KR20100109535A

KR20100109535A - 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물 및 그를 이용한 코팅물 제조 방법

Info

Publication number: KR20100109535A
Application number: KR1020100091397A
Authority: KR
Inventors: 권택성
Original assignee: (주)에스비신소재
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2010-10-08
Also published as: KR101021635B1

Abstract

자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물 및 그를 이용한 코팅물 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부, 아크릴레이트 모노머 15 내지 35 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 3 내지 10 중량부, 및 희석제 30 내지 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 화장품 용기나 기타 합성 수지 제품에 코팅하고 알루미늄과 같은 금속 박막을 진공 증착하는 과정에서 별도의 그레이팅 과정이 필요없이 조개 껍데기의 내측과 같은 자연스러운 홀로그램을 얻을 수 있다.

Description

자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물 및 그를 이용한 코팅물 제조 방법{Ultra-violet curable self hologram formation coating agent composition and coated matter manufacturing method using the same}

본 발명은 홀로그램 형성 코팅제 조성물 및 그를 이용한 코팅물 제조 방법에 관한 것으로 특히 별도의 그레이팅 공정 및 그레이팅 전사 공정이 필요없이 제조 공정상에서 스스로 홀로그램을 형성하는 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물 및 그를 이용한 코팅물 제조 방법에 관한 것이다.

전복의 껍질 안쪽에는 청록색과 분홍색 무지개빛 색깔을 나타낸다. 이러한 무지개빛 색깔은 표면에 형성된 회절 격자, 즉, 그레이팅(grating)에 도달한 빛이 회절 및 간섭됨에 의한 것으로 알려져 있다. 한편, 보다 복잡한 구조의 그레이팅으로서 홀로그램이 있다. 홀로그램은 영상이 3차원이고, 실물과 똑같이 입체적으로 보이는 사진이다. 홀로그램은 홀로그래피의 원리를 이용하여 만들어진다. 홀로그래피의 원리는 레이저에서 나온 광선을 2개로 나눠 하나의 빛은 직접 스크린을 비추게 하고, 다른 하나의 빛은 우리가 보려고 하는 물체에 비추는 것이다. 이때 직접 스크린을 비추는 빛을 기준광(reference beamㆍ참조광)이라고 하고, 물체를 비추는 빛을 물체광(object beam)이라고 한다. 물체광은 물체의 각 표면에서 반사돼 나오는 빛이므로 물체 표면에 따라 위상차(물체 표면에서부터 스크린까지의 거리)가 각각 다르게 나타난다. 이때 변형되지 않은 기준광이 물체광과 간섭을 일으키며 이때의 간섭무늬가 스크린에 저장된다. 이러한 간섭무늬가 저장된 필름을 홀로그램이라고 한다.

본 명세서에서는 표면에 미세한 그레이팅을 구비하여 그 표면으로 입사되는 빛의 회절 및 간섭에 의하여 무지개 빛을 내는 구조를 홀로그램이라 칭하기로 한다. 홀로그램을 적용한 제품 외관 또는 포장지가 다양한 분야에 적용되고 있다. 대한민국 공개특허 1999-017235에는 홀로그램이 형성된 종이 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 상기 공개 특허에 따른 홀로그램이 형성된 종이는, 종이 위에 열가소성 아크릴레이트계 공중합체, 폴리비닐계 공중합체, 폴리에스테르계 공중합체를 단독 또는 2종 이상 혼합한 수지 조성물을 코팅하여서 된 홀로그램수용층이 구성된 데에 그 특징이 있으며, 상기 홀로그램수용층 위에 보호층으로서 금속층을 더 증착하여 구성될 수도 있다. 또한 홀로그램이 형성된 종이의 제조방법은, 종이의 한 표면 위에 롤코팅기(Roll Coater)를 이용하여 상기 수지 조성물을 도포하여 홀로그램수용층을 형성하는 단계와, 홀로그램수용층의 표면 근방에 홀로그램 패턴을 형성하는 단계로 이루어지며, 추가로 상기 홀로그램이 형성된 홀로그램수용층 위에 알루미늄과 같은 금속을 증착하는 단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

