KR101612544B1 - 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물, 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재, 이의 제조방법 및 미끄럼방지 도로 노면 시공방법 - Google Patents

도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물, 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재, 이의 제조방법 및 미끄럼방지 도로 노면 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물, 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재, 이의 제조방법 및 미끄럼방지 도로 노면 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 미끄럼저항성, 탄성, 내구성 및 내열성이 우수하고, 도로 노면과의 접착력이 강하여 재료분리가 일어나지 않는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물, 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재, 이의 제조방법 및 미끄럼방지 도로 노면 시공방법{Nature-friendly material for pavement of slip preventing surface composite for road, nature-friendly material for pavement using them, manufacturing method of that and method for constructing road with slip preventing surface}
본 발명은 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물, 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재, 이의 제조방법 및 미끄럼방지 도로 노면 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 미끄럼저항성, 탄성, 내구성 및 내열성이 우수하고, 도로 노면과의 접착력이 강하여 재료분리가 일어나지 않는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로를 주행하는 운전자들은 급커브 지역, 언덕길의 내리막, 가속이 필요한 지역, 네거리, 횡단보도, 로터리 등과 같은 수시로 변하는 도로의 사정마다 대응하는 속도를 유지해야 한다. 이는 차량의 속도가 증가할수록 차량의 타이어와 도로의 아스팔트 간의 마찰계수가 떨어지면서 차량이 아스팔트로 부터 밀리거나 혹은 미끄러지게 되면서 사고가 유발되기 때문이다. 또한, 눈 또는 비로 인한 아스팔트 표면의 결빙 또는 아스팔트의 수막현상에 의해 차량이 미끄러지는 사고를 방지하기 위해 규정속도 이하로 감속운행을 해야 한다. 그러나 대부분의 운전자들은 상기의 준수사항을 인지하면서도 평소의 운전습관에 의해 잘 이행되지 못하여 인적, 물적 사고를 유발하게 된다.
이를 예방하기 위해 도로 노면에 미끄럼방지 시설을 많이 사용하여 왔으며, 종래에는 안전사고에 대한 관심이 높아지면서 시가지 교차로의 진입로, 급커브길 및 경사로 등의 미끄럼 방지 포장, 학교 앞, 횡단보도의 전방도로 및 주차장 등의 미끄럼방지 시설 및 기타 교통사고 다발지역 등에 노면 미끄럼방지 시설을 설치하여 사용하고 있다.
종래의 미끄럼방지 시설은 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.
종래의 미끄럼방지를 위한 조성물로는 에폭시, MMA(Methyl Meta Acrylate) 등과 같은 열경화성 에폭시 수지가 있으며 이 열경화성 에폭시 수지에 골재 등을 혼합하여 현장에서 시공하는 방법이 있다. 즉, 비탈길이나 곡면 도로의 아스팔트나 시멘트 도로상에 이물질이나 먼지를 제거한 수 미끄럼 방지 시설을 할 곳을 선정하여 테이프 등으로 그 면적을 테이핑한 후, 여기에 프라이머, 경우에 따라서는 곧바로 열경화성 에폭시 수지를 도포한 후, 그 위에 미끄럼방지 소재인 골재, 또는 제강 슬러그, 적별돌 조각 등을 뿌린 후 그 위에 롤러(roller)로 눌러 일정한 두께로 한 후 이것을 3~4시간 방치하면 열경화성 에폭시 수지가 미끄럼 방지 골재 속으로 스며들어 열경화시켜 굳게하는 것이다. 이와 같은 미끄럼 방지 시공은 4~5시간 정도로 비교적 장시간이 소요되어 시공 중 도로정체가 되는 원인이 되고, 급히 시공하는 때에는 균일한 미끄럼 방지 시공이 어려운 문제점이 있다. 또한, 열경화성 에폭시 수지를 사용하므로 동절기나 습기가 있는 새벽이나 야간에는 시공이 불가능한 문제점이 있다. 이 뿐만 아니라, 열경화성 수지는 온습도에 민감하여 기후 상황에 따라 경화제의 양을 조절해서 혼합 사용하여야 하는 바, 부족하거나 과다한 경화제 투입시 오히려 경화가 지연되는 현상이 발생하였다. 따라서 매우 조심스러운 배합기준이 요구되어 완벽한 시공에 많은 시공경험을 필요로 하였다.
종래 기술 중 한국등록특허 제10-0171675호에는 재강슬러그 또는 보크사이트인 골재 50% 이상과, 수지에스테르 16~18%와, 저밀도 폴리에틸렌 10~ 13%와, 활성탄 2~4%와, 고무 2~4%와, 돌가루 및 사기질 규석의 충진재 10~20%를 210~250℃에서 가열 용융시켜 포장도로의 미끄럼방지 포장재를 구성하고, 이 미끄럼방지 포장재를 노면에 균일한 두께로 도포하여 평탄작업을 한 후 상온에서 10~15분간 경화시키도록 하고 있다. 이러한 종래의 도로용 미끄럼방지 포장재는 제품 도포시 광물인 보크사이트인 골재 성분이 하중에 의해 바닥으로 침강되어, 수지성분이 골재 표면을 감싸는 형태이므로 상대적으로 미끄럼 저항력이 떨어지며, 시간이 경과함에 따라 수지표면이 마모될 경우 침강된 골재가 수지표면으로 도출되어 미끄럼저항력을 보이나 차량통행에 의한 지속적인 충격 및 마모에 의해 골재성분이 탈락되어 미끄럼 방지재로서의 기능을 상실하게 되어 미끄럼저항성의 기능저하를 유발하며 나아가 미끄럼방지 포장재로서의 제품에 대한 신뢰성 저하를 가져오는 요인으로 작용하게 된다.
따라서, 이와 같은 종래의 미끄럼방지 포장재의 문제점을 개선할 수 있는 미끄럼방지 포장재 조성물간의 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 도로 노면과의 접착력이 강한 포장재가 필요하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하려는 첫 번째 과제는 조성물간의 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 미끄럼저항성, 탄성, 내구성 및 내열성이 우수하고, 도로 노면과의 접착력이 강하여 재료분리가 일어나지 않는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 두 번째 과제는 상기 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물을 포함하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 세 번째 과제는 상기 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 이용하여 도로 노면을 포장하기 위한 미끄럼방지 도로 노면 시공방법을 제공하는 것이다.
