KR100831688B1 - 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제 - Google Patents
아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 주제와 경화제가 이액형으로 분리 제조되는 보수제에 있어서, 상기 주제는 폴리에테르 폴리올 수지, 2개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 아민화합물, 가소제를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제는 1.3-부탄디올, 이소시아네이트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 시공시간과 건조시간이 짧아 시공 후 차량통제시간이 짧은 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제공하는 장점이 있다.
포장도로 균열보수제, 포장도로 균열보수공법, 포장도로 균열보수장치
Description
도 1은 주제와 경화제를 혼합하는 장치의 구성을 보인 정면도.
도 2는 주제와 경화제를 혼합하는 장치와 건의 우측면도.
도 3은 균열부위를 보수과정을 보인 도면.
*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*
100: 주제와 경화제를 혼합하는 장치 110a: 주제탱크
110b: 경화제탱크 120: 히터
130a: 주제계량부 130b: 경화제계량부
140: 정량제어펌프 141: 정량교반모터
141a: 주제정량교반모터 141b: 경화제정량교반모터
150: 계량토출밸브 160: 건
161a: 건 주제저장부 161b: 건 경화제저장부
162: 건 혼합부 200: 도로균열부위
210: 1차 충진 220: T자 형태
본 발명은 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제와 균열보수방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 시공시간과 건조시간이 짧아 시공 후 차량통제시간이 짧은 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제에 관한 것이다.
일반적인 도로포장은 아스팔트 포장 또는 아스팔트와 콘크리트를 혼합한 아스콘 포장으로 이루어졌다. 그러나 콘크리트, 아스팔트 등을 이용하여 포장된 도로는 자외선에 의한 표면의 물성변화로 연성에서 점차 경질로 변화되며 도로를 주행하는 차량의 증가와 노령화 등으로 균열이 일어난다. 이러한 노면은 사계절의 변화에 따른 온도 및 강수량 변화로 균열의 진행을 가속화한다.
종래에는 이러한 도로균열을 보수하기 위하여 에폭시수지 또는 SBS(스틸-부티디엔-스티렌)합성수지 등을 아스팔트에 첨가해 포장도로 균열보수제를 만들었다.
그러나 에폭시수지를 이용한 포장도로 균열보수제는 시공 후 건조시간이 2~3시간으로 시공 후에도 몇 시간 동안은 차량이 소통될 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 에폭시수지를 이용한 포장도로 균열보수제는 자외선에 의해 스스로 갈라지는 성질 때문에 보수부위가 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있었다.
또한, 에폭시수지를 이용한 포장도로 균열보수제는 고경질이나 충격과 하중 에 의해 깨어지는 물성이 있어 통행하는 차량의 하중에 의해 쉽게 깨어지고 마모되는 문제점이 있었다.
또한, SBS합성수지를 이용한 포장도로 균열보수제는 자외선에 노출시 부착성이 급격하게 감소하며 형태가 변형되는 문제점이 있었다.
또한, SBS합성수지를 이용한 포장도로 균열보수제는 연성이 강하여 차량의 하중을 견디지 못하고 노면의 균열현상과 함몰현상을 초래하는 문제점이 있었다.
한편, SBS합성수지와 아스팔트를 이용한 포장도로 균열보수제는 180~200℃ 고온의 열에 의해서 용융시킨 후 사용하므로 고가 장비를 갖추지 않으면 시공을 할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열은 한 곳만 일어나는 것이 아니라 여러 곳에서 동시에 진행되므로, 동시에 진행된 균열을 각 각 보수하면 시간이 많이 걸린 뿐만 아니라 보수부위가 쉽게 일어나는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 본 발명의 목적은 시공시간과 건조시간이 짧아 시공 후 차량통제시간이 짧은 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제공하는 것이다.
또한, 자외선에 의해 스스로 갈라지지 않으며 보수부위가 견고한 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제공하는 것이다.
또한, 연질의 물성과 우수한 탄성력을 가짐으로써 통행하는 차량의 하중을 흡수하여 균열발생을 억제하고 내마모성을 가진 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제공하는 것이다.
한편, 균열보수제의 가사시간을 증가시킴과 동시에 주제와 경화제를 쉽게 혼합제조할 수 있는 균열보수제 혼합장치를 제공하는 것이다.
