KR100240216B1 - 미생물로 분해되는 분리식 패스너 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휴대용 제품에 대한 체결수단으로서 적절히 사용될 수 있도록 미생물로 분해되는 분리식 패스너 및 이러한 패스너를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 분리식 패스너(1)는 기부(2) 및 이러한 기부(2)의 표면으로부터 돌출한 다수의 결합부재(3)를 포함하고 있으며, 이들 기부(2)와 결합부재(3)가 미생물로 분해되는 수지로 형성되어 있다. 바람직한 실시예에서, 분리식 패스너의 기부 중에서 적어도 일부는 그 비표면적이 증가되는 단면 형상을 갖추고 있다. 예를 들어, 기부에는 홈 및/또는 구멍이 형성되어 있거나 또는 기부의 이면으로부터 결합부재의 내부 까지 구멍이 연장되어 있다. 이와 같은 홈 및/또는 구멍을 갖추고 있는 본 발명의 미생물로 분해되는 분리식 패스너는, 기부의 적어도 일부를 수용성 수지로 형성하고 나머지 부분을 미생물로 분리되는 수지로 형성하는 단계와, 그리고 수용성 수지를 용제로 용해시키는 단계에 의해 제조될 수가 있다.

Description

미생물로 분해되는 분리식 패스너 및 그 제조방법
본 발명은 고리와 루우프형 패스너, 암수부재형 패스너, 고리와 고리형 패스너, 또는 그 밖의 다른 형태의 패스너(이하, "분리식 패스너"라고 함)를 개선시킨 미생물로 분해되는(biodegaradable) 분리식 패스너 및 이러한 패스너를 제조하는 방법에 관한 것이며, 특히 휴대용 제품에 대한 체결수단으로서 적절하게 사용될 수 있도록 미생물로 분해되는 분리식 패스너에 관한 것이다.
최근 몇 년 동안에, 플래스틱 폐기물의 처리에 관련된 문제는 지구의 환경을 보존하는 관점에서 주목을 끌고 있으며, 이러한 폐기물 처리에 대한 기술 개발의 필요성이 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 기술 개발의 한가지 목표로서, 자연계의 순환 물질에 포함되어 있는 미생물로 분해되는 플래스틱이 주목되고 있다.
흙이나 물 속에서 미생물의 작용에 노출된 상태로 분해될 수 있는 미생물로 분해되는 수지성 재료는, 예를 들어 미생물 발효성 제품형(microbial fermentative production type), 전분 합금형(starch alloy type), 화학적 합성형(chemical synthesis type), 및 다중유산형(polylactid acid type) 등과 같이, 여러 종류가 공지되어 있다. 이들 미생물로 분해되는 수지성 재료를 병이나 컵 또는 접시 등의 용기 외에도 랩이나 가방 등에 사용하기 위한 개발이 현재 진행 중에 있다.
그러나, 이와 같은 미생물로 분해되는 수지를 본 발명의 대상인 분리식 패스너에 적용시킨 것은 종래 기술에 전혀 공지된 바 없다.
통상적으로, 분리식 패스너는 반복적인 사용에 견딜 수 있는 내구성을 필요로 한다. 이와 같은 분리식 패스너를 필요로 하는 제품은 일반적으로 휴대용 물품이다. 따라서, 지금까지 시판되고 있는 분리식 패스너는 일반적인 목적의 수지성 재료를 사용하여 별다른 변화없이 제조되고 있었다.
그러나 분리식 패스너를 사용할 필요가 있는 기술 분야에서도 결합용 밴드나, 사슴 등의 동물에 의해 묘목이 손상되는 것을 방지하기 위한 덮개, 그리고 버섯을 보호하기 위한 덮개 등과 같은 휴대용 제품에 사용하는 분리식 패스너에 대한 개발이 진행되고 있다. 이러한 분리식 패스너는 이들 제품을 결합시키기 위해 사용된다. 기저귀에 있어서는, 수용성 수지로 제조된 휴대용 제품이 최근 개발되고 있다. 마찬가지로, 기저귀의 주 몸체를 결합시키는데 분리식 패스너가 사용되고 있다.
따라서, 앞에서 언급된 바와 같은 휴대용 제품에 사용됨에 있어서 수 년간의 본래의 형상을 유지하지 않고, 지구의 환경을 파과하는 원인을 제공하지도 않으며, 불법적인 폐기를 감소시킬 수가 있는 분리식 패스너를 개발할 필요성에 대한 인식이 제기되고 있다.
그러므로, 본 발명의 근본적인 목적은 앞에서 언급된 바와 같은 어떠한 문제점도 없으며 사용된 후에도 흙이나 폐기물에서 가능한 한 신속하게 미생물의 작용에 의해 퇴화되도록 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반복적인 사용에 대해서도 충분히 보장되는 비교적 우수한 내구성과 미생물의 작용에 의해 신속하게 퇴화되는 구조를 갖는 분리식 패스너를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 앞에서 언급된 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 비교적 저렴한 비용으로 대량 생산에 의해서 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 미생물로 분해되는 분리식 패스너의 숫체결부재를 부분적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 미생물로 분해되는 숫체결부재와 미생물로 분해되는 암체결부재 간의 결합상태를 보여주기 위해서 도 1의 선Ⅱ-Ⅱ를 따라서 절단한 부분 횡단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 미생물로 분해된 숫체결부재에 대한 성형장치의 주요 부분을 개략적으로 도시한 횡단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 성형장치의 문사노즐의 하연부의 단부를 부분적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 미생물로 분해되는 숫체결부재를 부분적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 미생물로 분해되는 숫체결부재와 미생물로 분해되는 암체결부재 간의 결합상태를 보여주기 위해서 도 5의 선Ⅴ-Ⅴ를 따라서 절단한 부분 횡단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 미생물로 분해된 숫체결부재에 대한 성형장치의 주요 부분을 개략적으로 도시한 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 미생물로 분해되는 고리형 분리식 패스너를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 미생물로 분해되는 고리형 분리식 패스너의 결합방법을 보여주기 위해서 부분 단면으로 도시한 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 미생물로 분해되는 암체결부재의 부분 횡단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 미생물로 분해되는 숫체결부재의 부분 횡단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 미생물로 분해되는 숫체결부재의 이면 상으로 수용성 수지가 적층된 상태를 도시한 부분 횡단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 미생물로 분해되는 숫체결부재의 부분 횡단면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 미생물로 분해되는 숫체결부재이 또 다른 성형장치의 주요 부분을 개략적으로 도시한 횡단면도이다.
