KR100522926B1

KR100522926B1 - 불포화폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타 및 그제조방법

Info

Publication number: KR100522926B1
Application number: KR10-2002-0017576A
Authority: KR
Inventors: 김광원
Original assignee: 주식회사 한국뮤즈
Priority date: 2002-03-30
Filing date: 2002-03-30
Publication date: 2005-10-20
Also published as: KR20030078499A

Abstract

본 발명은 불포화폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타 및 그 제조방법에 관한 것으로서,

몸체부와 네크부를 포함하는 기타의 전체적인 구성이 일체로서 성형되며; 표면으로부터 겔-코트(1), 불포화 폴리에스테르와 유리섬유의 적층(2), 폴리에틸렌 폼(3) 또는 목편으로 이루어지는 단면(斷面)을 갖고; 상기 불포화 폴리에스테르와 유리섬유의 적층(2)의 두께와 상기 폴리에틸렌 폼(3) 또는 목편의 두께를 조절함으로써, 전체적인 중량의 균형을 조절할 수 있는 일체형 기타와,

상기와 같은 구성의 일체형 기타를 제조하는 방법에 있어서, ⅰ)불포화 폴리에스테르 수지로 상ㆍ하 몰드를 제작하는 몰드제작단계와; ⅱ)상기 상ㆍ하 몰드의 음각 표면에 겔-코트(Gel-Coat), 불포화 폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester resin)와 유리섬유의 반복 적층, 폴리에틸렌 폼(Polyethylene Foam) 또는 목편(木片)의 부착으로 이루어지는 적층단계와; ⅲ)상기 상ㆍ하 몰드를 접합하는 몰드접합단계와; ⅳ)일정시간 방치하는 숙성단계와; ⅴ)상온까지 냉각하는 냉각단계와; ⅵ)제품을 몰드로부터 탈형시키는 탈형단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

불포화폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타 및 그 제조방법{One Piece Guitar Made of Unsaturated Polyester, and the Manufacturing Method of the Same}

본 발명은 불포화폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타 및 그 제조방법에 관한 것이다.

대표적 현악기인 기타(Guitar)에는 전기 기타(electric guitar), 베이스 기타(Bass Guitar), 통 기타(Acoustic Guitar) 등 여러가지 종류가 있다. 이러한 기타의 소재로는 단풍나무(Maple), 피나무(Basswood), 마호가니 (Mahogany), 호두나무(Walnut) 등 목재가 주로 사용되고 있으며, 통상적으로는 몸통부(body)와 네크(neck) 등을 별도로 만든 후 접착 또는 나사 등에 의해 조립 제작하게 되어 있었다.

