KR20010044550A - 색상 및 형상 보존성이 우수한 건조식물체의 제조방법 및이를 응용한 장신구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장시간 변색 및 변형되지 않고 천연모습 그대로 보존되도록 한 건조 식물체 및 이를 이용한 장신구를 제공한다. 본 발명에 따르면, 천연 상태의 식물체를 5∼30 kg/㎠의 압력으로 가압한 상태에서 50∼90℃의 온도로 가열해 얻어진 건조식물에, 10∼1,000nm 입자크기를 가진 실리카겔, 제오라이트, 석고, 산화알루미늄 등 초미립 흡습성 무기물 5∼40중량%와 액상의 에폭시수지 60∼95중량%로 구성된 슬러리 혼합물을 코팅하여 제조한다. 이렇게 얻어진 식물은 목걸이, 귀걸이, 반지, 넥타이핀, 시계, 벽걸이, 머리핀, 액자, 명함케이스, 열쇠고리, 팔찌, 라이터 등 많은 장신구에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

색상 및 형상 보존성이 우수한 건조식물체의 제조방법 및 이를 응용한 장신구{Plant with Keepability of Color and Shape and Accessories Prepared Therefrom}

본 발명은 색상 및 형상 보존성이 우수한 건조 식물체의 제조방법 및 이를 이용한 장신구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장기간이 경과되더라도 변색 및 변형되지 않고 천연 상태의 식물체 원래의 색상 및 모양이 그대로 보존되도록 하는 건조 식물체의 제조방법 및 상기 건조 식물체를 이용한 장신구에 관한 것이다.

예컨대 꽃, 나무, 풀 등과 같은 식물체는 목걸이, 귀걸이, 반지, 넥타이핀, 시계, 벽걸이, 머리핀, 액자, 명함 케이스, 열쇠고리, 팔찌, 라이터 등과 같은 많은 장신구용 소재로 널리 사용되고 있다. 물론, 플라스틱, 금속, 합성섬유 등 인공적 소재로 천연식물을 모사하거나 그 도안을 이용하기도 하지만 그 느낌의 재현에는 한계가 있고, 최근 생활수준의 향상과 더불어 식물을 천연 그대로의 맛을 살린 고급 장신구에 대한 수요가 높아지면서 식물을 천연 모습 그대로 장시간 변하지 않은 상태로 보존하면서 장신구로서의 기능을 효과적으로 발휘하도록 하는 기술이 지속적으로 요구되어 왔다.

일반적으로, 식물은 물, 이산화탄소, 빛을 이용한 광합성을 하고 또한 호흡작용 등 여러 생화학적 반응을 한다. 물론 이러한 반응에는 수많은 효소가 작용하게 되는데, 천연식물을 변색 및 변형이 없이 장기간 보관하기 위해서는 가령 온화한 조건에서 물과 같은 생화화적 반응의 주성분을 제거한다든지, 반응속도를 촉진하는 효소의 작용을 억제한다든지 여러 방법이 강구될 수 있는데, 가장 많이 쓰이는 방법이 적절한 물리화학적 처리를 동반한 식물의 건조방법이다.

일반적으로 천연식물을 단순히 자연건조 또는 열풍건조로 건조하면 건조 후에 그 색상 및 형상이 변화하여 천연의 맛이 사라지게 된다. 이를 개선하는 방법으로 진공건조에 의한 방법(일본특허공고 소57-11881호), 동결건조에 의한 방법(일본특허공고 소52-2650호), 고주파건조에 의한 방법(일본특허공고 소61-30642호) 등 특수한 건조방법이 제안되었는데, 상기 기술들에는 건조시간이 장시간 요하고, 이러한 방법들만으로는 건조가 충분하지 않는 문제점이 있다.

