KR102385714B1 - 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 재료를 이용할 수 있는 동시에, 형상물을 용이하게 제조할 수 있는 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 성형물에 소재를 접촉시켜 제1형틀 및 제2형틀을 제조하는 제0단계, 제1형틀과 제1재료를 접촉시키고 탈형하여 제1가공물을 제조하는 제1단계, 제2형틀과 상기 제1가공물을 탈착 가능하게 연결시키는 제2단계 및 상기 제2형틀에 용융 상태의 제2재료를 접촉시키고 탈형하는 제3단계를 포함한다.

Description

상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SHAPES USING INLAID CASTING ENGRAVING TECHNIQUE}

본 발명은 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 재료를 이용할 수 있는 동시에, 형상물을 용이하게 제조할 수 있는 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법에 관한 것이다.

상감(상감, 象嵌)은 금속이나 도자기, 목재 따위의 표면에 여러 가지 무늬를 새겨서 그 속에 같은 모양의 금, 은, 보석, 뼈, 자개 따위를 박아 넣는 공예 기법을 의미한다.

종래의 기술인 등록특허 제10-1946125호(이하 종래기술)는 옥제품의 상감 성형방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, (玉)을 소정의 크기와 형태로 제품을 가공하는 옥제품 가공단계; 상기 옥제품 가공단계에 의해 형성된 옥제품의 표면에 표현하고자 하는 무늬를 음각하는 음각무늬 가공단계; 상기 음각무늬 가공단계에 의해 옥제품 표면에 형성된 음각무늬와 대응되는 형상을 갖도록 금속선을 성형하는 금속무늬 형성단계; 상기 금속무늬 형성단계에 의해 제작된 금속무늬의 금속선을 옥제품의 음각무늬에 결합시킨 후 옥제품의 표면과 금속선의 표면을 매끄럽게 연마하는 표면처리 가공단계를 포함하되, 상기 음각무늬 가공단계에 있어, 음각무늬가 형성된 바닥면에는 상기 음각무늬의 홈보다 안쪽으로 깊게 연장되거나 넓은 구조의 고정홈을 형성하는 고정홈 가공단계; 및, 상기 금속무늬 형성단계에 있어, 상기 금속무늬에는 상기 고정홈에 대응하여 결합이 이루어질 수 있도록 외측으로 돌출되는 고정부를 형성하는 고정부 형성단계로 이루어지고, 상기 고정홈의 폭은 상기 고정부의 폭보다 넓은 크기로 형성되며, 상기 고정부는 상기 금속무늬의 양끝 단부를 절곡시켜 형성하고, 상기 고정홈의 폭에 대응하여 탄력적으로 결합이 이루어질 수 있도록 상기 고정부의 단부를 다시 한번 상방향으로 절곡시켜 탄성결합부를 형성함으로써, 금속무늬가 외부의 충격 또는 마찰압력을 직접적으로 전달받게 되더라도 음각무늬로부터 쉽게 이탈하지 않도록 고정력을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편 이러한 종래기술은 옥제품을 만들 때마다 무늬를 형성시켜야 한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 형상물에 다양한 재료를 사용할 수 있는 동시에, 형상물을 보다 쉽게 제조할 수 있는 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 보다 입체감 있는 형상물을 제조할 수 있는 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법을 제공하고자 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성 및 특징을 갖는다.

성형물에 소재를 접촉시켜 제1형틀 및 제2형틀을 제조하는 제0단계, 제1형틀과 제1재료를 접촉시키고 탈형하여 제1가공물을 제조하는 제1단계, 제2형틀과 상기 제1가공물을 탈착 가능하게 연결시키는 제2단계 및 상기 제2형틀에 용융 상태의 제2재료를 접촉시키고 탈형하는 제3단계를 포함한다.

또한 상기 제1형틀 및 상기 제2형틀 중 적어도 하나에 상기 제1재료 및 상기 제2재료보다 높은 융점을 가지는 제3재료를 고정시키는 추가단계를 포함할 수 있다.

또한 상기 제0단계에서 상기 제1형틀 및 상기 제2형틀은 상기 소재가 상기 성형물에 접촉된 상태에서 건조 또는 냉각되어 형성되고, 상기 추가단계는, 상기 소재가 건조 또는 냉각되기 전에 상기 소재에 상기 제3재료를 접촉시키는 단계 및 상기 소재를 건조 또는 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다.

