KR102417466B1 - 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법 - Google Patents

내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법 Download PDF

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Abstract

내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공방법에 관한 것으로서, 성능 개선재 40 내지 70 중량%, 성능 개선 충전재 40 내지 70 중량% 및 경화제 5 내지 50 중량%를 포함하는 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물에 있어서,
상기 성능 개선재는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부, 스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체 1 내지 30 중량부, 메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체 1 내지 25 중량부, 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체 0.1 내지 20 중량부, 아세틸화도가 50% 내지 65%인 아세틸셀룰로오스 1 내지 20 중량부, 부아메라 오일 1 내지 20 중량부, 실리콘-(메트)아크릴산 공중합체 0.01 내지 15 중량부, 그래핀 분산액 0.01 내지 15 중량부, 실리카졸 0.01 내지 15 중량부, 에틸렌비스 스테아린산 아마이드 0.01 내지 15 중량부 및 폴리아크릴산알킬 0.01 내지 15 중량부를 함유하고,
상기 성능 개선 충전재는 중질탄산칼슘 100 중량부, 이산화규소 30 내지 100 중량부, 염화칼슘 또는 황산나트륨 1 내지 40 중량부, 하기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄 5 내지 30 중량부, 비늘조각 형상의 알루미늄 입자 3 내지 10 중량부, 카올리나이트 1 내지 25 중량부, 스테아린산 알루미늄 1 내지 25 중량부, 젠노타임(Xenotime) 1 내지 25 중량부, 스멕타이트 1 내지 25 중량부, 안료 1 내지 25 중량부, 리튬알루미네이트 1 내지 25 중량부, 및 제올라이트 1 내지 25 중량부를 함유하여,
아스팔트 및 콘크리트 포장 노면의 미끄럼 방지 기능 뿐만 아니라 탄성이 우수하여 취성에 의한 포장재의 균열, 들뜸 및 박리를 예방하고 부착력, 내구성, 내화학성이 우수하고, 자외선 및 적외선을 흡수하여 노면 온도 저감 효과 및 융설 기능을 유지할 수 있어 안전 사고 방지 및 도로 시설물의 열화를 방지할 수 있는 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112022062886952-pat00004

(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C2 내지 C5의 지방족 아실기이고 R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 아세틸기이며, n는 5 내지 7을 나타냄).

Description

내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법 {Non-slip packaging material excellent in thermal shock resistance and improved durability, and manufacturing method thereof}
본 발명은 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아스팔트 및 콘크리트 포장 노면의 미끄럼 방지 기능 뿐만 아니라 탄성이 우수하여 취성에 의한 포장재의 균열, 들뜸 및 박리를 예방하고 부착력, 내구성, 내화학성이 우수하고, 자외선 및 적외선을 흡수하여 노면 온도 저감 효과 및 융설 기능을 유지할 수 있어 안전사고 방지 및 도로 시설물의 열화를 방지할 수 있는 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 아스팔트 포장은 연성으로서 승차감이 좋고 소음이 적어 보편적으로 많이 사용된다. 그러나 중대형 차량이 통행하게 되면 포장이 파손되고, 타이어의 마찰로 인해 아스팔트 피복이 쉽게 벗겨지며 바퀴자국 패임이나 소성변형 등의 영구변형이 쉽게 발생하여 수시로 유지보수가 필요하고 수명이 단축되며 그로 인해 도로의 유지보수 비용이 증가하고 교통소통에 장애를 유발하게된다.
또한, 콘크리트 도로에서는 도로의 구배가 급하거나 급커브 구간 및 경사로 등 제동거리가 요구되는 구간은 눈이나 비로 인하여 노면에 슬립(slip)현상이 발생하고 이로 인한 미끄럼 사고로 차량사고의 위험이 항상 존재하고 있다.
이에 미끄럼 저항을 높여 자동차의 안전한 주행을 도모하기 위한 시설인 미끄럼방지 포장을 시행한다. 구체적으로 미끄럼방지 포장은 포장의 미끄럼 저항을 높여 자동차의 안전한 주행을 도모하기 위한 시설로서, 미끄럼방지 포장은 노면의 미끄럼 저항이 낮아진 곳, 도로의 평면 및 종단 선형이 불량한 곳 등에 포장 면의 미끄럼 저항을 높여주어 자동차의 제동거리를 짧게 하거나 또는 학교 통학로, 횡단보도 등과 같이 사람들이 보행하는 도로의 식별력을 높여 교통사고를 예방하기 위한 목적으로 설치되는 시설을 말한다.
이러한, 미끄럼방지 포장은 도로의 기하구조 및 교통 특성에 따라 요구되는 수준의 미끄럼 저항이 확보되지 못하는 구간에 설치하여 마찰력을 증진시키는데 목적이 있다. 즉, 도로의 사용 기간이 증가함에 따라 포장의 미끄럼 저항이 전 구간에 걸쳐서 일정 수준 이하로 떨어지는 경우에는 포장의 유지관리 측면에서 근본적으로 미끄럼 저항을 높이기 위해 미끄럼방지용 포장재를 이용하여 도로를 보수하며, 최근 이러한 미끄럼방지용 포장재는 도로 이외에도 보행 시 미끄러지기 쉬운 장소인 건축물의 옥상, 야외주차장, 공원 등에도 도포함에 따라 그 수요가 급증하고 있다.
