KR101989903B1 - 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프 및 이를 이용한 미끄럼 방지 테이프 - Google Patents

시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프 및 이를 이용한 미끄럼 방지 테이프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존 미끄럼 방지 포장재의 현장 타설 및 양생 방식을 탈피하여 빠른 시공, 품질 개선 및 높은 수준의 품질관리를 제공하기 위하여, 공장에서 현장 여건을 고려하여 미리 제조된 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프를 운반하여 별도의 프라이머 공정, 가열 및 장비 없이 간편하고 빠르게 시공하는 것을 특징으로 하는 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프 및 이를 이용한 자착식 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.

Description

시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프 및 이를 이용한 미끄럼 방지 테이프 {Sheet-reinforced self-adhesive precast sealant tapes and non-slip tapes using thereof}
본 발명은 기존 미끄럼 방지 포장재의 현장 타설 및 양생 방식을 탈피하여 빠른 시공, 품질 개선 및 높은 수준의 품질관리를 제공하기 위하여, 공장에서 현장 여건을 고려하여 미리 제조된 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프를 운반하여 별도의 프라이머 공정, 가열 및 장비 없이 간편하고 빠르게 시공하는 것을 특징으로 하는 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프 및 이를 이용한 미끄럼방지 테이프에 관한 것이다.
미끄럼 방지 포장재는 차도, 보도, 자전거 전용도로, 어린이 보호구역, 미끄럼 방지구역, 주차장, 공원, 산책로 등에 시공되어 미끄럼 방지 포장을 형성함으로써 미끄럼을 방지하여 안전사고의 위험성을 감소시키는 기능을 수행한다. 구체적으로, 상기 미끄럼 방지 포장재가 도로 등의 노면에 형성될 경우, 차량 타이어와의 사이에 마찰력이 작용하도록 하여 미끄러짐을 방지할 수 있다.
또한, 미끄럼 방지 포장은 안료를 혼합하여 칼라 포장으로 시공됨으로써 도로를 다양한 색깔로 채색하여 경관을 아름답게 하기 위한 용도뿐만 아니라, 교차로, 학교 앞, 건널목 등 운전자에게 경고해야 할 필요성이 있는 도로의 일부분이나 우범지역, 유흥지역 등 보행자에게 경계심을 일깨우기 위해 도로의 일부분을 붉은 색, 황색등의 경고성 색깔로서 채색하는 용도로도 그 활용 범위가 확대되고 있다.
상기 미끄럼 방지 포장재는 시공 목적에 맞도록 도로에 대해 우수한 부착력을 발휘할 것과, 미끄럼 저항성 및 마모성 면에서 우수한 물성을 가질 것이 요구된다. 또한, 경시변화에 따른 외관의 변화가 없어야 하며, 환경 면에서도 중금속이나 휘발성 유기화합물(VOC)을 함유하지 않을 것이 요구된다.
종래 미끄럼 방지 기능을 갖는 포장재는 바인더로서 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아크릴수지, 불포화 에스테르 수지 등과 같은 열경화성 수지 또는 열가소성 수지를 각각 사용하고 있으나, 열경화성 수지를 단독으로 사용할 경우 수지 자체의 특성과 더불어 이들이 갖는 단점을 보완하기에는 한계가 있다. 예를 들면, 미끄럼 방지 포장재의 바인더로서 에폭시 수지를 사용할 경우에는 강도 및 접착력이 우수한 반면, 내충격성이 약하고 신장률이 낮아 수지 자체의 크랙 발생뿐만 아니라 소지면에 영향을 미치며, 최종적으로 포장재의 탈락으로 진행되어 하자발생의 원인이 되며, 이로 인하여 도시 미관을 저해하는 요소가 된다.
또한, 미끄럼 방지 포장재의 바인더로서 우레탄 수지를 사용할 경우에는 습기에 민감하고 에폭시 수지와 비교시 내마모성이 떨어지며, 고경도 및 고강도 포장재의 제조가 어려울 뿐만 아니라, 고강도 포장재 제조시에도 제품의 신장률이 낮고 부스러짐(Brittle)이 발생하여 에폭시 수지와 유사한 경향을 나타내게 된다.