또한, 동시에 진행된 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열을 T자형 공법을 이용해 보수함으로써 유지보수의 기간을 연장시키고 균열부위와 균열보수제의 접착성을 증대하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수방법을 제공하는 것이다.
또한, 골재를 혼합한 3액형으로 제조하여 아스팔트와 콘크리트 포장도로의 고경질 보수제로 사용할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 주제와 경화제가 이액형으로 분리 제조되는 보수제에 있어서, 상기 주제는 폴리에테르 폴리올 수지, 2개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 아민화합물, 가소제를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제는 1.3-부탄디올, 이소시아네이트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제에는 충진제, 안료, 경화촉진제 및 침강방지제를 더 포함하여 이루어지고, 상기 경화제에는 폴리에테르 폴리올 수지, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 자이렌을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제는 폴리에테르 폴리올 수지 15~35중량%, 2개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 15~35중량%, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 2~10중량%, 아민화합물 2~15중량%, 가소제 2~15중량%, 충진제 30~50중량%, 안료 0.5~5중량%, 경화촉진제 0.1~3중량% 및 침강방지제 0.2~3중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 경화제는 폴리에테르 폴리올 수지 40~65중량%, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 5~20중량%, 1.3-부탄디올 2~8중량%, 가소제 1~7중량%, 자이렌 2~10중량%, 이소시아네이트 20~35중량%를 포함하여 이루어지되, 상기 주제와 상기 경화제는 1~3:1~3의 중량비 또는 1:1.05~1.3의 당량비(RNCO)로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제의 아민화합물은 3.3′-디클로로-4.4′-디아미노디페닐메탄, 상기 가소제는 디부틸프탈레이트(DBP), 상기 안료는 카본블랙, 상기 경화촉진제는 납화합물, 상기 침강방지제는 폴리아마이드계인 것을 특징으로 한다.
또한,상기 경화제의 가교제는 1.3-부탄디올이며, 상기 가소제는 디부틸프탈레이트인 것을 특징으로 한다.
또한,상기 주제의 아민화합물과 폴리에테르 폴리올 수지를 혼합한 혼합물을 약 90~115℃로 승온, 약 20~35분 정도 유지하여 용해시키는 단계, 상기 용해된 혼합물에 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 경화촉진제, 침강방지제를 넣고 교반하는 단계, 상기 교반과정 중에 안료와 충진제를 투입하는 단계 및 상기 투입 후 1,000rpm 이상으로 약 20~35분 이상 교반하여 균일한 상태로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한,상기 경화제는 이소시아네이트, 폴리에테르 폴리올 수지, 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 자이렌을 투입하고 약 75~88℃로 승온하여 약 1시간 유지반응시키는 단계, 상기 유지반응 후 가교제인 1.3-부탄디올을 투입하여 추가 약 1시간 유지반응시키는 단계; 및 잔류 NCO%가 약 2~8중량%가 되었을 때 반응을 중지하여 상온까지 냉각하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주제와 상기 경화제에 골재를 더 혼합하여 사용하되 상기 주제와 상기 경화제, 상기 골재가 차지하는 중량% 비가 1~3:1~3:8~12인 것을 특징으로 한다.
한편, 주제와 경화제가 이액형으로 분리 제조된 보수제를 혼합하는 장치에 있어서, 상기 주제를 저장하며 주제의 온도를 유지하는 주제탱크, 상기 경화제를 저장하며 경화제의 온도의 유지하는 경화제탱크, 상기 주제탱크와 연결되어 주제의 양을 계량하는 주제 계량부, 상기 경화제탱크와 연결되어 경화제의 양을 계량하는 경화제 계량부, 상기 주제탱크와 상기 주제 계량부, 상기 경화제탱크와 상기 경화제 계량부와 연결된 정량제어펌프, 상기 주제탱크와 연결되어 정량제어펌프와 연동작동하는 주제정량교반모터, 상기 경화제탱크와 연결되어 정량제어펌프와 연동작동하는 경화제정량교반모터, 상기 주제·경화제 정량제어펌프가 연결되어 주제·경화제를 토출하는 계량토출밸브, 상기 계량토출밸브와 연결되며 상기 주제와 상기 경화제가 혼합되어 도로면에 발사되는 건을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 본발명은, 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열부위를 주제와 경화제가 이액형으로 분리 제조된 보수제로 시공하는 방법에 있어서, 균열부위를 아 스팔트 또는 콘크리트 혼합물로 충진하되 노면으로부터 깊이 0.5~3cm 폭 0.2~3cm가 되는 곳까지 충진하는 단계, 상기 충진하는 단계 후 상기 보수제를 이용하여 노면에 타설하는 단계, 상기 타설하는 단계 후 균열충진부위로부터 반경 10cm 내외, 두께 2~3mm 내외를 도포하여 단면이 T자형태가 되게 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 골재와 혼합한 3액형은 혼합믹서기로 혼합분쇄하여 파손된 도로의 보수제로 사용한다.
