KR20200136565A

KR20200136565A - 투수골재 포장재 조성물

Info

Publication number: KR20200136565A
Application number: KR1020190062236A
Authority: KR
Inventors: 유종희
Original assignee: 주식회사 비전씨앤디
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-12-08
Also published as: KR102201457B1

Abstract

본 발명은 주제부 50 내지 100 중량부, 경화제부 10 내지 50 중량부 및 충전제부 50 내지 300 중량부를 포함하되, 상기 주제부는 에폭시 수지 40 내지 80 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 첨가제 3 내지 20 중량% 및 용제 5 내지 40 중량%를 포함하고, 상기 경화제부는 아미드계 경화제 45 내지 65 중량%, 아민계 경화제 20 내지 30 중량%, 경화촉진제 5 내지 10 중량% 및 용제 5 내지 15 중량%를 포함하며, 상기 충전제는 규사 및 일라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수골재 포장재 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 투수골재 포장재 조성물은 내수성과 내후성이 우수하여 자외선에 의해 쉽게 변색되지 않고, 유기용제의 사용량을 줄일 수 있으며, 악취와 유해물질의 용출을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄러짐 방지효과가 우수하여 공원 보도, 산책로, 자전거 도로, 광장 보도, 경교 통로, 유적지 보도, 문화재 보도, 관광지 보도 등의 조성에 적합한 포장재를 형성시킬 수 있다.

Description

투수골재 포장재 조성물{Aggregate packaging material composition having water permeability}

본 발명은 보차도(roadway)에 미끄럼 방지, 부상 방지, 인체 충격 완화, 투수성 확보 등과 같은 기능성을 갖는 포장재층을 형성시킬 수 있는 에폭시 수지 포함 투수골재 포장재 조성물에 관한 것이다.

투수골재 포장재는 아스콘, 투수콘, 콘크리트 등과 같은 기존 시설물 뿐만 아니라, 리모델링을 요하는 바닥의 표면에 포장재층을 형성시켜 다채롭고 용도에 맞는 경관을 조성하고, 바닥면의 강도를 보완하며, 보차도에 미끄럼 방지, 부상 방지, 인체 충격 완화, 투수성 확보 등과 같은 기능성을 부여하기 위한 목적으로 시공되고 있으며, 건축물 주차장, 테마거리, 보행로, 광장, 산책로, 경교 통로, 유적지, 문화재 구역, 관광지, 자전거 도로, 공원 등과 같은 근린 생활공간에 포설하고 있다.

일반적으로, 포장재는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리우레아 수지 등과 같은 고분자 소재를 바인더로 활용하여 제조하고 있으며, 특히, 에폭시 수지를 포함하는 포장재가 접착력, 내약품성, 내마모성 등의 특성이 우수하고, 경제적 이점이 있어 범용 재료로 사용되고 있으며, 기존에는, 상기와 같은 에폭시 수지 계열의 포장재 재료로 다수의 기술이 공지되어 있다.

일례로, 문헌 1인 한국등록특허 제10-1340585호에는, 에폭시 수지, 미네랄 스프리트, 희석제, 소포제, 레벨링제, 습윤제 및 실란 커플링제로 표면이 개질된 초마이크로 실리카를 포함하는 (1) 주제; 및 변성 지방족 아민, 변성 방향족 아민, 촉진제, 소포제 및 실란 커플링제로 표면이 개질된 나노 입자의 뵘석(bohemite)을 포함하는 (2) 경화제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2성분형 바닥 마감재 조성물에 관한 내용이 개시된 바 있다.

또 다른 예로, 문헌 2인 한국등록특허 제10-1926121호에는, 2 이상의 관능기를 갖는 다관능 에폭시 수지, 아크릴 에폭시 변성 메르캅탄 수지, 특수필러, 금속 분말, 반응성 희석제, 토너 및 첨가제를 포함하는 주제부; 및 폴리아마이드 수지, 변성아민 수지, 폴리에테르계 아민 수지, 메르캅탄 수지를 포함하는 경화제부;를 포함하고, 주제부와 경화제부는 100:30~70의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 바닥재용 규사포장재 조성물에 관한 내용이 개시된 바 있다.

또 다른 예로, 문헌 3인 한국등록특허 제10-1955156호에는, 에폭시를 포함하는 에폭시 변성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물(A 용액), 아크릴계 조성물(B 용액), 중합개시제 및 충전재로서 무기질 충전재를 포함하되, 에폭시 변성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물(A 용액)은 에폭시, 폴리올, 디이소시아네이트를 합성하여 이소시아네이트 말단을 만든 후, 그 말단에 반응성 아크릴 단량체를 반응시켜서 제조하며, 상기 에폭시 변성 폴리우레탄 프리폴리머는 폴리올, 디이소시아네이트, 에폭시, 반응성 아크릴로 이루어지고, 상기 에폭시는 그 구조 속에 이소시아네이트기와 반응할 수 있는 히드록실기(OH)기를 가지고 있고, 상기 아크릴계 조성물(B 용액)은 아크릴 고분자 수지에 비반응성 아크릴 단량체, 가교제, 경화촉진제, 무기질 충전재, 소포제, 커플링제, 및 왁스가 혼합된 혼합물이 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는, 도로 포장용 바닥재 조성물에 관한 내용이 개시된 바 있다.

문헌 1 내지 3에 개시된 바와 같은 조성물은 에폭시 수지를 함유하여 접착력, 기계적 물성 등이 우수한 포장재층을 형성시킬 수 있다는 특성을 가지나, 포장재층의 내수성과 내후성이 다소 떨어져 포장재층이 우천시 보차도에서 쉽게 탈락되고 자외선에 의해 쉽게 변색되고, 에폭시 수지를 경화시키기 위해 사용되는 경화제에 의해 포장재에서 악취가 유발되는 문제가 있으며, 희석제를 사용한 무용제형 타입 에폭시 수지의 경우 미끄러짐 방지 효과가 미미하여 이를 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.

