KR100669849B1

KR100669849B1 - 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층형성 방법

Info

Publication number: KR100669849B1
Application number: KR1020060008662A
Authority: KR
Inventors: 홍채호
Original assignee: (주)한국해외기술공사; 건융건설 주식회사
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-01-16

Abstract

본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법은, 환경친화형 파쇄 슬래그 볼과 프리믹싱이 가능한 특수 아크릴계 수지를 혼합하여 노면에 도포할 수 있도록 구성함으로써, 급경사 구간이나 급커브 구간, 스쿨 존, 버스전용차도, 골프장 주행로 등 위험한 도로면에서의 제동 거리 단축과 주행의 안전성을 제고할 수 있고, 특히, 공해 물질이었던 기존의 제강 슬래그 대신에 환경친화형 파쇄 슬래그 볼을 골재로 사용하므로 환경오염을 예방할 수 있으며, 프리믹싱(Pre-Mixing)이 가능한 안료혼입형 특수 아크릴계 수지를 사용함으로써, 시공성과 작업효율성이 획기적으로 향상될 수 있으며, 신속한 경화반응으로 인해 교통 개방을 앞당길 수 있으며, 다양한 착색이 가능하여 미끄럼 방지 시설이 필요한 여러 도로에 다양하고 폭넓게 적용할 수 있는 효과를 갖게 된다.

파쇄 슬래그 볼, 아크릴계 수지, 프리믹싱, 거칠기

Description

슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법{Method for forming non-slip layer of road using slag ball and acrylic resin}

도 1은 본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법이 도시된 순서도이고,

도 2는 본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층이 설치된 상태의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 슬래그 볼 2 : 아크릴계 수지

3 : 노면

본 발명은 도로의 노면 미끄럼 방지층 형성 방법에 관한 것으로서, 특히 환경친화형 파쇄 슬래그 볼과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 이용하여 시공성 및 미끄럼 방지 성능을 향상시킬 수 있는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노 면 미끄럼 방지층 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도로 노면의 미끄럼 방지 시설은 도로 안전을 위한 중요한 요소 중의 하나로서, 경사진 노면 구간이나 커브길, 감속 구간 등에서 대부분 노면의 마찰력 즉, 미끄럼 저항을 크게 하는 방법을 사용하고 있다. 노면의 미끄럼 저항을 크게 하는 방법으로는 도로 표면에 전체 또는 일정 간격마다 미끄럼 방지층을 형성하거나, 도로 표면에 그루빙을 형성하는 등 노면을 요철화 하는 방법을 이용하고 있는 실정이다.

미끄럼 방지층을 형성하는 방법은 크게 두 가지로 분류할 수 있는데, 미끄럼방지용 패드나 시트를 규격화된 기성품의 형태로 공장에서 제작하여 노면에 부착하는 방법과, 골재와 수지를 이용하여 미끄럼방지층을 현장 제작하는 방법으로 나눌 수 있다. 골재와 수지를 이용하여 미끄럼 방지층을 현장 제작하는 방법에서는, 골재로는 주로 제강 슬래그가 포함된 골재가 많이 이용되고 있으며, 수지로는 주로 에폭시 수지가 사용되고 있다.

그러나 종래에 사용되는 제강 슬래그는 제철소 제강과정에서 생성되는 공해 물질로서 환경오염을 야기하고 대량의 분진을 발생시키며, 인체에 장기간 노출 및 흡입시 규폐증의 원인이 된다. 또한 엄밀한 의미에서 제강 슬래그는 현행 법률상 폐기물로 분류되고 있는 실정이다.

또한 종래에는 골재에 혼합되는 바인더로서, 에폭시 수지를 이용하는 경우가 대부분인데, 에폭시 수지의 특성상, 접착력은 탁월하나 빗물 등 노면수와 이슬, 서리 등 각종 수분이 결합될 경우에는 농구 코트처럼 매우 미끄러워지는 문제가 발생 하게 된다. 따라서 골재와 수지를 프리 믹싱(pre-mixing)하는 방법이 불가능하므로, 노면에 에폭시 접착수지를 먼저 바른 후에 그 위에 골재를 고르게 포설하고 나서, 잔재를 제거하는 삼중 작업을 진행할 수밖에 없다. 그렇기 때문에 작업 공정이 복잡하고 품질관리가 까다로울 뿐만 아니라, 골재의 낭비 또한 무시할 수 없는데, 에폭시 수지에 부착되지 않은 골재인 잔재를 처리해야 하는 문제가 발생하기 때문이다.

