KR101529133B1 - 3차원 벨로우즈 용착방법 및 그 용착장치 및 그 벨로우즈 - Google Patents

3차원 벨로우즈 용착방법 및 그 용착장치 및 그 벨로우즈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3차원 벨로우즈 용착방법 및 그 용착장치 및 그 벨로우즈에 관한 것으로, 제조될 단위셀들의 갯수만큼 단위셀소재, 제2접착방해필름, 다른 단위셀소재, 제1접착방해필름을 반복적으로 적층시키고, 적층된 단위셀소재들, 제1접착방해필름들에 구멍둘레용착히터가 설치된 구멍가공커터를 가압하여서 단위셀소재들에 통기구멍을 형성시킨 후 통기구멍 둘레를 가열하므로 제1접착방해필름으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재의 통기구멍 주변을 서로 용착시키며, 적층된 단위셀소재들의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재 및 공기주입구가 구비된 제2마감단위셀소재를 위치시켜서 단위셀들의 양측을 마감한 후. 외곽가공커터를 가압하여서 단위셀들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재, 단위셀소재들, 제2마감단위셀소재를 커팅 및 커팅된 둘레를 가열하므로 제2접착방해필름으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재의 외곽 주변을 서로 용착시켜서 구비된다.
따라서, 두 번의 펀칭 작업만으로 다수의 단위셀들이 제조되고 이 단위셀들이 서로 접합될 뿐 아니라 그 단위셀들의 내부가 서로 연결되므로 양산이 가능하고, 제조단가를 크게 절감할 수 있다.

Description

3차원 벨로우즈 용착방법 및 그 용착장치 및 그 벨로우즈{Three dimensions bellows welding method and the welding device and the bellows}
본 발명은 3차원 밸로우즈 용착방법 및 그 용착장치 및 그 밸로우즈에 관한 것으로서, 더 상세하게는 두 번의 열용착 작업에 의해 적층된 복수의 단위셀소재들이 서로 연결되어 복수의 단위셀들로 이루어진 벨로우즈가 형성되며 이 단위셀들이 배플로 연결될 뿐 아니라 복수의 단위셀들의 내부가 서로 연결되는 3차원 밸로우즈 용착방법 및 그 용착장치 및 그 밸로우즈에 관한 것이다.
일반적으로, 에어 매트리스는 에어 주입에 따른 팽창 및 에어 배출에 따른 접힘 보관이 용이하여, 가정에서 취침용 침대으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 캠핑장소의 바닥재, 의료용 베드, 선박내 협소한 휴식공간, 야외 쉼터, 몰놀이 용도 등 다양한 장소에서 편리하게 사용되고 있다.
에어 매트리스의 사용에 있어서, 가장 큰 문제는 매트리스 전체 면적중 하중을 받는 특정 부분이 함몰되지 않고, 매트리스 전체 면적에 걸쳐 하중을 분산시키면서 신체 등을 받쳐줄 수 있는지 여부에 있고, 또한 에어의 주입 및 배출이 원할하게 이루어지는 여부에 있다 할 것이다.
일반적인 종래의 에어 매트리스 구조는, 전체적으로 내부가 하나의 단일공간(단일 셀)으로 되어 있고, 단일 공간 내에 다수개의 배플이 등간격으로 부착된 구조로 되어 있다.
배플의 구성을 보면, 에어 매트리스의 단일공간 내의 상부면 및 하부면에 각각 접착제로 접착되는 메인배플과, 메인배플의 상단 일측면 및 단일공간의 상부면에 접착되는 상부 보조배플과, 메인배플의 하단 일측면 및 단일공간의 하부면에 접착되는 하부 보조배플로 구성되어 있다.
이러한 배플은 에어 매트리스의 단일공간 내에 에어 주입시 매트리스의 상단 및 하단을 잡아주면서 에어가 상하방향으로 계속 팽창하는 것을 막아주는 역할을 한다.
그러나, 이와 같은 종래의 에어 매트리스는 그 내부가 단일공간으로 되어 있기 때문에, 에어 매트리스의 특정 영역에 외압(예를 들어, 신체 하중)이 작용하게 되면, 에어 매트리스내의 에어는 외압이 작용하는 특정 영역을 제외한 나머지 영역쪽으로 몰리게 되고, 이에 에어 매트리스의 특정 영역이 집중적으로 함몰되어 사용자의 신체를 고르게 그리고 탄력적으로 지지해주지 못하는 단점이 있다.
또한, 에어 매트리스의 내면에서 그 상하면에 다수의 배플을 일일이 수작업으로 접착시킴에 따라, 작업 공수가 너무 많이 들어가고, 작업 시간이 오래 걸려 작업성이 크게 떨어지며, 그에 따라 대량생산을 위한 생산성이 떨어질 수 밖에 없고, 제조 원가 상승을 초래하는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 에어 매트리스 및 이것의 제조 장치 및 방법(특허 출원 제10-2011-0143626호)를 개발한 바 있다.
