KR100980334B1 - 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 패각류와 같은 친환경적 소재를 기재로 인공진주를 제조하되 기재의 표면에 형성된 미세공극을 메우는 전처리 과정을 더 수행하여 코팅층과 기재의 결합력을 증가시키고 코팅표면 또한 균일하게 형성되도록 함과 동시에 제품의 강도를 증가시킨 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 화학소재인 합성수지류의 사용을 최대한 억제하기 위해 천연소재인 패각류를 기재로 사용하고, 상기 패각류가 갖는 문제점인 다공질과 크랙에 의한 표면 균일성의 저하를 해소하기 위해 전처리과정에서 아교를 농도 조절하면서 투입하여 세척과 동시에 다공질의 통공을 서서히 메워 균일한 표면을 제공하도록 함으로써, 균일한 표면으로 인해 코팅성을 향상시켜 코팅불량율을 저하시키고, 코팅층과 기재의 견고한 결합 유지에 의해 강도저하를 방지하도록 하는 등 천연소재를 이용하여 친환경적인 인공진주를 제조하는 유용한 방법을 제공하는 것이다.

인공진주, 아교, 전처리, 패각류

Description

패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법{Manufacturing Method for Imitation Pearl Coating Product using Shell}

본 발명은 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 패각류와 같은 친환경적 소재를 기재로 인공진주를 제조하되 기재의 표면에 형성된 미세공극을 메우는 전처리 과정을 더 수행하여 코팅층과 기재의 결합력을 증가시키고 코팅표면 또한 균일하게 형성되도록 함과 동시에 제품의 강도를 증가시킨 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법에 관한 것이다.

진주는 목걸이 팔찌 귀걸이등 여성들의 장식용 악세서리로 사용되며, 그 광택의 아름다움으로 보석으로써의 가치를 인정받고 있다. 이런한 진주는 천연진주의 희소성에 의한 고가에 대비하여 큰 지름을 갖도록 인위적으로 제조되는 양식진주가 공급되면서 시장의 기반을 널리 확장하였다.

그러나 상기 양식진주는 인위적으로 생산량을 증가시킬 수 있으나 큰 지름의 진주를 수득하기 위해서는 고도한 기술과 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있고, 대량생산이 어려운 취약점이 있다.

따라서 근래에는 산업발전으로 생산시간을 단축시키면서 진주와 유사한 형태와 빛을 갖는 인공진주를 산업적으로 대량생산하고 있다.

상기 인공진주 제조방법을 개략적으로 설명하면 합성수지제 비드를 기재로 하고, 상기 기재에 진주빛을 발산하는 도료성분을 코팅시켜 제조하고 있다. 예컨대 천연진주와 유사하도록 대한민국 특허공보 제1997-008199호에서는 진주안료를 니트로셀룰로오스 락카에 희석 분산하여 아세톤, 부틸아세테이트, 아밀 아세테이트 등의 용매로 적정점도를 유지하도록 하고, 이를 기재에 도포, 분사 침적 방식에 의해 코팅이 이루어지도록 한다. 상기한 방법에 의해 코팅된 인조진주의 표면에는 셀룰로오스계의 투명락카로 도장한 한 후 비스무트 금속을 진공상태에서 이온으로 증착하여 피막을 형성해 종래보다 향상된 형태의 인공진주를 제공한 바 있다.

또한, 대한민국 특허등록 제0310002호(2001.09.12 등록)에서는 비드형태의 기재를 일정한 간격으로 배열시켜 이를 코팅하는 방법이 제시되고 있다. 상기 코팅은 일측면을 분사에 의한 코팅이 이루어지도록 하고, 타측면은 접착포를 이용하여 코팅된면을 뒤집어서 다시 코팅하는 방법으로 고른 코팅이 이루어지도록 하는 방법을 제안하고 있다.

이와같이 기존의 인조진주를 제조하는 방법은 합성수지제 기재를 이용하여 이에 진주도료를 코팅시키는 과정을 포함하여 구성된다. 상기 기재로 천연재료인 패각류나 무기물류를 이용하지 않는 것은 상기 패각류나 무기물류에는 다수의 이물질이 흡착되어 표면이 고르지 않고, 다공질로 형성됨으로 코팅하는 과정에서 표면에 흡착된 이물질과 다공질기공에서 배출되는 기체에 의해 코팅면이 불규칙해지는 단점이 있으므로, 이를 해소하기 위해 통공이 없고 표면이 매끄러운 합성수지 또는 금속 및 유리제를 사용하여 균일한 표면을 갖는 인공진주를 제조한다.

