KR101856868B1

KR101856868B1 - 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트

Info

Publication number: KR101856868B1
Application number: KR1020160145024A
Authority: KR
Inventors: 이상호
Original assignee: 주식회사 유테크; 이상호
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2018-05-11
Also published as: KR20180048004A

Abstract

본 발명은 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트에 관한 것으로서, 투헤드 타입(2-head type)의 발포기를 이용하여 하나의 금형 내부로 서로 다른 주입 헤드를 통해 각각 연질의 액상폼 및 경질의 액상폼을 분리되게 투입하여 연질폼 및 경질폼으로 이루어지는 이경도폼으로 일체로 함께 발포 성형하여, 사용자 신체가 맞닿는 의자시트 부분에는 부드럽고 연한 연질폼으로 발포 성형되고 그 외의 바깥 부분은 이보다 딱딱하고 강한 경질폼으로 발포 성형되게 형성된 이형폼이 일체로 성형된 의자시트를 제공하여, 사용자가 의자 사용시에 의자에 맞닿는 사용자의 둔부, 허벅지, 등 부분에는 편안한 착석 안락감을 제공하고 사용자가 의자의 좌우 한쪽으로 쏠리지 않고 중앙부에 안정적으로 착석하도록 하여 착석 안정감을 제공할 수 있는 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트에 관한 것이다.

Description

이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트{ A chair seat }

본 발명은 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 설명하면, 단일 금형으로 의자 사용자의 신체가 맞닿는 부분은 부드럽고 연한 연질폼으로 성형되고 신체가 맞닿는 부분의 바깥 부분은 딱딱하고 강한 경질폼으로 성형되는 동일평면상에서 서로 다른 경도를 갖는 이경도폼(異硬度 foam)으로 의자시트를 형성하여, 사용자가 의자 사용시에 의자에 맞닿는 사용자의 둔부, 허벅지, 등 부분에는 편안한 착석 안락감을 제공하고 사용자가 의자의 좌우 한쪽으로 쏠리지 않고 중앙부에 안정적으로 착석하도록 하여 착석 안정감을 제공할 수 있으며 한개의 금형에서 이경도폼 의자시트를 제조하는 것이 가능하게 되어 다량으로 제조가 가능하게 되는 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트에 관한 것이다.

항공기, 기차, 차량 등의 운송용 의자와 사무용 등의 일반적 의자는 좌판 및 등받이판으로 이루어져 의자 사용자가 착석시에 편안한 자세를 유지할 수 있도록 좌판 및 등받이판에는 각각의 쿠션부가 일체로 형성되어 있어, 사용자는 착석시에 편안한 착석 안락감을 느끼면서 의자를 사용하게 된다.

통상적으로, 의자의 좌판 및 등받이판(이하 '의자시트'로 통칭한다)을 형성하는 쿠션부는 연질폼을 성형용기에 주입하여 발포 성형하게 되는데, 이러한 쿠션부를 포함한 의자시트는, 예를 들면, 좌판의 경우, 엉덩이의 둔부의 전체적이 부분을 동일한 쿠션을 갖는 의자시트가 사용되므로 사용중에 좌판의 가장자리와 접하는 정갱이 부분이나 엉덩이의 가장 볼록한 부분이 가장피로하거나 또는 의자를 걸터 앉는 경우에는 의자의 가장자리 부분이 접하는 부분이 가장 피로를 느끼게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하는 종래기술로 제안된 방안들을 살펴보면, 우선 대한민국 등록특허 제10-0427797호, 발명의 명칭으로 '표피부가 다층 이경도 좌석 및 그 제조방법'이 제안된바, 도 1a를 참고하여 상기 방안에 따르면, 좌석의 기부(基部)를 이루는 제2 쿠션체(2)를 종래의 금형 발포 방법에 의해 딱딱한 경질폼으로 성형하고, 상기 제2 쿠션체(2) 상으로 또 다른 가압 발포 금형으로 제2 쿠션체(2)보다 소프트한 액상 발포성의 제1 쿠션체(1)를 경질의 제2 쿠션체(2)와 함께 일체로 가압 발포 성형하여, 의자 사용자의 둔부 및 허벅지 부분이 맞닿는 부분의 의자시트는 소프트한 제1 쿠션체(1)로 형성하고 그 바깥 부분은 이보다 딱딱한 경질의 제2 쿠션체(2)로 형성하도록 하여 의자 사용자에게 착석 안락감과 착석 안정감을 제공하는 이경도폼 좌석을 제안하였다.