또한 상기 제3단계 이후에, 상기 제3재료를 깎는 제4단계를 포함할 수 있다.

상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 제2형틀과 제1가공물을 탈착 가능하게 연결시키는 제2단계와, 제2재료를 접촉시키고 탈형하는 제3단계를 포함함으로써, 서로 다른 재료를 마치 하나의 주조물과 같은 형상물을 형성할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 제0단계를 포함함으로써, 생산성이 향상된다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 추가단계를 포함함으로써, 가공되지 않은 상태의 제3재료를 사용하여 형상물을 제조할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 추가단계가 형틀이 건조 또는 냉각되기 전에 제3재료를 접촉시키는 단계를 포함함으로써, 입체적인 형상물을 제조할 수 있다는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 제3재료를 깎는 제4단계를 포함함으로써, 제3재료의 돌출되는 정도를 조절하고, 표면을 미려하게 할 수 있다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법의 개략적인 흐름도이다.
도 2는 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법을 통해 제조된 형상물을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 추가 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 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 명세서 상에 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.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자(소재)를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법의 개략적인 흐름도이고, 도 2는 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이며, 도 3은 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법을 통해 제조된 형상물을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법은 다양한 형태와 모양을 가지는 형상물(SC)을 제조하는 것으로, 이하에서는 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에 따른 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법을'본 방법'이라 칭하기로 한다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 방법(본 발명의 일 실시예에 따른 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법)은 제0단계(S0)(도 1에서 형틀 제조단계(S0)), 제1단계(S1)(도 1에서 제1재료 투입단계(S1)), 제2단계(S2)(도 1에서 고정 단계(S2)) 및 제3단계(S3)(도 1에서 제2재료 투입단계(S3))를 포함한다.

제0단계(S0)는 성형물(5)에 소재(1)를 접촉시켜 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b)을 제조하는 단계이다. 여기에서 성형물(5)은 소재(1)가 반복적으로 접촉 및 접촉 해제되어도 형상을 유지할 수 있는 것으로, 플라스틱, 목재, 합성수지 등 일 수 있다.

예시적으로 성형물(5)은 플라스틱 재질(폴리코트)로서, 사출 성형된 것일 수 있다. 성형물(5)이 사출 성형된 것일 경우, 본 방법은 제0단계(S0) 이전에 찰흙, 점토를 조각(음각, 양각 등)하고 빚는 등의 작업을 통해 피가공품을 제조하는 단계(미도시, 에스키스 단계), 상기 피가공품에 석고를 발라 건조시켜 석고틀을 제조하는 단계 및 상기 석고틀에 플라스틱을 투입하여 상기 성형물(5)을 제조하는 단계를 포함하는 전처리 단계(미도시) 포함할 수 있다.

소재(1)는 후술하는 제1재료(2) 내지 제3재료(4)보다 융점이 높은 것으로서, 모래일 수 있다. 소재(1)는 상기한 모래뿐만 아니라 성형성, 융점 등을 향상시키기 위한 약품 등을 포함할 수 있는데, 상기 약품은 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 것일 수 있다.

제1단계(S1)는 제1형틀(1a)과 제1재료(2)를 접촉(도 2의 (b) 참조)시키고 탈형하여 제1가공물(2a)을 제조하는 단계이다. 상술하였듯이 제1형틀(1a)은 성형물(5)에 소재(1)가 접촉된 상태에서 건조 또는 냉각되어 형성(도 2의 (a) 참조)된 것일 수 있다.

예시적으로 제1재료(2)는 스테인리스(STS)일 수 있다. 스테인리스는 융점이 약 1400~1500℃로서, 조성비를 조절하여 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b)의 융점보다 낮도록 조절한 것일 수 있다. 소재(1)는 제1재료(2)의 융점에서 형상을 유지할 수 있다.

제2단계(S2)는 제2형틀(1b)과 제1가공물(2a)을 탈착 가능하게 연결시키는 단계이다. 상술하였듯이 제2형틀(1b)은 제1형틀(1a)과 마찬가지로 상기 소재(1)가 성형물(5)에 접촉(도 2의 (c) 참조)되어 냉각 또는 건조된 것일 수 있다.

