KR101193385B1 - 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지용 2액형 수성 코팅제 및 이를 이용하여 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법 - Google Patents

투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지용 2액형 수성 코팅제 및 이를 이용하여 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수성 접착제 및 수성 고무라텍스 접착제로 이루어진 2액형 수성 코팅제 및 투수 아스콘 포장도로의 노면에 수성 접착제 및 수성 고무라텍스 접착제로 이루어진 2액형 수성 코팅제를 순차적으로 도포하여 미끄럼방지층을 시공하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 2액형 수용성 코팅제는 아크릴 에멀젼수지 100중량부에 대하여, 탈크 15 ~ 25중량부, 탄산칼슘 100중량부, 에탄올 5 ~ 15중량부, 산화철계 안료 15 ~ 25중량부 및 물 15 ~ 25중량부를 함유하는 수성 접착제(제1용액)와, 규사 100중량부에 대하여 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)의 고무라텍스 혼합액(고형분 50± 1%) 4 내지 7중량부, 물 8 내지 12중량부 및 석고 3 내지 5중량부를 함유하는 수성 고무라텍스 접착제(제2용액)로 이루어진 것을 특징으로 하며, 2액형 수용성 코팅제를 투수 아스콘 포장도로의 노면에 순차적으로 도포하여 미끄럼방지층을 형성하는 것으로 이루어진다.
본 발명은 유기용제를 사용하지 않는 수성 접착제 및 수성 고무라텍스 접착제로 이루어진 2액형 코팅제에 의해 투수아스콘 포장도로의 미끄럼방지층을 형성함으로써 보다 친환경적이고, 또 투수아스콘 포장도로의 투수성을 해치지 않으면서 미끄럼방지층을 형성함과 동시에 미끄럼방지층을 형성하는 도막과 규사의 결합력을 강화시켜 미끄럼저항이 장기적으로 발휘되는 효과를 나타낸다.

Description

투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지용 2액형 수성 코팅제 및 이를 이용하여 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법{Coating method of Two- type Aqueous Coating agent for Foarming Non-slip layer on Permeable asphalt concrete pavement}
본 발명은 포장도로에 미끄럼방지층을 형성하기 위한 코팅제 및 그 도포방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 투수성 아스콘 포장도로 등에 미끄럼방지층을 형성하기 위한 수성 코팅제 및 이를 이용하여 투수성 아스콘 포장도로 등에 미끄럼방지층을 시공하는 방법에 관한 것이다.
포장도로 예를 들면 아스팔트 콘크리트 포장도로, 투수성 아스팔트 콘크리트(이하 ‘투수 아스콘’으로 약칭합니다) 등의 포장도로는 도로를 포장할 때에 별도의 미끄럼방지의 효과를 나타내는 여러 방법을 강구하고 있으며, 미끄럼방지의 효과를 나타내는 일반적인 방법으로 포장도로의 노면에 접착제를 도포하여 접착제층을 형성한 다음 요철 롤러 등을 이용하여 조도를 형성하는 방법인 텍스터링(Texturing)공법 및 포장도로의 노면에 도포된 접착제층의 표면에 규사와 같은 미끄럼방지제의 살포를 통하여 시공하는 모래살포 고착공법이 있다.
상기 텍스터링(Texturing)공법은 접착체인 합성수지로 형성된 요철이 쉽게 마모되므로 미끄럼저항성이 오래가지 못하는 문제점이 있으며, 또 모래살포 고착공법은 주로 유기용제형인 에폭시수지나 아크릴수지 등의 합성수지 접착제를 사용하므로 아스팔트 등에 도포시 유기용제에 의해 아스팔트의 일부가 용해 내지 용출됨으로써 접착력 저하현상이 발생하며, 이로 인하여 도로의 파손 및 박리현상이 발생하는 경우가 종종 있을 뿐 아니라 휘발성 유기용제가 주위로 용출되어 주변환경을 오염시키는 것 이외에도 도료 배합물을 전개시킴으로 인하여 작업자가 그 유기용매에 노출되는 문제점 등 친환경적이지 못하다.
최근 들어 증대되는 환경적 규제로 인해 신속 건조성을 유지하면서도 보다 친환경적인 수성 코팅제의 개발이 요구되고 있으며, 수성 코팅제의 개발과 관련된 선행기술로 국내 등록특허공보 등록번호 10-0678603호 및 국내 등록특허공보 등록번호 10-0974631호에는 특정의 아크릴계 또는 메타크릴계 단량체들의 배합에 의해 중합된 미끄럼방지 바닥용 수성 칼라코팅제 조성물을 개시하고 있고 또 국내 등록특허공보 등록번호 10-0970115호에는 아크릴 에멀젼 주제 100 중량부에 대하여 메타크실렌디아민 10~20 중량부, 아크릴 수지 10~20 중량부, 물 20~30 중량부, 안료 5 내지 10 중량부, 충전제 10~30 중량부로 이루어진 도로용 수성 아크릴 에폭시 도료 조성물을 개시하고 있다.
