KR101698861B1 - 열가소성 합성수지 제품의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 상면에 음각의 공동이 형성되는 금형을 준비하는 금형 준비 단계 ; 상기 금형의 공동의 체적보다 큰 체적을 가진 열가소성 합성수지 재료가 상기 금형의 공동에 채워질 수 있도록 상기 금형의 상부에 고상의 상기 열가소성 합성수지 재료를 안치하는 열가소성 합성수지 재료 안치 단계 ; 상기 열가소성 합성수지 재료가 안치된 후 상기 금형을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제1가열 단계 ; 상기 제1가열 단계에 의하여 고상의 상기 열가소성 합성수지 재료가 용융되어 상기 금형의 공동을 채우는 공동 충전부와, 상기 금형의 공동 주변 표면에 박막을 형성하는 박막부와, 상기 공동 충전부의 상부에 형성되되 그 상면의 높이가 상기 박막부의 상면과 동일한 높이를 가지는 공동 상부를 형성한 후 상기 금형을 개방하는 제1개방 단계 ; 상기 제1개방 단계 이후 레이저 가공을 통해 상기 금형의 공동의 가장자리를 따라 상기 열가소성 합성수지 재료의 공동 상부의 가장자리가 제거되는 동시에 상기 금형의 공동의 가장자리를 따라 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부의 가장자리가 제거되는 제1제거 단계 ; 상기 제1제거 단계 이후 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부를 상기 금형의 공동 주변 표면으로부터 이탈시켜 제거하는 제2제거 단계 ; 상기 제2제거 단계 이후 상기 금형의 상면에 원단을 안치하는 원단 안치 단계 ; 상기 원단 안치 단계 이후 상기 금형을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제2가열 단계 ; 상기 제2가열 단계에 의하여 상기 원단과 상기 열가소성 합성수지 재료가 일체화된 후 상기 금형을 개방하는 제2개방 단계 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

열가소성 합성수지 제품의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF UNIFIED THERMOPLASTIC PRODUCT}

본 발명은 원단과 열가소성 합성수지 재료를 일체화시킨 열가소성 합성수지 제품의 제조 방법에 관한 것이다.

열가소성 합성수지는, 통상적으로 열을 가하면 분자 결합이 끊어져 유동성을 가지며 용융되어 그 형태를 변화시킬 수 있으며, 열을 가해 녹인 후 온도가 내려가면 굳어서 다시 모양을 만들 수 있기 때문에 재활용이 가능한 특징이 있다.

근자, 스포츠 및 각종 가전 제품의 보호 케이스 분야에서 이러한 열가소성 합성수지 성형품을 직물 등의 원단과 연계시켜 다양한 형태의 충격 방지용 완충 제품을 선보이고 있다.

열가소성 합성수지 성형품을 직물과 연계시키는 대표적인 방법은 접착제를 이용하는 것이다. 이 방법은 매우 단순하고 누구나 쉽게 작업할 수 있는 장점은 있으나, 복잡한 작업 공정과 높은 불량율, 그리고 환경 오염을 유발시킬 수 있다는 점에서 점차 그 적용 범위가 줄어들고 있는 실정이다.

이에 대한 대안으로 제안되고 있는 것이, 일본 공개특허 평09-001586, 대한민국 공개특허 제2002-0042559호와 같이 금형을 이용하여 직물과 열가소성 합성수지 재료를 일체화하는 방법이다.

이 방법은 최종 제품 형상에 대응되는 공동이 구비되는 금형을 준비하고, 준비된 금형의 공동에 직물을 안치시킨 이후 금형을 밀폐한 다음에, 직물과 금형의 공동 사이 공간에 용융된 열가소성 합성수지 재료를 충전시켜 직물과 합성수지 재료를 일체화시킨다. 즉, 냉각된(또는 냉각시켜서) 금형 내부에 열가소성 합성수지 재료를 사출방식으로 주입하는 방식으로서, 성형품을 금형의 공동 형상으로 대량 생산이 가능하다는 특징이 있다.

