KR102244003B1 - 도로 구조물의 분체 도장 조성물 - Google Patents

도로 구조물의 분체 도장 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도로 구조물의 분체 도장 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 에폭시 수지, 에틸렌글리콜, 탄산칼슘, 활성탄, 순지트 분말, 소성비드, 방동제, 분산제 및 이소시아네이트를 포함한다.
상기한 구성에 의해 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 철재, 목재, 에폭시 시설물 등의 도로 구조물에 코팅하여 마감함으로써 뛰어난 부식 차단 효과, 방수성, 내마모성 등의 효과가 우수하다.

Description

도로 구조물의 분체 도장 조성물{POWDER COATING COMPOSITION FOR ROAD STRUCTURES}
본 발명은 도로 구조물의 분체 도장 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철재, 목재, 에폭시 시설물 등의 도로 구조물에 코팅하여 마감함으로써 뛰어난 부식 차단 효과, 방수성, 내마모성 등의 효과가 우수한 도로 구조물의 분체 도장 조성물에 관한 것이다.
도로에 설치된 철재 및 목재, 에폭시 구조물은 설치 후 여러 요인에 의해 부식이 유발되거나 달리는 차량에서 발생하는 파편에 의해 도로 구조물이 벗겨지거나 깨져 부식이 심하게 진행된다.
종래에는 구조물의 훼손을 방지하기 위해 에폭시 분체 방청 프라이머 등의 철재 분체 방청 프라이머를 도장한 후 상도 분체도료를 도장하거나 2회 이상 두껍게 도장하여 부식을 방지하고 차량에서 발생하는 파편에 의해 분체도장이 깨지는 현상들을 방지하려 노력하여 왔다.
특히, 도로 구조물에 사용하는 철재는 설치 후 부식이 심하게 발생하거나 달리는 차량에서 발생하는 파편에 의해 분체도장 도막이 심하게 깨지는 현상이 발생되어 특수 분체 철재용 방청 프라이머 또는 상도 분체의 도막 두께를 더욱 두껍게 도장 하여 부식과 깨짐을 방지하려는 시스템이 널리 사용되고 있다.
그러나 분체 철재용 방청 프라이머를 선행 도장하는 경우에는 도장 시간이 길어지고 도장 또한 2회에 걸쳐 이루어져 층간 부착력 저하를 발생시킬 수 있으며, 더욱이 1회 마감 코팅보다 매우 비경제적이다. 상도 분체 도료를 2회에 걸쳐 두껍게 도장하는 시스템 역시 분체 철재용 방청 프라이머를 선행 도장하는 시스템과 동일한 문제점을 내포하고 있다.
이와 같은 종래의 코팅 방법에 의해 도장된 도로 구조물은 방식, 성능은 비교적 양호하나 2회 코팅으로 인한 경제적 손실과 인력 낭비를 방지하고 1회 코팅으로 방식 성능과 내마찰력 도막 강도 성능을 동시에 확보할 수 있는 도로 구조물 분체 도료의 연구가 필요한 실정이다.
국내등록특허 제10-1732912호(2017년 04월 27일 등록) 국내등록특허 제10-1887006호(2018년 08월 03일 등록) 국내등록특허 제10-0617591호(2006년 08월 22일 등록)
본 발명은 철재, 목재, 에폭시 시설물 등의 도로 구조물에 코팅하여 마감함으로써 뛰어난 부식 차단 효과, 방수성, 내마모성 등의 효과가 우수한 도로 구조물의 분체 도장 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 1회 코팅으로 마감되어 경제적이고 우수한 도막 물성을 확보할 수 있는 도로 구조물의 분체 도장 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 에폭시 수지, 에틸렌글리콜, 탄산칼슘, 활성탄, 순지트 분말, 소성비드, 방동제, 분산제 및 이소시아네이트를 포함한다.