그러나 수성 코팅제의 경우 유성 도막코팅제와 달리 수성 접착제와 미끄럼 방지제로 사용되는 규사가 견고하게 결합되지 못하여 재료분리 현상이 발생하기 때문에, 시공 후 미끄럼저항성이 장기간 지속되지 않는 문제점이 발생되고 있으며 미끄럼 방지제로 사용되는 규사의 결합력을 개선하기 위한 선행기술로 국내 공개특허공보 공개번호 10-2009-0045822호에 수소첨가 에폭시수지와 폴리머로 코팅된 규사로 이루어진 미끄럼방지 조성물을 개시하고 있으나, 여전히 유기용제형 접착제를 사용하고 있을 뿐 아니라 규사에 폴리머를 코팅하여야 하는 공정이 요구되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 수성 접착제 및 고무라텍스 접착제로 이루어진 2액형 수성 코팅제에 의해 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 형성함으로써 도막과 규사와의 결합력을 강화시켜 미끄럼저항이 장기적으로 발휘되는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 유기용제를 사용하지 않는 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지용 2액형 수성 코팅제를 제공하는 것을 목적으로 하며, 보다 상세하게는 수성 접착제 및 수성 고무라텍스 접착제로 이루어진 2액형 수성 코팅제 및 투수 아스콘 포장도로의 노면에 수성 접착제 및 수성 고무라텍스 접착제로 이루어진 2액형 수성 코팅제를 순차적으로 도포하여 미끄럼방지층을 시공하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결수단으로서, 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지용 2액형 수성 코팅제는 아크릴 에멀젼 접착제로 이루어진 수성 접착제인 제1용액과, 규사와 고무라텍스 혼합액으로 이루어진 수성 고무라텍스 접착제인 제2용액으로 이루어진 2액형 수성 코팅제를 특징으로 하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 해결수단으로서, 투수 아스콘 포장도로의 노면에 아크릴 에멀젼 수지로 이루어진 수성 접착제인 제1용액을 1차 도포한 다음, 규사와 고무라텍스 혼합액으로 이루어진 수성 고무라텍스 접착제인 제2용액을 2차 도포하여 미끄럼방지층을 형성하는 것으로 이루어진다.
상기 본 발명에 따른 2액형 수성 코팅제에 있어서, 수성 접착제인 제1용액은 비중 1.44 ~1.5, pH 9, 점도 80 ~ 100KU를 갖는 수성 아크릴 에멀젼계 접착제로서, 아크릴 에멀젼수지 100중량부에 대하여, 탈크 15 ~ 25중량부, 탄산칼슘 100중량부, 에탄올 5 ~ 15중량부, 산화철계 안료 15 ~ 25중량부및 물 15 ~ 25중량부로 이루어지며, 상기 아크릴 에멀젼수지는 유화제 및 중합개시제 등의 존재 하에 아크릴 단량체의 호모중합 또는 아크릴 단량체와 비닐에세테이트를 공중합시켜 제조되는 일반적으로 알려진 아크릴 에멀젼수지로부터 당해 기술분야의 기술자이면 쉽게 선택할 수 있으며 또한 시판되는 제품으로부터 구입하여 사용할 수 있으므로 특별하게 제한되는 것은 아니다.
또 본 발명에 따른 수성 고무라텍스 접착제인 제2용액은 규사 100중량부에 대하여 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 고무라텍스 혼합액 4 내지 7중량부, 물 8 내지 12중량부 및 석고 3 내지 5중량부로 이루어진다.
그리고 상기 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 고무라텍스 혼합액은 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)가 중량비로 1:3의 비율로 혼합된 고형분이 50± 1 중량%이고 점도 4,5000~5000cps인 유백색의 고무용액이며, 부타디엔 고무는 디엔 75중량％ : 스티렌 25중량％ 구조의 부타디엔고무를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 천연고무 및 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)는 일반적으로 알려진 물질이며, 또 시판제품으로 명광화학공업(주)의 천연고무와 합성고무(SBR)로 조성된 고무혼합용액[제품명 ; B-610H(W)]으로부터 본 발명에 따른 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)로 이루어진 고무라텍스 혼합액으로 조성하여 사용할 수 있으며, 규사(실리카)는 미끄럼방지제로서 입도 14 ~ 35메쉬의 규사를 선택하는 것으로 이루어진다.