뿐만 아니라, 에폭시 수지에 제대로 달라붙지 않은 골재 또는 일부만 부착된 골재 등이 차량의 이동에 따른 충격에 의해 접착층에서 탈락하는 현상이 빈번하게 발생하면서, 에폭시 수지층이 차량의 타이어와 접촉하게 되면서 미끄럼 방지 기능이 현저히 떨어지는 문제가 발생하게 된다. 또한 에폭시 수지는 완전 경화시까지 걸리는 시간도 3 ~ 5시간 정도로서, 작업이 완료된 후에도 상당 시간 동안 교통의 개방이 지연되는 어려움도 존재한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 환경친화형 파쇄 슬래그 볼과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 혼합하여 미끄럼 방지제를 구성함으로써, 프리믹싱에 의해 한 번의 도포 작업으로 시공이 가능하여 시공성과 작업효율성이 크게 향상됨과 아울러, 접착력과 내구성이 증가하고, 골재의 손실과 낭비를 줄일 수 있으며, 환경오염 및 분진 발생을 억제할 수 있는 노면 미끄럼 방지층 형성 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 미끄럼 방지 기능을 향상시켜 제동 거리를 단축하고 주행 안전성을 제고할 수 있는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한 본 발명은 아크릴계 수지를 이용함에 따라 경화시간이 크게 단축되어 시공 후 교통 개방시간도 앞당길 수 있고, 시인성 확보를 위해 골재 및 수지 양자 모두에 다양한 착색이 가능하여 미끄럼 방지 시설이 필요한 여러 장소 또는 도로에 다양하고 폭넓게 적용할 수 있는 노면 미끄럼 방지층 형성 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법은, 슬래그 분무공법에 의해 스피널 구조로 안정화되게 제조된 슬래그 볼을 준비하는 단계와; 상기 슬래그 볼을 0.8 ~ 5mm 정도의 거친 모양으로 미세하게 파쇄하는 단계와; 파쇄된 상기 슬래그 볼 100g에 대해 인산 0.5~1g, 물 0.5~2g, 규산소다 8~10g, 컬러를 내기 위한 안료 2~7g의 비율로 코팅액을 조성하여 상온에서 혼합하는 단계와; 상기 단계에서 코팅액이 혼합된 슬래그 볼을 소성로에 투입하여 로내의 온도를 500℃ 이상의 고온으로 유지한 상태에서 일정 시간동안 교반과 동시에 소성을 거쳐 코팅을 완료하는 단계와; 상기 소성 공정 후에 소성로로부터 슬래그 볼을 배출시켜 공기 중에서 방냉 또는 강제 냉각시키는 단계와; 상기 단계에서 냉각된 슬래그 볼에 일정량의 아크릴계 수지를 혼 합하여 노면에 포장하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법은, 슬래그 분무공법에 의해 스피널 구조로 안정화되게 제조된 슬래그 볼을 준비하는 단계와; 상기 슬래그 볼을 0.8 ~ 5mm 정도의 거친 모양으로 미세하게 파쇄하는 단계와; 상기 파쇄된 슬래그 볼에 일정량의 아크릴계 수지를 혼합하여 노면에 포장하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 슬래그 분무공법에 의해 스피널 구조로 안정화되게 제조된 슬래그 볼을 준비하는 단계와; 상기 슬래그 볼을 골재로 사용하고, 이 슬래그 볼에 일정량의 아크릴계 수지를 바인더로 사용하여 노면에 포장하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 두 단계 사이에는 상기 슬래그 볼을 일정 크기 이하의 불규칙한 거친 모양으로 미세하게 파쇄하는 단계와; 상기 파쇄된 슬래그 볼에 컬러 코팅하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 상기 슬래그 볼과 아크릴계 수지의 혼합비는 2 : 1 중량비를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 슬래그 볼에 아크릴계 수지를 혼합할 때, 알루미늄옥사이드, 탄화규소중 적어도 어느 하나를 일정량 혼입하는 것이 바람직하다. 이때 상기 알루미늄옥사이드 또는 탄화규소의 혼입량은 상기 슬래그 볼의 중량 대비 10% ~ 20 % 가 적당하다.

