KR20220079233A - 옥상용 무기질 탄성 침투 방수제 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥상용 무기질 탄성 침투 방수제 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노출형 지붕에 처리되어 태양열 반사, 방사, 열차단을 실현하고 이를 통해 건축물의 내부온도를 낮춤으로써 에너지를 절약하고 내구성을 증대시킬 수 있도록 개선된 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법 및 이에 사용되는 단열차열방수 도료조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 노출형 옥상지붕을 단열, 차열, 방수하기 위한 공법에 있어서; 노출형 옥상 표면인 피도포면에 잔류된 이물을 제거하고, 패인 부분은 'V' 커팅하는 전처리단계; 전처리 단계가 완료된 피도포면에 유성 하도제를 도포하고, 도포 후 최소한 상온(20℃ 기준) 1시간 이상 건조하는 하도 프라이머 도포단계; 상기 하도 프라이머 도포단계 후 코너부위나 크랙 부위를 재차 확인하고, 우레탄 씰링재로 퍼티(Putty)처리하며, 깊게 패인 부분은 'V' 커팅 후 무수축 몰탈로 채워 보수하는 보수단계; 보수단계가 완료되면, 수성 중도 단열차열방수제를 로울러 도포방식으로 수회 도포하고 최소 1시간 이상씩 건조하는 과정을 되풀이하여 중도 단열차열방수막을 형성하는 중도 단열차열방수제 도포단계; 중도 단열차열방수제 도포단계가 완료되면, 최소한 1차 이상 도포하는 유성 상도 단열차열방수제를 균일하게 도포하는 상도 단열차열방수제 도포단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법을 제공한다.

Description

옥상용 무기질 탄성 침투 방수제 제조 방법{Manufacturing method of inorganic elastic penetration waterproofing agent for rooftop}

본 발명은 옥상용 무기질 탄성 침투 방수제 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노출형 지붕에 처리되어 태양열 반사, 방사, 열차단을 실현하고 이를 통해 건축물의 내부온도를 낮춤으로써 에너지를 절약하고 내구성을 증대시킬 수 있도록 개선된 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법 및 이에 사용되는 단열차열방수 도료조성물에 관한 것이다.

최근 들어 여름철이면 대규모 정전사태(블랙아웃)라는 단어를 언론매체를 통해 심심치 않게 듣게 된다. 그 만큼 여름철 냉방비용의 증가로 전력난이 심각하며, 환경파괴로 인한 이상기후 등 외부 여건의 변화로 전력의 소비 예측 또한 쉽지 않기 때문일 것이다.

이러한 문제의 근본적인 원인은 인류문명의 발달로 인한 환경 파괴에 기인한다.

환경 문제는 인류의 생존을 위협하는 중요한 요소가 되었으며, 이를 해결하고자 세계적으로 저탄소 녹색성장을 추진하고 있다.

이 일환으로 건축 재료 시장에서도 친환경 소재로 차츰 눈길을 돌리고 있으며, 환경파괴의 주범인 건축물의 탄소배출량을 통제하기 위해 ‘그린빌딩’ 건축을 장려하고 있다.

우리나라에서도 이러한 세계적인 추세에 편승해 저탄소 녹색 성장을 위한 지원을 아끼지 않고 있다.

이상에서 언급했듯이 대량의 탄소 배출, 에너지 소비 등의 환경파괴 주범은 건축물이다. 따라서 건축물을 무엇으로 건축하고 어떻게 관리하는가가 환경 문제 해결의 핵심이라 할 수 있다.

건축물이 야기하는 여러 가지 환경문제 중 대량의 에너지 소비에 따른 대량의 탄소 배출 문제가 가장 크다고 할 수 있다. 특히, 건축물의 지붕은 건축물 중 가장 열악한 외부환경 조건에 노출되어 있어, 태양열을 그대로 흡수해 건축물 실내 온도를 상승시켜 냉방으로 사용되는 에너지 소비를 증가시킨다. 이는 곧 탄소배출량의 증가를 의미하며 환경파괴를 의미한다.

또한, 건축물의 지붕, 특히 노출형 지붕은 그 구성 재료가 다양하고 열악한 환경 하에 놓여 있어 파손으로 인애 우천시 누수 문제를 해결하기 어려운 부분이기도 하다.

이러한 건축물의 지붕 재료로 콘크리트, 금속, 아스팔트 슁글, 기와, 슬레이트 등 매우 다양한 재료를 사용한다. 이런 재료들의 수명 및 방수 성능을 확보하여 건축물을 장기적인 내구성을 확보하기 위해서는 열과 습기를 제어할 수 있어야 한다.

