KR19980043689A - 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고무용의 니-다믹서 또는 반바리믹서에서 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제, 충전제, 물접촉팽창제를 넣어 혼합·교반한 것을 냉각 한 후에 고무용의 롤러에서 재차 혼합·교반한 후에 압출기에서 일정한 규격으로 압출하여 한면에 바탕제를 부착하고, 한면에 종이에 실리콘코팅처리한 이형지를 부착하여 점착성이 부여된 미가류형 물접촉 팽창성 고무를 제조하거나, 또는 상기의 니-다 및 반바리믹서에서 혼합·교반한 것을 냉각한 후에 롤러에서 가류제를 첨가하여 재차 혼합교반한 것을 성형프레스에서 일정한 규격으로 반가류성형하거나 압출기에서 일정한 규격으로 압출성형하여 2중의 증기솥에서 반가류하여 제조하거나 연속 가류기에서 반가류하여 제조하면서, 한면에 종이에 실리콘코팅한 이형지를 부착하고, 한면에 PP, PE 등의 각종 합성수지 또는 유사한 고분자시트필름이나 천연섬유 및 합성섬유로 된 천 또는 망사로 된 것을 바탕제로하여 제조된 점착성이 부여된 반가류형 물접촉 팽창성 고무 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래의 물접촉 팽창고무와 다르게 못을 박거나 접착제를 사용하여 콘크리트에 부착할 필요가 없이 간단히 눌러만 주어도 콘크리트와 부착이 잘되고, 콘크리트의 요철(凹凸)부분에도 유연성이 있어 쉽게 순응하여 충전되어 부실시공의 근원을 근본적으로 해결하고, 물을 흡수하면 4-10배(400-1000%)로 체적이 팽창하면서도 겔(Gel)화하거나 액화(液化)되지 않는 우수한 물성을 갖도록 한 것이다.
Description
본 발명은 건축 및 토목공사에서 사용되는 물팽창성 고무지수재(止水材)에 관한 것으로, 특히 천연고무와 합성고무에 물과 접촉하면 자체체적이 팽창하는 팽창제를 첨가하여 물과 접촉하면 물을 흡수하여 자기체적이 3-10배(300%- 1000%)팽창하는 수팽창성 고무를 제조함에 있어 점착부여제를 첨가하여 점착성이 부여되도록 한 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 방수자재인 아스팔트, 미황화 부칠 합성고무, 황화 합성고무, 연질PVC등은 방수기능을 갖는 내수성(耐水性) 소재이기 때문에, 시공초기에는 방수기능을 발휘하지만 시간이 경과하면서 노화 등의 물리적인 결합과 지반의 부동침하, 크랙(Crack) 등에 의한 위치변동과 틈새로 인한 누수로 방수에 많은 어려움이 있었다.
특히, 콘크리트의 접합(Joint)시공시, 주로 사용되는 연질PVC, 황화(가류)합성고무, 방수벨트 등도 나무판이나 철사등으로 고정되므로 인하여, 2차 콘크리트 타설시 상기의 방수벨트등은 대부분 원래의 고정된 위치로부터 이탈하게 되므로써 틈새를 완벽하게 방수할 수 없었다.
상기와 같은 문제점들을 극복하기 위하여 개발된 것이 고무본래의 탄성에 의한 신축성과, 물과 접촉하면 흡수하여 자기체적이 3-10배로 팽창하는 수팽창성을 갖는 수팽창성 탄성고무 방수재이다.
수팽창성 탄성고무 방수재는 기본적으로는 일반고무와 같이, 고무의 성상을 그대로 갖고 있어 탄성에 의한 신축성이 양호하고, 각종 성형물의 성형이 용이한 장점을 그대로 보존하고 있으면서, 물과 접촉하면 물을 흡수하여 용적이 수내지 십여배로 팽창하고 건조된 후에는 신속히 원래의 상태로 회복하는 성질을 가지고 있다.