특허 제1513765호에는 매스틱 아스팔트 바인더 조성물 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 이 발명은 피드 아스팔트 100부, 고분자 개질제 2-15부, 보강제 4-15부, 안정제 0-0.5부가 포함된 매스틱 아스팔트 바인더 조성물과 그 제조방법에 관한 것으로 매스틱 아스팔트 바인더 조성물은 소성변형 저항성과 피로균열 저항성, 시공성이 우수하며, 특히 230-250℃의 온도조건하에서 우수한 열 안정성을 가지고 있어 강상판 교량, 배수성 포장, 노후 시멘트 콘크리트 도로의 유지 보수, 반강성 포장 등의 방수를 목적으로 하는 불투수성 아스팔트 혼합물 제조에 사용이 적합하다.
특허 제1863902호는 내마모성, 미끄럼 방지 성능 및 접착강도가 우수한 미끄럼 방지포장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 표면 개질된 MMA 수지를 사용함에 따라 속건성이 우수하며, 미끄럼 방지, 접착 강도, 압축 강도 및 내마모성 등의 물성이 크게 향상되고, 표면 개질된 MMA 수지와 경화제를 현장 여건에 맞게 적절한 배합비로 혼합하여 포설하고 경화시키기 때문에 시공 기간을 단축하고 작업 과정을 감소시킬 수 있으며, 일라이트 첨가로 인해 음이온을 방출하고 유해성 중금속 및 VOC 함량을 현저히 낮출 수 있는 내마모성, 미끄럼 방지 성능 및 접착강도가 우수한 미끄럼 방지포장재가 명시되어 있다.
특허 제1014423호에는 주제부 100 중량%에 대하여 폴리메틸메타아크릴레이트 5~10 중량%, 메틸메타아크릴레이트 10~30 중량%, 에틸헬실아크릴레이트 5~10 중량%, 석영골재 10~20 중량%, 용융산화알루미늄 10~20 중량%, 충진제 25~35 중량%, 파라핀왁스 1~3 중량%, 착색안료 2~4 중량%로 포함되고, 경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 과산화벤조일 40~50 중량%, 디옥틸프탈레이 50~60 중량%로 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 상온경화형 미끄럼 방지 포장재에 관하여 명시되어 있다.
특허 제1148963호는 비스페놀 A형 에폭시수지 80~90중량%, 비할로겐 난연 에폭시 수지 10~20중량%에 대하여 아민 말단의 우레아 프리폴리머 수지 5~10중량%를 혼합 교반하고 80~120℃에서 3~5시간 유지시켜 제조한 에폭시 폴리우레아 하이브리드 수지 35~44중량%; 골재 25~35중량%; 충전제 20~25중량%; 반응성 희석제 5~10중량%; 첨가제 2~5중량%; 및 안료 4~7중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 에폭시-폴리우레아 하이브리드 수지를 이용한 미끄럼 방지 포장재 조성물에 관한 것이다.
특허 제0837763호에는 에폭시 수지 20~50중량%, 세라믹 5~15중량%, 규사 5~15중량%, 석영 5~15중량%, 제강슬러그 5~10중량%, 보크사이트 5~10중량%, 혼합 골재 5~10중량%, 플라이애시 1~5 중량%, 붕산염 1~4 중량%를 포함하는 조성물을 통하여 도로를 주행하는 차량의 미끄럼 방지를 위해 노면에 시공되는 포장층의 내구성 및 결합력을 증가시켜 시공 이후 차량 통행에 따른 타이어 마찰력으로 인해 포장층이 파손되거나 골재가 이탈되는 등의 문제를 개선한 미끄럼 방지 포장공법에 대하여 명시되어 있다.
