냉난방 겸용 매트 및 그 제조 방법

냉난방 겸용 매트 및 그 제조 방법{MAT AND THE METHOD FOR BOTH HEATING AND COOLING}

본 발명은 냉난방 겸용 매트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉방을 담당하는 충전재를 액상으로 제공한 다음 젤(Gel) 상태로 매트 플레이트를 제조하여 매트 내의 기포 발생 등을 최소화하면서도 충전재를 매트 플레이트 전체에 골고루 분포하게 하여 매트의 품질을 향상할 수 있을 뿐만 아니라, 이 매트 플레이트의 하부에 섬유 열선을 장착하여 가벼우면서 난방 효과를 높일 수 있고 접더라도 단선(斷線)되지 않고 안전하면서도 편리하게 사용할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 여름철에 많이 사용되는 매트는 매트 내부에 충전재를 주입하여 젤(Gel)화 하고, 이 젤이 인체의 굴곡에 맞게 변형되게 하면서 편안함과 함께 다양한 효과를 얻게 한다. 특히, 이러한 매트는 여름철에 시원한 느낌을 느끼게 해 주는 쿨 매트의 경우도 마찬가지이다. 최근에는 이런 매트가, 예를 들어서 냉방만 되는 경우 여름철에는 사용할 수 있으나 겨울철에는 사용할 수 없을 뿐만 아니라 보관하는 데 어려움이 있고, 반대로 난방만 되는 경우 여름철에 이와 같은 문제가 발생한다. 따라서, 근래에는 특허문헌 1 내지 특허문헌 5와 같이 건강에 이로운 충전재를 충전하거나 냉난방 겸용으로 사용할 수 있는 매트가 많이 보급되고 있다.

특허문헌 1은 광물질을 충전한 매트 및 그 제조방법에 관하여 게시되어 있다. 특허문헌 1은, 방바닥에 깔아서 그대로 사용하거나 저부에 발열선을 설치한 전기 매트는 물론, 침대의 매트 등 다양하게 사용할 수 있는 매트를 주머니 다수를 형성한 합성수지로 형성하고 그 내부에 황토·맥반석·옥·게르마늄·제오라이트 및 마그네트 등의 광물질 분말을 액체 상태의 지연제로 반죽 혼합한 충전재를 충전한 것이다. 이에, 특허문헌 1의 매트를 사용하면 매트가 상당한 쿠션력이 있어 사용할 때 편리하며, 각종 광물질에서 발생하는 인체에 유익한 바이오 원적외선이나 자성체의 자장에 의한 기전력 등 각각의 특수한 기능을 갖는 젤리 상태의 광물질이 유동하면서 인체의 굴곡에 상관없이 인체표면에 골고루 밀착되어 인체에 고르게 침투 작용하면서 수면 중이나 휴식 중 빠르고 계속하여 인체의 혈액순환을 좋게 하여 노폐물을 제거하여주며 피로회복을 촉진하여 주며, 각종 성인병을 예방하여 주고, 피부를 탄력 있고 윤택하게 하여 잔주름을 감소시키며, 머리를 맑게 해주어 정신적인 안정을 취하도록 하는 등 전체적으로 건강한 육체와 정신을 유지토록 하여 주어 활기찬 생활을 할 수 있도록 하게 한다.

특허문헌 2는 형상 변형이 가능함으로써 이동성 및 설치성이 우수한 냉난방용 매트 조립체를 제공하는 것을 목적으로 하며, 형상이 변형 가능한 매트와, 외부에서 작동 유체를 유입하여 상기 매트의 온도를 조절할 수 있도록 상기 매트 내에 배치되며, 상기 매트의 형상 변형에 대응하여 변형 가능한 유동 배관을 갖춘 냉난방용 매트 조립체를 제공한다.

이 외에도 특허문헌 3 내지 특허문헌 5와 같이 다양한 냉난방용 매트가 많이 알려졌으나, 내부의 구성 요소들이 한쪽으로 쏠리지 않게 하려고 매트 내부를 여러 개의 주머니 형태로 제작한다. 특히, 특허문헌 1과 같이 충전제를 사용하는 경우 매트를 이러한 주머니 형태로 구획하여 사용한다.

하지만, 종래 매트는 제조 과정에서 다음과 같은 문제가 있었다.

