KR100986184B1 - 방수용 보강제 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수용 시트를 이용한 방수 공법에 사용되는 방수용 보강제 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 보강제를 사용하는 경우 시트 간의 연결부에 응력집중으로 인한 파단방지 및 전면절연 시공이 가능하고, 수용성 제품으로 휘발성 유기화합물이 증발하지 않고 토치융착 및 유기용제를 사용하지 않아 작업성 및 위험성 환경성을 제고하고, 시공면과 방수층 사이에 단열재를 삽입할 수도 있는 효과를 갖는다.

Description

방수용 보강제 및 이의 제조 방법{A REINFORCING AGENT FOR WATERPROOFING AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 방수용 시트를 이용한 방수 공법에 사용되는 방수용 보강제 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

건축물의 옥상방수로 등 종래의 공법은 맴브레인 방수(아스팔트, 시트, 우레탄 등), 금속판 방수, 시멘트 액체 방수, 폴리머 시멘트계 도막방수 등이 있고, 근래에는 시트와 우레탄, 아스팔트계 도막방수제와 시트, 경질비닐시트와 우레탄, 섬유시트와 우레탄, 금속시트와 우레탄, 개량아스팔트와 우레탄 등의 복합방수 등이 있다.

소규모 건축물을 제외하고는 일반적으로 300제곱미터가 넘는 건물들은 구조균열이 발생하며, 이로 인하여 건축물이 누수되는 경로가 된다.

종래의 기술 중 아스팔트와 시트 등은 균열 대응성은 확보되었으나 작업의 위험성, 중첩부의 결함, 통기성의 불량으로 인한 하부 콘크리트 부식이 발생되며 중첩부에 시트 두께 만큼의 단차가 생겨 물고임이 발생하며 또한 아스팔트 프라이머를 사용함으로 유기화합물이 증발하고 토오치로 시트하부를 가열할 때 유기화합물의 발생을 초래하며 금속판 방수는 외기의 변화에 의해 수축팽창이 심하여 조인트의 파단이 일어나며 우레탄방수는 탄성은 있으나 구조균열에 대한 대응성이 없으며 통기성의 불량으로 인한 하부 콘크리트 부식 등을 초래한다. 기타 시멘트액체방수, 폴리머계 시멘트계 도막방수, 규산질계 도포방수 등은 어는 정도 통기성이 있지만 균열에 대한 저항성이 없어 대규모의 건물방수제로 사용되지 않고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 시트를 우레탄으로 결합 및 도막하는 복합방수를 주종으로 아스팔트 도막과 시트 결합, 경질비닐시트와 우레탄 결합, 섬유시트에 우레탄을 함침한 후 우레탄을 시공, 금속시트와 우레탄, 개량아스팔트와 우레탄 을 결합하는 등의 복합방수 등이 많이 적용되고 있다.

그러나 이러한 복합방수는 아스팔트 도막과 시트의 결합시키는 전면접착의 경우 콘크리트 함유수분이나 실내 수증기의 증발이 어려워 콘크리트 내부의 부식을 초래하며 시트와 우레탄, 경질비닐시트와 우레탄 결합, 섬유시트와 우레탄 함침, 금속시트와 우레탄, 개량아스팔트와 우레탄을 결합하는 방수공법 들은 중도 도포 시까지 문제 발생은 없으나 상도 도장 시 상도제가 중도제를 수축시키는 작용을 하여 문제가 발생하며 반복적인 외기의 온도에 상승 및 하강에 수축, 팽창을 하여 시트의 수축팽창과 우레탄 도막방수의 수축팽창이 다르므로 가장 취약부인 시트와 시트의 접합부에서 파단, 손상 등의 문제가 발생하며 상부 적층용 및 시트의 조인트용으로 사용되는 우레탄 방수제는 유기 용제를 함유하여 유해유기화합물에 의해 환경문제를 야기시키며 정부의 점차적인 규제를 받으며 레벨성 저하 및 경화가 빠르면 현장 시공 시 신너를 첨가하여 환경문제를 확대시키고 있으며 개량아스팔트 시트를 용융시켜 하자발생을 초래하고 있다.