상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위한 본 발명은 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물에 관한 것으로서 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 골재를 포함하고, 점착제 100 중량부에 대하여, 충전제 62 ~ 92 중량부, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 5.6 ~ 8.4 중량부, 골재 56 ~ 84 중량부를 포함하는 열가소성 혼합 수지; 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 골재, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함하고, 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여, 골재 300 ~ 450 중량부, 왁스 114 ~ 171 중량부, 충전제 220 ~ 330 중량부, 유리섬유 4 ~ 6 중량부를 포함하는 변성 EVA 혼합 수지; 및 골재 및 가소제를 포함하고, 골재 100 중량부에 대하여, 가소제 3.6 ~ 5.4 중량부를 포함하는 기능 강화제; 를 포함하며, 상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제는 1 : 0.79 ~ 1.19 : 0.61 ~ 0.91 중량비로 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 기능 강화제는 안료를 더 포함하고, 상기 기능 강화제에 포함된 골재 100 중량부에 대하여, 안료 3.6 ~ 5.4 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 변성 EVA 수지는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 100 중량부에 대하여, TAIC(Triallyl isocyanurate) 및 과산화물(hyperoxide)을 1 : 0.16 ~ 2.00 중량비로 함유한 가교제 1 ~ 7 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물 상기 점착제는 연화점 80℃ ~ 120℃를 가지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 열가소성 수지는 C5계 합성석유 수지, 로진 에스테르(rosin ester), 쿠마론 인덴(cumarone inden) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 열가소성 혼합 수지 및 변성 EVA 혼합 수지의 충전제 각각은 탄산칼슘, 석분, 실리카, 탈크, 돌로마이트 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제의 골재 각각은 보크사이트, 모래, 규사, 및 강화 폐유리 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 골재는 실란(silane)으로 코팅되어 있는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 강화 폐유리는 굴절율 1.7 이상의 폐 브라운관 디스플레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 왁스는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 왁스, 파라핀(paraffin) 왁스 및 아마이드(amide) 왁스 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 상기 유리섬유는 실란(silane)으로 코팅되어 있는 것일 수 있다.
또한, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 제조방법에 관한 것으로서 (1) 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 골재를 10℃ ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하여 열가소성 혼합 수지를 제조하는 단계, (2) 상기 열가소성 혼합 수지에 골재, 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함하는 변성 EVA 혼합 수지를 투입한 후, 10℃ ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하여 혼합물을 제조하는 단계 및 (3) 상기 혼합물에 골재 및 첨가제를 투입한 후, 10℃ ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 제조방법의 상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제는 1 : 0.79 ~ 1.19 : 0.61 ~ 0.91 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명은 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재에 관한 것으로서 본 발명에 따른 포장재 조성물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 KS F 2375 시험방법으로 측정시, 미끄럼 저항값이 50 ~ 80 BTN 일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 KS F 2386 에 준한 접합강도 시험방법으로 측정시, 도로 노면과의 접착강도는 1.80 ~ 2.5 N/㎟ 일 수 있다.
나아가, 상술한 세 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 미끄럼장지 도로 노면 시공방법에 관한 것으로서 (1) 본 발명에 따른 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 190 ~ 220℃로 가열하여 용융시켜 겔 상태의 포장재를 만드는 단계, (2) 상기 겔 상태의 포장재를 도로 노면에 도포하는 단계 및 (3) 상기 겔 상태의 포장재가 도포된 도로 노면을 평탄화 작업을 한 후, 10℃ ~ 35℃에서 5 ~ 10분간 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물은 종래의 도로 노면 미끄럼방지 포장재 조성물보다 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 미끄럼저항성, 탄성, 내구성 및 내열성이 우수하고, 도로 노면과의 접착력이 강하여 재료분리가 일어나지 않는 효과가 우수하여, 이로 인해 도로 노면 미끄럼방지 포장재로 사용하기 적합한 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재, 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 도로 노면 미끄럼방지 포장재는 미끄럼방지 포장재 조성물간의 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 도로 노면과의 접착력이 강한 포장재가 필요하지만, 종래의 도로 노면 미끄럼방지 포장재는 그 효과가 제한적이라는 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 골재를 포함하고, 점착제 100 중량부에 대하여, 충전제 62 ~ 92 중량부, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 5.6 ~ 8.7 중량부, 골재 56 ~ 84 중량부를 포함하는 열가소성 혼합 수지;
변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 골재, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함하고, 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여, 골재 300 ~ 450 중량부, 왁스 114 ~ 171 중량부, 충전제 220 ~ 330 중량부, 유리섬유 4 ~ 6 중량부를 포함하는 변성 EVA 혼합 수지; 및
골재 및 가소제를 포함하고, 골재 100 중량부에 대하여, 가소제 3.6 ~ 5.4 중량부를 포함하는 기능 강화제; 를 포함하며, 상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제는 1 : 0.79 ~ 1.19 : 0.61 ~ 0.91 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물을 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
이를 통해, 종래의 도로 노면 미끄럼방지 포장재보다 조성물 간의 결합력이 우수하고, 도로 노면과의 접착력이 강할 뿐만 아니라 미끄럼저항성, 탄성, 내구성 및 내열성이 우수한 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 제조할 수 있다.
본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물은 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제를 포함한다.
우선, 열가소성 혼합 수지는 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 골재를 포함한다.
열가소성 혼합 수지 중 점착제는 포장재 조성물 간의 결합력 및 도로 노면과의 접착력을 강화시키는 역할을 한다.
상기 점착제는 연화점 80℃ ~ 120℃, 바람직하게는 90℃ ~ 110℃를 가지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 만일, 점착제로 연화점이 80℃ 미만인 열가소성 수지를 포함하면, 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재의 경화건조가 지연되어 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 이용하여 도로 노면을 시공 후, 교통개방에 걸리는 시간이 길어지게 될 뿐만 아니라, 하절기에 시공된 포장재 조성물이 연화되어 도로 노면에 차량이 통과할 시, 도로 노면이 눌리거나 퍼지는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 점착제로 연화점이 120℃를 초과하는 열가소성 수지를 포함하면, 경화 건조가 신속히 진행되어 가사시간이 짧아져 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 이용하여 도로 노면을 시공 후, 평탄화 시간이 충분히 못해 포장재 조성물 이탈의 위험이 있고, 동절기에는 포장재가 갈라지는 현상이 발생할 수 있다.
상기 점착제로 사용하는 열가소성 수지는 연화점 80℃ ~ 120℃을 가지는 석유계 수지, 로진계 수지, 테르핀(terpine) 수지, 쿠마론 인덴(cumarone inden) 수지 및 폴리아마이드(polyamide) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 C5계 합성석유 수지, 로진 에스테르(rosin ester), 쿠마론 인덴(cumarone inden) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
석유계 수지로서는 C5계 합성석유 수지(이소프렌(isoprene), 시클로펜타디엔(cyclopentadiene), 1,3-펜타디엔(1,3-pentadiene), 1-펜텐(1-pentene) 중 적어도 2종의 공중합체, 2-펜텐(2-pentene), 디시크로펜타디엔(dicyclopentadiene) 중 적어도 2종의 공중합체, 1,3-펜타디엔(1,3-pentadiene) 주체의 수지 등), C9계 합성석유 수지(인덴(indene), 스틸렌(stylene), 메틸인덴(methyl indene), α-메틸스틸렌(α-methyl stylene) 중 적어도 2종의 공중합체 등) 또는 디시클로펜타디엔계 합성석유 수지(디시크로펜타디엔(dicyclopentadiene)을 주체로 하는 이소프렌(isoprene) 및/또는 1,3-펜타디엔(1,3-pentadiene)과의 공중합체 등)가 사용될 수 있다. 다만, 본 발명의 석유계 수지는 이에 한정되는 것은 아니고 점착체로서 연화점 80℃ ~ 120℃을 가지는 다양한 석유계 수지가 사용될 수 있다.
