KR102645466B1 - 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이를 활용한 박층 포장 시공방법 - Google Patents
결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이를 활용한 박층 포장 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이를 활용한 박층 포장 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포장도로의 결빙 및 미끄럼 발생을 억제하면서도 내구성이 우수한 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이를 활용한 박층 포장 시공방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 입자 크기가 3 ~ 5mm인 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 입자 크기가 3 ~ 5mm인 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 포함한다.
이러한 본 발명은, 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 입자 크기가 3 ~ 5mm인 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 입자 크기가 3 ~ 5mm인 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 포함한다.
Description
본 발명은 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이를 활용한 박층 포장 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포장도로의 결빙 및 미끄럼 발생을 억제하면서도 내구성이 우수한 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이를 활용한 박층 포장 시공방법의 제공을 목적으로 한다.
블랙아이스란 기온이 갑작스럽게 내려갈 경우, 도로 위에 녹았던 눈이 다시 얇은 빙판으로 얼어붙는 현상을 말한다(공개특허 제10-2022-0153247호(이하 종래기술 1) 참조).
상기한 도로 노면의 결빙으로 인한 교통사고가 급증하여 노면결빙을 억제하기 위해 다양한 제설제 살포(공개특허 제10-2022-0092816호(이하 종래기술 2) 참조)와 같은 제설작업과 노면에 대한 염수살포공법(등록특허 제10-2404672호(이하 종래기술 3) 참조), 열선에 의한 도로 포장면 가열공법, 폐열 또는 지하수를 이용해서 노면을 가열하는 공법 등이 국내에서 사용되고 있다.
한편, 상기한 종래기술 3과 같이, 염수를 노면에 살포하는 경우 살포 된 후 물의 융점을 낮춰 결빙 발생을 일시적으로 억제하지만 시간이 지남에 따라 이동하는 차량 등에 의해 도로에서 염분이 제거되어 도로의 결빙 발생을 장기간 유지할 수 없는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 보다 장기간 도로의 결빙 및 미끄럼 발생을 억제할 수 있는 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이의 시공방법의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 내구성이 보다 우수한 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이의 시공방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성 및 특징을 갖는다.
아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아(Urea) 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 입자 크기가 3 ~ 5mm인 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 입자 크기가 3 ~ 5mm인 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 포함한다.
또한 상기 결합재 55 ~ 65 중량%, 상기 보크사이트 골재 12 ~ 18 중량%, 및 상기 현무암 골재 20 ~ 30 중량%를 포함할 수 있다.
아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 입자 크기가 3 ~ 5mm인 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 입자 크기가 3 ~ 5mm인 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 혼합하여 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 제조하는 단계(S10); 및 상기 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 포장도로에 살포하는 단계(S20);를 포함한다.
미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 이용한 박층 포장 시공방법에 있어서, 상기 결합재를 포장도로에 시공하여 하부층을 형성하는 단계(S100); 상기 보크사이트 골재와 상기 현무암 골재를 상기 하부층에 살포하는 단계(S200); 및 보크사이트 골재와 현무암 골재가 살포된 하부층 상부에 상기 결합재를 시공하여 상부층을 형성하는 단계(S300);를 포함한다.
상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 보다 장기간 도로의 결빙 및 미끄럼 발생을 억제할 수 있는 결빙억제 기능이 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 내구성이 보다 우수한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 시공방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 2는 동절기 살포된 제설제가 흡착된 후 일정 기간 동안 용출되는 과정을 설명하기 위한 개면도이다.
도 3은 본 발명의 추가 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 시공방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 2는 동절기 살포된 제설제가 흡착된 후 일정 기간 동안 용출되는 과정을 설명하기 위한 개면도이다.
도 3은 본 발명의 추가 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 시공방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물(결빙 억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물)은 도로 결빙을 억제하기 위해 살포되는 염수의 효과를 보다 장시간 유지할 수 있도록 하는 것으로서, 이하에서는 설명의 편의상 '본 조성물'이라 칭하기로 한다.
본 조성물(본 발명의 일 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물)은 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 포함한다.
상기한 보크사이트 골재는 예시적으로 자갈, 돌 등일 수 있으며, 보크사이트 골재와 현무암은 골재 역할을 수행하며, 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재는 상기한 골재들 결합에 사용되는 것으로서 공지된 것이기 때문에 구체적인 설명은 생략한다.
