KR101159812B1 - 실온 변화에 변색하는 가구용 몰딩재와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시온안료에 시광안료층을 첨가하여 주광이나 실내 조명에서도 양호한 시인성을 갖도록 함과 동시에 혼용되는 시온안료가 자외선에 손상되지 않게 한 구조로 되어 있는 실온 변화에 변색하는 가구용 몰딩재와 그 제조방법을 제공하는 것이며, 이에 따라 본 발명은 기재(2)와, 이 기재(2)의 상면으로 도포되고 현재의 실온이 정해진 온도범위를 벗어났음을 표시하는 색상을 갖춘 바탕색층(4)과, 실온에 감응하여 변색하는 시온안료와 통상의 일반 도료를 혼합하여 도포 형성되는 감온 변색층(6)과, 상기 감온 변색층(6)의 상면으로 도포되어서 시온안료를 자외선으로부터 보호하는 자외선 차단층(8)과, 시광색소와 바인더를 포함하고 상기 자외선 차단층(8)의 상면으로 도포되는 감광 변색층(10), 및 상기 감광 변색층(10)의 상면으로 도포되는 투명 보호층(12)이 순차 적층 된 층 구조를 제공하고, 이와 같은 구조의 가구용 몰딩재는 ABS수지, 폴리카보네이트수지, 염화비닐수지, 아크릴수지 중에서 선택한 기재(2)의 상면으로 바탕색층(4)을 5㎛ 두께로 스프레이 도포하고 건조시키는 단계; 마이크로 캡슐 타입의 시온안료를 아크릴계 도료에 2:1의 배합비로 첨가하고 믹싱한 것을 상기 건조된 기재(2)의 바탕색층(4) 상면으로 전사 도포하여 두께 7㎛의 감온 변색층(6)을 적층 형성하는 단계; 상기 감온 변색층(6)의 상면으로 자외선 차단층(8)을 적층 형성하고 건조시키는 단계; 마이크로 캡슐 타입의 시광색소를 투명 바인더와 혼합한 것을 상기 자외선 차단층(8)의 상면에서 일정 속도로 회전하는 망목 스크린을 통해 스프레이 하되, 상기 망목 스크린의 회전속도를 제어하여 상기 감온 변색층(6)의 면적 대비 15% 범위로 분산 도포하고 건조시켜서 감광 변색층(10)을 적층 형성하는 단계; 상기 감광 변색층(10)의 상면으로 아크릴계 투명 바인더를 3㎛의 두께로 도포 적층하고 건조한 다음 절단하는 단계를 거쳐 제조할 수 있다.

Description

실온 변화에 변색하는 가구용 몰딩재와 그 제조방법 {molding for furniture changing color according to room temperature variation and method manufacturing the same}

본 발명은 책상이나 식탁, 서랍장 등의 상판 테두리를 미려하고 깨끗하게 마감 처리하기 위한 가구용 몰딩재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내의 온도변화에 따라 색상이 변하는 특징을 갖춘 실온 변화에 변색하는 가구용 몰딩재와 그 제조방법에 관한 것이다.

목재, 철재 또는 합성수지 등을 주재료로 만들어지는 책상이나 식탁, 서랍장과 같은 가구류에서 상판의 테두리는 외관적 이질감은 물론, 외부 물체와의 충돌에 쉽게 파손되는 취약부로 되기 때문에 파손방지와 외관 정돈을 위한 몰딩재가 부착되어야 한다.

책상을 예로 들어 종래에 공지된 몰딩재를 설명하면, 이 종류 몰딩재는 합성수지를 압출 성형한 제품이 주로 사용되고 있고, 이것은 유연성이 있고 표면에 2종 이상의 색상으로 스트라이프 문양이나 무늬 등을 인쇄하기도 용이한 장점이 있다.

다른 예로서, 다음 특허문헌 1의 “책상 상판의 테두리 마감재”가 개시하고 있는 바와 같이, 상판의 측면 테두리에 맞붙는 면으로 결합돌조를 일체로 형성하고 이것을 미리 상판에 마련한 결합용 홈으로 끼워 부착할 수 있게 함으로써 장착의 편리성을 추구한다거나, 다음 특허문헌 2의 “책상 상판용 테두리 마감부재”에 개시된 바와 같이, 상판의 테두리에 나사로 부착 고정되는 몰딩부재의 바깥면으로 덮개를 끼워 붙여 미장 처리하는 구조로서 조립의 용이화 등을 목적으로 하는 몰딩재도 제안되어 있다.