이와 같은 에어 메트리스는 상부커버부재 원단 및 하부커버부재 원단을 상호간에 일정한 간격으로 유지시키며 일방향으로 공급하고, 상부커버부재 원단 및 하부커버부재 원단에 일정 간격의 배플형성홀을 관통 형성시키며, 상부 및 하부커버부재의 배플형성홀에 일정 길이의 배플용 심지를 관통 삽입한다.
그리고, 상부 및 하부커버부재의 배플형성홀을 관통하여, 상부 및 하부커버부재의 외표면으로 돌출된 배플용 심지의 상단 및 하단부를 상부 및 하부커버부재의 외표면에 접착시키며, 상부 및 하부커버부재의 테두리 부분을 재봉한 후, 상부 및 하부커버부재의 내부에 존재하는 배플용 심지 사이로 다수의 에어튜브를 내장시킨다.
그런데 이러한 종래의 에어 매트리스는 상술한 바와 같이 상부커버부재 원단 및 하부커버부재 원단에 각각 배플형성홀을 형성시키는 단계, 배플형성홀에 배플용 심지를 끼우는 단계, 배플용 심지의 상하단을 상부커버부재 원단 및 하부커버부재 원단에 접착시키는 단계, 상부커버부재 및 하부커버부재의 테두리를 재봉하는 단계, 배플용 심지 사이에 에어튜브를 내장시키는 단계 등 여러 단계들에 의해 에어 매트리스가 제조되므로 제조 공정이 여전히 복잡하였으며, 이에 따라 제조 단가가 상승되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 종래의 열용착 방법은 고주파, 초음파, 인덕션 히터를 이용한 XY 평면에 상하로 열을 전달하는 방법으로, 복수의 적층된 모재들이 동시에 용착되거나 두꺼운 모재의 용착에는 한계가 있다.
즉, 종래의 열용착 방법은 열을 Z방향인 수평으로 전달하는 방법이 아니므로, 복수의 적층된 모재들을 한번에 용착시키거나, 두꺼운 모재를 용착시키기에는 한계가 있다.
대한민국 특허출원 제10-2011-0143626호
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 열을 Z방향인 수평으로 전달함으로써 복수의 적층된 모재들을 용착시키므로 두 번의 열용착 작업으로 복수의 단위셀들이 제조되고 이 단위셀들이 배플로 연결될 뿐 아니라 복수의 단위셀들의 내부가 서로 연결되도록 한 3차원 벨로우즈 용착방법 및 그 용착장치 및 그 벨로우즈를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 밸로우즈는, 단위셀들의 최외측 양면 중 일면에 구비되어서 단위셀들의 최외측 일면을 마감하는 제1마감단위셀소재; 제조될 단위셀들의 갯수에 맞게 제1마감단위셀소재의 상부면에 복수개 적층되며 각각 통기구멍이 형성된 단위셀소재들; 단위셀들의 최외측 양면 중 다른 한면에 구비되어서 단위셀들의 최외측 다른 한면을 마감하는 제2마감단위셀소재; 제2마감단위셀소재에 구비되어서 각각의 단위셀 내부에 공기를 주입하거나 주입된 공기를 배출시키는 공기주입구; 단위셀소재의 통기구멍 둘레에 위치되되, 단위셀소재들 사이마다 매번 구비되지 않고 한칸 건너서 위치되며, 통기구멍 둘레가 가열될 시 상하로 인접한 두 단위셀소재의 통기구멍 둘레가 열용착되는 것을 방해하는 제1접착방해필름들; 단위셀소재의 외곽 둘레에 위치되되, 단위셀소재들 사이마다 매번 구비되지 않고 제1접착방해필름들이 위치되지 않은 단위셀소재들 사이에 위치되도록 한칸 건너서 위치되며, 단위셀소재의 외곽 둘레가 가열될 시 상하로 인접한 두 단위셀소재의 외곽 둘레가 열용착되는 것을 방해하는 제2접착방해필름들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 밸로우즈 용착장치는, 두장의 단위셀소재, 제1접착방해필름, 다른 두장의 단위셀소재가 반복 적층된 부분을 펀칭하여서 단위셀소재들, 제1접착방해필름에 통기구멍을 형성시키는 구멍가공커터; 구멍가공커터에 설치되어서 구멍가공커터를 가열하고 구멍가공커터를 통해 펀칭된 통기구멍 둘레에 열을 전달하여서 제1접착방해필름으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재의 통기구멍 주변을 서로 용착시키는 구멍둘레용착히터; 구멍가공커터의 일측에 설치되고, 단위셀들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재, 단위셀소재들, 제2접착방해필름, 제2마감단위셀소재의 둘레를 커팅하는 외곽가공커터; 외곽가공커터에 설치되어서 외곽가공커터를 가열하고 외곽가공커터를 통해 펀칭된 제1마감단위셀소재, 단위셀소재들, 제2마감단위셀소재의 외곽에 열을 전달하여서 제2접착방해필름으로 차단되지 않은 제1마감단위셀소재, 단위셀소재, 제2마감단위셀소재의 외곽 주변을 