KR101615775B1 - 고강성을 갖는 발포폼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고강성을 갖는 발포폼에 관한 것으로, 특히, 반복적인 피로하중에도 고유의 탄성을 유지하고 쉽게 변형되지 않을 뿐만 아니라 인장강도와 내구성이 향상되는 고강성을 갖는 발포폼을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 고강성을 갖는 발포폼은, 발포폼에 있어서, 상기 발포폼의 몸체를 형성하도록 서로 연결되는 몸체 형성부; 및 상기 몸체 형성부 사이에 형성되는 다수의 기공을 구비하되, 상기 기공을 가로 질러 배치되어 상기 몸체 형성부 사이에 연결되고, 상기 몸체 형성부 보다 융점이 높은 소재의 선형부재로 형성된 보강사를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고강성을 갖는 발포폼에 의하면, 기공을 가로 질러 배치되는 보강사가 구비되어 있으므로 외력의 작용시 충격 흡수성이 보다 향상되고 외력의 해제시 보다 신속하게 탄성 복원될 뿐만 아니라 반복적인 피로하중이 작용되더라도 쉽게 변형되지 않으므로 강성과 내구성이 향상되는 효과가 있다.
그리고, 발포폼의 내부 또는 외부에 직물지 등의 보강수단이 구비되므로 충분한 강성을 확보할 수 있어서 발포폼을 다양한 용도로 활용할 수 있다. 특히, 발포폼에 도전선이 신축 가능하게 구비되므로 전원의 공급이나 전기신호의 전달, 또는 온열작용을 필요로 하는 물품에 활용할 수 있는 장점을 갖는다.

Description

고강성을 갖는 발포폼 {HIGH RIGIDITY FORM}

본 발명은 고강성을 갖는 발포폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반복적인 피로하중에도 고유의 탄성을 유지하고 쉽게 변형되지 않을 뿐만 아니라 인장강도와 내구성이 향상되는 고강성을 갖는 발포폼에 관한 것이다.

일반적으로, 스펀지로 호칭되고 있는 발포폼은 고분자 수지를 발포하여 부피를 급격하게 팽창시킨 것으로, 다양한 장점을 가지고 있어서 생활용품이나 산업용 용품의 소재로 널리 사용되고 있다.

예컨대, 발포폼은 외력에 대해 쉽게 수축되고 외력의 해제시에 복원되므로 완충성을 필요로 하는 침구, 포장재, 쿠션재로 사용되고, 보온 특성과 흡음성이 뛰어나 건축자재 및 단열재로 사용되고 있을 뿐만 아니라, 내부에 형성된 다수의 기공에 의해 통기성이 확보되므로 통기성이 요구되는 의자, 방석 등의 소재로도 활용되고 있다.

도1은 종래 발포폼을 설명하기 위한 도면으로, 이에 도시된 바와 같은 발포폼(10)은 발포 수지에 의해 발포폼의 몸체로 형성되는 몸체 형성부(11)와, 발포과정에서 생성되는 기포에 의해 발포폼의 몸체 내에 형성되는 다수의 기공(12)으로 구성되어 있다.

이러한, 발포폼(10)은 적용되는 물품의 종류나 용도 등에 따라 여러 가지 소재로 성형되고, 기공(12) 또한 입경, 수량, 모양 등이 다양하게 성형되고 있다. 예컨대, 잠수복의 소재로 이용되는 발포폼은 몸체 형성부의 조직의 밀도가 치밀하고 기공의 간극이 미세하여 높은 보온성을 갖고 있으면서도 수분의 유입을 차단하는 작용을 발휘한다. 그리고, 발포폼(10)은 그 형상에 있어서도 적용되는 물품의 종류나 용도 등에 따라 패드 형태의 면상체, 원형, 다각형 등의 봉상체, 육면체 등으로 제작되어 이용되고 있다.

이와 같이 구성된 발포폼은 생활용품이나 산업용 용품으로 제작된 상태에서 몸체 형성부(11)와 기공(12)에 의한 고유의 완충성, 보온성, 및 통기성을 발휘하면서 정해진 용도로 폭 넓게 사용되고 있지만, 상하 방향 또는 좌우 방향으로 반복적인 외력을 지속적으로 받게 되면 기공(12) 부분이 변형되어 수축됨에 동시에 발포폼의 두께가 얇아지면서 고유의 탄성을 잃게 되므로 완충성이 소실되고, 이와 동시에 보온성 및 통기성이 저하되면서 본래의 기능을 수행할 수 없는 한계점을 갖고 있다.

