KR102237548B1 - 초발수성 도로 표시용 조성물 및 이를 이용한 도로 표시선 시공장치 - Google Patents

초발수성 도로 표시용 조성물 및 이를 이용한 도로 표시선 시공장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 도로 표시용 조성물은 조성물에 소수성 중합체를 포함함으로써 야간이나 우천 시에도 우수한 시인성을 나타낼 수 있다. 또한 조성물에 음이온성 중합체와 함께 접착제를 더 포함함으로써 노선의 낮은 내후성을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 도로 표시용 조성물은 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천 시에도 우수한 시인성을 나타내며, 높은 내충격성을 가질 수 있다.

Description

초발수성 도로 표시용 조성물 및 이를 이용한 도로 표시선 시공장치{A superhydrophobic composition for traffic line and traffic line construction apparatus using thereof}
본 발명은 도로 표시용 조성물 및 이를 이용한 도로 표시선 시공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차도로나 자전거도로, 보행로, 산책로 등과 같은 도로 포장재에 소수성 중합체를 혼합하여 포장함으로서 발수특성이 발현됨으로써 우천 시에도 우수한 시인성을 제공함과 함께 안전사고 발생을 미연에 방지토록 하기 위한 것이다.
일반적으로 도로의 차선은 도로 주행 중인 차량이 안전하게 이동할 수 있도록 방향을 안내하는 지시선 용도로 사용되고 있으며, 최근 우천 시나 야간 중의 차선 시인성을 향상시키기 위해 유리 비드가 함유된 페인트 조성물로 도색하거나, 또는 차선을 도색한 다음, 건조되기 전에 차선 위에 글라스 비드(bead)를 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 우천 시에는 시인성이 저하되어 운전자로 하여금 불편함을 초래하거나 위험성에 노출되게 하는 문제점이 있었다. 특히 건조 상태에서는 글라스비드의 재귀반사는 문제가 없으나, 우천 시 야간은 빗물의 수막현상에 의해 빛의 전반사가 이루어져 재귀반사 저감으로 인한 차선의 시인성이 급격히 감소하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2010-0023069 (2010년 03월 04일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 상세하게는 조성물에 소수성 중합체를 더 포함함으로써 우천 시에도 노선 표면에 수막현상이 발생하는 것을 막아 우수한 시인성을 나타내는 초발수성 도로 표시용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 조성물에 음이온성 중합체를 더 포함하여 도로 표시용 조성물 낮은 내후성을 개선하는 것을 특징으로 하는 도로 표시용 조성물의 제공이다.
본 발명의 또 다른 목적은 음이온성 중합체와 함께 접착제를 더 포함함으로써 내후성을 더욱 향상시킨 것을 특징으로 하는 도로 표시용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 초발수성 도로 표시용 조성물 및 이를 이용한 도로 표시선 시공장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태는 아크릴계 중합체 20 내지 50 중량%, 우레탄계 중합체 10 내지 40 중량%, 글라스비드 0.1 내지 20 중량%, 소수성 중합체 0.1 내지 20 중량% 및 메타크릴산 0.1 내지 20 중량%를 포함하되, 상기 소수성 중합체는 헥사메틸디실록산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 트리메틸실란, 테트라에틸오소실리케이트 및 옥타메틸사이클로테트라실록산에서 선택되는 어느 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 축광안료를 함유하는 도로 표시용 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 글라스비드는 표면에 하나 또는 복수의 안료와 접착제를 포함하는 코팅층이 코팅된 것을 특징으로 하며, 상기 안료는 유색안료 30 내지 70 중량%와 체질안료 30 내지 70 중량%가 혼합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 접착제는 불포화 폴리에스터를 포함하며, 더욱 상세하게는 폴리아크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리히드록시에틸메타크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴아마이드 및 에틸셀룰로스에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 이온성 중합체를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 아크릴계 중합체는 메틸메타아크릴레이트, 메타아크릴산, 부틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디아크릴레이트에스테르, 테트라 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 하이드록실에틸 디이소아누레이트 트리아크릴레이트, 알킬에스테르 아크릴산, 하이드록시알킬에스테르 아크릴산, 하이드록시 알킬 에스테르 메타아크릴 산, 부틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 테크라에틸렌글리콜 디메타아크릴레이크, 폴리프로필렌 글리콜 디메카아크릴레이트, 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 펜타에리디올 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 비스페놀-A 트리 메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, n-옥틸메타아크릴레이트, 벤질 메타아크릴레이트, 이소옥틸 메타아크릴레이트, 3-비닐사이클로헥실 메타아크릴레이트, 3.3.5-트리메틸사이클로헥실 메타아크릴레이트, 보닐 메타아크릴레이트, 이소보닐 메타아크릴레이트, 1-메틸사이클로헥실 메타아크릴레이트, 프로판디올디 메틸아크릴레이트, 부탄디올디 메틸 아크릴레이트, 헥산디올디 메틸아크릴레이트, 옥산디올디 메틸아크릴레이트, 노나네디올디 메틸아크릴레이트, 데칸디올디 메틸아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트, 카두라아크릴레이트, 카두라메타크릴레이트, 카프로락톤아크릴레이트, 카프로락톤메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필아크릴, 2,3-디하이드록시프로필메타크릴레이트, 폴리프로필렌변성 아크릴레이트, 폴리프로필렌 변성 메타크릴레이트, 및 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 노말부틸메타크릴레이트, 노말헥실메타크릴에이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 터셔리부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말옥틸아크릴에이트, 이소보닐아크리레이트 및 시클로헥실아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 단량체가 중합되어 이루어질 수 있다.
또한 상기 조성물은 3,4-에폭시시클로헥실메틸, 3,4-에폭시시클로헥산 카복실레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드 및 4-비닐시클로헥센디옥시드로, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 노볼락 에폭시, 비스페놀 A계 에폭시, 비스페놀 F계 에폭시, 브롬화 비스페놀계 에폭시, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, n-부틸 글리시딜 에테르, 알리파틱글리시딜 에테르(C12-C14), 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, o-크레실(Cresyl) 글리시딜 에테르, 노닐 페닐 글리시딜 에테르, 1,4-부탄다이올디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르 및 에틸렌글리콜디글리시딜에테르에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 화합물이 중합되어 이루어진 에폭시계 화합물이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 양태는, 구동부(90)의 전방에 결합되는 프레임(10); 상기 프레임(10)의 전방 일 측에 구비되며 내부에 돌출부 조성물(제1도료)이 저장되고 하부에 제1배출구(21a)가 형성되는 제1호퍼(21), 상기 제1호퍼(21)의 제1배출구(21a)와 연통되도록 설치되어 상기 프레임(10)의 전방 중앙으로 연장되는 도료공급관(22) 및 상기 도료공급관(22)을 통해 공급되는 돌출부 조성물을 연직 하방으로 압력을 가하여 토출시키는 도료토출부재(23)를 포함하는 토출시공부(20); 상기 프레임(10)에 구비되며 내부에 상기 표면부 조성물(제2도료)이 저장되고 하부에 제2배출구(31a)가 형성되는 제2호퍼(31) 및 상기 제2호퍼(31)의 제2배출구(31a)와 연통되도록 설치되어 상기 제2호퍼(31)를 통해 공급되는 상기 표면부 조성물을 노면으로 분사하는 제1도료분사부재(32)를 포함하는 메인분사시공부(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 초발수성 도로 표시선 시공 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도로 표시용 조성물은 조성물에 소수성 중합체를 포함함으로써 야간이나 우천 시에도 우수한 시인성을 나타낼 수 있다. 또한 조성물에 음이온성 중합체와 함께 접착제를 더 포함함으로써 노선의 낮은 내후성을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 도로 표시용 조성물은 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천 시에도 우수한 시인성을 나타내며, 높은 내충격성을 가질 수 있다.
도 1은 종래의 우천형 돌출 스프레이 차선 시공장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치를 나타내는 측면도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치에 의해 차선이 시공된 상태를 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치의 토출토출부재 및 도료공급관을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치의 프레스부를 나타내는 도면.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치의 도료토출부재 및 브릿지를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치를 이용한 시공방법을 나타내는 도면.
이하 구체예들을 참조하여 본 발명에 따른 초발수성 도로용 돌출 차선 조성물과 이를 이용한 시공방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 구체예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 구체예들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 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.
또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 초발수성 도로용 차선 조성물은 차선이 형성되는 영역에 일정 두께로 도포되어 형성되는 것으로, 아크릴계 중합체, 우레탄계 중합체, 글라스비드, 소수성 중합체 및 메타크릴산을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 아크릴계 중합체는 분자 내에 아크릴기를 갖고 있으며, 아크릴계 단량체로부터 중합된 중합체라면 한정하지 않고 사용할 수 있다. 또한 상기 아크릴계 중합체는 제조방법을 한정하지 않으며, 일예로 아크릴계 모노머나 아크릴계 모노머에 다른 모노머를 공중합하여 제조할 수도 있다.