이와 같은 종류의 몰딩재를 구성하는 소재(素材)는 일반적으로 압출이나 사출공정을 통해 제조되고 있고, 얻어진 소재의 상면에는 소정 문양이 전사되기도 한다.

상술한 몰딩재를 갖춘 가구류는 실내에서 사용되는 소품이므로 무엇보다 디자인을 중시하는 품목이지만 다른 기능적 요소를 부여하여 사용상의 편리함을 갖추게 하는 것도 고려해 볼 수 있다.

예를 들자면, 가구류에 현재의 실내 냉 난방온도를 표시함으로써 과도한 에너지 소모를 체크 할 수 있게 하는 것도 바람직한 기능의 추가로 될 것이다.

그런데, 실내의 냉난방 수준을 체크 하려면 실온 측정을 해야 하고 이를 위하여 가구류에 온도계를 따로 비치해야 하지만, 이 방식은 새로운 수단의 추가로 인하여 원가 상승의 요인으로 될 수 있다.

최선의 방법은 가구류가 필수적으로 갖추어야 하는 부재에 실내온도 표시기능을 부여하여 별도의 부품을 추가하지 않고도 실내온도를 표시할 수 있게 하는 것이다.

이러한 기능을 만족하는 물질로서 시온안료(示溫顔料)가 공지되어 있다.

시온안료는 온도에 따라 색깔이 변하는 안료로서 온도가 상승하면 색깔이 없어져 투명으로 되고 온도가 다시 내려가면 원래의 색상으로 돌아오는 특성을 가진 물질로서 다음 특허 문헌 3~6으로 공지된 바와 같이, 안경테, 필름, 직물, 바닥재 등에 적용하기 위ㅏ한 시도가 행해지고 있다.

한편, 현재 시판되고 있는 시온안료는 9가지 표준 칼라로서 다음 표1과 같다.

색상	온도 구분(℃)
BLACK	-	-	15	-	-	25	28	31	33	35	37	45	50
DEEP BLUE	0	10	15	18	22	25	28	31	34	38	43	45	65
SKY BLUE	5	10	12	15	-	-	-	31	-	-	-	-	-
GREEN	-	-	12	18	22	-	-	31	-	-	-	45	50
MAGENTA	-	-	15	-	22	25	28	31	-	-	-	-	-
ORENGE	-	-	12	18	22	25	-	31	-	-	-	45	-
RED	-	12	15	18	22	25	-	31	-	35	40	45	65
ROSE RED	-	-	-	-	22	-	-	31	-	-	43	-	65
YELLOW	-	10	15	-	22	25	27	31	-	-	-	45	65

상기 표1로 나타낸 시온안료를 2종 이상 조합하거나 또는 1종의 시온안료에 1종의 일반안료를 조합하는 방식으로 소망하는 칼라를 나타내고 있으며, 예로서 일정 온도범위에서는 일반안료와 시온안료가 혼합된 색상을 나타내다가 온도가 올라가면 시온안료가 투명하게 되면서 일반안료의 색깔만 나타나게 할 수 있다.

다른 예로서 일반안료를 바탕색으로 도포하고 그 위로 시온안료를 도포한 층 구조로도 실시할 수 있으며, 이 경우에 바탕색이 진하고 시온안료가 밝으면 은폐력이 저하되기 때문에 통상은 바탕색을 확실히 감추기 위하여 시온안료를 블랙 또는 다크 블루 중에서 선택하고 있으며, 예로서 바탕색을 적색 일반안료로 칠하고 그 위로 다크 블루의 시온안료를 도포하면 실온에선 다크 블루로 표시되지만 온도가 상승하여 시온안료가 투명해짐에 따라 적색 바탕이 나타나게 되는 이중 색상 효과를 얻게 된다.

