KR20190056298A

KR20190056298A - 탄성 마이크로셀 표면 구조 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190056298A
Application number: KR1020180134960A
Authority: KR
Inventors: 손광오; 손상열; 이랄라; 마기형
Original assignee: 손광오
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2019-05-24
Also published as: JP7341986B2; JP2021503310A; US11470944B2; CN111182814B; KR102056615B1; CN111182814A; US20210169200A1

Abstract

본 발명은 탄성 마이크로셀 표면 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이는 탄성체를 외피필름으로 감싼 형태의 탄성 마이크로셀 표면 구조로서, 상기 탄성체는 표면에 형성된 돌출부와 오목부로 이루어진 솔리드 요철구조를 포함하고; 상기 외피필름은 상기 탄성체의 솔리드 요철구조의 돌출부 및 오목부 표면을 따라 밀착되어 감싸는 방식의 지그재그 요철구조를 포함한다.

Description

탄성 마이크로셀 표면 구조 및 그 제조방법 {SURFACE STRUCTURE OF ELASTIC MICRO-CELLS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 탄성 마이크로셀 표면 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 실리콘 고무와 같은 저경도 고탄성 수지 탄성체에 열가소성 폴리우레탄과 같은 박막의 외피필름이 밀착된 형태의 표면에 있어서, 탄성체 표면에 형성된 솔리드 요철 구조의 표면을 외피필름이 밀착됨으로써 탄성체와 외피필름이 함께 미세 엠보싱 표면을 형성하도록 구성하여, 예컨대 화장용 어플리케이터의 도포면 또는 마우스 패드의 표면으로 적용될 경우, 표면 미끄러짐 현상이 없고 감촉이 향상될 수 있도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 화장용 퍼프라고도 지칭되는 화장용 어플리케이터는 사용자가 크림이나 액상의 화장품을 찍어 얼굴 등의 피부에 바르는 방식으로 사용하는 화장용 도구로서 널리 알려져 있다. 종래 화장용 퍼프는 대부분 다수의 공극이 형성된 스펀지를 이용하여 제조되었다. 그런데 기존 스펀지 재질의 화장용 퍼프는 흡착력이 크다는 장점이 있으나, 화장품 잔류물이 스펀지 내부의 공극에 스며들어 쉽게 제거되지 않는다는 단점이 있다. 스펀지 퍼프에 남아있는 화장품 잔류물은 세균 서식지가 되기 쉬워 위생상 좋지 않았다.

그러므로 사용자는 화장용 퍼프를 주기적으로 세척하는 번거로움을 감수하거나, 또는 그대로 계속 사용하여 세균 오염 위험에 노출되거나, 또는 일정기간 사용한 화장용 퍼프를 버리고 새로 교체하여 사용하여야만 하는 등의 불편함이 있었다. 나아가 기존 스펀지 재질의 화장용 퍼프는 퍼프 자체에 잔류하는 화장품의 양이 많아 고가의 화장품이 쓸모없이 낭비되는 문제도 있었다.

이러한 스펀지 퍼프의 문제를 해결하기 위해 근래에 실리콘 고무와 같은 재질의 탄성체를 이용한 실리콘 퍼프가 제안되고 있다. 이러한 실리콘 퍼프는 주재료로서 실리콘 고무로 된 탄성체와 이를 감싼 예컨대 폴리우레탄과 같은 얇은 외피로 구성된다. 실리콘 고무는 피부와 근접하거나 더 말랑말랑한 저경도를 가지고 있어 감촉이 좋다는 장점을 제공한다. 그리고 실리콘 퍼프 내부로 흡수되는 화장품 잔류물이 없으므로 화장품이 절약된다. 또한, 실리콘 퍼프 표면의 화장품 잔류물이 물티슈와 같은 수단을 통해 쉽게 제거될 수 있어 위생적으로 사용할 수 있다. 나아가 실리콘 퍼프는 스펀지에 비하여 내구성이 높아 사용 기간이 매우 길다는 등의 다양한 장점을 제공한다.

그런데 종래 실리콘 퍼프의 표면은 매끄럽기 때문에, 화장시 적정량의 화장품이 도포면에 수용되지 못한다는 단점이 있었다. 뿐만 아니라, 실리콘 퍼프 표면과 피부 사이의 겔 또는 액상의 화장품이 퍼프 표면과 피부 면 사이의 마찰력을 감소시켜 잘 미끄러지게 한다는 문제가 있었다. 이 때문에 사용자가 자신이 원하는 양의 화장품을 원하는 피부 위치에 도포하는 것이 용이하지 않아 불편할 뿐만 아니라, 피부에 닿는 감촉이 나쁘다는 문제가 있었다. 나아가, 피부에 모공이 많은 경우와 같이 거친 피부면에 화장하는 경우에는, 퍼프 표면에 있는 화장품 성분이 피부 모공 사이 사이의 요철 부분에 잘 발라지지 않는다는 문제도 있었다.

따라서 종래 실리콘 퍼프 표면과 피부 사이에 마찰력을 감소시킬 수 있는 기술에 대한 절실한 요구가 있었다. 이에 부응하기 위하여 종래 실리콘 퍼프 표면에 주름 또는 엠보싱을 형성하기 위한 다양한 아이디어들이 제안되어 왔다. 예컨대 일본 공개특허 특개2005-177163에는 표면에 엠보싱 처리된 신축성 필름으로 겔 소재를 감싼 구성의 화장용 퍼프를 기재하고 있다. 이 기술은 실리콘 고무 재질의 탄성체가 아닌 폴리우레탄 재질의 외피필름에 엠보싱을 형성함으로써, 실리콘 퍼프 표면에 요철을 제공하려는 것이다. 그러나 엠보싱이 형성된 외피필름은 실리콘 고무 탄성체와의 부착성이 약하다는 문제가 있다. 또한, 외피필름의 두께가 얇으면 얇을수록 원하는 크기의 엠보싱을 형성하는 것이 까다롭다는 기술적인 한계도 있었다.

다시 말해서, 상기 종래 기술에서 화장용 퍼프의 외피를 형성하는 신축성 필름은 대략 30 ~ 120㎛의 두께를 가지는 폴리우레탄 필름이 사용된다. 만약 폴리우레탄 필름 자체에 엠보싱을 형성하는 경우, 이러한 엠보싱의 요철부의 두께는 외피 필름 두께보다 작은 수치를 가지게 되므로 기껏해야 120㎛보다 작을 수밖에 없다. 이렇게 얇은 깊이의 요부를 가지는 엠보싱 구조를 이용하여 피부에 효과적으로 화장품을 도포할 수 없다는 것은 자명하다. 만약 외피 필름을 지그재그 방식으로 물결치게 굽힘으로써 엠보싱을 형성하는 경우, 즉 지그재그 요철 구조가 형성되는 경우 지그재그 요철 구조를 가진 필름과 내부 소재와의 접촉 면적이 작아지게 되어 부착력이 좋지 않게 된다. 그러므로 이 경우 지그재그 요철 구조의 엠보싱 처리된 필름과 내부 소재 사이의 접착력을 유지하기 위하여 별도의 접착층이 추가되어야 한다.

일반적으로 실리콘 퍼프의 외표면을 이루는 폴리우레탄 필름의 두께는 얇을수록 내부의 실리콘 고무의 말랑말랑한 감촉을 방해하지 않게 되므로 바람직하다. 현재 만들어지고 있는 화장용 실리콘 퍼프에서 외피용 폴리우레탄 필름의 경우 약 0.01 ~ 0.05 mm의 두께의 박막을 사용하는 것이 일반적이다. 이는 통상 롤러 압축 방식으로 제조되어 두께가 균일하고 탄성이 높으며 내구성이 높다는 장점이 있다. 그러나 실제로 이렇게 얇은 폴리우레탄 필름 표면에 엠보싱 처리를 하는 것은 쉬운 일이 아니다. 엠보싱 처리를 하기 위해서는 엠보싱 구조가 형성된 표면을 가진 롤러로 폴리우레탄 필름을 압착 처리를 하게 되는데, 이때 롤러의 온도가 높으면 필름이 쉽게 찢어지며, 온도가 낮으면 필름의 자체 탄성이 높아 엠보싱이 쉽게 형성되지 않는다는 문제가 있다. 설사 이렇게 얇은 폴리우레탄 필름에 엠보싱 처리를 한다고 하더라도, 엠보싱 처리된 폴리우레탄 필름과 실리콘 고무의 경계에서 부착력을 유지하기 위해 별도의 접착막이 추가로 필요하게 되기 때문에, 외피가 2개 층으로 되므로 촉감이 좋지 않게 되는 문제는 여전히 존재한다. 또한, 폴리우레탄 필름의 두께 자체가 얇기 때문에, 그 표면에 형성되어 있는 엠보싱 구조의 크기도 매우 작을 수밖에 없어 화장품 도포용으로 사용하기에는 적절치 않다는 문제도 있다.

다른 예로서 대한민국 등록특허 10-1733418에는, 주름성형부가 가공되어 있는 열융착금형 내에, 상하부 표면시트와 실리콘 겔 패드를 적층한 후 가압 및 열융착함으로써, 표면에 주름무늬가 성형되도록 한 화장용 퍼프를 기재하고 있다. 이 기술은 금형에 주름성형부를 구비하고, 가압 및 열융착을 통해 실리콘 퍼프의 표면에 주름무늬를 성형하겠다는 아이디어이다.

일반적으로 실리콘 퍼프의 표면시트는 열가소성 수지를 사용하므로 열에 의해 변형될 수 있지만, 내부의 실리콘 고무는 이액형 또는 열경화성이어서 일단 경화되면 열에 의해 형태가 변형되지 않는다. 그러므로 실리콘 겔 패드와 같이 일단 경화된 형태의 실리콘 소재는 열에 의해 변형되지 않는다. 그러므로 이 기술에 따르면 실리콘 겔 패드를 감싸는 표면시트에만 주름이 성형되고, 얇은 표면시트에 형성된 주름의 깊이는 표면시트의 두께보다 작은 크기의 깊이로 형성될 수밖에 없다. 그러므로 표면시트에 형성된 얕은 깊이의 주름으로는 액상이나 크림 형태의 화장품을 도포하기에 적절치 않다는 문제는 여전히 존재한다.

