KR20050008218A - 축광 및 항균성 불포화 에스테르수지 조성물 및 그 제품 - Google Patents

축광 및 항균성 불포화 에스테르수지 조성물 및 그 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물과 그 성형제품에 관한 것으로, 본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물은 불포화폴리에스테르 17 ~ 25중량부; 수축방지제 5 ~ 15중량부; 충전제 수산화알루미늄 및 지방산으로 코팅된 입도 분포가 0.06 ~ 1㎛ 범위인 입방체형(cubic type)의 교질탄산칼슘(collidal calcium carbonate) 40 ~ 70중량부; 보강제 5 ~ 15중량부; 장 축광 안료 조성물 3 ~ 15중량부 및 첨가제 0.1 ~ 1중량부로 이루어지고, 그 성형제품은 발광 및 항균층인 표면층(1)과 중간층인 반사층(2)과 하부의 이면층(3)으로 이루어지는 적층체로서, 각종 건축물의 바닥재, 벽재, 천정재, 그리고 축광 유도표지와 같은 지하로나 지하철 등에서 정전시의 피난유도가이드 재, 또는 축광위치 표지와 같은 어두운 시야환경에서의 빛에 의한 방향지시나 위치의 가이드 재, 인조 대리석, 주야간 장식성 제품, 아트-보드와 같은 경관 재 및 항균성, 소취성 및 원 적외선 방출성능이 요구되는 부엌의 씽크대 상판이나 각종 안내 데스크의 상판, 욕실의 타일 등 다양한 분야에서 다양한 용도에 사용되는 성형 제품을 포함한다.
본 발명에 따른 상기 축광 및 항균성 불포화 에스테르수지 조성물 및 그 제품은 초기 발광휘도와 그 잔광시간이 종래의 열경화성 합성수지 성형재료 및 그 성형제품에 비해 월등히 우수할 뿐만 아니라, 항균성 및 소취효과가 우수하면서도 난연성이나 내 충격강도가 종래 제품에 비해 손색이 없다.

Description

축광 및 항균성 불포화 에스테르수지 조성물 및 그 제품{Composition of unsaturated poly-ester resin having fluorescent and antibacterical property and the product thereof}
본 발명은 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물과 그 제품에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 본 발명은 축광 및 항균성, 소취성 및 원적외선 방출율이 우수한 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물과, 그로 만든 각종 건축물의 바닥재, 벽재, 천정재, 그리고 축광 유도표지와 같은 지하로나 지하철 등에서 정전시의 피난유도가이드 재, 또는 축광위치 표지와 같은 어두운 시야환경에서의 빛에의한 방향지시나 위치의 가이드 재, 인조 대리석, 주야간 장식성 제품, 아트-보드와 같은 경관 재 및 항균성, 소취성 및 원 적외선 방출성능이 요구되는 부엌의 씽크대 상판이나 각종 안내 데스크의 상판, 욕실의 타일 등과 같은 성형제품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물은 불포화폴리에스테르와; 수축방지제; 충전제; 축광안료 및 첨가제로 이루어지는 축광성 불포화 폴리에스테르 조성물에 있어서, 상기 불포화폴리에스테르 17 ~ 25중량부; 수축방지제로서 폴리 메틸메타아크릴레이트(PMMA) 5 ~ 15중량부; 충전제로서 수산화알루미늄 및 지방산으로 코팅된 입도 분포가 0.06 ~ 1㎛ 범위인 입방체형(cubic type)의 교질탄산칼슘(collidal calcium carbonate) 40 ~ 70중량부; 보강제로서 유리섬유 5 ~ 15중량부; 발광 및 항균제로서 장 축광안료 조성물 3 ~ 15중량부 및 첨가제 0.1 ~ 1중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 불포화폴리에스테르는 라디칼 중합성 단량체인 스티렌, 비닐톨루엔 등과 같은 중합성 모노머, 터셔리-부틸 퍼옥시 벤조에이트(t-butyl peroxy benzoate:TBPB)와 같은 경화제가 함유된 것이다.
상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 성형재료로 한 본 발명의 제품은 발광 및 항균층인 표면층(1)과 중간층인 반사층(2)과 하부의 이면층(3)으로 이루어지는 적층구조를 갖는다.
통상 불포화 폴리에스테르 조성물은 벌크 몰딩 컴파운드(Bulk Molding Compound: BMC)형태 또는 쉬트 몰딩 컴파운드(Sheet Molding Compound: SMC)형태로 제공되는 열 경화성 합성수지 성형재료로서 그 성형제품이 최근 건축분야에서 그수요가 날로 증가하는 추세에 있다. 예를 들면, 열 경화성 합성수지 성형재료로 제조되는 인조대리석(Artificial Marble:AM)은 천연대리석에 비해 성형성과 시공성이 우수하고, 다양한 디자인이 가능하여 광범위한 분야에서 그 활용이 크게 늘고 있다. 즉, 아파트나 주택과 같은 주거시설, 학교나 병원 또는 관공서와 같은 업무용 및 공공시설, 백화점이나 호텔, 극장, 수영장, 목욕탕 등의 상업시설의 바닥재, 천정재, 벽 마감재 또는 아트-보드(Art-board)로 광범위하게 이용되고 있다.
또한, 열 경화성 합성수지 성형재료로 제조되는 인조대리석과 같은 성형제품은 축광, 인광 등 발광 성능을 도입하여 그 적용 분야를 더욱 넓히려는 노력도 지속적으로 시도되어 왔다.
