KR101472358B1 - 노면표지용 융착식 도료 - Google Patents

노면표지용 융착식 도료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노면표지용 융착식 도료에 관한 것이다. 상기 노면표지용 융착식 도료는 특정 함량의 수첨 석유수지, 에스테르 수지 및 보강 수지를 포함하여 계절에 따른 심한 기온 차에도 균열이 생기거나 박리되지 않는 도막을 제공할 수 있다. 또한, 상기 도료는 차량의 소통에 따른 마모가 적고, 증가된 신축성을 가지며, 콘크리트에 대한 우수한 접착력을 가지는 도막을 제공할 수 있다. 그 결과, 노면표지의 시인성을 향상시키고, 보존 기간을 늘림으로써 차량 및 보행자의 안정성을 증대시킬 수 있다.

Description

노면표지용 융착식 도료{CLINGING PAINT FOR ROAD MARKER}
본 발명은 노면표지용 융착식 도료에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 내마모도, 신축성, 접착 강도 및 시인성이 우수한 노면표지를 제공할 수 있는 노면표지용 융착식 도료에 관한 것이다.
한국 표준규격 KS M 6080에 살펴보면 노면표지용 도료는 교통 표지선을 그리는데 사용되는 도료로서, 안료, 수지, 유리알, 충전 재료 등을 원료로 사용하는 것이다. 상기 도료는 성상과 시공 방법의 차이에 따라 다음의 4종류로 구분된다. 구체적으로 도료는 1종인 상온 건조형 도료, 2종인 수용성 도료, 3종인 가열형 도료 및 4종인 융착식 도료로 구분할 수 있다.
4종인 융착식 도료는 시공시 도료를 가열 용융하여 노면에 도포하고 냉각시킴으로써 노면에 강하게 밀착된 도막을 형성할 수 있어 상기 노면표지용 도료 중 가장 많이 사용되고 있다. 이러한 4종인 융착식 도료는 유리알의 함유량에 따라 1호, 2호, 3호로 구분한다. 구체적으로 4종인 융착식 도료는 분체상 도료 중에 유리알을 15 내지 18 중량%로 함유한 1호, 분체상 도료 중에 유리알을 20 내지 23 중량%로 함유한 2호, 분체상 도료 중에 유리알을 25 중량% 이상으로 함유한 3호로 구분된다.
이러한 융착식 도료로부터 얻어진 노면표지는 계절 변화에 따른 심한 기온 차이로 균열이 발생하거나 노면으로부터 박리되는 문제가 있고, 차량의 통행에 의하여 마모되는 문제가 있다. 따라서, 기존의 융착식 도료는 노면표지를 일정 주기로 계속하여 보수하여야 하므로 비경제적이며, 시인성이 떨어지는 노면표지로 인하여 차량 및 보행자의 안전을 해칠 위험이 있었다.
본 발명의 목적은 내마모도, 신축성, 접착 강도 및 시인성이 우수한 노면표지를 제공할 수 있는 노면표지용 융착식 도료를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면표지용 융착식 도료는 전체 도료 총 중량에 대하여 수첨 석유수지 14 내지 16 중량%, 에스테르 수지 3 내지 6 중량% 및 보강 수지 2 내지 4 중량%를 포함한다.
상기에서 수첨 석유수지는 수첨 디사이클로펜타디엔계 수지일 수 있다. 그리고 에스테르 수지는 수소첨가 탄화수소 로진 에스테르 수지, 아크릴릭 로진 에스테르 수지, 불균화 로진 에스테르 수지, 2염기산 변성 로진 에스테르 수지, 중합 로진 에스테르수지, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 및 이들이 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 또한, 보강 수지는 스티렌-에틸렌-부티렌-스티렌 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 비정질 폴리-α-올레핀 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 도료는 전체 도료 총 중량에 대하여 10 내지 40 중량%의 비드를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 비드는 굴절률이 1.5 내지 1.6인 유리알 및 굴절률이 1.7 이상인 유리알을 70:30 내지 50:50의 중량비로 포함할 수 있다. 이 경우 상기 비드는 전체 도료 총 중량에 대하여 15 내지 30 중량%로 사용하더라도 우수한 재귀반사 휘도를 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 다른 노면표지용 융착식 도료는 전체 도료 총 중량에 대하여 수첨 석유수지 14 내지 16 중량%, 에스테르 수지 3 내지 6 중량% 및 보강 수지 2 내지 4 중량%를 포함한다.
