KR100990255B1

KR100990255B1 - 압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅 방법 및 이에 사용하는 수용성 칼라코팅재

Info

Publication number: KR100990255B1
Application number: KR1020100000963A
Authority: KR
Inventors: 황익현
Original assignee: 황익현
Priority date: 2010-01-06
Filing date: 2010-01-06
Publication date: 2010-10-26

Abstract

도시열섬(都市熱섬)현상을 완화하기 위한 압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅 방법 및 이에 사용하는 수용성 칼라코팅재에 관한 기술이 개시된다. 수용성 수지, 결합력증강재, 물, 단열재, 빛 반사재겸 미끄럼 저항재를 혼합하여 이루어진 혼합물을 프라이머로서 시멘트 포장 또는 아스팔트 포장 상면에 도포하고 롤러다짐한 후 프라이머층의 건조상태에서 프라이머층 위에 중도층으로서 프라이머와 같은 성분의 혼합물을 도포하여 페인트로라로 문질러 평활하게 펴며, 중도층을 완성한 후 중도층이 건조상태가 되면 중도층 위에 결합력증강재를 제외한 다른 성분은 프라이머와 동일한 조성의 혼합물을 상도층으로 스프레이한 후 페인트 로라로 평활하게 펴 양생하는 압착식 차열성 도막 칼라 코팅 방법이다.
본 발명에 따른 압착식 차열성 도막 칼라 코팅 방법은 수용성 수지를 사용하므로 악취가 나지 않고 공기오염이 없으며 내구성이 우수하고 접착력이 강하며 차열 단열 및 미끄럼 저항성능이 좋다.

Description

압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅 방법 및 이에 사용하는 수용성 칼라코팅재{METHOD FOR COATING ROAD WITH WATER SOLUABLE HEAT SHIELDING COLORED NONSLIP MATERIAL AND WATER SOLUABLE COATING MATERIAL USED IN THE METHOD}

본 발명은 도로의 온도가 높아지는 것을 막기 위하여 도로를 유색으로 피복하는 도로의 차열성(遮熱性) 칼라 미끄럼저항 코팅에 관한 것으로서, 차열성 칼라화하고자 하는 아스팔트콘크리트 또는 시멘트콘크리트에 수용성 수지와 차열성 재료를 혼합한 프라이머를 살포하여 타이어가 부착된 로라로 다짐하여 압착한 후, 차열성 중도용(中塗用) 피복재를 살포하고 그 위에 다시 상도용(上塗用) 피복재를 살포하여 도로를 차열성 칼라화하는 압착식(壓着式) 도막 칼라 코팅방법 및 이에 사용하는 수용성 칼라 코팅재에 관한 것이다.

본 발명은 수용성 수지, 시멘트, 질석 등 차열성 재료를 주성분으로 한 프라이머층을 포설하여 고무가 부착된 타이어 로라로 압착 다짐하고, 수용성 수지, 시멘트, 질석 및 유리를 주성분으로 하는 중도층의 조성물과 수용성 수지 및 질석을 주성분으로 한 상도층 조성물을 순차 도포하여 피복하는 압착식 차열성 도막 칼라코팅 방법 및 이에 사용하는 칼라코팅재에 관한 것이다.

오늘날 도시는 지표면 개발로 인한 녹지감소, 인구집중, 차량의 폭발적인 증가, 에어컨과 같은 실외 열 발생기의 사용, 지구 온난화의 가속화 등으로 인해 열섬현상을 일으킨다. 도시열섬(都市熱섬)현상(어번 히트 아일랜드(Urban Heat Island, UHI))은 주위 지역보다 주목할 정도로 따뜻한 대도시 지역이 나타나는 현상을 일컫는 용어로서, 온도 차이는 보통 낮보다는 밤에, 겨울보다는 여름에 더 크고, 바람이 약할 때 가장 두드러진다. 도시 열섬이 발생하는 주원인은 무엇보다 도시화로 인한 지표면 개발이며, 에너지 사용으로 발생한 잉여 열이 두 번째 원인이다. 인구 밀집도가 높아지면서 더 넓은 면적의 토지를 개발하게 됨에 따라 평균 온도가 상승하고 열섬현상이 발생한다.

이러한 열섬현상을 줄이기 위하여 차도, 보도, 건축물, 벽, 옥상 등에 적외선 반사재, 열반사재, 단열재를 혼합한 차열성 코팅재 등을 시공하고 있는데 차열성 코팅재의 조건은 그 시공시 공기를 오염하지 않는 것이어야 하며, 내구성이 우수하여야 하며, 우수한 단열성능, 적외선반사성능, 빛 반사 효과가 우수해야 한다.