그러나 종래의 열 경화성 합성수지 성형재료는 그 조성이 광범위한 분야에서 다양한 용도로 이용하기에는 만족스럽지 못한 점이 있었다. 예를 들면, 종래의 발광성 또는 축광성의 열 경화성 합성수지 성형재료 및 그 성형 제품은 발광 성능 및 다양한 용도에 적합한 성능을 충분히 발휘하기에는 부족한 조성이었다. 즉, 발광성능 면에서는 발광 안료 자체의 발광 성능이 부족하여 예를 들면, 정전시의 피난유도를 위해 필요하다고 생각되는 초기 20분간정도 동안의 선명한 시인을 위한 초기휘도가 충분하지 못한 문제가 있었을 뿐만 아니라, 그 잔광 시간도 충분치 못한 문제점이 있었고 또한, 다양한 색상을 나타내는 데에 한계가 있었다.
상기 발광성능 이외에도 다른 성능, 예를 들면, 부엌의 씽크대 상판이나 욕실의 타일과 같은 용도에는 항균성, 소취성 및 원 적외선 방출성능이 요구되고 있으나 종래의 발광성 열 경화성 합성수지 성형재료 및 그 성형 제품에서는 그와 같은 성능이 전연 없었다.
본 발명은 상기 종래의 발광성 열 경화성 합성수지 성형재료 및 그 성형 제품의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 발광성능이 우수하고 다양한 색상을 나타낼 수 있으면서 종래 보다 난연성이나 기계적 강도 면에서 뒤지지 않는 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물과 그 성형 제품을 제공하려는 것이다.
또한 본 발명은 항균성, 소취성 및 원 적외선 방출성능이 우수한 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물과 그 성형 제품을 제공하려는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 불포화폴리에스테르 17 ~ 25중량부; 수축방지제로서 폴리 메틸메타아크릴레이트(PMMA) 5 ~ 15중량부; 충전제로서 수산화알루미늄 및 지방산으로 코팅된 입도 분포가 0.06 ~ 1㎛ 범위인 입방체형(cubic type)의 교질탄산칼슘(collidal calcium carbonate)이 40 ~ 70중량부; 보강제로서 유리섬유 5 ~ 15중량부; 발광 및 항균제로서 장 축광안료 조성물 3 ~ 15중량부 및 첨가제 0.1 ~ 1중량부로 구성함으로써 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 적층체의 바람직한 일 실시예를 보인 단면도.
* 도면 부호의 간단한 설명 *
1;표면층 2;반사층
3;이면층
본 발명은 발광성능이 우수하고 다양한 발광색상을 나타낼 수 있으면서 종래 보다 난연성이나 기계적 강도 면에서 뒤지지 않을 뿐만 아니라, 항균성, 소취성 및 원 적외선 방출성능이 우수한 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물과 그 성형 제품에 관한 것이다.
본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물은 불포화폴리에스테르와; 수축방지제인 폴리 메틸메타아크릴레이트(PMMA)와; 충전제인 수산화알루미늄 및 입방형의 교질탄산칼슘과; 보강제인 유리섬유와; 발광 및 항균제인 장 축광안료 조성물 및 첨가제가; 일정 조성으로 이루어지고, 그 성형제품은 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물로 이루어지는 발광 및 항균층인 표면층(1)과, 그 하부에 형성되는 중간층인 반사층(2)과, 상기 반사층의 하부에 적층되는 이면층(3)으로 구성된다. 상기 적층구조의 제품은 예를 들면, 각종 건축물의 바닥재, 벽재, 천정재, 그리고 축광 유도표지와 같은 지하로나 지하철 등에서 정전시의 피난유도가이드 재, 또는 축광위치 표지와 같은 어두운 시야환경에서의 빛에 의한 방향지시나 위치의 가이드 재, 인조 대리석, 주야간 장식성 제품, 아트-보드와 같은 경관 재 및 항균성, 소취성 및 원 적외선 방출성능이 요구되는 부엌의 씽크대 상판이나 각종 안내 데스크의 상판, 욕실의 타일 등 다양한 분야에서 다양한 용도에 사용되는 성형체가 포함된다.
본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물은 불포화폴리에스테르 17 ~ 25중량부; 수축방지제로서 폴리 메틸메타아크릴레이트(PMMA) 5 ~ 15중량부; 충전제로서 수산화알루미늄 및 지방산으로 코팅된 입도 분포가 0.06 ~ 1㎛ 범위인 입방체형(cubic type)의 교질탄산칼슘(collidal calcium carbonate)이 40 ~ 70중량부; 보강제로서 유리섬유 5 ~ 15중량부; 축광 및 항균제로서 장 축광안료 조성물 3 ~ 15중량부 및 첨가제 0.1 ~ 1중량부로 이루어진다. 상기 불포화폴리에스테르는 라디칼 중합성 단량체인 스티렌, 비닐톨루엔 등과 같은 중합성 모노머, 터셔리-부틸 퍼옥시 벤조에이트(t-butyl peroxy benzoate:TBPB)와 같은 경화제가 포함된 것이다.
본 발명에서 결합제로서 사용되는 불포화폴리에스테르는 불포화 다염기산 또는 그 무수물을 필수 성분으로서 함유하는 다염기산 성분과 다가 알콜을 중 축합시켜 제조되는 일반적인 통상의 불포화에스테르수지이다. 상기 불포화 폴리에스테르는 예를 들면, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 무수 말레산과 같은 불포화 다염기산 또는 그 무수물과 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디올, 수소 첨가 비스페놀 A 등의 2가 알콜; 글리세린 등의 3가 알콜; 펜타에리트리톨 등의 4가 알콜 등과 같은 다가 알코올을 통상적인 방법으로 축 중합시킨 공지의 불포화 에스테르 수지이다.
