KR101580649B1 - 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축광안료가 혼합된 폴리올레핀 수지를 이용하여 축광성 수지를 제조할 수 있는 축광 및 발광 성능이 우수한 축광성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 축광안료 30 ~40 중량부를 포함하는 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물을 제공한다. 한편, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 조성물은 정착제, 열안정제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물 및 그 제조방법{Illuminant synthetic resincomposite using polyolefine and the manufacturing method}
본 발명은 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명은 축광안료가 혼합된 폴리올레핀 수지를 이용하여 축광성 수지를 제조할 수 있는 축광 및 발광 성능이 우수한 축광성 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. .
산업이 발전하고 생활의 여유가 많아짐에 따라 레져활동에 대한 관심이 점점 많아지고 있으며 특히 야간활동이 많아짐에 따라 안전에 대한 관심 또한 커지고 있다. 따라서 다양한 축광야광제품이 나오고 있는데 예를 들면 시계, 인테리어, 방화기기, 조명, 완구, 액세서리, 표식 등과 같은 제품들이 연구 개발되고 있으며 각종 의류 및 섬유제품에도 응용되고 있다.
이러한 축광야광의 원리는 축광야광물질을 구성하고 있는 분자가 외부의 빛자극에 의해서 여기상태로 변해 그 에너지준위가 높아지는 물질로 구성되어져 있다. 그로 인해 태양이나 형광등과 같은 광원으로부터 자극을 받게 되면 그 빛 에너지로 인해 축광야광물질을 구성하고 있는 화합물의 전자가 보다 높은 에너지 준위로 여기상태가 되며, 이후 광원으로부터의 에너지 공급이 중단되게 되면 여기상태의 전자가 안정한 상태로 회복되면서 그 차이만큼의 에너지를 방출하게 된다. 이 에너지가 가시광선으로 나타나게 되는 것으로 축광야광물질은 여기상태에서 안정상태로 회복되는 에너지준위 차이만큼 발광을 나타내게 되는 것이다.
축광야광물질은 이전에는 황아연계의 축광야광안료가 많이 사용되었으나, 발광휘도가 낮을 뿐아니라 잔광시간 5분정도로 짧고 화학적 안정성이 낮고 일광견뢰도 및 내후성이 좋지 않는 단점이 있어서 의류 및 섬유제품에는 거의 적용하지 못하고 있다. 현재에는 스트론튬이나 유로피륨과 같은 희토류 금속을 포함한 알칼리류 금속계열의 축광야광안료를 개발하여 사용하고 있다.
이러한 축광야광안료는 그 자체로서 섬유 및 의류제품 표면에 코팅하거나 합성섬유에 축광야광안료를 염색하여 사용하는 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 상기 방법으로 제조된 의류나 섬유제품은 착용시나 세탁시 축광야광안료가 탈리되는 경향이 높고 발광휘도가 낮을 뿐 아니라 잔광시간이 짧은 단점이 있었다. 뿐만 아니라 축광야광안료를 많이 사용하므로 비경제적이며 축광야광안료에 의한 기계의 마모도 역시 상당히 높다는 단점을 지니고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 축광야광안료를 이용한 수지를 제조하는 방법을 시도되고 있는데, 특히 폴리우레탄에 축광야광안료를 투입하여 폴리우레탄 합성수지를 제조하는 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 축광 및 발광 성능이 떨어질뿐만 아니라 사용분야가 제한적이고, 축광 및 발광 성능을 높이고자 축광야광안료의 투입량을 증가시키면 축광야광안료의 분산성이 떨어져 폴리우레탄 합성이 안되는 문제점이 발생하게 된다.
한국등록특허공보 제10-1050266호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은 축광안료가 혼합된 폴리올레핀 수지를 이용하여 축광 및 발광 성능이 우수한 축광성 수지 조성물을 제조함으로써 이를 축광원사, 축광시트, 축광필름, 혹은 축광테이프 등 다양한 형태로서 사용할 수 있는 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의하면, 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 축광안료 30 ~40 중량부를 포함하는 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물을 제공한다.
