KR101551222B1

KR101551222B1 - 자성 지구본 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101551222B1
Application number: KR1020140139780A
Authority: KR
Inventors: 윤재진; 채동현
Original assignee: 주식회사 티앤에스
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2015-09-09

Abstract

본 발명은 자성 지구본의 제조방법에 관한 것으로, 열가소성수지를 용융시킨 상태에서 철분을 혼합하여 제조하고, 나아가 분산제 또는 이형제를 더 혼합하여 제조함으로써 철분이 응집되지 않고 균일하게 분산된 지구본을 성형할 수 있는 자성 지구본 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

자성 지구본 및 그 제조방법{Magnetic globe and its manufacturing method}

일반적으로 지구본은 세계 지도가 인쇄된 지구 모형체를 받침대상에 외곽링을 연결하여 회전 가능하게 장착하여, 사용자로 하여금 세계 지도를 한눈에 파악할 수 있도록 한 일종의 모형 학습 기구를 말한다.

이러한 종래의 지구본은 경질 플라스틱으로 제조되어 자성력이 없으므로 지구본의 표면에 관측자부재를 부착하여 학습하고자 할 때에는 관측자부재에 흡착구를 장착하는 방식을 이용하여 지구본에 탈부착하여 사용하곤 했지만, 흡착구의 흡착력이 약해 지구본에서 관측자부재가 쉽게 떨어지는 불편한 문제점이 있다.

또한, 기존의 경질 플라스틱 지구본의 표면 내주면 중 일부분에 금속재질의 부착재를 부착하는 방식으로 자성력을 가지는 지구본이 제안된 바 있었으나, 바닥면에 자석이 구비된 관측자부재를 지구본의 표면 중 금속재질의 부착재가 부착된 부분에 한하여 부착시킬 수 있고, 다른 표면에는 부착시킬 수 없어 다양한 지역에 대해 태양남중고도 등을 학습할 수 없는 문제가 있다.

(0001) 공개특허 제1994-0026823호(지구본의 구형체 및 그 제조방법) (0002) 공개특허 제1994-0009911호(칠판기능을 갖는 지구본의 제조방법) (0003) 공개실용신안 제1996-0030708호(지구의 성형 제조 금형장치)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 자석이 구비된 관측자부재를 지구본의 어느 특정 지역에 한하지 않고, 어느 곳에나 손쉽게 부착할 수 있고, 제조비용이 저렴한 지구본을 제조할 수 있는 자성 지구본 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

a) 열가소성수지를 용융시킨 상태에서 철분과 혼합하여 펠릿을 제조하는 단계와;

b) 상기 철분이 혼합된 펠릿으로 금형에 의해 사출성형하여 반구형의 지구본을 성형하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 지구본의 제조방법을 제공한다.

특히, 상기 a)단계는 상기 열가소성수지 100중량부에 상기 철분 5~35중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 a)단계는 상기 열가소성수지 100중량부에 상기 철분 5~35중량부 및 분산제 0.1~2.0중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 분산제는 파라핀으로 이루어지는 것이 좋다.

또한, 상기 a)단계는 상기 열가소성수지 100중량부에 이형제 0.1~2.0중량부가 더 혼합되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명은, 위의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자성 지구본을 제공한다.

본 발명은 열가소성수지에 철분이 균일하게 분산된 펠릿을 이용하여 반구형상의 지구본을 사출성형하기 때문에, 모든 부분에 균일한 자성을 갖는 지구본을 제조할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 자석이 구비된 관측자부재를 종래와 같이 특정지역에 한하지 않고, 어느 곳에나 학습자가 손쉽게 부착하여 학습할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 자성 지구본의 제조방법을 보여주는 흐름도이고,
도 2는 지구본 성형 단계에 의해 제조된 반구형의 지구본을 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 3은 본 발명의 자성 지구본을 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 4는 자성 지구본에 관측자부재가 부착된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 5는 관측자부재의 종단면상태를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 자성 지구본의 제조방법을 보여주는 흐름도이고, 도 2는 지구본 성형 단계에 의해 제조된 반구형의 지구본을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 자성 지구본을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

본 발명의 일실시예인 자성 지구본(10)의 제조방법은 크게 펠릿 제조 단계(S11~S13)와 반구형 지구본 성형 단계(S20)로 이루어진다.

먼저, 상기 펠릿 제조 단계(S11~S13)는 열가소성수지를 용융시킨 상태에서 철분을 혼합하여 펠릿을 성형하여 제조하는 단계이다.

상기 열가소성수지는 가열하면 가공하기 쉽고 냉각하면 굳어지는 합성수지로 그 종류는 크게 한정되는 것은 아니고, 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 나일론(nylon), 염화비닐수지(polyvinyl chloride resin), 아크릴수지(acrylic resin) 등을 사용할 수 있다.

상기 열가소성수지의 용융온도는 150℃ ~ 200℃인 것이 좋다. 상기 열가소성수지의 용융온도가 150℃ 미만으로 설정되는 경우에는 상기 자성 지구본(10)의 성형성이 좋지 못하고 철분이 균일하게 분산되지 못하는 문제가 있고, 200℃ 초과로 설정되는 경우에는 상기 자성 지구본(10)의 성형성은 좋으나, 제조비용이 상승하는 문제가 있다.

상기 철분이 상기 용융된 열가소성수지에 효과적으로 분산되도록 상기 철분의 입경은 1~10㎛인 것이 좋다.

