KR102213636B1 - 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법 - Google Patents

우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 베이스 수지 30 내지 60 중량%; 석유수지 10 내지 30 중량%; 축광안료 10 내지 30 중량%; 메틸(메트)아크릴레이트, 형광안료 및 글래스비드를 포함하는 보강수지 10 내지 30 중량%; 이산화티타늄 5 내지 20 중량%; 시인성 개선 첨가제 0.1 내지 3 중량%를 포함하고; 상기 시인성 개선 첨가제는 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체 40 내지 70 중량부, 아이소소바이드 10 내지 40 중량부 및 옥토시놀 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 사용하여; 우수한 발색 및 발광효율과 수명; 및 내구성을 가짐으로써, 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법에 관한 것이다.

Description

우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법{ECO-FRIENDLY PHOSPHORESCENT STONE COMPOSITION FOR ROAD SURFACE MARK HAVING EXCELLENT VISIBILITY AND CONSTRUCTING METHOD FOR ROAD SURFACE MARK THEREWITH}
본 발명은 우수한 발색 및 발광효율과 수명; 및 내구성을 가짐으로써, 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법에 관한 것이다.
최근 각 지역자치단체에서는 각종 테마공원, 테마동굴, 박물관 등을 신축 및 개관하여 많은 관광객을 유치하고 지역 경제의 활성화를 위한 많은 노력과 시간을 들이고 있다. 또한, 상기 테마공원의 노면 뿐만 아니라, 일반노면, 자전거도로, 공원산책로 등을 이용하는 이용자에게 반사광 및 축광을 사용한 주간 및 야간의 경관표시, 안전표시, 정보표시를 제공하고자 다양한 노력을 기울이고 있다.
특히, 이러한 노력의 일환으로 기존에는 네온등, LED조명등과 같은 획일적인 조명시설물을 사용하여 야간경관을 조성하고자 하였다. 그러나 이러한 야간경관 시설물들은 수명을 다하면 주기적으로 교체해줘야 하고, 우천시에는 누전의 우려가 있는 등 안전상의 문제가 있었다. 특히, 상기한 야간경관 시설물이 도로에 설치되는 경우에는 차량 또는 사람이 통행하는 과정에서 지속적인 압력이 가해져 결국에는 파손됨으로써, 유지보수 및 안전상의 문제가 존재하였다.
뿐만 아니라, 대한민국 등록특허 제10-0738190호 제10-1665288호, 제10-2013079호 등에서는 노면에 반사광 및 축광을 활용한 도료를 코팅하거나 테이프를 부착하는 방법을 사용하여 주간 및 야간경관을 조성하고자 하였다. 그러나 상기 도료 또는 테이프의 경우 발색 및 발광효율이 매우 적고, 발색 및 발광수명도 매우 짧을 뿐만 아니라, 이를 개선하기 위하여 코팅의 두께를 두껍게 하는데에도 한계가 있었다. 더욱이, 이러한 도료 또는 테이프가 외부환경에 노출되었을 경우 심각한 내구성의 저하로 인하여, 수명이 더욱 저하되는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 종래의 도료 및 테이프는 유기합성 수지에 유기용제 및 안료를 혼합하여 액상으로 제조된 후, 건조함으로써 제조되는데, 여기에는 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)의 함량이 높아 대기환경오염을 일으키는 환경적 유해인자가 되고 있는 실정이다.
