KR101191350B1 - 결합형 에어매트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조원가를 절감할 수 있고, 하판의 강도를 증가시키는 결합형 에어매트 및 그 제조방법을 개시한다.
본 발명은 탄성 및 유연성을 가질 수 있도록 합성수지에 가소제를 혼합한 제1수지조성물로 이루어지고 다수의 공기주머니가 구비된 쿠션부; 및 합성수지와, 상기 제1수지조성물에 혼합되는 가소제 혼합량의 50% 이하의 가소제와, 강성을 증가시키는 강성재를 혼합한 제2수지조성물로 이루어지고, 상기 쿠션부에 결합되는 하판으로 구성됨으로써, 하판의 제조원가를 절감하고 강도를 증가시킬 수 있도록 한 것이다.
또한 상기 제2수지조성물로 상기 하판을 제조하는 하판제조단계와, 상기 쿠션부를 성형할 수 있도록 일정 깊이의 홈 형태로 이루어진 공기주머니 성형홈이 소정의 간격으로 형성된 하부금형에 제1수지조성물을 주입하는 주입단계와, 상기 하부금형의 개구부를 상기 하판으로 복개하는 하판 결합단계와, 상기 하판의 상부에 상부금형을 얹고 상기 하부금형에 고정시키는 상부금형결합단계와, 상기 상부 및 하부 금형을 로테이션몰딩기를 통해 회전시킴으로서, 상기 제1수지조성물이 상기 공기주머니 성형홈의 내부면에 코팅됨과 동시에, 상기 하부판과 일체로 성형되도록 하는 로테이션 몰딩단계를 순차적으로 실시하여 결합형 에어매트를 제조할 수 있도록 한것이다.

Description

결합형 에어매트 및 그 제조방법{AIR MAT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 결합형 에어매트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하판의 제조원가를 절감함과 동시에 강도를 보강할 수 있도록 하는 결합형 에어매트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 에어 매트란 공기를 주입하여 내부에 형성된 공기압을 통해 적절한 쿠션이 이루어지도록 하여 그 위에서 휴식을 취하기 위한 도구로서, 휴대가 간편하고 설치장소에 구애를 덜 받는 장점으로 인해 널리 애용되고 있다.

이러한 일반적인 에어 매트는 다수의 공기주머니 형태로 이루어진 쿠션부와, 쿠션부의 하면에 접합되는 하판으로 구성된다. 그리고 쿠션부나 하판 일측에는 각 공기주머니 내부로 공기를 주입시키기 위한 공기주입공이 형성된다. 또한 각 공기주머니는 연통로를 통해서 상호 연통되어 공기주입공을 통해 주입된 공기가 연통로를 통해 각 공기주머니에 공급되도록 구성된다.

이러한 종래 에어매트는 일반적으로 슬러쉬몰딩을 통해 제작되어 왔는데, 그 과정은 다음과 같다.

우선 금형 내부에 플라스틱 수지를 충만 시킨 다음 프리히팅 시킨 후, 수지 중 일부가 금형 내부면에 필요한 두께로 코팅되었을 때 충만된 수지를 쏟고 일정 두께로 코팅된 수지층은 완전히 겔링시킨 후 냉각함으로써, 쿠션부를 먼저 제작한다.

그 후 쿠션부의 각 공기주머니를 상호 연통시키기 위한 연통로를 형성시키는 공정을 실시하고, 미리 제작된 하판을 상기 쿠션부와 접합시키기 위한 접합공정을 실시함으로서 완성하게 된다.

그런데 이처럼 슬러쉬몰딩을 이용한 종래 에어매트 제조방법은 쿠션부의 성형 시, 슬러쉬 몰딩의 특성상 금형의 상부가 개방된 상태에서 성형이 이루어짐으로 쿠션부의 성형이 완전히 끝난 뒤에만 하판을 쿠션부와 접합할 수가 있다.

따라서 쿠션부와 하판의 접합공정을 별도로 거쳐야지만 에어매트가 최종 완성되는 것이다. 특히 이러한 쿠션부와 하판의 접합공정은 대게 고주파접합이나 본딩접합을 통해 이루어지는데, 상기 고주파접합은 별도의 고주파접합기가 준비되어 있어야만하고 그 접합공정시간 또한 오래 소요되므로 제작공정이 지연될 밖에 없어, 결국 제품의 단가가 상승하는 문제점을 가져오게 된다.