한편, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 축광안료는 (Sr1-xMx)Al2O4:R(x는 0.1 내지 0.9 이고, M은 칼슘(Ca), 아연(Zn), 칼륨(K) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 금속이며, R은 유로퓸(Eu), 디스프로슘(Dy), 레늄(Re)으로 이루어진 군으로부터 선택됨)이거나; 또는 MAl2O4(M은 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속임)을 모결정으로 하는 것, 상기 모결정에 부활제로서의 유로퓸(Eu)이 첨가된 것, 또는 상기 모결정에 부활제로서의 유로폼(Eu)과 공부활제로서의 디스프로슘(Dy), 테크네튬(Tc) 또는 오스뮴(Os)이 첨가된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 조성물은 정착제, 열안정제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의하면, 폴리올레핀 수지 100 중량부와, 축광안료 30 ~40 중량부를 혼합기에 넣어 혼합하는 제 1공정; 및 상기 제 1공정에서 혼합된 혼합물을 금형에 붓고, 상기 혼합물을 일정한 온도 및 압력 범위에서 프레스시킨 후, 냉각시키는 제 2공정;을 포함하는 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
한편, 상기 제 1공정은 폴리올레핀 수지 및 축광 안료 이외에 정착제, 열안정제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 초기 발광휘도와 그 잔광시간이 종래의 합성수지 성형재료 및 그 성형제품에 비해 월등히 우수하여 장시간 시인성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 축광 및 발광 성능이 우수한 축광성 수지 조성물을 제조함으로써 이를 축광원사, 축광시트, 축광필름, 혹은 축광테이프 등 다양한 형태로서 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 축광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 축광원사를 이이용하여 예인용 축광로프로 제조할 경우 야간, 악천후 상황에서 식별이 가능하여 어선이 예인선의 예인줄을 발견하지 못하여 충돌하는 사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 축광성 수지 조성물은 도로의 가이드라인이나 건설현장 등에 적용될 수 있으며, 또한 야간작업이나 어두운 장소에서의 작업 중에 사용될 경우 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 비교예 1 및 비교예 2에 의해 제조된 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물의 인광휘도를 나타낸 시험성적서이다.
도 2는 실시예 1 내지 실시예 3에 의해 제조된 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물의 인광휘도를 나타낸 시험성적서이다.
도 3은 실시예 3에 의해 제조된 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물의 발광모습을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 의한 축광성 수지 조성물은 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 축광안료 30 ~40 중량부를 포함한다. 여기서, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 축광안료는 (Sr1-xMx)Al2O4:R(x는 0.1 내지 0.9 이고, M은 칼슘(Ca), 아연(Zn), 칼륨(K) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 금속이며, R은 유로퓸(Eu), 디스프로슘(Dy), 레늄(Re)으로 이루어진 군으로부터 선택됨)이거나; MAl2O4(M은 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속임)을 모결정으로 하는 것, 상기 모결정에 부활제로서의 유로퓸(Eu)이 첨가된 것, 또는 상기 모결정에 부활제로서의 유로폼(Eu)과 공부활제로서의 디스프로슘(Dy), 테크네튬(Tc) 또는 오스뮴(Os)이 첨가된 것을 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
특히 상기 축광안료의 함량은 폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, 30 중량부 내지 40 중량부 양으로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 축광안료의 함량이 30 중량부 미만의 경우 만족스러운 수준의 반사도 및 발광 지속시간을 얻기 힘드며, 축광안료의 함량이 40 중량부를 초과하는 경우 조성물의 안정성이 감소하고, 조성물의 점도가 상승하여 작업성을 저하시킬 우려가 있다.
상기 축광성 수지 조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 첨가제는 정착제, 열안정제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 첨가제를 추가함으로써 축광성 수지 조성물의 축광 및 발광성능을 극대화시킬 수 있다.
또한, 상기 본 발명에 의하면 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물의 제조방법이 제공된다. 상기 방법은 폴리올레핀 수지 100 중량부와, 축광안료 30 ~40 중량부를 혼합기에 넣어 혼합하는 제 1공정과, 상기 제 1공정에서 혼합된 혼합물을 금형에 붓고, 상기 혼합물을 일정한 온도 및 압력 범위에서 프레스시킨 후, 냉각시키는 제 2공정을 포함할 수 있다.
마찬가지로 상기 제 1공정은 폴리올레핀 수지 및 축광 안료 이외에 정착제, 열안정제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합할 수 있다.
이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 축광성 수지 조성물의 제조
(실시예 1)
폴리올레핀 수지 100g 기준으로, Sr(스트론튬) 구성비가 38.14 중량부로 구성된 축광안료 40 중량부를 혼합기에 담아 용기를 회전시켜 혼합시켰다. 그 다음 혼합물을 금형에 부은 후 180℃의 온도에서 프레스기로 압력을 가한 후, 냉각시켜 축광성 수지 조성물을 제조하였다.
(실시예 2)
폴리올레핀 수지 100g 기준으로, Re(레늄) 30.98 중량부로 구성된 축광안료 40 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 하에 축광성 수지 조성물을 제조하였다.
