KR101182460B1 - 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제 및 그 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제 및 그 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 도로의 표면에 아크릴공중합수지를 바인더로 하고 요변제로 변성우레아 용액과 이산화규소 분말, 그리고 실리카 샌드와 제강슬러그, 고강도 체질안료를 첨가하여 이루어진 미끄럼방지제를 사용하되, 상기 미끄럼방지제를 마스킹 공법으로 그루빙을 돌출 형성되도록 함으로써 도로의 파손 없이 짧은 시간에 많은 길이의 도로에 그루빙을 형성할 수 있게 하여 시공성을 높여 그루빙 형성으로 인한 교통체증을 최소화할 뿐만 아니라, 그루빙 시공 시 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있도록 하는 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제 및 그 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법에 관한 것이다. 또한 본 미끄럼방지제에 사용되어진 SAT(Slag Atomizing Technology) 공법으로 처리된 제강슬러그는 친환경 원재료로 미끄럼방지제에 첨가시 표면온도를 미세하게 높게 만들어 도로가 눈으로 덥혔을 때 덥힌 눈을 빨리 녹게 만든다.
본 발명은 도로의 표면에 존재하는 먼지와 이물질을 깨끗이 제거하고 프라이머를 도포하는 표면 전처리단계와, 상기 표면 전처리단계 후, 상기 프라이머 위에 그루빙 성형홈이 형성된 마스킹을 설치하는 마스킹 설치단계와, 상기 마스킹 설치단계 후, 상기 마스킹에 형성된 그루빙 성형홈에 아크릴공중합수지 20～40중량%, 이산화규소 0.1～3중량%, 소포제 0.1～2중량%, 폴리실록산 0.1～1.0중량%, 유색안료 1～10중량%, 충전제 10～20중량%, 변성우레아 용액 0.1～3중량%, 가소제 1～5중량%, 실리카 샌드 10～40중량%, 제강슬러그 20～50중량% 경화촉진제 0.1～1중량%로 이루어진 미끄럼방지제 주제part를 충전 및 혼합하는 단계와 경화제 0.4～3.0중량%를 주제part에 충전 혼합하여 상온에서 30분~2시간 동안 경화시키는 경화단계와, 상기 경화단계 후, 상기 마스킹을 제거하는 마스킹 제거단계로 이루어지는 것에 특징이 있다.

Description

아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제 및 그 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법{Copolymerization of acrylic resin binder having non-slip paint and grooving method of road using non-slip paint}

본 발명은 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제 및 그 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 합성된 아크릴공중합수지를 바인더로 하고 요변제로 변성우레아 용액과 이산화규소, 실리카 샌드 및 제강슬러그를 첨가하여 이루어진 미끄럼방지제를 구성하되, 상기 미끄럼방지제를 마스킹 공법으로 그루빙을 돌출 형성되도록 함으로써 도로의 파손 없이 짧은 시간에 많은 길이의 도로에 그루빙을 형성할 수 있게 하여 시공성을 높여 그루빙 형성으로 인한 교통체증을 최소화할 뿐만 아니라, 그루빙 시공 시 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있도록 하는 미끄럼방지제 제조 및 이를 이용한 도로의 그루빙 시공방법에 관한 것이다.

또한 체질안료로 사용된 제강슬러그는 강(steel)의 생산시 부산물로 발생하는 것으로 SAT( Slag Atomizing Technology)공법으로 처리하여 일반 제강슬러그가 가지고 있는 Free CaO를 용출하지 않게 차단하는 입자로 변화되므로 공해문제를 일으키지 않는다. 이 재강 슬러그는 안정화된 친환경소재로 미끄럼방지에 혼용 시공 시 일반 체질안료를 사용한 것보다 표면온도를 높게 하여 상대적으로 눈을 빨리 용해시키는 특징이 발견되었다.

일반적으로 그루빙(Grooving)이란 1960년대 미 우주항공국에서 항공기 안전을 위하여 처음 개발한 포장의 표면처리 공법으로, 공항 및 도로 포장면에 입체적인 홈을 형성하여, 타이어 패턴과 같은 효과를 내는 "미끄럼방지 도로 안전기술"로 수막현상 방지 및 배수성 향상에 다른 미끄럼 방지, 결빙억제 및 주행안전성 향상, 소음감소 대책 등을 위하여 적용 되고 있다.

상기의 그루빙은 도로 및 활주로 포장 표면에 일정한 규격의 홈을 형성하는 공법으로, 다양한 포장면 표면처리의 한 부분으로서 국제 그루빙＆그라인딩 협회(IGGA)의 정의에 따르면, 포장면 무늬, 단위 간격의 넓이에 따라 텍스쳐링(Texturing)과 그루빙(Grooving)으로 구분하고 있다.