제1형틀(1a)과 제2형틀(1b)은 각각 제1재료(2)와 제2재료(3) 각각과 접촉되는 접촉면이 상호 상이할 수 있다(제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b) 각각의 소재(1)가 접촉되는 성형물(5)의 형상이 상호 다를 수 있다).

예시적으로 제1가공물(2a)은 제2형틀(1b)에서 후술하는 제2재료(3)가 접촉되는 면 상에(이하 접촉면) 탈착 가능하게 가고정되어 연결될 수 있는데, 예시적으로 제2형틀(1b)을 형성하는 소재(1)가 건조 또는 냉각되기 전에 제1가공물(2a)이 제2형틀(1b)의 상기 접촉면에 가압되어 제2형틀(1b)을 형성하는 소재(1)의 형상을 변형시키며 접촉된 다음 건조 또는 냉각되어 가고정될 수 있다.

또는 다른 예시로 접착제를 사용하는 등 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 방식으로 제1가공물(2a)과 제2형틀(1b)이 탈착 가능하게 연결(가고정)될 수 있다. 또 다른 예시로 제1가공물(2a)을 상기한 성형물(5)에 가고정시킨 상태에서 소재(1)를 제1가공물(2a)이 가고정된 성형물(5)에 접촉시켜 제1가공물(2a)이 가고정된 제2형틀(1b)을 제조할 수 있다.

제3단계(S3)는 제2형틀(1b)에 제2재료(3)를 접촉시키고 탈형하는 단계이다(도 2의 (d) 및 (e) 참조). 제2재료(3)는 제1재료(2)와 같이 소재(1)보다 융점이 낮은 것이 바람직할 수 있다. 즉, 제2재료(3)의 융점에서 형틀의 형상이 유지되는 것이 바람직하다.

제3단계(S3)에서 용융 상태의 제2재료(3)가 제2형틀(1b)에 주입되는데, 상술하였듯이 제2형틀(1b)은 상기 접촉면에 제1가공물(2a)이 가고정된 상태이기 때문에, 용융 상태의 제2재료(3)가 제2형틀(1b)에 주입된 이후 응고되며 제2재료(3)와 제1가공물(2a)이 고정될 수 있다.

제2재료(3)는 제2형틀(1b)에 가고정된 제1가공물(2a)(제1재료(2))보다 융점이 낮아 제1가공물(2a)의 형상을 유지하는 것이 바람직할 수 있으나, 이에만 한정하는 것이 아니다. 제2재료(3)는 가열로에서 제2형틀(1b)로 운반하여 주입하는 과정 중에 온도가 하락하기 때문에 제2재료(3)의 융점이 제1가공물(2a)의 융점에 상응하거나 제1가공물(2a)의 융점보다 높아도 제1가공물(2a)의 형상을 유지시킬 수 있다.

상술하였듯이 소재(1)는 모래일 수 있다고 하였는데, 예시적으로 제2재료(3)는 청동(융점 약 875~994℃), 스틸(steel), 시멘트 등일 수 있다.

본 방법은 제3단계(S3) 이전에 제2형틀(1b)의 상기 접촉면에 이형제(예시적으로 비누 등)를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 제3단계(S3)에서 용융 상태의 제2재료(3)가 응고되어 형성된 제2가공물(3a)과 제1가공물(2a)의 결합력이 제1가공물(2a)과 제2형틀(1b)과의 결합력(가고정력)보다 큰 것이 바람직하며, 제2가공물(3a)은 제1가공물(2a)과 고정되어 제2형틀(1b)에서 탈형되면서 형상물(SC)이 제조될 수 있다. 여기에서 형상물(SC)은 조형물, 미술 장식품, 상징물, 조소 작품, 건축 자재, 가구, 실내장식 제품 등일 수 있다.

이와 같이, 본 방법은 상술한 제0단계(S0), 제2단계(S2) 및 제3단계(S3)를 포함함으로써, 성형물(5)을 여러번 사용하여 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b)을 다수 제조할 수 있기 때문에 생산성이 향상된다는 이점이 있다.

