KR102251292B1 - Tpu 필름층을 구비한 기능성 매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패드의 일면을 설정 간격으로 절개함으로써 자체적인 권취가 가능하여짐에 따라 운반과 보관 효율성이 향상되고, 패드의 표면에 열가소성 폴리우레탄을 라미네이션 방식으로 코팅함으로써 물성의 개선과 각종 기능이 향상되는 TPU 필름층을 구비한 기능성 매트에 관한 것으로, 고무 소재로 이루어져 지면과의 마찰을 유발하여 논 슬립 기능을 발휘하는 마찰층(10);과, 마찰층의 상면에 적층 접합하여 완충과 단열 기능을 발휘하도록 설정 두께의 폴리에틸렌 폼(PE, Polyethylene foam)으로 구비되는 완충부재(20);와, 완충부재의 상면에 적층 접합하여 외부요인으로부터 완충부재를 보호하도록 열가소성 폴리우레탄 필름(TPU, Thermoplastic Polyurethane film)이 구비되는 필름층(30);으로 구성된다.

Description

TPU 필름층을 구비한 기능성 매트{Functional mat with TPU film layer}

본 발명은 바닥에 전개되어 충격 흡수와 소음 차단에 기여하는 기능성 매트에 관한 기술사상을 개진한 것으로, 더욱 상세하게는 패드의 일면을 설정 간격으로 절개함으로써 자체적으로 권취 가능할 뿐 아니라 이로 인해 운반과 보관 효율성이 향상되고, 나아가 패드의 표면에 열가소성 폴리우레탄을 라미네이션 방식으로 코팅함으로써 물성의 개선과 각종 기능이 향상되는 TPU 필름층을 구비한 기능성 매트에 관한 것이다.

최근 좁은 면적 내에 많은 수의 가구가 주거할 수 있도록 다층으로 이루어진 다세대 건물이 주로 건설되고 있으며, 이러한 다층 건물은 관리가 수월한 이점이 있으나 층간별로 발생하는 각종 소음 문제가 지속적으로 대두되고 있다.

상기 소음은 세탁기나 청소기 등 가전제품이 작동하면서 발생하는 소리가 공기 중으로 전파되는 생활 소음과, 발소리 또는 물체가 떨어지면서 가해지는 충격에 의한 소리가 바닥면으로 전파되는 층간 소음으로 구분된다. 상기 생활 소음은 특정 시간에만 발생하기 때문에 크게 문제에 두지 않으나, 층간 소음은 시간에 관계없이 지속적으로 발생하기 때문에 이를 감내하거나 심할 경우 다툼이 일어나는 경우도 있었다. 특히, 육아가 이루어지는 가정에서는 아이들의 뛰어다니면서 발생하는 소음을 최소화하면서 아이들의 넘어짐에 대해 안전을 확보하고자 바닥면에 매트를 설치한다.

상기 매트와 관련한 기술사례 중 일례로 등록특허공보 제10-2072823호 "신생아 혹은 유아용 매트"가 게재되어 있으며, 해당 기술은 내부에 채워진 소수성 발포 폼 입자들이 신생아 혹은 유아의 신체 굴곡에 따라 움직이면서 자연스럽게 유아의 체중을 분산시켜 주고, 두상이 비대칭 되는 것을 방지해주며, 몸통부의 양 측면에 이불고정부재가 형성되어, 이불과 결합하여 이불을 고정함으로써 영유아의 질식사를 방지할 수 있는 신생아 혹은 유아용 매트이다. 상기 매트는 머리가 수용되는 상부와, 상부의 하부와 연결되는 중간 연결부 및 중간 연결부의 하부와 연결되는 몸통부를 포함하고, 상부의 중앙부에는, 반구 형태의 함몰 구조를 갖는 두부 수용부가 위치하며, 상부와 중간 연결부 및 몸통부의 내부에는 소수성 발포 폼 입자들이 채워진 기술을 제안한다.

상기 기술은 하나의 매트에 다양한 곡면을 제공함으로써 편안한 사용감과 안전성을 확보할 수 있으나, 부피가 크고 절첩 등이 불가능하여 보관과 운반이 까다로운 단점이 있다.

