KR100875593B1

KR100875593B1 - 시인성이 우수한 차선의 도색방법

Info

Publication number: KR100875593B1
Application number: KR1020080042739A
Authority: KR
Inventors: 김은령
Original assignee: 김은령
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2008-12-23

Abstract

본 발명은 안료, 바인더 수지, 및 비드를 포함하는 차선의 시공방법에 있어서, 상기 바인더 수지로 메탄 디이소이시아네트, 톨리렌 디이소이시아네트, 또는 이소포론 디이소이시아네트인 폴리이소시아네이트 화합물 100중량부와 폴리에테르 디아민 80∼120중량부를 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기에서 혼합 및 반응시켜 폴리우레아를 얻고, 상기 폴리우레아를 도로에 분무도장과 함께 0.5∼3㎜ 크기의 비드를 상기 폴리우레아 100중량부에 대하여 10∼30 중량부로 살포하여 상기 폴리우레아에 상기 비드의 일부를 결합시켜 차선을 형성시키는 시인성이 우수한 차선의 도색방법에 관한 것이다. 본 발명은 비드의 탈락율이 낮아 시인성이 오랫동안 지속되는 장점이 있다.

차선, 시인성, 비드, 폴리이소시아네이트, 아민, 폴리우레아

Description

시인성이 우수한 차선의 도색방법{Method of printing for car-line with excellentnight-discrimination property}

본 발명은 시인성이 우수한 차선의 도색방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 차선 도료 및 바인더 수지로 물성이 우수한 폴리우레아 수지 만을 사용하고, 이를 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기를 이용하여 순간적으로 비드와 혼합시켜 차선을 도색한 후, 차선과의 강력한 부착력를 유지하여 지속적인 외부 충격에 대해 비드(beads)의 탈락율을 현저하게 개선시켜 차선의 가시도를 향상시켜 도로의 안전성을 개선하기 위한 시인성이 우수한 차선의 도색방법에 관한 것이다.

일반적으로, 시인성을 갖는 차선을 도색하는 종래 방법으로는 다양한 색상의 안료, 직경이 작은 유리 비드(glass beads) 및 바인더용 합성수지로 이루어진 차선용 도료를 콘크리트 또는 아스팔트 포장도로에 도색하거나, 상기 차선용 도료를 도로에 도색한 다음 그 위에 직경이 큰 유리 비드를 살포하는 방법이 널리 사용되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1 및 2는 바인더 수지상에 유리 비드를 살포하는 기술에 관한 것이다. 이러한 종래 방법의 설계 포인트는 비드의 표면이 많이 대기중에(도료층 밖으로) 노출되게 하여 재귀반사 기능을 향상시키기 위한 것이지만, 이 경우 직경이 큰 비드와 도료층간의 결속력이 약화되어 자동차 타이어와의 마찰로 인해 상기 비드가 쉽게 탈락되기 쉬운 문제점이 있었다. 비록 종래에 직경이 큰 비드가 탈락된 경우에도 재귀반산성을 발현할 수 있도록 도료층 내부에 직경이 작은 비드들을 도료층 내부에 혼입하고 있으나, 이들 만으로는 충분한 재귀반사성을 발현할 수 없는 문제점이 있었다. 그 결과 기존의 방법으로 도색된 차선은 재귀반사성의 내구성이 결여되는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 특허문헌 3에서는 안료 및 바인더용 합성수지를 주성분으로 하는 차선용 도료를 도로에 도색한 다음 그 위에 유리 또는 플라스틱 비드(beads)를 살포하여 재귀 반사성을 갖는 차선을 도색함에 있어서, 상기 차선용 도료에 휘도 증진용 첨가제를 혼합한 다음 이들의 혼합물을 도로에 도색하고, 그 위에 굴절비(δ)가 1.48∼1.85이고 입경이 10∼800㎛이고 정구형율이 80% 이상인 유리 비드(beads) 또는 플라스틱 비드(beads)를 살포하였다.

