로 인해 수축 및 팽창이 반복되어도 안정적인 방근 내구성이 유지되어 식물 뿌리 침투에 의한 도막재의 파단이나 균열을 방지하게 된다는 효과를 가진다.

또한 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재는 항균제가 포함됨으로써 흙 또는 식물 뿌리에 묻은 흙과 접촉시 박테리아 침투에 의한 도막재가 부식되어 파단 또는 균열이 발생하는 것을 방지하여 방수 및 방근 성능이 유지되도록 하는 효과를 가진다.

한편, 본 발명에 따른 복합방수 시공방법은 구조적으로 이음부 또는 겹침부가 발생하고 시공두께가 높아지는 단점을 가지는 방수시트와 방근시트 없이 연속적으로 도포되면서도 방수 및 방근 성능을 복합적으로 제공하는 다기능 변성우레탄 도막재를 구비하여 함침형 폴리시트재 하부와 상부에 함침시키는 과정을 포함하여 방수 및 방근 시트 역할을 하도록 함으로써 시공부위 두께를 줄이면서 시공과정을 단순화할 수 있다는 효과를 가진다.

본 발명은 상기와 같은 다양한 효과를 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 다기능 변성우레탄 도막재와 함침형 폴리시트재를 이용한 비노출식 적층형 복합방수 시공방법의 시공순서를 보인 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 다기능 변성우레탄 도막재와 함침형 폴리시트재를 이용한 비노출식 적층형 복합방수 시공방법에 의한 시공구조를 보인 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 시공구조의 일부 확대도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 변성우레탄 도막재는 폴리올, 이소시아네이트, 사슬연장제, 가소제, 첨가제 및 용제로 조성되는 주제와;

폴리올, 사슬연장제, 가소제, 필러(Filler), 고흡수성수지, 흡습제, 아연분말, 구리분말, 이온성 분산제, 항균제, 안료, 용제, 촉매, 첨가제로 조성되는 경화제;를 포함하고, 상기 주제와 경화제가 소정의 무게중량비로 혼합되는 이액형 조성물이다.

상기와 같이 조성된 다기능 변성우레탄 도막재는 건물의 슬라브면에 도포되어 평소에는 폴리우레탄 재질이 방수 역할을 하게되고, 이후 계절변화 또는 일교차 또는 하중 부하에 의해 슬라브면 또는 상부 시멘트 보호몰탈이 수축 및 팽창을 반복하여 파단 또는 균열이 발생하여 누수 발생시 폴리우레탄 내에서 밀집되어 분포하면서 10 ㎛ ~ 200 ㎛의 입자크기를 가지는 고흡수성 수지가 수분을 흡수하면서 수팽창되어 폴리우레탄을 균일하게 팽창시켜 파단부위를 메꾸거나 물의 흐름을 방해하여 우수한 방수 성능을 제공하거나, 녹화시스템에 의해 식재된 식물의 성장에 따른 뿌리가 침투시 동일 극성을 가지는 이온성 분산제로 코팅되어 폴리우레탄 내에 균일하게 분산된 아연분말 및 구리분말이 안정적인 방근 성능을 제공하고, 폴리우레탄 내에 첨가된 항균제가 지속적으로 박테리아에 의한 항균 성능을 제공하여 내구성이 높아지게 된다.

구체적으로 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재는,

폴리올 51 ~ 75wt%, 이소시아네이트 10 ~ 30 wt%, 사슬연장제 2 ~ 5wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 첨가제 0.01 ~ 0.5wt% 및 용제 0.02 ~ 4wt%로 조성되는 주제와;

폴리올 15 ~ 30wt%, 사슬연장제 0.5 ~ 2wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 필러 15 ~ 45wt%, 입자크기 10 ㎛ ~ 200 ㎛인 고흡수성수지 3 ~ 20wt%, 주제와 경화제 반응시 경화제 내의 수분과 주제의 NCO가 반응하는 것을 막도록 하는 흡습제 1 ~ 3wt%, 아연분말 1.3 ~ 2wt%, 구리분말 0.9 ~ 1.5wt%, 아연분말과 구리분말을 코팅하여 척력을 제공하는 이온성 분산제 0.1 ~ 0.5wt%, 항균제 0.1 ~ 0.5wt%, 안료 1 ~ 4wt%, 용제 5 ~ 10wt%, 촉매 0.5 ~ 2wt%, 첨가제 0.05 ~ 1wt%로 조성되는 경화제;를 포함한다.

상기 주제와 경화제는 무게중량비 기준으로 1:3 ~ 1:5로 혼합되어 사용된다.

이하 상세하게 본 발명 다기능 변성우레탄 도막재를 구성하는 각 조성원소에 대해 설명한다.

본 발명 주제를 구성하는 폴리올은 폴리우레탄 중합반응을 위한 하이드록시기(-OH)를 제공하는 물질로 수평균분자량 500 ~ 10,000 사이의 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol) 중에서 선택된 하나 이상을 사용한다.

이때 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol)은 OH기가 Diol 또는 Triol 형태인 것을 사용한다.

이와 같은 폴리올은 상업적으로 이용되는 것 중에서 대표적인 것이다.

폴리올은 주제 중에서 51 ~ 75wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 50wt% 보다 적게 첨가되면 내구성이 떨어지는 문제점이 있고, 75 wt% 보다 많이 첨가되면 점도가 높아지고, 경도가 너무 낮아지는 문제점이 있기 때문이다.

