KR101214917B1 - 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층에 관한 것이다.
본 발명은, 아스팔트를 중화제로 중화시킨 후 중화시킨 아스팔트 100 중량부에 대하여, 흰색 안료 2-7 중량부를 혼합시켜 노상의 기층 상면에 올려지는 아스팔트 표면층; 상기 아스팔트 표면층의 상면에 0.01-35mm의 두께로 칼라 색상 중 선택된 하나의 색상 안료에 수지 바인더가 혼합되어서 올려지는 색상 수지층; 상기 색상 수지층의 상면에 0.1-2mm 두께로 올려지며, 상온건조형 아크릴에멀젼수지 30~50중량%, 그라스비드 10~25중량%, 중공세라믹 10~30중량%, 유색무기안료 10~30중량%, 물 10~30중량%, 계면활성제 1~5중량%, 증점제 1~5중량%, 분산제 1~3중량%, 침강제 1~3중량%가 혼합된 열저감 반사도료층;을 포함하여 구성한다.
본 발명은, 아스팔트 표면이 안정된 칼라를 가짐은 물론 태양열의 저감 기능을 갖는 효과가 있다.

Description

열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층{an asphalt color surface layer}

본 발명은 아스팔트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아스팔트의 표면을 색상이 빠르고 안정되게 발색될 수 있도록 함과 아울러 열을 차단시킬 수 있도록 하여 아스팔트 표층의 색상 안정화는 물론 열 저감 기능을 갖도록 하는 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층에 관한 것이다.

통상, 아스팔트 도로 포장은 아스팔트 혼합물로 표면을 덮은 도로 포장을 말하며, 그 구조는 아스팔트 표층과 기층, 그 밑에 있는 상층노반 및 하층노반으로 이루어지고, 표층과 기층은 쇄석,모래,석분과 아스팔트를 가열 혼합하여 롤러로 고르게 다져서 된다.

상기한 아스팔트 도로 포장에 적용되는 아스팔트는, 원유의 정제 과정에서 얻어진 아스팔트 파인더의 영향으로 인하여 획일적인 암회색을 띄고 있다.

하지만 다양한 공법의 칼라 아스팔트 포장의 개발로 인해 종래의 암회색에 그치던 아스팔트가 다양한 색상을 갖게 됨으로써 색상을 갖는 칼라 아스팔트는 공원, 버스전용차로, 횡단 보도, 교차로, 학교 앞 도로, 운동경기장, 자전거도로 등 점차 그 쓰임이 증가하고 있는 추세이다.

이와 같은 칼라 아스팔트의 사용은 단지 주변 환경을 개선하기 위한 미적인 측면뿐만 아니라 시인성의 향상으로 인해 보행자 및 차량 운전자의 주의를 증가시켜 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있다.

종래의 칼라 아스팔트 포장을 살펴보면, 짙은 암회색의 일반 도로포장용 아스팔트 또는 무색의 수지계 탈색 바인더를 결합재로 사용하는 아스팔트 혼합물에 안료를 첨가하는 포장방법이 주로 사용되고 있다.

상기 암회색의 일반 도로 포장용 아스팔트를 결합재로 사용하는 아스팔트 혼합물에 안료를 첨가하는 포장은 검은 색상의 아스팔트로 인해 색상을 제한적으로 나타낼 수 없을 뿐만 아니라 색상의 선명도를 확보하기 위하여 다량의 안료를 사용할 경우 안료가 용출되어 환경에 유해한 영향을 미치는 문제점이 있었다.

그리고, 무색의 수지계 탈색 바인더를 결합재로 사용하는 아스팔트 혼합물에 안료를 첨가하는 포장의 경우에는 안료의 종류 및 투입량에 따른 다양한 색상의 실현은 용이하지만, 자외선 등에 의한 안료의 탈색 및 골재 표면 마모에 따른 칼라 기능의 상실이 쉽게 발생하며, 유독성의 안료 사용에 따른 환경 파괴의 우려가 있는 문제점이 있었다.

