KR102203873B1 - 냉각 튜브 고리 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 튜브 고리 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이는 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서, 탄성적인 수지 시트 2장을 적층시켜 합지하는 시트 준비 단계; 상기 적층된 2겹의 시트를 소정 패턴의 열접합 라인을 따라 열접합하여, 상기 적층된 2겹의 시트 사이에 주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 상변화물질 수용부를 가진 원호 밴드를 제조하는 열접합 단계; 및 상기 원호 밴드의 상변화물질 수용부 내에 상기 주입구를 통해 상변화물질을 충전하고 상기 주입구를 밀봉하는 상변화물질 충전 단계를 포함한다. 이에 따라 신축성 있는 수지 필름 2장을 열접착하여 일부가 개방된 형태의 고리형 튜브 내에 상변화물질(PCM, phase change materials)을 충전하는 방식으로 제조함으로써, 제조 과정이 단순하며, 사용시 별도의 체결수단이 필요하지 않고 자체적인 복원력에 의해 사람의 목에 착용가능하다는 편리성을 제공한다.

Description

냉각 튜브 고리 및 그 제조방법{COOLING TUBE RING AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 목에 감아 사용하는 냉각용 목밴드에 관한 것으로, 특히 신축성 있는 수지 시트를 열접착하여 일부가 개방된 형태의 고리형 튜브 내에 상변화물질(PCM, phase change materials)을 충전하는 방식으로 제조함으로써, 제조 과정이 단순하며, 사용시 별도의 체결수단이 필요하지 않고 자체적인 복원력에 의해 사람의 목에 착용가능하도록 구성된 새로운 냉각 튜브 고리 및 그 제조방법에 관한 것이다.

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무더운 여름철이나 또는 주방 등 온도가 높은 환경에 노출된 사람의 경우, 목에 예컨대 차가운 얼음 주머니나 냉장고에 넣어 차갑게 온도가 낮아진 수건 등을 대면, 특히 목의 좌우에 있으며 심장으로부터 목을 지나 얼굴과 뇌에 혈액을 공급하는 경동맥 및 목의 뒤에서 뇌로 올라가는 척추동맥 등의 혈액이 냉각되어 얼굴과 머리가 매우 빨리 시원해짐을 느낄 수 있고, 혈액의 이동에 의해 몸 전체도 어느 정도 냉각 효과를 볼 수 있으므로, 이에 따라 몸 전체를 냉각하지 않아도 비교적 효과적으로 더위를 느끼지 않게 될 수 있다. 이런 이유로, 종래에 더운 환경에서 일을 하는 작업자나 여름철과 같은 경우에, 특히 사람의 목을 냉각시킴으로써 더운 환경을 이겨낼 수 있도록 하는 수단에 대한 다양한 제안들이 있어 왔다.

예컨대, 대한민국 공개특허 10-2010-0093230 (2010년 08월 25일 공개) (발명의 명칭:나노 쿨러 목 밴드)는 목에 밀착시켜 착용할 수 있도록 형성된 밴드; 인체의 피부와 접촉시 인체의 열을 흡수하여 체온을 떨어뜨려 시원함을 느끼게 하는 TES 나노셀 물질이 채워진 쿨러 팩; 및 상기 밴드의 내측 면에 쿨러 팩을 붙였다 뗐다 할 수 있도록 형성된 탈착수단; 으로 구성된 냉각용 목밴드를 개시한다. 한편, 대한민국 공개특허 10-2014-0141161 (2014년 12월 10일 공개) (발명의 명칭: 상변화물질을 이용한 아이스 목 밴드)는 목을 감싸는 형태로 착용할 수 있도록 하는 밴드착용부재; 상기 밴드착용부재의 일면에 설치되어 사람의 신체에서 발생하는 열을 흡열하여 시원하게 느끼도록 하는 상변화물질이 내장된 아이스팩; 상기 아이스팩의 배면에 결합되어 상기 아이스팩을 밴드착용부재에 탈부착시키기 위한 부착부재가 결합된 팩보호부재; 상기 밴드착용부재의 일면 상, 하부에 각각 결합되어 상기 아이스팩의 냉기를 외부로 유출되는 것을 방지하도록 하는 냉기유출방지부재;로 구성된 냉각용 목밴드를 개시한다.

그런데, 이들 종래의 목밴드는 온도 조절 물질인 상변화물질을 셀 형태로 여러개로 나뉜 덩어리 형태의 복수의 수용부에 충전할 뿐만 아니라, 이 셀 형태의 복수의 상변화물질의 수용부들을 목 주위로 감아 착용하기 위하여 벨크로 등과 같은 탈부착 부재를 필요로 하기 때문에, 구조가 복잡하여 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라, 사용자가 목에 착용할 때도 불편하다는 등의 여러 문제가 있었다.

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대한민국 공개특허 10-2010-0093230 (2010년 08월 25일 공개) 대한민국 공개특허 10-2014-0141161 (2014년 12월 10일 공개)

본 발명자는, 상변화물질을 이용하여 사람의 목에 착용할 수 있는 냉각 밴드로서, 구조가 간단하여 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 목에 착용하기 편리한 목밴드를 제조할 수 있는 방법을 찾던 중에, 상변화물질을 충전하는 수용부의 형태를, 탄성적인 수지 시트를 열접착하여 제조된 일부가 개방된 고리 형태의 튜브 형상으로 하고, 이러한 튜브 형상의 수용부에 상변화물질을 충전한다면, 사용자가 탄성적인 수지 재질의 고리의 개방부를 잡아당겨 목에 끼울 수 있고, 끼워진 상태에서는 자체적인 형태를 유지하려는 복원력에 의해 목에 그대로 감겨 있는 상태로 될 수 있어, 별도의 착용을 위한 벨크로 등의 탈부착 수단이 필요없을 뿐만 아니라, 구조가 간단하므로 제조 비용이 절감되고, 사용자가 쉽게 착용하여 사용할 수 있는 냉각용 목밴드가 제조될 수 있다는 점을 깨달았다.

이러한 깨달음에 기초하여 제안되는 본 발명은, 예컨대 폴리우레탄 시트와 같은 신축성 있는 수지 필름 2장을 열접착하여 일부가 개방된 형태의 고리형 튜브 내에 상변화물질(PCM, phase change materials)을 충전하는 방식으로 제조함으로써, 제조 과정이 단순하며, 사용시 별도의 체결수단이 필요하지 않고 자체적인 복원력에 의해 사람의 목에 착용가능하도록 구성된 새로운 냉각 튜브 고리 및 그 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.

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상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 냉각 튜브 고리 및 그 제조방법에 의하여 달성된다.

(기본형 제조) 본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 냉각 튜브 고리 제조방법은, 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서, 탄성적인 수지 시트 2장을 적층시켜 합지하는 시트 준비 단계; 상기 적층된 2겹의 시트를 소정 패턴의 열접합 라인을 따라 열접합하여, 상기 적층된 2겹의 시트 사이에 주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 상변화물질 수용부를 가진 원호 밴드를 제조하는 열접합 단계; 및 상기 원호 밴드의 상변화물질 수용부 내에 상기 주입구를 통해 상변화물질을 충전하고 상기 주입구를 밀봉하는 상변화물질 충전 단계를 포함한다.