상기 수첨 석유수지는 에스테르 수지 및 보강 수지와 함께 융착식 도료로부터 얻어진 도막에서 유리알 및 안료 등의 무기물을 고정하는 역할을 한다. 기존의 유리알 및 안료 등의 무기물을 고정하기 위하여 석유수지를 사용한 융착식 도료의 경우 심한 기온 차에 의하여 균열이 발생하고 노면으로부터 박리되는 등 내후성이 열악하며, 저하된 내구성을 가져 열악한 시인성을 가지는 노면표지를 제공하였다. 그러나, 상기 수첨 석유수지 및 에스테르 수지는 상호 보완성이 우수하여 심한 기온 차에도 균열이 발생하지 않고 유리알 및 안료 등의 무기물을 견고하게 고정하여 노면표지의 시인성 및 장기 보존성을 향상시킬 수 있다.
이러한 수첨 석유수지로는 디사이클로펜타디엔을 중합하고 수소 첨가하여 얻을 수 있는 수첨 디사이클로펜타디엔계 수지(hydrogenated dicyclopentadiene hydrocarbon resin)를 사용할 수 있다. 하나의 예시로 상기 수첨 석유수지로는 시중에 유통되고 있는 코오롱 인더스트리社의 SU-100을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 에스테르 수지로는 수소첨가 탄화수소 로진 에스테르 수지(hydrogenated hydrocarbon rosin esters), 아크릴릭 로진 에스테르 수지(acrylic rosin esters), 불균화 로진 에스테르 수지(disproportionated rosin esters), 2염기산 변성 로진 에스테르 수지(dibasic acid modified rosin esters), 중합 로진 에스테르수지 (polymerized rosin esters), 페놀 변성 로진 에스테르 수지(phenol modified rosin esters) 및 이들이 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 하나의 예시로 상기 에스테르 수지로는 시중에 유통되고 있는 EASTMAN CHEMICAL COMPANY의 Foral(TM) 85-E를 사용할 수 있다.
상기 보강 수지는 수첨 석유수지 및 에스테르 수지의 탄성, 유연성 및 점착성을 보강하기 위하여 첨가되는 합성 수지일 수 있다. 이러한 보강 수지로는 스티렌-에틸렌-부티렌-스티렌 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 비정질 폴리-α-올레핀 수지(amorphous poly-α-olefines) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 하나의 예시로 보강 수지로는 시중에 유통되고 있는 DOW CHEMICAL COMPANY의 Affinity-1900을 사용할 수 있다.
특히, 상기 수첨 석유수지, 에스테르 수지 및 보강 수지는 특정 함량으로 사용되는 경우에 계절에 따른 심한 기온 차에도 균열이 생기거나 박리되지 않으며, 차량의 소통에 따른 마모가 적고, 증가된 신축성을 가지며, 콘크리트에 대한 우수한 접착력을 가지는 도막을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 융착식 도료는 전체 도료 총 중량에 대하여 수첨 석유수지 14 내지 16 중량%, 에스테르 수지 3 내지 6 중량% 및 보강 수지 2 내지 4 중량%를 사용하여 상술한 효과를 나타낼 수 있다.
상기 융착식 도료는 상술한 성분 외에 무기물을 더 포함할 수 있다. 상기 융착식 도료에 포함될 수 있는 무기물로는, 비드, 안료, 충전제 및 기타 첨가제 등을 예시할 수 있다.
상기 비드로는 차량의 전조등의 빛을 재귀 반사시켜 시인성을 확보할 수 있는 것을 사용할 수 있다. 이러한 비드의 예로는 유리알(glass bead) 등을 들 수 있다.