상기의 그루빙 시공은 미끄럼 방지, 곡선도로 이탈사고 방지, 결빙방지, 수막현상 방지, 감속 경고 및 소음대책을 위한 우수한 기술로서, 다음과 같은 사고다발 구간 및 사고발생 위험구간에 대하여 적절한 규격과 배열의 그루빙 공법을 적용함으로써 교통사고 위험성을 최소화 시킬 수 있다.

이러한 그루빙의 목적별 적용 장소로서는 기존의 노면마찰계수가 낮은 구간, 배수성 향상이 필요한 구간, 결빙사고 위험 구간, 차량 이탈사고 위험성이 높아 접지력 향상이 필요 곡선구간, 조향성 향상이 요구되는 구간, 경사로 등 미끄럼방지 시설이 필요한 구간, 운전자에게 경각심을 유도할 필요가 있는 구간, 교통소음 감소대책이 필요한 구간 등에 시공된다.

상기와 같이 도로에 그루빙을 형성하는 방법으로서는, 크게 도 1의 (가)에서와 같이 그루빙 머신을 사용하거나 또는 도로시공 시 도로의 노면에 직접 홈형 그루브빙(11)을 형성(대한민국특허공개 제2006-71383호(공개일자:2006년06월26일))하는 것이며, 다른 시공방법으로서는 도 1의 (나)에서와 같이 미끄럼방지도료를 도로의 노면에 도포하여 그루빙 효과를 내는 도료형 그루빙(12)(대한민국특허 제741146호(등록일자:2007년07월12일), 대한민국특허공개 제2009-106172호(공개일자:2009년10월08일))의 두 종류 형태로 이루어진다.

도 1의 (가)에서와 같이 도로의 노면에 직접 홈형 그루빙(11)을 형성하는 경우에는 장기간 사용 시에도 하자 발생이 적고 시공비용이 적게 소요되며 우천 시 배수 성능이 양호한 장점은 있으나, 시간 경과에 따라 홈에 이물질이 적층되어 그 효과가 감소되고 또 우천 시에는 수막현상까지 나타나면서 사고발생의 원인이 된다.

그리고 동절기 홈에 고인물이 얼음과 동시에 부피가 팽창하면서 그루빙 홈이 파괴되거나 차량의 하중에 의하여 도로의 파손이 불가피하여, 미끄럼방지 성능이 저하되는 문제점이 발견되고 있으며, 주행 중 운전자의 시각을 고려하여 감지하기 쉬운 색상으로 처리하여 안전 운전에 대한 경각심을 일으키는 것이 좋을 것인데 현재는 미관이 좋지 않는 문제점이 있다.

도 1의 (나)에서와 같이 미끄럼방지도료를 도로의 도면에 도포하여 그루빙의 효과를 얻는 도료형 그루빙(12)의 시공방법은 다양한 색상의 선택이 용이하고 시공이 간편한 장점이 있으나, 장기간 사용 시 미끄럼방지 성능이 저하와 더불어 착색된 도료가 변색이 발생될 뿐만 아니라, 도로면과의 탈락이 발생되어 일정 기간 마다 재시공하여야 함으로써 유지비용이 많이 소요되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 대한민국 특허공개 제2010-98917호(공개일자:2010년09월10일)에서는 도로의 노면에 홈형 그루브를 형성하고, 이 홈형 그루브에 시온안료를 도포하는 기술이 제안되어 있으나, 그루빙 작업과 도료의 도포 등 이중 작업으로 인하여 시공비용이 현저히 증가되어 실용성이 저하되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 미끄럼방지도료를 도로의 도면에 도포하여 그루빙 효과를 얻는 도료형 그루빙공법에 사용되는 바인더(Binder)는 시간이 경과하면서 여러 타입으로 변모를 가져왔으며, 유피이(UPE:unsaturated polyester)타입, 에폭시(Epoxy)타입, 우레탄(Urethane)타입, 기타 혼합타입, 변성타입, 핫-멜트(Hot-melt)타입 등 여러 가지 바인더를 활용한 미끄럼 방지제가 개발되었다.

상기 UPE 타입의 경우 도로 포장 후 경질이어서 부착이 불량하고 동절기 크랙문제가 쉽게 발생하는 단점이 있으며 또한 변색이 쉽게 오는 단점이 있다. 에폭시 타입은 부착성이 양호하나 시간 경과에 따라 경도가 강하게 되어 결국은 크랙이 발생하고 부착이 불량해질 뿐만 아니라, 에폭시 수지 특성상 내후성이 미흡한 것도 단점이며, 기온에 낮아지면 건조가 미흡해지는 작업성문제도 나타난다.

