KR20220026646A

KR20220026646A - 통기성을 갖는 완충매트 제작방법 및 상기 방법에 의해 제작된 완충매트

Info

Publication number: KR20220026646A
Application number: KR1020200107154A
Authority: KR
Inventors: 전용철; 김선준; 홍정락; 이영미; 전영재
Original assignee: 남양노비텍 주식회사
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2022-03-07
Also published as: KR102383614B1

Abstract

본 발명은 통기성을 갖는 완충매트 제작방법 및 상기 방법에 의해 제작된 완충매트에 관한 것이다. 발포폼셀을 준비하는 발포폼셀준비단계와; 준비된 발포폼셀을 금형내에 투입하는 투입단계와; 금형내에 투입된 발포폼셀을 눌러 형태를 잡음과 동시에 열을 가하여, 발포폼셀의 표면이 녹아 상호 융착 결합하게 하는 성형단계를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 통기성을 갖는 완충매트 제작방법은, 굳이 바인더를 사용하지 않고도 개별 발포폼셀을 일체화 시킬 수 있으므로 친환경적이고 제작 과정이 간단하며 바인더가 빠지므로 그만큼 가벼운 완충매트를 제작할 수 있다. 또한, 본 발명의 완충매트는, 열융착을 통해 일체화된 구형 발포폼셀의 사이에 충분한 공극이 확보되어 내부에 습기가 차지 않음은 물론 충격흡수능력과 탄성복원력이 뛰어나다. 아울러 바인더가 사용되지 않으므로 친환경적이며 바인더의 냄새가 없어 부담 없이 사용할 수 있고, 단위 발포폼셀 자체가 일체화된 것이므로, 사용이 오래되더라도 쉽게 갈라지거나 찢어지지 않는다. 더 나아가 본 발명의 완충매트는, 산업현장의 안전모 내부의 완충시트나, 자전거나 승마용 안장, 자동차의 차내 바닥재, 수상구명 장비에 사용될 수 있다.

Description

통기성을 갖는 완충매트 제작방법 및 상기 방법에 의해 제작된 완충매트{Method for manufacturing breathable cushion mat and Breathable mat manufactured by the method}

본 발명은 통기성 완충매트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바인더를 사용하지 않아 친환경적이며 가볍고 충격 흡수 능력이 뛰어난, 통기성을 갖는 완충매트 제작방법 및 상기 방법에 의해 제작된 완충매트에 관한 것이다.

다층 구조의 공동주택에서의 층간소음은 아래층 세대에게 매우 큰 스트레스로 작용하며 이웃 간의 분쟁으로 이어지기도 한다. 이러한 층간소음에는, 공기전달소음과 충격소음이 있는데, 공기전달소음은, 가령, 오디오나 텔레비전의 출력음이나 피아노 소리가 공기를 매질로 전달되는 소음이고, 충격소음은, 바닥에 딱딱한 물건을 떨어뜨리거나 어린아이가 쿵쿵거리며 뛸 때 발생하는 소음이다. 충격소음은 위아래 세대를 구분하는 슬라브, 즉 윗층세대의 바닥이나 아래층 세대의 천장을 통해 전달된다.

이러한 충격소음에 의한 층간소음을 최소화 할 수 있도록 다양한 방법이 적용되고 있으며, 예를 들어, 뛰는 어린이가 있는 가정에서는, 거실 등에 카펫이나 완충용 매트를 넓게 깔기도 한다. 완충용 매트는, 아이가 뛸 때의 충격을 감쇠하여 충간소음을 어느정도 줄일 수 있게 한다.

그러나 카펫은 넓이가 좁아 현실적으로 소음차단 효과를 기대할 수 없고, 매트는, 단순한 스폰지의 형태를 취하여 충격흡수 능력이 그다지 좋지 못하고 사용이 오래될수록 변형된다는 단점을 갖는다.

층간소음을 차단하기 위한 배경이 되는 기술로서, 국내 공개특허공보 제10-2015-0107192호 (층간 소음 방지용 매트)가 개시된 바 있다.

개시된 매트는, 소정형상의 매트본체에 있어서, 매트본체의 상부면에는 충격에 의해 발생된 진동이 분산되도록 일정길이의 상부홈이 형성되고, 하부면에 상부홈을 따라 이동하는 진동이 상쇄되도록 일정길이의 하부홈이 형성되되, 매트본체의 상부에서 가해진 수직 진동이 상부면의 상부홈을 따라 이동하면서 1차적으로 분산되면서 감소되고, 매트본체를 통과한 진동이 하부면으로 유입되면 하부홈을 따라 이동하면서 2차 분산되면서 감소되며, 상부면의 상부홈을 따라 이동하는 진동은 하부면의 하부홈을 따라 이동하는 진동에 의해 상쇄되어 감소되는 구조를 갖는다.

