KR101923028B1 - 용융형 도로 표시용 조성물 및 이의 시공 방법 - Google Patents

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(주)무량기술
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Abstract

본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 부착강도, 내마모성 및 내충격성이 우수하고, 높은 휘도를 가져 우천 시에도 우수한 시인성을 가지는 효과가 있으며, 색감 및 재질이 우수하여 도로 노면에 시공되어 높은 입체성을 가지는 효과, 그리고 도로 표시 특성상 착색안료에 의한 휘도 저하를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

용융형 도로 표시용 조성물 및 이의 시공 방법{Composition for melt-type road marking and its construction method}
본 발명은 용융형 도로 표시용 조성물 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 아스팔트계 또는 시멘트계 포장 조성물이 타설된 도로의 표면에는 도로의 진행방향 유도나 차량의 간격유지를 위해, 도로의 표면에 이를 표시하기 위한 도막을 형성한다. 이러한 노면 표시는 제한 속도, 진행방향, 목적지 정보 등을 표시하여 운전자의 편의성 및 안전을 도모한다.
이러한 노면 표시는 상온형 도료(air drying type traffic paints) 또는 가열형 도료(hot spray type traffic paints)를 이용하여 현장에서 시공기에 의해 시공되거나, 미리 준비된 핫멜트 부착형 시트를 현장에서 대상 노면에 거치한 후 가열 융착 및 건조를 통해 시공된다.
상기와 같은 종래의 방법 중 상온형 도료는 상온에서 건조되고 안정도가 높은 장점은 있으나, 도막의 두께가 얇아 내구성이 떨어지고, 다른 유성도료와는 달리 수용성이기 때문에 증발이 쉽지 않아 건조속도가 매우 느리며, 수명이 짧은 단점이 있다. 이와 같이, 건조시간이 많이 소요될 경우에는, 시공기간만큼 차량의 소통에 지장을 주게 되므로, 교통체증이 발생하는 시공 상의 문제점도 발생한다.
가열형 도료의 경우, 60℃ 이상의 가열에 의해 액상을 유지한 상태에서 노면에 시공하여 상온에서 굳어지는 도료로서, 건조시간이 짧은 장점은 있으나, 최근에는 환경적인 문제로 잘 사용되지 않고 있다.
핫멜트 부착형 시트를 이용하는 방법은 비드 또는 후레이크 상의 합성 수지와 충전용 재료를 사용하는 도료 조성물로 미리 제작된 시트를 노면 상에 배치한 후 가열 용융하여 시공하게 된다. 이러한 시트들은 필요한 크기와 문양에 따라 미리 제작되어 이를 현장에서 가열접착하기 때문에 현장에서의 복잡한 장치나 설비를 요구하지 않고 간편한 방법으로 설치할 수 있어, 작업 현장의 교통을 장시간 차단하지 않아도 되는 효과가 있다.
그러나 이러한 종래의 방법으로는 여전히 내구성이 떨어져, 내구성을 보다 향상시키기 위한 연구가 지속되어야 한다. 구체적으로, 접착성, 내충격성 및 내충격성이 우수하여야 하며, 이러한 특성이 우수할수록 시공된 노면 표시의 유지 및 보수에 대한 관리비용이 감소된다. 또한 도로에 시공된 노면 표시가 훼손되거나 할 경우, 이를 보수하지 못해 발생하는 대형사고에 대한 막대한 사회적 비용 또한 현저히 감소시킬 수 있다.