또한 상기 슬래그 볼에 아크릴계 수지를 혼합할 때, 티타늄 옥사이드, 지르 코니아비드, 유리 비드 중 적어도 어느 하나를 일정량 추가로 혼입하는 것이 바람직하다. 이때 상기 티타늄 옥사이드 또는 지르코니아비드 또는 유리 비드 또는 이들의 조합한 혼입량은 상기 슬래그 볼의 중량 대비 10% ~ 20 % 가 적당하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법이 도시된 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층이 설치된 상태의 단면도이다.

본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법은, 슬래그 분무공법에 의해 스피널 구조로 안정화되게 제조된 슬래그 볼(1)을 준비하는 단계(S₁)와, 상기 슬래그 볼(1)을 일정 크기 이하의 불규칙한 거친 모양으로 미세하게 파쇄하는 단계(S₂)와, 상기 파쇄된 슬래그 볼(1)에 컬러 코팅하는 단계(S₃)와, 상기 슬래그 볼(1)을 골재로 사용하고 이 슬래그 볼에 일정량의 아크릴계 수지(2)를 바인더로 사용하여(S₄) 노면(3)에 포장하는 단계(S₅)로 이루어진다.

여기서 본 발명은 상기 슬래그 볼(1)을 파쇄하는 단계(S₂)와 상기 컬러 코팅하는 단계(S₃)를 생략하여 구성되는 것도 가능하나, 본 실시예에서는 상기 단계들을 모두 포함된 구성으로 하여 설명한다.

상기 슬래그 볼(1)은 용융 제강 슬래그의 안정화 과정과 파쇄 및 칼라코팅 과정을 거쳐 형성된 '환경친화형 파쇄 슬래그 볼'을 이용하게 되고, 상기 아크릴계 수지는 안료 등을 혼합하는 방법 등으로 특수 처리하여 강력한 접착력을 갖는 바인더 기능을 갖는 '프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지'를 이용하게 된다.

따라서 본 발명은 이와 같은 환경친화형 파쇄 슬래그 볼(1)과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2) 등의 재료를 프리 믹싱(Pre-Mixing)을 통한 노면(3) 도포 작업으로 노면 미끄럼 방지층을 형성하게 된다.

상기와 같이 본 발명에서 사용되는 슬래그 볼(1)과 아크릴계 수지(2)에 대하여 각각 설명한다.

본 발명에서 사용되는 상기 슬래그 볼(1)은, 통상 피에스 볼(PS Ball; Precious Slag ball)이라고 불리는 것으로서, 용융된 제강 슬래그를 급 냉각시킴과 동시에 안정된 분자구조로 변환시키는 SAT(Slag Atomizing Technology) 라는 기술을 이용하여 생산된 것이다.

이와 같은 슬래그 볼(1)은 제철소 제강과정에서 발생되는 용융상태의 제강 슬래그에 적당한 풍압으로 일정시간 동안 물을 분무(Atomizing)하여 급냉시키는 슬래그 분무공법으로 가공함으로써 철 이외의 고순도의 금속 원자들을 스피널(Spinel) 구조 즉, 원형의 안정된 구조를 갖는 물질을 얻게 된다. 이렇게 얻어진 슬래그 볼(1)의 물성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 슬래그 볼(1)의 화학적 성분을 분석한 특정 기관의 분석 결과는 다음의 [표 1]과 같다.

[표 1]

성분	CaO	Fe₂O₃	SiO	MgO	Mn	FeO	Al₂O₃	기타
Wt %	40.30	26.06	12.69	7.95	4.40	3.35	2.22	3.03

상기 슬래그 볼(1)의 물리적 성질은 다음의 [표 3]과 같다.