도 15는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 미생물로 분해되는 숫체결부재의 부분 횡단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 사용한 묘목 덮개를 도시한 측면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 묘목 덮개의 조립상태을 예시한 사시도이다.
[도면의주요부분에대한부호의설명]
1,52 : 숫체결부재 2 : 기부
3,12 : 결합부재 4 : 기부
5 : 홈 6 : 리브
8 : 고리편 10,53 : 암체결부재
15 : 배면코우팅 16 : 수용성수지
17 : 수용성수지막 18 : 돌기
20 : 사출노즐 30 : 용융수지
40 : 다이휘일 43 : 홈 형성롤
45 : 프레스롤
이와 같은 목적들을 성취하기 위해서, 본 발명의 기본적인 양태는 기부 및 이러한 기부의 표면으로부터 돌출한 다수의 결합부재를 포함하고 있는 분리식 패스너를 제공하는데, 이러한 분리식 패스너는 기부와 결합부재가 미생물로 분해되는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
미생물의 작용에 의한 신속한 퇴화를 실현하기 위한 바람직한 실시 양태에서, 기부의 적어도 일부는 비표면적을 증대시키는 단면 형상을 갖추고 있다. 특히 바람직한 실시 양태에서, 기부의 적어도 일부에는 홈 및/또는 구멍이 형성되어 있거나 또는 기부의 이면으로부터 결합부재의 내부 까지 구멍이 연장하여 있다.
이들 홈 및/또는 구멍는 성형에 의해서 형성될 수도 있고 또는 수용성 수지를 패스너로부터 용해시킴으로써 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명은 이와 같이 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 기부 및 이러한 기부의 표면으로부터 돌출한 다수의 결합부재로 구성되어 있는 분리식 패스너를 제조하는 방법이 제공되는데, 본 발명의 방법은 기부의 적어도 일부가 수용성 수지로 형성되고 나머지 부분은 미생물로 분리되는 수지로 형성되는 분리식 패스너를 제조하는 단계와, 그리고 수용성 수지를 용제로 용해시켜서 기부의 적어도 일부에 증가된 비표면적을 제공하는 횡단면을 형성하는 단계를 특징으로 한다.
분리식 패스너를 제조하는 본 발명의 방법의 다른 바람직한 실시 양태는, 수용성 수지로 홈 및/또는 구멍을 제공하는 부분을 형성하는 단계와, 분리식 패스너를 제조하는 단계 후에 수용성 수지를 용제로 용해시켜서 홈 및/또는 구멍을 제공하는 단계를 특징으로 한다.
분리식 패스너를 제조하는 이와 같은 본 발명의 방법에 따르면, 반복적인 사용에 충분히 견딜 수 있는 내구성과 고도의 유연성 그리고 결합력을 갖추고 있고 내부에는 홈 및/또는 구멍이 형성되어 있는 미생물로 분해되는 분리식 패스너가 비교적 저렴한 비용으로 대량 생산에 의해 제조된다.
본 발명의 분리식 패스너는, 기부 및 이러한 기부의 표면으로부터 돌출한 다수의 결합부재가 미생물로 분해되는 수지로 형성되어 있기 때문에, 미생물 작용에 의해 퇴화될 수 있다. 예를 들어, 결합용 밴드, 묘목 보호용 덮개, 버섯 보호용 덮개, 및 기저귀 등과 같은 휴대용 제품이 미생물로 분해되는 수지 또는 수용성 수지로 제조되고, 사용 후에 폐기되는 이들 제품의 연결부에는 본 발명의 분리식 패스너를 사용한다면, 이들 제품이 흙이나 물 속에서 미생물의 작용에 의해 퇴화되거나 혹은 비에 의해 완전히 분해되기 때문에, 지구의 환경을 파괴하거나 불법적인 폐기의 가능성은 전혀 없다. 더욱이, 미생물로 분해되는 수지로 제조된 제품은 흙에 대해서 퇴비의 형태로 감소되기 때문에, 통상의 플래스틱과 같이 여기 저기로 흩어진 부스러기가 되어서 야생 동물에게 해를 주는 일이 없다. 이들 제품의 부피가 분해로 인해 감소된다는 사실은 토지의 잔존물의 생명을 연장시키거나 토지의 상태를 안정화시키는 결과를 의미한다. 또한, 이들 제품이 소각에 의해서 처리될 경우에는, 그러한 소각 중에 미생물로 분해되는 수지가 소량의 열을 방사하기 때문에 그 연소가 소각에 어떠한 해를 끼칠 가능성은 없다.
부연하면, 이러한 휴대용 제품은 그 명칭이 휴대용임에도 불구하고 경제적인 측면을 고려하여 여러 번 반복해서 사용된 후에 폐기된다.
