KR20230083947A - 대형 퍼즐매트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출 성형 한계를 초과하는 칫수의 대형 EVA 홑판을 대형 퍼즐매트의 소재로 하여 비성형으로 톰슨가공하여 퍼즐매트의 조립구조를 일체형으로 가공하며, 연결 조립시 연결돌기와 연결홈이 상면으로 노출되지 않는 퍼즐매트를 제공하려는 것으로서, 테이블 위에 놓인 EVA 홑판 매트재로 상부 수직커터를 직하강시켜 각 변에서 연결돌기를 제외한 가장자리 부분을 절단 제거하고, 상기 연결돌기에서 칼집이 난 윗부분을 상부 수평커터로 제거하여 낮은 턱의 연결돌기를 형성하며, 상기 각 연결돌기의 옆 부분의 매트재 하부에 하부 커터의 평면 ㄷ자형 커터로 동형의 칼집을 내고, 하부 수평커터를 직진시켜 상기 ㄷ형 칼집의 안쪽 부분을 절취하여 터널형 연결홈을 형성하는 퍼즐매트 제조방법을 특징으로 한다.

Description

대형 퍼즐매트 제조방법{Method manufaturing of Puzzle Mat}

본 발명은 실내 또는 실외의 바닥에 깔아서 완충재로 사용하며 다수의 매트를 바둑판 형상으로 연결하여 넓게 사용하는 퍼즐매트에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 매트를 격자방향으로 연결하여 매트릭스화했을 때 인접한 퍼즐매트의 연결부가 상면으로 드러나지 않고 바둑판처럼 격자형 선만 보이는 유형의 퍼즐매트로서 폴리우레탄에 비해 인장강도가 크고 차음효과도 우수한 고탄성 재질의 EVA 홑판제 대형 퍼즐매트를 성형 없이 제조하는 방법에 관한 것이다.

퍼즐매트는 다층 공동주택의 층간소음 방지 매트, 어린이 놀이터의 바닥 완충 매트, 체육관이나 헬스장 등의 바닥 완충 매트로 널리 사용되며, 소재는 폴리우레탄 재질의 성형판재로 되어 있다.

통상의 퍼즐매트는 도 1과 같이 대체로 정사각판의 4변 중에서 대각측 모서리를 잇는 가상 선을 중심으로 양분된 2변에는 연결홈 또는 톱니를 형성하고, 나머지 2변에는 연결돌기 또는 상기 톱니에 대응하는 톱니를 형성하여 원하는 면적에 해당하는 수의 퍼즐매트를 격자방향으로 연결하여 매트릭스화하여 사용하게 된다.

기존의 퍼즐매트를 격자형으로 연결 조립하면 도 2와 같이 암수형 조립구조의 결합모양이 톱니형상으로 매트 표면에 표시된다.

대개의 매트는 폴리우레탄 재질로 제작되며, 폴리우레탄판제 퍼즐매트는 성형이 가능하므로 모든 연결부를 한꺼번에 성형할 수 있으나, 성형 시에 열변형되거나 뒤틀리는 등 불량 성형될 가능성이 크기 때문에 최대 규격은 대략 50 × 50㎝ 이하로 제한적이다.

기존의 퍼즐매트 중에서, 격자방향으로 연결하면 연결홈과 연결돌기 또는 톱날끼리 마주 결합하면 그 톱니형상이 퍼즐매트의 표면(평면)으로 그대로 현출되는 공개특허 제10-2010-0138422호는 조립 모양새가 불안정하고 어지러운 모양이고, 연결부를 한 축을 이루는 연결돌기가 연결홈 위로 튀어나와 돌부리처럼 안전보행을 방해하기도 한다.

이러한 단점을 보완하기 위한 개선방안으로, 가장자리를 따라 저면 측에 연결홈이 형성된 퍼즐매트편과, 인접하는 퍼즐매트편이 마주보는 연결홈에 연결편을 끼워서 연결하도록 한 공개실용신안 제20-2016-0003169호가 제안된 바 있다.

그러나, 이 퍼즐매트는 연결편이 개별체여서 연결편을 분실할 우려가 있고, 연결편의 중간부분에서 소성변형이 일어나 쪼개질 가능성이 있는 데다, 퍼즐매트를 조립하거나 분해할 때 연결홈과 동수의 연결편을 끼우거나 분리하는 데 상당한 시간이 소요되는 게 흠이다.

