KR101073458B1 - 자성체 코어셀 제조방법 - Google Patents

자성체 코어셀 제조방법 Download PDF

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Abstract

자성체 코어셀 제조방법이 개시된다. (a) 고분자, 자성체 및 큐어링 에이전트를 포함하는 친유성 액상을 교반기에 주입하는 단계; (b) 액상의 친수성 안료액를 상기 교반기에 주입하는 단계; (c) 상기 교반기를 작동하여, 강하게 교반함으로써 상기 친수성 안료액의 일부분이 구형태의 친유성 액상이 감싸는 에멀젼 상태를 만드는 단계;(d) 상기 친유성 액상을 큐어링하여, 코어셀을 제조하는 단계를 포함하는 자성체 코어셀 제조방법이 제공된다.

Description

자성체 코어셀 제조방법{manufacturing method of core cell having magnet}
본 발명은 자성체 코어셀 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자성체가 코어셀에 함유되어 있고, 코어셀 내부에는 시온안료나 색상안료가 저장되어 있어 주방용기의 코팅에 사용될 수 있는 자성체 코어셀 제조방법에 관한 것이다.
주방용기는 조리도구이나, 주방에서는 일종의 인테리어 역할도 한다. 따라서, 기능뿐만 아니라 미적 외관도 소비자의 중요한 구매 포인트이다.
한편, 자석과 자성체를 이용하여 다양한 형태의 무늬를 주방용기에 코팅하려는 시도가 늘고 있다. 자성체를 이용한 주방용기 코팅방법은 자석을 주방용기의 하부에 위치시키고, 그 위에 자성체가 함유된 코팅액을 도포함으로써, 자성체가 자력이 강한 지역에 응집되는 현상을 이용한다. 이때, 자성체의 분포도에 따라서 상대적으로 자성체가 얕게 도포된 주방용기의 바닥면이 외부로 드러나면서 다양한 무늬가 형성되었다.
그러나 이러한 종래의 자성체를 이용한 주방용기 코팅방법은, 특정한 색상을 표현하기 위하여 주방용기 바닥면 전체에 특정 색상을 우선적으로 코팅해야 하는 단계를 거쳐야 했다. 따라서, 상대적으로 가격이 비싼 안료를 이용하는 것은 제조단가 상승으로 이어졌다.
또한, 종래의 자성체의 색은 몇 가지 없어서, 복잡하고 다양한 색상을 구현하기 어려웠다.
본 발명은 자성체가 함유된 코어셀 벽체를 완성하고, 그 내부에 다양한 색상안료를 내장시키는 자성체 코어셀 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 코어셀 내부에 시온안료를 내장하는 자성체 코어셀 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
(a) 고분자, 자성체 및 큐어링 에이전트를 포함하는 친유성 액상을 교반기에 주입하는 단계;
(b) 액상의 친수성 안료액를 상기 교반기에 주입하는 단계;
(c) 상기 교반기를 작동하여, 강하게 교반함으로써 상기 친수성 안료액의 일부분이 구형태의 친유성 액상이 감싸는 에멀젼 상태를 만드는 단계;
(d) 상기 친유성 액상을 큐어링하여, 코어셀을 제조하는 단계를 포함하는 자성체 코어셀 제조방법.
또한, 상기 (d) 단계 이후에,
(e) 여과공정을 거쳐, 상기 코어셀을 분리하는 단계;
(f) 상기 코어셀을 건조하는 단계;
(g) 상기 코어셀 각각을 분리하는 단계를 더 포함하는 자성체 코어셀 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 친수성 안료액는 시온안료일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 자성체가 함유된 코어셀 벽체를 완성하고, 그 내부에 다양한 색상안료를 내장시키는 자성체 코어셀 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 코어셀 내부에 시온안료를 내장하는 자성체 코어셀 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 자성체 코어셀 제조방법의 순서도.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 코어셀 제조 공정도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 자성체 코어셀 제조방법의 순서도이며, 도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성체 코어셀 제조 공정도이다.