그리고, 발포폼은 발포수지를 발포하는 것이므로 조직이 치밀하지 못하고 비교적 인장력에 약해 쉽게 뜯어지거나 부스러지는 등 내구성이 취약한 단점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 착안한 것으로, 반복적인 피로하중에도 고유의 탄성을 유지하고 쉽게 변형되지 않을 뿐만 아니라 인장강도와 내구성이 향상되도록 한 고강성을 갖는 발포폼을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 다양한 외력에 대해 고강성을 가지면서도 도전성을 갖도록 함으로써 다양한 용도로 활용할 수 있는 고강성을 갖는 발포폼을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 고강성을 갖는 발포폼은, 발포폼에 있어서, 상기 발포폼의 몸체를 형성하도록 서로 연결되는 몸체 형성부; 및 상기 몸체 형성부 사이에 형성되는 다수의 기공을 구비하되, 상기 기공을 가로 질러 배치되어 상기 몸체 형성부 사이에 연결되고, 상기 몸체 형성부 보다 융점이 높은 소재의 선형부재로 형성된 보강사를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강사는 적어도 하나 이상의 상기 기공을 관통하여 상기 몸체 형성부에 접속되는 정도의 길이를 갖는 단섬유사로 구성될 수 있다.

특히, 상기 보강사는 상기 발포폼에 외력이 작용되면 내측으로 수축되고 외력의 해제시에 복원되도록 코일 구조로 형성될 수 있다.

상기 발포폼의 내부 또는 외면에 면상으로 직조된 직물지가 일체로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 직물지는 위사 및/또는 경사로서 신축성 고분자사를 구비하여 신축성을 갖도록 제직될 수 있다.

상기 직물지는 상기 발포폼의 일면 또는 양면에 배치되고, 상기 직물지의 표면에 고분자 수지층이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 직물지는 그물망 조직, 평직 조직, 능직 조직, 및 레노 직물조직 중에서 어느 하나의 조직으로 직조될 수 있다.

상기 직물지는 금속사, 또는 금속사의 외면에 고분자수지 또는 섬유사에 의해 외피층이 형성된 가공 금속사가 포함되어 직조될 수 있다.

상기 발포폼은 내부에 코일 형태로 권취된 추가 보강선이 길이방향 및/또는 폭방향으로 배치될 수 있다.

한편, 상면 직조부, 상기 상면 직조부에 하방으로 공간부가 형성되도록 이격, 배치되는 하면 직조부, 상기 상면 및 하면 직조부가 서로 연결되도록 상기 공간부에 연결되는 연결사로 이루어진 다겹 직물지를 구비하고, 상기 발포폼은 상기 공간부에 발포, 형성될 수 있다.

그리고, 상면 직조부, 상기 상면 직조부에 하방으로 공간부가 형성되도록 이격, 배치되는 하면 직조부, 상기 상면 및 하면 직조부가 서로 연결되도록 상기 공간부에 연결되는 연결사로 이루어진 다겹 직물지를 구비하되, 상기 다겹 직물지는 상기 발포폼의 내부에 내장될 수 있다.

또한, 상기 발포폼은 중공부를 갖는 튜브가 내설된 수 있다.

한편, 상기 발포폼의 내부 또는 외면에는 도전성을 갖는 도전선이 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 도전선은, 내부 중심에 위치하는 중심사, 도전성을 갖는 선형부재를 상기 중심사의 외주면에 감아 배치한 도전사, 및 상기 도전사의 외주면에 감김되어 외피층을 형성하는 외피 섬유사를 포함할 수 있다.

상기 도전선은 파형구조로 배치될 수 있다.

그리고, 상기 도전선은 상기 발포폼의 내부에 배치되되, 외부로 노출되는 노출부가 형성될 수 있다.

상기 발포폼의 내부에 수용되는 상기 도전선은 단자부를 구비하고, 상기 단자부의 형성부위에 해당되는 상기 발포폼에 상기 단자부가 노출되도록 관통공 또는 요홈부가 형성될 수 있다.

상기 도전선은 복수로 내장되되 상기 단자부가 서로 마주보게 배치될 수 있다.