지구의 환경을 보존하고 불법적인 폐기물 처리를 방지한다는 관점에서 본다면, 휴대용이 아닌 제품에 대해서도 미생물로 분해되는 분리식 패스너가 사용되어야 한다.
이와 같은 경우에, 분리식 패스너는 그 작동의 관점에서 볼 때 반복적인 사용에도 불구하고 확실한 결합력을 보장하기에 충분한 내구성을 갖추어야 할 필요가 있다. 분리식 패스너의 결합부재는 작고 가늘기 때문에 미생물에 의해 보다 순조롭게 분해된다. 이와는 대조적으로, 기부는 그 두께가 다소 두껍기 때문에 용이하게 미생물로 분해되지 않는다. 기부가 얇은 두께로 형성된다면 미생물에 의해 용이하게 분해될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 내구성 및 강도가 저하되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시 양태에 있어서, 분리식 패스너는 그 기부의 적어도 일부가 비표면적을 증대시킬 수 있는 횡단면 형상으로 형성된다. 이를 위해서, 기부의 적어도 일부에 홈 및/또는 구멍이 형성되거나, 또는 기부의 이면으로부터 예를 들어 결합부재의 내부를 관통하는 구멍이 연장한다. 본 명세서에서 사용되는 "구멍"이라는 용어는 관통 구멍과 막힌 구멍(압입부) 모두를 포함하는 개념으로 해석되어야 한다. 편평한 형상을 갖는 기부의 경우에, 그 표면 상으로 거칠은 표면을 형성하는 것은 비표면적을 증대시키는 하나의 유효한 수단이 된다.
앞에서 설명한 바와 같이 분리식 패스너의 기부의 비표면적을 증대시킴으로써, 분리식 패스너의 확실한 내구성과 강도를 보장할 수가 있는 한편 미생물의 작용에 의해 기부가 분해되는 것을 향상시킬 수가 있다. 기부에 홈 및/또는 구멍을 형성시킴으로써, 분리식 패스너의 기부 상에 유연성을 제공할 수가 있고, 따라서 기부의 신속한 변형에 의해 결합부재와의 신속한 결합이 가능하며, 그 결과 결합력이 향상된다.
본 발명의 분리식 패스너의 제조는, 앞에서 언급된 바와 같이 그 재료가 미생물로 분해되는 수지를 사용한다는 점을 제외하고는, 지금까지 공지된 여러 가지 방법에 의해서 수행될 수가 있다. 분리식 패스너는 특히 그 형상에 있어서 어떠한 제한도 없다. 예를 들어, 분리식 패스너의 숫체결부재는 기부로부터 돌출한 여러 가지 형상의 결합부재, 즉 고리 모양의 결합부재, 반구형 머리부를 갖는 결합부재, 및 원추형 머리부를 갖는 결합부재 등을 미생물로 분해되는 수지에 의해 기부와 일체식으로 성형시킴으로써 제조될 수가 있다. 또는 이러한 숫체결부재는, 기부의 직물로부터 돌출한 루우프가 제공되도록 미생물로 분해되는 수지 섬유를 직조 또는 편조 작업에 의해 형성한 후에 이러한 루우프를 절단하여 고리부로 변환시킴으로써 제조되는 기부 직물에 의해서 제조될 수도 있다. 숫체결부재의 구조는 특정 형상으로 제한되지 않는다. 분리식 패스너의 암체결부재의 제조는, 미생물로 분해되는 수지를 고리부를 포함하는 파일 직조 또는 편조의 직물로 제조하거나, 그 표면 상으로 다수의 고리부를 형성하도록 돌출된 직조 또는 편조의 직물로 제조하거나, 또는 비직조의 직물로 제조함으로써 이루어진다. 암체결부재가 숫체결부재의 결합부재와의 결합을 제공할 수만 있다면, 어떠한 형태의 암체결부재도 사용될 수가 있다. 또한, 고리부가 양측면 또는 여러 방향으로 돌출하도록 결합부재의 머리부를 형성함으로써, 분리식 패스너의 고리부가 서로 결합될 수 있으며, 기부는 암수 체결부재로서 동시에 작용할 수가 있다.
본 발명의 분리식 패스너의 제조에 사용되는 재료로서, 미생물로 분해되는 수지는 확실한 형상과 적절한 유연성 및 강도를 필요로 하며 미생물의 작용에 의해 퇴화될 수 있는 특성을 지녀야 한다. 이러한 수지의 구체적인 예로서는, 하이드록시부틸릭산과 하이드록시발레릭산의 동중합체[일본 제네카 가부시끼가이샤(Zeneka K. K.)에서 제조하여 상표명 "바이오폴(Biopol)"로 시판되고 있음]와 같은 미생물 발효성 제품형 수지와, 변형된 폴리비닐 알코올과 전분의 혼합물[일본의 니뽄 신테틱 케미칼 인더스트리 컴패니 리미티드(Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd)에서 제조하여 상표명 "마텔-바이(Matel-Bi)"로 시판되고 있음]이나 미생물로 분해되는 합성 폴리머와 전분의 혼합물[미국의 웨너 람버트 코오퍼레이션(Werner Lambert Corp.) 에서 제조하여 상표명 "노본(Novon)"으로 시판되고 있음] 같은 천연 미생물(전분)형 수지와, 화학적 합성형 수지와, 그리고 알리파틱 폴리에스테르[일본의 쇼바 하리폴리머 컴패니, 리미티드(Showa Highpolymer Co., Ltd)에서 제조하여 상표명 "바이오놀레(Bionolle)"로 시판되고 있음]나 폴리카프로락톤[일본의 다이셀 케미칼 인더스트리 가부시끼가이샤(Daicel Chemical Industry K. K.)에서 제조하여 상표명"프랏셀(Praccel)"로 시판되고 있음]과 같은 다중유산형 수지 등이 있다.
