KR100204183B1 - 포장도로 표시제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불규칙 포장도로 표면에 일치하는 유연한 하부 시이트를 포함하는 포장도로 표시재료에 관한 것이다. 내구성이고 내마모성이고 중합체성인 상부층이 하부 시이트의 한표면에 부착된다. 상부층은 하부 시이트가 불규칙 표면에 일치할때, 파열부에 의해 한정된 상부층의 영역이 하부 시이트에 부착되어 하부 시이트에 일치하므로 상부층이 상부층에서의 응력 축적을 완화시키기 위해 파열부를 형성하도록 0℃ 내지 45℃의 온도에서 취성 파괴를 받을 수 있다. 복수의 입자들이 상부층에 끼워지고 거기로부터 돌출된다. 한 바람직한 구현예에 있어서, 상부층은 약 500,000psi 내지 약 300,000pdi의 영의 탄성율, 및 약 4% 내지 약 35%의 파단점신율에 의해 특정지워진다.
Description
제1도는 본 발명의 바람직한 포장도로 표시재의 측단면도.
제2도는 파열부가 상층부에 형성되어 있는 불규칙한 포장도로 표면에 부착된 제 1도의 포장도로 표시재의 단면도.
제3도는 파열부가 상부층에 형성된 복수의 절단부를 포함하고 있는 본 발명의 다른 실시태양의 투시도.
제4도는 제3도의 포장도로 표시재가 휘어져 있는 투시도.
본 발명은 도로에 부착되어 교통 표시물을 제공할 수 있는 개선된 포장도로 표시재에 관한 것이다.
예비형성된 포장도로 표시재는 단거리 차선 줄무늬, 정지 바아, 교차로에서의 보도 표시물과 같은 여러 가지의 용도의 교통 표시물로서 사용되고 있다. 대표적으로, 예비 성형된 포장도로 표시재는 신축성 하부 시이트와 겹치는 연속 내마모성 상부층으로 이루어져 있다. 이와 같은 재료는 압감 접착제 또는 접촉형 접착제를 사용하여 기재에 접착한다.
예를 들어, 미합중국 특허 제4,020,211호는 신축성 하부 시이트에 접착된 연속 폴리우레탄 상부층을 포함하는 예비 성형된 표시용 복합 재료를 개시하고 있다. 이러한 표시재는 300,000psi 이상의 매우 높은 영의 탄성율을 갖는다. 따라서, 이러한 재료는 전체 복합 재료가 포장도로에 대해 접착력이 빈약하여 불규칙한 포장도로 표면으로부터 떨어질 정도로 너무 뻣뻣하고, 포장도로 표면에 일치성을 갖지 않게 된다.
신축성 하부 시이트에 접착된 탄성이 더 크고 연속적인 폴리우레탄 마모층으로 이루어진 포장도로 표면에 더욱 일치될 수 있는 예비 성형된 표시재가 1986년 5월 29일자로 출원되고 현재 포기된 미합중국 특허 출원 제06/866,570호의 계속 출원인 1989년 6월 26일자 출원된 미합중국 특허 제07/372,183호에 기술되어 있다. 또한, 유사한 재료가 미합중국 특허 제4,248,932호, 제4,117,192호, 제3,935,365호 및 유럽 특허 출원 제0,162,229호에서 기술되어 있다. 이러한 재료들은 폴리우레탄 마모층의 더욱 낮은 탄성율로 인해 불규칙한 포장도로 표면에 대해 더 우수한 초기 일치성을 갖는다. 폴리우레탄 마모층의 탄성은 이들 표시재가 포장도로에 접착되고 일치되므로 상부층에서 탄성 인장 응력을 나타낸다. 시간이 경과한 후, 이러한 응력은 접착층이 파손되어 표시재가 포장도로로 부터 떨어질 수 있다.
동시 계류중인 1988년 6월 9일자 출원된 미합중국 특허 출원 제07/204,349호는 한 표면상에 돌출부가 있는 신축성 하부 시이트와 겹쳐지는 폴리우레탄 비이드 결합을 포함하는 포장도로 표시재를 기술하고 있다. 이러한 비이드 결합은 상기 돌출부들의 소정 부분들을 덮고 있다. 개시된 하나의 비이드 결합은 분자량이 약 540이며, 히드록실 값이 약 310인 약 1 당량의 폴리카프롤락톤 트리올과 약 2 당량의 비스(4-시클로헥실 이소시아네이트)(H12MDI)를 포함하는 폴리우레탄 우레아이다.