로진계 수지로서는 천연 수지 로진, 변성 로진, 로진 에스테르(로진 글리세린 에스테르(rosin glycerin ester), 로진 펜타에리트리톨 에스테르(rosin pentaerythritol ester) 등) 또는 소수첨가 로진 에스테르(수소 첨가 로진 글리세린 에스테르, 수소 첨가 로진 펜타에리트리톨 에스테르 등)가 사용될 수 있다. 다만, 본 발명의 로진계 수지는 이에 한정되는 것은 아니고 점착체로서 연화점 80℃ ~ 120℃을 가지는 다양한 로진계 수지가 사용될 수 있다.
열가소성 혼합 수지 중 충전제는 포장재의 안정성 및 칙소성을 증가시키는 역할을 하며, 통상적으로 도로 노면 포장재에 첨가되는 것이라면 특별히 제한하지 않으며, 바람직하게는 탄산칼슘, 석분, 실리카, 탈크, 돌로마이트 및 황상바륨 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 탄산칼슘을 포함할 수 있다.
상기 충전제는 열가소성 혼합 수지에 포함된 점착제 100 중량부에 대하여 62 ~ 92 중량부, 바람직하게는 69 ~ 84 중량부를 포함할 수 있다. 만일 충전제가 열가소성 혼합 수지에 포함된 점착제 100 중량부에 대하여, 62 중량부 미만으로 포함될 경우 포장재의 견고성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 84 중량부를 초과하여 포함될 경우 포장재가 너무 견고해져 유연성이 저하되어 부착성을 저해하는 문제점이 있을 수 있다.
열가소성 혼합 수지 중 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 열가소성 수지의 하나로서 포장재의 탄성력 및 유연성을 부여하는 동시에 도로 노면의 손상된 부위에 스며들어 도로 노면과의 접착력을 증대시키는 역할을 한다.
상기 저밀도 폴리에틸렌은 열가소성 혼합 수지에 포함된 점착제 100 중량부에 대하여 5.6 ~ 8.4 중량부, 바람직하게는 6.3 ~ 7.7 중량부를 포함할 수 있다. 만일 저밀도 폴리에틸렌이 열가소성 혼합 수지에 포함된 점착제 100 중량부에 대하여, 5.6 중량부 미만으로 포함될 경우 포장재의 탄성력 및 유연성이 충분히 부여되지 못하여 저온에서 포장재의 크랙이 발생할 수 있으며, 8.4 중량부를 초과하여 포함할 경우 포장재가 도로 노면에 부착되는 부착성이 저해되는 문제점이 발생할 수 있다.
열가소성 혼합 수지 중 골재는 포장재에 미끄럼 방지 기능을 부여하는 역할을 하며, 통상적으로 모르타르 또는 콘크리트의 뼈대가 되는 재료로 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 보크사이트, 모래, 규사 및 강화 폐유리 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 보크사이트를 포함할 수 있다.
상기 골재 중 모래는 낱알의 지름에 따라 5mm 이상인 조골재(粗骨材), 5mm 이하의 세골재(洗骨材)로 나눌 수 있으며, 산출상태에 따라서 천연골재와 인골골재로 나눌 수 있다.
상기 골재 중 규사는 통상적인 방법으로 제조 및/또는 판매되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 1mm 내지 5mm 중 어느 하나의 지름을 갖는 것을 사용할 수 있다.
상기 골재 중 강화 폐유리는 굴절율 1.7 이상의 폐 브라운관 디스플레이를 포함한다. 굴절율 1.7 이상의 폐 브라운관 디스플레이는 구형 TV에 사용되어 왔던 유리 디스플레이의 재료일 수 있다. 이와 같이 굴절율 1.7 이상의 유리 디스플레이는 구형 tv 브라운관의 보다 선명한 색상을 구현하기 위함이며, 이러한 유리 디스플레이의 재료로 희토류 원소, 고굴절 원자재 등을 혼합 용해하여 제조할 수 있다. 일반 유리의 용해온도가 400 ~ 500℃, 특수 기능의 유리가 700 ~ 800℃이지만, 상기 굴절율 1.7 이상의 유리 디스플레이는 1,500℃ 이상의 고온에서 용해되는 재질로 세라믹 재질과 유사한 강도를 가질 수 있다. 2012년 12월 31일 이후 전면적으로 실시한 100% 디지털 TV 방송 실시로 상기 구형 TV가 매년 90만대 이상 퇴출되었고, 2020년까지 적어도 600만대 이상의 상기 구형 TV가 발생할 것으로 추청된다. 따라서, 구형 TV에서 사용된 굴절율 1.7 이상의 폐 브라운관 디스플레이의 발생량은 2020년 약 750,000 ton에 이를 것으로 추청되므로서, 이러한 폐 브라운관 디스플레이를 파쇄하여 골재로 사용할 경우, 자원 재생 및 친환경 포장재 골재로 사용될 수 있다.
상기 골재는 실란(silane)으로 코팅될 수 있는데, 실란은 골재가 포장재 조성물과 결합력을 강화시켜주는 역할을 함으로서, 골재의 탈락을 최소화할 수 있다.
상기 골재는 열가소성 혼합 수지에 포함된 점착제 100 중량부에 대하여 56 ~ 84 중량부, 바람직하게는 63 ~ 77 중량부를 포함할 수 있다. 만일 골재가 열가소성 혼합 수지에 포함된 점착제 100 중량부에 대하여, 56 중량부 미만으로 포함될 경우 미끄럼 방지 효과가 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 84 중량부를 초과하여 포함할 경우 작업성이 묽어져 포장재를 도로 노면에 도포시 입자크기가 큰 골재는 포장재 아래로 침전을 유발시켜 미끄럼 방지 효과를 저하시키는 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, 변성 EVA 혼합 수지는 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 골재, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함한다.
변성 EVA 혼합 수지 중 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지는 열가소성 수지로서 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지에 가교제를 혼합한 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 변성체 수지이다. EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지는 포장재에 혼합되어 포장재 조성물 간의 결합력 및 도로 노면과의 접착력 강화를 위하여 사용되는데, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지의 연화점은 약 50℃로 낮아 여름철에는 아스팔트 노면의 온도가 50 ~ 60℃까지 가열될 때, 연화되어 포장재가 도로 노면에 눌리는 문제점이 발생하고, 이를 방지하기 위해 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지를 포장재에 적게 포함되면 겨울철 기온 저하로 인해 포장재 조성물 간의 결합력이 떨어져 포장재가 갈라지는 문제점이 발생한다.