또 다른 선행기술 문헌으로 알려진 등록특허 제10-2203240호 및 10-2004340호는 규격이 동일한 사각형 상부 바디와 하부 바디로 이원화하여 이들 상판과 하판을 적층 접합하되, 하부 바디판에만 연결용 윙과 이에 대응하는 윙 수용부를 형성하여 상부 바디가 위에 놓이도록 격자방향으로 연결하면 하부에 위치하는 윙-윙 수용부의 연결부는 상부 바디에 가려져서 겉으로 드러나지 않게 한 퍼즐매트다.

상기 선행기술은, 각각 별도로 성형 제작된 2조의 얇은 판체, 즉 상판과 하판을 상하로 겹쳐서 접합시킨 중합체 매트로서, 단일체의 매트구조가 아니며, 각각의 성형 공정으로 제작된 다수의 판재를 여러 겹으로 중합시켜 다층구조로 제작된 매트에 관한 것이며, 상판은 4각형 판재로 제작되고 하판은 암수형 조립구조를 갖는 판재로 제작된 것으로서, 이들은 겹침부의 접합 가공과 열압착 성형 등의 가공이 어렵기 때문에 50cm 미만의 소형 매트에만 적용되는 구조이다.

이 퍼즐매트는 폴리우레탄판제 상부 바디와 하부 바디를 접착제를 도포하고 가열해 접합하여 일체화하는 데, 가열 접합 시 상하부 바디가 열변형되어 질이 저하되고, 응고된 접착제는 퍼즐매트의 경질화를 초래하여 탄성이 저하되기 때문에 완충작용에 문제가 생기며, 이런 이유 때문에 100 × 100㎝ 이상의 대형 퍼즐매트는 성형할 수 없다.

상기 구조는 상판재와 하판재를 겹쳐서 다층 중합구조로 만든 제품이므로 별도의 접합공정과 중합공정에 따른 제작비용의 추가상승과, 매트를 밝고 뛰는 사용상의 충격에 의해서 접합부위가 쉽게 벌어지거나 떨어지는 문제점도 있으며, 제품의 진열과정이나 운반과정에서 매트의 접합층에 의한 단층구조가 외부 노출되어 보인다는 점은 상품성을 저하시키는 단점으로 지적된다.

특히 대형매트에 상기 접합구조를 적용하게 되면 접합부위가 크고 넓어지므로 접합 작업이 난해하며, 열접합의 경우는 대형매트의 열변형 부작용이 크므로 제품의 휨, 뒤틀림 등의 변형이 많다.

때문에 접합구조는 소형매트 제품에만 적용 가능하고, 몸체가 넓고 큰 대형매트의 경우는 상, 하판 접합구조가 부적합하여 사용하지 않는 구조이다.

공개특허 제10-2010-0138422호 공개실용신안 제20-2016-0003169호 등록특허 제10-2203240호 등록특허 제10-2004340호

본 발명은 다수의 매트를 격자방향으로 연결하여 매트릭스화했을 때 인접한 퍼즐매트와의 톱니형 연결부 모양이 상면으로 드러나지 않고 매트 상면 모양이 바둑판 모양처럼 격자형 선만 보이는 유형의 대형 퍼즐매트로서, 폴리우레탄에 비해서 인장강도가 커 내구연한이 길고 차음효과도 우수하며 탄성이 좋은 EVA 재질의 단일판재로 된 대형 퍼즐매트를 비성형식으로 제조하여 열변형 없는 양질의 대형 퍼즐매트를 얻을 수 있는 새로운 대형 퍼즐매트 제조 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 필요한 칫수와 두께로 제작된 사각형 EVA 홑판(단일판재/통판)을 매트재로 사용하며, 상기 매트재의 각 변에 연결돌기와 연결홈으로 이루어지는 조립구조를 비성형으로 제작하여 양질의 대형 퍼즐매트를 제공하므로서 톱니형상의 조립모양이 매트 상면으로 노출되지 않도록 연결할 수 있는 구조를 가진 대형 퍼즐매트로 구현할 수 있다.

본 발명의 대형 퍼즐매트는, 사출 성형 한계를 초과하는 칫수의 대형 EVA 매트재를 준비하는 단계와; 상기 EVA 매트재의 각 변에서 연결부를 제외한 가장자리 부분을 상부 커터로 절단해 제거하는 단계와; 상기 연결부의 1/2 두께의 윗부분을 상부 커터로 제거하여 낮은턱의 연결돌기를 형성하는 단계와; 상기 각 연결돌기의 옆 부분의 매트재 하반부에 하부 커터를 이용하여 연결홈용 ㄷ자형 칼집을 내는 단계와; 하부 수평커터를 직진시켜 상기 ㄷ자형 칼집의 내측 부분을 절취해 터널형 연결홈을 형성하는 단계; 를 거쳐서 연결부가 매트상면으로 드러나지 않게 격자상으로 연결하여 매트릭스화할 수 있는 EVA 홑판으로 된 퍼즐매트의 제조방법을 구현할 수 있다.

