KR101458417B1 - 슬래그볼을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 신소재인 슬래그 볼(PS Ball) 및 속경성 무기질 바인더와 우레탄 바인더를 혼합 사용하여 속경성으로 인하여 시공기간이 짧고, 고성능의 압축강도 및 적절한 탄성을 나타내며, 부착성 및 내구성이 우수한 슬래그볼을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물에 관한 것으로, 슬래그볼(PS Ball) 70~90중량부, 속경성 무기질 바인더 10~30중량부, 우레탄 바인더 2~5중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물에 관한 것이다.

Description

슬래그볼을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물{omitted}
본 발명은 슬래그볼(Precious Slag Ball ; PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 친환경 신소재인 슬래그 볼(PS Ball) 및 속경성 무기질 바인더와 우레탄 바인더를 혼합 사용하여 속경성으로 인하여 시공기간이 짧고, 고성능의 압축강도 및 적절한 탄성을 나타내며, 부착성 및 내구성이 우수한 슬래그볼을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물에 관한 것이다.
최근 걷기 운동 및 자전거 이용에 관심이 집중되면서 기능성 인보도 및 자전거 전용 도로의 포장이 확대되고, 이러한 인보도 및 자전거 전용 도로를 포함한 도로를 포장하기 위한 여러 가지 탄성포장재, 비탄성포장재 제품들이 개발되어 사용되고 있다.
이중, 탄성포장재는 보행성, 탄력성, 충격흡수성이 우수한 고무계열을 소재로 하여 시공하므로 탄성도가 높아 보행자의 발의 피로도를 저감시키는 장점이 있으나 시간이 지나면서 황변에 의한 색상의 선명도가 떨어지며 자외선 등에 의한 바인더의 결합력 약화로 탄성칩 입자가 이탈하는 등 내후성에 상당히 취약한 단점이 있으며, 시공시 기후에 의한 시공조건(대기중 습도)이 다소 민감하고, 접착면의 습기에 상당히 취약한 단점이 있어 시공후 접착면으로부터의 들뜸 현상으로 인하여 이탈 및 박리등으로 하자가 발생하여 재시공이 불가피한 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 탄성포장재의 경우, 주로 보행자용으로 시공되는 것으로 탄성에 의해 자전거의 운행에 힘이 들어 운전자의 피로도가 증가하게 되어 자전거 도로제품으로는 부적합하며, 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 풍기는 문제점이 있었다.
이러한 종래의 탄성포장재로서 일본특허공개공보 제00268707호에서는 쇄석을 깔아 다진 기층에 프라이머를 침투시키고 그 위에 고무칩과 우레탄수지의 혼합물을 포설한 층위에 칼라고무칩으로 포장하는 총두께 80mm인 투수탄성포장체에 관한 기술이 개시되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-0469582호에는 시멘트 50∼85중량%, 고로수쇄 슬래그 10∼30중량% 및 정제 플라이 애쉬 5∼20중량%를 혼합하여 결합재를 준비하는 단계(S1)와; 혼합된 결합재 5.0∼20.0중량%에 골재 70.0∼91.9중량%, 분말방수재인 포졸란폴리머스테아르산염 0.1∼3.0중량% 및 물 3.0∼7.0중량%를 혼합하여 투수 콘크리트를 제조하는 단계(S2)와; 제조된 투수 콘크리트를 기층에 일정 두께로 시공하는 단계(S3)와; 시공된 투수 콘크리트층에 고무칩 66∼86중량%, 수지계 결합재 7∼17중량% 및 규사 7∼17중량%로 된 투수 탄성재를 일정 두께로 시공하는 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성투수 도로의 포장방법이 공지되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2011-0069426호에는 자전거 도로를 시공하고자 하는 지반 위에 기초층을 형성하는 기초층형성단계와; 상기 기초층에 공기를 분사하여 상기 기초층의 표면을 청소하는 청소단계와; 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate) 100중량부에 대하여 평균입도 0.2 내지 1.0mm의 탄성칩 10 내지 30중량부와, 평균입도 0.2 내지 1.0mm의 규사 40 내지 60중량부와, 평균입도 0.2 내지 1.0mm의 슬래그 20 내지 40중량부와, 메틸에틸케톤퍼옥사이드(methyl ethyl ketone peroxide) 20 내지 40중량부와, 과산화벤조일(benzylperoxide) 20 내지 40중량부와, 안료 1 내지 5중량부를 혼합하여 탄성포장재를 준비하는 혼합단계와; 상기 탄성포장재를 상기 기초층에 분사기를 통해 분사하여 포장층을 형성하는 포장층형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분사식 탄성포장재 및 이를 이용한 자전거 도로의 시공방법이 개발되어 있다.
