KR102213066B1 - 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법 - Google Patents

고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물로서, 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 채움재 120 내지 150 중량부, 골재 85 내지 115 중량부, 안료 1 내지 5 중량부, 섬유보강재 0.1 내지 2 중량부 및 경화제 1 내지 35 중량부를 포함하고;
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 40 중량%, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA) 20 내지 40 중량%, C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트 10 내지 30 중량%, (메타)아크릴산 5 내지 20 중량%, 디메틸아닐린(DMA) 0.5 내지 10 중량% 및 파라핀왁스 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 것이고;
상기 채움재는 탄산칼슘 70 내지 90 중량%, 계란껍질 분쇄물 5 내지 20 중량% 및 산화아연 1 내지 10 중량%를 포함하는 것이고;
상기 섬유보강재는 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리비닐알코올(PVA) 섬유, 나일론 섬유, 강섬유, 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 혼합섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보강섬유 85 내지 98 중량% 및 감귤과피 천연섬유 2 내지 15 중량%를 포함하는 것을 사용하여;
도로 바닥으로부터 박리, 탈리되지 않고, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성이 우수하고, 내구성이 우수하며, 물 배수 및 투수가 용이하여, 노면, 경사로, 어린이 보호구역, 보행도로, 이면도로, 야외주차장, 버스전용차도, 자전거도로, 아파트 내 아스콘 포장도로, 산책로, 뿐만 아니라, 건물의 옥상 및 주차장 등에 적용되었을 때, 미끄럼 마찰저항의 증대를 통한 미끄럼 사고를 방지하고, 제동거리를 단축하여 교통사고 및 안전사고의 예방을 도모할 수 있는 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법에 관한 것이다.

Description

고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법{CRACK REDUCING TYPE NONSLIP PAVING MATERIAL COMPOSITION HAVING HIGH TENSILE STRENGTH AND EXCELLENT WEAR RESISTANCE AND PAVING METHOD FOR NONSLIP USING THE SAME}
본 발명은 노면, 경사로, 어린이 보호구역, 보행도로, 이면도로, 야외주차장, 버스전용차도, 자전거도로, 아파트 내 아스콘 포장도로, 산책로, 뿐만 아니라, 건물의 옥상 및 주차장 등에 적용되어, 미끄럼 마찰저항의 증대를 통한 미끄럼 사고를 방지하고, 제동거리를 단축하여 교통사고 및 안전사고의 예방을 도모할 수 있는 메틸메타크릴레이트 수지계 미끄럼 방지 포장재 조성물로서, 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법에 관한 것이다.
최근, 산업사회가 발전하여 차량 이용률이 증가함에 따라 교통 소통을 원활하게 하고 안전을 도모하기 위해 미끄럼 방지 포장, 그루브(groove) 등과 같은 다양한 안전시설물을 설치하고 있다.
일반적으로 미끄럼 방지 포장은 도로 노면에 규사 등의 충전제가 도입된 포장재를 도포하여 미끄럼 마찰저항의 증대를 통한 미끄럼 사고를 방지하고, 제동거리를 단축하여 교통사고 및 안전사고의 예방을 도모하기 위한 시설이다. 주로 노면의 미끄럼 저항이 낮아진 곳, 도로의 평면 및 종단 선형이 불량한 곳 등에 미끄럼 저항을 높여주거나 또는 학교 통학로, 횡단보도, 자전거도로 등과 같이 사람들이 보행하는 도로의 식별력을 높여 교통사고를 예방하기 위한 목적으로 설치될 수 있다. 보다 구체적으로 노면, 경사로, 어린이 보호구역, 보행도로, 이면도로, 야외주차장, 버스전용차도, 자전거도로, 아파트 내 아스콘 포장도로, 산책로, 뿐만 아니라, 건물의 옥상 및 주차장 등에도 적용할 수 있다.
상기와 같은 미끄럼 방지 포장을 위해서 기존에는 무용제 에폭시, 우레탄, 알키드 수지(alkyd reisn) 등의 수지가 도입되어 사용되었으나, 시공온도가 5 내지 30 ℃로 제한되어 있어 시공이 까다롭거나, 경화반응시 인체에 유해한 가스가 발생될 수 있으며, 인장강도와 같은 강도특성이 열악하여 내구기한이 1 내지 2년 정도 밖에 되지 않는 등 여러가지 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허 제10-0951469호, 제10-1094429호, 제10-2145049호 등에서는 메틸메타크릴레이트 수지(methyl methacrylate resin, MMA)를 포함하는 미끄럼 방지 포장재를 개시하였다. 이러한 메틸메타크릴레이트 수지는 가격대비 성능, 보다 구체적으로, 노면과의 접착력, 신장율, 시공성 등이 우수한 장점은 있으나, 마모성, 균열저항성 및 내구성이 낮고, 특히, 물이 있는 경우 미끄럼 계수가 급격히 낮아져 오히려 일반 도로보다 더 미끄러울 수 있으며 또한, 배수가 되지 않아 보행자나 주행 차량에게 오히려 위험할 수 있는 문제점이 있었다.
