KR101554666B1

KR101554666B1 - 자전거 및 보행자 전용도로 조성물 및 시공방법

Info

Publication number: KR101554666B1
Application number: KR1020150058217A
Authority: KR
Inventors: 좌운선
Original assignee: 현대건업 (주); 좌운선
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2015-09-21

Abstract

본 발명은 아크릴우레탄 수지, 골재, 산화마그네슘, 실리콘 카바이드 분말, HALS계 자외선 안정제, 이소도데칸 및 우르소데스옥시 콜린산을 포함하여, 도막의 유연성, 내구성 및 미끄럼저항성이 우수하고, 변색 및 크랙의 발생을 억제하는데 탁월한 효과를 나타내는 자전거 및 보행자 전용도로 조성물 및 이의 시공방법을 제공한다.

Description

자전거 및 보행자 전용도로 조성물 및 시공방법{Composition for road of bicycle and walker and paving method thereof}

본 발명은 자전거 및 보행자 전용도로 조성물 및 시공방법에 관한 것으로, 도막의 유연성, 내구성 및 미끄럼저항성이 우수하고, 변색 및 크랙의 발생을 억제하는데 탁월한 효과를 나타낸다.

최근 시멘트의 독성물질 배출에 대하여 많은 논란이 있어 왔는바, 환경관련 단체에서 국내 시멘트의 발암물질이 외국보다 3배 많이 검출됐다는 보고 및 주장이 매스컴에 보도되면서, 국내 시멘트는 안전기준을 준수하고 있다는 정부의 주장, 발표가 엇갈리고 있는 가운데 환경부와 국립환경과학원에서는 '시멘트 소성로 환경관리 개선대책'의 일환으로, 국내 시멘트 생산 공장(현대시멘트 등 11개 공장)에서 생산한 시멘트 제품에 대한 6가 크롬 자율기준 준수 여부 및 중금속 함량을 조사한 결과 6가 크롬은 평균 11.6㎎/㎏, 최대 24.7㎎/㎏로 모든 공장이 현행자율관리기준(30㎎/㎏)을 준수하고 있는 것으로 나타났다고 보고된바 있다. 그러나 또 다른 환경단체에서는 보고 자료를 통해 국내 시멘트 발암물질을 유발하는 6가 크롬은 평균 13.47㎎/kg인데 반해 외국시멘트 6가 크롬의 경우 4.14㎎/kg으로 국산이 3배나 많다고 주장하면서 시멘트가 환경호르몬을 배출하는 주범물질임에도 각종 건축물, 도로포장 각종 건설현장에서 아무런 제재 없이 사용되고 있음을 경고하고 환경 친화적 소재로 바꿔야 한다는 주장을 하고 있다.

그동안 시멘트가 토목과 건축분야에서 강력한 결합력과 높은 강도를 제공하는 소재로 각광을 받아왔고 인류의 건설기술 발전에 큰 공헌을 해온 것은 사실이나, 하나뿐인 지구를 보존해야 하고 환경을 더 중시해야하는 오늘과 미래사회에서는 인류의 웰빙 문화 및 주변 생태계와의 이질감으로 점차 콘크리트 제품은 주민과 환경단체들로부터 그 사용량을 줄이고자 노력하는 대상에 포함될 것이며, 하나뿐인 지구를 살리며 환경을 보호하는 차원에서 시멘트의 대체물질, 대용물질을 찾는 것도 중요한 과제로 인식되고 있고, 본원의 적용분야와 같이 강변이나 산책길 등의 자연환경을 훼손하면서 새롭게 만들어지는 자전거 전용도로를 이루는 원료조성에서는 시멘트나 2차 오염원을 야기하는 물질을 사용해서는 본원의 목적을 달성할 수 없음은 자명하다.

