KR20040033389A - 폴리우레탄을 이용한 대형 조형물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 조형물을 폴리우레탄을 통해 저렴한 비용과 간단한 방법으로 제조함은 물론 대량생산할 수 있게 한 폴리우레탄을 이용한 대형 조형물 제조방법에 관한 것이다.

종래 폴리우레탄을 이용한 조형물의 제조는 금형을 이용하여 사출하거나 프레스하는 방법이 주로 적용되었는데, 이는 금형을 제작하는 데 한계가 있어 소형사이즈의 규격품 제조에만 적용될 수밖에 없었으며, 폴리우레탄을 계속해서 덧칠하여 대형 조형물을 제작하는 경우에는 작업시간이 오래 소요되어 생산성이 떨어지고, 인건비 및 재료비가 상승되어 제조원가가 증가되며, 이와 동일한 대형 조형물을 지속적으로 생산할 수 없는 문제가 있었던 바, 본 발명은 이를 감안하여 내면에 문양을 가지도록 실리콘 또는 FRP 재질로 형틀을 제작하고, 형틀의 내면에 이형제를 피복한 후 여기에 액상의 폴리우레탄을 피복하며, 액상의 폴리우레탄이 경화되면 형틀을 탈형하고, 상기 경화된 폴리우레탄의 표면에 그 문양에 맞는 페인트로 도색하는 것으로, 이와 같이 하면 대형 조형물을 한번의 공정으로 성형하는 것이므로 제조원가가 현저히 절감될 수 있음은 물론 성형시간이 매우 짧게 되며, 조형물의 무게가 가벼워 취급이 용이해지고, 일단 제조한 형틀을 이용하여 대형 조형물을 대량 생산할 수 있는 것이다.

Description

폴리우레탄을 이용한 대형 조형물 제조방법{Method to manufacture huge molding using polyurethane}

본 발명은 폴리우레탄을 이용한 대형 조형물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대형 조형물을 폴리우레탄을 통해 저렴한 비용과 간단한 방법으로 제조함은 물론 대량생산할 수 있게 한 것이다.

주지하다시피, 꽃 전시장의 꽃탑, 행사용 아치, 방송 세트, 건축 조형물, 인공 바위 등 다양한 분야에 많이 이용되고 있는 대형 조형물은 부피가 거대하여 금형을 통해 한번에 성형하기는 매우 곤란하며, 따라서 이러한 대형 조형물을 제조할 때에는 조각조각 성형하여 서로 부착시키거나, 거푸집을 만들고 여기에 시멘트를 채워넣어 양생시키는 방법을 적용하고 있다.

그러나, 이러한 일반적인 대형 조형물 제조방법은 그 제조공정이 매우 복잡하고 공정수가 많아 오랜 시간 작업해야 하는 불편함이 있었으며, 이에 적용되는 재질이 매우 무거워 취급이 어려움은 물론 안전사고의 위험이 있었고, 대형 조형물을 단편적으로 제조할 뿐 이와 동일한 대형 조형물을 지속적으로 대량 생산할 수 없는 문제가 있었다.

이를 감안하여 재질이 가벼워 취급이 용이하고 어느 정도의 강성을 가지고 있어 형상유지에 유리한 폴리우레탄을 이용한 조형물 제조방법이 대두되었는데, 이러한 폴리우레탄을 이용한 조형물 제조방법은 금형을 제작하고 여기에 액상의 폴리우레탄을 주입하여 경화시키는 사출방법이나, 겔 상태의 폴리우레탄을 프레스 금형에 넣고 프레스로 찍어내는 프레스방법이 주로 적용되었던 바, 이는 금형을 제작하는 데 한계가 있어 소형사이즈의 규격품 제조에만 적용될 수밖에 없었다.

또한, 상기한 방법이외에도 폴리우레탄을 계속해서 덧칠하여 대형 조형물을 제작하기도 하지만 이는 작업시간이 오래 소요되어 생산성이 떨어지고, 인건비 및 재료비가 상승되어 제조원가가 증가되며, 이와 동일한 대형 조형물을 지속적으로 대량 생산할 수 없는 문제는 여전히 내재하고 있다.

본 발명은 이러한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 실리콘 또는 FRP 재질로 형틀을 제작하여 그 내면에 폴리우레탄을 스프레이 또는 브러쉬법에 의해 일정한 두께로 피복하되 형틀 인접면에 먼저 무발포 폴리우레탄을 피복하고, 무발포 폴리우레탄층의 반대측에 그보다는 두꺼운 두께로 발포 폴리우레탄을 피복하며, 각 폴리우레탄층이 경화되면 형틀을 벗겨내고 폴리우레탄층의 표면에 그 문양에 맞는 페인트를 도색함으로써 어떠한 형태의 대형 조형물일지라도 전체를 한번에 성형할 수 있고, 그러면서도 동일한 형태의 대형 조형물을 대량 생산할 수 있으며, 제조작업이 간단하여 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있고, 빠른 시간내에 시공이 가능하며, 비용이 저렴해지는 폴리우레탄을 이용한 대형 조형물 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 대형 조형물의 제조순서도.