상기 미끄럼 방지 포장 공법들은 현장에서 MMA, 에폭시 수지 및 폴리우레아 등 고분자 재료를 골재 및 안료와 혼합하여 타설 및 시공하는 방식이기 때문에 이질 재료에 의하여 기존 아스팔트 포장 노면과의 부착력 저하, 온도에 따른 수축 및 팽창에 기인한 균열, 양생 시간 확보에 따른 시공 지연, 현장 타설 방식에 의한 품질 저하 등 공용성이 크게 저하되는 단점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 기존 미끄럼 방지 포장재의 현장 타설 및 양생 방식을 탈피하여 빠른 시공, 품질 개선 및 높은 수준의 품질관리를 제공하기 위하여, 공장에서 현장 여건을 고려하여 미리 제조된 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프를 운반하여 별도의 프라이머 공정, 가열 공정 및 시공 장비 없이 간편하고 빠르게 시공하는 것을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프 및 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프를 제공하려는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명자들은 공장에서 현장 여건을 고려하여 미리 제조되어 현장에서 간편하게 시공할 수 있는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프를 발명하였다. 구체적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프의 제조는 아스팔트 포장면과 부착력 개선 및 이형필름 제거로 간편하게 시공하기 위해 시트가 보강된 자착식 실란트 조성물 함유 테이프를 제조하는 단계(S1); 자착식 실란트 조성물 함유 테이프 상부에 설치되어 미끄럼 방지 기능을 가지는 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하는 단계(S2); 미끄럼 방지 포장재 조성물을 자칙식 실란트 조성물 함유 테이프에 접착하는 단계(S3); 자착식 실란트 조성물 테이프 위에 접착된 미끄럼 방지 포장재 조성물을 양생하여 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프를 완성하는 단계(S4));를 포함하여 이루어진다.
본 발명은
이형필름층;
이형필름층 위에 형성되며, 이형필름층을 제거하고 도로 포장면에 부착 시공하는 제1 실란트층;
제1 실란트층 위에 형성되는 시트층;
시트층 위에 형성된 제2 실란트층; 및
제2 실란트층 위에 형성된 부직포층;을 포함하는 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 제1 실란트층 및 제2 실란트층이
주 바인더 38-44중량%;
탄성 부여제 18-22중량%;
점착 부여제로서 화학식 1로 표시되는 화합물 6-10중량%;
가소제 3-6중량%; 및
충전재 20-30중량%;를 포함함을 특징으로 하는 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프에 관한 것이다.
Figure 112019034124446-pat00001
<화학식 1>
(단, 상기 R은 방향족 환으로 치환된 알킬기, 상기 R'은 방향족 환, 상기 R＂은 아민계 폴리부타디엔 고무의 탄소 사슬임)
또한, 본 발명은 상기 시트층의 시트가 천연섬유 시트, 유리섬유 시트, 탄소섬유 시트, 나일론 시트, 폴리프로필렌 섬유 시트, 폴리에틸렌 섬유 시트 및 현무 섬유 시트 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프를 모재로 하여 다음의 구성으로 형성되는 도로용 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
즉, 본 발명은
이형필름층;
이형필름층 위에 형성되며, 이형필름층을 제거하고 도로에 붙이는 제1 실란트층;
제1 실란트층 위에 형성되는 시트층;
시트층 위에 형성된 제2 실란트층;
제2 실란트층 위에 형성된 부직포층; 및
부직포층 위에 형성되며, 나노 분말, 나노 화이버, 미끄럼 방지용 골재 및 고분자 수지 바인더를 포함하는 미끄럼 방지층;을 포함하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 미끄럼 방지층이 나노 분말 0.5~3중량%, 나노 화이버 0.1~1중량%, 미끄럼 방지용 골재 80~89중량% 및 고분자 수지 바인더 10~19중량%를 포함함을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 나노 분말이 나노 알루미노실리케이트, 나노 실리카, 나노 이산화티타늄 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 나노 화이버가 나노 탄소섬유 및 나노 알루미나 화이버 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 고분자 수지 바인더가 에폭시 수지, MMA(methyl methacrylate) 수지, 우레아 수지, 폴리우레아 수지 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 미끄럼 방지용 골재가 제강 슬래그, 재생골재 및 폐유리 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 미끄럼 방지층에 안료가 더 포함된 것을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프가 임의의 형상으로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1 실란트층 및 제2 실란트층이
주 바인더 38-44중량%;
탄성 부여제 18-22중량%;
점착 부여제로서 화학식 1로 표시되는 화합물 6-10중량%;
가소제 3-6중량%; 및
충전재 20-30중량%;를 포함함을 특징으로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프에 관한 것이다.
Figure 112019034124446-pat00002
<화학식 1>
(단, 상기 R은 방향족 환으로 치환된 알킬기, 상기 R'은 방향족 환, 상기 R＂은 아민계 폴리부타디엔 고무의 탄소 사슬임)
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 구성을 좀 더 자세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 자착식 실란트 조성물 함유 테이프는 도로 포장의 균열, 거북등 균열 및 신축 이음 등의 보수 및 방수 기능을 확보하기 위하여 사용된다.