주제를 구성하는 이소시아네이트는 폴리우레탄 중합반응을 위한 이소시아네이트기(-NCO)를 제공하는 물질로 TDI, MDI, IPDI, H-MDI, Isocyanate trimer 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다. 이와 같은 이소시아네이트는 상업적으로 이용되는 것 중에서 대표적인 것이다.

이소시아네이트는 주제 중에서 10 ~ 30 wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 10wt% 보다 적게 첨가되면 경도가 낮고, 내구성이 저하되는 문제점이 있고, 30 wt% 보다 많이 첨가되면 경도가 높고, 신장율이 떨어지는 문제점이 있기 때문이다.

이때 주제 중 이소시아네이트기(-NCO) 함량은 3 ~ 6wt% 포함되도록 조성한다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 3 wt% 보다 적게 첨가되면 경도가 낮고, 내구성이 저하되는 문제점이 있고, 6 wt% 보다 많이 첨가되면 경도가 높고, 신장율리 떨어지는 문제점이 있기 때문이다.

주제를 구성하는 사슬연장제는 폴리우레탄 중합반응시 하이드록시기(-OH)와 이소시아네이트기(-NCO)간의 중합반응 속도 등을 조절하는 조성원소로 함량이나 종류에 따라 폴리우레탄의 합성 시간과 물성이 달라진다. 따라서 현장에서 이액형으로 준비된 본 발명에 따른 주제와 경화제의 혼합 후 도장 작업시 매우 중요한 역할을 하는 조성원소이다.

주제에서 사슬연장제는 수평균분자량이 50 ~ 200 정도인 EG(Ethylene Glycol), 1,2-PG(1,2-Propylene Glycol), 1,3-BG(1,3-Butandiol), 1,4-BG(1,4- Butandiol), NPG(Neopentyl glycol), DEG(Diethylene Glycol), MPD(3-Methyl-1,5- Pentandiol), 1,6-HD(1,6-Hexandiol), TMP(Trimethylol Propane) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다. 이러한 사슬연장제는 상업적으로 이용되는 것 중에서 대표적인 것이다.

사슬연장제는 주제 중에서 2 ~ 5wt% 포함되도록 조성한다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 2wt% 보다 적게 첨가되면 분자간의 결합력이 낮아 쉽게 손상되는 문제점이 있고, 5 wt% 보다 많이 첨가되면 분자간의 결합력이 높아져 점도가 상승하게 되어 취급이 쉽지 않은 문제점이 있기 때문이다.

주제를 구성하는 가소제는 비점 100℃ 이상의 방향족, 비방향족 고비점 용제, bis(2-ethylhexyl) terephthalate, Reaction product of disubstitutedcarbomonocycle, alkyl(C=1~3)alkanol(C=4~6) and alkanol(C=3~5), paraffin oil 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.

가소제는 방수재의 점성을 줄이거나, 소성을 줄이는 목적으로 사용되며, 주제 중에서 2 ~ 10wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 2wt% 보다 적게 첨가되면 방수재의 유연성이 낮아지고, 주제의 점도가 상승하여 취급이 용이하지 못한 문제점이 있고, 10 wt% 보다 많이 첨가되면 내구성이 저하되어 경화도막이 쉽게 손상 되거나 가소제가 이행되는 문제점이 있기 때문이다.

주제를 구성하는 첨가제는 산화방지제, 촉매 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.

첨가제는 주제 중에서 0.01 ~ 0.5wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 0.01wt% 보다 적게 첨가되면 주제 합성시 반응성이 떨어지고, 색상이 변색되는 문제점이 있고, 0.5 wt% 보다 많이 첨가되면 주제의 반응조절이 어렵고, 가격이 비싸지는 문제점이 있기 때문이다.

주제를 구성하는 용제는 DMC, 미네랄오일, BTX계, 케톤계, acetate계 등 비점이 50 ~ 150 ℃인 것 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다. 이와 같은 용제는 상업적으로 이용되는 것 중에서 대표적인 것이다.

용제는 주제 중에서 0.02 ~ 4wt% 포함되어 점도 조절을 하는 목적으로 사용한다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 0.02wt% 보다 적게 첨가되면 점도가 높아지는 문제점이 있고, 4 wt% 보다 많이 첨가되면 점도가 낮아지는 문제점이 있기 때문이다.

본 발명 경화제를 구성하는 폴리올은 폴리우레탄 중합반응을 위한 하이드록시기(-OH)를 제공하는 물질로 수평균분자량 500 ~ 10,000 사이의 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol) 중에서 선택된 하나 이상을 사용한다. 이와 같은 폴리올은 상업적으로 이용되는 것 중에서 대표적인 것이다.

폴리올은 경화제 중에서 15 ~ 30wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 15wt% 보다 적게 첨가되면 내구성이 저하되고, 신장율이 떨어지는 문제점이 있고, 30 wt% 보다 많이 첨가되면 점도가 낮아지고, 경도가 떨어지는 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 사슬연장제는 폴리우레탄 중합반응시 중합속도를 향상하며, 분자간의 결합력을 향상 시킬 뿐만 아니라 상온반응에서도 거대분자를 형성하게 하는 역할을 하여 전체적으로 방수재의 내구성 향상에 기여한다. 사슬연장제의 함량이나 종류에 따라 폴리우레탄의 경화 시간과 물성이 달라진다. 따라서 현장에서 이액형으로 준비된 본 발명에 따른 주제와 경화제의 혼합 후 도장 작업시 매우 중요한 역할을 하는 조성원소이다.

