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KR102633115B1 - 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법 - Google Patents

마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법 Download PDF

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KR102633115B1
KR102633115B1 KR1020230031178A KR20230031178A KR102633115B1 KR 102633115 B1 KR102633115 B1 KR 102633115B1 KR 1020230031178 A KR1020230031178 A KR 1020230031178A KR 20230031178 A KR20230031178 A KR 20230031178A KR 102633115 B1 KR102633115 B1 KR 102633115B1
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Abstract

본 발명에 따른 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법은, 구조물의 작업대상면을 평탄 처리하고 불순물을 제거하는, 전처리 단계; 상기 작업대상면에 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하는 마이크로캡슐 분말을 포함하는 방수재를 도포하는, 방수 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법에 따르면, 에틸렌비닐아세테이트를 캡슐화한 마이크로캡슐 분말을 포함하는 방수재를 이용한 방수공법을 구현하여 방수도막의 균열부위에서 마이크로캡슐에 포함된 에틸렌비닐아세테이트가 경화되면서 자가치유를 가능케 한 효과가 있다.

Description

마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법{Self-healing waterproofing method using microcapsule powder}
본 발명은 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 팽창성 보강재의 기능을 하는 에틸렌비닐아세테이트를 포함하는 마이크로캡슐을 포함하여 자기치유성을 갖도록 한, 신규하고 진보한 자가치유 방수공법에 관한 것이다.
일반적으로 집이나 빌딩 등과 같은 콘크리트 건축물의 경우 빗물 등과 같은 수분이 스며들었을 경우, 수분의 일부가 증발되지 않고 건축물 내부로 침투하여 부식이나 파손등 구조물의 내구성에 악영향을 주게 되므로, 각종 방수 재료를 사용하여 지붕, 옥상, 외벽, 바닥 등의 구조물에 방수 작업을 수행하는 것이 요구된다.
따라서 이러한 방수 작업을 수행하기 위해, 종래에는 아스팔트나 콜타르 피치와 같은 재료를 이용하여 도장이 필요한 표면에 도포하고, 그 위에 모르타르나콘크리트 등으로 보호공사를 수행하는 방법이 이용되기도 하였다.
아스팔트나 콜타르 피치는 시공이 용이하고 가격이 저렴하지만, 구조물에 균열이 발생하는 경우에는 방수층이 파괴되어 방수효과를 상실하는 문제점이 있어 현재에는 아스파트 및 콜타르 피치 만을 이용하여 방수 시공을 하지는 않는 추세이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 방수 코팅재를 사용하여 건축물의 옥상, 주차장 바닥 또는 외벽 등에 시공하는 방수 공법이 제안되었다.
이에 대한 선행기술로서, 한국 등록특허 제10-1755528호에 ‘방수용 폴리우레아 조성물 및 이를 이용한 방수용 코팅방법’이 개시되어 있다.
상기 선행기술은 방수효과가 우수하고, 내구성이 향상되었으며, 경화성이 빨라 옥상, 주차장 바닥, 탱크 내/외벽, 저수조 내/외벽의 방수 도장재로 유용한 방수용 폴리우레아 조성물 및 이를 이용한 방수용 코팅방법에 관한 것이다.