공개특허 제2005-62858호 기술에서는 도로의 보도, 자전거 도로 및 공원광장 등에 조립 설치 할 수 있는 환경 친화적 다공성 폴리머 콘크리트블록에 관한 기술이 개시되어 있으나, 상기 기술에서는 석회석 가공 시 발생되는 부산물인 폐석회와 황토분말을 재활용하여 잔골재인 모래를 전혀 사용하지 않고도 고강도를 유지할 수 있고 투수성과 내구성을 확보하고자 하는 기술이 개시되어 있으나, 상기기술은 2차 오염우려가 큰 폐석회석 골재를 사용하여 환경오염의 문제를 가진다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 도막의 유연성, 내구성 및 미끄럼저항성이 우수하고, 변색 및 크랙의 발생을 억제하는데 탁월한 효과를 나타내는 자전거 및 보행자 전용도로 조성물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 대표적인 일 측면에 따르면, 아크릴우레탄 수지, 골재, 산화마그네슘, 실리콘 카바이드 분말, HALS계 자외선 안정제, 이소도데칸 및 우르소데스옥시 콜린산을 포함하는 자전거 및 보행자 전용도로 조성물이 개시된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 아크릴우레탄 수지, 골재, 산화마그네슘, 실리콘 카바이드 분말, HALS계 자외선 안정제, 이소도데칸 및 우르소데스옥시 콜린산을 포함하는 조성물을 제조하는 조성물제조단계;

상기 조성물을 소지면에 5-20㎜의 두께로 도포하는 도포단계; 및

상기 도포된 소지면을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 자전거 및 보행자 전용도로의 시공방법이 개시된다.

본 발명에 따른 조성물은 도막의 유연성 및 내구성이 향상된 자전거 및 보행자 전용도로 조성물을 제공하는데 효과적이며, 상기 조성물로 시공된 소지면은 미끄럼저항성이 우수하고, 변색 및 크랙의 발생을 억제하는데 탁월한 효과를 나타낸다.

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.

일구현예에 따르면, 상기 아크릴우레탄(Acrylicurethane resin) 수지는 아크릴의 장점인 투명성과 내수성 내화학성 등의 장점을 가지며, 우레탄의 유연성과 방수성을 혼합한 형태로써, 초기의 내수성과 내화학성을 발현하는 역할을 한다.

상기 골재는 건설용 골재 분말로써, 도포면의 미끄럼에 대한 저항성 및 재귀반사 기능을 향상시키는 역할을 하며, 0.1-5.0 mm 정도의 크기로 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 골재는 아크릴우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 30 내지 50 중량부인 것이 바람직하며, 함량이 30 중량부 미만인 경우에는 미끄럼에 대한 저항성 및 재귀반사 기능이 저하될 우려가 있으며, 50 중량부를 초과하는 경우에는 전체 조성물의 물성이 저하하거나 또는 조성물의 구성성분들이 제대로 혼합되지 않을 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는 상기 골재는 세라믹 골재인 것이 바람직하며, 입자의 크기가 1-2mm 정도인 것이 바람직하며, 모스 경도가 6.5-7.5 정도로 경도면에서도 강하고 변색이 거의 일어나지 않는다. 또한, 먼지가 적고 접착성이 양호하여 시공성, 경제성 및 작업성 면에서도 효과적이다.

상기 산화마그네슘은 아크릴우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 2 내지 10 중량부를 포함하여, 조성물을 신속하게 경화 및 응고시키는 역할을 한다. 상기 함량이 2 중량부 미만이면 조성물의 경화속도가 느려지므로 바람직하지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 경화속도가 빨라져 작업성이 떨어지는 문제점을 가진다.

상기 실리콘 카바이드 분말은 도막 형성 시, 도막의 표면을 치밀하게 하여 경도가 높은 표면을 형성시키면서 내구성을 증진시키며, 표면을 수밀성 있게 하여 외부로부터 습기 및 습윤의 침투를 방지함으로써, 내습성, 내후성, 내충격성, 내약품성 및 자외선으로부터 도막을 보호하고 열적 안정성을 제공하고, 상기 아크릴우레탄 수지의 중성화 및 염화를 방지하는 등 도막의 내구성을 장시간 유지시켜주는 역할을 한다. 상기 실리콘 카바이드는 아크릴우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 10 내지 25 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 함량이 10 중량부 미만이면 상술한 효과가 미미하고, 25 중량부를 초과하여 사용할 경우에는 점도 및 비중이 증가하여 작업성이 저하되고 다른 필수 구성 성분을 충분하게 사용하지 못하기 때문에, 상술한 사용범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 자외선 안정제는 수지 등의 고분자 화합물이 자외선 등의 빛에 의해서 분해되어 노화가 일어나는데, 즉, 변색, 표면 갈라짐, 기계적 물성저하 등의 현상을 방지하기 위한 역할을 한다. 구체적으로, 상기 자외선 안정제는 HALS(Hindered Amine Light Stabilizer)인 것이 바람직하며, 상기 HALS는 광분해반응 중 생성된 자유라디칼을 제거하여 광산화반응을 정지시키는 역할을 한다. 상기 HALS는 흡수제와는 달리 표면의 보호 작용이 우수하고 얇은 단면을 갖는 제품에도 적용이 가능하다. 상기 자외선 안정제는 아크릴우레탄 수지 100중량부에 대하여, 1 내지 5중량부를 포함하는 것이 바람직한데, 상기 함량범위를 벗어나는 경우에는 그 효과가 미미하거나 조성물의 결합력을 저해하여 바람직하지 않다.