또 다른 예를 들면, 일본 공개특허 특개2009-201833에는 엠보싱이 형성된 금형에 우레탄액을 스프레이 코팅한 후 회전시켜 얇은 우레탄 표면막을 형성한 후, 액상의 실리콘이나 우레탄을 주입하여 경화시킴으로써, 엠보싱이 표면에 형성된 화장용 퍼프를 기재하고 있다. 이 경우 실리콘 퍼프의 표면을 이루는 우레탄 표면막은 스프레이 된 후 그대로 경화된다. 이를 통상적인 롤러 압축 방식으로 제조되는 폴리우레탄 필름과 비교할 때, 스프레이로 형성된 표면막은 두께의 균일성을 담보하기 어려울 뿐만 아니라 압축한 것이 아니기 때문에 탄력성이 좋지 않고 나아가 내구성이 높지 않다. 그러므로 촉감이 좋지 않을 뿐만 아니라 실제 사용 가능한 어플리케이터를 제공하기 어렵다는 문제가 여전히 존재한다.

일본 공개특허 특개2005-177163 (2005년 07월 07일 공개) 일본 공개특허 특개2009-201833 (2009년 09월 10일 공개) 등록특허 10-1733418 (2017년 05월 24일 공고) 등록특허 10-1757728 (2017년 07월 14일 공고) 등록특허 10-1795372 (2017년 11월 08일 공고) 공개특허공보 10-2017-0094098(2017년 08월 17일 공개)

본 발명자는, 예컨대 화장용 실리콘 퍼프와 같이 겔 또는 액상의 물질을 도포하기 위한 어플리케이터에서, 예컨대 폴리우레탄 외피와 실리콘 고무 탄성체와 같이 서로 다른 재질의 두 재료가 서로 밀착된 상태로 적층되어 있는 표면 구조에서의 엠보싱 형성 기술을 찾던 중에, 실리콘 고무 재질은 비록 경화된 상태에서는 추가 성형이 어렵지만 경화되기 전 액상 형태에서는 금형 모양에 적응시켜 성형시킬 수 있다는 점; 따라서 금형 엠보싱 표면과 액상 실리콘 고무를 밀착시킨 후 성형하면 실리콘 고무 표면에 엠보싱 구조를 형성할 수 있다는 점; 그런데, 액상의 실리콘 고무를 금형 엠보싱 표면에 밀착시키기 위해서는, 실리콘 고무의 외부를 감싸고 있는 폴리우레탄 외피 필름을 먼저 금형 엠보싱 표면에 밀착시켜야 한다는 점을 깨달았다.

나아가 본 발명자는, 금형 엠보싱 표면에 박막의 외피필름을 밀착시키기 위해서는 금형 엠보싱 표면과 외피필름 사이의 공기를 완전히 제거하고 동시에 압력을 가하여 밀착시킬 필요가 있다는 점; 이를 위해 금형에 공기 제거용 통기 구멍을 형성할 때 금형의 내구성을 훼손시키지 않는 한도에서 형성될 필요가 있다는 점; 만약 각 오목부의 측부가 돌기부에 의해 둘러싸인 우물 형태인 경우, 각각의 오목부마다 통기 구멍을 형성하여야 하므로, 그 결과 금형 제작 비용이 증가할 뿐만 아니라 금형의 내구성이 저하된다는 점; 따라서 금형 엠보싱 표면을 이루고 있는 돌출부와 오목부 중에서 각 오목부가 우물형으로 고립되는 구조가 아니라, 각 돌출부가 각각 고립된 섬 형태로 형성되도록 하고 각 오목부는 그 측부를 통해 인접 오목부와 공기가 이동 가능한 방식으로 서로 연통되도록 형성할 필요가 있다는 점; 이 경우 측방향에서 서로 연통된 오목부들 내의 공기는 측방향으로 강제 흡입시킴으로써 효과적으로 제거될 수 있다는 점을 깨달았다.

또한, 본 발명자는 실리콘 고무에 박막 외피필름이 밀착된 형태의 표면 구조는 화장용 어플리케이터의 도포면으로서 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 마우스 패드와 같이 그 표면이 중요하게 사용되는 다양한 제품에 적용될 수 있고, 이러한 경우에도 기존의 매끄러운 표면을 가진 제품에 비하여 표면 미끄러짐 현상이 없고 감촉이 향상되는 유용한 효과를 제공할 수 있다는 점을 깨달았다.

이러한 깨달음에 기초하여 제안되는 본 발명은, 실리콘 고무와 같은 저경도 고탄성 수지로 된 탄성체에 얇은 열가소성 폴리우레탄과 같은 외피필름이 밀착된 형태의 탄성 마이크로셀 표면 구조로서, 탄성체 표면에 돌출부와 상기 돌출부에 의해 둘러싸인 오목부를 가지는 엠보싱 패턴을 형성하고, 외피필름은 탄성체 엠보싱 패턴의 표면을 따라 밀착되도록 구성함으로써, 예컨대 오목부의 깊이가 외피필름 두께의 2배 ~ 20배로 형성되는 것과 같이, 원하는 깊이의 오목부를 구비할 수 있도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조의 제공을 그 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 실리콘 고무와 같은 저경도 고탄성 수지로 된 탄성체에 얇은 열가소성 폴리우레탄과 같은 외피필름이 밀착된 형태의 탄성 마이크로셀 표면 구조로서, 탄성체 표면에 망 형태로 연속되는 돌출부와 돌출부에 의해 격리된 복수의 마이크로 셀 오목부를 가지는 엠보싱 패턴을 형성하고, 외피필름은 탄성체 엠보싱 패턴의 돌출부 및 오목부 표면을 따라 밀착되도록 구성함으로써, 엠보싱 패턴을 용이하게 제조할 수 있도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조의 제공을 그 목적으로 한다.

더 나아가 본 발명은 실리콘 고무와 같은 저경도 고탄성 수지로 된 탄성체에 얇은 열가소성 폴리우레탄과 같은 외피필름이 밀착된 형태의 탄성 마이크로셀 표면 구조로서, 탄성체 표면에 망 형태로 연속되며 다양한 폭을 가지는 돌출부와 돌출부에 의해 격리된 다양한 폭의 복수의 마이크로셀 오목부를 가지는 엠보싱 패턴을 형성하고, 외피필름은 탄성체 표면의 엠보싱 패턴의 돌출부 및 오목부 표면을 따라 밀착되도록 구성함으로써, 기능적으로 다양할 뿐만 아니라 소비자의 다양한 미적 요구를 만족시킬 수 있는 다양한 형태의 엠보싱 패턴을 형성할 수 있도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조의 제공을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 실리콘 고무와 같은 저경도 고탄성 수지로 된 탄성체에 얇은 열가소성 폴리우레탄과 같은 외피필름이 밀착된 형태의 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법으로서, 연속 오목부와 상기 연속 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 가지는 엠보싱 패턴을 구비하는 금형 캐비티를 준비하는 단계; 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면에 외피필름을 배치하는 단계; 금형 캐비티의 엠보싱 패턴 면과 외피필름 사이의 공기를 제거하여 외피필름을 엠보싱 패턴 면에 밀착시키는 단계; 금형 캐비티의 엠보싱 패턴 면에 외피필름이 밀착되어 형성된 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 위로, 액상의 탄성체 조성물을 주입하는 단계; 액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계;를 포함함으로써, 탄성체 표면에 금형-필름 이중층 엠보싱 구조에 대응하는 엠보싱 패턴이 형성되고, 외피필름은 형성된 탄성체 엠보싱 패턴의 돌출부 및 오목부 표면을 따라 밀착되도록 제조함으로써, 예컨대 탄성체의 엠보싱 오목부의 깊이가 외피필름 두께의 2배 ~ 20배로 형성되는 것과 같이, 원하는 깊이의 오목부를 구비할 수 있도록 하는 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 상술한 제조방법에 있어서, 금형 캐비티 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 오목부와 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 가지도록 구성되고, 외피필름은 금형 캐비티 엠보싱 패턴의 연속 오목부 및 격리 돌출부 표면을 따라 밀착됨으로써, 상기 금형-필름 이중층 엠보싱 구조는 금형 캐비티 엠보싱 패턴과 동일하게 망 형태로 연속되는 오목부와 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 가지도록 구성되며, 이에 대응하여 형성되는 탄성체 표면에 형성되는 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 돌출부와 돌출부에 의해 격리된 복수의 오목부를 가지도록 구성됨으로써, 외피필름과 금형 캐비티 엠보싱 패턴 사이의 공기를 연속 오목부를 통해 흡입하기 용이하도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

더 나아가 본 발명은 상술한 제조방법에 있어서, 금형 캐비티 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 다양한 폭의 오목부와 오목부에 의해 격리된 다양한 폭의 복수의 돌출부를 가지도록 구성되고, 외피필름은 금형 캐비티 엠보싱 패턴의 연속 오목부 및 격리 돌출부 표면을 따라 밀착됨으로써, 상기 금형-필름 이중층 엠보싱 구조는 금형 캐비티 엠보싱 패턴과 동일하게 망 형태로 연속되는 다양한 폭의 오목부와 오목부에 의해 격리된 다양한 폭의 복수의 돌출부를 가지도록 구성되며, 이에 대응하여 형성되는 탄성체 표면에 형성되는 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 다양한 폭의 돌출부와 돌출부에 의해 격리된 다양한 폭의 복수의 오목부를 가지도록 구성됨으로써, 기능적으로 다양할 뿐만 아니라 소비자의 다양한 미적 요구를 만족시킬 수 있는 다양한 형태의 엠보싱 패턴을 형성할 수 있도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

그리고 본 발명은, 예컨대 실리콘 고무와 같은 저경도 고탄성 수지로 된 탄성체를 얇은 열가소성 폴리우레탄과 같은 외피필름으로 감싼 형태의 어플리케이터 도포면으로 사용될 수 있는 마이크로셀 탄성 표면 구조 제조 장치로서, 망 형태로 연속되는 오목부와 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 가지는 엠보싱 패턴을 구비하는 금형 캐비티; 금형 캐비티를 소정 온도로 가열하기 위한 히터; 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면에 배치된 외피필름의 가장자리를 금형 캐비티 가장자리를 따라 가압하여 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면과 외피필름 사이의 공간을 밀폐하는 가압부재; 밀폐된 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면과 외피필름 사이의 공간에서 공기를 흡입하여 제거하기 위한 흡입 펌프;를 포함함으로써, 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면과 외피필름 사이의 공기를 제거하여 외피필름을 엠보싱 패턴 면에 밀착시키고; 금형 캐피티의 엠보싱 패턴 면에 외피필름이 밀착되어 형성된 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 위로, 액상의 탄성체 조성물을 주입 경화시키고, 이에 따라 탄성체 표면에 금형-필름 이중층 엠보싱 구조에 대응하는 엠보싱 패턴이 형성되고, 외피필름은 형성된 탄성체 엠보싱 패턴의 돌출부 및 오목부 표면을 따라 밀착되도록 제조하여, 예컨대 탄성체의 엠보싱 오목부의 깊이가 외피필름 두께의 2배 ~ 20배로 형성되는 것과 같이, 원하는 깊이의 오목부를 구비할 수 있도록 하는 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치의 제공을 그 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 상술한 화장용 퍼프 제조장치에 있어서, 금형 캐비티 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 오목부와 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 가지도록 구성되고, 외피필름은 금형 캐비티 엠보싱 패턴의 연속 오목부 및 격리 돌출부 표면을 따라 밀착됨으로써, 상기 금형-필름 이중층 엠보싱 구조는 금형 캐비티 엠보싱 패턴과 동일하게 망 형태로 연속되는 오목부와 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 가지도록 구성되며, 이에 대응하여 탄성체 표면에 형성되는 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 돌출부와 돌출부에 의해 격리된 복수의 오목부를 가지도록 구성됨으로써, 외피필름과 금형 캐비티 엠보싱 패턴 사이의 공기를 연속 오목부를 통해 흡입하기 용이하도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치의 제공을 그 목적으로 한다.

