KR102617803B1 - 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents
결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 결빙방지기능과 미끄럼방지기능을 갖는 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 결빙방지 및 미끄럼방지를 위한 포장재 조성물은 메틸메타크릴레이트 (MMA) 수지, 돌소금, 규사, 및 안료를 포함한다.
Description
본 발명은 결빙방지기능과 미끄럼방지기능을 갖는 포장재 조성물 및 이를 이용한 결빙방지 및 미끄럼방지 시공방법에 관한 것이다.
눈 또는 비로 인한 아스팔트 표면의 결빙 또는 아스팔트의 수막현상에 의해 차량이 미끄러지는 사고를 방지하기 위해 규정속도 이하로 감속운행을 해야 한다. 종래 미끄럼 방지 포장재 또는 아크릴 공중합 수지를 바인더로 한 미끄럼 방지제로 시공한 미끄럼방지 구간에도 눈이 쌓이거나 결빙되어 차량의 미끄럼 사고를 유발함으로써 동절기 교통 사고의 주된 요인이 되고 있다.
이와 같이, 눈이 쌓이거나 결빙을 방지하기 위해 현재는 도로에 모래를 뿌리거나 염화칼슘 등을 뿌리는 방법이 사용되고 있으나, 갑자기 폭설이 내리는 경우는 염화칼슘 또는 모래를 도로에 직접 살포해야 하므로 신속한 융설 작업이 불가능하게 되며 많은 시간과 인원 장비를 필요로 하게 된다.
또한, 염화칼슘은 살포 후에 지속적으로 눈이 내리면 염화칼슘의 농도가 낮아져 결국에는 다시 결빙되는 문제점이 있으므로 이러한 방법은 눈길 또는 빙판길의 미끄럼 사고를 근본적으로 해결할 수 없다.
본 발명의 목적은, 첫째로 결빙방지 및 미끄럼방지 성능이 우수한 포장재 조성물을 제공하는 것이고, 둘째로 본 발명에 따른 포장재 조성물을 이용한 시공방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 결과, 본 발명자들은 메틸메타크릴레이트 (MMA) 수지, 돌소금, 규사, 및 안료를 포함하는 포장재 조성물, 이로부터 제조된 결빙방지 및 미끄럼방지 성능이 우수한 미끄럼방지 포장재, 및 이의 시공방법이 상술한 목적을 달성함을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
구체적으로, 메틸메타크릴레이트 (MMA) 수지, 돌소금, 규사, 및 안료를 포함하는, 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 MMA 수지 25~35 중량%, 돌소금 25~35 중량%, 규사 30~40 중량%, 및 안료 1~5 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 조성물은 촉진제, 분산제, 충진제, 및 증점제를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 촉진제 0.1~1 중량%, 분산제 0.01~0.1 중량%, 충진제 0.1~0.4 중량%, 및 증점제 0.1~1 중량%을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 돌소금은 입자 크기가 1.2 mm 이하인 것이 바람직하다.
또한, (a) 시공 대상 노면에 평탄화 작업을 진행하고, 이물질을 제거하는 단계; (b) 시공 대상면 테두리에 테이프로 보양하는 테이프 보양 단계; (c) 결빙방지 및 미끄럼 방지 포장재와 골재 및 반응 개시제를 혼합하여 시공 대상면에 도포하는 단계; 및 (d) 시공 대상면에 도포된 상기 포장재를 평탄화시키고, 상기 포장재에 골재를 추가로 살포하여 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 포장재는 메틸메타크릴레이트 (MMA) 수지, 돌소금, 규사, 안료, 촉진제, 분산제, 충진제, 및 증점제를 포함하는, 결빙방지 및 미끄럼방지 시공방법을 제공한다.