이와 같이, 수팽창성 탄성고무 방수재는 물과 접촉하면 물을 흡수하여 자체체적이 팽창하므로 콘크리트구조물 등의 방수가 필요한 틈새에 사용하면 틈새가 충분히 충전되어 누수 및 침수가 차단되는 특성이 있음에 따라 지하철, 전력구, 각종 관로, 통신구 및 기타 건설, 토목구조 및 틈새의 방수시공에 사용되고 있다.
그러나, 종래의 수팽창성 탄성고무 방수재는 건축 및 토목시공에서 1차로 타설한 콘크리트부위에 부착시키기 위해서는 통상적으로 상기의 수팽창 탄성고무 방수재(지수재)에 접착제인 본드를 바른 후 부착하는 데, 본드를 발라서 수팽창성 탄성고무 방수재를 부착하는 것이 번거로울 뿐만 아니라 부착도 잘되지 않으므로 편법으로 수팽창성 탄성고무 방수재에 20-30Cm 간격으로 못질을 하여 부착시공하였다.
그러나, 이 경우 상기 수팽창성 탄성고무 방수재와 콘크리트면사이의 부착상태가 불량하여 부실시공의 원인이 되는 경우가 종종 있었고, 특히 콘크리트면에 요철(凹凸)이 심할 경우 시공자가 요철(凹凸)부분의 들어간 곳은 시멘트몰탈로 채워 평탄하게 하고, 나온 부분은 그라인더로 갈아서 평탄하게 한 후에 수팽창성 탄성고무 방수재를 부착하면 좋은 데, 일반적으로 시공자는 번거롭다고 요철이 있는 콘크리트면에 수팽창성 탄성고무 방수재를 20-30Cm 간격으로 못질하여 대충 시공하므로 부착부실이 더욱더 심하여 수팽창성 탄성고무 방수재가 요철부분의 공극을 충분하게 충전하지 못하여 치명적인 부실시공의 원인이 되어 이의 개선책이 절실이 요구되고 있는 실정이다.
더구나, 1차로 타설한 콘크리트면에 철근이 일정한 간격으로 돌출되어 있는 경우에는 철근사이로 접착제를 바르거나 못질하여 수팽창성 탄성고무 방수재를 부착하기 어려워 더욱더 시공을 대충하므로 부실시공의 원인이 된다.
특히, H 철강(H Beam) 또는 조립식 지하 구조물인 세그먼트(Segment), PVC파이프관로(管路) 등의 정밀하고 세밀한 지수시공에서의 수팽창성 탄성고무 방수재의 부착사용은 못을 박아 시공을 할 수 없고, 접착제를 사용하여도 시공자체가 까다롭고 부착도 완벽하게 되질 않으면서 작업이 번거로워 요철(凹凸)부분과 세밀한 시공에 적응하면서 부착도 간단한 제품의 출현을 희망하게 되었다. 이러한 수요에 의해 개발된 것으로, 액상 수팽창고무와 물렁한 벤토나이트(Bentonite)제품이 개발되어 시판이 되고 있다.
그러나, 액상 수팽창고무는 합성고무(특히, 우레탄고무)에 물 접촉 팽창제를 첨가하여 혼합교반한 것을 유기용제에 용해하여 조성한 것으로, 버터(Butter)와 같이 유연성과 점착성이 있어, H철강 등의 굴곡이 심한 부위의 시공이 간편하고 부착도 우수하지만 물과 접촉하였을 때 팽창도가 통상 2배(200%)정도임으로 팽창도가 약하여 충분한 지수가 안되는 단점이 있다.(액상 수팽창고무는 팽창도를 250%이상되도록 조성하면 물과 접촉하여 겔(Gel)화하거나 액화하여 지수성능이 약화되면서 없어지므로 250%이상 체적팽창되도록 조성할 수가 없다.)
