KR20120032392A - 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촉감 및 인체 내에서의 착용감이 우수하고, 실리콘 보형물의 두께에 편차가 없어 장기간 착용하였을 때에 발생할 수 있는 응력집중현상을 최소화함과 아울러 피로파열에 대한 저항력을 높여 실리콘 보형물의 안전성 및 수명을 극대화함을 제공하도록, 보형물 형상을 갖는 몰드체에 실리콘용액을 입혀 건조장치 내에서 건조하므로 실리콘 보형물의 실리콘 쉘을 이루도록 제조하는 실리콘 보형물 제조방법에 있어서, 상기 건조장치의 내부공간에 상기 몰드체를 고정하도록 지그가 형성되고, 상기 지그는 상기 몰드체를 고정한 후 수평상태를 유지하다가 회전 운동 및 다양한 각도로 기울어짐 운동하면서 실리콘의 흐름성을 이용하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 균일하게 조절하도록 형성되는 실리콘두께조절단계를 포함하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 제공한다.

Description

내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법{Process Of Silicon Implant Having Shell Improved Durability}

본 발명은 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전방으로 완만한 곡면을 이루는 실리콘 보형물이 얇고 동일한 두께를 형성토록 제조함에 따라 촉감 및 인체 내에서의 착용감이 우수하고, 실리콘 보형물의 두께에 편차가 없어 장기간 착용하였을 때에 발생할 수 있는 응력집중현상을 최소화함과 아울러 피로파열에 대한 저항력을 높여 실리콘 보형물의 안전성 및 수명을 극대화하는 것이 가능한 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 실리콘 보형물은 성형 등의 다양한 목적으로 인체 내에 삽입하는 것으로, 이에 대표적인 인공유방 보형물은 질병 및 사고로 인한 유방결손에 대한 재건과 미용 및 기형으로 인한 성형을 목적으로 하며, 입체적, 해부학적으로는 기관 또는 조직의 대체를 목적으로 사용된다.

이러한, 인공유방 보형물들은 인공장기(artificial organs, 생체의 장기를 대용하기 위하여 만든 장치)에도 사용가능한 실리콘으로 만들어진 쉘 내부에 충분한 양의 충진물이 채원진 것으로서, 충진물의 종류는 식염수(saline) 및 하이드로젤(hydro-gel) 및 실리콘 젤(silicone gel)로 나눠지며 이런 각각의 충진물에 따라 제품으로 나눌 수 있고, 제품의 모양에 따라 둥근 형태(round type) 및 물방울 형태(anatomical type)의 제품으로 나눌 수 있으며, 제품의 표면상태에 따라 매끄러운 형태(smooth type) 및 거친 형태(texture type)의 제품으로 나눌 수가 있다.

여기서, 식염수 인공유방 보형물은 실리콘(폴리디메틸실록산(PDMS)과 폴리디페닐실록산 및 폴리올가노실록산으로 구성됨) 쉘 내부에 식염수가 주입된 형태 또는 식염수를 주입할 수 있는 형태의 인공유방 보형물로서 구조적으로 실리콘 쉘과 밸브로 구성되어 있다.

그러나, 식염수 인공유방 보형물은 멸균된 식염수를 충진물로 사용하므로 파열 후에도 충진물의 체내 누출에 대한 안전성 보장과 식염수 충진량의 조절로 유방의 부피 변화가 가능한 장점이 있으나, 시술 후 촉감이 다른 인공유방 보형물에 비하여 현저히 떨어지고 쉘의 내구성이 약하다는 단점이 있었다.

또한, 하이드로젤 인공유방 보형물은 식염수 인공유방 보형물과 같이 쉘 내부에 단당류 및 다당류로 구성된 하이드로젤이 충진 된 형태의 보형물로서, 보형물의 파열로 인한 충진물이 체내에 유출될 경우 충진물이 인체에 흡수 및 배설됨이 가능하다는 원리에서 개발된 제품이다.

그러나, 하이드로젤 인공유방 보형물은 장기간 사용에 대한 안전성이 입증되지 않았으며, 삽입 후 시간경과에 따른 부피변화가 크고, 주름의 발생 가능성이 크면서도 실리콘 인공유방 보형물에 비하여 느낌이 부자연스러운 문제가 있음에 따라 현재 안전성의 입증문제로 인하여 시장에서 유통되지 않고 있는 실정이다.

그리고, 실리콘 젤 인공유방 보형물은 쉘 내부에 적당한 점도의 실리콘 젤이 충진된 형태로서, 제품의 내구성 및 촉감이 식염수 인공유방 보형물에 비하여 매우 우수하므로 현 시장판매에 있어 지배적인 위치에 있으며, 한때, 안전성의 입증문제로 인하여 미국 식약청(FDA)에서는 사용에 제한을 두었으나, 2006년도 다시금 사용을 공식적으로 허락하였다.

