KR20180065269A - 상변환식 보온재 원단 제조에 적합한 장치 - Google Patents

Abstract

겔 상태의 상변환물질 보온재를 재단하여 이루어진 개체를 졸 상태일 때에도 상변환물질 보온재가 통과하지 못하는 라미네이팅 시트로 라미네이팅하여 이루어진 단위체 복수 개가 이격 배열된 상태로 상하 양면에서 외피용 천이나 시트로 겹쳐져 이루어지고, 단위체 사이의 영역에는 단열층 없이 외피용 천이나 시트가 겹치는 구역이 있고, 이 구역에서 상하 양면의 외피용 천이나 시트는 밀착 고정된 부분을 가져 단위체 각각을 감싸는 단위셀 공간이 구분되게 형성되고 이 단위셀 공간 사이에서 각 단위체의 이동이 제한되도록 이루어진 상변환식 보온재 원단과 그 원단의 제조방법 및 제조장치가 개시된다.
본 발명에 따르면 겔 상태의 상변환물질 보온재가 경직성을 가져도 이를 포함하는 보온재 원단은 가공성을 높여 여러 가지 상품 제작을 용이하게 하고, 상품화된 상태에서 융통성 있게 대상물에 맞는 형태를 가지도록 할 수 있으며, 용도에 따라 특히 의복류로 가공될 때 통기성을 확보하고 습기를 배출하기에 적합한 구조를 가질 수 있다.

Description

상변환식 보온재 원단, 그 제조방법 및 제조에 적합한 장치{isothermal structure, method of making the same and apparatus of making the same}

본 발명은 상변환물질을 이용하여 열에너지를 흡수하거나 방출하여 대상물의 온도를 주변 환경과 다른 특정 온도 범위로 유지할 수 있는 보온재(넓게 보온재와 보냉재를 포함하는 개념)를 포함하는 원단, 즉, 보온재 원단에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가공을 통해 보온 대상물에 맞는 다양한 형태를 가지도록 제작할 수 있는 보온재 원단과 그 제조방법 및 그 제조에 적합한 장치에 관한 것이다.

보온재란 용어는 통상적으로 대상물의 온도를 주변 환경 온도와 다른 일정 온도 범위로 유지하기 위해 사용하는 재료를 통상적으로 의미하며, 보온을 위해 여러가지 물질을 사용할 수 있지만, 크게, 주변과의 열 전달을 차단하여 대상물이 가지는 온도를 그대로 유지하도록 하는 단열성 보온재와 자체가 열을 방출(혹은 흡수)하여 대상물에 열을 전달함(혹은 빼앗음)으로써 대상물이 주변 환경에 빼앗기는 열을 보충하여 일정한 온도를 유지하도록 하는 열공급식 보온재가 사용될 수 있다.

한편, 상변환물질(phase change materials: PCM)은 실용적으로 많은 잠열을 가져 열에너지 방출과 흡수가 필요한 곳에 편리하고 쉽게 이용될 수 있는 물질을 통상적으로 지칭하게 된다. 즉, 상변환물질은 대개 상변환에서 출입하는 잠열이 크고 단위 질량당 열방출 혹은 열흡수량이 다른 물질에 비해 커 산업상 용도로 많이 사용되는 물질을 지칭한다.

이하 본 발명에서는 통상 '보온재'라 하면 이러한 열공급식 보온재 가운데 특히 상변환 현상을 이용하여 다른 물질에 비해 단위 질량당 다량의 열을 공급할 수 있는 상변환식 보온재(흔히 보냉제라고 언급하는 상변환식 냉각제 물질 포함) 를 주로 언급하는 것으로 한다.

상변환식 보온재는 최근 냉장 설비를 갖추지 않았지만 신선식품, 생체 물질이나 의약품과 같이 맞지 않는 온도에서 변하기 쉬운 물질을 보존, 수송하는데 많이 사용되고, 냉난방 시설이 없는 외부 환경에서 작업자들, 야외 활등을 즐기는 취미 활동자의 체온 관리를 위해 착용되는 냉온조끼, 보온조끼 등에도 많이 사용되고 있다.

따라서, 전기와 같은 에너지원이 없고, 보온 설비가 없는 곳이나, 이동 환경에서 보다 효율적으로 주변 환경과 용도에 맞게 다양한 형태로 보온을 할 수 있도록 하는 보온재를 형성하기 위해 보온재를 이루는 매우 많은 물질과 소재 구조 및 제조방법이 연구되고 개발되고 있다.

또한, 보온재 가운데 가공성을 높이고, 무게와 부피를 줄여 다양한 용도 확대 적용될 수 있는 고효율 보온재에 대하여 최근 많은 연구, 개발이 이루어지고 있다.

그런데, 상변환식 보온재는 자체만으로 상품을 구성하기보다는 다른 재질의 소재와 함께 가공되어 융복합 소재를 이루어 적합한 기능을 부여할 수 있는 상품을 형성하는 경우가 많다. 이런 융복합 소재의 장점은 상변환식 보온재가 가지는 특성과 타 소재가 가지는 특성을 결합하여 주어진 온도조건과 환경에 효율적으로 대응할 수 있는 기능을 가질 수 있다는 것이다.

가령, 고온을 견딜 수 있는 융복합 소재는 소방과 같은 사회 공공 분야, 방위산업의 방염, 보온 분야, 친환경계열의 보온 분야, 기타 다양한 산업 분야의 보온 소재 등에 다양하게 사용될 수 있다.

최근 아웃도어나 기능복 등 기능성 의류와 관련하여 보온재 가운데, 단독으로 혹은 단열재와 결합하여 뛰어난 보온효과를 가질 수 있는 PCM 물질의 제작 및 응용이 더욱 관심의 대상이 되고 있다.

한편, 근래에 인체에 사용하는 소재로서 가령 아웃도어 보온 복합소재를 사용하는 데 있어서 높은 보온 효과도 필요하지만 체내 수분 배출이 되지 않아 땀이 차는 문제, 복합소재가 부드럽지 않고, 상변환물질이 고체 젤의 상태를 가지는 경우 소재가 경직되는 측면이 있어 옷감으로 만들어 착용하기는 적합하지 않다는 문제 등이 있어서 상변환 보온재를 포함한 복합소재를 더 다양한 용도로 적용하기 어렵고 이런 분야에서는 상변환 보온재를 포함한 복합소재는 극히 제한적으로 사용하고 있는 것이 현실이다.

또한 산업소재로 사용할 때에도 전체 면에 상변환물질을 결합한 상태로 사용하는 경우, 고체 젤 형태의 소재 자체로는 부드럽지 못하고 다소 단단한 성질이 있어서 가공성이 낮고, 용도 및 보온 대상물 형태에 맞게 감싸도록 충분히 구부러지고 신축, 이완되지 못하여 형태 융통성을 가지지 못하는 단점이 발생할 수 있어 사용에 한계를 가진다.

상변환물질이 액상일 때에는 반대로 통상의 보호필름 사이에서 녹아 형상이 뭉글어진 상태로 설정된 온도에 고형화되어 보온재 상품 자체가 유지되지 못할 수 있다.

