KR20240075245A - 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면에 자성안료에 의한 소정의 패턴이 다층으로 형성된 물품 및 그 물품의 표면에 다층 자성안료 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품을 제조하는 방법은, 소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제1마그네틱 지그 상에 물품을 적층하는 단계; 상기 물품에 강자성의 자성안료가 함유된 첫번째 접착성 수지 조성물을 분사하여 물품의 표면에 도포하는 단계; 상기 물품의 표면에 도포된 첫번째 접착성 수지 조성물 내의 자성안료 패턴이 자력에 의해 재배열되어 첫번째 패턴을 형성하고 경화되어 제1패턴층을 형성하는 단계; 상기 물품과 제1마그네틱 지그를 분리하는 단계; 소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제2마그네틱 지그 상에 물품을 적층하는 단계; 상기 물품에 강자성의 자성안료가 함유된 두번째 접착성 수지 조성물을 분사하여 상기 제1패턴층 위에 도포하는 단계; 상기 제1패턴층 위에 도포된 두번째 접착성 수지 조성물 내의 자성안료 패턴이 자력에 의해 재배열되어 두번째 패턴을 형성하고 경화되어 제2패턴층을 형성하는 단계; 및, 상기 물품과 제2마그네틱 지그를 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 표면에 자성안료에 의한 소정의 패턴이 다층으로 형성된 물품 및 그 물품의 표면에 다층 자성안료 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신발의 미드솔이나 아웃솔, 가전제품 케이스, 인테리어 제품, 자동차 내장재 등의 물품의 표면에 자성안료가 혼입된 수지 조성물을 분사한 후 자성안료를 수지 내에서 소정의 자력선을 따라 배열함으로써 표면에 자성안료에 의한 소정의 패턴을 다층으로 형성한 물품 및 그 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
복잡한 3차원 형상과 다양한 크기를 갖는 제품에서 디자인의 자유도를 향상시키기 위해 표면층에 다양한 패턴 및 색상을 구현함과 동시에 우수한 물성을 유지하기 위한 노력들이 많이 행해져 왔다.
예를 들어 신발의 미드솔이나 아웃솔, 자동차 내장재, 가전제품 등에서는 심미적인 효과를 극대화하기 위해 다양한 표면 처리 공법들이 적용되어 왔으며, 특히 최근에는 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 도장, 도금, 수압전사, 인서트(Insert) 성형 등의 방법을 이용하여 다양한 표면 형상, 색상, 패턴 등을 부여하고 있다.
그러나 종래의 도장, 도금, 수압전사, 인서트(Insert) 성형 등의 방법은 다양한 색상의 구현은 가능하나 패턴을 표현하는데 있어서 한계가 있고, 공정이 복잡하고 생산비가 고가인 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 대한민국 등록특허 제10-1080765호에 플라스틱 수지에 일정 조성비로 자성 안료와 경화제를 혼합하여 제조한 원재료를 금형에 주입하는 동시에, 완제품의 패턴 표면 쪽 금형에 설치한 전자석에 전류를 인가하여 자기장을 형성함으로써 자기장의 형상(자기력선)에 따라 원재료 내 자성 안료가 배열되어 소정의 3차원 패턴을 형성하고, 상기 금형을 개형하기 전에 금형 내에서 냉각시켜서 완전하게 경화시킨 완제품을 취출하는 것을 특징으로 하는 3차원 패턴의 형성 방법이 개시되어 있다.
그러나 이러한 3차원 패턴의 형성 방법은 제품의 원재료 내에 다량의 자성 안료가 포함되어야 하므로 제조 원가가 상승하고, 사출 금형에 전자석을 설치해야 하므로 금형 제작과 유지 관리에 많은 비용과 노력이 수반되어야 하며, 제작자가 패턴을 임의로 변경하기 어려운 문제가 있다.