그리고, 상기 철분은 상기 열가소성수지 100중량부에 5~35중량부가 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 철분이 5중량부 미만으로 혼합되는 경우에는 자성이 약해 상기 자성 지구본(10)에 후술할 관측자부재(30)의 부착력이 저하되고, 35중량부 초과로 혼합되는 경우에는 도 2와 같이 성형된 반구형 지구본(120)의 강도가 약하여 내구성이 좋지 못하고, 크랙 발생빈도가 높게 나타나는 등 불량률이 높고 품질이 좋지 못하는 문제가 있다.

상기 철분이 균일하게 분산되고 상기 자성 지구본(10)의 성형상태를 보다 완전하게 유지하기 위하여, 상기 열가소성수지에 분산제가 더 혼합되는 것이 좋다.

특히, 상기 분산제는 상기 열가소성수지 100중량부에 대해 0.1~2.0중량부가 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 분산제가 0.1중량부 미만으로 혼합되는 경우에는 상기 철분이 균일하게 분산될 수 없게 되어 상기 자성 지구본(10)에 상기 철분이 상대적으로 부족하게 성형된 특정부분에는 자성력이 떨어져 후술할 관측자부재(30)의 부착력이 저하되는 문제점이 발생한다. 그리고 상기 분산제가 2.0중량부 초과로 혼합되는 경우에는 도 2와 같은 반구형 지구본(120) 성형물의 성형상태를 유지하기 어려운 문제점이 있다.

상기 분산제는 상기 철분이 보다 균일하게 분산되도록 하기 위한 것으로서 크게 한정되는 것은 아니고, 파라핀, 실리카계 분산제 등을 사용할 수 있다. 특히, 분산제로서 반응성이 약하고 화학약품에 대하여 내성이 우수한 파라핀을 사용하는 것이 좋다.

상기 철분이 균일하게 분산되고, 상기 자성 지구본(10)의 성형상태를 보다 완전하게 유지하기 위하여 상기 열가소성수지에 이형제가 더 혼합되는 것이 좋다.

상기 이형제는 상기 열가소성수지 100중량부에 대해 0.1~2.0중량부가 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 이형제가 0.1중량부 미만으로 혼합되는 경우에는 상기 철분이 응집되어 균일하게 분산될 수 없게 되어 상기 자성 지구본(10)에 철분이 상대적으로 부족하게 성형된 특정부분에는 자성력이 떨어져 후술할 관측자부재(30)의 부착력이 저하되는 문제점이 발생한다. 상기 분산제가 2.0중량부 초과로 혼합되는 경우에는 도 2와 같은 반구형 지구본(120) 성형물의 성형상태를 유지하기 어려운 문제점이 있다.

다음으로, 반구형 지구본 성형 단계(S20)는 상기 철분이 혼합된 펠릿으로 금형에 의해 사출성형하여 도 2와 같은 반구형의 지구본(120)을 성형하는 단계이다.

상기 반구형 지구본 성형 단계(S20)의 지구본은 반구형의 상부 지구본(110)과 반구형의 하부 지구본(120)으로 분할 구성될 수 있고, 이를 결합하면 도 3과 같은 완전한 구 형태의 상기 자성 지구본(10)이 형성된다.

도 4는 자성 지구본에 관측자부재가 부착된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 5는 관측자부재의 종단면상태를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.

상기 자성 지구본(10)의 외면에는 도 4와 같이 관측자부재(30)가 부착된다. 이때 상기 관측자부재(30) 하부에는 도 5와 같이 자석(310)이 구비되어 있다.

상기 자성 지구본(10)에는 상기 철분이 전체적으로 균일하게 분산되어 있어서, 상기 자석(310)이 구비된 상기 관측자부재(30)를 어느 특정 지역에 한하지 않고, 어느 곳에나 손쉽게 부착할 수 있는 이점이 있다.

다음으로, 본 발명의 자성 지구본을 다음과 같이 제조하여 자성 및 인장강도 등의 물성을 평가하였다.

170℃로 가열되어 용융된 폴리스티렌(polystyrene)수지에 입경 5㎛ 철분 20중량부 및 분산제로서 파리핀 1.0중량부를 균일하게 혼합하여 펠릿 형태로 성형후 냉각하여 펠릿을 제조하였다. 그리고 상기 펠릿을 이용하여 도 2와 같은 반구형의 지구본을 성형하였다.

상기 제조된 반구형 지구본의 자성, 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성율을 측정하였고, 그 결과를 표 1로 나타냈다. 이때 인장강도는 ASTM D-638, 굴곡강도 및 굴곡탄성율은 ASTM D-790의 방법에 의해 측정하였다.

	측정값	시험규격
자성(emu/g)	13
인장강도(kgf/cm²)	245	ASTM D-638
굴곡강도(kgf/cm²)	406	ASTM D-790
굴곡탄성율(kgf/cm²)	23,545	ASTM D-790

위 표 1과 같이 본 발명의 자성 지구본은 자성이 13 emu/g으로 우수하고, 인장강도, 굴곡강도 및 굴곡탄성율이 우수한 것을 확인할 수 있다.

10; 자성 지구본, 110; 상부 지구본,
120; 하부 지구본, 30; 관측자부재,
310; 자석.

Claims

a) 열가소성수지 100중량부를 용융시킨 상태에서 철분 20중량부 및 분산제 0.1~2.0중량부를 혼합하여 펠릿을 제조하는 단계와;
b) 상기 철분이 혼합된 펠릿으로 금형에 의해 사출성형하여 반구형의 지구본을 성형하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 지구본의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 분산제는 파라핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 지구본의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 a)단계는 상기 열가소성수지 100중량부에 이형제 0.1~2.0중량부가 더 혼합되는 것을 특징으로 하는 자성 지구본의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 자성 지구본의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 자성 지구본.
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