KR20030065448A

KR20030065448A - 합성수지 안경테의 금속박막층 형성방법

Info

Publication number: KR20030065448A
Application number: KR1020030049853A
Authority: KR
Inventors: 이병우
Original assignee: 이병우
Priority date: 2003-07-21
Filing date: 2003-07-21
Publication date: 2003-08-06
Also published as: KR100492011B1

Abstract

본 발명은 금속 박막층이 형성된 합성수지 안경테의 색상 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성수지 및 셀루로즈의 안경테 표면에 금, 은, 알루미늄, 스텐레스, 티타늄, 지르코늄, 동, 크롬 등을 건식 도금법으로 진공증착 한 것에 있어서, 후처리 공정으로 인하여 땀, 유분 등이 접촉될 경우 쉽게 마모되는 것을 방지하고, 가벼우면서도 저렴한 가격으로 금속 안경테와 동일한 질감을 느끼게 함은 물론, 피부에 악영향을 주지 않으면서 다양한 광택 및 색상을 재현함으로써 금속 안경테에서 볼 수 없는 질감을 나타내어 소비자의 선택 폭을 넓히는데 기여할 수 있도록 하는 금속 박막층이 형성된 합성수지 안경테의 색상 처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 사출 성형된 합성수지 계통의 안경테 표면에 금속 특유의 강인성, 부착성, 인장성을 좋게하는 투명막층이 도포되고, 상기 투명막층 표면 위에 금, 은, 알루미늄, 스텐레스, 티타늄, 지르코늄, 동, 크롬과 같은 고순도의 금속박막층이 진공증착된 합성수지 안경테의 금속박막층 형성방법에 있어서, 상기 금속박막층 표면 위에 상기 금속박막층이 공기중에 산화됨을 방지하고, 땀, 유분 등에 의한 손상을 방지하고, 인체의 피부와 접촉될 경우 발생되는 알르레기를 방지하는 표면처리재에 침적시켜 5~13㎛ 두께로 보호막층을 형성하고, 상기 보호막층을 형성하는 표면처리재는 아크릴 폴리올수지 35∼40wt%와, 크실렌 25∼30wt%와, 노루말 부틸 아세테이트 23∼15wt%와, 셀로솔브아세테이트 15∼5wt%와, 석유용제 1∼5wt%와, 디이소부틸케톤 1∼5wt% 비율로 혼합되어 공기중에서 산화를 방지하고 유분, 땀에서 쉽게 변화되지 않도록 인체의 피부와 접촉시 알르레기 반응을 일으키지 않도록 하기 위한 제 1 조성물과, 이소시아네이트폴리머 35∼85wt%와, 에틸 아세테이트 35∼5wt%와, 노르말 부틸 아세테이트 30∼10wt% 비율로 혼합되어 이루어지며 경화제 기능을 갖는 제 2 조성물과, 크실렌 10∼50wt%와, 톨루엔 35∼1wt%, 석유용재 25∼1wt%, 셀로솔브아세테이트 10∼25wt%와, 메틸이소부칠아세테이트 10∼21wt%, 노루말 부틸 아세테이트 5∼1wt%, 메틸 에틸케톤 5∼1wt% 비율로 혼합하여 이루어지며 상기 제 1, 제 2 조성물의 유기용제를 희석제로 사용하기 위한 제 3 조성물로 구성되며, 상기 제 1 조성물 100wt%에 대하여 제 2 조성물 20~25wt%와, 제 3 조성물 60~125wt%의 비율로 혼합되어 제조되는 것에 특징이 있다.