더 나아가 본 발명은 상술한 제조장치에 있어서, 금형 캐비티 엠보싱 패턴은 별도의 엠보싱 패턴부재로 제작되어 조립되고, 외피필름과 금형 캐비티 엠보싱 패턴 사이의 공기를 연속 오목부에 연결되는 엠보싱 패턴부재의 가장자리를 따라 위치하는 갭을 통해 흡입하기 용이하며, 또한 원하는 패턴으로 용이하게 변경 가능하도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치의 제공을 그 목적으로 한다.

또한, 더 나아가 본 발명은 상술한 제조장치에 있어서, 금형 캐비티 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 다양한 폭의 오목부와 오목부에 의해 격리된 다양한 폭의 복수의 돌출부를 가지도록 구성되고, 외피필름은 금형 캐비티 엠보싱 패턴의 연속 오목부 및 격리 돌출부 표면을 따라 밀착됨으로써, 상기 금형-필름 이중층 엠보싱 구조는 금형 캐비티 엠보싱 패턴과 동일하게 망 형태로 연속되는 다양한 폭의 오목부와 오목부에 의해 격리된 다양한 폭의 복수의 돌출부를 가지도록 구성되며, 이에 대응하여 형성되는 탄성체 표면에 형성되는 엠보싱 패턴은 망 형태로 연속되는 다양한 폭의 돌출부와 돌출부에 의해 격리된 다양한 폭의 복수의 오목부를 가지도록 구성됨으로써, 기능적으로 다양할 뿐만 아니라 소비자의 다양한 미적 요구를 만족시킬 수 있는 다양한 형태의 엠보싱 패턴을 형성할 수 있도록 한 새로운 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조, 그 제조방법, 및 그 제조장치에 의하여 달성된다.

본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조는, 탄성체 표면에 외피필름이 밀착된 형태의 표면으로서, 상기 탄성체 표면에 구비된 돌출부와 오목부를 가지는 엠보싱 패턴의 표면을 따라 상기 외피필름이 밀착된다.

실시예에 있어서, 상기 탄성체 표면에 형성된 엠보싱 패턴에서 상기 돌출부는 망 형태로 연속되어 있으며, 상기 오목부는 상기 망 형태로 연속된 돌출부에 의해 격리된 복수의 오목부를 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 외피필름의 두께는 0.01 ~ 0.10 mm이며, 상기 오목부의 깊이는 상기 외피필름 두께의 2 ~ 20배의 크기일 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 탄성체는 실리콘 고무 또는 우레탄 고무일 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 외피필름은 열가소성 폴리우레탄 필름일 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법은, 연속 오목부 및 상기 연속 오목부에 의해 둘러싸인 돌출부를 가지는 엠보싱 패턴을 구비하는 금형 캐비티를 준비하는 단계; 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면에 외피필름을 배치하는 단계; 금형 캐비티의 엠보싱 패턴 면과 외피필름 사이의 공기를 제거하여 외피필름을 엠보싱 패턴의 오목부 및 돌출부 면을 따라 밀착시키는 단계; 금형 캐피티의 엠보싱 패턴 면에 외피필름이 밀착되어 형성된 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 위로, 액상의 탄성체 조성물을 주입하는 단계; 액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계;를 포함한다.

실시예에 있어서, 상기 금형 캐비티 엠보싱 패턴의 오목부는 망 형태로 연결되어 있는 오목부이며, 상기 금형 캐비티 엠보싱 패턴의 돌출부는 상기 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 포함함으로써, 상기 외피필름과 금형 캐비티 엠보싱 패턴 사이의 공기는 상기 망 형태로 연결되어 있는 오목부를 따라 이동됨으로써 제거될 수 있다.

실시예에 있어서, 액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계 이후, 경화된 탄성체와 이에 밀착된 외피필름을 구비하는 반제품을 상기 금형 캐비티에서 분리하는 단계; 및 분리한 반제품에 커버필름 및 리본 손잡이를 배치하고 테두리를 따라, 외피필름, 커버필름 및 리본 손잡이를 함께 열접착하고 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계 이후, 경화된 탄성체 및 이에 밀착된 외피필름을 구비하는 반제품을 상기 금형 캐비티에서 분리하는 단계; 분리한 반제품 한 쌍의 탄성체 상부를 서로 인접시키고 반제품 한 쌍의 외피필름을 테두리를 따라 열접착하고 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계 이후, 경화된 탄성체와 이에 밀착된 외피필름을 구비하는 반제품을 상기 금형 캐비티에서 분리하는 단계; 분리한 반제품 한 쌍의 탄성체 상부에 각각 커버필름을 씌우는 단계; 및 커버필름을 씌운 반제품 한 쌍을 그 커버필름 측이 서로 인접되도록 한 후 커버필름과 외피필름을 테두리를 따라, 부분적으로는 커버필름과 외피필름 4장을 모두 열접착하고 절단하며, 부분적으로는 각 반제품의 커버필름과 외피필름만을 열접착하고 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치는, 탄성체에 외피필름이 밀착된 형태의 탄성 마이크로셀 표면 구조를 제조하는 장치로서, 연속 오목부와 상기 연속 오목부에 의해 둘러싸인 돌출부를 가지는 엠보싱 패턴을 구비하는 금형 캐비티; 금형 캐비티를 소정 온도로 가열하기 위한 히터; 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면에 배치된 외피필름의 가장자리를 금형 캐비티 가장자리를 따라 가압하여 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면과 외피필름 사이의 공간을 밀폐하는 가압부재; 밀폐된 금형 캐비티 엠보싱 패턴 면과 외피필름 사이의 공간에서 공기를 흡입하여 제거하기 위한 흡입 펌프;를 포함한다.

실시예에 있어서, 상기 오목부는 망 형태로 연속되는 오목부이며, 상기 돌출부는 상기 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 금형 캐비티 엠보싱 패턴은 별도의 엠보싱 패턴부재로 제작되어 상기 금형 캐비티 내에 조립하도록 구성될 수 있다.

나아가 본 발명은 상술한 마이크로셀 표면 구조를 도포면으로서 구비하는 화장용 어플리케이터, 상술한 마이크로셀 표면 구조를 마우스 접촉면 또는 손목 접촉면으로 구비하는 마우스 패드를 제공한다.

본 발명에 따르면, 예컨대 화장용 어플리케이터의 도포면이나 마우스 패드의 마우스나 손목 접촉표면으로서 이용될 수 있는 탄성 마이크로셀 표면 구조로서, 예컨대 쇼어(shore)경도 10 ~ 45 정도의 저경도 실리콘 고무와 같은 탄성체 표면에 예컨대 0.01 ~ 0.10mm 정도의 얇은 두께의 열가소성 폴리우레탄과 같은 외피필름이 밀착된 탄성 마이크로셀 표면 구조가 제공된다. 특히 본 발명에 따르면 엠보싱 패턴을 가진 금형 캐비티 표면에 외피필름을 밀착시켜, 그 결과 금형과 외피필름이 함께 금형-필름 이중층 엠보싱 구조를 형성한다. 이렇게 형성된 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 위로 액상의 실리콘 고무와 같은 액상 탄성체 조성물을 주입하여, 액상의 탄성체가 금형-필름 이중층 엠보싱 패턴에 대응하는 형상을 이루게 한다. 이 상태에서 소정 시간 경과하면 액상의 탄성체 조성물이 경화됨으로써, 탄성체 표면에는 금형-필름 이중층 엠보싱 구조에 대응하는 엠보싱 패턴이 형성된다.

이와 같은 본 발명에 의해 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조에서는, 외피필름과 탄성체 둘 모두에 엠보싱 패턴이 형성된다는 특징을 가진다. 여기서 탄성체에 형성되는 엠보싱 구조는 탄성체 표면에 다수의 오목부 및 볼록부가 형성되는 방식의 요철구조이며, 이에 비하여 외피필름은 필름 자체가 굽혀져 물결치는 방식으로 굽힘 방향이 교호하여 바뀌면서 만들어지는 지그재그 패턴을 이루는 요철구조이다. 탄성체의 요철구조와 외피필름의 요철구조를 명확하게 구분하기 위해, 본 명세서에서는 탄성체의 요철구조를 "솔리드 요철구조"라고 지칭하고, 외피필름의 요철구조를 "지그재그 요철구조"라 지칭한다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조에 형성되는 엠보싱 패턴의 구조는 탄성체 표면에 오목부와 돌출부가 형성된 솔리드 요철구조를 가진다는 특징이 있다. 나아가 탄성체에 밀착된 외피필름은, 그 자체에는 요철구조가 없으나, 탄성체의 솔리드 요철구조의 표면을 따라 밀착됨으로써 지그재그 패턴을 가지도록 변형된다. 이에 따라 외피필름은 탄성체의 솔리드 요철구조 표면을 따라 형성되는 지그재그 요철구조를 이룬다는 특징이 있다.

본 발명에 의해 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조에서, 그 오목부의 깊이는 외피필름의 두께보다 적어도 2배 이상으로 더 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 오목부의 깊이는 외피필름 두께의 2배 ~ 20배의 깊이를 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 오목부의 깊이는 외피필름 두께의 8 ~ 15배이다. 한편, 탄성 마이크로셀 표면 구조에 형성된 엠보싱 패턴에서, 오목부의 폭은 외피필름이 오목부의 모든 측벽에 밀착되어야 하므로 외피필름의 두께보다 적어도 4배 이상 커야 한다는 조건을 만족하면, 특별히 제한되지 않는다. 그리고 오목부들 사이의 간격(즉, 돌출부의 폭)은 일정할 수도 있고 원하는 형상의 패턴에 따라 여러 가지 크기를 가질 수도 있어, 크게 제한되지 않는다.

