KR20090024448A - 에어 매트의 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 충만된 공기의 압을 통해 쿠션이 이루어질 수 있도록 한 에어매트의 제작방법에 관한 것으로, 구체적으로는 슬러쉬몰딩과 로테이션몰딩을 혼용하여, 슬러쉬몰딩과정에서 쿠션부 내부표면에 형성된 스크랩을 이용해 로테이션몰딩과정에서 하판과의 접착이 이루어질 수 있도록 함에 따라,

기존 슬러쉬몰딩에서 발생되는 쿠션부의 스크랩이 제거되어 제품의 품질을 높일 수 있음과 동시에 쿠션부와 하판간의 접착력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 쿠션부의 두께를 얇고 균일하게 형성시킬 수 있는 장점이 있는 에어매트의 성형방법에 관한 것이다.

에어매트, 슬러쉬몰딩, 로테이션몰딩, 쿠션부, 하판, 접착

Description

에어 매트의 성형방법 {Manufacturing method of air mat}

도 1 에어매트의 구조를 나타낸 사시도

도 2 는 본 발명의 전체공정을 나타낸 흐름도

도 3 은 본 발명 중 공정 중 금형과 하판 및 덮개준비공정을 자세히 나타낸 도면

도 4 내지 도 7 은 슬러쉬몰딩공정을 나타낸 도면으로,

도 4 는 수지조성물 충진공정을 통해 금형 내에 수지조성물이 충진된 상태를 나타낸 도면

도 5 는 1차가열 및 1차겔화공정을 통해 금형 내에 일정 두께의 쿠션부층 및 연통로층이 형성된 상태를 나타낸 도면

도 6 은 수지 제거공정을 통해 금형내의 수지를 제거한 후 쿠션부층과 연통로층만 남아 있는 상태를 나타낸 도면

도 7 은 2차가열 및 2차겔화 공정을 통해 쿠션부가 완성되는 과정을 나타낸 도면

도 8 은 하판 및 덮개설치공정을 통해 금형 상부에 하판과 덮개가 순차적으로 덮인 상태를 나타낸 도면

도 9 내지 도 11은 로테이션몰딩 공정을 나타낸 도면으로,

도 9 는 로테이션기를 통해 로테이션몰딩과정을 나타낸 도면

도 10 은 로테이션을 과정에서 스크랩을통해 쿠션부와 하판이 접합된 상태를 나타 낸 도면

도 11 은 냉각 및 탈형 공정을 통해 에어매트가 완성된 상태를 나타낸 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하부금형 20 : 하판

S : 스크랩 40 : 수지조성물

30 : 덮개 100 : 쿠션부층

200 : 연통로층 1000 : 쿠션부

2000 : 에어매트 S100 : 금형과 하판 및 덮개 준비공정

S200 : 슬러쉬몰딩공정 S300 : 하판 및 덮개 설치공정

S400 로테이션몰딩공정

본 발명은 슬러쉬몰딩과 로테이션몰딩을 병합 적용함으로써 쿠션부의 두께를 얇게 형성시킬 수 있고, 하판과 쿠션부간의 접합효율을 높일 수 있도록 함과 동시에 각 쿠션부간의 연통부재를 별도로 설치할 필요가 없어 공정을 단순화 할 수 있는 에어매트의 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 에어매트란 공기를 주입하여 내부에 형성된 공기압을 통해 적절 한 쿠션이 이루어지도록 하여 그 위에서 휴식을 취하기 위한 도구로서, 휴대가 간편하고 설치장소에 구애를 덜 받는 장점으로 인해 일반적으로 널리 애용되고 있다.

특히 근래에 들어서는 신체와 접촉되는 부분에 볼록볼록하게 공기주머니를 형성시켜 지압효과와 더불어 신체와의 지나친 압박을 감소시키도록 한 에어매트가 널리 사용되고 있다.

이러한 일반적인 에어매트는 기본적으로 [도 1]에 도시된 바와 같이,

다수의 공기주머니 형태로 이루어진 쿠션부(1)와,

상기 쿠션부(1)의 하면에 접합되어 쿠션부(1)를 밀폐시키기 위한 하판(2)으로 구성되어 있다.

그리고 상기 쿠션부(1)나 하판(2) 일측에는 상기 각 공기주머니(1a) 내부로 공기를 주입시키기 위한 공기주입공(3)이 형성되어 있다.