Description

합성수지 안경테의 금속박막층 형성방법{Method for coating plastic frame of a pair of spectacles with a metallic thin film}

본 발명은 금속 박막층이 형성된 합성수지 안경테의 색상 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성수지 및 셀루로즈의 안경테 표면에 금, 은, 알루미늄, 스텐레스, 티타늄, 지르코늄, 동, 크롬 등을 건식 도금법으로 진공증착 한 것에 있어서, 후처리 공정으로 인하여 땀, 유분 등이 접촉될 경우 쉽게 마모되는 것을 방지하고, 가벼우면서도 저렴한 가격으로 금속 안경테와 동일한 질감을 느끼게 함은 물론, 피부에 악영향을 주지 않으면서 다양한 광택 및 색상을 재현함으로써 금속 안경테에서 볼 수 없는 질감을 나타내어 소비자의 선택 폭을 넓히는데 기여할수 있도록 하는 금속 박막층이 형성된 합성수지 안경테의 색상 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 안경테는 크게 금속제 안경테와 합성수지재 안경테로 구분되며, 이중 금속재 안경테는 재료비가 비싸고 또 복잡한 제조공정으로 인하여 고가로 취급되고 있으며, 특히 재질 자체가 갖는 독특한 미감 효과에도 불구하고 재질의 특성상 무게가 무거워 굵기나 두께 등을 이용한 디자인의 다양화는 꾀할 수가 없게 됨으로써 금속재 안경테는 제품의 가격이나 디자인 측면에서 선택의 폭이 매우 좁은 문제점을 안고 있다.

또한, 합성수지재 안경테는 값싼 재료비와 대량생산이 가능하므로 제조경비를 줄일 수가 있으며, 재질의 무게가 가벼워 제조시 굵기나 두께 등을 이용한 다양한 디자인의 제품을 얻을 수 있기는 하지만 금속제품이 갖는 독특한 색상이나 질감효과를 기대할 수가 없는 관계로 값싼 합성수지를 이용하여 디자인을 다양화하면서도 외관상 금속제품과 같은 색상과 질감효과를 줄 수 있는 안경테의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 대한민국 공개특허 제 1999-64669호(공개일자:1999년 08월 05일)에서는 합성수지재 안경테의 표면에 금, 은, 니켈, 크롬, 티타늄, 알미늄를 이용한 금속도금으로 도금층이 형성되게 하여 값싼 경비로 합성수지재가 갖는 다양한 디자인과 금속 도금재가 갖는 질감이 어우러진 안경테를 얻을 수 있도록 한 것이 제안되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 공개특허 제 1999-64669호에서는 합성수지재 안경테의 표면에 금속박막이 형성되게 할 경우 상기 금속박막은 공기중에서 산화됨으로 인해 색상이 쉽게 변화될 뿐만 아니라 땀, 유분 등이 접촉될 경우 쉽게 마모되며, 특히 금속박막이 인체의 피부와 접촉될 경우 알르레기를 일으켜 피부를 손상시키게 되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 상기와 같은 종래의 공개특허 제 1999-64669호에서는 합성수지재 안경테의 표면에 금속박막이 형성되게 할 경우 상기 금속층에 의해 안경테의 색상이 한정되어 결정됨으로써 다양한 색상을 요구하는 소비자의 욕구를 충족시킬 수 없을 뿐만 아니라, 특히 진공증착으로 형성된 도금층 위에 특정 색상을 띄도록 하는 과정은 기술적으로 매우 어려우며, 이로 인하여 합성수지재 안경테의 표면에 금속 도금층을 형성하여 얻는 효과가 현저히 저감되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 금, 은, 알루미늄, 스텐레스, 티타늄, 지르코늄, 동, 크롬 등의 금속을 합성수지 안경테의 표면에 박막으로 진공증착시킨 것에 있어서, 이 금속박막의 표면에 다수의 혼합물로 이루어진 표면처리재를 도포함으로써 금속박막이 공기중에서 산화되는 것을 방지하고 인체의 땀, 유분 등에 의한 마모성을 방지할 뿐만 아니라, 인체 피부와의 접촉시 알르레기 반응을 보이지 않아 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 금속박막과 표면처리재를 차례로 증착 및 도포한 후 상기 표면처리재 상부에 소광제 및 염료와 안료가 혼합된 색소를 도포함으로써 금속박막의 광택을 조절함은 물론, 여러 가지 색상을 구현함으로써 다양한 색상을 요구하는소비자의 욕구를 충족시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 합성수지 안경테의 금속박막층 구조도.