그동안 지붕의 방수를 위한 수많은 공법들이 소개되었지만 수증기 투습성의 부재로 인한 문제, 자외선에 분해되는 문제, 외부환경변화의 대응하지 못하는 소재의 문제 등으로 인한 방수 수명의 한계가 있어 왔다.

이를 해결하기 위해 각기 다른 소재를 보완적으로 활용한 복합 방수 공법 및 기타 소재의 개선을 통한 노력이 있어 왔으나, 전반적인 해결책을 제시하지는 못하였다. 즉, 열과 습기로 인한 문제를 동시에 해결하는 데는 기술적인 문제가 있었다.

특히, 콘크리트 지붕의 경우 겨울철 결로 현상으로 인한 수증기 투과성 확보에 한계가 있어 보호모르타르의 중성화를 야기시켜 방수성능 장기화에 실패한 경우가 많았으며, 수증기 투과성을 확보하였다 하더라도 변화무쌍한 외부 환경 변화에 대응하지 못한 재료의 한계점을 드러내고 있었다.

이처럼 건축물의 수명과 방수성능 확보에 있어 가장 큰 위협요인은 여름철에는 태양열과 관계가 있으며, 겨울철에는 수증기 투과성과 관련이 있다.

특히, 기존 지붕 재료와 상관없이 태양열의 노출에 의한 방수성능의 저하는 방수문제 및 건축물의 내구성을 확보하기 위해 먼저 해결하여 할 문제이다.

또한, 이를 해결함과 동시에 최근 대두되고 있는 에너지 절감에 기여할 수 있어야 한다.

최근 태양열 흡수를 통한 실내온도 상승에 따른 에너지의 소비를 감소하고 건축물 관리 목적상 방수성능을 확보하기 위해 ‘차열’이라는 개념이 도입되기 시작하였다.

과거에는 건물 단열성이 에너지 절약의 관건이었지만, 현재는 단열뿐만 아니라 차열까지 필요하게 되었다.

여기서, 차열이란 단열과는 구분되는 새로운 개념으로 단열이 열차단이라는 수동적인 역할을 했다고 하면 차열은 열반사의 개념이 적용된 에너지 절감형 개념이다.

즉, 쉽게 설명하면 단열이란 열의 이동을 차단하는 것이고, 차열이란 열을 반사하는 것이다.

주지된 바와 같이, 태양광선은 적외선, 가시광선, 자외선으로 구성되어 있다. 이를 테면, 300nm~400nm 영역은 자외선으로 살균효과와 유기물의 열화 및 분해를 주된 활동으로 하며, 사람의 피부에 장애를 일으키기 쉽고 동시에 도장 등에도 가장 영향을 많이 끼치는 광선이다. 그리고, 400nm~700nm 영역의 광선은 가시광선에 해당되는데 우리 눈으로 볼 수 있는 태양광선이다. 또한, 700nm~2500nm 이상의 영역은 적외선으로 열선이라고도 하며, 눈에 보이지 않는 광선이며 태양광선 전체의 49%를 차지하고 있다. 인간이 ‘뜨겁다’고 느끼는 물체에서 나오는 광선이 이 영역의 광선이다. 그리고, 근적외선은 태양광에 포함되는 780nm~2100nm 영역에 속하며, 적외선 및 가시광선과는 달리 열예너지에 따라 변화하기 쉬운 파장영역이다. 근적외선이 대상물질에 닿아 흡수되면 열에너지로 바뀌는데 건물의 지붕이 그 열을 포함하고 있어 실내온도가 상승하게 된다.

한편, 일반도료는 태양으로부터 받는 적외선을 모두 흡수해 발열하기 때문에 건물은 뜨거워지고, 특히 여름에는 철판지붕의 표면이 60℃, 경우에 따라서는 80℃까지 상승하고 실내온도는 45℃ 안밖에 달한다.

그러나, 차열 도료를 사용하면 지붕의 구조 및 색조, 기상조건에 따라 다소 차이가 있지만 여름 지붕의 표면온도가 15~20℃, 지붕 뒷면은 약 15℃로 낮아 1층에서는 바깥기온보다 불과 1~2℃ 높고, 2500 평방미터 건물은 열차단을 통해 냉방비 등 전기요금을 연간 240만~560만엔(일본) 정도 절약할 수 있다는 결과가 도출된 바 있다. 또한, 일반 도료에 비해 수명이 길어 장기적으로 유지보수비도 절약할 수 있다는 장점도 있다.