현무암(Basalt)은 용암이 지표에서 빠르게 냉각된 암석으로써 기공이 많고 경도가 매우 높아 잘 깨지지 않고 내식성과 내화학성이 뛰어난 물질이다.
상기한 현무암은 포장도로에 살포되는 염수의 염분을 흡착하는 역할을 수행하는데, 보다 구체적으로는 현무암은 다공성이어서 포장도로에 살포되는 염수의 염분이 다공성 골재 내부로 스며들어서 염분이 저장되어 있다. 또한 에폭시 레진역시 염분의 흡착이 이루어져 골재내부에 제설제 염분을 포집할 수 있음을 확인하였다. 이러한 포집된 제설성분은 건조시 골재의 기공내부에서 결정상으로 존재하게되고 농축되어 존재하며 다시 눈이 내리게될 때 재용해되어 표면의 눈을 녹게 하는 것을 발견하여 본발명은 기공내 흡착원리를 이용하여 제설제를 뿌린 이후에 강설이 내리면 상기한 염분이 눈과 결합되면서 눈을 녹이게 되는 원리에 의하여 결빙을 예방할 수 있다.
상기한 염분은 현무암 골재와 흡착되기 때문에 바퀴 등에 의해 포장도로에서 분리되지 않고 포장도로에 장기간 놓일 수 있으며, 따라서 결빙 억제 효과를 보다 장기간 유지할 수 있다.
상기한 보크사이트 골재와 현무암 골재는 입자 크기(KS F 2502)가 각각 3 ~ 5mm일 수 있는데 보크사이트 골재와 현무암 골재의 입자 크기가 3mm 미만이거나 5mm를 초과하는 경우 골재 마찰력이 감소될 수 있다.
상기한 보크사이트 골재와 현무암 골재는 흡수율(FS F 2053)이 2.0% 이하인 것이 바람직한데, 흡수율이 2.0%를 초과할 경우 본 조성물의 내마모성이 저하될 수 있다.
현무암 골재는 상술한 바와 같이 염수의 염분을 흡착하여 결빙 억제 효과를 발휘하는 구성인데, 차량의 바퀴 등에 파손되어 마모될 수 있다. 이는 현무암 골재의 효과를 보다 장시간 유지하기 어렵다는 것을 의미한다.
상기한 보크사이트 골재는 상기한 현무암 골재의 단점을 보완하기 위한 구성으로 본 조성물의 경도 등의 기계적 성질을 향상시켜 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기한 결합재는 흡수율이 5% 이하인 것(KS F 2503)인 것이 바람직한데, 흡수율이 5%를 초과할 경우 동결 융해에 의하여 파손될 가능성이 있다. 상기한 결합재의 흡수율은 1% 이하인 것이 바람직하다.
결합재의 건조 시간은 6시간 이내인 것(KS M 5000)이 바람직한데 시공시간을 총 8시간으로 할 때 필요한 최대 경화 시간이기 때문이다.
또한 결합재의 인장강도는 1일 20MPa이상(시험방법 KS F 4932, 시편제작방법 KS M 6518 아령형 3호)인 것이 바람직한데, 이는 보수 공사 시 교통 개방이나 사용을 위해 골재 방지 탈락을 예방하는 최소 인장력을 의미하기 때문이다.
결합재의 7일 인장강도는 10℃에서 20MPa 이상, 20℃에서 5MPa 이상, 60℃에서 0.5MPa 이상인 것이 바람직하다.
결합재의 촉진내후성(200시간 후 질량 변화율)은 장기 내후성에 대한 검증으로써 3~4년간의 자외선에 대한 저항성의 최소값으로 63℃±3℃에서 2.0 이하(KS M ISO 62)인 것이 바람직하다.
접착강도(20℃)은 1.2MPa 이상인 것이 바람직한데, 미끄럼방지 재료는 박막층으로 구성되어 자동차 바퀴 또는 사람과의 마찰력이 발생하기 때문에 파손될 수 있어 이에 대한 최소 이상의 저항성이 필요하다.
상술한 바와 같이, 본 조성물(본 발명의 일 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물)은 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 포함한다고 하였는데, 보크사이트 골재가 10 중량% 미만일 경우 파손이 빠를 수 있고, 40 중량%를 초과하는 경우 결빙 억제 기능이 저하된다.
또한 현무암 골재가 5 중량% 미만일 경우 결빙 억제 기능이 저하되며, 30 중량%를 초과하는 경우 파손 저항성이 저하된다.
