KR20140001652A - 고휘도 노면표시용 도료 조성물 및 이를 이용한 시인성이 향상된 노면표시선 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고휘도 노면표시형 도료조성물 및 이를 이용한 시인성이 향상된 노면표시선 시공방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 석유수지 18~40중량%, 공액디엔계 중합체 5~15중량%, 충전제 30~75중량%, 강도향상제 0.01~10중량%, 점도조절제 0.01~10중량%, 금속산화물 0.1~20중량%, 안료 0.1~10중량% 및 글라스비드 1~25중량%를 포함하여 야간 및 우천시에도 시인성이 우수하며, 미끄럼 저항성 및 내구성이 현저히 향상된 고휘도 노면표시형 도료조성물 및 이를 이용한 시인성이 향상된 노면표시선 시공방법에 관한 것이다.

Description

고휘도 노면표시용 도료 조성물 및 이를 이용한 시인성이 향상된 노면표시선 시공방법{HIGH LUMINANCE PAINT COMPOSITION FOR SURFACE SIGN OF ROAD AND THE CONSTRUCTION METHOD FOR SURFACE SIGN OF ROAD IMPROVED VISIBILITY USING THEREOF}
본 발명은 고휘도 노면표시형 도료조성물 및 이를 이용한 노면표시선 시공방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 석유수지, 공액디엔계 중합체, 충전제, 강도향상제, 점도조절제, 금속산화물, 안료 및 글라스비드를 포함하여 야간 및 우천시에도 시인성이 우수하며, 미끄럼 저항성 및 내구성이 현저히 향상된 고휘도 노면표시형 도료조성물 및 이를 이용한 시인성이 향상된 노면표시선 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 포장된 도로에서는 그 도로의 진행 방향의 유도 및 차간의 간격을 유지케 하기 위해 일정폭의 차선유도용 노면 표시를 설치한다. 도로에는 다양한 형태의 노면 표시가 있는데, 제한 속도와 진행 방향에 대한 목적지의 정보 등이 도로의 노면 상에 직접 도포되어 글자나 도형으로 표시되기도 하고, 자동차의 주행 방향을 표시하는 차선 및 보행자의 안전을 위한 횡단보도 등 다양한 글자나 도형으로 표시되고, 여기에 사용되는 도로표지용 도료들이 여러 가지의 종류로 개발되어 사용되고 있다.
일반적으로 도로표지용 조성물로는 유성 도로표지용 도료, 수성 도로표지용 도료, 융착식 도로표지용 도료로 대별될 수 있다. 상기 유성 도로표지용 도료는 아크릴이나 알키드 같은 유기합성 수지에 유기용제 및 안료를 혼합하여 액상으로 제조되는데, 휘발성 유기화합물(VOCs: Volatile Organic Compounds)의 함량이 높아 환경적 유해인자가 되고 있다. 또한 유성 도로표지용 도료는 융착식 도로표지용 도료에 비해 시공되는 자재의 두께가 얇아 마모층이 적거나 건조의 시간이 길어 차량 통행이 빈번한 도로일 경우 시공의 어려움이 크고, 스프레이 작업시 비산에 의한 2차 오염을 유발하며, 포장 용기 및 잔량의 폐기 문제 등 환경적 유해성이 높다는 단점이 있다.
상기 수성 도로표지용 도료는 수성에멀젼 수지에 물이나 안료 등을 혼합하여 액상으로 제조되며, 수성 제품이라는 점에서 주위 시공 환경(온도나 습도)에 영향을 받고, 건조 시간이 느리기 때문에 시공할 때 제약이 많으며, 역시 포장 용기와 잔량의 폐기 문제 및 비산 등 환경적으로 유해하다는 단점이 있다.
또한, 종래의 일반 융착식 도로표지용 도료는 열가소성 수지에 안료나 글라스 비드 등을 혼합한 것으로서, 분말형태로 제조되어 현장에서 시공 시 1차 용해조에서 용해시킨 후 2차 시공기에서 뿌려주면서 시공하는 방식으로 작업이 수행되며, 상기 2차 시공기는 주로 인력이나 소형 원동기를 이용하였다. 이 방식은 도심지와 혼잡한 도로의 통행 제한을 최소화하면서 시공할 수 있는 방법으로 폭넓게 사용되고 있다. 다만 기존의 융착식 도료표지용 도료는 일반 융착식 도료를 도포하여 도색하는 것이므로 그 두께가 매우 얇고 미끄러워 도로면보다 오히려 마찰계수가 감소하는 문제점이 있어 자동차의 미끄러짐을 유발하고 보행자의 안전한 보행을 저해하는 문제를 발생시키고 있다. 또한, 시공 후 크랙이 쉽게 발생하고, 시인성을 위하여 첨가된 글라스비드가 쉽게 이탈되며, 우천시 수막 현상에 의해 차선이 잘 보이지 않고, 재시공이 어려운 문제점이 있었다.