달리 말하면, EVA 수지는 에틸렌(ethylene)과 초산 비닐(vinyl acetate, VA)의 공중합체인데 본 발명에서 사용하는 EVA 수지는 초산 비닐을 19 ~ 28 중량%로 포함할 수 있다. 이에, EVA 수지는 용융이 잘되고 용융지수가 100 ~ 150g/100g 로 유동성이 좋아 다른 조성물과 원활한 사용성을 나타낼 수 있다. 그러나, 연화점, 융점이 낮아 빨리 용해되고 천천히 경화되는 성질을 나타내며 강인성이 낮아 기온이 높아지면 포장재 조성물의 연화를 유발하는 경향이 있다. 이러한 문제점을 나타내는 EVA 수지에 강인성(toughness)을 부여하여, 접착력, 결합력 등의 기본 성질은 보유하면서도 연성을 보완하기 위하여 본 발명에서는 변성 EVA 수지를 사용한다.
결론적으로, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지에 가교제를 혼합한 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지를 사용하는데, 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지보다 포장재 조성물 간의 결합력이 강하고, 본 발명의 포장재가 도로 노면과의 접착력을 강하게 할 뿐만 아니라 탄성 및 내구성이 우수하다. 또한, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지보다 내열성이 강하기 때문에, 여름철에 아스팔트 노면의 온도가 50 ~ 60℃까지 가열되어도 연화되지 않아 포장재가 도로 노면에 눌리지 않고, 도로 노면과의 결합력이 강해 겨울철 기온 저하에 인한 포장재가 갈라지는 문제를 방지할 수 있다.
상기 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 100 중량부에 가교제 1 ~ 7 중량부를 포함하여 제조되며, 바람직하게는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 100 중량부에 가교제 1.5 ~ 5 중량부를 포함하여 제조될 수 있다. 이 때, 가교제가 1 중량부 미만이면 포장재의 강인성 효과를 나타낼 수 없을 수 있으며, 7 중량부를 초과하면 포장재가 지나치게 단단해지는 문제점이 발생할 수 있다.
가교제는 TAIC(triallyl isocyanurate) 및 과산화물(hyperoxide)을 1 : 0.16 ~ 2.00 중량비로 함유할 수 있으며, 바람직하게는 TAIC(triallyl isocyanurate) 및 과산화물(hyperoxide)을 1 : 0.6 ~ 1.50 중량비로 함유할 수 있다. TAIC는 변성 EVA 수지의 결합력을 강화시키고, 도로 노면과의 접착력을 강화시킬 수 있으며, 과산화물은 가교반응을 촉진시키는 역할을 할 수 있다.
과산화물은 산소원자 두 개가 단일 결합을 한 음이온을 가진 화합물로서, 메틸에틸케톤 과산화물(Methyl ethyl ketone), 디쿠밀 과산화물(Dicumyl peroxide), 트리메틸시클로헥산(trimethylcycolhexane), 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane), 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산(1,1-Bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohaxane), 1,1-디-(t-부틸퍼옥시)시클로헥산(1,1-di-(tert-butylperoxy)cyclohexane), 2,2'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠(2,2'-Bis(tert-butylperoxy)diisopropylbenzene), 4,4'-비스(t-부틸퍼옥시)부틸발레레이트(4,4'-Bis(tert-butylperoxy)butylvalerate), 에틸 3,3-비스(t-부틸퍼옥시)부티레이트(ethyl 3,3-Bis(tert-butylperoxy)butyrate), t-부틸 쿠밀 과산화물(tert-butyl cymyl peroxide), 디[(t-부틸퍼옥시)-이소프로필]벤젠(di[(tert-butylperoxy)-isopropyl]benzene), t-부틸 과산화물(tert-butyl peroxide), 6,6,9,9-테트라메틸-3-메틸-3-n-부틸-1,2,4,5-테트라옥시시클로노난(6,6,9,9-tetramethyl-3-methyl-3-n-butyl-1,2,4,5-tetraoxycyclononane), 6,6,9,9-테트라메틸-3-메틸-3-에틸 카르보닐메틸-1,2,4,5-테트라옥시-시클로노난(6,6,9,9-tetramethyl-3-methyl-3-ethyl carbonylmethyl-1,2,4,5-tetraoxy-cyclononane), 에틸 3,3-디(t-부틸퍼옥시)-부티레이트(ethyl 3,3-di(tert-butylperoxy)-butyrate), 디벤조일 과산화물(dibenzoyl peroxide), 2,4-디클로로벤조일 과산화물(2,4-dichlorobenzoyl peroxide), t-부틸 쿠밀 과산화물(tert-butyl cumyl peroxide), 2,5-디메틸-2,5-디-(t-부틸퍼옥시)헥신-3(2,5-dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)hexene-3) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 사용될 수 있고, 바람직하게 트리메틸시클로헥산 또는 메틸에틸케톤 과산화물이 사용될 수 있다.
변성 EVA 혼합 수지 중 골재는 상기 열가소성 혼합 수지에 포함된 골재와 동일하거나 상이할 수 있다.
변성 EVA 혼합 수지에 포함된 골재는 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여 300 ~ 450 중량부, 바람직하게는 337 ~ 413 중량부를 포함할 수 있다. 만일 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 골재가 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여, 300 중량부 미만으로 포함할 경우 본 발명의 포장재의 미끄럼 방지 효과가 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 450 중량부를 초과하여 포함할 경우 작업성이 묽어져 포장재를 도로 노면에 도포시 입자크기가 큰 골재는 포장재 아래로 침전을 유발시켜 미끄럼 방지 효과를 저하시키는 문제점이 있을 수 있다.
변성 EVA 혼합 수지 중 왁스는 포장재의 점도조절, 침전방지 및/또는 표면처리 기능을 구현하는 역할을 한다.
상기 왁스는 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여 114 ~ 171 중랑부, 바람직하게는 128 ~ 157 중량부를 포함할 수 있다. 만일 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 왁스가 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여, 114 중량부 미만으로 포함할 경우 포장재의 용융성 및 내오염성 저하의 문제점이 있을 수 있고, 171 중량부를 초과하여 포함할 경우 포장재의 강도 저하에 따른 깨짐 발생 등의 문제점이 있을 수 있다.
상기 왁스는 폴리에틸렌(polyethylene, PE)왁스, 파라핀(paraffin)왁스, 아마이드(amide)왁스 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌왁스를 포함할 수 있다.
변성 EVA 혼합 수지 중 충전제는 상기 열가소성 혼합 수지에 포함된 충전제와 동일하거나 상이할 수 있다.