이와 같은 미끄럼방지용 포장재는 무용제 에폭시, 우레탄, 알키드 수지(alkyd reisn) 등의 수지가 도입되어 사용되었으나, 인장강도와 같은 강도특성이 열악하여 내구기한이 1 내지 2년 정도 밖에 되지않는 문제가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 메틸메타크릴레이트 수지(methyl methacrylate resin, MMA)를 포함하는 미끄럼 방지 포장재를 제시하였다. 이러한 메틸메타크릴레이트 수지는 노면과의 접착력, 신장율, 시공성 등이 우수하나 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.
한편, 최근 산업화와 도시화가 급속히 진행되면서 주거, 상업, 공공시설 등이 늘어나 녹지 면적이 줄어들고, 각종 인공열과 대기오염 물질로 인해 도시 상공의 기온이 주변 지역보다 높아지는 현상이 발생되기 시작했는데, 이러한 현상을 바로 열섬(Heat Island) 현상이라 부른다.
열섬 현상의 가장 큰 원인은 도시에 건설되는 아스팔트나 콘크리트 구조물 등의 인공 구조물에 있다. 이 인공구조물은 낮 동안 태양 에너지를 열로 흡수하고 저장하였다가, 야간이 되면 방출하여 열대야와 도심 열섬 현상을 야기하게 된다.
이에 따라 최근 도시부의 도로 등을 중심으로 보행자의 열 환경을 개선하거나 열섬 현상을 완화시키기 위해 노면 온도의 상승을 억제시키는 포장기술 개발이 주목받고 있으며, 지속적인 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0951469호 대한민국 공개특허 제10-2008-0079234호
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 아스팔트 및 콘크리트 포장 노면의 미끄럼 방지 기능 뿐만 아니라 인장강도, 신율 등의 탄성 강도 특성이 우수하여 취성에 의한 포장재의 균열, 들뜸 및 박리를 예방할 수 있고, 부착력, 내구성, 내화학성이 우수하며, 자외선 및 적외선을 흡수하여 노면 온도 저감 효과 및 융설 기능을 유지할 수 있어 안전사고 방지 및 도로 시설물의 열화를 방지할 수 있는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법을 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 구현예는 성능 개선재 40 내지 70 중량%, 성능 개선 충전재 40 내지 70 중량% 및 경화제 5 내지 50 중량%를 포함하는 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물에 있어서,
상기 성능 개선재는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부, 스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체 1 내지 30 중량부, 메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체 1 내지 25 중량부, 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체 0.1 내지 20 중량부, 아세틸화도가 50% 내지 65%인 아세틸셀룰로오스 1 내지 20 중량부, 부아메라 오일 1 내지 20 중량부, 실리콘-(메트)아크릴산 공중합체 0.01 내지 15 중량부, 그래핀 분산액 0.01 내지 15 중량부, 실리카졸 0.01 내지 15 중량부, 에틸렌비스 스테아린산 아마이드 0.01 내지 15 중량부 및 폴리아크릴산알킬 0.01 내지 15 중량부를 함유하고,
상기 성능 개선 충전재는 중질탄산칼슘 100 중량부, 이산화규소 30 내지 100 중량부, 염화칼슘 또는 황산나트륨 1 내지 40 중량부, 하기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄 5 내지 30 중량부, 비늘조각 형상의 알루미늄 입자 3 내지 10 중량부, 카올리나이트 1 내지 25 중량부, 스테아린산 알루미늄 1 내지 25 중량부, 젠노타임(Xenotime) 1 내지 25 중량부, 스멕타이트 1 내지 25 중량부, 안료 1 내지 25 중량부, 리튬알루미네이트 1 내지 25 중량부, 및 제올라이트 1 내지 25 중량부를 함유하는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022062886952-pat00001
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C2 내지 C5의 지방족 아실기이고 R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 아세틸기이며, n는 5 내지 7을 나타냄).
상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지는 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 가교제 100 중량부, 폴리에테르기를 갖는 디올 10 내지 50 중량부, 및 α-아미노 알킬페논 화합물 1 내지 10 중량부를 함유할 수 있다.
상기 부아메라 오일은 부아멜라 과일을 끓는 물로 끓이거나 증기로 쪄서 과일을 분리하고 섬유성막을 제거하는 단계; 상기 분리된 과일을 수분 함유량이 5% 이하가 될 때까지 100℃ 이하에서 건조하는 단계; 및 상기 건조된 과일을 압착하여 오일을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 산화티탄은 평균 입경이 100 내지 200 μm인 산화티탄(A) 4 내지 6 중량비와 평균 입경이 1600 내지 2000 μm인 산화티탄(B) 4 내지 6 중량비 범위로 혼합되고,
상기 알루미늄 입자는 평균입경이 100 내지 1000 μm이고 어스펙트 비(aspect ratio)가 1 내지 3인 것일 수 있다.