이에 내열성 무기재료의 미소구체중에 식물을 삽입시켜 130∼180℃로 가열 건조하는 방법(일본특허공개 평4-257501호), 식물을 1∼50 kg/㎠의 압력으로 가압한 상태에서 100∼150℃의 온도로 가열 건조하는 방법(일본특허공개 평2-178201호) 등이 제시되었는데, 이들 방법에 의하면 건조속도는 빨라지는 효과를 달성할 수는 있으나, 가열 온도가 높아 내변색성이 저하되는 문제가 있다.

한편, 이렇게 건조된 식물은 장신구의 소재로 유용하게 사용될 수 있는데, 가령 건조된 네잎 클로버와 같은 식물에 투명한 에폭시 등과 같은 수지를 코팅하여 장신구에 응용한 것(대한민국 등록실용신안공보 제20-190633호, 제20-210221호)이 그 예이다. 물론 이 경우 건조상태가 불충분하거나, 열이나 빛(특히 자외선)에 의해 이미 변색된 상태라면 장기 색상 및 형상 보존성은 당연히 기대할 수 없고, 단순한 수지의 코팅만으로는 잔류수분 등에 의해 변색이나 변형의 진행을 억제할 수 없으므로 이를 개선할 수 있는 기술이 요망되고 있다.

또한, 식물을 미리 건조하지 않고 장신구에 응용한 경우도 있는데, 가령 미건조된 식물 뒷면에 흡습성 종이를 두고, 앞면은 투명한 수지층을 두어 장신구를 제조하는 방법(대한민국 공개특허공보 제2001-475호)을 들 수 있는데, 이는 공정의 편리함은 있으나 흡습지만으로는 건조가 매우 미흡하여 변형 및 변색이 매우 쉽게 일어나는 문제가 있다.

결국 변색에 치명적인 온도 조건을 최대한 온화하게 하되, 상업적 가치가 있기 위해 최대한 빠른 시간내 식물이 미리 건조될 수 있어야 하며, 또한 이렇게 얻어진 식물이 장신구의 소재로 적합하게 사용될 수 있는 새로운 방법의 출현이 절실히 요청되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 장시간 변색 및 변형되지 않고 천연모습 그대로 보존되도록 하고 장신구에 이용하기에 적합한 건조 식물체, 이것의 제조방법 및 이를 이용한 장신구를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 특정의 온도 및 압력 조건에서 초미립 흡습성 무기물과 에폭시 슬러리 혼합물을 이용하여 단시간내에 가공이 가능하고, 상업적 가치가 있으면서도 품질면에서 장시간 변색 및 변형되지 않고 천연모습 그대로 보존되도록 한 건조 식물체 및 이를 이용한 장신구를 제공할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

도 1은 본 발명의 방법에 따라 건조 식물체를 시계판의 장식에 부착하여 응용한 일실시예를 도시한 사진이고,

도 2는 본 발명의 방법에 따라 건조 식물체를 명함 케이스의 장식에 부착하여 응용한 일실시예를 도시한 사진이고,

도 3은 본 발명의 방법에 따라 건조 식물체를 열쇠고리의 장식에 부착하여 응용한 일실시예를 도시한 사진이고,

도 4는은 본 발명의 방법에 따라 건조 식물체를 목걸이의 장식에 부착하여 응용한 일실시예를 도시한 사진이고,

도 5는 본 발명의 방법에 따라 건조 식물체를 팔찌의 장식에 부착하여 응용한 일실시예를 도시한 사진이며,

도 6은 본 발명의 방법에 따라 건조 식물체를 라이터의 장식에 부착하여 응용한 일실시예를 도시한 사진이다.

본 발명의 제 1의 태양에 따르면, 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 건조식물체의 제조방법이 제공되는 바, 본 발명에 따른 방법은, 천연상태의 식물체 또는 그 일부분을 5∼30 kg/㎠의 압력으로 가압한 상태에서 50∼90℃의 온도로 10초 내지 10분 동안 가열하여 건조 식물체 또는 그 일부분을 제공하는 단계; 및 상기 건조 식물체 또는 그 일부분에 입자 크기가 10∼1,000nm인 초미립 흡습성 무기물 5∼40중량% 및 액상 에폭시수지 60∼95중량%로 구성된 슬러리 혼합물을 코팅하는 단계로 이루어진다.

