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KR100906436B1 - 스프레이형 융착식 도로표지용 도료 조성물 및 이에 의한도료표지용 도료 - Google Patents

스프레이형 융착식 도로표지용 도료 조성물 및 이에 의한도료표지용 도료 Download PDF

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KR100906436B1
KR100906436B1 KR1020070074979A KR20070074979A KR100906436B1 KR 100906436 B1 KR100906436 B1 KR 100906436B1 KR 1020070074979 A KR1020070074979 A KR 1020070074979A KR 20070074979 A KR20070074979 A KR 20070074979A KR 100906436 B1 KR100906436 B1 KR 100906436B1
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composition
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임석희
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(주)아해
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Abstract

본 발명은 폴리아미드 수지를 포함한 스프레이형 융착식 도로 표지용 도료조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 저점도, 저도막 두께에서의 내크랙성, 내구성 및 내비드 탈락성을 향상시켜 스프레이 방식의 도포가 가능한 스프레이형 융착식 도로 표지용 도료조성물을 수득할 수 있다.
폴리아미드, 비결정질의 폴리알파올레핀, 유리알, 실리카, 탄산칼슘, 착색안료, 산화방지제

Description

스프레이형 융착식 도로표지용 도료 조성물 및 이에 의한 도료표지용 도료{Hot-Melt type Compositions for road sign by spray and Paint using the same}
본 발명은 스프레이형 융착식 도로 표지용 도료 조성물에 관한 것으로서, 폴리아미드 수지를 포함하여 저점도, 저도막 두께에서의 내크랙성, 내구성 및 내비드 탈락성을 향상시켜 스프레이 방식의 도포가 가능한 스프레이형 융착식 도로 표지용 도료조성물에 관한 것이다.
교통수단의 발달, 특히 자동차의 발달과 보급으로 인하여 도로는 보다 많아지고, 더 복잡해짐에 따라 도로에 대한 보다 많은 정보를 운전자에게 정확히 전달하여야 할 필요성 또한 높아지고 있다.
도로에 관한 정보, 즉 진행방향에서의 목적지에 관한 정보, 현재 도로가 지나고 있는 지역에 관한 정보, 도로 주변에서 도로의 횡단에 관련된 정보 및 제한속도 등에 관한 정보들을 운전자에게 전달하기 위한 수단으로서 도로에 관한 정보들 을 기재한 도로표지판이 일반적으로 널리 사용되고 있다.
또한 제한속도와 진행방향에 대한 목적지의 정보 등이 도로의 노면 상에 직접 도포되어 글자나 도형으로 표시되기도 하는데, 이러한 노면 상의 정보들은 주로 노면에 도로표지용 도료를 도포하여 글자나 도형으로 표시되고, 여기에 사용되는 도로표지용 도료들이 여러 가지의 종류로 개발되어 사용되고 있다.
일반적으로 도로표지용 도료로는 (1) 유성 도로표지용 도료, (2) 수성 도로표지용 도료 및 (3) 융착식 도로표지용 도료들로 대별될 수 있다.
상기 유성 도로표지용 도료는 아크릴, 알키드 등과 같은 유기합성 수지에 유기용제 및 안료를 혼합하여 액상으로 제조되는데, 휘발성 유기화합물(VOC ; volatile organic compound)의 함량이 높아 환경적 유해인자가 되고 있으며, 융착식 도로표지용 도료에 비해 내구성이 약하고, 포장용기 및 잔량의 폐기문제 등 환경적 유해성이 높다는 단점이 있다.
상기 수성 도로표지용 도료는 수성 에멀젼 수지에 물, 안료 등을 혼합하여 액상으로 제조되며, 수성제품이라는 점에서 주위 시공 환경(온도, 습도)에 영향을 받고, 건조시간이 느리기 때문에 시공상 제약을 많이 받으며, 역시 포장 용기와 잔량의 폐기문제 등 환경적으로 유해하다는 단점이 있다.
