KR20110066717A

KR20110066717A - 축광성 플라스틱 보드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20110066717A
Application number: KR1020090123480A
Authority: KR
Inventors: 박노성
Original assignee: 박노성
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-06-17

Abstract

발명은 태양광, 인공광(형광등, 백열등, LED램프등)을 흡수 축광(蓄光)해 두었다가 빛이 사라지면 빛을 서서히 방출 및 발광하여 어두운 곳에서의 제품 구분이 가능하고, 시야(視野) 확보는 물론 비상시 대피를 가늠할 수 있도록 해주는 발광성 제품들의 발광소재로 활용이 가능한 축광성 플라스틱 보드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은, 축광안료가 고르게 혼합 분산되어 질 수 있도록 플라스틱를 1000㎛ 이하의 크기가 되게 분쇄하는 공정과; 1000㎛ 이하의 크기로 분쇄된 플라스틱분말에 80㎛ 이하의 분말 축광안료를 골고루 혼합하여 축광성플라스틱원료를 가공하는 혼합공정과; 플라스틱와 축광안료가 혼합되어서된 축광성플라스틱원료를 180℃~250℃에서 압출 혼련분쇄하는 공정과; 압출 혼련분쇄된 축광성용융수지를 보드성형틀로 공급하여 축광성 플라스틱보드를 사출하는 사출공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 축광성 플라스틱 보드 제조방법과; 상기 제조방법에 의해 축광안료가 골고루 혼합 분포되어 발광기능을 가지는 축광성 보드에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

축광안료, 플라스틱, 보드

Description

축광성 플라스틱 보드 및 그 제조방법{Light emitting plastic borad and its making method}

일반적으로 제품의 식별이 어려움 야간에 제품의 식별이 용이하도록 하거나, 예기치 못한 사고에 의한 전정 발생으로 가시거리(시야)를 확보할 수 없을 때 대피방향을 지시해줄 수 있도록 형광물질을 통한 발광으로 어두운 곳에서의 제품 식별과 더불어 비상시에 대피로의 안내가 가능하도록 제품에 형광물질을 도포 사용하게 된다.

상기와 같이 제품에 도포되는 형광물질은 어떤 제품에 도포되느냐에 따라 서로 다른 기능을 발휘하게 된다.

예를 들어 자동차가 다니는 도로의 가이드레일이나 방음벽 또는 도로와 인접 한 건축물의 외벽에 도포하였을 때에는 자동차로부터 조사되는 빛에 의해 고유의 형광 빛을 발광하여 운전자가 야간에도 제품을 선명하게 식벽할 수 있게 함으로써안전사고의 발생을 사전 예방할 수 있는 기능을 발휘하게 되는 것이고, 예기치 못한 사고로 실내의 가시거리가 상실되어졌을 때 형광물질이 도포되어 있는 비상등으로부터 형광 빛이 발광되어져 안전한 대비가 가능하도록 하는 기능을 발휘하게 되는 것이다.

상기와 같이 사용되어지는 형광물질은 빛을 받았을 때만 형광 빛을 발광하는 것이어서 그 효과가 기대에 미치지 못하고 미미할 수밖에 없는 단점을 가지고 있다.

상기 형광물질을 보완한 것이 축광안료인데, 축광안료는 태양광과 형광체등의 빛을 흡수 / 축적해, 어두운 곳에서 이것을 서서히 방출·발광하는 성질을 가진 안료로서 흡수-축적-발광 과정이 횟수에 제한 없이 가능한 것으로써, 축광성도료는 크게 액상의 축광안료와, 분말상태인 분체안료가 있다.

상기의 축광성도료는 피도포체의 표면에 도포하여 원하는 축광성제품를 얻게 된다.

상기 축광성도료를 피도포체에 도장할 때에는 축광성도료가 액상일 때와, 분말일 때의 도포방법이 다르다.

액상의 축광안료를 피도포체의 표면에 도장할 때에는 페인트를 칠할 때 사용하는 붓이나 롤브러시를 이용하여 도포하게 되는데, 액상의 축광안료는 유동성이어서 도장시에 흘러내림이 발생하기 때문에 한번의 도포 작업으로 두꺼운 도막을 얻 기가 곤란하다.

따라서, 기존의 축광성 액상도료로 형성된 도장면은 도장면의 두께가 얇아서 발광효과가 다소 미미한 수준에 불과하다.