한국등록특허 제10-1340585호 (공고일 : 2013.12.11) 한국등록특허 제10-1926121호 (공고일 : 2018.12.07) 한국등록특허 제10-1955156호 (공고일 : 2019.03.06) 한국등록특허 제10-1967268호 (공고일 : 2019.04.09)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 내수성과 내후성이 우수하면서도, 아민계 경화제에 의해 유발되는 악취와 유해물질의 용출을 저감시킬 수 있고, 미끄러짐 방지효과가 우수한 포장재를 노면에 형성시킬 수 있는 투수골재 포장재 조성물에 대한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은, 주제부 50 내지 100 중량부, 경화제부 10 내지 50 중량부 및 충전제부 50 내지 300 중량부를 포함하되, 상기 주제부는 에폭시 수지 40 내지 80 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 첨가제 3 내지 20 중량% 및 용제 5 내지 40 중량%를 포함하고, 상기 경화제부는 아미드계 경화제 45 내지 65 중량%, 아민계 경화제 20 내지 30 중량%, 경화촉진제 5 내지 10 중량% 및 용제 5 내지 15 중량%를 포함하며, 상기 충전제는 규사 및 일라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수골재 포장재 조성물을 제공한다.

또한, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 1:1 내지 1:3의 중량비로 포함하는 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 첨가제는 자외선 안정제, 개질제, 실란커플링제, 소포제, 레벨링제, 습윤제, 난연제, 소광제, 산화방지제 및 점도조절제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 경화제는 폴리아미드 수지를 포함하는 아미드계 경화제 45 내지 65 중량%, 이소포론디아민 및 메타자일렌디아민을 각각 1:1 내지 1:2의 중량비로 포함하는 아민계 경화제 20 내지 30 중량%, 2-메틸이미다졸을 포함하는 경화촉진제 5 내지 10 중량% 및 용제 5 내지 15 중량%를 포함할 수 있다.

또한, 상기 일라이트는, 천연 일라이트 분말을 암모늄염 포함 산성 수용액과 혼합하여 산처리한 다음, 100 내지 150 ℃의 온도로 5 내지 24시간 동안 가열하여 제조한 개질 일라이트 분말을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 투수골재 포장재 조성물은 내후성이 우수하여 자외선에 의해 쉽게 변색되지 않고, 유기용제의 사용량을 줄일 수 있으며, 악취와 유해물질의 용출을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄러짐 방지효과와 내수성이 우수하여 공원 보도, 산책로, 자전거 도로, 광장 보도, 경교 통로, 유적지 보도, 문화재 보도, 관광지 보도 등의 조성에 적합한 포장재를 형성시킬 수 있다.

또한, 자연 골재인 규사와 일라이트를 사용하여 미끄러짐 방지 기능과 같은 재료가 가지는 특성을 충분히 발휘하도록 하면서도, 투수성과 보습성을 갖는 친환경 포장재를 형성시킬 수 있다.

도 1은 유해물질 용출 저감 효과를 분석하기 위해서 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 투수골재 포장재 조성물의 포장재 시편에서 발생되는 (a) 포름알데히드, (b) 톨루엔 및 (c) 자일렌의 용출량을 측정한 결과이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 투수골재 포장재 조성물은 에폭시 수지, 안료, 첨가제 및 용제를 포함하는 (1) 주제부; 아미드계 경화제, 아민계 경화제, 경화촉진제 및 용제를 포함하는 (2) 경화제부; 및 규사와 일라이트를 포함하는 (3) 충전제부;를 포함한다.

상기와 같은 투수골재 포장재 조성물은 주제부 50 내지 100 중량부, 경화제부 10 내지 50 중량부 및 충전제부 50 내지 300 중량부를 포함한다.

구체적으로, 투수골재 포장재 조성물에서 주제부의 함량이 50 중량부 미만일 경우 피착면과의 접착력과 내마모성 등이 저하되고 충전제가 마찰, 충격 등에 쉽게 탈락되는 문제가 발생할 수 있으며, 100 중량부를 초과할 경우 피착면과의 접착력은 우수하나 경제성이 떨어지고, 미끄러짐 저항성이 저하되어 빗길, 내리막길 등의 구간에서 안전사고가 발생될 우려가 있다.

또한, 투수골재 포장재 조성물에서 경화제부의 함량이 10 중량부 미만일 경우 경화시간이 길어지고 상대적으로 에폭시 수지의 함량이 커져 에폭시의 자가반응에 의한 에테르화(etherification)가 수반됨에 따라 에테르기(ether group)가 생성되어 경화가 충분히 발생되지 않으며, 부착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 50 중량부를 초과할 경우 포장재에 크랙이 형성되거나 기계적 강도가 저하되고, 포장재 편차가 커질 우려가 있다.

그리고, 투수골재 포장재 조성물에서 충전제부의 함량이 50 중량부 미만일 경우 미끄러짐 방지 효과와 내마모성 등의 특성이 우수한 포장재를 형성시키기 힘들고, 300 중량부를 초과할 경우 충전제부의 함량이 높아 포장재의 접착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 상기와 같은 투수골재 포장재 조성물은 이를 이용해 피착면에 포장재를 형성시키기 전에 피착면에 프라이머층을 먼저 형성시킨 다음, 프라이머층의 상면에 투수골재 포장재 조성물을 도포하여 포장재를 형성시키는 것이 바람직하며, 프라이머층은 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 초산비닐 수지, 염화비닐 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 프라이머를 피착면에 도포하여 형성시킬 수 있다.