국내 공개특허공보 제10-2015-0107192호 (층간 소음 방지용 매트) 국내 등록특허공보 제10-2097485호 (접이식 통기성 매트) 국내 등록실용신안공보 제20-0360233호 (통기성 매트)

본 발명은, 친환경적이고 제작 과정이 간단하며 경량인 완충매트를 제작할 수 있는, 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 내부에 습기가 차지 않음은 물론 충격흡수능력과 탄성복원력이 뛰어나고, 바인더의 냄새가 없어 부담 없이 사용할 수 있고, 수명이 긴, 완충매트를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 통기성을 갖는 완충매트 제작방법은, 열가소성 폴리우레탄 소재를 발포 성형한 것으로서, 탄성을 가지며 비정형의 구(球)의 형태를 취하고, 서로에 대해 분리된 다수의 발포폼셀을 준비하는 발포폼셀준비단계와; 준비된 발포폼셀을 금형내에 투입하는 투입단계와; 상기 금형내에 투입된 발포폼셀을 눌러 형태를 잡음과 동시에 열을 가하여, 발포폼셀의 표면이 녹아 상호 융착 결합하게 하는 성형단계와; 상기 성형단계를 통해 얻은 성형물을 건조시키는 건조단계를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 금형은 통기가 가능한 타입의 금형이고, 상기 성형단계는; 발포폼셀을 눌러 플레이트의 형태를 취하게 하는 가압공정과, 상기 가압공정과 동시에 진행되는 과정으로서, 발포폼셀 사이의 공극을 통해 가열된 공기를 통과시켜, 발포폼셀이 공기의 열에 의해 융착 결합하게 하는 통기융착공정을 포함한다.

아울러, 상기 성형단계와 건조단계의 사이에는, 성형물에 냉매를 가하여 냉매가 성형물 내부의 공극을 통과하도록 함으로써, 각 발포폼셀의 표면을 냉각시킴과 아울러 공극 내의 열기와 이물질을 제거하는 샤워단계가 더 포함된다.

또한, 상기 금형은; 상부로 개방된 성형공간을 제공하고 바닥부에 배기구멍이 형성되어 있는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 승강 가능하도록 구비되고, 외부로부터 유입된 공기를 하향 배출하는 급기구멍을 가지며, 상기 공기를 가열하는 히터가 내장된 상부금형을 포함하고, 상기 가압공정은; 상기 하부금형의 성형공간내에 투입되어 있는 발포폼셀을, 상부금형으로 눌러, 이웃하지만 떨어져 있는 발포폼셀이 서로에 대해 밀착하게 하는 공정이고, 상기 통기융착공정은; 상부금형 내부로 유입한 공기를, 히터를 이용해 가열한 후 상기 급기구멍을 통해 하부로 배출하여 가열공기가 발포폼셀 사이의 공극을 통과하며 발포폼셀의 표면을 녹여 융착 되도록 하는 과정이다.

또한, 상기 금형은; 상부로 개방된 성형공간을 제공하고 히터를 내장하며 외부공기를 성형공간으로 유도하는 도입구멍 및 성형공간 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기튜브를 갖는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 승강 가능하도록 설치되며 히터를 내장한 상부금형을 포함하고, 상기 가압공정은; 상기 하부금형에 투입되어 있는 발포폼셀을 상부금형으로 눌러, 이웃하지만 떨어져 있는 발포폼셀이 서로에 대해 밀착하게 하는 과정이고, 상기 통기융착공정은; 히터를 가동시켜 발포폼셀의 표면을 융착시킴과 동시에, 상기 배기튜브를 통해 성형공간 내부의 공기를 뽑아내어, 공기가 발포폼셀 사이의 공극을 통과해 배기되게 하는 과정일 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 다른 해결수단으로서의 본 발명의 통기성을 갖는 완충매트 제작방법은, 열가소성 폴리우레탄 소재를 발포 성형한 것으로서, 비정형의 구(球)의 형태를 취하고, 서로에 대해 분리된 발포폼셀을 준비하는 발포폼셀준비단계와; 상기 발포폼셀을 연속 이송시키며 가열하여 발포폼셀의 표면이 용융되도록 하는 가열단계와; 상기 가열단계를 마친 발포폼셀을 성형롤장치로 투입하여, 발포폼셀이 성형롤장치를 통과하며 압착되도록 함으로써, 내부공극을 갖는 일정폭 및 두께의 연속된 시트형 성형물을 얻는 성형단계와; 상기 성형롤장치로부터 성형물을 전달받아 통과시키며, 성형물의 두께방향으로 공기를 통과시켜, 성형물 내부의 공극을 확보하는 공극확보단계와; 상기 공극확보단계를 마친 성형물을 이송시키며 건조시키는 건조단계를 포함한다.