대한민국 특허출원 10-2016-0125610 대한민국 특허출원 10-2016-0103564 대한민국 특허출원 10-2010-0022562 대한민국 특허출원 10-2012-0105663 대한민국 특허출원 10-2010-0058382 대한민국 특허출원 10-2010-0018301

본 발명은 상술한 기존의 상변환물질 복합소재 등 보온재의 문제점과 한계를 극복하기 위한 것으로, 소재 혹은 보온재 물질의 경화상태에서의 경직성이나 액상에서의 가공상의 어려움에도 불구하고 원단 상태에서 가공성을 높여 여러 가지 상품 제작에 적합한 구조를 가질 수 있고, 상품화된 상태에서 융통성 있게 대상물에 맞는 형태를 가져서 상품성을 높일 수 있는 구조를 가지는 보온재 원단 및 그 제조방법과 그에 적합한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에서, 가공성과 동시에 양호한 보온 효율을 가지며, 용도에 따라 특히 의복류로 가공될 때 통기성을 확보하고 습기를 배출하기에 적합한 구조를 가지는 보온재 원단 및 그 제조방법과 그에 적합한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 가공이 가능한 여러 타입의 상변환식 보온재층을 각각의 불규칙한 패턴이나 각각의 정형화된 셀(cell)모양으로 다중 분할 설치하도록 한 제조공정을 통하여 원단에 상변환식 보온재를 원하는 패턴의 모양으로 충진시키고 충진부의 주변 테두리부는 보온재층을 비워 더욱 견고하게 융, 부착시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 경우에 따라 방열 및 보온하려는 대상물과 접촉하였을 때 테두리부가 하나의 공기층을 만들어 단열의 효과를 더함으로써 보온 보냉을 더 효율적으로 하도록 할 수 있다.

본 발명은 보온재가 원단 전반에 걸쳐 균등하게 분포되도록 함으로써 고르게 대상물을 보온할 수 있다는 효과를 거두도록 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상변환식 보온재 원단은

상변환물질로 이루어진 보온재를 라미네이팅하여 이루어진 단위체 복수 개가 이격 배열된 상태를 이루고, 이격 배열된 단위체 복수 개와 겹치도록 상하 양면 덮이는 외피용 천이나 시트가 구비되어 이루어지며, 이격 배열된 단위체들 사이사이에는 보온재가 없이 외피용 천이나 시트가 겹치는 구역이 있고, 이 구역에서 상하 양면의 외피용 천이나 시트를 밀착 고정시킨 부분이 존재하여 이들 단위체 각각이 위치하는 단위 셀 공간이 구분되고 이 단위 셀 공간 사이에서 단위체의 교류 이동이 제한되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명 원단에서 대량 반복적으로 생산되는 통상의 원단의 특성상 복수 개의 단위체 배열은 일정 규칙을 가지고 반복되는 형태를 가지는 것이 바람직하며, 원단에서 상품을 만들 때의 가공의 자유도와 편의성을 높이기 위해 단위체는 원형, 3각형 내지 8각형의 다각형에 너비나 길이의 최대 크기는 가령 10cm를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명 원단에서 보온재가 존재하는 면적은 전체 원단 면적의 50% 내지 99% 가 될 수 있다. 보온재 면적 비율이 작으면 보온 효과가 떨어지고, 반대로 너무 많으면 원단을 가공하여 상품을 만들 때 재단, 바느질 기타 가공에 필요한 여유 공간을 가지기 어렵게 된다.

본 발명에서 상변환물질로는 기존에 알려지고 사용되는 파라핀계나 동물성오일, 염화칼슘 등 다양한 상변환물질이 사용될 수 있다. 상변환물질의 선택은 본 발명의 상변환식 보온재 원단이 사용될 상품의 기능에 맞는 상변환온도를 고려하여 이루어지도록 한다. 하나의 상변환물질로 적당한 온도 범위를 맞추기 어려운 경우, 서로 다르면서 비슷한 상변환온도를 갖는 둘 이상의 상변환물질을 혼합하여 상변환물질 보온재를 형성함으로써 일정한 온도 범위 내에서 작용하도록 할 수 있다.

본 발명에서 단위체를 서로 이격시키는 영역에는 외피용 천이나 시트를 관통하여 상변환물질 보온재 원단에서 통기 혹은 습기 배출을 담당하는 습기배출용 소공(미세구멍)이 구비될 수 있다.

본 발명에서 외피용 천이나 시트(경우에 따라 라미네이팅 시트를 포함하는 개념)는 보온재에 비해 굽힘에 있어서 유연하고 신축성 있는 재질로 이루어진다.

본 발명에서 단위체 사이의 이격 영역, 즉, 상변환물질 보온재가 없는 영역에는 라미네이팅 시트와 외피용 천이나 시트가 모두 구비되거나 외피용 천이나 시트만 구비될 수 있다.

본 발명을 형성하는 과정에서, 보온재 없이 라미네이팅 시트만 있는 영역에서 상하 라미네이팅 시트는 서로 융착 혹은 접착 상태를 유지할 수 있으며, 라미네이팅 시트는 통상 폴리에틸렌 시트나 폴레프로필렌 시트, 폴리우렌탄 시트 등의 합성수지 시트로 이루어지지만 이에 한정된 것은 아니다.

이상에서 단위체는 상하 라미네이팅 시트 사이에 상변환물질 보온재가 있는 형태만 언급되지만 상변환물질 보온재와 단열재가 상변환물질에 대한 비투과성 시트 혹은 필름으로 공간이 구분된 상태로 상하 라미네이팅 시트 사이에 겹쳐진 형태의 단위체가 될 수 있다. 이때 단열재는 비드나 분말상태로 이루어지거나 기재에 함침시켜 건조한 상태의 에어로젤 등으로 이루어질 수 있으며, 단열재가 있는 공간은 진공된 공간일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보온재 원단 제조방법은,

상변환물질 보온재를 라미네이팅하여 이루어진 보온재 단위체 복수 개가 일정 배열을 이루도록 준비하는 단계, 이런 일정 배열을 가진 보온재 단위체 복수 개와 겹치도록 상하 양측에 외피용 천이나 시트가 덮이고, 보온재 단위체 각각의 사이사이에 있는 영역에서 상하 양측의 외피용 천이나 시트를 밀착 고정시켜 보온재 단위체 각각이 위치하는 공간인 단위 셀을 구분 형성하는 피복단계를 구비하여 이루어진다.

이런 제조방법에서 보온재 단위체 복수 개가 일정 배열을 이루도록 준비하는 단계는

먼저, 상하 양측 라미네이팅 필름 사이에 보온재 단위체 복수 개가 가지는 일정 배열과 같은 배열을 가진 보온재 개체 복수 개가 놓이고 보온재 개체 사이의 영역에서는 상하 양측 라미네이팅 필름을 융착이나 접착으로 밀착시켜 이루어진 일체형으로 라미네이트된 보온재 개체 배열을 준비하는 단계와,

이 일체형으로 라미네이트된 보온재 개체 배열을 컨베이어벨트 타입의 받침틀에 놓고 재단용 금형으로 찍어 재단함으로써 일정 배열을 가진 보온재 단위체 복수 개와 그 잔여부를 물리적으로 분리하는 단계,

컨베이어벨트 타입의 받침틀을 진행시키되 보온재 단위체 복수 개는 일정 배열을 유지한 채 다음 단계의 컨베이어로 진행시키고, 잔여부는 받침틀과 컨베이어 사이에서 보온재 단위체와 다른 방향으로 당겨져 그 결과 보온재 단위체 복수 개와 잔여부를 공간적으로 분리하는 단계를 구비하여 이루어지는 것일 수 있다.

