KR20170057983A - 감온변색 디자인 전사물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감온변색 디자인 전사물 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 디자인된 문자, 도형, 무늬, 상표, 마크 등의 모양을 피전사체에 프린트하기 위한 전사물을 제조하는데 있어서, 감온변색안료를 적용함으로써 온도에 따라 변색되는 디자인을 나타낼 수 있도록 하는 전사물 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 색감, 견뢰도 및 내구성이 매우 우수한 감온변색 디자인을 피전사체에 프린트할 수 있는 전사물을 제조할 수 있다. 본 발명의 전사물을 사용하여 언더웨어, 동내의류, 의류부자재 등의 일부 또는 전부분에 디자인을 프린트하면, 이 디자인의 변색 정도를 통해 실내 또는 신체의 온도를 가시적으로 매우 쉽게 알 수 있어 적정온도를 유지하는데 큰 도움이 될 수 있다. 특히 의사소통이 어려운 영유아의 의류에 적용함으로써 아이가 쾌적한 온도 조건에서 생활할 수 있도록 하거나 체온의 변화를 모니터링하는데 큰 장점이 있을 것이다.

Description

감온변색 디자인 전사물 제조방법{Manufacturing method for thermochromic design decalcomania paper}

본 발명은 감온변색 디자인 전사물 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 디자인된 문자, 도형, 무늬, 상표, 마크 등의 모양을 피전사체에 프린트하기 위한 전사물을 제조하는데 있어서, 감온변색안료를 적용함으로써 온도에 따라 변색되는 디자인을 나타낼 수 있도록 하는 전사물 제조방법에 관한 것이다.

온도변화에 따라 물질의 화학구조가 달라지고 이에 따라 색상이 변화하는 현상을 써모크로미즘(thermochromism)이라 하며, 이러한 현상을 나타내는 물질을 감온색소(시온안료)라 한다. 기준 온도에 도달하면 투명해 졌다가 다시 온도가 내려가면 원래의 색깔로 되돌아가느냐 그렇지 않느냐에 따라 가역성과 비가역성으로 나뉘어지며 현재 실용되고 있는 가역성 감온색소로는 금소착염, 코레스텔릭액정, 메타모컬러의 3종류가 있다. 이러한 감온색소는 그 특이한 성질로 인해 컵, 온도계, 판촉물 등의 일상용품에서부터 전기, 전자 등의 산업용에 이르기 까지 다양한 제품에 응용되고 있다.

한편, 각종 섬유제품, 목재, 금속판 등의 다양한 소재에 디자인된 문자, 도형, 무늬, 상표, 마크 등의 모양을 프린트하기 위한 방법으로 전사지 등의 전사물을 사용한 전사 프린트 방법이 있다. 이 방법은 다른 인쇄방법에 비해 높은 해상도의 이미지 등을 그대로 피전사체에 옮길 수 있다는 장점이 있으나, 견뢰도나 내구성에서 다른 인쇄방법에 비해 부족한 경우가 많아 이를 보완할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

본 발명자는 감온변색 디자인을 전사 프린트 방법에 적용함으로써 높은 해상도의 감온변색 디자인을 피전사체에 인쇄할 수 있도록 하고자 하였으며, 이때 문제될 수 있는 견뢰도와 내구성을 보완하면서 보다 우수한 색감 및 다양한 시각적인 효과를 나타낼 수 있는 방법을 개발하고자 하였다.

대한민국 등록특허 제10-0453099호

따라서 본 발명의 주된 목적은 견뢰도 및 내구성이 우수하고 우수한 색감 및 다양한 시각적 효과를 나타내는 감온변색 디자인을 피전사체에 프린트할 수 있는 전사물의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전사물로 프린트되어 견뢰도와 내구성이 우수하고 우수한 색감 및 다양한 시각적 효과를 나타내는 감온변색 디자인이 적용된 의류 등의 피전사체를 제공하는데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 이형지와, 상기 이형지의 상면에 인쇄되고 전사방식에 의해 피전사체에 전사되는 전사물이 부착된 구조에 있어서, a) 이형지의 상면에 입경이 1 내지 10㎛인 마이크로 캡슐형 감온변색안료와 휘발성 실리콘 오일의 혼합물을 도포하고 휘발성 실리콘 오일을 휘발시켜 감온변색안료를 이형지의 상면에 안착시키는 단계; b) 상기 감온변색안료가 안착된 이형지의 상면에 액상 실리콘 고무 조성물을 도포하고 경화시켜 실리콘층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 실리콘층의 상면에 핫멜트 접착제를 도포하여 핫멜트층을 형성하는 단계;를 포함하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법(제1방법)을 제공한다.

