KR100692387B1 - 진공성형물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공성형물의 제조방법에 관한 것으로, 별도의 보강재를 사용하지 않고 진공성형물의 강도를 높일 수 있으며, 생산공정의 단축 및 불량발생의 방지를 통해 진공성형물 제조에 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 진공성형물 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 시트를 진공성형하여 제1성형체를 성형하는 단계와, 상기 제1성형체에 진공성형 금형의 흡기공과 연통되는 통공을 형성하는 단계와, 상기 제1성형체를 진공성형 금형의 성형면에 배치한 상태로 다른 시트를 진공성형하여 상기 제1성형체에 부착된 상태의 제2성형체를 성형하는 단계를 포함하는 진공성형물의 제조방법이 제공된다.

Description

진공성형물 제조방법 {Manufacturing method for vacuum forming products}

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 진공성형물 제조방법의 일실시예를 도시한 공정도

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 진공성형물 제조방법의 다른 실시예를 도시한 공정도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 원자재 시트 20 : 음각 금형

30 : 양각 금형 110 : 제1성형체

120 : 제2성형체 130 : 접착제

본 발명은 진공성형물의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 보강재를 사용하지 않고 진공성형물의 강도를 높일 수 있으며, 생산공정의 단축 및 불량발생의 방지를 통해 진공성형물 제조에 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 진공성형물 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 진공성형은 아크릴수지, 아크릴/ABS 혼합수지, PVC, 폴리스티렌 등과 같은 다양한 합성수지로 이루어진 원자재 시트를 적정 온도로 가열하여 금형의 성형면에 근접시킨 후, 금형을 상승시키는 동시에 금형 반대측에 설치된 연질 플런저(plunger)로 시트를 약하게 밀어주고, 금형에 형성된 흡기공을 통해 음압을 가하여 금형의 성형면에 밀착된 부분이 소정 형상의 성형물을 이루도록 한 것이다. 이러한 제조공정의 특성상, 진공성형은 주로 일측이 오목한 용기 형태의 성형물 제작에 주로 이용되었는데, 근래에는 일회용 용기나 포장용 틀과 같이 요구강도가 작고 간단한 물건 뿐 아니라, 욕조나 세면대, 샤워기 하우징 등과 같이 상대적으로 부피 및 요구강도가 큰 물품의 제조에도 널리 사용되고 있다.

이러한 진공성형에 사용되는 금형은 통상 오목한 성형면을 갖는 형태로 이루어져 시트를 그 내측으로 흡착시켜 성형하게 되는데, 이 경우, 금형 내부로 흡착되는 시트의 성형부 중에서 금형의 외각에 위치된 부분은 금형에 먼저 접촉되어 냉각 되므로 연신이 적게 이루어지는 반면, 그 중앙부로 갈수록 금형에 늦게 접촉되어 연신량이 커지게 될 수밖에 없고, 이로 인해 완성된 성형물은 중앙부로 갈수록 두께가 얇아져 강도면에서 취약할 수밖에 없었다. 이는 욕조나 세면대 등과 같이 상대적으로 크기가 크고 높은 강도가 요구되는 물품의 경우에 특히 문제가 되는데, 중앙부의 두께를 두껍게 하고자 보다 두꺼운 시트를 사용할 경우, 성형성이 현저히 떨어지게 되므로, 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 주로 사용되었던 종래의 방법은 성형된 제품의 표면에 보강재를 도포하는 것이었다. 상기 보강재로는 섬유강화플라스틱(FRP)이 사용되었는데, 그 중에서도 불포화 폴리에스테르를 유리섬유로 보강한 것이 일반적으로 사용되었다.