상기 우레탄 타입인 경우 목적에 맞는 도막유연성과 온도변화에 큰 영향 없는 시공성을 가지고 있으나 수분에 장시간 노출 시 전반적인 물성이 취약한 문제가 발생한다. 도막 또한 작업 초기에는 어느 정도의 유연성을 나타내나 시간이 경과하면서 점차로 경질로 변화하는 경향의 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 아크릴공중합수지를 바인더로 하여 노면 부착성능 및 장기적 물성을 향상시켰으며, 요변제로 변성우레아 용액과 이산화규소 그리고 내구성이 우수한 체질안료로 실리카 샌드 와 제강슬러그를 사용하여 장시간경과에 따른 미끄럼방지제의 마모성을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 미끄럼방지제의 골재로 실리카 샌드를 첨가하여 미끄럼방지제를 제조함으로서 도장 시 수지층 표면에 생성되는 조도(거칠기)에 의해서 1차로 미끄럼을 방지하고, 수지층의 내부와 표면에 함유된 실리카 샌드에 의해서 2차로 미끄럼을 방지하므로 미끄럼방지 성능이 우수하며, 가소제를 첨가하여 장기간 사용하여도 도로에서 탈락되거나 균열이 발생하지 않게 하고 유색안료를 사용하여 다양한 색상을 표현할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제를 마스킹 공법으로 도로의 표면에 도포된 상기 미끄럼방지제가 경화된 그루빙이 돌출형태로 형성되게 하여 도로의 파손 없이 짧은 시간에 많은 길이의 도로에 그루빙을 형성할 수 있게 되어 시공성을 높여 그루빙 형성으로 인한 교통체증을 최소화하고 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있으며, 운전자가 시각적 경각심을 일으킬수 있는 다양한 색상 연출이 가능하여 안전운전을 할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

그리고 제강슬러그를 혼용 시 다른 체질안료보다 표면온도가 높아져 덥힌 눈을 상대적으로 빨리 용해시키는 특징이 있다.

본 발명은 아크릴공중합수지 20～40중량%와, 이산화규소 0.1～3중량%와, 소포제 0.1～2중량%와, 폴리실록산 0.1～1.0중량%와, 유색안료 1～10중량%와, 충전제 10～20중량%와, 변성우레아 용액 0.1～3중량%와, 가소제 1～5중량%와, 실리카 샌드 20～50중량%, 제강슬러그 10～40중량%, 경화촉진제 0.1～1.0중량%와, 경화제 0.4～3.0중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기의 아크릴공중합수지는 메틸 메타크릴레이트 모노머(MMAM : Methyl Methacrylate Monomer) 55~83중량%와, 부틸 아크릴레이트 모노머(BAM : Butyl Acrylate Monomer) 10~35중량%와, 2에틸 헥실 아크릴레이트 모노머(2-Ethyl Hexyl Acrylate Monomer) 5-20중량%, 아크릴산(AA : Acrylic Acid) 1~5중량%와, 아조비스아이소부티로나이트릴(AIBN:AzobisIsoButylroNitride) 0.01~0.3중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 도로의 표면에 존재하는 먼지와 이물질을 깨끗이 제거하고 프라이머를 도포하는 표면 전처리단계와, 상기 표면 전처리단계 후, 상기 프라이머 위에 그루빙 성형홈이 형성된 마스킹을 설치하는 마스킹 설치단계와, 상기 마스킹 설치단계 후, 상기 마스킹에 형성된 그루빙 성형홈에 아크릴공중합수지 20～40중량%, 이산화규소 0.1～3중량%, 소포제 0.1～2중량%, 폴리실록산 0.1～1.0중량%, 유색안료 1～10중량%, 충전제 10～20중량%, 변성우레아 용액 0.1～3중량%, 가소제 1～5중량%, 실리카 샌드 20～50중량%, 제강슬러그 10～40중량%, 경화촉진제 0.1～1.0중량%, 경화제 0.4～3.0중량%를 혼합하여 이루어진 미끄럼방지제를 충전하는 미끄럼방지제 충전단계와, 상기 미끄럼방지제 충전단계 후, 상온에서 30분~2시간 동안 경화시키는 경화단계와, 상기 경화단계 후, 상기 마스킹을 제거하는 마스킹 제거단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예로서 상기 마스킹은 일정한 폭과 길이를 갖는 패널이 구비되고, 상기 패널에는 일정한 간격으로 그루빙 성형홈이 다수 형성되고, 상기 그루빙 성형홈은 측면이 곡면으로 형성되고, 상측이 하측 보다 폭이 좁은 사다리꼴 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 아크릴공중합수지를 바인더로 하여 노면 부착성능을 향상시키고, 가소제를 첨가하여 장시간 사용하여도 균열이나 노면탈락을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 내구성이 우수한 체질안료 및 실리카 샌드를 미끄럼방지 골재로 사용함으로써 장시간 경과에 따른 내마모성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 도장 시 수지 및 체질안료의 조도에 의하여 1차 미끄럼방지기능을 수행하고, 골재로 사용된 실리카 샌드에 의하여 2차로 미끄럼방지기능을 발휘함으로써 미끄럼방지 기능이 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 포장재의 특성상 건조가 빠르고 작업공법도 마스킹 공법으로 도로의 표면에 미끄럼방지제가 경화된 그루빙이 돌출 형성되게 하여 도로의 파손 없이 짧은 시간에 많은 작업이 가능할 뿐만 아니라, 시공성이 우수하므로 그루빙 형성으로 인한 교통체증을 감소시키고, 인력과 비용을 절감할 수 있음은 물론, 구루빙의 방향을 종, 횡의 원하는 방향으로 연출할 수 있으며, 다양한 색상 연출로 운전 시 경각심 고취 및 안전운전에 대한 표시도 가능한 효과가 있다.

