KR102018842B1 - 폐유리 및 이산화규소를 이용한 축광 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐유리 및 이산화규소를 이용한 축광 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폐유리 및 이산화규소를 이용함으로써, 축광안료와 수지를 절감하여, 경제성을 높이고, 휘도와 발광시간이 우수한 축광소재를 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 폐유리 및 이산화규소를 이용한 축광 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐유리 및 이산화규소를 이용함으로써, 축광안료와 수지를 절감하여, 경제성을 높이고, 휘도와 발광시간이 우수한 축광소재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
어두운 곳에서 사물의 식별을 용이하게 할 필요가 있는 물체에 폭넓게 사용되고 있는 축광 제품은 그 활용도가 매우 다양하다. 하지만, 고가의 축광안료를 사용하더라도 이종재료 간 부착이 어렵고 차량이나 사람의 통행이 빈번한 곳에 설치하면 재료의 특성상 미끄러워지기 쉬울뿐더러 고 하중의 중차량 통과시 쉽게 깨어지는 등의 문제가 발생하기 때문에 수명이 매우 짧은 단점이 있다. 또한, 기존의 축광 재료는 축광 시간과 축광 휘도가 낮아 실제 생활 전반에 적용하기가 쉽지 않은 단점도 있다.
본 발명에서는 생활 속 폐기물을 분쇄하여 축광 제품에 혼합하여 사용함으로써 원자재인 축광안료의 사용량을 줄여 제품 단가를 낮추고, 폐기물을 원료로 사용함으로써, 환경적·경제적 측면에서 큰 효과를 기대할 수 있는 제품을 개발하여 제공하고자 한다.
본 발명은 폐유리, 축광안료, 폴리에스테르수지, SiO2, 수지경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 축광안료 조성물을 제공한다. 이때, 상기 축광안료 조성물은, 바람직하게 폐유리 55~60 중량%, 축광안료 12~17 중량%, 폴리에스테르수지 20~25 중량%, SiO2 7~9 중량%, 수지경화제 0.2~3 중량%로 조성되는 것이 좋다.
본 발명의 축광안료 조성물에 있어서, 상기 SiO2는, 바람직하게 투명 SiO2와 8호사SiO2을 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 축광안료 조성물은, 바람직하게 폐유리 55~60 중량%, 축광안료 12~17 중량%, 폴리에스테르수지 20~25 중량%, 투명 SiO2 5.6~7.2 중량%, 8호사SiO2 1.4~1.8 중량%, 수지경화제 0.2~3 중량%로 조성되는 것이 좋다.
본 발명은 분쇄된 폐유리를 야광하고자 하는 목적물에 올려놓고 폴리에스테르수지와 수지경화제를 도포하여 축광 총 두께의 50~70% 정도가 되게 굳히는 단계 (a); 단계 (a) 후, 축광안료, 폴리에스테르수지, 수지경화제 및 투명 SiO2 파우더의 혼합물을 상기 단계 (a)에서 굳힌 층 위에 도포하고 건조시키는 단계 (b); 및 상기 단계 (b)후, 축광안료 및 8호사 SiO2를 뿌린 후 건조시키는 단계 (c);를 포함하는 것을 특징으로 하는 축광안료도포물의 제조방법을 제공한다.
본 발명 축광안료도포물의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (a)의 분쇄된 폐유리는, 바람직하게 파쇄된 유리 또는 병에 8호사 SiO2를 첨가하고 분쇄하여 수득되는 것을 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 단계 (a)의 분쇄된 폐유리는, 바람직하게 1~1.5 mm의 크기로 파쇄된 유리 또는 병에 8호사 SiO2를 첨가하고 볼밀(ball mill)로 분쇄하는 것을 사용하는 것이 더욱 좋다.
본 발명 축광안료도포물의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (b)의 혼합물은, 폐유리비드를 더욱 포함하는 것이 좋다.
삭제
본 발명 축광안료도포물의 제조방법에 있어서, 상기 단계 (c)의 축광안료는, 바람직하게 상기 단계 (b)의 축광안료 사용량의 1.5~2.5배 정도 사용하는 것이 좋다.
본 발명 축광안료도포물의 제조방법에 있어서, 상기 축광안료도포물은, 일 예로, 맨홀뚜껑, 가로수보호판, 야간방향표시유도등 중 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 폐유리 및 이산화규소를 이용함으로써, 축광안료와 수지를 절감하여, 경제성을 높이고, 휘도와 발광시간이 우수한 축광소재를 제조할 수 있다.
