KR20010025604A

KR20010025604A - 광호변성 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물 및 이의제조 방법

Info

Publication number: KR20010025604A
Application number: KR1020010001402A
Authority: KR
Inventors: 이성우
Original assignee: 이성우
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2001-04-06

Abstract

본 발명은 수지(resin), 가소제(plasticizers), 에틸 아세테이트, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 이소프로필 알코올, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 폴리에틸렌 왁스, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 이소에틸 케톤 및 광호변성 화합물(photochromic compound)을 함유하는 것을 특징으로 하는 광호변성 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 코팅/인쇄제 조성물을 도포하여 제조된 악세서리는 자외선 유무에 따라 5종 이상의 광택 색상과 투명한 무색의 2가지 상태를 나타내게 되므로, 하나의 장신구 착용으로, 자외선이 차단된 실내나 야간시에는 차분하고 수수하면서 자연스러운 느낌을 줄 수 있고, 자외선 노출이 있는 야외나 자외선 조명하에서는 화려하고 세련되며 개성적인 느낌을 줄 수 있는 등, 주변 환경에 따라, 여러 가지 장신구를 착용한 듯한 미적 효과를 제공한다.

Description

광호변성 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물 및 이의 제조 방법{A photochromic coating/printing composition for ornamental accessories and a manufacturing method thereof}

본 발명은 광호변성 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광호변성이란 햇빛이나 자외선을 포함하는 인공 조명 등 자외선 광선하에서는 색이 변하고, 자외선 차단하에서나 어둠속에서는 무색 투명한 색으로 되돌아 오는 화합물에 의해 나타나는 가역적 광변색 현상을 이른다.

이러한 광호변성 물질은 자외선을 강하게 흡수하는 상태와 가시광선을 강하게 흡수하는 상태의 이중 바닥 상태로 존재함에 따라, 자외선 노출시에는 발색되었다가 자외선 차단시에는 무색 투명한 상태로 전환하는 가역적인 색변화를 일으킴으로써 자외선 유무에 따라 여러 가지 색깔을 제공하는 화합물로서, 그 종류로는 벤조피란계 화합물, 나프토피란계 화합물, 스피록사진계 화합물, 스피로피란계 화합물 등이 있다.

지금까지, 이러한 광호변성 화합물은 주로 자동차나 건물 등의 유리에 사용하거나, 선글래스 또는 유리나 플라스틱 렌즈 등 안과용 유리 제조시 혼입시켜 사용하여 왔다.

최근에는, 광호변성 화합물의 광 변색성에 촛점을 맞춘 화장품 또는 매니큐어 등의 미용 용품에도 이들 화합물의 사용이 확대되고 있다.

그러나, 지금까지는 이러한 광호변성 화합물을 사용하여 여러 가지 색상을 제공하는데 있어, 제품 제조시 원료 성분중에 광호변성 화합물을 혼입시켜 제조하는 방법을 사용하거나, 이들 화합물을 폴리머와 함께 용제에 용해시킨 후 코팅이나 필름을 형성시키는 방법에 의해 사용하여 왔으나, 이러한 방법에 의해 제공되는 피막층은 쉽게 박리되거나, 광호변성 화합물 입자가 탈리되는 등의 문제점 때문에, 광호변성 화합물의 뛰어난 변색 특징에도 불구하고, 이들 화합물을 보다 우수하고 매끄러운 균일 피막층 형성이 요구되는 기타 광범위한 분야에서 다양하게 사용할 수 없는 등 용도에 많은 제한이 있어 왔다.

이에 본 발명자는 이들 화합물을, 균일하고 얇은 고 품질의 피막층을 형성하는 코팅/인쇄제 조성물의 형태로 제조함으로써, 목적하는 제품의 기재, 특히 장신구용 악세서리의 기재에 광호변성을 부여하여 자외선 유무에 따라 여러 가지 색상을 나타내는 장신구 악세서리 제품을 제조하는 것을 발명의 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광호변성 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물은 수지, 캠퍼, 디부틸 프탈레이트, 에틸 아세테이트, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 이소프로필 알코올, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 폴리에틸렌 왁스, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 이소에틸 케톤 및 광호변성 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 성분들의 조성물내 각 함량을 전체 조성물을 기준으로 나타내면 하기 표 1과 같다.

