KR102090316B1 - 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물 및 이의 시공 방법 - Google Patents

오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물 및 이의 시공 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 변성 메틸메타크릴레이트 수지, 내오염방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제, 중공체, 충진제, 경화제, 및 안료를 포함하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물과 그 제조방법 및 차열 포장재 조성물을 이용한 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 제공함으로써, 아스팔트 하지면, 콘크리트 하지면과 같은 하지면에 미끄럼 저항성을 부여하여 안전한 주행환경을 조성할 수 있는 효과가 있고, 자외선 및 온도 상승에 영향을 미치는 근적외선과 같은 열을 차단하는 차폐 기능, 열을 반사하는 차열 기능, 자외선 차단 효과가 있어 도로 및 도심지 내부의 온도상승을 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 건조시간이 빠르고, 부착강도 및 압축강도가 우수하며, 외부로부터 발생될 수 있는 오염을 방지할 수 있고, 자동차 운행 중 발생하는 매연과 공기 중의 미세먼지를 저감할 수 있어 안전하고 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물 및 이의 시공 방법 {Heat shield packaging material composition of anti-pollution function and anti-slip function, and method of construction using the same}
본 발명은 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 변성 메틸메타크릴레이트 수지, 내오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제, 중공체, 충진제, 경화제, 및 안료를 포함하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물과 그 제조방법 및 차열 포장재 조성물을 이용한 시공방법에 관한 것이다.
아스팔트나 콘크리트를 사용하여 포장되는 도로 및 보행로는 강인성이 높고 완만하여 차량 및 보행자의 통행 시 편안하고 쾌적한 승차감을 제공하나, 눈이나 비가 내리는 경우 노면의 미끄럼을 더욱 가속화 하며 특히, 커브길, 내리막길의 경우 차량 및 보행자의 통행 중 안전성을 확보하기 어렵다.
이에 아스팔트, 콘크리트와 같은 도로 및 보행로 표면에 도포하여 미끄럼을 방지할 수 있는 도로 포장재를 필수적으로 사용하고 있다. 이러한 포장재 조성물은 아스팔트, 콘크리트와 같은 도로 표면과의 부착성이 우수하고, 밤길이나 어두운 길에서 빛을 반사하게 하여 운전자, 보행자의 시야를 선명하게 해주는 유리 비드와의 부착성이 우수하여야 한다. 또한 경화 후 자외선에 의한 황변성과 광택 저하와 같은 경시 변화가 없고 또한 여름철, 겨울철의 온도 변화에 따른 기계적 물성 저하가 없는 열적안정성이 우수해야 하며, 자동차 등과 같은 이동체 등에 의한 내충격성이 우수하여야 한다.
또한, 전 세계적으로 급격한 산업화로 인하여 도심지 주변의 인구 밀집도가 높아지고 여름철 기온이 증가하며, 냉난방기의 가용 및 자동차 등에 의해 배출되는 인공열의 증가로 인하여 도심지 내 열섬현상이 가속화 되고 있어, 단순히 미끄럼 방지 기능만이 아닌 열적안정성에 대한 문제를 함께 해결할 수 있는 도로 포장재에 대한 필요성이 증가하고 있다.
이에 따라 '대한민국 등록특허 제10-1440512호'는 메틸메타크릴레이트, 테트라에틸오소실리케이트, 및 클로로포름을 이용하여 제조된 PMMA-TEOS 하이브리드 복합체를 포함하는 내열성이 우수한 미끄럼 방지 포장재에 대하여 개시하고 있으나, 그 제조과정이 복잡하고 열적안정성과 직결된 내열성 또는 차열 효과에 대한 구체적인 데이터가 개시되어 있지 않다는 문제점이 있다.
한편, 노면의 차량이 지속적으로 운행함에 따라 현대 사회에서 가장 큰 문제로 대두되고 있는 자동차 매연과 같은 오염물질의 배출이 증가하고 있다. 자동차 매연은 질산염(NO3 -), 암모늄 이온(NH4 +), 황산염(SO4 2-) 등의 이온 성분과 탄소 화합물(carbon compounds), 금속(elements) 화합물 등으로 이루어져 있으며, 세계보건기구(WHO)는 미세먼지 중 디젤에서 배출되는 BC(black carbon)을 1급 발암물질로 지정하고 있다. 이러한 미세먼지에 장기간 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종질병에 노출될 수 있으며, 특히 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발할 수 있어 큰 문제가 되고 있다.