상기 포장재 100 중량부, 골재 10 내지30 중량부, 및 반응개시제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 결빙방지 및 미끄럼방지 기능을 구비하는 포장재 조성물 및 이를 이용한 시공방법은, 겨울철 결빙 및 블랙아이스를 방지하여 도로의 미끄럼 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결빙방지 및 미끄럼방지 기능을 구비하는 포장재의 제빙 제설 효과가 도시된 사진이다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물은 메틸메타크릴레이트 (Methyl Methacrylate, MMA) 수지, 돌소금, 규사, 및 안료를 포함하고, 바람직하게는 MMA 수지 25~35 중량%, 돌소금 25~35 중량%, 규사 30~40 중량%, 및 안료 1~5 중량%를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MMA 수지는 우수한 내구성, 내마모성, 방수성, 접착성을 보유하고 있고, 경화제 BPO(Benzoyl Peroxide)와 화학적 특성상 경화시간이 짧고 온도 변화에 민감하지 않기 때문에 영하 -25℃의 동절기에도 미끄럼방지 포장이 가능하다. 이러한 MMA 수지 조성물로 미끄럼방지를 위한 시공 후 30분~1시간 내에 속건성으로 양생, 건조 후 기계적 강도를 발휘하여 1~2시간 내에 교통 개방이 가능한 장점이 있다.
상기 MMA 수지는 25~35 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 미끄럼방지특성 및 내구성이 극대화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 돌소금(암염)은 히말라야 돌소금이다. 상기 히말라야 돌소금은 기존의 해수의 증발 및 죽염 등의 가공에 의한 소금의 종류가 아니고 히말라야의 고산지역의 광산 약 2000m의 지하갱도에서 캐낸 자연상태의 소금으로, 그 이름에서 알 수 있듯이 핑크 빛의 색상과 철, 구리, 아연, 망간 등의 약 94종의 유용한 미네랄 성분이 다량 함유된 것으로 알려져 있다. 히말라야 돌소금은 불용성의 미네랄 성분을 포함함에 따라 물에 잘 녹지 않는 특성을 나타낸다. 본 발명에서는 이러한 히말라야 돌소금의 특성에 주목하여 미끄럼방지 포장재 조성물에 포함함으로써, 염화칼슘 등의 수용성 무기칼슘을 포함하는 종래의 포장재 조성물에 비해, 결빙방지 기능 및 미끄럼방지 특성을 극대화할 수 있다.
본 발명에 적용되는 돌소금은 분쇄기를 사용하여 분쇄하여 미분화하고 교반기에 투입한 후 사용한다. 상기 미분된 돌소금의 입자 크기는 1.2 mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.5 mm 내지 1.2 mm, 보다 바람직하게는 0.7 mm 내지 1.2 mm 일 수 있다. 입자 크기가 1.2 mm 초과하는 경우 돌소금이 쉽게 깨지기 쉬워 가공성이 떨어진다. 크기가 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 결빙방지기능 및 미끄럼방지특성을 상당히 개선할 수 있다.
상기 돌소금은 25~35 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치 범위를 만족하는 경우 결빙방지기능 및 미끄럼방지특성을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 규사는 미끄럼방지 특성을 제공하기 위해 사용되고, 예를 들어, 상기 규사는 입형이 둥글어 수지, 경화제 소비량이 적은 호주사가 사용될 수 있다.
상기 규사의 함량은 30~40 중량%인 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 미끄럼방지 특성 및 내구성이 극대화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안료는 도로 노면의 표시에 있어서 색상 구현 및 시인성 유지의 목적으로 필요한 색상을 선택하여 도로 노면에 착색하도록 하는 역할을 하며, 황색, 백색, 청색, 흑색 등 공지된 다양한 색상의 안료를 사용할 수 있다. 본 발명에서 상기 안료로는 예를 들어, 흑색 안료인 철흑(鐵黑: Iron Oxide Black)을 사용함으로써, 포장재 조성물로 형성되는 포장재의 내마모성이 향상되어 기존 도로의 미끄럼 저항성이 향상되며 우수한 차열 효과를 부여할 수도 있다.
