KR100945752B1 - 미끄럼방지 포장재 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산변성 폴리아마이드 수지에 내열성이 강한 실리콘 엘라스토머를 혼합한 핫멜트 수지에 카본섬유 촙(carbon fiber chop), 유리 알(bead)를 첨가하여 포장재의 기계적 물성과 야간에 주행시 도로면의 식별력을 향상시키고, 골재로서 건설용 폐골재 및 제강 슬래그를 분쇄한 분말을 기재에 혼합하여 사용함으로써 도포면의 기계적 물성 향상과 함께 폐자원의 재활용으로 친환경적인 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 핫멜트 수지로 산변성 폴리아마이드 수지에 내열성이 강한 실리콘 엘라스토머를 혼합한 것을 사용하므로써, 고온의 작업 공정으로 진행되는 핫멜트 타입의 기재로 적합하며, 순간 접착력을 향상시켜 시공시 도포면과의 접착력이 매우 우수할 뿐만 아니라, 실리콘 고유의 특성으로 인하여 도막의 탄력성을 부여하여 온도 변화에 따른 도막의 크랙발생을 방지하는 것이 장점이다.
그리고 카본섬유 촙(carbon fiber chop)을 첨가하여 포장재 조성물의 구성성분들 간의 결합력을 강화시켜 도포면의 균열을 최대한 억제시킬 수 있으며, 또한, 유리 알(bead)을 첨가하여 야간의 위험구간에서 빛을 발하여 도포면을 쉽게 식별하여 교통사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 골재로서 건설용 폐골재 및 제강 슬래그를 분쇄한 분말을 기재에 혼합하여 사용함으로써 도포면의 미끄럼 저항성 등의 기계적 물성 향상과 함께 폐자원을 재활용함으로써 친환경적인 것이 특징이다.
또한, 본 발명은 기능성 충진제로서 지르코늄 분말 또는 세라믹볼을 단독 또는 혼합하여 더욱 포함하므로써, 포장재 도막의 고온 강도가 우수하고, 내마모성, 내충격성 및 내부식성이 뛰어날 뿐만 아니라, 원적외선 방사 효과 또한 나타낼 수 있어 차량이 통행하는 차도 이외에 보행자의 통행이나 활동이 주로 이루어지는 공원, 인도, 자전거 도로, 산책로, 놀이터 등과 같이 다양한 시민 편의시설에도 효과적으로 적용 가능한 것이 장점이다.
미끄럼방지, 포장재, 산변성 폴리아마이드 수지, 실리콘 엘라스토머, 건설용 폐골재, 제강 슬래그, 충진제, 왁스, 카본섬유 촙(carbon fiber chop), 유리 알(bead), 지르코늄 분말, 세라믹볼

Description

미끄럼방지 포장재 조성물{Non-slip pavement agent composition}
본 발명은 산변성 폴리아마이드 수지에 내열성이 강한 실리콘 엘라스토머를 혼합한 핫멜트 수지 기재에 카본섬유 촙(carbon fiber chop)을 첨가하여 도포제의 결합력을 강화시켜 대형 차량의 하중 및 충격에 의한 도포면의 균열을 최대한 억제시키고, 유리 알(bead)를 첨가하여 야간에도 도포면을 쉽게 식별하여 교통사고를 예방할 수 있도록 하며, 그리고 골재로서 건설용 폐골재 및 제강 슬래그를 분쇄한 분말을 기재에 혼합하여 사용함으로써 도포면의 기계적 물성 향상과 함께 폐자원의 재활용으로 친환경적인 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 미끄럼방지 포장은 포장의 미끄럼 저항을 높여 자동차의 안전한 주행을 도모하기 위한 시설로서, 노면의 미끄럼 저항이 낮아진 곳, 도로의 평면 및 종단 선형이 불량한 곳 등에 포장 면의 미끄럼 저항을 높여주어 자동차의 제동거리를 짧게 하거나 또는 학교 통학로, 횡단보도 등과 같이 사람들이 보행하는 도로의 식별력을 높여 교통사고를 예방하기 위한 목적으로 설치되는 시설을 말한다.
