KR102431349B1 - 접착식 노면 표지용 시트 및 이의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 접착식 노면 표지용 시트는, 노면에 적층되는 것으로서 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 비스페놀 A형 에폭시 수지 중 어느 하나에 포함되는 열경화성 접착제를 포함하는 접착층; 상기 접착층에 상면에 적층되는 것으로서, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 폴리우레아 수지(Polyurea resin) 중 어느 하나를 포함하는 시트층; 상기 시트층 상면에 적층된 글라스비드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 접착식 노면 표지용 시트 및 이의 시공 방법에 의하면, 메틸메타크릴레이트를 이용한 열경화성 접착제로 빠른 시간 내에 경화가 가능하여 작업 시 효율성을 증대 시킬 수 있으며, 우수한 접착력으로 노면시트와 노면간의 부착 성능을 높일 수 있는 효과를 제공한다.

Description

접착식 노면 표지용 시트 및 이의 시공 방법{Adhesive road marking sheet and construction method using the same}

본 발명은 접착식 노면 표지용 시트 및 이의 시공 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면 열경화성 수지를 포함하는 접착층 상면에 메틸메타크릴레이트 및 폴리우레아 수지 중 어느 하나를 포함하는 열융착식 노면 시트를 적층시켜 노면 표지용 시트의 부착 성능 및 내구성을 높이고, 굴절률이 상이한 재귀반사용 글라스 비드와 시트를 배합하여 시인성을 증대시킨 접착식 노면 표지용 시트 및 시공 방법에 관한 것이다.

교통안전표지 가운데 노면표지는 도로교통의 안전과 원활한 소통을 도모하고 도로 구조를 보존함에 그 목적이 있으며 독자적으로는 또는 교통안전시설과 신호기를 보완하여 도로 이용자에게 규제 또는 지시의 내용을 전달하는 기능을 한다.

이러한 노면표지는 도로를 이용하는 차량이나, 자전거, 보행자에게 안전운행이나 보행을 할 수 있는 정보를 주고 운행질서를 유지시켜주는 기능을 한다.

이러한 노면표지를 하기 위한 종래의 방식으로는 상온형 도료, 가열형 도료, 융착식 도료를 사용하여 현장에서 시공기를 조작하여 표시하는 시공을 하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법 중 상온형 도료는 도료의 두께가 얇아 내구성이 떨어지고, 물로 만들어진 수용성이기 때문에 증발이 쉽지 않아 건조시간이 많이 소요되며, 수명이 짧은 단점이 있었다. 이러한 단점은 차량의 원활한 소통에 지장을 주어 교통체증이 발생하는 시공 상의 문제점이 발생한다.

또한, 가열형 도료는 60℃이상의 온도로 가열했을 때 액상으로 되었다가 상온에서 굳어지는 시트로서 환경을 오염시키는 단점이 있었다.

융착식 도료는 비드 또는 후레이크 상의 합성수지와 충전용 재료를 사용하는 도료로 미리 제작된 시트를 노면 상에 배치한 후 가열 용융하여 시공하게 되며, 다양한 수지를 혼합하여 사용하고 있다. 이러한 시트들은 필요한 크기와 문양에 따라 미리 제작되어 이를 현장에서 가열하고 접착하기 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 계속되고 있다. 구체적으로, 접착성, 내구성 및 내부식성을 높여 시공된 노면 표시를 유지시키는데 발전이 필요하다.

이를 해결하기 위한 선행기술로서, 한국 등록특허 제 10-0914853호에 노면표지용 열접착 시트 및 이를 이용한 시공방법이 개시되어 있다.

상기 선행기술은 노면표지용 열접착 시트 및 이를 이용한 시공방법이다. 더욱 상세하게 상기 발명은 포장된 도로의 표면에 표시되는 차선, 문자, 기호, 숫자 등의 노면표지를 미리 필요한 크기와 형태로 가공하여 현장에서 가열 융착할 수 있도록 시트형태로 구성함으로써, 운반이 간편하고, 내마모성, 내충격성, 유연성 및 친환경성이 향상되며, 균열방지 및 미끄럼방지 효과를 향상시킬 수 있는 노면표지용 열접착 시트 및 이를 이용한 시공방법에 관한 것이다.

그러나 상기 방법으로 접착 시트 제조 시 해당 재료가 고가이고 현재 관련 기술이 충분히 완성되지 않아 일부 시험시공이 이루어지는 정도에 불과하여 적용이 어렵다는 문제가 있다.

또한, 노면에 시트 부착 시 노면이 매끄러운 표면 상태이어야 하므로 별도의 청소 과정이 있어 작업이 길어지는 번거로움이 있다.

따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 접착식 노면 표지용 시트 및 시공 방법으로서, 시공 현장에 열경화성 접착제를 먼저 도포하여 노면표지 시트의 접착력이 빠르게 발현될 수 있도록 하여 신속한 시공이 가능하며, 노면의 균열 및 공극에 침투하여 매끄러운 노면 표지 시트 표현을 할 수 있는 접착식 노면 표지용 시트 및 시공방법이 필요한 시점이다.

그뿐만 아니라, 눈 또는 비로 인하여 노면이 젖은 상태에서 차량의 야간 운행 시 차량의 헤드라이트로부터 발생된 불빛 반사로 운전자가 포장도로의 차선을 용이하게 식별할 수 있도록 함은 물론 교통사고의 위험과 교통 흐름의 방해를 최소화할 수 있도록 노면의 표면상에 표시되어야 한다. 또한, 통학로 등에 시공되는 도로표지에는 야간 시 건조 상태와 우천에 의한 침수상태에서 시인성이 필요하다. 노면 표시는 어떤 도로 조건에서도 잘 보여야 주행 안전성을 확보할 수 있기 때문이다.