본 발명에서 이형지로는 종이, 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 등 통상의 전사지에서 이형지로 사용되는 소재를 이용할 수 있다. 또한, 상기 이형지는 코팅처리되어 전사물로부터의 분리가 용이하도록 이루어진 것이 바람직하며, 특히 실리콘 고무 또는 핫멜트의 분리가 용이한 재질로 코팅되는 것이 바람직하다. 예를 들어 불소코팅층이 형성된 이형지를 사용할 수 있다.

감온변색안료는 설정온도에 도달하면 색이 사라지고 다시 설정온도 이하가 되면 본래의 색이 나타나는 가역성 안료이다. 본 발명에서는 이러한 감온변색안료로 입경이 1 내지 10㎛인 마이크로 캡슐 형태를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 마이크로 캡슐 형태의 감온변색안료는 다양한 제품으로 시판되고 있다. 캡슐 안에 있는 물질에 열이 전달되어 변색을 나타내는 원리이며, 일반적으로 200℃가 넘으면 캡슐이 붕괴되므로 그 이하의 온도로 처리해야 한다. 본 발명의 경우 비 수성을 기반으로 제조된 분말형태를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 감온변색안료의 경우 일반적으로 분산성이 좋지 않으므로 분산제를 추가로 사용하는 것이 바람직하며 UV에 대해 안정성을 확보하기위해 UV 안정제를 사용하는 것이 바람직하다. 칼라는 블랙, 블루, 레드, 마젠타, 옐로우, 그린, 오렌지 등 다양하게 시판되고 있어 이들을 적절히 적용할 수 있으며 혼합하여 사용할 수도 있다. 변색온도 또한 0 ~ 70℃까지 다양하게 제공되고 있어 용도에 따라 적절한 안료를 선택하여 적용할 수 있다.

본 발명에서 휘발성 실리콘 오일은 감온변색안료의 용제 역할을 한다. 즉, 감온변색안료가 고르게 분산된 상태의 액상으로 제조될 수 있도록 하고 쉽게 휘발되어 결과적으로 이형지 등에 감온변색안료를 고르게 인쇄할 수 있도록 돕는다. 이때 휘발성 실리콘 오일은 감온변색안료가 변형되지 않는 한도 내의 온도에서 휘발되는 것을 사용할 필요가 있다. 약 200℃ 이하의 온도에서 휘발될 수 있는 것을 사용하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 180℃ 이하, 더욱 바람직하게는 160℃ 이하의 온도에서 휘발되는 것이 좋다. 이러한 휘발성 실리콘 오일로 환상메틸폴리실록산을 사용할 수 있으며, 이 중에서도 데카메틸사이클로펜타실록산(decamethylcyclopentasiloxane, D5)을 주성분으로 하는 실리콘 오일을 사용하는 것이 바람직하다.

감온변색안료와 휘발성 실리콘 오일의 혼합물을 이형지의 상면에 도포하고 열처리하면 휘발성 실리콘 오일이 휘발되고 감온변색안료가 이형지의 상면에 안착될 수 있다. 이때 열처리는 감온변색안료가 변형되지 않으면서도 휘발성 실리콘 오일이 휘발되는 온도 및 시간 내에 이루어질 필요가 있다. 열처리 시간은 5분을 넘기지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 액상 실리콘 고무 조성물로는 액상 실리콘이 함유되어 조성물의 도포 후 경화되어 실리콘 고무가 형성될 수 있도록 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리실록산이 함유된 제1액과 경화제가 함유된 제2액을 혼합하여 가열 등의 방법으로 경화되도록 이루어진 2액형 액상 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 다양한 제품이 시판되고 있으며, 특히 본 발명에서는 RTV(room temperature vulcanizing) 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 액상 실리콘 고무 조성물을 사용하여 형성한 실리콘층은 감온변색안료와 핫멜트를 고정하는 역할을 하며 피전사체에 전사되었을 때 감온변색안료를 안정적으로 고정시켜 탈리 등을 방지함으로써 내구성을 높이는 역할도 할 수 있다.

