KR100338835B1 - 신체 보조기구의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신체의 장애부분에 대한 보조를 위하여 사용되는 의수, 의족 등의 신체 보조기구를 제조하는 방법에 관한 것으로, 신체 보조기구의 소재인 실리콘 원액의 응고 시간의 연장 및 소망하는 표피 두께를 얻은 후 회수하여 재활용할 수 있도록 저온에서의 작업을 수행하는 단계와, 실리콘 원액이 채워진 전조금형을 고온의 물에 침수시켜 열전도에 의해 소망하는 표피의 두께를 용이하게 얻는 1차 경화단계와, 반응고 및 완전 응고시키는 2차 및 3차 경화를 통하여 소망하는 기초 신체 보조기구를 얻는 단계로 이루어지고, 상기 기초 신체 보조기구의 내부에 피부와 동일한 색상 등을 착색하고 건조하여 신체보조기구를 완성시키는 통상의 완성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 경화 및 서냉의 공정들을 통해 소망하는 정교한 신체 보조기구를 단시간 내에 대량 생산이 가능한 것이며, 신체 보조기구를 만드는 실리콘 원액의 회수 및 재사용을 통해 제조 원가를 절감할 수 있는 매우 경제적인 것이다.

Description

신체 보조기구의 제조 방법{A METHOD OF MANUFACTURING OF BODILY AUXILIARY DEVICE}

본 발명은 신체 장애인들이 장애부분에 대한 보조를 위하여 사용하는 의수, 의족 등의 신체 보조기구를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 신체와 매우 유사한 감촉을 가지는 실리콘을 사용하여 신체 보조기구를 정교하게 제작함은 물론 작업성을 향상시켜 매우 경제적으로 신체 보조 기구를 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 장애부분에 대한 보조를 위하여 사용하는 의수, 의족 등은 시각적으로나 접촉에 의한 감촉 등이 인체와 흡사하도록 정교하게 성형되어야 되는데, 대한민국 특허공보 공고번호 제71-282호(1971.12.23)에 게재된 바와 같은 종래의 '의수 및 의족 성형 방법'에 있어서는 실리콘RTV(Room Temperatuere Valcanizing) 고무로 신체의 한 부분을 도포하여 모형을 얻고, 이렇게 얻어진 모형 내에 포리졸, 아크릴, 포리틸렌, 모노마네 등의 종류를 주입시켜 얻은 반대 모형의 표면 전체에 면경처리로서 도체를 피막하고, 상기 도체가 피막된 반대 모형을 공지의 도금방법으로 동 또는 니켈을 부착하여 전조금형을 얻은 후, 상기 전조금형 내에 주입되어 있던 반대 모형을 높은 온도로 가열하여 제거시키면, 상기 전조금형 내에는 완전한 단일형틀이 성형된다. 상기의 전조금형 내부에 PVC 졸을 주입하여 내부에 골고루 도포시킨 후 전조금형을 거꾸로 뒤집어서 불필요한 PVC 졸을 배출시키면서 전조금형의 외부를 가열하여 금형 내부에 부착되어 있는 PVC 졸을 경화시킴으로써 경화된 PVC 신체 보조기구를 얻게 된다.

그러나 상기 전조금형 내부에 도포된 후 전조금형을 거꾸로 뒤집은 후 불필요한 PVC 졸을 배출시키면서 전조금형의 외부를 가열하여 금형 내부에 부착되어 있는 PVC 졸을 경화시키는 과정에서 첨부된 도 6a에서와 같이 금형 내부로부터 흘러내리는 PVC 졸은 하측(B)으로 갈수록 두께가 두꺼워지게 되고 금형 내측 즉 상부에 위치되어 있던 상측(A)은 두께가 얇아지는 신체 보조기구(10)를 얻게 된다.