경화제에서 사슬연장제는 수평균분자량이 50 ~ 300 정도인 DETDA(Diethyltoluenediamine), 4，4'-methylenebis(N-sec-butylaniline), DMTDA( Dimethylthiotoluenediamine), IPDA(Isophoronediamine), HDA(Hexan diamine), Hydra zine, EDA(Ethylene diamine), CHDA(1,4-ciclohexan diamine), TDA(2,4-Toluylene diamine), Diethyltoluene diamine, 4,4-Diamino dicyclohexyl methane, PDA(Pro pylene diamine), BDA(Butylene diamine) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다. 이와 같은 사슬연장제는 상업적으로 이용되는 것 중에서 대표적인 것이다.

사슬연장제는 경화제 중에서 0.5 ~ 2wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 0.5wt% 보다 적게 첨가되면 분자간의 결합성이 약해지는 문제점이 있고, 2 wt% 보다 많이 첨가되면 분자간의 결합성이 높아져 반응성이 너무 빨라 취급에 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 가소제는 비점 100℃ 이상의 방향족, 비방향족 고비점 용제, bis(2-ethylhexyl) terephthalate, Reaction product of disubstitutedcarbomonocycle, alkyl(C=1~3)alkanol(C=4~6) and alkanol(C=3~5), paraffin oil 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.

가소제는 경화제 중에서 2 ~ 10wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 2wt% 보다 적게 첨가되면 방수재의 유연성이 낮아지고, 경화제의 점도가 상승할 수 있는 문제점이 있고, 10 wt% 보다 많이 첨가되면 방수재가 쉽게 손상되거나 가소제가 이행 될 수 있는 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 필러(Filler)는 제조된 다기능 변성우레탄 도막재의 기계적 성능과 내구성을 높이는 조성원소로, 탄산칼슘, Silica, Talc, 황산바륨 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.

필러(Filler)는 경화제 중에서 15 ~ 45wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 15 wt% 보다 적게 첨가되면 경도와 강도가 낮아 폴리우레탄 재질이 용이하게 손상되는 문제점이 있고, 45 wt% 보다 많이 첨가되면 경도가 높고, 신장율이 저하되는 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 고흡수성 수지는 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재에서 이음매 파단 부위에 물이 고이면 물을 흡수하여 팽창해 균열부위를 매우면서 방수 성능을 제공한다.

고흡수성 수지는 경화제 중에서 3 ~ 20wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 3wt% 보다 적게 첨가되면 물 흡수속도가 느리고, 부피팽창이 적게 발생하는 문제점이 있고, 20 wt% 보다 많이 첨가되면 부피 팽창이 너무 많이 발생하여 전체 변성 우레탄 도막재의 내구성이 저하되는 문제점이 있기 때문이다.

또한 상기 고흡수성 수지는 입자 크기가 10 ㎛ ~ 200 ㎛ 인 것을 사용한다. 입자 크기가 10 ㎛ 보다 작으면 경화제의 점도가 높아져 시공 시 취급이 어려운 문제점이 있고 입자 크기가 200 ㎛ 보다 크면 입자 사이의 우레탄으로 인해 입자간 수분 전달이 원활하지 않아 비대칭적인 팽창이 이루어져 방수 성능이 저하될 수 있다.

보다 구체적으로 본 발명에서 사용되는 고흡수성 수지를 설명하면 다음과 같다.

산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체 100 중량부에 대하여 0.01~0.5 중량부의 소디움 비카보네이트(sodium bicarbonate), 소디움 카보네이트(sodium carbonate), 포타슘 비카보네이트(potassium bicarbonate), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate), 칼슘 비카보네이트(calcium bicarbonate), 칼슘 카보네이트(calcium bicarbonate), 마그네슘 비카보네이트(magnesium bicarbonate) 및 마그네슘카보네이트(magnesium carbonate) 중에서 선택된 하나 이상의 발포제;

0.001 ~ 0.5중량부의 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate), 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate), 소디움 라우릴 에테르 설페이트(sodium lauryl ethersulfate) 및 소디움 미레스 설페이트(sodium myreth sulfate) 중에서 선택된 하나 이상의 계면활성제;

0.01 ~ 0.5 중량부의 내부 가교제; 및

0.01 ~ 1.0 중량부의 중합 개시제를 포함하는 모노머 조성물을 중합하여 함수겔 중합체를 만든 후, 염기성수용액과 혼합 후 분쇄하여 10 ㎛ ~ 200 ㎛의 입자크기로 만들고 건조시킨 베이스 수지를 표면 가교시켜 제조된다.

상기 발포제는 중합반응시 발포가 일어나 함수겔 중합체 내 기공을 형성하여 표면적을 늘리는 역할을 하는 것으로 상기한 함량을 가질 때 적지도 많지도 않게 적절한 기공을 가지게 되고 고흡수성 수지의 겔 강도가 떨어지지 않고, 밀도가 작지 않아 유통과 보관에 유리하게 된다.

상기 계면활성제는 단량체 조성물 내 성분들의 균일한 분포를 유도하고 발포제로 인하여 형성된 기포의 형태를 유지하면서 동시에 중합체 전 영역에 기포를 균일하게 분포시키는 역할을 하는 것으로 상기한 함량을 가질 때 원활한 기포 안정 작용을 하게 된다.