한국 등록실용신안 제20-0215240호 한국 등록실용신안 제20-0419264호 한국 등록특허 제10-0182762호 한국 공개특허 제10-2006-0026631호 한국 공개특허 제10-2006-0026632호 한국 공개특허 제10-2010-0061944호

본 발명자는 상술한 시온안료의 특성을 가구류에 접목시켜서 실내온도가 권장온도를 초과하였을 때 이를 색상변화로 표시되게 하는 방안을 강구하고자, 18℃의 온도특성을 갖는 시온안료와 22℃의 온도특성을 갖는 시온안료를 1:1로 혼합한 것을 합성수지로 된 소재의 표면에 전사하고 자외선 차단층으로 코팅한 구성의 가구용 몰딩재를 제안한 바 있다.

그런데 일반적으로 가구는 실내에 비치하여 사용하는 것이므로 시온안료를 가구용 몰딩재에 적용한 경우, 창유리를 통한 주광이나 실내 조명 빛의 영향으로 몰딩재에서 발현되는 시온안료의 색상이 탁하게 보이거나 선명치 않게 보이는 사례가 발견되었다.

이와 같은 문제는 표시되는 색상의 명도를 높여 밝게 발현되도록 하는 것으로 달성할 수 있으며, 이 경우 특허문헌 3에 소개된 시광안료는 시온안료에 비해 더 높은 명도를 갖추고 있어서 시온안료의 낮은 명도를 보상할 수 있을 것으로 기대된다.

그러나, 시광안료는 자외선에 노출되어야 변색을 일으키는 것인데 반해, 시온안료는 자외선에 노출되면 수명이 단축되는 특성이 있으므로 이들을 단순하게 혼합하여 사용할 수는 없다.

그러므로 본 발명의 목적은 시온안료에 시광안료층을 첨가하여 주광이나 실내 조명에서도 양호한 시인성을 갖도록 함과 동시에 혼용되는 시온안료가 자외선에 노출되지 않게 한 구조로 되어 있는 실온 변화에 변색하는 가구용 몰딩재와 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 상술한 목적을 구현하기 위하여, 기재의 상면에 도료가 인쇄된 구성으로 되는 가구용 몰딩재로서, 기재와, 현재의 실온이 정해진 온도범위를 벗어났음을 표시하는 색상으로 상기 기재의 상면에 도포되는 바탕색층과, 실온에 감응하여 변색하는 시온안료와 통상의 일반 도료를 혼합하여 도포 형성되는 감온 변색층과, 시온안료를 자외선으로부터 보호하기 위하여 상기 감온 변색층의 상면으로 도포되는 자외선 차단층과, 이 자외선 차단층의 상면으로 도포되고 시광색소를 함유하는 감광 변색층, 그리고 감광 변색층의 상면으로 도포되는 투명 보호층에 의한 층 구조를 구비한다.

본 발명에 있어서, 상기 기재는 ABS수지, 폴리카보네이트수지, 염화비닐수지, 아크릴수지 중에서 선택된 1종을 채용한다.

본 발명에 있어서, 상기 감온 변색층은 시온안료와 이것과 혼합되는 일반 도료를 같은 색상으로 설정한다.

상기 감온 변색층은 시온안료와 일반 도료를 2:1로 배합하여 되는 것이다.

상기 자외선 차단층은 산화아연과 티타늄다이옥사이드 분말 혼합체를 유기용제와 배합하여 형성할 수 있다.

상기 감광 변색층은 아크릴 수지계 투명 바인더와 시광색소를 1:1의 배합비로 혼합하여 얻을 수 있다.

또, 감광 변색층은 상기 감온 변색층의 면적 대비 10~15% 범위로 분산 도포한다.

상기 감광 변색층의 시광색소와 상기 바탕색층은 같은 색상으로 설정한다.

그리고 상기 감온 변색층의 시온안료는 마이크로 캡슐 타입을 채용한다.

