KR100355187B1 - 내부에 장식물을 포함하는 액상 수지의 성형방법 및 그에사용되는 형틀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱 성형에 관한 방법 및 그에 사용되는 형틀에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 형틀의 일면이 대기중에 노출된 개방형 형틀에다 경화제와 같은 약품을 일정비로 섞은 투명한 액상 수지를 여러 차례로 나누어 주입, 다시말해 수지를 한번 주입한 후 경화되기를 기다렸다 그 위에 상기 액상수지를 다시 재주입하는 과정을 여러차례 반복하면서 그 수지의 내부에 말린 꽃이나 조개껍질 등과 같은 장식물(이하 "내부장식물"이라 한다.)을 넣어 함께 성형하는 방법 및 형틀에 관한 것이다.

Description

내부에 장식물을 포함하는 액상 수지의 성형방법 및 그에 사용되는 형틀{the liquid-resin molding method for containing decorations in its inner part and the mold for making use of the method}

본 발명은 개방형 형틀을 사용한 플라스틱 성형기술에 관한 것으로서, 좀더 자세하게는 액상의 수지를 형틀에 주입하는 과정 중에 수지 속으로 내부장식물을 넣어 함께 성형하는 방법에 관한 것이다.

플라스틱 성형은 크게 완성품의 정밀도를 기준으로 볼 때, 비교적 정밀한 금형(형틀)을 이용하여 일정 형태의 제품을 일정한 정밀도를 갖고 대량생산하는 분야와 완제품의 정밀도에 크게 구애받지 않는 관계로 소위 막금형을 사용하여 주로 가내공업식으로 소형,소품종을 소량생산하면서 제품성형 후에 제품의 완성을 위해 형상다듬기, 광택내기 등과 같은 후처리를 일일이 수작업으로 해야 하는 분야로 대별해 볼 수 있다.

상기 막금형을 사용하는 성형기술은 주로 기념품, 상패, 완구 등의 제품을 생산하는 분야에 이용되어 왔는데, 그 생산방법을 보면 프라스틱이 경화되면서 발생하는 수축으로 인한 크랙이나 치수 및 형상불량 문제를 해결할 수 없어 금형의 크기를 완성품의 크기보다 크게 제작하여 경화가 완료되어 금형에서 분리한 플라스틱을 수작업으로 일정 두께로 갈아내거나 깍아내어 원하는 치수로 만든 후에 표면 광택을 내기 위한 작업을 거쳐 제품을 완성하는 번거롭고도 비효율적인 생산방법을 사용하고 있다.

상술한 바와 같이 종래의 기술에 의한 생산방법에서 성형후 표면광택을 위한 후처리 작업이 반드시 필요로 하는 이유는, 사용하는 형틀의 재질도 두꺼운 함석판같은 재질을 사용하기 때문에 형틀 자체의 표면조도가 거칠뿐만 아니라 경화속도나 경화온도등을 적절히 조절하지 못하는 데서 기인하는 표면주름 및 요철의 발생을 피할 수 없기 때문이다.

그래도 종래의 기술에 의한 생산방법이 별다른 개선없이 지금까지 사용되 온 것은 개방형 형틀을 사용하는 기존의 성형기술이 주로 상패,기념품 등과 같이 그 크기가 작고 형상이 단순한 것에 적용된 결과였는데, 문제는 그 크기가 비교적 큰경우에는 경화시 나타나는 수축으로 인하여 나타나는 형틀과의 분리, 형상 및 치수불량, 형틀파손 등의 현상도 문제이지만, 비교적 많은 수량을 생산하는 경우 제품 완성후에 해야 하는 후처리 공정에 더 많은 노력과 시간을 투입해야 하는 단점을 극복할 수 없게 된다.

본 발명은 플라스틱 완제품의 속에 말린 꽃이나 조개껍질과 같은 내부장식물을 내장해야 한다는 점에서 일반적으로 널리 사용하는 사출기를 이용하는 생산방법을 채택할 수 없고 개방형 형틀을 활용하는 방법을 이용하는데, 생산하고자 하는 제품의 크기가 대형이고 그 생산량도 상당한 정도의 대량인 경우에 상기 종래기술로는 해결할 수 없는 문제들을 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.