또, 종래기술로 제안된 다른 방안을 살펴보면, 대한민국 공개특허 제10-2016-0071867호, 발명의 명칭으로 '이중 발포폼을 이용한 시트'가 제안된바, 도 1b를 참고하여 상기 방안에 따르면, 연질로 성형되는 연질폼(1')과, 상기 연질폼(1')의 하부에 일체 성형되는 경질의 경질폼(2')으로 이루어져, 별도로 가공된 상기 연질폼(1')이 금형 내부의 상부에 위치된 상태에서 금형 내부에 발포 물질이 주입되면서 상기 경질폼(2')이 일체로 발포 성형되도록 하여, 상술한 종래방안과 같이, 의자 사용자의 둔부 및 허벅지 부분이 맞닿는 부분의 의자시트는 부드럽고 연한 연질폼(1')으로 형성하고 그 바깥 부분은 이보다 딱딱한 경질의 경질폼(2')으로 형성하도록 하여 의자 사용자에게 착석 안락감과 착석 안정감을 제공하는 이경폼도 좌석을 제안하였다.

상술한 종래기술로 제안된 방안들은, 그 전의 경질폼으로만 쿠션부를 형성한 의자시트의 문제점인 불편한 착석감을 해소하여 의자 사용자에게 편안한 착석 안정감이라는 증진된 편익을 제공할 수 있었지만, 상기 방안들 모두는 연질폼을 성형하는 연질폼 성형용 금형 또는 경질폼을 성형하는 경질폼 성형용 금형을 별도로 구비하여 연질 또는 경질의 액상폼을 주입하여 연질폼 또는 경질폼을 먼저 성형한 후에 먼저 성형된 연질폼 또는 경질폼을 또 다른 경질폼 성형용 금형 또는 연질폼 성형용 금형을 구비하여 그 내부에 배치하고 여기에 해당 액상폼을 주입하여 연질폼 및 경질폼이 일체로 가압 성형되도록 하는 제조단계를 반드시 거쳐야 하므로, 상기 종래방안들에 따른 의자시트는 연질폼 성형용 금형 및 경질폼 성형용 금형 중의 어느 하나의 금형과 연질폼과 경질폼을 일체로 발포 성형하는 또 다른 금형 등 2개의 별도의 금형이 반드시 필요하게 되어, 2개의 금형을 구비해야 하는 금형 제조비가 필연적으로 많이 소요되게 되며 또한 연질폼 또는 경질폼 중의 어느 하나의 폼을 먼저 성형 완료한 후에 다시 나머지 폼과 일체로 성형하여야 하므로 상호 일체 성형을 위한 제조 공정의 시간 역시 많이 투입해야 하는 단점이 발생하여 제조단가가 높아지게 되는 또 다른 문제점을 야기하였다.

(선행문헌 1) 대한민국 등록특허 제10-0427797호 (선행문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2016-0071867호