본 발명에서 바람직한 폴리에스테르의 수평균 분자량은 1,000 ~ 4,500의 범위인 것이다. 분자량이 1,000보다 낮으면 증점제를 적량 첨가하여도 점도가 증가되지 않고, 분자량이 4,500보다 크면 점도가 높아지고, 보강재인 유리 섬유에 함침 불량을 일으키기 쉬우며 성형후 표면 광택성이 저하되는 경향이 있다.
상기 불포화에스테르수지는 통상, 라디칼 중합성 단량체로 희석되어 사용된다. 보통 상기 라디칼 중합성 단량체로는 스티렌 또는 비닐톨루엔 등으로서 불포화 폴리에스테르 수지 100중량부에 대하여 20중량부 내지 40중량부가 첨가, 혼합된다.
또한 상기 희석된 불포화에스테르수지는 통상, 열과 압력 하에서 상기 불포화에스테르수지의 경화반응을 시작하게 하는 경화제가 일정량 첨가, 함유된다. 상기 경화제로서는 열경화성 합성수지의 경화제로 통상 사용되는 티비피비(t-butyl peroxy benzoate:TBPB)로서 그 사용량은 성형재료의 보존성과 성형 사이클 면에서 상기 불포화 폴리에스테르에 대하여 0.5 ~ 5 중량%가 첨가된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 상기 불포화 폴리에스테르는 특별한 제한은 없으나 (주)알켄즈의 상품명 SS 2601, SS 6000, (주) 씨케이(C.K) 페인트의 AROPOL 6540, 6530 등 통상, 열 경화성 합성수지 성형재로 사용되는 불포화 폴리에스테르이다. 상기 불포화 폴리에스테르는 중합성 모노머, 경화제등이 함유된 것으로서 통상, 15 ~ 30중량%범위로 조성된다.
열 경화성 합성수지 성형재료에는 통상, 성형 시 발생하는 수축을 방지하기 위하여 수축 방지제가 사용된다. 상기 수축 방지제로서는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌, 폴리카프롤락톤, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌, 부타디엔 고무 등의 열가소성 수지가 일반적으로 사용되고 있다. 본 발명에서는 발광 휘도 발현이 우수한 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 사용한다. 본 발명에서 수축 방지제인 폴리메틸메타아크릴레이트의 사용량은 특별히 제한되는 것은 아니나 성형품의 수축률이나 표면 평활성, 표면 광택을 고려할 때 통상적인 조성비인 5 ~ 15중량% 범위가 바람직하다.
열 경화성 합성수지 성형재료에는 또한 통상, 무기 충전제가 혼합된다. 상기 무기 충전제는 예를 들면, 금속의 산화물 또는 수산화물 등으로서 구체적으로는 수산화알루미늄, 실리카, 탄산칼슘, 알루미나, 마그네시아, 탄화규소 등이 통상적으로 40 ~ 70중량% 범위가 사용된다.
본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물에서 바람직한 무기 충전제로는 수산화 알루미늄 또는 수산화 알루미늄과 탄산칼슘의 혼합물이고, 특히 바람직한 충전제는 수산화 알루미늄과 탄산칼슘이 95 ~ 75 : 5 ~ 25의 중량비로 이루어지는 혼합물이되, 탄산칼슘이 입방체형(cubic type)의 교질탄산칼슘 (collidal calcium carbonate)으로서 지방산으로 코팅된 입도 분포가 0.06 ~ 1㎛ 범위인 것의 혼합물이다.
본 발명에서 충전제로 사용되는 수산화 알루미늄은 성형성에서는 우수하지 못하나, 발광성에서 우수하고, 내 약품성, 내마모성, 경도 개선과 함께 난연성을 높일 수 있는 장점이 있고, 상기 탄산칼슘은 발광 시 빛의 산란 및 반사효과를 극대화 시킬 수 있어 발광휘도 및 그 잔광시간을 극대화 할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물 및 그 성형제품에 적합한 상기 탄산칼슘은 0.06 ~ 1㎛ 범위의 미세입자를 사용함으로써 축광안료가 발광 시 빛의 산란 및 반사효과를 높일 수 있다.
본 발명에 적합한 상기 미세한 탄산칼슘은 지방산으로 코팅시킴으로써 분산성을 높인 것이다. 상기 탄산칼슘의 혼용비율은 특별히 제한되는 것은 아니나, 성형제품의 난연성 및 발광성의 조화를 고려할 때 충전제 총량의 5 ~ 25 중량% 범위가 바람직하다.
본 발명에서는 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물의 성형제품의 강도를 향상시키기 위해 유리섬유 보강재가 사용된다. 상기 보강제로서 사용되는 유리섬유는 길이가 10mm 또는 12mm인 장섬유 형의 유리섬유가 바람직하다. 본발명에서 유리섬유 보강재의 조성은 특별한 제한은 없으나 5 ~ 15중량% 범위가 바람직하다. 5중량% 미만이면 보강효과가 떨어지고, 15중량%를 초과하면 보강의 상승효과가 미미하다.
본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물 및 그 제품은 축광성 및 항균성이 우수한 장 축광안료 조성물을 축광 및 항균제로 일정비율 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물 및 그 제품에는 축광 및 항균제로서 장 축광안료 조성물이 3중량% 내지 15중량% 사용된다. 본 발명에서 사용되는 축광 및 항균제인 장 축광안료 조성물은 황녹색 발광체, 변색 청색 발광체 또는 변색 적색 발광체 조성물이다. 상기 축광 및 항균성 장 축광안료의 조성이 5중량% 미만이면 야간에 그 발광휘도가 만족스럽지 못하고, 15중량%를 초과하면 발광휘도의 상승효과는 거의 없는 반면에 성형체의 경도나 기계적 강도, 특히 내 충격성이 떨어질 우려가 있다.
