KR102097418B1 - 임프린팅을 이용한 직조 패브릭 제조방법 - Google Patents

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정준호
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Abstract

임프린팅을 이용한 직조 패브릭 제조방법에서, 템플릿이 형성된 상판 몰드 및 하판 몰드를 각각 제작한다. 제1 물질을 상판 몰드 및 하판 몰드의 템플릿에만 선택적으로 충진한다. 제2 물질을 상기 하판 몰드의 함몰부에 위치시킨다. 상기 상판 몰드를 상기 하판 몰드에 결합한다. 상기 제1 물질을 경화시킨다. 상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드를 분리하여, 상기 제1 물질과 상기 제2 물질을 잔류시킨다. 상기 제2 물질을 제거하여 상기 제1 물질이 서로 엮이도록 잔류시키는 단계를 포함한다.

Description

임프린팅을 이용한 직조 패브릭 제조방법{METHOD FOR FABRICATING WOVEN FABRIC USING IMPRINTING}
본 발명은 직조 패브릭 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전도성을 포함한 기능성 섬유로 직조되는 패브릭(woven fabric)을 임프린팅 성형방식을 이용하여 하나의 공정으로 제작할 수 있는 임프린팅을 이용한 직조 패브릭 제조방법에 관한 것이다.
직조 패브릭(woven fabric)(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 한 개 또는 한 다발의 섬유가 서로 얽히도록 연결되어 고정된 천을 의미하며, 3차원의 자유도를 가져, 2차원의 자유도를 가지는 필름과 대비하여 유연성과 곡면평탄성이 우수한 장점을 가진다.
이러한 직조 패브릭은, 일본국 특허공개 제2012-26064호에 개시된 바와 같이, 최근 차세대 기술로 각광받는 유연성 소자의 제작에도 적극 활용될 수 있는데, 예를 들어, 유연성 소자 칩을 직조 패브릭에 이식하여 붙이는 방법, 필름 상에 전자 소자를 붙이는 방법, 또는 전극을 구성하는 미세 전도성실을 직조하여 전도성 패브릭을 제작하는 방법 등이 개발되고는 있다.
그러나, 상기 유연성 소자 칩을 직조 패브릭에 이식하는 방법이나, 필름 상에 전자 소자를 붙이는 방법은, 유연성 소자 칩이나 전자 소자가 쉽게 떨어져 내구성이 제한적인 문제와, 유연성 소자의 자유도가 제한되는 문제가 있다.
또한, 상기 전극을 구성하는 미세 전도성실을 직조하는 방법의 경우, 상대적으로 복잡한 공정이 필요하고, 이에 따른 제작 시간의 증가 등의 문제가 있다.
이에 따라, 상기 소자의 자유도를 높이면서도 내구성을 유지하고, 제작 공정을 줄일 수 있는 새로운 직조 패브릭 제조방법에 대한 필요성이 증가하고 있는 상황이다.
일본국 특허공개 제2012-26064호
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 높은 자유도를 가지면서 내구성을 유지하고, 임프린트 공정이 적용됨에 따라 제작 공정이 보다 효율적이고 단순화되어 제작 시간을 줄일 수 있는 직조 패브릭 제조방법에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 직조 패브릭 제조방법에서, 템플릿이 형성된 상판 몰드 및 하판 몰드를 각각 제작한다. 제1 물질을 상판 몰드 및 하판 몰드의 템플릿에만 선택적으로 충진한다. 제2 물질을 상기 하판 몰드의 함몰부에 위치시킨다. 상기 상판 몰드를 상기 하판 몰드에 결합한다. 상기 제1 물질을 경화시킨다. 상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드를 분리하여, 상기 제1 물질과 상기 제2 물질을 잔류시킨다. 상기 제2 물질을 제거하여 상기 제1 물질이 서로 엮이도록 잔류시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 물질을 경화시키는 단계에서, 상기 제1 물질에 열 또는 UV를 인가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 물질은, 열 또는 UV 가소성 액상 섬유소재를 포함하여, 경화시 전도성을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 물질을 제거하는 단계에서, 물 또는 유기용매를 제공하여 상기 제2 물질을 용해시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 물질은, 용해성 볼(ball)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드를 제작하는 단계에서, 상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드의 