(1) 매트를 미리 복수 개의 주머니 형태로 구획되도록 고주파 가공한 다음, 각각의 주머니에 충전재를 주입하는 방식으로 매트 제작이 자주 이루어졌다.

(2) 이 때문에, 밀폐된 형태의 주머니 내에 충전재를 충전하는 데 어려움이 있을 뿐만 아니라 특히 주머니 내부에 공기가 남아 있는 경우 충전재의 주입이 어려울 뿐만 아니라 주머니 내에서 기포를 발생시켜 충전재의 성능을 저하하는 요인이 된다.

(3) 매트에 충전재를 충전하기 위해서는 각 주머니에 주입 구멍을 형성하고, 이 주입 구멍을 통해 충전재를 주입하게 된다. 이에, 주입 구멍마다 마감 처리를 하기 때문에 작업 효율이 저하되는 문제가 발생한다.

(4) 또한, 주입 구멍에 대한 마감 처리가 제대로 이루어지지 않으면, 이 주입 구멍을 통해 충전재가 새거나 스며 나와 매트의 불량으로 이어지게 되었다.

(5) 냉난방을 위해 유체를 순환하게 하기 위한 배관이나 전기적인 열선을 매트에 배선해야 하는데, 이런 배관이나 열선 때문에 매트를 쉽게 접을 수 없어 보관에 어려움이 있다.

(6) 특히, 전기로 동작하는 열선(또는 케이블)의 경우 매트를 사용하지 않을 때에 접어서 옷장 등에 보관하는데, 이때 접힘 부분에서 전원누설의 우려가 있다. 그리고, 이러한 누설은 매트 사용자의 건강 및 인체에 해를 입힐 우려가 있다.

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 매트 원단을 펼친 다음 그 위에 액상의 충전재를 주입하여 젤(Gel) 상태로 만든 다음 그 위에 다른 매트 원단을 깔아 매트 플레이트를 형성하고, 고주파로 이 매트 플레이트를 복수 개의 주머니 형태로 분리하여 접힐 수 있게 제조함으로써, 여러 개의 주머니 형태로 분리된 매트에 충전재가 균일하게 주입한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 쉽게 제조하여 대량 생산을 할 수 있는 냉난방 겸용 매트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 이러한 매트 플레이트에 탄소 섬유 열선을 더 구성함으로써, 무게가 가벼우면서도 원단과 같이 임의 형태로 접어서 쉽고 편리하게 사용할 수 있는 냉난방 겸용 매트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이처럼 처음부터 주머니 형태로 매트 플레이트를 분리하지 않고 충전재를 먼저 충전함으로써, 충전재를 더욱 쉽게 주입할 수 있을 뿐만 아니라 각 주머니에 충전할 때 잔여 공기 등에 의한 기포 발생 효과를 현저하게 줄여 매트의 품질을 향상할 수 있게 한 냉난방 겸용 매트 및 그 제조 방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예 1에 따른 냉난방 겸용 매트의 제조 방법은, 수면과 평편하게 설치한 용기 형상의 틀체(20) 바닥에 매트 원단(10)을 까는 제1단계(S100); 상기 매트 원단(10) 위에 탄소 섬유 열선(60)을 배선하는 제2단계(S200); 상기 탄소 섬유 열선(60) 위로, 증류수(Distilled water)·디메틸 실록산(Dimethyl siloxane)·실리카(Trimethylated silica)·헥사 메타 인산 소다(Sodium hexametaphospate) 및 방부제(Antiseptic)를 혼합 교반한 액상의 충전재(30)를 충전하는 제3단계(S300); 상기 충전재(30)가 중력으로 균일한 두께를 갖는 상태에서 이 충전재(30)에 열을 가해 젤(Gel)화 한 다음, 그 위에 다른 매트 원단(10')을 덮고 냉각하는 제4단계(S400); 상기 매트 원단(10) 밑으로 메모리 폼(70)과 마감용 매트 원단(10")을 차례대로 쌓아 일체로 적층하는 제5단계(S500); 및 상기 매트 원단(10,10',10")의 테두리를 해리 작업을 통해 마무리하는 제6단계(S600);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 매트 원단(10,10',10")은 나일론 폴리에스터 원단에 PVC 원단을 코팅하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 충전재(30)는, 증류수 18~25중량%, 디메틸 실록산 25~35중량%, 실리카 25~35중량%, 헥사 메타 인산 소다 10~20중량% 및 방부제 3~8중량%를 혼합·교반하여 얻는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제4단계(S400)는, 70~90℃의 온도에서 3~7분간 가열하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예 2에 따른 매트 제조 방법은, 실시예 1에 따른 각 단계를 포함하고, 특히 상기 제4단계(S400) 후에 매트 플레이트(100)를 미리 정해진 크기의 격자 형태로 고주파 가공하는 제4-1단계(S410)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 실시예 3에 따른 냉난방 겸용 매트 제조 방법은, 실시예 1 및 실시예 2와 동일한 단계를 수행하되, 매트 플레이트(100)를 롤러 가공하여 기포 제거와 미리 정해진 두께로 가공하는 제4-2단계(S420)를 수행한 다음 제5단계(S500)를 진행하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 탄소 섬유 열선은 직류 전류가 가해졌을 때 열을 내는 여러 개의 탄소 섬유로 이루어진 기본 열선·상기 기본 열선 주위에 감겨 탄소 섬유 열선 전체의 모양을 유지하는 구조사 그리고 상기 기본 열선과 구조사의 사이 및 외부에 형성된 코팅층을 포함하여 이루어지고, 상기 구조사는 여러 개의 원을 접하도록 연결한 후에 원의 외곽이 이루는 경로를 따라 움직이는데 원의 아래 반원을 움직인 다음 그 다음 원이 위쪽 반원을 움직이게 하여 원의 중심을 따라 회전하면서 감기게 하며, 상기 기본 열선은 원의 중심에서 같은 장력으로 공급하여 일정한 저항을 가지면서도 구조사가 기본 열선을 감으면서 평면형태로 움직여 열선이 납작한 형태가 되게 하고, 상기 코팅층은 수성으로 에멀젼화된 수지에 기본 열선과 구조사로 직조한 선을 통과하여 기본 열선과 구조사 사이 및 외부로 수지를 침투시켜 70~80℃에서 12~14시간 동안 건조한 다음 110~150℃로 열 다림질한 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 본 발명은 이러한 냉난방 겸용 매트 제조 방법으로 제조한 냉난방 겸용 매트를 포함한다.

