KR100773225B1 - 매트리스 쿠션재 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매트리스 등에 사용되는 쿠션재 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 폐기물로서 매립되거나 소각되는 폐섬유, 폐스폰지를 가공처리하여 매트리스 쿠션재로 사용할 수 있도록 한 매트리스 쿠션재 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 매트리스 쿠션재 제조방법은, 각종 폐섬유와 각종 스폰지와 자연섬유를 수집하고 종류별로 분류하는 단계와, 상기 분류된 것을 배합에 적당한 소정 크기로 절단하는 단계와, 상기 절단된 폐섬유를 타면기로 솜상으로 만드는 단계와, 상기 절단된 것을 배합하는 단계와, 상기 배합된 것을 성형기로 원하는 폭과 두께로 섬유판체로 성형하는 단계와, 상기 공정을 통하여 제작된 다수개의 섬유판체 중의 열융착성 섬유가 용융하여 다른 섬유와 결합하도록 오븐기로 가열하는 단계와, 상기 가열된 섬유를 냉각시키는 단계와, 상기 냉각된 섬유를 일정크기로 재단하는 단계로 이루어진 것으로 특징으로 한다.

매트리스, 쿠션재

Description

매트리스 쿠션재 제조방법{Mattress cushioning manufacture method}

도 1은 본 발명의 매트리스 쿠션재 제조방법을 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조공정을 나타낸 개념도.

도 3은 상기 공정에 의하여 제조된 매트리스를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제조공정을 나타낸 개념도.

도 5는 상기 다른 실시 예에 따른 공정에 의하여 제조된 매트리스를 나타낸 도면.

본 발명은 매트리스 쿠션재 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 폐기물로서 매립되거나 소각되는 폐섬유, 폐스폰지를 가공 처리하여 매트리스 쿠션재로 사용할 수 있도록 한 매트리스 쿠션재 제조방법에 관한 것이다.

종래에도 스웨터, 티셔츠, 솜, 파사 방직공장의 폐기물 등을 이용하여 솜으로 재 가공된 것은 시중에서 온실 보온덮개로 사용되어 왔었다.

즉, 각종 폐섬유를 절단하여 타면기로 솜상으로 만든 후 폴리프로필렌 플래트얀(폴리프로필렌 망) 상하 양면에 폐섬유에서 재생된 솜을 일정한 두께로 정면하 고 상기 정면된 솜을 폴리프로필렌 얀 상하 양면에 니들링하여 제조한 것이다.

이렇게 제조된 매트리스는 농업용 비닐 하우스 보온재나 콘크리트 양생포용으로 사용되는 휄트이다.

그리고 내열성 성형-피복용 부직포는, 전체 방향족 폴리아미드 스테이플 섬유로 이루어진 웹(web)을 내열성 수지, 예를 들어 페놀 수지 또는 폴리아미드 수지로 수지 가공하고, 이를 안료 또는 내열성 스테이플 섬유 및 미연신 섬유를 수류윌 작용에 의해 서로 교차시켜 혼합된 웹을 형성한 다음 웹의 혼합 섬유를 가열 압착 공정에 의해 서로 융착시키는 방법에 의해 제조됨이 공지되어 있다[일본국 특허공개 공보 제63-28,962호].

종래의 내열성 부직포가 내열성 성형-피복용으로 사용되는 경우, 유기 또는 무기 안료와 혼합된 수지에 의해 내열성 부직포를 수지-가공하여, 피복시키고자 하는 내열성 단열재의 은폐성을 향상시킨다.

그러나, 종래의 이러한 제조방법은 용도 자체가 한 가지만으로 고정되어 있고 다방면으로 사용하지 못하는 불편함이 있었던 것이다.

또 이러한 휄트는 직사광선에 의해 쉽게 분해되고 작은 충격에도 먼지나 부스러기가 자체 생성되기 때문에 건강 상, 위생 상 좋지 못하였으며 작업 중이나 사용 중에 작업자는 마스크를 착용하여야 하는 불편이 있었고, 강도가 약하여 하절기나 동절기에, 비나 눈에 노출되면 쉽게 매트의 상단이 훼손되는 문제가 있고, 각종 섬유 폐기물 등을 이용하여 재 가공된 매트는 그 용도 자체가 다양하지 못하였다.