자착식 실란트 조성물 함유 테이프는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프의 모재로서 미끄럼포장 시공시 아스팔트 포장면과 부착되는 부분으로 하부층과의 부착력 및 상부 미끄럼 방지 포장층과의 부착력이 동시에 요구된다. 특히 기존 미끄럼 방지 포장 공법에서는 시공 전 아스팔트 포장면에 프라이머를 도포하여 부착력을 확보하는 반면, 본 발명에서는 프라이머 전처리 공정 없이 자착식 실란트 조성물 테이프의 자착 부착력에 의해 공용성을 확보한다.
자착식 실란트 조성물 함유 테이프는 다음과 같이 제조되는 것을 특징으로 한다.
자착식 실란트 조성물은 주바인더로 석유수지 38-44중량%, 탄성 부여제 18-22중량%, 점착 부여제 6-10중량%, 가소제 3-6중량%, 충전재 20-30중량%의 혼합으로 이루어진다. 석유수지는 석유의 정제과정에서 부산물로 얻어지는 탄화수소계 수지로 지방족과 방향족이 있다. 구체적인 예로 코오롱 인더스트리의 A-1100, P-90, P-120, P-120HS, P-140, P-150 등이 사용될 수 있다. 탄성 부여제로는 천연고무, 스티렌-부타디엔 공중합체(SB), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체(SIS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SEBS), 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(EVA), 에틸렌에틸아크릴레이트 공중합체 (EEA), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머(EPDM) 등을 사용할 수 있다. 이러한 물질들은 고무상으로 가교되어 있으며 유리전이온도(Tg)가 낮고 자체에 탄성이 있다. 이들은 재료에 탄성을 부여해 주고 형태를 유지해 주고 보수재의 늘어짐을 방지한다. 또한, 겨울철에는 접착제 성분이 갈라지지 않도록 해준다. 이들은 혼합물의 강도나 탄성 및 유연성을 고려해서 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 탄성 부여제의 적절한 사용량은 전체 조성물 중 18-22중량%이다. 18% 이하에서는 혼합물에 적절한 탄성을 부여하지 못하며 22% 이상에서는 과량 첨가에 의하여 혼합물의 강도가 상대적으로 약해진다.
점착 부여제는 방향족 1가 알콜과 방향족 디카복실산 및 분자 말단에 반응성의 아미노기(-NH2)를 2개 갖는 장쇄 폴리부타디엔 고무인 ATBN (amine-terminated butadiene nitrile copolymer) 고무를 차례로 반응시켜 제조된다. 방향족 1가 알콜의 종류에 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 벤질 알콜, 신나믹 알콜, β-페닐에틸알콜 등을 사용할 수 있다. 디카복실산의 종류에 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 무수프탈산, 2,2'-바이벤조익산(2,2'-bibenzoic acid) 등을 사용할 수 있다. ATBN(amine-terminated butadiene nitrile copolymer)은 분자 내에 극성의 니트릴(-C≡N) 구조와 아미노기(-NH2)를 갖는 반응성 액상 고무이다. ATBN 고무의 일례로는 BF Good-rich Co. 제품이 있는데 이것은 분자량 1800~2000이다.
재료를 부드럽게 만들거나 점착 부여제를 녹이기 위해서 가소제가 사용된다. 가소제를 예시하면 DOP(di-octylphtalate), DBP(di-butylphtalate), TCP (tri-cresylphtalate), 공정유(process oil) 등이 있다. 이들 가소제는 분자량 500~1500인 것으로서 지방족, 지환족, 방향족 가소제가 있으며, 이들은 점착제를 녹이고 혼합물의 점도를 낮추어 젖음성, 침투성, 작업성을 조절하는 역할을 한다. 가소제로 이용 가능한 공정유의 실례로는 미창오일(주)의 N-1, N-2, N-3, A-2, A-3 등이 있다. 가소제 사용량은 전체 실란트 조성물 중 3~6중량%이다. 3% 미만으로 사용하면 점착 부여제를 충분히 적셔주지 못하고 6% 초과하여 사용하면 저분자물이 너무 많아져 혼합물의 강도가 저하된다.