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[표 3]

시험항목	결과
최대치수(mm)	4
절 건 비 중	3.56
표 건 비 중	3.57
흡 수 율 (%)	0.42
조 립 율	3.10
단위용적중량(kg/m3)	2,263
실 적 율 (%)	63.75
공 극 율 (%)	36.25
잔입자량(%)	0.45
안 정 성	2.6

상기 슬래그 볼(1)의 유해성 평가에 대한 결과는 다음의 [표 4]와 같다.

[표 4]

검사항목	기준	결과	비 고
납 또는 그 화합물	3.0㎎/ℓ이하	불검출	용출시험결과임
구 리 또는 그 화합물	3.0㎎/ℓ이하	0.753㎎/ℓ
비 소 또는 그 화합물	1.5㎎/ℓ이하	불검출
수 은 또는 그 화합물	0.005㎎/ℓ이하	불검출
카드뮴 또는 그 화합물	0.3㎎/ℓ이하	불검출
6가크롬 또는 그 화합물	1.5㎎/ℓ이하	불검출
시안화합물	1.0㎎/ℓ이하	불검출
유분함량	5% 이하	불검출	함유시험결과임
판 정	기준이내

다음은 종래 사용되었던 일반적인 제강 슬래그와 본 발명에 사용되는 슬래그 볼(1)을 물성을 비교하여 보면 다음과 같다.

먼저, 제강 슬래그와 슬래그 볼(PS Ball)(1)의 화학 성분을 비교하면 아래의 [표 5]와 같다.

[표 5]

구분	FeO	Fe₂O₃	CaO	SIO₂	MgO	Al₂O₃	비고
제강 슬래그1(Wt%)	13.23	9.04	46.56	12.53	6.27	1.5
제강 슬래그2(Wt%)	15.7	3.9	35.7	19.2	6	6.1
PS Ball 1(Wt%)	-	28.2	40.4	11.7	6.53	2.89
PS Ball 2(Wt%)	-	39.3	14.1	27.2	8.54	8.13

상기에서 제강 슬래그1은 전로 슬래그이고, 제강 슬래그2는 전기로 슬래그이다. 그리고 PS Ball 1과 2는 각기 다른 제조 회사에서 생산한 슬래그 볼이다.

다음, 제강 슬래그와 슬래그 볼(PS Ball)의 마모율 및 연석량을 비교하면 다음의 [표 6]과 같다.

[표 6]

구분	PS Ball	제강 슬래그
마모율(%)	11.6	20
연석량(%)	0.1	1
파괴하중(kgf/cm²)	22.12	13.36

다음, 제강 슬래그와 슬래그 볼(PS Ball)의 품질을 비교하면 다음의 [표 7]과 같다.

[표 7]

구분	PS Ball	제강슬래그	비고
폐기물여부	산업폐기물에 해당되지 않음	산업폐기물	환경부
폐기물시험	기준 이내	장치 이탈 후 공해물	인천환경보건연구원
마모율(%)	11.6	17.8 ~ 20	한국건자재시험연구원
경도(강도)	7.5	4 ~ 4.5
가격	제강 슬래그 대비 저렴	PS Ball 보다 높음
작업성	비산먼지가 없어 양호	보통	시행사

상기와 같은 종래의 제강 슬래그보다 우수한 물성은 갖는 슬래그 볼(1)이 준 비되면(S₁), 이 슬래그 볼(1)을 1mm 내외 즉, 0.8 ~ 5mm 정도 크기를 갖고, 모양은 거칠게 파쇄하여 미세한 슬래그 볼(1)을 형성하게 된다.(S₂) 이때 슬래그 볼(1)의 입자 크기는 노면의 거칠기에 따라 적절한 입자 크기로 결정하여 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 슬래그 볼 100g에 대해 인산 0.5~1g, 물 0.5~2g, 규산소다 8~10g, 컬러를 내기 위한 안료 2~7g의 비율로 코팅액을 조성하고, 조성된 코팅액을 상기 슬래그 볼에 혼합하여 그 표면에 코팅액이 골고루 묻히도록 상온에서 믹싱하여 혼합한다.(S₃₁)
상기 인산은 통상 사전 등에 기재되어 있는 바와 같이 오산화인 P₂O₅가 수화(水和)하여 생기는 일련의 산 mP₂O₅·nH₂O의 총칭이다. 메타인산·피로인산·오르토인산·삼인산·사인산 등이 있고, 일반적으로는 오르토인산을 가리킨다. 이러한 인산은 무색,무취의 점성도가 큰 액체이며, 농도가 높아지면 결정화하기 쉬운 성질을 갖는 것이다.
본 발명의 실시예에서는 일반적인 인산인 오르토인산을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 인산의 일반적인 성질에 따라 충분한 점성도를 갖고, 상기 규산소다와 함께 결정화될 있는 인산이면 어느 인산을 사용하여도 무방하다.
또한 상기 규산소다는 조성에 따라 메타규산나트륨 Na₂SiO₃, 그 수화물인 오르토규산나트륨 Na₄SiO₄, 이규산나트륨 Na₂Si₂O₅ 등 여러 가지가 있으나, 보통은 메타규산나트륨을 말한다.
본 실시예에서는 일반적인 규산소다인 메타규산나트륨을 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 종류의 규산소다를 이용하는 것도 가능하다.