본 발명은 맨홀 뚜껑과 가로수보호판, 야간방향표시유도등 등 다양한 분야에 활용될 수 있으며, 원가상승요인을 억제한 축광안료 제조 기술을 개발하여 제공한다.
지금까지의 축광 소재는 고가의 축광안료와 수지가 투입되어 제품 단가가 높고, 축광 시간이나 휘도가 낮은 문제점이 있었다. 또한, 기존 제품들은 월등한 단가 상승으로 인해 생활 용품에 사용하기에는 너무 바싸다는 문제가 있어 왔다.
하지만, 본 발명의 축광 소재는 폴리에스테르수지와 폐유리를 분쇄 첨가하고, 수지경화제와 투명 SiO2를 적용하여 축광 시간과 휘도를 기존 것보다 2배 이상 늘여 야간식별이 더욱 용이하다. 또한, 소재 일체형 제품뿐만 아니라 유리, 아크릴 목재 제품에 적용하여 중차량이 지나가도 파손되지 않으며 반영구적으로 사용할 수 있는 장점을 지닌다.
본 발명의 축광안료 조성물을 목적물에 도포하여 축광안료도포물을 제조하는 과정을 설명하자면, 폐유리를 1차 야광하고자 하는 목적물에 올려놓고, 폴리에스테르수지와 수지경화제로 총 두께 60% 정도로 굳힌다 (1차 공정). 상기 1차 공정 후, 축광안료, 폴리에스테르수지, 수지경화제, 투명 SiO2 파우더를 혼합하여 도포하고 건조시킨다 (2차 공정). 이때, 필요시 폐유리비드를 첨가할 수도 있다. 상기 2차 공정 후, 축광안료의 사용을 2차 공정 대비 2배 사용하여 휘도를 높이고, 목적물의 슬립방지를 위해 SiO2 8호사를 뿌린 후 건조한다. 이렇게 제조된 축광안료도포물은 기존 제품의 축광 시간, 발광 시간 및 휘도를 2배 이상으로 늘릴 수 있어 산업성 활용도가 매우 높아진다. 이때, 상기에서 사용된 성분들의 조성비는, 폐유리 55~60 중량%, 축광안료 12~17 중량%, 폴리에스테르수지 20~25 중량%, SiO2 7~9 중량% (투명 SiO2 5.6~7.2 중량%, 8호사 SiO2 1.4~1.8 중량%), 수지경화제 0.2~3 중량%인 것이 좋다.
본 발명에서는 도로시설물, 맨홀뚜껑, 가로수보호판 등에 첨가되는 축광재료(축광안료도포물)의 제조에 폐유리와 SiO2를 이용한 결과, 기존의 축광재료보다 휘도와 축광시간이 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었다.
① 축광재료의 제조에 폐유리와 SiO2를 이용한 결과, 생산원가의 대부분을 차지하는 축광안료와 수지를 절감하여 경제성을 높이는 효과를 얻을 수 있었다. 이를 바탕으로 도로는 물론, 군사, 보안 등의 다양한 분야에 값싸게 적용할 수 있다.
② 수지와 축광안료 만을 가지고 만들어진 기존의 제품에 폐유리와 SiO2를 혼합하여 성형함으로써, 휘도와 발광시간이 우수한 축광소재를 제조할 수 있다.
③ 축광안료에 비해 경제성이 우수한 SiO2와 산업 폐기물로 분류되는 폐유리를 제품 원료로 재활용함으로써, 자원 재사용은 물론 값비싼 축광안료의 사용량을 줄여 대중화를 실현할 수 있다. 또한, 도로상에 설치되는 제품은 슬립 방지를 기대할 수 있으며, 장애인을 위한 점자블럭의 역할도 동시에 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 내용에 대해 하기에서 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예 및 실험예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
[실시예 1: SiO
2
와 폐유리를 이용한 축광소재 제조]
본 실시예의 축광소재 제조 공정은 (1) 버려지는 폐유리나 병 외에 투명의 SiO2를 주원료로 혼합하여 파유리를 제조하는 공정과 (2) 파유리를 다른 재료와 일정비율로 혼합하여 제품을 성형하는 공정으로 이루어진다. 기존의 축광 제품에 비해 축광 시간, 발광 시간, 휘도가 높아지고, 나무, 아크릴, 유리에 적용하여 중차량이 지날 시 파손이 되지 않는 특성을 발휘한다.
(1) 창유리 분쇄 및 SiO2 혼합
파손된 창유리와 병을 수집하여 해머로 3~5 cm 크기로 파쇄하여 소형 조크러셔(JAW CRUSHER)에 파쇄물을 투입하여 1~1.5 mm의 크기로 중간 분쇄한 후, SiO2 8호사를 첨가하여, 볼밀(boll mill)에서 미분쇄 과정을 거친다.
