KR102358253B1 - 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필요에 따라 다양한 형상으로 용이하게 제조하는 것이 가능하고 저비용으로 소량 다품종의 생산이 가능한 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법을 제공한다.
본 발명의 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법은 금속, 합성수지, 목재, 세라믹 중에서 선택되는 소재에 소정의 음각형상을 형성하여 음각판을 제조하는 단계와, 섬유사로 강화재를 준비하거나 음각판의 음각형상에 대응되는 형상으로 재단된 메쉬 직물로 강화재를 준비하는 단계와, 음각판의 음각형상에 강화재를 삽입하는 단계와, 캐스팅액을 음각판의 음각형상에 주입하는 단계와, 음각판에 주입된 캐스팅액이 고화되어 다공성 시트가 형성되면 음각판으로부터 취출하는 단계를 포함한다.

Description

열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법 {Manufacture Method of Thermoplastic-Based Porous Sheet}

본 발명은 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 형상으로 용이하게 제조하는 것이 가능하고 저비용으로 소량 다품종 생산이 가능한 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 골절이나 인대 파열 등이 발생하면 부상 부위를 일정하게 고정할 필요가 있으며, 부상 부위의 고정을 위하여 깁스(Gips) 또는 캐스트(Cast)/스프린트(Splint) 등을 주로 사용한다.

예전에는 주로 붕대에 분말석고를 묻혀서 사용하였으며, 최근에는 유리섬유와 폴리우레탄 또는 폴리에스테르 등으로 이루어진 합성 깁스가 많이 사용되고 있다.

최근 골절 등의 부상 부위에 사용하는 깁스는 통기가 원활하도록 다공성 시트로 형성하고 있으며, 망상의 메쉬재료와 합성수지재의 복합재로 구성된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1414493호, 제10-1538645호, 제10-1806610호, 일본 공개특허공보 특개2000-296147호, 미국 등록특허공보 제4,273,115호 등에는 다양한 구성의 깁스에 대한 기술이 공개되어 있다.

종래 깁스의 경우에는 대량생산으로 제조되고, 필요에 따라 적당한 크기로 잘라 사용하도록 구성된다.

본 발명은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 필요에 따라 원하는 색상을 갖는 다양한 디자인의 형상으로 용이하게 제조하는 것이 가능하고 저비용으로 소량 다품종 생산이 가능한 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법은 금속, 합성수지, 목재, 세라믹 중에서 선택되는 소재를 이용하여 소정의 음각형상이 형성되는 음각판을 제조하는 단계; 섬유사를 강화재로 준비하거나 상기 음각판의 음각형상에 대응되는 형상으로 재단된 메쉬 직물을 강화재로 준비하는 단계; 상기 음각판의 음각형상에 강화재를 삽입하는 단계; 캐스팅액을 상기 음각판의 음각형상에 주입하는 단계; 및 상기 음각판에 주입된 캐스팅액이 고화되어 다공성 시트가 형성되면 음각판으로부터 취출하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 캐스팅액은 열가소성수지 기반의 복합재 또는 용융수지로 구성될 수 있다.

상기 캐스팅액은 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리우레탄, 폴리아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르 화합물, 폴리카프로락톤, 폴리락틱에시드, 에틸렌아크릴산 에스테르공중합체, 에틸비닐아세테이트공중합체 중에서 선택한 열가소성수지와, 실리카, 탈크, 탄화규소, 알루미나, 이산화티타늄, 지르콘, 규산칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 클레이, 질화붕소, 산화지르코늄, 활석, 유리섬유, 탄소섬유 또는 CNT 중에서 선택된 보강재와, 착색안료와 안정제, 연화제, 점착부여제, 충진제, 산화방지제 중에서 선택된 보조제 및 첨가제를 배합 및 분산하여 제조할 수 있다.

상기 강화재와 상기 캐스팅액 간의 배합 비율, 상기 캐스팅액을 구성하는 조성물의 조성 비율, 상기 강화재 및 상기 캐스팅액 중 적어도 하나의 색상 및 메쉬의 크기 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 음각판에 형성되는 음각형상의 깊이와 주입되는 캐스팅액의 주입량에 의해 다공성 시트의 물성이 조절될 수 있다.