특히 본딩접합은 상기 고주파접합처럼 공정시간이 오래 걸리는 것은 물론이고, 대부분 수작업으로 이루어짐으로 쿠션부와 하판의 견고한 접합이 이루어지기 힘들어 접합의 불량이 많이 발생되는 문제점이 있다. 또한 쿠션부의 공기주머니와 공기주머니사이에는 연통로를 형성시켜 각 공기주머니로 공기가 원활하게 들어갈 수 있도록 해야 하는데, 슬러쉬 몰딩은 그 특성상 아주 단순한 형상밖에 성형할 수없으므로 쿠션부의 연통로는 쿠션부의 성형이 완료된 후에 별도의 연통로 형성공정을 통해 형성시켜야만 한다. 따라서 그로인한 전체공정의 지연 및 제품의 단가가 상승되는 문제점이 있다.

또한, 슬러쉬 몰딩의 특성상 플라스티졸을 빼내게 되면 금형 내에 남아있는 각 공기주머니의 표면에 잔재물이 울퉁불퉁하게 남아있게 되고, 이러한 잔재물에 의해 공기주머니의 두께가 균일하게 형성되지 못해 사용중에 일측이 터지는 사고가 빈번하게 발생되었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 로테이션 몰딩법이 개발되어 사용되었다.

로테이션 몰딩법은 도 1에 도시된 바와 같이 먼저 금형 내에 수지조성물을 주입하고 덮개를 결합한 후 일정 궤도로 금형을 회전시킴에 따라, 회전과정에서 금형내의 수지조성물이 원심력에 의해 금형 내에 고르게 분포되어 쿠션부(1)가 형성됨과 동시에, 덮개 측으로도 이동되어 결국 하판(2)과 쿠션부(1)가 일체로 형성된 에어매트를 제조하는 방식으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래 구조의 에어매트리스의 쿠션부(1)와 하판(2)을 구성하는 수지조성물은 폴리염화비닐이나 합성 고무, 및 폴리우레탄과 같은 분발형태의 기본 합성수지에, 기본 합성수지의 열가소성을 증대시켜 고온에서의 성형이 원활하게 이루어지도록 하고 쿠션부(1)가 충분한 탄성 및 유연성을 지닐 수 있도록 하기 위해 가소제가 다량 혼합된 형태로 이루어진다.

가소제는 DINP(Diisonony1 phthalate)나 DNOP(di-n-octy1 phthalate), DIPI(Diisodecy1 phthalate)와 같은 프탈레이트계(phthalate)가 주로 사용된다.

쿠션부(1)가 고온에서 성형이 원활하게 이루어지도록 하고 성형 후에 충분한 탄성 및 유연성을 지닐 수 있도록 가소제는 대략 80~120 Phr을 주입한다. Phr은 "per hundred resin or parts per hundreds of rubber"의 약자로서 "고분자 100중량(eg. kg)"당 첨가되는 첨가제 중량(eg. kg)이다. 즉 고분자 100kg에 첨가제 1kg을 섞으면 1phr이 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 고가의 가소제를 다량 첨가하는 경우 제조원가가 증가되는 문제점이 있고, 로테이션 몰딩법의 특성상 쿠션부(1)와 동일한 재질로 이루어지는 하판(2)의 강성이 충분히 유지시키기 위해서는 충분한 두께를 유지해야 하므로 투입되는 수지조성물의 양이 증가되어 제조원가가 증가되는 문제점이 있다. 또한 종래에 하판(2)과 쿠션부(1)를 별도로 제작하여 결합시키는 경우에도 하판(2)과 쿠션부(1)의 결합력을 증가시키기 위해 동일한 재질을 사용하였기 때문에 제조원가가 증가되는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 쿠션부의 재질과 하판의 재질을 달리하여 제조원가를 절감할 수 있도록 함과 동시에 하판과 쿠션부의 결합력이 증가될 수 있도록 하는 결합형 에어매트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하판의 재질을 개선하여 강성을 증가시킴으로써 두께를 줄일 수 있도록 하는 결합형 에어매트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 결합형 에어매트는 탄성 및 유연성을 가질 수 있도록 합성수지에 가소제를 혼합한 제1수지조성물로 이루어지고 다수의 공기주머니가 구비된 쿠션부; 및 합성수지와, 상기 제1수지조성물에 혼합되는 가소제 혼합량의 75% 이하의 가소제와, 강성을 증가시키는 강성재를 혼합한 제2수지조성물로 이루어지고, 상기 쿠션부에 결합되는 하판; 을 포함하여 구성된다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 하판은 상기 가소제가 20~70Phr 만큼 혼합된 수지조성물로 이루어진다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 강성재는 활석, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카, 석영, Glass fiber, 산화안티몬(Sb₂O₃) 및 티탄산 바륨으로 이루어진다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 하판의 두께는 약 2~1.2mm로 이루어진다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 결합형 에어매트를 제조하는 제조방법으로서, 상기 제2수지조성물로 상기 하판을 제조하는 하판제조단계; 상기 쿠션부를 성형할 수 있도록 일정 깊이의 홈 형태로 이루어진 공기주머니 성형홈이 소정의 간격으로 형성된 하부금형에 제1수지조성물을 주입하는 주입단계; 상기 하부금형의 개구부를 상기 하판으로 복개하는 하판 결합단계; 상기 하판의 상부에 상부금형을 얹고 상기 하부금형에 고정시키는 상부금형결합단계; 및 상기 상부 및 하부 금형을 로테이션몰딩기를 통해 회전시킴으로서, 상기 제1수지조성물이 상기 공기주머니 성형홈의 내부면에 코팅됨과 동시에, 상기 하부판과 일체로 성형되도록 하는 로테이션 몰딩단계; 를 순차적으로 실시하여 결합형 에어매트를 제조한다.

