KR20170119822A

KR20170119822A - 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR20170119822A
Application number: KR1020160047952A
Authority: KR
Inventors: 김인
Original assignee: 김인
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-10-30
Also published as: KR101853086B1

Abstract

본 발명은 이장(Slip)주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법에 관한 것으로, 다수개의 형틀을 결합하여 된 이중벽부 성형공간의 내부로 주입되는 흙물에 의하여 형성되는 내용물을 수용하는 공간을 제공하는 내벽과 이 내벽으로부터 소정 간격을 두고 내벽의 외부를 감싸는 형태의 외벽으로 이루어진 이중벽부, 및 상기 이중벽부의 성형시 상기 이중벽부 성형공간과 연락되는 나사 입구부 성형공간으로 유입되는 흙물에 의하여 상기 이중벽부의 상단에 이중벽부와 같이 성형되는 밀폐용 나사 입구부를 포함하는 것이 개시되어 있다.

Description

이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법{Double Sealed Container and ITs Manufacturing Method Using The Slip Casting}

본 발명은 이장(Slip)주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법에 관한 것으로, 특히 도자(陶瓷) 재질의 몸체를 외부 충격으로부터의 쉽게 깨짐 방지를 위해 이중벽을 이루게 성형하면서도 이중벽 몸체에는 나사부를 갖는 입구부(주둥이부분)를 일체로 성형하고, 또한 형틀(Mold)의 탈형시 이중벽의 손상 없이 안정적으로 탈형할 수 있게 한 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 이장 주입 성형법은 세라믹이나 금속의 성형 주조법의 하나로 분말과 분산매를 혼합하여 슬립을 제조한 후 석고몰드의 모세관힘(삼투압)을 이용하여 성형하는 방법으로 복잡한 형태를 성형할 수 있다고 하는 특징이 있다.

이 방법은 원래 도기(陶器)의 제조에 사용되고 있었으나, 최근에는 금속분말(金屬粉末)의 성형법(成形法)으로서도 이용되는 경우도 있다. 금속 또는 세라믹의 분말을 물 등의 액체에 풀어, 유동상태(流動狀態)로 하고 이것을 주형(鑄型)에 부어 잠시 방치한 다음, 수분을 상징액(上澄液)으로서 제거하든가 또는 석고주형(石膏鑄型)에 흡수시켜서 제거함으로써 분말 성형체를 얻는다. 이것을 가열 소결(加熱燒結)해서 고체의 성형품을 만들고 있다.

이러한 방법(slip casting)으로 제조되는 도자기 용기의 일예가 하기 특허문헌에 공표되어 있는데, 기존의 도자기 용기를 생산하기 위한 방법을 보면, 석고형틀(Mold)의 내부에 흙물(slip)을 채우고 일정시간이 경과되게 하면, 석고형틀의 내부에 일정두께로 도자기 용기가 형성되게 되고, 도자기 용기가 완성되면 석고형틀에 채워져 있던 흙물을 배출시킨 후 일정시간을 경과시켜 석고형틀과 석고형틀을 제거후, 그 용기를 소성하는 과정을 거쳐 제작하고 있다.

그러나 도자기 용기에 나사부를 갖는 입구(주둥이)의 설치를 보면, 도자기 용기의 몸체와는 별도로 나사가 형성된 입구부를 제작후, 입구부의 하측에서 서로 결합되는 결합수단을 형성하고 그 후 도자기 몸체의 상부에 입구부를 붙이는 작업을 통하여 최종적으로 나사부가 있는 입구부를 갖는 도자기 용기를 완성하고 있다.

이 때문에 나사부를 갖는 주입구를 별개로 제작하여 이를 붙이는 작업공정 만큼 도자기 제작 공정이 더 증대되는 문제와 아울러 경제적으로도 비용이 증대되는 문제가 있다.

한편 등록번호 10-0914751을 보면, 도자기용기 몸체의 성형과정에서 입구부위에 나사부를 형성하는 기술이 개시되어 있다.

이 선행기술은 비교적 입구가 넓은 도자기 용기의 입구 내측이나 외측에 나사산을 형성시킴으로써 이와 대응되게 나사산이 형성된 마개를 나사식으로 결합시켜 막아줄 수 있도록 하는 도자기 밀폐용기 제조 방법에 관한 것이다.