상기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄은 유기용매에, 상기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드와 산화티탄을 혼합 및 교반하는 단계와 상기 혼합물로부터 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트 포장면의 열화부위, 이물질, 오염물질 등을 제거하는 전처리 단계와, 상기 전처리 단계 후 시공 포장면을 표면 건조하는 단계와, 상기 건조된 상부에 표면 보호 강화제를 도포하는 단계와, 상기 도포된 상부에 상기 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하고 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 포장 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 포장 시공 방법에 의하면, 도로 포장면과의 부착강도, 내마모성, 충격성 및 내구성이 우수하고, 우수한 인성으로 취성에 의한 균열, 깨짐, 들뜸, 박리 등을 예방할 수 있으며, 포장재에 함유된 골재의 탈락 정도가 개선되어 미끄럼 저항 성능의 급격한 감소를 방지시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 미끄럼 저항 성능을 유지시켜서 보행자와 운전자의 안전을 확보하는 동시에 자외선 및 적외선을 흡수하여 노면 온도를 저하하여 열섬현상을 저감시키는 효과와 융빙효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예는 성능 개선재 40 내지 70 중량%, 성능 개선 충전재 40 내지 70 중량% 및 경화제 5 내지 50 중량%를 포함하는 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물에 있어서,
상기 성능 개선재는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부, 스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체 1 내지 30 중량부, 메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체 1 내지 25 중량부, 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체 0.1 내지 20 중량부, 아세틸화도가 50% 내지 65%인 아세틸셀룰로오스 1 내지 20 중량부, 부아메라 오일 1 내지 20 중량부, 실리콘-(메트)아크릴산 공중합체 0.01 내지 15 중량부, 그래핀 분산액 0.01 내지 15 중량부, 실리카졸 0.01 내지 15 중량부, 에틸렌비스 스테아린산 아마이드 0.01 내지 15 중량부 및 폴리아크릴산알킬 0.01 내지 15 중량부를 함유하고,
상기 성능 개선 충전재는 중질탄산칼슘 100 중량부, 이산화규소 30 내지 100 중량부, 염화칼슘 또는 황산나트륨 1 내지 40 중량부, 하기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄 5 내지 30 중량부, 비늘조각 형상의 알루미늄 입자 3 내지 10 중량부, 카올리나이트 1 내지 25 중량부, 스테아린산 알루미늄 1 내지 25 중량부, 젠노타임(Xenotime) 1 내지 25 중량부, 스멕타이트 1 내지 25 중량부, 안료 1 내지 25 중량부, 리튬알루미네이트 1 내지 25 중량부, 및 제올라이트 1 내지 25 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022062886952-pat00002
(식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C2 내지 C5의 지방족 아실기이고 R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 아세틸기이며, n는 5 내지 7을 나타냄).
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 내구성 및 차열성이 우수한 미끄럼 방지 포장재 조성물은 도로 포장면과의 부착강도, 내마모성, 충격성 및 내구성이 우수하고, 우수한 인성으로 취성에 의한 균열, 깨짐, 들뜸, 박리 등을 예방할 수 있으며, 포장재에 함유된 골재의 탈락 정도가 개선되어 미끄럼 저항 성능의 급격한 감소를 방지시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 미끄럼 저항 성능을 유지시켜서 보행자와 운전자의 안전을 확보하는 동시에 자외선 및 적외선을 흡수하여 노면 온도를 저하하여 열섬현상을 저감시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 성능 개선재는 40 내지 70 중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 범위 미만이면 강도, 내마모성, 내충격성, 방빙효과, 내산성, 내열성 및 내구성 개선 효과가 미미할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 성능 개선재는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부, 스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체 1 내지 30 중량부, 메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체 1 내지 25 중량부, 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체 0.1 내지 20 중량부, 아세틸화도가 50% 내지 65%인 아세틸셀룰로오스 1 내지 20 중량부, 부아메라 오일 1 내지 20 중량부, 실리콘-(메트)아크릴산 공중합체 0.01 내지 15 중량부, 그래핀 분산액 0.01 내지 15 중량부, 실리카졸 0.01 내지 15 중량부, 에틸렌비스 스테아린산 아마이드 0.01 내지 15 중량부 및 폴리아크릴산알킬 0.01 내지 15 중량부를 함유하여 이루어진다.
상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지는 탄성, 신율, 부착강도 및 내구성 등을 개선하는 역할을 한다. 본 발명에서 사용하는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지는 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 가교제 100 중량부; 폴리에테르기를 갖는 디올 10 내지 50 중량부; 및 α-아미노 알킬페논 화합물 1 내지 10 중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 가교제는 자외선에 의한 황변 현상을 억제함과 동시에 내화학성 및 내열성을 향상시키고, 작업 시 냄새를 저감시키기 역할을 한다.
상기 폴리에테르기를 갖는 디올은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며 구체적으로 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 및 이들의 블록 공중합체를 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 폴리에틸렌글리콜을 사용할 수 있다.
이러한 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트와 폴리에테르기를 갖는 디올과 당량비로 반응하는 것이 바람직하며, 폴리에테르기를 갖는 디올 함유량은 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 가교제 100 중량부에 대하여 상기 범위 미만이면 상대적으로 가교제의 함량이 높아져 가교제의 석출 현상이 발생될 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 점도가 높아 작업성이 저하될 수 있다.