상기의 액상 축광안료를 이용한 발광 기능을 갖는 제품의 결점을 보완하는 방법으로 액상의 축광안료를 피도체에 여러번 반복적으로 도포 하므로써, 우수한 발광효과를 가지는 두께의 도장면을 얻을 수도 있으나, 이러한 경우에는 도장하고 건조시키는 과정을 여러번 반복하여야 하므로 생산성을 상향시키는데 어려움이 있었다.

상기 액상 축광안료의 단점을 보완한 축광안료가 상기에서 기술한 분말상태인 분체도료로써, 액상의 축광안료가 가지고 있는 단점을 일거에 해결할 수 있었다.

상기 분체도료를 이용한 도장은 도료인 분말도료를 피도체에 도착시키고 이를 가열 용융시켜 도막을 얻게 되는 것이다.

상기의 분체도장의 장점은 액상도료와 같이 흘러내림이 없어 균일한 두께의 도막을 얻을 수 있고, 자외선에 대한 뛰어난 안정성과 함께 우수한 미적 장식성 및 모서리 부분에 대한 뛰어난 마무리가 가능하여 자동자 부품, 철책(헨스),알루미늄샤시, 진열장, 주방/조명 등등의 산업용 전제품에 범용으로 사용되어지고 있으며, 작업시간 단축으로 깔끔한 효율성, 그리고, 폐기물 유출이나 대기오염이 없다는데 그 장점이 있다.

상기와 같은 장점을 가지고 있는 분체도장은 물론 액상도료를 이용한 도장 모두는 피도체의 표면에 축광안료를 도포하는 것이어서 표면에 축광안료를 도포한 조건에 따라 그 발광효율이 달라져 제품에 대한 안정된 신뢰성을 확보하는데 어려움이 있을 뿐만 아니라, 축광안료가 피도체의 표면에 도포되어지는 것이어서, 축광안료가 도장된 제품의 표면에 외부로부터의 충격이 가해질 경우, 충격을 받은 도장부분이 떨어져나게 되는 문제점이 야기되기도 한다.

또한 잔광시간이 짧아 갑작스런 누전 및 화재등과 같은 돌발상황에 따른 대피에 필요한 만큼의 잔광 시간을 얻는데 어려움이 있다.

더불어 현재까지는 축광안료를 이용한 축광성제품는 축광이 필요로 하는 대상의 제품에 직접적으로 축광성안료를 도포하여 축광안료로부터 발산된 빛을 이용하도록 한 것이 전부어서 소비자들은 좀더 다양한 분야에 접목 활용이 가능한 축광성제품을 요구하기에 이르렀고, 그에 부응할 수 있는 제품을 개발하기에 이르렀다.

본 발명은 종래 축광안료를 이용한 제품의 단점을 해결하기 위하여 개발한 것으로, 그 목적은 1000㎛ 이하의 크기로 곱게 분쇄한 플라스틱에 80㎛ 이하의 분말 축광안료를 골고루 혼합하여서 된 축광성 플라스틱원료를 열용융 압출하여 제조한 축광성 플라스틱 보드를 각종 제품에 적용 사용이 가능케 함으로써, 빛이 사라져 어두워지면, 빛을 흡수/축적하여 빛을 방출 발광하는 축광안료를 제품에 적용할 때 도포방식을 탈피하고 제조된 축광성 플라스틱 보드로 제품을 직접 제작하거나 축광성 플라스틱 보드가 제품의 일부분을 차지하도록 형성시킴에 따라, 축광안 료를 도포하여 축광성 제품을 얻었을 때 야기되었던 작업의 번거러움과 생산성 향상을 꾀할 수 없었던 문제점을 해소하였고, 피도포물(제품)에 축광안료를 직접 도포하여서 제조한 제품에서 축광안료 도포막이 박리 되는 문제점을 근본적으로 해소하였으며, 액상 축광안료는 물론, 분말 축광안료 모두는 제품 표면에 도포시 제품 본연의 형태 유지를 고려해야 하므로 도포하는 축광안료의 도포 두께가 제한되어 질 수 밖에 없는 얇은 두께로 형성되어져 오랜시간 축광된 빛이 지속되어지지 못하는 단점을 해소한 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 실내의 인테리어용 벽체판넬 및 도어판넬 그리고 등기구용 커버로 활용시 전등 소등으로 빛이 사라졌을 때 축광안료에 축광된 빛이 방출 발광되어 짐은 물론, 그 빛이 오랜시간 지속되어져 소등 후에도 잔광에 의한 활동이 가능함으로써, 전등을 자주 꺼다 켰다 하는 횟수를 줄임에 따라 사용상의 번거로움을 최소화함은 물론 에너지 절약에도 기여할 뿐만 아니라, 전등의 잦은 온(on)오프(off)에 전구의 사용수명 단축을 예방할 수 있으며, 축광성 플라스틱 보드로 프레임이 구성된 가전제품의 실현으로 가전제품이 기존 기능에서 국한되어지지 않고 위급 상황으로 가시거리가 확보되어지지 못할 때 안전 유도 표시 수단의 기능을 발휘하여 안전사고에 의한 치명적인 인명피해를 미연에 방지할 수 있는 축광성 플라스틱 보드 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 축광안료가 고르게 혼합 분산되어 질 수 있도록 플라스틱를 1000㎛ 이하의 크기가 되게 분쇄하는 공정과;