특히 종래 방식으로는 물품의 표면에 자성안료에 의한 패턴을 한 층으로만 형성할 수 있기 때문에 다양한 패턴을 표현하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 물품의 표면에 자성안료가 혼입된 수지 조성물을 스프레이 방식으로 분사한 후 자성안료를 수지 내에서 소정의 자력선을 따라 배열하여 표면에 원하는 패턴이 다층으로 형성됨으로써 다양한 패턴의 표현이 가능하며, 물품을 보는 각도에 따라 각층의 패턴이 복합적인 패턴 이미지를 형성하여 패턴의 형태가 변형될 수 있는 물품 및 그 물품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품은, 표면에 분사된 첫번째 접착성 수지 조성물 내에 함유된 강자성의 자성안료가 물품의 하측에 적층된 제1마그네틱 지그에서 발생하는 자력선을 따라 재배열되면서 소정의 패턴을 형성하도록 된 제1패턴층; 및, 상기 제1패턴층 위에 분사된 두번째 접착성 수지 조성물 내에 함유된 강자성의 자성안료가 물품의 하측에 적층된 제2마그네틱 지그에서 발생하는 자력선을 따라 재배열되면서 소정의 패턴을 형성하도록 된 제2패턴층;을 포함할 수 있다.
상기 제1패턴층의 패턴과 제2패턴층의 패턴은 서로 다른 패턴 또는 색상으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품을 제조하는 방법은,
소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제1마그네틱 지그 상에 물품을 적층하는 제1단계;
상기 물품에 강자성의 자성안료가 함유된 첫번째 접착성 수지 조성물을 분사하여 물품의 표면에 도포하는 제2단계;
상기 물품의 표면에 도포된 첫번째 접착성 수지 조성물 내의 자성안료 패턴이 자력에 의해 재배열되어 첫번째 패턴을 형성하고 경화되어 제1패턴층을 형성하는 제3단계;
상기 물품과 제1마그네틱 지그를 분리하는 제4단계;
소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제2마그네틱 지그 상에 물품을 적층하는 제5단계;
상기 물품에 강자성의 자성안료가 함유된 두번째 접착성 수지 조성물을 분사하여 상기 제1패턴층 위에 도포하는 제6단계;
상기 제1패턴층 위에 도포된 두번째 접착성 수지 조성물 내의 자성안료 패턴이 자력에 의해 재배열되어 두번째 패턴을 형성하고 경화되어 제2패턴층을 형성하는 제7단계; 및,
상기 물품과 제2마그네틱 지그를 분리하는 제8단계;
를 포함할 수 있다.
상기 제1마그네틱 지그는, NS극이 상하방향으로 착자되며 소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제1마그네틱패턴몰드를 포함하고, 제2마그네틱 지그는, NS극이 상하방향으로 착자되며 소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제2마그네틱패턴몰드를 포함할 수 있다.
상기 제1마그네틱 지그는 상기 제1마그네틱패턴몰드의 상부면과 하부면 중 어느 하나, 또는 상부면과 하부면 모두에 적층되어 제1마그네틱패턴몰드를 지지하는 약자성체 또는 비자성체로 된 제1지지플레이트를 더 포함하며, 상기 제2마그네틱 지그는, 상기 제2마그네틱패턴몰드의 상부면과 하부면 중 어느 하나, 또는 상부면과 하부면 모두에 적층되어 제2마그네틱패턴몰드를 지지하는 약자성체 또는 비자성체로 된 제2지지플레이트를 더 포함할 수 있다.
상기 제1마그네틱패턴몰드 및 제2마그네틱패턴몰드는, N극의 극성을 갖는 탄성 재질로 된 복수의 마그네틱필름과 S극의 극성을 갖는 탄성 재질로 된 복수의 마그네틱필름을 상하로 교대로 적층하여 NS극이 상하방향으로 착자된 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 물품의 외부 표면에 자성안료가 함유된 수지 조성물이 분사되고 마그네틱패턴몰드에서 생성되는 자력에 의해 자성안료가 소정의 패턴으로 배열되어 물품의 표면에 원하는 패턴이 형성될 수 있다. 따라서 물품의 형태가 복잡한 경우에도 자성안료에 의한 패턴을 원하는 대로 정확하고 신속하게 형성할 수 있다.
특히 물품의 표면에 자성안료가 함유된 접착성 수지 조성물을 2회 이상 순차적으로 분사하여 소정의 자성안료 패턴을 갖는 제1패턴층 및 제2패턴층을 복층으로 코팅하여 다양하고 심미적인 패턴의 연출이 가능하다.