아울러, 상기 공극확보단계와 건조단계의 사이에는, 성형물에 냉매를 가하여 냉매가 성형물 내부의 공극을 통과하도록 함으로써, 각 발포폼셀의 표면을 냉각시킴과 아울러 공극 내의 열기와 이물질을 제거하는 샤워단계가 더 포함된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 완충매트는, 열가소성 폴리우레탄 소재를 발포 성형한 것으로서, 탄성을 가지며 비정형의 구(球)의 형태를 취하고, 서로에 대해 분리된 다수의 발포폼셀을 준비하는 발포폼셀준비단계와; 준비된 발포폼셀을 금형내에 투입하는 투입단계와; 상기 금형내에 투입된 발포폼셀을 눌러 형태를 잡음과 동시에 열을 가하여, 발포폼셀의 표면이 녹아 상호 융착 결합하게 하는 성형단계와; 상기 성형단계를 통해 얻은 성형물을 건조시키는 건조단계를 통해 제작된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 다른 해결수단으로서의 본 발명의 완충매트는, 열가소성 폴리우레탄 소재를 발포 성형한 것으로서, 비정형의 구(球)의 형태를 취하고, 서로에 대해 분리된 발포폼셀을 준비하는 발포폼셀준비단계와; 상기 발포폼셀을 연속 이송시키며 가열하여 발포폼셀의 표면이 용융되도록 하는 가열단계와; 상기 가열단계를 마친 발포폼셀을 성형롤장치로 투입하여, 발포폼셀이 성형롤장치를 통과하며 압착되도록 함으로써, 내부공극을 갖는 일정폭 및 두께의 연속된 시트형 성형물을 얻는 성형단계와; 상기 성형롤장치로부터 성형물을 전달받아 통과시키며, 성형물의 두께방향으로 공기를 통과시켜, 성형물 내부의 공극을 확보하는 공극확보단계와; 상기 공극확보단계를 마친 성형물을 이송시키며 건조시키는 건조단계를 통해 제작될 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 다른 해결수단으로서의 본 발명의 완충매트는, 상호 융착되어 일체화된 열가소성 우레탄폼으로 구성되고, 일정두께를 갖는 탄성 플레이트의 형태를 취하며, 내부에는 통기성 공극이 형성되어 있는 구성을 갖는다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 통기성을 갖는 완충매트 제작방법은, 굳이 바인더를 사용하지 않고도 개별 발포폼셀을 일체화 시킬 수 있으므로 친환경적이고 제작 과정이 간단하며 바인더가 빠지므로 그만큼 가벼운 완충매트를 제작할 수 있다.

또한, 본 발명의 완충매트는, 열융착을 통해 일체화된 구형 발포폼셀의 사이에 충분한 공극이 확보되어 내부에 습기가 차지 않음은 물론 충격흡수능력과 탄성복원력이 뛰어나다. 아울러 바인더가 사용되지 않으므로 친환경적이며 바인더의 냄새가 없어 부담 없이 사용할 수 있고, 단위 발포폼셀 자체가 일체화된 것이므로, 사용이 오래되더라도 쉽게 갈라지거나 찢어지지 않는다.

더 나아가 본 발명의 완충매트는, 산업현장의 안전모 내부의 완충시트나, 자전거나 승마용 안장, 자동차의 차내 바닥재, 수상구명 장비에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트의 제작방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 상부금형을 따로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 하부금형을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법의 변형 예를 도식적으로 나타내 보인 도면이다.
도 6은 도 5의 하부금형의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다.
도 9는 도 8의 성형롤장치의 평면도이다.
도 10은 도 8에 도시한 흡기롤러의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 통해 제작된 완충매트를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 상기 제작방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다. 또한, 도 3은 도 2에 도시한 상부금형을 따로 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2의 하부금형을 도시한 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 완충매트 제작방법은, 발포폼셀준비단계(101), 투입단계(103), 성형단계(105), 샤워단계(107), 건조단계(109)를 포함한다.

발포폼셀준비단계(101)는, 완충매트(100)를 제작하기 위한 원소재인 발포폼셀(도 1a의 11)을 준비하는 과정이다. 발포폼셀(11)은, 열가소성 폴리우레탄 소재를 발포 성형한 것으로서, 탄성을 가지며 비정형의 구(球)의 형태를 취한다. 예를 들자면, 콩의 모양을 가질 수 있다. 이러한 발포폼셀(11)의 입경은 실시예에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 1cm 이하 일 수 있다.