예를 들면, 대한민국 공개특허 제10-2006-0124455호(특허문헌 1)에는 야간 및 우천시 시인성을 향상시키기 위하여 빛의 역반사율이 우수한 도료 표지 도료용 유리알을 함유하고 있는 도료표시용 도료 및 이의 제조방법을 개시하고 있으나, 상기 유리알의 내구성이 우수하지 않으며, 도료조성물에서 쉽게 탈리되는 문제가 발생하여, 전체적으로 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1043225호(특허문헌 2)에는 핫멜트 접착제에 폴리아미드 및 고무입자를 첨가하여 바인더로 사용한 도로의 노면 표지용 도료 조성물을 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0727717호(특허문헌 3)에는 폴리아미드 수지를 이용한 재용융형 도로표지용 도료 조성물을 개시하고 있다. 이러한 열가소성 수지를 바인더로 사용할 경우에는 접착속도가 빠르다는 장점이 있으나, 내열성이 약하고 접착강도가 낮아 잦은 유지 보수가 필요하다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 융착식 도료표지용 도료는 점상돌기에 의해 마찰계수를 증가시켜 차량의 미끄러짐을 억제하게 되는데, 차량의 바퀴가 돌출형 노면표시구를 통과할 때 그 돌출부에 의해 소음 및 진동이 발생하여 차량 진행 방향의 인지 및 졸음 운전에 따른 안전사고를 예방하고자 하는 돌출형 특수차선의 경우 시공 시 단차가 발생하므로 재보수가 어렵고, 보수 작업시 차선을 모두 제거 후 재시공을 해야하므로 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0124455호 대한민국 등록특허 제10-1043225호 대한민국 등록특허 제10-0727717호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 석유수지 18~40중량%, 공액디엔계 중합체 5~15중량%, 충전제 30~75중량%, 강도향상제 0.01~10중량%, 점도조절제 0.01~10중량%, 금속산화물 0.1~20중량%, 안료 0.1~10중량% 및 글라스비드 1~25중량%를 포함하여 야간 및 우천시에도 시인성이 우수하며, 미끄럼 저항성 및 내구성이 현저히 향상된 용융형 노면표시용 도료조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 공액디엔계 중합체 및 강도향상제를 사용하여 크랙이 발생되지 않고, 마모가 적으며, 석유수지의 유연성을 향상시켜 글라스비드와 균일하게 용융 분산되어 글라스비드의 탈리를 방지하며, 시인성을 장기간 유지할 수 있는 용융형 노면표시용 도료조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 점도조절제를 사용하여 살포된 글라스비드가 도료조성물에 침전되지 않고, 적절히 부유 및 분산될 수 있도록 함으로써 노면표시선의 휘도를 현저히 향상시킬 수 있는 노면표시용 도료조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 노면표시용 도료조성물을 사용한 노면표시선과 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 (A)석유수지 18~40중량%, (B)공액디엔계 중합체 5~15중량%, (C)충전제 30~75중량%, (D)강도향상제 0.01~10중량%, (E)점도조절제 0.01~10중량%, (F)금속산화물 0.1~20중량%, (G)안료 0.1~10중량% 및 (H)글라스비드 1~25중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공액디엔계 중합체는 적어도 하나의 비닐 방향족 화합물을 포함하는 중합체 블록 A 및 적어도 하나의 공액디엔 화합물을 포함하는 중합체 블록 B를 함유하는 열가소성 블록공중합체이며, 상기 충전제는 실리카, 탄산칼슘, 활석, 알루미나, 규조토, 산화티탄, 산화마그네슘 또는 규회석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 강도향상제는 알칼리 메탈 폴리실리케이트-설페이트이며, 상기 알칼리는 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 루비듐에서 선택되는 1종이상이며, 상기 메탈은 알루미늄, 구리, 니켈, 철, 코발트, 아연, 금 또는 백금에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 점도조절제는 C1-C8 메타크릴산 알킬 에스테르, C1-C8 아크릴산 알킬 에스테르 또는 이들의 혼합물 50-70 중량부와 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌 또는 이들의 혼합물 5-40 중량부 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 또는 이들의 혼합물 10-30 중량부로 구성된 단량체 혼합물을 중합시킨 아크릴산 에스테르계 그라프트 공중합체일 수 있으며, 상기 금속산화물은 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화칼륨, 산화리튬, 산화나트륨 중에서 선택되는 1종 또는 2종인 것을 특징으로 한다.
또한, 자외선 흡수제, 산화방지제, 왁스, 광유, 가소제 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 첨가제가 상기 용융형 노면표시용 도료 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부 추가로 더 첨가될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시공방법에 따르면, a) 노면의 접착저해물을 제거하고 프라이머를 도포하는 단계; b) 석유수지 18~40중량%, 공액디엔계 중합체 5~15중량%, 충전제 30~75중량%, 강도향상제 0.01~10중량%, 점도조절제 0.01~10중량%, 금속산화물 0.1~20중량%, 안료 0.1~10중량% 및 글라스비드 1~25중량%를 포함하는 용융형 노면표시용 도료조성물을 프라이머가 도포된 방향을 따라 용융 압출하여 노면에 시공하는 단계; c) 상기 시공된 노면의 상부에 글라스비드를 살포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 용융형 노면표시용 도료조성물 및 노면표시선 시공방법에 따라 시공됨으로써, 야간휘도가 280 내지 380 mcd/㎡·Lux이며, 야간 우천시 휘도가 250 내지 350 mcd/㎡·Lux이며, 6개월 방치 후 야간휘도가 150 내지 350 mcd/㎡·Lux이며, KS M6080에 따른 내마모성이 100회전 했을 때 200mg 미만인 것을 특징으로 하며, 상기 노면표시선은 차선, 횡단보도 또는 노면표시용으로 사용된다.
