KR20190051586A - 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 4종 융착식 차선도료에 소수성 첨가제를 혼합하여, 우천 시 노면표시 표면의 소수성을 향상시켜 배수성을 높여서 운전자의 노면표시 시인성 향상을 통한 교통안전에 기여하도록 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 노면표시용 도료의 조성물에 있어서, 노면표시용 도료에 소수성첨가제 및 유리알 비드를 혼합하고 가열하여 용융하여 이루어진다.

Description

난반사 방지 노면표시용 도료 조성물{Paint material for surface sign of pavement}

본 발명은 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 4종 융착식 차선도료에 소수성 첨가제를 혼합하여, 우천 시 노면표시 표면의 소수성을 향상시켜 배수성을 높여서 운전자의 노면표시 시인성 향상을 통한 교통안전에 기여하도록 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 도로표지용 도료(KS M 6080 품질기준)로는 1종 상온 건조형 도료(유성), 2종 수용성형 도료(수성), 3종 가열형도료(유성), 4종 융착식 도료(가열형), 5종 상온경화용 도료 (경화플라스틱)으로 대별될 수 있으며, 최근 상향 조정된 재귀반사도 규준에 맞추기 위하여 유리알 비드(KS L 2521 품질기준)를 사용한다.

상기 4종 융착식 분말도료는 열가소성 수지에 안료와 혼합된 것으로 현장에서 1차 용해조에 유리알 비드와 혼합하여 200℃로 가열하여 액상으로 제조하는데, 2차 시공기에서 뿌려 주면서 시공하는 방식으로 작업이 수행되는데, 4종 융착식 분말도료는 주야간 유리알 비드의 효과로 재귀반사율[250mcd/(m²·lx)]이 높아 운전자 시인성이 우수하나 야간 우천 시 도로상 노면표시에 수막현상으로 인한 난반사로 운전자의 차선 시인성이 급격히 저하되어 교통사고의 원인이 되고 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제1044311호 "재귀반사성이 양호한 도로표지용 도료조성물 및 그 제조방법"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 '도로표지용 도료의 조성물에 있어서, 결합제로서의 송진에스테르 5 ~ 10 중량%; 용해제 및 윤활제로서의 석유수지 15 ~ 20 중량%; 크랙방지제로서 고무성 수지 1 ~ 3 중량%와 EVA 1 ~ 3 중량%; 침전방지제로서 셀룰로오스 콘셀 0.5 ~ 2 중량%; 재귀반사제로서 유리비드 25 ~ 35 중량%; 안료 5 ~ 10 중량%; 그리고 잔량은 충전제로서 구성되어 있는 것을 특징으로 한 도로표지용 도료조성물'을 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 야간 우천 시 도로상 노면표시에 수막현상으로 인한 난반사로 운전자의 차선 시인성이 급격히 저하되는 문제점이 있었다.

특허등록 제1044311호 "재귀반사성이 양호한 도로표지용 도료조성물 및 그 제조방법"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 4종 융착식 차선도료에 유리알 비드 및 소수성 첨가제를 혼합하여, 우천 시 노면표시 표면의 소수성을 향상시켜 배수성을 높여서 운전자의 노면표시 시인성을 극대화시켜 교통사고를 미연에 방지하도록 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 노면표시용 도료의 조성물에 있어서, 노면표시용 도료에 소수성첨가제 및 유리알 비드를 혼합하고 가열하여 용융한 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물을 제공하고자 한다.

또한, 노면표시용 도료 100중량부를 기준으로, 소수성첨가제 3~7중량부 및 유리알 비드 5~20중량부를 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물을 제공하고자 한다.

또한, 노면표시용 도료는 열가소성파우더(4종 융착식도료) 인 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물을 제공하고자 한다.

또한, 유리알 비드는 입자크기가 200~500㎛ 인 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물을 제공하고자 한다.