상기 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 30 중량부, 아크릴 에멀젼 수지 20 내지 40 중량부, 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 에틸렌글리콜 1 내지 5 중량부, 탄산칼슘 1 내지 3 중량부, 활성탄 0.1 내지 1 중량부, 순지트 분말 0.5 내지 1.5 중량부, 소성비드 0.1 내지 0.5 중량부, 방동제 0.1 내지 0.3 중량부, 분산제 0.3 내지 0.7 중량부 및 이소시아네이트 0.2 내지 0.4 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 철재, 목재, 에폭시 시설물 등의 도로 구조물에 코팅하여 마감함으로써 뛰어난 부식 차단 효과, 방수성, 내마모성 등의 효과가 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 1회 코팅으로 마감되어 경제적이고 우수한 도막 물성을 확보할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물이 도로 구조물의 표면에 코팅되어 도막을 형성한 상태를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물이 도로 구조물의 표면에 코팅되어 도막을 형성한 상태를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 철재, 목재, 에폭시 시설물 등의 도로 구조물(100)에 1회 코팅되어 도막(200)을 형성함으로써, 도로 구조물(100)의 부식 차단, 방수성, 내마모성 등 도막(200)의 물성이 우수하다.
본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 에폭시 수지, 에틸렌글리콜, 탄산칼슘, 활성탄, 순지트 분말, 소성비드, 방동제, 분산제 및 이소시아네이트를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물은 상기 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 30 중량부, 아크릴 에멀젼 수지 20 내지 40 중량부, 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 에틸렌글리콜 1 내지 5 중량부, 탄산칼슘 1 내지 3 중량부, 활성탄 0.1 내지 1 중량부, 순지트 분말 0.5 내지 1.5 중량부, 소성비드 0.1 내지 0.5 중량부, 방동제 0.1 내지 0.3 중량부, 분산제 0.3 내지 0.7 중량부 및 이소시아네이트 0.2 내지 0.4 중량부의 중량 비율로 포함될 수 있다.
상기 자기유화형 에폭시 수지는 자체 내에 유화시킬 수 있는 활성기를 가지고 있는 에폭시 수지로, 본 발명에서 상기 자기유화형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 200 내지 220g/eq인 자기유화형 변성 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
일반적으로 수용성 에폭시 수지는 유화 과정에서 다량의 유화제, 즉 계면활성제가 사용되므로 도막(200)의 강도, 내후성, 내수성 등의 물성이 현저히 저하되는데, 상기 자기유화형 에폭시 수지는 도막(200)의 강도, 내후성, 내수성 등의 물성을 현저히 개선할 수 있다.
또한, 상기 자기유화형 에폭시 수지는 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 10 내지 30 중량부가 사용되는데, 상기 자기유화형 에폭시 수지가 10 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 도로 구조물(100) 표면과의 부착력 및 밀폐성이 떨어질 수 있고, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 건조성이 지연되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 아크릴 에멀젼 수지는 피막형성 온도가 낮고 가소제를 사용하지 않아도 유연성이 탁월할 뿐만 아니라 내후성, 내마모성이 우수한 장점을 가지고 있는데, 상기 아크릴 에멀젼 수지는 모노머 조성물, 가교성 모노머 및 안정제를 포함하여 제조되고, 상기 아크릴 에멀젼 수지는 모노머 조성물 100 중량부에 대하여 상기 가교성 모노머 1 내지 5 중량부 및 안정제 0.1 내지 1 중량부를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 모노머 조성물은 알케닐 방향족 모노머(alkenyl aromatic monomer); 아크릴로니트릴(acrylonitrile); 4~22개의 탄소원자를 가지는 아크릴산(acrylic acid) 및 메트아크릴산(methacrylic acid)의 알킬(alkyl) 에스테르, (헤테로)사이클로알킬((hetero)cycloalkyl) 에스테르 또는 아랄킬(aralkyl) 에스테르; 1~18개의 탄소원자를 가지는 알킬기, 사이클로알킬기 또는 아랄킬기로 N-치환된 아크릴아마이드(acrylamide) 및 메트아크릴아마이드(methacrylamide); 비닐 아세테이트(vinyl acetate); 및 비닐 버사테이트(vinyl versatate)로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다.
