KR20230033933A - Resin composition for guardrail end terminal and surface coating composition comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도로용 가드레일 엔드 터미널을 제조하기 위한 수지 조성물 및 상기 수지 조성물을 포함하는 엔드 터미널 표면코팅 조성물에 관한 것으로서, 도로용 가드레일 구조물의 끝부분에 설치되는 엔드 터미널을 수지 조성물로 형성하면서도 충분한 강도와 내구성을 구비하도록 한 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a resin composition for manufacturing a road guardrail end terminal and an end terminal surface coating composition comprising the resin composition, wherein an end terminal installed at the end of a road guardrail structure is formed of a resin composition, while It relates to a resin composition having sufficient strength and durability.
가드레일은 도로의 경계를 표시하고 차량의 이탈을 방지할 목적으로 도로변을 따라 설치되는 도로 시설물로서, 일반적으로 금속 재질로 형성되고 있다. 상기 가드레일은 차량이 충돌했을 때에 차량이 이탈되는 것을 방지하기 충격강도가 높을 것이 필요한 한편, 운전자 및 탑승자의 보호를 위하여 차량 및 가드레일에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 특성이 동시에 요구된다.A guardrail is a road facility installed along a roadside for the purpose of marking the boundary of a road and preventing vehicles from departing, and is generally made of a metal material. The guardrail needs to have high impact strength to prevent the vehicle from being separated when the vehicle collides, while at the same time it is required to have characteristics capable of absorbing impact applied to the vehicle and the guardrail to protect the driver and passengers.
출원인은 기존의 금속 재질 가드레일을 대체할 수 있도록 플라스틱을 소재로 하여 레진 가드레일을 개발하여 대한민국 등록특허공보 10-1835000호, 10-1738549호, 10-1771134호, 10-1763292호, 10-1799852호 등에 관련 기술을 개시한 바 있다. 이는 가드레일의 구조적 안정성을 향상시키기 위한 기술로서 이를 통해 레진 가드레일의 내구성 및 내충격성을 향상시켜 금속 재질의 가드레일을 대체할 수 있게 되었다.The applicant developed resin guardrails made of plastic to replace the existing metal guardrails, and Korean Patent Registration Nos. 10-1835000, 10-1738549, 10-1771134, 10-1763292, 10- 1799852 and the like have disclosed related technologies. This is a technology for improving the structural stability of guardrails, and through this, the durability and impact resistance of resin guardrails can be improved to replace metal guardrails.
또한, 레진 가드레일의 구조를 개량하는 것만으로는 내구성이나 내충격성을 향상시키는데 한계가 있으며, 최근에는 대한민국 등록특허공보 10-2024543호를 통하여 폴리염화비닐(PVC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)을 포함하는 수지 조성물을 이용하는 기술을 개발하여 레진 가드레일의 소재를 개선하는 방향으로 제품을 개발하고 있다.In addition, there is a limit to improving durability or impact resistance only by improving the structure of the resin guardrail, and recently, through Korean Patent Registration No. 10-2024543, polyvinyl chloride (PVC) and acrylonitrile-butadiene-styrene We are developing a product in the direction of improving the material of the resin guardrail by developing a technology using a resin composition containing (ABS).
상기 가드레일을 도로변에 설치하는 구조는 도 1에 도시된 것과 같이, 수직으로 노면에 매립된 가드레일 지주에 브라켓을 이용하여 연속하여 수평 방향으로 상기 레진 가드레일을 고정하거나 별도의 브라켓 없이 가드레일 지주에 직접 결합되어 고정하여 시공된다. 이때, 상기 가드레일의 말단에는 엔드 터미널을 결합하여 끝부분을 구성하게 되는데, 상기 가드레일 본체와 마찬가지로 상기 엔드 터미널에도 높은 내구성과 내충격성이 요구된다.As shown in FIG. 1, the structure for installing the guardrail on the roadside is to fix the resin guardrail in the horizontal direction continuously using brackets on the guardrail support vertically embedded in the road surface, or the guardrail without a separate bracket It is constructed by being directly coupled to the holding post and fixed. At this time, an end terminal is coupled to an end of the guardrail to form an end portion. Like the main body of the guardrail, the end terminal requires high durability and impact resistance.
최근에는 가드레일의 시각적 효과를 구현하기 위하여 목재 질감의 표면을 형성한 우드컬러 가드레일에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 출원인은 합성목재를 이용한 가드레일이 개발하고 있다. 상기 합성목재는 플라스틱과 목분을 배합하여 성형 가공한 것으로서, 목재와 동일한 질감을 나타낼 수 있어 시각적 효과를 구현하기에 적합한 소재이다. 따라서 건축용 내외장재, 바닥재 등에 사용되고 있으며, 인도의 가드레일로도 적용되고 있다.Recently, in order to realize the visual effect of the guardrail, the demand for wood color guardrails having a wood-textured surface is increasing, and accordingly, the applicant is developing a guardrail using synthetic wood. The synthetic wood is molded by mixing plastic and wood powder, and can exhibit the same texture as wood, so it is a material suitable for realizing visual effects. Therefore, it is used for interior and exterior materials for construction, flooring, etc., and is also applied to guardrails in India.
