KR20030043071A

KR20030043071A - 아스팔트콘크리트 장식용 수성도료 조성물

Info

Publication number: KR20030043071A
Application number: KR1020010074042A
Authority: KR
Inventors: 우기석; 정영재; 이은종; 정창화
Original assignee: 건설화학공업(주)
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-06-02

Abstract

본 발명은 아스팔트콘크리트 장식용 수성도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아스팔트나 콘크리트 포장 면 위에 각종 도안이나 그림을 그리기 위한 도료의 조성물에 관한 것으로 도장시 용제의 발생을 억제하고 간단한 도장작업으로 두툼한 도막 형성과 다양한 색상현출이 가능하면서도 수막 형성에 의한 미끄러짐을 방지할 수 있는 도료 조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 이를 위해 속 건조형 아크릴 에멀젼 수지(A)와 상대적으로 건조가 느린 지건형 아크릴 에멀젼 수지(B)를 2:1 ∼3:1로 혼합한 것을 20∼60중량％, 20∼40 메쉬의 규사를 25∼55중량％, 평균입자크기가 1∼10㎛인 탄산칼슘과 30∼40㎛인 탄산칼슘을 3:1∼1:3의 혼합비로 10∼30중량％를 사용하고 기타 용제 및 첨가제를 배합하여 제조된 수성도료 조성물로서 피도물에 적용시 상온 건조 상태에서 규사의 요철로 미끄러짐을 방지하고 건조가 서로 다른 수지를 사용하여 도막의 표면건조와 내부건조속도를 조정하여 표면균열 없이 1회 도장으로 500㎛이상의 도막을 형성하는 것이 가능하여 간단한 도장작업으로 미장효과를 주며, 종래의 수성도료 착색제를 사용하여 다양한 색상 조색이 가능하도록 한다.

본 발명은 도장작업의 편이성, 미끄러짐 방지, 다양한 색상현출이 가능하며, 우수한 부착성, 내구성을 갖는 아스팔트콘크리트 장식용 수성도료 조성물에 관한 것이다.

Description

아스팔트콘크리트 장식용 수성도료 조성물{Aqueous paint composition for decorative coating on asphalt concrete}

본 발명은 아스팔트 장식용 수성도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아스팔트나 콘크리트 포장 면 위에 각종 도안이나 그림을 그리기 위한 조성물을 구성함에 있어서, 아크릴 에멀젼 수지에 안료입자가 큰 규사를 적용함으로써, 피도물에 적용시 상온 건조 상태에서 미끄러짐 방지와 간단한 작업으로 미장효과를 주며 우수한 부착성, 내구성을 갖는 아스팔트 장식용 수성도료 조성물에 관한 것이다.

종래의 아스팔트나 콘크리트에 도장하는 도료는 차선이나 교통표지를 위해 사용되는 상온형 도로 표지용 도료(KS M 5322), 가열형 도로 표지용 도료( KS M 5336), 융착식 도로 표지용 도료( KS M 5333)등이 있으며, 착색안료, 합성수지, 및 기타 첨가제로 구성되어 있다. 상온형 도로 표지용 도료는 스프레이를 사용하여 도장하며 가열형 도로 표지용 도료, 융착식 도로 표지용 도료는 별도의 가열장비와 도장장비를 사용하여 시공한다.

상기 도로 표지용 도료는 차선이나 간단한 교통표지를 위한 도장에는 사용상의 문제가 없으나 아스팔트나 콘크리트로 포장된 공원, 놀이공원, 주차장 등에 각종 도안이나 그림을 그리는 용도로는 용도가 제한적이다. 구체적으로 상온형 도로표지용 도료는 다량의 용제를 함유하고 있어 로울러나 주걱으로 도장할 경우 도료에 포함된 용제에 의해 아스팔트가 용해되어 균일한 색상을 나타내기 어렵고 고형분 용적비가 낮아 두꺼운 도막을 형성하기 어렵다. 가열형 도로 표지용 도료, 융착식 도로 표지용 도료는 별도의 가열장비와 도장장비를 사용하여 시공하기 때문에 다양한 색상의 도안이나 그림을 그리기에는 적합하지 않다. 또한 도로 표지용 도료를 사용하여 다양한 색상의 도안이나 그림을 그릴 경우 미끄러운 도막을 형성하여 도막이 물에 노출될 경우 수막을 형성하여 사람의 통행이 빈번한 장소에는 통행자의 안전을 확보하기 어려운 문제점이 있고 흰색, 노란색, 파란색 만을 공급함으로써 다양한 색상연출이 어려운 문제점도 있다.