상기 아크릴계 모노머의 일예로는 메틸메타아크릴레이트, 메타아크릴산, 부틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디아크릴레이트에스테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 하이드록실에틸 디이소아누레이트 트리아크릴레이트, 알킬에스테르 아크릴산, 하이드록시알킬에스테르 아크릴산, 하이드록시 알킬 에스테르 메타아크릴 산, 부틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 테크라에틸렌글리콜 디메타아크릴레이크, 폴리프로필렌 글리콜 디메카아크릴레이트, 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 펜타에리디올 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 비스페놀-A 트리 메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, n-옥틸메타아크릴레이트, 벤질 메타아크릴레이트, 이소옥틸 메타아크릴레이트, 3-비닐사이클로헥실 메타아크릴레이트, 3.3.5-트리메틸사이클로헥실 메타아크릴레이트, 보닐 메타아크릴레이트, 이소보닐 메타아크릴레이트, 1-메틸사이클로헥실 메타아크릴레이트, 프로판디올디 메틸아크릴레이트, 부탄디올디 메틸 아크릴레이트, 헥산디올디 메틸아크릴레이트, 옥산디올디 메틸아크릴레이트, 노나네디올디 메틸아크릴레이트, 데칸디올디 메틸아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트, 카두라아크릴레이트, 카두라메타크릴레이트, 카프로락톤아크릴레이트, 카프로락톤메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필아크릴, 2,3-디하이드록시프로필메타크릴레이트, 폴리프로필렌변성 아크릴레이트, 폴리프로필렌 변성 메타크릴레이트 및 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 노말부틸메타크릴레이트, 노말헥실메타크릴에이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 터셔리부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말옥틸아크릴에이트, 이소보닐아크리레이트, 시클로헥실아크릴레이트 등과 같은 1관능성 이상의 아크릴모노머 및 당량체 1종 이상이 포함될 수 있다. 이 중 가사시간, 건조시간, 내마모성 및 소지와의 부착력, 인장강도, 접착강도, 굽힘강도 등의 기계적 물성 등의 측면에서 메틸메타아크릴레이트(MMA), 하이드록시프로필메타크릴레이트(HPMA) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 아크릴 수지는 분자 내에 아민기, 수산기, 카르복실기 등의 관능기를 포함할 수도 있다. 아크릴 수지는 분자 내에 힌더드 아민(hindered amine)계 광안정기를 포함할 수도 있으며, 이는 힌더드아민계 광안정성 단량체, 산성 관능기 함유 단량체 및 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 공중합하여 제조될 수 있다. 힌더드 아민계 광안정성 단량체로는 4-(메타)아크릴로일옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 4-(메타)아크릴로일옥시-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘, 4-(메타)아크릴로일아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 등이 있고, 산성 관능기 함유 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레산 등이 있으며, 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등이 있다.
상기 아크릴계 중합체는 상기 모노머의 어느 하나 또는 복수가 중합되는 것으로 도료 기술분야에서 사용되는 일반적인 평균분자량을 가질 수 있으나, 바인더 역할을 할 수 있을 정도인 중량평균분자량이 3,000 내지 500,000 g/mol인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 아크릴계 중합체는 전체 조성물 100 중량% 대비 20 내지 50 중량% 포함될 수 있다. 20 중량% 미만 포함되는 경우 도로 노면과의 부착성이 떨어지고 내구성을 높일 수 없으며, 50 중량% 초과 첨가되는 경우 조성물의 도포 시 조성물이 가는 실 모양으로 날리는 실킹(silking) 현상이 발생하여 차선의 외관이 불량하게 된다.
본 발명에서 상기 우레탄계 중합체는 우레탄 결합(-NH-CO-)을 포함하는 단위체가 반복 중합된 고분자를 의미하며, 도료 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 종류에 한정치 않고 사용할 수 있다. 이때 상기 우레탄계 중합체는 중량평균분자량이 5,000 내지 500,000 g/mol인 것이 바람직하다.
상기 우레탄계 중합체는 글리콜과 아민류를 사용하는 하드 세그먼트(hard segment), 폴리머릭 글리콜을 사용하는 소프트 세그먼트(soft segment) 및 폴리이소시아네이트를 주원료로 합성할 수 있다. 우레탄계 중합체의 합성은 폴리우레탄 글리콜과 쇄연장제의 혼화재와 폴리이소시아네이트를 한번에 반응시키는 원-샷(One-Shot)법 및 폴리이소시아네이트를 과량으로 반응시킨 후 프리폴리머를 다시 쇄연장하는 프리폴리머법 중 어느 하나의 방법으로 합성한다.
폴리우레탄 에멀젼은 인장강도가 우수하고 내약품성 및 내마모성이 우수하여 엘라스토머(Elastomer), 연성 폼(Flexible Foam), 리지스틱 폼(Rigistic Foam), 플라스틱(Plastic), 도료, 접착제, 섬유합성 피혁 등 고분자 재료의 거의 모든 분야에 통용되고 있다.
본 발명에서 상기 우레탄계 중합체는 전체 조성물 100 중량% 대비 10 내지 40 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 10 중량% 미만 첨가되는 경우 인장강도, 내약품성, 내마모성 등의 개선 효과가 미비하며, 40 중량% 초과 첨가되는 경우 연성이 강해져 하중에 의한 돌출부의 변형이 발생하기 쉬워 바람직하지 않다.
상기 소수성 중합체는 차선 표면에 물 분자와 결합하기 어려운 성질 또는 물을 받지 않고 겉도는 성질을 부여하기 위한 것으로, -CH2, -CH3, -CCl, -CF 등의 무극성 원자단이 차선 표면에 형성되어 분자의 소수성을 높인다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기와 같은 소수성 중합체는 우천 시 차선과 물방울의 접촉각(contact angle)을 90도 이상이 되도록 하고, 그 접촉각 이력(contact angle hysteresis) 역시 30도 미만이 되도록 한다.
접촉각(contact angle) 이란 서로 접하고 있는 액체와 고체에 있어서, 액체면과 고체면이 이루는 각도로 정의되며, 일반적으로 액적(dropet)과 고체가 접하는 점에서 액적 표면으로 이끄는 접선과 고체 표면과 이루는 각도로 나타낸다. 이러한 접촉각은 고체 표면의 젖음성(wettabililty)을 나타내는 척도로 사용된다. 즉, 접촉각이 낮을수록 친수성(hydrophilicity)이 크고, 접촉각이 높을수록 소수성(hydrophobicity)이 큰 것으로 볼 수 있다.
접촉각 이력(contact angle hysteresis)은 액체가 표면에서 앞으로 이동하기 시작하는 전진 접촉각(advancing contact angle)과 액체가 표면에서 뒤로 이동하기 시작하는 후진 접촉각(receding contact angle) 사이의 차로 정의할 수 있으며, 이 값이 크다는 것은 표면에서 액체가 잘 떨어지지 않는다는 것을 의미하며, 작다는 것은 표면에서 액체가 잘 떨어진다는 것을 의미한다.
따라서 상기와 같이 접촉각과 접촉각 이력의 크기를 일정 이상 또는 이하로 조절함으로써 차선 표면에 수막이 생기는 것을 방지할 수 있으며, 추가적으로 오염물질의 부착을 방지함으로써 차선의 시인성을 더욱 높일 수 있다.
본 발명에서 상기 소수성 중합체는 상기와 같이 분자쇄에 소수성기를 다수 함유하는 것이라면 종류에 한정치 않고 사용할 수 있다. 이들의 구체적인 예를 들면, 헥사메틸디실록산(hexamethylene disiloxane), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene), 트리메틸실란(trimethylsilane, TMS), 테트라에틸오소실리케이트(tetraethylorthosilicate, TEOS), 헥사메틸디실란(hexamethyldisilane, HMDS) 및 옥타메틸사이클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane, OMCTS) 등을 들 수 있으며, 이들은 하나 또는 둘 이상 혼합하여 사용하여도 무방하다.
본 발명에서 상기 소수성 중합체는 전체 조성물 100 중량% 중 0.1 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 소수성 중합체가 0.1 중량% 미만 함유하는 경우 차선 표면에 소수성이 제대로 발현되지 않으며, 20 중량% 초과 첨가되는 경우 조성물의 상분리가 발생하여 균질도가 떨어지고 차선 형성 후에 내후성이 크게 저하될 수 있다.