실시예에 있어서, 상기 탄성적인 수지 시트는 폴리우레탄 시트를 포함한다.

실시예에 있어서, 상기 열접합 단계는 고주파 융착 방식으로 진행될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 상변화물질의 상변화온도는 5 ~ 20℃ 중에서 선택된 온도일 수 있다.

실시예에서, 상기 원호 밴드의 개방부의 개방 각도는 원호 밴드의 중심에서 0~180°범위일 수 있다.

실시예에서, 상기 원호 밴드의 균일한 폭을 가진 말굽형일 수 있다.

실시예에서, 상기 원호 밴드의 형상은 전방 양 개방단의 폭보다 후방쪽으로 갈수록 점점 더 두께가 두꺼워지는 바나나형일 수 있다.

실시예에서, 상기 원호 밴드를 소정 물체에 감았을때 상기 원호 밴드가 상기 물체에 접하는 면에는 요철 구조를 가지고 있어서, 예컨대 원호 밴드를 목에 감는 경우 목에 접촉하는 접촉면의 면적이 전체 내부면 면적보다 작은 것이 바람직하다. 이 경우 접촉면의 위치는 사람 목에서 혈관이 지나가고 있는 평균적인 위치와 대응하도록 배치하는 것이 바람직하다.

실시예에서, 상기 원호 밴드의 개방측 양단부는 외측으로 둥글려진 형태를 가짐으로써, 목에 끼우거나 목에서 뺄 때 보다 양단부가 목에 간섭되는 현상을 방지함으로써 사용에 편리를 제공할 수 있다.

(접촉면 버 제거된 타입 제조) 본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 냉각 튜브 고리 제조방법은, 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서, 탄성적인 수지 시트 2장을 적층시켜 합지하는 시트 준비 단계; 상기 적층된 2겹의 시트를 소정 원호 밴드의 내부선에 대응하는 소정 제 1 열접합 라인을 따라 열접합하는 내부선 열접합단계; 열접합된 내부선을 중심으로 상기 2겹의 시트를 뒤집는 단계; 상기 적층된 2겹의 시트 사이에 주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 상변화물질 수용부를 가진 원호 밴드를 형성하도록 상기 내부선에 대하여 소정 간격을 가지는 원호 밴드의 외부선에 대응하는 소정 제 2 열접합 라인을 따라 열접합하는 외부선 열접합 단계; 및 상기 원호 밴드의 상변화물질 수용부 내에 상기 주입구를 통해 상변화물질을 충전하고 상기 주입구를 밀봉하는 상변화물질 충전 단계를 포함한다.

(이중층 타입 제조) 본 발명의 또 다른 양상에 따라 제공되는 냉각 튜브 고리 제조방법은, 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서, 탄성적인 수지 재질의 제1시트를 소정 금형으로 절단하여 일부가 개방된 고리형 모양의 원호 시트를 제조하고 이를 제2시트의 일면에 열접합하여 일부가 개방된 고리형 모양의수용부를 형성하는 제1수용부 제조단계; 제1수용부를 구비하는 제2시트의 타면에 제3시트를 적층시켜 합지하는 이중층 시트 준비 단계; 상기 준비된 이중층 시트를 소정 원호 밴드의 내부선에 대응하는 소정 제 1 열접합 라인을 따라 열접합하는 내부선 열접합단계; 열접합된 내부선을 중심으로 상기 이중층 시트를 뒤집는 단계; 상기 뒤집힌 이중층 시트들 사이에 상기 제1수용부와 연결된 제1주입구와 제2주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 제2수용부를 가진 원호 밴드를 형성하도록 상기 내부선에 대하여 소정 간격을 가지는 원호 밴드의 외부선에 대응하는 소정 제 2 열접합 라인을 따라 열접합하는 외부선 열접합 단계; 및 상기 제1수용부 내에 공기를 충전하고, 상기 제2수용부 내에 상변화물질을 충전하고 주입구를 밀봉하는 수용부 충전 단계를 포함한다.

(이중관 타입 제조) 본 발명의 또 다른 양상에 따라 제공되는 냉각 튜브 고리 제조방법은, 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서, 탄성적인 수지 시트 2장을 적층시켜 합지하는 시트 준비 단계; 상기 적층된 2겹의 시트를 소정 패턴의 열접합 라인을 따라 열접합하여, 상기 적층된 2겹의 시트 사이에 제1주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 제1수용부를 가진 제1원호밴드를 제조하는 단계; 제조된 제1원호밴드와 제3시트 및 제4시트를 적층시켜 합지하는 이중관 시트 준비 단계; 상기 준비된 이중관 시트를 소정 제 2 원호 밴드의 내부선에 대응하는 소정 제 1 열접합 라인을 따라 열접합하는 내부선 열접합단계; 열접합된 내부선을 중심으로 상기 이중관 시트를 뒤집는 단계; 상기 뒤집힌 이중관 시트들 사이에 상기 제1주입구를 둘러싸는 개구와 제2주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양이며, 상기 제1원호밴드를 둘러싸는 제2수용부를 가진 제2원호 밴드를 형성하도록 상기 내부선에 대하여 소정 간격을 가지는 제 2 원호 밴드의 외부선에 대응하는 소정 제 2 열접합 라인을 따라 열접합하는 외부선 열접합 단계; 및 상기 제 1 원호 밴드의 제1수용부 내에 상기 제1주입구를 통해 공기를 충전하고, 상기 제 2 원호 밴드의 제2 수용부 내에 상기 제2주입구를 통해 상변화물질을 충전하고 상기 제1주입구와 개구 및 상기 제2주입구를 밀봉하는 수용부 충전 단계를 포함한다.

한편 본 발명의 또 다른 양상에 따라 제공되는 냉각 튜브 고리는, 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 일으키는 상변화물질을 수용하는 냉각 튜브 고리로서, 탄력성 및 열가소성을 가진 폴리우레탄 시트 2장이 열접합되어, 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 상변화물질 수용부를 구비하고, 상기 상변화물질 수용부에 상변화물질이 충전된 것이다.

실시예에 있어서, 상기 상변화물질은 5 ~ 20℃ 또는 35 ~ 20℃에서 액체-고체 사이의 상변화를 일으키며 비휘발성 및 비알코올성 물질인 것이 바람직하다.

실시예에 있어서, 상기 일부가 개방된 고리형 튜브 모양은, 개방부가 0 ~ 180°의 범위인 원호형 또는 말굽형, 후방부가 전방의 개방부보다 두꺼운 바나나형, 접촉면이 요철이 형성된 타입, 손오공 금고아형을 포함한다.

실시예에 있어서, 상기 일부가 개방된 고리형 튜브의 단면은, 적어도 접촉면인 내부면의 버가 수용부 안쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

실시예에 있어서, 상기 일부가 개방된 고리형 튜브의 단면은 서로 다른 물질을 수용하기 위한 2개의 별개 수용부를 포함할 수 있다.

