KR20220073942A - 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한지나 백피 또는 흑피와 같은 저피 유래 가공소재가 합성수지에 함침되어 일체화된 복합소재 패널에 관한 것으로서, 실내·외의 벽면을 장식하는 데에 사용한다든지 또는 후가공을 통해 안경테나 선글라스테와 같은 각종 용품을 제조하는 데에 사용 가능한 수지판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판은, 염색 가공과 재단 가공과 구김 가공 중 적어도 하나의 가공이 행해진 저피 유래 가공소재와, 저피 유래 가공소재가 내부에 들어 있는 상태로 경화된 수지층으로 이루어진다.
본 발명에 따른 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판의 제조 방법은, 성형틀과 저피 유래 가공소재와 액상의 합성수지를 준비하는 성형준비공정과, 성형틀에 저피 유래 가공소재를 삽입하고 또 액상의 합성수지를 주입하는 함침공정과, 액상의 합성수지를 가열 또는 방치하여 경화시키는 경화공정, 및 저피 유래 가공소재와 합성수지가 일체로 경화된 수지판을 성형틀로부터 분리하는 탈형공정으로 이루어진다.

Description

저피 유래 가공소재를 활용한 수지판 및 그 제조 방법{Manufacturing method of resin plate and resin plate using processed material derived from bark of paper mulberry}

본 발명은 한지(韓紙)나 백피(白皮, 백닥이라고도 한다) 또는 흑피(黑皮, 피닥 또는 조피(粗皮)라고도 한다)와 같은 저피(楮皮, 닥나무 껍질) 유래 가공소재가 합성수지에 함침(含浸)되어 일체화된 복합소재 패널에 관한 것으로서, 실내·외의 벽면을 장식하는 데에 사용한다든지 또는 후가공(後加工)을 통해 안경테나 선글라스테와 같은 각종 용품을 제조하는 데에 사용 가능한 수지판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

한지는 그 우수성이 알려지면서, 근래 들어, 다양한 용지(예를 들면, 포장용지, 인쇄용지, 산업용지 등)로의 응용, 닥나무 추출물을 이용한 제품, 및 가방이나 의류 등의 제작에 사용할 수 있는 한지섬유(원단)에 이르기까지, 활용 범위가 점점 확대되고 있다.

본 발명은 한지나 백피 등의 저피 유래 가공소재를 활용한 신소재에 관한 것으로, 본 발명의 배경이 되는 선행기술로서, 예를 들면, 후술하는 특허문헌 1∼3에 개시된 공지기술을 들 수 있다.

그 중, 특허문헌 1에는, 단일 또는 다수 매(枚)의 한지에 합성수지로 이루어진 고형화제가 침투되도록 한 상태에서, 경화시켜, 한지 자체가 합성수지화되도록 함으로써, 가공성을 극대화 시킬 수 있도록 하고, 한지 자체로부터 표출되는 다양한 무늬·모양이나 또는 한지에 인쇄되는 글씨나 문양이 투명하게 드러나게 하여, 제품에 적용시, 장식 효과를 크게 높일 수 있도록 함으로써, 한지의 응용 범위를 극대화 시킬 수 있도록 한, 한지 합성수지 판재 및 그 제조 방법이 개시되어 있다.

다음으로, 특허문헌 2에는, 한지 뜨기 이전 상태의 닥풀이 입혀진 닥섬유(종이죽과 유사)를 사용하여 한지(韓紙) 성형물을 제작함으로써 친환경적인 제품을 만들 수 있도록 하며, 각종 플라스틱 제품에서 배출되는 환경 호르몬의 영향으로부터 인체를 보호할 수 있도록 하는 닥섬유 몰딩 성형 공법을 이용한 한지 성형물의 제조 방법이 개시되어 있다.

다음으로, 특허문헌 3에는, 한지의 느낌과 효능을 발휘하는 성형물로서 입체적인 구조를 갖고 또 합성수지와 유사한 물성을 가진 3차원 닥섬유 몰딩 성형물에 대해 우수한 염색성과 염색 견뢰도를 갖게 할 수 있는 염색 방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 등록특허공보 등록번호 10-1813272 특허문헌 2 : 등록특허공보 등록번호 10-0741447 특허문헌 3 : 등록특허공보 등록번호 10-1137915

본 발명은, 한지나 백피 등의 저피 유래 가공소재를 수지에 함침시켜 일체로 경화한 수지판으로서, 인테리어 자재로 또는 안경테나 선글라스테와 같은 각종 용품의 구성재로 사용 가능한 복합소재 수지판을 제공하는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이러한 복합소재 수지판의 제조 방법을 제공하는 데에 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기 과제의 해결 수단으로서, 예를 들면, 다음과 같은 기술적 구성을 요지로 하고 있다.

