KR20170093541A - 축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드 - Google Patents

축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드 Download PDF

Info

Publication number
KR20170093541A
KR20170093541A KR1020160015079A KR20160015079A KR20170093541A KR 20170093541 A KR20170093541 A KR 20170093541A KR 1020160015079 A KR1020160015079 A KR 1020160015079A KR 20160015079 A KR20160015079 A KR 20160015079A KR 20170093541 A KR20170093541 A KR 20170093541A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphorescent
polymer bead
phase solution
peroxide
weight
Prior art date
Application number
KR1020160015079A
Other languages
English (en)
Inventor
정인우
하민수
길영민
김주희
김효진
서슬기
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020160015079A priority Critical patent/KR20170093541A/ko
Publication of KR20170093541A publication Critical patent/KR20170093541A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/18Suspension polymerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10Metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

본 발명은 축광 폴리머 비드의 제조방법과 이에 의하여 제조된 축광 폴리머 비드에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 분산용매와, 분산제 및 분산안정제를 혼합· 교반하고 60 내지 80℃로 가열하여 연속상 용액을 제조하는 단계; 단량체와, 퍼옥사이드 개시제와, 사슬이동제 및 축광물질을 혼합·교반하여 불연속상 용액을 제조하는 단계; 상기 불연속상 용액을 상기 연속상 용액에 첨가한 후 교반하며 현탁 중합시키는 균질화 현탁 중합단계; 및 상기 균질화 현탁중합단계를 거친 혼합액을 여과하여 폴리머비드를 수득하는 단계를 포함하여, 축광물질이 내부에 균일하게 분포된 구형의 폴리머 비드를 제조하는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드의 제조방법과, 이에 의하여 제조되는 축광 폴리머 비드, 이를 포함하는 축광도료 및 축광 시트를 개시한다.

Description

축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드{Preparation Method of Luminous Polymer Bead and Luminous Polymer Bead thereby}
본 발명은 축광 폴리머 비드의 제조방법과, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 야간 및 우천 시에도 수막에 영향을 받지 않고 시인성을 보다 향상시킬 수 있도록 한, 축광 폴리머 비드에 관한 것이다.
우천시 수막으로 인한 빛의 반사나 야간시간에서 전조등의 투광거리의 한계로 인해 차선의 식별력은 현저하게 감소되어 교통사고의 발생률을 증가시키는 원인으로 지적되고 있다. 이를 위해 중요부분에는 차선 상에 돌출되어 빛을 반사시키는 차선병이 설치되는 경우도 있으나, 비교적 작은 크기의 반사면적으로 차량의 통행으로 발생하는 먼지 등으로 인해 반사효과가 미미할 뿐만 아니라 우천시에는 실질적인 효과를 기대할 수 없는 경우가 많았다. 또한, 이동하는 차량의 하중으로 인하여 차선병이 파손되는 현상도 발생하여 예산낭비의 원인으로 지목되었다.
이를 위해 최근에는 우천시나 야간 중의 차선 시인성을 향상시키기 위해 유리 비드가 함유된 페인트 조성물로 도색하거나, 또는 차선을 도색한 다음, 건조되기 전에 차선 위에 유리 비드(bead)를 함유하는 페인트 조성물을 도포하거나, 또는 유리 비드가 함유된 액제를 도색된 차선 위에 살포하여 차선 표면에 유리 비드를 접착시킴으로써 재귀반사성을 향상시키고 있다.
이러한 유리를 제조하거나 이용하는 방법으로 유리 비드의 재귀 반사도를 높이기 위하여 비드 외부의 일부에 알루미늄 증착시키는 방법, 유리 비드 위에 실란층을 형성하여 재귀반사능을 향상시킨 유리 비드를 제조하여 이를 도로 표시용으로 사용함을 개시한 것이 알려져 있다.
그러나 유리 비드의 일부에 알루미늄을 증착시킨 것을 재귀반사율이 저하여 바람직하지 않고 또한 페인트 조성물에 균일하게 혼합하기 어렵고, 혼합되더라도 곧 비드가 침강되는 문제점이 있으며, 또한 유리 비드에 실란을 도포하는 것은 페인트와의 혼합성은 향상될 수 있으나, 재귀반사율이 저하하는 것은 막을 수 없다.
