KR0144724B1 - 하중 지지 완충 고안물 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제조과정동안 상대적으로 고압으로 팽창되고 밀봉된 결정성 물질을 함유한 열가소성 필름으로부터 제조된 완충 고안물 형태의 제품을 제공한다. 제품은 자가 팽창의 확산 펌핑 현상을 이용함으로써 장시간동안 내부 팽창 압력을 유지하는데, 이때 유동가스는 질소 외의 기타 가스 성분이다.

개선된 신규한 완충 고안물은 확산 펌핑 속도를 선택적으로 조절할 수 있는 차단 덮개의 필름을 위하여 새로운 물질을 사용하는데, 그럼으로써 이러한 새로운 완충 장치의 디자인 면에 있어서 더 넓은 한도의 가요성 및 더 큰 정밀성을 허용하여 상기 장치의 성능을 개선시키고 가격은 내리면서도 종전 제품의 일부 단점은 제거한다. 질소와 같은 쉽게 이용가능한 가스 또는 공기 (이 경우에는 질소가 고정가스를 형성한다)를 사용하는 이런 유형의 신규한 고안물을 영구적으로 팽창시키는 것이 가능하다.

Description

하중 지지 완충 고안물 및 이의 제조 방법.

제1도는 예컨대, 신발 제품에서 사용되는, 결정성 스크림 또는 메쉬물질을 봉입물 덮개의 모(母) 탄성필름에 끼워 넣어 혼입시킨 본 발명에 따르는 팽창 뒤축-패드의 평면도이다.

제2도는 더욱 밀접하게 간격을 둔 스크림 결정성 물질의 사용을 예증하는 제1도와 유사한 고안물의 평면도이다.

제3도는 더욱 더 밀접하게 간격을 둔 스크림 결정성 물질을 가진 제2도와 유사한 고안물의 평면도이다.

제4도는 모 덮개 필름에 끼워 넣은 결정성 가닥-유사 물질의 평면개략 설명도이다.

제4a도는 제4도의 라인 4A-4A에 따라 취해진 단면도이다.

제5도는 모 덮개 필름에 끼워 넣은 가닥 사이에서 밀접하게 간격을 둔 결정성 가닥-유사 물질의 평면도이다.

제5a도는 제5도의 라인 5A-5A 에 따라 취해진 단면도이다.

제6a도 및 제6b도는 가압된 완충 고안물에 대한 탄성 필름으로 차단 필름을 적충시키는 이전의 성공적이지 못한 시도를 예증하는 단면도이다.

제7도는 모 탄성물질 내에 미립자 결정성 물질을 혼입시키는 본 발명의 또 다른 유형을 보여주는 개략 평면도이다.

제7a도는 제7도의 라인 7A-7A을 따라 취해진 단면도이다.

제8도는 생성물이 주형으로부터 제거될 때, 생성물을 예증하는 본 발명에 따르는 진공 성형 또는 중공 성형 또는 슬러시 성형 뒤축 패드의 평면도이다.

제8a도는 제8도의 라인 8A-8A을 따라 취해진 단면도이다.

제8b도는 제8도의 라인 8B-8B을 따라 취해진 단면도이다.

제8c도는 제8도의 라인 8C-8C을 따라 취해진 단면도이다.

제8d도는 제8도의 라인 8D-8D을 따라 취해진 단면도이다.

제9도는 열 밀봉 및 트리밍이 완성된 후에 제8도의 완성 뒤축 패드의 평면도이다.

제9a도는 제9도의 라인 9A-9A를 따라 취해진 단면도이다.

제9b도는 제9도의 라인 9B-9B를 따라 취해진 단면도이다.

제9c도는 제9도의 라인 9C-9C를 따라 취해진 단면도이다.

제9d도는 제9도의 라인 9D-9D를 따라 취해진 단면도이다.

제10도는 열 밀봉 동안 삼차 필름을 첨가시켜서 3-부 패드를 형성함을 예증하는 제9도와 유사한 뒤축 패드의 평면도이다.

