KR101973913B1 - 기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베개의 제조공정이 단순함에도 불구하고 적은 인원으로 제조가 가능하여 생산성이 매우 높은 기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 엘라스토머 소재로 구성되는 베개 원료가 압출기에 투입되어 용융되고 토출되는 원료압출단계와, 상기 압출기의 하측에 설치되는 상광하협의 호퍼틀을 통해 용융된 상기 원료가 통과하면서 베개성형체가 형성되어 연속 배출되는 연속배출단계와, 상기 배출되는 베개성형체를 냉각수가 담겨진 수조로 침하시키고, 냉각시켜서 길이방향으로 이동시키는 냉각단계와, 상기 냉각단계의 수조를 거치면서 고형 상태의 상기 베개성형체를 일정 길이로 컷팅하고, 테두리를 마감처리는 가공마감단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개{Method for manufacturing a functional pillow using the same}

본 발명은 기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단순화된 제조공정으로 베개가 제작됨과 동시에 인체에 무해한 소재로 복원력 및 통기성이 우수하여 탈취와 곰팡이 발생이 억제될 수 있는 기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개에 관한 것이다.

일반적으로 베개(pillow)란 누울 때 머리를 받쳐주어 편안한 자세로 숙면을 취할 수 있도록 도와주는 침구이다.

베개는 머리를 받칠 수 있고, 목과 허리에 부담이 없는 6-8cm정도의 높이 형성이 될 수 있다. 또한 베개의 재질은 자는 동안 흐르는 땀을 잘 흡수하고 빠르게 건조되는 재질로 형성되는 것이 적절하다.

이러한 베개의 종류로는 베개를 구성하는 재질이나 내용물에 따라 딱딱한 것, 부드러운 것, 낮은 것 등으로 분류될 수 있다. 과거의 베개는 팥, 녹두 등의 곡식이나 쌀겨, 메밀껍질 등을 속에 넣어 섬유로 표피를 감싸거나, 나무, 죽 침, 도침 등으로 형성되는 딱딱한 베개가 주를 이루었으나, 현대에 와서 스폰지, 깃털 등 부드러운 촉감의 베개를 선호하게 되었고, 특히 매트리스 재질로 형성된 것이 가장 많은 비중을 차지하고 있다.

매트리스(mattress)의 형태는 쿠션력 및 완충력을 제공하는 직육면제 형상으로 이루어지고, 주로 라텍스, 우레탄 폼, 폴리에스테르 단섬유 등의 재질로 형성될 수 있다.

일반적으로 매트리스의 제조방법은 원료를 압출기에 투입하는 단계와, 압출기에서 용융된 원료를 몰드에 부어 성형시키는 단계 그리고 몰드를 냉각하여 사출된 매트리스 프레임을 얻는 단계로 이루어질 수 있다.

원료가 압출기에 투입되면 다음과 같은 일련의 과정을 거친다. 먼저, 원료는 역압을 받아 압축이 되고, 배럴온도에 의해 배럴 표면에 용융 수지막이 형성되면서 배럴표면과 마찰을 한다. 역압이 계속적으로 증가하면서 수지 입자들 간의 마찰 또한 증가하여 수지가 쉽게 용융상태가 되고, 거의 용융상태가 되면 균일화 과정이 시작된다. 용융되어 성형틀에 투입된 매트리스 원료는 실온에서 일정시간 동안 냉각되어 구조물로서 공급될 수 있다.

그러나 이와 같은 제조방법은 복잡한 작업공정과 많은 작업인력이 요구되고, 이로 인하여 생산성이 매우 낮아지면서 생산코스트가 대폭 증가하는 문제가 발생하였으며, 매트리스 베개는 사용 빈도와 지속성의 특성상 인체의 땀과 먼지 등으로 인한 세균 번식과 악취의 근원으로 작용하여 위생성이 저하되는 문제점을 해소하기 어려운 단점이 있었다.