또한 서로 다른 재료(제1재료(2), 제2재료(3) 등)를 사용하기 때문에 본 방법에서 제조되는 형상물(SC)에서 원하는 부분에 다양한 재료를 사용할 수 있고(도 3 참조), 서로 다른 재료를 용접 등의 별다른 공정 없이도 용이하게 고정시킬 수 있으며, 표면이 미려하게 고정시킬 수 있기 때문에 형상물(SC)을 보다 쉽게 제조할 수 있다는 이점이 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 방법은 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b) 중 적어도 하나에 제1재료(2) 및 제2재료(3)보다 높은 융점을 가지는 제3재료(4)를 고정시키는 추가단계(도 2의 (d) 및 (e) 참조)를 포함할 수 있다. 제3재료(4)는 소재(1), 제1재료(2) 및 제2재료(3)보다 융점이 높은 것으로, 자연석, 대리석, 유리, 세라믹, 내화물, 공산품(볼트, 자동차 부품 등) 등일 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상술하였듯이 제1형틀(1a)은 성형물(5)에 소재(1)가 접촉된 상태에서 건조 또는 냉각되어 형성된다고 하였는데, 제2형틀(1b) 또한 성형물(5)에 소재(1)가 접촉된 상태에서 건조 또는 냉각되어 형성될 수 있다.

이때 추가단계(미도시)는 소재(1)가 건조 또는 냉각되기 전에 소재(1)에 제3재료(4)를 접촉시키는 단계 및 소재(1)를 건조 또는 냉각시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제3재료(4)는 성형물(5)에 가고정된 상태에서 소재(1)와 접촉되어 건조 또는 냉각될 수 있다. 이와 같이, 본 방법에서 제3재료(4)는 추가단계(미도시) 이후에 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b) 중 적어도 하나와 가고정된 상태(탈착 가능하게 연결된 상태)가 될 수 있다.

추가단계(미도시) 이후에 제3단계(S3)가 수행되는데, 제2재료(3)가 응고된 제2가공물(3a)과 제3재료(4)의 고정력이 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b) 중 적어도 하나와 제3재료(4)의 결합력(가고정력)보다 크게 되어, 제3단계(S3) 이후에 제3재료(4)는 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b) 중 적어도 하나와 분리되는 동시에 제2가공물(3a)과 고정된 상태를 유지할 수 있다.

이를 통해, 가공되지 않은 자연 상태(원 상태)의 제3재료(4)를 본 방법에 의해 제조되는 형상물(SC)에 추가할 수 있으며, 형상물(SC)을 형성하는 재료를 보다 다양하게 하여 형상물(SC)을 보다 다채롭게 할 수 있다는 이점이 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 방법은 성형물(5)을 통해 일관된 형상을 가지는 형틀을 사용하여 형상물(SC)을 제조하는 것으로, 생산성이 향상된다는 이점이 있는 반면에 동일한 형상의 형상물(SC)만이 제조될 수 있다. 그러나 제3재료(4)는 자연상태 그 자체로의 재료가 사용되는 것으로 형상, 색상, 무늬 등이 다양하여 형틀에 의해 제조되는 형상물(SC)이 보다 다양하게 개성을 지닐 수 있는 것이다.

또한 상술한 추가단계(미도시)에서 건조 또는 냉각 전의 소재(1)에 가압되어 접촉되므로 소재(1)의 접촉면이 패이도록 하며 소재(1)와 가고정될 수 있는데, 제3단계(S3) 이후에 제3재료(4)가 제1재료(2) 또는 제2재료(3)보다 돌출될 수 있게 된다. 즉, 본 방법에 의해 제조되는 형상물(SC)이 보다 입체적인 형상을 갖도록 제조될 수 있는 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 방법은 제3단계(S3) 이후에 제3재료(4)를 깎는 제4단계(S4)(도 1의 제3재료 투입단계(S4))를 포함할 수 있다. 제4단계(S4)는 재료에 맞는 톱(saw)과 같은 도구로 수행될 수 있다.

이와 같이, 본 방법은 제4단계(S4)를 포함함으로써, 본 방법에 의해 제조된 형상물(SC)에서 제3재료(4)의 돌출되는 정도를 조절할 수 있으며 표면을 미려하게 할 수 있다는 이점이 있다.

한편 본 방법은 상기 형상물(SC)에 화학 약품을 처리하여 표면에 색상을 입히는 제5단계, 다른 주조물과 용접하는 제6단계(미도시) 등을 추가적으로 더 포함할 수 있음은 물론이다.

제3단계(S3) 이후에 제1형틀(1a) 및 제2형틀(1b)을 제조하기 위해 소재(1)와 또다시 접촉하는 제0단계(S0)에 사용될 수 있다.