또한, 차선의 재귀반사율을 높이기 위하여 도료 조성물을 도포된 노면상에 광학 반사체를 살포하는 단계 및 상기 도료 조성물이 도포된 노면상에 유리 비드를 살포하는 단계를 포함하는 노면 표시선의 시공방법이 알려져 있으나, 이러한 방법은 시공성이 나쁘고, 또한 시공방법이 2회에 걸쳐 시행함으로 시공방법이 복잡하고 시공시간이 장시간 요하며, 또한 도색된 차선이 자동차의 타이어와의 반복적 마찰로 인해 경시적으로 차선이 마모되어 유리 비드와의 접착력이 저하되거나 탈리되어 재귀 반사성을 소실하게 하는 문제점이 있으며, 이러한 재귀 반사성의 저하를 해결하기 위하여 자주 차선을 제거한 후, 다시 도색해야 하는 등 유지 보수 비용의 증가로 경제적 손실이 가중되고, 또한 운전자의 도로 이용에서의 불편함이 더하여지고 있다.
이에, 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 야간 및 우천 시에도 수막에 영향을 받지 않으므로 시인성을 보다 향상시킨 도로 표지용 도료에 포함되는 축광 폴리머 비드의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
또한 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 내마모성이 우수하고, 도로와의 접착성이 우수하여 쉽게 이탈되는 않는 차선 도색 소재에 포함되는 축광 폴리머 비드를 제공하는 것을 다른 해결과제로 한다.
또한 본 발명은 상기 축광 폴리머 비드를 포함하는 축광 도료를 제공하는 것을 또다른 해결과제로 한다.
또한 본 발명은 상기 축광 폴리머 비드를 이용하여 제조되는 축광 시트를 제공하는 것을 또다른 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면 본 발명은, 분산용매와, 분산제 및 분산안정제를 혼합· 교반하고 60 내지 80℃로 가열하여 연속상 용액을 제조하는 단계;
단량체와, 퍼옥사이드 개시제와, 사슬이동제 및 축광물질을 혼합·교반하여 불연속상 용액을 제조하는 단계;
상기 불연속상 용액을 상기 연속상 용액에 첨가한 후 교반하며 현탁 중합시키는 균질화 현탁 중합단계; 및
상기 균질화 현탁중합단계를 거친 혼합액을 여과하여 폴리머비드를 수득하는 단계를 포함하여,
축광물질이 내부에 균일하게 분포된 구형의 폴리머 비드를 제조하는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 불연속상 용액은 80~88 : 12~20의 비율로 단량체와 축광물질을 혼합한 합계 100 중량부에 대하여, 퍼옥사이드 개시제 0.05~0.30중량부와, 사슬이동제 0.002~0.008 중량부를 포함하고;
상기 단량체는 메틸메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 부틸메타크릴레이트, 트리메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 트리메틸올메탄 트리아크릴레이트, 트리메틸올부탄 트리아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지며;
상기 개시제는 벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, 쿠멘 퍼옥사이드, 테트랄린 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 카프로일 퍼옥사이드 및 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 연속상 용액에 있어서 분산용매는 물이고;
상기 연속상 용액은 용액 전체 100 중량부에 대하여 분산제 0.01~0.10 중량부와, 분산안정제 0.001~0.003 중량부를 포함하며;
상기 분산제는 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 나트륨 카르복실메틸셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 나트륨 폴리아크릴레이트, 나트륨 폴리메타크릴레이트, 젤라틴, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐메틸에테르, 폴리에틸렌이미드, 비닐아세테이트코폴리머, 히드록시프로필 셀룰로오스, 실리카 및 실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 축광 폴리머 비드 제조시, 교반속도는 200 내지 600rpm인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면 본 발명은, 상기 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드에 관한 것이다.
또한 상기 또다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면 본 발명은, 상기 축광 폴리머 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 축광 도료에 관한 것이다.
