KR200435848Y1

KR200435848Y1 - 이소프렌 이소부틸렌 고무를 이용한 콘크리트 구조물용 방수 시트 및 이를 포함하는 적층구조물

Info

Publication number: KR200435848Y1
Application number: KR2020060026532U
Authority: KR
Inventors: 이평원; 최병덕
Original assignee: 이평원; 최병덕
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2007-02-26

Abstract

본 고안은 건축물, 지하구조물, 토목공사에 사용되는 건축구조물용 방수 시트 및 이를 포함하는 적층구조물에 관한 것으로, 본 고안에 의한 방수 시트는 합성고무를 8~23중량%, 점착부여제를 4~20중량%, 연화 및 가소제를 10~24중량%, 충진제를 30~70중량%, 보강제를 3~18중량% 포함하여 구성된다. 본 고안에 의한 방수 시트 및 적층구조물은, 초강력 접착력으로 프라이머가 필요 없이 직접 시공 가능하여 신속, 편리하며, 점도가 낮아 피착면의 미세한 틈새에도 침투 가능하여 완벽한 방수성능을 발휘한다.

합성고무, 점착력, 이소프렌 이소부틸 고무, 재생 부틸 고무, 점착부여제, 연화 및 가소제, 방수, 접착력

Description

이소프렌 이소부틸렌 고무를 이용한 콘크리트 구조물용 방수 시트 및 이를 포함하는 적층구조물{Waterproof sheet and laminate comprising the same for structural materials}

도 1 및 도 2는 각각 본 고안에 따른 방수 시트를 포함하는 적층구조물의 일실시예를 나타낸 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 폴리에틸렌(P.E.) 필름 2 : 고무화 아스팔트

3 : 폴리프로필렌(P.P.) 직포 4 : 고무화 아스팔트

5 : 부직포 6 : 방수 시트

7 : 이형지

본 고안은 건축물, 지하구조물, 토목공사 등에 사용되는 건축구조물용 방수 시트 및 이를 포함하는 적층구조물에 관한 것이다.

종래의 건축 구조물이나 지붕 방수용 방수 시트는 부직포, 직포, 유리섬유, 필름 등의 상,하면에 개량 아스팔트를 일정 두께로 도포하고 그 상부에 필름, 부직포, 직포 등 기타 마감재를 합치시키고, 하부에는 이형지를 부착한 형태이다.

그러나, 이러한 방수 시트는 부착시 토오치 램프(torch lamp)로 먼저 용융 시킨 뒤 부착하는 방법으로 열이 가열되지 않은 부분은 미열로 인해 용융되지 않은 상태에서 시공하게 되어 접착되지 않는 부분이 생기게 되고, 그 결과 누수 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한 토오치 램프로 가열시 과열로 인해 일부에 구멍이 뚫리는 현상이 빈번이 발생하여 방수 기능이 상실되는 단점이 있다.

한편, 이에 대한 개선책으로 제시된 고무화 개량 지착식 아스팔트는, 아스팔트 자체가 내한성, 내열성에 현저히 떨어져 저온시에 예컨대 겨울, 늦봄, 초가을에 아스팔트가 딱딱해져 접착력을 발휘하지 못하는 한계가 있다.

또한, 액체형으로 된 방수 제품은 미세한 부분에서 방수 기능이 탁월하나 여러 번 도포하므로 두께가 일정하지 않고, 한번 도포하고 건조하는데 어느 정도 시간이 필요해 전체 작업시간이 많이 소요되는 문제가 있으며, 일부는 냄새가 발생되는 문제로 민원 발생의 원인이 되어 사용함에 있어 한계가 있었다.

따라서 자착력이 강하고 미세한 부분까지 우수한 접착력을 제공하고 시공이 편리한 새로운 방수 조성물 및 방수 시트가 요구되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 합성고무와 점착부여제 등의 주요 성분을 일정한 구성비로 배합함으로써, 자착력이 강하고 어떠한 피착면에도 부착이 잘되며, 시공이 신속 편리하고, 우수한 방수 기능을 제공하는, 건축구조물용 방수 시트 및 이를 포함하는 적층구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 건축구조물용 방수 시트는, 합성고무를 8~23중량%, 점착부여제를 4~20중량%, 연화 및 가소제를 10~24중량%, 충진제를 30~70중량%, 보강제를 3~18중량% 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의한 건축구조물용 방수 시트에 있어서, 상기 합성고무는 이소프렌 이소부틸렌 고무(Isoprene Isobutylene Rubber: IIR), 재생 부틸 고무, 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의한 적층구조물은, 상기 방수 시트를 기재의 표면상에 적층시킨 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의한 적층구조물에 있어서, 상기 기재는 필름, 아스팔트, 합성수지, 고무, 직포, 부직포로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 이상의 층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

