KR102368558B1 - 도로 충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법 - Google Patents
도로 충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법 Download PDFInfo
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Abstract
본 발명은 금속 분말, 전도성 물질 및 경화제가 포함된 도로 충전용 발열 조성물이 블랙 아이스(black ice) 방지를 위한 발열체가 삽입되기 위한 도로에 형성된 홈을 메우되, 열전도도를 높여 도로 표면이 결빙되는 것을 방지하는 도로 충전용 발열 조성물 및 이를 이용한 도로 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 도로 충전용 발열 조성물 및 이를 이용한 도로 시공방법에 관한 것으로, 블랙 아이스(black ice) 방지를 위한 발열체가 삽입되기 위해 도로에 형성된 홈을 메우되, 열전도도를 높여 도로 표면이 결빙되는 것을 방지하는 도로 충전용 발열 조성물 및 이를 이용한 도로 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 겨울철 눈이 내리거나, 온도차에 의한 도로 표면이 결빙되는 것을 방지하기 위해 도로에 제설제를 살포하거나, 매설된 발열 장치를 이용하고 있다.
제설제 살포 방식은 염화칼슘 또는 염화나트륨 등을 도로 표면에 분사하는 공법이다. 여기서, 염화칼슘은 어는점을 영하로 낮추어, 얼음 상태의 눈이 순식간에 녹게 되어, 강설 시에 빠르게 대처가 가능함 장점이 있다.
그러나 제설제 살포 방식은 식물의 광합성작용을 막아 가로수가 말라 죽거나, 수질이 오염되는 등의 환경오염과, 부식성이 강해 보도와 차도 사이 경계블록과 고가도로 방호벽을 마모시키는 도로 훼손 및 차량 또는 구조물의 수명을 단축시키는 등의 문제점이 발생되어 왔다.
제설제 살포 방식에 따라 발생되는 문제점을 개선하기 위해, 최근 들어 도로에 발열 장치를 매설하는 방식이 각광받고 있다.
상기 발열 장치로 전원 선에 공급되는 전원을 공급받아 발열되도록 구성되는 발열선이 주로 사용되고 있다.
상기 발열선은 도로에 형성된 홈에 인입되고, 대부분 발열선 상부에 콘크리트를 타설하여 상기 홈이 메꿔지는 방식으로 시공됨에 따라, 발열선 상부에 형성된 콘크리트에 의해 발열이 저하되어 결빙 방지 효과가 반감되는 문제가 발생되고 있다.
또한, 발열선이 대부분 차도에 매설되어, 통행되는 차량에 의해 상기 홈에 메꿔진 콘크리트가 깨지거나, 균열이 발생되어 주기적으로 보수 작업이 필요한 번거로움이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 배경기술로는, 등록특허공보 제10-2183076호(이하, 문헌 1), 공개특허공보 제10-2018-0082861호(이하, 문헌 2), 등록특허공보 제10-1640019호(이하, 문헌 3) 및 등록특허공보 제10-0923663호(이하, 문헌 4)가 있다.
문헌 1 발명은 도로의 기층 위에 면상 발열체를 포설하고, 면상 발열체 위에 표층 포장을 하여 소정 온도에서 발열하도록 제어함으로써, 도로의 결빙 현상을 방지하는 탄소나노튜브 면상 발열체를 이용한 도로포장 방법에 관한 것이다.
문헌 1 발명은 발열체 위에 표층 포장 시에 아스팔트(아스콘) 또는 콘크리트 포장재를 사용하고 있어, 상기 포장재에 의해 열전도도가 떨어져 발열에 의한 도로의 결빙 방지에 한계가 있다.
문헌 2 발명은 도로의 결빙을 방지하기 위한 발열체가 도로에 매설되는 도로 결빙방지용 발열 장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법에 관한 것이다.
문헌 2 발명의 공법은 도로에 매설되는 발열 장치의 상부 영역에 급속경화가 가능한 모르타르가 타설되어 경화시간이 단축되나, 차량 진동과 수축 팽창으로 인해 파손 유실되어 차량 손상 또는 사고를 예방하기 위해 주기적으로 보수해야하는 번거로움이 있다.
문헌 3 발명은 도로에 열선이 매설되어 도로의 결빙을 제거하여 미끄럼을 방지하고, 안정성 및 에너지효율성이 개선된 미끄럼방지용 도로 결빙 방지 시스템에 관한 것이다.
문헌 3 발명의 도로 결빙 방지 시스템은 열선이 매설된 홈에 단열을 위한 중공형 비드 분말이 혼합된 수지층이 충전되나, 중공형 비드 분말로 세라믹이나 글라스와 같은 열전도율이 낮은 재질이 사용되면 도로 표면으로 열전달이 느려 신속한 결빙 방지 효과를 나타내기 어려울 수 있다.
문헌 4 발명은 도로 홈에 배치되되, 열을 발생시키는 발열부재에 의해 겨울철 도로에 쌓이는 눈이나 얼음을 자동으로 신속하게 제설되는 포장도로의 제설장치 및 그의 설치방법에 관한 것이다.
문헌 4 발명은 홈을 메우기 위한 수지액 또는 금속성 분말이 혼합된 보호층이 발열부재 상부에서 포설되고 있으나, 금속성 분말로 입자가 굵은 금속부재 또는 금속편이 사용되고 있어 보호층이 경화될 동안 중력에 의해 금속성 분말이 가라앉게 되어 도로 표면으로 열전달 효율이 저하될 수 있다.