또한, 체질안료로 사용된 제강슬러그는 강(steel)의 생산 시 부산물로 발생하는 것으로 SAT(Slag Atomizing Technology)공법으로 처리하여 일반 제강슬러그가 가지고 있는 유리석회(Free CaO)를 용출하지 않게 차단하는 입자로 변화되므로 공해문제를 일으키지 않으며, 안정화된 친환경소재로 미끄럼방지에 혼용할 경우 일반 체질안료를 사용한 것보다 표면온도를 상대적으로 높게 하여 도로에 덥힌 눈을 빨리 용해시키는 특징이 있다.

도 1의 (가), (나)는 도로에 형성된 종래 그루빙의 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 시공방법을 적용하여 형성된 그루빙의 설치상태 사시도.
도 3a는 본 발명에 따른 시공방법에 적용되는 그루빙을 형성하기 위한 마스킹의 일부 측단면 사시도.
도 3b는 도 3a에 도시된 A-A선 단면도.
도 4a는 본 발명에 따른 미끄럼방지용 그루빙 형성공정을 도시한 단면도.
도 4b는 본 발명에 따른 미끄럼방지용 그루빙 형성공정의 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 시공방법에 적용되는 그루빙을 형성하기 위한 마스킹
의 다른 실시예를 나타낸 평면도.

이하 본 발명에 따른 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법을 첨부된 도 2 내지 도 5에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 미끄럼방지제는 아크릴공중합 수지 20～40중량%와, 이산화 규소 0.1～3중량%와, 소포제 0.1～2중량%와, 폴리실록산 0.1～1.0중량%와, 유색안료 1～10중량%와, 충전제 10～20중량%와, 변성우레아 용액 0.1～3중량%와, 가소제 1～5중량%와, 실리카 샌드 20～50중량%와, 제강슬러그 10～40중량%, 경화촉진제 0.1～1중량%와, 경화제 0.4～3.0중량%로 이루어진다.

상기 아크릴공중합 수지는 미끄럼방지제에 있어 도막의 견고함 및 소지를 보호해주는 바인더 성분으로서 20중량% 미만으로 첨가할 경우 도막의 견고함을 유지할 수 없게 되고, 40중량%를 초과하여 첨가할 경우 미끄럼방지 기능이 떨어지고 장기간 경과 시 아스팔트 소지에서 탈락되며 크렉도 발생할 수 있다.