충전재는 유기 또는 무기 충전재를 사용할 수 있다. 충전재는 분말 형태로 이루어진 것이 사용되며, 실리카, 탄산칼슘, 고로슬래그 미분말, 폐타이어 분말 및 무기안료 등이 사용된다. 충전재의 적절한 사용량은 전체 성분 중 20-30중량%이다. 20% 미만에서는 성형물의 형태 유지나 성형물 표면의 점성 저하 등의 효과가 적고, 30%를 초과하면 혼합물의 유동성이 나빠져 성형이 원활하지 않다. 이들 충전재를 적당량 사용하면 성형물의 유동성을 제어할 수 있어 적당한 두께와 폭으로 띠 모양의 압출 성형품을 만들 수 있다. 그러나 무기 충전재를 너무 많이 사용하면 유동성이 나빠져 압출 작업이 어려워진다.
자착식 실란트 조성물 함유 테이프는 상기 실란트 조성물을 성형하여 하부에 이형필름 및 상부에 부직포를 부착하여 제조된다. 이형필름은 롤 형태로 제조 및 보관 시 실란트 조성물이 서로 붙는 것을 방지한다. 상부에 부착되는 부직포는 실란트 조성물의 이탈 및 변형 등을 방지하고 상부에 시공되는 미끄럼 방지 포장재와의 부착성을 증진시킨다.
또한, 자착식 실란트 조성물 함유 테이프 시공 후 여름철 고온 현상에 의해 테이프 내부의 실란트가 밖으로 유출되는 것을 방지하고, 중차량에 의한 밀림 현상 방지 및 하부 아스팔트 포장체의 균열 억제 등을 목적으로 실란트 조성물 중간에 시트(Sheet)를 보강한다. 시트는 천연 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 나일론, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유 및 현무 섬유 등 시트(Sheet) 형태를 가지는 섬유 중 1종 이상을 사용할 수 있다.
미끄럼 방지 포장재 조성물은 나노 분말 0.5-3중량%; 나노 화이버 0.1-1중량%; 미끄럼 방지용 골재 80-89중량%; 및 고분자 수지 바인더 10-19중량%;를 포함하여 제조된다. 필요에 따라 안료 5-10중량%를 상기 미끄럼 방지 포장재 조성물에 부가할 수 있다.
상기 나노 분말은 층상 형태를 가지고 있어 고분자에 첨가제로 사용되면 나노 크기의 판상으로 분산이 용이하며, 나노 분말이 첨가된 고분자 복합재는 고분자 매트릭스와 나노 입자 간의 계면의 넓이와 그에 따른 계면 상호작용의 정도가 기존의 마이크로미터 수준의 복합재와는 비교할 수 없을 정도로 크다. 그 결과로 기존의 복합재 물성과 비교하여 인장강도, 접착강도 등 기계적, 열적 특성뿐만 아니라 내화학성, 내마모성 등에서 우수한 특성을 보여준다. 또한, 고분자의 전체 체적의 이동도가 나노입자들의 존재로 인하여 제약을 받기 때문에 유리전이 온도 Tg의 증가를 나타내며, 고분자가 이동하지 못하고 나노입자의 표면에 강하게 흡착되어 있기 때문에 기계적 강도의 향상을 가져온다.
나노 분말로는 나노 알루미노실리케이트, 나노 실리카, 나노 이산화티타늄 등이 사용되며, 바람직하게는 나노 알루미노실리케이트가 사용될 수 있다.
미끄럼 방지 포장재는 차량에 대하여 항시 높은 마찰력을 받기 때문에 골재 탈리, 균열 및 마모 등 포장 파괴 요소가 많이 존재한다. 미끄럼 방지 포장재에 나노 화이버를 첨가할 경우 에폭시와 나노 화이버의 매트릭스에서 강화 섬유로 인하여 균열이 전파할 때 저항하는 파괴인성을 크게 증가시킬 수 있다. 나노 화이버가 에폭시 매트릭스에 잘 분산되어 균질한 나노복합 조성물을 형성하고 우수한 비표면적을 갖게 되며 나노 화이버 자체가 가지는 높은 인성과 기계적 특성으로 인하여 외부로부터의 충격을 완화해 주기 때문에 나노 화이버의 사용은 미끄럼 방지 포장재의 성능을 향상시키는 주요한 요소가 될 수 있다.