그러나, 상기와 같은 특허기술들은 탄성층의 형성시 우레탄이나 폐타이어 등으로 이루어진 탄성칩과 MMA수지, 폴리우레탄수지나 에폭시수지로 이루어진 바인더를 일정 비율로 혼합하여 기초층 위에 산포한 후 로울러로 다진 다음 마감처리를 하는 산포식 공법의 주류를 이루고 있어, 시공기간이 길어지고 복잡하다는 문제점이 있으며, 또한, 탄성도가 높아 보행자가 걷기에는 적당하지만 자전거 주행시에는 오히려 자전거의 진행을 저해하는 문제점을 가지고 있다.
한편, 비탄성포장재는 반발탄성이 미흡하여 발의 피로감을 증대시키고 보행감을 저하시키고, 탄성도가 거의 존재치 않아 자전거 운전자 및 보행자가 넘어졌을시 골절이나 타박상 및 찰과상을 입을 위험도가 높으며, 접착면과 투수콘크리트의 접착력 부족과 투수콘크리트의 골재 입자 간의 접착력이 부족하여 쉽게 박리되어 들뜸 현상이 발생하게 되고, 결국 투수콘크리트 조직이 파괴되며, 특히 동절기에는 반복적인 동결융해에 의해 들뜸 현상에 의해 조직이 파괴되어 하자가 가장 빈번하게 발생하여 자전거도로 및 보행자도로의 본래의 기능을 상실하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 비탄성 포장재인 칼라 아스콘의 경우 제품의 유연성이 떨어져 소성변형(Rutting), 피로균열(Fatigue crack)등에 의한 시간의 경과에 따라 크랙이 발생하고, 탈색이 일어나며, 칼라투수콘의 경우에는 기존의 아스팔트, 콘크리트의 단점을 보완하기 보다는 빗물이 스며드는 표면의 홈과 작은 구멍들이 시공된지 얼마 지나지 않아 이물질과 먼지로 막혀 미관을 해칠 뿐 아니라 투수 기능이 떨어지며, 표면이 미끄럽게 포장되기 때문에 미끄럼 저항이 떨어지고, 또한, 기초 공사과정이 필요하고 포설 후 일정기간의(하절기:2~3일, 동절기:1~2주) 양생기간이 필요하며, 양생 후 크랙 발생 따른 내구성 저하 및 시간적, 계절적인 많은 문제점이 있었다.
상기와 같은 비탄성 포장재의 문제점을 보완하기 위해 유기바인더를 혼합하여 사용되고 있는데, 일반적으로 사용되는 에폭시수지 바인더는 접착력은 탁월하나 빗물 등 노면수와 이슬, 서리 등 각종 수분이 결합될 경우에는 농구 코트처럼 매우 미끄러워지는 문제가 발생하게 되는데, 현재 도로포장시 골재와 수지를 프리믹싱(pre-mixing)하는 방법이 아닌, 노면에 에폭시 접착수지를 먼저 바른 후에 그 위에 골재를 고르게 포설하고 나서, 잔재를 제거하는 삼중 작업을 진행하고 있어 작업 공정이 복잡하고 품질관리가 까다로울 뿐만 아니라, 에폭시 수지에 부착되지 않은 골재인 잔재를 처리해야 하는 문제가 발생하였다.
또한, 에폭시 수지에 제대로 달라붙지 않은 골재 또는 일부만 부착된 골재 등이 차량의 이동에 따른 충격에 의해 접착층에서 탈락하는 현상이 빈번하게 발생하며, 또한, 에폭시 수지는 완전 경화시까지 여름철에도 3~5시간 정도 소요되므로서(겨울철 하루이상 소요), 작업이 완료된 후에도 상당 시간 동안 교통의 개방이 지연되는 어려움도 있었다.
