KR20060099599A - 미끄럼 방지 포장용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장도로의 미끄럼 방지제 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물에 의하면, 종래의 미끄럼 방지제가 갖는 공해성을 저감시키고, 또한 시공이 간편하고 효율성이 높으며, 저렴하여 미끄럼 방지 시공을 원활히 할 수 있는 유용한 발명이다.

Description

미끄럼 방지 포장용 조성물 {MIXTURE FOR PREVENTING WHEEL FROM SLIPPING ON THE PAVED STREET}

본 발명은 포장도로상에서 차량의 미끄럼을 방지하기 위한 도로 포장용 조성물에 관한 것이다.

종래부터 도로의 노면의 미끄럼 저항이 낮아진 곳, 도로의 평면 및 종단 성형이 불량한 곳에서 포장면의 미끄럼 저항력을 높여 주어 자동차의 제동 거리를 짧게 하기 위한 목적으로 미끄럼 방지 포장을 설치하고 있다.

이러한 미끄럼 방지를 위한 조성물은 미세 표면 조직이 조면 조직을 형성하여 주행시 마찰저항을 부여하도록 이루어져 있다.

이러한 미끄럼 방지를 위한 조성물 또는 그의 시공방법의 예로서는 가장 오래된 방법으로 합성수지에 석분, 골재, 고무편 등을 혼합하여 도로에 접착시켜 미끄럼 방지를 시공하고 있다. 즉, 예를 들면 영국의 ADBRUF (http:/www.adbruf. com), Prismo(http:/www.prismo.co.uk), Colas Limited (www. bbacerts.co.uk) 등의 홈페이지에 기재되어 있으며, 이와 유사한 특허로는 국내 특허등록 0171675호에 개시되어 있다. 이 특허의 내용은 저밀도 폴리에틸렌, 활성탄, 수지에스테르, 고무, 돌가루, 골재를 혼합한 분말을 210-250℃로 가열하여 용융시켜 얻은 겔 상태의 미끄럼 방지제를 교반하여 균일한 두께도 도포하고, 평탄작업한 후, 10-15분 경화시킴을 특징으로 하는 미끄럼 방지제 시공방법을 개시하고 있으나, 이 특허의 조성물을 얻기 위해서는 고온으로 가열하여 용융시켜야 하기 때문에 경제성이 없고, 또한 폴리에틸렌 로진과 폴리에틸렌을 사용하기 때문에 10∼15분에는 도저히 경화시킬 수 없고, 대개 4∼5시간 걸리는 것이 사실이어서, 특허권자 자신도 조성물을 사용한 방법을 사용하지 않고 있는 것으로 알려져 있다.

세라믹 입자가 도포된 불소-에폭시 변성 수지와 트리에틸렌테트라민을 혼합하여 도포하고 이를 경화시킴을 특징으로 하는 방법(공고 10-0193336호)이 알려져 있다. 그러나, 이 방법에서 사용된 세라믹 입자는 일반 도로 공사에 사용하기에는 일반 골재보다 고가이고, 명세서의 상세한 설명에는 내구성 내후성이 강하다고 주장하나, 세라믹은 파쇄강도가 약하여 오랜 주행에 내구력이 약하고, 그로 인해 공해를 유발할 우려가 있다.

또한, 공고번호 10-0236800호에는 미끄럼 방지판을 이용한 포장도로의 미끄럼 방지를 위한 포장방법이 개시되어 있다. 이 공보의 발명의 상세한 설명에 의하면, 아크릴 모노머 또는 엘라스토머간의 중합반응을 과산화물을 중합개시제로 사용하여 중합시키고 경화제로 경화시켜서 미끄럼 골재판을 제조하고 이를 이용하여 미끄럼 방지를 위한 포장방법을 개시하고 있다. 그러나 이러한 골재판은 초기에는 인장강도가 유지될 수 있을지는 모르나, 직접 도로에 부착하는 것보다는 경시적으로 인장강도가 유지되기 어려운 점이 있어서 만족할 만한 방법이라 할 수는 없다.

또한, 특허공개 1998-68371호에는 제강슬래그를 이용한 도로의 미끄럼 방지용 골재의 제조방법과 시공방법이 기재되어 있으나, 제강 슬래그는 접착 타이어를 지나치게 마모시키고, 또한 경시적으로 도로에서 분리되어 공해를 유발하여 교통 건설부에서는 이의 사용을 허락하지 않고 있는 실정이다.