상기 본 발명에 따른 미끄럼방지층의 형성은 투수아스콘 포장도로의 노면에 수성 접착제인 제1용액을 1차적으로 도포하되, 투수 아스콘 포장도로의 투수성에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 수성 접착제인 제1용액을 1 ~ 2mm 두께로 도포하고, 수성 접착제 도포층이 완전히 건조되기 전에 2차적으로 수성 고무라텍스 접착제인 제2용액을 1~ 3mm 도포하고 경화시킴으로써 미끄럼방지층을 형성하는 것으로 이루어진다.
상기 본 발명에 따른 2액형 수성 코팅제의 특징으로는 제1용액은 도로면과 제2용액과의 접착력을 강화시킬 뿐 아니라 제2용액에 함유되어 표면이 고무로 코팅된 규사와 도로면과의 접착력을 강화시켜 규사의 이탈현상을 방지하는 작용을 나타낸다.
그리고 본 발명에 따른 상기 2액형 수성 코팅제는 일반적이 아스팔트 포장도로, 투수 아스콘 포장도로 또는 PS볼(Precious Slag Ball)과 지방산 아미드 수지를 포함하는 투수성 아스팔트 콘크리트로 포장한 포장도로에 적용이 가능하다.
특히, 본 발명에 따른 상기 2액형 수성 코팅제는 PS볼(Precious Slag Ball)과 지방산 아미드 수지를 포함하는 투수성 아스팔트 콘크리트로 이루어진 포장도로 예를 들면, 국내 등록특허공 등록번호 10-1125485호에서 개시하고 있는 PS볼(Precious Slag Ball)을 포함하는 투수성 아스팔트 콘크리트로 이루어진 포장도로에 적용될 경우 아스팔트 콘크리트 조성물의 성분 중 지방산 폴리아마이드와 고무라텍스(SBR)와의 친화력으로 결합력이 강화되어 부착강도 및 내구성이 보다 향상되는 특징이 있다.
본 발명은 유기용제를 사용하지 않는 수성 접착제 및 수성 고무라텍스 접착제로 이루어진 2액형 수성 코팅제에 의해 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지층을 형성함으로써 보다 친환경적이고, 또 투수 아스콘 포장도로의 투수성을 해치지 않으면서 미끄럼방지층을 형성함과 동시에 미끄럼방지층을 형성하는 도막과 규사의 결합력을 강화시켜 미끄럼저항이 장기적으로 발휘되는 효과를 나타내며, 또한 PS볼(Precious Slag Ball)과 지방산 아미드 수지를 포함하는 투수성 아스팔트 콘크리트로 이루어진 포장도로에 적용할 경우에는 아스팔트 콘크리트 조성물에 함유된 성분중 지방산 폴리아마이드와 고무라텍스와의 친화력으로 결합력이 강화되어 부착강도 및 내구성이 보다 향상되는 특징이 있다.
본 발명의 실시를 위하여 실시예 및 시험예를 통해 구체적으로 설명하기로 하며, 본 발명은 하기에서 설명하는 실시예에 의해 제한되지 않는다.
<본 발명에 따른 2액형 수성 코팅제의 제조>
<실시예1 내지 2>
천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)가 중량비로 1:3의 비율로 혼합된 고무라텍스 혼합액[명광화학공 주식회사제품 B-610H(W)로부터 조제], 아크릴 에멀젼수지 및 25메쉬의 규사를 사용하여 아래 [표 1] 및 [표 2]에 나타낸 바와 같은 수성 접착제(제1용액)와 수성 고무라텍스 접착제(제2용액)를 제조하였다.
성분 실시예1 실시예2
제1용액(중량부) 제1용액(중량부)
아크릴수지 100 100
탈크 15 25
탄산칼슘 100 100
에탄올 10 15
안료 20 20
물 20 25
비중(KU) 85 90
점도 1.45 1.48
성분 실시예1 실시예2
제2용액(중량부) 제2용액(중량부)
규사 100 100
고무혼합액 5 7
석고 3 5
물 10 10
점도(cps) 4600 4600
<실시예3>
상기 실시예1 및 실시예2에서 제조된 본 발명에 따른 2액형 수성 코팅제를 사용하여 아래와 같이 일반적인 투수 아스콘 시공방법에 의해 시공한 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하고 미끄럼방지층의 물성을 측정한 결과(평균)를 아래 [표3]에 나타내었다
-투수아스콘 포장도로에 미끄럼방지층 시공 -
투수아스콘 포장도로면에 1차적으로 수성 접착제인 제1용액을 1mm 두께로 균일하게 도포 후 제1용액의 도포층이 완전히 건조되기 전에 2차적으로 수성 고무라텍스 접착제인 제2용액을 1.5mm 두께로 균일하게 도포한 다음 경화시켜 미끄럼방지층 형성하였다.