변성 EVA 혼합 수지에 포함된 충전제는 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여 220 ~ 330 중량부, 바람직하게는 247 ~ 303 중량부를 포함할 수 있다. 만일 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 충전제가 220 중량부 미만으로 포함할 경우 포장재의 견고성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 330 중량부를 초과하여 포함할 경우 포장재가 너무 견고해져 유연성이 저하되어 부착성을 저해하는 문제점이 있을 수 있다.
변성 EVA 혼합 수지 중 유리섬유는 내알칼리성으로서 포장재 조성물이 경화과정에서 생기는 소성수축 및 건조수축 균열을 억제하고, 치밀하고 견고한 조직을 형성하기 위한 보강재이다.
상기 유리섬유는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물에 3차원 입체구조로 분포되어 균열억제는 물론 충격 저항성, 마모저항성, 동결융해 저항성을 가지고 있어 고 내구성의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물을 구현할 수 있다. 또한, 유리섬유가 포장재 조성물로 포함됨으로서, 포장재의 내구성을 저하시키는 압축, 인장, 비틀림, 구부러짐, 화학적 반응 등의 영향으로부터 견디어 낼 수 있게 할 수 있다.
상기 유리섬유는 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여 4 ~ 6 중량부, 바람직하게는 4.5 ~ 5.5 중량부를 포함할 수 있다. 만일 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 유리섬유가 4 중량부 미만으로 포함할 경우 포장재의 조성물간의 결합력강화에 큰 효과를 나타내기 어려울 수 있고, 6 중량부를 초과하여 포함할 경우 포장재의 조성물 용해시 점도가 높아져 시공성이 불량하게 되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 유리섬유는 실란으로 코팅될 수 있는데, 실란이 코팅됨으로서 유리섬유는 포장재 조성물과의 결합력이 더욱 강화될 수 있다.
다음으로, 기능 강화제는 골재 및 가소제를 포함한다.
기능 강화제 중 골재는 상기 열가소성 혼합 수지에 포함된 골재와 동일하거나 상이할 수 있다.
기능 강화제 중 가소제(plasticizer)는 본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물의 가공성을 구현하는 역할을 한다.
상기 가소제는 기능 강화제에 포함된 골재 100 중량부에 대하여 3.6 ~ 5.4 중량부, 바람직하게는 4 ~ 5 중량부를 포함할 수 있다. 만일 기능 강화제에 포함된 가소제가 3.6 중량부 미만으로 포함할 경우 포장재 조성물 용해시 유동성이 낮아 본 발명의 포장재를 이용한 도로 노면 시공성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있고, 5.4 중량부를 초과하여 포함할 경우 포장재 조성물 용해시 유동성이 높아 포장재를 이용한 도로 노면 시공시 경화건조가 늦고 포장재의 강도가 낮아져 눌림이 발생할 수 있다.
상기 가소제는 폴리에스터(Polyester), 프탈레이트 (Phthalate), 포스페이트 (Phosphate), 트라이멜리테이트(Trimellitate), 알리페틱 디이스터(Aliphatic Diester) 계열의 가소제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리에스터 (Polyester) 계열 가소제를 포함할 수 있다.
상기 기능 강화제는 안료를 더 포함할 수 있는데, 안료는 도로 노면의 표시에 있어서 색상 구현 및 시인성 유지의 목적으로 필요한 색상을 선택하여 도로 노면에 착색하도록 하는 역할을 한다.
상기 안료는 기능 강화제에 포함된 골재 100 중량부에 대하여 3.6 ~ 5.4 중량부, 바람직하게는 4 ~ 5 중량부를 포함할 수 있다. 만일 기능 강화제에 포함된 안료가 3.6 중량부 미만으로 포함할 경우 구현하고자 하는 도로 노면의 표시 색상을 나타내지 못하는 문제가 있을 수 있고, 5.4 중량부를 초과하여 포함할 경우 포장재 조성물의 점도 상승으로 인한 작업성 및 경제성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 안료는 통상적으로 도로 노면에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으며, 유기 안료, 무기산화물 안료 및 산화철 안료 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물은 상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제를 1 : 0.79 ~ 1.19 : 0.61 ~ 0.91 중량비로 포함한다.
만일 열가소성 혼합 수지가 1 중량비일 때, 변성 EVA 혼합 수지가 0.79 중량비 미만 및/또는 기능 강화제가 0.06 중량비 미만으로 포함하면 포장재 조성물 간의 결합력 및 포장재의 노면 부착력이 약해지는 문제가 발생할 수 있고, 변성 EVA 혼합 수지가 1.19 중량비 초과 및/또는 기능 강화제가 0.91 중량비를 초과하여 포함하면 포장재 조성물의 시공성은 좋아질 것이나 조성물 조직에 연성이 생겨 시공 후, 조성물이 눌리거나 골재의 침강으로 인한 포장재의 미끄럼방지 기능이 저하될 수 있는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재는 앞서 설명한 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물을 이용하여 하기와 같은 방법을 통해서 제조한다.
본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재는 (1) 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 골재를 혼합 및 교반하여 열가소성 혼합 수지를 제조하는 단계, (2) 상기 열가소성 혼합 수지에 골재, 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함하는 변성 EVA 혼합 수지를 투입한 후, 혼합 및 교반하여 혼합물을 제조하는 단계 및 (3) 상기 혼합물에 골재 및 가소제를 투입한 후, 혼합 및 교반하는 단계를 포함하여 제조한다.
이 때, 상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제는 1 : 0.79 ~ 1.19 : 0.61 ~ 0.91 중량비, 바람직하게는 1 : 0.89 ~ 1.1 : 0.68 ~ 0.84 중량비로 포함될 수 있다.
만일 본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재를 제조할 때, 열가소성 혼합 수지가 1 중량비일 때, 변성 EVA 혼합 수지가 0.79 중량비 미만 및/또는 기능 강화제가 0.06 중량비 미만으로 포함하면 포장재 조성물 간의 결합력 및 포장재의 노면 부착력이 약해지는 문제가 발생할 수 있고, 변성 EVA 혼합 수지가 1.19 중량비 초과 및/또는 기능 강화제가 0.91 중량비를 초과하여 포함하면 포장재 조성물의 시공성은 좋아질 것이나 조성물 조직에 연성이 생겨 시공 후, 조성물이 눌리거나 골재의 침강으로 인한 포장재의 미끄럼방지 기능이 저하될 수 있는 문제점이 있을 수 있다.
먼저, (1) 단계에서 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌 및 골재를 10 ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하여 열가소성 혼합 수지를 제조하는데, 만일 혼합 및 교반 시간이 1분 미만일 경우 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌 및 골재가 충분히 혼합 및 교반되지 않으며, 5분을 초과할 경우 비경제적인 문제가 있을 수 있다.