그러나 상기 선행기술의 경우 외부 인자에 의한 파손으로부터 각종 열화인자를 효과적으로 차단하지 못하는 단점이 있으며 또한 파손된 균열부위지점을 쉽게 파악하지 못하는 단점이 있다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 외부 인자에 의한 방수 도막의 파손으로부터 열화인자를 차단하고, 균열부위에 대한 자기치유를 가능케 한, 신규하고 진보한 방수공법을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
한국 등록특허 제10-1755528호
본 발명은 자기치유성을 갖는 물질을 캡슐화한 마이크로캡슐분말을 포함하는 방수재를 통해 자가치유를 가능케 한 방수공법을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 마이크로캡슐 분말의 생성 공정을 단순화하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 방수공법에 이용되는 방수재의 흡습성을 강화하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법은, 구조물의 작업대상면을 평탄 처리하고 불순물을 제거하는, 전처리 단계; 상기 작업대상면에 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하는 마이크로캡슐 분말을 포함하는 방수재를 도포하는, 방수 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 마이크로캡슐 분말은, 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하는 코어(core) 및 상기 코어를 둘러싸는 것으로서 우레아-포름알데히드 수지(urea-formaldehyde resin)를 포함하는 쉘(shell)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방수재는, 폴리우레아 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수지 베이스 30 내지 50 중량부, 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate) 40 내지 70 중량부, 라임스톤(limestone), 벤토나이트(bentonite) 및 탈크(Talc) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 필러 1 내지 10 중량부 및 상기 마이크로캡슐 분말 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 방수재는, 활성백토(activated clay)를 포함하는 흡습성 강화제 1 내지 10 중량부를 더 포함하여, 상기 수지 베이스 30 내지 50 중량부, 상기 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate) 40 내지 70 중량부, 상기 필러 1 내지 10 중량부, 상기 마이크로캡슐 분말 1 내지 10 중량부 및 상기 흡습성 강화제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법에 따르면,
1) 자가치유성을 가진 에틸렌비닐아세테이트를 캡슐화한 마이크로캡슐 분말을 포함하는 방수재를 이용한 방수공법을 구현하여 방수도막의 균열부위에서 마이크로캡슐에 포함된 에틸렌비닐아세테이트가 경화되면서 자가치유를 가능케 하며,
2) 마이크로캡슐을 구성하는 쉘을 우레아-포름알데히드 수지로 구성하여 막구성물질(쉘)의 제조 공정을 단순화하였고,
3) 방수재에 흡습성 강화제를 첨가함으로써 방수재의 흡습성을 강화시켜 균열 발생을 억제하고 방수도막의 내구성을 증진시킬 수 있도록 한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 자가치유 방수공법의 순서도.
도 2는 본 발명의 자가치유 방수공법이 구현된 방수 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 마이크로캡슐 분말의 구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 마이크로캡슐 분말을 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 방수재의 구성을 나타낸 블록도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 자가치유 방수공법의 순서도이며, 도 2는 본 발명의 자가치유 방수공법이 구현된 방수 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1,2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법은 전처리 단계 및 방수 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전처리 단계는 구조물의 작업대상면(10)을 평탄 처리하고 불순물을 제거하는 단과정이다. 이는 바람직하게 콘크리트 재질로 이루어진 구조물에서 방수 공법을 시행하고자 하는 면인 작업대상면(10)을 균일하게 평탄 처리하고, 클리닝을 수행하여 불순물을 제거하는 과정이다.
이때 브러쉬 등을 이용하여 불순물이나 기타 이물질을 제거할 수도 있으며, 에어나 물을 분사할 수도 있다. 만약 물을 이용한 불순물 제거의 경우, 불순물 제거 후 작업대상면(10)에 분사된 물을 완전 건조하는 것이 바람직하다.
더불어 전처리 단계 이후에는 세정된 작업대상면(10)에 프라이머를 도포하고 건조하여 프라이머층(20)을 형성하는 프라이머 도포 단계가 더 포함될 수도 있는데, 여기서 프라이머라 함은 접착을 유발할 수 있는 다수개의 화학적 반응기를 포함하는 것으로서, 콘크리트 슬라브, 목재, 철재 등의 구조물 표면에 도포되며, 표면에 피막을 형성하여 표면을 매끄럽게 정리하고 후술할 보호시트 및 방수재와의 접착력을 높여주는 특징이 있다.
이때 프라이머 도포 후 프라이머 표면에 이물질이 침투되지 않도록 유의해야 한다. 프라이머 도포를 위해서는 솔, 롤러, 뿜칠기 등이 이용될 수 있으며, 약 1mm 내외의 두께로 프라이머를 도포하는 것이 바람직하다. 프라이머가 도포된 뒤에는 건조(양생) 공정이 수행되는데, 바람직하게는 약 20분 내지 1시간 동안 건조가 진행될 수 있다.