그러나, 목재로 가공할 경우에는 절단기, 연마기, 컴프레서 등의 부수적인 장비가 필요하게 되고, 조립 및 도장하는데 인력과 시간이 많이 소모될 뿐만 아니라, 소재의 변형으로 불량율도 커지는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 근래에는 목재 생산국에서의 생산 및 수출 감소로 인해 원재료의 가격이 상승하고 구입 자체가 어려워 지는 등, 목재 기타의 생산을 위한 주변 여건이 점차 악화되는 가운데 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 기타를 불포화폴리에스테르 소재로 일체로 형성함으로써, 생산성이 높고 제작이 용이하며 가격을 저렴하게 한 일체형 기타 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 몸체부와 네크부를 포함하는 기타에 있어서,상기 기타의 전체적인 구성이 일체로서 성형되며; 표면으로부터 겔-코트(1), 불포화 폴리에스테르와 유리섬유의 적층(2), 폴리에틸렌 폼(3) 또는 목편으로 이루어지는 단면(斷面)을 갖고; 상기 기타의 상기 몸체부에서부터 상기 네크부에 이르기까지의 각각의 부분에 대하여, 상기 불포화 폴리에스테르와 유리섬유의 적층(2)의 두께와 상기 폴리에틸렌 폼(3) 또는 목편의 두께를 조절함으로써, 전체적인 중량의 균형을 조절하는 것이다.또한, 본 발명의 다른 특징은, 상기와 같은 구성의 일체형 기타를 제조하는 방법에 있어서,ⅰ) 목형(木型)을 제작하고, 상기 목형 위에 몰드용 불포화 폴리에스테르 수지를 발라서 적층, 성형, 및 경화시킨 후, 최종적으로 상기 목형으로부터 분리시킴으로써, 내부에 기타의 외형이 음각(陰刻)된 상ㆍ하 몰드를 제작하는 몰드제작단계와; ⅱ) 상기 상ㆍ하 몰드의 음각 표면에 겔-코트(Gel-Coat)를 바르고, 상기 겔-코트가 경화된 후, 주제(主劑)인 불포화 폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester resin)와 유리섬유를 반복적으로 적층 경화시키며, 이어서, 상기 불포화폴리에스테르 수지와 유리섬유의 적층 표면으로부터 폴리에틸렌 폼(Polyethylene Foam) 또는 목편(木片)을 부착시키는 적층단계와; ⅲ) 상기 상ㆍ하 몰드에 포함된 제품에 접착제를 발라서 상기 상ㆍ하 몰드를 서로 접합하는 몰드접합단계와; ⅳ) 상기 상ㆍ하 몰드에 제품이 포함된 상태로 이를 일정시간 방치하는 숙성단계와; ⅴ) 숙성이 완료된 제품을 상기 상ㆍ하 몰드와 함께 냉각하는 냉각단계와; ⅵ) 상기 제품을 상기 상ㆍ하 몰드로부터 탈형시키는 탈형단계;를 포함하는 것이다.여기에서, 상기 숙성단계는, 60∼80℃의 온도의 항온조 내에서 4∼6시간 방치하는 것이 바람직하며, 상기 냉각단계는, 상온까지 자연 냉각하는 것이 바람직하다.또한, 상기 불포화폴리에스테르는, 경화시 수지층의 수축으로 인한 제품의 뒤틀림을 방지하기 위하여, PET(Polyethylene telephthalate), 아크릴계 폴리머, 스티렌 모노머 중 어느 하나를 4∼5% 포함하는 것이 바람직하다.아울러, 상기 몰드접합단계의 접착제는, 불포화 폴리에스테르 수지에 탄산칼슘, 탈크, 크레이, 알칼리 토금속류의 산화물 또는 수산화물 중 어느 하나를 10∼14% 포함하고, 경화제를 0.8∼1.5% 포함시킨 증점 접착제인 것이 바람직하다.

삭제

이하, 본 발명의 구성을 보다 상세히 기술하도록 한다.

어떤 형상을 가지는 합성수지 제품을 만들기 위해서는, 보통 금속으로 몰드(mould)를 먼저 만들고 그 내부에 합성수지 제품을 채워서 형성한다. 그러나, 금속 몰드는 제작비가 지나치게 비싸기 때문에 제품 생산 수량이 많을 때가 아니면 원가 구성상 적당하지 않다. 또한, 금속 몰드를 사용하면, 수억원에 달하는 사출기, 압축성형기 등 고가의 부수적인 기계가 필요하게 되어 원가가 크게 높아지는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 발명에서는 몰드의 소재를 불포화폴리에스테르 소재로 구성하였다. 상기 불포화폴리에스테르 소재로 구성된 몰드를 만들기 위해서, 우선 목형(木型)을 제작하고, 이 목형 위에 몰드용 불포화폴리에스테르 수지를 발라서 적층 성형, 및 경화시키고 최종적으로 목형으로부터 분리시킴으로써 몰드를 형성하였다. 이와 같이 하면, 상기 몰드의 안쪽은 기타의 외표면 모양과 맞춰지도록 음각이 형성된다.

다음, 이형제를 발라서 나중에 제품의 살이 떨어져 나가지 않은 상태로 상기 몰드로부터 용이하게 분리되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 이형제는 왁스(wax) 등, 통상의 것을 사용하는 것으로 충분하다.