특히, 종래의 이러한 제품은 솜상으로 단순하게 폴리프로필렌 망 상하에 니 들 펀칭만 되어 있기 때문에 항상 화재의 위험성을 안고 있었으며 인장강도, 파열강도, 공기투과도 등의 면에서 매우 열하하여 그 산업용도는 극히 한정되었다.

그리고 수지 가공의 결과로 대부분의 섬유 교차점이 고정되므로, 얻어진 수지-가공 된 내열성 성형 피복용 부직포의 신도는 바람직하지 않게 저하된다. 신도가 저하되는 경우, 성형-피복 절차에서 주름이 생긴다. 또한, 신장시킬 때, 부직포에 저밀도부분이 형성되고, 이 부분은 부직포의 은폐 효과를 고르지 않게 한다. 또 수지 가공은 생산비용을 증가시킨다. 게다가, 수지 가공된 부직포는 촉감이 거칠고 유연성이 낮으며 표면 평활성이 높고, 빛 반사가 강하며 심색성이 낮다는 단점을 갖는다.

수류(분출)의 작용에 의해 섬유를 서로 교차시킴으로써 제조되는 부직포에서는, 물 분출의 충격 효과 및 물 분출을 받는 네트의 작용에 의해 섬유의 상하 교차 정도가 고르지 않게 되며, 특히 약하게 교차된 부직포 부분은 다른 부분에 비해 얇아지고 낮은 은폐 효과를 나타낸다.

또한 강하게 교차된 부직포 부분은 신도가 저하되므로, 부직포는 전체에서 감소된 신도를 나타내고 부직포의 성형성도 저하된다. 또한, 물 분출 작용에 의해 섬유를 상호 교차시키고, 이 섬유를 서로 가열 압착시킴으로써 수득되는 부직포는 매우 낮은 신도와 성형성을 나타낸다.

습식 방법에 의해 제조되는 부직포는 밀도가 높고 신도가 낮으므로, 빈약한 성형성을 나타내고 부직포 상에 쉽게 주름이 생긴다. 니들 펀치 부직포 및 방사 접착 부직포도 습식 부직포와 유사한 단점을 가지고, 딱딱하고 거친 촉감과 낮은 유 연성을 나타낸다.

상기와 같이 폐섬유로 된 소재는 같은 소재끼리 성형하여 사용하였으며, 폐스폰지도 같은 소재끼리 성형하여 사용하였다.

본 발명의 목적은 폐기물로서 매립되거나 소각되는 폐섬유, 폐스폰지, 자연섬유를 이용하여 가공 처리하므로 매트리스 쿠션재로 사용할 수 있는 매트리스 쿠션재 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 혼화된 스폰지에 의해 쿠션과 복원력이 높고 단열효과가 좋으며, 폐섬유에 의해 질기고 인장력이 높고 내마모성이 있으므로 이들을 이용하여 가공 처리하여 매트리스 쿠션재로 사용할 수 있는 매트리스 쿠션재 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 매트리스 쿠션재는 인장강도, 파열강도가 우수하고, 각종 산업용 매트리스로서 널리 이용될 수 있고, 또 각종 기능재를 첨가할 때 원적외선이 방사되는 매트리스를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매트리스 쿠션재 제조방법은, 각종 폐섬유와 각종 폐스폰지와 자연섬유를 수집하고 종류별로 분류하는 단계와,

상기 분류된 것을 배합에 적당한 소정 크기로 절단하는 단계와,

상기 절단된 폐섬유를 타면기로 솜상으로 만드는 단계와,

상기 절단된 것을 배합하는 단계와,

상기 배합된 것을 성형기로 원하는 폭과 두께로 섬유판체로 성형하는 단계와,

상기 공정을 통하여 제작된 다수개의 섬유판체 중의 열융착성 섬유가 용융하여 다른 섬유와 결합하도록 오븐기로 가열하는 단계와,

상기 가열된 섬유를 냉각시키는 단계와,

상기 냉각된 섬유를 일정크기로 재단하는 단계로 이루어진 것으로 특징으로 한다.