이러한 고시인성 접착식 노면표지에 대한 선행기술로서, 한국등록특허 제10-0740296호 공보에는 노면표시용 열가소성 핫멜트 테이프 및 이를 이용한 시공방법이 제안되어 있다.

상기 등록특허에 의하면, 핫멜트 테이프 표면에 도포된 그라스비드 반사체가 쉽게 이탈되지 않고 차선과 미끄럼방지용으로 동시에 사용할 수 있는 노면표시용 핫멜트 테이프가 제공된다.

그러나 선행기술의 핫멜트 테이프의 원료로 사용되는 이브이에이(EVA)수지는 접착성이 부족하여 다양한 상황의 노면과의 결합력이 약하고, 동절기에 균열을 방지하기 위해 첨가된 가소제로 인해 유연성이 떨어져 굴곡에 약한 문제점이 있다. 또한, 열가소성 수지이므로 하절기 일조량에 의해 아스팔트 도로의 표면온도가 올라감에 따라 수지의 연화점에 이르면 부착성능이 저하되어 노면표지용 소재로 사용하기에 적합하지 않다.

이와 같은 이유로 노면과 시트의 접착력이 떨어지므로 시인성을 위한 알갱이 형태의 글라스비드가 차량 바퀴 등의 충격으로 쉽게 이탈되어 표면이 요철화가 발생할 수 있으며 시트의 균열작용이 더 활발하게 진행되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 열경화성 접착 수지를 시공 현장에서 먼저 제조된 노면표지 시트의 노면 접착면에 도포하여 5분 이내의 접착력을 발현하며, 경화 이후 온도 변화에도 접착 성능이 떨어지지 않는 열경화성 수지를 시트층에 이용하여 글래스비드와 시트층 사이의 접착력을 확보할 수 있는, 신규하고 진보한 접착식 노면 표지용 시트 및 시공방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 일정한 두께를 갖는 고점도 열경화성 점착 수지를 적용시켜 노면과 노면 표지용 시트의 부착력을 증대시키기는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 내구성, 내마모성, 내부식성을 보장하는 열경화성 접착제를 통해 접착제의 부착 성능을 높이는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 열융착형 시트의 내구성 증진을 위한 메틸메타크릴레이트, 폴리우레아 수지 중 어느 하나를 시트층에 적용하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 시인성을 확보하기 위하여 습식 및 건식의 굴절률이 상이한 글라스비드를 노면상부를 구성하는 시트층에 활용하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 접착식 노면 표지용 시트 및 시공 방법은, 노면에 적층되는 것으로서 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 비스페놀 A형 에폭시 수지 중 어느 하나에 포함되는 열경화성 접착제를 포함하는 접착층; 상기 접착층에 상면에 적층되는 것으로서, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 폴리우레아 수지(Polyurea resin) 중 어느 하나를 포함하는 시트층; 상기 시트층 상면에 적층된 글라스비드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 90 내지 99 중량부와, 카보폴(Carbopol)을 포함하는 접착 보조제 1 내지 10 중량부의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 접착 보조제는 카보폴(Carbopol) 30 내지 40 중량부, 트리에탄올아민(Triethanolamine) 30 내지 45 중량부 및 물 15 내지 40 중량부를 40 내지 55℃의 온도 조건에서 700 내지 800rpm으로 5 내지 10분간 교반 처리하여 제 1 물질을 제조하는 단계; 상기 제 1 물질 90 내지 95 중량부, 잔탄검 2 내지 5 중량부, 로커스트빈검 2 내지 5 중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 1 내지 2 중량부, 카올린 점토(clay kaolin) 1 내지 2 중량부를 70 내지 90 ℃에서 10 내지 20분간 혼합하여 제 2 물질을 제조하는 단계; 상기 제 2 물질 75 내지 85 중량부, 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트 8 내지 15 중량부, 벤조일 퍼옥사이드 0.5 내지 1 중량부, 2,5-비스(N-2-하이드록시에틸-N-메틸아미노)-1,4-벤조퀴논(2,5-Bis(N- 2-Hydroxyethyl-N -methylamino) -1,4- benzoquinone)를 포함하는 내부식 강화제 1내지 10 중량부를 혼합하여 접착 보조제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 접착식 노면 표지용 시트 및 이의 시공 방법에 따르면,

1) 메틸메타크릴레이트를 이용한 열경화성 접착제로 빠른 시간 내에 경화가 가능하여 작업 시 효율성을 증대 시킬 수 있으며, 우수한 접착력으로 노면시트와 노면간의 부착 성능을 높이고,

2) 카보폴을 포함하는 접착 보조제를 통해 접착제의 부착 성능, 내구성, 강도, 내마모성을 개선시키는 동시에,

3) 메틸메타크릴레이트, 폴리우레아 수지 중 어느 하나를 시트층에 적용시켜 타이어와 직접적인 마찰을 받는 시트 상부의 표면이 쉽게 탈락하거나 갈라짐을 방지하고,

