KR101342046B1 - 자동차용 바닥재 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 매트롤을 가공시 기존 예열 설비의 개조 없이 그대로 이용하면서, 생산성을 높이고, 온도에 취약한 점을 해결토록 하면서 통기성이 우수하고, 중량이 가볍고 빗물이나 습기로 인한 곰팡이 및 냄새 발생, 차량 바닥면의 부식이 없고 인체에 무해하고 취급이 용이한 바닥재와 그의 제조방법을 개발하였다. 본 발명의 주요 구성은, 카펫(1)과, 카펫(1) 저면에 도포되어 융착되는 접착성 파우더(3)와, 접착성 파우더(3) 저면에 일체로 부착되는 케미컬부직포(4)와, 케미컬부직포(4) 저면에 일체로 형성되는 부직포(2)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 카펫(1)과 케미컬부직포(4) 접착성 파우더(3)를 도트 형태로 접착하는 것을 특징으로 하며, 상기 부직포(2)와 케미컬부직포(4) 사이는 열압착으로 부착하는 것을 특징으로 하며, 상기 케미컬부직포(4)는 폴리프로필렌이나 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질 중 어느 하나로 이루어지는 장섬유인 것을 특징으로 하며, 상기 부직포(2)는 P.E.T. 50-95 중량%와, 저융점(L.M)화이버 5-50중량% 를 혼합한 재료의 것을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 파우더(3)의 성분은 HDPE 파우더, P.E., PP, ABC, 나이론 재질의 파우더 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 케미컬부직포(4)에는 통공(50)을 형성한 것을 특징으로 하며, 상기 부직포(2)는 니들펀칭한 것임을 특징으로 하며, 상기 접착성 파우더(3) 저면에 일체로 부착되는 케미컬부직포(4)는, PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)으로 구성되거나 또는 PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)과 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)이 일체로 이루어지는 구조 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 제조 방법상 특징으로 부직포롤(20)에서는 P.E.T. 50-95 중량%와, 저융점(L.M)화이버 5-50중량% 를 혼합한 재료를 포함하며 니들 펀칭한 부직포(2)를, 케미컬부직포롤(10)에서는 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)으로 구성되거나 또는 PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)과 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)이 일체로 이루어지는 구조 중 어느 하나로 이루어지는 케미컬부직포(4)를 각각 공급하는 단계; 공급되는 상기 고강성부직포와 케미컬부직포를 열롤러(11)를 통과시켜 열압착으로 합지하여 합지시트(30)를 만드는 단계; 합지된 합지시트(30)를 냉각롤러(12)에서 냉각시키는 단계; 냉각된 합지시트(30)를 접착성분을 포함하는 파우더 공급장치(16)로 보내어 합지시트(30) 상면에 도트 형태로, HDPE 파우더, P.E., PP, ABC, 나이론 재질의 파우더 중 어느 하나의 파우더를 공급하는 단계; 공급된 파우더를 열처리챔버(32)에서 녹여 내는 융착단계; 융착된 파우더가 도포된 합지시트(30)를 냉각롤러(40)로 이송시키는 단계; 카펫롤(33)에서 공급되는 카펫(1)을 상기 냉각롤러(40)로 보내어 상기 파우더가 융착된 합지시트(30)와 합지시켜 매트를 제작하는 단계; 제작된 매트를 숙성챔버(37)에 보내어 열처리하는 단계; 열처리된 매트를 냉각롤러(36)에 보내어 냉각시키는 단계; 냉각된 매트를 권취롤(39)에서 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 부직포롤(20)에서 공급되는 고강성부직포(20) 상면에는, 파우더 공급장치(9)에 의하여 접착성 파우더를 분산식으로 도포하여, PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)만 갖는 케미컬부착포롤(10)에서 공급되는 케미컬부착포(4)와 열압착되게 하되, 이 열압착은 열롤러(11)에 의하여 접착되게 한 것을 특징으로 한다

Description

자동차용 바닥재 및 그의 제조방법{a floor mat for automobile and its manufacturing method}
본 발명은 자동차 실내 바닥의 금속 재질과 접하여 설치하는 매트, 즉 차량용 바닥재와 그의 제조방법에 관한 것이다.