그러나 상기 합성목재를 이용할 경우 플라스틱과 목분의 배합으로 인한 강도의 저하가 발생하기 때문에 도로에 설치하는 가드레일에 적용할 경우 충분한 내구성과 내충격성을 얻기 어려운 문제가 있고, 단순히 목재의 질감을 표현하기 위해 가드레일의 소재로 플라스틱과 목분을 배합하는 경우 제조원가의 상승도 문제가 될 수 있다. 특히 엔드 터미널 부분은 곡률이 있는 형태이므로 쉽게 표면손상이 발생할 수 있어 이를 개선할 필요가 있다.However, when using the synthetic wood, there is a problem in that it is difficult to obtain sufficient durability and impact resistance when applied to a guardrail installed on a road because the strength is lowered due to the combination of plastic and wood flour, and simply expressing the texture of wood In the case of mixing plastic and wood flour as a material for the guardrail, an increase in manufacturing cost may also be a problem. In particular, since the end terminal part has a curvature, surface damage can easily occur, so it needs to be improved.
본 발명은 상기와 같은 종래기술을 감안하여 안출된 것으로서, 합성수지로 제조된 도로용 가드레일 엔드 터미널의 내구성과 내충격성을 향상시킬 수 있도록 한 수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a resin composition capable of improving durability and impact resistance of road guardrail end terminals made of synthetic resin.
또한, 엔드 터미널의 표면에 우드컬러를 구현할 수 있도록 상기 엔드 터미널을 압출성형할 때 목분과 상기 수지 조성물로 이루어진 표면코팅 조성물을 이중압출하여 가드레일 엔드 터미널의 표면에 우드컬러를 구현할 수 있는 표면코팅 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, when extruding the end terminal to realize wood color on the surface of the end terminal, a surface coating composition composed of wood flour and the resin composition is double-extruded to realize wood color on the surface of the guardrail end terminal Surface coating that can implement wood color It is an object thereof to provide a composition.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수지 조성물은 가드레일 엔드 터미널을 제조하기 위한 것으로서, 상기 수지 조성물은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)에서 선택되는 하나 이상의 수지 100 중량부, 카프릴산(caprylic acid), 펠라르곤산(pelargonic acid) 또는 카프르산(capric acid)에서 선택되는 어느 하나의 카르복실산 3 내지 5 중량부, 과산화아연 0.5 내지 2 중량부, 및 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸]포 스페이트(BMEP), o-포스포릴에탄올아민(o-PEA), 시트르산 나트륨에서 선택되는 어느 하나의 안정화제 5 내지 10 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The resin composition of the present invention to solve the above problems is for manufacturing a guardrail end terminal, the resin composition is polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC) ) And 100 parts by weight of at least one resin selected from acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), any one selected from caprylic acid, pelargonic acid or capric acid 3 to 5 parts by weight of a carboxylic acid, 0.5 to 2 parts by weight of zinc peroxide, and bis[2-(methacryloyloxy)ethyl] phosphate (BMEP), o-phosphorylethanolamine (o-PEA) , 5 to 10 parts by weight of any one stabilizer selected from sodium citrate.
상기 수지 조성물은 자외선 흡수제, 광촉매, 광안정제 중 어느 하나 또는 그 이상을 추가적으로 포함할 수 있다.The resin composition may additionally include any one or more of a UV absorber, a photocatalyst, and a light stabilizer.
또한, 본 발명에 ㄸㆍ른 가드레일 엔드 터미널용 코팅 조성물은 상기 수지 조성물 60 내지 80 중량% 및 목분 20 내지 40 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the coating composition for other guardrail end terminals in the present invention is characterized in that it consists of 60 to 80% by weight of the resin composition and 20 to 40% by weight of wood flour.
본 발명에 따른 수지 조성물을 이용하면 종래에 금속 재질로 이루어진 도로용 가드레일 엔드 터미널을 합성수지로 제조할 수 있고, 제조된 엔드 터미널의 충분한 내구성과 내충격성을 확보할 수 있다.By using the resin composition according to the present invention, road guardrail end terminals made of conventional metal materials can be manufactured with synthetic resin, and sufficient durability and impact resistance of the manufactured end terminals can be secured.
또한, 엔드 터미널의 표면에 우드컬러를 구현할 수 있도록 상기 엔드 터미널을 압출성형할 때 목분과 상기 수지 조성물로 이루어진 표면코팅 조성물을 이중압출하여 가드레일 엔드 터미널의 표면에 우드컬러를 구현할 수 있다.In addition, when the end terminal is extruded to implement a wood color on the surface of the end terminal, a surface coating composition composed of wood flour and the resin composition may be double-extruded to implement a wood color on the surface of the guardrail end terminal.
도 1은 도로용 가드레일 구조체의 설치상태를 도시한 개념도이다.