분리식 패스너에 홈 및/또는 구멍을 형성하는데 사용되는 수용성 수지로서는, 하이드록실 그룹과 같은 하이드로필릭 그룹, 카복실 그룹, 또는 설포닉산 그룹을 포함하여 물 속에서 수용성을 나타내며 확실한 형상을 갖는 것이면 어떠한 수지라도 유효하게 사용될 수가 있다. 이러한 재료의 구체적인 예로서는, 폴리비닐 알코올, 변형된 폴리비닐 알코올, 폴리야크릴릭산, 폴리에틸엔 옥사이드, 씨엠씨(카복시메틸셀룰로우즈), 및 탄성고무가 있다. 그 중에서도, 변형된 폴리비닐 알코올[예를 들면, 니뽄 신테틱 케미칼 인더스트리 컴패니 리미티드(Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd)에서 제조하여 상표명 "에코마티 에이엑스(Ecomaty AX)"로 시판되고 있는 것과 같이 비닐 알코올-알리 알코올 동중합체에 폴리옥시알킬렌을 결합시킨]이 특히 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 미생물로 분해되는 분리식 패스너 및 이러한 패스너를 제조하는 방법에 대한 여러 바람직한 양태를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분리식 패스너를 도시한 것으로서, 도 1은 숫체결부재(1)의 사시도를 도시하고 있고, 도 2는 숫체결부재(1)와 암체결부재(10) 간의 결합상태를 도시하고 있다.
숫체결부재(1)는 기부(2)와 이러한 기부(2)로부터 돌출한 다수의 결합부재(3)를 앞에서 설명한 바와 같이 미생물로 분해되는 수지에 의해서 일체식으로 성형시킴으로써 제조된 것이다. 결합부재(3)는 기부(2)의 종방향으로 소정의 간격을 두고 배열되어 있는 다수의 보강 리브(4) 상으로 걸쳐지게 형성되어 있다. 기부(2)의 이면 상에는, 미생물의 작용에 의한 분리식 패스너의 퇴화를 용이하게 하는 동시에 적절한 유연성 및 강도를 유지시키도록 종방향으로 연장한 다수의 홈(5)이 형성되어 있다. 이들 홈(5)의 사이로 종방향 리브(6)가 형성되어 있다.
이러한 숫체결부재(1)와 직조 또는 편조의 섬유로 제조되어 기부(2)의 이면으로부터 돌출하여 있는 다수의 루우프 형태의 결합부재(12)를 갖추고 있는 암결합부재(10)가 신속하게 결합되는데, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 고리 모양의 결합부재(3)가 루우프 형태의 결합부재(12) 상으로 걸려짐으로써 이루어진다.
이제, 앞에서 설명된 제 1 실시예의 숫체결부재(1)를 제조하는 바람직한 방법을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 숫체결부재를 연속적으로 제조하는 장치의 주요 부분을 도시하고 있다. 도 3에는 사출 노즐(20)이 도시되어 있다. 사출 노즐(20)의 선단면의 상부는 다음에 보다 상세히 설명되는 다이 휘일(40)과 동일한 곡률 반경을 갖는 아아치형 표면(21)으로 형성되어 있다. 사출 노즐(20)의 선단면의 하부는 다이 휘일(40)의 곡면에 대해서 소정의 틈새를 두고서 돌출한 아아치형 표면(22)으로 형성되어 있는 동시에 앞에서 설명한 바와 같이 숫체결부재(1)의 종방향 리브(6)를 형성하도록 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 간격을 두고 배열된 종방향 홈(23)이 제공되어 있다. 이와 같은 사출 노즐(20)은 T자형 다이의 일부로 형성된 것이며, 사출용 오리피스(24)를 통하여 미생물로 분해되는 용융 수지(30)를 시이트 형태로 분사시키기에 적합하다. 본 발명의 제 1 실시예에서는, 사출 노즐(20)의 중앙을 따라서 용융 수지의 하나의 유동 경로(25)가 제공되어 있다.
다이 휘일(40)의 외부면에는 숫체결부재(1)의 결합부재(3)와 보강 리브(4)에 상응하는 형상의 다수의 공동부(41)가 형성되어 있다. 다이 휘일(40)은 그 축선이 사출용 오리피스(24)와 평행하게 놓여지도록 배열되어 있어서, 다이 휘일(40)과 사출 노즐(20)의 상부 아아치형 표면(21) 및 하부 아아치형 표면(22)과의 사이로 소정의 틈새가 제공되어 있다.
이제, 다이 휘일(40)의 구조를 간략히 설명하기로 한다. 다이 휘일(40)은 내부면에 수냉식 쟈켓(도시 안됨)이 제공된 중공의 드럼 형상으로 형성되어 있다. 다이 휘일(40)의 중간부에는 그 축선을 따라서 중첩된 상태로 고정되어 있는 다수의 환형 판부재가 형성되어 있다. 이들 환형 판부재의 원주면 상에는, 앞에서 설명된 숫체결부재(1)의 고리 모양의 결합부재(3) 또는 보강 리브(4)의 형상에 상응하는 형상으로 다수의 노치가 형성되어 있다. 다이 휘일(40)에 있어서, 보강 리브(4)에 상응하는 형상을 갖는 다수의 노치가 제공되어 있는 다수의 환형 판부재를 중첩시켜서 2개의 환형 판부재의 사이로 고리형 결합부재(3)에 상응하는 형상을 갖는 노치를 제공하여 각각의 노치를 정렬시켜 하나의 단일 셋트를 형성하는 동시에 다수의 이들 단일 셋트가 서로 중첩되게 구성되어 있으므로, 도 1에 도시된 숫체결부재(1)의 결합부재(3) 및 보강 리브(4)에 상응하는 형상의 다수의 공동부(41)는 결합된 단일 셋트의 일체식 원주면 상으로 형성되어 있다.