또한, 상기 융착식 도로표지용 도료는 열가소성 수지에 안료, 유리알(글래스 비드) 등을 혼합한 것으로서, 분말 형태로 제조되기 때문에 현장 시공 시에 1차 용해조에서 용해시킨 후, 2차 시공기에서 뿌려주면서 시공하는 방식으로 작업이 수행되며, 상기 2차 시공기는 주로 인력으로 또는 소형의 원동기를 이용하여 작업하기 때문에 작업에 많은 시간이 소요되며, 이는 곧 도로의 교통흐름을 방해하여 정체 등의 문제를 유발하여 인력면, 에너지의 면 및 공해의 면 등에서 막대한 손실을 초래하는 문제점이 있고, 인력에 의한 경우 작업자가 직접 도로상에서 작업하기 때문에 안전의 면에서도 큰 문제가 있다. 또한, 상기 융착식 도로표지용 도료는 분말상으로 이루어져 있기 때문에 이를 포장할 포장지가 요구되고 있고, 상기 포장지는 작업 후 폐기되어야 하며, 분말은 바람이나 기타 작업 도중에 날리는 문제점이 있어 작업자의 작업환경을 열악하게 하여 건강을 해치는 등의 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 저점도, 저도막 두께에서의 내크랙성, 내구성 및 내비드 탈락성을 향상시켜 스프레이 방식의 도포가 가능한 융착식 도료표지용 도료조성물을 제공하는 것이다.
[과제의 해결 수단]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 바인더 수지 10 내지 30중량%, 실리카 5 내지 30중량%, 유리알 5 내지 25중량%, 탄산칼슘 5% 내지 30중량%, 착색안료 3% 내지 10중량% 및 산화방지제 0.3% 내지 5중량%를 포함하는 스프레이형 도로표지용 도료조성물에 관계한다.
본 발명에 의한 스프레이형 융착식 도로 표지용 도료조성물은 저점도, 저도막 두께에서의 내크랙성, 내구성 및 내비드 탈락성을 향상시켜 스프레이 방식의 도포가 가능하게 되었다.
이하에서 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 바인더 수지, 실리카, 유리알, 탄산칼슘, 착색안료, 및 산화방지제를 포함하여 스프레이방식으로 도포할 수 있는 도로표지용 도료 조성물을 제공한다.
상기 바인더 수지는 도로에 도포되어 경화된 후에는 도로의 표면에 긴밀하게 접착되어 오랫동안 잔류하면서, 상기한 안료 기타 유리알 등이 도로 상에 잔류되도록 하여 도로표지로서 기능하도록 하며, 기존 C-5 석유화학 수지나 로진 타입의 융착식 도료보다 유연성 및 도로 표면 부착력이 우수하여 내크랙성을 향상하도록 하는 접착제로 기능한다.
상기 바인더 수지로는 열가소성 폴리아미드 수지가 바람직하다. 상기 바인더 수지로서, 가장 바람직하게는 디아민과 관능기가 2개 이상인 2염기성산(dicarboxy ackylacide)의 축합반응에 의해 제조되는 열가소성 폴리아미드 수지가 사용될 수 있다.
상기 열가소성 폴리아미드 수지는 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 30중량%의 범위로 사용될 수 있는데, 10중량% 미만으로 사용되는 경우에는 부착성, 내마모성, 내구성, 작업성 등이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 30중량%를 초과하는 경우에는 착색안료, 유리알, 실리카 및 세라믹의 중량이 상대적으로 적어지므로 착색율, 내마모성 및 장기간 후 재귀반사율의 저하 현상이 생길 수 있다.
상기 폴리아미드 수지의 중량%를 조절하여 작업방식에 따른 도로표지용 도료 조성물을 제공할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 10 내지 20 중량%이면 슬리트 도포방식의 작업에 매우 용이하고, 20 내지 30 중량% 이면 스프레이 방식의 작업에 매우 효율적인 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에서는 상기 열가소성 폴리아미드 수지에 비결정질의 폴리알파올레핀(poly-α-olefin: APAO) 폴리머를 추가하여 도료 조성물의 도막을 형성시키는 원료로 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 비결정질의 폴리알파올레핀(poly-α-olefin: APAO) 폴리머는 도료 조성물의 작업성 조정 및 제품의 유연성을 조정하는 기능을 한다.
일반적으로 비결정질의 폴리알파올레핀은 높은 점도지수와 낮은 저온 유동성으로 인하여 넓은 온도범위에서의 유동성을 갖고 있으므로 저온 유동성이 우수하고 분자량 분포가 좁아 증발감량이 적을 뿐만 아니라 안정성이 우수하여 장기간 사용이 가능한 특성이 있다.