그러나, 이 방식은 일정 온도 이상을 유지하고 있는 유동성의 열가소성 합성수지를 상대적으로 낮은 온도를 유지하는 금형에 주입시켜, 금형의 공동 형상으로 냉각 성형한다는 점에서, 용융된 열가소성 합성수지가 금형의 공동 공간을 완전하게 채우지 못하거나 또는 이와 반대로 금형의 공동 공간 이상 주입되는 경우에는 불량이 발생하는 문제가 있다. 그런데 이는 최종적으로 제품 자체를 회복할 수 없는 불량 상태라는 점에서 이에 대한 개선 방안이 시급한 실정이다.

이와 같은 문제점에 대한 개선 방안으로 대한민국 등록특허 제10-1401489호 "열가소성 합성수지 제품의 제조방법"(2014. 5.23. 등록)이 제안된 바 있다. 이 종래 기술은, 임의 형상의 음각으로 이루어지는 공동이 형성되는 금형을 준비하는 단계와; 금형의 공동 체적보다 많은 열가소성 합성수지 재료를 상기 금형의 공동에 채우는 단계와; 금형을 가압한 상태로 열을 가하는 단계와; 가해지는 열에 의해 금형의 공동에 채워진 열가소성 합성수지 재료가 용융되면 가압을 해제하고 금형을 개방하는 단계와; 개방된 금형 내부의 용융상태인 열가소성 합성수지 재료 중에서 금형의 공동에 충전된 부분 이외의 재료를 제거하는 단계와; 열가소성 합성수지 재료가 공동에 충전되어 있는 금형 상면에 직물 또는 핫 멜트 중에 선택되는 어느 하나를 안치하는 단계와; 금형을 가압한 상태로 냉각시켜 상기 직물 또는 핫 멜트 중에 선택되는 어느 하나에 접하고 있는 열가소성 합성수지 재료들을 상기 직물 또는 핫 멜트 중에 선택되는 어느 하나와 일체화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

그러나 상기 종래 기술은 아래와 같은 문제가 있다.

(1) 고상의 재료가 융용될 때 금형의 공동에 존재하던 공기가 외부로 배출되지 않아 최종 제품에 기포가 발생된다는 문제가 있다.

(2) 금형에 공동에 충전된 부분 이외의 재료를 제거할 때, 열가소성 합성수지 재료가 액상인 경우 깨끗한 상태로 재료가 제거될 수 없다는 문제점이 있으며, 열가소성 합성수지 재료가 고상인 경우 공동의 주변 표면의 합성수지 재료는 칼과 같은 물리적 도구에 의하여 쉽게 제거될 수 있는 반면 공동의 상부에 형성된 합성수지 재료는 공동에 충진된 재료와 일체화되어 있는 상태이므로 제거되기 어렵게 되어 결과적으로 일회 제거 작업에 의하여 합성수지 재료를 제거할 수 없게 된다는 문제가 발생한다.

(3) 원단과 합성수지 재료를 일체화시킬 때 종래의 방식에 의할 경우 합성수지 재료가 충분히 원단에 침투하지 못하는 경우가 발생하며, 이를 방지하기 위하여 합성수지 재료의 양을 늘릴 경우 합성수지 재료가 공동 주변으로 번지게 되어 제품의 외관을 조악하게 만드는 문제가 발생한다.