하절기에 건물 내부의 온도를 상승시키는 것은 지붕표면의 온도로 건물의 지붕에 사용되는 단열재는 열전도율이 낮아 외부의 열이 내부로 전달되는 것을 억제하는데, 차열 도료는 200㎛의 도막두께로 적외선을 효과적으로 반사시켜 지붕 표면의 온도와 건물 내부로 유입되는 열을 낮추어 준다.

뿐만 아니라, 차열 도료는 열전도 방지, 장파방사율, 일사반사율, 대류열 전달의 기능을 갖추고 있다.

이때, 장파방사율은 지붕의 고체와 공기와의 사이에 열전달 정도를 나타내는 수치로, 차열 도료의 장파방사율은 뜨거워진 지붕의 열을 대기로 효과적으로 방출하기 때문에 지붕재의 온도가 내려가 실내로 진입하는 열을 줄여준다. 그리고, 차열 도료에서 차열성에 가장 관계가 큰 것이 일사 반사율이다.

일반적으로, 금속재료의 표면온도는 하절기에 60~80℃정도로 상승하나 차열 도료로 도장된 지붕은 태양광선을 반사하기 때문에 금속 표면온도를 40℃정도로 낮추어 준다.

그리고, 대류 열전달은 풍속에 의해 정해지는 계수이며, 간단한 열부하 계산에서는 열전도율 밖에 감안하지 않기 때문에 지붕재 표면 온도에 대해서는 고려하지 않고 있다.

실제 일사 반사율의 차이는 내부 열부하에 영향이 크며, 차열 도료는 일사 반사율이 높은 것을 이용한 도료로 단열재가 시공되지 않는 지붕에 도장하면 대폭적인 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.

현재 우리나라에서도 일부 건축물 지붕 방수를 위해 차열 성능을 활용한 도막 방수 공법이 사용되고 있기는 하나 이는 기존의 우레탄 상부에 차열코팅제를 도포하여 기존 방수제에 차열성을 보완한 개념이다. 즉, 방수와 차열이 분리되어 있다.

그리고, 우레탄 방수제는 수증기 투과성이 없어 차열성을 보완한다 하더라도 방수 성능을 장기적으로 유지하는데 한계가 있으며, 이는 지속적인 에너지 절감효과를 기대할 수 없다는 것을 의미한다.

따라서, 차열을 통해 건축물 지붕의 환경조건을 개선하여 에너지를 절감함과 동시에 지속적인 방수성능을 확보하며, 장기적인 관점에서 유지 및 관리가 효율적이고 경제적인 새로운 단열차열방수공법 및 그에 따른 도료조성물이 필요하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 만족시키기 위해 창출된 것으로, 열반사, 열방사, 열차단하는 차열기능을 통해 건축물의 에너지 절감효과를 실현하고, 방수도막의 성능을 보호하여 건축물의 내구성을 증진시키며, 친환경적인 소재를 사용함으로써 전 지구적인 효용증가에 기여할 수 있는 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법 및 이에 사용되는 단열차열방수 도료조성물을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 노출형 옥상지붕을 단열, 차열, 방수하기 위한 공법에 있어서; 노출형 옥상 표면인 피도포면에 잔류된 이물을 제거하고, 패인 부분은 'V' 커팅하는 전처리단계; 전처리 단계가 완료된 피도포면에 유성 하도제를 도포하고, 도포 후 최소한 상온(20℃ 기준) 1시간 이상 건조하는 하도 프라이머 도포단계; 상기 하도 프라이머 도포단계 후 코너부위나 크랙 부위를 재차 확인하고, 우레탄 씰링재로 퍼티(Putty)처리하며, 깊게 패인 부분은 'V' 커팅 후 무수축 몰탈로 채워 보수하는 보수단계; 보수단계가 완료되면, 수성 중도 단열차열방수제를 로울러 도포방식으로 수회 도포하고 최소 1시간 이상씩 건조하는 과정을 되풀이하여 중도 단열차열방수막을 형성하는 중도 단열차열방수제 도포단계; 중도 단열차열방수제 도포단계가 완료되면, 최소한 1차 이상 도포하는 유성 상도 단열차열방수제를 균일하게 도포하는 상도 단열차열방수제 도포단계;를 포함하여 시공되는 것을 특징으로 하는 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법을 제공한다.