상기 이소도데칸(Isododecane)은 아크릴우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 8 내지 20 중량부를 포함하여, 전체 조성물 간의 결합력을 상승시키고 변색을 방지하는 역할을 한다. 상기 함량이 8 중량부 미만이면 그 효과가 미미하여 바람직하지 않고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 조성물 간의 결합력이 떨어지는 문제점을 나타낸다.

상기 우르소데스옥시 콜린산(Ursodesoxycholic acid)은 도막의 유연성 및 내충격성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 우르소데스옥시 콜린산은 아크릴우레탄 수지 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직한데, 상기 함량이 2 중량부 미만이면 그 효과가 미미하여 바람직하지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 조성물의 경화시간을 저해하여 바람직하지 않다.

다른 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 도로 노면의 차선 등을 표시하기 위한 첨가제로, 필요한 색상을 선택하여 착색할 수 있으며, 백색, 황색 및 청색이 일반적으로 사용되고 있다. 상기 안료의 함량은 아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부인 것이 바람직한데, 상기 함량이 1 중량부 미만이면 조성물이 도로에 착색되었을 때 색상이 나타나지 못해 바람직하지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 전체 조성물의 점도가 증가하고 물성이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 다른 측면은 아크릴우레탄 수지, 골재, 산화마그네슘, 실리콘 카바이드 분말, 이소도데칸 및 우르소데스옥시 콜린산을 포함하는 조성물을 제조하는 조성물제조단계;

상기 도포된 소지면을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 자전거 및 보행자 전용도로의 시공방법에 관한 것이다.

일구현예에 따르면, 상기 조성물제조단계는 아크릴우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 골재 30 내지 50 중량부, 산화마그네슘 2 내지 10 중량부, 실리콘 카바이드 분말 10 내지 25중량부, 이소도데칸 8 내지 20 중량부 및 우르소데스옥시 콜린산 2 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

다른 구현예에 따르면, 상기 조성물은 안료 1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 조성물에 대한 구체적인 설명은 앞서 설명한 내용과 동일하므로 생략하기로 한다.

상기 도포단계는 소지면에 오염물질이 없도록 전처리하여 상기 조성물을 5-20㎜의 두께로 도포하는 것이 바람직하다.

상기 경화단계는 상기 조성물이 도포된 소지면을 1 내지 5시간 방치하여 상기 조성물을 경화시키는 것이 바람직하다.

이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

[ 실시예 1-4 및 비교예 1-2]

반응기에 아크릴우레탄 수지, 세라믹 골재, 산화마그네슘, 실리콘 카바이드 분말, HALS, 이소도데칸 및 우르소데스옥시 콜린산을 투입한 후, 30분 동안 교반하여 자전거 및 보행자 전용도로 조성물을 제조하였다.

(단, 각 성분의 함량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.)

성분(중량부)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
아크릴우레탄 수지	100	100	100	100	100	100
세라믹 골재	30	40	50	20	40	40
산화마그네슘	2	6	10	6	6	6
실리코카바이드 분말	10	18	25	18	18	18
HALS	1	3	5	3	3	3
이소도데칸	8	13	20	13	13	-
우르소데스옥시 콜린산	2	6	10	6	-	6
안료	-	5	5	5	5	5

[ 실험예1 ]

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 조성물의 압축강도, 휨 강도 및 투수계수를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었으며, 각 제반 물성의 측정/평가항목 및 그 측정방법을 다음과 같다.

