KR20110005052A - 형태 안정성을 가지며 전사인쇄가 가능한 에폭시수지 조성물과 이를 이용한 액세서리 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형태 안정성을 갖는 에폭시수지 조성물과 이를 이용한 액세서리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 열경화성 수지를 주제로 하는 에폭시수지를 이용하여 전사 및 성형 공정을 거치면, 에폭시수지 자체가 형태 안정성을 보유하고 있어서 성형된 모양대로 유지가 가능하여 형태 고정을 위한 부자재의 사용이 필요하지 않게 되어 제품의 생산공정 및 비용이 대폭 감소되도록 하면서, 직접 에폭시수지에 전사가 가능하므로 액세서리에 뛰어난 미감을 갖도록 하는 형태 안정성을 갖도록 하는 것이다.

에폭시, 액세서리, 머리핀, 귀걸이, 전사

Description

형태 안정성을 가지며 전사인쇄가 가능한 에폭시수지 조성물과 이를 이용한 액세서리 및 그 제조방법{Composition of epoxy resin and manufacturing method thereof}

본 발명은 형태 안정성을 가지며 전사인쇄가 가능한 에폭시수지 조성물과 이를 이용한 액세서리 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 시계, 안경프레임, 머리핀, 귀거리 등의 액세서리에 합성수지를 사용한 제품이 많이 생산되고 있으나, 종래의 이러한 수지재 액세서리는 수지의 성형과정에서 안료를 투입하여 전체를 일정한 단색으로 성형한 것을 사용하거나, 여러 색상을 갖는 수지를 절단한 후 접합하여 다수의 색상을 갖는 모양을 형성하거나, 표면에 도안을 그려넣어서 형성한 것을 그대로 사용하거나 도안을 그려넣은 것을 재차 투명코팅액으로 코팅하여 사용하는 것 등이 주로 생산되었다.

그러나, 이와 같이 단색이거나, 수지를 절단하여 모양을 형성한 것은 표현할 수 있는 모양과 색채 등이 매우 제한적이어서 액세서리에서 요구되는 미감을 얻을 수 없는 문제점이 있었고, 표면에 도안을 그려넣은 경우 도안이 벗겨지거나 회손될 수 있어서 수명이 짧아지는 문제점이 있었으며, 표면에 코팅을 형성한 경우에는 도 안이 그려지는 기저층과 코팅층 사이에 틈이 발생되면서 코팅층이 박리되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 수지에 전사인쇄를 하는 방법이 사용되고 있으며 그 예로 대한민국 공개특허10-1999-0078674호에는 승화전사지를 완성된 모양을 갖는 장신구의 앞, 뒷면에 밀착과 동시에 그 형태를 유지할 수 있도록 알루미늄 호일과 같은 비철금속 또는 금속성의 박판을 승화전사지가 배치된 나일론 등의 합성수지의 외주에 위치시키고 이를 실리콘 또는 이와 유사한 재질 특성을 갖는 재료로 제조한 금형에서 가압시킴으로서 승화전사지가 장신구의 표면에 밀착될 수 있도록 하고, 열건조 후 상기한 알루미늄 호일과 같은 비철금속 또는 금속성의 박판을 제거하는 기술이 공개되어 있다.

그리고, 대한민국 특허등록 10-0128988호에는 시계나 액세서리 등의 장식기재 표면을 엠보싱 가공 후 에폭시와 같은 합성수지층을 부여하여 장식기재와 합성수지층의 결합력을 향상시킨 후, 합성수지층표면을 연마하고 세정하여 각종 무늬가 새겨져 있는 전사지를 상기한 합성수지층 표면에 완전히 달라붙도록 꼭 밀착시켜 170℃ 온도로 약 10분간 건조시켜 전사인쇄를 한다.

