KR20170114177A

KR20170114177A - 투명 장식품 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20170114177A
Application number: KR1020160041659A
Authority: KR
Inventors: 정민호
Original assignee: 정민호
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2017-10-13

Abstract

본 발명에 따른 투명 장식품 제조방법은 상기와 같이 제 1 수지층과 제 2 수지층을 형성하고, 그 내부에 피보관체를 위치시키거나, 단일 보호 수지층을 통해 외부와 완전히 차단시킴으로써, 피보관체의 반영구적인 보호 및 보관이 가능하다.
또한 베이스 수지 조성물로 불포화 폴리에스테르를 포함함으로써, 고광택을 형성하며, 피보관체를 외부 환경으로부터 완벽히 차단하고, 높은 투명성을 유지하여 전, 후, 좌, 우 어느 곳에서든 내부의 피보관체를 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한 필요에 따라 제 1 수지층과 제 2 수지층을 분리할 수도 있어 제조 목적 및 장식품의 활용 용도에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.
또한 본 발명에 따라 제조된 투명 장식품은 보조 프레임이 필요치 않고 피보관체의 두께와 크기 및 형태에 상관없이 제조 가능한 장점이 있다.

Description

투명 장식품 및 이의 제조방법{Transparent decoration and manufacturing method thereof}

본 발명은 투명 장식품의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 피보관체의 반영구적인 보호 및 보관이 가능하며, 고광택을 형성하며, 피보관체를 외부 환경으로부터 완벽히 차단하고, 전, 후, 좌, 우 어느 곳에서든 내부의 피보관체를 확인할 수 있으며, 보조 프레임이 필요치 않고 피보관체의 두께와 크기 및 형태에 상관없이 제조 가능한 고광택 투명 장식품의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사진을 포함하는 장식품은 장식장이나 테이블 또는 벽에 일정한 각도로 거치하거나 수납하여 내부에 수용된 각종 장식품이나 사진 등을 보호하는 용도로 사용된다.

종래의 장식품은 투명하거나 내부가 보이는 케이스의 형태로 있거나, 각종 프레임을 사용하여 1차 보관 후 장식을 하거나, 케이스나 프레임이 없이 그대로 장식하는 경우가 많아 외부 환경과 충격에 의해 변형, 손실, 파손이 되는 문제점이 있었다. 또한 피보관체가 곤충 등의 박재인 경우, 외부 환경과의 차단성이 떨어져 시간이 지남에 따라 변질하는 문제점 등이 발생하여 왔다.

이러한 문제점을 보안하고자 액자 형태로 나무나 합성수지를 소재로 한 프레임과 프레임의 전면에 유리 또는 투명 합성수지로 된 투명 창을 구비하는 기술이 소개되어 있다. 그런데, 이러한 종래의 액자는 획일적인 구조를 가지고, 프레임과 투명창이 서로 분리 가능하게 구비되므로 내부에 보관된 장식품이나 사진, 나아가 프레임이 쉽게 변형되는 문제점이 있었다.

또한 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 최근에는 아크릴이나, 유리 형태의 보관함이나 액자 등이 개발되었으나, 이 경우에도 내부로 공기나 수분의 차단이 용이하지 않으며, 내부 장식품이 확실하게 고정되지 않아 이동 및 보관 시 내부 장식품(사진)이 훼손되는 경우가 발생하는 단점이 있다. 또한 실외에서 사용 시 햇빛이나 수분의 유입 및 외부 충격으로 인하여 내부 장식품의 변형 및 훼손이 발생할 우려가 존재하였다.

대한민국 공개특허 10-2010-0096797 (2010년 09월 02일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 피보관체의 반영구적인 보호 및 보관이 가능하며, 고광택을 형성하며, 피보관체를 외부 환경으로부터 완벽히 차단하고, 전, 후, 좌, 우 어느 곳에서든 내부의 피보관체를 확인할 수 있으며, 보조 프레임이 필요치 않고 피보관체의 두께와 크기 및 형태에 상관없이 제조 가능한 고광택 투명 장식품의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 투명 장식품의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 1 양태는

a) 주형에 피보관체 고정용 홀을 형성하는 단계;

b) 상기 홀에 피보관체 고정용 와이어를 구비하는 단계;

c) 상기 와이어에 피보관체를 고정하는 단계;

d) 상기 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하는 보호 수지층 형성 단계; 및

e) 상기 보호 수지층을 표면 처리하는 단계;

를 포함하는 투명 장식품의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 2 양태는

a) 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하는 제 1 수지층 형성 단계;

b) 상기 제 1 수지층의 표면에 피보관체를 고정하는 단계;

c) 상기 제 1 수지층 및 피보관체의 표면에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하는 제 2 수지층 형성 단계; 및

d) 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 표면 처리하는 단계;

를 포함하는 투명 장식품의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 베이스 수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 및 경화제를 포함할 수 있으며, 상세하게는 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 경화제 0.1 내지 2.0 중량부 포함할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 베이스 수지 조성물은 경화 촉진제, 파라핀 왁스 및 용매에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

또한 본 발명에서 상기 주형은 표면에 이형 처리가 구비된 것일 수 있다.

본 발명에서 상기 경화는 -20 내지 25℃ 및 상대습도 30 내지 70%에서 진행할 수 있으며, 더 상세하게는 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상일 때, -10 내지 5℃의 온도에서 1 내지 30분간 진행한 후, 다시 10 내지 25℃의 온도에서 1 내지 30분간 진행할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 베이스 수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 캡슐 및 경화제 캡슐을 포함하는 자가 치유용 미세 캡슐 조성물을 더 포함할 수 있으며, 상기 캡슐의 벽재는 불포화 폴리에스테르와 동일한 굴절률을 가지는 수지를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 베이스 수지 조성물은 10 ㎜ 이하의 두께로 도포하거나, -10 내지 0℃의 조건에서 10㎜ 초과 두께로 도포할 수도 있다.

또한 본 발명에서 상기 홀은 피보관체 두께와 동일 간격으로 상하 이격시켜 형성할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 d) 단계는,

d1) 상기 홀을 봉인하는 단계;

d2) 상기 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화를 진행하는 단계; 및

d3) 상기 와이어를 제거하는 단계;

를 포함하여 진행할 수 있다. 이때 상기 d3) 단계는 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸ Ωㆍ㎝ 이상일 때 수행할 수 있다.

본 발명의 제 3 양태는 상기 제조방법에 따라 제조된 투명 장식품에 관한 것이다.

본 발명에 따른 투명 장식품 제조방법은 상기와 같이 제 1 수지층과 제 2 수지층을 형성하고, 그 내부에 피보관체를 위치시키거나, 단일 보호 수지층을 통해 미려한 외관과 더불어 외부와 완전히 차단시킴으로써, 피보관체의 반영구적인 보호 및 보관이 가능하다.

또한 베이스 수지 조성물로 불포화 폴리에스테르를 포함함으로써, 고광택을 형성하며, 피보관체를 외부 환경으로부터 완벽히 차단하고, 높은 투명성을 유지하여 전, 후, 좌, 우 어느 곳에서든 내부의 피보관체를 확인할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라 제조된 투명 장식품은 보조 프레임이 필요치 않고 피보관체의 두께와 크기 및 형태에 상관없이 제조 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일예에 따라 제조된 투명 장식품을 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일예에 따른 주형을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일예에 따른 피보관체의 고정 형태를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일예에 따른 피보관체의 고정 형태를 단면으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일예에 따른 주형을 도시한 것이다.
도 8 및 도 9는 발명의 일예에 따라 제조된 단일 층과 두 층의 보호 수지층을 포함하는 투명 장식품을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일예에 따라 제조된 다층의 보호 수지층을 포함하는 투명 장식품을 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면 및 구체예들을 참조하여 본 발명에 따른 투명 장식품의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

또한 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 투명 장식품의 제조방법은 최종 제조물의 형태에 따라 크게 두 가지 방법으로 구성될 수 있다. 즉, (A) 피보관체 외부를 베이스 수지 조성물이 둘러싸는 형태로 커버하여 보호 수지층이 하나의 층으로 이루어지는 형태 및 (B) 두 층 또는 다층의 보호 수지층 사이에 피보관체를 위치시키는 방법으로 제조할 수 있다.