[문헌1] 실용신안등록번호 제 20-0351340 호(2004. 05. 12)
[문헌2] 공개특허공부 10-2009-0018407 호(2009. 02. 20)
[문헌3] 특허출원번호 제 2012-0037548 호(2012. 04. 10)
현재 사용중인 자동차 바닥재는 부직포 카펫 또는 B.C.F. 루프파일카펫이 있다. B.C.F(bulked Continuous Filament(장섬유)) Loop pile 카페트는 처음부터 끝까지 실이 이어져 있으므로 잔털이 빠지지 않는 위생적인 제품이다.
그러나 상기 종래 제품은 상기 카펫 저면에 PE코팅을 한 것으로 인해, 차음 효과는 좋으나 통기성이 없고 중량이 무겁고 습기가 차면 PE코팅으로 통기성이 차단되어 곰팡이가 발생하고 냄새가 나며 차량 바닥의 금속에 부식이 발생된다
또한 종래의 바닥재 저면에 글라스 재질을 도포한 글라스매트도 있으나, 이는 강성은 우수하나 글라스 자체가 인체에 해로워 바람직하지 못하고 제작 및 취급에 불리하며 불량률 발생이 높고, 매트를 라운드진 부분에 설치시 매트가 뻣뻣하여 라운드 처리에 불리하다.
또한 돌가루를 혼합한 매트도 있으나 이는 차음효과는 좋으나 상기와 마찬가지로 무겁고 통기성이 나쁘고 습기 배출이 안되어 냄새가 발생하고 차체 바닥에 부식이 온다
한편 문헌3의 기술은 본 출원인에 의한 선특허 출원으로, 상기한 종래 문제점을 해결하도록 하기 위한 기술로, 통기성이 우수하고, 중량이 가볍고 빗물이나 습기로 인한 곰팡이 및 냄새 발생, 차량 바닥면의 부식이 없는 바닥재를 개발하였다. 상기 문헌3의 구성은, 카펫과, 카펫 저면에 일체로 형성시키는 고강성부직포와, 고강성부직포 저면에 일체로 부착되는 케미컬부직포를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 카펫과 고강성부직포 사이는 접착성 파우더를 사용하여 도트 형태로 접착하는 것을 특징으로 한다
그러나 상기 문헌3의 구성으로 제조되는 자동차 바닥재를 소정 형상으로 제조하기 위하여, 카펫 롤을 풀면서 오븐을 통과하도록 카펫을 연속공급하면, 풀려진 카펫이 오븐을 통과하면서 섭씨 약 200도 정도에서 60-70초 정도 예열 과정을 거치도록 하여 다음 공정인 프레스의 금형에 연속으로 투입하여 소정의 형상으로 매트를 찍어 낸다
이 경우, 프레스에 장착된 금형에서의 소정 형상으로의 가공을 용이하게 하기 위하여는, 반드시 상기와 같이 오븐을 거치는 예열 공정을 거쳐 플렉시블하게 소재를 만들어야 하는데 이 경우, 표면에 노출된 케미컬부직포(4)가 녹아버리거나 타게된다. 즉, 케미컬부직포(4)는 PE 재질로 되어 있어 녹는점이 약하다. 따라서 예열시설을 다르게 하거나 예열온도와 시간의 조절이 필요한 하다. 따라서 그에 따른 시설비가 소요되고, 예열 온도 조절을 위한 제어가 필요하고, 그로 인한 생산 속도도 떨어지는 단점이 있다. 그리고 제조된 바닥재는 백색의 케미컬부직포가 외면에 형성됨으로 오염에 취약하다
본 발명은 상기한 문제점을 더욱 해결하도록 개발한 것으로, 자동차 바닥재의 매트롤을 가공시, 기존 예열 설비의 개조 없이 그대로 이용하면서, 생산성을 높이고, 온도에 취약한 점을 해결토록 하면서 통기성이 우수하고, 중량이 가볍고 빗물이나 습기로 인한 곰팡이 및 냄새 발생, 차량 바닥면의 부식이 없고 인체에 무해하고 취급이 용이한 바닥재와 그의 제조방법을 개발하였다