그러므로 상기 신체 보조기구(10)의 하측(B)은 두껍고 단단하므로 신체에 착용할 때에 피부에 자극이 발생되어 쉽게 짓물러짐은 물론 외관 또한 미려하지 못하는 문제점이 있다. 또한 상기 신체 보조기구(10)의 상측(A)은 얇아서 금속형틀의 내부에 형성된 손, 발 마디의 주름 등의 섬세한 형태 부분이 칼날처럼 날카롭게 튀어나와 있는 것들에 의하여 성형제품에 흠집이 많이 생기거나 찢어져 성형이 불가능하며, 사용중 쉽게 마모 및 파손되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 신체 보조기구(10)의 성형은 대기 중에 이루어지는 것이므로 최초 전조금형에 채워진 후 내부에 도포되고 금형으로부터 배출된 나머지 잔량의 PVC 졸은 경화되어 재사용을 못하고 폐기시키는 비경제적인 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인이 대한민국에 출원한 특허출원 제98-32822호(1998.8.13) '신체 보조기구의 제작 방법과 그 금형'은 손, 발, 귀, 얼굴등 형태가 복잡하거나 길이가 긴 형태의 성형물을 성형한 후 금형으로부터 성형된 신체 보조기구의 탈형을 편리하게 하기 위하여 금형을 상,하부 금형틀로 분리형성하고, 상기 상,하부 금형틀 내의 배치되는 내부 금형의 주변이 소망하는 균일한 두께의 신체 보조요구를 성형하는 공간을 유지되도록 표면이 복제된 우레탄 수지로 형성된 분할된 상,하부 보조 성형부재를 상기 상,하부 금형틀 내에 부착시킨 구성으로서, 상기 상,하부 금형틀내의 공간으로 실리콘을 주입한 후 경화하여 첨부된 도 6b와 같은 신체 보조기구(10)를 완성시키게 된다.

그러나, 상기 분할되는 상,하부 금형틀을 통하여 형성되는 신체 보조기구(1)는 성형 후 금형으로부터 손상이 없이 분리됨으로써 생산성이 향상되고, 소망하는 균일한 두께의 신체 보조기구를 얻을 수는 있으며, 실리콘의 손실을 방지하므로 원재료의 절감 효과를 얻을 수는 있으나, 사용회수가 많아지면 상,하부 금형틀이 접하는 경계부분에 의하여 분리선(C)이 생기게 되어 상품적 가치를 저하시킴으로써 수시로 상,하부 보조 성형부재를 교체하여야만 하는 비경제적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 전주금형을 이용하여 신체 보조기구를 성형하되, 이음매가 없으면서 성형된 신체 보조기구의 표피 두께를 균일화시킴으로써 피부와 동일한 이미지를 창출시키는 정교한 신체 보조기구를 얻을 수 있으며, 경화 및 서냉 과정을 통해 단시간 내에 완성된 신체 보조기구를 얻을 수 있도록 하여 작업능률을 항상시키고, 사용중인 실리콘 원액의 잔량을 회수 및 재사용을 통해 원가를 절감시킬 수 있는 매우 경제적인 신체 보조기구의 제조 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 신체 보조기구를 제조하는 과정의 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 신체 보조기구 제조 과정중 금형에 실리콘 원액을 주입하는 상태를 도시한 일부 절결 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 신체 보조기구 제조 과정중 금형 내부에 주입되어 있던 실리콘 원액을 일차 열에 의하여 표피부분을 경화시키는 상태를 도시한 일부 절결 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 신체 보조기구 제조 과정중 금형 내부에 있던 잔량의 실리콘 원액을 회수하는 상태를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 신체 보조기구를 완성시킨 후 금형으로부터 분리시키는 상태를 도시한 사시도,

도 6a 및 6b는 종래의 신체 보조기구를 나타낸 단면도 및 사시도이다.