또한 물품에 소정의 두께로 코팅되는 제1패턴층 및 제2패턴층으로 인하여 기계적인 강도 또한 증가하게 되므로 물품 내부에 패턴이나 문양이 표현되는 기존의 물품보다 우수한 물성을 기대할 수 있다.
그리고 물품의 표면에 코팅하고자 하는 패턴 형상을 변경하고자 할 경우에는 제1마그네틱패턴몰드 및/또는 제2마그네틱몰드를 다른 자력선 패턴을 발생시키는 것으로 교체하여 간단히 패턴 형상을 변경할 수 있으므로 패턴의 변경도 매우 용이한 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품으로서 신발 아웃솔을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 물품의 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성장치를 구성하는 제1마그네틱 지그의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성장치를 구성하는 제2마그네틱 지그의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 지그 및 물품의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 지그를 구성하는 마그네틱패턴몰드의 요부 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시한 물품의 종단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성장치를 구성하는 제1마그네틱 지그의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성장치를 구성하는 제2마그네틱 지그의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 지그 및 물품의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네틱 지그를 구성하는 마그네틱패턴몰드의 요부 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 물품의 다층 패턴 형성 방법을 설명하는 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품 및 그 제조 방법을 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품(1)으로서 신발의 아웃솔 표면에 자성안료(3)에 의한 다층 패턴을 형성한 예를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 물품(1)은 표면에 강자성의 자성안료(3)가 소정의 패턴을 형성하도록 배열된 제1패턴층(2a)과, 상기 제1패턴층(2a) 위에 코팅되며 강자성의 자성안료(3)가 소정의 패턴을 형성하도록 배열된 제2패턴층(2b)을 포함한다.
제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)은 강자성의 자성안료(3)가 함유된 광투과성의 제1접착성 수지 조성물 및 제2접착성 수지 조성물을 소정의 시간 차이를 두고 순차적으로 분사하여 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)을 도포하고, 물품(1)의 표면에 도포된 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b) 내의 자성안료(3)를 물품(1)의 하측에 적층되는 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)에서 발생하는 자력선을 따라 재배열되도록 함으로써 다층 패턴을 형성하도록 된 것이다.
이 실시예에서 물품(1)은 신발의 아웃솔인 것을 예시하고 있지만, 이외에도 인테리어 소품, 자동차나 항공기, 선박 등의 내장재, 가전제품 케이스 등 다양한 입체 형태를 갖는 물품일 수 있으며, 반원통 형태, 양측부가 절곡된 평판이나 곡면판, 다각형 판 형태 등을 갖는 플라스틱 사출물이나 수지재, 금속재, 세라믹 소재, 직물지 등일 수 있다.
물품(1)의 표면에 코팅된 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)의 패턴은 물품(1)을 보는 각도에 따라서 서로 겹쳐지면서 다양한 패턴을 표현할 수 있다. 예를 들어 물품(1)을 정면에서 볼 때는 외부에 코팅되어 있는 제2패턴층(2b)의 자성안료 패턴이 두드러지게 보이다가 물품(1)을 비스듬하게 보면 제2패턴층(2b)의 자성안료 패턴이 외부로 두드러지게 드러나면서 제1패턴층(2a)의 자성안료 패턴과 겹쳐져 새로운 패턴으로 표현될 수 있다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품(1)의 표면에 다층 자성안료 패턴을 형성하기 위한 물품의 다층 패턴 형성 장치를 나타낸 것으로, 물품의 다층 패턴 형성 장치는, 물품(1)의 하부에 적층되어 물품(1)의 표면에 소정의 패턴으로 자력선을 생성하는 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)와, 상기 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b) 상에 적층된 물품(1)에 자성안료(3)를 혼합한 접착성 수지 조성물을 분사하는 스프레이건(200)을 포함한다.
상기 스프레이건(200)에서 분사되는 접착성 수지 조성물은 접착성 수지 내에 강자성을 갖는 자성안료(3)를 혼합한 조성물로서, 스프레이건(200)에서 분사되는 접착성 수지 조성물 내의 자성안료(3)는 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)에서 생성되는 자력선을 따라 재배열되면서 도 1 및 도 2에 도시한 것과 같이 물품(1)의 표면에 다층 패턴을 형성하게 된다.