상기 발포폼은 탄소 입자, 세라믹 입자, 및 도전성 나노입자 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 발포폼은 일면 또는 양면에 피설치부와의 접착을 위한 접착부재가 구비될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 고강성을 갖는 발포폼에 의하면, 기공을 가로질러 배치되는 보강사가 구비되어 있으므로 외력의 작용시 충격 흡수성이 보다 향상되고 외력의 해제시 보다 신속하게 탄성 복원될 뿐만 아니라 반복적인 피로하중이 작용되더라도 쉽게 변형되지 않으므로 강성과 내구성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 발포폼의 내부 또는 외부에 직물지 등의 보강수단이 구비되므로 충분한 강성을 확보할 수 있어서 발포폼을 다양한 용도로 활용할 수 있다. 특히, 발포폼에 도전선이 신축 가능하게 구비되므로 전원의 공급이나 전기신호의 전달, 또는 온열작용을 필요로 하는 물품에 활용할 수 있는 장점을 갖는다.

도1은 종래 발포폼을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼을 나타내는 도면,
도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼에 적용되는 보강사의 다른 예를 나타내는 도면,
도4a 내지 도4e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제1 변형예를 나타내는 도면,
도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제2 변형예를 나타내는 도면,
도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제3 변형예를 나타내는 도면,
도7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제4 변형예를 나타내는 도면,
도8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제5 변형예를 나타내는 도면,
도9a 및 도9b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제6 변형예를 설명하기 위한 도면,
도10a 및 도10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제7 변형예를 설명하기 위한 도면,
도11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제8 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도11에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도11에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

첨부도면 도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼을 나타내는 도면이다.

도2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고강성을 갖는 발포폼(20)은 발포폼 몸체를 형성하도록 미세하게 서로 연결되는 몸체 형성부(21)와, 몸체 형성부(21) 사이사이에 형성되는 다수의 기공(22)을 구비하되, 기공(22)을 가로 질러 배치되어 몸체 형성부(21) 사이에 연결되는 보강사(23)를 더 구비한다.

보강사(23)는 발포과정에서 소실되지 않도록 몸체 형성부(21) 보다 융점이 높은 소재로 형성된 선형부재로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 보강사(23)는 면, 견, 마, 모 등의 천연 방적사나, 폴리아미드, 폴리에스터, 아크릴, 폴리우레탄 등 다양한 필라멘트사를 단섬유사(길이를 짧게 형성한 섬유사)로 형성하여 발포용수지의 혼합과정이나 발포과정에서 삽입, 분사 등의 방식으로 투입한다. 이때, 단섬유사는 도2의 확대부에 나타난 바와 같이 적어도 하나 이상의 기공(22)을 관통하여 몸체 형성부(21)에 접속되는 정도의 길이를 갖도록 형성한다. 그리고, 기공(22)은 발포용 수지의 종류나 발포방법에 따라 다양한 크기와 형상을 갖지만, 대개 수십 미크론(㎛)에서 수 밀리미터(mm) 정도이므로 보강사를 형성하는 단섬유사 또한 이러한 점을 가만하여 절단,준비한 후 투입한다.

그리고, 보강사(23)는 섬유의 제직과정에서 짧거나 손상되어 버려지는 폐 섬유사를 재활용하는 것이 바람직하고, 발포폼의 기공(22)이 미세할 경우 섬유사를 솜 트는 방식으로 부풀린 다음 기공(22)의 형성 크기에 맞추어 미세하게 절단하여 사용한다.

한편, 보강사(23)는 발포폼의 종방향, 횡방향, 및 대각방향 등 여러 방향으로 배치되게 구성할 수 있지만, 발포폼을 상하방향에서 외력을 받는 물품으로 적용할 경우 기공(22)의 종방향으로 배치되게 구성하고, 좌우방향으로 외력을 받는 물품으로 적용할 경우에는 기공(22)의 횡방향으로 배치되게 구성하며, 사선방향이나 복합적인 방향으로 외력을 받는 물품의 경우에는 대각 방향으로 집중 배치되게 구성한다.

이와 같이 보강사(23)를 종방향, 횡방향, 대각 방향으로 배치하는 방법은 정전기의 원리를 이용하여 시행할 수 있다. 즉, 보강사(23)를 형성하는 단섬유사가 전류에 의해 음전하를 띄는 경우 보강사의 혼합, 또는 투입시에 혼합용기나 금형에 보강사의 희망 배치방향으로 강한 양전하를 쪼이면 해당 방향으로 배열되고, 보강사를 형성하는 단섬유사가 전류에 의해 양전하를 띄는 경우 보강사의 희망 배치방향으로 강한 음전하를 쪼이면 해당 방향으로 배열되는 특징을 이용하여 보강사를 배치하여 구성한다.