그러나, 이러한 종래의 보강방법은 그 제작공정에서 전술한 보강재로부터 유리섬유 분진이 발생하여 작업자의 건강에 악영향을 미치게 되고, 상기 보강재로 인해 제품의 사용 후 시트 원재료로 재생이 불가능하며, 보강재가 도포된 면이 불균일한 표면을 갖게 됨에 따라 하나의 면이 외부로 노출되는 제품에만 적용이 가능하고 제품의 적층시에 유격이 많이 발생하여 보관 및 운송 시 공간이 많이 소요되는 문제점이 있었다. 또한, 도포된 보강재를 경화시키기 위한 시설과 시간이 소요되어 제품의 제조원가 절감에 더욱 불리한 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 진공성형 과정에서 성형물에 발생되는 강도 취약부를 별도의 보강재 없이 보 강할 수 있도록 하여, 제조공정에서의 유해물질 발생을 방지하고, 성형된 제품을 용이하게 원재료로 재생하여 사용할 수 있는 진공성형물 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 둘 이상의 성형체를 접합하여 제품의 강도를 보강하되, 별도의 접합작업이 필요 없도록 진공성형을 통해 기성형된 성형체에 다른 성형체가 접합되면서 성형되게 하여 생산공정 단축 및 불량률 감축을 통해 생산성을 향상시킬 수 있는 진공성형물 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 시트를 진공성형하여 제1성형체를 성형하는 단계와, 상기 제1성형체에 진공성형 금형의 흡기공과 연통되는 통공을 형성하는 단계와, 상기 제1성형체를 진공성형 금형의 성형면에 배치한 상태로 다른 시트를 진공성형하여 상기 제1성형체에 부착된 상태의 제2성형체를 성형하는 단계를 포함하는 진공성형물의 제조방법이 제공된다.

본 발명에서, 상기 제1성형체를 성형하는 금형과 제2성형체를 성형하는 금형 중 일측은 오목한 성형면을 구비하고 그 타측은 볼록한 성형면을 구비하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 진공성형물 제조방법은 시트를 진공성형하여 제1성형체본을 성형하는 단계와, 상기 제1성형체본의 배면부에 보강수지를 부착 및 경화시키고 상기 제1성형체본을 제거하여 금형보조체를 제작하는 단계와, 상기 금형보조체에 금형본체의 흡기공과 연통되는 소통공을 형성하고 이 금형보조체를 금형본체에 안착시켜 진공성형 금형을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 진공성형물 제조방법의 일실시예를 도시한 것으로, 욕조와 같이 가운데가 오목한 제품을 성형하는 것을 예시하였다.

본 실시예는 음각 금형만을 이용하여 제품 성형이 이루어지도록 된 것으로, 먼저 도 1a에 도시된 바와 같이 소정의 제품 형상에 따라 음각된 성형면(21)을 갖는 금형(20)을 이용하여 통상적인 방법으로 시트(10)를 진공성형하고, 이를 통해 도 1b에 도시된 바와 같은 제1성형체(110)를 성형한다. 이 제1성형체(110)에 상기 금형(20)의 흡기공(23)과 연통될 수 있도록 대응되는 위치에 복수의 통공(111)을 형성하고, 접착제(170)를 도포하여 그 내측면에 얇은 접합층(130)을 형성한다.

이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 제1성형체(110)를 금형(20)의 성형면에 삽입하여 재배치하고, 이 상태에서 통상적인 방법으로 다시 시트(10)를 진공성형하여 접합층(130)에 부착되도록 한다. 이와 같이 하면, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 제1성형체(110)의 내부에 제2성형체(120)가 접합된 2층구조의 제품 (100)이 제조된다.

이와 같이 제조된 제품(100)은, 종래에 사용되었던 보강재를 도포할 필요가 없으므로, 보강재 도포 및 경화를 위한 시설과 시간을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 제조공정에서 발생되었던 유리섬유 분진에 의한 작업자의 피해를 방지할 수 있고, 제품의 사용 후 용이하게 시트 원재료로 재생이 가능하며, 제품의 적층 시에 발생되는 제품 간의 유격이 적어 보관 및 운송에 보다 유리해지는 장점이 있다.