상기 축광 및 항균성 황녹색 발광체는 산화스트론튬(Strontium Oxide) 55 ∼ 62.5중량%, 산화알루미늄(Aluminum Oxide) 35 ∼ 42.5중량%, 산화디스프로슘 (Dysprosium Oxide)1 ∼ 9중량% 및 산화유로퓸(Europium Oxide) 0.5 ∼ 1.5중량%로 구성되고,
축광 및 항균성 변색 청색 발광체는 산화스트론튬 20 ∼ 68.75중량%, 산화알루미늄 30 ∼ 78.75중량%, 산화칼슘(Calcium Oxide) 1 ∼ 49.75%, 산화디스프로슘 0.1 ∼ 49.75중량%, 산화유로퓸 0.1 ∼ 49.75중량% 및 이산화규소(SiliconDioxide) 0.05 ∼ 48.8중량%로 구성되며, 축광 및 항균성 변색 적색 발광체는 칼슘설파이드(Calcium sulfide) 70 ∼ 98.85중량%, 칼슘설페이트(Calcium sulfate) 1 ∼ 29.85중량%, 유로퓸 및/또는 톨륨(Thulium) 0.05 ∼ 28.9중량% 및 이산화규소 0.1 ∼ 28.95중량%로 구성되는 장 축광 및 항균성 안료 조성물이다.
본 발명에 적합한 상기 장 축광 및 항균성 안료 조성물은 축광성능 및 항균성능의 발현 측면에서 특히 바람직한 조성으로는 축광 및 항균성 황녹색 발광체는 산화스트론튬 57중량%, 산화알루미늄 39중량%, 산화디스프로슘 3.3중량% 및 산화유로퓸 0.7중량%로 구성되는 조성이고, 축광 및 항균성 청색 변색 발광체는 산화스트론튬 43중량%, 산화알루미늄 51중량%, 산화칼슘 4.4중량%, 산화디프로슘 0.6중량%, 산화유로퓸 0.6중량% 및 이산화규소 0.4중량%로 구성되는 조성이며, 축광 및 항균성 적색 변색 발광체는 칼슘설파이드95중량%, 칼슘설페이트 5중량%, 유로퓸 및/또는 톨륨(Thulium) 0.1중량% 및 이산화규소 0.25중량%로 구성되는 조성이다. 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물의 성형제품은 상기 황녹색 발광체, 청색 발광체 또는 적색 발광체 조성물이 균일하게 혼합, 분산됨으로써 야간에 다양한 발광색상(Red , Green, Blue)을 구현시킬 수 있는 특징을 갖는다. 본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물 및 그 성형제품에 적합한 상기 장 축광 및 항균성 안료 조성물은 항균성, 소취성 및 원적외선 방출성능이 우수하다. 이에 따라 본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물 및 그 성형제품은 우수한 항균성 및 소취성은 물론, 높은 원적외선 방출 성능을 나타낸다.
열 경화성 합성수지 성형재료에는 또한 통상적으로 중합반응 억제제, 이형제, 산화방지제 등 각종의 배합제(또는 첨가제)가 소량 첨가, 사용된다. 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물에도 종래부터 통상적으로 사용되는 공지의 중합반응 억제제, 이형제, 산화방지제 등이 첨가, 사용된다. 예를 들면, 상기 중합반응 억제제로는 통상적으로 사용되는 2,6-디-터셔리-부틸-4-메틸-페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methyl-phenol)이나 하이드로퀴논, 톨루하이드로퀴논, p-t-부틸카테콜, 피로카롤 등의 퀴논 류를 들 수 있으며, 상기 이형제로는 스테아린산 아연{Zinc Stearate [Zn(C17H35COO)2]}과 같은 내부이형제가, 열이 가해지는 공정 하에서 변색이나 변형을 최소화 하며, 내후성 개선을 위한 산화방지제로 예를 들면, 2-t-부틸-6-(3-t-부틸-2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트,
옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트{3-(3,5-di-tert-buthyl-4-hydroxyphenyl) propionate}등이 첨가되기도 한다. 상기 중합반응 억제제, 이형제, 산화방지제 등은 0.1 ~ 1중량%가 첨가된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 에스테르수지 조성물은 벌크 몰딩 컴파운드(Bulk Molding Compound: BMC)형태 또는 쉬트 몰딩 컴파운드(Sheet Molding Compound: SMC)형태 중 하나의 형태로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물의 경화는 어떠한 온도에서도 진행될 수 있으나, 일반적으로는 실온 ~ 250℃의 범위에서 경화시킬 수 있다. 또한, 경화는 가압, 대기압 하, 감압 하에서도 수행될 수 있다. 수지 경화물은 반드시 완전히 경화될 필요는 없고, 실온에서 유동하지 않을 정도로반 경화시킨 것일 수도 있다.
본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물 중, 상기 벌크 몰딩 컴파운드(BMC)형태의 성형재료는 반죽 또는 반 고형물과 같은 상태로서 압축 성형의 경우에는 상기 비엠씨(BMC) 형태의 성형재료를 금형 내부로 주입, 금형 내부의 하부 측에 위치시켜, 필요할 경우 가열 및 50 내지 160kg/cm2의 압력으로 제품의 형상 및 두께에 따라 일정시간 가압하여 원하는 형상의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르의 성형 제품을 생산할 수 있다. 또한 상기 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물은 칩 형상(chip type)으로 경화시켜 성형제품에 균일하게 분산 혼합시킴으로써 본 발명에 따른 발광 및 항균성능이 우수한 성형제품을 제조할 수도 있다.
