KR102123748B1

KR102123748B1 - 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102123748B1
Application number: KR1020180164723A
Authority: KR
Inventors: 손광오; 손상열
Original assignee: 손광오; 손상열
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-06-16

Abstract

본 발명은 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이는 중앙에 관통구멍이 형성된 실리콘 바디로 이루어지며, 상기 실리콘 바디는 상기 실리콘 바디는 액상의 2액형 실리콘 고무가 경화되어 형성된 실리콘 탄성체가 서로 열접착된 2장의 폴리우레탄 필름으로 된 외피에 의해 둘러싸인 형태이다. 이에 따라 저경도 실리콘에 의해 감촉이 좋으면서도 폴리우레탄 필름에 의해 내구성 및 내약품성이 높고, 형태 유지력이 양호할 뿐만 아니라, 노즐팁 상에 잔류하는 겔제 조성물이 없고 세척이 용이한 노즐팁을 제공할 수 있다.

Description

겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법{NOZZLE TIP FOR APPLICATION OF GEL TYPE COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 스틱이나 튜브 형태의 도포용기에서 자외선차단제, 연고, 화장품과 같은 다양한 겔 형태의 제재를 배출하여 피부에 도포하기 위한 도포용 노즐팁에 있어서, 실리콘 고무와 같은 저 경도 고탄성 수지 탄성체에 열가소성 폴리우레탄과 같은 박막의 외피필름이 밀착된 형태의 실리콘 노즐팁을 제공함으로써, 노즐팁의 경도를 크게 감소시킬 수 있어, 피부에 대해 감촉이 향상될 수 있도록 한 새로운 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래에 예컨대 선크림, 비비크림, 외용 연고, 립스틱 화장용액, 립글로스 화장용액 등과 같은 약용, 화장용, 또는 기능성 겔제 조성물을 담고 있는 스틱형 또는 튜브형 용기의 경우, 그 배출부 단부에 도포용 노즐팁을 부착한 제품들이 알려져 있다. 이는 스틱형이나 튜브형 용기의 배출부에서 배출된 겔제 조성물이 배출부에 조립되어 있는 도포용 노즐팁 표면상으로 배출될 수 있고, 사용자가 입술이나 피부와 같은 도포면에 제품의 도포용 노즐팁을 접촉하고 문지르는 방식으로 도포할 수 있어 편리하다. 또한, 이러한 도포용 노즐팁은 직접 피부와 접촉하는 부분이므로 연질 재질로 만들어 감촉이 말랑말랑한 느낌이 들도록 하는 것이 바람직하다. 이에 부응하기 위해 종래에 도포용 노즐팁을 폴리우레탄 또는 실리콘 등의 연질 재질로 제조하는 예가 알려져 있다.

도 1 내지 도 2는 종래 화장품 도포용기와 이에 장착되는 도포용 노즐팁의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 종래 튜브형 도포용기(10)가 도시된다. 도시된 도포용기(10)는 화장품 등의 겔제가 담겨있는 용기부(12), 용기부(12)의 배출구를 덮어 조립되며 중앙에 관통구멍이 구비된 노즐팁(14), 그리고 내측에 노즐팁(14)의 관통구멍을 막을 수 있는 돌기를 구비하는 뚜껑(16)을 포함하여 구성된다. 통상 노즐팁(14)은 직접 피부에 닿는 부품이므로 그 경도가 낮은 실리콘 재질이 바람직하다. 또한 노즐팁(14)에는 내용물이 배출되려는 힘과 도포시 피부와의 접촉으로 인한 다양한 방향에서의 힘이 가해지므로, 용기부(12)에 단단히 고정될 필요가 있다. 이를 위해 종래에 실리콘 재질의 노즐팁(14)과 합성수지 재질의 용기부(12)를 이중 사출방식으로 일체화하려는 예가 개시된바 있다(예컨대, 등록실용신안 20-0433606 참조).

그러나 이러한 방식으로 노즐팁(14)이 용기부(12)와 일체로 사출하는 경우, 사출금형이 복잡하여 제조 과정이 번거로울 뿐만 아니라, 실리콘 노즐팁(14)의 경도는 사람의 입술이나 얼굴 피부와 비교할 때 상대적으로 매우 높다. 또한, 이 경우 1액형 실리콘을 사용하게 되는데, 이러한 1액형 실리콘은 내화학성이 좋지 않아 실제로 노즐팁으로 사용하기 어려우므로 이러한 기술을 구현하는 것은 실제로 가능하지 않다는 문제가 있다.

도 2를 참조하면, 종래 스틱형 도포용기(20)가 도시된다. 도시된 도포용기(20)는 화장품 등의 겔제가 담겨있는 용기부(22), 용기부(22)의 배출구에 조립되며 중앙에 관통구멍이 구비된 노즐팁(24), 그리고 내측에 노즐팁(24)의 관통구멍을 막을 수 있는 돌기를 구비하는 뚜껑(26)을 포함하여 구성된다.