등록번호 제10-1546409호(공고일 2015.08.25)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 베개의 제조공정이 단순함에도 불구하고 적은 인원으로 제조가 가능하여 생산성이 매우 높은 기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적으로는, 엘라스토머 소재로 이루어져서 인체에 무해하며 복원력 및 통기성이 우수하여 탈취와 곰팡이 발생이 억제될 수 있는 기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엘라스토머 소재로 구성되는 베개 원료가 압출기에 투입되어 용융되고 토출되는 원료압출단계와, 상기 압출기의 하측에 설치되는 상광하협의 호퍼틀을 통해 용융된 상기 원료가 통과하면서 베개성형체가 형성되어 연속 배출되는 연속배출단계와, 상기 배출되는 베개성형체를 냉각수가 담겨진 수조로 침하시키고, 냉각시켜서 길이방향으로 이동시키는 냉각단계와, 상기 냉각단계의 수조를 거치면서 고형 상태의 상기 베개성형체를 일정 길이로 컷팅하고, 테두리를 마감처리는 가공마감단계를 포함하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 압출기와 상기 호퍼틀의 사이에 타공플레이트가 설치되며, 상기 타공플레이트에는 다수개의 홀이 규칙 또는 불규칙하게 형성되어 상기 호퍼틀로 낙하하는 용융된 상기 베개 원료의 속도가 상기 홀에 의하여 조절될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 타공플레이트의 홀 형상 중 상기 베개 원료가 도너츠 형태로 통과되도록 중심부가 막힌 코어홀 형태로 다수개 중 선택적 또는 전체적으로 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 호퍼틀은 하방으로 갈수록 좁아지도록 경사진 경사판이 다수개 마주하여 형성되는 머리부와, 상기 머리부로부터 일체로 이어지는 통로부로 형성되되, 상기 통로부의 하면 형상은 파형으로 굴곡져서 목접촉 부위가 완만하게 돌출된 베개의 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 냉각단계에서의 수조의 온도는 8℃~12℃를 유지하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 가공마감단계를 따라 완성된 상기 베개의 무게를 측정하여 기설정된 기준치 미달이거나 이상이면 상기 압출기와 상기 호퍼틀의 간격 높이를 조절하여 상기 베개 원료의 밀도를 조절할 수 있다.

본 발명의 기능성 베개의 제조방법 및 이를 이용한 기능성 베개에 의하면, 베개의 제조공정이 단순함에도 불구하고 적은 인원으로 제조가 가능하여 생산성이 매우 높아 생산 단가가 낮아지는 효과가 있다.

또한, 엘라스토머 소재로 이루어져서 인체에 무해하며 복원력 및 통기성이 우수하여 탈취와 곰팡이 발생이 억제되어 항상 쾌적한 수면을 취할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 베개의 제조방법의 공정도이고,
도 2는 본 발명에 따른 실시예에 따른 제조장치의 대략적인 구성도이고,
도 3은 도 2에서 타공플레이트의 평면도이고,
도 4는 도 2에서 호퍼틀의 저면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명에 따른 기능성 베개의 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 구성을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기능성 베개의 제조방법의 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실시예에 따른 제조장치의 대략적인 구성도이고, 도 3은 도 2에서 타공플레이트의 평면도이고, 도 4는 도 2에서 호퍼틀의 저면도이다.

본 발명에서와 같이 기능성 베개의 제조방법의 공정은 도 1을 참고하여 설명한다,

엘라스토머 소재로 구성되는 베개 원료가 압출기에 투입되어 용융되고 토출되는 원료압출단계(S100)와, 상기 압출기의 하측에 설치되는 상광하협의 호퍼틀을 통해 용융된 상기 원료가 통과하면서 베개성형체가 형성되어 연속 배출되는 연속배출단계(S110)와, 상기 배출되는 베개성형체를 냉각수가 담겨진 수조로 침하시키고, 냉각시켜서 길이방향으로 이동시키는 냉각단계(S120)와, 상기 냉각단계의 수조를 거치면서 고형 상태의 상기 베개성형체를 일정 길이로 컷팅하고, 테두리를 마감처리는 가공마감단계(S130)를 포함하는 것이다.

여기서 기능성 베개의 주재료가 되는 엘라스토머(Elastomer)는, 탄성을 가지는 플라스틱 소재로서, 힘을 가했을 때 늘어나는 고무의 장점과 쉽게 가공할 수 있다는 플라스틱의 장점을 모두 갖춘 고부가 합성수지이며, 무색, 무취, 무향으로 인체에 무해하여 식품 관련 제품에도 많이 사용되고, 또 베개로의 제작 시 통기성이 우수하고 세탁도 가능할 수 있다.

도 2에 따른 베개 제조 단계에서 사용되는 제조장치는, 엘라스토머의 원재료가 투입 및 용융되어 토출되는 압출기(100)와, 압출기(100)의 하측으로 설치되어 용융된 원재료가 토출되는 타공플레이트(110)와, 타공플레이트(110)와 적정거리 이격되어 설치되는 호퍼틀(120)과, 다각형의 수조바닥과 외벽으로 이루어지고 상부는 개구되어 베개성형체(130)를 냉각시키는 수조(140)와, 수조(140)의 길이 측방향으로 설치되어 베개성형체(130)가 일체로 연속 이동되어 컷팅 및 가공되는 이송가공부(150)로 이루어질 수 있다.