더불어 프라이머의 성분에는 별도의 제한을 두지 않으나, 바람직하게는 정제수 40 내지 70 중량%, 에틸렌비닐아세테이트 10 내지 30 중량%, 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA) 10 내지 20 중량% 및 분산제 5 내지 15%를 포함하는 1액상의 프라이머를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
방수 단계는 작업대상면(10)에 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하는 마이크로캡슐 분말(50)을 포함하는 방수재를 도포하여 방수층(30)을 형성하는 과정이며, 이때 방수재는 롤러나 솔, 뿜칠기 등을 이용하여 도포될 수 있다. 더불어 방수재는 1 내지 10회 반복 도포될 수 있음은 물론이며, 그에 따라 충분한 두께로 방수재를 도포한 후 건조 및 경화 처리하는 것이 가능하다.
만약 프라이머 도포 단계가 더 포함되어 작업대상면(10)의 표면에 프라이머층(20)이 형성된 경우, 프라이머층(20)의 상면에 방수재가 도포될 수 있고, 이때 방수재는 프라이머보다 다소 두꺼운 두께, 즉 2 내지 3mm 두께 범위로 도포되는 것이 바람직하다.
이때 본 발명의 방수재는 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하는 마이크로캡슐 분말(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 여기서 마이크로캡슐 분말(50)에서 바람직하게 코어(core)(51)를 구성하는 에틸렌비닐아세테이트는 방수재 도포 시에도 파괴되지 않고 유지되다가, 방수 도막의 균열 발생 시 마이크로캡슐 분말(50)의 쉘(shell)(52)이 깨지거나 분해되면서 코어(51)를 구성하는 에틸렌비닐아세테이트가 용출되고, 용출된 에틸렌비닐아세테이트가 수분 또는 햇빛과 반응하면서 부피가 팽창되어 방수도막의 균열부위를 메꾸는, 자가치유를 가능케 한 것을 특징으로 한다.
나아가 방수 단계에서는 본 발명의 방수재를 반복하여 1 내지 5회 도포할 수 있는데, 이때 도포되는 방수재 사이에 섬유시트(40)를 부착하여 복합 방수를 구현하는 것도 가능하다.
다시 말해 작업대상면(10)에 방수재를 도포하여 방수층(30)을 형성한 뒤, 방수층(30)의 상면에 섬유시트(40)를 부착하고 부착된 섬유시트(40)의 상면에 방수재를 재도포하여 추가적으로 방수층(30)을 구현하는 방식으로 방수재 조성물과 섬유시트(40)를 적층하여 복합 방수 구조를 구현해낼 수 있는 것이다.
이때 이용되는 섬유시트(40)의 재질에는 제한을 두지 않으나, 바람직하게는 폴리에스테르계 섬유 시트에 복수개의 미세관통공이 관통 형성된 부직포 재질의 섬유시트(40)를 이용할 수 있다.
나아가 섬유시트(40)를 방수층(30) 표면에 부착할 때 별도의 접착제를 이용할 수도 있으나, 방수재를 건조(양생)하지 않고 방수층(30) 표면에 섬유시트(40)를 붙이는 방식으로 별도의 접착제 없이 섬유시트(40)를 부착하는 것도 가능하다.
따라서 이러한 섬유시트(40) 및 방수층(30)의 적층 구조를 통해 방수 성능을 극대화할 수 있으며, 섬유시트(40) 역시 한 장이 부착될 수도 있으나, 섬유시트(40)가 여러 장 부착되어 시공 부위의 강성을 더 높이는 것 역시 가능하다.
나아가 섬유시트(40)가 부착된 경우 마감을 위해 섬유시트(40)의 상면에도 본 발명의 방수재를 도포하여야 하며, 이에 따라 표면을 마감 처리하고 방수성을 높일 수 있다. 또는 도포된 방수재의 상면에 별도의 표면 코트재나 마감재, 방수 페인트 등을 추가로 도포하여 표면을 미장 마감하는 것 역시 가능함은 물론이다.
따라서 이러한 본 발명의 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법에 따르면 수분, 공기 및 햇빛(광)과 반응하는 에틸렌비닐아세테이트가 균열을 치유하는 자가치유성을 나타낼 수 있도록 하여 방수층(30)의 수명을 획기적으로 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 마이크로캡슐 분말의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 마이크로캡슐 분말(50)에 대해 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 마이크로캡슐 분말(50)은 코어(core)(51) 및, 코어(51)를 둘러싸는 쉘(shell)(52)을 포함하는 코어-쉘 구조로 이루어진 것을 기본으로 한다.