표면을 소수성 처리할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계에서, 상기 제1 물질을 잉크젯(inkjet) 방법 또는 미세 디스펜싱(dispensing) 방법으로 상기 템플릿으로 직접 충진할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드 각각은, 서로 인접하도록 복수개가 배열되며, 상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드 상에서 오목하게 형성되는 함몰부, 및 상기 함몰부에 홈 형상으로 형성되는 템플릿을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 템플릿은, 상기 함몰부의 중심점을 통과하는 선형 홈일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 템플릿은, 제1 방향으로 연장되는 선형 홈인 제1 템플릿, 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 선형 홈인 제2 템플릿을 포함하고, 서로 인접한 함몰부들에는 상기 제1 템플릿과 상기 제2 템플릿이 서로 교번적으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상판 몰드를 상기 하판 몰드에 결합하는 단계에서, 상기 상판 몰드의 제1 템플릿과 상기 하판 몰드의 제2 템플릿이 서로 마주하도록 결합할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 상판 몰드와 하판 몰드를 직접 결합 및 분리하는 이른바, 임프린팅 방식을 이용하여 직조 패브릭을 제조할 수 있으므로, 제작 공정이 간단하여, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이 경우, 상기 상판 몰드와 하판 몰드에 개재되는 물질이, 직조 패브릭을 구성하는 제1 물질과 매개체인 제2 물질을 포함하고, 제2 물질이 제거되어 잔류하는 제1 물질이 서로 엮이도록 형성되므로, 직조 패브릭이 가지는 섬유가닥이 서로 엮어지는 형태를 효과적으로 구현할 수 있다.
특히, 상기 제1 물질은 전도성을 가질 수 있으며, 제2 물질은 용해시 제1 물질에 영향을 주지 않는 물질을 선택함으로써, 상기 공정을 통한 직조 패브릭을 보다 안정적이고 용이하게 제작할 수 있다.
또한, 상기 상판 몰드와 하판 몰드의 표면을 소수성 처리를 함으로써, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드를 분리하는 단계에서, 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질과의 분리를 보다 용이하게 수행할 수 있다.
특히, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드는 함몰부 및 선형 홈 형상의 템플릿을 포함하고, 상기 템플릿들은 서로 교차되는 방향으로 형성된 템플릿들이 서로 교번적으로 위치하도록 형성됨으로써, 직조 패브릭이 가지는 소위, 직조 구조를 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
이 경우, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드의 결합시 서로 교차되는 템플릿들이 서로 마주하도록 함으로써, 상기 직조 구조를 보다 효과적으로 구현할 수 있으며, 이를 통해 직조 패브릭이 가지는 3차원 자유도를 구현할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 직조 패브릭의 예를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 직조 패브릭 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 3a는 도 2에서 템플릿이 형성된 하판 몰드를 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I'선을 절단한 단면도이다.
도 4a는 도 2에서 템플릿이 형성된 상판 몰드를 도시한 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 II-II'선을 절단한 단면도이다.
도 5a는 도 2의 제1 물질을 하판 몰드의 템플릿에 충진하는 단계를 도시한 공정도이고, 도 5b는 도 2의 제1 물질을 상판 몰드의 템플릿에 충진하는 단계를 도시한 공정도이다.
도 6은 도 2의 제2 물질을 하판 몰드의 함몰부에 위치시키는 단계를 도시한 공정도이다.
도 7은 상기 상판 몰드 및 하판 몰드를 결합하는 단계를 도시한 공정도이다.
도 8은 도 2의 상판 몰드 및 하판 몰드를 분리하는 단계를 도시한 공정도이다.
도 9는 도 2의 제2 물질을 제거하는 단계를 도시한 공정도이다.