<배경기술문헌>
(문헌 1) 등록특허공보 제10-2183076호
(문헌 2) 공개특허공보 제10-2018-0082861호
(문헌 3) 등록특허공보 제10-1640019호
(문헌 4) 등록특허공보 제10-0923663호
본 발명은 상기 배경기술의 문제점을 해결하고, 블랙 아이스 방지를 위한 발열체가 삽입되기 위해 도로에 형성된 홈을 메우는 도로 충전용 발열 조성물 및 이를 이용한 도로 시공방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
특히, 본 발명은 열전도도가 낮은 콘크리트 대신하여, 열전도도가 높은 도로 충전용 발열 조성물을 도로의 홈에 채움으로써, 도로 표면으로 열전달이 빨라 신속하게 도로 표면이 결빙되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 충전용 발열 조성물에 금속 분말 또는 전도성 물질이 고르게 분산되어, 발열에 의해 도로 아스팔트나 콘크리트 등의 물성이 변하지 않거나, 파손되지 않는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 도로 홈에 포설되는 충전용 발열 조성물의 경화시간을 개선하여, 시공 기간이 단축되는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 충전용 발열 조성물은 수지 20~60중량%, 금속 분말 1~40중량%, 전도성 물질 0~20중량% 및 경화제 10~50중량%가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 수지는 에폭시(epoxy), 아크릴(acrylic), 실리콘(silicone) 또는 우레탄(urethane) 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 금속 분말은 알루미늄, 구리, 은, 금, 아연, 철, 텅스텐 또는 스테인리스 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 전도성 물질은 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그래파이트(graphite), 풀러렌(fullerene), 그래핀(graphene), 탄소섬유(carbon fiber) 또는 탄소 마이크로 코일(carbon micro coil) 중 어느 하나 이상이 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 충전용 발열 조성물을 이용한 도로 시공방법은 충전용 발열 조성물이 준비되는 제1단계, 발열체가 삽입된 도로의 홈이 정리되는 제2단계 및 상기 발열체 상부에 충전용 발열 조성물이 포설되어 상기 홈이 채워지는 제3단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 제3단계에서 발열체 상부에 포설된 충전용 발열 조성물이 미끄럼 방지 패턴으로 형성되는 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도로 충전용 발열 조성물 및 이를 이용한 도로 시공방법은 발열체가 삽입된 도로 홈을 메움과 동시에 도로 표면으로 열이 전도되어 기상변화에 따른 도로 결빙 또는 블랙 아이스를 방지하여 차량 운행의 안전이 확보될 수 있다.
특히, 본 발명은 경사진 도로, 취약지역 도로 등 장소에 구애 받지 않고 시공이 가능하며, 도로 홈에 삽입된 발열체의 손상을 방지하여 발열효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 충전용 발열 조성물이 도로 표면으로 균등하게 열전달 되어, 도로의 아스팔트나 콘크리트 등의 물성이 변하거나, 파손되는 것을 방지함으로써, 보수작업을 최소화시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 도로 홈에 포설되는 충전용 발열 조성물의 경화시간을 단축시킴으로써, 시공 기간을 최소화할 수 있고 공사비가 절감되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 충전용 발열 조성물이 시공된 도로 예시도이고,
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방지 홈 또는 방지 턱이 형성된 도로 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 충전용 발열 조성물이 발열체에 도포된 상태를 촬영한 사진이다.
<부호의 설명>
1: 도로
10: 홈
100: 발열체
200: 충전용 발열 조성물
300a: 방지 홈
300b: 방지 턱
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방지 홈 또는 방지 턱이 형성된 도로 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 충전용 발열 조성물이 발열체에 도포된 상태를 촬영한 사진이다.
<부호의 설명>
1: 도로
10: 홈
100: 발열체
200: 충전용 발열 조성물
300a: 방지 홈
300b: 방지 턱
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다.
본 발명은 여기에서 개시되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수 있다. 여기에서 개시되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 되며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술적 범위에 포함되는 모든 변환이 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 발명은 다양한 변환이 가해질 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명한다. 도면들에서 요소의 크기 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있다.
따라서 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 즉, 본 발명의 다양한 양상들, 특징들, 실시예들 또는 구현예들은 단독으로 또는 다양한 조합들로 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 청구범위에 의해서 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 하고, 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한 통상의 기술을 가진 사람에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
<실시예 1>
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 충전용 발열 조성물(200)을 이용하여 도로(1)에 시공되기 위해서는 충전용 발열 조성물(200)이 제조되는 단계가 선행될 수 있다.
충전용 발열 조성물(200)이 제조되는 단계는 수지, 금속 분말, 전도성 물질 및 경화제가 준비될 수 있다.
상기 수지는 도 2에 도시된 바와 같이, 발열체(100)가 삽입된 도로(1)의 홈(10)을 메우되, 도로(1)의 홈(10)에서 상기 발열체(100)가 접착되기 위해, 액상의 에폭시(epoxy), 아크릴(acrylic), 실리콘(silicone) 또는 우레탄(urethane) 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
바람직하게, 상기 수지는 액상의 에폭시, 아크릴, 실리콘 또는 우레탄 중 어느 하나가 포함될 수 있다.
예컨대, 에폭시 수지는 열경화성 수지로, 경화 시에 반응수축이 매우 작고 휘발물질이 발생되지 않으며, 전기적, 기계적 성질이 우수하고, 물과 날씨 변화에 잘 견디며 접착력이 우수한 장점이 있다.
상기 에폭시 수지는 콘크리트, 시멘트, 모르타르(mortar)와 같은 알칼리성 무기물에 대한 내알칼리성 및 시멘트 무기물의 하이드록실기(-OH)와 뛰어난 화학적 반응 결합력을 갖고, 아스팔트의 구성 성분 중 하이드록실기를 갖는 수지산(resin acid)과의 반응성이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 상기 에폭시 수지는 위와 같은 장점에 의하여 에폭시 수지가 사용된 충전용 발열 조성물(200)이 시멘트, 콘크리트, 아스팔트 또는 아스팔트 콘크리트로 형성된 도로(1) 홈(10)에 메워지게 되면 부착력이 뛰어나고 우수한 기계적 강도발현이 가능한 효과가 있다.