사출 노즐(20)로부터 분사되는 미생물로 분해되는 용융 수지(30)가 화살표 방향으로 회전하는 다이 휘일(40)과 사출 노즐(20)의 단부면 사이로 형성된 틈새 안으로 유입되어서, 이와 같이 유입되는 용융 수지(30)의 일부는 연속적으로 공동부(41)를 채우면서 고리 모양의 결합부재(3) 및 보강 리브(4)를 형성하는 동시에 연속적으로 소정의 폭 및 두께를 갖는 판 형상의 기부(2)를 형성한다.
다이 휘일(40)과 접촉된 상태로 다이 휘일(40)에 의해서 회전하는 용융 수지(30)는 다이 휘일(40)의 내부에 배열된 수냉식 쟈켓(도시 안됨)에 의해서 냉각되면서 서서히 고화된다. 그리고나서, 앞에서 설명된 바와 같이 성형되고 고화된 숫체결부재(1)가 안내 롤(42)의 위치에서 방향을 바꾸어 적절한 인장강도를 갖는 사출 방향과 동일한 방향으로 배출될 때, 앞에서 설명한 공동부(41) 내의 결합부재(3)가 매끄럽게 당겨지면서 탄성적으로 변형된다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 기다란 형상의 미생물로 분해되는 숫체결부재(1)가 연속적으로 대량 생산에 의해 제조된다. 다이 휘일(40)의 내부에 배열된 수냉식 쟈켓에 의한 냉각이 충분하지 못할 경우에는, 성형될 체결부재를 직접 냉각시키도록 다이 휘일(40)의 하부가 물 속으로 잠겨진다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 도시하고 있는데, 도 5는 숫체결부재(1a)의 사시도이고 도 6은 숫체결부재(1a)와 암체결부재(10) 간의 결합상태를 도시한 것이다.
제 2 실시예의 숫체결부재(1a)가 제 1 실시예의 숫체결부재와 비교하여 다른 점은, 서로 반대 방향으로 향한 고리 모양의 선단부를 갖춘 한 쌍의 인접한 고리편(7 및 8)으로 형성되어 있는 각각의 결합부재(3a)가 기부(2a)로부터 돌출하여 있다는 것과, 보강 리브(4a)는 각각의 결합부재(3a)의 기부에 간헐적으로 하나씩만 형성되어 있다는 점과, 그리고 기부(2a)의 이면 상에는 측방향으로의 굽힘 변형을 제공하기 위하여 다수의 홈(5a)이 측방향으로 형성되어 있다는 점이다.
암체결부재(10)는 앞에서 설명한 제 1 실시예에서와 동일한 구조로 형성되어 있다.
도 7은 앞에서 설명된 제 2 실시예의 숫체결부재(1a)를 제조하기에 적절한 장치의 주요 부분을 도시하고 있다.
도 7에 도시된 장치는 기본적으로 도 3에 도시된 장치와 비슷하다. 그러나, 도 7에 도시된 장치가 도 3에 도시된 장치와 비교하여 다른 점은, 사출 노즐(20a)의 하부의 아아치형 표면(22a)이 균일하게 매끄러운 표면으로 형성되어 있다는 점과, 다이 휘일(40a)의 환형 판부재의 원주면의 전체적인 형상은 도 5에 도시된 숫체결부재(1a)의 결합부재(3a) 및 보강 리브(4a)에 상응하는 다수의 공동부(41a)가 서로 중첩된 환형 판부재의 원주면 상으로 전체적으로 형성되도록 구성되어 있다는 점과, 그리고 기부(2a)의 이면 상의 홈(5a)에 상응하는 형상의 다수의 돌기(44)가 소정의 간격으로 형성되어 있는 원주면을 갖는 홈 형성 롤(43)이 숫체결부재(1a)의 기부(2a)의 두께와 동일한 소정의 틈새를 가로지르며 다이 휘일(40a)의 아래로 배열되어 있다.
이와 같이 구성된 장치에 따르면, 사출 노즐(20a)의 사출용 오리피스(24a)로부터 사출 노즐(20a)과 다이 휘일(40a) 사이의 틈새 안으로 분사되는 미생물로 분해되는 용융 수지(30)의 일부가 공동부(41a)를 채우면서 연속적으로 고리 모양의 결합부재(3a) 및 보강 리브(4a)를 형성하는 동시에 소정의 두께 및 폭을 갖는 편평한 판 형상의 기부(2a)를 형성한다. 또한, 수지(30)가 연한 상태 또는 부분적으로 용융된 상태를 유지하고 있는 동안에, 홈 형성 롤(43) 상의 돌기(44)가 기부(2a)의 이면 상의 측방향 홈(5a)을 형성한다. 도 7에서는 홈 형성 롤(43)이 사출 노즐(20a)과 분리된 것으로 도시되어 있으나, 이러한 홈 형성 롤(43)이 사출 노즐과 가능한 한 근접하게 배열되는 것이 바람직하다. 필요에 따라, 홈 형성 롤(43)은 예를 들어 사출 노즐(20a)의 선단부의 하부를 부분적으로 절단시킴으로써 형성되는 위치에 배열될 수도 있다. 도 7에는, 설명의 편리를 고려하여 고리 모양의 결합부재(3a)의 한쪽 측면 상의 고리편(8)에 상응하는 하나의 공동부(41a)만이 도시되어 있다.
