KR20040104443A - 폴리우레탄 수지조성물을 이용한 로고라벨 및 장식용성형물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리우레탄 조성물을 이용한 PVC 대체 로고 라벨의 제조 공정에 관한 방법으로서 환경규제물질로 규정된 프탈레이트계 가소제를 함유한 연질 PVC로 제작되는 로고 성형물에 대해 환경친화적인 소재인 폴리우레탄을 사용하여 신발 및 의류 등에 사용 중인 로고 라벨 및 악세사리를 포함한 장식품에 사용하는 성형물을 제조 할 수 있는 제조 공정에 관한 방법을 제공하고자 한다. 본 발명은 a) 메크로글리콜과 방향족이소시아네이트 그리고 포스페이트계 산화방지제의 세가지를 혼합하여 이루어지고, 상기 포스페이트계 산화방지제는 메크로글리콜 및 방향족이소시아네이트의 중량 대비 0.05 ~ 2중량%가 포함된 프리폴리머와, b) 메크로글리콜류, 디올류, 디아민류 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 포름아미딘계 유브이(UV)흡수제가 중량대비 0.05 ~ 2중량% 포함된 쇄연장제의 혼합으로 이루어지는 기본 폴리우레탄수지를 몰드에 도포하는 제1과정과; 도포후, 기압 70cm/Hg-85cm/Hg을 가하고, 약 1 내지 3분간 탈포하는 제2과정과; 스크래치 한 후, 경화온도 80℃-200℃로 약 5분 동안 가열경화하는 제3과정; 으로 이루어지는 로고라벨 및 장식용 성형물의 제조방법을 제공하는데 그 기술적 요지가 있다. 따라서 본 발명에 의하면 각종 유아용품, 신발, 의류, 잡화류, 가전제품등에 사용되는 연성 PVC 라벨 성형물을 대체함으로 열분해에 의해 다이옥신을 발생시키는 PVC 자체 뿐 만아니라 연성 부여의 목적으로 사용 중인 프탈레이트계 가소제의 사용을 일체 하지 않음으로서 환경 친화적인 국제 흐름에 부합하는 성형물을 제공함으로 인간의 일상생활의 질적 향상 및 그에 따른 경제적, 산업적, 환경적인 파급이 큰 효과가 있다.

Description

폴리우레탄 수지조성물을 이용한 로고라벨 및 장식용 성형물의 제조방법{manufacturing method for label and ornament using polyurethane resin}

본 발명은 로고 라벨 및 장식용 성형물의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리우레탄을 이용하여 연성 PVC 대체 제품을 제조 할 수 있는 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

일반적으로 가방, 신발 등 많은 제품에는 브랜드를 나타내거나 또는 미적인 아름다움을 위하여 라벨이나 장식용 성형물들이 부착되어 있다. 이러한 로고라벨 및 장식용성형물들은 대개 피브이시(PVC) 재질로 이루어져 있다. 그러나, 이러한 피이브이시 재질은 로고라벨 및 장식용성형물의 특성을 나타내기 위하여 가공성 및 연성등을 부여하기 위하여 가소제를 사용하고 있으며,이러한 가소제의 사용은 환경오염을 야기시켜 점차 그 사용이 규제대상으로 되고 있다.

따라서 이러한 피이브이시의 대체물질을 개발하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있으나, 현재 PVC대체와 관련된 연구 및 개발은 주로 캘랜더(calender)형 소재에 국한되어 진행되고 있으며 국내 산업의 40%를 점하고 있는 케스팅(casting)을 포함한 플로우몰딩(flow molding)법의 경우 별다른 대책이 없는 실정이다. 국내 특허의 경우 PVC 대체로 EVA를 사용한 특허가 있으나 이 또한 내열성의 부족 등 물리적, 화학적 특성의 부족으로 적용에 실패하였으며 실리콘을 사용한 소재가 가장 널리 개발되어 사용 중이나 이는 가격이 고가이며 인장, 인열 등의 물리화학적 특성이 열악하고 아울러 타재료 및 동재료간의 접착이 어려운 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 환경호르몬을 함유한 기존 연성 PVC의 대체물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 그 대체 물질로 사용중인 실리콘이 갖는 열악한 물리,화학적특성과 고가의 단점을 제거하고 월등한 물성을 나타내는 로고 라벨 및 악세사리류를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 의해 제조될 수 있는 로고라벨 성형물의 일실시예를 보인 도.