실리콘 인공유방 보형물의 개발역사는 1세대형 보형물, 2세대형 보형물, 3세대형 보형물로 개발되어 왔으며, 이에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.

먼저, 1세대형 실리콘 인공유방 보형물은 1960년대 중반부터 1970년 중반까지 판매된 제품으로서, 1961년도에 Cronin과 Gerow에 의하여 처음 개발되었으며, 두꺼운 쉘, 매끄러운 표면 타입, 높은 점도의 실리콘 젤의 사용으로 요약할 수 있다. 이 보형물은 젤 유출(gel bleed) 및 구형구축(capsular contracture)을 유발시켰지만, 두꺼운 쉘의 사용으로 파열속도는 낮은 편이었다.

이어, 2세대형 실리콘 인공유방 보형물은 1970년대 중반부터 1980년대 중반까지 판매된 제품으로, 보다 부드러운 감촉을 위하여 얇은 쉘과 낮은 점도의 실리콘 젤 충진물을 사용하였고, 1세대형 보형물에 비교하였을 때 비슷한 젤 유출량과 높은 파열률 및 낮은 구축 발생률이 특징이었다.

연이어, 3세대형 실리콘 인공유방 보형물은 1980년대 중반부터 현재까지 판매되고 있는 제품으로서, 젤 유출을 차단하기 위하여 젤 유출 차단층(barrier layer)을 사용하였으며, 2세대형 보형물과 비교하여 두꺼운 쉘과 높은 점도의 실리콘 젤이 사용된 형태이고, 구형구축을 감소시키기 위하여 거친 표면의 제품이 개발되었다.

이와 같은 인공유방 보형물은 도 1에 나타낸 바와 같이, 모두 쉘(5)과 충진물(2) 및 접합부위(이하, 실리콘막(6)이라 함)로 구성된다.

그러나, 종래의 인공유방 보형물을 이루는 구성 중에서 쉘(5)은 대부분이 담금기법을 통하여 제조하는데, 담금 방법을 통해 쉘(5)을 제조하는 경우 쉘(5)을 담근 후 꺼내어 건조하는 과정에서 실리콘이 중력의 영향을 받아 아래쪽으로 계속 흘러내림에 따라 건조한 이후의 쉘(5)의 형상이 아래쪽으로 갈수록 점점 두꺼워지는 두께 상의 편차가 크게 발생하므로 응력에 의한 상대적인 취약부위인 응력집중부위(7)가 발생하고, 이는 내구력에 한계점을 가지게 되며 피로에 의해 결국 파열하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실리콘 보형물의 외형을 이루는 실리콘 쉘이 전반적으로 균일한 두께를 형성토록 두께 편차를 제거함에 따라 응력집중현상을 최소화하여 피로파열에 대한 저항력을 극대화함과 아울러 실리콘 보형물을 장기간 사용하여도 제품의 변형이나 손상이 없어 신뢰도를 높이고 안전성 및 수명을 극대화할 수 있는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 전방을 향해 완만한 곡면을 이룸과 함께 실리콘 보형물의 두께가 동일하면서도 얇기 때문에 촉감 및 인체 내에서의 착용감이 우수하므로 제품의 질적 향상을 도모할 수 있는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 기존의 수작업에 국한된 작업 대부분의 공정을 자동화하므로 인건비의 절감 및 작업의 편의성을 도모함은 물론 품질의 재현성을 이루고, 제품의 질적 향상을 극대화할 수 있는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법은 보형물 형상을 갖는 몰드체에 실리콘용액을 입혀 건조장치 내에서 건조하므로 실리콘 보형물의 실리콘 쉘을 이루도록 제조하는 실리콘 보형물 제조방법에 있어서, 상기 건조장치의 내부공간에 상기 몰드체를 고정하도록 지그가 형성되고, 상기 지그는 상기 몰드체를 고정한 후 수평상태를 유지하다가 회전 운동 및 다양한 각도로 기울어짐 운동하면서 실리콘의 흐름성을 이용하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 균일하게 조절하도록 형성되는 실리콘두께조절단계를 포함하여 이루어진다.

상기 실리콘두께조절단계에서 상기 건조장치의 지그는 몰드체를 동일수평선상에서 지속적으로 회전시키면서 전후 및 좌우를 비롯한 사방을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성된다.

또한, 상기 실리콘두께조절단계에서 상기 건조장치의 지그는 몰드체가 수평상태를 유지하도록 고정하면서 전후 및 좌우 방향을 비롯한 사방을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성하는 것이 가능하다.