결합재는 30 중량% 미만일 경우 골재들이 충분히 결합되지 않으며, 80 중량%를 초과하는 경우 골재 노출이 작아 결빙 억제 능력이 저하될 수 있다.
아래 표 1은 실시예들과 비교예의 조성비를 나타낸 것이다. 아래 표 1에서 단위는 중량%이다. 이하에서는 아래 표 1에서 실시예들과 비교예의 접착강도, 미끄럼저항성, 표면결빙온도 등의 실험 결과에 대해 설명하기로 한다.
[표 1]
표면결빙온도 실험 방법은 본 조성물과 비교예를 코팅한 아스팔트 시편 300x300x50mm에 7kg/m2가 되도록 골재를 살포하고 경화 후 염수용액(NaCl:CaCl2 포화용액)을 20g/m2가 살포한다. 이후 맑은 물 10L로 1회 세척한 후 20℃의 항온항습기에 시편을 넣고 1시간 육안관찰로 결빙되는 온도 측정하였다.
아래 표 2는 표 1에 기재된 실시예들과 비교예들의 실험 결과 값을 나타낸 것이다. 표면결빙온도 실험은 상술한 실험 방법에 의해 수행되었고, 인장강도, 접착강도, 미끄럼저항성 등의 시험은 공지된 시험 방법을 따랐다.
[표 2]
위 표 2를 참조하면, 비교예들과 실시예들은 모두 접착강도가 1.2MPa를 상회하여 포장도로에 사용될 수 있는 코팅제임을 확인할 수 있다.
실시예들과 비교예들은 인장강도에 있어서 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있다.
그러나 표면결빙온도를 참조하면, 실시예들은 -5℃ ~ -7℃인데 반해 비교예의 표면결빙 온도는 -1℃밖에 되지 않음을 확인할 수 있다.
즉, 현무암 골재가 사용된 본 조성물은 비교예와 비교하여 표면결빙온도를 보다 낮게 할 수 있어 결빙 억제의 뛰어난 효과가 있으며 미끄럼저항성도 우수한 것을 확인할 수 있다.
본 조성물은 상기 결합재 55 ~ 65 중량%, 상기 보크사이트 골재 12 ~ 18 중량%, 및 상기 현무암 골재 20 ~ 30 중량%를 포함할 수 있다(실시예 2).
위 표 1 및 표 2를 참조하면, 실시예 2의 표면결빙온도는 -7℃인데, 실시예 1 및 실시예 3과 비교하여 표면결빙온도가 가장 낮으며, 미끄럼저항성 또한 실시예1 및 실시예 3과 비교하여 가장 우수한 것을 확인할 수 있다.
따라서 본 조성물은 실시예 2와 같이 결합재 55 ~ 65 중량%, 상기 보크사이트 골재 12 ~ 18 중량%, 및 상기 현무암 골재 20 ~ 30 중량%를 포함하는 것이 보다 바람직할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 시공방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박층 포장 시공방법(미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 시공방법)(이하 '본 제1방법'이라 함)에 대해 설명한다. 본 제1방법은 상술한 본 조성물의 시공 방법으로서, 상술한 본 조성물과 동일하거나 상응하는 기술적 특징을 포함하므로, 앞서 살핀 구성과 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 제1방법은 혼합 단계(S10) 및 살포 단계(S20)를 포함한다.
혼합 단계(S10)는 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 입자 크기가 3 ~ 5mm인 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 입자 크기가 3 ~ 5mm인 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 혼합하여 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 제조하는 단계이다.
상기 (S10) 단계에서 상술한 본 조성물이 제조된다.
또한 살포 단계(S20)는 상기 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 포장도로에 살포하는 단계이다.
상기한 살포 단계(S20)는 통상의 살포기 또는 작업자에 의해 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 시공방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박층 포장 시공방법(미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 시공방법)(이하 '본 제2방법'이라 함)에 대해 설명한다. 본 제2방법은 상술한 본 조성물의 시공 방법으로서, 상술한 본 조성물과 동일하거나 상응하는 기술적 특징을 포함하므로, 앞서 살핀 구성과 동일하거나 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 제2방법은 하부층 형성 단계(S100), 골재 살포 단계(S200), 및 상부층 형성 단계(S300)를 포함한다.