열섬현상을 줄이기 위한 수단 중의 하나로서 종래 실시되고 있는 도로 포장용 차열성 칼라코팅재로는 일반적으로 수지로서 아크릴, 에폭시, 우레탄을 주로 사용하고 신나 등 희석재를 사용하는 유재(油材)타입이 일반적이며, 대개 하도용, 중도용, 상도용으로 구분하여 페인트로라 또는 스프레이로 도포한다.

한편 도로는 미끄럼 저항성이 중요하고, 내구적이어야 한다. 미끄림 저항성을 높이려는 요청과 관련하여 미끄럼 저항재로서 규사 등을 사용하는 것이 일반적인데 차열성 칼라 코팅재 위에 미끄럼 저항재인 규사를 블로어를 사용하여 살포한다. 유재타입은 희적재로 톨루엔, 벤젠, 키시렌 등의 유해한 재료를 사용하므로 공기오염과 악취의 발생으로 환경 친화적이지 못한 단점이 있다.

기존에 차열성 코팅재를 도포한 도로의 예로서, 상기의 유재 타입의 아크릴(AMA 또는 MMA) 페인트 내부에, 중공이 존재하는 중공미립자인 실리카 중공미립자, 층 분리 방지제인 벤토나이트, 흑색안료와 백색안료를 혼합하여 이 혼합물을 도로에 도포한 후 그 위에 미끄럼 저항성능을 높이기 위하여 세라믹골재를 살포하여 형성한 것이 있는데 이러한 차열성포장은 유재타입으로서 유기 희석재를 사용하는 것이어서 악취가 발생하고, 공기가 오염되는 문제를 안고 있다.

한편 이러한 문제와 관련하여 공기의 오염과 악취발생을 방지하기 위하여 수용성 수지를 차열성 코팅재로 사용하고자 하는 시도가 있었는데 이 경우에는 무엇보다 아스팔트 콘크리트, 시멘트 콘크리트와의 부착력이 취약하였다.

본 발명은 악취가 나는 것을 방지하기 위하여 수용성 수지를 사용하면서도 그 취약점인 부착력이 떨어지지 않도록 하고 우수한 단열성과, 적외선 반사성능이 우수하도록 한 것이다.

본 발명은 시멘트 콘크리트포장인 일반 시멘트 포장, 투수성 시멘트 포장, 80℃ 이하의 아스팔트콘크리트포장 및 다공성 아스팔트 포장에 적용할 수 있는 방법으로서, 수용성 수지를 기재(基材)로 사용한 차열성 재료를 살포한 후 타이어 로라로 압착하는 방법으로 시공되는 압착식 도막 칼라 코팅방법 및 이에 사용하는 칼라 코팅재을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 시멘트 콘크리트포장 상부, 아스팔트콘크리트포장 상부에 압착식으로 시공되는 차열성 도막코팅에 관한 것으로서 다음과 같은 과정으로 이루어진다.

　시멘트 콘크리트포장, 아스팔트 콘크리트포장 상부에 수용성 수지, 빛 반사체와 접착성 증강재료, 시멘트, 단열과 부착력증강재료로서 질석, 빛 반사재료겸 미끄럼저항재료로 규사, 분쇄유리 등을 혼합하여 1차 프라이머용으로 살포하고 타이어가 부착된 로라로 다짐하며, 중도용은 도막을 위한 재료로서 1차 재료와 같은 재료인 수용성수지, 시멘트, 질석, 규사, 안료 등을 혼합하여 살포하여, 페인트 로라, 브러쉬 포설한 다음, 상도용은 도막층인 중도용 도막을 보호하는 한편 중도 도막의 내구성을 위하여 사용하는데 사용재료는 수용성 수지, 탄산칼슘, 질석, 규사를 혼합하여 페인트로라 또는 브러쉬로 평활하게 펴, 양생 후 완성한다.

본 발명은 프라이머층(하도층), 중도층, 상도층으로 구분하여 도막을 두껍게 하여 내구성을 증진시켰으며 전 재료에 단열재와 빛 반사재를 사용하여 차열성 도막코팅재에 의한 단열 및 열반사의 효과를 증진하였으며, 로라로 압착하여 부착력을 증진하였고, 수용성 수지를 채택함으로써 공기의 오염이 없도록 하고, 냄새가 없는 친환경의 차열성 도막코팅재를 완성하였다.

도 1은 본 발명에 따른 압착식 차열성 도막 칼라 코팅방법에 의해 시공된 도로의 사진.
도 2는 본 발명에 따른 압착식 차열성 도막 칼라 코팅방법에 의해 시공된 도로 포장 표면 형상 사진.