본 발명의 주요 구성은, 카펫(1)과, 카펫(1) 저면에 도포되어 융착되는 접착성 파우더(3)와, 접착성 파우더(3) 저면에 일체로 부착되는 케미컬부직포(4)와, 케미컬부직포(4) 저면에 일체로 형성되는 부직포(2)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 카펫(1)과 케미컬부직포(4) 접착성 파우더(3)를 도트 형태로 접착하는 것을 특징으로 하며, 상기 부직포(2)와 케미컬부직포(4) 사이는 열압착으로 부착하는 것을 특징으로 하며, 상기 케미컬부직포(4)는 폴리프로필렌이나 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질 중 어느 하나로 이루어지는 장섬유인 것을 특징으로 하며, 상기 부직포(2)는 P.E.T. 50-95 중량%와, 저융점(L.M)화이버 5-50중량% 를 혼합한 재료의 것을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 파우더(3)의 성분은 HDPE 파우더, P.E., PP, ABC, 나이론 재질의 파우더 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 케미컬부직포(4)에는 통공(50)을 형성한 것을 특징으로 하며, 상기 부직포(2)는 니들펀칭한 것임을 특징으로 하며, 상기 접착성 파우더(3) 저면에 일체로 부착되는 케미컬부직포(4)는, PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)으로 구성되거나 또는 PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)과 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)이 일체로 이루어지는 구조 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제조 방법상 특징으로 부직포롤(20)에서는 P.E.T. 50-95 중량%와, 저융점(L.M)화이버 5-50중량% 를 혼합한 재료를 포함하며 니들 펀칭한 부직포(2)를, 케미컬부직포롤(10)에서는 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)으로 구성되거나 또는 PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)과 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)이 일체로 이루어지는 구조 중 어느 하나로 이루어지는 케미컬부직포(4)를 각각 공급하는 단계; 공급되는 상기 부직포와 케미컬부직포를 열롤러(11)를 통과시켜 열압착으로 합지하여 합지시트(30)를 만드는 단계; 합지된 합지시트(30)를 냉각롤러(12)에서 냉각시키는 단계; 냉각된 합지시트(30)를 접착성분을 포함하는 파우더 공급장치(16)로 보내어 합지시트(30) 상면에 도트 형태로, HDPE 파우더, P.E., PP, ABC, 나이론 재질의 파우더 중 어느 하나의 파우더를 공급하는 단계; 공급된 파우더를 열처리챔버(32)에서 녹여 내는 융착단계; 융착된 파우더가 도포된 합지시트(30)를 냉각롤러(40)로 이송시키는 단계; 카펫롤(33)에서 공급되는 카펫(1)을 상기 냉각롤러(40)로 보내어 상기 파우더가 융착된 합지시트(30)와 합지시켜 매트를 제작하는 단계; 제작된 매트를 숙성챔버(37)에 보내어 열처리하는 단계; 열처리된 매트를 냉각롤러(36)에 보내어 냉각시키는 단계; 냉각된 매트를 권취롤(39)에서 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 부직포롤(20)에서 공급되는 부직포(2) 상면에는, 파우더 공급장치(90)에 의하여 접착성 파우더를 분산식으로 도포하여, PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)만 갖는 케미컬부착포롤(10)에서 공급되는 케미컬부착포(4)와 열압착되게 하되, 이 열압착은 열롤러(11)에 의하여 접착되게 한 것을 특징으로 한다
본 발명에 의한 바닥재 제조방법에 의하여 제조되는 바닥재는 기존 예열 설비의 개조 없이 그대로 이용하면서, 생산성을 높이고, 가공상 온도에 취약한 점을 해결토록 하였다.
