본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 바인더로서 핫 멜트 수지를 사용하고, 여기에 일정 규격 크기의 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 폐타이어, 폴리우레탄 칩 중에서 선택된 1종을 혼합하여 프리믹스 형태로 제조한 후, 가열 용융기기로서 제품을 용융시켜 일정두께로 도포함으로서 보행자와 운전자에 충격 완화 효과 및 안락함을 제공하고 내구성 및 내후성이 뛰어나 시인성을 우수하게 유지하며, 제품 시공 시 온도 및 계절의 영향이 적고 투수성 및 미끄럼 저항성이 우수하며 아스콘 등 포재와의 접착성이 뛰어나 오랜 시간이 지나도 탈락 현상이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 시공 후 1~2시간 내 빠르게 개통이 가능하도록 하여 시공성과 편리함을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 폴리에스테르, 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체, 에틸렌 비닐아세트산 공중합체, 폴리아마이드 중에서 1종이 선택되며 도막의 유연성 및 내 충격성을 개선시켜 하중에 우수한 내구성을 지니고 높은 접착력을 갖는 제1수지 10~50중량부와, 석유 수지, 페놀 수지, 로진 수지 중에서 1종이 선택되며 소지와의 접착력 향상 및 칩 제품의 바인더로서의 역할을 가지는 제2수지 10~80중량부와, 제품의 흐름성 향상 및 내후성을 증대시키는 왁스 수지 10~40중량부로 이루어지는 핫 멜트 수지 19~39중량부와, 5~15mm 크기의 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 폴리우레탄(PU), 폐타이어 중에서 1종이 선택되며 미끄럼방지 기능, 보행 감의 향상, 안전성이 부여되는 미끄럼방지용 칩 58~78중량부와, 제품의 외관 및 시인성 유지를 위한 안료 3~6중량부로 혼합하여 이루어진 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 폴리에스테르, 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체, 에틸렌 비닐아세트산 공중합체, 폴리아마이드 중에서 1종이 선택된 제1수지 10~50중량부와, 석유 수지, 페놀 수지, 로진 수지 중에서 1종이 선택된 제2수지 10~80중량부와, 왁스 수지 10~40중량부로 이루어지는 핫 멜트 수지 19~39중량부와, 5~15mm 크기의 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머, 폴리우레탄, 폐타이어 중에서 1종이 선택된 미끄럼방지용 칩 58~78중량부와, 안료 3~6중량부로 혼합하여 이루어진 탄성 바닥재를 가열 용융하는 용융단계와, 상기 용융단계에서 용융된 탄성 바닥재를 소지면에 3~10mm 두께로 도포하는 도포단계와, 상기 탄성 바닥재 도포단계에서 소지에 도포되어진 용융된 탄성 바닥재를 상온에서 1~2시간 동안 경화시키는 경화단계로 이루어지는 것에 특징이 있다.
이하 본 발명에 따른 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재 및 그 시공방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재는 도막의 유연성 및 내 충격성을 개선시켜 하중에 우수한 내구성을 지니고 접착력에도 우수함과 동시에 소지(아스팔트 또는 콘크리트)와의 접착력 향상 및 칩의 바인더로서의 역할을 하며 제품의 흐름성 향상 및 내후성을 증대시키는 핫 멜트 수지 19~39중량부와, 미끄럼 방지 기능 및 보행 감의 향상을 가져오고 안전성을 부여하는 기능을 갖는 미끄럼 방지용 칩(chip) 58~78중량부와, 제품의 외관 및 시인성 유지를 위한 안료 3~6중량부로 혼합하여 이루어진다.