도시된 예에서 노즐팁(24)은 별도로 제작되어 조립되는 부재이며, 결합링부재(23)를 이용하여 용기부(22) 상단에 고정된다. 이를 위해 노즐팁(24)의 하단부는 결합링부재(23)와 나사 결합될 수 있도록 나사부(241)가 형성된다. 또한 노즐팁(24)은 촉감과 발림감 등의 향상을 위해 NBR(니트릴 부타디엔 고무 nitrile butadiene rubber) 또는 실리콘 재와 같은 부드러운 연질 탄력재로 제조하고, 상단 도포면에는 엠보싱 패턴(243)이 형성되고, 만곡된 요홈부 형상으로 되는 등의 개선점이 제안된다(참조 공개 실용신안 20-2008-0001934).

그런데 이러한 노즐팁(24)의 경우 여전히 원하는 정도로 낮은 경도를 구현하기 어렵다는 문제가 있다. 일반적으로 도포용 노즐팁은 피부에 접촉하므로 촉감이 부드럽게 되기 위해 가능한 한 피부와 유사한 정도의 경도, 예컨대 쇼어(shore)경도 10 ~ 45 정도의 낮은 경도를 가지는 것이 바람직하다. 신체에 삽입하여 체형을 보정하기 위해 사용하기도 하는 2액형 실리콘 고무의 경우 경화제의 함량에 따라 경도를 원하는 정도로 조절할 수 있지만 이 경우 너무 부드럽기 때문에 그 형태를 유지하기 어렵다는 문제가 있다. 한편, 1액형 실리콘 고무의 경우 형태 유지가 가능하지만 낮은 경도는 구현하기 어려울 뿐만 아니라 화장품이나 약품에 포함된 성분과 접촉하면 반응이 일어나 재질 표면이 부풀어오르고 열화되기 때문에 이용할 수 없었다.

이런 이유로 현재 화장품 도포용기에 적용되고 있는 노즐팁의 경우, 합성고무 또는 폴리우레탄을 발포시킨 폴리우레탄 폼(PUF, poly urethane foam)과 같은 스펀지 재질이 널리 사용되고 있는 실정이다. 스펀지 노즐팁은 다공성이기 때문에 도포할 겔제에 대한 흡착력이 크므로 화장품이 노즐팁에서 흘러내리지 않는다는 장점이 있다. 그러나 도포 과정에서 화장품이 스펀지 내부 공극에 스며들어 잔류하게 되며, 이러한 잔류물은 쉽게 제거되지 않는다는 단점이 있다. 이 때문에 사용 후 시간이 경과하게 되면 세균 서식지가 되기 쉬워 위생상 좋지 않았다. 그러므로 일정기간 사용한 경우 기존 스펀지 노즐팁을 새것으로 교체하여 사용하여야만 하는 등의 불편함이 있었다. 또한, 스펀지 노즐팁은 잔류량이 많아 고가의 화장품이나 약품 또는 기능성 물질 등이 쓸모없이 낭비되는 문제도 있었다.

등록실용신안 20-0433606(2006.12.05.) 공개실용신안 20-2008-0001934(2008.06.19.) 미국특허공보 US 5,879,095(1999.03.09.)

본 발명자는, 예컨대 선크림 등의 기능성 조성물, 연고 형태의 약품 조성물, 또는 크림이나 액상의 화장용 조성물 등과 같은 겔제의 도포용 노즐팁에 있어서, 위생적이고, 감촉이 좋은 낮은 경도를 가지며, 내구성 및 내약품성이 높을 뿐만 아니라, 형태 유지력이 양호한 구조를 찾던 중에, 2액형 실리콘 고무를 폴리우레탄 필름으로 감싼 형태로 노즐팁을 구성할 경우, 저 경도 실리콘에 의해 감촉이 좋으면서도 폴리우레탄 필름에 의해 내구성 및 내약품성이 높고, 형태 유지력이 양호할 뿐만 아니라, 노즐팁 상에 잔류하는 겔제 조성물이 없고 세척이 용이한 노즐팁을 제공할 수 있다는 점을 깨달았다.

이러한 깨달음에 기초하여 제안되는 본 발명은, 중앙에 관통구멍이 형성된 실리콘 바디로 이루어지며, 상기 실리콘 바디는 2액형 실리콘 고무로 된 실리콘 탄성체를 박막 폴리우레탄 필름이 감싸 열접착 마감된 것으로서, 다공성이 아니면서도 저 경도이면서 내구성 및 내약품성이 높고 형태 안정성이 크고 위생적이며 감촉이 좋은, 새로운 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 상기 실리콘 바디의 하부면 둘레에서 반경방향으로 소정 길이 연장된 고정용 플랜지를 더 포함하고, 상기 고정용 플랜지는 상기 실리콘 바디를 감싸는 박막 폴리우레탄 필름에 의해 이루어지도록 한, 새로운 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

나아가 본 발명은, 상기 실리콘 바디의 상부면은 엠보싱 패턴을 더 구비하도록 함으로써, 도포시 미끄러짐 없이 감촉이 좋은 도포감을 제공하도록 하는, 새로운 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 및 그 제조방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 겔제 도포용 실리콘 노즐팁은, 중앙에 관통구멍이 형성된 실리콘 바디로 이루어지며, 상기 실리콘 바디는 액상의 2액형 실리콘 고무가 경화되어 형성된 실리콘 탄성체가 서로 열접착된 2장의 폴리우레탄 필름으로 된 외피에 의해 둘러싸인 형태이다.