도 2는 도로용 가드레일 구조체에 엔드 터미널을 결합한 상태를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 가드레일 엔드 터미널의 단면 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 가드레일 엔드 터미널의 시제품 사진으로서, 노측용 가드레일 엔드 터미널(a) 및 중앙분리대용 가드레일 엔드 터미널(b)를 나타낸 예시도이다.1 is a conceptual diagram showing the installation state of a road guardrail structure.
2 is a conceptual diagram illustrating a state in which an end terminal is coupled to a road guardrail structure.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the cross-sectional structure of the guardrail end terminal of the present invention.
4 is a photograph of a prototype guardrail end terminal of the present invention, and is an exemplary view showing a roadside guardrail end terminal (a) and a median barrier end terminal (b).
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.
본 발명에 따른 수지 조성물은 가드레일 엔드 터미널을 제조하기 위한 것으로서, 상기 수지 조성물은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)에서 선택되는 하나 이상의 수지 100 중량부, 카프릴산(caprylic acid), 펠라르곤산(pelargonic acid) 또는 카프르산(capric acid)에서 선택되는 어느 하나의 카르복실산 3 내지 5 중량부, 과산화아연 0.5 내지 2 중량부, 및 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸]포 스페이트(BMEP), o-포스포릴에탄올아민(o-PEA), 시트르산 나트륨에서 선택되는 어느 하나의 안정화제 5 내지 10 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The resin composition according to the present invention is for manufacturing a guardrail end terminal, and the resin composition includes polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC) and acrylonitrile-butadiene - 100 parts by weight of at least one resin selected from styrene (ABS), 3 to 5 parts by weight of any one carboxylic acid selected from caprylic acid, pelargonic acid or capric acid parts by weight, 0.5 to 2 parts by weight of zinc peroxide, and any selected from bis[2-(methacryloyloxy)ethyl]phosphate (BMEP), o-phosphorylethanolamine (o-PEA), and sodium citrate It is characterized by consisting of 5 to 10 parts by weight of one stabilizer.
상기 수지 조성물을 이용하여 압출 성형함으로써 엔드 터미널을 제조할 수 있는데, 상기 엔드 터미널은 도 2에서와 같이 내벽, 상기 내벽에 대향되도록 배치된 외벽 및 상기 내벽과 외벽 사이의 공간을 연결하는 다수의 리브를 포함하여 구성될 수 있다.An end terminal may be manufactured by extrusion molding using the resin composition. As shown in FIG. 2, the end terminal includes an inner wall, an outer wall disposed to face the inner wall, and a plurality of ribs connecting a space between the inner wall and the outer wall. It can be configured to include.
상기 가드레일 엔드 터미널의 구조는 출원인이 대한민국 등록특허공보 10-2024543호에서 개시한 레진 가드레일의 구조와 동일한 것인데, 이는 상기 레진 가드레일을 시공하여 가드레일 구조체를 형성한 후 말단에 본 발명의 엔드 터미널을 결합시켜 가드레일 구조체를 완성하기 위하여 상기 레진 가드레일 본체와 동일한 형태의 단면 구조를 가지는 것이다.The structure of the guardrail end terminal is the same as that of the resin guardrail disclosed by the applicant in Korean Patent Registration No. 10-2024543, which is formed by constructing the resin guardrail to form a guardrail structure, and at the end of the present invention In order to complete the guardrail structure by combining end terminals, it has the same cross-sectional structure as the resin guardrail body.
상기 가드레일 엔드 터미널은 도 3에 도시된 것과 같이 내벽, 외벽 및 리브로 구성된다. 또한, 도 2에 도시된 것과 같이 가드레일이 설치된 말단에 설치되며 상기 내벽이 지주에 고정면을 제공하여 체결됨으로써 설치되게 된다. 또한, 상기 외벽은 상기 내벽에 대향되도록 배치되어 외부 충격에 대한 접촉면을 제공하며, 상기 리브는 상기 내벽 및 외벽 간의 공간을 연결하도록 다수 개로 이루어져 충격을 흡수하는 기능을 수행하게 된다. As shown in FIG. 3, the guardrail end terminal is composed of an inner wall, an outer wall, and a rib. In addition, as shown in Figure 2, it is installed at the end where the guardrail is installed, and the inner wall is installed by providing a fixing surface to the support and fastening it. In addition, the outer wall is disposed to face the inner wall to provide a contact surface for external impact, and the ribs are formed in plurality to connect a space between the inner wall and the outer wall to absorb shock.
또한, 상기 가드레일 엔드 터미널은 도 4에 도시된 것과 같이 노측용이나 중앙분리대용 등의 설치 장소에 따라 형상을 달리할 수 있으므로, 상기 리브 또한 상기 가드레일 엔드 터미널의 형태에 따라 구조적 안정성을 고려하여 'Y'자 형상을 가지거나, 'I'자, 'V'자, 'X'자 등 다양한 형상으로 구성될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 4, since the shape of the guardrail end terminal can be different depending on the installation location such as for roadside use or median separator, the rib also considers structural stability according to the shape of the guardrail end terminal. Thus, it may have a 'Y' shape, or may be configured in various shapes such as 'I', 'V', and 'X' shapes.