패턴 형성 대상 물품(1)이 3차원적인 입체 형상을 갖는 경우, 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)는 물품(1)의 형상과 대응하는 입체 형상을 갖도록 미리 성형되어 코팅 공정에서 물품(1)과 적층된다. 예를 들어 물품(1)이 반원통 형상을 가질 경우 마그네틱 지그(100) 역시 반원통 형상을 갖도록 성형될 수 있으며, 도 1에 도시한 것과 같이 대상 물품(1)이 신발의 아웃솔인 경우, 마그네틱 지그(100)는 아웃솔과 대응하는 형태를 가질 수 있다.
제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)는 패턴 형성을 위한 자력선을 생성하는 탄성 재질의 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)와, 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)에 각각 적층되어 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)를 지지하는 제1지지플레이트(120a) 및 제2지지플레이트(120b)를 포함한다.
제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)는 NS극이 상하방향으로 착자되어 패턴 형성을 위한 자력선을 생성하는 탄성 재질의 자성체로 이루어진다.
제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)는 물품(1)에 형성하고자 하는 패턴과 대응하는 패턴으로 자력선을 형성하여, 접착성 수지 조성물 내의 자성안료(3)를 자력에 의해 소정의 패턴으로 재배열하는 작용을 한다. 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)는 자력을 갖는 자석으로 이루어질 수 있으며, 원하는 소정의 패턴으로 자력선을 형성하기 위하여 원하는 패턴과 반대의 패턴으로, 즉 물품(1)에 형성하고자 하는 패턴과 반대되는 패턴으로 음각된 비자력패턴홈(111)이 형성되어 비자력패턴홈(111)의 외측 영역에서 자력선이 형성된다.
제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)의 비자력패턴홈(111)은 동일한 형태로 형성될 수 있으나, 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)가 서로 다른 자력선 패턴을 형성하여 제1패턴층(2a)과 제2패턴층(2b)에서 서로 다른 자성안료 패턴을 형성하도록 서로 다른 형태로 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)에 홈 또는 구멍 형태로 음각된 비자력패턴홈(111) 내측에는 비자성체의 수지로 된 충전재(112)가 채워질 수 있다. 비자력패턴홈(111) 내측에 채워지는 충전재(112)로서 내열성 및 안정성이 우수한 실리콘을 적용할 수 있으나, 이외에도 다양한 내열성 수지가 사용될 수 있다. 충전재(112)는 비자력패턴홈(111) 내측에서 마그네틱패턴몰드(110)의 강도를 증대시키고, 비자력패턴홈(111)의 외측 영역에 단절된 부분이 발생하더라도 패턴이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.
제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)는 고무자석과 같은 탄성 재질의 자석으로 이루어질 수 있으며, 물품(1)에 일정한 패턴을 형성하기 위하여 NS극이 상하방향으로 착자된 것이 바람직하다. 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)에 NS극이 좌우방향으로 착자될 경우 접착성 수지 조성물 내의 자성안료(3)가 의도한 패턴으로 정확하게 배열되지 않고 물품(1)에 의도치 않은 줄무늬 패턴이 형성되는 경우가 발생할 수 있는데, 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)의 NS극이 상하방향으로 착자되면 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)에서 의도치 않은 줄무늬 패턴이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 7에 도시한 것과 같이 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)는 N극의 극성을 갖는 탄성 재질로 된 복수의 마그네틱필름(115a)과 S극의 극성을 갖는 탄성 재질로 된 복수의 마그네틱필름(115b)을 상하로 교대로 적층함으로써 NS극이 상하방향으로 착자된 평판형의 자성체 몰드로 제작된 후, 프레스장치에서 제1지지플레이트(120a) 및 제2지지플레이트(120b)와 함께 물품(1)의 형태와 대응하는 입체 형태를 갖게 성형하여 사용할 수 있다.
제1지지플레이트(120a) 및 제2지지플레이트(120b)는 각각 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)의 상부면과 하부면 중 어느 하나, 또는 상부면과 하부면 모두에 적층되어 탄성 재질로 된 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)의 강도를 보강하여 패턴 형성 과정에서 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)의 형태를 유지하는 작용을 한다. 제1지지플레이트(120a) 및 제2지지플레이트(120b)는 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)의 자력이 자성안료(3)에 영향을 미치는 것을 방해하지 않도록 얇은 두께를 가지며, 알루미늄과 같이 자성이 매우 약한 금속이나 고내열성 플라스틱 등의 약자성체 또는 비자성체 평판으로 이루어질 수 있다.