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본 발명에 따라, 특히 신축성 있는 수지 시트를 열접착하여 일부가 개방된 형태의 고리형 튜브 내에 상변화물질(PCM, phase change materials)을 충전하는 방식으로 제조함으로써, 제조 과정이 단순하며, 사용시 별도의 체결수단이 필요하지 않고 자체적인 복원력에 의해 사람의 목에 착용가능하도록 구성된 새로운 냉각 튜브 고리 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.

특히 본 발명에 따르면, 탄성적이며 열가소성인 폴리우레탄 시트를 이용하여 냉각 튜브 고리를 제조할 때, 소정 패턴의 금형을 이용한 고주파 융착기를 통해 상변화물질이 충전될 일부가 개방된 고리 형상의 튜브와 이 고리 형상의 세부를 약간씩 변형한 고리 형상의 튜브를 단순 열접착 공정으로 제조할 수 있고, 제조된 고리 형상의 튜브 내에 상변화물질을 충전하고 열융착하여 밀봉하는 것으로 제품이 완성될 수 있으므로, 원하는 크기와 모양을 가진 냉각 튜브 고리를 쉽게 제조할 수 있다는 장점이 제공된다.

나아가 본 발명에 따르면, 탄성력이 좋은 폴리우레탄 시트를 이용하여 제조된 개방된 형태의 고리형 튜브 내에 상변화물질을 충전한 것이므로, 상변화물질이 저온에서 고체로 변화된 경우, 고리형 튜브의 개방부를 손으로 잡아당겨 넓힌 상태로 목에 끼면, 자체 복원력에 의해 원래의 좁은 개방부를 가진 고리 형태로 복원되어 목에 끼워진 상태를 그대로 유지하게 되므로, 별도의 체결 수단이 필요하지 않아 사용하기 편리할 뿐만 아니라, 폴리우레탄 시트와 상변화물질이외에 다른 재료가 필요없으므로 저렴하게 제조할 수 있다는 장점이 있다.

더 나아가 본 발명에 따르면, 예컨대 여름철이나 아열대 기후에서 생활할 때, 또는 출퇴근시 전철과 같이 잠시 무더운 환경을 경험할 때, 또는 주방이나 비닐하우스에서 작업할 때, 또는 그늘이 없는 땡볕 아래에서 작업해야 하는 어부나 낚시군들의 경우, 사용자는 냉장고, 얼음물, 또는 시원한 수도물 속에 담겨놓아 얼린 냉각 튜브 고리를 목에 끼우는 것만으로 편리하고 손쉽게 머리와 몸을 식힐 수 있도록 하는 목 냉각 제품이 제공될 수 있다.

더 나아가 본 발명에 따른, 상변화물질에 안료를 혼합하거나 또는 폴리우레탄 시트의 색깔을 다양하게 구성하거나 또는 폴리우레탄 시트 내외에 다양한 인쇄 도안을 적용함으로써, 목에 건 냉각 튜브 고리가 일종의 패션 아이템으로서 기능할 수 있도록 함으로써, 신체를 냉각하는 주된 기능 이외에도, 소비자의 다양한 패션 기호에 맞출 수 있는 제품을 제공하는 장점을 제공한다.

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도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기본형 냉각 튜브 고리 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 튜브 고리의 제조 과정에서 폴리우레탄 시트가 열접착되는 상태를 설명하기 위한 예시적인 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 튜브 고리에 상변화물질을 주입하기 전후의 형태 변화를 도시하는 개략적인 상면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 튜브 고리가 예시되는 사시도.
도 5는 도 4의 냉각 튜브 고리를 목에 착용한 상태를 예시하는 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 효율을 최대화하려는 냉각 튜브 고리가 예시되는 사시도.
도 7은 도 6의 냉각 튜브 고리를 목에 착용한 상태를 예시하는 사시도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉면적을 최소화하기 위한 냉각 튜브 고리가 예시되는 개략적인 평면도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 착용 및 탈용의 편의를 위한 구조를 가진 냉각 튜브 고리가 예시되는 개략적인 평면도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉면의 버가 제거된 냉각 튜브 고리 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도.
도 11은 도 10의 제조방법을 직관적으로 설명하기 위한 개략적인 흐름도.
도 12는 도 10의 제조방법에 의해 제조된 냉각 튜브 고리의 상변화물질(상변화액)이 액상인 경우를 예시하는 사진.
도 13은 도 10의 제조방법에 의해 제조된 냉각 튜브 고리의 상변화물질(상변화액)이 고체 상태로 상변화된 경우를 예시하는 사진.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉면의 버가 제거되고 튜브 내에 2개의 서로 다른 수용부층이 형성된 이중층 냉각 튜브 고리 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도.
도 15는 도 14의 제조방법에 따라 제조된 이중층 냉각 튜브 고리의 단면을 설명하기 위한 개략적인 단면도.
도 16은 도 14의 제조방법에 의해 제조된 이중층 냉각 튜브 고리에 제1수용부(파란색 부분)에는 공기를 충전하고, 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 액체 상태인 경우를 예시하는 사진.
도 17은 도 14의 제조방법에 의해 제조된 이중층 냉각 튜브 고리에 제1수용부(파란색 부분)에는 공기를 충전하고, 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 고체 상태(흰색으로 보임)인 경우를 예시하는 사진.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉면의 버가 제거되고 튜브 내에 또 다른 관형 수용부를 구비하는 이중관 냉각 튜브 고리(쿨링 튜브 고리) 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도.
도 19는 도 18의 제조방법 중 제1수용부에 대응하는 제1원호밴드와, 제3시트 및 제4시트를 차례로 합지한 상태에서 제2수용부에 대응하는 제2원호밴드의 내부선을 열접합한 다음 가운데 자투리(구멍에 대응)를 제거한 상태를 예시하는 사진.
도 20은 도 19에 예시된 상태에서 제4시트를 접합된 내부선을 중심으로 가운데 구멍을 통해 제1원호밴드 및 제3시트쪽으로 뒤집은 상태를 예시하는 사진.
도 21은 도 20에 예시된 상태에서 제2원호밴드의 외부선을 열접합하고 외측 자투리를 제거한 상태를 예시하는 사진.
도 22는 도 18의 제조방법에 따라 제조된 이중관 냉각 튜브 고리의 단면을 설명하기 위한 개략적인 단면도.
도 23은 도 18의 제조방법에 의해 제조된 이중관 냉각 튜브 고리에 좁은 관 형상의 제1수용부(빨간색 부분)에는 공기를 충전하고, 제1수용부를 감싸는 더 큰 관 형상의 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 액체 상태인 경우를 예시하는 사진.
도 24은 도 18의 제조방법에 의해 제조된 이중관 냉각 튜브 고리에 좁은 관 형상의 제1수용부(빨간색 부분)에는 공기를 충전하고, 좁은 관 형상의 제1수용부를 감싸는 더 큰 관 형상의 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 고체 상태(흰색으로 보임)인 경우를 예시하는 사진.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기본형 냉각 튜브 고리 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 양상에 따라, 가장 단순한 형태의 냉각 튜브 고리 제조방법(10)의 과정을 나타낸다. 이는 시트 준비 단계(11), 열접합단계(13), 및 상변화액(소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)) 충전 단계(15)를 포함한다.