상기 가교성 모노머는 상기 아크릴 에멀젼 수지에 가교 기능을 부여하는 역할을 수행하고, 상기 아크릴 에멀젼 수지의 부착성을 증진시킬 수 있는데, 상기 가교성 모노머는 하이드록시(hydroxy) 기능성 모노머, 아미노(amino) 기능성 모노머, 에폭시(epoxy) 기능성 모노머, 카르보닐(carbonyl) 기능성 모노머 및 메티올(methyol) 기능성 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 하이드록시 기능성 모노머는 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate 및 2-hydroxybutyl acrylate로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있고, 상기 아미노 기능성 모노머는 N,N-dimethyl aminoethyl methacrylate, N,N-dimethyl aminoethyl acrylate 및 N,tert-butyl aminoethyl methacrylate로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있으며, 상기 에폭시 기능성 모노머는 glycidyl methacrylate가 사용될 수 있고, 상기 카르보닐 기능성 모노머는 diacetone acrylamide 또는 acetoacetoxyrthyl metacrylate 중에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있으며, 상기 메틸올 기능성 모노머는 N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide 및 N-n-isobutoxymethyl acrylamide로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다.
상기 안정제는 상기 아크릴 에멀젼 수지의 물리적, 화학적 안정성을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 안정제는 알릴 알킬 황산염(allyl alkyl sulfonate) 또는 공중합성 황산염 모노머(copolymerizable sulfonate manomer) 중에서 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴 에멀젼 수지는 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 20 내지 40 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 아크릴 에멀젼 수지가 20 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 도로 구조물(100)에 코팅된 도막(200)의 경도 조정이나 광택 및 평활성이 충분히 부여되기 어렵고, 40 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 상대적으로 다른 조성물들의 성분이 줄어들어 전체적인 물성의 균형이 맞지 않으므로 제조되는 도로 구조물(100) 도막(200)의 전체적인 물성이 저하될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 열경화성 플라스틱의 일종으로 접착력이 우수하다. 상기 에폭시 수지는 비스페놀(Bisphenol) A형 에폭시 수지, 비스페놀(Bisphenol) F형 에폭시 수지, Brominated 에폭시 수지, Hydrogenated bisphenol-A형 에폭시 수지, Novolac 에폭시 수지, Phenol 에폭시 수지, 그 밖에 분자 내 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 이용할 수 있는데, 바람직하게는 비스페놀(Bisphenol) A형 에폭시 수지가 사용될 수 있다.
상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 185 내지 190인 비스페놀 A형 에폭시 수지와 에폭시 당량이 500 내지 600인 비스페놀 A형 에폭시 수지의 1:1 중량 비율로 혼합한 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 5 내지 15 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 에폭시 수지가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 충분한 접착력을 제공하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 15 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 접착성은 증가하나 기타 첨가제의 양이 상대적으로 감소하여 시공성 및 내구성을 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.
상기 에틸렌글리콜(ethylene glycol)은 경화 전에는 유동성 및 작업성을 향상시키고, 경화 후에는 물리적, 화학적 성능을 향상시키기 위하여 첨가될 수 있다.
상기 에틸렌글리콜은 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 1 내지 5 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 에틸렌글리콜이 1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 상기 에틸렌글리콜을 첨가한 효과가 충분히 발휘되지 못하는 문제가 발생할 수 있고, 5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 제조되는 도로 구조물(100) 도막(200)의 전체적인 물성이 저하될 수 있다.
상기 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 분체 도장 조성물에 포함되는 무기 충전제로 사용되고, 겉보기 점도를 높여 초기 점착을 증가시키며, 경화시 수축, 팽창을 감소시켜 시공성 및 접착력을 향상시키며, 분체 도장 조성물의 내열성 및 내구성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기 탄산칼슘(Calcium Carbonate)은 화학식이 CaCO3로 자연계에서 존재하는 염 중에서 가장 많고, 그 형태도 다양한데, 대리석, 방해석, 선석, 석회석, 백악, 빙주석(氷洲石), 조개껍질, 달걀껍질, 산호 등으로 존재할 수 있다. 상기 탄산칼슘은 일반적으로 무색의 결정 또는 백색의 고체로, 비중 2.93이며, 825℃에서 분해될 수 있고, 가열하면 이산화탄소(CO2)를 발생하고 생석회를 얻을 수 있다(CaCO3 → CaO + CO2 ↑).