　　본 발명에 따른 압착식 차열성 도막 칼라코팅 및 이에 사용하는 수용성 칼라코팅재는 시멘트 콘크리트 포장, 아스팔트콘크리트 포장 표면의 이물질을 제거한 후 그 표면의 건조상태를 확인하고, 1차로 하도처리(프라이머층 도포)를 한다. 프라이머에 사용되는 재료로서는, 수용성 수지로서 아크릴, 에폭시, 우레탄, 라텍스중 1개 또는 2개 이상을 선정한 고정분 50% 기준으로 한 1중량부에 시멘트 0.5~3 중량부, 물 0.5~3중량부를 혼합하고, 단열재료로 3mm 이하의 질석, 톱밥, 목분 중 1개 또는 2개 이상을 선정하여 0.2-3 중량부를 사용하고, 빛 반사재겸 미끄럼 방지재로서 2mm 이하의 분쇄유리, 분쇄거울, 규사, 도로마이트 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3중량부 사용하고, 보강섬유로서 PP. PE 셀룰로오스, 섬유를 0.005~0.05 중량부를 사용하고,백색안료인 TiO₂를 0.02~0.30 중량부를 사용하며, 다른 칼라를 구현하고자 할 때에는 TiO₂와 함께 무기질 안료(예컨대, 산화철(적)(흑)(황)(브라운), 크롬옥사이드, 코발트불루 등)를 사용한다.

또한 도로의 환경 개선을 위하여 원적외선 방사 및 음이온 도로재인 2mm 이하의 포졸란, 황토, 맥반석, 제오라이트를 함께 사용할 수 있으며 그 사용량은 0.1~2중량부를 사용하고 도로의 소음을 줄이기 위하여 2mm이하의 우레탄칩, 폐타이어칩, EPPM칩을 사용할 수 있다.

전술한 것처럼 차열성 코팅에 사용하는 전재료는 단열재 및 반사재로 구성된 것을 사용하며, 이렇게 준비된 재료를 계량 혼합하여 포장 표면에 스프레이 살포 또는 도포하는데 1차로 프라이머층으로서 살포하며 그 도포량은 ㎡당 0.2-2.0kg을 도포한다. 프라이머층 도포이후 타이어가 부착된 로라로 다짐하여 프라이머가 포장면 위에 압착되도록 한다, 이렇게 압착함으로써 차열성 코팅재 혼합물에 존재하는 미세 기포가 제거되어 강도가 증진되며, 포장체와 밀착되어 부착력이 증진하게 된다.

상기에서 수용성 수지는 공기의 오염을 방지하고 시공의 편리성을 도모하기 위하여 선택한 것으로서, 아크릴, 에폭시, 우레탄, 라텍스 모두 프라이머 용도로 사용할 수 있으며, 이중 한 가지만 사용하거나, 두 가지 이상을 혼합하여 사용한다.

여기에 수지에 혼합되는 무기재로서 시멘트가 사용되는데　시멘트는 수지의 결합력을 증진시키고 부착강도를 높이기 위하여 사용된다. 사용 시멘트는 백색시멘트를 사용하는 것이 바람직하지만 일반 시멘트 또는 조기강도를 위하여　초조강, 초속경 시멘트를 계절에 따라 사용할 수 있다.

시멘트를 수지 1중량부에 대하여 0.5 중량부 이하로 사용하면 사용효과가 없고, 3 중량부 이상이면 강성이 되어 부착력이 떨어진다.

물은 유동성을 위하여 사용하는데, 0.5 중량부 이하로 사용하면 유동성이 떨어지며 3 중량부 이상 사용하면 양생시간이 길어지고 부착력을 떨어뜨린다.

단열재료로서 3mm 이하의 질석, 톱밥 또는 목분을 사용하는데, 3mm 이상은 스프레이 살포가 어렵고, 로라 다짐시 밀림현상이 있으며, 재료분리의 우려가 있다. 차열성 포장재에 단열재료를 사용하는 것은 하절기 포장의 온도를 떨어뜨려, 대기온도 상승을 억제하기 위한 것이며, 포장체에 열이 전열되는 것을 차단하여 포장체의 축열현상을 줄여 열섬현상을 개선하고, 특히 하절기에 밤에도 열이 떨어지지 않는 열대야 현상을 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다. 질석, 톱밥 및 목분은 미세한 다공질의 재료로서 단열성이 뛰어나다.　