상술한 구성의 본 발명에 관련된 가구용 몰딩재는 기재의 상면으로 바탕색층을 스프레이 도포하고 건조시키고, 이와는 별도로 마이크로 캡슐 타입의 시온안료를 아크릴계 도료에 2:1의 배합비로 첨가하고 믹싱한 것을 상기 건조된 기재의 바탕색층 상면으로 전사 도포하여 감온 변색층을 적층하여 건조시킨 다음, 그 위로 자외선 차단층을 적층 형성하고 건조시키고, 이와는 별도로 마이크로 캡슐 타입의 시광색소를 투명 바인더와 혼합한 것을 상기 자외선 차단층의 상면에서 일정 속도로 회전하는 망목 스크린을 통해 스프레이 하면서 상기 망목 스크린의 회전속도를 제어하여 상기 감온 변색층의 면적 대비 15% 범위로 되도록 분산 도포하고 건조시켜서 감광 변색층을 적층 형성하고 건조시킨 다음, 상기 감광 변색층의 상면으로 아크릴계 투명 바인더를 도포 적층하고 건조시키고 소정 폭으로 절단하는 공정을 통하여 얻을 수 있다.

상술한 본 발명에 관련된 가구용 몰딩재는 감온 변색층이 실온에 감응하여 변색되는 것으로 현재의 실온이 정해진 범위, 예를 들면 과도냉방상태 또는 과도난방상태를 표시하여 실내에 있는 사람에게 에너지 과소비상태를 나타내는 효과를 갖추고 있다.

게다가 본 발명에 관련된 가구용 몰딩재는 감광 변색층을 포함하고 있음에 따라 실내로 주광이 깃들거나 조명등 분위기인 경우에는 주광 또는 조명등에서 조사되는 자외선에 감광 변색층의 시광색소가 여기되면서 변색하는 것이므로 어떠한 상태에서도 가구용 몰딩재의 변화된 색상이 높은 명도로 선명하게 표출되는 것이므로 시인성이 양호하여 제품 품질의 향상 효과도 갖추고 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 가구용 몰딩재의 구성을 나타내는 단층도.

이하 본 발명에 관련된 가구용 몰딩재와 그 제조방법을 바람직한 실시 예로서 상세히 설명한다.

본 발명에 관련된 가구용 몰딩재는 도 1에 도시한 바와 같은 층 구조를 갖추고 있다.

최하층에 위치하는 기재(2)는 도료의 부착성을 감안하여 ABS수지, 폴리카보네이트수지, 염화비닐수지, 아크릴수지와 같은 비폴리올레핀계의 수지 중에서 선택 사용할 수 있다.

기재(2)의 상면에는 바탕색층(4)이 도포 된다. 바탕색층(4)은 현재의 실온이 정해진 온도범위를 벗어났을 때에 외부로 표출되는 색상이 되는 것이다.

바탕색층(4)의 상면에는 감온 변색층(6)이 도포 적층 된다.

본 발명에서 감온 변색층(6)은 시온안료와 일반 도료를 같은 색상으로 혼합한 것을 사용한다. 적용 가능한 일반 도료로는 아크릴 수지 고형분과 멜라민 수지 고형분, 가열건조형 블록화 이소시아네이트 수지 고형분, 그리고 실란계 수지를 예로 들 수 있다. 또 선택된 도료를 용제에 녹여 전사할 때 소량의 전색제를 첨가하면 도포가 쉽게 된다.

상기 감온 변색층(6)에 첨가되는 시온안료는 마이크로 캡슐 타입으로서 상기 표 1로 나타낸 바와 같이, 실내 온도에 따라 변색을 일으키는 시온안료 중에서 소정의 실온 표시에 근접한 특성을 갖는 1종을 선택하여 사용한다. 이 경우에 시온안료의 명도가 도료의 색상에 비해 상당히 낮게 나타나므로 파장이 짧은 적색, 주황, 노랑 계통의 색상을 선택하는 것이 바람직하고, 특히 시온안료와 일반 도료의 혼합비를 2:1로 하면 일반도료에 버금가는 명도로 색상 표시하게 된다.

상기 감온 변색층(6)의 상면에는 자외선 차단층(8)이 적층 된다.

자외선 차단층(8)은 감온 변색층(6)에 함유되는 시온안료가 자외선에 노출되는 것을 방지하는 투명층이며, 이것은 산화아연과 티타늄다이옥사이드 분말 혼합체를 톨루엔이나 크실렌과 같은 유기용제로 섞어서 전사 도포 혹은 나이프 커팅 도포방식에 의해 일정 막 두께로 형성되는 것이다.