준비된 각 발포폼셀(11)은 독립적이며 사용되기 전에는 서로 달라붙지 않는다. 아울러 각 발포폼셀(11)의 내부에는 미세홀(11a)이 포함된다. 미세홀(11a)은 공기가 들어있는 밀폐공간으로서 발포폼셀(11)의 탄성력을 증대시킨다. 말하자면 발포폼셀(11)을 눌렀을 때 탄성 변형되고 누르던 힘을 제거하면 처음의 위치로 복원되는데, 이러한 성질은 것은 미세홀(11a)의 작용에 의한 것이다.

투입단계(103)는, 도 2b에 도시한 바와 같이, 준비된 발포폼셀(11)을 금형내에 투입하는 과정이다. 즉, 발포폼셀(11)을, 상부로 개방되어 있는 하부금형(13)의 성형공간(13a)내에 채우는 것이다. 금형은 하부금형(13)과 상부금형(19)으로 이루어지고, 발포폼셀(11)은 하부금형(13) 내에 수용된 상태로 상부금형(19)에 눌려 성형된다.

상부금형(19)은 도 3에 도시한 구성을 갖는다.

도 3에 도시한 바와 같이, 상부금형(19)은, 금형케이스(19a)와 히터(19d)를 갖는다. 금형케이스(19a)는 가열공간(19e)을 제공하고, 가열공간(19e) 내에 히터(19d)를 수용한다. 히터(19d)는 외부로부터 인가된 전력에 의해 발열하여 가열공간(19e) 내부의 공기를 가열한다.

아울러 금형케이스(19a)의 하측부에는 누름면부(19c)가 위치한다. 누름면부(19c)는 도 2c에 도시한 바와 같이, 하부금형(13) 내부의 발포폼셀(11)을 내리 누르는 역할을 한다. 또한 누름면부(19c)에는 다수의 급기구멍(19b)이 형성되어 있다. 급기구멍(19b)은 히터(19d)에 의해 가열된 공기가 하부로 빠지는 구멍이다. 급기구멍(19b)의 내경이 발포폼셀(11)의 최소입경보다 작음은 물론이다.

도면부호 19g는 급기구이다. 급기구(19g)는 급기파이프(19f)가 고정되는 통로이다. 급기파이프(19f)는 외부의 공기를 상부금형(19)의 가열공간(19e)으로 유도하는 파이프이다.

결국, 상부금형(19)은, 발포폼셀(11)을 하향 가압함과 동시에, 외부의 공기를 가열한 후 급기구멍(19b)을 통해 발포폼셀(11)로 공급하는 역할을 하는 것이다.

도 4에는 하부금형(13)을 나타내었다.

도시한 바와 같이, 하부금형(13)은, 상부로 개방된 성형공간(13a)을 제공하고, 바닥부(13b)에 다수의 배기구멍(13e)을 갖는다. 성형공간(13a)은 발포폼셀(11)을 수용하는 공간이다. 배기구멍(13e)은 상부금형(19)에서 내려온 뜨거운 공기가 하부로 빠지는 통로이다.

아울러 하부금형(13)의 아래쪽에는 음압챔버(15)가 고정되어 있다. 음압챔버(15)는 테두리부가 하부금형(13)의 저면에 밀착 고정된 케이스로서 배기구멍(13e)을 그 내부 영역에 포함한다. 배기구멍(13e)을 하향 통과한 공기가 음압챔버(15)의 공간부(15a)에 모이는 것이다.

음압챔버(15)는 배기파이프(16)를 통해 배기펌프(17)와 연결된다. 따라서 배기펌프(17)를 동작시키면 공간부(15a)내에 음압이 형성되고, 성형공간(13a) 내부의 공기가 외부로 빨려 나오게 된다.

다시, 도 2를 참조하여 설명을 이어가기로 한다. 투입단계(103)에 이어지는 성형단계(105)는, 도 2c에 도시한 바와 같이, 하부금형(13)에 투입된 발포폼셀(11)을 눌러 형태를 잡음과 동시에 열을 가하여, 발포폼셀의 표면이 녹아 상호 융착 결합하게 하는 과정이다.

성형단계(105)에는 가압공정(105a)과 통기융착공정(105b)이 포함된다. 가압공정(105a)은 상부금형(19)을 하강시켜 누름면부(19c)로 발포폼셀(11)을 하향 가압하는 과정이다. 가압공정(105a)을 통해 (성형공간(13a)에 채워져 있는) 발포폼셀이 하부로 눌리며 일정두께를 갖게 된다.

특히 발포폼셀(11)이 눌린다 하더라도, 발포폼셀(11) 사이의 공극은 그대로 유지된다. 공극이 유지될 수 있도록 가압력이 조절되는 것이다. 상부금형(19)에 의해 눌린 후의 발포폼셀의 최종 두께는, 눌리기 전의 발포폼셀의 평균두께에 비해 80% 내지 95% 이다.