4) 굴절률이 상이한 습식 내지 건식 재귀반사가 가능한 글라스비드를 사용하여 시인성을 구현하는 동시에,

5) 고접착능 접착제를 이용함으로써 노면과 시트층에 대한 부착력을 증진시킬 수 있도록 한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 접착식 노면 표지용 시트에 대한 개략적인 구성을 나타낸 개념도.
도 2는 노면의 균열 부위가 충진 처리된 예시를 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 접착 보조제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 접착식 노면표지용 시트 시공 단계를 나타낸 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 접착식 노면 표지용 시트에 대한 개략적인 구성을 나타낸 개념도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 접착식 노면 표지용 시트는 노면(100)에 적층되는 것으로서 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 비스페놀 A형 에폭시 수지 중 어느 하나에 포함되는 열경화성 접착제를 포함하는 접착층(200)과 상기 접착층(200)에 상면에 적층되는 것으로서, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 폴리우레아 수지(Polyurea resin) 중 어느 하나를 포함하는 시트층(300)과 상기 시트층(300) 상면에 적층된 글라스비드(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명에서의 접착층(200)은 가장 기본적으로 노면(100)에 적층되는 것으로서 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 비스페놀 A형 에폭시 수지 중 어느 하나를 포함한 열경화성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 열경화성 접착제라 함은 열경화성 수지로 이루어진 것으로, 열을 가함으로서 중합체가 경화되어 접착성을 갖는 것을 말한다. 열에 의하여 가교 형성이 진행되면서 입체적인 그물 모양 구조를 형성하므로, 내열성, 내용제성, 내약품성이 좋아 노면의 표면온도 상승에도 접착 성능이 저하되지 않으며, 굴곡과 공극 균열 등 다양한 도로 노면 상태에서도 접착성을 발현시킬 수 있는 효과가 있다. 이러한 열경화성 접착제로는 메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 비스페놀 A형 에폭시 수지 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate)는 화학반응으로 형성된 고분자물질을 구성하는 주된 단량체의 명칭으로, 에스테르, 아크릴 또는 메타크릴산에 기초하고 있다. 다시 말하자면, 규칙적인 결합구조체로 형성되어 있으며, 화학적 경화 반응으로 긴 탄소분자 고리가 형성된다. 따라서 빠른 시간 내에 경화가 가능하여 작업 시 효율성을 증대 시킬 수 있으며, 노면(100)과의 접착력이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 황산, 염산, 잘산, 가성소다, 가성칼리 등과 같은 무기 약품에 강한 저항성을 가지고 있어 내약품성이 우수하다.

폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate)는 메틸메타크릴레이트 모노머를 주원료로 하는 아크릴 수지로, 접착력이 뛰어나며, 내후성도 우수하다. 따라서, 노면(100)에서 장시간 자외선이나 비, 바람에 의해 받는 영향이 적어 초기 물성을 보존할 수 있다. 뿐만 아니라 인체에 무해하여 접착 작업 시 작업자에게 영향을 주지 않다.

비스페놀 A형 에폭시 수지는 상온에서 액상으로 존재하며, 분자 말단에 있는 에폭시기가 반응성이 풍부하여 경화제와 변성성분에 따라 경화물성이 얻어진다. 더불어, 대칭성이 높고 강직한 구조를 갖고 있어 강인성과 고온 특성이 우수하며, 단순 방향족 고리와 에스터 결합을 주로 가져 내약품성이 좋다. 또한, 친수성의 알코올성 2급 수산기와 소수성의 탄화수소기가 규칙적으로 분포되어 있어 접착력이 뛰어난 물질이다. 따라서, 하조기 일조량으로 인한 아스팔트 도로 표면온도 상승에도 접착 성능 저하를 방지할 수 있는 특징을 가지고 있다.

이러한 열경화성 접착제는 노면(100)에 도포하여 신속하게 접착력을 발현시킬 수 있을 뿐 아니라 다양한 도로 노면 상태에서도 접착성을 유지할 수 있는 점도를 가질 수 있다.

따라서 접착층(200)의 경우 열경화성 접착제가 도포되어 굳어진 것이 곧 접착층(200)이 될 수도 있고, 상술한 열경화성 접착제에 기타 추가적인 물질 다시 말해 용제나 수지, 충전제 등을 혼합한 것을 도포하고 경화시켜 접착층(200)을 형성할 수도 있다. 바람직하게 접착층(200)은 상술한 열경화성 접착제가 도포되어 경화된 것일 수 있다.

시트층(300)은 상기 접착층(200)의 상면에 적층되는 것으로서, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 폴리우레아 수지(Polyurea resin) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 언급한 바와 같이 메틸메타크릴레이트는 접착층(200)과 결합력이 우수하여 타이어와 직접적인 마찰을 받는 시트 상부의 내구성을 증진시켜 표면이 쉽게 탈락하는 것을 막고, 경화된 시트층(300)이 갈라지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 내구성 및 내화학성, 내마모성, UV 안정성 등의 물성이 탁월하여, 노면(100)의 비산이나 균열의 발생 등을 효과적으로 억제한다는 특성이 있다.

폴리우레아 수지는 이소시아네이트 프리폴리머와 폴리아민을 혼합하여 반응시켜 제조된 것으로, 종래의 충돌혼합식 도장장비를 통해 도포될 수 있는 물질이다. 폴리우레아 수지는 우레탄이나 에폭시 수지에 비하여 소수성을 가지고 있어, 표면에 습기가 있거나 낮은 온도의 표면에도 직접 분사가 가능하고, 원하는 두께로도막을 자유롭게 조정할 수 있는 장점이 있다. 다양한 바탕면에 높은 접착력을 나타내어 노면(100)의 굴곡에 밀착이 용이하며, 도막형성 반응이 매우 빨라 신속한 시공이 가능하다는 장점이 있다.

따라서 이러한 메틸메타크릴레이트 및 폴리우레아 수지 중 어느 하나를 포함하는 시트층(300)을 통해 타이어에 직접적으로 노출될 시에도 도막이 쉽게 이탈도는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 미끄럼 방지 효과를 높여 노면(100)에서 타이어가 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.