도 10은 도 2의 직조 패브릭 제조방법을 통해 제작된 직조 패브릭을 도시한 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 직조 패브릭 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 3a는 도 2에서 템플릿이 형성된 하판 몰드를 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I'선을 절단한 단면도이다. 도 4a는 도 2에서 템플릿이 형성된 상판 몰드를 도시한 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 II-II'선을 절단한 단면도이다. 도 5a는 도 2의 제1 물질을 하판 몰드의 템플릿에 충진하는 단계를 도시한 공정도이고, 도 5b는 도 2의 제1 물질을 상판 몰드의 템플릿에 충진하는 단계를 도시한 공정도이다. 도 6은 도 2의 제2 물질을 하판 몰드의 함몰부에 위치시키는 단계를 도시한 공정도이다. 도 7은 상기 상판 몰드 및 하판 몰드를 결합하는 단계를 도시한 공정도이다. 도 8은 도 2의 상판 몰드 및 하판 몰드를 분리하는 단계를 도시한 공정도이다. 도 9는 도 2의 제2 물질을 제거하는 단계를 도시한 공정도이다. 도 10은 도 2의 직조 패브릭 제조방법을 통해 제작된 직조 패브릭을 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 직조 패브릭의 제조방법에서는, 우선, 상판 몰드 및 하판 몰드를 각각 제작한다(단계 S10).
보다 구체적으로, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 하판 몰드(10)는 상기 직조 패브릭의 제조에 있어 베이스가 되는 몰드 기판으로서, 임프린트 성형 공정과 유사하게 상기 상판 몰드(20)와 서로 결합되며 내부에 소정 형상의 직조 패브릭을 형성하게 된다.
이를 위해, 상기 하판 몰드(10)는 베이스 기판 상에 복수의 함몰부들(11)이 제1 방향(X) 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향(Y)을 따라 서로 접하며 형성된다.
즉, 도시된 바와 같이, 상기 함몰부들(11)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 동일한 형상으로 반복되어 형성되며, 서로 인접한 함몰부들은 서로 접하도록 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 함몰부(11)는 평면상에서는 원형 형상을 가지며, 단면상에서는 소정의 곡률을 가지며 함몰된 형상일 수 있고, 예를 들어 구(sphere)의 일부를 절단한 형상과 동일한 형상으로 함몰되어 형성될 수 있다.
다만, 상기 함몰부(11)는 반드시 구의 일부를 절단한 형상으로 제한되지는 않으며, 평면상에서 타원형일 수도 있으며, 최종적으로 제작되는 직조 패브릭의 형상을 고려하여 다양한 형태의 함몰된 형상을 가질 수 있다.
상기 함몰부(11) 상에는 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)이 형성된다. 보다 구체적으로, 상기 함몰부(11)는 중심점(15), 즉 오목한 형상의 함몰부에서 최저점을 지나도록 상기 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)이 형성된다.
이 경우, 상기 하나의 함몰부(11)에는 제1 템플릿(12) 및 제2 템플릿(13) 중 어느 하나의 템플릿만 형성되며, 서로 인접하는 함몰부들에는 서로 다른 템플릿이 형성된다.
즉, 상기 제1 방향(X)을 따라 연속적으로 형성되는 함몰부(11)들에는, 상기 제1 템플릿(12) 및 상기 제2 템플릿(13)이 서로 교번적으로 각각 형성되며, 마찬가지로 상기 제2 방향(Y)을 따라 연속적으로 형성되는 함몰부(11)들에도, 상기 제1 템플릿(12) 및 상기 제2 템플릿(13)이 서로 교번적으로 각각 형성된다.
상기 제1 템플릿(12)은 상기 제1 방향(X)을 따라 평행하게 형성된 선형 홈(linear groove)일 수 있으며, 상기 제2 템플릿(13)은 상기 제2 방향(Y)을 따라 평행하게 형성된 선형 홈일 수 있다.
그리하여, 상기 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)은 서로 직교하도록 형성되고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)은 상기 하판 몰드(10) 상에서는 서로 연결되지 않는다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)의 너비나 깊이는 서로 동일할 수 있으며, 각각은 원주 형태로 형성되는 상기 함몰부(11)의 바닥면을 따라 형성되는 것으로, 상부에서 관찰하였을 때에는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 직선형 형상을 가지나, 측면에서 관찰하였을 때에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 동일한 깊이를 가지며 연장되는 곡선형 홈 형상을 가지게 된다.
다만, 이하에서는, 평면상에서 직선형 형상을 가지므로, 선형 홈(linear groove)이라고 칭하며, 상기 선형 홈이라는 용어가 가지는 의미는 상기와 같다.