또한 근래의 복합방수는 마감층이 미끄러워 겨울에 보행 시 낙상의 우려가 있어 미끄럼방지를 위하여 우레탄 중도 시공 후 건조되기 전 규사를 뿌려 주는데 이러한 공법은 인력이나 기계작업으로 하나 규사층이 일정 치 못하여 외관상 보기도 좋지 않으며 보강부분이 거칠고 두께가 다르며 얇은 시트를 사용함으로써 시트를 포설할 때 시트를 감아놓은 상태에서 펼칠 때의 인장력이 외부와 내부가 다름으로 주름이 발생하여 이를 펼칠 때 작업성이 좋지 않다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 시트를 이용한 방수 공법에 적용하기 위한 보강제 및 이의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 다음의 단계들을 포함하여 제조되는 방수용 보강제의 제조 방법을 제공한다:

(1) 반응기를 80~90℃로 가온하고 물 30~50중량%를 투입하는 단계;

(2) 계면활성제 및 촉매 1~10중량%, 부틸아크릴레이트 20~40중량%, 메틸메타크릴레이트 10~30중량%, 메타크릴산 1~10중량%, 및 아크릴산 0.1~5중량%를 차례로 투입하고, 300~500rpm으로 교반하여 중합시키는 단계;

(3) 30℃ 이하로 냉각하는 단계; 및

(4) 증점제, 소포제 및 방부제를 투입하는 단계.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 방수용 보강제를 제공한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 보강제를 방수 공법에 사용하는 경우 시트 간의 연결부에 응력집중으로 인한 파단방지 및 전면절연 시공이 가능하고, 일반적인 콘크리트의 균열에도 적용할 수 있으며, 수용성 제품으로 휘발성 유기화합물이 증발하지 않고, 토치융착 및 유기용제를 사용하지 않아 작업성 및 위험성 환경성을 제고하고, 시공면과 방수층 사이에 단열재를 삽입할 수도 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 보강제를 사용한 방수 공법으로 시공한 단면을 보여준다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명은 다음의 단계들을 포함하여 제조되는 방수용 보강제의 제조 방법을 제공한다:

(1) 반응기를 80~90℃로 가온하고 물 30~50중량%를 투입하는 단계;

(2) 계면활성제 및 촉매 1~10중량%, 부틸아크릴레이트 20~40중량%, 메틸메타크릴레이트 10~30중량%, 메타크릴산 1~10중량%, 및 아크릴산 0.1~5중량%를 차례로 투입하고, 300~500rpm으로 교반하여 중합시키는 단계;

(3) 30℃ 이하로 냉각하는 단계; 및

(4) 증점제, 소포제 및 방부제를 투입하는 단계.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 방수용 보강제를 제공한다.

본 발명의 보강제는 물, 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산 등을 중합하여 제조된다.

계면활성제와 촉매를 적절한 양을 투입함으로서 최적의 입자형성을 제공하는데 상기 범위보다 많거나 적을 경우 콘트롤이 불가능하게 된다. 상기 촉매는 0.1~2중량%인 것이 바람직하다.

부틸아크릴레이트와 메틸메타아크릴레이트의 함량은 탄성 및 인장강도를 부여하는 역할을 하며 어느 하나가 상기 범위를 벗어날 경우 향우 방수제 조성물에 안좋은 영향을 미치게 되는데 낮은 온도에서 크랙이 가거나 높은 온도에서 끈적임이 발생하게 된다.

메틸아크릴산과 아크릴산의 경우 중합과 접착에 영향을 주며 상기 범위를 벗어나는 경우 중합과 접착에 문제점이 발생한다.

바람직하게는 본 발명의 보강제는 물, 계면활성제 및 촉매, 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산, 기타 첨가제의 중량비가 80:10:60:40:10:5:2.6인 수용성 아크릴 중합물이다. 바람직한 제조공정을 설명하면 아래와 같다.

먼저, 물과 계면활성제 및 촉매를 투입하고 반응기를 80~90℃로 가온하고, 300~400rpm 내외로 회전시키며, 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 메타크릴산, 아크릴산을 차례 투입하며 교반하여, 중합이 완료된 후 30℃ 이하로 냉각하여 보조탱크에 적하한 후 증점제, 소포제, 방부제를 투입하여 교반하고, 최종적으로 증점제를 넣어 점도가 적정한지 체크한 후 제조한다.

반응기의 온도는 고분자 제조에 핵심이 되는데 상기 범위 보다 낮을경우 미반응물이 생성이 되어 오염원을 배출하는 요인이 되고, 상기 범위를 초과하는 경우 과반응이 일어나 고분자 에멀젼의 정상적인 물성발현에 심각한 부작용을 유발한다.

rpm은 고분자 제조에 심각한 영향을 미치지 않으나 최고의 제품을 만드는데 필요조건으로 작용한다.