또한 각 공기주머니(1a)는 연통로(4)를 통해서 상호 연통되어 공기주입공을 통해 주입된 공기가 연통로()를 통해 각 공기주머니(1a)에 공급되도록 구성된다.

이러한 종래 에어매트는 지금까지 일반적으로 슬러쉬몰딩을 통해 제작되어 왔는데,

그 과정은 먼저 쿠션부를 성형하기 위한 금형 내부에 플라스틱 수지(이하 '플라스티 졸'이라 한다)를 충만 시킨 다음 일정온도로 프리히팅 시킨 후, 수지 중 일부가 금형 내부면에 필요한 두께로 코팅되었을 때 수지를 쏟고 일정 두께로 코팅된 수지층은 완전히 겔링시킨 후 냉각함으로써, 쿠션부를 먼저 제작한다.

그 후 쿠션부의 각 공기주머니 상호 연통시키기 위한 연통로를 형성시키는 공정을 실시하고, 미리 제작된 하판을 상기 쿠션부와 접합시키기 위한 접합공정을 별도로 실시함으로서 완성하게 된다.

그런데 이처럼 슬러쉬몰딩을 이용한 제작방법은 쿠션부의 성형 시, 슬러쉬 몰딩의 특성상 금형의 상부가 개방된 상태에서 성형이 이루어짐으로 쿠션부의 성형이 완전히 끝난 뒤에만 하판을 쿠션부와 접합할 수가 있다.

따라서 쿠션부와 하판의 접합공정을 별도로 거쳐야지만 에어매트가 최종완성되는 것이다.

특히 이러한 쿠션부와 하판의 접합공정은 대게 고주파접합이나 본딩접합을 통해 이루어지는데, 상기 고주파접합은 별도의 고주파접합기가 준비되어 있어야만하고 그 접합공정시간 또한 오래 소요되므로 제작공정이 지연될 밖에 없어, 결국 제품의 단가가 상승하는 문제점을 가져오게 된다.

특히 본딩접합은 상기 고주파접합처럼 공정시간이 오래걸리는 것은 물론이고, 대부분 수작업으로 이루어짐으로 쿠션부와 하판의 견고한 접합이 이루어지기 힘들어 접합의 불량이 많이 발생되는 문제점이 있다.

또한 슬러쉬몰딩 특성 상 플라스티졸을 빼내게 되면 금형 내에 남아있는 각 공기주머니의 표면에 스크랩(scrap), 즉 표면에 잔재물이 울퉁불퉁 하게 남아있게 된다.

따라서 이러한 잔재물에 의해 공기주머니의 두께가 균일하게 형성되지 못하게 되어 사용 시 외부 압력에 의해 공기주머니 일부가 터지거나 하는 현상이 빈번 하게 발생된다.

더불어 쿠션부의 공기주머니와 공기주머니사이에는 연통로를 형성시켜 각 공기주머니로 공기가 원활하게 들어갈 수 있도록 해야 하는데,

슬러쉬 몰딩은 그 특성상 아주 단순한 형상밖에 성형할 수 없으므로 쿠션부의 연통로는 쿠션부의 성형이 완료된 후에 별도의 연통로 형성공정을 통해 형성시켜야만 한다. 따라서 그로인한 전체공정의 지연 및 제품의 단가가 상승되는 문제점이 있다.

물론 금형 중 각 공기주머지 간의 격벽에 관통공을 절개형성시킴에 따라 연통로가 형성되도록 할 수도 있으나.

앞에서 설명한 것과 마찬가지로 성형과정에서 연통로 내벽에 형성된 스크랩에 의한 두께 불균일에 의해 연통로가 쉽게 파손될 우려가 있다.

이러한 슬러쉬몰딩을 통한 제작방법의 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국특허출원 제 2005-0093038호 『에어매트와 그 제조방법 및 성형장치』를 제안한 바 있다.

본 출원인에 의한 상기 종래기술은 슬러쉬몰딩이 아닌 로테이션몰딩을 통해 에어매트를 제작하는 방법으로,

먼저 금형 내에 플라스티졸을 주입하고 하판 및 덮개를 결합한 후 일정궤도로 금형을 회전시킴에 따라, 회전과정에서 금형내의 플라스티졸이 원심력에 의해 금형 내에 고르게 분포되어 쿠션부가 형성됨과 동시에, 하판으로도 이동되어, 결국 하판과 쿠션부가 자연스럽게 접합되는 방식으로 이루어진다.