이하, 베이스 수지의 형태에 따라 본 발명에 따른 제조방법을 나누어서 설명한다.

(A) 베이스 수지 조성물이 하나의 층으로 이루어진 형태

본 발명에 따른 투명 장식품의 제조방법은 두 개의 층이나 여러 층으로 형성하여 피보관체를 보호하는 구조를 가질 수도 있으나, 두 개의 층이나 여러 층으로 제조 시 층간에 라인이 형성되기 때문에 측면에서의 시각적 일체감과 심미감이 감소하게 되고 투명 장식품으로서의 특성을 떨어트리기 때문에 이를 보안하기 위해 베이스 수지 조성물을 한 번에 도포하여 피보관체를 원하는 위치에 경화하는 방법을 포함할 수 있다.

상기와 같이 베이스 수지 조성물이 하나의 층으로 형성하는 방법은

a) 주형에 피보관체 고정용 홀을 형성하는 단계;

b) 상기 홀에 피보관체 고정용 와이어를 구비하는 단계;

c) 상기 와이어에 피보관체를 고정하는 단계;

e) 상기 보호 수지층을 표면 처리하는 단계;

를 포함할 수 있다.

상기 a) 단계는 상기 보호 수지층 내부에 피보관체를 위치시키기 위해 주형에 피보관체 고정용 홀을 형성하는 단계이다.

본 발명에서 상기 주형은 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면, 크기, 형태, 재질 등을 한정하지 않으며, 사각형, 삼각형, 원통형뿐만 아니라 기와와 같이 굴곡이 진 형태를 가져도 무방하다. 다만 재질의 경우, 상기 베이스 수지 조성물의 경화 후 주형과 쉽게 분리되는 재질의 주형을 사용하는 것이 좋다.

도면을 들어 이를 설명하면 도 2 내지 7은 주형이 사면체 형태로 도 1과 같이 제조되는 장식품이 사면체를 띄게 된다. 그러나 주형의 형태를 변경하여 도 8과 같이 원형을 띌 수도 있으며, 도 9와 같이 별 모양의 형태일 수도 있다.

본 발명에서 상기 주형의 재질로 예를 들면, 금속, 유리, 강화유리 등의 무기 재질 이외에도 아크릴, 폴리염화비닐 등의 유기 재질을 모두 포함할 수 있으며, 바람직하게는 강화유리이거나, 베이스 수지 조성물과의 이형성과 가공성이 우수한 폴리염화비닐계(상표명 FOAMEX) 재질인 것이 좋다.

또한 상기 주형은 경화된 베이스 수지 조성물과 쉽게 분리되도록 표면에 이형 처리를 구비하는 것이 좋다. 이는 주형 표면에 처리액을 코팅하거나, 필름을 부착하는 방법 등으로 도입할 수 있다.

본 발명에서 상기 이형 처리에 사용되는 처리액 또는 필름은 상기 베이스 수지 조성물과의 반응성이 낮으며, 내열성, 내충격성 등의 기계적, 화학적 물성을 만족하는 것이 좋다. 또한 이형 후에 베이스 수지에 상기 처리액 또는 필름이 묻어나지 않도록 경시 변화가 우수하며, 균일한 박리력 및 세정성을 유지하는 것이 좋다.

상기 이형 처리에 사용되는 처리액 또는 필름의 주요 구성 성분은 왁스 또는 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜, 실리콘계 화합물 등을 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는 실리콘계 화합물을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 사용 가능한 실리콘계 화합물은 실록산 구조의 프리폴리머에 경화제, 금속 촉매 등을 포함하여 처리액 코팅 후 직접 경화시키거나, 상기 처리액을 캐스팅하여 필름 형태로 경화시킨 후, 이를 주형에 원하는 형태로 부착하여 사용할 수 있다.

상기 실록산 구조의 프리폴리머의 상업화된 형태로 예를 들면, Wacker사의 D430, D440, D480, D490, Dow corning사의 SYL-OFF 7920, SYL-OFF 7924 등을 들 수 있으며, 이들을 경화하기 위한 경화제의 상업화된 형태로 예를 들면 Wacker사의 V-72, V-15 등을 포함할 수 있다.

또한 상기 실리콘계 화합물은 이형력을 더욱 높이기 위해 실리콘 비드를 포함할 수도 있다. 상기 실리콘 비드는 특정의 형태, 재질 등으로 한정하지는 않으나, 표면적 조절을 위해 50㎚ 내지 2㎛의 평균입경을 가질 수 있다. 50㎚ 미만의 평균입경인 경우 실리콘 비드의 분산성이 떨어져 첨가 효과가 미비하며, 2㎛ 초과인 경우 비드의 크기가 너무 커져 오히려 이형력이 떨어질 수 있다.

상기와 같이 주형에 이형 처리를 하는 경우, 주형 전체에 동일한 두께로 균일하게 처리하는 것이 좋다. 특히 필름을 부착하는 경우 주형과 필름 사이에 이물질이 들어가거나, 기포가 발생할 수도 있으므로 이형 처리 전에 미리 주형에 물을 분무하여 부착하거나, 헤라 등으로 기포를 제거하여 부착하는 것이 바람직하다. 또는 바닥부에 다른 이형 처리 없이 둘레부를 가접합 한 후, 이형 처리액을 사용하여 바닥부, 둘레부 등을 코팅할 수도 있다.

도 2 내지 도 6을 들어 (A)의 주형에 대해 더욱 상세히 설명하면, 이형 처리(미도시)를 한 강화 유리 재질의 바닥부(110), 상기 바닥부와 수직하게 위치하여 고정되는 폴리비닐알콜계 수지 재질의 둘레부(120)와, 상기 둘레부 중 특정 부분에 형성되며, 둘레부 중 서로 대향하는 면에 모두 형성된 피보관체 고정용 홀(130) 및 상기 대향된 피보관체 고정용 홀을 관통하여 구비되며, 피보관체를 지지하기 위한 피보관체 고정용 와이어(140)를 포함하여 이루어질 수 있다.

고정용 홀 가공은 구비 될 와이어의 굵기와 동일한 크기로 드릴과 같은 타공 공구를 사용하며, 이때 형틀의 재질에 맞게 타공 공구를 선택하여 홀을 가공을 한다.

상기 바닥부의 크기, 형태는 피보관체의 크기 및 형태에 맞추어 자유롭게 조절할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 상기 둘레부는 제조되는 투명 장식품의 두께를 결정하는 것으로, 이 또한 피보관체의 크기 및 형태에 맞추어 자유롭게 크기 및 형태를 결정할 수 있다.

상기 둘레부와 바닥부는 재질에 따라 고정방법을 달리 정할 수 있으며, 일예로 글루건과 같이 접착제를 사용하거나, 바닥부와 둘레부에 홈과 같은 요철을 만들어 서로 조립하는 방식을 적용할 수도 있다. 다만 글루건과 같은 접착제를 사용하는 경우, 많은 양을 사용할 시 둘레부와 바닥부의 분리가 어려울 수 있으며, 주형 내에서 요철로 작용하여 원하는 투명 장식품의 형태 제조에 방해가 될 수 있으므로, 둘레부와 바닥부가 닿는 부분만 틈이 생기지 않도록 접합하는 것이 좋다.

또한 본 발명에서 상기와 같이 둘레부와 바닥부가 분리되는 형태의 주형만을 언급하고 있으나, 일반적인 플라스틱 성형용 금속 몰드(mold)와 같이 둘레부와 바닥부가 따로 분리되지 않고 일체형인 주형을 사용하여도 무방하다. 특히 금속 몰드의 경우 자동화 설비 등을 적용하여 원하는 형태의 투명 장식품을 보다 빠르고 대량으로 생산 가능하다는 장점이 있다.

