KR100938212B1 - 보행로 포장재 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행로, 산책로 및 조깅로 등에 시공될 수 있는 보행로 포장재 조성물로서, 친환경 골재를 사용하여 미끄럼 저항성을 향상시켜 보행자나 운동을 즐기는 사람들이 보행 중에 일어날 수 있는 미끄럼 사고를 예방할 뿐만 아니라, 바인더 수지로서 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용하고, 경화제로서 이소시아네이트 말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU Prepolymer)를 사용하여 우레탄 결합 생성으로 인해 경화된 도막은 반발탄성 및 내충격성이 우수하여 보행 시 발생하는 충격완화하여 피로감을 덜어주고, 미끄러지거나 넘어짐에 의한 안전 사고 발생 시 부상으로부터 보행자를 보호할 수 있는 것이 장점이다.

보행로, 산책로, 조깅로, 포장재, 변성 에폭시 수지, 미끄럼 저항성, 탄성

Description

보행로 포장재 조성물{Composition of pavement for path}

본 발명은 보행로, 산책로 및 조깅로 등에 시공되어지는 포장재 조성물에 관한 것으로, 바인더 수지가 변성 에폭시 프리폴리머 수지인 주제와, 그리고 별도로 시공시 혼합 사용하는 경화제가 이소시아네이트 말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU Prepolymer)로 이루어진 포장재 조성물로서, 시공 후 보행로 노면의 반발탄성 및 내충격성이 우수하여 보행 시 발생하는 충격을 완화하여 피로감을 덜어주고, 미끄러지거나 넘어짐에 의한 안전 사고 발생 시 부상으로부터 보행자를 보호할 수 있는 보행로 포장재 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 보행로, 공원의 산책로 및 조깅로 등은 양측에 일정폭으로 경계석을 설치하여 자연토양을 노출시켜서 조성하거나, 인위적으로 시공시에는 시멘트로 제조되는 보도블럭을 이용하여 지표면에 연설하여 설치하거나 콘크리트 및 아스콘 등을 이용하여 지표면에 타설하여 보행로, 산책로 및 조깅로 등을 형성함이 대부분이었다.

그러나 상기의 종래의 자연토양을 노출시켜서 되는 보행로나 산책로는 우천시에 흙이 빗물에 씻겨 쉽게 망실되어 유지보수가 빈번하게 발생하는 결점이 있고, 보도블럭 및 콘크리트와 아스콘 등으로 시공되는 보행로나 산책로는 내구성이 우수하고 시공이 간편한 잇점이 있어 많이 시공되어지고 있다.

이러한 보행로나 산책로에 시공되는 콘크리트의 경우에는 보행 때 발생하는 충격이 보행자의 발에 그대로 전달하여 피로감을 주어 오래 걸으면 쉽게 피로함을 느끼게 되는 단점이 있고, 칼라 아스콘의 경우에도 반발탄성이 미흡하여 발의 피로감이 증대되고, 보행감이 떨어지며, 제품의 유연성이 떨어져 소성변형(Rutting), 피로균열(Fatigue crack)등에 의한 시간의 경과에 따라 크랙이 발생하고, 탈색이 일어나며, 칼라 투스콘의 경우에는 기존의 아스팔트, 콘크리트의 단점을 보완하기 보다는 빗물이 스며드는 표면의 홈과 작은 구멍들이 시공된 지 얼마 지나지 않아 이물질과 먼지로 막혀 미관을 해칠 뿐 아니라 그 기능이 떨어지고, 색상을 부여하기 위해 사용한 안료에 의해서 표면이 미끄럽게 포장되기 때문에 미끄럼 저항이 저하되고, 또한, 기초 공사과정이 필요하고 제품 포설 후 일정기간의(하절기:2~3일, 동절기:1~2주) 양생기간이 필요하며, 양생 후 크랙 발생 따른 내구성에서 문제가 있으며 시간적, 계절적인 많은 제약이 따른다.