상기 이산화 규소는 충전제나 미끄럼방지제 원재료를 저장 중에 바닥으로 침전하는 것을 막아주고 또 미끄럼 조도를 형성시켜 주는 역할을 하는 원재료로 0.1중량% 미만으로 첨가할 경우 충전제나 실리카샌드 제강슬러그 등을 바닥으로 침전되게 만들고 결국은 사용 시 하드 케이크(Hard cake) 문제를 일으키며, 3중량%를 초과하여 첨가 시에는 점도가 높아 작업성이 떨어지는 문제점이 있으므로 0.1~3중량% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 소포제는 비상용성적인 성질을 이용하여 도막내의 기포를 제거하기 위해 사용하는 것으로서 본 발명에서는 실리콘계 소포제를 0.1~2중량% 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리실록산은 0.1wt% 미만 첨가 시에는 체질 및 안료의 분산성과 제품의 소포 성능이 저하되고 미끄럼방지제가 소지를 충분히 적셔주지 못하여 부착성을 저하시키게 되며, 1wt% 초과하여 첨가할 경우 제품강도에 영향을 미치게 되므로 0.1~1wt% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 유색안료는 미끄럼방지 시트의 외관과 주간에 시인성 유지에 목적이 있으며, 1~10wt% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 충전제(filler)는 도막의 강도, 내마모성 및 작업성, 점도를 조절하는 성분으로서 일반적으로 첨가량이 증가하면 부착성이 떨어지고 도막이 약해지므로 적절하게 사용해야 한다. 또한 너무 적게 사용 시는 점도, 작업성, 강도 등에서 미흡한 문제가 발생한다. 적절한 강도 및 내마모성, 작업성을 유지하기에는 10～20중량%범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 변성우레아 용액은 3차원의 망상구조를 형성하여 미끄럼방지제의 요변성을 향상시킴으로서 도막 형성 시 조도를 형성하도록 하는 성분으로서 0.1～3중량%의 범위를 벗어나서 첨가하면 미끄럼방지제의 요변성이 저하되어 조도가 형성되지 않는다.

상기 가소제는 미끄럼방지제 시공 시 도막 유연성을 적절하게 조절하는 역할을 갖는 것으로서 1중량% 미만으로 첨가할 경우 도막이 강하여 쉽게 크렉이 발생할 수 있고, 5중량% 초과하여 첨가 시에는 도막이 유연해져서 상대적으로 쉽게 마모되는 문제점이 있으므로 1~5중량% 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 실리카 샌드(silica sand) 및 제강슬러그는 미끄럼방지제의 주 골재로 사용하는 것으로서 도막형성 후 표면마찰을 증가시켜 미끄럼방지 성능을 향상시키는데, 상기 50중량% 초과하여 첨가할 경우 표면마찰은 증가시키지만 도로에 시공할 때에 작업성이 미흡해지고 도막 부착력이 떨어지며, 20중량% 미만 첨가 시에는 미끄럼방지 성능이 저하되며, 적절한 요구도막으로 도장하는데 도막이 얇게 도장되는 현상이 발생함으로써 20~50중량% 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 경화촉진제는 기온이 낮은 동절기 건조를 촉진시켜주는 역할을 하는 것으로서 0.1중량% 미만으로 첨가할 경우 동절기에 건조가 느려지는 문제점이 있으며, 1중량% 초과하여 첨가 시에는 급격한 경화로 원활한 작업을 할 수 없으며 또한 급속 경화로 변색 혹은 크렉발생의 원인이 된다. 그러므로 0.1~1중량% 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 경화제는 주제에 혼합 시 중합반응에 의하여 미끄럼방지제를 고착화(건조) 시키는 역할을 갖는 것으로서 0.3중량% 미만으로 첨가할 경우 건조가 느려지는 문제가 있으며, 2중량% 초과하여 첨가 시에는 급격한 건조로 작업성 문제가 발생할 수 있고 변색 및 크렉문제가 발생할 수 있으므로 0.4~3중량% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 바인더 기능의 아크릴공중합 수지는 메틸 메타크릴레이트 모노머(MMAM : Methyl Methacrylate Monomer) 50~83중량%와, 부틸 아크릴레이트 모노머(BAM : Butyl Acrylate Monomer) 10~35중량%와, 2에틸 헥실 아크릴레이트 모노머(2-Ethyl Hexyl Acrylate Monomer) 5-20중량%, 아크릴산(AA : Acrylic Acid) 1~5중량%와, 아조비스아이소부티로나이트릴(AIBN:AzobisIsoButylroNitride) 0.01~0.3중량%로 이루어진다.

상기 아크릴공중합 수지는 각각의 성분을 75~80℃에서 중합시키며, 이때 유리전이(Tg) 온도는 40℃~60℃로 조절하였으며, 중합반응 조절(Hydroquinone)은 0.1~3ppm 및 디-메틸 아닐린(DMA : Di-Methyl Aniline) 0.5~3ppm으로 조절한다.