따라서, 미끄럼 방지, 차열 성능을 나타내는 동시에 오염 방지 기능이 부여된 복합 기능성의 포장재 조성물에 관한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-1440512 B1 KR 10-1999270 B1
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 이용한 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명은
메틸메타크릴레이트 및 에틸메타크릴레이트 혼합하여 제조한 변성 메틸메타크릴레이트 수지 20 - 25 중량%;
내오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제 30 - 42 중량%;
조성물의 강도 및 안정성을 향상시키는 충진제 20 - 24 중량%;
중공체 12 - 20 중량%; 및
안료 0.2 - 0.5 중량%;를 포함하고,
상기 변성 메틸메타크릴레이트 수지, 기능성 충전제, 충진제, 중공체, 및 안료 혼합물 100 중량부에 대하여 경화제 0.2 - 1.5 중량부를 포함하며,
상기 기능성 충전제는 알루미노 실리케이트, 무수실리카, 산화 아연, 산화 세륨, 이산화티타늄, 및 벌룬(balloon) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 제공한다.
상기 다른 목적을 해결하기 위하여 본 발명은
변성 메타크릴레이트 수지를 형성하는 제 1 단계; 및
내오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제, 안료, 중공체, 충진제, 및 경화제를 첨가하여 혼합하는 제 2 단계;를 포함하고,
상기 기능성 충전제는 알루미노 실리케이트, 무수실리카, 산화 아연, 산화 세륨, 이산화티타늄, 벌룬(balloon) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 또 다른 목적을 해결하기 위하여 본 발명은
도포 하지면의 이물질을 제거하는 단계; 및
오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 도포하는 단계;를 포함하고,
상기 차열 포장재 조성물은 롤러, 레이크, 및 스프레이 중에서 선택된 하나 이상을 이용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 이용한 시공방법을 제공한다.
본 발명은 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 제공함으로써, 아스팔트 하지면, 콘크리트 하지면과 같은 하지면에 미끄럼 저항성을 부여하여 안전한 주행환경을 조성할 수 있는 효과가 있고, 자외선 및 온도 상승에 영향을 미치는 근적외선과 같은 열을 차단하는 차폐 기능, 열을 반사하는 차열 기능, 자외선 차단 효과가 있어 도로 및 도심지 내부의 온도상승을 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 건조시간이 빠르고, 부착강도 및 압축강도가 우수하며, 외부로부터 발생될 수 있는 오염을 방지할 수 있고, 자동차 운행 중 발생하는 매연과 공기 중의 미세먼지를 저감할 수 있어 안전하고 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
일측면에 따르면, 본 발명은 메틸메타크릴레이트 및 에틸메타크릴레이트 혼합하여 제조한 변성 메틸메타크릴레이트 수지 20 - 25 중량%; 내오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제 30 - 42 중량%; 조성물의 강도 및 안정성을 향상시키는 충진제 20 - 24 중량%; 중공체 12 - 20 중량%; 및 안료 0.2 - 0.5 중량%;를 포함하고, 상기 변성 메틸메타크릴레이트 수지, 기능성 충전제, 충진제, 중공체, 및 안료 혼합물 100 중량부에 대하여 경화제 0.2 - 1.5 중량부를 포함하며, 상기 기능성 충전제는 알루미노 실리케이트, 무수실리카, 산화 아연, 산화 세륨, 이산화티타늄, 및 벌룬(balloon) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 제공한다.
변성 메틸메타크릴레이트 수지는 인체에 사용되는 콘텍트 렌즈나 인공뼈 등을 만드는 재료로 사용 되고 있는 친환경 수지로, 인체에 무해하고 환경친화력이 우수하여 본 발명의 포장재 조성물의 바인더로 사용할 수 있다.
이러한 변성 메틸메타크릴레이트 수지는 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 에틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%를 혼합하여 제조할 수 있으며, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 에틸메타크릴레이트 20 내지 80중량%를 혼합한 혼합 수지에 올레핀형 열가소성 탄성체, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 제조할 수 있다. 더 바람직하게는 10 -1000cps의 저점도 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 10 - 1000cps의 저점도 에틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%를 혼합한 혼합 수지에 올레핀형 열가소성 탄성체, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 3 내지 15 중량%첨가할 수 있으며, 이 후 경화촉진제 0.5 내지 1 중량%를 포함하여 제조할 수 있다. 본 발명에서 변성 메틸메타크릴레이트 수지는 화학적으로 변성된 것을 의미하는 것이 아닌 상기 구성을 혼합하여 형성된 수지를 의미하는 것으로, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 혼합 수지라 명명할 수 있다.
본 발명에서 메틸메타크릴레이트 수지에 에틸메타크릴레이트 수지를 혼합하게 되면 유리전이온도가 메틸메타크릴레이트 단독 수지보다 낮아지기 때문에 경화도막 물성의 내한성이 향상되어 겨울철 영하의 기온에서 도막 물성의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 올레형 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer)는 변성 메틸메타크릴레이트 수지의 탄성체를 부여할 수 있으며, 그 함량이 변성 메틸메타크릴레이트 수지 조성물의 3 중량% 미만일 경우 강인한 내충격성이 저하로 인하여 크랙이 발생할 수 있고, 15 중량% 초과일 경우 도막의 물성이 연성으로 변해 차량의 하중에 의해 제품 표면에 눌림자국 현상이 발생하여 미끄럼 저항성의 저하를 가져올 수 있다.