또한, 고무칩(Rubber Chip) 탄성체 제품의 경우에는 시공공정이 복잡하고 까 다로울 뿐만 아니라, 주변 환경 및 계절의 영향을 많이 받아 시공상 많은 제약을 받는다. 그리고 시간이 지남에 따라 탈색 및 변색, 고무 칩의 수축, 팽창에 의한 탈락현상이 일어나는 등 내구성이 현저히 떨어져 제품의 수명이 짧은 문제점을 가지고 있으며, 바인더 수지로 유기용제를 포함한 제품을 사용하므로 인체에 유해하고, 비가 오면 빗물이 고무칩 사이로 스며들어가 고여 악취를 풍기기도 한다.

실제 아스팔트의 경우 기온의 변화에 따라 지속적으로 수축, 팽창이 발생하고 있으며 노면에 가해지는 하중에 의해 소성변형(Rutting), 피로균열(Fatigue crack)등의 문제점들이 발생하고 있을 뿐만 아니라, 이로 인해 칼라 투수콘 제품의 경우 크랙(Crack)이 발생하고, 고무칩(Rubber Chip) 제품의 경우 아스팔트와의 수축, 팽창 차이로 인한 들뜰현상 및 변색, 탈락이 발생하는 원인이 된다.

한편, 국내등록특허공보 제 10-0790386호(2008. 1. 3. 공고)로 노면의 미끄럼저항을 높이기 위한 것으로서, 상기 노면의 상부에 형성되어 미끄럼방지마찰을 발생하기 위한 바닥수지층을 포함하는 미끄럼방지층 조성물에 있어서, 상기 바닥수지층은 주제와 경화제가 2 액형으로 분리 제조되는 조성물로서, 상기 주제는 변성 에폭시 수지, 반응성 희석제, 안료, 충진제, 침강방지제를 포함하여 이루어지고; 상기 경화제는 변성 방향족 특수 아민 경화제, 변성 지방족 아민 경화제, 지방족 3급 아민을 포함하여 이루어지며; 상기 주제와 경화제는 1 : 0.1~0.5 의 중량비로 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 "노면의 미끄럼방지층 조성물"이 개시되어 있으나, 이러한 상기의 주제와 경화제를 혼합하여 경화 도막을 이룬 바닥수지층은 차도의 노면의 미끄럼 저항이 우수하고, 차량의 이동에 따른 하중과 충격에도 미끄럼 방지층의 손상이 없으며, 차량 운행으로 인하여 미끄럼 방지층이 노면으로부터 들뜸 현상 및 골재의 탈락이 없도록 한 것으로 바닥수지층의 경화 도막이 고강도를 가지므로서, 이러한 미끄럼방지층 조성물을 보행로나 산책로 및 조깅로에 시공하면, 보행자나 운동을 즐기는 사람들이 보행 중에 일어날 수 있는 미끄럼 사고나 어린 아이들이 넘어졌을 시 경화도막 자체에 탄성의 효과를 나타내지 못하여 부상으로부터 보행자를 충분히 보호하기에는 어려운 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 보행로, 산책로 및 조깅로 등에 시공되어지는 포장재 조성물로서, 친환경 골재를 사용하여 미끄럼 저항성을 향상시켜 보행자나 운동을 즐기는 사람들이 보행 중에 일어날 수 있는 미끄럼 사고를 예방할 뿐만 아니라, 안전사고 발생시 바인더 수지로서 변성 에폭시 프리폴리머 수지인 주제와, 경화제로서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU Prepolymer)를 사용하여 우레탄 결합 생성으로 인해 경화된 도막의 반발탄성 및 내충격성이 우수하여 시공 후 보행 시 발생하는 충격을 완화하여 피로감을 덜어주고, 미끄러지거나 넘어짐에 의한 안전 사고 발생 시 부상으로부터 보행자를 보호할 수 있도록 하는 보행로 포장재 조성물을 제공함 에 그 목적이 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 변성 에폭시 프리폴리머 수지 20~40 중량%, 친환경 골재 22~27 중량%, 재활용 칩 22~27 중량%, 충진제 13~18 중량%, 안료 1.5~5 중량% 및 첨가제 1.5~3 중량%의 주제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행로 포장재 조성물를 과제 해결 수단으로 한다.