다음, 상기 이형제 위에는 겔-코트(Gel-coat)를 바르게 된다. 이는 제품의 표면을 단장하는 부분으로서, 주성분은 주제(主劑)인 불포화폴리에스테르와 동일하며, 여기에 표면 윤활제, 착색제, 내후성 증진제 등이 추가적으로 포함되어 있다. 그 밖에 금분, 은분, 운모 등을 함께 배합하여 제품 표면에 특수 효과를 발휘하도록 할 수도 있다. 상기 겔-코트의 두께는 대략 0.5mm 정도가 되도록 하고, 표면 코팅에 적당하도록 점도를 약간 크게 하는 것이 바람직하다.

상기 겔-코트층 위에는 주제(主劑)인 불포화폴리에스테르 수지와 유리섬유가 교대로 적층된다. 즉, 불포화폴리에스테르를 바르고 그 위에 유리섬유를 깔아서 보강하는 작업을 반복하는 것에 의해 적층 작업이 이루어지게 된다.

유리섬유로 보강하면서 상온에서 교대로 적층 성형할 수 있는 수지는 불포화폴리에스테르 수지와 에폭시 수지 뿐인데, 에폭시 수지는 몰드를 이용한 FRP식 가공법으로 정밀품을 성형하는 경우보다는 접착제, 도료, 건물 바닥재, 도로유도선 공사에 주로 사용되므로, 본 발명에서는 불포화폴리에스테르 수지를 주제로서 사용한다. 불포화폴리에스테르 수지는 열경화성 수지로서 상온에서는 물엿과 같은 액체 상태이므로, 유리섬유, 탄소섬유를 보강재로 하여 상온에서 정밀제품을 성형하는데 적절하다.

한편, 상기 불포화폴리에스테르 수지는 2가 염기산과 2가 알콜을 축합반응시키고, 이를 비닐 모노머에 용해시켜서 만든다. 2가 염기산으로는 무수말레인산, 후말산, 이디핀산, 무수프탈산, 이소프탈산 등이 있고, 2가 알콜로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부타디올 디에틸렌글리콜 등이 있다. 또, 상기 비닐 모노머로는 스티렌, 올소크로르스티렌, 디아릴프탈레이트 등이 사용될 수 있다. 블포화폴리에스테르 수지를 만드는 표준예를 들면 다음과 같다.

배합예

무수말레인산 1몰(98g)

무수프탈산 1몰(148g)

에틸렌글리콜 1몰(62g)

프로필렌글리콜 1몰(76g)

상기 배합물을 반응 탱크에 넣고 착색 방지, 겔화 방지를 위해 질소 가스를 주입하면서 170∼200℃에서 반응시키는 한편, 물과 글리콜을 분리 회수한다. 산가(酸價)가 15∼30이 되면 가열 중지, 중합 금지제로서 하이드로퀴논을 150∼300ppm 가한 다음, 스티렌모노머를 30∼40% 가하여 용해시킨다. 이와 같이 하면 10∼20 포이스(poise)의 비교적 유동성이 좋은 물엿과 유사한 상태의 최종 제품이 얻어진다.

한편, 유리섬유와 교대로 적층되는 상기 불포화폴리에스테르 수지에는 상온(常溫) 경화제인 메틸에틸케톤퍼옥사이드(MEKPO) 등을 1∼2% 포함시켜서 경화를 촉진시키는 것이 바람직하다. 상기 경화제가 1%보다 적게 포함되면 불포화폴리에스테르 수지가 액체 상태로 그대로 남아 있어 굳어지지 않게 될 우려가 있으며, 2%보다 많이 포함되면 유리섬유를 적층시키기 전에 이미 굳어져버려 원하는 작업이 이루어지지 않게 되는 단점이 있다. 또한, 적층된 두께가 커짐에 따라, 경화시 수지층의 수축으로 인해 제품에 뒤틀림 등이 발생될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 PET(Polyethylene telephthalate), Acryl계 폴리머, 스티렌 모노머 중 어느 하나를 4∼5% 혼합하는 것이 바람직하다. 4%보다 적으면 상기 뒤틀림 등 내부 변형을 방지하는 효과가 충분치 않게 되며, 5%를 초과하게 되면 더 이상의 효과 향상은 없이 주제의 기능을 떨어뜨리는 불순물로만 작용하게 된다.