본 발명에 따른 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물의 성형 제품은 구체적으로 예를 들면, 각종 건축물의 바닥재, 벽재, 천정재, 그리고 축광 유도표지와 같은 지하로나 지하철 등에서 정전시의 피난유도가이드 재, 또는 축광위치 표지와 같은 어두운 시야환경에서의 빛에 의한 방향지시나 위치의 가이드 재, 인조 대리석, 주야간 장식성 제품, 아트-보드와 같은 경관 재 및 항균성, 소취성 및 원 적외선 방출성능이 요구되는 부엌의 씽크대 상판이나 각종 안내 데스크의 상판, 욕실의 타일 등을 들 수 있다.
상기 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물의 성형제품은 통상 적층구조로 구성된다. 상기 적층구조의 성형제품을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 통상, 외부 면인 표면층(1)과 그 하부에 적층되는 중간층인반사층(2)과 상기 반사층(2)의 하부에 적층되는 이면층(3)으로 구성된다. 상기 표면층(1)은 본 발명에 따른 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물로 이루어지는 발광 및 항균층이고, 상기 반사층(2)은 알루미늄 포일(Aluminium Foil)이나 백색의 페인트 또는 백색의 필름이나 종이와 같은 재질로 구성될 수 있는 중간층이며, 상기 이면층(3)은 퍼라이트 보오드(Perlite Board)나 세라믹과 같은 통상적인 불연성의 무기질 판재 또는 일반적인 인조대리석으로 구성된다. 상기 이면층(3)을 구성하는 통상적인 퍼라이트 보오드(Perlite Board)나 세라믹과 같은 불연성의 무기질 판재나 인조대리석은 당 업계에 널리 알려진 것으로서 시중에서 쉽게 구입, 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 퍼라이트 보오드(Perlite Board)는 화산용암이 급속히 냉각되면서 생성된 2.5%의 결정수를 함유하는 유리질 암석인 퍼라이트(perlite)를 870℃ 이상의 온도에서 급속히 가열, 팽창(상기 결정수가 기화되면서 팽창됨)시킨 퍼라이트를 보오드(board)형상으로 성형한 것이다.
상기 중간층인 반사층(2)은 상기 통상의 불연성의 무기질 판재 또는 인조 대리석으로 구성되는 이면층(3) 위에 알루미늄 박지나 백색의 합성수지 필름 또는 백색의 종이 등을 통상적인 방법, 예를 들면, 접착제를 사용하여 합지 또는 합판하거나, 이산화티탄(TiO2)과 같은 백색 도료를 도포함으로써 형성할 수 있다. 본 발명에서 상기 반사층(30)은 야간에 발광체로부터 나오는 빛의 이면층(3)으로의 투과나 분산을 방지함과 아울러, 외부로 반사되게 함으로써 외부로 발산되는 발광휘도를 현저히 향상시켜 주는 효과가 있다.
상기 표면층(1)은 전체가 본 발명에 따른 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물로 이루어지는 쉬트(sheet)상의 발광 및 항균층이거나, 본 발명에 따른 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 경화시킨 칩(chip)을 발광제를 함유하지 않는 불포화 폴리에스테르 조성물과 같은 매트릭스 성분에 발광재로 균일하게 분산, 혼입시킨 발광 및 항균층일 수 있다. 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 경화시킨 칩(chip)은 통상적인 합성수지 칩(chip)의 제조방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 비엠씨(BMC)형태의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 압축 또는 압출기에서 가열, 가압하여 경화시켜서 괴상으로 만든 다음, 냉각시켜 분쇄기 또는 컷터기 등에서 적정 입도로 분쇄 또는 절단함으로써 칩을 제조할 수 있다. 상기 분쇄 또는 절단된 칩은 선별기에서 사용하려는 입도 분포로 선별, 분리하여 사용된다. 이 경우에는 축광 및 항균성 발광체 조성물을 불포화 폴리에스테르수지 조성물에 30 ~ 40중량%로 조성시키고, 그 조성물을 경화시켜 분쇄, 제조된 칩(Chip)상의 입자를 성형제품의 발광 및 항균층인 표면층에 10 ~ 20중량% 함유되도록 구성한다. 상기 축광 및 항균성 발광체 조성물의 함량이 30중량% 미만이거나 상기 칩의 함량이 10중량% 미만이면 발광휘도가 미흡하고, 상기 축광 및 항균성 발광체 조성물의 함량이 40중량%를 초과하거나 상기 칩의 함량이 20중량% 미만이면 발광휘도의 상승효과는 미미한 반면 경제성이 크게 떨어진다.
상기 발광 및 항균층인 표면층(1)은 발광성 및 경제성을 고려할 때 1 ~ 3mm, 더 바람직하게는 1.5 ~ 2mm의 두께이다.
상기 본 발명의 적층구조의 성형제품은 통상적인 제조방법, 예를 들면, 상기이면층(3) 위에 에폭시 접착제와 같은 통상의 접착제로 알루미늄 박지나 백색의 종이 또는 필름을 적층하거나, 또는 이산화티탄늄(TiO2)과 같은 백색페인트로 도포하여 반사층(2)을 형성한 다음, 상기 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물로 성형한 쉬트를 적층하여 표면층(1)을 형성함으로써 제조할 수 있다.