본 발명은 접착 파손을 유발할 수 있는 탄성 응력을 형성하지 않고, 불규칙한 포장도로 표면에 일치될 수 있는 내마모성 상부층을 포함하는 개량된 포장도로 표시재를 제공한다. 바람직한 포장도로 표시재는 단단하고 내마모성이고 경질인 상부층의 탁월한 내구성을 갖는 동시에, 밑에 있는 일치가능한 층의 신축성을 보존한다. 이러한 성질들의 결과로서, 본 발명의 포장도로 표시재는 수명이 길고, 표면이 거칠고 불규칙한 포장도로에 쉽게사용될 수 있다.
본 발명의 장점은 불규칙한 포장도로 표면에 일치할 수 있는 신축성 하부 시이트를 포함하는 포장도로 표시재에 의해 달성된다. 내구성 및 내마모성을 지닌 중합체 상부층은 하부 시이트의 한 표면에 부착된다. 상부층은 0℃ 내지 45℃의 온도에서 취성 파괴될 수 있어서, 하부 시이트가 불규칙한 표면에 일치할 때, 상부층은 용이하게 파열부를 형성하고 이 파열부에 의해 한정된 상부층 영역이 하부 시이트에 부착되어 하부 시이트에 일치됨에 따라 상부층에서의 응력 축적을 완화 시킬수 있다. 복수의 입자들이 상부층에 매립되어 이로 부터 돌출된다. 바람직한 실시태양에 있어서, 상부층은 영의 탄성율이 약 50,000psi 내지 약 300,000psi, 파단시의 신장율이 약 4% 내지 약 35%인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 포장도로 표시재는 파열을 견디는 탄성이 큰 상부층을 갖는 포장도로 표시재에 의해서 달성될 수 있는 것보다 더욱 높은 일치성을 갖는다. 실제적인 테스트는 바람직한 포장도로 표시재가 이미 공지된 재료에 비해 불규칙한 포장도로 표면에 더욱 오래 접착된다는 것을 나타낸다. 도로상에서 보유력을 측정한 성능 테스트에 있어서, 이미 공지된 가장 밀접한 성능을 수행하는 재료는 본 발명의 속도보다 거의 두배 정도 빠르게 파괴되었다. 또한, 동일한 성능 테스트에 있어서, 본 발명은 이미 공지된 재료에 의해 나타난 값들보다 우수한 반사율 및 순백도 값을 유지했다는 것이 나타났다.
또한, 바람직한 재료들은 탁월한 내구성을 나타냈다. H-22 마모기 휠 및 1kg 의 추가 달린 모델 번호 503 표준 마모 테스터(Taber Abraser, Teledyne Tabor, 미합중국, 뉴욕, 노쓰, 토너원더 소재)를 사용하는 시험에 있어서, 바람직한 재료는 1000 사이클당 0.05g 내지 약 0.30g의 중량 손실을 나타냈다.
제1도를 살펴보면, 본 발명에 따른 포장도로 표시재(10)의 한 바람직한 실시태양이 도시되어 있다. 포장도로 표시재(10)는 불규칙한 포장도로 표면(16)에 일치할 수 있는 신축성 하부 시이트(12)를 포함하고 있다. 바람직하게, 하부 시이트(12)는 거의 평평하고 거의 돌출부가 없다. 적당한 하부 시이트의 예로는 본 명세서에 참고로 인용한 미합중국 특허 제4,117,192호 또는 4,490,432호에 교시된 감소된 - 탄성 시이트가 있다. 이와 같이 감소된 - 탄성 하부 시이트는 마가황된 탄성중합 전구체, 중량제 수지,예컨데, 염소화된 파라핀 충전제 및 방사 - 결합된 폴리올레핀 또는 폴리에스테르로 제조된 것과 같은 부직 웨브를 포함한다.
대개, 하부 시이트(12)는 기재 표시재에 소정의 일치성 및 강도가 제공되도록 약 20 내지 50밀의 두께를 갖는다. 하부 시이트(12)는 35밀의 두께를 갖는 것이 가장 바람직하다. 두께가 약 20밀 이하이면, 하부 시이트(12)는 포장도로 표시재(10)에 충분한 강도 또는 지지체를 제공하지 못할 수 있다. 구께가 약 50밀 이상이면, 표시재(10)는 포장도로(14)로 부터 너무 멀리 떨어져 부착되어 제설 장치가 표시재(10)에 손상을 주거나 또는 떨어지게 될 수 있다. 또한, 약 50밀 이상이면, 비용이 증가하게 된다.
착색을 위해 하부 시이트(12)에 안료를 임의로 첨가할 수 있다. 이산화티탄은 하부 시이트(12)에 백색을 부여할 수있다. 또 다른 유용한 안료는 크롬산납인데, 이것은 하부 시이트(12)에 황색을 부여한다. 또한, 비용을 절감하고, 강화, 중량, 표면 강도 및 내마모성과 같은 변형된 성질을 제공하기 위하여 미립 충전제가 대량으로 하부 시이트(12)에 포함될 수도 있다.