더욱이, 제1접합체(110)의 형상에 따라 제2접합체(120)가 자연스럽게 성형 및 접합되므로, 상기 제1접합체(110)와 제2접합체(120)를 각각 성형한 후 접합하는 경우에 발생되었던 작업상의 어려움과 그로 인한 접합 불량을 방지할 수 있고, 생산 공정도 단축되어 생산성이 현저하게 향상되는 장점이 있다.

한편, 본 발명에서 상기 제1성형체(110) 및 제2성형체(120)를 이루는 각 시트(10)의 재질은 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC, 아크릴 수지나 ABS/아크릴 혼합수지 등 통상의 합성수지이다. 각 성형체(110, 120)의 재질은 요구되는 제품 특성에 따라 서로 같은 재질이거나 다른 재질일 수 있으며, 각 성형체(110, 120)는 다른 재질의 필름이 접합된 복층 구조로 이루어질 수도 있다. 또한, 접착제(170)는 제1성형체(110)와 제2성형체(120)의 재질에 따라 다양한 종류의 것이 사용될 수 있는데, 예를 들어 제1성형체(110)와 제2성형체(120)의 재질이 위에서 예시한 재료들일 경우 염화메틸렌이나 이 염화메틸렌에 ABS와 폴리스티렌을 용해시킨 액상접착제가 사용될 수 있으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

전술한 실시예의 경우, 욕조나 세면대 등과 같이 오목한 면이 외부로 노출되 는 제품에 바람직한 예를 보인 것으로, 상기와 같이 통공(111)이 형성된 제1성형체(110)가 외부로 노출되지 않게 위치되도록 오목한 금형(20)을 이용한 것이나, 제품의 형태에 따라 볼록한 금형을 이용할 수도 있음은 물론이다.

보다 바람직하게, 본 발명의 진공성형물 제조방법은 음각된 금형에 의해 성형된 성형체와 양각에 의해 성형된 성형체가 접합된 형태로 제품을 제조할 수도 있으며, 이에 대한 다른 실시예가 도 2a 내지 도 2e에 도시되어 있다.

이 실시예를 설명하면, 먼저 도 2a에 도시된 바와 같이 제품 형상에 따라 양각된 성형면(31)을 갖는 금형(30)을 이용하여 통상적인 방법으로 시트(10)를 진공성형하여 도 2b에 도시된 바와 같은 제1성형체본(105)을 만들고, 이 제1성형체본(105)의 배면부에 두껍게 수지를 부착시킨 후 경화시켜 금형보조체(150)를 제작한다. 수지의 경화가 완료되면 금형보조체(150)로부터 제1성형체본(105)을 제거하고, 흡기공(23)이 형성된 금형본체(20a)에 금형보조체(150)를 삽입하여 고정시키면 음각된 금형(20)이 형성된다. 이때, 상기 금형보조체(150)의 저면부를 금형본체(20a)안착될 수 있도록 적절히 가공하고, 금형본체(20a)의 흡기공(23)에 연통되는 소통공(151)을 천공해준다. 한편, 상기 수지는 경화되어 소정 형태를 유지할 수 있는 통상의 수지로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 FRP가 선택될 수 있다.

그 다음, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 양각된 금형(30)을 이용하여 제1성형체(110)를 성형하고, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제1성형체(110)에 전술한 실시예와 동일하게 금형(20)의 흡기공(23)과 연통될 수 있도록 통공(111)을 형성하고, 그 내측면에 접합층(130)을 형성한 다음, 이를 전술한 바와 같이 제작된 금형 (20)에 삽입 배치한다. 이 상태에서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 시트(10)를 진공성형하여 제1성형체(110)의 접합층(130)에 부착되도록 한다. 이와 같이 하면, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 제1성형체(110)의 내부에 제2성형체(120)가 접합된 2층구조의 제품(100)이 제조된다.