그리고, 상기 실리콘두께조절단계에서 상기 건조장치의 지그는 자체적으로 회전각도가 1~360°의 범위로 회전하되 회전변위 중 30~60°범위 내에서 설정된 각도마다 일정시간 일시정지하기를 반복하면서 지속적으로 회전하도록 형성되어 지그변위함을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 실리콘 보형물 제조방법은 충분한 양의 실리콘용액이 채워진 용기에 보형물 형상의 몰드체를 투입하여 담그는 몰드담금단계와; 실리콘용액이 입혀진 상기 몰드체를 건조장치 내부의 지그 상에 고정하고 상기 실리콘두께조절단계로부터 지그가 작동하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 균일하게 조절하며 상기 실리콘 쉘을 정형하여 형상화하도록 건조하는 실리콘경화단계와; 상기 건조장치의 내부에 구비된 차단부재를 통해 상/하부공간을 각각 형성토록 구획하고 미세분무기를 통해 상기 실리콘 쉘에 유기화학용액을 분무하는 실리콘에칭단계와; 상기 실리콘 쉘의 하단부에 구멍을 형성한 후 상기 몰드체로부터 상기 실리콘 쉘을 탈거하는 몰드분리단계와; 상기 실리콘 쉘의 내부공간을 외부로부터 폐쇄하도록 상기 구멍에 실리콘막을 부착하고 내부공간으로 충진물을 주입시키는 보형물형성단계;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 건조장치는 송풍기를 통해 상하 및 좌우의 사방에서 건조바람을 고르게 송풍하도록 형성하되 상/하부 공간의 온도를 각각 다르게 조절할 수 있도록 상하온도편차를 설정함을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 건조장치는 송풍기의 풍량 및 풍속을 조절하여 상기 실리콘 쉘의 건조속도를 제어하므로 상기 실리콘 쉘의 전반적인 경화두께를 조절할 수 있도록 이루어진다.

상기 실리콘에칭단계에서의 유기화학용액은 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 사이클릭 방향족 화합물 중 적어도 어느 하나로 이루어진다.

상기 실리콘에칭단계에서의 상기 미세분무기는 건조시 상기 실리콘 쉘의 하단부에서부터 두꺼워지는 것을 방지하도록 상기 건조장치의 하부공간에서 상기 실리콘 쉘을 골고루 분무할 수 있는 위치에 적어도 1개 이상이 형성된다.

상기 건조장치는 상기 미세분무기에서 분무하는 유기화학용액의 농도를 상황에 따라 조절할 수 있도록 형성된다.

상기 건조장치는 송풍기로부터 송풍하는 건조바람의 방향을 조절하여 상기 미세분무기에서 분무하는 유기화학용액의 휘산방향을 변경 및 조정할 수 있도록 형성된다.

또한, 상기 몰드담금단계와 상기 실리콘경화단계의 사이에는 상기 몰드체에 입혀진 실리콘용액을 고압의 에어노즐로 불어 상기 몰드체의 형상을 따라 온전히 부착시키는 에어분사단계를 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법에 의하면, 보형물의 외형을 이루는 실리콘 쉘이 전체적으로 두께 편차가 없는 균일한 두께의 외벽을 형성함에 따라 응력집중현상의 최소화로 피로파열에 대한 저항력을 극대화함과 더불어 장기간 보형물을 사용하여도 제품의 변형이나 손상이 없으므로 제품의 수명을 극대화하며 안전성이 높아 제품사용에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법은 보형물이 전방으로 완만한 곡면을 이루며 두께가 동일하면서도 얇기 때문에 촉감 및 인체 내에서의 착용감이 우수하고 제품의 질적 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법은 실리콘 쉘을 형성하는 전반적인 제조과정을 자동화하므로 생산성의 향상을 도모하고 인건비 절감 및 작업의 편의성을 도모함은 물론 품질의 재현성을 이루며, 제품의 질적 향상을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법은, 보형물의 형상을 이루는 몰드체 표면상에 실리콘용액이 완전히 부착시킨 이후에 건조하므로 밀착성을 높여 건조시 몰드체로부터 실리콘 쉘이 들뜨는 현상을 방지하고, 정확히 규격화된 사이즈로 정형화하여 제품의 품질향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래에 실리콘 보형물을 나타내는 단면예시도.
도 2의 (a),(b)는 각각 본 발명에 있어서 실리콘두께조절단계의 지그 사용상태를 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 지그변위의 사용상태를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 블럭도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 공정도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예의 실리콘 보형물을 나타내는 단면예시도.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 블럭도.