본 발명에 사용되는 EVA 재질의 대형 매트재라 함은 사출로 성형 가능한 범위를 초과하는 규격의 매트재를 말하며, EVA 매트 원단 공장에서 성형 제작한 긴 매트 원단을 필요한 규격으로 재단한 것을 본 발명의 매트 원단으로 사용하며, 상기 매트원단에 성형이 아닌 커팅가공 공정과 방법으로 조립구조와 매트를 단일체로 가공하여 본 발명에서 목적하는 EVA재질의 대형 퍼즐매트를 형성하는 것이다.

EVA는 폴리우레탄에 비해 인장강도가 훨씬 커 두루말이상의 원단을 정확도 높게 재단하여 매트재로 할 수 있고, 매트재 원단에 종칼과 횡칼로 구성된 커팅장치로 원하는 깊이, 폭, 길이의 칼집을 내고 불필요한 부분을 제거하여 의도한 연결홈과 연결돌기를 신속하고 정밀도 높게 가공하여 단일체의 완제품을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 다수의 대형 매트를 격자방향으로 연결하여 매트릭스화하면 연결홈과 연결돌기의 연결상태가 매트의 저면으로 나타나지만 상면으로는 노출되지 않아 외양이 산뜻한 EVA 홑판으로 된 퍼즐매트를 제공할 수 있다.

또한 EVA 재질로는 성형이 불가한 대형 매트재와 조립구조를 본 발명 제조방법에 의해서 대형 매트재와 조립구조를 단일체로 가공하여 목적으로 하는 비성형체 대형 퍼즐매트 완제품을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 퍼즐매트는 통상의 폴리우레탄 퍼즐매트에 비해 사용수명이 길고, 연결돌기와 연결홈에 EVA의 특성이 그대로 나타나 연결강도가 높으므로 사용 중에 연결부가 어그러져 보행을 방해하는 상황도 일어나지 않으며, 매트를 연결 조립 후 연결돌기와 연결홈이 상면으로 노출되지 않아 산뜻하고, 연결강도가 커서 어그러지지 않는 퍼즐매트를 신속 간편하고, 고품질로 제조할 수 있다.

도 1은 종래의 퍼즐매트 구조를 보인 평면도
도 2는 종래의 퍼즐매트를 격자형으로 결합했을 때 매트 표면에 톱니모양의 조립선이 표출된 상태도
도 3은 본 발명 퍼즐매트의 조립도로서 매트 표면의 조립선이 직선형으로 표시되는 상태도
도 4는 본 발명의 EVA 재질의 퍼즐매트 구조를 보인 사시도
도 5는 본 발명 퍼즐매트의 평면 예시도
도 6은 도 5의 A-A선 확대 단면도
도 7은 본 발명 퍼즐매트 제작용 EVA 매트재 원판의 평면 예시도
도 8은 본 발명 매트재의 가공 1단계로서, 매트재의 각 면에 연결부를 형성하면서 가장자리 몸체를 절단 제거하는 상태도
도 9는 제 1단계 가공 상태 설명을 위한 분리사시도
도 10은 매트재의 사방 연결부 절단에 대한 가공 2단계
도 11은 연결부가 가공된 매트재의 저면부에 연결홈 가공용 ㄷ자형 칼자국을 내주는 상태의 가공 3단계
도 12는 수평커터를 전진시켜 연결홈 안쪽을 터널형으로 절취 제거하는 가공 4단계

이하, 바람직한 실시예를 토대로 작성한 첨부도면을 참조하여 구체적으로 본 발명을 설명한다.

본 발명에 의한 퍼즐매트는 사출로 성형할 수 있는 최대치를 초과하는 광폭의 EVA재 두루말이 원단을 일정한 길이로 재단하여 규격화한 사각형 매트재를 가공 대상으로 사용한다.

퍼즐매트는 변마다 형성되는 암수형 조립구조(연결돌기와 연결홈)를 매트 본체와 단일체로 제작되어야 하는바, 종래에는 성형공정에 의해서 매트본체에 암수형 조립구조를 일체로 형성하였으나 성형에 의한 제작은 소형제품에 한정하였다.

알려진 EVA 발포제는 내구성과 고탄성, 경량성, 내충격성, 완충성 등의 특성을 가졌으며, 가격도 저렴해 소형 합성수지 성형 제품에 두루 쓰인다.

