KR20050020766A - 탄성표피제조용 몰드의 제조방법과 탄성표피의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조직구조를 보이는 탄성표피를 얻기 위한 몰드(26)를 제작하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 조직구조의 원하는 음각형은 몰드표면을 형성하기 위하여 사용된 라이너구조물(24)에 원하는 조직구조를 조각하거나 마스타 모델(14)을 제공하고 이 마스타 모델(14)의 인상물로서 라이너구조물을 제작함으로서 몰드표면에 제공된다. 마스타 모델 자체에는 마스타 모델(14)에 원하는 조직구조를 조각하거나 마스타 모델의 표면을 형성하는 탄성시이트재(12)를 이용하여 원하는 조직구조를 형성한다. 원하는 조직구조는 탄성시이트재(12)에 조각되거나 탄성시이트재(12)가 적용온도에서 100 Pa.s 이하, 좋기로는 50 Pa.s 이하 또는 그 이하인 브룩필드 점도를 갖는 유동성 인상재를 성형하여 출발물질(1)의 인상물로서 제작된다. 이와 같은 저점성의 인상재를 이용함으로서, 보다 양질의 조직구조를 몰드표면에서 얻을 수 있다.

Description

탄성표피제조용 몰드의 제조방법과 탄성표피의 제조방법 {METHOD FOR MAKING A MOULD AND FOR PRODUCING AN ELASTOMERIC SKIN}

본 발명은 스프레이, RIM 또는 슬러쉬 몰딩방법을 이용하여, 원하는 조직구조(texture)를 가진 전면을 소정의 조직구조를 가진 인상물(impressien)을 이용하여 나타내고 있는 탄성표피를 제조하기 위한 몰드의 제조방법에 관한 것으로, 지지몰드구조물을 제공하는 단계와, 탄성표피의 전면의 크기 및 형상과 일치하는 크기와 형상을 가지고 있고 소정의 조직구조의 음각형구조를 보이는 몰드표면을 제공하기 위하여 몰드구조물에 라이너구조물을 배치하는 단계로 구성되는 탄성표피제조용 몰드의 제조방법에 관한 것이다.

종래 이용되고 있는 방법에 있어서의 라이너구조물은, 니켈도금욕 또는 갈바노 셀에서 니켈을 배스 모델(bath model)에 전착시켜서 얻는 갈바노 플레이트로 구성된다. 이러한 배스모델은 모델표면의 크기 및 형상과 일치하는 크기와 형상의 표면을 갖는 마스타 모델로부터 다수의 연속적인 인상물 의하여 얻으며, 마스타 모델은 특히 몰드면의 음각형, 즉 성형표피의 양각형을 갖는다. 마스타 모델의 원하는 조직구조는 마스타 모델 구조물, 특히 소위 우레올 모델(ureol model)에 원하는 조직구조를 보이는 탄성시이트재를 도포함으로서 제공된다. 탄성시이트는 소위 "praging"방법에 따라서 원하는 엠보싱구조를 갖는 열가소성 PVC 필름이며, 이러한 방법에서 필름은 엠보싱 롤에 의하여 압력하에 엠보싱된다. 엠보싱 롤은 어느 정도 가열되어 필름이 PVC 물질의 용융없이 가소변형될 수 있게 되어 있다. 이와 같이 엠보싱된 PVC 필름은 ISO 527-3/2/100에 따라 측정된 200~250%의 연신율과 8~14 MPa의 인장강도를 가지며 DIN 53515에 따라 측정된 30~55 N/mm의 인열저항을 갖는다. 실제로 엠보싱된 필름은 예를 들어 대쉬 보드, 글로브 박스, 콘솔, 도어 판넬 등 차량용 트림부품의 탄성표피를 제조하기 위하여 디프 드로잉 공법과 같은 가열성형공법에 이용하기 위하여 다량 생산된다.

상기 언급된 기술의 결점은 엠보싱 롤로부터 원하는 조직구조를 열가소성 필름에 전달할 때 엠보싱 롤에 의하여 제공되는 조직구조의 질이 현저히 감소되는 것이다. 이는 예를 들어 롤표면의 온도변화, 롤과 필름 사이의 압력변화, 롤의 축방향에서 롤과 필름 사이의 슬립차이 및 롤의 잠재적인 손상에 기인하는 것이다. 실제로, 피혁구조로 엠보싱된 PVC 필름의 어느 한 특정한 예에서, 최대돌곡높이(naximum peak to valley heights) R_z의 차이(반복패턴을 갖는 여러 영역에서 동일한 위치에서 측정된 ISO 4288-1996에 따라서 결정된 샘플링 길이 λc에서 ISO 4287-1997과 ISO 11 562에 따라 평균값으로 측정됨)는 90~140 ㎛(통상적으로는 그 이상임)이고 필름의 광택도의 차이는 1.6~2.4인 것으로 관측되었다. 이러한 차이는 몰드의 품질이 낮고 또한 이들에 의하여 제조된 제품의 품질이 낮기 때문이며 결국은 시각적 특성과 촉각적 특성이 좋지 않다. 종래기술의 또 다른 결점은 엠보싱 롤에 의한 열가소성 필름의 엠보싱가공을 위한 설비가 대부분 마스타 모델을 얻기 위하여 원하는 수 평방미터의 탄성시이트재를 얻기 위하여서는 너무 고가라는 점이다. 더욱이 이러한 설비를 원하는 공정조건에 맞추기 위하여서는 수 백 평방미터의 필름이 제조되어야 하는 바, 그 대부분의 필름은 폐기되고 만다.