등록특허 제 10-0297229호에는 에피클로로히드린과 비스페놀-A를 반응시켜 얻어진 변성 에폭시 수지와 경화제의 혼합물인 접착제를 도로포장 미끄럼 방지 조성물의 접착제로 사용하는 것을 개시하고 있으며,

등록특허 제 10-0402098호에는 폐타이어 분쇄물을 저항성 성분으로 사용하여 탄성과 내구성을 향상시킨 포장재 및 그의 제조방법을 개시하고 있다. 이러한 폐타이어 분쇄물을 사용하면, 탄성은 향상되나, 추후, 폐타이어 분진이 발생하여 환경을 극히 악화시키기 때문에 그의 사용을 극력 억제하고 있다.

등록특허 제 10-0454160호에는 동 슬래그를 이용한 미끄럼 방지용 골재의 제조방법이 개시되어 있으나, 이러한 동 슬래그를 골재로 사용하기 위해서는 회전체 드럼 체질 및 진동 체질을 거쳐야하므로 골재의 단가가 상승하고, 또한 동 슬래그가 한정되어 있어, 실질적으로 광범위하게 사용할 수 없는 문제가 있다.

이상의 종래 기술을 검토해 보면, 우선, 수지로서 에폭시 수지, 또는 변성 에폭시 수지를 사용하는 것은 경화시간이 길어져서 문제로 되고, 이를 해결하기 위하여 액상의 에폭시 수지를 사용하는 경우 대부분 경화제를 함께 배합하여 사용하나, 이들은 발열반응을 일으키기 때문에 하절기에는 사용이 곤란하고, 또한 위험하 기도 하며, 대단히 불편하기도 하다. 그리고, 이러한 에폭시계 수지를 사용하는 경우에는 미끄럼 방지 표면을 형성할 부위에 경화제와 배합한 에폭시수지를 붓고, 그 위에 골재를 일정 두께로 펼쳐 놓고, 골재의 부착력을 높이기 위하여 로울러를 사용하여 연속적으로 눌러주어 에폭시계 수지와 골재를 부착시키는 것이 대부분이며, 이와 같은 방법은 도로표면을 균일하게 시공하기 어렵고, 골재와 수지와의 결합력도 만족스럽지 못하다. 또한, 분쇄 폐타이어를 사용하는 것은 탄성은 좋으나, 공해를 유발시켜 바람직하지 않고, 철 슬래그나 동 슬래그는 타이어를 마모시켜 공해를 유발하기 때문에 건교부에서 금지하고 있는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명자는 우선 골재, 수지 등에 관하여 예의 연구한 결과, 종래 액상인 변성 에폭시 수지 대신에 엘라스토머와 상용성이 좋고 아스팔트에 접착성이 좋은 코오롱 유화의 분말상의 하이코레즈(HICOREZ)를 사용하고, 입도가 상이하며 접합성, 상용성이 우수한 돌로마이트, 연성과 강성이 우수한 보크사이트 및 통상의 저융점의 엘라스토머와 가소제를 혼합하여 미끄럼 방지 조성물을 배합하고, 이를 170∼190℃로 용융하여 도로에 접착하여 본 바, 가열시 용융된 엘라스토머가 시공시 냉각되어 골재 성분과 강하게 결합하여 접착성 및 미끄럼 방지 효과가 우수하고, 시공상의 안정성이 확보될 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

즉, 본 발명의 제 1 목적은 분말상의 수지를 골재와 배합한 미끄럼 방지 포 장용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 입도가 상이한 돌로마이트 및 보크사이트를 배합한 미끄럼 방지 포장용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 저융점의 엘라스토머를 배합함으로서 본 발명의 조성물을 미끄럼 방지 포장을 시공시, 용융후 냉각시 골재류 등을 강하게 결합하여 미끄럼을 확고히 방지함과 동시에 미끄럼 방지 포장 시행공사를 용이하고도 안전하게 수행할 수 있는 미끄럼 방지 포장방법을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 저융점의 엘라스토머, 고무, 돌로마이트, 보크사이트, 하이코레즈(HIKOREZ, 상품명, 코오롱유화(주)제), 가소제로 이루어진 미끄럼 방지 포장용 조성물 및 이를 이용한 미끄럼 방지 도로의 시공방법에 관한다.

이하, 이들 구성성분의 배합목적, 기능, 배합량 등에 대하여 설명한다.

상기 구성성분 중 하이코레즈(HIKOREZ, 상품명, 코오롱유화(주)제)는 다른 성분과의 상용성과 아스팔트 포장도로와의 접착성을 부여하는 것으로서 분말상의 수지를 의미한다. 그 예로서는 하이코레즈 A, 하이코레즈 C, 하이코레즈 R, 하이코레즈 T (이상 모두 코오롱유화(주) 제의 상품명) 등을 들 수 있으며, 이들 중, 하이코레즈 T가 특히 바람직하다. 이들 수지의 배합량은 특히 한정하는 것은 아니나, 전체 조성물중 약 12∼20중량%가 바람직하며, 특히 13∼18중량%가 바람직하다. 12 중량%이하로 조성하면, 배합이 원활하지 못하고, 또한 20중량% 이상으로 조성하면, 유동성은 좋으나, 건조에 시간이 많이 걸리고, 또한 경제적이지 못하다.