그러나 상기 합성수지 또는 금속 및 유리제를 기재로한 제조방법에 있어서의 인공진주도 기재와 코팅물질과의 열팽창계수 차이에 의해 코팅면이 분리되어 전체적인 강도가 저하되는 단점이 있다.

따라서, 코팅층과 기재의 견고한 결합이 이루어짐과 동시에 친환경소재의 사용으로 자원을 재활용할 수 있는 인공진주 코팅가공품 제조방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법은,

기재를 세척하는 전처리과정과, 상기 세척된 기재에 유기용매와 혼합한 안료를 코팅하는 코팅과정으로 이루어진 인공진주 코팅가공품 제조방법에 있어서, 상기 기재는 패각류를 사용하고, 전처리과정에는 세척수로 사용되는 순수에 아교를 혼합하여 아교가 기재에 형성된 통공을 메워 표면을 균일하게 한 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 전처리과정은, 중단에 메쉬망이 형성된 세척조에 기재를 투입하는 투입단계와; 상기 세척조에는 기재가 잠기도록 순수를 공급하고 서서히 온도를 상승시켜 가열하는 가열단계와; 상기 가열된 세척조에 고체아교를 혼합 용해시키고, 교반하여 기재 세척과 기재에 형성된 통공에 아교가 침투되도록 하는 제1교반단계와; 상기 교반과정에서 세척조에 고체아교를 더 첨가하여 점성을 높이고, 감온하여 교반이 이루어지도록 하는 제2교반단계와; 상기 교반후 상온으로 냉각되도록 한 후 기재를 꺼내어 건조시키는 건조단계;를 포함하여 이루어진다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법은,

화학소재인 합성수지류의 사용을 최대한 억제하기 위해 천연소재인 패각류를 기재로 사용하고, 상기 패각류가 갖는 문제점인 다공질과 크랙에 의한 표면 균일성의 저하를 해소하기 위해 전처리과정에서 아교를 농도 조절하면서 투입하여 세척과 동시에 다공질의 통공을 서서히 메워 균일한 표면을 제공하도록 함으로써, 균일한 표면으로 인해 코팅성을 향상시켜 코팅불량율을 저하시키고, 코팅층과 기재의 견고한 결합 유지에 의해 강도저하를 방지하도록 하는 등 천연소재를 이용하여 친환경적인 인공진주를 제조하는 유용한 방법을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품의 제조방법은 기재를 세척하는 전처리과정과 전처리된 기재에 안료를 코팅하는 코팅과정으로 이루어진다.

상기 본 발명에 따른 전처리과정은 도 1a 내지 도 2를 참조한 바와같이 먼저 투입단계(S1)가 이루어진다. 상기 단계는 최종적인 코팅과정에서 사용되는 기재(30)를 세척조(10)에 투입하는 단계이며, 투입되는 기재의 재질로는 패각류나 무기질류가 적용될 수 있다. 여기서 상기 기재는 인공진주를 제조하기 위해 원형 형태의 것 또는 조개껍질과 같이 기형의 재료를 사용하여 코팅이 이루어지도록 할 수 있다.

예컨대 도시된 형태의 세척조(10)의 중단에는 메쉬망(20)을 형성하여 세척조의 상하부가 구획되도록 하되 상기 메쉬망(20)은 세척조의 하단에서 상측으로 1/3 지점에 위치하도록 하고, 상기 메쉬망의 상면에 기재(30)가 안치되도록 한다. 따라서, 후술되는 교반과정에서 기재에 흡착된 이물질은 기재에서 분리되어 메쉬망의 통공을 통해 세척조의 저면에 적층되도록 한다.