이에 따라, 에폭시 수지가 포함된 충전용 발열 조성물(200)은 상기 효과에 의하여 통행되는 차량의 진동과, 수축 팽창으로 인해 충전용 발열 조성물(200)의 파손 또는 파손으로 인해 발생되는 포트홀(pothole) 등을 방지함으로써, 차량 손상 또는 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 아크릴 수지는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르를 주성분으로 하는 수지로, 무색투명하고 단단하며 태양광이나 비바람, 눈 등 기상 조건에서도 뛰어난 내후성을 발휘하는 장점이 있다.
예컨대, 실리콘 수지는 규소에 메틸기, 페닐기, 히드록시기 등이 첨가된 열가소성 합성수지로, 자외선에 노출되어도 안정적인 구조를 유지할 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 우레탄 수지는 우레탄 결합을 갖는 수지로, 상온에서 경화되어 현장에서 시공 기간을 단축할 수 있고, 내후성이 우수한 장점이 있다.
상기 금속 분말은 충전용 발열 조성물(200)에 열전도성을 부여하기 위해, 알루미늄, 구리, 은, 금, 아연, 철, 텅스텐 또는 스테인리스 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
바람직하게, 금속 분말은 알루미늄, 구리, 은, 금, 아연, 철, 텅스텐 또는 스테인리스 중 어느 하나가 포함될 수 있다.
더 바람직하게, 금속 분말은 열전도도가 우수한 알루미늄, 구리, 철 또는 텅스텐 중 어느 하나가 포함될 수 있다.
예컨대, 알루미늄은 다른 금속에 비해 가벼우며, 열전도가 아주 우수한 장점이 있고, 상기 알루미늄은 산화알루미늄(Al2O3)의 사용이 가능함은 물론이다.
상기 알루미늄은 상기 충전용 발열 조성물(200)이 홈(10)에 메워진 후, 경화될 동안 중력에 의하여 침전되지 않음과 동시에 경화 이후 발열 과정 중에 열이 도로(1) 표면으로 일정하게 전도되기 위하여, 입경이 40~50㎛인 알루미늄 분말이 사용될 수 있다.
예컨대, 알루미늄 분말의 입경이 상기 범위보다 작을 경우에는 충전용 발열 조성물(200)의 발열 속도가 빠르게 이루어질 수 있으나, 취급이 어렵고 충전용 발열 조성물(200)의 발열 온도 조절이 어려워 시멘트, 콘크리트, 아스팔트 또는 아스팔트 콘크리트로 형성된 도로(1)의 물성이 변할 수 있다.
예컨대, 알루미늄 분말의 입경이 상기 범위보다 클 경우에는 충전용 발열 조성물(200)이 홈(10)에 메워진 후, 경화될 동안 중력에 의하여 침전되어 도로 표면으로 열의 전도율이 저하될 수 있다.
이에, 본 발명에서 사용되는 알루미늄 분말은 취급용이성, 발열속도, 발열 온도 조절, 침전여부 및 가격을 고려하여, 98~99.85%의 금속순도와 40~50㎛의 입경을 가지는 것을 사용하는 것이 좋다.
예컨대, 구리는 모든 금속 가운데 전기 전도성이 두 번째로 높으며, 열전도율이 매우 높은 장점이 있다.
예컨대, 은은 다른 금속에 비해 전기와 열의 전도도가 뛰어난 장점이 있다.
예컨대, 금은 전기 전도체로, 전기 전도성이 우수하며 부식이 되지 않는 장점이 있다.
예컨대, 아연은 공기 중에 표면만 산화되고, 텅스텐과 비슷한 열 및 전기 전도율을 갖는 장점이 있다.
예컨대, 철은 원료자원이 풍부하고 값이 저렴하며, 내식성 및 내마모성이 우수한 장점이 있다.
예컨대, 텅스텐은 단단하고 밀도가 높으며, 아연과 비슷한 열 및 전기 전도율을 갖는 장점이 있다.
예컨대, 스테인리스는 녹이 잘 슬지 않는 내식성을 갖고 있으며, 다름 금속에 비해 열전도율이 낮은 특징을 갖고 있다.
상기 전도성 물질은 충전용 발열 조성물(200)에 전기 전도성을 부여하기 위해, 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그래파이트(graphite), 풀러렌(fullerene), 그래핀(graphene), 탄소섬유(carbon fiber) 또는 탄소 마이크로 코일(carbon micro coil) 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
바람직하게, 전도성 물질은 탄소나노튜브 또는 그래파이트 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.
예컨대, 탄소나노튜브는 원기둥 모양의 나노구조를 지니는 탄소의 동소체로, 다중벽 탄소나노튜브 또는 단일벽 탄소나노튜브가 사용될 수 있다.
여기서, 탄소나노튜브는 분산되지 않는 탄소나노튜브가 사용될 경우에 응집되는 현상으로 인해 불균일한 전기적 특성이 나타날 수 있기에, 분산 처리된 탄소나노튜브가 사용되는 것이 좋다.
이때, 분산 처리된 탄소나노튜브는 동일 함량 대비 전기저항이 향상되는 것을 특징으로 한다.
또한, 탄소나노튜브는 직경이 30nm 이내이되, 종횡비가 1 대 1,000 이하인 것이 사용될 수 있다.
예컨대, 다중벽 탄소나노튜브가 사용될 경우에는 직경이 10~30nm이며, 종횡비가 1 대 1,000 이하인 것이 사용될 수 있다.
예컨대, 단일벽 탄소나노튜브가 사용될 경우에는 직경이 5~10nm이며, 종횡비가 1 대 1,000 이하인 것이 사용될 수 있다.
예컨대, 그래파이트는 탄소 동소체 중 하나이며, 금속과 비금속의 중간적인 성질을 갖고, 충전용 발열 조성물(200)에 균일한 전기 전도성을 부여하기 위해 분산 처리된 것이 사용될 수 있다.
예컨대, 풀러렌은 탄소 원자가 구형으로 구성된 탄소 동소체로, 충전용 발열 조성물(200)에 균일한 전기 전도성을 부여하기 위해 분산 처리된 것이 사용될 수 있다.