따라서 별도로 쿠션부와 하판의 접합공정을 실시해야 하는 슬러쉬몰딩의 문제점을 해결할 수 있음과 동시에 동일재질을 통해 접합이 이루어짐에 따라 접착력이 증대되는 효과를 갖게되는 장점이 있다.

하지만 본 출원인은 상기 종래기술을 실시하는 과정에서 로테이션몰딩만으로 제작할 경우 다음과 같은 문제점을 발견하였다.

먼저 쿠션부는 사용시 원활한 수축을 위해 두께가 얇게 형성되어야 하지만 로테이션몰딩 특성상 두께를 얇게 형성시킬 수 없는 단점이 있다.

또한 특성상 부피가 작은 물품은 성형이 어렵기 때문에 비교적 부피가 작은 각 공기주머니를 성형하기 곤란한 문제점이 있다.

더불어 성형과정에서 연통로를 형성시키기 위해 금형에 별도의 연통부재를 설치해야 하기 때문에 재료의 불필요한 낭비가 크고 제작공정이 늘어나는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

슬러쉬몰딩과 로테이션몰딩을 병행함으로써, 슬러쉬몰딩과 로테이션몰딩의 단점을 커버함과 동시에 장점만을 접목한 에어매트의 성형방법을 제공함을 목적으로 한다.

즉 첫째, 로테이션몰딩의 단점인 비교적 부피가 작은 쿠션부의 공기주머니 성형이 용이하고 쿠션부의 두께를 얇게 성형시킬 수 있도록 하여 쿠션부의 쿠션력 을 증대시킬 수 있는 에어매트의 성형방법 제공을 목적으로 한다.

둘째, 슬러쉬몰딩 과정에서 생성되는 쿠션부의 공기주머니 및 연통로 표면의 스크랩을 제거함과 동시에 스크랩을 이용하여 쿠션부와 하판을 접합함에 따라 쿠션부와 하판간의 접합력을 높일 수 있는 에어매트의 성형방법 제공을 목적으로 한다.

셋째, 쿠션부의 각 공기주머니 두께가 균일하게 성형될 수 있도록 함에 따라 사용 시 공기주머니 및 연통로의 파손을 방지할 수 있는 에어매트의 성형방법 제공을 목적으로 한다.

넷째, 연통로 형성을 위한 별도의 연통부재를 사용하지 않더라도 연통로를 손쉽게 형성시킬 수 있도록 함에 따라 연통부재 준비에 따른 재료낭비 및 제작공정을 단축할 수 있는 에어매트의 성형방법 제공을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제안된 본 발명 에어매트의 제작방법은,

[도 2]에 도시된 바와 같이 기본적으로 금형 및 하판을 준비하는 금형 및 하판 준비공정(S100)과,

상기 준비된 금형에 슬러쉬몰딩을 통해 쿠션부를 성형하는 슬러쉬몰딩공정(S200)과,

상기 슬러쉬몰딩공정을 통해 쿠션부가 성형된 금형 상에 하판과 덮개를 설치하는 하판 및 덮개 설치공정(S300)과,

설치된 하판과 쿠션부를 로테이션 몰딩을 통해 접합하는 로테이션몰딩공정(S400)으로 이루어진다.

먼저, 상기 금형 및 하판준비공정(S100)은 [도 3]의 (가)와 (나)에 도시된 바와 같이 에어매트의 쿠션부를 성형하기 위한 하부금형(10)과 에어매트의 바닥에 해당되는 하판(20) 및 로테이션몰딩과정에서 하부금형을 고정하기 위한 덮개(30)를 별도로 준비하는 단계이다.

이때 준비된 하부금형(10)은 도면과 같이 에어매트의 각 공기주머니를 성형하기 위한 공기주머니 성형홈(12)이 일정깊이의 홈 형태로 다수 형성되어 있으며, 특정 공기주머니 성형홈(12)에는 외부와 연통되는 공기주입부(14)가 형성된다.