이하 본 발명에 첨가되는 화학물질에 대해서 바람직한 실시예를 들어 설명하겠다.
상기 주제는 폴리에테르 폴리올 수지 15~35중량%, 2개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 15~35중량%, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 2~10중량%, 아민화합물 2~15중량%, 가소제 2~15중량%, 충진제 30~50중량%, 안료 0.5~5중량%, 경화촉진제 0.1~3중량% 및 침강방지제 0.2~3중량%를 포함하여 이루어진다.
폴리올(Polyol) 수지는 분자말단에 2개 이상의 수산기(-0H)를 갖고 있는 유기화합물로 폴리우레탄제조시 후술할 이소시아네이트와 함께 주성분을 이룬다. 상기 폴리올 수지와 이소시아네이트(Isocyanate)가 반응하여 폴리우레탄을 형성한다. 특히 폴리올 수지 중에서 폴리에테르 폴리올(Polyether Polyol), 폴리에스테르 폴리올(Polyester Polyol) 등이 주로 사용되는데, 이 중 폴리에테르 폴리올은 분자구조에 에테르기가 반복적으로 결합 되어 있는 구조로, 평균분자량이 400~5,000 정도의 범위 내에 있는 것이 주로 사용되며 수산기(-0H)가 2~3개인 것이 주로 사용된다. 폴리에스테르 폴리올은 분자구조에 에스테르기가 반복적으로 결합 되어 있는 구조로 말단에 수산기를 포함하고 있다.
이에, 본 발명은 수산기를 가진 폴리에테르계 또는 폴리에스테르계 폴리올 수지 중 어느 것을 사용해도 무방하나 본 발명의 바람직한 실시예는 폴리에테르 폴리올 수지를 이용하여 설명하기로 하겠다. 폴리에테르 폴리올은 평균분자량이 400~5,000 정도의 범위 내에 있는 것이 주로 사용되지만, 특히 짧은 시간 안에 탄성 경화물을 확보하기 위하여 분자량이 3,000인 폴리에테르 폴리올을 이용한다. 또한, 폴리에테르 폴리올 수지가 상기 주제에서 차지하는 중량%는 15~35%이다.
또한, 본 발명의 아민폴리올수지는 평균분자량이 2,000인 것과 5,000인 것이 사용되며 2,3개의 아민기(-NH2)를 포함하고 있다. 상기 아민폴리올 화합물과 후술할 이소시아네이트(Isocyanate)가 반응하여 폴리우레아를 형성한다. 상기 2개의 아민기를 가진 아민폴리올수지가 상기 주제에서 차지하는 중량%는 15~35중량%이다. 또한, 상기 3개의 아민기를 가진 아민폴리올수지가 차지하는 중량%는 2~10중량%이다. 주제에서 상기 2개의 아민기를 가진 아민폴리올수지와 3개의 아민기를 가진 아민폴 리올수지를 사용하는 이유는 경화속도 조절을 용이하게 하기 위함이다.
아민화합물은 우레탄에서 우레아 반응의 쇄연장제로 사용되는 것으로, 상기 아민폴리올수지와 더불어 경도와 경화속도를 조절하는데 관여한다. 본 발명의 실시예는 3.3′-디클로로-4.4′-디아미노디페닐메탄을 사용하고 있으며, 주제에서 차지하는 중량%는 2~15중량%인 것을 특징으로 한다.