따라서 본 발명에서는 위와 같은 종래의 도로 표지용 도료가 가지고 있는 도장방법, 통행자의 안전확보, 다양한 색상현출 등의 문제점을 해결하여 아스팔트나 콘크리트 포장 면 위에 각종 도안이나 그림을 그리기 위한 조성물을 구성함에 있어서, 아크릴 에멀젼 수지에 안료입자가 큰 규사를 적용함으로써, 피도물에 적용시 상온건조 상태에서 미끄러짐 방지와 간단한 작업으로 미장효과를 주며 우수한 부착성, 내구성을 갖는 아스팔트 장식용 수성도료 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 아크릴 에멀젼 수지와 입자가 큰 규사를 주성분으로 하고 증류수, 분산제, 습윤제, 안료, 용제, 소포제 및 증점제를 함유하는 수성도료 조성물에 있어서, 상기 분산제로는 폴리카르복실산염 중 내수성이 우수한 암모늄염 형태의 분산제 0.2 ∼ 1 중량％, 안료로는 20∼40메쉬의 거친 규사 25 ∼ 55 중량％, 평균입자크기 1∼10㎛와 30∼40㎛의 탄산칼슘을3:1 ∼ 1:3 혼합비로 10 ∼ 30 중량％를 함유하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 종래의 도로 표지용 도료가 다량의 용제를 함유하고 있어 도장시 유기용제의 휘발에 의해 대기오염을 유발하고 아스팔트와 같이 유기용제에 피도물이 용해될 경우 로울러나 주걱에 의한 도장작업을 할 수 없어 도장작업이 복잡하다. 또한 사용되는 수지의 유리전이 온도가 높아 장기간 옥외 폭로할 경우 균열이 발생하고 심한 경우 도막이 박리되어 미장 효과를 떨어뜨리는 문제가 있으나 본 발명에 따른 도료 형태는 작업자의 도장작업을 간소화할 수 있고 수용성이므로 용제형 도료에 비하여 인체에 덜 해롭고 환경 친화적인 도료의 제조가 가능하다. 아스팔트장식용 도료의 특성은 작업의 안전성, 작업의 편이성, 다양한 색상현출, 우수한 내구성 등을 들 수 있다. 본 발명에서 사용되는 수지는 건조속도가 빠르고 아스팔트에 부착이 우수한 아크릴 에멀젼 수지와 내구성과 유연성이 우수하며 상대적으로 건조가 느린 아크릴 에멀젼 수지를 혼합 사용하여 1회 도장으로 두꺼운 도막을 형성시킬 경우 표면건조와 내부건조의 차이로 발생하는 도막의 균열을 방지하고 표면건조속도를 느리게 조절함으로서 1회 도장으로 평활한 두꺼운 도장이 가능하게 하며, 내구성, 유연성, 부착이우수한 도막물성을 준다. 이러한 에멀젼 수지는 2:1∼ 3:1의 혼합비로 전체도료 조성에 대하여 20 ∼ 50중량％로 사용하여 부착력 증진과 전반적인 물성을 좌우하게 되며, 그 혼합비가 상기 범위보다 작아지면 표면 건조가 빨라 원활한 도장작업이 어렵고 상기 범위를 초과하면 부착이 불량하고 도막에 점착성이 많아 내오염성이 불량해지는 문제점을 나타낼 수 있다. 또한 사용량이 상기 범위보다 적으면 도막 형성 능력이 떨어지고 부착성, 내구성 등의 각종 물성이 불량해지며, 상기 범위를 초과시 두툼한 질감을 얻기 어렵다. 본 발명에서 안료성분으로 사용되는 무기안료는 역시 통상의 것이 사용될 수 있으며, 예컨대 이산화티탄이 바람직하게 사용될 수 있으며, 도막의 은폐 및 색상 등에 영향을 준다. 이산화티탄은 전체 도료 조성에 대하여 3 ∼ 30중량％로 사용될 수 있는 바, 3중량％ 미만에서는 은폐력에 문제를 나타내며, 30중량％를 초과하면 두툼한 질감을 형성하는데 문제가 있다. 또한 무기안료는 이산화티탄 외에도 체질안료로서 통상의 탈크나 탄산칼슘이 사용될 수 있으나 탈크는 안료의 흡유량이 높고 경도가 낮아 옥외 바닥장식용 도료에는 탈크보다 탄산칼슘이 바람직하게 사용될 수 있으며 탄산칼슘은 체질안료로서 도막의 경도를 높이고 부피를 형성하여 아스팔트 장식용 도료에서 요구하는 두툼한 질감에 영향을 준다. 탄산칼슘은 평균입자 크기가 1∼10㎛인 것과 30∼40㎛인 것을 3 : 1 ∼ 1 : 3비로 혼합하여 사용하며 전체도료 조성에 대하여 10∼30중량％로 사용하여 규사의 요철을 돕고 두툼한 도막을 형성하게 하며 평균입자 크기가 1∼10㎛인 탄산칼슘만을 사용할 경우에는 도막의 부착력, 경도가 약해지고 30∼40㎛인 탄산칼슘만을 사용할 경우에는 규사의 요철이 적어져 미끄러짐을 방지하는 효과가 감소한다.