이에, 대한민국 등록특허 제10-2098656호 등에서는 축광석을 노면에 시공함으로써, 주간 및 야간경관을 조성하고자 하였다. 축광석은 태양광 등에 포함된 자외선을 흡수하여 저장하였다가 광원이 없어지면 어두운 상태에서 빛을 발하거나 또는 어두운 상태에서 블랙라이트를 사용하여 빛을 발할 수 있도록 제조된 것으로 최근에는 실내 및 실외의 자재로서 널리 사용되고 있다. 그러나 종래의 축광석은 그 평균입경이 2 cm 이상으로 크기가 너무 커, 시공시 반드시 시공면을 평탄화해야하고, 이를 보수하는 것도 매우 어려운 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 발광효율 및 지속성은 여전히 부족하여, 우천시에 시인성이 저하되거나, 외부환경에 노출되었을 경우 내구성의 저하로 인하여 시인성이 더욱 저하되는 등 해결해야할 과제가 여전히 남아있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0738190호 대한민국 등록특허 제10-1665288호 대한민국 등록특허 제10-2013079호 대한민국 등록특허 제10-2098656호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 우수한 발색 및 발광효율과 수명; 및 내구성을 가짐으로써, 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예는 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 베이스 수지 30 내지 60 중량%; 석유수지 10 내지 30 중량%; 축광안료 10 내지 30 중량%; 메틸(메트)아크릴레이트, 형광안료 및 글래스비드를 포함하는 보강수지 10 내지 30 중량%; 이산화티타늄 5 내지 20 중량%; 시인성 개선 첨가제 0.1 내지 3 중량%를 포함하고; 상기 시인성 개선 첨가제는 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체 40 내지 70 중량부, 아이소소바이드 10 내지 40 중량부 및 옥토시놀 1 내지 20 중량부를 포함하는 것인 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112020098090642-pat00001
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 22 의 직쇄상 또는 분지형의 포화 또는 불포화 알킬기이고; m 및 n은 각각의 반복 단위의 수로, m은 10 내지 200의 정수이고, n은 50 내지 2500의 정수이다.)
상기 보강수지는 글래스비드의 내측에 메틸(메트)아크릴레이트 및 형광안료를 1: 0.5 내지 1 중량비율로 혼합한 혼합물이 내재된 것일 수 있다.
상기 보강수지는 표면을 디메틸실록산 유체 및 하기 화학식 2로 표시되는 티란 화합물을 포함하는 코팅 조성물로 코팅 처리한 것을 사용할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112020098090642-pat00002
(상기 화학식 2에서, m 은 0 내지 4 의 정수, n 은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.)
상기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체는 에스테르 반복단위와 스티렌-설포네이트 반복단위의 몰비(m: n)가 0.3 내지 0.8: 1인 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법으로서, 도로면의 레이탄스 및 불순물을 제거한 후, 청소하는 단계; 상기 청소된 부위에, 살수하여 습윤상태를 유지한 후, 높은 접착력 및 방수효과를 얻기 위하여 브루밍 또는 프라이머 처리하는 단계; 브루밍 또는 프라이머 처리한 상부에, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈을 타설한 후, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 표면의 수분함수율이 10% 내지 40% 범위로 유지되도록 양생하는 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 1차 양생단계; 상기 1차 양생이 완료된 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 상부에, 상기 향상된 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 원하는 디자인형태로 배치하는 단계; 상기 향상된 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물이 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 내부로 매립될 수 있도록 압착하는 다짐단계; 상기 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈을 완전히 경화시키는 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 2차양생단계; 상기 2차 양생이 완료된 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 상부에, 광촉매를 포함하는 피막형성 양생제 또는 표면보호제를 도포하는 단계; 및 상기 향상된 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물이 배치된 바닥면을 비추는 UV램프를 설치하는 UV램프 설치단계;를 포함하는 노면표시 시공방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법에 따르면, 우수한 발색 및 발광효율과 수명을 갖고; 우수한 내후성, 내마모성 등의 내구성을 갖는 효과가 있다.