가소제는 합성수지에 첨가하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 하는 물질이며, 합성수지 분자 사이에 끼어들어 분자 사이에 직접 끌어 당기는 힘을 약하게 한다. 가소제를 첨가하여 제조한 물질은 탄성력을 증대시킬 수 있으며 갈라짐을 방지할 수 있다. 가소제는 방향족 화합물인 디옥틸프탈레이트(DOP), 디옥틸아디페이트(DOA), 트리크레실포스테이트(TCP),디부틸프탈레이트(DBP) 등이 사용가능하나 본 발명의 실시예에서는 디옥틸프탈레이트(DOP)와 같은 환경규제물을 사용하지 않고 친환경 가소제 디부틸프탈레이트(DBP)를 사용하였다. 또한, 상기 가소제가 주제에서 차지하는 중량%는 2~15중량%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성요소에 포함된 충진제는 대량으로 첨가되어 원가절감을 목적으로 하는 증량제의 역할과 기계적,전기적 성질이나 혹은 가공성을 개선하기 위해 첨가되는 보강제의 역할을 한다. 충진제로 사용되는 물질은 여러 가지가 있으나 일반적인 충진제로는 탄산칼슘, 석분, 소석회, 탈크, 기타 폐자재 등이 사용된다. 탄산칼슘은 이용하기 쉽고 믹싱가공장치의 마모가 적으며 상대적으로 낮은 비중이므 로 볼륨코스트가 낮은 장점이 있다. 이에 본 발명의 바람직한 실시예에서는 충진제로 탄산칼슘과 고무성분말을 사용하였다. 또한, 본 발명에서 충진제가 차지하는 중량비율은 30~50중량%가 바람직하다.
또한, 안료는 본 발명이 보수용으로 적용 가능하도록 구성성분에 포함되는 것이므로, 원하는 색상을 얻기 위해 보수 물질의 기존색상과 일치시킬 수 있는 것을 채택하는 것이 바람직하다. 안료는 프탈로시아닌블루(Phthalocyanine BLUE), 디아조옐로(Diazo Yellow), 카본블랙(Carbon Black) 등을 사용할 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 내후성이 우수한 카본블랙을 선택하였다. 안료가 차지하는 중량%는 상기 주제의 0.5~5중량%가 바람직하다.
또한, 본 발명에는 경화촉진제가 첨가되는데 이는 속경화를 위해 첨가하는 것이다. 상기 경화촉진제는 우레탄반응과 우레아반응을 촉진하기 위한 것이므로 우레탄반응과 우레아반응 촉진제로 알맞은 납화합물을 첨가하는 것이 바람직하다. 실시예에는 상기 납화합물로 납옥토에이트(Pb-Octoate 24%)를 첨가하였다. 상기 납화합물은 주제를 경화제와 혼합하여 균열보수제가 완성될 때 경화 반감기를 짧게 한다. 경화촉진제가 차지하는 중량%는 상기 주제의 0.1~3중량%가 바람직하다.
침강방지제는 상기 주제 제조 후 저장 기간 동안 비교적 비중이 큰 충진제와 안료 등과 같은 원료들이 침전되는 현상을 방지하기 위해 첨가하는 것으로 일종의 분산제이다. 실시예에는 폴리아마이드계 침강 방지제를 사용하고 있다. 침강방지제가 차지하는 중량%는 0.2~3중량%가 바람직하다.
한편, 상기 경화제는 폴리에테르폴리올 수지 40~65중량%, 분자량이 5000이며 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 5~20중량%, 1.3-부탄디올 2~8중량%, 가소제 1~7중량%, 자이렌 2~10중량%, 이소시아네이트 20~35중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 경화제의 폴리에테르폴리올 수지와 폴리에테르계 아민폴리올 수지 및 가소제는 상기 주제와 비교했을 때 혼합비율에 있어서 차이가 있다.
폴리에테르폴리올 수지 40~65중량%를 가지는 것이 바람직하고, 폴리에테르계 아민폴리올 수지는 아민기를 3개 가지며 분자량이 5000인 것을 사용하되, 상기 경화제 중량% 중 5~20중량%를 차지하는 것이 바람직하다. 또한, 가소제는 1~7중량%로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 경화제의 성분 중 가교제(cross linker)는 사슬모양고분자의 사슬 사이에서 다리역할을 하는 물질로 수지에 굳기나 탄력성 등 기계적 강도와 화학적 안정성을 증대시키기 위해 첨가되는 물질이다. 가교제로 트리메틸올프로판, 1.3부탄디올 등을 사용할 수 있다. 분자량이 100 이하인 트리메틸올프로탄은 단분자이고 관능기가 3개이기 때문에 가교제의 목적으로 사용하기에 알맞다. 트리메틸올프로판은 실온에서 고체상태이므로 약 60℃로 가열하여 용해 후 사용해야한다. 본 발명의 일실시예에는 가교제로 폴리우레탄계 프라이머로 작용하는 지방족 수산화물 1.3부탄디올을 사용하였다. 1.3-부탄디올이 차지하는 중량%는 상기 경화제 중량% 중 2~8중량%를 차지하는 것이 바람직하다.