본 발명의 상기 방법에 사용되는 초미립 흡습성 무기물로서는, 예컨대 실리카겔, 제올라이트, 석고, 산화알루미늄으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종의 재료가 바람직하고, 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 제 2의 태양에 따르면, 본 발명의 상기 방법에 의해 제조될 수 있는 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 코팅된 건조 식물체가 제공된다.

또한, 본 발명의 제 3의 태양에 따르면, 본 발명의 상기 방법에 의해 제조될 수 있는 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 코팅된 건조 식물체를 표면에 부착시켜서 제조되는 장식용 물품이 제공된다.

본 발명의 방법을 보다 구체적으로 설명하자면, 우선 천연 식물체 또는 그 일부분을 5∼30 kg/㎠의 압력으로 가압한 상태에서 50∼90℃의 온도로 가열해 얻어진 건조 식물체 또는 그 일부분에, 입자 크기가 10∼1,000nm인 초미립 흡습성 무기물 5∼40중량%와 액상의 에폭시계 수지 60∼95중량%로 구성된 슬러리 혼합물을 코팅함으로써 건조 식물체가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명은 본 발명의 상기 방법으로 제조된 건조 식물체를 이용하여 제조되는 장신구를 제공한다.

통상의 방법에 따라 식물체의 건조를 수행하게 되면, 식물체내 잔존하는 산화효소, 과산화효소 성분들이 변색에 원인이 되므로, 본 발명에서는 일본공개특허 평2-178201호에서 제시된 바와 같이, 가압 처리와 가열처리를 동시에 수행함으로써, 변색에 원인이 되는 식물체내 존재하는 산화효소, 과산화효소 성분을 불활성시키면서 식물을 단시간내에 건조시킨다. 이러한 발명의 장점을 살리되, 높은 가열온도 조건에 따른 단점을 최대한 보완하고자 하는 것이 본 발명의 그 주된 착안점인 것이다.

즉 본 발명의 사상에 따르면, 식물에 부여되는 압력은 식물의 표피 두꺼운 정도, 수분의 다소 등에 따라 달라지나, 통상 5∼30 kg/㎠ 범위가 바람직하고, 10∼20 kg/㎠가 가장 바람직하다. 또한, 상기 가압시의 공정온도는 50∼90℃ 범위가 바람직하고, 60∼80℃가 가장 바람직하다. 만일 가압 조건이 5 kg/㎠ 이하가 되거나 가열온도가 50℃ 미만이 되면 건조 효과가 떨어지고, 가압 조건이 30 kg/㎠ 이상이 되거나 가열온도가 90℃를 초과하게 되면 건조효과는 우수한 반면, 장기 내변색성이 급격히 열화된다.

본 발명에 적용될 수 있는 가압방법으로서는 예컨대 롤러를 사용한 가압방법, 무거운 물체의 하중을 이용하는 방법, 또는 내압 용기내에서 기체압력으로 가압하는 방법 등이 있는데, 가열로 앞에서 가압 롤러로 압력을 가한 뒤 가열건조공정에 투입하거나, 가압 롤러가 내부에 장착된 열풍 건조기를 통과하는 연속제조공정이 대량생산에 적합하다.

또한, 가압 및/또는 가열시간은 식물의 수분의 다소, 형상 등을 감안하여 10초 내지 10분 이내의 범위로 조절하여 수행하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 의한 이러한 온화한 온도 조건에서는 내변색성이 획기적으로 개선되는 장점이 있으나, 단시간내 100% 완전한 건조가 달성되지 않을 우려가 있어 장기적인 색상 및 형상보존성을 달성하기에는 다소 미흡한 점이 있다. 본 발명자들은 이러한 미흡한 물성을 보완하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과 다음의 신규의 공정을 착안하였다.