더불어 본 발명의 접착식 노면 표지용 시트는 시트층(300) 상면에 적층된 글라스비드(310)를 포함한다. 이때 글라스비드(310)는 시트층(300)의 상면에 적층 처리되는 것을 특징으로 하는데, 따라서 시트층(300) 상면에 글라스비드(310)가 별도로 도포될 수도 있으나 글라스비드(310)가 시트층(300) 조성물과 혼합되어 도포되어질 수 있다.

글라스비드(310)라 함은 유리로 만들어진 구슬로 내부의 기공이 아주 적어 충격에 잘 견디며, 내마모성, 내구성, 차열 및 단열효과를 매우 향상시킬 수 있는 기능을 한다. 또한, 굴절률이 상이한 습식 내지 건식 재귀반사가 가능한 특성을 가져, 글라스비드(310)를 사용하여 시인성을 구현할 수 있다.

이와 같은 글라스비드(310)는 시인성 증대를 위한 재귀반사 성능을 증대시켜 야간 시 건조상태와 우천에 의한 침수상태에서 굴절률에 따른 적정 재귀반사율에 의해 시인성을 향상시킬 수 있다.

또한 글라스비드(310)는 시트층(300) 조성물의 완전 건조 전에 도포될 경우 표면에 견고하게 부착될 수 있어 높은 수준의 부착력을 확보할 수 있게 되고, 이로 인해 시트층(300)의 미끄럼 방지 성능 향상과 노면 표지용 시트를 통해 형성된 이미지 및 문자의 내구성 향상으로 이어질 수 있다.

따라서 이와 같은 본 발명의 접착식 노면 표지용 시트에 따르면, 글라스비드(310)가 표면에 도포되어 있어 노면 표지용 시트에 대한 시인성이 높으며, 나아가 글라스비드(310)가 시트층(300) 표면에 단단하게 부착될 수 있어 내구성이 높으며 미끄럼 방지 효과를 제공할 수 있음과 동시에, 시트층(300) 조성물의 내마모성이 강하고 부착력이 높아 장기간 유지가 가능하며, 시트층(300) 역시 접착층(200)을 매개로 노면(100)에 부착되도록 하여 내구성을 한 단계 더 보완할 수 있도록 한다.

이러한 접착층(200)은 바람직하게 두께가 1 내지 4mm인 것을 특징으로 한다. 접착층(200)에 적층되는 열경화성 접착제는 4mm 이상 적층할 경우 복원력이 떨어져 자동차가 자주 지나가는 부위에 눌림 현상이 발생하여 노면(100)에 굴곡이 생길 수 있으며, 1mm 이하로 적층할 경우 접착력이 떨어져 시트가 쉽게 탈락할 수 있으므로 그 두께를 1 내지 4mm로 형성하여 높은 내구성과 동시에 충분한 복원력을 담보할 수 있다.

또한, 상기 접착층(200)은 보다 바람직하게 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate)를 포함하는 열경화성 접착제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 언급한 바와 같이 접착층(200)의 접착 성분으로써 메틸메타크릴레이트를 포함하는 열경화성 접착제를 사용함으로써, 뛰어난 내구성으로 시트층(300)의 균열 및 탈락을 방지할 수 있으며, 넓은 도로 면적에 포설이 가능하며, 신속한 작업 마무리를 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 2는 노면의 균열 부위가 충진 처리된 예시를 나타낸 개념도이다.

도 2를 참조하여 설명하면, 접착층(200)은 상기 노면(100)의 균열 부위(110)를 충진한 상태에서 상기 노면(100)에 적층된 것을 특징으로 한다. 통상적으로 균열 부위가 그 깊이나 폭이 작게 형성되거나, 그 균열 부위(110)가 적은 범위로 형성되어 있을 때에는 균열 부위(110)에 접착층(200) 조성물을 별도로 충진하는 것이 바람직하나 균열이나 틈이 미세할 경우에는 접착층(200) 조성물을 노면(100)에 바로 도포하여 미세한 균열 부위(110)에 접착층 조헝물(200)이 충진 처리되도록 할 수 있다.

이와 같이 접착층(200) 조성물을 균열 부위(110)에 충진하면서 적층 처리하여 접착층(200)이 노면(100)의 균열 부위(110)를 충진 처리하도록 함으로써 노면의 균열 부위(110)를 보수할 수 있도록 하여 노면의 부가적인 파손을 막을 수 있도록 하여 노면(100)의 내구성을 증대시킬 수 있다.

더하여 상술한 접착층(200)은 열경화성 접착제를 포함한다 하였고, 이때 바람직하게 열경화성 접착제는 메틸메타크릴레이트를 포함하는 것일 수 있다 하였다.

여기서 보다 바람직하게 열경화성 접착제는 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 90 내지 99 중량부와, 카보폴(Carbopol)을 포함하는 접착 보조제 1 내지 10 중량부를 포함하여 구성될 수 있다.

이때 바람직하게 열경화성 접착제를 이루는 메틸메타크릴레이트의 함유량이 90 중량부 미만일 경우 접착제의 점도가 과하게 증가하면서 유동성이 저하되어 넓은 노면(100)위에 작업 시 접착제 도포에 어려움이 발생할 수 있으며, 99 중량부를 초과하여 사용할 경우 접착 보조제의 함유량이 낮아져 접착 강도 및 표면 개질 성능이 감소할 수 있다.