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상기 코팅액 조성물 중 착색제로 사용되는 안료는, 슬래그 볼의 표면에 컬러 코팅에 따른 색상을 나타내기 위한 소재로서, 사전에 기재된 바와 같이 통상적으로 사용되는 물 및 대부분의 유기용제에 녹지 않는 분말상(粉末狀)의 착색제 중 어느 하나를 사용하면 된다. 이러한 안료는 종류별 농도에 따라 슬래그 볼 100g에 대해 2~7g의 범위 내에서 적당한 량을 선택할 수 있으며, 상기 안료의 량에 따라 인산과 물 및 규산소다의 량도 정해진 함량의 범위 내에서 혼합하게 됨으로써 소성 공정 전단계에서 슬래그 볼의 표면에 코팅액을 균일하게 분포될 수 있게 한다.

상기 코팅액이 혼합된 슬래그 볼(1)을 소성로의 내부에 설치된 교반 드럼에 투입하여 노내의 온도를 500℃ 이상, 바람직하게는 840~910℃ 의 분위기로 유지되게 열을 가하되, 교반 드럼을 저속으로 회전시키면서 일정 시간 동안, 바람직하게는 10~15분 정도의 경과시간 동안 교반과 동시에 소성을 거쳐 코팅을 완료한다.(S₃₂)

여기서 소성에 따른 경과시간이 15분을 초과할 경우에는 슬래그 볼의 표면에 코팅된 안료에 탄화 현상이 부분적으로 나타나게 되어 원하는 색상을 구현하기 어렵게 되며, 소성시간이 10분 이내로 짧을 경우에는 코팅액의 점착도가 취약하였음을 거듭된 실험 결과를 통해 확인하였다.

상기 소성로의 교반 드럼에서 코팅액이 묻은 슬래그 볼이 소성되는 과정에서 슬래그 볼의 표면 물성이 변화되면서 융착되는 현상을 일으키게 되므로, 외부 하중이나 마찰력에 발생하더라도 충분한 내마모성을 갖게 되고, 온도 변화 등에 의해 변질되는 문제가 해결되어 무항변의 코팅이 이루어질 수 있게 된다.

상기 소성 공정 후에 소성로의 교반드럼으로부터 슬래그 볼을 배출시켜 공기 중에서 방냉 또는 강제 냉각을 거쳐 코팅된 슬래그 볼(1)을 얻는다.(S₃₃)

다음, 상기와 같이 방법으로 컬러 코팅된 슬래그 볼(1)이나, 컬러 코팅되지 아니한 슬래그 볼에 일정량의 아크릴계 수지(2)를 바인더로 이용하여 노면 미끄럼 방지용으로 사용하게 되는데, 이때 사용되는 본 발명의 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 아크릴계 수지(2)는 아크릴계 접착제 또는 MMA(Methyl MethaAcrylate)계 접착제로서, 에멀젼 형태로 제작된 '아크릴 에멀젼 접착제'가 사용될 수 있으나, 이는 접착력과 내구성이 떨어지므로, 바람직하게는 아크릴(MMA) 수지계 주재와 아크릴계 경화제 및 아크릴계 경화촉진제가 별도로 구분되어 투명성과 강도가 우수한 고강도 고내구성의 아크릴계 접착제가 이용되는 것이 바람직하다.

