KR101616081B1 - 이액형 차선 도료 조성물, 그 제조방법 및 차선 시공방법 - Google Patents

이액형 차선 도료 조성물, 그 제조방법 및 차선 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이액형 차선 도료 조성물, 그 제조방법 및 차선 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수하며, 아스팔트 등의 도로 특히, 아스팔트와 콘크리트 노면에 접착성이 우수하여 내구성이 향상되고, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 이액형 차선 도료 조성물 및 차선 시공방법에 관한 것이다.

Description

이액형 차선 도료 조성물, 그 제조방법 및 차선 시공방법{Two components coating composition lane and manufacturing method thereof and road lane construction method}
본 발명은 이액형 차선 도료 조성물, 그 제조방법 및 차선 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수하며, 아스팔트 등의 도로 특히, 아스팔트와 콘크리트 노면에 접착성이 우수하여 내구성이 향상되고, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 이액형 차선 도료 조성물 및 차선 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 포장도로의 노면에 차선을 도색하는 방법으로는 핫 페인트 도장방법과 콜드 페인트 도장방법이 도장할 장소와 기후 조건 등에 따라 선택하여 사용하고 있다. 이와 같은 도장 방법에서는 상온 경화형 차선도색 조성물로서 도로면에 대한 침투력이 뛰어나고 접착성이 우수한 점도가 50~500mPa·s(at 20℃)인 저점도의 반응성 MMA(Methyl methacrylate) 수지 또는 상기 반응성 MMA수지에 반응성 아크릴 수지를 하나 이상 혼합하여 요구되는 유리전이온도에 맞춰 주제로서 투입하거나, 또는 에폭시수지, 우레탄 수지 등이 사용되고 있다.
전술한 종래의 차선 도색 방법에 의하면 상온 경화시 경화시간이 길어 통행에 방해가 되었으며, 열을 가하여 경화를 해야 하는 등의 시공 시 불편한 점이 있었고, 아스팔트 도로에 대하여는 노면과 도료의 접착력이 좋지 못한 경우 내구성이 약하여 도막이 벗겨지거나 박리되는 문제점이 있었다.
또한, 콘크리트 노면에 도장하는 경우 콘크리트로부터 나오는 강알카리성 용출물에 의하여 도막이 쉽게 벗겨지고 박리되는 현상이 나타나며, 특히 차선 도장용으로 많이 사용되는 알키드계 수지 바인더는 콘크리트 층으로부터 나오는 강알카리성 물질에 의하여 검화되므로 수지가 변성되어 내구성이 약하게 되는 문제가 있었다.
또한 종래의 차선 도색 방법은 융착식으로 노면에 백색 또는 황색의 차선을 일정한 폭으로 도장하였으므로 신설 아스팔트차선과 같이 노면이 흑색으로 된 도로에서는 차선이 선명하게 나타나지만 콘크리트 포장 도로나 또는 장기간 사용에 의하면 노면이 마모된 아스팔트 도로와 같이 회색으로 퇴색된 도로의 노면에서는 차선, 특히 백색 차선이 분명하게 나타나지 않아서 교통사고의 위험성이 있었다.