그러나, 이러한 기술들은 바인더 수지의 접착력이 떨어져 차선을 도색 후 오래지 않아 비드가 탈리되는 경향이 있다.

특허문헌 1: 한국 특허등록 제0180945호

특허문헌 2: 한국 특허등록 제0316083호

특허문헌 3: 한국 공개특허 제2005-0057864호

이에 본 발명에서는 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기를 이용하여 이소시아네이트 프리폴리머(A)와 아민 화합물(B)의 직접적인 고압 충돌에 의하여 순간적으로 프리폴리머(A)와 아민 화합물(B)의 균일한 혼합에 의하여 폴리우레아를 얻을 수 있었고, 이와 동시에 상기 폴리우레아를 도로에 차선으로 스프레이 도장하면서 비드를 도포하여 신속하게 불점착(Tack Free) 건조시켜 서비스 리턴 과정을 단축시킴으로서 작업시간을 단축시키고 강인하며 접착력이 우수한 차선을 획득할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 시인성을 나타내도록 비드를 차선에 견고히 결합시킬 수 있는 차선의 도색방법을 제공하는 데 있다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시인성이 우수한 차선의 도색방법은 안료, 바인더 수지, 및 비드를 포함하는 차선의 시공방법에 있어서, 상기 바인더 수지로 메탄 디이소이시아네트, 톨리렌 디이소이시아네트, 또는 이소포론 디이소이시아네트인 폴리이소시아네이트 화합물 100중량부와 폴리에테르 디아민 80∼120중량부를 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기에서 혼합 및 반응시켜 폴리우레아를 얻고, 상기 폴리우레아를 도로에 분무도장과 함께 0.5∼3㎜ 크기의 비드를 상기 폴리우레아 100중량부에 대하여 10∼30 중량부로 살포하여 상기 폴리우레 아에 상기 비드의 일부를 결합시켜 차선을 형성시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 차선은 중앙 차선, 횡단 보도 차선 또는 과속방지 차선인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 비드는 유리 비드 또는 플라스틱 비드인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 폴리이소시아네이트 화합물과 아민 화합물의 반응물인 폴리우레아는 짧은 겔 타임과 우수한 부착력을 나타내어, 상기 폴리우레아와 비드(beads)를 혼합시켜 도로에 도포하여 차선을 시공함으로써 종래의 차선의 도색방법에 비해 시공성을 개선하고 도로의 교통통행을 신속하게 재개시키고, 특히 혹한기에도 시공을 신속하게 완료할 수 있을 뿐만 아니라 비드의 탈락율이 낮아 시인성이 오랫동안 지속되는 장점이 있다.

이하 본 발명에 따른 시인성이 우수한 차선의 도색방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에서 바인더 수지로 사용하는 폴리우레아 수지는 수지내 함유된 아민(Amine)과 이소시아네이트(Isocyanate)의 화학반응에 의해 형성되는 화학구조로써, 기존 차선의 바인더로 주로 사용되는 폴리우레탄, 에폭시 등과 같은 열경 화성 수지와 비교시 하기 표 1과 같은 특징이 있다.

구분	폴리우레아	폴리우레탄	에폭시 수지
물성강도	매우 우수	우수	매우 우수
신축율	매우 우수	매우 우수	나쁨
충격저항	매우 우수	우수	보통
내마모성	매우 우수	보통	우수
접착성	매우 우수	우수	매우 우수
내자외선	매우 우수	보통	보통
내열성	매우 우수	보통	우수

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 폴리우레아 수지는 폴리우레탄, 에폭시 수지에 비해 물성강도, 신축율, 충격저항, 내마모성, 접착성, 내자외선, 내열성이 매우 우수하며, 특히 동일 용도로 사용되는 각각의 제품에 대하여 ASTM D 4060(Taber 마모시험)에 준해 내마모성을 비교한 결과 폴리우레아 제품의 내마모성이 기존 에폭시 제품과 비교시 약 3배, 우레탄 제품과 비교시 약 5∼10배 정도의 우수한 결과를 나타내는 것으로 보고되고 있다.