또한, 소수성첨가제는 silane 또는 siloxane 계열의 CH3 메틸계 인 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물은 4종 융착식 차선도료에 유리알 비드 및 소수성 첨가제를 혼합하여, 우천 시 노면표시 표면의 소수성을 향상시켜 배수성을 높여서 운전자의 노면표시 시인성을 극대화시켜 교통사고를 미연에 방지하도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물에서의 재귀반사의 원리를 도시한 도이다.
도 2는 종래의 노면표시용 도료 조성물과 본 발명의 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물의 작동 원리를 설명한 도이다.
도 3은 소수성 첨가제의 혼합량에 따른 휘도 및 휘도 감소비율을 도시한 그래프 및 소수성 첨가제의 혼합량에 따른 배수성능 실험 사진이다.
도 4는 유리알 비드의 입자크기에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.
도 5는 소수성 첨가제에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.
도 6은 유리알 비드 및 소수성 첨가제의 혼합향에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물에서의 재귀반사의 원리를 도시한 도이다.

본 발명은 노면표시용 도료의 조성물에 있어서, 노면표시용 도료에 소수성첨가제 및 유리알 비드를 혼합하고 가열하여 용융한 것을 특징으로 한다.

용융은 바람직하게는 200℃에서 가열하고 용융되도록 하여 도료의 전체에 고루 소수성이 유지될 수 있도록 한다.

노면표시용 도료는 성상과 시공방법의 차이에 따라 1종(상온건조형), 2종(수용성형), 3종(가열형), 4종(융착식), 5종(상온경화형)의 5종류로 나눈다.

재귀반사성능이 요구되는 노면표시용 도료는 2종, 4종, 5종을 사용하도록 KS규격(KS M 6080)에서 제시하고 있다. 또한 교통안전에 필요하다고 판단될 경우, 기능성 유리알 및 첨가제를 혼입하여 도료의 내구성, 재귀반사성능, 야간 및 우천(습윤)시 시인성을 향상시킨 차선 표시 조성물(테이프식, 기능성 도료등)을 설치할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 노면표시용 도료는 다양한 도료를 모두 사용할 수 있으며, 열가소성파우더(4종 융착식도료)를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 노면표시용 도료에 유리알 비드가 혼합되는데, 소수성 첨가제가 혼합된 노면표시용 도료에 같이 혼합하여 가열하여 용융하거나, 소수성 첨가제가 혼합된 노면표시용 도료를 시공한 후에 상부에 도포하는 방식으로 구성하도록 할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 유리알 비드는 재귀반사제로 사용되는 것으로, 재귀반사란 유리알에 입사한 빛이 유리알의 내부에서 굴절하여 다시 광원으로 돌아가는 원리를 빛의 재귀반사라고 한다.

즉, 야간에 자동차의 전조등이 노면표시를 비추었을 때 그 빛이 운전자 방향으로 되돌아감으로써 노면표시의 시인성을 높이는 것이다.

따라서, 본 발명에서는 도료에 재귀반사제로 유리알 비드가 혼합되어 도 1에서와 같이, 자동차의 전조등 빛이 유리알의 표면 A점에 닿아서 일부는 표면반사하고 대부분이 굴절하여 유리알의 내로 입사하지만 경계면 B점에서 반사하여 유리알 내의 C점에 도달한다. C점에서 빛의 일부는 계면 반사하지만 대부분의 빛이 광원 방향으로 되돌아감으로써 재귀반사가 되는 것이다.

유리알 비드는 다양한 크기로 형성될 수 있으며, 노면표시용 도료 100중량부를 기준으로 유리알 비드 5~20중량부를 혼합하도록 하는 것이 바람직하다.

5중량부 미만으로 혼합시에는 반사율이 높지 않아 시인성이 떨어지고, 20중량부를 초과하여 혼합하면 경제성이 떨어지기 때문에 5~20중량부를 혼합하도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는 종래의 노면표시용 도료 조성물과 본 발명의 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물의 작동 원리를 설명한 도이다.