그리고, 고강성을 갖는 발포폼(20)의 몸체 형성부(21)를 형성하는 주요 소재는 폴리우레탄수지, 폴리스티렌수지, 폴리올레핀수지, 폴리프로필렌수지, 페놀수지 등이 단독으로 적용되거나, 이들의 혼합물을 적용할 수 있고, 그 발포과정은 해당 소재를 발포하는 방법으로 널리 알려진 통상의 방식을 적용하는 것이므로 구체적인 설명을 생략한다.

그리고, 고강성을 갖는 발포폼(20)은 인체에 유익한 작용을 하는 토르마린, 전기석, 세라믹과 같은 원적외선의 방출물질, 금속 나노입자, 금속 산화물 입자 등과 같이 전자파를 차폐하는 전자파 차폐물질, 발열시에 열을 용이하게 전달하도록 하는 열전달 물질이 입자 형태로 포함될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 작용을 간략하게 설명한다.

본 발명에 따른 고강성을 갖는 발포폼(20)은 기공(22)을 가로 질러 배치되는 보강사(23)가 몸체 형성부(21)와 서로 연결되어 있으므로 발포폼에 외력이 작용될 경우 보강기능을 수행한다. 즉, 고강성을 갖는 발포폼(20)에 인장력을 작용하게 되면 보강사(23)에 의해 몸체 형성부(21)가 서로 결속된 상태에 있으므로 쉽게 뜯어지거나 손상되지 않고 외력을 지지하게 된다.

그리고, 고강성을 갖는 발포폼(20)에 충격력이나 압축력이 작용되면 기공(22)이 이를 흡수하는 동시에 보강사(23)가 외력을 흡수, 지지하는 작용을 수행한다. 특히, 충격력이나 압축력이 해제될 경우 보강사(23)가 탄성에 의해 반발되면서 기공(22)을 원래의 상태로 보다 신속하게 복귀시키는 복원수단으로서 기능을 수행한다.

이와 같이 보강사(23)가 복원수단으로서의 기능을 수행함에 따라 발포폼에 반복적인 외력이 지속적으로 인가되더라도 기공(22) 부분이 쉽게 변형 및 수축되지 않으므로 종래 발포폼과 같이 두께가 얇아지면서 고유의 탄성을 잃게 되는 문제점을 해소할 수 있다.

도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼에 적용되는 보강사의 다른 예를 나타내는 도면으로, 이에 도시된 바와 같이, 보강사(23)는 마이크로 코일 구조로 형성된 단섬유사를 몸체 형성부(21)와 기공(22) 사이에 연결, 배치하여 구성한다.

이와 같이, 보강사(23)가 코일 구조로 배치되면, 발포폼에 외력이 작용될 경우 완충성이 보다 향상되고, 외력의 해제시에는 보다 신속하게 복원되는 효과가 있다.

그리고, 보강사(23)를 마이크로 코일 형태로 형성하는 방법은 화학기상증착법을 이용하거나, 미크론 단위의 직경을 갖는 코어에 섬유사를 감아 성형한 후 절단하는 방식 등으로 구성할 수 있다.

도4a 내지 도4e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제1 변형예를 나타내는 도면으로서, 도4a 및 도4e는 제1 변형예에 따른 고강성을 갖는 발포폼을 나타내는 사시도, 도4b 및 도4c는 고강성을 갖는 발포폼에 적용되는 직물지에 포함되는 선형부재를 나타내는 사시도이다.

도4a 및 도4b를 참조하면, 고강성을 갖는 발포폼(20)은, 몸체 형성부(21), 기공(22), 및 보강사(23)를 구비하되, 보강재, 단열재, 완충재, 방음재 등의 기능을 수행하는 면상 구조의 직물지(30)가 일체로 더 구성된다.

직물지(30)는 도4a에 도시된 바와 같이 고강성을 갖는 발포폼(20)의 내부에 배치되거나, 도4b에 도시된 바와 같이 고강성을 갖는 발포폼(20)의 외면에 배치될 수 있다. 이러한 직물지(30)는 발포폼에 배치된 상태에서 보온 작용, 방음 작용, 단열 작용 등의 기능과 함께 촉감을 향상시키는 작용을 수행하는 것으로, 그 목적과 용도에 따라 직물지의 두께, 직조 조직을 다양하게 하여 구성한다.