그리고 미끄럼방지 포장은 도로의 기하구조 및 교통 특성에 따라 요구되는 수준의 미끄럼 저항이 확보되지 못하는 구간에 설치하여 마찰력을 증진시키는데 목적이 있다. 즉 도로의 사용 기간이 증가함에 따라 포장의 미끄럼 저항이 전 구간에 걸쳐서 일정 수준 이하로 떨어지는 경우에는 포장의 유지관리 측면에서 근본적으로 미끄럼 저항을 높이기 위해 미끄럼방지 포장재 조성물을 이용하여 도로를 보수하며, 최근 이러한 미끄럼방지 포장재 조성물은 도로 이외에도 보행 시 미끄러지기 쉬운 장소인 건축물의 옥상, 야외주차장, 공원 등에도 도포함에 따라 그 수요가 급증하고 있다.
상기와 같이 미끄럼방지 포장재 조성물이 연구 개발되어 특허 출원된 내용들을 살펴보면, 국내 공개특허 제2008-79234호에 시멘트, 규사, 탄산칼슘, 아윈계 고강도 혼화재료, 아크릴레이트 폴리머 에멀젼과 아크릴 에스터 폴리머 에멀젼의 혼합된 수지 조성물과 통상의 소포제, 증점제, 분산제 등의 첨가제가 3 중량% 이내 첨가된 것을 특징으로 하는 폴리머 시멘트 모르타르 조성물이 알려져 있고, 국내 등록특허 제781575호에 천연 광석 10~90 중량%, 폐타이어에서 회수한 타이어코드사 10~90 중량%로 이루어진 미끄럼 방지 조성물이 알려져 있고, 국내 등록특허 제427779호에 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 아크릴 수지 중에 선택된 1종의 열경화성 수지 17~23중량%, 분산제 0.5~1중량%, 소포제 0.3~0.4중량%, 폴리실록산 0.3~0.4중 량%, 안료 1.5~4.5중량%, 충진제 24~28중량%, 변성우레아 용액 1~2중량%, 실리카 샌드 35~45중량%, 경화제 7.2~8.2중량%, 경화촉진제 0.3~0.4중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 열경화성 수지를 이용한 미끄럼방지제 등이 알려져 있지만, 상기와 같은 특허들의 조성물을 이용하여 시공한 미끄럼방지 포장의 경우에는 대형 트럭의 하중 및 충격 등에 의해 포장 면들이 쉽게 균열하거나 또는 어두운 밤의 경우에는 교통사고가 잘나기 쉬운 도로에서 교통사고를 예방하기 위해 포장한 미끄럼방지 포장의 도로 면을 쉽게 식별할 수 없는 문제점이 있었다.
그리고 국내등록특허 제10-0773200호(2007. 11. 2. 공고)로 바인더 수지 20 내지 25 중량%, 규사 25 내지 35 중량%, 알미늄 옥사이드 5 내지 15 중량%, 글래스 비드 5 내지 15 중량%, 엘라스토머 1 내지 5 중량%, 왁스 1 내지 5 중량%, 착색안료 0.5 내지 3 중량% 및 잔량으로서 무기충전제를 포함하여 이루어지고, 상기 바인더 수지가 디아민과 관능기가 2개 이상인 2염기성산의 축합반응에 의해 제조되는 열가소성 폴리아미드수지인 것을 특징으로 하는 "재용융형 특수구역 표시용 도료조성물"이 개시되어 있으나, 주·야간의 시인성은 확보할 수 있지만, 도료 조성물의 구성성분들 간의 결합력이 약하여 도포면에 균열이 발생하여 탈락하는 현상이 발생하고, 겨울철 경도의 상승으로 인한 도막의 깨짐 및 크랙발생을 보완하기 위해 사용된 엘라스토머는 내열성이 우수하지 못하여 여름철 기온의 상승에 따라 도막이 끈적끈적해지는 문제점이 있었다.