상기 배합 단계에서의 배합비는 중량대비 열융착성 폐섬유 40∼50％, 폐스폰지 30∼40％, 자연섬유 10∼20％인 것이다.

상기 가열단계의 오븐기의 가열온도는 180∼250℃인 것이다.

상기 가열된 여러 겹의 섬유판체를 다수개의 로울러를 이용하여 가압하는 공정 단계가 더 구비된 것이다.

상기 제조방법에 있어서, 상기 솜상에 기능재인 천연옥, 맥반석, 황토가루, 숯가루 중에서 선택 첨가하여 제조할 수 있다.

상기 매트리스 쿠션재는 인장강도, 파열강도가 우수하고, 각종 산업용 매트리스로서 널리 이용될 수 있고, 또 각종 기능재를 첨가할 때 원적외선이 방사되는 매트리스를 제공하는 등 매우 유용한 발명이다.

이하, 본 발명의 매트리스 쿠션재 제조방법에 대하여 보다 자세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 매트리스 쿠션재 제조방법을 나타낸 공정도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조공정을 나타낸 개념도이고, 도 3은 상기 공정에 의하여 제조된 매트리스를 나타낸 도면이다.

먼저, 융착성 섬유, 일반 화학섬유, 면, 양모 등과 같은 자연 섬유로 이루어지는 폐섬유를 여러 경로를 통하여 수집하여 종류별, 색상별로 분류한다.

그리고 각종 폐스폰지를 수집하여 종류별, 색상별로 분류한다. 또 자연섬유인 솔잎과 볏집등을 수집한다.

상기 분류된 폐섬유를 대략 100mm ×100mm 의 크기로 절단하고 다시 색상별로 또 종류별로 배합한 다음, 타면기를 통하여 이를 솜상으로 만든다. 상기 배합시에 있어서 절단된 폐섬유과 폐스폰지 자연섬유를 배합비는 제조하고자 하는 제품의 용도에 따라 다르나, 통상 중량대비 열융착성 폐섬유는 40∼50％와, 폐스폰지는 30∼40％, 자연섬유는 10∼20％를 혼합한다.

혼합된 솜을 에어레이(랜덤)를 통하여 연결된 솜상으로 만들어 제품의 종류에 따라 원하는 폭과 두께로 솜을 성형하여 섬유판체로 만든다.

상기 공정을 통하여 제작된 섬유판체의 두께는 약 20∼100㎜이고 중량은 약 25∼60㎏/㎥가 된다.

이어서 오븐기를 통과하여 가열함으로써 열융착성 섬유가 용융하여 다른 섬유와 결합함에 따라 강도를 부여받고, 이어서 로울러 사이를 통과하게 하여 가압공정을 거치게 하여 열용융성 매트리스의 제조를 완성한다. 이 때, 상기 오븐기의 가열온도는 180∼250℃가 바람직하다.

상기 공정을 통하여 제작된 섬유판체 중의 열융착성 섬유가 용융하여 다른 섬유와 결합하도록 오븐기로 가열하고, 가열된 섬유를 냉각시켜 상기 냉각된 섬유를 일정크기로 재단하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 기존 것보다 인장강도가 약 5배 가량 우수하다는 것이 입증되었고, 파열강도에 있어서도 약 3배 가량 높다는 것이 입증되었다.

기타 공기투과도, 압축율 등도 매우 우수하였다.

본 발명에 의한 새로운 개념의 폐섬유를 이용한 매트리스 쿠션재를 제공할 수 있었다.

상기 공정 후에 각종 기능재는 제조된 솜과 혼합하여 에어레이에 공급하여 섬유판체를 완성하는 것이다. 즉, 분체의 천연옥을, 제조되는 솜상과 혼재되어 오븐기를 통과하여 가열할 때에 열용융 섬유와 천연옥이 섬유판체 속에 융착 결합하고 이들 섬유판체를 가압하여 천연옥의 효과를 내도록 한 것이다.

상기 천연옥 기능재 대신에 분체 맥반석 황토가루나 분체 숯재(특히 참나무숯이 바람직함) 또는 분체 세라믹재 등의 기능재를 선택할 수 있다.