예컨대, 직물지(30)는 그물망 조직, 평직 조직, 능직 조직, 및 레노 직물조직 등 다양한 직물 조직으로 형성될 수 있다. 아울러, 직물지(30)는 신축성이 요구되는 경우, 위사 및/또는 경사로서 스판사와 같은 신축성 고분자사를 공급하여 직조한다.

아울러, 상기 직물지(30)는 금속사를 포함하여 직조하거나, 도4c에 도시된 바와 같이 금속사(31)의 외면에 고분자수지를 코팅하여 외피층(32)를 형성한 형태 또는 도4d에 도시된 바와 같이 섬유사를 금속사(31)의 외면에 감는 방식으로 외피층(33)을 형성한 가공 금속사를 포함하여 직조할 수 있다. 이와 같이 금속사 또는 가공 금속사가 직물지에 포함되어 직조되면, 칼날과 같은 날카로운 도구에 의해서도 발포체가 손상되지 않으므로 방호복과 같은 방호용 물품이나 방호벽과 같은 방호용 구조체를 제작하는 소재로 적용할 수 있다.

한편, 도4e에 도시된 바와 같이 직물지(30)는 발포폼의 일면 또는 양면에 배치되고, 이 직물지(30)의 표면에 고분자 수지층(34)이 형성될 수 있다.

고분자 수지층(34)은 발포체에 방수 기능을 부가하고자 하는 경우에 방수성 고분자 수지를 소정 두께로 형성하고, 내열 특성을 강화하고자 하는 경우에는 내열 특성을 갖는 고분자 수지를 소정 두께로 형성하는 방식으로 다양하게 구성할 수 있다.

도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제2 변형예를 나타내는 도면이다.

고강성을 갖는 발포폼(20)은 도5에 도시된 바와 같이 내부에 고분자 수지사 또는 금속사와 같은 추가 보강선(40)은 길이방향 및/또는 폭방향으로 배치되어 있다. 그리고, 추가 보강선(40)은 코일 형태로 권취된 것이 내장된다.

이 추가 보강선(40)은 발포체에 인장력이 작용될 경우 코일 형태로 감김된 부분이 펼쳐지면서 어느 정도는 함께 늘어나지만 발포체의 몸체가 뜯어지거나 파단되는 시점에 도달되면 코일 형태로 감겨진 부분이 일자형으로 펼쳐져 더 이상 늘어나지 않도록 지지함으로써 손상을 방지하는 기능을 수행한다.

이때, 고분자 수지사는 내열 특성을 갖는 소재이면서 인장강도가 큰 고분자 수지로 형성된다.

도6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제3 변형예를 나타내는 도면이다.

고강성을 갖는 발포폼(20)은 도6에 도시된 바와 같이 수용물질이 유동될 수 있는 중공부(51)를 갖는 튜브(50)가 내설된다.

튜브(50)는 신축성과 내열 특성을 갖는 소재로 형성되어, 인가되는 인장력에 대해 신축되고 중공부(51)에 수용되는 유체가 안전하게 유동될 수 있도록 한다.

이를 위해, 튜브(50)는 신축성 열 전도성 실리콘수지(silicone resin)로 형성되거나, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레트탈레이트 또는 이들의 공중합체로 구성될 수 있다. 그리고, 원적외선이 방사되는 황토분말 등의 물질이 포함되어 구성되거나, 음이온이 방사되는 토르말린, 키토산분말 등의 물질 또는 인광석과 같은 발광물질이 포함될 수 있다.

한편, 튜브(50)의 중공부(51) 내부에는 다양한 종류의 유체가 수용될 수 있다. 예컨대, 본 실시예에 따른 발포체를 인체나 로봇에 적용할 수 있는 인조피부로 구성할 경우에는 혈액이 유동되는 혈관의 기능을 수행할 수 있으므로 혈액이나 이와 유사한 기능을 수행하는 액체가 수용될 수 있다.

그리고, 중공부(51)의 내부에 수용되는 물질로서 도전성고분자물질이 포함된 졸(sol) 형태의 도전성용액(미도시)이 충진될 수 있다. 이때, 도전성용액(미도시)은 전류나 전기신호를 전달할 수 있는 금속나노입자, 금속산화물, 금속산화물입자 등으로 구성된 도전성고분자물질에 예컨대 수용성 폴리아닐린용액 또는 수용성 폴리머용액이 혼합되도록 하여 구성할 수 있다.