이때, 일체형으로 라미네이트된 보온재 개체 배열을 컨베이어벨트 타입의 받침틀에 놓고 재단용 금형으로 찍어 재단하는 방법으로는, 재단용 금형으로 롤러 표면에 일정 배열에 대응하는 형태의 커터날을 설치하여 이루어진 것을 준비하고, 받침틀에 놓은 '일체형으로 라미네이트된 보온재 개체 배열을 연속적으로 이동시키면서 이것을 재단용 금형을 이루는 롤러를 회전시키면서 그 표면의 커터날로 눌러 재단하여 보온재 단위체를 얻는 방법과, 일체형으로 라미네이트된 보온재 개체 배열을 한번에 일정 구간씩 이동시켜 받침틀에 놓이게 하고, 평판 하면에 일정 패턴의 커터날을 형성한 평판 프레스커터를 상하로 이동시키면서 찍어 일정 배열을 이루는 복수 개의 보온재 단위체를 얻는 방법 등을 사용할 수 있다. 이때 평판 프레스커터 대신 일정 패턴의 커터날로 이루어진 커터틀과 이 커터틀 위에서 이 커터틀을 눌러 대상물을 재단하는 상하이동식 프레스판이 사용될 수도 있다.

본 발명에서 라미네이트되고 이격 배열된 단위체 복수 개를 만드는 과정에서 상변환물질 보온재를 겔 상태의 판체로 만들고 이를 재단하는 등의 가공을 하여 만든다면 당연히 겔 상태가 졸 상태로 변화하지 않고 가공에 적합한 상태를 유지하는 주변 온도 아래서 가공이 이루어지는 것으로 전제하지만, 라미네이팅 시트를 이용하여 졸 상태의 상변환물질 보온재가 들어갈 용기 형태를 만들고 용기 입구를 자체적으로 실링하거나, 용기 입구에 별도의 라미네이팅 시트를 겹쳐 실링하여 로 용기 입구를 막아 단위체를 형성하는 등의 방법을 배제하는 것은 아니다.

겔 상태로 공정을 진행할 때 라미네이팅 과정에 앞서 배열된 복수의 보온재 개체에 대한 라미네이팅 필름 공급 및 개체 사이사이 영역에 대한 접착 혹은 융착 등의 방식을 통한 라미네이팅이 이루어진 후에는 졸 상태가 되어도 무방하지만 피복단계를 포함한 전체적인 일관 작업을 이루기 위해서는 라미네이팅 이후 공정도 겔 상태에 적합한 동일 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서 라미네이팅된 상변환물질 단위체 복수 개의 배열을 유지하기 위해서는, 재단되어 일정 배열을 이루는 이들 복수 단위체의 상면 혹은 하면에 점착시트를 공급하여 복수 단위체가 배열을 이룬 상태로 점착시트에 부착되도록 하고, 이동시에는 이 점착시트를 이동시켜 이 점착시트에 부착된 복수 단위체를 배열이 흐트러짐이 없이 이동시키는 방법을 취할 수 있다. 이 점착시트는 상하 양면에 덮이는 외피용 천이나 시트 가운데 하나일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보온재 원단 제조 장치는

상하 양측 라미네이팅 필름 사이에 상기 보온재 단위체 복수 개가 가지는 일정 배열과 같은 보온재 개체 복수 개의 배열을 가지며 상기 보온재 개체 사이의 영역은 상기 상하 양측 라미네이팅 필름을 융착이나 접착으로 밀착시켜 이루어진 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열이 놓이는 컨베이어벨트 타입의 받침틀과, 일정 패턴의 커터날을 가지고 이 받침틀 위에 구비되어 회전하거나 상하로 이동하여 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열에 대한 재단을 실시하여 일정 배열을 가진 보온재 단위체 복수 개와 잔여부를 물리적으로 분리하는 재단용 금형을 가진 재단부와,

이 재단부에서 일정 배열을 가진 보온재 단위체 복수 개를 받아 이 보온재 단위체 복수 개의 상하로 외피용 천이나 시트를 공급하여 피복을 형성하는 피복부를 구비하여 이루어진다.

이 장치에서 재단부의 재단용 금형은 커터날이 롤러 표면에 설치되고, 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열이 받침틀에서 연속적으로 진행될 때 롤러가 회전하면서 연속적으로 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열을 가압하여 커터날이 일체형 라미네이트된 보온재 단위체를 일정 배열에 맞게 재단하도록 이루어진 롤러형일 수 있다.

이 장치에서 재단부의 재단용 금형은 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열 위에 위치하며 상하로 이동가능하며 일정 패턴을 가진 재단용 커터날로 이루어진 중간재단틀(재단용 커터)과, 이 중간재단틀 위에 위치하여 가압시 중간재단틀을 누르도록 상하로 이동가능한 상부 프레스틀을 구비하여 이루어진 평판형일 수 있고, 재단용 커터와 상부 프레스틀은 일체형으로 이루어질도 있다.

이때, 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열은 하부의 받침틀 위이고 중간재단틀 아래쪽에 놓여 재단될 수 있고, 이때, 중간재단틀의 보온재 단위체 부분은 커터날로 둘러싸인 영역이 개방되어 있고, 이 개방 영역에서 상부 프레스틀의 하면은 아래쪽으로 돌출된 것이고, 재단부는 상부 프레스틀과 재단용 커터 사이에 점착 필름이 공급되도록 이루어진 것일 수 있다.

이런 경우, 상부 프레스틀을 아래로 가압 이동하면 이것이 중간재단틀(재단용 커터)을 눌러 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열을 보온재 단위체들과 잔여부로 물리적으로 나뉘도록 재단하고, 동시에 점착 필름(점착 시트)을 눌러 아래로 이동시켜 재단된 보온재 단위체의 상면에 부착되도록 한다. 그리고, 상부 프레스틀을 위로 복원시키면 점착 필름이 보온재 단위체들과 부착된 상태로 위로 이동하여 보온재 단위체들은 일정 배열을 유지한 상태로 잔여부와 공간적으로 분리된다. 이 상태에서 점착 필름은 재단부 다음 위치에 설치된 롤러쌍 등 컨베이어 장치(이송장치)에 의해 당겨지며, 잔여부는 별도 수단에 의해 점착 필름을 당기는 방향과 다른 방향으로 당겨져 받침틀에서 제거되고, 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열의 다음 구간이 받침틀에 놓이게 된다.