이하 실시예에 의해 본 발명의 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물 및 그 제품을 상세히 설명한다.
[실시예]
{축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물의 조성 예}
불포화 폴리에스테르와, 수축방지제로서 폴리스티렌과, 충전재로서 수산화 알루미늄 및 지방산으로 코팅된 0.06 ~ 1㎛ 입도의 입방체형(cubic type) 교질탄산칼슘(collidal calcium carbonate)과, 보강제로서 유리 섬유와, 축광 및 항균제로서 장 축광 안료조성물과, 기타 첨가제로 구성되는 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르조성물을 하기 표 1과 같이 조성하여 균일하게 혼합한 후, 공지의 방법에 의해 반 고상의 벌크 몰딩 컴파운드(BMC)형태의 성형재료를 제조하였다.
단위:중량부
구분 조성예 비교예
1 2 3 4 5 6 1
U.P 26 24 19 14 29 19
PMMA 10 10 10 10 - 10 10
충전제 50 50 50 50 40 50 50
{Al(OH)} 47.5 45 40 37.5 36 38.5 -
{CaCO₃} 2.5 5 7.5 10 4 11.5 -
{SiO2} - - - - - - 50
유리섬유 10 10 10 10 - 10 10
축광안료 3 5 10 15 30 - 10
첨가제 1 1 1 1 1 1 1
주: 1). 상기 U.P 는 중합성 모노머 및 경화제(TBPB)가 포함된 불포화 폴리에스테르임.
2).상기 CaCO₃는 입도가 0.06 ~ 1㎛인 교질탄산칼슘 분말임.
3).상기 조성예 1 내지 5의 축광안료는 장 축광 및 항균성 안료 조성물임. - 조성예1 및 5는 황녹색 발광체, 조성예2는 변색 청색 발광체, 조성예3 및 4는 변색 적색 발광체 조성물임.
- 상기 비교예 1의 축광안료는 현재 가장 범용적으로 사용되고 있는 제품임.
4) 상기 첨가제로서 중합반응 억제제로 2,6-디-터셔리-부틸-4-메틸-페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methyl-phenol)을, 이형제로 스테아린산 아연(Zinc Stearate)을 사용하였음.
조성예 5의 첨가제는 착색제임.
{쉬트 성형예 1 내지 6 및 비교성형예 1}
상기 본 발명에 따른 반 고상의 벌크 몰딩 컴파운드(BMC)형태의 축광 및 항균성 불포화 에스테르수지 조성물을 성형재료로 하여 아래와 같은 쉬트를 준비하였다.
상기 조성예 1 내지 6 및 비교예 1의 조성물을 원료로 하여 통상적인 공지의 방법으로 압축 성형하여 1.5mmT×30㎝×30㎝ 크기의 쉬트를 성형(상기 각 조성예의 조성물로 성형된 쉬트를 각각 쉬트 성형예 1 내지 6 및 비교 성형예 1로 표기 함)하였다.
쉬트 성형예 5의 쉬트는 상기 조성예 5의 조성물을 분쇄기에서 분쇄한 후, 선별기에서 0.1 ~ 1mm 범위의 입도를 갖는 입자의 칩을 선별, 분리하여, 상기 발광제가 함유되지 않은 조성예 6의 불포화 폴리에스테르 조성물 80중량부와 상기 칩 20중량부를 균일하게 혼합하여 1.5mmT×30㎝×30㎝ 크기의 쉬트를 통상적인 공지의 방법으로 압축 성형(이 쉬트를 이하 쉬트 성형예 5로 표기함)하였다.
{제품 제조예 1 내지 5 및 비교제조예 1}
상기 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 쉬트를 표면층으로 하는 아래와 같은 적층 제품을 제조하였다.
미리 준비된 이면층(3) 구성소재인 1.0㎝T×30㎝×30㎝크기의 퍼라이트 보오드(PB) 및 인조 대리석(AM)의 일면에 에폭시 접착제를 양면에 도포한 0.05mm 두께의 알루미늄 포일을 접착시켜 반사층(2)을 구성하고, 그 위에 상기 쉬트 성형예 1내지 5 및 비교성형예 1의 쉬트를 적층하여 표면층(1)인 발광 및 항균층을 적층한 하기 표 2와 같은 적층체(도 1 참조)를 제조하였다.
구분 제조예 비교제조예
1 2 3 4 5 1
표면층(성형예) 1 2 3 4 5 1
반사층 AL AL AL AL AL AL
이면층 PB AM PB AM PB AM
주 1). 상기 이면층 구성재인 퍼라이트 보오드(PB)는 난연성 1급의 불연판넬로서 인조대리석(AM)과 함께 시중에서 구입 사용하였음.
{시험 및 평가}
1. 발광 및 잔광 휘도
상기 쉬트 성형예에 따른 쉬트의 발광성능을 측정하여 하기 표3에 나타내었다.
시험방법은 상기 쉬트 성형예 1 내지 5 및 비교 성형예1에 따른 쉬트를 24시간 빛을 차단한 상태에서 두었다가 15 와트의 탁상 형광등으로 40 센티미터 위에서 수직으로 빛을 20분 동안 조사(약 1,000 룩스의 광원에 해당한다)하여 휘도를 측정하였다.