상기 가교제는 상기한 함량을 가질 때 단량체 조성물을 월활하게 가교시켜 함수겔 중합체로 반응시키게 된다.

상기 중합 개시제는 상기한 함량을 가질 때 원활한 고분자 중합반응이 일어나게 된다. 중합 개시제는 고흡수성 수지의 제조에 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다.

상기 염기성수용액은 함수겔 중합체 100중량부에 대하여 5~20 중량부가 혼합되되 농도 0.1 ~ 10 M인 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K2CO3) 및 수산화나트륨(NaOH) 중에서 선택된 하나 이상을 혼합한다.

염기성수용액과 혼합된 함수겔 중합체 혼합물은 건조 후 분쇄하여 10 ㎛ ~ 200 ㎛의 입자크기로 만든다. 이와 같은 크기를 한정한 이유는 입자 크기가 200 ㎛ 보다 크면 입자 사이의 우레탄으로 인해 입자간 수분 전달이 원활하지 않아 비대칭적인 팽창이 이루어져 방수 성능이 저하될 수 있으며, 입자 크기가 10 ㎛ 보다 작으면 경화제의 점도가 높아져 시공 시 취급의 문제점이 있기 때문이다.

상기 베이스 수지를 표면 가교시키면 표면 가교층이 형성된다. 2-HEMA 1~2wt%를 포함한 표면 가교제는 고흡수성 수지 입자의 표면에 도포되므로 표면 가교 반응은 고흡수성 수지 입자의 표면 상에서 일어나며, 이는 입자 내부에는 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 입자의 표면 상에서의 가교 결합성을 개선시킨다.

따라서 표면 가교 결합된 고흡수성 수지 입자는 내부에서보다 표면 부근에서 더 높은 가교 결합도를 갖게 되며 표면 가교제로 사용한 2HEMA의 Hydroxy group과 주제의 NCO group의 반응으로 고흡수성수지가 우레탄과 결합을 유도하였다.

경화제를 구성하는 흡습제는 제올라이트계 또는 액상 흡습제를 사용한다. 흡습제는 경화제 내의 수분을 흡착하여 주제/경화제 반응 시 경화제 내의 수분과 주제의 NCO 기가 반응하는 것을 막아 방수재의 결합력 향상을 목적으로 사용한다.

이처럼 흡습제는 경화제가 가지고 있는 수분을 제거하여 폴리우레탄 반응시의 부반응을 방지하고 수분으로 인한 발포 현상을 제어해 인장강도, 신장률, 경도 등 우레탄 도막 형성 과정에서의 내구성을 향상 시킬 수 있게 한다.

흡습제는 경화제 중에서 1 ~ 3wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 1wt% 보다 적게 첨가되면 경화제 내의 수분흡착이 부족하여 방수재의 발포가 되는 문제점이 있고, 3 wt% 보다 많이 첨가되면 칙소성이 너무 높아 시공에 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 아연분말은 방근 성능을 높이기 위한 조성원소이다.

아연분말은 경화제 중에서 1.3 ~ 2wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 1.3 wt% 보다 적게 첨가되면 뿌리 침투시 폴리우레탄 재질이 용이하게 손상되어 방근 성능이 저하되는 문제점이 있고, 2 wt% 보다 많이 첨가되면 경도가 높아지면서 신장율이 저하되어 온도 변화 등으로 수축 팽창이 반복될 경우 폴리우레탄 재질의 파열이나 파단이 발생하여 내구성이 낮아지는 문제점이 있기 때문이다.

이때 아연분말은 분말간 정전기적 반발력 또는 입체장애 효과로 분말 간 간격을 일정하게 유지시켜 재응집을 방지하는 역할을 이온성 분산제에 의해 표면이 코팅되어 이웃하는 아연분말 간에 동일한 극성을 가지게 되어 엉기지 않고 폴리우레탄 반응시 균일하게 분산되어 안정적인 방근 성능을 제공하게 된다.

경화제를 구성하는 구리분말은 방근 성능을 높이기 위한 조성원소이다.

구리분말은 경화제 중에서 0.9 ~ 1.5wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 0.9 wt% 보다 적게 첨가되면 뿌리 침투시 폴리우레탄 재질이 용이하게 손상되어 방근 성능이 저하되는 문제점이 있고, 1.5 wt% 보다 많이 첨가되면 경도가 높아지면서 신장율이 저하되어 온도 변화 등으로 수축 팽창이 반복될 경우 폴리우레탄 재질의 파열이나 파단이 발생하여 내구성이 낮아지는 문제점이 있기 때문이다.

이때 구리분말은 분말간 정전기적 반발력 또는 입체장애 효과로 분말 간 간격을 일정하게 유지시켜 재응집을 방지하는 역할을 이온성 분산제에 의해 표면이 코팅되어 이웃하는 아연분말 간에 동일한 극성을 가지게 되어 엉기지 않고 폴리우레탄 반응시 균일하게 분산되어 안정적인 방근 성능을 제공하게 된다.

경화제를 구성하는 이온성 분산제는 방근성능을 제공하는 고체 분말인 아연분말과 구리분말에 동일한 전하를 띠게하여 아연 및 구리 분말간 정전기적 반발력 또는 입체장애 효과로 분말 간 간격을 일정하게 유지시켜 재응집의 가능성을 방지하는 역할을 한다. 또한 이온성 분산제는 점도를 낮추고 레벨링을 향상시키며 아연 및 구리 분말의 함량을 증가시키는 역할을 한다.