본 발명은 보형물 형상을 갖는 몰드체에 실리콘용액을 입혀 건조장치 내에서 건조하므로 실리콘 보형물의 실리콘 쉘을 이루도록 제조하는 실리콘 보형물 제조방법에 있어서, 상기 건조장치의 내부공간에 상기 몰드체를 고정하도록 지그가 형성되고, 상기 지그는 상기 몰드체를 고정한 후 수평상태를 유지하다가 회전 운동 및 다양한 각도로 기울어짐 운동하면서 실리콘의 흐름성을 이용하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 균일하게 조절하도록 형성되는 실리콘두께조절단계를 포함하여 이루어지는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 실리콘두께조절단계에서 상기 건조장치의 지그는 몰드체를 동일수평선상에서 지속적으로 회전시키면서 전후 및 좌우를 비롯한 사방을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성되는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 실리콘두께조절단계에서 상기 건조장치의 지그는 몰드체가 수평상태를 유지하도록 고정하면서 전후 및 좌우 방향을 비롯한 사방을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성되는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 실리콘두께조절단계에서 상기 건조장치의 지그는 자체적으로 회전각도가 1~360°의 범위로 회전하되 회전변위 중 30~60°범위 내에서 설정된 각도마다 일정시간 일시정지하기를 반복하면서 지속적으로 회전하도록 형성되어 지그변위함을 더 포함하여 이루어지는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 실리콘 보형물 제조방법은 충분한 양의 실리콘용액이 채워진 용기에 보형물 형상의 몰드체를 투입하여 담그는 몰드담금단계와; 실리콘용액이 입혀진 상기 몰드체를 건조장치 내부의 지그 상에 고정하고 상기 실리콘두께조절단계로부터 지그가 작동하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 균일하게 조절하며 상기 실리콘 쉘을 정형하여 형상화하도록 건조하는 실리콘경화단계와; 상기 건조장치의 내부에 구비된 차단부재를 통해 상/하부공간을 각각 형성토록 구획하고 미세분무기를 통해 상기 실리콘 쉘에 유기화학용액을 분무하는 실리콘에칭단계와; 상기 실리콘 쉘의 하단부에 구멍을 형성한 후 상기 몰드체로부터 상기 실리콘 쉘을 탈거하는 몰드분리단계와; 상기 실리콘 쉘의 내부공간을 외부로부터 폐쇄하도록 상기 구멍에 실리콘막을 부착하고 내부공간으로 충진물을 주입시키는 보형물형성단계;를 포함하여 이루어지는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 건조장치는 송풍기를 통해 상하 및 좌우의 사방에서 건조바람을 고르게 송풍하도록 형성하되 상/하부 공간의 온도를 각각 다르게 조절할 수 있도록 상하온도편차를 설정함을 더 포함하여 이루어지는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 건조장치는 송풍기의 풍량 및 풍속을 조절하여 상기 실리콘 쉘의 건조속도를 제어하므로 상기 실리콘 쉘의 전반적인 경화두께를 조절할 수 있도록 이루어지는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 실리콘에칭단계에서의 유기화학용액은 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 사이클릭 방향족 화합물 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 실리콘에칭단계에서의 상기 미세분무기는 건조시 상기 실리콘 쉘의 하단부에서부터 두꺼워지는 것을 방지하도록 상기 건조장치의 하부공간에서 상기 실리콘 쉘을 골고루 분무할 수 있는 위치에 적어도 1개 이상이 형성되는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 건조장치는 상기 미세분무기에서 분무하는 유기화학용액의 농도를 상황에 따라 조절할 수 있도록 형성되는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 건조장치는 송풍기로부터 송풍하는 건조바람의 방향을 조절하여 상기 미세분무기에서 분무하는 유기화학용액의 휘산방향을 변경 및 조정할 수 있도록 형성되는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 몰드담금단계와 상기 실리콘경화단계의 사이에는 상기 몰드체에 입혀진 실리콘용액을 고압의 에어노즐로 불어 상기 몰드체의 형상을 따라 온전히 부착시키는 에어분사단계를 더 포함하여 이루어지는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법을 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이고, 도면에서 나타내는 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 예시적으로 나타내는 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법의 일실시예는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 보형물 형상을 갖는 몰드체(10)에 실리콘용액(5)을 입혀 건조장치(50) 내에서 건조하므로 실리콘 보형물(I)의 실리콘 쉘(20)을 이루도록 제조하는 실리콘 보형물 제조방법에 있어서, 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 조절하는 실리콘두께조절단계(S25)를 포함하여 이루어진다.

상기 실리콘두께조절단계(S25)에서는 보형물의 전반적인 형상을 이루는 상기 몰드체(10) 상에 원료인 실리콘용액(5)을 고르게 입히되 실리콘용액(5)이 경화되기 이전에 상기 몰드체(10)의 표면을 따라 사방으로 흐를 수 있도록 다양한 방향성을 제시하여 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 균일하게 조절한다.

상기 실리콘두께조절단계(S25)는 상기 건조장치(50) 내에서 작업이 이루어지는 것으로서, 구체적으로는 상기 건조장치(50)의 내부공간에 실리콘용액(5)이 도포된 상기 몰드체(10)를 고정하도록 지그(51)가 형성된다.

상기 실리콘두께조절단계(S25)에서의 상기 지그(51)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 몰드체(10)를 고정한 후 수평상태를 유지하다가 회전 운동 및 다양한 각도로 기울어짐 운동하면서 실리콘의 흐름성을 이용하여 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 균일하게 조절하도록 형성된다.

상기 실리콘두께조절단계(S25)에서 상기 건조장치(50)의 지그(51)는 상기 몰드체(10)의 표면에 도포된 실리콘용액(5)이 상기 몰드체(10)의 전체 면적에 걸쳐 균일한 두께를 이룰 수 있도록 상기 몰드체(10)를 전후 및 좌우를 비롯한 사방을 향해 설정된 각도만큼 기울어지도록 운동한다.