본 발명에서 상기 글라스비드는 우천 시나 야간 중에 차선의 시인성을 향상시키며, 차량으로부터 가해지는 충격을 흡수하고, 내마모성, 내후성을 높이기 위한 것으로, 고순도의 세라믹에 근접하는 물질로부터 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 글라스비드는 이산화티탄, 탄산칼슘, 이산화규소, 이산화세륨, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 산화게르마늄 및 산화아연에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함할 수 있으며, 이중 이산화규소와 다른 무기필러를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 글라스비드는 재귀반사로 인한 차선의 시인성을 높이기 위해 굴절율이 특정 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 예를 들어 대한민국 등록특허 10-1176043과 같이 일반 글라스비드(KS L 2521)와 고굴절비드(재귀반사율 2.2 내지 2.4)를 특정 범위로 혼합하여 사용하여도 좋다. 또한 필요에 따라 상기 글라스비드의 표면에 알루미늄 등을 증착하여도 무방하다.
또한 상기 산화알루미늄은 차선의 내구성을 개선하는 효과를 가지며, 이산화티탄의 경우 보통 섬유 등에 소광제로 첨가되는데, 특히 적외선 영역의 광반사성이 우수하여 노면의 온도상승에 따른 차선의 변형을 막을 수 있다. 여기에 산화지르코늄은 차선의 휘도 및 색도를 개선하는 효과를 가지므로, 상기 물질들을 상기 이산화규소와 함께 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 글라스비드는 고휘도의 글라스비드 뿐만 아니라, 저휘도의 상용 글라스비드를 사용할 수 있다. 바람직하게는 가격이 저렴한 상용 글라스비드를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 고휘도의 특수 글라스비드는 3M사의 글라스비드를 상업적으로 구입하여 사용할 수 있으며, 상용 글라스비드는 일반 도로포장에 사용되는 저휘도, 보다 구체적으로는 1.5 내지 1.7의 휘도를 가지는 글라스비드를 상업적으로 구입하여 사용할 수 있다.
상용 글라스비드는 YongQing YuanGuang Glass Beads Co., Ltd 사의 1호, 2호, 및 3호를 구입하여 사용할 수 있다. 상기 글라스비드의 크기는 별도의 언급이 없는 한 제한되지 않으며, 크기가 균일한 글라스비드와 불균일한 글라스비드를 사용하는 것이 가능하다. 상기 글라스비드의 크기는 200 내지 500 ㎛ 범위의 글라스비드를 사용할 수 있다.
또한 상기 글라스비드는 초발수성을 부여하여 수막현상을 해소하기 위해 표면의 거칠기를 증가시킬 수도 있다. 일반적으로 매끄러운 표면에서의 초발수막의 형성은 90°내외의 낮은 발수성을 가지는 반면, 식각된 글라스비드는 150°이상의 초발수성을 나타낸다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 거칠기의 증가는 글라스비드의 표면에 미세한 홈들을 형성하여 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 글라스비드 표면에서 광원이 비취는 방향으로 반사가 일어날 수 있도록 다수의 오목 거울 형태의 홈들이 식각으로 형성된다. 상기 글라스비드의 표면에 형성된 오목 거울 형 홈들은 지름이 50 ㎛ 미만인 것이 좋다. 상기 홈의 크기가 지나치게 커지면 글라스비드의 구조적 안정성이 낮아질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 글라스비드의 식각은 화학적 처리, 바람직하게는 산처리에 의해서 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 글라스비드는 실리카로 이루어져 있어, 실리카를 식각할 수 있는 불산을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 불산을 이용한 글라스비드의 식각은 1 내지 50 중량% 농도의 불산 수용액을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 40 중량% 농도의 수용액, 보다 바람직하게는 3 내지 30 중량% 농도의 수용액, 보다 더 바람직하게는 3 내지 20 중량% 농도의 불산 수용액을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 5 내지 10 중량% 농도의 불산 수용액을 사용할 수 있다.
상기 불산 수용액의 농도가 낮으면 표면을 식각하는 시간이 지나치게 오래 소요되어 제조 공정 버틀넥으로 작용할 수 있으며, 상기 불산 수용액의 농도가 지나치게 높으면 글라스비드의 구조 안정성이 낮아질 수 있게 된다.
상기 불산 수용액을 이용한 식각 시간은 표면의 식각 정도에 따라서 조절될 수 있으며, 바람직하게는 5 중량%의 불산 수용액을 사용할 경우 30분 내지 2시간 범위에서 이루어지는 것이 좋다.
상기 불산 수용액을 이용한 식각은 불산 수용액을 담은 용기에 글라스비드를 소정 시간 동안 침지한 후, 감압 필터링을 통해 식각된 글라스비드를 분리하는 방식으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 글라스비드는 야간 및 우천 시 시인성을 높이기 위해 안료 및 접착제를 표면에 코팅할 수 있다.
본 발명에서 상기 안료는 차선에 색을 부여하기 위한 것으로, 현재 차선은 흰색, 노란색, 청색, 적색으로 되어 있는데, 흰색은 주행선, 노란색은 분리선, 청색은 버스 전용차선, 적색은 횡단보도로 사용되고 있다.
본 발명에서 상기 안료는 유색안료와 체질안료를 포함할 수 있다. 상기 유색안료는 차선에 색을 부여하여 시인성을 높이기 위한 것이며, 상기 체질안료는 조성물의 증량제로 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 유색안료의 예를 들면, 백색안료로는 산화티탄이나 산화아연을 사용할 수 있으며, 구체적으로 사용 가능한 제품으로는 코스모(주)의 KA-100, 듀퐁의 R-902, 한스케미칼의 R-720, 폴리머월드(주)의 THR-218 등이 있다. 노란색 안료로는 크롬 엘로우나 황납을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 대도안료(주)의 Yellow 605, Moly orange, 인터켐(주)의 MH-300, 삼보정밀화학(주)의 Y-5000 등이 있다. 청색 안료로는 코발트를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 대도안료(주)의 Blue-214, Blue 7300 등이 있다. 적색안료로는 산화철 등을 포함할 수 있으며, 구체적으로는 대도안료(주)의 Oxide-Red-110, Red-2R, 삼양화인(주)의 Oxide Red-130 등이 있다. 또한 상기 체질안료는 탄산칼슘, 실리카, 유리가루, 탈크 등을 사용할 수 있으나 본 발명에서 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 안료는 첨가량 및 조성비를 한정하는 것은 아니나, 유색안료 30 내지 70 중량%와 체질안료 30 내지 70 중량%가 혼합된 것일 수 있다. 또한 상기 안료는 상기 글라스비드의 재귀반사를 억제하지 않는 선에서 적정량을 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 상세하게는 상기 글라스비드 100 중량부 대비 0.1 내지 30 중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
또한 상기 안료는 야간이나 우천 시 휘도를 더욱 높이기 위해 상기 안료와 함께 축광안료를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 축광안료는 낮 동안 태양광 등으로부터 빛을 받은 후에 야간이나 우천 시와 같이 어두운 상황에서 고휘도를 나타내기 때문에, 도로의 차선 등에 적용하면 운전자의 안전을 도모할 수 있다.
본 발명에서 상기 축광안료는 운반체(carrier)에 희토류 금속이 담지된 형태로서, 상기 운반체는 일종의 인광체로, 상기 희토류 금속은 계간전이를 일으키는 활성제(activator)로 작용하게 된다.
상기 운반체는 알칼리토금속류의 알루미나 성분의 복합물을 포함할 수 있으며, 산화알루미늄, 산화칼륨, 산화스트론튬 및 산화마그네슘으로부터 이루어지는 하나 또는 복수의 염들의 복합체를 포함할 수 있으며, 구체적으로 BaAl2O4, Al2O3CaO, Al2O3MgO, SrAl2O4, SrAl2O4(OH) 및 Al2O3CaOSrOB2O3 등을 들 수 있다.
상기 운반체로 더욱 바람직하게는 알루민산바륨(BaAl2O4)을 포함할 수 있다. 상기 운반체는 여기광을 끊은 후에도 희토류금속과의 전자격자상호작용의 세기가 변화하여 장시간에 걸쳐 청색, 녹색, 황색 등의 발광색이 계속되며, 특히 알루민산바륨 내 음이온(O2-)과 희토류금속과의 배위결합 거리가 다른 운반체에 비해 짧아 발광색의 세기가 증가한다.
본 발명에서 상기 희토류 금속은 앞서 설명한 바와 같이 계간전이를 일으켜 고휘도의 발광을 발현하는 것으로, 상기 희토류 금속은 란탄족 또는 악티늄족을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 희토류금속으로 더욱 상세하게는 디스프로슘(Dy), 네오디뮴(Nd), 프라세오디뮴(Pr), 어븀(Er), 유로퓸(Eu) 등을 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 유로퓸과 디스프로슘의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 희토류금속은 상기 금속의 산화물 또는 탄산화물(CO3)형태로 첨가되는 것이 바람직하며, 이들의 비율을 조절하는 것이 인광체의 효율과 잔광시간을 늘릴 수 있다.