또한 상기 일반 도로 포장용 아스팔트 및 수지계 탈색 바인더는, 아스팔트 및 바인더의 연화 현상에 의한 유동으로 포장된 표면의 끈적임에 의한 패임 및 오염 물질의 부착으로 색상 기능을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 아스팔트의 표층은 주변 환경의 변화에 의해 온도가 크게 상승되고 있으며, 이는 도심지의 기온이 포장이나 건축물에 의한 지표면 피복의 인공화와, 냉방이나 자동차 등에 의한 인공배열의 증가로 인해 자연 상태의 태양에너지의 순환이 원활히 이루어지지 못함으로 인해, 국지적인 열섬(Heat lsland : 온도가 대기오염이나 인공열 등의 영향으로 주변지역보다 높게 나타나는 현상)현상이 빈번히 발생되고 있으며 이는 심각한 사회문제로 대두되고 있다.

근적외선은 태양광에 포함되는 780~2100nm 영역에 속하며, 적외선 및 가시광선과는 달리 열에너지에 따라 변화하기 쉬운 파장영역이다. 근적외선이 대상물질에 닿아 흡수되면 열에너지로 바뀌는데 아스팔트 및 콘크리트 포장이 그 열을 포함하고 있어 포장체 온도가 상승하게 되는 것이다. 일반도료(페인트)는 태양으로부터 받는 적외선을 모두 흡수해 발열하기 때문에 여름에는 도로 포장체 표면이 60~70℃까지 상승한다.

최근, 아스팔트 포장에 대한 포장면에서의 대책으로서, 다양한 연구가 시도되고 있다. 또한 도심부 환경을 개선하기 위해 차열성 포장이 제시되고 있으며, 상기 차열성 포장은 특히, 여름철 포장체의 방사열에 의한 열섬 현상을 개선함으로서 주행 및 보행의 쾌적함을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 지구 온난화 방지를 위한 환경개선과 포장체의 도로소음저감 등의 긍정적 효과도 있을 것으로 기대되어 그 기술이 다양하게 제시되고 있다.

즉, 아스팔트 표층에 대한 다양한 색상은 물론 안정된 색도 그리고 열을 차단 및 흡수할 수 있는 기능을 요구하고 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은,

첫째; 아스팔트 색상을 중화제를 통해 회색 계열의 색상으로 발색 시킨 후 발색된 아스팔트로 표층을 이루도록 하고 이 표층에 색상 안료를 색상 안료를 통해 발색되도록 하는데 있다.

즉, 흰색 계열의 아스팔트 표면에 색상을 코팅시키는 경우 다양한 색상이 안정되게 코팅 또는 합침될 수 있어 색상 구현의 다양화를 이룰 수 있도록 하는데 있고 이는 운전자 및 보행자의 시인성을 높여주어 사고 발생 위험을 현저히 줄일 수 있는 한편, 선명한 색상에 의해 주변환경에 의한 미적 효과를 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

둘째; 열저감 반사도료를 아스팔트 표층에 도포시켜 포장체의 표면온도를 7~15℃ 정도 저감시킬수 있도록 하며, 아울러 태양광 전 파장영역에서의 일사반사율은 70% 이상을 보이도록 하는데 있다.

셋째; 주 바인더로 사용하는 상온건조형 아크릴에멀젼수지는 유기용제(신나)를 사용하지 않도록 하여 휘발성 유기화합물 규제에 대응할 수 있는 환경 친화적 제품을 얻고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

아스팔트를 중화제로 중화시킨 후 중화시킨 아스팔트 100 중량부에 대하여, 흰색 안료 2-7 중량부를 혼합시켜 포장된 도로의 상면에 올려지는 아스팔트 표면층; 상기 아스팔트 표면층의 상면에 0.01-35mm의 두께로 칼라 색상 중 선택된 하나의 색상 안료에 수지 바인더가 혼합되어서 올려지는 색상 수지층; 상기 색상 수지층의 상면에 올려지며, 상온건조형 아크릴에멀젼수지 30~50중량%, 그라스비드 10~25중량%, 중공세라믹 10~30중량%, 유색무기안료 10~30중량%, 물 10~30중량%, 계면활성제 1~5중량%, 증점제 1~5중량%, 분산제 1~3중량%, 침강제 1~3중량%가 혼합된 열저감 반사도료층;을 포함하여 구성할 수 있다.

여기서, 상기 아스팔트 표면층의 상면에 흰색 안료와 수지 바인더가 혼합되어 이루어지는 흰색 수지층이 더 포함될 수 있다.