성분	함량(중량%)
수지(resin)	20-30
캠퍼(camphor)	1-3
디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate)	4-6
에틸 아세테이트(ethyl acetate)	4-6
톨루엔(toluene)	12-18
부틸 아세테이트(butyl acetate)	12-18
이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)	4-6
셀룰로즈 아세테이트 부티레이트(cellulose acetate butyrate)	10-12
폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax)	0.1-0.3
메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone)	8-12
메틸 이소에틸 케톤(methyl isoethyl ketone)	10-15
광호변성 화합물(photochromic compound)	0.5-2

본 발명의 코팅/인쇄제 조성물은 광호변성 화합물로서 하기 화학식의 스피로피란(spiropyran)계 화합물을 사용한다:

(상기 식에서, R은 C₁내지 C₃₀의 알킬기임).

상기 스피로피란계 광호변성 화합물은 일광 조사시, 자외선을 흡수하여 황색, 적색, 오렌지색, 보라색, 하늘색 등 5종 이상의 색상을 나타내며, 자외선 차단시 또는 야간과 같은 어두운 환경에서는 무색 투명한 광택만을 나타내게 된다.

그러나 상기 스피로피란계 광호변성 화합물은 백색 분말 상태의 물질로서, 수지 등의 코팅/인쇄제용 폴리머중에 쉽게 분산 또는 용해되지 않기 때문에, 이를 코팅/인쇄제중에 사용하기 위해서는 별도의 용제를 사용하여 용해시킨 후, 수지와 혼합해야 한다.

일반적으로, 상기 스피로피란계 화합물을 용해시키기 위해 사용할 수 있는 용제로는 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 에틸 프로피오네이트, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소프로필 케톤, 메틸 이소에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 펜탄, 헥산, 톨루엔, 크실렌, 이소프로필 알코올, 에틸 알코올과 같은 통상의 유기 용매가 있다. 이중 본 발명에서는 스피로피란계 화합물을 용해시키기 위한 용제로서 메틸 이소부틸 케톤과 메틸 이소에틸 케톤 혼합물을 사용한다.

즉, 본 발명의 코팅/인쇄제 조성물은 상기 스피로피란계 화합물을 상기 용매중에서 선택된 용제 또는 이들의 혼합물에 용해시켜 분산시킨 후, 별도로 제조한 수지 용액에 첨가하여 혼합함으로써 제조한다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 코팅/인쇄제 조성물을 제조함에 있어, 일차적으로는 전체 조성물을 기준으로 20 내지 30 중량%의 수지, 1 내지 3 중량%의 캠퍼, 4 내지 6 중량%의 디부틸 프탈레이트, 10 내지 12 중량%의 셀루로즈 아세테이트 부티레이트, 4 내지 6 중량%의 에틸 아세테이트 및 12 내지 18 중량%의 톨루엔을 호모믹서(homomixer)내에 투입한 후, 2000rpm 내지 3000rpm에서 30분 내지 1시간 동안 고속 교반시켜 균질하게 혼합하여 점성의 투명한 수지 용액을 제조한다.

상기한 방법에 의해 수지 용액이 제조되면, 이 용액에 부틸 아세테이트를 첨가하여 준 후, 다시 2000rpm 내지 3000rpm에서 30분 내지 1시간 동안 고속으로 교반하여 줌으로써 최종적인 수지 용액이 완성된다.

이때 수지는 피막층을 형성하기 위한 지지용 매트릭스 물질로서 코팅시 광택을 제공하기도 한다.