또는 제1지지플레이트(120a) 및 제2지지플레이트(120b)는 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)와 함께 물품(1)에 대응하는 형태로 쉽게 변형되면서 성형될 수 있도록 메쉬(mesh)로 이루어질 수도 있다.
상술한 것과 같은 제1,2마그네틱패턴몰드(100a)(100b)와 제1,2지지플레이트(120a)(120b)의 접합체는 공정 챔버(300) 내에 배치될 수 있다. 공정 챔버(300)의 상측에는 물품(1)의 표면으로 접착성 수지 조성물을 분사하는 적어도 1개 이상의 스프레이건(200)이 설치될 수 있다. 상기 스프레이건(200)은 접착성 수지 조성물을 소정의 분사 압력으로 분사하여 접착성 수지 조성물을 물품(1)의 표면에 코팅한다. 스프레이건(200)의 분사 압력은 4 내지 10 kg/㎠ 인 것이 균일한 수지 코팅층 형성에 바람직하며, 특히 7 내지 8 kg/㎠ 의 범위에서 균일한 수지 코팅층 형성과 자성안료(3)의 재배열이 의도하는 대로 정확하게 이루어질 수 있다. 스프레이건(200)은 자동화장치에 의해 자동으로 분사가 제어될 수 있으나, 이와 다르게 사람이 수동으로 제어할 수도 있다.
상기 스프레이건(200)을 통해 분사되는 접착성 수지 조성물은 물품(1)의 표면에 코팅되어 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)을 형성하는데, 이 때 접착성 수지 조성물 내에 함유된 자성안료(3)가 마그네틱패턴몰드(110)의 비자력패턴홈(111) 외측 영역에서 생성되는 자력선을 따라 배열되면서 자력선과 대응하는 패턴을 형성하게 된다.
전술한 것과 같이 상기 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)는 NS극이 상하방향으로 착자되므로 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b) 내의 자성안료(3)가 재배열되어 패턴이 형성되는 과정에서 의도하지 않은 띠 형태의 패턴은 형성되지 않는 것으로 확인되었다.
한편 스프레이건(200)에서 접착성 수지 조성물이 물품(1)의 표면(상부면)에 분사된 후 신속하게 경화될 수 있도록 하기 위하여 공정 챔버(300) 내부에 열을 방출하는 히터 또는 자외선을 방출하는 자외선 광원이 추가로 설치될 수 있다.
상기 스프레이건(200)에서 분사되는 접착성 수지 조성물은 다양한 소재의 물품(1)의 표면에 대한 접착력이 우수하고 스프레이용으로 분무할 수 있는 적절한 점도를 가지며 자성안료가 잘 보일 수 있도록 투명 또는 반투명한 광투과성을 갖도록 된 것으로, 에폭시 수지와, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 수지에 습윤분산제, 탈포제, 경화제, 자성안료를 혼합한 것일 수 있다. 상기 수지는 50~65 중량%, 유동성 조절제 0.1~0.5중량%, 습윤분산제 0.5~1.5 중량%, 탈포제 0.5 내지 1.5 중량%, 경화제 10~20 중량%, 잔부의 자성안료를 포함할 수 있다.
에폭시 수지는 구성분자의 화학적인 단위로서 에폭시결합을 갖는 고분자 물질로서, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 노볼락형 등이 있다. 먼저 비스페놀 A형은 에피클로로 히드린과 비스페놀 A를 중합하여서 제조되는 가장 일반적인 에폭시 수지로서, 분자구조 중에 친수성의 수산기와 소수성의 탄화수소기가 규칙적으로 배열되어 있어 접착성이 우수한 장점이 있다. 그러나, 다수개의 벤젠핵이 포함되어 있기 때문에 자유 회전이 힘들고, 환경호르몬의 일종인 페놀성분을 유출하는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 비스페놀 F형 에폭시 수지를 사용하며, 비스페놀 F형 에폭시수지는 비스페놀 A형의 분자 가운데 있는 CH3 가 수소(H)로 치환된 것으로서, 비스페놀 A형에 비해 점도가 낮고, 다른 수지와의 상용성이 우수하며, 특히 환경호르몬을 유출하지 않는 장점이 있다. 비스페놀 F형 에폭시수지는 50~65 중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 50 중량% 미만이면 코팅층의 가교밀도가 저하되고 물성이 저해되며, 65중량%를 초과하면 조성물의 흐름성 문제로 인해 적절한 코팅층 두께 확보가 어려워 작업성이 저하되는 문제점이 발생한다.