이 장치에서 재단된 상태의 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열(일정 배열의 보온재 단위체 복수 개)이 재단부 다음 위치에 설치된 롤러쌍 혹은 컨베이어 장치에 의해 당겨지며, 이 롤러쌍 이후에 이 보온재 단위체 복수 개와 잔여부가 분리되도록 이 롤러쌍에 의한 보온재 단위체의 진행방향과 다른 방향으로 잔여부를 당기는 제거수단이 더 구비될 수 있다. 이때 이 롤러쌍 혹은 컨베이어 장치는 피복부의 일부를 이루는 것으로 볼 수도 있고, 피복부와 별도의 구성요소, 가령 재단부와 피복부 사이에서 보온재 단위체 복수 개를 배열을 흐트리지 않고 이동시켜주는 '이행부'로 볼 수도 있다.

이 장치에서 외피용 천이나 시트 공급을 위해 공정 흐름 상 재단부 다음 위치에 롤러쌍이 적어도 하나 구비되고, 이 롤러쌍에서 보온재 단위체 복수 개의 상부나 하부 가운데 적어도 하나에서 외피용 천이나 시트가 공급되는 구성도 가능하다.

본 발명에 따르면 겔상의 상변환물질이 경직성을 가지는 경우에도 상변환물질을 포함하는 원단 상태에서 가공성을 높여 여러 가지 상품 제작에 적합한 구조를 가질 수 있고, 상품화된 상태에서 융통성 있게 대상물에 맞는 형태를 가져서 상품성을 높일 수 있는 구조를 가지는 상변환물질 보온재 원단 및 그 제조방법과 그에 적합한 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면 가공성과 동시에 상변환물질 보온재의 발열이나 흡열 작용을 통해 대상물에 대한 양호한 온도 유지 능력을 가질 수 있으며, 용도에 따라 특히 의복류로 가공될 때 상변환물질 보온재를 보다 세밀하고 작은 다수의 단위체로 여러 배열 형태로 외피용 천이나 시트 사이에 배치하면, 이때 배치된 각각의 단위체 사이 영역에 외피 원단 자체의 통기성, 투습성을 이용하거나, 별도로 이런 기능을 가지는 홀을 외피 원단에 형성하여 통기성을 확보하고 습기를 배출하기에 적합한 구조를 가지는 보온재 원단 및 그 제조방법과 그에 적합한 장치를 제공할 수 있다.

더욱이, 보온재가 요구되는 극한 환경에 대응하는 기능성 섬유 원단을 결합하여 이용하면 상변환물질 보온재 단위체 사이의 영역에서는 마감 원단이 가지는 고유한 기능을 그대로 가져 갈 수 있어 부드럽고 유연하며. 단위체 사이 영역에 봉재, 융착, 접착 가공으로 셀 구분을 하면 단위체를 각각의 단위 셀 내에 한정 혹은 고정하여 보온재가 안정적으로 유지 분포되므로 내구성과 보온성을 높게 유지할 수 있는 상품을 제작하는 것이 용이하게 된다.

결국, 이전에 상변환물질 보온재의 인체 적용분야와 성형성을 요구하는 산업, 군사분야 등에 다양하고 효과적으로 보온재를 적용할 수 있게 된다. 또한, 다양한 형태로 가공이 용이하여 상변환물질 보온재 특성에 따라 방열 및 흡열을 통하여 고온 환경이나 저온 환경에 한 층 적용하기 쉽고 가공하기 쉬운 소재를 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상변환물질 보온재 원단의 평면도,
도2는 도1의 AA' 선에 따라 절단한 보온재 원단의 정단면도,
도3은 보온재 원단 재봉선이 형성되기 전단계까지의 보온재 원단을 형성하는 장치 및 고정 흐름을 개략적, 일괄적으로 나타내는 구성개념도,
도4 및 도5는 본 발명에 사용될 수 있는 재단부의 평판 형태 상부 금형 및 롤 형태 상부 금형을 나타내는 저면도 및 사시도,
도6은 재단부의 커터날 일체형 상부 금형의 구조를 나타내는 단면도,
도7은 도3과 재단부 및 이행부가 일부 다른 장치 구성개념도,
도8은 도7의 장치의 각 단계에서 얻어지는 상변환물질 보온재, 라미네이션 시트, 외피용 시트나 천의 평면 형태 변화를 나타내는 설명도이다.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 보온재 원단의 평면도이며, 도2는 본 발명의 보온재 원단의 정단면도이다.

여기서 보온재 원단은 일정 폭으로 길게 형성되며, 보온재 원단 내에 원형 단위체(라미네이팅 단위체: 210))가 길이방향 및 폭방향으로 다수 배열되어 행렬을 이루고 있다. 이들 원형 단위체는 상변환물질 보온층 개체(110) 각각을 라미네이팅 시트가 상하로 감싸 이루어진 것이며 원형 단위체를 이루는 라미네이팅 시트 주변부는 보온층 개체(110)를 이루는 상변환물질이 졸 상태 혹은 액상에서도 빠져나오지 않도록 서로 점착되거나 융착되어 씰링부(213)를 이루고 있다. 물론 라미네이팅 시트는 상변환물질이 졸 상태에서 침투하여 투과할 수 없는 재질로 이루어진다. 원형 단위체를 상하로 덮고 있는 외피용 천(300)이나 시트에는 단열재 원단 내에서 원형 단위체(210)가 마음대로 움직이지 못하고 일정한 배열 및 분포밀도를 유지하도록 재봉선(330)이 형성되어 있다.

여기서 단위체는 상하 라미네이팅 시트 사이에 상변환물질 보온재가 있는 형태만 개시되지만, 상변환물질 보온재와 함께 여기서는 도시되지 않은 단열재가 도시되지 않은 비투과성 시트 혹은 필름으로 상변환물질 보온층 개체와 구분된 상태로 상하 라미네이팅 시트 사이에 겹쳐진 형태의 단위체가 될 수 있다.

도3은 재봉선이 형성되기 전단계에 있는 보온재 원단을 형성하는 장치 및 원단을 이루는 요소들의 흐름과 상태를 개략적 그러나 일괄적으로 나타내는 구성 개념도이다.

먼저 장치의 선행부에는 재단부가 설치되어 있다. 재단부에는 상변환물질이 겔 상태로 일정한 두께로 평평한 판체를 이루며, 롤(11) 상태로 감겨있다. 상변환물질은 롤 상태에서 층과 층 사이가 서로 달라붙지 않도록 한다. 이를 위해 상변환물질 판체 형성에 앞서 바닥에 얇은 폴리에틸렌이나 기타 폴리올레핀계 필름을 깔고 그 위에 상변환물질 판재를 형성하여 롤 상태를 만들 때 층과 층 사이에 필름이 개재되도록 하거나, 판체의 적어도 일면에 이형제 물질을 도포하거나, 혹은 이들 필름 및 이형제 모두를 적용시킬 수 있다.

보다 구체적인 예로서 이런 상변환물질 롤은, 가령, 상변환물질 판체를 형성할 때 먼저 밑바닥에 폴리올레핀계 필름을 한 층 놓고, 그 위에 유동성을 가진 상변환물질을 얹은 후 일정 두께로 펴고 온도를 낮추어 겔화를 더 진행시킨 뒤, 그 표면에 이형제 물질을 얇게 도포하고, 롤 상태로 말아 완성할 수 있다. 물론, 롤을 만들 때 상변환물질 겔은 롤로 성형할 수 있을 정도의 적당한 유동성 및 탄성은 가지고 있는 것이라야 한다.