특허문헌 EP-A-0 342 473에는 스프레이방식으로 탄성표피를 생산하는 몰드를 제조하기 위한 다른 방법을 기술하고 있다. 이러한 공지의 방법에 있어서는 몰드를 제조하기 위한 라이너구조물이 마스타 모델상에서 스프레이 방식으로 형성된다. 그러나 이러한 유럽특허문헌에 있어서는 마스타 모델상에 조직구조의 여부에 대하여서는 기술하고 있지 않다. 더욱이, 몰드구조물에 라이너구조물을 부착하기 위하여서는 라이너구조물이 현저히 변형되어야 하므로 마스타 모델에 제공되어야 하는 조직구조의 경우에 있어서 이러한 조직구조는 현저히 변형될 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 몰드표면에 원하는 조직구조를 고도로 정확하게 전달할 수 있도록 함으로서 시각적 특성과 촉각적 특성이 양호한 고품질의 제품이 생산될 수 있는 몰드를 제조하기 위한 새로운 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방법은 청구범위 제1항의 특징부에 특정되어 있다.

이러한 방법에 있어서, 원하는 조직구조가 먼저 라이너구조물에 직접 조각될 수 있어 얻고자 하는 인상물에 의하여 전혀 그 질이 떨어지지 않는다. 다음으로 원하는 조직구조가 직접 조각된 마스타 모델이 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서 종래의 몰드제조방법은 최소의 품질손실을 갖는 몰드표면의 제조가 가능하다. 마스타 모델로부터 출발하는 몰드 라이너를 제조하기 위한 종래의 방법은 실제로 점진부착방법(니켈도금방법)과 실리콘성형물(인상물)이 폐쇄몰드에서 제조되어 고품질의 인상물을 얻을 수 있는 성형방법을 이용한다. 마스타 모델에 원하는 조직구조를 조각하는 대신에 원하는 조직구조는 마스타 몰드의 표면을 형성하기 위하여 사용된 탄성시이트에 조각될 수 있다. 원하는 조직구조를 보이는 출발물질로부터 출발할 때 또는 원하는 조직구조가 탄성시이트재를 생산하기 위하여 조각될 때, 유동성을 가지고 특히 브룩필드 점도(Brookfield viscosity)가 100 Pa.s 또는 그 이하인 시이트재를 성형하기 위한 인상재를 이용함으로서 상기 언급된 종래기술에 비하여 본 발명에 따른 방법에 있어서는 조직구조의 품질손실이 감소된다. 종래기술에 사용된 PVC 필름은 대조적으로 유동성이 없고 다만 가소변형될 수 있도록 가열될 뿐이다.

또한 본 발명은 소정의 조직구조를 갖는 전면을 보이는 적어도 탄성표피를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법이 탄성표피의 전면의 크기와 형상에 일치하는 크기와 형상을 가지고 상기 소정의 조직구조의 음각형인 조직구조를 보이는 몰드표면을 갖는 몰드를 제공하는 단계와, 상기 몰드표면에 대하여 특히 스프레이 또는 RIM 또는 슬러쉬 몰딩방법을 이용하여 탄성표피를 제조하는 단계로 구성된다. 본 발명은 본 발명에 따른 상기 언급된 몰드제조방법에 따라서 제조된 몰드를 이용하는데 특징이 있다.

이러한 몰드를 이용함으로서, 보다 균일한 조직구조 또는 보다 양호한 조직구조, 즉, 몰드제조공정을 시작할 때의 원하는 조직구조에 보다 근접한 조직구조를 보이는 탄성표피를 얻을 수 있다.