중합완료 후 충분한 냉각이 이루어 지지 않으면 후첨시 피막이 생길 우려가 있다.

증점제의 경우 방수제 조성물의 최종 작업성과 안정성을 제공하는 역할을 하는데 0.1~2중량%가 가장 적당하다.

소포제는 방수제 조성물의 기포발생을 억제하거나 파포시키는 역할을 하며 최적이 아닐 경우 기포발생으로 방수기능을 상실하거나 과량일 경우 핀홀 현상으로 매끄로운 면의 방수제 조성물을 얻을 수없다. 0.1~0.5중량%가 바람직하다.

방부제는 저장시 부패되는 현상과 곰팡이의 제거를 주목적으로 하며 0.5중량% 이하인 것이 바람직하다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 방수용 보강제 조성물은 다음과 같은 방수 공법에 적용된다.

방수 공법에 사용되는 시트는 상부에는 칼라골재가 전면 접착되고 하부에는 세사가 전면 접착된 바람직하게는 두께 4mm의 아스팔트 시트를 사용한다.

상기 칼라골재는 주로 미끄럼방지 역할을 하며 시공완료 후 자외선의 난반사로 방수층의 내구성이 증대된다. 칼라골재가 없는 시트는 옥상방수 시 고온에 의해 시트 포설 후의 작업 시 작업화에 의해 밀릴 수 있다. 또한 시트의 두께가 얇으면 하절기 온도 및 로울링한 시트를 펼칠 때 응력이 달라 주름이 발생한다. 일반적인 시트는 하부에 로울링 시 고온에 의해 시트 상호 접착되는 것을 방지하기 위하여 아주 얇은 비닐이 되어있으나 본 발명의 보강제를 사용하는 방수 공법에 적용되는 시트는 세사로 마감되어 하부 방수제와의 접착력을 증가시킨다.

방수용 조인트 테이프는 부직포 및 상기 부직포 일면의 중앙을 따라 테이프가 접착되어 제조된다.

또한, 방수 공법에 사용되는 방수용 조인트 테이프는 부직포와 테이프가 일체화된 조인트 보강롤의 형태로서 바람직하게는 아래와 같은 규격으로 만들어질 수 있다.

먼저, 폭 70mm, 중량 120g/㎡, 인장강도 18N, 인장신도 33%, 인열강도 9.8N인 부직포의 롤과 폭 30mm, 점착력 2.45N/10mm, 인장강도 54.8N/mm, 유지력 0.1mm/ml인 이축 연신폴리프로필렌필름 테이프의 롤을 회전가능한 롤 고정핀에 고정하고 점착면이 부직포에 점착되도록 로울링하여 부직포와 테이프를 일체화시킨 테이프를 제작한다.

여기서 부직포의 중량이 높으면 보강제가 부직포에 함침되지 않아 시트 상부에 접착이 불가능할 수 있으며 인장강도가 높으면 필름테이프와의 점착면에 주름이 발생할 수 있다.

본 발명의 보강제를 이용한 방수 공법은 아크릴과 우레탄이 하이브리드화된 방수제로 구조물의 끝단부나 수직구조물의 끝단부만 시트를 바닥에 포설하고, 시트상호는 점착이 안되는 절연 조인트 테이프를 시트 조인트에 포설함과 동시에 조인트 테이프 상부에 아크릴중합물을 주성분으로 하는 보강제를 도포하여 1차 접착하는 단계와 1차 건조 후 부직포를 포설함과 동시에 부직포 상부에 아크릴중합물을 주성분으로 하는 본 발명의 보강제를 부직포에 2차함침하여 시트상호간을 보강하는 단계와 시트 하부에 아크릴과 우레탄이 하이브리드화된 방수제를 부어 시트를 접착시키고 상부에 2차 적층하는 단계를 포함한다.

방수 공법에 사용되는 방수제는 시트하부에 부어 시트와 바탕면과의 접착역할을 하며 시트상부에 적층 시공하여 골재 사이로 침투하여 골재간의 연결을 확보하여 골재의 탈락을 방지하고 시트 상부에 손상면이 있으면 육안으로 하자부위를 판단할 수 있으며 친환경적이다.