추가적인 다른 실시예에서, 상변환물질 롤은 함침 기재로 부직포나 직포를 먼저 바닥에 놓고, 그 위로 유동성이 크고 졸 상에 가까운 일정량의 상변환물질을 얹어 함침이 이루어지도록 한 후, 조금 더 겔화시켜 그 위를 롤러 등의 기구를 이용하여 일정 두께로 펼쳐 평평한 판상으로 한 뒤, 앞선 실시예와 같이 좀 더 상변환물질을 겔화시키고, 그 표면에 이형제 물질을 얇게 도포하고, 롤 상태로 말아 완성할 수도 있다.

이렇게 형성된 보온재 롤(11)이 보온재 롤 거치대에 설치되어 있고, 공정 흐름 상의 다음 위치에는 보온재 롤을 풀어 판재 상태로 놓고 재단하여 복수의 보온재 개체 배열을 만드는 프레스커터가 설치되어 있다. 프레스커터 상부는 표면에 커터날이 형성된 도5에 도시된 롤러 형태의 금형(13)으로 이루어지고, 하부는 보온재 판재(100: 도8의 a 참조)가 평면 상태로 놓여 슬라이딩으로 진행되는 평평한 받침틀(15)로 이루어진다.

재단부에서는 롤 타입의 보온재가 풀려 받침틀(15)에서 평평한 판재 상태로 다음 단계로 이동하며, 그 과정에서 그 위쪽의 롤러 형태의 금형(13)이 회전하면서 롤러 표면에 단위체 형태와 같은 형태가 연속으로 이루어진 커터날이 도8의 a와 같은 보온재 판재를 눌러서 재단하여 도8의 b와 같은 상태가 된다. 여기서는 보온재로 된 복수의 개체(110)와 그 외측의 잔여부(120)가 절단선으로 구분되어 함께 있으며, 복수 개의 개체(110)는 반복 패턴의 일정 배열을 이루고 있다.

실시예에 따라서는 롤러 형태의 금형(13) 대신 평판 하면에 역시 반복 패턴의 커터날이 형성된 도4와 같은 평판 형태의 금형(12')이 사용될 수 있다. 이런 경우, 보온재 판재(100)는 연속적으로 진행되는 것이 아니고 원단 일정 길이가 진행되어 받침틀에 놓이고, 금형(12')이 하강하여 재단을 하고, 다시 원단 일정 길이가 진행되어 단계 단계에 따라 원단이 진행하고 멈추는 스탭형 진행을 하면서 재단이 이루어질 수 있다.

도6은 금형의 구성의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.

도6에서 평판 형태의 금형(12')의 본체(12a') 상단은 평판으로 이루어지고, 그 아래쪽 하면에는 일정 패턴의 커터날(12b')이 형성되어 있다. 날과 날 사이에는 본체가 제거되어 오목한 공간이 형성되어 있다. 날과 날 사이가 좁은 공간은 보온재 판재의 잔여부(120)에, 사이가 넓은 곳은 보온재 판재의 각 개체(110)에 대응되는 부분이다.

날과 날 사이의 공간에는 우레탄폼, 고무폴, 실리콘폼과 같은 신축성 부재(12c', 12d')가 설치되어 금형(12')이 하강하여 커터날이 보온재 판재를 눌러 절단할 때에는 수축되어 두께가 작아져 재단된 보온재 판재가 공간 내에 수용될 수 있고, 절단이 끝나 금형이 상승하면 압력이 낮아져 신축성 부재(12c', 12d')가 복원되면서 공간에 수용되어 있던 재단된 보온재 판재의 각 개체(110) 및 잔여부(120)가 금형(12')을 따라 상승하지 않고 받침틀 위에 그대로 놓이게 한다.

이상의 도6은 프레스커터의 상부 금형(틀)이 평판형인 경우를 설명하지만 롤러형인 경우도 커터날이 형성되는 표면 부분은 설명이 그대로 적용될 수 있다.

재단부를 거친 보온재 판재는 개체(110) 배열과 잔여부(120)로 분리된 상태로 이행부를 거치게 된다. 이행부는 이송롤러쌍(21, 23)과 이송 컨베이어벨트(26)를 구비하여 이루어진다. 이송롤러쌍(21, 23)은 프레스커터를 중심으로 보온재 판재를 감은 보온재 롤(11)의 반대편에서 개체(110)들과 잔여부(120)를 잡아 전방으로 옮겨주는 역할을 한다. 이송롤러쌍을 지난 잔여부(120)는 평면도상에서 볼 때 전체가 연결되어 있어서 그 선단이 미도시된 별도의 감기롤러에 연결되어 아래로 당겨져 장치에서 제거되고 감기롤러에 의해 감기고 재활용이나 폐기를 위해 반출된다. 각 개체(110)는 잔여부(120)와 분리되어 배열을 이루는 상태(도8의 c참조)이며, 여기서 이송롤러쌍(21, 23)의 크기 및 재단부와 이송롤러쌍, 이송롤러쌍 및 이송 컨베이어벨트(26) 사이의 공간은 개체(110) 길이(진행 방향으로의 단위체 길이)에 비해 충분히 작아, 배열 상태를 그대로 한 채 이송 컨베이어벨트(26)로 옮겨진다. 롤러 25, 롤러 27은 이송 컨베이어벨트(26)를 구동시키는 역할을 한다.

이송 컨베이어벨트(26) 말단에는 라미네이팅부가 설치되어 있다. 라미네이팅부 초입에는 이송 컨베이어벨트(26)에 놓여 있던 보온재 개체(110)를 받아 전방으로 진행시키는 이송롤러쌍(35)이 있고, 이송롤러쌍(35) 사이에는 보온재 개체(110)뿐 아니라 위쪽 및 아래쪽의 라이네이팅 시트 롤(31, 33)로부터 라미네이팅 시트(200)가 공급된다. 따라서, 이송롤러쌍(35)을 지나면 복수의 개체(110) 배열은 상하 라미네이팅 시트(200)에 의해 라미네이팅된 상태(도8의 d참조)를 이루면서 진행을 하게 된다.

이때, 이송롤러쌍 표면을 신축성 있는 재질로 하고 보온재 개체(110)와 상하 라미네이팅 시트(200)가 겹쳐 지나가는 상태에서 이들을 신축성 있는 이송롤러쌍(35) 표면으로 가압하면 상하 라미네이팅 시트(200)만 겹치는 부분에서 상하 라미네이팅 시트의 밀착이 이루어진다. 만약 라미네이팅 시트의 서로 마주보는 내면에 접착층이나 점착층을 형성한다면 이런 밀착에 의해 라미네이팅 시트 사이의 접착 혹은 점착이 이루어지고, 점착층 없이 가열이 이루어진다면 라미네이팅 시트 (핫 멜트성 시트)가 융착되어 씰링부가 형성될 수 있다. 즉, 이런 접착이 이루어진 부분 혹은 융착이 이루어진 부분은 보온재 개체가 있는 공간을 밀봉하여 라미네이팅 시트 밖으로 보온재 개체의 상변환물질이 졸 상태가 되는 경우에도 새어나오지 않게 된다.