실시예에서, 상기 외피는 상기 실리콘 탄성체의 상부면, 측면 및 관통구멍 표면을 덮는 제 1 폴리우레탄 필름이, 상기 실리콘 탄성체의 하부면을 덮는 제 2 폴리우레탄 필름과, 상기 실리콘 탄성체의 하부면의 소정 위치에서 서로 열접착됨으로써 형성될 수 있다.

상기 제 1 폴리우레탄 필름의 두께는 0.01 ~ 0.10 mm인 것이 바람직하다.

상기 제 2 폴리우레탄 필름의 두께는 상기 제 1 폴리우레탄 필름의 두께보다 더 두꺼운 것이 바람직하다.

상기 실리콘 바디의 하부면 둘레에서 반경방향으로 소정 길이 연장된 고정용 플랜지를 더 포함할 수 있다.

상기 고정용 플랜지는 상기 실리콘 바디의 외피를 이루는 2장의 폴리우레탄 필름이 열접착된 부분으로 이루어질 수 있다.

상기 실리콘 바디의 상부면은 상기 관통구멍을 통해 제공되는 겔제를 도포하는 도포면을 이루며, 상기 실리콘 바디의 하부면에 대하여 기울어진 경사면, 평행한 수평면, 또는 오목하거나 볼록한 면 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.

상기 도포면은 상기 실리콘 탄성체에 형성된 돌출부와 오목부를 상기 폴리우레탄 필름이 지그재그로 밀착되어 형성되는 엠보싱 패턴을 더 구비할 수 있다.

상기 엠보싱 패턴의 돌출부는 망 형태로 연속된 연속 돌출부이며, 상기 엠보싱 패턴의 오목부는 상기 연속 돌출부에 의해 각각 격리된 복수의 오목부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조방법은, 실리콘 노즐팁의 하부면에 대응하는 상부면이 열려있으며, 상기 실리콘 노즐팁의 도포면에 대응하는 하부면 중앙에서 상부까지 연장된 상기 실리콘 노즐팁의 관통구멍에 대응하는 기둥을 구비하는 성형 캐비티를 구비하는 성형용 금형을 준비하는 단계; 상기 성형용 금형 상부에 제 1 폴리우레탄 필름을 배치하는 단계; 상기 제 1 폴리우레탄 필름에 의해 덮여진 상기 캐비티 내부의 공기를 흡기펌프에 의한 흡입력에 의해 외부로 제거함으로써 상기 제 1 폴리우레탄 필름이 상기 기둥 표면을 포함하여 상기 캐비티의 내부 표면을 따라 밀착되도록 하는 단계; 상기 캐비티 표면에 밀착된 상태에서 상기 제 1 폴리우레탄 필름 위로, 액상의 2액형 실리콘 고무 조성물을 주입하여 경화시켜 실리콘 탄성체를 제조하는 단계; 상기 실리콘 탄성체의 상부면에 제 2 폴리우레탄 필름을 밀착시키는 단계; 상기 실리콘 탄성체가 상기 제 1 및 제 2 폴리우레탄 필름으로 감싸여진 상태의 반제품을 상기 성형용 금형에서 분리하여 열접착용 금형으로 옮겨 배치한 다음 상기 실리콘 탄성체의 상부면의 제 1 및 제 2 폴리우레탄 필름이 서로 중첩되어 있는 영역에서 상호 열접착하고 절단하는 단계를 포함한다.

실시예에서, 상기 실리콘 노즐팁의 하부면에 대응하는 상부면에 대하여, 상기 실리콘 노즐팁의 도포면에 대응하는 하부면은 기울어진 경사면, 평행한 수평면, 또는 오목하거나 볼록한 면 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.

상기 성형 캐비티는 그 하부면에 망 형태의 연속 오목부 및 상기 연속 오목부에 의해 둘러싸인 복수의 돌출부로 이루어진 엠보싱 패턴을 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 예컨대 외용 연고나 선블록 또는 선크림과 같은 겔제를 수용하여 손으로 압박함으로써 배출시키는 튜브형 용기, 또는 립글로스, 립스틱, 또는 비비크림 등의 화장용액 중 어느 하나일 수 있는 겔제를 수용하여 하단부를 회전시킴으로써 상단부로 배출시키는 스틱형 용기의 배출 단부에 조립되는 겔제 도포용 실리콘 노즐팁이 제공된다.

