KR100945294B1 - 냉각 겔 매트 - Google Patents

Abstract

인체, 동물 등과 같이 일정한 체온(body heat)을 낮추기 위하여 사용되는 냉각 겔 매트(Cooling gel mat)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도를 낮추는 흡수성 폴리머(absorptiveness polymer)의 뭉침(lump) 현상을 방지하는 구조를 갖는 냉각 겔 매트가 제공된다. 상기 냉각 겔 매트는 외부와 접속하는 표면으로부터 섬유층과 폴리우레탄층이 순차적으로 적층 접착된 두 장의 장벽시트층과; 외부로 노출되지 않도록 상기 두 장의 장벽시트층 사이에 봉입된 흡수성 폴리머층과; 상기 흡수성 폴리머층의 상면과 하면에 부착된 매시시트층로 구성되어, 상기 흡수성 폴리머층 및 이의 상면과 하면에 부착된 매시시트층은 장방형으로 상하 관통된 시트합지구멍이 형성되고 상기 시트합지구멍의 위치에 대응하는 상기 두 장의 장벽 시트층 내의 대향면은 접착되어 상기 두 장의 장벽 시트층의 내부에 봉입된 흡수성 폴리머층의 두께를 균질하게 유지한다.

냉각시트, 냉각 겔(젤), 흡수성 폴리머, 장벽시트, 매시시트, 시트합지구멍

Description

냉각 겔 매트{Cooling gel mat}

본 발명은 인체, 동물 등과 같이 일정한 체온(body heat)을 낮추기 위하여 사용되는 냉각 겔 매트(Cooling gel mat)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도를 낮추는 흡수성 폴리머(absorptiveness polymer)의 뭉침(lump) 현상을 방지하는 구조를 갖는 냉각 겔 매트에 관한 것이다.

현재, 흡수성 폴리머와 물을 그 주성분으로 하는 겔(gel)을 가지고 저온 상태를 유지하는 각종 제품이 알려져 있다. 예를 들면 공개특허 제2008-0102178호(공개일 2008. 11. 24.)에는 물 및 흡수성 폴리머를 필수 구성 성분으로 하는 함수 겔을 부대(負袋, Bag)에 봉입하여 구성된 냉각 또는 가온용 시트가 개시되어 있다.

상기 특허문헌에 개시된 냉각 또는 가온용 시트는 섬유층 a, 비환기성 시트층 a, 함수 겔층 및 비환기성 시트층 b를 순차적으로 구비하고, 상기 함수 겔층은 노출되어 있지 않은 냉각 또는 가온용 시트이며, 함수 겔층이 하기의 조건으로 측정한 경우 200 내지 3,000g의 젤리 강도를 가지는 시트를 발명의 요지로 하고 있 다. 이와 같이 구성된 냉각 또는 가온용 시트의 백(bag, 부대)의 내부에는 함수 겔이 저온의 상태를 유지하는 함수 겔이 봉입되어 있어 냉각 시트의 표면에 체온이 일정하게 유지되는 인체 등의 물체가 놓여지는 경우 체온을 낮추게 된다.

이러한 목적을 가지고 사용되는 냉각 시트는 반복적으로 사용되는 것으로 내구성이 요구되고 있다. 이러한 내구성의 개념에는 시트(負袋)의 강도뿐만 아니라 시트 백에 봉입된 함수 겔이 변질되지 않는 것도 포함된다. 여기서 함수 겔의 변질이라 함은 시트 내에 봉입된 함수 겔이 덩어리지거나 뭉쳐져 시트의 두께가 균일하게 되지 않는 것은 물론, 함수 겔의 수분이 휘산(輝散, volatilization)되어 온도를 유지 못하는 것을 의미한다.

시트의 두께가 균일하게 되지 않는 이유는, 함수 겔이 봉입된 시트의 상부에 중량감 있는 사람이 앉거나 들어 눕는 등의 동작을 반복적으로 할 때 시트에 봉입된 함수 겔이 무게 압력이 없는 부분으로 이동되어 덩어리지거나 뭉쳐지는 것이다. 이러한 현상은 시트 백의 크기가 커 질수록 더욱 빈번하게 발생한다. 예를 들어 수면을 취할 때 사용하는 냉각 시트의 크기는 일반적으로 사람이 누웠을 때의 폭(width)보다 크게 제작되는 것이 일반적이다. 따라서, 냉각 시트의 크기는 통상 가로 900mm, 세로가 700mm 내지 1700mm로 제작되는 것이 일반적이다.