이때, 중도 단열차열방수제 도포단계에서 사용되는 중도 단열차열방수제는 중량%로, 아크릴 공중합체 에멀젼수지와 폴리우레탄 에멀젼수지를 1:1의 중량비로 혼합한 고탄성 에멀젼수지 40-52%; 이산화티탄 10-18%; 탄산칼슘 12-20%; 증점제 2-4%; 분산제 0.5-3%; 소포제 0.5-2%; 방부제 0.5-2%; 바이온 계면활성제 1-3%; 화이트카본 1-5%; 단열성 증가제로 세라믹 미소구체 10-15% 및 나머지 물로 조성된 것을 사용함이 바람직하다.

또한, 상기 하도 프라이머 도포단계에서, 사용되는 하도제는 폴리에스터 10~30중량%, 실리카 10-20중량%, 산화철 5-10중량%, 인산아연 0.1-0.2 중량%, 이소헥사덴칸 5-10중량% 및 나머지 용제인 톨루엔으로 이루어진 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 상도 단열차열방수제 도포단계에서 사용되는 상도제는 상온경화형 실리콘 고무원액 50-70중량%, 폴리우레탄 수지 10-15중량%, 다이클로로다이메틸신란(Dichlorodimethylsilane) 0.1-5중량%, 및 나머지로 용제인 톨루엔이 배합된 혼합물을 사용할 수도 있다.

또한, 본 발명은 피도포면에 하도 프라이머층, 중도 단열차열방수층, 상도 단열차열방수층이 순차로 적층되어 노출형 옥상지붕을 단열, 차열, 방수할 때, 상기 중도 단열차열방수층을 형성하는 중도 단열차열방수제는, 중량%로, 아크릴 공중합체 에멀젼수지와 폴리우레탄 에멀젼수지를 1:1의 중량비로 혼합한 고탄성 에멀젼수지 40-52%; 이산화티탄 10-18%; 탄산칼슘 12-20%; 분산제 0.5-3%; 소포제 0.5-2%; 방부제 0.5-2%; 바이온 계면활성제 1-3%; 화이트카본 1-5%; 단열성 증가제로 세라믹 미소구체 10-15% 및 나머지 물로 조성된 것을 특징으로 하는 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법에 사용되는 단열차열방수 도료조성물을 제공한다.

이때, 상기 도료 조성물에 기능성 첨가물을 더하여 기능을 증대시키도록 상기 중도 단열차열방수제 조성물 100중량부에 대해 디메틸벤젠을 15-25중량부 더 첨가하고, 동시에 도막의 기계적 강도를 증대시키기 위해 초산비닐수지를 6-11중량부 더 첨가하거나 혹은 도막 표면의 항균성을 증대시키기 위해 200-300메쉬의 입도를 갖는 계지분말(계피나무 가지 분말)을 구연산과 1:2의 중량비로 배합한 배합물을 상기 중도 단열차열방수제 조성물 100중량부에 대해 25-35중량부 범위 내에서 더 첨가할 수 있다.

본 발명에 따르면, 내구적인 방수층을 형성함과 동시에 태양열을 차단하여 건축물의 노출형 지붕의 표면온도를 떨어뜨림으로써 냉,난방의 에너지 효율을 높일 수 있다.

특히, 중도제를 구성하는 도료조성물을 개량하여 수용성의 무독성, 무공해의 친환경성, 내후성, 내구성, 내수성이 뛰어나게 하고, 탄성기능 및 접착기능도 향상시켜 시공의 편리성, 속건성에 따른 시공시간 단축, 공사비용 절감 등의 효과를 함께 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 단열차열방수 시공예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

일반적으로, 노출형 옥상바닥에 대한 기존 방수공법은 하도제, 중도제, 상도제가 모두 유성으로 방수기능만 있거나 상도제를 얇게 단열 차열 코팅하는데 단열 차열기능이 미미하고 오염이 심해지거나 상도제가 들뜨는 경우가 많아서 단열 차열 기능이 거의 없어지고 유성으로 유해물질이 많아서 환경오염이 심하고 공사기간이 길고 비용이 많이 들며 수명이 짧아지는 등의 여러 가지 문제점이 많다.

이에, 본 발명은 하도제와 상도제는 기존과 같이 유성으로서 도막이 매우 얇으므로 기능이나 성능에는 기존과 별차이가 없지만, 가장 중요한 중도제를 특수 도료조성물로 구성하여 수용성이면서 무독성, 무공해의 친환경 방수제가 되게 함과 아울러 내후성, 내구성, 내수성이 우수하고 탄성기능, 접착성이 매우 우수하도록 하여 열차단, 열반사 성능 및 낮은 열전도율을 갖도록 구성한 것에 가장 큰 특징이 있다.