본 발명의 냉난방 겸용 매트 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 매트 원단 위에 직접 액상의 충전재를 주입하여 젤화 함으로써 충전재가 중력에 의하여 매트 원단 전체에 골고루 일정한 두께의 플레이트 형태로 형성할 수 있다.

(2) 이에 충전재의 충전이 쉽고 신속하게 이루어질 뿐만 아니라 매트 전체에 대하여 충전재를 균일한 두께로 형성할 수 있어 매트의 품질을 향상할 수 있게 된다.

(3) 또한, 여러 개로 분리하는 주머니에 각각 충전재를 주입하지 않고 매트 원단 위에 액상의 충전재를 투입하면 충전재의 주입이 완료되기 때문에 충전재의 주입 작업을 쉽고 신속하게 할 수 있어 생산성을 향상할 수 있다.

(4) 충전재가 젤화 된 상태에서 그 위에 매트 원단을 깔고 매트 플레이트를 롤러 가공함으로써, 매트 원단 사이에 충전된 젤 상태의 충전재가 2매의 매트 원단 사이에서 균일한 두께를 유지할 수 있게 된다. 이에 매트 전체에 대하여 균질의 품질을 얻을 수 있게 된다.

(5) 충전재를 충전하기 전에 미리 탄소 섬유 열선을 배선하여 둠으로써, 충전재로 냉방 효과를 얻는 동시에 이 탄소 섬유 열선으로 난방 효과를 선택적으로 얻을 수 있다.