따라서 이러한 상기의 문제점을 개선하기 위하여 본 발명인은 국내등록특허 제10-0893723호(2009. 4. 17. 공고)로 폴리아마이드 수지가 산변성 폴리아마이드 수지(acid modified polyamide resin)인 기재 100 중량부에 대하여, 건설용 폐골재 분말 120~140 중량부, 제강 슬래그 분말 110~130 중량부, 그리고 충진제 50~60 중량부, 왁스 15~20 중량부, 카본섬유 촙(carbon fiber chop) 1~2 중량부, 유리 알(bead) 1~1.5 중량부 및 착색안료 1~1.5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 "미끄럼방지용 도포제 조성물"을 제안한 바 있다. 그러나 상기와 같이 본 발명자가 선 등록받은 발명인 미끄럼방지용 도포제 조성물은 시공 후 장기간 시간이 경과할 경우 미끄럼방지효과는 우수하지만 하지면과 미끄럼방지용 도포제와의 접착력이 시공조건에 따라 일부 저하되는 문제점이 발생하여 이를 개선하기 위한 새로운 타입의 미끄럼방지용 도포제 조성물의 개발이 요구되고 있는 실정이었다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 핫멜트 수지로 산변성 폴리아마이드 수지에 내열성이 강한 실리콘 엘라스토머를 혼합한 것을 사용하므로써, 고온의 작업 공정으로 진행되는 핫멜트 타입의 포장재 조성물의 기재로 적합하며, 순간 접착력을 향상시켜 시공시 도포면과의 접착력이 매우 우수할 뿐만 아니라, 실리콘 고유의 특성으로 인하여 도막의 탄력성을 부여하여 온도 변화에 따른 도막의 크랙발생을 방지하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물을 제공함을 과제로 한다.
그리고 카본섬유 촙(carbon fiber chop)을 첨가하여 포장재 조성물의 구성성분들 간의 결합력을 강화시켜 대형 차량의 하중 및 충격에 의한 도포면의 균열을 최대한 억제시킬 수 있으며, 또한, 유리 알(bead)을 첨가하여 야간에 운전자가 미끄럼 저항을 높여야 하는 위험구간에서 빛을 발하여 도포면을 쉽게 식별하여 교통사고를 예방할 수 있을 뿐만아니라, 골재로서 건설용 폐골재 및 제강 슬래그를 분쇄한 분말을 기재에 혼합하여 사용함으로써 도포면의 미끄럼 저항성 등의 기계적 물성 향상과 함께 폐자원을 재활용함으로써 친환경적인 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물을 제공함을 다른 과제로 한다.
또한, 본 발명은 기능성 충진제로서 지르코늄 분말 또는 세라믹볼을 단독 또는 혼합하여 더욱 포함하므로써, 포장재 도막의 고온 강도가 우수하고, 내마모성, 내충격성 및 내부식성이 뛰어날 뿐만 아니라, 원적외선 방사 효과 또한 나타낼 수 있어 차량이 통행하는 차도 이외에 보행자의 통행이나 활동이 주로 이루어지는 공원, 인도, 자전거 도로, 산책로, 놀이터 등과 같이 다양한 시민 편의시설에도 효과적으로 적용 가능한 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제공함을 또 다른 과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 핫멜트(hot-melt) 수지를 기재로 하 는 미끄럼방지 포장재 조성물에 있어서,
상기 핫멜트(hot-melt) 수지 100 중량부에 대하여,
건설용 폐골재 분말 120~140 중량부, 제강 슬래그 분말 110~130 중량부,
그리고 충진제 50~60 중량부, 왁스 15~20 중량부, 카본섬유 촙(carbon fiber chop) 1~2 중량부, 유리 알(bead) 1~1.5 중량부 및 착색안료 1~1.5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물을 과제 해결 수단으로 한다.
단, 상기 핫멜트 수지는 산변성 폴리아마이드 수지(acid modified polyamide resin) 50~80 중량%와, 실리콘 엘라스토머(silicon elastomer) 20~50 중량%가 혼합되어 이루어진 것이고,
상기 산변성 폴리아마이드 수지는 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지인 것이 바람직하다.
그리고 본 발명은 상기 핫멜트 수지 기재 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 20~30 중량부를 더 포함하고,
상기 기능성 충진제로는 지르코늄 분말 또는 세라믹볼을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물을 다른 과제 해결 수단으로 한다.
상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명의 미끄럼 방지 포장재 조성물은 핫멜트 수지로 산변성 폴리아마이드 수지에 내열성이 강한 실리콘 엘라스토머를 혼합한 것을 사용하므로써, 고온의 작업 공정으로 진행되는 핫멜트 타입의 기재로 적합하며, 순간 접착력을 향상시켜 시공시 도포면과의 접착력이 매우 우수할 뿐만 아니라, 실리콘 고유의 특성으로 인하여 도막의 탄력성을 부여하여 온도 변화에 따른 도막의 크랙발생을 방지하는 것이 장점이다.