또한 상기 또다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면 본 발명은, 축광 폴리머 비드를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 축광 도료에 관한 것이다.
본 발명은 낮에 햇빛을 받아 에너지를 저장한 후, 밤에 스스로 빛을 내는 방식의 축광 소재가 포함된 폴리머 비드의 작용으로 더욱 선명하게 차선을 식별할 수 있으며, 특히 야간시간 및 우천시에도 수막에 영향을 받지 않으므로 뛰어난 가시성을 유지하여 교통사고 발생률을 줄일 수 있다.
또한, 현탁중합법을 이용하여 축광 폴리머 비드를 제조하여 캡슐화함으로써 축광 소재의 내구성을 향상시키고, 차선도료와의 상용성을 향상시켜 차량이동에 의한 마찰 및 충격 등으로 인한 축광 폴리머 비드의 손상 및 탈리와 기저층의 균열을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축광 폴리머 비드 구조의 모식도와, 축광물질의 발광원리를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축광 폴리머 비드의 제조공정을 모식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 AIBN을 개시제로 하여 제조한 축광 폴리머 비드의 잔광 측정결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서 BPO를 개시제로 하여 제조한 축광 폴리머 비드의 잔광 측정결과를 나타낸 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 도로용 차선의 야간 및 우천 시인성의 향상을 위해 축광물질과 단량체의 현탁중합반응으로 축광 폴리머 비드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일 양태로서 본 발명은, 분산용매와, 분산제 및 분산안정제를 혼합· 교반하고 60 내지 80℃로 가열하여 연속상 용액을 제조하는 단계; 단량체와, 퍼옥사이드 개시제와, 사슬이동제 및 축광물질을 혼합·교반하여 불연속상 용액을 제조하는 단계; 상기 불연속상 용액을 상기 연속상 용액에 첨가한 후 교반하며 현탁 중합시키는 균질화 현탁 중합단계; 및 상기 균질화 현탁중합단계를 거친 혼합액을 여과하여 폴리머비드를 수득하는 단계를 포함하여, 축광물질이 내부에 균일하게 분포된 구형의 폴리머 비드를 제조하는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 연속상 용액에 축광물질과 단량체를 포함하는 불연속상 용액을 첨가하고 현탁 중합시킴으로써 축광물질이 내부에 균일하게 분포되는 폴리머 비드가 제조될 수 있다.
이 때, 상기 불연속상 용액은 80~88 : 12~20의 비율로 단량체와 축광물질을 혼합한 합계 100 중량부에 대하여, 퍼옥사이드 개시제 0.05~0.30중량부와, 사슬이동제 0.002~0.008 중량부를 포함한다.
이 때, 상기 단량체는 메틸메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 부틸메타크릴레이트, 트리메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 트리메틸올메탄 트리아크릴레이트, 트리메틸올부탄 트리아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 화합물일 수 있으며, 특히 상기 단량체는 메틸메타크릴레이트가 바람직하다.
또한 상기 단량체의 함량이 상기 범위 미만으로 포함되는 경우, 축광물질이 캡슐화에 의하여 비드를 형성하는 효율이 낮아지게 되고, 상기 범위를 초과하면 축광물질에 의한 휘도 유지나 잔광 시간 저하의 문제가 발생하여 원하는 물성의 축광 폴리머 비드를 제조할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
상기 불연속상 중 축광물질은 특별히 한정하지 않으나, 유러퓸(Eu), 디스프로슘 (Dy) 등의 희토류 금속 이온이 활성화된 스트론튬 알루미네이트(SrAl2O4) 또는 칼슘 알루미네이트(CaAl2O4)를 사용할 수 있다. 특히, 상기 축광물질은 (SrAl2O4 : Eu2+, Dy3+)가 바람직하다. 상기 축광물질은 크리스탈 구조를 갖는 것으로서, 최대발광파장은 400~580nm이고, 잔광시간은 최대 15시간 정도이고, 비중이 3~5이며, 내후성과 내수성이 우수하다. 또한, 내열성의 경우 1000℃까지, 내한성의 경우는 영하 20℃까지 안정하다. 상기 축광물질은 사용시 인체에 유해한 방사능 물질을 포함하지 않으며, 장시간의 발광 시간 및 우수한 내후성을 갖기 때문에 옥내 외에서 사용이 가능하다. 상기 축광물질 외에 본 발명의 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 사용할 수 있는 축광물질이라면 제한 없이 사용할 수 있다.