가압공정(105a)은, 발포폼셀(11)을 눌러 밀도를 상승시키고자 하는 것이 아니라, 이웃하지만 서로 떨어져 있는 발포폼셀을 서로에 대해 밀착시키기 위해 수행하는 것이다.

통기융착공정(105b)은 가압공정(105a)과 동시에 진행되는 과정이다. 즉, 상부금형(19)으로 발포폼셀(11)을 누르고 있는 상태에서, 급기파이프(19f)를 통해 상부금형 내부로 유입한 공기를, 히터(19d)를 이용해 가열한 후 급기구멍(19b)을 통해 성형공간(13a)으로 배출하는 것이다.

급기구멍(19b)을 통해 하향 배출되는 뜨거운 공기는, 발포폼셀(11) 사이의 공극을 통과하며 발포폼셀의 표면을 녹여 눅진눅진 한 상태가 되게 한다. 발포폼셀(11)은 상부금형에 의해 서로에 대해 탄력적으로 접하고 있는 상태이므로, 결국 이웃하는 발포폼셀(11)은 서로 붙어 일체화 된다. 서로 분리되어 있던 발포폼셀(11)이 일체화된 것이다. 발포폼셀(11)이 일체화 되더라도, 발포폼셀 표면의 일부분만이 일체화 된 것이므로, 발포폼셀(11)의 사이에 공극이 남아 있음은 당연하다.

이어서, 상부금형(19)을 상승시킨 후, 도 2d에 도시한 바와 같이, 하부금형(13)으로부터 성형물(21)을 꺼낸다. 성형물(21)은 성형단계(105)를 마친 후의 결과물이다.

도 2e에 도시한 바와 같이, 성형물(21)은 일정두께를 갖는 플레이트의 형태를 취하며, 내부에 공극(21b)을 포함하고 있다. 상기 공극(21b)은 밀폐되지 않고 외부로 개방된 공간이다.

이어지는 샤워단계(107)는, 성형물(21)에 냉매를 가하여 냉매가 성형물 내부의 공극(21b)을 통과하도록 함으로써, 성형물 내부의 발포폼셀을 냉각시킴과 아울러 공극 내의 열기와 이물질을 제거하는 과정이다. 상기 냉매는 냉각된 물, 즉, 냉각수 일 수 있다.

즉, 도 2f에 도시한 바와 같이, 성형물(21)을 샤워장치(41)의 다공테이블(41a)에 올리고, 냉매공급헤드(41e)를 통해 냉매를 하부로 쏟아 냉매가 성형물(21)을 두께 방향으로 통과시키게 하는 것이다. 쏟아진 냉매는 중력의 작용에 의해 공극(21b)을 통과하며, 발포폼셀을 냉각함과 아울러 공극내의 이물질을 씻어낸다.

건조단계(109)는, 성형물(21)을 건조장치(45)의 다공테이블(45b)에 올린 상태로 건조팬(45a)을 돌려 성형물(21)을 건조시키는 과정이다. 건조팬(45a)으로부터 하강하는 공기는 공극(21b) 내부의 습기를 완전히 제거한다.

상기 건조단계(109)를 통해 본 실시예에 따른 완충매트(도 2h의 100)가 완성된다.

도 5는 도 2에 도시한 상부금형(19) 및 하부금형(13)과 다른 구조의 상부금형(27) 및 하부금형(25)을 이용해 완충매트를 제작하는 제작방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5의 하부금형의 사시도이다.

도시한 바와 같이, 하부금형(25)은, 상부로 개방된 성형공간(25a)을 제공하며 다수의 히터(25f)를 내장한다. 성형공간(25a)은 투입된 발포폼셀(11)을 수용하는 공간이다. 또한 히터(25f)는 외부로부터 인가된 전력에 의해 발열하여 하부금형(25)을 가열한다. 발포폼셀(11)은 하부금형(25)으로부터 열을 전달받아 가열되어 눅진눅진한 상태가 된다.

아울러 하부금형(25)의 외곽부에는 다수의 도입구멍(25e)이 마련되어 있다. 도입구멍(25e)은, 배기펌프(17)의 작동 시, 하부금형(25) 주변의 공기를 성형공간(25a) 내부로 유도하는 통로이다.

또한 하부금형(25)의 바닥부(25b)에는 네 개의 배기튜브(25k)가 설치되어 있다. 배기튜브(25k)는 바닥부(25b)에 대해 수직으로 연장된 중공형 파이프로서, 다수의 흡기구멍(25m)을 갖는다. 흡기구멍(25m)은 도 5d에 도시한 바와 같이, 상부금형(27)이 하강한 상태에서, 성형공간(25a) 내부의 공기를 빨아들이는 구멍이다.