아울러 통기성이 좋고, 가벼워 차량 경량화에 기여하고 그에 따라 차량 유류 절감에 효과적이다. 또한 바닥재가 공기가 통하므로 곰팡이, 냄새, 차체 바닥면의 부식을 미연 방지한다
또한 본 발명에 의하여 제조되는 바닥재는 차량 바닥재의 무게 감량률이 종래 보다 약 16-20% 정도 감량 가능하고, 제조 단가가 저렴하며, 취급이 용이하고 인체에 무해하며 흡음, 차음 효과도 있다
또한 백색을 띄는 케미컬부직포(4)가 외면으로 드러나지 않아 오염으로 인해 지저분해져 보이는 것도 방지한다
도 1 은 본 발명의 제조방법으로 제조되는 바닥재를 예시하는 단면도
도 2 는 본 발명에 따른 바닥재를 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 공정도
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예
도 4 는 케미컬부직포(4)에 대한 예시도
이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 추가로 상술한다
도 1 에서 보듯이, 본 발명은 기존의 카펫(1) 저면에 PE 코팅 처리하는 대신 파우더(3)로 케미컬부직포(4)를 부착하고, 그 아래에 부직포(2)를 접착하였다.
본 발명에서 사용하는 부직포(2)는 P.E.T. 성분 재료 50-95 중량%와, 저융점(L.M)화이버 5-50중량% 를 혼합한 것을 사용하며, 선택적으로 니들펀칭기로 니들 펀칭하여 다수의 구멍이 형성된 것을 사용하여 통기성이 더욱 좋게 하였다
니들펀칭한 것을 사용하면, 강성이 향상되고 굽힘성이 좋아 다루기 좋으며 통기성이 우수하다. 그러나 니들 펀칭하지 않은 것을 사용하여도 된다.
저융점화이버는 낮은 온도에서 녹아 접착력을 주기 위한 섬유로 상기 범위의 성분을 포함시키는 것이 접착에 유리하다. 상기 범위 이하면 접착성이 떨어지며 그 범위 이상이면 지나친 접착 성분의 낭비와 함께 P.E.T. 성분의 특성인 통기성과 흡수성 등의 특성이 떨어진다.
케미컬부직포(4)는 그 상층은 피이티층(70)을 형성하고 그 아래는 피이필름층(71)을 형성한다. 피이티층(70)은 P.E.T(폴리에틸렌테레프탈레이트) 성분으로 이루어지며, 수분 흡수성이 좋고 강성이 강하며, 융점이 섭씨 약 250도 내지 260도에 이며, 습기에 강하여 내습성을 부여해 준다. 피이필름층(71)은 P.E. 재질로 이루어지며 그 융점은 섭씨 110 내지 130도 이다. 따라서 상대적으로 녹는 점이 약하다.
케미컬부직포(4)를 카펫(1)에 부착할 때 사용하는 파우더(3)의 성분은 예를 들어, HDPE 파우더, P.E., PP, ABC, 나이론 재질의 파우더 등 석유화학 물질 계통의 어떠한 접착용 파우더를 사용하여도 좋다. 상기 파우더(3)에 의한 접착은 도트 형태로 접착 파우더를 접착하고자 하는 면 표면에 떨어뜨려, 이를 가열장치를 거쳐 융착시켜 녹여서 카펫(1)과 케미컬부직포(4)를 접착한다. 이 경우 케미컬부직포(4)와 부직포(2)는 미리 접착하여 둔 상태이다.