(6) 특히, 탄성 섬유 열선은 그 전체 중량이 가벼우면서도 섬유와 같이 부드럽고 휘거나 꾸겨지더라도 쉽게 절단하거나 잘리지 않아 사용이 편리할 뿐만 아니라 안전하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 매트 제조방법을 설명하기 위한 플로우 챠트.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 틀체에 대한 하나의 예를 보여주기 위한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 매트 원단을 틀체에 깐 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 틀체에 깔린 매트 원단 위에 탄소 섬유 열선을 배선한 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따라 탄소 섬유 열선이 배선된 매트 원단 위로 충전재를 충전한 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 충전재를 젤화하고 그 위에 다른 매트 원단을 덮어 냉각한 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 틀체에서 충전재가 젤화된 매트 플레이트를 꺼낸 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 매트 플레이트 하부에 메모리 폼과 다른 매트 원단을 겹겹이 쌓은 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 9는 각 매트 원단의 테두리를 해리 작업하여 마무리한 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 냉난방 겸용 매트의 제조 방법을 보여주기 위한 플로우 챠트.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따라 고주파 처리기로 매트 플레이트에 고주파 처리되는 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 12는 본 발명의 실시예 2에 따라 고주파 처리기로 매트 플레이트에 고주파 처리된 상태를 보여주기 위한 매트 플레이트의 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예 2에 따라 매트 플레이트의 테두리 부분이 해리 처리된 상태를 보여주기 위한 단면도.
도 14는 본 발명의 실시예 3에 따른 매트 제조방법을 설명하기 위한 플로우 챠트.
도 15는 본 발명의 실시예 3에 따라 매트 플레이트 상에서 롤러 작업이 이루어지는 상태를 보여주는 도면으로, (a)는 매트 원단의 테두리 부분이 봉합한 형태로 제조한 매트 플레이트를, (b)는 매트 원단의 테두리 부분이 외부에 노출한 상태로 제조한 매트 플레이트를 보여주기 위한 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 적합한 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시예 1에 따른 매트 제조 방법은, 도 1 내지 도 9와 같이, 6단계에 걸쳐 수행되며, 액상의 충전재(30)를 탄소 섬유 열선(60)이 배선된 매트 원단(10) 위에 충전하여 균일한 두께로 젤(Gel)화 한 다음 그 위에 다른 매트 원단(10')을 깔아 매트 플레이트(100)를 제조한 해리 작업을 통해 테두리 부분을 마무리하여 이루어진 것이다.

이에, 본 발명에 따른 매트 제조방법은 액상의 충전재(30)를 매트 원단(10)에 중력으로 신속하고 균일한 두께로 형성할 수 있게 되어 매트의 품질을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 무게가 가볍고 접더라도 쉽게 절단되지 않아 안전하게 냉방과 난방을 선택적으로 사용할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 대하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1단계(S100)는, 도 1 내지 도 3과 같이, 틀체(20) 바닥에 매트 원단(10)을 깔아서 배치하는 단계이다. 여기서, 틀체(20)는 후술하게 될 충전재(30)를 매트 원단(10) 위에 붓더라도 충전재(30)가 옆으로 새어나가지 않도록 용기 형태로 제작한 것을 이용한다. 여기서, 충전재(30)를 매트 원단(10) 위에 충전한다는 의미는, 후술할 액상의 충전재(30)를 용기 형상의 틀체(20) 내부에 미리 정해진 양만큼 부어넣는 말한다.

또한, 상기 틀체(20)는 원형이나 사각형 등과 같이 매트의 형상에 따라 내부 형상을 다양한 형태로 제작할 수 있으나, 매트의 경우 사각형 형태로 제작되는 경우가 일반적이므로 내부 형상이 사각형 형태로 제작하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 틀체(20)는 내면이 수면과 평편하게 위치하도록 지면에 설치함으로써, 이 틀체(20)에 충전한 충전재(30)가 중력에 의해 일정한 두께를 가질 수 있게 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 틀체(20)는 후술하게 될 충전재(30)를 충전한 다음 이 충전재(30)를 젤(Gel)화하기 위하여 가열수단(21)으로 가열(70~90℃)하게 되는데, 이에 이러한 가열에 충분히 견딜 수 있는 재질로 제작하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 이러한 재질로서, 틀체(20)의 바닥면을 유리로 제작함으로써 가열수단(21)에 의한 열에도 충분히 견딜 수 있을 뿐만 아니라 그 표면이 깨끗하고 평편한 상태를 유지할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

여기서, 도면부호 "21"은 틀체(20)를 통해 후술하게 될 충전재(30)를 가열하기 위한 열선과 같은 가열수단을 나타낸다.

이처럼 이루어진 틀체(20)에는 내부에 매트 원단(10)을 깔게 되는데, 이때 매트 원단(10)은 도 3과 같이 틀체(20) 내주면 전체에 걸쳐 깔 수도 있고, 틀체(20)의 바닥면과 같은 크기로 절단하여 깔 수도 있다. 이는 도 3과 같이 매트 원단을 까는 경우 도 15의 (a)와 같이 밀폐된 용기와 같은 매트 플레이트(100)를 얻게 되며, 바닥면 크기로 절단한 경우 도 15의 (b)와 같이 테두리 부분이 외부에 개방한 형태의 매트 플레이트(100')를 제조하게 된다.

