KR102146482B1 - 고시인성 및 미끄럼 방지 기능을 가지는 도로 노면 표시용 조성물 및 이를 이용한 시공방법 - Google Patents

고시인성 및 미끄럼 방지 기능을 가지는 도로 노면 표시용 조성물 및 이를 이용한 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 지방족 폴리아스파르틱 에스테르(polyaspartic ester)와 지방족 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 혼합물 100 중량부 기준으로, 알루미나 분말, 실리카 분말, 지르코니아 분말, 황산마그네슘 분말, 맥반석 분말, 대리석 분말 및 화강석 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 20 ~ 50 중량부; 유리비드 1 ~ 25 중량부; 플라이애쉬, 펄라이트, 제올라이트 및 은사(銀沙)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 5 ~ 30 중량부; 및 불소첨가 왁스, 우레탄 비드 및 아크릴 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 1 ~ 10 중량부;를 포함하는 도로 노면 표시용 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 대한 것이다.

Description

고시인성 및 미끄럼 방지 기능을 가지는 도로 노면 표시용 조성물 및 이를 이용한 시공방법{COMPOSITION FOR ROAD SURFACE MARKING WITH HIGH VISIBILITY AND ANTI-SLIP FUNCTION AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 도로 노면 표시용 조성물 및 이를 이용한 시공방법에 대한 것이다.
일반적으로 포장도로에는 차량 또는 행인의 진행 방향을 지시하기 위하여 노면에 차선, 갓길 표시선, 과속방지턱 표시선, 횡단보도 표시선 등 다양한 표시를 하게 되며, 이들 표시선은 대부분 도료 조성물을 이용하여 시공하고 있다.
이러한 도로의 노면 표시에 사용되는 도료 조성물을 분류하면 가열형, 상온성, 수용성, 융착식, 이액형 등으로 분류될 수 있으며, 열가소성 수지를 이용하여 제조된 아크릴계, 비닐계, 비닐 아크릴계 도료와 하이드로카본계 하드 레진 융착식 도료 등이 주로 사용되고 있다.
하지만, 기존 도로 노면 표시용 도료 조성물은 대부분 표면이 매끈한 도막을 형성하는바, 악천후로 인하여 눈 또는 비가 내리는 경우에는 미끄럼에 의한 교통사고의 원인이 될 뿐만 아니라, 시인성이 낮아 운전자 또는 보행자에게 과중한 주의를 요하며 불의의 사고로 이어지는 경우가 종종 발생하고 있다.
또한, 기존의 도로 노면 표시용 도료 조성물은 황변형 재료로 자외선(UV)에 단기간 노출에도 황변현상이 발생하여 설치물 본연의 목적에 맞지 않게 되거나 오히려 미관상 좋지 않은 결과를 나타내며, 대부분 과다한 유기용제를 포함하고 있어 휘발성 유기 화합물(voc)을 포함해 대기환경오염을 가중시키고 있으며, 뿐만 아니라, 동절기 시공시 경화불량 및 지연으로 시공에 어려움을 가중시키며, 가사시간 조절이 용이하지 않고, 시공시 과도한 장비가 필요하여 경제적인 측면에서 불리하다는 단점을 가진다.
한국 등록특허공보 제10-0429552호 (등록일: 2004.04.19) 한국 공개특허공보 제10-2005-0018765호 (공개일: 2005.02.28) 한국 등록특허공보 제10-1050507호 (등록일: 2011.07.13) 한국 공개특허공보 제10-2013-0022245호 (공개일: 2013.03.06) 한국 공개특허공보 제10-2011-0083149호 (공개일: 2011.07.20)
본 발명은 향상된 시인성 및 미끄럼 방지 기능을 가지며 경화시간 및 경화온도 조절이 가능하고 휘발성 유기 화합물 무함유(VOC-FREE)의 무황변성 도로 노면 표시용 조성물 및 이를 이용한 도로 노면 표시 시공방법의 제공을 그 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 지방족 폴리아스파르틱 에스테르(polyaspartic ester)와 지방족 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 혼합물 100 중량부 기준으로, 알루미나 분말, 실리카 분말, 지르코니아 분말, 황산마그네슘 분말, 맥반석 분말, 대리석 분말 및 화강석 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 20 ~ 50 중량부; 유리비드 1 ~ 25 중량부; 플라이애쉬, 펄라이트, 제올라이트 및 은사(銀沙)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 5 ~ 30 중량부; 및 불소첨가 왁스, 우레탄 비드 및 아크릴 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 1 ~ 10 중량부;를 포함하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다.