도2는 본 발명에 의해 제조될 수 있는 로고라벨 성형물의 다른 실시예를 보인 도.

도3은 본 발명에 의해 제조될 수 있는 로고라벨 성형물의 또 다른 실시예를 보인 도.

도4는 본 발명에 의한 일실시예의 공정을 보인 도.

도5는 본 발명에 의한 다른 실시예의 공정을 보인 도.

도6은 본 발명에 의한 또 다른 실시예의 공정을 보인 도.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,몰드에 폴리우레탄을 도포, 탈포, scratch, 가열경화, 불필요부위제거(핀작업)를 제조되는 색상에 따라 1회 이상 연속시행하여 각종 장식용 로고라벨 성형물을 제조하는 방법에 있어서, a) 메크로글리콜과 방향족이소시아네이트 그리고 포스페이트계 산화방지제의 세가지를 혼합하여 이루어지고, 상기 포스페이트계 산화방지제는 메크로글리콜 및 방향족이소시아네이트의 중량 대비 0.05 ~ 2중량%가 포함된 프리폴리머와, b) 메크로글리콜류, 디올류, 디아민류 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 포름아미딘계 유브이(UV)흡수제가 중량대비 0.05 ~ 2중량% 포함된 쇄연장제의 혼합으로 이루어지는 기본 폴리우레탄수지를 몰드에 도포하는 제1과정과; 도포후, 기압 70cm/Hg-85cm/Hg을 가하고, 약 1 내지 3분간 탈포하는 제2과정과; 스크래치 한 후, 경화온도 80℃-200℃로 약 5분 동안 가열경화하는 제3과정; 으로 이루어지는 로고라벨 및 장식용 성형물의 제조방법을 제공하는데 그 기술적 요지가 있다.

그리고, 바람직 하기로는, 가죽 등에 직접 접착시에는, 스크래치후, 약 1분간 미경화를 시킨 후 사용할 재료 표면에 압력 50kg/cm³, 온도70℃, 약 2분동안 가열가압프레스하여 경화시킨 후 금형에서 탈형하여 다이렉트 접착시키도록 한다.

따라서 가소제를 전혀 사용하지 않는 친환경 폴리우레탄수지를 이용할 수 있는 잇점이 있다.

이하, 상기의 특성을 가지는 본 발명을 도시한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

먼저,본 발명에서는 우선 PVC (chlorine free) 및 프탈레이트계 가소제를 사용하지 않기 위하여 폴리우레탄 수지를 선택하였다. 본 발명에서 사용되는 폴리우레탄 수지는 프탈레이트가소제를 사용하는 피이브이시의 재질 특성인 사용편의성, 연성 등의 물리적 특성을 나타내어야 하므로 특별한 조성으로 이루어져야한다. 이를 위해 다년간 연구한 끝에 폴리우레탄 수지는 하기에서 나타난 바와 같은 조성으로 이루어져야 한다.

프리폴리머로는 메크로글리콜과 방향족이소시아네이트 그리고 포스페이트계 산화방지제의 세가지를 혼합하여 제조되도록 하며, 상기 포스페이트계 산화방지제는 메크로글리콜 및 방향족이소시아네이트의 중량 대비 0.05 ~ 2중량%가 포함되도록 한다. 상기 포스페이트계 산화방지제는 아릴레이트-아크리레이티드 비페놀릭포스페이트, 비스(2,4-디-테트-부틸페닐)페타아크리톨디포스페이트, 디페닐모노(이소-데실)포스페이트, 디페닐(2-에틸헥실)포스페이트 등 포스페이트형의 어느것이나 사용가능하나, 가장 바람직하기로는 트리-페닐포스페이트가 사용되는 것이 좋다.