특히 본 발명에 따르면, 예컨대 크림, 연고 등의 겔제를 도포하기 위한 도포용기 단부에 장착하는 겔제 도포용 노즐팁에 있어서, 예컨대 쇼어(shore)경도 10 ~ 45 정도의 저 경도 2액형 실리콘 고무를 예컨대 0.01 ~ 0.10mm 정도의 박막 폴리우레탄 필름으로 감싼 형태의 노즐팁을 구성함으로써, 감촉이 좋으면서도 내구성 및 내약품성이 높고 형태 유지력이 양호할 뿐만 아니라, 잔류하는 겔제 조성물이 거의 없고 세척이 용이한 도포용 노즐팁을 제공한다.

또한, 본 발명에 따르면, 다공성 스펀지와 달리 잔류물이 없고, 세척이 용이하므로, 위생적인 새로운 겔제 도포용 실리콘 노즐팁을 제공한다.

또한, 본 발명에 따르면, 도포용 노즐팁을 도포용기 단부에 조립시 고정용 플랜지를 이용하여 쉽게 고정할 수 있도록 구성함으로써 조립구조가 단순하게 될 수 있다.

나아가 본 발명에 따르면, 도포용 실리콘 노즐팁의 도포면에 엠보싱 패턴이 구비되므로, 도포시 미끄러짐없이 감촉이 좋은 도포감을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 겔제 도포용 실리콘 노즐팁의 도포면에 형성된 엠보싱 패턴은 실리콘 탄성체에 형성되는 오목부와 볼록부에 박막 폴리우레탄 필름이 지그재그로 밀착하는 방식으로 형성된다. 이러한 엠보싱 패턴은 마치 스펀지 러프의 공극과 유사하게 비비 크림과 같은 겔제를 수용하는 수용부가 되는 효과를 제공한다. 하지만, 기존 스펀지 퍼프의 전체 부피에 걸쳐 형성되어 있는 공극과 달리, 예컨대 0.02 ~ 2.00 mm 정도의 소정 깊이로 표면에만 형성되어 있는 것이므로 잔류물이 거의 남지 않으며, 남은 잔류물도 물티슈와 같은 수단으로 쉽게 세척 가능하기 때문에 위생적으로 사용할 수 있다는 장점이 제공된다.

나아가 본 발명에 따르면, 관통구멍용 기둥을 구비하는 성형용 금형 캐비티의 표면에 1장의 박막 폴리우레탄 필름이 공기제거를 위한 흡입력에 의해 밀착되며, 예컨대 60 ~ 85℃의 소정 온도에서 액상의 2액형 실리콘 고무 조성물을 주입하여 경화시킨 후 다른 폴리우레탄 필름을 덮어 열접착하여 마감하는 방식으로, 저경도 실리콘 탄성체가 2장의 박막 폴리우레탄 필름에 의해 둘러싸인 구조의 도포용 실리콘 노즐팁이 용이하게 제조되는 제조 방법이 제공된다.

도 1 내지 도 2는 종래 화장품 도포용기와 이에 장착되는 도포용 노즐팁의 구조를 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁이 겔제 도포용기 단부에 조립된 예를 보여주는 개략적인 단면도.
도 4는 도 3에 예시된 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁이 겔제 도포용 실리콘 노즐팁이 겔제 도포용기 단부에 조립된 예를 보여주는 개략적인 분해사시도 및 사시도.
도 5 및 도 6은 도 3에 예시된 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁의 도포면 상에 형성된 엠보싱 패턴의 구조를 설명하기 위한 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조방법을 수행하기 위한 제조장치를 설명하기 위한 개략도
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조과정을 설명하기 위한 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁이 겔제 도포용기 단부에 조립된 예를 보여주는 개략적인 단면도이고, 도 4는 도 3에 예시된 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁이 겔제 도포용 실리콘 노즐팁이 겔제 도포용기 단부에 조립된 예를 보여주는 개략적인 분해사시도 및 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 용기부(32) 상단에 고정된 실리콘 노즐팁(34)과 뚜껑(36)을 포함하는 도포용기(30)가 부분적으로 예시된다.

용기부(32)는 도시된 예에서 용기부재(321)와 배출구부재(323)를 포함하여 구성된다. 용기부재(321)는 겔제 즉 화장품이나 약품 등 내용물을 담고 있는 튜브형 또는 스틱형 용기이며, 배출구부재(323)는 용기부재(321)의 상단을 부분적으로 폐쇄하면서 좁은 배출구를 한정하는 부재이다. 도시된 예에서 용기부재(321)와 배출구부재(323)가 별도로 제작되어 조립되는 구성이 예시되지만, 이 둘이 일체로 형성된 예도 가능하다.

실리콘 노즐팁(34)은, 도시된 바와 같이, 중앙의 관통구멍이 하단에서는 용기부(32)의 상부 배출구부재(323)의 배출구와 연통되고, 상단에서는 뚜껑(36) 개방시에는 열리고 뚜껑(36)을 닫은 경우 뚜껑(36) 안쪽에 있는 돌기부에 의해 폐쇄되는 방식으로 조립되도록 구성된다.