하지만 상기와 같은 종래의 홀로그램이 형성된 종이 및 그 제조방법은 홀로그램수용층의 표면에 형성되는 홀로그램 패턴을 통상의 엠보싱 방법 등에 의해 형성되므로 홀로그램 패턴을 철저히 관리하여야 하고 사용에 따라 패턴이 뭉개짐으로써 새로운 홀로그램으로 교체하여야 하기 때문에 제조 공정의 관리가 까다롭고 제조 원가의 상승 요인이 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 홀로그램 패턴을 사용하지 않고 제조 공정상에서 자연스럽게 무지개빛을 발산하는 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기와 같은 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 이용하여 홀로그램이 형성된 코팅물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물은 우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부, 아크릴레이트 모노머 15 내지 35 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 3 내지 10 중량부, 및 희석제 30 내지 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물은 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부에 대하여 코팅층의 외관 및 코팅면의 왜곡을 제어하기 위한 첨가제 0 내지 5 중량부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 이용한 코팅물 제조 방법은,

(a) 우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부, 아크릴레이트 모노머 15 내지 35 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 3 내지 10 중량부, 및 희석제 30 내지 50 중량부를 포함하는 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 준비하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 준비된 코팅제 조성물을 코팅하는 단계;

(c) 상기 (b) 단계에서 코팅제가 코팅된 중간 공정물을 적외선을 사용하여 건조시키는 단계;

(d) 상기 (c) 단계에 의하여 건조된 코팅물에 자외선을 조사하여 불완전 경화시키는 단계;

(e) 알루미늄, 구리, 금, 은, 및 이들의 조합에서 선택된 하나의 금속을 진공 증착하는 단계; 및

(f) 상기 (e) 단계에 의하여 금속이 증착된 금속막 위에 보호층을 도포하여 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 화장품 용기나 기타 합성 수지 제품에 코팅하고 알루미늄과 같은 금속 박막을 진공 증착하는 과정에서 별도의 그레이팅 과정이 필요없이 조개 껍데기의 내측과 같은 자연스러운 홀로그램을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 이용한 코팅물 제조 방법을 나타낸 흐름도,
도 2는 도 1의 스프레이 코팅 과정을 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 적외선 건조 과정을 나타낸 도면,
도 4는 도 1의 자외선 경화 과정을 나타낸 도면,
도 5는 도 1의 증착 과정에 사용되는 장비의 일예를 나타낸 도면,
도 6은 증착을 위하여 코팅물을 증착기에 장착한 상태의 일예를 나타낸 도면,
도 7은 증착이 완료된 상태의 일예를 나타낸 도면, 및
도 8은 완제품 외관의 일예를 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

[실시예 1]

우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 중량부, 아크릴레이트 모노머 20 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 5 중량부, 및 희석제 40 중량부를 혼합하여 코팅제 조성물을 준비하고, 준비된 도료를 사용하여 도 1을 참조하여 설명되어지는 방법으로 코팅물을 제조하였다.

[실시예 2]

우레탄 아크릴레이트 올리고마 25 중량부, 아크릴레이트 모노머 20 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 5 중량부, 및 희석제 40 중량부를 혼합하여 코팅제 조성물을 준비하고, 준비된 도료를 사용하여 도 1을 참조하여 설명되어지는 방법으로 코팅물을 제조하였다.

[실시예 3]

우레탄 아크릴레이트 올리고마 35 중량부, 아크릴레이트 모노머 20 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 5 중량부, 및 희석제 40 중량부를 혼합하여 코팅제 조성물을 준비하고, 준비된 도료를 사용하여 도 1을 참조하여 설명되어지는 방법으로 코팅물을 제조하였다.

[비교예 1]

우레탄 아크릴레이트 올리고마 5 중량부, 아크릴레이트 모노머 20 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 5 중량부, 및 희석제 40 중량부를 혼합하여 코팅제 조성물을 준비하고, 준비된 도료를 사용하여 도 1을 참조하여 설명되어지는 방법으로 코팅물을 제조하였다.

[비교예 2]

우레탄 아크릴레이트 올리고마 50 중량부, 아크릴레이트 모노머 20 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 5 중량부, 및 희석제 40 중량부를 혼합하여 코팅제 조성물을 준비하고, 준비된 도료를 사용하여 도 1을 참조하여 설명되어지는 방법으로 코팅물을 제조하였다.

[비교예 3]

아크릴 레진 25 중량부, 아크릴레이트 모노머 20 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 5 중량부, 및 희석제 40 중량부를 혼합하여 코팅제 조성물을 준비하고, 준비된 도료를 사용하여 도 1을 참조하여 설명되어지는 방법으로 코팅물을 제조하였다.