이로써, 축광에 의한 시인성을 확보하여 어두운 상황 및 우천시에도 안전성을 확보할 수 있고, 이러한 시인성의 지속성을 늘림으로써, 일반노면, 자전거도로, 공원산책로 등을 이용하는 이용자에게 반사광 및 축광을 사용한 주간 및 야간의 경관표시, 안전표시, 정보표시를 효과적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)을 다량으로 함유하는 유기용제를 포함하지 않아 친환경적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시용 친환경 축광석의 실제이미지를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법의 개략적인 공정도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법에 따라 시공된 노면바닥의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법에 따라 시공된 노면바닥의 실제이미지를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 베이스 수지 30 내지 60 중량%; 석유수지 10 내지 30 중량%; 축광안료 10 내지 30 중량%; 메틸(메트)아크릴레이트, 형광안료 및 글래스비드를 포함하는 보강수지 10 내지 30 중량%; 이산화티타늄 5 내지 20 중량%; 시인성 개선 첨가제 0.1 내지 3 중량%를 포함하고; 상기 시인성 개선 첨가제는 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체 40 내지 70 중량부, 아이소소바이드 10 내지 40 중량부 및 옥토시놀 1 내지 20 중량부를 포함하는 것인 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112020098090642-pat00003
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 22 의 직쇄상 또는 분지형의 포화 또는 불포화 알킬기이고; m 및 n은 각각의 반복 단위의 수로, m은 10 내지 200의 정수이고, n은 50 내지 2500의 정수이다.)
본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법에 따르면, 우수한 발색 및 발광효율과 수명을 갖고; 우수한 내후성, 내마모성 등의 내구성을 갖는 효과가 있다.
이로써, 축광에 의한 시인성을 확보하여 어두운 상황 및 우천시에도 안전성을 확보할 수 있고, 이러한 시인성의 지속성을 늘림으로써, 일반노면, 자전거도로, 공원산책로 등을 이용하는 이용자에게 반사광 및 축광을 사용한 주간 및 야간의 경관표시, 안전표시, 정보표시를 효과적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)을 다량으로 함유하는 유기용제를 포함하지 않아 친환경적인 효과가 있다.
보다 구체적으로, 상기 베이스 수지는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물의 우수한 시인성과 내후성, 내마모성 등의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
본 발명에서 사용되는 베이스 수지로는 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 상기한 개선효과 뿐만 아니라, 시간경과 및 자외선에 따른 색상변화를 방지하여, 시인성의 지속성을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다. 상기 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지는 1: 1 내지 5 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 비닐아세테이트, 아크릴로니트릴, (메트)아크릴아미드 및 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 불포화 에틸렌성 단량체를 중합한 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 상기 불포화 폴리에스테르 수지의 전체 중량에 대하여, 비닐아세테이트 10 내지 20 중량%를 포함하고; 아크릴로니트릴, (메트)아크릴아미드 및 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 불포화 에틸렌성 단량체 20 내지 30 중량%를 포함하여; 연화점이 80 내지 90 ℃인 것을 사용함으로써, 우수한 성형가공성, 내마모성 및 내크랙성을 매우 항상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 수지는 이소시아네이트기 및 하이드록실기의 당량비가 0.8 내지 1.2 범위인 것을 사용하여, 상기한 베이스 수지의 개선효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 폴리우레탄 수지를 제조하기 위하여, 사용할 수 있는 이소시아네이트는 당분야에서 일반적으로 사용하는 것으로, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 헥사메틸렌 다이이소시아네이트, 이소포론 다이이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 지방족 이소시아네이트를 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리우레탄 수지를 제조하기 위하여, 사용할 수 있는 폴리올은 당분야에서 일반적으로 사용하는 것으로, 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 폴리옥시프로필렌글라이콜, 폴리옥시프로필렌폴리옥시에틸렌글라이콜, 폴리옥시부틸렌글라이콜, 폴리옥시테트라메틸렌글라이콜, 폴리옥시프로필렌트라이올, 폴리옥시프로필렌폴리옥시에틸렌트라이올, 폴리옥시프로필렌폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌트라이올 같은, 말단 하이드록실기를 갖는 폴리에테르계 폴리올; 및 프탈산, 아디프산, 말레산 같은 폴리카복실산과 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 트라이메틸올프로페인, 글리세린, 펜타에리트리톨 같은 다가 알코올로부터 유도되는 말단 하이드록실기를 갖는 폴리에스터계 폴리올 등을 들 수 있고, 이들 중에서 폴리에스테르계 폴리올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 폴리올을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