※ 주) 실험조건 : 온도 - 25 도
습도 - 65 %
조사시간 - 20 min
측정거리 - 0.4 meter
측정각도 - 90 도
측정기기 - LS-100 휘도계(일본 미놀타 사 제품)
성형예 잔광휘도(mcd/㎡)
1분 5분 10분 20분 30분 40분 50분 60분 120분 180분 240분 300분 360분 420분 480분 540분 600분
1 2089 619 326 163 104 78 60 49 22 14 10 8 6 6 5 4 4
2 2100 622 329 165 107 78 60 49 22 14 10 8 6 6 5 4 4
3 2,112 629 333 166 108 78 61 50 22 14 10 8 6 6 5 4 4
4 2242 651 343 172 111 80 64 52 23 16 12 10 8 7 7 6 5
5 2107 623 331 168 109 79 64 51 22 15 11 9 7 6 5 5 4
비교1 1994 571 294 144 99 74 62 49 19 13 9 7 5 4 3 2 2
※ 독일 연방공화국 공업규격 DIN 97510에 의한 인간이 인식할 수 있는 밝기기준은 5 mcd/㎡이상(인간의 눈으로 사물을 확실히 인식할 수 있는 한계치)임.
상기 제조예 1 내지 5 및 비교제조예1에 따른 제품의 발광성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
제조예 잔광휘도(mcd/㎡)
경과 1분 5분 10분 20분 30분 40분 50분 60분 120분 180분 240분 300분 360분 420분 480분 540분 600분
1 2,123 635 340 176 118 87 71 58 29 18 14 11 8 7 6 5 4
2 2,131 637 340 176 118 87 71 58 29 18 14 11 8 7 6 5 4
3 2,142 640 343 179 120 89 72 58 29 18 14 11 8 7 6 5 4
4 2,174 644 344 179 120 89 72 58 29 18 14 11 8 7 7 6 6
5 2,139 638 340 177 118 87 71 58 29 18 14 11 8 7 6 5 5
비교1 2,019 582 301 134 102 74 62 49 19 13 9 7 5 4 3 2 2
상기 발광 및 잔광 휘도 시험결과로부터 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화폴리에스테르 조성물로 만든 쉬트가 비교예에 따른 불포화폴리에스테르 조성물로 만든 쉬트보다 초기 발광휘도 및 그 잔광시간이 우수함을 알 수 있고, 본 발명에 따른 반사층 위에 축광 및 항균성 불포화폴리에스테르 조성물로 표면층을 구성한 제품이 비교예에 따른 불포화폴리에스테르 조성물로 표면층을 형성한 제품보다 발광성능이 훨씬 우수함을 알 수 있으며, 본 발명에 따른 반사층을 형성한 제품은 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화폴리에스테르 조성물만으로 된 쉬트에 비해 발광휘도와 그 잔광시간이 우수함을 확인할 수 있다.
2. 항균성
본 발명에 따른 축광 및 항균성이 우수한 장축광 안료 조성물을 10중량% 사용한 상기 조성예 3(시료 1)과 종래의 축광 안료를 10중량% 사용한 상기 비교예 1(시료 2)에 따른 조성물의 항균성을 측정하여 하기 표5에 나타내었다.
구분 항균성(정균 감소율,%)
공시균 1 공시균 2
시료 1 99.9 이상 99.9 이상
시료 2 - -
주 1)시험방법; KS K 0693-020180 시험방법에 따름.
2)시험조건; 시험균종:공시균 1:staphylococcus aureus ATCC 6538
공시균 2:Klebsiella pneumoniae ATCC 4352
3)저종균의 농도;공시균 1:1.1×105개/㎖.
공시균 2:0.9×105개/㎖.
4)표준포의 사용;KS K 0905 염색견뢰도용 백포-나이론.
5)비이온계면활성제;접종균액에 비이온계면활성제(Tween80)0.05% 첨가.
상기 표 5로부터 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물(조성예 1 내지 5)은 높은 항균효과가 있는데 비해, 종래의 축광성 불포화 폴리에스테르 조성물(비교예 1)은 항균성이 전연 없음을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 표면층의 성형재료로 하는 제품은 항균성이 우수함을 알 수 있다.
3. 소취성
본 발명에 따른 축광 및 항균성이 우수한 장 축광 안료 조성물을 10중량% 사용한 상기 조성예 3(시료 1)과 종래의 축광 안료를 10중량% 사용한 상기 비교예 1(시료 2)에 따른 조성물의 소취성을 측정하여 하기 표 6에 나타내었다.
시험시간 농도(㎎/g) 소취율(%)
Blank 시료 1 시료 2 시료 1 시료 2
초기 500 500 500 - -
30분 후 490 250 490 50 -
60분 후 480 240 480 50 -
90분 후 470 230 470 51 -
120분 후 460 220 460 52 -
주 1)시험방법;가스 검지관 법
2)시험조건; 시료 크기: 비엠씨 5g.
주입된 암모니아 수용액의 양:1㎕.
용기의 부피:500㎖.
상기 표 6으로부터 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물은 높은 소취효과가 있는데 비해, 종래의 축광성 불포화 폴리에스테르 조성물(비교예 1)은 소취성이 전연 없음을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 축광및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 표면층의 성형재료로 하는 제품은 소취성이 우수함을 알 수 있다.
4. 원적외선 방출 시험
본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물의 조성예 4의 조성물을 성형재료로 하여 1.0mmT×30mm×30mm 크기의 시편을 제작하여 적외선 분광광도계에 의한 원적외선 방출 시험을 하고 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
원 적외선 방사율(%) 5 ~ 20㎛: 89
6 ~ 14㎛: 89
최대값: 89.5
주 1).시험환경; 온도:20±2℃ ,상대습도: 65±2%.
2).측정조건; 측정파장: 5 ~ 20㎛, 측정온도: 40℃.