본 방법에 의해 제조되는 형상물(SC)은 기존의 단일 재료로 완성되는 것들과는 확연히 구분될 수 있다. 본 방법에 의해 제조되는 형상물(SC)은 건축자제, 가구제품, 싱크대, 세면대, 실내장식 제품 등에 활용될 수 있다.

상술하였듯이 성형물(5)은 플라스틱, 합성수지 등일 수 있다고 하였는데, 상술하였듯이 소재(1)와 반복적으로 접촉하고 냉각 또는 건조된 형틀과 접촉이 해제되는 것을 반복하며 외면에 스크래치 등이 발생될 수 있다.

성형물(5)의 외면에 스크래치 등이 발생되는 경우 성형물(5)의 외면이 변하여 소재(1)가 냉각 또는 건조되어 제조되는 형틀의 접촉면이 변하기 때문에 일관성 있는 형틀을 제조할 수 없다는 문제가 있다.

또한 성형물(5)은 반복적으로 사용되는 것으로서, 장기간 보관하는 도중에 수분과 접촉되는 경우가 있고, 또 외면을 미려하게 관리하기 위해 물과 접촉하는 과정이 수반될 수 있다.

성형물(5)은 플라스틱, 합성수지 등의 재질로 형성될 수 있기 때문에 흡습하여 치수가 변화될 수 있기 때문에 일관된 형틀을 제조하기 어려우며, 가소화가 진행되어 연해지거나 가수분해가 진행되어 내충격성 등이 저하될 수 있다.

따라서 성형물(5)은 상기한 문제의 발생을 억제하기 위해 외면에 구비되는 보호막(G)을 포함할 수 있다.

한편 보호막(G)이 도포된 상태로 성형물(5)이 오래 사용되는 경우, 보호막(G)에 미세한 홈 등이 발생하여 성형물(5)의 외면이 수분과 접촉하거나 스크래치, 파손, 변형 등이 발생되는 것을 실시간으로 확인하기 위하여 보호막(G)은 투명한 상태로 유지될 필요성이 있으며, 보호막(G)의 유지보수를 위해 홈(구멍) 등이 발생한 경우 이를 확인할 필요성이 있다.

상기와 같은 필요성들을 충족하기 위한 수단으로 보호막(G)은 성형물(5)의 외면에 접하는 제1투명 접착층(G1), 상기 제1투명 접착층(G1)의 상부에 구비되는 투명 발열층(G2), 상기 투명 발열층(G2) 상부에 구비되는 제2투명 접착층(G3) 및 상기 제2투명 접착층(G3) 상부에 구비되는 가변 보호층(G4)을 포함할 수 있다.

제1투명 접착층(G1) 및 제2투명 접착층(G3) 각각은 부틸아크릴레이트 70~99 중량% 및 아크릴로니트릴 1~30 중량%로 이루어지는 아크릴계 모노머 100 중량부, 라디칼 개시제 0.1~5 중량부 및 가교제 0.01~20 중량부를 포함할 수 있다.

부틸아크릴레이트는 호모폴리머로 중합할 시 유리전이온도가 0℃ 이하이고, 아크릴로니트릴은 호모폴리머로 중합할 시 유리전이온도가 80℃ 이상이어서 채택됐다.

부틸아크릴레이트가 70 중량% 미만이면 유리전이온도가 높아져서 내충격성이 감소하며, 헤이즈(haze)가 발생하는 문제가 있다. 또한, 그 함량이 99 중량%를 초과하면 유리전이온도가가 지나치게 낮아져서 내마모성이 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 못하다

아크릴로니트릴은 함량이 1 중량% 미만이면 유리전이온도가 너무 낮아져서 점착 내구성이 감소하는 문제가 있고, 그 함량이 30 중량%를 초과하면 초기 점착력이 감소하는 문제가 있어 바람직하지 못하다.

라디칼 개시제는 아크릴계 모노머의 중합을 위해 사용되는데, 상용화된 라디칼 개시제들이 사용될 수 있다.

가교제는 부틸아크릴레이트 및 아크릴로니트릴를 중합시킴에 의해 얻어지는 아크릴레이트계 공중합체를 가교시키기 위해 첨가되는 것으로서, 예를 들어 헥산디올디아크릴레이트가 사용될 수 있다. 가교제의 함량비가 0.1 중량부 미만이면 시트가 유연해져서 재단성이 감소하여 생산성이 감소하는 문제가 있고, 그 함량비가 20중량부를 초과하면 딱딱해져서 내충격성이 감소하고, 부스러지는 문제가 있어 바람직하지 못하다.