도 2는 본 발명에 따른 대형 조형물의 제조공정도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 형틀 2 : 이형제

3 : 스프레이 4 : 무발포 폴리우레탄층

5 : 발포 폴리우레탄층 6 : 페인트층

이하, 본 발명을 그 실시예와 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 폴리우레탄을 이용하여 대형 조형물 제조하는 방법은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 먼저 내면에 문양을 가지도록 실리콘 또는 FRP 재질로 형틀(1)을 제작하게 되는데, 형틀(1)을 실리콘 또는 FRP 재질로 구성하는 것은 기본적으로 가요성을 갖게 하여 탈형을 용이하게 하고, 제작이 손쉬움은 물론 이를 통한 폴리우레탄의 성형작업이 용이해지도록 한 것으로, 형틀(1)의 내면에 각인되는 문양은 그 용도에 맞게 꽃 전시장의 꽃탑, 행사용 아치, 방송 세트, 건축 조형물, 인공 바위 등 다양한 문양을 가지고 음각으로 각인하게 된다.

형틀(1)이 완성되면 그 내면에 이형제(2)를 피복한 후 여기에 액상의 폴리우레탄을 피복하게 되며, 그러면 폴리우레탄은 피복과 동시에 형틀(1)의 내면 음각의 문양부분으로 자연스럽게 흘러들어가게 되어 폴리우레탄이 경화되면서 자연스럽게 폴리우레탄의 외부에 형틀(1) 내면에 형성된 문양이 양각으로 각인될 수 있다.

이때, 형틀(1) 내면에 피복되는 폴리우레탄은 통상 MDI(Methylene diphenyldiisocyanate)나 TDI(Toluene diisocyanate)에 폴리올을 적량 첨가한 후 이를 경화시키는 것으로, 여기에 부자재인 정포제, 아민 촉매와 같은 촉매, 물 또는 프레온 가스와 같은 발포제, 난연제 등을 첨가하게 된다.

또한, 폴리우레탄의 성질을 좌우하는 폴리올은 연질특성을 갖는 폴리에테르계와 경질특성을 갖는 폴리에스테르계가 있는바, 대형 조형물은 어느 정도의 강성을 가져야만 장시간 지속적인 사용이 가능하게 되므로 본 발명에 적용되는 폴리올로는 반경질 또는 경질의 특성을 갖는 폴리에스테르계 폴리올을 적용함이 바람직하다.

그리고, 형틀(1) 인접면에는 무발포 폴리우레탄을 피복하고, 무발포 폴리우레탄층(4)의 반대면에는 그보다는 두꺼운 두께로 발포 폴리우레탄을 피복하여 발포 폴리우레탄층(5)을 형성함으로써 발포 폴리우레탄층(5)을 통해 전체적인 형상을 이룰 수 있게 하고, 무발포 폴리우레탄층(4)을 통해 대형 조형물이 강한 강성을 갖게 함은 물론 수분의 침투를 방지하여 오래토록 사용할 수 있게 하며, 폴리우레탄을 형틀(1)의 내면에 피복할 때에는 스프레이(3)를 이용하여 폴리우레탄을 분사하는 스프레이법 또는 도시하지는 않았지만 브러쉬를 이용하여 폴리우레탄을 칠하여주는 브러쉬법 중 어떠한 방법도 적용 가능하다.

물론, 대형 조형물을 형상만 제작할 경우에는 발포 폴리우레탄만을 사용할 수도 있다.

형틀(1) 내면에 피복된 폴리우레탄이 경화되면 형틀(1)을 탈형하게 되는데, 전술한 바와 같이 형틀(1)은 실리콘 또는 FRP 재질로 구성되어 있어 가요성을 갖게 되므로 탈형이 손쉽게 이루어질 수 있으며, 더욱이 형틀(1)의 내면에 폴리우레탄을 피복하기 전에 기름막과 같은 이형제(2)를 먼저 피복한 것이므로 이러한 이형제(2)에 의해 조형물의 파손없이 그대로 형틀을 탈형할 수 있다.

형틀(1)이 상기 경화된 폴리우레탄으로부터 탈형되면 조형물이 양각으로 문양을 갖는 상태로 표출될 수 있으며, 이러한 상태에서 그 문양에 맞는 페인트로 도색하여 페인트층(6)을 형성하게 되면 이러한 양각부분을 더욱 미려하게 보일 수 있게 하면서 부식 또는 파손을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 실리콘 또는 FRP 재질로 된 형틀에 폴리우레탄을 피복하여 대형 조형물을 한번의 공정으로 성형하는 것이므로 기본적으로 제조원가가 현저히 절감될 수 있음은 물론 대형 조형물의 성형시간이 매우 짧게 되며, 전체적인 조형물의 무게가 가벼워 취급이 용이해지고, 일단 제조한 형틀을 이용하여 대형 조형물을 대량 생산할 수 있는 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 폴리우레탄을 이용하여 대형 조형물을 제조하는 방법에 있어서,

   내면에 문양을 가지도록 실리콘 또는 FRP 재질로 형틀(1)을 제작하는 단계;

   상기 형틀(1)의 내면에 이형제(2)를 피복한 후 여기에 액상의 폴리우레탄을 피복하는 단계;

   상기 액상의 폴리우레탄이 경화되면 형틀(1)을 탈형하는 단계; 및

   상기 경화된 폴리우레탄의 표면에 그 문양에 맞는 페인트로 도색하는 단계를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 대형 조형물 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 형틀(1) 인접면에는 무발포 폴리우레탄을 피복하여 무발포 폴리우레탄층(4)을 형성하고, 상기 무발포 폴리우레탄층(4)의 반대면에는 그보다는 두꺼운 두께로 발포 폴리우레탄을 피복하여 발포 폴리우레탄층(5)을 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 대형 조형물 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리우레탄은 스프레이법 또는 브러쉬법 중 선택된 방법에 의해 상기 형틀의 내면에 피복되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 대형 조형물 제조방법.