이러한 역할을 하는 이온성 분산제는 방근 성능을 제공하는 고체 분말인 아연분말과 구리분말 표면에 코팅되어 아연 및 구리 분말간 정전기적 반발력 또는 입체장애 효과로 분말 간 간격을 일정하게 유지시킴으로써 균일한 분산이 일어나게 된다.

이온성 분산제는 종류는 가지사슬에 다량의 전하를 갖는 고분자 물질, 즉 BYK사의 다전해 물질(Polyelectrolyte), EVONIK사의 이온성 전하를 띠는 습윤분산제를 사용할 수 있다.

이온성 분산제는 경화제 중에서 0.1 ~ 0.5wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 1.3 wt% 보다 적게 첨가되면 정전기효과가 충분히 일어나지 않아 분산력이 저하되는 문제점이 있고, 2 wt% 보다 많이 첨가되면 더 이상의 추가적인 분산효과 증대가 일어나지 않기 때문이다.

경화제를 구성하는 항균제는 폴리우레탄에 침투하는 뿌리에 묻은 흙 또는 폴리우레탄 재질 도막재 표면에 접촉한 흙에 포함된 박테리아에 의한 부식을 방지하여 파열이나 파단이 일어나지 않도록 내구성이 높이는 역할을 한다.

항균제는 경화제 중에서 0.1 ~ 0.5wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 1.3 wt% 보다 적게 첨가되면 항균 효과가 저하되는 문제점이 있고, 2 wt% 보다 많이 첨가되면 더 이상의 항균효과 증대가 일어나지 않기 때문이다.

이때 사용되는 항균제로는 공지 또는 상용의 방근용 항균제를 사용하면 된다.

다만, 옥상녹화용으로 식재된 식물이 죽으면 안되기 때문에 접촉성(contact) 항균제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 접촉성 항균제는 식물 조직으로 흡수되지 않으며, 식물표면에 접촉시 표면 부분만 살균 효과를 보이게 된다. 이러한 항균제로는 Mancozeb, Metiram, Maneb, Propineb, Sulphur을 사용할 수 있다.

경화제를 구성하는 안료는 다기능 변성우레탄 도막재의 색상을 제공하는 것으로, 필요로 하는 색상을 제공하는 안료를 사용하면 된다. 안료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으다. 예를 들면 산화철, 수산화철, 산화크롬, 유산바륨, 탄산바륨, 산화티탄, 이산화티탄, 이산화망간, 이산화티타늄, 규산지르코늄, 카본블랙 및 나트륨알루미노실리케이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.

안료는 경화제 중에서 1 ~ 4wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 1wt% 보다 적게 첨가되면 착색이 발현되지 않는 문제점이 있고, 4 wt% 보다 많이 첨가되면 가격이 비싸지고, 착소성이 강해져 취급이 용이하지 않는 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 용제는 DMC, 미네랄오일, BTX계, 케톤계, acetate계 등 비점이 50 ~ 150 ℃인 것 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다. 이와 같은 용제는 상업적으로 이용되는 것 중에서 대표적인 것이다.

용제는 경화제 중에서 5 ~ 10wt% 포함되도록 조성한다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 5wt% 보다 적게 첨가되면 점도가 높아져 시공에 문제점이 있고, 10 wt% 보다 많이 첨가되면 경화제 점도가 낮아져 필러(Filler)의 침강이 발생하여 취급에 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 촉매는 폴리우레탄 중합반응의 속도 등을 제어하는데 사용되는 조성원소로 비스무스, 3급아민, 아연, 옥칠산, 벤조산, 인산 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.

촉매는 경화제 중에서 0.5 ~ 2wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 0.5wt% 보다 적게 첨가되면 주제, 경화제 경화속도가 느려져 시공성이 떨어지는 문제점이 있고, 2 wt% 보다 많이 첨가되면 반응속도가 너무 빨라 시공에 문제점이 있기 때문이다.

경화제를 구성하는 첨가제는 유동성조절제, 산화방지제, 침전방지제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용한다.

첨가제는 경화제 중에서 0.05 ~ 1wt% 포함된다. 이와 같이 첨가 함량을 한정한 이유는 0.05wt% 보다 적게 첨가되면 수지의 산화, 유동성 저하, 침전 등의 문제점이 있고, 1 wt% 보다 많이 첨가되면 첨가제의 이행, 이색 등의 문제점이 있기 때문이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.

이하 실시예는 본 발명 경화제에 포함된 고흡수성 수지의 함량에 따른 부피 변화를 확인하기 위해 아래와 같은 함량을 가지는 주제와 경화제를 기준으로 1 : 4로 혼합하여 우레탄 시트를 제작 후 수조에 담가 수조 침적시간 경과에 따른 부피변화를 비교 실험하였다.

이하 실시예 및 비교예는 경화제 중에 포함된 고흡성수지 함량 20wt%을 기준 함량으로 조성 후 일정 함량을 표 1 및 표 2에 기재된 것과 같이 증감 조절하여 실험하였다. 실험시 경화제 중 필러는 함량 33wt%를 기준으로 고흡수성수지 20wt%의 함량 증감에 따라 연동시켜 증감시킨 조성을 기준으로 실험하였다.