시트 준비 단계(11)는, 탄성 및 열가소성을 가진 폴리우레탄 시트 2장을 합지하는 단계이다. 2장의 시트를 적층시킨 후 그 사이에 공기층이 최대한 없어지도록 예컨대 롤러로 밀어 압착함으로써 합지할 수 있다. 폴리우레탄 시트는 열가소성 수지 시트이므로, 예컨대 고주파 열융착기와 같은 장치를 이용하여 열접착 작업이 용이하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다. 또한 폴리우레탄 시트는 영하의 저온에서도 탄성을 유지하기 때문에, 상변화물질이 얼어 있는 상태에서도 예컨대 냉각 튜브 고리의 개방부를 넓히기 위해 잡아당기는 경우에도 찢어지는 현상이 발생하지 않아 유리하다. 나아가 폴리우레탄 시트 자체가 색깔을 포함할 수 있으며, 또는 폴리우레탄 시트 상에 인쇄 도안이 포함되어 있을 수 있다.

위와 같이 적층된 2겹의 시트가 준비되면, 이를 예컨대 소정 고리 형상의 열접합 라인에 대응하는 금형을 장착한 고주파 융착기를 이용하여 열접합하는 열접합 단계(13)가 진행될 수 있다. 그 결과, 2겹의 시트 사이에 상변화물질 충전용 주입구만 개방되고 길고 좁은 튜브 형상의 공간이 일부 개방된 고리 형상의 원호 튜브(또는 원호 밴드)가 제조될 수 있다. 이와 같이 제조된 원호 튜브 내의 공간은 상변화물질을 충전하기 위한 수용부를 이룬다.

열접합 단계(13)에 의해 원호 튜브의 수용부가 형성되면, 수용부 이외의 자투리 시트 부분을 제거하고, 주입구를 통해 상변화물질을 충전하고 밀봉함으로써 원하는 고리 형상을 가진 냉각 튜브 고리가 완성될 수 있다(15).

본 명세서에서 사용하는 '상변화물질'이란 용어는, PCM(phase change material)으로 잘 알려져 있다. 이는 0℃에서 상변화를 일으키는 물이 아닌 다른 물질을 지칭하며, 예컨대 5℃, 10℃, 15℃ 또는 20℃와 같이 사용자가 원하는 온도에서 물질의 상태가 변화하면서 많은 열을 흡수 또는 방출할 수 있는 물질을 의미한다. 이 물질은 주로 잠열을 이용하며, 축열 물질이라고 불리기도 한다. 일반적으로 PCM은 하이드로카본 계열의 테트라데칸, 옥타데칸, 노나데탄 등의 유기물질, 수화물 형태의 염화칼슘 등과 같은 무기물질, 및 자연에서 얻을 수 있는 식물성 물질로 분류될 수 있다. 미국 항공우주국(NASA)의 연구에 의하면 실질적으로 적용가능한 PCM은 100~200여 종으로 보고되고 있다. 원래 PCM은 우주 비행선과 우주인을 외부 온도 변화로부터 보호하기 위하여 개발되었으나 근래에는 상온용(5℃ 축열) PCM을 이용한 냉난방 시스템 등과 같이 일반 소비자용으로도 널리 응용되고 있는 실정이다.

본 발명에 따라 '상변화물질'은 5~20℃ 중에서 선택된 특정 온도에서 상변화를 일으키는 물질로서 특히 휘발성이 없고 알코올 성분이 없다면 제한없이 이용될 수 있다. 휘발성이 있으면 휘발된 기체 성분이 폴리우레탄 시트를 투과하여 발산되기 때문에 사용 기간이 제한될 수 있고, 알코올 성분이 포함되어 있다면, 알코올 성분이 폴리우레탄 시트를 녹이는 성질이 있어 사용기간이 제한되기 때문이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 튜브 고리의 제조방법에 의하면, 일부가 개방된 고리 형태의 튜브를 열가소성의 탄성력 있는 수지 시트(예컨대, 폴리우레탄)를 고주파 융착기를 이용하여 제조하고, 그 내부에 상변화물질을 충전한 후 고주파 융착기로 밀봉함으로써 냉각 튜브 고리 제품을 완성한다.

이렇게 완성된 냉각 튜브 고리는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 유연하고 탄성적인 폴리우레탄 시트로 제작된 고리 모양의 튜브 내에 상온에서 액상인 상변화물질이 충전되므로, 충전된 상변화물질에 의해 기계적으로 그 고리 형상을 유지하기에 충분한 장력이 제공된다. 또한 유연한 폴리우레탄 시트는 촉감이 부드럽고 탄성적이어서 예컨대 손으로 만지거나 목에 접촉할 때 기분 좋은 느낌을 가지게 할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 튜브 고리의 제조 과정에서 폴리우레탄 시트가 열접착되는 상태를 설명하기 위한 예시적인 측면도이다.

도 2를 참조하면, 도 2의 (a)는 2장의 폴리우레탄 시트(21, 22)가 합지된 상태를 보여준다. 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 도시된 2장의 시트(21, 22)를 예컨대 고주파 열융착기를 사용하여 소정 패턴으로 열접착한 상태로서, 열접착 라인(23)에 의해 둘러싸인 수용부(24)가 형성된 상태를 보여준다. 수용부(24)는 도 3 내지 도 9에서 도시하고 있는 바와 같이, 일부가 개방된 형태의 고리 모양의 튜브이며, 주입구(미도시)를 통해 상변화물질이 충전되는 부분이다. 한편 도 2의 (c)는, 수용부(24)에 상변화물질(PCM)이 주입되는 과정에서, 충전되고 있는 상변화물질(PCM)에 의해 수용부(24)가 2차원 평면 형태에서 3차원적인 튜브 형태로 변형되는 것을 보여준다. 충전이 완료되면, 수용부(24)의 단면은 점선의 원에 의해 개략적으로 나타난 바와 같이, 대체로 원형의 통통한 형태로 된다. 이에 따라 3차원적인 튜브 형태로 변형된 수용부(24)의 모양은, 2차원적인 평탄한 상태(도 2의 (b) 상태)에 비하여, 화살표들로 표시한 바와 같이, 수직방향으로 수용부(24)의 폭이 증가하게 되고, 수평방향으로의 폭은 수축하게 된다. 이에 따라, 비록 폴리우레탄 시트 자체는 유연하기 때문에 전체적인 형태를 유지하기에 충분한 기계적인 장력을 유지하지 못하지만, 수용부 내부 공간으로 상변화물질을 충전하는 것으로, 기계적으로 전체 형상을 유지하기에 필요한 장력이 충분히 제공될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 튜브 고리에 상변화물질을 주입하기 전후의 형태 변화를 도시하는 개략적인 상면도이다.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a)는 상변화물질액을 주입하기 전의 원호 밴드(30)를 개략적으로 보여주며, 도 3의 (b)는 이 원호 밴드(30)에 상변화물질액을 주입한 후의 변화된 냉각 튜브 고리(30')의 모양을 보여준다. 원호 밴드(30)의 원호부는 개방된 부분의 양 개방단이 중심(M)으로부터 a1각도만큼 벌어져 있다. 이 원호부 내에 상변화물질을 주입하면, 주입된 상변화물질에 의해 원호부를 이루는 탄성적인 폴리우레탄 시트가 팽창한다. 이때 상변화물질이 폴리우레탄 시트에 가하는 힘 때문에, 폴리우레탄 시트의 길이가 늘어나고 그 결과 좁은 개방단 쪽이 연장되는 결과로 된다. 이 때문에, 냉각 튜브 고리(30')의 양 개방단 사이의 개방 폭(a2)은 상변화물질액 주입전 원호 밴드(30)의 개방 폭(a1)보다 더 좁아지게 된다.