더욱 바람직하게 상기 희토류금속은 유로퓸과 디스프로슘의 혼합물 형태로 첨가하는 것이 바람직하다. 특히 상기 유로퓸과 디스프로슘은 자외선으로 여기하기 전에는 균일하게 흰색을 띄다, 빛을 받게 되면 각각 Eu2+와 Dy3+로 환원되는데, Eu2+는 안료의 광학적 성질을 활성화하고, Dy3+는 인광감쇄(phosphorescent decay) 시간을 연장시켜 라만 스펙트럼에서 강한 피크(400-600㎝-1)가 나타난다. 특히 다른 운반체에 비해 알루민산바륨(BaAl2O4) 매트릭스 안에서 가장 높고 넓게 나타나 운전자의 시인성을 높일 수 있다.
본 발명에서 상기 희토류 금속, 더 정확하게 란탄족 화합물은 유로퓸과 디스프로슘이 1 : 1 내지 3 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 2 내지 2.5 중량비를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 상기 알루민산바륨 매트릭스 내의 안정성 및 발광특성이 크게 발현될 수 있다.
본 발명에서 상기 접착제는 상기 글라스비드와 안료의 결합 상태를 안정적으로 유지하기 위한 것으로, 안료 입자의 탈리(脫離)를 방지하여 내후성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 접착제로 더욱 바람직하게는 불포화 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다. 상기 불포화 폴리에스테르 수지가 첨가됨으로서 보호층의 물성변화가 억제되고, 유동성이 높아져 온도 변화에 따른 수축, 팽창에도 안료 입자의 탈리를 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기 불포화 폴리에스테르 수지는 당업계에서 통상의 방법으로 제조되는 것을 사용하여도 무방하며, 일예로 디프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 테트라히드로프탈릭언하이드라이드 및 말레익안하이드라이드를 반응시켜 제조되며, 디프로필렌글리콜 10 내지 40 중량%, 디에틸렌글리콜 10 내지 40 중량%, 테트라히드로프탈릭언하이드라이드 10 내지 40 중량% 및 말레익안하이드라이드 10 내지 20 중량%를 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 접착제는 첨가량을 한정하는 것은 아니나, 상기 글라스비드 100 중량부 대비 10 내지 50 중량부 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 접착제는 상기 불포화 폴리에스테르 수지 이외에도 필요에 따라 희석제, 경화촉진제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 희석제는 내스크레치성, 내마모성, 내화학성 등의 내후성을 높이기 위한 것으로, 아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 경화촉진제는 상기 불포화 폴리에스테르 수지의 경화 및 고정을 촉진하기 위한 것으로, 코발트나프테네이트, 구리나프테네이트, 칼슘나프테네이트, 바나륨나프테네이트, 디메틸아닐린, 디에틸아닐린, 아세틸아세톤, 디메틸아세트아마이드 및 디부틸아민 등을 들 수 있다.
여기에 상기 접착제는 상기 글라스비드와 다른 조성물과의 접착 특성을 더욱 높이기 위해 하나 또는 복수의 이온성 중합체를 더 포함할 수도 있다.
상기 이온성 중합체는 글라스비드와 조성물, 조성물과 도로 노면과의 접착력을 증가시키는 동시에 상기 글라스비드를 감싸는 접착제의 내열성을 증가시켜 고온에서의 노선 전사 공정 시 조성물의 손상 없이 우수한 전사 효율로 노선을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 이온성 중합체의 예로는 폴리아크릴산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리히드록시에틸메타크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아크릴아마이드 및 에틸셀룰로스 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에서 상기 이온성 중합체의 또 다른 예로는 폴리도파민을 포함할 수 있다. 상기 폴리도파민은 홍합이 생성하는 접착단백질로, 접착력을 나타내는 중요한 화학적 작용기인 카테콜(catechol)과 아민(amine)을 모두 가지고 있어 표면의 성질에 관계없이 모든 표면에서 뛰어난 접착력을 가진다. 그리고 산화-환원 능력을 가지고 있어 금속이온을 표면에서 환원시키기 때문에 상기 축광안료 내의 희토류 금속의 환원을 도와 상기 축광안료의 흡광성 및 발광성이 더욱 장기간 유지되도록 한다. 또한 상기 폴리도파민은 매우 강한 수중 접착력을 갖고 있어 우천 시 또는 노면이 물에 완전히 잠겨있다 하여도 상기 글라스비드가 조성물에서 탈리되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 상기 이온성 중합체는 상기 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부 포함할 수 있다. 상기 이온성 중합체가 1 중량부 미만 첨가되는 경우 상기 차선용 조성물과 글라스비드 또는 상기 차선용 조성물과 노면간의 접착력이 저하될 수 있고 내후성이 떨어질 수 있으며, 10 중량부 초과 첨가하는 경우 조성물의 점도가 급격히 상승하여 작업성이 매우 나빠질 수 있다.
본 발명에서 상기 메타크릴산은 조성물에 관능기를 부여하기 위한 것으로, 광안정성 등의 내후성을 높일 수 있다.
본 발명에서 상기 메타크릴산은 전체 조성물에서 0.1 내지 20 중량%를 포함되는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만 첨가하는 경우 조성물의 내후성 저하로 도막의 파손이 발생할 수도 있으며, 20 중량% 초과 첨가하는 경우 축광안료의 효율을 떨어뜨려 야간 시인성을 낮출 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 조성물은 내후성을 더욱 높이기 위해 하나 또는 복수의 에폭시계 화합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 에폭시계 화합물은 에폭시기를 갖는 단량체라면 종류를 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 에폭시계 화합물은 에폭시화 지방족 고리기를 하나 이상 포함하는 에폭시 화합물, 글리시딜에테르기를 하나 이상 포함하는 에폭시 화합물, 분자 내에 적어도 2개의 에폭시기와 적어도 1개의 방향환을 갖는 화합물일 수 있다. 상기 에폭시의 구체적인 일예로는 3,4-에폭시시클로헥실메틸, 3,4-에폭시시클로헥산 카복실레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드 및 4-비닐시클로헥센디옥시드로, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 노볼락 에폭시, 비스페놀 A계 에폭시, 비스페놀 F계 에폭시, 브롬화 비스페놀계 에폭시, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, n-부틸 글리시딜 에테르, 알리파틱글리시딜 에테르(C12-C14), 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, o-크레실(Cresyl) 글리시딜 에테르, 노닐 페닐 글리시딜 에테르, 1,4-부탄다이올디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르 및 에틸렌글리콜디글리시딜에테르 등에서 선택되는 어느 하나 또는 복수를 포함할 수 있다.
또한 상기 에폭시계 화합물은 상기 아크릴계 중합체, 우레탄계 중합체 등에 포함되는 아민, 히드록시, 카르복시 등의 작용기와의 상호작용을 높여 순간 접착력 및 도료의 유지강도를 크게 향상시키기 위해 다반응성 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 다반응성 에폭시 수지는 도막의 백색도를 높이고 황변성을 낮추며 조성물의 겔 현상을 없애는 효과를 갖는 것으로, 다(multi)-사이클릭 공액 다이엔(diene)들의 에폭사이드 올리고머를 포함할 수 있다.
이때 상기 다-사이클릭 공액 다이엔의 예를 들면, 테트라히드로인덴(tetrahydroindene), 메틸테트라이드로인덴(methyltetrahydroindene), 디사이클로펜타디엔(dicyclopentadiene), 비사이클로(2,2,1)-헵타-2,5-디엔(bicyclo(2,2,1)-hepta-2,5-diene), 알킬 노르보르넨(norbornenes), 알킬리덴 노르보르넨(alkylidene norbornenes), 사이클로알킬 노르보르넨(cycloalkenyl norbornenes), 사이클로알킬리덴 노르보르넨(cycloalkenylidene norbornenes) 등을 들 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 에폭시계 화합물은 에폭시계 화합물 화합물 100 중량% 대비 0.1 내지 20 중량% 포함할 수 있다. 0.1 중량% 미만 첨가되는 경우 조성물의 유지강도 증가 효과가 미비하며, 20 중량% 초과 첨가되는 경우 관능기간 과도한 반응으로 조성물의 작업성이 크게 떨어질 수 있다.
또한 상기 에폭시계 화합물은 화학적 안정성을 포함하는 내후성을 높이기 위해 하기 화학식 1의 구조를 갖는 실리콘 결합제를 더 포함할 수 있다.
[화학식 1]
HaR1 bSiOH
(상기 화학식 1에서 R1은 (C1-C20)알킬이며;
a 및 b는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이되, a + b = 3이다.)