상기 비드는 전체 도료 총 중량에 대하여 10 내지 40 중량%로 융착식 도료에 포함될 수 있다. 통상적으로 융착식 도료 내에 비드의 함량이 증가할수록 재귀 반사 휘도가 증가하여 시인성이 향상될 수 있다. 그러나, 비드의 함량이 과도하게 증가하면 노면표지의 접착 강도가 저하되고, 융착식 도료를 융해하여 도포하는 과정에서 비드 등이 변색될 문제가 발생할 수 있다.
이에 대하여 본 출원인은 비드의 함량을 적정 수준으로 유지하면서도 재귀반사 휘도를 증가시킬 수 있는 방법을 고안하였다. 상기 비드로 굴절율이 1.5 내지 1.6인 유리알과 굴절율이 1.7 이상인 유리알을 혼합하여 사용하면 비드의 사용량을 줄이면서도 재귀반사 휘도를 증가시킬 수 있다. 특히, 상기 굴절율이 1.5 내지 1.6인 유리알과 굴절율이 1.7 이상인 유리알의 혼합 비율을 70:30 내지 50:50의 중량비로 조절하는 경우 비드를 전체 도료 총 중량에 대하여 15 내지 30 중량% 또는 15 내지 25 중량%로 사용하더라도 재귀반사 휘도를 현저하게 향상시킬 수 있다. 상기에서 굴절율이 1.7 이상인 유리알의 굴절율의 상한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2.4 이하 또는 2.0 이하로 조절될 수 있다.
상기 안료는 도료에 색상을 부여하는 착색 안료, 또는 도료의 중량을 증가시켜 도막의 강도 및 점도 등의 물성을 조절하기 위한 충전 안료 등을 포함할 수 있다. 상기 안료로는, 예를 들면, 이산화티탄을 사용할 수 있다.
상기 안료는 전체 도료 총 중량에 대하여 4 내지 10 중량%로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 충전제는 도료에 첨가되어 도막의 내마모성을 증가시키고, 돌출로 인한 마찰력을 증가시키며, 난반사로 인하여 주간 시인성을 향상시킬 수 있는 것을 사용할 수 있다.
이러한 충전제로는 실리카, 돌로마이트(dolomite), 탈크, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 점토, 카오린, 마이카, 규조토, 실리게이트계 광물 또는 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다.
상기 충전제는 상술한 효과를 위하여 전체 도료 총 중량에 대하여 10 내지 55 중량% 범위로 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 융착식 도료는 상술한 성분 외에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용하는 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 융착식 도료는, 예를 들면, 가소제, 왁스, 요변제(thixotropy), 산화방지제, 내후성안정제, 가공조제 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 융착식 도료는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 이용되는 방법에 의하여 노면표지를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노면표지용 융착식 도료는 특정 함량의 수첨 석유수지, 에스테르 수지 및 보강 수지를 포함하여 계절에 따른 심한 기온 차에도 균열이 생기거나 박리되지 않는 도막을 제공할 수 있다. 또한, 상기 도료는 차량의 소통에 따른 마모가 적고, 증가된 신축성을 가지며, 콘크리트에 대한 우수한 접착력을 가지는 도막을 제공할 수 있다. 그 결과, 노면표지의 시인성을 향상시키고, 보존 기간을 늘림으로써 차량 및 보행자의 안정성을 증대시킬 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[ 실험예 1: 융착식 도료의 특성 평가]
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 실시예 및 비교예에 따른 융착식 도료를 제조하고, 하기와 같은 방법으로 융착식 도료의 특성을 평가하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