먼저, 본 발명의 제1 특징은, 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판으로서, 염색 가공과 재단 가공과 구김 가공 중 적어도 하나의 가공이 행해진 저피 유래 가공소재, 및, 저피 유래 가공소재가 내부에 들어 있는 상태로 경화된 수지층으로 이루어진 것을 요지로 한다.

본 발명의 제2 특징은, 상기 제1 특징에서, 저피 유래 가공소재가 수지층의 내부에 둘 이상 배치되어 있는 것을 요지로 한다.

본 발명의 제3 특징은, 상기 제2 특징에서, 둘 이상의 저피 유래 가공소재가 수지층 내에서 서로 오버랩되거나 간격을 두고 떨어져 있는 것을 요지로 한다.

다음으로, 본 발명의 제4 특징은, 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판의 제조 방법으로서, 원하는 규격과 형상의 성형공간이 구비된 성형틀을 제작하는 단계와 저피 유래 가공소재에 대해 염색 가공과 재단 가공과 구김 가공 중 적어도 하나의 가공을 행하는 단계와 액상의 합성수지를 준비하는 단계를 포함하는 성형준비공정과, 성형준비공정의 후속 공정으로서 성형틀의 성형공간 내에 저피 유래 가공소재를 삽입하고 또 액상의 합성수지를 주입하는 함침공정과, 함침공정의 후속 공정으로서 액상의 합성수지를 가열하거나 실온(室溫)에 방치하는 것에 의해 경화시키는 경화공정, 및, 경화공정의 후속 공정으로서 저피 유래 가공소재와 합성수지가 일체로 경화된 수지판을 성형틀의 성형공간으로부터 분리하는 탈형(脫型)공정으로 이루어지는 것을 요지로 한다.

본 발명의 제5 특징은, 상기 제4 특징의 함침공정에서, 액상의 합성수지의 경화 전에 저피 유래 가공소재의 배치를 변경하거나 또는 저피 유래 가공소재의 구김을 완화하는 조정작업이 행해지는 것을 요지로 한다.

본 발명에 따르면, 한지는 물론, 닥나무 껍질의 인피 조직(그물망 형태로 된 내피)을 활용한 신소재를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수지판은 종래의 한지 응용 제품에서 느낄 수 없는 새로운 미감을 불러 일으키므로, 인테리어 자재나 안경테와 같은 각종 용품의 구성재로 사용될 수 있고, 이는 한지 응용 분야를 확장하는 계기가 될 것으로 전망된다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 성형틀을 나타내는 사진.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 저피 유래 가공소재로서 염색 가공과 구김 가공이 행해진 한지를 나타내는 사진.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 수지판을 나타내는 사진으로서, 도 2에 도시된 한지를 활용하여 제작한 수지판의 사진.
도 4a는 본 발명에 따른 다른 실시예의 저피 유래 가공소재로서 염색 가공과 구김 가공이 행해진 한지를 나타내는 사진.
도 4b는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 저피 유래 가공소재로서 염색 가공과 구김 가공이 행해진 한지를 나타내는 사진.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 수지판을 나타내는 사진으로서, 도 4a와 도 4b에 도시된 한지를 둘 다 활용하여 제작한 수지판의 사진.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 저피 유래 가공소재로서 염색 가공과 구김 가공이 행해진 저피의 인피(靭皮) 조직을 나타내는 사진.
도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 수지판을 나타내는 사진으로서, 도 6에 도시된 인피 조직을 활용하여 제작한 수지판의 사진.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 저피 유래 가공소재를 나타낸 것으로서, 염색 가공이 행해진 한지와 인피 조직을 뭉쳐놓은 형태의 사진.
도 9 (A), (B)는 본 발명에 따른 다른 실시예의 성형틀을 예시한 단면도.

본 명세서에서, 문맥상으로 명백하게 다르게 해석되지 않는 한, 단수의 표현은 복수의 의미를 포함한다.

또한, '포함하다', '가지다', '이루어지다', '구비하다' 등의 용어는 청구범위 및 후술하는 실시예에 언급된 숫자나 단계 또는 구성요소가 본 명세서에 나타나 있지 않은 다른 구성요소나 공지기술과 조합되는 경우까지 예상한 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예가 첨부도면에 근거하여 설명되는데, 본 발명의 요지를 흐리게 할 우려가 있거나 공지기술인 경우는 그에 대한 설명이 생략될 것이다.