또한 본 발명은 소정의 조직구조를 갖는 전면을 보이는 적어도 탄성표피를 제조하기 위한 몰드에 관한 것으로, 이 몰드는 몰드구조물과 이러한 몰드구조물내에 배치되어 탄성표피의 전면의 크기와 형상에 일치하는 크기와 형상을 가지고 상기 소정의 조직구조의 음각형인 조직구조를 보이는 몰드표면을 제공하는 라이너구조물로 구성된다. 본 발명에 따른 이러한 몰드는 본 발명의 몰드제조방법에 따라서 제조됨을 특징으로 한다. 이미 언급된 바와 같이, 이러한 몰드는 보다 균일한 조직구조 또는 보다 양호한 조직구조를 보이는 탄성표피를 제조할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 특징과 잇점은 본 발명에 따른 방법과 몰드의 특정 실시형태의 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 이러한 설명에 사용된 부호는 본 발명의 특정 실시형태에 따른 몰드제조방법의 여러 단계를 설명한 첨부도면의 부호이다.

도 1은 원하는 조직구조가 레이저에 의하여 조각되는 출발물질의 슬이이브가 구비된 롤의 단면도,

도 2는 출발물질이 배치되고 인상재가 출발물질의 제1인상물을 제조하기 위하여 주입되는 진공테이블의 단면도,

도 3은 인상재가 제1인상물로서 탄성시이트재를 형성토록 경화된 것을 보인 도 2와 유사한 단면도,

도 4는 탄성시이트재의 단면도,

도 5는 종래기술의 압인방법과 본 발명에 따른 성형방법을 이용하였을 때, 제1인상물, 즉 탄성시이트재상의 조직구조를 확대하여 보인 것으로, 출발물질상의 조직구조 윤곽과 탄성시이트재상의 조직구조 윤곽을 보이고, 압인방식인 종래기술의 PVC 필름에서 보인 조직구조는 점선으로 나타낸 설명도,

도 6은 마스타 모델 구조물, 특히 소위 우레올 모델의 단면도,

도 7은 마스타 모델을 얻기 위하여 조직구조를 갖는 탄성시이트재가 부착된 도 6에서 보인 우레올 모델의 단면도,

도 8은 중간실리콘인상물을 얻기 위하여 지지셀과 함께 배열된 도 7의 마스타 모델을 보인 단면도,

도 9는 도 8의 실리콘인상물을 지지셀과 함께 다른 몰드상에 전도상태로 배열하고 소위 배스 모델을 얻기 위하여 실리콘인상물의 상부에 겔 코트와 유리섬유-에폭시층을 성형한 것을 보인 단면도,

도 10은 니켈 셀이 전류에 의하여 배스 모델에 부착되는 니켈도금욕에 침지된 배스 모델을 보인 단면도, 및

도 11은 몰드를 얻기 위하여 지지몰드구조물상에 배열된 니켈 셀을 보인 단면도이다.

도시된 본 발명에 따른 방법에 있어서, 원하는 조직구조가 먼저 출발물질(1)에 조각된다. 예를 들어 출발물질(1)은 롤(2)상에 부착된 실리콘고무 슬리이브 또는 "Novotek"(상품명) 슬리이브이다. 기계적인 밀링장치에 의하여, 그러나 좋기로는 레이저(3)의 레이저 빔(4)을 이용하여 출발물질(1)에 원하는 조직구조를 조각한다. 레이저 컷팅 기술은 이미 잘 알려져 있고, 특허문헌 US-A-5 759 473에도 상세히 기술되어 있으므로 본 발명에서는 이에 대한 상세한 설명은 않기로 한다. 롤(2)은 회전되는 반면에 레이저 빔(4)이 롤의 회전축선에 대하여 평행한 주면에 대하여 안내됨으로서 롤의 전주면이 처리된다. 롤(2)의 표면에 대한 레이저 빔(4)의 이러한 운동중에, 레이저 빔(4)의 강도는 패턴화된 원본이나 임의의 설계된 조직구조를 갖는 원본의 표면을 스캔하여 얻은 제어신호에 따라서 제어된다. 기존에 존재하는 조직구조, 예를 들어, 피혁, 목재, 석재 또는 기타 다른 조직구조의 경우에 있어서는 그 표면이 광학적으로 또는 기계적으로 스캔되고 이러한 스캔의 결과에 따라서 전기적인 신호가 발생되어 레이저의 위치와 강도를 제어하는데 직접 이용될 수 있다. 그러나, 다른 방법으로서 패턴화된 원본을 스캔하여 얻은 전기적인 신호를 잠정적으로 저장하는 방법도 있다. 이와 같은 경우 스캔된 조직구조는 이를 수정하기 위하여 처리될 수 있다.