서로 용착시키는 외곽용착히터를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상술한 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 밸로우즈 용착방법은, (a), 단위셀의 일면을 이루는 단위셀소재를 준비하고, (b), 단위셀의 외곽을 이룰 단위셀소재 위에 제2접착방해필름을 안착시키며, (c), 제2접착방해필름 위에 다른 단위셀소재를 안착시키고, (d), 통기구멍이 형성될 다른 단위셀소재 위에 제1접착방해필름을 안착시키며, (e), 제조될 단위셀들의 갯수만큼 (a) 내지 (d)의 단계를 반복하여서 단위셀소재, 제2접착방해필름, 다른 단위셀소재, 제1접착방해필름을 순차적으로 적층시키고, (f), 적층된 단위셀소재들, 제1접착방해필름들에 구멍둘레용착히터가 설치된 구멍가공커터를 가압하여서 단위셀소재들에 통기구멍을 형성시키며, (g), 구멍둘레용착히터로 구멍가공커터를 가열하여서 통기구멍 둘레를 가열하므로 제1접착방해필름으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재의 통기구멍 주변을 서로 용착시키고, (h), 적층된 단위셀소재들의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재 및 공기주입구가 구비된 제2마감단위셀소재를 위치시켜서 단위셀들의 양측을 마감하며, (i), 적층된 제1마감단위셀소재, 단위셀소재들, 제2접착방해필름들, 제2마감단위셀소재에 외곽용착히터가 설치된 외곽가공커터를 가압하여서 단위셀들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재, 단위셀소재들, 제2마감단위셀소재를 커팅시키고, (j), 외곽용착히터로 외곽가공커터를 가열하여서 커팅된 제1마감단위셀소재, 단위셀소재들, 제2마감단위셀소재의 둘레를 가열하므로 제2접착방해필름으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재의 외곽 주변을 서로 용착시켜서 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같은 본 발명은, 제조될 단위셀들의 갯수만큼 단위셀소재, 제2접착방해필름, 다른 단위셀소재, 제1접착방해필름을 반복적으로 적층시키고, 적층된 단위셀소재들, 제1접착방해필름들에 구멍둘레용착히터가 설치된 구멍가공커터를 가압하여서 단위셀소재들에 통기구멍을 형성시킨 후 통기구멍 둘레를 가열하므로 제1접착방해필름으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재의 통기구멍 주변을 서로 용착시키며, 적층된 단위셀소재들의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재 및 공기주입구가 구비된 제2마감단위셀소재를 위치시켜서 단위셀들의 양측을 마감한 후. 외곽가공커터를 가압하여서 단위셀들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재, 단위셀소재들, 제2마감단위셀소재를 커팅 및 커팅된 둘레를 가열하므로 제2접착방해필름으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재의 외곽 주변을 서로 용착시켜서 구비된다. 따라서, 단위셀소재, 제1접착방해필름, 제2접착방해필름, 제1마감단위셀소재, 제2마감단위셀소재 적층 작업과 통기구멍 펀칭 작업 및 외곽 펀칭 작업에 의해 다수의 단위셀들 형성 및 단위셀들의 접착, 그리고 단위셀들의 내부공간이 연통된다. 그러므로 두 번의 펀칭 작업만으로 다수의 단위셀들이 제조되고 이 단위셀들이 서로 접합될 뿐 아니라 그 단위셀들의 내부가 서로 연결되므로 양산이 가능하고, 제조단가를 크게 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 3차원 밸로우즈를 제조하기 위한 셀소재들 및 필름들의 일부를 분리하여 보인 개략적 단면도
도 2는 도 1의 셀소재들 및 필름들을 밀착시킨 상태를 보인 개략적 단면도
도 3은 통기구멍을 형성하기 위한 구멍가공커터를 보인 개략적 단면도
도 4는 구멍가공커터 및 구멍둘레용착히터가 작동되어서 통기구멍이 형성된 후 제1접착방해필름이 구비되지 않아서 서로 맞닿은 단위셀소재들의 통기구멍 둘레에 구멍둘레용착부가 형성된 상태를 보인 개략적 단면도
도 5는 도 4의 양면에 제1마감단위셀소재 및 제2마감단위셀소재가 위치된 상태를 보인 개략적 단면도