본 발명에서 경화촉진제는 금속염계 코발트, 디메틸 아크릴 아마이드, 아민계 촉진제 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 이러한 경화 촉진제의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 겨울철 저온에서 제품 도막 경화속도가 느려져 개방시간이 많이 지체될 수 있으며, 1 중량% 초과할 경우에는 제품의 저장 안정성 및 가사시간이 짧아져 시공이 어려울 수 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 기온이 높은 여름철에는 포장재 조성물의 경화속도가 빨라질 수 있으므로 경화촉진제를 투입 하지 않을 수 있다.
본 발명의 차열 포장재 조성물에서 변성 메틸메타크릴레이트 수지가 20 중량% 미만 포함될 경우, 수지의 함유량이 적어 골재간 결합력을 약화되고 골재마모율을 높이는 계기가 되어 종극에는 미끄럼 방지 기능이 결여될 수 있으며, 25 중량%를 초과하여 포함될 경우, 골재간 결합력은 우수하나, 과도한 사용으로 인하여 경제성이 떨어지고 골재간 결합 외 잔유 수지들이 표면으로 떠오르게 되어 미끄럼 저항 성능을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 차열 포장재 조성물에서 기능성 충전제는 차열 포장재 조성물의 미세먼지저감 기능, 차열 기능 및 차폐 기능을 향상시킬 수 있으며, 내마모성, 접착력 및 신장률을 유지 또는 향상시킬 수 있다. 이러한 기능성 충전제는 알루미노 실리케이트, 초미립자상 무수실리카, 산화 아연, 산화 세륨, 이산화티타늄, 및 벌룬(balloon) 중에서 선택된 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 알루미노 실리케이트, 초미립자상 무수실리카, 산화 세륨, 및 이산화티타늄 중에서 선택된 하나 이상 일 수 있으며, 30 중량% 미만 포함될 경우, 도막의 차열, 차폐, 내오염성, 미세먼지저감 효과가 저하될 수 있고, 42 중량%를 초과하여 포함될 경우, 내마모성, 접착력 및 신장률이 저하될 수 있다.
기능성 충전제 중 초미립자상 무수실리카는 분말형태로 매우 낮은 부피와 밀도 및 높은 면적을 가지고 있으며, 보강충전제 또는 증점제로 사용할 경우 요변성(thixotropic) 거동을 부여할 수 있다. 바람직하게는 에어로질(Aerosil)일 수 있으며, 1차 직경은 5 내지 50 나노미터 비다공성 형태일 수 있다.
기능성 충전제 중 이산화티타늄는 내구성, 내마모성이 뛰어나고 경제성 및 산화력이 높으며 살균력이 뛰어나 광촉매의 원료로 많이 사용되고 있다. 이러한 이산화티타늄은 빛을 받아 전자와 정공을 형성하며, 형성된 정공이 공기 중의 수분과 반응하여 하이드록실 라디칼을 생성하게 되는데, 이렇게 생성된 하이드록시 라디칼에 의해 강력한 유기물질들이 산화 분해될 수 있으며, 공기 중에 존재하는 악취, 바이러스, 박테리아 등이 분해되어 물과 이산화탄소로 변화함으로써 오염물질이 제거될 수 있다.
바람직하게 이산화티타늄은 루틸 이산화티타늄 (rutile titanium dioxide; rutile TiO2)일 수 있으며, 1차 입자경이 0.02 내지 0.05 마이크론인 구상 또는 방추상의 초미립자 형태일 수 있다. 루틸 이산화티타늄은 내후성, 광택 유지성, 및 내오염성이 우수하고, 은폐력, 태양광 반사율, UV 흡수율이 우수하여 물성저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 포장재 조성물에서 충진제는 조성물의 강도 및 안정성을 향상시킬 수 있으며, 바람직하게는 강도, 치수 안정성, 내마모성, 칙소성을 부여하고 작업성 및 접착력을 향상시킬 수 있어 시공시 조도 형성을 용이하게 하고 경제성을 향상시킬 수 있다. 이러한 충진제는 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 벤톤, 수산화 알루미늄, 및 운모로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으며, 20 중량% 미만 포함될 경우, 도막의 강도, 치수 안정성, 내마모성, 및 칙소성이 저하될 수 있고, 24 중량%를 초과하여 포함될 경우, 접착력 및 작업성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 포장재 조성물에서 중공체는 미끄럼 방지 및 재귀반사 효과를 나타낼 수 있다. 바람직하게 세라믹 분말 또는 글라스 비드 중에서 선택된 하나이상일 수 있으며, 12 중량% 미만 포함될 경우, 미끄럼 방지, 재귀반사, 차열, 차폐 기능이 저하될 수 있고, 20 중량%를 초과하여 포함될 경우, 경제성 및 작업성이저하될 수 있다. 보다 바람직하게 중공체는 세라믹 분말 10 내지 14 중량% 및 글라스 비드 2 내지 6 중량%를 포함할 수 있다. 본 발명의 세라믹 분말은 조성물에 포함되어 세라믹 버블을 형성할 수 있으며, 보다 바람직하게는 세라믹 미세 원형 중공체(Ceremic Microsocopic Hollow Spheres)라 할 수 있으며, 글라스 비드는 중공형 글라스 비드라 할 수 있다.