비탄성포장재에 유기바인더를 사용하는 기술로는 국내등록특허공보 제10-0811724호에 프리폴리머 상태의 변성 아마이드 수지에 열경화성 수지를 혼합하여 구성된 하이브리드 수지를 구성하고, 이 하이브리드 수지에 일정 규격의 컬러골재와 충진제를 혼합한 프리 믹스(PRE-MIX) 형태의 "보행자 및 자전거 전용 도로용 탄성바닥재"가 개시되어 있으나, 바인더로서 변성 아마이드 수지와 열경화성수지를 혼합한 하이브리드 수지를 사용하여 탄성바닥재를 제조한 것으로 하이브리드 수지는 경화제로 이소시아네이트(-nco)계를 사용하여 시공하므로 수분의 영향으로 발포, 접착불량 등이 발생하고, 경화속도가 느려 시공 후 개방시간이 오래 걸리며 특히, 겨울철 저온에서 시공시 경화속도 및 접착에서 많은 문제점이 발생하고 있다.
또한, 국내등록특허공보 제10-0669849호에는 파쇄된 슬래그 볼 100g에 대해 인산 0.5~1g, 물 0.5~2g, 규산소다 8~10g, 컬러를 내기 위한 안료 2~7g의 비율로 코팅액을 조성하여 상온에서 혼합하는 단계와; 상기 단계에서 코팅액이 혼합된 슬래그 볼을 소성로에 투입하여 로내의 온도를 500℃ 이상의 고온으로 유지한 상태에서 일정 시간동안 교반과 동시에 소성을 거쳐 코팅을 완료하는 단계와; 상기 소성 공정 후에 소성로로부터 슬래그 볼을 배출시켜 공기 중에서 방냉 또는 강제 냉각시키는 단계와; 상기 단계에서 냉각된 슬래그 볼에 일정량의 아크릴계 수지를 혼합하여 노면에 포장하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 슬래그 볼과 아크릴계 수지를 이용한 노면 미끄럼 방지층 형성 방법이 공지되어 있으나, 슬래그볼에 별도의 코팅을 하는 번거로움이 있으며, 슬래그 볼과 아크릴계 수지의 혼합비가 2 : 1 중량비로서 아크릴수지를 과다하게 사용함으로 투수성 저하, 신율 및 휨강도 등의 물성이 떨어져 온도 등의 외부요인에 따라 도로의 팽창, 수축에 대해 유동적이지 못하고, 내충격성에서 단점을 보이며, 이에 따라 지속적인 하중이 가해질 때 크랙(crack) 및 탈락 현상이 나타나는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 탄성포장재 및 비탄성포장재의 문제점을 해결하고 탄성포장재 및 비탄성포장재의 각각의 장점만을 가지도록 친환경 신소재인 슬래그 볼(PS Ball) 및 속경성 무기질 바인더와 우레탄 바인더를 혼합 사용하여 속경성으로 인하여 시공기간이 짧고, 고성능의 압축강도 및 적절한 탄성을 나타내며, 부착성 및 내구성이 우수한 슬래그볼을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여 본 발명은, 슬래그볼(PS Ball) 70~90중량부, 속경성 무기질 바인더 10~30중량부, 우레탄 바인더 2~5중량부를 포함하여 구성되는 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 속경성 무기질 바인더는 포틀랜드 시멘트 20~40중량부; 칼슘설포알루미네이트 10~20중량부; 무수석고 및 탈황석고로부터 선택되는 1종 이상의 석고 5~10중량부; 규사 30~60중량부; 리그닌술폰산염, 나프탈렌술폰산염, 폴리카르복실산염으로부터 선택되는 1종 이상의 유동화제 0.1~2중량부; 리튬, 나트륨 및 칼륨의 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로부터 선택되는 1종 이상의 촉진제 0.1~2중량부; 타르타르산, 구연산, 글루콘산의 카르복시산 또는 그 염으로부터 선택되는 1종 이상의 지연제 0.1~2중량부를 포함하여 구성되는 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 우레탄 바인더는 주제와 경화제로 이루어진 2액형 우레탄 바인더인 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 블레인 분말도가 5,000~8,000㎠/g인 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트인 것을 과제의 해결 수단으로 한다.