여기서 상기 메틸 메타크릴레이트 모노머는 미끄럼방지제 바인더로 사용하는 수지의 주 물성을 나타내는 원재료로 사용 시 도막경도, 인장강도, 광택이 높고, 내용제성, 내후성이 우수한 특징이 있는 반면에, 인장율 낮고 습기에는 약한 특성이 있어서 다른 모노머를 첨가하여 단점을 보완하도록 설계배합을 조정하며 50~83중량% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 부틸 아크릴레이트 모노머는 상기 메틸 메타크릴레이트 모노머에 비하여 신장율이 높고 유연하지만 인장력 및 경도는 상대적으로 미흡한 특징이 있는 것으로서, 부착성이나 광택, 내후성, 내용제성응 양호한 편이며, 상기 원재료 및 하기에 나열되는 원재료의 장단점을 적절하게 보완하면서 미끄럼방지제 바인더를 설계하며, 10~35중량% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 2에틸 헥실 아크릴레이트 모노머는 다름 원재료에 비하여 매우 유연하고 광택이 낮게 나오며 중합건조 시 표면 점성도 조금 발생하고, 여러 가지 원재료를 혼합하여 수지 설계 시 전체적인 도막의 유연성 보강이 필요한 경우 사용되며, 도막경도 및 인장강도는 약하지만 물리적 충격에 의한 크렉발생을 방지하는 역할을 하는 것으로 5-20중량% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 아크릴산은 유연성이 있어서 가소제기능을 하며, 인장강도, 인열강도 등을 조절하고 상기 모노머와 적절한 조성으로 미끄럼방지제 바인더의 중요한 역할을 하는 것으로서 1~5중량% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 아조비스아이소부티로나이트릴은 미끄방지제 바인더(수지) 합성 시 반응 촉매역할을 하는 원재료로 중합반응의 속도 조절 및 분자량 조절, 점도조절을 하는 원재료로서 소량을 첨가하지만 중합속도와 관련하여 큰 역할을 하므로 첨시 정확한 정량이 필요하며 본 발명에서는 0.01~0.3중량% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기의 미끄럼방지제는 아크릴공중합수지를 바인더로 하고 가소제를 사용하여 노면 부착성능 및 작업성을 향상시켰으며, 요변제로 변성우레아 용액과 실리카 샌드 그리고 내구성이 우수한 체질안료를 사용하여 시간경과에 따른 마모성을 향상시켰다.

또한, 미끄럼방지 골재로 실리카 샌드를 첨가하여 미끄럼방지제를 제조함으로서 도장시 수지층 표면에 생성되는 조도(거칠기)에 의해서 1차로 미끄럼을 방지하고, 수지층의 내부와 표면에 함유된 실리카 샌드에 의해서 2차로 미끄럼을 방지하여 미끄럼방지 성능이 우수할 뿐만 아니라, 장기간 사용하여도 도로에서 탈락되거나 균열이 방지하고 유색안료를 사용하여 다양한 색상을 표현을 할 수 있는 것이다.

시험 단계에서 표 1에서와 같이 조성물 혼합비를 달리하고, 가로 3m, 세로 0.6m 넓이의 아스팔트 도로에 1～10㎜ 두께로 도장한 후, 3～18개월 뒤 부착상태 및 마모상태를 확인하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

각 실시예에 따른 조성물 함량 비율표(단위 : 중량%)

조성물	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5
아크릴공중합수지	35	30	21	30	25
유색안료	3	3	3	2	2
충전제	16	19	19.5	10	17.3
이산화규소	0.5	1	0.3	1.4	0.7
소포제	0.3	0.2	0.2	0.2	0.2
가소제	1	2	2	3	1.5
변성우레아용액	2	0.5	1	1	0.5
폴리실록산	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
실리카샌드	26.5	23	27.2	21	22
제강슬러리	15	20	25	30	30
경화촉진제	0.1	0.2	0.2	0.1	0.1
경화제	0.5	1.0	0.5	1.2	0.6

상기 표 2에서 나타난 바와 같이 본 발명에 사용되며 상기의 미끄럼방지제를 도로에 시공할 경우 내마모성이 뛰어나서 도료의 요변성에 의하여 형성된 조도와 고강도 체질안료와 실리카 샌드에 의해서 장기간 미끄럼방지 성능을 유지하게 됨을 알 수 있을 뿐만 아니라, 적용부위에 마스킹 공법으로 도장하는 것으로 시공이 완료되므로 기존의 미끄럼방지 도료에 비하여 건조가 빠르고 시공이 간편하며, 실리카 샌드에 의하여 1차로 미끄럼을 방지하고, 미끄럼방지제의 요변성으로 형성된 조도에 의하여 2차로 미끄럼을 방지하므로 미끄럼 방지성능이 우수하며, 장기간 사용하여 미끄럼방지제에 형성된 조도가 마모되어도 내부에 함침되어 있던 실리카 샌드가 표출되므로 내구성이 우수하여 1회 도장으로 장기간 미끄럼방지 성능을 가질 수 있게 되는 것이다.

