KR101085108B1

KR101085108B1 - 미끄럼 방지 조성물 및 이를 이용한 시공방법

Info

Publication number: KR101085108B1
Application number: KR1020090134632A
Authority: KR
Inventors: 김용균; 김경호
Original assignee: 동남기획(주); 김경호; 김용균
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-11-18
Also published as: KR20100080482A

Abstract

본 발명은 도로상 미끄럼방지 기능을 갖는 미끄럼 방지 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것으로써 더욱 상세하게는 석분, 규사 등을 골재로 하되, 바인더(binder)로서 왁스(WAX)수지에 PE, PP, SBR를 혼합한 수지조성물을 혼합 사용함에 따라 도로와의 견고한 결합상태를 유지하며 내마모성, 내충격성 및 내열강도 등 제반적인 물성이 우수할 뿐만 아니라, 골재와 수지성분이 혼연일체가 되어 차량 통행에 의한 지속적인 충격 및 마모에 의해 골재성분이 탈락되는 현상을 방지하여 지속적인 미끄럼저항성 유지와 제품수명을 연장시키며, 또한 미끄럼방지제를 도포시 로울러를 사용하여 수지층 표면에 산형태의 조도(거칠기)를 형성시켜 이 조도에 의해 미끄럼 저항을 더욱 상승시킴으로써 신뢰성을 높일 수 있는 시인성이 우수한 도로상 미끄럼방지 기능을 갖는 미끄럼 방지 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

미끄럼, 방지제, 저항성, 왁스수지, 골재

Description

미끄럼 방지 조성물 및 이를 이용한 시공방법{Mixture for preventing wheel from slipping oh the paved-road, and paving method thereof}

일반적으로 고속도로나 국도, 그리고 지방도로 등에 질주하는 차량의 주행속도에 비해 굽어진 도로나 내리막길 등이 많으며, 이러한 곳에서는 도로면이 미끄러워 차 량이 도로를 이탈하거나 굽은 도로에서는 전복하는 경우가 많았는데, 미끄럼방지 시설은 이와 같은 사고를 방지하기 위하여 많이 사용하여 왔으며, 종래에는 안전사고에 대한 관심이 높아지면서 시가지 교차로의 진입로, 급커브길 및 경사로 등의 미끄럼 방지 포장, 학교앞, 횡단보도의 전방도로 및 주차장 등의 미끄럼방지 시설 및 기타 교통사고 다발지역 등에 노면 미끄럼방지 시설을 설치하여 사용하고 있다.

종래의 미끄럼방지 시설은 일반적으로 다음과 같은 형태로 사용되고 있다. 첫째, 도로에 수지를 도포하고 골재(재강 슬러그)를 살포한 후 일정한 중량의 다짐롤러를 사용하여 표면을 다짐하여 마무리하는 형태로, 색상의 표현이 미흡하여 시인성이 떨어지고, 주행차량에 의한 지속적인 충격 등에 의해 수지내 함침된 골재의 탈락이 진행되어 제품의 마모성 및 미끄럼 저항성이 현저히 저하되는 현상이 발생하게 되며, 제품의 내구성이 약해서 장기간 사용하게 되면 모재인 아스팔트와의 탈락이 진행되기도 한다. 또한, 내후성이 약해서 도막의 변색이 빠르게 진행되어 제품색상이 백색으로 변하는 현상이 발생하게 되며 이로 인해 제품의 시인성이 급격히 저하된다. 또한, 미끄럼저항성을 높이기 위하여 굵은 골재를 사용함으로써 도막의 두께가 높아지게 되어 자동차의 운행시 차량진동 발생 및 승차감 저하를 유발하게 된다.

둘째로는 열가소성 수지를 이용하여 도장하는 방법이 있는데, 이 방법은 별도의 용융기계를 사용하여 작업을 하므로 작업성은 양호하나, 제품색상의 다양성이 떨어지며, 색상변색 등으로 인하여 제품의 시인성이 저하되기도 한다. 또한, 미끄럼방지용 골재로써 보크사이트나 재강 슬러그 등의 굵은 골재를 사용하게 되므로 용융된 제품 도포시 제품내 함유된 골재가 가라앉는 현상이 발생하게 되고, 골재성분이 적 은부위는 수지층이 표면을 덮게 되는 현상이 나타난다.