본 발명의 목적은, 상술한 종래방안의 공통된 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 의자 사용자가 의자에 착석하여 사용할 때 사용자 신체가 맞닿는 부분과 그 외의 바깥 부분을 서로 경도가 상이한 이경도폼으로 발포 성형되는 의자시트를 형성함에 있어, 단일 금형내에 설치된 투헤드 타입(2-head type)의 발포기를 이용하여 하나의 금형 내부로 서로 다른 주입 헤드를 통해 각각 연질의 액상폼 및 경질의 액상폼을 분리되게 투입하여 연질폼 및 경질폼으로 이루어지는 이경도폼으로 일체로 함께 발포 성형하여, 사용자 신체가 맞닿는 의자시트 부분에는 부드럽고 연한 연질폼으로 발포 성형되고 그 외의 바깥 부분은 이보다 딱딱하고 강한 경질폼으로 발포 성형되게 하여 사용자가 의자 사용시에 의자에 맞닿는 사용자의 둔부, 허벅지, 등 부분에는 편안한 착석 안락감을 제공하고 사용자가 의자의 좌우 한쪽으로 쏠리지 않고 중앙부에 안정적으로 착석하도록 하여 착석 안정감을 제공할 수 있으며 한 개의 금형에서 이경도폼 의자시트를 제조하는 것이 가능하게 되어 다량으로 제조가 가능하게 된 이형폼이 일체로 성형된 의자시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기의 목적은, 의자시트의 형상과 대응하는 형상으로 형성된 단일 금형내에 사용자 신체가 맞닿는 부분인 연질폼 성형부과 그 외의 바깥 부분인 경질폼 성형부를 구획하는 격벽이 형성된 금형에서 상기 격벽의 높이는 상기 금형의 높이보다 낮도록 형성되어 상부에서는 발포시에 격벽이 위치되는 경계부분에서 혼류가 발생되게 발포되도록 상기 금형의 내부로 경질폼과 연질폼을 각기 분사하는 투헤드 타입의 발포기를 이용하여, 신체가 맞닿는 부분으로서 연질폼 성형부에는 연질의 액상폼이 주입되어 연질폼이 발포 성형되고, 상기 연질폼이 성형되는 그 외의 부분으로서 경질폼 성형부에는 경질의 액상폼이 주입되어 경질폼이 발포 성형되는 본 발명에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트는, 의자시트의 형상과 대응하는 형상으로 형성된 단일 금형내에 사용자 신체가 맞닿는 부분인 연질폼 성형부과 그 외의 바깥 부분인 경질폼 성형부를 구획하는 격벽이 형성된 금형에서 상기 격벽의 높이는 상기 금형의 높이보다 낮도록 형성되어 상부에서는 발포시에 격벽이 위치되는 경계부분에서 혼류가 발생되게 발포되도록 상기 금형의 내부로 경질폼과 연질폼을 각기 분사하는 투헤드 타입의 발포기를 이용하여, 사용자 신체가 맞닿는 의자시트 부분에는 부드럽고 연한 연질폼으로 발포 성형되고 그 바깥 부분은 이보다 딱딱하고 강한 경질폼으로 발포 성형되게 형성되어, 사용자에게 착석 안락감과 착석 안정감을 함께 제공할 수 있고, 또한 하나의 금형만을 사용하여 연질폼 및 경질폼을 함께 발포 성형하여 금형 제작비를 절감하고 발포 성형을 위한 공정 시간을 단축할 수 있으며 다량으로 제조하는 것이 가능하게 되는 우수한 효과가 있다.

도 1a 및 1b는 종래기술에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트의 예시도.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트의 사시도.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트의 개략적인 종단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트를 발포 성형하는 금형의 개략적인 종단면도.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트는 본 실시예에서는 자동차용 의자시트의 좌판부에 적용되는 것으로 하여 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트(S)는, 의자 사용자의 둔부 또는 둔부와 허벅지에 맞닿는 부분에는 부드럽고 연한 연질폼(10)으로 발포 성형되어 형성되고, 상기 연질폼(10) 외의 부분에는 상기 연질폼(10)보다는 상대적으로 딱딱하고 강한 경질폼(20)으로 발포 성형되어 형성되며, 상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)의 상층부에 연질폼(10) 및 경질폼(20)이 혼합되는 경계부분에는 혼류가 발생하며 혼류폼(30)이 발포 성형되게 형성된다.

본 실시예에서, 상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)에 대하여 기술하였으나, 모두 탄성이 좋은 스펀지로 제조된다. 스펀지는 2가지 화합물로 구성되는 것으로 하나는 폴리우레탄 또는 폴리프로필렌이고, 나머지는 이소시아네이트로서 이들을 섞는 비율에 따라 부드러운 정도가 달라지며, 스펀지는 부드러운 성질을 갖는 것으로서, 연질 스펀지폼(이하 '연질폼'이라 함)이라는 것은 공기 함량(OPEN CELL)이 많고 우레탄 폼의 NCO INDEX(NCO/OH) 비율이 낮은 부드러운 것이고, 경질 스펀지폼(이하 '경질폼'이라 함)은 상대적으로 연질폼보다 공기 함량(OPEN CELL)이 적고 우레탄 폼의 NCO INDEX(NCO/OH) 비율이 높은 것이라고 할 수 있다. 이때의 우레탄 폼의 NCO INDEX(NCO/OH)는 우레탄 결합에 참여하는 경화제(ISOCYANATE, NCO)와 주제(HYDROXY, OH)의 반응 비율을 의미하며, 이 비율에 따라 최종 발포폼의 경도값이 달라질 수 있다. 상기 연질폼의 공기 함량(Open Cell)은 90~95%이고, 경질폼의 공기 함량은 80~85%이고, 혼류폼의 공기 함량은 그 중간에 형성된다고 할 수 있을 것이다. 상기 연질폼(10)의 경도(Indentation Load Defiection)는 20~22kgf/314㎠이고, 경질폼(20)의 경도는 23~25kgf/314㎠가 되는 것이 바람직하다.