본 발명에서는 상기 액상 실리콘 고무 조성물에 시각적인 효과를 위한 재료를 더 포함시킬 수 있다. 이러한 재료로는 안료, 감온변색안료, 유리 입자, 알루미늄 입자 등을 사용할 수 있다. 이들 재료의 함량은 액상 실리콘 고무 조성물의 총 중량을 기준으로 10중량% 이하로 함유되도록 하는 것이 견뢰도 및 내구성을 위해 바람직하다. 특히 상기 액상 실리콘 고무 조성물에 감온변색안료가 5 내지 10중량%로 함유되도록 하여 도포함으로써 감온변색안료에 따른 추가적인 시각적 효과를 부가하면 보다 효과적인 감온변색 디자인을 나타낼 수 있다. 이때 감온변색안료로 상기 a)단계의 감온변색안료와 다른 색상을 나타내거나 다른 온도에서 변색이 이루어지는 것을 사용하면, 보다 우수한 시각적인 효과 또는 보다 다양한 온도별 색상 변화 효과를 부여할 수 있다. 상기 감온변색안료의 함량이 낮을 경우 색감이 현저히 낮아질 수 있으며, 높을 경우 액상 실리콘에 고르게 분산되기 어려우며 이에 따라 견뢰도 및 내구성이 현저히 낮아질 수 있다.

본 발명에서 상기 b)단계에서 액상 실리콘 고무 조성물을 도포하고 도포된 액상 실리콘 고무 조성물의 상면에 빛을 반사, 산란 또는 굴절시키는 입자를 도포하여 추가적인 시각적 효과를 부가할 수 있다. 예를 들어, 유리 입자, 알루미늄 입자 등을 사용할 수 있다. 이에 따르면 시각적으로 보다 우수한 디자인을 나타낼 수 있다.

본 발명에서 핫멜트 접착제(hot melt adhesive)로는 폴리에스테르(polyester), 폴리아미드(polyamide) 및 우레탄(urethane)계 수지를 이용할 수 있다. 이들 수지를 용제(solvent)에 용해하여 도포하고 자연 또는 열건조로 용제를 휘발시켜 핫멜트층을 형성할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 이형지와, 상기 이형지의 상면에 인쇄되고 전사방식에 의해 피전사체에 전사되는 전사물이 부착된 구조에 있어서, a) 이형지의 상면에 핫멜트 접착제를 도포하여 핫멜트층을 형성하는 단계; b) 상기 핫멜트층의 상면에 액상 실리콘 고무 조성물을 도포하고 경화시켜 실리콘층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 실리콘층의 상면에 입경이 1 내지 10㎛인 마이크로 캡슐형 감온변색안료와 휘발성 실리콘 오일의 혼합물을 도포하고 휘발성 실리콘 오일을 휘발시켜 감온변색안료를 실리콘층의 상면에 안착시키는 단계;를 포함하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법(제2방법)을 제공한다. 이 방법은 전술한 제1방법에서와는 순서가 반대되는 형태로 이루어진 전사물을 제조하기 위한 방법이라 할 수 있다.

구체적인 사항들 대부분 제1방법과 동일하게 적용할 수 있으나, 이형지의 상면에 핫멜트층, 실리콘층, 감온변색안료의 순서로 형성되도록 제조하는 점에서 차이가 있다.

또한 이에 따라 빛을 반사, 산란 또는 굴절시키는 입자를 도포할 때 액상 실리콘 고무 조성물의 상면이 아닌 핫멜트층의 상면에 도포하는 차이가 있다.