이 공법의 경우에도 지속적인 차량의 충격에 의해 표면에 도출된 골재의 탈락이 진행되어 주변 환경오염이 발생하며 골재가 탈락된 표면 수지층에 의해 미끄럼저항성이 떨어지게 되며, 도포된 제품두께가 두꺼워서 차량 주행시 소음발생 및 승차감 저하를 유발하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로 도로포장재 내에 포함된 골재 및 도로 포장시 형성 가능한 표면 조도에 의하여 미끄럼저항 기능을 부가적으로 갖도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 미끄럼저항이 뛰어난 폐타이어, 폐석, 제강슬레그, 폐글라스 비드, 규사, 석분을 혼합한 것을 골재로 하되, 바인더(binder)로서 WAX, PE, PP, SBR을 혼합한 석유수지조성물을 혼합 사용하거나 상기 석유수지조성물에 시멘트분말과 실리카분말을 혼합하여 사용함에 따라 도로와의 견고한 결합상태를 유지하며 내마모성, 내충격성 및 내열강도 등 제반적인 물성이 우수할 뿐만 아니라, 골재와 수지성분이 혼연일체가 되어 골재 성분이 침강되지 않도록 함에 따라 차량 통행에 의한 지속적인 충격 및 마모에 의해 골재성분이 탈락되는 현상을 방지하여 미끄럼저항과 수명을 연장시키며, 또한 롤러를 이용하여 미끄럼방지 조성물을 도포시 수지층 표면에 산형태의 조도(거칠기)를 형성시켜 이 조도에 의해 미끄럼저항을 더욱 상승시킴으로써 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 차선 도색용으로 사용할 경우에는 조도가 형성된 미끄럼방지 포장재의 표면에 폐글라스 비드를 분포함으로 써 기존 평면형태의 차선보다 불규칙하게 형성되는 조도에 의하여 재귀반사기능을 향상시킬 수 있으며, 이와 동시에 차량 주행시 표면조도에 의해 차량바퀴와 접촉하는 부위에 발생되는 일정형태의 진동 및 소리에 의하여 졸음 운전방지 등의 역할을 하게 되어 안전운행에 기여할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 다양한 색상 표현이 가능하여 제품의 시인성을 높일 수 있으므로 특별히 시인성이 요구되는 버스전용차선(Red zone), 스쿨 존(School zone), 그린 존(Green zone), 옐로우 존(Yellow zone) 등에 사용할 수 있으며, 일정 두께로 도포시 과속방지턱으로도 사용할 수 있어 시인성 확보와 동시에 미끄럼 저항성을 갖도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 가열하면 경화되고 경화된 후에는 가열하여도 연화되거나 용매에 녹지 않는 물성보강용 바인더로서의 기능을 갖는 석유수지조성물로서 왁스(WAX)수지에 PP, PE, SBR을 혼합한 수지조성물을 혼합하여 접착성 및 열적 저항성을 높였으며, 미끄럼저항성, 내마모성, 내구성 및 강도를 향상시키기 위한 폐석, 제강슬래그, 규사, 석분 및 폐타이어를 혼합한 저감재와, 육안으로 식별이 용이하도록 도로와의 구별 색상을 표현하기 위한 안료를 포함하는 것에 있어서,

상기 왁스(WAX)수지는 전체 조성물 100wt% 중에서 20~25wt%의 비율로 혼합하고,

상기 폴리에틸렌(PE)수지 35~65wt%, 폴리프로필렌(PP)수지 25~60wt%, 스티렌부타디엔고무(SBR, Styrene Butadiene Rubber) 5~20wt%를 혼합한 수지조성물을 전체 조성물 100wt% 중에서 8~10wt%의 비율로 혼합하고,