*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*

1 : 전주금형 2 : 실리콘 원액

3 : 열수조 10 : 신체 보조기구

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신체 보조기구의 제조 방법은, 신체 보조기구의 소재인 실리콘 원액의 응고 시간의 연장 및 소정의 표피 두께를 얻은후 회수하여 재활용할 수 있도록 저온에서의 작업을 수행하는 단계와, 실리콘 원액이 채워진 전조금형을 고온의 물에 침수시켜 열전도에 의해 소망하는 표피의 두께를 용이하게 얻는 1차 경화단계와, 반응고 및 완전 응고시키는 2차 및 3차 경화를 통하여 소망하는 기초 신체 보조기구를 얻는 단계로 이루어지고, 상기 기초 신체 보조기구의 내부에 피부와 동일한 색상 등을 착색하고 건조하여 신체보조기구를 완성시키는 통상의 완성단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 신체 보조기구의 제조 방법에 대하여 설명한다.

첨부된 도 2는 전조금형(1)에 실리콘 원액(2)을 채운상태를 도시한 사시도로서, 상기 전조금형(1)은 일 실시예로서 의수로 표현한 것이며, 이에 한정되지 않고 의족 및 신체의 일부인 손가락, 발가락, 귀 등이 가능한 것이다.

먼저, 상기 의수형상의 전조금형(1)의 제조과정을 살펴보면, 손 부분인 신체에 주재료인 실리콘RTV(Room Temperatuere Valcanizing)와 경화제를 섞은 혼합물을 골고루 도포하고 경화시킨 후, 이를 신체로부터 분리시켜 실리콘 성형물을 얻은 다음, 상기 실리콘 성형물의 내부 공간에 파라핀을 주입하고, 상기 파라핀이 경화되기 전에 연결끈이 끼워진 고리를 파라핀에 삽입시킨 후, 상기 파라핀 성형물이 경화한 후에 실리콘 성형물로부터 파라핀 성형물을 분리시킨다. 이어서, 파라핀 성형물상에 질산은 등을 사용하여 피막을 도포한 후 동이나 니켈 도금을 행하여 상부가 개구된 중공 형상의 전주금형(1)을 제작하고, 상기 전주금형(1)에 열을 가하여 내부에 채워져 있는 파라핀을 열을 가하여 쏟아내어 제거하면 내측에 신체의 표면이복제된 통상의 전조금형(1)을 얻게 된다.

다음은 상기 전조금형(1)을 이용하여 본 발명의 신체 보조기구를 제조하는 과정을 설명한다.

준비단계로서, 통상의 방법에 의해 신체의 손이 복제된 전조금형(1)의 내측에 이형재를 얇게 도포한 후 저온실에 보관시키고, 주제(일본의 도시바 회사의 TSE3453 사용)와 경화재를 10:1의 비율로 혼합하여 실리콘 원액(2)을 기포의 발생이 없도록 교반 및 통상의 진공장치에서 기포를 제거시킨 후 상기 저온실에 보관시키며, 별도의 열수조(3)에 채워진 물을 90℃ ~ 100℃의 고온으로 가열하게 된다. 상기 저온실 내부는 -1℃ ~ 3℃의 온도로 유지되어 상기 실리콘 원액(2)(통상 25℃ 상온에서의 작업시간이 2시간 이내임)의 응고 시간을 연장시키게 된다. 상기 저온실 내부에 보관되어 있는 전조금형(1)과 실리콘 원액(2)의 온도를 저온조 내부온도와 동일하도록 유지시키게 된다.

다음 과정으로 실리콘 주입단계는, 상기 저온실에 보관되어 있는 전조금형(1)과 실리콘 원액(2)을 꺼낸 후 전조금형(1)의 내부로 상기 실리콘 원액(2)을 도 2에서와 같이 개구부(11)의 위치보다 낮은 2/3 ~ 4/5의 높이까지 채우되 채워지는 실리콘 원액(2)에 기포가 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 상기 실리콘 원액(2)을 전조금형(2)의 개구부(11) 상단까지 채우지 않는 이유는 후술되는 1차 경화단계에서 열전도에 의하여 전조금형(1) 내면에 접하는 실리콘 원액(2)이 응고되는 표피의 두께보다 얇게 응고되어 완성 후 착용이 편리하도록 하기 위한 것이다.