한편, 벤토나이트제품은 유기벤토나이트(Sodium Bentonite)를 소량의 부칠고무(Butyl Rubber)에 버무려 단순하게 압축성형한 것으로, 성형된 점토(粘土)상태이므로 유연성이 있어 콘크리트의 요철(凹凸)부분에 순응하여 충진하여 시공하는 장점은 있으나, 점착성이 미약하여 H철강 등의 굴곡이 심한 부위는 부착이 곤란하고, 주로 콘크리트의 조인트부분에 부착하여 사용하며, 물과 접촉하면 3-8배(300-800%)팽창하지만 물의 흡수에 의해서 겔화되면서 액체가 되어 풀어지면서 콘크리트의 크랙 등의 틈사이로 흘러내려 결과적으로 부실시공이 되는 단점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제,충전제, 물팽창제 등을 첨가하여 조성한 후 일정한 규격으로 압출하여 한면에 바탕제를 부착하고, 또한면은 종이에 실리콘 코팅처리한 이형지를 부착하여 제조하면 종래의 벤토나이트제품과 동일한 물성의 수팽창지수재를 제조할 수 있도록 함과 동시에, 상기의 조성된 혼합물에 통상 사용하는 가류제의 첨가량의 절반(1/2함량)을 첨가하여 완전한 가류고무(加硫고무;익은고무)로 가열압축성형 하지를 않고, 반가류(半加硫 반정도 익은고무)로 가열압축성형하여 제조하는 방법으로, 수팽창고무를 완전히 가류하여 완전 성형한 것이 아니고, 절반정도만 가류성형하므로써 유연성이 뛰어나고, 고무의 고유한 특성인 점착성과 첨가된 점착부여재가 상호 상승작용을 하여 강력한 점착성을 발휘할 수 있도록 하여 H철강 등의 굴곡이 심한 철재의 코너부분 등에 접착제를 바르지 않아도 간편하게 부착할 수 있도록 하고, 접착제를 바르지 않고도 눌러만 주면 콘크리트면에 간단히 부착될 수 있도록 하여 시공성을 향상시킬 수 있도록 하는 한편, 콘크리트의 표면에 요철(凹凸)이 있어도 유연성이 있어 쉽게 순응하여 충전되어 완벽한 시공이 이루어질 수 있도록 하고, 물과의 접촉시에 4-10배(400-1000%)로 충분히 팽창되면서도 겔화되어 액상으로 풀어지지 않고 고형(固形)으로 유지되어 완전하게 지수역할을 할 수 있도록 한 새로운 형태의 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 점착성이 부여된 물접촉 팽창성고무는 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제, 충전제, 물팽창제를 첨가하여 고르게 분산 혼합하고, 이 혼합물에 가류제를 첨가하여 압출 또는 압축성형하여 된 특징을 갖는다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 점착성이 부여된 물접촉 팽창성고무의 제조방법에 있어, 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제, 충전제, 물팽창제를 첨가하여 밀폐식 혼합기인 니-다믹서(Kneader Mixer) 또는 반바리믹서(Banbury Mixer)에서 고르게 분산되도록 교반하여 준 후, 롤러(Open Roller)에서 재차 고르게 분산·혼합하면서 가류제를 첨가한 후에 압출기에서 일정한 규격으로 압출하여 성형 가류하거나, 프레스에서 일정한 규격으로 압축·성형하여 제조하여 된 특징을 갖는다.
한편, 이와 같은 본 발명의 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무의 제조방법에서는, 상기 고무용의 니-다믹서 또는 반바리믹서에서 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제, 충전제, 물접촉팽창제를 넣어 교반한 것을 롤러에서 재차 교반·혼합하고, 압출기에서 미가류상태로 압출하여 된 특징을 갖는다.