또한, 상기 불포화폴리에스테르 수지와 교대로 적층되는 유리섬유는, 용융된 상태의 유리를 가늘게 실처럼 뽑아서 직조(織造)하여도 좋으며, 불규칙하게 깔고 접착제를 이용하여 시트(Sheet) 상태로 하여도 된다. 상기 유리섬유의 규격은 m²당 무게로 표시하는데 #300∼380 전후에서 여러가지가 사용될 수 있다.

그러나, 불포화폴리에스테르 수지는 비중이 약 1.1∼1.5 전후로서 큰 편이므로, 기타 전체를 이 소재로 구성하게 되면 중량이 지나치게 커지게 되는 문제가 발생된다. 이를 방지하기 위해서, 상기 주제인 불포화폴리에스테르 수지층 위에 폴리에틸렌 폼(Polyethylene Foam)이나 목편(木片) 등으로 부착시켜서 채우는 작업이 포함되는 것이 필요하다. 이 때, 몰드는 상하 2개로 분리되어 있기 때문에, 각각의 몰드의 접합면까지 상기 목편이나 폴리에틸렌 폼으로 채워서 나중에 접합함으로써 내부를 완전히 채울 수 있게 된다. 그렇지만, 기타의 음향 효과를 떨어뜨리지 않는 범위 내에서, 내부를 완전히 채우지 않고 가운데에 일부 공동(cavity)이 형성된 채로 남겨두어 중량을 더 줄이도록 하여도 좋다. 특히, 통 기타일 경우에는 내부를 비워두는 것이 필수적이다. 또한, 상기 폴리에틸렌 폼이나 목편은 하나의 몸체로 형성하여도 좋고, 여러 조각을 서로 결합하여 형성하여도 좋다.

다음, 불포화폴리에스테르 수지와 폴리에틸렌 폼 등으로 채워진 상하 각각의 몰드를 접합하는 단계로 이어진다. 접합제로는 주제인 불포화폴리에스테르 수지를 그대로 사용해도 되지만, 흘러내리거나 불균일하게 접합되는 경우가 있다. 따라서, 흔히 빠데(putty)라고 불리우는 찐득찐득한 상태의 증점(增粘) 접착제를 사용하는데, 이는 액체인 불포화폴리에스테르 수지에 증점제인 탄산칼슘, 탈크, 크레이 중 어느 하나를 섞어서 밀가루 반죽처럼 형성한 다음, 어느 정도의 유동성이 있을 때 경화제를 첨가하여 사용하게 되어 있다. 이 밖에, 화학반응을 하는 화학 증점제인 알칼리 토금속류의 산화물(MgO 등)이나 수산화물(Ca(OH)₂ 등) 등도 사용될 수 있다. 이 때, 상기 증점 접착제 중의 증점제는 10∼14% 포함되는 것이 바람직하다. 이는, 10%보다 적게 포함되면 증점효과를 발휘하기가 어렵고, 14%를 초과하게 되면 증점효과의 향상은 없이 불포화폴리에스테르 수지의 불순물로서만 작용하여 접착력을 떨어뜨리기 때문이다. 또한, 상기 경화제는 경화효과가 나타나도록 0.8% 이상 포함시키고, 접착제를 바르기 전에 바로 굳어지지 않도록 1.5%이하 포함시키는 것이 바람직하다.