본 발명에서 사용 가능한 비결정질의 폴리알파올레핀에 대해 특별한 제한이 없으나, 중량평균 분자량(Mw)이 34,000 ~ 120,000 g/㏖, 수평균 분자량 Mn이 7,000~24,000g/㏖이고 용융질량흐름(MFR)이 700g/min 이상인 것이 바람직하다.
일반적으로, 비결정질의 폴리알파올레핀의 유동점은 알파올레핀의 분자량이 낮을수록 우수하고, 점도지수는 분자량이 클수록 높아지는 상반된 특성이 있다.
MFR이 700 g/min 이하인 알파올레핀을 단량체로 사용하는 경우 점도가 높고, 저온유동성이 낮아 스프레이용으로 적합하지 않다.
상기 비결정질의 폴리알파올레핀 폴리머는 작업성 조절제로 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 10중량%의 범위로 사용될 수 있는데, 1중량% 미만으로 사용되는 경우에는 저점도의 스프레이 작업시 작업성이 떨어질 수가 있으며, 10중량%를 초과하는 경우에는 도막이 너무 물러질 수 있으며 도막의 경도가 낮아져 내구성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
상기 비결정질의 폴리알파올레핀 폴리머는 상기 열가소성 폴리아미드 수지와 함께 제품의 작업성에 관련되고, 제품의 주된 특징인 유연성을 향상시키는 기능을 한다.
본 발명에 의한 스프레이형 융착식 도로표지용 도료조성물은 도막의 경도 즉, 뭉게짐을 방지하는 기능을 하는 실리카를 사용한다.
상기 실리카의 입도는 AFS. 65~68 이고, 바람직하게는 325 MESH UNDER 0.5% 이하 범위가 좋다.
상기 실리카는 조성물 전체 중량을 기준으로 5 ~ 30중량%의 범위로 사용될 수 있다. 상기 실리카가 5중량% 미만으로 사용되는 경우에는 경도 및 내마모성 효과가 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 30중량%를 초과하는 경우에는 점도가 높아져 작업성이 나빠지며 내알카리성이 저하되는 현상이 발생하고, 또한, 도료의 도포시 도막의 분포가 균일하지 못해 과다한 부분에선 부착력을 저하시키며, 점도가 높아지고 작업성이 나빠져 몰림 현상이 발생하고 이에 따른 부분적 강도 저하가 발생한다.
본 발명에 의한 스프레이형 융착식 도로표지용 도료조성물은 야간 시인성을 높여주는 유리알을 사용한다. 상기 유리알은 도로표지에서 특히 야간에 자동차 전조등의 불빛을 받아 이를 난반사시켜 운전자나 보행자 등 사람의 육안으로 쉽게 판독하여 인식할 수 있도록 하는 기능을 한다.
상기 유리알의 입자크기는 운전자의 야간 시인성을 높일 수 있도록 0.03 내지 1mm인 것이 바람직하다.
상기 유리알은 조성물 전체 중량을 기준으로 5 내지 25중량%의 범위로 사용될 수 있는데, 5중량% 미만으로 사용되는 경우에는 야간 시인성 효과가 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 25중량%를 초과하는 경우에는 시인성의 효과는 비례하여 증대되지 않고 오히려 도료의 작업성이 나빠지고 도료의 특성인 유연성의 저하되어 크랙이 발생되며 재귀반사율이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에서는 도막에 색상을 부여하는 착색안료를 사용한다. 상기 착색안료는 상기 도료 조성물에 첨가되어 도막에 색상을 나타내어 주간의 시각적 효과를 높여준다. 상기 착색안료는 도료 조성물을 원하는 색상으로 발현시키기 위해 소정의 색상에 따라 적절한 안료를 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 착색안료는 당업자라면 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것을 임의로 선택할 수 있다.
상기 착색안료는 조성물 전체 중량을 기준으로 3 내지 10중량%의 범위로 사용될 수 있는데, 3중량% 미만으로 사용되는 경우에는 도료 조성물에 색상을 충분히 부여하지 못하여 도로 표지로서의 기능을 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 색상에서의 특별한 향상 없이 오히려 다른 성분들의 필수함량을 감소시켜 조성물의 물성 등을 저해하는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에서는 사용되는 무기충전제는 상기 도료 조성물이 도로에 도포되어 경화된 후에 형성되는 도막의 기계적 성질을 향상시켜 도막의 내구성을 증대시킴으로써 도로표지가 오래 잔류하도록 하는 기능을 한다.