다음에서는 본 고안을 더욱 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에 사용되는 합성고무는 IIR, 재생 부틸 고무, 또는 이들의 혼합이다. 이 때 재생 부틸 고무는 탈황시킨 것으로서, 산업용폐기물을 재활용하는 것이므로, 가격이 저렴한 잇점이 있다. 본 고안은 분자량이 작은 IIR과 분자량이 큰 IIR을 적절히 배합함으로써, 접착기능, 내열성, 열노화성, 오존성, 내약품성 등을 향상시키고, 내후성을 다른 합성고무보다 높일 수 있다. 예를 들어, 분자량이 300,000 정도로 작은 합성고무와 분자량이 1,400,000 정도로 큰 합성고무를 70:30의 비율로 배합함으로써, 목적하는 물성을 조절하여 얻을 수 있다. 여기서, 분자량이 큰 것을 사용하면, 인장력이 강해져 늘어나지 않고, 흘러내림이 없으며, 내후성이 좋아지게 된다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 합성고무는 중량비 8~23%의 범위로 사용한다. 합성고무의 함량이 8% 보다 적게 되면, 합성고무 량이 적어지면서 상대적으로 충진제, 보강제 등이 많아져 최종 제품이 딱딱해지는 문제가 생기고, 생산성, 내후성, 접착력 등의 물성이 현저히 떨어지게 된다. 특히, 저온 시에 제품이 딱딱해지게 되어 균열이 생기거나 깨져서 방수 기능을 상실하게 될 수 있다. 또한, 합성고무의 함량이 23%를 넘게 되면, 점착력, 탄성, 내후성, 점도 등의 물성은 상승하게 되나, 보강제와 니더(Kneader) 작업시에 분쇄, 분산이 잘 안되어 뭉치는 형상이 자주 발생되고, 작업 소요 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 점도가 높아져 미세한 틈새로의 방수 기능을 상실할 수 있다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서는, 점착부여제로서 지방족 석유수지, 로진 변성수지, 송진 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 목적하는 물성을 달성할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다. 본 고안에서는 온도 변화에 관계없이 강력한 점착기능을 발휘하도록 하기 위하여, 점착부여제로서 연화점이 낮고, 높은 석유 수지를 배합할 수 있다. 예를 들어, 연화점이 90-100℃ 정도로 작은 것과 연화점이 105-120℃ 정도로 큰 것을 65:35의 비율로 배합함으로써, 목적하는 물성을 조절하여 얻을 수 있다. 여기서, 연화점이 낮은 것은 초기 점착력을 좋게 하고, 그 결과 점착력을 향상시키며, 연화점이 높은 것은 내열성을 상승시키고, 흘러내림을 방지하며, 내후성을 상승시키고, 점착력도 좋게 한다. 또한, 석유수지의 점착 기능 단점을 보완하기 위해, 송진 등을 첨가함으로써, 송진의 늘어나는 성질을 활용할 수 있다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 점착부여제는 중량비 4~20%의 범위로 사용한다. 점착부여제의 함량이 4% 보다 적게 되면, 점착부여제로서의 점착력이 현저히 떨어지고, 충진제의 분산성이 저하되게 된다. 또한, 점착부여제의 함량이 20%를 넘게 되면, 점착력 및 결집력이 증대하고, 인장력 및 내열성이 향상될 수 있으나, 점착부여제의 함량이 많아지는 관계로 제품이 딱딱해지고, 생산성이 저하되며, 석유수지의 내후성이 고무 보다 떨어져 결과적으로 최종 배합 조성물의 내후성도 떨어지는 현상이 발생될 수 있다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 연화 및 가소제로는 폴리부텐(poly Butene) 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 목적하는 물성을 달성할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다. 본 고안에서 연화 및 가소제는 점착부여 기능을 하고, 고무의 경도를 낮추며, 내후성, 내한성, 내오존성을 향상시키고, 다른 물질과의 사용성도 뛰어나게 한다. 본 고안은 특히 연화 및 가소제로서 점도가 높고 낮은 것을 적절히 배합함으로써, 초기 및 후기의 점착기능을 강력하게 할 수 있다. 점도가 낮은 것을 많이 사용하면, 초기 점착력이 뛰어나지만 내열성이 떨어지고, 점도가 높은 것을 많이 사용하면, 초기 점착력이 떨어지나, 후기 점착력 및 내열성은 향상하게 된다. 예를 들어, 점도가 230cst 정도로 작은 것과 점도가 810cst 정도로 큰 것을 70:30의 비율로 배합함으로써, 목적하는 물성을 조절하여 얻을 수 있다. 여기서 연화, 가소제의 의미는 고무를 부드럽게 해주고 점착기능을 동시에 갖는 것을 말한다. 여기서, 폴리부텐과 같은 연화 및 가소제의 점도가 낮은 것은 내한성을 좋게 하고, 초기 점착력을 상승시키며, 내후성(내구성)은 상승시키거나 동일하게 유지시킨다. 점도가 높은 것은 내열성을 상승시키고, 흘러내림을 방지하며, 내후성을 상승시킨다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 연화 및 가소제는 중량비 10~24%의 범위로 사용한다. 연화 및 가소제의 함량이 10% 보다 적게 되면, 합성고무의 흐름성, 분산성, 생산성, 내한성, 내후성, 점착력, 및 열안정성 등이 현저하게 떨어진다. 또한 연화 및 가소제의 함량이 24%를 넘게 되면, 점도가 낮아져 합성고무의 흐름성은 좋아지게 되나, 흘러내림 및 내열성이 떨어지고, 내한성이 상승하게 되며, 니더 작업이 어려워 롤러(Roller) 등의 이중 작업이 필요하게 되고, 그 결과 인건비가 상승하게 되는 원인이 된다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 충진제로는 탄산칼슘(CaCO₃), 클레이(Clay) 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 목적하는 물성을 달성할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다. 예를 들어, 클레이를 첨가하면, 온도 상승시 폴리부텐이 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 충진제는 중량비 30~70%의 범위로 사용한다. 충진제의 함량이 30% 보다 적게 되면, 합성고무양이 많아지게 되어 내후성, 내열성, 점착력, 탄성, 인장력, 접착력 등은 상승되지만, 합성고무와 보강제의 혼합 니더 작업시 분산 및 분쇄가 잘 안 되는 문제가 있다. 또한, 충진제의 함량이 70%를 넘게 되면, 합성고무 양이 적어지게 되어, 고온 시 흘러내림이 없고, 저온 시 제품이 딱딱해지거나 깨져서 작업이 불편하며, 내후성 및 내열성이 떨어진다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 보강제로는 카본 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고, 목적하는 물성을 달성할 수 있는 것이면 어느 것이든 사용가능하다. 본 고안에서 보강제는 합성고무 및 충진제의 함량에 따라 조절되는데, 합성고무와 다른 첨가제와의 결집력을 강화시킴으로써, 점도를 높이고 마모를 방지하며 인장력을 향상시키는 기능을 한다. 본 고안에서는 기존 제품보다 보강제의 양을 40-50% 이상 배합하였고, 흡수율이 강한 보강제의 특성상 가소제의 함량 역시 늘어나게 되었다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트에서 보강제는 중량비 3~18%의 범위로 사용한다. 보강제의 함량이 3%보다 적게 되면, 합성고무의 결집력이 현저히 떨어져 인장력, 점도, 및 마모성 등이 저하되고, 상대적으로 가소제 양이 많아지게 되어 흘러내리는 문제가 있다. 또한 보강제의 함량이 18%를 넘게 되면, 합성고무의 결집력이 강해져 인장력은 상승되나, 제품이 딱딱해져 미세한 틈새로의 방수 기능이 떨어진다. 또한, 니더 작업 시 분쇄 및 분산 잘 안되고, 보강제가 뭉치는 현상이 발생되며, 작업 시간이 많이 소모되게 된다.

