KR20170033694A - 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 기능성 부직포 원단 또는 접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법에 있어서, 표면 몰딩 시, 평면 금형 대신 롤링 금형을 사용함으로써, 원단 전폭에 걸쳐 입체 문양을 형성시킬 수 있는 등 입체 문양의 형성 범위를 증가시킬 뿐만 아니라, 입체 문양의 디자인 역시 제한 없이 다양하게 표현할 수 있도록 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법에 관한 것이다.

Description

롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법{METHOD FOR MANUFACTURING THREE DIMENSIONAL PATTERN USING THE ROLLING PATTERN PRESS}
본 발명은 기능성 부직포 원단 또는 접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법에 있어서, 표면 몰딩 시, 평면 금형 대신 롤링 금형을 사용함으로써, 원단 전폭에 걸쳐 입체 문양을 형성시킬 수 있는 등 입체 문양의 형성 범위를 증가시킬 뿐만 아니라, 입체 문양의 디자인 역시 제한 없이 다양하게 표현할 수 있도록 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 각종 원단에 문양을 형성시키기 위해서는 통상 스크린 나염방식을 이용하고 있으며, 이를 통해 글자, 도형, 그림 또는 실사에 이르기까지 다양한 디자인을 구현하기는 하지만 평면 표현에 국한되고 있는 실정이다.
따라서, 최근들어 원단의 표면에 다양한 종류의 디자인을 입체적으로 표현하기 위한 기술들이 개발되어 사용되고 있으며, 주로 문양을 발포시켜 입체적으로 표현하는 팝스크린 방식이나, 3D 스캐너나 분사로봇 등을 이용하여 문양을 분사 및 적층시켜 입체적으로 표현하는 적층 방식이나, 또는 금형에 액상 PU(Polyurethane)를 투입하여 입체적 문양을 표현하는 PU 캐스팅 방식을 적용한다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 팝스크린 방식의 경우, 특허문헌 1에서와 같이 발포수지를 원단에 도포 후 열풍 건조 또는 상온 자연건조 후 고착된 발포수지에 열을 가하여 발포시켜 입체적인 문양을 가지도록 하는 방법이다.
하지만 상기 특허문헌 1의 경우, 작업 공정이 매우 복잡할 뿐만 아니라 작업 시간 또한 매우 오래 소요되는 문제점이 있었다.
아울러, 작업자가 원단에 발포수지를 수작업에 의하여 덧칠하는 형태를 취하고 있기 때문에 작업자의 숙련도에 따라 디자인의 표현 차이가 발생하고 이로 인하여 완성된 원단의 품질에서도 차이가 발생하게 될 뿐만 아니라, 완전한 발포상태가 되지 못할 경우, 원하고자 하는 입체질감을 충분하게 표현하지 못하게 되는 등의 문제점이 있었다.
그리고, 적층 방식의 경우, 특허문헌 2에서와 같이 작화 기구를 갖는 장치를 이용하여 문양 형성을 위한 조성물을 노즐로부터 원단 표면에 분사 및 적층시키고 이를 경화시켜 입체 표시부를 형성시키는 방법이다.
하지만 상기 특허문헌 2의 경우, 분사 및 적층시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 입체적으로 표시된 문양의 경화시간이 매우 오래 걸려, 여전히 작업 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, PU 캐스팅 방식의 경우, 특허문헌 3에서와 같이, 원하는 문양에 대응되는 형태의 금형에 베이스 시트를 투입하고 수지를 투입한 후, 탈형 및 경화시켜 입체적인 문양을 형성시키는 방법이다.
하지만 상기 특허문헌 3 역시, 입체적으로 표시된 문양의 경화시간이 매우 오래 걸려, 여전히 작업 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명의 출원인은 특허문헌 4와 같은 "접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법"을 선출원하여 등록받은 바 있다.