라미네이팅부 다음 위치(전방)에는 다시 제2 재단부가 설치되어 있다. 제2 재단부에는 앞선 재단부와 같이 프레스커터가 설치되어 있고, 프레스커터는 구성 및 동작은 앞선 재단부에서의 그것과 비슷하게 이루어질 수 있다.

이런 재단부에서는 라미네이팅 시트만 겹쳐진 부분을 커터날로 재단하여 라미네이팅 단위체(210)가 라미네이팅 잔여부(220) 속에서 존재하는 도8의 e와 같은 상태를 만든다. 결국, 보온재 개체를 좀더 넓은 면적을 가진 라미네이팅 시트(필름)로 감싸는 형태를 가진 라미네이팅 단위체(210) 복수 개가 서로 이격된 상태로 이전 단계의 보온재 개체(110) 배열과 같은 배열 형태를 이룰 수 있다.

라미네이팅부 다음 위치에는 또 하나의 이행부와 결합된(merged) 형태로 피복부가 설치되어 있다. 이 피복부의 이행기능을 수행하는 부분은 앞서 설명된 재단부 전방의 이행부와 부분적으로 비슷한 형태 및 기능을 가질 수 있다. 여기서는 상하부 롤러(55, 56)로 이루어진 이송롤러쌍(55, 56)과, 라미네이팅 잔여부(220)를 제거하기 위해 하부 롤러(56)과 맞닿아 회전하는 보조롤러(57)를 구비한다. 이송롤러쌍은 제2 재단부를 거쳐 서로 분리된 상태인 라미네이팅 단위체(210)들과 라미네이팅 잔여부(220)를 함께 앞으로 이송시킨다. 라미네이팅 잔여부는 선단이 이미 하부 롤러(56)과 보조 롤러(57) 사이로 진행되게 세팅되어 라미네이팅 단위체(210) 배열로부터 제거된다. 따라서, 도8의 f와 같은 라미네이팅 단위체 배열이 남게 된다.

피복부에는 동시에 상부 롤러(55) 위쪽에 점착층을 가진 외피용 천(300)이나 시트로 이루어진 롤(51)이 설치되어 상부 롤러(55) 및 하부 롤러(56) 사이에는 라미네이팅 단위체 복수 개가 배열을 이룬 채 지속적으로 공급될 뿐 아니라 이와 겹치도록 상부 외피용 천(300)이 공급된다. 따라서 이송롤러쌍을 이루는 롤러들(55, 56)을 지나면 상부 외피용 천(300)에 이전과 같은 배열(도8의 f와 같은 배열)을 이룬 라미네이팅 단위체들이 부착된 상태로 상부 외피용 천(300)이 전방으로 진행하게 된다.

이송롤러쌍 앞쪽에는 또 하나의 롤러쌍(58)이 설치되고, 여기에는 하부 외피천(300)이 아래쪽의 외피용 천으로 이루어진 롤(53)에서 공급된다. 이 하부 외피용 천(300)은 이 롤러쌍(58)에서 앞서 진행되던, 라미네이팅 단위체(210) 배열을 가진 상부 외피용 천과 겹쳐져 합지가 되어 도8의 g와 같은 상대가 된다.

결국 라미네이팅 단위체(210) 배열은 상하로 외피용 천(300)과 겹쳐진다. 이 과정에서 외피용 천의 내측면(라메네이팅 단위체와 마주하는 측면)에 점착층이나 접착층이 있다면 상하 외피용 천은 서로 간에 롤러쌍에 의해 밀착되어 보온재 단위체 없이 부착된 부분을 이루거나, 가열될 경우 융착되어 역시 보온재 단위체 없이 부착된 부분을 이루게 된다. 이는 앞서의 상하 라미네이팅 시트의 접착이나 융착과 비슷하게 이루어질 수 있다.

이로써 상하 피복용 천(300) 사이에 라미네이팅 단위체(210) 배열을 가진 보온재 원단이 형성된다. 이런 보온재 원단은 릴에 감겨 보온재 원단 릴(60)을 이룰 수 있으며, 보온재 원단은 후속 가공을 통해 보온재 상품을 만들게 된다.

여기서는 언급되지 않지만 릴로 감기기 전에 보온재 원단에 바느질을 통해 각 라미네이팅 단위체가 제 위치를 벗어나지 않도록 셀 구역을 형성하는 도1의 그석과 같은 봉재선(330)을 만들 수 있다.

피복부에서 공급되는 외피용 천이나 시트는 인체에 적용하는 경우 체내의 땀을 배출하거나 통기 기능을 일정 부분 가지도록 하도록 하면, 얻어지는 보온재 원단을 가지고 상변환시의 잠열의 방출이나 흡수를 통해 내부를 외부의 극한 저온이나 고온으로부터 차별화된 온도 범위를 유지하도록 기능성 의복 등으로 상품을 만드는 가공하여 사용할 수 있다.

도7은 이상의 실시예와 다른 실시예 장치를 나타내는 구성개념도로, 재단부 와 이행부 및 라미네이팅부에 걸쳐 일부 구성의 변화를 보여주고 있다.

이 실시예에서는 재단부에서 프레스커터의 상부 프레스틀(12)로서 평판형 금형을 사용하며, 상부 프레스틀(12)과 별도로 천공용 혹은 재단용 커터(14) 혹은 중간재단틀을 구비한다. 하부 받침틀은 특히 표시되지는 않지만 동일하게 평평한 대를 사용하고 있다.

보온재 판재(100)는 하부 받침틀 위이면서 재단용 커터(14) 아래쪽에 놓여 재단될 수 있고, 이때, 재단용 커터(14)는 보온재 판재 개체가 될 부분은 커터날(14a)로 둘러싸인 영역이 오픈되어 있다. 따라서, 커터날로 절단, 분리된 상태에서 판재 개체의 상면은 재단용 커터(14) 위로 노출된 상태가 된다. 그리고, 재단 공정에서는 보온재 개체 상면과 점착될 점착 시트(200a)가 재단용 커터(14)와 상부 프레스틀(12) 사이에 이미 공급되어 있으며, 상부 프레스틀(12)은 전반적으로 평판형이지만 하부면은 보온재 판재 개체에 대응되는 부분이 아래로 볼록 돌출되어 있다. 상부 프레스틀(12)과 재단용 커터(14)는 수직으로 설치된 가이드 로드에 그 주변부가 관통되어 있어서 가이드 로드를 따라 상하로 움직일 수 있도록 이루어진다.

이런 상태에서 프레스커터를 가동하면 상부 프레스틀(12)을 점착 시트(200a) 위에서 재단용 커터(14) 쪽으로 눌러 재단용 커터(14)를 보온재 판재(100) 쪽으로 압박하여 커터날(14a)이 보온재 판재(100)를 개체 부분과 잔여부로 나누어지게 절단한다. 아울러, 상부 프레스틀(12))의 아래로 돌출된 부분(12a)은 점착 시트가 재단된 개체 부분 상면에 점착되게 한다.