상기한 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 베이스 수지는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물의 전체 중량에 대하여, 30 내지 60 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 베이스 수지의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 베이스 수지의 함량이 너무 많은 경우에는 반응속도가 지나치게 높아져 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 석유수지는 내열성 및 성형가공성을 개선하고, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈과의 우수한 접착력을 제공하여, 우수한 내구성을 개선하는 기능을 한다. 특히, 수소가 첨가된 석유수지, 예를들면 수첨(수소첨가 된) C-5 석유수지, 쿠마론인덴수지, 수첨 디사이클로펜타디엔계 석유수지(hydrogenateddicyclopentadiene hydrocarbon resin) 등의 석유수지(hydrocarbon resin or petroleum resin) 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 접착력이 뛰어나면서도 취성이 적은 수첨 디사이클로펜타디엔계 석유수지 또는 수첨 C-5 석유수지를 사용하는 것을 사용하여 상기한 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 냄새, 독성 등을 제거하고 빛과 열에 대한 안정성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
상기 석유수지는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물의 전체 중량에 대하여, 10 내지 30 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석유수지의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 석유수지의 함량이 너무 많은 경우에는 고온에서의 물성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 축광안료는 야간이나 우천시에 시인성이 확보될 수 있도록 하는 기능을 한다. 낮동안 태양광 등으로부터 또는 UV램프로부터 빛을 받은 후에 야간이나 우천시와 같이 어두운 상황에서 고휘도를 나타내기 때문에, 도로면의 차선 등에 적용하면 운전자의 안전을 도모할 수 있는 것이다.
보다 구체적으로 본 발명에서 사용할 수 있는 축광안료는 소량의 희토류 원소, 바람직하게는 유로피늄(Eu), 가돌리늄(Gd), 디스프로슘(Dy), 터븀(Tb) 및 이터늄(Yb)으로 이루어진 군에서 선택되는 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. 또한, 상기 축광안료는 평균입경이 25 내지 35 μm인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 축광안료는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물의 전체 중량에 대하여, 10 내지 30 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 축광안료의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 축광안료의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 메틸(메트)아크릴레이트, 형광안료 및 글래스비드를 포함하는 보강수지는 강도 및 접착력을 보강하여, 우수한 내구성을 개선하는 기능을 한다. 또한, 형광안료를 포함하여, 상기한 축광안료의 시인성을 더욱 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 주간에도 우수한 시인성을 제공하여, 도로면의 차선 등에 적용하면 운전자의 안전을 더욱 도모할 수 있는 것이다.
이때, 상기 보강수지는 평균입경이 100 내지 500 μm인 글래스비드의 내측에 메틸(메트)아크릴레이트 및 형광안료를 1: 0.5 내지 1 중량비율로 혼합한 혼합물이 내재된 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
또한, 상기 보강수지는 표면을 디메틸실록산 유체 및 하기 화학식 2로 표시되는 티란 화합물을 1: 1 중량비율로 포함하는 코팅 조성물로 코팅 처리한 것을 사용함으로써, 야간의 시인성을 매우 개선하고, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈과의 우수한 접착력을 제공하여, 더욱 우수한 내구성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
[화학식 2]
Figure 112020098090642-pat00004
(상기 화학식 2에서, m 은 0 내지 4 의 정수, n 은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.)