그러나 이선행기술은 석고형틀에 흙덩어리인 소지를 넣은 후 회전시켜가며 성형암을 밀착시켜 석고형틀의 내측에 도자기 용기를 성형시킴에 있어서, 도자기 용기가 석고형틀에 끼워진 상태에서 회전시켜가며 제작함에 있어, 입구부의 내측을 별개의 도구를 사용하여 압착하거나 깍아주어 나사를 형성시킴으로써 이루어지게 되므로, 이 또한 나사부를 형성하는 작업 공정 및 작업 도구가 더 소요되고 이로인한 경제적인 비용도 가중되는 문제가 있다.

따라서 나사부가 형성된 입구부를 갖는 도자기 용기를 성형함에 있어서도 종래와 같이 별개의 작업공정을 거치지 않더라도 석고 형틀에의한 도자기 용기 몸체의 성형시 일체로 성형할 수 있는 방법이 절실하게 요구되고 있다.

KR 국내 특허등록 제10-0882319호 KR 국내 특허등록 제10-0914751호

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위해 개발된 것으로서, 도자(陶瓷)로된 이중 외벽을 갖는 형성시 나사부를 갖는 입구부(주둥이 부분)가 일체로 성형될 수 있게 하는 공정수의 개선으로 작업성과 생산성을 향상되게 하고, 또한 외부 충격으로부터 쉽게 깨짐을 방지하는 강도 유지와 아울러 석고형틀(Mold)을 이중 외벽의 손상 없이 안정적으로 탈형할 수 있게 한 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 보완하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위해 개발된 것으로서, 도자(陶瓷)로된 이중 외벽을 갖는 형성시 나사부를 갖는 입구부(주둥이부분)가 일체로 성형될 수 있게 하는 공정수의 개선으로 작업성과 생산성을 향상되게 하였고, 또한 외부 충격으로부터 쉽게 깨짐을 방지하는 강도 유지와 아울러 석고형틀(Mold)을 이중 외벽의 손상 없이 안정적으로 탈형할 수 있게 한 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 의하면, 도자(陶瓷)로된 이중 외벽을 갖는 형성시 나사선부를 갖는 입구부(주둥이부분)가 일체로 성형될 수 있게 하는 공정수의 개선으로 작업성과 생산성이 향상된 효과 부여와 아울러 이중 외벽은 외부 충격으로부터 쉽게 깨짐을 방지하는 효과를 부여한다.

또한 석고형틀(Mold)을 이중 외벽의 손상 없이 안정적으로 탈형할 수 있게 하여 불량율에 의한 경제적인 손실을 줄이는 효과도 부여한다.

도1은 본 발명에 따른 이중 밀폐용기의 제작에 사용되는 석고형틀의 결합된 상태를 나타낸 단면도이고,
도2는 도1의 형틀에 이중 밀폐용기 제작을 위한 흙물(Slip,이장)을 주입하는 상태를 나타낸 도면이고,
도3은 도2의 형틀로부터 주입된 흙물을 배출하면서 형틀에 부착되어 형성된 이중의 밀폐용기 성형체를 건조하는 상태를 나타낸 도면이고,
도4는 형틀의 탈형되는 과정을 나타낸 도면이고,
도5는 형틀로부터 제작된 이중의 밀폐용기 성형물의 외관을 나타낸 도면이고,
도6은 도 5의 I-I선 방향에 따른 확대 단면도이고,
도7은 도 5의 이중의 밀폐용기에서 입구부의 나사부 만을 확대도시한 도면이고,
도8은 도7의 일부만을 위에서 보아 확대 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기 및 그 제작방법의 보다 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였으며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저, 본 발명에 따른 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기의 제작방법의 일예를 도 1내지 도4를 참조하여 설명한다.

형틀의 결합단계(S1)

도1의 표시와 같이, 다수개의 형틀(110,130,150)을 결합하여 일체화된 형틀(100)을 이루게 하고, 이 형틀(100)의 내부로는 이중의 밀폐용기를 성형할 재료인 흙물(이장, slip)을 주입하는 흙물 주입공(152)만이 개구되고 나머지는 모든 부분은 밀폐된 상태를 이루는 이중벽부 성형공간(112) 및 이 이중벽부 성형공간(112)과 연락되는 상태를 이루면서 연속하여 형성되는 나사 입구부의 성형공간(114)이 형성되게 한다.