상기 안료의 함량은 1~5 중량%인 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 미끄럼방지 특성 및 내구성이 극대화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물은 촉진제, 분산제, 충진제, 및 증점제를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 촉진제 0.1~1 중량%, 분산제 0.01~0.1 중량%, 충진제 0.1~0.4 중량%, 및 증점제 0.1~1 중량%를 포함할 수 있다.
상기 촉진제는 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물에 포함되어 반응성을 개선하기 위하여 사용될 수 있는데, 예를 들어, 상기 촉진제로는 N,N-디메틸-P-톨루이딘(N,N-dimethyl-p-toluidine, DMPT)이 사용될 수 있다.
상기 분산제는 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물의 분산성을 개선하고 작업 시 펴짐 현상을 균일하게 하며 작업성을 개선하기 위하여 포함될 수 있는데, 예를 들어, 상기 분산제로는 폴리카르복실산아민이 사용될 수 있다.
상기 충진제는 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물의 기능성을 향상시키기 위하여 포함될 수 있는데, 예를 들어, 상기 충진제는 흄드 실리카(Fumed silica) 또는 산화칼슘이 사용될 수 있다. 상기 흄드 실리카는 미끄럼 저항성, 강도 및 내마모성을 개선하기 위하여 포함되고, 상기 산화칼슘은 수분을 포집하여 건조성을 개선함으로써 결빙방지 효과를 개선하기 위하여 포함될 수 있다.
상기 증점제는 작업성을 위한 점도 조절과 침강 방지제로서 크랙킹 현상을 방지할 수 있는데, 예를 들어, 상기 증점제로는 천연 증점제가 사용될 수 있고, 바람직하게는 카올린(Kaolin)이 사용될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 미끄럼방지 포장재 조성물을 포함하는 도로 포장재에 관한 것이다.
본 발명의 미끄럼방지 포장재 조성물은 결빙방지기능과 미끄럼방지특성, 압축강도, 접착강도, 내구성 등이 우수하여 도로 포장재 외에도 바닥재, 방수재, 코팅재 등의 용도로 장기간 안정적으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 결빙방지 및 미끄럼방지를 위한 포장재 조성물을 이용한 시공방법에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른, 제빙 제설 기능을 구비하는 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물을 이용한 시공방법은, 시공 대상면에 평탄화 작업을 진행하고, 이물질을 제거하는 단계와, 시공 대상면 테두리에 보양테이프를 접착시키는 테이프 보양 단계와, 포장재와 골재 및 반응 개시제를 혼합하여 시공 대상면에 도포하는 단계와, 시공 대상면에 도포된 포장재를 평탄화시키고, 포장재에 골재를 살포하여 경화시키는 단계를 포함한다.
먼저, 상기한 바와 같이 이루어지는 결빙방지 및 미끄럼 방지 포장재 조성물을 제조하여 시공 현장에 이송하고, 시공 대상면의 평탄화 작업 및 이물질 제거작업을 진행한 후에 시공 대상면의 테두리에 보양테이프를 접착시켜 시공 대상면에 인접하는 다른 부위에 포장재가 유입되는 것을 방지하고, 포장재와 골재 및 반응 개시제를 혼합하여 시공 대상면에 포설한다. 이 단계에서 상기 포장재 100 중량부, 골재 10 내지 30 중량부, 및 반응개시제 1 내지 5 중량부의 중량 비율로 혼합하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 상기 포장재 100 중량부, 골재 15 중량부, 및 반응개시제 1.5 중량부의 중량 비율로 혼합될 수 있다.
이후에, 포장재를 평탄화시켜 도로면이 평탄해지도록 정리하고, 골재를 추가로 포설할 수 있다.