1000㎛ 이하의 크기로 분쇄된 플라스틱 분말에 80㎛ 이하의 분말 축광안료를 골고루 혼합하여 축광성 플라스틱원료를 가공하는 혼합공정과;

플라스틱과 축광안료가 혼합되어서된 축광성플라스틱원료를 180℃~250℃에서 압출 혼련분쇄하는 공정과;

압출 혼련분쇄된 축광성 용융플라스틱을 보드성형틀로 공급하여 축광성 플라스틱보드를 사출하는 사출공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 축광성 플라스틱 보드 제조방법과; 상기 제조방법에 의해 제조된 축광성 플라스틱 보드(10)는, 1000㎛ 이하의 크기로 분쇄 형성된 플라스틱분말에 80㎛ 이하 크기의 분말 축광안료가 분쇄된 플라스틱 분말 무게의 5%~ 30% 범위로 혼합되어 축광이 가능하고, 80㎛ 이상의 두께와, 일측면에 내구성 보강용 리브 겸용 빛 접촉면 증대를 도모한 요철면(11)이 형성된 축광성 플라스틱 보드에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은, 1000㎛ 이하의 크기로 곱게 분쇄한 플라스틱에 80㎛ 이하의 분말 축광안료를 골고루 혼합하여서 된 축광성 플라스틱 원료를 열용융 압출하여 제조한 축광성 플라스틱 보드를 각종 제품에 적용 사용이 가능케 함으로써,

첫째, 빛이 사라져 어두워지면, 빛을 흡수/축적하여 빛을 방출 발광하는 축광안료를 제품에 적용할 때 도포방식을 탈피하고 제조된 축광성 플라스틱 보드로 제품을 직접 제작하거나 축광성 플라스틱 보드가 제품의 일부분을 차지하도록 형성시킴에 따라, 축광안료를 도포하여 축광성 제품을 얻었을 때 야기되었던 작업의 번 거러움과 생산성 향상을 꾀할 수 없었던 문제점을 해소하였고;

둘째, 피도포물(제품)에 축광안료를 직접 도포하여서 제조한 제품에서 축광안료 도포막이 박리 되는 문제점을 근본적으로 해소하였으며;

셋째, 액상 축광안료는 물론, 분말 축광안료 모두는 제품 표면에 도포시 제품 본연의 형태 유지를 고려해야 하므로 도포하는 축광안료의 도포 두께가 제한되어 질 수 밖에 없는 얇은 두께로 형성되어져 오랜시간 축광된 빛이 지속되어지지 못하는 단점을 해소하였고;

넷째, 실내의 인테리어용 벽체판넬 및 도어판넬 그리고 등기구용 커버로 활용시 전등 소등으로 빛이 사라졌을 때 축광안료에 축광된 빛이 방출 발광되어 짐은 물론, 그 빛이 오랜시간 지속되어져 소등 후에도 잔광에 의한 활동이 가능함으로써, 전등을 자주 꺼다 켰다 하는 횟수를 줄임에 따라 사용상의 번거로움을 최소화함은 물론 에너지 절약에도 기여할 뿐만 아니라, 전등의 잦은 온(on)오프(off)에 전구의 사용수명 단축을 예방할 수 있으며;

다섯째, 축광성 플라스틱 보드로 프레임이 구성된 가전제품의 실현으로 가전제품이 기존 기능에서 벗어나, 주방 또는 거주공간에서 전원 소등시 순간적인 어둠에 대한 가이드역할을 할 뿐만 아니라, 가전제품의 위치를 인지하고 있음으로 이를 토대로 탈출로의 설정이 가능하여 안전사고에 의한 치명적인 인명피해를 미연에 방지할 수 있고;

여섯째, 축광성 플라스틱(LEP)의 미려한 광원이 가전제품을 보다 아름답게 만듬과 더불어 포터블(휴대)제품에 적용할 경우 어두운 장소로 진입시 즉각 발광하 는 LEP의 기능이 소비자에게 특별한 재미를 주는 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1 내지 도4에서 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 축광성 플라스틱 보드 제조방법은,

1) 축광안료가 고르게 혼합 분산되어 질 수 있도록 플라스틱을 1000㎛ 이하의 크기가 되게 분쇄하는 공정과;

플라스틱원료는 함마밀 분쇄기를 이용하여 1000㎛ 이하의 크기가 되도록 분쇄한다.