S11은 고분자, 자성체 및 큐어링 에이젼트를 포함하는 친유성 액상을 교반기에 주입하는 단계이다. 고분자는 큐어링 과정을 거쳐, 투명하고 딱딱한 중합체로 변하는 것이라면 어떤 것을 사용해도 무방하다. 통상 고분자는 모너머(monomer) 상태의 것을 사용하는 것이 좋다. 본 실시예는 고분자로서 디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드, 아크릴 아미드 공중합체(Ciba Salcare Super 7), 멜라민 포름알데히드 수지를 사용한다.
자성체는 자철광이나 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금일 수 있다.
친유성 액상에서 자성체의 비율이 높아지면, 추후 코어셀이 외부의 자력에 민감하게 반응하여, 이동이 용이한 장점이 있는 반면, 내부의 안료가 자성체에 의해 가려져, 선명하지 못한 단점이 있다.
친유성 액상에서 고분자의 비율이 높아지면, 투과율이 좋아 코어셀 내부의 안료가 선명하게 외부로 보여질 수 있어 좋은 반면, 자성체의 비율이 낮아 자력에 반응성이 떨어지는 단점이 있다.
큐어링 에이젼트는, 모너머 상태의 고분자를 중합하는 개시제 역할을 하며, UV,EB, 열 등에 의해서 선택적으로 반응할 수 있다.
S12는 친수성 안료액를 상기 교반기에 주입하는 단계이다. 친수성 안료액은 시안안료를 사용할 수도 있다. 친수성 안료액(13)을 교반기(11)에 주입할 경우, 극성 차이에 의해 친유성 액상(12)과 상분리가 일어난다. 친유성 액상(12)이 친수성 안료액(13)의 상부에 위치한다.
S11과 S12는 순서를 달리해도 무방하다. 또한, S13의 교반공정이 이루어짐과 동시에 S11, S12의 단계가 이루어질 수 있다.
S13은 상기 교반기를 작동하여, 강하게 교반함으로써 상기 친수성 안료액의 일부분이 구형태의 친유성 액상이 감싸는 에멀젼 상태를 만드는 단계이다. 강교반을 통하여 도 4와 같이 워터-인-오일 상태의 에멀젼을 만든다.
S14는 상기 교반기 내부의 상기 친유성 액상을 큐어링하여, 코어셀을 제조하는 단계이다. 에멀젼 상태에서 벽체를 이룬 친유성 액상(12)은 큐어링 단계를 거쳐, 중합반응이 일어나고, 폴리머로 변하고, 고체 상태의 구형의 벽체가 되어 코어셀(15)이 완성된다. 한편, 코어셀(15)의 내부에는 친수성 안료액(131)이 액체 상태로 갇혀 있게 된다.
S15는 여과공정을 거쳐, 상기 코어셀을 분리하는 단계이다. 벽면이 고체 상태의 코어셀(15)과 친수성 안료액(13)을 메쉬(14)로 걸러냄으로써, 쉽게 여과가 이루어진다. 코어셀(15)의 크기보다 작은 눈을 가진 메쉬(14)를 선택적으로 활용할 수 있다.
S16은 코어셀을 건조하는 단계이다. 여과공정을 거치더라도, 코어셀(15)의 표면에는 액체 상태의 친수성 안료액(131)이 묻어 있다. 건조공정을 거쳐, 코어셀(15) 표면을 건조시킨다.
S17 상기 코어셀 각각을 분리하는 단계이다. 건조공정을 거치면, 코어셀(15)들은 표면이 붙어 있다. 코어셀(15) 자체는 부서지지 않으면서, 적절한 압력과 마찰로 각각의 코어셀(15)을 분리한다.
이상의 공정을 거쳐, 도 6의 코어셀(15)이 완성된다. 코어셀의 벽체(151)는 고분자 수지(1511)와 자성체(1512)로 이루어져, 그 형태를 유지한다. 코어셀(15)의 내부는 친수성 안료액(131)이 내장되어 있다. 코어셀 벽체(151)는 투명하기 때문에 친수성 안료액(131)을 관찰할 수 있다.
S11에서 S17은 본 실시예의 자성체 코어셀의 제조방법의 보편적은 프로세스를 기술하였다. 이하에서는 구체적인 제조 방법을 설명한다.
- 제조 방법 -