때문에, 냉난방(여름철 냉방 최고 40%/겨울철 난방 최고 20%)의 에너지 비용을 획기적으로 절감할수 있고, 자외선을 최고 89% 차단하여 체감온도 상승억제와 방수제의 수명을 연장할 수 있으며, 어떠한 소재에도 부착이 가능(하도는 소재의 재질에 따라 선택함)하여 시공이 간편하고 건조속도가 빨라서 작업시간이 단축되고 공사비가 적게 소모되어 매우 경제적인 시공을 가능케 한다.

이러한 본 발명에 따른 단열차열방수공법은 도 1의 예시와 같이, 피도포면(100), 하도 프라이머층(200), 중도 단열차열방수층(300), 상도 단열차열방수층(400)이 순차로 적층 형성되는 형태로 시공된다.

이때, 상기 중도 단열차열방수층(300)이 본 발명에서 핵심적인 특징으로 제시하는 구성이며, 이를 조성하는 도료조성물에 대해서는 상세히 후술한다.

이러한 단열차열 방수구조를 갖도록 시공하는 단열차열 방수공법은 다음과 같다.

본 발명에 따른 단열차열 방수공법은 노출형 옥상에 적용되며, 노출된 지붕표면이 피도포면(100)이 된다.

본 발명에 따른 단열차열 방수공법은 전처리단계, 하도 프라이머 도포단계, 보수단계, 중도 단열차열방수제 도포단계, 상도 단열차열방수제 도포단계로 이루어진다.

이때, 상기 전처리단계는 노출형 옥상 표면, 즉 피도포면(100)에 형성된 이물을 제거하고, 패인 부분은 'V' 커팅하는 과정이다.

특히, 상기 전처리 단계는 피도포면(100)을 깨끗하게 청소하기 위해 고압에어를 이용하여 시공면을 고압의 에어분사 방식으로 말끔하게 청소할 수 있다.

또한, 패인 부분은 'V' 커팅한 후 무수축 몰탈로 채워 보수하는 과정을 더 포함할 수 있다.

이렇게 하여, 전처리 단계가 완료되면, 하도 프라이머 도포단계가 수행된다.

이때, 하도 프라이머는 일반적인 유성 하도제로서, 이를 테면 유성의 스피탄 하도제(제조사:삼화페인트공업 주식회사) 또는 폴리에스터 10~30중량%, 실리카 10-20중량%, 산화철 5-10중량%, 인산아연 0.1-0.2 중량%, 이소헥사덴칸 5-10중량% 및 나머지 톨루엔을 포함하는 하도제를 1차 도포하는 단계이다.

여기에서, 상기 폴리에스터는 광택성과 분산성을 위해 첨가되며, 실리카는 건조성을 위해 첨가되고, 산화철은 부식 저항성을 위해 첨가되며, 인산아연은 내식성 향상을 위해 첨가되고, 이소헥사데칸은 고형분의 용해성 증대 및 차열기능 보강을 위해 첨가된다.

또한, 하도 프라이머의 접착성 향상을 위해 상기 하도제 조성물 100중량부에 대해 나트륨 아크릴레이트가 15-25중량부 더 첨가될 수 있다. 상기 나트륨 아크릴레이트는 바인딩 기능도 증대시키면서 접착성, 즉 부착성을 증가시켜 하도제 프라이머가 옥상 도포면으로부터 잘 떨어지지 않도록 하여 주는데, 과량첨가되면 흐름성을 떨어 뜨려 분산성이 약해 도포물질의 뭉침현상이 나타나고, 소량 첨가되면 부착성을 열화시키므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

특히, 1차 도포 후 건조시간은 상온(약 20℃ 기준) 1시간이 바람직한데, 충분히 건조되지 못하면 들뜸 현상이 발생되므로 최소한 1시간 이상을 유지하여야 한다.

아울러, 상기 하도 프라이머 도포시 피도포면(100)이 신축 현장이거나 혹은 콘크리트면일 경우에는 상기 하도 프라이머 도포단계를 완전 건조 후 한번 더, 즉 2회 시공함이 바람직하다.

이후, 보수단계가 더 수행되는데, 상기 보수단계는 코너부위나 크랙 부위를 재차 확인하고, 우레탄 씰링재로 퍼티(Putty)처리하며, 깊게 패인 부분은 'V' 커팅 후 무수축 몰탈로 채워 보수하는 단계이다.

