방수제
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1. 개요
방수제는 물의 침투를 막아 물체나 구조물을 보호하는 데 사용되는 기술 및 재료를 통칭한다. 고대부터 다양한 재료와 기술이 사용되었으며, 현대에는 플라스틱 코팅지, 특수 코팅, 멤브레인 등 다양한 기술이 개발되었다. 방수 등급은 제품의 사용 목적과 환경에 따라 다양하게 분류되며, 국제 표준화 기구(ISO), 국제 전기 기술 위원회(IEC), 미국 재료 시험 협회(ASTM) 등에서 관련 규격을 제시한다. 건축 분야에서는 건물 외피, 지붕, 벽, 지하 구조물 등에 방수 기술이 적용되며, 의류, 신발, 전자 제품 등 다양한 물품에도 방수 기능이 활용된다. 최근에는 나노 기술을 활용한 초발수 표면 개발 등 최신 기술이 적용되고 있으며, 한국에서도 전통 건축 방식과 더불어 현대적인 방수 기술 및 관련 산업이 발전하고 있다.
옛날부터 집이나 사람을 비로부터 보호하기 위해 방수에 대해 많은 생각을 해왔다. 예를 들어 로마 시대에는 기름을 바른 방수포인 Oilcloth|유포영어를 사용했고, 18세기에는 선원이나 어업 종사자들이 타르를 바른 Oilskin|오일스킨영어을 사용했다. 한국에서는 창호지에 기름을 먹인 유장지나 한지에 기름을 먹인 기름종이를 사용했다. 또한 플라스틱으로 코팅한 Plastic-coated paper|플라스틱 코팅지영어도 있다.
일반적으로 방수 정도를 나타내는 용어로는 '''완전 방수''', '''생활 방수''', '''일상생활 방수'''와 같은 용어가 사용되지만, 이러한 용어는 어떠한 규격에 근거한 것은 아니다.
2. 역사
3. 방수 등급 및 관련 규격
일본 산업 규격(JIS)에서는 물의 침입에 대한 보호 등급(통칭, JIS 방수 보호 등급 또는 JIS 보호 등급)으로서 0급부터 8급까지의 방수 성능을 규정하고 있다. 최근에는 완전 방수나 생활 방수라는 용어 대신 JIS 방수 보호 등급으로 표시하거나, 생활 방수 표시와 JIS 방수 보호 등급 표시를 병기하는 경우가 많다.
또한, 건축 업계에서는 빌딩 등의 지붕에서 아래층으로 빗물이 침투하지 않도록 하는 처치나 지하층의 거실에 지하수가 침투하지 않도록 하는 처치도 방수라고 불린다. 토목 업계에서는 이것을 지수라고 부르지만, 생각하는 방식은 같다.3. 1. 완전 방수
말 그대로 물의 침투를 완전히 막는 기능이다. 이 기능이 있는 제품은 장시간 물속에 넣어도 사용할 수 있다. 현재 '완전 방수'라는 표현은 제조업체에서 거의 사용하지 않으며, 제품을 소개하는 잡지나 웹사이트에서 일반적으로 JIS 방수 보호 등급 8급 등의 제품에 사용되는 경우가 많다.[1]
완전 방수 제품은 외판에 특별히 두꺼운 재질을 사용하고, O링이나 개스킷 등을 사용하여 제품의 틈새로 내부 구조에 물이 들어가지 않도록 가공하며, 대수압을 높인 경우가 많다.[1]
3. 2. 생활 방수
생활 방수는 전기 제품 등에 채용된 간이 방수 기능이다. 손목시계, 카메라, 휴대 전화처럼 생활 속에서 가랑비에 젖거나 약간의 오염이 묻어도 물로 씻을 수 있도록 가공한 것이다. 수중에서의 사용에는 적합하지 않다.
완전 방수와는 달리, 현재에도 제조사에서 제품 설명에 사용되지만, JIS 방수 보호 등급 표시와 병기되는 경우가 많다. 방수를 표방하는 휴대 전화는 대부분 7급이며 물로 씻을 수 있지만, 생활 방수를 표방하는 제품은 4급인 경우가 많아 이 경우에는 물로 씻을 수 없다. JIS 방수 보호 등급 표시가 없는 경우, 생활 방수의 정확한 해석은 제조사에 따라 다르므로, 자세한 내용은 제조사에 문의해야 한다.
3. 3. 전기 제품 관련 규격
국제전기기술위원회(IEC) 60529는 외함에 의한 보호 등급(IP 코드)을 규정하고 있다. 일본 산업 규격(JIS) C0920은 전기 기계 기구의 외곽에 의한 보호 등급(IP 코드)을 규정하며, 이는 IEC 60529와 동일하다.