하부층 형성 단계(S100)는 상기 결합재를 포장도로에 시공하여 하부층을 형성하는 단계이다.
상기 하부층 형성 단계(S100)에서 결합재는 통상의 살포기 등에 의해 수행될 수 있다.
골재 살포 단계(S200)는 상기 하부층 상부에 보크사이트 골재와 현무암 골재를 살포하는 단계이다.
상부층 형성 단계(S300)는 보크사이트 골재와 현무암 골재가 살포된 하부층 상부에 상기 결합재를 시공하여 상부층을 형성하는 단계이다.
마찬가지로 상기 상부층 형성 단계(S300) 또한 공지된 살포기 장치 등에 의해 수행될 수 있다.
상기한 (S300) 단계는 (S200) 단계가 수행되고 약 1~5시간 이후에 수행되는 것이 바람직하다.
상기 (S1) 단계에서 시공된 하부층, 골재(보크사이트 골재와 현무암 골재), 상부층은 살포되어 경화된 본 조성물을 구성할 수 있으며, 상기한 본 조성물의 성분비는 상술한 바 있다.
본 방법은 혼합장치 등에 의해 결합재, 골재 등을 혼합하기 어려울 경우, 포장도로에 용이하게 시공할 수 있는 방법이다.
결합재는 (S100) 단계에서 포장도로에 1.0ℓ/㎡ 이상 도포되고, (S300) 단계에서 0.5~1.0ℓ/㎡가 도포될 수 있다.
한편, 본 조성물(도 3에서 도면부호 GS에 해당)은 첨가물질(G) 1 중량%를 포함할 수 있다. 본 제1방법에서 첨가물질(G)은 상기 혼합단계(S10)에서 혼합될 수 있다. 또한 본 제2방법에서 상기 첨가물질(G)은 상기 (S200) 단계에서 골재와 함께 하부층에 살포될 수 있다.
첨가물질(G)은, 라텍스로 구성되는 내측필름(G1) 0.1 중량%, 헵타데칸으로 구성되고 완충재(G2) 0.1 중량%, 폴리에틸렌으로 구성되는 외피재(G3) 0.1 중량%, 반타블랙(VantaBlack)으로 구성되는 흡수재(G4) 0.1 중량%, 마그네슘으로 구성되는 중량체(G5) 0.1 중량%, 에어로그래파이트로 구성되는 부유체(G6) 0.3 중량%, 폴리에틸렌이민으로 구성되는 양이온성 물질(G7) 0.1 중량%, 알루미늄으로 구성되는 반사판(G8) 0.1 중량%를 포함할 수 있다.
이때 상기 내측필름(G1)은 섬유상이고, 상기 완충재(G2)는 상기 내측필름(G1) 내측에 배치되고, 상기 외피재(G3)는 상기 내측필름(G1)을 감싸고 판 형상이고, 흡수재(G4)는 상기 내측필름(G1)과 상기 외피재(G3) 사이에 배치되고, 상기 중량체(G5)는 판 형상이고 상기 외피재(G3) 외측 하부에 구비되고, 상기 부유체(G6)는 상기 외피재(G3) 내측 상부에 구비되고, 상기 양이온성 물질(G7)은 상기 외피재(G3) 양측 내측에 구비되고, 상기 반사판(G8)은 상기 외피재(G3) 측부에서 측방향으로 연장되되 상향 경사지고 상기 양이온성 물질(G7) 보다 상측에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하여, 내측필름(G1)은 라텍스로 구성되고, 섬유상이다. 내측필름(G1)은 내측에 후술하는 완충재(G2)가 채워지도록 내측에 수용공간이 형성된다.
여기에서 내측이란 첨가물질(G)을 도 3과 같이 단면도 상에서 봤을 때 중심측(완충재(G2) 중심측)을 의미하고, 외측이란 상기 중심측에서 방사상 방향 측을 의미하는데, 이하의 설명에서 동일하게 동일하기로 한다.
상기한 내측필름(G1)은 본 조성물에서 0.1 중량%가 포함된다.
완충재(G2)는 헵타데칸(heptadecane)으로 구성되고, 상기 내측필름(G1)의 내측(내측공간)에 배치되어 수용된다.
상기한 헵타데칸은 융점이 약 22℃인 상변화물질(Phase Change Material, PCM)이다.
상변화물질은 주변의 온도변화에 따라 상(Phase)이 변할 때, 온도의 변화 없이 잠열(Latent heat)의 형태로 외부 요인 없이 능동적으로 열을 저장·방출할 수 있는 에너지 저장 물질이다.