상기 메틸(메트)아크릴레이트, 형광안료 및 글래스비드를 포함하는 보강수지는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물의 전체 중량에 대하여, 10 내지 30 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 보강수지의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 보강수지의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 이산화티타늄은 상기한 축광안료 및 형광안료의 색상이 매우 선명하게 발현되도록 함으로써, 시인성을 매우 향상시키고, 공기중의 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)을 제거하는 기능을 한다. 특히, 상기 이산화티타늄은 아나타제 타입(Anatase Type), 루타일(금홍석) 타입 혹은 아나타제와 루타일의 결정 혼합형 타입 중 하나를 사용할 수 있다. 특히, 나노입자 크기의 아나타제 결정형을 갖는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다. 또한, 상기 이산화티타늄은 평균입경이 25 내지 30 μm인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 이산화티타늄은 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물의 전체 중량에 대하여, 5 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 이산화티타늄의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 이산화티타늄의 함량이 너무 많은 경우에는 작업성이 저하되거나, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 시인성 개선 첨가제는 매우 우수한 발색 및 발광효율과 수명을 개선하는 기능을 한다. 상기 시인성 개선 첨가제는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물의 전체 중량에 대하여, 0.1 내지 3 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 시인성 개선 첨가제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 시인성 개선 첨가제의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 시인성 개선 첨가제는 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체 40 내지 70 중량부, 아이소소바이드 10 내지 40 중량부 및 옥토시놀 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물은 우수한 밀착력 및 강도 개선을 통하여, 발색 및 발광효율과 수명을 개선하는 기능을 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체는 성형가공성을 개선하고, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈과의 우수한 접착력을 제공하여, 발색 및 발광효율과 수명을 더욱 개선하는 기능을 한다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체는 에스테르 반복단위와 스티렌-설포네이트 반복단위의 몰비(m: n)가 0.3 내지 0.8: 1인 것을 사용하여, 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체는 상기 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 40 내지 70 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 상기한 개선효과는 더이상 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 아이소소바이드는 고온성형 안정성을 제공하여, 발색 및 발광효율과 수명을 더욱 개선하는 기능을 한다. 뿐만 아니라, 내마모성 및 내화학성을 개선하여, 외부환경에 대한 내구성을 매우 개선하는 기능을 한다. 상기 아이소소바이드는 상기 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 10 내지 40 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아이소소바이드의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아이소소바이드의 함량이 너무 많은 경우에는 상기한 개선효과는 더이상 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 옥토시놀은 산화방지 및 내화학성을 개선하여, 외부환경에 대한 내구성을 매우 개선하고, 특히, 발광수명을 매우 개선하는 기능을 한다. 상기 옥토시놀은 상기 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 1 내지 20 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 옥토시놀의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 옥토시놀의 함량이 너무 많은 경우에는 상기한 개선효과는 더이상 기대하기 어렵고, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기 시인성 개선 첨가제는 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈과의 우수한 접착력 및 강도를 개선하고, 우수한 발색 및 발광효율을 더욱 개선하기 위하여, 상기 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 발효 제지슬러지 0.1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 발효 제지슬러지는 제지슬러지 100 중량부에 대하여, 건식 분쇄된 홍삼박 분말 10 내지 50 중량부, 글루탐산모노나트륨(monosodium glutamate) 0.1 내지 5 중량부 및 사이클로덱스트린(cyclodextrin) 0.1 내지 5 중량부를 더 혼합한 후; 쿠르토박테리아 오세아노세디멘텀(Curtobacterium oceanosedimentum) 5 내지 15 중량부를 접종하여, 25 내지 40 ℃에서 48 내지 96 시간 동안 발효시킨 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시용 친환경 축광석의 비제한적인 제조방법을 제공한다.
상기 노면표시용 친환경 축광석의 비제한적인 제조방법은 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 상온에서 1차 혼합 및 교반한 후, 80 내지 120 ℃의 온도에서 2차 혼합 및 교반한 후, 몰드에 투입하는 단계; 및 상기 몰드에 투입된 상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 경화시킨 후, 평균입경이 1 내지 7 mm가 되도록 파쇄하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시용 친환경 축광석의 실제이미지를 도 1에 나타내었다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법을 제공한다.