그리고 상기 변성 에폭시 프리폴리머 수지는 에폭시 수지 50~90 중량%와 말단 아민기를 갖는 수지(Amine-terminated polymer resin) 10~50 중량%를 반응시켜 제조되어지고,

상기 에폭시 수지는 중량 평균분자량이 200~1,000인 것이고,

상기 친환경 골재는 건설용 폐골재와 글라스 비드(Glass Bead), 호두껍질, 대나무 칩으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하고,

상기 재활용 칩은 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 폐타이어, 폴리우레탄(PU)칩으로부터 1종 또는 그 이상을 혼합한 것을 사용하며,

상기 충진제는 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화 마그네슘으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 주제 100 중량부에 대하여 경화제로서 이소시아네이트-말단 폴 리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)를 2~20 중량부 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 과제 해결 수단을 달성하기 위한 본 발명은 보행로, 산책로 및 조깅로 등에 시공되어지는 포장재 조성물로서, 친환경 골재를 사용하여 미끄럼 저항성을 향상시켜 보행자나 운동을 즐기는 사람들이 보행 중에 일어날 수 있는 미끄럼 사고를 예방할 뿐만 아니라, 바인더 수지로서 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용하여 도막의 크랙발생 및 탈락현상을 방지하고, 그리고 별도로 시공시 혼합 사용하는 경화제로서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU Prepolymer)를 사용하여 변성 에폭시 프리폴리머 수지와 우레탄 결합 생성으로 인해 경화된 도막의 반발탄성 및 내충격성이 우수하여 시공 후 보행 시 발생하는 충격을 완화하여 피로감을 덜어주고, 미끄러지거나 넘어짐에 의한 안전 사고 발생 시 부상으로부터 보행자를 보호할 수 있는 것이 장점이다.

상기와 같은 효과를 달성하기 위해 본 발명은 보행로 포장재 조성물에 관한 것으로, 이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 중심으로 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

본 발명은 변성 에폭시 프리폴리머 수지 20~40 중량%, 친환경 골재 22~27 중량%, 재활용 칩 22~27 중량%, 충진제 13~18 중량%, 안료 1.5~5 중량% 및 첨가제 1.5~3 중량%의 주제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보행로 포장재 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 상기 변성 에폭시 프리폴리머 수지는 에폭시 수지 50~90 중량%와 말단 아민기를 갖는 수지(Amine-terminated polymer resin) 10~50 중량%를 반응시켜 제조되어진 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지의 사용량이 50 중량% 미만일 경우에는 상대적으로 말단 아민기를 갖는 수지의 함량이 초과하므로 반응을 통해 얻어지는 변성 에폭시 프리폴리머 수지의 점도 상승으로 인한 겔(Gel)화가 되는 문제점이 발생하게 되고, 에폭시 수지의 사용량이 90 중량% 초과할 경우에는 이 역시 상대적으로 말단 아민기를 갖는 수지의 사용 함량이 줄어 들기 때문에, 반응을 통해 얻어지는 변성 에폭시 프리폴리머 수지의 내크랙성 및 내 굴곡성의 기능이 저하가 되는 문제점이 발생한다.

그리고 상기 에폭시 수지는 중량 평균분자량이 200~1,000인 것이 바람직하다. 중량 평균분자량이 200 미만이면 경화 도막의 유연성 저하가 발생 할 수 있고, 중량 평균분자량이 1,000 초과하면 경화 도막의 강도를 저하 시킬 수 있다.

그리고 상기 말단 아민기를 갖는 수지는 1급 아민, 2급 아민으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 에폭시 수지와 말단 아민기를 갖는 수지(Amine-terminated polymer resin)는 60~80℃의 온도로 승온시켜 2~3 시간 유지 반응을 거쳐 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 제조한다. 온도가 60℃ 미만이거나, 유지시간이 2시간 미만이면, 상기 두 수지간의 충분한 결합 반응을 하지 못하므로 인하여 원하는 기능을 가진 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 얻지 못하고, 승온 온도가 80℃ 초과하거나, 유지시간이 3시간 초과하면, 변성 에폭시 프리폴리머 수지의 점도 상승의 문제점이 발생한다.

따라서 상기 반응을 거쳐 얻어진 변성 에폭시 프리폴리머 수지는 고유의 인장강도가 우수하고, 내크랙성, 내수성 및 내약품성이 우수하며, 아스팔트(Asphalt) 및 콘크리트(Concrete)에 접착력이 우수하여 종래에 발생하는 내마모성 저하, 크랙발생 및 탈락현상 발생 등의 문제점을 보완함과 더불어 내구성 등의 기능 향상을 이룰 수 있다.