석유수지(R-1100S) 0 0 0 0 0 0 15 15
수첨 석유수지(SU-100S) 15 15 15 15 15 15 0 0
에스테르 수지
(Foral(TM) 85-E)		 3 6 2 7 3 3 3 6
보강 수지(Affinity 1900) 3 3 3 3 1 5 3 3
회전수 별
야간 재귀반사 휘도(1)
(mcd/lxm2)		 20만 284 298 23 292 148 122 32 84
50만 31 35 18 34 19 17 18 21
콘크리트 접착 강도(2)(MPa) 1.8
(양호)		 2.1
(양호)		 1.2
(불량)		 2.0
(양호)		 1.5
(양호)		 1.3
(불량)		 1.0
(불량)		 1.5
(양호)
내후성(3) 0.01
(양호)		 0.03
(양호)		 0.03
(양호)		 0.07
(불량)		 0.02
(양호)		 0.03
(양호)		 0.03
(양호)		 0.08
(불량)
저온 충격성(4) Cl3
(양호)		 Cl3
(양호)		 Cl3
(양호)		 Cl3
(양호)		 Cl1
(불량)		 Cl3
(양호)		 Cl3
(양호)		 Cl3
(양호)
내오염성(5) 양호 양호 양호 양호 양호 불량 양호 양호
(단위: 전체 도료 총 중량에 대한 중량%)
(1) 회전수 별 야간 재귀반사 휘도 (단위: mcd/lxm2): 상기 표 1과 같은 조성을 이용하여 융착식 도료를 제조하고, 상기 융착식 도료로부터 얻어진 도막에 유리알(glass bead)를 살포(drop-on)하였다. 이어서 KS의 내마모도 시험 방법으로 20만 회전 및 50만 회전을 실시하고 각각의 회전 값에서 휘도 값을 측정하여 야간 재귀반사 휘도 값으로 하였다. 높은 회전 수에서 도막에 살포된 유리알이 탈락되지 않고 단단하게 고정되어 있을수록 휘도 값은 높게 나타난다.
(2) 콘크리트 접착 강도 (단위: MPa): SPS-KTS.1102-1890 표준에 따라 콘크리트에 대한 실시예 또는 비교예의 융착식 도료의 접착 강도를 측정하였다. 접착 강도가 1.5MPa 이상이면 양호로 표시하고, 1.5MPa 미만이면 불량으로 표시하였다.
(3) 내후성: KS M 6080 기준에 따라 실시예 또는 비교예의 융착식 도료로부터 얻은 도막에 QUV-B 타입으로 200 시간 조사 후 색도(luminance) 편차를 측정하여 내후성을 평가하였다. 색도 편차가 0.05 이하이면 양호로 표시하고 이를 초과하면 불량으로 표시하였다.
(4) 저온 충격성: KS M 6080 기준에 따라 실시예 또는 비교예의 융착식 도료를 이용하여 지름이 5cm이고 높이가 2.5cm인 시편을 제작하였다. 그리고 저온에서 상기 시편에 2m의 높이의 강구(鋼球)를 떨어뜨려 시편이 깨지거나 균열이 있는지 관찰하여 평가하였다.
0℃에서 66.8g의 강구를 떨어뜨려 10개의 시편 중 6개 이상이 깨지거나 균열이 없을 경우 Cl1 등급으로 표시하였으며, -10℃에서 66.8g의 강구를 떨어뜨려 10개의 시편 중 6개 이상이 깨지거나 균열이 없을 경우 Cl2 등급으로 표시하였고, -10℃에서 110g의 강구를 떨어뜨려 10개의 시편 중 6개 이상이 깨지거나 균열이 없을 경우 Cl3 등급으로 표시하였다.
(5) 내오염성: 200×400mm의 아스팔트 시편에 실시예 또는 비교예의 융착식 도료를 도포한 후, 30 내지 40℃의 온도 조건에서 도막의 표면을 임의로 오염을 시킨 후 깨끗한 헝겊으로 오염된 부분을 닦아내었을 때 오염 부분이 제거가 되면 양호로 표시하고, 제거되지 않으면 불량으로 표시하였다.
상기 표 1 을 참고하면, 실시예 1 및 2와 같이 수첨 석유수지를 에스테르 수지와 함께 사용하면 살포된 유리알을 고정하는 능력이 향상되어 우수한 야간 재귀반사 휘도를 나타냄을 확인할 수 있었다. 그러나 비교예 5 및 6과 같이 석유수지를 사용하면 유리알이 쉽게 탈락하여 충분한 야간 재귀반사 휘도를 나타내지 못함을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1 및 2와 같이 수첨 석유수지를 에스테르 수지 및 보강 수지와 함께 사용하면 우수한 접착 강도 및 내후성을 가지나, 비교예 5 및 6과 같이 석유수지를 사용하면 접착 강도 및 내후성이 열악함을 확인할 수 있었다.