종래기술의 방법에 있어서, 레이저로 조각된 롤은 연속캘린더링공정에 의하여 비교적 고출력으로 열가소성 PVC 필름을 엠보싱하는데 이용된다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 출발물질(1)에 소수의 인상물이 형성되어야 하나 이들 인상물은 고품질이어야 한다. 도 2에서 보인 바와 같이, 출발물질(1)의 슬리이브가 롤(2)로부터 분리되고 편평한 상태로 진공테이블(5)상에 배치된다. 이 진공테이블(5)은 챔버(8)측으로 연장된 통공(7)이 구비된 평저면(6)을 가지며 챔버에서는 진공펌프(9)에 의하여 진공이 형성되어 출발물질의 시이트가 편평한 상태로 유지된다. 도 3에서, 다음 단계로 유동성의 인상재(10)가 출발물질(1)상에 주입되고 스크랩퍼(11)에 의하여 다듬어진다. 인상재(10)가 경화되도록 한 후에, 이로써 얻은 시이트재(12)가 탈형된다. 예를 들어 이 시이트재는 도 4에 도시되어 있으며 그 평균두께(체적을 표면적으로 나누어 계산함)는 20 ㎛ 와 5 mm 사이, 좋기로는 0.5 mm 와 2 mm 사이이다.

시이트재(12)를 얻기 위한 인상재로서는 특히 ISO 527-3/2/100에 따라서 측정된 연신율이 적어도 20%, 좋기로는 적어도 50%, 더욱 좋기로는 적어도 100%인 탄성시이트재를 얻을 수 있는 물질로 구성된다. 이러한 인상재는 PVC, TPO 또는 TPU와 같은 열가소성물질, 유동성 실리콘고무 또는 이소시안산과 화합물, 특히 이소시안산화합물에 반응하는 작용 기를 포함한 폴리알코올 또는 폴리아민으로 구성된 폴리우레탄 반응혼합물이 사용될 수 있다. 인상재의 주요특성은 이러한 인상재가 출발물질에 부착되는 온도에서 브룩필드 점도가 100 Pa.s 이하, 좋기로는 50 Pa.s 이하 이어서 출발물질의 조직구조를 정확히 복제할 수 있어야 한다는 점이다. 따라서, 열거소성물질은 이를 인상재로서 사용하기에 적합하도록 충분히 높은 온도로 가열되거나 충분한 양의 가소제가 함유되어야 한다. 또한 최고의 점성을 갖는 물질은 출발물질의 표면부조를 충분하고 완전히 채우기 위하여 어느 정도 문질러 주어야 하는 작용과 압력을 요구하는 페이스트 형태이어야 한다. 따라서, 본 발명에 있어서 "유동성 물질"이라 함은 용기로부터 중력의 작용만으로 간단히 주입할 수 있는 물질 뿐만 아니라 유동을 위하여 약간의 압력을 가하여야 하는 물질을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 이러한 물질로서는 도포온도에서 낮은 점성, 특히 브룩필드 점도가 30 Pa.s 이하, 좋기로는 20 Pa.s 이하, 더욱 좋기로는 10 Pa.s 이하인 물질이 좋다. 예를 들어 20~25 Pa.s 의 점도를 갖는 실리콘고무, 특히 초기점도가 10 Pa.s 이하 또는 5 Pa.s 이하인 폴리우레탄 반응혼합물이 좋다.

적당한 폴리우레탄 반응혼합물의 예로서는 특허문헌 EP-B-0 379 246의 실시예 1~18에서 보인 것이 있다. 본 발명을 위하여 이들 실시예는 일부 수정을 가할 수도 있다. 본 발명에 있어서, 경화시간이 그다지 중요하지는 않으며, 예를 들어 촉매가 생략되거나 감소될 수 있고 보다 큰 탄성을 갖는 폴리우레탄을 얻기 위하여 적은 화합물, 예를 들어 긴 폴리올 또는 최소 두 기능성의 저기능성을 갖는 폴리올이 사용될 수 있다. 지방족 이소시안산 대신에 보다 반응성이 좋은 방향족 이소시안산이 사용될 수 있다.

저점성의 인상재, 특히 저점성의 반응혼합물을 사용하는 것에 대한 잇점이 도 4에서 설명된다. 이 도면은 출발물질(1)에 조각되어 있는 원하는 조직구조의 단면과 이러한 출발물질의 상부에서 성형되는 탄성시이트재에서 그 결과로 나타나는 조직구조의 단면을 보이고 있다. 저점성 물질을 이용하는 경우, 인상물을 얻고자 함에 있어서는 미세조직구조의 작은 요구가 통상적으로 완전히 채워지지 않을 것이므로 특히 최대돌곡높이 R_z의 특성이 5% 이하 특히 1~3%가 상실될 것이다. 대조적으로 종래의 기계적인 엠보싱방법에 있어서는 거친 조직구조의 큰 요구라 하더라도 완전히 채워지지 않아 결과적으로 그 특성이 현저히 상실될 것이다. 도 5에서 보인 예에서, 예를 들어 거친 기초조직구조상에 중첩되는 미세조직구조는 완전히 상실된다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 레이저로 조각된 출발물질을 기초로 하여 종래의 캘린더링방법 보다 균일한 탄성시이트재를 얻을 수 있다. 탄성시이트재(12)에 반복패턴이 형성되는 경우, 반복패턴을 갖는 여러 영역의 동일한 위치(탄성시이트재가 동일한 표면모양을 보이는 위치)에서 측정된 최대돌곡높이 R_z (ISO 4288-1996에 따라서 결정된 샘플링 길이 λc에서 ISO 4287-1997과 ISO 11 562에 따라 평균값으로 측정됨)는 예를 들어 여러 영역에서 측정된 돌곡높이의 평균값의 상하로 15% 이하, 특히 10% 이하의 범위내에서 달라진다. 트림부품, 예를 들어 대쉬 보드와 글로브 박스 커버 또는 에어백용 트림부품을 인접하여 연결하기 위한 몰드를 제조하기 위하여 이러한 고품질의 조직구조를 갖는 시이트재를 이용할 때, 이들 부품의 조직구조의 품질 사이의 현저한 차이를 보이지 않을 것이다.