본 고안에 따른 적층구조물에 있어서 방수 시트가 결합되는 기재와 관련하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안에서 기재는 P.E. 필름, 고무화 아스팔트, P.P. 직포(폴리에스터 부직포), 고무화 아스팔트, 부직포, EPDM(ETHYLENE PROPYLENE RUBBER)합성고무, P.E.T(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 수지, P.V.C.(폴리비닐 클로라이드)수지 등으로부터 선택되는 1 이상의 층으로 구성된다. 특히, 본 고안에서는 아스팔트, 우레탄, 부직포, P. E. 필름 등을 혼합 사용함으로써, 탄성, 신장율, 및 복원력을 높이고, 응력 저항성을 향상시키며, 유동학적 표면에 상처를 받았을 때 자체적으로 표면적을 적게 하는 방향으로 유동이 일어나는 자기 치유성 및 복원성을 부여하여 안정된 방수 상태를 유지할 수 있게 한다.

도 1 및 도 2는 본 고안에 따른 적층구조물의 일예를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2에서 기재는 폴리에틸렌(P.E.) 필름(1), 고무화 아스팔트(2), 폴리프로필렌(P.P.) 직포(3), 고무화 아스팔트(4), 부직포(5)로 적층된 구조이다. 도 1 및 도 2에서는 위와 같은 적층 구조의 기재에 방수 시트(6)의 한쪽 이형지(7)는 그대 로 두고, 기재의 피착면에 접착시킬 방향의 이형지(7'; 도시되지 않음)만을 제거하여 부착시켰다.