예컨대, 그래핀은 탄소 원자들이 육각형의 벌집 모양으로 서로 연결되어 2차원 평면 구조를 이루는 탄소 동소체로, 충전용 발열 조성물(200)에 균일한 전기 전도성을 부여하기 위해 분산 처리된 것이 사용될 수 있다.
예컨대, 탄소섬유는 탄소 원자가 결정 구조를 이루어 길게 늘어선 분자 사슬로 이루어진 섬유로, 충전용 발열 조성물(200)에 균일한 전기 전도성을 부여하기 위해 분산 처리된 것이 사용될 수 있다.
예컨대, 탄소 마이크로 코일은 나선 구조를 가진 탄소섬유로, 충전용 발열 조성물(200)에 균일한 전기 전도성을 부여하기 위해 분산 처리된 것이 사용될 수 있다.
만일, 전도성 물질로 탄소나노튜브와 그래파이트가 포함될 경우에는 중량 비율로 1 대 1~2로 혼합될 수 있고, 바람직하게 1 대 1.5~1.6으로 혼합될 수 있으나, 사용자가 요구하는 전기 전도성에 따라 탄소나노튜브와 그래파이트 혼합비율이 변동될 수 있다.
본 발명에서 전도성 물질은 탄소나노튜브, 그래파이트, 풀러렌, 그래핀, 탄소섬유 또는 탄소 마이크로 코일 중 어느 하나를 단독 사용할 경우보다 탄소나노튜브와 그래파이트가 혼합될 경우에 상대적으로 열 확산율 및 열전도율이 우수한 장점이 있다.
여기서, 그래파이트에 탄소나노튜브가 혼합되면 탄소나노튜브에 의해 홈(10)에 메워지는 충전용 발열 조성물(200)이 외부로 노출되면 표면의 표면 거칠기가 증가되어 열방사율이 증가되어 소모 전력 대비 발열이 우수하여 기상변화에 따른 도로 결빙 또는 블랙 아이스를 방지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서 전도성 물질은 상기 효과에 의하여 탄소나노튜브와 그래파이트가 혼합되어 사용되는 것이 좋다.
상기 경화제는 도로(1)의 홈(10)에 삽입된 발열체(100) 상부에 포설되는 충전용 발열 조성물(200)이 경화되기 위해, 에폭시, 아크릴, 실리콘 또는 우레탄 중 어느 하나가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
바람직하게, 충전용 발열 조성물(200)은 수지 20~60중량%, 금속 분말 1~40중량%, 전도성 물질 0~20중량% 및 경화제 10~50중량%가 포함될 수 있다.
더 바람직하게, 충전용 발열 조성물은 수지 30~55중량%, 금속 분말 5~25중량%, 전도성 물질 0~10중량% 및 경화제 20~45중량%가 포함될 수 있다.
예컨대, 충전용 발열 조성물(200)에 수지가 20중량% 미만 포함되거나, 60중량% 초과로 포함될 경우에는 도로(1)의 홈(10)에 삽입된 발열체(100)의 접착 효과가 저하되거나, 충전용 발열 조성물(200)의 경화시간이 연장되어 시공 기간이나 공사비용이 추가로 소모될 수 있다.
예컨대, 충전용 발열 조성물(200)에 금속 분말이 1중량% 미만 포함되거나, 40중량% 초과로 포함될 경우에는 충전용 발열 조성물(200)의 열전도율이 떨어져 발열 효과가 저하되거나, 도로(1) 표면으로 열이 과도하게 전도되어 도로의 아스팔트나 콘크리트의 물성이 변할 수 있다.
예컨대, 충전용 발열 조성물(200)에 전도성 물질이 20중량% 초과로 포함될 경우에는 도로(1) 표면이 과도하게 발열되어 도로의 아스팔트나 콘크리트의 물성이 변할 수 있다.
예컨대, 충전용 발열 조성물(200)에 경화제가 10중량% 미만으로 포함되거나, 50중량% 초과로 포함될 경우에는 충전용 발열 조성물(200)의 경화시간이 연장되어 시공 기간이나 공사비용이 추가로 소모되거나, 충전용 발열 조성물(200)이 빠르게 경화되어 홈(10)이 메워지지 못해 보수 작업이 필요할 수 있다.
다음으로, 충전용 발열 조성물(200)이 준비되는 제1단계가 수행될 수 있다.
여기서, 충전용 발열 조성물(200)은 1액형 또는 2액형의 상태로 준비될 수 있다.
예컨대, 1액형 충전용 발열 조성물(200)은 앞서 설명된 충전용 발열 조성물(200)이 제조되는 단계에서 경화제가 함께 혼합되지 않고, 현장에서 별도로 혼합되는 상태를 의미할 수 있다.
예컨대, 2액형 충전용 발열 조성물(200)은 앞서 설명된 충전용 발열 조성물(200)이 제조되는 단계에서 경화제가 함께 혼합된 상태를 의미할 수 있다.
이후, 발열체(100)가 삽입된 도로(1)의 홈(10)이 정리되는 제2단계가 수행될 수 있다.
상기 발열체(100)는 열선, 발열체 또는 탄소나노튜브가 포함된 발열체 중 어느 하나가 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 홈(10)은 횡 또는 종 방향으로 도로(1)에 간격을 두고 복수개가 형성될 수 있다.
여기서, 횡 방향은 차량과 직각이 되는 방향을 의미한다.
여기서, 종 방향은 차량의 진행 방향을 의미한다.
상기 제2단계는 앞서 설명된 충전용 발열 조성물(200)이 상기 홈(10)에 삽입되기 전에 홈(10) 주변을 정리하여 이물질에 의해 홈(10)에 충전용 발열 조성물(200)이 채워지지 못하고 틈이 발생되는 것을 방지하기 위해 수행될 수 있다.
이때, 제2단계를 수행하지 않게 되면, 다음에 수행되는 제3단계에서 홈(10)에 충전용 발열 조성물(200)이 채워지지 못하고 틈이 발생됨으로써, 도로 표면으로 균일하게 열전달이 어려워 발열 효과 저하로 블랙 아이스 또는 결빙 방지 효과가 떨어질 수 있다.