본 발명에서 세라믹 분말은 차열 포장재 조성물에 포함되어 조성물의 도막 경화 후 도막 내에 세라믹 버블을 형성할 수 있으며, 열에너지를 흡수 및 소멸시켜 근적외선의 파장영역인 300 내지 2300 nm의 파장을 90 % 이상 반사할 수 있어 열에너지의 전도를 차단할 수 있다. 이러한 세라믹 분말은 30 내지 100 ㎛의 입경 크기를 나타내고 0.7 내지 0.9의 비중을 나타내며, 약 1500 내지 1900℃의 융점을 나타낼 수 있다. 세라믹 분말이 10 중량% 미만 포함될 경우, 차열 도는 차폐 기능이 저하될 수 있으며, 14 중량%를 초과하여 포함될 경우, 경제성 및 작업성이 저하될 수 있다.
본 발명에서 글라스 비드는 미끄럼 방지 기능 및 재귀반사효과를 부여할 수 있으며, 2 중량% 미만으로 포함될 경우, 재귀 반사 효과 및 미끄럼 저항 기능이 저하될 수 있고, 6 중량% 초과하여 포함될 경우, 시공시 작업성이 저하되거나 도막의 두께가 높이 도포되어 경제성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 차열 포장재 조성물에서 안료는 착색안료 또는 체질안료라고도 하며, 아스팔트나 콘크리트 노면 외의 미끄럼 저항이 필요한 곳에 설치, 도포된 조성물의 시인성을 높이기 위하여 첨가할 수 있다. 바람직하게는 철적, 철황, 철흑 및 이산화티타늄 중에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 0.2 내지 0.5 중량%로 포함되지 않을 경우, 운전자의 시인성 및 내후성이 저하될 수 있다.
본 발명의 포장재 조성물에서 경화제는 50 % 벤조일퍼옥사이드일 수 있으며, 계절별 온도의 차이 또는 작업 속도에 따라 함량을 조절할 수 있어 바람직하게는 변성 메틸메타크릴레이트 수지, 기능성 충전제, 충진제, 중공체, 및 안료 혼합물 100 중량부에 대하여 0.2 내지 1.5 중량부를 첨가할 수 있다. 0.2 중량부 미만으로 포함될 경우, 경화속도 및 조성물의 강도가 빠른 시간 내에 구현되지 않을 수 있으며, 1.5 중량부를 초과하여 포함될 경우, 가사 시간이 짧아져 작업성이 저하될 수 있다.
본 발명의 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물은 질소 산화물을 분해할 수 있으며, 이러한 분해 효과를 유지할 수 있다.
분해되는 질소 산화물은 일산화질소(nitric oxide), 이산화질소(nitrogen dioxide), 일산화이질소(dinitrogen monoxide), 삼산화이질소(dinitrogen trioxide), 사산화이질소(dinitrogen tetroxide), 오산화이질소(dinitrogen pentoxide)일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 본 발명은 변성 메타크릴레이트 수지를 형성하는 제 1 단계; 및 상기 수지에 오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제, 안료, 중공체, 충진제, 및 경화제를 첨가하여 혼합하는 제 2 단계;를 포함하고, 상기 기능성 충전제는 알루미노 실리케이트, 무수실리카, 산화 아연, 산화 세륨, 이산화티타늄, 벌룬(balloon) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 차열 포장재 조성물의 제조방법 제 1 단계에서 변성 메틸메타크릴레이트 수지는 인체에 사용되는 콘텍트 렌즈나 인공뼈 등을 만드는 재료로 사용되고 있는 친환경 수지로, 인체에 무해하고 환경친화력이 우수하여 본 발명의 포장재 조성물의 바인더로 사용할 수 있다.