전술한 투수골재 포장재 조성물에서 주제부, 경화제부 및 충전제부를 구성하는 각각의 소재에 대해 상세히 살펴보면, 주제부는 에폭시 수지, 안료, 첨가제 및 용제를 포함한다.

주제부에 첨가되는 에폭시 수지는 굳힘 강도, 경도, 가공성이 우수하며, 적합한 경화제와의 결합으로 경화시에 부피 수축이 없고, 접착력이 우수한 포장재를 형성시킬 수 있으며, 바인더 역할을 하여 경화제에 의해 경화되어 피착면에 포장재를 형성시키며, 기계적 물성과 내화학 저항성이 우수한 포장재를 형성시킬 수 있다.

에폭시 수지는 분자 내에 관능기로 에폭시기를 하나 이상 포함하는 것이라면 제한받지 않고 사용할 수 있다.

구체적으로, 에폭시 수지는, 비스페놀 A형 에폭시 수지(diglycidyl ether of bisphenol A, DGEBA), 비스페놀 F형 에폭시 수지(diglycidyl ether of bisphenol F, DGEBF), 페놀 노볼락 에폭시 수지(phenol novolac epoxy) 또는 크레졸 노볼락 에폭시 수지(cresol novolac epoxy) 등과 같은 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지(brominated epoxy) 등과 같은 할로겐화 에폭시 수지(halogenated epoxy), 지환족 에폭시 수지(cycloaliphatic epoxy), 고무 변성 에폭시 수지(rubber modified epoxy), 지방족 폴리글리시딜형 에폭시 수지(aliphatic polyglycidyl epoxy), 글리시딜 아민형 에폭시 수지(glycidylamine epoxy), 폴리글리콜 에폭시 수지(polyglycol epoxy), 카다놀 에폭시 수지(cardanol-based epoxy) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 A형 에폭시 수지를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있으며, 비스페놀 A형 에폭시 수지는 비스페놀 A를 에피클로로히드린(epichlorohydrin)과 반응시켜 생산되는 에폭시 수지로서, 점도(단위 : cps, 25 ℃)가 11,000 내지 15,000이고, 포장재에 충분한 접착력과 기계적 물성을 부여하는 역할을 한다.

비스페놀 F형 에폭시 수지는 디페닐로메탄(diphenylomethane)과 에피클로로히드린의 축합 반응에 의해 생산되는 에폭시 수지로서, 비스페놀 A형 에폭시 수지의 분자 가운데 메틸기(-CH₃) 대신에 수소(H)가 있는 수지이며, 점도(단위 : cps, 25 ℃)가 1,000 내지 5,000으로 비스페놀 A형에 비해 점도가 낮아 유기용제의 첨가량을 줄일 수 있고 상용성이 우수하며, 기존 환경유해성 논란이 있는 비스페놀 A형 에폭시 수지의 포함함량을 낮출 수 있다.

바람직하게는, 에폭시 수지는 상기와 같은 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 1:1 내지 1:3의 중량비로 포함하는 혼합물을 사용할 수 있으며, 비스페놀 A형 에폭시 수지의 함량이 상기 범위에 미치지 못할 경우 포장재의 유연성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있고, 초과할 경우 작업성이 크게 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 비스페놀 F형 에폭시 수지의 함량이 상기 범위에 미치지 못할 경우 조성물의 점도가 높아 유기용제의 사용량이 증가하는 문제가 발생할 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 경화제의 첨가량이 증가하고, 조성물의 흐름성과 경화시간이 증가하여 포장재의 두께확보가 힘들고, 포장재의 외관의 문제점이 발생할 수 있다.

주제부에서 에폭시 수지는 40 내지 70 중량%의 비율로 포함될 수 있으며, 에폭시 수지의 함량이 40 중량부 미만일 경우 피착면과의 접착력이 저하되고, 바인더로서의 역할이 미흡하여 충전제가 쉽게 탈락되는 문제가 발생할 수 있으며, 70 중량%를 초과할 경우 미끄러짐 저항성이 저하되어 빗길, 내리막 구간 등에서 안전사고가 발생될 우려가 있다.

주제부에 첨가되는 안료는 포장재에 다양한 색상을 구현하고 시인성을 높이도록 하기 위해 첨가되는 성분으로, 체질 안료, 착색 안료 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

체질 안료는 탄산칼슘, 고령토, 규산알루미늄, 이산화티타늄, 새틴화이트, 돌로마이트(dolomite), 운모(mica), 금속 플레이크, 벤토나이트(bentonite), 금홍석(rutile), 수산화마그네슘, 석고, 층상규산염류, 탈크, 규산칼슘 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

착색 안료는 착색 및 포장재의 내구성 증진 효과를 동시에 달성하기 위하여, 적색산화철, 황산화철, 흑산화철, 산화구리 등과 같은 금속 산화물, 크롬 오렌지, 크롬 그린, 크롬 옐로우 등과 같은 크롬산염, 크로뮴옥사이드그린 등의 유산염, 탄산염, 수산화물, 크롬산염 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무기 안료를 사용하거나, 선영성과 내후성 등이 우수한 시아닌 그린, 시아닌 블루 포함 프탈로시아닌계, 퀴나크리돈계 등의 유기안료를 사용할 수 있다.

바람직하게는, 주제부에서 안료는 1 내지 20 중량%의 비율로 포함될 수 있으며, 안료의 함량이 1 중량% 미만일 경우 포장재의 착색 부여 및 내구성 향상 효과가 미미하고, 20 중량%를 초과할 경우 안료의 초과 사용에 따른 효과가 미미하다.

보다 바람직하게는, 상기 안료는 착색 안료를 포함할 수 있으며, 주제부는 착색 안료를 1 내지 20 중량%의 비율로 포함할 수 있다.