본 발명의 원료압출단계(S100)에서, 상기의 엘라스토머 원재료가 필렛(fillet)으로 투입되는 압출기(100)는, 직사각 형상으로 내부에 필렛의 베개 원료를 압착, 용융, 이송 및 균일화하여 용융상태로 만드는 본체(102)와, 본체(102)에서 용융된 베개 원료를 타공플레이트(110)를 향하여 토출시키는 다이스(104)로 이루어질 수 있다.

상기 본체(102)에서는 미도시 되었지만 가열수단이 설치되어 대략 180℃~250℃정도로 가열하고 용융상태로 만들고, 교반기를 통해 균일하게 교반하여 토출시키게 된다.

그리고 압출기(100)의 다이스(104)에 근접하여 하측에 설치되는 타공플레이트(110)는 도 3에서와 같이, 다각형 또는 원형 형태일 수 있으며, 테두리로는 벽이 일정 높이로 형성되어질 수 있고, 바닥면에는 다수개의 홀(112)이 규칙 또는 불규칙하게 형성되어 하측의 호퍼틀(120)로 낙하하는 용융된 베개 원료의 속도를 조절할 수 있다.

홀(112)에 의하여 용융된 베개 원료가 실모양으로 토출되면서 호퍼틀(120)에 적층되면서 낙하되며, 이에 홀(112)의 크기에 따라 베개 원료의 토출 속도와 제작되는 베개의 밀도를 결정지을 수 있다.

즉, 홀(112)의 크기가 크면 토출 속도가 증가하여 베개의 밀도가 낮아지고, 반대로 홀(112)의 크기가 설정 크기보다 작으면 너무 가늘게 실모양으로 베개 원료가 토출되어 베개의 밀도가 필요 이상으로 높아질 수 있다.

따라서 제작되는 베개의 요구되는 밀도에 따라 다양한 홀(112)의 크기를 갖는 타공플레이트(110)를 다수개 미리 제작하여 구비할 수 있다.

한편, 홀(112)의 형상 중 베개 원료가 도너츠 형태로 통과되도록 중심부가 막힌 코어홀(114) 형태로 형성될 수도 있으며, 이와 같은 코어홀(114)로 타공플레이트(110)에 전부 설치될 수도 있고, 일반적인 홀(112)과 혼재되어 형성될 수도 있다.

상기 베개 원재료는 코어홀(114)을 통과하면서 중공의 실모양으로 토출되어 제작되는 베개는 탄성력과 복원력이 증대되는 효과를 가져올 수 있다.

그리고 연속배출단계(S110)에서는 압출기(100)의 하측에 설치되는 상광하협의 호퍼틀(120)을 용융된 상기 원료가 통과하면서 형성되는 베개성형체(130)를 연속 배출시키게 된다.

도 4에 도시된 호퍼틀(120)은 금속재로 제작되며, 하방으로 갈수록 좁아지도록 경사진 경사판(122a)이 다수개 마주하여 형성되는 머리부(122)와, 머리부(122)로부터 일체로 이어지는 통로부(124)로 형성될 수 있다.

통로부(124)는 수직하게 형성되되, 그 하부측 하면의 형상은 파형으로 굴곡져서 목접촉 부위가 완만하게 돌출된 베개의 형상으로 형성될 수 있다.

즉, 베개의 형상이 하면은 편평한 바닥면이고, 상면은 파형으로 형성되되, 목이 위치되는 부분은 대략 9.5cm 정도로 높여서 형성되므로, 통로부(124)의 하면 형상이 이와 같을 수 있다.

여기서 타공플레이트(110)의 홀(112)(114)을 통과한 베개 원료는 실모양으로 낙하하여 호퍼틀(120)의 경사판(122a)을 따라 미끄러지면서 적층되며, 입구가 좁아지는 통로부(124)에 다다라서는 용융된 베개 원료의 강한 점성에 의하여 통로부(124)의 벽면을 따라 흐르는 원료가 서로 엉키면서 커진 부피로 통로부(124)의 면적을 차지하게 되고, 이어서 통로부(124)의 하면 형상을 따라 베개의 형태를 갖추면서 연속하여 배출이 이루어지게 된다.

상기 냉각단계(S120)에서는 통로부(124)를 따라 배출되는 베개성형체(130)를 냉각수가 담겨진 수조(140)로 침하시키고, 냉각시켜서 길이방향으로 이동시키는 것으로서, 수조(140)는 다각형의 수조바닥과 수조외벽으로 이루어지고, 수조(140)의 상부 개구부를 통해서 통로부(124)로부터 토출된 고온 상태의 베개성형체(130)가 수조 내부로 투입될 수 있다.