내구성 및 내마모성 중합체 상부층(18)이 하부 시이트(12)의 한 표면에 부착된다. 상부층(18)은 0℃ 내지 45℃, 더욱 바람직하게는 0℃ 내지 35℃의 온도에서 취성 파괴를 겪을 수 있다. 제2도에서 최상으로 도시된 바와같이, 상부층(18)은 포장도로 표면(16)이 거칠거나 또는 불규칙한 지역들에서 파열부(20)를 쉽게 형성한다. 상부층(18)을 불규칙한 표면에 대한 상부층의 일치성이 상부층의 파단시의 신장율을 초과할 때 파열부(20)를 형성한다. 그렇지만 상부층(18)은 밑에 있는 표면이 미끄러울 경우에는 일반적으로 파열되지 않는다.
포장도로 표시재(10)는 파열을 견디는 탄성이 더 큰 상부층을 갖는 포장도로 표시재에 의해 달성될 수 있는 것보다 더욱 큰 일치성을 갖는다. 불규칙한 또는 거친 포장도로 표면에 일치시키기 위하여 탄성이 더 큰 상부층이 변형될 경우, 상부층에서 탄성 응력이 형성된다. 이러한 응력은 포장도로 표시재를 포장도로에 유지시키기 위하여 사용된 접착제를 꺼리는 경향이 있다. 시간이 경과됨에 따라, 이러한 힘은 접착 파괴를 일으켜서 포장도로 표시재가 포장도로에서 떨어지게 된다.
그렇지만, 본 발명에 있어서, 이와 같은 탄성 응력 에너지는 상부층(18)에서 저장되지 않는다.대신에, 상부층(18)이 포장도로(14)와 일치하므로 상기 에너지는 파열부(20)의 형성에 의해 방산되어 없어지게 된다. 따라서, 포장도로 표시재(10)를 포장도로(14)에서 떨어지게 할 수 있는 탄성 응력은 감소 또는 제거된다. 그 결과, 본 발명은 표면이 거칠거나 또는 불규칙한 포장도로에 대한 향상된 장기간 접착력을 갖게된다. 파열후, 상부층(18)은 내구성 및 내마모성을 지닌 층으로서 작용하게 된다.
상부층에서의 파열부는(20)는 미세균열이 아닌 거대균열이다. 대개, 취성파괴의 결과로서 형성되는 거대균열은 전체 상부층(18)을 통과하고, 상부층(18)에서의 응력 축적을 효과적으로 완화시킨다. 균열 사이의 거리는 1㎜ 내지 50㎜이다. 거대 균열은 포장도로 표시재의 순백도를 미세균열과 같이 많이 제공하지는 않는다. 미세균열은 상부층(18)의 표면에서만 형성되고, 상부층(18)에서의 응력 축적을 완화시키는 데에 효과적이지 못하다. 그 밖의 차이로서, 미세균열 사이의 거리는 10 내지 100 미크론이다.
상부층(18)은 영의 탄성율이 50,000psi(350MPa) 내지 300,000psi(2100MPa), 더욱 바람직하게는 50,000psi(350MPa) 내지 250,000psi(1750MPa)이다. 만일 탄성율이 너무 낮으면, 상부층(18)은 충분한 내마모성을 갖지 못할 수 있다. 만일 탄성율이 너무 높으면, 상부층(18)은 충분한 일치성을 갖지 못할 수 있다. 또한, 상부층(18)은 파단시의 신장율이 4% 내지 35%, 더욱 바람직하게는 4% 내지 20%, 가장 바람직하게는 4% 내지 10% 이다.
인장 특성에 대하여 폴리우레탄을 시험할 때, 하기의 시험 과정이 사용될 수 있다. 폴리우레탄을 코팅된 종이 라이너상에 캐스트하고 120℃ 내지 135℃의 온도에서 10 내지 15분 동안 오븐속에서 경화시켰다. 냉각후, 폴리우레탄을 종이 라이너에서 떼어내고, 0.5인치(1.3㎝) × 6인치(15.2㎝)의 스트립으로 절단했다. 이러한 스트립들을 72℉(22.2℃) 및 50% 상대습도에서 48시간동안 예비처리한다. 이어서 이들을 미합중국 매사츄세츠, 캔톤에 소재하는 인스트론 코포레이션에서 시판하는 인스트론 유니버셜 테스팅 인스트루먼트의 4인치(10.2㎝)씩 간격을 둔 조오에 고정시킨다. 이어서, 이 조오들을 샘플이 파괴될 때까지 분당 10인치(25.4㎝/분)씩 이격되게 구동 시킨다. 이러한 분리를 달성하는데 필요한 힘을 구분하고 기록한다. 파단시의 신장율을
에 근거하여 측정한다. 샘플을 잡아당기는데 필요한 힘대 샘플의 단면적으로 나눈 1% 변성율의 비를 기준하여 탄성율(영의 탄성율)을 측정한다.