상기 α-아미노 알킬페논 화합물은 부착성을 저하시키는 미반응 반응물, 부반응물 및 잔존물을 제거하는 역할을 한다. 이러한 상기 α-아미노 알킬페논 화합물은 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 7-디에틸아미노-3-(4-디에틸아미노벤조일)쿠마린, 4-(디에틸아미노)캘콘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 α-아미노 알킬페논 화합물은 폴리에테르기를 갖는 디올과 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 가교제의 총합 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부 함유하는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만이면 그 양이 미미하여 강도 특성 향상에 대한 효과가 없으며 함량을 초과하는 경우에는 오히려 α-아미노 알킬페논 화합물의 분해물 및 미반응물이 증가하여 인장강도, 신율, 부착강도 등이 강도 특성이 저하될 수 있다.
상기 스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체는 작업성, 강도 및 내구성을 개선하는 역할을 한다. 상기 스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부 함유하는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만이면 성능 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 더 이상의 성능 개선 효과를 얻을 수 없다.
상기 메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체는 접착력, 연성, 내후성, 내구성 을 증가시키는 역할을 한다. 상기 메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유하는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만이면 성능 개선 효과가 미미할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 작업성이 저하될 수 있다.
상기 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체는 부착강도, 압축강도 등의 우수한 물리적 강도와, 균열 저항성 및 장기 강도를 더욱 개선하고, 내염해성, 방수성, 내산성, 내알칼리성, 내마모성 등의 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부 함유하는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만이면 성능 개선 효과가 미미할 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 성능 개선에는 효과가 있으나 재료분리가 발생하기 쉽고 가격경쟁력이 저하될 수 있다.
상기 아세틸화도가 50% 내지 65%인 아세틸셀룰로오스는 방수성을 향상하고, 인장강도 및 신율을 향상시켜 경화에 따른 수축, 도장 이후에 온도, 충격 등 외부 환경의 영향으로 도막에서 재균열의 발생을 억제하는 역할을 한다. 상기 아세틸화도가 50% 미만이면 접착력이 저하될 수 있고, 아세틸화도가 65%를 초과하는 경우에는 신율 및 인장강도가 저하될 수 있다.
이러한 아세틸화도가 50% 내지 65%인 아세틸셀룰로오스는 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 범위 미만이면 상기한 개선효과가 미미할 수 있고, 상기 함량 범위를 초과하는 경우에는 인장강도 및 신율 특성이 큰폭으로 저하되어 미끄럼 방지성능이 저하될 수 있다.
상기 부아메라 오일은 부아메라(Buahmerah) 열매로 부터 얻어진 오일로 점도조절에 기여하여 작업성을 개선하며, 발수성 및 내마모성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 부아메라(Buahmerah) 열매는 인도네시아어로 '붉은 과일'을 의미하는 타코노키과(Pandanaceae)에 속하는 식물의 열매로 인도네시아령 파푸아지역에서 자생하는 뉴기니섬의 토종식물인 부아메라 나무로부터 채취한 것이다.
상기 부아메라 오일은 부아멜라 과일을 끓는 물로 끓이거나 증기로 쪄서 과일을 분리하고 섬유성막을 제거하는 단계; 상기 분리된 과일을 수분 함유량이 5% 이하가 될 때까지 100℃ 이하에서 건조하는 단계; 및 상기 건조된 과일을 압착하여 오일을 제조하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
이러한 상기 부아메라 오일은 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 오히려 강도 특성이 저하될 수 있다.
상기 실리콘-(메트)아크릴산 공중합체는 부착강도, 내염해성, 중성화 저항성, 방수성, 내산성, 내알칼리성, 동결융해저항성, 내오염성 등을 개선하는 역할을 한다. 이러한 실리콘-(메트)아크릴산 공중합체는 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 15 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 작업성이 저하될 수 있다.
상기 그래핀 분산액은 인장력, 내마모성, 내충격성이 우수하고, 자외선 및 적외선을 흡수하여 노면 온도를 저감시켜 열섬현상을 저하시키는 역할을 한다. 이러한 그래핀 분산액은 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 15 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 가격경쟁력이 저하될 수 있다.
상기 실리카졸은 내오염성, 내마모성, 내수성, 내열성, 내산성을 개선하는 역할을 한다. 이러한 실리카졸은 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 15 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 작업성 및 경제성이 저하될 수 있다.
상기 에틸렌비스 스테아린산 아마이드는 강도, 내마모성, 내충격성을 개선하는 역할을 한다. 이러한 에틸렌비스 스테아린산 아마이드는 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 15 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 작업성 및 경제성이 저하될 수 있다.
상기 폴리아크릴산알킬은 붓/로울러 자국, 오렌지필, 분화구현상, 핀홀, 색얼룩 등의 표면 결함을 방지하는 역할을 한다. 이러한 폴리아크릴산알킬은 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 15 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 재료 분리가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 성능 개선 충전재는 40 내지 70 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 성능 개선 충전재는 중질탄산칼슘 100 중량부, 이산화규소 30 내지 100 중량부, 염화칼슘 또는 황산나트륨 1 내지 40 중량부, 하기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄 5 내지 30 중량부, 비늘조각 형상의 알루미늄 입자 3 내지 10 중량부, 카올리나이트 1 내지 25 중량부, 스테아린산 알루미늄 1 내지 25 중량부, 젠노타임(Xenotime) 1 내지 25 중량부, 스멕타이트 1 내지 25 중량부, 안료 1 내지 25 중량부, 리튬알루미네이트 1 내지 25 중량부, 및 제올라이트 1 내지 25 중량부를 함유하여 이루어진다.