구체적으로 상기 특허문헌 4는 도 1a에 도시된 바와 같이 베이스 원단(10)의 상부면에 접착성 원단(20)을 적층시키는 단계(S100) 및 상기 접착성 원단(20)을 표면몰딩하여 입체 문양을 형성시키는 단계(S200)를 포함하여 도 3 내지 5에서와 같이 음각부(30a)가 형성된 금형(30)을 이용하여, 상기 접착성 원단(20)을 표면몰딩함으로써 상기 접착성 원단(20) 중, 상기 금형(30)의 음각부(30a)와 대응되는 부분에 돌출부(20a)가 형성되고, 그 외 부분은 압착부(20b)가 형성되어, 입체 문양이 형성되도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 출원인은 특허문헌 5와 같은 "기능성 부직포 원단"을 선출원하여 등록받은 바 있다.
구체적으로 상기 특허문헌 5는 스크림(scrim)에 단섬유로 이루어진 웹(web)층을 결속하여 제조되는 부직포 원단에 있어서, 상기 스크림이 접착성 원단(20)으로 이루어지되, 상기 접착성 원단(20)은, 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)가 편직, 트리코트 또는 환편 방식으로 직조되어 이루어짐으로써, 표면 몰딩 등에 의해 다양한 문양의 성형이 가능하고 특히 입체적 문양의 성형 시 볼륨감을 향상시키는 등 그 성형성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기와 같이 성형함에 있어 그 공정이 단순화되고 이로 인해 생산비용을 절감시키는 등 그 생산성 및 활용성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
하지만, 상기 특허문헌 4의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 금형(30)이 평면형태로 이루어짐에 따라 표현하고자 하는 입체 문양의 형성 범위 및 디자인에 많은 제한이 따르는 불편함이 있었으며, 특허문헌 4에 따른 평면 금형(30)을 특허문헌 5의 기능성 부직포 원단에 적용하더라도 상기와 같은 문제점이 여전히 존재하였다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-0278061호 "입체 장식무늬를 갖는 직물지 및 이러한 입체 장식무늬의 형성방법" 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-0264026호 "입체 모양 형성 방법" 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0044750호 "다중 재질의 결합에 의한 맞춤 인솔 및 그 제조 방법" 특허문헌 4 : 대한민국 등록특허공보 제10-1396828호 "접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법" 특허문헌 5 : 대한민국 등록특허공보 제10-1540775호 "기능성 부직포 원단"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기능성 부직포 원단 또는 접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법에 있어서, 표면 몰딩 시, 평면 금형 대신 롤링 금형을 사용함으로써, 원단 전폭에 걸쳐 입체 문양을 형성시킬 수 있는 등 입체 문양의 형성 범위를 증가시킬 뿐만 아니라, 입체 문양의 디자인 역시 제한 없이 다양하게 표현할 수 있도록 함을 과제로 한다.
본 발명은 베이스 원단(10)의 상부면에 접착성 원단(20)을 적층시키는 단계(S100); 및 이를 표면몰딩하여 입체 문양을 형성시키는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 입체 문양 형성방법에 있어서, 상기 표면몰딩 시, 롤링 금형(40)을 사용하는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법을 과제의 해결 수단으로 한다.