본 발명에서 상기 변성 에폭시 프리폴리머 수지는 경화된 도막의 접착강도 유지, 내 굴곡성을 유지하는 등 포장재 조성물의 전반적인 물성을 유지하는 기능을 가지는 것으로, 20~40 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 20 중량% 미만 일 경우에는 접착력 및 도막의 유연성, 강도가 떨어져 골재의 탈락현상이 발생할 수 있고, 사용량이 40 중량% 초과할 경우에는 미끄럼 저항성 감소 및 투수성이 떨어지는 현상이 나타난다.

본 발명에서 상기 친환경 골재는 내구성 및 내마모성, 미끄럼 저항성을 향상시키기 위하여 사용하며, 22~27 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 22 중량% 미만일 경우에는 미끄럼 저항성이 저하되고, 사용량이 27 중량% 초과할 경우에는 상대적으로 수지의 함량이 부족하게 되어 시공성이 저하된다.

그리고 상기 친환경 골재는 건설용 폐골재와 글라스 비드(Glass Bead), 호두껍질, 대나무 칩으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 재활용 칩은 경화 도막의 탄성 효과를 부수적으로 향상시켜주는 보조 재료로서의 역할을 하며, 22~27 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 22 중량% 미만일 경우에는 투수성능이 떨어지며, 사용량이 27 중량% 초과할 경우에는 포장재 조성물의 흐름성이 저하되고, 재활용 칩의 탈락 현상이 발생하는 문제점이 발생한다.

그리고 상기 재활용 칩은 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 폐타이어, 폴 리우레탄(PU)칩으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 재활용 칩은 포장재 조성물의 시공성, 탄성, 투수성, 미끄럼 저항성 등을 고려하여 입자 크기가 0.5~5㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 입자 크기가 0.5㎜ 미만일의 경우 포장재 조성물의 작업성 및 투수성이 저하되고, 입자 크기가 5㎜ 초과할 경우에는 투수성은 양호하나, 포장재 조성물의 강도나 제반물성이 저하된다.

본 발명에서 상기 충진제는 포장재 조성물의 점도, 강도 및 내마모성을 향상시키기 위해서 사용하며, 13~18 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 13 중량% 미만일 경우에는 도막의 강도가 저하되고, 사용량이 18 중량% 미만일 경우에는 도막의 강도가 너무 증가하여 내충격성이 저하되고, 포장재 조성물의 지나친 점도 상승으로 인하여 작업이 원할하지 못하여 시공성이 저하된다.

그리고 상기 충진제는 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화 마그네슘으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 안료는 포장재 조성물의 외관 및 시인성 유지를 위해 첨가하고, 1.5~5 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 1.5 중량% 미만일 경우에 는 은폐력이 떨어져 시인성을 확보하기가 어려우며, 5 중량% 초과할 경우에는 포장재 조성물의 과도한 점도 상승의 원인이 된다.

본 발명에서 상기 첨가제는 분산제로서 폴리실록산을 사용할 수 있으며, 1.5~3 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 1.5 중량% 미만일 경우에는 충진제 및 안료의 분산성능과 포장재 조성물의 소포 성능이 저하되고, 사용량이 3 중량% 초과할 경우에는 포장재의 단가 상승 및 강도가 저하될 수 있다.

그리고 본 발명의 첨가제는 특별히 한정하지 않으며, 통상적으로 보행로 등의 포장재 조성물에 사용되어지는 소포제, 자외선 차단제 등을 더욱 포함할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 보행로 포장재 조성물은 건설용 폐골재, 글라스비드(Glass Bead), 호두껍질, 대나무칩의 친환경적인 재활용 원료를 사용함으로써 내구성 및 내마모성, 미끄럼 저항성이 우수하여 기존 제품에서 발생하는 보행자의 미끄럼 사고를 예방하고, 변성 에폭시 프리폴리머 수지 고유의 특성으로 인해 경화 도막의 강도가 뛰어나며, 자외선에 의한 탈색 및 변색이 없어 시인성을 우수하게 유지하며, 무수축형으로 접착력 또한 우수하여 오랜시간이 지나도 탈락 현상이 발생하지 않는다.