각 실시예 및 비교예에서 기준 주제의 조성은 폴리올(diol 분자량=2000) 34.48wt%, 폴리올(triol 분자량=3000) 34.49wt%, 이소시아네이트(TDI) 22.89wt%, 사슬연장제(1,3-BG) 4.12wt%, 가소제 3.00wt%, 첨가제(산화방지제) 0.02wt%, 용제 1.00wt%이다. 여기서 NCO wt% = 4.3이다.

또한 기준 경화제의 조성은 폴리올(diol 분자량=3000) 18.40wt%, 폴리올(triol 분자량=5000) 6.95wt%, 사슬연장제(DMTDA) 0.61wt%, 가소제 7.00wt%, 필러(Filler) 33.00wt%, 고흡수성수지 20.00wt%, 흡습제 2.00wt%, 아연분말 1.3wt%, 구리분말 0.9wt%, 이온성 분산제 0.1wt%, 항균제 0.1wt%, 안료 1.19wt%, 용제 7.00wt%, 촉매 1.4wt%, 첨가제(침전방지제) 0.05wt% 이다.

(실시예-부피변화율 측정 시험)

경화제 100wt% 중 고흡수성 수지 3wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt%를 포함시의 실시예 1, 2, 3, 4, 5,와 이와 비교되는 경화제 100wt% 중 고흡수성 수지 0wt%, 25wt%, 30wt% 포함시의 비교예 1, 2, 3을 이용해 수조 침적시간 경과에 따른 부피변화를 비교 실험하였다.

결과는 표 1과 같다.

[표 1]

경화제 100wt% 중 고흡수성 수지 0 ~ 30 wt% 포함시 실시 실험

상기 실시예 및 비교예와 같이 본 발명에 따른 고흡수성 수지는 경화제 내 함량이 많을수록 부피변화가 큰 효과를 가짐을 알 수 있다.

구체적으로 상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재에 포함된 고흡수성 수지는 수분 침적 후부터 수팽창 효과가 나타남을 알 수 있었다.

(실시예-물리적 성능 시험)

경화제 100wt% 중 고흡수성 수지 3wt%, 5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt%를 포함시의 실시예 1, 2, 3, 4, 5,와 이와 비교되는 경화제 100wt% 중 고흡수성 수지 0wt%, 25wt%, 30wt% 포함시의 비교예 1, 2, 3을 이용해 수조 침적시간 168시간 경과 후 물리적 성능을 비교 실험하였다.

결과는 표 2와 같다.

[표 2]

경화제 100wt% 중 고흡수성 수지 0 ~ 30 wt% 포함시 물리적 성능 비교 실험

상기 표 1 및 표 2에 나타난 바와 같이 고흡수성 수지의 함량이 증가할 수 록 도막재의 부피변화가 증가하지만 신장률은 감소하는 추세를 나타낸다.

또한 인장강도의 경우 20wt% 함량이 될 때까지 초기강도와 유사한 추세를 보였으며, 25wt% 이상 함량 시 급격히 저하된다

따라서 도막재가 계절변화 또는 일교차 또는 하중 부하에 의해 수축 및 팽창을 반복하거나 또는 식물의 뿌리가 침투하거나 또는 박테리아에 의한 부식 등으로 파단 또는 균열이 발생으로 인해 누수 발생시 고흡수성 수지가 폴리우레탄 조성물 내에서 밀집되어 분포하면서 망상구조를 이룬 상태로 수분을 흡수하면서 즉각적으로 폴리우레탄을 균일하게 팽창시켜 우수한 방수 성능을 제공함을 알 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능성 변성우레탄 도막재를 이용한 비노출식 적층형 복합방수 시공방법은 다음과 같다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 비노출식 적층형 복합방수 시공방법은 크게 바탕면 정리단계; 프라이머(접착제) 도포단계; 1차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계; 함침형 폴리시트재 설치 단계; 2차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계; 경질 보호시트재 설치단계; 및 누름콘크리트층 타설단계로 이루어진다.

상기 바탕면 정리단계는 바탕 콘크리트(1, 슬라브면 또는 바탕면) 표면이 매끈하게 처리되고 이물질이 없도록 정리하는 단계이다.

상기 프라이머(접착제) 도포단계는 바탕 콘크리트(1) 침투 및 부착성이 우수한 프라이머를 도포하여 프라이머층(2)을 형성하는 단계이다. 이를 위해 공지의 프라이머를 스프레이를 이용하여 0.2~0.3kg/m²정도의 압력으로 분사시켜 주변에 비산되지 않고 안정적으로 도포시키면 된다.

물론 수공구인 로라 및 고무헤라 등으로 도포할 수 있음은 물론이다.

이때 프라이머는 이질감을 없애기 위해 본 발명에 따른 다기능 변성우레탄 도막재를 사용할 수도 있다.