그러나, 상기한 종래기술에서 수지의 표면에 전사인쇄를 수행하는 경우 전사인쇄지의 도안과 전사된 후의 수지표면 도안이 서로 대칭이 되므로, 원하는 무늬를 얻기 위해서는 전사인쇄지의 도안을 거꾸로 그려야 하기 때문에 전자인쇄지 형성과정이 용이하지 않고, 공개특허 10-1999-0078674호에서처럼 완전히 성형이 종료된 합성수지에 전사인쇄를 수행할 경우 전자인쇄지와 합성수지가 밀착되도록 알루미늄 호일 등의 부자재가 필요하며, 특허등록 10-0128988호에서처럼 에폭시에 전사인쇄를 수행할 경우 에폭시가 형태안정성이 없으므로, 에폭시수지의 모양을 고정할 장식기재가 반드시 필요하므로, 액세서리의 제조공정과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 형태 안정성을 가지며 전사인쇄가 가능한 에폭시수지 조성물과 이를 이용한 액세서리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열경화성 수지를 주제로 하는 에폭시수지를 이용하여 전사 및 성형 공정을 거치면, 에폭시수지 자체가 형태 안정성을 보유하고 있어서 성형된 모양대로 유지가 가능하여 형태 고정을 위한 부자재의 사용이 필요하지 않게 되어 제품의 생산공정 및 비용이 대폭 감소되도록 하면서, 직접 에폭시수지에 전사가 가능하므로 액세서리에 뛰어난 미감을 갖도록 하는 형태 안정성을 갖는 에폭시수지 조성물 및 이를 이용한 액세서리 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 에폭시레진과 경화제가 중량비로 2:1의 비율로 혼합되고, 상기한 에폭시레진은 에폭시레진 총중량에 대하여 비스페놀 A형 에폭시 수지 70-90중량%와 소포제(anti-foaming agent) 0.1-5중량%, 레벨링제(Leveling agent) 0.1-5중량%, 반응성 가소형 에폭시(flexible contents) 8-30중량%로 구성되고, 상기한 경화제는 경화제 총 중량에 대하여 시클로알리파틱 디아민형(cycloaliphatic diamine type) 경화제 20-40중량%, 트리메틸 헥사메틸렌 디아민 10-30중량%, 촉진제(Accellerator) 10-30중량%, 코-폴리머(Co-polymer) 20-40중량%를 혼합하여 어닥트(adduct)시킨 것을 사용한다.

상기에서 비스페놀 A형 에폭시수지는 벤젠핵(Bisphenol A)이 있기 때문에 자 유회전이 힘든데, 이것이 내약품성과 접착성, 강인성, 고온특성을 좋게 한다. 또한 분자내에 에테르(Ether)기를 가지고 있어 내약품성이 우수하고, 가소성이 있으며, 친수성의 수산기와 소수성의 탄화수소기가 규칙적으로 배열되어 있어 접착성이 우수하다. 그 예로서, 디그리시딜 에테르 비스페놀 A형(공중합체)(Diglicidyl ether Bisphenol-A type(co-polymer))가 있다.

그리고, 반응성 가소형 에폭시는 상기한 비스페놀 A형 에폭시수지가 가소성이 있어서 경화 후 쉽게 부러지는 등의 문제점이 있으므로 부러지지 않을 정도의 탄성을 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 옥시란 혹은 폴리프로필렌 글리콜 디그리시딜 에테르(Polypropylene glycol diglycidyl ether)를 하나 혹은 모두 사용하며, 옥시란과 폴리프로필렌 글리콜 디그리시딜 에테르를 사용하는 경우에는 혼합량을 중량대비 각각 4~6:6~4로 투입한다.

또한, 시클로알리파틱 디아민형(cycloaliphatic diamine type) 경화제로는 이소포론 디아민(isophorone diamine)을 사용하며, 이는 제품에 광택을 주는 역할을 한다.

한편 경화제를 어닥트시킨 것을 사용하는 이유는 이소포론 디아민 경화제는 자체 흡습율이 높고 100℃이상에서 경화되지만, 어닥트시키면 뿌옇게 되는 것을 투명하게 하고 경화 온도를 상온수준으로 낮추어주며, 저 휘발성임으로 아민냄새가 적고 발열에 의한 발포의 위험이 적으며, 첨가량이 많아짐으로 평량이 쉬워 작업이 용이하기 때문이며, 어닥트에 사용되는 코 폴리머는 에폭시수지 또는 각종 글리콜이다.

촉진제는 에폭시수지의경화시간을 단축하기 위한 수단으로 사용되는 것으로, 수산기(OH-)를갖는 알코올류와 페놀류로 분류할 수 있으며, 그 예로는 벤질알콜, 노닐페놀이 있다.

그리고, 에폭시수지를 이용한 액세서리 제조방법을 살펴보면, 액세서리의 모양에 맞도록 평면형으로 형성된 금형에 에폭시수지 조성물을 투입하여 상온에서 4-7시간 혹은 80-100℃에서 30-50분간 성형한 후, 성형물을 금형으로부터 분리하여 저면에 전사인쇄지를 배치하여 200±10℃로 가열된 상/하 열판에 투입하여 1분-2분간 전사인쇄하고, 전사인쇄지를 제거한 후, 원하는 형상으로 성형하여 냉각시켜 경화시킨다.