유동성 조절제는 발연 실리카(Fumed silica), 우레아수지(Urea resin), 폴리아마이드왁스(Polyamidewax), 벤토나이트(Bentonite) 중 어느 1종 이상을 사용할 수 있다. 유동성 조절제는 0.1 내지 0.5중량%의 함량을 첨가하는 것이 바람직한데, 0.1중량% 미만인 경우 흐름성이 높아 수직으로 흐르는 현상이 발생하며, 0.5중량%를 초과하면 과도한 처방으로 물성이 저해되므로 바람직하지 못하다.
상기 습윤분산제 및 탈포제의 함량은 각각 0.5~1.5 중량%, 0.5 내지 1.5 중량%인 것이 바람직한데, 분산제의 함량이 낮으면 자성안료의 분산이 잘 안되고 과다하면 수지의 물성이 저해된다. 또한 탈포제의 함량이 미달되는 경우 기포 발생이 억제되지 않고, 탈포제의 함량이 초과되면 물성이 저하될 수 있다.
경화제는 비스페놀 F형 에폭시수지에 적합하도록 폴리아마이드, 지방족 아민, 지환족 아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종을 사용할 수 있다. 경화제는 10~20 중량%로 함유되는 것이 바람직하며, 10 중량% 미만이면 접착력이 낮아지며, 20 중량%를 초과하면 점도 변화로 인해 수지의 분사가 어려워 작업성이 저하되는 문제점이 발생한다.
자성안료(3)는 강자성 분말로 되어, 물품(1)에 분사될 때 물품(1)에 적층되는 마그네틱패턴몰드(110)에서 생성되는 자력에 의해 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)(도 1 및 도 2 참조) 내에서 재배열되면서 소정의 패턴을 형성하게 된다. 자성안료(3)는 자력에 의해 유동이 가능한 철, 망간, 코발트, 니켈, 이산화크롬 등의 강자성 금속을 포함하며, 초록색이나 청색, 적색 등의 소정의 색상을 가진 안료 입자로서, 공지의 금속안료와 같은 자성안료를 사용할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 패턴 형성 장치를 이용하여 물품(1)에 다층 패턴을 형성하는 방법에 대해 도 8의 순서도를 함께 참조하여 설명하면 다음과 같다.
공정 챔버(300) 내부에 제1마그네틱 지그(100a)를 설치하고, 제1마그네틱 지그(100a) 상에 물품(1)을 적층한다(단계 S1). 그리고, 스프레이건(200)을 통해 접착성 수지 조성물을 분사하여 물품(1)의 표면에 도포하면(단계 S2), 접착성 수지 조성물 내의 자성안료(3)가 제1마그네틱 지그(100a)의 제1마그네틱패턴몰드(110a)에서 생성되는 자력선을 따라 배열되면서 물품(1)의 표면에 자성안료(3)에 의한 소정의 패턴이 형성된다.
이 때, 공정 챔버(300) 내부에 고온의 열을 가하거나 자외선을 조사하여 접착성 수지 조성물을 신속하게 경화시켜 물품(1)의 표면에 접착성 수지 조성물에 의한 제1패턴층(2a)을 코팅한다(단계 S3).
그런 다음, 물품(1)과 제1마그네틱 지그(100a)를 분리한다(단계 S4).
이어서 전술한 과정과 동일하게, 공정 챔버(300) 내부에 제2마그네틱 지그(100)를 설치하고, 제2마그네틱 지그(100b) 상에 물품(1)을 적층한다(단계 S5). 그리고, 스프레이건(200)을 통해 접착성 수지 조성물을 분사하여 물품(1)의 표면에 코팅된 제1패턴층(2a) 위에 도포하면(단계 S6), 접착성 수지 조성물 내의 자성안료(3)가 제2마그네틱 지그(100)의 제2마그네틱패턴몰드(110)에서 생성되는 자력선을 따라 배열되면서 물품(1)의 표면에 자성안료(3)에 의한 소정의 패턴이 형성된다.