이후에, 상기 포장재가 골고루 섞이고 시공 대상면의 표면을 고르게 마감할 수 있도록 롤러를 사용하여 포장재를 평탄하게 정리하여 경화시키고, 시공 대상면 테두리에 접착시켰던 보양테이프를 제거하여 포장재 시공을 완료하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 골재는, 도로 포장용 포장재에 포함되어 미끄럼 방지 기능을 부여함으로써 운전자 및 보행자의 안전을 도모할 수 있는데, 예를 들어, 상기 골재로는 제강슬래그 골재가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 반응 개시제는, 도로 포장용 포장재에 포함되어 반응 속도 또는 경화 속도를 조절하기 위하여 포함될 수 있는데, 예를 들어, 상기 반응개시제로는 퍼옥사이드 화합물이 사용될 수 있으며, 상기 퍼옥사이드 화합물로는 벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드 및 쿠펜하이드로 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 바람직하게는 벤조일퍼옥사이드가 사용될 수 있다.
이로써 결빙방지 및 미끄럼방지 기능을 갖는 포장재 조성물을 도로면에 포장함으로써 -5℃~-10℃의 기온 하에 도로에 내린 눈이 결빙되는 것을 방지하고, 소량의 눈이 내리는 경우에는 도로에 제설 기능을 제공할 수 있으며, 동절기 새벽에 발생되는 습기가 결빙되어 이루어지는 블랙아이스 현상을 방지할 수 있는 제빙 제설 기능을 구비하는, 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물 및 이의 시공방법을 제공할 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 따른 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물에 대하여 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
MMA 수지 31.0 중량%, 분산제 (CFC-580) 0.1 중량%, DMPT 1.0 중량%, 안료 (철흑#4401) 2.5 중량%, 흄드 실리카(Konasil K-200) 0.5 중량%, 히말라야 돌소금 (1 mm) 30.0 중량%, 점도 조절제 (카올린(W9P)) 1.0 중량%, 및 규사 (호주사(#50-55)) 33.9 중량%를 혼합한 후 1,000rpm에서 20분 동안 균일하게 분산함으로써, 포장재 조성물을 제조하였다. 상기 돌소금은 상기 혼합물의 교반상태를 확인하며 서서히 투입하였다.
다음으로, 상기 실시예 1에 다른 포장재 조성물 100 중량부, 골재 15 중량부 및 반응 개시제 1.5 중량부를 혼합한 후 도로 포장재를 제조하였다.
<물성 평가 1>
상기 실시예 1에 따른 포장재의 결빙방지 효과를 평가하기 위해, 상기 실시예 1에 따른 포장재가 시공된 30cmХ30cmХ5cm의 슬래브 시험체를 제작한 후, 시간에 따른 결빙방지 효과를 확인하였다. 본 발명의 효과는 도 1을 통해 확인할 수 있다. 도 1의 3번 슬래브 시험체는 본 발명에 따른 포장재가 시공된 것이고, 1번 슬래브 시험체는 본 발명에 따른 히말라야 돌소금을 포함하지 않는 포장재 조성물로 제조된 것이며, 2번 슬래브는 본 발명에 따른 히말라야 돌소금 분말을 25 중량% 포함하는 포장재 조성물로 제조된 것이다.
도 1은 상기 슬래브 시험체 1~3에 눈을 도포한 후 1시간 경과 후의 사진으로, 1번, 2번 슬래브 시험체에 비해 본 발명에 따른 3번 슬래브 시험체는 결빙효과 및 융설 효과가 뛰어남을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (7)
- 25~35 중량%의 메틸메타크릴레이트 (MMA) 수지, 25~35 중량%의 히말라야 돌소금, 30~40 중량%의 규사, 1~5 중량%의 안료, 0.1~1 중량%의 촉진제, 0.01~0.1 중량%의 분산제, 0.1~0.4 중량%의 충진제, 및 0.1~1 중량%의 증점제를 포함하는, 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물로,
상기 히말라야 돌소금의 입자 크기가 0.7 mm 내지 1.2 mm인, 결빙방지 및 미끄럼방지 포장재 조성물.
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