KR20110040863A - 각기 다른 탄성을 가진 재료들을 통해 입체 형태를 제조하기 위한 공정 및 시스템 - Google Patents

Abstract

각기 다른 탄성을 가진 두 가지의 재료 (천 및 가죽) 를 접착하여 입체 형태를 만드는 공정. 본 공정은 다음과 같은 과정으로 이루어진다.
1.보다 강한 탄성을 가진 변형재(1)를 팽팽히 당겨 이를 당겨진 상태로 유지하는 과정,
2. 약한 탄성을 가진 구조재(2)를 팽팽히 당겨진 변형재 위에 접착하는 과정으로 이루어지며,
변형재에 가해진 힘을 중지하면 반대로 구조재에 압력이 가해지고 이에 따라 재료가 휘어 원하는 입체 형태를 얻을 수 있게 된다.

Description

각기 다른 탄성을 가진 재료들을 통해 입체 형태를 제조하기 위한 공정 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING THREE-DIMENSIONAL SHAPES FROM ASSEMBLED PARTS HAVING VARYING ELASTIC PROPERTIES}

본 발명은 각기 다른 탄성을 가진 재료들을 이용하여 입체 형태를 제조하는 것을 목표로 한다. 본 발명은 또한 이를 구현하기 위한 제작 공정들을 포함하며, 가방을 비롯한 가죽 제품을 비롯, 본 공정에 따라 제조된 3 차원 입체 제품들을 제작하기 위한 것이다. 본 발명의 활용은 어느 한 분야에 국한되지 않고 다양하나, 한 부분 이상의 가죽 재료를 포함하는 제품 또는 입체 제품에 특히 적합하다.

본 발명은 입체 제품의 제조를 목적으로 평평하고 적당한 두께를 가진 재료를 변형시키기 위한 산업 분야에 속한다. 본 출원에 있어서 "형태(shape)"라는 용어는 사전적 의미(기하학적 형태)에서 고려되어야 할 뿐만 아니라 비유적으로, 기술된 기하학적 특성 (입체 형태를 제조하기 위한)을 가진 물체 또는 조립체를 가리킨다.

현재 가죽 제품 제조 분야를 고려할 때, 가죽 작업자가 입체 형태를 가진 가죽 가방을 제조하려면 작업자는 부득불 조립된 가죽 재료 부분을 원하는 형태로 유지하기 위하여, 가방의 골격을 구성하는 구조 또는 뼈대를 개발하지 않으면 안 된다. 이러한 구조 또는 뼈대가 가방의 최종 형태를 결정하게 되는데, 이로 인하여 제조 공정이 복잡해지고 그 결과 추가 비용이 발생한다. 더욱이 가방이 조립되어 일단 형태가 갖추어지고 나면, 그 변형을 방지하는 구조 또는 뼈대 때문에, 미리 정해진 설계 상의 형태를 변경하는 것이 무척 어렵다. 따라서 설계상의 원래 형태로 가방을 복구하기 위한 가능성을 유지하면서 가방의 실제 사용상의 필요에 따른 추후 변형을 용이하게 할 수 있다면 공정에 유용할 것이다.

본 발명은 특정의 구조 또는 뼈대를 필요로 하지 않는 입체의 조형 방법을 제안하는 것에 그 목적을 둔다.

상기 목적은 각기 다른 탄성을 가진 두 가지의 피조립 재료를 가지고 입체 형태를 제조하기 위한 공정을 통해 달성되며, 이는 보다 강한 탄성을 가진 소위 "변형재"에 인장하중(引張荷重: tension)을 가하여 팽팽하게 잡아당기고 이를 유지한 후, 이에 따라 팽팽하게 당겨진 "변형재" 보다 약한 탄성을 가진 소위 "구조재"를 접착하고, 이윽고 "변형재"에 가해진 힘을 중지함에 따라 반대로 "구조재"에 가해지는 저항을 통해 "변형재"가 휘어져 원하는 입체 형태를 얻을 수 있게 된다.

본 발명으로 얻어진 공정에 따라, 안정성(stability)과 가요성(flexibility) 을 가진 균형 잡힌 3 차원 형태를 제조할 수 있다. 안정성은 입체 형태의 본체를 구성하는 구조재의 자체 지지 특성에 기인한다. 그러나 이 구조재는 가요성을 가지며 휘어짐을 기본으로 여러 가지 형태로 변형될 수 있다.