이러한 변성 메틸메타크릴레이트 수지는 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 에틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%를 혼합하여 제조할 수 있으며, 바람직하게는 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 에틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%를 혼합한 혼합 수지에 올레핀형 열가소성 탄성체, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 제조할 수 있다. 더 바람직하게는 10 - 1000cps의 저점도 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 10 - 1000cps의 저점도 에틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%를 혼합한 혼합 수지에 올레핀형 열가소성 탄성체, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 3 내지 15 중량% 첨가할 수 있으며, 이 후 경화촉진제 0.5 내지 1 중량%를 포함하여 제조할 수 있다.
메틸메타크릴레이트 수지에 에틸메타크릴레이트 수지를 혼합하게 되면 유리전이온도가 메틸메타크릴레이트 단독 수지보다 낮아지기 때문에 경화도막 물성의 내한성이 향상되어 겨울철 영하의 기온에서 도막 물성의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 올레형 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer)는 변성 메틸메타크릴레이트 수지의 탄성체를 부여할 수 있으며, 그 함량이 변성 메틸메타크릴레이트 수지 조성물의 3 중량% 미만일 경우 강인한 내충격성이 저하로 인하여 크랙이 발생할 수 있고, 15 중량% 초과일 경우 도막의 물성이 연성으로 변해 차량의 하중에 의해 제품 표면에 눌림자국 현상이 발생하여 미끄럼 저항성의 저하를 가져올 수 있다.
경화촉진제는 금속염계 코발트, 디메틸 아크릴 아마이드, 아민계 촉진제 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 이러한 경화 촉진제의 함량이 0.5 중량% 미만일 경우에는 겨울철 저온에서 제품 도막 경화속도가 느려져 개방시간이 많이 지체될 수 있으며, 1 중량% 초과할 경우에는 제품의 저장 안정성 및 가사시간이 짧아져 시공이 어려울 수 있기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 기온이 높은 여름철에는 포장재 조성물의 경화속도가 빨라질 수 있으므로 경화촉진제를 투입 하지 않을 수 있다.
본 발명의 차열 포장재 조성물의 제조방법의 오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제, 안료, 중공체, 충진제, 및 경화제에 대한 설명은 본 발명의 미세먼지저감 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물에 대하여 상술한 설명과 동일 또는 유사하므로, 생략하기로 한다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 도포 하지면의 이물질을 제거하는 단계; 및 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 도포하는 단계;를 포함하고, 상기 차열 포장재 조성물은 롤러, 레이크, 및 스프레이 중에서 선택된 하나 이상을 이용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 오염 방지 기능 및 미끄럼 방지 기능을 갖는 차열 포장재 조성물을 이용한 시공방법을 제공한다.
본 발명의 차열 포장재 조성물을 이용한 시공방법에서 차열 포장재 조성물은 구성성분들이 혼합되어 있는 프리믹스 형태일 수 있으며, 롤러, 레이크, 스프레이 등으로 도포 하지면을 도포할 수 있어 시공이 간편하며, 도포 하지면과의 접착력이 우수하다. 바람직하게 차열 포장재 조성물은 속경성 조성물일 수 있으며, 이러한 조성물을 본 발명의 시공방법에 따라 시공할 경우, 온도가 낮은 겨울에도 시공 후 경화과정이 빠른 효과를 나타낼 수 있다.
하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
<실시예>
실시예 1 - 미끄럼 방지 차열 포장재 조성물 제조
점도 300cps인 저점도 메틸메타크릴레이트 75 g, 점도 800cps인 저점도 에틸메타크릴레이트 25 g을 혼합한 혼합물에 올레핀형 열가소성 탄성 중합체(TPE) 9 g 및 경화 촉진제 1 g을 혼합하여 변성 메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다.
이후 제조된 변성 메틸메타크릴레이트 수지 22 g에 충진제로써 탄산칼슘, 벤톤 및 수산화 알루미늄의 혼합물 21 g, 이산화티타늄 0.5 g, 기능성 충전제로써 초미립자 무수실라카 및 이산화티타늄의 혼합물 41.5 g, 세라믹분말 10 g, 글라스 비드 5 g, 및 과산화벤조일 1.5 g을 첨가하고 혼합하여 친환경의 미끄럼 방지 차열 포장재 조성물을 제조하였다.
실시예 2 - 미끄럼 방지 차열 포장재 조성물 제조
점도 300cps인 저점도 메틸메타크릴레이트 75 g, 점도 800cps인 저점도 에틸메타크릴레이트 25 g을 혼합한 혼합물에 폴리프로필렌 9 g 및 경화 촉진제 1 g을 혼합하여 변성 메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다.