본 발명에 있어서, 바인더 수지로 상기 폴리우레아 수지 만을 사용하여 차선의 강도를 유지하고 유연성 등을 부여함으로써 지속적인 하중에 대하여 제품의 크랙 발생 등을 현저하게 개선할 수가 있다. 상기 폴리우레아는 풍부한 탄성, 충격 완화력, 크랙 추종성, 내화학성, 및 물리적 성능이 탁월하여 외부의 충격이나 스트레스에 대한 적응력이 우수하며 콘크리트 구조물, 철 구조물, 아스팔트 노면과의 접착력이 강함을 특징으로 하는 접착 바인더 기능을 갖는다.

일반적으로, 폴리우레아는 폴리이소시아네이트와 아민의 급속한 반응에 의해 수초에서 수분의 짧은 시간에 경화되는 특성을 가진다. 이러한 특성 때문에 기존에는 이를 단독으로 사용하는데 제한이 있어, 주로 다른 수지, 예를 들어, 에폭시수지 등에 혼합하여 사용하였다.

그러나, 본 발명에서는 이러한 특성을 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기를 활용함으로써 극복할 수 있었다. 상기 2액형 스프레이 도장기는 외부 공급탱크로부터 일 측에서는 폴리이소시아네이트가, 다른 일 측에서는 아민 화합물이 2500∼3500 psi의 고압으로 공급되어 상기 도장기 내부에서 직접적인 고압 충돌에 의하여 순간적으로 폴리이소시아네이트와 아민 화합물의 균일한 혼합이 이루어지고, 이 혼합물은 곧 바로 외부로 스프레이 분사된다.

상기 폴리이소시아네이트 화합물과 아민 화합물의 반응비는 당량비로 1.04 : 1이 바람직하며, 중량비로는 상기 폴리이소시아네이트 화합물 100중량부에 대하여 아민 화합물 80∼120중량부이다. 여기서, 상기 폴리이소시아네이트 화합물은 메탄 디이소이시아네트(methane diisocyanate), 톨리렌 디이소이시아네트(tolylene diisocyanate), 이소포론 디이소이시아네트(isophorone diisocyanate) 등 여러가지 디이소이아네이트 화합물을 이용하며, 아민 화합물은 폴리에테르 디아민으로서 그 분자량 및 아민의 종류에 따라 여러 가지를 이용할 수 있다.

한편, 상기 2액형 스프레이 도장기에서 상기 아민 화합물과 함께 원하는 안료가 함께 공급될 수 있다. 안료는 차선의 외관과 주간에 시인성 유지에 목적이 있으며, 이 또한 당 업계에서 허용하는 범위 내에서 다양하게 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 비드는 우천시 또는 야간 운전시 안전운행 도모 및 시인성 확보에 목적이 있는 것으로서, 유리 비드, 또는 플라스틱 비드를 직경 0.5∼3㎜의 크기로 사용하며, 그 사용량은 상기 폴리우레아 100중량부에 대하여 10∼30 중량부인 것이 바람직하고, 10 중량부 미만이면 시인성 효과가 떨어지고, 30 중량부를 초과하면 차선에서 탈리되는 비드가 많아지는 경향이 있다. 또한, 상기 비드의 크기가 0.5㎜ 미만인 경우 바인더에 매몰될 수 있고, 3㎜를 초과하면 마찰저항이 증가하여 차량의 주행속도가 증가하고 잘 탈리되는 경향이 있다.

또한 당 업계에서 허용하는 범위 내에서 첨가제 등을 혼합 사용할 수 있다. 상기 첨가제의 주성분은 폴리실록산으로서 체질안료 및 안료의 분산성과 제품의 소포성능을 위해 첨가된다.