자이렌(Xylene,C6H4(CH3)2)은 용해력이 크기 때문에 일반적으로 용제로 많이 쓰인다. 그러므로 본 발명에서 자이렌은 상기 폴리올 수지, 가교제 및 가소제를 용해시키기 위한 것으로 사용되며, 주제와 경화제의 점도 조절용으로 사용하였다. 또한, 자이렌은 상기 경화제 중량% 중 2~10중량%를 차지하는 것이 바람직하다.
이소시아네이트(Isocyanate)류는 분자에 이소시아네이트기(-NCO)를 함유하고 있는 유기화합물로 폴리올과 반응하여 폴리우레탄을 생성하며, 아민류와 반응하여 폴리우레아를 생성한다. 대표적인 이소시아네이트에는 톨루엔디이소시아네이트(TDI)와 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(MDI)가 있으며 기타 다수의 방향족 및 지방족 디이소시아네이트 화합물이 존재한다. 이중 본 발명의 실시예에는 연질용 포장도로 균열보수제를 제공하기 위하여, 톨루엔디이소시아네이트(TDI) 보다 경화속도가 빠른 폴리머릭 MDI(C-MDI)를 첨가하여 폴리올과 반응시킴으로써 우레탄과 우레아를 생성반응 속도를 조절하였다. 또한, 이소시아네이트(Isocyanate)류는 상기 경화제 중량% 중 20~35중량%를 차지하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 주제·경화제의 제조방법과 실험 실시예에 따라 상세히 설명한다.
실시예1. 주제의 제조방법
①아민화합물(3.3′-디클로로-4.4′-디아미노디페닐메탄)과 폴리에테르 폴리올 수지를 혼합한 혼합물을 약 90~115℃로 승온, 약 20~35분 정도 유지하여 용해시킨다.
②상기 용해된 혼합물에 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 경화촉진제, 침강방지제를 넣고 교반한다.
③상기 교반과정 중에 안료와 충진제(탄산칼슘)를 투입한다.
④상기 투입 후 1,000rpm 이상으로 약 20~35분 이상 교반하여 균일한 상태로 제조한다.
실시예2. 경화제의 제조방법
①이소시아네이트, 폴리에테르 폴리올 수지, 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 자이렌을 투입하고 약 75~88℃로 승온하여 약 1시간 유지반응시켜 용해시킨다.
②상기 용해된 혼합물에 가교제인 1.3-부탄디올을 투입하여 추가 1시간 유지반응 시킨다.
③잔류 NCO%가 약 2~8중량%가 되었을 때 반응을 중지하여 상온까지 냉각하여 제조한다.
실시예3. 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제의 제조
위에서 제조된 주제와 경화제를 1~3:1~3의 중량비로 혼합, 우레탄과 우레아 반응을 유도하여 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제조한다.
실시예4. 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 보수제 모르타르의 제조
①상기 주제 5~15중량%, 상기 경화제 5~15중량%와 나머지는 골재를 첨가하여 기계식 혼합믹서로 배합하여 도로파손 보수제 모르타르를 제조한다. 상기 골재는 입도 0.5mm~5.0mm 까지 선정하되 구간 상황에 따라 선택 사용할 수 있다. 또한, 마모성이 10%이하이고 흡수율이 1%를 초과하지 않는 골재를 사용하는 것이 좋다.
②아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제의 물성
| 수지상태 | 흑색 및 기타색 | |
| 조성 | 2액형(골재혼 합시 3액형) | |
| 점도 (cps at 25℃) | 주제 | 2,900~3,240 |
| 경화제 | 4,700~5,100 | |
| 비중 (at 25℃) | 주제 | 1.29~1.48 |
| 경화제 | 1.02~1.11 | |
| 권장 모르타르 혼합비 (3액형혼합시) | 주제 : 경화제 : 골재 | |
| 1 : 1 : 12 | ||
| 도박형성율 | 100% | |
| 경화시간 | 10℃ : 20분, 20℃ : 10분, 30℃ : 5분 | |
| 가사시간 | 10~15분(20℃) | |
위의 표를 보면 상기 주제의 점도는 2,900~3,240cps이고 비중은 1.29~1.48이며, 상기 경화제의 점도는 4,700~5,100cps이고 비중은 1.02~1.11이다. 상기 주제와 경화제를 1:1 중량%로 배합해 제조한 도로균열보수제는 가사시간이 20℃에서 10~15분으로 확인되었고(다만, 계정에 따라 가감 조정하여 생산 가능하다.),경화시간은 10℃에서 20분, 20℃에서 10분, 30℃에서 5분으로 나타났다. 상기 경화반응시에 수축이 진행되지 않았으며 휘발분의 발생이 없었으므로 조성물 100% 모두가 도막을 형성시킨다고 할 수 있다.