그리고 카본섬유 촙(carbon fiber chop)을 첨가하여 포장재 조성물의 구성성분들 간의 결합력을 강화시켜 도포면의 균열을 최대한 억제시킬 수 있으며, 또한, 유리 알(bead)을 첨가하여 야간의 위험구간에서 빛을 발하여 도포면을 쉽게 식별하여 교통사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 골재로서 건설용 폐골재 및 제강 슬래그를 분쇄한 분말을 기재에 혼합하여 사용함으로써 도포면의 미끄럼 저항성 등의 기계적 물성 향상과 함께 폐자원을 재활용함으로써 친환경적인 것이 특징이다.
또한, 본 발명은 기능성 충진제로서 지르코늄 분말 또는 세라믹볼을 단독 또는 혼합하여 더욱 포함하므로써, 포장재 도막의 고온 강도가 우수하고, 내마모성, 내충격성 및 내부식성이 뛰어날 뿐만 아니라, 원적외선 방사 효과 또한 나타낼 수 있어 차량이 통행하는 차도 이외에 보행자의 통행이나 활동이 주로 이루어지는 공원, 인도, 자전거 도로, 산책로, 놀이터 등과 같이 다양한 시민 편의시설에도 효과적으로 적용 가능한 것이 장점이다.
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 미끄럼방지 포장재 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 미끄럼방지 포장재 조성물을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하 본 발명에 따른 미끄럼방지 포장재 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 핫멜트(hot-melt) 수지를 기재로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물에 있어서,
상기 핫멜트(hot-melt) 수지 100 중량부에 대하여,
건설용 폐골재 분말 120~140 중량부, 제강 슬래그 분말 110~130 중량부,
그리고 충진제 50~60 중량부, 왁스 15~20 중량부, 카본섬유 촙(carbon fiber chop) 1~2 중량부, 유리 알(bead) 1~1.5 중량부 및 착색안료 1~1.5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 미끄럼방지 포장재 조성물의 구성성분을 각 성분별로 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 상기 핫멜트 수지는 산변성 폴리아마이드 수지(acid modified polyamide resin) 50~80 중량%와, 실리콘 엘라스토머(silicon elastomer) 20~50 중량%가 혼합되어 이루어진 것이다.
상기 산변성 폴리아마이드 수지(acid modified polyamide resin)는 미끄럼방지 포장재 조성물의 구성성분들 간의 결합력을 향상시키며, 내열성과 기계적 강도 및 내유성이 좋아 자동차의 매연, 유류 등에 의해 쉽게 오염되는 도포면의 내구성을 향상시켜 도포면용 조성물의 기재에 적합하다. 사용량은 50~80 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량이 50 중량% 미만이면, 미끄럼방지 포장재 조성물들 간의 결합력이 떨어져 도포면과의 접착력 저하 및 포장재의 탈락 현상이 발생하게 되고, 사용량이 80 중량% 초과하면, 상대적으로 실리콘 엘라스토머의 함량이 적어져 충분한 도막의 탄력성을 부여하지 못하게 된다.
본 발명에서 사용하는 상기 산변성 폴리아마이드 수지는 열가소성 방향족 폴리아마이드 수지로서, 구체적으로는 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지인 것이 바람직하며, 본 발명에서 사용하는 산변성 폴리아마이드 수지는 일본 미쓰이 화학(주)의 알렌(ARLEN)이다.
그리고 상기 실리콘 엘라스토머는 실리콘 고유의 특성으로 인하여 도막의 탄 력성을 부여하여 겨울철 도막의 크랙발생을 방지하는 역할을 하며, 특히, 내열성이 매우 우수하여 200~250℃의 고온에서 액상으로 녹여 도포면에 시공하는 핫멜트 타입의 수지에 혼합하여 사용되어지는 것이 적합하다. 사용량은 20~50 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량이 20 중량% 미만이면, 미끄럼방지 포장재 조성물들 간의 도막의 탄력성 부여가 미미하여 도막에 크랙이 발생할 우려가 있고, 사용량이 50 중량% 초과하면, 상대적으로 산변성 폴리아마이드 수지의 함량이 적어져 미끄럼방지 포장재 조성물들 간의 결합력이 떨어져 도포면과의 접착력 저하 및 포장재의 탈락 현상이 발생하게 된다.
본 발명에서 사용하는 상기 실리콘 엘라스토머는 실록산(siloxane) 결합을 갖는 유기 규소 폴리머 중에서 고무 형상을 띠는 것으로서, 특별히 한정하지 않는다.
그리고 본 발명에서는 건설용 폐골재 및 제강 슬래그와 같은 폐자원을 분쇄한 분말을 첨가하여 도포면의 미끄럼 저항성, 내마모성, 내구성 등의 성능을 향상시킨다.