이어서, 상기 실리콘 원액(2)이 주입된 전조금형(1)을 가열하는 1차 경화단계는, 양질의 신체 보조기구를 얻을 수 있는 중요한 과정으로서, 상기 실리콘 원액(2)이 주입된 전조금형(1)을 열수조(3)에 실리콘 원액(2)이 채워진 위치까지 침수시키게 된다. 이때 열수조(3)의 90℃ ~ 100℃로 가열된 물로부터 전달되는 열전도에 의해 저온을 유지하고 있던 전조금형(1) 자체의 온도가 상승하게 되면서 내측에 접하여 있는 실리콘 원액(2)에 열을 전달하게 되고, 고온의 열을 전달받은 실리콘 원액(2)은 응고되어 소정의 표피 두께를 얻게 된다. 상기 표피 두께는 열수조(3)에 대략 1분 정도 침수되어 있으면 1㎜ ~ 1.5㎜ 정도를 얻을 수 있으며, 필요에 따라 침수시간을 가감하면서 소망하는 표피 두께를 얻을 수 있다.

한편, 상기 전조금형(1)에 채워진 실리콘 원액(2)이 열수조(3)에 침수된 상태에서 열전도에 의해 소망하는 표피의 두께만큼 응고시키는 과정 중 도 3에서와 같이 전조금형(1)의 개구부(11) 상부까지 실리콘 원액(2)이 묻도록 기울어진 상태로 회전시키면서 실리콘 원액(2)이 전조금형(1)의 개구부(11) 내측에 얇게 접하여 응고되도록 한다.

계속하여 상기 열수조(3)로부터 끄집어낸 전조금형(1)을 얼음물 또는 찬물을 사용하여 급랭시킨 후 저온실 내부에서 응고되지 않은 잔량의 실리콘 원액(2)을 전조금형(1)으로부터 도 4와 같이 약 5 ~ 15분 동안 쏟아내어 회수하는 실리콘 수거단계를 수행한다. 상기 전조금형(1)을 급랭시키고 저온실에서 수거시키는 이유는 전조금형(1) 내부에 채워져 있던 미응고된 실리콘 원액(2)의 응고되는 변화 과정을 중지시킴은 물론 상기 실리콘 원액(2)이 전조금형(1)의 내부로부터 용이하게 빠져나와 수거될 수 있도록 응고시간을 연장하기 위한 것이다. 또한, 잔량의 실리콘(2)의 수거는 금형의 형상에 따라 기울이는 정도 및 수직상태를 조절하면서 완전하게 수거하는 것이 바람직하며, 수거된 실리콘 원액(2)은 폐기되지 않고 차후의 공정에 재 사용할 수 있도록 저장실에 보관하게 된다.

다음은 2차 경화단계로서, 상기 잔량의 실리콘 원액(2)을 제거한 후에도 상기 응고된 표피의 내측에는 미량의 실리콘 원액(2)이 잔존하게 되므로 이 미응고된 실리콘 원액(2)을 40℃ ~ 60℃의 온도 하에서 약 10분 ~ 20분 동안 건조하여 반응고 상태로 건조시키게 된다. 상기 2차 경화단계는 완전 경화시키는 중간단계로서 1차 응고된 표피와 표피 내측에 묻어 있는 실리콘 원액(2)이 급격한 온도의 변화에 따른 변색을 방지하면서 동일한 빛깔을 얻을 수 있는 건조과정이다.

상기 전조금형(1) 내측에 있는 반응고된 상태의 표피를 미도시된 간접식 또는 직접식 열풍 건조기를 이용하여 90℃ ~ 100℃의 고온에서 약 20분 ~ 30분 정도 완전 건조시키는 3차 경화단계를 수행하게 된다.

그리고, 상기 전조금형(1) 내측에 있는 표피가 완전 건조되면 곧 상온에서 서냉시킨 후 전조금형(1)으로부터 기초 신체 보조기구(10)를 꺼내는 탈형 단계를 통하여 본 발명의 제조 과정은 완료된다.

상기 기초 신체 보조기구(10)를 완성시키는 과정은 총 1시간 이내에서 수행되므로 종래의 자연건조에 필요한 24시간 이상이 소요하였던 긴 시간을 단축시키는 효과를 얻음은 물론 신체에 착용하는 부분을 소망하는 얇은 두께로 성형할 수 있게 된다.