상기 캐스팅액으로 열가소성수지를 기반으로 한 복합재를 사용하는 경우에는 상기 캐스팅액을 상기 음각판의 음각형상에 주입한 다음, 상기 음각판에 주입된 캐스팅액의 휘발성 용제를 제거하면서 발포에 의해 미세 기포를 형성하고, 상기 음각판에 주입된 캐스팅액이 고화되어 다공성 시트가 형성되면 음각판으로부터 취출하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 캐스팅액의 주입 및 휘발성 용제의 제거와 미세 기포의 형성은 밀폐된 챔버 안에서 진행될 수 있다.

상기 밀폐된 챔버 안에서 제거되는 캐스팅액에 포함되었던 휘발성 용제는 회수하여 재사용하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 캐스팅액의 고화는 복수의 음각판을 적층하여 보관할 수 있다.

상기 캐스팅액으로 용융수지를 사용하는 경우에는 고점도를 이용하여 기포를 캐스팅액을 제조하는 과정에서 내부에 잔존시키면, 캐스팅액이 고화되는 과정에서 내부에 잔존되어 있던 기포가 각각 분열되면서 복수의 미세 기포가 형성되는 원리가 적용될 수 있다.

상기 음각형상이 형성되는 음각판은 3D 프린터 또는 CNC 조각기나 레이저 조각기 중 어느 하나를 사용하여 제조될 수 있다.

상기 음각판의 음각형상 내면에 문자, 무늬, 돌기, 홈 중 적어도 하나를 형성하거나 표면 거칠기를 변화시켜 형성될 수 있다.

상기 음각판의 음각형상은 다공성 시트의 취출이 용이하도록 하단의 단면적보다 상단의 단면적이 작도록 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 음각판을 3D 프린터 또는 CNC 조각기나 레이저 조각기 등을 사용하여 제조하므로, 다양하고 복잡한 형상의 다공성 시트를 제조하는 것도 가능하다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 다양한 형상의 인형이나 캐릭터 미니어쳐의 의상, 코스프레용 의상 등의 특수 의상의 재료로 사용할 수 있는 다공성 시트를 용이하게 제작하는 것이 가능하다.

또, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 인체 및 동물의 골절과 염좌 등의 치료 또는 보호용의 캐스트 및 스프린트로 사용할 수 있는 다공성 시트를 다양한 형상으로 제조하는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명의 실시예에 다른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 지반 및 경사면의 보강재 등으로 사용할 수 있는 다양한 색상과 형상을 갖는 다공성 시트를 제조하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 열가소성 수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 자동차 좌석용 시트재, 스포츠화의 통기재, 가방의 심재 등의 통기성 보강재로 사용할 수 있는 다양한 색상과 형상을 갖는 다공성 시트를 제조하는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 음각판에 형성되는 음각형상의 깊이를 조절하는 것으로 다공성 시트의 두께를 조절하는 것이 가능하므로, 다공성 시트의 굴곡 강도와 탄성율을 필요에 따라 다르게 형성하는 것이 가능하다.

또, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 캐스팅액을 구성하는 열가소성수지를 기반으로 한 복합재에 함유하는 강화재와 모재의 선택에 따라 인장 강도와 연신율의 크기를 필요에 따라 다르게 형성하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 열가소성 수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 캐스팅액을 구성하는 열가소성수지를 기반으로 한 복합재의 성분에 따라 표면의 모양(예를 들면, 표면의 거칠기 등)과 색상의 변화를 주는 것이 가능하고, 다양한 디자인의 다공성 시트를 제조하는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 저비용으로 다품종 소량 주문의 다공성 시트를 제조하는 것이 가능하므로, 수시로 변하는 시장의 요구에 효과적으로 신속하게 대응하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 열가소성 수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 밀폐된 공조시스템을 사용하여 휘발성 용제를 회수하여 재사용하는 것이 가능하므로, 환경오염의 가능성이 감소되고 친환경 제조공정을 구현하는 것이 가능하다,