본 발명의 고휘도 노면표시용 도료 조성물 및 이를 이용한 시인성이 향상된 노면표시선 시공방법에 따르면, 차선, 횡단보도 또는 노면표시 등 다양한 분야에 적용가능하며, 공액디엔계 중합체 및 강도향상제를 사용하여 크랙이 발생되지 않고, 마모를 감소시켜 내구성을 현저히 향상시켰으며, 석유수지의 유연성을 향상시켜 글라스비드와 균일하게 용융 분산되어 글라스비드의 탈리를 방지하며 야간 및 우천시에도 우수한 시인성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 노면표시선을 시공할 때에 글라스비드를 추가로 살포할 때, 도료 조성물과의 결합력이 우수하여 글라스비드가 쉽게 탈리되지 않으며, 노면표시선 상부에 요철이 형성되어 미끄럼 방지에 효과적이며, 시인성이 향상되는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 고휘도 노면표시용 도료 조성물 및 이를 이용한 시인성이 향상된 노면표시선 시공방법에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법을 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (A)석유수지 18~40중량%, (B)공액디엔계 중합체 5~15중량%, (C)충전제 30~75중량%, (D)강도향상제 0.01~10중량%, (E)점도조절제 0.01~10중량%, (F)금속산화물 0.1~20중량%, (G)안료 0.1~10중량% 및 (H)글라스비드 1~25중량%를 포함하는 용융형 노면표시용 도료 조성물을 제공한다.
상기 (A)석유수지는 본 발명의 노면표시용 도료 조성물에서 도막을 형성하는 물질로서 기본적인 물성을 부여하는 바인더 역할을 한다. 상기 석유수지는 석유의 정제과정이나 석유화학공업의 부산물로서 생기는 유분으로 올레핀이나 디올레핀을 함유하는 단량체들을 중합시켜서 제조되는 고분자로써 열가소성 합성수지가 바람직하며, 상기 열가소성 합성수지는 이 기술분야에서 통상적으로 사용되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들면, 탄소수 5개의 지방족계 또는 탄소수 9개의 방향족계 석유수지 또는 생로진(rosin), 말레인화 로진 에스테르, 폴리아미드 수지, 불포화폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 크로만인덴 수지, 테르펜수지, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-아세트산 비닐공중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 석유수지의 함량은 18 내지 40중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 30중량%인 것이 효과적이다. 석유수지의 함량이 18중량% 미만일 경우에는 안정적인 도막이 형성되지 못하여 내구성이 현저히 감소되는 문제가 발생할 수 있으며, 40중량% 초과일 경우에는 도막 내에 글라스비드의 분포가 불균일하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 (B)공액디엔계 중합체는 석유수지와 글라스 비드의 혼화성을 향상시켜 균일하게 분산될 수 있게 하며, 도막으로 형성되었을 때 충격을 흡수하는 역할을 하는 것으로, 상기 공액디엔계 중합체는 적어도 1개의 비닐 방향족 화합물을 주체로 한 중합체 블록 A와 공액디엔 화합물의 비닐 결합량이 20% 이상인 적어도 1개의 공액디엔 화합물을 주체로 한 블록 B로 된 블록공중합체로서 A-B-A-B-A의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 공액디엔계 중합체는, 비닐 방향족 화합물을 주성분으로 하는 중합체 블록을 A(블록 A), 공액디엔의 단독중합체 블록, 또는 비닐 방향족 화합물과 공액디엔의 랜덤 공중합체 블록을 B(블록 B), 비닐 방향족 화합물과 공액디엔의 공중합체 블록으로 이루어지고, 비닐 방향족 화합물의 함유율이 분자쇄 말단을 향하여 점점 증가하는 테이퍼(taper) 블록을 C(블록 C)라고 하면, A-B, A-B-A 또는 A-B-C의 블록 배열을 함유하는 블록 공중합체로 이루어진다. 블록 공중합체에 사용되는 비닐 방향족 화합물로서는, 예컨대 스타이렌, α-메틸스타이렌, o-메틸스타이렌, m-메틸스타이렌, p-메틸스타이렌, p-t-부틸스타이렌, 디비닐벤젠, 디아이소프로펜일스타이렌, o-클로로스타이렌, m-클로로스타이렌, p-클로로스타이렌, 1,1-디페닐에틸렌, N,N'-디메틸-p-아미노스타이렌, N,N'-디에틸-p-아미노스타이렌 및 비닐피리딘 등을 들 수 있고, 특히 스타이렌 및 α-메틸스타이렌이 바람직하다. 또한, 블록공중합체에 사용되는 공액디엔으로서는 부타디엔, 아이소프렌, 2,3-디메틸부타디엔, 1,3-펜타디엔, 2-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 4,5-디에틸-1,3-옥타디엔, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 클로로프렌 및 2,3-디클로로부타디엔 등을 들 수 있지만, 공업적으로 이용하기 쉽고, 또한 물성면에서도 우수한 디엔계 중합체를 얻기 위해서는 부타디엔, 아이소프렌 또는 1,3-펜타디엔이 바람직하고, 부타디엔이 특히 바람직하다. 블록 공중합체에 있어서, 블록 A 중의 비닐 방향족 화합물의 함유량은 상기 블록 중의 전체 모노머의 바람직하게는 90중량% 이상, 더 바람직하게는 95~100중량%이다. 이 경우, 비닐 방향족 화합물 이외의 공중합성 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 블록 A 및 블록 C 중의 비닐 방향족 화합물의 합계 함유량은 바람직하게는 3~50중량%, 더 바람직하게는 5~40중량%, 특히 바람직하게는 5~30중량%이다. 또한, 블록 B에서의 공액디엔 단위의 비닐 결합 함량은 바람직하게는 20% 이상, 더 바람직하게는 40% 이상, 특히 바람직하게는 60% 이상이다. 이 경우, 비닐 결합 함량이 20몰% 미만이면, 공액디엔계 중합체의 유연성 개선 효과가 저하되는 경향이 있다.