IEC(또는 JIS) 보호 등급은 '''IPX(아래 등급)'''와 같이 제품에 표시된다. 예를 들어 애플 워치는 IPX7 등급의 방수 성능을 가진다.[9] 방수 등급은 0부터 8까지 있으며, 숫자가 높을수록 더 강력한 방수 성능을 의미한다.
3. 3. 1. 방수 등급 표 (전기 제품)
보호 등급 의미 종류 0 무보호 - 1 수직으로 떨어지는 물방울에 대해 보호된다. 방적 I형 2 15° 이내로 기울어져도 수직으로 떨어지는 물방울에 대해 보호된다. 방적 II형 3 살수에 대해 보호된다. 방우형 4 물의 비말에 대해 보호된다. 방말형 5 물 분사에 대해 보호된다. 방분류형 6 폭포수, 파도 등 강력한 물줄기에 대해 보호된다. 내수형 7 정해진 조건에서 물에 잠겨도 영향이 없도록 보호된다. 방침형 8 잠수 상태에서의 사용에 대해 보호된다. 수중형 - 상대 습도 90% 이상의 습기 속에서 사용할 수 있는 것. 방습형
3. 4. 섬유 제품 관련 규격
ASTM D3393 (미국 규격)[10]
JIS L 1092:2009 섬유 제품의 방수성 시험 방법[10]
| 등급 | 상태 |
|---|---|
| 1급 | 표면 전체에 습윤을 보이는 것 |
| 2급 | 표면의 절반에 습윤을 보이며, 작은 개별 습윤이 천을 침투하는 상태를 보이는 것 |
| 3급 | 표면에 작은 개별 물방울 형태의 습윤을 보이는 것 |
| 4급 | 표면에 습윤하지 않지만, 작은 물방울의 부착을 보이는 것 |
| 5급 | 표면에 습윤 및 물방울의 부착이 없는 것 |
- 우수 시험 (샤워 시험)
JIS L 1099:2012 섬유 제품의 투습도 시험 방법[10]
- A-1법 (염화칼슘법)
- A-2법 (워터법)
- B-1법 (초산칼륨법)
- B-2법 (초산칼륨법의 별법 I)
- B-3법 (초산칼륨법의 별법 II)
- C법 (발한 핫플레이트법)
3. 5. 시계 관련 규격
ISO 2281영어ISO 6425영어 다이버 시계 규격
JIS B 7021일본어:2013 일반용 방수 휴대 시계 - 종류 및 방수 성능
: 요구 사항을 충족하는 시계는 본체의 잘 보이는 곳에 다음 표시를 할 수 있다.[11]
| 종류 | 표시 |
|---|---|
| 1종 방수 시계 | 일상생활용 방수, WATERRESISTANT영어 (또는 WATER RESIST영어) |
| 2종 방수 시계 | 일상생활용 강화 방수 x bar, WATER RESISTANT x bar영어 (또는 WATER RESIST x bar영어) |
| 단, 표시 압력 값은 "기압" 또는 bar로, 4 bar 이상의 정수 값으로 표기한다. (예: 일상생활용 강화 방수 5기압, WATER RESISTANT 10 bar영어, WATER RESISTANT 10 BAR영어 등) | |
JIS B 7023일본어:2014 잠수용 휴대 시계 - 종류 및 성능
: 요구 사항을 충족하는 잠수 시계는 본체의 잘 보이는 곳에 다음 중 하나를 표시해야 한다.[12]
| 종류 | 표시 |
|---|---|
| 1종 잠수 시계 | 1종 잠수 시계 L m, 공기 잠수 시계 L m, Divers Watch L m for Air Diving영어, Air Divers L m영어 |
| 2종 잠수 시계 | 2종 잠수 시계 L m, 혼합 가스 잠수 시계 L m, Divers Watch L m for Mixed-gas Diving영어, He-gas Divers L m영어 |
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4. 건축 분야 방수
건축에서 방수는 건물이나 구조물을 물로부터 보호하기 위해 멤브레인과 코팅을 사용하는 것을 말한다. 건물 외피 방수는 건축 시방 협회(CSI)의 MasterFormat 2004에서 '07 - 단열 및 방습 보호'에 포함되며, 지붕 및 방수 재료를 포함한다.
건축에서 방수는 건물 외피를 만드는 데 있어 필수적인 요소이다. 지붕 덮개 재료, 사이딩, 기초, 그리고 이러한 표면을 관통하는 모든 부분은 방수 처리되어야 한다.
토굴집과 같이 습기가 문제가 될 수 있는 건물에서는 방수가 특히 중요하다. 물이 스며들면 곰팡이가 발생하여 심각한 손상과 공기 질 문제를 일으킬 수 있다. 또한 부식 및 누수를 방지하기 위해 기초 벽을 적절하게 방수 처리해야 한다.