디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드 및 아크릴아미드 공중합체(Ciba Salcare Super 7) 300g,탄화수소 용매 40Og 및 20% 양친매성 중합성 안정화제 8Og, 자철광 분말 10g을 포함하는 친유성 액상을 제조하였다. (S11 단계에 해당)
물 8Og에 카본 블랙 분말 2g을 혼합한 친수성 안료액를 10% 황산으로 pH 2.0이 되도록 조정하였다.(S12에 해당)
상기 친유성 액상과 친수성 안료액 혼합하고 전단 실버선 믹서(high shear Silverson mixer)를 이용하여, 강교반 하였다.(S13단계) 그 결과 워터-인 오일 에멀젼 상태가 되었다. 이후, 에멀젼의 온도가 30℃ 이하가 되도록 유지하면서 20분 동안 균질화시켰다. 수득한 에멀젼은 4미크론의 평균 입경을 갖는 수성 입자를 함유한다. 이 크기는 심퍼테크 입자 분석기(Sympatec particle analyser)(R1lens/Quixcell/Water carrierphase)에 의해 측정하였다.
이어서, 상기 워터-인-오일 에멀젼을 수조 내에 침전된 700ml 반응 플라스크에 옮겨 담았다. 이어서, 상기 에멀젼을 기계적 교반 하에 80℃로 가열하고 이 온도에서 추가로 4시간 유지하였다. 이러한 가열 온도는 아미노 플라스트 중축합 반응에 의해 마이크로 코어셀(캡슐)을 생성하게 한다. (S14 단계에 해당)
이어서, 탄화수소 용매내에 형성된 마이크로 코어셀 슬러리를 마이크로 코어셀로부터 물을 제거하기 위해 감압 증류하였다. 증류 이후에, 탄화수소 용매 내의 건조된 마이크로 캡슐 슬러리를 용매를 제거하기 위해 여과하고 마이크로 코어셀을 건조하여 건조된 생성물을 수득하였다.(S15 및 S16 단계에 해당)
수득한 4-미크론 크기의 마이크로 캡슐은 내부 코어 내에 카본 블랙 안료가 내장되고, 코어셀 벽체는 고분자 수지와 자성체로 이루어진 캡슐형태가 된다.
이상의 코어셀은 벽체에 자성체를 함유하고 있어, 자력이 있을 경우 그 방향으로 이동한다. 아울러, 내부에는 색상을 띄고 있다. 안료의 선택에 따라 색상은 다양하게 변한다. 이상의 코어셀은 주방용기 코팅에 사용될 수 있다.
예를 들어, 자석이 결합된 지그 위에, 후라이팬을 올려놓고, 본 실시예를 통해서 만들어진 코어셀을 뿌리면, 자력이 강한 후라이팬 표면에 코어셀이 응집된다. 이후, 코팅액을 도포하고 소성하면, 코어셀은 고정된다.
후라이팬 밑에 자적을 어떻게 배치하느냐에 따라 다양한 모양의 패턴이 그려질 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며, 이로써 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 실시예를 바탕으로 균등한 범위까지 당업자가 변형 및 추가하는 범위도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
교반기(11) 친유성 액상(12)
친수성 안료액(13) 메쉬(14)
코어셀(15)

Claims (3)

  1. (a) 고분자, 자성체 및 큐어링 에이전트를 포함하는 친유성 액상을 교반기에 주입하는 단계;
    (b) 액상의 친수성 안료액를 상기 교반기에 주입하는 단계;
    (c) 상기 교반기를 작동하여, 강하게 교반함으로써 상기 친수성 안료액의 일부분이 구형태의 친유성 액상이 감싸는 에멀젼 상태를 만드는 단계;
    (d) 상기 친유성 액상을 큐어링하여, 코어셀을 제조하는 단계를 포함하는 자성체 코어셀 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (d)공정 이후에,
    (e) 여과공정을 거쳐, 상기 코어셀을 분리하는 단계;
    (f) 상기 코어셀을 건조하는 단계;
    (g) 상기 코어셀 각각을 분리하는 단계를 더 포함하는 자성체 코어셀 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 친수성 안료액는 시온안료인 것을 특징으로 하는 자성체 코어셀 제조방법.
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