수조(140)에는 토출된 베개성형체(130)가 수조(140)에 담겨질 때에 넘치지 않을 정도의 수위로 냉각수가 담겨지게 된다.

그리고 냉각수의 온도는 바람직하게 약 8℃~12℃ 정도가 적절하다.

베개 원료는 엘라스토머로 물탱크나 냉각수 spray, air-cooling와 같은 단순한 냉각과정을 거쳐도 고화가 이루어질 수 있어, 이와 같은 냉각수 수온의 범위는 베개성형체(130)가 수조(140)에 투입 될 시에 즉각적으로 냉각되어 고형상태가 되지 않고, 반고형 상태에서 이송가공부(150)로 이동되어 공냉으로 마저 고형 상태가 되어 일정 크기로 가공이 가능할 수 있다.

마지막으로 수조(140)를 거치면서 단단해진 베개성형체(130)를 일정 길이로 컷팅하고, 테두리를 마감처리는 가공마감단계(S130)에서는, 수조(140)의 일측방에 이송컨베이어벨트(152)가 길이 방향으로 설치되고, 이송컨베이어벨트(152) 상에는 커팅장치(미도시)도 구비되어 연속적으로 이송되는 베개성형체(130)를 기설정 길이에 맞추어 컷팅을 하게 되고, 컷팅 후에는 측면이나 모서리 부분을 다듬어서 가공을 마무리하게 된다.

상기와 같이 마감하여 완성된 베개 중 일부를 샘플링하여 무게를 측정하고, 측정된 무게가 기설정된 기준치 미달이거나 이상이면 압출기(100)의 타공플레이트(110)와 호퍼틀(120)의 간격 높이를 늘리거나 줄여서 베개 원료의 밀도를 조절할 수 있으며, 경우에 따라서는 홀(112) 크기에 적합한 타공플레이트(110)로 교체할 수도 있다.

따라서 본 발명의 상술한 바에 의하면, 베개의 제조공정이 단순함에도 불구하고 적은 인원으로 제조가 가능하여 생산성이 매우 높아 생산 단가가 낮아질 수 있다.

또한, 엘라스토머 소재로 이루어져서 인체에 무해하며 복원력 및 통기성이 우수하여 탈취와 곰팡이 발생이 억제되어 항상 쾌적한 수면을 취할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 압출기 102 : 본체
104 : 다이스 110 : 타공플레이트
112 : 홀 114 : 코어홀
120 : 호퍼틀 122 : 머리부
122a : 경사판 130 : 베개성형틀
140 : 수조 150 : 이송가공부
152 : 이송컨베이어벨트

Claims (7)

1. 엘라스토머 소재로 구성되는 베개 원료가 압출기에 투입되어 용융되고 토출되는 원료압출단계와,
   상기 압출기의 하측에 설치되는 상광하협의 호퍼틀을 통해 용융된 상기 원료가 통과하면서 베개성형체가 형성되어 연속 배출되는 연속배출단계와,
   상기 배출되는 베개성형체를 냉각수가 담겨진 수조로 침하시키고, 냉각시켜서 길이방향으로 이동시키는 냉각단계와,
   상기 냉각단계의 수조를 거치면서 고형 상태의 상기 베개성형체를 일정 길이로 컷팅하고, 테두리를 마감처리하는 가공마감단계를 포함하고,
   상기 압출기와 상기 호퍼틀의 사이에 타공플레이트가 설치되며,
   상기 타공플레이트에는 다수개의 홀이 규칙 또는 불규칙하게 형성되어 상기 호퍼틀로 낙하하는 용융된 상기 베개 원료의 속도가 상기 홀에 의하여 조절되고,
   상기 타공플레이트에 형성된 다수개의 홀은 상기 베개 원료가 도너츠 형태로 통과되도록 중심부가 막힌 코어홀 형태로 선택적 또는 전체적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기능성 베개의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 호퍼틀은,
   하방으로 갈수록 좁아지도록 경사진 경사판이 다수개 마주하여 형성되는 머리부와,
   상기 머리부로부터 일체로 이어지는 통로부로 형성되되,
   상기 통로부의 하면 형상은 파형으로 굴곡져서 목접촉 부위가 돌출된 베개의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기능성 베개의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 냉각단계에서의 수조의 온도는 8℃~12℃를 유지하는 것을 특징으로 하는 기능성 베개의 제조방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 가공마감단계를 따라 완성된 상기 베개의 무게를 측정하여 기설정된 기준치 미달이거나 이상이면 상기 압출기와 상기 호퍼틀의 간격 높이를 조절하여 상기 베개 원료의 밀도를 조절하는 것을 특징으로 하는 기능성 베개의 제조방법.
   
7. 삭제

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