특별히 한정하지 않으나, 상기 축광물질의 입자 크기는 1~50㎛일 수 있다. 1㎛ 미만인 경우 축광물질의 제조가 어렵고, 50㎛를 초과하는 경우 축광물질의 비중이 커 분산이 불량할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 현탁중합법에 의하여 폴리머 비드를 제조하는 경우, 상기 비닐계 단량체를 수성 매질에 분산한 후 유용성 개시제의 존재 하에 이를 중합하게 되는 바, 상기 현탁 중합으로 생성되는 중합체인 폴리머 비드의 품질을 향상시키기 위해서는, 단량체의 전환율, 단량체와 물의 비, 중합 온도, 개시제의 종류 및 양, 교반 속도 및 분산안정제의 형태 및 양 등이 중요한 인자가 된다.
특히 상기 중합개시제로는 퍼옥사이드 개시제 또는 아조 개시제 등을 들 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 아조 개시제는 촉매로서의 역할을 함으로써 반응속도의 제어가 어려워 생성된 폴리머 비드 내부에 기포를 발생시키는 것으로 확인되었다. 따라서 본 발명에 있어서 바람직하게는 상기 중합개시제로서 벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, 쿠멘 퍼옥사이드, 테트랄린 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 카프로일 퍼옥사이드 및 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 퍼옥사이드 개시제를 사용하도록 한다.
이 때, 상기 개시제의 함량은 상기 단량체와 축광물질을 혼합한 합계 100 중량부에 대하여, 0.05~0.30중량부로 포함되도록 한다. 상기 범위 미만일 경우, 반응 속도 저하 및 단량체 액적의 분산안정성 저하로 중합의 어려운 문제점이 발생하고, 상기 범위를 초과하는 경우, 반응열의 제어가 어렵거나 분자량이 낮아져서 내후성 저하의 문제점이 발생하여 원하는 물성의 축광 폴리머 비드를 제조할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
또한 본 발명에 있어서 상기 불연속상 중 사슬 이동제는 1-도데칸 티올, t-도데실머캡탄 및 t-헥사데실머캡탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 화합물일 수 있으며, 특히 상기 사슬 이동제는 1-도데칸 티올이 바람직하다.
이 때, 상기 사슬 이동제는 상기 단량체와 축광물질을 혼합한 합계 100 중량부에 대하여, 0.002~0.008 중량부로 포함되도록 한다. 상기 범위 미만으로 포함할 경우 중합시 입자의 분산안전성 저하 문제가 발생하고, 상기 범위를 초과하는 경우, 중합 속도 저하 및 분자량이 감소하는 문제점이 발생하여 원하는 물성의 축광 폴리머 비드를 제조할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
또한 본 발명에 있어서 상기 연속상 용액은 분산용매인 물과, 분산제 및 분산 안정제로 이루어진다. 이 때, 상기 분산제로는 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 나트륨 카르복실메틸셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 나트륨 폴리아크릴레이트, 나트륨 폴리메타크릴레이트, 젤라틴, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐메틸에테르, 폴리에틸렌이미드, 비닐아세테이트코폴리머, 히드록시프로필 셀룰로오스, 실리카 및 실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 화합물을 사용할 수 있다. 또한 상기 분산안정제로는 붕산 및 인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 화합물을 혼합 또는 단독으로 사용한 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 분산안정제는 분산제의 수상에서의 분배를 낮추고, 단량체 액적표면에 분산제의 농도를 높이는 역할을 한다. 보다 바람직하게는 분산제로서 폴리비닐알콜과 분산안정제로서 붕산을 사용할 수 있다.