다음으로 세척조에 기재가 투입되면 가열단계(S2)가 이루어진다. 즉, 기재가 투입된 후 세척조에는 기재가 잠기도록 순수를 공급하고, 열을 가하여 공급된 순수의 온도를 상승시킨다. 여기서 상기 순수의 고온 유지는 후술되는 아교의 용해가 용이하게 이루어지도록 함은 물론 이외에 기재에 묻어있는 유기물질의 용해 또는 탈거가 용이하게 이루어지도록 할 수 있으며, 패각류의 표면부분성분 중 용해성이 높은 물질을 미리 제거시켜 추후 과정에서 용해성 물질의 용출에 의해 코팅성이 저하되는 것을 방지하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 단계는 유기물질의 용해가 용이하게 이루어지도록 95~105℃의 가열온도에서 20~40분간 이루어지도록 한다. 이 때 상기 가열온도는 설정온도 이하일 경우에는 패각류에 포함되어 있는 용해성물질의 추출이 잘 이루어지 않으며, 설정온도 이상일 경우에는 패각류의 재질변화에 따른 강도가 저하 될 수 있으므로, 상기 범위내로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 순수의 온도를 설정온도로 상승시킨 다음공정으로는 제1교반단계(S3)가 이루어진다. 상기 단계에서는 순수에 고체아교를 혼합하여 점성을 띄게하고, 교반기(40)를 이용하여 점성을 띠는 용액을 저속으로 교반시키게 한다. 상기 교반기(40)는 담수되어 있는 기재(30)가 파손되지 않도록 저속으로 교반되며, 교반날개(41)는 고무재질로 형성하여 교반타격에 의한 기재의 파손을 방지하도록 한다. 이러한 교반날개는 담수된 기재에 접하여 기재를 교반시키도록 하거나, 도시된 바와같이 적층된 기재의 상부에 위치하도록 하여 아교가 용해된 점성용액만 교반되도록 할 수 있다.

상기 교반과정에서 점성용액은 기재에 형성된 통공 또는 크랙에 입출이 빈번히 이루어져 점성이 높은 아교성분이 통공을 서서히 메우게 함으로써 표면을 균일하게 한다. 상기 단계에서 투입되는 고체아교는 순수 100중량부에 대해 0.5~3중량부를 혼합한다. 상기 0.5 중량부 이하로 혼합할 경우에는 점성이 낮아 통공을 메우는 시간과 정도가 저하되고, 상기 3중량부 이상으로 혼합될 경우에는 점도가 너무 높아 통공 내부로의 유입성이 저하됨으로 상기 범위내로 혼합사용하여 기재에 형성된 통공이 서서히 메워지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 단계에서는 세척조 내의 혼합물 온도를 85~95℃로 감온시켜 용해된 아교성분이 열에 의해 변질되는 것을 방지하도록 하며, 15~25분간 동안 교반되도록 하여 아교성분이 기재의 통공에 충분히 유입될수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1교반단계가 이루어진 후에는 세척조에 고체아교를 더 첨가하여 교반이 이루어지는 제2교반단계(S4)가 이루어진다. 상기 단계에서는 순수 100중량부에 대해 고체아교 2~5중량부를 더 첨가하여 제1교반단계보다 점성을 더 높이게 함으로써 기재 표면의 균일화가 더욱 촉진되도록 할 수 있다. 상기 단계에서는 혼합용액의 온도를 65~85℃로 더욱 감온시키고 5~15분간 교반이 이루어지도록 한다.

상기한 바와같이 교반이 제1단계와 제2단계로 분리되어 이루어지면서 아교의 혼합량을 달리해 용액의 점성을 달리 형성하는 것은, 초기 기재에 형성된 통공이 기재내측으로 깊숙하게 형성되기 때문에 용액의 점성을 묽게 하여 최대한 내부까지 유통되도록 하여 통공을 내부로부터 메우게 하기 위한 것이며, 미세통공까지 메우게 된 후에는 점성을 높여 비교적 넓은 통공을 메울수 있도록 한 것이다. 또한 온도를 감온하는 것은 용액의 온도를 낮춤으로 용해된 아교성분이 서서히 응집되도록 하여 응고시간을 단축시키기 위한 것이다.

교반이 완료되면 상온까지 냉각이 이루어지도록 하여 기재에 형성된 통공(모공)에 메워진 아교성분이 응고되도록 한다.

아울러 본 발명은 상기 표면의 균일상태에 따라 제1교반단계와 제2교반단계를 다시 수행시키는 반복단계(S6)가 더 이루어지도록 하여 기재 표면의 균일상태를 더 향상되도록 할 수 있다.