한국등록특허공보 제10-0858900호 (2008.09.10)
본 발명의 목적은 부착강도, 내마모성 및 내충격성이 우수하고, 높은 휘도를 가져 우천 시에도 우수한 시인성을 가지는 용융형 도로 표시용 조성물 및 이의 시공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 색감 및 재질이 우수하여 도로 노면에 시공되어 높은 입체성을 가지는 용융형 도로 표시용 조성물 및 이의 시공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 착색안료가 사용됨에도 착색안료에 의한 휘도 저하를 최소화할 수 있는 용융형 도로 표시용 조성물 및 이의 시공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 베이스 수지, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 착색안료 5 내지 80 중량부, 유리비드 1 내지 60 중량부, 폴리올레핀계 왁스 1 내지 20 중량부 및 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함한다. 이때 상기 베이스 수지는 에틸렌계 중합체 및 프로필렌계 중합체 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 올레핀계 중합체 및 에틸렌-아크릴산 공중합체를 포함한다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체 1 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 올레핀계 중합체는 폴리에틸렌일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 열가소성 엘라스토머를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 열가소성 엘라스토머는 우레탄계 엘라스토머, 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머 및 에스테르계 엘라스토머 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 열가소성 엘라스토머는 우레탄계 엘라스토머일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 상기 열가소성 엘라스토머 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 폴리올레핀계 왁스는 140℃에서의 점도가 100 내지 500 mPa·s인 폴리에틸렌 왁스일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 점도 조절제를 더 포함할 수 있으며, 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 점도 조절제 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 충진제를 더 포함할 수 있으며, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 충진제 20 내지 200 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 용융형 도로 표시용 조성물의 시공 방법은 a) 상기 조성물을 용융하고 건조하여 도로 표시 시트를 제조하는 단계, b) 상기 도로 표시 시트를 대상 노면에 배치하는 단계, c) 상기 배치된 도로 표시 시트에 열을 가하여 대상 노면에 융착하는 단계 및 d) 융착된 도로 표시 시트를 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 부착강도, 내마모성 및 내충격성이 우수하고, 높은 휘도를 가져 우천 시에도 우수한 시인성을 가지는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 색감 및 재질이 우수하여 도로 노면에 시공되어 높은 입체성을 가지는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 도로 표시용인 특성상 착색안료가 사용됨에도 착색안료에 의한 휘도 저하를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
이하 본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물 및 이의 시공 방법을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 %의 단위는 별다른 정의가 없는 한 중량%를 의미한다.
본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 베이스 수지, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 착색안료 5 내지 80 중량부, 유리비드(Glass bead) 1 내지 60 중량부, 폴리올레핀(polyolefin)계 왁스(Wax) 1 내지 20 중량부 및 에폭시화 지방족 에스테르(Epoxidized aliphatic ester)계 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함한다. 이때 상기 베이스 수지는 에틸렌(Ethylene)계 중합체 및 프로필렌(Propylene)계 중합체 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 올레핀(Olefin)계 중합체 및 에틸렌-아크릴산 공중합체(Ethylene-acrylic acid copolymer)를 포함한다.
본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 용융 상태에서 노면에 도포된 후 건조되어 도막을 형성하게 된다. 이때 상기 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물의 에폭시기는 에틸렌-아크릴산 공중합체의 카복시기와 반응하여 가교결합을 형성할 수 있음에 따라 도막 자체의 강도가 매우 향상되고, 유리비드는 도막 내에서 밀착력 및 결합력이 현저히 향상되어 존재할 수 있다.
상기 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물은 에폭시기를 갖는 지방족 에스테르 화합물로서, 하나 또는 둘 이상의 에폭시기를 가지는 지방족 또는 지환족 에스테르계 화합물일 수 있다. 이때 ‘에폭시화’란 화합물의 주사슬에서 에폭시기를 적어도 1 개 이상 함유하는 것을 의미한다. 구체적인 일 예로, 상기 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물은 에폭시화 메틸 팔미트올리에이트(Epoxidized methyl palmitoleate), 에폭시화 메틸 올리에이트(Epoxidized methyl oleate), 에폭시화 메틸 린올리에이트(Epoxidized methyl linoleate), 에폭시화 메틸 가드올리에이트(Epoxidized methyl gadoleate), 에폭시화 n-부틸 팔미트올리에이트(Epoxidized n-butyl palmitoleate), 에폭시화 n-부틸 올리에이트(Epoxidized n-butyl oleate), 에폭시화 n-부틸 린올리에이트(Epoxidized n-butyl linoleate), 에폭시화 n-부틸 가드올리에이트(Epoxidized n-butyl gadoleate), 에폭시화 2-에틸헥실 팔미트올리에이트(Epoxidized 2-ethylhexyl palmitoleate), 에폭시화 2-에틸헥실 올리에이트(Epoxidized 2-ethylhexyl oleate), 에폭시화 2-에틸헥실 린올리에이트(Epoxidized 2-ethylhexyl linoleate) 및 에폭시화 2-에틸헥실 가드올리에이트(Epoxidized 2-ethylhexyl gadoleate) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 에폭시화 지방산 에스테르일 수 있다. 상기 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물은 동물성 오일, 식물성 오일 또는 광물로부로부터 에폭시화를 거쳐 제조된 것일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 올레핀계 중합체는 공지된 다양한 것들, 예를 들어 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 바람직하게는 폴리에틸렌인 것이 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체와의 블랜드가 용이하고, 다른 성분들 간의 혼용성이 증대되어 좋다.