상기 핫 멜트 수지는 19중량부 미만 첨가 시에는 유연성 및 내 충격성이 미흡하여 크랙의 발생과 접착력 미비로 인한 칩의 탈락 현상 및 흐름성 저하로 인해 시공성 및 내후성이 약화되는 문제점이 있으며, 39중량부 이상 첨가될 경우에는 제품의 유연성 및 내 충격성이 떨어져 제품 표면의 크랙 현상이 발생하는 문제가 있어 19~39중량부 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 미끄럼방지 기능 및 보행 감의 향상을 가져오고 안전성을 부여하는 기능을 갖는 미끄럼방지용 칩은 5~15mm 입자 크기를 갖는 에틸렌 프로필렌 디엔 모노 머(Ethylene Propylene Diene Monomer:EPDM), 폴리우레탄(PU), 폐타이어 중에서 선택된 1종을 사용하고, 58중량부 이하 첨가 시에는 미끄럼 방지 기능의 저하 및 투수성이 떨어지며, 78중량 이상 첨가할 경우에는 흐름성이 저하되어 시공성 저하 및 칩의 탈락 현상이 발생하는 문제점이 있어 58~78중량부 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 미끄럼방지용 칩의 입자크기는 제품의 시공성, 탄성, 투수성, 미끄럼저항성 등을 고려할 경우 상기크기의 입자가 적합하며, 5mm 이하의 경우 탄성력은 양호하나 제품의 작업성 및 투수성이 저하되고 15mm 이상일 경우에는 투수성등은 양호하나 포장재의 강도나 제반물성이 저하되므로 5~15mm 크기 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또한, 제품의 외관 및 시인성 유지를 위해 첨가되는 안료는 3중량부 미만 첨가 시에는 은폐되어 시인성을 확보하기 어려우며, 6중량부 이상 첨가할 경우에는 점도 상승의 원인이 되므로 3~6중량부 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 핫 멜트 수지는 도막의 유연성 및 내 충격성을 개선시켜 하중에 우수한 내구성을 지니게 하고 접착력에도 우수한 역할을 하는 제1수지 10~50중량부와, 소지(아스팔트)와의 접착력 향상 및 칩 제품의 바인더로서의 역할 향상을 가져오는 제2수지 10~80중량부와, 제품의 흐름성 향상 및 내후성을 증대시키는 왁스(WAX) 수지 10~40중량부로 혼합되어 이루어진다.
여기서 상기 핫 멜트 수지를 구성하며 도막의 유연성 및 내 충격성을 개선시켜 제품에 전해지는 하중에 우수한 내구성을 지니게 하고 접착력에도 유효한 역할 을 하는 제1수지는 폴리에스테르(Polyester), 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체(Thermoplastic Polyurethane Elastomer: TPU), 에틸렌 비닐아세트산 공중합체(EVA), 폴리아마이드(Polyamide) 중에서 선택된 1종을 사용하고, 10중량부 미만 첨가 시에는 유연성 및 내 충격성이 미흡하여 크랙 발생에 대한 우려가 있으며, 50중량부 이상 첨가할 경우에는 유연성은 증대되나 제품의 강도 유지가 불안정한 문제가 발생되어 10~50중량부 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 핫 멜트 수지를 구성하며 소지(아스팔트 또는 콘크리트)와의 접착력 향상 및 칩 제품의 바인더로서의 역할 향상을 가져오는 제2수지는 석유 수지, 페놀(Phenol) 수지, 로진(Rosin) 수지 중에서 선택된 1종을 사용하고, 10중량부 미만으로 첨가 시에는 접착력 미비로 인한 칩의 탈락 현상을 가져오고, 80중량부 이상 첨가할 경우에는 제품의 유연성 및 내 충격성이 떨어져 제품 표면의 크랙 현상이 발생하는 문제가 있으므로 10~80중량부 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 핫 멜트 수지를 구성하며 제품의 흐름성 향상 및 내후성을 증대시키는 왁스 수지는 10중량부 미만으로 첨가 시에는 접착강도는 증대되나 흐름성 저하로 인해 시공성이 떨어지고 내후성이 약화되는 문제점이 있으며, 40중량부 이상 첨가할 경우에는 제품의 접착강도가 떨어져 접착성 저하와 바인더로서의 역할에 문제점이 발생되어 10~40중량부 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재의 제조공정 및 시공방법을 도 1 및 도 2에 의해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 폴리에스테르, 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체, 에틸렌 비닐아세트산 공중합체, 폴리아마이드 중에서 선택된 1종의 제1수지 10~50중량부와, 석유 수지, 페놀 수지, 로진 수지 중에서 선택된 1종의 제2수지 10~80중량부와, 왁스 수지 10~40중량부를 교반조에 투입한 후, 고르게 혼합 및 균질화 하여 핫 멜트 수지를 제조한다.
상기 과정에서 제조된 핫 멜트 수지 19~39중량부와, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머, 폴리우레탄, 폐타이어 중에서 선택된 1종의 미끄럼방지용 칩 58~78중량부와, 안료 3~6중량부를 교반조에 투입한 후, 고르게 혼합 및 균질화 하여 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재의 제조를 완료하게 된다.
이와 같이 제조된 핫 멜트 수지를 구성하는 각 성분 즉, 제1, 제2수지 및 왁스 수지가 전체 탄성바닥재에 포함되는 비율을 아래의 표 1에 나타내었다.