그리고 이러한 공기주머니 성형홈(12)은 상호 일정간격을 두고 구비됨으로서 각 공기주머니 성형홈(12) 사이에는 격벽(16)이 형성되고, 각 격벽(16)에는 각 공기주머니를 상호 연통시키는 연통로의 성형을 위한 절개홈(18)이 형성된다.

상기 절개홈(18)은 쿠션부 성형과정에서 각 공기주머니를 상호 연통시키기 위한 연통로를 함께 성형하기 위한 것으로,

만일 각 공기주머니마다 별도로 공기를 주입하는 구조로 에어매트를 성형할 경우에는 상기 절개홈은 형성시킬 필요가 없으나, 한번의 공기주입으로 공기주머니 전체에 골고루 공기가 주입될 수 있도록 할 경우 형성시킨다.

또한 상기 하부금형(10)의 상면중 테두리부분에는 단턱부(19)가 형성되어 후술하는 하판()이 안착될 수 있도록 한다.

이러한 하부금형(10)과 함께 준비되는 하판(20)은 에어매트의 바닥에 해당되는 것으로, 단순 판재형태를 띠고 하부금형(10)상부면, 즉 단턱부(19)이내의 면적과 동일하게 형성된다.

그리고 덮개(30)는 성형과정에서 하판(20)을 하부금형에 고정시키기 위한 것으로 하판(20)과 마찬가지로 판재형태를 띠되, 면적은 하부금형(10)의 상부면적 이상의 면적을 갖도록 제작된다.

이처럼 하부금형(10)과 하판(20) 및 덮개(30)의 준비가 완료되면 [도 2]처럼 슬러쉬몰딩공정(S200)을 먼저 실시한다.

상기 슬러쉬몰딩공정(S200)은 다시 수지조성물 충진공정(S210)과 1차가열 및 1차겔화공정(S220), 수지 제거공정(S230), 2차가열 및 2차겔화공정(S240)으로 나누어 실시된다.

먼저 슬러쉬몰딩공정(S200) 중 수지조성물 충진공정(S210)은 [도 4]에 도시된 바와 같이 하부금형(10)의 각 공기주머니 성형홈(12)을 비롯한 절개홈(18) 내에 공기주머니 및 연통로 성형을 위한 수지조성물(40), 즉 플라스티졸을 채워넣는 단계이다.

이때 사용되는 수지조성물(40)은 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC)나 합성고무, 폴리우레탄(Polyurethane)과 같이 일반적인 에어매트에 사용될 재질로 이루어지되, 분말형태의 기본 합성수지 및 기본 합성수지의 열가소성을 증대시켜 고온에서의 성형이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 가소재가 혼합된 형태이다.

상기 기본합성수지는 상기 재질 중 열가공이 용이한 폴리염화비닐을 주로 사 용하되, 이에 한정되는 것은 아니라 상기 재질들 외에도 다양하게 적용이 가능하다.

또한 가소재로서는 기본 합성수지의 종류에 따라 선택 사용할 수 있으나,그 중 발암물질이나 환경호르몬 함유의 위험이 비교적 적은 DINP(Diisononyl phthalate)나 DNOP(di-n-octyl phthalate), DIDP(Diisodecyl phthalate)와 같은 프탈레이트(phthalate)계 가소제를 사용하는 것이 바람직 할 것이다.

즉, 최근 합성수지에 대한 환경호르몬 규재가 강화됨에 따라 완전한 무독성가소재만을 사용할 수도 있는 것이다.

더불어 이러한 수지조성물(40)에 별도의 색소를 더 첨가시킨다면, 원하는 색이 가미된 쿠션부를()를 제작할 수도 있다.

상기 수지조성물의 주입방식은 크게 한번에 공기주머니 성형홈(12) 및 절개홈(18)내에 수지조성물을 충진시키는 1회주입법과 공기주머니 성형홈(12) 및 절개홈(18) 내부벽면에 수지조성물을 코팅하여 얇은 막을 형성시킨 후 수지조성물을 충진시키는 2회주입법으로 구분되는데,

금형표면에 요철등이 있을 경우나 주입과정에서 수지조성물 자체에 기포가 포함되어 있을 때에는 2회주입법을 적용하는 것이 바람직하나, 본 발명의 공기주머니 성형홈(12)과 같이 형태가 단순할 경우에는 1회주입법을 적용하는 것이 바람직하다.

