KR102082216B1

KR102082216B1 - 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법

Info

Publication number: KR102082216B1
Application number: KR1020190099547A
Authority: KR
Inventors: 김산
Original assignee: 김산
Priority date: 2019-08-14
Filing date: 2019-08-14
Publication date: 2020-05-29

Abstract

본 발명은 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법에 관한 것으로, 노면 상황에 따라 적절한 강도, 마찰계수 특성을 나타내는 비드타입의 염화수산화마그네슘 입자를 자체 생성하여 시공하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 혼합탱크에 염화마그네슘 수용액을 공급하는 간수탱크와 도료를 분사하는 가압탱크를 각각 연결하고, 혼합탱크에 무공질 구형상의 금속 산화물 입자 5~7 중량%, 산화알루미늄 1~5 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 탄산칼슘 5~10 중량%, 탈크 1~5 중량%, 산화마그네슘 1~20 중량%, 수지 바인더를 고형분으로 30~45 중량%, 다가 알코올 2~5 중량%, 첨가제, 및 물을 혼합하는 단계, 교반속도를 조절하면서 염화마그네슘 수용액 1~20 중량%를 공급하여 염화수산화마그네슘 입자를 생성하고, 증점제를 첨가하여 점도를 조절한 후 가압탱크의 노즐을 통해 노면에 도료를 분사하는 단계, 도료가 분사된 노면에 규사, 유리알 중에서 선택되는 적어도 하나의 골재입자를 뿌리고 도료를 건조시키는 단계를 포함하는, 시공방법을 제공하여, 기타 재료나 시공방법을 추가하지 않고도 수용성 도보용 차열도료의 강도(내구성)를 증진시킬 수 있고 노면 상황에 따른 적절한 강도, 마찰계수 특성 확보를 통해 미끄럼방지성능을 향상시킬 수 있게 한다.

Description

마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법{The method for constructing thermal barrier paint for temperature-reducing and water-soluble walking using magnesia concrete}

본 발명은 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차열도료 내 마그네시아 콘크리트 반응으로 노면의 경사도나 기타 주변환경 등에 의한 노면 상황에 따라 적절한 강도, 마찰계수 특성을 나타내는 비드타입의 염화수산화마그네슘 입자를 자체 생성하여, 기타 재료나 시공방법을 추가하지 않고도 도료의 강도(내구성)를 증진시킬 수 있고 노면 상황에 따른 적절한 강도, 마찰계수 특성을 가진 수용성 도보용 차열도료를 시공할 수 있는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법에 대한 것이다.

최근 급속한 산업화로 인해 도심지의 녹지가 줄어들고 냉난방이나 자동차 등의 인공적인 배열량이 증가하게 되면서 자연 상태의 에너지 순환이 원활히 이루어지지 못하고 국지적인 도심 열섬현상(Heat lsland)이 발생하게 되어 심각한 사회문제로 대두되고 있다.

이에 도심 열섬현상(Heat Island)의 원인중 하나인 도심부 도로 포장에 대한 포장면에서의 대책으로, 열환경 개선형 포장도입을 위한 연구 개발을 시도하고 있다.

이러한 도심 열섬현상은 태양광과 대기열에 대한 높은 흡수율, 낮은 반사율, 낮은 증산 작용으로 인한 낮은 열의 소실과 빠른 열전달 등의 특징을 가지고 있는 아스팔트 포장면에서 많이 발생하게 된다.

따라서 최근에는 태양열 차열효과에 의한 에너지 절약이 가능한 차열도료에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있으며, 특히 도로포장체에 적합한 차열도료 및 시공법 개발이 주로 이루어지고 있다.

이러한 차열도료로서는 아크릴 수지 및 우레탄 수지가 많이 이용되는 데, 아크릴 수지는 별도의 애벌칠이 필요하기 때문에 시공성이 나쁘고, 우레탄 수지는 도막의 물집, 들뜸 현상 등의 문제점과 외부 열에 대한 차단 및 차열 효과가 높지 않아서 건축물의 수명연장과 에너지 절감 측면에서 개선이 필요하다.

따라서 시공성 및 차열 효과가 우수하면서도 제조가 용이한 저가의 차열 도료의 개발이 요구되고 있다.

이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2008-0000631호(2008.01.02 공개, 명칭: 수계 도료 조성물 및 열 차폐 도료; 이하 '특허문헌1'이라 약칭함)에는, 구형상 금속 산화물 입자를 포함하는 무기물 입자가 배합되어 높은 열 차폐성을 갖는 열 차폐 도료에 대한 기술이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌1에서는 실제의 차열 도료 목적으로 사용하기 위해 필요한 성질인 접착력, 내수성을 갖추기 위한 조성물을 제시하지 못하였고, 색상과 은폐력을 충분히 만족시키기 위한 조성물을 제시하지 못하였으며, 차열 효과를 최대한 유지하면서 핵심 소재인 고가의 구형상 금속 산화물 함량을 줄여 경제성을 높인 차열 도료 조성물에 대해 제시하지 못한 한계점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1561567호(2015.10.13 등록, 명칭: 차열 도료 조성물 및 이를 사용한 도막의 형성방법; 이하 '특허문헌2'이라 약칭함)에는, 구형상 금속 산화물 입자인 무공질 실리카를 채택하고, 내수성과 접착력 및 색상 등 시공에 필요한 성질을 부여하기 위한 물질들을 첨가하여 광범위한 분야에 얇은 도막 형태로 편리하고 경제적으로 적용이 가능하게 한 차열 도료 조성물이 개시되어 있다.