도 2는 본 발명에 따른 합성수지 안경테의 금속박막층 형성공정도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 안경테 2 : 투명막층

3 : 금속박막층 4 : 보호막층

이하 첨부된 도 1 및 도 2에 의해 본 발명에 따른 합성수지 안경테의 금속박막층 형성과정을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 합성수지 안경테의 금속박막층 구조도이며, 도 2는 본 발명에 따른 합성수지 안경테의 금속박막층 형성공정도로서, 먼저 사출 형성된 합성수지 계통의 안경테(1) 표면에 아크릴 우레탄 또는 메라민 알키드수지에 침적(또는 스프레이)하여 7∼15㎛ 두께로 도포한 후, 원적외선 건조로에서 60∼90℃에서 30∼90분 정도 가열 경화시켜 투명막층(2)을 형성하는 투명막층 형성공정(101)을 수행한다.

상기 과정에서 투명막층(2)은 아크릴 우레탄 또는 메라민 알키드수지로부터의 수분 발생(0.5∼2% 정도 함유) 및 진공증착시 발생되는 방출가스로 인한 금속 특유의 강인성, 부착성, 인장성이 나쁘게 되는 것을 방지하여 금속이 소재에 부착이 잘 되도록 해주며, 이때 투명막층(2)을 7㎛ 이하의 두께로 도포될 경우 안경테(1)와의 박리가 쉽게되어 금속박막의 견고한 증착이 어려우며, 또한 투명막층(2)을 15㎛ 이상의 두께로 도포될 경우 안경테(1)와 금속박막의 견고한 증착은 이루어질 수 있으나, 경제성이 저하됨으로써 7∼15㎛ 범위내의 두께로 증착하는 것이 바람직하다.

상기 투명막층 형성공정(101)이 완료되면 진공증착기 챔버에 투입하여 10^-4Torr∼10^-5Torr 고진공 영역에서 전류 6∼20V, 전압 1500∼3000A 정도의 유도 전류를 사용하여 금(Ag), 은(Au), 알루미늄(Al), 스텐레스(St), 티타늄(Ti), 지르코늄 (Er), 동(Cu), 크롬(Cr) 등과 같은 고순도 금속물질을 증발시켜 300∼1000Å 정도의 금속박막층(3)을 투명막층(2) 표면 위에 증착시키는 금속박막층 형성공정(102)을 수행한다.

이때, 챔버내의 진공도가 10^-4Torr 이하 상태가 되면 금속의 부착성과 고유의 물성을 얻을 수 없으며, 챔버내 진공도가 10^-5Torr 이상이 되면 금속의 부착성은 양호하나 고르게 증착되지 않음으로써 10^-4Torr∼10^-5Torr의 진공도를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 투명막층(2) 표면위에 진공증착되는 금속박막층(3)을 300Å 이하의 두께로 증착할 경우 금속의 질감을 느끼기에 부족하며, 금속박막층(3)을 1000Å 이상의 두께로 증착할 경우 오히려 금속박막층(3)의 부착력이 저하되고 경제성이 없게되므로 300∼1000Å 범위내에서 증착하는 것이 바람직하다.

상기 금속박막층 형성공정(102)을 통해 진공증착되는 금속박막층(3)은 공기중에서 쉽게 산화됨으로 인해 색상이 쉽게 변화될 뿐만 아니라 땀, 유분 등이 접촉될 경우 쉽게 마모되며, 특히 인체의 피부와 접촉될 경우 알르레기를 일으켜 피부를 손상시키게 되므로 금속박막층(3) 위에 다수의 성분이 혼합되어 이루어진 표면처리재에 침적시켜 형성되는 보호막층(4)을 5~13㎛ 두께로 도포하는 보호막층 형성과정 (103)을 실행하게 된다.

여기에서 상기 보호막층(4)을 형성하는 표면처리재는 공기중에서 산화를 방지하고 유분, 땀에서 쉽게 변화되지 않도록 인체의 피부와 접촉시 알르레기 반응을 일으키지 않도록 하는 제 1 조성물과, 경화제 기능을 갖는 제 2 조성물과, 희석제 기능을 갖는 제 3 조성물이 적정한 비율로 혼합되어 구성된다.