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 있어서, 제조 시스템을 예시적으로 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예 및 다른 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 있어서, 음각판에 강화재를 삽입하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예 및 다른 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 있어서, 강화재가 삽입된 음각판에 캐스팅액을 주입하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예 및 다른 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 있어서, 음각판으로부터 다공성 시트를 취출하는 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 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 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 모듈(MODULE)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 의미할 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어디든 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

다음으로 본 발명에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 여러가지 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하며, 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

이하에서는 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 밀접한 관계가 없는 부분은 상세한 설명을 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고, 반복적인 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 캐스팅액 제조단계(S10)와, 음각판 제조단계(S12)와, 강화재 준비단계(S14)와, 강화재 삽입단계(S20)와, 캐스팅액 주입단계(S30)와, 캐스팅액 고화단계(S40)와, 다공성 시트 취출단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

상기 캐스팅액 제조단계(S10)에서는 열가소성수지를 기반으로 한 복합재로 구성되는 캐스팅액을 제조하는 것도 가능하고, 용융수지로 캐스팅액을 제조하는 것도 가능하다.

상기 캐스팅액은 배합 및 분산의 과정으로 제조하여 사용한다.

예를 들면, 상기 캐스팅액은 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리우레탄, 폴리아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르 화합물, 폴리카프로락톤, 폴리락틱에시드, 에틸렌아크릴산 에스테르공중합체, 에틸비닐아세테이트공중합체 등의 열가소성수지와, 실리카, 탈크, 탄화규소, 알루미나, 이산화티타늄, 지르콘, 규산칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 클레이, 질화붕소, 산화지르코늄, 활석, 유리섬유, 탄소섬유 또는 CNT 등의 보강재와, 착색안료와 안정제, 연화제, 점착부여제, 충진제, 산화방지제 등의 보조제 및 첨가제를 배합 및 분산하여 제조한다.

상기 안정제로는 디페닐메탄, 폴리프로필렌 글리콜, 벤조일 클로라이드, 디모르폴리노디에틸에테르 촉매 등이 사용 가능하다.

상기 캐스팅액은 성분과 배합비의 선택에 따라 인장강도와 연신율을 사용처에 알맞게 대응하여 유지하도록 구성하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 캐스팅액은 성분 및 배합비에 따라 제조되는 다공성 시트의 표면 조도와 색상을 다양하게 형성하는 것이 가능하다.

예를 들면, 상기 캐스팅액은 생분해성 저융점 고분자인 폴리카프로락톤 10~50wt%와, 보강재인 실리카와 착색제인 이산화티타늄 3~15wt%와, 클로로포름이나 메틸렌클로라이드로와 같이 용해력이 높은 용제 40~85wt%와, 보조제 및 첨가제 2~5wt% 등을 배합하여 제조하는 것도 가능하다.

상기에서 폴리카프로락톤의 중합도 즉 분자량을 8,000~100,000 dalton 범위에서 제어하는 것에 의해 기계적 성능을 조절하는 것이 가능하다.

상기 보강재와 착색제에 따라 유변학적 성능을 조절하는 것이 가능하다.

또, 상기 캐스팅액은 용해력이 높은 용제를 사용하는 것에 의해 용액화가 용이하며, 용액의 농도를 제어하는 것에 의해 도포량을 결정하는 것이 가능하며, 물성의 조절이 가능하다.

도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 음각판 제조단계(S12)에서는 금속, 합성수지, 목재, 세라믹 등에서 선택되는 소재를 이용하여 소정의 음각형상(12)이 형성되는 음각판(10)을 제조한다.

상기 음각판(10)에는 3D 프린터 또는 CNC 조각기나 레이저 조각기 등을 사용하여 음각형상(12)을 형성한다.

