WO2021194001A1 - 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법 - Google Patents

유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a composite waterproof sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated, and a waterproof structure and waterproofing construction method using the same, and more particularly, to a water barrier on the bottom of the nonwoven fabric A cut-off film is deposited, and an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is formed on the upper surface of the nonwoven fabric, and heat shielding and insulation by the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and kinetic energy conversion of absorbed heat It relates to a composite waterproofing sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing layer containing an organic-inorganic hybrid hollow nanoparticle capable of blocking and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated, and a waterproofing structure and waterproofing construction method using the same.
  • organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, and the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles block heat by thermal insulation and kinetic energy conversion of absorbed heat.
  • Organic/inorganic hybrid hollow nanoparticles comprising organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles forming an integrated waterproof structure that prevents the separation of the organic-inorganic hybrid waterproofing layer and the mortar layer or ready-mixed concrete or the separation of the moisture blocking cut-off film from the concrete substrate It relates to a composite waterproofing sheet in which a hybrid waterproofing material layer and a cut-off film-deposited nonwoven fabric are laminated, and a waterproofing structure and waterproofing construction method using the same.
  • waterproof construction is carried out using various waterproofing materials.
  • the waterproof construction as described above is largely divided into an exposed waterproofing construction method and a non-exposed waterproofing construction method. Construction mainly consists of external waterproofing of underground civil structures such as underpasses and subways.
  • the self-adhesive film waterproofing sheet it is attached to the upper portion of the strength reinforcing layer to form another waterproof layer different from the butyl rubber layer, and includes a waterproof protective layer made of a biaxially stretched nylon film to improve the integrity with the urethane coating waterproofing material.
  • a self-adhesive film waterproof sheet is known.
  • Korean Patent No. 10-0904517 (registration date: June 17, 2009), it is composed of an upper sheet composed of EVA resin, glass fiber, an adhesive laminated film and a lower rubberized asphalt sheet from above, and the adhesive laminate
  • the film from the top, consists of a first film layer made of medium-density or low-density polyethylene, a second film layer made of low-density or ultra-low-density polyethylene, a third film layer made of metallocene polyethylene, and a third film layer made of polycarbonate.
  • a waterproof sheet comprising an adhesive laminated film is known, characterized in that it is constructed by laminating 4 film layers and a fifth film layer composed of ethylene ethyl acrylate.
  • a first nonwoven sheet layer formed by coating a nonwoven fabric sheet on the top of the concrete surface, and a PET film or PP film, the first A resin film layer applied on the upper surface of the nonwoven fabric sheet layer, a second nonwoven fabric sheet layer formed by applying a nonwoven fabric sheet on the upper surface of the resin film layer, and an acrylic resin on the upper surface of the second nonwoven fabric sheet layer of 10 to 30 ⁇ m
  • Processed nonwoven sheet and the other end of the first nonwoven sheet layer and the second nonwoven sheet layer positioned on one side and one end of the first nonwoven fabric sheet layer and the second nonwoven sheet layer positioned on the other side are spaced apart from each other. , passing through the separation region, one lower surface is in contact with the upper surface of the other side of the second nonwoven sheet layer located on one side, and the upper surface of the other side is applied so as to be in contact with the lower surface of one side of the first nonwoven sheet layer located on the other side Passing through the lower fiberglass sheet and the separation area, the lower surface of one side is in contact with the upper surface of one side of the lower fiberglass sheet, and the lower surface of the other side is applied so as to be in contact with the upper surface of one side of the second nonwoven sheet layer located on the other side A waterproofing layer comprising a nonwoven fabric sheet is known, comprising a seam portion having an upper fiberglass sheet and a sealant layer applied to an area including an upper region and a spaced region of the nonwoven sheet layer comprising the
  • the lower sheet 111 as a nonwoven fabric, the soft film 112 attached to the upper surface of the lower sheet 111, and the soft film
  • the lamination part 110 including the upper sheet 113 which is a nonwoven fabric attached to the upper surface of the 112, and the gas vent part 115 which is a part extending to one side of the lamination part 110 from the upper sheet 113
  • a thermal insulation composite waterproofing sheet capable of discharging moisture by interposing a soft film between the nonwoven fabrics, characterized in that it comprises And, after the bottom surface cleaning step (S1), the primer 220 is applied to the bottom surface 213, after the primer application step (S2) and the primer application step (S2), the primer 220 ), drying step (S3), and after the drying step (S3), while applying the first waterproof paint 230 to the bottom surface 213, the insulation composite waterproof sheet 100 is applied to the 1 After the first waterproof paint application and heat insulation composite waterproof sheet attachment step (S1)), the primer 220 is applied to the bottom surface 213, after the primer application step (S2) and the
  • Korean Patent No. 10-1928412 (registration date December 06, 2018) discloses a roll-type nonwoven fabric 32 having a predetermined thickness; and a gel-type coating material impregnated in the nonwoven fabric 32 and exposed to the surface ( 34);
  • the gel-type coating material 34 is impregnated and packaged in a roll form without attaching a release paper or a release film to the surface of the nonwoven fabric 32 exposed to the surface, and the coating film 34 is a polybutene resin ), mineral oil, polyethylene wax, microcrystalline wax, and SEBS-type rubber (Styrene-ethylene-butylene-strene rubber), characterized in that it is composed of a gel
  • This impregnated waterproof sheet is known.
  • Korean Patent No. 10-2040813 registration date October 30, 2019
  • PET sheet PET sheet
  • solvent-free type adhesive that is applied and attached to one surface of the PET sheet so that magnetic adhesion is imparted
  • release paper attached to one surface of the PET sheet to which the adhesive is applied and attached
  • the solvent-free type adhesive is a thermoplastic resinous elastic rubber, rubber adhesive dough and adhesion to the soluble subject oil heated in a heating liquid stirrer.
  • the agent is mixed and dissolved, and at least one of a heat stabilizer, an anti-aging agent, a reinforcing agent, and a filler is mixed and manufactured, and the rubber adhesive dough is at least one of natural rubber, SBR rubber, butyl rubber, CR rubber, NBR rubber, and IR rubber.
  • the above and the tackifier are mixed and stirred in a stirrer, and at least one of an active agent, a softener, an anti-aging agent, a reinforcing coagulant, and a filler are added and stirred and mixed, and the above-mentioned solvent-free type of a heating liquid stirrer for producing the adhesive
  • the temperature is 150 ⁇ 180 °C
  • the temperature of the stirrer for producing the rubber adhesive dough is known as a composite waterproof sheet using a PET sheet, characterized in that 50 ⁇ 90 °C.
  • the waterproof sheets of the prior art are based on films and/or non-woven fabrics such as PET and PP as a sheet material, and have tensile strength, tear strength and high elongation, and have excellent water resistance and durability, but mortar on the upper part of the waterproof sheet
  • the mortar, ready-mixed concrete, or upper finishing coating material is not laminated and combined integrally with the mortar, ready-mixed concrete, or the upper finished coating material, so that the mortar, ready-mixed concrete or the top finished coating material is lifted or separated from the waterproof sheet and the waterproof performance is lowered
  • the mortar, ready-mixed concrete or the top finished coating material is lifted or separated from the waterproof sheet and the waterproof performance is lowered
  • the waterproof sheet or coating film waterproofing materials of the prior art are rapidly deteriorated in durability, weather resistance, water resistance, and abrasion resistance due to accelerated deterioration due to solar heat absorption and pollution (soot, fine dust, yellow sand, etc.) over time. With this shift, the waterproof sheet or coating film floats easily and cracks occur frequently due to temperature changes caused by rain, snow, etc.
  • the intermediate layer and the top layer are sequentially laminated on the surface to be coated, so that the asphalt shingle In the insulation, heat-shielding, and waterproofing coating composition of an asphalt shingle roof for insulating, insulating, and waterproofing the roof;
  • the top coat forming the top coat layer comprises 35-45 wt% of a urethane resin, 5-10 wt% of coal tar, 8-16 wt% of titanium dioxide, and 12-20 wt% of calcium carbonate with 2-4% by weight of cetose, 0.5-3% by weight of polyethylene glycol phenyl ether, 0.5-3% by weight of silicone, 0.5-1.0% by weight of zinc oxide, and 1-4% by weight of sorbitan oleate;
  • the aluminum silicate (Alumino Silicate) micro hollow body used in the Korean Patent No. 10-1936730 is an ultra-fine ceramic circular hollow body (Ceramic Microsopic Hollow Spheres) powder containing aluminum silicate as a main component, and in the United States It refers to the developed insulator, which is an insulating material or heat shielding material that has heat reflection and heat resistance in the closed air layer of a microscopic hollow sphere of 30 to 100 microns (mm) in size.
  • the hollow ceramic particles including the aluminum silicate micro-hollow body simply reflect or insulate the sun's heat by the closed air layer, the reflected and insulated heat is absorbed by the waterproofing material to generate radiant heat and completely dissipate the heat. It could not be blocked or destroyed, so there was a problem that the material swells due to heat aging, which causes deformation and shortens the lifespan.
  • Patent Document 001 Korean Patent Registration 10-0877980 (Registration Date January 05, 2009)
  • Patent Document 002 Korean Patent 10-0904517 (Registration Date: June 17, 2009)
  • Patent Document 003 Korean Patent No. 10-1532734 (Registration Date: June 24, 2015)
  • Patent Document 004 Korean Patent 10-1684235 (Registration Date: November 30, 2016)
  • Patent Document 005 Korean Patent Registration 10-1928412 (Registration Date December 06, 2018)
  • Patent Document 006 Korean Patent 10-2040813 (Registration Date: October 30, 2019)
  • Patent Document 007 Korean Patent Registration 10-1936730 (Registration Date January 03, 2019)
  • a moisture barrier cut-off film is deposited on the bottom surface of the nonwoven fabric, and an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is formed on the top surface of the nonwoven fabric, so that the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles are formed.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, and the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles block heat by thermal insulation and kinetic energy conversion of absorbed heat.
  • the organic/inorganic hybrid waterproofing material layer and the organic/inorganic hybrid hollow nanoparticles forming an integrated waterproof structure that prevents the separation of the mortar layer or the ready-mixed concrete layer or the separation of the moisture barrier cut-off film from the concrete substrate. It is a technical task to provide a composite waterproof sheet in which a hybrid waterproof material layer and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated, and a waterproof structure and waterproof construction method using the same.
