KR101201850B1

KR101201850B1 - 금속 및 아스팔트 슁글 건축물 지붕의 차열방수공법

Info

Publication number: KR101201850B1
Application number: KR1020120063621A
Authority: KR
Inventors: 김지현
Original assignee: (주)실리칼플로어
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2012-11-15

Abstract

본 발명은 건축물 지붕의 차열방수공법에 관한 것으로, 금속 표면층을 갖는 지붕의 차열방수공법에 있어서; 상기 금속 표면층에 형성된 곰팡이, 녹을 포함한 파손부분이나 이물질을 제거하는 표면이물 제거단계; 이물이 제거된 곰팡이 발생부위나 곰팡이 발생 예상부위에 곰팡이방지제를 도포하고, 녹이 제거된 부위를 포함한 표면층 상부에 녹 방지제를 도포하여 방지처리층을 형성하는 방지처리과정과; 균열, 누수부위, 곡각지점 및 돌출부위를 보강처리제로 보수하여 보수보강층을 형성하는 보강처리과정;으로 이루어진 전처리단계; 전처리된 보수보강층에 하도제를 도포하여 하도층을 형성하는 하도제 도포단계; 하도층의 상부에 차열방수제를 도포하여 차열방수층을 형성하는 차열방수제 도포단계;를 포함하되, 상기 곰팡이방지제는, 제4암모늄 1~14 중량%, 페놀 유도체 1~3% 중량%, 및 나머지는 물로 구성되고; 상기 녹 방지제는, 아마인유 10~30 중량%, 백유 10~30% 중량%, 나프텐 증류액과 중질 및 탈지 솔벤트 혼합물 1~10 중량% 및 나머지 지방산 그리시딜 에스테르와 무수프탈산 및 오일수지 혼합물로 이루어지며; 상기 보강처리제는, 아크릴 공중합체 20~30 중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 무기혼합물 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 및 나머지는 물로 이루어지고; 상기 하도제는, 합성 알키드 수지 10~30 중량%, 규산무수물 25 중량% 이하, 미립자산화철 10 중량% 이하, 인산아연 0.2 중량% 이하, 및 나머지 액상탄화수소로 이루어지며; 상기 차열방수제는, 아크릴 공중합체 20~30중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 무기혼합물 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 나머지는 물로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 태양열을 차단하여 건축물의 지붕 표면온도를 떨어뜨림으로써 냉,난방의 에너지 효율을 높일 수 있고, 건축물 뿐만 아니라 아스팔트 및 콘크리트 포장도로에 도장함으로써 사회문제가 되고 있는 도시 열섬현상도 완화할 수 있다.

Description

금속 및 아스팔트 슁글 건축물 지붕의 차열방수공법{METHOD FOR INFRARED HEAT REFLECTIVE AND WATERPROOF OF METAL AND ASPHALT SHINGLE'S ROOF}

본 발명은 차열방수공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 지붕 및 아스팔트 슁글 지붕에 처리되어 태양열 반사, 방사, 열차단을 실현하고 이를 통해 건축물의 내부온도를 낮춤으로써 에너지를 절약하고 내구성을 증대시킬 수 있도록 개선된 금속 및 아스팔트 슁글 건축물 지붕의 차열방수공법에 관한 것이다.

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

이러한 문제의 근본적인 원인은 인류문명의 발달로 인한 환경 파괴에 기인한다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

또한, 금속 및 아스팔트 슁글 지붕의 경우 낮 시간 동안 엄청난 양의 태양열에 노출되어 도포되어 있던 방수재료가 견디지 못하고 파손되어 지붕의 누수로 인한 문제를 해결하는데 어려움이 있어 왔다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

따라서, 차열을 통해 건축물 지붕의 환경조건을 개선하여 에너지를 절감함과 동시에 지속적인 방수성능을 확보하며, 장기적인 관점에서 유지 및 관리가 효율적이고 경제적인 새로운 차열방수제 및 그 적용방법이 필요하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 만족시키기 위해 창출된 것으로, 열반사, 열방사, 열차단하는 차열기능을 통해 건축물의 에너지 절감효과를 실현하고, 방수도막의 성능을 보호하여 건축물의 내구성을 증진시키며, 친환경적인 소재를 사용함으로써 전 지구적인 효용증가에 기여할 수 있는 건축물 지붕의 차열방수공법을 제공하는데 목적이 있다.