이와 같은 상기 MMA 수지로 이루어진 본 발명의 아크릴계 수지(초속경화 MMA 수지)의 기본 물성은 아래의 [표 8]과 같다.

[표 8]

조건	물성
최저시공 가능온도	-10℃
수분에 대한 변화성	없음
경화 시간	1시간
인체유해성	없음
압축강도(kg/cm²)	500 내외
신장율(%)	6~8
표면균열발생 저항성 및 탄성	우수

이와 같은 MMA 수지에 첨가제가 사용될 수 있는데, 상기 초속경화 MMA수지 중량비 100을 기준으로 하였을 때, 첨가제의 첨가량은 약 13 ~ 25% 정도가 적당하며, 보다 바람직하게는 18% 정도가 적당하다.

또한 상기 MMA 수지에 경화 촉진제를 섞어서 사용할 수 있는데, 시공시의 온도에 따라 달라질 수 있으므로, 초속경화 MMA수지 중량비 100을 기준으로 경화 촉진제의 첨가량을 나타내면 다음의 [표 9]와 같다.

[표 9]

경화 촉진제
온 도	첨 가 량
0 ~ 5℃	6 %
5 ~ 10℃	5 %
10 ~ 15℃	3 %
15 ~ 25℃	2 %
25 ~ 30℃	1.5 %

또한, MMA 수지를 이용한 본 발명의 아크릴계 수지(2)는 적당량의 안료를 첨가하여 다양한 색상을 갖도록 하는 것도 가능하다. 이때 첨가되는 안료는 색상의 선택과 색상의 농도에 따라 그 양을 적절하게 조절하여 사용할 수 있다.

따라서 상기와 같이 초속경화 MMA수지와 첨가제를 중량비로 정확히 계량하여 전동 믹스 등으로 충분히 혼합하고, 경화촉진제와 안료를 정해진 비율로 첨가한 후 혼합하여, 본 발명에 따른 '프리믹싱이 가능한 아크릴 수지'의 구성이 가능해진다.

이와 같이 상기 아크릴계 수지(2)를 본 발명의 미끄럼 방지제의 바인더로 사용함에 따라 노면과의 접착력이 우수하여 시공 후 경화 속도가 빠르고, 내구성과 착색성이 뛰어남과 아울러 탄성 신율과 미끄럼방지 기능이 향상될 수 있게 된다.

또한 상기 아크릴계 수지(2)는 매우 뛰어난 착색 능력을 갖고 있으므로, 안료의 선택에 따라 다양한 조색을 실현할 수 있도록 보조하게 된다.

상기한 바와 같은 물성과 특징을 갖는 슬래그 볼(1)과 아크릴계 수지(2)를 주 구성 성분으로 혼합하여 미끄럼 방지층을 형성하게 되는 바(S₄), 이때 상기 두 재료의 혼합비는 2 : 1 중량비를 갖도록 혼합하는 것이 바람직하다. 즉, 환경친화형 파쇄 슬래그 볼(1)과 프리믹싱이 가능한 아크릴 수지(2)의 혼합비가 2Kg : 1Kg의 중량비를 갖도록 혼합되는 것이 바람직하다.

다음, 상기 슬래그 볼(1)을 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지에 혼합할 때, 경도 증가 등을 위해 알루미늄옥사이드, 탄화규소중 적어도 어느 하나를 일정량 혼입하여 구성할 수도 있다. 이때 상기 알루미늄옥사이드 또는 탄화규소 또는 이들의 조합한 혼입량은 상기 슬래그 볼(1)의 중량 대비 10% ~ 20 % 인 것이 바람직하다.

통상적으로 산화 알루미늄계 물질과 탄화규소 등은 강성 및 경도가 높으므로, 이를 혼합할 경우에 미끄럼 방지층의 강성 및 경도를 높일 수 있으며, 하부에 결빙 방지를 위한 히터를 설치한 경우에 우수한 열전도율을 가질 수 있게 된다.