참고로 상기 수지조성물(40)을 하부금형(10)에 주입하기 전 하부금형(10)에 형성된 공기주입부에는 별도의 성형막대(50)를 설치해 놓음으로서, 수지조성물(40) 이 외부로 빠져나오는 것을 방지함과 동시에, 쿠션부 성형과정에서 공기주입공이 함께 형성되도록 할 수도 있다.

만일 하부금형(10)에 상기 공기주입공을 형성시키지 않았다면 공기주입공은 에어매트의 제작이 완료된 후 소정위치에 간단하게 형성시킬 수 있으므로 앞의 성형막대(50)설치 작업은 선택적으로 적용 가능하다.

이러한 수지조성물 충진공정(S210)이 완료되면, 1차가열 및 1차겔화공정(S220)을 거치게 된다.

상기 1차가열 및 1차겔화공정(S220)은 [도 5]와 같이 가열을 통해 공기주머니 성형홈(12)내의 수지조성물(40) 일부를 경화시켜, 공기주머니 성형홈(12) 내벽과 절개홈(18)내벽에 각각 일정두께의 공기주머니와 연통로가 형성되도록 하는 과정으로,

그 과정은 먼저 금형을 별도의 오븐(H)내에 넣고 약 160℃~220℃에서 5내지 6분정도 가열한다.

이때 상기 가열온도 및 가열시간은 성형하고자 하는 제품의 두께에 따라 다양하게 변형적용이 가능하다. 즉 제품의 두께를 두껍게 성형하고자 할 경우에는 가열온도 및 시간을 높이고 얇게 성형할 경우 반대로 적용하면 된다.

이러한 1차 가열과정을 거치게 되면 공기주머니 성형홈 내벽과 절개홈(18)내벽으로부터 일정두께 만큼은 농도가 짙어지는 1차 겔화(gelation)현상이 일어나 조직이 불안정한 상태의 쿠션부층(100) 및 연통로층(200)이 형성된다.

이렇게 1차 가열 및 1차 겔화공정(S220)이 완료되면 수지 제거공정(S230)을 거치는데,

상기 수지 제거공정(S230)은 금형 내의 플라스티졸, 즉 겔화되지 않은 수지조성물을 쏟아내는 단계로, 제거된 수지조성물은 별도의 진공탈포기를 통하여 재사용되도록 가공된다.

이와 같이 금형으로부터 수지조성물이 제거되면 [도 6]과 같이 공기주머니 성형홈(12) 표면과 절개홈(18) 표면에는 1차 겔화된 쿠션부층(100) 및 연통로층(200)만이 남게 된다.

이렇게 형성된 쿠션부층(100)과 연통로층(200)은 모두 상부가 개방된 상태이며 각 절개홈(18)마다 형성된 연통로층(200)은 각 공기주머니층(100)을 연결하게 된다.

그런데 이때 [도 6]의 확대도와 같이 각 공기주머니층(100)을 비롯한 연통로층(200)의 표면에는 수지조성물이 떨어져나가는 과정에서 발생된 수지조성물의 잔재물(S)(이하 '스크랩'이라함)이 울퉁불퉁하게 남게 된다.

상기 스크랩(S)은 앞에서 설명한 것처럼 공기주머니 및 연통로의 두께 불균형을 초래하여 파손의 우려를 가져올 수 있으나, 본 발명에서는 상기 스크랩(S)을 제거함과 동시에 하판과의 접착재로 사용할 수 있도록 함을 핵심특징으로 하는 바,

이러한 과정은 후술할 로테이션몰딩공정(S400)에서 설명하도록 한다.

이렇게 1차겔화된 쿠션부층(100)과 연통로층(200)은 점도가 그리 높지 않기 때문에 2차가열 및 2차겔화공정(S240)을 다시 거치게 된다.

상기 2차가열 및 2차겔화공정(S240)은 1차겔화된 쿠션부층(100) 및 연통로층(200)을 재차 가열하여 적정 점도까지 겔화시켜 쿠션부를 완성하는 단계로써, [도 7]과 같이 금형을 다시 오븐(H)에 넣은 후 약 180℃~230℃의 온도로 약 5~6분 내외로 가열된다.