대한민국 등록특허 제10-1401489호 "열가소성 합성수지 제품의 제조방법"(2014. 5.23. 등록)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 최종 제품의 품질 향상을 도모하며 제조 작업을 보다 편리하게 할 수 있는 새로운 열가소성 합성수지 제품의 제조방법을 제안하고자 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상면에 음각의 공동이 형성되는 금형을 준비하는 금형 준비 단계 ; 상기 금형의 공동의 체적보다 큰 체적을 가진 열가소성 합성수지 재료가 상기 금형의 공동에 채워질 수 있도록 상기 금형의 상부에 고상의 상기 열가소성 합성수지 재료를 안치하는 열가소성 합성수지 재료 안치 단계 ; 상기 열가소성 합성수지 재료가 안치된 후 상기 금형을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제1가열 단계 ; 상기 제1가열 단계에 의하여 고상의 상기 열가소성 합성수지 재료가 용융되어 상기 금형의 공동을 채우는 공동 충전부와, 상기 금형의 공동 주변 표면에 박막을 형성하는 박막부와, 상기 공동 충전부의 상부에 형성되되 그 상면의 높이가 상기 박막부의 상면과 동일한 높이를 가지는 공동 상부를 형성한 후 상기 금형을 개방하는 제1개방 단계 ; 상기 제1개방 단계 이후 레이저 가공을 통해 상기 금형의 공동의 가장자리를 따라 상기 열가소성 합성수지 재료의 공동 상부의 가장자리가 제거되는 동시에 상기 금형의 공동의 가장자리를 따라 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부의 가장자리가 제거되는 제1제거 단계 ; 상기 제1제거 단계 이후 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부를 상기 금형의 공동 주변 표면으로부터 이탈시켜 제거하는 제2제거 단계 ; 상기 제2제거 단계 이후 상기 금형의 상면에 원단을 안치하는 원단 안치 단계 ; 상기 원단 안치 단계 이후 상기 금형을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제2가열 단계 ; 상기 제2가열 단계에 의하여 상기 원단과 상기 열가소성 합성수지 재료가 일체화된 후 상기 금형을 개방하는 제2개방 단계 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 열가소성 합성수지 재료 안치 단계에서, 상기 열가소성 합성수지 재료는, 상기 금형의 공동의 체적보다 작은 체적을 가지면서 상기 금형의 공동 내부에 위치되는 고상의 제1열가소성 합성수지 재료와, 남은 공동의 체적보다 큰 체적을 가지면서 상기 제1열가소성 합성수지 재료의 상부에 위치되는 고상의 제2열가소성 합성수지 재료로 이루어질 수 있다.

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상기에 있어서, 상기 제1가열 단계는 진공 분위기에서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 금형에 압축공기 통로가 형성되며, 상기 압축공기 통로의 일단은 상기 금형의 공동 주변 표면과 연결되며, 상기 제1개방 단계에서 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부는 상기 압축공기 통로의 일단을 덮게 되며, 상기 제2제거 단계에서 상기 압축공기 통로로 압축공기가 공급되어 압축공기의 압력에 의하여 상기 박막부가 상기 금형으로부터 이탈되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명은, 최종 제품의 품질 향상을 도모하며 제조 작업을 보다 편리하게 할 수 있는 새로운 열가소성 합성수지 제품의 제조방법을 제공하게 된다.

즉 본 제조 방법에 의할 경우 진공 분위기에서 고상의 열가소성 합성수지 재료가 용융되면서 금형의 공동을 채우게 되어 최종 제품에서 기포 발생을 억제하게 되어 미려한 제품을 제조할 수 있다.

또한 본 제조 방법에 의할 경우 레이저 가공을 통해 금형의 공동 가장자리를 따라 1차로 합성수지 재료를 제거하고, 이후 별개로 박막부를 이탈시켜 제거하게 되어 여분의 재료를 제거하는 작업이 매우 간단하고 확실하게 이루어질 수 있다.

또한 본 제조 방법에 의할 경우 원단에 열가소성 합성수지 재료가 일체화되는 과정에서 열가소성 합성수지 재료는 금형의 공동 형상 그대로를 유지할 수 있기 때문에 제품의 외관이 미려하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 개략적인 단면도,
도 2는 도 1의 금형에 고상의 열가소성 합성수지 재료가 안치된 상태의 단면도,
도 3은 도 2 이후 열가소성 합성수지 재료가 용융된 후 금형을 개방한 상태의 단면도,
도 4는 도 3 이후 제1제거 단계가 실행된 상태의 단면도,
도 5는 도 4 이후 제2제거 단계가 실행된 상태의 단면도,
도 6은 도 5 이후 원단이 안치된 상태의 단면도,
도 7은 도 6 이후 원단과 열가소성 합성수지 재료가 일체화된 제품의 단면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 금형의 개략적인 단면도이며, 도 2는 도 1의 금형에 고상의 열가소성 합성수지 재료가 안치된 상태의 단면도이며, 도 3은 도 2 이후 열가소성 합성수지 재료가 용융된 후 금형을 개방한 상태의 단면도이며, 도 4는 도 3 이후 제1제거 단계가 실행된 상태의 단면도이며, 도 5는 도 4 이후 제2제거 단계가 실행된 상태의 단면도이며, 도 6은 도 5 이후 원단이 안치된 상태의 단면도이며, 도 7은 도 6 이후 원단과 열가소성 합성수지 재료가 일체화된 제품의 단면도이다.