이러한 제1투명 접착층(G1) 및 제2투명 접착층(G3) 각각은 고온에서 접착력을 유지하는 동시에 투명한 상태를 유지할 수 있다. 제1투명 접착층(G1) 및 제2투명 접착층(G3)은 고온(약 37℃ 이상)에서 접착력을 유지하며 투명한 상태를 유지하는 것을 전제로 상용화된 기타 첨가제가 포함될 수 있음은 물론이다.

투명 발열층(G2)은 후술하는 제1투명 접착층(G1)의 상부에 구비되고, 제1투명 접착층(G1)과 제2투명 접착층(G3) 사이에 배치되는 것으로서, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide)을 포함하는데, 직류 또는 교류 전기를 가하게 되면 발열을 하게 되는 것으로 투명한 것이 특징이다.

가변 보호층(G4)은 제2투명 발열층(G2)의 상부에 구비되는 것으로, 상기 증류수 250ml 당 N-이소프로필 아크릴 아미드(NIPAM) 폴리머 3.84 g, 알긴산나트륨 1.25 g이 용해된 제1용액 및 증류수 300 ml에 염화칼슘 3%, 과황상암모늄 0.5%가 포함된 제2용액이 혼합된 변환제 및 메틸트리메톡시실란 5 내지 30 중량부, 콜로이달 알루미나 20 내지 75 중량부, 이소프로필알콜 30 중량부 이하를 포함하는 보호제를 포함할 수 있다.

제1용액과 제2용액은 각각 질소 가스에 의해 탈기하고, 제1용액을 주사기에 의해 한 방울씩 교반되어 있는 제2용액에 적하하는데, 적하와 동시에 알긴산칼슘을 매크로 캡슐로 하는 미립자가 발생한다. 1~3시간 내에 내포된 NIPAM의 중합이 종료되고, 얻어진 미립자를 증류수로 3~7회 정도 세정할 수 있다.

이러한 변환제는 약 37℃ 이하에서 투명한 상태로 존재하며, 37℃를 초과한 상태에서는 미립자 내에 미가교 폴리머가 불용이 되어 백탁되기 때문에 불투명한 상태로 전환된다. 불용이 된 상태에서 다시 37℃ 이하로 내려갈 경우 변환제는 투명 상태로 전환되어 투명과 불투명한 상태가 가역적으로 변화할 수 있다.

보호제는 메틸트리메톡시실란 5 내지 30 중량부, 콜로이달 알루미나 20 내지 75 중량부, 이소프로필알콜 30 중량부 이하가 약 1시간 정도 교반하여 혼합된 후 초음파 분산처리될 수 있는데, 이러한 보호제는 투명하며 우수한 내마모성, 내화확성, 내식성, 내후성, 및 열안정성을 가진다.

이와 같이, 성형물(5)은 내마모성과 발수성이 우수한 보호제를 포함하는 보호막(G)이 외면에 구비됨으로써, 성형물(5)가 수분과 접촉하는 것과 스크래치, 파손, 변형 등의 발생이 억제될 수 있다는 이점이 있다.

상술한 바와 같이, 외면에 보호막(G)이 구비된 상태로 성형물(5)이 오랜 기간 사용됨에 따라 보호막(G)은 외력에 의해 미세 홈 등이 발생할 수 있고, 이러한 미세 홈에 의해 성형물(5)은 수분과 접촉하거나 스크래치, 변형, 파손 등이 발생할 수 있다.

상기한 바와 같이 보호막(G)은 37℃ 이하에서 투명한 상태로 유지(도 4의 [A] 참조)되어 보호막(G)이 구비된 성형물(5)의 변형, 스크래치 등이 발생하였는지를 실시간으로 확인할 수 있다.

상술하였듯이, 보호막(G)이 성형물(5)의 외면에 구비(부착)된 상태로 오랜 시간 사용되어 보호막(G)의 홈 등이 발생한 것을 미리 확인하기 위해 또는 성형물(5) 외면의 변형, 스크래치, 수분접촉, 파손 등이 발생된 것이 확인된 상태에서 보호막(G)의 유지보수를 위해 보호막(G)에 홈 등이 발생된 위치를 확인할 필요성이 있다.