상기 건설용 폐골재 분말은 도포면의 미끄럼 저항성, 내마모성을 향상시키기 위한 것으로, 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 120~140 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 사용량이 120 중량부 미만이 될 경우에는 미끄럼 저항성, 내마모성 등 의 성능이 저하할 우려가 있고, 사용량이 140 중량부를 초과할 경우에는 건설용 폐골재 분말의 과첨가로 인해 상대적으로 제강 슬래그 분말 또는 기타 첨가제 등의 첨가량 부족으로 인해 포장도로의 기계적 물성이 저하하거나 또는 미끄럼 방지제 조성물의 구성성분들이 제대로 혼합되지 않을 우려가 있다.
본 발명에서 상기 건설용 폐골재 분말은 1.5~2.0 ㎜ 정도의 크기로 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제강 슬래그 분말은 내마모성이 우수한 경량골재로서 도포면의 내마모성을 향상시키기 위한 것으로, 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 110~130 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 110 중량부 미만이 될 경우에는 도포면의 내마모성 성능이 저하할 우려가 있고, 사용량이 130 중량부를 초과할 경우에는 제강 슬래그 분말의 과첨가로 인해 상대적으로 기재 또는 건설용 폐골재 분말 등의 첨가량 부족으로 인해 도포면의 기계적 물성이 저하할 우려가 있다.
본 발명에서 상기 제강 슬래그 분말은 1.5~2.0 ㎜ 정도의 크기로 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 충진제는 도포면의 내구성과 내마모성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 50~60 중량부를 사용 하는 것이 바람직하다. 사용량이 50 중량부 미만이 될 경우에는 미끄럼방지 도포면의 내구성과 내마모성이 저하할 우려가 있고, 사용량이 60 중량부를 초과할 경우에는 충진제의 과첨가로 인해 도리어 카본섬유 촙이나 왁스 등의 첨가량 부족으로 인해 미끄럼 방지제 조성물의 구성성분들이 제대로 혼합되지 않거나 또는 포장도로의 기계적 물성이 저하할 우려가 있다.
본 발명에서 사용 가능한 상기 충진제는 실리카, 탄산마그네슘, 탈크, 탄산칼슘, 카오린, 마이카 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 왁스는 미끄럼 방지제 조성물의 혼합 시와 도포면의 작업 시 흐름성을 향상시켜 균일하게 구성성분들이 혼합될 수 있도록 하기 위해 첨가하는 것으로, 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 15~20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 15 중량부 미만이 될 경우에는 미끄럼 방지제 조성물의 구성성분들이 균일하게 혼합되지 않을 우려가 있고, 사용량이 20 중량부를 초과할 경우에는 왁스의 과량 첨가로 인해 카본섬유 촙 또는 유리 알과 같은 구성성분들이 분리되거나 또는 도포면 후 미끄럼 저항성의 성능이 저하할 우려가 있다.
본 발명에서 사용 가능한 상기 왁스는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 카본섬유 촙(carbon fiber chop)은 탄소섬유 65~75 중량%와 레졸형 페놀수지 25~35 중량%를 혼합하여 3~5 ㎜ 정도의 크기로 성형한 탄소섬유/페놀수지의 복합재료로서, 미끄럼 방지제 조성물의 구성성분들을 카본섬유에 의해 강하게 결합시키기 위해 첨가하며, 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 1~2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 1 중량부 미만이 될 경우에는 미끄럼 방지제 조성물의 구성성분들 간의 결합력이 약화되어 미끄럼방지 도포면 구간에서 대형트럭의 하중이나 충격 등에 의해 도포면 면이 쉽게 균열할 우려가 있고, 사용량이 2 중량부를 초과할 경우에는 카본섬유 촙의 과량 첨가로 인해 착색안료나 또는 왁스 성분이 제대로 균일하게 혼합되지 않을 우려가 있다.
그리고 본 발명에서 상기 유리 알(bead)은 야간 시에 운전자가 미끄럼 저항을 높여야 하는 위험구간에서 빛을 발하여 도포면을 쉽게 식별하여 교통사고를 예방할 수 있도록 하기 위한 역할을 하는 것으로, 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 1~1.5 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 사용량이 1 중량부 미만이 될 경우에는 유리 알의 첨가량이 적어 야간에 미끄럼방지 포장구간이 제대로 식별되지 않을 우려가 있고, 사용량이 1.5 중량부를 초과할 경우에는 유리 알의 첨가량이 너무 많아져서 야간에 미끄럼방지 포장구간에서 헤드라이트의 빛이 과반사되어 도리어 운전자의 시야를 방해할 우려가 있다.
