KR100227665B1

KR100227665B1 - 3차원 직포의 내측면 코팅 방법을 이용한 공기 매트리스와 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100227665B1
Application number: KR1019970033587A
Authority: KR
Inventors: 박양성
Original assignee: 박양성
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR970064499A

Abstract

본 발명은 3차원 직포에 공기차단을 위한 코팅을 하여 공기 매트리스 제품을 만드는데 있어서 제품의 용도 특성상 적용되는 공기압이 상대적으로 높은 쪽인 3차원 직포의 내부면에 공기 차단을 위한 코팅을 하는 제조법이다.

직포 내부를 가득 채운 공기 차단용 코팅 재료인 액상 고분자 수지의 공급압력을 높인 상태에서 직포 외부에 위치한 가열장치가 부착된 치구를 통해 일정시간 가열하여 경화하고 미경화한 고분자 수지를 회수하면 3차원 직포의 밀폐된 내부면은 공기 차단 코팅이 되며 한 번의 공정으로 연속성이 있는 코팅층을 형성하고 공기압을 가하여 매트리스 제품으로 사용시 공기 압력 상승에 따라 코팅층이 직포로 부터 분리될 염려가 없으며 코팅층이 팽창한 상태에서 계속 유지되어야 하는 사용환경하에서 코팅층이 받게되는 장력을 최소화한 이상적인 제조공법이다.

종전의 외부 코팅 방법은 외부 코팅층이 직포 내부의 공기압력을 충분히 견디면서 기밀성 유지를 위해 두꺼워야 했으나, 본 발명인 내부 코팅방법은 코팅층이 기밀성만 유지하기만 하고 공기압력은 3차원 직포가 견디므로 상대적으로 얇은 코팅으로 충분한 공기 차단능력이 우수하여 공정 단순화와 원가 절감효과가 크다.

Description

3차원 직포의 내측면 코팅 방법을 이용한 공기 매트리스와 그 제조 방법

본 발명은 3차원 직포의 내면을 밀폐하고 공기 차단 코팅을 하여 공기 매트리스(AIR MATTRESS)를 만드는 제조법에 관한 것이다.

3차원 직포(3 DIMENSIONAL FABRIC)란 일명 두 겹 직포(DOUBLE WALL FABRIC)라고 하며 3차원 중공 구조 직물로써 상하 2층의 고장력 변형 평직포에 수직사가 동시, 일체적으로 상하측을 연결하는 모양으로 제직된 형태의 직물이며 이러한 3차원 직포 면에 PVC, PU, 고무 같은 고분자 수지로 공기를 차단할 수 있는 코팅을 한 후 밀폐된 공간을 만들어 공기를 채워 매트리스를 제조하는 것이다.

(1) 종래 기술에 의한 매트리스 제조 방법

- 3차원 직포 외부를 공기 차단 수지로 코팅한다.

- 매트리스 규격으로 재단한 후 공기 주입용 밸브를 부착한다.

- 상측과 하측의 테두리를 둘러싸는 벽부분을 일반 평직포의 앞뒤 양면에 역시 같은 재질로 코팅 된 시트(SHEET)를 재단하여 만든다.

- 상측과 하측의 가장자리 둘레에 접착제를 수작업에 의해 도포한다.

- 준비된 벽 부분을 가장자리를 둘레를 따라 상측면과 하측면에 접합한다.

- 상측면과 하측면의 접합 부분을 따라, 밀봉테이프(SEAM TAPE)를 역시 수작업에 의해 접착제 도포하여 덧붙임(OVERLAP)한다.

- 공기를 채워 기밀성 테스트를 한 후 매트리스를 완성한다.

(2) 종래 기술의 단점

코팅 공정에 있어서 종래 기술은 롤(ROLL) 상태로 감긴 3차원 직포의 상측면과 수직사로 동시 일체적으로 연결된 하측면 양쪽면 외부에 연속식 코팅 공정(CONTINUOUS COATING PROCESS)방법으로 2번의 코팅 공정이 필요하며 그에 따른 공정 손실이 크다.

또한 각각의 단면 코팅시 직포 내부에 있는 수직사가 불규칙적으로 겹체 있어서 부분적으로 코팅두께의 편차가 발생하며 이러한 편차는 제품 완성 후 공기 매트리스로 사용 시 공기 압력을 가하면 매트리스 형태가 불균형이 되는 원인이 된다.