다만, EVA는 열에 약해 1차, 2차로 반복 성형하면 제품의 열변형이 심하다. EVA 재질로 1~2m 정도의 대형 퍼즐매트를 제작하기 위해서 1차 성형된 EVA 원단을 이용하여 거기에 조립구조 성형을 위해서 2차로 반복 성형하면 불량률이 높아 대형은 성형하기 어렵고, 주로 신발·슬리퍼·구두와 같은 1차 성형으로 완제품을 얻는 소형 제품 생산에만 한정되고 있다.

본 발명은 반복 성형이 불가한 대형 EVA판을 원판 소재로 하여 거기에 비성형 공정 즉, 성형방식이 아닌 커팅가공 방식으로 암수형 조립구조를 일체로 형성하는 제조방법을 특징으로 한 것이다.

표면으로 드러나지 않는 연결홈과 연결돌기를 톰슨가공하여 성형 시 열변형으로 인한 단점을 극복해 실내 체육관이나 야외 어린이 놀이터 등의 바닥 완충재, 다층 공동주택용 층간소음 저감용 등으로 유용한 대형 퍼즐매트를 제공하는 것이 궁극적인 목표다.

다시 말해서 본 발명은, 성형으로는 열변형 때문에 제작이 용이치 못한 EVA 재질의 대형 퍼즐매트를, 성형공정이나 성형장치 없이 대형화 퍼즐매트를 제작하려는데 목적이 있으며, 이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 EVA 대형 퍼즐매트 제조방법을 첨부 도면에 의해서 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명이 원하는 유형의 EVA 홑판제 대형 퍼즐매트를 얻기 위한 매트재(1)의 원판을 예시한 것이다.

상기 EVA 매트재(1)는 50cm 미만의 원판을 사용하여 성형 가능한 소형 매트를 제조할 수도 있고, 1~2m 정도의 큰 원판을 사용하여 비성형으로 가공하는 대형 매트 제작용으로도 사용한다.

본 발명에 사용되는 EVA 재질의 매트재(1)는 도 7과 같이 정방형 또는 직방형 원판을 소재로 하며, 톰슨가공용 커터장치를 이용하여 원판에 소정의 폭과 길이 및 깊이를 가진 암수형 조립구조를 일체형으로 형성하여 완제품 대형 퍼즐매트로 제조하는 것이다.

도 8은 본 발명 매트재(1)의 각 변에 연결돌기(2)를 원판 몸체와 단일체로 형성하기 위한 1단계 가공 공정을 보인 것이다.

상기 1단계 공정은, 도 9에 도시된 커터장치의 수직커터(30)를 하강시켜 선반 위에 고정된 매트재(1)의 사방면에 연결돌기(2)를 절단 가공하는 상태로서, 이 과정에서는 수직커터(30)의 수직하강 작동에 의해서 연결돌기(2)가 절단됨과 동시에 매트재(1) 각 면의 가장자리(10)가 제거되는 절취가공이 동시에 이루어진다.

상기 1단계 공정에서 수직커터(30)는 매트재(1)의 각 변에서 연결돌기(2)를 제외한 사방면의 가장자리(10)를 수직 절단함으로써 원판의 사방면에 연결돌기(2)가 일체형으로 형성되며, 이렇게 절단된 사방면의 가장자리(10)는 도 9의 화살표시 처럼 외측으로 낙하되어 제거 처리된다.

도 10은 본 발명 매트재(1)의 사방 연결돌기(2)를 가공하는 2단계 공정으로서, 또 다른 제2 수직커터(33)로 연결돌기(2)의 상부 절반에 수직형 칼자국(5)을 형성한 후 수평커터(50)를 전진시켜 연결돌기(2)의 상체(6) 절반을 절단 제거하여 목적으로 하는 낮은턱 돌기(31)를 가공 완료한다.

상기 도 8, 도 10의 가공작업은 자동화 커팅장치를 이용하여 매트재의 사방면에 형성된 전체 연결돌기(2)를 동시에 단일작업으로 가공할 수도 있고, 반자동 또는 수동장치를 이용하여 각 면마다 개별적으로 작업할 수도 있다.

도 11은 연결돌기(2)가 가공된 매트재(1)의 저면부에 연결홈(20)을 가공하는 3단계 공정으로서, 도 11의 도면은 매트재(1)의 저면부 구조와 공정을 설명할 수 있도록 뒤집어 보인 그림이다.

상기 도 11에 표시된 연결홈(20)은 타측 매트재의 연결돌기가 끼워지는 조립홈으로서 매트재(1)의 사방 저면부에 터널형상으로 절취 가공된다.