  • a moisture barrier cut-off film is deposited on the bottom surface of the nonwoven fabric, and an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is formed on the upper surface of the nonwoven fabric, so that the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles are It is a technical solution to construct a composite waterproof sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles that can block heat by heat shielding and thermal insulation and kinetic energy conversion of absorbed heat and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated do it with
  • the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles include a hollow core portion; and a shell part surrounding the core part and formed of a plurality of coating layers, wherein the shell part is provided adjacent to the core part and is formed on the first coating layer and a first coating layer for converting thermal energy absorbed from the outside into kinetic energy.
  • it is configured to include a second coating layer located in the outermost part to block heat by heat shielding and thermal insulation by the hollow core part and kinetic energy conversion of heat absorbed by the first coating layer as a technical solution. .
  • the first coating layer of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is at least one selected from the group consisting of polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyester, polyacrylate and polyamide as a technical solution.
  • the second coating layer is at least one selected from the group consisting of silica, quartz, silicon, gold, platinum, silver, copper, cobalt, iron, nickel, manganese, zinc, molybdenum, chromium and oxides thereof as a technical solution. do.
  • the size of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is 200 to 300 nm, and the thickness of the first coating layer is 1 to 50 nm as a technical solution.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer includes 60 to 80 parts by weight of ethylene vinyl acetate (EVA); 5 to 15 parts by weight of a hydration adhesive binder comprising methyl methacrylate monomer (MMA), 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM), and methacrylic acid (MAAC); No. 7 silica sand 90 to 110 parts by weight; 10 to 20 parts by weight of ordinary cement; 10 to 20 parts by weight of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles; An appropriate amount of water; a waterproofing composition comprising a composition is applied, thermocompression-hardened, and formed as a technical solution.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • MAAC methacrylic acid
  • the hydration adhesive binder is 860 parts by weight of water, 388 parts by weight of methyl methacrylate monomer (MMA), 526 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM), and 36 parts by weight of methacrylic acid (MAAC) And, 17.4 parts by weight of a 30% aqueous hydrochloric acid solution, 10 parts by weight of a reactive emulsifier represented by the following [Formula 1], and 2.6 parts by weight of ammonium persulfate (APS) as a radical polymerization initiator and sodium metabisulfite (Sodium metabisulfite;
  • a composition comprising 2.5 parts by weight of SMBS, 0.6 parts by weight of sodium bicarbonate as an alkalizing agent and 0.4 parts by weight of tert-butyl hydroperoxide (t-BHP) as a polymerization accelerator is radically polymerized.
  • a polymer composition is a technical solution.
  • R is an alkyl group, and X is -SO 3 NH 4 or -SO 3 Na
  • a mortar layer or a ready-mixed concrete layer is poured on the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer, the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, and the water-blocking cut-off film lower part is in contact with the concrete substrate to form a waterproof structure.
  • the No. 7 silica sand is hydrated by alkali and water of the mortar layer or the ready-mixed concrete layer poured on the organic-inorganic hybrid waterproofing layer, and the coating is peeled off. And by exposing the ordinary cement particles to be integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer and the mortar layer or the ready-mixed concrete layer are not separated from each other as a technical solution.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is generated by thermal aging by blocking heat by heat shielding and thermal insulation by the hollow core part of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and kinetic energy conversion of the heat absorbed by the first coating layer.
  • a technical solution is to prevent the separation of the organic-inorganic hybrid waterproofing layer and the mortar layer or the ready-mixed concrete layer or the separation of the moisture barrier cut-off film from the concrete substrate.
  • a technical solution is that a nonwoven fabric is further laminated on the lower surface of the moisture barrier cut-off film layer.
  • a polyurethane layer is further formed on the lower surface of the moisture barrier cut-off film layer.
  • the moisture barrier cut-off film layer is selected from a hot melt polyester film, a hot melt polyethylene film, a hot melt polypropylene film, or a hot melt polyurethane film to be thermally deposited on the nonwoven fabric as a technical solution.
  • the present invention comprises the steps of pre-treating the concrete substrate to be waterproofed; attaching a composite waterproofing sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated to the pretreated concrete substrate; The step of pouring mortar or ready-mixed concrete on the composite waterproof sheet; a waterproof construction method using a composite waterproof sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated, including a technical solution do it in a way
  • the concrete substrate and the organic-inorganic hybrid waterproofing layer containing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and the cut-off film deposition non-woven fabric are laminated to reinforce the adhesion of the bottom surface of the composite waterproof sheet.
  • a technical solution comprising the step of applying a self-leveling agent, an adhesive primer or a polyurethane paint to the concrete substrate.
  • the composite waterproof sheet in which the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer and the cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated and the waterproof structure and waterproof construction method using the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer comprising the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles of the present invention is a moisture barrier cut-off film is deposited on the bottom surface of the nonwoven fabric, An organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is formed on the upper surface of the nonwoven fabric, so that heat shielding and insulation by the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and heat can be blocked by kinetic energy conversion of absorbed heat.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, and the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles block heat by thermal insulation and kinetic energy conversion of absorbed heat.
  • the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles block heat by thermal insulation and kinetic energy conversion of absorbed heat.
  • FIG. 1 is a perspective view of a composite waterproof sheet according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a manufacturing process apparatus diagram of the composite waterproof sheet of the present invention
  • a moisture barrier cut-off film is deposited on the bottom surface of the nonwoven fabric, and an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is formed on the upper surface of the nonwoven fabric, so that heat shielding, insulation and absorption by the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles It features a composite waterproof sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles that can block heat by converting the kinetic energy of the generated heat and a cut-off film-deposited nonwoven fabric are laminated.
  • the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles include a hollow core portion; and a shell part surrounding the core part and formed of a plurality of coating layers, wherein the shell part is provided adjacent to the core part and is formed on the first coating layer and a first coating layer for converting thermal energy absorbed from the outside into kinetic energy.
  • it is configured to include a second coating layer located at the outermost part to block heat by heat shielding and thermal insulation by the hollow core part and kinetic energy conversion of heat absorbed by the first coating layer as a feature of the technical configuration do.
  • the first coating layer of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is characterized in that it is at least one selected from the group consisting of polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyester, polyacrylate and polyamide.
  • the second coating layer is at least one selected from the group consisting of silica, quartz, silicon, gold, platinum, silver, copper, cobalt, iron, nickel, manganese, zinc, molybdenum, chromium, and oxides thereof. do it with
  • the size of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is 200 ⁇ 300 nm, the thickness of the first coating layer is characterized in that the technical configuration is 1 ⁇ 50 nm.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer includes 60 to 80 parts by weight of ethylene vinyl acetate (EVA); 5 to 15 parts by weight of a hydration adhesive binder comprising methyl methacrylate monomer (MMA), 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM), and methacrylic acid (MAAC); No. 7 silica sand 90 to 110 parts by weight; 10 to 20 parts by weight of ordinary cement; 10 to 20 parts by weight of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles; It is characterized in the technical configuration that the waterproofing material composition comprising an appropriate amount of water is applied and formed by thermocompression curing.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • MAAC methacrylic acid
  • the hydration adhesive binder is 860 parts by weight of water, 388 parts by weight of methyl methacrylate monomer (MMA), 526 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM), and 36 parts by weight of methacrylic acid (MAAC) And, 17.4 parts by weight of a 30% aqueous hydrochloric acid solution, 10 parts by weight of a reactive emulsifier represented by the following [Formula 1], and 2.6 parts by weight of ammonium persulfate (APS) as a radical polymerization initiator and sodium metabisulfite (Sodium metabisulfite;
  • a composition comprising 2.5 parts by weight of SMBS, 0.6 parts by weight of sodium bicarbonate as an alkalizing agent and 0.4 parts by weight of tert-butyl hydroperoxide (t-BHP) as a polymerization accelerator is radically polymerized. It is characterized by the technical structure that it is a polymerization composition.
  • R is an alkyl group, and X is -SO 3 NH 4 or -SO 3 Na
  • a mortar layer or a ready-mixed concrete layer is poured on the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer, the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, and the water-blocking cut-off film lower part is in contact with the concrete substrate to form a waterproof structure. It is characterized by the technical composition.
  • the No. 7 silica sand is hydrated by alkali and water of the mortar layer or the ready-mixed concrete layer poured on the organic-inorganic hybrid waterproofing layer, and the coating is peeled off. And by exposing the ordinary cement particles to be integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer and the mortar layer or the ready-mixed concrete layer are not separated from each other.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is generated by thermal aging by blocking heat by heat shielding and thermal insulation by the hollow core part of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and kinetic energy conversion of the heat absorbed by the first coating layer. It is characterized in the technical configuration to prevent the separation of the organic-inorganic hybrid waterproofing layer and the mortar layer or the ready-mixed concrete layer or the separation of the moisture barrier cut-off film from the concrete substrate.
  • nonwoven fabric is further laminated on the lower surface of the moisture barrier cut-off film layer.
  • a polyurethane layer is further formed on the lower surface of the moisture barrier cut-off film layer.
  • the moisture barrier cut-off film layer is selected from a hot melt polyester film, a hot melt polyethylene film, a hot melt polypropylene film or a hot melt polyurethane film and is thermally deposited on the nonwoven fabric.
  • the present invention comprises the steps of pre-treating the concrete substrate to be waterproofed; attaching a composite waterproofing sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated to the pretreated concrete substrate;
  • the concrete substrate and the organic-inorganic hybrid waterproofing layer containing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and the cut-off film deposition non-woven fabric are laminated to reinforce the adhesion of the bottom surface of the composite waterproof sheet. It is characterized in that it includes the step of applying a self-leveling agent, an adhesive primer or a polyurethane paint to the concrete substrate.
  • the composite waterproof sheet in which the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer and the cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated with the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles of the present invention as shown in [Fig. a moisture barrier cut-off film layer 103;
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer 101 containing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles on the upper surface of the nonwoven fabric 102; is formed to include heat shielding and thermal insulation by the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles, and for kinetic energy conversion of absorbed heat It is configured to block heat by
  • the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles function to block heat by heat shielding, thermal insulation, and kinetic energy conversion of absorbed heat.
  • the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles are the same as those mentioned in Patent Application No. 10-2020-0024161, filed on February 27, 2020 by the present applicant.
  • the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles include a hollow core portion; and a shell part surrounding the core part and formed of a plurality of coating layers, wherein the shell part is provided adjacent to the core part and is formed on the first coating layer and a first coating layer for converting thermal energy absorbed from the outside into kinetic energy.
  • it is configured to include a second coating layer located at the outermost part to block heat by heat shielding and thermal insulation by the hollow core part and kinetic energy conversion of heat absorbed by the first coating layer, and the particle size is 200 It is spherical with a diameter of ⁇ 300 nm.
  • the core part 10 of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is located in the center of the hollow nanoparticles 100 and is formed in a hollow hollow shape.