실시예
고무주재: 천연고무,합성고무(SBR고무, ⅠR고무, BR고무, EPT고무, ⅡR고무, CR고무, NBR고무, Urethan고무)중의 하나100%
가류조제: 스테아린산(Stealic Acid)2%
산화마그네슘(Magnesium Oxide)5%
아연화(Zinc Oxide)5%
유 황(Sulphur)3%
점착부여제 : 석유수지(Petroleum Resin) 10%
구마론수지(Kumaron Resin) 4%
폴리부텐(Polybutene) 20%
폴리이소부틸렌(Poly Isobutylene) 6%
연화제 : 프로세스오일(Process Oil) 10%
충전제 : 탄산칼슘(Calcium Carbonate) 30%
규조토 (Diatomaceous Earth) 10%
물팽창제 : 소디움 카복실 메칠셀룰로오스(Sodium Carboxymethyl Cellulose) 35%
소디움 폴리아크릴레이트(Sodium Polyacrylate) 35%
소디움 벤토나이트(Sodium Bentonite) 18%
가류제 : M0.5%
T/T0.1%
NA220.3%
상기의 실시예는 하나의 예를 든 것으로서, 고무주재는 종류별로 고유한 물성이 있으므로 점착성 수팽창고무의 수요자의 요구에 따라 천연고무 또는 합성고무를 단독으로 사용하거나 천연고무와 합성고무를 혼합하여 사용하여도 좋고, 종류가 다른 2종류이상의 합성고무를 혼합하여도 좋은 데, 본 발명자가 시험검토한 결과, CR고무가 접착력과 내구성, 내약품성 등의 제반물성이 가장 우수하였으며, EPT고무는 내구성은 좋으나 점착성이 가장 열악하였다.
상기의 폴리부텐은 점착성능이 우수하여 점착부여제로 구분하였으나, 한편으로는 고무를 연화시키므로 연화제 기능도 하며, 물접촉 팽창제는 상기 여러 종류의 물접촉 팽창제를 혼합하지 않고 각각의 1종류를 단독으로 혼합하는 분량을 사용하여도 점착성 수팽창 고무를 제조하는 데는 이상은 없으나, 본 발명자가 시험·검토한 결과, 카복실메칠셀룰로오스(35%), 소디움 폴리아크릴레이트(35%), 소디움 벤토나이트(18%)를 혼합하여 제조한 것이 상호 상승작용하여 물성이 우수하여 하나의 예로 든 것이다.
점착성 수팽창고무의 바탕재료
본 발명의 점착성고무의 바탕재료로는 PP, PE 등의 각종 합성수지 및 유사한 고분자 시트필름 또는 천연 및 합성섬유로 된 천 또는 망사(網絲)로 된 것을 바탕으로 하고, 1면은 실리콘코팅처리된 이형지를 부착하여 제조한다.
또는 바탕제를 사용하지 않고 종이의 양면에 실리콘 코팅처리한 양면 이형지에 점착성 수팽창고무를 말아서 제조하여 사용할 때는 양면 코팅된 이형지를 직접 풀어서 사용하도록 한다.
상기와 같은 성분과 성분비율에 따른 본 발명의 제조방법을 살펴보면, 먼저 밀폐식 혼합·교반기계인 니-다믹서 또는 반바리믹서기계에 천연고무 및 합성고무(SBR고무, ⅠR고무, BR고무, EPT고무, ⅡR고무, CR고무, NBR고무, Urethan고무)중에서 하나(100%)와, 가류조제인 스테아린산(2%), 산화마그네슘(5%), 아연화(5%), 유황(3%)을 넣고 고르게 잘 섞이도록 혼합·교반한 후에 점착부여제인 석유수지(10%), 구마론수지(4%), 폴리부텐(20%), 폴리이소부칠렌(6%)을 넣고 고르게 잘 섞이도록 혼합·교반하여 수지성분이 완전히 분산·혼합되게 한 후에 충전제인 탄산칼슘(30%)과 물팽창제인 카복시메칠셀룰로오스(35%)와 소디움 폴리아크릴레이트(35%)와 소디움벤토나이트(18%)를 함께 넣어 교반하면서 연화제인 프로세스오일(10%)을 넣어서 고르게 잘 분산하도록 교반·혼합하여 준 것을 냉각하여 식힌 후에 롤러에서 재차 고르게 분산되도록 교반하면서 가류제인 M(0.5%), T/T(0.1%), NA 22(0.3%)를 첨가하여 교반하여 균질로 분산·혼합시킨다.