1. 금형 준비 단계

먼저 도 1과 같이 상면에 음각의 공동(11)이 형성된 금형(10)을 준비한다.

금형(10)의 상면에는 임의 형상으로 이루어지는 음각의 공동(11)이 형성된다. 음각의 공동(11)은 후술할 열가소성 합성수지 재료가 채워지는 공간이다.

본 실시예에 따라 형성되는 금형(10)의 공동(11)은 그 수에 따라 단일 형상의 공동(11)으로 이루어지거나 또는 복수 개의 공동(11)으로 이루어질 수 있다.

금형(10)의 공동(11)이 복수 개로 이루어지는 경우에, 상기 복수 개의 공동(11)들은 상호 간에 연결되어 형성되거나, 또는 복수 개의 공동(11) 중 선택되는 어느 하나 이상이 나머지 공동(11)과 분리되어 형성되거나 또는, 복수 개의 공동(11) 모두가 나머지 각각과 분리되어 형성될 수도 있다. 다만, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명은 이에 따라 제한되지 않음은 물론이다.

다양한 형상으로 이루어지는 금형의 공동은 최종 열가소성 합성수지 제품의 전체 외형과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 금형의 공동 구조가 직물이 안치되는 제1공동과 상기 제1공동 표면에 음각으로 형성되어 열가소성 합성수지 재료가 채워지는 제2공동으로 이루어지는 경우를 배제하지 않는다.

한편 금형(10) 내부에는 압축공기 통로(12)가 형성되며, 압축공기 통로(12)의 일단은 금형(10)의 공동 주변 표면(13)과 연결된다. 금형(10)의 공동 주변 표면(13)과 연결된 압축공기 통로(12)의 일단을 압축공기 출구단(12a)이라 칭한다.

2. 열가소성 합성수지 재료 안치 단계

금형(10)의 상부에 고상의 열가소성 합성수지 재료(100)를 도 2와 같이 안치한다.

이때 열가소성 합성수지 재료(100)는 금형(10)의 공동(11)의 체적보다 큰 체적을 가지므로, 열가소성 합성수지 재료(100)가 용융되면 열가소성 합성수지 재료(100)는 금형(10)의 공동(11)을 채울 수 있을 뿐만 아니라 공동(11) 외부에도 재료가 남게 된다.

한편 본 실시예에서 고상의 열가소성 합성수지 재료(100)는 판 형태를 가지는 것으로 도시하였지만, 실시예에 따라서 고상의 열가소성 합성수지 재료(100)는 입자상 혹은 과립상으로 제공될 수도 있다.

3. 제1가열 단계

고상의 열가소성 합성수지 재료(100)가 안치된 후 금형(10)을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제1가열 단계가 실행된다.

금형(10)에 지속적으로 열이 가해지면, 그 열에 의해 용융된 열가소성 합성수지 재료(100)는 상대적으로 금형(10)의 공동(11)에 먼저 충전되며, 나머지 과잉 공급되어 용융된 재료들은 공동(11) 이외의 공간인 공동의 상부와 공동 주변 표면(13)에 자리하게 된다.

즉 고상의 열가소성 합성수지 재료(100)는 용융되어, 금형(10)의 공동(11)을 채우는 공동 충전부(110)와, 금형(10)의 공동 주변 표면(13)에 박막을 형성하는 박막부(120)와, 공동 충전부(110)의 상부에 형성되되 그 상면의 높이가 박막부(120)의 상면과 동일한 높이를 가지는 공동 상부(111)를 형성하게 된다(도 3 참조).

이때 열가소성 합성수지 재료(100)의 박막부(120)는 압축공기 통로(12)의 압축공기 출구단(12a)을 덮게 되며, 나아가 박막부(120)의 일부(121)는 압축공기 통로(12)의 내부로 침투하게 된다.