이에 따르면, 전원의 통전이 가능한 부분이 액상의 도전성용액이므로 발포폼에 작용되는 외력에 의해 튜브(50)가 신축되더라도 도전성용액이 유동되면서 전원 공급이 차단되지 않는 장점을 갖는다.

도7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제4 변형예를 나타내는 도면이다.

고강성을 갖는 발포폼(20)은 도7에 도시된 바와 같이 다겹 직물지(60)를 포함하여 구성된다. 다겹 직물지(60)는 경편기와 같은 직기에 의해 직조되는 것으로, 면상 구조의 상면 직조부(61), 이 상면 직조부(61)에 하방으로 공간부가 형성되도록 이격, 배치되는 면상의 하면 직조부(62), 상면 및 하면 직조부(61,62)가 서로 연결되도록 공간부에 연결되는 연결사(63)로 이루어지고, 이와 같이 형성된 다겹 직물지(60)의 공간부에 몸체 형성부(21), 기공(22), 및 보강사(23)로 이루어지는 발포폼이 수용되는 형태로 형성된다.

이와 같이 고강성을 갖는 발포폼(20)에 다겹 직물지(60)가 구비되면, 다겹 직물지를 구성하는 섬유사가 몸체 형성부(21)와 서로 연결 고정되면서 보강재로서의 기능을 수행하므로 강성이 증가되어 건축용 패널, 바닥재와 같은 건축자재 등으로 활용할 수 있게 된다.

도8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제5 변형예를 나타내는 도면이다.

고강성을 갖는 발포폼(20)은 도8에 도시된 바와 같이 다겹 직물지(60)를 포함하여 구성되되, 다겹 직물지(60)가 발포폼의 내부에 수용되도록 구성된다. 즉, 상면 직조부(61), 하면 직조부(62), 및 연결사(63)로 이루어진 다겹 직물지(60)가 몸체 형성부(21) 내부에 내장되도록 구성된다.

도9a 및 도9b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제6 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

고강성을 갖는 발포폼(20)은 도9a에 도시된 바와 같이 몸체 형성부(21), 기공(22), 및 보강사(23)를 구비하되, 몸체 형성부(21)에 도전성을 갖는 도전선(70)이 배치된 점에 특징을 갖는다. 그리고, 도전선(70)은 도9a에 도시된 바와 같이 몸체 형성부(21)의 내부에 배치되어 있지만, 몸체 형성부(21)의 외부에 배치되게 구성할 수 있다.

이와 같이 몸체 형성부(21)에 배치되는 도전선(70)은 전원의 공급을 위한 전원공급선, 전기신호의 전달을 위한 전기신호전달선, 온열작용을 위한 발열선 등으로 활용할 수 있으므로, 도전선 패드, 발열 패드 등 다양한 물품의 소재로 이용할 수 있다.

도전선(70)은 발포폼의 목적이나 용도에 따라 한 가닥 또는 복수 가닥으로 구성된다. 그리고, 도전선(70)은 도9a에 도시된 바와 같이 일자형 구조로 몸체 형성부(21)의 폭방향이나 길이방향으로 배치되거나, 도9b에 도시된 바와 같이 파형구조로 배치될 수 있다.

상기 도전선(70)은, 도전성을 가지면서 몸체 형성부(21) 내부에 내장될 수 있다면 제한 없이 다양한 선형부재로 구성될 수 있다. 예컨대, 도전선(70)은 도9a의 확대부에 나타난 바와 같이 내부 중심에 위치하는 중심사(71), 도전성을 갖는 선형부재를 상기 중심사(71)의 외주면에 감아 배치한 복수의 도전사(72), 및 상기 도전사(72)의 외주면에 감김되어 외피층을 형성하는 외피 섬유사(73)를 포함하는 구조로 형성된다.

이때, 도전사(72)는 인가되는 전압이나 전류의 크기에 따라 전류가 통전되거나 저항열에 의해 발열될 수 있는 다양한 소재(예컨대, 나노 입자 형태의 도전성 물질을 포함하는 섬유사, 섬유사에 도전성 금속이 도금된 도금사, 탄소섬유사, 등)를 적용할 수 있지만, 본 실시예에서는 수십 내지 수백 마이크로미터(㎛) 정도의 직경을 갖는 금속사로 구성하되, 바람직하게는 10 내지 50 마이크로미터(㎛)정도의 직경을 갖는 스텐레스선, 티타늄선, 동선 등에 절연 피복층이 형성된 금속사(통상 에나멜선이라 한다) 중에서 선택하여 구성한다. 이때, 도전사(72)의 가닥 수는 도전선(70)의 용도, 목적, 등에 따라 다양하게 변경할 수 있지만, 5 내지 30 가닥을 배치하여 구성한다.