예를 들면, 3D 프린터를 사용하여 음각형상(12)이 형성되는 상태로 음각판(10)을 성형하는 것도 가능하고, CNC 조각기나 레이저 조각기를 사용하여 음각판(10)에 음각형상(12)을 형성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 3D 프린터 또는 CNC 조각기나 레이저 조각기 등을 사용하여 음각형상(12)이 형성된 음각판(10)을 제조하면, 필요에 따라 다양한 디자인으로 음각형상(12)을 형성하는 것이 가능하고, 다품종 소량 생산에 적합한 생산공정을 구현하는 것이 가능하다.

그리고, 3D 프린터 또는 CNC 조각기나 레이저 조각기 등을 사용하여 음각형상(12)을 형성하므로, 유행이나 시장 상황 등에 따라 자주 변화되는 디자인에 용이하게 적응하여 정밀하게 음각형상(12)이 형성된 음각판(10)을 제조하여 제공하는 것이 가능하다.

상기 음각판(10)의 음각형상(12) 내면에 다양한 문자나 무늬를 형성하면 제조되는 다공성 시트에 표면에 원하는 문자나 무늬의 다양한 디자인을 제공하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 음각판(10)의 음각형상(12) 내면에 돌기나 홈을 형성하는 것도 가능하고, 표면거칠기를 다르게 변화시켜 형성하는 것에 의하여 제조되는 다공성 시트의 질감을 다양하게 구현하는 것도 가능하다.

상기 음각판(10)의 음각형상(12)은 다공성 시트의 취출이 용이하도록 하단의 단면적 보다 상단의 단면적이 작도록 형성하는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 강화재 준비단계(S14)에서는 메쉬 직물을 상기 음각판(10)의 음각형상(12)에 대응되는 형상으로 재단하여 강화재(20)를 준비하는 것이 가능하다.

상기 강화재(20)로는 천연사, 화학사, 고무사, 색사, 스판사 등의 섬유사를 직접 사용하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 강화재(20)를 구성하는 메쉬 직물은 화학사, 고무사, 색사 및 스판사 등을 사용하여 형성하는 것도 가능하고, 이들을 혼합 배열하여 형성하는 것도 가능하다.

상기에서 화학사로는 폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에텔렌테레프탈레이트, 아크릴, 세라믹 등에서 하나 이상을 선택하여 사용하는 것도 가능하다.

상기 메쉬 직물로는 천연섬유직물을 사용하는 것도 가능하고, 생분해성 섬유직물을 사용하는 것도 가능하다.

또, 상기 메쉬 직물로는 직포와 편성포, 부직포 등의 다양한 직물을 사용하는 것이 가능하다.

상기에서 메쉬 직물로 이루어지는 강화재(20)는 소정의 형상으로 재단한 다음, 정제된 압축공기 등으로 세척한 후 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 강화재 삽입단계(S20)에서는 상기 음각판(10)의 음각형상(12)에 강화재(20)를 삽입하여 설치한다.

상기 음각판(10)의 음각형상(12)에는 상기 강화재(20)를 일정한 높이로 지지하기 위한 다수의 지지부재를 설치하는 것도 가능하다.

상기에서 음각판(10)은 레일카터 또는 컨베이어벨트 등의 이동장치를 사용하여 연속으로 이동하도록 구성하는 것도 가능하고, 이동장치에 적재된 상태로 이동하는 음각판(10)에 강화재(20)를 삽입하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기에서 음각판(10)을 제조하는 음각판 제조단계(S12)와, 강화재(20)를 준비하는 강화재 준비단계(S14) 및 음각판(10)에 강화재(20)를 삽입하는 강화재 삽입단계(S20)는 개방된 공간에서 행하는 것도 가능하다.

도 1 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 캐스팅액 주입단계(S30)에서는 캐스팅액(30)을 강화재(20)가 삽입된 상기 음각판(10)의 음각형상(12)에 주입한다.

상기 캐스팅액 주입단계(S30)는 용융수지를 캐스팅액(30)으로 사용하는 경우에는 개방된 공간에서 진행되도록 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 캐스팅액 주입단계(S30)는 열가소성수지를 기반으로 한 복합재를 캐스팅액(30)으로 사용하는 경우에는 밀폐된 챔버 안에서 진행하도록 구성하는 것이 이물질의 유입 등이 발생하지 않으므로 바람직하다.