상기 탄산칼슘은 값이 싸고 비중도 크지 않아 공업 분야에 널리 사용될 수 있는데, 상기 탄산칼슘은 석회석 대리석으로서 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 건축재료 등의 중화제(中和劑)로서 사용될 수 있다. 호분은 백색안료와 수성도료에, 침강 탄산칼슘은 안료, 도료, 치약 등에 사용되며, 고무에도 보강제로서 배합될 수 있다.
상기 탄산칼슘은 입자 크기가 0.1 내지 10㎛이고, 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 1 내지 3 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 탄산칼슘이 1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 접착의 점도를 조절하기 어렵고 경화시 수축, 팽창 효과가 미미한 문제가 발생할 수 있고, 3 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 분체 도장 조성물의 물성이 저하되고 시공성 및 접착력이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 활성탄은 유해물질의 흡착제거 효과를 구현할 수 있는데, 상기 활성탄은 경도 93 질량분율% 이상, 충전밀도 0.51 내지 0.53g/ml, 비표면적 800 내지 900m2/g, 세공분포는 세공직경이 4Å 내지 7Å, 요오드 흡착력 1,100mg/g 이상, 세공용적 0.51ml/g, pH 7~7.8, 페놀 흡착력 17.5ml/g, M·B 탈색력 153ml/g 이상인 것이 사용될 수 있다.
상기 활성탄은 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 1 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 활성탄이 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 효과의 발현이 미미하고, 1 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 제조되는 도로 구조물(100) 도막(200)의 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 순지트 분말은 순지트 광물을 분쇄하여 분말화함으로써 제조될 수 있는데, 상기 순지트(shungite)는 SiO2(규산염)과 C60(플러렌)을 주성분으로 하는 물질로서, 천연 플러렌을 함유하는 물질을 의미한다. 플러렌을 90% 이상 함유한 순지트를 엘리트 순지트(Elite shungite) 또는 노블 순지트(Noble Shungite)라 하고, 플러렌을 60% 이하 함유한 순지트를 노멀 순지트(Normal shungite)라 한다.
상기 순지트의 대표적인 기능은 항산화 기능, 전자파 차단 기능, 오염물질의 정화 및 분해 기능, 그리고 살균 및 항균 기능이 있다. 순지트는 강력한 천연산화방지제로서 수많은 질병에 대한 인간의 면역성을 높여주는 기능이 있고, 오염물질을 흡착시켜 물과 공기를 정화시키는 기능을 하며, 흡착한 오염물질을 스스로 분해하는 능력이 있다.
또한, 상기 순지트는 항균 및 살균 성질을 가지고 있어 대장균, 녹농균, 포도상구균 및 유해균만을 99% 이상 제거하는 기능이 있고, 유해전자파를 차단하고, 원적외선을 다량 방출하는 기능이 있다.
상기 순지트 분말은 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 0.5 내지 1.5 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 순지트 분말이 0.5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 효과의 발현이 미미하고, 1.5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 제조되는 도로 구조물(100) 도막(200)의 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 순지트 분말은 하기의 방법으로 제조된 순지트 분말이 사용될 수 있다.
먼저, 순지트 광물을 준비한 후 세척하여 상기 순지트 광물에 부착되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.
상기 순지트 광물의 세척은 정제수를 이용하여 상기 순지트 광물의 표면을 세척함으로써, 상기 순지트 광물의 표면에 잔류되어 있는 이물질을 제거할 수 있다.
다음으로, 상기 세척된 순지트 광물을 제1 분쇄하여 순지트 조립 분쇄물을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 세척된 순지트 광물을 조립기를 이용하여 제1 분쇄함으로써, 추후 공정에서 상기 순지트 광물의 불순물이나 유기 잔류물 등을 제거할 수 있는데, 상기 제1 분쇄는 그래뉼레이터(pan granulator), 드럼 그래뉼레이터(Drum granulator) 또는 압축식 펠레타이저(pelletizer) 등과 같은 공지된 조립기를 이용하여 수행될 수 있으나, 반드시 상기한 조립기에만 한정되는 것은 아니다.