상기 저감재는 전체 조성물 100wt% 중에서 각각 폐타이어 15~19wt%, 폐석 15~19wt%, 제강슬레그 6~10wt%, 규사 5~8wt%, 석분 5~8wt%, 폐글라스 비드 3~5wt% 비율로 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 수지조성물에 포틀랜드 시멘트 10∼30wt%와 실리카 5∼15wt%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 바닥에 청소를 한 다음, 균열된 부분을 퍼티(Putty)로 매우는 작업을 하는 단계; 상기 바닥 상에 왁스(WAX)수지는 전체 조성물 100wt% 중에서 20~25wt%의 비율에 폴리에틸렌(PE)수지 35~65wt%, 폴리프로필렌(PP)수지 25~60wt%, 스티렌부타디엔고무(SBR, Styrene Butadiene Rubber) 5~20wt%를 혼합한 수지조성물을 전체 조성물 100wt% 중에서 8~10wt%의 비율로 혼합하고, 상기 저감재는 전체 조성물 100wt% 중에서 각각 폐타이어 15~19wt%, 폐석 15~19wt%, 제강슬레그 6~10wt%, 규사 5~8wt%, 석분 5~8wt%를 포함하는 미끄럼 방지 조성물을 믹서기내에서 200℃이하로 가열시키면서 도포한 후 폐글라스 비드 3~5wt%를 살포하여 롤러로 평활하게 다지는 단계; 및 상기 평활하게 다져진 상면에 물을 살포하여 경화시키는 단계를 포함하는 미끄럼 방지 바닥의 시공방법을 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 미끄럼저항이 뛰어난 폐타이어, 폐석, 제강슬레그, 폐글라스 비드, 규사, 석분를 혼합한 골재로 하되, 바인더로서 주 기능을 갖는 석유수지조성물로서 왁스(WAX)수지에 PP, PE, SBR을 혼합한 수지조성물을 혼합하여 사용하거나 상기 수지조성물에 시멘트분말과 실리카분말을 혼합하여 사용함에 따라 도로와의 견고한 결합상태를 유지하며 내마모성, 내충격성 및 내열강도 등 제반적 인 물성이 우수할 뿐만 아니라, 골재와 수지성분이 혼연일체가 되어 골재 성분이 침강되지 않도록 함에 따라 차량 통행에 의한 지속적인 충격 및 마모에 의해 골재성분이 탈락되는 현상을 방지하여 미끄럼저항과 수명을 연장시키며, 또한 미끄럼방지제 도포시 롤러를 사용하여 수지층 표면에 산형태의 조도(거칠기)를 형성시켜 이 조도에 의해 미끄럼저항을 더욱 상승시킴으로써 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.

이하 본 발명에 따른 도로상 미끄럼방지 기능을 갖는 미끄럼 방지 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 흐름성 향상 및 내후성을 증대시키는 왁스(WAX)수지는 전체 조성물 100wt% 중에서 20~25wt%의 비율로 첨가하고, 도막의 유연성 및 내 충격성을 개선시켜 하중에 우수한 내구성을 지니고 높은 접착력을 갖는 폴리에틸렌(PE)수지 35~65wt%, 폴리프로필렌(PP)수지 25~60wt%, 스티렌부타디엔고무(SBR, Styrene Butadiene Rubber) 5~20wt%를 혼합한 수지조성물을 전체 조성물 100wt% 중에서 8~10wt%의 비율로 혼합하고,

미끄럼저항성, 내마모성, 내구성 및 강도를 향상시키기 위한 저감재는 전체 조성물 100wt% 중에서 각각 폐타이어 15~19wt%, 폐석 15~19wt%, 제강슬레그 6~10wt%, 규사 5~8wt%, 석분 5~8wt%, 폐글라스 비드 3~5wt% 비율로 첨가하고, 상기 시인성 확보를 위한 안료 4~10wt% 비율로 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 전체 조성물 100wt%는 왁스수지, 수지조성물, 폐타이어, 폐석, 제강슬래그, 규사, 석분, 폐글라스 비드, 안료의 비율을 혼합한 전체 합계비율을 말한다.

제품의 흐름성 향상 및 내후성을 증대시키는 상기 왁스(WAX)수지는 20wt% 미만으로 첨가시에는 접착강도는 증대되나 흐름성 저하로 인해 시공성이 떨어지고 내후성이 약화되는 문제점이 있으며, 25wt% 이상 첨가할 경우에는 제품의 접착강도가 떨어져 접착성 저하와 바인더로서의 역할에 문제점이 발생되어 20~25wt% 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 수지조성물은 8wt% 미만으로 첨가될 경우 제품의 부착력 및 내구성면의 저하를 가져오게 되며, 10wt% 이상 첨가시에는 경도상승 및 유연성의 저하로 제품에 크랙 등이 발생할 가능성이 있으므로 8~10wt% 범위내에서 투입하는 것이 바람직하다.