한편 본 발명에 따른 차열성 포장에서 단열효과와 더불어 빛 반사재를 사용함으로써 차열 효과를 더 높일 수 있다. 즉, 빛반사재는 적외선 등의 태양광을 반사함으로써 단열재료와 더불어 열섬효과를 개선할 수 있는데, 이때 빛반사체는 미끄럼 저항성 효과를 겸하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 빛반사재의 입자크기가 2mm 이상은 스프레이살포가 어렵고, 로라다짐시 밀림현상이 있어 2mm의 이하로 정하였다.

또한 광 반사재로서, 백색안료인 TiO₂ 등을 들 수 있다. 백색안료는 0.02-0.3 중량부를 사용하는데 0.02 이하는 사용효과가 없고, 0.3 중량부 이상은 과잉사용되어 대신 백토 등으로 대체 할 수 있다. Ti0₂는 적외선 영역의 광반사성이 뛰어나 포장체의 온도상승을 억제하는 효과가 있다.　다른 색깔을 내려면 그 원하는 색깔의 무기질안료를 백색안료와 함께 사용함으로 다양한 색상을 구사할 수 있다.

상기와 같이 겹합재로서 수용성 수지와 시멘트를 사용하고, 스프레이의 용의성과　반죽질기를 조절하기 위하여 물을 사용하며 포장의 단열을 위하여 질석 등을 사용하고, 빛 반사와 미끄럼 방지 현상을 위하여 규사,유리와 백색안료를 사용하였으며, 빛반사 성능을 높이기 위하여 TiO₂를 사용하고 시멘트도 백색도가 좋은 백색 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 전 재료가 차열성 코팅을 위한 재료로만 구성되므로 코팅후 차열성 효과가 뛰어나게 된다.

여기에 크랙방지와 접착력을 높이기 위하여 필요에 따라 보강섬유를 사용하는데 사용량은 0.005-0.05중량부로 사용하며 0.005중량부 이하는 사용 효과가 떨어지고 0.05중량부 이상은 살포시 과잉 사용이 되어 살포가 어렵다.　

도포량은 ㎡당 0.2kg 이하는 사용 효과가 적고, 2.0kg 이상은 과잉사용이 되며, 건조시간이 오래 걸리고 경제적이지 못하다.

이러한 조성의 혼합물을 도포한 후 타이어 로라로 다짐하여 프라이머층을 구성한다, 프라이머층 완성후 건조상태가 되면 중도층을 구성하는데 중도층은 도막을 위한 층으로서 프라이머와 같은 재료를 사용하여 스프레이로 살포 또는 포설하며 그 포설량은 ㎡당 0.1-3kg 도포하며 페인트로라로 문질러 평활하게 편다.

중도층은 견고한 도막층을 조성하기 위한 층으로서 프라이머층의 조성과 성분은 동일하되 좀더 된 반죽이 되도록 하기 위하여 물의 함량이 더 작고 시멘트 및 규사의 함량이 좀더 많게 하는 것이 바람직하다.

중도층을 완성후 건조상태가 되면 상도코팅을 하게 되는데 상도층은 중도층의 내구성을 증진시키고 중도층의 시멘트에 의한 백화현상을 방지하기 위한 층이다. 상도용 재료로는 프라이머층과 중도층에 사용하는 재료를 사용하되 시멘트 대신 탄산칼슘을 사용한다. 상도층은 중도층과 같이 스프레이 후 페이트 로라로 평활하게 펴는데 살포량은 0.2-2kg의 범위로 살포하여 양생후 개통하면 된다.

차열성 포장의 효과를 증대시키기 위해서 일반 아스팔트포장, 시멘트포장에 적용할 수 있으나, 이보다 다공성 포장인 투수성 투수성 시멘트콘크리트 또는 배수성 아스팔트 콘크리트에 적용하는 것이 더 바람직하다.

(실시예)

배수성 아스팔트를 2차선인 8.0m x 75m 포장하고 상부에 회색의 차열성 코팅재를 살포하며, 직경 10cm로 코아를 2 개 채취하여 접착력시험을 시행하고 주변 포장체와의 온도비교와 미끄럼 저항성과 투수계수(살포전, 후)를 측정하였다.

1. 프라이머층 (단위:kg)

※프라이머는 배수성 아스팔트 내 100㎡당 80kg를 스프레이 살포하고, 타이어　로라를 왕복 5회 다짐한다.

　2. 중도층

　　 ※ 중도층은 100㎡당 150kg는 스프레이 살포하고 페인트로라로 평활하게 편다.

　3. 상도층

　　　※상도층은 10㎡당 80kg를 스프레이 살포후 페인트로라로 평활하게 편다.