탄성시이트재(12)를 제조하기 위하여, 상기 언급된 바와 같이 유동성 인상재(10)가 충분히 낮은 점성을 보일 때 출발물질(1)상에 주입될 수 있다. 인상재(10)를 주입하는 대신에, 이 인상재는 특허문헌 EP-B-0 303 305에서 폴리우레탄 반응혼합물을 위하여 설명된 기술을 적용하여 스프레이될 수도 있다. 인상재는 롤(2)상에 직접, 즉 이로부터 출발물질을 분리하지 않고 스프레이할 수도 있는 바, 이 경우 진공테이블은 불필요하다. 인상재가 점성이 클 때에 조직구조를 갖는 표면은 이에 인상재를 문질러 충분히 그리고 정확하게 자리잡을 수 있도록 할 수 있다. 더욱이, 점성이 낮은 물질의 경우에 있어서는 인상재에 압력을 가함으로서 예를 들어 폐쇄된 몰드 캐비티내에 압력하에 유동성 물질을 주입하여 조직구조를 갖는 표면의 가장 작은 요구에도 양호하게 침투될 수 있도록 할 수 있다. 물론, 가하여지는 압력은 조직구조를 갖는 표면의 변형이 일어나지 않도록 너무 커서는 아니 될 것이다. 실제로, 예를 들어 RIM(반응주입성형)방법, 특히 폴리우레탄 RIM 방법이 적합하다.

도시된 방법에 있어서, 탄성시이트재(12)는 출발물질(1)의 직접인상물로서 제조된다. 변형실시형태에서, 하나 이상의 중간인상물이 상기 언급된 바와 동일한 특성을 보이는 인상재에 의하여 제조됨으로서 조직구조의 특성이 다른 중간인상물의 제조에 의하여 영향을 거의 받지 않게 된다. 원하는 조직구조를 조각된 출발물질(1)을 이용하는 대신에, 예를 들어 천연피혁, 목재판넬, 석재, 단단히 뭉쳐놓은 모래표면, 금속편 등과 같은 기존의 천연적인 조직구조를 갖는 물질로부터 출발하는 것도 가능하다. 이러한 조직구조를 갖는 물질을 진공테이블이나 기타 다른 성형장치상에 배치하고 이러한 조직구조를 갖는 물질에 직접 탄성시이트재(12)를 성형할 수도 있다.

다른 적절한 실시형태로서, 탄성시이트재(12)의 조직구조는 출발물질의 임프린트로서 제공되지 않고 레이저(3)에 의하여 시이트재(12)에 원하는 조직구조가 직접 조각될 수 있다. 이와 같은 경우 품질의 손실이 일어나지 않을 수 있음이 명백하다. 탄상시이트재에 원하는 조직구조를 조각하는 것은 시이트재(12)를 편평한 상태 또는 만곡된 상태에서 수행되거나 또는 시이트재(12)의 슬리이브를 제작하고 이를 롤(2)의 둘레에 부착함으로서 출발물질(1)에 대하여 설명한 것과 동일한 방법으로 수행될 수 있다.

도시된 방법에서, 탄성시이트재(12)는 마스타 모델(14)을 얻기 위하여 마스타 모델 구조물(13)의 적어도 일부분을 덮거나 감싸도록 사용된다. 만약 필요한 경우, 동일한 출발물질로부터 시작하는 연속성형에 의하여 둘 이상의 탄성시이트재 (12)가 제조될 수 있다. 마스타 모델(14)은 그 표면이 제작될 몰드 표면의 크기와 형상에 일치하는 크기와 형상을 갖는다. 본 발명에 있어서 크기와 형상이 일치한다는 것은 크기와 형상이 실질적으로 몰드 표면의 크기 및 형상과 같거나 또는 크기와 형상이 몰드 표면의 음각형 인상물의 크기 및 형상과 같다는 것을 의미한다. 따라서, 몰드 표면을 얻기 위하여 다른 인상물을 얻고자 할 때 변형이 일어나지 않을 것이다.