상기 지그(51)는 상기 몰드체(10)를 주기적으로 기울이도록 운동하는 것이 가능하고, 상기 몰드체(10)를 비주기적으로 기울이도록 운동하는 것도 가능하다.

상기 실리콘두께조절단계(S25)에서 상기 건조장치(50)의 지그(51)는 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 몰드체(10)를 동일수평선상에서 지속적으로 회전시키면서 모든 방향을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성하는 것이 가능하다.

또한, 상기 건조장치(50)의 지그(51)는 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 몰드체(10)가 수평상태를 유지하도록 고정하면서 모든 방향을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성하는 것도 가능하다. 즉, 상기 몰드체(10)를 동일하게 기울임 운동하도록 작동하되 상기 지그(51)로부터 상기 몰드체(10)가 동일수평선상에서 회전하지 않는 무회전상태를 유지토록 형성한다.

상기 지그(51)는 일반적으로 자동차생산공정 및 주형용 샌드코팅공정 등에서 사용하는 로봇 암의 구조나 nutator 장비(예를 들면, nutator mixer 등)의 구조를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 실리콘두께조절단계(S25)에서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 건조장치(50)의 지그(51) 전체가 자체적으로 회전하여 지그변위하도록 작동하는 것을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

상기 건조장치(50)의 지그(51) 자체적으로 회전하여 1~360°의 범위로 상하 회전이동한다.

상기 건조장치(50)의 지그(51)는 상하로 회전하여 위치를 변경하는 도중에 30~60°범위 내에서 설정된 각도마다 일정시간 일시정지하기를 반복하면서 지속적으로 회전하도록 형성된다.

예를 들면, 상기 실리콘두께조절단계(S25)에서의 지그변위는 멈춤각도를 45°로 설정하는 경우에 지그(51)가 자체적으로 회전하다가 45°의 각도마다 정지한 후 일정시간(예를 들면 30초~1분 정도)을 멈춘 상태로 유지함에 따라 해당각도에서의 방향으로 실리콘용액(5)이 충분히 흐를 수 있는 시간적 여유를 제시하도록 하여 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 균일하게 조절할 수 있게 된다.

상기와 같이, 실리콘두께조절단계(S25)를 통한 상기 지그(51)의 회전 및 기울임 운동에 의하여, 지그(51)가 다양한 각도로 기울어지면서 계속해서 회전을 동반하거나 비동반한 기울임 운동하므로 실리콘용액(5)의 흐름 방향을 다방면으로 제시하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 더욱 균일하게 조절하는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법의 일실시예는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 몰드담금단계(S10)와, 실리콘경화단계(S20) 및 실리콘두께조절단계(S25)와, 실리콘에칭단계(S30)와, 몰드분리단계(S40)와, 보형물형성단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

상기 몰드담금단계(S10)에서는 실리콘 보형물(I)을 획득하기 위한 최초의 공정으로 실리콘용액에 몰드체(10)를 담그게 된다. 즉, 상기 몰드담금단계(S10)에서는 충분한 양의 실리콘용액(5)이 채워진 용기에 제작할 보형물 형상을 갖는 상기 몰드체(10)를 투입하여 완전히 담그므로, 상기 몰드체(10) 상에 실리콘용액(5)이 충분히 도포되도록 한다.

상기 몰드체(10)는 실리콘용액(5)이 담긴 용기로 투입하기 전에 에어 건 등을 사용하여 외부표면상에 묻어있는 이물질(먼지 등)을 날려 제거하는 작업을 거치는 것도 가능하다.

또한, 상기 몰드체(10)를 실리콘용액(5)으로 담그기 전에 상기 몰드체(10) 상의 이물질을 세척수를 통해 씻어내는 작업단계를 거치는 것도 가능하다. 이처럼, 상기 몰드체(10)를 세척수에 담궈 이물질을 씻어낸 후에는 상기 몰드체(10)에 잔존하는 세척수를 에어로 불어 날리므로, 제거해주는 것이 바람직하다.

상기 실리콘경화단계(S20)에서는 상기 몰드담금단계(S10)를 통해 상기 몰드체(10) 상에 입혀진 실리콘용액(5)이 실리콘 쉘(20)로 형상화하도록 건조하게 된다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 실리콘경화단계(S20)에서는 용기로부터 실리콘용액(5)이 입혀진 상기 몰드체(10)를 꺼내 건조장치(50)를 이용하여 실리콘용액을 건조하게 되는데, 상기 몰드체(10)를 상기 건조장치(50) 내부의 지그(51) 상에 고정하고 송풍기(55)로부터 생성되는 설정된 온도의 건조바람으로 실리콘용액(5)을 실리콘 쉘(20)로서 정형하여 형상화하도록 건조 및 경화하게 된다.