한가지 예로, 본 발명은 가죽으로 된 구조재와 변형재가 그 넓이에 비해 두께가 얇은 경우 사용할 수 있다.

다른 예로, 본 발명을 통해 입체 형태를 얻은 후에, 구조재와 변형재 중 한가지 이상의 재료를 재단하는 것 역시 가능하다.

또한, 본 공정에 따라 변형재에 인장하중(잡아당기는 힘)을 가하기 전, 구조재와 변형재 중 한가지 이상의 재료를 미리 재단해놓는 것 역시 가능하다.

접착 공정은 구조재와 변형재에 내습성을 가진 접착제를 분무하는 것으로 이루어진다.

구조재의 접착 부분을 별도로 구획하여, 특정 부분에만 접착제를 뿌릴 수도 있다.

본 공정에서 가죽으로 된 구조재를 사용할 수도 있다.

본 발명은 위에서 언급한 특징들을 모두 혹은 일부 가지고 있는 두 가지 이상의 구조재를 조립하는 공정 또한 포함하고 있다.

본 발명의 다른 측면으로, 각기 다른 탄성을 가진 두 가지 재료를 가지고 입체 형태를 만들기 위한 시스템을 제안할 수 있는데, 이 시스템은 보다 강한 탄성을 가진 변형재에 힘을 가하여 팽팽히 당기고, 특정 시간 동안 이를 유지하는 방법,

보다 약한 탄성을 가진 구조재를 팽팽히 당겨져 휘어진 변형재에 붙이는 방법,

입체 조형을 가능케 하기 위해 변형재에 가해졌던 힘을 중지하는 방법으로 이루어진다.

발명에 따른 이 시스템은, 입체 형태를 얻은 후에 두 가지 재료 중 한 가지 이상을 재단하기 위한 방법을 포함한다.

이는 또한 변형재에 힘을 가하여 팽팽히 당기는 단계 이전에 두 가지 재료 중 한가지 이상을 재단해 놓는 방법을 포함한다.

본 발명에 따르면, 위 시스템에서는 가죽으로 된 구조재가 사용된다.

본 발명은 또한, 전술한 특성들을 전부 또는 일부 가지고 있는 공정에 의해서 사전에 형태가 만들어진 구조재들을 조립하기 위한 방법을 포함하는, 적어도 두 가지 이상의 구조재를 조립하기 위한 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전술한 특성들을 전부 혹은 일부 가지고 있는 위 공정에 따라 조형되었으며 적어도 한 부분 이상 가죽으로 된 변형재와 구조재를 조립하여 만들어진 가방 등의 가죽 제품들을 적용할 수 있다.

본 발명에는 전술한 특성들을 전부 혹은 일부 가지고 있는 위 공정에 따라 조형되었으며 적어도 한 부분 가죽으로 된 변형재 및 구조재의 조합으로 만들어진 입체 제품 역시 적용할 수 있다.

본원 발명에 의한 공정을 통해, 특정한 구조나 뼈대 없이도 가죽 가방과 같은 입체 형태를 만들어 낼 수 있다(본 발명의 다양한 장점과 특징들은 이하 공정의 상세한 기술과 첨부한 도면들로써 설명되어 있다.)

도 1은 본 발명에 따른 제조 방법의 상이한 단계들을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공정으로 얻은 조립된 외형의 단면도이다.

이제 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 제조 공정의 상이한 단계들을 비롯, 본 공정을 통해 구현된 기술 수단에 대해서 설명하기로 한다.

가죽 등으로 된 레이어를 구성하는 두 가지 부분들이 본 발명에 따른 공정을 통하여 조립되는데, 이로써 각 부분들은 그 넓이에 비해 얇은 두께를 가질 수 있게 된다.

두 부분들은 각기 다른 정도의 탄성을 가진다. 제조될 조립체에서의 개개의 기능을 고려하여, 보다 강한 탄성을 가진 부분을 변형재라고 칭하고, 보다 약한 탄성을 가진 부분을 "구조재"라 칭한다.

