KR20150084415A - 전열매트의 가공방법 - Google Patents

전열매트의 가공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발포 폼으로 구성된 완충부재들 사이에 발열체를 삽입하고 외부에 원단을 씌워서 가열 및 가압하여 프레스 가공하는 전열매트의 가공방법에 관한 것으로서 특히, 전열매트의 내구성이 우수하면서도 대량생산이 가능한 고품질·고기능성의 전열매트에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 발열체(13)의 상·하부에 발포 폼(foam)으로 구성된 완충부재(12a)(12b)들을 접착제(14)로 부착하고, 외부에는 상·하부 원단(11a)(11b)을 부착하여 다단으로 적층하는 단계; 상기 발열체(13)의 상·하부에 완충부재(12a)(12b)와 원단(11a)(11b)들이 적층된 매트소재(10)를 컨베이어벨트(30)를 통해 이송하고, 히터(31a)가 장치된 롤러(31)들 사이를 통과시키면서 가열하여 원단(11a)(11b)과 완충부재(12a)(12b)가 유연성을 갖도록 하는 라미네이팅(laminating) 단계; 가열되어 유연성을 갖는 매트소재(10)를 프레스(40)의 하부금형(42) 위에 올려놓고, 상부금형(41)을 하강시켜 냉각시키면서 압착하여 매트소재(10)들이 일체로 접착되면서 매트소재(10)의 둘레에는 강하게 눌려진 접합선(15)이 형성되도록 하는 성형단계; 성형이 완료된 매트소재(10)의 냉각이 완료되면 상기 발열체(13)를 전선(21)으로 연결하고, 온도조절기능을 갖는 컨트롤박스(20)와 연결하여 외부의 전원을 인가 받아 발열(發熱)될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전열매트의 가공방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

전열매트의 가공방법 및 전열매트{an electric heat mat and manufacturing process of electric heat mat}
본 발명은 발포 폼으로 구성된 완충부재들 사이에 발열체를 삽입하고 외부에 원단을 씌워서 가열 및 가압하여 프레스 가공하는 전열매트의 가공방법에 관한 것으로서 특히, 전열매트의 내구성이 우수하면서도 대량생산이 가능한 고품질·고기능성의 전열매트에 관한 것이다.
일반적으로 전열매트는 전열선의 발열에 의하여 매트가 데워지는 전기식 난방매트의 일종으로 현대에는 다양한 종류의 전열매트가 널리 사용된다.
그러나, 전열매트는 외피와 내피 사이에 전열선을 배치하고 둘레를 봉제(縫製)하여 제작하는 것이므로 제작과정이 까다롭고 복잡하여 상당한 시간이 소요되었을 뿐 아니라 직물이나 가죽으로 구성된 유연성 소재들 사이에 전열선 히터가 내장되는 구조이므로 전체적인 매트의 내구성이 매우 취약하고, 전열매트를 접거나 굽히는 경우에는 전열선이 쉽게 단락(短絡)되는 등의 폐단이 발생되었다.
종래에는 등록실용신안 제20-0309508호 "전열매트"(선행기술1) 및 등록특허 제10-0964134호 "전열매트"(선행기술2)가 제안된 바 있다.
상기 선행기술1은 타일형상으로 절단된 목재시트를 연속 부착시킨 판재형상의 표면재; 전도성 폴리머가 코팅된 전자파차폐 시트; 전자파차폐 시트의 하부에 적층되는 세라믹 시트; 및 외부 전원에 의해 발열되는 전열선이 포설된 내열 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전열매트이다.
상기 선행기술2는 일정 간격의 탄소 섬유 전열선이 배치된 절연시트로 이루어진 전열매트에 있어서, 상기 전열선과 외부 전원선을 전기적으로 접속시키기 위한 전극편이 형성되고, 전열선은 그 단부가 갈라지는 것을 방지할 수 있도록 금속 박편으로 감싼 뒤 일 방향으로 꼬아 형성된 것을 특징으로 하는 전열매트이다.
그러나, 상기 선행기술1은 표면재가 목재로 이루어져 돗자리와 같은 바닥재로의 전용이 가능하고, 유해전자파가 차단되는 한편, 인체에 유익한 원적외선이 조사되도록 한 기술이고, 선행기술2는 탄소섬유 전열선과의 전기적인 접속이 우수하면서도 전열선의 굽힘 부분에 발생되는 열 저항을 해소할 수 있도록 구성한 기술이므로 본 발명과 같이, 전열매트의 내구성을 높여주거나 프레스 가공에 의하여 대량생산이 가능하도록 한 기술을 찾아볼 수 없었다.
