KR102396358B1 - 우천시 시인성 및 내구성이 우수한 상온경화형 돌출차선 도료 조성물 - Google Patents

우천시 시인성 및 내구성이 우수한 상온경화형 돌출차선 도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에 관한 것으로 날씨, 기후, 계절, 시간 등의 변화에도 물성을 일정하게 유지할 수 있어 시공성이 좋고, 특히 우천 시나 야간에 우수한 시인성을 제공할 수 있는 돌출 차선 시공에 사용할 수 있으며, 돌출 차선은 내구성이 우수해 그 기능이 장기간 유지될 수 있을뿐만 아니라 유연성 및 부착성이 우수하여 크렉과 도막의 탈리 등의 문제도 해결할 수 있다.

Description

우천시 시인성 및 내구성이 우수한 상온경화형 돌출차선 도료 조성물{Structured marking traffic paint composition comprising cold plastic paint with high visibility and durability in rainy weather}
본 발명은 상온경화형 플라스틱 도료를 포함하는 돌출차선 형성용 도료 조성물에 관한 것으로 야간 및 우천 시 우수한 재귀반사도를 가지고 내구성이 뛰어난 2~5mm의 돌출차선을 형성하는데 이용할 수 있다.
도로에 시공하는 다양한 노면 표지는 도로를 운행하는 차량의 안전하고 원활한 주행을 위해 여러 가지 정보를 표시한다. 차선 도색 시스템은 중요한 노면 표지 방식의 하나로서 도로 면에 노면표지용 도료를 도포함과 동시에 도료를 도포한 표면에 유리알을 살포하여 유리알과 도료를 결착하는 방법으로 운전자 및 보행자에게 시인성을 제공하는 기능을 부여하는 특수한 기능의 도장 시스템이다. 이러한 형태로 시공된 차선은 주간 및 야간, 비가 오는 날 등 여러 가지 외부 환경에서도 우수한 시인성을 제공해야 하고, 장기간 차선을 유지할 수 있는 내구성도 갖추어야 한다.
이와 관련하여 최근 교통량의 급증을 비롯하여 여러 안전사고 등으로 인하여 차선용 페인트의 내구성과 시인성 불량에 의한 안전성의 문제가 대중매체를 통해 수차례 언급되고 있다. 특히, 우천 시 시인성 확보가 어려워 교통사고율 증가로 이어지고 운전자와 시민의 안전을 심각하게 위협하며, 내구성 부족에 의한 차선의 재도색의 횟수가 증가하여 경제적 손실도 유발하고 있다.
이러한 문제를 해결하고자 한국도로공사를 비롯하여 다양한 기관에서 도료의 내구성 향상과 우천 시 시인성 확보를 위한 여러 가지 연구가 이뤄지고 있다. 이와 관련하여 최근에는 상온경화형 플라스틱 도료의 도입으로 기존의 노면표지용 도료로 시공한 차선에 비해 우수한 내구성을 가진 차선이 도로에 표시되고 있고, 한국 공개특허 제2020-0095109호나 한국 등록특허 제1798894호에서도 시인성 향상 목적의 상온경화형 플라스틱 도료 조성물에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상온경화형 플라스틱 도료 조성물을 이용한 시인성 향상 차선 시공은 대다수 스프레이 형태에 국한되어 있고 유리알을 살포하여 우천 시 시인성을 확보하는 방식이 많아 상대적으로 교통량이 많은 시내 구간에서는 내구성이 떨어지는 단점을 보이고 있다.
그리고 우천 시 시인성을 확보하기 위해 살포하는 유리알은 소위 ‘우천형 유리알’이라고 불리는 특수 유리알을 일반적으로 쓰고 있는데, ‘우천형 유리알’은 일반 유리알에 비해 10배 이상 비싸다는 단점이 있고 초기 기능은 우수하나, 단기간 내에 차선에서 유리알이 탈락하고 유리알 자체가 마모되어 그 기능을 상실하는 문제점이 존재한다.