좀더 구체적으로는, 제품의 크기가 대형인 경우 경화시 수지의 수축량이 과대하여 발생하는 형틀과의 분리, 밑바닥 들뜸, 치수불량 및 형틀파손 등의 문제를 해결하고 경화후 완성품의 표면의 상태를 양호하게 하여 표면광택 등 별도의 후처리를 생략할 수 있게 하는 것을 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제로 한다.

도1 본 발명에 의한 도자기 형틀에 액상수지가 주입완료된 상태의 단면도

도2 종래의 기술에 의한 수지 성형시 발생하는 결함들을 도시한 단면도

<도면의 중요부분에 대한 설명>

10 도자기 형틀 20 내부장식물

30 넌왁스(None-wax)제 수지층 40 왁스(Wax)제 수지층

50 수지가 수축되면서 발생하는 틈 60 수지가 수축되면서 발생하는 크랙

70 수지가 수축되면서 발생하는 바닥들뜸

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 형틀의 일면이 대기중에 노출된 개방형 형틀(10)에 액상 수지를 주입하여 성형하면서 상기 수지의 내부에 장식물(20)을 넣어 함게 성형하는 방법에 있어, 수지의 주입횟수를 성형물의 크기나 형상에 따라 여러 차례로 나누어 주입하는 액상수지 성형방법을 제공한다.

본 발명에 의한 통상적인 수지 성형방법을 좀더 상세하게 설명하면, 형틀(일명 몰드:Mold)을 세척하고 형틀 내부에 이형제를 도포하며, 제품의 미장효과를 향상시키기 위한 내부장식물(20)을 준비하고, 플라스틱 수지(30)(40)와 경화제 및 경화촉진제를 일정한 비율로 배합하는 단계; 상기 수지(30)를 1차적으로 형틀에 주입하고 경화시키는 단계; 형틀 안에 주입된 수지위로 말린 꽃이나 조개껍질과 같은 내부장식물(20)을 배열하는 단계; 상기 내부장식물 위로 일정량의 수지(30)를 주입하고 경화되기를 기다리는 단계; 상기 단계를 여러차례 반복하여 복수의 수지층을 형성하는 단계; 마지막으로 왁스제(40) 수지에 안료나 반짝이 등을 섞어 주입하는 단계; 형틀에서 제품을 탈거하는 단계; 상기 완제품의 형상을 바로 잡거나 날카로운 모서리 부를 제거하고, 힌지등 금구를 부착하여 제품을 완성하는 단계;로 이루어 진다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

상기 종래의 기술난에서 언급한 바와 같이 완성품의 크기가 비교적 대형인 경우 수지를 한번에 주입하여 경화시키는 경우, 내부장식물이 수지의 무게 및 흐름에 밀려 형틀의 맨 밑바닥에 깔리므로서 완제품의 표면으로 상기 내부장식물이 노출되는 문제점과 수지가 경화되면서 발생하는 수축현상으로 인한 크랙발생, 형상불량 및 치수불량의 문제가 발생하므로, 본 발명에서는 이를 동시에 해결하기 위한 수단으로서 수지를 여러차례 나누어 주입하는 것을 제시하였는데,

실제로 수지를 주입하는 횟수를 어느 정도로 하느냐는 성형대상물의 크기와 형상에 따라 달라질 것이지만, 일반적으로 주입횟수와 비례하여 완제품의 품질도향상될 것이나 수지의 주입횟수는 제품의 생산성 및 제품원가(Cost)와 직결되는 문제이므로 적정한 주입횟수를 찾는 것은 무엇보다도 중요한 문제이다. 본 발명에서는 많은 실험을 반복해 본 결과 통상 4회~7회로 나누어 주입하는 것이 바람직 하다는 결론을 얻을 수 있었다.

또한 내부장식물로 사용되는 재료로는 말린 꽃, 조화, 조개껍질, 쵸콜릿 볼, 젤리볼, 철조망, 열쇄, 못, 동물조각품 등 여러가지 다양한 물건들을 사용할 수 있으며, 본 발명이 적용될 수 있는 완성품의 종류도 액자, 기념패, 상패, 좌변기의 뚜껑쎄트, 타월걸이, 휴지걸이, 비누걸이, 거울후레임, 각종 패션장신구 등 여러가지 다양한 물품의 생산에 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용하는 플라스틱 수지는 수지내부에 말린 꽃이나 조개껍질 등과 같은 내부조형물을 넣어 완성품의 미감을 향상시킨다는 점을 감안하여 폴리에스터수지 중에서 투명한 넌왁스(None-wax)계가 주로 사용되는데, 본 발명이 개방형 형틀을 사용한다는 점에서 넌왁스계 수지의 경우 공기와 접촉하면서 경화된 표면은 끈적거리는 느낌을 주는 단점이 있다. 다만 넌왁스(None-wax)계 폴리에스터 수지라도 대기중에 노출되지 않은(형틀과 접촉하고 있는) 면의 경우에는 경화가 된 후에도 상술한 끈적거리는 느낌을 주지 않는다.