도 6은 제1마감단위셀소재 및 제2마감단위셀소재가 밀착되고 단위셀의 형태에 맞게 외곽이 커팅되기 위한 상태를 보인 개략적 단면도
도 7은 단위셀소재의 둘레가 커팅된 후 제2접착방해필름이 구비되지 않아서 서로 맞닿은 단위셀소재들의 외곽 둘레에 외곽용착부가 형성된 상태를 보인 개략적 단면도
도 8은 제조 완료된 상태를 보인 개략적 사시도
도 9는 단위셀들에 공기를 주입하는 상태를 보인 개략적 사시도
도 10은 도 9의 단면도
도 11은 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략적 단면도
도 12는 구멍가공커터에 의해 통기구멍이 형성된 후 통기구멍 둘레가 용착된 상태를 보인 개략적 단면도
도 13은 단위셀이 다수개 적층된 상태를 보인 개략적 사시도
도 14는 하나의 단위셀 내부에 공기가 충전된 상태를 보인 개략적 단면도
도 15는 본 발명의 다른 실시예들을 보인 개략적 평면도들
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 3차원 밸로우즈를 제조하기 위한 셀소재들 및 필름들의 일부를 분리하여 보인 개략적 단면도이고, 도 2는 도 1의 셀소재들 및 필름들을 밀착시킨 상태를 보인 개략적 단면도이며, 도 3은 통기구멍을 형성하기 위한 구멍가공커터를 보인 개략적 단면도이다. 도 4는 구멍가공커터 및 구멍둘레용착히터가 작동되어서 통기구멍이 형성된 후 제1접착방해필름이 구비되지 않아서 서로 맞닿은 단위셀소재들의 통기구멍 둘레에 구멍둘레용착부가 형성된 상태를 보인 개략적 단면도이고, 도 5는 도 4의 양면에 제1마감단위셀소재 및 제2마감단위셀소재가 위치된 상태를 보인 개략적 단면도이며, 도 6은 제1마감단위셀소재 및 제2마감단위셀소재가 밀착되고 단위셀의 형태에 맞게 외곽이 커팅되기 위한 상태를 보인 개략적 단면도이다. 도 7은 단위셀소재의 둘레가 커팅된 후 제2접착방해필름이 구비되지 않아서 서로 맞닿은 단위셀소재들의 외곽 둘레에 외곽용착부가 형성된 상태를 보인 개략적 단면도이고, 도 8은 제조 완료된 상태를 보인 개략적 사시도이며, 도 9는 단위셀들에 공기를 주입하는 상태를 보인 개략적 사시도이고, 도 10은 도 9의 단면도이다.
본 발명의 3차원 밸로우즈에는 다수의 단위셀(10)들이 두 번의 펀칭작업에 의해 서로 용착된 상태로 구비되는바, 이러한 단위셀(10)들은, 단위셀소재(20)들, 제1접착방해필름(30), 제2접착방해필름(40), 제1마감단위셀소재(50), 제2마감단위셀소재(60)로 이루어진다.
단위셀소재(20)는, 제조될 단위셀(10)들의 갯수에 맞게 제1마감단위셀소재(50)의 상부면에 복수개 적층되며 각각 통기구멍(21)이 형성되어 있다.
제1접착방해필름(30)은, 단위셀소재(20)의 통기구멍(21) 둘레에 위치되되, 단위셀소재(20)들 사이마다 매번 구비되지 않고 한칸 건너서 위치되며, 통기구멍(21) 둘레가 가열될 시 상하로 인접한 두 단위셀소재(20)의 통기구멍(21) 둘레가 열용착되는 것을 방해한다.
이러한 제1접착방해필름(30)은, 도 1에 도시한 바와 같이 후술할 제2접착방해필름(40)과 번갈아 가면서 단위셀소재(20)들 사이에 구비되는 바, 제2접착방해필름(40)이 하측으로부터 첫번째 및 두번째 단위셀소재(20) 사이에 구비되면 제1접착방해필름(30)은 두번째 및 세번째 단위셀소재(20) 사이에 구비되며, 이와 같이 단위셀소재(20)의 갯수에 맞게 제1접착방해필름(30) 및 제2접착방해필름(40)이 단위셀소재(20)들 사이에 번갈아 가면서 위치된다.
제2접착방해필름(40)은, 단위셀소재(20)의 외곽 둘레에 위치되되, 단위셀소재(20)들 사이마다 매번 구비되지 않고 제1접착방해필름(30)들이 위치되지 않은 단위셀소재(20)들 사이에 위치되도록 한칸 건너서 위치되며, 단위셀소재(20)의 외곽 둘레가 가열될 시 상하로 인접한 두 단위셀소재(20)의 외곽 둘레가 열용착되는 것을 방해한다.
이러한 제2접착방해필름(40)은, 도 1에 도시한 바와 같이 제1접착방해필름(30)과 번갈아 가면서 단위셀소재(20)들 사이에 구비되는 바, 제2접착방해필름(40)이 하측으로부터 첫번째 및 두번째 단위셀소재(20) 사이에 구비되면 제1접착방해필름(30)은 두번째 및 세번째 단위셀소재(20) 사이에 구비되며, 이와 같이 단위셀소재(20)의 갯수에 맞게 제1접착방해필름(30) 및 제2접착방해필름(40)이 단위셀소재(20)들 사이에 번갈아 가면서 위치된다.
제1마감단위셀소재(50)는, 단위셀(10)들의 최외측 양면 중 일면에 구비되어서 단위셀(10)들의 최외측 일면을 마감한다.