한편, 상기 전주금형(1)으로부터 탈형된 기초 신체 보조기구(10)는 통상의 방법에 의하여 뒤집어 까서 그 내부에 피부와 동일한 색상 등을 착색하게 되고, 건조시킨 후 원상태로 뒤집으면 소망하는 완성된 손의 신체 보조기구(10)의 제조는 완료되는 것이다.

상기한 바와 같이 신체에 있어서, 손의 신체 보조기구를 제작하는 방법에 대한 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 이는 단지 일 예일 뿐 이에 한정하지 않고 신체의 모든 보조기구를 제조할 수 있는데, 이는 첨부된 특허청구의 범위에 의하여 제한될 것이다.

본 발명은 전주금형에 채워져 있는 실리콘 원액을 열전도에 의하여 응고시키되 응고되는 표피 두께를 균일화시킴으로써 내부에 착색되는 색상이 균일하게 외부로 투과되어 피부와 동일한 이미지를 창출시킬 수 있는 이음매가 없는 정교한 신체 보조기구를 얻을 수 있으며, 경화 및 서냉 과정을 통해 단시간 내에 완성된 신체 보조기구를 얻을 수 있어 작업능률을 항상 시키게 되고, 사용중인 실리콘 원액의 잔량을 회수 및 재사용을 통해 원가를 절감시킬 수 있는 매우 경제적인 것이다.

Claims (2)

1. 통상의 방법에 의하여 소망하는 신체 부위를 복제하여 얻어진 전조 금형을 사용하여 의수, 의족과 같은 신체 보조기구를 제조하는 방법에 있어서,

   가) 상기 전조금형의 내측면상에 이형재를 도포하고 저온실에 넣어 -1℃ ~ 3℃로 유지, 보관시키는 단계;

   나) 실리콘 수지로 된 주재료와 경화재를 10 : 1의 중량비로 혼합시키고 기포의 발생이 없도록 교반시켜 얻은 실리콘 원액을 상기 저온실에 넣어 -1℃ ~ 3℃로 유지, 보관시키는 단계;

   다) 상기 전조금형 및 실리콘 원액을 상기 저온실에서 꺼내고, 상기 전조금형 내부로 상기 실리콘 원액을 2/3 ~ 4/5의 높이까지 채워넣는 실리콘 주입단계;

   라) 실리콘 원액이 주입된 상기 전조 금형을 열수조내에 위치시키고, 상기 실리콘 원액이 채워진 높이까지 열수조내에 열수를 가하고, 상기 금형을 기울이면서 회전시켜 상기 전조금형의 최상단부까지 실리콘 원액이 도포되게 하면서 30초 내지 1분간 유지시켜 상기 전조금형의 내측에 접하여 있는 실리콘 원액을 소정의 표피 두께로 응고시키는 1차 경화단계;

   마) 상기 전조금형을 상기 열수조로부터 끄집어내고 급랭시킨 후 응고되지 않은 잔량의 실리콘 원액을 상기 전조금형으로부터 쏟아내어 회수하는 단계;

   바) 상기 전조 금형을 40℃ ~ 60℃의 온도에서 5 내지 15분간 유지, 건조, 경화시키는 2차 경화단계;

   사) 상기 전조 금형을 90℃ ~ 100℃의 고온에서 25 내지 35분간 유지, 건조, 경화시키는 3차 경화단계;

   아) 상기 전조 금형을 상온으로 서냉시킨 후 상기 전조 금형으로부터 경화된 실리콘 재질의 신체 보조기구를 꺼내는 탈형단계; 및

   자) 상기 탈형된 기초 신체 보조기구의 내부에 통상의 방법으로 피부와 동일한 색상의 착색제를 도포시키고 건조시켜 신체보조기구를 완성시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 신체 보조기구의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마) 단계에서 회수된 실리콘 원액을 저온실에 넣어 재활용하는 것을 특징으로 하는 신체 보조기구의 제조 방법.