이 때, 상기 분산제 및 분산안정제는, 상기 연속상 용액 전체 100중량부에 대하여 각각 0.01~0.10 중량부와, 0.001~0.003 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만으로 포함시 분산안정성이 저하되어 중합이 어렵거나 매우 큰 비드입자 또는 매우 넓은 입자분포를 얻게 되고, 상기 범위를 초과하는 경우, 비드의 크기가 100㎛ 이하로 작아져서 원하는 크기의 축광 폴리머 비드를 제조할 수 없기 때문에 바람직하지 못하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 연속상 용액은 분산용매와, 분산제 및 분산안정제를 혼합· 교반하고 60 내지 80℃로 가열하여 제조되고, 단량체와 퍼옥사이드 개시제와, 사슬이동제 및 축광물질을 혼합 교반하여 불연속상 용액을 제조한 다음, 상기 불연속상 용액을 상기 연속상 용액에 첨가한 후 교반하여 현탁 중합시키게 된다. 이 때, 상기 연속상 용액의 제조시, 반응온도가 60℃ 이하가 될 경우에는 중합속도가 저하되는 문제점이 생기고, 온도가 80℃ 이상이 되면 라디칼 생성 속도 및 중합속도가 높아지기 때문에 바람직하지 못하다. 더욱 바람직하게는 70℃로 하여 제조한다.
또한 상기 반응온도가 70℃에 도달했을 때, 상기 불연속상 용액을 첨가하고 교반하여 현탁 중합시키게 되는데, 이 때 교반속도는 200 내지 600rpm이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 교반속도는 400rpm 또는 350rpm이다. 상기 교반속도는 200rpm이하가 될 경우에는 현탁액의 제조가 어려워지는 문제점이 생기고, 600rpm 이상이 되면 높은 전단력에 의해 단량체 액적의 크기는 작아지나 중합 도중 액적간의 응집과 이에 따른 분산안정성이 저하되는 문제점때문에 바람직하지 못하다.
다음으로, 상기 현탁 중합에 의한 반응이 종료된 폴리머 비드는 여과 분리하여 수득한다. 이 때, 이온교환수를 사용해 3~4회 세척하고, 탈수한 후 70℃에서 24시간 진공건조하여 최종적인 폴리머 비드를 얻을 수 있다. 경우에 따라서, 예컨대 건조 시 입자가 응집된 경우에는 제트밀, 볼밀, 아토마이저 또는 해머밀 등과 같은 분쇄기로 분쇄공정을 행하는 것이 바람직하다.
또한 상기 방법으로 제조된 축광 폴리머 비드는 종래의 글래스 비드를 대신하여 도료에 포함시킬 수 있다. 이러한 도료는 야간 우천시 도로의 가시성을 높여주는 축광 도료로 이용될 수 있다.
또한 상기 제조된 축광 폴리머 비드는 축광 시트로도 제조될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예와 비교예를 들어 상세히 설명하기로 하나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
먼저 연속상을 제조하기 위하여 물 200g, 폴리비닐알콜 0.1g 및 붕산 5mg을 혼합하고 400rpm으로 교반하며 70℃로 가열하였다. 상기 가열시, 연속상 용액 내에 질소가스로 30분동안 퍼징시켰다.
다음으로 불연속상을 제조하였다. 메틸메타아크릴레이트 51g, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.133g, 1-도데칸티올 3mg 및 SraAl2O4:Eu2+,Dy3+ 9g을 400rpm으로 교반하며 혼합하였다.
다음으로 상기 연속상의 온도가 70℃에 도달한 후, 상기 제조된 불연속상을 첨가한 혼합액을 400rpm으로 교반하며 현탁 중합시켰다.
마지막으로 상기 온도가 낮아지기 시작하면 반응을 종료하고 200 내지 710㎛의 여과지를 이용하여 상기 혼합액을 여과시켜 축광물질을 포함하는 폴리머 비드를 수득하였다.
실시예 2
개시제로서 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 대신 벤조일퍼옥사이드(BPO)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리머 비드를 제조하였다.