특히 3액형으로 혼합 사용시 도로 파손부위에 타설한 후 즉시 차량을 통행시킬 수 있다.
실시예5. 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제의 시험
① 시험 구성성분표
| 분류 | 성분 | 시험1 | 시험2 | 시험3 | 시험4 | |
| 주제 | 폴리에테르 폴리올 수지 | 분자량:3,000 수산기:2 | 18 | 17 | 18 | 16 |
| 폴리에테르계 아민폴리올수지 | 분자량:2,000 아민기:2 | 18 | 15 | 16 | 16 | |
| 분자량:5,000 아민기:3 | 5.5 | 6 | 7 | 6.5 | ||
| 아민화합물 (3.3`-디클로로-4.4`-디아미노디페닐메탄) | 4.5 | 6 | 5 | 5.5 | ||
| 가소제(ESOL N-100) | 9.5 | 10 | 9 | 10.5 | ||
| 충진제(탄산칼슘, 고무분말) | 41 | 42 | 41.7 | 43 | ||
| 안료(카본블랙) | 1.5 | 2 | 0.8 | 1 | ||
| 경화촉진제(납화합물) | 1 | 1 | 1.5 | 0.5 | ||
| 침강방지제(폴리아마이드계) | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
| 경화제 | 폴리에테르 폴리올 수지 | 분자량:3,000 수산기:2 | 58 | 58 | 55 | 56 |
| 폴리에테르계 아민폴리올 수지 (분자량: 5,000,아민기:3) | 8 | 9 | 12 | 10 | ||
| 0.9 | 0.8 | 1.0 | 1.1 | |||
| 가소제(ESOL N-100) | 4.5 | 5 | 4 | 5.5 | ||
| 자이렌 | 6.5 | 6 | 8 | 7.0 | ||
| 이소시아네이트 | 22.1 | 21.2 | 20 | 20.4 | ||
| 합계 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
| 혼합 비율 | 주제: 경화제 1~3:1~3(중량비) | |||||
단, 위의 시험은 상온에서 실행하였다.
② 시험 결과
| 분류 | 시험1 | 시험2 | 시험3 | 시험4 |
| 경도 | 65 | 70 | 75 | 84 |
| 압축강도(kg/cm2) | 930 | 925 | 947 | 961 |
| 휨강도(kgf/cm) | 178 | 189 | 194 | 208 |
| 촉진내후성시험(200시간 후 무게변화) | -1.4% | -1.5% | -0.45% | -0.29% |
| 촉진내후성시험(10시간 후 균열 유무) | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| 내열성(100±2℃ × 1h) | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| 내한성(-20±1℃ × 1h) | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
상기 시험에서 경도의 값은 65~84cps의 분포로 측정되었다. 따라서, 시험 1~4의 방법으로 제조된 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제는 균열의 정도에 따라 선택해서 사용할 수 있으며 시험1~4 중 시험4의 방법으로 제조한 균열보수제를 타설했을 때 내마모성이 가장 크게 나타난다.
또한, 주제와 경화제에 규사를 혼합한 3액형으로 제조한 시험1~4의 압축강도(물체가 어느 정도 견디어낼 수 있는지 그 압축력의 한도를 나타내는 수치)를 비교해 보면 925kg/cm2~961kg/cm2의 분포로 일반적인 보수제가 갖는 압축강도 300kg/cm2 보다 높음을 알 수 있으며, 특히 시험4의 효과가 높음을 알 수 있다. 따라서, 시험4의 경우 포장도로 균열 보수부위를 지나가는 차량의 하중과 충격을 흡수하여 보수부위의 내구성을 증가시킬 수 있다.