그리고 본 발명에서 상기 주제의 변성 에폭시 프리폴리머 수지의 수산기(-OH)에 의한 경화 반응을 일으키는 경화제로써 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)를 사용하여 우레탄 결합을 생성함으로써 경화된 도막 자체의 탄성 및 내충격성, 내마모성 향상을 이룰 수 있다. 이로 인해 보행자의 안전사고 발생시 충격완화 효과 및 안락함을 제공하게 된다.

그리고 상기 경화제는 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)를 사용하여 경화도막을 이루기 때문에 폴리 우레탄 결합이 가지고 있는 탄성과 내 충격성 및 내마모성의 향상을 이룰 수 있으며, 상기 주제 100 중량부에 대하여 2~20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 2 중량부 미만일 경우에는 변성 에폭시 프리폴리머 수지 내에 존재하는 수산기가 미반응하여 경화도막 상태가 불량하게 되고, 20 중량부 초과할 경우에는 이소시아네이트-말단 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer) 말단에 존재하는 이소시아네이트기(NCO)가 미반응하여 이 역시 경화도막 상태가 불량하게 되기 때문에 경화 도막의 탄성과 내충격성 및 내마모성을 향상시키지 못하게 된다.

상기에서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI), 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트(Tetramethylxylene Diisocyanate, TMXDI), 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl diisocyanate, MDI), 톨루렌 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 또는 그 이상이 혼합된 이소시아네이트 혼합물 100 중량부에 대하여 수산기(-OH)를 가진 폴리올(Polyol)을 10~90 중량부를 혼합한 것을 사용할 수 있으며, 이 때 NCO 함량이 15~30 중량%, 우레탄기(NHCOO)의 함량이 70~85 중량%인 것이 바람직하다.

상기 폴리올의 사용량이 10 중량부 미만일 경우에는 경화 도막의 탄성 저하의 우려가 있고, 사용량이 90 중량부를 초과할 경우에는 경화속도가 너무 느려져 경화 도막의 물성 저하가 발생한다.

그리고 이소시아네이트-말단 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)는 상기 이소시아네이트 혼합물에 수산기(-OH)를 가진 폴리올(Polyol)을 혼합하여 70~100℃ 의 온도로 승온시켜 3~5시간 유지 반응을 거쳐 제조되어진다.

그리고 본 발명에서 상기 주제에 경화제를 투입하여 보행로에 시공할 경우에는 0.5~5㎜의 두께 범위 내에서 도포하는 것이 바람직하다. 두께를 0.5㎜ 미만으로 도포할 경우에는 탄성 및 접착력 저하 등 요구되는 물성을 만족하지 못하고, 두께를 5㎜ 초과하여 도포할 경우에는 제반적인 물성은 양호하나 경제성이 저하되는 단점이 있다.

이러한 본 발명의 보행로 포장재 조성물의 시공은 보행로에 한정되는 것이 아니라, 미끄럼 저항성능을 가지면서, 탄성에 의해 보행자의 발에 피로감을 감소시키고 미끄러짐이나 넘어짐의 안전 사고 발생 시에도 부상으로부터 보호자를 보호할 수 있도록 요구되는 산책로, 조깅로 등 다양하게 적용되어 질 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 구성을 아래의 실시예를 통해 상세히 설명하지만 본 발명은 아래의 실시예에 의해서만 반드시 한정하는 것은 아니다.

1. 보행로 포장재 조성물 제조

실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2를 아래 [표 1]과 같은 구성성분으로 하여 제조하였다.

(실시예 1)

중량 평균분자량이 1,000인 에폭시 수지 50 중량%와 말단 아민기를 갖는 수지(Amine-terminated polymer resin)로 1급 아민 50 중량%를 혼합하여 60℃의 온도로 승온시켜 3 시간 동안 유지 반응을 거쳐 제조한 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용하였다.

(실시예 2)

중량 평균분자량이 500인 에폭시 수지 70 중량%와 말단 아민기를 갖는 수 지(Amine-terminated polymer resin)로 2급 아민 30 중량%를 혼합하여 70℃의 온도로 승온시켜 2.5 시간 동안 유지 반응을 거쳐 제조한 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용하였다.