또한, 첨부도면과 실시예의 설명에서, 동일하게 취급될 수 있는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

<성형틀의 실시예>

도 1 및 도 9 (A), (B)는 본 발명에 따른 수지판의 제조에 사용 가능한 성형틀(100)의 실시예를 나타낸 것이다.

성형틀(100)은 원하는 규격과 형상의 성형공간(110)을 가진다.

위쪽에서 내려다본 성형공간(110)의 형상은, 예를 들면, 사각형과 같은 다각형, 원형, 타원형, 별 모양, 또는, 그 외 형상을 규정(특정)하기 힘든 부정형(不定形)일 수 있다.

성형틀(100)의 소재에 대해서는 특별히 제한이 없지만, 수지판의 탈형(脫型)이 용이하게 이루어질 수 있는 고무로 제작하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 실리콘 고무로 제작하는 것이다.

성형틀(100)의 성형공간(110)의 바닥면은 평탄면(平坦面)이어도 되고(도 1), 요철이나 굴곡이 있는 비평탄면이어도 된다(도 9 (A), (B)).

성형공간(110)의 바닥면이 평탄면으로 된 성형틀(100)을 사용할 경우, 수지판은 양면(표면과 이면)이 평평하게 제작되므로, 인테리어 자재로 사용하기에 적합할 뿐 아니라, 안경테나 선글라스테와 같은 각종 용품의 구성재로 사용하기에 특히 적합하다.

이에 대해, 성형공간(110)의 바닥면이 비평탄면으로 된 성형틀(100)을 사용할 경우, 수지판은 어느 한쪽 면(표면 또는 이면)에 굴곡이나 요철 등의 패턴이 부여되므로 안경테 등의 구성소재로 사용하기는 적합하지 않지만, 패턴과 그 주변에서 광 산란이나 광 간섭이 생기고 또 두께 차이로 인한 원근감이 생기게 되어 인테리어 자재로 사용하기는 더 좋을 수 있다.

<저피 유래 가공소재의 실시예>

도 2, 도 4a, 도 4b, 도 6, 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수지판의 제조에 사용 가능한 저피 유래 가공소재는, 한지(200)뿐 아니라, 표백처리된 백피나, 백피에서 분리해낸 얇은 두께의 인피 조직(300)일 수 있으며, 심지어는 흑피일 수도 있다.

바람직하게는, 염색 가공이나 구김 가공 등이 용이하게 이루어지고 또 그러한 가공의 효과가 명확하게 드러날 수 있는 한지(200)나 백피 또는 백피의 인피 조직(300)을 활용하는 것이다.

본 발명에 따른 저피 유래 가공소재에 대해서는 염색 가공과 재단 가공과 구김 가공 중 적어도 하나의 가공이 행해지는데, 필요에 따라, 염색 상태를 보존하기 위한 코팅 가공이 더 행해질 수 있다.

이하, 염색/재단/구김 가공 및 코팅 가공에 대해 개략적으로 설명한다.

● 염색 가공

저피 유래 가공소재의 염색은, 천연염료(또는 안료)나 인공염료(또는 안료)를 사용하여 행할 수 있다. 또한, 저피 유래 가공소재는 단색으로 염색되어도 되고, 여러 색상이 부분적으로 염색되어도 되며, 그라이데이션(농담(濃淡)의 변화) 기법에 따라 염색되어도 되고, 여러 색상이 섞여서 번진 형태로 염색되어도 된다.

도 2는 저피 유래 가공소재가 한지(200)인 경우로서, 한 장 또는 여러 장 겹친 상태로, 여러 색상이 뒤섞여 번지도록 염색하여 건조한 후, 손으로 구겨서 제작한 것이다. 도 2의 한지(200)를 활용하여 수지판을 제작할 경우, 대리석과 같은 암석의 질감(예를 들면, 암석 표면의 균열 등)을 재현하기에 용이하다.

도 4a 및 도 4b는 저피 유래 가공소재가 한지(200)인 다른 예로서, 염색 후에 주름잡기가 이루어진 경우를 나타낸 것이다. 이런 유형의 한지(200)는, 예를 들면, 건축물의 담벼락, 부채, 주름치마 등의 재현에 이용될 수 있다.

도 6은 저피 유래 가공소재가 인피 조직(300)인 경우를 나타낸 것이다.

본 출원인은 제품 개발 과정에서, 백피가 다수의 층으로 분리되는 사실을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다. 본 발명에서 인피 조직(300)이란, 백피로부터 박리한 1개 층 또는 2개 층의 그물망 조직인 것으로 정의한다.