한편, 본 실시예에서는 상기 하나의 함몰부(11) 상에 하나의 템플릿만 형성되는 것을 도시하였으나, 상기 하나의 함몰부(11) 상에, 중심점(15)을 지나지 않으면서 서로 평행한 한 쌍의 템플릿들이 형성될 수도 있다. 즉, 한 쌍의 제1 템플릿들이 하나의 함몰부 상에 형성되고, 한 쌍의 제2 템플릿들은 상기 함몰부에 인접한 다른 하나의 함몰부 상에 형성됨으로써, 보다 많은 개수의 직조 형상을 형성할 수도 있다.
이상과 같이, 상기 하나의 함몰부(11) 상에 형성되는 템플릿의 개수는 최종적으로 제작되는 직조 패브릭의 형상이나 구조를 고려하여 설정될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 상판 몰드(20)는 상기 하판 몰드(10)와 템플릿의 배열을 제외하고는 실질적으로 동일한 형상으로 제작된다.
즉, 상기 상판 몰드(20) 역시 상기 직조 패브릭의 제조에 있어 베이스가 되는 몰드 기판으로서, 상기 하판 몰드(10)와 서로 결합되어 내부에 소정 형상의 직조 패브릭을 형성하게 된다.
상기 상판 몰드(20)에도 베이스 기판 상에 복수의 함몰부들(21)이 제1 방향(X) 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향(Y)을 따라 서로 접하며 형성되며, 상기 함몰부들(21)의 배열, 형상, 구조 등은 상기 하판 몰드(10)의 함몰부들(11)과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
상기 상판 몰드(20)에서도, 상기 함몰부(21) 상에는 제1 및 제2 템플릿들(22, 23)이 형성된다. 상기 함몰부(21)는 중심점(25), 즉 오목한 형상의 함몰부에서 최저점을 지나도록 상기 제1 및 제2 템플릿들(22, 23)이 형성된다.
이 경우, 상기 하나의 함몰부(21)에는 제1 템플릿(22) 및 제2 템플릿(23) 중 어느 하나의 템플릿만 형성되며, 서로 인접하는 함몰부들에는 서로 다른 템플릿이 형성된다.
즉, 상기 제1 방향(X)을 따라 연속적으로 형성되는 함몰부(21)들에는, 상기 제1 템플릿(22) 및 상기 제2 템플릿(23)이 서로 교번적으로 각각 형성되며, 마찬가지로 상기 제2 방향(Y)을 따라 연속적으로 형성되는 함몰부(21)들에도, 상기 제1 템플릿(22) 및 상기 제2 템플릿(23)이 서로 교번적으로 각각 형성된다.
상기 제1 템플릿(22)은 상기 제1 방향(X)을 따라 평행하게 형성된 선형 홈(linear groove)일 수 있으며, 상기 제2 템플릿(23)은 상기 제2 방향(Y)을 따라 평행하게 형성된 선형 홈일 수 있다.
그리하여, 상기 제1 및 제2 템플릿들(22, 23)은 서로 직교하도록 형성되고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 템플릿들(22, 23)은 상기 상판 몰드(20) 상에서는 서로 연결되지 않는다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 템플릿들(22, 23)의 형상은 앞서 설명한 상기 하판 몰드(10)의 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)과 동일하다.
나아가, 상기 함몰부(21) 상에, 중심점(25)을 지나지 않으면서 서로 평행한 한 쌍의 템플릿들이 형성될 수도 있으며, 이 역시 앞서 하판 몰드(10)에서 설명한 바와 동일하다.
이상과 같이, 템플릿들이 형성되도록 상판 몰드 및 하판 몰드를 제작하게 된다(단계 S10).
나아가, 상기 상판 몰드(20) 및 하판 몰드(10)는, 상기 템플릿들이 형성된 이후, 표면을 소수성 처리할 수 있다.
이와 같이, 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)의 표면이 소수성으로 처리되면, 후술되는 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)의 분리공정에서, 물이나 유기용매를 이용하는 경우 보다 용이하게 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)를 보다 용이하게 분리할 수 있다.
이 후, 도 2, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 물질을 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)의 템플릿에만 충진한다(단계 S20).
즉, 상기 제1 물질을 상기 하판 몰드(10)의 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)에만 충진하고, 마찬가지로 상기 제1 물질을 상기 상판 몰드(20)의 제1 및 제2 템플릿들(22, 23)에만 충진한다.