이에, 도로 포장면과의 부착강도 및 인장강도와 같은 강도특성이 우수하고, 도로 포장면에 미끄럼 방지 포장 시공된 후에도 우수한 마모성을 발휘하여, 도로 바닥으로부터 박리, 탈리되지 않으며, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성이 우수하고, 내구성이 우수하여, 공용기간 연장과 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 또한, 물 배수 및 투수가 용이하여, 물이 고이지 않고 우천시에도 미끄럼 저항이 낮아지지 않는 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법의 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0951469호 대한민국 등록특허 제10-1094429호 대한민국 등록특허 제10-2145049호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현 예는 도로 바닥으로부터 박리, 탈리되지 않고, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성이 우수하고, 내구성이 우수하며, 물 배수 및 투수가 용이한 메틸메타크릴레이트 수지계 미끄럼 방지 포장재 조성물로서, 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현 예는 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물로서, 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 채움재 120 내지 150 중량부, 골재 85 내지 115 중량부, 안료 1 내지 5 중량부, 섬유보강재 0.1 내지 2 중량부 및 경화제 1 내지 35 중량부를 포함하고;
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 40 중량%, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA) 20 내지 40 중량%, C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트 10 내지 30 중량%, (메타)아크릴산 5 내지 20 중량%, 디메틸아닐린(DMA) 0.5 내지 10 중량% 및 파라핀왁스 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 것이고;
상기 채움재는 탄산칼슘 70 내지 90 중량%, 계란껍질 분쇄물 5 내지 20 중량% 및 산화아연 1 내지 10 중량%를 포함하는 것이고;
상기 섬유보강재는 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리비닐알코올(PVA) 섬유, 나일론 섬유, 강섬유, 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 혼합섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보강섬유 85 내지 98 중량% 및 감귤과피 천연섬유 2 내지 15 중량%를 포함하는 것인 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제공한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 0.5 내지 10 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 계란껍질 분쇄물은 계란껍질을 분쇄하고, 체로 걸러 계란껍질 분쇄물을 제조하는 분쇄 단계; 상기 계란껍질 분쇄물을 염기성 수용액에 24 내지 96시간 동안 침지시키는 침지 단계; 상기 계란껍질 분쇄물과 설파이드계 실란 커플링제 및 하기 화학식 1로 표시되는 알킬포스포닉에시드 화합물을 1: 0.01 내지 0.1: 0.01 내지 0.1 중량비율로 혼합하여, 용매에 첨가한 후, 10 내지 50 ℃에서 혼합하면서 10 내지 100 KHz의 초음파 진동을 10 내지 60분 동안 가해주는 커플링 단계; 및 상기 커플링된 계란껍질 분쇄물을 건조시키는 건조 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것이고;
상기 산화아연은 구상의 다공성 산화아연인 것이고; 상기 구상의 다공성 산화아연은 글라이콜류 용매 100 중량부에 대하여, 아연 화합물 3 내지 10 중량부를 첨가한 이후, 상기 첨가된 아연 화합물의 몰비 대비, 수산화나트륨 0.5 내지 5 몰비를 서서히 혼합하여 혼합용액을 준비하는 단계; 상기 혼합용액을 150 내지 250 ℃ 온도에서 10 내지 60 분 동안 산화반응시켜 밀키타입의 현탁액을 형성하는 단계; 및 상기 반응 이후, 생성된 구상의 다공성 산화아연 입자를 알코올을 이용하여 세척하고 원심분리기를 이용하여 구상의 다공성 산화아연 입자를 탈수 및 분리한 이후, 80 내지 150 ℃ 온도에서 건조하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112021002165911-pat00001
상기 식에서, R1은 선형 또는 분지된 C1 내지 C4의 알킬기이고, x는 0 또는 1이다.
상기 감귤과피 천연섬유는 수세하여 세척한 감귤과피를 건조 및 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 감귤과피를 알파 아밀라아제 처리 및 수세하여, 탄수화물이 제거된 감귤과피 천연섬유를 제조하는 단계; 상기 탄수화물이 제거된 감귤과피 천연섬유를 옥토시놀 0.1 내지 5 중량%, 아이소소바이드 1 내지 10 중량% 및 에틸 알코올 85 내지 98 중량%를 포함하는 분산액에 혼합 및 숙성하는 단계; 상기 숙성이 완료된 감귤과피 천연섬유를 건조 및 분쇄하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법으로서, 아스팔트, 아스콘 또는 콘크리트로 이루어진 도로 표면의 요철과 레이탄스를 제거하는 단계; 상기 도로 표면의 이물질을 제거하는 단계; 상기 도로 표면상에, 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 미끄럼 방지 포장 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법에 따르면, 아스팔트, 아스콘 또는 콘크리트 도로포장 재료와 신율이 유사하고, 도로포장면과의 부착강도 및 인장강도와 같은 강도특성이 우수하며, 도로 포장면에 미끄럼 방지 포장 시공된 후에도 우수한 마모성을 발휘하여, 도로 바닥으로부터 박리, 탈리되지 않고, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성이 우수한 효과가 있다. 또한, 시공후, 내구성이 우수하며, 공용기간 연장과 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 시공후 미세한 기공을 포함하여, 물 배수 및 투수가 용이하고, 도로에 물이 고이지 않고 우천시에도 미끄럼 저항이 낮아지지 않는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 차량 주행시 소음 발생이 적은 효과도 갖는다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법은 노면, 경사로, 어린이 보호구역, 보행도로, 이면도로, 야외주차장, 버스전용차도, 자전거도로, 아파트 내 아스콘 포장도로, 산책로, 뿐만 아니라, 건물의 옥상 및 주차장 등에 적용되어, 미끄럼 마찰저항의 증대를 통한 미끄럼 사고를 방지하고, 제동거리를 단축하여 교통사고 및 안전사고의 예방을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법의 시공 순서도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현 예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현 예는 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물로서, 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 채움재 120 내지 150 중량부, 골재 85 내지 115 중량부, 안료 1 내지 5 중량부, 섬유보강재 0.1 내지 2 중량부 및 경화제 1 내지 35 중량부를 포함하고;