또한, 종래의 상온 경화형 도료는, PMMA 단수 또는 불포화폴리에스테르 수지를 첨가제를 단순히 혼합하여 도포하는 것으로서, 구성성분들 간의 균일한 혼합이 요구되고, 구성성분들이 균일하게 분산된 상태로 유지되지 않아 저장 안정성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 속건성을 위하여 수지를 용해하기 위하여 용매 등을 사용함에 따라 작업 시 용매가 휘발되면서 인체에 유해한 휘발성 유기화합물이 배출되므로 작업자에게 주의를 필요로 하였다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1335196호(2013.11.29.) 2. 대한민국 등록특허 제10-0933923호(2009.12.28.) 3. 대한민국 공개특허 제10-2010-0015036호(2010.02.12.) 4. 대한민국 등록특허 제10-1365053호(2014.02.21.)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수하며, 아스팔트 등의 도로 특히, 아스팔트와 콘크리트 노면에 접착성이 우수하여 내구성이 향상되고, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 이액형 차선 도료 조성물 및 이를 이용한 차선 시공방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이액형 차선 도료 조성물은 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 100중량부와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM) 10~20중량부와, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 30~40중량부와, 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA) 30~40중량부와, 아크릴산(Acrylic acid, AA) 20~30중량부와, 실리카 표면에 고분자가 둘러싸인 구조의 코어-쉘 분말 10~20중량부와, 안료 1~20중량부와, 과황산암모늄 1.5~2중량부와, 증류수 20~40중량부와, 메타이아황산나트륨 1~2.5중량부를 포함하는 주제; 및 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO) 5~10중량부를 포함하는 경화제;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이액형 차선 도료 조성물의 실리카 표면을 둘러싼 고분자는 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA), 폴리아크릴로니트릴(Poly Acrylonitrile), 폴리스티렌(Poly Stryrene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene terephthalate) 중 어느 하나의 고분자 중에서 1종이 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이액형 차선 도료 조성물의 경화제에는 실리카 나노입자인 실리카볼을 5~15중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 이액형 차선 도료 조성물의 경화제 제조방법은 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 100중량부와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM) 10중량부와, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 30중량부와, 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA) 30중량부와, 아크릴산(Acrylic acid, AA) 20중량부를 혼합하여 제1혼합물을 마련하는 단계와; 과황산암모늄 1.5중량부와, 증류수 20중량부와, 메타이아황산나트륨 1중량부를 혼합한 촉매를 마련하여 상기 제1혼합물에 2시간 동안 적하하면서 45℃의 온도에서 교반하여 제2혼합물을 마련하는 단계와; 실리카 분말 100중량부를 기준으로 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA) 30중량부와, 폴리스티렌(Poly Stryrene) 10중량부와, 메틸이소부틸케톤 20중량부와 벤조일 퍼옥사이드 5중량부를 혼합하고 55℃에서 1시간 동안 교반하여 실리카 표면에 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA)와, 폴리스티렌(Poly Stryrene)이 둘러싸인 구조의 코어-쉘 분말을 마련하는 단계와; 상기 제1,2혼합물 및 코어-쉘 분말을 혼합하여 주제를 마련하는 단계와; 경화제로서 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO)를 마련하는 단계와; 상기 주제 100중량부를 기준으로 상기 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO) 1~10중량부를 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차선 시공방법은 제1용기에 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 100중량부와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM) 10~20중량부와, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 30~40중량부와, 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA) 30~40중량부와, 아크릴산(Acrylic acid, AA) 20~30중량부와, 실리카(SiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2) 표면에 고분자가 둘러싸인 구조의 코어-쉘 분말 10~20중량부와, 안료 1~20중량부와, 과황산암모늄 1.5~2중량부와, 증류수 20~40중량부와, 메타이아황산나트륨 1~2.5중량부를 포함하는 주제 100중량부를 투입하고, 제2용기에 경화제로서 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO) 1~10중량부를 투입하는 원료 준비 단계; 상기 제1용기 및 제2용기에서 각각 상기 주제 및 경화제를 제3용기로 이송하여 혼합하는 원료 혼합 단계; 상기 제3용기에서 혼합된 차선 도료 조성물을 도로에 분사하여 차선을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)이 우수하며, 아스팔트 등의 도로 특히, 아스팔트와 콘크리트 노면에 접착성이 우수하여 내구성이 향상되고, 상온에서 경화시간을 단축할 수 있는 이액형 차선 도료 조성물 및 이를 이용한 차선 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차선 시공방법의 일실시예를 도시하는 블럭도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 설명에서 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 도면번호를 부여하고, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차선 시공방법의 일실시예를 도시하는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차선 시공방법은 제1용기에 주제 100중량부를 투입하고, 제2용기에 경화제 80~120중량부를 투입하는 원료 준비 단계(S1 단계)와, 상기 제1용기 및 제2용기에서 각각 상기 주제 및 경화제를 제3용기로 이송하여 혼합하는 원료 혼합 단계(S2 단계)와, 상기 제3용기에서 혼합된 도차선 도색용 조성물을 도로에 분사하여 차선을 형성하는 단계(S3 단계)를 포함할 수 있으며, 차선의 내구성, 접착성능, 내마모성, 내약품성, 내열성(차열성능)을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 S1단계의 주제 및 경화제를 상세히 설명한다.