4. 시험결과

없음

Claims

수용성 수지, 결합력증강재, 물, 단열재, 빛 반사재겸 미끄럼 저항재를 혼합하여 이루어진 혼합물을 프라이머로서 시멘트 포장 또는 아스팔트 포장 상면에 도포하고 롤러다짐하는 공정과;
프라이머층 완성이후 프라이머층의 건조상태에서 프라이머층 위에 중도층으로서 프라이머와 같은 성분의 혼합물을 페인트로라로 문질러 평활하게 펴는 공정과; 그리고
중도층을 완성한 후 중도층이 건조상태가 되면 중도층 위에 결합력 증강재를 제외한 다른 성분은 프라이머와 동일한 성분 및 중량비의 혼합물을 상도층으로 스프레이한 후 페인트 로라로 평활하게 편 후 양생하는 압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅 방법
청구항 1에서, 프라이머는 수용성 수지로서 아크릴, 에폭시, 우레탄, 라텍스 중 1개 또는 2개 이상을 선정한 고정분 50% 기준으로 한 1중량부에, 결합력 증강재로서 시멘트 0.5~3 중량부, 물 0.5~3중량부, 단열재료로 3mm 이하의 질석, 톱밥 또는 목분 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3 중량부, 그리고 빛 반사재겸 미끄럼 저항재로서 2mm 이하의 분쇄유리, 분쇄거울, 규사 또는 도로마이트 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3중량부 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅 방법
청구항 2에서, 프라이머는 수용성 수지 고정분 1중량부에 대하여 보강섬유로서 PP. PE, 셀룰로오스 중의 어느 하나 0.005~0.05 중량부 및 백색안료로서 TiO₂0.02~0.30 중량부 더 혼합된 것을 특징으로 하는 압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에서, 중도층은 수용성 수지로서 아크릴, 에폭시, 우레탄, 라텍스 중 1개 또는 2개 이상을 선정한 고정분 50% 기준으로 한 1중량부에, 결합력 증강재로서 시멘트 0.5~3 중량부, 물 0.5~3중량부, 단열재료로서 3mm 이하의 질석, 톱밥 또는 목분 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3 중량부, 그리고 빛 반사재겸 미끄럼 저항재로서 2mm 이하의 분쇄유리, 분쇄거울, 규사 또는 도로마이트 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3중량부 혼합하여 이루어지되, 프라이머층와 중도층에 사용된 수지 및 단열재의 조성은 그 성분이 서로 동일하고, 중도층에 사용된 물의 양은 프라이머에 사용된 물의 양보다 적고, 중도층 혼합물에 사용된 시멘트 및 규사의 양은 프라이머 혼합물에 사용된 시멘트 및 규사의 양보다 많음으로써 중도층의 반죽질기가 프라이머의 반죽질기보다 된반죽이 되는 것을 특징으로 하는 압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅 방법.
수용성 수지로서 아크릴, 에폭시, 우레탄, 라텍스 중 1개 또는 2개 이상을 선정한 고정분 50% 기준으로 한 1중량부에, 결합력 증강재로서 시멘트 0.5~3 중량부, 물 0.5~3중량부, 단열재료로 3mm 이하의 질석, 톱밥 또는 목분 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3 중량부, 그리고 빛 반사재겸 미끄럼 저항재로서 2mm 이하의 분쇄유리, 분쇄거울, 규사 또는 도로마이트 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3중량부 혼합하여 이루어진 프라이머층과;
수용성 수지로서 아크릴, 에폭시, 우레탄, 라텍스 중 1개 또는 2개 이상을 선정한 고정분 50% 기준으로 한 1중량부에, 결합력 증강재로서 시멘트 0.5~3 중량부, 물 0.5~3중량부, 단열재료로서 3mm 이하의 질석, 톱밥 또는 목분 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3 중량부, 그리고 빛 반사재겸 미끄럼 저항재로서 2mm 이하의 분쇄유리, 분쇄거울, 규사 또는 도로마이트 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3중량부 혼합하여 이루어지는 상기 프라이머층 위에 도포된 중도층과; 그리고,
수용성 수지로서 아크릴, 에폭시, 우레탄, 라텍스 중 1개 또는 2개 이상을 선정한 고정분 50% 기준으로 한 1중량부에, 탄산칼슘 0.5~3 중량부, 물 0.5~3중량부, 단열재료로 3mm 이하의 질석 0.2-3 중량부, 그리고 빛 반사재겸 미끄럼 저항재로서 2mm 이하의 분쇄유리, 분쇄거울, 규사 또는 도로마이트 중 1개 또는 2개 이상을 0.2-3중량부 혼합하여 이루어진, 상기 중도층 위에 도포된 상도층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압착식 차열성 도막 칼라 미끄럼 저항 코팅재.
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