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 40 중량%, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA) 20 내지 40 중량%, C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트 10 내지 30 중량%, (메타)아크릴산 5 내지 20 중량%, 디메틸아닐린(DMA) 0.5 내지 10 중량% 및 파라핀왁스 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 것이고; 상기 채움재는 탄산칼슘 70 내지 90 중량%, 계란껍질 분쇄물 5 내지 20 중량% 및 산화아연 1 내지 10 중량%를 포함하는 것이고; 상기 섬유보강재는 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리비닐알코올(PVA) 섬유, 나일론 섬유, 강섬유, 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 혼합섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보강섬유 85 내지 98 중량% 및 감귤과피 천연섬유 2 내지 15 중량%를 포함하는 것인 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법에 따르면, 아스팔트, 아스콘 또는 콘크리트 도로포장 재료와 신율이 유사하고, 도로포장면과의 부착강도 및 인장강도와 같은 강도특성이 우수하며, 도로 포장면에 미끄럼 방지 포장 시공된 후에도 우수한 마모성을 발휘하여, 도로 바닥으로부터 박리, 탈리되지 않고, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성이 우수한 효과가 있다. 또한, 시공후, 내구성이 우수하며, 공용기간 연장과 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 시공후 미세한 기공을 포함하여, 물 배수 및 투수가 용이하고, 도로에 물이 고이지 않고 우천시에도 미끄럼 저항이 낮아지지 않는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 차량 주행시 소음 발생이 적은 효과도 갖는다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법은 노면, 경사로, 어린이 보호구역, 보행도로, 이면도로, 야외주차장, 버스전용차도, 자전거도로, 아파트 내 아스콘 포장도로, 산책로, 뿐만 아니라, 건물의 옥상 및 주차장 등에 적용되어, 미끄럼 마찰저항의 증대를 통한 미끄럼 사고를 방지하고, 제동거리를 단축하여 교통사고 및 안전사고의 예방을 도모할 수 있는 효과가 있다.
이러한 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물은 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 채움재 120 내지 150 중량부, 골재 85 내지 115 중량부, 안료 1 내지 5 중량부, 섬유보강재 0.1 내지 2 중량부 및 경화제 1 내지 35 중량부를 포함하는 것이다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 조직을 치밀하게 하여 경화후 강도특성을 매우 향상시킬 수 있는 기능을 한다. 또한, 종래의 에폭시 수지나 우레탄 수지와는 달리 친환경적인 효과를 제공할 수 있다.
이러한 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 40 중량%, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA) 20 내지 40 중량%, C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트 10 내지 30 중량%, (메타)아크릴산 5 내지 20 중량%, 디메틸아닐린(DMA) 0.5 내지 10 중량% 및 파라핀왁스 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 사용하여 상기한 개선효과를 매우 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)는 우수한 접착력으로 시공된 도막의 강도특성을 매우 향상시킬 수 있는 기능을 한다.
상기 메틸메타크릴레이트(MMA)는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 대하여, 20 내지 40 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)의 함량이 너무 많은 경우에는 내마모성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA)는 우수한 가교성, 접착력 및 시공된 도막의 유연성을 높여주는 기능을 한다. 이로써, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성을 매우 향상시킬 수 있다.
상기 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA)는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 대하여, 20 내지 40 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA)의 함량이 너무 많은 경우에는 경화속도가 지나치게 빨라져, 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트는 유연성을 향상시키고, 아스팔트, 아스콘 또는 콘크리트 도로포장 재료와 신율이 유사하도록 조절하여, 도로노면과 온도차에 의한 수축 및 팽창 차이를 최소화시켜 주는 기능을 한다. 이로써, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성을 매우 향상시킬 수 있다.
이러한 상기 C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트는 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 보다 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱 바람직하기로는 n-부틸아크릴레이트 및 에틸메타크릴레이트를 2 내지 5: 1 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
상기 C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 대하여, 10 내지 30 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 높은 유리전이 온도로 인하여 필요한 신율 특성을 확보하기 어려울 수 있는 문제점이 있다.
상기 (메타)아크릴산은 우수한 접착력을 더욱 향상시키는 기능을 한다.
상기 (메타)아크릴산은 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 대하여, 5 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 (메타)아크릴산의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 (메타)아크릴산의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하되거나, 저장안정성 및 셀프레벨링성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 디메틸아닐린(DMA)은 경화촉진제로서, 반응시 온도를 상승시켜 경화를 빠르게 하는 기능을 한다.
상기 디메틸아닐린(DMA)은 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 대하여, 0.5 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 디메틸아닐린(DMA)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 디메틸아닐린(DMA)의 함량이 너무 많은 경우에는 경화속도가 지나치게 빨라져, 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 파라핀 왁스는 융점을 높여 60 ℃ 이상 고온에서도 도로에 포장된 미끄럼 방지 포장재가 녹아내리지 않도록 하고, 점도조절에 기여하여, 작업성을 개선하며, 발수성 및 내마모성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 파라핀 왁스는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 대하여, 0.1 내지 5 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 파라핀 왁스의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 파라핀 왁스의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도특성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 더욱 우수한 강도특성과 표면경도, 내화학성, 내염수성 등의 내구성을 향상시킬 수 있도록, 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 0.5 내지 10 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 성분의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 성분의 함량이 너무 많은 경우에는 물의 배수 및 투수가 용이하지 못해, 도로에 물이 고여 우천시 미끄럼 저항특성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이하, 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 구성하는 성분들의 함량은 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부를 기준으로 한다.