상기 (1)단계의 열가소성 혼합 수지는 점착제 100 중량부에 대하여, 충전제 62 ~ 92 중량부, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 5.6 ~ 8.4 중량부, 골재 56 ~ 84 중량부를 포함할 수 있다.
다음으로, (2) 단계에서 열가소성 혼합 수지에 골재, 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함하는 변성 EVA 혼합 수지를 투입하여 10 ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하여 혼합물을 제조한다. 만일 혼합 및 교반 시간이 1분 미만일 경우 열가소성 혼합 수지와 변성 EVA 혼합 수지가 충분히 혼합 및 교반되지 않으며, 5분을 초과할 경우 비경제적인 문제가 있을 수 있다.
열가소성 혼합 수지에 포함된 충전제는 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 충전제와 동일하거나 상이할 수 있고, 열가소성 혼합 수지에 포함된 골재는 변성 EVA 혼합 수지에 포함된 골재와 동일하거나 상이할 수 있다. 만일 열가소성 혼합 수지와 변성 EVA 혼합 수지에 포함되는 충전제 및 골재가 동일할 경우에도, (1)단계 및 (2)단계를 거쳐 각각 분리 혼합하여 제조하는데, 이는 충전제 및/또는 골재 간에 뭉치는 현상을 방지하기 위함이다.
또한, 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 제조방법의 (1)단계와 (2)단계를 순차적으로 진행되는데, 만일 그 순서를 변경하거나 각 단계에서 혼합 및 교반되는 조성물들이 종류가 바뀌게 되면, 혼합 및 교반 중 조성물의 고화 현상이 발생하여 돌같이 굳어져 사용할 수 없게 되는 경우가 발생할 수 있기 때문에 각 단계는 순차적으로 진행되어야 하고, 각 단계에서 혼합되는 조성물들의 종류가 바뀌면 상기와 같은 문제가 발생할 수 있다.
상기 변성 EVA 혼합 수지는 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여, 골재 300 ~ 450 중량부, 왁스 114 ~ 171 중량부, 충전제 220 ~ 330 중량부, 유리섬유 4 ~ 6 중량부를 포함할 수 있다.
변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지에 가교제를 혼합한 후, 120 ~ 170℃, 바람직하게는 130 ~ 160℃의 온도에서 10 ~ 20분 동안, 바람직하게는 13 ~ 17분 동안 서서히 가열하여 가교한 후, 170 ~ 200℃, 바람직하게는 180 ~ 190℃의 온도로 10 ~ 20분, 바람직하게는 13 ~ 17분간 가교반응을 진행하여 변성 EVA 수지를 제조할 수 있다.
상기 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 100중량부에 가교제 1 ~ 7 중량부를 혼합하여 제조되며, 바람직하게는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 100중량부에 가교제 1.5 ~ 5 중량부를 포함하여 제조될 수 있다. 가교제는 TAIC(triallyl isocyanurate) 및 과산화물(hyperoxide)을 1 : 0.16 ~ 2.00 중량비로 함유할 수 있으며, 바람직하게는 TAIC(triallyl isocyanurate) 및 과산화물(hyperoxide)을 1 : 0.6 ~ 1.50 중량비로 함유할 수 있다.
다음으로, (3) 단계에서 상기 혼합물에 골재 및 가소제를 투입한 후, 10 ~ 35℃, 바람직하게는 20 ~ 25℃에서 1분 ~ 5분간, 바람직하게는 2분 ~ 4분간 혼합 및 교반하는데, 만일 혼합 및 교반 시간이 1분 미만일 경우 혼합물과 첨가제가 충분히 혼합 및 교반되지 않으며, 5분을 초과할 경우 비경제적인 문제가 있을 수 있다.
상기 혼합물에 투입되는 골재 및 가소제는 골제 100 중량부에 대하여 가소제 3.6 ~ 5.4 중량부를 포함하여 투입될 수 있다.
(3) 단계에서 안료가 더 투입될 수 있는데, 안료는 상기 혼합물에 투입되는 골재 100 중량부에 대하여 안료 3.6 ~ 5.4 중량부를 포함하여 투입될 수 있다.
이로써, (3) 단계의 과정이 끝나면 최종적으로 본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재를 제조할 수 있다.
본 발명은 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재로서 앞서 언급한 도로 노면 미끄럼 방지 포장재 조성물을 포함한다.
본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재를 KS F 2375 시험방법으로 측정시, 미끄럼 저항값이 50 ~ 80 BTN, 바람직하게는 70 ~ 80 BTN일 수 있다. 이는 종래의 포장재가 50 미만의 미끄럼 저항값을 가짐으로써, 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 포장재에 비해 현저히 물성이 떨어졌으나, 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 이를 만족함으로써, 미끄럼에 대한 저항이 커서 위험 요소를 감소시키는 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재를 KS F 2386 에 준한 접합강도 시험방법으로 측정시, 도로 노면과의 접착강도는 1.80 ~ 2.5 N/㎟, 바람직하게는 2.0 ~ 2.5 N/㎟일 수 있다. 이는 종래의 포장재보다 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재가 도로 노면과의 접착강도가 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
나아가, 본 발명은 (1) 상기 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 190 ~ 220℃로 가열하여 용융시켜 겔 상태로 만드는 단계, (2) 상기 겔 상태의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 도로 노면에 도포하는 단계 및 (3) 상기 겔 상태의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재가 도포된 도로 노면을 평탄화 작업을 한 후, 10 ~ 35℃에서 5 ~ 10분 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 도로 노면 시공방법을 제공한다.
도로 노면은 통상적인 도로 노면이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 콘크리트, 아스콘, 투수콘 및 수지 몰탈로 이루어진 군 중 하나 이상을 포함하는 도로 노면일 수 있다.
먼저, 앞서 언급한 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 도로 노면에 도포하기에 앞서 도로 노면의 이물질을 제거하기 위해 깨끗하게 청소한다. 청소는 청소차량에 부착된 회전브러쉬를 이용해 쓸고, 물을 뿌려 이물질을 제거한다. 이물질을 제거한 후 노면에 남은 물기를 제거한다. 이 경우 건조기로 건조시키거나 일정 시간 방치 후 자연 건조시킬 수 있다.
다음으로, (1)단계에서 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 통상적인 가열교반장치에서 190 내지 220℃, 바람직하게는 200 ~ 210℃로 가열하여 용융시켜 겔 상태로 만든다. 가열교반장치는 내부에 투입된 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 190 내지 220℃로 가열하여 용융시키면서 골고루 혼합되도록 교반시킨다. 가열교반장치는 교반조와, 교반조의 상부에 마련되어 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재가 투입되는 호퍼, 교반조의 하부에 마련되어 교반조를 가열하는 버너를 포함한다.
