KR20090035392A - 안전화용 이중구조의 토우 캡 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현장 작업자가 작업 중 외부의 충격과 같은 안전사고로부터 발가락 및 발등을 보호하기 위하여 착화하는 안전화의 앞 부분에 장착된 토우 캡(Toe cap)에 관한 사항이다. 현재 통상적으로 사용되는 토우 캡의 재료로는 금속과 플라스틱 수지가 대표적이다. 금속(철판) 단독으로 제조된 토우 캡은 내 충격성이 높아 안전하나, 무게가 무거워 착용시 작업자에게 발의 피로를 유발하여 작업 능률의 저하와 안전사고의 원인이 되고 있다. 이러한 금속 토우 캡의 결점인 무게를 해결하기 위하여 최근에는 플라스틱을 사출성형하여 토우 캡을 생산하고 있으며, 금속 토우 캡을 일부 대체하고 있으나, 플라스틱 토우 캡은 물리적인 강도에 있어서 금속 토우 캡보다는 내 충격성이 많이 떨어져 경량성이 요구되는 안전화에만 부분적으로 사용되어지고 있는 실정이다.

따라서 물리적인 충격에 약한 플라스틱 토우 캡의 결점과 중량이 무거운 금속 토우 캡의 결점을 보완하기 위하여, 플라스틱과 금속재질이 서로 결합된 경량성과 내 충격성이 강한 이중구조로 된 토우 캡, 또는 아라미드섬유와 탄소섬유를 절단한 단섬유(短纖維)를 플라스틱 수지와 혼합하여 사출성형한 경량성과 충격에 대한 안전성을 높인 안전화용 토우 캡에 관한 사항이다.

안전화, 토우 캡, 플라스틱 수지, 금속조형물, 탄소섬유, 아라미드섬유, 단섬유.

Description

안전화용 이중구조의 토우 캡 제조방법 {The manufacturing process of dual structure toe cap for safety shoes}

본 발명은 안전화의 부품으로 사용되는 토우 캡의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스틱 수지와 금속조형물이 서로 결합된 토우 캡 제품 또는 탄소 및 아라미드섬유의 단섬유를 플라스틱 수지와 혼합한 강화된 프라스틱으로 제조된 토우 캡 제품의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 안전화는 산업현장과 같은 거친 환경에서 위험요소로부터 작업자의 발을 보호하는데 그 목적이 있으며, 특히 안전화의 토우 캡과 같은 부품은 중량물이 작업자의 발등 위에 떨어졌을 때, 작업자의 발을 보호하는 안전화의 중요한 부품이라 하겠다. 따라서 본 발명은 안전화의 토우 캡 제조에 관한 것으로, 종래에는 금속(철판)을 재료로 하여 토우 캡을 제조하였으나, 금속으로 제조된 토우 캡의 경우 무게가 무겁기 때문에 작업자에게 피로를 유발하는 단점이 있다. 최근에는 이러한 중량 문제를 해결하기 위해 플라스틱 수지를 이용하여 사출 성형된 토우 캡 제품이 개발되어, 금속재질의 토우 캡 제품을 일부 대체하고 있으나, 물리적인 충격에 있어서는 아직 플라스틱 수지 토우 캡 제품이 금속으로 제조된 토우 캡보다 약한 단점이 있는 실정이다. 또한, 고가의 특수 수지를 이용한 충격에 강한 플라스틱 수지 토우 캡 제품이 나오고는 있으나 아직 금속으로 제조된 토우 캡에는 미치지 못하고, 제품 원가가 높아 이러한 제품은 활성화되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기에서 언급한 기존 제품의 품질, 가격의 문제점을 해결할 수 있는 대체 제품으로서, 금속 토우 캡 보다 무게를 줄이고, 플라스틱 토우 캡 보다 충격에 강한 제품, 또한 가격면에서도 경쟁력있는 제품을 제조하고자 한다.

본 발명의 구체적인 실천방법으로, 플라스틱 토우 캡에서 충격에 가장 취약한 부분인 입구쪽 열린 부분에 금속조형물을 삽입하여 플라스틱 수지와 동시에 성형하면, 성형된 플라스틱 토우 캡 안의 금속조형물이 외부충격으로부터 플라스틱 토우 캡 전체를 보호하는 역할을 하게 된다.