상기와 같이 1000㎛ 이하의 크기로 분쇄 사용되어지는 플라스틱은 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아크릴(polyacryl), PET, ABS 중 어느 하나인 것이다.

2) 분쇄된 플라스틱 분말에 축광안료를 혼합하는 혼합공정과;

제1공정에서 1000㎛ 이하의 크기 이하로 분쇄된 플라스틱분말에 80㎛ 이하 크기 분말 축광안료를 혼합하게 된다.

80㎛ 이하의 분말 축광안료가 축광성능을 갖도록 하기 위해서는 분쇄된 플라스틱 분말 무게의 5%~ 30% 범위에서 사용하고 고른 혼합 상태를 유지하도록 본딩 혼합을 한다. 플라스틱와 축광안료의 비중 차이로 인해 일반적인 혼합은 균일한 혼합이 어렵다. 따라서 플라스틱의 용융온도에 따라 혼합기의 초기 온도를 설정하 는데 사용하는 플라스틱의 용융온도 보다 20℃ ~ 25℃ 낮은 온도를 설정하고 해당 플라스틱를 넣어 서서히 혼합시키며 설정온도에 도달했을 때 축광안료를 투입한 후 30분~60분 동안 혼합한다.

3)축광안료가 혼합된 플라스틱원료를 180℃~250℃에서 압출 혼련분쇄하는 공정과;

1000㎛ 이하 크기의 플라스틱분말에 80㎛ 이하 크기 분말 축광안료가 혼합되어서 된 축광성플라스틱원료를 180℃~250℃에서 압출 혼련분쇄하되, 압출성형온도는 축광안료가 혼합하는 플라스틱에 따라 달라진다.

플라스틱가 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 중 어느 하나일 때 180℃~190℃에서 압축 혼련분쇄하게 되고, 플라스틱가 폴리카보네이트, 폴리아크릴, PET, ABS중 어느 하나일 때에는 200℃~250℃에서 압출 혼련분쇄 하는 것이 바람직하다.

4) 압출 혼련분쇄된 용융수지를 보드성형틀로 공급되어 축광성 보드를 사출하는 사출공정;

상기 압출 혼련분쇄 과정을 거쳐 용융된 축광성 플라스틱 용융물은 성형금형의 보드성형틀로 공급되어져 성형홈에서 축광성 플라스틱 보드로 제조되어지게 되는 것이다.

상기와 같이 제조된 축광성 플라스틱 보드는 축광안료가 보드 전체에 대하여 고루 분포되어져 있고 플라스틱과 혼용 형성된 것이어서 태양광과 형광체등의 빛을 흡수/축적하는 효율이 높아 오랜시간 빛을 발광(축광)하게 되는 것이다.

상기 압출 혼련분쇄 과정을 거쳐 용융된 플라스틱혼합물에 의해 성형되어지 는 축광성 플라스틱 보드는, 성형금형의 성형틀의 성형홈에 의해 그 최종물인 보드의 형태가 달라질 수 있는 것으로, 후가공하여 사용하게 되는 평탄한 형상을 이루는 보드일 수도 있고, 완성물품의 커버용 보드로 사용이 적합한 형태를 이루며 형성되어지는 보드 일수도 있다.

상기의 제조방법에 의해 제조된 축광성 플라스틱 보드(10)는 1000㎛ 이하의 크기로 분쇄 형성된 플라스틱분말에 80㎛ 이하 크기의 분말 축광안료가 분쇄된 플라스틱 분말 무게의 5%~ 30% 범위로 혼합되어 축광이 가능하고, 80㎛ 이상의 두께와, 일측면에 내구성 보강용 리브 겸용 빛 접촉면 증대를 도모한 요철면(11)이 형성된다.

상기 축광성 플라스틱 보드(10)는 가전제품은 물론 실내 인테리어용 벽체판넬 및 도어용 판넬 등과 같이 다양하게 활용되어지게 된다.