한편, 매트와 관련한 기술사례 중 다른 일례로 등록특허공보 제10-0758336호 "층간 소음 차단용 피브이씨 매트 및 그 제조방법"이 게재되어 있으며, 해당 기술은 연질의 PVC소재로 소정의 두께를 가지며 서로 다른 밀도 및 물성에 의하여 건축물의 층간 충격음, 소음의 저감 효과가 우수한 수지로 제1차음판부와 제2차음판부, 제3차음판부의 수성EVA 접착을 이용한 삼단 층으로 구성된 것으로서, 제1차음판부는 상부 면에서 전달된 충격 및 소음을 1차 전면 흡수하여 흡수된 일정 충격을 완화 및 분산시켜주는 효과를 지니며 분산되어 전달된 충격 및 소음은 보다 밀도가 낮으며 탄성 및 공극이 우수한 제2차음판부에서 대부분의 충격 및 소음을 흡수, 완화 시키며 잔류 전달된 충격 및 소음은 다시 보다 밀도가 상승된 연질의 제3차음판부에서 흡수 및 분산되어 건물의 각층에서 발생하는 소음을 순차적으로 흡수, 차단하는 기술을 제안한다.

하지만, 상기 기술 역시 부피가 크고 절첩 등이 불가능하여 보관과 운반이 까다로움은 물론, 특히 인체에 유해한 PVC 소재로 이루어져 사용자가 거부감을 나타내기도 한다.

결과적으로 매트로서의 기능을 완벽하게 발휘함은 물론, 보관과 운반이 용이하고 사용에 거부감이 없는 소재로 이루어지는 매트의 개발 및 공급이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

등록특허공보 제10-2072823호 "신생아 혹은 유아용 매트" 등록특허공보 제10-0758336호 "층간 소음 차단용 피브이씨 매트 및 그 제조방법"

본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 매트로서의 기능을 완벽하게 발휘하면서 다양한 방식으로 절첩 내지 권취 가능하게 구비되어 부피를 최소화시킴으로써 보관과 운반이 용이한 기능성 매트를 제공하고자 하는 것이 해결과제이다.

또한, 본 발명은 재료비가 저렴하고 생산성이 우수하며 인체에 완전 무해한 소재들로 구성함으로써 뛰어난 생산 효율성과 사용상 안전성이 확보되는 기능성 매트를 제공하는 것이 다른 해결과제이다.

또한, 본 발명은 내구성과 투명성, 방수성, 보온성 등의 기능을 부여하거나 향상시킴으로써 기존 대비 더욱 우수한 품질과 기능을 보유한 기능성 매트를 제공하는 것이 또 다른 해결과제이다.

상기의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 TPU 필름층을 구비한 기능성 매트의 구성은 다음과 같다.

본 발명의 기능성 매트는 고무 소재로 이루어져 지면과의 마찰을 유발하여 논 슬립 기능을 발휘하는 마찰층(10);과, 마찰층의 상면에 적층 접합하여 완충과 단열 기능을 발휘하도록 설정 두께의 폴리에틸렌 폼(PE, Polyethylene foam)으로 구비되는 완충부재(20);와, 완충부재의 상면에 적층 접합하여 외부요인으로부터 완충부재를 보호하도록 열가소성 폴리우레탄 필름(TPU, Thermoplastic Polyurethane film)이 구비되는 필름층(30);으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마찰층(10)은 바닥면에 기설정 패턴으로 형성된 복수의 돌기(11)를 포함하여 논 슬립 기능이 향상되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마찰층(10)은 공기의 진입과 수용으로 차음과 보온 기능이 확보되는 기공부(12)와, 기공부를 복수 구획하되 자체 보유한 탄성력에 기인하여 완충과 복원 기능이 제공되는 격벽(13)의 조합으로 이루어지되, 상기 기공부와 격벽은 허니콤 형상을 기반으로 하여 최소 면적 내에서 최대량의 기공부가 확보되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 완충부재(20)는 마찰층(10)이 제공하는 범위 내에서 일 방향 또는 격자형태로 복수 분할된 상태에서 서로 밀접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필름층(30)은 TPU 필름을 완충부재(20)의 상부 표면마다 배치하는 필름층 배열단계(S10);와, 진공기를 이용하여 TPU 필름과 완충부재 사이의 공기를 제거하여 흡착시키는 필름층 흡착단계(S20);와, 흡착과정에서 형태가 변형된 TPU 필름 상면으로 TPU 용액을 도포하여 평면을 형성하는 필름층 마감처리단계(S30);와, TPU 필름과 완충부재에 열을 가하여 접합하는 필름층 접합단계(S40);를 거쳐 완충부재와 일체화되는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 마찰층과 완충부재 및 필름층의 순서로 적층된 형태로써 매트의 기능을 완벽하게 발휘함과 동시에, 마찰층을 제외한 필름층과 완충부재를 기설정 간격으로 절개 분할하여 절첩 또는 권취가 도모됨에 따라 부피가 최소화되어 보관과 운반이 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 가격이 저렴하여 재료의 수급이 원활하고 성형성이 뛰어나 고품질의 제품 생산이 가능한 PE폼과 TPU 필름을 주소재로 사용함으로써 생산 효율이 뛰어나고, 특히 해당 소재들은 인체에 완전 무해하여 사용상에 안전성이 확보되는 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 완충부재로 PE 폼을 사용함으로써 경량성, 충격완화, 보온 등 매트로서의 기능이 충족되면서 완충부재의 표면에 TPU 필름을 코팅하여 내구성과 방수성 등의 부가 기능이 부여되어 기존 대비 더욱 우수한 기능을 보유한 기능성 매트를 제공할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 기능성 매트의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 의하여 구성되는 마찰층의 허니콤 배열을 나타낸 저면도.
도 3은 본 발명이 제안하는 필름층의 코팅방법을 순차적으로 도시한 플로차트.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 바닥에 전개되어 충격 흡수와 소음 차단에 기여하는 기능성 매트에 관한 기술사상을 개진한 것이다.