특허문헌 2에 의하면, 접착력과 내수성을 가지는 차열 도료를 제공하여, 건축물의 지붕, 외벽, 차량의 내부, 냉방기의 외부 등 광범위한 분야에 손쉽게 적용이 가능하고, 안정적으로 차열 도료의 사용이 가능하며, 접착력과 내수성이 우수하여 하도가 없이 또는 1번의 하도만으로 다양한 재질의 표면에 적용할 수 있고 1회 도장시 50㎛ 두께 이하, 총 100㎛ 두께 이하의 도장으로도 차열효과를 얻을 수 있도록 하여 에너지 절약에 기여할 수 있게 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술들에서는 도보용 차열도료에는 그 사용이 제한되는 단점이 있었다.

KR 10-2008-0000631 A 2008.01.02 공개 KR 10-1561567 B1 2015.10.22 공고

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 본 발명은 차열도료 내 마그네시아 콘크리트 반응으로 노면의 경사도나 기타 주변환경 등에 의한 노면 상황에 따라 적절한 강도, 마찰계수 특성을 나타내는 비드타입의 염화수산화마그네슘 입자를 자체 생성하여 시공함으로써, 기타 재료나 시공방법을 추가하지 않고도 수용성 도보용 차열도료의 강도(내구성)를 증진시킬 수 있고 노면 상황에 따른 적절한 강도, 마찰계수 특성 확보를 통해 미끄럼방지성능을 향상시킬 수 있는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교반속도 및 배출양을 조절할 수 있는 혼합탱크, 염화마그네슘 수용액을 혼합탱크에 공급하는 간수탱크, 및 노면을 향해 다수 개의 노즐이 일정 간격 이격되게 배치되어 혼합탱크에서 배출되는 도료를 압축기에 의한 공기 압력으로 각 노즐을 통해 노면에 분사하는 가압탱크를 각각 준비하여 간수탱크와 가압탱크를 혼합탱크에 각각 연결하는 준비단계; 혼합탱크에 무공질 구형상의 금속 산화물 입자 5~7 중량%, 산화알루미늄 1~5 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 탄산칼슘 5~10 중량%, 탈크 1~5 중량%, 산화마그네슘 1~20 중량%, 수지 바인더를 고형분으로 30~45 중량%, 다가 알코올 2~5 중량%, 첨가제, 및 물을 혼합하는 차열도료 조성물 혼합단계; 도료를 도포할 노면의 경사도에 따라 혼합탱크의 교반속도를 조절하면서 간수탱크에서 혼합탱크로 염화마그네슘 수용액 1~20 중량%를 공급하여 노면의 경사도에 대응하는 마찰계수의 확보가 가능한 크기의 염화수산화마그네슘 입자를 생성하는 염화수산화마그네슘 입자생성단계; 염화수산화마그네슘 입자가 생성된 혼합물에 증점제를 첨가하여 점도를 조절하는 점도조절단계; 점도가 조절된 혼합탱크 내의 도료를 가압탱크로 이송하여 노즐을 통해 노면에 도료를 분사하는 도료분사단계; 및 분사된 도료를 건조시키는 도료건조단계;를 포함하는, 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 도료건조단계 이전에 도료가 분사된 노면에 규사, 유리알 중에서 선택되는 적어도 하나의 골재입자를 뿌리는 골재시공단계;를 더 포함하는, 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 차열도료 내 마그네시아 콘크리트 반응으로 노면의 경사도나 기타 주변환경 등에 의한 노면 상황에 따라 적절한 강도, 마찰계수 특성을 나타내는 비드타입의 염화수산화마그네슘 입자를 자체 생성하여 시공할 수 있게 되므로 기타 재료나 시공방법 추가없이 도료의 강도(내구성) 증진 및 노면 상황에 따른 적절한 강도, 마찰계수 특성 확보가 가능하여 미끄럼방지성능이 향상된 수용성 도보용 차열도료를 시공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법에 사용될 수 있는 시공장치의 구성을 개략적으로 예시한 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법에서 비드타입의 염화수산화마그네슘 입자 생성시 각각 600rpm이하, 600~1500rpm, 1500~3000rpm으로 교반속도를 조절하였을 때 생성되는 차열도료 내 입자 크기에 대한 부피를 예시한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 시공방법에서 차열도료에 첨가되는 안료의 색상에 따른 빛의 반사율을 예시한 참고도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예2를 통해 제조 및 시공된 도보용 차열도료 D, E, F에 대한 산화마그네슘의 함량별 4일 압축강도 및 7일 압축강도(Mpa)의 변화를 예시한 막대그래프이다.