제2마감단위셀소재(60)는, 단위셀(10)들의 최외측 양면 중 다른 한면에 구비되어서 단위셀(10)들의 최외측 다른 한면을 마감한다. 따라서 제1마감단위셀소재(50) 및 제2마감단위셀소재(60)에 의해 단위셀들의 최외측 양면이 마감되므로 단위셀(10)들 사이의 공간이 밀폐된다.
공기주입구(61)는 제2마감단위셀소재(60)에 구비되어서 각각의 단위셀(10) 내부에 공기를 주입하거나 주입된 공기를 배출시키게 된다.
이러한 본 발명의 3차원 벨로우즈용 단위셀(10)들은 3차원 밸로우즈 용착장치에 의해 제조된다. 이 3차원 밸로우즈 용착장치는 구멍가공커터(70), 구멍둘레용착히터(80), 외곽가공커터(90), 외곽용착히터(100)를 포함하여 이루어진다.
구멍가공커터(70)는, 두장의 단위셀소재(20), 제1접착방해필름(30), 다른 두장의 단위셀소재(20)가 반복 적층된 부분을 펀칭하여서 단위셀소재(20)들, 제1접착방해필름(30)에 통기구멍(21)을 형성시킨다.
구멍둘레용착히터(80)는, 구멍가공커터(70)에 설치되어서 구멍가공커터(70)를 가열하고 구멍가공커터(70)를 통해 펀칭된 통기구멍(21) 둘레에 열을 전달하여서 제1접착방해필름(30)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 통기구멍 주변을 서로 용착시킨다.
도 4는 구멍가공커터(70) 및 구멍둘레용착히터(80)가 작동되어서 통기구멍(21)이 형성된 후 통기구멍(21) 둘레에 구멍둘레용착부(11)가 형성된 상태를 보인 개략적 단면도이다.
구멍가공커터(70)가 작동되어서 단위셀소재(20)들, 제1접착방해필름(30)이 펀칭되면 이들에 통기구멍(21)들이 형성된다. 구멍가공커터(70)가 펀칭된 후 구멍둘레용착히터(80)가 작동되어서 펀칭된 통기구멍(21) 둘레를 가열하면 통기구멍(21) 둘레가 용융된다.
이때, 두번째 및 세번째 단위셀소재(20)들의 통기구멍(21) 주변은 제1접착방해필름(30)에 의해 차단된 상태이다. 따라서 구멍둘레용착히터(80)에 의해 통기구멍(21)이 용융되어도 두번째 및 세번째 단위소재들의 통기구멍(21) 주변은 서로 용착되지 않는다.
이에 반해 첫번째 및 두번째 단위셀소재(20)들의 통기구멍(21) 주변과 세번째 및 네번째 단위셀소재(20)들의 통기구멍(21) 주변은 제1접착방해필름(30)에 의해 차단된 상태가 아니다. 따라서 통기구멍(21) 주변이 용융될 시 서로 용착되면서 이들 사이에는 구멍둘레용착부(11)가 형성된다.
외곽가공커터(90)는, 구멍가공커터(70)의 일측에 설치되고, 단위셀(10)들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2접착방해필름(40), 제2마감단위셀소재(60)의 둘레를 커팅한다.
외곽용착히터(100)는, 외곽가공커터(90)에 설치되어서 외곽가공커터(90)를 가열하고 외곽가공커터(90)를 통해 펀칭된 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2마감단위셀소재(60)의 외곽에 열을 전달하여서 제2접착방해필름(40)으로 차단되지 않은 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20), 제2마감단위셀소재(60)의 외곽 주변을 서로 용착시킨다.
도 7은 단위셀소재(20)의 둘레가 커팅된 후 커팅된 단위셀소재(20)의 외곽에 외곽용착부(12)가 형성된 상태를 보인 개략적 단면도이다.
외곽가공커터(90)가 작동되어서 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2접착방해필름(40), 제2마감단위셀소재(60)가 펀칭되면 단위셀(10)의 외곽을 따라 이들의 둘레가 커팅된다.
외곽가공커터(90)가 펀칭된 후 외곽용착히터(100)가 작동되어서 펀칭된 제1마감단위셀소재(50), 제2마감단위셀소재(60), 단위셀소재(20)들의 외곽을 가열하면 커팅된 외곽 부분이 용융된다. 이때, 제2접착방해필름(40)이 위치된 상하측의 단위셀소재(20)들은 그 외곽이 용융되어도 서로 용착되지 않는다.
이에 반해 제2접착방해필름(40)이 구비되지 않아서 서로 맞닿은 상태의 두 면의 외곽 부분은 용융되면서 서로 용착된다.
도 7을 참조하여서 서로 용착되는 부분과 용착되지 않는 부분을 설명하면 다음과 같다.
제1마감단위셀소재(50) 및 그 상측의 단위셀소재(20) 사이에는 제2접착방해필름(40)이 구비되지 않으므로 외곽 부분이 가열될 시 서로 용착된다.