상기 1차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계는 전술한 바와 같은 폴리올 51 ~ 75wt%, 이소시아네이트 10 ~ 30 wt%, 사슬연장제 2 ~ 5wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 첨가제 0.01 ~ 0.5wt% 및 용제 0.02 ~ 4wt%로 조성되는 주제와;

폴리올 15 ~ 30wt%, 사슬연장제 0.5 ~ 2wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 필러 15 ~ 45wt%, 입자크기 10 ㎛ ~ 200 ㎛인 고흡수성수지 3 ~ 20wt%, 주제와 경화제 반응시 경화제 내의 수분과 주제의 NCO가 반응하는 것을 막도록 하는 흡습제 1 ~ 3wt%, 아연분말 1.3 ~ 2wt%, 구리분말 0.9 ~ 1.5wt%, 아연분말과 구리분말을 코팅하여 척력을 제공하는 이온성 분산제 0.1 ~ 0.5wt%, 항균제 0.1 ~ 0.5wt%, 안료 1 ~ 4wt%, 용제 5 ~ 10wt%, 촉매 0.5 ~ 2wt%, 첨가제 0.05 ~ 1wt%로 조성되는 경화제;를 포함하고,

상기 주제와 경화제는 무게중량비 기준으로 1:3 ~ 1:5로 혼합된 조성물을 프라이머층 위에 도포 시공하여 1차 다기능 변성 우레탄 도막재층(3)을 형성하는 단계이다. 미설명된 설명은 전술한 설명을 참조한다.

이때 다기능 변성 우레탄 도막재는 스프레이로 1.2~1.6kg/m² 정도의 압력으로 프라이머층(2) 상면 및 측면인 파라펫(parapet) 단부(8) 쪽에 분사시켜 주변에 비산되지 않고 안정적으로 도포시킨다.

상기 함침형 폴리시트재 설치 단계는 1차 도포된 다기능 변성우레탄 도막재가 완전 경화되기 전에 함침형 폴리시트(4)를 설치하여 다기능 변성우레탄 도막재가 부분 함침 흡수되거나 부착되도록 하는 단계이다.

이때, 함침형 폴리시트는 상부의 직포 형태 폴리섬유 직물(41)과 하부의 부직포(42)가 접착되어 구성된 이중 물성의 시트로 구성되어 다기능 변성우레탄 도막재와 친화성을 가져 함침되어 경화되어 함께 신축거동하게 된다. 상부의 폴리섬유 직물(직포)과 하부의 부직포 간의 접착은 폴리우레탄계 접착제로 본딩 처리한다.

즉, 함침형 폴리시트는 상부를 이루는 폴리섬유 직물은 탄성력을 가져 함침된 다기능 변성우레탄 도막재와 함께 신축거동하게 되고, 하부를 이루는 부직포는 함침형 폴리시트 시공시의 작업성 및 상부에 형성된 폴리섬유 직물을 고정시키는 구조체 역할을 하게 된다.

상기 상부에 위치하는 폴리섬유 직물은 폴리에스테르 재질 폴리섬유원사를 양면 환편기에서 위사/경사 구분 없이 원통형으로 편직하여 위사 방향으로 신축성이 있도록 한다. 이때 폴리섬유 직물은 1m² 기준 100~150g의 폴리에스테르를 사용하여 편직한다.

상기 하부에 위치하는 부직포는 폴리에스테르를 공지의 가공방법 중 어느 하나를 사용하여 제조된 것을 사용하되, 이때 사용되는 부직포는 1m² 기준 35~55g의 폴리에스테르를 사용하여 제조한다.

상기 부직포는 탄성력이 폴리섬유 직물에 비해 상대적으로 적기 때문에 함침 후 경화된 기능변성우레탄 도막재와 어느 정도는 함께 신축거동 하지만 일정 탄성력을 벗어나면 탄성되지 못하고 파단될 수 있게 된다. 하지만 상부의 폴리섬유 직물은 충분한 탄성력을 가져 항시 신축거동하기 때문에 함침형 폴리시트가 필요로 하는 물성은 항시 제공되게 된다.

상기 2차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계는 상기 1차 다기능 변성우레탄 도막재와 함침형 폴리시트 간의 함침 시공이 완료되고 경화 후 2차 다기능 변성 우레탄 도막재를 2차로 스프레이, 로라 및 고무헤라 등으로 0.7~1.0kg/m²을 얇게 도포하여 2차 다기능 변성 우레탄 도막재층(5)을 형성하는 단계이다.

상기 경질 보호시트재 설치단계는 2차 다기능 변성우레탄 도막재가 도포 후 완전 경화전에 90~110㎛를 가진 경질 보호시트재를 설치한다.

이때 경질 보호시트재의 겹침은 40~60mm 정도로 겹침 시공하고, 겹침부위는 하부에서 사용되었던 다기능 변성우레탄 도막재를 접착용으로 사용한다.

경질 보호시트재(6)는 누름콘크리트 타설시 방수품질을 보호하기 위한 보호층역할과 추가적인 방근이 필요할 경우 경질 보호시트재 겹침부위에 방근기능이 있는 방근용 보강테이프를 설치할 수 있다.

상기 누름콘크리트층 타설단계는 필요로 하는 두께로 별도의 방수보호층이 필요 없이 누름 콘크리트층(7)을 타설하여 형성하는 단계이다. 누름콘크리트층의 두께는 하부에 형성된 적층형 방수, 방근 구조가 파손되지 않을 정도의 하중이 인가되도록 필요로 하는 두께 만큼 타설하면 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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 범위 내에 있게 된다.