잔광 측정 시험
상기 실시예 1 및 실시예 2에 따른 축광 폴리머 비드는 암흑 속에 2일 정도 보관하여 잔광을 완전히 없앤 후 D65 light 로 60초간 쬐어준 후 잔광을 측정하였다.
도면을 참고하여 상기 실시예의 결과를 설명하면, 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축광 폴리머 비드 구조의 모식도와, 축광물질의 발광원리를 나타내었고, 도 2에 상기 실시예에 따른 축광 폴리머 비드의 제조공정을 모식화하여 나타내었다. 현탁 중합에 의하여 축광 물질이 내부에 균일하게 분포된 축광 폴리머 비드를 제조하게 되고, 축광물질인 SraAl2O4:Eu2+,Dy3+에 의하여 축광 효과를 나타내게 된다.
또한, TGA분석을 수행한 결과, 제조된 축광 폴리머 비드는 평균 12~13 wt%의 실제 함량을 나타내었다. 이로써 첨가된 축광물질의 함량이 15wt%임을 감안하면, 축광 물질이 비드 내에 포함되어 있음을 확인할 수 있었다(도면 미도시).
또한 공초점 주사현미경 확인 결과 실시예 1, 2 모두 비드 내 축광 물질이 골고루 분포되어 있음을 확인하였다. 그러나, 개시제를 AIBN으로 하여 제조된 실시예 1의 축광 폴리머 비드는 공초점 주사현미경 확인 결과, 비드 내 기포가 생성된 것을 확인하였고, 개시제를 BPO로 하여 제조한 실시예 2의 경우에는 기포가 생성되지 않았다(도면 미도시).
또한 도 3은 상기 실시예 1에 따라 제조된 축광 폴리머 비드의 잔광 측정결과를 나타낸 것이고, 도 4는 상기 실시예 2에 따라 제조된 축광 폴리머 비드의 잔광 측정결과를 나타낸 것으로, 이를 참고하면, 개시제를 AIBN으로 하여 제조한 실시예 1의 축광 폴리머 비드에 비하여, 개시제를 BPO로 하여 제조한 실시예 2의 축광 폴리머 비드의 잔광이 현저하게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 상기 실시예의 결과로부터 본 발명의 방법에 따를 때, 현탁 중합에 의하여 축광 물질이 내부에 골고루 분포하도록 캡슐화한 축광 폴리머 비드를 제조할 수 있고, 이러한 축광 폴리머 비드의 제조시 중합 온도, 개시제의 종류를 제어하여 우수한 축광 효과를 나타내는 축광 폴리머 비드를 제조할 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 이러한 본 발명에 따라 제조된 축광 폴리머 비드는 야간 우천시 도로의 가시성을 높여주는 도료로 이용될 수 있고, 시트로도 제조하여 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

Claims (7)

  1. 분산용매와, 분산제 및 분산안정제를 혼합· 교반하고 60 내지 80℃로 가열하여 연속상 용액을 제조하는 단계;
    단량체와, 퍼옥사이드 개시제와, 사슬이동제 및 축광물질을 혼합·교반하여 불연속상 용액을 제조하는 단계;
    상기 불연속상 용액을 상기 연속상 용액에 첨가한 후 교반하며 현탁 중합시키는 균질화 현탁 중합단계; 및
    상기 균질화 현탁중합단계를 거친 혼합액을 여과하여 폴리머비드를 수득하는 단계를 포함하여,
    축광물질이 내부에 균일하게 분포된 구형의 폴리머 비드를 제조하는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불연속상 용액은 80~88 : 12~20의 비율로 단량체와 축광물질을 혼합한 합계 100 중량부에 대하여, 퍼옥사이드 개시제 0.05~0.30중량부와, 사슬이동제 0.002~0.008 중량부를 포함하고;
    상기 단량체는 메틸메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 부틸메타크릴레이트, 트리메틸올메탄 테트라아크릴레이트, 트리메틸올메탄 트리아크릴레이트, 트리메틸올부탄 트리아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지며;
    상기 개시제는 벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, 쿠멘 퍼옥사이드, 테트랄린 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 카프로일 퍼옥사이드 및 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연속상 용액에 있어서 분산용매는 물이고;
    상기 연속상 용액은 용액 전체 100 중량부에 대하여 분산제 0.01~0.10 중량부와, 분산안정제 0.001~0.003 중량부를 포함하며;
    상기 분산제는 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 나트륨 카르복실메틸셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 나트륨 폴리아크릴레이트, 나트륨 폴리메타크릴레이트, 젤라틴, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐메틸에테르, 폴리에틸렌이미드, 비닐아세테이트코폴리머, 히드록시프로필 셀룰로오스, 실리카 및 실록산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 축광 폴리머 비드 제조시, 교반속도는 200 내지 600rpm인 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드의 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 축광 폴리머 비드.