상기 수지의 성형성, 상용성, 내한성 및 유동성 등을 향상시키기 위하여 가소제를 약 0.01∼0.05중량%로 배합하는 것이 바람직하다. 가소제의 종류는 특히 한정하지 않으며, 당해 분야에 통상 사용되는 DOP[프탈산 디(2-에틸헥실)], DBP(프탈산 디부틸), DnOP(프탈산 디-n-옥틸), 등을 들 수 있다.

저융점의 엘라스토머는 도로면의 탄성을 부여할 뿐만 아니라, 상기 조성물중의 골재와의 결합을 강하게 유지하서. 마찰 계수를 높여 미끄럼을 효과적으로 상승시킨다. 그러나, 이러한 저융점의 엘라스토머를 지나치게 많게 조성되면, 접착성 수지와의 상용성이 나쁘고, 지나치게 적게 조성되면, 전술한 효과를 나타낼 수 없는 단점이 있다. 이러한 점을 고려하면, 전 조성물중 저융점의 엘라스토머의 함량은 약 2∼5중량%가 바람직하다. 이들 저융점의 엘라스토머로서는 특히 한정되지 않으나, 150℃이하, 바람직하기로는 약 120℃이하의 융점을 갖는 엘라스토머, 특히 합성고무이면 어느 것이라도 사용할 수 있으며, 특히 EVA가 특히 바람직하다. 이러한 엘라스토머로서 폐타이어 분쇄물은 공해를 유발하여 바람직하지 않고, 또한 융점이 높아 본 발명의 조성물을 시공시에 170∼190℃로 올려도 용융되지 않아 골재와의 결합력이 나뻐서 부적당하다. 이들 저융점의 엘라스토의 형상은 특히 한정되지 않으나, 분말상, 과립상 어느 것이라도 좋으나, 천연 고무와 같이 과립화나 분말화하기 어려운 것은 바람직하지 않다. 또한 그의 크기는 입경이 약 2.5∼3.5 mm의 구상물이 바람직하다.

골재성분으로서는 돌로마이트와 보크사이트를 선택한다. 종래, 모래류를 사용한 경우가 많으나, 모래는 경도가 약하여 장기간 경과 후에 미끄럼 방지 효과가 감소되어 바람직하지 않다. 또한 제강 슬래그나 동 슬래그는 전술한 바와 같이, 지나치게 타이어를 마모시켜 공해를 유발시키기 때문에 바람직하지 않다. 이를 해결하기 위하여 수지, 섬유 등과 배합성 및 상용성이 매우 우수한 Ca와 Mg의 복탄산염인 돌로마이트와 경도와 연성이 높은 보크사이트 광석 입자를 선택하였다. 돌로마이트는 일반 모래보다 수지와의 혼화성이 우수하다. 또한 보크사이트는 알루미늄 광석으로 부드럽고, 잘 부셔지지 않으며, 인장강도가 높다. 이 보크사이트는 돌로마이트 및 합성수지와의 혼화성이 우수한다. 본 발명에서는 이들 돌로마이트와 보크사이트의 입자 크기를 3종으로 한 것으로 사용하였다. 즉, 1.05∼2.82mm 크기의 입경을 갖는 돌로마이트 1∼5중량부, 바람직하기로는 2∼5중량부, 2.83∼3.82mm 입경을 갖는 돌로마이트 약 25∼40중량부, 3.83∼4.76mm의 입경을 갖는 보크사이트 55∼70중량부로 혼합하고, 이를 전 조성물에 대하여 75∼88중량부를 배합하여 사용한다. 그 이유는 입경이 3.83∼4.76mm로 큰 보크사이트가 미끄럼 방지 도로면을 형성하면, 입경이 크기 때문에 도로면의 조면화에 매우 유효하나, 입자 사이의 공극이 지나치게 커서 초기 노면의 공극이 경시적으로 유지되지 않아서 미끄럼 방지 효과가 떨어질 우려가 있다. 따라서, 상기 큰 입경의 보크사이트 입자의 입경보다 작은 2.83∼3.82mm 및 1.05∼2.82mm의 돌로마이트를 상기 범위로 배합하면, 큰 입경의 보크사이트 사이로 중간입경과 작은 입경의 돌로마이트가 들어가 공극을 채워줌으로서 노면의 안정화를 기할 수 있고, 또한 노면의 조면화를 효율 좋게 유지할 수 있다. 상기 범위를 벗어나서 가장 작은 입자인 1.05∼2.82mm의 돌로마이트를 다량 사용하면 공극이 너무 적어져서 노면이 평활해지는 결점이 발생한다. 따라서, 최소 입경을 갖는 돌로마이트는 상기 범위로 한정하지 않으면 안된다.