이때 사용되는 가열수단으로는 전기히터나 버너등을 사용하되, 버너를 사용할 시에는 불꽃이 금형에 직접닿지 않도록 하여 성형품 표면에 균열등이 발생되는 것을 방지해야만 한다.

이 외에 약 300℃이상의 실리콘 오일이나 파라핀오일, 포타슘 미트레이트 등과 같은 별도의 열매체를 금형에 접촉시켜 가열하는 방식도 적용이 가능하다.

이러한 2차가열을 통해 쿠션부층(100)과 연통로층(200)의 자체점도가 재차 상승하여 결국 최종 쿠션부(100)로 완성된다.

이와 같이 슬러쉬몰딩을 이용함에 따라 공기주머니와 더불어 연통로까지 함께 성형됨으로써 로테이션몰딩에서 연통로 형성을 위해 필수적으로 필요했던 연통부재가 필요없게 되어 불필요한 재료낭비를 방지할 수 있고 연통부재 설치에 다른 공정 지연도 함께 해결 할 수 있는 장점이 있다.

참고로 도면에는 도시되지 않았으나 상기 슬러쉬몰딩공정(S200) 중 수지조성물 충진공정(S210) 이전에 하부금형(10)을 미리 가열하고 수지조성물을 주입하는 순서로도 진행이 가능하다.

즉 일반적인 슬러쉬몰딩공정과 같이 수지조성물 충진 이전에 하부금형 내부 에 파라핀관 같은 코팅층이 형성된 상태에서는 수지조성물을 충진 한 후 금형을 가열하지만, 코팅층이 형성되지 않은 상태에서는 금형을 미리 가열한 상태에서 수지조성물을 주입하여도 동일한 겔화 현상이 발생된다.

또한 2차가열 및 2차겔화공정(S240)은 수지주입→1차가열 및 1차겔화 순으로 진행될 경우 필수적으로 실시되지만, 금형가열→수지주입 순일 경우에는 생략하여도 무관하다.

이유는 금형이 먼저 충분히 가열된 상태에서 수지를 주입할 경우 겔화에 필요한 적정온도까지 끌어올릴 시간이 필요하지 않기 때문에 1차겔화 공정에서 단시간에 충분히 완벽한 겔화가 이루어지기 때문이다.

상기한 슬러쉬몰딩공정(S200)을 통해 쿠션부(1000) 성형이 완료되면, 금형내의 성형품을 탈형시키지 않고 곧바로 로테이션몰딩공정(S400)을 실시하는데,(도2참조)

로테이션몰딩공정(S400)이전에 하판 및 덮개설치공정(S300)을 먼저 실시한다.

상기 하판 및 덮개설치공정(S300)은 [도 8]에 도시된 바와 같이 로테이션몰딩에 앞서 에어매트의 바닥에 해당되는 하판(20)을 하부금형(10)상에 설치함과 동시에 하판(20)의 고정을 위해 덮개(30)를 함께 설치하는 단계이다.

앞에서 설명한 것처럼 상기 하판(20)은 하부금형(10) 상부의 단턱부(19)에 안착되어 각 공기주머니 성형홈(12)입구를 덮개된다.

이때 하판()은 상기 쿠션부(1000)와 동일한 재질로 제작하여 후술하는 로테이션몰딩과정에서 쿠션부(1000)와 하판(20)이 상호 융합(融合)을 통해 일체화되어 견고한 접합이 이루어질 수 있도록 한다.

이렇게 하판의 설치가 완료되면 하판(20) 상에 덮개(30)를 안착시키는데, 덮개(30)는 적정 중량을 갖도록 하여 하판(20)을 적정압력으로 눌러 고정함과 동시에 각 공기주머니 및 연통로를 완벽하게 밀폐시켜 하판과 쿠션부(1000)간의 접착력을 높일 수 있도록 한다.

그리고 상기 덮개(30)는 하부금형(20)으로부터 이탈되지 않도록 볼트와 같은 별도의 체결수단(미도시)을 통해 결합 고정된다.

그 후 로테이션몰딩공정(S400)을 실시하는데, 상기 로테이션몰딩공정(S400)은 다시 3차가열 및 로테이션공정(S410)과, 냉각 및 탈형공정(S420)으로 이루어진다.

상기 3차가열 및 로테이션공정(S410)은 본 발명의 핵심공정으로 실제 쿠션부(1000)와 하판(20)의 접합이 이루어져 최종적으로 에어매트가 완성되는 단계이다.