특히 본 발명에 따라 실리콘 노즐팁(34)은 중앙에 관통구멍이 형성된 하나의 실리콘 바디로 이루어진다. 이러한 실리콘 바디는 액상의 2액형 실리콘 고무가 경화되어 형성된 내부의 실리콘 탄성체를 서로 열접착된 2장의 폴리우레탄 필름으로 된 외피로 둘러싼 형태를 가진다. 여기서 실리콘 탄성체는, 예컨대 쇼어(shore)경도 10 ~ 45 정도로서 입술이나 아기의 얼굴과 유사한 정도의 저 경도를 가질 수 있다. 제조시 예컨대 0.01 ~ 0.10mm 정도의 얇은 두께의 1장의 열가소성 폴리우레탄 필름이 실리콘 탄성체의 측면과 상부면 및 관통구멍 표면을 둘러싸는 한편, 이보다 더 두꺼운 다른 1장의 열가소성 폴리우레탄 필름이 실리콘 탄성체의 하부면에 밀착된 후, 이 2장의 필름을 서로 열접착하여 마무리함으로써 제조할 수 있다.

이러한 실리콘 노즐팁(34)은, 종래 스펀지 노즐팁과 비교할 때, 촉감이 좋은 저 경도를 구현함과 동시에 잔류물이 남지 않고 세척이 용이하므로 위생적이며, 스펀지에 비하여 내구성이 높고, 나아가 도포면에 엠보싱패턴을 구비하는 경우 도포시에도 미끄러짐 현상없이 감촉이 좋다는 장점을 더 제공할 수 있다.

실리콘 노즐팁(34)은 용기부(32)의 상단에 고정될 때, 별도의 고정용 링부재(33)를 이용하여 고정할 수 있다. 고정용 링부재(33)는 예컨대 나사결합 또는 후크 결합방식으로 용기부(32) 상단에 결합된다. 이때 고정용 링부재(33)와 용기부(32) 사이에 실리콘 노즐팁(34)의 하단 둘레에 돌출된 고정용 플랜지가 끼워져 고정된다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 감촉이 좋으면서도 내구성 및 내약품성이 높고 형태 유지력이 양호할 뿐만 아니라, 잔류하는 겔제 조성물이 거의 없고 세척이 용이한 실리콘 노즐팁의 제공이 가능하다.

도 5 및 도 6은 도 3에 예시된 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁의 도포면 상에 형성된 엠보싱 패턴의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.

도 5를 참조하면, 실리콘 노즐팁(50)의 일 예가 도시된다. 도시된 실리콘 노즐팁(50)은 대체로 원통형의 실리콘 바디(51)의 중앙에 관통구멍(53)이 형성된 형태이며, 그 상부면(55)이 도포면으로 이용된다. 상부면(55)에는 엠보싱 패턴이 형성되며, 하부면에 대하여 소정 각도 기울어진 경사면을 이루고 있다.

도면에서 부분 확대된 것으로 예시된 바와 같이, 실리콘 바디(51)는 내부의 실리콘 탄성체(511)를 폴리우레탄 필름으로 된 외피(513)에 의해 둘러싸인 구조이다. 상부면(55)의 엠보싱 패턴은 실리콘 탄성체(511)의 표면에 형성된 오목부(W)와 돌출부(T)를 외피(513)가 지그재그로 밀착되어 있는 구조를 가진다. 이는 아래에서 제조과정을 설명하는 부분에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 공기 흡입력을 이용하여 폴리우레탄 필름을 금형 캐비티 표면에 밀착시킨 상태에서 액상의 2액형 실리콘 고무를 주입하여 경화시키는 방식으로 제조된다.

본 발명에 따라, 실리콘 노즐팁(50)의 도포면에 형성되는 엠보싱 패턴의 오목부(W)와 돌출부(T) 형상은, 폴리우레탄 필름과 금형 캐비티 사이의 공기를 흡입하여 제거하는 제조과정에 기인한 특이한 구조, 즉 망 형태로 연속된 연속 돌출부(T)와 상기 연속 돌출부(T)에 의해 각각 격리된 복수의 오목부(W)를 포함하는 엠보싱 패턴을 이룬다.

위에서 언급한 바와 같이 실리콘 바디(51)는 내부의 실리콘 탄성체(511)와 외피(513)로 이루어지는데, 특히 외피(513)는 2장의 폴리우레탄 필름, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 재질의 박막 필름이 열접착된 것이다.

1장의 폴리우레탄 필름(이하 종종 '상부 필름'이라고도 한다.)은 실리콘 바디(51)의 측면과 상부면(즉, 엠보싱 패턴을 구비하는 도포면) 및 관통구멍(53)의 표면을 이루며, 다른 1장의 폴리우레탄 필름(이하 종종 '하부 필름'이라고도 한다.)은 실리콘 바디(51)의 하부면을 이룬다. 하부 필름은 상부 필름보다 더 두꺼운 것이 바람직하다. 예컨대 상부 필름이 0.03mm의 두께를 가질 때, 하부 필름은 0.1mm 정도의 두께를 가질 수 있다.