상기 에틸렌-아크릴산 공중합체에서, 아크릴산은 아크릴산 또는 메타크릴산일 수 있으며, 에틸렌 단위와 아크릴산 단위의 중량비는 크게 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 100:3~20일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 에틸렌-아크릴산 공중합체의 사용 함량은 크게 제한되는 것은 아니나, 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체 1 내지 20 중량부로 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
바람직한 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic elastomer)를 더 포함할 수 있으며, 이를 만족할 경우, 내충격성이 더 향상될 수 있다. 이때 상기 열가소성 엘라스토머는 본 발명에 따른 조성물이 적절한 범위에서 용융될 수 있는 용융점 범위를 가지는 열가소성 엘라스토머일 수 있으며, 예를 들어 우레탄(urethane)계 엘라스토머, 스티렌(Styrene)계 엘라스토머, 올레핀(Olefin)계 엘라스토머 및 에스테르(Ester)계 엘라스토머 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 베이스 수지가 열가소성 엘라스토머를 더 포함할 경우, 그 엘라스토머는 우레탄계 엘라스토머인 것이 좋다. 우레탄계 엘라스토머는 -CONH-를 포함하며, 여기서 -NH는 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물의 에폭시기와 반응하여 고분자간 가교결합을 형성할 수 있다. 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물은 전술한 바와 같이 에틸렌-아크릴산 공중합체와 반응하여 가교결합을 형성할 뿐만 아니라, 우레탄계 엘라스토머와도 가교결합을 형성한다. 따라서 노면에 형성된 도막은 내마모성 및 내충격성 등의 기계적 물성이 향상되고, 물리 피로가 누적되더라도 휘도의 저하가 최소화될 뿐만 아니라, 특히 도막이 입체성 디자인을 가질 경우에 야간에서도 도막의 입체성 저하를 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 우레탄계 엘라스토머는 상온에서, 인장강도(Tensile strength)가 20 내지 100 MPa(DIN 53504), 인장응력(Tensile stress @ 300% elongation)이 10 내지 30 MPa(DIN 53504), 경도(Hardness, after 3 sec.)가 70 sowl 130 Shore A(ISO7619)인 것일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 베이스 수지가 상기 열가소성 엘라스토머를 더 포함할 경우, 이의 사용 함량은 크게 제한되는 것은 아니나, 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
바람직한 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체(Alkylmethacrylate-(2-dialkylaminoalkyl)methacrylate-methylmethacrylate copolymer)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 알킬은 크게 제한되는 것은 아니나 탄소수 1 내지 5의 알킬일 수 있으며, 구체적인 일 예로, 상기 공중합체는 부틸메타크릴레이트-(2-디메틸아미노에틸)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체(Butylmethacrylate-(2-dimethylaminoethyl)methacrylate-methylmethacrylate copolymer)가 바람직할 수 있다. 이를 더 포함할 경우, 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물이 에틸렌-아크릴산 공중합체(및 우레탄계 엘라스토머)와 반응하여 가교결합을 형성할 뿐만 아니라, 알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체의 아민기와도 가교결합을 형성하여 각 성분들 간의 가교결합을 더 촘촘히 형성함으로써 내마모성, 내충격성 등의 기계적 특성이 보다 향상될 수 있다. 또한 이러한 조성물로 형성된 도막은 물리 피로가 누적되더라도 조성물 내 유리비드의 훼손을 보다 최소화할 수 있어 휘도를 더 향상시킬 수 있으며, 야간에도 도막의 입체감 및 볼륨감의 식별이 우수할 수 있다.