첫번째 단위셀소재(20) 및 두번째 단위셀소재(20)과, 세번째 단위셀소재(20) 및 네번째 단위셀소재(20) 사이에는 제2접착방해필름(40)이 구비되므로 이들의 외곽 부분이 용융되어도 서로 용착되지 않는다.
반면에 두번째 단위셀소재(20) 및 세번째 단위셀소재(20) 사이에는 제2접착방해필름(40)이 구비되지 않으므로 외곽 부분이 가열될시 서로 용착된다.
그리고, 네번째 단위셀소재(20) 및 제2마감단위셀소재(60) 사이에는 제2접착방해필름(40)이 구비되지 않으므로 외곽 부분이 가열될시 서로 용착된다.
이러한 본 발명의 3차원 벨로우즈는 다음과 같이 제조된다.
먼저, 단위셀(10)의 일면을 이루는 단위셀소재(20)들을 준비한다.
단위셀소재(20)들이 준비되면 단위셀(10)의 외곽을 이룰 단위셀소재(20) 위에 제2접착방해필름(40)을 안착시킨다.
그리고 제2접착방해필름(40) 위에 다른 단위셀소재(20)를 안착시킨다.
단위셀소재(20), 제2접착방해필름(40), 다른 단위셀소재(20)가 순차적으로 안착되면 통기구멍(21)이 형성될 다른 단위셀소재(20) 위에 제1접착방해필름(30)을 안착시킨다.
이러한 본 발명은 제조될 단위셀(10)들의 갯수만큼 상술한 적층구조를 반복적으로 적층시켜서 단위셀(10)들의 갯수를 증가시킬 수 있다. 즉, 제조할 단위셀(10)들의 갯수에 맞게 단위셀소재(20), 제2접착방해필름(40), 다른 단위셀소재(20), 제1접착방해필름(30)을 반복적으로 적층시킬 수 있다.
다수의 셀소재들 및 필름들이 적층되면 가압쿠션(120)으로 셀소재들 및 필름들을 눌러서 지지시키고, 적층된 단위셀소재(20)들, 제1접착방해필름(30)들에 구멍둘레용착히터(80)가 설치된 구멍가공커터(70)를 가압하여서 단위셀소재(20)들에 통기구멍(21)을 형성시킨다.
그리고, 구멍둘레용착히터(80)로 구멍가공커터(70)를 가열하여서 통기구멍(21) 둘레를 가열하므로 제1접착방해필름(30)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 통기구멍(21) 주변을 서로 용착시킨다.
서로 밀착된 단위셀소재(20)들의 통기구멍(21) 주변이 서로 용착되면 적층된 단위셀소재(20)들의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재(50) 및 공기주입구(61)가 구비된 제2마감단위셀소재(60)를 위치시켜서 단위셀(10)들의 양측을 마감한다.
그리고, 단위셀소재(20)들의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재(50), 제2마감단위셀소재(60)가 위치되면 가압쿠션(120)으로 이들을 눌러서 지지시키고, 적층된 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2접착방해필름(40)들, 제2마감단위셀소재(60)에 외곽용착히터(100)가 설치된 외곽가공커터(90)를 가압하여서 단위셀(10)들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2마감단위셀소재(60)를 커팅시킨다.
셀소재들의 외곽이 커팅되면 외곽용착히터(100)로 외곽가공커터(90)를 가열하여서 커팅된 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2마감단위셀소재(60)의 둘레를 가열하므로 제2접착방해필름(40)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 외곽 주변을 서로 용착시킨다.
이러한 본 발명의 3차원 벨로우즈는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 제조될 단위셀(10)들의 갯수만큼 단위셀소재(20), 제2접착방해필름(40), 다른 단위셀소재(20), 제1접착방해필름(30)을 반복적으로 적층시킨다. 적층된 단위셀소재(20)들, 제1접착방해필름(30)들에 구멍둘레용착히터(80)가 설치된 구멍가공커터(70)를 가압하여서 단위셀소재(20)들에 통기구멍(21)을 형성시킨 후 통기구멍(21) 둘레를 가열하므로 제1접착방해필름(30)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 통기구멍(21) 주변을 서로 용착시킨다. 적층된 단위셀소재(20)들의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재(50) 및 공기주입구(61)가 구비된 제2마감단위셀소재(60)를 위치시켜서 단위셀(10)들의 양측을 마감한 후. 외곽가공커터(80)를 가압하여서 단위셀(10)들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2마감단위셀소재(60)를 커팅 및 커팅된 둘레를 가열하므로 제2접착방해필름(40)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 외곽 주변을 서로 용착시켜서 구비된다.
따라서, 단위셀소재(20), 제1접착방해필름(30), 제2접착방해필름(40), 제1마감단위셀소재(50), 제2마감단위셀소재(60) 적층 작업과 통기구멍(21) 펀칭 작업 및 외곽 펀칭 작업에 의해 다수의 단위셀(10)들 형성 및 단위셀(10)들의 접착, 그리고 단위셀(10)들의 내부공간이 연통된다.