다음, 상기 슬래그 볼(1)을 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2)에 혼합할 때, 시인성 강화를 위해 티타늄 옥사이드, 지르코니아비드, 유리 비드 중 적어도 어느 하나를 일정량 추가로 혼입하여 구성하는 것도 가능하다. 이때 상기 티타늄 옥사이드 또는 지르코니아비드 또는 유리 비드 또는 이들의 조합한 혼입량은 상기 슬래그 볼의 중량 대비 10% ~ 20 % 인 것이 바람직하다.

이는 미끄럼 방지제가 도포된 도로 표면에 야간 시인성 확보하기 위해 다양한 조색을 실현하기 위한 것으로서, 상기한 바와 같이 슬래그 볼(1)을 컬러화 함과 아울러, 티타늄 옥사이드, 지르코니아비드, 유리 비드 등을 추가로 혼입함으로써, 백색 또는 은백색의 시각적 효과를 가미할 수 있게 된다.

상기와 같이 제조되는 본 발명에 따른 노면 미끄럼 방지제의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는, 폐기물에 불과한 제강 슬래그를 특수한 방법에 의하여 무공해물질로 가공 처리한 환경친화형 파쇄 슬래그 볼(1)을 노면(3)의 미끄럼 방지층의 골재로 사용하게 되는데, 이 슬래그 볼(1)은 용융상태의 제강 슬래그를 특수한 방법에 의해 급랭시켜 순도와 안정성을 높임과 동시에 환경오염의 원인인 F-CaO의 함량을 1% 이하로 줄인 친환경적인 물질이다.

이와 같은 환경친화형 파쇄 슬래그 볼(1)과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2)를 사용함으로써 분진과 환경오염을 원천적으로 방지할 수 있고, 상기 슬래그 볼(1)에 컬러 코팅하거나, 아크릴계 수지(2)에 안료 등을 혼합할 경우에 다양한 색상에 의해 주행 노면의 시각적 쾌적성을 확보할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 환경친화형 파쇄 슬래그 볼(1)과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2)를 이용하게 되어 종래 에폭시 수지를 이용할 때 프리믹싱이 불가능하였던 문제를 해결하여 프리믹싱을 가능하게 하여 실제 도로 표면에 도포할 때 3중 작업 없이 한 번의 단일 작업으로 바로 도포할 수 있게 되어 시공성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 상기 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2)는 고유의 특성에 따라 내구성과 접착력, 탄성 신율 등이 우수하여, 노면 도포 후에도 충분한 내구성을 갖게 되며, 특히 수분과 접촉되어도 매우 우수한 미끄럼 방지 기능을 유지하므로, 노면 미끄럼 방지제의 성능을 배가시킬 수 있게 된다.

또한 상기 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2)를 이용한 본 발명의 노면 미끄럼 방지층 형성 방법은 경화시간이 30분 이내로서 짧기 때문에, 기존의 에폭시 수지에 비하여 노면 도포 후에 짧은 시간 내에 교통 개방이 가능하여 교통 소통에도 상당히 유리한 특성을 갖게 된다.

한편, 본 발명의 노면 미끄럼 방지층 형성방법은 환경친화형 파쇄 슬래그 볼(1)과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지(2)에 티타늄 옥사이드, 지르코니아비드, 유리비드 등을 추가로 혼입할 경우에 다양한 색상을 구현하여, 골프장 카트 주행로, 스쿨존, 버스전용 차로 등 그 적용 범위를 다양화할 수 있게 된다.

이하 상기와 같은 작용을 갖는 본 발명과 종래 기술을 비교하여 아래의 [표 10]을 통해 정리하면 다음과 같다.

[표 10]