따라서, 도 5에 도시된 기다란 형상의 미생물로 분해되는 숫체결부재(5a)가 연속적으로 대량 생산에 의해 제조된다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 도시하고 있는데, 동일한 형상의 암수 체결부재로 이루어진 리본 형상의 분리식 패스너(1b)가 도시되어 있다.
이러한 분리식 패스너(1b)는 그 기부(2b) 및 다수의 결합부재(3b)가 미생물로 분해되는 수지에 의해 일체식으로 성형된다는 점에서는 앞의 실시예들과 동일하지만, 근본적으로 다음과 같은 점에서 앞의 실시예들과는 차이가 있는데, 즉 결합부재(3b)에는 각각 양측면을 향하여 아아치형으로 돌출한 한 쌍의 고리편(7b, 8b)으로 형성된 머리부가 제공되어 있다는 점과, 결합부재(3b)가 놓여져 있는 위치에서 기부(2b)의 상부면 상에는 다수의 홈(5b)이 종방향으로 형성되어 있다는 점과, 그리고 결합부재(3b)의 양측면 상으로 홈(5b) 내에는 구멍(9b)이 형성되어 있다는 점이다. 분리식 패스너(1b)의 기부(2b)에 홈(5b) 및 구멍(9b)을 형성하는 것은 미생물에 의한 분해를 용이하게 하는 동시에 분리식 패스너에 적절한 유연성을 제공하고 그 강도를 증대시킨다. 이러한 분리식 패스너(1b)에는 각각 양쪽 측방향으로 돌출한 한 쌍의고리편(7b, 8b)으로 이루어진 다수의 결합부재(3b)가 제공되어 있기 때문에, 각각의 결합부재가 서로 마주하도록 2개의 분리식 패스너가 겹쳐지게 놓여질 때, 하나의 분리식 패스너의 고리편이 다른 하나의 분리식 패스너의 고리편과 결합할 수가 있다.
제 3 실시예에 따른 분리식 패스너(1b)는 소정 형상의 공동부를 갖춘 상하부 다이에 의해서 형성되는 공동부 안으로 미생물로 분해되는 수지를 분사시킴으로써 성형될 수가 있다.
앞에서 설명한 다른 실시예들과 마찬가지로 제 3 실시예의 분리식 패스너(1b)는 소정의 지역에서 리본의 형상(일체식 제품)으로 성형된다. 따라서, 체결이 요구되는 광범위한 지역에서, 다수의 이와 같은 분리식 패스너(1b)가 서로 인접하게 배열된 상태로 사용될 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 도시하고 있는데, 제 4 실시예의 분리식 패스너는 미생물로 분해되는 수지의 모노필라멘트(monofilaments) 또는 멀티필라멘트(multifilaments)를 제공하고 이들을 서로 엮어서 제조된 것이다.
도 10에 도시된 암체결부재(10a)에서는, 미생물로 분해되는 수지 필라멘트로 형성된 파일 얀(pile yarns)이 미생물로 분해되는 수지 필라멘트의 평직(plain weaving)에 의해 제조된 기부(11a), 즉 기본 섬유 안으로 파일의 형태로 서로 엮여져서, 기부(11a)의 이면으로부터 돌출한 루우프 형상의 암결합부재(12a)를 형성한다. 도 11에 도시된 숫체결부재(1c)는, 루우프가 부분적으로 절단되어서 고리 모양의 결합부재(3c)를 형성한다는 점 만을 제외하고는, 앞에서 설명한 암체결부재(10a)와 동일한 구조이다.
직조의 얀이 너덜너덜하게 풀려지는 것을 방지하기에 적합하도록 수용성 수지 또는 미생물로 분해되는 수지로 형성된 배면 코우팅(15)이 암체결부재(10a)와 숫체결부재(1c)의 이면으로 접착된다. 배면 코우팅(15)이 수용성 수지로 제조된 경우에는, 물로 축축하게 적셔질 때 접착층으로서 작용할 수가 있다. 앞에서 설명한 바와 같은 분리식 패스너(1c, 10a)는 폐기될 때 폐기물에 의한 오염의 문제를 일으킬 가능성이 전혀 없는데, 이는 미생물로 분해되는 수지로 제조된 각각의 부품(2c, 3c, 11a, 12a)은 미생물의 작용에 의해 퇴화되고 수용성 수지로 제조된 배면 코우팅(15)은 빗물에의해서 완전하게 용해되기 때문이다. 더욱이, 수용성 수지로 제조된 배면 코우팅(15)이 완전하게 용해될 때, 기부(11a, 2c)는 공간이 충분한 미생물로 분해되는 수지 필라멘트로 이루어진 노출된 직조 섬유로 바뀌어져서 미생물에 의해 발생되는 미생물 퇴화작용이 신속하게 수행된다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제 5 실시예를 도시한 것으로서, 수용성 수지가 용제 내에서 용해됨으로써 분리식 패스너의 기부에 구멍 및 홈을 형성하는 방법의 일실시예를 도시하고 있다. 분리식 패스너(1d)의 결합부재(3d)는 도 5에 도시된 것과 동일한 형상으로 형성되어 있다.
이 경우에, 분리식 패스너(1d)의 기부(2d)와 결합부재(3d)를 미생물로 분해되는 수지로 성형하는 동시에 구멍과 홈을 형성하기 위한 기부(2d)의 일부는 수용성 수지(16)로 성형하는 단계와, 그리고 성형된 제품을 물이나 수성 알코올 용액 내에 담궈서 수용성 수지(16)를 용해시키는 단계를 수행함으로써, 도 13에 도시된 바와 같이 기부(2d)에 구멍(9d) 및 홈(5d)이 형성된 분리식 패스너(1d)가 제공된다.