상기와 같이 이루어지는 상기 폴리우레아를 고압으로 운전되는 2액형 스프레이 도장기를 사용하여 구조물에 2∼4㎜의 두께로 분무도장과 함께 비드를 살포하여 상기 폴리우레아 속에 상기 비드의 일부를 고화시켜 차선의 시공을 완료하게 된다.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1

주제: NCO 함량이 11.7%인 메탄 디이소이아네이트 100중량부.

경화제: 분자량 2000의 폴리에테르 디아민 70중량부, 분자량 5000의 폴리에테르 트리아민 10.5중량부, 분자량 440의 폴리에테르 트리아민 9.5중량부, 및 분자량 100의 방향족 폴리에테르 아민 10중량부의 혼합물.

상기 주제와 경화제를 NCO : 아민의 당량비로 1 : 1.1로 하여 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기를 이용하여 혼합시키고, 상기 혼합물을 도로상에 스프레이 분사하면서 동시에 비드로 1∼2㎜의 크기의 유리 비드를 20 중량부의 양으로 분사하였다.

상기 폴리우레아의 물성은 다음과 같다.

겔 타임: 20초

불점착 시간: 120초

쇼어 경도: A 51

신장강도: 7.9㎫

인장율: 1063%

티어(tear) 강도: 38.5kn/m

비드의 접착강도: 300psi

실시 예 2

주제: NCO 함량이 16%인 메탄 디이소이아네이트 100중량부.

경화제: 분자량 2000의 폴리에테르 디아민 54.8중량부, 분자량 5000의 폴리에테르 트리아민 9.6중량부, 분자량 100의 폴리에테르 트리아민 25.4중량부, 백색안료(TiO₂) 10.2중량부, 및 실란 커플링제(A-187) 0.9중량부의 혼합물.

상기 주제와 경화제를 NCO : 아민의 당량비로 1 : 1로 하고, 비드로 1∼2㎜ 크기의 유리 비드를 30 중량부의 양으로 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기에 공급하여 혼합시키고, 상기 혼합물을 도로상에 스프레이 분사하여 포장하였다.

상기 폴리우레아의 물성은 다음과 같다.

겔 타임: 1.5초

불점착 시간: 6.5초

쇼어 경도: D 46

신장강도: 2287psi

인장율: 241%

티어(tear) 강도: 357kn/m

비드의 접착강도: 300psi

이와 같이, 본 발명에서는 폴리우레아를 특수도장기(고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기)로 분무도장과 함께 0.5∼3㎜ 크기의 비드를 살포하여 폴리우레아 결합제 속에 비드의 일부를 고화시킴으로써 비드의 탈락을 방지하고, 시공 후 노면의 갈라짐이나 변형에 탁월한 적응력을 발휘함으로써 마찰효과를 극대화하며 우천시나 야간에 차선의 시인성을 높일 수 있다.

Claims

안료, 바인더 수지, 및 비드를 포함하는 차선의 시공방법에 있어서,

상기 바인더 수지로 메탄 디이소이시아네트, 톨리렌 디이소이시아네트, 또는 이소포론 디이소이시아네트인 폴리이소시아네이트 화합물 100중량부, 및 폴리에테르 디아민 80∼120중량부와 안료의 혼합물을 고압충돌방식의 2액형 스프레이 도장기에서 혼합 및 반응시켜 폴리우레아를 얻고, 상기 폴리우레아를 도로에 분무도장과 함께 0.5∼3㎜ 크기의 비드를 상기 폴리우레아 100중량부에 대하여 10∼30 중량부로 살포하여 상기 폴리우레아에 상기 비드의 일부를 결합시켜 차선을 형성시키는 것을 특징으로 하는 시인성이 우수한 차선의 도색방법.
청구항 1에 있어서, 상기 비드는 유리 비드 또는 플라스틱 비드인 것을 특징으로 하는 시인성이 우수한 차선의 도색방법.