KR20160139870A - 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

축광성이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명은 축광 안료가 혼합된 폴리우레탄 수지를 이용하여 축광 및 발광 성능이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 50~90 중량%의 폴리우레탄 수지; 및 10~50 중량%의 축광 안료;를 혼합하는 것을 특징으로 하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명에 의하면 폴리우레탄 수지 50~90 중량%와 축광안료 10~50 중량%를 혼합하는 제1공정; 및 상기 제1공정에서 혼합된 혼합물을 롤밀에 넣고 분산안료를 투입하여 분산작업을 하는 제2공정; 포함하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물 제조방법을 제공한다.

Description

축광성이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법{Coating resin composition having excellent phosphorescent and the manufacturing method}
본 발명은 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 본 발명은 축광 안료가 혼합된 폴리우레탄 수지를 이용하여 축광 및 발광 성능이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 축광(畜光, Stored light)이란 빛을 잠시 축적하였다가 축적된 빛 에너지가 어두운 암전상태에서 발광하는 것을 의미하는 것으로, 상기 축광은 형광(fluorescence), 인광(phosphorescence), 화학발광(chemiluminescence)으로 나뉜다.
축광과 형광은 모두 빛(짧은 파장의 가시광선) 또는 여러 형태의 에너지(전기장, 고속전자, 화학에너지 등)를 받아서 빛을 내는 발광 현상을 나타낸다는 점에서 공통점이 있으나, 발광하는 시점에서의 차이가 존재한다. 즉, 에너지를 받는 중에 발광하면, 형광, 에너지를 받고도 어느 시간 지나서 발광하는 현상을 축광이라 한다.
한편, 축광 물질은 평상시에 빛을 축적하고 있다가 일몰 및 정전 등에 의해 어두워지면 빛을 내는 특징이 있는데, 축광 물질의 특성을 이용한 제품으로서 축광 안료, 축광 시트, 혹은 축광 필름, 축광 테이프 등이 있으며, 이들 제품은 안전표지, 유도표지, 도로표지, 위치표지 등의 각종 표지판으로 사용되거나, 헬멧이나 작업복 등의 안전용품에 응용되거나, 지하철이나 지하실(지하차고, 창고, 기관실) 혹은 빌딩 등 안전관리 대상지역에 적용되며, 기타 광고용품이나 인테리어용품, 팬시용품 등에 응용될 수 있다.
한국 등록실용신안 공개번호 10-2005-0008218은 축광 및 항균성 불포화 폴리에스테르 조성물에 수산화알루미늄 및 지방산으로 코팅된 교질탄산칼슘을 포함하고 발광 및 항균층과 중간층인 반사층, 하부의 반사층으로 이루어진 적층제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축광 에스테르수지 조성물을 개시하고 있다.
그러나 상기 특허문헌은 야간의 시인성을 어느 정도 향상시킬 수 있으나, 장시간 잔광을 유지하는 데에는 한계가 있을 뿐만 아니라, 발광 상태, 반사도 및 식별거리 등의 물성이 만족할 만한 수준이 못되었다.
한국 등록실용신안 공개번호 10-2005-0008218
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은 폴리우레탄 수지와 축광 안료를 혼합하여 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물을 제조함으로써 이를 축광원사, 축광시트, 축광필름 혹은 축광 테이프 등 다양한 형태로서 사용할 수 있는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의하면, 50~90 중량%의 폴리우레탄 수지; 및 10~50 중량%의 축광 안료;를 혼합하는 것을 특징으로 하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물을 제공한다.
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 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물에 정착제, 열안정화제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물에 분산안료를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의하면 폴리우레탄 수지 50~90 중량%와 축광안료 10~50 중량%를 혼합하는 제1공정; 및 상기 제1공정에서 혼합된 혼합물을 롤밀에 넣고 분산안료를 투입하여 분산작업을 하는 제2공정; 포함하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
한편, 상기 제1공정은 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 이외에 정착제, 열안정화제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 분산안료는, 폴리우레탄 수지 및 축광안료 혼합물 100중량부에 대하여 분산안료 2중량부를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 빛이 존재하는 곳에서 시인성이 우수할 뿐만 아니라, 빛이 없는 곳에서도 높은 휘도로 장시간 잔광을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 내수성, 발수성, 평활성, 내구성 및 내마모성이 우수하여 열가소성 수지를 이용한 용융방사에 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 50 내지 90 중량%의 폴리우레탄 수지와 유로퓸계 및 아연계 축광 안료를 10 내지 50 중량%로 혼합했을 때 휘도값을 측정한 결과이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아연계 축광 안료 및 유로퓸계 축광안료를 적용했을 때 축광전, 초기휘도, 3시간 후 발광모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 축광 안료로 유로퓸(Eu)계를 혼합한 수지조성물의 시간의 흐름에 따른 축광결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 50 내지 90 중량%의 폴리우레탄 수지와 유로퓸계 및 아연계 축광 안료를 10 내지 50 중량%로 혼합했을 때 휘도값을 측정한 결과이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아연계 축광 안료 및 유로퓸계 축광안료를 적용했을 때 축광전, 초기휘도, 3시간 후 발광모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 축광 안료로 유로퓸(Eu)계를 혼합한 수지조성물의 시간의 흐름에 따른 축광결과를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물은 50~90 중량%의 폴리우레탄 수지; 및 10~50 중량%의 축광 안료;를 혼합한다.
축광 안료는 태양광, 전등광, 자외선 등의 조사에 의해 저장된 에너지를 어두운 상태에서 광으로 변화시켜 발광시키는 물질을 의미한다.