기존 미끄럼 방지 포장재는 하부 아스팔트 포장층과 상부 고분자 계열 바인더와의 열팽창계수 차이로 인해 고온 및/또는 저온환경에서 수축 및 팽창에 의해 균열이 발생하는 단점을 내포하고 있다.
본 발명에서는 위 문제를 해결하기 위하여 아스팔트 포장층과 열팽창계수가 유사한 자착식 실란트 조성물을 포함하는 프리캐스트 테이프를 미끄럼 방지 포장재의 하부층으로 사용하여 수축 및 팽창의 차이에 기인한 균열 발생 및 진전을 억제한다.
나노 화이버로는 나노 탄소섬유 또는 나노 알루미나 화이버 등이 사용될 수 있다.
고분자 수지는 에폭시, MMA, 우레아, 폴리우레아 등 미끄럼 방지 포장재의 접착성능을 발휘할 수 있는 것 중 선택하여 적용할 수 있다.
아래에서는 고분자 수지의 한 예로 에폭시 수지에 대해 구체적으로 설명한다.
에폭시 수지 바인더 제조를 위한 에폭시 수지는 종류에 특별한 제한은 없으나, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 AD형, 또는 이를 변성시킨 것 중에서 하나 이상을 선택하는 것이 바람직하며, 이 중 비스페놀 A형이 좀 더 바람직하다. 가소성 수지로는 액상 지방족 에폭시 수지를 사용하였다. 에폭시 주제를 100중량%로 볼 때 상기 에폭시 수지는 60~80중량%, 가소성 수지는 20~40중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 에폭시 수지와 가소성 수지로 구성되는 주제를 100중량부로 할 때 경화제는 폴리아민과 석유수지계 바니시로 구성되며, 필요에 따라 안료 및 첨가제를 부가할 수 있다. 경화제를 100중량%로 볼 때 폴리아민은 40~60중량%, 석유수지계 바니시는 40~60중량%로 구성되는 것이 바람직하다. 폴리아민은 지방족 폴리아민, 방향족 폴리아민, 지환족 폴리아민 및 이들 분자의 말단에 적어도 한 개의 제1급 아민기를 가진 폴리아미드류로 변성시킨 것 중 선택된 1종 이상을 포함하며, 바람직하게는 지방족 폴리아민을 사용한다. 상기와 같이 2액 무용제형인 특수변성 에폭시 수지를 주제로 한 접착제 조성물은 주제(A):경화제(B)의 혼합비가 1:1~3:1이며, 2:1이 바람직하고, 현장에서 용이하게 제조할 수 있으며, 저점도이므로 혼합 교반이 용이하고, 도포 작업성이 매우 우수할 뿐만 아니라 바탕면 표면의 요철 부분에도 침투가 용이하여 바탕면과의 부착성을 현저히 향상시킬 수 있다.
미끄럼 방지용 골재로는 내마모성이 우수한 경질 골재를 사용하는 것이 바람직하며, 예컨대 제강 슬래그, 폐유리, 재생골재 및 규사 등을 1종 이상 사용할 수 있다.
안료는 미끄럼 방지 포장재 조성물에 필요에 따라 선택적으로 추가할 수 있으며, 아연, 티탄, 철, 크롬 등의 산화물, 황화물, 크롬산염, 페로시안화염 등의 무기안료 및/또는 적토, 황토, 백토, 금속 분말 안료 등이 사용된다.
미끄럼 방지 포장재 조성물을 자착식 실란트 조성물 테이프에 접착하는 단계(S4)는 다음과 같이 수행된다.
미끄럼 방지 포장재 조성물을 먼저 혼합한 후 자착식 실란트 조성물 테이프 위에 고르게 분산시켜 미끄럼 방지 포장재 조성물을 자칙식 실란트 조성물 테이프에 접착(S3)할 수 있다. 또한, 테이프에 분산된 미끄럼 방지 포장재 조성물이 경화가 진행되면서 점도가 높아지는 단계에서 표면 거칠기를 증가시키기 위하여 철솔을 사용하여 면을 긁어주는 방법을 적용할 수 있다. 또는 자착식 실란트 조성물 테이프 위에 에폭시 바인더(주제+경화제)를 도포한 후 골재를 고르게 분산시킨다. 골재가 분산되어 경화가 일부 진행된 후 나노 복합 바인더(에폭시 주제 및 경화제, 나노 분말, 나노 화이버)를 골재 위에 도포한 후 롤러 등을 이용하여 거친 표면을 형성할 수 있다.