그리고 메크로글리콜류, 디올류, 디아민류 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 쇄연장제를 준비하고, 상기 쇄연장제에 포름아미딘계 유브이(UV)흡수제가 중량대비 0.05 ~ 2중량% 포함되도록 한다.

상기 포름아미딘계 유브이흡수제는 N²-(4-에톡시카보닐페닐)-N'-에틸-N'-페닐포름아미딘(N²-(4-Ethoxycarbonylphenyl)-N'-ethyl-N'-phenylformamidine), N²-(4-에톡시카보닐페닐)-N'-메틸-N²-페닐포름아미딘(N²-(4-Ethoxycarbonylphenyl)-N'-methyl-N²-phenylformamidine) 등이 사용 가능하나, 가장 바람직하게는 N²-(4-에톡시카보닐페닐)-N'-메틸-N²-페닐포름아미딘을 사용하는 것이 좋다.

한편, 상기 프리폴리머와 쇄연장제에는 질소산화물에 의한 황변을 방지하기위해 황변방지제를 사용하는 것도 가능하나, 이러한 질소산화물에 의한 황변방지제는 통상의 것을 사용하는 것으로 족하다.

상기와 같은 조성으로 이루어진 프리폴리머와 쇄연장제를 혼합하여 이루어지는 폴리우레탄이 본 발명에서 사용되는 것이다. 상기와 같이 특별한 구성으로 이루어지는 폴리우레탄에서는 본 발명의 연구에 따르면, 종래의 프탈레이트계 가소제가 함유된 피이브이시 재질의 물성보다 낳은 특성을 나타냄과 동시에 자외선 및 열에 의한 산화가 방지되어 장시간 사용시에도 물성의 변화가 이루어지지 않음을 알 수 있었다.

즉, 본 발명은 상기와 같은 구성으로 이루어지는 폴리우레탄 수지재료들을 사용하여 각종 제품에 사용하는 연성 PVC 성형물인 로고 라벨을 제조하는 것으로서, 본 발명에 채택한 폴리우레탄 수지는 상온 액상의 소재로서 몰드내의 흐름성, 몰드조각내의 침투성이 용이한 소재로 본 출원인이 개발하여 제조하는 원재료들이다.

그리고 상기한 원재료를 사용하여 본 발명은 다음과 같은 다양한 제조방법을 통하여 PVC free 및 프탈레이트계의 가소제를 사용하지 않고 다양한 색상 표현, 다양한 모양으로 이루어지는 장식, 악세사리용 연성 PVC 대체 성형물 특히, 로고 라벨을 제조 할 수 있다. 이하 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명은 상기한 프리폴리머와 쇄연장제와 같은 원재료와 첨가물들을 임펠러가 있는 믹싱기에서 균일하게 혼합한다. 여기서 첨가물들은 색상을 발현하기 위한 안료 등을 나타내는 것으로 이러한 안료는 종래의 폴리우레탄 제조시 사용되는 안료를 사용하는 것으로 족하다.

잘 혼합된 원재료를 사용하여 성형물을 하기와 같은 제조방법에 의해 제품을 성형하게 된다. 성형물(로고라벨, 장식 및 악세사리류)의 성형 시 필요한 설비는 가열 설비(가열 콤베어, 가열오븐, 가열 chamber..), 진공 chamber, 프레스등이며, 상기 장치들을 사용하여 가열 작업, 탈포작업, 프레스 작업 및 핀작업과 더불어 선택적으로 기 개발된 수지로 투명 커브작업등과 합성피혁, 섬유와도 접착제를 사용하지 않고 직접 프레스접착을 통한 2차 가공등을 행하기도 한다.