따라서, 재단 후에 상부 플레스틀(12)을 위로 올리면 보온재 개체 부분은 복수 개가 배열을 이룬 상태로 점착 시트에 부착되어 원래의 점착 시트 높이로 올라가며 재단용 커터(14) 위쪽에 있게 되다. 하부 받침틀에는 보온재 판재의 잔여부만 남게 되고, 이 잔여부(120)의 선단은 롤러(23)에 의해 아래쪽으로 제거된다. 점착 시트는 다음 공정으로 이행될 때 이송 컨베이어벨트 없이도 보온재 개체 배열을 잔여부와 쉽게 분리되도록 하고, 배열을 안정적으로 유지시켜 다음 공정으로 넘겨주는 역할을 할 수 있으며, 이후 공정 단계에서 보온재나 라미네이션 시트와 함께 계속 존속하여 그 특성에 따라 기능을 발휘하는 것도 가능하다.

점착 시트는 이송롤러쌍(35)에 의해 전방으로 진행되며 점착 시트에 부착된 보온재 개체 배열도 함께 전방으로 이동한다. 이 점착 시트는 일종의 상부 라미네이션 시트를 이루는 것으로 볼 수 있으며, 이송롤러쌍의 하부에는 하부 라미네이션 시트 롤(33)이 있어서 하부 라미네이션 시트(200b)를 이송롤러쌍에 공급한다.

결국, 이송롤러쌍(35)에서는 상,하부가 라미네이션 시트로 겹쳐 감싸진 보온재 단위체 배열 혹은 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열이 만들어진다.

이러한 공정 진행은 이후 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열에서 라미네이트된 단위체 배열을 얻어내고, 여기에 다시 피복용 천이나 시트를 상하로 커버하여 보온재 원단을 만드는 본 발명 방법에서도 같은 방식으로 적용될 수 있다.

즉, 가령 도3과 비슷한 장치 구성에서 제2 재단부의 하부 받침틀 위에는 제1 재단부에 놓였던 보온재 판체(판재) 대신에 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열을 놓고, 그 위에 중간재단틀인 재단용커터와 상부 프레스틀을 차례로 놓되, 하면에 점착층을 가진 상부 피복용 천이나 시트를 제1 재단부에 놓였던 점착 시트(200a) 대신에 재단용 커터와 상부 프레스틀 사이에 놓고, 재단을 하여 라미네이팅 단위체 배열과 그 잔여부가 물리적으로 분리된 상태를 만들고, 제2 재단부와 피복부 사이에 있는 다음 롤러쌍에서 하부 피복용 천이나 시트를 공급하여 이 롤러쌍 다음에 있는 피복부에서는 라미네이팅 단위체 배열 상하 모두에 피복용 천이나 시트가 덮이도록 한다. 그리고, 이 롤러쌍과 제2 재단부 사이의 아래쪽으로 잔여부가 당겨져 라미네이팅 단위체 배열과는 공간적으로 분리되도록 한다.

이후의 공정 진행은 라미네이팅 단위체 각각이 보온재 원단에서 위치를 바꾸지 않고 고른 분포 상태를 유지하도록 봉재나 접착, 융착 등으로 단위 셀을 만드는 등 앞서 살펴본 도3의 실시예와 비슷하게 진행될 수 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

물론, 이런 과정에서 점착 시트 대신 사용된 시트가 피복용 천이나 시트로 부적합한 것이라면 이송롤러쌍 이전 단계에서 제거되고 이송롤러쌍에서 도3의 실시예와 같이 상하로 피복용 천이나 시트가 공급되어 라미네이팅 단위체 배열을 감싸도록 할 수도 있다.

보온재 원단은 기존에 알려진 다양한 형태와 상변환물질이 사용될 수 있으며, 여기서 상변환물질을 기재에 함침시켜 필요한 두께의 겔로 만들거나 사용할 수 있는 것을 선택하는 것이 편리하다.

라미네이션 필름 혹은 라미네이션 시트로는 상변환물질이 밖으로 새거나 스며들지 않도록 할 수 있는 여러가지 합성수지 필름을 사용할 있다.

보온재 소재를 다수로 구분 재단하는 금형의 형태는 CNC로 입체(3D) 가공하여 형성할 수 있으며, 가압 장치와 결합되어 사용될 수 있다. 롤 형상 금형 또는 평면 형태의 금형에 있어 재단용 커터날 부분을 형성하면서 본체 하면의 오목한 공간에 신축성 부재로 채워 금형이 하강하여 재단할 때 재단된 개체 및 잔여부에 의해 압착된 뒤 상승할 때에는 개체 및 잔여부를 금형 밖으로 밀어내 금형에 개체나 잔여부가 딸려 올라오지 않도록 한다.

이상 실시예에서 구체적으로 도시되고 설명되지 않지만 롤러나 프레스커터 등의 가동구조 및 연속적이거나 단속적인 가동 패턴 등은 기존에 잘 알려진 구성에 의해 다양하게 이루어질 수 있고, 필요에 따라 이송 벨트나 롤러 등의 기계요소가 더 구비되는 것도 가능하다.

이송롤러쌍에서 롤러 표면을 신축성 있는 고탄성 소재로 하고, 사이를 지나는 시트나 원단을 양측에서 눌러주거나, 가열하는 구성도 기존에 잘 알려져 있는 것이므로 여기서는 구체적 언급을 생략하기로 한다.

본 발명에서 보온재를 라미네이팅한 것을 보온재 단위체로 사용함으로써, 외피 재질을 상변환물질에 대한 침투성이나 투과성이 있는 것으로 사용하고 향후에 보온재가 상변환을 하여 졸상으로 바뀐 상태에서도 상변환물질 보온재는 원래의 위치에서 이탈하고 원단에서 누출되어 훼손되는 문제가 해결될 수 있다. 반복적인 기계적 힘이나 조작이 가해지는 예를 들면 포장재 등 산업 소재로 보온재를 사용하기 위해서는 라미네이팅 필름 재질과 융착 혹은 부착 강도를 적합한 수준으로 조절, 선택하는 것이 필요하다.

한편, 외피용 시트나 천을 라미네이션 단위체 배열 양쪽에 결합시킬 때 기능에 맞도록 선택된 소재 원단과 부착, 융착하여 본 발명의 보온재 원단을 제작할 때, 비투습, 비통기성의 라미네이션 시트 융착부는 이후 공정이나 사용에 의해 기능성 소재 원단에서 이탈되어 기능성 소재 원단의 특성이 잘 구현되도록 할 수 있다.

라미네이션 융착부와 기능성 원단 분리에 의해 보온재가 존재하지 않고 보온재 단위체를 구분시키는 영역은 경직성 소재가 없어 부드럽고, 활동이 용이하도록 제공될 수 있으며, 외피용 시트나 천의 재봉선, 접착, 융착으로 셀 구분이 될 수 있으므로 보온재 단위체가 안정적으로 고정되어 세탁시나 마찰시나, 신발처럼 하중을 받는 부분에서도 내구성을 가질 수 있다.

외피용 기능성 원단으로는 일반 폴리에스터 소재, 면 등 생활형 원단, 고온에 강한 캐블라, 아라미드원단, 폴리이미드 고온필름, 잠수원단 등 산업형 원단, 융착이 가능한도록 점착제를 코팅 할 수 있는 모든 필름, 섬유소재가 사용될 수 있다.