한편 실시예들에서는 상기 우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부에 대하여 코팅층의 외관 및 코팅면의 왜곡을 제어하기 위한 실리콘 첨가제 0 내지 5 중량부가 첨가되었으나 이는 홀로그램 형성에 반드시 필요한 것이 아니고 코팅층이 쭈글 쭈글해지는 것과 같은 불량을 제거하기 위한 것이고 온도나 습도와 같은 주변 환경 및 제반 여건에 따라 크게 변동될 수 있으므로 본 명세서에서는 더 이상 상세히 설명하지 않는다.

위와 같은 코팅물에 대하여 외관에 대한 육안 검사를 시행하였다. 표 1에는 코팅물에 대한 육안 검사 결과를 나타내었다. 무지개빛 평가 항목에서 ◎는 무지개빛이 적절하게 영롱한 상태를 나타내고, ○는 무지개빛이 영롱한 상태를, △는 무지개빛이 미약하게 식별되는 상태, ×는 무지개빛이 전혀 식별되지 않는 상태를 나타낸다. 광택 항목에서는 ◎는 광택이 우수한 상태를 나타내고, ○는 광택이 양호한 상태를, △는 광택이 다소 부족한 상태, ×는 광택이 거의 없는 상태를 나타낸다. 종합 평가 항목에서 ◎는 무지개빛이 적절하게 영롱하면서도 광택도 적절하게 유지된 상태를 나타내고, ○는 무지개빛이 영롱하나 광택이 다소 저하된 상태를 나타내며, △는 무지개빛이 미약하게 식별되지 않거나 광택이 부족한 상태를 나타내고, ×는 무지개빛이 전혀 식별되지 않거나 광택이 거의 없는 상태를 나타낸다.

항목	무지개빛	광택	종합 평가	비고
실시예 1	○	△	△	우레탄 아크릴레이트 올리고마-- 15 중량부
실시예 2	◎	◎	◎	우레탄 아크릴레이트 올리고마-- 25 중량부
실시예 3	△	○	△	우레탄 아크릴레이트 올리고마-- 35 중량부
비교예 1	×	×	×	우레탄 아크릴레이트 올리고마-- 5 중량부
비교예 2	×	×	×	우레탄 아크릴레이트 올리고마-- 50 중량부
비교예 3	×	×	×	아크릴레진-- 25 중량부

표 1을 참조하면, 실시예 1에서와 같이 우레탄 아크릴레이트 올리고마를 15 중량부로 구성한 경우에는 무지개빛이 영롱한 상태를 나타내고 광택이 다소 저하되어 육안상 뿌옇게 나타났고, 실시예 2에서와 같이 우레탄 아크릴레이트 올리고마를 25 중량부로 구성한 경우에는 무지개빛이 적절하게 영롱한 상태를 나타내고 광택이 우수하여 상품으로 가치가 가장 적합하게 나타났다. 또한, 실시예 3에서와 같이 우레탄 아크릴레이트 올리고마를 35 중량부로 구성한 경우에는 무지개빛이 다소 저하되지만 광택은 양호한 상태를 나타내었다.

반면에 비교예 1에서와 같이 우레탄 아크릴레이트 올리고마를 5 중량부로 구성한 경우나 비교예 2에서와 같이 우레탄 아크릴레이트 올리고마를 50 중량부로 구성한 경우에는 무지개빛이 전혀 식별되지 않을 뿐만 아니라 광택이 거의 없으며, 비교예 3에서와 같이 우레탄 아크릴레이트 올리고마 대신에 아크릴 레진을 25 중량부로 구성한 경우에도 역시 무지개빛이 전혀 식별되지 않을 뿐만 아니라 광택이 거의 없는 것으로 나타났다.

위 실시예 및 비교예에서 코팅물을 제조하는 과정을 보다 상세하게 설명한다. 도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 이용한 코팅물 제조 방법을 흐름도로써 나타내었다. 도 1을 참조하면, 위에서 설명한 바와 같은 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 준비(S100)하고, 도 2에 도시한 바와 같이 준비된 조성물을 스프레이 코팅건(20)을 사용하여 코팅 대상물(22)에 스프레이 코팅과 같은 방식을 사용하여 코팅한다(S102).