그 다음으로, 상기 순지트 조립 분쇄물을 혼합액에 침지할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 순지트 조립 분쇄물을 혼합액에 침지함으로써 상기 순지트 조립 분쇄물에 함유되어 있는 불순물이나 유기 잔류물 등을 제거할 수 있는데, 상기 혼합액으로는 질산 0.2 내지 0.4 중량%, 인산염 화합물 0.5 내지 1.0 중량%, 과황산염 0.01 내지 0.05 중량%, 초산 1 내지 3 중량% 및 잔량의 정제수로 이루어지고, 상기 순지트 조립 분쇄물을 20 내지 40분 동안 상기 혼합액에 침지시켜 수행될 수 있다.
또한, 상기 단계에서 상기 인산염 화합물로는 제1 인산나트륨(NaH2PO4), 제2 인산나트륨(Na2HPO4), 제3 인산나트륨(Na3PO4), 제1 인산칼륨(KH2PO4), 제2 인산칼륨(K2HPO4), 제1 인산암모늄((NH4)H2PO4), 제2 인산암모늄((NH4)2HPO4) 및 제3 인산암모늄((NH4)3PO4)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 상기 과황산염으로는 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 과황산나트륨(Na2S2O8) 또는 과황산칼륨(K2O8S2) 중에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
이어서, 상기 순지트 조립 분쇄물을 혼합액에서 분리하여 꺼낸 후 상기 순지트 조립 분쇄물을 소성로를 이용하여 가열하여 소성할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 분리된 순지트 조립 분쇄물을 소성로를 이용하여 가열함으로써 상기 순지트 조립 분쇄물의 미세 기공에 흡착된 오염물질을 제거하고 활성화시킬 수 있는데, 상기 단계는 상기 분리된 순지트 조립 분쇄물을 소성로에 투입한 후 1,100 내지 1,300℃의 온도에서 50 내지 100분 동안 가열함으로써 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 소성된 순지트 조립 분쇄물을 제2 분쇄하여 순지트 미립 분쇄물을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 소성된 순지트 조립 분쇄물을 볼밀(ball mill)이나 각종 공지된 분쇄기를 이용하여 분쇄함으로써 수행될 수 있는데, 상기 단계에서는 제조되는 패각 미립 분쇄물의 입경이 10 내지 100nm가 되도록 분쇄할 수 있다.
그 다음으로, 상기 순지트 미립 분쇄물에서 불순물을 제거하고 살균하여 순지트 분말을 제조할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 순지트 미립 분쇄물을 자석이 설치된 회전통에서 회전시킴으로써 상기 순지트 미립 분쇄물에 잔류할 수 있는 중금속 등과 같은 불순물을 제거할 수 있는데, 구체적으로는 상기 순지트 미립 분쇄물을 자석이 설치된 회전통에 투입한 후 500 내지 1000RPM의 회전속도로 10 내지 20분 동안 회전시킴으로써 상기 순지트 미립 분쇄물에 포함될 수 있는 중금속 등과 같은 불순물을 제거할 수 있다.
상기 소성비드는 도로 구조물(100)에 코팅되어 형성된 도막(200)의 물성을 강화하기 위해 사용되고, 상기 소성비드는 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 0.5 중량부가 포함될 수 있는데, 상기 소성비드가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 효과의 발현이 미미하고, 0.5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 제조되는 도로 구조물(100) 도막(200)의 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 소성비드는 하기의 방법으로 제조된 소성비드가 사용될 수 있다.
먼저, 상기 소성비드를 제조하기 위하여, 미연탄소분, 바텀애쉬, 황토 및 준설토를 준비하고, 상기 미연탄소분, 바텀애쉬, 황토 및 준설토를 일정한 형상으로 성형하기 위한 결합제로 물을 준비할 수 있다. 이때, 상기 황토 및 준설토는 미연탄소분 및 바텀애쉬의 점결성을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 미연탄소분, 바텀애쉬, 황토 및 준설토는 각각 미연탄소분 5 내지 10 중량부, 바텀애쉬 3 내지 7 중량부, 황토 2 내지 4 중량부 및 준설토 1 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합되고, 상기 물은 상기 미연탄소분, 바텀애쉬, 황토 및 준설토 전체 100 중량부에 대하여 30 내지 40 중량부의 중량 비율로 혼합될 수 있다.