본 발명에서 사용되는 (B)공액디엔계 중합체의 수지 함량은 5 내지 15중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 10중량%인 것이 효과적이다. 상기 함량이 15중량% 초과일 경우에는 노면표시용 도료 조성물의 내열성이 감소하는 문제가 발생할 수 있으며, 5중량% 미만일 경우에는 노면표지선 도막의 연성 및 내마모성이 감소하여 도막의 크랙방지효율이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 (C)충전제는 노면표지용 도료 조성물의 기계적 물성을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 실리카, 탄산칼슘, 활석, 알루미나, 규조토, 산화티탄, 산화마그네슘 또는 규회석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 인 것이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서 사용되는 충전제의 함량은 30 내지 75중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 68중량%인 것이 효과적이다. 상기 충전제의 함량이 30중량% 미만일 경우에는 기계적 성질이 저하되어 내구성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 75중량% 초과일 경우에는 다른 성분들의 필수함량을 감소시켜 노면표지용 도료조성물의 물성을 저해하는 문제점이 발생 할 수 있다.
상기 (D)강도향상제는 상기 (C)공액디엔계 중합체와 함께 노면표시용 도료 조성물에서 석유수지와 글라스 비드의 혼화성을 향상시켜 균일하게 분산될 수 있게 하며, 크랙의 생성 및 글라스비드의 탈리를 방지하여 내마모성 등의 내구성을 향상시키는 역할을 하는 것으로 알칼리 메탈 폴리실리케이트-설페이트로 구성되며, 상기 알칼리는 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 루비듐에서 선택되는 1종이상이며, 상기 메탈은 알루미늄, 구리, 니켈, 철, 코발트, 아연, 금 또는 백금에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하며, 특히 칼륨 알루미늄 폴리실리케이트-설페이트인 것이 효과적이다.
상기 알칼리 메탈 폴리실리케이트-설페이트는 (1)산화알루미늄, 규산, 칼륨, 산화철, 황산 및 물로 이루어진 수산화알루미늄 혼합액을 황산에 용해하고, (2)용해된 상기 (1)용액에 황산칼륨용액을 첨가한 후 저온에서 교반하여 용성 알루미늄의 복염을 포함한 조성물을 생성하고, (3)상기 조성물을 정제하여 순도 및 밀도가 높은 황산알루미늄 칼륨을 생성하고, (4)상기 황산알루미늄 칼륨에 규산알루미늄 및 물을 가하여 알칼리 메탈 폴리실리케이트-설페이트의 수염 킬레이트를 생성하고 이를 저온에서 중합 침전시켜 분자체로 형성하여 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 강도향상제의 함량은 0.01 내지 10중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량%인 것이 효과적이다. 상기 강도향상제의 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 석유수지, 공엑디엔계 중합체 및 글라스비드의 혼화성의 향상이 미미해져 크랙생성방지효율 및 내마모성 등이 감소하는 문제가 발생할 수 있으며, 10중량% 초과일 경우에는 다른 성분들의 필수함량을 감소시켜 노면표지용 도료조성물의 물성을 저해하는 문제점이 발생 할 수 있다.
상기 (E)점도조절제는 아크릴산 에스테르계 그라프트 공중합체로써, 글라스비드와 석유수지와의 결합성 및 혼화성을 향상시켜 최적의 점도를 갖도록하여 노면표시용 도료 조성물을 도막으로 형성했을 때, 글라스비드의 침전 및 탈리를 방지하여 휘도를 향상시키는 역할을 하는 것으로, 상기 점도조절제는 C1-C8 메타크릴산 알킬 에스테르, C1-C8 아크릴산 알킬 에스테르 또는 이들의 혼합물 50-70 중량부와 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌 또는 이들의 혼합물 5-40 중량부 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 또는 이들의 혼합물 10-30 중량부로 구성된 단량체 혼합물을 중합시킨 공중합체이다.
