KR101747372B1 - 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물 - Google Patents

저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바인더수지, 축광안료, 충전제, 열안정제, 점도조절제, 글래스비드 및 유연제로 이루어진다.
상기의 성분으로 이루어지는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물은 도로의 표면에 두터운 도막을 형성할 수 있으며, 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천시에도 우수한 시인성을 나타내며, 유연제가 함유되어 저온 내충격성이 우수한 도막을 형성한다.

Description

저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물 {COMPOSITION FOR ROAD SIGN USING PHOSPHORESCENT PIGMENTS HAVING IMPROVED LOW TEMPERATURE IMPACT RESISTANCE}
개시된 내용은 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로의 표면에 두터운 도막을 형성할 수 있으며, 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천시에도 우수한 시인성을 나타내며, 유연제가 함유되어 저온 내충격성이 우수한 도막을 형성하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 도로의 차선은 도로 주행중인 차량이 안전하게 이동할 수 있도록 방향을 안내하는 지시선 용도로 사용되고 있으며, 최근 우천시나 야간 중의 차선 시인성을 향상시키기 위해 글라스 비드가 함유된 페인트 조성물로 도색하거나, 또는 차선을 도색한 다음, 건조되기 전에 차선 위에 글라스 비드를 함유하는 페인트 조성물을 도포하거나, 또는 글라스 비드가 함유된 액제를 도색된 차선 위에 살포하여 차선 표면에 글라스 비드를 접착시킴으로써 재귀반사성을 향상시키고 있다.
이러한 도료로서 대표적인 것으로서 상온건조형 노면 표지용 도료, 수용성 노면 표지용 도료, 가열형 노면 표지용 도료, 융착식 노면 표지용 도료 조성물 및 상온 경화형 플라스틱 도료가 알려져 있으며, 정부는 KSM 6080로 규정하고 있다.
특히, 융착식 도료 조성물은 석유 수지, 폴리에틸렌 왁스, 디-2-에틸헥실 프탈레이트와 같은 프탈레이트계 가소제, 탄산칼슘, 글라스 비드, 안정제, 이산화티타늄 및 EVA 등을 주성분으로 하는 조성물이 널리 사용되고 있다.
그러나, 종래에 융착식 도료는 바인더수지로 석유수지가 사용되었는데, 상기 석유수지는 시간이 경과함에 따라 크랙이 비교적 쉽게 발생하여 도로의 표면에 형성된 도막이 쉽게 손상되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에 도로용 도료는 야간이나 우천시에는 시인성이 저하되어 운전자로 하여금 불편함을 초례하거나 위험성에 노출되게 하는 문제점이 있었다.
한편, 물질의 광학현상 중 온도방사, 체렌코프 방사 이외의 발광현상을 총칭하여 루미네센스(Luminescence)라 하는데, 흔히 형광(Fluorescence)과 인광(Phosphorescence)으로 대별된다. 형광체는 인광체와 대비되어 순간적으로 발광현상을 나타내며, 강도가 현저히 온도의존성을 가지지 않는 발광부분을 칭하며, 시간적 변화는 반드시 지수함수적으로 나타나는데, 발광시간으로 볼 때, 비교적 단시간인 것으로 분류되나, 반드시 발광시간으로 구분되지는 않고 에너지원이 존재하는 동안 높은 휘도를 나타내는 것을 일컫는다.
또한, 인광체는 형광체와 대비되어 자극원을 제거하여도 발광이 잔존하는 것을 칭하는 것으로, 발광시간으로 형광체와 구별될 수 있으나 그 한계는 불명확하며, 온도나 환경에 의한 강도와 감쇄시간의 변화가 크고, 감쇄도 지수가 함수적이지 않은 경우가 많은데 축광안료가 대표적인 물질이다.
한국특허등록 제10-0906436호(2009.06.30.) 한국특허등록 제10-0943389호(2010.02.11.)
개시된 내용은 도로의 표면에 두터운 도막을 형성할 수 있으며, 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천시에도 우수한 시인성을 나타내며, 유연제가 함유되어 저온 내충격성이 우수한 도막을 형성하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 바인더수지, 축광안료, 충전제, 열안정제, 점도조절제, 글래스비드 및 유연제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 저온 내충격성이 강화된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물은 바인더수지 100 중량부, 축광안료 80 내지 120 중량부, 충전제 4 내지 10 중량부, 열안정제 2 내지 8 중량부, 점도조절제 2 내지 6 중량부, 글래스비드 1 내지 5 중량부 및 유연제 2 내지 5 중량부로 이루어질 수 있다.
더 바람직하기로는 상기 유연제는 에틸렌비닐아세테이트로 이루어질 수 있다.
이상에서와 같은 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물은 도로의 표면에 두터운 도막을 형성할 수 있으며, 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천시에도 우수한 시인성을 나타내며, 유연제가 함유되어 저온 내충격성이 우수한 도막을 형성하는 탁월한 효과를 나타낸다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물은 바인더수지, 축광안료, 충전제, 열안정제, 점도조절제, 글래스비드 및 유연제로 이루어지며, 바인더수지 100 중량부, 축광안료 80 내지 120 중량부, 충전제 4 내지 10 중량부, 열안정제 2 내지 8 중량부, 점도조절제 2 내지 6 중량부, 글래스비드 1 내지 5 중량부 및 유연제 2 내지 5 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 바인더수지는 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 구성하는 각 성분들을 결속시키고, 접착성을 부여하는 역할을 하며, 도료가 도로에 도포되어 도막이 형성된 후에는 크랙이 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.