이 때, 상기 제1 물질은 소위, 액상 파이버 용액으로서, 열 또는 UV 가소성 액상 섬유소재를 용액으로 형성한 물질이다. 이에, 상기 제1 물질은 열 또는 UV를 통해 경화되며, 경화시 전도성을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 물질은 탄소 섬유 등과 같은 전도성 물질이 포함된 전도성 잉크일 수 있으며, 유기 전도성 잉크 또는 이의 복합 물질 등일 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 물질은 경화를 통해 전도성을 가지므로, 최종적으로 제작되는 상기 직조 패브릭은 전도성을 가지게 된다.
이와 달리, 상기 제1 물질은 열 또는 UV를 통해 경화되지만, 경화에 따라 반드시 전도성을 갖지 않을 수 있으며, 이에 따라, 최종적으로 제작되는 상기 직조 패브릭 역시 전도성을 갖지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 제1 물질은 전도성 대신 최종적으로 제작되는 패브릭의 기능성을 향상시키는 기능성 물질일 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 템플릿들은 선형 홈으로써, 상기 함몰부들보다 상대적으로 좁은 홈으로 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 템플릿에만 상기 제1 물질을 침투시켜 충진하는 공정은, 예를 들어, 잉크젯(inkjet) 공정을 통해 수행되거나, 미세 디스펜싱(dispensing) 공정을 통해 수행될 수 있다.
그리하여, 상기 제1 물질은 상기 제1 및 제2 템플릿들에 직접 충진되며, 상기 함몰부 상에는 형성되지 않는다.
이 후, 도 2 및 도 6을 참조하면, 제2 물질을 상기 하판 몰드(10)의 함몰부(11) 상에 위치시킨다(단계 S30).
즉, 상기 제2 물질(30)을 상기 하판 몰드(10)의 함몰부(11) 상에 위치시켜, 상기 함몰부(11) 상에는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제2 물질(30)이 형성된다.
이 경우, 상기 제2 물질(30)은 도시된 바와 같이, 상기 상판 몰드(20)의 함몰부(21)가 결합되는 경우, 상기 하판 몰드(10)의 함몰부(11)와의 사이에 형성되는 공간에 대응되는 부피만큼으로 형성되거나 위치할 수 있다. 그리하여, 상기 하판 몰드(10) 및 상기 상판 몰드(20)의 함몰부들(11, 21)이 서로 마주하는 경우, 상기 함몰부들(11, 21) 상에 형성되는 공간은 상기 제2 물질(30)에 의해 모두 채워질 수 있다.
상기 제2 물질(30)은 용해성 볼(ball) 형상을 가지는 것으로, 물 또는 유기 용매에 의해 용해되며, 소정의 형상, 예를 들어 볼 형상을 가지는 물질일 수 있다.
이 후, 도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 상판 몰드(20)를 상기 하판 몰드(10)에 결합한다(단계 S40).
이 경우, 상기 하판 몰드(10) 상에는 앞서 설명한 바와 같이 상기 제2 물질(30)이 위치하고 있으며, 상기 상판 몰드(20)는 상기 하판 몰드(10)와 결합되면서, 사이에 상기 제2 물질(30)이 개재되게 된다.
이와 같이, 상기 상판 몰드(20)와 상기 하판 몰드(10)가 서로 마주하며 결합되면, 상기 제2 물질(30)은 상기 서로 마주하는 함몰부들(11, 21) 사이의 공간을 채우게 된다.
한편, 상기 하판 몰드(10) 상에는 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)이 형성되어 제1 물질이 충진되고, 상기 상판 몰드(20) 상에도 제1 및 제2 템플릿(22, 23)이 형성되어 제2 물질이 충진된 상태이다. 따라서, 상기와 같은 결합 단계를 통해, 상기 제2 물질(30)의 서로 마주하는 면 상에는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 템플릿들(12, 13)에 충진된 제1 물질, 및 상기 제1 및 제2 템플릿들(22, 23)에 충진된 제1 물질이 각각 접착된다.
나아가, 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)가 서로 마주하며 결합하는 경우, 상기 상판 몰드(20)에 형성된 제1 템플릿(22)은 상기 하판 몰드(10)에 형성된 제2 템플릿(13)과 마주하고, 상기 상판 몰드(20)에 형성된 제2 템플릿(23)은 상기 하판 몰드(10)에 형성된 제1 템플릿(12)과 마주하도록 배치된다.