상기 공개특허에 개시된 냉각 시트는 그 내부를 하나의 영역으로 하고 있고, 그 내부에 함수 겔을 봉입하고 있어 중량감 있는 사람이 시트 상부에 앉거나 들어 눕는 동작을 반복적으로 하는 경우, 시트 내부에 봉입된 함수 겔이 덩어리지는 현상이 발생하여 쿠션이 있는 침대 등에서 사용하는 경우 장기간 사용할 수 없는 문 제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 일정한 크기의 매트에 봉입된 흡수성 폴리머의 변질을 방지하는 구조를 갖는 냉각 겔 매트를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 흡수성 폴리머의 변질을 방지하여 저반발성의 나타내는 냉각 겔 매트를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 표면층으로부터 면과 폴리에스테르(polyester)가 혼합된 섬유층과 폴리우레탄(polyurethane)층이 순차적으로 적층 접착된 두 장의 장벽시트층과; 외부로 노출되지 않도록 상기 두 장의 장벽시트층 사이에 봉입된 흡수성 폴리머층과; 금속 또는 유리섬유 중에서 선택된 어느 하나로 만들어져 상기 흡수성 폴리머층의 상면과 하면에 부착된 매시시트(mesh sheet)층으로 구성되어, 상기 흡수성 폴리머층 및 이의 상면과 하면에 부착된 매시시트층은 장방형으로 상하 관통된 시트합지구멍이 형성되고 상기 시트합지구멍의 위치에 대응하는 상기 두 장의 장벽 시트층 내의 대향면은 열융착 또는 고주파융착에 의해 접착되어 상기 두 장의 장벽 시트층의 내부에 봉입된 흡수성 폴리머층의 두께를 균질하게 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 섬유층과 폴리우레탄층의 적층은 드라이 라미네이션(dry lamination)법, 핫멜트(hotmelt) 접착법, 샌드위치 라미네이션법에 따라 접착하여 적층하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 겔화된 흡수성 폴리머층의 상면과 하면(저면)에 금속 또는 유리섬유 중에서 선택된 어느 하나로 만들어진 매시시트층을 부착하여 흡수성 폴리머층의 표면 전체에 균일치 못한 중량이 가하여지더라도 이를 그 주변으로 확산시킴으로써 흡수성 폴리머층의 변질을 방지할 수 있어 저반발성을 유지할 수 있다. 또한, 흡수성 폴리머를 봉입하고 있는 상부 및 하부 장벽시트층의 일부분을 서로 접착하여 흡수성 폴리머가 한쪽으로 이동되어 덩어리지는 현상을 방지할 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각 겔 매트의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 냉각 겔 매트의 A-A선단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 냉각 겔 매트의 B-B선단면도이다. 그리고, 도 4는 도 1에 도시된 매시 시트의 평면 구조도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각 겔 매트(100)는 위에서 아래의 순서로 섬유층(10a), 폴리우레탄층(12a), 매시시트층(14a), 흡수성 폴리머층(16), 매시시트층(14b), 폴리우레탄층(12b), 섬유층(10b)으로 구성되어 있다.

상기 섬유층(10a, 10b)은 다양한 소재가 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 면과 폴리에스테르가 혼합된 것을 사용하였다. 또한 상기 섬유층(10a, 10b)에 적층된 폴리우레탄층(12a, 12b)은 드라이 라미네이션법, 핫멜트(hotmelt) 접착법, 샌드위치 라미네이션법에 따라 접착하여 적층하는 것이 좋다. 상기 섬유층(10a, 10b)과 폴리우레탄층(12a, 12b)의 접착 적층에 의해 형성된 두 장의 장벽시트층(13a, 13b)은 흡수성 폴리머층(16)에 대향하는 측을 위로하며, 이것에 의해 흡수성 폴리머층(16)로부터 외부로 향한 물 및/또는 수분의 휘산량이 특정된다. 상기 장벽시트층(13a,13b)의 두께는 사용에 적절한 유연성과 필요한 강도를 갖도록 하는 것이 좋다. 예를 들면, 그 두께는 약 100㎛이하 바람직하게는 70㎛이하가 좋다.