또한, 홈(10)에 충전용 발열 조성물(200)이 채워지지 못함에 따라 발열체(100)가 접착되지 못한 도로(1)는 통행되는 차량의 진동과, 수축 팽창으로 인해 충전용 발열 조성물(200)이 파손 유실되어 차량 손상 또는 사고를 예방하기 어려울 수 있다.
다음으로, 상기 발열체(100) 상부에 충전용 발열 조성물(200)이 포설되어 상기 홈(10)이 채워지는 제3단계가 수행될 수 있다.
여기서, 충전용 발열 조성물(200)은 홈(10)에 삽입된 발열체(100) 상부에 포설하여 홈(10)에 충전용 발열 조성물(200)이 채워질 수 있다.
이때, 홈(10)에 채워진 충전용 발열 조성물(200)은 상온(20±5℃)에서 30~500분 동안 경화될 수 있고, 바람직하게 60~400분, 더 바람직하게 100~300분 동안 경화될 수 있으나, 상기 홈(10)의 깊이에 따라 변동될 수 있기에, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 홈(10)에 채워진 충전용 발열 조성물(200)이 30분미만으로 경화될 경우에는 충전용 발열 조성물(200)의 경화가 충분하게 수행되지 못해 통행되는 차량의 진동에 의해 충전용 발열 조성물(200)의 접착 효율이 저하될 수 있다.
<실시예 2>
상기 실시예 1의 제3단계에 발열체(100) 상부에 포설된 충전용 발열 조성물(200)이 미끄럼 방지 패턴으로 형성되는 단계가 추가로 수행될 수 있다.
여기서, 미끄럼 방지 패턴은 도 3에 도시된 바와 같이 방지 홈(300a) 또는 방지 턱(300b) 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.
상기 방지 홈(300a)은 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 충전용 발열 조성물(200)이 발열체(100) 높이보다 높게 채워지되, 홈(10)의 높이보다 낮게 채워짐으로써 도로(1)에 홈 형태로 오목하게 형성되어 그루빙(grooving) 효과를 재현할 수 있다.
예컨대, 방지 홈(300a)이 도로(1)에 차량과 직각이 되는 방향 즉, 횡 방향으로 형성될 경우에는 타이어로부터 음과 진동이 운전자에게 전달되어 졸음운전을 방지하고, 감속 경고 및 제동거리 단축하여 사고를 방지할 수 있다.
예컨대, 방지 홈(300a)이 도로(1)에 차량의 진행 방향 즉, 종 방향으로 형성될 경우에는 접지력을 높임과 동시에 옆바람에 대한 저항력이 발생되어 차량의 미끄럼 사고를 방지할 수 있다.
즉, 방지 홈(300a)은 수막현상을 방지하고 배수성을 향상시키며, 주행 안정성 및 소음을 감소시킴과 동시에, 충전용 발열 조성물(200)에 의해 도로(1) 표면으로 열이 전도되어 결빙이 억제되는 효과가 있다.
상기 방지 턱(300b)은 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 충전용 발열 조성물(200)이 홈(10)의 높이보다 높게 채워지되, 도로(1)에 턱 형태로 볼록하게 형성되어 미끄럼 방지 효과와 과속 방지 효과를 재현할 수 있다.
예컨대, 방지 턱(300b)은 과속 방지 효과를 부여하기 위해, 도로(1)에 횡 방향으로 형성되는 것이 좋다.
이때, 방지 턱(300b)의 높이는 통행되는 차량의 하부가 손상되지 않을 정도의 높이로 형성될 수 있다.
바람직하게 방지 턱(300b)의 높이는 도로(1) 지면을 기준으로 10cm 이하, 더 바람직하게 1~5cm로 형성될 수 있으나, 방지 턱(300b)이 설치되는 도로(1)에 따라 변동될 수 있기에 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 방지 턱(300b)은 차량 속도가 30㎞/h 이하로 제한되어야 하는 도로(1)에 시공될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
즉, 방지 턱(300b)은 차량의 과속으로 인한 교통사고의 위험성을 낮추고, 통행하는 보행자의 안정성과 편의성을 도모하며, 과속으로 인한 배출 가스를 낮춰 환경을 보호함과 동시에, 충전용 발열 조성물(200)에 의해 도로(1) 표면으로 열이 전도되어 결빙이 억제되는 효과가 있다.
<실시예 3>
상기 실시예 1 또는 실시예 2의 충전용 발열 조성물(200)에 포함되는 금속 분말의 크기를 다양화시킬 수 있다.
여기서, 충전용 발열 조성물(200)에 사용되는 금속 분말의 크기가 다양화되는 것을 제외한 구성은 앞서 설명된 실시예 1 또는 실시예 2와 동일하게 형성될 수 있다.
이때, 충전용 발열 조성물(200)은 금속 분말 크기가 다양화됨으로써, 앞서 설명된 제3단계 후에 충전용 발열 조성물(200)이 경화과정 중에 중력에 의해 금속 분말이 홈(10) 하부에 가라앉아 충전용 발열 조성물(200)의 열전도성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
예컨대, 금속 분말로 알루미늄 분말이 사용될 경우에는 40~50㎛ 내의 입경분포를 가지는 것이 사용될 수 있다.
이때, 상기 알루미늄 분말이 단일 크기의 입경을 갖는 경우보다 다양한 크기의 입경분포를 갖는 경우에 충전용 발열 조성물(200)이 홈(10)에 메워진 후, 경화될 동안 중력에 의하여 침전되지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 충전용 발열 조성물(200)에 40~50㎛ 내의 입경분포를 갖는 알루미늄 분말이 사용됨에 따라, 경화 이후 발열 과정 중에 열이 도로(1) 표면으로 일정하게 전도되어 열전도성이 저하되지 않는 효과가 있다.
<실시예 4>
상기 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 하나의 충전용 발열 조성물(200)에 안료가 더 포함될 수 있다.