상기 주제는 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 100중량부와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM) 10~20중량부와, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 30~40중량부와, 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA) 30~40중량부와, 아크릴산(Acrylic acid, AA) 20~30중량부와, 실리카(SiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2) 표면에 고분자가 둘러싸인 구조의 코어-쉘 분말 10~20중량부와, 안료 1~20중량부와, 과황산암모늄 1.5~2중량부와, 증류수 20~40중량부와, 메타이아황산나트륨 1~2.5중량부의 조성으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 코어-쉘 분말은 일반적인 실리카 분말에 비해 내구성이 향상되고 접착성을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 평균 입경이 0.1~100㎛인 실리카 분말에 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA), 폴리아크릴로니트릴(Poly Acrylonitrile), 폴리스티렌(Poly Stryrene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene terephthalate) 중 적어도 1종이 선택되는 고분자 원료를 넣고, 중합 또는 그래프트 공중합하여 제조하는 것을 예시할 수 있다.
상기 안료는 착색 안료 및 체질 안료로 이루어질 수 있는데, 착색 안료는 유, 무기 안료로써 유색 안료 중에서 하나 이상 선택하는 것을 예시할 수 있고, 체질안료는 탄산칼슘, 규사, 마이카, 실리카 등과 같은 체질 안료 중에서 하나 이상 선택하는 것을 예시할 수 있다.
아울러, 증점제는 실리카 계통의 증점제를 하나 이상 선택하는 것이 바람직하며, 증점제는 양호한 작업성을 위해서 점도를 적절하게 조절해주는 역할을 한다. 이러한 증점제는 도료의 침강방지에도 효과가 있다.
상기 과황산암모늄, 증류수, 메타이아황산나트륨은 혼합되어 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA), 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM), 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA), 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA), 아크릴산(Acrylic acid, AA)의 공중합 촉매제로 작용하여 도막의 내구성과 내마모성을 향상시킨다.
그리고 상기 경화제에는 실리카 나노입자인 실리카볼을 5~15중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 실리카볼이 추가되는 경우, 열적 특성이 향상되는데, 구체적으로 빛 내지 열을 차단하여 장시간 지나더라도 접착력을 유지할 수 있도록 한다.
그리고 상기 실리카볼은 용제에 의해 분산된 상태에서 혼합되어야 하는데, 상기 용제는 특별한 제한은 없고, 에틸알코올, 메틸이소부틸케톤, 부틸알코올, 아세테이트, 케톤, 에스테르 중에서 선택되는 것을 예시할 수 있다.
한편, 상기 경화제는 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO)인 것을 예시할 수 있으며, 주제 100중량부를 기준으로 1~10중량부인 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 이액형 차선 도료 조성물의 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다.
1. 주제의 제조
- S1-1 단계 : 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 100중량부와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM) 10중량부와, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 30중량부와, 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA) 30중량부와, 아크릴산(Acrylic acid, AA) 20중량부를 혼합하여 제1혼합물을 마련한다.
- S1-2 단계 : 과황산암모늄 1.5중량부와, 증류수 20중량부와, 메타이아황산나트륨 1중량부를 혼합한 촉매를 마련하여 상기 제1혼합물에 2시간 동안 적하하면서 45℃의 온도에서 교반하여 제2혼합물을 마련한다.
- S1-3 단계 : 그리고 실리카 분말 100중량부를 기준으로 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA) 30중량부와, 폴리스티렌(Poly Stryrene) 10중량부와, 메틸이소부틸케톤 20중량부와 벤조일 퍼옥사이드 5중량부를 혼합하고 55℃에서 1시간 동안 교반하여 실리카 표면에 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA)와, 폴리스티렌(Poly Stryrene)이 둘러싸인 구조의 코어-쉘 분말을 마련한다.
- S1-4 단계 : 상기 S1-1 단계 내지 S1-3 단계에서 마련된 각 원료 및 1~100nm의 입경을 가진 실리카볼을 15중량부와, 에틸알코올 10중량부를 혼합하여 주제를 제조한다.
2. 경화제 마련
- 경화제로서 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO) 10중량부를 마련한다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 코어-쉘 분말을 생략하여 주제를 마련한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 이액형 차선 도료 조성물을 수득하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에서 코어-쉘 분말을 생략하고, S1-2 단계를 생략한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 이액형 차선 도료 조성물을 수득하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에서 실리카볼을 혼합하는 것을 생략한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 이액형 차선 도료 조성물을 수득하였다.