이하, 하기 실시예에 의하여 본 고안을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 고안을 예시하는 것일 뿐, 본 고안이 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

본 실시예에서는 방수 조성물을 제조하기 위하여 다음과 같은 배합비율로 합성고무, 점착부여제, 연화 및 가소제, 충진제, 보강제를 혼합하였다.

- 합성고무 : 14% (IIR:재생 부틸 고무 = 90:10)(재생고무 분자량 200,000 정도)

- 접착부여제 : 11%(지방족 C-5석유수지:로진 변성수비:송진 = 70:20:10)(지방족 C-5석유수지의 점도 130 cps, 로진 변성수지의 점도 120cps, 송진의 점도 130cps)

- 연화 및 가소제 : 22%(폴리부텐)

- 충진제 : 43%(탄산칼슘:클레이 = 90:10)

- 보강제 : 10%(카본)

상기 조성물의 제조 방법을 구체적으로 설명하면, 먼저 합성고무를 30분 동 안 롤러 작업하여 합성고무의 경도를 낮추고 부드럽게 한 후, 니더에 합성고무, 점착부여제, 보강제, 충진제 일부를 혼합하여 30분 동안 가동하고, 이 후 충진제 나머지, 연화 및 가소제 일부를 혼합하여 10분 동안 가동한다. 마지막으로 가소제 및 기타 첨가제를 모두 혼합한 후 니더를 20분 동안 가동한다. 이 때 니더는 90~110℃ 로 가열하여, 합성고무 및 기타 첨가제 등이 온도에 의해 잘 분산되도록 한다. 다만, 로우터는 냉각시켜 겉도는 현상을 방지한다. 또한, 보강제의 분쇄가 잘 안 되면, 뭉치는 현상이 발생하게 되므로, 혼합시 보강제가 분쇄 및 분산이 잘 되는지 확인한다.

상기 방수 조성물을 통상의 방법으로 시트지로 만들면 방수 시트가 된다.

본 실시예에 따라 제조된 방수 시트의 점착력은 3.0kg/㎠, 인장력은 80N/㎝, 내열성은 180℃ 이상으로 우수한 물성을 나타내었고, 외관(흐름)에도 이상이 없었다.

본 고안에 따른 건축구조물용 방수 시트는 특정 성분을 일정 조성비로 배합함으로써, 초강력 점착기능을 발휘하여 울퉁불퉁한 곳, 약간 습기 있는 곳 등에 용이하게 접착시킬 수 있다. 특히 방수 시트의 경우, 이형지를 제거한 후 어떠한 도구도 필요 없이 어떠한 기재의 피착면에도 바로 직접 부착하기 때문에 생산성이 3~5배 정도 향상된다. 또한, 본 고안의 방수 시트는 점착력이 강력하여, 피착면의 유동성(균열, 파열)에도 들뜸 현상이 없고, 어떠한 피착면에 대해서도 부착력이 강해 별도의 프라이머(primer)가 필요 없다. 또한, 본 고안의 방수 시트는 낮은 점도로 미세한 틈새에 침투가능하여 우수한 방수 기능을 나타낼 수 있다.

본 고안에서는 합성고무로서 분자량이 큰 IIR을 첨가함으로써, 인장력, 내후성을 향상시키고, 낮은 점도의 연화 및 가소제를 첨가함으로써, 내한성을 향상시키며, 보강제의 양을 늘림으로써 흘러내림과 결집력을 향상시켜 내열성, 내후성을 증대시킨다.

본 고안에 따른 방수 시트 및 이를 포함하는 적층구조물은 자착력이 강력하고, 신장율이 뛰어나 어떠한 피착면(울퉁불퉁한 곳 등)에도 부착이 잘 되며, 방수 조성물 또는 방수 시트의 점도가 낮아 미세한 틈새에도 침투가 가능하여 방수 기능이 탁월하다. 또한, 본 고안에 따른 방수 시트 및 이를 포함하는 적층구조물은 시공이 신속, 편리하며, 그 결과 시공 시간을 단축하여 경제적인 효과를 발휘할 수 있다.

Claims

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합성고무를 8~23중량%, 점착부여제를 4~20중량%, 연화 및 가소제를 10~24중량%, 충진제를 30~70중량%, 보강제를 3~18중량% 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축구조물용 방수 시트.
제3항에 있어서,

상기 합성고무는 이소프렌 이소부틸렌 고무, 재생 부틸 고무, 또는 이들의 혼합인 것을 특징으로 하는 건축구조물용 방수 시트.
제3항에 의한 방수 시트를 기재의 표면상에 적층시킨 것을 특징으로 하는 적층구조물.
제5항에 있어서,

상기 기재는 필름, 아스팔트, 합성수지, 고무, 직포, 부직포로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 이상의 층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 적층구조물.