이하 상기의 미끄럼방지제를 이용하여 도로의 노면에 그루빙을 형성하는 과정을 도 2 내지 도 5에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 미끄럼방지제를 이용한 마스킹 시공방법을 적용하여 형성된 그루빙의 설치된 상태도로서, 도로(10)의 표면에 아크릴공중합수지20～40중량%, 이산화규소 0.1～3중량%, 소포제 0.1～2중량%, 폴리실록산 0.1～1.0중량%, 유색안료 1～10중량%, 충전제 10～20중량%, 변성우레아 용액 0.1～3중량%, 가소제 1～5중량%, 실리카 샌드 20～50중량%, 제강슬러그 10～40중량%, 경화촉진제 0.1～1중량%, 경화제 0.4～3.0중량%로 이루어진 미끄럼방지제가 경화되어 형성된 미끄럼방지제 그루빙(13)이 일정한 간격으로 돌출되어 있다.

상기 미끄럼방지제 그루빙(13)은 측면에는 곡면으로 형성되고, 상측이 하측 보다 폭이 좁은 사다리꼴 형상을 가짐으로써 차량이 미끄럼방지제 그루빙(13)을 통과할 경우 충격을 완화하여 소음을 줄이고 주행성이 향상되도록 하고 있다.

또한, 도 3a는 본 발명에 따른 미끄럼방지제를 이용한 그루빙을 형성하기 위해 사용되는 마스킹(30)의 일부 단면 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 A-A선 단면도를 나타낸 단면도로서, 일정한 폭과 길이를 갖는 합성수지, 고무, 금속류, 목재류 등의 재질로 만들어진 패널(31)에 일정한 간격으로 그루빙 성형홈(32)이 형성되고, 이 그루빙 성형홈(32)은 측면이 곡면으로 형성되고, 상측이 하측 보다 폭이 좁은 사다리꼴 형상을 가진다.

상기 패널(31)에 형성된 그루빙 성형홈(32)은 설명의 편의상 횡방향으로 형성하였으나, 도로(10)의 상황에 맞도록 그루빙을 종방향 혹은 횡방향으로 형성할 수 있으며, 패널(31)은 합성수지, 고무, 금속류, 목재류 등의 재질로서 제작하는 것이 바람직하다.

또한, 도 5는 본 발명에 따른 시공방법에 적용되는 그루빙을 형성하기 위한 마스킹의 다른 실시 예를 나타낸 평면도로서, 도로의 굴곡지점에서 그루빙의 형성이 용이하도록 한 것으로서 도로의 굴곡 각도에 적정하도록 패널(31)과 그루빙 성형홈(32)이 부채꼴 형상을 이루고 있다.

상기와 같이 전술한 미끄럼방지제와 도 3a 및 도 3b에 도시된 마스킹(30)을 사용하여 도로(10)에 미끄럼방지제 그루빙(13)을 형성하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4a의 (가) 내지 (라)는 본 발명에 따른 미끄럼방지용 그루빙 형성공정을 도시한 단면도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 미끄럼방지용 그루빙 형성공정의 순서도서, 먼저 본 발명의 미끄럼방지제 그루빙(13)을 형성하고자 하는 도로(10)의 표면에 존재하는 먼지와 이물질을 깨끗이 제거한 다음, 도 4a의 (가)에서와 같이 도로(10) 표면과 미끄럼방지제 그루빙(13) 사이의 결합력을 높이기 위해 프라이머를 도포하는 표면 전처리단계(101)를 수행한다.

상기 표면 전처리단계(101)가 완료되면 도 4a의 (나)에서와 같이 패널(31)에 그루빙 성형홈(32)이 형성된 마스킹(30)을 프라이머 위에 설치하는 마스킹 설치단계(102)를 수행하며, 이때 수개 및 수십 개의 마스킹(30)을 연결하여 설치할 경우 한 번에 수십 미터의 미끄럼방지제 그루빙(13)을 형성할 수 있어 작업성과 시공성을 높일 수 있다.

상기 마스킹 설치단계(102)가 완료되면 도 4a의 (다)에서와 같이 마스킹(30)에 형성된 그루빙 성형홈(32)에 장비를 사용하여 아크릴공중합 수지 20～40중량%와, 이산화 규소 0.1～3중량%와, 소포제 0.1～2중량%와, 폴리실록산 0.1～1.0중량%와, 유색안료 1～10중량%와, 충전제 10～20중량%와, 변성우레아 용액 0.1～3중량%와, 가소제 1～5중량%와, 실리카 샌드 20～50중량%와, 제강슬러그 10～40중량%, 경화촉진제 0.1～1중량%로 이루어진 미끄럼방지제 주제 파트에 경화제 0.4～3.0중량%를 혼합하여 미끄럼방지제(13a)를 충전하는 미끄럼방지제 충전단계(103)를 수행한다.