(2) 분쇄된 폐유리와 투명 SiO2의 혼합
분쇄된 폐유리를 야광하고자 하는 목적물에 올려놓고 폴리에스테르수지와 수지경화제로 총 두께의 60% 정도로 굳힌다 (1차 공정). 이후, 축광안료, 폴리에스테르수지, 수지경화제, 투명 SiO2 파우더를 혼합하여 도포하고 건조시킨다 (2차 공정). 이후, 축광안료의 사용을 상기 2차 공정 대비 2배를 사용하여 휘도를 높이고, 목적물의 슬립방지를 위해 SiO28호사를 뿌린 후 건조한다 (3차 공정). 이렇게 하면, 휘도가 증가하고, 표면의 SiO2 알갱이가 논슬립의 효과를 낼 수 있다. 이때, 상기에서 사용된 성분들의 조성비는, 폐유리 56 중량%, 축광안료 13 중량%, 폴리에스테르수지 22 중량%, SiO2 8 중량% (투명 SiO2 6.4%, SiO2 8호사 1.6%), 수지경화제 1 중량%이었다.
[실험예 1: 시편 제작 및 특성 분석]
상기 실시예 1에서 제조한 시편의 축광 및 발광시간을 측정하였다. 실험 결과, 기존 안료와 수지만으로 이루어진 시편과 달리 SiO2를 혼입한 본 발명의 축광제품(시편)은 일정 정도 이상의 안료가 투입되면, 그 이후로는 안료의 투입량이 많아도 발광시간과 잔광 휘도의 결과가 비슷하거나 변화가 없는 것을 알 수 있었다. 따라서, 값이 비싼 축광안료의 양은 줄이되, 동일한 효과를 발휘하는 있는 축광소재를 제조할 수 있는 것으로 결론내릴 수 있었다.
[실험예 2: 산업적 활용 및 경제성 분석]
'축광안료+폴리에스테르수지' 또는 '폐유리+축광안료+SiO2+폴리에스테르수지'를 혼합하여 만든 시료로 50mm*50mm*10mm의 Crystal Box를 채운 후, 200 lux의 조도로 20분간 조사하고, 빛을 차단한 상태에서 휘도계 TOPCONBM-8렌즈의 시도 2도로 측정하여 보았다.
실험 결과, 동일한 양의 축광안료를 사용한 시편 C와 D의 비교시, 폐유리와 SiO2를 혼합한 본 발명의 시편이 잔광휘도와 발광시간에 대해 모두 높게 나타남을 알 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 축광제품 생산시 폐유리의 활용도를 고찰한 결과, 축광안료와 수지의 양을 줄여도, SiO2와 수지의 양을 조절하면, 제품의 휘도와 품질을 항상 시킬 수 있는 결과를 얻을 수 있었다.
본 발명의 축광 소재는 실제 생활에서 활용 가능한 제품으로, 맨홀뚜껑, 야간유도야광표시, 점자블럭 등에 적용될 수 있다.
Claims (11)
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- 분쇄된 폐유리를 야광하고자 하는 목적물에 올려놓고 폴리에스테르수지와 수지경화제를 도포하여 축광 총 두께의 50~70% 정도가 되게 굳히는 단계 (a);
단계 (a) 후, 축광안료, 폴리에스테르수지, 수지경화제 및 투명 SiO2 파우더의 혼합물을 상기 단계 (a)에서 굳힌 층 위에 도포하고 건조시키는 단계 (b); 및
상기 단계 (b)후, 축광안료 및 8호사 SiO2를 뿌린 후 건조시키는 단계 (c);를 포함하는 것을 특징으로 하는 축광안료도포물의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 단계 (a)의 분쇄된 폐유리는,
파쇄된 유리 또는 병에 8호사 SiO2를 첨가하고 분쇄하여 수득되는 것을 특징으로 하는 축광안료도포물의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 단계 (a)의 분쇄된 폐유리는,
1~1.5 mm의 크기로 파쇄된 유리 또는 병에 8호사 SiO2를 첨가하고 볼밀(ball mill)로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 축광안료도포물의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 단계 (b)의 혼합물은,
폐유리비드를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 축광안료도포물의 제조방법.
- 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 단계 (c)의 축광안료는,
상기 단계 (b)의 축광안료 사용량의 1.5~2.5배 정도 사용하는 것을 특징으로 하는 축광안료도포물의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 축광안료도포물은,
맨홀뚜껑, 가로수보호판, 야간방향표시유도등 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 축광안료도포물의 제조방법.
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