이때. 투명 발열층(G2)에 전기를 인가하는 경우, 투명 발열층(G2)이 발열되어 변화제로 열이 전달되고, 변화제가 37℃를 초과하는 경우 백탁되어 보호제를 포함하는 가변 보호층(G4)이 불투명하게 변화하게 된다. 한편, 제1투명 접착층(G1), 투명 발열층(G2), 제2투명 접착층(G3)은 투명한 상태를 유지하게 되고, 불투명한 상태였던 성형물(5)의 색상과 백탁된 가변 보호층(G4)의 색상이 대비(도 4의 [B] 참조)되어 가변 보호층(G4)에 홈 등이 발생한 위치를 용이하게 파악할 수 있다(성형물(5)의 외면 색상과 불투명 상태의 가변 보호층(G4)의 색상은 다른 것이 바람직하다).

상기한 바와 같이, 제2투명 접착층(G3)은 37℃를 초과하는 고온에서도 접착력을 유지하기 때문에 성형물(5)의 외면에 부착된 가변 보호층(G4)에 발생한 홈에 가변 보호층(G4)을 새로이 투입됨으로써 용이하게 유지보수 할 수 있다.

이와 같이, 성형물(5)는 유지보수가 용이한 보호막(G4)을 포함함으로써, 오랜기간 동안 성형물(5)를 외부 자극으로부터 보호할 수 있다는 이점이 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

형상물: SC
소재: 1 제1형틀: 1a
제2형틀: 1b 제1재료: 2
제1가공물: 2a 제2재료: 3
제2가공물: 3a 제3재료: 4
성형물: 5

Claims (4)

1. 성형물에 소재를 접촉시켜 제1형틀 및 제2형틀을 제조하는 제0단계;
   상기 제1형틀과 제1재료를 접촉시키고 탈형하여 제1가공물을 제조하는 제1단계;
   상기 제2형틀과 상기 제1가공물을 탈착 가능하게 연결시키는 제2단계; 및
   상기 제2형틀에 용융 상태의 제2재료를 접촉시키고 탈형하는 제3단계를 포함하고,
   상기 제1형틀 및 상기 제2형틀 중 적어도 하나에 상기 제1재료 및 상기 제2재료보다 높은 융점을 가지는 제3재료를 고정시키는 추가단계를 포함하고,
   상기 제0단계에서 상기 제1형틀 및 상기 제2형틀은 상기 소재가 상기 성형물에 접촉된 상태에서 건조 또는 냉각되어 형성되고,
   상기 추가단계는, 상기 소재가 건조 또는 냉각되기 전에 상기 소재에 상기 제3재료를 접촉시키는 단계 및 상기 소재를 건조 또는 냉각시키는 단계를 포함하고,
   상기 제3단계 이후에, 상기 제3재료를 깎는 제4단계를 포함하고,
   성형물은 외면에 구비되는 보호막을 포함하되, 상기 보호막은 상기 성형물의 외면에 접하는 제1투명 접착층, 상기 제1투명 접착층의 상부에 구비되는 투명 발열층, 상기 투명 발열층 상부에 구비되는 제2투명 접착층 및 상기 제2투명 접착층 상부에 구비되는 가변 보호층을 포함하고,
   상기 제1투명 접착층은 및 제2투명 접착층은 각각 부틸아크릴레이트 70~99 중량% 및 아크릴로니트릴 1~30 중량%로 이루어지는 아크릴계 모노머 100 중량부, 라디칼 개시제 0.1~5 중량부 및 가교제 0.01~20 중량부를 포함하고,
   투명 발열층은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide)을 포함하고,
   가변 보호층은 증류수 250ml 당 N-이소프로필 아크릴 아미드(NIPAM) 폴리머 3.84 g, 알긴산나트륨 1.25 g이 용해된 제1용액 및 증류수 300 ml에 염화칼슘 3%, 과황상암모늄 0.5%가 포함된 제2용액이 혼합된 변환제 및 메틸트리메톡시실란 5 내지 30 중량부, 콜로이달 알루미나 20 내지 75 중량부, 이소프로필알콜 30 중량부 이하를 포함하는 보호제를 포함하는 것을 특징으로 하는 상감 주물 기법을 이용한 형상물 제조방법.
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