KR101247848B1 - 폼 시트 부재, 이의 제조를 위한 주형 및 이 주형의 제조방법 - Google Patents

폼 시트 부재, 이의 제조를 위한 주형 및 이 주형의 제조방법 Download PDF

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Abstract

복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 삽입한 착석 표면 부재를 구비하는 개선된 시트 부재가 개시된다. 바람직하게는, 복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 착석 표면 부재의 최외측 표면에 삽입한다. "최외측 표면"이라는 용어는 시트 부재의 착석자와 접촉하고/하거나 시트 부재의 착석자에 의해 지지되는 착석 표면 부재의 영역을 포함시키고자 하며, 예컨대 트림 커버의 부착을 위해 배치된 구성 요소가 존재하는 홈 또는 트렌치는 포함시키지 않으려 한다. 이러한 시트 부재의 제조를 위한 방법 및 주형도 개시된다.

Description

폼 시트 부재, 이의 제조를 위한 주형 및 이 주형의 제조 방법{FOAM SEAT ELEMENT, MOLD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND METHOD TO MANUFACTURE THE MOLD}
일측면에서, 본 발명 폼 시트 부재(seat element), 바람직하게는 운송 수단용 폼 시트 부재에 관한 것이다. 다른 측면에서, 본 발명은 폼 시트 부재, 바람직하게는 운송 수단용 시트 부재의 제조 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 성형 부재(molded element), 바람직하게는 성형된 폼 시트 부재, 더욱 바람직하게는 운송 수단용 성형 폼 시트 부재의 제조를 위한 주형(mold)에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 주형 제조 방법에 관한 것이다.
오토바이와 같은 운송 수단 내 승객 시트는 통상적으로 소정의 형상으로 성형되고 적당한 트림 커버(trim cover)로 덮인 폼(일반적으로 폴리우레탄 폼) 재료로 제조된다. 탄력 시트를 제공함으로써 승객에게 편안함을 제공하기 위해 발포 재료를 선택하고, 소정의 심미적 특성을 제공하기 위해 트림 커버를 선택한다.
최근 몇 년, 운송 수단용 시트와 같은 시트는 시트에 편안함, 기후 조절, 착석자 감지 등 중 1 이상을 제공하기 위해 개발되어 왔다.
시트의 주변부가 더욱 치밀하고 견고해서 착석자에게 아늑함과 안정감을 제공하는, 이중 밀도 또는 이중 견고성(dual firmness)의 시트 부재를 제공하는 것이 특별한 주목을 받아 온 한 영역이다. 이는 비교적 고속으로 회전할 수 있도록 설계된 기능성 운송 수단에서는 특히 중요하다. 그러나, 착석자가 편안함을 느끼는 시트가 제공된 균형잡힌 지지체를 제공하려는 도전이 계속되고 있다.
이중 밀도 또는 이중 견고성 시트 부재는 제조에 비용이 많이 들고, 다수의 경우에 상이한 견고 특성을 갖는 것이 중요하다고 인식되는 부분에서만 시트 표면의 지지감을 변경한다. 즉, 통상적인 이중 밀도 또는 이중 견고성 시트 부재는 일반적으로 가변적인 밀도 또는 견고성의 제공을 위해 조잡한 접근법을 이용한다.
또한, 이중(또는 다중) 밀도 또는 이중(또는 다중) 견고성 시트는 통상적으로 개별적으로 제조된 후 함께 고정되는 통상적으로 2 이상의 유형의 폼[예, 성형된 프리 라이즈(free rise) 비드 등]의 사용을 필요로 하므로 최종 시트 제품의 제조 시간 및 비용이 증가한다. 대안적으로, 특정의 이중(또는 다중) 견고성 시트는 성형에 의해 제조하거나, 또는 폼 기재에 삽입물[예, 와이어 부재, 플렉솔레이터(flexolator) 등]을 고정시켜 제조한다.
따라서, 단일 폼 부재로부터 제조할 수 있으면서도 이중 밀도 또는 이중 견고성 시트의 이점을 제공할 수 있는 시트 부재가 매우 요망된다.