이후 제조된 변성 메틸메타크릴레이트 수지 20 g에 충진제로써 탈크, 벤톤 및 수산화 알루미늄의 혼합물 21 g, 이산화티타늄 0.5 g, 기능성 충전제로써 초미립자 알루미노실리케이트 및 이산화티타늄의 혼합물 41 g, 세라믹분말 12.5 g, 글라스 비드 5 g, 및 과산화벤조일 0.5 g을 첨가하고 혼합하여 친환경의 미끄럼 방지 차열 포장재 조성물을 제조하였다.
실시예 3 - 미끄럼 방지 차열 포장재 조성물 제조
점도 300cps인 저점도 메틸메타크릴레이트 75 g, 점도 800cps인 저점도 에틸메타크릴레이트 25 g을 혼합한 혼합물에 폴리부틸렌 9 g 및 경화 촉진제 1 g을 혼합하여 변성 메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다.
이후 제조된 변성메틸메타크릴레이트 수지 21 g에 충진제로써 황산바륨, 벤톤 및 수산화 알루미늄의 혼합물 20 g, 이산화티타늄 0.5 g, 기능성 충전제로써 초미립자 산화세륨 및 이산화티타늄의 혼합물 39.5 g, 세라믹분말 14 g, 글라스 비드 5 g, 및 과산화벤조일 1.5 g을 첨가하고 혼합하여 친환경의 미끄럼 방지 차열 포장재 조성물을 제조하였다.
실시예 4 - 미끄럼 방지 차열 포장재 조성물 시공
양산 유산공단 내에 폭 3 m, 길이 1 m의 도로를 깨끗하게 청소한 후 상기 실시예 1 내지 3에 따른 차열 포장재 조성물을 각각 3mm 홈이 파인 레키를 사용하여 1차 분산 작업 후 2차 롤러를 사용하였으며 최종 포장재의 두께는 3mm로 도포하였다.
비교예 1 - 미끄럼 방지 포장재 조성물 제조
점도 300cps인 저점도 메틸메타크릴레이트 75 g, 점도 800cps인 저점도 에틸메타크릴레이트 25 g을 혼합한 혼합물에 개질프로필렌 9 g 및 경화 촉진제 1 g을 혼합하여 변성 메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다.
이후 제조된 변성 메틸메타크릴레이트 수지 27 g에 충진제로써 탈크, 벤톤 및 수산화 알루미늄의 혼합물 25 g, 이산화티타늄 0.5 g, 초미립자 알루미노실리케이트 및 이산화티타늄의 혼합물 25 g, 세라믹분말 17.5 g, 글라스 비드 5 g, 과산화벤조일 0.5 g을 첨가하고 혼합하여 친환경의 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하였다.
비교예 2 - 미끄럼 방지 포장재 조성물 제조
점도 300cps인 저점도 메틸메타크릴레이트 75 g, 점도 800cps인 저점도 에틸메타크릴레이트 25 g을 혼합한 혼합물에 폴리부틸렌 9 g 및 경화 촉진제 1 g을 혼합하여 변성 메틸메타크릴레이트 수지를 제조하였다.
이후 제조된 변성 메틸메타크릴레이트 수지 25 g에 충진제로써 황산바륨 및 수산화 알루미늄의 혼합물 15 g, 이산화티타늄 0.5 g, 산화세륨 및 이산화티타늄의 혼합물 43.5 g, 세라믹분말 6 g, 글라스 비드 10 g 및 과산화벤조일 1.5 g을 첨가하고 혼합하여 친환경의 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 미끄럼 방지 포장재 조성물의 중량%를 하기 표 1에 나타내었으며, 경화제인 과산화벤조일은 다른 구성물질의 혼합물 100을 기준으로 하여 첨가한 중량부 수치를 기재하였다.
구분 중량 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
변성 MMA 중량 % 22 20 21 27 25
충진제 21 21 20 25 15
착색안료 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
기능성충진제 41.5 41 39.5 25 43.5
세라믹분말 10 12.5 14 17.5 6
글라스비드 5 5 5 5 10
과산화벤조일 중량부 1.5 0.5 1.5 0.5 1.5
<실험예>
실험예 1 - 미끄럼 방지 포장재 물성 분석
상기 실시예 및 비교예에 따른 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포면에 시공하여 형성된 시편을 이용하여, 포장재의 건조시간, 압축강도, 접착강도, 마모율, 및 미끄럼 저항성을 SPS-KTS.1102-1890(단체표준 : 미끄럼방지포장재)에 따라 측정하였다.
실험예 2 - 차열 도료의 태양방사 반사율 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포면에 시공하여 형성된 시편을 이용하여, 포장재의 태양방사반사율, 근적외선반사율, 일사 반사율을 KS M 5987(차열도료의 태양방사 반사율 측정방법)에 따라 측정하였다.