구조재로는 통상 가죽을 사용한다

구조재로는 보다 역학적 효율이 높고 표면 (구조재의 표면이 평평한 경우) 및 그 접하는 면에 가해지는 수축과 팽창에 잘 견디는 빳빳한 재료를 사용한다.

구조재는 또한 그 표면에 수직으로 가해지는 응력의 영향 하에서 가해지는 변형에 잘 견뎌야 한다. 구조재에는 잘 굴절되는 성질이 한편 요구된다. 따라서 구조재는 수직 역학적 내성과 유연함을 동시에 갖추어야 한다. 이러한 모든 역학적 효율, 내성과 단단함은 보다 강한 탄성을 나타내는 변형재가 가진 성질들과 상대적인 개념이다.

먼저 "Bengaline Lycra(상표명)" 또는 "elastane(상표명)으로 된 변형재 (1)를 준비, 재단하였다. 본 변형재는 라이닝(lining)을 구성하는데 이에는 장식 문양이 프린트 되어 있을 수 있다.

제 1 단계 (I)에서는 희망하는 입체의 형태, 즉 구조재에 가해질 형태 변형의 정도를 계산하여, 미리 정해진 밑그림(도면)에 따라 변형재 (1)를 재단한다.

단계 II. 이어서 변형재 (1)를 두 가지 부품 (10, 11)이 장착된 장치에 는데, 이때 부품 (10, 11) 안에 변형재 (1)의 가장자리를 삽입, 고정시킨다. 변형재 (1)의 탄성과 특성들에 맞게 계산된 인장응력 (F)을 여기에 가하여 이를 팽팽히 당겨진 상태로 유지시킨다(제 2 단계 (II)).

이 힘 (F)의 강도는 변형재가 찢어지거나 부러지는 점보다 반드시 약해야 한다.

단계 III. 이어서 변형재 (1)의 한 면에 적합한 장비 (12)를 이용하여 정면에서 접착제를 분무, 도포한다. 이때 사용하는 접착제는 강하고 습도나 온도 변화를 비롯한 주변 환경에 거의 영향을 받지 않는 것이어야 한다. 접착제는 또한 물이나 열에 의해 수축되지 않아야 한다. 이는 Neoprene(상표명)이나 유사한 형태의 접착제여야 하나, 환경과 인체에 무해한 제품이 권장된다.

이와 동시에 혹은 이전에, 구조재 (2)를 준비, 재단한다. 구조재 (2)로는 주로 가죽이나 유사한 재료를 사용한다. 이 재료는 본체와 입체 형태의 외부 표피를 모두 구성한다. (단계 IV) 변형재에 접착할 구조재의 표면 중 한 면에 변형재 (1)에 사용하였던 것과 동일한 접착제를 도포한다. 구조재 (2)가 가죽 소재일 경우, 가죽의 안쪽 면에 접착제를 도포하기를 권한다.

(단계 V) 변형재 (1)이 여전히 인장하중으로 인해 휘어져 있는 상태에서, 사전에 접착제가 도포된 변형재 (1)과 구조재 (2)를 겹쳐 놓고 접착한다.

(단계 VI) 접착에 필요한 시간이 경과하면, 인장하중 (F)을 중지하고 위에서 접착시킨 조립체 (1+2)를 장치에서 빼내는데, 이로써 조립체 (1+2)는 순간적으로 휘어 입체가 된다. 가해진 힘 (F)이 없는 상태에서, 이전에 팽팽히 당겨졌던 변형재 (1)는 원래의 형태로 돌아오기 위해 수축한다. 그러나 구조재 (2)의 저항(내성)때문에 변형재가 원래의 형태를 되찾는 것은 불가능하다. 조립체 (1+2)의 곡면은 단단한 구조재 (2)와 탄력있는 변형재 (1)에 각각 적용되는 인장하중의 차이와 이 두 가지 재료가 서로 강하게 접착되어 있음으로 인해 생성된 것이다. 변형재 (1)에 의해 구조재 (2)에 적용되는 저항력을 고려할 때, 이 휘어진 형태는 구조재 (2)가 볼록한 면을 이루고, 변형재 (1)이 오목한 면을 이루어 형성된 것이다.

여기서 구조재가 굴곡을 만들 때 스프링의 역할을 한다는 사실에 또한 주목해야 한다.