상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법은 도로면의 레이탄스 및 불순물을 제거한 후, 청소하는 단계; 상기 청소된 부위에, 살수하여 습윤상태를 유지한 후, 높은 접착력 및 방수효과를 얻기 위하여 브루밍 또는 프라이머 처리하는 단계; 브루밍 또는 프라이머 처리한 상부에, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈을 타설한 후, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 표면의 수분함수율이 10% 내지 40% 범위로 유지되도록 양생하는 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 1차 양생단계; 상기 1차 양생이 완료된 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 상부에, 상기 향상된 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 원하는 디자인형태로 배치하는 단계; 상기 향상된 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물이 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 내부로 매립될 수 있도록 압착하는 다짐단계; 상기 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈을 완전히 경화시키는 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 2차양생단계; 상기 2차 양생이 완료된 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 상부에, 광촉매를 포함하는 피막형성 양생제 또는 표면보호제를 도포하는 단계; 및 상기 향상된 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물이 배치된 바닥면을 비추는 UV램프를 설치하는 UV램프 설치단계;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법의 개략적인 공정도를 도 2에 나타내었다. 또한, 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법에 따라 시공된 노면바닥의 개략적인 단면도를 도 3에 나타내었다.
보다 구체적으로 상기 브루밍 또는 프라이머 처리하는 단계는 스티렌-부타디엔 라텍스, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리 아크릴에스테르, 아크릴, 메틸메타크릴레이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용하여, 높은 접착력 및 방수효과를 부여할 수 있다.
또한, 상기 광촉매를 포함하는 피막형성 양생제 또는 표면보호제는 에폭시계, 아크릴계, 에틸렌비닐아세테이트계 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용하여, 더욱 우수한 내구성 및 발광효과를 부여할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법에 따라 시공된 노면바닥의 실제이미지를 도 4에 나타내었다.
본 발명의 일 구현예에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물 및 이를 이용한 노면표시 시공방법에 따르면, 우수한 발색 및 발광효율과 수명을 갖고; 우수한 내후성, 내마모성 등의 내구성을 갖는 효과가 있다.
이로써, 축광에 의한 시인성을 확보하여 어두운 상황 및 우천시에도 안전성을 확보할 수 있고, 이러한 시인성의 지속성을 늘림으로써, 일반노면, 자전거도로, 공원산책로 등을 이용하는 이용자에게 반사광 및 축광을 사용한 주간 및 야간의 경관표시, 안전표시, 정보표시를 효과적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)을 다량으로 함유하는 유기용제를 포함하지 않아 친환경적인 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
<실시예 1>
우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 상온에서 1차 혼합 및 교반한 후, 110 ℃의 온도에서 2차 혼합 및 교반한 후, 몰드에 투입하였다. 이후, 상기 몰드에 투입된 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 경화시킨 후, 평균입경이 약 5mm가 되도록 파쇄함으로써, 노면표시용 친환경 축광석을 제조하였다.
이때, 상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물은 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 1: 1 중량비율로 포함하는 베이스 수지 42중량%; 수첨 C-5 석유수지 16중량%; 축광안료(Al2O3-SrO3-B2O3, 평균입경: 29 μm) 18중량%; 보강수지 12중량%; 이산화티타늄(아나타제 결정형, 평균입경: 27 μm) 9중량%; 시인성 개선 첨가제 3 중량%를 포함하는 것을 사용하였다.
이때, 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 비닐아세테이트 15 중량%, 아크릴로니트릴 10 중량%, (메트)아크릴아미드 15 중량% 및 메틸(메트)아크릴레이트 60 중량%를 포함하는 단량체를 중합하여; 연화점이 87 ℃인 것을 사용하였고; 상기 폴리우레탄 수지는 이소시아네이트기 및 하이드록실기의 당량비가 1.0인 것을 사용하였다.