상기 미끄럼방지제 충전단계(103)가 완료되면 상온에서 30분~2시간 동안 경화시키는 경화단계(104)를 수행하고, 이어서 마스킹(30)을 제거하는 마스킹 제거단계(105)를 수행하게 되면 도 4a의 (라)에서와 같이 도로(10) 위에 미끄럼방지제 그루빙(13) 만이 일정한 간격으로 돌출 형성되는 것이다.

이러한 미끄럼방지제 그루빙(13)은 미끄럼방지제(13a)가 갖는 기능 즉, 뛰어난 내마모성과 요변성에 의하여 형성된 조도(거칠기) 및 실리카 샌드에 의해서 장기간 미끄럼방지 성능을 유지하게 될 뿐만 아니라, 도로의 파손 없이 홈형 그루빙 보다 높은 미끄럼방지 기능을 수행할 수 있으며, 많은 수량의 마스킹(30)을 연이어 설치하여 미끄럼방지제 그루빙(13)를 형성할 경우 짧은 시간에 많은 길이의 도로에 그루빙을 형성할 수 있게 됨으로써 시공성을 높여 그루빙 형성으로 인한 교통체증을 최소화하고 인력과 비용을 현저히 절감할 수 있는 것이다.

10 : 도로
13 : 미끄럼방지제 그루빙
13a : 미끄럼방지제
20 : 프라이머
30 : 마스킹
31 : 패널
32 : 그루빙 성형홈
50 : 장비

Claims (4)

1. 아크릴공중합수지 20～40중량%와, 이산화규소 0.1～3중량%와, 소포제 0.1～2중량%와, 폴리실록산 0.1～1.0중량%와, 유색안료 1～10중량%와, 충전제 10～20중량%와, 변성우레아 용액 0.1～3중량%와, 가소제 1～5중량%와, 실리카 샌드 20～50중량%, 제강슬러그 10～40중량%, 경화촉진제 0.1～1.0중량%와, 경화제 0.4～3.0중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제.
2. 제1항에 있어서 상기 아크릴공중합수지는,
   메틸 메타크릴레이트 모노머(MMAM : Methyl Methacrylate Monomer) 55~83중량%와, 부틸 아크릴레이트 모노머(BAM : Butyl Acrylate Monomer) 10~35중량%와, 2에틸 헥실 아크릴레이트 모노머(2-Ethyl Hexyl Acrylate Monomer) 5-20중량%, 아크릴산(AA : Acrylic Acid) 1~5중량%와, 아조비스아이소부티로나이트릴(AIBN:AzobisIsoButylroNitride) 0.01~0.3중량%로 이루어는 것을 특징으로 하는 아크릴공중합수지를 바인더로하는 미끄럼방지제
3. 도로의 표면에 존재하는 먼지와 이물질을 깨끗이 제거하고 프라이머를 도포하는 표면 전처리단계(101)와,
   상기 표면 전처리단계(101) 후, 상기 프라이머 위에 그루빙 성형홈이 형성된 마스킹을 설치하는 마스킹 설치단계(102)와,
   상기 마스킹 설치단계(102) 후, 상기 마스킹에 형성된 그루빙 성형홈에 아크릴공중합 수지 20～40중량%와, 이산화 규소 0.1～3중량%와, 소포제 0.1～2중량%와, 폴리실록산 0.1～1.0중량%와, 유색안료 1～10중량%와, 충전제 10～20중량%와, 변성우레아 용액 0.1～3중량%와, 가소제 1～5중량%와, 실리카 샌드 20～50중량%와, 제강슬러그 10～40중량%, 경화촉진제 0.1～1중량%로, 경화제 0.4～3.0중량%를 혼합하여 이루어진 미끄럼방지제를 충전하는 미끄럼방지제 충전단계(103)와,
   상기 미끄럼방지제 충전단계(103) 후, 상온에서 30분~2시간 동안 경화시키는 경화단계(104)와,
   상기 경화단계(104) 후, 상기 마스킹을 제거하는 마스킹 제거단계(105)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법
4. 제3항에 있어서 상기 마스킹(30)은,
   일정한 폭과 길이를 갖는 패널(31)이 구비되고,
   상기 패널(31)에는 일정한 간격으로 그루빙 성형홈(32)이 다수 형성되고,
   상기 그루빙 성형홈(32)은 측면이 곡면으로 형성되고, 상측이 하측 보다 폭이 좁은 사다리꼴 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크릴공중합수지를 바인더로 하는 미끄럼방지제를 이용한 도로의 그루빙 시공방법.

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