본 발명에서 특징적으로 적용되는 규사는 20∼40 메쉬의 거친 것을 사용하여야 미끄러짐 방지효과를 유지할 수 있으며, 구형의 입자나 100메쉬 이상의 미세 입자는 도막 표면에 요철을 형성하지 못하여 미끄러짐 방지 효과를 유지할 수 없으므로 바람직하지 않다. 20∼40 메쉬의 거친 규사는 전체도료조성에 25 ∼ 55중량％로 사용할 수 있는데, 그 사용량이 25중량％미만에서는 규사 마찰에 의한 미끄러짐 방지 효과가 감소하고 규사요철에 의한 질감도 불량하였고 55중량％ 초과에서는 부착불량과 심한 규사요철로 인한 오염성이 불량하였다. 그 외에도 본 발명에서 사용되는 증점제로는 우레탄형, 셀룰로오스형이 사용될 수 있고, 방부제로는 이소티아졸론, 아크릴 아세탈 등이 사용될 수 있고, 습윤제, 소포제, 도막조제, pH 조절제, 용제 등이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

〈실시예 1〉

규사를 혼합하기 전의 도료조성을 표 1에 나타낸다. 아스팔트 장식용 도료는 아스팔트 및 콘크리트에 부착이 우수하고 내구성, 유연성이 요구되므로 아스팔트 및 콘크리트에 부착이 우수한 속 건조형 합성수지 에멀젼(A)를 선정하였으며, 규사를 혼합하기 전의 불휘발분은 약 60％로 하여 고형분 50중량％인 합성수지 에멀젼(A)에 분산 단계의 원료를 교반하에서 순차적으로 투입한다. 투입이 완료되면 30분 동안 1600 rpm/min으로 교반한 후 연속적으로 충진 단계의 원료를 교반하에서 투입하여 제조하였다.

〈실시예 2-1 ∼ 2-4〉

상기 실시예 1의 도료에 규사(20∼40 메쉬)를 혼합하여 규사혼합비를 시험하였다. 규사 혼합비를 표 2에 나타낸다.

상기 표 2에서 규사의 혼합비는 도료100 : 규사55 이상(전체 도료중 규사 35.5중량％)을 혼합하여야 규사의 요철과 두툼한 질감이 있는 도막을 얻을 수 있었다.

〈실시예 3-1〉

탄산칼슘 입자 크기에 대한 규사의 혼합실험을 실시하였다. 탄산칼슘의 평균입자크기는 도료의 부착성, 도막의 경도에 영향을 미치며, 입자크기가 작으면 큰 것에 비하여 부착력이 감소하고 경도가 떨어지는 것으로 확인되었다. 탄산칼슘 입자크기에 대한 규사의 요철과 질감을 확인하기 위하여 평균 1∼10㎛와 30∼40㎛의 탄산칼슘에 대한 비교실험을 실시하였다. 실시예 3-1은 평균 30∼40㎛의 탄산칼슘을 적용한 도료의 조성물로 표 3의 배합비율에 따라 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였으며 규사(20∼40 메쉬)는 충진 후 도료 100 : 규사 65의 비율로 혼합하였다.

〈실시예 3-2〉

평균 1∼10㎛의 탄산칼슘과 평균 30∼40㎛의 탄산칼슘을 1 : 1로 적용한 도료의 조성물을 표 3의 배합비율에 따라 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였으며 규사(20∼40 메쉬)는 충진 후 도료 100 : 규사 65의 비율로 혼합하였다.

〈실시예 4-1, 4-2〉

상기 실시예 3-2의 결과가 양호하다는 것을 알았다. 상기 실시예 3-2가 로울러나 주걱 도장시 표면이 빠르게 건조되어 도장작업이 용이하지 않고 건조 후 표면건조와 내부건조의 차이로 건조도막 표면에 균열이 발생하였다. 도장작업성과 건조도막의 균열을 개선하기 위한 방법으로는 전체 도료중 불휘발분을 낮추거나 건조가 느린 용제를 도입하여 개선할 수 있으나 불휘발분을 낮추는 방법은 1회 도장으로 두꺼운 도막을 얻을 수 없으므로 적합하지 않고 느린 용제의 도입은 표면건조뿐만 아니라 도막의 내부건조도 느리게 하므로 적합하지 않다. 상기 실시예 3-2에서 사용한 수지가 속 건조형이므로 상대적으로 건조가 느린 수지를 혼합 사용하여 작업성을 개선하는 것이 바람직하다. 고형분 50％의 속 건조형 수지(A)와 고형분 46％의 건조가 느린 수지(B)를 전체 도료 불휘발분이 일치하도록 하여 사용한 배합을 표 4에 나타낸다.