본 발명에서는 실리콘층을 형성할 때 단순히 액상 실리콘에 안료를 혼합하여 도포하는 방법으로 전사물을 제조하는 것과는 달리, 실리콘층의 표면에 감온변색안료가 고정되도록 하는 것을 가장 큰 특징으로 한다. 이 경우 보다 우수한 색감과 다양한 디자인을 나타낼 수 있으며, 감온변색안료가 액상 실리콘에 의해 고정되어 견뢰도와 내구성에서도 만족스러운 전사 프린트를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 특히 본 발명에서는 a)단계와 b)단계에서 서로 다른 감온변색안료를 적용할 수 있는데, 이는 여러 종류의 감온변색안료를 적용하는 경우에 보다 큰 장점을 나타낸다. 예를 들어 a)단계없이 액상 실리콘 고무 조성물에 두 종류의 감온변색안료를 첨가하여 실리콘층을 형성할 경우 두 종류의 감온변색안료가 적용된 디자인 전사물을 제조할 수 있으나, 두 종류의 감온변색안료 모두 고르게 분산되지 않아 한 종류의 감온변색안료가 특정부분에 모이게 되는 등 자칫 원하지 않는 디자인이 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 경우 a)단계에서 한 종류의 감온변색안료를 사용하고 b)단계에서 다른 종류의 감온변색안료를 사용하면 액상 실리콘 고무 조성물에는 한 종류의 감온변색안료만을 첨가해도 되므로 두 종류의 감온변색안료를 모두 고르게 분산시켜야 한다는 어려움을 고민하지 않아도 된다.

본 발명에 따르면 색감, 견뢰도 및 내구성이 매우 우수한 감온변색 디자인을 피전사체에 프린트할 수 있는 전사물을 제조할 수 있다. 본 발명의 전사물을 사용하여 언더웨어, 동내의류, 의류부자재 등의 일부 또는 전부분에 디자인을 프린트하면, 이 디자인의 변색 정도를 통해 실내 또는 신체의 온도를 가시적으로 매우 쉽게 알 수 있어 적정온도를 유지하는데 큰 도움이 될 수 있다. 특히 의사소통이 어려운 영유아의 의류에 적용함으로써 아이가 쾌적한 온도 조건에서 생활할 수 있도록 하거나 체온의 변화를 모니터링하는데 큰 장점이 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 감온변색 디자인 전사물 제조과정을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 감온변색 디자인 전사지의 구조를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 제조된 감온변색 디자인 전사지의 구조를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 감온변색 디자인 전사물을 사용하여 피전사체인 의류에 디자인을 전사한 상태를 나타낸 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 전사지 제조

본 실시예에서는 이형지로 불소코팅층이 형성된 폴리에스테르(polyester, PE) 필름을 사용하였다. 불소코팅층은 액상 불소(F)를 롤러로 코팅한 후 고온(대략 150 ~ 180℃)으로 가열하여 경화 형성시킨 것으로, 이 불소코팅층으로 인해 표면이 매우 미끄러운 상태가 되므로 전사물을 피전사체에 전사한 후 이형지의 분리가 용이하다.

감온변색안료는 15℃ 이하에서 색을 나타내며 15℃ 이상에서 투명하게 변색되는 감온변색안료 마이크로 캡슐(직경 1 ~ 5㎛)(나노아이앤씨 제품)를 사용하였다.

실리콘 오일은 데카메틸사이클로펜타실록산(decamethylcyclopentasiloxane, D5)을 주성분으로 하는 다우코닝사의 volatile silicon fluid 제품을 사용하였다.

액상 실리콘 고무는 2액형으로 실리콘 베이스에 경화제가 별도로 포함되어 있어 실리콘 베이스와 경화제를 10 : 1의 비율(중량)로 혼합하여 경화시키는 형태의 제품(다우코닝사 8600 제품)을 사용하였다.