다시 제1도에 괸련하여, 상부층(18)에 적당한 중합체 재료로는 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리아미드 및 폴리에스테르가 있다. 또한 이러한 재료들의 혼합물도 본 발명에서 적당하다. 또한, 적당한 중합체 재료는 열가소성 또는 열경화성 중합체일 수 있다.
상부층(18)은 폴리우레탄을 포함하는 것이 바람직하다. 일반적으로 폴리우레탄은 나중에 상부층에 매립되는 입자(26 및 28)에 대한 탁월한 접착력을 특징으로 한다. 바람직한 폴리우레탄은 지방족 폴리우레탄이다. 지방족 폴리우레탄은 하부 시이트(12)에 강하게 접착되고, 응집성이 크고, 그리고 환경 풍화에 대한 저항성이 있다.
본 발명에서 사용하기에 적당한 폴리우레탄의 한가지 예는 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트로 부터 유도되며, 여기서 폴리이소시아네이트의 NCO 기와 폴리올 성분의 OH 기의 당량비는 약 0.5 내지 약 1.5, 바람직하게 약 1.05이다. 폴리올 성분은 생성된 폴리우레탄이 0℃ 내지 45℃에서 취성 파괴를 나타내는 한, 임의의 저 분자량 폴리올 및/또는 중합체 폴리올의 혼합물일 수 있다.
바람직하게, 폴리올 성분은 평균 분자량이 약 300 내지 660이며, 평균 히드록실 당량이 100 내지 약 220이며, 폴리올당 평균 약 3개 이상의 히드록실 기를 갖는 하나 이상의 폴리올을 포함한다. 폴리올 성분은 히드록실 당량이 약 100인 약 1 당량의 폴리카프롤락톤, 및 히들록실 당량이 약 300인 0 내지 0.33 당량의 폴리카프롤락톤을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
폴리이소시아테이트는 지방족 화합물인 것이 바람직하며, 이는 상기 화합물이 실외 풍화동안에 방향족 화합물보다 덜 변색되기 때문이다. 또한, 이소시아네이트 기에 직접 결합되지는 않지만 수소와 결합되지 않은 탄소원자에 직접 결합되는 방향족 고리를 갖는 폴리이소시아네트 화합물들이 유용하다. 이러한 유형의 화합물은 미합중국 특허 제4,377,530호 및 제4,379,767호에 개시되어 있다.
유용한 폴리이소시아네이트로는 이소포론 디이소시아네트; 4,4'-메틸렌-비스-시클로핵실 디이소시아네이트; 테트라메틸렌 디이소시아네이트; 1,3 및 1,4 시클로헥실 디이소시아네이트; 1,6 헥사메틸렌 디이소시아네이트; 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트의 부가물; 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트의 이성질체; 또는 폴리올 및 이작용성 지방족 이소시아네이트로부터 유도된 이소시아네이트 말단 중합체가 있다.
특히 바람직한 폴리우레탄에 있어서, 폴리올 성분은 유니온 카바이드컴패니에서 시판되는 토운 0301과 같이 분자량이 약 300인 약 100중량부의 폴리카프롤락톤 트리올을 포함한다. 또한 폴리올 성분은 유니온 카바이드 컴패니에서 시판되는 토운 0310과 같이 분자량이 약 960인 0 내지 100중량% 바람직하게는 10 내지 25중량% 19중량%의 폴리카프롤락톤 트리올을 포함한다. 저 분자량은 트리올은 폴리우레탄에 강성을 제공하지만, 고분자량 트리올은 폴리우레탄의 탄성율을 저하시키는데 사용한다. 만일 분자량이 너무 높은 트리올을 사용되면, 폴리우레탄은 충분한 내마모성을 갖지 못할 것이다. 추가로, 분자량이 너무 높은 트리올이 사용되면, 폴리우레탄을은 탄성이 너무커서 바람직한 파열 특성을 나타내지 못할 것이다.
또한, 특히 바람직한 폴리우레탄은 미합중국 바이엘의 모베이 케미칼 디비젼에서 시판하는 데스모듀르 N-100과 같은 약 190 내지 약 230중량부, 바람직하게는 약 210중량부의 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트의 뷰렛 부가물을 포함 할 수도 있다. 특히 바람직한 폴리우레탄에 있어서, 폴리이소시아네이트의 NCO기 대 폴리올 성분의 OH기의 당량비는 약 1.05이다.