종래에는 골재 크기를 세분화하지 않고, 대부분 일정범위의 골재, 예컨대 2.83∼4.76mm의 입경을 갖는 것으로 시공하여 미끄럼 방지 노면의 조면화를 형성하는 것은 문제가 별로 없으나, 추후 일정기간이 지나면 노면이 일반 아스팔트에 비하여 부분적으로 또는 거의 전면에 걸쳐 쉽게 파손되어 보기 흉하고, 마찰계수가 낮아져서 바람직하지 못한 경우도 많았으나, 본 발명에서는 이를 세분화하여 일정 부분으로 나누어 배합함으로서 시공 후에 노면의 공극이 치밀하게 되고, 또한 노면의 조면화가 일정하여 차량의 미끄럼 방지에 효율을 기할 수 있다.

상기 조성물을 도포 표면에 시공하기 위하여는 상기 조성물을 용융로에 넣고 170∼190℃에서 용융시켜 도로표면에 도포하고 건조시킴으로서 완료된다. 용융로는 특별히 설계된 것이 아니어도 좋고, 조성물을 용융시키기 위한 용도로 제작된 것이면 좋다. 용융로는 주철, 스테인레스 스틸 등의 재료로 된 것이면 족하다. 본 발명의 조성물을 용융로에 넣고, 교반기로 교반하면서 약 170∼190℃로 가열하면 저융점의 엘라스토머와 수지는 용융되어 골재와 균일하게 혼합되게 할 수 있다. 이 용융액을 도로 표면에 일정 두께로 도포하고, 건조함으로서 완료된다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다. 그러한 이들 실시예에 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

1.05mm∼2.82mm의 입경을 갖는 돌로마이트 5중량부와 2.83∼3.82mm의 입경을 갖는 돌로마이트 25중량부 및 3.84∼4.76mm의 입경을 갖는 보크사이트 70중량부의 비율로 이루어진 골재입자 80kg, EVA 고무 입자(입경 약 2.5∼3.5mm) 5kg, 하이코레즈 T (코오롱유화주식회사 제품) 15kg 및 DOP 약 10g을 약 160∼180℃에서 교반하면서 약 1시간 동안 혼합하여 본 발명의 미끄럼 방지 포장용 용융 조성물을 제조하였다. 이를 도로 표면에 시공하여 미끄럼 방지 표면을 형성하였다. 이 조성물을 이용하여 하기 시험예로 물성을 측정하였다.

시험예 1

상기 실시예 1에서 얻어진 조성물을 사용하여 최소마찰계수를 BPT(British Pendulum Tester)를 이용하여 BPN으로 측정한 결과, 80이상으로 기준에 합격하였다. 또한 KS M 3006에 따라 인장 강도를 측정한 바, 재령 7일, 20℃에서 75 kg/㎠이상이었다. 아스콘과의 접착강도도 건설교통부가 정한 방법으로 시험했을 경우, 20℃에서 dir 21 kg/㎠이상이었다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 포장도로의 미끄럼 방지제 조성물을 사용하여 도로의 경사면이나 굴곡부위에 미끄럼 방지 도로를 시공하는 경우 종래의 미끄럼 방지제 조성물을 사용하였을 때보다 높은 마찰계수, 우수한 인장강도, 접착강도를 나타내며, 또한 경화시간이 단축되어 시공이 편리한 유리한 발명이다.

Claims (4)

1. 저융점 엘라스토머 2∼5중량부, 돌로마이트와 보크사이트로 이루어진 골재 75∼88중량부, 하이코레즈(상품명, 코오롱유화(주)제) 12∼20중량부, 가소제 0.01∼0.05중량부로 이루어진 미끄럼 방지 포장용 조성물
2. 제 1항에 있어서, 저융점 엘라스토머가 에틸비닐아세티이트(EVA) 고무편이고, 그의 직경이 2.5∼3.5mm의 구상물인 것을 특징으로 하는 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 하이코레즈가 하이코레즈 T(상품명, 코오롱유화주식회사 제)인 것을 특징으로 하는 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 돌로마이트와 보크사이트로 이루어진 골재가 1.05∼2.82mm 크기의 입경을 갖는 돌로마이트 1∼5중량부, 2.83∼3.82mm 입경을 갖는 돌로마이트 약 25∼40중량부, 3.83∼4.76mm의 입경을 갖는 보크사이트 55∼70중량부로 이루어진 골재로 이루어진 조성물.