이 경우, 패인 부분은 반드시 무수축 몰탈로 채워 보수해야 시공 후 들뜸이나 변형이 발생하지 않는데, 이것은 앞서 설명한 전처리 단계에서의 시공도 마찬가지이다.

이렇게 하여, 하도 프라이머 도포단계가 완료되면, 중도 단열차열방수제를 도포하는 단계가 수행된다.

상기 중도 단열차열방수제 도포단계는 중도제로서, 후술하는 본 발명만의 특징적인 조성으로 이루어진 수용성 단열차열방수제를 사용하여 도포하는 단계이다.

이때, 1차 도포는 로울러를 이용하여 도포하며, 도포 후 최소한 상온 1시간 경과 후 충분히 건조되었을 때 동일한 도포방식으로 2회 더 도포하여 마감한다. 즉, 상기 중도 단열차열방수제는 최소한 3회 도포하여야 하며, 시공현장에 따라 그 이상으로 더 도포할 수 있는데 도포횟수가 늘수록 도막이 두꺼워지므로 단열차열효과가 증대되기 때문이다.

상술한 단계를 거쳐, 중도 단열차열방수제 도포단계까지 완료되면, 마지막으로 상도 단열차열방수제 도포단계가 수행된다.

상기 상도 단열차열방수제 도포단계는 상도제를 도포하는 단계로서, 주제와 경화제를 5:1의 비율로 배합한 후 핸드믹서로 균일하게 혼합한 후 최소한 1차 이상 도포하는 형태로 시공된다.

즉, 상도 단열차열방수제는 주제와 경화제로 구분된 2액형으로서, 서로 믹싱되어야만 경화되는 재료인 바, 경화시간과 내후성, 내마모성을 고려하여 주제와 경화제는 반드시 5:1의 비율로 배합되어야 한다.

이때, 상기 상도 단열차열방수제는 반드시 유성이어야 한다. 뿐만 아니라, 상도 단열차열방수제는 상기와 같이 시중에 시판되는 2액형의 것을 구매하여 사용할 수도 있지만, 상온경화형 실리콘 고무원액 50-70중량%, 폴리우레탄 수지 10-15중량%, 다이클로로다이메틸신란(Dichlorodimethylsilane) 0.1-5중량%, 및 나머지로 용제인 톨루엔이 배합된 혼합물을 사용할 수도 있는데, 상온경화형 실리콘 고무원액은 강한 소수성을 나타내고, 다이클로로다이메틸실란도 전기음성도가 불소(F) 다음으로 큰 염소 원자 2개가 있어 매우 강한 소수성을 보이기 때문에 특히, 방오성을 증대시킬 목적일 경우에는 상기 혼합물을 도포할 수 있다.

이러한 단계로 시공된 단열차열방수도막은 기존 보다 월등히 향상된 단열특성, 차열특성, 방수특성을 갖는다.

그럼, 상기 단열차열방수도막 중 중도제, 즉 중도 단열차열방수제를 구성하는 본 발명만의 조성특성에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 중도 단열차열방수제는 중량%로, 고탄성 에멀젼수지 40-52%, 이산화티탄 10-18%, 탄산칼슘 12-20%, 증점제 2-4%, 분산제 0.5-3%, 소포제 0.5-2%, 방부제 0.5-2%, 바이온 계면활성제 1-3%, 화이트카본 1-5%, 단열성 증가제 10-15% 및 나머지 물로 조성된다.

이때, 상기 고탄성 에멀젼수지는 탄성력을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 아크릴 공중합체 에멀젼수지와 폴리우레탄 에멀젼수지를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용한다.

특히, 아크릴 공중합체 에멀젼수지는 피도포면에 피막을 형성하면서 공극을 메워 수밀성을 증대시키고, 상기 폴리우레탄 에멀젼수지는 접착력을 증대시켜 부착강도를 높임으로써 견고한 고정성을 유지하면서 탄성있는 도막특성을 갖게 한다.

이를 위해, 상기 조성비율로 첨가되어야 하는데, 40중량% 미만으로 첨가되면 탄성효과 및 수밀성이 떨어지고, 52중량%를 초과하면 압축강도 및 바인딩성이 크게 증가되어 도포성, 혼합성이 떨어지므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

또한, 상기 이산화티탄은 표백 및 색상을 밝게 하여 백색도 유지, 은폐율 향상을 위해 첨가되는 것으로, 주로 백색안료와 광촉매로 사용되고, 사용업체에서는 보통 '지당'이라 칭한다.