그리고, 상기 흡수성 폴리머층(16)은 물을 동그랗게 하는 한편 대량으로 흡수해 겔화하는 폴리머를, 물 그 외의 성분의 존재에 따라 가교제로 가교 해 형성된다. 흡수성 폴리머의 형성에 사용되는 가장 바람직한 폴리머는 폴리 아크릴산류이다. 폴리 아크릴산류의 예로서는 폴리 아크릴산, 폴리 아크릴산의 소금, 폴리 아크릴산 부분 중화물(아크릴산과 아크릴산소금과의 공중합체), 폴리 메타크릴산, 폴리 메타크릴산의 소금 및 메타크릴산 부분 중화물을 들 수 있다. 또, 소금의 구체적인 예로서는, 나트륨소금, 칼륨소금, 물건 에탄올 아민소금, 디에탄올 아민소금, 새 에탄올 아민소금, 암모늄 소금 등을 들 수 있다. 폴리 아크릴산류의 양은 흡수성 폴리머의 전량중의 바람직하게는 3 내지 10 중량%, 한층 더 바람직하지는 3 내지 8 중량%이다.

본 발명에서는, 앞에서 설명한 겔화하는 폴리머, 바람직하게는 폴리 아크릴산류를, 예를 들면 다가의 금속류로 가교하여 흡수성 폴리머를 형성한다. 다가 금속류로서는 다가의 금속과 그 소금 및 다가 금속 화합물이 포함된다. 이러한 다가 금속류로서 2가 이상이며 폴리 아크릴산류 등을 가교 할 수 있는 것이면, 모두 사용할 수도 있다.

다가 금속류로서는, 마그네슘, 칼슘, 아연, 카드뮴, 알루미늄, 티탄, 망간, 코발트, 니켈 등의 다가 금속, 그러한 소금 또는 그러한 화합물이 예시된다. 안전성, 생산성, 겔 특성의 관점으로부터, 알루미늄, 마그네슘, 칼슘 또는 그것들을 포함한 다가 금속 화합물이 바람직하고, 특히 알루미늄 화합물이 바람직하다.

상기와 같은 흡수성 폴리머층(16)은 폴리머가 가교되어 있기 때문에 형상 보관 및 유지성이 뛰어남과 동시에 젤리와 같은 강도를 가져 저반발성을 나타낸다. 이때 상기 흡수성 폴리머층(16)의 두께는 약 6mm~10mm내외로 하는 것이 바람직하다.

상기 흡수성 폴리머층(16)의 상면과 하면에는 금속 또는 강도가 좋은 유리섬유 중에서 선택된 어느 하나로 도 4와 같이 만들어진 매시시트층(14a, 14b)(또는 14)이 부착되어 있다. 상기 매시시트층(14a, 14b)은 그물망과 같은 다수의 구멍을 가지고있기 때문에 흡수성 폴리머층(16)의 표면에 용이하게 결합되며, 흡수성 폴리머층(16)의 표면에 중량감 있는 충격이 가해지더라도 그 부분의 폴리머들이 다른 부분으로 이동되는 것을 방지하여 덩어리지는 형상, 특정한 곳으로 뭉쳐지는 현상이 을 없앨 수 있다.

또한 본 발명에 따른 흡수성 폴리머층(16)과 그 상면과 하면에 부착된 매시시트층(14a, 14b)에는 도면들에 도시된 바와 같이 좁은 폭과 긴 길이로 형성된 장방형의 시트합지구멍(22)이 형성되어 있다.

상기 흡수성 폴리머층(16)을 중간에 위치하도록 봉입한 두 장의 장벽시트층(13a, 13b)의 해당 부분은 상기 시트합지구멍(22)을 통해 도 3과 같이 서로 접착 결합된다. 이때, 상기 두 장의 장벽시트층(13a, 13b)의 접착은 열융착 또는 고주파융착하여 냉각 겔 매트(100)의 흡수성 폴리머 고정부(26)를 형성한다. 이때, 상기 흡수성 폴리머 고정부(26)는 이웃하는 부분에 위치된 흡수성 폴리머층(16)의 상부에 중량감 있는 물체가 갑자기 놓여지는 경우 상기 흡수성 폴리머층(16)의 급격한 움직임을 저감시키는 역할을 한다.

도 2 및 도 3과 같이 겔화되어 평평하게 펼쳐지고 상면과 하면에 매시시트층(14a, 14b)이 부착된 흡수성 폴리머층(16)의 표면을 두 장의 장벽시트(13a, 13b)층으로 피복한다. 이때, 두 장의 장벽시트층(13a, 13b)의 폴리우레탄층(12a, 12b)의 면이 흡수성 폴리머층(16)을 향하게 한다.

이후, 두 장의 장벽시트층(13a, 13b)의 표면에서 흡수성 폴리머층(16)에 형성된 시트합지구멍(22)의 부분을 찾아 서로 맞닿게 한 후 초음파 또는 열융착하여 도 3과 같이 접착시킨다. 여기서 초음파 융착이라 함은 코로나 처리하여 접착하는 것을 의미한다.