상기 가드레일 엔드 터미널은 공지의 레진 가드레일과 마찬가지로 금속 재질 대신 합성수지를 이용하여 제조되는 것인데, 본 발명에서는 상기 가드레일 엔드 터미널을 구성하기 위한 수지 조성물로서 합성수지 100 중량부, 카르복실산 3 내지 5 중량부, 과산화아연 0.5 내지 2 중량부, 및 안정화제 5 내지 10 중량부로 이루어진 수지 조성물을 사용하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다.The guardrail end terminal is manufactured using a synthetic resin instead of a metal material like a known resin guardrail. In the present invention, as a resin composition for constituting the guardrail end terminal, 100 parts by weight of synthetic resin, 3 to 5 carboxylic acids It is technically characterized by using a resin composition composed of 0.5 to 2 parts by weight of zinc peroxide, and 5 to 10 parts by weight of a stabilizer.
상기 합성수지로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)에서 선택되는 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있는데, 예를 들어, 출원인이 대한민국 등록특허공보 10-2024543호를 통해 개시한 폴리염화비닐(PVC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)을 합성수지로 사용할 수도 있다.As the synthetic resin, one or a mixture thereof selected from polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) may be used. For example, polyvinyl chloride (PVC) and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) disclosed by the applicant in Korean Patent Registration No. 10-2024543 may be used as synthetic resins.
또한, 상기 합성수지로는 플라스틱 신재를 사용할 뿐만 아니라 폐플라스틱을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이를 통해 폐플라스틱을 재활용하여 가드레일 엔드 터미널을 제조할 수 있게 된다. 또한, 폐플라스틱을 사용할 경우, 폐플라스틱 60 내지 80 중량% 및 플라스틱 신재 20 내지 40 중량%의 범위에서 배합하여 사용할 수 있다.In addition, as the synthetic resin, not only a new plastic material but also a mixture of waste plastics may be used. Through this, waste plastic can be recycled to manufacture guardrail end terminals. In addition, when using waste plastic, it may be blended and used in the range of 60 to 80% by weight of waste plastic and 20 to 40% by weight of new plastic material.
이와 같이 다양한 종류의 합성수지를 사용하여 성형체인 가드레일 엔드 터미널을 제조하기 위해서는 합성수지의 성형성과 내구성을 향상시킬 수 있는 수단이 필요하며, 특히, 폐플라스틱의 경우 특히 수지 자체의 상용성이 저하되는 경향이 있으므로 성형 과정에서 수지의 결합력을 향상시키기 위한 수지 조성물의 구성의 최적화가 필요하다.In order to manufacture guardrail end terminals using various types of synthetic resins, a means to improve moldability and durability of synthetic resins is required. In particular, in the case of waste plastics, the compatibility of the resin itself tends to deteriorate Therefore, it is necessary to optimize the composition of the resin composition to improve the bonding strength of the resin in the molding process.
이를 위하여 카르복실산 3 내지 5 중량부, 과산화아연 0.5 내지 2 중량부, 및 안정화제 5 내지 10 중량부로 이루어진 결합제가 상기 합성수지와 배합되어 수지 조성물을 구성하게 된다. 상기 수지 조성물을 사용하면 다양한 플라스틱 또는 폐플라스틱을 함유하더라도 가드레일 엔드 터미널의 성형 공정에서 원활한 경화반응을 일으킬 수 있어 내구성과 내충격성이 우수한 가드레일 엔드 터미널을 제조할 수 있게 된다.To this end, a binder composed of 3 to 5 parts by weight of carboxylic acid, 0.5 to 2 parts by weight of zinc peroxide, and 5 to 10 parts by weight of a stabilizer is mixed with the synthetic resin to form a resin composition. When the resin composition is used, even if it contains various plastics or waste plastics, a smooth curing reaction can be caused in the molding process of the guardrail end terminal, so that the guardrail end terminal having excellent durability and impact resistance can be manufactured.
출원인은 대한민국 등록특허공보 10-2024543호에서는 레진 가드레일 본체를 제조하기 위한 수지 조성물로 PVC 컴파운드 및 ABS 컴파운드를 50:50 내지 90:10의 중량비로 혼합한 수지 혼합물 100 중량부에 대하여 아크릴산, 과산화수소, 질산리튬 삼수화물, 및 아크릴로니트릴을 함유하는 마이크로 캡슐을 1 내지 10 중량부를 혼합하여 가드레일의 성형 과정에서 수지 간의 결합력을 증진시켜 제조된 레진 가드레일의 내구성 및 내충격성을 향상시키고 있다. 이는 상기 수지 조성물에 함유되는 산 성분, 염기 성분, 금속 촉매, 안정화제가 적절히 배합되면 성형 공정에서 수지의 결합력을 향상시켜 성형체의 내구성 및 내충격성을 향상시키게 되는 것이다.In Korean Patent Registration Publication No. 10-2024543, the applicant is a resin composition for manufacturing a resin guardrail body, in which a PVC compound and an ABS compound are mixed in a weight ratio of 50:50 to 90:10, based on 100 parts by weight of a resin mixture acrylic acid and hydrogen peroxide , lithium nitrate trihydrate, and 1 to 10 parts by weight of microcapsules containing acrylonitrile are mixed to improve the bonding force between resins in the molding process of the guardrail, thereby improving the durability and impact resistance of the prepared resin guardrail. When the acid component, the base component, the metal catalyst, and the stabilizer contained in the resin composition are properly mixed, the bonding strength of the resin is improved in the molding process, thereby improving the durability and impact resistance of the molded article.