또한, 상부층(18)은 공지의 포장도로 표지재에서 사용되는 것들로서 불활성 충전제 및 안료와 같은 여러 가지 무기 첨가제를 포함한다. 여러 가지 무기 첨가제들을 실란 커플링제와 같은 커플링제로 처리하여 폴리우레탄 중합체들에 대한 결합을 향상시킬 수 있다. 불황성 충전제로는 알루미나, 규산 마그네슘, 산화 마그네슘, 탄산칼슘, 메타규산 칼슘, 비결정형 또는 결정형 실리카, 산화아연, 크롬산납, 및 산화 지르코늄이 있다.
안료 또는 기타 착색제는 특정의 용도를 위한 표시재를 착색하기에 충분한 양으로 상부층(18)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 포장도로 표시재로서 사용되는 경우, 후에 상부층(18)에 매립되는 역반사성 비이드(26)에 확산 반사 배경을 제공하고 백색을 제공하기에는 이산화티탄이 바람직한 안료 및 충전제이지만, 노란색을 제공하기에는 크롬산납이 대표적으로 사용될 수있다.
상부층(18)은 최소한 약 4밀 내지 약 30밀의 두께를 갖는다. 바람직하게는 상부층(18)은 두께가 약 12밀 내지 약 16밀이고, 가장 바람직하게는 약 13밀이다. 만일 상부충(18)이 충분히 두껍지 않은 경우, 상부층(18)은 후에 상부층에 매립되는 입자들에 충분한 결합을 제공하지 못할 수 있다. 만일 상부층(18)이 너무 두꺼운 경우, 전체 구조는 너무 경질이서 소정의 성능 특성을 달성할 수 없다. 또한 만일 상부층(18)이 너무 두꺼우면, 비용이 고려된다.
상부층(18)은 측쇄 교차 결합된 중합체 네트워크인 것이 바람직하다. 교차 결합은 소정의 파열 특성에 기여한다. 또한 교차 결합은 기재 표시재(10)의 내마모성에 기여한다. 또한, 중합체 상부층(18)이 크게 교차 결합될수록, 표시물 위를 지나는 타이어 또는 기재 표시재(10)와 접촉할 수 있는 기타 오일, 오물, 또는 먼지로 부터의 변색에 대하여 저항성이 우수한 것으로 밝혀졌다.
일반적으로 상부층(18)은 액체 성분이 하부 시이트(12)상에 직접 코팅됨으로써 형성된다. 그렇지만, 상부층(18)은 별도로 형성되어 상부층(18)과 하부 시이트(12)사이에 접착제 층(제1도 및 제2도에는 도시되지 않음)을 삽입한는 것과 같은 적층 조작동안 하부 시이트(12)에 결합될수 있다.
복수의 입자(26 및 28)는 상부층에 매립되어 이로부터 돌출된다. 입자(26 및 28)는 역반사성 비이드(26) 및 마찰 저항성 입자(28)를 포함한다. 입자(26 및 28)는 상부층(18)에서 입자(26 및 28)의 조밀한 적층을 초래하는 플러드 코팅(flood coating) 방법에 의해 액체 상부층(18)에 도포될 수 있다. 또한, 입자(26 및 28)는 입자(26 및 28)의 조밀한 적층이 방지되도록 상부층(18)상에 살포 또는 캐스캐이드될 수 있다. 살포 공정은 입자 사용을 최소화하고, 입자들 사이에서 오물 보유력을 감소시키고, 그리고 역반사를 최적화시키는데 특히 유리하다.
입자(26 및 28)가 상부층에 매립될 경우, 상부층을 파멸시키는데에 필요한 파괴 응력은 상기 입자의 부재하에 필요한 파괴 응력보다 상당히 낮다. 일반적으로 이미 공지된 재료들은 이와 같은 파멸을 견디는데 목적이 있는 탄성 재료와 함께 제제되어 왔다. 이미 공지된 재료와는 달리, 본 발명은 상부층이 파멸되려는 자연적 경향을 견디게 하기 위한 것이 아니라 이러한 경향을 장점으로 이용하고자 하는 것이다.
본 발명에 사용하기에 적당한 역반사성 비이드(26)로는 굴절율이 약 1.5내지 약 1.9인 유리 비이드가 있다. 굴절율이 약 1.5에 가까운 유리 비이드는 덜 비싸고 더 우수한 내긁힘성 및 내깍임성을 갖는다. 그렇지만, 굴절율이 약 1.7 내지 약 1.9인 유리 비이드는 더욱 효과적인 역반사물이다.