상기 형틀(100)은 이중의 밀폐용기몸체를 형성하고자 소정형태의 성형공간을 제공하는 상,하부가 개구(116,118)되며 복수개의 분할체(110-1,110-2)(도 4참조)로 되는 중부형틀(110)을 구비하고 있고, 이 중부형틀(110)의 상부에는 상기 이중벽부 성형공간(112)의 내부까지 위치하도록 볼록하게 돌출된 반구형상의 성형부(132)를 갖고 상기 중부형틀(110)의 상부 개구(116)를 폐쇄하는 상부형틀(130)이 분리 가능하게 결합되어 이중벽부 성형공간(112)의 상단으로는 이중벽부 성형공간(112)과 연락되게 하는 나사 입구부 성형공간(114)을 제공되게 하고 있다. 그리고 상기 중부형틀(130)의 하부에는 하부개구(118)를 폐쇄하는 상태로 하부형틀(150)이 결합되어 상기 성형공간들(112,114)로 흙물을 주입하기 위한 상기 흙물 주입공(152)을 외부로 노출되게 형성하고 있다.

또한 상기 형틀(100)에서 상부형틀(130)의 어느 일측으로부터 볼록하게 돌출된 반구형 성형부(132)의 주면으로으로는 후술하는 용기 성형물로부터 탈형 작업을 쉽게 하기 위한 탈형기공(134)들이 불규칙적으로 설치되어 상부형틀(130)의 수직방향을 따라서 외부로 개구되게 형성된 공기 주입로(136)와 상호 연락되게 형성되어 있다. 이렇게 분리 가능하게 결합되는 다수개의 형틀(110,130,150)은 모두 석고로 제작된다.

형틀의 흙물 주입단계(S2)

상기 단계(S1)와 같이 형틀(100)의 조립이 완성되면, 도2의 표시와 같이 형틀조립체(100)의 흙물 주입공(152)이 상부로 개구되게 거꾸로 위치되게 한 후, 사전에 준비된 흙물(Slip, 이장)을 성형공간들(112,114)의 전체에 채워지는 상태를 이룰 때 까지 흙물 주입공(152)을 통해 서서히 주입한다(S2).

성형공간들(112,114)의 내부로 흙물(10)을 주입하는 이유는 성형공간들(112,114)의 내면으로 흙물(10)이 소정두께를 이루도록 하여 후술하는 용기 성형용 성형체(210)를 이루기 위함이다. 흙물은 점토가 주성분인 도자기 재료이다.

형틀의 흙물배출 단계(S3)

상기 형틀(100)에 의하여 형성된 성형공간들(112,114)의 내부로 흙물(Slip)(10)을 주입후 소정 시간의 경과 후, 도3의 표시와 같이 다시 하부 형틀(150)을 하방으로 위치되는게 하며, 이때 하방으로 개구되는 흙물 주입공(152)을 통해 성형공간들(112,114)의 내부로 주입되어 있던 흙물을 배출시킨다(S3).

상기 성형공간들(112,114)로부터 흙물을 배출시키게 되면 성형공간들(112,114)의 내면을 따라서 이중벽과 아울러 나사부를 갖는 입구부를 갖는 소정 두께의 용기 성형체(210)가 형성되고, 이 용기 성형체(210)를 소정 시간의 건조 공정을 통하여 용기 성형물(200)(도 5참조)이 얻어지게 된다.

형틀의 탈형 단계(S4)

건조 공정이 완료되면 도4의 표시와 같이 형틀(100)의 탈형작업이 실시된다. 탈형작업은 상부형틀(130)부터 실시되는데, 상부형틀(130)은 중부형틀(110)의 내부로 깊숙하게 결합되어 용기 성형물(200)과 직접적으로 대면하여 결합되어 있는 구조적인 특성상 용기 제작용 분말 성형체(210)로부터 쉽게 탈형할 수 없다고 하는 매우 큰 어려움이 있다.