상기 교반이 완료되면 아교성분에 의해 표면균일화가 이루어진 기재를 세척조에서 분리하여 건조시키는 건조단계(S5)가 이루어진다. 상기 건조는 내포된 아교성분이 충분히 응고될 수 있도록 20~50℃온도에서 12~36시간동안 이루어지도록 한다. 상기 설정온도 이하에서는 건조시간이 오래소요되며, 설정온도 이상에서는 고열로 인해 아교성분이 변질될 수 있으므로 상기 범위내에서 건조가 이루어지는 것이 바람직하다.

상기한 바와같이 이루어지는 전처리공정에 의해 본 발명의 기재는 세척과 동시에 재질이 갖는 특성인 다공질이 아교성분에 의해 메워짐으로 표면을 균일하게 형성할 수 있다. 아울러 상기 기재에 형성된 다공질의 통공을 아교성분으로 메우게 됨으로써 기재자체의 강도를 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 기재의 표면에 도포된 아교성분은 자체가 접착성분이어서 코팅과정에서 니트로셀룰로이드, 아세톤, 벤젠, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 안료등 유기용매 혼합물에 의해 형성된 코팅층을 기재에 견고하게 접착시킴으로 코팅성을 향상시킨다.

즉, 본 발명에 따른 제조방법은 아교를 이용한 전처리과정에 의해 기재에 형성된 통공을 아교성분으로 충전시켜 최종코팅시 표면을 균일하게 형성되도록 하고, 아교의 접착성분에 의해 코팅층과 기재의 접착이 견고하게 이루어지도록 하여 강도를 증가시키는 등 형태에 한정을 받지 않고 상품성을 향상시킨 인공진주 코팅가공품을 제공할 수 있다.

한편, 상기 서술한 예는, 본 발명을 설명하고자하는 예일 뿐이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가가 본 상세한 설명을 참조하여 부분변경 사용한 것도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

도 1a와 도 1b는 본 발명에 따른 인공진주 코팅가공품의 제조과정을 도시한 흐름도.

도 2는 본 발명의 전처리과정이 이루어지는 세척조를 도시한 개략단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 세척조 20 : 메쉬망

30 : 기재 40 : 교반기

41 : 교반날개

S1 : 기재투입단계 S2 : 가열단계

S3 : 제1교반단계 S4 : 제2교반단계

S5 : 건조단계 S6 : 반복단계

Claims (9)

1. 기재를 세척하는 전처리과정과, 상기 세척된 기재에 유기용매와 혼합한 안료를 코팅하는 코팅과정으로 이루어진 인공진주 코팅가공품 제조방법에 있어서,

   상기 기재는 패각류를 사용하고, 전처리과정에는 세척수로 사용되는 순수에 아교를 혼합하여 아교가 기재에 형성된 통공을 메워 표면을 균일하게 한 것을 특징으로 하는 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 전처리과정은

   중단에 메쉬망(20)이 형성된 세척조(10)에 기재(30)를 투입하는 투입단계(S1)와;

   상기 세척조에는 기재가 잠기도록 순수를 공급하고 서서히 온도를 상승시켜 가열하는 가열단계(S2)와;

   상기 가열된 세척조에 고체아교를 혼합 용해시키고, 교반하여 기재 세척과 기재에 형성된 통공에 아교가 침투되도록 하는 제1교반단계(S3)와;

   상기 교반과정에서 세척조에 고체아교를 더 첨가하여 점성을 높이고, 감온하여 교반이 이루어지도록 하는 제2교반단계(S4)와;

   상기 교반후 상온으로 냉각되도록 한 후 기재를 꺼내어 건조시키는 건조단계(S5);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2교반단계 다음으로는 제1, 2 교반단계를 재수행하도록 하는 반복단계(S6)가 더 이루어짐을 특징으로 하는 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 가열단계(S2)에서는 95~105℃의 가열온도로 20~40분간 이루어짐을 특징으로 하는 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제1교반단계(S3)에는 순수 100중량부에 대해 고체아교 0.5~3중량부를 혼합하고, 85~95℃로 감온하여 15~25분간 교반이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2교반단계(S4)에는 순수 100중량부에 대해 고체아교 2~5중량부를 혼합하고, 65~85℃로 감온하여 5~15분간 교반이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 건조단계(S5)에서의 건조는 20~50℃온도에서 12~36시간동안 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 패각류를 이용한 인공진주 코팅가공품 제조방법.
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