(1) : 바탕 콘크리트 (2) : 프라이머층
(3) : 1차 다기능 변성 우레탄 도막재층 (4) : 함침형 폴리시트재
(5) : 2차 다기능 변성 우레탄 도막재층 (6) : 경질 보호시트재
(7) : 누름콘크리트층 (8) : 파라펫 단부
(41) : 폴리섬유 직물 (42) : 부직포

Claims

폴리올 51 ~ 75wt%, 이소시아네이트 10 ~ 30 wt%, 사슬연장제 2 ~ 5wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 첨가제 0.01 ~ 0.5wt% 및 용제 0.02 ~ 4wt%로 조성되는 주제와;
폴리올 15 ~ 30wt%, 사슬연장제 0.5 ~ 2wt%, 가소제 2 ~ 10wt%, 필러 15 ~ 45wt%, 입자크기 10 ㎛ ~ 200 ㎛인 고흡수성수지 3 ~ 20wt%, 주제와 경화제 반응시 경화제 내의 수분과 주제의 NCO가 반응하는 것을 막도록 하는 흡습제 1 ~ 3wt%, 아연분말 1.3 ~ 2wt%, 구리분말 0.9 ~ 1.5wt%, 아연분말과 구리분말을 코팅하여 척력을 제공하는 이온성 분산제 0.1 ~ 0.5wt%, 항균제 0.1 ~ 0.5wt%, 안료 1 ~ 4wt%, 용제 5 ~ 10wt%, 촉매 0.5 ~ 2wt%, 첨가제 0.05 ~ 1wt%로 조성되는 경화제;를 포함하고, 상기 주제와 경화제는 무게중량비 기준으로 1:3 ~ 1:5로 혼합되어 제조된 것을 특징으로 하는 다기능 변성우레탄 도막재.
청구항 1에 있어서.
상기 주제는 이소시아네이트기(-NCO) 함량이 3 ~ 6wt%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 변성우레탄 도막재.
청구항 1에 있어서.
상기 이온성 분산제는 아연분말과 구리분말이 동일한 전하를 띠게하여 분말간 정전기적 반발력 또는 입체장애 효과로 분말 간 간격을 일정하게 유지시켜 재응집을 방지토록 하는 다전해 물질 또는 습윤분산제를 사용하는 것을 특징으로 하는 다기능 변성우레탄 도막재.
청구항 1에 있어서.
상기 고흡수성 수지는, 산성기를 가지며 상기 산성기의 적어도 일부가 중화된 아크릴산계 단량체 100 중량부에 대하여 0.01~0.5 중량부의 발포제; 0.001 ~ 0.5중량부의 계면활성제; 0.01 ~ 0.5 중량부의 내부 가교제; 및 0.01 ~ 1.0 중량부의 중합 개시제를 포함하는 모노머 조성물을 중합하여 함수겔 중합체를 만든 후, 염기성수용액과 혼합후 분쇄하여 10 ㎛ ~ 200 ㎛의 입자크기로 만들고 건조시킨 베이스 수지를 표면 가교시켜 제조되고, 상기 경화제 중에서 3 ~ 20wt% 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 변성우레탄 도막재.
청구항 4에 있어서.
상기 발포제는 소디움 비카보네이트(sodium bicarbonate), 소디움 카보네이트(sodium carbonate), 포타슘 비카보네이트(potassium bicarbonate), 포타슘 카보네이트(potassium carbonate), 칼슘 비카보네이트(calcium bicarbonate), 칼슘 카보네이트(calcium bicarbonate), 마그네슘 비카보네이트(magnesium bicarbonate) 및 마그네슘카보네이트(magnesium carbonate) 중에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 다기능 변성우레탄 도막재.
청구항 4에 있어서.
상기 계면활성제는 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 소듐 스테아레이트(sodium stearate), 암모늄 라우릴 설페이트(ammonium lauryl sulfate), 소디움 라우릴 에테르 설페이트(sodium lauryl ethersulfate) 및 소디움 미레스 설페이트(sodium myreth sulfate) 중에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 다기능 변성우레탄 도막재.
바탕면 정리단계;
프라이머 도포단계;
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 다기능 변성 우레탄 도막재를 프라이머층 상부에 도포하는 1차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계;
상기 1차 도포된 다기능 변성우레탄 도막재가 완전 경화되기 전에 상부에 설치되어 부분 함침 흡수되거나 부착되도록 하는 함침형 폴리시트재 설치 단계;
상기 1차 다기능 변성 우레탄 도막재가 함침형 폴리시트재에서 경화 후, 재차 다기능 변성 우레탄 도막재를 도포하는 2차 다기능 변성 우레탄 도막재 도포단계;
상기 2차 다기능 변성우레탄 도막재가 도포 후 완전 경화전에 설치되는 경질 보호시트재 설치단계; 및
누름콘크리트층 타설단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 비노출식 적층형 복합방수 시공방법.
청구항 7에 있어서.
상기 함침형 폴리시트재는 상부의 폴리섬유 직물과 하부의 부직포가 접착제로 본딩 처리되어 구성된 것을 특징으로 하는 비노출식 적층형 복합방수 시공방법.
청구항 8에 있어서.
상기 상부를 이루는 폴리섬유 직물은 1m² 기준 100~150g의 폴리에스테르를 사용하여 제직되어 위사 방향으로 신축성을 제공함으로써 함침된 다기능 변성우레탄 도막재와 함께 신축거동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비노출식 적층형 복합방수 시공방법.
청구항 8에 있어서.
상기 하부를 이루는 부직포는 1m² 기준 35~55g의 폴리에스테르를 사용하여 만들어져 함침형 폴리시트재 시공시의 작업성 및 상부에 형성된 폴리섬유 직물을 고정시키는 구조체 역할을 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 비노출식 적층형 복합방수 시공방법.