아울러, 본 발명은 기능성 부직포 원단(20')을 준비하는 단계(S100'); 및 이를 표면몰딩하여 입체 문양을 형성시키는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 입체 문양 형성방법에 있어서, 상기 표면몰딩 시, 롤링 금형(40)을 사용하는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법을 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
여기서, 상기 S200 단계는, 음각부(40a)가 형성된 롤링 금형(40)을 이용하여, 상기 접착성 원단(20)의 표면을 온도 100 ~ 250℃에서 5 ~ 100kg/cm2의 압력으로 1 ~ 10m/min 속도로 롤링(rolling)하면서 압착함으로써, 상기 접착성 원단(20) 중, 상기 롤링 금형(40)의 음각부(40a)와 대응되는 부분에 돌출부(50a)가 형성되고, 그 외 부분은 압착부(50b)가 형성되어, 입체 문양이 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 접착성 원단(20)은, 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)를 포함하여 직조되는 것이 바람직하며, 상기 기능성 부직포 원단(20')은, 스크림(scrim)에 단섬유로 이루어진 웹(web)층을 결속하여 제조되는 부직포 원단에 있어서, 상기 스크림이 접착성 원단(20)으로 이루어지되, 상기 접착성 원단(20)은 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)를 포함하여 직조되는 것이 바람직하고, 상기 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)는, 코어(21a)와 시드(21b)로 구성되는 섬유원사(21c)의 외부면에 핫멜트 수지(21d)가 0.05 ~ 0.3g/m 양으로 코팅되되, 상기 섬유원사(21c)는, 폴리에스터사, 나일론사 또는 면사 중에서 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용하고, 상기 핫멜트 수지(21d)는, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지 또는 폴리올레핀 수지 중에서 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 기능성 부직포 원단 또는 접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법에 있어서, 표면 몰딩 시, 평면 금형 대신 롤링 금형을 사용함으로써, 원단 전폭에 걸쳐 입체 문양을 형성시킬 수 있는 등 문양의 형성 범위를 증가시킬 뿐만 아니라, 입체 문양의 디자인 역시 제한 없이 다양하게 표현할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1a는 특허문헌 4에 따른 접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법을 나타낸 흐름도
도 1b는 특허문헌 5에 따른 기능성 부직포 원단에 대한 입체 문양 형성방법을 나타낸 흐름도
도 2는 핫멜트가 코팅된 원사의 구조를 나타낸 도면
도 3은 특허문헌 4에 따른 평면 금형을 나타낸 도면
도 4는 특허문헌 4에 따른 평면 금형을 이용해 입체문양을 형성시킨 접착성 원단을 나타낸 도면
도 5는 도 4의 단면도
도 6은 본 발명에 따른 롤링 금형을 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 롤링 금형을 이용해 특허문헌 5에 따른 기능성 부직포 원단에 입체문양을 형성시킨 상태를 나타낸 도면
도 8은 도 7의 단면도
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법에 관한 것으로, 각 도면 및 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용과 그리고 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 간략히 하거나 생략하였다.
이하, 본 발명에 따른 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 등록된 특허문헌 4에 따른 접착성 원단을 이용한 입체 문양 형성방법에 있어서, 표면 몰딩 시, 평면 금형 대신 롤링 금형을 사용하는 것을 특징으로 한다.
한편, 입체문양이 형성되는 대상은 특허문헌 4에 따른 접착성 원단과 특허문헌 5에 따른 기능성 부직포 원단 등을 적용할 수 있다.
먼저, 롤링 금형(40)을 이용하여 특허문헌 4에 따른 접착성 원단에 입체문양을 형성시키기 위해서는 도 1a에 도시된 바와 같은 접착성 원단 적층 단계(S100) 및 표면 몰딩 단계(S200)를 포함하여 구성되되, 상기 표면 몰딩 단계(S200)에서 롤링금형(40)을 사용한다.
그리고, 롤링 금형(40)을 이용하여 특허문헌 5에 따른 기능성 부직포 원단에 입체문양을 형성시키기 위해서는, 기능성 부직포 원단의 경우 별도의 베이스 원단이 필요없으므로, 별도의 적층단계가 필요치 않고, 도 1b에 도시된 바와 같이 기능성 부직포 원단 준비 단계(S100') 및 표면 몰딩 단계(S200)를 포함하여 구성되되, 상기 표면 몰딩 단계(S200)에서 롤링금형(40)을 사용한다.
한편, 상기 표면 몰딩 단계(S200)는 실제로 동일한 공정이므로 동일한 부호(S200)를 사용하였다.