한편 제1가열 단계는 진공 분위기에서 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 진공 분위기에서 가압과 열을 가할 경우 미리 금형(10)의 공동(11)에 존재하는 공기를 제거하는 효과를 가지게 되어 최종 제품에서 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같은 진공 분위기는 가압 프레스에 진공 챔버를 설치함으로써 실행될 수 있다.

만일 대기압 상태에서 가압과 열을 가할 경우 열가소성 합성수지 재료가 용융되는 과정에서 공동(11)에 존재하던 공기가 미처 빠져나오지 못하게 되어 제품에 기포를 형성하게 된다는 문제가 발생할 수 있다.

4. 제1개방 단계

제1가열 단계에 의하여 고상의 열가소성 합성수지 재료(100)가 용융되면서 도 3과 같이 공동 충전부(110), 박막부(120), 공동 상부(121)를 형성한 후 금형(10)을 개방한다.

즉 금형(10)의 개방은, 고상의 열가소성 합성수지 재료(100)가 열에 의해 연화점(softening temp.)을 지나 용융되기 시작하는 점성체로의 변화 시점 또는, 용융점(melting temp.)을 지나 용융 액체로 변화하는 시점 사이, 또는 완전한 용융 액체 상태 중에서 임의로 선택하여 이루어지는 것이 바람직하다.

도 3은 금형(10)이 개방되었을 때의 열가소성 합성수지 재료(100)의 형태를 보인다.

제1개방 단계에서 혹은 제1개방 단계를 지난 후 열가소성 합성수지 재료(100)는 고상으로 변화되어 있다.

5. 제1제거 단계

제1개방 단계 이후 레이저 가공을 통해 금형(10)의 공동(11)의 가장자리를 따라 열가소성 합성수지 재료(100)의 공동 상부(111)의 가장자리가 제거되는 동시에 금형(10)의 공동(11)의 가장자리를 따라 열가소성 합성수지 재료(100)의 박막부(120)의 가장자리가 제거되는 제1제거 단계가 도 4와 같이 실행된다.

즉, 레이저 가공을 통해서 도 4의 130으로 표기된 부분이 제거되는 것이다.

제1제거 단계에 의하여 열가소성 합성수지 재료(100)의 박막부(120)는 공동 충전부(110) 및 공동 상부(111)로부터 분리된다.

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레이저 가공은 레이저 빔을 물체의 표면에 조사하면, 재료 표면의 온도가 급격히 올라가 표면 근처가 용융됨과 동시에 증발됨으로써 물질이 제거되어 가공이 이루어는 기술을 말하는 것으로, 특히 본 실시예의 경우 빠른 제거 속도를 위하여 레이저 마킹기를 이용하여 제1제거 단계를 실행하는 것으로 한다.

아울러 본 실시예에서 공동 충전부(110)의 상부에 공동 상부(111)가 잔존하고 있음에 유념바라며, 아울러 공동 상부(111)는 그 가장자리가 제거되어 공동 충전부(110)의 내측에 위치됨을 유념바란다.

6. 제2제거 단계

제1제거 단계 이후 열가소성 합성수지 재료(100)의 박막부(120)를 도 5와 같이 금형(10)의 공동 주변 표면(13)으로부터 이탈시켜 제거한다.

박막부(120)는 제1제거 단계에서 공동 충전부(110) 및 공동 상부(111)와 분리된 상태이므로 매우 쉽게 이탈시켜 제거될 수 있다.

특히 본 실시예의 경우 압축공기 통로(12)로 압축공기가 공급되어 박막부(120)가 금형(10)으로부터 매우 쉽게 이탈될 수 있다.

특히 박막부(120)의 일부(121)는 압축공기 통로(12) 내부로 침투한 상태이므로 압축공기에 의하여 소정의 높이까지 상부로 이탈될 수 있으므로 더욱 쉽게 이탈될 수 있다.

7. 원단 안치 단계

제2제거 단계 이후 도 6과 같이 금형(10)의 상면에 원단(200)을 안치한다.

원단(200)은 직물 또는 핫 멜트(Hot Melt) 등일 수 있다.