  • the shell part 20 includes a first coating layer 21 formed to surround the entire surface of the core part 10 and a second coating layer 22 formed on the first coating layer 21 .
  • the first coating layer 21 is a layer that serves as a heat exchange layer that converts heat energy absorbed from the outside into kinetic energy by shrinking and relaxing, as a thermoplastic polymer, specifically, polystyrene, polyethylene, polypropylene ( polypropylene), polyvinyl chloride (Polyvinylchlorid), polyester, may be one or more selected from the group consisting of polyacrylate (polyacrylate) and polyamide (polyamide), preferably polystyrene (polystyrene) may be .
  • a thermoplastic polymer specifically, polystyrene, polyethylene, polypropylene ( polypropylene), polyvinyl chloride (Polyvinylchlorid), polyester, may be one or more selected from the group consisting of polyacrylate (polyacrylate) and polyamide (polyamide), preferably polystyrene (polystyrene) may be .
  • the thickness of the first coating layer 21 is 1 nm to 50 nm, and if the thickness of the first coating layer 21 is less than 1 nm, the heat exchange efficiency is low, and when it exceeds 50 nm, the overall size of the nanoparticles increases, It is not preferable because durability may be reduced.
  • the second coating layer 22 is a layer formed in the outermost layer of the hollow nanoparticles 100 for excellent durability such as stability, heat resistance, and water resistance of the hollow nanoparticles 100 or the first coating layer 21, silicon composite oxide or silicon oxide.
  • the second coating layer 22 is silica (Silica), quartz (SiO 2 ), silicon (Si), gold (Ag), platinum (Pt), silver (Ag), copper (Cu), cobalt (Co), at least one selected from the group consisting of iron (Fe), nickel (Ni), manganese (Mn), zinc (Zn), molybdenum (Mo), chromium (Cr), and oxides thereof, preferably silica (Silica ), quartz (SiO 2 ), and silicon (Si) is at least one selected from the group consisting of.
  • the second coating layer 22 may include a plurality of pores, and thus, material movement is easy and molecular behavior is smooth, so that applications and applications in more diverse fields may be possible.
  • the second coating layer 22 is gold (Ag), platinum (Pt), silver (Ag), copper (Cu), cobalt (Co), iron (Fe), nickel (Ni), It may have a structure doped with one or more metals selected from the group consisting of manganese (Mn), zinc (Zn), molybdenum (Mo) and chromium (Cr), wherein the silicon oxide is silica (Silica), quartz (SiO 2 ), and may be at least one selected from the group consisting of silicon (Si).
  • the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles 100 are prepared by a step of preparing a silica core (S10), forming a first coating layer by coating a thermoplastic polymer on the silica core (S20), and etching the silica core ( S30) and coating an inorganic oxide on the first coating layer to form a second coating layer (S40).
  • FIG. 3 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles.
  • the silica core is prepared by dispersing the silica precursor in a solvent for 10 to 30 minutes, preferably for 20 minutes, and adding a base catalyst so that the pH is 9 or less, preferably the pH is 11, for 30 to 90 minutes, preferably is stirred for 1 hour, then mixed and stirred for 10 to 60 minutes, preferably 30 minutes by adding an acid catalyst, washed with purified water and dried at 100 to 140° C., preferably 120° C. for 1 hour A silica core is prepared.
  • the rate of growth into the silica core is variously controlled by controlling the collision frequency of silicon ions differently, thereby preparing silica cores having various particle sizes.
  • silica precursor examples include tetraethylorthosilicate (TEOS), 3-glycidyloxylpropyl trimethoxysilane (GPTMS), methyl-triethoxysilane (MTEOS), tetraproxysilane At least one selected from the group consisting of (tetraproxysilane), tetrabutoxysilane and sodium silicate, preferably tetraethylorthosilicate (TEOS), may be used, but is not limited thereto .
  • TEOS tetraethylorthosilicate
  • GTMS 3-glycidyloxylpropyl trimethoxysilane
  • MTEOS methyl-triethoxysilane
  • tetraproxysilane At least one selected from the group consisting of (tetraproxysilane), tetrabutoxysilane and sodium silicate, preferably tetraethylorthosilicate (TEOS), may be used
  • the solvent may be at least one selected from the group consisting of purified water, ethanol, methanol, propanol and butanol, preferably ethanol, and most preferably 50 to 100% ethanol.
  • the acid catalyst is hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), fluorosulfuric acid (CF 3 SO 3 H), nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), acetic acid (C 2 H 4 O 2 ) , as hexafluorophosphoric acid (H 3 OPF 6 ), p-Toluene Sulfonic Acid (C 7 H 8 O 3 SH 2 O) and trifluoromethanesulphonic acid (CF 3 SO 3 H)
  • the basic catalyst is ammonium hydroxide (NH 4 OH), lithium hydroxide (LiOH), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), rubidium hydroxide ( RbOH), and at least one selected from the group consisting of cesium hydroxide (CsOH), preferably ammonium hydroxide (NH 4 OH).
  • a first coating layer is formed by coating a thermoplastic polymer on the silica core (S20).
  • a thermoplastic polymer is added to 500 to 1000 rpm, preferably at a temperature of 50 to 200 ° C, preferably 80 to 100 ° C.
  • it is reacted at a speed of 600 to 800 rpm for 8 to 20 hours, preferably for 10 to 14 hours to prepare particles having a core-shell structure in which the silica core has a first coating layer.
  • reaction temperature is less than 50 °C, polymerization is difficult to occur, and if it exceeds 200 °C, it may cause a change in physical properties.
  • stirring speed is less than 500 rpm, the reaction rate may occur slowly, and if it exceeds 1000 rpm, the efficiency due to an unnecessary stirring speed increase may not be very high.
  • reaction time is less than 8 hours, the time is insufficient for the polymerization reaction to be completed.
  • azobis dihydrochloride (2,2'-azobis dihydrochloride) may be used as the initiator.
  • thermoplastic polymer is selected from the group consisting of polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyvinylchlorid, polyester, polyacrylate and polyamide. It may be one or more, preferably polystyrene.
  • the silica core prepared in step S20 is removed by etching the silica core from the particles having a core-shell structure provided with a first coating layer. That is, a weak base solution can be applied so that only the silica core can be selectively removed from the core-shell particles of step S20, and specifically, selected from the group consisting of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH). At least one, preferably sodium hydroxide (NaOH), most preferably 20 to 70% sodium hydroxide (NaOH) may be added and stirred for 20 to 30 hours, preferably 22 to 26 hours. If a basic solution with too high concentration is used, it is not preferable because safety problems may occur in the process.
  • a weak base solution can be applied so that only the silica core can be selectively removed from the core-shell particles of step S20, and specifically, selected from the group consisting of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH). At least one, preferably sodium hydroxide (NaOH),
  • the silica core can be selectively removed by forming a soluble silicate by alkali melting.
  • the first coating layer from which the silica core is removed is formed in this way, solar thermal energy absorbed from the outside, such as ultraviolet rays, is converted into kinetic energy of contraction and expansion of the first coating layer, thereby consuming heat, thereby exhibiting a heat shielding effect.
  • the swelling of the material can be suppressed, and the material is not damaged, so it can be used continuously for a long time.
  • step S30 an inorganic oxide is coated on the first coating layer to form a second coating layer (S40).
  • step S30 the silica core is removed and the particles remaining only the first coating layer are dispersed in a solvent, an inorganic oxide is added and stirred for 40 to 100 minutes, preferably 50 to 70 minutes, and then a basic catalyst is added to 8 to 20
  • a second coating layer may be formed on the first coating layer by reacting for a period of time, preferably 10 to 14 hours.
  • the inorganic oxide and the basic catalyst may be mixed in a weight ratio of 1:1 to 20, preferably 1:5 to 15 by weight, and the particle porosity and specific surface area of the second coating layer according to the mixing weight ratio of the inorganic oxide and the basic catalyst are can be adjusted.
  • the solvent may be at least one selected from the group consisting of purified water, ethanol, methanol, propanol and butanol, preferably ethanol, and most preferably 10 to 80% ethanol.
  • the inorganic oxide is silica (Silica), quartz (SiO 2) , silicon (Si), gold (Ag), platinum (Pt), silver (Ag), copper (Cu), cobalt (Co), iron (Fe), Nickel (Ni), manganese (Mn), zinc (Zn), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tetraethylorthosilicate (TEOS), 3-glycidyloxylpropyl trimethoxysilane, GPTMS), methyl-triethoxysilane (MTEOS), tetraproxysilane, tetrabutoxysilane, sodium silicate, and one selected from the group consisting of oxides thereof can be more than
  • the basic catalyst is one selected from the group consisting of ammonium hydroxide (NH 4 OH), lithium hydroxide (LiOH), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), rubidium hydroxide (RbOH), and cesium hydroxide (CsOH) Above, preferably ammonium hydroxide (NH 4 OH) may be.
  • the second coating layer is formed on the first coating layer, not only surface adhesion but also surface hardness and durability may be further improved, and deterioration may be prevented by assisting the heat exchange movement of the first coating layer.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is ethylene vinyl acetate (EVA) 60 to 80 parts by weight; 5 to 15 parts by weight of a hydration adhesive binder comprising methyl methacrylate monomer (MMA), 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM), and methacrylic acid (MAAC); No. 7 silica sand 90 to 110 parts by weight; 10 to 20 parts by weight of ordinary cement; 10 to 20 parts by weight of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles; An appropriate amount of water; is formed by applying a waterproofing composition comprising a composition, thermocompression bonding and curing.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • MAAC methacrylic acid
  • the hydration adhesive binder contains 860 parts by weight of water, 388 parts by weight of methyl methacrylate monomer (MMA), 526 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM), and 36 parts by weight of methacrylic acid (MAAC).
  • MMA methyl methacrylate monomer
  • 2-EHAM 2-ethylhexyl acrylate monomer
  • MAAC methacrylic acid
  • R is an alkyl group, and X is -SO 3 NH 4 or -SO 3 Na
  • the methyl methacrylate monomer (MMA) is of a hard type and flexible, and when radical polymerization at a low temperature, the ratio of the syndiotactic structure showing continuous regularity of the polymer chain structure is increased. It has excellent physical properties such as heat resistance, chemical resistance, abrasion resistance, UV safety, etc. It is integrated to improve adhesion strength and toughness, has good colorability by pigments, etc., has a high coefficient of thermal expansion, but is a highly stable resin, so it is used in many fields because of its excellent transparency, weather resistance, and colorability.
  • MMA starts curing when a small amount of curing agent is added about 2-5% of the resin amount. This is excellent, so it can be installed and finished over a large area.