상기 자외선 차단층(8)의 상면에는 감광 변색층(10)이 적층 된다. 감광 변색층(10)은 아크릴 수지계 투명 바인더와 시광색소를 1:1로 혼합한 것을 도포하여 형성되는 층이며, 이 감광 변색층(10)은 감온 변색층(4)의 면적 대비 10~15% 범위로 되게 조절하여 적층 된다.

감광 변색층(10)의 상면은 투명 보호층(12)으로 도포 보호된다. 투명 보호층(12)은 투명하면서 시광색소나 이것과 배합되는 바인더와 화학적으로 반응하지 않는 것이라면 어느 종류라도 채용할 수 있으나, 바람직하게는 감광 변색층(10)에 혼합되는 바인더와 같은 종류를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 적용 가능한 시광색소로는 국내의 산학연구개발업체 나노아이엔씨(ninc.co.kr)에서 생산 시판하고 있는 마이크로 캡슐 타입의 시광색소를 예로 들 수 있으며, 이 시광색소는 자외선이 없는 분위기에서는 백색으로 표시되고 자외선에 여기(勵起) 되면 색이 변하는 특성이 있으며, 표출 가능한 색상은 적색, 황색, 청색, 보라색이 있다.

본 발명에서, 감광 변색층(10)의 시광색소와 상기 바탕색층(4)의 색상은 같은 계통으로 일치시켜 놓아야 한다.

더 구체적인 예로 설명하면, 바탕색층(4)을 적색으로 지정하였을 때, 실온 표시층(6)에 함유된 시온안료는 백색 등의 전혀 다른 색상으로 도포하고, 또 감광 변색층(10)을 상기 바탕색층(4)과 같은 적색으로 선택하였을 때, 실온이 정해진 온도 범위에 있을 때는 감온 변색층(6)의 시온안료가 그대로 백색을 표출하고 있게 되고, 이때, 시광안료층(10)이 자외선에 여기 되지 않은 상태일 때는 같은 백색을 표출하고 있게 되므로 몰딩재 전체는 백색을 띄고 있게 된다.

이 상태에서 감광 변색층(10)의 시광색소가 자외선에 여기되면 적색으로 색 변환하게 되지만, 그 도포 밀집도가 극히 낮기 때문에 외부로 표시되는 색상은 엷은 적색기를 갖는 백색으로 표시될 뿐이다.

그런데 실온이 정해진 범위를 벗어나면 감온 변색층(6)의 시온안료가 투명하게 변색되고, 이에 따라 투명한 시온안료를 통하여 바탕색층(4)의 적색이 외부로 표출되면서 현재 실온이 정해진 범위를 벗어나 있음을 알려주게 된다.

이 경우 실내로 주광이 깃들고 있는 상태이거나 조명등 아래에 놓인 상태라면 상기 바탕색층(4)의 표시 색상만으로는 시인성이 극히 낮게 나타나지만, 본 발명에 관련된 가구용 몰딩재는 감광 변색층(10)의 시광색소가 주광이나 조명등(특히 형광등이나 수은등)에서 조사되는 자외선을 받으면 여기되면서 색 변환을 일으키게 되고, 이때 변환되는 색상은 바탕색층(4)과 같은 색상이면서 명도가 높은 특성이 있음에 따라 외부로 표출되는 색상의 시인성이 양호하게 개선된 선명한 표시로 되는 것이다.

이상 설명한 본 발명에 관련된 가구용 몰딩재는 바탕색층(4)과 감광 변색층(10)을 적색, 청색, 황색, 보라색 중에서 선택할 수 있고, 이에 대하여 감온 변색층(6)은 보색 관계를 갖는 색상으로 선택 실시하는 것이 좋다.

다음에는 본 발명의 가구용 몰딩재를 제조하는 방법에 관하여 설명한다.

ABS수지로 된 폭 90cm의 기재(2)를 준비하고, 그 상면에 일반 도료로 되는 바탕색층(4)을 5㎛ 두께로 스프레이 도포한 다음 150℃ 분위기에서 15분간 방치하여 건조시킨다.