상기 베이스 수지가 상기 알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체를 더 포함할 경우, 이의 사용 함량은 크게 제한되는 것은 아니나, 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체에서, 알킬메타크릴레이트 단위, (2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트 단위의 중량비는 크게 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 10:15~30:5~15일 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 폴리올레핀계 왁스는 공지된 다양한 폴리올레핀계 왁스일 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌 왁스 및 폴리프로필렌 왁스 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 폴리올레핀계 왁스는 폴리에틸렌계 왁스인 것이 좋으며, 이를 만족할 경우, 상기 폴리에틸렌과 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체와의 블랜드가 용이하고, 다른 성분들 간의 혼용성도 증대되어 좋다.
상기 폴리올레핀계 왁스는 140℃에서의 점도가 100 내지 500 mPa·s인 것이 바람직할 수 있으나, 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
본 명세서에서 언급되는 수지, 고분자, 중합체, 공중합체 등의 중량평균분자량은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것들의 범위를 가지면 족하며, 용융 조성물의 적절한 혼용성 및 요구 점도 등에 따라 적절히 조절될 수 있으므로 제한되지 않는다. 구체적으로, 10,000 내지 600,000 g/mol을 들 수 있으나, 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 유리비드는 공지된 것을 사용해도 무방하며, 그 형상 및 크기는 재귀반사 특성을 가지고 베이스 수지에 적절히 혼용될 수 있는 것이라면 제한되지 않는다. 구체적인 일 예로, 구형 등의 형상을 가지는 유리비드가 사용될 수 있으며, 50내지 1,000 ㎛ 평균크기를 가지는 유리비드가 사용될 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
바람직한 일 예에 있어서, 상기 유리비드는 베이스 수지의 밀도보다 낮은 것이 좋을 수 있으며, 구체적으로 밀도가 0.7 내지 1.2 g/cm3인 것이 좋을 수 있다. 이를 만족할 경우, 유리비드는 상대적으로 낮은 밀도를 가짐에 따라 조성물의 상부 층에 위치할 확률이 증가하므로, 유리비드에 의한 휘도(재귀반사율)가 보다 향상될 수 있다.
상기 착색안료는 당 기술분야에서 요구되는 색을 부여하기 위해 사용되는 안료라면 무방하며, 백색 계열의 경우 pigment white 26이 예시될 수 있으며, 황색 계열의 경우 pigment yellow 083이 예시될 수 있으며, 청색 계열의 경우 Pigment Blue 15가 예시될 수 있으며, 적색의 경우 Pigment red 190이 예시될 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 요구되는 점도로 제어하기 위해 점도 조절제를 더 포함할 수 있다. 이의 함량은 요구 점도를 만족할 수 있을 정도이면 무방하며, 예를 들어 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부일 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 점도 조절제는 점도를 조절할 수 있는 것이라면 무방하며, 예컨대 동물성 오일, 식물성 오일, 윤활유, 기계유, 연마절삭유, 폐식용유, 중유, 공정유, 디카르복시산(Dicarboxylic acid), 글리세롤 트리스테레이트(Glycerol tristerate), 트리메티올프로판(Trimethyol propane), 스테아르산 에스테르(Stearic acid esters), 펜타에리스리톨(Pentaerythritol), 디이소데실프탈레이트(Diisodecylphthalate), 디옥틸아디핀산(Dioctyladipate) 및 트리옥틸트리멜리테이트(Trioctyltrimellitate) 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 식물성 오일의 종류로는 대두유, 피마자유, 팜유, 유채유, 해바라기유, 옥수수유 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 예에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 적절한 입체감과 부피감, 그리고 요구 강도 등을 위해 충진제를 더 포함할 수 있다. 이의 함량은 요구되는 입체감과 부피감, 그리고 요구 강도를 만족할 수 있을 정도이면 무방하며, 예를 들어 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 충진제 20 내지 200 중량부일 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
상기 충진제는 적절한 입체감과 부피감, 그리고 요구 강도 등을 부여할 수 있는 것이라면 무방하며, 예를 들어 규사, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산마그네슘, 산화티타늄, 산화지르코늄, 수산화알루미늄, 바텀애쉬(Bottom ash, 석탁회 바닥재), 플라이애쉬(Fly ash, 석탄회 비산재), 펄라이트, 제올라이트 및 광물 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 하지만 이는 구체적인 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 예에 따른 용융형 도로 표시용 조성물의 시공 방법은, a) 상기 조성물을 용융하고 건조하여 도로 표시 시트를 제조하는 단계, b) 상기 도로 표시 시트를 대상 노면에 배치하는 단계, c) 상기 배치된 도로 표시 시트에 열을 가하여 대상 노면에 융착하는 단계 및 d) 융착된 도로 표시 시트를 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 a) 단계는 용융형 도로 표시용 조성물을 시트로 제조하는 단계이며, 통상적으로 조성물을 용융 압출하여 시트로 제조할 수 있다. 용융 온도는 조성물이 용융될 수 있을 정도, 즉, 조성물의 용융점 이상이면 무방하다. 이때 제조되는 시트의 디자인은 차선과 같은 간단한 것일 수도 있고, 그림, 문양, 문자 등의 복잡한 디자인을 가질 수도 있으며, 디자인 형성 방법은 다른 착색 안료가 사용된 각 조성물을 요구 디자인에 맞도록 적절히 배치한 후 용융시켜 시트를 제조할 수 있다.