상기 안료를 제외한 충전용 발열 조성물(200)은 앞서 설명된 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 하나와 동일하게 형성될 수 있다.
여기서, 안료는 무기 안료, 유기 안료, 레이크(lake) 안료 또는 축광 안료 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
예컨대, 무기 안료는 천연 광물성 안료로, 유기 안료에 비해 무거우나 내후성, 내약품성 및 내강성이 우수한 장점이 있다.
예컨대, 유기 안료는 무기 안료에 비해 색상이 선명하고 착색력이 크며 임의의 색조를 얻을 수 있는 장점이 있다.
예컨대, 레이크 안료는 금속과 유기화합물이 결합된 것으로, 안정적인 구조를 가지며 내후성이 우수한 장점이 있다.
예컨대, 축광 안료는 태양광의 빛을 흡수 및 축적하여 어두운 곳에서 서서히 방출, 발광하는 안료로, 사람의 눈에 가장 밝게 느껴지는 530nm 전후의 파장으로 발광할 수 있다.
여기서, 충전용 발열 조성물(200)에 안료로 무기 안료, 유기 안료 또는 레이크 안료가 사용될 경우에는 밝은 곳에서 도로(1)의 홈(10)에 채워진 충전용 발열 조성물(200)의 시인성이 향상될 수 있다.
특히, 앞서 설명된 실시예 3과 같이 방지 턱(300b)에 무기 안료, 유기 안료 또는 레이크 안료가 사용된 충전용 발열 조성물(200)이 적용되면, 시인성이 향상되어 운전자의 과속을 방지할 수 있는 장점이 있다.
여기서, 충전용 발열 조성물(200)에 안료로 축광 안료가 사용될 경우에는 어두운 곳에서 도로(1)의 홈(10)에 채워진 충전용 발열 조성물(200)의 시인성이 향상될 수 있다.
특히, 앞서 설명된 앞서 설명된 실시예 3과 같이 방지 홈(300a) 또는 방지 턱(300b)에 축광 안료가 사용된 충전용 발열 조성물(200)이 적용되면, 시인성이 향상되어 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.
이때, 상기 안료가 더 포함된 충전용 발열 조성물(200)은 수지 20~60중량%, 금속 분말 1~40중량%, 전도성 물질 0~20중량%, 안료 0~1중량% 및 경화제 10~50중량%가 포함될 수 있다.
바람직하게, 상기 안료가 더 포함된 충전용 발열 조성물(200)은 수지 30~55중량%, 금속 분말 5~25중량%, 전도성 물질 0~10중량%, 안료 0~1중량% 및 경화제 20~45중량%가 포함될 수 있다.
예컨대, 충전용 발열 조성물(200)에 안료가 1중량% 초과로 포함될 경우에는 충전용 발열 조성물(200)의 경화시간이 연장되어 시공 기간이나 공사비용이 추가로 소모될 수 있다.
<실험예>
앞서 설명된 실시예 1에 따른 충전용 발열 조성물(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 제조되었다.
아래 [표 1]에 나타낸 성분과 같이 제조된 충전용 발열 조성물(200)을 A~I로 구분하였다.
| 구분 | 중량% | ||||
| 에폭시 수지 | 알루미늄 분말 | 탄소나노튜브 | 그래파이트 | 경화제 | |
| A | 52.6 | 15.8 | - | - | 31.6 |
| B | 47.6 | 23.8 | - | - | 28.6 |
| C | 43.5 | 30.4 | - | - | 26.1 |
| D | 47.4 | 23.7 | 0.5 | - | 28.4 |
| D’ | 36.9 | 18.45 | 0.37 | - | 44.28 |
| E | 36.6 | 18.3 | 1.1 | - | 44 |
| F | 36.4 | 18.2 | 1.8 | - | 43.6 |
| G | 36.4 | 18.2 | 1.1 | 0.7 | 43.6 |
| H | 51.3 | 15.4 | 1.5 | 1 | 30.8 |
| I | 51.8 | 15.5 | 1.6 | - | 31.1 |
여기서, 경화제는 에폭시가 사용되었다.
다음 [표 2]는 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합되어 제조된 충전용 발열 조성물 A~I의 점도와 토크(torque) 및 경화 시간을 측정하여 정리한 결과이다.
여기서, 점도와 토크는 회전형 점도계를 이용하여 50rpm의 회전속도에서 상기 충전용 발열 조성물 A~I의 점도와 토크를 확인하였다.
여기서, 경화 시간은 발열체에 상기 충전용 발열 조성물 A~I를 도포한 후 경화 시작과 경화 종료 시간을 각각 측정한 후의 그 시간 차이를 정리하였다.
| 구분 | 점도(Cp) | 토크 | 경화 시간(분) |
| A | 1,280 | 0.2 | 70 |
| B | 1,920 | 0.3 | 93 |
| C | 2,560 | 0.4 | 88 |
| D | 3,840 | 0.6 | 111 |
| E | 16,000 | 2.5 | 410 |
| F | 12,000 | 1.9 | 406 |
| G | 3,200 | 0.6 | 243 |
| H | 14,720 | 2.3 | 134 |
| I | 19,200 | 3 | 128 |
위의 [표 2]를 통해 에폭시 수지, 알루미늄 분말 및 경화제가 포함된 충전용 발열 조성물 A~C는 점도가 1,280~2,560Cp이고, 토크가 0.2~0.4 및 경화 시간이 70~93분임을 확인하였다.
또한, 에폭시 수지, 알루미늄 분말, 탄소나노튜브 및 경화제가 포함된 충전용 발열 조성물 D~F, I는 점도가 3,840~19,200Cp이고, 토크가 0.6~3 및 경화 시간이 111~410분임을 확인하였다.
또한, 에폭시 수지, 알루미늄 분말, 탄소나노튜브, 그래파이트 및 경화제가 포함된 충전용 발열 조성물 G, H는 점도가 3,200~14,720Cp이고, 토크가 0.6~2.3 및 경화 시간이 134~243분임을 확인하였다.