본 발명에서도 이러한 출원인의 개발기술의 원리를 이용하여 산, 염기 및 금속 촉매로 이루어진 결합제를 사용함으로써 성형 가공 시 가드레일 엔드 터미널을 구성하는 합성수지의 결합력을 향상시켜 고강도 및 내충격성이 우수한 표면을 형성하게 된다.In the present invention, by using the principle of the applicant's developed technology, a binder composed of acid, base, and metal catalyst is used to improve the bonding strength of the synthetic resin constituting the guardrail end terminal during molding processing to form a surface with high strength and excellent impact resistance will do
상기 카르복실산은 산 성분으로 사용되는 것인데, 종래에는 강산을 사용하여 성형 공정에서 반응을 촉진시키도록 하고 있으나, 본 발명에서는 상기 카르복실산으로서 알킬기의 탄소수가 8 내지 10개인 카르복실산을 사용하고 있다. 즉, 상기 카르복실산으로 카프릴산(caprylic acid), 펠라르곤산(pelargonic acid) 또는 카프르산(capric acid)를 사용할 수 있는데, 상기 카르복실산은 pKa가 각각 4.89, 4.96, 4.9로 비교적 약산에 해당하는 것이다. 산도가 약한 경우 염기와 혼합해도 충분한 결합력을 나타낼 수 없는 것으로 알려져 있으나, 본 발명에서는 가압 성형 시 압력과 성형 시간을 적절히 조절함으로써 약산을 함유하더라도 폐플라스틱의 충분한 성형성을 얻을 수 있다. 또한, 상기 카르복실산은 3 내지 5 중량부의 범위에서 사용되는데 상기 카르복실산의 함량이 너무 적거나 너무 많으면 성형성이 저하되어 성형체의 강도가 불충분한 것으로 나타났다.The carboxylic acid is used as an acid component. Conventionally, a strong acid is used to promote the reaction in the molding process, but in the present invention, a carboxylic acid having 8 to 10 carbon atoms in an alkyl group is used as the carboxylic acid, there is. That is, caprylic acid, pelargonic acid, or capric acid may be used as the carboxylic acid, and the carboxylic acid has a pKa of 4.89, 4.96, and 4.9, respectively, and is a relatively weak acid. that corresponds to It is known that when the acidity is weak, sufficient bonding strength cannot be exhibited even when mixed with a base. However, in the present invention, sufficient moldability of waste plastic can be obtained even when a weak acid is contained by appropriately adjusting the pressure and molding time during pressure molding. In addition, the carboxylic acid is used in the range of 3 to 5 parts by weight, but if the content of the carboxylic acid is too small or too large, moldability is lowered and the strength of the molded article is insufficient.
또한, 상기 과산화아연은 금속 이온을 공급하기 위하여 사용되는데, 수용액에서 이온화되어 과산화염과 아연 이온을 형성하게 된다. 또한, 상기 과산화아연은 pKa가 약 7로서 약염기에 해당하는데, 상기 카르복실산과 혼합되어 성형 공정에서 압력이 가해지면 반응하면서 고분자의 결합 반응을 촉진할 수 있게 된다.In addition, the zinc peroxide is used to supply metal ions, which are ionized in an aqueous solution to form peroxide salts and zinc ions. In addition, the zinc peroxide has a pKa of about 7, corresponding to a weak base. When mixed with the carboxylic acid and pressure is applied in the molding process, the zinc peroxide reacts and promotes the bonding reaction of the polymer.
상기 과산화아연은 0.5 내지 2 중량부의 범위에서 함유되는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나면 산-염기 반응이 불충분하여 성형체의 제조시 강한 결합력을 얻을 수 없어 제조된 성형체의 강도가 불충분한 것으로 나타났다.The zinc peroxide is preferably contained in the range of 0.5 to 2 parts by weight. Outside of the above range, the acid-base reaction was insufficient, so that strong bonding strength could not be obtained during the manufacture of the molded article, and thus the strength of the molded article was insufficient.
또한, 과산화아연과 과산화수소를 혼합할 수도 있는데, 이 경우, 과산화아연 0.5 내지 2 중량부에 과산화수소 0.1 내지 0.5 중량부를 부가하는 것이 바람직하다. 여러 배합의 실험을 통해 소량의 과산화수소가 혼합됨으로써 성형공정 중 발생하는 산-염기 반응이 촉진될 수 있는 것으로 파악되었다.In addition, zinc peroxide and hydrogen peroxide may be mixed. In this case, it is preferable to add 0.1 to 0.5 parts by weight of hydrogen peroxide to 0.5 to 2 parts by weight of zinc peroxide. Through experiments with various formulations, it was found that the acid-base reaction that occurs during the molding process can be promoted by mixing a small amount of hydrogen peroxide.
