KR101180299B1 - 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄산스트론튬(SrCO3), 산화마그네슘(MgO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화유로퓸(Eu2O3), 산화디스프로슘(Dy2O3)를 동 중량비율로 혼합한 후, 에탄올(Ethanol)을 넣어 분산 액을 만들어 일정시간 동안 ball mill에 의한 분쇄 및 습식 혼합하는 단계와, 상기 혼합분말을 일정온도에서 일정시간 동안 건조하는 단계와, 상기 건조과정을 거친 혼합분말을 일정온도에서 일정시간 동안 소결하는 단계와, 상기 소결과정을 거친 소결물, 황화아연, 황화아연카드뮴, 로다민, 오라민, 에오신, 우라닌, 호스핀, 올레인산염, 스테라인산염, 소듐레드레이크 C, 로디민텅스테이트, 오라민텅스테이트 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 형광물질, 미립자 폐유리분말, 경화제를 혼합하는 단계로 이루어지는 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법에 관한 것이다.

Description

폐자재를 이용한 야광도료 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF A LUMINOUS PAINT USIGN CONSTRUCTION WASTES}
본 발명은 종래에 흰색 또는 노란색을 이용하여 도로에 표시함으로써 주간은 물론 야간에도 자동차 전도등 빛 등에 의해 반사되어 차선 식별기능을 갖도록 사용하던 도료를 대체하기 위한 것으로, 폐자재인 유리를 포함한 야광기능을 갖는 도료를 제조함으로써, 빛에 의하지 않더라도 야간 식별이 가능하도록 하여 기존 방식에 비해 훨씬 더 운전자 또는 보행자의 야간 시야를 확보해 줄 수 있도록 하는 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법에 관한 것이다.
기존의 도로의 대부분은 백색 또는 노란색 도료를 칠하여 중앙선 등의 차선을 표시하여 운전자가 차선을 구분할 수 있게 함과 동시에 야간에 자동차 전조등으로부터 나오는 빛을 반사시켜 운전자로 하여금 차선을 식별할 수 있도록 하였다. 또한 경계물 또는 반사체를 삽입하여 자동차 전조등으로 부터 나오는 빛을 반사시킴으로써 야간 운전자의 시야를 확보하여 주었다.
그러나, 종래 방식에 의한 경우에는 반사에 의한 것이기 때문에 날씨의 조건에 따라서 야간 식별이 곤란한 경우가 발생하게 되며, 또한 그 빛이 반사되는 영역에서만 식별이 가능하여 운전자의 넓은 시야를 확보하기가 어렵다는 문제가 있었다. 또한 경계물등 부가적으로 장치를 설치하여야 하는 문제가 있어, 비용 또는 작업 능률면에서 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명과 관련하여, 대한민국공개실용 20-1984-0007359호의 '야광도료층을 가진 도로면의 경계블록, 대한민국등록실용신안 20-0271088호의 '야광도료가 도포된 계단 난간', 대한민국등록특허 10-0623635호의 '야광성 미끄럼 방지도료 및 그 시공방법'이 개시된 바 있으나, 상기 대한민국공개실용 20-1984-0007359호 및 대한민국등록실용신안 20-0271088호의 경우에는 야광도료에 대한 용어만을 사용할 뿐 구체적인 야광도료의 기술 구성에 대해 기재하지 않고 있으며, 상기 대한민국등록특허 10-0623635호의 경우에는 바인더, 야광안료, 증점제, 분산제등으로 조성된 야광성 도료를 사용한다고 기재하고 있으나, 본 발명에서 제공하고자 하는 야광도료와 그 기술구성을 달리하고 있어, 본 발명에서 제공하고자 하는 도로용 야광도료와는 상이하여 본 발명에서 적용하기에 적합하지 않다는 단점이 있다.