상기 성형과정을 거치게 되면 1차 경화는 끝나게 되지만, 내부 조직이 꼬여지거나 전위된 상태이므로 성형후 시간이 지남에 따라 변형이 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위해 숙성(熟成, aging) 단계가 포함되는데, 이는, 60∼80℃의 항온조나 항온실 내에서, 4∼6시간 방치하는 것으로 이루어진다. 만일 60℃보다 작은 온도에서 숙성하게 되면 구성 재료의 분자가 원위치로 돌아가기에 불충분하며, 80℃보다 큰 온도에서는 진행이 너무 빨라 분자의 숙성이 불충분하게 이루어지는 경향이 있다. 또한, 숙성시간을 4시간보다 작게 하면 충분한 숙성이 이루어지지 않으며, 6시간 보다 크면 숙성 효과는 증대되지 않고 경제적인 비용만 많이 소요되는 단점이 있다. 이와 같이, 숙성단계를 지나게 되면 전위(轉位) 상태로 있던 내부 조직이 원위치로 돌아가 제품의 안정성이 달성된다.

다음, 숙성이 완료된 제품을 몰드와 함께 상온까지 자연 냉각되도록 하고, 냉각이 완료되면 제품을 몰드로부터 분리시키는 탈형 작업이 이루어진다. 이 때는, 제품 표면의 일부가 몰드의 내면에 들러붙지 않도록 주의할 필요가 있다.

또한, 탈형된 제품을 검사하고 다듬는 부수적인 작업이 포함될 수 있다.

다듬어진 제품에는 표면 도장 작업이 추가적으로 포함될 수 있다. 제품이 목재인 경우에는 흡수성, 흡유성이 있어서 여러 차례(통상 10여회) 반복해야 하지만, 본 발명에 따른 기타 제품은 3회 정도 도장하는 것으로 충분하다.

도 1에는, 상기 본 발명에 의한 방법으로 제조된 일체형 기타의 단면구성이 도시되어 있으며, 외면으로부터 겔-코트(1), 불포화 폴리에스테르와 유리섬유 적층부(2), 목편 또는 폴리에틸렌 폼의 충전층(3)으로 이루어져 있다.도 1 (b)는 몸체부의 A-A 단면도이고, 도 1 (c)는 네크부의 B-B 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 일체형 기타는 몸체부와 네크부가 모두 동일한 구성으로 되어 있으므로, 별도의 부재를 결합시킬 필요없이, 상ㆍ하 몰드의 접합면에서의 접합에 의하여 즉시 일체형 기타를 제조할 수 있고, 따라서, 생산공정이 대폭 간소화될 수 있다.또한, 기타의 전체적인 중량의 균형을 위하여, 일반적인 목재 소재보다 비중이 큰 불포화 폴리에스테르 수지층의 내측으로 비중이 낮은 폴리에틸렌 폼 또는 목편이 채워져 있으므로, 전통적인 목재 소재의 기타의 중량에 근사시킬 수 있으며, 몸체부에서 네크부에 이르는 기타의 각각의 부분에 대하여, 상기 불포화 폴리에스테르 수지층의 두께와 상기 폴리에틸렌 폼 또는 목편의 두께를 조절함으로써, 전체적인 중량의 균형을 쉽게 조절할 수 있다.

아울러, 음향의 면에 있어서도, 상기 본 발명에 따른 불포화폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타를 실험을 통해 살펴본 결과, 목재로 구성된 기타에 비하여 전혀 손색이 없는 음향이 얻어졌으며, 특히 기타 현의 진동 실험에서 파장이 짧고 정점이 날카로운 점은 젊은이의 취향에 잘 맞는 것으로 밝혀졌다.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 이점이 있다.

첫째, 목재로 구성할 경우에는 한 사람이 하루에 1개 정도 밖에는 만들 수 없었으나, 불포화폴리에스테르 수지로 일체형으로 하게 되면 하루에 5개 이상 생산이 가능하다.

둘째, 도장 작업이 용이하고 도장 회수(回數)도 적으므로 도료의 소모가 적다.

세째, 제조하는데 있어서 솔이나 붓, 간단한 연마장치만이 필요하므로, 목재에 비하여 생산 비용이 적게 소요된다.