(1) 압축강도: 지름 150mm, 높이 300mm 시편을 제작하여 KSF 2405 방법으로 압축강도를 측정하였다.

(2) 휨 강도: 15mm * 15mm * 60mm의 시편을 제작하여 KSF 2408 방법으로 휨강도를 측정하였다.

(3) 투수 계수: 일정한 수위차 하에서 일정 높이를 지닌 시험체를 통과하는 물의 평균속도를 측정하는 현장 투수 시험방법에 따라 측정하였다.

평가항목	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
압축강도 (Kgf/㎠)	193	211	197	178	141	133
휨강도 (Kgf/㎠)	61	58	52	65	34	22
투수계수 (10^-2cm/s)	58	61	53	49	38	21

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 4에 따른 도료 조성물은 190Kgf/㎠ 이상의 압축강도와 50Kgf/㎠ 이상의 휨강도를 나타내어 우수한 내구성 및 유연성을 가짐을 확인할 수 있다. 반면에, 비교예 1 및 2를 통해 제조된 조성물은 압축강도 및 휨강도가 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있다.

[ 실험예2 ]

상기 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 조성물을 소지면에 시공한 후, KS F 2375(노면의 미끄럼 저항성 시험방법)에 의거 제작한 휠 트렉킹 공시체를 이용하여 미끄럼저항성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

(단, 변색 및 크랙 발생 여부는 육안으로 확인하였으며, 평가 기준은 하기 표 3에 나타내었다.)

평가기준	우수	양호	불량
표기방법	◎	○	X

평가항목		실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2
미끄럼저항성(BPN)		68	70	75	51	50
변색 (개월)	1	◎	◎	◎	◎	○
	2	◎	◎	◎	○	○
	3	○	○	○	×	×
크랙발생 (개월)	1	◎	◎	◎	◎	○
	2	◎	◎	◎	○	○
	3	○	○	○	×	×

상기 표 4에서 보는 바와 같이, 실시예 2 내지 4를 통해 제조된 조성물이 도포된 소지면의 경우에는 비교예 1 내지 2에 비하여 미끄럼저항성이 현저히 향상된 것을 알 수 있다. 또한, 변색 및 크랙의 발생 여부와 관련하여 1개월 단위로 3개월간 관찰한 결과, 비교예　1 내지 2를 통해 제조된 조성물이 도포된 소지면은 변색 및 크랙이 발생하였으나, 실시예 2 내지 4의 경우에는 색의 변화나 크랙의 발생정도에 있어서, 모두 우수한 물성을 나타내었다.

따라서, 본 발명에 따른 조성물은 도막의 유연성 및 내구성이 향상된 자전거 및 보행자 전용도로 조성물을 제공하는데 효과적이며, 상기 조성물로 시공된 소지면은 미끄럼저항성이 우수하고, 변색 및 크랙의 발생을 억제하는데 탁월한 효과를 나타낸다.

Claims

아크릴우레탄 수지, 골재, 산화마그네슘, 실리콘 카바이드 분말, HALS계 자외선 안정제, 이소도데칸 및 우르소데스옥시 콜린산을 포함하는 자전거 및 보행자 전용도로 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 아크릴우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 골재 30 내지 50 중량부, 산화마그네슘 2 내지 10 중량부, 실리콘 카바이드 분말 10 내지 25 중량부, HALS계 자외선 안정제 1 내지 5 중량부, 이소도데칸 8 내지 20 중량부 및 우르소데스옥시 콜린산 2 내지 10 중량부를 포함하는 자전거 및 보행자 전용도로 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 안료 1 내지 10 중량부를 더 포함하는 자전거 및 보행자 전용도로 조성물.
아크릴우레탄 수지, 골재, 산화마그네슘, 실리콘 카바이드 분말, HALS계 자외선 안정제, 이소도데칸 및 우르소데스옥시 콜린산을 포함하는 조성물을 제조하는 조성물제조단계;
상기 조성물을 소지면에 5-20㎜의 두께로 도포하는 도포단계; 및
상기 도포된 소지면을 경화시키는 경화단계;를 포함하는 자전거 및 보행자 전용도로의 시공방법.
제4항에 있어서,
상기 경화단계는 1 내지 5시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 자전거 및 보행자 전용도로의 시공방법.