[실험예 1]
상기 실시예 1 내지 비교예 1~3에 따라 준비된 조성물을 스프레이건으로 아스팔트 노면에 2mm 두께로 도포하여 20분간 상온 경화시킨 후 물성을 측정하였다. 그에 따른 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 내지 비교예의 물성항목 중 사용 가능 시간(가사시간)은 KS M 3705 방법에 의해 측정하였고, 경화시간은 표면이 완전히 경화되어 손으로 눌러도 변화가 없는 상태를 측정하였으며, 점도는 KS M 3825 방법에 의해 측정하였으며, 접착강도는 KS M 3723 방법에 준하여 시험하였다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3
물성 가사시간 (분/23℃) 7 12 25 19
경화시간 (분/23℃) 11 19 25 21
접착강도 (MPa) 3.25 2.11 2.51 2.23
내마모성(mg) 98 157 144 137
내알칼리성
(수산화칼슘 포화용액에 200시간 침지)		 이상없음 부풀음 부풀음 부풀음
색도(luminance factor)
UV 노화 후(200시간) (△β)		 0.02 0.07 0.06 0.09
상기 표 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 제조된 차선 도색 조성물을 사용하는 경우 경화시간이 짧아 공사 통행에 불편을 최소화할 수 있었다. 또한 접착강도가 우수하여 아스팔트 노면과의 접착성이 양호한 것을 알 수 있었다. 또한 내마모성, 내알칼리성이 실시예 1이 비교예 1~3보다 현저한 효과가 있음을 알 수 있었으며, 콘크리트 노면에 도포하였을 때에도 동등한 정도의 결과를 달성할 수 있었다.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (5)

  1. 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 100중량부와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM) 10~20중량부와, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 30~40중량부와, 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA) 30~40중량부와, 아크릴산(Acrylic acid, AA) 20~30중량부와, 실리카(SiO2) 표면에 고분자가 둘러싸인 구조의 코어-쉘 분말 10~20중량부와, 안료 1~20중량부와, 과황산암모늄 1.5~2중량부와, 증류수 20~40중량부와, 메타이아황산나트륨 1~2.5중량부를 포함하는 주제; 및
    벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO) 1~10중량부를 포함하는 경화제;를 포함하고,
    상기 코어-쉘 분말은 상기 실리카 100중량부를 기준으로 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA) 30중량부, 폴리스티렌(Poly Stryrene) 10중량부로 이루어지는 상기 고분자와, 용제로서 메틸이소부틸케톤 20중량부와, 벤조일 퍼옥사이드 5중량부를 혼합한 다음 중합하여 이루어지되,
    상기 주제에는 상기 코어-쉘 분말과 별개로 실리카 나노입자인 실리카볼 5~15중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이액형 차선 도료.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate, MMA) 100중량부와, 에틸아크릴레이트모노머(Ethyl acrylate monomer, EAM) 10중량부와, 부틸아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, BA) 30중량부와, 부틸메타크릴레이트(n-Butyl Methacrylate, BMA) 30중량부와, 아크릴산(Acrylic acid, AA) 20중량부를 혼합하여 제1혼합물을 마련하는 단계와;
    과황산암모늄 1.5중량부와, 증류수 20중량부와, 메타이아황산나트륨 1중량부를 혼합한 촉매를 마련하여 상기 제1혼합물에 2시간 동안 적하하면서 45℃의 온도에서 교반하여 제2혼합물을 마련하는 단계와;
    실리카 분말 100중량부를 기준으로 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA) 30중량부와, 폴리스티렌(Poly Stryrene) 10중량부와, 메틸이소부틸케톤 20중량부와 벤조일 퍼옥사이드 5중량부를 혼합하고 55℃에서 1시간 동안 교반하여 실리카 표면에 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl methacrylate, PMMA)와, 폴리스티렌(Poly Stryrene)이 둘러싸인 구조의 코어-쉘 분말을 마련하는 단계와;
    상기 제1,2혼합물, 코어-쉘 분말에 실리카볼 15중량부와, 에틸알코올 10중량부를 혼합하여 주제를 마련하는 단계와;
    경화제를 마련하는 단계와;
    상기 주제 100중량부를 기준으로 상기 벤조일퍼옥사이드(Benzoyl peroxide,BPO) 1~10중량부를 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이액형 차선 도료 조성물 제조방법.
  5. 제1용기 및 제2용기에 각각 청구항 1에서 마련된 주제, 경화제를 마련하는 원료 준비 단계;
    상기 제1용기 및 제2용기에 수용된 상기 주제 및 경화제를 제3용기에서 혼합하는 원료 혼합 단계;
    상기 제3용기에서 혼합된 차선 도료 조성물을 도로에 분사하여 차선을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차선 시공방법.
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