(단계VII) 이어서 제품을 완성하기 위해 조립체 (1+2)에 또 다른 재료들을 접합할 수 있다. 이 접합 과정은 재봉, 접착 등의 이미 알려진 기술들로 이루어진다. 본 공정을 가죽 가방을 만드는 데 사용할 때, 구조재 (2)가 가죽일 경우 이는 일반적으로 원통형을 취하는데, 여기에 원통의 가장자리들을 이어주는 다른 가죽 피스 (22)들을 접합함으로써 가방 (20)을 완성할 수 있다. 이어서 가방 (20)에 손잡이 (21)나 여밈 장치와 같은 보조 부분들을 접합한다.

지금까지 설명한 제조 단계들은 현재의 산업 기술들을 통하여 자동화될 수 있다. 재단, 잡아당기기, 접착제 도포, 각 레이어의 접착, 그리고 최종 접합 공정에 필요한 다양한 장비들은 디지털 점검 및 주문을 통해 운용될 수 있고 필요하다면 로봇 자동화될 수 있다. 변형재로 사용되는 천과 같은 재료로는 특히, 확실한 결과, 즉 희망하는 입체 제품의 정밀한 제조를 보장하는 표준화된 제품의 사용이 가능하다.

본 공정은 구조재와 변형재의 좁은 표면뿐만 아니라 넓은 표면에 역시 사용될 수 있다는 점에서 특기할 만하다. 본 공정은 표면의 넓이에 실제로 구애받지 않는다.

위에 언급한 가죽 제품에의 적용을 위한 공정에서, 이를 통해 제작한 가방 (20)은 추후 구조나 뼈대의 보강이나 유지를 위한 제품을 사용할 필요 없이 영구적으로 입체 형태를 갖는다. 도 2를 보면, 이 형태는 가죽 레이어 (2: 구조재)의 겉면이자 제품의 표면인 (23) 에 의해 유지된다. 이 휘어진 형태는 접착제 (3)가 가죽 레이어 (2: 구조재)의 안쪽 면과 천 레이어 (1: 변형재)의 사이에 도포되었을 때, 가방의 안감 즉 탄성을 가진 천 레이어 (1: 변형재)의 표면 변형에 이해 이루어진 것이다.

본 발명의 장점 중 하나는 각각의 구조재와 변형재가 다음의 3 가지 기능을 수행한다는 사실에 있다. 첫째로 원하는 입체를 만들기 위한 잡아당기는 힘에 대한 저항 (구조재) 및 수축 (변형재)을 실행하는 역학적 기능을 들 수 있다. 둘째로는 이러한 작용을 통해 용기(container)의 외벽(가방의 겉면)을 동시에 형성한다는 점, 셋째로는 가방의 겉과 안의 스타일 (미적, 촉각적 효과)을 만들어 낸다는 점을 들 수 있다. 오로지 접착된 두 재료만으로 이러한 세 가지의 기능을 얻을 수 있다는 사실이 특히 주목할 만하다.

물론 본 발명은 지금까지 기술한 예들에 국한되지 않으며 본 발명의 틀 안에서 다양한 접목 및 응용이 가능하다.

특히 입체 형태의 제작 공정은 가방 제작 분야 외의 다양한 용도의 제품들의 제작 및 공산품 개발 제작을 위해서도 응용이 가능하다.

접합된 두 가지 재료가 각기 다른 탄성 정도를 가지고 있기만 하다면, 위에서 예로 들었던 재료들과 다른 재료들을 사용하여도 무방하다.

1 변형재
2 구조재

Claims (15)