또한, 상온경화형 도료는 도색 작업 시 온도에 민감하게 작용하기 때문에 노면의 표면 온도가 50℃ 미만일 때는 정상적인 물성이 구현될 수 있으나, 노면의 온도가 50℃ 이상이 되면 내구성 저하, 도막의 탈리 등의 여러 문제점이 나타날 수 있다. 상온경화형 도료인 5종 차선의 도색 작업은 국내의 경우 90% 이상이 6월에서 9월까지 실시하며, 이때의 노면 온도는 50℃ 이상이 대부분이어서 상온 경화형 도료로 시공한 차선의 내구성 부족과 부착성 불량이 빈번하게 일어나고 있다. 게다가 상온경화형 도료의 경질 특성으로 인해 겨울철에는 차선의 유연성 부족으로 차선의 갈라짐이나 깨짐이 쉽게 발생하는 한계도 있다.
따라서 상온경화형 도료인 5종 도료를 이용한 노면 표지의 장점을 구현하기 위해서는 50℃ 이상에서도 안정적으로 반응할 수 있고 유연성이 보완된 노면표지의 개발이 필요하고, 동시에 우천을 비롯하여 다양한 외부 환경 변화에서도 오랜 기간 시인성이 좋고 내구성이 뛰어난 차선 시공용 도료 개발도 필요하며, 나아가 비싼 우천용 유리알을 사용하는 방식보다 경제적인 방식의 차선 도색 시스템 마련도 필요하다.
한국 공개특허 제2020-0095109호 한국 등록특허 제1798894호
본 발명의 목적은 유연성, 내구성 및 부착성이 우수하고 장기간 재귀반사 성능이 유지되는 돌출차선 형성용 상온경화형 도료 조성물과 이를 이용하여 시공한 시인성이 뛰어난 2~5mm의 돌출차선을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 노면과의 부착력을 확보하는 동시에 유리알(글라스비드)과 결착력이 우수하여 장기간 시인성이 유지되는 돌출차선 및 이를 위한 상온경화형 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 50℃ 이상의 고온에서 차선 도막의 왁스층을 유지하여 내구도가 뛰어난 돌출차선을 시공할 수 있는 상온경화형 도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 아크릴부, 시트르산 에스테르계 화합물 및 융점이 50℃ 이상인 파리판 왁스를 함유하는 수지부와 표면개질한 산화그래핀 및 유리알을 포함하는 상온경화화형 차선 도료 조성물을 제공한다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물은 도색 작업 시 2 내지 5㎜의 두께의 돌출차선을 시공할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물은 아크릴부 100 중량부 대비 2 내지 15 중량부의 시트르산 에스테르계 화합물 및 1.5 내지 5 중량부의 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 함유하는 수지부 및, 아크릴부 100 중량부 대비 표면개질된 산화그래핀 3.5 내지 25 중량부 및 유리알 85 내지 145 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물에서 유리알은 입경 0.3 내지 1.0㎜, 굴절률이 1.5 내지 1.9인 것이 특징일 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물은 석영 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물에서 시트르산 에스테르계 화합물은 트리부틸 O-아세틸시트레이트 및 아세틸부틸 시트레이트에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물은 톨루이딘계 반응 촉진제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물에서 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트, 다관능 아크릴 단량체, 하이드록시 아크릴 단량체 및 알킬 아크릴 단량체를 포함할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물에서 아크릴부의 다관능 아크릴 단량체는 2개 이상의 아크릴레이트기를 포함할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물에서 아크릴부의 하이드록시 아크릴 단량체는 하이드록시프로필 메타크릴레이트 및 하이드록시프로필 아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 상온경화형 차선 도료 조성물에서 아크릴부의 알킬 아크릴 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 아크릴부, 시트르산 에스테르계 화합물, 융점이 50℃ 이상인 파리판 왁스를 함유하는 수지부와 표면개질한 산화그래핀 및 유리알을 포함하여 우천 및 야간 등 기후와 시간 변화에도 우수한 시인성을 제공할 수 있고 온도의 변화에도 유연성 및 내구성이 우수하다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 도색 작업 시 2~5㎜의 두께로 돌출된 차선을 형성할 수 있고, 시공한 차선의 유리알이 물에 잠기지 않아 차선에서 발생하는 수막현상을 방지할 수 있으며 배수도 용이하여 우천 시에도 우수한 시인성을 가진 돌출 차선을 제공할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물로 시공한 돌출 차선은 장기간 우수한 내구성과 재귀반사 성능을 유지할 수 있고, 크렉이 발생되거나 노면에서 이탈되지 않아 도로에서도 오랫동안 그 기능을 유지할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 노면과의 부착력이 뛰어나며 빠른 경화 가능할 뿐만 아니라 저장 안정성도 우수하다.