여기서 열경화성 접착제를 이루는 메틸메타크릴레이트는 상술한 설명에서와 같이 노면(100)과의 접착력이 우수함과 동시에 내약품성이 우수하고, 도로 노면에서 빠른 시간 안에 접착성을 발휘할 수 있는 물질이라고 하였다.

접착 보조제는 열경화성 접착제에 대해 점증효과를 제공하여 접착력을 높이기 위해 첨가되는 것인데, 이를 위해 첨가되는 접착 보조제의 유효 성분인 카보폴은 산성 고분자화합물의 일종으로써 소량으로도 점증효과가 큰 특징이 있어 화장품 점증제로도 쓰이는 물질이다.

이러한 카보폴은 또한, 내염성을 가지고 있어 도로 제설 시 도포하는 염화칼슘으로 인한 노면 부식 영향을 최소화시키며, 온도 안정성이 뛰어나 카보폴을 포함하는 접착 보조제가 첨가된 접착층(200)이 노면(100)에 적층되었을 시, 온도 변화로 인한 접착성 저하를 완화시킬 수 있다.

더불어 카보폴은 카보폴 940, 941, 934, 980, 981, 1342, ETD2020, Ultrez 21 등이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 적어도 하나 이상의 카보폴을 첨가하여 사용하는 것도 가능하므로 종류에 있어 별도의 제한을 두지 않는다.

따라서 카보폴을 포함하는 접착 보조제를 포함함에 따라 접착층(200)의 점도를 높여 접착력을 극대화시킬 뿐 아니라 접착층(200)과 시트층(300)의 강한 부착력으로 일어날 수 있는 노면(100)에서의 도포 균일성, 내부식성, 내구성, 내열성을 더해 상기 시트층(300)의 표면 탈락 및 갈라짐을 방지할 수 있다.

도 3은 접착 보조제를 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 상술한 접착 보조제는 카보폴 뿐 아니라 추가적인 조성을 더 포함할 수 있는데, 이러한 접착 보조제는 제 1 물질을 제조하는 단계, 제 2 물질을 제조하는 단계, 접착 보조제를 완성하는 단계를 통해 제조될 수 있다.

가장 먼저, 제 1 물질을 제조하는 단계는 카보폴(Carbopol) 30 내지 40 중량부, 트리에탄올아민(Triethanolamine) 30 내지 45 중량부 및 물 15 내지 40 중량부를 40 내지 55℃의 온도 조건에서 700 내지 800rpm으로 5 내지 10분간 교반 처리하여 제 1 물질을 제조하는 과정이다.

카보폴은 상술한 설명에서와 같이 증점 효과를 제공하는 물질이며, 트리에탄올아민은 알칼리 성분으로 카보폴의 pH를 조절하여 적정 pH가 되도록 하는 기능을 수행함과 동시에 카보폴과 교차 결합을 이루는 물질이다.

카보폴과 트리에탄올아민이 혼합되는 경우, 카보폴과 트리에탄올아민의 교차 결합이 이루어져 접착성능 개선 효과가 보다 높아질 수 있다. 여기서 카보폴은 분말 및 액상 어느 형태를 사용해도 좋으나, 바람직하게는 분말을 선택하여 이용할 수 있다.

이러한 카보폴은 매우 산성인 원료이기 때문에 혼합된 용매의 양에 따라 점착력이 달라진다. 이는 카보폴의 pH에 따라 점증 효과가 달라지는 것이며, 카보폴 자체는 pH가 1 내지 3으로 측정되어 질 수 있다. 이러한 카보폴은 pH가 최소 4 이상으로 올라가야지만 점증이 되고, 9이상으로 오르면 다시 점도가 떨어지므로 트리에탄올아민의 양은 30 내지 45 중량부로 한정되어질 수 있으며, 가장 바람직하게 카보폴과 트리에탄올아민은 1:1.5의 중량비로 혼합되어질 수 있다. 따라서, 점도 증감에 따라 카보폴과 트리에탄올아민의 혼합비가 달라질 수 있으며, 이에 따른 물의 양도 달라질 수도 있다.

제 1 물질을 제조하는 단계에 있어 상기 적정 온도 미만, 다시 말해 40℃ 이하의 온도로 혼합 시 카보폴의 점도가 떨어지고 55℃ 이상에서는 카보폴의 구조가 깨져 점도를 유지하는데 어려움이 있을 수 있다. 또한, 이러한 제 1 물질을 교반 처리 시 800 rpm로 교반 속도가 초과하면 이 역시 카보폴의 수소결합이 끊기면서 점도가 떨어지므로 교반속도를 700 내지 800 rpm로 설정하여 점도를 유지시킬 수 있다.

이어서, 제 2 물질을 제조하는 단계는 상기 제 1 물질 90 내지 95 중량부, 잔탄검 2 내지 5 중량부, 로커스트빈검 2 내지 5 중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 1 내지 2 중량부, 카올린 점토(clay kaolin) 1 내지 2 중량부를 70 내지 90 ℃에서 10 내지 20분간 혼합하여 제 2 물질을 제조하는 과정이다.

제 2 물질 제조 단계에서 천연 고분자인 잔탄검과 로커스트빈검이 첨가되어질 수 있는데 이 중 잔탄검은 주로 양배추 등의 십자화과 식물에서 얻은 균에 탄수화물을 주입해 발효시켜 만든 다당류 고분자이다. 이러한 잔탄검은 본 발명의 점착 보조제에 첨가되어 점착성 및 점도를 증가시키고 유화 안정성을 증진시키는 역할을 할 수 있다.