이 중에서 직물은 용융된 열가소성 합성수지 재료가 금형 내부에서 발생하는 압력에 의해 침투(penetration) 가능하거나 또는, 함침(impregnation)이 가능한 구조와 조직으로 이루어지기만 하면 무방하여, 천연소재 또는 합성소재 편직물이나 제직물 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 선택되는 직물은 신축성 여부와 전혀 무관하므로 전혀 신축성이 없거나 또는, 어느 일 방향 이상으로 신축성이 있더라도 무방하다.

아울러, 본 발명은 상기 직물 이외에 성형재료가 침투할 수 있거나 또는 함침할 수만 있다면 천연소재 또는 합성소재로 이루어지는 부직포, 그리고 천연 피혁 및 직물 또는 부직포 등으로 가공된 합성 피혁 역시 배제하지 않는다.

아울러, 본 발명은 상기 피부착재료 이외 성형재료가 부착될 수만 있다면, 성형재료와 연화점 (softening temp.) 또는 용융점(melting temp.)이 동일하거나 상이한 열가소성수지 필름 또는 열가소성수지 필름 등이 표면에 구비된 직물, 부직포 등으로 가공된 소재 또한 배제하지 않는다.

또한, 핫 멜트는 열가소성 합성수지로 이루어진 것으로서 열을 가하여 녹인 후 피접착 재료에 압착하여 냉각시킴으로써 두 물체를 용이하게 접착시키는 접착제로서 널리 알려진 재료이다. 상기 핫 멜트는 그 특성상 후술할 가열된 금형 내에서 용융된 열가소성 합성수지 재료와 용이하게 일체화될 수 있다. 상기 핫 멜트는 시트 또는 필름, 부직포 등 여러 형상으로 이루어져 용융된 열가소성 합성수지 재료 상면에 안치될 수 있음은 물론, 펠릿 또는 분말(파우더) 형태로 이루어져 용융된 열가소성 합성수지 재료 상면에 도포될 수도 있다. 상기 핫 멜트는 TPU(Thermoplastic Polyurethane) 핫 멜트, PA(Polyamide) 핫 멜트, EVA(Ethane-vinyl acetate copolyester) 핫 멜트, PES(Copolyester) 핫 멜트 등을 포함하여 관련 분야에서 널리 사용되고 있는 재질 중에서 임의 선택가능하다.

8. 제2가열 단계

원단(200)을 안치한 후 금형을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제2가열 단계가 실행된다.

이와 같은 가압 가열에 의하여 원단(200)과 열가소성 합성수지 재료(100)가 일체화된다.

특히 열가소성 합성수지 재료(100)의 공동 상부(111)는 금형(10)의 공동(11)의 상부에 위치되어 있으므로 쉽게 압력을 받을 수 있으며 아울러 원단(200)의 조직에 쉽게 침투할 수 있는 상태가 된다.

또한 공동 상부(111)의 가장자리는 제1제거 단계에서 제거되어 공동 상부(111)는 공동 충전부(110)의 내측에 위치되어 있으므로, 공동 상부(111)가 원단(200)에 의하여 가압되면서 원단(200)의 조직에 침투되는 경우에도 공동 상부(111)는 공동 충전부(110)를 벗어나지 않게 된다. 따라서 최종 제품에서는 공동 충전부(110)의 형태 이외의 다른 형태는 확인되지 않아 미려한 제품을 얻을 수 있게 된다.

9. 제2개방 단계

제2가열 단계에 의하여 원단(200)과 열가소성 합성수지 재료(100)가 일체화된 후 금형을 개방한다.

밀폐된 금형(10)을 가압한 상태에서 원단(200)과 접하고 있는 열가소성 합성수지 재료(100)를 냉각 성형한다. 이에 따라, 금형 공동과 원단 표면 및 원단 조직 내부에 각각에 스며든 열가소성 합성수지 재료(100)는 원단(200)과 일체화된다. 열가소성 합성수지 재료(100)와 원단(200)이 일체화되면, 가압을 해제하고 금형을 신속히 개방하면 도 7과 같은 원단(200)의 표면에 임의 형상으로 성형된 열가소성 합성수지 재료(100)가 구비되는 열가소성 합성수지 제품이 만들어지게 된다.