일반적으로 상변화가 일어날 때 온도변화 없이 출입하는 열인 잠열(Latent heat)은, 상변화를 수반하지 않고 온도변화를 보이며 출입하는 열인 현열(Sensible heat)에 비해서 현저하게 높은 열량을 갖는다. 이 특징을 이용해서 높은 양의 열에너지를 저장하거나, 온도를 유지 시키는데 이용할 수 있다.
상기한 완충재(G2)는 상기한 융점을 변화시키기 위해 헵타데칸(Heptadecane) 이외에 운데칸(Undecane), 도데칸(Dodecane), 트리데칸(Tridecane), 펜타데칸(Pentadecane), 테트라데케인(Tetradecane), 헵타데칸(Heptadecane), 옥타데칸(Octadecane), 노나데칸(Nonadecane) 및 에이코산(Eicosane), 트라이아콘테인(Triacontane) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 완충재(G2)의 융점은 상온인 1~30℃ 범위 내에서 조절 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 완충재(G2)를 감싸는 내측필름(G1)은 섬유상으로 형성되어 내측에 수용되는 완충재(G2)와 함께 첨가물질(G)에 강인성을 부가할 수 있다.
상기한 내측필름(G1)은 0.1 중량%로 구성되는 것이 바람직한데, 0.1 중량%를 초과하는 경우 상기한 완충재(G2)를 충분히 감싸지 못해 완충재(G2)가 소실될 위험이 있고, 0.1 중량%를 초과하는 경우 첨가물질(G)의 자체 중량을 지나치게 증대시켜 분산성을 저하시킬 수 있다.
상기한 완충재(G2)는 0.1 중량%로 구성되는 것이 바람직한데, 0.1 중량%를 초과하는 경우 내측필름(G1)에 수용되지 못하고 0.1 중량% 미만일 경우 열 완충 효과가 미미한 문제가 있다.
외피재(G3)는 내측필름(G1)을 감싸는 것으로, 폴리에틸렌으로 구성되고, 내측에 상기 내측필름(G1) 등이 수용되도록 공간이 형성된 판 형상 또는 섬유상일 수 있다.
상기한 외피재(G3) 내측에는 상기한 내측필름(G1) 뿐만 아니라 후술하는 반타블랙으로 구성되는 흡수재(G4)가 수용될 수 있는데, 후술하는 흡수재(G4)에 빛을 공급할 수 있도록 외피재(G3)가 투명한 폴리에틸렌으로 구성되어 빛이 투과된다.
상기한 외피재(G3)는 판 형상 또는 섬유상으로 형성되어 상부에 빛이 조사되는 면적을 최대화 할 수 있다.
외피재(G3)는 0.1 중량%가 포함되는데, 외피재(G3)가 0.1 중량% 미만일 경우 흡수재(G4)와 내측필름(G1)을 충분히 감싸지 못하며, 0.1 중량%를 초과하는 경우 빛의 투과성이 저하될 수 있다.
흡수재(G4)는 반타블랙(VantaBlack)으로 구성되는 것으로, 상기한 외피재(G3) 내측에 수용되어 외피재(G3)와 내측필름(G1) 사이에 배치된다. 즉, 상기한 흡수재(G4)는 내측필름(G1)을 감쌀 수 있다.
반타블랙이란 빛을 비추면 99.965% 흡수하는 물질이다. 상기한 반타블랙은 미세한 탄소나노튜브를 세워 튜브와 튜브 사이에 서로 수없이 반사하는 과정을 거치게 되어 들어온 빛들이 대부분 흡수된다.
상기한 반타블랙은 안료의 형태로 상기한 외피재(G3)와 내측필름(G1) 사이에 배치될 수 있다.
상기한 첨가물질(G)이 결합재 등과에 혼합된 후, 빛이 조사되면 상기한 빛은 외피재(G3)를 통과되어 흡수재(G4)에 흡수된다.
상기한 반타블랙을 통해 빛이 흡수됨에 따라 첨가물질(G)의 온도는 일시적으로 상승하는데, 상기한 열이 라텍스를 통해 상기한 완충재(G2)로 전달되고, 상기한 완충재(G2)는 반타블랙의 열을 흡수하여 첨가물질(G)의 온도를 다시 하락시킨다.