본 발명의 성형물(로고라벨, 악세사리 및 장식용품)의 제조 작업은,

1. 일반적인 로고라벨 제조 형태와 (도 1,4 참조)

2. 유색의 성형물 무늬 위에 투명한 커브를 올려 입체감을 주는 작업 (도 2,5 참조)

3. 합성피혁, 각종섬유, 천등의 타재료에 무늬를 올리는 제품(도 3,6 참조)의 세가지로 나타낼 수 있다.

먼저, 일반적인 로고 라벨등의 성형물 제조방법을 도시한 도1과 도4를 참고하여 설명하기로 한다.

이러한 방법은 폴리우레탄 수지를 이용한 로고라벨 제작을 위한 기본으로써 상기 물성에 의한 수지제품은 입체감을 주는 작업이나, 타재료에 무늬를 올리는 경우로 확장하여 작업이 가능해진다.

먼저, 상술한 프리폴리머와 쇄연장제 각종 첨가제가 혼합된 폴리우레탄 원액을 1차 몰드에 부어 도포한다. 그리고, 상기 도포된 몰드상에 존재하는 각종 수분과 이물질을 제거하기 위하여 탈포시킨다. 이러한 탈포 작업은 본공정에서 대단히 중요한 공정이다. 왜냐하면 수분 및 이물질이 제대로 제거되진 않은 상태에서 후작업이 이루어지면 제품내 기포발생 등 불량품이 생성되기 때문이다. 이러한 탈포 작업을 위해서는 무엇보다도 가해지는 기압과 시간이 중요하다. 본 발명자들이 실험에 따르면 기압은, 70cm/Hg-85cm/Hg, 보다 바람직 하기로는 75cm/Hg-80cm/Hg이 적당하며, 시간은 1 내지 3분 바람직 하기로는 약 2분전후 동안 수행하는 것이좋다.

상기의 탈포과정이 이루어진 후에는 scratch 즉, 긁어낸 후 가열장치에서 경화시킨다. 이때 경화시 조건 역시 중요하다. 물성의 저하를 일으키지 않기 위하여 80℃-200℃정도, 바람직 하기로는 100℃-150℃이 좋고, 시간은 3 내지 8분 바람직 하기로는 4 내지 6분 정도가 좋다. 상기와 같은 시간과 온도로 경화시켜 1차 완성시킨후 불필요한 부위 착색성형물을 제거함으로써 작업을 종료하게 된다.

한편, 이종의 색상으로 이루어질 경우, 부가되는 색상재료가 첨가될 부분의 1차 성형부를 핀작업으로 제거하는 공정이 이루어진다.

상기와 같은 기본공정에서 출발하여 단일 색상의 성형물이나 하나 이상의 다양한 색상으로 성형될 수 있는 성형물은 성형후 투명 커브작업 및 다이렉트 몰딩 또는 다이렉트 접착으로 다양한 형태의 성형물을 제조 할 수 있다. 이하에서는 일반적인 성형 로고라벨로서 예를 들어 3가지 색상을 갖는 로고라벨을 제조하는 방법을 이하의 실시예와 함께 상세히 설명키로 한다.

(실시예1)

도1과 도4에 도시된 바와 같이, 필요로 하는 각 색상별로 이루어진 폴리우레탄 수지 원재료 그리고 첨가제를 임펠러가 달린 믹싱기로 균일하게 약 1분간 혼합하였다.

첫 번째 착색된 재료를 1차 몰드에 도포한 후 탈포기에서 기압76cm/Hg-80cm/Hg, 약 2분동안 원재료내의 수분 및 불순물을 제거한다.

탈포를 끝낸 후 80℃-200℃정도의 가열 장치에 약5분간 경화시킨 후 2차, 3차로 다른 색상의 소재를 주입하기 위한 부분을 분리하기 위해 핀 작업을 수행하였다.