다음으로, 상기 미연탄소분, 바텀애쉬, 황토 및 준설토와 물을 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 일정한 형상으로 성형하여 성형체를 형성할 수 있다.
즉, 상기 성형체는 미연탄소분 5 내지 10 중량부, 바텀애쉬 3 내지 7 중량부, 황토 2 내지 4 중량부 및 준설토 1 내지 2 중량부의 중량 비율로 혼합하고, 상기 미연탄소분, 바텀애쉬, 황토 및 준설토 전체 100 중량부에 대하여 물 30 내지 40 중량부의 중량 비율로 혼합하여 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 구형, 펠릿형 등 다양한 형상으로 성형함으로써 성형체를 제조할 수 있다.
그 다음으로, 상기 성형체를 가열하여 소성할 수 있다.
상기 성형체의 소성은 상기 성형체를 가마에서 가열하여 소성할 수 있는데, 상기 가마로는 예를 들어, 터널 가마(tunnel kiln) 또는 불연속 가마가 이용될 수 있고, 상기 가마는 내부 온도를 380 내지 420℃의 온도로 유지하고, 상기 가마의 내부에 상기 성형체를 투입한 후 1000 내지 1100℃의 온도까지 서서히 높이면서 10 내지 20 시간 동안 산화 또는 환원(중성)분위기로 소성할 수 있다.
상기 단계에서는 상기 가마의 내부 온도를 처음 380 내지 420℃로 유지한 후 성형체를 투입할 수 있는데, 상기와 같은 온도 조건으로 가마의 내부 온도를 유지함으로써 초기 급열에 의한 성형체의 폭열 및 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 성형체를 투입한 후 1000 내지 1100℃의 온도까지 서서히 높이면서 10 내지 20 시간 동안 산화 또는 환원(중성)분위기로 소성하는데, 상기와 같은 온도 및 시간 조건 미만으로 소성되는 경우에는 흡수율의 저하 및 원하는 압축강도의 소성비드를 제조하기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기한 온도 및 시간 조건을 초과하여 소성되는 경우에는 소성비드 물성의 향상 효과가 미미하게 나타나는 반면 오히려 고온처리에 소요되는 비용이 증가하게 되어 생산원가가 상승하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
이어서, 상기 소성된 성형체를 냉각하여 소성비드를 제조할 수 있다.
상기 단계에서 상기 소성된 성형체의 냉각은 상기 성형체를 가마로부터 꺼낸 후 200 내지 250℃의 온도에서 2 내지 4시간 동안 냉각한 후, 40 내지 60℃의 온도에서 5 내지 10시간 동안 냉각할 수 있는데, 상기와 같이 2 단계의 냉각 과정을 거쳐 상기 소성된 성형체를 냉각함으로써 급냉에 따른 소성된 성형체의 표면 균열 및 압축 강도의 저하를 방지할 수 있다.
상기 방동제는 방동성을 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 상기 방동제는 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 0.1 내지 0.3 중량부가 포함될 수 있다.
상기 방동제로는 질산칼슘 및 아질산칼슘의 혼합물이 사용될 수 있는데, 상기 방동제는 질산칼슘 5 내지 10 중량부 및 아질산칼슘 3 내지 7 중량부의 중량 비율로 혼합되어 제조될 수 있다.
상기 분산제는 분체 도장 조성물의 침전을 방지하고 분산 특성을 갖도록 하기 위하여 사용될 수 있는데, 상기 분산제는 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 0.3 내지 0.7 중량부가 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 분산제로는 폴리에스터 폴리디메틸실록산 공중합체(Polyether-polydimethylsiloxane copolymer), 디메틸올 부타논산(DMBA), 디메틸올 프로피온산(DMPA), 메틸렌디에탄올아민 및 폴리에틸렌옥사이드 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트(isocyanate)는 경화제로 기능할 수 있는데, 상기 이소시아네이트(isocyanate)는 분체 도장 조성물 전체 함량 중에서 0.2 내지 0.4 중량부가 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 이소시아네이트(isocyanate)는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트라이머(HDT), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI) 및 시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethanediisocyanate, H12MDI) 중에서 선택된 1종 이상의 이소시아네이트가 사용될 수 있는데, 바람직하게는 상기 이소시아네이트(isocyanate)로는 헥사 메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI)가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 도로 구조물의 분체 도장 조성물에 대한 실시예 를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
< 실시예 >
자기유화형 에폭시 수지 20 중량부, 아크릴 에멀젼 수지 30 중량부, 에폭시 수지 10 중량부, 에틸렌글리콜 3 중량부, 탄산칼슘 2 중량부, 활성탄 0.5 중량부, 순지트 분말 1 중량부, 소성비드 0.3 중량부, 방동제 0.2 중량부, 분산제 0.5 중량부 및 이소시아네이트 0.3 중량부의 중량 비율로 혼합한 후, 도로용 철 구조물의 표면에 코팅하여 도막을 형성하였다.