도 12에 도시된 바와 같이 기부(2d)의 이면 상으로 수용성 수지(16)가 중첩되어 있는 분리식 패스너(1d)가 변형되지 않은 상태로 사용될 수 있다. 이 경우에, 수용성 수지(16)는 물로 적셔질 때 접착층으로서 작용한다. 앞에서 설명한 바와 같이 구성된 분리식 패스너(1d)가 폐기될 때에는 미생물에 의한 퇴화가 신속하게 진행되는데, 이는 수용성 수지(16)가 빗물에 의해서 완전하게 용해되어서 구멍(9d)과 홈(5d)이 미생물로 분해되는 수지로 제조된 분리식 패스너(1d) 내에서 노출되기 때문이다.
도 12에 도시된 바와 같이 구성된 분리식 패스너(1d)는, 구멍 및 홈에 상응하는 돌기 또는 돌출부가 미리 형성되어 있는 수용성 수지막을 제공하는 단계와, 그리고 이러한 수용성 수지막을 미생물로 분해되는 수지로 형성되어 부분적으로 용융 상태에 있는 패스너 부재의 배면과 접하도록 통과시키면서 압착시키는 단계를 수행함으로써 형성될 수도 있다.
이와 같은 방법의 한가지 실시예를 도 14를 참조하여 설명하기로 한다. 미생물로 분해되는 수지로 제조된 분리식 패스너(1e)으 형성은, 미생물로 분해되는 용융 수지(30)를 사출 노즐(20e)의 사출용 오리피스(24)를 통해서 원주면 상으로 소정의 횡단면을 갖춘 공동부(41c)가 형성되어 있는 다이 휘일(40e) 상으로 연속적으로 분사시킴으로써 이루어진다. 이러한 성형 장치의 기본적인 구조 및 작동은 도 3 및 도 7의 장치와 동일하며, 따라서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 성형 장치의 하부에는, 프레스 롤(45)이 사출 노즐(20e)에 인접하게 배열되어 있어서, 소정의 간격을 두고 미리 형성된 소정 형상의 돌기(18)를 갖추고 있는 수용성 수지막(17)이 돌기(18)를 형성하기에 적합하도록 부분적으로 용융 상태 혹은 연한 상태를 유지하면서 새롭게 성형되는 분리식 패스너(1e)의 기부(2e)에 대해 신속하게 압착될 수가 있다. 이와 같이 수용성 수지막(17)이 신속하게 부착된 분리식 패스너(1e)가 점진적으로 냉각되면서 고화되는 동시에 다이 휘일(40e)과 함께 회전되며, 그 결과 수용성 수지막(17)과 일체화된 분리식 패스너(1e)가 연속적으로 형성된다. 그리고나서, 수용성 수지막(17)을 물이나 수용성 알코올 용액과 같은 적절한 용제 안으로 담궈서 용해시킴으로써, 수용성 수지막(17)의 돌기(18)의 형상에 상응하는 형상의 구멍이 형성되어 있는 분리식 패스너가 제공된다. 수용성 수지막(17)의 이면 상으로 미리 홈에 상응하는 형상의 돌출부를 형성시킴으로써, 분리식 패스너 상으로 이러한 돌출부에 상응하는 홈을 형성할 수가 있다.
필요에 따라서, 수용성 수지막(17)에 대한 안내 경로가 용융 수지 유동 경로(25)의 아래로 사출 노즐(20e) 안에 제공될 수도 있으며, 이러한 안내 경로의 배출부 상으로 사출 노즐의 하부가 부분적으로 절단되어서 프레스 롤(45)에 대한 시이트로서 작용하도록 구성할 수도 있다.
도 15에 도시된 본 발명의 제 6 실시예에 따른 분리식 패스너(1f)에는 기부(2f)로부터 결합부재(3f)를 관통하여 연장한 구멍(9f)이 제공되어 있어서, 유연성을 향상시키는 동시에 미생물에 의한 퇴화를 가속화시킨다. 이들 구멍(9f)으 형성은 도 14에서 설명된 것과 동일한 방법으로 수행될 수가 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 이러한 방법은 앞에서 언급된 구멍(9f)의 형상에 상응하는 예리한 돌출부가 형성되어 있는 수용성 수지막을 제공하는 단계와, 부분적으로 용융 상태 혹은 연한 상태를 유지하면서 새롭게 성형되는 분리식 패스너(1f)에 돌출부가 새겨지도록 수용성 수지막을이러한 분리식 패스너와 신속하게 접착되게 압착시키는 단계와, 분리식 패스너를 냉각시키는 단계와, 그리고 수용성 수지막을 적절한 용제 안으로 용해시키는 단계를 포함한다.
앞에서 언급된 바와 같이 구멍 및/또는 홈을 형성하는 또 다른 실시예로서 제시될 수 있는 방법은, 이들 구멍 및/또는 홈의 형상에 상응하는 돌기 및/또는 돌출부가 형성되어 있는 수용성 수지막을 제공하는 단계와, 수용성 수지막을 하부 다이의 공동부 안으로 배열하는 단계와, 그리고 하부 다이의 공동면으로서 수용성 수지막을 사용하여 미생물로 분해되는 수지로 분리식 패스너를 성형시키는 단계를 포함하는 것이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 미생물로 분해되는 분리식 패스너를 묘목용 덮개에 사용한 예를 도시하고 있다.