이하에서, 본 발명에 의한 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법을 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법에 사용될 수 있는 시공장치의 구성을 개략적으로 예시한 블록도로서, 도 1에 예시된 바와 같이 한 가지 관점에서 본 발명의 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법은, 교반속도 및 배출양을 조절할 수 있는 혼합탱크(110), 염화마그네슘 수용액을 혼합탱크에 공급하는 간수탱크(120), 및 노면을 향해 다수 개의 노즐(131)이 일정 간격 이격되게 배치되어 혼합탱크에서 배출되는 도료를 압축기(132)에 의한 공기 압력으로 각 노즐을 통해 노면에 분사하는 가압탱크(130)를 각각 준비하여 간수탱크(120)와 가압탱크(130)를 혼합탱크(110)에 각각 연결하는 준비단계; 혼합탱크(110)에 무공질 구형상의 금속 산화물 입자 5~7 중량%, 산화알루미늄 1~5 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 탄산칼슘 5~10 중량%, 탈크 1~5 중량%, 산화마그네슘 1~20 중량%, 수지 바인더를 고형분으로 30~45 중량%, 다가 알코올 2~5 중량%, 첨가제, 및 물을 혼합하는 차열도료 조성물 혼합단계; 도료를 도포할 노면의 경사도에 따라 혼합탱크(110)의 교반속도를 조절하면서 혼합탱크로 간수탱크(120)의 염화마그네슘 수용액 1~20 중량%를 공급하여 노면의 경사도에 대응하는 마찰계수 확보가 가능한 크기의 염화수산화마그네슘 입자를 생성하는 염화수산화마그네슘 입자생성단계; 염화수산화마그네슘 입자가 생성된 혼합물에 증점제를 첨가하여 점도를 조절하는 점도조절단계; 점도가 조절된 혼합탱크(110) 내의 도료를 가압탱크(130)로 이송하여 노즐(131)을 통해 노면에 도료를 분사하는 도료분사단계; 및 분사된 도료를 건조시키는 도료건조단계;를 포함하여 이루어진다.

다른 관점에서 본 발명의 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법은, 도료건조단계 이전에 도료가 분사된 노면에 규사, 유리알 중에서 선택되는 적어도 하나의 골재입자를 뿌리는 골재시공단계;를 더 포함하여 이루어진다.

상기 준비단계는 도 1에 예시된 비와 같이 차열도료 조성물 혼합을 위한 혼합탱크(110), 염화마그네슘 수용액을 공급하는 간수탱크(120), 노폭에 따라 도료가 도포되는 면적 조절이 가능하고 압축기(132)에 의한 공기 압력으로 노면에 도료를 분사하는 가압탱크(130)를 구비하여. 간수탱크(120)를 혼합탱크(110)의 측부에 연결하고, 가압탱크(130)의 길이를 노폭에 맞게 조절하여 혼합탱크(110)에 하부에 연결한 후 가압탱크(130)의 상부에 압축기(132)를 연결하여 압축기(132)에서 가압탱크(130)로 일정 압력의 압축공기가 공급될 수 있게 설치하는 것이 바람직하다.

여기서 혼합탱크(110)는 100~3000rpm 범위 내에서 속도 조절이 가능한 교반기를 구비한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 혼합탱크(110) 내의 혼합물에서는 특히 600rpm 이하의 교반속도에서 100~1000㎛의 비교적 큰 염화수산화마그네슘 입자를 생성하게 되며 600~1500rpm 범위 내의 교반속도에서 20~100㎛의 중간 크기의 염화수산화마그네슘 입자를 생성하게 되고, 1500~3000rpm 범위 내의 교반속도에서 1~20㎛의 비교적 작은 염화수산화마그네슘 입자를 생성하게 된다. 따라서 완만한 경사면에 사용될 차열도료를 시공시에는 1500~3000rpm 범위 내의 속도에서 운전하며, 준 경사지의 경우 600~1500rpm 범위 내의 속도에서 운전하고, 심한 경사의 경우 600rpm 이하의 속도에서 운전한다. 또한 혼합탱크(110)는 배출양 조절이 가능한 조절밸브를 구비하여, 입자 생성이 완료된 차열도료를 가압탱크(130)로 이송할 때 가압탱크의 사이즈에 따라 도료의 양을 조절할 수 있게 한다.

간수탱크(120)는 농도 5~50%의 염화마그네슘 수용액을 보관하고 0.1~1L/min의 속도로 혼합탱크(110)에 염화마그네슘 수용액을 첨가해줄 수 있는 탱크로서, 부식 방지를 위해 스테인레스 강(SUS) 또는 테프론 재질의 용기를 사용하는 것이 바람직하다.