그 과정은 먼저 [도 9]에 도시된 바와 같이 로테이션 몰딩기(R)를 통해 하부금형(10), 하판(20), 덮개(30)의 조립체을 여러 방향으로 회전시키고, 이와 동시에 가열기(미도시)를 통해 가열시킴으로서 하부금형(10) 내부에 들어있는 쿠션부(1000) 및 하판(20)을 상호 접합하는 단계이다.

이러한 3차가열 및 로테이션몰딩공정(S410) 중 하부금형(20)의 가열은 약 200℃~260℃의 온도로 2~10분동안 이루어진다.

그리고 이러한 3차가열에 의해 [도 10]과 같이 각 공기주머니 및 연통로 표면에 형성되어 있는 스크랩(S)이 용융되고, 용융된 스크랩(S)은 3차가열과 동시에 이루어지는 로테이션몰딩과정에서 원심력에 의해 쿠션부층(100) 및 연통로층(200) 벽면에 고르게 분포된다.

또한 이 과정에서 스크랩은 공기주머니층(100)과 하판(20)의 연결부위(A), 그리고 연통로층(200)과 하판(20)간의 연결부위(B)까지 분포되어, 결국 각 공기주머니층(100)과 하판(20) 및 연통로층(200)이 상호 접합되어 일체로 성형된다.

이때 상기 쿠션부(1000) 및 하판(20)과 동일한 재질인 스크랩을 통해 접합이 이루어지기 때문에 쿠션부(1000)와 하판(20)의 일체성형이 가능하여 보다 높은 접합효율을 얻게 된다.

이때 스크랩의 분포도는 금형의 회전속도에 따라 정해지기도 하지만, 하부금형(10)과 덮개(30)의 두께에 따라 조절할 수도 있다.

즉 하부금형(10)의 두께를 덮개(30)의 두께보다 얇게 형성시킨다면, 로테이션 몰딩공정 중 덮개(30)보다 하부금형(10)의 내부면에 열전도가 빨리 이루어져 덮개(30)보다 열전도가 먼저 상승하므로 하부금형(10)내의 스크랩이 먼저 용융되어 비교적 짧은 시간에 높은 분포도를 얻을 수 있게 된다.

물론 두께를 반대로 적용할 시에는 반대의 분포도를 얻게된다.

이와 같이 슬러쉬몰딩과정에서 발생된 스크랩은 로테이션몰딩과정에서 제거됨에 따라 스크랩에 의한 쿠션부의 두께 불균형 문제를 해결할 수 있음과 동시에, 하판(20)과 쿠션부(1000)간의 접합재료로 사용하여 높은 접합효율을 얻게 되는 것이 본 발명의 가장 큰 특징 중 하나이다.

더불어 슬러쉬공정 중 수지주입과정에서 수지조성물 자체에 기포가 포함되더라도 로테이션 과정 중 스크랩의 분포과정에서 제거되므로 기포에 의한 성형품 표면의 반점발생현상을 방지할 수도 있다.

그리고 이렇게 하판 쿠션부가 일체로 성형되도록 함으로써 쿠션부와 하판을 접합하기 위한 별도의 접합과정이 필요없어 에어매트의 제작공정을 단순화 하고 공정시간 및 제품의 단가또한 낮출 수 있도록 하고 상호 견고한 접합이 이루어지도록 하여 제품의 불량률을 최소화 할 수 있게 된다.

또한 로테이션몰딩 이전에 슬러쉬몰딩을 통해 쿠션부를 성형함에 따라 로테이션몰딩을 통해 성형할 때보다 얇은 두께로 성형이 가능하여 각 공기주머니의 쿠션력을 높일 수 있도록 한 것이 본 발명의 또 다른 특징 중 하나이다.

그리고 로테이션몰딩 시 연통로 성형을 위해 반드시 필요했던 연통부재를 구비시킬 필요가 없게 됨에 따라 연통부재에 따른 재료낭비 및 공정지연을 방지할 수 있는 장점이 있다.

즉 본 발명은 슬러쉬몰딩과 로테이션몰딩의 병행을 통해 각 몰딩방식의 단점을 커버하고 장점만을 축출하여 적용한 것이다.