또한, 본 발명에 따르면, 제조 과정 중 금형의 엠보싱 구조에 외피필름이 밀착되어 "금형-필름 이중층 엠보싱 구조"를 형성하며, 액상의 탄성체 조성물(예컨대, 실리콘 고무 액)을 이 "금형-필름 이중층 엠보싱 구조"로 주입하여 경화시킴으로써 탄성체의 솔리드 요철구조를 형성한다는 고유한 특징이 제공된다.

이러한 금형-필름 이중층 엠보싱 구조에서, 금형의 엠보싱 구조는 금형의 표면에 오목부 및 돌출부가 형성된 형태의 "솔리드 요철구조"를 이룬다. 반면에 외피필름은 금형의 솔리드 요철구조의 오목부 및 돌출부 표면을 따라 밀착되므로, 금형의 솔리드 요철구조 표면을 따라 형성되는 지그재그 요철구조를 이루게 된다.

특히 금형-필름 이중층 엠보싱 구조를 형성하기 위해서, 본 발명에 따라, 예컨대 60 ~ 85℃ 사이에서 소정 온도로 가열한 금형의 솔리드 요철구조 표면과 외피필름 사이의 공간에서 공기를 금형의 후방측(즉 하부측)으로 강제적으로 흡입하여 제거한다. 이를 위해 금형의 상하 방향으로 관통하는 하나 이상의 흡입통로가 형성된다. 이에 따라, 금형-필름 이중층 엠보싱 구조에서, 금형의 솔리드 요철구조에 밀착된 외피필름의 지그재그 요철구조는 공기를 흡입하기 위해 가해지는 흡입력에 의해 밀착상태를 유지하게 되며, 이러한 흡입력이 사라지면, 금형의 솔리드 요철구조에 밀착된 외피필름의 지그재그 요철구조의 밀착상태는 쉽게 분리가능하다.

본 발명에 따르면, 금형을 상하로 관통하여 형성되는 흡입통로의 단순 설계를 위해, 금형 엠보싱 구조에서 오목부는 망(net) 형상처럼 측 방향에서 서로 연결되며, 이에 따라 망 형태의 오목부에 의해 복수의 돌출부가 각각 격리된다. 이 경우, 흡입통로는 예컨대 오목부의 가장자리 중 일부분에만 형성되어도 오목부의 모든 부분과 연통되는 효과를 제공한다. 만약 오목부들이 격리된 상태로 복수로 형성된다면, 금형 엠보싱 구조와 그 위에 덮여진 외피필름 사이의 공간에서 공기를 금형 하부측으로 흡입할 때, 모든 오목부에 각각 상하 관통 흡입통로를 형성하여야 하는 문제가 발생하게 된다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 금형 오목부가 상호 연결되어 있어 마치 그물을 이루는 라인들처럼 모두가 교차하는 방식으로 측방향으로 서로 연결된다. 이에 따라 금형 엠보싱 구조 내의 금형 오목부에 있는 공기는 측방향으로(즉 수평으로) 이동할 수 있고, 최종적으로 금형을 상하로 관통하는 흡입통로를 따라 흡입펌프로 배출될 수 있다.

이에 따라 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조에 형성되는 엠보싱 구조는, 금형의 엠보싱 구조와 대응하여 형성되므로, 각각 격리된 복수의 오목부와 망 형태로 서로 연결된 하나의 돌출부 패턴을 구비하는 방식으로 형성된다는 특징이 제공된다.

이에 따라, 본 발명의 탄성 마이크로셀 표면 구조에는 격리된 복수의 오목부들이 구비되는 결과가 되고, 이들 복수의 오목부는 예컨대 화장용 실리콘 퍼프의 도포면으로 사용되는 경우 마치 스펀지 퍼프의 공극과 유사하게 화장품을 수용하는 수용부가 되는 효과를 제공한다. 하지만, 기존 스펀지 퍼프의 전체 부피에 걸쳐 형성되어 있는 공극과 달리, 본 발명에 따른 마이크로셀 오목부는 예컨대 0.02 ~ 2.00 mm 정도의 소정 깊이로 형성되어 있는 것이므로 화장품 잔류물이 거의 남지 않으며, 남은 잔류물도 물티슈와 같은 수단으로 쉽게 세척 가능하기 때문에 위생적으로 사용할 수 있다는 장점이 제공된다.

한편, 본 발명의 탄성 마이크로셀 표면 구조가 예컨대 마우스 패드의 마우스 또는 손목 접촉면으로 사용되는 경우, 탄성 마이크로셀 표면 구조의 복수의 오목부들은 마우스 패드의 표면에서, 손목 피부나 마우스 밑면과 마우스 패드 표면 사이의 마찰력을 감소시키고 감촉을 향상시키는 효과를 제공한다. 나아가 본 발명에 따른 마이크로셀 오목부들에 먼지나 이물질이 끼여 있는 경우에도 물티슈와 같은 수단으로 쉽게 제거 가능하기 때문에 청소가 용이하고 위생적으로 사용할 수 있다는 장점이 제공된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 탄성체에 외피필름이 밀착된 형태의 탄성 마이크로셀 표면 구조에 있어서, 탄성체의 솔리드 요철구조를 외피필름의 지그재그 요철구조가 밀착하는 방식으로 엠보싱 구조가 형성되고, 나아가 다수의 격리된 원하는 깊이의 마이크로셀 오목부를 가진, 예컨대 화장용 실리콘 퍼프의 도포면으로 이용되거나 마우스 패드의 표면으로 이용될 수 있는 유용한 엠보싱 구조를 제공한다. 따라서 감촉이 좋고 미끄러짐이 없는 양질의 탄성 마이크로셀 표면 구조를 구비한 실리콘 퍼프 또는 마우스 패드와 같은 제품이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 가진 실리콘 퍼프는 하나의 도포면을 가지는 대체로 원반 형태의 통상적인 퍼프 제품뿐만 아니라, 좁은 틈에 도포할 수 있는 용도의 물방울 형상의 제품, 또는 양면에 각각 도포면을 가지며 그 사이에 손가락을 끼울 수 있는 형태의 제품 등 다양한 어플리케이터 제품을 제공할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조는 겔 또는 액상의 화장품이나 약품을 손이나 발, 또는 얼굴 등에 바를 수 있는 어플리케이터의 도포면으로서 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 엠보싱 패턴을 제공할 수 있고, 또한 2개의 도포면을 제공하는 등의 형상 다양성을 제공할 수 있어, 다양한 소비자의 기호를 만족시킬 수 있는 탄성 마이크로셀 표면 구조를 구비한 어플리케이터 제품군을 구성할 수 있다는 장점이 제공된다.

도 1a 내지 도 2c는 종래 화장용 실리콘 퍼프의 구조를 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 구비하는 일 예로서 원반 형태의 화장용 실리콘 퍼프를 설명하기 위한 개략도 및 부분 확대도.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조 과정에서 금형-필름 이중층 엠보싱 구조를 통한 제조 과정을 설명하기 위한 개략적인 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조의 엠보싱 패턴의 일 예를 설명하기 위한 개략도.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조의 엠보싱 패턴의 여러 예를 도시하는 개략도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 가진 원반 형태의 실리콘 퍼프의 예를 보여주는 샘플 사진.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제작을 위한 금형 샘플 사진.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조의 제조 장치의 구성을 예시하는 개략적인 단면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조의 제조 장치 중 조립 방식의 금형부재를 예시하는 샘플사진.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 단계를 보여주는 개략적인 흐름도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 단계를 보여주는 개략적인 흐름도.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 단계들을 더 상세히 보여주는 개략도.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 구비하는 제품의 다른 예를 보여주는 개략도.
도 19 및 도 20은 도 18에 도시된 실시예를 제조하는 과정을 설명하기 위한 개략도.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 구비하는 제품의 또 다른 예를 보여주는 개략도.
도 22 및 도 23은 도 21에 도시된 실시예를 제조하는 과정을 설명하기 위한 개략도.
도 24는 본 발명의 실시예에 따라 제공될 수 있는 마이크로셀 표면 구조를 마우스 접촉면 및 손목 접촉면으로 적용한 마우스 패드를 예시하는 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도 1a에 일반적인 둥근 원판 형태의 화장용 실리콘 퍼프(10)의 사시도가 예시되고, 도 1b에 그 단면 구조가 개략적으로 예시된다. 도시된 예에서, 종래 실리콘 퍼프(10)는 고탄성 저경도 실리콘 고무 재질의 실리콘 탄성체(16)를 예컨대 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic polyurethane)과 같은 내구성이 좋은 탄성 수지 재질의 얇은 필름으로 된 표피(12)로 감싸고, 손가락을 끼울 수 있는 리본 손잡이(14)를 구비하는 구성을 가진다. 표피(12)는 탄성체(16)의 측면과 하부면(도포면 A)을 감싸는 하부 표피(121)와 상부면을 감싸는 상부 표피(123)와 이 둘을 예컨대 고주파 열접착 방식으로 열접착한 부분인 버(125)로 구분될 수 있다.

통상 실리콘 퍼프(10)는 사용자가 리본 손잡이(14)와 상부 표피(123) 사이에 손가락을 끼운 상태에서 하부 표피(121)의 도포면(A)에 화장품을 묻힌 후, 얼굴 피부에 두드리거나 문질러 화장품을 바르는 화장용 어플리케이터이다. 특히 일반적으로 실리콘 퍼프(10)에 있어서 TPU 재질의 표피(12)의 두께가 얇을수록 안쪽의 실리콘 탄성체(16)의 말랑말랑한 감촉이 피부에 직접적으로 전달될 수 있으므로 바람직하다. 예컨대 표피(12)의 두께는 약 0.01 ~ 0.10 mm일 수 있다. 이러한 실리콘 퍼프(10)는 수지 재질로 도포면(A)을 구비하므로, 스펀지 재질의 퍼프 제품에 비해서, 위생적이면서 동시에 버려지는 화장품의 양이 거의 없고 유효수명이 길다는 등의 다양한 장점이 있다.

하지만, 도 2a에서 개략적인 단면도로 도시된 바와 같이, 종래 실리콘 버프(20)의 도포면(A)은 기본적으로 요철 구조가 없이 평탄하고 밋밋한 평면이다. 이 때문에, 화장품 도포 중 실리콘 퍼프(20)의 도포면(A)과 피부 사이에 액상 또는 겔상의 화장품이 윤활제 역할을 하게 되어 서로 미끄러지는 경우가 발생하고 화장품 성분이 모공과 같은 피부의 요철 구조를 제대로 커버하지 못하는 등의 단점이 있었다. 도 2a에서 설명부호 26은 실리콘 고무 재질의 탄성체이다.