가압탱크(130)는 다수 개의 노즐(131)이 노면을 향해 일정 간격 이격되게 설치되고 압축기(132)가 연결되어 압축공기에 의해 노면에 도료를 분사하도록 구성되며, 이러한 가압탱크(130)는 노폭에 따라 길이 조절이 가능한 가변형 가압탱크로서, 0.6~2m의 폭으로 길이 조절 가능한 탱크를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에 의한 시공방법을 통해 도료를 시공하게 될 때 예를 들면 가압탱크가 한번 지나갈 때 도료가 도포되는 면적을 조절할 수 있게 한다.

각 노즐(131)은 도료 내의 산화마그네슘과 염화마그네슘의 혼합으로 생성된 염화수산화마그네슘 입자가 통과 가능한 1mm 이상의 대구경 노즐인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 각각의 노즐(131)은 가압탱크(130)에 일정 간격(예를 들면 10cm)으로 배치하며 가압탱크(130)의 길이가 조절됨에 따라 노즐의 개수도 조절될 수 있게 구성된다. 여기서 각 노즐(131)의 간격이 10cm 이하일 경우 도료가 중첩되어 도막이 두꺼워질 우려가 있으며, 10cm 이상일 경우 도막이 얇은 부위가 생성되어 은폐율이 나오지 않을 우려가 있다.

압축기(132)는 압축 공기를 생성하여 일정한 압력으로 도료를 분사하도록 가변형 가압탱크로 압축 공기를 공급한다.

상기 차열도료 조성물 혼합단계에서, 무공질 구형상의 금속 산화물 입자는 0.5㎛ 이하의 초미립자 실리카 입자로서, 비표면적이 30m²/g 이하이고, 중공이 없으며, 진구도가 0.7 이상인 무공질인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 차열도료 조성물 혼합단계에서, 산화마그네슘(MgO)은 순도 50~99% 범위인 것을 1~20 중량% 추가할 수 있다. 여기서 산화마그네슘의 순도가 50% 미만일 경우 염화마그네슘 수용액과 반응할 수 있는 산화마그네슘의 함량이 적어 염화수산화마그네슘의 생성이 적게 되며 이는 원하는 강도 및 마찰력 향상을 기대할 수 없게 된다. 또한 산화마그네슘 내에 미반응 되는 물질은 모두 불순물로 도료의 품질을 저하시킬 수 있다. 반면 산화마그네슘의 순도가 99% 초과의 경우 염화마그네슘과의 반응, 생성된 염화수산화마그네슘에 영향을 주는 것은 아니나 고가의 제품으로 원가상승 및 경제적 부담이 크게 된다. 또한 산화마그네슘의 함량이 1 중량% 미만일 경우 생성되는 입자의 함량이 적어 미끄럼방지의 기능을 못하게 될 수 있고, 산화마그네슘의 함량이 20 중량% 초과될 경우 미반응된 산화마그네슘 입자가 발생하여 도료의 물성(내수성 및 내구성)을 저하시킬 수도 있으며, 또 다량의 입자 생성으로 도료의 점도가 크게 높아지게 되어 시공상의 불편함을 유발할 수 있다.

또한 상기 차열도료 조성물 혼합단계에서, 염화마그네슘 수용액(MgCl_2·6H₂O)은 농도 5~50% 범위인 것을 1~20 중량% 추가할 수 있다. 여기서 염화마그네슘 수용액의 농도가 5% 미만일 경우 도료의 점도가 낮아질 수 있으며, 염화마그네슘 수용액의 농도가 50% 초과될 경우 마그네시아 반응이 급속하게 진행되어 균일한 염화수산화마그네슘 입자를 얻기 어려워지고, 또한 미반응의 산화마그네슘을 남기게 될 수 있다. 또한 염화마그네슘 수용액의 함량이 1중량% 미만일 경우 산화마그네슘과의 원할한 반응을 유도하지 못하게 되어 염화수산화마그네슘의 생성이 어려워지며, 함량이 20중량% 초과의 경우 미 반응된 염화마그네슘 수용액이 존재하게 되어 도료의 점도저하 및 건조시간 등의 물리적 변화를 초래하게 된다.