예를 들면, 상기 음각판(10)을 컨베이어벨트 등의 이동장치에 적재된 상태로 밀폐된 챔버 안으로 이송되도록 구성하고, 밀폐된 챔버 안에 설치된 액주입장치(32)를 이용하여 음각판(10)의 음각형상(12)에 캐스팅액(30)를 주입하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 액주입장치(32)는 설정된 양의 캐스팅액(30)을 일정하게 주입하는 것이 가능하도록 구성한다.

상기에서 음각판(10)에 형성되는 음각형상(12)의 깊이(높이)와 상기 액주입장치(32)에 의하여 주입되는 캐스팅액(30)의 주입량에 따라 제조되는 다공성 시트의 두께를 일정하게 유지하는 것이 가능하다.

따라서, 다공성 시트의 두께에 따라 변화되는 굴곡 강도와 탄성율을 사용처의 수요에 대응하여 용이하게 제조하는 것이 가능하다.

상기와 같이 캐스팅액(30)이 주입된 음각판(10)은 리프트 등의 하역장치에 의해 컨베이어벨트 등의 이동장치로부터 하역되어 다수의 층으로 적재된 상태로 보관 또는 운반되도록 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 캐스팅액(30)으로 열가소성수지를 기반으로 한 복합재를 사용하는 경우에는 상기 캐스팅액(30)을 상기 음각판(10)의 음각형상(12)에 주입하는 캐스팅액 주입단계(S30)를 진행한 다음, 상기 음각판(10)에 주입된 캐스팅액(30)의 휘발성 용제를 제거하면서 발포에 의한 미세 기포를 형성하는 휘발성용제 제거단계(S35)를 진행하고 상기 캐스팅액 고화단계(S40)로 진행하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 휘발성용제 제거단계(S35)에서는 공조시스템 등을 사용하여 밀폐된 챔버 내부의 온도를 일정하게 유지하는 것으로 상기 음각판(10)에 주입된 캐스팅액(30)에 함유된 휘발성 용제를 휘발시켜 제거한다.

상기 휘발성용제 제거단계(S35)에서는 휘발성 용제가 휘발되어 제거되는 동안 캐스팅액(30) 내부에서 발포가 이루어지고 다수의 미세 기포가 형성된다.

상기와 같이 발포가 이루어져 다수의 미세 기포가 형성됨에 따라, 상기 음각판(10)에 주입된 캐스팅액(30)은 다공성을 나타내게 된다.

상기에서 캐스팅액(30)으로 용융수지를 사용하는 경우에는 고점도를 이용하여 캐스팅액 제조단계(S10)에서 기포를 캐스팅액(30) 내부에 잔존시키면, 캐스팅액 고화단계(S40)에서 캐스팅액(30)이 고화되는 과정에서 내부에 잔존된 기포가 각각 분열되면서 다수의 미세 기포가 형성된다.

상기와 같이 다수의 미세 기포가 형성된 상태로 캐스팅액(30)이 고화되어 제조되는 다공성 시트는 경량성과 통기성을 확보하는 것이 가능하다.

상기 휘발성용제 제거단계(S35)는 상기 캐스팅액 주입단계(S30)와 마찬가지로 밀폐된 챔버에서 진행되도록 구성하는 것이 휘발성 용제에 의한 환경오염을 방지하고, 친환경을 구현하는 것이 가능하다.

상기에서 음각판(10)에 주입된 캐스팅액(30)으로부터 휘발되어 제거되는 휘발성 용제는 회수하여 캐스팅액(30)을 제조할 때에 재사용하도록 구성하는 것도 가능하다.

예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공조시스템을 설치하고, 상기 캐스팅액 주입단계(S30)와 휘발성용제 제거단계(S35)가 진행되는 밀폐된 챔버 내부의 공기를 배기하여 공조시스템을 사용하여 휘발되어 공기에 혼합된 휘발성 용제를 응축시켜 다시 캐스팅액(30)을 제조할 때에 사용하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 캐스팅액 고화단계(S40)에서는 상기 음각판(10)에 주입된 캐스팅액(30)이 고화되도록 음각판(10)이 적재된 상태로 일정 시간 보관하는 것에 의하여 이루어진다.