본 발명에서 특수구역 표시용 도료 조성물에 사용되는 무기충전제는 탄산칼슘, 백동석으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
상기 무기충전제가 5% 내지 30중량%가 사용될 수 있다. 상기 무기충전제가 5중량% 미만이면 도막의 기계적 성질이 저하되어 내구성이 저하되는 문제점이 있을 수 있고, 30중량%을 초과하면, 다른 필수성분의 함량을 감소시켜 조성물의 물성을 저해하는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 산화방지제는 열에 의한 산화를 방지하고, 내열성을 향상시기 위해 사용한다.
상기 산화방지제로는 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있고, 이에 대한 어떠한 제한이 있는 것은 아니다.
상기 산화 방지제가 0.5 내지 3중량%의 범위로 사용될 수 있는데, 0.5중량% 미만으로 사용되는 경우 내열성을 향상시킬 수 없으며 3중량% 초과하는 경우는 그 이상의 효과를 기대하기 어렵다.
본 발명의 도로표지용 도료조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 WAX, 침전방지제 등이 있다. 상기 첨가제의 함량은 0.2 내지 2.0 중량%인 것이 좋다.
본 발명은 다른 양상은 상기 스프레이형 도로표지용 도료 조성물을 포함하는 도로표지용 도료에 관련된다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 하기의 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명의 권리범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
바인더 수지로서 열가소성 폴리아미드 수지 WK-450(화이트켐) 22 Kg, 착색안료(ANATASE TiO2, KA-100S, 코스모화학) 10kg, 유리알 20Kg, 실리카(S-80, 다인) 22Kg, 충진제로 탄산칼슘(500H, 우진) 25KG, 산화방지제(STAB 3520, 기륭)를 1Kg을 투입하여 완전히 분산시켰다.
상기 방법으로 제조된 제품을 1차 용해조에서 200~220℃로 20분 이상 용해하여 온도가 유지되는 2차 용해조에서 190~200℃로 유지시키며 전용 에어레스건이 부착된 장비로 도포하였다.
실시예 2
바인더 수지로서 열가소성 폴리아미드 수지 WK-450(화이트켐) , 22 Kg, 비결정질의 폴리알파올레핀(KV-200,유니온) 5Kg, 착색안료(ANATASE TiO2, KA-100S, 코스모화학) 10kg, 유리알 20Kg, 실리카(S-80, 다인) 22Kg, 충진제로 탄산칼슘(500H, 우진) 20KG, 산화방지제(STAB 3520, 기륭)를 1Kg을 투입하여 완전히 분산시켜 실시예 1과 같은 방법으로 도막을 형성하였다.
비교예 1
비교예 1은 KSM 6080 4종 융착식 도로표지용 도료로 하여 제조하였다.
시험예
본 발명에 의한 도료 조성물과 기존의 제품의 물성의 차이를 알아보기 위하여, 상기 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 제조한 도료 조성물을 이용하여 내열성, 내굴곡성, 내마모성, 콘크리트부착력, 내크랙성, 휘도 유지성에 대하여 물성의 차이를 시험하였다.
내오염성은 일정용기에 도포 후 60℃ 오븐에 1시간 방치 후 오염된 장갑으로 문질러 확인하는 방법으로 시험하였다.
내열성은 200℃에서 시간에 따른 용해된 도료의 백색도(45°,확산반사율)를 측정하는 시험방법에 의해 실시하였다.
내굴곡성은 단독 도막을 형성시킨후 도막 자체 굽어 지는 각도를 측정하는 시험방법에 의해 실시하였다.
내마모성은 KSM 6080에 제시된 동일한 시험방법에 의해 실시하였고 콘크리트 부착력은 MKS 부착력시험기(MODEL GC 74, 환능재학기기 제작소, 일본)부착력 측정기를 이용하여 의해 실시하였다.
내크랙성은 실제 도로 노면에 도포하여 장기간 관찰하여 크랙 발생 여부를 측정한 시험방법에 의해 실시하였다.
휘도 유지성은 실제 노면에 도포 후 장기간 방치 후 측정하는 방법으로 실시하였다.