즉, 공기중에서 산화를 방지하고 유분, 땀에서 쉽게 변화되지 않도록 인체의 피부와 접촉시 알르레기 반응을 일으키지 않도록 하는 제 1 조성물은 아크릴 폴리올수지 35∼40wt%와, 크실렌 25∼30wt%와, 노루말 부틸 아세테이트 23∼15wt%와, 셀로솔브아세테이트 15∼5wt%와, 석유용제 1∼5wt%와, 디이소부틸케톤 1∼5wt% 비율로 혼합되어 이루어진다.

또한, 경화제 기능을 갖는 제 2 조성물은 이소시아네이트폴리머 35∼85wt%와, 에틸 아세테이트 35∼5wt%와, 노르말 부틸 아세테이트 30∼10wt% 비율로 혼합되어 이루어진다.

그리고, 상기 제 1, 제 2 조성물의 유기용제를 희석제로 사용하기 위한 제 3 조성물은 크실렌 10∼50wt%와, 톨루엔 35∼1wt%, 석유용재 25∼1wt%, 셀로솔브아세테이트 10∼25wt%와, 메틸이소부칠아세테이트 10∼21wt%, 노루말 부틸 아세테이트 5∼1wt%, 메틸 에틸케톤 5∼1wt% 비율로 혼합하여 이루어진다.

(표 1) 제 1 내지 제 3 조성물의 성분 및 혼합비율표.

조 성 물	성 분	혼합비율
제 1 조성물	아크릴 폴리올수지	35∼40wt%
	크실렌	25∼30wt%
	노루말 부틸 아세테이트	23∼15wt%
	셀로솔브아세테이트	15∼5wt%
	석유용제	1∼5wt%
	디이소부틸케톤	1∼5wt%
	합 계	100~100wt%
제 2 조성물	이소시아네이트폴리머	35∼85wt%
	에틸 아세테이트	35∼5wt%
	노르말 부틸 아세테이트	30∼10wt%
	합 계	100~100wt%

조 성 물	성 분	혼합비율
제 3 조성물	크실렌	10∼50wt%
	톨루엔	35∼1wt%
	석유용재	25∼1wt%
	셀로솔브아세테이트	10∼25wt%
	메틸이소부칠아세테이트	10∼21wt%
	노루말 부틸 아세테이트	5∼1wt%
	메틸 에틸케톤	5∼1wt%
	합 계	100~100wt%

이와 같이 공기중에서의 산화방지와 유분, 땀에서 쉽게 변화되지 않으며 피부접촉시 알르레기 반응을 일으키지 않도록 수산기를 0.5∼3%정도 함유하는 제 1 조성물과 경화제 기능의 제 2 조성물과 희석제로 사용하기 위한 제 3 조성물을 일정한 비율로 혼합하여 표면처리재를 제조하게 된다.

즉, 표면처리재는 상기 제 1 조성물 100wt%에 대하여 제 2 조성물 20~25wt%와, 제 3 조성물 60~125wt%의 비율로 고르게 혼합되어 제조되며, 이와 같이 제조된 표면처리재 용액에 투명막층(2)과 금속박막층(3)이 차례로 증착된 합성수지의 안경테(1)를 침적 또는 스프레이 공정으로 5∼13㎛ 두께로 도포한 후, 원적외선 히타 건조로에서 60∼80℃에서 40∼60분 정도 가열 경화시킴으로써 금속박막층(3) 표면 위에 보호막층(4)을 형성하게 되는 것이다.

이때, 상기 보호막층(4) 형성 과정에서 원적외선 히타 건조로에서 가열 경화시 제 1 및 제 2 조성물 수지가 반응하여 강한 우레탄 결합이 형성되므로 도막이 외부로의 황변 방지 및 높은 경도로 인하여 공기 중의 산화 방지 및 마모성 인체의 수분, 염분, 유분으로 부터 금속박막층(3)을 보호해 주게되어 수명이 길어지며 금속박막층(3)이 인체에 직접 접근하지 않으므로 알레르기 같은 부작용이 생기지 않게 된다.