특히, 지붕 중에서도 금속지붕 및 아스팔트 슁글 지붕의 차열방수공법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 금속 표면층을 갖는 지붕의 차열방수공법에 있어서; 상기 금속 표면층에 형성된 곰팡이, 녹을 포함한 파손부분이나 이물질을 제거하는 표면이물 제거단계; 이물이 제거된 곰팡이 발생부위나 곰팡이 발생 예상부위에 곰팡이방지제를 도포하고, 녹이 제거된 부위를 포함한 표면층 상부에 녹 방지제를 도포하여 방지처리층을 형성하는 방지처리과정과; 균열, 누수부위, 곡각지점 및 돌출부위를 보강처리제로 보수하여 보수보강층을 형성하는 보강처리과정;으로 이루어진 전처리단계; 전처리된 보수보강층에 하도제를 도포하여 하도층을 형성하는 하도제 도포단계; 하도층의 상부에 차열방수제를 도포하여 차열방수층을 형성하는 차열방수제 도포단계;를 포함하되, 상기 곰팡이방지제는, 제4암모늄 1~14 중량%, 페놀 유도체 1~3% 중량%, 및 나머지 물로 구성되고; 상기 녹 방지제는, 아마인유 10~30 중량%, 백유 10~30% 중량%, 나프텐 증류액과 중질 및 탈지 솔벤트 혼합물 1~10 중량% 및 나머지 지방산 그리시딜 에스테르와 무수프탈산 및 오일수지 혼합물로 이루어지며; 상기 보강처리제는, 아크릴 공중합체 20~30 중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 무기혼합물 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 및 나머지 물로 이루어지고; 상기 하도제는, 합성 알키드 수지 10~30 중량%, 규산무수물 25 중량% 이하, 미립자산화철 10 중량% 이하, 인산아연 0.2 중량% 이하, 및 나머지 액상탄화수소로 이루어지며; 상기 차열방수제는, 아크릴 공중합체 20~30중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 무기혼합물 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 나머지는 물로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법을 제공한다.

이때, 상기 전처리단계에서, 보강처리과정은 초벌칠로 상기 보강처리제를 1차 도포한 후 폴리에스터 강화 직물인 보강재를 붙이고, 다시 상기 보강처리제로 재도포하는 방식으로 이루어지는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 아스팔트 슁글 표면층을 갖는 지붕의 차열방수공법에 있어서; 상기 표면층에 형성된 곰팡이를 포함한 파손부분이나 이물질을 제거하는 표면이물 제거단계; 이물이 제거된 곰팡이 발생부위나 곰팡이 발생 예상부위에 곰팡이방지제를 도포하여 방지처리층을 형성하는 방지처리과정과; 균열, 누수부위, 곡각지점 및 돌출부위를 보강처리제로 보수하여 보수보강층을 형성하는 보강처리과정;으로 이루어진 전처리단계; 전처리된 보수보강층에 하도제를 도포하여 하도층을 형성하는 하도제 도포단계; 하도층의 상부에 차열방수제를 도포하여 차열방수층을 형성하는 차열방수제 도포단계;를 포함하되, 상기 곰팡이방지제는, 제4암모늄 1~14 중량%, 페놀 유도체 1~3% 중량%, 및 나머지는 물로 구성되고; 상기 보강처리제는, 아크릴 공중합체 20~30 중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 무기혼합물 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 및 나머지는 물로 이루어지며; 상기 하도제는, 아크릴계 고무고분자 38~45 중량%, 안료인 이산화티타늄 35~42 중량%, 프로필렌글리콜 8~16 중량%, 암모니아 1.0중량% 이하 및 나머지는 무기혼합물로 이루어진 제1성분과; 친수제 5~10 중량%, 나머지 포틀랜드 시멘트와 고결방지제가 혼합된 혼합물로 이루어진 제2성분;이 1:1의 중량비로 혼합되어 이루어지고; 상기 차열방수제는, 아크릴 공중합체 20~30중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 무기혼합물 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 나머지는 물로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법도 제공한다.

이 경우, 상기 하도제 중 제2성분을 친수제는 상글리세린, 폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 중 하나이고; 상기 고결방지제는 규산마그네슘, 페로로사이안화나트륨, 이산화규소, 실리콘폴리머 중 하나인 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 하도제는 상기 제2성분을 교반기로 먼저 혼합하는 동안 제1성분을 첨가하면서 덩어리가 없어질 때까지 혼합하고, 방치한 후 응고가 생기지 않도록 하기 위해 1분 동안 추가적으로 재혼합을 실시한 다음 최종 사용하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 태양열을 차단하여 건축물의 지붕의 표면온도를 떨어뜨림으로써 냉,난방의 에너지 효율을 높일 수 있다.

또한, 건축물 뿐만 아니라 아스팔트 및 콘크리트 포장도로에 도장함으로써 사회문제가 되고 있는 도시 열섬현상도 완화할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 차열 성능은 도막제가 태양열을 흡수하여 열화되는 것을 방지할 수 있으므로, 얇은 두께로도 도막재의 성능을 장기화할 수 있으며, 방수성능이 가미될 경우 장기적인 방수성능 확보하여, 건축물의 내구성을 증진시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차열방수구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차열성 시험예를 보인 예시도이다.