한편, 수첨 석유수지, 에스테르 수지 및 보강 수지를 사용하더라도 에스테르 수지의 함량이 전체 도료 총 중량에 대하여 3 중량% 미만이면 비교예 1과 같이 접착 강도 및 야간 재귀반사 휘도가 저하됨을 확인할 수 있었다. 또한, 에스테르 수지의 함량이 전체 도료 총 중량에 대하여 6 중량%를 초과하면 비교예 2와 같이 내후성이 저하됨을 확인할 수 있었다.
상기 에스테르 수지와 마찬가지로 수첨 석유수지, 에스테르 수지 및 보강 수지를 사용하더라도 보강 수지의 함량이 전체 도료 총 중량에 대하여 2 중량% 미만이면 비교예 3과 같이 저온 충격성(내한성)이 저하되며, 4 중량%를 초과하면 비교예 4와 같이 접착 강도 및 내오염성이 저하됨을 확인할 수 있었다.
[ 실험예 2: 유리알을 포함하는 융착식 도료의 특성 평가]
상기 표 1의 실시예 1과 같은 조성의 융착식 도료에 하기 표 2와 같은 굴절율을 가지는 유리알을 배합하여 실시예 3 내지 8의 유리알을 포함하는 융착식 도료를 제조하였다. 그리고, 상기 융착식 도료로부터 얻어진 도막을 이용하여 상술한 야간 재귀반사 휘도를 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
일반 유리알
(굴절율: 1.5)		 10 30 20 30 15 25
고굴절 유리알
(굴절율: 1.7~1.9)		 10 10 0 0 5 5
회전수 별
야간 재귀반사 휘도
(mcd/lxm2)		 20만 400 341 158 179 237 223
70만 390 352 132 173 215 187
(단위: 전체 도료 총 중량에 대한 중량%)
상기 표 2를 참고하면, 2종의 굴절율을 가지는 유리알을 배합한 실시예 3, 4, 7 및 8이 1종의 굴절율을 가지는 유리알을 배합한 실시예 5 및 6 보다 더 높은 야간 재귀반사 휘도 값을 보였다. 그리고 전반적으로 첨가한 유리알의 함량이 증가할수록 더 높은 야간 재귀반사 휘도 값을 보였다. 하지만, 실시예 8은 실시예 7보다 일반 유리알을 더 첨가하였으나 실시예 7 대비 저하된 야간 재귀반사 휘도 값을 보이고, 실시예 4는 실시예 3보다 일반 유리알을 더 첨가하였으나 실시예 3 대비 저하된 야간 재귀반사 휘도 값을 보여 전체 유리알의 첨가 함량보다는 2종의 굴절율을 가지는 유리알의 배합 비율이 휘도에 더 영향을 미침을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. 전체 도료 총 중량에 대하여 수첨 디사이클로펜타디엔계 수지 15중량%, 에스테르 수지 3중량% 또는 6중량%, 비정질 폴리-α-올레핀 수지 3중량%, 및 비드 10 내지 40중량%를 포함하며,
    상기 비드는 굴절률이 1.5 내지 1.6인 유리알 및 굴절률이 1.7 이상인 유리알을 3:1 또는 1:1의 중량비로 포함하는 것인 노면표지용 융착식 도료.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에스테르 수지는 수소첨가 탄화수소 로진 에스테르 수지, 아크릴릭 로진 에스테르 수지, 불균화 로진 에스테르 수지, 2염기산 변성 로진 에스테르 수지, 중합 로진 에스테르수지, 페놀 변성 로진 에스테르 수지 및 이들이 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 노면표지용 융착식 도료.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비드는 전체 도료 총 중량에 대하여 15 내지 30 중량%로 포함되는 것인 노면표지용 융착식 도료.
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