실시예에서, 상기 원호 밴드(30)의 개방부의 개방 각도(a1)는 원호 밴드의 중심(M)에서 0~180°범위일 수 있다. 각도(a1)가 0°인 경우, 상변화물질을 주입한 후의 대응하는 개방 각도(a2)는 약 -10°정도가 되어 양 개방단이 일정 부분 겹쳐지게 되지만, 폴리우레탄 시트의 탄성 때문에, 손으로 양 개방단을 잡고 양옆으로 당겨서 목에 착용하거나 탈용하는 것이 충분히 가능하다. 각도(a1)가 180°인 경우, 상변화물질을 주입한 후의 대응하는 개방 각도(a2)는 약 170°가 되므로, 목에 착용한 경우, 쉽게 빠지지 않는 정도의 반고리 형태를 유지할 수 있다. 바람직한 실시예의 경우, 원호 밴드(30)의 개방부의 폭, 즉 양 개방단 사이의 거리는 약 3 ~ 5 cm 정이다. 이 경우, 상변화물질을 주입한 후의 대응하는 개방 각도(a2)는 약 0°~ 5°정도가 되어 착용과 탈용이 편리한 모양으로 될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 튜브 고리가 예시되는 사시도이고, 도 5는 도 4에 예시된 냉각 튜브 고리를 목에 착용한 상태를 보여준다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 발굽형 냉각 튜브 고리(40)가 예시된다. 이 발굽형 고리 모양은 원호부의 두께가 균일하며, 목의 전방 즉 개방부에서 양 개방단은 거의 맞닿아 있다. 이 예에서, 원호부를 제조할 때 열접합라인에 의해 발생하는 내부선 및 외부선의 버가 그대로 남아 있음을 알 수 있는데, 이 경우 사람에 따라서는 내부선의 버가 목에 닿아 성가시다는 느낌을 가질 수 있다.

이 예의 냉각 튜브 고리(40)를, 도 5에 예시된 바와 같이, 목에 착용한 경우, 사람의 목의 뒤쪽에는 척추 동맥이 지나가며, 목의 앞쪽에서 양 측면으로 경동맥이 지나가기 때문에, 이 혈관들의 위치에 대응하는 부분이 다른 부분보다 더 빨리 녹는 현상이 발생한다. 그러므로 본 실시예는 후방과 측면에서 더 빨리 녹고 전방의 개방단 부분의 상변화물질은 나중에 녹는 현상을 볼 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 효율을 최대화하려는 바나나형 냉각 튜브 고리가 예시되는 사시도이고, 도 7은 도 6의 바나나형 냉각 튜브 고리를 목에 착용한 상태를 예시하는 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 바나나형 냉각 튜브 고리(60)가 예시된다. 이 바나나형 고리 모양은 원호부의 두께가 후방에서 더 두껍고 전방에서는 더 얇아 마치 바나나와 같은 형상을 한다. 이 예에서, 원호부를 제조할 때 생기는 열접합라인으로서 내부선의 버는 없고 및 외부선의 버만 그대로 남아 있음을 볼 수 있다. 이렇게 사람의 목에 접촉되는 내부선의 버를 없애는 제조방법은 아래에서 도 10 내지 도 24를 참조하여 설명되는 실시예들에 의해 더 상세히 설명될 것이다.

이 예의 냉각 튜브 고리(60)를, 도 7에 예시된 바와 같이, 목에 착용한 경우, 사람의 목의 뒤쪽에 대응하는 부분은 더 두껍고 전방에서 더 얇기 때문에, 비록 척추동맥 때문에 후방 부분이 더 열을 빼앗기는 현상은 동일하지만, 전체적으로 후방 부분과 전방의 개방단 부분의 상변화물질은 전체적으로 대략 동일한 시간 안에 녹을 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉면적을 최소화하기 위한 냉각 튜브 고리가 예시되는 개략적인 평면도이다.

도 8을 참조하면, 사람의 목에 접촉하는 면적을 최소화한 변형된 냉각튜브 고리(80)가 도시된다. 도시된 실시예에서, 냉각튜브 고리(80)의 원호부 중 내부면 즉 착용시 목에 접촉하는 면은 요철 구조를 가진다. 즉 볼록부를 가진다. 이 볼록부는 목과 직접 접촉하는 접촉면을 형성하므로, 이 예에서는 접촉면의 면적이 전체 내부면 면적보다 작게 된다. 이 경우 접촉면(즉 볼록부)의 위치는 사람 목에서 혈관이 지나가고 있는 평균적인 위치, 다시 말해서 예컨대, 척추 동맥이 지나가는 목의 후방 및 경동맥이 지나가는 목의 양측면 등의 위치와 대응하도록 배치된다.

이 실시예에 따르면, 목에 접촉하는 면적이 최소화되므로, 피부에 이물질이 접촉하면 불쾌한 느낌을 느끼는 민감한 사람들에게 적합한 제품이 제공될 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 따라 냉각 튜브 고리 중 목에 접촉되는 면의 촉감을 향상시키기 위하여, 예컨대, 냉각튜브고리의 접촉면을 이루는 폴리우레탄 시트를 무광처리함으로써 무광처리에 의해 생성된 미세요철구조에 의해 촉감이 향상될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 착용 및 탈용의 편의를 위한 구조를 가진 금고아형 냉각 튜브 고리가 예시되는 개략적인 평면도이다.

도 9를 참조하면, 금고아형 냉각 튜브 고리(90)의 개방단은, 외측으로 둥글려진 형태를 가짐으로써, 목에 끼우거나 목에서 뺄 때 보다 양단부가 목에 간섭되는 현상을 방지함으로써 사용에 편리를 제공할 수 있다. 이러한 냉각 튜브 고리(90)는 마치 손오공 금고아와 유사하게 개방단이 둥글려져 있어, 특히 목과 개방단이 간섭되는 현상을 싫어하는 민감한 성격의 사용자에게 적합한 형상이라고 할 수 있다.

위에서 다양한 형태의 냉각 튜브 고리가 예시되었으나, 본 발명은 또한 수용부가 하나가 아니라, 2개의 수용부를 가지도록 제조될 수 있다. 예컨대, 일부가 개방된 고리형 튜브, 즉 상변화물질이 수용되는 수용 공간의 단면은 서로 다른 물질을 수용하기 위한 2개의 별개 수용부로 이루어질 수 있다. 이 2개의 수용부에는 공기 및 상변화물질을 각각 충전하거나, 서로 다른 온도에서 상변화를 일으키도록 제어된 2개의 서로 다른 상변화물질을 각각 충전할 수 있다. 이러한 실시예들은 아래에서 도 14 내지 도 24를 참조하여 더 설명된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 접촉면의 버가 제거된 냉각 튜브 고리 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 양상에 따라, 목과 접촉되는 내부면에 버가 제거된 타입의 냉각 튜브 고리 제조방법(100)의 과정을 나타낸다. 이는 시트 준비 단계(101), 내부선 열접합단계(103), 뒤집기 단계(105), 외부선 열접합단계(107) 및 상변화액 충전 단계(109)를 포함한다.