도 1은 종래의 노면 표지용 도료의 불량 형태를 보여주는 도면으로 유리알이 탈락된 노면 차선의 모습(좌측), 노면 차선의 벗겨짐(중간) 및 노면 차선의 크렉(우측)을 모습을 보여준다.
도 2는 우천용 유리알의 시공 전/후 모습을 보여주는 도면으로 살포 초기의 우천용 유리알과 살포 후 6개월이 지난 시점의 마모되어 기능이 상실된 우천용 유리알의 모습을 보여준다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도료 조성물로 시공한 돌출 차선의 모습을 보여주고, 우천 시 돌출 차선에 의한 시인성 향상 효과의 원리와 돌출 차선의 외부 표면으로 드러난 유리알에 의해 나타나는 빗물의 배수 효과를 보여준다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물 및 이를 이용한 돌출 차선 시공방법과 시인성인 향상된 돌출 차선에 관한 것으로서, 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 아크릴부, 시트르산 에스테르계 화합물 및 융점이 50℃ 이상인 파리판 왁스를 함유하는 수지부와 표면개질한 산화그래핀 및 유리알을 포함한다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에서 수지부는 아크릴부를 베이스로하고 시트르산 에스테르계 화합물 및 파라핀 왁스를 함유하여 유연성과 내충격성이 향상된 차선을 형성할 수 있는 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물을 제공할 수 있는 장점이 있다. 종래 상온경화형 도료로 시공한 도로 차선은 유연성이 낮아 차량에서 가해지는 충격으로 쉽게 깨지거나 갈라짐이 발생하고 차선 도막의 탈리가 빈번히 발생하는 문제가 있었으나, 본 발명에 따른 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물 및 이를 이용해 시공한 차선에는 시트르산 에스테르계 화합물과 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스가 포함되어 있어 차선 도막의 유연성 향상과 동시에 내충격성 또한 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 아크릴부를 포함하여 도료 조성물과 노면의 부착력을 확보하고 유리알, 실리카 입자 등 조성물에 혼합되는 여러 성분과 우수한 결착력을 가질 수 있다. 본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에서 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트 및 다관능 아크릴 단량체를 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트, 알킬 아크릴 단량체, 다관능 아크릴 단량체 및 하이드록시 아크릴 단량체를 포함할 수 있다.
본 발명에서 폴리메틸메타크릴레이트는 메틸메타크릴레이트를 중합하여 생성된 것일 수 있으며 중량평균분자량이 100,000 이하, 좋게는 20,000 내지 70,000인 것을 이용할 수 있다.
본 발명에서 알킬 아크릴 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있다.
본 발명에서 다관능 아크릴 단량체는 아크릴레이트기를 2개 이상 포함하는 것을 이용할 수 있으며, 좋게는 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트를 이용할 수 있다.
본 발명에서 하이드록시 아크릴 단량체는 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트 및 하이드록시프로필 아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상을 이용할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에서 수지부에 포함된 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부 대비 130 내지 160 중량부, 좋게는 140 내지 150 중량부의 알킬 아크릴 단량체와 15 내지 35 중량부, 좋게는 20 내지 30 중량부의 하이드록시 아크릴 단량체 및 15 내지 35 중량부, 좋게는 20 내지 30 중량부의 다관능 아크릴 단량체를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 아크릴부가 이러한 범위를 만족함으로써 다관능 아크릴 단량체에 의한 내마모성 향상 효과, 하이드록시 아크릴 단량체에 의한 부착성 향상 효과를 극대화하면서도 빠른 경화로 시공시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에서 수지부에 포함된 시트르산 에스테르계 화합물은 트리부틸 O-아세틸시트레이트 및 아세틸부틸 시트레이트에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 좋게는 트리부틸 O-아세틸시트레이트를 포함할 수 있다. 