이때 바람직하게 코어(51)는 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하며, 쉘(52)은 우레아-포름알데히드 수지(urea-formaldehyde resin)를 포함한다.
여기서 코어(51)에 포함되는 에틸렌비닐아세테이트는 투명성, 접착성, 유연성이 우수한 에틸렌과 아세트산의 공중합 수지로써, 광선 투과율이 높고 항장력과 신장력이 크며 부착 시 먼지가 적게 발생한다. 저온에 굳지 않고 고온에 흐물대지 않아 모든 계절에 사용할 수 있으며, 내산화성이 강하고 독성이 없다는 특성을 가진다.
이러한 에틸렌비닐아세테이트는 방수 시공 후 방수층(30)에 손상부위가 발생되면, 마이크로캡슐의 쉘(shell)(52) 파괴에 의해 용출될 수 있는데, 이때 용출된 에틸렌비닐아세테이트가 균열부위(손상부위)로 빠르게 흘러나오게 되며, 균열부위에 침투된 물, 공기 및 햇빛과 반응하여 균열부위에 고신축성을 지닌 에틸렌비닐아세테이트 수지막이 채워져 균열을 치유하는 자가치유성을 나타낸다.
여기서 쉘(52)은 우레아-포름알데히드 수지(urea-formaldehyde resin)를 포함하는데, 우레아-포름알데히드 수지는 종래에 사용되는 막구성물질인 멜라민-포름알데히드 수지에 비해 중합공정이 간단하여 코어-쉘 구조의 마이크로캡슐 분말(50)의 제조를 보다 단순화한 특징을 제공한다.
도 4는 본 발명의 마이크로캡슐 분말을 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 4를 더 참조하여 설명하면 바람직하게 본 발명의 마이크로캡슐 분말은, 바람직하게 코어 용액을 제조하는 단계, 마이크로캡슐을 제조하는 단계, 마이크로캡슐을 분말화하는 단계를 통해 제조될 수 있다.
먼저 코어 용액을 제조하는데, 코어 용액은 바람직하게 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate) 30 내지 50 중량부와 에탄올(ethanol) 50 내지 70 중량부를 혼합하여 제조된다.
여기서 바람직하게 에틸렌비닐아세테이트는 분말형으로 첨가되며, 첨가된 에틸렌비닐아세테이트가 에탄올 용매 상에 분산될 수 있도록 한다.
이어서, 코어 용액에 우레아(urea), 포름알데히드(formaldehyde) 및 계면활성제를 첨가하고 중합하여 마이크로캡슐을 제조한다. 이때 마이크로캡슐 제조는 바람직하게 인-시투(In-situ) 중합 과정을 통해 제조될 수 있다.
이때 첨가되는 계면활성제는 음이온계, 양이온계, 비이온계 및 양쪽 이온계를 포함한 어떠한 종류의 것도 가능하다. 구체적으로 지방산염, 인산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 글리콜, 테트라알킬암모늄염, 알킬에테르황산에스테르염, α-올레핀설폰산염, 지방산알칸올아미드 등이 언급될 수 있다. 이들의 하나 또는 그이상이 단독으로 또는 배합되어 사용될 수 있다.
환경적인 면으로 볼 때, 생분해성이 우수한 것이 바람직하게는 선택된다. 이들 계면활성제의 구체예로는 지방산의 나트륨염, 지방산의 칼륨염, 알킬에테르 설폰산 에스테르의 나트륨, 소듐 α-올레핀-설포네이트, 지방산알칸올아미드, 알킬아민옥사이드 등이 포함될 수 있다.
여기서 바람직하게는 먼저 정제수 90 내지 98 중량부, 우레아 2 내지 5 중량부, 상술한 계면활성제 0.5 내지 1 중량부를 혼합하여 중합 용액을 제조한다. 이때 적절한 양의 염산과 수산화나트륨을 가하여 pH를 3.5로 유지하는 것이 제조된 마이크로캡슐의 안정성을 높이는데 더욱 효과적일 수 있다.
나아가 제조된 중합 용액에 코어 용액을 10분 후에 가하고 10분간 반응을 더진행시키게 된다. 이때 중합 용액과 코어 용액의 중량비는 바람직하게 5:1 내지 20:1일 수 있다.