상기 미끄럼방지용 저감재인 폐타이어, 폐석, 제강슬레그, 폐글라스 비드, 규사, 석분의 각각 입자크기는 제품의 시공성, 탄성, 투수성, 미끄럼저항성 등을 고려할 경우 0.1~5mm 크기의 입자가 적합하며, 0.1mm의 경우 탄성력은 양호하나 제품의 작업성 및 투수성이 저하되고 5mm 이상일 경우에는 투수성 등은 양호하나 포장재의 강도나 제반물성이 저하되므로 0.1~5mm 크기 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

또한, 제품의 외관 및 시인성 유지를 위해 첨가되는 안료는 4wt% 미만 첨가 시에는 은폐되어 시인성을 확보하기 어려우며, 10wt% 이상 첨가할 경우에는 점도 상승의 원인이 되므로 4~10wt% 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

이와 같은 성분으로 이루어진 도로상 미끄럼방지 기능을 갖는 미끄럼 방지 조성물의 제조공정 및 이를 이용하여 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 왁스(WAX)수지를 전체 조성물 100wt% 중에서 20~25wt%의 비율에 폴리에틸렌(PE)수지 35~65wt%, 폴리프로필렌(PP)수지 25~60wt%, 스티렌부타디엔고무(SBR, Styrene Butadiene Rubber) 5~20wt%를 혼합한 수지조성물을 전체 조성물 100wt% 중에서 8~10wt%의 비율로 혼합하고, 상기 저감재는 전체 조성물 100wt% 중에서 각각 폐타이어 15~19wt%, 폐석 15~19wt%, 제강슬레그 6~10wt%, 규사 5~8wt%, 석분 5~8wt% 비율로 포함하는 미끄럼 방지 조성물을 제조하게 된다.

이와 같이 제조된 미끄럼 방지 조성물을 구성하는 각 성분 즉, 왁스수지, 수지조성물, 저감재 및 안료가 전체 미끄럼 방지 조성물에 포함되는 비율을 아래의 표 1에 나타내었다.

(표 1)

성 분			전체혼합비율 (wt%)
왁스수지			20~25
수지조성물	PE	35~65wt%	8~10
	PP	25~60wt%
	SBR	5~20wt%
저감재	폐타이어		15~19
	폐석		15~19
	제강슬래그		6~10
	규사		5~8
	석분		5~8
	폐글라스 비드		3~5
안료			4~10

본 발명의 수지조성물에 시멘트분말과 실리카분말을 더 혼합하여 전체 혼합된 미끄럼 방지 조성물에서 발생될 수 있는 미세한 클랙을 방지하기 위해 사용되었다.

이에, 시멘트분말의 주성분은 석회·실리카·알루미나·산화철(酸化鐵) 등이며, 일반적으로 포틀랜드 시멘트라고 하면 이것을 말하며, 생산량의 대부분을 차지하고 있다.

실리카분말은 이산화규소(SiO2)라고도 하며 지각에서 가장 풍부한 원소인 규소와 산소로 이루어진 화합물이다.

따라서 본 발명의 수지조성물은 시멘트분말 10∼30wt%와 실리카 50∼15wt%를 배합하여 이루어진다.

한편, 상기 수지조성물에 시멘트분말 10∼30wt%와 실리카분말 5∼15wt%를 더 포함하므로서, 시공된 미끄럼 방지 조성물의 클랙이나 박리 등이 발생되는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 것으로 상기 수지조성물에 시멘트분말과 실리카분말을 혼합함으로서 경화과정 중 발생되는 미세한 클랙을 방지하여 시공 후 장기간에 걸쳐 도로 바닥면에 일체화의 미끄럼 방지 조성물을 제공함에 있다.

상기 사용되는 시멘트분말도와 실리카분말도는 3000~3500 cm²/g 정도로서 수지조성물과 혼합시 흐름성이 증대되도록 상기와 같은 분말도를 가지게 하였다.

이와 같이 제조된 미끄럼 방지 조성물을 구성하는 수지조성물,에 시멘트분말과 실리카분말을 혼합하는 전체 미끄럼 방지 조성물에 포함되는 비율을 아래의 표 2에 나타내었다.