(실시예 3)

중량 평균분자량이 200인 에폭시 수지 90 중량%와 말단 아민기를 갖는 수지(Amine-terminated polymer resin)로 1급 아민과 2급 아민을 1:1로 혼합한 혼합물 10 중량%를 혼합하여 80℃의 온도로 승온시켜 2 시간 동안 유지 반응을 거쳐 제조한 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용하였다.

(비교예 1 및 비교예 2)

비교예 1 및 2는 사용되는 수지로 각각우레탄수지와 아크릴수지를 사용하였다.

단, 여기서 실시예 및 비교예에서 충진제로는 탄산칼슘과 황산바륨을 1:1의 비율로 혼합한 것을 사용하고, 친환경 골재로는 글라스 비드(glass bead)와 대나무 칩을 1:1 비율로 혼합한 것을 사용하고, 재활용 칩으로는 2㎜의 폴리우레탄 칩을 사용하고, 안료로는 아이언 옥사이드 레드(Iron Oxide Red)를 사용하였고, 첨가제로는 폴리실록산 성분의 첨가제를 사용하였다.

(단위 : 중량%)

구 분		실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2
주제	변성 에폭시 프리폴리머 수지	20	30	40	-	-
	우레탄 수지	-	-	-	30.0	-
	아크릴 수지	-	-	-	-	30.0
	충진제	18	16.5	13	16.5	16.5
	친환경 골재	27	24	22	24	24
	재활용 칩	27	24	22	24	24
	안료	5	3.5	1.5	3.5	3.5
	첨가제	3	2	1.5	2	2

2. 시험 결과

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2의 주제 100 중량부에 대하여 각각 경화제로 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)를 10 중량부 사용하여 투수콘 도로에 가로 10m, 세로 1m, 두께 2㎜로 각각 도포하여 경화를 완료시킨 후 인장강도, 반발탄성, 마모성능을 확인하여 그 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.

단, 여기서 사용된 경화제인 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI)와 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)를 1:1의 비율로 혼합한 이소시아네이트 혼합물 100 중량부에 대하여 수산기(-OH)를 가진 폴리올(Polyol)을 70 중량부를 첨가하여 100℃에서 4시간 동안 유지 반응시켜 NCO 함량이 20 중량%인 것을 사용하였다.

구 분	단위	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	시험 방법
인장강도	Mpa	5.4	5.0	4.9	1.5	5	ASTM D 638
반발탄성	%	40.9	51.0	56.4	35	8	BS 903 : PA8
내마모성	mg loss	140	170	190	467	700	ASTM D 4060 Taber 시험 (H-18,1Kg,1000cycle)
내충격성	-	양호	양호	양호	보통	불량	KS F 4715

- 양호 : 시편 표면의 손상없이 깨끗함

- 보통 : 시편 표면에 미세한 잔갈림 흔적이 나타남

- 불량 : 시편 표면의 두드러진 변형과 벗겨짐이 발생

상기에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3은 중량 평균분자량이 200~1,000인 에폭시 수지와 말단 아민기를 갖는 수지(Amine-terminated polymer resin)를 반응시킨 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용함으로써의 인장강도가 매우 우수하면서, 상기 변성 에폭시 프리폴리머 수지의 경화제로서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)를 사용하여 우레탄 결합을 생성함으로써 경화된 도막 자체의 내마모성, 반발탄성 및 내충격성이 우수한 것으로 나타났다.

그러나 비교예 1은 우레탄수지를 사용하여 포장재 조성물을 제조한 것으로 실시예에 비하여 인장강도, 반발탄성 및 내충격성이 우수하지 못한 것으로 나타났고, 내마모성 또한 매우 저조한 것으로 나타났다.

또한 비교예 2는 아크릴수지를 사용하여 포장재 조성물을 제조한 것으로 인장강도는 실시예와 유사한 결과를 나타내었으나, 실시예 및 우레탄수지를 사용한 비교예 1 보다 내마모성, 반발탄성 및 내충격성이 매우 저조한 것으로 나타났다.

그리고 보행로 포장재 조성물을 도포 후 1~3개월 간에 거쳐 미끄럼 저항치(BPN), 부착상태, 크랙발생 여부 및 투수성을 확인하여 그 결과를 아래 [표 3]에 나타내었다.