시트 준비 단계(101)는, 도 1의 시트 준비 단계(11)와 유사하게, 탄성 및 열가소성을 가진 폴리우레탄 시트 2장을 합지하는 단계이다. 2장의 시트를 적층시킨 후 그 사이에 공기층이 최대한 없어지도록 예컨대 롤러로 밀어 압착함으로써 합지할 수 있다.

위와 같이 적층된 2겹의 시트(제1시트 및 제2시트)가 준비되면, 이를 예컨대 소정 고리 형상의 열접합 라인에 대응하는 금형을 장착한 고주파 융착기를 이용하여 열접합하는 열접합 단계가 진행된다. 본 실시예에 따르면, 도 1에 예시된 하나의 금형에 의해 이루어질 수 있는 열접합단계(13)와는 달리, 내부선 열접합단계(105), 뒤집기단계(107) 및 외부선 열접합단계(107)의 3개의 단계로 구성된다.

내부선 열접합단계(105)는 원호 밴드의 열접합 라인 중에서, 특히 착용시 목과 접촉하게 되는 내부면에 위치하는 내부선 대응 열접합라인을 고주파 융착기를 이용하여 열접합하는 단계이다. 이 경우, 내부선은 실제로 일부가 열리 고리 형태이지만, 내부선 열접합단계(105)에서 열접합되는 내부선 대응 열접합라인은 닫힌 원에 대응하는 형태를 가지며, 열접합에 의해 닫힌 원에 대응하는 시트는 불필요한 부분이므로 제거되고, 이에 따라 결과적으로 내부선 대응 열접합라인에 의해 둘러싸인 구멍이 형성된다.

뒤집기단계(107)는 내부선 대응 열접합라인을 중심으로 제1시트 또는 제2시트를 뒤집어, 내부선 대응 열접합라인에 의해 형성된 버가 제1시트와 제2시트 사이에 위치하도록 한다.

그런 다음, 외부선 열접합단계(107)는, 제1시트와 제2시트 사이에 내부선 대응 열접합라인에 의해 형성된 버가 위치한 상태에서, 원호 튜브의 외부선 열접합라인을 고주파 융착기로 열접합한다.

그 결과, 제1시트와 제2시트 사이에 상변화물질 충전용 주입구만 개방되고 길고 좁은 튜브 형상의 공간이 일부 개방된 고리 형상의 원호 튜브(또는 원호 밴드)가 제조될 수 있고, 이 원호 튜브의 내부선 버는 원호 튜브의 안쪽, 즉 상변화물질을 충전하기 위한 수용부 내에 위치하게 된다.

이러한 열접합 단계(103, 105, 107)에 의해 원호 튜브의 수용부가 형성되면, 수용부 이외의 자투리 시트 부분을 제거하고, 주입구를 통해 상변화물질을 충전하고 밀봉함으로써 원하는 고리 형상을 가진 냉각 튜브 고리가 완성될 수 있다(109).

이렇게 완성된 냉각 튜브 고리는, 착용시 목과 닿는 내부면에 열접합라인의 외측 자투리를 절단하는 공정에서 발생하게 되는 버가 수용부 내로 위치가 바뀌어지기 때문에, 착용감이 좋아지게 되는 장점을 제공한다.

나아가, 본 실시예에 따른 제조방법에서는 원호 고리(또는 원호 튜브, 또는 원호 밴드)의 내부선과 외부선을 별도 과정에 의해 고주파 융착으로 열접합하기 때문에, 내부선과 외부선의 열접합 단계 사이에 추가적인 재료를 삽입할 수 있는 여지를 제공한다. 따라서, 예컨대 도 14 및 도 18에 예시된 바와 같이, 추가적인 시트 구조를 더 접합하거나 또는 추가적인 튜브 구조를 더 접합함으로써 이중층 또는 이중관과 같은 더 복잡하지만 추가 기능을 제공할 수 있는 다양한 냉각 튜브 고리 제품을 제작할 수 있는 여지를 제공한다.

도 11은 도 10의 제조방법을 직관적으로 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 도 11의 (a)는 2장의 폴리우레탄 시트 즉 제1시트(111) 및 제2시트(112)를 겹쳐 합지한 상태를 보여준다. 이후, 도 11의 (b)는 일부가 개방된 고리 모양의 튜브를 형성하기 위하여, 먼저 내부선(113)을 고주파 융착으로 열접착한 상태를 보여준다. 그 다음에 도 11의 (c)는 내부선(113)의 열접착라인 부분의 자투리를 절단함에 따라 형성되는 내부선 버(bur)(114)를 목과 접촉되는 면에서 제거하기 위하여, 내부선(113)을 중심으로 아래의 제2시트(112)를 위의 제1시트(111) 위로 뒤집어, 내부선 버(114)가 제1시트(111)와 제2시트(112) 사이에 오도록 한 상태를 보여준다. 그런 다음, 도 11의 (d)는 외부선(115)을 따라 제1시트(111)와 제2시트(112)를 고주파 융착으로 열접착한 상태를 보여준다. 그리고, 도 11의 (e)는 제1시트(111)와 제2시트(112), 그리고 내부선(113)과 외부선(115)에 의해 둘러싸인 수용부에 상변화물질을 충전한 상태를 보여준다. 이에 따르면, 한편으로 착용시 사람의 목에 접촉하는 내부면, 즉 내부선(113)이 위치하는 면은 내부선 버(114)가 수용부 안쪽으로 위치되어, 착용감이 좋은 냉각 튜브 고리 제품이 제공될 수 있다. 다른 한편으로 외부면, 즉 외부선(115)이 위치하는 면에는 외부선 버(116)가 위치한다.

도 12는 도 10의 제조방법에 의해 제조된 냉각 튜브 고리의 상변화물질(상변화액)이 액상인 경우를 예시하는 사진이고, 도 13은 도 10의 제조방법에 의해 제조된 냉각 튜브 고리의 상변화물질(상변화액)이 고체 상태로 상변화된 경우를 예시하는 사진이다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 착용시 목과 접촉하는 내부면에는 내부선 버가 돌출되어 있지 않고, 외부선버만 돌출해 있는 예가 보여진다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉면의 버가 제거되고 튜브 내에 2개의 서로 다른 수용부층이 형성된 이중층 냉각 튜브 고리 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 목과 접촉되는 내부면에 버가 제거될 뿐만 아니라, 튜브 타입의 수용부가 2개의 층으로 구성된 이중층 타입의 냉각 튜브 고리 제조방법(140)의 과정을 나타낸다. 이는 2개의 시트를 합지하는 제1준비 단계(141), 제1수용부 형성 단계(142), 제1수용부와 제3시트를 합지하는 제2준비단계(143), 제2수용부를 위한 내부선 열접합단계(144), 뒤집기 단계(145), 제2수용부를 위한 외부선 열접합단계(145) 및 상변화액 충전 단계(146)를 포함한다.