또한, 상기 지방족 폴리아스파르틱 에스테르는 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다:
Figure 112019100794285-pat00001
(상기 화학식에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
R3는 탄소수 1 내지 20의 분지쇄형, 비분지쇄형 또는 고리형 지방족기이며,
n은 2 내지 4임).
또한, 상기 지방족 폴리이소시아네이트는, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 펜타메틸렌 디이소시아네이트(PDI), 2,2,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(2,2,4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate), 2,4,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(2,4,4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate), 도데카메틸렌 디이소시아네이트(dodecamethylene diisocyanate), 1,4-디이소시아네이트시 아토사이클로 헥산(1,4-diisocyanatocyclohexane), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 2,4'-디이소시아네이토-디사이클로헥실 메탄(2,4'-diisocyanato-dicyclohexyl methane) 및 4,4'-디이소시아네이토-디사이클로헥실 메탄(4,4'-diisocyanato-dicyclohexyl methane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다.
또한, 상기 지방족 폴리아스파르틱 에스테르 및 상기 1종 이상의 지방족 폴리이소시아네이트는 1 : 1 내지 3 : 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다.
또한, 상기 유리비드 100 중량부 기준으로, 20 내지 60 중량부의 칼사이트(calcite) 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다.
또한, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수성 용매 10 ~ 20 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다.
또한, 해포석 분말 1 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다.
또한, 안료 5 ~ 30 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물을 제안한다.
그리고, 본 발명은 발명의 다른 측면에서, 상기 도로 노면 표시용 조성물을 이용한 시공방법으로서, (a) 도로 노면의 이물질을 제거하기 위해 노면을 청소하는 단계; (b) 전술한 바에 따른 도로 노면 표시용 조성물을 제조하는 단계; (c) 상기 도로 노면 표시용 조성물을 노면에 도포하여 노면 표시층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 노면 표시층을 경화시키는 단계;를 포함하는 도로 노면 표시 시공방법을 제안한다. 이때, 상기 단계 (c)에서 노면 표시층을 형성한 후 상기 노면 표시층 상에 유리비드를 추가로 살포할 수 있다.
본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은 자외선에 의한 황변현상을 완전히 해결하고 속건형/지건형의 건조 속도를 조절 가능하고, 향상된 시인성 및 미끄럼 방지 기능을 가지며, 유기용제를 전혀 사용하지 않고도 노면 상에 접착력이 우수한 코팅층을 형성시킬 수 있기 때문에 휘발성 유기 화합물 무함유(VOC-FREE)의 친환경 특성을 가지며, 기존의 우레탄, 아크릴우레탄, 에폭시 코팅제와 달리 동절기에도 경화시 지연 및 불량이 발생되지 않아 사계절 모두 작업이 가능하며, 작업별 특성을 고려하여 가사시간을 조절(예를 들면, 10~60분)하는 것이 가능함에 따라 고인장성을 가지고 투명성 또는 안료 첨가에 의해 특정 색상을 가지는 도로 노면 표시 용도의 무황변/친환경 코팅 조성물로서 유용하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물을 이용해 도로 노면 표시 시공을 실시할 경우, 작업자의 숙련도 및 작업구간에 구애받지 않고 도로 노면 표시 작업이 가능하고, 핸드믹싱의 혼합방식으로도 시공이 가능하도록 하여 경제적인 측면에서 종래 기술대비 차별성을 가진다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서 노면 표지라 함은 차선, 중앙선, 횡단보도, 주차선, 문자기호 등 포장도로의 노면에 형성되는 각종 표지를 의미한다.