또한 상기 차열도료 조성물 혼합단계에서, 수지 바인더는 아크릴계 에멀젼, 아크릴 실리콘계 에멀젼, 우레탄계 에멀젼, 불소계 에멀젼, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 수지바인더를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 차열도료 조성물 혼합단계에서, 첨가제는 분산제, 소포제, 방부제 및 증점제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 첨가제이며 각 물질은 1중량% 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 차열도료 조성물 혼합단계는, 물에 분산제, 소포제를 첨가하고 500~1000rpm의 속도에서 25~35분 동안 교반하여 혼합하는 단계, 분산제와 소포제가 첨가된 혼합물에 무공질 구형상의 금속 산화물 입자 5~7 중량%를 첨가하고 1000~2000rpm의 속도에서 55~65분 동안 분산시켜 혼합하는 단계, 무공질 구형상의 금속 산화물 입자가 첨가된 혼합물에 산화알루미늄1~5 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 탄산칼슘 5~10 중량%, 탈크 1~5 중량%, 순도 50~99%의 산화마그네슘 1~20 중량%를 추가하고 1000~2000rpm의 속도에서 55~65분 동안 교반하여 혼합하는 단계, 및 안료가 추가된 혼합물에 수지 바인더 30~45 중량%, 다가 알콜류 2~5 중량%, 방부제를 첨가하여 1000~1500rpm의 속도에서 55~65분 동안 교반하여 혼합하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 염화수산화마그네슘 입자생성단계에서는 도료를 도포할 노면 상황에 대응하는 강도, 마찰계수의 특성을 확보할 수 있는 크기의 염화수산화마그네슘 입자를 생성하기 위해 혼합탱크(110)의 교반속도를 1단계(예를 들면 600rpm 이하), 2단계(예를 들면 600~1500rpm), 또는 3단계(예를 들면 1500~3000rpm) 중의 어느 하나의 속도로 조절하여 교반하면서 농도 5~50%의 염화마그네슘 수용액 1~20 중량%를 간수탱크(120)에서 혼합탱크(110)에 공급하여, 마그네시아 콘크리트 반응을 통해 비드타입의 염화수산화마그네슘(Mg₃Cl₂(OH)_4·4H₂0) 입자를 생성할 수 있다. 이때 염화수산화마그네슘 입자생성단계(c)는 도포하고자 하는 노면의 경사도나 기타 주변환경 등에 의한 노면상황에 따라 100~3000rpm으로 교반속도를 조절하여 염화수산화마그네슘 생성입자의 크기를 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도료를 도포할 노면의 마찰력 확보가 중요한 구간인 경우에는 마찰 계수를 높이기 위하여 도 2에 예시된 바와 같이 100~1000㎛ 크기의 비교적 큰 염화수산화마그네슘 입자를 생성할 수 있도록 제1단계의 교반속도, 즉 600rpm 이하의 교반속도로 조절하고, 산화마그네슘의 함량을 높게 한다. 반대로 도료를 도포할 노면의 마찰력 확보가 중요하지 않은 구간인 경우 도 4에 예시된 바와 같이 1~20㎛ 크기의 비교적 작은 염화수산화마그네슘 입자가 생성될 수 있도록 제3단계의 교반속도, 즉 1500~3000rpm의 교반속도로 조절하고, 산화마네슘의 함량을 낮게 한다. 또한 일반적인 용도의 도보용 차열도료를 도포할 경우 도 3에 예시된 바와 같이 20~100㎛의 중간 크기의 염화수산화마그네슘 입자가 생성될 수 있도록 제2단계의 교반속도 즉, 600~1500rpm의 교반속도로 조절하고, 산화마네슘의 함량로 중간 정도로 한다.

또한 본 발명에 따른 시공방법에서, 비드타입의 염화수산화마그네슘(Mg₃Cl₂(OH)_4·4H₂0) 입자 생성시 산화마그네슘 혼합물에 염화마그네슘 수용액을 첨가하여 이루어지는 입자상의 염화수산화마그네슘 생성 반응식은 다음과 같다.

MgO + MgCl_2·6H₂0 → Mg₃Cl₂(OH)_4·4H₂0

따라서 노면의 마찰력 확보가 중요한 구간일수록 마찰계수는 높아져야 하므로 교반기의 rpm을 저속으로 하여 큰 입자상의 물질이 생성되도록 하고, 산화마그네슘의 함량을 높게 한다.

반대로 노면의 마찰력 확보가 중요하지 않은 구간은 교반기의 rpm을 고속으로 하여 작은 입자상의 물질이 생성되도록 하고 산화마그네슘의 함량을 적게 한다.

또한 도료 내 산화마그네슘은 그 함량이 증가할수록 건조된 도료의 강도는 증가하게 되며, 염화마그네슘 수용액은 그 농도가 45%, pH2에서 가장 좋은 강도를 나타내었다.

차열 성능을 높이기 위하여 도료에 첨가되는 안료는 반사율(Reflectance %)를 측정하여, 도 5에 예시된 바와 같이 근적외선에 가까운 1750nm~2250nm 파장의 반사율이 50% 이상으로 높은 안료만을 선정하여 사용할 수 있다.