이러한 배기튜브(25k)의 하단부는 하부금형(25)의 하부로 연장된 후, 배기파이프(16)에 이어진다. 배기펌프(17)가 동작함에 의해 배기튜브(25k) 주변의 공기가 흡기되어 외부로 빠진다.

상부금형(27)은, 하부금형(25)의 상부에 승강 가능하도록 설치되며 내부에 다수의 히터(27e)를 구비한다. 히터(27e)는 외부로부터 인가된 전력에 의해 열을 발생하여 상부금형 자체를 가열한다. 아울러 상부금형(27)에는 네 개의 튜브구멍(27c)이 형성되어 있다. 튜브구멍(27c)은 상부금형(27)이 하강한 상태에서 배기튜브(25k)를 수용하는 공간이다.

상기 구조의 상부금형(27) 및 하부금형(25)을 이용한 완충매트 제작방법은, 도 2를 통해 설명한 것과 다른 가압공정(105a)과 통기융착공정(105b)을 갖는다.

상하부금형(27,25)을 이용한 가압공정(105a)은, 하부금형(25)에 투입되어 있는 발포폼셀(11)을 상부금형(27)으로 눌러, 이웃하지만 떨어져 있는 발포폼셀이 서로에 대해 밀착하게 하는 과정이다.

또한, 통기융착공정(105b)은, 히터(27e,25f)를 가동시켜, 이웃하고 있는 발포폼셀의 표면을 융착시킴과 동시에, 배기펌프(17)를 구동하여 배기튜브(25k)를 통해 성형공간 내부의 공기를 뽑아내는 과정이다.

배기펌프(17)를 동작시킴에 의해, 하부금형(25) 주변의 공기는 도입구멍(25e)을 통해 성형공간(25a)으로 유입하고, 성형공간(25a) 내부로 유입한 공기는 발포폼셀(11) 사이의 공극(21b)을 거쳐 배기튜브(25k)로 유입되고 외부로 빠진다. 상기 유동경로를 통과하는 공기는, 융착과정 중, 성형물(21) 내부의 공극(21b)이 막히지 않게 한다.(도 5c, 5d 참조)

상기 과정을 통해 제작된 성형물(21)에는, 네 개의 관통구멍(21c)이 형성된다. 관통구멍(21c)은 배기튜브(25k)가 빠진 구멍이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 8은 완충매트 제작방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다. 또한, 도 9는 도 8에 도시한 성형롤장치(33)의 평면도이며, 도 10은 도 8에 도시한 흡기롤러의 사시도이다. 아울러, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 통기성을 갖는 완충매트 제작방법을 통해 제작된 완충매트(100)를 나타낸 도면이다.

제2실시예의 제작방법에 의해 제작된 완충매트(도 11의 100)는, 제1실시예에서의 완충매트와 달리 얇은 구조를 가져, 도 11에 도시한 것처럼 보빈(200)에 감아 놓을 수 있다. 보빈(200)에 감겨 있는 완충매트(100)의 두께는 10mm 이하이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재 또는 과정을 의미한다.

도시한 바와 같이, 제2실시예에 따른 완충매트 제작방법은, 발포폼셀준비단계(101), 가열단계(111), 성형단계(113), 공극확보단계(115), 샤워단계(107), 건조단계(109), 권취단계(125)를 포함한다.

가열단계(111)는, 발포폼셀(11)을 연속 이송시키며 가열하여 발포폼셀의 표면이 녹아 눅진눅진하게 하는 과정이다. 즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 호퍼(29a)와 경사판(29b)을 통해 연속적으로 공급되는 발포폼셀(11)을 컨베이어(29c)에 올려 일정속도로 이송시키면서, 컨베이어(29c) 상부에 설치된 가열기(31)를 이용해 발포폼셀(11)의 표면을 녹이는 것이다.

이어지는 성형단계(113)는, 가열단계(111)를 마친 발포폼셀을 성형롤장치(33)로 투입하여, 발포폼셀이 성형롤장치를 통과하며 압착되도록 함으로써, 내부공극을 갖는 일정폭 및 두께의 연속된 시트형 성형물(21)을 얻는 과정이다.

성형롤장치(33)는, 한 쌍의 롤러(33a), 롤러(33a)에 내장되는 히터(33g), 롤러(33a)를 회전시키는 모터(33h)를 구비한다. 롤러(33a)는 컨베이어(29c)의 하류측에 설치되고, 컨베이어(29c)로부터 낙하하는 발포폼셀(11)을 받아 그 사이로 통과시키면서 압축한다. 롤러(33a)는 평행하게 이격되어 성형공간(33c)을 제공한다. 성형공간(33c)은 발포폼셀(11)이 통과하는 공간이다. 아울러 히터(33g)는 롤러(33a)를 가열하여, 성형공간(33c)을 통과하는 발포폼셀(11)을 한 번 더 가열한다.