실험예 3 - 내오염 방지 기능 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 미끄럼 방지 포장재 조성물을 폭 3 m, 길이 1 m의 도로를 4구간으로 나누어 도포한 다음, 12개월 동안 3개월 마다 육안으로 오염의 정도를 관찰하고 내오염방지 기능 효과에 대하여 판단하였다.
실험예 4 - 질소산화물 농도 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 미끄럼 방지 포장재 조성물을 폭 3 m, 길이 1 m의 도로를 4구간으로 나누어 도포한 다음, 12개월 동안 질소산화물 농도측정기기를 이용하여 질소산화물 분해 정도를 확인하였다.
<평가 및 결과>
결과 1 - 미끄럼 방지 포장재의 물성
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 상기 비교예 1 내지 비교예 2에 따른 미끄럼 방지 포장재의 조성물의 물성을 상기 실험예 1에 따라 분석하였다.
그 결과, 모든 조성물의 건조시간과 마모율은 유사하게 나타났으나, 압축강도, 접착강도, 및 미끄럼 저항성은 실시예 1 내지 실시예 3의 조성물이 비교예 1 내지 비교예 2의 조성물보다 우수한 것으로 나타났다.
결과 2 - 미끄럼 방지 포장재의 태양방사 반사율
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 상기 비교예 1 내지 비교예 2에 따른 미끄럼 방지 포장재의 조성물의 태양방사 반사율을 상기 실험예 2에 따라 분석하였다.
그 결과, 태양방사 반사율, 근적외선 반사율, 및 일사 반사율에서 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 조성물은 모두 매우 우수한 효과를 나타내었으나, 비교예 1 내지 비교예 2에 따른 조성물에서는 효과가 미흡한 것으로 나타났다.
결과 3 - 미끄럼 방지 포장재의 내오염 방지 효과
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 상기 비교예 1 내지 비교예 2에 따른 미끄럼 방지 포장재의 조성물의 내오염 방지 효과를 상기 실험예 3에 따라 분석하였다.
그 결과, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 조성물은 관찰 초기 내오염 방지 기능이 모두 매우 우수한 것을 관찰할 수 있었으며, 12개월의 관찰기간 동안 그 효과가 유지되는 것을 확인할 수 있었으나, 비교예 1 내지 비교예 2에 따른 조성물에서는 실시예에 비해 관찰 초기 내오염 방지의 기능이 우수하거나 미흡한 것으로 나타났으며, 시간의 경과함에 따라 그 효과가 반감되는 것을 확인할 수 있었다.
결과 4 - 미끄럼 방지 포장재의 질소산화물 분해 효과
상기 실시예 1 내지 실시예 3, 및 상기 비교예 1 내지 비교예 2에 따른 미끄럼 방지 포장재의 조성물의 질소산화물 분해 효과를 상기 실험예 3에 따라 분석하였다.
각각의 포장재 조성물을 실시예 4와 같이 시험도포한 후, 12개월 동안 3개월 마다 질소산화물농도 측정기를 이용하여 질소산화물의 분해 효과를 확인하였다. 그 결과, 실시예 1 내지 실시예 3 따른 조성물은 관찰 초기 질소 산화물의 농도 저감율이 모두 매우 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 12개월의 관찰기간 동안 그 효과가 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 비교예 1 내지 비교예 2에 따른 조성물에서는 실시예에 비해 관찰 초기 질소 산화물의 농도 저감율이 우수하거나 미흡한 것으로 나타났으며, 시간이 경과함에 따라 그 효과가 반감되는 것을 확인할 수 있었다.
결과 1 내지 결과 4의 평가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
건조시간(min) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
접착강도(Mpa) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
마모율(%) ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
미끄럼 저항성
(BPN) 		◎ ◎ ◎ ◎ ◎
태양방사반사율 ◎ ◎ ◎ △ ○
근적외선반사율 ◎ ◎ ◎ × △
일사반사율 ◎ ◎ ◎ △ ×
질소
산화물
분해 		3개월 ◎ ◎ ◎ ○ ◎
6개월 ◎ ◎ ◎ × △
9개월 ◎ ◎ ◎ × △
12개월 ◎ ◎ ◎ × ×
내오염
방지
기능 		3개월 ◎ ◎ ◎ ○ ◎
6개월 ◎ ◎ ◎ × △
9개월 ◎ ◎ ◎ × △
12개월 ◎ ◎ ◎ × ×
상기 ◎는 매우 우수, ○는 우수, △는 미흡, 및 ×는 매우 미흡을 의미한다.
상기 표 2에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 노면에 도포한 후의 건조시간은 모두 1시간 이내로 시공성이 우수하며, 접착력 및 부착상태가 우수한 것으로 평가되었다.