이때, 상기 바인더수지는 수소첨가 석유수지로 이루어지며, 탄화수소의 함량이 15 내지 25%인 수서첨가 석유수지로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기와 같이 탄화수소 등의 수소첨가 석유수지를 사용하게 되면, 종래에 단순 석유수지를 바인더수지로 사용했을 때 발생하는 도막의 크랙발생 문제를 해소할 수 있다.
상기 축광안료는 80 내지 120 중량부가 함유되며, 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물이 도로의 표면에 도포되고 난 후에, 야간이나 우천시에 시인성이 확보될 수 있도록 하는 역할을 한다.
또한, 상기 축광안료는 350 내지 450LUX의 빛을 받았을 때, 5 내지 10 밀리칸델라(MCD)의 휘도를 나타내는 것을 사용해야 하는데, 본 발명에서 사용하는 축광 안료는 소량의 희토류 원소, 바람직하게는 유로피늄(Eu), 가돌리늄(Gd), 디스프로슘(Dy), 터븀(Tb) 및 이터늄(Yb)으로 이루어진 군에서 선택된 희토류 원소가 도핑된 알카리토류 금속의 알루미나 성분의 복합물인 무기계 축광안료를 사용하되, 상기 알칼리토류 금속 알루미나 성분의 복합물로는 산화알루미늄과 산화칼륨, 산화스트론튬 및 산화마그네슘으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 염들의 복합체로서, Al2O3CaO, Al2O3MgO, SrAl2O4, SrAl2O4(OH) 또는 Al2O3CaOSrOB2O3 등과 같은 염들의 복합물을 사용할 수 있는데, 바람직하게 본 발명에서는 희토류 원소가 도핑된 알루미나 성분(Al2O3-SrO3-B2O3)의 축광 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 상기의 성분으로 이루어진 축광안료는 히토류 원소가 도핑되어 잔광 휘도, 잔광 시간 및 내광성 등에 대한 축광 성능이 우수하다.
상기의 성분으로 이루어진 축광안료가 함유된 조성물은 낮동안 태양광 등으로부터 빛을 받은 후에 야간이나 우천시와 같이 어두운 상황에서 고휘도를 나타내기 때문에, 도로의 차선 등에 적용하면 운전자의 안전을 도모할 수 있다.
또한, 상기 축광안료는 입자크기가 250 내지 350 마이크로미터를 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 상기의 입자크기를 나타내는 축광안료는 쉽게 비산되지 않아 우수한 작업성을 나타내며, 수분 등에 의한 뭉침현상이 억제된다.
상기 축광안료의 입자크기가 250 마이크로미터 미만이면 쉽게 비산되어 작업장을 오염시키거나 뭉침현상이 발생하여 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물이 도로의 차선 등으로 적용되었을 때, 고른 축광효과를 나타낼 수 없으며, 상기 축광안료의 입자크기가 350 마이크로미터를 초과하게 되면 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물에 혼합되었을 때, 침전현상이 발생되어 축광효과가 저하될 수 있다.
상기 충전제는 4 내지 10 중량부가 함유되며, 상기 바인더수지에 균열이 발생하는 것을 억제하는 역할을 하는데, 중량평균 분자량이 10000 내지 20000인 폴리프로필렌으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같은 분자량을 나타내는 폴리프로필렌이 4 내지 10 중량부 함유되면 상기 바인더수지의 기계적 물성이 개선되어 도로에 형성되는 도막에 균열발생을 억제할 수 있는데, 상기 충전제의 함량이 4 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 충전제의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 노면 표지용 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 균일한 도막의 형성이 어렵고 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 열안정제는 2 내지 8 중량부가 함유되며, 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 제조하는 과정에서 200℃ 내외의 온도에서 가열교반하는 과정을 거치는데, 상기의 과정에서 상기 바인더수지가 탄화되거나 열화되는 것을 억제하여 물성이 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 열안정제는 특별히 한정되지 않고, 상기 바인더수지에 혼합되어 열안정성을 부여할 수 있는 성분이면 어떠한 것이든 사용가능하나, 금속염 유기주석으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 열안정제의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 열안정제의 함량이 8 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 악취를 발생시키고, 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 점도조절제는 2 내지 6 중량부가 함유되며, 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물의 점도를 증가시키는 역할을 하는데, 특히, 글래스비드가 함유된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 제조하는 과정에서 상기 바인더수지가 빨리 끓게하여 제조과정의 효율성을 향상시키며, 조성물의 점도를 증가시켜 도로의 표면에 노면 표지용 조성물을 도포하는 과정에서 노면 표지용 조성물을 2 밀리미터 이상의 두께로 도포하더라도 흘러내리지 않도록 하는 역할을 한다.
일반적으로, 도료를 이용하여 노면의 표면에 형성할 수 있는 도막의 두께는 도료의 점도와 흐름성 등을 고려했을 때, 0.3 내지 0.5 밀리미터인데, 노면표시용으로 형성되는 도막의 경우 기계적 물성등을 고려하여 2 밀리미터 정도의 두께를 나타내는 것이 바람직하다.
종래에는 상기와 같이 2 밀리미터의 도막을 형성하기 위해서 4 내지 7회에 걸쳐 도료를 바르고 건조하는 과정을 반복해야하기 때문에 공정의 효율성이 저하되었으나, 본 발명의 조성물은 점도 향상으로 흐름현상이 개선되어 한번의 도포과정 만으로 2 밀리미터 두께의 도막을 형성할 수 있다.