한편, 상기 채움재는 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현하고, 시공된 도막의 강도특성, 내마모성 및 내구성을 매우 향상시키는 기능을 한다. 또한, 점도를 용이하게 조절하여 작업성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 채움재는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 120 내지 150 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 채움재의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 채움재의 함량이 너무 많은 경우에는 상기 채움재의 이탈률이 높아져 오히려 장기 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 상기 채움재는 탄산칼슘 70 내지 90 중량%, 계란껍질 분쇄물 5 내지 20 중량% 및 산화아연 1 내지 10 중량%를 포함하는 것을 사용하여 상기한 개선효과를 매우 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 탄산칼슘은 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현하고, 시공된 도막의 강도특성을 매우 향상시키며, 도막 수축을 방지하여 도로노면과 온도차에 의한 수축 및 팽창 차이를 최소화시켜 주는 기능을 한다. 이로써, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성을 매우 향상시킬 수 있다.
상기 탄산칼슘은 상기 채움재에 대하여, 70 내지 90 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 탄산칼슘의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 탄산칼슘의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 지나치게 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 계란껍질 분쇄물은 더욱 우수한 미끄럼 방지 성능을 구현하고, 시공된 도막의 강도특성 및 내마모성을 매우 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 계란껍질 분쇄물은 계란껍질을 분쇄하고, 체로 걸러 계란껍질 분쇄물을 제조하는 분쇄 단계; 상기 계란껍질 분쇄물을 염기성 수용액에 24 내지 96시간 동안 침지시키는 침지 단계; 상기 계란껍질 분쇄물과 설파이드계 실란 커플링제 및 하기 화학식 1로 표시되는 알킬포스포닉에시드 화합물을 1: 0.01 내지 0.1: 0.01 내지 0.1 중량비율로 혼합하여, 용매에 첨가한 후, 10 내지 50 ℃에서 혼합하면서 10 내지 100 KHz의 초음파 진동을 10 내지 60분 동안 가해주는 커플링 단계; 및 상기 커플링된 계란껍질 분쇄물을 건조시키는 건조 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 내마모성을 유지하면서, 도로포장면과의 부착강도 및 내구성이 매우 개선되는 효과가 있다.
[화학식 1]
Figure 112021002165911-pat00002
상기 식에서, R1은 선형 또는 분지된 C1 내지 C4의 알킬기이고, x는 0 또는 1이다.
이때, 상기 계란껍질 분쇄물은 평균입경이 1 내지 10 μm가 되도록 분쇄되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 염기성 수용액은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않지만, 예를들면, 1 내지 6 중량% 농도의 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 수용액을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 설파이드계 실란 커플링제는 상기 계란껍질 분쇄물에 우수한 분산성 및 강도보강 효과를 매우 개선할 수 있도록, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)디설파이드, 비스(4-트리에톡시실릴부틸)디설파이드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)디설파이드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)디설파이드, 비스(4-트리메톡시실릴부틸)디설파이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 용매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않지만, 예를들면, 아세톤을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 커플링된 계란껍질 분쇄물을 건조시키는 건조 단계는 50 내지 70 ℃ 온도의 진공오븐에서 2 내지 4 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
상기 계란껍질 분쇄물은 상기 채움재에 대하여, 5 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 계란껍질 분쇄물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 계란껍질 분쇄물의 함량이 너무 많은 경우에는 신율특성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 산화아연은 상기 채움재의 다른 성분들과 함께 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 매우 용이하게 분산되도록 하며, 시공된 도막의 표면경도와 내마모성을 매우 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 산화아연은 구상의 다공성 산화아연인 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 차량 주행시 소음 발생을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 상기 구상의 다공성 산화아연은 글라이콜류 용매 100 중량부에 대하여, 아연 화합물 3 내지 10 중량부를 첨가한 이후, 상기 첨가된 아연 화합물의 몰비 대비, 수산화나트륨 0.5 내지 5 몰비를 서서히 혼합하여 혼합용액을 준비하는 단계; 상기 혼합용액을 150 내지 250 ℃ 온도에서 10 내지 60 분 동안 산화반응시켜 밀키타입의 현탁액을 형성하는 단계; 및 상기 반응 이후, 생성된 구상의 다공성 산화아연 입자를 알코올을 이용하여 세척하고 원심분리기를 이용하여 구상의 다공성 산화아연 입자를 탈수 및 분리한 이후, 80 내지 150 ℃ 온도에서 건조하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되어; 분말도가 1 내지 100 m2/g이고, 평균 기공크기가 5 내지 50 nm이고, 평균입경이 100 내지 1,000 nm의 균일한 입자크기를 가지며, X-선 회절 분석결과 육방정계 섬유아연석(hexagonal wurtzite) 구조로 이루어진 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 아연 화합물은 글라이콜류 용매에 녹을 수 있는 아연염의 형태라면 사용가능하고, 본 발명의 실시예에서는 아연아세테이트 수화물을 사용하여 설명하고 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 또한, 상기 글라이콜류 용매는 탄소수 1 내지 6의 글라이콜 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 가장 바람직한 예로서 디에틸렌글라이콜을 사용할 수 있다.