여기서, 표면처리재 제조시 가장 중요한 것은 경화제 기능을 갖는 제 2 조성물로서 제 1 조성물 100wt%에 대하여 20wt% 이하로 첨가될 경우 외관적으로는 큰 문제가 없으나 부착과 경도의 저하로 인하여 수명에 단축을 가져올 수 있으며, 제 2 조성물이 제 1 조성물 100wt%에 대하여 25wt% 이상 첨가될 경우 반응이 안 된 제 2 조성물이 금속박막층(3)에 영향을 주어 금속박막층(3)의 부착불량과 경도가 상승하여 도막이 쉽게 깨어지게 되므로 제 2 조성물은 제 1 조성물 100wt%에 대하여 제 2 조성물은 20~25wt% 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 표면처리재가 경화되어 형성된 보호막층(4)이 5㎛ 이하의 두께로 도포될 경우 금속박막층(3)과의 접착력이 저하될 뿐만 아니라 쉽게 파손되어 보호막층 (4)으로서의 기능이 저하되며, 보호막층(4)이 13㎛ 이상의 두께로 도포될 경우 금속박막층(3)이 갖는 재질감을 오히려 저하시키는 경우가 발생되어 5∼13㎛ 두께로 도포하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 표면처리재를 구성하며 희석제로 사용되는 제 3 조성물에 소광제를 투입하여 광택도를 유광, 반광, 무광으로 조절하므로 더욱 미려한 금속의 질감을 얻을 수 있도록 하고, 또한 상기 제 3 조성물에 색소제를 투입하여 원하는 색상의 안경테를 제작할 수 있도록 하였으며, 이를 실시예 1, 2에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1)

실시예 1은 표면처리재를 구성하며 희석제 기능을 갖는 제 3 조성물 100wt%에 대하여 이산화규소(SiO₂)가 0.5∼50㎛ 정도의 입자 크기로 제조된 소광제(상품명 Syloid #244 ED-30)를 0.1∼10wt% 첨가하여 표면처리재를 구성함으로써 보호막층 형성과정(103)에 의한 보호막층(4)을 5~13㎛ 두께로 형성시 금속박막층(2)의 광택도를 유광, 반광, 무광으로 조절하여 다양하고 더욱 미려한 금속의 질감을 얻을 수 있는 것이다.

(실시예 2)

실시예 2는 표면처리재를 구성하며 희석제 기능을 갖는 제 3 조성물 100wt%에 대하여 염료 또는 안료로 이루어지는 색소를 0.1~4wt%의 비율로 첨가함으로써 금속 고유의 질감과 원하는 색상의 안경테를 제작할 수 있도록 한 것이며, 이를 색상별로 첨가되는 색소의 혼합 비율을 표 2에 나타내었다.

(표 2)

제 3 조성물 100wt%에 대하여 첨가되는 색소의 량
색 상	색소(염료 및 안료)
금 색	옐로우 0.1~2wt%, 레드 0.05~2wt%
보 라	바이올렛 0.1~2wt%
동 색	브라운 0.1~2wt%, 옐로우 0.05~2wt%
연두색	그린 0.1~2wt%, 옐로우 0.05~2wt%
하늘색	스카이블루 옐로우 0.1~2wt%
군청색	블루 0.1~2wt%, 레드 0.05~1wt%

상기 표 2에서와 같이 염료 및 안료로 이루어진 다수의 색소를 제 3 조성물에 적정량 만큼 혼합함으로써 여러 가지의 색상으로 표현할 수 있게 되어 다양한 색상을 요구하는 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있게 되는 것이다.