예를 들면, 상기 캐스팅액(30)으로 용융수지를 사용하는 경우에는 상기 캐스팅액 고화단계(S40)를 상기 캐스팅액(30)이 냉각되도록 낮은 온도로 유지하는 것에 의해 구현하는 것도 가능하다.

상기에서 캐스팅액(30)으로 용융수지를 사용하는 경우에는 상기 캐스팅액 고화단계(S40)를 개방된 공간에서 진행되도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 캐스팅액(30)으로 용융수지를 사용하는 경우에는 휘발성 용제를 사용하지 않아도 되므로, 휘발성 용제로 인한 환경오염을 방지하고, 친환경을 구현하는 것이 가능하다.

상기 캐스팅액 고화단계(S50)는 캐스팅액(30)의 급격한 냉각이 일어나지 않도록 별도의 가열장치를 설치하는 것도 가능하고, 적재된 음각판(10)을 보관하는 장소를 외부와 단열되는 상태로 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 캐스팅액(30)으로 열가소성수지를 기반으로 한 복합재를 사용하는 경우에는 상기 캐스팅액 고화단계(S40)를 대형 밀폐공간에서 진행되도록 구성하는 것도 가능하다.

예를 들면, 밀폐된 챔버에서 이루어진 상기 캐스팅액 주입단계(S30)와 휘발성용제 제거단계(S35)가 진행된 상기 캐스팅액(30)이 주입된 상기 음각판(10)이 적층된 상태로 이동장치로 대형 밀폐공간으로 이동시켜 적치한 상태에서 상기 캐스팅액 고화단계(S40)가 진행되도록 구성하는 것도 가능하다.

상기에서 적재된 음각판(10)이 보관되는 대형 밀폐공간은 내부의 대기가 강제 순환하도록 구성하는 것이 음각판(10)의 음각형상(12)에 주입된 캐스팅액(30)의 고화가 균일하고 빠르게 이루어진다.

그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 공조시스템을 설치하고, 상기 대형 밀폐공간의 공기를 배기하여 공조시스템을 사용하여 고화되는 과정에서 휘발된 잔여 휘발성 용제를 응축 및 탈기하여 다시 캐스팅액(30)을 제조할 때에 사용하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 대형 밀폐공간에서 캐스팅액(30)의 고화가 이루어지는 동안에도 잔존하는 휘발성 용제가 휘발하여 제거되는 과정도 함께 진행되고, 추가적인 발포가 이루어지고 미세 기포도 더 형성된다.

상기에서 밀폐된 챔버에서 대형 밀폐공간으로 이루어지는 적재된 음각판(10)의 이동을 위하여 별도의 이동장치를 설치하는 것도 가능하다.

도 1 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 다공성 시트 취출단계(S50)에서는 상기 음각판(10)의 음각형상(12)에 주입된 캐스팅액의 고화가 완료되어 다공성 시트(40)가 형성되면 음각판(10)으로부터 다공성 시트(40)를 취출한다.

상기 음각판(10)으로부터 다공성 시트(40)를 취출하는 다공성 시트 취출단계(S50)는 개방된 공간에서 진행하는 것도 가능하다.

예를 들면, 상기 캐스팅액(30)의 고화가 완료되면, 적재된 음각판(10)을 별도의 이동장치를 이용하여 개방된 공간으로 이동시킨 다음, 음각판(10)으로부터 다공성 시트(40)를 취출하여 별도의 보관대에 적재하여 보관하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기에서 음각판(10)으로부터 다공성 시트(40)의 취출은 캐스팅액(30)이 고화될 때에 기화열로 인한 음각판(10)과 다공성 시트(40) 사이의 표면온도의 저하와 수축력의 차이가 발생하므로 용이하게 이루어진다. 또한, 상기 캐스팅액(30)이 냉각될 때에 음각판(10)과 고화되어 형성되는 다공성 시트(40) 사이의 열수축 차이가 발생하므로 음각판(10)으로부터 다공성 시트(40)의 취출이 용이하게 이루어진다.