상부 필름과 하부 필름이 서로 만나는 위치에서 열접착되어 외피(520)를 형성하는데, 한편으로 관통구멍(53)의 하단 부분에서 열접착되고, 다른 한편으로 실리콘 바디(51)의 하단 외측에서 열접착된다.

이때, 실리콘 바디(51)의 하단 외측에서 열접착되는 부분은 소정 길이로 연장되어 형성됨으로써 고정용 플랜지(57)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 실리콘 노즐팁(50)을 용기부에 고정하기 위해 별도의 플랜지 부재를 제조할 필요가 없어지게 되어 제조 과정이 단순해질 수 있다.

실리콘 바디(51)의 상부면은 관통구멍(53)을 통해 제공되는 겔제를 도포하는 도포면(55)을 이루는데, 다양한 형상을 가질 수 있다. 도시된 예에서, 도포면(55)은 실리콘 바디(51)의 하부면에 대하여 소정 각도 기울어진 경사면을 이루고 있으나, 본 발명이 이러한 형태로 제한되는 것은 아니다. 예컨대 도포면(55)은 실리콘 바디(51)의 하부면에 대하여 평행한 수평면을 이룰 수 있다. 다른 예로서, 도포면(55)은 실리콘 바디(51)의 하부면에 대하여 오목하거나 볼록한 곡면을 이룰 수도 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조방법을 수행하기 위한 성형용 금형 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 7을 참조하면, 예시된 장치는 캐비티(C)를 한정하는 금형부재(70), 공기를 흡입하는 통로로서 금형부재에서 상하방향으로 관통하는 흡입통로(73), 금형부재(70)를 소정 온도로 유지시킬 수 있는 히터(77), 흡입통로에 연결되어 공기를 강제 흡입하는 흡기펌프(75) 및 가압부재(71)를 포함하여 구성될 수 있다.

금형부재(70)는 작업대의 지그 상에 고정되고 캐비티(C) 내에서 성형되는 재료에 열전달을 쉽게 하기 위하여 알루미늄, 황동, 스테인리스 스틸과 같은 내구성이 높은 금속재질로 만들어지는 것이 바람직하지만, 이에만 제한될 필요는 없고 다양한 재질로 제작하는 것이 가능하다. 비록 도시된 예에서는 일체형 부재로 예시되어 있으나, 캐비티(C) 내의 기둥 및 엠보싱 패턴(702, 704)은 별도의 패턴부재로 제작되어 조립형으로 구성하는 것도 가능하다.

도시된 예에서, 캐비티(C)의 중앙에는 실리콘 노즐팁의 관통구멍에 대응하는 기둥(C1)이 형성되어 있고, 캐비티(C)의 하부면에는 실리콘 노즐팁의 도포면 엠보싱 패턴에 대응하는 엠보싱 패턴(C2)가 형성되어 있다. 엠보싱 패턴(C2)은 실리콘 노즐팁 도포면의 엠보싱 패턴의 오목부에 대응하는 돌출부(702)와 실리콘 노즐팁 도포면의 엠보싱 패턴의 돌출부에 대응하는 오목부(704)가 구비되는데, 특히 공기 흡입과정을 용이하게 하기 위하여 오목부(704)는 공기가 서로 통하도록 망 형태로 서로 연결된 연속 오목부로서 형성된다.

히터(77)는 금형부재(70)에, 특히 캐비티(C) 내에 주입될 실리콘 고무 액에 열에너지를 공급하기 위한 것으로서 전기 히터일 수 있다.

흡입통로(73)는 일단에서 캐비티(C)의 엠보싱 패턴(C2) 중 특히 오목부 부분으로부터 공기를 흡입할 수 있도록 연통되며, 타단에서는 흡기펌프(75)와 연통되는 공기 유동용 구멍 구조이다. 흡입통로(73)를 이루는 구멍의 수와 형상은 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 성형과정을 설명하기 위한 개략도이다.

도 8을 참조하면, 도 7을 참조하여 설명한 성형용 금형 장치에 의해 수행되는 제조 과정이 개략적으로 예시된다. 도 8의 (a)는 성형용 금형(80)의 형상이 개략적으로 도시된다. 본 예에서 금형(80)의 캐비티(C)는 상부가 열려 있는 대체로 그릇 형태의 형상이며, 특히 중앙에 기둥(801)과 하부면에 엠보싱 패턴(803)이 형성되고, 공기를 흡입하여 배출하기 위한 흡입통로(805)가 구비된다.