또한, 상기 안정화제는 상기 과산화아연이나 과산화수소와 같은 과산화물을 안정화시켜 수지 조성물을 성형하기 전까지는 수지의 경화가 발생하지 않도록 하기 위하여 첨가된다. 상기 과산화아연을 안정화시킬 수 있는 안정화제로는 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸]포스페이트(BMEP), o-포스포릴에탄올아민(o-PEA), 시트르산 나트륨 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 상기 안정화제는 나노입자화된 과산화물의 표면에 흡착하여 해리되지 않도록 안정화시키는 것으로 알려져 있다.In addition, the stabilizer is added to stabilize the peroxide such as zinc peroxide or hydrogen peroxide so that the resin does not harden until the resin composition is molded. As a stabilizer capable of stabilizing the zinc peroxide, any one of bis[2-(methacryloyloxy)ethyl]phosphate (BMEP), o-phosphorylethanolamine (o-PEA), and sodium citrate may be used. . It is known that the stabilizer is adsorbed on the surface of the nanoparticled peroxide to stabilize it so that it does not dissociate.
따라서 상기 안정화제를 혼합함으로써 수지 조성물 내에서 산-염기 반응이 일어나지 않고 조성물을 형성할 수 있도록 안정화되게 된다. 상기 안정화제는 5 내지 10 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직한데, 이는 과산화물의 함량에 따라 과산화아연을 충분히 감쌀 수 있는 화학양론적으로 결정된 함량으로 도입되는 것이다.Therefore, by mixing the stabilizer, acid-base reaction in the resin composition is stabilized so that the composition can be formed. The stabilizer is preferably used in the range of 5 to 10 parts by weight, which is introduced in an amount determined stoichiometrically to sufficiently cover zinc peroxide according to the content of peroxide.
상기 가드레일 엔드 터미널은 통상의 압출 또는 사출 성형 공정을 통해 제조할 수 있는데, 상기 수지 조성물을 180 내지 220℃로 가열하여 용융시킨 후 사출기 또는 압출기를 이용하여 제조할 수 있다.The guardrail end terminal may be manufactured through a conventional extrusion or injection molding process, and may be manufactured by heating and melting the resin composition at 180 to 220° C. and then using an injection molding machine or an extruder.
또한, 상기 수지 조성물에 함유된 산 및 염기 성분이 반응하기 위해서는 120℃ 이상의 온도와 30kgf/㎠ 이상의 압력이 필요한 것으로 나타났는데, 통상의 이중압출 공정에서 상기 온도와 압력을 구현할 수 있으므로 성형 공정 중 결합력 향상의 효과를 얻을 수 있는 것으로 파악된다. 또한, 성형 가공이 끝난 후 냉각 안정화 과정에서 수지의 자기 가교 결합이 일어나기 때문에 수지의 종류나 폐플라스틱 또는 신재의 사용여부와 관계없이 충분한 결합력을 얻을 수 있는 것으로 파악되었다.In addition, it was found that a temperature of 120° C. or more and a pressure of 30 kgf/cm 2 or more are required to react the acid and base components contained in the resin composition. Since the above temperature and pressure can be realized in a conventional double extrusion process, the bonding strength during the molding process It is believed that improvement can be achieved. In addition, since the self-crosslinking of the resin occurs during the cooling stabilization process after the molding process is finished, it was found that sufficient bonding force can be obtained regardless of the type of resin or whether waste plastic or new material is used.
또한, 상기 가드레일 엔드 터미널을 성형 가공할 때 상기 외벽의 표면에 수지 조성물 60 내지 80 중량% 및 목분 20 내지 40 중량%로 이루어진 표면코팅 조성물을 적층함으로써 표면에 우드컬러를 구현할 수도 있다. 즉, 상기 가드레일 엔드 터미널의 외면에 형성된 표면코팅에 의해 가드레일 엔드 터미널이 목재의 질감을 구현하도록 형성되게 된다. In addition, when molding the guardrail end terminal, a surface coating composition composed of 60 to 80% by weight of a resin composition and 20 to 40% by weight of wood flour may be laminated on the surface of the outer wall to achieve a wood color. That is, the guardrail end terminal is formed to realize the texture of wood by the surface coating formed on the outer surface of the guardrail end terminal.