그리고, 상기 캐스팅액(30)이 고화되는 과정에서 다공성 시트(40)의 치수가 크게 변형되는 것을 방지하고 최소화하기 위하여 응집에너지의 축적을 제어하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 상기 대형 밀폐공간 내부의 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 캐스팅액 주입단계(S30)와 휘발성 용제 제거단계(S35) 등을 구현하면, 고압으로 제조하는 사출성형기를 사용하지 않아도 되므로, 설치비용이 저렴한 제조 공정을 구축하는 것이 가능하고, 제조원가를 크게 절감하는 것이 가능하다.

따라서, 소량 주문의 경우에도 저가로 다공성 시트를 제조하여 제공하는 것이 가능하므로, 다품종 소량생산의 체계를 구현하는 것이 가능하다.

그리고, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예 및 다른 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 음각판(10)의 음각형상(12)과 강화재(20)의 형상을 다양한 디자인으로 용이하게 형성하는 것이 가능하므로, 제품의 교체주기가 짧은 인형이나 캐릭터 미뉴어쳐의 의상 또는 코스프레용 의상 등을 위한 다공성 시트를 효과적으로 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 일실시예 및 다른 실시예에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법에 의하면, 상기 강화재와 열가소성수지의 조합 또는 상기 강화재와 캐스팅액 간의 배합 비율, 상기 캐스팅액을 구성하는 조성물의 조성 비율, 강화재와 캐스팅액 중 적어도 하나의 색상, 메쉬의 크기 등을 조절하여 다공성 시트를 제조하는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 - 음각판, 12 - 음각형상, 20 - 강화재, 30 - 캐스팅액
32 - 액주입장치, 40 - 다공성 시트

Claims (8)

1. 금속, 합성수지, 목재, 세라믹 중에서 선택되는 소재를 이용하여 소정의 음각형상이 형성되는 음각판을 제조하는 단계; 섬유사를 강화재로 준비하거나 상기 음각판의 음각형상에 대응되는 형상으로 재단된 메쉬 직물을 강화재로 준비하는 단계; 상기 음각판의 음각형상에 강화재를 삽입하는 단계; 캐스팅액을 상기 음각판의 음각형상에 주입하는 단계; 및 상기 음각판에 주입된 캐스팅액이 고화되어 다공성 시트가 형성되면 음각판으로부터 취출하는 단계를 포함하고,
   상기 캐스팅액은 열가소성 수지를 기반으로 한 복합재 또는 용융수지로 구성되고,
   상기 캐스팅액으로 열가소성수지를 기반으로 한 복합재를 사용하는 경우에는 상기 캐스팅액을 상기 음각판의 음각형상에 주입한 다음, 상기 음각판에 주입된 캐스팅액의 휘발성 용제를 제거하면서 발포에 의해 미세 기포를 형성하고, 상기 음각판에 주입된 캐스팅액이 고화되어 다공성 시트가 형성되면 음각판으로부터 취출하는 과정을 더 포함하는 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 강화재와 상기 캐스팅액 간의 배합 비율, 상기 캐스팅액을 구성하는 조성물으 조성 비율, 상기 강화재 및 상기 캐스팅액 중 적어도 하나의 색상 및 메쉬의 크기 중 적어도 하나를 조절하는 단계를 더 포함하는 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 음각판에 형성되는 음각형상의 깊이와 주입되는 캐스팅액의 주입량에 의해 물성을 조절하는 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 캐스팅액의 주입 및 휘발성 용제의 제거와 미세 기포의 형성은 밀폐된 챔버 안에서 진행하는 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 음각판의 음각형상 내면에 문자, 무늬, 돌기, 홈 중에서 선택하여 형성하거나 표면거칠기를 변화시켜 형성하는 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 음각판의 음각형상은 다공성 시트의 취출이 용이하도록 하단의 단면적보다 상단의 단면적이 작도록 형성하는 열가소성수지 기반 다공성 시트 제조방법.

Images