KR101234261B1 - 복합 smc 성형품, 및 이의 성형 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합 SMC 성형품의 성형 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법은 한지를 포함하는 한지층을 금형에 적층하는 단계와, 한지층 상에 한지층의 폭과 동일한 폭을 갖는 제1 복합 SMC 시트를 적층하는 단계와, 제1 복합 SMC 시트 상에 제1 복합 SMC 시트의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나 이상의 제2복합 SMC 시트를 적층하는 단계와, 금형이 한지층, 제1 SMC 시트, 및 제2 SMC 시트를 기준 압력에서 가압 성형하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 복합 SMC 성형품에 형성할 수 있다.

Description

복합 SMC 성형품, 및 이의 성형 방법 {Complex SMC Product, and Molding Method Of The same}
본 발명은 복합 SMC 성형품, 및 이의 성형 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 복합 SMC 성형품에 형성할 수 있는 복합 SMC 성형품, 및 이의 성형 방법에 관한 것이다.
일반적으로 복합 SMC(Sheet Moding Compound) 성형품은 복합재료 예컨대, 열경화성 수지에 유리 섬유 또는 탄소 섬유를 함침보강 시켜 제조된 복합 SMC(Sheet Moding Compound; 110) 시트를 압축 성형하여 제조된다.
도 1은 일반적인 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 복수의 복합 SMC 시트(110)를 최종제품의 크기 및 형상 등에 따라 적당한 크기로 자른 후, 복수의 복합 SMC 시트(110)를 금형(120)에 투입하여 압축 성형하여 복합 SMC 성형품을 제조한다.
이렇게 제조된 복합 SMC(Sheet Moding Compound) 성형품은 주택 관련부품, 자동차 관련부품, 그 밖의 산업부품으로 널리 이용되고 있다.
그러나, 종래의 복합 SMC 성형품은 단순한 디자인과 단일색으로 주로 제작되었으며, 이러한 제품은 인테리어 개념이 강조되는 천장재, 또는 벽면의 마감재로 사용하는데 한계가 있다.
또한, 최근에는 친환경 복합 SMC(Sheet Molding Compound) 성형품에 대한 관심이 증대되면서 기존의 복합 SMC(Sheet Molding Compound) 재료에 목재, 종이등이 적용된 다양한 기술들이 개발의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 목적은 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 복합 SMC 성형품에 형성할 수 있는 복합 SMC 성형품, 및 이의 성형 방법을 제공하는 것이다.
또한, 한지층에 포함된 한지가 성형 단계에서 유분에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있는 복합 SMC 성형품 및 이의 성형 방법을 제공하는 것이다.
또한, 한지층에 포함된 한지가 성형 단계에서 찢어지거나 구겨지는 것을 방지할 수 있는 복합 SMC 성형품 및 이의 성형 방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법은 한지를 포함하는 한지층을 금형에 적층하는 단계와, 한지층 상에 한지층의 폭과 동일한 폭을 갖는 제1 복합 SMC 시트를 적층하는 단계와, 제1 복합 SMC 시트 상에 제1 복합 SMC 시트의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나 이상의 제2복합 SMC 시트를 적층하는 단계와, 금형이 한지층, 제1 SMC 시트, 및 제2 SMC 시트를 기준 압력에서 가압 성형하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따라 기준 압력은 40kgf/cm2 이상 60kgf/cm2 이하일 수 있으며, 제1 복합 SMC 시트의 두께는 0.5mm 이상 1mm 이하일 수 있다.
실시 예에 따라 금형이 상기 한지층, 상기 제1 SMC 시트, 및 상기 제2 SMC 시트를 가압 성형하는 시간은 1분 이상 5분 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 에에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법은 한면에 한지층이 형성된 제1 복합 SMC 시트의 한지층이 형성된 부분을 금형과 마주보게 위치시킨 후, 제1 복합 SMC 시트를 금형에 적층하는 단계와, 제1 복합 SMC 시트 상에 제1 복합 SMC 시트의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나 이상의 제2복합 SMC 시트를 적층하는 단계와, 금형이 한지층, 제1 SMC 시트, 및 상기 제2 SMC 시트을 기준 압력에서 가압 성형하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따라 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법의 기준 압력은 40kgf/cm2 이상 60kgf/cm2 이하일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법에 의해 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 복합 SMC 성형품, 및 이의 성형 방법은 한지의 심미적, 표면적인 특성을 훼손하지 않으면서 한지를 복합 SMC 성형품에 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 복합 SMC 성형품, 및 이의 성형 방법은 유분이 복합 SMC 시트, 및 한지층을 통하여 잘 빠져나오게 함으로써 한지층의 오염을 방지하고 유분에 의해 한지층의 코팅되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 복합 SMC 성형품, 및 이의 성형 방법은 복합 SMC 성형품의 성형 공정에서 한지층에 포함된 한지가 찢어지거나 구겨지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 복합 SMC 시트를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1 복합 SMC 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 제1 복합 SMC 시트를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
복합 SMC 성형품(1300)의 성형 방법은 먼저, 한지를 포함하는 한지층(1010)을 하부 금형(1050) 상에 적층한다(S410). 한지층(1010)에 포함된 한지는 닥나무 또는 삼지닥나무의 표피층을 원료로 하는 종이를 말한다. 또한, 자연스러운 느낌을 주기 위해 천연소재인 꽃잎 또는 나뭇잎등이 적층된 것일 수 있다.
한지층(1010)의 두께는 복합 SMC 시트(1200)를 성형하는 과정에서 유분이 한지층(280)을 통하여 잘빠져 나와 한지층(1010)이 유분에 의해 오염되지 않는 두께여야 한다. 실시예에 따라 한지층(1010)의 두께는 0.3mm 이상 1mm 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