특정 착석자 크기와 상관없이 최적의 편안함을 제공하도록 설계된 지지체 표면을 구비한 시트 부재를 제조하는 더욱더 최종적으로 적합화된 접근법을 이용하여 이러한 접근이 수행될 수 있다면 더욱 유리할 것이다.
이러한 개선이 대규모 자본 지출을 필요로 하지 않고 수행된다면 특히 유리할 것이다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 단점 중 1 이상을 방지 또는 완화하는 것이다.
따라서, 일측면에서, 본 발명은 폼 기재 및 착석 표면 부재(seating surface element)를 포함하며, 착석 표면 부재의 적어도 일부는 복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 포함하는 시트 부재를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 주형 공동(mold cavity)을 한정하도록 맞물릴 수 있는 제1 주형부 및 제2 주형부를 포함하며, 제1 주형부는 복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 포함하는 착석 표면 성형 부재를 구비하는, 시트 부재 제조용 주형을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 주형 공동을 한정하도록 맞물릴 수 있는 제1 주형부 및 제2 주형부를 포함하고, 제1 주형부는 착석 표면 성형 부재를 포함하는 제1 성형 표면을 포함하며, 착석 표면 성형 부재는 복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 포함하는, 시트 부재 제조용 주형의 제조 방법으로서,
착석 표면 성형 부재의 음각(negative)을 갖는 삽입물을 형성하는 단계;
삽입물 및 제1 임시 주형부의 조합이 실질적으로 제1 주형부의 제1 성형 표면에 상당하도록 삽입물을 제1 임시 주형부에 놓는 단계;
제1 임시 주형부의 음각을 갖는 제2 임시 주형부를 형성하는 단계;
제2 임시 주형부 상에 주조 조성물을 배치하는 단계;
주조 조성물의 노출부 상에 제3 임시 주형부를 형성하고, 제2 임시 주형부 및 제3 임시 주형부를 조합하여 주조 조성물이 차지하고 있었던 주형 공동을 갖는 임시 주형을 한정하는 단계;
주조 조성물을 임시 주형으로부터 제거하는 단계;
주형 공동에 주형 재료를 분배하는 단계; 및
제2 임시 주형부 및 제3 임시 주형부를 제거하여 제1 주형부를 제조하는 단계
를 포함하는 방법을 제공한다.
이에 따라, 본 발명자들은 복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 삽입한 착석 표면 부재를 구비하는 개선된 시트 부재를 발견하였다. 바람직하게는, 복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 착석 표면 부재의 최외측 표면에 삽입한다. "최외측 표면"이라는 용어는 시트 부재의 착석자와 접촉하고/하거나 시트 부재의 착석자에 의해 지지되는 착석 표면 부재의 부분을 포함시키고자 하며, 예컨대 트림 커버의 부착을 위해 배치된 구성 요소가 존재하는 홈 또는 트렌치는 포함시키지 않으려 한다.
더욱 바람직한 측면에서, 시트 부재의 휴지(즉, 비착석) 상태에서, 착석 표면 부재의 표면 면적에 대한 착석 표면 부재의 접촉 표면 면적(피크만)의 비는 1 미만이다.
추가의 바람직한 측면에서, 본 발명의 시트 부재는 성형 폼 시트 부재, 더욱 바람직하게는 단일 폼 부분을 포함하는 성형 폼 부재를 포함한다. 본 발명의 시트 부재에 이러한 성형 폼 부재를 사용하는 이점은, 착석 표면 부재의 표면 상에 스킨(skin)이 존재한다는 것이다. 존재하는 스킨은 중심 또는 코어 영역에 비해 표면에 밀도가 더 높은 폼(예, 깊이 1 mm)이 있다는 데에 특징이 있다. 밀도는 ASTM D-3574를 이용하여 측정할 수 있다. 임의의 특정 이론 또는 실시 양식에 구속되길 바라는 것은 아니지만, 이러한 스킨의 존재는 (예컨대, 피크가 착석 표면 부재에 단순히 접착되어 있고 및/또는 밸리가 착석 표면 부재로부터 단순히 절단되어 있는 경우와는 구별되게) 시트 부재의 착석자에게 지지감 및 편안함의 바람직한 조합을 제공한다.