본 발명에서는 소수성 첨가제가 노면표시용 도료에 직접 혼합되어 도료 자체에 소수성을 갖도록 한다.

도 2(a)에서와 같이, 종래의 노면표시용 도료의 경우에는 야간 우천 시 도로상 노면표시에 수막현상으로 인한 난반사로 운전자의 차선 시인성이 급격히 저하되어 교통사고의 원인이 되고 있으나, 본 발명의 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물의 경우에는 도 2(b)에서와 같이, 노면표시의 소수성을 향상시켜 휘도 및 노면표시의 시인성 향상을 가져오게 되는 것이다.

소수성첨가제는 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있으며, silane 또는 siloxane 계열의 CH3 메틸계를 사용하도록 할 수 있다.

시편제작

시편은 도료표시용 도료를 200℃로 5분 동안 용융하고 압착하여 3x3㎠의 크기로 잘라 제작하였으며, 시편은 노면표시용 도료+유리알 비드, 노면표시용 도료+소수성 첨가제, 노면표시용 도료+유리알 비드+소수성 첨가제 등으로 제작하였으며, 소수성 첨가제 및 유리알 비드의 함량을 다양하게 구성하였다.

본 발명은 소수성 첨가제를 혼합하여 우천시 소수성을 향상시키고 휘도감소를 최소화시키도록 한다.

휘도란 특정방향에 대한 광밀도 즉, 일정 면적을 통과하여 일정 입체각으로 들어오는 빛의 양을 말하는 것으로, 단위는 면적당 칸델라(Cd/㎡) 또는 니트(nit)로 표시하며, 눈부심의 정도, 대상면에서 반사되는 빛의 양으로 어느 방향에서 보았을때 얼마만큼 밝게 보이느냐의 척도이다.

따라서, 소수성 첨가제 혼합량에 따른 휘도 측정 실험을 하였다.

도 3는 소수성 첨가제의 혼합량에 따른 휘도 및 휘도 감소비율을 도시한 그래프이다.

<실험예 1>

노면표시용 도료+유리알 비드+소수성 첨가제를 혼합한 시편을 사용하였으며, 상부가 건조된 상태와 물이 분사된 상태에서의 휘도를 측정하였다.

소수성 첨가제 혼합량(%)	Dry	Wet
0%	261.45	211.2
3%	267.12	228.06
7%	263.41	233.91

표 1은 소수성 첨가제의 혼합량에 따른 휘도값을 나타낸 표이다.

표 1 및 도 3a에서와 같이, 소수성 첨가제가 혼합되지 않은 시편과 소수성 첨가제가 혼합된 시편은 마른 상태에서는 휘도는 큰차이가 나타나지 않았지만, 표면이 젖은 상태에서는 소수성 첨가제의 혼합량이 많아 질수록 배수성능이 좋아 휘도가 높아지는 것을 알 수 있다.

도 3c는 물을 시편에 붓고 90 각도로 시편을 세워 10초간 물을 흘려보낸 후의 표면 사진으로 소수성 첨가제의 혼입량이 많아질수록 배수성능이 증대되어 표면수분 잔량이 감소하는 것을 알 수 있다.

소수성 첨가제 혼합량(%)	Dry	Wet
0%	1	0.8078
3%	1	0.83
7%	1	0.888

표 2는 소수성 첨가제의 혼합량에 따른 휘도의 감소 비율을 나타낸 표이다.

또한, 표 2 및 도 3b에서와 같이, 소수성 첨가제의 혼합량이 많아 질수록 휘도 감소비율로 낮아지는 것을 알 수 있다.

노면표시의 표면에 대한 소수성을 향상시켜 배수성능을 높이는 인자는 물 입자와 노면표시간의 접촉각으로 측정할 수 있다. 즉, 접촉각 측정을 통하여 표면에너지를 파악함으로서 물 입자가 노면표시 표면에서 얼마나 잘 떨어져 나갈 수 있는지를 분석하도록 하기 위하여 아래와 같은 실험을 진행하였다.