먼저, 도 1a의 상기 S100 단계는, 베이스 원단(10)의 상부면에 접착성 원단(20)을 적층시키는 단계로써, 상기 접착성 원단(20)은 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)을 포함하여 직조된다.
그리고, 도 1b의 상기 S100' 단계는, 기능성 부직포 원단(20')의 경우 별도의 베이스 원단이 필요없으므로, 단순히 기능성 부직포 원단(20')을 준비 및 위치시키는 단계이다.
여기서, 상기 기능성 부직포 원단(20')은 본 발명의 출원인에 의해 선출원되어 특허문헌 5와 같이 선등록받은 원단으로써, 스크림(scrim)에 단섬유로 이루어진 웹(web)층을 결속하여 제조되는 부직포 원단에 있어서, 상기 스크림이 접착성 원단(20)으로 이루어지며, 상기 접착성 원단(20)은 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)를 포함하여 직조된다.
즉, 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21) 단독, 또는 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)와 TPU(Thermoplastic Polyurethane) 원사, 또는 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)와 일반 섬유원사 등을 조합하여 직조될 수 있고, 그 직조 방식은 편직, 트리코트, 더블라셀, 환편, 자카드, 부직포, 직조테이프 방식 등 다양한 직조 방식을 적용할 수 있으며, 이러한 접착성 원단(20)은 본 발명의 출원인에 의해 선등록된 대한민국 특허등록공보 제10-1240490호, 제10-1250409호, 제10-1396828호, 제10-1509157호와, 2015.06.25자로 등록결정된 특허출원 제10-2015-0002657호 및 2015.06.25자로 등록결정된 특허출원 제10-2015-0034441호 등에 다양하게 등록되어 있다.
한편, 상기 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 코어(21a)와 시드(21b)로 구성되는 섬유원사(21c)의 외부면에 핫멜트 수지(21d)가 0.03 ~ 0.5g/m 양으로 코팅되어 이루어지는데, 0.03g/m 미만일 경우, 접착성이 미비해질 뿐만 아니라 입체문양이 제대로 형성되지 못할 우려가 있으며, 0.5g/m를 초과할 경우, 핫멜트 수지(21d)의 양이 많아서 직조 시, 불량이 발생할 우려가 있고, 핫멜트 수지가 원단의 오염을 발생시킬 우려가 있다. 하지만, 상기 코팅량의 경우 적용되는 제품의 종류나 사용환경 등에 따라 상기 범위를 벗어나 가변적일 수도 있다.
이때, 상기 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)에 포함되는 섬유원사(21c)는, 폴리에스터사, 나일론사 또는 면사 중에서 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용할 수 있으며, 상기 핫멜트 수지(21d)는, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지 또는 폴리올레핀 수지 중에서 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
여기서, 상기 섬유원사(21c)의 종류에 상관없이 상기 각 핫멜트 수지(21d)를 코팅할 수 있지만, 코팅을 통한 섬유원사(21c)와 핫멜트 수지(21d)의 융합성을 고려하여, 폴리에스터사일 경우, 폴리에스터 수지 또는 폴리우레탄 수지를 코팅하고, 나일론사일 경우, 아크릴 수지 또는 폴리아미드 수지를 코팅하며, 면사일 경우, 에틸렌비닐아세테이트 수지 또는 폴리올레핀 수지를 코팅하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 TPU 원사는 TPU(Thermoplastic Polyurethane) 수지를 압출하여 제조된 원사를 의미하며, 이는 이미 공지된 원사의 한 종류로써 그 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 상기 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)와 함께 혼방되는 섬유 원사(23)는 폴리에스터사, 나일론사 또는 면사 중에서 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 도 1a의 S100 단계에서 사용되는 상기 베이스 원단(10)은, 해당 원단의 사용목적에 맞는 다양한 원단을 적용할 수 있다.