도 6에서, 실타래 모양으로 구부려 둔 각각의 인피 조직(300)은 1개 층의 그물망 조직으로 이루어져 있고, 그 각각은 서로 다른 색으로 염색되어 있다.

도 8은 저피 유래 가공소재의 또 다른 예로서, 한지와 인피 조직을 동글동글하게 뭉쳐 놓은 것이다. 이런 유형은, 예를 들면, 도 9 (B)의 성형틀(100)로 수지판을 제작할 때, 성형공간(110)의 바닥면에 있는 오목부에 두기가 좋다.

● 재단 가공

저피 유래 가공소재를 손으로 찢거나, 가위로 오리거나, 칼로 자르는 등, 준비된 원지(原紙)로부터 원하는 크기와 모양의 조각을 얻는 일체의 행위를 말한다.

● 구김 가공

저피 유래 가공소재를 구기거나, 일정한 패턴으로 접거나, 구부리거나, 돌돌 말아서 뭉치는 등, 저피 유래 가공소재로부터 질감이 느껴지게 하는 일체의 행위를 말한다.

● 코팅 가공

본 출원인의 선출원인 특허출원 제2019-0179181호(발명의 명칭: 한지를 이용한 판재 제작 방법 및 이에 의해 제작된 판재)에 언급된 문제로서, 소정 색으로 염색한 한지를 합성수지에 함침하면, 한지의 색상이 흐릿하게 보일 수 있다.

또한, 염색한 한지를 소정 기간 보관할 경우에, 색이 바래질 수 있다.

한지의 색상이 흐릿하게 보이거나 색이 바래지는 문제를 해결하기 위해 개발된 코팅액은, 옻, 아크릴 및 우레탄 성분 이외에, 물과 함께 밀가루, 찹쌀가루, 옥수수가루 등과 같은 전분 성분이 있는 곡물가루를 포함할 수 있으며, 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐 아세테이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 코팅액은 접착력과 코팅력을 높이기 위한 첨가제를 포함할 수 있다.

또한, 코팅액은, 코팅액 전체에서 물이 차지하는 비율(질량%)이 약 65%이고, 위에 언급한 나머지 성분의 합계 비율이 약 35%인 조성비로 제조될 수 있다.

위에 언급된 나머지 성분의 조성비는 특별히 한정되지 않지만, 옻의 경우는 코팅액 전체에 대한 비율(질량%)이 5% 이하가 되도록 하고, 아크릴 및 우레탄 성분은 코팅액 전체에서의 비율이 각각 15%를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

코팅액은 스프레이 방식으로 도포될 수 있으며, 구김 가공 전이나 구김 가공 후에 도포될 수 있다. 또한, 코팅액의 도포 작업은 저피 유래 가공소재의 한쪽 면에 대해서만 행해도 되고 양쪽 면 모두에 대해서 행해도 된다.

<합성수지의 실시예>

액상의 합성수지는 주제와 경화제를 소정 비율로, 예를 들면, 질량%로, 1:1, 2:1, 3:1 등의 비율로 혼합하여 제조되며, 공지의 첨가성분이 더 포함될 수 있다.

합성수지의 종류를 특별히 한정할 필요는 없는데, 본 발명의 수지판이 안경테 등을 제조하는 데에 사용될 경우는, 에폭시, 아세테이트, 셀룰로이드, 폴리아미드, 폴리에테르 이미드(일명 '울템')일 수 있고, 그 외 용도에 사용될 경우는 우레탄 등일 수 있다.

<복합소재 수지판의 실시예>

도 3, 도 5 및 도 7은 본 발명에 따른 복합소재 수지판(P)의 여러 가지 실시형태를 나타낸 것이다.

이들 수지판(P)은 성형준비공정, 함침공정, 경화공정, 및 탈형공정을 순차적으로 거치면서 제조된다.

이하, 본 발명에 따른 제조 방법의 각 공정에 대해 개략적으로 설명한다.

● 성형준비공정

성형준비공정은 성형틀(100)을 제작하는 단계와, 저피 유래 가공소재에 대해 소정의 가공을 행하는 단계와, 액상의 합성수지를 준비하는 단계로 구성된다.

참고로, 도 3, 도 5 및 도 7의 수지판(P)은 도 1에 예시된 성형틀(100)을 사용하여 제작되었기 때문에, 수지판(P)의 양면(표면과 이면)은 모두 평탄하고, 수지판(P)의 평면 형상은 사각형으로 되어 있다.