그러므로 두 번의 펀칭 작업만으로 다수의 단위셀(10)들이 제조되고 이 단위셀(10)들이 서로 접합될 뿐 아니라 그 단위셀(10)들의 내부가 서로 연결되므로 양산이 가능하고, 제조단가를 크게 절감할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략적 단면도이고, 도 12는 구멍가공커터(70)에 의해 통기구멍(21)이 형성된 후 통기구멍(21) 둘레가 용착된 상태를 보인 개략적 단면도이며, 도 13은 단위셀(10)이 다수개 적층된 상태를 보인 개략적 사시도이고, 도 14는 하나의 단위셀(10) 내부에 공기가 충전된 상태를 보인 개략적 단면도이다.
이러한 본 발명의 3차원 벨로우즈는, 튜브 형태의 단위셀소재(20)가 구비되고 그 내부에 단위셀소재(20)보다 작은 크기의 튜브 형태의 한쌍의 칸막이(110)가 구비될 수 있다. 칸막이(110)들의 내부에는 제1접착방해필름(30)이 삽입된다.
도 11과 같이 단위셀(10)들이 구비된 후 적층되면 구멍가공커터(70)가 작동되어서 단위셀소재(20) 및 칸막이(110)에 통기구멍(21)을 형성시킨다. 통기구멍(21)이 형성되면 구멍둘레용착히터(80)가 작동되어서 통기구멍(21) 둘레를 용착시킨다.
따라서 통기구멍(21) 주변의 칸막이(110) 및 단위셀소재(20)가 용착된다. 이러한 상태에서 도시하지는 않았지만 단위셀소재(20)의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재(50) 및 제2마감단위셀소재(60)를 위치시키고, 외곽가공커터(90) 및 외곽용착히터(100)를 이용하여 그 외곽을 커팅한 후 용착시킨다.
이와 같은 상태에서 단위셀(10)의 내부에 공기를 주입시키면 내부가 팽창되면서 칸막이(110)들이 펼쳐지게 되며, 이에 따라 단위셀(10)의 내부에는 5칸의 셀들이 구획된다.
따라서 칸막이(110)에 의해 단위셀(10)들의 내부가 여러 칸들로 구획되며, 구획된 칸들은 단위셀(10) 내부의 대류 현상을 방해하므로 에어매트리스에 전달된 열기나 냉기가 신체에 전달되는 것을 최소화시키게 된다.
본 발명은 3차원 벨로우즈 용착방법에 의해 2번의 접착으로 다양한 형태의 벨로우즈를 제조할 수 있으며, 예를 들어 센서, 더스트커버, 리프트 등에 사용되는 벨로우즈를 간편하게 제조할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예들을 보인 개략적 평면도들로써, 좌측으로부터 첫번째 벨로우즈는 중앙 및 둘레가 원형으로 커팅된 도넛 형상의 벨로우즈이고, 두번째 벨로우즈는 중앙 및 둘레가 삼각형으로 커팅된 삼각형 벨로우즈이며, 세번째 벨로우즈는 중앙 및 둘레가 사각형으로 커팅된 사각형 벨로우즈이고, 네번째 벨로우즈는 둘레가 ㄷ자 형태로 커팅된 ㄷ자형 벨로우즈이다.
이와 같이 본 발명의 3차원 벨로우즈 용착방법에 의하면, 다양한 형태의 벨로우즈를 간편하고 신속하게 제조할 수 있다.
한편, 원단인 단위셀소재(20)에 폴리우레탄인 제2접착방해필름(40)을 본딩시킨 상태로 구비시킬 수 있으며, 이러한 경우 제2접착방해필름(40)을 단위셀소재(20) 사이에 별도로 삽입시킬 필요가 없다.
또한, 본 발명은 단위셀소재(20)에 제2접착방해필름(40)을 라미네이팅시키고, 라미네이팅된 단위셀소재(20)를 펀칭하며, 펀칭 자리에 폴리우레탄인 와셔를 용착시켜서 구비할 수도 있다.
이러한 본 발명은 단위셀소재(20)를 적층시킨 후 구멍가공커터(70)로 와셔 부분을 커팅시키고, 구멍둘레용착히터(80)를 작동시켜서 커팅된 와셔의 구멍 둘레를 가열시켜서 용착시킨다.