다음으로, 단계(S102)에서 코팅제가 코팅된 중간 공정물(30)을 도 3에 나타낸 바와 같이 적외선 히터(32)를 사용하여 건조(S104)한 후 도 4에 나타낸 바와 같이 건조된 코팅물(40)에 자외선 램프(42)를 사용하여 자외선을 조사함으로써 경화시키되 완전히 경화시키지 않고 불완전 경화시킨다(S106). 경화의 정도는 당업자에 의하여 이해되어질 수 있는 바와 같이 장갑을 착용한 손이나 기타 도구를 사용하여 표면에 접촉하였을 때 접촉 흔적이나 묻어남이 발생하는지의 여부로 확인할 수 있으며 완전 경화시킨 경우에는 압력을 가하여 접촉시켜도 흔적이 발생하거나 묻어나지지 않는 상태를 일컫는다.

다음으로, 본 발명에 따른 코팅제 조성물이 코팅되고 불완전 경화된 코팅 대상물에 알루미늄, 구리, 금, 은, 및 이들의 조합에서 선택된 하나의 금속을 진공 증착한다(S108). 도 5에는 증착 과정에 사용되는 장비의 일예를 나타내었다. 진공 증착 장비는 통상의 것으로 진공 펌프, 진공 게이지, 밸브 제어기, 히터 콘트롤러 등을 구비한 것이면 충분하다. 도 6에는 증착을 위하여 코팅물을 증착기에 장착한 상태의 일예를 나타내었으며, 도 7에는 증착이 완료된 상태의 일예를 나타내었다. 도 6을 참조하면 홀로그램을 형성하고자 하는 코팅 대상물(60)을 지그에 고정시키고 진공 증착을 시행하여 금속막을 코팅하게 된다. 도 7을 참조하면 금속막이 증착된 코팅물(70)을 얻게 된다. 이때, 본 발명에 따른 제조 방법에 따르면 별도의 홀로그램 패턴 전사 과정이 없이도 진공 증착 과정에서 자연스럽게 무지개빛을 발산하는 홀로그램이 형성된다는 것에 주목할 필요가 있다. 즉, 본 발명에 따른 코팅제 조성물이 코팅된 후에 어느 정도 자외선 경화가 이루어졌지만 불완전 경화되어 진공 환경에서 미세한 증발과 금속 부착과정에서 표면 식각에 의하여 그레이팅이 형성된다. 따라서 그레이팅 패턴을 전사시키는 과정없이 본 발명에 따른 코팅제 조성물을 코팅하고 금속막을 진공 증착하기만 하면 무지개빛의 홀로그램 패턴이 생성되는 것이다.

이제, 상기 단계(S108)에 의하여 금속이 증착된 금속막 위에 보호층을 도포하여 건조(S110)함으로써 제조 공정이 종결된다.

도 8에는 완제품 외관의 일예를 나타내었다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 이용한 코팅물 제조 방법에 의하여 제조된 코팅물은 전복의 속껍질과 같은 자연스럽게 무지개빛을 발산하는 홀로그램이 형성된다.

즉, 본 발명에 따르면, 본 발명의 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 화장품 용기나 기타 합성 수지 제품에 코팅하고 알루미늄과 같은 금속 박막을 진공 증착하면 별도의 그레이팅 과정이 필요없이 조개 껍데기의 내측과 같은 자연스러운 홀로그램을 얻을 수 있다.

Claims

우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부, 아크릴레이트 모노머 15 내지 35 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 3 내지 10 중량부, 및 희석제 30 내지 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물.
제1항에 있어서,
상기 우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부에 대하여 코팅층의 외관 및 코팅면의 왜곡을 제어하기 위한 첨가제 0 내지 5 중량부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물.
(a) 우레탄 아크릴레이트 올리고마 15 내지 35 중량부, 아크릴레이트 모노머 15 내지 35 중량부, 자외선에 의하여 경화되는 광개시제 3 내지 10 중량부, 및 희석제 30 내지 50 중량부를 포함하는 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 준비하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서 준비된 코팅제 조성물을 코팅하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 코팅제가 코팅된 중간 공정물을 적외선을 사용하여 건조시키는 단계;
(d) 상기 (c) 단계에 의하여 건조된 코팅물에 자외선을 조사하여 불완전 경화시키는 단계;
(e) 알루미늄, 구리, 금, 은, 및 이들의 조합에서 선택된 하나의 금속을 진공 증착하는 단계; 및
(f) 상기 (e) 단계에 의하여 금속이 증착된 금속막 위에 보호층을 도포하여 건조시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 자가 홀로그램 형성 코팅제 조성물을 이용한 코팅물 제조 방법.