상기 중질탄산칼슘(ground calcium carbonate)은 강도, 충전성, 내충격성 등을 개선하는 역할을 한다. 탄산칼슘은 제조방법에 따라 중질탄산칼슘과 경질탄산칼슘(precipitated calcium cabonate) 2가지로 크게 구분된다. 중질탄산칼슘은 백색결정질 방해석(CaCO3)을 분쇄·분급시켜 제조된 탄산칼슘으로 백색도가 높기 때문에, 백색 탄산칼슘으로도 불린다. 경질 탄산칼슘은 석회석을 소성시켜 화학적으로 제조된 탄산칼슘으로서 침강성 탄산칼슘이라고도 불린다.
상기 이산화규소는 강도, 미끄럼 저항성 및 내마모성을 개선하는 역할을 한다. 상기 이산화규소는 입경이 0.1 내지 3 mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 이산화규소는 상기 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 30 내지 100 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선 효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능은 개선되나 작업성이 저하될 수 있다.
상기 염화칼슘 또는 황산나트륨은 흡습성 및 보수성이 우수한 수용성 무기염류로서 습기를 흡수하여 눈 또는 얼음을 녹이는 역할을 한다. 이러한 염화칼슘 또는 황산나트륨은 상기 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 40 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 융빙 효과가 미흡할 수 있고 상기 함량을 초과하는 경우에는 융빙 효과는 우수하나 구조물의 부식을 촉진시킬 수 있다.
상기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄은 소수화 처리에 의해 자외선을 차단하여 차열 효과를 갖는 산화티탄의 균일한 분산을 유도하고, 미끄럼 방지 성능을 구현하며 시공된 도막의 강도특성 및 내마모성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 산화티탄은 평균 입경이 100 내지 200 μm인 산화티탄(A) 4 내지 6 중량비와 평균 입경이 1600 내지 2000 μm인 산화티탄(B) 4 내지 6 중량비 범위로 혼합될 수 있다. 이때 산화티탄(A)의 비율이 적으면 자외선 차단 효과가 저하되어 차열특성이 불충분할 수 있고, 산화티탄(B)의 비율이 적으면 인장강도가 저하될 수 있다.
상기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄은 유기용매에, 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드와 산화티탄을 혼합 및 교반하는 단계와 상기 혼합물로부터 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. 이때, 상기 유기용매는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 에탄올, 이소프로필 알코올, 이소부탄올 등의 알코올류, 톨루엔, n-헥산, 사이클로헥산 등의 탄화수소계 유기 용매, 아세톤, 아세트산 에틸, 초산부틸 등의 극성 유기 용매 등이 사용될 수 있다.
이러한 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄은 상기 상기 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 점도가 증가하여 작업성이 저하될 수 있다.
상기 비늘조각 형상의 알루미늄 입자는 마찰저항을 향상시켜 미끄럼 방지 성능을 구현하고, 시공된 도막의 강도특성 및 내마모성을 향상시키며, 차열특성을 발현하는 역할을 한다. 상기 비늘조각 형상의 알루미늄 입자는 평균 입경이 100 내지 1000 μm이고 어스펙트 비(aspect ratio)가 1 내지 3인 것이 바람직하다.
상기 평균 입경과 어스펙트 비가 상기 범위 미만이면 적외선이 투과하기 쉬워져 차폐성능이 저하될 수 있으며 평균 입경과 어스펙트 비가 상기 범위를 초과하는 경우에는 마모에 의해 입자가 탈락하기 쉬워 차열성능 저하 및 포장재의 내구성이 저하될 수 있다.
이러한 비늘조각 형상의 알루미늄 입자는 상기 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 3 내지 10 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 상기한 개선효과가 미미할 수 있고, 상기 함량을 초과하는 경우에는 이탈률이 높아져 오히려 장기 내구성이 저하될 수 있다.
상기 카올리나이트는 지속적인 균열억제성능 및 수축 저항성능 제공 및 내화학성, 내염해성, 중성화 저항성, 자기보수성 등의 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 카올리나이트는 15 내지 25 M 농도의 하이드라진과 반응시켜 표면에 극성기를 도입한 것을 사용한다. 상기 극성기가 도입된 카올리나이트는 층간인력을 감소시켜, 혼화성 및 반응성을 매우 향상시킬 수 있다. 구체적으로 표면에 극성기가 도입된 카올리나이트는 카올리나이트를 15 내지 25 M 농도의 하이드라진 수용액에 1 내지 5 g/ml의 농도로 투입하고, 60 내지 80 ℃에서 36 내지 72시간 동안 반응시킨 후 여과 및 건조하여 제조될 수 있다.