본 발명은 하기 중 1 이상을 포함하는 다수의 이점을 갖는다:
- 단일 밀도 폼 부품에서, 통상적으로 시트 부재 내 다중 밀도 폼 조각을 사용하여 달성되는 "이중 견고성"(또는 다중 견고성)을 달성할 수 있다 - "이중 견고성" 및 "다중 견고성"이라는 용어는 "이중 밀도" 및 "다중 밀도"라는 용어와 같이 본 명세서를 통해 상호 교환적으로 사용된다;
- 내측 볼스터(bolster) 영역에 부드럽게 접촉함으로써 통상적인 이중 견고성 스플릿(split) 볼스터(블레이드 및 볼스터)를 이중 견고성의 완전 볼스터로 전환시킬 수 있다;
- 본 발명의 시트 부재를 사용하여 소위 통상적인 플러스 패딩(plus padding)에 대한 대체물로서 부드러운 접촉감을 제공할 수 있다;
- 본 발명의 시트 부재는 임의로 기후 조절 시트 기술과 함께 통풍성이 개선되었다;
- 본 발명의 시트 부재는 방음 특징이 개선될 것으로 기대된다;
- 본 발명의 시트 부재는 고정 및 조정가능 허리 영역 모두에서 편안함이 개선되었다;
- 본 발명의 시트 부재는 대퇴 지지 영역에서 편안함이 개선되었다;
- 본 발명의 시트 부재는 트림 커버 효과의 개선에 사용되어 숙련도를 개선시킬 수 있다;
- 본 발명의 시트 부재는 통상적으로 볼스터 강화에 사용되는 폼 삽입물[예, 보더 와이어(border wire) 폼 삽입물, 펠트 재료 등]의 사용을 방지 또는 완화하는 데 사용될 수 있다;
- 본 발명의 시트 부재는 소위 박시트 용도에 사용될 수 있다;
- 본 발명의 시트 부재는 선박, 오토바이 및 사무용 가구 용도와 같은 비운송 수단용 시트 용도에 개선된 편안함을 제공한다;
- 본 발명의 시트 부재를 사용함으로써 혈류의 개선, 근육 피로의 감소, 전단 응력의 감소 등과 같은 생물학적 효과를 얻을 수 있다; 및/또는
- 본 발명의 시트 부재는 단일 층이 아닌 분쇄/충격 구역의 2개의 별개의 층을 제공함으로써 에너지 관리 폼 용도에 사용될 수 있다.
물론, 당업자는 본 명세서에 기초하여 본 발명의 시트 부재로부터 다른 이점을 얻을 수 있음을 인식할 것이다.
본 발명의 구체예를 첨부 도면을 참고로 하여 상세히 설명할 것인데, 동일한 참조 부호는 동일한 부분을 지칭한다.
도 1은 운송 수단용 시트 바닥에 착석한 착석자에 의해 발생한 상대 압력 지 점을 나타내기 위해 착석 표면부를 압력 맵핑한 운송 수단용 시트 바닥의 개략 상면도를 도시한다.
도 2는 운송 수단용 시트 유닛의 압력 맵핑의 구체예의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 시트 부재의 제1의 바람직한 구체예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 시트 부재의 제2의 바람직한 구체예를 도시한다.
도 5a, 5b 및 5c는 각각 본 발명에 따른 시트 부재의 확대부를 도시한다.
도 6a, 6b, 6c 및 6d는 각각 도 5a, 5b 및 5c에 도시된 패턴의 다양한 배열을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 시트 부재의 제3의 바람직한 구체예의 사시도를 도시한다.
도 8은 도 7에서 A-A선을 통과하는 단면도를 도시한다.
도 9는 도 7에서 B-B선을 통과하는 단면도를 도시한다.
도 10은 도 7에서 C-C선을 통과하는 단면도를 도시한다.
도 11a, l1b 및 11c는 각각 본 발명의 시트 부재에 사용될 수 있는 가공(textured) 표면 반복 패턴의 추가의 구체예를 도시한다.
도 12 내지 32는 본 발명의 주형에 사용하기 위한 제1 주형 횡단면의 순차 방식 제조를 도시한다.