또한 로커스트빈검은 지중해 연안에서 자라는 다년생 상록수인 카로브나무 종자의 배유를 분쇄하여 얻어진 것으로, 잔탄검과 마찬가지로 로커스트빈검 역시 점착성 및 점도를 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

두 다당류 고분자는 단독으로 사용 시 점증 효과가 충분하지 않지만, 혼합 사용하면 두 고분자 사슬 간 상호 작용을 통해 젤을 형성하면서 특이한 레올로지 거동과 함께 높은 점증력을 보여줄 수 있다.

이러한 제 2 물질을 제조하는 단계에 있어 잔탄검 및 로커스트빈검 각각이 2 중량부 미만으로 첨가하면 충분한 점착력을 얻을 수 없고, 5 중량부를 초과하면 혼합물과 뭉쳐 덩어리질 수 있기 때문에 2 내지 5 중량부 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

스테아린산 아연은 접착제의 강도, 내마모성, 분산성, 방수성 등을 개선하기 위하여 첨가되는 물질로서, 분말 형태로 사용될 수 있다. 이러한 스테아린산 아연의 함량은 2 중량부를 초과하면 재료 분리가 발생하기 쉽고 접착제의 접착 성능이 감소될 수 있으며, 1 중량부 미만일 경우 내마모성, 분산성, 방수 효과가 미약할 수 있어 1 내지 2 중량부 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.

카올린 점토는 알루미늄의 수분을 포함한 규산염 광물로 점토 광물의 한 종류로 접착제와 배합되어 접착제의 표면 개질 및 내구성 증진을 위하여 사용할 수 있다. 스테아린산 아연과 함께 분말 형태로 보조제에 첨가되어 질 수 있으며 바람직하게는 분말 형태의 카올린 점토가 1 내지 2 중량부 범위로 제 2 물질에 첨가될 수 있다. 이러한 함량이 1 중량부 미만인 경우 첨가에 따른 보강 효과의 향상이 미미하고, 2 중량부를 초과하는 경우 분산에 어려움이 따를 수 있다.

마지막으로 접착 보조제를 완성하는 단계는 제 2 물질 75 내지 85 중량부, 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트 8 내지 15 중량부, 벤조일 퍼옥사이드 0.5 내지 1 중량부, 2,5-비스(N-2-하이드록시에틸-N-메틸아미노)-1,4-벤조퀴논(2,5-Bis(N- 2-Hydroxyethyl-N -methylamino) -1,4- benzoquinone)를 포함하는 내부식 강화제 5 내지 10 중량부를 혼합하여 접착 보조제를 완성한다.

벤조일 퍼옥사이드는 경화제 역할을 수행하며, 가장 바람직하게는 분말 형태로 선택되어 사용될 수 있다. 필요에 따라 디벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 옥틸퍼옥사이드 중 어느 하나를 사용하는 것이 가능하나 벤조일퍼옥사이드가 가장 바람직하다. 이러한 벤조일퍼옥사이드는 0.5 중량부 이하로 첨가될 때 경화 속도가 느려질 수 있으며, 1 중량부 초과로 사용했을 때 접착제의 저장 효율이 떨어질 수 있다.

접착제에 유연성을 더하기 위해 융착용제로 작용하는 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트는 습윤성을 좋게하여, 접착력을 향상시키고, 분말 형태로 되어 있는 벤조일 퍼옥사이드를 잘 용해시켜 균일한 반응성을 제공할 수 있는 물질이다.

이러한 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트는 8 중량부 미만으로 사용 시에는 벤조일퍼옥사이드를 충분히 용해시키지 못하거나 저온에서 석출되며, 15 중량부 초과로 사용 시에는 접착 강도의 저하와, 강도 및 경도 저하, 경화시간 지연이 수반될 수 있다.

바람직하게 접착 보조제는 내부식 강화제를 포함하여 점착성과 함께 표면에서의 내부식성을 강화할 수 있다. 여기서 내부식 강화제는 바람직하게 2,5-비스(N-2-하이드록시에틸-N-메틸아미노)-1,4-벤조퀴논(2,5-Bis(N- 2-Hydroxyethyl-N -methylamino) -1,4- benzoquinone)을 포함할 수 있다.

2,5-비스(N-2-하이드록시에틸-N-메틸아미노)-1,4-벤조퀴논은 아미노벤조퀴논계화합물로써 내부식성을 높여줄 수 있는 작용을 하므로, 접착층(200)에 접착 보조제로써 혼합될 시 점착성과 함께 본 발명의 노면(100)과의 접촉면에 대한 내부식성을 강화할 수 있다.

이러한 내부식 강화제를 통해, 노면(100)과의 접촉면에서의 부식을 방지하고, 나아가 접착제의 유연성을 더해 접착력을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서 카보폴을 포함하는 접착 보조제를 통해 접착 성능을 높여 접착층(200)과 시트층(300) 사이의 부착력을 증대시킬 뿐만 아니라 온도 안정성을 높여 온도 변화로 인한 접착성 저하를 완화시키고 내염성을 가지도록 하여 노면(100)과의 접촉면에서 발생될 수 있는 부식을 최소화 시킬 수 있다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

실시예는 본 발명의 카보폴을 포함한 접착 보조제로 구성되어 있고, 비교예는 접착 보조제를 제외한 메틸메타크릴레이트로 구성된 접착제이다.