상기 a) 단계에서 피보관체 고정용 홀은 피보관체를 고정시키고 싶은 위치를 확인하여 가공하는 것으로, 바람직하게는 도 2 내지 4와 같이 둘레부를 관통하여 형성시킬 수 있다. 또한 상기 홀은 둘레부의 대향되는 면 모두에 관통하여 형성시킴으로써, 추후 구비될 와이어가 상기 바닥부와 평행하게 구비될 수 있도록 하는 것이 좋다.

또한 고정용 홀은 피보관체의 위치에 따라 둘레부의 정 중앙이 아니더라도 어느 위치에나 형성할 수 있다. 다만 피보관체의 밀도에 따라 홀의 개수가 증가할 수도 있는데, 예를 들어 피보관체의 비중이 상기 베이스 수지 조성물보다 큰 경우, 상기 와이어는 상기 피보관체가 가라앉지 않도록 하부를 지탱하는 형태로 구비되면 되므로, 상기 피보관체의 위치보다 약간 하단에 홀을 형성하는 것이 좋다.

이와 반대로 피보관체의 비중이 상기 베이스 수지 조성물보다 작은 경우, 상기 베이스 수지 조성물을 주형에 주입 시 피보관체가 베이스 수지 조성물에 부유하여 피보관체의 위치가 원래 위치와 달라질 수 있으므로, 피보관체의 두께를 고려하여 도 3 및 도 6과 같이 피보관체의 두께만큼 이격시켜 상하로 피보관체 고정용 홀을 형성할 수도 있다. 이를 통해 피보관체가 베이스 수지 조성물로 인해 부유하는 것을 막아 효과적이다.

상기와 같이 주형에 홀을 형성한 후, b) 단계와 같이 홀에 피보관체 고정용 와이어를 구비할 수 있다.

상기 와이어는 상기 피보관체를 원하는 위치에 효과적으로 고정시킬 수 있는 것이라면 종류, 형상 및 굵기 등을 한정하지 않는다. 일예로 나일론(Nylon) 재질의 낚싯줄이나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등 합성섬유를 들 수 있다.

상기 와이어의 굵기 또한 제조되는 투명 장식품의 용도 등에 따라 자유롭게 선택할 수 있으며, 일예로, 상기 투명 장식품에 홀을 형성하여야 하는 경우, 굵기가 굵은 와이어를 이용하여 피보관체를 지지하고 베이스 수지 조성물을 경화한 후, 이를 제거함으로써 자연스럽게 투명 장식품을 관통하는 홀을 형성할 수 있다.

상기와 같이 피보관체 고정용 홀에 와이어를 구비한 후, c) 단계와 같이 상기 와이어에 피보관체를 고정할 수 있다.

상기 피보관체는 제조되는 투명 장식품의 제조 목적에 따라 결정되는 것이며, 사진, 액세서리뿐만 아니라 곤충 등과 같은 박제 대상물도 포함할 수 있다.

상기 피보관체는 도 5와 같이 상기 와이어 상에 위치시킬 수 있으며, 도 6과 같이 피보관체의 비중이 베이스 수지 조성물의 비중보다 작은 경우, 피보관체의 두께를 고려하여 피보관체의 상하단에 접하도록 와이어를 구비한 후, 피보관체를 와이어 사이에 위치시켜 피보관체의 부유를 방지할 수도 있다.

상기와 같이 와이어에 피보관체를 고정한 후, d) 상기 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하는 보호 수지층 형성 단계를 진행할 수 있으며, 더욱 상세하게 상기 d) 단계는,

d1) 상기 홀을 봉인하는 단계;

d3) 상기 와이어를 제거하는 단계;

를 포함하여 진행할 수 있다.

d1) 단계는 상기 둘레부에 형성된 홀을 봉인하여 상기 베이스 수지 조성물을 형틀에 주입할 때, 홀을 통한 베이스 수지 조성물의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 봉인 방법은 본 발명에서 제한하지 않으며, 일예로, 주형 안쪽 또는 바깥쪽에 테이프 등을 이용하여 봉인하거나, 상기 베이스 수지와 친화성이 떨어지며, 제거가 용이한 겔 상태의 수지나 클레이, 퍼티, 글루건 등을 이용하여 둘레부에 형성된 홀과 와이어를 가접합 상태로 봉인할 수도 있다. 다만 이 경우에 홀을 통과하는 와이어가 이탈하거나 위치가 흔들릴 수 있으므로, 와이어의 위치가 변동되지 않도록 주의하여 홀을 봉인하는 것이 좋다.

상기와 같이 홀을 봉인하면, d2)와 같이 상기 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화를 진행할 수 있다.

본 발명에서 상기 베이스 수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 및 경화제를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 불포화 폴리에스테르(unsaturated polyester)는 에스테르기를 포함하는 주쇄 중 일부의 탄소가 인접 탄소와 이중 결합을 한 형태를 가지는 고분자로써, 내열성, 내부식성이 우수하고 대표적인 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic, FRP)의 매트릭스로 사용되는 투명한 열경화성 수지를 통칭한다.

본 발명에서는 상기 불포화 폴리에스테르의 제조방법을 한정하지 않으며, 다가산과 다가알콜의 에스테르화 반응 생성물로서 상기 다가산 및/또는 다가알콜 화합물은 불포화 부분을 포함할 수 있다.

상기 다가산으로는 폴리카르복실산, 폴리카르복실산 무수물, 폴리카르복실산 할라이드, 폴리카르복실산 에스테르를 사용할 수 있으며, 폴리카르복실산의 구체적인 예로는 말레익산, 무수말레산, 푸마르산, 클로로말레익산, 에틸말레익산, 이타코닉산, 시트라코닉산, 제로닉산, 메사코닉산, 아코닉산, 아세틸렌 다카르복실산 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리에스테르 수지의 제조에 통상적으로 사용되는 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 숙신산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이로 제한되는 것은 아니다.

상기 다가 알콜로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디올 등의 2가 알콜, 글리세린 등의 3가 알콜, 펜타에리쓰리톨 등의 4가 알콜 등 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 불포화 다가 알콜의 구체적인 예로는 부텐디올, 펜텐디올, 알릴 또는 비닐 글리세롤 에테르, 알릴 또는 비닐 펜타에리쓰리톨, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 불포화 폴리에스테르는 중량평균분자량이 10,000 내지 200,000 g/mol, 더 바람직하게는 50,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다. 중량평균분자량이 상기 범위를 만족하는 경우 표면 연마 등의 공정에서 평활성 및 샌딩성이 우수해질 수 있다.

특히 중량평균분자량이 10,000 g/mol 미만인 경우 제조되는 투명 장식품의 기계적 물성이 크게 떨어질 수 있으며, 200,000 g/mol 초과인 경우 베이스 수지 조성물의 점도가 크게 상승하여 성형 가공성이 크게 떨어지며, 경화반응을 제어하기 어렵다.

상기 경화제는 상기 불포화 폴리에스테르와 반응하여 열경화반응을 진행하기 위해 첨가하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 종류에 한정치 않고 사용할 수 있다.

상기 경화제의 예를 들면, 벤조일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 부틸 하이드로 퍼옥사이드, 큐밀 하이드로 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 비스(부틸퍼옥시)시클로도데칸, 디부틸 퍼옥사이드 등의 유기 과산화물 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 베이스 수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 경화제 0.1 내지 2.0 중량부 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 경화제 0.8 내지 1.2 중량부 포함할 수 있다. 상기 범위에서 불포화 폴리에스테르의 경화 시 발생할 수 있는 경화열을 효과적으로 제어할 수 있으며, 동시에 작업성 및 기계적 물성을 만족할 수 있다.

상기 경화제가 0.1 중량부 미만 첨가되는 경우, 불포화 폴리에스테르의 경화가 제대로 진행되지 않으며, 부분 경화 또는 부분 겔화가 발생하여 기계적 물성이 크게 떨어질 수 있으며, 2.0 중량부 초과 첨가하는 경우 경화반응이 급격히 진행되어 발열 및 크랙이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.