상기 c) 단계에서 열을 가하는 방법은 도로 표시 시트가 대상 노면에 용융 융착시킬 수 있는 것이라면 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 예컨대 토치 등의 장치를 이용할 수 있다. 이때 온도는 도로 표시 시트의 용융점 이상이면 무방하다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b) 단계 또는 c) 단계 이후, 대상 노면의 도로 표시 시트 위에 유리비드를 추가로 살포하는 단계를 더 거칠 수 있다. 도로 표시 시트가 대상 노면에서 완전히 경화되기 전에 유리비드를 더 살포함으로써, 조성물의 표면부에 위치하는 유리비드의 함량을 향상시켜 시인성을 더 증대시킬 수 있다.
상기 d) 단계는 융착된 도로 표시 시트를 건조하는 단계로, 건조 온도는 시트가 충분히 경화될 수 있을 정도라면 무방하며, 예컨대 통상 상온 및 상압 건조, 즉, 자연건조일 수 있다.
전술한 시공 방법은 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이며, 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 용융형 도로 표시용 조성물은 압출 등의 다양한 방법, 통상 핫멜트 부착 방법을 통해 도로 표시 시트로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 도로 표시 시트는 도로, 체육 시설, 놀이 시설, 보행로, 건물, 건물 내 주차장 등의 시설 내 등의 다양한 노면에 시공될 수 있다. 도로 표시 시트는 다양한 문양 및/또는 문자를 포함하는 디자인으로 제조될 수 있으며, 표시 용도로서, 버스전용차로 표시, 횡단보도, 어린이보호구역 표시, 주정차금지 표시 등의 다양한 정보를 제공하기 위한 것으로서 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
용융형 도로 표시용 조성물의 제조
하기 표 1의 베이스 수지의 성분들과 폴리에틸렌계 왁스를 용해조에 투입하고 195℃로 가열하면서 교반기로 균일하게 혼합하여 수지 혼합물을 제조한 후, 상기 수지 혼합물에 하기 표 1의 착색안료와 유리비드를 투입하고 균일하게 혼합하여 용융 조성물을 제조하였다. 이때 각 성분들의 함량은 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
상기 용융 조성물을 사각형 틀에 부어넣고 냉각시켜 고화된 용융형 도로 표시용 조성물을 수득하였다.
성분 함량(kg)
베이스 수지 고밀도폴리에틸렌(HDPE 8301B, Lotte Chemical) 10.0
에틸렌-아크릴산 공중합체(Nucrel® 599, Dupont) : 아크릴산 10 wt% 1.0
에폭시화 메틸 팔미트올리에이트 0.1
착색안료(C.I. pigment yellow 083) 2.5
폴리에틸렌계 왁스(NL200, Mitsui Chemicals) 1.0
유리비드(Glass microcarrier beads G2892, Sigma-Aldrich) : 90~150 ㎛, 1.04 g/cm3 at 25℃ 1.5
도로 표시 시트의 제조
상기 용융형 도로 표시용 조성물을 195℃로 가열하여 수지 용융물을 형성하고, 상기 수지 용융물 압출하여 30 cm × 100 cm × 0.3 cm 규격의 도로 표시 시트를 제조하였다.