여기서, 상기 매트 원단(10)은 통상적으로 냉난방 매트를 제작하는 데 사용하는 원단이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 특히, 매트 원단(10)은 여름철에 사용할 때 피부에 잘 달라붙지 않으면서도 청량감을 줄 수 있는 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 이런 매트 원단(10)으로는, 예시적으로, 나일론 폴리에스터 원단에 PVC 원단을 코팅한 것을 예로 들 수 있다.

또한, 본 발명에서는 후술할 다른 단계에서도 다른 매트 원단(10',10")을 이용하는데, 이들 매트 원단(10',10") 또한 상술한 매트 원단(10)과 같은 것을 사용하는 것이 바람직하다.

제2단계(S200)는, 도 1 및 도 4와 같이, 틀체(20)에 깔린 매트 원단(10) 위에 탄소 섬유 열선(60)을 배선하는 단계이다.

탄소 섬유 열선(60)은 면상 발열체와 같이 섬유 형태로 제작한 열선을 이용하여 가벼우면서도 쉽게 형태를 바꿀 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 이용할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 평면 형태의 탄소 섬유 열선을 이용할 수 있다. 이러한 탄소 섬유 열선은, 직류 전류가 가해졌을 때 열을 내는 여러 개의 탄소 섬유로 이루어진 기본 열선·상기 기본 열선 주위에 감겨 탄소 섬유 열선 전체의 모양을 유지하는 구조사 그리고 상기 기본 열선과 구조사의 사이 및 외부에 형성된 코팅층을 포함하여 이루어지고, 상기 구조사는 여러 개의 원을 접하도록 연결한 후에 원의 외곽이 이루는 경로를 따라 움직이는데 원의 아래 반원을 움직인 다음 그 다음 원이 위쪽 반원을 움직이게 하여 원의 중심을 따라 회전하면서 감기게 하며, 상기 기본 열선은 원의 중심에서 같은 장력으로 공급하여 일정한 저항을 가지면서도 구조사가 기본 열선을 감으면서 평면형태로 움직여 열선이 납작한 형태가 되게 하고, 상기 코팅층은 수성으로 에멀젼화된 수지에 기본 열선과 구조사로 직조한 선을 통과하여 기� �� 열선과 구조사 사이 및 외부로 수지를 침투시켜 70~80℃에서 12~14시간 동안 건조한 다음 110~150℃로 열 다림질하여 얻는다.

이 평면 형태로 이루어진 탄소 섬유 열선은 한국등록특허 제10-1296400호(등록일자:2013.08.07)에 기재되어 있다. 이에 그 상세한 설명은 생략한다.

이런 탄소 섬유 열선(60)은 섬유 자체에서 발열 작용이 이루어지므로 실제 열선을 사용하지 않으므로 전자파를 발생하지 않고 섬유 자체의 무게로 가벼울 뿐만 아니라 어떠한 형태로도 접어서 사용할 수 있다. 그리고, 탄소 섬유 열선(60)은 와이어 형태로 제작할 수도 있으나, 직물과 같은 형태로 직조함으로써 배선과 장착을 쉽게 할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

제3단계(S300)는, 도 1 및 도 5와 같이, 틀체(20)에 깔린 매트 원단(10) 위로 액상의 충전재(30)를 충전하는 단계이다. 이때, 충전재(30)는 액체 상태인 것을 충전하는데, 액체의 특성상 충전재(30)는 수면과 나란하게 설치한 틀체(20) 내에서 중력 때문에 일정한 두께로 골고루 분포한다.

여기서, 본 발명에 따른 충전재(30)는 틀체(20)에 충전하기 전에는 액체 상태를 유지하고, 이를 가열하여 젤(Gel)화 하는데, 이러한 액상의 충전재(30)는 증류수(Distilled water)·디메틸 실록산(Dimethyl siloxane)·실리카(Trimethylated silica)·헥사 메타 인산 소다(Sodium hexametaphospate) 및 방부제(Antiseptic)를 혼합·교반하여 얻는다.