대한민국공개실용 20-1984-0007359(공개일자 1984.12.20) 대한민국등록실용신안 20-0271088(등록일자 2002.03.26) 대한민국등록특허 10-0623635(등록일자 2006년09월06일)
상기의 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 종래 도로 공사에 사용되던 일반 백색 또는 노란색 도료를 대체하기 위하여, 야간에 자체 발광기능에 의해 도로의 중앙선, 기타 차선 또는 경계표시를 확연하게 나타내어줌으로써 운전자의 넓은 시야를 확보하여 안전운행을 유도하고, 경계표시를 위한 부대설비가 필요하지 않아 주변환경의 미관을 훼손하지 않으며, 폐자재를 이용하여 경제적인 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 탄산스트론튬(SrCO3), 산화마그네슘(MgO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화유로퓸(Eu2O3), 산화디스프로슘(Dy2O3)를 동 중량비율로 혼합한 후, 에탄올(Ethanol)을 넣어 분산 액을 만들어 24시간 ball mill에 의한 분쇄 및 습식 혼합하는 단계와,
상기 혼합분말을 65 ~ 80℃에서 20 ~ 22시간 동안 건조하는 단계와,
상기 건조과정을 거친 혼합분말을 1,000 ~ 1,400℃에서 2 ~ 4시간 동안 소결하는 단계와,
상기 소결과정을 거친 소결물 30 ~ 60wt%와, 황화아연, 황화아연카드뮴, 로다민, 오라민, 에오신, 우라닌, 호스핀, 올레인산염, 스테라인산염, 소듐레드레이크 C, 로디민텅스테이트, 오라민텅스테이트 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 형광물질 20 ~ 30wt%와, 0.5 ~ 1mm 크기의 폐유리분말 10 ~ 30wt%와, 경화제 5 ~ 10wt%를 혼합하는 단계로 이루어지는 야광도료의 제조방법을 주요 기술적 구성으로 한다.
그리고, 상기 소결단계는 H2 5vol%와 Ar 95vol%의 복합가스를 3kgf/㎠를 주입하는 조건에서 이루어지고,
상기 경화제는 고형분 70%, 점도 203 ~ 550cps이거나 또는 고형분 80%, 점도 1,372 ~ 2,700cps인 아크릴 수지임을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 야광도료는 기존의 도로의 차선 또는 정보 표시를 위해 사용하던 백색 또는 노란색의 일반도료을 대체하여 사용함으로써 야간에 야광 기능에 의해 도로 차선 식별 또는 주행 방향 표시와 같은 정보표시 식별이 용이하여 운전자 또는 보행자의 안전을 확보하여 주고, 또한, 폐자재를 포함하여 제조함으로써 생산단가의 절감 및 에너지 재활용이라는 경제적 잇점을 갖는다.
상기의 기술 구성에 대한 구체적인 내용을 살펴보면 다음과 같다.
분쇄 및 습식 혼합 단계
본 발명에 따른 야광도료의 제조는 먼저, 소결물 원료물질인 탄산스트론튬(SrCO3), 산화마그네슘(MgO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화유로퓸(Eu2O3), 산화디스프로슘(Dy2O3)을 동 중량비율로 혼합하며, 상기 소결물 원료물질의 구체적인 사용량은 탄산스트론튬(SrCO3) 10㎏, 산화마그네슘(MgO) 10㎏, 이산화규소(SiO2) 10㎏, 산화알루미늄(Al2O3) 10㎏, 산화유로퓸(Eu2O3) 10㎏, 산화디스프로슘(Dy2O3) 10㎏을 사용한다.
이와 같이 혼합된 혼합물에 에탄올(Ethanol)을 넣어 분산액을 만든다.
그리고, 상기 분산액을 24시간 동안 볼밀(ball mill)을 이용하여 분쇄 및 습식 혼합한다.
건조 단계
상기 분쇄 및 습식 혼합과정을 거친 혼합분말은 65 ~ 80℃에서 20 ~ 22시간 동안 건조과정을 거치게 되다.
상기 건조 온도가 65℃ 미만인 경우에는 충분한 건조가 이루어지지 않아 소결 온도 및 소결 시간이 장시간 이루어지는 문제가 있고, 80℃를 초과하게 되는 경우에는 건조 온도로서 너무 높아 에너지 낭비 등의 경제적인 문제가 있으므로, 상기 건조온도는 65 ~ 80℃를 유지하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 건조시간이 20 시간 미만인 경우에는 충분한 건조가 이루어지지 않고, 22시간을 초과하게 되는 경우에는 충분한 건조가 이루어진 상태이기 때문에 그 이상의 건조시간을 유지하는 것이 무의미하므로, 상기 건조시간은 20 ~ 22시간의 범위 내를 유지하는 것이 바람직하다.
소결 단계
상기 건조과정을 거친 혼합분말을 1,000 ~ 1,400℃에서 2 ~ 4시간 동안 소결하여 형광체를 이룬다.