상기 C1-C8 메타크릴산 알킬 에스테르 및 C1-C8 아크릴산 알킬 에스테르는 각각 메타크릴산 또는 아크릴산과 1∼8개의 탄소원자를 포함하는 모노히드릴 알코올로부터 얻어진 에스테르류이다. 바람직한 구체예로서는 C1-C8 메타크릴산 알킬 에스테르는 메타크릴산 메틸 에스테르, 메타크릴산 에틸 에스테르 또는 메타크릴산 프로필 에스테르이며, C1-C8 아크릴산 알킬 에스테르는 아크릴산 에틸 에스테르를 들 수 있다. 이들 중 메타크릴산 메틸 에스테르가 가장 바람직하다. 아크릴산 에스테르계 그라프트 공중합체의 바람직한 예로는 부타디엔 고무, 아크릴 고무, 또는 스티렌/부타디엔 고무에 메타크릴산 메틸 에스테르와 스티렌 및 아크릴로니트릴의 단량체를 혼합물의 형태로 그라프트 공중합한 것을 들 수 있으며, 가장 바람직하게는 메타크릴산 메틸에스테르, 스티렌 및 아크릴로니트릴의 그라프트 공중합체가 효과적이다.
상기 점도조절제의 함량은 0.01 내지 10중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량%인 것이 효과적이다. 점도조절제의 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 글라스비드와 석유수지의 혼화성 향상 및 점도조절 효과를 미미하게 하여 글라스비드가 침전되거나 탈리되는 것을 방지하지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 10중량% 초과일 경우에는 석유수지와 공액디엔계 중합체의 결합력을 약화시켜 글라스비드가 침전되거나 탈리되어 휘도가 감소되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 (F)금속산화물은 노면표시용 도료 조성물 내부에 잔존하는 수분을 흡수하여 수산화물을 형성함으로써 노면표시선의 노화를 방지하고, 내구성을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 이러한 금속산화물은 당업자라면 일반적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이면 제한없이 사용가능하며, 특히 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화칼륨, 산화리튬, 산화나트륨 중에서 선택되는 1종 또는 2종인 것이 바람직하다.
상기 금속산화물의 함량은 0.1 내지 20중량% 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10 중량% 포함하는 것이 효과적이다. 상기 금속산화물의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는, 노화방지 및 내구성 향상 성능이 미미해지는 문제가 발생할 수 있으며, 20중량% 초과일 경우에는, 내구성의 별다른 향상없이 오히려 다른 성분들의 필수함량을 감소시켜 노면표시용 도료 조성물의 물성을 감소시키는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 (G)안료는 노면표시용 도료 조성물로 기능하도록 색상을 부여하는 기능을 하는 것으로, 노면표시용 도료 조성물을 흰색, 황색, 파란색 등 원하는 색상으로 발현시키도록 하기 위해 적절한 안료를 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 안료는 당업자라면 일반적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이면 제한없이 사용가능하며, 예를 들면, 백색안료로 이산화티탄, 아연화, 리소폰, 연백 등을 사용할 수 있고, 황색안료로 티탄옐로우, 산화철, 카드뮴계, 황연, 내열황연, 유기계 황색안료, 형광 황색안료, 축광발광의 안료, 축광발광의 염료 및 무기 복합 산화물 안료 등을 상용할 수 있다.
상기 안료의 함량은 0.1 내지 8중량% 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 6 중량% 포함하는 것이 효과적이다. 안료의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 색상을 충분히 발현하지 못하여 노면표시선으로 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 발생할 수 있으며, 8중량% 초과일 경우에는 색상의 특별한 향상 없이 오히려 다른 성분들의 필수함량을 감소시켜 노면표시용 도료 조성물의 물성을 감소시키는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 (H)글라스비드는 노면표시선에서 특히 야간에 자동차 전조등의 불빛을 받아 이를 반사시켜 운전자나 보행자 등 사람의 육안으로 쉽게 판독하여 인식할 수 있도록 하는 가능을 하는 것으로, 노면표시용 도료 조성물 원료분야에서 통상적으로 사용되는 글라스비드라면 제한없이 적용 가능하다.
특히, 야간이나 악천후에 미세한 불빛에도 반사효율이 높게 유지되게 하기 위하여 글라스비드의 표면에 알루미늄 또는 은 등의 금속증착막을 형성하거나, 프리즘층을 형성한 글라스비드를 사용하는 것이 효과적이다.
이러한 글라스비드는 전체 조성물에서 1 내지 25 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 4 내지 20 중량% 포함되는 것이 효과적이다. 글라스비드의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 글라스비드가 충분하지 않아 야간 또는 우천시의 시인성이 현저히 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 25중량% 초과일 경우에는 다른 성분들의 필수함량을 감소시켜 노면표시용 도료 조성물의 물성을 저해하는 문제가 발생할 수 있다.