위와 같이 미끄럼 방지 포장재 나노복합 조성물을 자칙식 실란트 조성물 테이프에 접착한 후 강도 발현을 위하여 양생을 실시하여 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 포장용 테이프를 완성한다(S4).
자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 포장 테이프는 임의의 형상으로 제조할 수 있다. 예컨대 장방형으로 도로를 가로지르는 형태로 제조할 수 있고, 원형, 별모양, 삼각형, 번개 모양, 숫자, 문자 등 다양한 형상을 구현하여 시공 장소에 따라 다른 모양으로 시공할 수 있다.
완성된 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 포장 테이프는 현장에 운반되며, 미끄럼 방지 포장을 위한 아스팔트 포장 표면에 별도의 프라이머 처리 및 가열 공정 없이 이형필름을 제거한 후 포장 표면에 부착 시공할 수 있다.
본 발명은 본 출원인의 특허 제1844867호를 개선 및 응용한 것으로서, 종래 테이프형 도로 보수용 실란트의 실란트층에 시트를 더하여 테이프형 실란트 시공 후 여름철 고온 현상에 의해 테이프 내부의 실란트가 밖으로 유출되는 것을 방지하고, 중차량에 의하여 생기는 밀림 현상을 방지하며 하부 도로포장체의 균열을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존 미끄럼 방지 포장재의 현장 타설 및 양생 방식을 탈피하여 프리캐스트 제품으로 제조하여 빠른 시공, 품질 개선 및 높은 수준의 품질관리를 제공함으로써 미끄럼 방지 포장재의 공용성을 크게 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 미끄럼 방지 포장재의 모재로서 이형필름이 부착된 자착식 실란트 조성물 테이프를 사용함으로써 현장에서 별도의 프라이머 처리 및 가열 공정 없이 이형핌름 제거 후 접착하는 시공방법으로 시공시간을 줄이는 데 효과적이다.
또한, 본 발명은 공장에서 자착식 실란트 조성물 테이프 위에 미끄럼 방지 포장용 조성물을 사전에 시공하여 양생한 프리캐스트 제품을 현장에서 접착하는 공법으로 별도의 양생 시간이 필요 없어 기존 미끄럼 방지 포장재 시공과 같이 현장에서 시공 후 소요 양생 시간을 확보하기 위한 교통차단 시간이 길어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프는 충분한 양생 시간 확보, 원재료 및 배합 관리의 용이성, 기계 시공에 의한 품질의 균질성 등을 확보할 수 있어 현장에서 프라이머 처리, 원료 배합, 혼합 및 살포 등 모든 공정이 진행되는 기존 미끄럼포장 공법에 비하여 우수한 공용성을 나타낸다.
도 1은 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 시트 보강 실란트 테이프를 모재로 하는 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 포장 테이프의 구성을 나타내는 단면도이다.
아래에서는 구체적인 실시예를 들어 본 발명의 구성을 좀 더 자세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 실시예의 기재에만 한정되는 것이 아님은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
아래 표 1에서는 상기 본 발명의 미끄럼 방지 포장용 바인더(에폭시 수지 바인더 + 나노 분말 + 나노 화이버)와 첨가제를 사용하지 않은 미끄럼 방지 포장용 바인더를 비교예로 사용하였다.
　구분 실시예 1 비교예 1 비교예 2
본 발명의 미끄럼 방지 포장용 바인더 100 - -
나노 분말을 사용하지 않은 바인더 - 100 -
나노 화이버를 사용하지 않은 바인더 - - 100
아래 표 2는 상기 표 1의 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 미끄럼 방지 포장용 바인더에 대한 비중, 건조시간, 인장강도, 신율, 촉진내후성, 접착강도에 대한 시험결과이다.