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 전열매트의 내구성이 우수하여 전열선의 단락이 방지되는 한편, 프레스가공에 의하여 대량생산이 가능한 전열매트의 가공방법 및 전열매트를 제공함에 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 발열체(13)의 상·하부에 발포 폼(foam)으로 구성된 완충부재(12a)(12b)들을 접착제(14)로 부착하고, 외부에는 상·하부 원단(11a)(11b)을 부착하여 다단으로 적층하는 단계; 상기 발열체(13)의 상·하부에 완충부재(12a)(12b)와 원단(11a)(11b)들이 적층된 매트소재(10)를 컨베이어벨트(30)를 통해 이송하고, 히터(31a)가 장치된 롤러(31)들 사이를 통과시키면서 가열하여 원단(11a)(11b)과 완충부재(12a)(12b)가 유연성을 갖도록 하는 라미네이팅(laminating) 단계; 가열되어 유연성을 갖는 매트소재(10)를 프레스(40)의 하부금형(42) 위에 올려놓고, 상부금형(41)을 하강시켜 냉각시키면서 압착하여 매트소재(10)들이 일체로 접착되면서 매트소재(10)의 둘레에는 강하게 눌려진 접합선(15)이 형성되도록 하는 성형단계; 성형이 완료된 매트소재(10)의 냉각이 완료되면 상기 발열체(13)를 전선(21)으로 연결하고, 온도조절기능을 갖는 컨트롤박스(20)와 연결하여 외부의 전원을 인가 받아 발열(發熱)될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전열매트의 가공방법에 의하여 달성될 수 있는 것이다.
이상에서 상술한 작업과정을 통해 완성된 본 발명의 전열매트는 라미네이팅 과정에서 히터(31a)의 가열에 의해 용융(鎔融)되는 핫 멜트 접착제(14)에 의하여 가압 및 냉각되면서 응고되어 발열체(13)가 완충부재(12a)(12b)들 사이에서 일체로 고정되는 것이므로 전체적인 전열매트의 내구성을 최대한 높여줄 수 있고, 전열매트를 접거나 굽히는 경우에도 전열선이 단락(短絡)되는 등의 폐단을 방지할 수 있는 동시에 발열체(13), 완충부재(12a)(12b), 원단(11a)(11b)으로 구성된 매트소재(10)를 롤러(31)들 사이를 통과시키는 라미네이팅 작업과 프레스(40)로 가압하는 프레싱 작업에 의하여 전열매트의 가공작업이 신속 간편하게 완료되는 것이므로 대량생산(大量生産)이 가능하여 상당한 인건비를 절감시킬 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고품질·고기능성의 전열매트의 가공방법을 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.
도 1a ∼ 도 1e는 본 발명에 의한 전열매트의 가공과정을 순차적으로 예시한 공정도,
도 2는 본 발명에 의한 전열매트의 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 전열매트의 분해사시도,
도 4는 본 발명에 의한 전열매트의 다른 실시예를 예시한 사시도.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예
도 1 a에서 도시한 바와 같이, 발열체(13)의 상·하부에 발포 폼(foam)으로 구성된 완충부재(12a)(12b)들을 접착제(14)로 부착하고, 외부에는 상·하부 원단(11a)(11b)을 부착하여 다단으로 적층하는 단계를 실시하였다.
상기 발열체(13)는 PET, PEN과 같은 내열성 필름에 발열도료(카본블랙)를 인쇄한 얇은 판상의 필름으로 구성된 면상발열체를 사용하는 것이 바람직하나 본 발명에서는 전원을 인가하여 발열하는 발열선과 섬유가 직조된 면상발열체를 사용하였다.
상기 원단(11a)(11b)은 직물, 가죽, 스웨이드 및 인조가죽을 사용하였으나 기타 합성수지시트를 사용하여도 무방하다.
상기 완충부재(12a)(12b)는 발포부재인 폼(foam)으로 구성되어 있고, 본 발명에서는 완충부재(12a)(12b)를 형성하는 발포제품으로 에틸렌비닐아세테이트(EVA; Ethylene Vinyl Acetate)를 사용하였으며, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 압축된 스펀지(sponge)처럼 부드러운 재질이긴 하지만 내구성이 강하고, 다공질(多孔質) 물질로 매우 가벼운 매트소재이다.
경우에 따라서는 상기 완충부재(12a)(12b)를 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)이나 폴리프로필렌 폼(polypropylene foam) 및 발포 폴리에틸렌(foamed polyethylene)을 사용하여도 무방하다.
이어서, 도 1b에서 도시한 바와 같이, 상기 발열체(13)의 상·하부에 완충부재(12a)(12b)와 원단(11a)(11b)들이 적층된 매트소재(10)를 컨베이어벨트(30)를 통해 이송하면서 히터(31a)가 장치된 롤러(31)들 사이를 통과시켜 120∼200℃의 온도를 갖는 히터(31a)로 가열하여 완충부재(12a)(12b)가 유연성을 갖도록 가열하는 라미네이팅(laminating) 단계를 실시하였다.