다음으로, (2)단계에서 겔 상태의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 시공하고자 하는 도로 노면에 도포하여 노면에 융착시킨다. 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 용융흐름을 향상시켜 도로 노면 속으로 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재가 깊게 침투되어 노면과의 접착강도를 향상시킨다.
(2) 단계에서 겔 상태의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 시공하고자 하는 도로 노면에 도포하기 전에, 도로 노면엔 구획 정리용 테이프를 부착할 수 있다. 구획 정리용 테이프는 포장재를 도포하고자 하는 도로 노면을 표시하기 위한 것으로서, 만일 구획 정리용 테이프를 도로 노면에 다양한 형태로 부착한 후, 예를 들어 사각형 형태로 도로 노면에 부착하였다면 사각형 형태 내부 도로 노면에 포장재를 도포할 수 있다.
다음으로, (3) 단계에서 도로 노면에 도포된 겔 상태의 도로 노면 미끄럼장치 친환경 포장재가 굳기 전에 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 상부가 평활하도록 평탄화 작업을 한다. 평탄화 작업은 통상적으로 수작업 또는 롤러 등을 이용하여 작업하는데 이에 한정되는 것은 아니다. 평탄화 작업을 한 후, 상기 구획 정리용 테이프는 제거한 후, 포장재를 10 ~ 35℃, 바람직하게는 15 ~ 25 ℃에서 5 ~ 10분, 바람직하게는 6 ~ 9분 경화시킨다. 이와 같이 도로 노면에 시공된 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 도로 노면과의 접착력이 강하여 재료분리가 일어나지 않는다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
준비예 1
EVA 수지(EVA1519, 한화케미칼) 100 중량부에 TAIC(Triallyl isocyanurate) 2 중량부, 메틸에틸케톤 과산화물 1.25 중량부를 혼합하여, 130℃에서 150℃까지 15분간 서서히 가열하여 가교한 후, 180℃에서 15분간 가교반응을 진행하여 변성 EVA 수지를 제조하였다.
실시예 1
(1) 교반기에 점착제인 C5계 합성섬유 수지(RC-1100R, 코오롱 유화) 143kg, 충전제인 탄산칼슘 110kg, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 10kg 및 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 100kg을 투입하여 18℃에서 60 rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 열가소성 혼합 수지 363kg을 제조하였다.
(2) 상기 교반기에 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 150kg, 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지 40kg, 표면처리를 위한 왁스(LC-402F, 라이온켐텍) 40kg, 침전방지를 위한 왁스(LC-104N, 라이온켐택) 15kg, 강도증강을 위한 왁스(GMT-1807, GMT) 2kg, 충전제인 탄산칼슘 110Kg 및 유리섬유 2kg을 투입한 후, 18℃에서 60rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 혼합물 722kg을 제조하였다.
(3) 상기 교반기에 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 265kg 및 가소제(plasticizer)인 폴리에스터(polyester, PES) 12kg을 투입한 후, 18℃에서 60rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 도로 노면 미끄럼방지 포장재를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서 사용된 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 대신 실란으로 코팅된 강화 폐유리를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
상기 강화 폐유리는 폐 브라운관 전문 공급업체에서 굴절율 1.7 이상의 폐 브라운관 디스플레이를 1 ~ 2mm 규격으로 파쇄되어 공급받았으며, 이를 회전형 볼밀에 500kg 단위로 투입하여 0.1% 희석 실란 용액을 투입하여 회전 교반한 후 건조하여 사용하였다.
실시예 3
실시예 1의 (3) 단계에서 사용된 유리섬유 대신 실란으로 코팅된 유리섬유를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1의 (2) 단계에서 사용된 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지가 35kg으로 포함되는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
실시예 5
실시예 1의 (2) 단계에서 사용된 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지가 45kg으로 포함되는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 사용된 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 대신 실란으로 코팅되지 않는 보크사이트를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1의 (2) 단계에서 사용된 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지 대신 EVA(EVA1519, 한화케미칼) 수지를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1의 (3) 단계에서 사용된 유리섬유를 사용하지 않고, 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
비교예 4
실시예 1의 (1) 단계에서 사용된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)를 사용하지 않고, 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
비교예 5
실시예 1의 (2) 단계에서 사용된 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지가 27kg으로 포함되는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
비교예 6
실시예 1의 (2) 단계에서 사용된 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지가 52kg으로 포함되는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 도로 노면 미끄럼 방지 포장재를 제조하였다.
비교예 7
(1) 교반기에 점착제인 C5계 합성섬유 수지(RC-1100R, 코오롱 유화) 143kg, 충전제인 탄산칼슘 110kg, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 10kg 및 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 100kg을 투입하여 18℃에서 60 rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 열가소성 혼합 수지 363kg을 제조하였다.
(2) 상기 교반기에 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 187.5kg, 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지 50kg, 표면처리를 위한 왁스(LC-402F, 라이온켐텍) 50kg, 침전방지를 위한 왁스(LC-104N, 라이온켐택) 18.75kg, 강도증강을 위한 왁스(GMT-1807, GMT) 2.5kg, 충전제인 탄산칼슘 137.5Kg 및 유리섬유 2.5kg을 투입한 후, 18℃에서 60rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 혼합물 811.75kg을 제조하였다.
(3) 상기 교반기에 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 331.25kg 및 가소제(plasticizer)인 폴리에스터(polyester, PES) 15kg을 투입한 후, 18℃에서 60rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 도로 노면 미끄럼방지 포장재를 제조하였다.
비교예 8
(1) 교반기에 점착제인 C5계 합성섬유 수지(RC-1100R, 코오롱 유화) 143kg, 충전제인 탄산칼슘 110kg, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 10kg 및 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 100kg을 투입하여 18℃에서 60 rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 열가소성 혼합 수지 363kg을 제조하였다.
(2) 상기 교반기에 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 112.5kg, 준비예 1에서 제조된 변성 EVA 수지 30kg, 표면처리를 위한 왁스(LC-402F, 라이온켐텍) 30kg, 침전방지를 위한 왁스(LC-104N, 라이온켐택) 11.25kg, 강도증강을 위한 왁스(GMT-1807, GMT) 1.5kg, 충전제인 탄산칼슘 82.5Kg 및 유리섬유 1.5kg을 투입한 후, 18℃에서 60rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 혼합물 632.25kg을 제조하였다.
(3) 상기 교반기에 골재인 실란으로 코팅된 보크사이트 198.75kg 및 가소제(plasticizer)인 폴리에스터(polyester, PES) 9kg을 투입한 후, 18℃에서 60rpm으로 3분간 혼합 및 교반하여 도로 노면 미끄럼방지 포장재를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 8에서 제조한 미끄럼방지 도로 노면 포장재의 물성인 미끄럼 저항값, 내마모성 및 기존면과의 접착강도를 측정하였다.