10분 후 코어 용액이 가해진 중합 용액에 포름알데히드를 가하고 우레아를 더 가하여 중합을 수행하고 마이크로캡슐을 제조하게 된다. 이 과정에서 우레아-포름알데히드 수지가 코어 용액에 포함된 에틸렌비닐아세테이트의 표면에서 쉘을 형성할 수 있게 된다. 여기서 중합 용액과 포름알데히드의 중량비는 10:1 내지 30:1일 수 있으며, 중합 용액과 우레아의 중량비 역시 10:1 내지 30:1일 수 있다.
제조된 마이크로캡슐을 분말화하는 단계에서는 제조된 마이크로캡슐을 증류수로 세척하고 진공 필터링하여 분말을 얻은 후 이를 24 내지 48시간 동안 건조하여 1 내지 800㎛ 범위의 마이크로캡슐 분말을 수득하는 단계이다.
이러한 본 발명의 마이크로캡슐 분말은 코어인 에틸렌비닐아세테이트 표면에 쉘을 in-situ 방식으로 중합할 수 있도록 하되, 이때 우레아-포름알데히드 수지를 중합함으로써 추가 공정 없이 단일 중합 만으로도 코어-쉘 구조를 구현해낼 수 있어 공정의 편의성을 높인 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 방수재의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 방수재는 바람직하게 수지 베이스 30 내지 60 중량부, 에틸렌초산비닐 20 내지 60 중량부, 필러 1 내지 10 중량부 및 마이크로캡슐 분말 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 또한 방수재는 언급하지 않은 추가적인 조성을 더 포함할 수 있음은 물론이며, 후술하겠으나 흡습성 강화제를 더 포함할 수 있음은 물론이다.
여기서 수지 베이스는 방수 도막을 구현하기 위한 수지계 물질을 포함하는 것이며, 바람직하게는 우레아 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
이때 우레아 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지를 구성하는 단량체에 있어서는 어떠한 제한도 두지 않으므로 종래의 방수재 조성물용 우레아 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지를 이루는 단량체, 가교제, 경화제 등에 있어서는 어떠한 제한도 두지 않는 것을 기본으로 한다.
에틸렌초산비닐은 투명성, 접착성, 유연성이 우수한 에틸렌과 아세트산의 공중합 수지로써, 광선 투과율이 높고 항장력과 신장력이 크며 부착 시 먼지가 적게 발생한다. 저온에 굳지 않고 고온에 흐물대지 않아 모든 계절에 사용할 수 있으며, 내산화성이 강하고 독성이 없다. 따라서 에틸렌초산비닐 첨가에 따라 접착성 및 유연성이 높은 방수 도막을 만들 수 있다.
필러는 바람직하게 라임스톤(limestone), 탄산마그네슘(magnesium carbonate) 및 탈크(Talc) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 방수도막의 도막강도를 향상시킬 뿐 아니라 기타 추가적인 물성을 부여하는 역할을 수행한다.
라임스톤은 염화칼슘(Calcium chloride)을 포함하는 암석을 지칭하며, 부드러우면서도 자연스러운 질감을 가지고 있어 방수 도막의 표면 질감을 개질함은 물론이거니와 pH를 조정하고 도막 강도를 향상시키는 효과를 제공한다.
탈크는 주성분으로 마그네슘을 포함하는 규산염 광물의 일종으로, 전기에 대한 절연성, 내화성, 내산성을 특징으로 포함하며, 본 발명의 방수재에 방청 효과를 부여하는 역할을 수행할 수 있다.
탄산마그네슘은 방수재의 pH를 조정하는 기능을 제공하며 난연성이 뛰어나, 방수재에 난연성을 부여할 수 있다.
따라서 이러한 방수재는 다양한 수지를 기반으로 할 수 있되, 마이크로캡슐 분말을 통해 자가치유성을 겸비함은 물론이거니와 에틸렌초산비닐을 통해 접착성 및 유연성이 뛰어난 방수 도막을 구현할 수 있으며, 나아가 필러를 통해 도막강도의 향상, 표면 질감 개질, 방청, 난연 효과를 부여할 수 있다.