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 포함할 수 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.
축광 안료의 함유량은 수지 조성물의 물성에 영향을 줄 수 있으므로 폴리우레탄 수지를 이용한 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물의 제조 시 축광 안료의 분산성 및 휘도를 고려하여 그 함량이 결정될 수 있다.
상기 축광안료의 함량이 10 중량% 미만의 경우 만족스러운 수준의 반사도 및 발광 지속시간을 얻기 힘들며, 축광안료의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우 조성물의 안정성이 감소하고, 조성물의 점도가 상승하여 작업성을 저하시킬 우려가 있으므로 축광 안료의 함량을 조절함으로써 발광 상태, 발광 지속시간, 반사도 및 식별거리가 우수한 조성물을 제조할 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물에 정착제, 열안정화제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물에 분산안료를 더 혼합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본 발명에 의하면 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물의 제조방법은 폴리우레탄 수지 50~90 중량%와 축광안료 10~50 중량%를 혼합하는 제1공정; 및 상기 제1공정에서 혼합된 혼합물을 롤밀(Roll mill)에 넣고 분산안료를 투입하여 분산작업을 하는 제2공정;을 포함한다.
상기 제1공정은 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 이외에 정착제, 열안정화제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 첨가제를 추가함으로써 축광성이 우수한 코팅수지 조성물의 축광성능을 극대화시킬 수 있다.
상기 분산안료는 폴리우레탄 수지 및 축광안료 혼합물 100중량부에 대하여 분산안료 2중량부를 혼합한다.
상기 제2공정에서 폴리우레탄 수지 및 축광안료를 혼합한 혼합물을 롤밀에서 잘 섞이도록 분산작업을 진행함으로써 고른 분산성과 균일한 품질의 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 상기 제조방법으로 제조된 조성물은 가공성이 우수하여 축광 시트, 축광 필름 및 축광 테이프 등 다양하게 적용될 수 있으며, 상기 제품들을 통해 각종 표지판, 헬멧, 작업복 등의 안전분야나 인테리어 용품, 팬시용품 등에 응용하여 적용될 수 있다
또한, 본 발명에 따라 제조된 조성물이 적용된 축광 시트는 빛이 존재하는 곳에서 시인성이 우수할 뿐만 아니라, 빛이 없는 곳에서도 높은 휘도로 장시간 잔광을 유지할 수 있으며, 내수성, 내구성, 내마모성, 평활성 및 발수성이 우수한 장점이 있다. 따라서 열가소성 수지를 이용한 용융방사에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1, 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물의 제조
(실시예 1)
50~90 중량%의 폴리우레탄 수지와 10~50 중량%의 아연(ZnS : Cu)계 축광 안료를 혼합하고, 상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물과 분산안료를 롤밀에 넣고 분산시켜 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물을 제조하였다.
(실시예 2)
50~90 중량%의 폴리우레탄 수지와 10~50 중량%의 유로퓸(Eu)계 축광 안료를 혼합하고, 상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물과 분산안료를 롤밀에 넣고 분산시켜 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물을 제조하였다.
2. 축광성이 우수한 조성물의 성능 평가
[시험항목]
인광휘도(KS A 3504: 2201): 측정거리: 0.25m,
시트면적: 100cm2, 광조사 조건: 200lux, 20분
[평가 기준]
식별 거리: 우수-(10미터 이상), 양호-(5-7미터), 열악-(1미터 미만)
도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 범위 내의 축광 안료를 함유하는 수지 조성물의 경우 인광 휘도 및 식별거리는 모두 우수하였다.
특히, 10 내지 50 중량%의 유로퓸(Eu)계 축광 안료를 혼합한 수지 조성물의 경우 아연(ZnS : Cu)계 축광 안료를 혼합한 수지 조성물과 비교했을 때 초기 휘도가 높은 수치를 나타났으며, 도 2 및 도 3을 참조하면, 유로퓸계 축광 안료를 혼합한 수지 조성물이 축광 전, 초기휘도 및 3시간 후 휘도를 촬영한 사진에서 더 밝게 발광하는 모습을 통해서 확연히 알 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따라 제조된 축광성이 우수한 코팅 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 수지 조성물을 이용하여 제조된 축광원사를 이용하여 예인용 축광로프로 제조할 경우 야간, 악천후 상황에서 식별할 수 있어 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.
이상 본 발명의 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위에 한하여 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 50~90 중량%의 폴리우레탄 수지; 및
    10~50 중량%의 축광 안료;를 혼합하는 것을 특징으로 하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    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 하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물에 정착제, 열안정화제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물.
  4. 제1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물에 분산 안료를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물.
  5. 폴리우레탄 수지 50~90 중량%와 축광안료 10~50 중량%를 혼합하는 제1공정; 및
    상기 제1공정에서 혼합된 혼합물을 롤밀에 넣고 분산안료를 투입하여 분산작업을 하는 제2공정; 포함하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1공정은 상기 폴리우레탄 수지 및 축광 안료 혼합물에 정착제, 열안정화제, 난연제, 대전방지제, 충전제, 소포제, 윤활제 및 자외선 흡수제 중에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 축광성이 우수한 코팅 수지 조성물의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 분산안료는, 폴리우레탄 수지 및 축광안료 혼합물 100중량부에 대하여 분산안료 2중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는축광성이 우수한 코팅 수지 조성물의 제조방법.
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