● 함침공정

성형준비공정의 후속 공정으로서, 성형틀(100)의 성형공간(110) 내에, 소정의 가공이 행해진 저피 유래 가공소재가 삽입되고, 액상의 합성수지가 주입되는 공정이다.

함침공정에서는, 액상의 합성수지가 경화되기 전, 끝이 뭉툭한 도구(예를 들면, 나무 봉)를 사용하여, 저피 유래 가공소재의 배치를 변경한다거나, 저피 유래 가공소재의 구김을 완화하는 조정작업이 행해진다.

이 함침공정은, 예를 들면, 성형틀(100)의 성형공간(110)에 액상의 합성수지가 소정량 주입된 상태에서 저피 유래 가공소재가 합성수지의 액면(液面)에 배치되고 그 위로 일정량의 액상 합성수지가 더 주입되어 저피 유래 가공소재가 잠기도록 하는 방식과, 성형틀(100)의 성형공간(110)에 저피 유래 가공소재가 먼저 배치된 후에 필요한 양만큼의 액상 합성수지가 주입되어 저피 유래 가공소재가 잠기도록 하는 방식과, 필요한 양만큼의 액상 합성수지가 주입된 상태에서 저피 유래 가공소재를 합성수지의 액면(液面)에 올린 후 끝이 뭉툭한 도구를 사용하여 액상의 합성수지 안으로 저피 유래 가공소재를 밀어넣는 방식 중 어느 하나의 방식에 따라 이루어질 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 복합소재 수지판의 제조가 진공 주형기에 의해 이루어질 경우, 안경테와 같은 최종 제품에 기포가 잔존하지 않으므로, 품질 향상과 품질 관리 측면에서 더욱 바람직하다.

● 경화공정

함침공정의 후속 공정으로서, 성형틀(100)에 열을 가한다거나 성형틀(100)을 실온에 방치하는 것에 의해, 합성수지를 경화시켜, 합성수지와 그 속에 들어가 있는 저피 유래 가공소재를 일체화하는 공정이다.

● 탈형(脫型)공정

경화공정의 후속 공정으로서, 저피 유래 가공소재와 합성수지가 일체로 경화된 수지판(P)을 성형틀(100)의 성형공간(110)으로부터 분리하는 공정이다.

이상, 본 발명의 기술적 사상을 예시하는 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 설명된 대로의 구성과 작용에 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명과 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이, 본 발명에 대해 다양한 변경과 수정이 가해질 수 있음을 통상의 기술자라면 이해할 수 있을 것이다.

따라서 그러한 모든 적절한 변경과 수정 및 균등물도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100…성형틀
110…성형공간
200…한지
300…인피(靭皮) 조직
P…수지판

Claims (5)

1. 염색 가공과 재단 가공과 구김 가공 중 적어도 하나의 가공이 행해진 저피 유래 가공소재; 및
   상기 저피 유래 가공소재가 내부에 들어 있는 상태로 경화된 수지층;
   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 저피 유래 가공소재가 상기 수지층의 내부에 둘 이상 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판.
3. 청구항 2에 있어서,
   둘 이상의 상기 저피 유래 가공소재는, 상기 수지층의 내부에서, 일부분이 서로 오버랩되어 있거나 또는 서로 간격을 두고 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판.
4. 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판의 제조 방법으로서,
   원하는 규격과 형상의 성형공간이 구비된 성형틀을 제작하는 단계와, 저피 유래 가공소재에 대해 염색 가공과 재단 가공과 구김 가공 중 적어도 하나의 가공을 행하는 단계와, 액상의 합성수지를 준비하는 단계를 포함하는 성형준비공정;
   상기 성형준비공정의 후속 공정으로서, 상기 성형틀의 성형공간 내에 상기 저피 유래 가공소재를 삽입하고 또 상기 액상의 합성수지를 주입하는 함침공정;
   상기 함침공정의 후속 공정으로서, 가열하거나 방치하는 것에 의해, 상기 액상의 합성수지를 경화시키는 경화공정; 및
   상기 경화공정의 후속 공정으로서, 상기 저피 유래 가공소재와 합성수지가 일체형으로 경화된 수지판을 상기 성형틀의 성형공간으로부터 분리하는 탈형(脫型)공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판의 제조 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 함침공정에서는, 상기 액상의 합성수지의 경화 전에, 상기 저피 유래 가공소재의 배치를 변경하거나 또는 상기 저피 유래 가공소재의 구김을 완화하는 조정작업이 행해지는 것을 특징으로 하는 저피 유래 가공소재를 활용한 수지판의 제조 방법.

Images