(표 2)

성 분			전체혼합비율 (wt%)
왁스수지			20~25
수지조성물	PE	35~40wt%	8~10
	PP	25~40wt%
	SBR	5~20wt%
	시멘트분말	10~30wt%
	실리카분말	5~15wt%
저감재	폐타이어		15~19
	폐석		15~19
	제강슬래그		6~10
	규사		5~8
	석분		5~8
	폐글라스 비드		3~5
안료			4~10

이와 같이 제조된 본 발명의 미끄럼 방지 조성물을 사용하여 도로에 시공하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 포장하고자 하는 도로의 표면에 청소를 한 다음, 균열된 부분에 퍼티(Putty)로 매우는 작업을 진행한 다음, 상기 도로의 표면층 상에 왁스(WAX)수지는 전체 조성물 100wt% 중에서 20~25wt%의 비율에 폴리에틸렌(PE)수지 35~65wt%, 폴리프로필렌(PP)수지 25~60wt%, 스티렌부타디엔고무(SBR, Styrene Butadiene Rubber) 5~20wt%를 혼합한 수지조성물을 전체 조성물 100wt% 중에서 8~10wt%의 비율로 혼합하고, 상기 저감재는 전체 조성물 100wt% 중에서 각각 폐타이어 15~19wt%, 폐석 15~19wt%, 제강슬레그 6~10wt%, 규사 5~8wt%, 석분 5~8wt%를 포함하는 미끄럼 방지 조성물을 가열용융조에 투입하여 150~250℃에서 1~3시간 동안 용융 및 교반함으로써 혼합 용융된 미끄럼 방지 조성물을 형성한 후, 상기 용융된 미끄럼 방지 조성물을 도포한 다음, 상기 도포된 용융 미끄럼 방지 조성물 상에 폐글라스 비드 3~5wt%를 살포하여 롤러로 평활하게 다져 도로의 표면이 3~10mm 두께를 가지도록 다지게 되며, 상기 평활하게 다져진 상면에 물을 살포하여 경화시킴으로써 시공을 완료하게 된다.

여기서 미끄럼 방지 조성물의 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, 미끄럼 방지 조성물을 3mm 두께 이하로 도포할 경우에는 탄성 및 접착력 저하 등 요구되는 물성을 만족하지 못하고, 미끄럼 방지 조성물을 10mm 이상 두께로 도포할 경우에는 제반적인 물성은 양호하나 경제성이 저하되는 단점이 있으므로 3~10mm 두께 범위 내에서 도포하는 것이 바람직하다.

아래의 표 3에서는 본 발명에 따른 도로상 미끄럼방지 기능을 갖는 포장재의 실시 예와 본 발명의 출원인이 선등록된 기존 미끄럼방지제로서 종래 특허 제0725759호와의 미끄럼저항 및 내구성, 내마모성 및 내열성을 비교하였다.

(표 3)

	미끄럼저항(BPN)	내마모성(라벨링실험)	내열성(%)
실시예 1	108	0.316	-1.5
실시예 2	105	0.308	-0.9
실시예 3	98	0.311	-0.5
실시예 4	91	0.301	-1.0
비교예 1	78

상기 표 3에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 4에 의한 본 발명의 도로상 미끄럼방지 기능을 갖는 포장재는 종래의 특허 제0725759호에 비하여 미끄럼저항성에 대한 성능이 현저히 높은 것으로 나타났음을 확인할 수 있다.

본 발명은 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

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흐름성 향상 및 내후성을 증대시키는 왁스(WAX)수지는 전체 조성물 100wt% 중에서 20~25wt%의 비율로 첨가하고, 도막의 유연성 및 내 충격성을 개선시켜 하중에 우수한 내구성을 지니고 높은 접착력을 갖는 폴리에틸렌(PE)수지 35~65wt%, 폴리프로필렌(PP)수지 25~60wt%, 스티렌부타디엔고무(SBR, Styrene Butadiene Rubber) 5~20wt%를 혼합한 수지조성물을 전체 조성물 100wt% 중에서 8~10wt%의 비율로 혼합하고, 시인성 확보를 위한 안료 4~10wt% 비율로 첨가하여 이루어지는 미끄럼 방지 조성물에 있어서,

미끄럼저항성, 내마모성, 내구성 및 강도를 향상시키기 위한 0.1~5mm 크기의 저감재는 상기 전체 조성물 100wt% 중에서 각각 폐타이어 15~19wt%, 폐석 15~19wt%, 제강슬레그 6~10wt%, 규사 5~8wt%, 석분 5~8wt%, 폐글라스 비드 3~5wt% 비율로 첨가되는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 조성물.