네째, 목재일 경우에는 국내외적 영향에 따라 수급의 난이가 있을 수 있으나, 불포화폴리에스테르 수지, 증점제, 경화제, 이형제 등은 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 재료이므로 공급의 곤란성이 거의 없다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 기타의 구성으로서, (a)는 외면 사시도이고, (b)는 A-A 단면도이고, (c)는 B-B 단면도이다.

Claims

몸체부와 네크부를 포함하는 기타에 있어서,

상기 기타의 전체적인 구성이 일체로서 성형되며,

그 단면(斷面)의 구성이 표면으로부터 ⅰ)겔-코트(Gel-Coat, 1), ⅱ)불포화 폴리에스테르(Unsaturated Polyester)와 유리섬유의 적층(2), ⅲ)폴리에틸렌 폼(Polyethylene Foam, 3) 또는 목편의 순으로 이루어지고,

상기 기타의 상기 몸체부에서부터 상기 네크부에 이르기까지의 각각의 부분에 대하여, 상기 불포화 폴리에스테르와 유리섬유의 적층(2)의 두께와 상기 폴리에틸렌 폼(3) 또는 목편의 두께를 조절함으로써, 전체적인 중량의 균형을 조절하는 것을 특징으로 하는, 불포화 폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타.
제1항의 기타를 제조하는 방법에 있어서,

ⅰ) 목형(木型)을 제작하고, 상기 목형 위에 몰드용 불포화 폴리에스테르 수지를 발라서 적층, 성형 및 경화시킨 후, 최종적으로 상기 목형으로부터 분리시킴으로써, 내부에 기타의 외형이 음각(陰刻)된 상ㆍ하 몰드를 제작하는 몰드제작단계와;

ⅱ) 상기 상ㆍ하 몰드의 음각 표면에 겔-코트(Gel-Coat)를 바르고, 상기 겔-코트가 경화된 후, 주제(主劑)인 불포화 폴리에스테르 수지(Unsaturated Polyester resin)와 유리섬유를 반복적으로 적층 경화시키며, 이어서, 상기 불포화폴리에스테르 수지와 유리섬유의 적층 표면으로부터 폴리에틸렌 폼(Polyethylene Foam) 또는 목편(木片)을 부착시키는 적층단계와;

ⅲ) 상기 상ㆍ하 몰드에 포함된 제품에 접착제를 발라서 상기 상ㆍ하 몰드를 서로 접합하는 몰드접합단계와;

ⅳ) 상기 상ㆍ하 몰드에 제품이 포함된 상태로 이를 일정시간 방치하는 숙성단계와;

ⅴ) 숙성이 완료된 제품을 상기 상ㆍ하 몰드와 함께 냉각하는 냉각단계와;

ⅵ) 상기 제품을 상기 상ㆍ하 몰드로부터 탈형시키는 탈형단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 불포화 폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 숙성단계는, 60∼80℃의 온도의 항온조 내에서 4∼6시간 방치하는 것을 특징으로 하는, 불포화 폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 냉각단계는, 상온까지 자연 냉각하는 것을 특징으로 하는, 불포화 폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타의 제조방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 불포화폴리에스테르는, 경화시 수지층의 수축으로 인한 제품의 뒤틀림을 방지하기 위하여, PET(Polyethylene telephthalate), 아크릴계 폴리머, 스티렌 모노머 중 어느 하나를 4∼5% 포함하는 것을 특징으로 하는, 불포화 폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타의 제조방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 몰드접합단계의 접착제는, 불포화 폴리에스테르 수지에 탄산칼슘, 탈크, 크레이, 알칼리 토금속류의 산화물 또는 수산화물 중 어느 하나를 10∼14% 포함하고, 경화제를 0.8∼1.5% 포함시킨 증점 접착제인 것을 특징으로 하는, 불포화 폴리에스테르 소재로 이루어진 일체형 기타의 제조방법.
삭제