그리하여, 상기 제1 및 제2 템플릿들은, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 방향 및 제2 방향을 따라서도 서로 교번적으로 배열되는 것 외에, 도 7에 도시된 상하 방향으로도 서로 교번적으로 배열되게 된다.
이 후, 도 2를 참조하면, 도 7과 같이 서로 결합된 상태에서, 제1 물질을 경화시킨다(단계 S50).
상기 제1 물질은 열 또는 UV를 통해 경화되어 전도성을 가질 수도 있으므로, 도 7과 같이 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)가 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질(30)이 형성된 상태에서, 열 또는 UV를 제공한다.
이 경우, 도시하지는 않았으나, 상기 열 또는 UV는 상기 상판 몰드(20)의 상부 또는 상기 하판 몰드(10)의 하부에서 제공될 수 있으며, 제공 방법은 제한되지 않는다.
이를 통해, 상기 제1 물질은 경화되며, 경화와 함께 전도성을 가질 수 있으며, 이와 달리, 여타의 기능성 성질을 가질 수도 있다.
이 후, 도 2 및 도 8을 참조하면, 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)를 상기 제1 물질(50) 및 상기 제2 물질(30)로부터 분리시킨다(단계 S60).
이와 같이, 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)를 분리시키게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 물질(30) 상에 접착된 제1 물질(50)만이 잔류하게 되며, 상기 제1 물질(50)의 잔류하는 형태는, 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)의 제1 및 제2 템플릿들(22, 23, 12, 13)의 형상과 동일하게 된다.
한편, 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)의 표면은 소수성 처리가 된 상태이며, 이에 따라, 상기 상판 몰드(20) 및 상기 하판 몰드(10)는 상기 제1 물질(50) 및 상기 제2 물질(30)로부터 보다 용이하게 제거될 수 있다.
이 후, 도 2 및 도 9를 참조하면, 상기 제2 물질(30)을 제거한다(단계 S70).
상기 제2 물질(30)은 물 또는 유기용매를 통해 용이하게 제거되는 것으로, 상기 제2 물질(30)이 제거됨에 따라, 결국 상기 제1 물질(50)만 잔류하게 된다.
이 경우, 상기 제2 물질(30)은 물 또는 유기 용매를 통해 용이하게 제거되는 것이므로, 이의 제거시 상기 제1 물질(50)에 대한 용해가 동시에 진행되지 않으므로, 상기 제1 물질(50)은 최초의 형태를 그대로 유지하며 잔류하게 된다.
그리하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 물질(50)의 사이에 위치하던 상기 제2 물질(30)이 제거되므로, 상기 하판 몰드(10)의 제1 템플릿(12) 형상을 가지는 제1 물질(50)은 상기 상판 몰드(20)의 제2 템플릿(23) 형상을 가지는 제1 물질(50)과 접촉하게 되며, 마찬가지로, 상기 하판 몰드(10)의 제2 템플릿(13) 형상을 가지는 제1 물질(50)은 상기 상판 몰드(20)의 제1 템플릿(22) 형상을 가지는 제1 물질(50)과 접촉하게 된다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 방향(X)으로 대각선 방향, 즉 제1 방향으로 서로 인접하는 위치에서 상하 방향으로 위치하던, 상기 상판 몰드(20)의 제2 템플릿(23) 형상을 가지는 제1 물질(50)은, 상기 하판 몰드(10)의 제2 템플릿(23) 형상을 가지는 제1 물질(50)과는 서로 연속적으로 연장되게 된다.
마찬가지로, 도시되지는 않았으나, 제2 방향(Y)으로 대각선 방향, 즉 제2 방향으로 서로 인접하는 위치에서 상하 방향으로 위치하던, 상기 상판 몰드(20)의 제1 템플릿(22) 형상을 가지는 제1 물질(50)은, 상기 하판 몰드(10)의 제1 템플릿(12) 형상을 가지는 제1 물질(50)과 서로 연속적으로 연장되게 된다.