또한, 시험1~4의 휨강도를 비교해 보면 178~208kgf/cm로 분포되어 있으며, 그 중 시험4의 휨강도가 가장 큰 것을 알 수 있다. 따라서, 시험4의 경우 고강도의 물성과 내마모성을 가짐으로써 보수부위의 내구성을 증가시킨다.
또한, 시험1~4의 촉진내후성시험을 보면 시험4의 경우 200시간 후 무게변화가 -0.29%로 측정된 것을 알 수 있다. 이는 다른 시험에 비해 시험4가 오랜 시간 경과 후 가장 큰 균열방지 효과와 부식방지 효과를 나타낼 수 있음을 나타내는 것이다.
또한, 100℃정도의 온도에서 1시간 노출한 내열성 시험과 -20℃정도의 온도에서 1시간 노출한 내한성 시험의 경우 시험1~4가 모두 이상이 없었으므로 높은 온도와 혹한에도 견딜 수 있는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 만들 수 있다.
따라서, 시험1~4 중 시험4의 구성성분 중량%로 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제조할 경우 고강도의 물성과 우수한 탄성력, 부착성, 내마모성, 내한성, 내열성을 가짐으로써 도로 위를 지나가는 차량의 하중과 충격을 흡수하여 균열발생을 억제시킬 수 있으며, 보수부위의 균열발생도 억제할 수 있다.
한편, 주제와 경화제를 혼합하는 시간과 온도 등은 경화시간과 가사시간을 조절하는 데 있어 중요한 역할을 한다. 이에 본 발명의 주제와 경화제를 혼합하는 장치에 대하여 설명하겠다.
주제와 경화제를 혼합하는 장치(100)는 상기 주제를 저장하는 주제탱크(110a)와 상기 경화제를 저장하는 경화제탱크(110b)를 포함하여 구성된다. 상기 주제탱크(110a)와 상기 경화제탱크(110b)를 각 구성함으로써 우레탄과 우레아를 형 성하는 시간을 보수제가 타설되기 전까지 연기할 수 있다. 상기 주제와 상기 경화제는 겨울철 작업성을 높이기 위하여 상기 주제탱크(110a)와 상기 경화제탱크(110b)에 도 2에서 도시된 바와 같이 히터(120)를 장착하는 것이 좋다.
또한, 상기 주제와 상기 경화제의 양을 조정하기 위해 상기 주제탱크와 연결되어 주제의 양을 계량하는 주제 계량부(130a)와 상기 경화제탱크와 연결되어 경화제의 양을 계량하는 경화제 계량부(130b)를 포함한다. 상기 주제 계량부(130a)와 상기 경화제 계량부(130b)는 밸브로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 계량부(130)의 밸브를 열면 정량제어펌프(140)와 정량교반모터(141)가 연동하여 작동한다. 상기 정량제어펌프(140)와 상기 정량교반모터(141)의 연동으로 주제와 경화제가 각 혼합되고 정량된다.
건(160)은 건 저장부(161)와 건 혼합부(162)를 포함하는데 상기 건 저장부(161)는 건 주제저장부(161a)와 건 경화제저장부(161b)로 이루어진다. 상기 건 주제저장부(161a)와 건 경화제저장부(161b)는 계량토출밸브(160)와 연결되어 있으며 도로면에 타설되기 전까지 주제와 경화제를 따로 저장하는 역할을 한다. 또한, 상기 건 혼합부(162)를 거치면서 상기 주제와 경화제는 혼합되게 된다. 이에, 본 발명은 주제와 경화제를 타설 직전에 혼합함으로써 가사시간을 늘릴 수 있다.
또한, 본 발명은 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 다음과 같은 방법으로 시공할 수 있다.
1. 균열이 일어난 부분(200)을 압축에어를 통하여 청소한다.
2. 청소완료 후 균열보수제의 부착성을 높이기 위해 시공부위를 건조한다.
3. 균열이 발생한 도로면 내부와 표면에 프라이머를 도포한다.
4. 균열이 많이 진행된 부분은 아스팔트 또는 콘크리트 혼합물을 1차 충진(210)한다. 충진된 높이는 노면으로부터 깊이 0.5~3cm, 폭 0.2~3cm가 되는 곳까지 충진 할 수 있다.
5. 상기 1차 충진(210)과정 후 보수제를 타설한다.
6. 상기 보수제 타설시 균열충진부위로부터 반경 10cm 내외, 두께 2~3mm 내외를 도포하여 단면이 T자형태(220)가 되게 도포하는 단계를 포함한다.