본 발명은 1종 이상의 지방족 폴리아스파르틱 에스테르(polyaspartic ester)와 1종 이상의 지방족 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 반응으로부터 합성된 폴리우레아기를 함유한 바인더를 포함하며, 시인성 및 미끄럼 방지 기능을 가지며 경화시간 및 경화온도 조절이 가능하고 실질적으로 휘발성 유기 화합물 무함유(VOC-FREE)의 무황변성 도로 노면 표시의 형성에 사용될 수 있는 조성물에 대한 것이다.
상기 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르(polyaspartic ester)와 지방족 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 혼합물 100 중량부 기준으로, 알루미나 분말, 실리카 분말, 지르코니아 분말, 황산마그네슘 분말, 맥반석 분말, 대리석 분말 및 화강석 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 20 ~ 50 중량부; 유리비드 1 ~ 25 중량부; 플라이애쉬, 펄라이트, 제올라이트 및 은사(銀沙)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 5 ~ 30 중량부; 및 불소첨가 왁스, 우레탄 비드 및 아크릴 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 1 ~ 10 중량부;를 포함해 이루어진다.
본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물로부터 유리비드 등의 다른 구성 성분을 결합시키는 바인더를 제조함으로써, 종래의 에폭시나 방향족 폴리우레아와는 다르게 황변이 거의 발생하지 않으며, 지방족 특성상 색상 및 질감, 광택이 더욱 향상되는 특징을 나타낸다.
상기 지방족 폴리아스파르틱 에스테르는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
<화학식 1>
Figure 112019100794285-pat00002
(상기 화학식에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R3는 탄소수 1 내지 20의 분지쇄형, 비분지쇄형 또는 고리형 지방족기이며, n은 2 내지 4임).
상기 화학식 1로 표시되는 지방족 폴리아스파르틱 에스테르 중 바람직한 일례는 아래 화학식 2로 표시되는 폴리아스파르틱 에스테르 아민이다.
<화학식 2>
Figure 112019100794285-pat00003
또한, 본 발명에 따른 조성물에 포함되는 상기 지방족 폴리아스파르틱 에스테르의 평균 아민 당량은 279 ~ 333일 수 있으며, 상기 수치 범위를 달성하기 위해 2종 이상의 지방족 폴리아스파르틱 에스테르를 혼합해 조성물에 첨가할 수 있다. 참고로, 아민 당량이 낮을수록 반응성이 활발해 짧은 가사시간을 나타내는 반면, 당량이 높을수록 상대적으로 가사시간이 길어지는 특성을 갖는다.
상기 지방족 폴리이소시아네이트는 단일 분자 내에 2개 이상의 반응성 이소시아네이트기(-NCO)를 함유하는 임의의 지방족 유기 화합물을 의미한다. 본 발명에 있어서 특히 유용한 지방족 폴리이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 펜타메틸렌 디이소시아네이트(PDI), 2,2,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(2,2,4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate), 2,4,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(2,4,4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate), 도데카메틸렌 디이소시아네이트(dodecamethylene diisocyanate), 1,4-디이소시아네이트시 아토사이클로 헥산(1,4-diisocyanatocyclohexane), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 2,4'-디이소시아네이토-디사이클로헥실 메탄(2,4'-diisocyanato-dicyclohexyl methane) 및 4,4'-디이소시아네이토-디사이클로헥실 메탄(4,4'-diisocyanato-dicyclohexyl methane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이다.
한편, 상기 지방족 폴리아스파르틱 에스테르 및 상기 지방족 폴리이소시아네이트는, 이들의 반응에 형성되는 바인더의 망상구조의 견고성 및 점탄성의 제어 관점에서 1 : 1 내지 3 : 1의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 알루미나 분말, 실리카 분말, 지르코니아 분말, 황산마그네슘 분말, 맥반석 분말, 대리석 분말 및 화강석 분말로부터 선택되는 1종 이상의 무기 분말은, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 20 ~ 50 중량부의 함량으로 조성물에 포함되며, 충전제 및/또는 증량제로서 본 발명에 따른 도로 노면 표시를 위한 코팅 조성물의 유동성을 조절하고, 경화 후 얻어지는 최종 도로 노면 표시물의 체적에 있어 물질부피 당 비용을 보다 저렴하게 할 수 있다.