상기 측정의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
점도는 제품을 200℃로 20분 용해 후 CPS 점도계(Spindle #1)로 측정하며 온 도가 180℃ 지점의 점도를 측정한다.
흐름성은 제품을 200℃로 20분 용해 후 180℃가 되는 시점에서 200g을 채취하여 평편한 철판 위의 한 지점에 부어 둥그렇게 퍼져나가게 한 후 그 지름을 측정하였다.
구분 실시예1 실시예2 비교예1 KS M 6080 4종
내굴곡성 30 ~ 50˚ 10 ~ 20˚ 3 ~ 10˚
내마모성(㎎/100회) 80 ~ 120 170 ~ 180 170 ~ 180
내오염성 양호함 양호함 실시예1에 비해 오염 심함
부착력(KN,콘크리트) 2.0 ~ 4.0 2.0 ~ 4.0 1.6 ~ 1.8
부착력(KN,아스팔트) 2.8 ~ 4.0 2.8 ~ 4.0 1.7 ~ 1.8
재귀반사율(시공직후) 180 ~ 210 180 ~ 210 130 ~ 150
재귀반사율(16개월경과후) 100 ~ 200 100 ~ 200 40 ~ 80
내크랙성(16개월경과후) 크랙 발생하지 않음 크랙 조금 발생함 크랙 발생 심함
점도 (at 180℃, CPS) 8100 ~ 4500 6900 ~ 3200 21000 ~ 13000
흐름성 (at 180℃, mm) 150 ~ 160 155 ~ 165 135 ~ 145
내열성 (백색도/ at 200℃) 초기 85 85 85
1시간경과 84.1 84.0 82.2
2시간경과 83.1 82.5 77.4
3시간경과 79.6 77.4 72.2
4시간경과 77.5 75.3 63
상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 및 2는 비교예 1과 비교하여 내굴곡성이 2 내지 16배 정도로 뛰어난 유연성을 나타낸다. 이에 의해 도료의 도포 후에 발생되는 크랙을 현저하게 줄었으며, 또한 유리알의 탈락을 줄여 높은 장기간 재귀반사율을 유지하여 운전자의 시인성을 확보할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 도료 조성물은 도막 형성시 유연성과 내마모성을 바탕으로 슬리트 방식 도막보다 박막으로 도포할 수 있고, 또한 상기 180℃에서의 점도 및 흐름성을 비교하면 본 발명이 인용발명에 비해 흐름성이 우수하므로 스프레이 방식의 도포가 가능함을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 열가소성 수지를 이용한 99.9% 고형분 제품으로 휘발성 유기화합물을 함유한 용제형 도료에 비해 친환경적인 제품이다.
더 나아가, 4 계절이 뚜렷한 우리나라 기후에서 기존 KSM 6080 4종의 제품의 경우, 크랙을 개선시키기 위하여 오일류 등의 가소제 사용이 불가피하여 환경오염의 원인이 되었다. 이에 반해, 본 발명의 열가소성 폴리아미드 수지는 오일류 등의 가소제 사용이 필요 없게 되어 오염성과 내크랙성을 한번에 해결할 수 있다.

Claims (7)

  1. 바인더 수지 10 내지 30중량%, 실리카 5 내지 30중량%, 유리알 5 내지 25중량%, 착색안료 3% 내지 10 중량%, 탄산칼슘 5% 내지 30중량%, 산화방지제 0.3% 내지 5중량% 및 비결정질의 폴리알파올레핀 수지 1 내지 10 중량%를 포함하는 조성물로서, 상기 비결정질 폴리알파올레핀 수지의 중량평균 분자량(Mw)이 34,000~120,000 g/㏖, 수평균분자량(Mn)이 7,000~24,000 g/㏖ 인 것을 특징으로 하는 스프레이형 도로표지용 도료 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 바인더 수지가 폴리아미드 수지인 것을 특징으로 하는 스프레이형 도로표지용 도료 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 폴리아미드 수지가 디아민과 관능기가 2개 이상인 2염기성산(dicarboxy ackylacide)의 축합반응에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 스프레이형 도로표지용 도료 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 비결정질의 폴리알파올레핀의 용융질량흐름 (MFR)이 700 g/min 이상인 것을 특징으로 하는 스프레이형 도로표지용 도료 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 3항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 도로표지용 도료.
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