본 발명의 코팅/인쇄제 조성물에서 사용할 수 있는 수지로는 니트로셀룰로즈, 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리스티렌계 수지, 알키드계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 말레산계 수지, 페놀계 수지, 아크릴계 수지, 비닐계 수지, 멜라민계 수지 및 우레아 수지 등 코팅 분야에서 사용되는 통상의 열가소성 또는 열경화성 수지로부터 선택된다.

또한 가소제로서 디부틸프탈레이트와 캠퍼는 이러한 수지의 유연성과 내구성을 증대시키기 위한 목적으로 사용되며, 그리고 수지에 대한 용제로서 에틸 아세테이트와 톨루엔을 상기 함량으로 사용한다.

다음에는 상기 수지 용액과는 별도로 본 발명의 광호변성 화합물 용액을 제조하는 공정을 수행한다.

이를 위해, 호모믹서내로 상기한 스피로피란계 광호변성 화합물을 0.5 내지 2 중량%의 함량으로 투입하고, 4 내지 6 중량%의 이소프로필 알코올, 0.1 내지 0.3 중량%의 폴리에틸렌 왁스, 8 내지 12 중량%의 메틸 이소부틸 케톤 및 10 내지 15 중량의 메틸 이소에틸 케톤을 첨가한 후, 1500rpm 내지 2000rpm의 속도로 30분 내지 1시간 동안 고속으로 교반하여 균일하게 혼합되도록 한다.

광호변성 물질로 사용된 스피로피란계 화합물은 백색 분말 상태로서 이를 용액 상태로 제조하기 위한 용제로서 메틸 이소부틸 케톤과 메틸 이소에틸 케톤을 상기한 함량으로 사용하고, 스피로피란계 화합물의 분산성을 높이기 위해 분산제로서 폴리에틸렌 왁스를 사용한다.

또한, 이후 본 발명의 코팅/인쇄제 조성물을 사용하여 코팅하였을 때 건조 속도를 향상시키고, 코팅/인쇄제 조성물내 수지의 끈적끈적한 느낌을 없애기 위해 상기 광호변성 화합물 용액내에 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트를 상기한 바와 같이 다량으로 사용한다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 수지 용액과 광호변성 화합물 용액은 이후, 서로 혼합하는 마지막 공정을 거치게 된다.

이때, 두 용액을 혼합하는 방법은 호모믹서내로 상기 수지 용액을 투입한 후, 200rpm 내지 400rpm으로 교반하면서 여기에 광호변성 화합물 용액을 소량씩 서서히 첨가한다. 광호변성 화합물 용액 첨가가 완료되면, 이후 동일 속도에서 10분 내지 20분 동안 추가로 교반하여 이들 두 용액이 완전히 균질하게 혼합한 상태가 되도록 함으로써, 본 발명의 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물의 제조를 완성한다.

따라서, 본 발명은 수지, 캠퍼, 디부틸 프탈레이트, 셀루로즈 아세테이트 부티레이트, 에틸 아세테이트 및 톨루엔을 혼합한 후 고속으로 교반하여 수득한 혼합물에 부틸 아세테이트를 첨가하여 수지 용액을 제조하고, 여기에, 광호변성 화합물, 이소프로필 알코올, 폴리에틸렌 왁스 메틸 이소부틸 케톤 및 메틸 이소에틸 케톤을 혼합하여 수득한 광호변성 화합물 용액을 서서히 첨가하고 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는 광호변성 장신구 코팅/인쇄제 조성물의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 코팅/인쇄제 조성물은 목적하는 장신구 기재의 표면상에 도포 건조시, 장신구의 표면상에 수지 성분을 지지체로 하고, 광호변성 화합물을 함유하는 피막층을 형성시킴으로써, 햇빛 등 자외선을 포함하는 광선의 노출하에서 광선 조사 각도 또는 장신구 착용자의 움직임에 따라 황색, 적색, 오렌지색, 보라색, 하늘색 등 5종 이상의 색상이 각각의 색으로 또는 상기 색상중 2종 이상의 색이 혼합된 색상으로 광택과 함께 나타나게 된다.