상기 산화아연은 상기 채움재에 대하여, 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화아연의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 산화아연의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 미끄럼 저항성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 골재는 요철을 제공하여 마찰저항을 향상시키는 기능을 한다. 또한, 시공된 도막 내부에 공극을 제공하여, 물의 배수 및 투수가 용이하고, 차량 주행시 소음 발생을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
이러한 상기 골재는 내마모성이 큰 미끄럼방지 시설용 경량 골재를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 골재는 평균입경이 1 내지 13 mm인 것이고, 보크사이드, 제강슬래그, 알루미나, 규사, 세라믹 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 골재는 상기 골재의 표면을 컬러수지를 이용하여, 1차적으로 코팅처리한 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 이로써, 포장시공된 노면에 우수한 강도특성 및 내마모성을 갖는 요철을 제공하여 마찰저항을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 우수한 접착력을 제공하여, 본 발명의 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물에 포함되는 다른 성분들과의 혼화성 및 결합력이 향상되며, 시공된 도막으로부터 골재의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이때, 상기 컬러수지는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 그 종류를 특별히 제한하지 않지만, 예를들면, 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 안료 1 내지 5 중량부 및 경화제 1 내지 35 중량부를 포함하는 것을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 이로써, 상기한 개선효과 뿐만 아니라, 내산성, 내알칼리성, 내화학성, 내마모성 등의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이때, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지, 안료 및 경화제는 본 발명의 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물에서 사용하는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
상기 골재는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 85 내지 115 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 골재의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 골재의 함량이 너무 많은 경우에는 인장강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 안료는 포장재에 색상을 부여함으로써 도로의 식별력 및 시인성을 향상시키는 기능을 한다. 상기 안료는 필요로 하는 색상에 따라 당분야에서 일반적으로 사용되는 적절한 안료를 선택하여 사용할 수 있다. 예를들면, 산화철, 산화크롬, 유산바륨, 탄산바륨, 이산화티탄, 이산화망간, 이산화 티타늄, 규산 지르코늄, 카본 블랙 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 안료는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 안료의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 안료의 함량이 너무 많은 경우에는 색상부여 효과는 특별히 향상되지 않으면서 전체적인 물성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 섬유보강재는 시공된 도막 내부에 3차원 입체구조로 분포되어 균열억제는 물론 충격 저항성, 마모저항성 뿐만 아니라, 고인장강도를 구현할 수 있는 기능을 한다.
상기 섬유보강재는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 2 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 섬유보강재의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 섬유보강재의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 상기 섬유보강재는 보강섬유 85 내지 98 중량% 및 감귤과피 천연섬유 2 내지 15 중량%를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 보강섬유는 고인장강도를 제공하는 기능을 한다.
상기 보강섬유는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리비닐알코올(PVA) 섬유, 나일론 섬유, 강섬유, 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 혼합섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 보강섬유는 표면을 발수 조성물로 발수코팅한 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 물의 배수 및 투수가 더욱 용이하도록 할 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로 상기 보강섬유 표면의 발수코팅은 상기 보강섬유를 불소-함유 실란 100 중량부에 대하여, 옥타데실트리클로로실란 또는 펜타데실트리클로로실란 20 내지 50 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 알킬 폴리글루코사이드 1 내지 10 중량부, 에루카미드(erucamide), 스테아릴 에루카미드(stearyl erucamide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 1 내지 10 중량부, 산 수용액 0.1 내지 5 중량부 및 증류수 80 내지 250 중량부를 포함하는 발수 조성물에 침지시킨 후, 건조시킴으로써 수행되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112021002165911-pat00003
상기 식에서 y는 0 내지 5이고, R은 탄소수 4 내지 24의 알킬기이다.
이때, 상기 불소-함유 실란은 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란(1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane), 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실트리메톡시실란(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltrimethoxysilane), 1H,1H,2H,2H-헵타데카플루오로데실트리스이소프로폭시실란(1H,1H,2H,2H-Heptadecafluorodecyltrisisopropoxysilane), 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로옥틸트리메톡시실란(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrimethoxysilane), 트리메톡시 (3,3-트리플로오로프로필) 실란(Trimethoxy (3,3,-trifluoropropyl) silane), 도데카플루오로헵틸프로필 메틸 디메톡시실란(Dodecafluoroheptylpropyl methyl dimethoxysilane), 도데카플루오로헵틸프로필트리메톡시실란(Dodecafluoroheptylpropyltrimethoxysilan), 트리메틸 (트리플루오로메틸) 실란(Trimethyl (trifluoromethyl) silane) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 산 수용액은 0.001 내지 1 N 농도의 염산, 아세트산, 질산, 황산 또는 인산의 수용액을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 보강섬유는 상기 섬유보강재에 대하여, 85 내지 98 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 보강섬유의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 보강섬유의 함량이 너무 많은 경우에는 접착력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 감귤과피 천연섬유는 상기 보강섬유와 함께 고인장강도를 제공할 뿐만 아니라, 상기 보강섬유가 우수한 접착력으로 도막을 형성할 수 있도록 보조하는 기능을 한다.
상기 감귤과피 천연섬유는 수세하여 세척한 감귤과피를 건조 및 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 감귤과피를 알파 아밀라아제 처리 및 수세하여, 탄수화물이 제거된 감귤과피 천연섬유를 제조하는 단계; 상기 탄수화물이 제거된 감귤과피 천연섬유를 옥토시놀 0.1 내지 5 중량%, 아이소소바이드 1 내지 10 중량% 및 에틸 알코올 85 내지 98 중량%를 포함하는 분산액에 혼합 및 숙성하는 단계; 상기 숙성이 완료된 감귤과피 천연섬유를 건조 및 분쇄하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
상기 감귤과피 천연섬유는 상기 섬유보강재에 대하여, 2 내지 15 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 감귤과피 천연섬유의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 감귤과피 천연섬유의 함량이 너무 많은 경우에는 마모저항성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 경화제는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지를 경화시키고, 조성물에 포함되어 있는 각종 성분을 결합시켜 포장층을 형성시키는 기능을 한다.
상기 경화제는 과산화물계 경화제를 바람직하게 사용할 수 있고, 상기 과산화물계 경화제는 벤조일퍼옥사이드(benzoyl peroxide), t-부틸퍼옥시벤조에이트(tert-butyl peroxybenzoate), 메틸에틸케톤퍼옥사이드(methyl ethyl ketone peroxide), 큐멘히드로퍼옥사이드(cumene hydroperoxide), 2,5-디메틸헥실-2,5-디퍼옥시벤조에이트(2,5-dimethylhexyl-2,5-diperoxybenzoate), 아세톤 퍼옥사이드(acetone peroxide), 피난퍼옥사이드(pinane peroxide), 디에틸 에테르 퍼옥사이드(diethyl ether peroxide) 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 벤조일퍼옥사이드를 사용할 수 있다.