또 다른 방법으로, 고 장력 기능성 섬유인 탄소섬유 또는 아라미드섬유인 케블러, 헤라크론과 같은 섬유를 짧게 절단하여 단섬유로 만든 후, 이것을 플라스틱 수지와 일정한 비율로 혼합하여 사출성형하게 되면 제품 내부구조가 섬유조직 구조로 이루어져 충격력에 강한 플라스틱 토우 캡을 제조할 수 있다.

본 발명 방법으로 제조된 안전화용 토우 캡 부품의 경우, 무게를 단독 금속재질의 제품보다 가볍게 할 수 있으며, 단독 플라스틱 재질의 제품보다 외부충격에 대한 강도가 강한 장점이 있다. 따라서 궁극적으로는 우수한 품질의 안전화를 생산할 수 있게 되는 것이다.

본 발명을 위해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 플라스틱 토우 캡 입구, 열린 부분을 보강하기 위한 철판으로 제조한 금속조형물의 형태(3)이며, 금속조형물(3)은 토우 캡을 제조하였을 때 금속조형물이 외부 충격에 의해 토우 캡의 입구쪽 열린 부분이 찌그러지지 않고 견딜 수 있도록 보강용 홈(4)을 내어 쉽게 휘어지지 않도록 하였다. 사실 토우 캡에 있어서 입구쪽 열린 부분이 충격에 가장 약하다. 금속조형물(3)의 두께는 토우 캡 금형에 금속조형물(3)을 삽입하여, 플라스틱(1)을 사출하였을 때 금속조형물이 사출된 플라스틱(1)에 의해 결합할 수 있도록 플라스틱 토우 캡의 두께보다 얇게 제조한다.

금속조형물(3)은 토우 캡 성형용 금형에 삽입하여 금속조형물(3)에 플라스틱(1)을 사출할 때 금속조형물(3)과 플라스틱(1)의 결합이 잘 이루어지도록 금속조형물(3)에는 표면처리를 한다.

도 2는 도 1의 금속조형물(3)을 토우 캡 성형용 금형에 삽입하고, 삽입된 금속조형물(3)에 플라스틱(1)을 사출하여 사출된 플라스틱(1)이 금속조형물(3)과 완전히 결합하도록 성형한 플라스틱(1)과 금속조형물(3)이 결합된 토우 캡의 형태를 나타낸 것이다. 금속조형물(3)과 플라스틱(1)을 결합하여 토우 캡을 제조하면, 철판으로만 제조된 토우 캡의 단점인 무게를 대폭 줄일 수 있으며, 플라스틱으로만 제조된 토우 캡의 단점인 외부충격에 의해 토우 캡이 파손되는 것을 금속조형물(3)로써 보완할 수 있다.

도 3은 특수섬유의 단섬유를 플라스틱 수지 내에 혼합하여 제조한 토우 캡 구조에 관한 것이다. 플라스틱의 사출성형 온도는 통상 200~300℃에서 작업하므로, 내열성 섬유인 탄소섬유 또는 아라미드섬유인 케블러섬유, 헤라크론섬유의 단섬유(2)를 플라스틱 수지에 일정비율로 혼합하여 사출성형하게 되면 토우 캡의 내부구조가 불규칙한 부직포 형태의 구조로 서로 결합하여 플라스틱(1)을 보강함으로써, 플라스틱 단일 재료로 성형된 토우 캡보다 충격력에 강한 섬유 조직형 플라스틱 토우 캡을 제조할 수 있게 된다.

따라서 본 발명에 의해 제조된 토우 캡 제품은 경량성과 충격력에 강한 안전화 제품 제조에 큰 도움이 될 것이다.

도 1은 플라스틱 토우 캡에 쓰일 보강용 금속조형물.

도 2는 플라스틱 토우 캡과 금속조형물이 결합된 토우 캡.

도 3은 내열성 단 섬유가 내부에 보강된 플라스틱 토우 캡.

Claims (2)

1. 안전화의 안전 부품으로 사용되는 토우 캡을 무게가 가벼운 플라스틱 수지와 내충격성이 강한 금속의 특징을 서로 결합한 제품으로서, 자세히는 플라스틱 수지 토우 캡에서 충격에 가장 약한 입구쪽 열린 부분에 보강용 금속조형물을 삽입한 이중구조의 금속조형물이 결합된 플라스틱 토우 캡의 제조방법.
2. 사출성형시 200~300℃의 온도에 견딜 수 있는 내열성과 충격에 강한 탄소섬유나 아라미드섬유의 단섬유를 플라스틱과 혼합, 사출성형하여 플라스틱 수지 토우 캡 내의 조직 구조를 보강한 플라스틱 토우 캡의 제조방법.

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