상기의 단점을 극복하기 위하여 4회~7회에 걸쳐 주입하는 절차 중에서 최종단계에는 반투명한 왁스(Wax)계 수지를 주입하여 제일 마지막 층을 형성하도록 하는데 왁스계 수지의 경우는 공기와 접촉하면서 경화되더라도 그 표면이 끈적끈적한 느낌을 주지 않는다. 통상 제품의 미감을 높이기 위하여 상기 왁스계 수지에 안료나 반짝이 등을 섞어서 도포함으로써 투명층을 통해서 보는 완제품이 시각적으로 한층 세련되어 보이도록 한다.

다음은 본 발명의 실시와 관련하여 중요한 요소인 형틀의 재료에 관한 실시 예에 관하여 설명한다.

본 발명에 사용될 형틀의 재료로 금속,에폭시,유리 등을 생각할 수 있으나, 금속제 형틀의 경우에는 내구성이 뛰어난 반면 형틀의 제작비용이 고가이고 완성제품의 표면광택이 떨어져 래핑이나 도금까지 해야 하는 단점이 있고, 에폭시를 이용한 형틀의 경우에는 형틀과 수지가 서로 달라 붙어 떨어지지 않아 수지가 경화되면서 수축되는 힘에 의하여 형틀이 깨어지는 현상이 발생하므로 본 발명에는 사용할 수 없으며, 유리로 형틀을 하는 경우 완성품의 표면광택이 뛰어나서 별도의 후처리를 요하지 않는다는 점에서 유리하지만 유리를 녹여 형틀로 제작하는 것이 기술적으로 매우 어려워 본 발명에 사용할 형틀로 채택하는데 현실적인 제약이 있다.

따라서 내구성도 뛰어나고 성형시 완성제품의 표면상태가 유리로 형틀을 하는 경우와 같이 양호하여 후처리를 요하지 않으며 제작비용도 저렴한 조건들을 만족시키기 위여 본 발명에서 사용할 개방형 형틀의 재료로서 세라믹제품(도자기)을 선정하였다.

이제까지 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수지 성형방법을 사용하면, 비교적 크기가 큰 제품을 생산하는 경우 사용되는 수지의 양이 많아서 발생할 수 있는 크랙발생, 치수불량, 형상불량 등과 같은 제품불량 발생을 막을 수 있고,

무었보다도 경화과정 중에 수지가 수축되면서 형틀과의 사이에 틈(50)이 발생하는 것을 막을 수 있어 제일 마지막으로 왁스형 수지(40)를 주입하여 제품을 마우리하는 단계에서 왁스형 수지가 상기 틈새로 흘러들어가는 것을 방지할 수 있어 제품의 완성도를 높임으로서 고품질의 제품생산이 가능하게 되는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의한 수지성형에 표면을 유리질화 한 도자기 형틀을 사용함으로서 완제품의 표면상태를 양호하게 하여 광택작업과 같은 후처리과정을 생략할 수 있어 생산성향상 및 원가절감에 커다란 효과가 있다.

Claims (4)

1. 개방형 형틀에 액상 수지를 주입하여 성형하면서 상기 수지의 내부에 장식물을 넣어 함께 성형하는 방법이며, 넌왁스계 수지의 주입 및 경화를 통한 수지층 형성 과정을 여러 차례 반복하는 단계를 포함하고, 상기 개방형 형틀이 표면을 유리질화한 도자기 형틀인 것을 특징으로 하는 액상수지 성형방법.
2. 삭제
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기와 접하면서 경화되는 수지층을 왁스계 수지로 형성하는 것을 특징으로 하는 액상수지 성형방법.
4. 액상 수지를 주입하여 성형하는 방법에 사용하는 표면을 유리질화한 도자기 형틀.