상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)은 경도와 반발 탄성이 서로 상이한 폼이 적용된다.

상기 연질폼(10)으로 발포 성형되도록 주입되는 연질의 액상폼은, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리염화비닐 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 폴리올과 첨가제로 구성된 주제와 이소시아네이트라는 경화제를 이용하여 조성되는 액상폼으로서, 연질 액상폼의 폴리올로서 상기의 기재에 한정하지 않고 그 외에도 연질폼의 부드럽고 유연한 경도를 구비할 수 있는 폴리올이라면 공지의 폴리를 포함하여 그 어떠한 폴리올이라도 상기 연질의 액상폼으로 적용될 수 있을 것이다.

이때의 폴리올은 분자말단에 2개이상의 수산기(Hydroxy, OH)를 갖고 있는 유기화합물로 경화제(ISOCYANATE, NCO)와의 우레탄결합(NHCOO)으로 우레탄 폼을 형성한다.

상기 경질폼(20)으로 발포 성형되도록 주입되는 경질의 액상폼은, 상기 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 폴리올과 첨가제로 구성된 주제와 이소시아네이트라는 경화제를 이용하여 조성되는 액상폼으로서, 상기 연질폼(10)보다 더 큰 경도를 가지며 공기 함량이 작게 형성된 것이라고 할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 연질폼(10)은 그 주제(폴리우레탄 또는 폴리프로필렌)와 경화용의 경화제로서 사용되는 이소시아네이트의 혼합비율(index, NCO/OH)이 85이상~95미만이고, 상기 경질폼(20)은 그 주제와 경화제의 혼합비율(index,, NCO/OH)이 95이상~105미만이고, 금형내의 온도가 60℃에서 4~6분내 발포된다.

상기 연질폼(10)과 경질폼(20)을 각각 성형하는 상기 연질의 액상폼 및 경질의 액상폼을 금형(100) 내부의 소정의 공간으로 주입하는 발포기는, 투헤드 타입의 발포기를 사용하면서 동시에 하나의 주입 헤드로부터 경질의 액상폼을 격벽(110)으로 구획된 경질폼 성형부(130)로 주입하고 다른 하나의 주입 헤드로부터 연질의 액상폼을 격벽(110)으로 구획된 연질폼 성형부(120)로 주입하여 발포 성형하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 금형(100)은, 도 3의 도시와 같이, 중앙부에 연질폼(10)이 발포 성형되는 공간인 연질폼 성형부(120)가 격벽(110)에 의해 구획되어 형성되어 있고 양측부에 경질폼(20)이 발포 성형되는 공간인 경질폼 성형부(130)가 격벽(110)에 의해 구획되어 형성되어 있는 구조이므로, 상기 투헤드 발포기는 좌우측에 각각 경질의 액상폼을 주입하는 주입 헤드가 형성되고 중앙부에 연질의 액상폼을 주입하는 주입 헤드가 하나 형성되어, 2종류의 액상폼을 주입하는 투헤드 타입의 발포기가 적용된다.

상기 연질폼(10)과 경질폼(20)을 발포 성형하는 금형(100)은, 의자시트의 형상과 대응하는 형상으로 형성되고 사용자 신체가 맞닿는 부분인 연질폼 성형부(120)와 그외의 바깥 부분인 경질폼 성형부(130)를 구획하는 격벽(110)이 형성되되 격벽의 높이(110h)는 금형의 높이(100h)보다 낮도록 형성되어 있어, 상기 금형(100)의 격벽(110)에 의해 구획되는 연질폼 성형부(120) 및 경질폼 성형부(130) 내부에서 발포 성형되는 연질폼(10) 및 경질폼(20)은 상호 혼합되지 않은 상태에서 각각 발포 성형되게 된다.