종래에 이러한 문제를 해결하기 위하여, 이미 언급된 바와 같이, 실리콘 퍼프의 도포면에 요철구조 즉 엠보싱 패턴을 형성시키려는 다양한 시도가 있었다. 예컨대 도 2b에 도시된 실리콘 퍼프(210)는 실리콘 고무로 된 탄성체(216)가 일단 경화된 상태에서는 열변형이 이루어지지 않는다는 점 때문에, 표피(211)의 도포면(A) 중 외표면에만 요철 구조를 형성시키고자 하는 제안이 있었다. 그런데 이러한 요철 구조는 표피(211)의 두께가 얇기 때문에, 요철 구조를 형성하는 것이 까다로울 뿐만 아니라 화장품 도포 기능이 제한적으로 될 수밖에 없다는 한계가 있었다.

다른 예로서, 도 2c에 도시된 실리콘 퍼프(220)는 실리콘 고무로 된 탄성체(226)를 감싸는 표피(221)의 도포면(A)에 지그재그 방식의 요철구조를 형성시키고자 하는 제안이다. 그런데 이러한 요철 구조는 표피(221)와 탄성체(226) 사이의 부착력이 약하기 때문에, 요구되는 부착력을 제공하기 위하여 별도의 접착층(227)을 더 두어야 하므로, 제조 과정이 까다로울 뿐만 아니라 요철 구조의 크기도 제한될 수밖에 없다는 한계가 있었다.

도 3은 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 적용한 실리콘 퍼프의 구조를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조를 도포면(A)에 적용한, 둥근 원판 형태의 실리콘 퍼프(30)가 예시된다. 도시된 예에서, 실리콘 퍼프(30)는 탄성체(36)를 얇은 외피필름(31)이 밀착되어 감싼 형상이며, 특히 도면에서 부분 확대된 바와 같이 도포면(A)에 요철구조 즉 본 발명에 따라 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조가 형성되어 있다.

특히 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조에서, 외피필름(31)과 탄성체(36) 둘 모두에 엠보싱 패턴이 형성된다는 특징을 가진다. 여기서 탄성체(36)에 형성되는 엠보싱 패턴은 탄성체 면에 다수의 오목부가 형성된 솔리드 요철 구조 형태이며, 이에 비하여 외피필름(31)은 필름 자체가 굽혀져 물결치는 방식으로 굽힘 방향이 교호하여 바뀌면서 만들어지는 지그재그 요철 구조 형태이다.

다시 말해서, 도시된 바와 같이 실리콘 퍼프(30)의 도포면(A)에서 탄성체(36)의 경우 오목부(361)와 돌출부(362)가 형성된 솔리드 요철구조를 가진다. 외피필름(31)은 탄성체(36)의 솔리드 요철구조의 표면에 밀착되고, 그 결과 탄성체(36)의 솔리드 요철구조 표면을 따라 형성되는 지그재그 요철구조를 이루게 된다.

외피필름(31)은 예컨대 열가소성 폴리우레탄 필름과 같은 열가소성 수지이면서 탄성이 있는 탄성 수지 재질의 필름인 것이 바람직하다. 실시예에서 외피필름(31)은 약 0.01 ~ 0.10 mm의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.02 ~0.04 mm의 두께일 수 있다. 실시예에서, 탄성체(36)는 피부와 유사하거나 더 말랑말랑한 정도의 감촉을 제공하는 것이 바람직한데, 이를 위하여 예컨대 10 ~ 45 정도의 저경도를 가진 실리콘 고무 재질의 탄성체일 수 있다.

도 3의 부분 확대도에서 볼 수 있는 바와 같이, 탄성체(36) 표면에 형성된 오목부(361)의 깊이(D)(또는, 대응하는 돌출부(362)의 높이)는 외피필름(31)의 두께(T)보다 2배 ~ 20배 정도일 수 있으며, 바람직하게는 약 8배 ~ 15배 정도일 수 있다. 예를 들어 구체적인 실시예에서, 외피필름의 두께(T)는 0.03mm이고, 오목부(361)의 깊이(D)는 0.35mm이며, 오목부(361)의 폭(W)은 0.30mm일 수 있다. 오목부(361)의 폭(W)은 오목부(361)의 측벽을 외피필름이 밀착되기 때문에 외피필름 두께의 적어도 4배 이상인 것이 바람직하다. 돌출부(362)의 폭(Y)은 인접하는 오목부(316)들 사이의 간격에 해당한다. 상기 폭(Y)은 특별히 제한되지 않지만, 미관상 또는 제조 편의상 도포면(A) 전체에 걸쳐 대략 일정할 수도 있고 엠보싱 패턴의 모양이나 위치에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제공되는 탄성 마이크로셀 표면 구조가 적용된 실리콘 퍼프(30)는 도포면(A)에서 탄성체(36) 표면에 다수의 오목부를 가지는 솔리드 요철 구조가 형성되고 외피필름(31)은 이러한 오목부의 표면을 감싸 보호하는 역할을 한다. 따라서, 사용자가 도포면(A)을 얼굴 등 피부에 펴 바르고 두드리는 경우 탄성체(36)가 탄성 진동하게 되므로 다수의 오목부 내에 수용되었던 화장품이 쉽게 얼굴 등 피부로 균일하게 전이될 수 있다. 또한, 다수의 오목부 및 망 형태의 돌출부로 이루어진 엠보싱 구조가 마찰력을 제공할 수 있으므로, 화장품을 피부에 바를 때, 미끄러짐 없이 실리콘 탄성체의 좋은 감촉을 일정하게 유지시킬 수 있다는 장점이 제공된다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조에서 금형-필름 이중층 엠보싱 구조를 이용한 특징적인 제조 과정을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.

도 4a는 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 제조하기 위한 금형의 솔리드 요철구조 형상을 보여준다. 금형(41)의 캐비티 내면에는 엠보싱을 형성하기 위한 솔리드 요철구조의 엠보싱 패턴 즉 오목부(411)와 돌출부(412)가 형성된다. 여기서 오목부(411)는 인접 오목부(411)와 서로 측방향으로 공기가 통하는 방식으로 연통되어 있다는 특징이 있다. 나아가 아래에서 도 5를 참조하여 더 설명되는 바와 같이 오목부(411)는 그물망(net) 형태로 측방향으로 공기가 흐를 수 있는 방식으로 서로 연결되어 있는 연속적인 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 돌출부(412)는 망 형태의 오목부(411)에 의해 측방향에서 사방으로 격리되어 있는 다수의 개별적인 돌출부로서 형성된다.

도 4b는 금형(41)의 돌출부(412)와 오목부(411)의 표면을 따라 외피필름(43)이 밀착된 상태를 보여준다. 외피필름(43)이 돌출부(412) 위로 덮여진 후 오목부(411)로 삽입되어 밀착되기 위해서는, 오목부(411) 내의 공기를 제거하여야 한다. 본 발명에 따라 오목부(411)의 공기는 적어도 일부의 오목부(411)의 측방향 또는 하부방향으로 연통된 흡입통로(미도시됨)를 통해 강제로 흡입하여 제거되고, 이에 따라 외피필름(43)은 물리적으로 금형(41)의 돌출부(412)와 돌출부(412) 사이에 있는 오목부(411)들의 표면으로 당겨져서 밀착될 수 있다.

외피필름(43)은 탄성 수지 필름, 예컨대 열가소성 폴리우레탄 재질의 얇은 필름인 것이 바람직하다. 이 경우, 외피필름(43)이 더 용이하게 금형의 오목부(411)와 돌출부(412) 표면에 밀착될 수 있도록 하기 위하여 금형(41)은 예컨대 열가소성 폴리우레탄 필름의 유리전이온도까지 가열되는 것이 바람직하다. 특히 유리전이온도 중 낮은 온도로 유지됨으로써 필름이 지나치게 녹지 않으면서도 모양이 필요한 만큼만 변형되어 오목부(411) 내로 굽혀져 밀착될 수 있도록 하는 온도로 가열되는 것이 바람직하다.

이렇게 열과 흡입 압력에 의해 외피필름(43)이 금형(41) 표면에 밀착되면, 그 결과 외피필름(43)은 금형(41)의 솔리드 요철구조 즉 오목부(411)와 돌출부(412)의 표면을 따라 밀착된 형태의 지그재그 요철구조를 가지게 된다. 그리고 이에 따라 금형(41)과 외피필름(43)이 마치 하나의 요철구조를 이루는 것처럼 보여진다. 본 명세서에서는 이를 "금형-필름 이중층 엠보싱 구조"라 지칭한다.

도 4c는 도 4b에 도시된 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 위로, 예컨대 실리콘 고무 액과 같은, 액상의 탄성체 조성물이 주입된 상태를 보여준다. 이에 따라 금형-필름 이중층 엠보싱 구조의 오목부와 돌출부에 대응하는 형상으로 탄성체(45)의 표면에는 솔리드 요철 구조가, 즉 오목부(451) 및 돌출부(452)가 형성될 수 있다.

이때, 탄성체(45)의 오목부(451) 및 돌출부(452)의 형상은 탄성 마이크로셀 표면 구조의 오목부 및 돌출부의 형상에 대응한다. 따라서 탄성체(45)의 오목부(451)는 금형(41)의 돌출부(412)와 유사하게 서로 격리되어 있는 다수의 개별적인 오목부로 형성되고, 탄성체(45)의 돌출부(452)는 금형(41)의 오목부(411)와 유사하게 예컨대 망 형태로 서로 측방향에서 연결되어 있는 연속 돌출부로 형성된다. 그 결과 탄성체(45)의 표면에는 금형(41)의 솔리드 요철구조와 대응하는 형상의 솔리드 요철구조가 형성된다.

도 4d는 도 4c에서 주입된 액상의 탄성체(45)가 경화된 후, 흡입 압력을 제거하고 탄성체(45)를 금형(41)과 분리시키는 과정을 보여준다. 도시된 바와 같이, 이 경우 외피필름(43)이 탄성체(45) 표면에 밀착되어 부착된 상태로 금형(41)으로부터 분리된다. 외피필름(43)은 도 4의 (b)와 (c)에서 흡입 압력에 의해 금형(41)과 밀착하여 있다가, 액상의 탄성체(45)가 경화되면서 탄성체(45) 표면 자체의 점성과 경화 과정에서 가해지는 열에 의하여 외피필름(43)이 탄성체(45) 표면에 밀착되어 부착하게 된다. 따라서 흡입 압력이 사라지면, 외피필름(43)은 탄성체(45)의 표면에 부착된 상태로 금형(41)으로부터 분리될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조의 오목부 및 돌출부 패턴을 설명하기 위한 개략 평면도이다.