상기와 같은 상태에서 냉각 겔 매트(100)의 4 둘레(테두리)를 봉제실(20)로 봉제한다. 이때, 4개의 둘레(테두리)의 절단면이 노출되지 않게 섬유 테두리 마감제(18)를 덧댄 후 꿰매는 것이 미관상 좋다.

본 발명에 따라 만들어진 냉각 겔 매트(100)는 흡수성 폴리머층(16)의 상면과 하면에 매시시트층(14a, 14b)을 부착하여 급격한 충격으로부터 변형되는 것을 1차로 방지하고, 상기 흡수성 폴리머층(16)을 봉입하는 장벽시트층(13a, 13b)의 중앙부분에 형성된 시트합지구멍(22)을 통해 두 장의 장벽시트층(13a, 13b)을 접착함으로써 상기 흡수성 폴리머층(16)이 봉입된 상태로 고정된다.

상기와 같이 구성된 냉각 겔 매트(100)는 침대 또는 매트리스의 상부에 펼쳐사용하는 패드(매트), 방석용 시트, 의자의 등받이용 시트로 이용될 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 냉각 겔 매트를 매트리스의 상부에 깔아 사용 시 체온을 저온상태로 유지하는 상태를 설명하는 도면이다. 이를 참조하여 체온을 낮추는 작용을 간략히 설명한다.

위와 같이 제조된 냉각 겔 매트(100)내의 흡수성 폴리머층(16)은 많은 양의 물을 포함하고 있기 때문에 음지에서는 체온(약 36도 5분)보다는 그 온도가 매우 낮다. 따라서 침대 또는 매트리스의 위에 본 발명에 따른 냉각 겔 매트(100)를 펼쳐 놓은 후, 들어 누우면 인체의 높은 온도는 냉각 겔 매트(100)로 전이되어 점차적으로 낮아진다.

이때, 냉각 겔 매트(100)의 사람이 신체와 접촉되지 않은 부분의 표면은 대기와 접촉하고 있어 인체로부터 전이되어 높아진 흡수성 폴리머층(16)의 온도가 대기로 전달되어 냉각 겔 매트(100)는 다시 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각 겔 매트(100)는 시원한 잠자리를 제공하는데 매우 유용하게 사용된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉각 겔 매트의 평면도.

도 2는 도 1에 도시된 냉각 겔 매트의 A-A선단면도.

도 3은 도 1에 도시된 냉각 겔 매트의 B-B선단면도.

도 4는 도 1에 도시된 매시 시트의 평면 구조도.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 냉각 겔 매트를 매트리스의 상부에 깔아 사용 시 체온을 저온상태로 유지하는 상태를 설명하는 도면.

《도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명》

10a, 10b : 장벽시트증, 12a, 12b : 폴리우레탄층,

14a, 14b : 매시시트증, 16 : 흡수성 폴리머층,

18 : 섬유 테두리 마감제, 20 : 봉제실,

22 : 시트합지구멍, 26 : 흡수성 폴리머 고정부,

100 : 냉각 겔 매트, 200 : 매트리스,

210 : 베개.

Claims (5)

1. 삭제
2. 냉각 겔 매트에 있어서, 외부와 접속하는 표면으로부터 섬유층과 폴리우레탄층이 순차적으로 적층 접착된 두 장의 장벽시트층과; 외부로 노출되지 않도록 상기 두 장의 장벽시트층 사이에 봉입된 흡수성 폴리머층과; 상기 흡수성 폴리머층의 상면과 하면에 각각 부착된 매시시트층과; 상기 흡수성 폴리머층 및 그 상면과 하면에 각각 부착된 매시시트층의 중심부에서 장방향으로 상하 관통 형성된 시트합지구멍을 구비하며, 상기 시트합지구멍의 위치에 대응하는 상기 두 장의 장벽시트층 내의 대향면이 접착되어 상기 두 장의 장벽 시트층의 내부에 봉입된 상기 흡수성 폴리머층의 두께를 균질하게 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각 겔 매트.
3. 제2항에 있어서, 상기 섬유층은 면과 폴리에스테르가 혼합된 것임을 특징으로 하는 냉각 겔 매트.
4. 삭제
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 매시시트층은 금속 또는 유리섬유 중에서 선택된 어느 하나로 그물망과 같은 다수의 구멍을 가지고 상기 흡수성 폴리머층의 상부 및 하부의 표면에 부착되는 것임을 특징으로 하는 냉각 겔 매트.

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