즉, 상기와 같이 가온가압하에서 처리하여 얻어진 건조 식물체에, 10∼1,000nm 입자크기를 가진 초미립 흡습성 무기물 5∼40중량%와 액상의 에폭시 수지 60∼95중량%로 구성된 슬러리 혼합물을 코팅하는 단계를 추가하는 것이다.

본 발명에 있어서 사용되는 초미립 흡습성 무기물은 실리카겔, 제오라이트, 석고, 산화알루미늄 등을 들 수 있으며, 예컨대 독일 CU Chemie Unitikon사 실리카겔(상품명 silica gel-72), 미국 PQ사 제오라이트(상품명 Advera) 등 시판하는 무기물을 입수해 사용할 수 있다.

그러나, 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 에폭시 수지는 본 발명에 따른 효과를 달성할 수만 있다면 굳이 제한되는 바 없이 채택/사용할 수 있고, 분자내에 2개 이상의 에폭시기를 가지는 화합물이면 어느 것도 무방하며, 예컨대 비스페놀A와 에피클로로히드린과의 반응으로 제조되는 통상의 에폭시수지가 가장 바람직하다. 초미립 흡습성 무기물과의 혼합 분산을 용이하기 위해 에폭시가(에폭시수지 100g중에 에폭시기가 몇 몰 존재하는가를 표시하는 값)가 0.4 이상인 액상의 것이 특히 바람직하다. 특히 무기물의 함량이 높아질 때는 분자량 및 점도가 낮은 액상의 에폭시 수지가 바람직하다.

본 발명에 있어서의 초미립 흡습성 무기물과 액상의 에폭시수지의 혼합물의 혼합비율은 초미립 흡습성 무기물 5∼40중량%이 포함되도록 하는 것이 좋고, 15∼30중량%가 최적이다. 5중량% 미만이 되면, 건조성능이 떨어져 장기 색상 및 형상 보존성이 떨어지고, 40중량%를 초과하면 코팅성이 나빠 외관이 나빠지는 문제가 있다.

본 발명에 있어서 사용되는 초미립 흡습성 무기물은 10∼1,000 nm 범위의 것이 좋고, 50∼500nm의 것이 최적이다. 10nm 미만이 되면 액상의 에폭시수지내에서 분산이 잘 안되어 코팅성이 나빠지는 문제가 있고, 1,000nm를 초과하게 되면 분산능은 양호하나 입자가 커져서 투명성이 나빠지게 되어 천연식물의 외관을 재현할 수 없는 문제가 발생한다.

이러한 초미립 흡습성 무기물과 액상의 에폭시수지와의 분산성을 높이기 위해서는 예컨대 수퍼믹서, 샌드 그라인더, 볼밀, 호모게나이저 등과 같은 통상의 다양한 장치를 사용할 수 있다. 또한 에폭시 수지에 투입하는 3차 아민, 플루오르화 붕소 등과 같은 촉매나, 제 1아민, 제 2아민, 산무수물 등과 같은 경화제는 분산이 완료된 슬러리 혼합물을 코팅 공정 전에 투입하여 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 발명에 따르면, 온화한 낮은 온도조건에 의해 비록 미소하게 나마 수분이 잔존하더라도 슬러리 혼합물에 포함된 초미립 흡습성 무기물에 의해 100% 완벽하게 제거되어 장기 내변색성 및 내변형성을 나타내고, 또한 이러한 흡습성 무기물이 nm 크기에 기인하여 투명성을 전혀 손상시키지 않으므로 장신구로서의 용도에 적합하게 사용될 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 식물체로서는 꽃, 나무, 풀 등 어느 것이라도 무방하고, 가령 꽃도 원예식물, 야생화 어느 것도 포함되며, 잎, 줄기, 뿌리 등 식물체의 어떠한 부분이라도 무방하다.

또한, 상기 에폭시 수지에 자외선 흡수제, 산화방지제, 난연제, 착색제 등의 첨가제를 첨가하여 목적에 따라 의도하는 효과를 부여할 수도 있다.