위 [표 2]를 통해 충전용 발열 조성물 G와 H를 비교하면, 에폭시 수지 함량이 증가할 경우에 점도와 토크값이 증가하게 되어 상대적으로 기계적 강도가 향상되고, 경화 시간이 감소됨을 확인하였다.
다음 [표 3] 내지 [표 12]는 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 A~I의 발열 온도를 측정한 값과 온도 변화 값을 정리한 결과이다.
다음 [표 3]은 전압 32V, 전류 2.7A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 A의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| A | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 초기 | 22.8 | - |
| 1 | 27.2 | 4.4 |
| 2 | 32 | 4.8 |
| 3 | 37.5 | 5.5 |
| 5 | 43.8 | 6.3 |
| 10 | 56.5 | 12.7 |
| 20 | 70.1 | 13.6 |
| 30 | 76.5 | 6.4 |
| 평균 | - | 7.67 |
위 [표 3]을 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 A는 22.8℃의 시작온도가 30분 후에 76.5℃로 증가하고, 변화온도가 평균 7.67℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 A는 초기 22.8℃의 시작온도가 1분 후에 27.2℃로 4.4℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 3]을 통해 충전용 발열 조성물 A는 초기보다 20분에서 변화온도가 13.6℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 4]는 전압 32V, 전류 2.7A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 B의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| B | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 초기 | 22.8 | - |
| 1 | 27.2 | 4.4 |
| 2 | 31.9 | 4.7 |
| 3 | 37.4 | 5.5 |
| 5 | 44.2 | 6.8 |
| 10 | 57.3 | 13.1 |
| 20 | 71.8 | 14.5 |
| 30 | 77.7 | 5.9 |
| 평균 | - | 7.84 |
위 [표 4]를 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 B는 22.8℃의 시작온도가 30분 후에 77.7℃로 증가하고, 변화온도가 평균 7.84℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 B는 초기 22.8℃의 시작온도가 1분 후에 27.2℃로 4.4℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 4]를 통해 충전용 발열 조성물 B는 초기보다 20분에서 변화온도가 14.5℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 5]는 전압 32V, 전류 2.7A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 C의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| C | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 초기 | 22.8 | - |
| 1 | 27.2 | 4.4 |
| 2 | 32.3 | 5.1 |
| 3 | 37.6 | 5.3 |
| 5 | 44.7 | 7.1 |
| 10 | 57.4 | 12.7 |
| 20 | 71.2 | 13.8 |
| 30 | 78.4 | 7.2 |
| 평균 | - | 7.94 |
위 [표 5]를 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 C는 22.8℃의 시작온도가 30분 후에 78.4℃로 증가하고, 변화온도가 평균 7.94℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 C는 초기 22.8℃의 시작온도가 1분 후에 27.2℃로 4.4℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 5]를 통해 충전용 발열 조성물 C는 초기보다 20분에서 변화온도가 13.8℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 6]은 전압 32V, 전류 2.7A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 D의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| D | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 초기 | 22.6 | - |
| 1 | 27.1 | 4.5 |
| 2 | 31.9 | 4.8 |
| 3 | 37.3 | 5.4 |
| 5 | 43.7 | 6.4 |
| 10 | 56 | 12.3 |
| 20 | 69.3 | 13.3 |
| 30 | 75.4 | 6.1 |
| 평균 | - | 7.54 |
위 [표 6]을 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 D는 22.6℃의 시작온도가 30분 후에 75.4℃로 증가하고, 변화온도가 평균 7.54℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 D는 초기 22.6℃의 시작온도가 1분 후에 27.1℃로 4.5℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 6]을 통해 충전용 발열 조성물 D는 초기보다 20분에서 변화온도가 13.3℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 7]은 전압 32V, 전류 2.7A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 E의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| E | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 초기 | 22.6 | - |
| 1 | 26.8 | 4.2 |
| 2 | 31.5 | 4.7 |
| 3 | 36.6 | 5.1 |
| 5 | 42.5 | 5.9 |
| 10 | 54.4 | 11.9 |
| 20 | 67.1 | 12.7 |
| 30 | 73.6 | 6.5 |
| 평균 | - | 7.29 |
위 [표 7]을 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 E는 22.6℃의 시작온도가 30분 후에 73.6℃로 증가하고, 변화온도가 평균 7.29℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 E는 초기 22.6℃의 시작온도가 1분 후에 26.8℃로 4.2℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 7]을 통해 충전용 발열 조성물 E는 초기보다 20분에서 변화온도가 12.7℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 8]은 전압 32V, 전류 2.8A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 E의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| E | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 1 | 21.5 | - |
| 2 | 26.4 | 4.9 |
| 3 | 30.8 | 4.4 |
| 5 | 39 | 8.2 |
| 10 | 55.3 | 16.3 |
| 20 | 68.9 | 13.6 |
| 30 | 76.3 | 7.4 |
| 평균 | - | 9.13 |
위 [표 8]을 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 E는 21.5℃의 시작온도가 30분 후에 76.3℃로 증가하고, 변화온도가 평균 9.13℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 E는 초기 21.5℃의 시작온도가 1분 후에 26.4℃로 4.9℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 8]을 통해 충전용 발열 조성물 E는 초기보다 10분에서 변화온도가 16.3℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 9]는 전압 32V, 전류 2.8A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 F의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| F | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 1 | 22.1 | - |
| 2 | 27 | 4.9 |
| 3 | 31.3 | 4.3 |
| 5 | 38.9 | 7.6 |
| 10 | 54 | 15.1 |
| 20 | 67 | 13 |
| 30 | 74.8 | 7.8 |
| 평균 | - | 8.78 |
위 [표 9]를 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 F는 22.1℃의 시작온도가 30분 후에 74.8℃로 증가하고, 변화온도가 평균 8.78℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 F는 초기 22.1℃의 시작온도가 1분 후에 27℃로 4.9℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 9]를 통해 충전용 발열 조성물 F는 초기보다 10분에서 변화온도가 15.1℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 10]은 전압 32V, 전류 2.8A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 G의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| G | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 1 | 22.8 | - |
| 2 | 28 | 5.2 |
| 3 | 32.9 | 4.9 |
| 5 | 41.3 | 8.4 |
| 10 | 57.1 | 15.8 |
| 20 | 70.9 | 13.8 |
| 30 | 79.4 | 8.5 |
| 평균 | - | 9.43 |
위 [표 10]을 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 G는 22.8℃의 시작온도가 30분 후에 79.4℃로 증가하고, 변화온도가 평균 9.43℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 G는 초기 22.8℃의 시작온도가 1분 후에 28℃로 5.2℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 10]을 통해 충전용 발열 조성물 G는 초기보다 10분에서 변화온도가 15.8℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 11]은 전압 32V, 전류 2.8A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 H의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| H | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 1 | 22.7 | - |
| 2 | 27.8 | 5.1 |
| 3 | 32.9 | 5.1 |
| 5 | 42.2 | 9.3 |
| 10 | 60.2 | 18 |
| 20 | 71.3 | 11.1 |
| 30 | 76.1 | 4.8 |
| 평균 | - | 8.9 |
위 [표 11]을 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 H는 22.7℃의 시작온도가 30분 후에 76.1℃로 증가하고, 변화온도가 평균 8.9℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 H는 초기 22.7℃의 시작온도가 1분 후에 27.8℃로 5.1℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 11]을 통해 충전용 발열 조성물 H는 초기보다 10분에서 변화온도가 18℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
다음 [표 12]는 전압 32V, 전류 2.8A에서 2.9A로 변화되는 조건에서 상기 [표 1]에 따라 각 성분이 혼합된 제조된 충전용 발열 조성물 I의 발열 온도를 측정하여 정리한 결과이다.