탄성시이트재(12)를 마스타 모델 구조물(14)상에 부착할 때, 이러한 구조물의 형상에 일치하도록 탄성시이트를 연신시켜야 하는 바, 이는 탄성시이트재(12)의 탄성에 의하여 가능하게 된다.

마스타 모델 구조물(13)과 조직구조를 갖는 탄성시이트재(12) 또는 그 일부로부터 출발하여 마스타 모델(14)을 제작하는 대신에, 레이저를 이용하여 마스타 모델(14)에 직접 원하는 조직구조를 조각할 수 있다. 이와 같이 함으로서 선행 성형단계에서 풀질의 손실이 일어나지 않는다. 그러나, 레이저 또는 마스타 모델에 의하여 수행되어야 하는 운동은 마스타 모델의 3-차원 형상에 의하여 보다 복잡하게 될 것이다.

도 8에서 보인 다음 단계에서, 중간인상물, 특히 실리콘 모델(15)이 제작된다. 이 단계에서 마스타 모델(14)은 몰드(16)내에 배치되고 지지셀(17)이 마스타 모델(14)상에 배치되어 몰드 캐비티가 형성된다. 이 몰드는 실리콘 모델(15)을 얻기 위하여 실리콘조성물로 채워진다. 도 9에서 보인 바와 같이, 이 실리콘 모델(15)은 다른 중간인상물로서 배스 모델(18)을 제작하는데 사용된다. 이러한 배스 모델(18)을 제작하기 위하여, 실리콘 모델(15)이 다른 몰드(19)내에 지지셀(17)과 함께 배치되고 겔 코트 층(20)과 유리섬유 에폭시 층(21)이 실리콘 모델(15)의 상부에서 성형된다.

도 10에서 보인 바와 같이, 이와 같이 제작된 배스 모델(18)은 전해조(22), 특히 니켈도금욕 또는 갈바니 셀내에 침지된다. 이 전해조(22)는 전해용액으로 채워지고 두개의 양극(23)이 전해조내에 배치된다. 배스 모델(18)과 양극(23)사이에 전압을 인가함으로서 전류가 전해조에 흐르며, 금속층(24), 특히 니켈 셀이 배스 모델(18)에 점진적으로 전착된다. 원본의 원하는 조직구조를 갖는 이러한 니켈 셀(24)은 최종단계에서 지지몰드구조물(25)에 구성되는 라이너구조물을 형성하고 몰드표면이 라이너구조물(24)로 형성된다. 니켈도금욕을 사용하는 대신에, 금속증착방법, 특히 니켈증착방법에 의하여 배스 모델에 금속층이 증착될 수 있다. 이러한 증착방법은 공지된 것이므로 더 이상 상세한 설명은 하지 않기로 한다.

이상으로 설명된 방법에 있어서, 상이한 인상물이 마스타 모델(14)로부터 시작하여 정확히 제작될 수 있으며, 마스타 모델이 반복패턴의 조직구조를 가질 때에, 반복패턴을 갖는 여러 영역의 동일한 위치에서 측정된 최대돌곡높이 R_z (ISO 4288-1996에 따라서 결정된 샘플링 길이 λc에서 ISO 4287-1997과 ISO 11 562에 따라 평균값으로 측정됨)는 예를 들어 여러 영역에서 측정된 돌곡높이의 평균값의 상하로 15% 이하, 특히 10% 이하의 범위내에서 달라진다. 마스타 모델이 일부 영역에서 연신되는 탄성시이트로부터 출발하여 제작될 때, 물론 최대돌곡높이 R_z 는 탄성시이트의 연신이 이러한 값에 영향을 받으므로 탄성시이트가 연신되지 않는 몰드표면의 영역에서 측정되어야 한다. 상이한 중간인상물을 제작하기 위하여 사용된 물질은 이들 중간인상물을 성형하기 위하여 고압이 사용되지 않는 한 통상적으로 상기 언급된 점도와 동일한 범위의 점도를 가질 것이다. 또한 전착 또는 증착방법은 조직구조의 특성손실이 무시될 정도이다.

조직구조를 갖는 탄성시이트재(12)를 부착하거나 마스타 모델(14)에 원하는 조직구조를 조각하여 마스타 모델(14)에 조직구조를 형성하는 대신에, 원하는 조직구조는 첨부된 청구범위에 정의된 바에 따른 마스타 모델로서 간주될 수 있는 중간인상물, 특히 실리콘 모델(15) 또는 배스 모델(18)에 조각될 수 있다. 다른 한편으로, 라이너구조물(24)을 제작하기 위하여 다른 중간인상물이 제작될 수 있다.