본 실시예는 3개의 시트를 사용하여 이중층의 수용부를 구비하는 냉각 튜브 고리를 제공하는 것으로서, 도 10의 제조 방법의 시트 준비 단계(101)에 대응하여, 제1준비 단계(141), 제1수용부 형성 단계(142) 및 제2준비단계(143)를 포함한다는 특징을 가진다.

제1준비 단계(141)는, 도 1의 시트 준비 단계(11)와 유사하게, 탄성 및 열가소성을 가진 폴리우레탄 시트 2장을 합지하는 단계이다. 2장의 시트를 적층시킨 후 그 사이에 공기층이 최대한 없어지도록 예컨대 롤러로 밀어 압착함으로써 합지할 수 있다.

위와 같이 적층된 2겹의 시트(제1시트 및 제2시트)가 준비되면, 이를 예컨대 소정 고리 형상의 열접합 라인에 대응하는 금형을 장착한 고주파 융착기를 이용하여 열접합하는 열접합 단계를 진행하여 제1수용부를 형성한다. 제1수용부를 형성하는 단계(142)는 실질적으로 도 1의 열접합 단계(13)와 유사하게 진행될 수 있다.

이와 같이 하여, 제1수용부 형성단계에 의해 제1수용부를 가진 제1원호밴드시트가 제조되면, 이후 제2준비단계(143)에서 이 제1원호밴드 시트는 제3시트와 합지된다. 제1원호밴드 시트는 제2원호밴드를 구성하는 2개의 시트 중에서 하나의 시트에 대응하게 되며, 그 하나의 시트 표면에 제1수용부가 형성되어 있다는 점에 특징이 있다.

제2원호밴드의 내부선 열접합단계(144)는 제2원호 밴드의 열접합 라인 중에서, 특히 착용시 목과 접촉하게 되는 내부면에 위치하는 내부선 대응 열접합라인을 고주파 융착기를 이용하여 열접합하는 단계이다. 이 경우, 이 단계(144)는 도 10의 내부선 열접합단계(105)와 유사하게 진행되고, 결과적으로 내부선 대응 열접합라인에 의해 둘러싸인 구멍이 형성된다.

뒤집기단계(145)는 내부선 대응 열접합라인을 중심으로 제3시트를 제1원호밴드 시트를 뒤집어, 내부선 대응 열접합라인에 의해 형성된 버가 제3시트와 제1원호밴드 시트 사이에 위치하도록 한다.

그런 다음, 제2원호밴드의 외부선 열접합단계(145)는, 제3시트와 제1원호밴드 시트 사이에 내부선 대응 열접합라인에 의해 형성된 버가 위치한 상태에서, 제2원호 튜브의 외부선 열접합라인을 고주파 융착기로 열접합한다.

그 결과, 제3시트와 제1원호밴드 시트 사이에 2개의 주입구만 개방되고 고리 형상의 2개의 수용부를 가진 원호 튜브가 제조될 수 있다. 이 원호 튜브의 내부선 버는 원호 튜브의 안쪽, 즉 상변화물질을 충전하기 위한 제2수용부 내에 위치하게 된다.

이렇게 원호 튜브의 이중층 수용부가 형성되면, 제2수용부 이외의 자투리 시트 부분을 제거하고, 2개의 주입구를 통해 각각 제1수용부 및 제2수용부에 공기 및/또는 상변화물질을 충전하고 밀봉함으로써 원하는 고리 형상을 가진 이중층 냉각 튜브 고리가 완성될 수 있다(146).

이렇게 완성된 이중층 냉각 튜브 고리는, 착용시 목과 닿는 내부면에 열접합라인의 외측 자투리를 절단하는 공정에서 발생하게 되는 버가 수용부 내로 위치가 바뀌어지기 때문에, 착용감이 좋아지게 될 뿐만 아니라, 서로 다른 2개의 수용부에 공기 및/또는 상변화물질을 충전할 수 있게 된다. 예컨대 제1수용부에 공기를 충전하고 제2수용부에 5°상변화물질을 충전하게 되면, 제1수용부 및 제2수용부에 모두 상변화물질을 충전하는 것에 비하여 전체 무게가 감소되는 장점이 제공될 수 있다. 한편, 제1수용부와 제2수용부에 서로 다른 온도에서 상변화하는 서로 다른 상변화물질을 충전할 수도 있다. 이 경우, 서로 다른 온도에서 상변화를 하게 되므로, 경우에 따라 냉각 효율이 높이는 제품의 제조가 가능하다는 장점이 제공된다.

도 15는 도 14의 제조방법에 따라 제조된 이중층 냉각 튜브 고리의 단면을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 15를 참조하면, 제1수용부는 제1시트와 제2시트를 제1라인 및 제2라인에서 열융착하여 제작될 수 있다. 제1수용부 부분을 제외한 제1시트의 자투리는 제거된다. 이후 제1수용부 부분을 포함하는 제2시트는 제1원호밴드 시트로서 제3시트와 합치되어, 내부선이 열접착된 후 뒤집어, 내부선 버와 제1수용부가 제3시트와 제2시트 사이에 오도록 한다. 그런 다음 외부선이 열접착됨으로써 제2수용부가 생성될 수 있다. 이에 따라 제1수용부 및 제2수용부를 가진 이중층 수용부 구조가 제조될 수 있는데, 제1수용부에는 공기가 충전되고, 제2수용부에는 상변화물질이 충전될 수 있다.

도 16은 도 14의 제조방법에 의해 제조된 이중층 냉각 튜브 고리에 제1수용부(파란색 부분)에는 공기를 충전하고, 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 액체 상태인 경우를 예시하는 사진이다. 한편 도 17은 도 14의 제조방법에 의해 제조된 이중층 냉각 튜브 고리에 제1수용부(파란색 부분)에는 공기를 충전하고, 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 고체 상태(흰색으로 보임)인 경우를 예시하는 사진이다.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접촉면의 버가 제거되고 튜브 내에 또 다른 관형 수용부를 구비하는 이중관 냉각 튜브 고리(쿨링 튜브 고리) 제조방법의 과정을 예시하는 개략적인 흐름도이다.

