KR101837148B1 - 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물 - Google Patents

고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄화수소수지, 수소처리된 석유수지, 파라핀 왁스, 안료, 유리분말, 가소제, 요변제 및 발광안료로 이루어진다.
상기의 성분으로 이루어지는 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물은 고휘도의 발광안료가 함유되어 우수한 재귀반사율 효과를 나타내기 때문에, 자연광뿐만 아니라, 가로등이나 차량의 불빛에 대해 우수한 반사율을 나타내어 우천시나 야간에도 운전자 또는 보행자의 시인성을 개선하는 효과를 나타낸다.

Description

고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물 {THERMOPLASTIC PAINT COMPOSITION FOR ROAD MARKING USING HIGH LUMINANCE LUMINESCENT PIGMENTS}
개시된 내용은 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고휘도의 발광안료가 함유되어 우수한 재귀반사율 효과를 나타내기 때문에, 자연광뿐만 아니라, 가로등이나 차량의 불빛에 대해 우수한 반사율을 나타내어 우천시나 야간에도 운전자 또는 보행자의 시인성을 개선하는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물에 관한 것이다.
교통수단의 발달과 자동차의 보급량 증가로 인해 차량용 도로는 보다 많아지고, 더 복잡해짐에 따라 도로에 대한 보다 많은 정보를 운전자에게 정확히 전달하여야 할 필요성 또한 높아지고 있다.
도로에 관한 정보, 즉 진행방향에서의 목적지에 관한 정보, 현재 도로가 지나고 있는 지역에 관한 정보, 도로 주변에서 도로의 횡단에 관련된 정보 및 제한속도 등에 관한 정보들을 운전자에게 전달하기 위한 수단으로서 도로에 관한 정보들을 기재한 도로표지판이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
또한, 제한속도와 진행방향에 대한 목적지의 정보 등이 도로의 노면 상에 직접 도포되어 글자나 도형으로 표시되기도 하는데, 이러한 도로면 상의 정보들은 주로 도로면에 노면표지용 도료를 도포하여 글자나 도형으로 표시되고, 여기에 사용되는 노면표지용 도료들이 여러 가지의 종류로 개발되어 사용되고 있다.
일반적으로 노면표지용 도료로는 유성 노면표지용 도료, 수용성 노면표지용 도료 및 융착식 플라스틱 노면표지용 도료들로 대별될 수 있다.
상기 유성 노면표지용 도료는 아크릴 등과 같은 유기합성 수지에 유기용제 및 안료를 혼합하여 액상으로 제조되는데, 휘발성 유기화합물(VOC ; volatile organic compound)의 함량이 높아 환경적 유해인자가 되고 있으며, 융착식 플라스틱 노면표지용 도료에 비해 내구성이 약하고, 포장용기 및 잔량의 폐기문제 등 환경적 유해성이 높다는 단점이 있었다.
또한, 상기 수용성 도로표지용 도료는 수용성 에멀젼 수지에 물, 안료 등을 혼합하여 액상으로 제조되며, 수용성 제품이라는 점에서 주위 시공 환경(온도, 습도)에 영향을 받고, 건조시간이 느리기 때문에 시공상 제약을 많이 받으며, 역시 포장 용기와 잔량의 폐기문제 등 환경적인 문제점이 있었다.
또한, 상기 융착식 플라스틱 노면표지용 도료는 열가소성 수지에 안료, 유리알(글래스 비드) 등을 혼합한 것으로서, 분말형태로 제조되기 때문에 현장 시공 시에 1차 용해조에서 용해시킨 후, 2차 시공기에서 뿌려주면서 시공하는 방식으로 작업이 수행되는데, 종래에 융착식 플라스틱 노면표지용 도료는 야간이나 우천시에는 시인성이 급격하게 저하되는 문제점이 있었다.
한국특허등록 제10-0727717호(2007.06.05) 한국특허등록 제10-1153864호(2012.05.31)
개시된 내용은 고휘도의 발광안료가 함유되어 우수한 재귀반사율 효과를 나타내기 때문에, 자연광뿐만 아니라, 가로등이나 차량의 불빛에 대해 우수한 반사율을 나타내어 우천시나 야간에도 운전자 또는 보행자의 시인성을 개선하는 효과를 나타내는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 탄화수소수지, 수소처리된 석유수지, 파라핀 왁스, 안료, 유리분말, 가소제, 요변제 및 발광안료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물은 탄화수소수지 100 중량부, 수소처리된 석유수지 15 내지 30 중량부, 파라핀 왁스 1.5 내지 3 중량부, 안료 75 내지 120 중량부, 유리분말 45 내지 95 중량부, 가소제 3 내지 4.5 중량부, 요변제 0.3 내지 1.5 중량부 및 발광안료 120 내지 180 중량부로 이루어질 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 발광안료는 스트론튬카보네이트, 산화알루미늄, 디스프로슘옥사이드 및 유로퓸옥사이드로 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 발광안료는 스트론튬카보네이트 100 중량부, 산화알루미늄 62 내지 73 중량부, 디스프로슘옥사이드 2.5 내지 4.5 중량부 및 유로퓸옥사이드 1.5 내지 3.5 중량부로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 발광안료는 입자크기가 10 내지 30 마이크로미터로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 유리분말은 입자크기가 106 내지 850 마이크로미터로 이루어질 수 있다.