또한, 보다 바람직하게는, 상기 주입단계에서는 상기 하부금형에 형성된 공기주머니 성형홈을 서로 연통시키는 절개홈에, 관 형상으로 이루어져 각각의 공기주머니를 연통시키는 연통부재를 설치하는 연통부재 설치단계; 가 먼저 실시된다.

이와 같이 본 발명에 의한 결합형 에어매트는 쿠션부를 구성하는 제1수지조성물과 하판을 구성하는 제2수지조성물의 성분을 달리함으로써, 가소제의 사용량을 줄여 제조원가를 절감하는 효과가 있다.

또한 제2수지조성물에 강성재를 포함시켜 강도를 증가시킴으로써, 하판의 두께를 감소시킬 수 있어 조립성이 향상되고 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

도 1은 종래 구조의 결합형 에어매트를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 결합형 에어매트를 도시한 단면도,
도3 내지 도 7은 결합형 에어매트의 제조과정을 도시한 단면도로서,
도 3은 하판 제조단계를 도시한 단면도,
도 4는 주입단계를 도시한 단면도,
도 5는 하판 결합단계를 도시한 단면도,
도 6은 상부금형결합 및 로테이션 몰딩단계를 도시한 단면도,
도 7은 금형제거단계를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예인 결합형 에어매트 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 결합형 에어매트를 도시한 단면도이고, 도3 내지 도 7은 결합형 에어매트의 제조과정을 도시한 단면도로서, 도 3은 하판 제조단계를 도시한 단면도이고, 도 4는 주입단계를 도시한 단면도이고, 도 5는 하판 결합단계를 도시한 단면도이고, 도 6은 상부금형결합 및 로테이션 몰딩단계를 도시한 단면도이고, 도 7은 금형제거단계를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 결합형 에어매트는 로테이션 몰딩법을 이용하여 다수의 공기주머니가 구비된 쿠션부(11)에 별도로 제작한 하판(12)을 결합하는 방법으로 제조된다.

쿠션부(11)는 다수개의 공기주머니(11a)와, 각각의 공기주머니(11a)를 연통하는 연통로(11b)로 이루어지며, 도시되진 않았지만 일측 끝단에 형성된 공기주머니(11a)에는 외부와 연통되는 공기주입구가 형성된다. 쿠션부(11)는 탄성 및 유연성을 가질 수 있도록 합성수지에 가소제를 첨가한 제1수지조성물로 이루어진다. 제1수지조성물에 포함되는 가소제의 일반적으로 80~120Phr 정도 혼합된다.

하판(12)은 쿠션부(11)의 개구부를 복개하는 평판 형상으로 이루어진다. 하판(12)은 합성수지에 가소제와 강성재를 혼합한 제2수지조성물로 이루어진다. 제2수지조성물에 포함되는 가소제는 제1수지조성물에 포함되는 가소제의75% 이하로 혼합된다. 제2수지조성물에는 가소제가 20~70Phr 정도 혼합되는 것이 바람직하다. 강성재는 하판(12)의 강도를 증가시키는 재질로 이루어지며 활석, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카, 석영, Glass fiber, 산화안티몬(SB₂O₃) 및 티탄산 바륨이나 돌가루 같은 저가의 강도가 높은 재질로 이루어진다. 하판(12)에 강성재가 포함되어 강도가 증가되므로 그 두께를 2~1.2mm 까지 줄일 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 결합형 에어매트를 제조하는 과정은 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이 제2수지조성물로 하판(12)을 제조하는 하판제조단계를 실시한다. 제2수지조성물에 함유되는 가소제는 제1수지조성물에 함유되는 가소제의 70% 이하 정도의 양이 혼합되어 탄성 및 유연성은 감소되는 대신 강성재가 혼합되어 강도가 증가된 하판(12)을 제조할 수 있게 된다. 또한 하판(12)의 강도가 증가되므로 두께를 2.0mm 이하인 1.2mm 정도까지 축소할 수 있게 된다. 강성재의 량을 증가시켜 강도를 증가시킨 다면 1.2mm 이하로도 그 두께를 축소할 수 있지만, 예시한 바와 같이 1.5mm 정도의 두께로 제조하는 것이 가장 바람직하다.