  • MMA is used as a waterproofing composition, the strength after curing is very excellent, but the crack resistance and bending followability are insufficient, and the thermal expansion characteristics with the substrate are different. Due to this, there is a problem that cracks are easy to occur when used outdoors instead of indoors.
  • a polymerization composition obtained by radical polymerization by mixing methyl methacrylate monomer (MMA) with 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM) and methacrylic acid (MAAC) to compensate for the disadvantages of MMA is used.
  • the 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM) and methacrylic acid (MAAC) are mixed and used to complement the crack resistance of methyl methacrylate monomer (MMA) with ductile properties after curing.
  • the reactive emulsifier represented by [Formula 1] is a reactive surfactant having a radical group in the molecule, and the methyl methacrylate monomer (MMA), 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM) and
  • the polymerization composition is obtained by direct radical polymerization with the methyl methacrylate monomer (MMA), 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM) and methacrylic acid (MAAC). It improves water resistance and physical properties, and has an excellent effect in improving waterproofness.
  • ethylene vinyl acetate (EVA) used in the organic-inorganic hybrid waterproofing layer is to improve the strength, adhesion, and waterproofing properties of the waterproofing layer. Performance, elasticity and waterproof performance can be improved.
  • a mortar layer or a ready-mixed concrete layer is poured on the organic-inorganic hybrid waterproofing layer, so that the organic-inorganic hybrid waterproofing layer is integrally combined with the mortar or ready-mixed concrete layer, and the moisture blocking cut-off film lower portion is concrete It is characterized by forming a waterproof structure in contact with the substrate.
  • the hydration adhesive binder is cured by coating the No. 7 silica sand and ordinary cement particles, and then the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is poured over the alkali and ready-mixed concrete layers.
  • the organic/inorganic hybrid waterproofing material layer and the mortar layer or the ready-mixed concrete layer are not separated by being hydrated by water and the coating is peeled off to expose the No. 7 silica sand and ordinary cement particles to be combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer. .
  • the radical polymer of methyl methacrylate monomer (MMA), 2-ethylhexyl acrylate monomer (2-EHAM) and methacrylic acid (MAAC) of the hydration adhesive binder is coated with the No. 7 silica sand and ordinary cement particles.
  • the acrylic polymer coating is hydrated by alkali and water of the mortar layer or the ready-mixed concrete layer poured on the organic-inorganic hybrid waterproofing layer, and the No. 7 silica sand and ordinary cement particles are exposed to expose the mortar layer or the ready-mixed concrete layer and
  • the No. 7 silica sand and ordinary cement particles are cement-bonded so that they are integrally bonded and are not separated from each other.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is heat shielding and thermal insulation by the hollow core part of the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and kinetic energy conversion of heat absorbed by the first coating layer. It is characterized by preventing the separation of the organic-inorganic hybrid waterproofing layer and the mortar layer or the ready-mixed concrete layer or the separation of the moisture blocking cut-off film from the concrete substrate, which occurs due to thermal aging by blocking heat.
  • the moisture barrier cut-off film layer 103 is selected from a hot melt polyester film, a hot melt polyethylene film, a hot melt polypropylene film, or a hot melt polyurethane film, and is configured to be thermally deposited on the nonwoven fabric 102 .
  • a nonwoven fabric may be further laminated or a polyurethane layer may be further formed on the lower surface of the moisture barrier cut-off film layer.
  • the moisture barrier cut-off film layer may be selected from a hot melt polyester film, a hot melt polyethylene film, a hot melt polypropylene film, or a hot melt polyurethane film and thermally deposited on the nonwoven fabric.
  • the waterproof construction method using a composite waterproofing sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles of the present invention and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated includes the steps of pre-treating a concrete substrate to be waterproofed; attaching a composite waterproofing sheet in which an organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and a cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated to the pretreated concrete substrate; It can be constructed by a construction method comprising; pouring mortar or ready-mixed concrete on the composite waterproof sheet.
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing layer comprising the concrete substrate and the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and the cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated to reinforce the adhesion of the bottom surface of the composite waterproof sheet. It may include applying a self-leveling agent, an adhesive primer, or a polyurethane paint to the pretreated concrete substrate.
  • the composite waterproof sheet in which the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer and the cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated with the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles of the present invention as shown in [Fig. A nonwoven fabric drawn in from a nonwoven fabric roll is laminated on the blocking cut-off film, and an organic-inorganic hybrid waterproofing material containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is put on the upper surface of the nonwoven fabric and applied to a certain thickness and width by an application knife, and then continuously It can be manufactured by a Concurrent Multi-layer Process process and device that is dried by thermocompression bonding while passing through a thermal dryer and rolling rolls.
  • the polystyrene-coated silica core was placed in 150 mL of 25% sodium hydroxide, stirred for 24 hours, and washed with purified water to obtain 3 g of hollow polystyrene particles in which only the polystyrene coating layer remained.
  • a transmission electron microscope image of the obtained hollow polystyrene particles is shown in FIG. 7 .
  • ammonium persulfate (APS) 2.6 parts by weight and sodium metabisulfite (SMBS) 2.5 parts by weight as a radical polymerization initiator
  • SMBS sodium metabisulfite
  • T-BHP tert-butyl hydroperoxide
  • 0.002 parts by weight of an aqueous solution of ferrous sulfate (FeSO4) as a pH adjuster, and 16 parts by weight of 25%-NH4OH as a neutralizing agent were added for radical polymerization to obtain a hydroadhesive binder polymer solution of the present invention.
  • the waterproofing material composition of the present invention was prepared by homogeneously mixing parts by weight.
  • the nonwoven fabric introduced from the nonwoven fabric roll is laminated on the top of the moisture barrier cutoff film introduced from the moisture barrier cutoff film roll, and the organic-inorganic hybrid waterproofing composition comprising the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles of the present invention prepared above is placed on the upper surface of the nonwoven fabric.
  • the organic/inorganic hybrid hollow of the present invention by the Concurrent Multi-layer Process and device, which is applied to a certain thickness and width with a coating knife and then dried by thermal compression while continuously passing through a thermal dryer and rolling roll An organic-inorganic hybrid waterproof sheet containing nanoparticles was prepared.
  • the organic-inorganic hybrid waterproof sheet prepared in [Example 1] and [Comparative Example 1] was attached to the surface of the rooftop concrete, and the surface temperature was measured every hour, and the results are shown in [Table 1].
  • the organic-inorganic hybrid waterproof sheet containing the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles of the present invention has a much lower surface temperature than the organic-inorganic hybrid waterproof sheet that does not contain the hollow nanoparticles, so that the heat blocking It can be seen that the effect is excellent.
  • core part 20 shell part
  • nanoparticles 101 organic-inorganic hybrid waterproofing material layer
  • nonwoven fabric 103 moisture barrier cut-off film layer
  • the composite waterproof sheet in which the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer and the cut-off film deposition nonwoven fabric are laminated and the waterproof structure and waterproof construction method using the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer comprising the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles of the present invention is a moisture barrier cut-off film is deposited on the bottom surface of the nonwoven fabric,
  • An organic-inorganic hybrid waterproofing material layer containing organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles is formed on the upper surface of the nonwoven fabric, so that heat shielding and thermal insulation by the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles and heat can be blocked by kinetic energy conversion of absorbed heat
  • the organic-inorganic hybrid waterproofing material layer is integrally combined with the mortar layer or the ready-mixed concrete layer, and the organic-inorganic hybrid hollow nanoparticles block heat by thermal insulation and kinetic energy conversion of absorbed heat.

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Abstract

본 발명은 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법에 관한 것으로, 특히, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 일체화 방수구조를 이루는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법에 관한 것이다.

Description

유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법
본 발명은 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법에 관한 것이다.
특히, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 일체화 방수구조를 이루는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법에 관한 것이다.
일반적으로, 실내, 옥상, 지붕, 지하실 등 각종 구조물 바닥, 교량, 도로 등의 노면 바닥, 각종 유체 저장탱크 등의 콘크리트 구조물에는 빗물 등이 스며들었을 경우, 일부가 내부로 침투하여 구조물의 내구성에 악영향을 주게 되므로 각종 방수재료를 사용하여 방수 시공하고 있는 바, 상기와 같은 방수시공은 크게 노출방수시공방법과 비노출방수시공방법으로 구별되며, 노출방수시공은 콘크리트 구조물의 옥상방수를 주로 하고, 비노출방수시공은 지하차도, 지하철 등의 지하토목 구조물의 외부방수를 주로 한다.
특히, 상기 비노출방수시공에서 아스팔트나 콜타르피치를 함침한 종이, 펠트, 천 등 방수시트로 방수시공면을 덮고, 그 위에 모르타르, 레미콘 등을 타설하는 방법 등이 있다.