무엇보다 본 발명은 패드의 일면을 설정 간격으로 절개함으로써 자체적인 권취가 가능하여짐에 따라 운반과 보관 효율성이 향상되고, 패드의 표면에 열가소성 폴리우레탄을 라미네이션 방식으로 코팅함으로써 물성의 개선과 각종 기능이 향상되는 TPU 필름층을 구비한 기능성 매트에 관련됨을 주진한다.

일반적으로 집안 바닥면에 전개되어 각종 충격을 완화하면서 층간으로 전달되는 소음을 차단하는 매트는 사용상의 문제로 우수한 내구성과 보온성, 완충성 등 매트로서의 기능을 충분히 수행할 수 있는 PVC 소재의 발포 폼을 주로 사용한다. 하지만, 상기 PVC는 환경적인 측면에서 바람직하지 못하므로, PVC가 가진 기능을 대체하면서 친환경적인 소재로 구성된 매트가 필요한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 기능성 매트의 단면도이다.

도 1과 같이 본 발명의 기능성 매트는 크게 바닥면과의 마찰로 논 슬립 기능이 부여되는 마찰층(10);과, 발포성으로 충격완화와 보온 기능이 부여되는 완충부재(20);와, 완충부재의 부족한 내구성과 방수 및 차음 등의 부가 기능을 보완하는 필름층(30);으로 구성된다.

상기 마찰층(10)은 지면과의 마찰 유도에 탁월한 고무 소재로 이루어지고, 바람직하게는 에틸렌과 초산 비닐 모노머를 공중합시켜 얻어지는 중합체인 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA, ethylene-vinyl acetate copolymer) 소재로 이루어진다. 상기 EVA 소재는 초산 비닐의 함유량이 증가함에 따라 밀도가 증가하지만 한편 결정화도는 저하하여 유연성은 늘어나기 때문에 바닥면과의 밀착력이 향상되어 논 슬립 기능을 적극 발휘한다.

상기 마찰층(10)은 바닥면에 기설정 패턴으로 형성된 복수의 돌기(11)를 포함하며, 바람직하게는 엠보싱으로 구성된다. 상기 마찰층(10)은 돌기(11)로 하여금 바닥면과의 마찰 면적이 확장됨과 동시에, 사용시 하중에 의해 휘어진 돌기마다 탄성력이 형성되면서 바닥면으로부터 소정의 흡착력이 발생하여 논 슬립 기능이 적극적으로 향상되어 안전성을 확보하게 된다.

한편, 상기 마찰층(10)의 논 슬립 기능 향상을 위한 기술 중 다른 실시 예로 복수의 기공부(12)와 상기 기공부를 복수 구획하는 격벽(13)이 제안되는바, 특히 상기 기공부는 다각으로 이루어져 마찰층의 저면을 전체적으로 보면 허니콤(honeycomb)의 형상을 가진다.

도 2는 본 발명이 제안하는 마찰층의 허니콤 배열을 나타낸 저면도이다.