도 33은 본 발명의 주형의 구체예의 사시도를 도시한다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
따라서, 본 발명의 일측면은 시트 부재에 관한 것이다. 바람직하게는, 시트 부재는 운송 수단 또는 승객 시트 내에 구비된다. 본 명세서 전체에 사용된 바의 용어 "시트"는 이의 통상적인 의미로 사용하고자 하며, 바닥 또는 쿠션(즉, 착석자가 착석한 시트의 부분) 또는 등받이(back) 또는 등받침(backrest)(즉, 착석자의 등을 지지하는 시트의 부분) 중 하나 또는 둘 다를 포함한다. 자동차, 항공기 및 관련 산업에서 공지된 바와 같이, "시트"는 쿠션(또는 바닥) 및 등받이(또는 등받침) 모두를 포함한다. 따라서, "시트"라는 용어는 쿠션(또는 바닥), 등받이(또는 등받침), 또는 쿠션(또는 바닥) 및 등받이(또는 등받침)을 포함하는 단일체 구조물과 같은 시트 부재를 포함한다. 시트 부재는 쿠션(또는 바닥), 등받이(또는 등받침), 머리받침 및/또는 팔걸이로 고려될 수 있음도 언급해야 한다.
운송 수단용 시트 부재, 특히 시트 쿠션(또는 바닥)을 참고로 하여 본 발명의 매우 바람직한 구체예를 예시하려 하지만, 본 발명의 시트 부재는 가정 및 사무실 가구, 경기장 시트, 극장 시트 등과 같은 비운송 수단 용도에 사용할 수 있음을 이해할 것이다.
도 1을 참고로 하면, 운송 수단용 시트 바닥에 착석한 착석자에 의해 발생한 상대 압력 지점을 나타내기 위해 착석 표면부를 압력 맵핑한 운송 수단용 시트 바닥의 개략 상면도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 압력 시트 지도는 당업자의 입장에서 통상적인 방식으로 제조할 수 있다. 일단 제조하면, 착석자가 착석 표면에 착석할 때 발생한 착석 표면 상의 상대 압력의 영역을 나타내기 때문에 압력 지도는 유용하다.
따라서, 도 1에 한 쌍의 날개부(12, 14) 및 착석 표면(16)을 구비하는 시트 바닥(10)이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 예에서, 압력 지도는 3개의 별개의 압력 구역, 즉 저압 구역(17), 한 쌍의 중압 구역(18) 및 한 쌍의 고압 구역(19)을 포함한다. "저압", "중압" 및 "고압"은 상대적인 개념으로 사용된 것으로, 각각의 구역 내에서 약간의 압력 편차가 있을 수 있음을 이해해야 한다. 통상적인 압력 지도에서, 이러한 편차는 컬러 코딩될 수 있다.
이러한 방식으로 통상적인 착석자에 의해 발생한 압력 영역을 측정함으로써, 착석한 착석자에 의해 발생한 힘에 대한 표면 반응을 관리하는 것이 바람직한 착석 표면(16)[및 가능하게는 날개부(12, 14)] 상의 위치를 확인할 수 있다.
도 2를 참고로 하면, 도 1을 참고로 하여 설명된 시트 바닥(10) 및 이에 연결된 시트 등받이(11)를 포함하는 운송 수단용 시트(20)의 사시도가 도시되어 있다.
운송 수단용 시트(20) 내 A, B, C, D 및 E 부분은 운송 수단용 시트(20)에 착석한 통상적인 착석자로부터 발생하는 압력에 대한 표면의 반응을 관리하는 것이 바람직할 수 있는 지지 표면을 포함한다. 표면 내 이들 부분의 정확한 위치 및 치수는 도 1을 참고로 하여 상기 설명한 압력 맵핑 기술을 이용하여 측정할 수 있다. 도 1을 참고로 하여 기술한 바와 같이, 특정 경우, 시트 바닥(10) 내 날개부(12, 14) 중 하나 또는 모두에서 표면 반응 관리(managed surface response)를 설계하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 시트 등받이(11) 내 어깨 지지부(13, 15)에서의 표면 반응 관리를 설계하는 것이 바람직할 수 있다.
도 3 및 4를 참고로 하면, 시트 바닥의 특정 구체예가 도시되어 있다. 도 3 및 4에서는, 도 1에서와 동일한 참조 부호를 사용하였다. 도 3에서, 접미사 "a"는 각각 도 1에서와 동일한 부재를 지칭하는 데 사용하였다. 도 4에서, 접미사 "b"는 각각의 도 1에서와 동일한 부재를 지칭하는 데 사용하였다.