구 분	종래 기술	본 발명
사용골재	제강슬래그(폐기물)	환경친화형 파쇄 슬래그 볼
사용수지	에폭시계 수지	프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지
작업방식	3중 작업으로 공정이 복잡하다. ①수지도포②골재살포③잔재제거	1회 작업
품질관리	까다롭다.	균일한 품질확보가 가능하다.
미끄럼방지층의 내구성	골재의 하부만 수지에 박혀 있기 때문에, 접착용 수지에서 골재가 탈락되는 현상이 빈번하다.	골재 전체가 수지에 완전하게 감싸진 상태이기 때문에 골재 탈락이 없다.
노면과의 접착력	양호하다.	매우 우수하다.
신율(탄성)	탄성이 없으므로, 노면의 수축 팽창 및 균열에 대응할 수 없다.	신율이 우수하여 온도에 따른 노면의 수축 팽창을 흡수한다.
시인성 및 착색성	없다.	골재 및 수지 양자 모두의 다양한 착색이 가능하며, 색감이 매우 우수하다.
경화시간	3 ~ 5시간	1시간 이내
작업 후 교통개방	3시간 이상의 교통통제	신속한 교통개방 가능
잔재처리	잔재발생으로 인한 골재 손실이 많다.	잔재 발생이 없다.
자외선 반응도	양호하다.	매우 우수하다.
내화학성	양호하다.	매우 우수하다.
환경 및 인체에 미치는 영향	유해하다.	무해하다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 슬래그 볼과 아크릴계 수지 를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법은 환경친화형 파쇄 슬래그 볼과 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 이용함으로써 한 번의 도포 작업으로 시공이 가능하여 시공성과 작업효율성이 향상됨과 아울러, 경화시간이 크게 단축됨에 따라 시공 후 교통 개방시간도 앞당길 수 있는 이점을 제공하게 된다.

또한 본 발명은 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지를 이용함에 따라 노면과의 접착력이 향상되어 시공 후 오랜 시간이 지나도 벗겨지지 않는 등 내구성이 향상될 수 있으며, 환경친화형 파쇄 슬래그 볼의 거칠기와 프리믹싱이 가능한 아크릴계 수지의 고유 특성에 따라 미끄럼 방지 기능이 향상되어 제동 거리를 단축하고 주행 안전성을 제고할 수 있는 이점을 제공하게 된다.

또한 본 발명은 슬래그 볼에 컬러 코팅하거나, 아크릴계 수지에 안료 등을 혼합할 경우에 다양한 색상에 의해 주행 노면의 시각적 쾌적성을 확보할 수 있고, 시인성 확보를 위해 다양한 착색이 가능하여 미끄럼 방지 시설이 필요한 여러 장소 또는 도로에 다양하고 폭넓게 적용할 수 있는 이점도 갖게 된다.

Claims

슬래그 분무공법에 의해 스피널 구조로 안정화되게 제조된 슬래그 볼을 준비하는 단계와;

상기 슬래그 볼을 0.8 ~ 5mm 정도의 거친 모양으로 미세하게 파쇄하는 단계와;

파쇄된 상기 슬래그 볼 100g에 대해 인산 0.5~1g, 물 0.5~2g, 규산소다 8~10g, 컬러를 내기 위한 안료 2~7g의 비율로 코팅액을 조성하여 상온에서 혼합하는 단계와;

상기 단계에서 코팅액이 혼합된 슬래그 볼을 소성로에 투입하여 로내의 온도를 500℃ 이상의 고온으로 유지한 상태에서 일정 시간동안 교반과 동시에 소성을 거쳐 코팅을 완료하는 단계와;

상기 소성 공정 후에 소성로로부터 슬래그 볼을 배출시켜 공기 중에서 방냉 또는 강제 냉각시키는 단계와;

상기 단계에서 냉각된 슬래그 볼에 일정량의 아크릴계 수지를 혼합하여 노면에 포장하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 슬래그 볼과 아크릴계 수지의 혼합비는 2 : 1 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 슬래그 볼에 아크릴계 수지를 혼합할 때, 알루미늄옥사이드, 탄화규소중 적어도 어느 하나를 일정량 혼입하는 것을 특징으로 하는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법.
청구항 3에 있어서,

상기 알루미늄옥사이드 또는 탄화규소의 혼입량은 상기 슬래그 볼의 중량 대비 10% ~ 20 % 인 것을 특징으로 하는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 슬래그 볼에 아크릴계 수지를 혼합할 때, 티타늄 옥사이드, 지르코니아비드, 유리 비드 중 적어도 어느 하나를 일정량 추가로 혼입하는 것을 특징으로 하는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 티타늄 옥사이드 또는 지르코니아비드 또는 유리 비드 또는 이들의 조합한 혼입량은 상기 슬래그 볼의 중량 대비 10% ~ 20 % 인 것을 특징으로 하는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법.
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