종래기술의 가장 큰 단점은 공기 차단 코팅 층이 직포 외부에 위치하게 되어 매트리스 제품으로 사용 시 내부 밀폐 공간의 공기압을 높일수록 팽창된 코팅 층이 직포로부터 분리되려는 방향으로 힘을 받아서 일부 부분적으로 코팅 층과 직포 사이에 접착력이 약한 부분이 있거나 코팅 층에 포함된 미세한 구멍(PIN HOLE)이 있으면 점차 큰 구멍으로 확대되어 제품 불량이 되거나 수명 단축의 원인이 되다.

또한 밀폐된 공간을 만드는 공정에 있어서 매트리스 테두리인 벽 부분을 접합할 때 접착제를 수작업으로 도포하므로 경우에 따라서 두께 편차가 있고 밀봉 테이프(SEAM TAPE)로 덧붙임(OVERLAP)을 하게 되므로 접합부분의 두께가 다른 부분에 비해 두꺼워져 공기 팽창 시 여러 부분의 신장률이 각각 달라서 매트리스 형태가 뒤틀리게 됨과 동시에 공기 차단 막이 비연속적이게 되어 고도의 기밀성이 요구되는 공기 매트리스에 있어서 제품 신뢰성이 저하되고 내구성이 단축되는 원인이 된다.

외관적인 면에서는 밀봉 테이프(SEAM TAPE)의 접합면이 외부로 보이고 모서리 부분 등 굴곡 부분의 마감처리가 자연스럽지 못하고 또한 공기차단 코팅 층이 외부로 나타나서 미려하지 못하다.

그리고 이러한 접합 부분의 두꺼움은 완제품 포장 운반 시 접혀짐에 의해 코팅면이 갈라져서 코팅면에 손상을 줄 수 있다.

본 발명은 3차원 직포의 안쪽 내부면에 고분자 수지(POLYMER RESIN)로 공기 차단 코팅을 하므로 외부 코팅 방법이 가진 근본적인 단점을 극복한 기술로 다음의 여러 가지 장점들이 있다.

- 한번의 코팅 공정으로 공기 차단 막이 형성되므로 공정이 단순화된다.

- 코팅 층이 연속적으로 형성되어 있어서 내부 공기압이 높아짐에 따라 코팅 층이 팽창하여도 동일한 신장률을 가지므로 코팅 층의 신뢰도가 높다.

- 직포의 안쪽에 코팅 층이 형성되어 있으므로 내부 공기압의 대부분을 직포가 견디게 되므로 코팅 층과 직포가 분리될 가능성은 없다.

- 회분식 공정(BATCH PROCESS)이므로 생산 효율이 높으며 공정 제어가 쉽다.

- 코팅 공정시 직포 외부에서 가열하여 직포와 접촉된 내면부터 경화된 코팅 층을 형성하므로 모서리 부분과 같이 공기 압력이 높아질수록 공모양처럼 둥글게 되려고 하는 구조적으로 형태가 취약하게 되는 부분은 가열온도와 가열시간을 부분적으로 다르게 조절하여 코팅두께를 두껍게 보강하여 형태의 안정성을 이룰 수 있다.

- 완성된 매트리스의 외관은 직포 자체 질감이므로 내부 코팅 재질에 대한 거부감이 없으며 미려하다.

제1도는 일반적인 3차원 직포의 구성을 나타낸 사시도.

제2도는 종래 제조방법을 적용한 공기 매트리스 제품의 구성을 나타낸 전체 사시도.

제3도는 제2도의 A-A선 확대 단면도.

제4도는 본 발명을 적용한 공기 매트리스 제품의 구성을 나타낸 전체 사시도.

제5도는 제4도의 B-B선 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 변형 평직포(MODIFIED PLAIN FABRIC)

2 : 수직사(VERTICAL YARN) 3 : 밀봉 테이프(SEAM TAPE)

4 : 공기 밸브(AIR VALVE)

5 : 고분자 수지 코팅층(POLYMER RESIN COATING LAYER)

6 : 평직포(PLAIN FABRIC) 7 : 접착제층(BOND LAYER)

8 : 봉제선(SEWING LINE)

3차원 직포를 이용하여 공기 매트리스를 만드는데 있어서 기본 원리는 직포 내부의 밀폐된 공간의 공기가 직포 외부로 빠져 나가는 것을 공기 차단 코팅을 하여 공기 압력을 유지하는 것이다.