한편, 장신구는 종류에 따라 여러 형상을 가지므로, 본 발명에 의해 얻어진 식물을 장신구에 고정화시키기 위해, 가령 본원의 도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 시계판, 명함케이스, 열쇠고리, 목걸이, 팔지 장신구 등 장신구 몸체 위에 본 발명의 식물을 놓고, 투명한 합성수지를 추가로 코팅하거나 장입하여 원하는 형상을 부착시킴으로써 장신구를 완성할 수 있다. 이 경우 합성수지로는 에폭시 수지, 아크릴 수지 등이 사용될 수 있으나, 접착성, 투명성, 공정의 용이성 등을 감안해 에폭시 수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명할 것인 바, 하기의 실시예는 오로지 본 발명의 예시적 구체예일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

식물로서는 네잎 클로버를 사용하였고, 열풍가열조에 설치된 회전가열드럼으로 가압하면서 건조하는 연속건조장치를 사용하여 건조식물을 제조하였다.

먼저 네잎 크로버의 잎을 적당량 채취하여 온도 70℃, 압력 15kg/㎠, 시간 1분의 건조 조건하에서 실시하여 건조된 네잎 클로버를 준비하였다. 한편 50nm의 제오라이트(미국 PQ사 상품명 Advera) 20중량%, 및 에폭시가가 0.50인 액상의 비스페놀A와 에피크로로히드린으로 된 에폭시수지 80중량%을 혼합한 슬러리를 호모저나이저로 30분간 분산시켜 투명한 미립자/에폭시 슬러리 혼합물을 제조하였다. 이 슬러리 혼합물에 상온 경화제 디에틸렌트리아민을 8 중량부 투입하고 혼합하여 슬러리 혼합물 코팅액을 준비하였다. 상기 얻어진 건조된 네잎 클로버에 준비된 투명한 미립자/에폭시슬러리 혼합물 코팅액을 코팅하여 최종 식물시료를 제조하였다.

얻어진 상기 시료를 시계판에 부착하고, 실리카겔이 포함되지 않은 상기 에폭시 수지를 추가로 코팅해 네잎 클로버가 장식된 시계판을 제조하였다.

얻어진 식물 및 시계판 시료의 색상보존성, 형상보존성 등 내후성을 평가하기 위해 wheather-o-meter에 넣고 500시간 지난 뒤 꺼내어 변화상태를 육안으로 평가하고(표 1 참조), 샘플이 부착된 상태의 시계판을 도 1에 나타내었다.

상기와 동일한 방법으로 얻어진 건조 식물체를 각각 명함케이스, 열쇠고리, 목걸이, 팔찌, 라이터에 응용하였고, 그 예를 도 2 내지 도 6에 도시하였다.

실시예 2∼4

상기 실시예 1과 동일한 방법을 반복하여 실시하되, 실리카겔의 크기만을 변화시켜 공정을 수행하였다. 각각의 얻어진 건조 식물체가 부착된 물품에 대하여 측정된 결과를 표 1에 나타내었다(표 1 참조).

실시예 5

상기 실시예 1과 동일한 방법을 반복하여 실시하되, 건조온도만을 달리하였다. 각각의 얻어진 건조 식물체가 부착된 물품에 대하여 측정된 결과를 표 1에 나타내었다(표 1 참조).

실시예 6

상기 실시예 1과 동일한 방법을 반복하여 실시하되, 건조압력만을 달리하였다. 각각의 얻어진 건조 식물체가 부착된 물품에 대하여 측정된 결과를 표 1에 나타내었다(표 1 참조).

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법을 반복하여 실시하되, 미립자/에폭시 슬러리 혼합물을 코팅하지 않았다. 각각의 얻어진 건조 식물체가 부착된 물품에 대하여 측정된 결과를 표 1에 나타내었다(표 1 참조).

비교예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법을 반복하여 실시하되, 건조온도를 130℃로 설정하여 공정을 수행하였다. 각각의 얻어진 건조 식물체가 부착된 물품에 대하여 측정된 결과를 표 1에 나타내었다(표 1 참조).