10 : 단위셀 11 : 구멍둘레용착부
12 : 외곽용착부 20 : 단위셀소재
21 : 통기구멍 30 : 제1접착방해필름
40 : 제2접착방해필름 50 : 제1마감단위셀소재
60 : 제2마감단위셀소재 61 : 공기주입구
70 : 구멍가공커터 80 : 구멍둘레용착히터
90 : 와곽가공커터 100 : 와곽용착히터
110 : 칸막이 120 : 가압쿠션

Claims (3)

  1. 단위셀(10)들의 최외측 양면 중 일면에 구비되어서 단위셀(10)들의 최외측 일면을 마감하는 제1마감단위셀소재(50);
    제조될 단위셀(10)들의 갯수에 맞게 제1마감단위셀소재(50)의 상부면에 복수개 적층되며 각각 통기구멍(21)이 형성된 단위셀소재(20)들;
    단위셀(10)들의 최외측 양면 중 다른 한면에 구비되어서 단위셀(10)들의 최외측 다른 한면을 마감하는 제2마감단위셀소재(60);
    제2마감단위셀소재(60)에 구비되어서 각각의 단위셀(10) 내부에 공기를 주입하거나 주입된 공기를 배출시키는 공기주입구(61);
    단위셀소재(20)의 통기구멍(21) 둘레에 위치되되, 단위셀소재(20)들 사이마다 매번 구비되지 않고 한칸 건너서 위치되며, 통기구멍(21) 둘레가 가열될 시 상하로 인접한 두 단위셀소재(20)의 통기구멍(21) 둘레가 열용착되는 것을 방해하는 제1접착방해필름(30)들;
    단위셀소재(20)의 외곽 둘레에 위치되되, 단위셀소재(20)들 사이마다 매번 구비되지 않고 제1접착방해필름(30)들이 위치되지 않은 단위셀소재(20)들 사이에 위치되도록 한칸 건너서 위치되며, 단위셀소재(20)의 외곽 둘레가 가열될 시 상하로 인접한 두 단위셀소재(20)의 외곽 둘레가 열용착되는 것을 방해하는 제2접착방해필름(40)들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 3차원 벨로우즈.
  2. 두장의 단위셀소재(20), 제1접착방해필름(30), 다른 두장의 단위셀소재(20)가 반복 적층된 부분을 펀칭하여서 단위셀소재(20)들, 제1접착방해필름(30)에 통기구멍(21)을 형성시키는 구멍가공커터(70);
    구멍가공커터(70)에 설치되어서 구멍가공커터(70)를 가열하고 구멍가공커터(70)를 통해 펀칭된 통기구멍(21) 둘레에 열을 전달하여서 제1접착방해필름(30)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 통기구멍 주변을 서로 용착시키는 구멍둘레용착히터(80);
    구멍가공커터(70)의 일측에 설치되고, 단위셀(10)들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2접착방해필름(40), 제2마감단위셀소재(60)의 둘레를 커팅하는 외곽가공커터(90);
    외곽가공커터(90)에 설치되어서 외곽가공커터(90)를 가열하고 외곽가공커터(90)를 통해 펀칭된 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2마감단위셀소재(60)의 외곽에 열을 전달하여서 제2접착방해필름(40)으로 차단되지 않은 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20), 제2마감단위셀소재(60)의 외곽 주변을 서로 용착시키는 외곽용착히터(100)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 3차원 벨로우즈 용착장치.
  3. (a), 단위셀(10)의 일면을 이루는 단위셀소재(20)를 준비하고,
    (b), 단위셀(10)의 외곽을 이룰 단위셀소재(20) 위에 제2접착방해필름(40)을 안착시키며,
    (c), 제2접착방해필름(40) 위에 다른 단위셀소재(20)를 안착시키고,
    (d), 통기구멍(21)이 형성될 다른 단위셀소재(20) 위에 제1접착방해필름(30)을 안착시키며,
    (e), 제조될 단위셀(10)들의 갯수만큼 (a) 내지 (d)의 단계를 반복하여서 단위셀소재(20), 제2접착방해필름(40), 다른 단위셀소재(20), 제1접착방해필름(30)을 순차적으로 적층시키고,
    (f), 적층된 단위셀소재(20)들, 제1접착방해필름(30)들에 구멍둘레용착히터(80)가 설치된 구멍가공커터(70)를 가압하여서 단위셀소재(20)들에 통기구멍(21)을 형성시키며,
    (g), 구멍둘레용착히터(80)로 구멍가공커터(70)를 가열하여서 통기구멍(21) 둘레를 가열하므로 제1접착방해필름(30)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 통기구멍(21) 주변을 서로 용착시키고,
    (h), 적층된 단위셀소재(20)들의 최외측 양면에 제1마감단위셀소재(50) 및 공기주입구(61)가 구비된 제2마감단위셀소재(60)를 위치시켜서 단위셀(10)들의 양측을 마감하며,
    (i), 적층된 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2접착방해필름(40)들, 제2마감단위셀소재(60)에 외곽용착히터(100)가 설치된 외곽가공커터(80)를 가압하여서 단위셀(10)들의 외곽을 따라 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2마감단위셀소재(60)를 커팅시키고,
    (j), 외곽용착히터(100)로 외곽가공커터(80)를 가열하여서 커팅된 제1마감단위셀소재(50), 단위셀소재(20)들, 제2마감단위셀소재(60)의 둘레를 가열하므로 제2접착방해필름(40)으로 차단되지 않은 인접한 두 단위셀소재(20)의 외곽 주변을 서로 용착시켜서 구비되는 것을 특징으로 하는 3차원 벨로우즈 용착방법.
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