< 비교예 1 >
실시예와 동일한 조성물을 이용하여 도막을 형성하였는데, 비교예 1에서는 아크릴 에멀젼 수지, 활성탄, 순지트 분말, 소성비드를 포함하지 않고 도막을 형성하였다.
< 비교예 2 >
실시예와 동일한 조성물을 이용하여 도막을 형성하였는데, 비교예 2에서는 자기유화형 에폭시 수지, 탄산칼슘, 순지트 분말, 소성비드를 포함하지 않고 도막을 형성하였다.
아래의 시험예는 본 발명에 따른 실시예들의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예와 비교예 1, 2의 특성을 비교한 실험결과들이다.
< 시험예 1 >
실시예 및 비교예 1, 2의 방법과 같이 철 구조물의 표면에 도막을 형성한 후 표준상태에서의 안정도, 표면경도, 방수성, 부착성 및 박리성 등을 측정하였고, 측정 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.
구분 실시예 비교예 1 비교예 2
안정도(kg/f) 1235 868 862
표면경도 이상무 약함 약함
방수성(%) 99% 88% 86%
부착성 좋음 중간 나쁨
박리성 미박리 약간 박리 약간 박리
상기한 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 조성물을 이용하여 철 구조물의 표면에 도막을 형성한 경우에는 방수성 및 부착성이 좋을 뿐만 아니라, 표면으로부터 쉽게 박리되지 않고 안정도도 우수한 것을 확인할 수 있었다.
< 시험예 2 >
(1) 표면 경도 평가
KS D 6711에 따라 연필경도를 측정하였다.
(2) 내수성 평가
90℃ 열수에서 연속으로 표면 변형(균열, 블리스터 등)이 일어나는 시간을 측정하였다.
상기 평가 결과를 [표 2]에 나타내었다.
구분 실시예 비교예 1 비교예 2
표면경도 4H 3H 3H
내수성 635hr 425hr 410hr
상기한 [표 2]에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 조성물을 이용하여 철 구조물의 표면에 도막을 형성한 경우에는 비교예 1 및 2에 비하여 표면경도 및 내수성이 현저하게 우수함을 확인할 수 있었다. 이에 따라 실시예에 따른 조성물을 이용하여 철 구조물의 표면에 도막을 형성한 경우에는 방청성과 내구성도 향상될 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100; 도로 구조물
200; 도막

Claims (2)

  1. 자기유화형 에폭시 수지, 아크릴 에멀젼 수지, 에폭시 수지, 에틸렌글리콜, 탄산칼슘, 활성탄, 순지트 분말, 소성비드, 방동제, 분산제 및 이소시아네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 구조물의 분체 도장 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자기유화형 에폭시 수지 10 내지 30 중량부, 아크릴 에멀젼 수지 20 내지 40 중량부, 에폭시 수지 5 내지 15 중량부, 에틸렌글리콜 1 내지 5 중량부, 탄산칼슘 1 내지 3 중량부, 활성탄 0.1 내지 1 중량부, 순지트 분말 0.5 내지 1.5 중량부, 소성비드 0.1 내지 0.5 중량부, 방동제 0.1 내지 0.3 중량부, 분산제 0.3 내지 0.7 중량부 및 이소시아네이트 0.2 내지 0.4 중량부의 중량 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 도로 구조물의 분체 도장 조성물.
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