도 3에서, 일련의 홈(19a)이 착석 표면(16a)에 성형되어, 시트 바닥(10a)에 착석한 착석자에 대한 반응에서 착석 표면(16a)의 일부에 가해진 비교적 높은 압력에 대한 표면 반응 관리를 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, 이 표면 반응 관리는 일반적으로 도 1에 도시된 압력 지도로부터 발생한 중압 구역(18) 및 고압 구역(19)의 위치에 상당하여 이루어진다.
도 4를 참고로 하면, 착석 표면(16b)은 착석 표면(16b)에 착석한 착석자에 대한 반응에서 비교적 높은 힘을 경험할 것으로 예상되는 착석 표면(16b)의 일부에 대한 표면 반응 관리를 제공하도록 배열되어 있는 복수의 오목부(19b)를 포함한다.
도 5a, 5b 및 5c를 참고로 하면, 표면 반응 관리를 실시하는 것이 바람직한 시트 부재 표면의 일부의 다양한 바람직한 구체예의 단면도가 도시되어 있다. 즉, 시트 부재의 나머지 부분은 명확하게 도시하지 않았다.
도 5a에 일련의 피크(105a) 및 밸리(110a)를 포함하는 표면(100a)이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 피크(105a)는 평평한 정점을 포함하고, 각각의 밸리(110a)는 평평한 밑바닥(floor)(최하점부)을 포함한다. 피크(105a) 및 밸리(110a)는 조합되어 일반적으로 사다리꼴, 더욱 특정하게는 양면이 대칭인 사다리꼴 형상인 일련의 돌출부(projection)를 한정한다.
도 5b에서, 도 5a와 관련하여 동일한 부재를 지칭하기 위한 각각의 참조 부호 뒤에 접미사 "b"를 붙였다. 따라서, 도 5b에서, 피크(105b)는 원형 정점을 갖는 반면, 밸리(110b)는 원형 밑바닥(또는 최하점부)을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 피크(105b) 및 밸리(110b)는 조합되어 횡단면이 일반적으로 종 형상인 일련의 돌출부(115b)를 한정한다.
도 5c에서, 도 5a와 관련하여 동일한 부재를 지칭하기 위한 각각의 참조 부호 뒤에 접미사 "c"를 붙였다. 따라서, 도 5c에서, 피크(105c)는 원형 정점을 갖는 반면, 밸리(110b)는 평평한 밑바닥(또는 최하점부)을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 피크(105c) 및 밸리(110c)는 조합되어 횡단면이 실질적으로 포물선 형상인 일련의 돌출부(115c)를 한정한다.
당업자가 인식하고 있듯이, 도 5a, 5b 및 5c에 도시된 특정 구체예는 사실상 예시적인 것이다. 본 명세서에 접하는 당업자는 특정하게 예시된 구체예를 변경할 수 있거나, 또는 피크 및 밸리를 가지며 본 발명의 시트 부재에 이용 가능한 다른 구체예를 설계할 수 있을 것이다.
도 6a, 6b, 6c 및 6d를 참고로 하면, 본 발명에 따른 시트 부재의 상면도가 개략적인 형태로 도시되어 있다. 도 6a, 6b, 6c 및 6d에서, 일련의 돌출부를 115로 나타냈다(접미사 없음). 돌출부(115)는 도 5a, 5b 및 5c에 도시된 형태 또는 바람직한 표면 반응 관리를 제공하는 다른 형상의 돌출부의 형태일 수 있다.
도 6a는 평행 열 또는 방사형 배열의 돌출부(115)를 도시한다. 도 6b는 사선 배열의 돌출부(115)를 도시한다. 도 6c는 서양 장기판 형상의 배열의 돌출부(115)를 도시하며, 도 6d는 다이아몬드형 패턴의 돌출부(115)를 도시한다. 물론, 본 명세서에 접하는 당업자는 도 5a, 5b 및/또는 5c에 도시된 횡단면 또는 다른 횡단면 형상을 이용하여 즉시 돌출부(115)의 다른 다수의 배열의 실시를 변경할 수 있을 것이다.