1. 각각 상이한 탄성을 갖는 두 가지의 재료의 조립을 통해 가방을 비롯한 가죽 제품의 입체 형태를 제조하기 위한 공정으로,
   보다 강한 탄성을 가진 변형재(1)에 인장하중을 가해 팽팽하게 당겨지게 하고 이를 당겨진 상태로 유지하는 단계와,
   약한 탄성을 가진 구조재(2)를 팽팽히 당겨진 상기 변형재 위에 접착하는 단계와,
   상기 변형재에 가해진 힘을 중지하여 반대로 상기 구조재에 가해지는 저항을 통해 두 재료가 휘어, 원하는 형태의 3 차원의 입체를 얻어내는 단계를 포함하며, 상기 입체 형태는 상기 구조재가 볼록한 면을, 변형재가 오목한 면을 이루어 만들어진 동그랗게 휘어진 모양을 가지는 것인 입체 형태 제조 공정.
2. 제1항에 있어서, 그 넓이에 비해 두께가 얇은 가죽 재질의 상기 구조재와 상기 변형재의 두 부분을 사용하는 입체 형태 제조 공정.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입체 형태를 얻은 후에, 상기 구조재와 상기 변형재 중 한 가지 이상의 재료의 재단 단계를 포함하는 입체 형태 제조 공정.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   변형재에 인장하중을 가하기 전, 상기 구조재와 상기 변형재 중 한가지 이상의 재료를 미리 재단해 놓는 단계를 추가로 포함하는 입체 형태의 제조 공정.
5. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조재와 상기 변형재에 내습성을 가진 접착제를 분무하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 형태 제조 공정.
6. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 구조재의 접착 부분을 별도로 구획하여, 특정 부분에만 접착제를 도포하여 입체 형태를 얻어낼 수 있는 입체 형태 제조 공정.
7. 전술한 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 가죽으로 된 구조재가 사용되는 입체 형태 제조 공정.
8. 전술한 특성들을 전부 또는 일부 가지고 있는 공정에 의해서 사전에 형태가 만들어진 구조재들을 조립하기 위한 방법을 포함하는, 적어도 두 가지 이상의 구조재를 조립하기 위한 제조 공정.
9. 각기 다른 탄성을 가진 두 가지의 재료를 통해 가방을 비롯한 가죽 제품의 입체 형태 제조를 위한 시스템에 있어서,
   보다 강한 탄성을 가진 변형재에 힘을 가하여 잡아당기고, 특정 시간 동안 이를 유지하는 수단과,
   보다 약한 탄성을 가진 구조재를 잡아 당겨진 상기 변형재에 붙이는 수단과,
   상기 변형재에 가해졌던 힘을 중지하는 수단을 포함하며, 상기 입체 형태는 상기 구조재가 볼록한 면을, 상기 변형재가 오목한 면을 이루어 만들어진 동그랗게 휘어진 모양을 가지게 되는 것인 입체 형태 제조 시스템.
10. 제9항에 있어서, 입체 형태를 제조한 이후에 상기 구조재 및 변형재 중 적어도 하나를 재단할 수 있는 수단을 추가로 포함하는 입체 형태 제조 시스템.
11. 제9항에 있어서, 입체 형태의 생성 이전에 상기 구조재 및 상기 변형재 중 하나 이상의 재료를 재단할 수 있는 수단을 추가로 포함하는 입체 형태 제조 시스템.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 가죽으로 된 구조재의 사용을 특징으로 하는 입체 형태 제조 시스템.
13. 적어도 하나 이상의 구조재가 제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 공정에 따라서 제작된 경우 이들을 조립하기 위한 수단을 포함하는, 적어도 2 가지 이상의 구조재를 조립하는 시스템.
14. 적어도 한 부분 이상이 변형재와 구조재(특히 가죽)의 접합으로 이루어졌으며 다음의 공정, 즉
    보다 강한 탄성을 가진 변형재에 힘을 가하여 잡아당기고, 특정 시간 동안 이를 유지하는 공정,
    보다 약한 탄성을 가진 상기 구조재를 잡아 당겨진 상기 변형재에 붙이는 공정,
    상기 변형재에 가해졌던 힘을 중지하는 공정을 포함하는 입체 형태 제조 시스템에 의해 입체적으로 제작된 가방을 비롯한 가죽 제품.
15. 적어도 한 부분 이상이 변형재와 구조재(특히 가죽)의 접합으로 이루어졌으며 다음의 공정, 즉
    보다 강한 탄성을 가진 변형재에 힘을 가하여 잡아당기고, 특정 시간 동안 이를 유지하는 공정,
    보다 약한 탄성을 가진 상기 구조재를 잡아 당겨진 상기 변형재에 붙이는 공정,
    상기 변형재에 가해졌던 힘을 중지하는 공정을 포함하는 입체 형태 제조 시스템에 의해 입체적으로 제작된 가방.

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