시트르산 에스테르계 화합물에 의해 아크릴부와 상용성을 확보하면서도 유연성 상승에 따른 내마모도 또는 기계 강도 저하를 예방할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물의 수지부는 아크릴부 100 중량부 대비 2 내지 15 중량부, 좋게는 4 내지 10 중량부의 시트르산 에스테르계 화합물을 포함할 수 있다. 시트르산 에스테르계 화합물을 소량 포함할 경우 내충격성 저하가 발생할 수 있으며, 시트르산 에스테르계 화합물을 다량 포함할 경우 조성물로 형성한 도막의 물성 균일도가 낮아지고 내마모도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 의한 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에서 수지부는 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 포함한다. 파라핀 왁스는 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물의 경화 시 도료 표면에 막을 형성하여 산소와의 반응을 차단하여 안정적인 반응을 유도하여 경화 후 내마모성을 향상할 수 있다. 종래 이용되는 파라핀 왁스의 경우 융점이 낮아 여름철 노면이 가열되는 경우 쉽게 소실되는 문제점이 있으며, 이에 따른 내구도 저하를 유발할 수 있다. 반면 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 포함하고 있어 파라핀 왁스층이 쉽게 소실되지 않으며 정상적인 경화가 이루어지게 하여 부착성 및 내마모도가 우수하여 내구도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에서 수지부에 포함된 파라핀 왁스의 융점은 50℃ 이상, 좋게는 50 내지 60℃일 수 있으며, 융점이 낮은 경우 쉽게 소실될 수 있고, 융점이 높은 경우 상용성이 저하되고 시공성도 저하될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물의 수지부는 아크릴부 100 중량부 대비 1 내지 7 중량부, 좋게는 1.5 내지 5.0 중량부의 파라핀 왁스를 포함할 수 있으며, 파라핀 왁스를 소량 포함할 경우 경화 시 산소 차단 효과가 저하될 수 있고, 파라핀 왁스를 다량 포함할 경우 도료 조성물의 시공성 및 부착력 저하를 유발할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 유리알을 포함하고, 유리알은 평균 입경이 0.3 내지 1.0㎜일, 바람직하게는 0.3 내지 0.6㎜일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유리알의 평균 입경이 작은 경우 우천이나 야간 등 날씨나 시간 변화 시 시인성의 확보가 어려울 수 있고, 유리알의 평균 입경이 큰 경우 도색 시 사용하는 살포용 유리알의 함침을 방해하여 유리알이 쉽게 탈리되어 시인성이 저하될 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물에 포함된 유리알의 굴절률은 1.50 내지 1.90, 바람직하게는 1.60 내지 1.80, 보다 바람직하게는 1.64 내지 1.80일 수 있다. 굴절률이 높은 유리알은 일반적으로 우천형 유리알로서 사용되는데 높은 굴절률을 가져 우천 시에도 운전자나 보행자의 시인성 확보를 용이하게 할 수 있으나 가격이 비싸 경제적이지 못하며, 우천용 유리알을 주로 차선 위에 살포하는 방식으로 사용되기 때문에 외부에 직접 노출되어 시간이 지날수록 쉽게 마모되어 그 기능이 장기간 유지되기 어렵다. 반면 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 도료 조성물은 유리알이 외부로 완전히 노출되지 않기 때문에 수막 층이 형성되지 않을 뿐만 아니라 장기간 재귀반사 성능이 유지될 수 있으며, 구조적으로 빗물이 흘러 나가는 배수 효과를 유도하여 일반 유리알을 사용하여도 우수한 시인성을 가지는 차선을 시공할 수 있어 우천 시 시인성을 담보할 수 있는 기능적 효과 및 경제적이다(도 3 참조). 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 상온 경화형 돌출 차선 도료 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 85 내지 145 중량부, 좋게는 90 내지 140 중량부의 유리알을 포함할 수 있다. 유리알을 소량 포함하는 경우 건조 시와 습윤 시 모두 재귀반사도 성능의 현저한 감소 및 차선 도막의 내구성 감소가 발생할 수 있고, 유리알을 다량 포함하는 경우 조성물 내 유리알의 결착력 감소 및 도료 시공 시 유리알의 빈번한 이탈에 의해 차선 도막의 내구성 감소와 함께 건조 및 습윤 시 모두 재귀반사도 성능 저하도 나타날 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 석영 입자를 포함할 수 있고, 평균 입자의 크기는 100 내지 500㎛, 좋게는 150 내지 250㎛일 수 있다. 석영 입자는 유리알의 분포를 균일하게 하여 재귀반사 성능을 향상시켜 차선의 시인성은 보다 좋게 할 수 있다. 