하판(12)을 제조한 후에는 도 4에 도시된 바와 같이 쿠션부(11)를 성형할 수 있도록 일정 깊이의 홈 형태로 이루어진 공기주머니 성형홈(21)과 공기주머니 성형홈(21)을 연결하는 절개홈(22)이 형성된 하부금형(20)에 제1수지조성물(11c)을 주입하는 주입단계를 실시한다. 이때 주입단계가 진행되기 전에 절개홈(22)에 관 형상으로 이루어져 각각의 공기주머니(11a)를 연통시키는 연통부재(23)를 설치하는 연통부재 설치단계를 진행한다.

제1수지조성물(11c)을 주입한 후에는 하부금형(20)의 개구부를 하판(12)으로 복개하는 하판 결합단계를 실시하고, 그 상태로 하판(12) 상부에 상부금형(30)을 얹고, 상부금형(30)과 하부금형(20)을 결합하여 고정시킨다.

상기와 같이 상부금형(30)과 하부금형(20)을 결합시킨 후에는 상부 및 하부금형(30, 20)을 로테이션 몰딩기를 통해 회전시키면서 로테이션 몰딩을 시작한다. 로테이션 몰딩이 진행되면 상부금형(30) 및 하부금형(20)이 회전되면서 공기주머니 성형홈(21)에 주입된 제1수지조성물(11c)이 공기주머니 성형홈(21)의 내부면을 따라 코팅됨과 동시에 하판(12)과 일체로 결합된다.

로테이션 몰딩작업이 완료되면 냉각을 거친 후에 도 7에 도시된 바와 같이 상부금형(30)과 하부금형(20)을 분리하고 성형이 완료된 에어매트(10)를 분리시켜 작업을 완료한다.

이와 같이 본 발명에 의한 결합형 에어매트는 고가의 재질인 가소제의 함유량을 30~50Phr 정도로 줄이는 대신 강성재를 혼합하여 제조원가를 절감하는 것을 특징으로 한다. 이때 강성재는 탄산칼슘, CaCo₃ 및 돌가루와 같은 저가의 강도가 높은 재질로 이루어진다.

하판(12)의 강도가 증가되므로 그 두께를 1.2mm 정도까지 줄일 수 있어, 제조원가를 절감함과 동시에 열전달이 활발하게 이루어져 쿠션부(11)와의 결합력도 증가하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

11 : 쿠션부 11c : 제1수지조성물
12 : 하판 20 : 하부금형
30 : 상부금형

Claims (6)

1. 탄성 및 유연성을 가질 수 있도록 합성수지에 가소제를 혼합한 제1수지조성물로 이루어지고 다수의 공기주머니가 구비된 쿠션부; 및
   합성수지와, 상기 제1수지조성물에 혼합되는 가소제 혼합량의 0%를 제외한75% 이하에 해당되는 양의 가소제와, 강성을 증가시키는 강성재를 혼합한 제2수지조성물로 이루어지고, 상기 쿠션부에 결합되는 하판; 을 포함하고,
   상기 강성재는 활석, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카, 석영, Glass fiber, 산화안티몬(Sb₂O₃) 및 티탄산 바륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 성분을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 결합형 에어매트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하판은 상기 가소제가 20~70Phr 만큼 혼합된 수지조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 결합형 에어매트.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 하판의 두께는 1.2~2mm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 결합형 에어매트.
5. 제 1항의 결합형 에어매트를 제조하는 제조방법으로서,
   제2수지조성물로 하판을 제조하는 하판제조단계;
   쿠션부를 성형할 수 있도록 일정 깊이의 홈 형태로 이루어진 공기주머니 성형홈이 소정의 간격으로 형성된 하부금형에 제1수지조성물을 주입하는 주입단계;
   상기 하부금형의 개구부를 상기 하판으로 복개하는 하판 결합단계;
   상기 하판의 상부에 상부금형을 얹고 상기 하부금형에 고정시키는 상부금형결합단계; 및
   상기 상부 및 하부 금형을 로테이션 몰딩기를 통해 회전시킴으로서, 상기 제1수지조성물이 상기 공기주머니 성형홈의 내부면에 코팅됨과 동시에, 상기 하판과 일체로 형성되도록 하는 로테이션 몰딩단계; 를 순차적으로 실시하여 결합형 에어매트를 제조하는 것을 특징으로 하는 결합형 에어매트 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 주입단계에서는
   상기 하부금형에 형성된 공기주머니 성형홈을 서로 연통시키는 절개홈에, 관 형상으로 이루어져 각각의 공기주머니를 연통시키는 연통부재를 설치하는 연통부재 설치단계; 가 먼저 실시되는 것을 특징으로 하는 결합형 에어매트 제조방법.

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