이러한 이산화티탄은 화학적으로 굉장히 안정되어 있고 인체에도 무해하며, 하얀 분말가루로 이루어져 있고, 플라스틱, 도료, 약품, 종이, 도기 등 거의 전분야에 걸쳐서 광범위하게 사용된다.

본 발명에서 구분없이 분말형태로 배합되며, 10중량% 미만으로 첨가되면 표백 및 색상 구현이 어렵고, 18중량%를 초과하면 과표백이 일어나 색상 불량 및 불균형을 유발하므로 상기 범위로 한정하여 배합하여야 한다.

아울러, 상기 탄산칼슘은 피막 형성을 증대시키기 위해 첨가되며 수용성이기 때문에 균열은 물론 보수가 불균일한 부분 등에 침투하여 방수성을 더욱 극대화시킨다. 뿐만 아니라, 도막의 두께도 조절하는 기능도 가진다.

다만, 혼합시 희석에 따른 점도 저하를 막기 위해 상기와 같은 12-20중량%의 범주내에서 첨가되어야 한다.

아울러, 상기 증점제는 점도를 조절하고 침전을 방지하기 위한 것으로 마그네슘이나 실리케이트 등의 점토광물과 같은 무기증점제가 바람직하며, 2-4중량% 첨가된다.

또한, 상기 분산제는 도료의 제조공정에서 첨가물의 분산을 쉽게 하기 위해 첨가되는 것으로 통상 각종 계면활성제가 대부분 사용되며, 0.5-3중량% 첨가된다.

뿐만 아니라, 상기 소포제는 고속교반중 기포발생을 억제함은 물론 도포 후 기포에 의해 생기는 핀홀(pin hole)도 방지하여 도포면을 평활하게 유지하기 위해 첨가되는 것으로 알코올 또는 유기인산염이 바람직하나 여기에서는 실리콘이 특히 바람직하다.

그리고, 상기 방부제는 부패를 방지하거나 억제하기 위한 것으로 메틸파라벤이 바람직하다.

또한, 상기 바이온 계면활성제는 HLB와 Cloud point가 있으며, 가용화기능, 유화기능을 촉진하기 위해 첨가되나, 분산성도 증대시킨다.

그러나, 과량 첨가되면 유화증대에 따른 문제가 발생되므로 소량, 이를 테면 1-3중량% 범위로 첨가되어야 한다.

아울러, 상기 화이트카본은 칙소성을 부여하기 위한 칙소화제(Thixotroping Agents)로서, 도막 표면 변형이나 변성을 최소화시키기 위해 첨가되며, 과량 첨가시에는 점도가 높아지고, 소량 첨가시에는 기능이 유명무실해지기 때문에 상기 범위로 첨가되어야 한다.

또한, 상기 단열성 증가제는 알루미늄 실리게이트를 주성분으로 한 마이크론 크기의 미세한 중공체분말(통상 '인슐래드'라 칭함)이 바람직하며, 이는 폐쇄 공기층의 열차폐 열반사와 열저항을 갖는 유해 중금속은 물론 휘발성 유기화합물및 독성이 전혀 없는 환경 친화적인 소재이다.

내구성과 열저항성이 우수하고, 특히 태양복사열 차단성능이 우수하여 미항공우주국에서 우주왕복선 표면 도포제로 활용되고 있으며, 독립된 공동으로 된 구, 즉 폐쇄된 셀 구조를 가져 내부에 진공을 형성하는 구조적 특성상 내구성 및 온도저항성이 높고, 습기침입에 강한 저항성을 가질 뿐만 아니라 표면에 기밀성이 강한 표피를 형성하여 내수성 및 내습성이 강한 단열층을 형성하며, 산과 알칼리에 아주 강한 효능을 가지고 있어 내화학성도 우수하고, 주재료 및 분자구조가 화학적으로 매우 안전한 구조를 지니고 있어 수명이 반영구적이어서 단열재로 적당하다.