이상에서와 같은 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물은 고휘도의 발광안료가 함유되어 우수한 재귀반사율 효과를 나타내기 때문에, 자연광뿐만 아니라, 가로등이나 차량의 불빛에 대해 우수한 반사율을 나타내어 우천시나 야간에도 운전자 또는 보행자의 시인성을 개선하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 개시된 실시예 1 내지 2 및 비교예 1을 통해 제조된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 MDF 합판에 코팅하고 건조한 후에 촬영하여 나타낸 사진이다.
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 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물은 탄화수소수지, 수소처리된 석유수지, 파라핀 왁스, 안료, 유리분말, 가소제, 요변제 및 발광안료로 이루어지며, 탄화수소수지 100 중량부, 수소처리된 석유수지 15 내지 30 중량부, 파라핀 왁스 1.5 내지 3 중량부, 안료 75 내지 120 중량부, 유리분말 45 내지 95 중량부, 가소제 3 내지 4.5 중량부, 요변제 0.3 내지 1.5 중량부 및 발광안료 120 내지 180 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 탄화수소수지는 석유계 탄화수소수지로 중량평균 분자량이 2500 내지 3000이며, 석유수지, 테르펜수지 및 쿠멘-인덴수지로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직한데, 석유수지로 이루어지는 것이 가장 바람직한데, 개시된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 결속하는 바인더의 역할을 한다.
상기와 같은 분자량을 나타내는 석유수지는 개시된 융착식 플라스틱 도료 조성물을 결속하는 역할뿐만 아니라, 우수한 기계적 물성을 나타내기 때문에, 차량의 타이어와의 마찰 등에 대해서도 우수한 내구성을 나타내는 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 제공한다.
상기 수소처리된 석유수지는 15 내지 30 중량부가 함유되며, 개시된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물에 접착력을 부여하는 역할을 하는데, 상기 수소처리된 석유수지의 함량이 15 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 수소처리된 석유수지의 함량이 30 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 접착력이 지나치게 증가하여 작업성이 저하된다.
상기 파라핀 왁스는 1.5 내지 3 중량부가 함유되며, 소수성 가소제의 역할을 하는데, 상기 석유수지나 수소처리된 석유수지에 가소성을 부여하여 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 도로의 표면에 적용하는 공정의 효율성을 향상시며, 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물에 소수성을 부여함으로써 건조 시에 물을 외부로 내보내는 속도를 빠르게 하고 경화 시에 도막 안에 수분이 남아있지 않게 하므로 물성이 우수한 도막을 제공하는 역할을 한다.
상기 파라핀 왁스의 함량이 1.5 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 파라핀 왁스의 함량이 3 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 도막의 기계적 물성을 저하시킬 수 있다.
상기 안료는 75 내지 120 중량부가 함유되며, 개시된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물에 각종 색상을 부여하는 역할을 하는데, 체질안료 100 중량부, 착색안료 15 내지 25 중량부, 황색안료 35 내지 50 중량부로 이루어진다.
이때, 상기 체질안료는 유기아조계와 실리카계 성분의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하며, 이산화티탄(루틸형), 실리카 분말 및 탈크가 2 내지 4 : 5 내지 9 및 1 내지 2의 중량부로 혼합된 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 착색안료는 티타늄옥사이드로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 황색안료는 디아릴리드계 유기안료가 주성분인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유리분말은 45 내지 95 중량부가 함유되며, 입자크기가 106 내지 850 마이크로미터인 것을 사용하는데, 개시된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 재귀반사효과를 더욱 향상시키는 역할을 한다.
상기 유리분말의 함량이 45 중량부 미만이거나 입자크기가 106 마이크로미터 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 유리분말의 함량이 95 중량부를 초과하거나 입자크기가 850 마이크로미터를 초과하게 되면 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 기계적 물성이 저하되며, 상기 유리분말이 타이어와의 마찰력 등과 같은 외력에 의해 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물로부터 쉽게 이탈된다.