외피 섬유사(73)는 다양한 면, 견, 마, 모 등의 천연 방적사나, 폴리아미드, 폴리에스터, 아크릴, 폴리우레탄 등의 필라멘트사를 적용한다.

그리고, 도전선(70)은 도9b에 도시된 바와 같이 발포폼에 내장되되, 외부로 일 부분이 노출되는 노출부(70a)가 형성되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 발포폼의 외부로 노출부(70a)가 형성되면, 발광다이오드와 같은 램프, 온도센서 등의 각종 센서와 같은 전기전자 소자나, 회로모듈, 통신모듈 등을 전기적으로 접속시킬 때, 발포폼의 내부를 절개하지 않고 손쉽게 접속할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 전술한 바와 같이 내부에 도전선(70)이 배치된 발포폼을 발열패드와 같은 물품으로 제작할 경우, 발포폼의 내부에 세라믹 입자 및 도전성 나노입자가 포함되도록 하여 발열시에 세라믹 입자가 가온되면서 원적외선이 방출되도록 하고, 도전성 나노입자에 의해 전자파가 차폐되도록 할 수 있다.

도10a 및 도10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제7 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

고강성을 갖는 발포폼(20)은 도10a에 도시된 바와 같이, 몸체 형성부(21)의 내부에 배치되는 도전선(70)을 구비하되, 이 도전선(70)은 각종 전기전자 소자나 모듈 또는 전기전자 장치와 전기적인 접속을 위해 절연피복층이 벗겨진 단자부(70b)가 형성되어 있다. 아울러, 단자부(70b)의 형성부위에 해당되는 몸체 형성부(21)에 단자부(70b)가 노출되도록 관통공이나 요홈부(80)가 형성되어 있다.(도10a에는 관통공(80)이 형성된 것으로 도시함) 이때, 단자부(70b)는 접속되는 소자, 모듈, 및 장치의 수량 및 설치 간격에 따라 1개 이상으로 형성된다.

이와 같이 도전선(70)의 단자부(70b)에 해당되는 위치에 관통공이나 요홈부(80)가 형성되면 단자부(70b)가 외부로 노출되므로 각종 전기전자 소자나 모듈 또는 전기전자 장치를 용이하게 설치할 수 있다. 그리고, 관통공이나 요홈부(80)는 수용공간으로서 기능을 수행하므로 외부로 각종 전기전자 소자나 모듈 또는 전기전자 장치가 외부로 노출되지 않게 되는 장점이 있다.

한편, 상기 도전선(70)은 도10b에 도시된 바와 같이 복수 개로 내장되되, 단자부(70b)가 서로 마주보게 배치된다. 이와 같이 단자부(70b)가 서로 마주보게 배치된 발포폼은 상하방향으로 외력이 작용되어 수축되면 인접하는 단자부(70b)가 서로 접촉되면서 스위칭 신호를 생성하게 되므로 스위치로서의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 형태의 고강성을 갖는 발포폼(20)은 외부로부터 인가되는 충격을 감지할 필요가 있는 구조물이나 장치에 설치할 경우 발포체로서의 기능과 함께 감지장치로 활용할 수 있다.

도11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼의 제8 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

고강성을 갖는 발포폼(20)은 도11에 도시된 바와 같이 발포폼의 일면 또는 양면에 피설치부와의 접착을 위한 접착부재(90)를 구비한다. 이 접착부재(90)는 도11에 도시된 바와 같이 양면 접착테이프와 같은 통상의 접착수단을 부착하여 구성할 수 있다. 양면 접착테이프를 접착부재로 적용한 경우에는 도11의 확대부에 나타난 바와 같이 저면측 이형지(미도시)를 분리하여 접착층(91)을 발포폼에 부착하고 상면측에 부착된 이형지(92)는 피설치부와의 부착과정에서 분리, 제거하는 방식으로 사용한다.