상기 소결온도가 1,000℃ 미만인 경우에는 충분한 소결이 이루어지지 않고, 1,400℃를 초과하게 되는 경우에는 분말에 크랙이 발생할 수 있으므로, 상기 소결온도는 1,000 ~ 1,400℃를 유지하는 것이 바람직하고, 소결 시간이 2시간 미만인 경우에는 충분한 소결이 이루어지지 않고, 4시간을 초과하게 되는 경우에는 충분한 소결이 이루어진 상태이므로, 그 이상의 소결은 무의미하여 상기 소결시간은 2 ~ 4시간을 유지하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 소결은 H2 5vol%와 Ar 95vol%의 복합가스를 3kgf/㎠를 주입하는 조건에서 이루어지게 된다.
혼합 단계
상기 소결과정을 거쳐 제조된 소결물 30 ~ 60wt%와,
황화아연, 황화아연카드뮴, 로다민, 오라민, 에오신, 우라닌, 호스핀, 올레인산염, 스테라인산염, 소듐레드레이크 C, 로디민텅스테이트, 오라민텅스테이트 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 형광물질 20 ~ 30wt%와,
0.5 ~ 1mm 크기의 폐유리분말 10 ~ 30wt%와,
경화제 5 ~ 10wt%를 혼합를 혼합하여 제조하는 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 소결물 50㎏, 황화아연 20㎏, 1mm의 직경의 폐유리분말 20㎏, 경화제 10㎏을 혼합하여 제조한다.
그리고, 상기 경화제는 고형분 70%, 점도 203 ~ 550cps이거나 또는 고형분 80%, 점도 1,372 ~ 2,700cps인 아크릴 수지를 사용한다.
상기 소결물은 형광물질과 함께 야광기능을 갖는 것으로서, 30wt% 미만인 경우에는 야광도료의 야광기능이 떨어질 수 있고, 60wt%를 초과하게 되는 경우에는 제조단가의 상승 문제가 있으므로, 상기 소결물의 사용량은 전체 도료에 대해 30 ~ 60wt%의 범위로 한정하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폐유리분말의 사용량이 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 야광기능 및 폐자재 사용 효과를 기대하기 어렵고, 30wt%를 초과하게 되는 경우에는 도료를 이용한 도로 도포작업이 용이하지 않을 수 있으므로, 상기 폐유리분말의 사용량은 전체 도료에 대해 10 ~ 30wt%의 범위로 한정하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 경화제의 사용량이 5wt% 미만인 경우에는 원활한 도료의 제조가 용이하지 않고, 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 점도가 상승하여 도료로 사용하기가 용이하지 않으므로, 상기 경화제의 사용량은 전체 도료에 대해 5 ~ 10wt%의 범위로 한정하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기와 같이 제조된 도료는 점도를 조절하고 도막을 형성하기 위하여 아마인유, 콩기름, 동유(桐油), 옻, 합성건성유 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 액상을 사용할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 야광도료는 기존의 도로의 차선 또는 정보 표시를 위해 사용하던 백색 또는 노란색의 일반도료을 대체하여 사용가능함으로써 산업상 이용가능성이 높다.

Claims (3)

  1. 탄산스트론튬(SrCO3), 산화마그네슘(MgO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화유로퓸(Eu2O3), 산화디스프로슘(Dy2O3)를 동 중량비율로 혼합한 후, 에탄올(Ethanol)을 넣어 분산 액을 만들어 24시간 ball mill에 의한 분쇄 및 습식 혼합하는 단계와,
    상기 혼합분말을 65 ~ 80℃에서 20 ~ 22시간 동안 건조하는 단계와,
    상기 건조과정을 거친 혼합분말을 1,000 ~ 1,400℃에서 2 ~ 4시간 동안 소결하는 단계와,
    상기 소결과정을 거친 소결물 30 ~ 60wt%와, 황화아연, 황화아연카드뮴, 로다민, 오라민, 에오신, 우라닌, 호스핀, 올레인산염, 스테라인산염, 소듐레드레이크 C, 로디민텅스테이트, 오라민텅스테이트 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 형광물질 20 ~ 30wt%와, 0.5 ~ 1mm 크기의 폐유리분말 10 ~ 30wt%와, 경화제 5 ~ 10wt%를 혼합하는 단계로 이루어지는 것임을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    소결단계는 H2 5vol%와 Ar 95vol%의 복합가스를 3kgf/㎠를 주입하는 조건에서 이루어지는 것임을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    경화제는 고형분 70%, 점도 203 ~ 550cps이거나 또는 고형분 80%, 점도 1,372 ~ 2,700cps인 아크릴 수지임을 특징으로 하는 폐자재를 이용한 야광도료 제조방법.
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