석영의 크기가 작은 경우 석영 입자끼리의 응집이나 유리알의 불균일한 분포는 발생시킬 수 있고 석영의 큰 경우 차선 도막의 내구도 저하 등을 유발할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 상온 경화형 돌출 차선 도료 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 35 내지 150 중량부, 좋게는 45 내지 140 중량부의 석영 입자를 포함할 수 있다. 석영 입자 함량이 적으면 유리알에 의한 시인성이 증가 효과가 크게 나타나지 않을 수 있고, 석영 입자 함량이 많으면 차선 도막의 균일성 및 시공성이 저하될 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 착색안료 및 체질안료를 더 포함할 수 있으며, 이러한 안료를 포함함으로써 운전자 및 보행자가 쉽게 식별이 가능한 도로의 노면 표지를 형성할 수 있다. 구체적으로 상기 착색안료는 이산화티탄을 이용할 수 있으며, 체질안료는 탄산칼슘, 탈크, 마이카, 점토 및 황산바륨 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있으며, 좋게는 탄산칼슘을 이용할 수 있다. 착색안료 및 체질안료는 평균입경이 10 내지 50 ㎛, 좋게는 12 내지 40 ㎛일 수 있으며, 안료의 입경이 작은 경우 안료간 응집이 발생할 수 있고, 안료의 입경이 큰 경우 차폐력 등의 저하가 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 상온 경화형 돌출 차선 도료 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 40 내지 80 중량부, 좋게는 45 내지 70 중량부의 착색안료를 포함할 수 있다. 착색안료를 소량 포함하는 경우 차폐력의 저하로 선명한 색상을 나타내기 어렵고, 착색안료를 다량 포함하는 경우 효과의 상승은 크지 않으면서도 생산단가가 지나치게 상승하는 문제점이 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 상온 경화형 돌출 차선 도료 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 80 내지 150 중량부, 좋게는 90 내지 140 중량부의 체질안료를 포함할 수 있다. 이러한 범위로 체질안료를 포함함으로써 선명한 색상을 나타냄과 동시에 시공 편의성을 확보할 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 표면개질된 산화그래핀을 포함할 수 있고, 표면개질된 산화 그래핀을 포함함으로써 기계 강도를 더욱 높여 내구성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 산화그래핀은 평균 입경이 5 내지 30㎛, 좋게는 10 내지 25㎛일 수 있으며 평균입경이 작은 경우 산화그래핀의 응집이 발생할 수 있고, 평균입경이 큰 경우 산화그래핀 투입 효율이 저하될 수 있다.
본 발명에서 산화그래핀은 말단에 아크릴 또는 메타크릴기를 포함하는 실란계 표면개질제로 표면개질된 것일 수 있으며, 이러한 표면개질제로 표면개질된 산화그래핀을 투입함으로써 분산성을 향상시키며, 균일한 분산에 의하여 산화그래핀 투입량 대비 우수한 기계강도 향상효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로 말단에 아크릴기 또는 메타크릴기를 포함하는 실란계 표면개질제는 3-메타크릴록시프로필 메틸디메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 메틸디에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리에톡시실란 및 3-아크릴록시프로필 트리메톡시실란에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 상온 경화형 돌출 차선 도료 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 3.5 내지 25 중량부, 좋게는 4 내지 24 중량부의 표면개질된 산화그래핀을 포함할 수 있다. 표면개질된 산화그래핀을 소량 포함할 경우 표면개질된 산화그래핀 첨가에 의한 효과를 나타내기 어려우며, 표면개질된 산화그래핀을 다량 포함할 경우 색상에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 톨루이딘계 반응촉진제를 포함할 수 있으며, 좋게는 N.N-bis-(2-hydroxyethyl)-p-toluidine을 이용할 수 있다. 경화촉진제를 이용함으로써, 통상적으로 알려진 다른 경화촉진제와 대비하여 가사시간은 연장되면서도 경화시간이 단축되어 시공에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상온 경화형 돌출 차선 도료 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 1 내지 7 중량부, 좋게는 1.5 내지 5 중량부의 톨루이딘계 반응촉진제를 포함할 수 있으며, 반응 촉진제를 소량 포함할 경우 경화시간이 늦어지고 충분한 경화가 일어나기 어려워 내구성이 저하 되며, 반응 촉진제를 다량 포함할 경우 변색, 부착강도 등의 저하가 나타날 수 있다.