상기 실리콘경화단계(S20)에서 실리콘용액(5)이 실리콘 쉘(20)로 형성하기 이전에 상기 실리콘두께조절단계(S25)로부터 지그(51)가 작동하여 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 균일하게 조절하는 단계를 거친다.

상기 실리콘경화단계(S20)에서의 상기 건조장치(50)는 상기 송풍기(55)를 통해 상하 및 좌우의 사방에서 건조바람을 고르게 송풍하도록 한다.

또한, 상기 건조장치(50)를 통한 공정인 상기 실리콘경화단계(S20)는 상기 실리콘두께조절단계(S25)와 함께 연결되어 이루어지는데, 상기 건조장치(50)의 송풍기(55)로부터 상기 건조장치(50) 내부 상/하부 공간의 온도를 각각 다르게 조절할 수 있도록 상하온도편차가 가능함을 더 포함하여 이루어지는 것도 가능하다.

상기처럼 건조장치(50) 내부의 상/하부온도가 다르도록 온도편차를 두게 되면, 실리콘용액(5)의 흐름성을 유도하기 위해 이동 중인 상기 지그(51)로부터 상기 몰드체(10)가 위치하는 공간의 온도를 높이고 다른 공간의 온도는 줄이므로 소비되는 전력량을 최소화하는 것이 가능하고, 건조바람을 집중적으로 송풍함에 따라 실리콘용액(5)의 신속한 건조가 가능하게 된다.

상기 건조장치(50)는 송풍기(55)의 풍량 및 풍속을 조절하여 상기 실리콘 쉘(20)의 건조속도를 제어하므로 상기 실리콘 쉘(20)의 전반적인 경화두께를 조절할 수 있도록 이루어진다.

예를 들면, 상기 실리콘경화단계(S20)에서 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 좀 두껍게 형성하고자 할 경우에는 상기 건조장치(50)로부터 상기 송풍기(55)의 풍량 및 풍속을 강하게 설정하여 빠르게 건조하므로 상기 몰드담금단계(S10)에서 상기 몰드체(10)에 입혀진 실리콘용액(5) 양의 손실 없이 그대로가 상기 실리콘 쉘(20)을 형성하게 되는 것이고, 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 상대적으로 얇게 조절하고자 하는 경우에는 상기 송풍기(55)의 풍량 및 풍속을 줄여 건조속도를 느리게 조절하므로 얇은 상기 실리콘 쉘(20)의 두께를 형성토록 하는 것으로, 상기 송풍기(55)의 풍량 및 풍속을 조절함에 따라 건조속도를 제어해 상기 실리콘 쉘(20)의 경화두께를 조절할 수 있게 된다.

상기 실리콘에칭단계(S30)에서는 상기 건조장치(50)의 하단에 구비되는 별도의 미세분무기(58)를 통해 상기 실리콘 쉘(20)에 유기화학용액을 골고루 분무하게 된다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 실리콘에칭단계(S30)는 일반적으로 중력의 원리에 의해 건조시 실리콘용액(5)이 흘러내리면서 굳어지는 현상으로부터 상기 실리콘두께조절단계(S25)에서의 지그변동 및 지그변위를 통해 상기 실리콘 쉘(20)을 1차적으로 균일한 두께로서의 경화가 가능하도록 한 후, 상기 실리콘 쉘(20)에 유기화학용액을 분무하므로 두께가 불균일한 부분을 소거하여 상기 실리콘 쉘(20)이 전체적으로 균일한 두께를 이루게 된다.

상기 실리콘에칭단계(S30)에서 상기 미세분무기(58)를 통한 유기화학용액을 분무함에는 상기 실리콘경화단계(S20)에서 건조된 상기 실리콘 쉘(20)에 분무하므로 일부(두꺼운 부분)를 깎아내서 균일한 두께를 형성토록 하는 것도 가능하고, 상기 실리콘 쉘(20)이 경화되기 전에 상기 미세분무기(58)를 통해 유기화학용액을 분무하여 실리콘용액(5)이 흘러내리도록 하여 동일한 두께를 유지할 수 있게 제조하는 것도 가능하다.

상기 건조장치(50)의 내부에는 상부공간 및 하부공간으로 구획할 수 있도록 차단부재(53)가 형성된다. 즉, 상기 차단부재(53)는 상기 실리콘 쉘(20)의 상/하측을 각각 구분하여 유기화학용액을 분무할 수 있도록 한다.

상기 실리콘에칭단계(S30)에서의 유기화학용액은 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 사이클릭 방향족 화합물 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것으로 선택하여 사용하게 된다.

상기 실리콘에칭단계(S30)에서의 상기 미세분무기(58)는 건조시 상기 실리콘 쉘(20)의 하단부에서부터 두꺼워지는 것을 방지하도록 상기 건조장치(50)의 하부공간에서 상기 실리콘 쉘(20)을 골고루 분무할 수 있는 위치에 적어도 1개 이상이 형성되도록 한다.