예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트(S)를 형성하는 금형의 높이(100h)가 50mm의 높이로 제작된다면 상기 연질폼 성형부(120) 및 경질폼 성형부(130)를 상호 구획하는 격벽의 높이(110h)는 40mm의 높이로 형성되는 것이 바람직하며, 의자시트의 용도에 따라 금형의 높이 및 격벽 높이의 다소의 가감은 가능하다고 할 것이다.

상기 금형의 높이(100h)가 50mm인 경우에, 상기 격벽의 높이(110h)가 40mm보다 많이 낮게 형성되면 격벽 높이(110h) 상부에서 연질폼(10) 및 경질폼(20)의 경계부분에서의 상호 혼류가 많아져 중앙부에 경질폼이 넘어와 발포 성형되어 착석 안락감이 저하될 수 있으며, 격벽 높이(110h)가 40mm보다 많이 높게 형성되면 연질폼(10) 및 경질폼(20)의 경계부분에서 상호 혼류되지 않고 연질폼(10) 및 경질폼(20)의 경계가 분명하게 형성되어 사용시에 경계에 접촉하면 접촉감이 두드러지게 판이하여 사용감이 양호하지 못하게 되고 시간이 경과함에 따라 연질폼(10) 및 경질폼(20)의 상호 경계선을 따라 의자시트가 구분되어 내구성이 저하되는 원인을 제공하게 된다.

상기 연질의 액상폼과 경질의 액상폼은 상기 금형(100) 내부의 하부에서는 상기 격벽(110)에 의해 구획되지 않은 상태에서 발포 성형되므로, 연질폼(10) 및 경질폼(20)의 경계부분에서는 상호 혼류가 발생하면서 섞이게 되어 경계부분의 혼류폼의 물성은 연질폼보다는 다소 단단하고 경질폼보다는 다소 유연한 반경질의 물성을 가지게 되면서 의자시트가 형성되게 된다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트(S)는, 연질폼(10)과 경질폼(20)이 일체로 성형되며, 하나의 금형(100)만을 활용하여 이경도폼을 일체로 발포 성형하므로, 의자 사용자에게 착석의 안락감 및 안정감을 동시에 제공하며 금형 제조비 절감, 발포 성형 공정의 단순화 등을 도모할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트는, 의자를 제조하여 생산하는 의자 산업분야에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

S : 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트
10 : 연질폼 20 : 경질폼
30 : 혼류폼
100 : 금형 100h : 금형 높이
110 : 격벽 110h : 격벽 높이
120 : 연질폼 성형부 130 : 경질폼 성형부

Claims

연질폼 및 경질폼으로 이루어지는 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트에 있어서,
상기 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트(S)는,
신체가 맞닿는 부분에 발포 성형된 연질폼(10)과;
상기 연질폼(10)이 성형된 부분 외의 부분에 발포 성형된 경질폼(20)과;
상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)이 혼합되는 경계부분에는 상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)의 혼류가 발생하면서 발포 성형된 혼류폼(30);으로 형성되며,
상기 연질폼(10)을 발포 성형하는 연질의 액상폼 및 상기 경질폼(20)을 발포 성형하는 경질의 액상폼은 연질폼 성형부(120) 및 경질폼 성형부(130)로 구획된 하나의 금형(100)에 각각 동시에 주입되어 상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)으로 함께 발포 성형되고,
상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)이 혼합되는 경계부분에 발포 성형되는 혼류폼(30)은, 상기 금형(100) 내부에서 상기 연질폼(10)이 발포 성형되는 연질폼 성형부(120)와 상기 경질폼(20)이 발포 성형되는 경질폼 성형부(130)를 각각 구획하는 격벽의 높이(110h)가 상기 금형의 높이(100h)보다 78 ~ 82%의 높이로 낮게 형성되어, 상기 격벽의 높이(110h)보다 높은 경계부분에서는 상기 연질폼(10) 및 경질폼(20)이 혼류되면서 발포 성형되는 것을 특징으로 하는 이경도폼이 단일 금형으로 일체로 성형된 의자시트.
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