상기 3단계 공정은, 매트재(1) 저면부의 각 설정위치에 ㄷ자형 칼자국(41)을 형성하는 단계로서, 도 11에 도시된 ㄷ자형 하부커터(50)를 이용하여 매트재 몸체의 절반만 파이도록 ㄷ자형 칼자국(41)을 내리 찍어주는 가공작업이다.

상기 3단계에 의한 ㄷ자형 칼자국(41)은 상대쪽 매트재의 연결돌기(2)가 마주 끼워질 수 있도록 절반에 상당하는 깊이로 칼집을 낸다.

여기서, 상기 2단계 공정과 3단계 공정은 가공장치의 변경에 따라서 동시에 병행할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 4단계 공정으로서, 3단계 공정에 의해서 ㄷ자형 칼자국(41)이 난 몸체 부위를 수평커터(44)로 파내어서 터널형 연결홈(20)을 형성하는 공정이며, 이 공정도 역시 각 면마다 개별적으로 작업하거나 전체를 한꺼번에 가공할 수 있다.

상기한 1~4 단계 공정으로 가공된 본 발명의 대형 퍼즐매트는 고열을 이용하는 성형 공정 없이 커팅가공 공정으로 단일판재에 조립구조를 일체형으로 제작할 수 있어 열변형에 의한 불량품 발생이 없는 고품질의 대형 퍼즐매트를 제공할 수 있다. 또한 성형공정으로는 열변형 발생 때문에 제작이 불가능한 EVA 재질의 대형 매트를 본 발명의 제조방법으로 용이하게 제작할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 단계를 순차적으로 이행하여 매트릭스화한 후에 연결홈과 연결돌기가 상면으로 노출되지 않아 외관이 산뜻하고, 사용 중 연결부의 돌출로 인하여 겪을 수 있는 보행방해도 일어나지 않는 고품위, 고인장강도, 고차음성, 고탄성의 대형 퍼즐매트(1)를 제공할 수 있다.

이상의 설명은 사각형 EVA 매트재의 변마다 연결돌기와 연결홈이 단수인 경우에 바탕한 것으로, 이는 어디까지나 설명 편의를 고려한 것으로, 변 마다 연결돌기와 연결홈이 복수로 구비되는 통상의 소형 퍼즐매트를 참작하면 대형 퍼즐매트에 방점을 둔 본 발명도 연결돌기와 연결홈을 복수로 구비하여 연결상태를 공고히 할 수 있다.

또한, 이들 연결돌기와 연결홈으로 형성된 암수형 조립구조의 형상과 모양도 다양하게 형성할 수 있으며, 나아가 퍼즐매트의 규격에 따라 연결돌기와 연결홈의 대형화도 가능하다.

EVA 퍼즐매트의 두께를 특별히 제한하는 건 아니지만, 용도에 따라 그에 적합한 두께의 매트재를 선택할 수 있다.

1: 매트재
2: 연결돌기
5: 수직형 칼자국
6: 상체
10; 가장자리
20: 연결홈
30: 수직커터
31: 낮은턱돌기
40: 제2수직커터
41: ㄷ자형 칼자국
44: 수평커터
50: ㄷ자형 하부커터

Claims (3)

1. 사출 성형 한계를 초과하는 칫수의 정방형 또는 직방형 EVA 매트재를 소재로 한 원판의 각 변에서 연결돌기를 제외한 가장자리 부분을 수직 절단하여 제거하는 1단계 공정과;
   상기 1단계 공정에서 가공된 각 연결돌기의 상부 내단에 절반형 수직 칼자국을 형성한 후 연결돌기의 상체 절반을 수평커터로 절단하여 낮은 턱의 연결돌기를 형성하는 2단계 공정과;
   상기 낮은 턱의 연결돌기가 가공된 매트재의 저면부 사방면에 ㄷ자형 하부커터를 이용하여 매트재 몸체의 절반만 파이도록 ㄷ자형 칼자국을 찍어서 연결홈 자리를 마련하는 3단계 공정과;
   상기 3단계 공정에 의해서 ㄷ자형 칼자국이 형성된 연결홈 자리의 몸체를 수평커터로 파내어서 터널형 연결홈을 형성하는 가공 4단계 공정;
   으로 진행하는 것을 특징으로 하는 대형 퍼즐매트 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 단계별 공정과 매트재의 사방면에 대한 가공은 커팅장치와 가공장치의 변경에 따라서 동시에 병행하거나, 개별적으로 각각 가공할 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 퍼즐매트 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 열변형 때문에 성형 제작이 용이치 못한 EVA 재질의 단일판재를 소재로 하여 비성형 커팅가공 공정으로 대형 퍼즐매트를 가공하는 것을 특징으로 하는 대형 퍼즐매트 제조방법.
   
   
   

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