상기 건조장치(50)는 상기 미세분무기(58)에서 분무하는 유기화학용액의 농도를 상황에 따라 조절할 수 있도록 형성하여 제조하게 된다. 즉, 상기 실리콘 쉘(20)의 불균일한 두께 차이가 클 두꺼울 경우에 유기화학용액의 농도를 높여 상기 미세분무기(58)로 분무하므로 적은 양의 유기화학용액으로도 신속한 두께조절이 가능하고, 상기 실리콘 쉘(20)의 불균일한 두께 차이가 작을 경우에는 유기화학용액의 농도를 비교적 낮춰 분무하게 된다.

상기 건조장치(50)는 송풍기(55)로부터 송풍하는 건조바람의 방향을 조절하여 상기 미세분무기(58)에서 분무하는 유기화학용액의 휘산방향을 변경 및 조정할 수 있도록 이루어진다.

예를 들면, 상기 미세분무기(58)로부터 조준하여 한방향로만 유기화학용액을 분사하게 되면 상기 실리콘 쉘(20) 상에 극히 국부적으로만 접촉하게 되지만, 상기 미세분무기(58)로부터 아래쪽에서 분무되는 유기화학용액에 상기 송풍기(55)를 통해 다양한 방향에서 바람을 송풍해서 유기화학용액의 방향을 다양하게 이동시킴에 따라 상기 실리콘 쉘(20)의 전체적인 표면상에 접촉되거나 상기 실리콘 쉘(20)의 표면을 따라 접촉하면서 이동하여 전반적으로 균일한 두께를 이룰 수 있게 된다.

상기 몰드분리단계(S40)에서는 상기 몰드체(10)로부터 상기 실리콘 쉘(20)을 분리하는 것으로 우선 상기 실리콘 쉘(20)의 하단부 중앙에 구멍을 뚫어 형성한다.

상기 실리콘 쉘(20)에 뚫린 구멍을 통하여 상기 몰드체(10)로부터 손상되지 않도록 조심히 탈거하게 된다.

상기 보형물형성단계(S50)에서는 실리콘 보형물(I)을 획득하기 위한 마지막 공정으로 상기 실리콘 쉘(20)의 하단부에 형성된 구멍으로 실리콘막(25)을 부착한다. 즉, 상기 실리콘막(25)을 부착하므로 상기 몰드체(10)가 위치하였던 상기 실리콘 쉘(20)의 내부공간을 외부로부터 폐쇄하도록 한다.

상기 실리콘막(25)에는 유출방지막(도면에 미도시)이 포함된 구성으로서, 상기 실리콘막(25)을 부착시키기 위한 장비로는 본딩장치(도면에 미도시)를 사용함이 바람직하다.

상기 유출방지막 및 본딩장치는 일반적으로 실리콘 보형물 및 실리콘 본딩장치 등에서 사용하는 구조 및 원리를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기 실리콘 쉘(20)의 빈 내부공간에는 충분한 양의 충진물(30)을 주입함으로써, 도 6에 나타낸 바와 같은 실리콘 보형물(I)을 제조하게 된다.

즉, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법에 의하면, 보형물의 외형을 이루는 실리콘 쉘이 전체적으로 두께 편차가 없는 균일한 두께의 외벽을 형성함에 따라 응력집중현상의 최소화로 피로파열에 대한 저항력을 극대화함과 더불어 장기간 보형물을 사용하여도 제품의 변형이나 손상이 없으므로 제품의 수명을 극대화하며 안전성이 높아 제품사용에 대한 신뢰도를 높이는 것이 가능하다.

뿐만 아니라, 본 발명은 보형물이 전방으로 완만한 곡면을 이루며 두께가 동일하면서도 얇기 때문에 촉감 및 인체 내에서의 착용감이 우수하고 제품의 질적 향상을 도모하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 실리콘 쉘을 형성하는 전반적인 제조과정을 자동화하므로 생산성의 향상을 도모하고 인건비 절감 및 작업의 편의성을 도모함은 물론 품질의 재현성을 이루며, 제품의 질적 향상을 극대화하는 것이 가능하다.

그리고, 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법의 다른 실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 몰드담금단계(S10)에서 상기 실리콘경화단계(S20)로 접어들기 이전에 거치는 에어분사단계(S15)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 에어분사단계(S15)는 상기 몰드담금단계(S10)와 상기 실리콘경화단계(S20)의 사이에 행해지는 공정으로서, 상기 몰드체(10)에 입혀진 실리콘용액(5)을 고압의 에어노즐(도면에 미도시)로 불어 상기 몰드체(10)의 형상을 따라 온전히 부착시키도록 한다. 즉, 에어 건 등의 고압의 에어가 분출되는 에어노즐을 실리콘용액(5)에 근접한 위치에서 골고루 쏴줌에 따라 상기 몰드체(10)에 실리콘용액(5)이 밀착하면서 부착하게 된다.