15℃ 이하에서 회색 또는 핑크색이며 15℃ 이상에서 투명하게 변색되는 감온변색안료 20g을 실리콘 오일 100g에 첨가하여 교반한 다음 이형지 위에 약 0.4㎜의 두께로 코팅하고 150℃로 5분간 열처리하였다. 이때 상기 회색 또는 핑크색 감온변색안료는 기본색의 감온변색안료를 혼합하여 만들었다.

그 위에 실리콘 베이스와 경화제를 10 : 1의 중량비로 혼합한 조성물 100g에 15℃ 이하에서 핑크색이며 15℃ 이상에서 투명하게 변색되는 감온변색안료 20g을 첨가하여 혼합한 다음 약 0.4㎜ 두께로 코팅하고 120℃로 3분간 열처리한 후 24시간 동안 경화되도록 하여 실리콘층을 형성하였다.

폴리에스테르 수지 20g, 폴리우레탄 수지 56g, 폴리아마이드 수지 10g, EVA 10g, 나일론 6,6수지 4g을 혼합하여 이 수지 혼합물 100중량부에 대하여 혼합용재 30 ~ 40중량부를 용해시키고 이를 실리콘층 위에 코팅하여 약 0.2㎜ 두께의 핫멜트층을 형성하였다.

실시예 2. 전사지 제조

상기 실시예 1과 동일하게 하되, 실리콘층을 형성한 다음 실리콘층이 경화되기 전에 입경이 약 0.01㎜인 유리가루를 실리콘층의 표면에 도포하여 전사지를 제조하였다.

실시예 3. 전사 프린트

상기 실시예 1 및 2의 각 전사지를 의류에 전사 프린트하였다. 전사 프린트는 150℃로 7 ~ 8초간 열프레스 또는 다림질하는 방법으로 수행하였다(도 4 참조).

1: 이형지
2: 제1감온변색안료
3: 실리콘층
4: 핫멜트층
5: 제2감온변색안료

Claims (6)

1. 이형지와, 상기 이형지의 상면에 인쇄되고 전사방식에 의해 피전사체에 전사되는 전사물이 부착된 구조에 있어서,
   a) 이형지의 상면에 입경이 1 내지 10㎛인 마이크로 캡슐형 감온변색안료와 휘발성 실리콘 오일의 혼합물을 도포하고 휘발성 실리콘 오일을 휘발시켜 감온변색안료를 이형지의 상면에 안착시키는 단계;
   b) 상기 감온변색안료가 안착된 이형지의 상면에 액상 실리콘 고무 조성물을 도포하고 경화시켜 실리콘층을 형성하는 단계; 및
   c) 상기 실리콘층의 상면에 핫멜트 접착제를 도포하여 핫멜트층을 형성하는 단계;를 포함하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 액상 실리콘 고무 조성물은 감온변색안료가 5 내지 10중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 b)단계에서 액상 실리콘 고무 조성물을 도포하고 도포된 액상 실리콘 고무 조성물의 상면에 빛을 반사, 산란 또는 굴절시키는 입자를 도포하는 것을 특징으로 하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법.
4. 이형지와, 상기 이형지의 상면에 인쇄되고 전사방식에 의해 피전사체에 전사되는 전사물이 부착된 구조에 있어서,
   a) 이형지의 상면에 핫멜트 접착제를 도포하여 핫멜트층을 형성하는 단계;
   b) 상기 핫멜트층의 상면에 액상 실리콘 고무 조성물을 도포하고 경화시켜 실리콘층을 형성하는 단계; 및
   c) 상기 실리콘층의 상면에 입경이 1 내지 10㎛인 마이크로 캡슐형 감온변색안료와 휘발성 실리콘 오일의 혼합물을 도포하고 휘발성 실리콘 오일을 휘발시켜 감온변색안료를 실리콘층의 상면에 안착시키는 단계;를 포함하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 액상 실리콘 고무 조성물은 감온변색안료가 5 내지 10중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 b)단계에서 액상 실리콘 고무 조성물을 도포하기 전 상기 핫멜트층의 상면에 빛을 반사, 산란 또는 굴절시키는 입자를 도포하는 것을 특징으로 하는 감온변색 디자인 전사물 제조방법.
   

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