상기와 같이 방수시트로 방수시공하는 종래 기술을 살펴 보면, 한국등록특허10-0877980(등록일자 2009년01월05일)에 바탕면의 거동에 대응하여 신축적으로 수축이완하며, 저온과 고온에서도 반고체상태가 유지되어 방수층이 유지될 수 있게 하는 부틸고무층과, 상기 부틸고무층의 상부에 부착되어, 부틸고무층의 인장강도와 인열강도를 증대시키도록 유리섬유 재질의 직포로 된 강도보강층을 포함하는 자착식 필름 방수시트에 있어서, 상기 강도보강층의 상부에 부착되어 부틸고무층과 다른 또 하나의 방수층을 형성하며, 우레탄 도막방수재와의 일체성을 향상시키도록 이축연신 나일론 필름으로 이루어진 방수보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자착식 필름 방수시트가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-0904517(등록일자 2009년06월17일)에 위로부터 EVA 수지로 구성되는 상부 시트, 유리섬유, 접착성 적층필름 및 하부 고무화아스팔트 시트로 구성되며, 상기 접착성 적층필름은 위로부터 중밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 1 필름층, 저밀도 또는 초저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 2 필름층, 메탈로센 폴리에틸렌으로 구성되는 제 3 필름층, 폴리카 보네이트로 구성되는 제 4 필름층 및 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성되는 제 5 필름층을 적층하여 구성된 것을 특징으로 하는, 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1532734(등록일자 2015년06월24일)에 콘크리트 표면의 상부에 부직포 시트가 도포되어 형성되는 제 1 부직포 시트층과, PET 필름 또는 PP필름으로 형성되며, 상기 제 1 부직포 시트층의 상면에 도포되는 수지 필름층과, 상기 수지 필름층 상면에 부직포 시트가 도포되어 형성되는 제 2 부직포 시트층과, 상기 제 2 부직포 시트층의 상면에 아크릴 수지가 10 ∼ 30㎛의 두께로 도포되어 형성되는 아크릴 수지층 및, 상기 아크릴 수지층의 상부에 상도용 우레탄 도료가 도포되어 형성되는 상도 우레탄층을 포함하며, 상기 부직포 시트는 단위 중량이 400 ∼ 600g/㎡이며 초기 두께가 4 ∼ 6mm 인 고중량 부직포 시트이며, 상기 부직포 시트는 펀칭 두께가 상기 초기 두께의 40 ∼ 60%로 되도록 니들 펀칭되고, 최종 두께가 상기 펀칭 두께의 80 ∼ 100%로 되도록 가열 및 롤링되어 가공 부직포 시트로 가공되며 일측에 위치하는 상기 제 1 부직포 시트층 및 제 2 부직포 시트층의 타측단과 타측에 위치하는 상기 제 1 부직포 시트층 및 제 2 부직포 시트층의 일측단이 서로 이격되는 이격 영역을 포함하며, 상기 이격 영역을 지나며, 일측의 하면이 일측에 위치하는 상기 제 2 부직포 시트층의 타측 상면에 접촉되고, 타측의 상면이 타측에 위치하는 상기 제 1 부직포 시트층의 일측 하면에 접촉되도록 도포되는 하부 화이버 글라스 시트와, 상기 이격 영역을 지나며, 일측의 하면이 상기 하부 화이버 글라스 시트의 일측 상면에 접촉되고, 타측의 하면 이 타측에 위치하는 상기 제 2 부직포 시트층의 일측 상면에 접촉되도록 도포되는 상부 화이버 글라스 시트 및 화이버 글라스 시트를 포함하는 부직포 시트층의 상부 영역 및 이격 영역을 포함하는 영역에 도포되는 실란트층 을 구비하는 이음매 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 시트를 포함하는 방수층이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1684235(등록일자 2016년11월30일)에 부직포인 하부시트(111)와, 상기 하부시트(111)의 상면에 부착되는 연질필름(112)과, 상기 연질필름(112)의 상면에 부착되는 부직포인 상부시트(113)를 포함하는 적층부(110)와, 상기 상부시트(113)에서 상기 적층부(110)의 일측방으로 연장된 부분인 가스벤트부(115)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 사이 연질필름을 개재시켜 수분배출이 가능한 단열복합방수시트를 이용한 방수공법으로서, 슬래브(210)의 바닥면(213)을 청소하는, 바닥면 정리단계(S1)와, 상기 바닥면 정리단계(S1) 이후에, 상기 바닥면(213)에 프라이머(220)를 도포하는, 프라이머 도포단계(S2)와, 상기 프라이머 도포단계(S2) 이후에, 상기 프라이머(220)를 건조시키는, 건조단계(S3)와, 상기 건조단계(S3) 이후에, 상기 바닥면(213)에 1차 방수도료(230)를 도포하면서, 상기 단열복합방수시트(100)를 상기 1차 방수도료(230)에 부착시키는, 1차 방수도료 도포 및 단열복합방수시트 부착단계(S4)와, 상기 1차 방수도료 도포 및 단열복합방수시트 부착단계(S4) 이후에, 상기 단열복합방수시트(100)의 상면에 2차 방수도료(240)를 도포하는 2차 방수도료 도포단계(S5)와, 상기 2차 방수도료 도포단계(S5) 이후에, 상기 2차 방수도료(240) 및 1차 방수도료(230)를 건조시키는 건조단계 (S6)와, 상기 건조단계(S6) 이후에, 상기 2차 방수도료(240)의 상면에 코팅재(250)를 도포하는 탑코팅 단계(S7)와, 상기 탑코팅 단계(S7) 이후에, 상기 코팅재(250)를 건조시키는 건조단계(S8)를 포함하고, 상기 1차 방수도료 도포 및 단열복합방수시트 부착단계(S4)는, 일측의 단열복합방수시트(100)의 가스벤트부(115)의 상면에, 상대측의 단열복합방수시트(100)의 적층부(110)를 합지시키고, 상기 적층부(110)는 상기 가스벤트부(115)의 일부를 커버하도록 하는 것을 특징으로 하는 부직포 사이 연질필름을 개재시켜 수분배출이 가능한 단열복합방수시트를 이용한 방수공법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1928412(등록일자 2018년12월06일)에는 소정의 두께를 갖는 두루마리형 부직포(32);와 상기 부직포(32)에 함침되고 표면에 노출된 겔 형태의 도막재(34)를 포함하여 구성되며; 상기 겔 형태의 도막재(34)가 함침되고 표면에 노출된 상기 부직포(32)의 표면에 이형지나 이형필름을 붙이지 않고 두루마리 형태로 포장하고, 상기 도막재(34)는 폴리부텐수지(Polybutene resin), 미네랄오일(Mineral oil), 폴리에틸렌 왁스(Poly ethylene wax), 마이크로크리스탈린 왁스(Microcrystalline wax)와 SEBS-유형 고무(Styrene-ethylene- butylene-strene rubber)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 겔이 함침된 방수시트가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2040813(등록일자 2019년10월30일)에 PET시트; 상기 PET시트의 일면에 자착성이 부여되도록 도포 부착되는 무용제 타입의 점접착제; 및 상기 점접착제가 도포 부착된 상기 PET시트의 일면에 부착되는 이형지;를 포함하고, 상기 무용제 타입의 점접착제는 가열액상 교반기에서 가열된 용해주제 오일에 열가소성 수지상 탄성고무, 고무 접착제 생지 및 점착부여제를 혼합 용해하고, 열안정제, 노화방지제, 보강제 그리고 충진제 중 적어도 하나 이상이 혼합되어 제조되고, 상기 고무접착제 생지는 천연고무, SBR고무, Butyl고무, CR고무, NBR고무, IR고무 중 적어도 하나 이상과 점착 부여제를 교반기에서 혼합교반하고, 활성조제, 연화제, 노화방지제, 보강응집제, 충전제 중 적어도 하나 이상을 첨가하여 교반 혼합하여 제조되고, 상기 무용제 타입의 점접착제를 제조하는 가열액상 교반기의 온도는 150 ~ 180℃이고, 상기 고무접착제 생지를 제조하는 교반기의 온도는 50 ~ 90℃임을 특징으로 하는 PET시트를 이용한 복합방수시트가 공지되어 있다.
그러나, 상기 종래기술의 방수시트들은 시트기재로 PET, PP 등의 필름 및/ 또는 부직포를 기재로 하여 인장강도, 인열강도 및 높은 신장율을 겸비하고 내수성과 내구성이 우수하지만, 방수시트 상부에 모르타르, 레미콘 등을 타설하여 비노출방수시공하는 경우, 상기 모르타르, 레미콘 또는 상부 마감 도막재와 일체로 적층 결합되지 않으므로 상기 모르타르, 레미콘 또는 상부 마감 도막재가 들뜨거나, 상기 방수시트와 분리되어 방수성능이 저하되는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 상기 종래기술의 방수시트 또는 도막방수재들은 시간이 지나면서 태양열 흡수에 따른 열화 가속, 오염(매연, 미세먼지, 황사 등)에 의해 내구성, 내후성, 내수성, 내마모성이 급격히 저하되면서 혹서와 혹한이 교대되면서 비, 눈 등에 의한 기온변화에 의해 방수시트 또는 도막이 쉽게 들떠 오르고 크랙이 발생되는 하자가 빈번하게 발생하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 단열 또는 차열 방수재가 개발되었는데, 예를들어 한국등록특허 10-1936730(등록일자 2019년01월03일)에는 피도포면에 중도층, 상도층이 순차로 적층되어 아스팔트 슁글 지붕을 단열, 차열, 방수하는 아스팔트 슁글 지붕의 단열 차열 방수 도료조성물에 있어서; 상기 도료조성물 중에서 상기 상도층을 형성하는 상도제는 우레탄 수지 35-45중량%와, 콜타르(Coal tar) 5-10중량%와, 이산화티탄 8-16중량%와, 탄산칼슘 12-20중량%와, 세토스 2-4중량%와, 폴리에틸렌 글리콜 페닐에테르 0.5-3중량%와, 실리콘 0.5-3중량%와, 산화아연 0.5-1.0중량%와, 소르비탄 올리에이트 1-4중량%와, 화이트카본 1-5중량%와, 알루미늄 실리케이트 미세중공체 15-20중량% 및 나머지 물로 조성된 것을 특징으로 하는 아스팔트 슁글 지붕의 단열 차열 방수 도료조성물이 개발된 바 있다.
이때, 상기 한국등록특허 10-1936730에서 사용되는 상기 알루미늄 실리케이트(Alumino Silicate) 미세 중공체는 알루미늄 실리케이트(Alumino Silicate)를 주성분으로 한 초미세 세라믹 원형 중공체(Ceramic Microsopic Hollow Spheres)분말로서, 미국에서 개발한 인슐래드를 지칭하는데, 30~100 마이크론(mm)크기의 미세중공체(microscopic hollow sphere)의 폐쇄 공기층의 열차폐 열반사와 열저항을 갖는 단열재료 또는 차열재료이다.