본 발명에서 상기 유리 알은 1.5~2.0 ㎜ 정도의 크기인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 착색안료는 자동차의 안전한 주행을 도모하기 위하여 노면의 미끄럼 저항이 낮아진 곳이나, 도로의 평면 및 종단 선형이 불량한 곳 등에 포장 면의 미끄럼 저항을 높여주기 위해 미끄럼방지 포장한 도로의 면을 쉽게 식별할 수 있도록 도포제를 착색하기 위해 첨가하는 것으로, 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 1~1.5 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 사용량이 상기에서 한정한 범위 미만으로 첨가할 경우 미끄럼방지 포장도로가 제대로 색상을 나타내지 못할 우려가 있고, 사용량이 상기에서 한정한 범위를 초과할 경우에는 미끄럼방지 포장도로의 색상이 너무 짙게 되어 도리어 운전자의 시야를 방해할 우려가 있다.
그리고 상기 착색안료의 첨가량은 통상적으로 상기에서 한정한 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하지만, 착색안료의 색상에 따라 상기에서 한정한 범위 외에서도 적절히 조정하여 사용할 수도 있다.
그리고 본 발명에서는 도포된 포장재의 경도를 높이고 내마모성 및 내식성을 향상시키고, 원적외선 방사의 기능성 등을 부여하기 위해서 상기 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 20~30 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 기능성 충진제로는 지르코늄 분말 또는 세라믹볼을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 지르코늄 분말은 고온에서 강도가 우수하여 경화 도막의 강도를 부여하고, 도막의 내충격성을 보완할 수 있으며, 산·알칼리에 대한 내부식성을 부여하기 위하여 사용할 수 있다.
상기 지르코늄 분말은 50~100 ㎛ 정도의 크기인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 세라믹볼은 고온에서 강도가 우수하고 내마모성 및 내식성이 뛰어나며, 원적외선 방사의 기능성을 부여하기 위하여 사용할 수 있다.
상기 세라믹볼은 1.5~2.0 ㎜ 정도의 크기의 볼(ball)형태인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 알루미나 옥사이드(Al2O3), 지르코니아(ZrO2) 등의 성분으로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같은 상기 기능성 충진제를 더욱 포함하므로써, 포장재 도막의 고온 강도가 우수하고, 내마모성, 내충격성 및 내부식성이 뛰어날 뿐만 아니라, 원적외선 방사 효과 또한 나타낼 수 있어 차량이 통행하는 차도 이외에 보행자의 통행이나 활동이 주로 이루어지는 공원, 인도, 자전거 도로, 산책로, 놀이터 등과 같이 다양한 시민 편의시설에도 효과적으로 적용 가능하게 되는 것이다.
따라서 상기와 같은 구성성분을 갖는 본 발명에 따른 미끄럼방지 포장재 조성물은 도포면을 시공하기 위한 현장에서 200~250℃의 온도에서 교반시켜 골고루 혼합시킨 다음 도포면 시공을 하면, 핫멜트 수지의 실리콘 엘라스토머에 의해 도포면과의 접착력이 매우 우수하며, 특히 도막의 탄력성을 부여함과 동시에 카본섬유 촙(carbon fiber chop)이 미끄럼방지 도포제의 구성성분들 간의 결합력을 강화시키므로써, 실리콘 엘라스토머와 카본섬유 촙에 의해 대형 차량의 하중 및 충격에 의한 도포면의 균열을 최대한 억제시킬 수 있고, 유리 알(bead)에 의해 야간에도 운전자가 미끄럼방지 포장구간을 쉽게 식별하여 교통사고를 예방할 수 있도록 하였으며, 또한 골재로서 건설용 폐골재 및 제강 슬래그를 분쇄한 분말을 기재에 혼합하여 사용함으로써 도포면의 미끄럼 저항성 등의 기계적 물성 향상과 함께 폐자원의 재활용으로 친환경적인 것이 특징이다. 그리고 기능성 충진제를 더욱 포함하여 우수한 물성의 보강 효과 제공뿐만 아니라, 보행자의 통행이나 활동이 주로 이루어지는 공원, 인도, 자전거 도로, 산책로, 놀이터 등과 같이 다양한 시민 편의시설에 적용 시 원적외선 방사 효과를 제공받을 수 있어 인체에 유익하게 되는 것이다.