이 외에도 자외선 흡수제, 산화방지제, 왁스, 광유, 가소제 등의 첨가제를 추가로 적절히 첨가할 수 있으며, 상기 첨가제는 용융형 노면표시용 도료 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부 추가로 더 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 첨가제 중에서 왁스, 광유, 가소제의 경우 노면표시용 도료 조성물에 유연성을 부여하여 성형성을 좋게 하고, 크랙방지 효과를 향상시키는 것으로 0.1 중량부 미만일 경우에는 도막의 유연성 향상 효과를 미미하게 하는 단점이 있고, 5 중량부 초과일 경우에는 석유수지와 공액디엔계 중합체의 결합력을 약화시켜 노면표시용 도료 조성물의 물성을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 노면표시용 도료 조성물을 이용한 노면표시선의 시공방법을 제공한다.
a) 노면의 접착저해물을 제거하고 프라이머를 도포하는 단계;
b) 석유수지 18~40중량%, 공액디엔계 중합체 5~15중량%, 충전제 30~75중량%, 강도향상제 0.01~10중량%, 점도조절제 0.01~10중량%, 금속산화물 0.1~20중량%, 안료 0.1~10중량% 및 글라스비드 1~25중량%를 포함하는 용융형 노면표시용 도료조성물을 프라이머가 도포된 방향을 따라 용융 압출하여 노면에 시공하는 단계;
c) 상기 시공된 노면의 상부에 글라스비드를 살포하는 단계;를 포함하는 것이 효과적이다.
먼저, a)단계에서 노면의 접착저해물을 제거하고 프라이머를 도포할 때에 노면이 젖어있는 경우 버너 등으로 가열하여 수분을 제거하고, 기온이 5℃ 이하인 경우에는 도장 전에 노면을 150 내지 200℃로 가열해야 한다.
노면표시용 도료 조성물을 도포하기 전에 프라이머를 도포함으로써, 노면과의 접착력을 향상시키고, 노면표시용 도료 조성물을 도장했을 때, 도막의 내구성을 향상시킬 수 있다.
b)단계는 먼저 석유수지 18~40중량%, 공액디엔계 중합체 5~15중량%, 충전제 30~75중량%, 강도향상제 0.01~10중량%, 점도조절제 0.01~10중량%, 금속산화물 0.1~20중량%, 안료 0.1~10중량% 및 글라스비드 1~25중량%를 포함하는 노면표시용 도료조성물을 용융 혼합하여 파우더 형태로 형성시켜 준비한다.
노면표시용 도료 조성물을 파우더 형태로 제조함에 있어서 공지된 방법이면 제한없이 적용할 수 있으며, 이렇게 제조된 노면표시용 도료 조성물은 통상적으로 시공현장에서 사용되는 가열 니더 등의 가열 용융 혼련 장치를 이용하고 170 내지 210℃로 용융 혼련하고, 시공기를 이용하여 노면에 시공된다.
또한, c)단계는 노면표시용 도료 조성물 내에 포함되지 않은 일부의 글라스비드를 노면표시용 도료 조성물이 완전히 경화되기 전에 추가로 살포하는 단계로 도막 상부에 위치하게 되므로 야간 및 우천시 시인성이 현저히 향상되며, 도막 상부에 요철을 형성하여 미끄럼 방지 효율을 향상시키는 장점이 있다.
상기의 시공방법에 따라 시공된 노면표시선은 야간휘도가 280 내지 380 mcd/㎡·Lux이며, 야간 우천시 휘도가 250 내지 350 mcd/㎡·Lux이며, 6개월 방치 후 야간휘도가 150 내지 350 mcd/㎡·Lux이며, KS M6080에 따른 내마모성이 100회전 했을 때 200mg 미만인 것을 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 이러한 노면표시선은 차선, 횡단보도 또는 노면표시용으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 노면표시용 도료 조성물을 실시예 및 비교예를 통하여 자세히 설명하고자 한다.
물성측정
1) 야간휘도
노면표시용 도료조성물을 표면이 균일하고 평평한 유리판(약 165mm×120mm)에 건조된 도막의 두께가 최대 0.1mm 되도록 도포하고, 수평으로 놓고 글라스비드 100g을 높이 약 10cm 위에서 골고루 도포한 다음, 경화시킨다.
위와 같이 제작된 시료에 대해 전자 휘도계(DELTA社, LTL2000SQ)를 사용하여 시료 뒤에 부착시켜 자동으로 휘도를 측정하였다.
2) 야간 우천 휘도
야간 우천 휘도 측정은 상기 야간 휘도 측정을 위한 시료제작과정과 동일하지만, 우천시의 빗물에 의한 습윤상태를 모사하기 위해 제작된 시료에 충분한 양의 물을 뿌려 제작된 시료의 표면을 습윤상태로 만들고 전자 휘도계를 이용하여 휘도를 측정한다. 이때 사용되는 휘도계는 위의 야간 휘도 측정에 사용된 장치와 동일하다.
3) 내마모성
KS M6080 4종 내마모성 시험규격에 따라 시험편에 도막두께가 200㎛가 되도록 시료를 도포하여 경화하고, 40℃로 유지한 항온조에 24시간동안 담궜다 꺼내 실온으로 냉각시킨 후 시험편의 윗면을 위로하여 테버형 마모시험기의 지지대에 수평으로 고정시킨다. 연마지를 감은 고무제 원반을 시험편 위에 내려놓고, 마모시험기와 전동식 제진장치를 시동하여 회전반을 100회전한 후 정지시켜 시험편을 빼낸다. 시험편을 깨끗한 헝겊으로 닦은 후 그 무게를 저울로 1mg까지 칭량하여 마모감량을 계산하였다.