주제부에 첨가되는 용제는 에폭시 수지를 용해시키기 위한 것으로, 조성물의 점도, 흐름성, 탈포성 등을 조절하며, 조성물의 균질성과 피착면으로의 침투성 등을 조절하는 역할을 한다.

용제는 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 사이클로헥산 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방향족 탄화수소, 디메틸케톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸이소부틸케톤 또는 이들의 혼합물을 포함하는 케톤류, 에스테르류, 메탄올, 에탄올, 벤질알코올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, 네오부탄올, n-펜탄올, 이소펜탄올, 네오펜탄올 또는 이들의 혼합물을 포함하는 알코올류, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들의 혼합물을 포함하는 글리콜류 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 용제는 벤질알코올 30 내지 50 중량%, 톨루엔 20 내지 40 중량% 및 자일렌 10 내지 50 중량%를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.

주제부에서 용제는 5 내지 40 중량%의 함량으로 포함될 수 있으며, 용제의 함량이 5 중량% 미만일 경우 에폭시 수지의 충분한 분산이 힘들고, 조성물의 점도가 높아 작업성이 저하될 우려가 있고, 40 중량%를 초과할 경우 점도가 낮아 흐름성이 증가하고, 휘발성 유기화합물의 용출량이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.

주제부에 첨가되는 첨가제는 조성물과 포장재의 물성을 향상시키기 위한 용도로 첨가되며, 자외선 안정제, 개질제, 소포제, 레벨링제, 습윤제, 분산제, 난연제, 소광제, 산화방지제, 점도조절제 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.

첨가제는 사용 목적에 따라 포장재의 물성을 저해하지 않는 범위에서 3 내지 20 중량%의 비율로 혼합될 수 있다.

구체적으로, 자외선 안정제는 자외선에 대한 포장재의 안정성을 향상시켜 자외선에 대한 포장재의 변색, 물성 변화 등을 차단하기 위한 표면 보호 효과를 부여하는 역할을 하며, 2-(2'-하이드록시-3, 5'-디(1,1-디메틸벤질-페닐)-벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시- 3', 5'-디-터-부틸페닐)-벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3'-터부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로-벤조트리아졸, 2-(2-하이드록시-5-터-옥틸페닐)-벤조트리아졸, 2-(5-메틸-2-하이드록시-페닐)-벤조트리아졸, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 옥타데실-3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트, 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)-포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸), 펜타에리스리톨-디-포스파이트알킬에스터 포스파이트, 디라우릴 티오-디-프로피오네이트, 디-스테아릴 티오-디-프로피오네이트 및 디미리스틸 티오-디-프로피오네이트로 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.

개질제는 포장재의 물리적 특성을 개질할 수 있는 것으로서, 실리카, 활석, 벤톤 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

실란커플링제는 분자내에 유기 기능성기와 결합할 수 있는 반응기 및 무기계 재료와 결합할 수 있는 반응기를 함께 갖기 때문에 이종 소재간의 부착력 개선과 이에 수반되는 기계적 강도, 내수성, 내후성, 내열성 등의 특성을 향상시킨다.

실란커플링제는 비닐메톡시실란(vinylmethoxysilane), γ-아미노프로필트리메톡시실란(γ-aminopropyltrimethoxysilane), γ-글리시딜프로필트리메톡시실란(γ-glycidylpropyltrimethoxysilane), γ-멜캅토프로필트리메톡시실란(γ-mercaptopropyltrimethoxysilane), γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane), γ-아미노프로필메틸-디에톡시실란(γ-aminoPropylmethyl-diethoxysilane), γ-아미노프로필메틸-트리에톡시실란(γ-aminopropylmethyltriethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) 등을 대표적인 예로 들 수 있다.

소포제는 조성물에 기포를 제거하기 위해 첨가하는 것으로, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 메틸실록산(methylsiloxane) 등의 실리콘계, 폴리알킬비닐에테르(polyalkylvinylether) 등의 비실리콘계, 미네랄오일(mineral oil) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

레벨링제는 조성물의 표면장력을 낮추어 유동성을 향상시키기 위해 첨가하는 것으로, 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에틸렌옥사이드아세테이트(polyetyleneoxideacetate) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

습윤제(wetting agent)는 콘크리트 등과 같은 피착면과 조성물의 계면장력을 감소시켜 확산력을 증가시키기 위해 첨가하는 것으로, 구연산, 폴리글리세롤지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, 폴리에틸렌글리콜, 에톡시레이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

난연제는 온도변화에 따른 포장재의 내구성을 향상시키는 역할을 하며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 공지된 다양한 소재를 도입하여 사용할 수 있다.

난연제는, 트리페닐포스페이트, 트리자일레닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 트리이소페닐 포스페이트, 트리스-클로로에틸포스페이트, 트리스-클로로프로필 포스페이트, 레조르시놀 디-포스페이트, 아로마틱 폴리포스페이트, 폴리인산암모늄, 레드 포스포러스, 수산화 알루미늄 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.

소광제는 포장재의 광택을 저하시키기 위한 용도로 첨가되며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 공지된 다양한 소재를 도입할 수 있다.

소광제는 에어로겔실리카, 하이드로겔 실리카, PP 왁스, PE 왁스, PTFE 왁스, 우레아 포름알데히드 수지, 벤조구아민 포름알데히드 수지 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.

산화방지제는 포장재의 변색 방지, 산화에 의한 물성 저하를 방지하는 역할을 하며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 공지된 다양한 소재를 도입할 수 있다.

산화방지제는 인계 산화방지제, 페놀계 산화방지제 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.