도 18을 참조하면, (이중관 타입 제조) 본 발명의 또 다른 양상에 따라 제공되는 냉각 튜브 고리 제조방법(180)은, 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서, 탄성적인 수지 시트 2장을 적층시켜 합지하는 시트 준비 단계(181); 상기 적층된 2겹의 시트를 소정 패턴의 열접합 라인을 따라 열접합하여, 상기 적층된 2겹의 시트 사이에 제1주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 제1수용부를 가진 제1원호밴드를 제조하는 단계(182); 제조된 제1원호밴드와 제3시트 및 제4시트를 적층시켜 합지하는 이중관 시트 준비 단계; 상기 준비된 이중관 시트를 소정 제 2 원호 밴드의 내부선에 대응하는 소정 제 1 열접합 라인을 따라 열접합하는 내부선 열접합단계(183); 열접합된 내부선을 중심으로 상기 이중관 시트를 뒤집는 단계; 상기 뒤집힌 이중관 시트들 사이에 상기 제1주입구를 둘러싸는 개구와 제2주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양이며, 상기 제1원호밴드를 둘러싸는 제2수용부를 가진 제2원호 밴드를 형성하도록 상기 내부선에 대하여 소정 간격을 가지는 제 2 원호 밴드의 외부선에 대응하는 소정 제 2 열접합 라인을 따라 열접합하는 외부선 열접합 단계(184); 및 상기 제 1 원호 밴드의 제1수용부 내에 상기 제1주입구를 통해 공기를 충전하고, 상기 제 2 원호 밴드의 제2 수용부 내에 상기 제2주입구를 통해 상변화물질을 충전하고 상기 제1주입구와 개구 및 상기 제2주입구를 밀봉하는 수용부 충전 단계(185)를 포함한다.

도 19는 도 18의 제조방법 중 제1수용부에 대응하는 제1원호밴드와, 제3시트 및 제4시트를 차례로 합지한 상태에서 제2수용부에 대응하는 제2원호밴드의 내부선을 열접합한 다음 가운데 자투리(구멍에 대응)를 제거한 상태를 예시하는 사진이다.

도 20은 도 19에 예시된 상태에서 제4시트를 접합된 내부선을 중심으로 가운데 구멍을 통해 제1원호밴드 및 제3시트쪽으로 뒤집은 상태를 예시하는 사진이다.

도 21은 도 20에 예시된 상태에서 제2원호밴드의 외부선을 열접합하고 외측 자투리를 제거한 상태를 예시하는 사진이다.

도 22는 도 18의 제조방법에 따라 제조된 이중관 냉각 튜브 고리의 단면을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 22를 참조하면, 제1수용부는 제1시트와 제2시트를 제1라인 및 제2라인에서 열융착하여 튜브 고리 형태로 제작될 수 있다. 제1수용부 부분을 제외한 제1시트의 자투리는 제거된다. 이후 제1수용부를 형성하는 제1원호튜브관은 제3시트 및 제4시트와 합지된다. 합지된 것은 제2원호튜브관을 위한 내부선이 열접착된 후 뒤집어, 내부선 버와 제1수용부가 제3시트와 제4시트 사이에 오도록 한다. 그런 다음 외부선이 열접착됨으로써 제2수용부가 생성될 수 있다. 이에 따라 제1수용부 및 제2수용부를 가진 이중관 수용부 구조가 제조될 수 있는데, 제1수용부에는 공기가 충전되고, 제2수용부에는 상변화물질이 충전될 수 있다.

도 23은 도 18의 제조방법에 의해 제조된 이중관 냉각 튜브 고리에 좁은 관 형상의 제1수용부(빨간색 부분)에는 공기를 충전하고, 제1수용부를 감싸는 더 큰 관 형상의 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 액체 상태인 경우를 예시하는 사진이다. 한편, 도 24은 도 18의 제조방법에 의해 제조된 이중관 냉각 튜브 고리에 좁은 관 형상의 제1수용부(빨간색 부분)에는 공기를 충전하고, 좁은 관 형상의 제1수용부를 감싸는 더 큰 관 형상의 제2수용부에는 상변화물질을 충전한 것으로서, 상변화물질이 고체 상태(흰색으로 보임)인 경우를 예시하는 사진이다.

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이상에서는 본 발명을 구체적인 일 실시 예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양하고 변형된 시공법이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.

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21, 111: 제1시트
22, 112: 제2시트
23: 열접합라인
24: 수용부
30', 20, 60, 80, 90: 냉각 튜브 고리
113: 내부선
114: 내부선 버
115: 외부선
116: 외부선 버

Claims (17)

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11. 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서,
    탄성적인 수지 재질의 제 1 시트를 소정 금형으로 절단하여 일부가 개방된 고리형 모양의 원호 시트를 제조하고 이를 준비된 시트 중 제 2 시트의 일면에 열접합하여 일부가 개방된 고리형 수용부를 형성하는 제 1 수용부 제조단계;
    제 1 수용부를 구비하는 제 2 시트의 타면에 준비된 시트 중 제 3 시트를 적층시켜 합지하는 이중층 시트 준비 단계;
    상기 준비된 이중층 시트를 소정 원호 밴드의 내부선에 대응하는 소정 제 1 열접합 라인을 따라 열접합하는 내부선 열접합단계;
    열접합된 내부선을 중심으로 상기 이중층 시트를 뒤집는 단계;
    상기 뒤집힌 이중층 시트들 사이에 상기 제 1 수용부와 연결된 제 1 주입구와 제 2 주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 제 2 수용부를 가진 원호 밴드를 형성하도록 상기 내부선에 대하여 소정 간격을 가지는 원호 밴드의 외부선에 대응하는 소정 제 2 열접합 라인을 따라 열접합하는 외부선 열접합 단계를 포함하고,
    상기 제 1 수용부 내에 공기 또는 제 1 상변화물질을 충전하고, 상기 제 2 수용부 내에 제 2 상변화물질을 충전하고 주입구를 밀봉하는 수용부 충전 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 튜브 고리 제조방법.
    
12. 소정 온도에서 액체-고체 상변화를 하는 상변화물질(PCM, phase change materials)을 수용한 냉각 튜브 고리를 제조하는 방법으로서,
    탄성적인 수지 시트 2장을 적층시켜 합지하는 시트 준비 단계;
    상기 적층된 2겹의 시트를 소정 패턴의 열접합 라인을 따라 열접합하여, 상기 적층된 2겹의 시트 사이에 제 1 주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양의 제 1 수용부를 가진 제 1 원호밴드를 제조하는 단계;
    제조된 제 1 원호밴드와 제 3 시트 및 제 4 시트를 적층시켜 합지하는 이중관 시트 준비 단계;
    상기 준비된 이중관 시트를 소정 제 2 원호 밴드의 내부선에 대응하는 소정 제 1 열접합 라인을 따라 열접합하는 내부선 열접합단계;
    열접합된 내부선을 중심으로 상기 이중관 시트를 뒤집는 단계;
    상기 뒤집힌 이중관 시트들 사이에 상기 제 1 주입구를 둘러싸는 개구와 제 2 주입구만 개방되고 일부가 개방된 고리형 튜브 모양이며, 상기 제 1 원호밴드를 둘러싸는 제 2 수용부를 가진 제 2 원호 밴드를 형성하도록 상기 내부선에 대하여 소정 간격을 가지는 제 2 원호 밴드의 외부선에 대응하는 소정 제 2 열접합 라인을 따라 열접합하는 외부선 열접합 단계; 및
    상기 제 1 원호 밴드의 제 1 수용부 내에 상기 제 1 주입구를 통해 공기 또는 제 1 상변화물질을 충전하고, 상기 제 2 원호 밴드의 제 2 수용부 내에 상기 제 2 주입구를 통해 제2상변화물질을 충전하고 상기 제 1 주입구와 개구 및 상기 제 2주입구를 밀봉하는 수용부 충전 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 튜브 고리 제조방법.
    
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