도 5를 참조하면, 도시된 패턴(50)은 원형 내에 서로 직교하는 평행한 복수의 직선으로 이루어진 격자무늬 형태를 예시한다. 이 경우, 도시된 패턴(50)에서 원형의 가장자리선(51)과 서로 직교하는 직선(52, 53)은 일종의 망 형태로 서로 연결되어 있는 돌출부를 나타낸다. 그리고 돌출부에 의해 서로 격리되어 있는 다수의 오목부(54)는 도면에서 검은색 선에 둘러싸여 있는 흰 공간으로 표시된다.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조의 오목부 및 돌출부로 이루어지는 엠보싱 패턴을 보여주는 개략도이다.

도시된 바와 같이, 엠보싱 패턴은 다양한 형태로 구성될 수 있다. 본 발명에 따라 제조될 수 있는 탄성 마이크로셀 표면 구조의 엠보싱 패턴은, 검은색 선으로 이루어진 돌출부가 모두 하나의 그물망 형태로 서로 연결되어 있고 그 결과 검은색 선에 의해 둘러싸여 있는 흰색 부분으로 이루어진 복수의 개별적인 오목부들은 각각 돌출부에 의해 격리되어 있다. 이러한 패턴의 모양은 특별히 제한되지 않고 다양하게 구성될 수 있으며, 도 6a 내지 도 6f에 예시된 바와 같이, 예컨대 격자 구조뿐만 아니라 허니컴 구조, 빗살무늬 구조, 불규칙한 모양의 형상, 특정 캐릭터 형상 등을 포함하여 임의의 형태가 가능하다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 도포면에 적용한 화장용 어플리케이터 즉 실리콘 퍼프의 예를 보여주는 샘플 사진이다. 예시된 실리콘 퍼프의 샘플의 요철구조에서 돌출부가 망 형태로 연속되어 있음을 볼 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 도포면에 적용한 실리콘 퍼프 제작을 위한 엠보싱 패턴을 보여주는 금형 샘플 사진이다. 도시된 바와 같이, 엠보싱 패턴에서는, 실리콘 퍼프의 도포면 패턴과 대응하는 방식으로, 오목부가 망 형태로 연속되어 있고 돌출부가 오목부에 의해 격리되어 있는 다수의 돌출부를 포함하여 구성되어 있음을 볼 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 도포면에 적용한 실리콘 퍼프 제조 장치의 구성을 예시하는 개략적인 단면도이다.

도 10을 참조하면, 예시된 제조장치(1000)는, 캐비티(C)를 한정하는 금형부재(1030 및 1050), 공기를 흡입하는 통로로서 금형부재에서 상하방향으로 관통하는 흡입통로(1070), 금형부재를 소정 온도로 유지시킬 수 있는 히터(1090); 및 흡입통로에 연결되어 공기를 강제 흡입하는 흡입펌프(1110)를 포함하여 구성될 수 있다.

금형부재(1030 및1050)는 제조 작업대의 지그(1010) 상에 안착되는 부재로서 캐비티(C) 내에서 성형되는 재료에 열전달을 쉽게 하기 위하여 알루미늄, 황동, 스테인리스 스틸과 같은 내구성이 높은 금속재질로 만들어지는 것이 바람직하지만, 이에만 제한될 필요는 없고 다양한 재질로 제작하는 것이 가능하다. 비록 도시된 예에서는 금형 베이스(1030)와 패턴부재(1050)가 별개로 제작되어 조립됨으로써 금형부재(1030 및 1050)를 구성하는 예가 도시되어 있으나, 이들은 하나의 부품으로서 일체형으로 제작되는 것도 가능하다.

도시된 바람직한 실시예에서와 같이, 금형부재(1030 및 1050)는 금형 베이스(1030)와 패턴부재(1050)를 조합하는 조립형으로 제작될 수 있다. 금형 베이스(1030)는 하나 이상의 캐비티(C) 형상을 한정하고, 각 캐비티(C)의 하부면에 패턴부재(1050)를 안착하는 안착부(1031)를 구비할 수 있다. 패턴부재(1050)는 일면 또는 양면에 소정 형상의 요철구조 또는 엠보싱 패턴을 구비하는 부재이며, 금형 베이스(1030)의 안착부(1031)에 삽입되어 캐비티(C)의 하부면을 이룬다.

히터(1090)는 지그(1010) 또는 금형부재(1030, 1050)에, 특히 금형 베이스(1030)에 열에너지를 공급하도록 연결된 전기 히터일 수 있다.

흡입통로(1070)는 금형 베이스(1030)의 안착부(1031) 하부면을 상하로 관통하며, 일단에서 패턴부재(1050)에 형성되어 있는 엠보싱 패턴 중 특히 오목부 부분으로부터 공기를 흡입할 수 있도록 연통되며, 타단에서는 흡입펌프(1110)와 연통되는 공기 유동용 구멍 구조이다. 흡입통로(1070)를 이루는 구멍의 수와 형상은 실시예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.

패턴부재(1050)와 금형 베이스(1030)의 안착부(1031) 사이에는 측면갭(1051)과 하부갭(1052)이 존재하게 된다. 측면갭(1051)은 패턴부재(1050)의 측면과 이에 인접한 안착부(1031) 측벽 표면 사이의 틈이고, 하부갭(1052)은 패턴부재(1050)의 하부면과 이에 인접한 안착부(1031) 바닥 표면 사이의 틈이다. 하부갭(1052)의 공간을 확보하기 위해 패턴부재(1050)의 하단에는 소정의 요철구조가 형성될 수 있다. 이 경우, 패턴부재(1050)의 상부면에 있는 엠보싱 패턴 구조의 공기는 측면갭(1051)과 하부갭(1052)을 통해 금형 베이스(1030) 하단측으로 쉽게 흘러갈 수 있어, 금형 베이스(1030)에 형성되는 흡입통로(1070)의 구조가 단순해질 수 있고, 흡입 효율이 좋다는 장점이 제공될 수 있다.

이러한 제조장치(1000)에 따르면, 캐비티(C) 상부에 외피필름을 배치한 후, 외피필름의 가장자리를 금형 베이스(1030)의 가장자리를 따라 가압하여 밀폐 고정한 후, 흡입펌프(1110)를 동작시킨다. 그러면, 캐비티(C) 내의 공기가 패턴부재(1050)의 측면갭(1051)과 하부갭(1052)을 통해 흡입통로(1070)로 빠져나가게 되고, 그 결과 외피필름은 패턴부재(1050)의 상부면에 형성된 엠보싱 패턴의 오목부와 돌출부 표면을 따라 밀착될 수 있다.

그리고 이와 같이 흡입펌프(1110)를 이용하여 흡입 압력을 가함과 동시에, 히터(1090)가 작동하여 금형 베이스(1030)에 열을 공급함으로써, 예컨대 외피필름이 0.03mm 두께의 열가소성 폴리우레탄 필름의 경우 약 70~95℃로 가열할 수 있다.

결과적으로, 패턴부재(105)의 엠보싱 패턴에 있어서 각각의 오목부는 측방향에서 예컨대 서로 망 형태로 연결되어 있는 연속 오목부라는 점, 그리고 오목부의 크기(즉, 깊이와 폭)는 외피필름의 두께보다 충분히(2배 또는 4배 이상) 크다는 점, 및 외피필름 자체는 신축성이 있는 폴리우레탄 박막이며 소정 온도로 가열되고 있다는 점 때문에, 외피필름은 패턴부재(1050)의 엠보싱 패턴의 오목부와 돌출부의 표면을 따라 빈틈없이 밀착되어 지그재그 요철구조를 형성할 수 있다. 그 결과, 도 4를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이, 금형-필름 이중층 엠보싱 구조가 형성될 수 있다.

그런 다음, 흡입펌프에 의한 공기 흡입 압력 및 가열 상태를 계속해서 유지한 상태에서, 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 위에 액상의 실리콘 고무와 같은 탄성체 조성물을 캐비티(C)에 주입하여, 금형-필름 이중층 엠보싱 구조의 오목부를 채우면서 캐비티(C)를 채우게 한다. 그러면, 캐비티(C)에 채워진 액상 탄성체 조성물은 캐비티(C) 형상뿐만 아니라 금형-필름 이중층 엠보싱 구조의 오목부와 돌출부와 대응하는 형상을 가지게 된다.

이 상태에서, 흡입 펌프에 의한 흡입 압력 및 가열 상태를 액상의 실리콘 고무가 경화될 때까지, 예컨대 1~5분 동안 그대로 유지한다. 이후 실리콘 고무 성분이 경화하게 되면, 패턴부재(1050)의 엠보싱 패턴에 대응하는 솔리드 요철구조가 형성된 탄성체와 이 탄성체의 솔리드 요철구조의 표면에 밀착되어 지그재그 요철구조를 형성하고 있는 외피필름으로 구성된 상태의 탄성 마이크로셀 표면 구조를 가진 제품이 제조될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조의 제조 장치 중 조립 방식의 금형 부재의 예를 보여주는 샘플사진이다.

도 11을 참조하면, 조립형 금형부재(1100)의 샘플이 예시된다. 이 예에서 조립형 금형부재(1100)는 금형 베이스(1130) 및 패턴부재(1150)를 포함한다. 금형 베이스(1130)는 2개의 캐비티(C)를 구비하는 것으로 예시되어 있으나, 본 발명의 금형 베이스가 캐비티(C)의 수가 1개일 수도 있고, 또는 2개 보다 더 많이 형성될 수 있음은 자명하다. 한편, 도면에서 금형 베이스(1130)의 캐비티(C) 내에 배치될 수 있는 서로 다른 엠보싱 패턴이 형성된 6개의 패턴부재(1150)가 예시되어 있으나, 이러한 패턴부재(1150)의 종류는 더 다양하게 제조될 수 있음도 자명하다.

도시된 예에서 캐비티(C)의 형상은 원반형 제품을 제조하기 위한 것으로서 원반 형상을 한정하는 형태이다. 그렇지만, 본 발명이 이러한 원반형 제품만으로 국한되지는 않으며, 예컨대 사각형, 타원형, 물방울형, 소정 캐릭터형 등 다양한 형상의 제품이 가능하며, 이에 대응하여 캐비티(C)의 형상도 다양할 수 있음은 해당 기술분야의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 또한 캐비티(C) 형상과 크기에 따라 화장용 실리콘 퍼프와 같은 소형 제품뿐만 아니라, 마우스 패드와 같은 상대적으로 큰 크기의 제품도 제작이 가능하다.