상기 유리비드는 도로표지에서 특히 야간에 자동차 전조등의 불빛을 받아 이를 반사시켜 운전자나 보행자 등 사람의 육안으로 쉽게 판독하여 인식할 수 있도록 하는 기능을 한다.
상기 유리비드는 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 1 내지 25 중량부의 함량으로 조성물에 포함될 수 있으며, 1 중량부 미만으로 사용되는 경우 상기한 바와 같은 야간 표식기능이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 25 중량부를 초과하는 경우, 식별기능의 특별한 향상 없이 오히려 다른 성분들의 필수 함량을 감소시켜 조성물의 물성 등을 저해하는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 도로 노면 표시물의 시공방법에서 조성물이 경화되기 전에 필요에 따라 유리비드를 추가로 살포할 수 있으므로 조성물의 물성이나 특성에 부정적인 영향을 미치는 과다한 함량을 사용할 필요가 없다.
한편, 상기 유리비드는 그 표면을 투명한 실란계 화합물 또는 실리콘 오일로 코팅한 후 조성물에 포함될 수 있는데, 상기와 같이 코팅된 유리비드는 향상된 재귀반사도를 가진다는 점에서 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 도로 노면 표시물의 미끄럼방지 특성을 향상시키기 위해, 플라이애쉬, 펄라이트, 제올라이트 및 은사(銀沙)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 5 ~ 30 중량부로 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 1 ~ 10 중량부의 불소첨가 왁스, 실리콘 비드 및 우레탄 비드 중 1종 이상을 포함함으로써, 도로 노면 표시물에 소수성을 부여해 방오성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 도로 노면 표시물의 주야간 시인성을 보다 높이기 위해 유리비드 외에 칼사이트(calcite) 분말을 더 포함할 수 있다.
칼사이트는 육방정계에 속하는 탄산무수염광물로 본 발명에 따른 조성물에 포함될 경우 유리비드 입자 주변에 배치되어 유리비드에서 반사되는 불빛을 굴절시켜 노면 표지의 표면에서의 휘도를 증대시켜 야간 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라, 주간에는 빛을 난반사시켜 시인성 향상에 기여한다.
본 발명에 따른 조성물에 있어서 상기 칼사이트 분말은 상기 유리비드 100 중량부 기준으로, 20 내지 60 중량부로 포함될 수 있는데, 20 중량부 미만으로 포함될 경우에는 시인성 향상의 효과가 기대에 미치지 못하고, 60 중량부를 초과하게 되면 조성물의 유동성 및 결합력을 약화시키는 문제를 야기한다.
본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 액상이 포함되지 않은 고형의 무용제형 조성물인 것이 바람직하지만, 코팅 용이성 및 도장성을 증가할 목적으로 소량의 용제를 첨가하여 사용할 수도 있다.
상기와 같이 용제를 포함해 조성물을 구성할 경우, 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수성 용매를, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 10 ~ 20 중량부를 조성물에 첨가함으로써 VOC에 의한 환경 오염 유발 물질의 발생을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 해포석(海泡石) 분말 1 ~ 5 중량부를 더 포함할 수 있으며, 상기 해포석은 바인더 합성을 위한 성분(지방족 폴리아스파르틱 에스테르 및 지방족 폴리이소시아네이트)와 유리비드 등 다른 성분 간의 비중 차이에 따른 유리비드 등의 침전을 방지하는 역할을 수행한다.