이와 같이 제조된 제품(100)은 서로 다른 특성을 갖는 제1성형체(110)와 제2성형체(120)가 결합된 구조이므로, 전술한 실시예에 비해 보다 효과적인 강도 향상이 가능하다. 즉, 상기 제1성형체(110)는 양각된 금형(30)에 의해 성형되어 그 중앙부로 갈수록 두께가 증가되는 특징을 갖고, 상기 제2성형체(120)는 실질적으로 음각된 금형(20)에 의해 성형되어 외각부로 갈수록 두께가 증가되는 특징을 가지므로, 이 두 성형체(110, 120)의 결합에 의해 제품(100)이 전체적으로 고르게 보강된 구조를 갖게 된다. 또한, 이러한 공정은 기존의 금형을 이용하여 금형보조체(150)를 제작함으로써, 최종 성형을 위한 금형을 새로 조각하는 비용을 절감할 수 있으므로, 원가 절감 면에서 매우 효과적인 장점이 있다.

한편, 본 실시예에서는 볼록한 금형(30)에 의해 성형된 제1성형체(110)가 오목한 금형(20)에 정확하게 안착될 수 있게 하기 위한 수단으로서 상기 금형보조체(150)를 제작하는 것을 예시하였으나, 제1성형체(110)의 형태를 고려하여 정확히 금형(20)을 제작하면 상기 금형보조체(150) 없이 제1성형체(110)를 음각된 금형에 삽입 배치하여 이후 공정을 행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 오목한 면이 외부로 노출되는 제품의 경우에 통공(111)이 형성된 제1성형체(110)가 외부로 노출되지 않게 위치되도록 하기 위하여 오목한 금형(20)에 의해 최종 성형이 이루어지도록 한 것을 예시하였으나, 제품의 형태에 따라 볼록한 금형에 의해 최종 성형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 이러한 경우에는 상기 제1성형체(110)가 오목한 금형에 의해 형성될 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 기성형된 성형체에 진공성형을 통해 다른 성형체의 성형과 동시에 접합이 이루어져 제품의 강도 보강이 가능하도록 함으로써, 별도의 보강재 사용으로 인한 유해물질 발생이 방지되고, 제품을 용이하게 재생하여 자원 및 재료 구입비용을 절감할 수 있는 한편, 별도의 접합작업이 필요 없어 생산 공정이 단축되고 불량 발생도 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 접합되는 각 성형체 중 일측은 음각금형에 의해 성형된 구조를 갖게 되고 타측은 양각금형에 의해 성형된 구조를 갖게 되므로, 제품 전체에 걸쳐 균일하게 강도 보강이 이루어져 제품의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 기존의 금형을 이용하여 최종 성형을 위한 금형보조체를 제작함으로써, 금형을 새로 조각할 필요가 없어 제품 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 원재료 시트(10)를 진공성형하여 제1성형체(110)를 성형하는 단계와, 상기 제1성형체(110)에 진공성형 금형의 흡기공과 연통되는 통공(111)을 형성하는 단계와, 상기 제1성형체(110)의 배면부에 보강수지를 부착 및 경화시키고 상기 제1성형체(110)를 제거하여 금형보조체(150)를 제작하는 단계와, 상기 금형보조체(150)에 금형본체(20a)의 흡기공(23)과 연통되는 소통공(151)을 형성하고 이 금형보조체(150)를 금형본체(20a)에 안착시켜 진공성형 금형을 형성하는 단계와, 상기 제1성형체(110)를 진공성형 금형의 성형면에 배치한 상태로 다른 시트(10)를 진공성형하여 상기 제1성형체(110)에 부착된 상태의 제2성형체(120)를 성형하는 단계를 포함하며, 상기 제1성형체(110)를 성형하는 금형과 제2성형체(120)를 성형하는 금형 중 일측은 오목한 성형면을 구비하고 그 타측은 볼록한 성형면을 구비하도록 한 진공성형물 제조방법.
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