그리고, 상기 글라스비드는, 굴절률이 적어도 2.2 이상인 그라스에 알루미늄 또는 금속이 1~40㎛ 두께를 가지며 진공증착으로 코팅된 것을 적용하고, 상기 중공세라믹은, 밀도 0.5-0.7(g/cc), 입도 15~65㎛이고 체적대비 중공률이 20~60%인 것을 적용하며, 상온건조형 아크릴에멀젼수지(Acrylate emulsion resin)는, 메칠메타아크릴, 메타아크릴산, 아크릴아마이드의 공중합체로 이루어진 것을 적용함이 바람직하다.

또한, 상기 색상 수지층을 이루는 상기 수지 바인더에, 식물 또는 식물의 씨로부터 추출된 오일로, 팜 오일, 코코넛 오일, 피마자 오일, 포도씨 오일, 호호바 오일, 홍화 오일, 마카데미아너츠 오일, 올리브씨 오일, 및 이들의 혼합 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종의 식물성 오일이 첨가되고 상기 수지 바인더 100 중량부에 대해 식물성 오일 0.1～50 중량부를 더 포함하도록 함이 가능하다.

본 발명은,

첫째; 아스팔트 표면의 칼라화 작업시 원가를 최소화 시킨 상태에서도 뛰어나고 안정된 색상이 발색될 수 있도록 하는 효과가 있다.

둘째; 열저감 반사도료를 적용함에 따라 아스팔트 도로 포장면에 도포시 도로 포장체 표면 온도를 7~15℃ 정도 저감시킬수 있는 효과가 있고 또한 태양광 전 파장영역에서의 일사반사율은 70% 이상을 보이는 효과가 있다.

또한, 주 바인더로 사용하는 상온건조형 아크릴에멀젼수지는 유기용제(신나)를 사용하지 않음에 따라 휘발성 유기화합물 규제에 대응할 수 있는 환경 친화적 제품을 얻게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 공지된 부분은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단하는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 도로상의 아스팔트 표면이 칼라화 및 열저감 기능을 갖도록 하기 위한 것으로 흰색 계열로 중화된 아스팔트 표면층, 색상을 갖는 색상 수지층, 열저감 반사도료층으로 구성된다.

상기 아스팔트 표면층은, 아스팔트를 중화제로 중화시킨 후 중화시킨 아스팔트 100 중량부에 대하여, 흰색 안료 2-7 중량부를 혼합시켜서 되며, 기층 상면에 올려진다.

상기 아스팔트는 암회색 뿐만 아니라 색상을 가져서 된 것이 적용될 수 있다.

상기 아스팔트를 중화시키는 중화제로는, 트리에틸아민(TEA)을 투입하여 디메틸올 프로피오닉산(DMPA)의 COOH 그룹을 중화시켜서 된 것 뿐만 아니라 기존 중화제가 적용될 수 있다.

또한, 상기 아스팔트 표면층의 상면에는 흰색 안료와 수지 바인더가 혼합되어 이루어지는 흰색 수지층이 0.01-1mm의 얇은 두께로 올려지며, 이는 후술될 상기 색상 수지층의 도포시 색상 수지층의 색상이 빠르고 안정되게 발색될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 색상 수지층은, 상기 아스팔트 표면층의 상면에 올려지는 것이며, 그 두께는 0.01-35mm의 두께로 올려지고, 색상은 다양한 칼라 색상 중 선택된 하나의 색상 안료에 수지 바인더가 혼합되어 이루어진다.

상기 수지 바인더는, 식물 또는 식물의 씨로부터 추출된 오일로, 팜 오일, 코코넛 오일, 피마자 오일, 포도씨 오일, 호호바 오일, 홍화 오일, 마카데미아너츠 오일, 올리브씨 오일, 및 이들의 혼합 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종의 식물성 오일이 첨가되고 상기 수지 바인더 100 중량부에 대해 식물성 오일 0.1～50 중량부를 더 포함된 것이 적용된다.

상기 열저감 반사도료층은, 태양열을 저감시키기 위한 것으로, 상기 색상 수지층의 상면에 0.1-2mm 두께로 올려지며, 상온건조형 아크릴에멀젼수지 30~50중량%, 그라스비드 10~25중량%, 중공세라믹 10~30중량%, 유색무기안료 10~30중량%, 물 10~30중량%, 계면활성제 1~5중량%, 증점제 1~5중량%, 분산제 1~3중량%, 침강제 1~3중량%가 혼합된 것이 적용된다.

상기 글라스비드는, 굴절률이 적어도 2.2 이상인 그라스에 알루미늄 또는 금속이 1~40㎛ 두께를 가지며 진공증착으로 코팅된 것이 적용된다.