본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 각종 텍스트 및/또는 이미지가 프린트된 그래픽 시트 상에 투명 코팅층 형성하기 위한 용도로도 사용될 수 있지만, 필요에 따라 특정 색상을 가지는 코팅층 형성을 위해서도 사용될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 특정 색상이 부여된 코팅층 형성을 위한 조성물을 구성할 경우에는, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 안료 5 ~ 30 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 안료의 함량이 5 중량부 미만이면 원하는 색상을 구현하기 어려우며, 30 중량부를 초과할 경우에는 도로 노면 표시물의 기계적 물성의 저하를 가져올 수 있다.
한편, 상기 안료는 당업자에게 공지된 것이라면 어느 것이든 제한 없이 사용할 수 있는바, 백색안료로서는 이산화티탄, 산화아연 또는 황화아연 등을, 황색안료로서는 티탄옐로우, 크롬산아연, 황화카드뮴 또는 황산화철 등을, 그리고 청색안료로서는 감청, 군청 또는 프탈로시아닌블루 등을 사용할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 폴리부타디엔(BR), 합성 폴리이소프렌(IR), 천연 고무(NR), 부타디엔 공중합체, 이소프렌 공중합체 및 에틸렌/공액 디엔 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 5 ~ 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 각종 탄성중합체 및 이들 중합체의 혼합물은 바인더에 유리비드가 균일하게 분산될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 조성물로부터 최종적으로 얻어지는 도로 노면 표시물의 내마모성 및 내충격성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은, 본 발명에 따른 조성물로부터 최종적으로 얻어지는 도로 노면 표시물의 찢김 저항성을 향상시키기 위하여 분자량(MW) 2000의 폴리에테르아민(polyetheramine)인 알파-(2- 아미노 메틸 에틸)-오메가-(2- 아미노 메틸에 톡시)-폴리 (옥시 (메틸 -1,2- 에탄 디일)) ((alpha-(2-Aminomethylethyl)-omega-(2-aminomethylethoxy)-poly(oxy(methyl-1,2-ethanediyl)))을, 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 10 ~ 30 중량부, 및/또는 분자량 5000의 알파, 알파 ', 알파 "-1,2,3- 프로판 트리 일 트리스 (오메가-(2- 아미노 메틸에 톡시)-폴리-옥시 (메틸 -1,2- 에탄 디)) (Poly[oxy(methyl-1,2-ethanediyl)],.alpha.,.alpha.',.alpha.''-1,2,3-propanetriyltris[.omega.-(2-aminom,ethylethoxy) 지방족 폴리아스파르틱 에스테르와 지방족 폴리이소시아네이트의 혼합물 100 중량부 기준으로 1 ~ 5 중량부 첨가할 수 있다.
또한, 전술한 성분 이외에도 필요에 따라 소포제, 가소제, 분산제, 수분흡습제, 바륨 설페이트, 활석 분말, 자일렌 및 자외선 안정제 등을 본 발명에 따른 조성물에 추가로 함유시킬 수 있다.
이어서, 상기 도로 노면 표시용 조성물을 이용한 시공방법에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 도로 노면 표시 시공방법은, (a) 도로 노면의 이물질을 제거하기 위해 노면을 청소하는 단계; (b) 전술한 바에 따른 도로 노면 표시용 조성물을 제조하는 단계; (c) 상기 도로 노면 표시용 조성물을 노면에 도포하여 노면 표시층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 노면 표시층을 경화시키는 단계;를 포함해 이루어질 수 있다.
상기 단계 (a)에서는 노면의 접착저해물을 제거하고 노면이 젖어있는 경우 버너 등으로 가열하여 수분을 제거하고, 기온이 5℃ 이하인 경우에는 도장 전에 노면을 150 내지 200℃로 가열하는 공정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계 (b)에서는 지방족 폴리아스파르틱 에스테르(polyaspartic ester)와 지방족 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 혼합물 100 중량부 기준으로,
알루미나 분말, 실리카 분말, 지르코니아 분말, 황산마그네슘 분말, 맥반석 분말, 대리석 분말 및 화강석 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 20 ~ 50 중량부; 유리비드 1 ~ 25 중량부; 플라이애쉬, 펄라이트, 제올라이트 및 은사(銀沙)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 5 ~ 30 중량부; 및 불소첨가 왁스, 우레탄 비드 및 아크릴 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 1 ~ 10 중량부;를 포함하는 도로 노면 표시용 조성물을 제조한다.