본 발명 시공 방법의 가장 바람직한 실시예는, 혼합탱크(110) 내에 물16~20 중량%에 분산제 0.2~0.4 중량%, 소포제 0.3~0.6 중량%를 첨가하고 500~1000rpm의 속도에서 25~35분 동안 교반하여 혼합하고, 이 혼합물에 무공질 구형상의 금속 산화물 입자 5~7 중량%를 첨가하고 1000~2000rpm의 속도에서 55~65분 동안 분산시켜 혼합한 후, 산화알루미늄1~5 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 탄산칼슘 5~10 중량%, 탈크 1~5 중량%, 순도 50~99%의 산화마그네슘 1~20 중량%를 안료로서 추가하여 1000~2000rpm의 속도에서 55~65분 동안 교반하여 혼합하며, 다시 수지 바인더 30~45 중량%, 다가 알콜류 2~5 중량%, 방부제 0.1~0.2 중량%를 첨가하여 1000~1500rpm의 속도에서 55~65분 동안 교반하여 혼합한 후, 간수탱크(120)에서 5~50% 농도의 염화마그네슘 수용액 1~20 중량%를 혼합탱크(110) 내에 천천히 부어주면서 혼합탱크(110)의 교반속도를 1단계(600rpm 이하), 2단계(600~1500rpm), 또는 3단계(1500~3000rpm) 중의 어느 하나로 조절하여 혼합탱크(110)내의 마그네시아 콘크리트 반응으로 비드 타입의 염화수산화마그네슘(Mg₃Cl₂(OH)_4·4H₂0) 입자 100~1000㎛, 20~100㎛, 1~20㎛ 크기 중의 어느 하나를 생성하고, 증점제 0.2~0.4 중량%를 첨가하여 점도를 조절한 후 혼합탱크(110) 내의 도료를 가압탱크(130)로 이송하여, 압축기(132)에 의한 일정 압력으로 각 노즐(131)을 통해 노면에 도료를 분사하고, 도료가 분사된 노면에 규사, 유리알 중에서 선택되는 적어도 하나의 골재입자를 뿌린 후 도료를 건조시키는 과정을 통해 이루어질 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 이 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 사람에게 있어서 자명할 것이다.

실시예1. 교반속도에 따른 도보용 차열도료 제조 및 시공

(a) 교반기 A,B,C를 준비하여, 각 교반기 A,B,C에 공통으로 물 18 중량%에 분산제 0.3 중량%, 소포제 0.5 중량%를 범위 내에서 각각 첨가하고 750rpm의 속도로 30분간 교반하여 혼합하였다.

(b) 상기 분산제와 소포제가 첨가된 각 교반기 A,B,C에 공통으로 무공질 구형상 금속 산화물 입자(차열안료) 6 중량%를 각각 첨가하여 1500rpm에서 1시간동안 분산시켜 혼합하였다.

(c) 상기 무공질 구형상의 금속 산화물 입자가 첨가된 각 교반기 A,B,C에 공통으로 안료로서 산화알루미늄 3 중량%, 이산화티탄 28 중량%, 탄산칼슘 8 중량%, 탈크 3 중량%, 산화마그네슘 10 중량%를 각각 추가하고 1500rpm에서 1시간 교반하였다.

(d) 상기 안료가 추가된 각 교반기 A,B,C에 공통으로 아크릴에멀젼 수지 38 중량%, 다가 알콜류 4 중량%, 방부제 0.2 중량%를 각각 첨가하여 1250rpm의 속도로 혼합하였다.

(e) 이후 교반기 A는 600rpm의 속도로 교반, 교반기 B는 1000rpm의 속도로 교반, 교반기 C는 2000rpm의 속도로 교반하면서, 각 교반기 A,B,C에 공통으로 40% 농도의 염화마그네슘 수용액 10 중량%를 각각 천천히 부어주어 비드타입의 염화수산화마그네슘 입자(1~1000㎛)를 생성하였다.

(f) 마지막으로 각 교반기 A,B,C에 공통으로 증점제 0.3 중량%를 첨가하여 점도를 조절하여 도보용 차열도료 A(교반속도 600rpm일때 생성), B(교반속도 1000rpm일때 생성), C(교반속도 2000rpm일때 생성)를 제조하였고, 제조된 도보용 차열도로 A,B,C에서 시료를 각각 취하여 마른 상태 및 젖은 상태에서의 마찰 계수(BPN)를 각각 측정하였다.

(g) 점도가 조절된 혼합탱크(110) 내의 도료를 가압탱크(130)로 이송하여 노즐(131)을 통해 노면에 도료를 분사하고, 도료가 분사된 노면에 규사, 유리알 중에서 선택되는 적어도 하나의 골재입자를 뿌린 후 분사된 도료를 건조시켰다.

하기의 표 1은 본 발명의 실시예1을 통해 제조된 각 교반속도 600rpm, 1000rpm, 2000rpm에 따른 도보용 차열도료A,B,C에 대한 마른 상태 및 젖은 상태에서의 rpm에 따른 마찰 계수(BPN)의 변화를 도시하였다.

구 분	마찰계수(BPN)
구 분	마른상태	젖은상태
600rpm	68	65
1000rpm	60	55
2000rpm	55	50

상기 표 1에서 알수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 온도저감형 수용성 도보용 차열도료를 도보에 코팅하고자 하는 경우, 노면의 마찰력 확보가 중요한 구간에 도포할 차열도로는 교반속도를 600rpm으로 저속으로 조절하여 비교적 큰 입자가 생성되도록 하고, 노면의 마찰력 확보를 필요로 하지 않는 구간에 도포할 차열도로는 교반속도를 2000rpm으로 고속으로 조절하여 작은 크기의 입자가 생성되도록 하는 것이 바람직하다.