그러나, 상기 알루미늄 실리케이트(Alumino Silicate) 미세 중공체를 포함하는 중공형 세라믹 입자들은 태양열을 폐쇄 공기층에 의해 단순히 반사하거나 단열하기 때문에 반사되고 단열된 열이 방수재 소재에 흡수되어 복사열이 발생되어 열을 완전히 차단시키거나 소멸시키지 못하여 역시 열노화에 의해 소재가 부풀어 오르는 현상이 발생되어 변형이 일어나고 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌 001] 한국등록특허 10-0877980(등록일자 2009년01월05일)
[특허문헌 002] 한국등록특허 10-0904517(등록일자 2009년06월17일)
[특허문헌 003] 한국등록특허 10-1532734(등록일자 2015년06월24일)
[특허문헌 004] 한국등록특허 10-1684235(등록일자 2016년11월30일)
[특허문헌 005] 한국등록특허 10-1928412(등록일자 2018년12월06일)
[특허문헌 006] 한국등록특허 10-2040813(등록일자 2019년10월30일)
[특허문헌 007] 한국등록특허 10-1936730(등록일자 2019년01월03일)
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
특히, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 일체화 방수구조를 이루는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 구성하는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 중공나노입자는 중공의 코어부; 및 상기 코어부를 감싸며, 복수의 코팅층으로 형성되는 쉘부를 포함하고, 상기 쉘부는 상기 코어부와 인접하게 구비되며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 제1코팅층과 상기 제1코팅층상에 형성되되, 최외각에 위치하는 제2코팅층을 포함하여 구성되어 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단하는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 상기 제1코팅층은 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 제2코팅층은 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 크기는 200~300 nm이며, 상기 제1코팅층의 두께는 1~50 nm인 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 방수재층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 60~80중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되는 수화접착바인더 5~15중량부와; 7호규사 90~110중량부와; 보통시멘트 10~20중량부와; 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자 10~20중량부와; 적정량의 물;을 포함하여 조성되는 방수재 조성물이 도포, 열압착 경화되어 형성되는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 수화접착바인더는 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물인 것을 기술적 해결방법으로 한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020004874-appb-I000001
(상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에는 모르타르층 또는 레미콘층이 타설되어 상기 유무기 하이브리드 방수재층이 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고, 상기 수분차단 컷오프 필름 하부는 콘크리트 기재에 접하는 방수구조를 이루는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 수화접착바인더는 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 코팅하여 경화된 후, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층의 알칼리 및 물에 의하여 수화되고 코팅이 벗겨져 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 노출시켜 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체로 결합되도록 함으로써 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층이 분리되지 않도록 하는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 방수재층은 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 수분차단 컷오프 필름층 하면에는 부직포가 더 적층 형성되는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 수분차단 컷오프 필름층 하면에는 폴리우레탄층이 더 형성되는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 수분차단 컷오프 필름층은 핫멜트 폴리에스테르 필름, 핫멜트 폴리에틸렌 필름, 핫멜트 폴리프로필렌 필름 또는 핫멜트 폴리우레탄 필름으로부터 선택되어 상기 부직포에 열 증착되는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
또한, 본 발명은 방수하고자 하는 콘크리트 기재를 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 기재에 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 부착하는 단계와; 상기 복합방수시트 상부에 모르타르 또는 레미콘을 타설하는 단계;를 포함하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 이용한 방수시공공법을 기술적 해결방법으로 한다.
상기 콘크리트 기재를 전처리하는 단계 후에, 상기 콘크리트 기재와 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트의 저면의 접착을 보강하기 위하여 상기 전처리 된 콘크리트 기재에 셀프레벨링제, 접착프라이머 또는 폴리우레탄도료를 도포하는 단계를 포함하는 것을 기술적 해결방법으로 한다.
본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법은 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있는 효과가 있다.
특히, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 일체화 방수구조를 이루는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 복합방수시트 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 유무기 하이브리드 중공나노입자의 단면도
도 3은 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자 제조 공정도
도 4는 본 발명의 복합방수시트의 제조공정 장치도
도 5는 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자의 전자현미경 이미지
도 6은 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자의 전자현미경 이미지
도 7은 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자의 전자현미경 이미지
도 8은 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자의 전자현미경 이미지
본 발명은, 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 중공나노입자는 중공의 코어부; 및 상기 코어부를 감싸며, 복수의 코팅층으로 형성되는 쉘부를 포함하고, 상기 쉘부는 상기 코어부와 인접하게 구비되며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 제1코팅층과 상기 제1코팅층상에 형성되되, 최외각에 위치하는 제2코팅층을 포함하여 구성되어 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 상기 제1코팅층은 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 제2코팅층은 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 크기는 200~300 nm이며, 상기 제1코팅층의 두께는 1~50 nm인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 방수재층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 60~80중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되는 수화접착바인더 5~15중량부와; 7호규사 90~110중량부와; 보통시멘트 10~20중량부와; 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자 10~20중량부와; 적정량의 물;을 포함하여 조성되는 방수재 조성물이 도포, 열압착 경화되어 형성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 수화접착바인더는 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020004874-appb-I000002
(상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에는 모르타르층 또는 레미콘층이 타설되어 상기 유무기 하이브리드 방수재층이 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고, 상기 수분차단 컷오프 필름 하부는 콘크리트 기재에 접하는 방수구조를 이루는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 수화접착바인더는 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 코팅하여 경화된 후, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층의 알칼리 및 물에 의하여 수화되고 코팅이 벗겨져 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 노출시켜 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체로 결합되도록 함으로써 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층이 분리되지 않도록 하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기 하이브리드 방수재층은 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 수분차단 컷오프 필름층 하면에는 부직포가 더 적층 형성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 수분차단 컷오프 필름층 하면에는 폴리우레탄층이 더 형성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 수분차단 컷오프 필름층은 핫멜트 폴리에스테르 필름, 핫멜트 폴리에틸렌 필름, 핫멜트 폴리프로필렌 필름 또는 핫멜트 폴리우레탄 필름으로부터 선택되어 상기 부직포에 열 증착되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 방수하고자 하는 콘크리트 기재를 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 기재에 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 부착하는 단계와; 상기 복합방수시트 상부에 모르타르 또는 레미콘을 타설하는 단계;를 포함하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 이용한 방수시공공법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 콘크리트 기재를 전처리하는 단계 후에, 상기 콘크리트 기재와 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트의 저면의 접착을 보강하기 위하여 상기 전처리 된 콘크리트 기재에 셀프레벨링제, 접착프라이머 또는 폴리우레탄도료를 도포하는 단계를 포함하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및/또는 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및/또는 도면에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트는, [도 1]에 도시한 바와 같이, 부직포(102) 저면에 증착 형성되는 수분차단 컷오프 필름층(103)과; 상기 부직포(102) 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층(101);을 포함하여 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있도록 구성된다.
보다 구체적으로, 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자는 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단하는 기능을 한다. 여기서, 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자는 본 출원인이 2020.02.27.자 출원한 특허출원 10-2020-0024161호에 언급된 내용과 동일하다.
즉, 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자는 중공의 코어부; 및 상기 코어부를 감싸며, 복수의 코팅층으로 형성되는 쉘부를 포함하고, 상기 쉘부는 상기 코어부와 인접하게 구비되며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 제1코팅층과 상기 제1코팅층상에 형성되되, 최외각에 위치하는 제2코팅층을 포함하여 구성되어 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단하며, 그 입자크기는 200~300 nm의 직경을 갖는 구형이다.
[도 2]를 참조하면, 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 코어부(10)는 중공나노입자(100)의 중심부에 위치하고 속이 빈 중공 형상으로 형성된다. 쉘부(20)는 코어부(10)의 표면 전체를 감싸도록 형성되는 제1코팅층(21)과 제1코팅층(21) 상에 형성되는 제2코팅층(22)을 포함한다.
상기 제1코팅층(21)은 외부로부터 흡수된 열에너지를 수축 및 이완하여 운동에너지로 변환하는 열교환 역할을 하는 층으로, 열가소성 고분자로서, 구체적으로는 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchlorid), 폴리에스터(polyester), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 및 폴리아마이드(polyamide)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리스타이렌 (polystyrene)일 수 있다.
이때, 제1코팅층(21)의 두께는 1nm~50nm인 것이 바람직하며, 제1코팅층(21)의 두께가 1nm 미만이면, 열교환 효율이 낮고, 50nm를 초과하면, 나노 입자의 전체 크기가 커지고, 내구성이 떨어질 수 있으므로 바람직하지 못하다.
상기 제2코팅층(22)은 중공나노입자(100) 또는 제1코팅층(21)의 안정성과 내열성, 내수성 등 우수한 내구성을 위해 중공나노입자(100)의 최외각에 형성되는 층으로, 규소 복합 산화물 또는 규소 산화물로 형성될 수 있다. 구체적으로 제2코팅층(22)은 실리카(Silica), 석영(SiO2), 규소(Si), 금(Ag), 백금(Pt), 은(Ag), 구리(Cu), 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 망간(Mn), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 바람직하게는 실리카(Silica), 석영(SiO2) 및 규소(Si)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이다.
이러한 제2코팅층(22)은 다수의 기공을 포함할 수 있으며, 이에 물질 이동이 용이해 분자적 거동이 원활하므로 더욱 다양한 분야에 응용 및 적용이 가능해질 수 있다.
한편, 제2코팅층(22)은 규소 산화물의 결정 구조 내에 금(Ag), 백금(Pt), 은(Ag), 구리(Cu), 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 망간(Mn), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo) 및 크롬(Cr)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속이 도핑된 구조일 수 있으며, 여기서, 규소 산화물은 실리카(Silica), 석영(SiO2), 규소(Si)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 유무기 하이브리드 중공나노입자(100)는 실리카 코어를 제조하는 단계(S10), 상기 실리카 코어 상에 열가소성 고분자를 코팅하여 제1코팅층을 형성하는 단계(S20), 상기 실리카 코어를 에칭하는 단계(S30) 및 상기 제1코팅층 상에 무기산화물을 코팅하여 제2코팅층을 형성하는 단계(S40)를 포함하는 제조공정에 의해 제조될 수 있다.
[도 3]은 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
[도 3]을 참조하면, 우선 실리카 코어를 제조하는 단계(S10)이다. 상기 실리카 코어 제조는 용매에 실리카 전구체를 10 내지 30분 동안, 바람직하게는 20분 동안 분산시키고, pH가 9 이하, 바람직하게는 pH가 11이 되도록 염기 촉매를 첨가하여 30 내지 90분, 바람직하게는 1시간 동안 교반한 다음, 산 촉매를 첨가하여 10 내지 60분, 바람직하게는 30분 동안 혼합 및 교반한 후, 정제수로 세척하고 100 내지 140℃, 바람직하게는 120℃에서 1시간 동안 건조하여 실리카 코어를 제조한다.
이때, pH가 9보다 낮으면, 양이온량이 증가함에 따라 결정화가 빨리 일어나 시료의 불순물로 작용될 수 있으며, 실리카 전구체의 용해도를 떨어뜨려 불균일화를 초래할 수 있으므로 바람직하지 못하다.
상기에서 언급한 pH뿐 아니라 교반 시간 및 산 촉매의 첨가량을 조절함에 의해 규소 이온의 충돌 빈도를 상이하게 조절하여 실리카 코어로 성장되는 속도를 다양하게 조절하고, 이에 다양한 입경을 갖는 실리카 코어를 제조할 수 있다.
상기 실리카 전구체로는 테트라에틸오소실리케이트 (tetraethylorthosilicate, TEOS), 글리시딜옥시프로필트리메톡시실란(3- glycidyloxylpropyl trimethoxysilane, GPTMS), 메틸-트리에톡시실란(methyl- triethoxysilane, MTEOS), 테트라프록시실란(tetraproxysilane), 테트라부톡시실란 (tetrabutoxysilane) 및 규산나트륨(sodium silicate)으로 이루어지는 군에서 선택 된 1종 이상, 바람직하게는 테트라에틸오소실리케이트(tetraethylorthosilicate, TEOS)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 용매로는 정제수, 에탄올, 메탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 에탄올, 가장 바람직하게는 50 내지 100% 에탄올일 수 있다.