(표 1)
성 분 |
전체혼합비율 (중량부) |
핫 멜트 수지 |
제1수지 |
폴리에스테르, 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체, 에틸렌 비닐아세트산 공중합체, 폴리아마이드 중에서 선택된 1종 |
10~50중량부 |
2~11 |
제2수지 |
석유 수지, 페놀 수지, 로진 수지 중에서 선택된 1종 |
10~80중량부 |
2~16 |
왁스 수지 |
10~40중량부 |
2~9 |
안료 |
3~6 |
미끄럼 방지용 칩 |
58~78 |
이와 같이 제조된 본 발명의 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재를 사용하여 도로에 시공하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 포장하고자 하는 도로의 표면에 기본적으로 본 발명의 탄성바닥재와의 접착력을 향상시키기 위해 프라이머 작업을 진행한 다음, 핫 멜트 수지 19~39중량 부와, 미끄럼방지용 칩 58~78중량부와, 안료 3~6중량부를 가열 용융조에 투입하여 150~250℃에서 1~3시간 동안 용융 및 교반함으로써 탄성바닥재를 형성한 후, 상기 용융된 탄성바닥재를 히팅롤러(heating roller)를 사용하여 도로의 표면에 3~10mm 두께로 도포하여 1~2시간 동안 경화시킴으로써 시공을 완료하게 된다.
여기서 탄성바닥재의 용융온도가 150℃ 이하일 경우에도 제품의 용융점도가 높아 제품도포가 까다로우며, 용융온도가 250℃ 이상일 경우에는 원료의 탄화현상이 발생하여 물성이 저하됨으로써 150~250℃ 범위 내에서 용융시키는 것이 바람직하다.
또한, 탄성바닥재의 용융시간이 1시간 이하일 경우에는 완전한 용융이 어려우며 3시간 이상일 경우에는 원료의 탄화현상이 발생하여 물성이 저하됨으로써 용융된 탄성바닥재를 1~3시간 범위 내에서 용융시키는 것이 바람직하다.
또한, 탄성바닥재를 3mm 두께 이하로 도포할 경우에는 탄성 및 접착력 저하 등 요구되는 물성을 만족하지 못하고, 탄성바닥재를 10mm 이상 두께로 도포할 경우에는 제반적인 물성은 양호하나 경제성이 저하되는 단점이 있으므로 3~10mm 두께 범위 내에서 도포하는 것이 바람직하다.
또한, 탄성바닥재의 경화시간은 실제 경화시간은 교통개방시간과 연관이 있으므로 빠르면 빠를수록 좋으나 제품 도포 후, 상태 안정화 등을 고려하여 1~2시간 범위 내에서 경화시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에 따른 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재는 핫 멜트 수지를 바인더로 사용하므로 시공성이 개선되어 계절의 영향이 적고 개방시간 이 빠르며 모재와의 접착력이 향상될 뿐만 아니라, 배합에 사용되는 수지의 물성이 우수하여 장기간의 사용에서도 내구성 및 내후성 등의 물성이 양호하며 골재로써 탄성체의 칩을 사용하므로 안락함과 투수성 등 제반적인 효과를 나타내게 되는 것이다.
상기와 같은 과정을 통해 시공된 본 발명의 탄성바닥재와 기존 바닥재와 비교하여 아래 표 1에 나타내었다.
(표 2) 본 발명의 탄성바닥재와 기존 바닥재와 비교
항 목 |
기존 시공제품 |
본 발명 |
비 고 |
칼라아스콘/ 칼라투스콘 |
고무 칩(Rubber Chip) 탄성체 |
시공방식 |
가열형 |
상온 경화형 |
가열형 |
|
시공공정 |
복잡 |
복잡 |
단순 용융형 |
|
반발탄성 |
미흡 |
우수 |
우수 |
|
동절기 시공성 |
양호/미흡 |
미흡 |
우수 |
|
개방시간 |
2-3hrs/ 일주일 전후 |
24-48(hrs) |
1-2(hrs) |
제품 시공 후 |
미끄럼 저항성 |
미흡 |
우수 |
우수 |
|
시인성 |
미흡(탈색) |
우수 |
우수 |
|
보행감 |
미흡 |
우수 |
우수 |
|
접착 내구성 |
미흡 |
양호 |
우수 |
|
제품단가 |
중/저가 |
고가 |
중가 |
|
이하 본 발명의 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재를 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 실시예 1 내지 4에서는 아래의 표 2에서와 같이 안료 3중량부, 미끄럼 방지용 칩 75중량부로 고정한 상태에서 핫 멜트 수지를 구성하는 제1수지를 6중량부, 5중량부, 4중량부, 3중량부로 각각 다르게 첨가하고, 제2수지는 13중량부, 13중량부, 16중량부, 14중량부로 각각 다르게 첨가하고, 왁스 수지는 3중량부, 4중량부, 2중량부, 5중량부로 각각 다르게 첨가하였다.