바람직한 역반사 비이드(26)는 본 명세서에 참고로 인용된 미합중국 특허 제4,564,556호 제4,768,469호에 기술되어 있다. 바람직한 비이드는 금속 산화물로 이루어진 하나이상의 결정형 상을 포함하는 고형, 투명, 비유리체인 구형체이다. 또한, 이러한 비이드는 비결정 실리카상과 같은 비결정형 상을 지닐 수도 있다. 용어 ''비유리체''는 비이드가 고온에서 액체 상태로 되는 원료의 혼합물 또는 용융물로 부터 유도되지 않았다는 것을 의미한다. 이러한 비이드는 아주 높은 내긁힘성 또는 내깎임성이 있고 약 1.4 내지 2.6의 굴절율을 가질 수 있다.
마찰 저항성 입자(28)를 사용하여 영국 포터블 마찰 저헝성 테스트(British Portable Skid Resitance Test)시에 최소한 50BPN의 잔류 마찰 저항성을 갖는 표시재를 제공한다. BPN은 영국, 바크셔, 크로톤에 소재하는 로드 리서치 래버러토리에 의해 제작된 포터블 마찰 저항 테스터를 사용하여 측정한 바와 같은 영국 포터블 넘버를 의미한다. 적당한 마찰-저항성 입자(28)로는 백색 산화 알루미늄 입자가 있다. 미세한 산화 알루미늄 입자와 크기가 더 큰 산화 알루미늄 입자의 혼합물은 허용가능하고 지속성이 긴 마찰 저항을 제공한다. 바람직한 마찰 - 저항성 입자는 본 명세서에 참고로 인용하는 1988년 9월 7일자 출원된 동시계류중인 미합중국 특허 출원 제07/241,318 호에 기술되어 있다. 상기 입자는 무기 입자, 알루미늄 및 결합체를 포함하는 소성된 세라믹인 구형체로서 기술되어 있다. 상기 구형체는 내구성이 크고, 포장도로 표시재에 대해 탁월한 마찰 - 저항성을 제공한다.
입자(26 및 28)는 입자(26 및 28)와 상부층(18)사이의 접착력을 향상시키는 커플링제로 처리될 수 있다. 선택적으로, 이와 같은 커플링제는 입자(26 및 28)가 상부층(18)에 매립될 경우 커플링제가 입자(링 및 28)와 상호 작용하도록 상부층(18)에 포함될 수 있다. 대표적으로, 상기 커플링제는 입자(26 및 28)와 화합하는 친무기성 부분 및 상부층(18)의 유기 성분과 화합하여 반응할 수 있는 친유기성 부분을 포함한다. 바람직한 커플링제는 아미노실란 화합물과 같은 실란 화합물이다.
바람직한 포장도로 표시뮬(10)의 성능에 영향을 미치는 한가지 요인은 경화 공정동안의 상부층(18)의 점도와 관계가 있다. 전술한 특히 바람직한 폴리우레탄의 점도는 상부층(18)이 경화를 위해 가열되는 대로 저하되도록 하는 경향이 있다. 만일 입자(26 및 28)가 상기 저 점도 단계동안에 상부층(18)에 부가되면, 입자(26 및 28)는 입자(26 및 28)의 유효성이 감소될 수 있는 상부층(18)의 바닥부에 가라 앉는다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상부층(18)은 입자(26 및 28)가 상부층(18)에 도포되기 전에 상부층(18)의 점도를 증가시키도록 예비경화되는 것이 바람직하다. 이것을 달성하기 위하여, 폴리우레탄 상부층(18)은 입자(26 및 28)가 입자 직경의 약 1/2이하까지 상부층내에 가라앉도록 상부층(18)의 점도를 조절하기에 충분한 시간동안 약 150℃로 가열된다.
접착제 층(30)은 기재 (14)에 도포하기 위한 하부 시이트(12)의 바닥표면상에서 지지될 수 있다. 선택적으로, 접착제 층(30)은 기재(14)에 우선 도포된 후, 기재 표시재(10)가 접착제 층(30)의 위에 부착된다. 압감 접착제가 바람직하다. 또한, 접촉형 접착제가 사용될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시태양이 제3도 및 제4도에 나타나 있다. 제3도에서 하부 시이트(12)에 부착된 상부층(18)을 포함하는 포장도로 표시재가 도시되어 있다. 상기 실시태양에서, 상부층(18)에서의 파열부들은 상부층(18)에서 형성된 복수의 절단부(32)를 포함하고 있다. 절단부(32)는 포장도로 표시재가 포장도로 표면에 도포되기 전에 상부층(18)에서 형성된다. 절단부(32)는 불규칙한 포장도로 표면에 대한 상부층(18)의 일치를 촉진시키는 한편, 동시에, 그것이 휘어진 상태의 상부층(18)에서의 응력 축적을 완화시킨다. 제4도는 불규칙한 포장도로 표면에 일치하도록 휘어지는 제3도의 포장도로 표시재를 도시하고 있다.