이를 위하여 상기 수지 조성물로는 가드레일 엔드 터미널을 형성하기 위한 수지 조성물과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 상기 수지 조성물에 목분이 혼합되더라도 충분한 결합력을 얻을 수 있어 압출 또는 사출 성형 공정으로 표면에 합성목재층을 적층할 수 있게 된다. 예를 들어, 가드레일 엔드 터미널을 압출할 때 이중압출로 압출성형하면 표면에 합성목재층을 쉽게 형성할 수 있다. 또한, 상기 합성목재층은 목분을 20 내지 40 중량%의 범위에서 함유하고 있는데, 목분을 소량 함유하더라도 상기 가드레일 엔드 터미널의 외면에만 분포하고 있기 때문에 충분한 목재 질감의 우드컬러를 구현할 수 있게 된다.To this end, the same resin composition as the resin composition for forming the guardrail end terminal may be used as the resin composition, and even if wood flour is mixed with the resin composition, sufficient bonding strength can be obtained, so that a synthetic wood layer is formed on the surface through an extrusion or injection molding process. can be layered. For example, when extruding a guardrail end terminal, a synthetic wood layer can be easily formed on the surface by extruding with double extrusion. In addition, the synthetic wood layer contains wood flour in the range of 20 to 40% by weight, and even if it contains a small amount of wood powder, it is distributed only on the outer surface of the guardrail end terminal, so that wood color with sufficient wood texture can be implemented.
또한, 상기 합성목재층은 50㎛부터 10㎜까지 넓은 범위의 두께로 형성할 수 있다. 상기 합성목재층은 시각적 효과를 구현하기 위한 것이므로 두께를 얇게 해도 괜찮으나 시간이 지남에 따라 합성목재층이 손상되는 등의 문제를 고려하여 수 ㎜의 두께로 형성할 수도 있다.In addition, the synthetic wood layer can be formed in a wide range of thickness from 50㎛ to 10㎜. Since the synthetic wood layer is intended to implement visual effects, it is okay to have a thin thickness, but it may be formed to a thickness of several mm in consideration of problems such as damage to the synthetic wood layer over time.
또한, 상기 수지 조성물에 자외선 흡수제, 광촉매, 광안정제 중 어느 하나 또는 그 이상을 추가적으로 포함함으로써 가드레일 엔드 터미널의 표면에 기능성을 부여할 수도 있다. 특히 도로변에 설치되는 가드레일 엔드 터미널의 특성상 자외선에 의한 열화나 표면 오염을 방지할 수 있도록 첨가제를 부가하는 것이 제품의 품질 향상에 도움이 된다.In addition, functionality may be imparted to the surface of the guardrail end terminal by additionally including any one or more of a UV absorber, a photocatalyst, and a light stabilizer in the resin composition. In particular, it is helpful to improve product quality by adding additives to prevent deterioration or surface contamination by UV rays due to the characteristics of guardrail end terminals installed on roadsides.
상기 자외선 흡수제로서 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-n-옥틸옥시벤조페논, 2-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(1,1-다이메틸에틸)-4-메틸-페놀 중 어느 하나를 사용할 수 있다.As the ultraviolet absorber, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzo Phenone, 2-hydroxy-4-n-octyloxybenzophenone, 2-(5-chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-6-(1,1-dimethylethyl)-4-methyl- Either phenol can be used.
또한, 상기 광촉매로는 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO)을 사용할 수 있다.In addition, titanium dioxide (TiO 2 ) and zinc oxide (ZnO) may be used as the photocatalyst.
또한, 상기 광안정제로는 폴리[[6-[6-[(1,1,3,3-테트라메틸부틸)아미노]-1,3,5-트리아진-2,4-디일][2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜]이미노], (1-옥틸옥시-2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘일)세바스산, 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜)세바스산 중 어느 하나를 사용할 수 있다.In addition, the light stabilizer is poly[[6-[6-[(1,1,3,3-tetramethylbutyl)amino]-1,3,5-triazine-2,4-diyl][2, 2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl]imino], (1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)sebacic acid, bis(1,2 ,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacic acid may be used.
상기 자외선 흡수제, 광촉매, 광안정제는 총 첨가량이 5 중량부 미만인 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나 첨가량이 너무 많은 경우 수지 조성물의 성형성이 저하되게 된다.It is preferable that the total amount of the ultraviolet absorber, photocatalyst, and light stabilizer added is less than 5 parts by weight. If the addition amount is too large outside the above range, the moldability of the resin composition is deteriorated.
본 발명에 따른 가드레일 엔드 터미널이 종래의 가드레일 엔드 터미널에 비해 물성이 저하되는지를 확인하기 위하여 다음과 같이 시험평가를 실시하였다. 상기 수지 조성물은 성형 과정에서 경화되어 구조체를 형성하기 때문에 수지 조성물 자체로 시험평가를 하기 곤란하여 엔드 터미널을 성형가공한 후 완제품을 직접 평가하는 방법으로 효과를 평가하였다.In order to confirm whether the physical properties of the guardrail end terminal according to the present invention are lower than those of the conventional guardrail end terminal, a test evaluation was conducted as follows. Since the resin composition hardens in the molding process to form a structure, it is difficult to test and evaluate the resin composition itself, so the effect was evaluated by directly evaluating the finished product after molding the end terminal.