더불어 본 발명의 방수재는 흡습성 강화제 1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 수지 베이스 30 내지 60 중량부, 상기 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate) 20 내지 60 중량부, 상기 필러 1 내지 10 중량부, 상기 마이크로캡슐 분말 1 내지 10 중량부 및 상기 흡습성 강화제 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
여기서 흡습성 강화제의 유효 성분인 활성백토는 일본의 화산 지대에 넓게 분포하는 산성 백토를 황산을 처리하고 활성을 높여 흡착력을 증대시킨 것이며, 악취 물질 및 수분에 대한 흡착제로써의 성능이 뛰어나 방수재에서 발생할 수 있는 불쾌한 냄새를 제거할 수 있을 뿐 아니라 흡습성을 높일 수 있어, 방수 성능 저하를 방지할 수 있는 기능을 제공한다.
따라서 이러한 흡습성 강화제를 더 포함하는 방수재는 흡습성 강화를 통해 방수 성능 저하를 방지하고 균열 발생 시 균열 부위의 불필요한 수분을 제거할 수 있으며, 나아가 방수재에서 발생하는 불쾌한 냄새를 제거할 수 있는 효과를 제공한다.
이와 같은 본 발명의 방수재의 구성에 따른 물성을 설명하기 위해 실시예 및 비교예의 평가 결과를 비교하여 설명하도록 한다. 실시예는 본 발명의 방수재의 바람직한 실시예 1,2로 구성되어 있고, 비교예는 종래의 방수재 조성물이다.
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<실시예 1>
에틸렌비닐아세테이트 40g과 에탄올 60g을 혼합하여 코어 용액을 제조하였다.
정제수 94g, 우레아 5g, 폴리옥시에틸렌글리콜 1g을 혼합하여 중합 용액을 제조하였으며, 중합 용액에 염산을 가하여 pH를 3.5로 적정하였다.
중합 용액 100g을 비이커에 넣고 10분간 교반한 뒤, 코어 용액 20g을 가하고 10분 간 추가 교반하였다.
그 후 해당 비이커에 포름알데히드 5g, 우레아 5g을 더 가한 뒤 교반하여 중합을 수행하여 마이크로캡슐을 제조하였다.
제조된 마이크로캡슐을 증류수로 세척하고 진공 필터링하여 분말을 얻은 후 이를 48시간 동안 건조하고 분쇄하여 평균입도가 350㎛인 마이크로캡슐 분말을 수득하였다.
아크릴 에멀젼 50g, 에틸렌초산비닐 30g, 라임스톤 10g, 마이크로캡슐 분말 10g을 혼합하여 방수재를 제조하였다.
<실시예 2>
에틸렌비닐아세테이트 40g과 에탄올 60g을 혼합하여 코어 용액을 제조하였다.
정제수 94g, 우레아 5g, 폴리옥시에틸렌글리콜 1g을 혼합하여 중합 용액을 제조하였으며, 중합 용액에 염산을 가하여 pH를 3.5로 적정하였다.
중합 용액 100g을 비이커에 넣고 10분간 교반한 뒤, 코어 용액 20g을 가하고 10분 간 추가 교반하였다.
그 후 해당 비이커에 포름알데히드 5g, 우레아 5g을 더 가한 뒤 교반하여 중합을 수행하여 마이크로캡슐을 제조하였다.
제조된 마이크로캡슐을 증류수로 세척하고 진공 필터링하여 분말을 얻은 후 이를 48시간 동안 건조하고 분쇄하여 평균입도가 350㎛인 마이크로캡슐 분말을 수득하였다.
흡습성 강화제로서 활성백토를 준비하였다.
아크릴 에멀젼 45g, 에틸렌초산비닐 30g, 라임스톤 10g, 마이크로캡슐 분말 10g, 활성백토(activated clay) 5g을 혼합하여 방수재를 제조하였다.
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<비교예>
아크릴 에멀젼 60g, 에틸렌초산비닐 30g, 라임스톤 10g을 혼합하여 방수재를 제조하였다.
실시예 및 비교예에 따라 제조된 방수재의 내열치수안정성, 내피로성능, 내움푹패임성능, 방수성, 인장접착성, 전단접착성, 인장접착강도를 고속도로공사 전문시방서-'04 교면용 도막방수재 시험방법에 의거하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(이때, ◎ : 매우 양호, ○ : 양호, △ : 보통, × : 불량을 의미한다.)