한지층(1010)을 적층한 후, 한지층(1010) 상에 한지층(1010)과 동일한 폭을 갖는 제1 복합 SMC 시트(1020)를 적층한다(S420). 제1 복합 SMC 시트(1020)는 성형과정에서 이후에 적층되는 제2 복합 SMC 시트(1030)로부터 빠져나오는 유분이 제1 복합 SMC 시트(1020)를 잘 통과하도록 하는 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 실시 예에 따라 제1 복합 SMC 시트(1020)의 두께는 0.5mm 이상 1mm 이하일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제1 복합 SMC 시트(1020)는 제1 열경화 수지층(1021), 제1 열경화 수지층(1021) 상에 형성된 섬유층(1023), 섬유층(1023) 상에 형성된 제2 열경화 수지층(1025)을 포함하여 구성된다.
제1 복합 SMC 시트(1020)를 적층한 후, 제1 복합 SMC 시트(1020) 상에 제1 복합 SMC 시트(1020)의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나 이상의 제2 복합 SMC 시트(1030)를 적층한다(S430).
제2 복합 SMC 시트(1030)를 제1 복합 SMC 시트(1020)보다 작은 폭으로 적층하는 이유는 이후 금형(1100)을 이용한 압축 성형시에 유분 및 수분이 제2 복합 SMC 시트(1030)의 측면으로 빠져나가게 하기 위함이다.
실시 예에 따라 제2 복합 SMC 시트(1030)는 상기 도 3에 도시된 복합 SMC 시트(1020)와 동일한 수지조성물을 포함하여 구성될 수도 있고, 다른 수지조성물을 포함하여 구성될 수도 있다. 예컨대, 제2 복합 SMC 시트(1030)는 저비중 열경화성 수지 조성물을 포함하는 저비중 복합 SMC 시트일 수 있다.
여기서, 저비중 열경화성 수지 조성물이란, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르계 수지 등의 열경화성 수지에 탄산칼슘 등의 무기 충전재와, 속이 빈 유리구, 펄라이트(Pearlite) 등의 중공 형상의 저비중 충진제를 첨가하고, 추가로 필요에 따라 경화 촉진제(증점제), 이형제 등의 첨가제를 첨가하고 교반 혼합하여 제조되는 페이스트 형상의 저비중 열경화성 수지 조성물이 코팅 및 경화되어 형성된 것을 말한다.
제2 복합 SMC 시트(1030)를 적층한 후, 금형(1100)이 한지층(1010), 제1 SMC 시트(1020)와, 제2 SMC 시트(1030)을 기준압력에서 가압 성형하여 복합 SMC 성형품(1300)을 형성한다(S440). 이때, 유분, 및 수분이 제1 SMC 시트(1020)와 한지층(1010)을 통하여 빠져나가거나 제2 SMC 시트(1030)의 양측면을 통하여 빠져나간다. 한지층을 통하여 빠져나간 유분은 가압 성형된 복합 SMC 성형품(1300)의 표면에 형성된 한지층(1010)의 표면을 코팅하는 역할을 한다.
여기서, 기준 압력은 한지층(1010)에 포함된 한지가 압착 단계에서 찢어지거나 구겨지지 않으면서 복합 SMC 시트(1200)와 잘 함침되는 압력을 말한다. 기준 압력은 실시 예에 따라 40kgf/cm2 이상 60kgf/cm2 이하일 수 있다.
가압온도는 135℃ 이상 150℃ 이하일 수 있다. 구체적으로 하부 금형(1050)의 가압 온도는 135℃ 이상 145℃ 이하이고, 상부 금형(1040)의 가압온도는 140℃ 이상 150℃ 이하일 수 있다.
가압시간은 한지층(1010)이 복합 SMC 시트(1200)에 잘 함침되어 질좋은 복합 SMC 성형품(1300)을 형성할 수 있게 하는 시간이어야 하며, 이는 복합 SMC 시트(1200)의 두께에 따라 달라진다. 즉, 복합 SMC 시트(1200)의 두께가 1mm가 증가할 때 마다 가압시간은 30초 이상 80초 이하 범위에서 증가되며, 실시 예에 따라 가압시간은 1분 이상 5분 이하 일 수 있다.
상기와 같은 방법으로 성형된 복합 SMC 성형품(1300)은 기계적 강도, 표면의 품질, 외관이 우수하여 외관을 중요시 하는 건물 천장재, 또는 벽면의 마감재로 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 제1 복합 SMC 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
우선, 한면에 한지층(2010)이 형성된 제1 복합 SMC 시트(2200)의 한지층(2010)이 형성된 부분을 하부 금형(2050)과 마주보게 위치시킨 후, 제1 복합 SMC 시트를 하부 금형(2050)에 적층한다(S710). 한면에 한지층(2010)이 형성된 제1 복합 SMC 시트(2200)는 복합 SMC 시트 제조 장치(도면 생략)를 이용하여 복합 SMC 시트 제조단계에서 제조될 수 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 복합 SMC 시트(2200)는 복합 SMC 시트 제조 장치를 이용하여 제1 열경화 수지층(2021), 섬유층(2023), 제2 열경화 수지층(2025), 한지층(2010)을 차례로 적층한 후 상호 가압 압축하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 제1 복합 SMC 시트(2200) 상에 제1 복합 SMC 시트(2200)의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나의 이상의 제2 복합 SMC 시트(2030)를 적층한다(S720).
그 후, 금형(2040, 2050)이 제1 SMC 시트(2200)와, 제2 SMC 시트(2030)들을 기준압력에서 가압 성형하여 복합 SMC 성형품(2300)을 형성한다(S730).
본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품(2300)의 성형 시의 기준 압력, 가압온도, 가압시간은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법과 동일한 조건에서 이루어 질 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 한지층(3010)과 제1 복합 SMC 시트(3020)를 하부 금형(3050) 상에 차례로 적층한다.
제1 복합 SMC 시트(3020) 상의 서로 이격되는 위치에 제1 복합 SMC 시트(3020)의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나 이상의 제2복합 SMC 시트들(3030)을 각각 적층한다.
그 후, 금형(3040, 3050)이 한지층(3010), 제1 SMC 시트(3020), 및 제2 SMC 시트(3030)들을 기준압력에서 가압 성형하여 복합 SMC 성형품(3300)을 형성한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품(3300)의 성형 방법은 성형 과정에서 기포나 유분이 제2 SMC 시트(3030)들의 양측면으로 빠져나가기 때문에 한지층이 오염되는 것을 방지 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품(3300)의 성형 시의 기준 압력, 가압온도, 가압시간은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 SMC 성형품의 성형 방법과 동일한 조건에서 이루어 질 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예 들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1010 , 2010, 3010 : 한지층
1020, 2200, 3020: 제1 복합 SMC 시트
1030, 2030, 3030 : 제2 복합 SMC 시트
1100, 2040, 2050, 3040, 3050 : 금형
1300, 2300, 3300: 복합 SMC 성형품
1021, 2021: 제1 열경화 수지층
1023, 2023 : 섬유층
1025, 2025 : 제2 열경화성 수지층