인계 산화방지제는 트리-메틸포스페이트, 트리-페닐포스페이트, 트리스(2, 4-디-터트-부틸페닐)포스페이트 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있고, 페놀계 산화방지제는 트리에틸렌글리콜-비스-3-(3-터트-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 1, 6-헥세인-디올-3(3, 5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리스리틸-테트라키스(3-(3, 5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2-하이드록시벤조페논, 2-하이드록시페닐벤조티아졸, 힌더드 아민, 유기 니켈 화합물, 살리실산염, 신나메이트 유도체, 레조르시놀 모노벤조에이트, 옥사닐리드, p-하이드록시벤조에이트 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.

점도조절제는 조성물의 점도를 조절하기 위한 목적으로 첨가하는 것으로서, 페닐그리시딜에테르(phenyl glycidyl ether), 크레실글리시딜에테르(cresyl glycidyl ether), 부틸글리시딜에테르(butyl glycidyl ether), 1,4-부타디엔디올디글리시딜에테르(1,4-butadiene diol diglycidyl ether), 살리실산(C₇H₆O₃), 벤질알콜(C₇H₈O) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 첨가제는 자외선 안정제 1 내지 5 중량%, 난연제 3 내지 10 중량%, 실란커플링제 1 내지 5 중량%의 비율로 포함하는 첨가제 혼합물 3 내지 20 중량%를 주제부에 첨가할 수 있다.

주제부에서 자외선 안정제의 함량이 1 중량% 미만일 경우 황변 방지 효과가 미미하고, 5 중량%를 초과할 경우 포장재의 밀착성 및 내충격성이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 난연제의 함량이 3 중량% 미만일 경우 충분한 난연성 부여가 힘들고, 10 중량%를 초과할 경우 포장재의 부착력과 기계적 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 실란커플링제의 함량이 1 중량% 미만일 경우 이종 소재간 부착력 개선 효과가 미미하고, 5 중량%를 초과할 경우 추가적인 물성 향상 효과를 기대하기 힘들다.

한편, 경화제부는 주제부에 포함되어 있는 에폭시 수지를 경화시켜 포장재를 형성시키는 역할을 하며, 아미드계 경화제, 아민계 경화제, 경화촉진제 및 용제를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.

아미드계 경화제는, 활성 폴리아미드 수지(reactive polyamide resin), 이미다졸린 폴리아미드 수지(imidazoline polyamide resin) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

아민계 경화제는 사슬구조를 가지고 있어 에폭시 수지와 반응하여 가교 결합 밀도를 높이고, 경도와 부착력을 향상시키며, 경화를 촉진하는 역할을 한다. 아민계 경화제는 폴리옥시프로필렌 디아민, 메타자일렌 디아민(methaxylene diamine), 테트라에틸렌 펜타민, 트리메틸-헥사메틸렌 디아민, 이소포론 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민, 변성 지환족 아민(modified cycloaliphatic amine) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

경화촉진제는 에폭시 수지의 속경화 및 저온 경화가 필요할 때에 사용하며, 에폭시 수지의 경화를 촉진시키기 위해서 말단기에 -OH, -COOH, -SO₃H, -CONH₂, -SO₃NH₂ 등이 있는 화합물을 사용할 수 있다. 경화제촉진제는 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-이소프로필이미다졸, 2-운데실이미다졸 등의 이미다졸류, 이미다졸 변성에폭시, 디비유 및 비비유염, 부틸트리페닐포스포늄브로마이드, 부틸트리페닐포스페이트옥살산염, 부틸트리페닐포스포늄클로라이드 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

경화제부에 첨가되는 용제는 전술한 용제와 동일한 유기용제를 사용할 수 있다.

또한, 경화제부는 아미드계 경화제 45 내지 65 중량%, 아민계 경화제 20 내지 30 중량%, 경화촉진제 5 내지 10 중량% 및 용제 5 내지 15 중량%를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있으며, 아민계 경화제가 갖는 에폭시 수지의 가교도 저하를 아미드계 경화제를 첨가하여 보완할 수 있다.

바람직하게는, 상기 경화제부는 폴리아미드 수지 45 내지 65 중량%, 이소포론디아민 및 메타자일렌디아민을 각각 1:1 내지 1:2의 중량비로 혼합한 혼합물 20 내지 30 중량%, 2-메틸이미다졸 5 내지 10 중량% 및 벤질알코올 30 내지 50 중량부, 톨루엔 30 내지 40 중량부 및 자일렌 10 내지 40 중량부를 포함하는 용제 혼합물 5 내지 15 중량%를 사용할 수 있다.

한편, 충전제는 에폭시 수지와 혼합되어 내마모성, 내충격성 등과 같은 포장재의 기계적 물성과, 내구성, 내수성 등을 보강하고, 미끄러짐을 방지하는 포장재를 형성시키는 역할을 한다. 또한, 충전제는 입자상으로 포함되어 포장재에서 소음 방지제로서 작용할 수 있으며, 포장재 도막의 표면에 표면 거칠기를 형성하여, 마찰에 의해 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.

충전제는 평균 입자 크기가 0.01 내지 5 mm인 것을 사용하는 것이 좋으며, 충전제의 입자 크기가 0.1 mm 미만일 경우 충분한 미끄러짐 방지효과를 구현하기 힘들고, 5 mm를 초과할 경우 기계적 강도가 저하될 우려가 있다. 바람직하게는, 충전제는 평균 입자 크기가 0.5 내지 2 mm인 것을 사용할 수 있다.

충전제는 규사(silica) 및 일라이트(illite)를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.

구체적으로, 규사는 유리원료, 주물사 및 기타 공업원료로 사용되며, 암석의 풍화로 인하여 다른 광물은 분해되어 없어지고 석영만이 잔류되거나 운반되어 이루어진 모래 성분으로, 포장재에 미끄러짐 방지 기능과 재귀 반사효과를 부여하고, 내마모성, 내충격성 등과 같은 포장재의 기계적 물성을 보강하기 위해 첨가한다.