[실시예 1]
노면표시용 도료 조성물의 제조
석유수지(C9, HIKITACK P-120H, 코오롱인더스트리) 2.1kg, 공액디엔계 중합체(Tuftec H1052, 일본 아사이 카세이) 300g, 탄산칼슘(CaCO3, Aldrich) 5.6kg, 강도향상제(칼륨 알루미늄 폴리실리케이트-설페이트) 100g, 산화나트륨(Na2O) 50g, 산화칼슘(CaO) 50g를 용해조에 투입하고 190℃로 가열시켜 교반기로 균일하게 혼합한 후 이산화티탄(TiO2) 200g, 실리카(SiO2) 100g, 알루미늄 증착막이 형성된 글라스비드(glass beads, 평균입경 350㎛) 1.5kg을 차례로 투입하여 균일하게 혼합하여 노면표시용 도료 조성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 조성물을 휘도 측정 및 내마모성 측정을 위한 시험편으로 제조하고 테스트하였다. 그 결과 야간휘도는 340mcd/㎡·Lux 및 우천시 야간 휘도는 301mcd/㎡·Lux로 나타났으며, 내마모성은 100회전에 감소된 무게가 190mg으로 나타났다.
차선시공
노면의 접착저해물을 제거하고 핫멜트 프라이머를 도포한 다음, 상기에서 제조된 노면표시용 도료 조성물을 차선도색장치에 넣고 190℃로 가열하여 용융시킨 후 프라이머를 도포한 노면 상에 도포하였다. 노면표시용 도료 조성물이 완전히 경화하기 전에 상부에 글라스비드를 살포한 후 상온에서 경화시켰으며, 6개월간 방치 후 크랙발생여부 및 야간휘도를 측정하였다. 크랙발생여부는 육안으로 확인하였으나, 발생하지 않았음을 확인할 수 있었고, 야간휘도는 전자 휘도계(DELTA社, LTL2000SQ)를 사용하여 측정하였으며 312mcd/㎡·Lux로 나타났다.
[실시예 2]
폴리아미드수지(KEPAMID-6, 한국엔지니어링 플라스틱(주)) 2.1kg 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 노면표시용 도료 조성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 조성물을 휘도 측정 및 내마모성 측정을 위한 시험편으로 제조하고 테스트하였다. 그 결과 야간휘도는 310mcd/㎡·Lux 및 우천시 야간 휘도는 280mcd/㎡·Lux로 나타났으며, 내마모성은 100회전에 감소된 무게가 186mg으로 나타났다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 시공된 차선의 6개월 방치 후 크랙발생여부를 육안으로 확인하였으나 발생하지 않았으며, 6개월 방치 후의 야간휘도는 301mcd/㎡·Lux로 확인할 수 있었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 가소제로 광유 500g를 추가로 더 첨가한 다음 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 노면표시용 도료조성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 조성물을 휘도 측정 및 내마모성 측정을 위한 시험편으로 제조하고 테스트하였다. 그 결과 야간휘도는 330mcd/㎡·Lux 및 우천시 야간 휘도는 312mcd/㎡·Lux로 나타났으며, 내마모성은 100회전에 감소된 무게가 180mg으로 나타났다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 시공된 차선의 6개월 방치 후 크랙발생여부를 육안으로 확인하였으나 발생하지 않았으며, 6개월 방치 후의 야간휘도는 314mcd/㎡·Lux로 확인할 수 있었다.
[실시예 4]
상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 점도조절제로 메타크릴산 메틸에스테르 60중량부, 스티렌 23중량부 및 아크릴로니트릴 17중량부를 공중합시킨 아크릴산 에스테르계 그라프트 공중합체 500g를 추가로 더 첨가한 다음 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 노면표시용 도료조성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 조성물을 휘도 측정 및 내마모성 측정을 위한 시험편으로 제조하고 테스트하였다. 그 결과 야간휘도는 350mcd/㎡·Lux 및 우천시 야간 휘도는 312mcd/㎡·Lux로 나타났으며, 내마모성은 100회전에 감소된 무게가 140mg으로 나타났다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 시공된 차선의 6개월 방치 후 크랙발생여부를 육안으로 확인하였으나 발생하지 않았으며, 6개월 방치 후의 야간휘도는 304mcd/㎡·Lux로 확인할 수 있었다.
[비교예 1]
폴리아미드수지(KEPAMID-6, 한국엔지니어링 플라스틱(주)) 3kg, 탄산칼슘(CaCO3, Aldrich) 6kg를 용해조에 투입하고 190℃로 가열시켜 교반기로 균일하게 혼합한 후 이산화티탄(TiO2) 250g, 실리카(SiO2) 250g, 글라스비드(glass beads, 평균입경 350㎛) 500g을 차례로 투입하여 균일하게 혼합하여 노면표시용 도료 조성물을 제조하였다. 이렇게 제조된 조성물을 휘도 측정 및 내마모성 측정을 위한 시험편으로 제조하고 테스트하였다. 그 결과 야간휘도는 250mcd/㎡·Lux 및 우천시 야간 휘도는 205mcd/㎡·Lux로 나타났으며, 내마모성은 100회전에 감소된 무게가 540mg으로 나타났다.