도시된 예에 따른 조립형 금형부재(1100)는 패턴부재(1150)가 금형 베이스(1130)와 별개로 제작되어 조립되는 방식이므로, 다양한 종류의 패턴부재(1130)를 교체하면서 소량 다종 방식으로 제조하기 편리한 제조장치가 제공될 수 있다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 단계를 보여주는 개략적인 흐름도이고, 도 13 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법의 단계들을 더 상세히 보여주는 개략도이다.

도 12를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법(1200)은 외피필름 배치 단계(1201), 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 형성 단계(1203), 액상 실리콘 고무 투입 단계(1205), 경화 단계(1207), 마무리 단계(1209, 1211, 1213)를 포함한다.

외피필름 배치 단계(1201)는, 도 10 및 도 11을 참조하여 상술한 바와 같은 제조장치의 금형부재의 캐비티 위에 외피필름을 배치하는 단계이다. 이 금형부재의 캐비티 하단면에는 엠보싱 패턴이 형성되어 있다. 예컨대 엠보싱 패턴은, 패턴부재(1050)의 상부면에 형성된 망 형태로 연속되어 있는 오목부와 이 오목부에 의해 격리되어 있는 복수의 돌출부를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 단계는 도 13에 더 상세히 도시된다. 도 13을 참조하면, 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법(1200) 중 금형 캐비티(C) 상에 외피필름 배치 단계(1201)가 예시된다.

예시된 단계에서, 예컨대 0.03mm 두께의 TPU 재질의 외피필름(P)을 금형부재(1030, 1050)의 캐비티(C) 상부면에 배치하고, 외피필름(P)의 가장자리를 가압부재(1001)를 이용하여 눌러 외피필름(P)이 수평한 상태로 팽팽하게 되도록 고정한다. 이에 따라, 캐비티(C) 공간 중 상부 즉 외피필름(P) 측으로는 공기가 빠져나갈 수 없게 밀폐될 수 있다.

다음으로, 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 형성 단계(1203)는 캐비티(C) 공간 내의 공기를 흡입펌프(1110)를 작동시켜 강제 흡입한다. 그 결과 외피필름(P)이 캐비티(C)의 하부면 즉 패턴부재(1050)의 엠보싱 패턴면에 밀착된다. 이 단계는 도 14에 더 상세히 도시된다. 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법(1200) 중 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 형성 단계(1203)가 예시된다.

예시된 단계에서, 히터(1090)는 금형부재(1030, 1050)를 가열한다. 가열된 금형부재(1030, 1050)는 외피필름(P)을 그 유리전이온도 또는 그 이하로 예컨대 75℃로 가열할 수 있다. 이와 동시에 흡입펌프(1110)가 동작하여 캐비티(C) 내 공기를 흡입통로(1070)를 통해 흡입한다. 그러면, 외피필름(P)에 의해 밀봉된 상태로 되어 있는 금형 캐비티(C) 내에 있던 공기가, 흡입통로(1070)를 통해, 흡입 펌프(1110) 측으로 배출될 수 있다. 공기가 캐비티(C) 내에서 빠져나감에 따라 외피필름(P)이 자체 탄성 및 금형부재의 온도로 가열되면서 국소적으로 늘어나고 굽혀져서 금형 캐비티 하부면 즉 금형 엠보싱 패턴 면의 오목부와 돌출부의 표면에 밀착될 수 있다. 이렇게 하여 캐비티(C)의 하단면에는 엠보싱 패턴의 솔리드 요철구조의 표면에 외피필름의 지그재그 요철구조가 밀착되어 형성된 금형-필름 이중층 엠보싱 구조가 형성된다.

이때, 금형 엠보싱 패턴 면의 오목부(1051)의 깊이와 폭은 외피필름(P)의 밀착성을 좋게 하기 위하여 두께보다 적어도 2배 및 4배 이상 크며, 바람직하게는 약 8 ~ 15배 이상 크다.

액상 실리콘 고무 투입 단계(1205)는 이러한 금형-필름 이중층 엠보싱 구조에서 외피필름(P) 위로 액상 실리콘 고무 성분을 투입하는 단계이다. 이 단계는 도 15에 더 상세히 도시된다. 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법(1200) 중 액상 실리콘 고무 투입 단계(1205)가 예시된다.

예시된 단계에서 투입하는 액상 실리콘 고무 조성물은 경화 후 예컨대 쇼어(shore) 경도 10 ~ 45 정도로서 일반적인 사람의 피부 경도와 같거나 더 부드러운 것을 사용할 수 있다. 이는 예컨대 주제와 경화제를 혼합하고, 선택적으로 안료 또는 오일 등과 같은 다른 첨가제를 혼합한 후, 기포를 제거함으로써 준비한 액상의 실리콘 고무 조성물일 수 있다. 순수한 액상 실리콘 고무가 경화되면 투명하다. 따라서 다양한 컬러 제품을 구현하기 위해서 적어도 한가지 컬러의 안료 성분을 소량 첨가할 수 있다. 오일 성분은 경화된 실리콘 고무의 표면이 끈적끈적한 상태로 되어 외피필름과의 점착력을 증가시키는 경향이 있으므로, 경험적으로 함량을 조절하여 소량 첨가할 수 있다.

일반적으로 2액형 상온 경화형 실리콘 고무는 해당 기술 분야에서 잘 알려져 있으며, 주제에 경화제를 혼합한 상태에서 상온에서 그대로 방치하면 경화된다. 또한, 실리콘 고무는 상온보다 온도가 높은 경우 더 빨리 경화되는 경향이 있다. 본 발명에 따른 제조방법에 따르면 실리콘 고무의 경화 과정에서 금형부재는 외피필름이 녹는 것과 같은 심각한 변형이 일어나지 않을 정도의 온도로 가열되면 충분하다. 따라서 금형부재는 실시예에 따라 약 70 ~ 150℃ 정도로 가열될 수 있다. 다만, 온도가 높은 경우 비록 외피필름이 녹지 않는다 하더라도 경화된 실리콘 고무에서 황변현상이 발생될 수 있다. 이러한 황변현상은 컬러를 가진 제품의 제조시에는 문제되지 않는다. 일단 실리콘 고무가 경화되어 일정한 모양의 탄성체로 된 후에는, 외피로 사용하는 열가소성 탄성 수지 재질과는 달리, 열을 가하여 모양을 변형시킬 수 없다는 특징을 가진다.

이전 단계에서 외피필름(P)이 금형부재의 캐비티(C) 하부면 즉 엠보싱 패턴 면의 오목부와 돌출부의 표면에 밀착되어 금형-필름 이중층 엠보싱 구조가 생성되어 있으므로, 캐비티(C)에 주입된 액상의 실리콘 고무는 캐비티(C)의 모양에 대응하는 형상으로 형성되며, 특히 캐비티(C) 하단면의 금형-필름 이중층 엠보싱 구조에 대응하는 요철구조가 형성된다.

경화 단계(1207)에서는, 캐비티(C) 내에 주입된 실리콘 고무 액이 경화되어 탄성 마이크로셀 표면 구조를 위한 탄성체(S)로 되면서 동시에 외피필름(P)이 탄성체(S) 외표면에 강하게 밀착 또는 부착된다. 이 단계는 도 16에 더 상세히 도시된다. 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법(1200) 중 경화 단계(1207)가 예시된다.

예시된 단계는, 흡입펌프에 의한 흡입 및 히터에 의한 가열 상태를 유지하면서 실리콘 고무 액이 경화되어 탄성체(S)로 될 때까지, 예컨대 1~5분 동안 그대로 유지한다. 그 결과, 얇은 탄성 수지 재질의 외피필름(P)이 실리콘 고무 탄성체(S)의 표면이 서로 긴밀하게 밀착됨으로써, 탄성 마이크로셀 표면 구조 원반이 제조된다.

제조된 원반은 커버필름(V)을 씌우거나 또는 그대로 금형에서 분리하여 후속 마무리 공정에 투입될 수 있다.

그리고 다시 도 12를 참조하면, 마무리 단계(1209, 1211, 1213)는 이전 단계에서 제조된 어플리케이터 반제품(예컨대, 도 8 샘플 사진 참조)을 마무리하여 제품으로 만드는 공정이다. 제품의 종류에 따라, 3가지 마무리 공정이 가능하다.

먼저 제 1 마무리 단계(1209)는 손가락에 끼워 사용하는 제품 형태로 만드는 과정이다. 즉, 도 17에서 분리한 반제품의 커버필름(V) 상부에 리본 손잡이를 배치하고 테두리를 따라, 외피필름(P), 커버필름(V) 및 리본 손잡이를 열접착하고 절단함으로써, 도 3에 예시된 것과 같은 형태의 실리콘 퍼프(30) 제품을 완성할 수 있다. 실시예에서, 외피필름(P), 커버필름(V) 및 리본 손잡이는 모두 열가소성 수지(예컨대, 열가소성 폴리우레탄) 재질이고, 열접착 및 절단 작업은 고주파 열접착기를 이용하여 수행될 수 있다.

한편도 12에서 제 2 마무리 단계(1211)는 도 17 단계에서 제조된 한 쌍의 원반을 합쳐 양면에 각각 도포면을 가지는 형태의 제품으로 제조하는 단계이다. 이는 도 18에 도시된 바와 같이 원반 2개를 겹친 형상을 할 수 있다. 이러한 제품의 제조과정은 도 19 및 도 20에 더 상세히 도시된다. 도 19 및 도 20은 도 18에 도시된 실시예를 제조하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

도 19를 참조하면, 각각 커버필름이 없는 상태로 탄성체(S1, S2)의 상부면이 노출된 상태의 한 쌍의 원반(1901, 1902)을 상부면이 서로 접하도록 겹치는 과정이 예시된다. 그런 다음, 도 20에 도시된 바와 같이, 겹쳐진 상태에서 한 쌍의 원반(1901, 1902)의 외피필름(P1, P2)을 탄성체(S1, S2) 테두리를 따라, 예컨대 고주파 열접착기를 사용하여, 열접착하고 절단함으로써, 양면에 각각 도포면을 가지는 형태의 실리콘 퍼프 제품이 제조될 수 있다.

이 경우, 양 도포면 중 어느 하나의 면은 엠보싱 패턴이 없는 예도 가능하며, 양 도포면의 엠보싱 패턴이 서로 다른 형태의 패턴을 구비하는 예도 가능하다. 이 제품은 별도로 손가락을 끼울 수 있는 손잡이 부분이 없는 대신 양면에 엠보싱이 형성되어 있다는 장점이 제공된다.