한편, 감온 변색층(6)을 얻기 위하여 마이크로 캡슐 타입의 시온안료를 아크릴계 도료에 2:1의 배합비로 첨가하고 골고루 섞이도록 통상의 믹서기로 혼합한 것을 상기 건조된 기재(2)의 바탕색층(4) 상면으로 전사 도포하여 두께 7㎛의 감온 변색층(6)을 적층 형성하고 통상의 방식에 따라 건조시켰다.

다음에 상기 감온 변색층(6)에 함유된 시온안료가 자외선의 영향을 받지 않도록 감온 변색층(6)의 상면으로 자외선 차단층(8)을 적층 형성하고 통상의 방식대로 건조시켰다.

상기와는 별도로 마이크로 캡슐 타입의 시광색소를 투명 바인더와 혼합한 것을 상기 자외선 차단층(8)의 상면으로 도포하되 상기 감온 변색층(6)에 대하여 면적비 15% 범위로 되도록 조절하면서 분산 도포하여 감광 변색층(10)을 적층 하였다.

여기서 투명 바인더는 아크릴 수지계를 채용하였고 도포는 상기 자외선 차단층(8)의 상면에서 일정 속도로 회전하는 망목 스크린을 통해 스프레이 하는 방식으로 하여 상기 망목 스크린의 회전속도를 제어하는 방식을 통해 면적 대비 15%의 희박한 분포 밀도로 적층 되도록 조절할 수 있었으며, 도포가 끝난 후에 다시 통상의 방식에 따라 건조시켜 형성된 층 구조의 안정화를 도모하였다.

마지막으로 감광 변색층(10)의 상면으로 아크릴계 투명 바인더를 3㎛의 두께로 되게 도포 적층하고 건조시킨 후에 폭 40㎜로 절단하여 소망하는 가구용 몰딩재를 얻었다.

기재(2)를 비폴리올레핀계 수지 중에서 선택한 1종으로 하고, 감광 변색층(10)의 도포 면적을 감온 변색층(4)의 면적 대비 10% 범위로 되게 조절한 것 이외에는 상기 실시 예 1과 동일하게 하여 소망하는 가구용 몰딩재를 얻었다.

이상의 실시 예 1 및 2에서 얻어진 가구용 몰딩재는 창을 통해 주광이 깃들거나 조명등이 켜진 실내에서도 양호한 시인성으로 실온 변화를 표시하는 효과를 갖추고 있다.

Claims (10)

1. ABS수지, 폴리카보네이트수지, 염화비닐수지, 아크릴수지 중에서 선택된 1종으로 형성되는 기재(2)와;
   기재(2)의 상면으로 도포되고 현재의 실온이 정해진 온도범위를 벗어났음을 표시하는 색상을 갖춘 바탕색층(4)과;
   실온에 감응하여 변색하는 시온안료와 통상의 일반 도료를 2:1의 비율로 배합한 것으로 도포 형성되는 감온 변색층(6)과;
   시온안료를 자외선으로부터 보호하기 위하여 산화아연과 티타늄다이옥사이드 분말 혼합체를 유기용제와 배합한 것을 상기 감온 변색층(6)의 상면에 도포하여 형성되는 자외선 차단층(8)과;
   아크릴 수지계 투명 바인더와 시광색소를 1:1의 배합비로 혼합한 것을 상기 자외선 차단층(8)의 상면에서 상기 감온 변색층(4)의 면적 대비 10~15% 범위로 분산 도포하여 형성되는 감광 변색층(10); 및
   상기 감광 변색층(10)의 상면으로 도포되는 투명 보호층(12)이 순차 적층 된 층구조로 이루어진 가구용 몰딩재.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 감온 변색층(6)은 같은 색상의 시온안료와 일반 도료를 혼합한 것으로 구성됨을 특징으로 하는 가구용 몰딩재.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 감광 변색층(10)의 시광색소와 상기 바탕색층(4)은 같은 색상으로 구성됨을 특징으로 하는 가구용 몰딩재.
9. 제1항에 있어서,
   상기 감온 변색층(6)의 시온안료는 마이크로 캡슐 타입으로 구성됨을 특징으로 하는 가구용 몰딩재.
10. 삭제

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