도로 노면을 치핑기로 5 ㎜의 깊이로 절삭한 후, 절삭한 부위에 겔 상태의 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1 ~ 8 중 하나의 도로 노면 미끄럼방지 포장재를 5mm로 포설하고, 210℃에서 7분 동안 경화시켜 미끄럼방지 도로 노면을 시공하였다.
상술한 바와 같이, 시공한 미끄럼방지 도로 노면을 KS F 2375 시험방법으로 미끄럼 저항값을, KS F 2762 시험방법으로 기존면과의 접착강도를 측정하였다. 또한, KS F 6080 시험방법으로 내마모성(마찰 후의 감량)을 측정하였다. 측정한 물성(미끄럼 저항값, 내마모성 및 도로노면과의 접착강도)은 하기 표 1에 나타냈다.

 포장재 시공 후 도로 노면
미끄럼 저항값
(BTN)		 내마모성
(mg/100회전)		 도로노면과의
접착강도
(N/㎟)		 미끄럼 저항값
(BTN)
실시예 1 82 35 2.4 79
실시예 2 80 33 2.3 78
실시예 3 83 30 2.4 80
실시예 4 78 37 2.2 75
실시예 5 77 34 2.5 77
비교예 1 55 42 1.2 52
비교예 2 48 55 1.0 48
비교예 3 53 57 1.3 50
비교예 4 47 60 1.1 47
비교예 5 50 47 1.0 48
비교예 6 52 52 1.3 50
비교예 7 72 35 1.0 68
비교예 8 48 25 1.2 48
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1 ~ 5는 비교예 1 ~ 8보다 내마모성이 향상된 것을 확인할 수 있으며, 미끄럼 저항값 및 접착강도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.
구체적으로, 내마모성은 시험 후의 마모감량을 기재한 수치로, 수치가 낮을수록 내마모성이 높고 내구성이 강한 조성물이다. 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 포장재인 실시예 1 ~ 5는 내마모성이 37 (mg/100회전) 이하로 내마모성이 높고 내구성이 강하다는 걸 확인할 수 있었다. 특히, 본 발명의 실시예 3은 내마모성이 30(mg/100회전)으로 가장 우수한 내마모성을 보였다.
또한, 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 포장재인 실시예 1 ~ 5는 도로 노면과의 접착강도가 2.2 ~ 2.5 (N/㎟)로 1.0 ~ 1.3(N/㎟)의 접착강도를 보이는 비교예 1 ~ 8보다 우수한 접착강도를 보였다. 특히, 실시예 1, 3, 5는 도로 노면과의 접착강도가 2.4 ~ 2.5 (N/㎟)로 가장 우수한 접착강도를 보였다.
나아가, 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 포장재인 실시예 1 ~ 5는 미끄럼 저항값이 75 ~ 80 (BTN)으로 48 ~ 68 (BTN)의 미끄럼 저항값을 보이는 비교예 1 ~ 8보다 우수한 미끄럼 저항값을 보였다. 특히, 실시예 3은 미끄럼 저항값이 80 (BTN)으로 가장 우수한 미끄럼 저항값을 보였다.
결론적으로, 본 발명의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 결합력이 우수할 뿐만 아니라, 미끄럼저항성, 탄성, 내구성 및 내열성이 우수하고, 도로 노면과의 접착력이 강하여 재료분리가 일어나지 않는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재임이 자명하다.

Claims (16)

  1. 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 골재를 포함하고, 점착제 100 중량부에 대하여, 충전제 62 ~ 92 중량부, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 5.6 ~ 8.4 중량부, 골재 56 ~ 84 중량부를 포함하는 열가소성 혼합 수지;
    변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 골재, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함하고, 변성 EVA 수지 100 중량부에 대하여, 골재 300 ~ 450 중량부, 왁스 114 ~ 171 중량부, 충전제 220 ~ 330 중량부, 유리섬유 4 ~ 6 중량부를 포함하는 변성 EVA 혼합 수지; 및
    골재 및 가소제를 포함하고, 골재 100 중량부에 대하여, 가소제 3.6 ~ 5.4 중량부를 포함하는 기능 강화제; 를 포함하며,
    상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제는 1 : 0.79 ~ 1.19 : 0.61 ~ 0.91 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기능 강화제는 안료를 더 포함하고, 상기 기능 강화제에 포함된 골재 100 중량부에 대하여, 안료 3.6 ~ 5.4 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변성 EVA 수지는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지 100 중량부에 대하여, TAIC(Triallyl isocyanurate) 및 과산화물(hyperoxide)을 1 : 0.16 ~ 2.00 중량비로 함유한 가교제 1 ~ 7 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점착제는 연화점 80℃ ~ 120℃를 가지는 열가소성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 C5계 합성석유 수지, 로진 에스테르(rosin ester), 쿠마론 인덴(cumarone inden) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 혼합 수지 및 변성 EVA 혼합 수지의 충전제는 탄산칼슘, 석분, 실리카, 탈크, 돌로마이트 및 황산바륨 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제의 골재는 보크사이트, 모래, 규사, 및 강화 폐유리 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
    실란(silane)으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 강화 폐유리는 굴절율 1.7 이상의 폐 브라운관 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 왁스는 폴리에틸렌(polyethylene, PE)왁스, 파라핀(paraffin)왁스 및 아마이드(amide)왁스 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유리섬유는 실란(silane)으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재 조성물.
  11. (1) 점착제, 충전제, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 골재를 10℃ ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하여 열가소성 혼합 수지를 제조하는 단계;
    (2) 상기 열가소성 혼합 수지에 골재, 변성 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 수지, 왁스, 충전제 및 유리섬유를 포함하는 변성 EVA 혼합 수지를 투입한 후, 10℃ ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 혼합물에 골재 및 가소제를 투입한 후, 10℃ ~ 35℃에서 1분 ~ 5분간 혼합 및 교반하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열가소성 혼합 수지, 변성 EVA 혼합 수지 및 기능 강화제는 1 : 0.79 ~ 1.19 : 0.61 ~ 0.91 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼 방지 친환경 포장재 제조방법.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 포장재 조성물을 포함하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 KS F 2375 시험방법으로 측정시, 미끄럼 저항값이 50 ~ 80 BTN 인 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재는 KS F 2386 에 준한 접합강도 시험방법으로 측정시, 도로 노면과의 접착강도는 1.80 ~ 2.5 N/㎟ 인 것을 특징으로 하는 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재.
  16. (1) 제13항의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 190 ~ 220℃로 가열하여 용융시켜 겔 상태로 만드는 단계;
    (2) 상기 겔 상태의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재를 도로 노면에 도포하는 단계; 및
    (3) 상기 겔 상태의 도로 노면 미끄럼방지 친환경 포장재가 도포된 도로 노면을 평탄화 작업을 한 후, 10℃ ~ 35℃에서 5 ~ 10분 경화시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지 도로 노면 시공방법.
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