실시예2. 산화마그네슘의 함량에 따른 도보용 차열도료 제조 및 시공

(a) 교반기 D,E,F를 준비하여, 각 교반기 D,E,F에 공통으로 물 18 중량%에 분산제 0.3 중량%, 소포제 0.5 중량%를 범위 내에서 각각 첨가하고 750rpm의 속도로 30분간 교반하여 혼합하였다.

(b) 상기 분산제와 소포제가 첨가된 각 교반기 D,E,F에 공통으로 무공질 구형상 금속 산화물 입자(차열안료) 6 중량%를 각각 첨가하여 1500rpm에서 1시간동안 분산시켜 혼합하였다.

(c) 상기 무공질 구형상의 금속 산화물 입자가 첨가된 각 교반기 D,E,F에 안료로서 산화알루미늄 3 중량%, 이산화티탄 28 중량%, 탄산칼슘 8 중량%, 탈크 3 중량%를 공통으로 각각 추가하고, 다시 교반기 D에는 산화마그네슘을 5 중량%, 교반기 E에는 산화마그네슘을 10 중량%, 교반기 F에는 산화마그네슘을 15 중량%를 각각 추가한 후 각 교반기 D,E,F를 동일하게 1500rpm에서 1시간 교반하였다.

(d) 상기 안료가 추가된 각 교반기 D,E,F에 공통으로 아크릴에멀젼 수지 38 중량%, 다가 알콜류 4 중량%, 방부제 0.2 중량%를 각각 첨가하여 1250rpm의 속도로 혼합하였다.

(e) 각 교반기 D,E,F를 1500rpm의 속도로 교반하면서 각 교반기 D,E,F에 공통으로 40% 농도의 염화마그네슘 수용액 10 중량%를 천천히 부어주어 비드타입의 염화수산화마그네슘 입자(1~1000㎛)를 생성하였다.

(f) 마지막으로 각 교반기 D,E,F에 공통으로 증점제 0.3 중량%를 첨가하여 점도를 조절하여 도보용 차열도료 D(산화마그네슘의 함량이 5 중량%), E(산화마그네슘의 함량이 10 중량%), F(산화마그네슘의 함량이 15 중량%)를 각각 제조하였고, 그 후 제조된 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 D,E,F에서 시료를 각각 취하여 5cm*5cm*5cm 큐빅모양의 압축강도 측정용 시편에 여러 번 반복하여 도포, 제조하여 압축강도를 측정하였다.

하기의 표 2는 본 발명의 실시예2를 통해 제조된 도보용 차열도료 D, E, F에 대한 산화마그네슘의 함량별 4일 압축강도 및 7일 압축강도(Mpa)의 변화를 예시하였고, 도 6에는 본 발명의 실시예2를 통해 제조된 도보용 차열도료 D, E, F에 대한 산화마그네슘의 함량별 4일 압축강도 및 7일 압축강도(Mpa)의 변화를 나타내는 막대그래프가 예시되어 있다.

산화마그네슘 함량(중량%)	4일 압축강도(MPa)	7일 압축강도(MPa)
5	5.29	8.85
10	11.2	16.2
15	14.3	19.9

상기 표 2 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 온도저감형 수용성 도보용 차열도료를 도보에 코팅하고자 하는 경우, 압축강도의 확보가 중요한 곳에 도포할 차열도로는 산화마그네슘의 함량을 15 중량% 이상으로 높게 하고, 압축강도의 확보를 필요로 하지 않는 곳에 도포할 차열도로는 산화마그네슘의 함량을 10 중량%, 또는 5 중량% 미만으로 적게 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