또한 본 발명에 따른 베이스 수지 조성물은 상기 조성 이외에도 경화 촉진제, 용매, 광안정제, 산화방지제, 논슬립제, 염료 및 안료에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 경화 촉진제는 상기 경화제를 보조하여 상기 불포화 폴리에스테르의 경화 반응을 촉진하기 위한 것으로, 당 업계에서 통상적으로 사용하는 것이라면 본 발명은 이를 제한하지 않는다.

본 발명에서 사용 가능한 경화 촉진제는 주로 코발트, 구리, 백금, 바륨, 바나듐, 망간 등의 금속염으로, 예를 들어 나프텐산 코발트, 나프텐산 구리, 나프텐산 바륨 등의 나프텐산염; 옥텐산 코발트, 옥텐산 망간, 옥텐산 아연, 옥텐산 바나듐 등의 옥텐산염; 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 코발트계 경화 촉진제를 사용하는 것이 효과적이다.

상기 경화 촉진제는 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2 중량부, 보다 바람직하게는 0.8 내지 1.2 중량부 포함하는 것이 좋다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 반응이 급격히 진행되어 균일한 경화가 되지 않고 기계적 물성이 크게 떨어질 수 있다.

상기 염료 또는 안료는 수지층의 투명도를 조절하기 위한 것으로, 첨가되는 색소의 양에 따라 수지층의 투명도를 조절할 수 있으며 피보관체에 따라 다양한 시각적 효과를 더 부여할 수 있다.

상기 베이스 수지 조성물은 주입 시 둘레부의 높이보다 낮은 높이까지 주입하는 것이 좋다. 이는 추후 진공 조건에서 기포 제거 시 베이스 수지 조성물이 공기 배출관으로 유출되지 않도록 조절하기 위한 것으로 상기 베이스 수지의 주입 높이는 상기와 같이 기포 제거 공정에서 베이스 수지 조성물이 유출되지 않는 조건을 만족할 수 있다면 본 발명에서 한정하는 것은 아니다.

상기 d2) 단계에서 경화 조건은 최종 완성되는 장식품의 용도에 따라 상기 와이어를 제거하기 전에 완전히 경화할지, 겔 상태까지 경화할지를 선택할 수 있다. 즉, 장식품에 홀을 형성하지 않을 경우 겔 상태까지 경화하여야 하며, 장식품에 홀을 형성하는 경우 베이스 수지 조성물을 완전히 경화한 후 d3) 단계로 진행할 수 있다.

경화 정도를 결정하는 것은 상기 베이스 수지 조성물의 유동 정도, 색깔 등으로 확인할 수 있다. 즉, 주형을 움직임에도 내부의 베이스 수지 조성물이 움직이지 않거나, 베이스 수지 조성물에 경화제를 혼합하고 교반하면 색이 무색에서 황색으로 변하다가 다시 무색으로 색상이 변화하는데, 황색이 옅어지는 시점이 겔화가 진행된 것이므로, 이때 피보관체를 고정하고 있는 와이어를 제거하여 피보관체를 원하는 위치 및 형태로 안착 시킬 수 있다.

더 상세하게는 상기 d3) 단계는 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상일 때 수행하는 것이 좋다. 일반적으로 불포화 폴리에스테르의 경화를 진행하면, 시간의 경과에 따라 체적저항의 변화가 일정하게 유지하다가 겔화가 시작되는 시점에서 체적 저항이 나타나기 시작한다. 따라서 체적 저항을 측정하여 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상 관측되면 겔화가 진행된 것이므로 이때 와이어를 제거하는 것이 좋다.

또한 상기 경화는 -20 내지 25℃ 및 상대습도 30 내지 70%의 환경에서 작업하는 것이 좋다. 이는 불포화 폴리에스테르 수지의 경화 속도를 조절하여 균일한 경화 반응을 진행하기 위한 것으로, 경화제 또는 경화 촉진제의 양을 조절하여 발열을 억제하기 어려울 경우에 경화 분위기 자체를 조절함으로써 불포화 폴리에스테르 수지의 발열 문제를 해결하기 위함이다.

다만 -20℃ 미만에서 경화 반응을 진행할 경우 완전 경화가 진행되지 않아 불량이 발생할 수 있으며, 25℃를 초과하여 진행하는 경우, 급속한 경화 및 그에 따른 발열로 인해 크랙 및 불량이 발생할 수 있다.

습도 또한 실내 적정 습도인 15℃에서는 70%, 18 내지 20℃에서는 60%, 21 내지 23℃에서는 50%, 24℃ 이상일 때는 40%를 유지하는 것이 좋으나 온도에 관계없이 30 내지 70%, 더 바람직하게는 40 내지 60%의 습도를 유지하는 것이 가장 바람직하다. 특히 높은 습도 하에서 경화반응을 진행하는 경우 백화현상 및 부분 경화, 부분 겔화 또는 아예 경화가 일어나지 않는 등의 경화불량이 발생하기 때문에 상대습도를 조절하는 것이 좋다.

특히 불포화 폴리에스테르 수지는 경화 시 많은 양의 열이 발생하게 되며, 경화열이 지나치게 많아지는 경우 폴리에스테르 주쇄의 구조를 파괴하거나 변형을 가져와 결과적으로 보호 수지층에 크랙이 발생할 수 있으므로 경화열을 컨트롤하는 것이 중요하다. 특히 한 번에 많은 양의 베이스 수지 조성물을 주형에 투입하는 경우 급작스런 경화 반응에 의해 많은 경화열이 발생하게 되며, 크랙의 원인이 되므로 이를 컨트롤하기 위해 경화 시 주변의 온도를 조절하여야 한다.

즉, 일반적으로 불포화 폴리에스테르 수지의 경우 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상일 때 겔화가 시작되며, 경화열이 이 때를 기점으로 급격하게 증가하므로, 체적 저항이 상기 값 이상일 때 베이스 수지 조성물 주변의 온도를 -10 내지 5℃의 범위로 조절하면서 1 내지 30분간 방치하여 경화를 진행시키는 것이 좋다. 이를 통해 경화열을 쉽게 제거하면서 발열에 따른 크랙의 발생, 수지 조성물의 변형, 수축 등을 최소한으로 방지함과 동시에 피보관체를 원하는 위치와 형태로 베이스 수지 조성물 내부에 보관할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 분위기에서 경화를 일부 진행한 후, 다시 10 내지 25℃의 온도에서 1 내지 30분간 나머지 경화를 진행하는 것이 좋다. 온도가 너무 낮게 되면 경화 진행 속도가 느려지게 되므로, 경화열을 제거한 후에는 상기와 같이 주변 온도를 높여주는 것이 바람직하다.

또한, 경화제와 촉진제의 비율에 따라 상기 경화시간은 조절, 변경이 가능하며 상기와 같이 최적의 조건에서 제조를 하는 것이 바람직하다.

다만, 베이스 수지 조성물의 도포 두께가 10㎜ 미만인 경우, 중합열이 보호 수지층에 결함을 일으킬 정도로 크지 않으므로, 상기 온도보다 더 높은 온도에서 경화하여도 무방하다. 더 상세하게는 10 내지 25℃의 분위기에서 진행하는 것이 바람직하며, 베이스 수지 조성물의 도포 두께가 10㎜ 초과한다면, 상기와 같이 경화 분위기를 달리하여 경화반응을 진행하는 것이 좋다.

d3) 단계는 상기와 같이 최종 제품의 용도에 따라 장식품의 고정용 홀을 형성하기 위한 와이어를 추가할 수 있는데, 도 8과 같이 장식품을 관통하는 홀을 형성할 경우, 상기 베이스 수지 조성물이 완전히 경화한 후 제거하는 것이 바람직하며, 홀을 형성하지 않는 경우, 상기와 같이 겔화가 진행된 시점에서 와이어를 제거함으로써 겔 상태의 베이스 수지 조성물이 와이어가 제거됨에 따라 빈 공간을 자연스럽게 없애 와이어의 흔적을 제거할 수 있다.