그 외에도, 접착부재는 다양하게 구성할 수 있는 것으로, 예컨대, 발포폼에 접착제를 도포하고 이 접착제의 상면에 이형지를 부착하는 방식으로도 구성할 수 있다. 이때, 접착제는 발포폼에 어떠한 악영향도 끼치지 않는 것을 선택하여 구성한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고강성을 갖는 발포폼을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20:고강성을 갖는 발포폼 21:몸체 형성부
22:기공 23:보강사
30:직물지 31:금속사
32,33:외피층 34:고분자 수지층
40:추가 보강선 50:튜브
51:중공부 60:다겹 직물지
61:상면 직조부 62:하면 직조부
63:연결사 70:도전선
70a:노출부 70b:단자부
71:중심사 72:도전사
73:외피 섬유사 90:접착부재

Claims (20)

1. 발포폼에 있어서,
   상기 발포폼의 몸체를 형성하도록 서로 연결되는 몸체 형성부; 및
   상기 몸체 형성부 사이에 형성되는 다수의 기공을 구비하되,
   상기 기공을 가로 질러 배치되어 상기 몸체 형성부 사이에 연결되고, 상기 몸체 형성부 보다 융점이 높은 소재의 선형부재로 형성된 보강사를 포함하고,
   상기 발포폼의 내부 또는 외면에는 도전성을 갖는 도전선이 배치된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강사는 적어도 하나 이상의 상기 기공을 관통하여 상기 몸체 형성부에 접속되는 정도의 길이를 갖는 단섬유사로 구성된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
3. 제2항에 있어서,
   상기 보강사는 상기 발포폼에 외력이 작용되면 내측으로 수축되고 외력의 해제시에 복원되도록 코일 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
4. 제2항에 있어서,
   상기 발포폼의 내부 또는 외면에 면상으로 직조된 직물지가 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
5. 제4항에 있어서,
   상기 직물지는 위사 및/또는 경사로서 신축성 고분자사를 구비하여 신축성을 갖도록 제직된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
6. 제4항에 있어서,
   상기 직물지는 상기 발포폼의 일면 또는 양면에 배치되고, 상기 직물지의 표면에 고분자 수지층이 형성된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
7. 제4항에 있어서,
   상기 직물지는 그물망 조직, 평직 조직, 능직 조직, 및 레노 직물조직 중에서 어느 하나의 조직으로 직조된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
8. 제4항에 있어서,
   상기 직물지는 금속사, 또는 금속사의 외면에 고분자수지 또는 섬유사에 의해 외피층이 형성된 가공 금속사가 포함되어 직조된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
9. 제2항에 있어서,
   상기 발포폼은 내부에 코일 형태로 권취된 추가 보강선이 길이방향 및/또는 폭방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 고강성을 갖는 발포폼.
10. 제2항에 있어서,
    상면 직조부, 상기 상면 직조부에 하방으로 공간부가 형성되도록 이격, 배치되는 하면 직조부, 상기 상면 및 하면 직조부가 서로 연결되도록 상기 공간부에 연결되는 연결사로 이루어진 다겹 직물지를 구비하고, 상기 발포폼은 상기 공간부에 발포, 형성된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
11. 제2항에 있어서,
    상면 직조부, 상기 상면 직조부에 하방으로 공간부가 형성되도록 이격, 배치되는 하면 직조부, 상기 상면 및 하면 직조부가 서로 연결되도록 상기 공간부에 연결되는 연결사로 이루어진 다겹 직물지를 구비하되, 상기 다겹 직물지는 상기 발포폼의 내부에 내장된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
12. 제2항에 있어서,
    상기 발포폼은 중공부를 갖는 튜브가 내설된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
13. 삭제
14. 제1항에 있어서,
    상기 도전선은, 내부 중심에 위치하는 중심사, 도전성을 갖는 선형부재를 상기 중심사의 외주면에 감아 배치한 도전사, 및 상기 도전사의 외주면에 감김되어 외피층을 형성하는 외피 섬유사를 포함하는 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
15. 제1항에 있어서,
    상기 도전선은 파형구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
16. 제1항에 있어서,
    상기 도전선은 상기 발포폼의 내부에 배치되되, 외부로 노출되는 노출부가 형성된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
17. 제1항에 있어서,
    상기 발포폼의 내부에 수용되는 상기 도전선은 단자부를 구비하고, 상기 단자부의 형성부위에 해당되는 상기 발포폼에 상기 단자부가 노출되도록 관통공 또는 요홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
18. 제17항에 있어서,
    상기 도전선은 복수로 내장되되 상기 단자부가 서로 마주보게 배치된 것을 특징으로 하는 고강성을 갖는 발포폼.
19. 삭제
20. 삭제

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