파우더(3)에 의한 접착을 표면 전체를 면접착을 하지 않고, 도트 형태로 파우더를 분산 시켜 접착하는 이유는 접착되는 두 부재 사이에 통기성을 좋게 하기 위한 것이다
케미컬 부직포(4)는 시중에 시판되는 제품으로, 니들에 의해 펀칭되어 있어 도 4 에서 보듯이, 그 면에 통공(50)이 다수 형성되어 통기성이 있으며 압착으로 이루어져 고강성의 케미컬 부직포이며, 소위, "심지"라고 말하는 소재로, 압착이 가능하여 열 롤러로 압착하여 점착한다
케미컬부직포(4) 대신 장섬유로 대체할 수도 있다. 장섬유는 폴리프로필렌이나 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질 중 어느 하나로 이루어진다. 폴리에틸렌테레프탈레이트은 수분 흡수성이 좋고 강성이 강하며, 융점이 섭씨 약 250도 내지 260도에 이르어, 습기에 강하고 내습성을 주며 소재의 보강에 유리하다. 장섬유의 다른 재료인 폴리프로필렌은 반대로 수분을 흡수하지 않고 강도는 약하나 융점이 섭씨 170도로 비교적 낮고 강성이 우수하다. 따라서 차량의 특성 기타 소비자의 요구 또는 필요에 따라 두 재질 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 장섬유는 국내 회사, 예를들어, 코오롱 그룹 및 도래이새한(주)에서 양산되는 제품으로, 무게가 15-200그램/m2의 것을 사용한다. 본 발명에서 사용되는 장섬유는 부직포와 달리 섬유가 방향성이 없어 한쪽 방향으로 편향되어 늘어지지 않는 특성이 있다
도 2 는 본 발명에 따른 자동차 바닥재의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다
도시한 바와 같이, 부직포(2)와 케미컬부직포(4)를 열압착으로 접착하는 방법은 먼저, 부직포롤(20)에 감겨둔 부직포(2)와 케미컬부직포롤(1)에 감아둔, 케미컬부직포(4)를 열롤러(11)와 냉각롤러(12)를 거치도록 한다.
열롤러(11)에서는 상기 두 부직포 재료들을 열에 의하여 압착으로 접착하고, 그리고 접착되어 나오는 두 소재를 냉각롤러(12)에서 식혀준다. 이렇게 합지된 소재인 합지시트(30)는 파우더공급장치(16)로 보내어진다. 파우더공급장치(16)에서는 롤러 표면에 오목한 형상이 형성되어 이 오목한 형상의 홈에 접착을 위한 접착 파우더(15)가 공급되어, 롤러가 회전하면서 저면으로 일정량씩 파우더를 공급하는 파우더공급롤(17)에 의하여 도트 방식으로 합지시트(30)의 표면에 파우더(15)를 떨어 뜨려 분산시켜 준다
합지시트(30)의 상면에 공급되는 파우더(15)는 즉, 케미컬부직포(4) 상면에 떨어뜨려 주는 것이다. 그리고 열처리챔버(32)에서 열처리되어 파우더(15)가 녹아 표면에 부착되어 나오면, 카펫롤(33)에 권취된 카펫(1)이 공급되어 합지시트(30)와 일체로 접착된다.
카펫롤(33)을 이렇게 후방에서 부착하는 이유는 카펫이 미리 열처리되어 열을 받으면 수축이 일어나므로 이렇게 열처리챔버(32) 후방에서 공급되게 하는 것이다. 그리고 냉각롤러(40)를 거쳐 냉각된 후, 숙성챔버(37)를 통과시킨다.
숙성챔버(37)에서는 열처리에 의해 부착된 본 발명의 바닥재를 재차 가열시켜 접착면과 그 내부 소재가 골고루 접착이 이루어지게 하며 주름을 펴주도록 한다. 그런 후 다시 냉각롤러(36)를 거쳐 권취롤(39)에서 권취 또는 규격별 자동컷팅하면 본 발명에 따른 자동차 바닥재의 제조가 완성된다.