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

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

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
덧붙여, 후술되는 성분중 첨가량이 "~이하"라고 표현된 부분에서 "~이하"의 범위는 "0"을 제외한 첨가량이다. 예를 들어, X성분이 10중량% 이하라고 기재된 것의 의미는 0<X≤10의 개념이다.

본 발명에 따른 지붕의 차열방수구조는 도 1의 예시와 같이, 표면층(100), 방지처리층(110), 보수보강층(120), 하도층(130) 및 차열방수층(140)이 순차로 적층 형성되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 방지처리층(110)과 보수보강층(120)은 후술되는 전처리 단계에서 생성되는 층이고, 상기 하도층(130)은 후술되는 하도제 도포단계에서 생성되는 층이며, 상기 차열방수층(140)은 후술되는 차열방수제 도포단계에서 생성되는 층이다.

뿐만 아니라, 상기 방지처리층(110)과 보수보강층(120)은 순차 구성될 수도 있고, 선택 구성될 수 있는데, 이는 표면층(100)의 종류에 따라 선택되는 사항이다.

이러한 차열방수구조를 갖도록 시공하는 차열방수공법은 다음과 같다. 다만, 표면층(100)의 종류에 따라 달라질 수 있으므로 실시예별로 설명하기로 한다.

[제1실시예]

본 발명 제1실시예에 따른 차열방수공법은 지붕이 금속일 경우로서, 즉 도 1과 같이 표면층(100)이 금속일 경우에 해당된다.

본 발명 제1실시예에 따른 차열방수공법은 표면이물 제거단계, 전처리단계, 하도제 도포단계, 차열방수제 도포단계로 이루어진다.

이때, 표면이물 제거단계는 기존 모체, 즉 금속 표면층(100)에 형성된 곰팡이, 녹 등을 제거하고, 또한 녹 발생이 예상되는 부위, 후크볼트 부위, 파손부분이나 표면에 존재하는 이물질을 제거하는 단계이다.

이후, 방지처리층(110)과 보수보강층(120)을 형성하는 전처리 단계가 수행된다.

상기 전처리 단계는 이물이 제거된 곰팡이 발생부위나 곰팡이 발생 예상부위에 곰팡이방지제를 도포하고, 방청을 위해 그 위에 녹 방지제를 도포하여 방지처리층(110)을 형성하는 방지처리과정과; 양생 누수예상부위, 즉 균열부위, 곡각지점 및 돌출부위를 보수보강하여 보수보강층(120)을 형성하는 보강처리과정;으로 이루어진다.

즉, 상기 전처리 단계는 본 발명 차열방수구조를 갖기 위해 표면을 세정, 세척하거나 곰팡이나 녹이 생기지 않도록 하고, 강화나 보강이 필요한 부분은 미리 보수 보강하기 위한 단계이다.

이때, 방지처리과정은 곰팡이 방지 또는 녹 방지를 위한 방청처리를 말하며, 곰팡이 방지를 위해 곰팡이방지제를 도포하고, 녹 방지를 위해서는 녹 방지제인 방청제를 도포한다.

이 경우, 곰팡이방지제는 제4암모늄(Quaternary ammonium compound) 1~14 중량%, 페놀 유도체(Phenol derivative) 1~3% 중량%, 나머지는 물로 구성된다.

여기에서, 상기 제4암모늄(제4급 암모늄염)은 염의 형태로서 양이온 계면활성제의 일종이며, 주로 세척제로 사용되는 화합물이고, 치태억제 및 항균효과를 위해 사용되며, 본 발명에서 1중량% 미만으로 첨가되었을 때 곰팡이 방지효과 및 항균 효과가 급격히 떨어지고, 14중량%를 초과하면 방오성이 급격히 증대되어 후속 층의 결합성을 약화시키므로 상기 범위로 첨가되어야 한다.

그리고, 상기 페놀 유도체는 일종의 소독기능을 수행하는 세척제로서, 본 발명에서는 세척기능 외에도 후속 도막, 즉 층과의 접착성을 개선하기 위해 첨가된다. 이를 위해, 1-3중량%의 범위로 첨가되어야 하는데 1중량% 미만으로 첨가되면 세척 효과를 기대하기 어렵고, 3중량%를 초과하면 유해성 측면이 우려되므로 상기 범위로 제한하여야 한다.

이러한 곰팡이방지제는 하지 표면의 곰팡이 발생 및 성장을 억제하고 새로운 도막의 내측으로부터 장기간 효과를 발휘한다. 또한, 수성계열로 취급, 작업 후의 세정도 용이하다.