도로 표시 시트의 시공
상기 도로 표시 시트를 아스팔트 노면에 배치하고, 토치를 이용하여 195℃로 가열하여 상기 시트를 아스팔트 노면에 융착한 후, 1 일 동안 상온에서 건조하였다.
실시예 1에서, 수지 혼합물에 열가소성 우리탄계 엘라스토머(IROGRAN® A 92 P 4207 TPU-Polyether, Huntsman) 0.5 kg을 더 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 2에서, 수지 혼합물에 부틸메타크릴레이트-(2-디메틸아미노에틸)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체(EUDRAGIT® E 100 Copolymer, Evonik) 0.2 kg을 더 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[비교예 1]
실시예 2에서, 수지 혼합물에서 에틸렌-아크릴산 공중합체를 사용하지 않을 것을 제외하고, 실시예 2와 동일하게 수행하였다.
[비교예 2]
실시예 2에서, 수지 혼합물에서 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물을 사용하지 않을 것을 제외하고, 실시예 2와 동일하게 수행하였다.
마찰 피로 누적에 따른 휘도 평가
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 용융형 도로 표시용 조성물로 제조된 도로 표시 시트를 시편으로 하여, 상기 시편에 대한 마찰 피로 누적에 따른 휘도(재귀반사도)를 KS M 6080:2014에 의거하여 측정하였다. 마찰 피로 누적에 따른 휘도는 교통량 등급 P7(400만 회)의 내마모 시험 이후에 측정된 휘도를 의미한다.
그 결과, 실시예 1의 경우 황색(Yellow) 계열 최고등급인 R4(> 200 mcd/m2ㆍlux)를 넘어서는 249 mcd/m2ㆍlux 이상의 휘도를 만족하였고, 실시예 2의 경우 312 mcd/m2ㆍlux 이상의 휘도를 만족하였으며, 실시예 3의 경우 341 mcd/m2ㆍlux 이상의 휘도를 만족하였다.
실시예 1의 경우, 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물의 에폭시기가 에틸렌-아크릴산 공중합체의 카복시기와 가교 결합을 형성하여 내마모성 및 내충격성 등의 기계적 특성이 향상됨에 따른 것으로 판단된다. 또한 실시예 2의 경우, 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물의 에폭시기가 에틸렌-아크릴산 공중합체의 카복시기와 우레탄계 엘라스토머의 아민기와 반응하여 가교 결합을 형성하여 내마모성 및 내충격성 등의 기계적 특성이 보다 향상됨에 따른 것으로 판단된다. 아울러 실시예 3의 경우, 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물의 에폭시기가 에틸렌-아크릴산 공중합체의 카복시기, 우레탄계 엘라스토머의 아민기 및 부틸메타크릴레이트-(2-디메틸아미노에틸)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체의 아민기와 반응하여 가교 결합을 더욱 촘촘히 형성하여 내마모성 및 내충격성 등의 기계적 특성이 더욱 향상됨에 따른 것으로 판단된다.
특히 백색 계열 최고등급이 R5(> 300 mcd/m2ㆍlux)임을 고려하면, 실시예 2 및 실시예 3의 경우는 황색 착색안료가 사용되었음에도 백색 계열 최고등급인 R5을 넘어서는 휘도를 만족했다는 점에서 이는 매우 우수한 결과라 할 수 있다. 일반적으로, 황색과 같은 백색 이외의 착색안료가 사용될 경우 휘도는 저하되는 경향을 가진다.
이렇게 마찰 피로 누적에서도 높은 휘도를 가지는 효과는, 휘도를 향상시키기 위해 사용된 유리비드의 훼손을 최소화할 수 있음에 따른 것이며, 이는 유리비드를 포함하는 조성물로 제조된 도막의 내마모성, 내충격성 등의 기계적 특성이 향상된 것과도 관련이 있음을 알 수 있다.
마찰 피로 누적에 따른 야간 입체성 관능 평가
실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 방법으로 도로 표시 시트를 제조하되, 착색 안료를 적절히 다르게 사용하여 입체성이 부여된 디자인을 가지는 도로 표시 시트를 제조하였다. 이 도로 표시 시트를 시편으로 하여, 시편에 대한 마찰 피로 누적에 따른 야간 입체성을 관능 평가하였다.