이때, 충전재(30)는 매트 원단(10) 위에 배선한 탄소 섬유 열선(60)이 완전히 잠기게 하여 충전재(30) 외부로 노출되지 않게 하고, 특히 충전재(30)의 두께 사이에 탄소 섬유 열선(60)이 위치하게 하는 것이 가장 바람직하다(도 5에서는 탄소 섬유 열선(60)이 충전재(30)의 두께 아래쪽에 위치한 예를 보여준다).

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 충전재(30)는, 각 성분의 함량이 아래의 [표 1]과 같은 비율로 혼합한다.

제4단계(S400)는, 도 1 및 도 6과 같이, 충전재(30)를 젤(Gel)화하고 그 위에 다른 매트 원단(10')을 덮는 단계이다.

여기서, 충전재(30)의 젤화는 상술한 틀체(20)에 갖춰진 가열수단(21)을 통해 달성된다. 이때, 가열수단(21)은 충전재(30)가 70~90℃의 온도를 유지하게 하여 3~7분간 가열하게 된다.

그리고, 이처럼 충전재(30)는 가열됨에 따라 점차 젤(Gel)화가 진행되고, 젤화의 진행이 완료되게 되면 그 위에 도 6과 같이 다른 매트 원단(10')을 깔아준 다음 냉각시켜 주게 된다. 특히, 이 매트 원단(10')은 충전재(30)가 어느 정도 이상, 바람직하게는 기포 등의 발생이 없을 정도로 냉각된 상태에서 충전재(30) 위에 까는 것이 바람직하다.

이에, 젤화된 충전재(30)는 두 장의 매트 원단(10,10') 사이에 채워져서 샌드위치 형태로 도 7과 같이 매트 플레이트(100)가 완성된다.

제5단계(S500)는, 도 1 및 도 8과 같이, 매트 플레이트(100)의 하부에 메모리 폼(70)과 마감용의 매트 원단(10")을 차례로 쌓아 일체로 적층하는 단계이다. 여기서, 메모리 폼(70)은 스펀지의 일종으로 밀도가 높고 탄성이 낮아 외부 충격에 대하여 95% 이상 충격을 흡수하는 통상의 기술로 제작한 것을 사용한다. 이런 메모리 폼(70)은 본 발명에 따른 냉난방 겸용 매트의 전체적인 형상을 형성하고, 특히 탄소 섬유 열선(60)에 발생한 열을 단열하여 이 메모리 폼(70)이 없는 쪽으로 열전달이 이루어지게 하는 효과를 함께 가진다.

그리고, 매트 원단(10")은, 상술한 바와 같이, 다른 매트 원단(10,10')과 같은 구조로 이루어진 것을 이용한다.

이런 메모리 폼(70)과 마감용의 매트 원단(10")은 접착이나 열융착 등의 방법을 통해 매트 플레이트(100)에 일체로 형성하는 것이 바람직하다.

제6단계(S600)는, 도 1 도 9와 같이, 매트 플레이트(100)의 테두리 부분에 대하여 해리(120) 작업을 수행하는 단계이다.

해리(120) 작업은 2매의 매트 원단(10',10")의 테두리 부분에 대하여 봉제 등의 방법으로 마감 처리함으로써, 테두리 부분의 마감 효과와 함께 강성 보완을 통해 쉽게 파손될 우려가 있는 매트 원단(10',10")의 테두리 부분을 보강하기 위한 통상의 방법에 따라 수행된다. 도 9에서는, 3매의 매트(10,10',10")에 대해 해리 (120) 작업한 상태를 보여준다.

이처럼 이루어진 본 발명에 따른 매트 제조 방법에 따르면, 충전재(30)가 액상인 상태로 제공되기 때문에 매트 원단(10) 위에 충전됨에 중력에 의해 균일한 두께를 유지할 수 있게 되어 품질 향상을 도모할 수 있게 될 뿐만 아니라 작업 효율을 함께 향상할 수 있게 되는 것이다.

또한, 탄소 섬유 열선을 채택하여 난방이 이루어지므로 섬유의 특성상 전체 중량을 가볍게 할 수 있고 매트를 원하는 형태로 편리하게 접어서 사용하더라도 탄소 섬유 열선이 파손되지 않아 사용하지 않을 때에는 편리하게 매트를 접어 보관할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예 2에 따른 냉난방 겸용 매트의 제조 방법은, 도 10 내지 도 13과 같이, 매트 플레이트(100)를 고주파 가열하여 충전재(30)가 한쪽으로 쏠리는 것을 방지할 수 있도록 이 매트 플레이트(100) 내부를 여러 개의 주머니 형태로 가공하는 제4-1단계(S410)를 수행하는 단계를 포함한다.