이어서, 상기 단계 (c)에서는 상기 도로 노면 표시용 조성물을 노면에 도포하여 노면 표시층을 형성하는데, 이때, 필요에 따라 노면에 도포된 도로 노면 표시용 조성물이 완전히 경화되기 전에 추가로 유리비드를 살포할 수 있으며, 이를 통해 야간 및 우천시 시인성을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 단계 (d)에서는 시간의 경과에 따라 상기 노면 표시층을 경화시키는 단계이다.
앞서 상세히 설명한 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물은 자외선에 의한 황변현상을 완전히 해결하고 속건형/지건형의 건조 속도를 조절 가능하고, 향상된 시인성 및 미끄럼 방지 기능을 가지며, 유기용제를 전혀 사용하지 않고도 노면 상에 접착력이 우수한 코팅층을 형성시킬 수 있기 때문에 휘발성 유기 화합물 무함유(VOC-FREE)의 친환경 특성을 가지며, 기존의 우레탄, 아크릴우레탄, 에폭시 코팅제와 달리 동절기에도 경화시 지연 및 불량이 발생되지 않아 사계절 모두 작업이 가능하며, 작업별 특성을 고려하여 가사시간을 조절(예를 들면, 10~60분)하는 것이 가능함에 따라 고인장성을 가지고 투명성 또는 안료 첨가에 의해 특정 색상을 가지는 도로 노면 표시 용도의 무황변/친환경 코팅 조성물로서 유용하게 사용할 수 있으며, 나아가, 본 발명에 따른 도로 노면 표시용 조성물을 이용해 도로 노면 표시 시공을 실시할 경우, 작업자의 숙련도 및 작업구간에 구애받지 않고 도로 노면 표시 작업이 가능하고, 핸드믹싱의 혼합방식으로도 시공이 가능하도록 하여 경제적인 측면에서 종래 기술대비 차별성을 가진다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예>
하기의 표 1에 기재한 함량비에 따라 NCO 함량 23%인 지방족 폴리이소시아네이트 주제부(A)와 지방족 폴리아스파르틱 에스테르 경화제부(B) 등을 교반기로 300rpm, 1분간 혼합 교반 후 폴리에틸렌(PE) 판에 약 1mm의 두께로 도막을 만든 후, 물성(겔타임, 태크프리타임, 인장강도, 경도)을 측정하였다. 구체적으로, 만능인장시험기를 이용하여 인장 강도를 측정하고, Shore A 경도계를 이용하여 경도를 측정하였다. 내마모성은 일정 시간 마모시킨 후, 도막의 감소된 중량을 측정하였다. 내굽힘성은 도막을 180도 굽힌 후, 깨짐 등이 나타나는지를 관찰하였다. 변색안정성은 일정시간 광에 노출한 후, 황변 현상이 나타나는지 여부를 관찰하였다. 가사 시간은 작업이 가능한 시간을 측정하였다.
<표 1>
Figure 112019100794285-pat00004
참고로, 상기 표 1에서 초기경화시간은 SHORE A 경도계 40을 지칭하는 시점이다. SHORE A 40의 경도는 2차도색 , 조형물의 움직임이 있어도 수지 자체의 힘이 발생하는 시점으로 비틀림이나 변형이 없는 상태을 의미한다.
상기 표 1의 배합 2를 기준으로 경도와 찢김강도를 비교를 위하여 다음과 같은 비교 실험을 진행하였다.
<표 2>
Figure 112019100794285-pat00005
폴리아민 분자량 2000을 사용한 결과 사용량이 15 중량부까지는 늘어나다가 15 중량부 초과시 다시 줄어드는 현상이 발생하여 사용량 15 중량부를 사용함이 바람직하다.
상기 표 1의 배합 2를 기준으로 폴리아민 분자량 5000을 추가로 첨가하여 찢김강도 비교실험을 진행하였다.