또한 상기 투명 장식품에 피보관체를 고정하는 와이어를 제외한 추가적인 홀을 형성하여 벽과 기타 다른 곳에 고정을 하는 경우, 굵기가 굵은 와이어를 이용하여 원하는 위치, 개수에 맞게 형틀에 와이어 홀을 형성하여 베이스 수지 조성물을 경화한 후 삽입된 와이어를 제거하고 형성된 홀에 보다 얇은 와이어를 삽입함으로써 도 8과 같이 제조가 완료된 후 별도의 가공 없이 자연스럽게 투명 장식품을 관통하는 홀을 형성 할 수 있다.

또한 일반적으로 피보관체 고정용 와이어를 제거한 후 발열로 인한 경화불량을 없애기 위해 경화 온도를 낮추어 경화를 완료하여야 하므로, 상기와 같이 피보관체 고정용 와이어가 제거되면 주형을 저온 설비 등에 투입하여 작업 온도를 상기와 같은 범위(-10 내지 5℃)로 낮추고 경화를 완료하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 경화를 완료한 후, e) 단계와 같이 보호 수지층을 표면 처리하여 제품을 완성할 수 있다. 상기 표면처리는 상기 보호 수지층이 경화한 후, 주형에서 분리할 때 완전히 분리되지 않은 이형 처리액 또는 필름 등을 효과적으로 제거하고, 표면을 매끄럽게 하여 시야의 왜곡을 없애기 위함이다.

상기 표면 처리는 완성된 제품의 고광택을 표현하기 위한 것으로, 샌딩 작업을 통해 미려한 외관을 가질 수 있다.

상기 표면 처리는 당업계에서 표면으로부터 이물질 흡착, 요철, 기타 결함 등을 제거하기 위해 통상적으로 수행하는 방법이라면 종류에 한정치 않으며, 건식 샌딩 및 습식 샌딩 모두 적용할 수 있으나, 분진 방지 및 미려한 표면 처리를 위해 습식 샌딩을 적용하는 것이 바람직하다.

상기 표면 처리는 낮은 입도(거칠기)의 사포를 이용하다가 점차적으로 높은 입도의 사포로 진행하는 것이 좋다. 이때 사포의 입도는 본 발명에서 제한하지 않으나, #60 내지 #20,000의 거칠기를 가질 수 있으며, 더 바람직하게는 #60 내지 #1,000의 거칠기를 가지는 사포로 1차 표면 처리를 진행한 후, 1차 표면 처리가 끝나면 #1,000 내지 #3,000의 거칠기를 가지는 컴파운드로 2차 표면 광택 처리를 진행할 수 있고, #1,200 내지 #20,000 입도의 사포를 이용하여 2차 건식, 습식 연마, 광택 처리를 할 수 있다. 또한 상기와 같이 표면 처리 후에 UV 코팅 및 왁스, 유리막 코팅등을 더 처리할 수 있다.

(B) 보호 수지층이 두 개의 층으로 이루어진 형태

상기와 같이 (A) 방법을 통해 단일 층으로 투명 장식품을 제조할 수 있으나, 베이스 수지 조성물을 두 번 또는 여러 번 도포 및 경화하여 투명 장식품을 제조할 수도 있다.

본 발명에 따라 베이스 수지 조성물이 두 개의 층으로 이루어진 투명 장식품의 제조방법은,

b) 상기 제 1 수지층의 표면에 피보관체를 고정하는 단계;

d) 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 표면 처리하는 단계;

을 포함할 수 있다.

상기 a) 단계는 제 1 수지층 형성 단계로써, 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하여 진행할 수 있다.

상기 a) 단계의 주형은 (A) 방법과 동일 또는 상이한 주형을 사용하여도 무방하며, 주형 준비 단계 또한 이와 동일할 수 있다.

본 발명에 따른 주형(100) 구조로 더 상세하게는 도 7과 같이 이형 처리(미도시)를 한 강화 유리 재질의 바닥부(110), 상기 바닥부와 수직하게 위치하여 고정되는 폴리비닐알콜계 수지 재질의 둘레부(120)의 형태로 이루어질 수 있다.

상기 (B) 방법에서 상기 베이스 수지 조성물은 상기 (A) 방법에서 사용된 베이스 수지 조성물과 동일 또는 상이하여도 무방하다. 다만 상기 베이스 수지 조성물에 파라핀 왁스를 포함하는 경우 표면 처리, 즉 샌딩 없이 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 형성할 시 상기 층간의 접착성이 크게 떨어질 수 있으므로, 파라핀 왁스를 첨가하는 경우 반드시 제 2 수지층 형성 전에 제 2 수지층이 적층될 부분에 샌딩 작업을 선행하여야 한다.

상기 파라핀 왁스는 상기 베이스 수지 조성물에 첨가제로 포함되는 것으로, 불포화 폴리에스테르 특유의 끈적임을 방지하여 추후 표면 가공 시 가공성을 향상시키며 상기 베이스 수지 조성물에 첨가할 경우, 상기 베이스 수지 조성물이 이루는 층 표면에 적절한 필름을 형성하여 산소의 접촉을 차단함으로써 끈적임 방지 효과를 부여해 경화된 수지층의 요철 제거 시 가공성 향상과 최종 완성되는 장식품의 심미감과 평탄성을 위해 샌딩이 필요로 하고, 이때 가공성을 향상하기 위해 파라핀 왁스를 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 파라핀 왁스의 상업화된 형태로 예를 들면, BYK-S 780 등을 들 수 있으며, 이외에도 상기와 같은 산소 차단 효과를 갖는 성분이라면 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 자유롭게 선택하여 첨가할 수 있다.

상기 파라핀 왁스는 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 0.1 내지 2 중량부, 더 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량부 첨가하는 것이 좋다. 상기 범위 내에서 상기 베이스 수지 조성물의 샌딩성이 비약적으로 상승될 수 있다.

또한 상기 베이스 수지 조성물은 상기 (A) 방법과 마찬가지로 필요에 따라 광안정제, 산화방지제, 논슬립제, 염료 및 안료에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 특히 상기 베이스 수지 조성물에 염료 또는 안료와 같은 색소를 더 첨가하는 경우, 색소의 양에 따라 수지층의 투명도를 조절할 수 있으며 피보관체에 따라 다양한 시각적 효과를 더 부여할 수 있다. 여기에 제 1 수지층 또는 제 2 수지층 조성물 각각에 염료 첨가량을 조절하거나 어느 한 쪽만 첨가함으로써 투명도를 조절할 수 있으며, 배경이 필요한 장식품에 사용할 경우 최적의 효과를 발현할 수 있다.

본 발명에서 상기 a) 단계의 베이스 수지 조성물은 상기 (A) 단계와 동일 또는 상이할 수 있으나, 주변 환경 등의 경화 조건에 따라 도포 두께를 조절할 수 있다. 이는 베이스 수지 조성물의 경화 시 발생하는 경화열의 제어 가능 여부에 따른 것으로, 일예로 상온에서 경화를 진행하는 경우, 도포 두께를 10㎜ 이하, 보다 바람직하게는 5 내지 7㎜로 할 수 있다. 상기 두께를 초과하여 베이스 수지 조성물을 도포하는 경우, 불포화 폴리에스테르의 경화 시 발생하는 열로 인해 크랙 및 변형과 같은 불량이 발생할 수 있다.

또는 상기 베이스 수지 조성물의 도포 두께가 10㎜ 초과하는 경우 -20 내지 25℃ 및 상대습도 30 내지 70%에서 진행하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상일 때, -10 내지 5℃의 온도에서 1 내지 30분간 진행한 후, 다시 10 내지 25℃의 온도에서 1 내지 30분간 진행하는 것이 좋다.

이와 같이 경화 시 주변 온도를 상온보다 낮은 조건에서 진행하는 경우 급격한 경화열을 상쇄하여 제 1 수지층 또는 제 2 수지층의 크랙과 변형을 막을 수 있으므로 더욱 좋으며, 베이스 수지 조성물의 도포 두께를 10㎜ 이상으로 할 수 있으므로, 제조 공정이 간략화되는 동시에 여러 형태로의 제조가 가능하며 장식품의 다양성과 활용성 및 비용 절감 효과를 가질 수 있다.