또한, 상기 보강수지는 평균입경이 470 μm인 글래스비드의 내측에 메틸(메트)아크릴레이트 및 형광안료를 1: 0.8 중량비율로 혼합한 혼합물이 내재된 것을 사용하였다.
또한, 상기 시인성 개선 첨가제는 N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1-1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체 61 중량부, 아이소소바이드 29 중량부 및 옥토시놀 7 중량부를 포함하는 것을 사용하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112020098090642-pat00005
(상기 화학식 1-1에서, R1 및 R2는 각각 탄소수 12의 알킬렌이고; m은 193이고, n은 386이다.(m: n= 0.5: 1))
<실시예 2>
보강수지로서, 상기 실시예 1에서 사용된 보강수지의 표면을 디메틸실록산 유체 및 하기 화학식 2-1로 표시되는 티란 화합물을 1: 1 중량비율로 포함하는 코팅 조성물로 코팅 처리한 것을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 노면표시용 친환경 축광석을 제조하였다.
[화학식 2-1]
Figure 112020098090642-pat00006
(상기 화학식 2-1에서, m 은 1, n 은 2를 나타낸다.)
<실시예 3>
시인성 개선 첨가제로서, 발효 제지슬러지 1.5 중량부를 더 포함하는 것을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 노면표시용 친환경 축광석을 제조하였다.
이때, 상기 발효 제지슬러지는 제지슬러지 100 중량부에 대하여, 건식 분쇄된 홍삼박 분말 25 중량부, 글루탐산모노나트륨(monosodium glutamate) 3 중량부 및 사이클로덱스트린(cyclodextrin) 2 중량부를 더 혼합한 후; 쿠르토박테리아 오세아노세디멘텀(Curtobacterium oceanosedimentum) 7 중량부를 접종하여, 38 ℃에서 74 시간 동안 발효시킨 것을 사용하였다.
<비교예 1>
비교용 축광석 조성물을 상온에서 1차 혼합 및 교반한 후, 110 ℃의 온도에서 2차 혼합 및 교반한 후, 몰드에 투입하였다. 이후, 상기 몰드에 투입된 비교용 축광석 조성물을을 경화시킨 후, 평균입경이 약 5mm가 되도록 파쇄함으로써, 비교용 축광석을 제조하였다.
이때, 상기 비교용 축광석 조성물은 불포화 폴리에스테르 수지 44중량%; 수첨 C-5 석유수지 16중량%; 축광안료(Al2O3-SrO3-B2O3, 평균입경: 29 μm) 19중량%; 평균입경이 470 μm인 글래스비드 12중량%; 이산화티타늄(아나타제 결정형, 평균입경: 27 μm) 9중량%를 포함하는 것을 사용하였다.
<시험예 1>
상기 실시예 및 비교예에서 준비된 시료에 대하여, 시간경과에 따른 잔광휘도를 측정한 값을 하기 표 1에 나타내었다. 이때 시험방법은 상기 준비된 시료를 20 시간 이상 햇빛이나 기타 광을 차단하여 보관한 다음, 25 W의 전구로 20 ㎝의 거리에서 15 분간 빛을 투과한 후 다시 빛을 차단하고, 그 이후에 시간 경과에 따른 휘도를 탑콘(TOPCON) BM-5 렌즈의 시도 2˝로 측정한 값이다.
시간(min) 잔 광 (mcd/㎡)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
2 1495 1572 1608 1017
3 1357 1393 1448 913
6 1106 1179 1230 688
9 934 1035 1137 472
15 748 861 983 158
25 564 608 743 92
30 307 419 507 16
40 186 227 295 3
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 사용하는 경우 발광효과가 뛰어나고, 잔광의 지속성이 우수한 것을 학인할 수 있었다.