이렇게 3차가열 및 로테이션공정(S410)을 거친 본 발명의 모든 공정은 냉각 및 탈형공정(S420)거침에 따라 완료되는데, 상기 냉각 및 탈형공정(S420)은 [도 11]의 (가)와 같이 먼저 냉각수(C)등을 통해 금형을 충분히 냉각시키고 금형표면의 수분을 제거한 후 덮개(30)를 해체한 다음 (나)처럼 성형품을 하부금형(10)으로부터 탈형시키는 방식으로 이루어진다.

이와 같이 탈형된 성형품은 각 공기주머니층(100)과 연통로층(200)의 상부면하판(20)에 의해 막힌, 즉 공기주머니(100), 연통로(200), 하판(20)이 상호 일체로 성형된 [도 1]과 같은 에어매트(2000)가 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은,

첫째, 슬러쉬몰딩 후 로테이션몰딩을 실시함에 따라 슬러쉬몰딩 과정에서 생성되는 쿠션부 및 연통로 표면의 스크랩을 제거함과 동시에 스크랩을 통해 쿠션부와 하판을 일체로 접합할 수 있어 쿠션부와 하판간의 접합력을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

둘째, 슬러쉬몰딩 후 로테이션몰딩을 통해 스크랩을 제거함에 따라 각 공기주머니의 두께를 균일하게 성형할 수 있어 두께 불균형에 따른 공기주머니 및 연통로의 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 로테이션 몰딩 전 슬러쉬몰딩을 통해 쿠션부를 성형함에 따라 연통로 형성을 위한 별도의 연통부재를 구비할 필요없어 재료절감 및 연통부재 설치에 따른 제작공정을 생략할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 로테이션몰딩 이전에 슬러쉬몰딩을 통해 쿠션부를 성형함에 따라 로테이션몰딩 시 보다 얇은 두께로 쿠션부의 각 공기주머니를 성형할 수 있어 높은 쿠션력을 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 내부에 공기가 수용되는 공기주머니 형태로 이루어진 쿠션부와, 상기 쿠션부의 하부에 위치하는 판재형태의 하판이 상호 결합되어 이루어진 에어매트의 성형방법으로서,

   일정 깊이의 홈 형태인 공기주머니 성형홈이 형성되어, 쿠션부를 성형하기 위한 하부금형과 상기 하부금형에 결합되는 하판 및 상기 하판상에 안착될 덮개를 준비하는 금형과 하판 및 덮개준비공정과,

   상기 하부금형 내에 수지조성물을 주입한 후 실시되어 쿠션부를 성형하는 슬러쉬몰딩공정과,

   상기 슬러쉬몰딩공정 후 하부금형의 공기주머니 성형홈 입구를 덮도록 하판을 하부금형에 결합하고 하판 상에 덮개를 안착시키는 하판 및 덮개결합단계와,

   하판 및 덮개가 결합된 하부금형을 로테이션몰딩기를 통해 회전시킴에 따라 하부금형태의 쿠션부와 하판을 일체로 접합시키는 로테이션몰딩공정을 순차적으로 행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어매트의 성형방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 로테이션몰딩공정 과정에서 하부금형내의 쿠션부 각 공기주머니 표면이 용융되고 용융된 일부 수지가 하판으로 확산됨에 따라 쿠션부와 하판이 상호 접합 되는 것을 특징으로 하는 에어매트 성형방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 슬러쉬몰딩공정은,

   하부금형 내에 수지조성물을 충진시키는 수지조성물 주입공정과,

   하부금형을 가열함에 따라 하부금형의 각 공기주머니 성형홈 내부 표면에 쿠션부 성형층이 형성되는 1차 가열 및 1차겔화(gelation)공정과,

   겔화되지 않은 하부금형 태의 수지조성물을 제거하는 수지 제거공정과,

   하부금형 내의 쿠션부 성형층을 재차 가열하는 2차가열 및 2차 겔화공정으로 이루어진 것을 특징으로하는 에어매트 성형방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 로테이션몰딩공정은,

   금형의 회전과정에서 가열하는 3차가열공정 및 로테이션 공정과,

   쿠션부와 하판의 접합 후 금형을 냉각하고 하부금형으로부터 쿠션부 및 하판을 빼내는 냉각 및 탈형공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어매트 성형방법.

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