표 1는 실시예 1 내지 4와 비교예의 성분비를 나타낸 표이다. (단위: 중량부)

	실시예				비교예
	1	2	3	4
카보폴940	100	23.46	23.46	23.46	-
트리에탄올아민	-	23.46	31.28	35.19	-
물	-	31.28	23.46	19.55	95
잔탄검	-	1.7	1.7	1.7	-
로커스트빈검	-	1.7	1.7	1.7	-
스테아린산 아연	-	1.7	1.7	1.7	-
카올린 점토	-	1.7	1.7	1.7	-
디프로필렌 글리콜 디벤조에이트	-	13	13	13	-
벤조일 퍼옥사이드	-	1	1	1	-
2,5-비스(N-2-하이드록시에틸-N-메틸아미노)-1,4-벤조퀴논	-	1	1	1	-
메틸메타크릴레이트(LGMMA사 제품)	-	-	-	-	5

아스팔트 노면에 접착 보조제가 포함된 접착제와 메틸메타크릴레이트 노면표시 시트를 피접착 재질로서 사용한다. 접착 면적은 10mm×10mm으로 하며 점도특성, 박리강도에 사용한다. 시험하는 부분의 접착면에는 먼지 또는 기타의 이물질이 있어서는 안 되므로, 접착면의 충분한 세척을 수행하도록 한다.

카보폴은 카보폴940(미국산)을 사용하였으며 트리에탄올아민은 분말 형태이다. 접착제는 통상적으로 사용되는 메틸메타크릴레이트 접착제이다.

이러한 비율로 교합된 접착제를 아스팔트 블럭에 2mm 두께로 도포하여 점도특성, 박리강도를 측정하였다.

<실험예 1> 점도 특성 분석

실시예 1 내지 4 및 비교예의 조성물에 대한 점도를 측정하였다. 구체적으로 점도 측정에 사용된 기기는 VT-06 (Rion 社)으로 소량으로도 Hand Carry 측정이 간단하며, 점도가 디지털로 표시되는 회전식 점도계로써, 특히 사용시 Rotor에 따라 측정범위가 다르므로 선택 측정이 용이하다.

한편, 측정 범위는 L, M, MH, H까지 단계별로 있으며, L은 0.4~1,000mPa.s, M은 10~5,000mPa.s, MH는 500~30,000mPa.s, H는 10,000~500,000mPa.s, 범위까지 측정가능하다. MH단계의 프루브를 이용하여 카보폴과 메틸메탈크릴레이트가 교합된 접착제의 혼합 비율별 점도를 3회씩 측정하여 평균값을 구하였다.

<실험예 2> 인장 강도 분석

상술한 실시예 및 비교예의 시편에 대한 인장강도를 측정하였다. 구체적으로, 접착 특성을 확인하기 위해 만능재료시험기(INSTRON 社)를 이용하여 측정하였으며, 피착재는 약 10 × 10 × 1 (mm) 크기의 메틸메타크릴레이트 수지를 사용하였다. 두 피착재를 접합한 후 5분 건조 후 측정하였으며, 크로스-헤드 스피드(cross-head speed)를 20 mm/min으로 하였다.

표 2는 점도 특성, 인장 강도 측정 실험 결과를 나타낸 표이다.

구분	점도 특성(Pa.s)	인장 강도(kN)
실시예 1	1.17	0.81
실시예 2	1.75	0.92
실시예 3	1.88	0.95
실시예 4	2.14	1.01
비교예	0.53	0.46

표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예 1 내지 4는 비교예에 비하여 점도, 인장강도가 모두 높게 측정되어 통상적으로 사용되는 메틸메타크릴레이트 접착제에 비해 높은 성능을 나타냄을 확인할 수 있다.

실시예 1에서와 같이 카보폴만 함유한 접착 보조제의 점도는 1.17Pa.s, 카보폴과 트리에탄올아민이 1:1의 비율인 실시예 2에서는 1.75Pa.s, 1:1.33의 비율로 혼합된 실시예 3에서는 1.88Pa.s, 마지막으로 1:1.5 비율의 실시예 4는 2.14Pa.s로 카보폴과 트리에탄올아민의 배합 비율이 1:1.5일 경우 가장 높았다.

비교예와 실시예를 비교하면 비교예 보다 실시예 1 내지 4이 점도 특성이 더욱 강하다는 것을 수치를 통해 알 수 있다. 이처럼 부착력이 증대된 접착 보조제는 종래의 접착제보다 접착력이 높다는 것을 보여줄 수 있다.

카보폴의 혼합 중량부에 따른 접착 보조제와 메틸메타크릴레이트 접착제의 인장강도는 0.81kN(실시예 1), 0.92kN(실시예 2), 0.95kN(실시예 3), 1.01kN(실시예 4)으로 카보폴과 트리에탄올아민의 배합이 실시예 4일 경우 인장강도가 가장 높았다.

비교예와 실시예 1 내지 4를 비교해보자면 인장강도가 실시예 1 내지 4가 비교예보다 더 높은 인장강도를 보이고 있으므로 접착 성능을 높여주는 성분들이 포함된 접착 보조제는 접착제의 인장강도를 높여준다는 것을 확인할 수 있다.

따라서 본 발명의 접착 보조제의 조성물은 점도 특성과 인장 강도의 값이 비교예 대비 충분히 커 뛰어난 접착성을 나타냄을 확인할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시방법을 설명하면 다음과 같다.

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도 4는 접착식 노면표지용 시트 시공 단계를 나타낸 순서도이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 접착식 노면 표지용 시트의 시공 방법은, 노면(100)에 열경화성 접착제를 도포하여 접착층(200)을 형성하는 제 1단계; 접착층(200)의 상면에 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리우레아 수지(polyurea resin) 중 어느 하나를 도포하여 시트층(300)을 형성하는 제 2단계; 글라스비드(310)를 시트층(300) 상면에 도포하고 롤러로 가압하는 제 3단계;를 포함하는 시공 방법이다.