상기 경화제는 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 1 내지 35 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 좋다. 상기 경화제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있는 문제점이 있고, 상기 경화제의 함량이 너무 많은 경우에는 경화 속도가 지나치게 빨라 재료분리가 발생되거나, 오히려 강도특성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물은 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 준비단계; 상기 준비된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에, 채움재 및 골재를 첨가하는 채움재 및 골재 첨가단계; 및 상기 채움재 및 골재가 첨가된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 안료, 섬유보강재 및 경화제를 첨가하는 안료, 섬유보강재 및 경화제 첨가단계를 포함하는 제조방법에 의하여, 제조되는 것일 수 있다.
이러한 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도를 도 1에 나타내었다.
또한, 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물은 -5 내지 50 ℃의 온도 및 30 내지 85 %의 습도 조건에서 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 온도가 너무 낮은 경우에는 조성물에 결빙이 생길 수 있는 문제점이 있고, 상기 온도가 너무 높은 경우에는 조성물이 겔화될 수 있어, 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 습도가 너무 낮은 경우에는 유동성 및 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 상기 습도가 너무 높은 경우에는 유동성은 개선되나, 도포후, 건조시간이 지연될 뿐만 아니라, 인장강도가 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법으로서, 아스팔트, 아스콘 또는 콘크리트로 이루어진 도로 표면의 요철과 레이탄스를 제거하는 단계; 상기 도로 표면의 이물질을 제거하는 단계; 상기 도로 표면상에, 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 미끄럼 방지 포장 시공방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법의 시공 순서도를 도 2에 나타내었다.
상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하기 전에는 상기 조성물을 도포할 구역에 마스킹 테이프를 부착한 후, 상기 조성물의 도포를 수행하여, 더욱 깔끔한 미끄럼 방지 포장 시공을 수행할 수 있다.
또한, 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하기 전에 상기 조성물의 부착력을 더욱 향상시키기 위하여, 상기 도로 표면상에 프라이머를 도포하는 바탕 처리단계;를 더욱 포함할 수 있다.
이때, 상기 프라이머는 당분야에 공지된 일반적인 프라이머를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계, 우레탄계 등의 프라이머를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼방지 포장 시공방법에 따르면, 아스팔트, 아스콘 또는 콘크리트 도로포장 재료와 신율이 유사하고, 도로포장면과의 부착강도 및 인장강도와 같은 강도특성이 우수하며, 도로 포장면에 미끄럼 방지 포장 시공된 후에도 우수한 마모성을 발휘하여, 도로 바닥으로부터 박리, 탈리되지 않고, 균열과 크랙 발생에 대한 저항성이 우수한 효과가 있다. 또한, 시공후, 내구성이 우수하며, 공용기간 연장과 유지보수에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 시공후 미세한 기공을 포함하여, 물 배수 및 투수가 용이하고, 도로에 물이 고이지 않고 우천시에도 미끄럼 저항이 낮아지지 않는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 차량 주행시 소음 발생이 적은 효과도 갖는다.
이로써, 본 발명의 일 구현 예에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법은 노면, 경사로, 어린이 보호구역, 보행도로, 이면도로, 야외주차장, 버스전용차도, 자전거도로, 아파트 내 아스콘 포장도로, 산책로, 뿐만 아니라, 건물의 옥상 및 주차장 등에 적용되어, 미끄럼 마찰저항의 증대를 통한 미끄럼 사고를 방지하고, 제동거리를 단축하여 교통사고 및 안전사고의 예방을 도모할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
<실시예 1>
메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 준비단계; 상기 준비된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에, 채움재 130 중량부 및 평균입경이 3 mm인 골재 95 중량부를 첨가 및 고르게 혼합하는 채움재 및 골재 첨가단계; 및 상기 채움재 및 골재가 첨가된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 산화철 안료 3 중량부, 섬유보강재 2 중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1.5 중량부를 첨가 및 고르게 혼합하는 안료, 섬유보강재 및 경화제 첨가단계를 포함하는 제조방법에 의하여, 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 메틸메타크릴레이트(MMA) 30 중량%, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA) 30 중량%, n-부틸아크릴레이트 20 중량%, 아크릴산 17 중량%, 디메틸아닐린(DMA) 2 중량% 및 파라핀 왁스 1 중량%를 혼합하여 준비하였다.
또한, 상기 채움재는 탄산칼슘 85 중량%, 계란껍질 분쇄물 12 중량% 및 분말도가 78 m2/g인 산화아연 분말 3 중량%를 혼합하여 준비하였다. 이때, 상기 계란껍질 분쇄물은 계란껍질을 분쇄하고, 체로 걸러 평균입경이 3 μm가 되도록 계란껍질 분쇄물을 제조하는 분쇄한 후; 상기 계란껍질 분쇄물을 3 중량% 농도의 수산화나트륨에 90시간 동안 침지시킨 후; 상기 계란껍질 분쇄물과 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디설파이드 및 하기 화학식 1-1로 표시되는 알킬포스포닉에시드 화합물을 1: 0.08: 0.02 중량비율로 혼합하여, 아세톤에 첨가한 후, 45℃에서 혼합하면서 70 KHz의 초음파 진동을 30분 동안 가하여 커플링시킨 후; 상기 커플링된 계란껍질 분쇄물을 65℃ 온도의 진공오븐에서 3시간 동안 건조시킴으로써, 준비되는 것을 사용하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112021002165911-pat00004
상기 식에서, R1은 메틸기이고, x는 1이다.