이들 부가 기능재의 일반적인 작용 및 효능은 잘 알려져 있는 것이다.

시험 조건은 40℃, FT-IR Spectrometer를 이용한 블랙 바디(Black Body) 대비 측정결과로. 천연옥의 경우, 방사율(5∼20㎛) 0.925이고, 방사 에너지(W/㎡)는 3.73 × 10² 이었으며, 맥반석의 경우, 방사율(5∼20㎛) 0.926이고, 방사 에너지(W/㎡)는 3.74 ×10² 이었다.

상기와 같이 본 발명의 섬유판체 사이에 각종 기능재를 부가한 경우에는, 매트가 다량의 원적외선을 방사함으로써 인체에 유익하도록 하고 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제조공정을 나타낸 개념도이며, 도 5는 상기 다른 실시 예에 따른 공정에 의하여 제조된 매트리스를 나타낸 도면으로서, 전술한 방법에 의하여 제조된 매트리스의 양면에 PE와 열융착섬유를 믹서에 의하여 혼합하고, 카딩공정과 성형공정을 거쳐 얇게(50～200g/㎡) 수평방향으로 깔아주고, 성형을 마친 매트리스의 상면 및 하면에 위치하도록 하여 가열, 압축, 냉각공정을 통하여 결합되도록 하는 것이다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 매트리스 쿠션재로서 소파쿠션재, 소음재, 건축용 내/외장재 및 흡음재, 단열재, 자동차용 내장재 등 광범위하게 활용되며, 폐재를 활용하므로 에너지 절감과 함께 환경 보호 측면에서도 잇점이 있다.

본 발명의 혼화된 스폰지에 의해 쿠션과 복원력이 높고 단열효과가 좋으며, 폐섬유에 의해 질기고 인장력이 높고 내마모성이 있으며, 천연옥 등과 같은 기능재를 섬유판체 사이에 첨가하여 제조하기 때문에, 인장강도, 파열강도가 우수하고, 각종 산업용 쿠션재로서 널리 이용될 수 있고, 또 각종 기능재를 첨가하였기 때문에 원적외선이 방사되는 매트리스 쿠션재를 제공하는 등 매우 유용한 발명이다.

Claims (9)

1. 각종 폐섬유와 각종 폐스폰지와 자연섬유를 수집하고 종류별로 분류하는 단계와,

   상기 분류된 것을 배합에 적당한 소정 크기로 절단하는 단계와,

   상기 절단된 폐섬유 및 폐스폰지를 타면기로 솜상으로 만드는 단계와,

   상기 절단된 것을 배합하는 단계와,

   상기 배합된 것을 에어레이로 원하는 폭과 두께로 섬유판체로 성형하는 단계와,

   상기 공정을 통하여 제작된 섬유판체 중의 열융착성 섬유가 용융하여 다른 섬유와 결합하도록 오븐기로 가열하는 단계와,

   상기 가열된 섬유판체를 냉각시키는 단계와,

   상기 냉각된 섬유판체를 일정크기로 재단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 배합 단계에서의 배합비는 중량대비 열융착성 폐섬유 40∼50％, 폐스폰지 30∼40％, 자연섬유 10∼20％인 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가열단계의 오븐기의 가열온도는 180∼250℃인 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 가열된 섬유판체를 다수개의 로울러를 이용하여 가압하는 공정 단계가 더 구비된 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 타면공정 후에 각종 기능재를 제조되는 솜상과 혼합하여 완성하는 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 기능재는 천연옥인 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 매트리스의 양면은 PE와 열융착섬유를 믹서에 의하여 혼합하고, 카딩공정과 성형공정을 거쳐 얇게(50～200g/㎡) 수평방향으로 깔아주고, 성형을 마친 매트리스의 상면 및 하면에 위치하도록 하여 가열, 압축, 냉각 공정을 통하여 결합되도록 함을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 기능재는 황토가루인 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.
9. 제 5항에 있어서,

   상기 기능재는 숯가루인 것을 특징으로 하는 매트리스 쿠션재 제조방법.

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