이와 같이, 반타블랙이 본 조성물에서 반사되는 빛을 최소화 하여 주변 온도의 상승을 억제하는 동시에, 반타블랙이 흡수하여 발생되는 열을 완충재(G2)가 흡열하여 첨가물질(G)의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
즉, 본 조성물의 열팽창 등을 최소화함으로써 본 조성물의 손상을 억제하여 방수성을 장시간 유지하며, 본 조성물의 온도와 본 조성물 주변 온도 변화를 최소화 할 수 있다는 이점이 있다.
상기한 흡수재(G4)는 0.1 중량%를 초과할 경우 첨가물질(G)의 무게를 지나치게 증대시키며, 0.1 중량% 미만일 경우 빛의 흡수량이 적어지는 문제가 있다.
한편, 중량체(G5)는 마그네슘으로 구성되고, 판 형상이며 상기 외피재(G3)의 외측 하부에 구비된다.
여기에서 하부(하측 등)는 후술하는 부유체(G6)가 상기한 중량체(G5) 보다 상측에 배치된 상태의 첨가물질(G)을 단면도 상에서 봤을 때(도 3 참조) 하부(하측 등)를 의미하고, 상부(상측 등)은 부유체(G6)가 상기한 중량체(G5) 보다 상측에 배치된 상태의 첨가물질(G)을 단면도 상에서 봤을 때 상부(상측 등)을 의미하는데, 이하의 설명에서 동일하게 적용하기로 한다.
상기한 중량체(G5)는 통상의 접착제 등을 매개로 상기한 외피재(G3)에 부착될 수 있다.
상기한 중량체(G5)는 외피재(G3) 하부에 구비되되 상하 방향과 평행한 그 중심선이 외피재(G3)의 상하 방향과 평행한 중심선과 일치되도록 외피재(G3)에 구비될 수 있다.
또한 부유체(G6)는 에어로그래파이트로 구성되고, 상기 외피재(G3) 외측 상부에 구비된다. 마찬가지로 상기 부유체(G6)는 상하 방향과 평행한 중심선이 외피재(G3)의 상하 방향과 평행한 중심선과 일치되도록 외피재(G3)에 구비될 수 있다. 마찬가지로 상기한 부유체(G6)는 통상의 접착제 등을 매개로 상기한 외피재(G3)와 부착될 수 있다.
상기한 에어로그래파이트(Aero-graphite)는 산화아연을 처리해 얻은 것으로, 현미경으로 보면 아주 가는 탄소 튜브가 얽히고 설킨 스펀지 모양, 즉 공기구멍 벽(porous walls) 구조로 돼 있다.
상기한 에어로그래파이트는 비중이 약 0.18로서 크게 작아, 첨가물질(G)이 본 조성물에서 부유되도록 하는 역할을 수행한다.
상술한 바와 같이, 중량체(G5)와 부유체(G6)가 각각 상하 방향과 평행한 중심선이 외피재(G3)의 상하 방향과 평행한 중심선이 일치되도록 하여 판 형상의 첨가물질(G)이 세워지지 않고 도 3과 같이 누워지는 형태로 분산되도록 할 수 있다. 이를 통해 첨가물질(G)의 가능한 넓은 면이 상측을 향하도록 하여 빛이 조사되는 면을 최대한 크게 할 수 있다.
상기한 부유체(G6)는 에어로그래파이트로 구성되는 것이 바람직한데, 0.3 중량% 미만일 경우 첨가물질(G)이 충분히 부유되지 못할 수 있고, 0.3 중량%를 외피재(G3)의 공간의 크기를 감소시키는 문제점이 있다.
상기한 부유체(G6)는 상기한 외피재(G3) 내측 상부에 구비되어 내측필름(G1)과 외피재(G3)를 이격 시키는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 통해 내측필름(G1) 상부로 상기 흡수재(G4)가 배치될 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 한다. 또한 부유체(G6)는 외피재(G3) 내측에 배치되어 외피재(G3)에 의해 보호될 수 있다.
상기한 중량체(G5)는 상기한 외피재(G3)의 외측 하부에 구비되어 반타블랙을 통과한 빛을 다시금 반사시켜 반타블랙으로 이동시키는 역할도 수행할 수 있으며, 따라서 판 형상인 것이 바람직하고, 외피재(G3) 외측 하부에 구비되는 것이 바람직하다.