본 발명에 따른 슬래그볼을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물은 친환경 신소재인 슬래그 볼(PS Ball) 및 속경성 무기질 바인더와 우레탄 바인더를 혼합 사용하여 속경성으로 인하여 시공기간이 짧고, 고성능의 압축강도 및 적절한 탄성을 나타내며, 부착성 및 내구성이 우수한 효과가 있다.
본 발명은 슬래그볼(PS Ball) 70~90중량부, 속경성 무기질 바인더 10~30중량부, 우레탄 바인더 2~5중량부를 포함하여 구성되는 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 속경성 무기질 바인더는 포틀랜드 시멘트 20~40중량부; 칼슘설포알루미네이트 10~20중량부; 무수석고 및 탈황석고로부터 선택되는 1종 이상의 석고 5~10중량부; 규사 30~60중량부; 리그닌술폰산염, 나프탈렌술폰산염, 폴리카르복실산염으로부터 선택되는 1종 이상의 유동화제 0.1~2중량부; 리튬, 나트륨 및 칼륨의 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로부터 선택되는 1종 이상의 촉진제 0.1~2중량부; 타르타르산, 구연산, 글루콘산의 카르복시산 또는 그 염으로부터 선택되는 1종 이상의 지연제 0.1~2중량부를 포함하여 구성되는 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 우레탄 바인더는 주제와 경화제로 이루어진 2액형 우레탄 바인더인 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 칼슘설포알루미네이트는 블레인 분말도가 5,000~8,000㎠/g인 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트인 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명의 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물은 슬래그볼(PS Ball) 70~90중량부, 속경성 무기질 바인더 10~30중량부, 우레탄 바인더 2~5중량부를 포함하여 구성된다.
슬래그볼(PS Ball)이란, 제강슬래그를 상용하기 위하여 고속의 공기를 이용하여 용융상태의 제강 슬래그를 급냉시키는 방법으로 유리 산화칼슘(f-CaO)의 생성량을 제어하는 방법이 개발되어 상용되고 있는데, 상기의 방법에 의해 생산된 제강슬래그는 구형화되었기 때문에 아토마이징 제강 슬래그(ASS, Atomizing Steel Slag)라고도 하고, 급냉공정에 의해 제조되었으므로 급냉 제강슬래그(RCSS, Rapidly Cooled Steel Slag)라고도 하며, PS Ball(Precious Slag Ball)이라는 이름으로 상용화되고 있다.
이와 같은 PS Ball은 유리 산화칼슘(f-CaO)이 없어 팽창 붕괴의 위험이 없고, 입형이 구형에 가까운 잔골재 형태를 갖기 때문에 콘크리트용 건설재료로써 활용할 경우 볼베어링 효과(Ball Bearing Effect)에 의해 유동성이 증가하고 레벨링성이 우수한 장점이 있으며, 콘크리트를 구성하는 다른 재료에 비하여 밀도가 높아 도로포장, 웨이트재 등의 다양한 용도를 활용이 시도되고 있는데, 상기 PS Ball의 입도 범위는 200㎛ ∼ 5mm 이며, 바람직하게는 500㎛ ∼ 1mm인 것을 사용한다.
상기 속경성 무기질 바인더는 포틀랜드 시멘트 20~40중량부; 칼슘설포알루미네이트 10~20중량부; 무수석고 및 탈황석고로부터 선택되는 1종 이상의 석고 5~10중량부; 규사 30~60중량부; 리그닌술폰산염, 나프탈렌술폰산염, 폴리카르복실산염으로부터 선택되는 1종 이상의 유동화제 0.1~2중량부; 리튬, 나트륨 및 칼륨의 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로부터 선택되는 1종 이상의 촉진제 0.1~2중량부; 타르타르산, 구연산, 글루콘산의 카르복시산 또는 그 염으로부터 선택되는 1종 이상의 지연제 0.1~2중량부를 포함하여 구성된다.