표 1은 도막방수재 시험 결과를 나타낸 표이다.
항목 실시예 1 실시예 2 비교예
내열치수안정성(%) 150℃ 1.3 1.2 1.8
내피로성능 -20℃ ◎ ◎ △
내움푹패임성능 20℃ ◎ ◎ ○
방수성 0.2 0.1 0.3
내끝충격성 10℃ 합격 합격 합격
20℃ 합격 합격 합격
30℃ 합격 합격 합격
인장접착성
(kgf/cm2)		 -10℃ 23 23 17
20℃ 20 21 14
전단접착강도
(kgf/cm2)		 -10℃ 16 16 11
20℃ 3.4 3.3 2.1
수침 7일 후
인장접착강도(kgf/cm2)		 -10℃ 12 14 5
20℃ 17 19 11
전단신장률
(%)		 88 91 81
표 1을 참조하면 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1 내지 2의 방수재는 고속도로공사 전문시방서-'04 교면용 도막방수재 시험항목의 기준에 모두 만족하였고, 비교예와 비교할 때 모든 특성이 개선되었음을 알 수 있었다. 특히 내열치수 안정성과 수침 7일 후 인장접착강도가 크게 향상된 것을 확인할 수 있다.
나아가 실시예 1 내지 2 사이의 비교를 통해, 흡습성 강화제의 첨가에 따라 전반적인 물성이 모두 향상되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 인위적으로 도막에 0.1~1mm의 균열을 유도한 후 자기치유 특성을 관찰한 결과, 실시예 1 내지 2의 방수재는 2일 이내에 균열이 모두 회복되는 것이 관찰되었고, 비교예에서는 균열이 그대로 존재하는 것이 관찰되었다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
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10 : 작업대상면 20 : 프라이머층
30 : 방수층 40 : 섬유시트
50 : 마이크로캡슐 분말 51 : 코어
52 : 쉘

Claims (8)

  1. 마이크로캡슐 분말을 이용한 자가치유 방수공법으로서,
    구조물의 작업대상면을 평탄 처리하고 불순물을 제거하는, 전처리 단계;
    상기 작업대상면에 에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하는 마이크로캡슐 분말을 포함하는 방수재를 도포하는, 방수 단계;를 포함하고,
    상기 방수재는,
    우레아 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수지 베이스 30 내지 60 중량부와, 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate) 20 내지 60 중량부 및, 라임스톤(limestone), 탄산마그네슘(magnesium carbonate) 및 탈크(Talc) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 필러 1 내지 10 중량부와, 상기 마이크로캡슐 분말 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자가치유 방수공법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐 분말은,
    에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate)를 포함하는 코어(core) 및
    상기 코어를 둘러싸는 것으로서 우레아-포름알데히드 수지(urea-formaldehyde resin)를 포함하는 쉘(shell)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자가치유 방수공법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐 분말은,
    에틸렌비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate) 30 내지 50 중량부와 에탄올(ethanol) 50 내지 70 중량부를 혼합하여 코어 용액을 제조하는 단계;
    상기 코어 용액에 우레아(urea), 포름알데히드(formaldehyde) 및 계면활성제를 첨가하고 중합하여 마이크로캡슐을 제조하는 단계;
    제조된 마이크로캡슐을 분말화하는 단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는, 자가치유 방수공법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전처리 단계와 상기 방수 단계 사이에는,
    상기 작업대상면의 상면에 프라이머를 도포하는, 프라이머 도포 단계;가 포함되고,
    상기 방수 단계는,
    상기 프라이머가 도포된 작업대상면에 상기 방수재를 도포하는 것을 특징으로 하는, 자가치유 방수공법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 방수재는,
    활성백토(activated clay)를 포함하는 흡습성 강화제 1 내지 10 중량부를 더 포함하여,
    상기 수지 베이스 30 내지 60 중량부, 상기 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate) 20 내지 60 중량부, 상기 필러 1 내지 10 중량부, 상기 마이크로캡슐 분말 1 내지 10 중량부 및 상기 흡습성 강화제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자가치유 방수공법.
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