이러한 카올리나이트는 상기 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선효과가 미미할 수 있으며 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능 개선 효과는 있으나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 스테아린산 알루미늄은 윤활성과 분산성을 향상시켜 균일한 배합과 작업성을 크게 향상시키고, 우수한 물리적 강도로 치밀한 경화체를 형성하여, 장기강도, 방수성 및 내산성을 개선하는 역할을 한다.
이러한 스테아린산 알루미늄은 상기 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선효과가 미미할 수 있으며 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능 개선 효과는 있으나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 젠노타임(Xenotime)은 내염해성, 중성화 저항성, 내화학성, 내열성, 단열성, 내오염성, 자기보수성 등의 내구성을 개선하는 역할을 한다.
이러한 젠노타임은 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선효과가 미미할 수 있으며 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능 개선 효과는 있으나 점도가 높아져 작업성이 저하되고 제조 원가가 증가될 수 있다.
상기 스멕타이트는 우수한 부착강도, 내염해성, 중성화 저항성, 방수성, 내화학성, 동결융해저항성, 내열성을 개선하는 역할을 한다.
이러한 스멕타이트는 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선효과가 미미할 수 있으며 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능 개선 효과는 있으나 재료 분리 현상이 발생할 수 있다.
상기 안료는 색상 구현과 미관을 개선하는 역할을 한다. 상기 안료는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으며, 구체적으로 이산화티탄, 적색 산화철, 황색 산화철, 산화크롬(Cr2O3), 자색 산화철, 흑색 산화철, 카본블랙 및 휘스커 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
이러한 안료는 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선효과가 미미할 수 있으며 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능 개선 효과는 있으나 재료 분리 현상이 발생할 수 있다.
상기 리튬알루미네이트는 점착력, 반응성, 응집 방지성, 화학적 안정성, 내구성 등을 개선하는 역할을 한다.
이러한 리튬알루미네이트는 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 성능 개선효과가 미미할 수 있으며 상기 함량을 초과하는 경우에는 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 제올라이트는 수분을 흡착하는 성능이 우수하고 내수성을 가져 조성물의 장기간에 걸쳐 융빙 효과를 연장하는 역할을 한다.
이러한 제올라이트는 중질탄산칼슘 100 중량부에 대하여 1 내지 25 중량부 함유되는 것이 바람직하다. 상기 함량 미만인 경우에는 장기간의 융빙 효과가 미미할 수 있으며 상기 함량을 초과하는 경우에는 성능 개선 효과는 있으나 취성이 높아질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 경화제는 상기 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물의 경화속도를 조절하는 역할을 한다. 상기 경화제는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 아민계 지방산, 이소시아네이트, 디이소시아네이트(TDI) 또는 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4'-Diphenylmethane diisocyanate(MDI)) 중에서 선택된 1종 이상을 선택 사용할 수 있다. 이러한 경화제는 5 내지 50 중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 범위 미만이면 경화가 늦어지고 성능이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 경화가 빨라져 작업성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 일 구현예는 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트 포장면의 열화부위, 이물질, 오염물질 등을 제거하는 전처리 단계와, 상기 전처리 단계 후 시공 포장면을 표면 건조하는 단계와, 상기 건조된 상부에 표면 보호 강화제를 도포하는 단계와, 상기 도포된 상부에 상기 본 발명에 따른 일 구현예의 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하고 양생하는 단계를 포함하는 미끄럼 방지 포장 시공방법을 제공한다.
상기 전처리 단계는 숏블라스트, 평삭기, 연마기 등을 이용하여 치핑하여 열화부위, 이물질, 오염물질 등을 제거한다.
상기 표면 보호 강화제는 우레탄계 수지, 메틸메타크릴레이트(MMA)수지, 아크릴계 수지 및 상기 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 이때 도포는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 방법 구체적으로 붓, 롤러, 에어리스 등을 사용하여 수행될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
제조예 1: 폴리에테르계 폴리우레탄 수지
플라스크에, 분자량 2000의 에틸렌 글리콜 165.4 g, 에틸렌 글리콜 22.7 g, 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 111.9 g, α-아미노 알킬페논 화합물(7-디에틸아미노-3-(4-디에틸아미노벤조일)쿠마린) 10 g, 디메틸포름아미드 700 g를 혼합한 후 질소하에서 70℃ 온도 및 8시간 동안 교반하여 폴리에테르계 폴리우레탄 수지를 제조하였다.
비교 제조예 1: 폴리우레탄 수지
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 분자량 2000의 에틸렌 글리콜 대신에 분자량 2000의 폴리에스테르 폴리올을 사용하여 폴리우레탄 수지를 제조하였다.
비교 제조예 2: 폴리우레탄 수지
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, 트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 대신에 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트를 사용하여 폴리우레탄 수지를 제조하였다.
비교 제조예 3: 폴리우레탄 수지
상기 제조예 1과 동일하게 실시하되, α-아미노 알킬페논 화합물 10 g을 제외하고 사용하여 폴리우레탄 수지를 제조하였다.
제조예 2: 부아메라 오일
5 내지 10 cm 정도로 절단한 4.9 kg의 부아멜라 과일 1000 g을 30분간 끓는 물로 끓였다. 이후에 과일을 분리하고 섬유성막을 제거하여 약 2.4 kg의 과일을 얻었다.