규사는 평균 입자 크기가 1.2 내지 1.5 ㎜인 규사 4호(규격)와, 평균 입자 크기가 0.1 내지 0.35 ㎜인 규사 7호(규격)를 혼합하여 사용할 수 있고, 규사 4호와 규사 7호는 각각 10:1 내지 4:1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 의해, 평균 입자 크기가 큰 규사 4호 사이에 평균 입자 크기가 작은 규사 7호가 위치되도록 하여 연성을 증가시켜 포장재에 발생하는 균열을 방지하는 효과를 달성할 수 있다.

일라이트는 운모계 광물로서 주요 성분으로 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO 및 MgO 등을 포함하여 알루미노실리케이트(alluminosilicate)로 분류되며, 결정 조직 내에 다량의 미세 기공을 포함하여 중금속과 아민에서 발생되는 악취성분에 대한 흡착성이 우수하고, 자외선에 의해 발생되는 자유라디칼을 분해하여 포장재의 자외선 안전성을 향상시키며, 음이온을 발생시키고, 항균성이 있어 포장재 도막의 물성을 향상시킬 수 있고, 바람직하게는, 본 발명에서는 상기 일라이트는 개질 일라이트 분말을 도입하여 사용할 수 있다.

구체적으로, 천연 일라이트 분말의 경우 층상 구조로 인해 응집이 쉽게 발생되어 투수골재 포장재 조성물에 균일한 분산이 어려워 물성 향상 효과를 기대하기 힘들고, 악취, 유해 물질 및 중금속에 대한 흡착성과, 자외선에 의해 형성되는 자유라디칼의 제거 효율이 다소 떨어진다는 문제가 있다.

본 발명에서는, 일라이트 입자의 층상 구조의 간격이 넓어지도록 일라이트 입자를 개질 처리하여 층상 간격이 벌어진 개질 일라이트 분말을 사용하여 미세 기공의 표면적을 보다 증가시키고, 흡착 및 자외선 저항성이 더욱 향상된 개질 일라이트 분말을 도입하도록 하여 물성이 향상된 포장재 도막을 형성시킬 수 있도록 한다.

구체적으로, 개질 일라이트는 천연 일라이트 분말을 암모늄염 포함 산성 수용액을 이용해 일라이트의 층상 간격을 크게 넓히도록 개질한 것으로, 일라이트의 층상 간격이 넓어져 비표면적이 증가하고, 분산성이 향상되어 포장재에 다양한 물성 개선 효과를 기대할 수 있다.

보다 구체적으로, 개질 일라이트는 천연 일라이트를 암모늄염 포함 산성 용액(pH 1 내지 pH 3)을 이용해 산처리하고, 산처리한 일라이트를 열처리하여, 염화암모늄이 일라이트의 층상 구조에 함입되어 층상 간격을 넓히도록 개질 처리할 수 있다.

일라이트의 개질은 에탄올 등의 용매를 이용해 균질하게 일라이트 분말을 분산시킨 다음, 황산, 염산, 질산 등과 같은 pH 1 내지 pH 3의 강한 산성 용액을 사용하여 일라이트의 층상 간격을 넓히도록 한다. 이와 같이, 산처리를 통해 각층이 벌어져 층상 간격이 넓어진 일라이트에 암모늄염의 암모늄 이온이 일라이트의 층상 구조 내에 있는 금속 이온과 이온교환 반응을 유발하게 되며, 100 내지 150 ℃의 가열 처리를 통해 암모늄염에 포함된 암모늄 이온이 일라이트의 층상 구조에 도입되도록 하여 층상 간격이 1.1 내지 3배의 비율로 벌어지게 된다. 이때, 암모늄염은 염화암모늄, 실록산 암모늄 등의 혼합물을 사용할 수 있고, 암모늄염 및 강산의 몰비는 1:1 내지 1:5인 산성 용액 혼합물을 사용할 수 있으며, 일라이트 에탄올 포함 혼합물에 산성 용액 혼합물을 1 내지 10 몰분율(mol%)의 농도로 첨가하여 개질 일라이트를 제조할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 개질 일라이트는 먼저, 천연 일라이트 분말 100g을 70% 함수 에탄올 500 mL과 혼합하여 일라이트가 균일한게 분산된 에탄올 혼합물을 제조하고, 제조한 에탄올 혼합물에 염산(pH 2) 1,000 mL 및 염화암모늄 700g을 혼합하여 산처리하고, 산처리한 혼합물을 10 시간 동안 100 내지 150 ℃의 온도로 가열하여 개질 일라이트 분말을 제조할 수 있으며, 이와 같은 방법으로 제조한 개질 일라이트 분말을 규사와 함께 사용하도록 한다. 상기와 같이 층상 간격을 넓히도록 개질한 개질 일라이트 분말은 평균입자 크기가 0.01 내지 0.5 mm인 분말을 사용할 수 있다.

상기와 같은 충전제는 규사 70 내지 98 중량부 및 개질 일라이트 소성체 2내지 30 중량부를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있으며, 개질 일라이트 소성체의 함량이 2 중량부 미만일 경우 항자외선 효과와 흡착 효과가 미미하고, 30 중량부를 초과할 경우 추가적인 물성 향상효과를 기대하기 힘들다.

바람직하게는, 상기 충전제는 규사 95 중량부 및 개질 일라이트 소성체 5 중량부를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.

충전제는 규사 및 일라이트 이외에도 탄산칼슘, 탈크(talc), 수산화알루미늄, 규산염 광물, 알루미늄규산염 광물 또는 이들의 혼합물 등을 추가로 포함할 수 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 투수골재 포장재 조성물은 내수성과 내후성이 우수하여 자외선에 의해 쉽게 변색되지 않고, 유기용제의 사용량을 줄일 수 있으며, 악취와 유해물질의 용출을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄러짐 방지효과가 우수하여 공원 보도, 산책로, 자전거 도로, 광장 보도, 경교 통로, 유적지 보도, 문화재 보도, 관광지 보도 등의 조성에 적합한 포장재를 형성시킬 수 있다.