이렇게 완성되는 바닥재는 부직포(2) 면이 차체의 바닥면과 접촉하는 면이 된다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시 예이다.
본 실시 예에서는 케미컬부직포롤(10)이 다른 구성으로 이루어진 것을 예시한다. 즉 케미컬부직포롤(10)이 도 1 에 도시한 바와 같이 케미컬부직포(4)가 피이티층(70)과 피이필름층(71)으로 이루어지는 것이 아니라, 피이티층(70)으로만 이루어지게 구성하였다. 이 경우 피이티층(70)이 열롤러(11)에서 쉽게 합지되지 못하므로, 합지를 위하여 별도로 파우더공급장치(90)를 더 설치하여야 한다. 파우더공급장치(90)의 구성은 앞선 파우더공급장치(16)의 구성과 동일하게 구성하면 되나 다르게 구성할 수도 있다.
1 카펫 2 부직포
3 파우더 4 케미컬 부직포
10 케미컬부직포롤 20 부직포롤
32 열처리챔버 50 통공
70 피이티층 71 피이필름층
90 파우더 공급장치

Claims (11)

  1. 카펫(1)과,
    카펫(1) 저면에 도포되어 융착되며, HDPE 파우더, P.E., PP, ABC, 나이론 재질의 파우더 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 접착성 파우더(3)와,
    접착성 파우더(3) 저면에 일체로 부착되며, 폴리프로필렌이나 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 재질 중 어느 하나로 이루어지고 통공(50)을 형성하는 장섬유로 이루어지는 케미컬부직포(4)와,
    케미컬부직포(4) 저면에 일체로 형성되고, P.E.T. 50-95 중량%와, 저융점(L.M)화이버 5-50중량% 를 혼합한 재료의 것으로 이루어지고, 니들펀칭된 부직포(2)를 포함하되,
    상기 부직포(2)와 케미컬부직포(4) 사이는 열압착으로 부착하는 것을 특징으로 하는 자동차용 바닥재
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  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착성 파우더(3) 저면에 일체로 부착되는 케미컬부직포(4)는, PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)으로 구성되거나 또는 PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)과 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)이 일체로 이루어지는 구조 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동차용 바닥재
  10. 부직포롤(20)에서는 P.E.T. 50-95 중량%와, 저융점(L.M)화이버 5-50중량% 를 혼합한 재료를 포함하며 니들 펀칭한 부직포(2)를, 케미컬부직포롤(10)에서는 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)으로 구성되거나 또는 PET 재질로 이루어지는 피이티층(70)과 PE 재질로 이루어지는 피이필름층(71)이 일체로 이루어지는 구조 중 어느 하나로 이루어지는 케미컬부직포(4)를 각각 공급하는 단계;
    공급되는 상기 부직포와 케미컬부직포를 열롤러(11)를 통과시켜 열압착으로 합지하여 합지시트(30)를 만드는 단계;
    합지된 합지시트(30)를 냉각롤러(12)에서 냉각시키는 단계;
    냉각된 합지시트(30)를 접착성분을 포함하는 파우더 공급장치(16)로 보내어 합지시트(30) 상면에 도트 형태로, HDPE 파우더, P.E., PP, ABC, 나이론 재질의 파우더 중 어느 하나의 파우더를 공급하는 단계;
    공급된 파우더를 열처리챔버(32)에서 녹여 내는 융착단계;
    융착된 파우더가 도포된 합지시트(30)를 냉각롤러(40)로 이송시키는 단계;
    카펫롤(33)에서 공급되는 카펫(1)을 상기 냉각롤러(40)로 보내어 상기 파우더가 융착된 합지시트(30)와 합지시켜 매트를 제작하는 단계;
    제작된 매트를 숙성챔버(37)에 보내어 열처리하는 단계;
    열처리된 매트를 냉각롤러(36)에 보내어 냉각시키는 단계;
    냉각된 매트를 권취롤(39)에서 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 바닥재 제조방법.




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