이하 본 발명을 아래의 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 아래의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 미끄럼방지 포장재 조성물의 제조
(실시예 1)
테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지(ARLEN, 일본 미쓰이 화학) 80 중량%와, 실리콘 엘라스토머 20 중량%를 혼합한 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 1.5~2.0 ㎜ 정도 크기의 건설용 폐골재 분말 120 중량부, 1.5~2.0 ㎜ 정도 크기의 제강 슬래그 분말 110 중량부, 실리카 충진제 50 중량부, 폴리에틸렌 왁스 15 중량부, 카본섬유 촙 1 중량부, 유리 알 1 중량부 및 산화철 적색안료 1 중량부로 이루어지는 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다.
(실시예 2)
테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지(ARLEN, 일본 미쓰이 화학) 65 중량%와, 실리콘 엘라스토머 35 중량%를 혼합한 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 1.5~2.0 ㎜ 정도 크기의 건설용 폐골재 분말 140 중량부, 1.5~2.0 ㎜ 크기의 제강 슬래그 분말 130 중량부, 1.5~2 ㎜ 크기의 세라믹볼 20 중량부, 실리카 충진제 60 중량부, 폴리에틸렌 왁스 20 중량부, 카본섬유 촙 2 중량부, 유리 알 1.5 중량부 및 산화철 적색안료 1.5 중량부로 이루어지는 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다.
(실시예 3)
테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지(ARLEN, 일본 미쓰이 화학) 50 중량%와, 실리콘 엘라스토머 50 중량%를 혼합한 핫멜트 수지 100 중량부에 대하여 1.5~2.0 ㎜ 정도 크기의 건설용 폐골재 분말 140 중량부, 1.5~2.0 ㎜ 크기의 제강 슬래그 분말 130 중량부, 1.5~2 ㎜ 크기의 세라믹볼 15 중량부, 50~100 ㎛ 크기의 지르코늄 분말 15 중량부, 실리카 충진제 60 중량부, 폴리에틸렌 왁스 20 중량부, 카본섬유 촙 2 중량부, 유리 알 1.5 중량부 및 산화철 적색안료 1.5 중량부로 이루어지는 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 제조하되, 핫멜트 수지로 실리콘 엘라스토머를 혼합 사용하지 않고, 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지를 단독으로 사용하여 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다.
(비교예 2)
상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 제조하되, 핫멜트 수지로 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지 85 중량%와, 실리콘 엘라스토머를 15 중량%를 혼합한 것을 사용하고, 카본섬유 촙을 첨가하지 않고, 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다.
(비교예 3)
상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 제조하되, 핫멜트 수지로 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지 45 중량%와, 실리콘 엘라스토머를 55 중량%를 혼합한 것을 사용하고, 건설용 폐골재 분말을 첨가하지 않고, 미끄럼방지 포장재 조성물을 제조하였다.
2. 미끄럼방지 포장재 조성물의 평가
상기 1의 방법에 따라 제조한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 시료를 이용하여 240℃로 가열하여 충분히 혼합시켜 도포면에 시공한 다음 KS F 2375(노면의 미끄럼 저항성 시험방법)에 의거 제작한 휠 트렉킹 공시체를 이용하여 미끄럼 저항성을 측정하였고, 그리고 KS C 7613(휘도측정방법)에 따라 휘도계(LS-100, MINOLTA)를 이용하여 휘도 성능을 측정하였으며, 도포된 구간은 경상남도 양산시 산막동 산막공단 입구 폭 3m, 길이 24m의 도로를 6구간으로 구분하여 시험도포하여 시공성을 평가하였고, 시험 도포한 미끄럼방지용 포장구간을 12개월간(2008년 8월~2009년 7월) 관찰하여 내마모성(ASTM 4060 Taber 시험(H-18, 1Kg, 1,000cycle)과 부착상태 및 크랙발생여부를 육안으로 확인하여 그 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.