포틀랜드 시멘트는 본 발명에서, 경화체의 초기강도 및 장기강도를 증진시키기 위한 것으로서, 당업계에서 통상적인 시멘트라면 특별히 한정되지 않으며, 본 발명에서는 적절한 강도를 위해 20~40중량부 사용하는 것이 바람직하다.
상기 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)는 본 발명에서, 수축보상, 고강도, 예를 들면 높은 압축강도와 휨강도 및 초속경을 부여하기 위한 물질로서, 이러한 목적을 갖는 칼슘설포알루미네이트라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하며, 그 사용량은 본 발명에서 10~20중량부 사용하며, 상기 칼슘설포알루미네이트의 사용량이 10중량부 미만이면 경화속도가 감소하고 20중량부 초과인 경우 체적이 팽창되는 문제점이 발생할 수 있다.
한편, 상기 칼슘설포알루미네이트는 물과 접촉할 경우 순식간에 반응하여 에트린가이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써, 시멘트의 압축강도를 수분 내지 수 시간 안에 얻을 수 있도록 하는데, 이때, 보다 신속한 수화반응을 위해 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트를 사용할 수도 있으며, 특히, 상기 수화반응성 증대를 위해 사용되는 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트의 블레인 분말도는 5,000 ~ 8,000㎠/g 정도인 것이 좋다.
석고는 본 발명에서, 상기 칼슘설포알루미네이트 등과 반응하여 신속히 경화가 일어나도록 하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 석고라면 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 석고로서 무수석고 및/또는 탈황석고를 사용할 수 있으며, 여기서, 상기 탈황석고는 탈황공정에서 발생되는 부산석고로서, 황 성분이 배제되어 친환경적이고, 탈황공정의 부산물을 재활용한다는 측면에서 고려될 수 있는데, 상기 석고의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에서는 5~10중량부 사용하는 것이 바람직하다.
규사는 본 발명에서 PS볼과 함께 골재로 사용되는 것으로서 당업계에서 통상적으로 사용하는 규사라면 특별히 한정되지 않고, 그 사용량은 본 발명에서 30~60중량부 사용하는 것이 바람직하다.
유동화제는 본 발명에서 조성물의 혼합성 및 유동성을 향상시키기 위한 것으로 입자간의 응집작용을 억제하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 이러한 유동화제로 바람직한 것은 리그닌계 화합물 예를 들면 리그닌술폰산염, 나프탈렌계 화합물 예를 들면 나프탈렌술폰산염, 및/또는 폴리카르본산계 화합물 예를 들면 폴리카르복실산염을 사용하는 것이 바람직한데, 그 사용량은 0.1~2중량부 사용하는 것이 바람직하다.
촉진제는 본 발명에서, 칼슘설포알루미네이트가 최초 수화를 시작하도록 촉진시키는 촉매 역할을 하여 조기에 강도를 발현할 수 있도록 하는 동시에, 수화반응의 반응율을 높이기 위한 것이며, 상기 촉진제로 사용 가능한 것은 리튬, 나트륨 및 칼륨 등 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로부터 1종 이상 사용할 수 있지만, 보다 바람직하게는 리튬카르보네이트(Li2CO3)를 사용하는 것이 좋으며, 촉진제의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에서는 0.1~2중량부 사용하는 것이 바람직하다.
