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재귀반사도 개선을 위한 MMA계 열경화성 차선도료의 설계
Design of MMA-Type Thermosetting Road Markings to Improve Reflectivity 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.26 no.4, 2015년, pp.439 - 444  

이승범 (단국대학교 화학공학과) ,  이창근 (단국대학교 화학공학과) ,  홍인권 (단국대학교 화학공학과)

초록
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본 연구에서는 차선도료로 MMA (methyl metacrylate) 수지계 열경화성 수지를 선정하여 차선의 내구성능과 재귀반사성능을 개선할 수 있는 최적의 열경화성 차선도료를 설계하고자 하였다. 특히 현장 적용성을 향상시키기 위하여 차선도료의 경화시간을 8 min으로 단축하기 위해 주재의 구성요소를 설계하였다. 실험 결과 MMA 모노머($Tg=105^{\circ}C$) 15.6 wt%에 PMMA (ploymethyl metacrylate, MW = 70,000, $Tg=60^{\circ}C$) 6.0 wt%와 TMPTA (trimethylolpropane triacrylate, MW = 338, $Tg=27^{\circ}C$) 1.2 wt%를 배합한 TSRM-6가 부착강도 등 도료물성이 우수하여 최적 배합비율로 결정하였다. 열경화성 차선도료의 도장조건은 분사 전 반드시 균일한 혼합이 이루어져야 하며 최적 설계된 TSRM-6에 우천용 유리알을 사용한 경우 마모시험 횟수 20만 회에서 야간재귀반사성능계수는 $431mcd{\cdot}m^{-2}{\cdot}lux^{-1}$ (건조 조건), $354mcd{\cdot}m^{-2}{\cdot}lux^{-1}$ (젖은 조건), $172mcd{\cdot}m^{-2}{\cdot}lux^{-1}$ (비오는 조건)으로 우수한 성능을 나타내었다.

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Several attempts to design the best-available thermosetting road markings by using MMA to improve the durability and retroreflectivity are presented in this paper. In order to improve field applicability, the components of main materials were designed by means of reducing the hardening time lower th...