| I | ||
| 시간(분) | 측정온도(℃) | 변화온도(℃) |
| 1 | 23.2 | - |
| 2 | 28.5 | 5.3 |
| 3 | 33.5 | 5 |
| 5 | 42.7 | 9.2 |
| 10 | 60.1 | 17.4 |
| 20 | 71.7 | 11.6 |
| 30 | 77.6 | 5.9 |
| 평균 | - | 9.07 |
위 [표 12]를 참고하여 설명하면, 충전용 발열 조성물 I는 23.2℃의 시작온도가 30분 후에 77.6℃로 증가하고, 변화온도가 평균 9.07℃임을 확인하였다.
또한, 충전용 발열 조성물 I는 초기 23.2℃의 시작온도가 1분 후에 28.5℃로 5.3℃가 상승됨을 통해, 전원이 공급 즉시 발열온도가 상승되어, 도로 발열을 위한 예열작업이 불필요합니다.
나아가, 위 [표 12]를 통해 충전용 발열 조성물 I는 초기보다 10분에서 변화온도가 17.4℃로 발열온도의 상승 폭이 가장 커졌음을 확인하였다.
위 [표 3] 내지 [표 12]를 통해, 충전용 발열 조성물 G와 H는 충전용 발열 조성물 A, B, C, D, E, F, I와 비교하였을 때, 초기 시작온도에서 1분 후에 측정된 온도가 5.1~5.2℃로 5℃ 이상의 상승됨을 확인하여 예열작업 없이 도로 표면이 결빙되는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 위의 실험들을 통해 본 발명의 충전용 발열 조성물은 본 발명에서와 같이 도로의 홈에 채워 사용할 경우에 도로 표면으로 열전달이 빨라 신속하게 도로 표면이 결빙되는 것을 방지할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 도로 충전용 발열 조성물 및 이를 이용한 도로 시공방법으로, 발열체가 삽입되기 위한 도로에 형성된 홈을 메우되 열전도도를 높여 도로 표면이 결빙되는 것을 방지하는 산업상 이용가능한 발명이다.
Claims (7)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법에 있어서,
충전용 열전달 조성물이 준비되는 제1단계;
발열체가 삽입된 도로의 홈이 정리되는 제2단계; 및
상기 발열체 상부에 충전용 열전달 조성물이 포설되어 상기 홈이 채워지는 제3단계;가 포함되고,
충전용 열전달 조성물은 수지 20 내지 60중량%, 금속 분말 1 내지 40중량%, 전도성 물질 0 내지 20중량% 및 경화제 10 내지 50중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는, 충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법. - 청구항 5에 있어서,
충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법은,
제3단계에서 발열체 상부에 포설된 충전용 열전달 조성물이 미끄럼 방지 패턴으로 형성되는 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는, 충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법. - 청구항 5 또는 6 중 어느 한 항의 방법으로 시공되는 것을 특징으로 하는, 도로.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210134011A KR102368558B1 (ko) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 도로 충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법 |
| KR1020220022632A KR102398104B1 (ko) | 2021-10-08 | 2022-02-22 | 도로 결빙을 방지하는 충전용 열전달 조성물 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210134011A KR102368558B1 (ko) | 2021-10-08 | 2021-10-08 | 도로 충전용 열전달 조성물을 이용한 도로 시공방법 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220022632A Division KR102398104B1 (ko) | 2021-10-08 | 2022-02-22 | 도로 결빙을 방지하는 충전용 열전달 조성물 |
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|---|---|
| KR102368558B1 true KR102368558B1 (ko) | 2022-03-02 |
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| KR1020220022632A KR102398104B1 (ko) | 2021-10-08 | 2022-02-22 | 도로 결빙을 방지하는 충전용 열전달 조성물 |
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|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017208341A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | ポリマテック・ジャパン株式会社 | 熱伝導性部材、熱伝導性組成物および熱伝導性組成物の製造方法 |
-
2021
- 2021-10-08 KR KR1020210134011A patent/KR102368558B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-02-22 KR KR1020220022632A patent/KR102398104B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017208341A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | ポリマテック・ジャパン株式会社 | 熱伝導性部材、熱伝導性組成物および熱伝導性組成物の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102398104B1 (ko) | 2022-05-13 |
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