한편 실시예에 따라서는 열가소성 합성수지 재료 안치 단계에서, 2가지 혹은 그 이상의 종류의 합성수지 재료를 금형의 상부에 안치할 수 있다.

즉 금형의 공동의 체적보다 작은 체적을 가지는 고상의 제1열가소성 합성수지 재료를 금형의 공동 내부에 위치시킨 후, 남은 공동의 체적보다 큰 체적을 가지는 고상의 제2열가소성 합성수지 재료를 제1열가소성 합성수지 재료의 상부에 위치시킬 수 있다.

이때 제1열가소성 합성수지 재료와 제2열가소성 합성수지 재료는 서로 색상이 상이하거나 물성이 상이한 것일 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 금형 11 : 공동
12 : 압축공기 통로 12a : 압축공기 출구단
13 : 공동 주변 표면
100 : 열가소성 합성수지 재료
110 : 공동 충전부 111 : 공동 상부
120 : 박막부
200 : 원단

Claims (6)

1. 상면에 음각의 공동이 형성되는 금형을 준비하는 금형 준비 단계 ;
   상기 금형의 공동의 체적보다 큰 체적을 가진 열가소성 합성수지 재료가 상기 금형의 공동에 채워질 수 있도록 상기 금형의 상부에 고상의 상기 열가소성 합성수지 재료를 안치하는 열가소성 합성수지 재료 안치 단계 ;
   상기 열가소성 합성수지 재료가 안치된 후 상기 금형을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제1가열 단계 ;
   상기 제1가열 단계에 의하여 고상의 상기 열가소성 합성수지 재료가 용융되어 상기 금형의 공동을 채우는 공동 충전부와, 상기 금형의 공동 주변 표면에 박막을 형성하는 박막부와, 상기 공동 충전부의 상부에 형성되되 그 상면의 높이가 상기 박막부의 상면과 동일한 높이를 가지는 공동 상부를 형성한 후 상기 금형을 개방하는 제1개방 단계 ;
   상기 제1개방 단계 이후 레이저 가공을 통해 상기 금형의 공동의 가장자리를 따라 상기 열가소성 합성수지 재료의 공동 상부의 가장자리가 제거되는 동시에 상기 금형의 공동의 가장자리를 따라 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부의 가장자리가 제거되는 제1제거 단계 ;
   상기 제1제거 단계 이후 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부를 상기 금형의 공동 주변 표면으로부터 이탈시켜 제거하는 제2제거 단계 ;
   상기 제2제거 단계 이후 상기 금형의 상면에 원단을 안치하는 원단 안치 단계 ;
   상기 원단 안치 단계 이후 상기 금형을 밀폐하여 가압한 상태로 열을 가하는 제2가열 단계 ;
   상기 제2가열 단계에 의하여 상기 원단과 상기 열가소성 합성수지 재료가 일체화된 후 상기 금형을 개방하는 제2개방 단계 ;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 합성수지 제품의 제조 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열가소성 합성수지 재료 안치 단계에서,
   상기 열가소성 합성수지 재료는, 상기 금형의 공동의 체적보다 작은 체적을 가지면서 상기 금형의 공동 내부에 위치되는 고상의 제1열가소성 합성수지 재료와, 남은 공동의 체적보다 큰 체적을 가지면서 상기 제1열가소성 합성수지 재료의 상부에 위치되는 고상의 제2열가소성 합성수지 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 합성수지 제품의 제조 방법.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1가열 단계는 진공 분위기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 합성수지 제품의 제조 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 금형에 압축공기 통로가 형성되며,
   상기 압축공기 통로의 일단은 상기 금형의 공동 주변 표면과 연결되며,
   상기 제1개방 단계에서 상기 열가소성 합성수지 재료의 박막부는 상기 압축공기 통로의 일단을 덮게 되며,
   상기 제2제거 단계에서 상기 압축공기 통로로 압축공기가 공급되어 압축공기의 압력에 의하여 상기 박막부가 상기 금형으로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 열가소성 합성수지 제품의 제조 방법.
   

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