조직구조를 갖는 마스타 모델로부터 출발하는 대신에, 원하는 조직구조를 라이너구조물(24)에 직접 조각할 수 있으며 이 역시 레이저에 의하여 이루어질 수 있다. 라이너구조물(24)의 3-차원 형상 때문에, 이는 레이저 또는 라이너구조물의 보다 복잡한 운동을 요구한다. 그러나, 중요한 잇점은 어떠한 인상물이라 하여도 이러한 인상물을 제작함에 있어 품질의 손실이 없고 탄상시이트재의 연신에 의한 바람직하지 않은 변형이 일어나지 않도록 할 수 있다는 것이다.

금속라이너구조물 대신에, 탄성물질로부터 라이너구조물을 제작할 수도 있다. 탄성라이너는 라이너구조물을 몰드구조물에 배치할 때 얻는 몰드의 몰드표면의 형상과 크기에 실질적으로 일치하는 형상과 크기를 갖도록 예비성형되는 것이 좋다. 라이너구조물은 특히 몰드표면의 형상에 따라 성형된 고무박막, 특히 실리콘고무박막으로 구성될 수 있다. 탄성라이너의 경우에 있어서, 원하는 조직구조는 이러한 조직구조를 조각하기 위하여 라이너 또는 레이저의 보다 복잡한 운동을 요구하는 레이저에 의하여 조각될 수 있다. 그러나, 탄성라이너구조물의 이용은 라이너구조물 또는 그 일부 영역의 내외면을 회전시켜 레이저 빔이 라이너구조물의 요입된 부분에 이르도록 할 수 있다. 만약 탄성라이너의 탄성이 충분한 경우, 적어도 그 일부분을 연신시켜 라이너가 보다 평탄하게 하거나 만곡된 상태가 되도록 함으로서 조직구조가 레이저에 의하여 보다 용이하게 조각될 수 있도록 하는 것도 가능하다.

상기 언급된 바와 같은 방법에 따라서 제조된 몰드는 유동성 표피물질이 몰드표면에 부착되어 소정의 조직구조가 표피의 전면측에 형성되는 방법에 의하여 탄성표피를 얻는데 이용된다. 이러한 방법의 예로서는 스프레이방법, RIM 방법 및 분말 또는 액체슬러쉬성형방법이 있다. 본 발명에 따른 방법에 있어서는 액체 폴리우레탄 반응혼합물이 몰드표면에 부착되는 스프레이 또는 RIM 방법으로 수행된다. 열가소성 물질이 일반적으로 200℃ 이상의 온도로 가열되어야 하고 용융물질이 신속하지 않게 서서히 냉각되어야 하는 슬러쉬성형방법에 비하여, 통상적으로 스프레이 또는 RIM 몰드는 매우 낮은 온도로 가열되고 서서히 냉각될 필요도 없어 열스트레스를 적게 받는다. 실제로, 이러한 몰드의 몰드표면은 보다 정확하고 미세한 조직구조를 얻을 수 있는 물질로 제작된다.

Claims (13)

1. 지지몰드구조물을 제공하는 단계와 탄성표피의 전면의 크기와 형상에 일치하는 크기 및 형상을 가지고 소정의 조직구조의 음각형구조를 보이는 몰드면을 제공하기 위하여 몰드구조물에 라이너구조물을 배치하는 단계를 포함하고, 스프레이, RIM 또는 슬러쉬 몰딩방법을 이용하여 전면이 원하는 조직구조의 인상물인 소정의 조직구조를 갖는 적어도 탄성표피를 제조하기 위한 몰드의 제조방법에 있어서, 라이너구조물에 다음의 단계에 의하여 상기 음각형 조직구조가 형성됨을 특징으로 하는 탄성표피제조용 몰드의 제조방법.