상기 S200 단계는, 상기 접착성 원단(20) 또는 기능성 부직포 원단(20')을 표면 몰딩하여 입체 문양을 형성시키는 단계로써, 도 6에 도시된 바와 같은 음각부(40a)가 형성된 롤링 금형(40)을 이용하여, 상기 접착성 원단(20) 또는 기능성 부직포 원단(20')의 표면을 온도 100 ~ 250℃에서 5 ~ 100kg/cm2의 압력으로 1 ~ 10m/min 속도로 롤링하면서 압착함으로써, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 상기 접착성 원단(20) 또는 기능성 부직포 원단(20') 중, 상기 롤링 금형(40)의 음각부(40a)와 대응되는 부분에 돌출부(50a)가 형성되고, 그 외 부분(상기 롤링 금형(40) 중 음각부(40a)가 형성되지 않은 부분과 대응되는 부분)은 압착 및 용융되어 압착부(50b)가 형성되며, 이로 인해 입체 문양이 형성된다.
즉, 본 발명은 표면 몰딩 시, 평면 금형(30, 도 3 참조) 대신 도 6에 도시된 바와 같은 롤링 금형(40)을 사용함으로써, 접착성 원단(20) 또는 기능성 부직포 원단(20') 전폭에 걸쳐 입체 문양을 형성시킬 수 있는 등 입체 문양의 형성 범위를 증가시킬 뿐만 아니라, 입체 문양의 디자인 역시 제한 없이 다양하게 표현할 수 있게 되는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 베이스 원단 20 : 접착성 원단
20' : 기능성 부직포 원단 21 : 핫멜트 수지가 코팅된 원사
21a : 코어 21b : 시드
21c : 섬유원사 21d : 핫멜트 수지
40 : 롤링 금형 40a : 음각부
50a : 돌출부 50b : 압착부

Claims (6)

  1. 베이스 원단(10)의 상부면에 접착성 원단(20)을 적층시키는 단계(S100); 및 이를 표면몰딩하여 입체 문양을 형성시키는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 입체 문양 형성방법에 있어서,
    상기 표면몰딩 시, 롤링 금형(40)을 사용하는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법.
  2. 기능성 부직포 원단(20')을 준비하는 단계(S100'); 및 이를 표면몰딩하여 입체 문양을 형성시키는 단계(S200);를 포함하여 구성되는 입체 문양 형성방법에 있어서,
    상기 표면몰딩 시, 롤링 금형(40)을 사용하는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 S200 단계는,
    음각부(40a)가 형성된 롤링 금형(40)을 이용하여,
    상기 접착성 원단(20)의 표면을 온도 100 ~ 250℃에서 5 ~ 100kg/cm2의 압력으로 1 ~ 10m/min 속도로 롤링하면서 압착함으로써,
    상기 접착성 원단(20) 중, 상기 롤링 금형(40)의 음각부(40a)와 대응되는 부분에 돌출부(50a)가 형성되고, 그 외 부분은 압착부(50b)가 형성되어, 입체 문양이 형성되는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접착성 원단(20)은,
    핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)를 포함하여 직조되는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 기능성 부직포 원단(20')은,
    스크림(scrim)에 단섬유로 이루어진 웹(web)층을 결속하여 제조되는 부직포 원단에 있어서, 상기 스크림이 접착성 원단(20)으로 이루어지되, 상기 접착성 원단(20)은 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)를 포함하여 직조되는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법.
  6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 핫멜트 수지가 코팅된 원사(21)는,
    코어(21a)와 시드(21b)로 구성되는 섬유원사(21c)의 외부면에 핫멜트 수지(21d)가 0.05 ~ 0.3g/m 양으로 코팅되되,
    상기 섬유원사(21c)는, 폴리에스터사, 나일론사 또는 면사 중에서 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용하고,
    상기 핫멜트 수지(21d)는, 폴리에스터 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지 또는 폴리올레핀 수지 중에서 단독 또는 2 종 이상을 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는, 롤링 금형을 이용한 입체 문양 형성방법.
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