<실험예 2>

유리알 비드의 입자크기에 따른 접촉각 실험

시편은 노면표시용 도료+유리알 비드를 사용하였으며, 시편의 상부에 물을 분사하여 접촉각을 측정하였다.

접촉각이란, 움직이지 않는 액체의 표면이 고체의 표면과 이루는 각도이다. 접촉각 측정을 통해 소재 표면 에너지를 파악할 수 있으며, 이는 물방울이 고체 표면에서 얼마나 잘 떨어져 나갈 수 있는지를 분석하는 기초 자료가 될 수 있다.

본 실험에서는 제작된 시편의 접촉각 측정 데이터를 토대로 도료 표면위에서의 배수 특성 향상을 평가하도록 한다.

도 4는 유리알 비드의 입자크기에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.

도 4에서와 같이, 유리알 비드의 입자 크기가 500㎛ 미만인 경우에는 접촉각이 120정도를 유지하지만 그 이상으로 커지게 되는 경우에는 접촉각의 값이 작아지게 된다.

접촉각이 크게 되면 시편과 상부에 뿌려진 물방울이 이루는 각도가 크게 되서 수막현상이 일어나기 어려우며, 접촉각이 작게 되면 시편과 상부에 뿌려진 물방울이 이루는 각도가 작아 물방울이 넓게 퍼지게 되기 때문에 수막현상이 쉽게 일어나게 되는 것이다.

따라서, 유리알 비드의 입자크기는 200~500㎛ 인 것이 바람직하다.

<실험예 3>

소수성 첨가제 함량에 따른 접촉각 실험

시편은 노면표시용 도료+소수성 첨가제를 혼합한 것을 사용하였으며, 시편의 상부에 물을 분사하여 접촉각을 측정하였다.

도 5는 소수성 첨가제에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.

도 5에서와 같이, 소수성 첨가제를 3중량부 이상 혼합하면 급격하게 접촉각이 증가하게 되며 7중량부를 추가하여 혼합하게 되면 급격하게 떨어지는 것을 알 수 있다.

따라서, 소수성 첨가제는 3~7중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

<실험예 4>

유리알 비드와 소수성 첨가제 동시 혼합 여부에 따른 접촉각 실험

시편은 노면표시용 도료+소수성 첨가제를 혼합한 것과, 노면표시용 도료+유리알 비드+소수성 첨가제를 혼합한 것을 사용하였다.

도 6은 유리알 비드 및 소수성 첨가제의 혼합향에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.

도 6에서와 같이, 노면표시용 도료+소수성 첨가제를 혼합한 시편보다 노면표시용 도료+유리알 비드+소수성 첨가제를 혼합한 시편이 접촉각이 높은 것을 알 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물는 4종 융착식 차선도료에 유리알 비드 및 소수성 첨가제를 혼합하여, 우천 시 노면표시 표면의 소수성을 향상시켜 배수성을 높여서 운전자의 노면표시 시인성을 극대화시켜 교통사고를 미연에 방지하도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

Claims (5)

1. 노면표시용 도료의 조성물에 있어서,
   노면표시용 도료에 소수성첨가제 및 유리알 비드를 혼합하고 가열하여 용융한 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물.
2. 청구항 1에 있어서,
   노면표시용 도료 100중량부를 기준으로,
   소수성첨가제 3~7중량부 및
   유리알 비드 5~20중량부를 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물.
3. 청구항 1에 있어서,
   노면표시용 도료는 열가소성파우더(4종 융착식도료) 인 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물.
4. 청구항 1에 있어서,
   유리알 비드는 입자크기가 200~500㎛ 인 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물.
5. 청구항 1에 있어서,
   소수성첨가제는 silane 또는 siloxane 계열의 CH3 메틸계 인 것을 특징으로 하는 난반사 방지 노면표시용 도료 조성물.

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