이하 본 발명은 하기 실시예들에 의거하여 본 발명을 상세히 기술하고자 한다.
[실시예 1]
특히 바람직한 폴리우레탄을 포함하는 상부층을 갖는 포장도로 표시재를 제조했다. 상부층은 하기의 성분들을 포함한다 :
상기에 열거된 처음 세개의 성분들을 미합중국, 코네티컷, 뉴 헤븐에서 소재하는 씨. 카울레스 앤드 캠패니에서 시판하는 고속, 저 전단 카울레스 분산기 혼합 장치를 사용하여 완전히 혼합했다. 이어서, 생성된 혼합물을 데스모듀르 N-100과 합하고, 35밀로 충전, 캘린더링 처리된 신축성 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 시이트상 18밀 두께로 코팅했다. 코팅물을 150℃로 3분간 경화시킨 후, 유리 비이드(600미크론, 1.5 굴정율 비이드, 유니온 카바이드 컴패니에서 A 1100으로 시판하는 3-아미노 프로필 트리에톡시 실란으로 처리됨) 및 마찰 - 저항성 입자(#30 산화 알루미늄 그리트, 유니온 카바이트 컴패니에서 A 1100으로 시판하는 3-아미노프로필 틀리에톡시 실란으로 처리됨)을 코팅 표면위에 살포했다. 163℃에서 2분간 경화시켰다. 생성된 포장도로 표시재(샘플 A)를 1987년 9월 27일에 하이 ADT 교차로에 접촉형 시멘트를 사용하여 설치했다. 하이 ADT 교차로는 일일 평균 교통량이 레인당 하루에 8,000 내지 10,000 대의 자동차가 통과하는 교차로를 의미한다. 1.5개월, 4개월 및 1년 후에 정기적인 검사를 실시했다. 다른 포장도로 표시재의 비교용 샘플을 동일한 교차로에 설치하고 동일한 시기에 검사했다. 비교용 샘플은 하기와 같다.
-비교용 샘플 1 : 이태리, 밀란, 롤린 55에 소재하는 니로사 에스피에이에 대한 미합중국 배급업자인 캐터포트 코오포레이션에서 캐터타일로 시판하는 포장도로 표시재.
-비교용 샘플 2 : 미합중국, 미네소타, 세인트 폴에 소재하는 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니에서 스태마크 5760으로 시판하는 포장도로 표시재.
에코럭스 역굴절계를 사용하여 MCD(여기서, MCD는 밀리칸델라/룩스/㎡을 의미함)로 나타낸 굴절 보유율(%); 미놀타 비색계를 사용하여 Cap Y로 나타낸 순백도; 및 제품 손실율(%)로 나타낸 도로상에서의 보유력을 기준으로 하여 샘플의 성능을 측정했다. 현장 성능 결과를 하기에 요약한다 :
* 생성물이 마모되었음, 접착 손실이 없음.
상기 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 의해 굴절 보유율(%), 순백도 및 제품 손실을 감소의 개선이 달성되었다는 것을 알 수 있다.
1.5개월 후 : 본 발명의 샘플 A는 57%의 굴절율을 나타내는 반면, 가장 밀접한 성능 비교용 샘플은 겨우 27%의 굴절율을 나타냈다. 또한, 샘플 A는 비교 실시예 2에 비해 순백도가 더 우수했다. 이때 비교용 샘플 1의 순백도는 측정되지 않았다. 이때 샘플중 어떤 것도 측정가능한 제품 손실율(%)을 나타내지 않았다.
4개월후 : 다시 샘플 A는 다른 샘플보다 더 우수한 굴절율 및 순백도를 나타냈다. 이때 샘플중 어떤것도 커다란 제품 손실율(%)를 나타내지 않았다.
1년후 : 제품 손실율(%)에 있어서의 상당한 감소가 본 발명에 의해 달성되었다. 본 발명에 따른 샘플 A는 겨우 3.7%의 제품 손실율(%)을 나타냈다. 가장 밀접한 성능 비교용 샘플은 6.5%의 제품 손실율을 나타냈다. 또한, 샘플 A는 다른 샘플에 비 해 더 우수한 순백도를 나타냈지만, 비교용 샘플2는 최상의 굴절율을 나타냈다.
1년후 샘플의 검사에서, 본 발명의 샘플은 포장도로가 평평하지 않은 지역에서 파열하여 폴리우레탄 상부층에 부과된 인장 응력을 완화시키는 것으로 나타났다. 그 밖에, 주사 전자 현미경을 사용하여 본 발명은 다른 샘플에 비해 상부층에서 입자 보유력이 우수하다는 것을 알았다. 또한, 본 발명의 상부층은 상기 시험 1년후에도 마모되지 않았지만, 비교용 샘플 1 및 비교용 샘플 2의 상부층은 마모되어 그 밑에 있는 하부 시이트가 노출되었다.