아울러, 녹 방지제는 아마인유(Iinseed oil) 10~30 중량%, 백유(white spirit) 10~30% 중량%, 나프텐 증류액과 중질 및 탈지 솔벤트(naphthenic distillate, heavy, solvent-dewaxed) 혼합물 1~10 중량% 및 나머지 지방산 그리시딜 에스테르(fatty acid glycidyl esters)와 무수프탈산(phthalic anhydride) 및 오일수지(oil resins) 혼합물로 이루어진다.

이때, 아마인유는 아마의 씨로 짠 기름으로서 주로 도료의 원료로 사용되며, 보통 공업용으로 제조 판매되는데, 본 발명에서는 착색 기능을 포함한다.

그리고, 백유는 석유화합물 중에서 주로 흰빛을 띠는 휘발유, 등유, 경유를 이르는 것을, 유화성을 갖춰 산소와 습기에 저항하여 녹 발생 원인을 제거하기 위해 첨가되며, 상기 아마인유와 동등 비율로 첨가되는데, 10중량% 미만으로 첨가되면 착색과 유화 기능이 떨어지고, 30중량%를 초과하면 혼합성이 급격히 저하되므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

아울러, 나프텐 증류액, 중질, 탈지 솔벤트 혼합물은 일종의 용제로서, 지방산 그리시딜 에스테르와 무수프탈산, 오일수지 등과 같은 수지 혼합물을 녹이기 위해 사용되며, 본 발명에서는 1-10중량%의 범위 내에서 사용되어야 한다.

특히, 지방산 그리시딜 에스테르는 도막(Layer)에 유연성을 부여한다.

이와 같이, 상기 녹 방지제는 과학적 원리에 따라 철제 표면에 오일이 침투하여 원천적인 녹 발생의 원인을 차단한다.

또한, 산소와 습기 저항에 우수한 화합물로 균형 있게 조성된 화합물로 내부에 침투하여 습기를 차단하고 녹을 캡슐화시킨다.

그리고, 건조되면 단단하고 밀폐가 강하게 되기 때문에 금속 표면에 직접 고착된다.

따라서, 금속 구조물의 보수 공사, 즉 표면층(100)이 금속일 경우에 적합하며 특출된 금속 표면의 단점을 보완하는 기능을 갖고 있다.

때문에, 기존 표면의 녹 처리뿐만 아니라 원천적인 수명까지 증가가 기대되며, 금속의 부식된 금속 표면에 사용되기 위해 특별히 고안된 조성물이다.

단, 자외선에 대한 안정성이 없는 화합물이므로 처리 후에는 자외선에 견딜수 있는 마감재가 도포되어야 한다.

한편, 보강처리과정은 보강처리제와 100% 폴리에스터 강화 직물을 보강재로 활용하여 균열부위 및 누수예상부위를 보강하는 과정이다.

이때, 상기 보강처리제는 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 20~30 중량%, 이산화티타늄(titanium dioxide) 15~30 중량%, 무기혼합물(inorganic filler) 20~25 중량%, 프로필렌글리콜(propylene glycol) 2~4 중량%, 액화무수암모니아(ammonia anhydrous liquefied) 0.1~1 중량%, 및 나머지는 물로 이루어진다.

여기에서, 상기 아크릴 공중합체는 도료를 이루는 기본 성분으로서 점착성을 갖는데, 20중량% 미만으로 첨가되면 점착성이 떨어지고 30중량%를 초과하면 점성이 강해 도포하기 곤란하므로 상기 범위로 첨가되어야 한다.

또한, 상기 이산화티타늄은 안료로 사용되며, 아크릴 공중합체와 대등한 범주, 바람직하게는 15-30중량%로 첨가된다.

그리고, 상기 무기혼합물은 무기충전제로서, 아크릴 공중합체의 점착성을 보완하고, 피막의 안정성 확보를 위해 첨가되며, 석분이 가장 바람직하며, 필요에 따라 탈크, 탄산칼슘, 실리카, 알루미나 등이 될 수도 있으며, 본 발명에서는 아크릴 공중합체 보다 작은 20-25중량% 범위로 첨가된다.

아울러, 상기 프로필렌글리콜은 흡습성이 있으나 휘발성은 없어 열과 빛에 안정하나 가연성이 있는 물질로서, 색소, 정유, 수지를 녹여 물에 혼합하는 용매로 이용되며, 도료의 유연제 역할 및 방부제, 곰팡이 번식방지와 발효되지 않는 특성을 갖는다. 본 발명에서는 곰팡이방지제를 상층에서 보완할 수 있도록 2-4중량%로 첨가되는데, 2중량% 미만으로 첨가되면 효과가 없고 4중량%를 초과하면 가연성이 높아 안정성이 떨어지므로 상기 범위로 첨가되어야 한다.