다만 상기 제 1 수지층의 두께가 10㎜를 초과하는 경우 상기와 같이 경화 온도를 조절하는 것 이외에도 도 10과 같이 a) 단계의 베이스 수지 조성물의 도포 및 경화 작업을 수 회 반복하여 진행하여도 무방하다. 이때에도 경화열의 발생을 고려하여 베이스 수지 조성물의 도포 두께가 10㎜를 초과하지 않도록 조절하는 것이 좋다.

상기 베이스 수지 조성물의 도포가 끝나면, 미세먼지의 유입을 방지하기 위해 둘레부 위에 먼지 차단막 등을 더 둘 수 있다. 또한 조성물 도포에 따라 기포가 발생할 수도 있으므로 겔화가 완전히 진행되기 전에 기포를 제거하는 것이 좋다. 기포 제거는 당업계에서 통상적으로 알려진 방법에 따라 진행할 수 있다.

또한 경화가 끝난 제 1 수지층의 표면은 평탄하지 않고 요철이 존재하기 때문에 필요에 따라 샌딩을 통해 평탄하게 만들어주는 것이 좋다.

또한 제 1수지층의 샌딩이 필요한 경우 주형 중 둘레부를 분리한 후 샌딩 작업을 진행할 수도 있다. 이는 가접합을 한 상태의 테두리 부분의 주형이기 때문에 분리가 쉽고 샌딩을 한 후 다시 테두리 주형을 가접합하여 제 2수지층을 형성하기 용이하기 때문이다.

이때 제 1수지층 형성 시 사용하였던 둘레부 주형을 그대로 사용하여도 되고 새로 둘레부를 가접합하여 동일한 모양에서 다른 모양으로 쉽게 변형이 가능하다는 장점이 있다.

상기 샌딩작업은 당업계에서 통상적으로 진행하는 방법을 적용할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

경화반응 및 샌딩작업이 종료되면, 상기 b) 단계와 같이 제 1 수지층의 표면에 피보관체를 고정하는 단계를 수행할 수 있다.

상기 피보관체는 상기 (A) 방법에 기재되었던 것과 동일할 수 있다. 다만 상기 피보관체가 사진과 같이 베이스 수지 조성물보다 낮은 비중을 갖거나 베이스 수지 조성물에 의해 피보관체의 위치에 변동이 가해지는 경우 제 2 수지층 형성 시 베이스 수지 조성물에 떠오를 수 있으므로, 상기 제 1 수지층에 고정하기 위해 상기 (A) 방법과 같이 상기 베이스 수지 조성물에서 경화제의 첨가량을 늘린 소량의 피보관체 부착용 조성물을 이용할 수 있다.

상기 피보관체 부착용 조성물은 빠른 시간에 경화가 가능하여 피보관체를 상기 제 1 수지층에 효과적으로 고정시키기 위한 것으로, 상기 베이스 수지 조성물보다 경화제의 첨가량을 1.5 내지 2배 더 첨가하는 것을 특징으로 한다. 즉, 피보관체 부착용 조성물은 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대해 1.5 내지 2.0 중량부의 경화제를 포함하는 것이 좋다.

상기와 같이 피보관체 부착용 조성물은 상기 보호 수지층과 동일한 조성의 불포화 폴리에스테르를 포함함으로써 피보관체의 형상을 그대로 유지하면서도, 동일한 굴절율을 가져 외부에서도 피보관체의 왜곡 없이 일정한 시야를 확보할 수 있다.

상기 b) 단계는 피보관체 부착용 조성물을 상기 제 1 수지층 표면과 피보관체가 닿는 부분에 최소한으로 도포한 후, 기포 또는 이물질이 첨가되지 않도록 하고 피보관체를 원하는 위치에 움직이지 않게 고정 후 상온에서 빠른 시간에 경화하여 진행할 수 있다.

피보관체를 고정시킨 후, c) 상기 제 1 수지층 및 피보관체의 표면에 베이스 수지 조성물을 도포하고 경화하는 제 2 수지층 형성 단계를 수행할 수 있다.

또한 (A) 방법과 동일하게 제 1 수지층 형성 단계 및 제 2 수지층 형성 단계에서 또는, 제 1 수지층과 제 2 수지층 중간에 와이어를 삽입 후 경화하여 원하는 위치에 장식품을 관통하는 거치용 홀(400)을 형성할 수 있으며, 다양한 용도로 활용이 가능하다(도 9).

상기 제 2 수지층 형성 시 사용되는 베이스 수지 조성물은 제 1 수지층과 동일 또는 상이한 조성이어도 무방하나, 각 층간의 친화성, 접착 정도, 굴절률, 경화 조건 등을 고려하여 동일 조성인 것이 바람직하다.

상기 제 2 수지층 또한 상기 제 1 수지층과 동일한 도포 및 경화 조건을 갖는 것이 좋으며, 피보관체의 크기 및 형태에 따라 제 2 수지층의 두께가 10㎜ 초과일 경우, (A) 방법과 같이 -10 내지 0℃에서 일부경화를 진행하거나 제 1 수지층과 마찬가지로 2 회 이상 도포하여 두께를 형성하는 것이 좋다.

제 2 수지층의 경화가 끝나면 d) 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 표면 처리하는 단계를 수행할 수 있다. 상기 표면처리는 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층이 경화한 후, 주형에서 분리할 때 완전히 분리되지 않은 이형 처리액 또는 필름 등을 효과적으로 제거하고, 표면을 매끄럽게 하여 시야의 왜곡을 없애기 위함이다.

상기 표면 처리는 상기 방법 (A)와 동일하게 낮은 입도의 사포를 이용하다가 점차적으로 높은 입도의 사포로 진행하는 것이 좋으며, 입도 크기 또한 (A)방법과 동일 또는 상이할 수 있다.

본 발명에서 상기 (B) 방법과 같이 둘 이상의 수지층으로 피보관체를 보호하는 경우, 최종 제품의 형태가 도 9와 같으며 와이어를 이용하여 고정하기 어려운 피보관체가 있을 경우 (A) 방법보다 안정적이고 효율적으로 보호 및 제조할 수 있는 장점이 있다.

상기 처리액은 상기 주형의 표면에 처리한 처리액과 동일하게 상기 베이스 수지 조성물과의 반응성이 낮으며, 내열성, 내충격성 등의 기계적, 화학적 물성을 만족하는 것이 좋다.

또한 이형 후에 베이스 수지에 상기 처리액 또는 필름이 묻어나지 않도록 경시 변화가 우수하며, 균일한 박리력을 유지하는 것이라면 종류에 한정치 않고 사용할 수 있다. 상기 처리액의 바람직한 일예로는 실리콘 또는 폴리비닐알콜을 사용하는 것이 좋다.

상기 처리액은 상기 제 1 수지층 표면에 동일한 두께로 균일하게 처리하는 것이 좋다. 이때 처리액의 농도, 처리액의 도포 두께 등을 한정하지 않으며, 상기 제 1 수지층과 피보관체 및 제 2 수지층이 용이하게 분리될 수 있으면서도 상기 제 2 수지층의 적층에 어떠한 문제를 일으키지 않는 한도 내에서 자유롭게 상기 조건들을 조절하여도 무방하다.

피보관체 또한 상기 수지층과의 분리를 용이하게 하기 위해 표면에 처리액을 도포할 수 있다. 상기 처리액도 상기 피보관체가 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층과 용이하게 분리되기 위하여 피보관체 표면에 도포되는 것으로, 상기 주형 또는 상기 제 1 수지층 표면에 도포되는 처리액과 동일 또는 상이한 조성이여도 무방하다.

또한 피보관체가 프라모델과 같이 조형이 복잡하여 탈형이 어려울 경우, 피보관체에 처리액을 도포하기 전에 피보관체의 음각에 클레이나, 퍼티(putty), 실리콘 등의 충전제를 채운 후, 처리액을 도포하여 피보관체의 탈형이 용이하게 할 수 있다.