구체적으로, 상기 관능 평가에 참여한 실험자는 성인으로 구성된 총 30 명의 남녀를 대상으로 하여, 동일한 거리와 각도에서 동일한 시간동안 초기 시편을 관찰하도록 한 후, 상기 초기 시편에 상기 마찰 피로 누적에 따른 휘도 평가와 동일한 내마모 시험을 통해 마찰 피로를 누적시킨 후, 이를 다시 관찰하도록 하여 초기 시편과 마찰 피로가 누적된 시편에 대한 입체성 저하 정도를 관능 평가하였다. 이때 관찰은 1,800 lux 밝기의 차량 전조등(LED 헤드램프)이 조사되는 야간에 수행되었다.
그 결과, 실시예 2 및 실시예 3의 경우는 실시예 1의 경우와 비교하여 야간 입체성이 보다 향상됨을 총 30 명 전원이 체감할 수 있음을 확인하였으며, 특히 실시예 1과 실시예 3의 체감 차이는 실시예 1과 실시예 2의 체감 차이보다 더 현저한 것으로 평가되었다. 이는 실시예 3의 경우가 실시예 2의 경우보다 휘도가 보다 우수하여 야간에 식별이 보다 우수한 것에 관련이 있는 것으로 판단된다. 또한 실시예 2 및 실시예 3의 경우는 우레탄계 엘라스토머 또는 우레탄계 엘라스토머와 부틸메타크릴레이트-(2-디메틸아미노에틸)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체가 더 사용됨에 따라 내충격성 등의 기계적 특성이 보다 향상되고, 입체감의 부여를 위한 시트의 디자인에 대한 색감의 변색 및 도막의 구조 붕괴를 최소화할 수 있음에 따른 것으로 판단된다. 시트의 두께가 감소(도막이 내려앉는)하는 등의 구조 붕괴는 입체감 부여를 위해 설계된 디자인의 변형을 가져오므로, 입체성 저하의 주원인이 된다.

Claims (11)

  1. 베이스 수지, 상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 착색안료 5 내지 80 중량부, 유리비드 1 내지 60 중량부, 폴리올레핀계 왁스 1 내지 20 중량부 및 에폭시화 지방족 에스테르계 화합물 0.1 내지 5 중량부를 포함하며,
    상기 베이스 수지는,
    에틸렌계 중합체 및 프로필렌계 중합체 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 올레핀계 중합체;
    에틸렌-아크릴산 공중합체;
    우레탄계 엘라스토머를 포함하는 열가소성 엘라스토머; 및
    알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체;
    를 포함하는 용융형 도로 표시용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 상기 에틸렌-아크릴산 공중합체 1 내지 20 중량부를 포함하는 용융형 도로 표시용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 올레핀계 중합체는 폴리에틸렌인 용융형 도로 표시용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머는 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머 및 에스테르계 엘라스토머 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함하는 용융형 도로 표시용 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 상기 열가소성 엘라스토머 1 내지 10 중량부를 포함하는 용융형 도로 표시용 조성물.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 상기 알킬메타크릴레이트-(2-디알킬아미노알킬)메타크릴레이트-메틸메타크릴레이트 공중합체 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 용융형 도로 표시용 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀계 왁스는 140℃에서의 점도가 100 내지 500 mPa·s인 폴리에틸렌 왁스인 용융형 도로 표시용 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 상기 올레핀계 중합체 100 중량부에 대하여 점도 조절제 0.1 내지 5 중량부 및 충진제 20 내지 200 중량부 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 용융형 도로 표시용 조성물.
  11. 제1항 내지 제4항, 제6항, 제8항 내지 제10항에서 선택되는 어느 한 항의 용융형 도로 표시용 조성물의 시공 방법으로,
    a) 상기 조성물을 용융하고 건조하여 도로 표시 시트를 제조하는 단계
    b) 상기 도로 표시 시트를 대상 노면에 배치하는 단계
    c) 상기 배치된 도로 표시 시트에 열을 가하여 대상 노면에 융착하는 단계 및
    d) 융착된 도로 표시 시트를 건조하는 단계
    를 포함하는 용융형 도로 표시용 조성물의 시공 방법.
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