<시험예 2>
상기 실시예 및 비교예에서 준비된 시료 60 중량%를 일반 포틀랜드 시멘트 25 중량% 및 배합수 15 중량%와 혼합하여, 300×300×100mm의 몰드에 투입 및 양생하여, 물성평가용 시험체를 제조하였다. 상기 물성평가용 시험체에 대하여, 기본 물성평가를 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 한편, 상기 물성평가용 시험체에 대하여, 내후성 시험기 QUV-B로 200 시간 동안 조사한 후, 색도(1uminace)의 편차를 측정함으로써 내후성을 평가하였다. 이때, 색도 편차가 0.05 이하는 양호, 초과하면 불량으로 표기하였다.
시험항목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비고
압축강도
(MPa,4hr)		 17 18 19 12 KS F 2405
접착강도
(MPa,4hr)		 1.8 2.0 2.2 1.3 KS F 2762
동결융해
저항성
(%,14일)		 79 87 89 47 KS F 2456
(300cycle-A법)
내후성 0.01(양호) 0.01(양호) 0.01(양호) 0.07(불량) -
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 사용하는 경우, 강도, 동결융해저항성 및 내후성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 이로써, 우수한 내구성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 불포화 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지를 포함하는 베이스 수지 30 내지 60 중량%; 석유수지 10 내지 30 중량%; 축광안료 10 내지 30 중량%; 메틸(메트)아크릴레이트, 형광안료 및 글래스비드를 포함하는 보강수지 10 내지 30 중량%; 이산화티타늄 5 내지 20 중량%; 시인성 개선 첨가제 0.1 내지 3 중량%를 포함하고;
    상기 시인성 개선 첨가제는
    N-β-아미노에틸-γ-아미노프로필 메틸디메톡시 실란화합물 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체 40 내지 70 중량부, 아이소소바이드 10 내지 40 중량부 및 옥토시놀 1 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112020098090642-pat00007

    (상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 22 의 직쇄상 또는 분지형의 포화 또는 불포화 알킬기이고; m 및 n은 각각의 반복 단위의 수로, m은 10 내지 200의 정수이고, n은 50 내지 2500의 정수이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보강수지는 글래스비드의 내측에 메틸(메트)아크릴레이트 및 형광안료를 1: 0.5 내지 1 중량비율로 혼합한 혼합물이 내재된 것을 특징으로 하는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보강수지는 표면을 디메틸실록산 유체 및 하기 화학식 2로 표시되는 티란 화합물을 포함하는 코팅 조성물로 코팅 처리한 것을 특징으로 하는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112020098090642-pat00008

    (상기 화학식 2에서, m 은 0 내지 4 의 정수, n 은 0 내지 2의 정수를 나타낸다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 에스테르-스티렌 설포네이트 공중합체는 에스테르 반복단위와 스티렌-설포네이트 반복단위의 몰비(m: n)가 0.3 내지 0.8: 1인 것을 특징으로 하는 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 이용한 노면표시 시공방법으로서,
    도로면의 레이탄스 및 불순물을 제거한 후, 청소하는 단계;
    상기 청소된 부위에, 살수하여 습윤상태를 유지한 후, 접착력 및 방수효과를 얻기 위하여 브루밍 또는 프라이머 처리하는 단계;
    브루밍 또는 프라이머 처리한 상부에, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈을 타설한 후, 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 표면의 수분함수율이 10% 내지 40% 범위로 유지되도록 양생하는 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 1차 양생단계;
    상기 1차 양생이 완료된 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 상부에, 상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물을 원하는 디자인형태로 배치하는 단계;
    상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물이 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 내부로 매립될 수 있도록 압착하는 다짐단계;
    상기 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈을 완전히 경화시키는 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 2차양생단계;
    상기 2차 양생이 완료된 콘크리트 또는 아스팔트 몰탈 상부에, 광촉매를 포함하는 피막형성 양생제 또는 표면보호제를 도포하는 단계; 및
    상기 우수한 시인성을 갖는 노면표시용 친환경 축광석 조성물이 배치된 바닥면을 비추는 UV램프를 설치하는 UV램프 설치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노면표시 시공방법.
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