제 1단계는 가장 먼저 노면(100)에 열경화성 접착제를 도포하고 건조시켜 접착층(200)을 형성시키는 과정이다. 이러한 접착층(200)은 액상의 열경화성 접착제를 도포하는 방식으로 적층 형성될 수 있다.

바람직하게 열경화성 접착제를 도포하기 전에는 노면(100)의 분진 및 이물질을 깨끗하게 제거하는 과정이 더 수반될 수 있다. 여기서 도로용 빗자루와 붓이나 청소수를 이용하여 이물질을 제거할 수 있으며, 노면(100) 청소 시 사용되는 작업차를 이용하여 바람을 일으켜 이물질을 제거하는 것 역시 가능하다. 따라서 제거 방법에는 별도의 제한을 두지 않는다.

나아가 노면에 도포되는 열경화성 접착제는 상술한 설명에서와 같이 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 비스페놀 A형 에폭시 수지 중 어느 하나를 포함한 것일 수 있으며, 이러한 열경화성 접착제를 도포 후 건조시켜 접착층(200)을 형성하게 된다.

제 2단계는 접착층(200)의 상면에 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리우레아 수지(polyurea resin) 중 어느 하나를 도포하여 시트층(300)을 형성하는 과정이다.

다라서, 열경화성 접착제가 건조되어 형성된 접착층(200)의 상면에 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리우레아 수지(polyurea resin) 중 어느 하나를 도포하고 경화 처리함으로써 시트층(300)을 형성하는 것이다.

특히, 이때에는 시트층(300)이 적절한 형태를 갖고 있는지, 나아가 시트층(300) 형성을 통한 노면 표시가 제대로 되었는지에 대한 확인이 필요하게 된다.

마지막으로 제 3단계는 글라스비드(310)를 시트층(300) 상면에 도포하고 롤러로 가압하여 시공을 마무리한다.

다시 설명하면, 먼저 경화가 덜 된 시트층(300)의 표면에 분사기에서 공급되는 글라스비드(310)를 골고루 뿌리고, 발열 상태의 가압롤러로 시트층(300)의 표면에 압력을 가하여 뿌려진 글라스비드(310)가 시트층(300) 표면에서 일부 압입되도록 한다.

이러한 과정을 통해 본 발명의 노면 표지용 시트에 요구되는 일반적인 특성인 내마모성과 내후성을 우수하게 유지할 수 있는 것임은 물론 노면(100)과 시트 사이 접착강도 향상과 글라스비드(310) 도포에 따라 재귀 반사도를 개선할 수 있다.

상기한 바와 같은 노면 표지용 시트는 도로 상에 표시되는 차량 및 보행자 유도선은 물론 기호나 문자 등에도 마찬가지 방법으로 시공할 수 있고, 차선이 도색되어 있는 기존의 도로 뿐만 아니라 신설 도로에도 적용할 수 있는 것임은 당연하다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 접착식 노면 표지용 시트 및 이의 시공 방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

100 : 노면 200 : 접착층
300 : 시트층 310 : 글라스비드

Claims (7)

1. 접착식 노면 표지용 시트로서,
   노면에 적층되는 것으로서, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 90 내지 99 중량부와, 카보폴(Carbopol)을 포함하는 접착 보조제 1 내지 10 중량부를 포함한 열경화성 접착제를 포함하는 접착층;
   상기 접착층의 상면에 적층되는 것으로서, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate), 폴리우레아 수지(Polyurea resin) 중 어느 하나를 포함하는 시트층;
   상기 시트층 상면에 적층된 글라스비드;를 포함하되,
   상기 접착 보조제는,
   카보폴(Carbopol) 30 내지 40 중량부, 트리에탄올아민(Triethanolamine) 30 내지 45 중량부 및 물 15 내지 40 중량부를 40 내지 55℃의 온도 조건에서 700 내지 800rpm으로 5 내지 10분간 교반 처리하여 제 1 물질을 제조하는 단계;
   상기 제 1 물질 85 내지 95 중량부, 잔탄검 2 내지 5 중량부, 로커스트빈검 2 내지 5 중량부, 스테아린산 아연(zinc stearate) 1 내지 2 중량부, 카올린 점토(clay kaolin) 1 내지 2 중량부를 70 내지 90 ℃에서 10 내지 20분간 혼합하여 제 2 물질을 제조하는 단계;
   상기 제 2 물질 75 내지 85 중량부, 디프로필렌 글리콜 디벤조에이트 8 내지 15 중량부, 벤조일 퍼옥사이드 0.5 내지 1 중량부, 2,5-비스(N-2-하이드록시에틸-N-메틸아미노)-1,4-벤조퀴논(2,5-Bis(N- 2-Hydroxyethyl-N -methylamino) -1,4- benzoquinone)를 포함하는 내부식 강화제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 접착 보조제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 접착식 노면 표지용 시트.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 접착층은,
   상기 노면의 균열 부위를 충진한 상태에서 상기 노면에 적층된 것을 특징으로 하는, 접착식 노면 표지용 시트.
3. 제 1항에 따른 접착식 노면 표지용 시트를 이용한 시공 방법으로서,
   상기 노면에 상기 열경화성 접착제를 도포하여 상기 접착층을 형성하는 제 1단계;
   상기 접착층의 상면에 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate), 폴리우레아 수지(polyurea resin) 중 어느 하나를 도포하여 시트층을 형성하는 제 2단계;
   상기 글라스비드를 상기 시트층의 상면에 도포하고 롤러로 가압하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 접착식 노면 표지용 시트 시공 방법.
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