따라서 상부형틀(130)을 용기제작용 분말 성형체(210)로부터 쉽게 탈형하면서도, 탈형시 상부형틀(130)과 직접적으로 결합되어 있는 용기 성형체(210)에 균열 내지는 파손과 같은 손상을 입히게 되는 일이 발생되는 일이 없도록 하고자 상부형틀(130)의 내부로는 공기 주입로(136)을 통하여 이형제와 같은 박리기능을 하는 공기를 주입한다. 도 3의 상태에서 공기 주입로(136)를 통하여 강제적으로 공기를 주입하면 공기 주입로(136)를 통하여 주입되는 공기는 공기 주입로(136)와 상호 연락되는 상태를 이루면서 성형공간(112)을 향하여 개방되어 있던 탈형기공(134)을 통하여 반구형 성형부(132)의 전 둘레면으로 공급되면서 반구형 성형부(132)의 주위를 감싸는 형태를 이루는 용기 성형체(210)쪽으로 지속적으로 작용되어지게 하여, 주입되는 공기로 하여금 반구형 성형부(132)와 용기 성형체(200)의 사이로 공기가 스며들어가 박리 작용(밀어내는 작용)을 하게되는 간극을 형성되게 함으로써 상부형틀(130)이 용기 성형체(210)로부터 용이하게 탈형될 수 있게 한다. 공기 주입로(136)를 통하여 주입되는 공기량이 일시에 많이 주입되게 되면 용기 성형체(210)의 파손우려가 있기 때문에 공기 주입량을 조절할 필요가 있다.

이와 같은 방법으로 상부형틀(130)을 탈형시킨 후에는, 순차적으로 분할체로 이루어진 중부형틀(110)과 하부형틀(150)을 용기 성형물(200)로부터 순차적으로 분리하고, 이어서 중부형틀(110)을 복수개로 분리하는 탈형 작업을 실시함에 의해 최종적으로 도5의 표시와 같은 용기 성형물(200)을 얻을수 있게 되고, 이 용기 성형물(200)은 소성로에 넣어져서 소결(소성)작업을 거침에 의해 미도시한 뚜껑으로 밀폐될수 있는 이중의 밀폐용기(220)가 제작되는 것이다.

도 6의 표시와 같이, 본 발명에 따른 이중의 밀폐용기(220)는 다수개의 형틀(110,130,150)을 결합하여 된 이중벽부 성형공간(112)의 내부로 주입되는 흙물에 의하여 형성되는 내용물을 수용하는 수용부(222)를 제공하는 내벽(224-1)과 이 내벽(224-1)으로부터 소정 간격을 두고 내벽(224-1)의 외부를 감싸는 형태의 외벽(224-2)으로 이루어진 이중벽부(224)와, 그리고 상기 이중벽부(224)의 성형시 상기 이중벽부 성형공간(112)과 연락되는 나사 입구부 성형공간(112)으로 유입되는 흙물에 의하여 상기 이중벽부(224)의 상단에 이중벽부(224)와 같이 성형되는 나사 입구부(226)로 이루어져 있다.

상기와 같은 방법으로 제작되는 밀폐용기(220)는 도자(陶瓷)로된 이중 외벽의 형성시 뚜껑을 이용하여 밀폐적으로 닫을수 있게 되는 나사 입구부(226)를 같이 형성할 수 있게 하는 작업 공정으로 그 만큼 안가로 대량 생산이 가능하게 되는 유리한 점이 있다.

특히, 도7 및 도8의 표시와 같이, 나사 입구부(226)에 형성된 나사부(228)의 상하면은 도자 재질임에도 불구하고 유약 처리시 유약이 잘 맺히게 하는 평면부(228-1)를 이루게 하였고, 또한 형틀에서 쉽게 빠질수 있도록 하는 나사단부(228-2)를 이루게 하였다.

또한 내용물을 수용하는 수용부(222)를 제공하는 벽을 내벽(224-1)과 외벽(224-2)으로되는 이중벽부(224)로 성형할 수 있어 내용물이 수용되는 수용부(222)를 이루는 도자기 재질의 벽부를 외부 충격으로부터 쉽게 깨짐을 방지하는 강도로 유지될 수 있게 하는 유리한 점도 있고, 또한 공기 주입에 의한 형틀 분리에 의해 석고형틀(Mold)을 용기 성형물의 손상 없이 안정적으로 탈형할 수 있게 하는 유리한 이점을 제공한다.