그리고 공정 챔버(300) 내부에 고온의 열을 가하거나 자외선을 조사하여 접착성 수지 조성물을 신속하게 경화시켜 물품(1)의 제1패턴층(2a) 위에 접착성 수지 조성물에 의한 제2패턴층(2b)을 코팅한다(단계 S7).
제2패턴층(2b)이 완전히 경화되어 물품(1)의 표면에 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)의 다층 패턴이 형성되면, 물품(1)과 제2마그네틱 지그(100b)를 분리한다(단계 S8).
한편 상술한 것과 같은 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)를 적용하여 자성안료에 의한 다층 패턴을 형성하고자 하는 물품(1)은 신발의 아웃솔과 같은 입체 형태를 갖는 것일 수 있으나, 물품(1)이 원단이나 직물, 패널 등 평판 형태로 된 것일 수도 있다.
물품(1)이 편평한 평면으로 이루어질 경우, 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)를 평판 형태로 제작하여 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b) 위에 물품(1)을 적층하고 스프레이건(200)으로 물품(1) 위에 자성안료(3)가 함유된 접착성 수지 조성물을 분사하여 자성안료에 의한 다층 패턴을 형성할 수도 있을 것이다.
이 때 제1마그네틱 지그(100a) 및 제2마그네틱 지그(100b)는 각각 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)만 사용하거나, 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110b)의 표면에 각각 제1지지플레이트(120a) 및 제2지지플레이트(120b)를 접합하여 보강한 것을 사용하여 다층 패턴 형성 공정을 수행할 수 있다.
상술한 것과 같은 본 발명에 따르면, 물품(1)의 표면에 자성안료(3)가 함유된 접착성 수지 조성물을 분사하면 마그네틱패턴몰드(110)의 자력에 의해 자성안료(3)가 소정의 패턴으로 배열되면서 물품(1)의 표면에 소정의 패턴이 형성될 수 있으며, 이러한 공정을 2회 이상 순차적으로 수행하면 물품(1)의 표면에 다층으로 패턴층을 형성할 수 있다.
또한 물품(1)의 표면에 코팅하고자 하는 패턴 형상을 변경하고자 할 경우에는 제1마그네틱패턴몰드(110a) 및 제2마그네틱패턴몰드(110)를 교체하여 간단히 패턴 형상을 변경할 수 있으므로 패턴의 변경도 매우 용이하게 수행할 수 있다.
이러한 패턴 형성 방법에 의해 패턴 또는 문양이 형성된 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)이 코팅된 물품(1)은 그 표면에 코팅된 제1패턴층(2a) 및 제2패턴층(2b)으로 인하여 다양하고 심미적인 패턴의 연출이 가능함은 물론, 기계적인 강도 또한 증가하게 되므로 물품 내부에 패턴이나 문양이 표현되는 기존의 물품보다 우수한 물성을 기대할 수 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1 : 물품
2 : 접착성 수지층
3 : 자성안료 100a, 100b : 제1,2마그네틱 지그
110a, 110b : 제1,2마그네틱패턴몰드 111 : 비자력패턴
112 : 충전재 115a, 115b : 마그네틱필름
120a, 120b : 제1,2지지플레이트 200 : 스프레이건
300 : 공정 챔버
3 : 자성안료 100a, 100b : 제1,2마그네틱 지그
110a, 110b : 제1,2마그네틱패턴몰드 111 : 비자력패턴
112 : 충전재 115a, 115b : 마그네틱필름
120a, 120b : 제1,2지지플레이트 200 : 스프레이건
300 : 공정 챔버
Claims (6)
- 표면에 분사된 첫번째 접착성 수지 조성물 내에 함유된 강자성의 자성안료가 물품의 하측에 적층된 제1마그네틱 지그에서 발생하는 자력선을 따라 재배열되면서 소정의 패턴을 형성하도록 된 제1패턴층; 및,
상기 제1패턴층 위에 분사된 두번째 접착성 수지 조성물 내에 함유된 강자성의 자성안료가 물품의 하측에 적층된 제2마그네틱 지그에서 발생하는 자력선을 따라 재배열되면서 소정의 패턴을 형성하도록 된 제2패턴층;
을 포함하는 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품. - 제1항에 있어서, 상기 제1패턴층의 패턴과 제2패턴층의 패턴은 서로 다른 패턴 또는 색상으로 된 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품.