한편, 상기한 액세서리 제조방법에서 전사지 제거 후, 뒷면에 백색잉크를 칠하여 60-80℃에서 5-15분간 건조하고, 백색잉크 뒷면에 다시 마감용 잉크를 도포하여 80-100℃에서 5-15분간 건조한 후, 원하는 형상으로 성형하여 경화시킨다.

이 과정에서 머리핀의 경우 마감용 잉크를 도포하여 건조한 후, 금속으로 형성된 머리핀 몸체에 상기한 마감잉크가 도포된 성형물을 볼트와 같은 체결수단으로 체결한 후 냉각시키면 상기한 수지 성형물은 머리핀의 몸체형상에 맞게 휘어진 상태로 경화된다.

또한, 이와 같이 형성된 액세서리의 에폭시 성형물은 저면으로부터 마감 잉크층, 백색잉크층, 전사층, 에폭시수지층으로 구성된다.

본 발명에 의하면 투명한 에폭시의 저면에 전사인쇄가 가능하게 되어 다양한 모양과 색채를 갖는 액세서리를 제조할 수 있게 되므로 액세서리의 미감을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기한 에폭시수지는 자체적으로 형태 안정성을 가지고 있어서, 에폭시수지의 형태를 고정하기 위한 별도의 수단이 필요하지 않게 되어 액세서리의 제조비용 및 시간이 대폭 감소되는 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

우선, 본 발명에 따른 에폭시수지 조성물은 크게 에폭시레진과 경화제로 구성된다.

상기한 에폭시레진을 보다 구체적으로 살펴보면 에폭시레진 총중량을 기준으로 디그리시딜 에테르 비스페놀 A 80중량%와, 레벨링제 1중량%와, 소포제 1중량%와 폴리프로필렌 글리콜 디그리시딜 에테르 18중량%로 구성된다.

그리고, 경화제는 이소프로폰 디아민 40중량에 대하여 트리메틸 헥사메틸렌 디아민 30중량부와 액셀러레이터 30중량부 및 코 폴리머 40중량부를 혼합하여 4시간동안 반응시킨 것을 사용한다.

이와 같은 구성을 갖는 에폭시레진과 경화제는 중량비로 2:1로 혼합하여 사용한다.

그리고, 상기한 에폭시수지를 이용한 액세서리 제조방법을 도 1을 참조하여 살펴본다.

우선, 액세서리 중 머리핀의 제조방법을 살펴보면, (a)에 나타내는 바와 같이 머리핀으로 사용할 수 있도록 평면형으로 임의의 모양으로 형성된 금형에 에폭시수지 조성물을 투입하여 상온에서 5시간 혹은 90℃에서 40분간 성형한 후, (b)와 같이 에폭시 성형물을 금형으로부터 분리한다.

그리고, 상기한 에폭시 성형물의 저면에 (c)와 같이 전사인쇄지를 배치하여 (d)와 같이 200±10℃로 가열된 상/하열판에 투입하여 1분 30초 동안 가열한 뒤, 전사인쇄지를 제거하면 (e)와 같이 전사인쇄지에는 잉크가 거의 남아있지 않게 되고, (f)와 같이 에폭시 성형물에는 전사인쇄지의 잉크가 전사되는 것이다.

이후, 도 2에 나타내는 바와 같이 (ㄱ)의 전사인쇄지를 제거한 에폭시 성형물의 뒷면에 (ㄴ)과 같이 백색잉크를 칠하여 70℃에서 10분간 건조하고, (ㄷ)과 같이 백색잉크 뒷면에 다시 마감용 잉크를 도포하여 90℃에서 10분간 건조한 후, 원하는 모양으로 성형하여 경화시킨다.

상기에서 백색 잉크와 마감용 잉크를 도포하는 이유는 도 2의 (ㄱ)에 나타내는 바와 같이 투명한 에폭시 성형물에 전사인쇄를 했기 때문에 색이 선명하지 않아서 (ㄴ)과 같이 보다 선명한 색상을 얻도록 하기 위함이며, (ㄷ)과 같이 마감용 잉크는 전사인쇄된 도안에서 주로 사용된 색을 사용하여 에폭시 성형물의 전/후면 전체적으로 미감을 향상시키도록 하기 위하여 사용한다.

그리고, 마감용 잉크를 도포하여 건조한 후, 도 2의 (ㄷ) 및 도 3에 나타내는 바와 같이 금속으로 형성된 머리핀 본체(10)에 상기한 마감용 잉크가 도포된 에폭시 성형물(20)을 밀착시켜 볼트와 같은 체결수단(30)으로 고정한 후 냉각시키면 상기한 에폭시 성형물(20)은 머리핀의 형상에 맞게 휘어진 상태를 유지하게 된다.