110 : 혼합탱크
120 : 간수탱크
130 : 가압탱크
131 : 노즐
132 : 압축기

Claims

교반속도 및 배출양을 조절할 수 있는 혼합탱크(110), 염화마그네슘 수용액을 혼합탱크에 공급하는 간수탱크(120), 및 노면을 향해 다수 개의 노즐(131)이 일정 간격 이격되게 배치되어 혼합탱크에서 배출되는 도료를 압축기(132)에 의한 공기 압력으로 각 노즐을 통해 노면에 분사하는 가압탱크(130)를 각각 준비하여 간수탱크(120)와 가압탱크(130)를 혼합탱크(110)에 각각 연결하는 준비단계;
상기 혼합탱크(110)에 무공질 구형상의 금속 산화물 입자 5~7 중량%, 산화알루미늄 1~5 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 탄산칼슘 5~10 중량%, 탈크 1~5 중량%, 산화마그네슘 1~20 중량%, 수지 바인더를 고형분으로 30~45 중량%, 다가 알코올 2~5 중량%, 첨가제, 및 물을 혼합하는 차열도료 조성물 혼합단계;
도료를 도포할 노면의 경사도에 따라 상기 혼합탱크(110)의 교반속도를 조절하면서 상기 간수탱크(120)에서 혼합탱크로 염화마그네슘 수용액 1~20 중량%를 공급하여 노면의 경사도에 대응하는 마찰계수의 확보가 가능한 크기의 염화수산화마그네슘 입자를 생성하는 염화수산화마그네슘 입자생성단계;
상기 염화수산화마그네슘 입자가 생성된 혼합물에 증점제를 첨가하여 점도를 조절하는 점도조절단계;
상기 점도가 조절된 혼합탱크(110) 내의 도료를 가압탱크(130)로 이송하여, 다수 개의 노즐(131)을 통해 노면에 도료를 분사하는 도료분사단계; 및 분사된 도료를 건조시키는 도료건조단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서,
상기 도료건조단계 이전에 상기 도료가 분사된 노면에 규사, 유리알 중에서 선택되는 적어도 하나의 골재입자를 뿌리는 골재시공단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 혼합탱크(110)는,
100~3000rpm 범위 내에서 속도 조절이 가능한 교반기, 및 배출양 조절이 가능한 조절밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 가압탱크(130)는,
노폭에 따라 길이 조절이 가능하고 압축기(132)에 의한 일정 압력으로 각 노즐을 통해 노면에 도료를 분사하는 가변형 가압탱크인것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 준비단계는,
염화마그네슘 수용액을 공급하기 위한 간수탱크(120)를 상기 혼합탱크(110)의 측부에 연결하고, 노폭에 따라 도료가 도포되는 면적 조절이 가능하도록 가압탱크(130)의 길이를 조절하여 상기 혼합탱크(110)에 하부에 연결한 후 상기 가압탱크(130)의 상부에 압축기(132)를 연결하여 압축기(132)에서 가압탱크(130)로 일정 압력의 압축공기가 공급될 수 있게 설치하는 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 간수탱크(120)는,
부식 방지를 위해 스테인레스 강(SUS) 또는 테프론 재질의 용기를 사용하는 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 다수 개의 노즐(131)은,
도료 내의 산화마그네슘과 염화마그네슘의 혼합으로 생성된 염화수산화마그네슘 입자가 통과 가능한 1mm 이상의 대구경 노즐인 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 차열도료 조성물 혼합단계는,
물에 분산제, 소포제를 첨가하고 500~1000rpm의 속도에서 25~35분 동안 교반하여 혼합하는 단계;
상기 분산제와 소포제가 첨가된 혼합물에 무공질 구형상의 금속 산화물 입자 5~7 중량%를 첨가하고 1000~2000rpm의 속도에서 55~65분 동안 분산시켜 혼합하는 단계;
상기 무공질 구형상의 금속 산화물 입자가 첨가된 혼합물에 산화알루미늄1~5 중량%, 이산화티탄 20~35 중량%, 탄산칼슘 5~10 중량%, 탈크 1~5 중량%, 순도 50~99%의 산화마그네슘 1~20 중량%를 추가하고, 1000~2000rpm의 속도에서 55~65분 동안 교반하여 혼합하는 단계; 및
안료가 추가된 혼합물에 수지 바인더 30~45 중량%, 다가 알콜류 2~5 중량%, 방부제를 첨가하여 1000~1500rpm의 속도에서 55~65분 동안 교반하여 혼합하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제8항에 있어서, 상기 염화수산화마그네슘 입자생성단계는,
상기 혼합탱크(110)의 교반속도를 도료를 도포할 노면의 경사도에 대응하는 마찰계수의 확보가 가능한 크기의 염화수산화마그네슘 입자를 생성할 수 있는 속도로 조절하여 교반하면서 염화마그네슘 수용액 1~20 중량%를 상기 간수탱크(120)에서 상기 혼합탱크(110)에 공급하여, 마그네시아 콘크리트 반응을 통해 비드타입의 염화수산화마그네슘(Mg₃Cl₂(OH)_4·4H₂0) 입자를 생성시키는 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제9항에 있어서, 상기 염화수산화마그네슘 입자생성단계는,
도포하고자 하는 노면의 경사도에 따라 500~2000rpm으로 교반속도를 조절하여 염화수산화마그네슘의 입자 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 수지 바인더는,
아크릴계 에멀젼, 아크릴 실리콘계 에멀젼, 우레탄계 에멀젼, 불소계 에멀젼, 실리콘 무기질계 수지, 실리카졸계 수지 및 유기무기하이브리드 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 수지바인더인 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 무공질 구형상의 금속 산화물 입자는,
0.5㎛ 이하의 초미립자 실리카 입자로서, 비표면적이 30m²/g 이하이고, 중공이 없으며, 진구도가 0.7 이상인 무공질인 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 첨가제는,
분산제, 소포제, 방부제 및 증점제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 첨가제이며 각 물질은 1중량% 이하인 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 산화마그네슘(MgO)은,
순도 50~99%인 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.
제1항에 있어서, 상기 염화마그네슘 수용액(MgCl_2·6H₂O)은,
농도 5~50%인 것을 특징으로 하는 마그네시아 콘크리트를 이용한 온도저감형 수용성 도보용 차열도료 시공방법.