상기 충전제는 피보관체와 쉽게 분리가 가능하며, 성형이 자유로워 피보관체가 가지는 여러 형태의 음각에 관계없이 채워 넣을 수 있으며, 피보관체의 손상 또는 파손 등을 방지할 수 있는 고체 형태라면 상기 나열한 재료 이외에 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

상기 피보관체는 상기와 같이 제 1 수지층이 완전히 경화된 후 고정할 수 있으나, 제 1 수지층의 겔화가 끝나기 전에 고정함으로써 피보관체가 제 1 수지층에 일부 삽입되는 형태로 고정할 수도 있다.

상기와 같이 제조된 투명 장식품은 상기와 같이 제 1 수지층, 피보관체 표면에 처리액을 도포함으로써, 투명 장식품의 제조 후에도 제 1 수지층, 제 2 수지층 및 피보관체가 각각 쉽게 분리될 수 있다. 특히 실리콘 또는 폴리비닐알콜 등과 같은 수지를 포함하는 경우 얇은 필름과 같은 형태를 가지며, 베이스 수지 조성물과 친화성이 없으며 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따라 제조된 투명 장식품은 장식품의 보관 또는 거치 형태에 따라 고리 등의 거치 수단이 구비될 수 있도록 베이스 수지 조성물의 경화가 끝난 후에 홀을 가공할 수도 있다. 이를 통해 제조가 완료된 투명 장식품을 벽 등에 거치할 수도 있다. 또는 상기 피보관체 고정 시 피보관체와 함께 상기 고리 등의 거치 수단을 함께 고정한 후, 베이스 수지 조성물로 경화함으로써 장식품이 완성된 후에도 추가 가공이 필요 없이 거치 수단을 쉽게 구비할 수 있으며 장식 이외에 다른 용도로도 적용이 가능하다. 상기 거치 수단은 (A), (B) 모두 적용 가능하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

또한 본 발명에 따른 투명 장식품 제조방법은 베이스 수지 조성물의 주입 시 발생할 수 있는 피보관체의 변형을 방지하기 위해 베이스 수지 조성물에 보강재를 더 포함할 수 있다. 즉, 사진과 같이 두께가 얇은 피보관체의 경우 제 1 수지층에 고정이 쉽지 않을 뿐만 아니라 베이스 수지 조성물보다 피보관체의 밀도가 낮은 경우가 많아 원하는 고정 형태를 달성하기 어렵다.

본 발명에서는 이를 방지하기 위해 베이스 수지 조성물의 도포 시 피보관체의 하단에 보강재를 적층하여 보강함으로써 피보관체의 변형을 방지하면서 최종 제품의 강성을 높일 수 있다.

본 발명에서 상기 보강재는 피보관체의 변형을 방지할 수 있으며, 베이스 수지 조성물과 굴절율이 동일한 것이라면 종류에 상관하지 않는다. 더 바람직하게는 불포화 폴리에스테르의 굴절율이 1.56 내지 1.59이므로, 굴절율이 1.60 이하인 플린트 유리로 이루어진 메쉬형 유리섬유 원단을 사용하는 것이 좋다.

상기 보강재는 방법 (A) 내지 (B) 모두에 적용할 수 있으며, 특히 (A)와 같이 보호 수지층을 한 번에 형성하는 경우, 먼저 보강재를 와이어 위에 올려놓고 다시 보강재 위에 피보관체를 고정시키는 것이 좋다. 또한 보강재에 피보관체를 고정시키기 위해 상기 (B) 방법과 동일하게 피보관체 부착용 조성물을 피보관체 또는 보강재에 코팅한 후, 서로 합하여 고정시킬 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 투명 장식품 제조방법은 상기 주형을 봉인할 수 있는 타공 커버 및 진공 형성용 차단부를 포함하여 제 1 수지층, 제 2 수지층 및 보호 수지층을 포함하는 수지층 형성 시 발생할 수 있는 기포를 쉽고 빠르게 제거할 수 있다.

이를 더 상세히 설명하면 상기 타공 커버는 홀을 포함하여 타공 커버로 봉인된 주형 내부의 공기를 효과적으로 배출하는 역할을 수행한다. 상기 타공 커버는 상기 주형의 둘레부와 결착하기 위해 접착제, 경첩, 단추 등의 다양한 방법으로 결착할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 진공 형성용 차단부는 상기 주형 내부를 진공 상태로 만들어 베이스 수지 조성물 주입 시 형성될 수 있는 기포를 제거하기 위한 것으로, 하단은 상기 바닥부와 접촉되거나 접촉되지 않고 모두 감싸는 형태를 가져도 무방하다. 또한 둘레부를 크게 감싸는 구조를 가질 수 있으며, 진공 펌프와 연결된 공기 배출관이 관통하여 구비될 수 있다.

상기 진공 형성용 차단부는 진공 형성에 따른 압력을 견딜 수 있으며, 기타 충격에 파손이 되지 않는 것이라면 재질 등에 한정치 않으며, 일예로 여러 겹으로 적층된 진공 포장용 필름, 내부 확인이 가능한 유리 케이스, 금속 챔버 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한하는 것은 아니며, 장식품의 크기 및 이에 따른 주형의 크기 등에 따라 자유롭게 크기 및 재질 등을 조절할 수 있다.

상기 진공 펌프는 상기 공기 배출관을 통해 상기 진공 형성용 차단부가 형성한 내부의 공기를 외부로 배출하기 위하여 구비되며, 이를 통해 주형 내부에 베이스 수지 조성물이 주입되면서 발생할 수 있는 기포를 효과적으로 제거할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 투명 장식품 제조방법은 제 1 수지층, 제 2 수지층 또는 보호 수지층에 스크래치가 발생할 경우, 이를 자가 치유할 수 있는 미세 캡슐 조성물을 더 포함할 수 있다.

상기 미세 캡슐 조성물의 원리를 설명하면 상기 불포화 폴리에스테르는 경화제와 만나면 상온에서도 경화반응이 진행될 수 있다는 점에 착안한 것으로, 불포화 폴리에스테르와 경화제를 각각 캡슐화하고, 이를 베이스 수지 조성물에 함께 포함시키면, 스크래치가 발생할 경우, 베이스 수지 조성물 내부에 함유된 캡슐들이 깨져 액상의 불포화 폴리에스테르 및 경화제가 흘러나와 스크래치가 발생한 함몰영역에 채워지면서 서로 만나 빠르게 반응하여 고체상 중합체로 변환되게 함으로써 스크래치 자가치유성을 발현할 수 있다.

상기 미세 캡슐 조성물은 상기와 같이 불포화 폴리에스테르 캡슐 및 경화제 캡슐을 포함할 수 있다. 이때 상기 캡슐들은 제조방법을 한정하지 않으며, 일예로 공지의 인 시츄법(in situ)을 적용할 수 있다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 유화제 수용액을 제조한 후, 상기 캡슐의 내부물질인 불포화 폴리에스테르 또는 경화제를 각각 유화제 수용액이 담겨 있는 다른 반응기에 첨가한 후 미세 교반하여 유화 혼합물을 제조한다. 그리고 벽재로 사용될 수 있는 액상의 수지 조성물을 제조한 후, 상기 유화 혼합물에 첨가하고 고속 교반하여 미세 캡슐을 제조할 수 있다.

본 발명에서 상기 벽재는 쉽게 액상으로 제조할 수 있으며, 동시에 상기 불포화 폴리에스테르와 동일한 굴절율을 가지는 수지라면 종류에 한정치 않으며, 예를 들어 폴리카보네이트 또는 가교 폴리스티렌 등을 사용하는 것이 좋다. 이들 물질은 굴절율이 1.58 내지 1.59로 상기 불포화 폴리에스테르와 굴절율이 동일하여 경화 후에도 시야의 왜곡 발생을 없앨 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 따른 투명 장식품의 제조방법을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예를 통해 제조된 투명 장식품의 물성을 하기와 같이 측정하였다.