본 발명에서는 상기 단열성 증가제를 10중량% 미만으로 첨가하며 단열성 및 결로방지성이 떨어지고, 15중량%를 초과하여 첨가하면 단열성이 증가하는 장점은 있으나 혼합성과 윤활성이 떨어지므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

본 발명은 이와 같은 중도제 조성물을 구성할 때, 기능성 물질을 더 첨가함으로써 기능 증대효과를 더 얻을 수 있는데, 이를 테면 아크릴계 공중합체의 반응성을 안정화시키고 접착력을 증대시키기 위해 상기 중도 단열차열방수제 조성물 100중량부에 대해 디메틸벤젠을 15-25중량부 더 첨가하고, 동시에 도막의 기계적 강도를 증대시키기 위해 초산비닐수지를 6-11중량부 더 첨가할 수 있다.

이때, 디메틸벤젠의 경우 25중량부를 초과하면 점도가 급격히 높아져 도포작업이 어려워지고, 15중량부 미만으로 첨가되면 반응성이 떨어지므로 상기 범위로 첨가되어야 하며; 초산비닐수지는 6중량부 미만일 경우 가소성이 저하되어 신축성 장애를 일으키고, 11중량부를 초과하면 결합력이 급증하여 윤활성을 저해하므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

뿐만 아니라, 도막 표면의 항균성을 증대시키기 위해 200-300메쉬의 입도를 갖는 계지분말(계피나무 가지 분말)을 구연산과 배합하되, 1:2의 중량비로 배합하고, 배합된 배합물을 상기 중도 단열차열방수제 조성물 100중량부에 대해 25-35중량부 범위 내에서 더 첨가할 수 있다.

이하, 실험예에 대하여 설명한다.

[실험예]

본 발명에 따른 단열차열방수제의 차열특성을 확인하기 위해 회색 강판에 본 발명 중도 단열차열방수제(중량%로, 고탄성 에멀젼수지 42%, 이산화티탄 11%, 탄산칼슘 13%, 증점제 2%, 분산제 1%, 소포제 1%, 방부제 1%, 바이온 계면활성제 2%, 화이트카본 3%, 단열성 증가제 12% 및 물 12%로 조성됨)를 도포한 발명재와, 일반 방수제를 도포한 비교재를 동일 조건하에서 실험하였다.

측정을 위해, 밀폐된 하우징 내에 상기 발명재와 비교재를 각각 배치한 다음 상부에 광원을 설치하여 빛을 조사하였고, 하부에서 온도측정모듈로 온도를 측정하였다.

이때, 발명재, 비교재 모두 하도와 상도는 도장하지 않았고, 오로지 중도에대해서만 평가하기 위해 중도제만 도포하였으며, 광원을 통한 빛의 조사시간은 25분으로 동일하게 적용하였다.

측정 결과, 본 발명에 따른 발명재는 40.8℃까지 상승했으나, 비교재는 78.2℃까지 상승하였다.

이를 통해, 본 발명의 중도제가 충분한 단열차열효과가 있음이 확인되었다.

100:피도포면 200:하도 프라이머층
300:중도 단열차열방수층 400:상도 단열차열방수층

Claims (2)

1. 피도포면에 하도 프라이머층, 중도 단열차열방수층, 상도 단열차열방수층이 순차로 적층되어 노출형 옥상지붕을 단열, 차열, 방수할 때, 상기 중도 단열차열방수층을 형성하는 중도 단열차열방수제는,
   중량%로, 아크릴 공중합체 에멀젼수지와 폴리우레탄 에멀젼수지를 1:1의 중량비로 혼합한 고탄성 에멀젼수지 40-52%; 이산화티탄 10-18%; 탄산칼슘 12-20%; 증점제 2-4%; 분산제 0.5-3%; 소포제 0.5-2%; 방부제 0.5-2%; 바이온 계면활성제 1-3%; 화이트카본 1-5%; 단열성 증가제로 세라믹 미소구체 10-15% 및 나머지 물로 조성된 것을 특징으로 하는 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법에 사용되는 단열차열방수 도료조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 도료 조성물에 기능성 첨가물을 더하여 기능을 증대시키도록 상기 중도 단열차열방수제 조성물 100중량부에 대해 디메틸벤젠을 15-25중량부 더 첨가하고, 동시에 도막의 기계적 강도를 증대시키기 위해 초산비닐수지를 6-11중량부 더 첨가하거나 혹은 도막 표면의 항균성을 증대시키기 위해 200-300메쉬의 입도를 갖는 계지분말(계피나무 가지 분말)을 구연산과 1:2의 중량비로 배합한 배합물을 상기 중도 단열차열방수제 조성물 100중량부에 대해 25-35중량부 범위 내에서 더 첨가한 것을 특징으로 하는 노출형 옥상지붕의 단열차열방수공법에 사용되는 단열차열방수 도료조성물.

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