공극확보단계(115)는, 성형롤장치(33)로부터 성형물(21)을 전달받아 통과시키며, 성형물의 두께방향으로 공기를 통과시켜, 성형물 내부의 공극을 확보하는 과정이다. 즉, 성형롤장치(33)를 통과한 후 이송되며 서서히 식어가는 성형물(21)의 두께 방향으로 가열된 공기를 강제로 통과시켜, 공극을 확보하는 것이다. 공극확보단계(115)를 진행하지 않는다면 공극이 좁아질 수 있다.

이러한 공극확보단계(115)를 수행하기 위해, 흡기롤러(37), 가열공기공급부(35), 배기펌프(17)가 사용된다. 흡기롤러(37)는 일정직경을 가지며 내부공간(37c)을 제공하는 원통형 부재로서, 회전중심축부에 중공샤프트(37d)를 갖는다. 아울러 흡기롤러(37)의 주연부에는 다수의 흡기구멍(37b)이 형성되어 있다. 흡기구멍(37b)은 주변의 공기를 통과시켜 내부공간(37c)으로 유도하는 구멍이다. 중공샤프트(37d)는 배기파이프(16)를 통해 배기펌프(17)와 연결된다. 배기펌프(17)가 작동하면 흡기롤러(37) 내부의 공기가 외부로 빨려나와 내부공간(37c)은 음압의 상태가 된다.

이러한 흡기롤러(37)는 도 8에 도시한 바와 같이, 성형물(21)을 받쳐 지지하며 성형물(21)의 연속 이송을 가이드한다.

가열공기공급부(35)는, 주변의 공기를 흡기한 후 가열하여 흡기롤러(37) 측으로 분출하는 역할을 한다. 가열공기공급부(35)로부터 분출되는 가열공기는, 성형물(21) 내부의 공극과 흡기롤러의 흡기구멍(37b)을 차례로 통과한 후 내부공간(37c)으로 유입한다. 내부공간(37c)의 공기가 배기펌프(17)에 의해 외부로 배출됨은 위에 언급한 바와 같다.

상기 공극확보단계(115)를 마친 성형물(21)은, 냉매공급헤드(41e)에 의한 샤워단계(107), 건조장치(39)를 이용한 건조단계(109)를 마친 후, 권취단계(125)를 통해 권취부(50)에 감긴다. 권취단계(125)는 연속 생산되는 완충매트를 보빈(200)에 감는 과정이다. 권취방식 자체는 일반적인 기술을 사용한다.

상기한 제1,2실시예의 제작 방법으로 제작된 완충매트(100)는, 발포폼셀(11) 자체가 갖는 탄성에 더하여 공극이 제공하는 충격흡수능력을 가지므로, 우수한 완충능력을 가지며 통기성이 양호하여, 위에 언급한 바와 같이, 층간소음매트 이외의 다양한 용도로 사용 가능한 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:발포폼셀 11a:미세홀 13:하부금형
13a:성형공간 13b:바닥부 13e:배기구멍
15:음암챔버 15a:공간부 16:배기파이프
17:배기펌프 19:상부금형 19a:금형케이스
19b:급기구멍 19c:누름면부 19d:히터
19e:가열공간 19f:급기파이프 19g:급기구
21:성형물 21b:공극 21c:관통구멍
25:하부금형 25a:성형공간 25b:바닥부
25e:도입구멍 25f:히터 25k:배기튜브
25m:흡기구멍 27:상부금형 27c:튜브구멍
27e:히터 29a:호퍼 29b:경사판
29c:컨베이어 31:가열기 33:성형롤장치
33a:롤러 33c:성형공간 33g:히터
33h:모터 35:가열공기공급부 37:흡기롤러
37b:흡기구멍 37c:내부공간 37d:중공샤프트
39:건조장치 41:샤워장치 41a:다공테이블
41e:냉매공급헤드 45:건조장치 45a:건조팬
45b:다공테이블 50:권취부 100:완충패드
200:보빈