또한, 상기 포장재는 자연 골재인 규사와 일라이트를 사용하여 재료가 가지는 미끄러짐 방지 기능을 충분히 발휘하도록 하면서도, 투수성, 보습성, 내수성을 나타내며, 특히, 내후성이 우수하여 자외선에 의해 쉽게 변색되지 않고, 유기용제의 사용량을 줄일 수 있고, 악취와 유해물질의 용출을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄러짐 방지효과가 우수하여 공원 보도, 산책로, 자전거 도로, 광장 보도, 경교 통로, 유적지 보도, 문화재 보도, 관광지 보도 등의 조성에 적합한 포장재층을 형성시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하도록 한다.

제시된 실시예는 본 발명의 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

<실시예>

하기 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같은 조성으로 주제, 경화제, 충전제를 각각 배합하고, 배합한 주제, 경화제 및 충전제를 혼합하여 투수골재 포장재 조성물을 제조하였다.

하기 표 1의 조성물에서 자외선 안정제는 2-(2'-하이드록시-3, 5'-디(1,1-디메틸벤질-페닐)-벤조트리아졸, 난연제는 트리페닐포스페이트, 실란커플링제는 γ-아미노프로필트리메톡시실란(γ-aminopropyltrimethoxysilane)를 첨가제로 사용하였고, 용제는 벤질알코올 40 중량%, 톨루엔 25 중량% 및 자일렌 35 중량%를 포함하는 혼합물을 사용하였으며, 일라이트는 천연 일라이트 분말을 사용하였다.

또한, 규사는 평균 입자 크기가 1.2 내지 1.5 ㎜인 규사 4호(규격)와, 평균 입자 크기가 0.1 내지 0.35 ㎜인 규사 7호(규격)를 각각 7:1의 중량비로 혼합한 혼합 규사를 사용하였다.

하기 표 2의 조성물에서 자외선 안정제는 2-(2'-하이드록시-3, 5'-디(1,1-디메틸벤질-페닐)-벤조트리아졸, 난연제는 트리페닐포스페이트, 실란커플링제는 γ-아미노프로필트리메톡시실란(γ-aminopropyltrimethoxysilane)를 첨가제로 사용하였고, 용제는 벤질알코올 40 중량%, 톨루엔 25 중량% 및 자일렌 35 중량%를 포함하는 혼합물을 사용하였으며, 실시예 1-1, 1-4, 1-5의 조성물에서 일라이트는 천연 일라이트 분말을 사용하였고, 실시예 2-1, 2-2, 2-3의 조성물에서 일라이트는 개질 일라이트를 사용하였다.

개질 일라이트는 천연 일라이트 분말 100g을 70% 함수 에탄올 500 mL과 혼합하여 일라이트가 균일한게 분산된 에탄올 혼합물을 제조하고, 제조한 에탄올 혼합물에 염산(pH 2) 1,000 mL 및 염화암모늄 700g을 혼합하여 산처리하고, 산처리한 혼합물을 10 시간 동안 100 내지 150 ℃의 온도로 가열한 다음 건조한 개질 일라이트 분말을 사용하였다.

<실험예> 포장재의 물성 평가

포장재의 물성을 평가하기 위해서, 실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 투수골재 포장재 조성물을 피도면에 코팅한 다음 2일 동안 자연 건조시켜 시험 포장재를 형성시켰으며, 다음과 같은 방법을 통해서 포장재의 물성 평가를 수행하였으며, 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다.

포장재의 물성 평가는 다음과 같은 방법을 통해 수행하였다.

(1) 건조시간 측정

KS M 5000-2511의 건조시간 시험 방법에 따라 3 mm의 두께로 투수골재 포장재 조성물을 유리판의 상면에 코팅한 다음 자연건조시켰으며, 이때, 건조시간을 측정하였다.

자동 도공기(0.003 inch)로 유리판에 코팅을 한 다음 수평으로 놓고 자연건조시켰으며, 고화건조방법((dry-hard method))을 사용하여 조성물의 건조시간(단위 : 시간)을 측정하였다.

(2) 내마모성 평가

포장재의 내마모성은 ASTM D-4060의 내마모성 시험방법에 따라 수행하였으며, 냉간압연강판(KS D 3512)을 전처리(KSM 5000-1111. 4.4) 방법으로 처리하여 Abrasion Tester(Toyoseiki Seisakusho Co.)의 CS-10 wheel을 사용하여 시편에 1 Kg의 하중을 주고서 1,000회전 하였을 때의 무게감량을 측정하는 방법으로 시험전의 시편중량과 마모 후의 중량차(mg loss/1,000 cycle)로써 내마모성을 평가하였다.

(3) 접착성 평가

포장재의 접착성은 KSF 2761의 콘크리트용 접착제의 접착강도 시험방법에 따라 수행하였으며, 아스팔트 표면에 투수골재 포장재 조성물을 도포하고 20 ℃에서 2일 동안 경화시킨 다음, 10 cm 직경의 코어 채취기로 홈을 파고 포장재의 윗면에 접착판을 붙인 후 유압식 인장 시험기로 접착 강도를 측정하였다.

(4) 미끄러짐 저항성 평가

포장재의 미끄러짐 저항성은 KSF 2375의 미끄럼저항성 시험방법에 따라 British Pendulum Tester(BPT)를 사용하여 시편에 수막이 형성될 정도로 충분한 물을 뿌린 다음 연속적으로 5회 시험을 반복하고 그 결과를 기록하여 수행하였다. 이때 실험마다 물을 뿌리고 접촉 길이(125 mm)가 변함없는지 확인였으며, 각 지점의 5회 BPN(British Pendulum Number) 측정치의 평균치를 BPN값으로 평가하였다(단, BPN은 미끄럼 마찰저항을 BPT를 이용하여 정량화한 값으로 값이 클수록 마찰력이 크다는 것을 의미함).