지연제는 본 발명에서, 작업시간 및 강도발현 속도 조절을 위한 것으로, 바람직한 것은 타르타르산, 구연산, 글루콘산 등의 카르복시산 또는 그 염으로부터 1종 이상 선택하여 사용하는 것이 바람직하고, 그 사용량은 0.1~2중량부 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 속경성 무기질 바인더에는 추가로, 연행공기의 발생으로 인한 공기량의 증가를 감소시키기 위한 소포제로서, 바람직하게는 등유, 파라핀 등과 같은 광유계 소포제, 동식물유, 참기름, 피마자유와 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 같은 유지계 소포제, 올레인산, 스테아린산과 이들의 알킬렌옥사이드 부가물 등과 간은 지방산계 소포제, 글리세린모노리시놀레이트, 알케닐호박산 유동체, 솔비톨모노라울에이트, 솔비톨트리올레이트, 천연 왁스 등과 같은 지방산 에스테르계 소포제, 폴리옥시알킬렌류, (폴리)옥시알킬에테르류, 아세틸렌에테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬인산에스테르류, (폴리)옥시알킬렌알킬아민류,(폴리)옥시알킬렌아미드 등과 같은 옥시알킬렌계 소포제, 옥틸알콜, 헥사데실알콜, 아세틸렌알콜, 글리콜류 등과 같은 알콜계 소포제, 아크릴레이트폴리아민 등과 같은 아미드계 소포제, 인산트리부틸, 나트륨옥틸포스페이트 등과 같은 인산에스테르계 소포제, 알루미늄스테아레이트, 칼슘올레이트 등과 같은 금속비누계 소포제, 디메틸실리콘유, 실리콘 페이슷, 실리콘 에멀젼, 유기변성 폴리실록산(디메틸폴리실록산 등의 폴리오르가노실록산). 플루오로실리콘유 등과 같은 실리콘계 소포제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 소포제를 0.1~2중량부 사용할 수 있다.
또한, 상기 속경성 무기질 바인더에는 추가로, 포장재에 마찰력을 제공함으로써 차량이나 보행자가 미끄러지지 않도록 하기 위한 논슬립입자로서, 바람직하게는 광물분말입자, 세라믹스입자, 유리분말입자, 금속합금분말 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 더 사용하며, 더욱 바람직하게는 산화알루미늄, 실리콘카바이드, 세라믹골제 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용한다. 바람직한 논슬립입자의 다른 일례로서, 본 발명에서는 다이아몬드(Dianmond), 탄화붕소(boron carbide), 에머리(Emery), 알루미나(Alumina), 용융알루미나(Fused alumina), 탄화규소(silicon carbide), 지르코니아(Zirconia), 소결보크사이트(Fused Bauxite), 금강사(Aluminum oxide), 석영(Quartz), 석류석(Garnet) 및/또는 바텀애쉬(Battom ash) 등을 0.1~2중량부 사용할 수 있다.
특히, 상기 속경성 무기질 바인더에는 차별적 시인기능을 위해 투명성 논슬립 입자를 사용할 수 있는데, 이러한 투명성 논슬립입자는 도로의 시공면의 빛깔에 깊이를 주고, 고휘도의 반사를 가지게 할 수 있어 시인성이 향상되며, 바람직한 투명성 논슬립입자는 투명한 석영계 천연석이나 유리를 분쇄해서 얻은 유리 입자를 사용할 수 있다.
본 발명에서 논슬립입자는 그 크기가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 비교적 큰 입경은 60 내지 1,130㎛ 크기의 범위를 가지며, 바람직하게는 140 내지 840㎛의 크기 범위를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 속경성 무기질 바인더에는 추가로, 시공면에 색상을 제공하기 위해 안료를 0.1~2중량부 사용할 수 있으며, 상기 안료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 안료라면 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 안료로는 산화철, 산화크롬, 유산바륨, 탄산바륨, 이산화티탄, 이산화망간, 이산화 티타늄, 규산 지르코늄, 및 카본 블랙 중 한 가지 이상을 사용할 수 있으며, 이에 따른 색상의 선택은 산화철 등의 적갈색 안료, 수산화철 등의 황색 안료, 산화크롬 등의 녹색 안료, 나트륨알루미노실리케이트 등의 군청색 안료, 산화티탄 등의 백색 안료 등으로서 통상적으로 이 분야에 시판되는 안료가 선택된다.
또한, 상기 속경성 무기질 바인더에는 추가로, 셀프 레벨링을 개선하기 위하여서 첨가되는 것으로, 폴리옥사이드계, 우레탄계 및 폴리카본산계 중에서 선택된 어느 하나 이상의 레벨링제를 0.1~2중량부 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
또한, 상기 속경성 무기질 바인더에는 추가로, 경화체의 건조수축을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로, 폴리에테르계, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜 중에서 선택된 어느 하나 이상의 수축저감제를 0.1~2중량부 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 종류가 사용될 수 있다.