즉, 실시예 2는 실시예 1과 같은 단계대로 수행하나, 실시예 1의 제4단계(S400)와 제5단계(S500) 사이에 고주파 가열하는 제4-1단계(S410)를 더 수행하게 한 것이다.

이는, 하나의 용기 형태로 이루어진 매트 플레이트(100) 내에 충전한 충전재(30)는 그 위에 이용자가 앉거나 눕는 등 외력이 가해지면 어느 한쪽으로 쏠림 현상이 발생할 수 있다. 이에, 매트 플레이트(100)를 여러 개의 주머니 형태로 분리하여 각 주머니 내에 충전한 충전재(30)가 다른 주머니 측으로 유동하는 것을 방지할 수 있게 함으로써, 이런 과다한 쏠림 현상을 방지할 수 있게 한 것이다.

이때, 고주파 처리는 통상의 고주파 처리기(40)를 이용하여 하나의 매트 형태로 제작된 매트 플레이트(100)를, 도 11 및 도 12와 같이 여러 개의 주머니(110) 형태로 구획하기 위한 공정이다. 도 12에서는 8개의 주머니(110)로 구획한 예를 보여준다.

그리고, 각 주머니(110)는, 도 11 및 도 12와 같이 두 장의 매트 원단(10,10')이 서로 맞붙어서 생긴 고주파 처리면(111)에 의해 구획되게 되는데, 이 고주파 처리면(111)은 각 주머니(110)에 충전된 충전재(30)가 다른 주머니(110)로 이동하는 것을 방지할 뿐만 아니라 매트를 보관 등을 위해 접을 때에 접힘선으로도 활용할 수 있다.

따라서, 실시예 2에 따른 매트는 충전재(30)가 어느 한쪽으로 과다하게 쏠리는 현상을 방지하고, 어느 한쪽으로 쏠리더라도 여러 개의 주머니로 분리되어 있어서 원래 형태로 빠르게 복귀할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예 3에 따른 냉난방 겸용 매트 제조 방법은, 도 14 및 도 15와 같이, 롤러(50)를 이용하여 매트 플레이트(100')에 롤링 작업하는 제4-2단계(S420)를 더 포함한다.

즉, 실시예 3은, 실시예 1 및 실시예 2와 같은 과정을 수행하나, 제4단계(S400)와 제5단계(S500) 사이에 매트 플레이트(100')에 대하여 롤러(50) 가공을 수행하는 제4-2단계(S420)를 포함하여 구성한 것이다.

여기서, 롤러(50) 가공은 통상의 방법으로 수행하는 것으로, 매트 원단(10,10')과 그 사이에 충전한 충전재(30) 사이에 있을 수 있는 기포 제거 효과와 함께 충전재(30)를 일정한 두께로 유지할 수 있게 하기 위한 공정이다.

또한, 상기 매트 플레이트(100')는, 도 3과 도 15의 (a)와 같이 매트 원단(10)을 틀체(20)의 내면 전체에 대하여 깔아서 제작한 도 5와 같은 매트 플레이트(100)를 이용할 수도 있으나, 도 15의 (b)와 같이 기포 등을 외부로 배출할 수 있도록 틀체(20)의 내면 바닥면에만 매트 원단(10)이 깔리게 하여 매트 플레이트(100')를 경우에 적용하는 것이 더욱 효과적이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 롤러 가공하는 제4-2단계(S420)는 도 14에서, 제4-1단계(S410) 다음에 수행하는 것으로 도시되어 있으나, 고주파 가공을 하기 전에 먼저 롤러로 가공하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.

따라서, 실시예 3에 따르면, 기포 제거 효과와 충전재의 같은 두께로 제작하는 것이 가능하게 되어 매트의 품질을 한층 더 향상할 수 있게 되는 것이다.

(냉난방 겸용 매트)

본 발명은 상술한 제조방법으로 제조한 냉난방 겸용 매트를 포함한다.

10, 10' : 매트 원단
20 : 틀체
21 : 가열수단
30 : 충전재
40 : 고주파 처리기
50 : 롤러
60 : 탄소 섬유 열선
70 : 메모리 폼