본 발명에서 상기 화학식 1의 R1의 예를 들면, 알킬 라디칼, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸 라디칼, 헥실 라디칼, 예컨대 n-헥실 라디칼, 헵틸 라디칼, 예컨대 n-헵틸 라디칼, 옥틸 라디칼, 예컨대 n-옥틸 라디칼 및 이소옥틸 라디칼, 예컨대 2,2,4-트리메틸펜틸 라디칼, 노닐 라디칼, 예컨대 n-노닐 라디칼, 데실 라디칼, 예컨대 n-데실 라디칼; 시클로알킬 라디칼, 예컨대 시클로펜틸, 시클로헥실, 4-에틸시클로헥실, 시클로헵틸 라디칼, 노르보르닐 라디칼 및 메틸시클로헥실라디칼; 아릴 라디칼, 예컨대 페닐, 비페닐일, 나프틸 라디칼; 알카릴 라디칼, 예컨대 o-, m-, p-톨릴 라디칼 및 에틸페닐 라디칼; 아랄킬 라디칼, 예컨대 벤질 라디칼, α- 및 ß페닐에틸 라디칼 등을 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소를 갖는 알킬기 또는 아릴기, 예를 들어 메틸 또는 페닐인 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 실리콘 결합제는 규소 함량이 전체 실리콘 결합제 100 중량% 중 0.1 내지 2 중량%를 차지하는 것이 좋다. 또한 상기 실리콘 결합제의 첨가량은 전체 에폭시계 화합물 100 중량% 대비 0.1 내지 5 중량% 첨가하는 것이 바람직하다. 0.1 중량% 미만 첨가하는 경우 내후성이 저하될 수 있으며, 5 중량% 초과 첨가하는 경우 조성물의 연성이 높아져 기계적인 물성이 저하될 수 있다.
또한 상기 실리콘 결합제는 다른 조성물과의 가교결합을 위해 하나 이상의 금속 촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 금속 촉매의 예로는 백금, 로듐, 팔라듐, 루테튬 및 이리듐으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 또는 이들의 화합물을 포함할 수 있으며, 예를 들어 (C2-C8)알켄, (C3-C7)시클로알켄 등을 포함하는 금속-올레핀 착체를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 도로 표시용 조성물을 이용하여 차선을 시공하는 방법을 포함할 수 있다. 이때 상기 시공방법은 본 발명에서 한정하지 않으며, 일반적인 차선 이외에도 돌출부와 같은 요철을 형성하거나, 홈과 같은 골을 다수 개 형성할 수도 있다.
돌출부가 형성된 차선 시공방법을 예로 들어 상기 도로 표시용 조성물을 이용한 차선 시공 방법을 더욱 상세하게 설명하면,
a) 상기 조성비에 따른 돌출부 조성물을 수용하는 제1호퍼 및 이를 피도포체에 도포하는 도료토출부재를 포함하는 토출시공부를 이용하여 피도포체에 돌출부를 형성하는 단계;
b) 상기 돌출부 조성물 및 피도포체를 동시에 덮도록 상기 조성비에 따른 표면부 조성물을 수용하는 제2호퍼 및 이를 상기 돌출부 조성물 및 피도포체에 도포하는 제1도료분사부재를 포함하는 메인분사시공부를 이용하여 상기 돌출부조성물 및 피도포체 표면에 도포하여 표면부를 형성하는 단계; 및
c) 상기 돌출부 및 표면부를 경화하여 양생하는 단계;
를 포함할 수 있다.
도면을 참조하여 본 발명에서 상기 돌출형 스프레이 차선 시공장치에 대해 더욱 상세히 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공 장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치를 나타내는 측면도이며, 도 4a 내지 4e는 돌출형 스프레이 차선 시공장치에 의해 차선이 시공된 상태를 나타내는 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치의 토출토출부재 및 도료공급관을 나타내는 도면이다.
첨부된 도 2 내지 도 5에 따르면, 본 발명의 돌출형 스프레이 차선 시공장치는, 구동부(90)의 전방에 결합되는 프레임(10), 상기 프레임(10)의 전방 일 측에 구비되며 내부에 돌출부 조성물(제1도료)이 저장되고 하부에 제1배출구(21a)가 형성되는 제1호퍼(21), 상기 제1호퍼(21)의 제1배출구(21a)와 연통되도록 설치되어 상기 프레임(10)의 전방 중앙으로 연장되는 도료공급관(22) 및 상기 도료공급관(22)을 통해 공급되는 돌출부 조성물을 연직 하방으로 압력을 가하여 토출시키는 도료토출부재(23)를 포함하는 토출시공부(20), 상기 프레임(10)에 구비되며 내부에 표면부 조성물(제2도료)이 저장되고 하부에 제2배출구(31a)가 형성되는 제2호퍼(31) 및 상기 제2호퍼(31)의 제2배출구(31a)와 연통되도록 설치되어 상기 제2호퍼(31)를 통해 공급되는 상기 표면부 조성물을 노면으로 분사하는 제1도료분사부재(32)를 포함하는 메인분사시공부(30)를 구비할 수 있으며, 필요에 따라 상기 제2호퍼(31)의 양 측에 각각 구비되며 내부에 표시부 조성물(제3도료)이 저장되고 하부에 제3배출구(41a)가 형성되는 도료탱크(41) 및 상기 도료탱크(41)의 제3배출구(41a)와 연통되도록 설치되어 상기 도료탱크(41)를 통해 공급되는 표시부 조성물을 노면으로 분사하는 제2도료분사부재(42)를 포함하는 보조분사시공부(40)를 포함한다.
이때, 상기 제2도료분사부재(42)에서 분사되는 표시부 조성물은 적어도 상기 제2도료분사부재(42)에서 분사되는 상기 표시부 조성물의 양측 일부에 적층되도록 분사될 수 있다.
즉, 상기 토출시공부(20)에서 토출되는 돌출부 조성물에 의해 1차적으로 돌출차선(60)이 형성될 수 있고, 상기 메인분사시공부(30)에서 분사되는 표면부 조성물에 의해 2차적으로 표시차선(70)이 형성될 수 있으며, 상기 보조분사시공부(40)에서 분사되는 표시부 조성물에 의해 3차적으로 식별차선(80)이 형성될 수 있다.
특히, 상기 토출시공부(20)에서 토출되는 돌출부 조성물은 지면으로부터 0.5 내지 2㎝ 돌출되어 일정한 두께를 갖는 차선으로 형성되도록 구성될 수 있으며, 이를 위해 상기 토출시공부(20)에서 토출되는 돌출부 조성물은 적어도 상기 표면부 조성물 및 표시부 조성물보다 높은 점성을 갖는 비가열도료로 구성될 수 있다.
이를 위해 상기 토출시공부(20)에는 상기 돌출부 조성물이 설정된 양만큼 일정하게 공급되도록 하기 위한 개폐밸브(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 개폐밸브는 미리 설정된 제어 값에 따라 상기 돌출부 조성물이 공급되도록 할 수 있다.
상기 프레임(10)에는 본 발명의 차선 시공장치를 구동하기 위한 별도의 구동부(90)가 결합될 수 있도록 하나 또는 복수의 체결부(미도시)가 구비될 수 있다.
이때, 상기 구동부(90)로는 대차 및 차량(예를 들면 트랙터, 트럭 등) 등이 결합되어 시공작업을 할 수 있도록 하며, 상기 구동 장비에는 도료탱크, 가열버너, 연료통, 가스통, 에어컴프레셔, 컨트롤러 등 상기 토출시공부(20), 메인분사시공부(30) 및 보조분사시공부(40)의 구동에 필요한 동력원을 구비하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 프레임(10)에는 상기 메인분사시공부(30) 및 보조분사시공부(40)에 동력원인 유체를 공급할 수 있는 유체공급원(11)이 구비될 수 있고, 상기 유체공급원(11)은 상기 메인분사시공부(30) 및 보조분사시공부(40)에 가열연료인 가스를 공급할 수 있도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 도료탱크(41)에 저장되는 표시부 조성물은 상기 제2호퍼(31)에 저장되는 표면부 조성물과 다른 색상을 갖도록 구성될 수 있다.