이후에 상기 얻어진 과일을 90 ℃에 제어한 전열 건조기로 하룻밤 건조시킨 후, 건조 분말을 고압의 압착기로 착유하여 약 100 mL 부아메라 오일을 제조하였다.
제조예 3: 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄
교반기에 산화티탄(입자 지름:150μm) 500 g, 산화티탄(입자 지름:1500μm) 500 g, 이소프로필 알코올 125 g에 만노실에리트리톨 리피드(서프 멜로우제품, 도요보(주)사) 51.0g(고형분 98.2 질량%)를 용해시킨 용액을 혼합하였다. 이후에 교반기를 가열 및 감압하여 에탄올을 제거한 후, 입자를 분쇄 및 가열하여 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄 입자를 제조하였다.
비교 제조예 4: 산화티탄 혼합물
산화티탄(입자 지름:150μm) 500 g과 산화티탄(입자 지름:1500μm) 500 g을 혼합하여 사용하였다.
<실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6>
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 3분간 교반(강제식 믹서)하여 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하였다.
구분
(중량부)
 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
성능
개선재
(40 중량%)		 폴리우레탄 수지 제조예1
(2)		 제조예1
(2)		 제조예1
(2)		 비교 제조예1
(2)		 비교 제조예2
(2)		 비교 제조예3
(2)		 제조예1
(2)		 제조예1
(2)		 제조예1
(2)
스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체 3 3 3 3 3 3 3 3 3
메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체 1 1 1 1 1 1 1 1 1
부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체 1 1 1 1 1 1 1 1 1
아세틸셀룰로오스 1 1 1 1 1 - 1 1 -
부아메라 오일(제조예2) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 - - -
실리콘-(메트)아크릴산 공중합체 1 1 1 1 1 1 1 1 1
그래핀 분산액 1 1 1 1 1 1 1 1 1
실리카졸 1 1 1 1 1 1 1 1 1
에틸렌비스 스테아린산 아마이드 1 1 1 1 1 1 1 1 1
폴리아크릴산알킬 1 1 1 1 1 1 1 1 1
성능
개선
충전재(40 중량%)		 중질탄산칼슘 100 100 100 100 100 100 100 100 100
이산화규소 70 70 70 70 70 70 70 70 70
염화칼슘 25 25 25 25 25 25 25 25 25
산화티탄 제조예3(20) 제조예3
(20)		 제조예3
(20)		 제조예3
(20)		 제조예3
(20)		 제조예3
(20)		 비교제조예4
(20)		 - -
알루미늄 입자 5 5 5 5 5 - 5 5 -
카올리나이트 10 10 10 10 10 10 10 10 10
스테아린산 알루미늄 10 10 10 10 10 10 10 10 10
젠노타임 10 10 10 10 10 10 10 10 10
스멕타이트 10 10 10 10 10 10 10 10 10
안료 5 5 5 5 5 5 5 5 5
리튬알루미네이트 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
제올라이트 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
경화제(30중량%) 이소시아네이트
아세틸셀룰로오스: 아세틸화도 55%
알루미늄 입자: 비늘조각 형상, aspect ratio=2, 평균입자크기=550 μm
안료: 산화철 적색
아래의 시험예들은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 내지 6의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 조성물과 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 조성물을 도로협회 기준에 의하여 흡수율, 접착강도(콘크리트 및 아스팔트 바탕면), 압축강도(재령 1일) 및 내마모시험을 실시하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
흡수율 (%) 0.06 0.03 0.01 0.1 0.2 0.18 0.16 0.23 0.1
접착강도
(MPa)		 콘크리트 2.6 2.9 3.2 2.2 1.9 1.7 2.1 1.7 1.5
아스팔트 1.3 1.5 1.7 1.1 1.1 1.0 1.2 1.0 0.9
압축강도 (재령1일) (MPa) 48.3 45.2 50.0 38.2 34.7 31.2 33.8 35.2 30.8
내마모시험
(50만회)		 마모율(%) 0.09 0.07 0.03 0.13 0.17 0.10 0.2 0.19 0.23
미끄럼저항
(BPN)		 88 88 88 69 71 73 68 70 69
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 3의 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물은 품질 기준을 만족하고 비교예 1 내지 6의 조성물에 비하여 약간 높은 결과를 나타내었다.
<시험예 2>
상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 조성물과 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 조성물의 융빙 효과를 평가하기 위하여 30cm×30cm×5cm의 아스팔트 슬래브 시험체를 제작한 후, 에폭시 수지를 이용해 부직포를 부착시험용 지그(Φ75mm) 한쪽 면에 부착하고 부직포에 물을 흡수시킨 후 아스팔트 슬래브 시험체의 표면과 맞붙여 저온 챔버에 넣어 설정 온도와 시험체가가 항온이 되도록 4시간 동안 유지한 후에 하중속도를 0.35MPa/sec로 하여 아스팔트 슬래브 시험체 표면과 얼음이 분리될 때의 최대 부착강도 측정하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 부착강도(MPa)
0℃ -5℃ -10℃ -15℃
실시예1 0 0.03 0.19 0.25
실시예2 0 0 0.07 0.16
실시예3 0 0 0.05 013
비교예1 0.1 0.21 0.40 0.47
비교예2 0.1 0.29 0.32 0.41
비교예3 0.13 0.32 0.41 0.49
비교예4 0.17 0.36 0.42 0.53
비교예5 0.1 0.25 0.34 0.46
비교예6 0.22 0.48 0.54 0.60
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 3의 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물은 비교예 1 내지 6의 조성물에 비하여 부착강도가 월등히 낮게 나타나, 융빙효과가 우수함을 알 수 있었다.