Claims

열가소성 폴리우레탄 소재를 발포 성형한 것으로서, 탄성을 가지며 비정형의 구(球)의 형태를 취하고, 서로에 대해 분리된 다수의 발포폼셀을 준비하는 발포폼셀준비단계와;
준비된 발포폼셀을 금형내에 투입하는 투입단계와;
상기 금형내에 투입된 발포폼셀을 눌러 형태를 잡음과 동시에 열을 가하여, 발포폼셀의 표면이 녹아 상호 융착 결합하게 하는 성형단계와;
상기 성형단계를 통해 얻은 성형물을 건조시키는 건조단계를 포함하여 구성된,
통기성을 갖는 완충매트 제작방법.
제1항에 있어서,
상기 금형은 통기가 가능한 타입의 금형이고,
상기 성형단계는;
발포폼셀을 눌러 플레이트의 형태를 취하게 하는 가압공정과,
상기 가압공정과 동시에 진행되는 과정으로서, 발포폼셀 사이의 공극을 통해 가열된 공기를 통과시켜, 발포폼셀이 공기의 열에 의해 융착 결합하게 하는 통기융착공정을 포함하는,
통기성을 갖는 완충매트 제작방법.
제2항에 있어서,
상기 성형단계와 건조단계의 사이에는,
성형물에 냉매를 가하여 냉매가 성형물 내부의 공극을 통과하도록 함으로써, 각 발포폼셀의 표면을 냉각시킴과 아울러 공극 내의 열기와 이물질을 제거하는 샤워단계가 더 포함되는,
통기성을 갖는 완충매트 제작방법.
제2항에 있어서,
상기 금형은;
상부로 개방된 성형공간을 제공하고 바닥부에 배기구멍이 형성되어 있는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 승강 가능하도록 구비되고, 외부로부터 유입된 공기를 하향 배출하는 급기구멍을 가지며, 상기 공기를 가열하는 히터가 내장된 상부금형을 포함하고,
상기 가압공정은;
상기 하부금형의 성형공간내에 투입되어 있는 발포폼셀을, 상부금형으로 눌러, 이웃하지만 떨어져 있는 발포폼셀이 서로에 대해 밀착하게 하는 공정이고,
상기 통기융착공정은;
상부금형 내부로 유입한 공기를, 히터를 이용해 가열한 후 상기 급기구멍을 통해 하부로 배출하여 가열공기가 발포폼셀 사이의 공극을 통과하며 발포폼셀의 표면을 녹여 융착 되도록 하는 과정인,
통기성을 갖는 완충매트 제작방법.
제2항에 있어서,
상기 금형은;
상부로 개방된 성형공간을 제공하고 히터를 내장하며 외부공기를 성형공간으로 유도하는 도입구멍 및 성형공간 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기튜브를 갖는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 승강 가능하도록 설치되며 히터를 내장한 상부금형을 포함하고,
상기 가압공정은;
상기 하부금형에 투입되어 있는 발포폼셀을 상부금형으로 눌러, 이웃하지만 떨어져 있는 발포폼셀이 서로에 대해 밀착하게 하는 과정이고,
상기 통기융착공정은;
히터를 가동시켜 발포폼셀의 표면을 융착시킴과 동시에, 상기 배기튜브를 통해 성형공간 내부의 공기를 뽑아내어, 공기가 발포폼셀 사이의 공극을 통과해 배기되게 하는 과정인,
통기성을 갖는 완충매트 제작방법.
열가소성 폴리우레탄 소재를 발포 성형한 것으로서, 비정형의 구(球)의 형태를 취하고, 서로에 대해 분리된 발포폼셀을 준비하는 발포폼셀준비단계와;
상기 발포폼셀을 연속 이송시키며 가열하여 발포폼셀의 표면이 용융되도록 하는 가열단계와;
상기 가열단계를 마친 발포폼셀을 성형롤장치로 투입하여, 발포폼셀이 성형롤장치를 통과하며 압착되도록 함으로써, 내부공극을 갖는 일정폭 및 두께의 연속된 시트형 성형물을 얻는 성형단계와;
상기 성형롤장치로부터 성형물을 전달받아 통과시키며, 성형물의 두께방향으로 공기를 통과시켜, 성형물 내부의 공극을 확보하는 공극확보단계와;
상기 공극확보단계를 마친 성형물을 이송시키며 건조시키는 건조단계를 포함하는,
통기성을 갖는 완충매트 제작방법.
제6항에 있어서,
상기 공극확보단계와 건조단계의 사이에는,
성형물에 냉매를 가하여 냉매가 성형물 내부의 공극을 통과하도록 함으로써, 각 발포폼셀의 표면을 냉각시킴과 아울러 공극 내의 열기와 이물질을 제거하는 샤워단계가 더 포함되는,
통기성을 갖는 완충매트 제작방법.
청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항의 제작방법에 의해 제작된,
완충매트.
상호 융착되어 일체화된 열가소성 우레탄폼으로 구성되고, 일정두께를 갖는 탄성 플레이트의 형태를 취하며, 내부에는 통기성 공극이 형성되어 있는,
완충매트.