앞의 상세한 설명에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정하게 사용된 용어들은 단지 본 고안을 설명하기 위한 목적에서 사용되는 것이지 의미 한정이나 특허등록청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 시공시간과 건조시간이 짧아 시공 후 차량통제시간이 짧은 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제공하는 장점이 있다.
또한, 자외선에 의해 스스로 갈라지지 않으며 보수부위가 견고한 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제공하는 장점이 있다.
또한, 연질의 물성과 우수한 탄성력을 가짐으로써 통행하는 차량의 하중을 흡수하여 균열발생을 억제하고 내마모성을 가진 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제를 제공하는 장점이 있다.
한편, 균열보수제의 가사시간을 증가시킴과 동시에 주제와 경화제를 쉽게 혼합제조할 수 있는 균열보수제 혼합장치를 제공하는 장점이 있다.
또한, 동시에 진행된 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열을 T자형 공법을 이용해 보수함으로써 유지보수의 기간을 연장하고 균열부위와 균열보수제의 접착성을 증대하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수방법을 제공하는 장점이 있다.
Claims (9)
- 주제와 경화제가 이액형으로 분리 제조되는 보수제에 있어서,상기 주제는 폴리에테르 폴리올 수지, 2개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 아민화합물, 가소제를 포함하여 이루어지고,상기 경화제는 1.3-부탄디올, 이소시아네이트를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
- 제1항에 있어서,상기 주제에는 충진제, 안료, 경화촉진제 및 침강방지제를 더 포함하여 이루어지고,상기 경화제에는 폴리에테르 폴리올 수지, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 자이렌을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
- 제2항에 있어서,상기 주제는 폴리에테르 폴리올 수지 15~35중량%, 2개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 15~35중량%, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 2~10중량%, 아민화합물 2~15중량%, 가소제 2~15중량%, 충진제 30~50중량%, 안료 0.5~5중량%, 경화촉진제 0.1~3중량% 및 침강방지제 0.2~3중량%를 포함하여 이루어지고,상기 경화제는 폴리에테르 폴리올 수지 40~65중량%, 3개의 아민기를 가진 폴리에테르계 아민폴리올 수지 5~20중량%, 1.3-부탄디올 2~8중량%, 가소제 1~7중량%, 자이렌 2~10중량%, 이소시아네이트 20~35중량%를 포함하여 이루어지되,상기 주제와 상기 경화제는 1~3:1~3의 중량비 또는 1:1.05~1.3의 당량비(RNCO)로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
- 제2항에 있어서,상기 주제의 아민화합물은 3.3′-디클로로-4.4′-디아미노디페닐메탄, 상기 가소제는 디부틸프탈레이트(DBP), 상기 안료는 카본블랙, 상기 경화촉진제는 납화합물, 상기 침강방지제는 폴리아마이드계인 것을 특징으로 하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
- 제2항 있어서,상기 가소제는 디부틸프탈레이트인 것을 특징으로 하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
- 제2항에 있어서,상기 주제의 아민화합물과 폴리에테르 폴리올 수지를 혼합한 혼합물을 약 90~115℃로 승온, 약 20~35분 정도 유지하여 용해시키는 단계;,상기 용해된 혼합물에 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 경화촉진제, 침강방지제를 넣고 교반하는 단계;,상기 교반과정 중에 안료와 충진제를 투입하는 단계; 및상기 투입 후 1,000rpm 이상으로 약 20~35분 이상 교반하여 균일한 상태로 제조되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
- 제2항에 있어서,상기 경화제는 이소시아네이트, 폴리에테르 폴리올 수지, 폴리에테르계 아민폴리올 수지, 가소제, 자이렌을 투입하고 약 75~88℃로 승온하여 약 1시간 유지반응시키는 단계;,상기 유지반응 후 1.3-부탄디올을 투입하여 추가 1시간 유지반응시키는 단계; 및잔류 NCO%가 약 2~8중량%가 되었을 때 반응을 중지하여 상온까지 냉각하여 제조되는 것을 특징으로 하는 아스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
- 제2항에 있어서,상기 주제와 상기 경화제에 골재를 더 혼합하여 사용하되 상기 주제와 상기 경화제, 상기 골재가 차지하는 중량% 비가 1~3:1~3:8~12인 것을 특징으로 하는 아 스팔트 또는 콘크리트 포장도로 균열보수제.
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