<시험예 3>
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 조성물과 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 조성물의 노면 온도 저감 효과를 평가하기 위하여 50cm×50cm×5cm의 아스팔트 슬래브 시험체를 제작한 후, 실시예 1 내지 실시예 3에 제조된 조성물과 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 조성물을 도포한 시험체와 도포 처리하지 않은 아스팔트 슬래브 시험체에 대하여 대기 온도가 가장 높은 시간인 정오부터 4시까지 1시간 간격을 노면 온도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 노면 온도(℃)
12시 13시 14시 15시 16시
실시예1 25 28 32 35 32
실시예2 24 26 30 33 31
실시예3 23 25 29 31 30
비교예1 26 31 38 42 34
비교예2 27 34 39 44 36
비교예3 29 35 40 45 35
비교예4 29 34 43 48 37
비교예5 28 35 42 51 38
비교예6 30 38 44 52 40
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 3의 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물은 비교예 1 내지 6의 조성물에 비하여 노면 온도가 월등히 낮게 나타나, 노면온도 저하 효과가 우수함을 알 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 (6)

  1. 성능 개선재 40 내지 70 중량%, 성능 개선 충전재 40 내지 70 중량% 및 경화제 5 내지 50 중량%를 포함하는 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물에 있어서,
    상기 성능 개선재는 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 100 중량부, 스티렌-p-메톡시스틸렌 공중합체 1 내지 30 중량부, 메틸아크릴레이트-부타디엔 공중합체 1 내지 25 중량부, 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체 0.1 내지 20 중량부, 아세틸화도가 50% 내지 65%인 아세틸셀룰로오스 1 내지 20 중량부, 부아메라 오일 1 내지 20 중량부, 실리콘-(메트)아크릴산 공중합체 0.01 내지 15 중량부, 그래핀 분산액 0.01 내지 15 중량부, 실리카졸 0.01 내지 15 중량부, 에틸렌비스 스테아린산 아마이드 0.01 내지 15 중량부 및 폴리아크릴산알킬 0.01 내지 15 중량부를 함유하고,
    상기 성능 개선 충전재는 중질탄산칼슘 100 중량부, 이산화규소 30 내지 100 중량부, 염화칼슘 또는 황산나트륨 1 내지 40 중량부, 하기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄 5 내지 30 중량부, 비늘조각 형상의 알루미늄 입자 3 내지 10 중량부, 카올리나이트 1 내지 25 중량부, 스테아린산 알루미늄 1 내지 25 중량부, 젠노타임(Xenotime) 1 내지 25 중량부, 스멕타이트 1 내지 25 중량부, 안료 1 내지 25 중량부, 리튬알루미네이트 1 내지 25 중량부, 및 제올라이트 1 내지 25 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112022062886952-pat00003

    (식 중, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C2 내지 C5의 지방족 아실기이고 R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 아세틸기이며, n는 5 내지 7을 나타냄).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지는
    트리메티롤프로판 변성 톨릴렌 디이소시아네이트 가교제 100 중량부, 폴리에테르기를 갖는 디올 10 내지 50 중량부, 및 α-아미노 알킬페논 화합물 1 내지 10 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부아메라 오일은
    부아멜라 과일을 끓는 물로 끓이거나 증기로 쪄서 과일을 분리하고 섬유성막을 제거하는 단계;
    상기 분리된 과일을 수분 함유량이 5% 이하가 될 때까지 100℃ 이하에서 건조하는 단계; 및
    상기 건조된 과일을 압착하여 오일을 제조하는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산화티탄은 평균 입경이 100 내지 200 μm인 산화티탄(A) 4 내지 6 중량비와 평균 입경이 1600 내지 2000 μm인 산화티탄(B) 4 내지 6 중량비 범위로 혼합되고,
    상기 알루미늄 입자는 평균입경이 100 내지 1000 μm이고 어스펙트 비(aspect ratio)가 1 내지 3인 것을 특징으로 하는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드로 소수화 처리된 산화티탄은
    유기용매에, 상기 화학식 1의 만노실에리트리톨 리피드와 산화티탄을 혼합 및 교반하는 단계와
    상기 혼합물로부터 유기용매를 제거하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물.
  6. 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트 포장면의 열화부위, 이물질, 오염물질 등을 제거하는 전처리 단계와,
    상기 전처리 단계 후 시공 포장면을 표면 건조하는 단계와,
    상기 건조된 상부에 표면 보호 강화제를 도포하는 단계와,
    상기 도포된 상부에 상기 청구항 1 내지 5중 어느 한 항의 내구성 및 차열성이 우수한 도로용 미끄럼 방지 포장재 조성물을 도포하고 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 포장 시공방법.
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