도 7 내지 10을 참고로 하면, 표면 반응 관리를 제공하는 다수의 구역을 갖는 바람직한 시트 바닥(150)이 도시되어 있다.
일반적으로, 시트 바닥(150)은 폴리우레탄 폼, 폴리프로필렌 폼, 폴리에틸렌 폼 등(폴리우레탄 폼이 가장 바람직한 폼임)으로부터 제조될 수 있는 단일 폼 부재(152)를 포함한다.
시트 바닥(150)은 주 착석 표면(154)을 포함한다. 주 착석 표면(154)은 제1 가공 표면(160), 제2 가공 표면(170) 및 제3 가공 표면(180)을 포함한다.
시트 바닥(150)은 한 쌍의 날개부(156, 158)를 더 포함한다. 각각의 날개부(156,158)는 제4 가공 표면(190)을 포함한다.
제1 가공 표면(160)은 도 6a에 도시된 하나와 유사한 패턴으로 배열된 도 5a에서의 돌출부(115a)와 유사한 돌출부를 포함한다.
제2 가공 표면(170)은 도 6c에 도시된 하나와 같은 패턴으로 실질적으로 직사각형 형상인 일련의 돌출부를 포함한다.
제3 가공 표면(180)은 일반적으로 도 6b에 도시된 것과 유사한 패턴으로 배열된, 평평한 정점(181)을 갖는 피크, 및 원형 밑바닥(182)(또는 최하점부)을 갖는 일련의 밸리로 구성된 일련의 돌출부를 포함한다. 밸리(182)의 깊이는 착석 표면(154)의 주변에 비해 착석 표면(154)의 중간에서 증가함을 주목해야 한다.
제4 가공 표면(190)은 각각의 날개부(156, 158) 상에 위치하며, 제1 가공 표 면(160) 및 제2 가공 표면(170)의 길이 방향으로 존재한다. 제4 가공 표면(190)은 원형 밸리(191)(또는 최하점부)를 갖는 컵 형상 부분의 2개의 열을 포함한다. 시트 바닥(150)은 제1 가공 표면(160), 제2 가공 표면(170), 제3 가공 표면(180) 및 제4 가공 표면(190)을 분리하는 역할을 하는 일련의 홈(159)을 더 포함한다. 바람직한 구체예에서, 일련의 홈(159)은 또한 적절한 트림 커버 부착 시스템(예, 호그-링 와이어, VelcroTM형 패스너와 같은 터치 패스너, 기계적 클립 등)이 배치되는 역할을 한다.
도 11a는 일련의 반 회전타원체 형상의 돌출부(115d)를 포함하는 가공 표면(100d)의 확대 사시도를 도시한다. 돌출부(115d)는 원형의 피크(105d) 및 "밸리"로서 작용하는 실질적으로 연속적인 밑바닥(110d)을 포함한다.
도 11b는 일련의 가늘고 긴 돌출부(115e)를 포함하는 가공 표면(100e)의 확대 사시도를 도시한다. 돌출부(115d)는 가늘고 긴 평평한 피크(105e) 및 실질적으로 가늘고 긴 원형 밑바닥(110e)을 포함한다.
도 11c는 일련의 돌출부(115f)를 포함하는 가공 표면(100f)의 확대 사시도를 도시한다. 돌출부(115f)는 평평한 피크(105e) 및 실질적으로 맞보(ogival) 또는 원형의 밸리(또는 최하점부)(110e)를 포함한다.
도 12 내지 32를 참고로 하면, 상기 설명한 도 3에 도시된 바와 같은 가공 표면을 갖는 시트 부재를 형성할 수 있는 주형의 제조 방법이 단계적으로 도시되어 있다.
도 12를 참고로 하면, 기계식 마스터 틀(machined master form)(200)을 (통상적으로 알루미늄, 목재 또는 다른 충분히 내구성이 있는 재료로부터) 연속적인 방식으로 제조한다. 기계식 마스터 틀(200)은 시트 부재에 운반될 소정의 가공 표면의 음각을 갖는다.
도 13을 참고로 하면, 기계식 마스터 틀(200)이 베이스(210) 및 한 쌍의 측벽(215)을 포함하는 용기(205)에 배치되어 있다. 수지(예, 우레탄, 실리콘 등) 조성물(220)을 통상적인 방식으로 기계식 마스터 틀(200)의 상부에 분배한다.