또한, 자외선이 차단된 실내나 야간과 같이 어두운 환경하에서는 광호변성 화합물의 작용에 따라, 무색 투명한 상태로 되어 장신구 기재 고유의 색상을 광택있게 나타내게 되므로, 자외선 유무에 따라, 착색 및 무색의 이중 효과를 제공하게 된다.

이때, 본 발명의 코팅/인쇄제 조성물을 도포하기 위한 장신구의 기재로는 머리핀, 귀걸이, 목걸이, 팔찌, 반지, 브로치, 넥타이핀, 단추, 키(key)걸이, 핸드폰걸이, 캐릭터 등 각종 장식용 악세서리에 사용되는 보석, 인조 보석, 유리, 플라스틱, 원석 가공품 등이 포함된다.

이외에도, 상기한 소재를 사용하는 악세서리외 다른 용도의 제품에도 목적하는 광호변성 효과를 얻기 위해 사용할 수 있다.

본 발명의 코팅/인쇄제 조성물은 상기한 악세서리 기재에 스프레이(spray) 또는 브러싱(brushing)과 같이, 통상의 방법으로 균일하고 평활한 피막층이 형성되도록 여러 차례에 걸쳐 도포하고, 상온의 자연 상태하에서 1 내지 5분간 건조시켜 광호변성의 장식용 악세서리를 제조한다.

이때, 붓 자국이 남거나, 기포 또는 얼룩이 생기지 않도록 조심스럽게 고르게 도포하여야 하며, 도포 및 건조시에는 먼지나 다른 오염 물질이 피막층에 포함되거나 침착되지 않도록 청결한 환경하에서 도포 작업을 수행해야 한다.

본 발명의 코팅/인쇄제 조성물을 도포하여 제조된 악세서리는 악세서리 기재의 표면상에 광호변성 화합물을 함유하는 균일하고 얇은 피막층을 형성함으로써, 전술한 바와 같이, 자외선 유무에 따라 황색, 적색, 오렌지색, 보라색, 하늘색 등의 5종 이상의 광택 색상과 투명한 무색의 2가지 상태를 나타내게 되므로, 하나의 장신구 착용으로, 자외선이 차단된 실내나 야간시에는 차분하고 수수하면서 자연스러운 느낌을 줄 수 있고, 자외선 노출이 있는 야외나 자외선 조명하에서는 화려하고 세련되며 개성적인 느낌을 줄 수 있는 등, 주변 환경에 따라, 여러 가지 장신구를 착용한 듯한 미적 효과를 제공한다.

Claims

수지 20 내지 30 중량%, 캠퍼 1 내지 3 중량%, 디부틸 프탈레이트 4 내지 6 중량%, 에틸 아세테이트 4 내지 6 중량%, 톨루엔 12 내지 18 중량%, 부틸 아세테이트 12 내지 18 중량%, 이소프로필 알코올 4 내지 6 중량%, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트 10 내지 12 중량%, 폴리에틸렌 왁스 0.1 내지 0.3 중량%, 메틸 이소부틸 케톤 8 내지 12 중량%, 메틸 이소에틸 케톤 10 내지 15 중량% 및 광호변성 화합물 0.5 내지 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 광호변성 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 광호변성 화합물이 스피로피란계 화합물인 것을 특징으로 하는 코팅/인쇄제 조성물.
수지, 캠퍼, 디부틸 프탈레이트, 셀루로즈 아세테이트 부티레이트, 에틸 아세테이트 및 톨루엔을 혼합한 후 고속으로 교반하여 수득한 혼합물에 부틸 아세테이트를 첨가하여 수지 용액을 제조하고, 여기에, 광호변성 화합물, 이소프로필 알코올, 폴리에틸렌 왁스, 메틸 이소부틸 케톤 및 메틸 이소에틸 케톤을 혼합하여 수득한 광호변성 화합물 용액을 서서히 첨가하고 교반하여 제조하는 것을 특징으로 하는 광호변성 장신구 악세서리 코팅/인쇄제 조성물의 제조 방법.