여기서 사용되는 색소는 한국대한색소, 일본오리엔탈, 독일 자폰, 독일 머크사 펄 등의 안료 및 염료를 혼합한 것으로 특정 색소에 한정되지 않는다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 금, 은, 알루미늄, 스텐레스, 티타늄, 지르코늄, 동, 크롬 등의 금속을 합성수지 안경테의 표면에 박막으로 진공증착시킨 것에 있어서, 이 금속박막층의 표면에 다수의 혼합물로 이루어진 표면처리재를 도포함으로써 금속박막이 공기중에서 산화되는 것을 방지하고 인체의 땀, 유분 등에 의한 마모성을 방지할 뿐만 아니라, 인체 피부와의 접촉시 알르레기 반응을 보이지 않아 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 본 발명은 금속박막층과 표면처리재를 차례로 증착 및 도포한 후 상기 표면처리재 상부에 소광제 및 염료와 안료가 혼합된 색소를 도포함으로써 금속박막의 광택을 조절함은 물론, 여러 가지 색상을 구현함으로써 다양한 색상을 요구하는 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

사출 성형된 합성수지 계통의 안경테(1) 표면에 금속 특유의 강인성, 부착성, 인장성을 좋게하는 투명막층(2)이 도포되고, 상기 투명막층(2) 표면 위에 금, 은, 알루미늄, 스텐레스, 티타늄, 지르코늄, 동, 크롬과 같은 고순도의 금속박막층 (3)이 진공증착된 합성수지 안경테의 금속박막층 형성방법에 있어서,

상기 금속박막층(3) 표면 위에 상기 금속박막층(3)이 공기중에 산화됨을 방지하고, 땀, 유분 등에 의한 손상을 방지하고, 인체의 피부와 접촉될 경우 발생되는 알르레기를 방지하는 표면처리재에 침적시켜 5~13㎛ 두께로 보호막층(4)을 형성하고,

상기 보호막층(4)을 형성하는 표면처리재는 아크릴 폴리올수지 35∼40wt%와, 크실렌 25∼30wt%와, 노루말 부틸 아세테이트 23∼15wt%와, 셀로솔브아세테이트 15∼5wt%와, 석유용제 1∼5wt%와, 디이소부틸케톤 1∼5wt% 비율로 혼합되어 공기중에서 산화를 방지하고 유분, 땀에서 쉽게 변화되지 않도록 인체의 피부와 접촉시 알르레기 반응을 일으키지 않도록 하기 위한 제 1 조성물과,

이소시아네이트폴리머 35∼85wt%와, 에틸 아세테이트 35∼5wt%와, 노르말 부틸 아세테이트 30∼10wt% 비율로 혼합되어 이루어지며 경화제 기능을 갖는 제 2 조성물과,

크실렌 10∼50wt%와, 톨루엔 35∼1wt%, 석유용재 25∼1wt%, 셀로솔브아세테이트 10∼25wt%와, 메틸이소부칠아세테이트 10∼21wt%, 노루말 부틸 아세테이트 5∼1wt%, 메틸 에틸케톤 5∼1wt% 비율로 혼합하여 이루어지며 상기 제 1, 제 2 조성물의 유기용제를 희석제로 사용하기 위한 제 3 조성물로 구성되며,

상기 제 1 조성물 100wt%에 대하여 제 2 조성물 20~25wt%와, 제 3 조성물 60~125wt%의 비율로 혼합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 합성수지 안경테의 금속박막층 형성방법.
제 1항에 있어서 상기 보호막층(4)을 형성하는 표면처리재로서 희석제 기능을 갖는 제 3 조성물 100wt%에 대하여 이산화규소(SiO₂)가 0.5∼50㎛ 입자를 포함하는 소광제를 0.1∼10wt% 첨가하여 상기 보호막층(4)의 광택을 조절하도록 한 것을 특징으로 하는 합성수지 안경테의 금속박막층 형성방법.
제 1항에 있어서 상기 보호막층(4)을 형성하는 표면처리재로서 희석제 기능을 갖는 제 3 조성물 100wt%에 대하여 염료와 안료가 혼합된 색소를 0.1~4wt% 범위내에서 투입하여 상기 보호막층(4)의 색상을 조절하도록 한 것을 특징으로 하는 합성수지 안경테의 금속박막층 형성방법.