이는 상기 도료탱크(41)에 저장된 표시부 조성물이 상기 제2호퍼(31)에 저장되는 표면부 조성물의 양측에 분사되어 상기 표면부 조성물의 색상의 식별력이 향상되도록 하기 위함이며, 바람직하게는 상기 표시부 조성물과 표면부 조성물은 서로 대비되는 색상, 예를 들어, 상기 표시부 조성물이 흰색으로 구성되는 경우 상기 표면부 조성물은 검정색으로 구성되도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 제2도료분사부재(42)는 적어도 상기 제1도료분사부재(32) 보다 후방에 구비되도록 구성되어 상기 제2도료분사부재(42)에서 분사되는 표시부 조성물이 상기 제1도료분사부재(32)에서 분사되는 표면부 조성물의 양측 일부에 적층되도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 돌출형 스프레이 차선 시공장치에는 상기 개폐밸브의 개폐정도를 조절하는 제어부가 포함될 수 있으며, 상기 제어부는 도 4d 및 4e와 같이 보조분사시공부의 유무와 관계없이 상기 개폐밸브의 개폐 정도를 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 차량의 주행 방향을 따라 점차 많은 양의 제1도료가 토출되도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부는 상기 돌출부 조성물의 토출량이 처음에는 적다가 점차 많아지도록 제어함으로써, 차량이 차선을 변경함에 따라 상기 돌출부 조성물에 의해 형성되는 돌출부가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 토출시공부(20)에서 토출되는 돌출부 조성물의 토출 간격과 상기 메인분사시공부(30)에서 분사되는 표면부 조성물의 분사 간격을 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 토출시공부(20)에서 토출되는 돌출부 조성물과 이웃하는 다른 돌출부 조성물의 사이에 토출간격(a)이 형성되도록 제어하고, 상기 메인분사시공부(30)에서 분사되는 표면부 조성물과 이웃하는 다른 표면부 조성물의 사이에 분사간격(c)이 형성되도록 제어하되, 복수의 토출간격(a)의 사이에는 적어도 상기 토출간격(a)보다 큰 간격을 갖도록 구성되는 정지간격(b)이 형성되도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 정지간격(b)과 이웃하는 다른 정지간격(b)의 사이에는 상기 토출간격(a)이 2 내지 4회 형성될 수 있으며, 더욱 상세하게는, 상기 토출시공부(20)에서 토출되는 돌출부 조성물은 상기 토출간격(a)으로 3회 내지 5회 토출되고, 상기 돌출부 조성물이 토출간격(a)으로 3회 내지 5회 토출된 이후에는 상기 정지간격(b)이 형성될 수 있으며, 가장 바람직하게는 상기 표면부 조성물이 1번 분사되는 동안 상기 돌출부 조성물은 4회 토출되도록 구성될 수 있다.
상기 표면부 조성물이 1번 분사되는 동안 상기 돌출부 조성물이 2회 이하로 토출되는 경우 상기 돌출차선(50)의 수가 너무 적어 차량의 라이트가 반사되는 량이 미미한 수준이 되며, 상기 표면부 조성물이 1번 분사되는 동안 상기 돌출부 조성물이 6회 이상으로 토출되는 경우 상기 돌출차선(50)의 수가 너무 많아 차량의 라이트가 반사되는 량이 많아지게 되어 운전자의 시야를 방해하게 될 수 있는 문제가 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 구동부(90)의 이동 속도 및 이동 시간에 따라 이동 거리를 산출하여 상기 토출간격(a), 정지간격(b) 및 분사간격(c)을 조절하도록 구성될 수 있다.
다시 말하자면, 상기 제어부는 본 발명의 차선 시공장치가 이동하는 속도 및 이동하는 시간에 따라 상기 차선 시공장치가 이동한 거리를 산출하여 상기 돌출부 조성물이 토출되는 토출간격(a), 상기 돌출부 조성물이 토출되지 않는 정지간격(b) 및 상기 표면부 조성물이 분사되는 분사간격(c)을 조절하도록 구성되는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치의 프레스부를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 6에 따르면, 본 발명의 돌출형 스프레이 차선 시공장치에는, 프레임(10)의 내부에 구비되되 상기 토출시공부(20)와 메인분사시공부(30)의 사이에 구비되는 제2실린더(51) 및 상기 제2실린더(51)에 의해 연직 방향으로 슬라이드 이동되며, 타단에는 복수의 돌출부로 구성되는 스탬프(52a)가 형성되는 제2실린더로드(52)를 포함하는 프레스부(50)가 포함될 수 있으며, 상기 프레스부(50)는 상기 토출시공부(20)와 메인분사시공부(30)의 사이에 구비될 수 있다.
이는 상기 프레스부(50)가 상기 스탬프(52a)를 이용하여 토출시공부(20)에 의해 토출되는 돌출부 조성물을 프레스함으로써, 상기 돌출부 조성물이 상기 스탬프(52a)에 대응되는 형상으로 형성되어 돌출부가 복수로 형성되도록 하기 위한 것이다.
즉, 상기 스탬프(52a)에 형성되는 복수의 돌출부 형상이 차선을 따라 진행하는 차량과 직교하는 방향으로 형성되는 경우, 차량의 전조등 또는 가로등에서 조사되는 빛이 상기 프레스부(50)에 의해 형성되는 돌출부 조성물의 요철부에 의해 반사되어 운전자 및 보행자가 차선을 더욱 용이하게 식별할 수 있게 된다.
이때, 상기 스탬프(52a)에 형성되는 복수의 돌출부는 상기 차량과 직교하는 방향으로만 형성될 뿐 아니라, 실시 예에 따라서 상기 차량의 전조등 또는 가로등에서 조사되는 빛이 반사되어 운전자 및 보행자가 용이하게 식별할 수 있도록 하는 형상이라면 얼마든지 변형이 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 프레스부(50)가 상기 토출시공부(20)와 메인분사시공부(30)의 사이에 구비되는 것은, 상기 토출시공부(20)에서 토출된 돌출부 조성물에 표면부 조성물이 분사되기 전, 상기 프레스부(50)의 상기 스탬프(52a)에 의해 상기 돌출부 조성물이 프레스되도록 하기 위한 것이며, 이 같은 형상은 다양한 실시 예에 따라서 상기 돌출부 조성물에 표면부 조성물이 분사되기 전에 상기 프레스부(50)가 상기 돌출부 조성물을 프레스할 수 있는 구성이라면 얼마든지 변형이 가능하다.
도 7a 및 도 7b은 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치의 도료토출부재를 나타내는 도면이다.
첨부된 도 7a 및 7b에 따르면, 본 발명의 도료토출부재(23)는, 연직 방향으로 형성되며 도료공급관(22)과 연통되는 도료토출관(23a), 상기 도료토출관(23a)의 상부에 구비되는 제1실린더(23b) 및 상기 제1실린더(23b)에 의해 연직 방향으로 이동되면서 상기 도료토출관(23a)의 내부로 압력을 가하는 제1실린더로드(23c)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 도료토출관(23a)의 말단에는 하나 또는 복수의 브릿지(23d)가 형성되어 상기 도료토출관(23a)을 통해 토출되는 돌출부 조성물이 상기 브릿지(23d)에 의해 갈라져서 토출되도록 할 수 있다.
이는 상기 도료토출관(23a)을 통해 토출되는 돌출부 조성물이 상기 브릿지(23d)에 의해 갈라져서 토출되도록 하기 위한 것이다. 상기 돌출부 조성물이 상기 브릿지(23d)에 의해 갈라져서 토출되는 경우, 상기 갈라진 복수의 돌출부 조성물이 지면에 맞닿아 주변으로 퍼지게 되면서 서로 다시 합쳐지게 되는데, 상기 복수의 돌출부 조성물이 합쳐진 이음부의 돌출부 조성물의 양이 상기 복수의 돌출부 조성물 각각의 중심부의 돌출부 조성물 양보다 적도록 구성되어, 상기 돌출부 조성물의 단면 형상이 곡선을 이루게 되는 것이다.
즉, 상기 돌출부 조성물이 갈라져서 토출되어 상기 돌출부 조성물의 단면 형상이 곡선을 이루게 되는 경우, 차량의 전조등 또는 가로등에서 조사되는 빛이 상기 돌출부 조성물의 곡선에 의해 반사되어 운전자 및 보행자가 차선을 더욱 용이하게 식별할 수 있게 된다.
이때, 상기 돌출부 조성물은 상기 브릿지(23d)에 의해 갈라져 토출된 상태에서 지면과 맞닿아 점차 다시 합쳐질 수 있도록 하는 조성물로 이루어질 수 있으며, 이러한 상기 돌출부 조성물의 조성물은 다양한 실시 예에 따라 변형될 수 있다.
또한, 상기 하나 또는 복수의 브릿지(23d)는 상기 차량과 직교하는 방향으로만 형성될 뿐 아니라, 실시 예에 따라서 상기 차량의 전조등 또는 가로등에서 조사되는 빛이 반사되어 운전자 및 보행자가 용이하게 식별할 수 있도록 하는 형상이라면 얼마든지 변형이 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 돌출부 조성물은 15 내지 30℃에서 존치시켜 일정 점도를 유지토록 한 다음 피도포체에 도포한다.