한편, 상기한 머리핀 본체와 에폭시 성형물의 체결 과정에서 도 3에 나타내는 바와 같이 에폭시 성형물의 표면으로 돌출되는 체결수단(30)의 단부에는 마감용 잉크와 동일한 색상의 잉크를 칠함으로서 전체적으로 외관을 향상시킨다.

도 3에서 (B)는 (A)의 배면 사진이다.

이와 같은 제조방법으로 제조된 머리핀의 에폭시 성형물(20)은 저면으로부터 마감 잉크층, 백색 잉크층, 전사층, 에폭시수지층으로 구성된다.

한편, 상기한 에폭시수지 조성물로 도 4에 나타내는 바와 같이 귀걸이를 만드는 경우, (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이 상기한 전사인쇄과정까지 수행한 후 백색잉크와 마감잉크 도포과정을 생략하고 바로 경화시켜 사용할 수도 있고, 디자인에 따라 저면에 백색잉크와 마감잉크를 도포하여 경화시킬 수도 있다.

도 4의 (b)는 (a)의 배면을 나타낸다.

또한, 경화과정에서 경화되지 않은 에폭시 성형물을 원하는 형상의 틀에 넣어서 성형할 수도 있는데, 예로서 머리띠의 경우 머리띠모양으로 형성된 틀에 경화되지 않은 에폭시 성형물을 투입하여 경화시키면 머리띠의 형상으로 형성된다.

도 1은 본 발명에 따른 에폭시수지 조성물을 이용한 액세서리(머리핀) 제조방법을 나타내는 도면

도 2는 도 1에 따라 형성된 에폭시 성형물과 머리핀을 나타내는 도면

도 3은 본 발명에 따라 제조된 머리핀의 다른 예를 나타내는 도면

도 4는 본 발명에 따라 제조된 귀걸이를 나타내는 도면

Claims (5)

1. 에폭시레진과 경화제가 중량비로 2:1의 비율로 혼합되고,

   상기한 에폭시레진은 에폭시레진 총중량에 대하여 비스페놀 A형 에폭시 수지 70-90중량%와 소포제(anti-foaming agent) 0.1-5중량%, 레벨링제(Leveling agent) 0.1-5중량%, 반응성 가소형 에폭시(flexible contents) 8-30중량%로 구성되고,

   상기한 경화제는 경화제 총 중량에 대하여 시클로알리파틱 디아민형(cycloaliphatic diamine type) 경화제 20-40중량%, 트리메틸 헥사메틸렌 디아민 10-30중량%, 촉진제(Accellerator) 10-30중량%, 코-폴리머(Co-polymer) 20-40중량%를 혼합하여 어닥트(adduct)시킨 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 에폭시수지 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 반응성 가소형 에폭시는 폴리프로필렌 글리콜 디그리시딜에테르(Polypropylene glycol diglycidyl ether)를 사용하는 것을 특징으로 하는 에폭시수지 조성물.
3. 청구항 1 또는 2항에 따라 조성된 에폭시수지를 사용하고, 액세서리의 모양에 맞도록 평면형으로 형성된 금형에 에폭시수지를 투입하여 상온에서 4-7시간 혹은 80-100℃에서 30-50분간 성형한 후, 에폭시 성형물을 금형으로부터 분리하여, 저면에 전사인쇄지를 배치하고 200±10℃로 가열된 상/하 열판에 투입하여 1분-2분 간 전사하고, 전사지를 제거한 후, 원하는 모양으로 냉각시켜 경화하는 것을 특징으로 하는 에폭시수지를 이용한 액세서리 제조방법.
4. 청구항 1 또는 2항에 따라 조성된 에폭시수지를 사용하고, 액세서리의 모양에 맞도록 평면형으로 형성된 금형에 에폭시수지를 투입하여 상온에서 4-7시간 혹은 80-100℃에서 30-50분간 성형한 후, 에폭시 성형물을 금형으로부터 분리하여, 저면에 전사인쇄지를 배치하고 200±10℃로 가열된 상/하 열판에 투입하여 1분-2분간 전사하고, 전사지를 제거한 후, 에폭시 성형물의 뒷면에 백색잉크를 칠하여 60-80℃에서 5-15분간 건조하고, 백색잉크 뒷면에 다시 마감용 잉크를 도포하여 80-100℃에서 5-15분간 건조한 후, 원하는 모양으로 성형하여 경화시키는 것을 특징으로 하는 에폭시수지를 이용한 액세서리 제조방법.
5. 제 4항의 방법으로 제조되어 저면으로부터 마감 잉크층, 백색잉크층, 전사층, 에폭시수지층으로 구성되는 에폭시 성형물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액세서리.

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