또한, 상기 속경성 무기질 바인더에는 추가로, 통상적인 첨가제로서, 바람직하게는 안정제, 노화방지제(age-protecting agent), 항산화제, 오존화 방지제, 광 보호제(light protection agent), 자외선 안정제, 자외선 흡수제, 무기 열안정제, 유기 열안정제, 광라이트너(optical lightener), 가공보조제(processing aids), 유동보조제(flow aid), 윤활제, 성형-이형제(mould-release agent), 연화제 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상의 혼합물을 0.1~5중량부 사용할 수 있다.
한편, 상기 우레탄 바인더는 주제와 경화제로 이루어진 2액형 우레탄 바인더인 사용하며, 상기 2액형 우레탄 바인더는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
[실시예 1]
PS Ball 75중량부를 교반기에 투입하고, 2액형 우레탄 바인더의 주제와 경화제 5중량부를 전동믹싱기를 사용하여 3분 이상 충분하게 믹싱하여 상기 PS Ball에 투입한 후, 충분하게 교반하면서, 여기에 포틀랜드 시멘트 30중량부, 칼슘설포알루미네이트 15중량부, 무수석고 6중량부, 규사 30중량부, 리그닌술폰산염 0.1중량부, 리튬카보네이트 0.5중량부, 구연산 0.1중량부를 혼합하여 제조한 속경성 무기질 바인더 15중량부를 투입하여 균질하게 혼합하여 본 발명의 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
[실시예 1]에서 속경성 무기질 바인더를 제외하고는 PS Ball 75중량부와 2액형 우레탄 바인더 5중량부를 혼합하여 몰탈 조성물을 제조하였다.
[실험예 1]
상기 [실시예 1]과 [비교예 1]의 조성물을 시공면에 도포한 후, 겔타임, 압축강도, 부착강도를 측정하여 그 결과를 다음 [표 1]에 나타냈다.
겔타임(분) 압축강도(N/mm2)/재령 1일 부착강도(N/mm2)/재령 28일
실시예 1 40 77.5 1.9
비교예 1 120 이상 68.5 1.6
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, [실시예 1]에 따라 제조된 본 발명의 몰탈 조성물은 1시간 이내로 경화가 진행되어 속경성을 나타내지만, [비교예1]에 따라 제조된 조성물은 경화속도가 매우 느림을 알 수 있으며, 압축강도 및 부착강도에 있어서도 본 발명의 몰탈 조성물은 속경성 무기질 바인더와 우레탄 바인더의 하이브리드로 인해 강도가 우수함을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 슬래그볼(PS Ball) 70~90중량부, 속경성 무기질 바인더 10~30중량부, 우레탄 바인더 2~5중량부를 포함하여 구성되고, 상기 속경성 무기질 바인더는, 포틀랜드 시멘트 20~40중량부; 블레인 분말도가 5,000~8,000㎠/g인 초미립 비정질 칼슘설포알루미네이트 10~20중량부; 무수석고 및 탈황석고로부터 선택되는 1종 이상의 석고 5~10중량부; 규사 30~60중량부; 리그닌술폰산염, 나프탈렌술폰산염으로부터 선택되는 1종 이상의 유동화제 0.1~2중량부; 리튬, 나트륨 및 칼륨의 알칼리금속의 탄산염 또는 중탄산염으로부터 선택되는 1종 이상의 촉진제 0.1~2중량부; 타르타르산, 구연산, 글루콘산의 카르복시산 또는 그 염으로부터 선택되는 1종 이상의 지연제 0.1~2중량부; 광물분말, 세라믹스분말, 유리분말 또는 금속합금분말로부터 선택되고 입경이 60 내지 1,130㎛ 크기인 1종 이상의 논슬립입자 0.1~2중량부; 산화철, 산화크롬, 유산바륨, 탄산바륨, 이산화티탄, 이산화망간, 이산화 티타늄, 규산 지르코늄, 및 카본블랙으로부터 선택되는 1종 이상의 안료 0.1~2중량부; 폴리에테르계, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜로부터 선택되는 1종 이상의 수축저감제 0.1~2중량부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 슬래그볼(PS Ball)을 이용한 인보도 및 도로 포장용 속경성 유무기 하이브리드 몰탈 조성물

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