<표 3>
Figure 112019100794285-pat00006
폴리아민 분자량 5000이 5 중량부일 경우 가장 우수한 찢김강도를 나타내 폴리아민 분자량 5000 사용량을 5 중량부로 설정는 것이 바람직하다.
또한, 본원 실시예 결과에 따르면, 본 발명에 따른 폴도로 노면 표시용 조성물은 지방족 폴리아스파르틱 에스테르 및 지방족 폴리이소시아네이트의 지방족 구조로 인하여 방향족 구조의 폴리우레아나 비스페놀 구조의 에폭시에 비해 보다 장기간의 자외선 노출에도 표면의 변색이나 황변이 일어나지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 본원 실시예에서 제조된 도로 노면 표시용 조성물을 이용해 노면에 시공한 도로 노면 표시물은, 『교통노면표시 설치ㅇ관리 매뉴얼』의 황색 노면표시 반사성능 바닥체 및 벽체 표면재질의 최소 반사성능(건조시 재귀반사성능 값: 150 mcd/m2ㅇlx; 우천시 재귀반사성능 값: 70 mcd/m2ㅇlx)을 크게 상회하는 우수한 약 270 mcd/m2ㅇlx에 달하는 재귀반사도를 가지는 것으로 나타났다.
이상은 본 발명을 바람직한 실시예 및 비교예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구 범위에 속한다 할 것이다.

Claims (10)

  1. 지방족 폴리아스파르틱 에스테르(polyaspartic ester)와 지방족 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)의 혼합물 100 중량부 기준으로,
    알루미나 분말, 실리카 분말, 지르코니아 분말, 황산마그네슘 분말, 맥반석 분말, 대리석 분말 및 화강석 분말로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 20 ~ 50 중량부;
    유리비드 1 ~ 25 중량부;
    플라이애쉬, 펄라이트, 제올라이트 및 은사(銀沙)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 5 ~ 30 중량부;
    불소첨가 왁스, 우레탄 비드 및 아크릴 비드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 1 ~ 10 중량부;
    해포석 분말 1 ~ 5 중량부; 및
    물, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수성 용매 10 ~ 20 중량부;를
    포함하는 도로 노면 표시용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지방족 폴리아스파르틱 에스테르는 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물:
    Figure 112019100794285-pat00007

    (상기 화학식에서,
    R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
    R3는 탄소수 1 내지 20의 분지쇄형, 비분지쇄형 또는 고리형 지방족기이며,
    n은 2 내지 4임).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지방족 폴리이소시아네이트는,
    헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 펜타메틸렌 디이소시아네이트(PDI), 2,2,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(2,2,4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate), 2,4,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(2,4,4-trimethyl-1,6-hexamethylene diisocyanate), 도데카메틸렌 디이소시아네이트(dodecamethylene diisocyanate), 1,4-디이소시아네이트시 아토사이클로 헥산(1,4-diisocyanatocyclohexane), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 2,4'-디이소시아네이토-디사이클로헥실 메탄(2,4'-diisocyanato-dicyclohexyl methane) 및 4,4'-디이소시아네이토-디사이클로헥실 메탄(4,4'-diisocyanato-dicyclohexyl methane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지방족 폴리아스파르틱 에스테르 및 상기 1종 이상의 지방족 폴리이소시아네이트는 1 : 1 내지 3 : 1의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리비드 100 중량부 기준으로, 20 내지 60 중량부의 칼사이트(calcite) 분말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    안료 5 ~ 30 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시용 조성물.
  9. (a) 도로 노면의 이물질을 제거하기 위해 노면을 청소하는 단계;
    (b) 제1항 내지 제5항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 도로 노면 표시용 조성물을 제조하는 단계;
    (c) 상기 도로 노면 표시용 조성물을 노면에 도포하여 노면 표시층을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 노면 표시층을 경화시키는 단계;를
    포함하는 도로 노면 표시 시공방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서 노면 표시층을 형성한 후 상기 노면 표시층 상에 유리비드를 추가로 살포하는 것을 특징으로 하는 도로 노면 표시 시공방법.
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