에폭시 수지(220)가 경화된 후, 이를 기계식 마스터 틀(200)로부터 제거하여, 가공 표면을 갖는 주조 수지 틀(225)을 얻고, 이를 최종적으로 성형될 제품으로 운송한다 - 도 14 참조.
주조 수지 틀(225)을 용기(225)(또는 다른 용기)에 놓는다. 우레탄 형성 혼합물(230)을 통상적인 방식으로 수지 틀(225)의 상부에 분배한다. 우레탄 형성 혼합물(230)을 경화시킨 후, 용기(200)로부터 제거하여, 기계식 마스터 틀(200)과 동일한 가공 표면을 갖는 우레탄 매트(235)를 얻는다 - 도 16 참조.
도 17을 참고로 하면, 가공 표면이 없는 완성된 시트 부재의 모델(240)을 제조하였다. 목재 또는 주형 제조 공정을 견딜 만큼 충분한 내구성이 있는 다른 재료로부터 모델(240)을 제조할 수 있다.
도 18을 참고로 하면, 모델(240)이 밀봉 블록 영역(250)을 갖는 가주형(follow board) 위에 장착되어 있다.
도 19를 참고로 하면, 가주형(245) 위에 장착된 모델(240)이 격납 상자(245) 에 들어 있다.
다음으로, 도 20을 참고로 하면, 모델(240), 가주형(245), 밀봉 블록(250) 및 격납 상자(255)의 일부의 노출된 표면이 석고(또는 다른 경화성) 재료(260)의 층으로 덮여 있다. 일단 석고 재료(260)가 경화되면(또는 처리하기에 충분한 무결성을 얻으면), 석고 조성물(260)과 함께 모델(240)을 떼어내면서 가주형(245), 밀봉 블록(250) 및 격납 상자(255)를 제거한다 - 도 21 참조.
도 22를 참고로 하면, 리드(lid) 격납 상자(265)를 석고 조성물(260)의 주변 가장자리 주위에 놓는다.
그 다음, 석고(또는 다른 경화성) 조성물(270)을 모델(240), 석고 조성물(260) 및 리드 격납 상자(265)의 일부의 노출부 위에 분배한다 - 도 23 참고. 석고 조성물(270)이 경화되면(또는 충분한 무결성을 얻으면), 석고 조성물(260)에 의해 형성된 보울 패턴을 리드 패턴으로부터 분리하고, 석고 조성물(270) 및 모델(240)을 제거한다.
도 24를 참고로 하면, 매트(235)(도 16)를 도시된 바와 같이 석고 조성물(260)에 의해 형성된 보울 패턴 내에 배치한다.
그 후, 주물(foundry) 격납 상자(275)를 석고 조성물(260)에 의해 형성된 보울의 주변 가장 자리 주위에 배치한다 - 도 25 참고.
그 다음, 모래를 주성분으로 하는(또는 석고를 주성분으로 하는) 주물 조성물(280)을 석고 조성물(260)에 의해 형성된 보울에 분배하고, 주물 격납 상자(275)에 담는다.
도 26을 참고로 하면, 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물이 경화되면, 석고 조성물(260) 및 주물 격납 상자(275)에 의해 형성된 보울로부터 이를 분리하고, 이로부터 매트(235)를 제거한다.
도 27을 참고로 하면, 점토(또는 다른 가단성) 조성물(285)을, 제조하고자 하는 주형의 소정 두께에 상당하는 두께로 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(280)의 표면 위에 도포한다.
그 다음, 주물 격납 상자(290)를 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(280) 주위에 놓고, 추가의 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(295)을 점토 조성물(285), 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(280) 및 주물 조성물(290)의 노출부 상부에 놓는다 - 도 28 참고. 도 29를 참고로 하면, 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(295)이 경화되면, 이를 주물 격납 상자(290), 점토 조성물(285) 및 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(280)로부터 분리한다.
그 다음, 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(280, 295)에 의해 한정된 틀을 재조합하여 주형 공동(297)을 한정한다 - 도 30 참고.