본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 증점제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 증점제는 캐스터 오일계, 금속 비누계, 다이머산계, 폴리에틸렌계, 유기벤토나이트계, 카제인 또는 전분과 같은 천연물계, 셀룰로오스계 및 폴리머계에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있으며, 좋게는 폴리머계의 증점제를 이용할 수 있고, 더욱 좋게는 우레탄계, 폴리우레탄계 증점제를 이용할 수 있다. 분산제 및 증점제는 통상적으로 판매되는 시판 분산제 또는 증점제를 이용할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상온 경화형 돌출 차선 도료 조성물에는 아크릴부 100 중량부 대비 0.3 내지 5.5 중량부, 좋게는 0.5 내지 5.0 중량부의 증점제를 포함할 수 있다. 증점제를 소량 포함할 경우 일정 두께 이상의 노면표지 시공이 어려울 수 있고, 증점제를 다량 포함할 경우 지나치게 높은 점도에 의해 균일한 도막 형성이 어려운 문제점이 있다.
이상의 본 발명에 따른 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 기후 및 환경 변화에도 장기간 우수한 내구도 및 재귀반사 성능을 가지는 시인성이 좋은 돌출형 차선 시공에 이용할 수 있다. 돌출 차선 시공 방법은 도로 상에 돌출 차선 시공 영역을 표시하는 단계, 본 발명의 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물을 도포하는 단계 및 경화하는 단계를 포함할 수 있고, 바람직하게는 3 내지 5㎜ 두께의 돌출 차선을 시공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 돌출 차선에는 돌출부에 의해 유리알이 물에 잠기지 않아 수막 층이 형성되지 않고, 돌출부의 외부 표면으로 드러난 유리알에 의해 구조적으로 빗물이 배출되어 흐를 수 있는 일종의 유로가 형성되기 때문에 배수 효과가 나타나 일반 유리알을 사용하여도 우천 시에 차선이 시인성이 우수한 효과가 나타날 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1]
1.표면개질된 산화그래핀의 제조
에탄올 100 g에 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란 5g을 투입하고 균일하게 혼합하여 표면개질제 용액을 제조하였다. 제조된 표면개질제 용액에 평균입경이 15㎛인 산화 그래핀 10g을 투입한 뒤, 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 이후, 산화그래핀 입자를 분리하고 건조하여 표면개질된 산화그래핀을 제조하였다.
2. 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물의 제조
중량평균 분자량이 약 50,000인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 100 중량부 대비 메틸메타크릴레이트(MMA) 115 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 31 중량부, 하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 24.6중량부를 반응용기에 투입하고 60~70℃에서 3시간 동안 완전히 용해 시킨 후 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA) 24.6 중량부, 트리부틸 O-아세틸시트레이트(이하 TBoAC라 함), 융점이 약 55℃인 파라핀 왁스, 반응 촉진제로 N.N-bis-(2-hydroxyethyl)-p-toluidine을 첨가하고 균일하게 교반하여 수지부를 제조하였다.
이때, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 메틸메타크릴레이트(MMA) 115 중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 31 중량부, 하이드록시프로필 메타크릴레이트(HPMA) 및 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA)이 아크릴부이며, 이 아크릴부를 이하 AC라 한다.
제조된 수지부에 우레탄계 증점제(BYK-410, BYK)를 투입하여 1차 교반한다.
이후 표면개질한 산화그래핀, 평균 입경이 약 180㎛ 석영 입자, 평균 입경이 약 0.45㎜인 유리알(굴절률 1.68) 및 평균 입경이 약 15㎛인 탄산칼슘 체질안료 및 이산화티탄 착색안료를 투입하고 균일하게 분산하여 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물을 제조하였다.
상온경화형 돌출차선 도료 조성물은 상기 아크릴부 100 중량부 대비 트리부틸 O-아세틸시트레이트 8.3 중량부, 파라핀 왁스 3.1 중량부, 반응촉진제 3 중량부, 우레탄계 증점제 2.3 중량부, 표면개질한 산화그래핀 9.3 중량부, 이산화티탄 56 중량부, 탄산칼슘 116 중량부, 석영 입자 63 중량부 및 유리알 111 중량부를 혼합하여 제조하였다.
[제조예 2 내지 10]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, [표 1]의 중량비에 따라 각 조성의 첨가량을 달리하여 상온경화형 돌출차선 도료 조성물을 제조하였다. 다만 [표 1]에 기재되지 않은 조성은 제조예 1과 동량 첨가하였다.
제조예 AC TBoAC 파라핀왁스 산화그래핀 유리알
1 100 8.3 3.1 9.3 111
2 100 7.2 2.8 4.8 94
3 100 9.1 3.5 23.1 135
4 100 1.8 3.1 9.3 111
5 100 11.5 3.1 9.3 111
6 100 8.3 0.6 9.3 111
7 100 8.3 7.2 9.3 111
8 100 8.3 3.1 3.1 111
9 100 8.3 3.1 9.3 79
10 100 8.3 3.1 9.3 151
[제조예 11 내지 13]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 아크릴부의 함량을 [표 2]와 같이 달리하여 첨가하여 각각 노면표지용 도료를 제조하였다.