상기와 같이 혼합하여 교반된 미가류 고무생지를 압출기(Extruder)에서 재차 교반하면서 일정한 규격으로 압출하여 나온 것을 밑면에 바탕제를 붙이고, 윗면에는 종이에 실리콘코팅처리된 이형지를 덮어 붙이거나, 또는 바탕제를 붙이지 않고 이형지만 붙여서 일정한 크기로 말아서 2중 구조로 된 고압증기솥에서 4Kg/Cm2의 압력으로 1시간 가류하여 목적하는 본 발명의 점착성 수팽창성 고무를 제조하거나, 압출기에서 압출하여 나오는 것을 직접 가류하는 연속가류기에서 평균온도 160℃로 반가류하여 제조한다.
또 하나의 제조방법은 로울러에서 균질로 혼합·교반한 고무생지를 일정한 규격에 맞게 시트로 뽑은 후, 일정한 규격에 맞게 제작된 성형 금형에 넣어 유압프레스에서 50-200ton압력, 155℃의 온도로 4분간 가류하여 성형한 후에 밑면에 바탕제를 붙이고, 윗면에 이형지를 붙이거나, 바탕제를 붙이지 않고 이형지만 붙여서 일정한 크기로 말아서 포장하면 목적하는 본 발명의 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무가 제조된다.
상기한 실시예의 배합비로 제조된 본 발명의 물 접촉 팽창성 고무는 점착성이 매우 우수하고 유연성이 우수하여 접착제 등을 사용하지 않아도 H철강의 금속면의 부착이 용이하고, 유사한 세밀한 시공부위의 시공을 간편하고 완벽하게 수행할 수 있고, 물과 접촉하면 3-10배(300-1000%)로 충분히 팽창하면서도 겔상태나 액화되어 풀어지지 않는다.
또한, 콘크리트의 부착을 접착제나 못을 사용하지 않아도 쉽게 부착되고, 요철부분에 호응하여 충전하면서 밀착하여 부착하므로 부실시공될 염려가 없다.
Claims (5)
- 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제, 충전제, 물팽창제를 첨가하여 고르게 분산·혼합하고, 이 혼합물에 가류제를 첨가하여 압출 또는 압축성형하여 된 것을 특징으로 하는 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무.
- 고무용의 니-다믹서 또는 반바리믹서에서 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제, 충전제, 물접촉 팽창제를 넣어 혼합·교반하고, 냉각한 후에 롤러에서 재차 교반하면서 가류제를 첨가하여 교반하고, 성형프레스에서 일정한 규격으로 반가류성형하거나 또는 압출기에서 일정한 규격으로 압출하여 2중의 증기솥에서 반가류하여 제조하거나 또는 연속가류기에서 반가류하는 것을 특징으로 하는 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무의 제조방법.
- 제 2항에 있어서,고무용의 니-다믹서 또는 반바리믹서에서 천연고무와 합성고무에 가류조제, 점착부여제, 연화제, 충전제, 물접촉팽창제를 넣어 교반한 것을 롤러에서 재차 교반·혼합하고, 압출기에서 미가류상태로 압출하는 것을 특징으로 하는 점착성이 부여된 물 접촉 팽창성 고무의 제조방법.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서,물접촉 팽창성 고무를 압출기에서 압출하면서 하면에 PP, PE 등의 각종 합성수지 또는 유사한 고분자시트 필름 또는 천연 및 합성섬유로 된 천 또는 망사를 바탕제로 부착하고, 상면에는 종이에 실리콘코팅된 이형지를 부착하는 것을 특징으로 하는 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무의 제조방법.
- 제 2항 또는 제 3항에 있어서,압출기에서 압출하여 바탕제를 부착하지 않고, 종이에 양면으로 실리콘 코팅처리한 양면 이형지를 상면과 하면 또는 상·하양면중 어느 한면에 부착하는 것을 특징으로 하는 점착성이 부여된 물접촉 팽창성 고무의 제조방법.
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