- 제1항의 물품을 제조하는 방법으로서,
소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제1마그네틱 지그 상에 물품을 적층하는 제1단계;
상기 물품에 강자성의 자성안료가 함유된 첫번째 접착성 수지 조성물을 분사하여 물품의 표면에 도포하는 제2단계;
상기 물품의 표면에 도포된 첫번째 접착성 수지 조성물 내의 자성안료 패턴이 자력에 의해 재배열되어 첫번째 패턴을 형성하고 경화되어 제1패턴층을 형성하는 제3단계;
상기 물품과 제1마그네틱 지그를 분리하는 제4단계;
소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제2마그네틱 지그 상에 물품을 적층하는 제5단계;
상기 물품에 강자성의 자성안료가 함유된 두번째 접착성 수지 조성물을 분사하여 상기 제1패턴층 위에 도포하는 제6단계;
상기 제1패턴층 위에 도포된 두번째 접착성 수지 조성물 내의 자성안료 패턴이 자력에 의해 재배열되어 두번째 패턴을 형성하고 경화되어 제2패턴층을 형성하는 제7단계; 및,
상기 물품과 제2마그네틱 지그를 분리하는 제8단계;
를 포함하는 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품의 제조 방법. - 제3항에 있어서, 상기 제1마그네틱 지그는, NS극이 상하방향으로 착자되며 소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제1마그네틱패턴몰드를 포함하고,
제2마그네틱 지그는, NS극이 상하방향으로 착자되며 소정의 패턴으로 음각된 비자력패턴홈이 형성되어 비자력패턴홈의 외측 영역에서 자력선을 생성하는 제2마그네틱패턴몰드를 포함하는 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품의 제조 방법. - 제4항에 있어서, 상기 제1마그네틱 지그는 상기 제1마그네틱패턴몰드의 상부면과 하부면 중 어느 하나, 또는 상부면과 하부면 모두에 적층되어 제1마그네틱패턴몰드를 지지하는 약자성체 또는 비자성체로 된 제1지지플레이트를 더 포함하며,
상기 제2마그네틱 지그는, 상기 제2마그네틱패턴몰드의 상부면과 하부면 중 어느 하나, 또는 상부면과 하부면 모두에 적층되어 제2마그네틱패턴몰드를 지지하는 약자성체 또는 비자성체로 된 제2지지플레이트를 더 포함하는 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품의 제조 방법. - 제4항에 있어서, 상기 제1마그네틱패턴몰드 및 제2마그네틱패턴몰드는, N극의 극성을 갖는 탄성 재질로 된 복수의 마그네틱필름과 S극의 극성을 갖는 탄성 재질로 된 복수의 마그네틱필름을 상하로 교대로 적층하여 NS극이 상하방향으로 착자된 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220157041A KR20240075245A (ko) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품 및 그 제조 방법 |
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| KR1020220157041A KR20240075245A (ko) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품 및 그 제조 방법 |
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| KR20240075245A true KR20240075245A (ko) | 2024-05-29 |
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ID=91278010
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220157041A KR20240075245A (ko) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 다층 자성안료 패턴을 갖는 물품 및 그 제조 방법 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20100059081A (ko) | 2008-11-25 | 2010-06-04 | 현대자동차주식회사 | 입체패턴 형성을 위한 자기도장방법 |
| KR101080765B1 (ko) | 2008-11-28 | 2011-11-07 | 기아자동차주식회사 | 제품에 3차원 패턴을 형성하는 방법 |
| KR101296783B1 (ko) | 2011-06-17 | 2013-08-14 | 박인화 | 입체 성형품의 3차원 무늬 형성 방법 및 이 방법을 이용하여 제조된 입체성형커버 |
| KR102153529B1 (ko) | 2018-10-18 | 2020-09-08 | 김동현 | 3d 입체패턴에 다양한 인쇄가 되는 전사시트 |
-
2022
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