(5) 내황변성 평가

포장재의 내황변성은 ASTM G-53에 따라 QUV accelerated weathering tester(The Q-Panel Co.)를 사용하였으며 자외선 형광등은 UV-B313 lamp(280∼315 ㎚)를 사용하여 각각 냉간압연강판을 사용하여 500 시간 경과 후의 색상차를 평가하였다.

색상차 측정(ASTM G-154)은 색상차(color difference)는 2색의 차이를 시각적 개념에서 수치적 개념으로 표현한 것으로 색상차가 작을수록 우수한 것이다. 즉 색공간 좌표에서 두색의 기하학적인 거리를 수치로 표시하게 된다. 확산반사율 측정장치인 Spectro Color Meter(Nippon Denshoku Kogyo Co., SZ-Σ80형)를 사용하여 측정하며 색상차는 아래의 식을 이용해 계산하였다(단, 식 1에서, L은 Hunter 색표시계의 명도지수, a 및 b는 각각 Hunter 색표시계의 크로마틱네스 계수를 의미함).

[식 1]

표 3에 나타낸 바와 같이, 투수골재 포장재 조성물로 형성시킨 포장재의 물성은 주제에서 비스페놀 A 에폭시 수지의 함량이 증가할수록 건조시간이 짧고, 내마모성 및 접착강도가 우수하다는 사실을 확인할 수 있었으며, 미끄러짐 저항성과 내황변성은 유사한 것으로 확인되었다.

특히, 개질 일라이트 분말을 사용한 실시예 2-1 내지 2-3의 조성물로 형성시킨 포장재의 경우 내황변성이 크게 증가하였음을 확인할 수 있었으며, 이와 같은 결과를 통해 개질 일라이트의 첨가로 인해 포장재의 자외선 저항성이 크게 개선되었고, 자외선에 의해 생성되는 라디칼을 효과적으로 제거하여 포장재의 내황변성을 향상시킨다고 예측할 수 있었다.

또한, 투수골재 포장재 조성물은 에폭시 수지의 특성인 내약품성, 내용제성, 내마모성 및 부착력 등의 물성이 우수할 뿐만 아니라 내황변성 또한 우수하여 자외선(햇빛) 노출이 우려되는 야외 및 실내 햇빛 노출 공간 등에서도 제약 없이 사용할 수 있으며, 기존의 에폭시 포함 투수골재 포장재 조성물에 비해 물성이 더욱 개선되어 실내 및 실외의 구분 없이 어디든 황변 현상의 발생에 대한 우려 없이 포장재 시공 작업을 수행할 수 있다는 사실을 확인할 수 있었다.

(6) 유해물질 용출 평가

또한, 투수골재 포장재 조성물의 유해물질 용출 저감 효과를 확인하기 위하여 포장재에서 발생하는 유해 화학물질의 발생량을 측정하였다. 발생량 측정은 20 ℃, 습도 60%의 조건에서 투수골재 포장재 조성물을 코팅한 다음 2, 4, 8 시간 경과한 다음 가스 검지관을 통해 포름알데하이드, 톨루엔, 자일렌의 방출량을 측정하여 수행하였고, 시간별 방출량은 가스크로마토그래피를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 4 및 도 1에 나타내었다.

표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 투수골재 포장재 조성물의 경우 비교예에 따른 투수골재 포장재 조성물로 형성시킨 포장재에 비해 포름알데히드, 톨루엔, 자일렌 등과 같은 유해가스의 용출이 현저히 저감되었다는 사실을 확인할 수 있었으며, 특히, 개질 일라이트 분말을 활용한 실시예 2-1 내지 2-3의 포장재에서 유해물질의 용출량이 현저히 저감된다는 사실을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims

주제부 50 내지 100 중량부, 경화제부 10 내지 50 중량부 및 충전제부 50 내지 300 중량부를 포함하되,
상기 주제부는 에폭시 수지 40 내지 80 중량%, 안료 1 내지 20 중량%, 첨가제 3 내지 20 중량% 및 용제 5 내지 40 중량%를 포함하고,
상기 경화제부는 아미드계 경화제 45 내지 65 중량%, 아민계 경화제 20 내지 30 중량%, 경화촉진제 5 내지 10 중량% 및 용제 5 내지 15 중량%를 포함하며,
상기 충전제는 규사 및 일라이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수골재 포장재 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지를 1:1 내지 1:3의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 투수골재 포장재 조성물.
제1항에 있어서,
상기 첨가제는 자외선 안정제, 개질제, 실란커플링제, 소포제, 레벨링제, 습윤제, 난연제, 소광제, 산화방지제 및 점도조절제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투수골재 포장재 조성물.
제1항에 있어서,
상기 경화제는 폴리아미드 수지를 포함하는 아미드계 경화제 45 내지 65 중량%, 이소포론디아민 및 메타자일렌디아민을 각각 1:1 내지 1:2의 중량비로 포함하는 아민계 경화제 20 내지 30 중량%, 2-메틸이미다졸을 포함하는 경화촉진제 5 내지 10 중량% 및 용제 5 내지 15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수골재 포장재 조성물.
제1항에 있어서,
상기 일라이트는, 천연 일라이트 분말을 암모늄염 포함 산성 수용액과 혼합하여 산처리한 다음, 100 내지 150 ℃의 온도로 5 내지 24시간 동안 가열하여 제조한 개질 일라이트 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 투수골재 포장재 조성물.