모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(295)에 의해 제조된 틀에 구멍(293) 또는 다른 부분을 뚫거나 만들고, 녹은 알루미늄(299)을 통상적인 게이팅 시스템을 이용하여 이를 통해 분배하여 주형 공동(297)을 채운다. 녹은 알루미늄(299)을 냉각시킨 후, 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물(280, 295)을 떼어내서 하부 주형 구역(300)을 얻는다 - 도 31 및 32 참고.
도 17 내지 30을 참고로 하여 상기에서 설명한 다양한 단계를 반복하여 도 33에 도시된 주형의 리드부(305)를 제조할 수 있다. 예컨대, 도 23을 참고로 하면, 석고 조성물(270)에 의해 제조된 틀은 도 25[삽입물(235) 제외) 및 27 내지 30에 나타낸 바와 같은 단계로 사용할 수 있다. 도 33에 도시된 주형의 리드부(305)에 의해 제조된 가공 표면이 바람직하지 않은 경우, 리드부(305)의 제조에 매트(235)를 사용할 필요는 없다.
본 발명을 예시적인 구체예 및 예를 참고로 하여 설명하였지만, 본 명세서에 의해 본 발명을 한정하려는 것은 아니다. 따라서, 본 명세서를 참고로 하여 예시적인 구체예의 다양한 변경 뿐 아니라 본 발명의 다른 구체예가 가능함은 당업자에게 명백할 것이다. 예컨대, 본 발명의 주형의 제조 방법에서, 복수의 피크 및 복수의 밸리를 삽입한 착석 표면 부재의 설계가 그다지 적당하지 않은 경우, 도 12 및 13에 도시된 단계를 수행할 필요 없이 도 14에 도시된 바와 같이 기계식 마스터 틀을 제조할 수 있다. 추가로, 도 17 내지 30을 참고로 하여 특정하게 언급된 석고 조성물 및 모래를 주성분으로 하는 주물 조성물 이외의 재료를 사용할 수 있다. 더 추가로, 도 6a, 6b, 6c 및 6d에 도시된 것들 이외의 다른 패턴, 예컨대 헤링본 패턴, 삼각형 패턴, 4변 이상을 갖는 다각형 패턴 등을 채용할 수 있다. 따라서, 청구 범위는 임의의 이러한 변형 또는 구체예를 포괄하고자 한다. 추가로, 모든 청구 범위에서 바람직한 구체예에 대한 설명을 참고로 인용한다.
본 명세서에 언급된 모든 공개물, 특허 및 특허 출원은, 각각의 개별적인 공개물, 특허 또는 특허 출원이 특정하게 그리고 개별적으로 그 전체를 참고로 인용한 것과 동일한 정도로 본 명세서에서 그 전체를 참고로 인용한다.

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  156. 주형 공동을 한정하도록 맞물릴 수 있는 제1 주형부 및 제2 주형부를 포함하고, 제1 주형부는 착석 표면 성형 부재를 포함하는 제1 성형 표면을 포함하며, 착석 표면 성형 부재는 복수의 피크부 및 복수의 밸리부를 포함하는, 시트 부재 제조용 주형의 제조 방법으로서,
    (a) 착석 표면 성형 부재의 음각(negative)을 갖는 삽입물을 형성하는 단계;
    (b) 삽입물 및 제1 임시 주형부의 조합이 실질적으로 제1 주형부의 제1 성형 표면에 상당하도록 삽입물을 제1 임시 주형부에 놓는 단계;
    (c) 제1 임시 주형부의 음각을 갖는 제2 임시 주형부를 형성하는 단계;
    (d) 제2 임시 주형부 상에 주조 조성물을 배치하는 단계;
    (e) 주조 조성물의 노출부 상에 제3 임시 주형부를 형성하고, 제2 임시 주형부 및 제3 임시 주형부를 조합하여 주조 조성물이 차지하고 있었던 주형 공동을 갖는 임시 주형을 한정하는 단계;
    (f) 주조 조성물을 임시 주형으로부터 제거하는 단계;
    (g) 주형 공동에 주형 재료를 분배하는 단계; 및
    (h) 제2 임시 주형부 및 제3 임시 주형부를 제거하여 제1 주형부를 제조하는 단계
    를 포함하는 제조 방법.
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