비교예 3

건조온도를 130℃로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 각각의 얻어진 건조 식물체가 부착된 물품에 대하여 측정된 결과를 표 1에 나타내었다(표 1 참조).

실시예 및 비교예에 따른 시료의 조건 및 물성 평가결과

	건조 조건	미립자/에폭시 슬러리 혼합물	물성
	온도(℃)	압력(kg/㎠)	미립자 크기(nm)	색상보존성	형상보존성
실시예 1	70	15	50	◎◎	◎◎
실시예 2	70	15	100	◎◎	◎◎
실시예 3	70	15	300	◎	◎
실시예 4	70	15	800	◎	◎
실시예 5	90	15	50	◎	◎◎
실시예 6	70	25	50	◎◎	◎
비교예 1	70	15	-	△	X
비교예 2	130	15	-	X	△
비교예 3	130	15	50	△	○

(주) 물성: ◎"우수""매우우수", ◎"우수", ○"양호", △"보통", X"불량"

실시예 1∼4의 물성 평가결과를 비교해보면 미립자의 크기가 작을수록 장기 색상 및 형상보존성이 우수해짐을 알 수 있는데, 이는 동일 무게당 미립자의 표면적이 넓어서 잔존 수분의 제거효과가 크게 나타난 것으로 판단되며, 실시예 1, 5, 6을 비교해 보면, 건조온도가 높아질 수록 장기 색상보존성이 떨어지고, 건조압력이 높아지면 장기 형상보존성이 다소 떨어짐을 알 수 있다. 이런 현상을 응용하면 식물의 형상 및 색상을 감안하여 건조조건을 조절하여 제조할 수 있다.

그러나, 본 발명의 범위의 조건에서 모두 우수한 물성을 나타냄을 알 수 있다. 한편, 비교예 1, 2에서 보는 바와 같이 가열가압건조만 하였을 경우는 장기 색상 및 형상 보존성이 불량함을 알 수 있다. 물론 가열온도를 높이면 형상보존성은 다소 개선되나, 반대로 색상보존성은 나빠짐을 알 수 있다.

비교예 3의 결과를 보면 미립자/에폭시 슬러리 혼합물이 장기 색상 및 형상보존성을 개선할 수 있는 주 수단임을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 식물은 장기 색상 및 형상보존성이 우수하면서 상업적으로 가치가 있을 정도의 생산성을 보이며 장신구에 응용하는데 매우 적합하다.

본 발명의 건조된 식물체는 매우 온화한 온도 조건 및 가압 조건하에서도 단시간내 건조되며 변색 및 변형이 최소화하고, 혹시 남아 있을 수 있는 미량의 수분을 투명한 초미립 흡습성 무기물과 액상의 에폭시 슬러리 혼합물로 코팅함으로써 장기간 색상 및 형상을 보존하는 효과를 발휘하는 획기적인 것이다. 이렇게 얻어진 식물은 장시간 변색 및 변형되지 않고 천연모습 그대로 보존되는 각종 장신구에 유용하게 사용될 것으로 전망된다.

Claims (4)

1. 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 건조식물체의 제조방법에 있어서,

   천연상태의 식물체 또는 그 일부분을 5∼30 kg/㎠의 압력으로 가압한 상태에서 50∼90℃의 온도로 10초 내지 10분 동안 가열하여 건조 식물체 또는 그 일부분을 제공하는 단계; 및

   상기 건조 식물체 또는 그 일부분에 입자 크기가 10∼1,000nm인 초미립 흡습성 무기물 5∼40중량% 및 액상 에폭시수지 60∼95중량%로 구성된 슬러리 혼합물을 코팅하는 단계

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 건조식물체의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 초미립 흡습성 무기물이 실리카겔, 제올라이트, 석고, 산화알루미늄으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 건조식물체의 제조방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 따른 방법으로 제조된 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 코팅된 건조 식물체.
4. 제 3항에 따른 천연상태의 모양과 색상을 유지하는 코팅된 건조 식물체를 부착시켜서 제조된 장식용 물품.