또한, 상기 섬유보강재는 나일론 섬유 92 중량% 및 감귤과피 천연섬유 8 중량%를 혼합하여 준비하였다. 이때, 상기 감귤과피 섬유는 수세하여 세척한 감귤과피를 열풍건조기에서 50℃에서 24시간 건조 후, 건조 및 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 감귤과피를 알파 아밀라아제 처리 및 수세하여, 탄수화물이 제거된 감귤과피 섬유를 제조하는 단계; 상기 탄수화물이 제거된 감귤과피 섬유를 옥토시놀 3 중량%, 아이소소바이드 7 중량% 및 에틸 알코올 90 중량%를 포함하는 분산액에 혼합 및 숙성하는 단계; 상기 숙성이 완료된 감귤과피 섬유를 24시간 동안 50℃의 열풍건조기로 건조하고, 분쇄한 후, 35mesh 체에 걸러 균일한 크기의 감귤과피 섬유를 얻는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 사용하였다.
<실시예 2>
메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 준비단계; 상기 준비된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에, 채움재 130 중량부 및 평균입경이 3 mm인 골재 95 중량부를 첨가 및 고르게 혼합하는 채움재 및 골재 첨가단계; 및 상기 채움재 및 골재가 첨가된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 산화철 안료 2 중량부, 섬유보강재 2 중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1.5 중량부를 첨가 및 고르게 혼합하는 안료, 섬유보강재 및 경화제 첨가단계를 포함하는 제조방법에 의하여, 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 메틸메타크릴레이트(MMA) 33 중량%, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-HEMA) 24 중량%, n-부틸아크릴레이트 15 중량%, 에틸메타크릴레이트 5 중량%, 메타크릴산 12 중량%, 스티렌 5 중량%, 글리시딜(메타)아크릴레이트 2 중량%, 디메틸아닐린(DMA) 3 중량% 및 파라핀왁스 1 중량%를 혼합하여 준비하였다.
또한, 상기 채움재는 탄산칼슘 85 중량%, 계란껍질 분쇄물 12 중량% 및 산화아연 3 중량%를 혼합하여 준비하였다. 이때, 상기 계란껍질 분쇄물은 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다. 또한, 상기 산화아연은 구상의 다공성 산화아연을 사용하였고; 상기 구상의 다공성 산화아연은 디에틸렌글라이콜 100 중량부에 대하여, 아연아세테이트 수화물 10 중량부를 첨가한 이후, 상기 첨가된 아연 화합물의 몰비 대비, 수산화나트륨 5 몰비를 서서히 혼합하여 혼합용액을 준비한 후; 상기 혼합용액을 200 ℃ 온도에서 45 분 동안 산화반응시켜 밀키타입의 현탁액을 형성한 후; 상기 반응 이후, 생성된 구상의 다공성 산화아연 입자를 알코올로 세척하고 원심분리기를 이용하여 구상의 다공성 산화아연 입자를 탈수 및 분리한 이후, 90 ℃ 온도에서 건조하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되어, 분말도가 58 m2/g이고, 평균 기공크기가 8 nm이고, 평균입경이 530 nm의 균일한 입자크기를 가지며, X-선 회절 분석결과 육방정계 섬유아연석(hexagonal wurtzite) 구조로 이루어진 것을 사용하였다.
또한, 상기 골재는 평균입경이 3 mm인 골재의 표면을 컬러수지를 이용하여, 1차적으로 코팅처리한 것을 사용하였다. 이때, 상기 컬러수지는 상기한 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 안료 1 중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1 중량부를 포함하는 것을 사용하였다.
또한, 상기 섬유보강재는 폴리프로필렌(PP) 섬유 80 중량%, 탄소섬유 12 중량% 및 감귤과피 천연섬유 8 중량%를 혼합하여 준비하였다. 이때, 상기 감귤과피 섬유는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다.
<실시예 3>
메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 준비단계; 상기 준비된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에, 채움재 130 중량부 및 평균입경이 3 mm인 골재 95 중량부를 첨가 및 고르게 혼합하는 채움재 및 골재 첨가단계; 및 상기 채움재 및 골재가 첨가된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지에 산화철 안료 3 중량부, 섬유보강재 2 중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1.5 중량부를 첨가 및 고르게 혼합하는 안료, 섬유보강재 및 경화제 첨가단계를 포함하는 제조방법에 의하여, 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지, 채움재 및 골재는 상기 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다.
또한, 상기 섬유보강재는 폴리프로필렌(PP) 섬유 80 중량%, 탄소섬유 12 중량% 및 감귤과피 천연섬유 8 중량%를 혼합하여 준비하였다. 이때, 상기 감귤과피 섬유는 상기 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다. 또한, 상기 폴리프로필렌(PP) 섬유 및 탄소섬유는 발수 조성물에 침지시킨 후, 건조시킴으로써 표면을 발수코팅한 것을 사용하였다. 이때, 상기 발수 조성물은 불소-함유 실란(1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸트리에톡시실란) 100 중량부에 대하여, 옥타데실트리클로로실란 39 중량부, 하기 화학식 2-1로 표시되는 알킬 폴리글루코사이드 5 중량부, 스테아릴 에루카미드(stearyl erucamide) 4 중량부, 0.8 N 농도의 염산 수용액 3 중량부 및 증류수 170 중량부를 혼합한 것을 사용하였다.
[화학식 2-1]
Figure 112021002165911-pat00005
상기 식에서 y는 3이고, R은 탄소수 16의 알킬기이다.
<비교예 1>
메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 준비단계; 및 상기 준비된 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에, 탄산칼슘 130 중량부, 평균입경이 3 mm인 골재 95 중량부, 산화철 안료 3 중량부, 나일론 섬유 2 중량부 및 벤조일퍼옥사이드 1.5 중량부를 첨가 및 고르게 혼합하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의하여, 비교용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 상기 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 것을 사용하였다.