도 16에 도시된 묘목용 덮개(50)는 미생물로 분해되는 수지막(51)과, 그리고 양단부의 상하부에 각각 고정되어 있는 숫체결부재(52) 및 암체결부재(53)로 구성되어 있다. 이와 같은 고정방식은 수용성 수지 접착제를 사용한 접착이나 미생물로 분해되는 수지 또는 수용성 수지로 제조된 얀을 사용한 재봉을 접착수단으로서 제공하기에 바람직하다.
묘목용 덮개(50)는 도 17에 도시된 바와 같이 미생물로 분해되는 수지막(51)의 양단부에 고정된 숫체결부재(52)와 암체결부재(53)를 각각 신속하게 서로 접촉될 때 까지 압착시킴으로써 조립된다.
그리고나서, 미생물로 분해되는 분리식 패스너에 대하여 벗겨지는 강도(peel strength) 및 전단 강도가 시험된다. 그 결과는 다음의 표에 나타내었다.
도 3에 도시된 바와 같이 구성된 장치를 사용하여, 도 1에 도시된 바와 같은 형태의 미생물로 분해되는 숫체결부재를 두께 0.3 mm, 폭 25 mm 크기의 기부로 제조하였는데, 미생물로 분해되는 수지는 일본의 쇼바 하리폴리머 컴패니, 리미티드(Showa Highpolymer Co., Ltd)에서 제조하여 상표명 "바이오놀레(Bionolle) #3001"로 시판되고 있는 것을 사용하였으며, 사출 장치의 온도는 190 내지 210 °C 이고 성형 장치의 온도는 185 °C 였다. 비교를 위해서, 앞에서 언급된 것과 동일한 크기 및 형상을 갖는 숫체결부재를 저밀도 폴리에틸렌[LDPE; 일본 미쯔비시 케미컬 컴패니 리미티드(Mitsubishi Chemical Co., Ltd.)에서 제조하여 상품명"LF685"로 시판됨]으로 제조하였다.
앞에서 설명된 바와 같이 제조된 숫체결부재들을 나일론 얀의 직조에 의해 제조된 암체결부재(폭 25 mm)에 서로 결합시키고, 벗겨지는 강도(180도 분리) 및 전단 강도에 대한 시험을 수행하였다. 이와 같이 제조된 샘플들에 대해서 각각 일본 공업 규격(JIS) L-3416-1988 에서 규정하는 내구성 시험에 따른 1000 번의 결합-분리 싸이클을 실시하여, 벗겨지는 강도 및 전단 강도에 대한 시험을 수행하였다. 이들 벗겨지는 강도 및 전단 강도에 대한 시험의 결과를 고려하여, 각각 5개의 샘플에 대해서 초기 강도의 수치를 평균하였으며, 4개의 샘플에 대해서 각각 1000 번의 결합-분리 싸이클을 실시한 후의 강도에 대한 수치를 평균하였다.
표
숫부재로 사용된 재료 미생물로 분해되는 수지 LDPE
(바이오놀레 #3001) (미쯔비시 LDPE LF 685) 상온에서의 벗겨지는 강도(g)
초기 84 110
내구성 시험(JIS L-3416-1988)을
1000 번 실시한 후 125 140
상온에서의 전단 강도(kg)
초기 11.6 12.1
내구성 시험(JIS L-3416-1988)을
1000 번 실시한 후 14.5 14.9
표로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 미생물로 분해되는 분리식 패스너는 완전히 만족할 만한 내구성을 갖추었다.
지금까지 본 발명의 특정 실시예 및 사용예들이 설명되었으나, 본 발명은 그 필수적인 또는 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 실시될 수가 있다. 따라서, 지금까지 설명된 실시예들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 범위는 이와 같은 상세한 예시들 보다는 다음의 특허청구의 범위에 의해서 한정되는 것이며, 특허청구의 범위에 상응하는 의미 및 범위에 해당하는 모든 변형예들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (12)

  1. 기부 및 상기 기부의 표면으로부터 돌출한 다수의 결합부재를 포함하며, 상기 기부와 상기 결합부재가 미생물로 분해되는 수지로 형성되어 있는 것을 특징으로하는 분리식 패스너.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기부의 적어도 일부가 상기 기부에 넓은 비표면적을 제공하는 횡단면 형상을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 기부의 적어도 일부에 홈 및 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 구멍이 상기 기부의 이면으로부터 상기 결합부재를 관통하여 연장하는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 기부가 종방향으로 연장한 다수의 홈을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 기부가 측방향으로 연장한 다수의 홈을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈 및 구멍이 다이에 의한 성형에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  8. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈 구멍이 수용성 수지의 용해에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 기부가 수용성 수지 또는 미생물로 분해되는 수지로 이루어진 배면 코우팅을 갖추고 있는 직조 또는 편조의 직물로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너.
  10. 기부 및 상기 기부의 표면으로부터 돌출한 다수의 결합부재로 구성되어 있는 분리식 패스너 제조 방법에 있어서, 상기 방법은, 기부의 적어도 일부가 수용성 수지로 형성되고 나머지 부분은 미생물로 분리되는 수지로 형성되는 분리식 패스너를 제조하는 단계와, 그리고 상기 수용성 수지를 용제로 용해시켜서 상기 기부의 적어도 일부에 증가된 비표면적을 제공하는 횡단면을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 패스너가 홈 및 구멍을 제공하도록 수용성 수지로 형성된 부분을 갖추고 있으며, 상기 패스너를 제조하는 단계 후에 상기 수용성 수지가 용제로 용해되어서 상기 홈 및 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 패스너를 제조하는 단계는, 상기 패스너를 성형시키는 단계와, 그리고 성형된 상기 패스너의 배면에 대해서 돌출부를 갖춘 수용성 수지막을 즉시 압착시켜서 상기 패스너에 돌출부를 형성하는 단계에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 분리식 패스너 제조방법.
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