상기 실시예 3-2, 4-1, 4-2의 경우에 대하여 물성을 시험한 결과를 다음 표 5에 나타내었다.

〈물성 측정 방법〉

1. 점도(KU) : 도료를 25℃로 유지하고 Krebs-Stormer 점도계로 Kreb-Unite단위로 측정하였다.

2. 열저장성 : 60+-3℃의 오븐에 120시간 저장하고 저장전의 점도와 비교하여 차이값을 측정하였다.

3. 불휘발분 : KS M 5000의 시험방법 2113에 따라 실시하였다.

4. 불점착 건조성 : KS M 5322 규격에 준하여 실시하였다. (젖은 도막두께 170㎛로 하였다.)

5. 부착성 : 공장진입로 아스팔트 바닥에 240×40cm의 넓이에 약 500㎛정도의 두께로 균일하게 도장하여 3개월 간 폭로하여 도막의 균열, 부풀음, 떨어짐 등을 조사하였다.

6. 내수성 : KS M 5322 규격에 준하여 실시하였다. (젖은 도막두께 170㎛로 하였다.)

7. 내알카리성 : KS M 5322 규격에 준하여 실시하였다. (젖은 도막두께 170㎛로 하였다.)

8. 내한,내열성 : 시료를 KS M 5322 4.5에 따라 만든 아스팔트 판에 약500㎛정도의 두께로 균일하게 도장하여 상온에서 건조시켰다. -20℃에서 2시간 저장하고 60℃에서 2시간 저장하는 동작을 20회 반복하여 도막의 균열, 부풀음, 떨어짐 등을 조사하였다.

8. 로울러 도장작업성 : 공장진입로 아스팔트 바닥에 진입로의 가로 방향으로 240×40cm의 넓이에 약500㎛정도의 두께로 도장하여 도막의 표면균열, 작업의용이성 등을 평가하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 속 건조형 아크릴 에멀젼과 거친 규사를 적용하여 미끄러짐 방지기능을 갖고 1회 도장으로 다양한 색상연출이 가능한 아스팔트 장식용 수성도료의 조성물에 관한 것으로서, 다음과 같은 효과를 나타낸다.

첫째, 1액형 수성도료로서 작업이 쉽고 인체에 무해하며, 환경 친화적인 장점을 갖는다.

둘째, 20 ∼ 40메쉬의 거친 규사를 적용함으로써 도막이 물에 노출될 경우 수막 형성에 의한 미끄러짐을 방지할 수 있다.

셋째, 일반 수성도료의 조색용으로 사용하는 착색제를 사용하여 조색이 가능하므로 다양한 색상의 도료를 쉽게 제조할 수 있으며 이로 인하여 다양한 색상연출이 가능하다.

넷째, 불휘발분이 높고 건조가 빨라 1회 도장으로 두툼한 도막을 만들 수 있으며 아스팔트에 하도 도장없이 직접시공이 가능하여 도장공정이 간단하다.

Claims

아크릴 에멀젼 수지를 주성분으로 하고 증류수, 분산제, 습윤제, 안료, 착색안료, 방부제, 소포제 및 증점제를 함유하는 수성도료 조성물에 있어서, 상기 안료로는 20∼40메쉬의 규사를 전체 도료 조성물에 25 ∼ 55중량％, 평균입자크기 1∼10㎛와 30∼40㎛인 탄산칼슘을 3:1 ∼1:3의 혼합비로 10 ∼ 30중량％로 함유하는 것을 특징으로 하는 아스팔트콘크리트 장식용 수성도료 조성물.
제 1항에 있어서, 아크릴 에멀젼 수지는 속 건조형 에멀젼 수지(A)와 지건형 에멀젼 수지(B)를 2:1 ∼3:1로 혼합한 것을 전체 도료 조성에 대하여 20 ∼ 60중량％로 함유하는 것을 특징으로 하는 아스팔트콘크리트 장식용 수성도료 조성물.
제 1항에 있어서, 분산제는 폴리카르복실산염중 암모늄형의 분산제 0.2 ∼ 1중량％로 함유하는 것을 특징으로 하는 아스팔트콘크리트 장식용 수성도료 조성물.