<시험예>
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 비교예 1에서 비교용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 아스콘으로 제작된 시험용 공시체(10cm×10cm)의 표면에 각각 도포하여 경화시킴으로써, 미끄럼 방지 포장재 시편을 제조하였다.
상기 제조된 시편에 대하여, KS F 2375(노면의 미끄럼 저항성 시험방법)에 따른 미끄럼 저항 지수(BPN), 인장강도, KS F 2476(접착강도), ASTM D 4060(내마모성 시험 방법)에 따른 내마모도(H-18, 1 Kg, 1,000 cycle), 내충격성, 내수성, 촉진 내구성을 각각 분석하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예1
미끄럼 저항 지수
(BPN)*
88 90 92 56
인장강도(㎏/㎠) 60 62 65 42
접착강도(㎏/㎠) 15.8 16.0 16.2 14.2
내마모도(mg) 42 36 33 102
내충격성 양호 양호 양호 양호
내수성 양호 양호 양호 들뜸발생
촉진 내구성 양호 양호 양호 균열발생
* 미끄럼 저항 지수(BPT) 단위 BPN : High slip potential 0∼24/ Moderate slip potential 25∼35/ Low slip potential 36 이상
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조된 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물은 비교예 1에서 비교용 미끄럼 방지 포장재 조성물과 비교하여, 보다 우수한 미끄럼 저항 성능, 고인장강도, 우수한 접착강도, 내마모성, 내충격성, 내수성 및 촉진 내구성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물로서, 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지 100 중량부에 대하여, 채움재 120 내지 150 중량부, 골재 85 내지 115 중량부, 안료 1 내지 5 중량부, 섬유보강재 0.1 내지 2 중량부 및 경화제 1 내지 35 중량부를 포함하고;
    상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 메틸메타크릴레이트(MMA) 20 내지 40 중량%, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트(2-HEMA 또는 2-HEA) 20 내지 40 중량%, C2 내지 C4의 알킬(메타)아크릴레이트 10 내지 30 중량%, (메타)아크릴산 5 내지 20 중량%, 디메틸아닐린(DMA) 0.5 내지 10 중량% 및 파라핀왁스 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 것이고;
    상기 채움재는 탄산칼슘 70 내지 90 중량%, 계란껍질 분쇄물 5 내지 20 중량% 및 산화아연 1 내지 10 중량%를 포함하는 것이고;
    상기 섬유보강재는 폴리프로필렌(PP) 섬유, 폴리비닐알코올(PVA) 섬유, 나일론 섬유, 강섬유, 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 혼합섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 보강섬유 85 내지 98 중량% 및 감귤과피 천연섬유 2 내지 15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메틸메타크릴레이트(MMA) 수지는 스티렌, 글리시딜(메타)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상 0.5 내지 10 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계란껍질 분쇄물은
    계란껍질을 분쇄하고, 체로 걸러 계란껍질 분쇄물을 제조하는 분쇄 단계; 상기 계란껍질 분쇄물을 염기성 수용액에 24 내지 96시간 동안 침지시키는 침지 단계; 상기 계란껍질 분쇄물과 설파이드계 실란 커플링제 및 하기 화학식 1로 표시되는 알킬포스포닉에시드 화합물을 1: 0.01 내지 0.1: 0.01 내지 0.1 중량비율로 혼합하여, 용매에 첨가한 후, 10 내지 50 ℃에서 혼합하면서 10 내지 100 KHz의 초음파 진동을 10 내지 60분 동안 가해주는 커플링 단계; 및 상기 커플링된 계란껍질 분쇄물을 건조시키는 건조 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것이고;
    상기 산화아연은 구상의 다공성 산화아연인 것이고,
    상기 구상의 다공성 산화아연은 글라이콜류 용매 100 중량부에 대하여, 아연 화합물 3 내지 10 중량부를 첨가한 이후, 상기 첨가된 아연 화합물의 몰비 대비, 수산화나트륨 0.5 내지 5 몰비를 서서히 혼합하여 혼합용액을 준비하는 단계; 상기 혼합용액을 150 내지 250 ℃ 온도에서 10 내지 60 분 동안 산화반응시켜 밀키타입의 현탁액을 형성하는 단계; 및 상기 반응 이후, 생성된 구상의 다공성 산화아연 입자를 알코올을 이용하여 세척하고 원심분리기를 이용하여 구상의 다공성 산화아연 입자를 탈수 및 분리한 이후, 80 내지 150 ℃ 온도에서 건조하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 하는 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112021002165911-pat00006

    상기 식에서, R1은 선형 또는 분지된 C1 내지 C4의 알킬기이고, x는 0 또는 1이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감귤과피 천연섬유는
    수세하여 세척한 감귤과피를 건조 및 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄된 감귤과피를 알파 아밀라아제 처리 및 수세하여, 탄수화물이 제거된 감귤과피 천연섬유를 제조하는 단계;
    상기 탄수화물이 제거된 감귤과피 천연섬유를 옥토시놀 0.1 내지 5 중량%, 아이소소바이드 1 내지 10 중량% 및 에틸 알코올 85 내지 98 중량%를 포함하는 분산액에 혼합 및 숙성하는 단계;
    상기 숙성이 완료된 감귤과피 천연섬유를 건조 및 분쇄하는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 하는 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법으로서,
    아스팔트, 아스콘 또는 콘크리트로 이루어진 도로 표면의 요철과 레이탄스를 제거하는 단계; 상기 도로 표면의 이물질을 제거하는 단계; 상기 도로 표면상에, 상기 고인장강도 및 우수한 내마모성을 갖는 균열저감형 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하는 단계; 및 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 포장 시공방법.
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