뿐만 아니라, 상기 액화무수암모니아는 물과 비슷한 성질을 갖는 무색 투명한 액체로 주로 용매로 사용되며, 본 발명에서는 소량 첨가된다.

이러한 보강처리제를 이용한 보강처리과정은 먼저, 초벌칠로 상기 보강처리제를 1차 도포한 후 폴리에스터 강화 직물인 보강재를 붙이고, 다시 상기 보강처리제로 재도포하는 형식으로 작업을 진행한다.

이때, 상기 보강처리제는 아크릴 공중합체를 주성분으로 하기 때문에 간편한 방수시공이 가능하다.

특히, 상기 보강처리제는 안료인 이산화티타늄과 다량의 수지의 조합으로 이루어져 있기 때문에 우수한 접착력을 확보하며, 물에 대한 저항성, 내구성, 뛰어난 접착성을 갖는다.

또한, 방수의 초벌칠로 상위층과의 접착력을 확보할 수 있는 매개코팅으로서의 역할이 뛰어나며, 양생 기간 동안 피막은 끈적끈적하여 최종 마감재 도포가 필요한데, 끈적끈적함으로 인해 도막의 박리 위험을 최소화할 수 있다.

뿐만 아니라, 곡각지점은 폴리우레탄계열 실링제가 바람직하며, 특히 일액형 폴리우레탄 실링제가 좋은데, 이는 작업성이 간편하고 용이하고 부착력 있는 합성물로 대기 습도에 매우 빠르게 반응하고 경화된 실링제는 단단하고, 고무같이 매우 탄력 있으며 상부에 페인트칠을 할 수 있다.

또한, 화학 제품에 대한 저항력, 기수분해, 에이징을 가지는 특성이 있으며, 흐르지 않는 성질을 가지고 있으며, 얼룩이 없고 다시 유화하지 않아 혼합할 필요 없이 바로 사용이 가능하고 대부분의 하지에 좋은 접착력을 제공한다.

이렇게 하여 전처리 단계가 완료되면, 이어 하도층(130)을 형성하기 위한 하도제 도포단계가 수행된다.

하도제 도포단계는 상기 보수보강층(120) 상부에 도포 형성되는 것으로, 지붕, 즉 표면층(100)이 금속일 경우에는 재료 자체에 기공이 없기 때문에 재료의 접착력 증진이 요구되므로 하도제 조성시 주의를 기울여야 할 부분이다.

상기 하도제 도포단계에서 사용될 하도제는, 합성 알키드 수지(Synthetic Alkyd. Resin) 10~30 중량%, 규산무수물(Silica) 25 중량% 이하, 미립자산화철(iron oxide) 10 중량% 이하, 인산아연(zinc phosphate) 0.2 중량% 이하 및 나머지 액상탄화수소(liquid hydrocarbons)로 이루어진다.

여기에서, 상기 알키드 수지는 변성 폴리에스터를 지칭하는 것으로, 무수프탈산 등의 다염기산과 글리세린 등의 다가알콜과의 축합물을 골격으로 ㅎ고, 이것을 오일 또는 지방산으로 변성한 수지이다. 본 발명에서는 광택성과 안료분산성을 감안하여 10-30중량%의 범위로 첨가하여야 한다.

그리고, 상기 규산무수물은 실리카를 말하는 것으로, 주로 유리의 원료로 사용되며 건조성을 위해 첨가된다. 때문에, 최대 25중량%를 초과해서는 안된다.

아울러, 상기 미립산화철은 안료이며, 합성 알키드수지는 차열 효과 지원 및 녹방지 기능을 담당하며, 후속 도장재와의 접착력 확보를 위해 잘 부착하는 초벌칠이 필요한 막과 높은 부식 저항성이 요구되는 금속 하지와 구성부분에 사용되기 위해 구성된다. 뿐만 아니라, 녹 방지 안료의 전형적인 경질성의 단점을 보완하여 장기간 보관이 가능하게 하기 위해 농축액으로 구성됨이 바람직하며, 이 때문에 본 발명에서는 10중량% 미만으로 첨가되어야 한다.

또한, 상기 인산아연은 내식성 향상을 위해 첨가되는 것으로, 0.2중량%를 초과하게 되면 피막형성이 강하게 이루어지므로 내식성 향상에는 좋지만, 그 위에 도포되는 차열방수층(140)과의 합지성이 저하되므로 상기 범위 이하로 첨가되어야 한다.

뿐만 아니라, 상기 액상탄화수소는 미네랄오일, CM-n 이소파라핀, 이소헥사데칸 등이 있으며, 고형분의 용해성이 뛰어나고 냉각기능이 있어 차열 기능을 보강하기 위해 본 발명에서 나머지로 첨가된다.