5. 내 충격성
시험방법은 "축광 유도표지 및 축광 위치표지의 성능시험기준"(행정자치부
상기 제조예 1 내지 5의 적층체를 콘크리트 바닥에 이면층(3)이 접하도록 놓고, 무게가 300g인 강철 구를 50㎝의 높이에서 추의 낙하지점이 반복되지 않도록 5회 표면층(1)에 낙하시킨 결과 균열이 없었다. 따라서 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 표면층의 성형재료로 하는 제품은 내 충격성이 우수함을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물은 벌크 몰딩 컴파운드(BMC)형태 또는 쉬트 몰딩 컴파운드(SMC)형태로 공급되기 때문에 압출, 압축 또는 사출성형까지도 가능한 성형재료이다.
본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 에스테르수지 조성물은 초기 발광휘도와 그 잔광시간이 종래의 열경화성 합성수지 성형재료 및 그 성형제품에 비해 월등히 우수하다.
이에 따라 그 성형제품도 발광휘도 및 그 잔광시간이 종래의 제품에 비해 우수하면서도 내 충격강도나 경도 면에서도 종래 제품에 비해 손색이 없다. 본 발명에 따른 성형제품은 밝은 곳에서는 일반적인 무늬를 나타내고, 어두운 곳에서는 뛰어난 발광성으로 또 다른 무늬를 발현시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르수지 조성물의 성형제품은 항균성 및 소취효과가 우수할 뿐만 아니라, 원적외선 방출 율이 높은 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 불포화폴리에스테르와; 수축방지제; 충전제; 축광안료 및 첨가제로 이루어지는 축광성 불포화 폴리에스테르 조성물에 있어서, 상기 불포화폴리에스테르가 17 ~ 25중량부; 수축방지제로서 폴리 메틸메타아크릴레이트(PMMA)가 5 ~ 15중량부; 충전제로서 수산화알루미늄 및 지방산으로 코팅된 입도 분포가 0.06 ~ 1㎛ 범위인 입방체형(cubic type)의 교질탄산칼슘(collidal calcium carbonate)이 40 ~ 70중량부; 보강제로서 유리섬유가 5 ~ 15중량부; 축광 및 항균제로서 장 축광안료 조성물이 3 ~ 15중량부 및 첨가제가 0.1 ~ 1중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충전제가 수산화 알루미늄과 탄산칼슘이 95 ~ 75 : 5 ~ 25의 중량비로 이루어진 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 장 축광안료 조성물이 산화스트론튬(Strontium Oxide) 55 ∼ 62.5중량%, 산화알루미늄(Aluminum Oxide) 35 ∼ 42.5중량%, 산화디스프로슘(Dysprosium Oxide )1 ∼ 9중량% 및 산화유로퓸(Europium Oxide) 0.5 ∼ 1.5중량%로 구성되는 축광 및 항균성 황색 발광체이거나, 산화스트론튬 20 ∼ 68.75중량%, 산화알루미늄 30 ∼ 78.75중량%, 산화칼슘(Calcium Oxide) 1 ∼ 49.75%, 산화디스프로슘 0.1 ∼ 49.75중량%, 산화유로퓸 0.1 ∼ 49.75중량% 및 이산화규소(Silicon Dioxide) 0.05 ∼ 48.8중량%로 구성되는 축광 및 항균성 변색 청색 발광체, 또는 칼슘설파이드(Calcium sulfide) 70 ∼ 98.85중량%, 칼슘설페이트(Calcium sulfate) 1 ∼ 29.85중량%, 유로퓸 및/또는 톨륨(Thulium) 0.05 ∼ 28.9중량% 및 이산화규소 0.1 ∼ 28.95중량%로 구성되는 축광 및 항균성 변색 적색 발광체인 장 축광 및 항균성 안료 조성물인 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물.
  4. 상기 제1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물로 발광 및 항균층인 표면층(1)이 이루어지고, 상기 표면층(1)의 하부에 중간층인 반사층(2)이 형성되며, 상기 반사층(2)의 하부에 이면층(3)이 형성된 축광 및 항균성 적층체.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 표면층(1)이 전체가 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물로 이루어진 발광 및 항균층인 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 적층체.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 표면층(3)이 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 경화, 분쇄시킨 칩(chip)이 발광제를 함유하지 않는 불포화 폴리에스테르 조성물에 균일하게 분산, 혼입된 발광 및 항균층인 것을 특징으로 하는 축광및 항균성 적층체.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 표면층(3)이 두께가 1mm ~ 3mm인 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 적층체.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 중간층인 반사층(2)이 알루미늄 박지, 백색의 합성수지 필름이나 종이를 접착제를 사용하여 합지 또는 합판하여 형성한 것이거나, 또는 이산화티탄(TiO2)과 같은 백색 도료를 도포하여 형성한 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 적층제품.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 이면층(3)이 불연성의 무기질 판재 또는 통상의 인조대리석인 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 적층제품.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 경화, 분쇄시킨 칩(chip)은 상기 축광 및 항균성 발광체 조성물이 30 ~ 40중량% 함유된 불포화 폴리에스테르수지 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 적층체.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 표면층(1)이 상기 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물을 경화, 분쇄시킨 칩(chip)이 10 ~ 20중량% 함유된 것을 특징으로 하는축광 및 항균성 적층체.
  12. 제 4항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축광 및 항균성 적층체가 각종 건축물의 바닥재, 벽재, 천정재, 인조대리석, 축광 유도표지, 축광 위치표지, 아트-보드와 같은 경관재인 것을 특징으로 하는 축광 및 항균성 적층체.
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