상기 허니콤이란 한 내각의 크기가 120°인 정육각형을 각 꼭짓점에 3개씩 모으면, 마찬가지로 360°가 되는데, 이 경우는 (6, 6, 6)으로 나타낼 수 있다. 이처럼 정육각형들을 연결시켜 평면을 채우는 방식은 벌집의 단면에서 찾아볼 수 있는데, 벌꿀의 집 모양과 관련되기 때문에 이를 허니콤(honeycomb)이라고 한다. 예컨대, 벌집의 단면은 정육각형을 연결한 모양이지만 실제 벌집은 입체이므로 정육각기둥을 쌓아놓은 모양이 되고, 벌집을 절단한 단면에서 둘레의 길이가 일정할 때 넓이가 가장 큰 것이 정육각형으로 입체도형으로 보면 옆면의 넓이가 일정한 각기둥 중에서 최대 부피를 보장하는 것이 정육각기둥이다.

이처럼 허니콤 패턴이 구비된 마찰층(10)은 최소 면적 내에서 최대량의 기공부(12)가 확보된다. 여기에서 상기 기공부(12)는 각 내부공간으로 공기의 진입을 허용하고, 내부로 진입된 공기는 일정시간 수용되어 이로 하여금 차음(遮音)과 보온 기능이 확보된다. 상기 격벽(13)은 기공부(12)의 다각 면을 따라 형성되고, 자체 보유한 탄성력에 기인하여 완충과 복원 기능이 제공된다.

상기 완충부재(20)는 마찰층의 상면에 적층 접합하여 완충과 단열 기능을 발휘하도록 설정 두께의 폴리에틸렌 폼(PE, Polyethylene foam)으로 구비된다.

상기 완충부재(20)는 소정 두께의 폴리에필렌 폼을 단일로 구성될 수 있고, 또는 얇은 두께의 폴리에틸렌 폼을 여러겹 적층하여 목적의 두께를 획득할 수도 있다.

한편, 상기 폴리에틸렌 폼은 돌립셀의 비율이 40% 이상 되도록 발포된 것을 사용하는 것이 경량과 차음에 효과적이다. 상기 폴리에필렌 폼은 발포제분해법, 형내발포법, 압출발포법 등의 방법 중 어느 하나의 방법을 선택하여 제조함으로써 독립셀이 40% 이상 차지되게 발포할 수 있다.

상기 완충부재(20)는 마찰층(10)이 제공하는 범위 내에서 일 방향 또는 격자 형태의 절개홈(20a)이 형성되어 복수 분할된 상태로 접합된다. 상기와 같이 절개홈(20a)이 형성된 완충부재(20)는 마찰층(10)가 안쪽을 향하도록 하여 원형으로 말아 넣을 때 절개홈의 벌어짐에 기인하여 더욱 쉽게 권취된다.

또한, 상기 절개홈(20a)은 절첩이 용이하기 때문에 접이식으로 부피를 최소화하여 보관 및 운반을 수월하게 할 수도 있다.

상기 필름층(30)은 완충부재의 상면에 적층 접합하여 외부요인으로부터 완충부재를 보호하도록 열가소성 폴리우레탄 필름(TPU, Thermoplastic Polyurethane film)이 구비된다.

상기 열가소성 폴리우레탄은 내구성과 경량성을 겸비한 소재로 주로 스마트폰 케이스나 운동화 밑창 또는 축구공 등에 사용되는 소재로써, 열을 가하면 형태 변형이 생겨 잘 휘어지고 충격 흡수력이 뛰어나다.

이러한 열가소성 폴리우레탄을 이용하여 필름형태로 제조하고, 이를 완충부재의 표면에 코팅하되 본 발명이 제안하는 코팅 방식은 하기와 같다.

상기 필름층(30)은 필름층 배열단계(S10);와, 필름층 흡착단계(S20);와, 필름층 마감처리단계(S30);와, 필름층 접합단계(S40);를 거친다.

상기 필름층 배열단계(S10)는 TPU 필름을 분할된 완충부재(20)의 상부 표면에 맞춰 재단한 후 각 완충부재의 상부 표면마다 배치하는 단계이다. 상기 재단된 TPU 필름은 분할된 완충부재의 상부 표면에 맞춰 배치하거나 또는 완충부재의 측면 4면이 아우를 수 있도록 배치할 수 있다.