상기와 같은 조성의 하도제는 접착력과 막 보전력이 우수하기 때문에 일반 금속면 프라이머와 비교했을 때 상당한 내구성이 있다.

더구나, 인산 아연, 음극화 보호 성분은 화학적으로 녹을 형성하는 공기 중의 산소와 반응하여 녹이 발생하는 것을 방지한다.

그리고, 원료에 초미세 차세대 고형물이 첨가되어 뛰어난 시공성을 발휘하며 신속하게 건조된다. 특히, 용제 함량이 낮아서 우수한 유동성과 레벨링 특징을 갖고 있으며, 노출된 철제와 아연도금된 시트에 매우 부착이 잘 되며, 어두운 색상에서도 높은 태양열 반사 효과를 얻을 수 있고 아크릴계의 도료들과 우수한 접착력을 확보한다.

더구나, 극심한 날씨 환경에 노출된 하지 부식에 우수하게 대응하여 하지면을 장기간 보호하며, 스프레이 도포를 위해서는 녹 방지 보호가 필수인 단계에 결정되는 젖은 막에 필요조건에 따라 10~40% 희석제를 사용할 수 있다.

이와 같은 하도제 도포단계가 진행된 후 마지막으로 차열방수제 도포단계가 수행된다.

상기 차열방수제 도포단계는 차열방수층(140)을 형성하는 것으로 도막의 최상층을 구성하는데, 차열방수제는 아크릴 공중합체(Acrylic copolymer) 20~30중량%, 안료인 이산화티타늄(titanium dioxide) 15~30 중량%, 무기혼합물(inorganic filler) 20~25 중량%, 프로필렌글리콜(propylene glycol) 2~4 중량%, 액화무수암모니아(ammonia anhydrous liquefied) 0.1~1 중량%, 나머지는 물로 이루어진다.

이때, 차열방수제는 물과의 저항성이 우수하여 원래의 하지에 만들어진 균일한 방수막을 제공하며, 조성들의 특징 및 기능들은 앞서 설명한 바와 같다.

다만, 상기 무기혼합물의 경우는 앞서 설명한 보강처리제와 달리 차열 특성을 확보하기 위해 나노세라믹입자, 운모가루 또는 이들의 혼합물로 구성되어야 한다.

뿐만 아니라, 어두운 색상에서도 열적외선을 50% 이상 반사할 수 있는 차열효과를 낼 수 있고, 640%의 탄성을 가지고 있으며 계절에 따라 변형되는 콘크리트면의 수축과 팽창에 대응할 수 있고, 친환경 소재로 구성되어 있어 냄새가 적고 인체에 해롭지 않기 때문에 적용상 안전하며, 건조시간이 빠르다.

또한, 가소제의 기능을 대신할 수 있는 아크릴계열 수지를 사용했기 때문에 시간이 지나도 탄성이 떨어지지 않으며, 기존 방수 목적으로 사용되는 실리콘과 달리 도막 내부로 들어가는 습기를 차단해 주기 때문에 팽창되지 않아서 여타의 아크릴 소재 보다 내구성이 우수하다.

나아가, 지금까지의 차열도료에서는 백색만 차열효과가 있었지만, 본 발명에 따른 차열방수제는 여타의 색상에서도 차열 효과를 얻을 수 있다.

아울러, 영하(-20℃)의 극한의 저온에서도 결빙되지 않고 고유의 유연성을 유지하며, 초진 내후성 실험에서도 3,000시간을 통과하였다.

[제2실시예]

본 발명 제2실시예에 따른 차열방수공법은 지붕이 아스팔트 슁글일 경우에 해당된다.

본 발명 제2실시예에 따른 차열방수공법도 상술한 제1실시예와 동일하게 표면이물 제거단계, 전처리단계, 하도제 도포단계, 차열방수제 도포단계로 이루어진다.

다만, 본 발명 제2실시예에서는 제1실시예와 달리 전처리단계에서 표면층(100)이 금속이 아니기 때문에 녹 방지 처리를 할 필요가 없고, 표면층(100)이 아스팔트 슁글이기 때문에 하도제의 조성이 달라진다는 것만 다를 뿐이다.

따라서, 달라진 하도제의 조성만 설명하면 본 발명 제2실시예에 대한 설명은 충분할 것이다.