[비교실시예 1]
미합중국 특허 제4,020,211호(아이겐만)의 컬럼 5, 16-27행에 개시된 폴리우레탄의 샘플을 개시된 조성의 필름으로 만들고 인장 특성을 테스트하였다. 이러한 필름은 본 발명에서의 바람직한 것보다 더 높은 탄성율(362,000psi, +/- 32,000) 및 더 낮은 파단시의 성장률(2.0%, +/- 0.6%)을 갖는 것으로 밝혀졌다. 비교를 위해, 높은 탄성율 및 낮은 파단시의 신장율로 인해서 상기 폴리우레탄은 지나친 균열, 과도한 오물 픽업 및 변색을 나타냈다.
본 발명의 다른 실시태양은 본 명세서를 참고하거나 또는 본원에 개시된 본 발명의 실시로부터 당업자에게 명백해질 것이다. 첨부된 특허청구의 범위에 의해 나타난 본 발명의 영역 및 의의를 벗어남이 없이 여러 가지의 변형예 및 변경예가 당업자에 의해 이루어질 수 있다.
Claims (12)
- (a) 불규칙한 포장도로 표면에 일치할 수 있는 신축성 하부 시이트;(b) 상기 하부 시이트의 한 표면에 부착된 내구성, 내마모성 중합체 상부층; 및(c) 상부층에 매립되어 있으며 상부층으로부터 돌출된 복수의 입자들을 포함하며, 이때, 상기 상부층은 0℃ 내지 45℃의 온도에서 취성 파괴 될 수 있어서, 하부 시이트가 불규칙한 표면에 일치할 때, 상부층은 용이하게 파열부를 형성하고, 이 파열부에 의해 한정된 상부층 영역이 하부 시이트에 부착되어 하부 시이트에 일치됨에 따라 상부층에서의 응력 축적을 완화시키는 포장도로 표시재.
- 제1항에 있어서, 상기 신축성 하부 시이트는 거의 평평하고 돌출부가 거의 없는 포장 도로 표시재.
- 제1항에 있어서, 상기 상부층은 영의 탄성율이 50,000psi(350MPa) 내지 300,000psi(2100MPa)이고, 파단시의 신장율이 4% 내지 35%인 포장도로 표시재.
- 제3항에 있어서, 상기 상부층은 영의 탄성율이 500,000psi(350MPa) 내지 250,000psi(175MPa)인 포장도로 표시재.
- 제3항에 있어서, 상기 상부층은 파단시의 신장율이 4% 내지 20%인 포장도로 표시재.
- 제5항에 있어서, 상기 상부층은 파단시의 신장율이 4% 내지 10%인 포장도로 표시재.
- 제1항에 있어서, 복수의 파열부가 상부층에 형성되어 있는 포장도로 표시재.
- 제1항에 있어서, 상기 상부층은 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리아마드, 폴리우레아, 폴리에스테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 중합체를 포함하는 포장도로 표시재.
- 제1항에 있어서, 상기 상부층은 폴리우레탄, 폴리우레아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 중합체를 포함하는 포장도로 표시재.
- 제1항에 있어서, 상기 상부층은 하기(a) 및 (b)를 포함한 반응물에서 수득된 폴리우레탄을 포함하는 포장도로 표시재 :(a) 하나 이상의 폴리올을 포함하는 폴리올 성분(이때, 폴리올은 평균 분자량이 약 300 내지 약 660이고, 평균 히드록실 당량이 약 100 내지 약 220이고, 폴리올당 평균 약 세개 이상의 히드록실 기를 포함한다) :(b) 폴리이소시아네트(이때, 폴리이소시아네트 NCO 기 대 폴리올 성분 OH 기의 당량비가 약 0.5 내지 약 1.5인 포장도로 표시재.
- 제10항에 있어서,(a)폴리올 성분은 히들록실 당량이 약 100인 약 1 당량의 폴리카프롤락톤 트리올 및 히드록실 당량이 약 300인 0 내지 0.33 당량의 폴리카프롤락톤 트리올을 포함하며,(b)폴리이소시아네트는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네트의 부기물인 포장도로 표시재.
- 제1항에 있어서, 상기 상부층은 하기 (a)-(c)를 포함한 반응물에서 수득된 폴리우레탄을 포함하는 포장도로 표시재 :(a) 분자량이 약 300인 약 100 중량부의 폴리카프롤락톤 트리올;(b) 분자량이 약 960인 약 10 내지 약 25 중량부의 폴리카프롤락톤 트리올; 및(c) 이소시아네트 당량이 약 150 내지 250인 약 205 중량부의 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트의 뷰렛 부가물.
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