  6. 제 5 항에 따른 축광 폴리머 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 축광 도료.
  7. 제 5 항에 따른 축광 폴리머 비드를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 축광 시트.
KR1020160015079A 2016-02-05 2016-02-05 축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드 KR20170093541A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160015079A KR20170093541A (ko) 2016-02-05 2016-02-05 축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160015079A KR20170093541A (ko) 2016-02-05 2016-02-05 축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170093541A true KR20170093541A (ko) 2017-08-16

Family

ID=59752337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160015079A KR20170093541A (ko) 2016-02-05 2016-02-05 축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170093541A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102094647B1 (ko) 상온포장 가능한 이액형 미끄럼방지 차열포장재 및 이의 제조방법
KR101734086B1 (ko) 기능성 및 시인성이 우수한 상온 급속 경화형 차선도료 조성물 및 이를 이용한 차선도색 시공방법
KR102159619B1 (ko) 젖은 노면에서 재귀반사성이 우수한 노면 표지용 도료 조성물 및 이로부터 제조된 노면 표지
KR102046627B1 (ko) 장기 차열성능 및 내구성이 우수한 이액형 상온경화형 도로 표지용 도료 조성물
CN109651898A (zh) 一种水性自发光标线涂料及其制备方法
KR101768081B1 (ko) 내수성 및 비드부착력이 우수한 도로노면 표지용 아크릴 에멀젼 수지 조성물 및 이를 이용한 도로노면 표지용 도료 조성물
KR100832922B1 (ko) 도로표지용 융착식 도료 조성물
CN110452601A (zh) 一种道路标线涂料及其制备方法
US6815010B2 (en) Method of inhibiting the loss of solar reflectance over time of an exterior elastomeric
KR102196705B1 (ko) 유리알 부착성 및 내마모성이 우수한 아크릴계 친환경 도로차선표시용 도료 조성물 및 이를 이용한 도로차선도색 시공방법
CN104769023A (zh) 用于阻碍露珠形成的纳米二氧化硅涂层
CN112980266A (zh) 水性自发光反光型雨夜标线涂料及其制备方法、道路标线及其施工方法
KR102351674B1 (ko) 차열 특성이 우수한 미끄럼방지 포장재 및 이의 제조 방법
KR101727697B1 (ko) 축광 폴리머 비드, 축광 도료 조성물 및 축광 도료 시공방법
JPH1088031A (ja) 蓄光性道路標示材
KR20230016090A (ko) 내구성이 우수한 미끄럼방지 포장재 및 이의 제조 방법
CN110951295B (zh) 用于多功能标记物的反应树脂密封材料
CN116285531A (zh) 一种水性蓄能自发光道路标线涂料
KR20170093541A (ko) 축광 폴리머 비드의 제조방법, 이로부터 제조된 축광 폴리머 비드
KR102304315B1 (ko) 우천시 시인성이 향상된 수용성형 노면표지용 도료 조성물
TW202128889A (zh) 用於工業噴塗的逆向反射性水性擬塑性膠體組合物
US6828005B2 (en) Wear-resistant composite and method for producing the composite
KR101232032B1 (ko) 도로표지용 우천형 축광 반사 비드의 제조방법
KR20200137162A (ko) 초발수성 도로 표시용 조성물 및 이를 이용한 도로 표시선 시공장치
KR20160146077A (ko) 축광 폴리머 비드, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 도료

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application