본 발명 제2실시예에 따른 하도제는 아스팔트 슁글 지붕일 경우 기존 아스팔트 시공 후 발생한 타르찌꺼기를 고착화시킬 수 있도록, 아크릴계 고무고분자 38~45 중량%, 안료인 이산화티타늄(titanium dioxide) 35~42 중량%, 프로필렌글리콜(propylene glycol) 8~16 중량%, 암모니아(ammonia) 1.0중량% 이하 및 나머지는 무기혼합물(inorganic filler)로 이루어진 제1성분과; 친수제(Hydrophobic agent) 5~10 중량%, 나머지 포틀랜드 시멘트(Portland cement)와 고결방지제(Silica anti-caking agent)가 혼합된 혼합물로 이루어진 제2성분;이 1:1의 중량비로 혼합된 조성으로 이루어진다.

여기에서, 대부분의 성분에 대한 특징과 한정사유는 앞서 설명한 제1실시예에서 기재하였기 때문에 설명되지 않았던 조성으로서, 제2성분을 구성하는 친수제는 일종의 계면활성제로서, 바람직하기로는 상글리세린, 폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등을 사용할 수 있으며, 5중량% 미만으로 첨가되면 친수성이 없고, 10중량%를 초과하면서 고화 시간이 과하게 길어지므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

또한, 상기 고결방지제는 포틀랜드 시멘트의 수경성을 완화시키기 위한 것으로, 규산마그네슘, 페로로사이안화나트륨, 이산화규소, 실리콘폴리머 등이 사용될 수 있다.

이때, 혼합 방식은 제2성분을 교반기로 먼저 혼합하는 동안 제1성분을 조금씩 첨가하여 혼합함이 바람직한데, 이는 덩어리가 없어질 때까지 충분히 혼합하고 방치한 후 응고가 생기지 않도록 하기 위해 1분 동안 추가적으로 재혼합을 실시한 다음 최종 사용해야 하기 때문이다.

또한, 상기 하도제 조성물 중 제1성분은 소수성 방수 실링제이며 석조 표면과 같은 곳에 확실한 방수 실링을 제공한다. 따라서, 이것과 초 미세입자로 이루어진 실리카(규소), 시멘트와 폴리에스터 보강제를 혼합하여 어떤 현장 환경에서도 손쉽게 적용이 가능하며 건조가 되면 건조 수축이 뛰어나 유연한 방수막이 생성되는데 이는 건조된 표면에 뛰어난 접착력을 보인다.

뿐만 아니라, 극한의 저온(-8℃)에서도 견딜 수 있는 저온 유연성과 습기에 대한 저항성을 가지고 있어 오랜 기간 보존이 되며, 경화된 막은 하지에 잘 부착이 되어 후속 마감재가 적용되기 좋도록 얇은 막을 제공한다.

아울러, 주로 균열이나 풍화에 훌륭한 장기 저항성을 제공해 주며, 시간이 지나더라도 유연성이 유지되는 큰 장점이 있다. 또한, 균열과 눈에 띄는 백화현상에 대해 장기간 뛰어난 내성을 가지고 있다.

그리고, 모르타르와 같은 양상으로 건조되지만 최종 마감용 도료로 만들어 진 것이 아니므로 최종 마감재의 적용이 필요하며, 지금까지의 방수시스템에서 시공할 수 없었던 아스팔트 방수와 아스팔트 슁글에 직접 시공할 수 있다.

이하, 실험예에 대하여 설명한다.

[실험예]

본 발명에 따른 차열방수제의 차열특성을 확인하기 위해 회색 강판(10)에 본 발명 차열방수제(20)를 도포한 도 2의 (a)와, 일반 아크릴도료(20')를 도포한 도 2의 (b)를 동일 조건하에서 실험하였다.

측정을 위해, 밀폐된 하우징(40) 내에 상기 강판(10)을 배치한 다음 상부에서는 광원(50)을 설치하여 빛을 조사하였고, 하부에서는 온도측정모듈(30)로 온도를 측정하였다.

이때, 강판(10)의 하도 도장은 동일 프라이머를 사용하여 동일 두께로 도포하였고, 광원(50)을 통한 빛의 조사시간은 15분으로 동일하게 적용하였다.

측정 결과, 본 발명 차열방수제(20)를 구비한 강판(10)은 58.5℃까지 상승했으나, 일반 아크릴도료(20')를 구비한 강판(10)은 79.2℃까지 상승하였다.

이를 통해, 본 발명의 차열도료가 일반 아크릴도료에 비해 20.7℃나 적게 상승하는 것을 확인할 수 있었고, 차열효과가 충분함을 확인하였다.