상기 가소제는 3 내지 4.5 중량부가 함유되며, 상기 석유수지나 수소처리된 석유수지에 적용할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 디이소노닐프탈레이트나 액상 부텐 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가소제의 함량이 3 중량부 미만이면 석유수지나 수소처리된 석유수지의 가공성능 향상효과가 미미하다.
상기 요변제는 0.3 내지 1.5 중량부가 함유되며, 상기 석유수지나 수소처리된 석유수지에 적용할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 변성 우레아 용액으로 이루어지는 것이 바람직한데, 개시된 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 노면에 적용하는 과정의 효율성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 발광안료는 120 내지 180 중량부가 함유되며, 개시된 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 재귀반사 효과를 향상시켜 우천시나 야간에도 우수한 시인성을 나타내도록 하는 역할을 하는데, 스트론튬카보네이트 100 중량부, 산화알루미늄 62 내지 73 중량부, 디스프로슘옥사이드 2.5 내지 4.5 중량부 및 유로퓸옥사이드 1.5 내지 3.5 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 발광안료의 함량이 120 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 발광안료의 함량이 180 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 점착성능을 저하시킨다.
또한, 상기 발광안료는 입자크기가 10 내지 30 마이크로미터를 나타내는데, 상기 발광안료의 입자크기가 10 마이크로미터 미만이면 입자크기가 지나치게 작아 쉽게 비산되며 혼합성능이 저하되고, 상기 발광안료의 입자크기가 30 마이크로미터를 초과하게 되면 쉽게 침전되어 균일한 재귀반사 효과를 나타낼 수 없게 된다.
이하에서는, 개시된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 발광안료의 제조
스트론튬카보네이트 100 중량부, 산화알루미늄 67 중량부, 디스프로슘옥사이드 3.5 중량부 및 유로퓸옥사이드 2.5 중량부를 혼합하여 발광안료를 제조하였다.
<실시예 1>
석유수지(중량평균 분자량 2500) 100 중량부, 수소처리된 석유수지 23 중량부, 파라핀 왁스 2.3 중량부, 안료{체질안료(이산화티탄, 실리카 분말 및 탈크가 3 : 7 1.5의 중량부로 혼합) 100 중량부, 티타늄옥사이드 20 중량부, 황색안료 43 중량부가 혼합} 98 중량부, 유리분말(입자크기 415 마이크로미터) 45 내지 95 중량부, 가소제(디이소노닐프탈레이트) 3 내지 4.5 중량부, 요변제(변성 우레아 용액) 0.3 내지 1.5 중량부 및 상기 제조예 1을 통해 제조된 발광안료 180 중량부를 혼합하여 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 발광안료를 120 중량부 혼합하여 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 발광안료를 30 중량부 혼합하여 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1을 통해 제조된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 재귀반사 성능을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단, 재귀반사 성능은 시간경과에 따른 잔광휘도를 측정하는 방법을 이용하였고, 가로 200㎜×세로 400㎜×두께 9㎜의 MDF(Medium Density Fiberboard) 합판에 상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1을 통해 제조된 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물을 2mm 두께로 도포하고, 60분 동안 건조를 시킨 다음 10시간 이상 광을 차단하여 보관 후 태양광을 20분 동안 조사하고, 시간경과에 따른 재귀반사율(휘도율)을 재귀반사측정기(모델명:StripeMaster Ⅱ)로 측정하였다.}
<표 1>
Figure 112018000298844-pat00001
위의 표 1과 아래 도 1에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1 내지 2 및 비교예 1을 통해 제조된 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물은 국토부 및 도로공사와 서울시, 경찰청의 기준을 모두 만족시키는 것을 알 수 있으며, 특히 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물의 재귀반사 성능이 매우 우수한 것을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 탄화수소수지 100 중량부, 수소처리된 석유수지 15 내지 30 중량부, 파라핀 왁스 1.5 내지 3 중량부, 안료 75 내지 120 중량부, 유리분말 45 내지 95 중량부, 가소제 3 내지 4.5 중량부, 요변제 0.3 내지 1.5 중량부 및 발광안료 120 내지 180 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광안료는 스트론튬카보네이트, 산화알루미늄, 디스프로슘옥사이드 및 유로퓸옥사이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 발광안료는 스트론튬카보네이트 100 중량부, 산화알루미늄 62 내지 73 중량부, 디스프로슘옥사이드 2.5 내지 4.5 중량부 및 유로퓸옥사이드 1.5 내지 3.5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광안료는 입자크기가 10 내지 30 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리분말은 입자크기가 106 내지 850 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 고휘도 발광안료를 이용한 노면표지용 융착식 플라스틱 도료 조성물.
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