그리고 도 12에서 제 3 마무리 단계(1213)는 도 17에서 제조한 한 쌍의 원반을 합쳐 양면에 각각 도포면을 가지면서 손가락을 끼울 수 있도록 한 형태의 제품을 제조하는 단계이다. 이는 도 21에 도시된 바와 같이 원반 2개를 겹친 형상으로 중간에 손가락을 끼울 수 있는 형태의 제품이다. 이러한 제품의 제조과정은 도 22 및 도 23에 더 상세히 도시된다. 도 22 및 도 23은 도 21에 도시된 실시예를 제조하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

도 22를 참조하면, 각각 커버필름(V1, V2)을 탄성체(S1, S2)의 상부면에 씌운 한 쌍의 원반(2201, 2202)을, 두 커버필름(V1, V2) 사이에 보호필름(PP)을 끼운 상태에서 두 커버필름(V1, V2)이 서로 접하도록 겹치는 과정이 예시된다.

여기서 보호필름(PP)은 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 다른 재질로서 폴리우레탄 필름보다 더 높은 유리전이온도를 가지는 재질이면 충분하다. 보호필름(PP)은 예컨대 원형이 아니고 길고 좁은 스트립 형태로서, 한 쌍의 원반(2201, 2202) 사이의 테두리 전부가 아니라 일부 영역만을 덮는 방식으로 배치된다.

그런 다음, 도 23에 도시된 바와 같이, 겹쳐진 상태에서 한 쌍의 원반(2201, 2202)의 외피필름(P1, P2), 커버필름(V1, V2) 및 보호필름(PP)을 탄성체(S1, S2) 테두리를 따라, 예컨대 고주파 열접착기를 사용하여, 열접착하고 절단한다. 그러면, 보호필름(PP)이 덮이지 않은 부분의 테두리에서는 외피필름(P1, P2) 및 커버필름(V1, V2)이 모두 고주파 열융착기의 온도에 의해 융착되고 절단된다. 반면에 보호필름(PP)이 덮인 부분의 테두리에서는 제 1 원반(2201)의 외피필름(P1) 및 커버필름(V1)이 서로 융착되고 절단되며, 또 제 2 원반(2202)의 외피필름(P2) 및 커버필름(V2)이 서로 융착되고 절단된다.

그 결과 양면에 각각 도포면을 가지는 형태이면서 보호필름(PP)이 덮여있던 부분은 두 원반(2201, 2202) 사이에 손가락을 끼울 수 있는 제품이 제조될 수 있다. 이 경우, 제 2 마무리 단계(1211)에서 만들어진 제품과 유사하게, 양 도포면 중 어느 하나의 면은 엠보싱 패턴이 없는 예도 가능하며, 양 도포면의 엠보싱 패턴이 서로 다른 형태의 패턴을 구비하는 예도 가능하다.

도 24는 본 발명의 실시예에 따라 제공될 수 있는 마이크로셀 표면 구조를 마우스 접촉면 및 손목 접촉면으로 적용한 마우스 패드를 예시하는 개략도이다.

도 24를 참조하면, 예시된 마우스패드(2400)는 마우스 접촉면(2410)과 손목보호대(2420)를 구비한다. 마우스 접촉면(2410)에는 마우스(M)의 밑면이 접촉하며 사용자가 마우스(M)를 손에 잡고 이동시킴에 따라 미끄러지게 된다.

통상 기존 마우스 접촉면이나 손목보호대 표면은 탄성적인 수지 재질로 이루어지거나, 직물 재질의 외피가 코팅된 형태이다. 탄성적인 수지 재질로 된 마우스 접촉면의 경우, 수지 재질의 표면과 마우스 밑면이 서로 들러붙는 현상이 있으므로 잘 미끄러지지 않게 되는 문제가 있었다. 손목보호대가 수지 재질 표면을 가지는 경우에도 마찬가지로 피부에 들러붙기 때문에 감촉이 좋지 않다는 단점이 있었다. 한편, 직물 재질의 외피가 코팅된 경우에는, 들러붙는 현상은 제거되었지만 먼지나 이물질이 부착되면 이를 제거하기 어려워서 위생상 좋지 않다는 단점이 있었다.

이에 비하여 본 발명에 따른 탄성 마이크로셀 표면 구조를 마우스패드(2400)의 마우스 접촉면(2410) 및/또는 손목보호대(2420)에 적용하는 경우, 마우스(M)나 손목(H)이 표면에 들러붙는 현상이 제거되어 감촉이 향상된 제품을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 먼지나 이물질의 청소가 용이하게 되므로 위생적이라는 장점이 제공된다.

이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여, 예시된 탄성 마이크로셀 표면 구조를 도포면 또는 표면으로서 적용한 다양하게 변형된 제품을 제작하는 것이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

30: 실리콘 퍼프
31: 외피필름
36: 탄성체
A: 도포면
361: 오목부
362: 돌출부

Claims

탄성체에 외피필름이 밀착되어 있는 탄성 마이크로셀 표면 구조로서,
상기 탄성체는 표면에 형성된 돌출부와 오목부로 이루어진 솔리드 요철구조를 포함하고;
상기 외피필름은 상기 탄성체의 솔리드 요철구조의 돌출부 및 오목부 표면을 따라 밀착되어 감싸는 방식의 지그재그 요철구조를 포함하는
것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조.
제 1항에 있어서,
상기 탄성체의 솔리드 요철구조에서 상기 돌출부는 망 형태로 수평방향으로 서로 연결되어 연속되는 형태이며, 상기 오목부는 상기 돌출부의 각 부분에 의해 격리된 형태로 복수의 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조.
제 1항에 있어서,
상기 외피필름의 두께는 0.01 ~ 0.10 mm이며, 상기 오목부의 깊이는 상기 외피필름 두께의 2배 ~ 20배의 크기인 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조.
제 1항에 있어서,
상기 탄성체는 실리콘 고무 및 우레탄 고무 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조.
제 1항에 있어서,
상기 외피필름은 열가소성 폴리우레탄 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 탄성 마이크로셀 표면 구조를 도포면에 적용한 것을 특징으로 하는 화장용 어플리케이터.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 탄성 마이크로셀 표면 구조를 마우스 접촉면 또는 손목 접촉면에 적용한 마우스 패드.
탄성체에 외피필름이 밀착되어 있는 탄성 마이크로셀 표면 구조를 제조하는 방법으로서,
오목부 및 돌출부를 가지는 솔리드 요철구조의 엠보싱 패턴을 구비하는 금형 캐비티를 준비하는 단계;
금형 캐비티 엠보싱 패턴 표면 위에 외피필름을 배치하는 단계;
금형 캐비티의 엠보싱 패턴 표면과 외피필름 사이의 공기를 제거하여 외피필름이 엠보싱 패턴의 오목부 및 돌출부 표면을 따라 밀착되어 지그재그 요철구조를 형성하도록 하는 단계;
금형 캐피티의 엠보싱 패턴 표면에 외피필름이 밀착되어 형성된 금형-필름 이중층 엠보싱 구조 위로, 액상의 탄성체 조성물을 주입하는 단계;
액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법.
제 8항에 있어서,
상기 엠보싱 패턴의 오목부는 망 형태로 측방향으로 연결되어 있는 오목부이며,
상기 엠보싱 패턴의 돌출부는 상기 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 포함함으로써,
상기 외피필름과 엠보싱 패턴 표면 사이의 공기는 상기 망 형태로 연결되어 있는 오목부를 통해 흡입되는
것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법.
제 8항에 있어서,
상기 외피필름의 두께는 0.01 ~ 0.10 mm이며, 상기 오목부의 깊이는 상기 외피필름 두께의 2배 ~ 20배의 크기인 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조.
제 8항에 있어서,
액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계 이후,
경화된 탄성체와 이를 감싸 밀착된 외피필름을 구비하는 반제품을 상기 금형 캐비티에서 분리하는 단계; 및 분리한 반제품의 커버필름 및 리본 손잡이를 배치하고 테두리를 따라, 외피필름, 커버필름 및 리본 손잡이를 열접착하고 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법.
제 8항에 있어서,
액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계 이후,
경화된 탄성체와 이를 감싸 밀착된 외피필름을 구비하는 반제품을 상기 금형 캐비티에서 분리하는 단계; 분리한 반제품 한 쌍의 탄성체 상부를 서로 인접시키고 반제품 한 쌍의 외피필름을 테두리를 따라 열접착하고 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법.
제 8항에 있어서,
액상의 탄성체 조성물을 경화시키는 단계 이후,
경화된 탄성체와 이를 감싸 밀착된 외피필름을 구비하는 반제품을 상기 금형 캐비티에서 분리하는 단계; 분리한 반제품 한 쌍의 탄성체 상부에 각각 커버필름을 씌우는 단계; 커버필름이 씌워진 반제품 한 쌍을 그 두 커버필름 측이 접하도록 겹치는 단계; 겹쳐진 두 커버필름 사이에 반제품의 테두리 중 일부만을 덮도록 보호필름을 배치하는 단계; 및 커버필름 및 외피필름을 테두리를 따라 열접착 및 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조방법.
탄성체에 외피필름이 밀착되어 있는 탄성 마이크로셀 표면 구조를 제조하는 장치로서,
오목부와 돌출부를 가지는 엠보싱 패턴을 구비하는 금형 캐비티;
금형 캐비티를 소정 온도로 가열하기 위한 히터;
금형 캐비티 엠보싱 패턴 면에 배치된 외피필름의 가장자리를 금형 캐비티 가장자리를 따라 가압하여 캐비티의 엠보싱 패턴 표면과 외피필름 사이의 공간을 밀폐하는 가압부재;
밀폐된 엠보싱 패턴 표면과 외피필름 사이의 공간에서 공기를 흡입하여 제거하기 위한 흡입 펌프;를
포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치.
제 14항에 있어서,
상기 금형 패턴에서 상기 오목부는 망 형태로 연속되는 오목부이며, 상기 돌출부는 상기 오목부에 의해 격리된 복수의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치.
제 14항에 있어서,
상기 외피필름의 두께는 0.01 ~ 0.10 mm이며, 상기 오목부의 깊이는 상기 외피필름 두께의 2배 ~ 20배의 크기인 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조.
제 14항에 있어서,
상기 엠보싱 패턴은 별도 제작된 패턴부재에 형성되고, 상기 패턴부재는 상기 캐비티 하단면을 이루도록 조립되는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치.
제 17항에 있어서,
상기 패턴부재는 일면 또는 양면에 엠보싱 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄성 마이크로셀 표면 구조 제조장치.