따라서, 전술한 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

10 : 강판 20 : 차열방수제
20' : 일반 아크릴도료 30 : 온도측정모듈
40 : 하우징 50 : 광원
100 : 표면층 110 : 방지처리층
120 : 보수보강층 130 : 하도층
140 : 차열방수층

Claims

금속 표면층을 갖는 지붕의 차열방수공법에 있어서;
상기 금속 표면층에 형성된 곰팡이, 녹을 포함한 파손부분이나 이물질을 제거하는 표면이물 제거단계; 이물이 제거된 곰팡이 발생부위나 곰팡이 발생 예상부위에 곰팡이방지제를 도포하고, 녹이 제거된 부위를 포함한 표면층 상부에 녹 방지제를 도포하여 방지처리층을 형성하는 방지처리과정과; 균열, 누수부위, 곡각지점 및 돌출부위를 보강처리제로 보수하여 보수보강층을 형성하는 보강처리과정;으로 이루어진 전처리단계; 전처리된 보수보강층에 하도제를 도포하여 하도층을 형성하는 하도제 도포단계; 하도층의 상부에 차열방수제를 도포하여 차열방수층을 형성하는 차열방수제 도포단계;를 포함하되,
상기 곰팡이방지제는, 제4암모늄 1~14 중량%, 페놀 유도체 1~3% 중량%, 및 나머지는 물로 구성되고;
상기 녹 방지제는, 아마인유 10~30 중량%, 백유 10~30% 중량%, 나프텐 증류액과 중질 및 탈지 솔벤트 혼합물 1~10 중량% 및 나머지는 지방산 그리시딜 에스테르와 무수프탈산 및 오일수지 혼합물로 이루어지며;
상기 보강처리제는, 아크릴 공중합체 20~30 중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 석분 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 및 나머지는 물로 이루어지고;
상기 하도제는, 합성 알키드 수지 10~30 중량%, 규산무수물 25 중량% 이하(0은 제외), 미립자산화철 10 중량% 이하(0은 제외), 인산아연 0.2 중량% 이하(0은 제외), 및 나머지는 액상탄화수소로 이루어지며;
상기 차열방수제는, 아크릴 공중합체 20~30중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 나노세라믹입자 또는 운모가루 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 나머지는 물로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법.
청구항 1에 있어서;
상기 전처리단계에서, 보강처리과정은 초벌칠로 상기 보강처리제를 1차 도포한 후 폴리에스터 강화 직물인 보강재를 붙이고, 다시 상기 보강처리제로 재도포하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법.
아스팔트 슁글 표면층을 갖는 지붕의 차열방수공법에 있어서;
상기 표면층에 형성된 곰팡이를 포함한 파손부분이나 이물질을 제거하는 표면이물 제거단계; 이물이 제거된 곰팡이 발생부위나 곰팡이 발생 예상부위에 곰팡이방지제를 도포하여 방지처리층을 형성하는 방지처리과정과; 균열, 누수부위, 곡각지점 및 돌출부위를 보강처리제로 보수하여 보수보강층을 형성하는 보강처리과정;으로 이루어진 전처리단계; 전처리된 보수보강층에 하도제를 도포하여 하도층을 형성하는 하도제 도포단계; 하도층의 상부에 차열방수제를 도포하여 차열방수층을 형성하는 차열방수제 도포단계;를 포함하되,
상기 곰팡이방지제는, 제4암모늄 1~14 중량%, 페놀 유도체 1~3% 중량%, 및 나머지는 물로 구성되고;
상기 보강처리제는, 아크릴 공중합체 20~30 중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 석분 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 및 나머지는 물로 이루어지며;
상기 하도제는, 아크릴계 고무고분자 38~45 중량%, 안료인 이산화티타늄 35~42 중량%, 프로필렌글리콜 8~16 중량%, 암모니아 1.0중량% 이하(0은 제외) 및 나머지는 무기혼합물로 이루어진 제1성분과; 친수제 5~10 중량%, 나머지는 포틀랜드 시멘트와 고결방지제가 혼합된 혼합물로 이루어진 제2성분;이 1:1의 중량비로 혼합되어 이루어지고;
상기 차열방수제는, 아크릴 공중합체 20~30중량%, 이산화티타늄 15~30 중량%, 나노세라믹입자 또는 운모가루 20~25 중량%, 프로필렌글리콜 2~4 중량%, 액화무수암모니아 0.1~1 중량%, 나머지는 물로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법.
청구항 3에 있어서;
상기 하도제 중 제2성분을 친수제는 상글리세린, 폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 중 하나이고; 상기 고결방지제는 규산마그네슘, 페로로사이안화나트륨, 이산화규소, 실리콘폴리머 중 하나인 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법.
청구항 3에 있어서;
상기 하도제는 상기 제2성분을 교반기로 먼저 혼합하는 동안 제1성분을 첨가하면서 덩어리가 없어질 때까지 혼합하고, 방치한 후 응고가 생기지 않도록 하기 위해 1분 동안 추가적으로 재혼합을 실시한 다음 최종 사용하는 것을 특징으로 하는 건축물 지붕의 차열방수공법.