상기 방수제는 상온경화형 아크릴수지를 합성한 후 우레탄과 하이브리드화하여 네트워크를 형성시켜 방수제가 가져야 할 특성을 최대화한 것이다. 방수제는 수성 아크릴 수지가 갖는 특성인 내수성과 고고형분 그리고 흐름성을 제어하기 위해 시드중합을 하였고 코어쉘 구조를 병행하여 내수성이 우수한 고고형분의 수지를 합성하였다.

바람직한 제조 과정을 설명하면 아래와 같다.

물 600중량부에 시드에멀젼과 반응성 계면활성제를 투입하고 80℃까지 승온시킨다. 이곳에 수용성 촉매를 투입하고 아래의 모노머 교반을 3시간 적하시킨다. 물 200중량부에 반응성 계면활성제 20중량부, 부틸아크릴레이트 600중량부, 메틸메타아크릴레이트 300중량부와 소량의 메타크릴산과 인계 모노머 그리고 디아세톤계 모노머와 글리콜에스터를 투입해 모노머 믹싱을 만든다. 3시간 적하 후 1시간 홀딩을 거쳐 고형분 58% 이상의 수지를 만든다. 반응 완결된 수지는 70:30으로 수성아크릴과 수용성우레탄을 하이브리드시킨다. 하이브리드된 수지와 아지리딘계 촉매를 첨가시켜 상온경화형 수지를 완성한 후 수지 100중량부, 체질안료 50중량부, 착색잉크 10중량부, 증점제 0.2중량부, 분산제 0.1중량부, 소포제 0.2중량부, 레벨링제 0.3중량부를 첨가하여 교반시켜 방수제를 제조한다.

방수 공법은 상부와 하부에 방수가 가능한 시트를 사용하여 프라이머 사용 및 토치 등을 사용하지 않아 작업성이 우수하며 규격화된 부직포와 테이프가 일체화된 구조를 가진 연결재를 사용함으로써 시트 조인트의 응력에 영향을 받지 않으며, 상기 연결재에 접착력이 우수한 아크릴중합물로 만든 친환경보강제를 도포하고, 시트의 하부에 수용성아크릴과 우레탄 수지를 하이브리드화시킨 상온경화형 수용성 일액형 아크릴과 우레탄이 하이브리드화된 방수제를 부어 시트를 접착시키고 상부에는 이를 적층함으로써 수밀화를 극대화시킬 수 있다.

본 발명은 기존의 공법의 하자요인을 없애고 친환경제품을 사용함으로써 콘크리트 구조물의 균열에 영향을 받지 않고 시트와 시트의 접착면을 절연시공하여 취약부분의 파단을 방지하고 수용성아크릴과 우레탄 수지를 하이브리드화 시킨 상온경화형 수용성 일액형 아크릴과 우레탄이 하이브리드화된 방수제로 시트와 콘크리트의 접착면을 접착하여 가스나 토오치 등 별도의 공구가 필요없이 시트를 접착하고 시트 상부에 적층 시공하여 시트의 보호 및 내구성을 확보할 뿐만 아니라 수용성제품으로 친환경으로 휘발성 유기화합물을 발생하지 않는다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 사용되는 부직포와 테이프가 일체화된 조인트 보강롤을 시트와 시트사이에 로울링하여 비점착면이 시트의 상부에 닿도록하여 시트와 시트 상부 방수제의 응력차이로 시트 조인트에서 파단을 방지한다.

본 발명에 사용되는 보강롤의 접착제는 흡습이 가능한 보강롤의 부직포로 침투하여 조인트의 연결을 함과 동시에 상부면은 유성 제품을 제외한 다양한 수용성 제품이 접착될 수 있으며 내수성이 우수하여 방수의 역할을 한다.

101---시트
102---테이프
103---부직포
104---보강제
105---마감층

Claims (2)

1. 다음의 단계들을 포함하여 제조되는 방수용 보강제의 제조 방법:
   (1) 반응기를 80~90℃로 가온하고 물 30~50중량%를 투입하는 단계;
   (2) 계면활성제 및 촉매 1~10중량%, 부틸아크릴레이트 20~40중량%, 메틸메타크릴레이트 10~30중량%, 메타크릴산 1~10중량%, 및 아크릴산 0.1~5중량%를 차례로 투입하고, 300~500rpm으로 교반하여 중합시키는 단계;
   (3) 30℃ 이하로 냉각하는 단계; 및
   (4) 증점제, 소포제 및 방부제를 투입하는 단계.
2. 제 1항에 의하여 제조된 방수용 보강제.

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