건물 외피를 관통하는 부분은 플래싱과 특수 피팅을 사용하여 물이 건물 내부로 들어가지 않도록 시공해야 한다. 일부 코킹은 내구성이 있지만, 방수 목적으로는 신뢰하기 어렵다.
1990년대 후반부터 2010년대까지 건설 업계에서는 "일체형 방수 시스템"과 더 진보된 멤브레인 재료를 포함하여 방수 재료 기술이 발전해 왔다. 하이크리트와 같은 일체형 시스템은 콘크리트 구조물 내에서 작용하여 콘크리트 자체에 방수 기능을 부여한다. 일체형 방수 시스템에는 친수성 시스템과 소수성 시스템 두 가지 주요 유형이 있다. 친수성 시스템은 콘크리트의 물을 불용성 결정체로 대체하는 결정화 기술을 사용하는 반면, 소수성 시스템은 콘크리트 실러 또는 지방산을 사용하여 콘크리트 내의 기공을 막아 물이 통과하지 못하게 한다.
때로는 수영장이나 연못 라이너와 같이 물을 내부에 유지하기 위해 사용되는 재료가 건물의 방수에도 사용되기도 한다.
4. 1. 지붕 방수
펠트지 또는 타르지에 아스팔트나 타르를 사용해 조립식 지붕을 만들며, 역청 방수, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 EPDM 고무, 하이팔론, 폴리염화비닐, 액체 지붕재 등 다양한 유형의 방수 멤브레인 시스템이 사용된다. 얼음 댐 현상이나 평지붕과 같이 특수한 경우에는 지붕 방수 처리가 필수적이다. 지붕 시공에는 타르, 아스팔트, 실리콘, 우레탄, 불소 도료 등이 사용된다.[1]4. 2. 벽 방수
건축에서 벽은 하우스랩과 같은 방수 멤브레인을 사용하여 습기는 배출하고 물은 차단하도록 설계된다. 또한, 벽에는 방습층이나 방풍벽을 설치하여 습기가 침투하는 것을 막는다. 벽돌 벽은 상승 습기를 방지하기 위해 방습층을 설치하고, 기초 콘크리트는 액체 코팅, 지하실 방수 멤브레인 (주로 폴리에틸렌 시트가 콘크리트 슬래브 바닥 아래에 사용됨) 또는 콘크리트 첨가제를 통해 방습 또는 방수 처리한다.4. 3. 지하 방수
지하 방수는 크게 두 가지 영역으로 나뉜다.- 탱크 (Tanking): 지하 구조물이 지하수면에 지속적으로 또는 주기적으로 잠기는 경우에 사용된다. 멤브레인과 구조물 모두에 정수압이 가해지므로, 슬래브와 벽 아래에 "탱킹 멤브레인"을 사용하여 지하실 구조물 전체를 완전히 감싸는 방식이다.
- 방습 처리 (Damp Proofing): 지하수면이 구조물보다 낮고 배수가 잘 되는 경우에 사용된다. 멤브레인은 물의 배출과 수증기의 유입만 처리하며, 정수압은 없다. 일반적으로 슬래브 아래에 폴리에틸렌 DPM (Damp Proof Membrane)을 설치하고, 벽에는 "방습 멤브레인" (DPM)을 통합하는 방식이다. 더 높은 등급의 DPM을 사용하면 단기적인 정수압으로부터 일부 보호를 받을 수 있다.
4. 4. 기타 건축 방수
지하실 방수(Basement waterproofing)는 지하수면 위치와 관계없이 멤브레인을 사용하여 지하 공간을 방수 처리하는 기술이다. 지하수면이 구조물보다 낮은 곳에서는 방습 멤브레인(DPM)을 사용하여 수증기 유입을 막고, 배수를 돕는다. 더 높은 등급의 DPM을 사용하면 단기 정수압으로부터 보호할 수 있다.차수 시트(Geomembrane)는 물, 가스, 오염을 제어하는 데 사용되는 막이다.
옥상 데크 및 발코니 방수는 매우 전문적인 분야로, 폴리머나 타일 등 다양한 방수 시스템이 사용된다. 하지만 잘못된 제품 사용이나 시공 절차 미준수는 심각한 문제를 야기할 수 있다. 특히, 온도 변화에 따른 팽창 및 수축은 방수 시스템에 스트레스를 가하여 고장을 유발할 수 있으므로, 적절한 멤브레인, 경사 배수, 플래싱, 건설 재료 선택이 중요하다.