(표 2) 실시예 1 내지 4에 따른 조성물 함량 비율표(단위:중량부)
성분 |
실시예 1 |
실시예 2 |
실시예 3 |
실시예 4 |
핫 멜트 수지 |
제1수지 |
6 |
5 |
4 |
3 |
제2수지 |
13 |
13 |
16 |
14 |
왁스 수지 |
3 |
4 |
2 |
5 |
안료 |
3 |
3 |
3 |
3 |
미끄럼 방지용 칩 |
75 |
75 |
75 |
75 |
성분 합계 |
100 |
100 |
100 |
100 |
상기와 같은 실시예 1 내지 제 4에서와 같은 본 발명의 바닥재를 융융시킨 후, 아스팔트 도로에 가로 3m, 세로 1m, 두께 4mm 두께로 도포한 다음, 3~12개월 뒤 제품의 투수성, 부착상태, 마모상태 및 크랙발생 상태 등을 확인하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
(표 3) 실시예 1 내지 4에 따른 조성물의 물성 비교표
구분 |
투수성 |
마모상태(개월) |
부착상태(개월) |
크랙발생 상태(개월) |
3 |
6 |
9 |
12 |
3 |
6 |
9 |
12 |
3 |
6 |
9 |
12 |
실시예 1 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
실시예 2 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
실시예 3 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
실시예 4 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
상기 표 3에서와 같이 본 발명에 따른 보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재의 실시예 1 내지 4의 조성물 범위 안에서 투수성, 부착상태, 마모상태 및 크랙발생을 측정한 결과 모두 우수한 결과를 보였다.
다음은 다른 실시예에 의해 핫 멜트 수지를 구성하는 제1, 제2수지 및 왹스 수지를 선택적으로 배제하는 반면에, 배제된 수지 대신에 상대적으로 다른 수지의 함량을 증가하여 보았으며, 그 때의 함량 비율을 아래의 표 4에 나타내었다.
즉, 본 발명의 실시예 5 내지 7에서는 아래의 표 4에서와 같이 안료를 모두 3중량부, 그리고 미끄럼 방지용 칩을 75중량부, 77중량부, 75중량부로 고정한 상태에서 핫 멜트 수지를 구성하는 제1수지를 0중량부, 11중량부, 9중량부로 각각 다르게 첨가하고, 제2수지는 14중량부, 0중량부, 13중량부로 각각 다르게 첨가하고, 왁스 수지는 8중량부, 9중량부, 0중량부로 각각 다르게 첨가하였다.
(표 4) 실시예 5 내지 7에 따른 조성물 함량 비율표(단위:중량부)
성분 |
실시예 5 |
실시예 6 |
실시예 7 |
핫 멜트 수지 |
제1수지 |
- |
11 |
9 |
제2수지 |
14 |
- |
13 |
왁스 수지 |
8 |
9 |
- |
안료 |
3 |
3 |
3 |
미끄럼 방지용 칩 |
75 |
77 |
75 |
성분 합계 |
100 |
100 |
100 |
상기와 같은 실시예 5 내지 제 7에서와 같은 바닥재 조성물을 융융시킨 후, 아스팔트 도로에 가로 3m, 세로 1m, 두께 4mm 두께로 도포한 다음, 3~12개월 뒤 제품의 투수성, 부착상태, 마모상태 및 크랙발생 상태 등을 확인하여 그 결과를 표 5에 나타내었다.
(표 5) 실시예 5 내지 7에 따른 조성물의 물성 비교표
구분 |
투수성 |
마모상태(개월) |
부착상태(개월) |
크랙발생 상태(개월) |
3 |
6 |
9 |
12 |
3 |
6 |
9 |
12 |
3 |
6 |
9 |
12 |
실시예 5 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
양호 |
실시예 6 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
양호 |
양호 |
미흡 |
실시예 7 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
우수 |
양호 |
미흡 |
미흡 |
(양호: 제품 끝단 표면에서 실 크랙이 소수발생)
(미흡: 제품 표면 및 내부 크랙이 발생)
상기 표 5에서 보는 바와 같이 핫 멜트 수지를 구성하는 제1, 제2수지 및 왁스 수지 중에서 어느 하나를 배제하여 탄성 바닥재를 조성하였을 경우 투수성, 마모상태, 부착상태는 우수하지만 기간이 경과할수록 크랙이 발생되는 현상이 나타나 는 것을 알 수 있으며, 이는 실시예 1 내지 4와 비교하여 볼 때 핫 멜트 수지를 구성하는 제1, 제2수지 및 왁스 수지가 상호 보완 작용을 함으로써 크랙 발생을 억제하는 것임을 알 수 있는 것이다.