시험(검사)종목 시험(검사)방법 단위 시험(검사)결과
부착강도 표준양생후 KS F 4936 N/㎟ 1.8
온.냉반복후 1.5
내마모성 KS F 2813 ㎎ 66

중금속		 납(Pb)
KS M ISO 3856		 % 불검출
카드늄(Cd) % 불검출
6가크롬(Cr+6) % 불검출
수은(Hg) % 불검출
미끄럼저항성 KS F 2375 BPN 46
상기 시험결과에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 2액형 수성 코팅제에 의해 형성된 미끄럼방지층은 중금속 등 유해성분이 함유되어 있지 않으므로 친환경적이고, 내마모성이 우수하고, 규사의 분리현상이 개선되었으며, 미끄럼저항성도 우수한 것으로 나타났다.

Claims (9)

  1. 아크릴 에멀젼수지 100중량부에 대하여, 탈크 15 ~ 25중량부, 탄산칼슘 100중량부, 에탄올 5 ~ 15중량부, 산화철계 안료 15 ~ 25중량부 및 물 15 ~ 25중량부로 조성되는 수성 접착제(제1용액)와, 규사 100중량부에 대하여 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)의 고무라텍스 혼합액(고형분 50± 1중량%) 4 내지 7중량부, 물 8 내지 12중량부 및 석고 3 내지 5중량부로 조성되는 수성 고무라텍스 접착제(제2용액)로 이루어진 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지층용 2액형 수성 코팅제.
  2. 청구항1에 있어서,
    수성 접착제(제1용액)는 비중 1.44 ~1.5, pH 9, 점도 80 ~ 100KU인 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지층용 2액형 수성 코팅제.
  3. 청구항1에 있어서,
    수성 고무라텍스 접착제(제2용액)는 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)의 고무라텍스 혼합액이 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)가 중량비로 1:3의 비율로 혼합된 점도 45,000~5,000cps인 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지층용 2액형 수성 코팅제.
  4. 청구항1 내지 청구항3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    규사는 입도가 14 ~ 35메쉬인 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지층용 2액형 수성 코팅제.
  5. 청구항4에 있어서,
    투수 아스콘 포장도로가 PS볼(Precious Slag Ball)과 지방산 아미드 수지를 포함하는 투수성 아스팔트 콘크리트로 포장한 투수 아스콘 포장도로인 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로의 미끄럼방지층용 2액형 수성 코팅제.
  6. 청구항1 내지 청구항3 중 어느 하나의 항에 기재된 2액형 수성 코팅제를 사용하여 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법에 있어서,
    (1)투수 아스콘 포장도로면에 아크릴 에멀젼수지 100중량부에 대하여, 탈크 15 ~ 25중량부, 탄산칼슘 100중량부, 에탄올 5 ~ 15중량부, 산화철계 안료15 ~ 25중량부 및 물 15 ~ 25중량부로 조성되는 수성 접착제(제1용액)를 1차적으로 균일하게 도포하는 단계와,
    (2)도포된 수성 접착제(제1용액)가 완전히 건조되기 전에 규사 100중량부에 대하여 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)의 고무라텍스 혼합액(고형분 50± 1중량%) 4 내지 7중량부, 물 8 내지 12중량부 및 석고 3 내지 5중량부로 조성되는 수성 고무라텍스 접착제(제2용액)를 2차적으로 균일하게 도포하는 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법.
  7. 청구항6에 있어서,
    천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)의 고무라텍스 혼합액은 천연고무와 스틸렌-부타디엔 고무(SBR)가 중량비로 1:3의 비율로 혼합된 점도 45,000~5,000cps인 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법.
  8. 청구항7에 있어서,
    규사는 입도가 14 ~ 35메쉬인 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법.
  9. 청구항8에 있어서,
    투수 아스콘 포장도로가 PS볼(Precious Slag Ball)과 지방산 아미드 수지를 포함하는 투수성 아스팔트 콘크리트로 포장한 포장도로인 것을 특징으로 하는 투수 아스콘 포장도로에 미끄럼방지층을 시공하는 방법.
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