(실시예 3)
폴리올레핀 수지 100g 기준으로, Sr(스트론튬) 42.70 중량부로 구성된 축광안료 40 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 하에 축광성 수지 조성물을 제조하였다.
(비교예 1)
폴리올레핀 수지 100g 기준으로, Sr(스트론튬) 38.14 중량부로 구성된 축광안료 20 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 하에 축광성 수지 조성물을 제조하였다.
(비교예 2)
폴리올레핀 수지 100g 기준으로, Re(레늄) 30.98 중량부로 구성된 축광안료 20 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 하에 축광성 수지 조성물을 제조하였다.
2. 축광성 수지 조성물의 성능평가
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 축광성 수지 조성물의 인광휘도 및 식별거리를 평가하고, 그 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.
비교 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
초기 1750.0 1306.3 1359.4 1070.6 1061.3
10분 후 336.3 298.1 345.6 197.5 213.8
30분 후 145.9 123.6 175.5 81.9 75.6
60분 후 89.4 70.6 105.0 46.3 30.6
180분 후 41.3 32.5 50.0 5.0 11.3
식별거리 우수 우수 우수 양호 양호
[시험항목]
인광휘도(KS A 3504:2201): 측정거리: 0.25m, 시트면적: 100cm2, 광조사조건: 200lux, 20분
[평가기준]
식별거리: 우수-(10미터 이상), 양호-(5-7미터), 열악-(1미터 미만)
상기 [표 1], 도 1(비교예 1 및 2의 인광휘도 시험성적서) 및 도 2(실시예 1 내지 실시예 3의 인광휘도 시험성적서)에서 알 수 있듯이, 본 발명의 범위 내의 축광안료를 함유하는 실시예 1 내지 실시예 3의 인광휘도 및 식별거리는 모두 우수하였다. 특히 실시예 3에서 Sr(스트론튬) 42.70 중량부로 구성된 축광안료 40 중량부를 함유하는 축광성 수지 조성물의 인광휘도 및 식별거리가 가장 우수함을 알 수 있었다. 이는 실시예 3에 의해 제조된 축광성 수지 조성물의 발광모습을 나타내고 있는 도 3을 통해서도 확연히 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따라 제조된 축광성 수지 조성물은 빛이 존재하는 곳에서 시인성이 우수할 뿐만 아니라, 빛이 없는 곳에서도 높은 휘도로 장시간 잔광을 유지할 수 있으며, 본 발명에 의한 축광성 수지 조성물을 이용하여 축광원사, 축광시트, 축광필름, 혹은 축광테이프 등 다양한 형태로서 사용할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 축광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 축광원사를 이이용하여 예인용 축광로프로 제조할 경우 야간, 악천후 상황에서 식별이 가능하여 어선이 예인선의 예인줄을 발견하지 못하여 충돌하는 사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 축광성 수지 조성물은 도로의 가이드라인이나 건설현장 등에 적용될 수 있으며, 또한 야간작업이나 어두운 장소에서의 작업 중에 사용될 경우 안전사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여, 축광안료 30 ~40 중량부 및 첨가제를 포함하되,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 중에서 선택된 하나 이상인 것이며,
    상기 축광안료는 (Sr1-xMx)Al2O4:R(x는 0.1 내지 0.9 이고, M은 칼슘(Ca), 아연(Zn), 칼륨(K) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 금속이며, R은 유로퓸(Eu), 디스프로슘(Dy), 레늄(Re)으로 이루어진 군으로부터 선택됨)이거나; 또는 MAl2O4(M은 칼슘(Ca) 및 스트론튬(Sr)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속임)을 모결정으로 하는 것, 상기 모결정에 부활제로서의 유로퓸(Eu)이 첨가된 것, 또는 상기 모결정에 부활제로서의 유로폼(Eu)과 공부활제로서의 디스프로슘(Dy), 테크네튬(Tc) 또는 오스뮴(Os)이 첨가되며,
    상기 첨가제는 정착제, 열안정제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 폴리올레핀 수지 100 중량부와, 축광안료 30 ~40 중량부를 혼합기에 넣어 혼합하는 제 1공정; 및 상기 제 1공정에서 혼합된 혼합물을 금형에 붓고, 상기 혼합물을 일정한 온도 및 압력 범위에서 프레스시킨 후, 냉각시키는 제 2공정;을 포함하되,
    상기 제 1공정은 폴리올레핀 수지 및 축광 안료 이외에 정착제, 열안정제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 폴리올레핀을 이용한 축광성 수지 조성물의 제조방법.
  6. 삭제
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