상기 중공세라믹은, 밀도 0.5-0.7(g/cc), 입도 15~65㎛이고 체적대비 중공률이 20~60%인 것이 적용된다.

상기 상온건조형 아크릴에멀젼수지(Acrylate emulsion resin)는, 메칠메타아크릴, 메타아크릴산, 아크릴아마이드의 공중합체로 이루어진 것이 적용된다.

그리고, 상기 열저감 반사도료층의 유색무기안료와 상기 색상 수지층의 색상이 동일계열의 색상으로 이루어지도록 하여 상기 열저감 반사도료층의 전체 표면이 동일한 색상으로 표현될 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 색상 수지층의 색상이 열저감 반사도료층을 통과하여 투영되도록 하여 열저감 반사도료층의 전체 표면이 안정된 색상을 유지할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층의 작업과정을 살펴보면 다음과 같다.

작업시에는, 아스팔트에 중화제를 혼합시켜 중화시킨 후 흰색의 안료를 첨가하여 아스팔트를 흰색 계열로 중화시킨다. 그런다음 중화된 아스팔트 100 중량부에 대하여 색상 안료를 2-7 중량부 혼합하여 색상을 발현시키고, 연속해서 색상이 발현된 아스팔트를 도로 표면에 도포시키면 된다. 이후, 도포하고자 하는 색상으로 선택된 색상 안료를 수지 바인더와 혼합시켜 도로 표면에 0.01-35mm 두께로 도포시켜 색상 수지층이 이루어지도록 하면 된다. 연속해서, 색상 수지층의 상면에 유변성 알키드 수지와 경화제로 MDI를 사용한 바인더를 도포하고, 그 상면에 열저감반사도료를 규사와 혼합하여 0.1-2mm로 도포하면 된다. 그러면 아스팔트 표면이 색상을 가짐과 동시에 열저감 기능을 갖게 된다.

Claims (5)

1. 아스팔트를 중화제로 중화시킨 후 중화시킨 아스팔트 100 중량부에 대하여, 흰색 안료 2-7 중량부를 혼합시켜 포장된 도로의 상면에 올려지는 아스팔트 표면층;
   상기 아스팔트 표면층의 상면에 0.01-35mm의 두께로 칼라 색상 중 선택된 하나의 색상 안료에 수지 바인더가 혼합되어서 올려지는 색상 수지층;
   상기 색상 수지층의 상면에 0.1-2mm 두께로 올려지며, 상온건조형 아크릴에멀젼수지 30~50중량%, 그라스비드 10~25중량%, 중공세라믹 10~30중량%, 유색무기안료 10~30중량%, 물 10~30중량%, 계면활성제 1~5중량%, 증점제 1~5중량%, 분산제 1~3중량%, 침강제 1~3중량%가 혼합된 열저감 반사도료층;
   을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 아스팔트 표면층의 상면에 흰색 안료와 수지 바인더가 혼합되어 이루어지는 흰색 수지층이 0.01-1mm의 두께를 가지며 더 포함됨을 특징으로 하는 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 글라스비드는, 굴절률이 적어도 2.2 이상인 그라스에 알루미늄 또는 금속이 1~40㎛ 두께를 가지며 진공증착으로 코팅된 것을 적용하고,
   상기 중공세라믹은, 밀도 0.5-0.7(g/cc), 입도 15~65㎛이고 체적대비 중공률이 20~60%인 것을 적용하며,
   상온건조형 아크릴에멀젼수지(Acrylate emulsion resin)는, 메칠메타아크릴, 메타아크릴산, 아크릴아마이드의 공중합체로 이루어진 것을 적용함을 특징으로 하는 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   열저감 반사도료층의 유색무기안료와 상기 색상 수지층의 색상이 동일계열의 색상으로 이루어짐을 특징으로 하는 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 색상 수지층을 이루는 상기 수지 바인더에,
   식물 또는 식물의 씨로부터 추출된 오일로, 팜 오일, 코코넛 오일, 피마자 오일, 포도씨 오일, 호호바 오일, 홍화 오일, 마카데미아너츠 오일, 올리브씨 오일, 및 이들의 혼합 오일로 이루어진 군에서 선택된 1종의 식물성 오일이 첨가되고 상기 수지 바인더 100 중량부에 대해 식물성 오일 0.1～50 중량부를 더 포함하도록 함을 특징으로 하는 열 저감 기능과 색상 발현이 용이한 아스팔트 칼라 표층.