본 발명에서 상기 피도포체는 일반적인 노면을 의미할 수 있으며, 주된 노면으로는 아스팔트로 포장된면, 콘크리트로 포장된 면, 금속 면 등이 예시될 수 있다. 아스팔트의 경우, 시공 후 3 개월 이상 지났을 경우이거나 혹서기가 아닌 경우에 a) 단계의 돌출부 조성물을 도포하는 것이 위로 떠오르는 유분으로 인한 부착불량 발생을 방지할 수 있어 바람직하다. 콘크리트의 경우, 타설 후 한 달 이상 양생된 이후에 a) 단계의 돌출부 조성물을 도포하는 것이 부착불량 발생을 방지할 수 있어 바람직하다. 또한 상기 b) 단계는 피도포체의 함수율이 0.001 내지 5%인 상태에서 a) 단계의 돌출부 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 돌출부 조성물은 온도와 같은 작업환경, 조성물 자체의 점도, 차선의 도포 두께에 따라 도포 조건을 다르게 할 수 있으며, 더욱 상세하게는 도포 두께가 0.5 내지 2㎝가 되도록 조성물을 도포하는 것이 바람직하다. 이때 상기 도포 두께를 유지하기 위해 조성물의 도포 속도, 조성물의 점도를 조절할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명에 따른 돌출형 스프레이 차선 시공장치를 이용한 시공방법을 나타내는 도면이다.
첨부된 도 8에 따르면, 본 발명의 돌출형 스프레이 차선 시공장치를 이용한 시공방법은, 도료공급관(22)을 통해 공급된 돌출부 조성물을 토출시켜 돌출차선(60)을 형성하는 돌출차선형성단계(S10), 상기 돌출차선의 상부에 표면부 조성물을 분사하여 표시차선(70)을 형성하는 표시차선형성단계(S20) 및 표시차선의 양 측에 표시부 조성물을 분사하여 식별차선(80)을 형성하는 식별차선형성단계(S30)를 포함한다.
이때 상기 돌출차선형성단계(S10) 이후, 제2실린더로드(52)를 연직 방향으로 슬라이드 이동시켜 제2실린더로드(52)의 타단에 형성되는 스탬프(52a)가 상기 돌출차선을 프레스하는 프레스단계(S13)가 더 포함될 수 있다.
상기 돌출차선형성단계(S10)는 돌출부 조성물을 토출하여 돌출차선(60)을 형성하는 단계로서, 상기 돌출차선(60)은 돌출부 조성물이 지면으로부터 0.5 내지 2㎝ 높이로 형성되는 것을 의미하며, 비교적 표면부 조성물 및 표시부 조성물보다 높은 점성을 갖는 조성물로 구성될 수 있다.
이때, 본 발명의 차선 시공장치는 전술한 바와 같이 제어부를 이용하여 상기 돌출부 조성물을 형성하는 돌출차선(60)의 단면 형상이 점차 두꺼워지는 형상으로 형성되도록 함으로써, 차량의 전조등 또는 가로등에서 조사되는 빛이 용이하게 반사되도록 하여 운전자 및 보행자가 차선을 더욱 용이하게 식별할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 프레스단계(S13)는 제2실린더로드(52)의 타단에 형성되는 스탬프(52a)가 지면에 토출된 돌출부 조성물을 프레스하여 상기 돌출부 조성물에 요철부를 형성하는 단계로서, 상기 요철부는 상기 제2실린더로드(52)의 스탬프(52a)에 형성된 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에서는 프레스단계(S13)에 의해 상기 돌출부 조성물이 프레스되는 것으로 설명하고 있으나, 작업 환경이나 실시 환경에 따라서, 전술한 바와 같이 도료토출관(23a)의 말단에 하나 또는 복수의 브릿지(23d)를 형성함으로써, 상기 도료토출관(23a)을 통해 토출되는 상기 돌출부 조성물이 복수로 갈라진 상태로 토출된 이후 지면에서 서로 결합되도록 하여 돌출부 조성물의 단면 형상이 곡선을 이루도록 할 수도 있다.
상기 표시차선형성단계(S20)는 글라스비드(Glass bead)가 함유된 표면부 조성물을 상기 돌출차선(60)의 상부에 분사하여 차량의 전조등 또는 가로등에서 조사되는 빛이 반사되도록 하는 표시차선(70)을 형성하는 단계이다.
상기 표면부 조성물의 도포 조건 또한 상기 돌출부 조성물과 유사하게 유지할 수 있으며, 이때 도포두께는 100 내지 1,000㎛으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 시공 방법은 차선의 시인성을 더욱 높이기 위해 b) 단계와 c) 단계 사이에 표면부 조성물과 다른 색상의 안료를 혼합한 표시부 조성물을 표면부의 단축방향 양측면에 도포할 수 있다.
상기 표시부 조성물은 상기 표면부 조성물과 동일 또는 상이한 조성물을 혼합하여 형성할 수 있으나, 차선의 시인성을 더욱 향상시키기 위해 상기 차선 또는 피도포체와 보색 관계의 안료를 혼합하는 것이 바람직하다. 일예로 차선의 색상이 파란색인 경우, 파란색의 보색인 주황색의 안료를 혼합하여 도포하는 것이 좋다.
상기 표시부 조성물은 상기 표면부 조성물과 동일 또는 상이한 도포 및 경화 조건을 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 표면부 조성물과 동일하게 100 내지 1,000㎛의 도포 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 식별차선형성단계(S30)는 상기 빛이 반사되는 표시차선(70)의 양 측에 상기 표면부 조성물과 동일 유사한 조성물로 이루어지되, 서로 대비되는 색상을 갖는 표시부 조성물을 상기 표시차선(70)의 양 측에 분사하여 식별차선(80)을 형성하는 단계이다.
상기 c) 단계의 양생은 경화 및 건조를 포함하며, 양생 시간은 한정하지 않으나 1 내지 5일, 경화 시간은 상온(20 내지 25℃)일 때 5 내지 20분일 수 있다. 상기와 같이 경화 완료 이후에 건조를 더 거침으로써 내구성, 내마모성, 논슬립성, 충격강도, 노면과의 접착성, 전단강도 등의 기계적 물성이 우수한 도막이 형성될 수 있다.
또한 상기 c) 단계 이후에 표면의 발수성을 더욱 높이기 위해 도막 표면에 스퍼터링 등을 통해 표면처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 상기와 같은 표면 처리를 진행함으로써 상기 도막의 표면에 소수성 작용기가 더 포함됨으로써 물 분자에 대한 접촉각을 더욱 높일 수 있다.
본 발명에서 상기 표면처리는 스퍼터링을 통해 진행할 수 있으며, 더욱 상세하게는 플라즈마 스퍼터링을 통해 진행할 수 있다. 이때 상기 플라즈마 스퍼터링은 진공 중에서 RF 전원을 사용하여 수행될 수 있는데, 예를 들어 산소와 아르곤의 혼합 가스(몰비 = 2:1) 내에서 700 V의 바이어스 전압으로 2 시간 동안 수행될 수 있다.
또한 상기 스퍼터링 시 표면을 불소계 작용기로 개질하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 불소계 작용기는 -CF3, -CF2H, -CF2- 및 -CH2-CF3 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 도막을 플라즈마로 에칭하여 거친 표면을 만든 후 불소계 가스 환경에서 플라즈마를 발생시켜 상기 도막 표면을 개질할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물로 형성된 차선은 도로의 표면에 두터운 도막을 형성할 수 있으며, 내구성이 우수하여 수명이 길고, 야간이나 우천시에도 우수한 시인성을 가질 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 제한되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.
(접촉각)
자동 접촉각계 CA-Z형(쿄와 계면 과학 주식회사)을 사용하여, 순수 3 마이크로리터를 적하하였을 때의 접촉각을 측정하였다.
(부착성)
아스팔트에 1㎜ 두께로 도장하여 건조한 후, 칼로 X자로 긁고 모서리 부분을 칼로 도려낼 때 아스팔트와 도막이 분리되는 경우 ×분리되지 않는 경우 ○로 평가하였다.
(인장강도)
KS F 4922(폴리우레아 수지 도막 방수재)에 의거하여 인장강도를 시험하였다.
(전단강도)
100㎜×100㎜ 정사각형 시편에 대하여 만능재료시험기를 사용하여 전단접착강도를 측정하였으며 시험방법은 KS F 4932에 따라 재하속도는 1㎜/min, 시험온도는 20℃에서 실시하였다.
(내마모성)
테이버(Taber) 마모 시험기에 시편을 올려 CS-10으로 100회 회전하여 중량의 감량을 측정하였다.
(실시예 1)
차선 조성물로 아크릴계 중합체(Polymethylmethacrylate 200336, ALDRICH) 40 중량%, 메타크릴산 15 중량%, 우레탄계 중합체(Polyurethane, 81367, Aldrich) 20 중량%, 소수성 중합체로 헥사메틸디실록산 10 중량%을 준비하였다.