제조예 PMMA MMA 2-EHA HPMA TPGDA
1 100 115 31 24.6 24.6
11 100 115 31 12 24.6
12 100 115 31 40 24.6
13 100 115 31 24.6 12.5
유연성 확인
유연성은 KS M ISO 1519 도료와 바니시 - 굴곡시험(원통형 맨드릴)에 의거하여 실시하고 시험편은 1.5mm 두께로 도포하고, 맨드릴 지름은 32mm를 사용하여 굴곡시험을 실시 하였고 시험 후 도막의 박리 및 크렉 발생 여부를 관찰하였다.
부착강도
각 제조예의 시험편에 대하여 SPS-KSPICKTS-001-7189에 의거하여 25℃와 50℃에서 각각 제조하여 부착강도를 측정하였다. 그 결과를 25℃에서 제작한 시편의 부착강도와 50℃ 조건에서 제작한 시편의 부착강도 결과를 확인하였다.
마모 후 재귀반사도 성능(건조 시)
각 제조예의 시험편에 대하여 KS M 6080의 5.2.16의 절차에 따라 내마모도 시험 400만회를 실시하고 건조 시 재귀반사도 성능을 측정하였다.
마모 후 재귀반사도 성능(습윤 시)
각 제조예의 시험편에 대하여 KS M 6080의 5.2.16의 절차에 따라 내마모도 시험 400만회를 실시하고 습윤 시 재귀반사도 성능을 측정하였다.
유연성 내마모도 시험 400만회 후
재귀반사도 성능
(mcd/lx㎡)		 25℃ 부착강도
(MPa)		 50℃ 부착강도
(MPa)
건조 시 습윤 시
제조예 1 양호 954 198 2.3 2.2
제조예 2 양호 912 191 2.2 2.1
제조예 3 양호 884 184 2.2 2.1
제조예 4 도막박리 및 크렉 751 151 1.8 1.7
제조예 5 양호 648 115 1.7 1.6
제조예 6 양호 751 128 1.7 1.5
제조예 7 크렉 789 141 1.5 1.3
제조예 8 크렉 774 135 1.7 1.6
제조예 9 양호 578 103 1.7 1.7
제조예 10 양호 791 155 1.8 1.6
제조예 11 크렉 789 144 1.6 1.4
제조예 12 도막박리 및 크렉 917 174 1.9 1.7
제조예 13 크렉 705 161 1.8 1.6
[표 3]을 참고하면, 제조예 1 내지 3이 유연성, 부착강도(25℃, 50℃) 및 내마모도 시험 후 건조 시와 습윤 시 재귀반사도 성능이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 아크릴부 100 중량부 대비 2 내지 15 중량부의 시트르산 에스테르계 화합물 및 1.5 내지 5 중량부의 융점이 50℃ 이상인 파라핀 왁스를 함유하는 수지부 및,
    아크릴부 100 중량부 대비 말단에 아크릴 또는 메타크릴기를 포함하는 실란계 표면개질제로 표면개질된 산화그래핀 3.5 내지 25 중량부 및 유리알 85 내지 145 중량부를 포함하고,
    상기 아크릴부는 폴리메틸메타크릴레이트 100 중량부 대비, 15 내지 35 중량부의 다관능 아크릴 단량체, 15 내지 35 중량부의 하이드록시 아크릴 단량체 및 130 내지 160 중량부의 알킬 아크릴 단량체를 포함하는 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리알은 입경이 0.3 내지 1.0㎜, 굴절률이 1.6 내지 1.8인 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차선 도료 조성물은 석영 입자를 포함하는 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시트르산 에스테르계 화합물은 트리부틸 O-아세틸시트레이트 및 아세틸부틸 시트레이트에서 선택되는 하나 이상인 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물은 톨루이딘계 반응 촉진제를 더 포함하는 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 아크릴 단량체는 2개 이상의 아크릴레이트기를 포함하는 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록시 아크릴 단량체는 하이드록시프로필 메타크릴레이트 및 하이드록시프로필 아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상인 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 알킬 아크릴 단량체는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 이상인 상온경화형 돌출 차선 도료 조성물.
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