   - 라이너구조물에 원하는 조직구조를 조각하는 단계; 및/또는

   - 직접인상물과 중간인상물은 마스타 모델 또는 중간인상물에 인상재를 점진적으로 부착시키거나 유동성 인상재를 마스타 모델 또는 중간인상물에 부착시키고 유동성인상재를 경화시켜 인상물을 얻는 성형방법에 의하여 제작되고, 마스타 모델에는 마스타 모델에 원하는 조직구조를 조각함으로서 이러한 원하는 조직구조를 형성하거나 또는 마스타 모델의 표면을 형성하기 위하여 탄성시트재가 마스타 모델 구조물상에 부착되며, 원하는 조직구조는 탄성시트재를 마스타 모델 구조물에 부착하기 전에 탄성시이트재에서 조각되거나 탄성시이트재가 출발물질의 직접인상물 또는 원하는 조직구조를 갖거나 원하는 조직구조가 조각되는 출발물질의 하나 이상의 중간인상물의 인상물로서 제작되고, 직접인상물과 중간인상물이 적용온도에서 100 Pa.s 이하, 좋기로는 50 Pa.s 이하의 브룩필드 점도를 갖는 유동성인상재가 출발물질 또는 중간인상물상에 부착되고 인상재가 인상물을 얻도록 경화되는 것으로, 몰드표면의 크기와 형상에 일치하는 크기 및 형상의 표면을 갖는 마스타 모델을 제공하고 마스타 모델의 직접인상물로서 또는 마스타 모델의 하나 이상의 중간인상물의 인상물로서 라이너구조물을 제작하는 단계.
2. 제1항에 있어서, 원하는 조직구조를 레이저 빔에 의하여 조각하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라이너 구조물을 몰드표면의 형상과 크기에 일치하는 형상 및 크기에 따라서 탄성물질, 특히 고무로 제작하고 원하는 조직구조를 이 라이너구조물에 조각하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라이너 구조물에 마스터 모델의 직접인상물 또는 간접인상물로서 라이너 구조물을 제작함으로써 음각형 조직구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 라이너 구조물을 전해조에서의 금속도금 또는 금속증착방법에 의하여 마스타 모델 또는 중간인상물에 점진적으로 부착되는 금속 또는 금속합금으로 제작하고, 금속이 니켈인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 마스타 모델은 탄성시이트를 마스타 모델 구조물상에 부착하여 제작하고, 탄성시이트가 ISO 527-3/2/100에 따라서 측정된 연신율이 적어도 20%, 바람직하게는 적어도 50%, 더욱 바람직하게는 적어도 100%인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 마스타 모델은 탄성시이트를 마스타 모델 구조물상에 부착하여 제작하고, 탄성시이트가 출발물질상에 층을 형성토록 인상재를 스프레이, 주입, 사출 또는 가압하여 성형함으로서 제작하며, 인상재는 유동성 용융 PVC, 유동성 실리콘 고무 또는 액체 폴리우레탄 반응혼합물이고, 특히 액체 폴리우레탄 반응혼합물물 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 마스타 모델은 탄성시이트를 마스타 모델 구조물상에 부착하여 제작하고, 탄성시이트를 출발물질의 직접 또는 간접인상물로서 제작하며, 직접 또는 중간인상물을 제작하는데 사용된 인상재가 적용온도에서 30 Pa.s 이하, 바람직하게는 20 Pa.s 이하, 더욱 바람직하게는 10 Pa.s 이하의 브룩필드 점도를 가진 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 마스타 모델은 탄성시이트를 마스타 모델 구조물상에 부착하여 제작하고, 탄성시이트에 이러한 탄성시이트 또는 상기 출발물질에 원하는 조직구조를 조각함으로써 원하는 조직구조를 형성되고, 원하는 조직구조를 탄성시이트에 조각하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 탄성표피의 전면의 크기와 형상에 일치하는 크기와 형상을 가지고 있고 소정의 조직구조의 음각형인 조직구조를 보이는 몰드표면을 갖는 몰드를 제공하는 단계와, 몰드표면에 대하여 특히 스프레이 또는 RIM 또는 슬러쉬 몰딩방법을 이용하여 탄성표피를 제조하는 단계로 구성되는, 소정의 조직구조물의 전면을 갖는 적어도 탄성표피를 제조하는 방법에 있어서 이 방법에 전기 청구항의 어느 한 항에 따른 방법에 따라서 제조된 몰드를 이용하는 것을 특징으로 하는 탄성표피의 제조방법.
11. 제10항에 있어서, 탄성표피를 몰드표면에 대하여 스프레이 또는 RIM 방법으로 폴리우레탄 반응혼합물을 도포하고 반응혼합물이 경화되도록 함으로써 제작하고, 선택적으로 먼저 몰드표면에 대하여 인-몰드 코팅, 특히 인- 몰드 페인트를 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 몰드구조물과 이러한 몰드구조물내에 배치되어 탄성표피의 전면의 크기와 형상에 일치하는 크기와 형상을 가지고 있고 소정의 조직구조의 음각형인 조직구조를 보이는 몰드표면을 제공하는 라이너구조물로 구성되는, 소정의 조직구조를 갖는 전면을 보이는 적어도 탄성표피를 제조하기 위한 몰드에 있어서, 이 몰드를 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라서 제조하는 것을 특징으로 하는 탄성표피제조용 몰드.
13. 제12항에 있어서, 라이너 구조물이 반복패턴을 보이는 조직구조를 가지고 있고, 반복패턴을 갖는 여러 영역의 동일한 위치(탄성시이트재가 동일한 표면모양을 보이는 위치)에서 측정된 최대돌곡높이 R_z (ISO 4288-1996에 따라서 결정된 샘플링 길이 λc에서 ISO 4287-1997과 ISO 11 562에 따라 평균값으로 측정됨)가 여러 영역에서 측정된 돌곡높이의 평균값의 상하로 15% 이하, 특히 10% 이하의 범위내인 것을 특징으로 하는 몰드.