5. 의류 및 기타 물품 방수
의류와 텐트는 비에 대해 크고 작은 보호를 하도록 설계되었다. 도시에서는 우비와 재킷이 사용되며, 악천후 속의 야외 활동에는 다양한 등산복이 있다. "생활 방수", "발수" 및 "방수"라는 용어가 일반적으로 사용되지만,[1] 이러한 용어는 정확하게 정의되어 있지 않다. 생활 방수 의류는 발수 코팅 처리가 되어 있지만 특정 수압을 견디도록 등급이 매겨져 있지 않아 가벼운 비로부터는 보호하지만, 잠시 후 물이 침투한다. 발수 의류도 비슷하며, 물에 대한 저항력이 약간 더 높을 수 있지만 특정 수압을 견디도록 등급이 매겨져 있지 않다. 방수 의류는 발수 코팅과 더불어 이음새도 테이핑 처리되어 물이 들어오는 것을 방지한다. 더 나은 방수 의류는 물을 막아주면서 갇힌 수분이 빠져나가도록 설계된 멤브레인 안감을 가지고 있다("통기성"). 완전 방수 의류는 체내 땀을 유지하여 축축해진다. 방수 의류는 수압 등급을 명시하며, 가벼운 비의 경우 1,500에서 폭우의 경우 20,000까지 다양하다.
방수 의류는 비가 오는 동시에 바람이 많이 부는 기상 조건에서 사용하도록 제작되었으며, 일반적으로 방풍 기능도 있다.
신발류는 왁스, 방수 스프레이 또는 밍크 오일을 바르는 등 다양한 방법을 사용하여 방수 처리할 수 있다.[2]
방수 방법은 종이 포장, 화장품을 포함한 다양한 종류의 물체에 적용되어 왔으며, 최근에는 소비자 가전제품에도 적용되고 있다. 군사용 및 혹독한 상업 환경에서 사용되는 전자 장치는 습기와 부식을 방지하기 위해 IPC-CC-830에 따라 정기적으로 코팅되지만, 진정으로 방수 기능을 갖추려면 캡슐화가 필요하다. 전자 장치를 위한 방수 포장재나 기타 유형의 보호 케이스를 찾는 것도 가능하지만, 새로운 기술을 통해 2013년에 다양한 방수 스마트폰과 태블릿이 출시되었다.[3] 이 방법은 머리카락보다 천 배나 얇은 특수 나노기술 코팅을 기반으로 하여 물의 침투로 인한 전자 장비의 손상을 방지한다. 여러 제조업체에서 스마트폰, 태블릿, 디지털 카메라에 나노 코팅 방법을 사용한다.
2013년 연구에 따르면 원뿔 형태를 사용하는 나노텍스처 표면은 매우 물을 튕겨내는 표면을 생성한다. 이러한 나노원뿔 텍스처는 ''초발수''(극도로 물을 싫어함)이다.[4][5]
6. 최신 방수 기술
2013년 연구에 따르면 원뿔 형태를 사용하는 나노텍스처 표면은 매우 물을 튕겨내는 표면을 생성한다. 이러한 나노원뿔 텍스처는 ''초발수''(극도로 물을 싫어하는 성질)이다.[4][5] 새로운 기술을 통해 2013년에 다양한 방수 스마트폰과 태블릿이 출시되었는데,[3] 이 방법은 머리카락보다 천 배나 얇은 특수 나노기술 코팅을 기반으로 하여 물의 침투로 인한 전자 장비의 손상을 방지한다. 여러 제조업체에서 스마트폰, 태블릿, 디지털 카메라에 나노 코팅 방법을 사용한다.
참조
[1]
웹사이트
The Difference Between Waterproof & Water Resistant – Inside the Outdoors
https://www.mountain[...]
2016-10-09
[2]
웹사이트
How to Waterproof Shoes
https://www.wikihow.[...]
2020-04-14
[3]
뉴스
Waterproof phones and tablets make a splash
https://edition.cnn.[...]
2013-03-05
[4]
웹사이트
Nano-cone textures generate extremely 'robust' water-repellent surfaces
https://www.scienced[...]
ScienceDaily
2013-10-21
[5]
논문
Robust Superhydrophobicity in Large-Area Nanostructured Surfaces Defined by Block-Copolymer Self Assembly
2013-10-21
[6]
뉴스
Waterproof phones and tablets make a splash
https://edition.cnn.[...]
2013-03-05
[7]
웹사이트
Nano-cone textures generate extremely 'robust' water-repellent surfaces
https://www.scienced[...]
ScienceDaily
2021-02-04
[8]
논문
Robust Superhydrophobicity in Large-Area Nanostructured Surfaces Defined by Block-Copolymer Self Assembly
2014-01-01
[9]
ITmedia
なぜApple Watchは「防水」ではなく「耐水」なのか
http://healthcare.it[...]
ITmedia
[10]
간행물
L
[11]
간행물
一般用防水携帯時計−種類及び防水性能
2013-01-01
[12]
간행물
潜水用携帯時計−種類及び性能
2014-01-01
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