Claims (7)

  1. 한지를 포함하는 한지층을 금형에 적층하는 단계;
    상기 한지층 상에 상기 한지층의 폭과 동일한 폭을 갖는 제1 복합 SMC 시트를 적층하는 단계;
    상기 제1 복합 SMC 시트 상에 상기 제1 복합 SMC 시트의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나 이상의 제2복합 SMC 시트를 적층하는 단계;
    상기 금형이 상기 한지층, 상기 제1 SMC 시트, 및 상기 제2 SMC 시트를 기준 압력에서 가압 성형하는 단계를 포함하는 복합 SMC 성형품의 성형 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 압력은 40kgf/cm2 이상 60kgf/cm2 이하인 복합 SMC 성형품의 성형 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 복합 SMC 시트의 두께는 0.5mm 이상 1mm 이하인 복합 SMC 성형품의 성형 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금형이 상기 한지층, 상기 제1 SMC 시트, 및 상기 제2 SMC 시트를 가압 성형하는 시간은 1분 이상 5분 이하인 복합 SMC 성형품의 성형 방법.
  5. 한면에 한지층이 형성된 제1 복합 SMC 시트의 한지층이 형성된 부분을 금형과 마주보게 위치시킨 후, 상기 제1 복합 SMC 시트를 상기 금형에 적층하는 단계;
    상기 제1 복합 SMC 시트 상에 제1 복합 SMC 시트의 폭보다 작은 폭을 갖는 하나 이상의 제2 복합 SMC 시트를 적층하는 단계; 및
    상기 금형이 상기 한지층, 상기 제1 SMC 시트, 및 상기 제2 SMC 시트을 기준 압력에서 가압 성형하는 단계를 포함하는 복합 SMC 성형품의 성형 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기준 압력은 40kgf/cm2 이상 60kgf/cm2 이하인 복합 SMC 성형품의 성형 방법.
  7. 제1항의 복합 SMC 성형품의 성형 방법에 의해 제조된 복합 SMC 성형품.



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