(체적저항)

KS M 6773에 의거하여 측정하였다. 구체적으로 상기 규격에 의거하였으며, 하기 실시예 1의 조성과 동일한 조성을 가지는 시험편으로 측정회로를 이용하여 체적저항을 측정하되, 체적저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 될 때까지의 시간을 측정하여 이 시간을 하기 실시예에 사용된 베이스 수지 조성물의 체적저항 기준으로 하였다.

(내스크래치성)

경화가 끝난 장식품에 대해 MS 210-05에 의거하여 내스크래치성을 측정하였다. 평가기준은 하기 표 1과 같다.

[표 1]

(스크래치 자기치유성)

경화가 끝난 장식품에 대해 3Φ 사파이어 팁(tip)이 부착된 스크래치시험기(HEIDON사 제품)에서 각 장식품을 장착하고 500g 하중 하에서 스크래치(길이 20mm)를 10개 형성시켜 스크래치 발생 직후와, 48시간 지난 후 스크래치 상태를 사진으로 촬영하고 10개의 스크래치에 대한 길이방향 중간지점에서의 스크래치 폭의 감소율 평균치(%)로서 스크래치 자기치유성을 평가하였다. 평가기준은 하기 표 2와 같다.

[표 2]

(크랙 발생)

경화가 끝난 장식품에 대해 육안으로 표면 상태를 관찰하여 크랙 발생 정도를 하기와 같이 파악하였다.

◎(우수) : 표면에 크랙이 발생하지 않음.

○(양호) : 길이 0.5㎜ 이하의 크랙이 관찰됨.

△(보통) : 길이 0.5㎜ 이상 3㎜ 이하의 크랙이 관찰됨.

×(불량) : 길이 3㎜ 이상의 크랙이 관찰되며, 크랙에 의해 피보관체 확인에 방해를 받음.

(실시예 1)

불포화 폴리에스테르 100 중량부, 경화제로 벤조일 퍼옥사이드 1 중량부를 혼합하여 베이스 수지 조성물을 제조하였다. 그리고 상기 조성물을 도 7 형태의 주형에 10㎜의 두께로 주입하고, 25℃, 40% 상대습도 환경에서 1시간 경화하여 제 1 수지층을 제조하였다.

다음으로 경화된 제 1 수지층에 피보관체를 고정시킨 후, 다시 베이스 수지 조성물을 10㎜ 두께로 주입하고 동일 조건에서 경화하여 제 2 수지층을 제조하고, 이를 표면 처리하여 장식품을 제조하였다. 제조된 장식품의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

(실시예 2)

먼저 상기와 같이 인 시츄법(in situ)을 적용하여 평균입경 1.0㎛의 불포화 폴리에스테르 캡슐 및 경화제 캡슐을 각각 수득하였다. 그리고 불포화 폴리에스테르 100 중량부 대비 상기 불포화 폴리에스테르 캡슐 및 경화제 캡슐을 각각 1 중량부 더 포함한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 장식품을 제조하였다. 제조된 장식품의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

(실시예 3)

상기 실시예 1에서 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 경화 온도를 35℃에서 진행한 것을 제외하고 동일한 방법으로 장식품을 제조하였다. 제조된 장식품의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

(실시예 4)

상기 실시예 1에서 제 1 수지층 및 제 2 수지층 형성 시 조성물의 도포 두께를 20㎜로 한 것을 제외하고 동일한 방법으로 장식품을 제조하였다. 제조된 장식품의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

(실시예 5)

상기 실시예 2와 같이 불포화 폴리에스테르 100 중량부, 경화제로 벤조일 퍼옥사이드 1 중량부, 상기 불포화 폴리에스테르 캡슐 및 경화제 캡슐을 각각 1 중량부 포함하여 베이스 수지 조성물을 제조하였다.

다음으로, 도 2와 같이 피보관체 고정용 홀 및 와이어가 형성된 주형에 피보관체가 고정된 주형에 상기 베이스 수지 조성물을 100㎜ 두께로 주입하고, 25℃, 40% 상대습도 환경에서 경화를 진행하다 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상이 될 때, -5℃ 분위기에서 15분간 방치하고, 다시 25℃에서 30분간 경화를 진행하여 장식품을 제조하였다. 제조된 장식품의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

(실시예 6)

상기 실시예 5에서 경화 조건으로 35℃에서 1시간 동안 경화를 진행한 것을 제외하고 동일한 조건으로 장식품을 제조하였다. 제조된 장식품의 물성을 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.

[표 3]

상기와 같이 캡슐 조성물을 더 포함한 실시예 2는 실시예 1에 비해 스크래치 치유성에서 더 우수한 것을 알 수 있다. 또한 경화 시 주변 온도가 35℃인 실시예 3이나, 베이스 수지 조성물의 도포 두께가 20㎜인 실시예 3, 4의 경우 크랙이 발생하여 표면 상태가 불량한 것을 확인할 수 있다.

여기에 단일 보호 수지층을 형성하되, 경화 시 주변 온도가 35℃로 동일하게 유지한 실시예 6 또한 크랙이 심하게 발생하여 표면 상태가 불량한 것을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

주형 : 100
바닥부 : 110
둘레부 : 120
피보관체 고정용 홀 : 130
피보관체 고정용 와이어 : 140
피보관체 : 200
수지층 : 300
제 1 수지층 : 310
제 2 수지층 : 320
거치용 홀 : 400

Claims

a) 주형에 피보관체 고정용 홀을 형성하는 단계;
b) 상기 홀에 피보관체 고정용 와이어를 구비하는 단계;
c) 상기 와이어에 피보관체를 고정하는 단계;
d) 상기 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하는 보호 수지층 형성 단계; 및
e) 상기 보호 수지층을 표면 처리하는 단계;
를 포함하는 투명 장식품의 제조방법.
a) 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하는 제 1 수지층 형성 단계;
b) 상기 제 1 수지층의 표면에 피보관체를 고정하는 단계;
c) 상기 제 1 수지층 및 피보관체의 표면에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화하는 제 2 수지층 형성 단계; 및
d) 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 표면 처리하는 단계;
를 포함하는 투명 장식품의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 베이스 수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 및 경화제를 포함하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 3항에 있어서,
상기 베이스 수지 조성물은 불포화 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 경화제 0.1 내지 2.0 중량부 포함하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 3항에 있어서,
상기 베이스 수지 조성물은 경화 촉진제, 파라핀 왁스 및 용매에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 주형은 표면에 이형 처리가 구비된 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 경화는 -20 내지 25℃ 및 상대습도 30 내지 70%에서 진행하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 경화는 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상일 때, -10 내지 5℃의 온도에서 1 내지 30분간 진행한 후, 다시 10 내지 25℃의 온도에서 1 내지 30분간 진행하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 베이스 수지 조성물은 자가 치유용 미세 캡슐 조성물을 더 포함하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 9항에 있어서,
상기 미세 캡슐 조성물은 불포화 폴리에스테르 캡슐 및 경화제 캡슐을 포함하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 10항에 있어서,
상기 캡슐의 벽재는 불포화 폴리에스테르와 동일한 굴절율을 가지는 수지를 포함하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 베이스 수지 조성물 주입 시 보강재를 더 첨가하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 d) 단계는,
d1) 상기 홀을 봉인하는 단계;
d2) 상기 주형에 베이스 수지 조성물을 주입하고 경화를 진행하는 단계; 및
d3) 상기 와이어를 제거하는 단계;
를 포함하는 투명 장식품의 제조방법.
제 13항에 있어서,
상기 d3) 단계는 KS M 6773으로 측정한 체적 저항이 1×10⁸Ωㆍ㎝ 이상일 때 수행하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 홀은 피보관체 두께와 동일 간격으로 상하 이격시켜 형성하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 베이스 수지 조성물은 10 ㎜ 이하의 두께로 도포하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 베이스 수지 조성물은 -10 내지 0℃에서 10㎜ 초과 두께로 도포하는 것인 투명 장식품의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 따른 제조방법으로 제조된 투명 장식품.