이때, 상기 점도조절제는 폴리에틸렌왁스로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 점도조절제의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 점도조절제의 함량이 6 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 도료의 점도가 지나치게 증가하여 도포과정의 효율성을 저하시킬 수 있다.
상기 글래스비드는 1 내지 5 중량부가 함유되며, 150 내지 850 마이크로미터의 입자크기를 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물이 도로에 도포된 후에 차량의 헤드라이트 불빛 등을 반사하여 시인성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 글래스비드의 함량이 1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 글래스비드의 함량이 5 중량부를 초과하게 되면 축광안료, 바인더수지, 충전제, 열안정제 및 점도조절제 등의 함량이 줄어들어 도막의 시인성 및 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 글래스비드의 입자크기가 150 마이크로미터 미만이면 차량의 헤드라이트 불빛 등을 반사하는 반사력이 저하되며, 상기 글래스비드의 입자크기가 850 마이크로미터를 초과하게 되면 분산성이 저하되어 고르게 분산되지 못하며 침전현상이 발생하게 된다.
상기 유연제는 2 내지 5 중량부가 함유되며, 에틸렌비닐아세테이트로 이루어지는 것이 바람직한데, 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물의 저온 내충격성을 향상시키는 역할을 한다.
일반적으로, 노면 표지용 조성물의 경우 겨울철과 같은 저온 조건에서는 외부의 충격에 의해 도막의 균열이 쉽게 발생하는 문제점이 있었는데, 상기와 같이 유연제가 함유되면, 도면의 유연성이 향상되어 겨울철과 같은 저온 조건에서도 외부의 충격에 의한 균열이 억제된 도막을 형성할 수 있다.
상기 유연제의 함량이 2 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 유연제의 함량이 5 중량부를 초과하게 되면 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물의 점도가 지나치게 증가하여 작업성능이 저하되며, 제조비용을 증가시키게 된다.
이하에서는, 개시된 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물의 제조방법 및 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
바인더수지(수소첨가 석유수지) 100g, 축광안료(입자크기가 250 내지 350 마이크로미터) 100g, 충전제(중량평균 분자량이 10000 내지 20000인 폴리프로필렌) 7g, 열안정제(금속염 유기주석) 5g, 점도조절제(폴리에틸렌왁스) 4g, 글래스비드(150 내지 850 마이크로미터의 입자크기) 3g 및 유연제(에틸렌비닐아세테이트) 2g을 혼합하여 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유연제의 함량을 1g으로 하여 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 유연제의 함량을 1.5g으로 하여 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물의 저온충격성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 저온충격성은 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물을 아스팔트의 표면에 0.2 밀리미터의 두께, 10센티미터의 폭 및 1미터의 길이로 도포하고, -10℃의 온도에서 ASTM D2794의 측정방법을 이용하여 측정한 후에 시료(각 3개)에 균열발생 여부를 육안으로 확인하였다.}
<표 1>
Figure 112016075614532-pat00001
위에 표 1에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물은 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물에 비해 저온내충격성이 월등하게 향상되는 것을 알 수 있다.
따라서, 개시된 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물은 도로의 표면에 두터운 도막을 형성할 수 있으며, 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천시에도 우수한 시인성을 나타낼 뿐만 아니라, 유연제가 함유되어 저온 내충격성이 우수한 도막을 형성하는 효과를 나타낸다.

Claims (8)

  1. 바인더수지 100 중량부, 축광안료 80 내지 120 중량부, 충전제 4 내지 10 중량부, 열안정제 2 내지 8 중량부, 점도조절제 2 내지 6 중량부, 글래스비드 1 내지 5 중량부 및 유연제 2 중량부로 이루어지며,
    상기 유연제는 에틸렌비닐아세테이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 축광안료는 입자크기가 250 내지 350 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 바인더수지는 수소첨가 석유수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전제는 중량평균 분자량이 10000 내지 20000인 폴리프로필렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 점도조절제는 폴리에틸렌왁스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 글래스비드는 150 내지 850 마이크로미터의 입자크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물.
  8. 삭제
KR1020160099019A 2016-06-08 2016-08-03 저온 내충격성이 향상된 축광안료를 이용한 노면 표지용 조성물 KR101747372B1 (ko)

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