주제어

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문제 정의

  • 굴절률이 n1인 빛이 굴절률이 n2인 영역으로 진행할 경우 n1 < n2 이면 빛의 속도가 v1에서 v2로 감소하면서 페르마의 원리에 의해 가장 최소가 되는 경로로 굴절이 일어난다. 따라서 본 연구에서는 우천용 유리알을 사용하여 일반 반사유리알과의 재귀반사성능을 비교하였다. 우천용 유리알은 core glass bead에 굴절률 2.
  • 열경화성 차선도료는 반응성 주재의 종류에 따라 폴리우레탄수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시 수지, 폴리우레아 수지, MMA 수지 등이 있다[9-14]. 따라서 본 연구에서는 차선도료로 MMA 수지계 열경화성 수지를 선정하여 차선의 내구성능과 비오는 조건에서의 야간재귀반사성능을 개선할 수 있는 최적의 차선도료를 설계하고자 하였다. 열경화성 차선도료는 PMMA에 MMA 모노머와 butyl acrylate, filler, 각종 첨가제로 구성된 주재의 유리전이온도를 50~60 ℃로 설정하여 차선도료를 설계하였으며, 경화제로 benzoyl peroxide를 3.
  • 본 연구에서는 열경화성 차선도료의 구성요소를 개량 설계하여 도장의 경화시간을 단축시키고, 도막의 인장강도와 내마모성을 향상시켜 운전자의 시인성을 개선하고자 하였다. 열경화성 수지는 물성이 우수하나 도장의 경화시간 25 min 이상으로 실제 현장에 적용하기 어려워 차선도료의 경화시간을 8 min으로 조정하였다.
  • 이에 비해 열경화성차선도료는 내구성능이 우수하여 이러한 단점을 보완할 수 있다. 본 연구에서는 콘크리트와 아스팔트에 대한 접착강도(bonding strength)를 시험함으로써 차선도장의 내구성능을 고찰하였다. 아스팔트 노면 접착강도 시험 시 아스팔트 노면에서 발생되는 아스콘 파손은 아스팔트와 열경화성 차선도료인 PMMA의 접착력 차이때문에 발생한 것으로 사료된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열경화성 차선도료는 반응성 주재의 종류에 따라 어떻게 구분되는가? 그러나 열경화성 차선도장의 경화시간이 25 min으로 길어 사용범위가 한정된다. 열경화성 차선도료는 반응성 주재의 종류에 따라 폴리우레탄수지, 불포화폴리에스테르수지, 에폭시 수지, 폴리우레아 수지, MMA 수지 등이 있다[9-14]. 따라서 본 연구에서는 차선도료로 MMA 수지계 열경화성 수지를 선정하여 차선의 내구성능과 비오는 조건에서의 야간재귀반사성능을 개선할 수 있는 최적의 차선도료를 설계하고자 하였다.
열경화성 차선도료의 유리전이온도가 너무 높으면 어떠한 현상이 발생되는가? 열경화성 차선도료용 주재의 유리전이온도는 차선도료를설계할 때 가장 중요한 인자로 작용한다. 유리전이온도가 너무 클 경우에는 겨울철에 도막의 파손이 발생되기 쉽고, 너무 낮을 경우에는 노면온도가 높은 여름철에 도막의 마모손상이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 유리전이 온도가 다른 PMMA와 MMA 모노머를 조합하여 열경화성 차선도료용 주재의 유리전이 온도를 50~60 ℃로 설정하여 차선도료를 설계하였다.
열경화성 차선도료의 장점은 무엇인가? 따라서 기존에 사용되고 있는 차선도료에 비해 내구성이 강한 도료의 개발이 필수적으로 이루어져야 한다. 열경화성 차선도료(thermosetting road markings)는 열가소성 차선도료에 비해 인장강도가 강하여 견고한 도막을 형성하고 자동차 윤하중에 의한 내마모성과 내화학성이 우수하다. 따라서 초기 재귀반사성능은 물론 장기 재귀반사성능을 유지할 수 있어 최근 들어 많이 적용되고 있는 차선도장용 도료이다[8].
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참고문헌 (18)

  1. A. Carlos and P. E. Lopez, Pavement Marking Handbook, Texas Department of Transportation (2004). 

  2. G. Burgess, M. R. Shortis, and P. Scott, Photographic assessment of retroreflective film properties, ISPRS J. Photogramm. Remote Sens., 66(5), 743-750 (2011). 

  3. T. Grosges, Retro-reflection of glass beads for traffic road stripe paints, Opt. Mater., 30(10), 1549-1554 (2008). 

  4. J. R. Sayer and M. L. Mefford, High visibility safety apparel and nighttime conspicuity of pedestrians in work zones, J. Safety Res., 35(5), 537-546 (2004). 

  5. S. Dahlstedt and O. Svenson, Detection and reading distances of retroreflective road signs during night driving, Appl. Ergon., 8(1), 7-14 (1977). 

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  9. S. Dutta, N. Karak, and T. Jana, Evaluation of Mesua ferrea L. seed oil modified polyurethane paints, Prog. Org. Coat., 65(1), 131-135 (2009). 

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  14. S. Fujisawa and Y. Kadoma, Action of eugenol as a retarder against polymerization of methyl methacrylate by benzoyl peroxide, Biomaterials, 18(9), 701-703 (1997). 

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  17. T. Kinoshita, The method to determine the optimum refractive index parameter in the laser diffraction and scattering method, Adv. Powder Technol., 12(4), 589-602 (2001). 

  18. S. T. Godley, A driving simulator investigation of perceptual countermeasures to speeding, Ph. D. Thesis, Monash University (1999). 

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