도1 내지 도4에 일 실시예로써, 축광성 플라스틱 보드가 조명등기구의 커버로 사용되어졌을 때의 예로써, 도1내지 도2의 도면대용 사진은 축광성 플라스틱 보드를 LED램프를 포함하는 조명등기구에 적용시킨 것으로 발광된 LED램프의 빛이 축광성 보도의 축광안료에 축광되어지게 된다.

도3내지 도4는 조명등기구의 커버용 보드로써, 후가공 없이 조명등기구에 적용이 가능하도록 조명등기구의 커버용으로 제작한 커버용 보드로써, 이 또한 발광된 LED램프의 빛이 축광성 보도의 축광안료에 축광되어지게 된다.

도3과 도4는 플라스틱 사출물류 중 대표적인 폴리프로필렌(원형)과 폴리아크릴릭(사각형)수지를 이용한 축광성 플라스틱 커버용 보드이다.

상기의 축광성 플라스틱 커버용 보드는, 도3과 도4의 축광성 플라스틱 커버용 보드에 형태에 국한되어지지 아니하고, 조명등기구의 형태에 따라 다양한 모형으로 사출 형성되어질 수 있다.

상기의 축광성 플라스틱 커버용 보드는, 최근 조명등기구로 떠오르는 LED등에도 적용될 경우, 그 효과가 배가되어진다.

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 축광성 플라스틱 보드(10)를 이용한 제품이 특히 축광성 분체도료의 경화 도막이 옥외에 장시간 폭로될 경우와 자외선에 오랫동안 노출될 경우를 생각하여 촉진내후성(QUV) 시험을 1000시간 동안 실시한 결과가 [표]와 같다.

[표]

항 목	100시간	200시간	300시간	400시간	500시간	700시간	1000시간
광택 감소율	2%	15%	28%	35 %	44 %	47 %	52 %
휘도 감소율	0%	0%	0%	0%	0%	0%	0%

상기 표2에서 확인할 수 있듯이 본 발명의 축광성 플라스틱 보드를 이용한 제품에서의 발광시간이 월등히 길어짐을 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 축광성 플라스틱 보드 제조방법에 의해 제조된 플라스틱보드가 적용된 예시도로써, 조명기구가 점등된 상태도.

도 2는 본 발명에 의한 축광성 플라스틱 보드 제조방법에 의해 제조된 플라스틱보드가 적용된 예시도로써, 조명기구가 점멸되어 축광된 빛이 발광되어진 상태의 예시도.

도 3은 본 발명에 의한 축광성 플라스틱 보드 제조방법에 의해 제조된 커버를 조명기구에 적용한 예시도로써, 조명기구가 점등되었을 때의 상태도.

도 4 본 발명에 의한 축광성 플라스틱 의해 제조된 커버를 조명기구에 적용한 예시도로써, 조명기구가 점멸되어 축광된 빛이 발광되어진 상태의 예시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 축광성 플라스틱 보드 11 : 요철면

Claims

축광안료가 고르게 혼합 분산되어 질 수 있도록 플라스틱을 함마밀 분쇄기를 이용하여 1000㎛ 이하의 크기가 되게 분쇄하는 공정과;

1000㎛ 이하의 크기로 분쇄된 플라스틱분말에 80㎛ 이하의 분말 축광안료를 골고루 혼합하여 축광성 플라스틱원료를 가공하는 혼합공정과;

플라스틱과 축광안료가 혼합되어서 된 축광성 플라스틱원료를 180℃~250℃에서 압출 혼련분쇄하는 공정과;

압출 혼련분쇄된 축광성용융플라스틱을 보드성형틀로 공급하여 축광성 플라스틱보드를 사출하는 사출공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 축광성 플라스틱 보드 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 플라스틱는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리아크릴릭, PET, ABS중 어느 하나임을 특징으로 하는 축광성 플라스틱 보드 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라스틱의 압출성형 온도는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌중 어느 하나일 때 180℃~190℃임을 특징으로 하는 축광성 플라스틱 보드 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플라스틱의 압출성형 온도는 폴리카보네이트, 폴리아크릴릭, PET, ABS중 어느 하나일 때 200℃~250℃임을 특징으로 하는 축광성 플라스틱 보드 제조방법.
1000㎛ 이하의 크기로 분쇄 형성된 플라스틱분말에 80㎛ 이하 크기의 분말 축광안료가 분쇄된 플라스틱 분말 무게의 5%~ 30% 범위로 혼합되어 축광이 가능하고, 80㎛ 이상의 두께와, 일측면에 내구성 보강용 리브 겸용 빛 접촉면 증대를 도모한 요철면(11)이 형성됨을 특징으로 하는 축광성 플라스틱 보드.