상기 롤러(31)들에 장착된 히터(31a)는 자동온도조절 시스템에 의하여 설정된 온도범위 내에서 가열된다.
이어서, 도 1c ∼ 1d에서 도시한 바와 같이, 가열되어 유연성을 갖는 매트소재(10)를 프레스(40)의 하부금형(42) 위에 올려놓고, 상부금형(41)을 하강시켜 냉각시키면서 압착하여 매트소재(10)들이 일체로 접착되면서 매트소재(10)의 둘레에는 강하게 눌려진 접합선(15)이 형성되도록 하는 성형단계를 실시하였다.
상기 완충부재(12a)(12b)는 열 경화성물질로 가열하면 겔(gel) 상태와 같이 유연성을 유지하고, 냉각되어 경화되면 변형되지 않는 소재로 구성되어 있다.
상기 발열체(13)의 상·하부에 완충부재(12a)(12b)들을 접착하는 접착제(14)는 열 가소성수지인 필름형 핫 멜트(hot melt) 접착제를 사용하였다.
상기 핫 멜트 잡착제는 매트소재(10)가 롤러(31)들 사이를 통과하면서 라미네이팅(laminating)되는 과정에서 히터(31a)의 가열에 의해 용융(鎔融)되었다가 프레스에 의하여 가압 및 냉각되면서 응고되어 발열체(13)가 완충부재(12a)(12b)들 사이에서 일체로 고정되므로 전체적인 전열매트의 내구성을 높여줄 수 있고, 전열매트를 접거나 굽히는 경우에도 전열선이 단락(短絡)되는 등의 폐단을 방지할 수 있는 것이다.
상기 프레스(40)의 상·하부금형(41)(42)들에는 냉각수가 순환되는 냉각수 파이프(43)가 접속되어 유연하게 가열된 완충부재(12a)(12b)를 냉각시키면서 성형할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 상·하부금형(41)(42)들은 완충부재(12a)(12b)와 원단(11a)(11b)을 압착하여 매트소재(10)를 일체로 고정시켜 전열매트의 내구성을 향상시키고, 매트소재(10)의 둘레에는 강하게 눌려진 접합선(15)이 형성되어 매트소재(10)가 분리되지 않도록 마감처리 된다.
이어서, 성형이 완료된 매트소재(10)의 냉각이 완료되면 상기 발열체(13)를 전선(21)으로 연결하고, 온도조절기능을 갖는 컨트롤박스(20)와 연결하는 배선(配線) 작업을 실시하였다.
상기 발열체(13)는 컨트롤러(31)와 연결된 코드선(22)을 통해 외부 전원을 인가 받아 발열(發熱)될 수 있도록 구성되어 있다.
그러나, 도 4에서 도시한 바와 같이, 경우에 따라서는 상기 컨트롤박스(20)에는 충전배터리(도시하지 않았음)가 내장되고, 전원 코드선(22)과 연결된 플러그(22a)가 컨트롤박스(20)의 잭공(20a)에 결합되어 충전배터리를 충전할 수 있도록 구성하여 전열매트가 소형 방석인 경우에 충전배터리를 사용하여 발열시킬 수 있는 것으로서 본 발명은 보다 다양하게 사용할 수 있는 것이다.
전술한 작업과정을 통해 완성된 본 발명의 전열매트는 라미네이팅 과정에서 히터(31a)에 의하여 가열되고 용융(鎔融)되는 완충부재(12a)(12b) 및 핫 멜트 접착제(14)가 가압 및 냉각되면서 응고되어 발열체(13)가 완충부재(12a)(12b)들 사이에서 일체로 고정되는 것이므로 전체적인 전열매트의 내구성을 최대한 높여줄 수 있는 동시에 발열체(13)를 감싸는 완충부재(12a)(12b)들에 의하여 외부의 충격으로부터 전열매트를 안전하게 보호할 수 있고, 발열체(13)는 완충부재(12a)(12b)와 일체화되어 견고한 구조를 이루므로 전열매트를 접거나 굽히는 경우에도 전열선이 단락(短絡)되는 등의 폐단을 방지할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고품질·고기능성의 전열매트의 가공방법을 제공할 수 있는 것이다.
또한, 발열체(13), 완충부재(12a)(12b), 원단(11a)(11b)으로 구성된 매트소재(10)를 롤러(31)들 사이를 통과시키는 라미네이팅 작업과 프레스(40)로 가압하는 프레싱 작업에 의하여 전열매트의 가공작업이 신속 간편하게 완료되는 것이므로 전열매트의 대량생산(大量生産)이 가능하여 상당한 인건비를 절감시킬 수 있고, 작업의 편의성을 높여줄 수 있는 것으로서 내구성이 우수한 고기능성의 전열매트를 구현할 수 있는 것이다.