구분 단위 및 조건 실시예 1 비교예 1 비교예 2 시험방법
비중 - 1.22 1.12 1.11 KS M 5000
건조시간 시간 2 2 2 KS M 5000
인장강도 MPa 재령 1일
(20℃)		 3.8 2.7 2.4 KS M 3006
재령
7일		 -10℃ 28 22 20
20℃ 8.7 7.1 6.8
60℃ 7.9 6.2 5.4
신율 % -10℃ 7.7 5.8 5.4 KS M ISO 527-1
20℃ 32 18 22
60℃ 78 59 64
촉진
내후성
(200시간 후 질량변화)		 % -0.2 -1.8 -1.6 KS M ISO 62
아스콘과의 접착강도 MPa 20℃ 1.8 1.4 1.2 -
상기 표 2의 시험 결과로부터 본 발명의 미끄럼 방지 포장용 바인더의 인장강도, 신율 및 촉진내후성 등의 기계적 특성이 나노 분말 또는 나노 화이버를 첨가하지 않은 미끄럼 방지 포장용 바인더에 비하여 우수함을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 이형필름층;
    이형필름층 위에 형성되며, 이형필름층을 제거하고 도로 포장면에 부착 시공하는 제1 실란트층;
    제1 실란트층 위에 형성되는 시트층;
    시트층 위에 형성된 제2 실란트층; 및
    제2 실란트층 위에 형성된 부직포층;을 포함하며,
    상기 제1 실란트층 및 제2 실란트층은
    주 바인더 38-44중량%;
    탄성 부여제 18-22중량%;
    점착 부여제로서 화학식 1로 표시되는 화합물 6-10중량%;
    가소제 3-6중량%; 및
    충전재 20-30중량%;를 포함함을 특징으로 하는 도로용 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프.
    Figure 112019053230030-pat00007

    <화학식 1>
    (단, 상기 R은 방향족 환으로 치환된 알킬기, 상기 R'은 방향족 환, 상기 R＂은 아민계 폴리부타디엔 고무의 탄소 사슬임)
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트층의 시트는 천연섬유 시트, 유리섬유 시트, 탄소섬유 시트, 나일론 시트, 폴리프로필렌 섬유 시트, 폴리에틸렌 섬유 시트 및 현무 섬유 시트 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 도로용 시트 보강 자착식 프리캐스트 실란트 테이프.
  4. 이형필름층;
    이형필름층 위에 형성되며, 이형필름층을 제거하고 도로에 붙이는 제1 실란트층;
    제1 실란트층 위에 형성되는 시트층;
    시트층 위에 형성된 제2 실란트층;
    제2 실란트층 위에 형성된 부직포층; 및
    부직포층 위에 형성되며, 나노 분말, 나노 화이버, 미끄럼 방지용 골재 및 고분자 수지 바인더를 포함하는 미끄럼 방지층;을 포함하며,
    상기 제1 실란트층 및 제2 실란트층은
    주 바인더 38-44중량%;
    탄성 부여제 18-22중량%;
    점착 부여제로서 화학식 1로 표시되는 화합물 6-10중량%;
    가소제 3-6중량%; 및
    충전재 20-30중량%;를 포함함을 특징으로 하는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
    Figure 112019053230030-pat00008

    <화학식 1>
    (단, 상기 R은 방향족 환으로 치환된 알킬기, 상기 R'은 방향족 환, 상기 R＂은 아민계 폴리부타디엔 고무의 탄소 사슬임)는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 미끄럼 방지층은 나노 분말 0.5~3중량%, 나노 화이버 0.1~1중량%, 미끄럼 방지용 골재 80~89중량% 및 고분자 수지 바인더 10~19중량%를 포함함을 특징으로 하는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 나노 분말은 나노 알루미노실리케이트, 나노 실리카, 나노 이산화티타늄 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 나노 화이버는 나노 탄소섬유 및 나노 알루미나 화이버 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 고분자 수지 바인더는 에폭시 수지, MMA(methyl methacrylate) 수지, 우레아 수지, 폴리우레아 수지 중 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 미끄럼 방지용 골재는 제강 슬래그, 재생골재 및 폐유리 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 미끄럼 방지층에는 안료가 더 포함된 것을 특징으로 하는 도로용 자착식 프리캐스트 미끄럼 방지 테이프.
  11. 삭제
  12. 삭제
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