상기 산 촉매는 염산(HCl), 황산(H2SO4), 플루오르황산(CF3SO3H), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 아세트산(C2H4O2), 헥사플루오르인산(H3OPF6), p-톨루엔설폰산(p-Toluene Sulfonic Acid, C7H8O3S.H2O) 및 트리플루오로메탄술폰산 (Trifluoromethanesulphonic acid, CF3SO3H)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이 상, 바람직하게는 염산일 수 있고, 염기성 촉매는 수산화암모늄(NH4OH), 수산화리튬 (LiOH), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화루비듐(RbOH), 및 수산화세 슘(CsOH)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 수산화암모늄(NH4OH)일 수 있다.
그 다음 실리카 코어 상에 열가소성 고분자를 코팅하여 제1코팅층을 형성한다(S20). 상기 S10단계에서 제조된 실리카 코어를 개시제 및 정제수를 부가하여 5 내지 10분 동안 혼합한 후, 열가소성 고분자를 첨가하여 50 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 100℃의 온도에서 500 내지 1000 rpm, 바람직하게는 600 내지 800 rpm의 속도로 8 내지 20시간, 바람직하게는 10 내지 14시간 동안 반응시켜 실리카 코어에 제1코팅층이 구비된 코어-쉘 구조의 입자를 제조할 수 있다.
이때, 상기 반응 온도가 50℃ 미만이면, 중합반응이 일어나기 어렵고, 200 ℃를 초과하면, 물성변화를 초래할 수 있다. 또한, 상기 교반 속도가 500 rpm 미만이면, 반응 속도가 더디게 일어날 수 있고, 1000 rpm을 초과하면, 불필요한 교반 속도 상승으로 인한 효율은 그다지 높지 않을 수 있다.
상기 반응 시간이 8시간 미만이면, 중합반응이 완료되기에는 시간이 부족하고, 20시간을 초과하면, 필요 이상의 시간 연장으로 인한 효율은 그다지 높지 않을 수 있다.
상기 개시제로는 아조비스 디하이드로클로라이드(2,2'-azobis dihydrochloride)를 사용할 수 있다.
상기 열가소성 고분자는 폴리스타이렌(polystyrene), 폴리에틸렌 (polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchlorid), 폴리에스터(polyester), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 및 폴리아마이드(polyamide)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 폴리스타이렌 (polystyrene)일 수 있다.
다음, S20단계에서 제조된 실리카 코어에 제1코팅층이 구비된 코어-쉘 구조의 입자에서 실리카 코어를 에칭하여 제거한다. 즉, 상기 S20단계의 코어-쉘 입자에서 실리카 코어만이 선택적으로 제거될 수 있도록 약염기 용액을 적용할 수 있으며, 구체적으로는 수산화나트륨(NaOH) 및 수산화칼륨(KOH)으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 수산화나트륨(NaOH), 가장 바람직하게는 20 내지 70%의 수산화나트륨(NaOH)을 부가하여 20 내지 30시간, 바람직하게는 22 내지 26시간 동안 교반시킬 수 있다. 농도가 너무 높은 염기성 용액을 사용할 경우 공정상 안전 문제가 발생될 수 있으므로 바람직하지 못하다.
예컨대, 코어-쉘 입자를 약염기 용액과 혼합 및 교반하게 되면, 알칼리 용융에 의해 가용성 규산염이 형성됨으로써 실리카 코어가 선택적으로 제거될 수 있다.
이와 같이 실리카 코어가 제거된 제1코팅층이 형성됨에 의해 자외선과 같이 외부로부터 흡수된 태양 열에너지를 제1코팅층의 수축, 팽창의 운동에너지로 변환시켜 열을 소모함으로써 차열효과를 나타내므로 열노화에 의한 소재가 부풀어 오르는 현상을 억제할 수 있으며, 이에 소재가 손상되지 않아 지속적으로 장기간 사용할 수 있다.
마지막으로 제1코팅층 상에 무기산화물을 코팅하여 제2코팅층을 형성한다(S40). 상기 S30 단계에서 실리카 코어가 제거되어 제1코팅층만 남은 입자를 용매에 분산시키고, 무기산화물을 첨가하여 40 내지 100분, 바람직하게는 50 내지 70분 동안 교반시킨 다음 염기성 촉매를 첨가하여 8 내지 20시간, 바람직하게는 10 내지 14시간 동안 반응시켜 제1코팅층 상에 제2 코팅층을 형성시킬 수 있다.
상기 무기산화물과 염기성 촉매는 1:1 내지 20 중량비, 바람직하게는 1:5 내지 15 중량비로 배합될 수 있으며, 무기산화물과 염기성 촉매의 배합 중량비에 따라 제2 코팅층의 입자 기공도 및 비표면적은 조절될 수 있다.
상기 용매는 정제수, 에탄올, 메탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 에탄올, 가장 바람직하게는 10 내지 80% 에탄올일 수 있다.
상기 무기산화물은 실리카(Silica), 석영(SiO2), 규소(Si), 금(Ag), 백금(Pt), 은(Ag), 구리(Cu), 코발트(Co), 철(Fe), 니켈(Ni), 망간(Mn), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 테트라에틸오소실리케이트(tetraethylorthosilicate, TEOS), 글리시딜옥시프로필트리메톡시실란(3-glycidyloxylpropyl trimethoxysilane, GPTMS), 메틸-트리에톡시실란(methyl-triethoxysilane, MTEOS), 테트라프록시실란(tetraproxysilane), 테트라부톡시실란(tetrabutoxysilane), 규산 나트륨(sodium silicate) 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 일 수 있다.
상기 염기성 촉매는 수산화암모늄(NH4OH), 수산화리튬(LiOH), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화루비듐(RbOH), 및 수산화세슘(CsOH)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상, 바람직하게는 수산화암모늄(NH4OH)일 수 있다.
상술한 바와 같이 제2코팅층이 제1코팅층 상에 형성됨으로써 표면 부착력뿐 아니라 표면 경도 및 내구성도 더욱 우수해질 수 있고, 제1코팅층의 열 교환 운동을 보조하여 열화를 방지할 수 있다.
한편, 상기 유무기 하이브리드 방수재층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 60~80중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되는 수화접착바인더 5~15중량부와; 7호규사 90~110중량부와; 보통시멘트 10~20중량부와; 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자 10~20중량부와; 적정량의 물;을 포함하여 조성되는 방수재 조성물이 도포, 열압착 경화되어 형성된다.
이때, 상기 수화접착바인더는 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물이다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2020004874-appb-I000003
(상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
상기 유무기 하이브리드 방수재층의 수화접착바인더에 사용되는 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA)는 무색 투명한 액체로 C4 유분을 원료로 하여 제조된 터트-부틸 알코올(Tert-Butyl Alcohol; TBA)을 기체상태에서 산화시켜 메타아크릴산을 제조한 후, 메탄올로 에스테르화하여 제조한 것으로서, 즉, 아크릴산과 미타아크릴산 에스테르의 중합반응공정을 거쳐 이중 탄소결합을 갖도록 만든 반응형 수지이며, CH2=C(CH3)CO2CH3의 화학식을 갖는다.
이러한, 메틸메타아크릴레이트 모노머(MMA)는 경질 타입이면서 유연성이 있고, 저온에서 라디칼 중합하면 고분자 사슬구조가 연속된 규칙성을 나타내는 신디오탁틱(Syndiotactic) 구조의 비율이 증가하는 특성을 나타내므로 내구성, 내열성, 내화학성, 내마모성, UV안전성 등 물성이 뛰어나며, 햇빛 등의 날씨 및 기후에 견디는 성질인 내후성이 우수하여 외부 환경 변화(날씨 및 기후 변화)에 의한 부식 등을 억제함과 동시에 포장체로 침투하여 일체화 시켜줌으로써 부착강도 및 인성을 개선하고, 안료 등에 의한 착색성이 좋은 특성이 있으며, 높은 열팽창 계수를 갖지만, 안정성이 매우 높은 수지이므로 투명성, 내후성, 착색성이 우수하여 많은 분야에서 사용되고 있다.
그러나, MMA는 수지 량의 2~5% 정도 소량의 경화제를 첨가하면 경화를 시작하는데, 경화 개시 후 1시간 이내에 완전히 경화가 완료되는 초속경성 수지이고, 통상 작업 가능시간은 20분 내외로서 작업성이 우수하여 넓은 면적에 포설 및 마무리를 수행할 수 있으며, 이러한 MMA를 방수조성물로 사용하는 경우에는 경화 후 그 강도가 대단히 우수하나 내균열성 및 휨추종성이 부족할 뿐만 아니라 바탕체와의 열팽창 특성이 상이함으로 인해, 실내가 아닌 야외에서 사용할 경우 균열이 발생하기 쉽다는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 상기 MMA단점을 보완하기 위하여 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA)에 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)을 혼합하여 라디칼 중합한 중합조성물을 사용한다.
상기 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)는 경화 후 연성 성질로 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA)의 내균열성을 보완하도록 혼합 사용된다.
이때, 상기 수화접착바인더의 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)의 라디칼 중합에서 상기 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제를 사용하는 것이 특징이다.
즉, [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제는 분자내에 라디칼기를 가지는 반응형 계면활성제로서, 상기 수화접착바인더의 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)을 안정하게 유화시킬 뿐만 아니라 상기 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과 직접 라디칼 중합반응하여 중합조성물의 내수성과 물리적 특성을 향상시키며, 특히 방수성 향상에 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 유무기 하이브리드 방수재층에 사용되는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 방수층의 강도와 부착성 및 방수성을 향상시키기 위한 것으로, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)와 함께 사용하게 되면 방수층의 강도와 조막성능, 탄성 및 방수성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에는 모르타르층 또는 레미콘층이 타설되어 상기 유무기 하이브리드 방수재층이 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고, 상기 수분차단 컷오프 필름 하부는 콘크리트 기재에 접하는 방수구조를 이루는 것이 특징이다.
여기서, 여기서, 본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 수화접착바인더는 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 코팅하여 경화된 후, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층의 알칼리 및 물에 의하여 수화되고 코팅이 벗겨져 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 노출시켜 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체로 결합되도록 함으로써 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층이 분리되지 않도록 작용한다.
즉, 상기 수화접착바인더의 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)의 라디칼 중합체가 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 코팅하여 경화된 후, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층의 알칼리 및 물에 의하여 수화되어 아크릴계 중합체 코팅이 깨져 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 노출시켜 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자가 시멘트 결합되어 일체로 결합되고 층분리되지 않게 된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에서, 상기 유무기 하이브리드 방수재층은 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 것이 특징이다.