이상에서는 비록 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (11)

1. 상변환물질로 이루어진 보온재를 라미네이팅하여 이루어진 단위체 복수 개가 이격 배열된 상태를 이루고,
   이격 배열된 상기 단위체 복수 개와 겹치도록 상하 양면 덮이는 외피용 천이나 시트가 구비되어 이루어지며,
   이격 배열된 상기 단위체 사이사이에는 상기 보온재가 없이 상기 외피용 천이나 시트가 겹치는 구역이 있고, 상기 구역에서 상하 양면의 상기 외피용 천이나 시트를 밀착 고정시킨 부분이 존재하여 상기 단위체 각각이 위치하는 단위 셀 공간이 구분되고 상기 단위 셀 공간 사이에서 상기 단위체의 교류 이동이 제한되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 단위체는 원형이나 8각형 이하의 다각형이나 자유로운 형상의 집합체로 너비나 어느 한쪽의 변의 길이가 최대 10cm를 넘지 않도록 이루어진 것임을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단.
3. 제 1 항에 있어서,
   상하 양면의 상기 외피용 천이나 시트를 밀착 고정시킨 부분은 재봉이나 접착 혹은 융착을 통해 밀착 고정된 것임을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 보온재가 없이 상기 외피용 천이나 시트가 겹치는 구역에는 상기 외피용 천이나 시트에 상기 상변환식 보온재 원단 양측을 소통시키는 통기용 소공 혹은 습기배출용 소공이 구비되는 것을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단위체에서 라미네이팅을 위한 상하 라미네이팅 시트 사이에는 상기 상변환물질로 이루어진 보온재에 겹치도록 단열재가 구비되며, 상기 단열재와 상기 보온재는 상기 상변환물질에 대한 비투과성 시트 혹은 필름으로 공간이 구분된 상태로 상기 상하 라미네이팅 시트 사이에 놓이는 것을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외피용 천이나 시트, 상기 라미네이팅 시트는 상기 겔 상태의 상변환물질 보온재에 비해 굽힘에 있어서 더 유연하고 신축성 있는 것임을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단.
7. 상변환물질 보온재를 라미네이팅하여 이루어진 보온재 단위체 복수 개가 일정 배열을 이루도록 준비하는 단계,
   일정 배열을 가진 상기 보온재 단위체 복수 개와 겹치도록 상하 양측에 외피용 천이나 시트가 덮이고, 상기 보온재 단위체 각각의 사이사이에 있는 영역에서 상하 양측의 상기 외피용 천이나 시트를 밀착 고정시켜 상기 보온재 단위체 각각이 위치하는 공간인 단위 셀을 구분 형성하는 피복단계를 구비하여 이루어지는 상변환식 보온재 원단 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 보온재 단위체 복수 개가 일정 배열을 이루도록 준비하는 단계는
   먼저, 상하 양측 라미네이팅 필름 사이에 상기 보온재 단위체 복수 개가 가지는 상기 일정 배열과 같은 보온재 개체 복수 개의 배열을 가지며, 상기 보온재 개체 사이의 영역은 상기 상하 양측 라미네이팅 필름을 융착이나 접착으로 밀착시켜 이루어진 일체형으로 라미네이트된 보온재 개체 배열을 준비하는 단계와,
   상기 일체형으로 라미네이트된 보온재 개체 배열을 컨베이어벨트 타입의 받침틀에 놓고 재단용 금형으로 찍어 재단함으로써 상기 일정 배열을 가진 상기 보온재 단위체 복수 개와 잔여부를 물리적으로 분리하는 단계,
   상기 받침틀을 진행시키면서 상기 보온재 단위체 복수 개는 상기 일정 배열을 유지한 채 다음 단계의 컨베이어로 진행시키고, 상기 잔여부는 상기 받침틀과 상기 컨베이어 사이로 당겨져 상기 보온재 단위체 복수 개와 공간적으로 분리하는 단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단 제조방법.
9. 상하 양측 라미네이팅 필름 사이에 상기 보온재 단위체 복수 개가 가지는 일정 배열과 같은 보온재 개체 복수 개의 배열을 가지며 상기 보온재 개체 사이의 영역은 상기 상하 양측 라미네이팅 필름을 융착이나 접착으로 밀착시켜 이루어진 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열이 놓이는 컨베이어벨트 타입의 받침틀과, 커터날을 가지고 상기 받침틀 위에 구비되어 회전하거나 상하로 이동하여 상기 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열에 대한 재단을 실시하여 상기 일정 배열을 가진 상기 보온재 단위체 복수 개와 잔여부를 물리적으로 분리하는 재단용 금형을 구비한 재단부와,
   상기 재단부에서 상기 일정 배열을 가진 상기 보온재 단위체 복수 개를 받아 상기 보온재 단위체 복수 개의 상하로 외피용 천이나 시트를 공급하여 피복을 형성하는 피복부를 구비하여 이루어지는 상변환식 보온재 원단 제조장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 재단부의 상기 커터날은 롤러 표면에 설치되고, 상기 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열이 상기 받침틀에서 연속적으로 진행할 때 상기 롤러가 회전하면서 연속적으로 상기 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열을 가압하여 상기 커터날이 상기 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열을 재단하도록 이루어지고,
    재단된 상태의 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열에서 상기 보온재 단위체 복수 개에 해당하는 부분은 상기 재단부에서 상기 피복부로 옮겨질 수 있도록 상기 재단부 다음 위치에 롤러쌍이 구비되고,
    재단된 상태의 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열에서 상기 보온재 단위체 복수 개에 해당하는 부분을 제외한 잔여부를 상기 롤러쌍과 상기 재단부 사이에서 상기 롤러쌍이 있는 방향과 다른 방향으로 당기는 제거수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단 제조장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 재단부는 상기 받침틀, 상기 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열 위에 위치하며 상하로 이동가능한 재단용 커터, 상기 재단용 커버 위에 위치하여 가압시 상기 재단용 커터를 누르도록 상하로 이동가능한 상부 프레스틀을 구비하고,
    상기 재단용 커터는 상기 일체형 라미네이트된 보온재 개체 배열에서 상기 단위체가 될 영역은 개방되어 있고, 상기 영역에서 상기 상부 프레스틀의 하면은 상기 재단용 커터쪽으로 돌출되어 있고,
    상기 상부 프레스틀과 상기 재단용 커터 사이에는 점착 필름이 공급되도록 이루어져,
    상기 상부 프레스틀을 아래로 가압 이동하면 상기 재단용 커터를 눌러 상기 보온재 판체를 상기 보온재 개체와 상기 잔여부로 나뉘도록 재단하고, 동시에 상기 점착 필름을 눌러 이동시켜 재단된 상기 보온재 개체의 상면에 부착되도록 하며,
    상기 상부 프레스틀을 위로 복원시키면 상기 점착 필름이 상기 보온재 개체와 부착된 채로 위로 이동하여 상기 잔여부와 분리되고,
    상기 점착 필름은 상기 재단부 다음 위치에 설치된 롤러쌍에 의해 당겨지며, 상기 잔여부는 별도 수단에 의해 당겨져 상기 받침틀에서 제거되고, 상기 보온재 판체의 다음 구간이 상기 받침틀에 놓이도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 상변환식 보온재 원단 제조장치.

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