본 발명의 구성은 3차원 직포 둘레를 봉제하여 미리 밀폐 공간을 만든 후 내부를 PVC PASTE같은 고분자 수지로 가득 채운 다음 직포 외부에 위치한 치구를 통해 열을 가하여 직포와 접촉된 내면부터 고분자 수지를 경화 또는 용융겔화(GELATION)하고 나머지 미경화 수지를 회수한 후 한 번의 공정으로 3차원 직포 내부 코팅을 완성하는 것이다.

이러한 코팅 방법은 종전의 제조 공정 단계를 단순화 하고 밀봉 테이프 연결이 없는 일체화된 코팅 층을 형성하여 종전 방법이 가지는 단점들을 모두 개선한 획기적인 제조 방법이라고 할 수 있다.

본 발명을 이루는 공정 단계는 다음과 같이 이루어진다.

- 3차원 직포의 가장 자리 둘레를 밀폐하기 위한 벽 부분용으로 고장력 평직포 원단을 재단하고 밸브 홀더를 부착하여 고정 시킨다.

- 3차원 직포의 가장자리 둘레를 따라 준비된 벽 부분을 봉제한다.

- 봉제된 직포를 가열장치가 부착된 치구 내에 고정한다.

- 밸브 홀더에 코팅 수지 주입을 위한 밸브를 끼우고 코팅용 수지를 주입한다.

- 밸브를 통해 계속 수지의 압력을 높이면서 치구에 열을 가한다.

- 일정한 경화(GELLING)시간이 경과하면 미경화 수지를 회수하고 수지 주입용 밸브를 해제한다.

- 공기 투입용 밸브를 홀더에 끼우고 열풍을 공급하고 숙성로에서 숙성시킨 후 매트리스를 완성한다.

본 발명을 이용하면 공기 매트리스 제품의 형태 안정성이 우수하고 회분식 공정의 특성상 생산효율이 높으며 전체적인 고분자 공기 차단 막 코팅 층이 얇아서 제품의 경량화가 가능하고 제품의 외관이 직포 상태로 노출되므로 코팅 재질에 대한 거부감이 없이 외관이 미려하며 연속적인 코팅 층은 공기 압력이 높아질수록 직포와 밀착성이 우수하여 제품의 신뢰성이 높다.

Claims

통상적인 3차원 직포에 공기 차단 코팅 막을 형성시켜 공기 주입시 팽창되게 한 것에 있어서, 3차원으로 직조된 직포의 내부면에 액상 고분자 수지인 PVC 페이스트(PVC PASTE)를 코팅하여 공기 차단막을 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 직포의 내측면 코팅 방법을 이용한 공기 매트리스.
3차원 직포에 액상 고분자 수지인 PVC 페이스트로 공기 차단막을 형성하는 방법에 있어서, 3차원 직포를 매트리스 규격으로 재단하고 테두리 상하 부분을 둘러싸게 되는 벽 부분을 재단하되, 3차원 직포의 공간 내에 수지를 주입할 수 있도록 밸브 홀더를 부착하는 단계와, 상기 3차원 직포의 상하 테두리를 따라 봉제하여 밀폐된 공간을 형성하는 단계와, 상기 공정에 의해 봉제 된 직포를 가열판이 장착된 치구 내부에 고정하여 수지 주입용 밸브를 통해 PVC 페이스트 수지를 주입하는 단계와, 상기 가열 판에 열을 가하여 내부에 PVC 페이스트가 침적된 직포의 내부쪽을 향하여 수지를 경화 또는 수지의 용융겔화(GELATION)되도록 일정한 시간동안 가열하는 단계와, 상기 경화 공정 후 직포 내부에 잔류된 미 경화 수지를 밸브를 통해 회수하는 단계와, 상기 수지 주입용 밸브를 공기 조절 밸브로 교체한 후 공기를 주입하여 팽창시키고 숙성로에서 숙성시켜 매트리를 완성하는 마무리 단계를 포함하여 이루어진 공기 매트리스 제조방법.
제2항에 있어서, 상기 PVC 페이스트 수지가 엘라스토머(ELASTOMER)적 특성을 가진 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 3차원 직포의 내측면 코팅 방법을 이용한 공기 매트리스 제조방법.
제2항에 있어서, 액상 고분자 수지가 엘라스토머(ELASTOMER)적 특성을 가진 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 3차원 직포의 내측면 코팅 방법을 이용한 공기 매트리스 제조 방법.