100 : 형틀
110 : 중부 형틀
112 : 이중벽부 성형공간
114 : 나사 입구부의 성형공간
130 : 상부 형틀
132 : 반구형 성형부
134 : 탈형기공
136 : 공기 주입로
150 : 하부 형틀
152 : 흙물 주입공
200 : 용기 성형물
210 : 용기 성형용 성형체
220 : 이중의 밀폐용기
226 : 나사 입구부
228 : 나사부

Claims

다수개의 형틀을 일체화 되게 결합하여 이중벽부 성형공간 및 이 이중벽부 성형공간으로부터 연속되는 나사 입구부의 성형공간을 형성되게 하는 단계;
상기 형틀의 흙물 주입공을 통해 형틀의 성형공간들의 내부로 흙물(Slip)을 주입후, 소정 시간 경과 후 배출함에 의해 상기 형틀의 성형공간들을 따라서 이중의 내외벽과 아울러 나사부를 갖는 입구부를 갖는 소정 두께의 용기 성형체가 형성되게 하는 단계; 및
상기 형틀을 상호 분리함에 의해 나사입구부가 일체화된 이중의 내외벽을 갖는 용기 성형물을 얻는 단계를 포함하고, 상기 용기 성형물은 건조와 소결단계를 통하여 용기로 제조됨을 특징으로 하는 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기의 제작방법.
청구항1에 있어서,
상기 형틀은 용기몸체를 형성하는 소정형태의 성형공간을 제공하는 상,하부가 개방된 복수개의 중부형틀과, 상기 중부형틀의 성형공간의 내부까지 위치하는 볼록한 반구형상의 성형부를 갖고 상기 중부형틀의 상부 개구를 폐쇄하게 결합되어 이중벽부와 아울러 이 이중벽부와 일체로 성형되는 나사 입구부 성형공간을 형성하는 상부형틀, 및 상기 상부형틀과 반대 쪽에서 상기 중부형틀의 하부 개구를 폐쇄하는 상태로 결합되어 상기 성형공간들로 흙물을 주입하기 위한 흙물 주입공이 설치된 하부형틀로 구성됨을 특징으로 하는 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기의 제작방법.
청구항2에 있어서,
상기 상부형틀의 반구형 성형부에는 용기 성형물로부터 탈형 작업을 쉽게 하기 위한 공기주입공과 이 공기 주입공과 연락되는 복수개의 탈형기공들이 설치됨을 특징으로 하는 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기의 제작방법.
다수개의 형틀을 결합하여 된 이중벽부 성형공간의 내부로 주입되는 흙물에 의하여 형성되는 내용물을 수용하는 공간을 제공하는 내벽과 이 내벽으로부터 소정 간격을 두고 내벽의 외부를 감싸는 형태의 외벽으로 이루어진 이중벽부, 및 상기 이중벽부의 성형시 상기 이중벽부 성형공간과 연락되는 나사 입구부 성형공간으로 유입되는 흙물에 의하여 상기 이중벽부의 상단에 이중벽부와 같이 성형되는 나사 입구부를 포함하는 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기.
청구항4에 있어서,
상기 형틀은 용기몸체를 형성하는 소정형태의 성형공간을 제공하는 상,하부가 개방된 복수개의 중부형틀과, 상기 중부형틀의 성형공간의 내부까지 위치하는 반구형상의 성형부를 갖고 상기 중부형틀의 상부 개구를 폐쇄하게 결합되어 이중벽부와 아울러 이 이중벽부와 일체로 성형되는 나사 입구부 성형공간을 형성하는 상부형틀, 및 상기 상부형틀과 반대 쪽에서 상기 중부형틀의 하부 개구를 폐쇄하는 상태로 결합되어 상기 성형공간들로 흙물을 주입하기 위한 흙물 주입공이 설치된 하부형틀로 구성됨을 특징으로 하는 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기.
청구항5에 있어서,
상기 상부형틀의 반구형 성형부에는 용기 성형물로부터 탈형 작업을 쉽게 하기 위한 공기주입공과 이 공기 주입공과 연락되는 복수개의 탈형기공들이 설치됨을 특징으로 하는 이장 주입성형법을 이용한 이중 밀폐용기.