또한, 실시예 1과 동일한 방법으로 시공된 차선의 6개월 방치 후 크랙발생여부를 육안으로 확인하였으나 다수의 크랙이 발생했음을 확인할 수 있었다.
상기에 나타난 바와 같이 비교예 1은 실시예 1 내지 4에 비하여, 야간휘도, 우천시 야간 휘도, 내마모성, 6개월 방치 후 크랙발생 및 야간휘도가 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시예 1 내지 4에서는 공액디엔계 중합체, 강도향상제 및 점도조절제를 사용함으로써 크랙이 발생되지 않고, 마모를 감소시켜 내구성을 현저히 향상시켰으며, 석유수지의 유연성을 향상시켜 글라스비드와 균일하게 용융 분산되어 글라스비드의 침전 또는 탈리를 방지하며 야간 및 우천시에도 우수한 시인성을 유지할 수 있는 것을 확인하였다.
또한, 노면표시선 시공할 때에 글라스비드를 추가로 살포할 때, 도료 조성물과의 결합력이 우수하여 글라스비드가 쉽게 탈리되지 않으며 크랙발생도 현저히 감소하였다.
특히, 강도향상제를 코팅한 글라스비드를 사용한 경우 그렇지 않은 경우보다 야간 및 우천시 휘도가 향상되었으며, 내마모성도 현저히 향상된 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명은 차선, 횡단보도 또는 노면표시 등 다양한 분야에 적용가능하며, 크랙이 발생되지 않고, 내구성이 현저히 향상되었으며, 야간 및 우천시에도 우수한 시인성을 유지할 수 있는 노면표시용 도료 조성물을 제조할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (11)

  1. (A)석유수지 18~40중량%, (B)공액디엔계 중합체 5~15중량%, (C)충전제 30~75중량%, (D)강도향상제 0.01~10중량%, (E)점도조절제 0.01~10중량%, (F)금속산화물 0.1~20중량%, (G)안료 0.1~10중량% 및 (H)글라스비드 1~25중량%를 포함하는 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공액디엔계 중합체는 적어도 하나의 비닐 방향족 화합물을 포함하는 중합체 블록 A 및 적어도 하나의 공액디엔 화합물을 포함하는 중합체 블록 B를 함유하는 열가소성 블록공중합체인 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 충전제는 실리카, 탄산칼슘, 활석, 알루미나, 규조토, 산화티탄, 산화마그네슘 또는 규회석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 강도향상제는 알칼리 메탈 폴리실리케이트-설페이트이며, 상기 알칼리는 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 또는 루비듐에서 선택되는 1종 이상이며, 상기 메탈은 알루미늄, 구리, 니켈, 철, 코발트, 아연, 금 또는 백금에서 선택되는 1종 이상인 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 점도조절제는 C1-C8 메타크릴산 알킬 에스테르, C1-C8 아크릴산 알킬 에스테르 또는 이들의 혼합물 50-70 중량부와 스티렌, α-메틸스티렌, 할로겐 또는 알킬 치환 스티렌 또는 이들의 혼합물 5-40 중량부 및 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 또는 이들의 혼합물 10-30 중량부로 구성된 단량체 혼합물을 중합시킨 아크릴산 에스테르계 그라프트 공중합체인 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속산화물은 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화칼륨, 산화리튬, 산화나트륨 중에서 선택되는 1종 또는 2종인 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    자외선 흡수제, 산화방지제, 왁스, 광유, 가소제 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 첨가제가 상기 용융형 노면표시용 도료 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부 추가로 더 첨가되는 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 글라스비드는 상기 글라스비드 표면에 알루미늄 또는 은을 포함하는 금속증착막이 형성되거나 프리즘층이 형성된 글라스비드인 용융형 노면표시용 도료 조성물.
  9. a) 노면의 접착저해물을 제거하고 프라이머를 도포하는 단계;
    b) 석유수지 18~40중량%, 공액디엔계 중합체 5~15중량%, 충전제 30~75중량%, 강도향상제 0.01~10중량%, 점도조절제 0.01~10중량%, 금속산화물 0.1~20중량%, 안료 0.1~10중량% 및 글라스비드 1~25중량%를 포함하는 용융형 노면표시용 도료조성물을 프라이머가 도포된 방향을 따라 용융 압출하여 노면에 시공하는 단계;
    c) 상기 시공된 노면의 상부에 글라스비드를 살포하는 단계;를 포함하는 용융형 노면표시선 시공방법.
  10. 제 9항의 시공방법에 따라 시공되어, 야간휘도가 280 내지 380 mcd/㎡·Lux이며, 야간 우천시 휘도가 250 내지 350 mcd/㎡·Lux이며, 6개월 방치 후 야간휘도가 150 내지 350 mcd/㎡·Lux이며, KS M6080에 따른 내마모성이 100회전 했을 때 200mg 미만인 것을 특징으로 하는 노면표시선.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 노면표시선은 차선, 횡단보도 또는 노면표시용으로 사용되는 노면표시선.
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