1차 착색 재료의 성형작업이 완료되면 그 위에 2차색상으로 착색된 재료를 도포하여 1차와같은 방법으로 실시하며 3차로 다른 색상의 소재를 주입하기 위한 핀 작업까지 수행한다. 같은 방법으로 2차 색상을 핀작업으로 제거 후 마지막 3차 색상을 도포, 탈포, 경화의 순으로 최종 3가지 색상을 가진 성형물을 제작하였다.

(실시예2)

도2와 도5에 도시된 바와 같이, 상기한 실시예1에서 제조된 3가지 색상을 가진 성형물에 투명우레탄 커브 작업을 작업자가 수작업을 제품치수에 맞게 적정량을 육안으로 확인하면서 주입하여 가열장치(건조기등)에서 온도 80℃-150℃에서 약 5분간 동안 가열 경화 시킨 후 투명우레탄 커브가 코팅된 투명 입체 액자형 성형물을 완성하였다.

(실시예3)

도시한 도3과 도6에 도시된 바와 같이, 상기한 실시예1에서 첫 번째 단일 색상의 로고제품을 성형 시 scratch작업 후 약1분간 미경화를 시킨 후 사용할 재료(예 : 가죽이나 합성피혁등) 표면에 압력 50kg/cm³, 온도70℃, 약 2분동안 가열가압프레스하여 경화시킨 후 금형에서 탈형하여 다이렉트 접착 몰딩 방법에 의한 단일 색상의 성형물을 완성하였다.

이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명에서 제공하는 성형물의 제조 방법은 기존 성형물의 주재료인 PVC가 연성을 부여하기 위해 사용하는 프탈레이트계 가소제를 포함하고 있어 주제 및 가소제가 환경규제대상 물질인 점을 감안하여 현 실정에 맞추어 성형물의 원재료를 상온 액상인 폴리우레탄조성물을 이용함으로써 각종 신발이나 모자, 가방등에 사용되는 연성 PVC 로고라벨 또는 장식용 성형품을 대체하는 환경친화성을 갖는 성형물을 제공 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 범세계적으로 요구하는 non-PVC 연성 성형물의 제조 및 수출할 수 있어 수입대체 및 수출촉진에 크게 기여할 수 있는 다른 효과가 있다.

Claims (2)

1. 몰드에 폴리우레탄을 도포, 탈포, scratch, 가열경화, 불필요부위제거(핀작업)를 제조되는 색상에 따라 1회 이상 연속시행하여 각종 장식용 로고라벨 성형물을 제조하는 방법에 있어서;

   a) 메크로글리콜과 방향족이소시아네이트 그리고 포스페이트계 산화방지제의 세가지를 혼합하여 이루어지고, 상기 포스페이트계 산화방지제는 메크로글리콜 및 방향족이소시아네이트의 중량 대비 0.05 ~ 2중량%가 포함된 프리폴리머와, b) 메크로글리콜류, 디올류, 디아민류 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 포름아미딘계 유브이(UV)흡수제가 중량대비 0.05 ~ 2중량% 포함된 쇄연장제의 혼합으로 이루어지는 기본 폴리우레탄수지를 몰드에 도포하는 제1과정과;

   도포후, 기압 70cm/Hg-85cm/Hg을 가하고, 약 1 내지 3분간 탈포하는 제2과정과;

   스크래치 한 후, 경화온도 80℃-200℃로 약 5분 동안 가열경화하는 제3과정; 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄수지를 이용한 로고라벨 및 장식용 성형물의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 가죽 등에 직접 접착시에는,

   스크래치후, 약 1분간 미경화를 시킨 후 사용할 재료 표면에 압력 50kg/cm³,온도70℃, 약 2분동안 가열가압프레스하여 경화시킨 후 금형에서 탈형하여 다이렉트 접착시키는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 수지를 이용한 로고라벨 및 장식용 성형물의 제조방법.