현재 도로에 시공되어 있는 철재 가드레일 엔드 터미널과 비교하였다. 가드레일 엔드 터미널을 제조하기 위한 수지 조성물로 PVC 100 중량부에 대하여 카프르산 4 중량부, 과산화아연 1 중량부, 시트르산 나트륨 6 중량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 사용하여 가드레일 엔드 터미널 시험체 1을 제조하였다. 또한, 폐플라스틱 PVC와 신재 PVC를 7:3의 중량비로 배합한 합성수지 100 중량부에 대하여 카프르산 4 중량부, 과산화아연 1 중량부, 시트르산 나트륨 6 중량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 이용하여 또 다른 가드레일 엔드 터미널 시험체 2를 제조하였다. 또한, PVC 100 중량부에 대하여 카프르산 4 중량부, 과산화아연 0.8 중량부, 과산화수소 0.2 중량부, 시트르산 나트륨 6 중량부의 비율로 혼합한 수지 조성물을 사용하여 가드레일 엔드 터미널 시험체 3을 제조하였다.It was compared with the steel guardrail end terminal currently constructed on the road. As a resin composition for manufacturing a guardrail end terminal, guardrail end terminal test specimen 1 using a resin composition mixed in a ratio of 4 parts by weight of capric acid, 1 part by weight of zinc peroxide, and 6 parts by weight of sodium citrate with respect to 100 parts by weight of PVC. was manufactured. In addition, using a resin composition in which 4 parts by weight of capric acid, 1 part by weight of zinc peroxide, and 6 parts by weight of sodium citrate were mixed with respect to 100 parts by weight of a synthetic resin in which waste plastic PVC and new PVC were mixed in a weight ratio of 7:3, Another guardrail end terminal specimen 2 was prepared. In addition, a guardrail end terminal specimen 3 was prepared using a resin composition mixed with 100 parts by weight of PVC, 4 parts by weight of capric acid, 0.8 parts by weight of zinc peroxide, 0.2 parts by weight of hydrogen peroxide, and 6 parts by weight of sodium citrate.
가드레일 엔드 터미널에 대하여 '한국교통안전공단'에서 실시하는 '차량방호 안전시설 실물충돌시험'에 따른 SB2 등급의 충돌시험을 실시하였다(높이: 750mm, 최소 설치길이 30m, 지주의 수평지지력 4.49tonf).For the guardrail end terminal, an SB2 grade crash test was conducted according to the 'vehicle protection safety facility actual crash test' conducted by the 'Korea Transportation Safety Authority' (height: 750mm, minimum installation length 30m, horizontal bearing capacity of the prop 4.49 tonf). ).
강도성능 평가 충돌시험은 시험차량중량 8,030㎏, 충돌속도 65.5㎞/h, 충돌각도 15°, 충격도 89kJ의 조건으로 실시하였으며, 탑승자 보호성능 평가 충돌시험은 시험차량중량 1,320㎏, 충돌속도 80.0㎞/h, 충돌각도 20°의 조건으로 실시하였다.The strength performance evaluation crash test was conducted under the conditions of a test vehicle weight of 8,030 kg, impact speed of 65.5 km/h, impact angle of 15°, and impact of 89 kJ. /h, the collision angle was carried out under the conditions of 20 °.
그 결과 현재 도로에 시공된 철재 가드레일 엔드 터미널과 시험체 1 내지 3에 대해 실시한 방호울타리 성능평가 및 방호울타리 충격시험에서 모두 SB2(한국기준시험) 등급을 만족하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 본 발명에 따른 가드레일 엔드 터미널이 충분한 내구성 및 내충격성을 나타내는 것을 시사하는 것이다.As a result, it was found that both the steel guardrail end terminal constructed on the road and the protective fence performance evaluation and the protective fence impact test conducted on specimens 1 to 3 satisfied the SB2 (Korean standard test) grade. These results suggest that the guardrail end terminal according to the present invention exhibits sufficient durability and impact resistance.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are defined by what is described in the claims, not limited to the embodiments described above, and that those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of rights described in the claims. It is self-evident.
Claims (3)
상기 수지 조성물은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리염화비닐(PVC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)에서 선택되는 하나 이상의 수지 100 중량부, 카프릴산(caprylic acid), 펠라르곤산(pelargonic acid) 또는 카프르산(capric acid)에서 선택되는 어느 하나의 카르복실산 3 내지 5 중량부, 과산화아연 0.5 내지 2 중량부, 및 비스[2-(메타크릴로일옥시)에틸]포 스페이트(BMEP), o-포스포릴에탄올아민(o-PEA), 시트르산 나트륨에서 선택되는 어느 하나의 안정화제 5 내지 10 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
As a resin composition for manufacturing a guardrail end terminal,
The resin composition includes 100 parts by weight of at least one resin selected from polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC) and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), caprylic 3 to 5 parts by weight of any one carboxylic acid selected from caprylic acid, pelargonic acid or capric acid, 0.5 to 2 parts by weight of zinc peroxide, and bis[2-( A resin composition comprising 5 to 10 parts by weight of any one stabilizer selected from methacryloyloxy)ethyl]phosphate (BMEP), o-phosphorylethanolamine (o-PEA), and sodium citrate.
상기 수지 조성물은 자외선 흡수제, 광촉매, 광안정제 중 어느 하나 또는 그 이상을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
The method of claim 1,
The resin composition further comprises any one or more of a UV absorber, a photocatalyst, and a light stabilizer.
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