상기 필름층 흡착단계(S20)는 진공기를 이용하여 완충부재(20)와 TPU 필름 사이의 공기를 제거함으로써 완충부재의 상면 내지 측면에 TPU 필름을 완전하게 밀착시키는 단계이다.

상기 필름층 마감처리단계(S30)는 흡착과정에서 형태가 변형된 TPU 필름 상면으로 TPU 용액을 도포하여 평면을 형성하는 단계이다. 상기 완충부재(20)는 발포성 폼으로 이루어져 표면에 다공을 포함하거나 또는 반복적인 곡면이 형성되어 있기 때문에 완충부재에 밀착된 필름층은 해당 표면과 대응하는 굴곡이 형성될 수밖에 없다. 당연하게도 매트는 표면이 평평하고 매끄러워야 하기 때문에 굴곡이 형성된 영역에 별도의 TPU 용액을 도포함으로써 평면을 형성한다.

상기 필름층 접합단계(S40)는 TPU 필름과 완충부재에 열을 가하여 접합하는 단계로써 완충부재와 TPU를 일체화시킴은 물론, TPU 필름에 도포된 TPU 용액이 자연스럽게 TPU 필름에 융합되도록 하는 단계이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 기능성 매트는 마찰층과 완충부재 및 필름층의 순서로 적층된 형태로써 매트의 기능을 완벽하게 발휘함과 동시에, 마찰층을 제외한 필름층과 완충부재를 기설정 간격으로 절개 분할하여 절첩 또는 권취가 도모됨에 따라 부피가 최소화되어 보관과 운반이 용이하여 진다. 또한, 가격이 저렴하여 재료의 수급이 원활하고 성형성이 뛰어나 고품질의 제품 생산이 가능한 PE폼과 TPU 필름을 주소재로 사용함으로써 생산 효율이 뛰어나고, 특히 해당 소재들은 인체에 완전 무해하여 사용상에 안전성이 확보된다.

또한, 완충부재로 PE 폼을 사용함으로써 경량성, 충격완화, 보온 등 매트로서의 기능이 충족되면서 완충부재의 표면에 TPU 필름을 코팅하여 내구성과 방수성 등의 부가 기능이 부여되어 기존 대비 더욱 우수한 기능을 보유한 기능성 매트를 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10. 마찰층
20. 완충부재
30. 필름층
S10. 필름층 배열단계
S20. 필름층 흡착단계
S30. 필름층 마감처리단계
S40. 필름층 접합단계

Claims (3)

1. 고무 소재로 이루어져 지면과의 마찰을 유발하여 논 슬립 기능을 발휘하는 마찰층(10)과, 마찰층의 상면에 적층 접합하여 완충과 단열 기능을 발휘하도록 설정 두께의 폴리에틸렌 폼(PE, Polyethylene foam)으로 구비되는 완충부재(20)와, 완충부재의 상면에 적층 접합하여 외부요인으로부터 완충부재를 보호하도록 열가소성 폴리우레탄 필름(TPU, Thermoplastic Polyurethane film)이 구비되는 필름층(30)으로 구성되는 매트에 있어서,
   상기 마찰층(10)은 공기의 진입을 허용하여 설정 시간 수용되게 함으로써 차음(遮音)과 보온 기능이 확보되는 복수의 기공부(12) 및 기공부를 복수 구획하고 기공부의 다각 면을 따라 형성되어 자체 보유한 탄성력에 기인하여 완충과 복원 기능이 발휘되는 격벽(13)을 포함하고,
   상기 완충부재(20)는 마찰층(10)이 제공하는 범위 내에서 일 방향 또는 격자 형태의 절개홈(20a)이 형성되어 복수 분할된 상태로 접합되는 것을 포함하며,
   상기 필름층(30)은 TPU 필름을 완충부재(20)의 상부 표면마다 배치하는 필름층 배열단계(S10);와, 진공기를 이용하여 TPU 필름과 완충부재 사이의 공기를 제거하여 흡착시키는 필름층 흡착단계(S20);와, 흡착과정에서 형태가 변형된 TPU 필름 상면으로 TPU 용액을 도포하여 평면을 형성하는 필름층 마감처리단계(S30);와, TPU 필름과 완충부재에 열을 가하여 접합하는 필름층 접합단계(S40);를 거쳐 완충부재와 일체화되게 구성하는 것을 특징으로 하는 TPU 필름층을 구비한 기능성 매트.
   
2. 삭제
3. 삭제

Images