이와는 별개로 안료가 도포된 글라스비드를 제조하였다. 구체적으로 디프로필렌글리콜 35 중량%, 디에틸렌글리콜 35 중량%, 테트라히드로프탈릭언하이드라이드 15 중량% 및 말레익안하이드라이드 15 중량%를 반응시켜 제조한 불포화 폴리에스테르 수지에 백색안료(Yellow 605, 대도안료(주))와 체질안료(탄산칼슘계 안료, 렉셈)가 1 : 1 중량비로 혼합된 안료를 첨가한 후, 이를 평균입경 600㎛의 글라스비드에 도포하고 경화하였다. 이때 글라스비드의 조성은 글라스비드 100 중량부 대비 불포화 폴리에스테르 수지 40 중량부, 안료 15 중량부를 혼합하였다. 그리고 제조된 글라스비드를 차선 조성물에 15 중량%를 혼합하고 1,000 rpm에서 30분간 교반하여 제조하였다.
제조된 조성물은 아스팔트에 800㎛의 두께로 도포하였다. 그리고 상온(20℃)에서 3일간 정치하여 시편을 완성하였다. 완성된 시편의 물성을 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
(실시예 2)
상기 실시예 1에서 글라스비드의 코팅용 조성물 제조 시 이온성 중합체로 폴리아크릴산을 더 첨가하였다. 이때 첨가량은 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 5 중량부 첨가하였다.
(실시예 3)
상기 실시예 1에서 글라스비드의 코팅용 조성물 제조 시 이온성 중합체로 폴리도파민을 더 첨가하였다. 이때 첨가량은 불포화 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 5 중량부 첨가하였다.
(실시예 4)
상기 실시예 1에서 소수성 중합체의 첨가량을 3 중량%, 아크릴계 중합체를 47 중량% 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(실시예 5)
상기 실시예 1에서 소수성 중합체의 첨가량을20 중량%, 아크릴계 중합체를 30 중량% 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 제조하였다.
(비교예 1)
상기 실시예 1에서 차선 조성물로 소수성 중합체를 대신하여 다반응성 에폭시 수지로 3,4-에폭시시클로헥실메틸와 실리콘 결합제로 디헥실실라놀이 97 : 3 중량비로 혼합된 에폭시계 중합체를 동일 조성비로 첨가한 것을 제외하고 동일한 방법으로 시편을 완성하였다.
[표 1]
Figure 112019068140968-pat00001
상기 표 1과 같이 본 발명에 따라 제조된 도로 표시용 조성물은 우수한 기계적 물성을 가지면서도 접촉각 기준(접촉각 90°이상, 접촉각 이력 30°미만)을 모두 만족하는 것을 알 수 있다.
특히 조성물에 소수성 중합체의 함량이 일정 범위를 벗어난 실시예 4, 5는 조성물의 혼합이 제대로 이루어지지 않아 도막의 기계적 물성이 크게 떨어진 것을 알 수 있어 적정비로 혼합하는 것이 중요함을 알 수 있다.
또한 글라스비드의 코팅 시 이온성 중합체를 더 첨가하는 경우 내마모성이 향상되는 것을 알 수 있으며, 특히 폴리도파민을 더 첨가한 실시예 3은 가장 우수한 기계적 물성을 보이고 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 및 시험예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 프레임 11 : 유체공급원
20 : 토출시공부
21 : 제1호퍼 22 : 도료공급관
23 : 도료토출부재
23a : 도료토출관 23b : 제1실린더
23c : 제1실린더로드 23d : 브릿지
30 : 메인분사시공부
31 : 제2호퍼 31a : 제2배출구
32 : 제1도료분사부재
40 : 보조분사시공부
41 : 도료탱크 41a : 제3배출구
42 : 제2도료분사부재
50 : 프레스부
51 : 제2실린더 52 : 제2실린더로드
52a : 스탬프
60 : 돌출차선 70 : 표시차선
80 : 식별차선 90 : 구동부

Claims (8)

  1. 중량평균분자량이 3,000 내지 500,000 g/mol인 아크릴계 중합체 20 내지 50 중량%, 우레탄계 중합체 10 내지 40 중량%, 글라스비드 0.1 내지 20 중량%, 소수성 중합체 5 내지 15 중량% 및 메타크릴산 0.1 내지 20 중량%를 포함하되, 상기 소수성 중합체는 헥사메틸디실록산, 폴리테트라플루오로에틸렌, 트리메틸실란, 테트라에틸오소실리케이트 및 옥타메틸사이클로테트라실록산에서 선택되는 어느 하나 또는 복수이며,
    상기 글라스비드는 표면에 하나 또는 복수의 안료와 불포화 폴리에스터에 폴리도파민이 혼합된 접착제를 포함하는 코팅층이 코팅된 것을 특징으로 하는 초발수성 도로 표시용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 안료는 유색안료 30 내지 70 중량%와 체질안료 30 내지 70 중량%가 혼합된 것을 특징으로 하는 초발수성 도로 표시용 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 중합체는 메틸메타아크릴레이트, 메타아크릴산, 부틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디아크릴레이트에스테르, 테트라 에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 하이드록실에틸 디이소아누레이트 트리아크릴레이트, 알킬에스테르 아크릴산, 하이드록시알킬에스테르 아크릴산, 하이드록시 알킬 에스테르 메타아크릴 산, 부틸렌글리콜 디메타아크릴레이트 테크라에틸렌글리콜 디메타아크릴레이크, 폴리프로필렌 글리콜 디메카아크릴레이트, 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 디메타아크릴레이트, 펜타에리디올 디메타아크릴레이트, 부칠렌글리콜 트리 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 트리 메타아크릴레이트, 비스페놀-A 트리 메타아크릴레이트, 에톡시레이티이드 비스페놀-A 트리 메타아크릴레이트, 펜타아크릴디올 트리메타아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트, 사이클로알킬 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, n-옥틸메타아크릴레이트, 벤질 메타아크릴레이트, 이소옥틸 메타아크릴레이트, 3-비닐사이클로헥실 메타아크릴레이트, 3.3.5-트리메틸사이클로헥실 메타아크릴레이트, 보닐 메타아크릴레이트, 이소보닐 메타아크릴레이트, 1-메틸사이클로헥실 메타아크릴레이트, 프로판디올디 메틸아크릴레이트, 부탄디올디 메틸 아크릴레이트, 헥산디올디 메틸아크릴레이트, 옥산디올디 메틸아크릴레이트, 노나네디올디 메틸아크릴레이트, 데칸디올디 메틸아크릴레이트, 트리에틸프로판트리 메타아크레이트, 트리메틸올프로판트리 메타아크레이트, 2-히드록시에틸메타크릴에이트, 2-히드록시프로필메타아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 메타크릴레이트, 카두라아크릴레이트, 카두라메타크릴레이트, 카프로락톤아크릴레이트, 카프로락톤메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필아크릴, 2,3-디하이드록시프로필메타크릴레이트, 폴리프로필렌변성 아크릴레이트, 폴리프로필렌 변성 메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 노말부틸메타크릴레이트, 노말헥실메타크릴에이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 노말부틸아크릴레이트, 터셔리부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말옥틸아크릴에이트, 이소보닐아크리레이트 및 시클로헥실아크릴레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 단량체가 중합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 초발수성 도로 표시용 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 3,4-에폭시시클로헥실메틸, 3,4-에폭시시클로헥산 카복실레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드 및 4-비닐시클로헥센디옥시드로, 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르, 노볼락 에폭시, 비스페놀 A계 에폭시, 비스페놀 F계 에폭시, 브롬화 비스페놀계 에폭시, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, n-부틸 글리시딜 에테르, 알리파틱글리시딜 에테르(C12-C14), 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, o-크레실(Cresyl) 글리시딜 에테르, 노닐 페닐 글리시딜 에테르, 1,4-부탄다이올디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르 및 에틸렌글리콜디글리시딜에테르에서 선택되는 어느 하나 또는 복수의 화합물이 중합된 에폭시계 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초발수성 도로 표시용 조성물.
  8. 구동부(90)의 전방에 결합되며, 유체공급원(11)이 구비되는 프레임(10);
    상기 프레임(10)의 전방 일 측에 구비되며 내부에 돌출부 조성물(제1도료)이 저장되고 하부에 제1배출구(21a)가 형성되는 제1호퍼(21), 상기 제1호퍼(21)의 제1배출구(21a)와 연통되도록 설치되어 상기 프레임(10)의 전방 중앙으로 연장되는 도료공급관(22) 및 상기 도료공급관(22)을 통해 공급되는 돌출부 조성물을 연직 하방으로 압력을 가하여 토출시키는 도료토출부재(23)를 포함하는 토출시공부(20);
    상기 프레임(10)에 구비되며 내부에 제 1항에 따른 표면부 조성물(제2도료)이 저장되고 하부에 제2배출구(31a)가 형성되는 제2호퍼(31) 및 상기 제2호퍼(31)의 제2배출구(31a)와 연통되도록 설치되어 상기 제2호퍼(31)를 통해 공급되는 상기 표면부 조성물을 노면으로 분사하는 제1도료분사부재(32)를 포함하는 메인분사시공부(30);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초발수성 도로 표시선 시공 장치.
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