한편, 전술한 가공과정에 의하여 완성된 본 발명의 전열매트는 도 2 ∼ 도 4에서 도시한 바와 같이, 발열체(13)의 상·하부에 발포 폼(foam)으로 구성된 완충부재(12a)(12b)들이 접착제(14)로 부착되고, 외부에는 상·하부 원단(11a)(11b)들이 부착되며, 적층된 매트소재(10)들이 라미네이팅되면서 가열되고, 프레스로 가압되면서 냉각되어 매트소재(10)들이 일체로 접착되며, 매트소재(10)의 둘레에는 강하게 눌려진 접합선(15)이 형성되고, 발열체(13)가 온도조절기능을 갖는 컨트롤박스(20)와 전선(21)으로 연결되어 외부의 전원을 인가 받아 발열(發熱)될 수 있도록 구성되어 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
10 : 매트소재 11a, 11b : 원단
12a, 12b : 완충부재 13 : 발열체
14 : 접착제 15 : 접합선
20 : 컨트롤박스 20a : 잭공
21 : 전선 22 : 코드선
22a : 플러그 30 : 컨베이어벨트
31 : 롤러 31a : 히터
40 : 프레스 41 : 상부금형
42 : 하부금형 43 : 냉각수파이프

Claims (4)

  1. 발열체(13)의 상·하부에 발포 폼(foam)으로 구성된 완충부재(12a)(12b)들을 접착제(14)로 부착하고, 외부에는 상·하부 원단(11a)(11b)을 부착하여 다단으로 적층하는 단계;
    상기 발열체(13)의 상·하부에 완충부재(12a)(12b)와 원단(11a)(11b)들이 적층된 매트소재(10)를 컨베이어벨트(30)를 통해 이송하고, 히터(31a)가 장치된 롤러(31)들 사이를 통과시키면서 가열하여 원단(11a)(11b)과 완충부재(12a)(12b)가 유연성을 갖도록 하는 라미네이팅(laminating) 단계;
    가열되어 유연성을 갖는 매트소재(10)를 프레스(40)의 하부금형(42) 위에 올려놓고, 상부금형(41)을 하강시켜 냉각시키면서 압착하여 매트소재(10)들이 일체로 접착되면서 매트소재(10)의 둘레에는 강하게 눌려진 접합선(15)이 형성되도록 하는 성형단계;
    성형이 완료된 매트소재(10)의 냉각이 완료되면 상기 발열체(13)를 전선(21)으로 연결하고, 온도조절기능을 갖는 컨트롤박스(20)와 연결하여 외부의 전원을 인가 받아 발열(發熱)될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전열매트의 가공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발열체(13)는 내열성 필름에 발열도료(카본블랙)를 인쇄한 얇은 판상의 필름으로 구성된 면상발열체이거나 전원을 인가하여 발열하는 발열선과 섬유가 직조된 면상발열체 중 어느 하나이고,
    상기 완충부재(12a)(12b)는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리우레탄 폼, 폴리프로필렌 폼 및 발포 폴리에틸렌 중 어느 하나이고,
    상기 발열체(13)의 상·하부에 완충부재(12a)(12b)들을 접착하는 접착제(14)는 열 가소성수지인 필름형 핫 멜트(hot melt) 접착제를 사용한 것을 특징으로 하는 전열매트의 가공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤박스(20)에는 충전배터리가 내장되고, 전원 코드선(22)과 연결된 플러그(22a)가 컨트롤박스(20)의 잭공(20a)에 결합되어 충전배터리를 충전할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 전열매트의 가공방법.
  4. 제 1항의 가공방법에 의하여 완성되며,
    발열체(13)의 상·하부에 발포 폼(foam)으로 구성된 완충부재(12a)(12b)들이 접착제(14)로 부착되고, 외부에는 상·하부 원단(11a)(11b)들이 부착되며, 적층된 매트소재(10)들이 라미네이팅되면서 가열되고, 프레스로 가압되면서 냉각되어 매트소재(10)들이 일체로 접착되며, 매트소재(10)의 둘레에는 강하게 눌려진 접합선(15)이 형성되고, 발열체(13)가 온도조절기능을 갖는 컨트롤박스(20)와 전선(21)으로 연결되어 외부의 전원을 인가 받아 발열(發熱)될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 전열매트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105661995A (zh) * 2016-04-01 2016-06-15 无锡市翱宇特新科技发展有限公司 一种石墨烯床暖
KR20200050146A (ko) * 2018-11-01 2020-05-11 주식회사 경동나비엔 온도조절 매트
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