구 분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
미끄럼 저항치(BPN) (개월)	1	◎	◎	◎	○	○
	2	◎	◎	◎	×	×
	3	◎	◎	◎	×	×
부착상태 (개월)	1	◎	◎	◎	◎	◎
	2	◎	◎	◎	○	○
	3	◎	◎	◎	○	×
크랙발생 상태 (개월)	1	◎	◎	◎	◎	◎
	2	◎	◎	◎	◎	○
	3	◎	◎	◎	○	×
투수성 (개월)	1	◎	◎	◎	◎	◎
	2	◎	◎	◎	◎	◎
	3	◎	◎	◎	◎	○

- ◎ : 우수, ○ : 양호, × : 미흡

상기에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3은 미끄럼 저항치와 투수성이 우수하고, 상기 [표 2]의 결과에서 보는 바와 같이 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용한 포장재 조성물과, 경화제로서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)를 사용하므로써, 반발탄성 및 내충격성이 우수하여 크랙이 발생하지 않고, 탈락 현상이 발생하지 않아 부착상태가 매우 우수한 것으로 나타났다.

그러나 비교예 1은 미끄럼 저항치가 실시예에 비하여 매우 저조하고, 측정 3개월 시점부터 크랙이 발생하여 탈락 현상이 일어나 부착상태도 양호하지 못하였으며, 비교예 2는 미끄럼저항치가 매우 저조하고, 투수성도 측정 3개월 시점부터 약간 저조하게 나타났으며, 반발탄성 및 내충격성을 발현하지 못하여 크랙이 발생하고, 탈락 현상이 일어나 부착상태가 매우 불량한 것으로 나타났다.

이와 같은 본 발명의 보행로 포장재 조성물은 변성 에폭시 프리폴리머 수지를 사용하여 도막의 크랙발생 및 탈락현상을 방지하고, 경화제로서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU Prepolymer)를 사용하여 변성 에폭시 프리폴리머 수지와 우레탄 결합 생성으로 인해 경화된 도막은 반발탄성 및 내충격성이 우수하여 보행 시 발생하는 충격완화하여 피로감을 덜어주고, 미끄러지거나 넘어짐에 의한 안전 사고 발생 시 부상으로부터 보행자를 보호할 수 있는 것이 장점이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자전거 도로용 포장재 조성물을 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 중량 평균분자량이 200~1,000인 에폭시 수지 50~90 중량%와 1급 아민, 2급 아민으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 말단 아민기를 갖는 수지(Amine-terminated polymer resin) 10~50 중량%를 반응시켜 제조되어진 변성 에폭시 프리폴리머 수지 20~40 중량%와,

   친환경 골재 22~27 중량%, 재활용 칩 22~27 중량%, 충진제 13~18 중량%, 안료 1.5~5 중량% 및 첨가제 1.5~3 중량%로 이루어지는 주제 및,

   상기 주제 100 중량부에 대하여 경화제로서 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)를 2~20 중량부 사용하는 조성물로 이루어지고,

   상기 이소시아네이트-말단기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(NCO-terminated PU prepolymer)는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene Diisocyanate, HDI), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone Diisocyanate, IPDI), 테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트(Tetramethylxylene Diisocyanate, TMXDI) , 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트(Methylene Diphenyl diisocyanate, MDI), 톨루렌 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate, TDI) 중에서 선택된 1종 또는 그 이상이 혼합된 이소시아네이트 혼합물 100 중량부에 대하여 수산기(-OH)를 가진 폴리올(Polyol)을 10~90 중량부를 혼합한 것을 사용하고, 이 때 NCO 함량이 15~30 중량%, 우레탄기(NHCOO)의 함량이 70~85 중량%인 것을 특징으로 하는 보행로 포장재 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 친환경 골재는 건설용 폐골재와 글라스 비드(Glass Bead), 호두껍질, 대나무 칩으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 보행로 포장재 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 재활용 칩은 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM), 폐타이어, 폴리우레탄(PU)칩으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 보행로 포장재 조성물.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 충진제는 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 수산화 마그네슘으로부터 1종 또는 그 이상을 선택하여 혼합한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 보행로 포장재 조성물.
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