특히 실시예 1 내지 3에서 마모율, 질소산화물분해 능력, 내오염 방지 기능이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. 실시예 1 내지 3은 기능성 충진제를 더 포함함으로써, 고막의 고온 강도가 우수하여 마모율이 더욱 향상된 것으로 판단되며, 초미립자 무수실리카, 초미립자 알루미노실리케이트, 산화세륨, 이산화 티타늄 혼합물을 사용함으로써, 질소산화물분해 능력 및 내오염 방지 기능이 우수한 것으로 판단된다. 또한, 세라믹 분말과 이산화티타늄 혼합물을 함께 사용함으로써 태양방바반사율, 근적외선반사율, 일사반사율에서도 우수한 효과를 나타내었다.
반면, 비교예 1의 경우 건조시간, 압축강도, 부착강도, 마모율, 미끄럼저항성의 시험에서는 실시예와 유사한 우수한 결과를 나타내었으나, 초미립자 알루미노 실리케이트 및 이산화 티타늄 혼합물의 함량이 줄어들어 초기의 질소산화물 분해능력 및 내오염 방지 기능이 나타나기는 하지만 시간의 경과에 따라 능력이 가감되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 세라믹분말을 과량으로 사용하여 이산화티타늄 혼합물과의 밸런스가 맞지 않아 태양방바반사율, 근적외선반사율, 일사반사율 미흡한 것으로 나타났다.
비교예 2의 경우 산화 세륨과 이산화 티타늄 혼합물의 함량을 더 포함하여 사용함으로써 초기 질소산화물 분해능력 및 내오염 방지 기능은 우수하게 나타났으나, 수지 대비 충진제의 밸런스가 이루어지지 않아 마모율이 소폭 상승함으로써 시간의 경과에 따른 능력이 가감되는 것을 확인할 수 있었으며, 세라믹 분말의 함량이 감소함으로써 근적외선반사율, 일사반사율 미흡한 것으로 나타났다.

Claims (8)

  1. 메틸메타크릴레이트 혼합 수지 20 - 25 중량%;
    내오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제 30 - 42 중량%;
    조성물의 강도 및 안정성을 향상시키는 충진제 20 - 24 중량%;
    중공체 12 - 20 중량%; 및
    안료 0.2 - 0.5 중량%;를 포함하고,
    상기 메틸메타크릴레이트 혼합 수지, 기능성 충전제, 충진제, 중공체, 및 안료 혼합물 100 중량부에 대하여 경화제 0.2 - 1.5 중량부를 포함하며,
    상기 메틸메타크릴레이트 혼합 수지는 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 에틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%를 혼합한 혼합물에 올레핀형 열가소성 탄성체, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 3 내지 15 중량% 첨가하여 형성되고,
    상기 기능성 충전제는 알루미노 실리케이트, 무수실리카, 산화 아연, 산화세륨, 및 벌룬(balloon) 중에서 선택된 하나 이상과 루틸 이산화티타늄을 포함하며,
    상기 중공체는 세라믹 미세 원형 중공체 및 중공형 글라스 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메틸메타크릴레이트 혼합 수지는 경화촉진제를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 충진제는 탄산칼슘, 탈크, 황산바륨, 벤톤, 수산화 알루미늄, 및 운모로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공체는 조성물의 미끄럼 방지 및 재귀반사효과를 부여하는 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차열 포장재 조성물은 질소 산화물을 분해하는 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물.
  6. 메틸메타크릴레이트 혼합 수지를 형성하는 제 1 단계; 및
    상기 수지에 내오염 방지 기능, 미세먼지저감 기능, 차열 기능, 및 차폐 기능 중에서 선택된 하나 이상의 기능을 나타내는 기능성 충전제, 안료, 중공체, 충진제, 및 경화제를 첨가하여 혼합하는 제 2 단계;를 포함하고,
    상기 기능성 충전제는 알루미노 실리케이트, 무수실리카, 산화 아연, 산화세륨, 및 벌룬(balloon) 중에서 선택된 하나 이상과 루틸 이산화티타늄을 포함하며,
    상기 중공체는 세라믹 미세 원형 중공체 및 중공형 글라스 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 메틸메타크릴레이트 혼합 수지는 메틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량% 및 에틸메타크릴레이트 20 내지 80 중량%를 혼합한 혼합물에 올레핀형 열가소성 탄성체, 폴리프로필렌, 및 폴리부틸렌 중에서 선택된 하나 이상을 3 내지 15 중량% 첨가하여 형성하는 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물의 제조방법.
  8. 도포 하지면의 이물질을 제거하는 단계; 및
    상기 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 차열 포장재 조성물을 도포하는 단계;를 포함하고,
    상기 차열 포장재 조성물은 롤러, 레이크, 및 스프레이 중에서 선택된 하나 이상을 이용하여 도포하는 것을 특징으로 하는 차열 포장재 조성물을 이용한 시공방법.
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