즉, 상기한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하여 제작하면, 보형물의 형상을 이루는 몰드체 표면상에 실리콘용액이 완전히 부착시킨 이후에 건조하므로 밀착성을 높여 건조시 몰드체로부터 실리콘 쉘이 들뜨는 현상을 방지하고, 정확히 규격화된 사이즈로 정형화하여 제품의 품질향상을 도모 것이 가능하다.

상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성(단계) 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성(단계)으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.

상기에서는 본 발명에 따른 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

5 : 실리콘용액 10 : 몰드체 20 : 실리콘 쉘
25 : 실리콘막 30 : 충진물 50 : 건조장치
51 : 지그 53 : 차단부재 55 : 송풍기
58 : 미세분무기 I : 실리콘 보형물

Claims (12)

1. 보형물 형상을 갖는 몰드체에 실리콘용액을 입혀 건조장치 내에서 건조하므로 실리콘 보형물의 실리콘 쉘을 이루도록 제조하는 실리콘 보형물 제조방법에 있어서,
   상기 건조장치의 내부공간에 상기 몰드체를 고정하도록 지그가 형성되고, 상기 지그는 상기 몰드체를 고정한 후 수평상태를 유지하다가 회전 운동 및 다양한 각도로 기울어짐 운동하면서 실리콘의 흐름성을 이용하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 균일하게 조절하도록 형성되는 실리콘두께조절단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 실리콘두께조절단계에서, 상기 건조장치의 지그는 몰드체를 동일수평선상에서 지속적으로 회전시키면서 전후 및 좌우를 비롯한 사방을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 실리콘두께조절단계에서, 상기 건조장치의 지그는 몰드체가 수평상태를 유지하도록 고정하면서 전후 및 좌우 방향을 비롯한 사방을 향해 설정된 각도만큼 기울어져 주기적 또는 비주기적으로 기울어짐 운동할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 실리콘두께조절단계에서, 상기 건조장치의 지그는 자체적으로 회전각도가 1~360°의 범위로 회전하되 회전변위 중 30~60°범위 내에서 설정된 각도마다 일정시간 일시정지하기를 반복하면서 지속적으로 회전하도록 형성되어 지그변위함을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 실리콘 보형물 제조방법은,
   충분한 양의 실리콘용액이 채워진 용기에 보형물 형상의 몰드체를 투입하여 담그는 몰드담금단계와;
   실리콘용액이 입혀진 상기 몰드체를 건조장치 내부의 지그 상에 고정하고 상기 실리콘두께조절단계로부터 지그가 작동하여 상기 실리콘 쉘의 두께를 균일하게 조절하며 상기 실리콘 쉘을 정형하여 형상화하도록 건조하는 실리콘경화단계와;
   상기 건조장치의 내부에 구비된 차단부재를 통해 상/하부공간을 각각 형성토록 구획하고 미세분무기를 통해 상기 실리콘 쉘에 유기화학용액을 분무하는 실리콘에칭단계와;
   상기 실리콘 쉘의 하단부에 구멍을 형성한 후 상기 몰드체로부터 상기 실리콘 쉘을 탈거하는 몰드분리단계와;
   상기 실리콘 쉘의 내부공간을 외부로부터 폐쇄하도록 상기 구멍에 실리콘막을 부착하고 내부공간으로 충진물을 주입시키는 보형물형성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 건조장치는, 송풍기를 통해 상하 및 좌우의 사방에서 건조바람을 고르게 송풍하도록 형성하되 상/하부 공간의 온도를 각각 다르게 조절할 수 있도록 상하온도편차를 설정함을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 건조장치는, 송풍기의 풍량 및 풍속을 조절하여 상기 실리콘 쉘의 건조속도를 제어하므로 상기 실리콘 쉘의 전반적인 경화두께를 조절할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 실리콘에칭단계에서의 유기화학용액은, 자일렌, 톨루엔, 벤젠, 사이클릭 방향족 화합물 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 실리콘에칭단계에서의 상기 미세분무기는, 건조시 상기 실리콘 쉘의 하단부에서부터 두꺼워지는 것을 방지하도록 상기 건조장치의 하부공간에서 상기 실리콘 쉘을 골고루 분무할 수 있는 위치에 적어도 1개 이상이 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
   
10. 청구항 5에 있어서,
    상기 건조장치는, 상기 미세분무기에서 분무하는 유기화학용액의 농도를 상황에 따라 조절할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
    
11. 청구항 5에 있어서,
    상기 건조장치는, 송풍기로부터 송풍하는 건조바람의 방향을 조절하여 상기 미세분무기에서 분무하는 유기화학용액의 휘산방향을 변경 및 조정할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
    
12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몰드담금단계와 상기 실리콘경화단계의 사이에는 상기 몰드체에 입혀진 실리콘용액을 고압의 에어노즐로 불어 상기 몰드체의 형상을 따라 온전히 부착시키는 에어분사단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 쉘을 갖는 실리콘 보형물 제조방법.
    

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