상기한 중량체(G5)는 상술한 바와 같이 비중이 비교적 작은 마그네슘(비중약 1.74)으로 구성되는데, 0.1 중량%를 초과하는 경우 첨가물질(G)의 자체 중량이 지나치게 증대되고, 0.1 중량% 미만인 경우 통과되는 빛을 충분히 반사시키지 못하는 문제점이 있다.
반사판(G8)은 알루미늄으로 구성되고 상기 외피재(G3) 측부(도 3을 기준으로 좌측부 및 우측부)에서 측방향(도 3을 기준으로 좌측 방향 및 우측 방향)으로 연장되되 상향 경사진 것이다.
반사판(G8)은 빛을 반사시켜 첨가물질(G) 상부로 모이게 하는 역할을 수행하여, 반타블랙의 빛 흡수량을 보다 향상시킬 수 있다.
반사판(G8) 또한 통상의 접착제 등을 매개로 외피재(G3)와 부착되어 구비될 수 있다.
양이온성 물질(G7)은 외피재(G3)의 양측 단부에 구비되는 것으로서, 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)으로 구성된다.
양이온성 물질(G7) 또한 통상의 접착제나 열융착 방식 등에 의해 외피재(G3)와 부착될 수 있다.
양이온성 물질(G7)을 구성하는 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)은 에틸렌이민을 중합한 폴리머로 현존하는 소재 중 양이온 밀도가 가장 높은 것으로 알려져 있다.
본 조성물에서 첨가물질(G)의 단위체(GU)가 다수 혼합될 수 있는데, 양이온성 물질(G7)은 이웃하는 단위체(GU)의 분산성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.
상기한 양이온성 물질(G7)은 반사판(G8)보다 하부에 구비되어 반사판(G8)의 빛 반사 기능의 저하를 최소화 할 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (4)
- 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 입자 크기가 3 ~ 5mm인 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 입자 크기가 3 ~ 5mm인 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 포함하고,
상기 보크사이트 골재와 현무암 골재는 흡수율이 2.0% 이하이고,
상기 결합재의 건조 시간은 6시간 이내이고, 인장강도는 1일 20MPa이상이며, 200시간 후 질량 변화율인 촉진내후성은 63℃±3℃에서 2.0 이하이고, 접착강도(20℃)는 1.2MPa 이상인 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 결합재 55 ~ 65 중량%, 상기 보크사이트 골재 12 ~ 18 중량%, 및 상기 현무암 골재 20 ~ 30 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물. - 아크릴, 에폭시, 아스팔트, 우레탄 및 우레아 중 하나 이상을 포함하는 결합재 30 ~ 80 중량%, 입자 크기가 3 ~ 5mm인 보크사이트 골재 10 ~ 40 중량%, 및 입자 크기가 3 ~ 5mm인 현무암 골재 5 ~ 30 중량%를 혼합하여 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 제조하는 단계(S10); 및
상기 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 포장도로에 살포하는 단계(S20);를 포함하고,
상기 (S10) 단계에 포함된 상기 보크사이트 골재와 현무암 골재는 흡수율이 2.0% 이하이고,
상기 결합재의 건조 시간은 6시간 이내이고, 인장강도는 1일 20MPa이상이며, 200시간 후 질량 변화율인 촉진내후성은 63℃±3℃에서 2.0 이하이고, 접착강도(20℃)는 1.2MPa 이상인 것을 특징으로 하는 박층 포장 시공방법. - 청구항 1에 기재된 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물을 이용한 박층 포장 시공방법에 있어서,
상기 결합재를 포장도로에 1.0ℓ/㎡ 이상 도포하는 형태로 시공하여 하부층을 형성하는 단계(S100);
상기 보크사이트 골재와 상기 현무암 골재를 상기 하부층에 살포하는 단계(S200); 및
상기 단계(S200) 수행후 1~5시간 경과시, 보크사이트 골재와 현무암 골재가 살포된 하부층 상부에 상기 결합재를 0.5~1.0ℓ/㎡가 도포하는 형태로 시공하여 상부층을 형성하는 단계(S300);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 박층 포장 시공방법.
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| KR1020230112705A KR102645466B1 (ko) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | 결빙억제 기능이 있는 미끄럼 방지 도로 박막 코팅제 조성물 및 이를 활용한 박층 포장 시공방법 |
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2023
- 2023-08-28 KR KR1020230112705A patent/KR102645466B1/ko active IP Right Grant
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