평가항목 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
미끄럼저항성(BPN) 97 96 97 95 94 73
휘도(cd/m2) 88 85 86 85 84 85
건조시간(분) 16 15 15 15 16 15
내마모성(mg loss) 103 99 98 104 108 104
부착상태 (개월) 4 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
8 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
12 ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○
크랙발생 (개월) 4 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
8 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
12 ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○
- ◎ : 우수(없음), ○ : 양호(약간 발생), × : 불량(다수 발생)
상기 [표 1]에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 도로의 노면에 도포한 후의 휘도 성능 평가에서도 우수한 결과를 나타내었고, 또한, 건조시간을 측정한 결과 모두 16분 이내에 건조되어 시공성이 우수한 것으로 평가되었다. 그리고 실시예 1 내지 3은 핫멜트 수지로 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지에 실리콘 엘라스토머를 혼합한 것을 사용하므로써, 도포면과의 접착력이 우수하여 부착상태가 매우 우수하였고, 또한, 도막의 탄력성을 부여하여 온도 변화에도 크랙이 발생하지 않는 것으로 나타났으며, 실시예 2 및 3은 기능성 충진제를 더 포함하므로써, 도막의 고온 강도가 우수하여 내마모성이 더욱 향상되었으며, 원적외선 방출량 측정(KICM-FIR-1005)에서는 각각 방사율(5~20㎛) 0.903과 0.909, 방사에너지(W/㎡) 3.64×102과 3.67×102를 나타내어 원적외선 방출 효과도 있음을 확인할 수 있었다. 실시예 1의 원적외선 방출량은 그 양이 미미하여 측정이 불가하였다.
한편 비교예 1 내지 3은 휘도 성능 평가 및 건조시간은 실시예와 유사한 우수한 결과를 나타내었으나, 비교예 1의 경우에는 실리콘 엘라스토머를 혼합하지 않고, 핫멜트 수지로 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지를 단독으로 사용한 것으로, 내마모성은 실시예 1과 유사하였으나, 포장재의 물성 평가 기간 동안의 온도변화에 따라 도막의 크랙이 약간 발생하기 시작하여 부착상태가 양호한 것으로 나타났다.
비교예 2의 경우에는 실리콘 엘라스토머가 사용범위 미만으로 혼합된 핫멜트 수지를 사용하고, 카본 촙이 미첨가됨에 따라 도포제 조성물의 구성성분들 간의 결합력이 약화되고, 도포면과의 접착력이 향상되지 못하여 약간의 크랙발생 및 부착상태도 실시예의 우수한 결과에 미치지 못한 것으로 나타났다.
또한, 비교예 3은 핫멜트 수지로 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지를 사용범위 미만으로 사용하고, 실리콘 엘라스토머를 사용범위 초과하여 사용한 것을 사용한 것으로, 포장재의 부착상태가 양호하기는 하였으나, 실시예에 비해 약간 저조한 것으로 미끄럼방지 포장재 조성물들 간의 결합력이 떨어져 도포면과의 접착력이 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 건설용 폐골재 분말을 첨가하지 않으므로써, 미끄럼 저항성이 실시예에 비하여 저조하였다.
그리고 비교예 1 내지 3의 원적외선 방출량은 그 양이 미미하여 측정이 불가하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 미끄럼방지 포장재 조성물은 상기의 실시예에 의해 그 우수성은 확인되었으며, 그리고 본 발명은 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. 핫멜트(hot-melt) 수지 100 중량부에 대하여, 건설용 폐골재 분말 120~140 중량부, 제강 슬래그 분말 110~130 중량부, 그리고 충진제 50~60 중량부, 왁스 15~20 중량부, 카본섬유 촙(carbon fiber chop) 1~2 중량부, 유리 알(bead) 1~1.5 중량부 및 착색안료 1~1.5 중량부로 이루어지는 미끄럼방지 포장재 조성물에 있어서,
    상기 미끄럼방지 포장재 조성물은 핫멜트 수지 기재 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 20~30 중량부를 더 포함하며,
    상기 핫멜트 수지는 산변성 폴리아마이드 수지(acid modified polyamide resin) 50~80 중량%와, 실리콘 엘라스토머(silicon elastomer) 20~50 중량%가 혼합되어 이루어지고,
    상기 충진제는 실리카, 탄산마그네슘, 탈크, 탄산칼슘, 카오린, 마이카 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하고,
    상기 기능성 충진제는 지르코늄 분말 또는 세라믹볼을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 산변성 폴리아마이드 수지는 테레프탈산 변성 폴리아마이드 수지인 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 카본섬유 촙(carbon fiber chop)은 탄소섬유 65~75 중량%와 레졸형 페놀수지 25~35 중량%를 혼합하여 3~5 mm의 크기로 성형한 복합재료인 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 왁스는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 포장재 조성물.
  7. 삭제
  8. 삭제
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