도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 캐비티(C) 상부에 1장의 폴리우레탄 필름 즉 상부 필름(82)을 배치한다. 일 예에서, 상부 필름(82)은 예컨대 0.03mm 두께의 열가소성 폴리우레탄 필름이고, 금형(80)은 예컨대 70~90℃의 온도가 유지되도록 가열되고 있다.

그런 다음, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 상부 필름(82)의 가장자리를 금형(80)의 가장자리를 따라 가압부재(84)로 가압함으로써, 상부 필름(82)과 금형(80) 사이의 공간에서 공기가 누출되지 않도록 밀폐 고정한 후, 흡기펌프(도 7 참조)를 동작시켜 흡기통로(805)로 흡입시킨다. 그러면, 캐비티(C) 내 공기가 엠보싱 패턴(803)의 연속 오목부와 흡입통로(805)를 통해 빠져나가게 되고, 동시에 상부 필름(82)에 대해 캐비티(C) 표면으로 향하는 흡입력이 작용한다. 그 결과 상부 필름(82)은 캐비티(C) 표면에 형성된 기둥(801)과 엠보싱 패턴(803)의 오목부(704)와 돌출부(702) 표면을 따라 지그재그 패턴으로 밀착된다.

다시 말해서, 캐비티(C) 내 엠보싱 패턴(803)에 있어서 오목부는 측방향에서 예컨대 서로 망 형태로 연결되어 공기가 통할 수 있도록 되어 있는 연속 오목부라는 점, 그리고 오목부의 크기(즉, 깊이와 폭)는 폴리우레탄 필름의 두께보다 충분히(2배 또는 4배 이상) 크다는 점, 및 폴리우레탄 필름은 신축성이 크고 내구성이 높을 뿐만 아니라 예컨대 그 유리전이온도와 유사하게 가열되고 있다는 점 때문에, 박막의 폴리우레탄 필름은 미세한 엠보싱 패턴(803)의 오목부와 돌출부의 표면을 따라 빈틈없이 밀착되어 지그재그 밀착 구조를 형성할 수 있다. 나아가 캐비티(C) 내 관통구멍을 위한 기둥(801)의 높이는 상대적으로 엠보싱 패턴(803)의 오목부 깊이에 비하여 매우 크다. 하지만, 폴리우레탄 필름의 신축성과 내구성이 높아 예컨대 폴리우레탄 필름의 두께가 0.03mm인 경우 약 9 ~ 10mm의 높이를 가지는 기둥(801) 표면에 폴리우레탄 필름이 충분히 밀착될 수 있다.

그런 다음, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 흡기펌프에 의한 공기 흡입 압력 및 가열 상태를 계속해서 유지한 상태에서, 2액형 실리콘 고무 조성물을 캐비티 표면에 밀착된 상태의 상부 필름(82') 위로 즉 캐비티(C)에 주입하여 채운다. 이 상태에서, 흡기 펌프에 의한 흡입 압력 및 가열 상태를 액상의 실리콘 고무가 경화될 때까지, 예컨대 1~5분 동안 그대로 유지한다. 그러면, 캐비티(C)에 채워진 액상 조성물은 캐비티(C)의 표면에 밀착된 상부 필름(82')의 형상과 대응하여 관통구멍 및 엠보싱 패턴 형상을 가지게 된 상태로 경화하여 실리콘 탄성체(86)로 된다. 경화가 완료된 실리콘 탄성체(86)의 표면은 약간의 접착력을 가지고 있기 때문에, 폴리우레탄 상부 필름(82')과의 접착상태는 큰 힘을 가하여 뜯어내지 않은 한 그대로 유지될 수 있다.

이후 경화된 실리콘 탄성체(86)의 상부면에 또 하나의 폴리우레탄 필름 즉 하부 필름(88)을 배치하여 밀착시킨다(도 8의 (e) 참조).

그 결과물은, 도 8의 (f)에 도시된 바와 같이, 성형 금형(80)의 캐비티(C) 내 기둥(801) 및 엠보싱 패턴(803)에 대응하는 관통구멍(893)과 엠보싱 패턴(895) 형상이 구비된 실리콘 탄성체(891)와 그 표면에 밀착된 2장의 폴리우레탄 필름으로 구성된 실리콘 노즐팁의 반제품(89)이다.

이 반제품(89)은 밀착된 2장의 폴리우레탄 필름의 도시된 바와 같이 실리콘 탄성체(891)의 상단면에서 서로 접촉하게 되는데, 하부필름(88) 영역은, 중앙의 관통구멍(893) 부분의 중앙영역(881), 실리콘 탄성체(891)와 하부 필름이 서로 밀착되어 있는 중간영역(883), 그리고 그 바깥쪽의 외부영역(885)으로 구분될 수 있다. 중앙영역(881)과 외부영역(885)은 중간영역(883)과 가까운 부분에서 열접착되고 나머지는 절단되어 제거되어야 한다. 이러한 작업은 아래에서 도 9에 도시된 바를 참조하여 설명하는 바와 같은 열접착과 마무리 절단 과정을 거쳐 실리콘 노즐팁 제품으로 완성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 열접착 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

도 9를 참조하면, 도 8에서 제조한 반제품(89) 중에 아직 열접착되지 않은 2개의 폴리우레탄 필름, 즉 상부필름과 하부필름을 예컨대 고주파 가열장치와 같은 열접착장치를 사용하여 열접합하고 자투리를 절단하여 완성시키는 과정이 예시된다.