결과적으로, 상기 제1 물질(50)은 서로 얽히는 형상으로 잔류하게 되며, 이렇게 얽히는 형상을 평면도로 도시한 도 10을 참조하면, 결국, 상하 방향으로 서로 얽히면서 연장되어, 하나의 평면 직조 형상을 형성하는 직조 패브릭(40)이 제작될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 상판 몰드와 하판 몰드를 직접 결합 및 분리하는 이른바, 임프린팅 방식을 이용하여 직조 패브릭을 제조할 수 있으므로, 제작 공정이 간단하여, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이 경우, 상기 상판 몰드와 하판 몰드에 개재되는 물질이, 직조 패브릭을 구성하는 제1 물질과 매개체인 제2 물질을 포함하고, 제2 물질이 제거되어 잔류하는 제1 물질이 서로 엮이도록 형성되므로, 직조 패브릭이 가지는 섬유가닥이 서로 엮어지는 형태를 효과적으로 구현할 수 있다.
특히, 상기 제1 물질은 전도성을 가질 수 있으며, 제2 물질은 용해시 제1 물질에 영향을 주지 않는 물질을 선택함으로써, 상기 공정을 통한 직조 패브릭을 보다 안정적이고 용이하게 제작할 수 있다.
또한, 상기 상판 몰드와 하판 몰드의 표면을 소수성 처리를 함으로써, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드를 분리하는 단계에서, 상기 제1 물질 및 상기 제2 물질과의 분리를 보다 용이하게 수행할 수 있다.
특히, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드는 함몰부 및 선형 홈 형상의 템플릿을 포함하고, 상기 템플릿들은 서로 교차되는 방향으로 형성된 템플릿들이 서로 교번적으로 위치하도록 형성됨으로써, 직조 패브릭이 가지는 소위, 직조 구조를 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
이 경우, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드의 결합시 서로 교차되는 템플릿들이 서로 마주하도록 함으로써, 상기 직조 구조를 보다 효과적으로 구현할 수 있으며, 이를 통해 직조 패브릭이 가지는 3차원 자유도를 구현할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 하판 몰드 20 : 상판 몰드
11, 21 : 함몰부 12, 22 : 제1 템플릿
13, 23 : 제2 템플릿 30 : 용해성 볼
40 : 직조 패브릭

Claims (11)

  1. 템플릿이 형성된 상판 몰드 및 하판 몰드를 각각 제작하는 단계;
    제1 물질을 상판 몰드 및 하판 몰드의 템플릿에만 선택적으로 충진하는 단계;
    제2 물질을 상기 하판 몰드의 함몰부에 위치시키는 단계;
    상기 상판 몰드를 상기 하판 몰드에 결합하는 단계;
    상기 제1 물질을 경화시키는 단계;
    상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드를 분리하여, 상기 제1 물질과 상기 제2 물질을 잔류시키는 단계; 및
    상기 제2 물질을 제거하여 상기 제1 물질이 서로 엮이도록 잔류시키는 단계를 포함하는 직조 패브릭 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 경화시키는 단계에서,
    상기 제1 물질에 열 또는 UV를 인가하는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 물질은,
    열 또는 UV 가소성 액상 섬유소재를 포함하여, 경화시 전도성을 가지는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 물질을 제거하는 단계에서,
    물 또는 유기용매를 제공하여 상기 제2 물질을 용해시키는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 물질은,
    용해성 볼(ball)인 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상판 몰드 및 하판 몰드를 제작하는 단계에서,
    상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드의 표면을 소수성 처리하는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 물질을 충진하는 단계에서,
    상기 제1 물질을 잉크젯(inkjet) 방법 또는 미세 디스펜싱(dispensing) 방법으로 상기 템플릿으로 직접 충진하는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드 각각은,
    서로 인접하도록 복수개가 배열되며, 상기 상판 몰드 및 상기 하판 몰드 상에서 오목하게 형성되는 함몰부; 및
    상기 함몰부에 홈 형상으로 형성되는 템플릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 템플릿은,
    상기 함몰부의 중심점을 통과하는 선형 홈인 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 템플릿은, 제1 방향으로 연장되는 선형 홈인 제1 템플릿, 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되는 선형 홈인 제2 템플릿을 포함하고,
    서로 인접한 함몰부들에는 상기 제1 템플릿과 상기 제2 템플릿이 서로 교번적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 상판 몰드를 상기 하판 몰드에 결합하는 단계에서,
    상기 상판 몰드의 제1 템플릿과 상기 하판 몰드의 제2 템플릿이 서로 마주하도록 결합하는 것을 특징으로 하는 직조 패브릭 제조방법.
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