아울러, 상기 수분차단 컷오프 필름층(103)은 핫멜트 폴리에스테르 필름, 핫멜트 폴리에틸렌 필름, 핫멜트 폴리프로필렌 필름 또는 핫멜트 폴리우레탄 필름으로부터 선택되어 상기 부직포(102)에 열 증착되도록 구성된다.
이때, 상기 수분차단 컷오프 필름층 하면에는 부직포가 더 적층 형성되거나, 폴리우레탄층이 더 형성될 수 있다.
상기 수분차단 컷오프 필름층은 핫멜트 폴리에스테르 필름, 핫멜트 폴리에틸렌 필름, 핫멜트 폴리프로필렌 필름 또는 핫멜트 폴리우레탄 필름으로부터 선택되어 상기 부직포에 열 증착될 수 있다.
한편, 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 이용한 방수시공공법은 방수하고자 하는 콘크리트 기재를 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 기재에 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 부착하는 단계와; 상기 복합방수시트 상부에 모르타르 또는 레미콘을 타설하는 단계;를 포함하는 시공공법에 의해 시공될 수 있다.
이때, 상기 콘크리트 기재를 전처리하는 단계 후에, 상기 콘크리트 기재와 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트의 저면의 접착을 보강하기 위하여 상기 전처리 된 콘크리트 기재에 셀프레벨링제, 접착프라이머 또는 폴리우레탄도료를 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트는 [도 4]에 도시한 바와 같이, 수분차단 컷오프 필름롤로부터 인입되는 수분차단 컷오프 필름 상부에 부직포롤로부터 인입되는 부직포가 적층되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재가 투입되어 도포나이프에 의해 일정 두께 및 폭으로 도포된 후, 연속적으로 열건조기 및 압연롤을 통과하면서 열압착 건조되는 일체화 동시접착(Concurrent Multi-layer Process)공정 및 장치에 의하여 제조될 수 있다.
[실시예 1]
[본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자의 제조]
95% 에탄올에 TEOS를 10g 첨가하여 2분 동안 교반한 후 pH가 11이 되도록 암모니아 수용액 15mL 첨가하여 1시간 동안 교반하였다. 그리고 염산 1 mL 를 첨가한 다음 30분 동안 교반하고 정제수로 세척한 후 120℃에서 1시간 동안 건조하여 실리카 코어를 수득하였다. 수득된 실리카 코어의 투과전자현미경 이미지를 [도 5]에 나타내었다.
실리카 코어 7.0g을 정제수 17mL 및 AIBA(2,2'-azobis dihydrochloride) 0.5g의 혼합물에 넣고 10분 동안 교반한 다음 스타이렌 0.5mL 적가하였다. 그리고 상기 혼합물을90℃에서 700 rpm으로 12시간 동안 반응시켜 실리카 코어 상에 폴리스타이렌이 코팅된 코어-쉘 입자 6g을 수득하였다. 수득된 코어- 쉘 입자의 투과전자현미경 이미지를 [도 5]에 나타내었다.
폴리스타이렌이 코팅된 실리카 코어를 25% 수산화나트륨 150mL에 넣고 24시간 동안 교반한 후 정제수로 세척하여 폴리스타이렌 코팅층만 남은 중공의 폴리스타이렌 입자 3g을 수득하였다. 수득된 중공의 폴리스타이렌 입자의 투과전자 현미경 이미지를 [도 7]에 나타내었다.
중공의 폴리스타이렌 입자를 정제수 500mL 및 에탄올 300mL에 투입하여 혼합한 후 TEOS 10mL을 적가하여 60분 동안 교반한 다음 암모니아 수용액 10mL 를 첨가하여 12시간 동안 교반하였다. 그리고 정제수로 세척한 다음 80℃에서 12시간 동안 건조하여 폴리스타이렌 코팅층 상에 이산화 규소 코팅층이 형성된 중공의 이중 쉘 입자를 얻었다. 최종적으로 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자의 투과전자 현미경 이미지를 [도 8]에 나타내었다.
[본 발명의 유무기 하이브리드 방수시트의 제조]
① 수화접착바인더의 제조
분리형 플라스크에, 이온 교환수 520중량부, 30% 염산수용액 3.4중량부 및 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부를 투입하고, 65℃로 승온하여 교반하고, 질소 치환하였다.
이어서, 별도의 용기에 이온 교환수 340중량부, 30% 염산수용액 14중량부, 반응성 유화제(상품명 SR10) 10중량부, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부, 메타크릴산(MAAC) 36중량부를 투입하고, 75℃로 승온하여 교반하면서 유화시키고, 상기 유화물을 상술한 분리형 플라스크 내에 연속적으로 적하하였다. 또한, 적하 중에는 분리형 플라스크 내에 질소 가스를 도입함과 함께, 내부 온도를 75℃로 유지하였다. 연속 적하 종료 후, 1시간 동안 숙성시켰다.
이어서, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부, 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부, pH조절제로서 황산제일철(FeSO4)수용액 0.002중량부 및 중화제로서 25%-NH4OH 16중량부를 투입하여 라디칼 중합시켜 본 발명의 수화접착바인더 중합체 용액을 얻었다.
② 유무기 하이브리드 방수재 조성물의 제조
물 5중량부와; 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 70중량부, 상기 제조된 수화접착바인더 중합체 용액 10중량부, 7호규사 100중량부, 보통시멘트 10중량부 및 [실시예 1]에서 제조한 유무기 하이브리드 중공나노입자 20중량부를 균질 혼합하여 본 발명의 방수재 조성물을 제조하였다.
③ 유무기 하이브리드 방수시트의 제조
수분차단 컷오프 필름롤로부터 인입되는 수분차단 컷오프 필름 상부에 부직포롤로부터 인입되는 부직포를 적층시키고, 상기 부직포 상면에 상기 제조된 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재 조성물을 투입하면서 도포나이프에 의해 일정 두께 및 폭으로 도포한 후, 연속적으로 열건조기 및 압연롤을 통과하면서 열압착 건조시키는 일체화 동시접착(Concurrent Multi-layer Process)공정 및 장치에 의하여 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수시트를 제조하였다.
④ 비교예 1의 제조
상기 [실시예 1]에서 제조한 본 발명의 유무기 하이브리드 방수시트에서 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 제외하고는 [실시예 1]과 동일하게 [비교예 1]을 제조하였다.
[실시예 2]
[본 발명의 유무기 하이브리드 방수시트의 열차단 성능시험]
옥상 콘크리트 표면에 [실시예 1] 및 [비교예 1]에서 제조된 유무기 하이브리드 방수시트를 부착하고 1시간 마다 그 표면온도를 측정하여 그 결과를 [표 1]에 나타내었다.
Figure PCTKR2020004874-appb-T000001
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수시트는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하지 않는 방수시트 보다 표면온도가 훨씬 낮게 측정되어 열차단 효과가 우수함을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및/또는 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및/또는 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10 : 코어부 20 : 쉘부
21 : 제1코팅층 22 : 제2코팅층
100 : 나노 입자 101 : 유무기 하이브리드 방수재층
102 : 부직포 103 : 수분차단 컷오프 필름층
본 발명의 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트 및 이를 이용한 방수구조 및 방수시공공법은 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단할 수 있는 효과가 있고, 특히, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 일체화 방수구조를 이루는 우수한 효과가 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (15)

  1. 부직포 저면에 수분차단 컷오프 필름이 증착되고, 상기 부직포 상면에 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층이 형성되어 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자에 의한 차열과 단열 및 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 중공나노입자는 중공의 코어부; 및 상기 코어부를 감싸며, 복수의 코팅층으로 형성되는 쉘부를 포함하고, 상기 쉘부는 상기 코어부와 인접하게 구비되며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 제1코팅층과 상기 제1코팅층상에 형성되되, 최외각에 위치하는 제2코팅층을 포함하여 구성되어 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 상기 제1코팅층은 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2코팅층은 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  5. 제2항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 크기는 200~300 nm이며, 상기 제1코팅층의 두께는 1~50 nm인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 방수재층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 60~80중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되는 수화접착바인더 5~15중량부와; 7호규사 90~110중량부와; 보통시멘트 10~20중량부와; 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자 10~20중량부와; 적정량의 물;을 포함하여 조성되는 방수재 조성물이 도포, 열압착 경화되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수화접착바인더는 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2020004874-appb-I000004
    (상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에는 모르타르층 또는 레미콘층이 타설되어 상기 유무기 하이브리드 방수재층이 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체화 결합되고, 상기 수분차단 컷오프 필름 하부는 콘크리트 기재에 접하는 방수구조를 이루는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  9. 제6항에 있어서,
    상기 수화접착바인더는 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 코팅하여 경화된 후, 상기 유무기 하이브리드 방수재층 상부에 타설되는 모르타르층 또는 레미콘층의 알칼리 및 물에 의하여 수화되고 코팅이 벗겨져 상기 7호 규사 및 보통시멘트 입자를 노출시켜 상기 모르타르층 또는 레미콘층과 일체로 결합되도록 함으로써 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층이 분리되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  10. 제6항에 있어서,
    상기 유무기 하이브리드 방수재층은 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자의 상기 중공의 코어부에 의한 차열과 단열 및 상기 제1코팅층에 의한 흡수된 열의 운동에너지 변환에 의해 열을 차단함으로써 열노화에 의하여 발생하는 상기 유무기 하이브리드 방수재층과 상기 모르타르층 또는 레미콘층의 분리현상 또는 상기 수분차단 컷오프 필름이 콘크리트 기재로 부터 분리되는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수분차단 컷오프 필름층 하면에는 부직포가 더 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수분차단 컷오프 필름층 하면에는 폴리우레탄층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수분차단 컷오프 필름층은 핫멜트 폴리에스테르 필름, 핫멜트 폴리에틸렌 필름, 핫멜트 폴리프로필렌 필름 또는 핫멜트 폴리우레탄 필름으로부터 선택되어 상기 부직포에 열 증착되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트
  14. 방수하고자 하는 콘크리트 기재를 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 기재에 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 부착하는 단계와; 상기 복합방수시트 상부에 모르타르 또는 레미콘을 타설하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 이용한 방수시공공법
  15. 제14항에 있어서,
    상기 콘크리트 기재를 전처리하는 단계 후에, 상기 콘크리트 기재와 상기 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트의 저면의 접착을 보강하기 위하여 상기 전처리 된 콘크리트 기재에 셀프레벨링제, 접착프라이머 또는 폴리우레탄도료를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 중공나노입자를 포함하는 유무기 하이브리드 방수재층과 컷오프 필름 증착 부직포가 적층된 복합방수시트를 이용한 방수시공공법
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