이때, 도 8의 성형용 금형(80)과 같은 크기의 열접착용 금형(90)을 사용하는 것이 바람직하다. 열접착용 금형(90)은 위에서 도 8을 참조하여 설명한 성형용 금형(80)과 유사하게 중앙에 기둥(91)을 가진다는 점에서 유사하지만, 흡입통로나 엠보싱패턴 등을 가지지 않으며, 특히 기둥(91)의 크기에서 차이가 있다. 즉, 도 8을 참조하여 설명한 성형용 금형(80)의 기둥(801)의 직경에 비하여 열접착용 금형(90)의 기둥(91)의 직경이 더 크다.

이에 따라, 도 8의 (f)에서 예시한 반제품(89)을 도 9의 (a)에 도시된 열접착용 금형(90)에 배치하게 되면(도 9의 (b) 참조), 반제품(89)의 관통구멍이 늘어나게 되고, 이에 따라 대응하여 도 8의 (f)에서 도시한 중앙영역(881)을 이루는 2장의 폴리우레탄 필름이 늘어나 그 면적이 커지게 된다. 이 상태에서 절단 금형(93)을 하강시켜 열접착과 동시에 절단을 수행한다(도 9의 (c) 참조). 이는 완제품(100)의 관통구멍(103)에서 발생하는 버의 크기가 작아지는 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 한편, 도 8의 (f)에서 도시한 외부영역(885)을 이루는 2장의 폴리우레탄 필름의 열접착은 넓은 영역에 대하여 수행되고, 이에 따라 고정용 플랜지(107)를 생성할 수 있다.

열접착 및 절단 결과, 도 9의 (d) 및 (e)에서 예시하고 있는 바와 같이, 도포면(105)에 엠보싱패턴을 형성하고 중앙에 관통구멍(103)을 구비하는 실리콘 바디(101)와 고정용 플랜지(107)를 구비하는 실리콘 노즐팁(100)이 완성될 수 있다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여, 예시된 겔제 도포용 실리콘 노즐팁를 도포면 또는 표면으로서 적용한 다양하게 변형된 제품을 제작하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

50: 실리콘 노즐팁
51: 실리콘 바디
511: 실리콘 탄성체
513: 외피
T: 돌출부
W: 오목부
53: 관통구멍
55: 도포면
57: 고정용 플랜지

Claims

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겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조방법으로서,
실리콘 노즐팁의 하부면에 대응하는 상부면이 열려있으며, 상기 실리콘 노즐팁의 도포면에 대응하는 하부면 중앙에서 상부까지 연장된 상기 실리콘 노즐팁의 관통구멍에 대응하는 기둥을 구비하는 성형 캐비티를 구비하는 성형용 금형을 준비하는 단계;
상기 성형용 금형 상부에 제 1 폴리우레탄 필름을 배치하는 단계;
상기 제 1 폴리우레탄 필름에 의해 덮여진 상기 캐비티 내부의 공기를 흡입펌프에 의한 흡입력에 의해 외부로 제거함으로써 상기 제 1 폴리우레탄 필름이 상기 기둥 표면을 포함하여 상기 캐비티의 내부 표면을 따라 밀착되도록 하는 단계;
상기 캐비티 표면에 밀착된 상태에서 상기 제 1 폴리우레탄 필름 위로, 액상의 2액형 실리콘 고무 조성물을 주입하여 경화시켜 실리콘 탄성체를 제조하는 단계;
상기 실리콘 탄성체의 상부면에 제 2 폴리우레탄 필름을 밀착시키는 단계;
상기 실리콘 탄성체가 상기 제 1 및 제 2 폴리우레탄 필름으로 감싸여진 상태의 반제품을 상기 성형용 금형에서 분리하여 열접착용 금형으로 옮겨 배치한 다음 상기 실리콘 탄성체의 상부면의 제 1 및 제 2 폴리우레탄 필름이 서로 중첩되어 있는 영역에서 상호 열접착하고 절단하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조방법.
제 10항에 있어서,
상기 실리콘 노즐팁의 하부면에 대응하는 상부면에 대하여, 상기 실리콘 노즐팁의 도포면에 대응하는 하부면은 기울어진 경사면, 평행한 수평면, 또는 오목하거나 볼록한 면 중 어느 하나의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조방법.
제 10항에 있어서,
상기 성형 캐비티는 그 하부면에 망 형태의 연속 오목부 및 상기 연속 오목부에 의해 둘러싸인 복수의 돌출부로 이루어진 엠보싱 패턴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 겔제 도포용 실리콘 노즐팁 제조방법.