제10a도는 제10도의 라인 10A-10A를 따라 취해진 단면도이다.

제11도는 최종 외주 열 밀봉 전에 패드에 집합시킨 부가된 안장 성분을 가진 제8도와 유사한 뒤축 패드의 평면도이다.

제11a도는 제11도의 라인 11A-11A를 따라 취해진 단면도이다.

제11b도는 제11도의 라인 11B-11B를 따라 취해진 단면도이다.

제11c도는 제11도의 라인 11C-11C를 따라 취해진 단면도이다.

제11d도는 제11도의 라인 11D-11D를 따라 취해진 단면도이다.

제12도는 생성물이 주형으로부터 제거되었을 때, 생성물을 예증하는 본 발명에 따르는 충분한 길이의 패드의 평면도이다.

제12a도는 제12도의 라인 12A-12A를 따라 취해진 단면도이다.

제12b도는 제12도의 라인 12B-12B를 따라 취해진 단면도이다.

제12c도는 제12도의 라인 12C-12C를 따라 취해진 단면도이다.

제12d도는 제12도의 라인 12D-12D를 따라 취해진 단면도이다.

제12e도는 제12도의 왼쪽 측면도이다.

제13도는 열 밀봉 및 트리밍이 완성된 후에 제12도의 완성된 충분한 길이의 패드의 평면도이다.

제13a도는 제13도의 라인 13A-13A를 따라 취해진 단면도이다.

제14도는 예컨대 주형이 맨드렐로부터 일부분의 제거를 보조하기 위해 변형된, 사출 또는 중공 성형에 의해 제작될 수 있는 본 발명에 따르는 제품의 평면도이다.

제14a도는 제14도의 라인 14A-14A를 따라 취해진 단면도이다.

제14b도는 제14도의 라인 14B-14B를 따라 취해진 단면도이다.

제14c도는 제14도의 라인 14C-14C를 따라 보여지는 단면도이다.

제14d도는 제14도의 라인 14D-14D를 따라 보여지는 측면도이다.

제15도는 본 발명에 따르는 사출 또는 중공 성형에 의해 제조될 수 있는 충분한 길이의 패드의 평면도이고, 이때 뒤축 부분 및 앞축 부분 사이에서 변화되는 두께 및 정강이 면적 내 경사 전이 단면을 혼입시킴을 보여준다.

제15a도는 제15도의 라인 15A-15A를 따라 취해진 단면도이다.

제15b도는 제15도의 라인 15B-15B를 따라 취해진 단면도이다.

제15c도는 제15도의 라인 15C-15C를 따라 취해진 단면도이다.

제15d도는 제15도의 라인 15D-15D를 따라 보여진 단면도이다.

제16도는 본 발명에 따르는 충분히 규격화된 패드의 또 다른 유형의 평면도이고 중공 성형 또는 진공 성형 또는 슬러시 성형 및 좌우 벤징 가요성에 대한 높은 뒤축 부분 및 측면 압입의 혼입에 의해 형성될 수 있다.

제16a도는 제16도의 라인 16A-16A를 따라 취해진 단면도이다.

제16b도는 제16도의 라인 16B-16B를 따라 취해진 단면도이다.

제16c도는 제16도의 라인 16C-16C를 따라 취해진 단면도이다.

제16d도는 제16도의 라인 16D-16D를 따라 취해진 단면도이다.

제16e도는 제16도의 라인 16E-16E를 따라 보여지는 단면도이다.

제16f도는 좌우 가요성에 대해 표현된 측면 압입의 투시도이다.

제17도는 선행 확산 펌핑 기술의 경우에 시간에 대한 압력 경향을 예증하는 그래프이다.

제18도는 본 발명에 따르는 확산 펌핑의 경우에 시간에 대한 압력 경향을 예증하는 그래프이다.

제19도는 제17도 및 제18도가 비교를 위해 겹쳐 그린 그래프이다.

제20도는 질소 가스가 고정이고 산소 가스가 유동인 본 발명에 따르는 확산 펌핑의 시간에 대한 압력 경향 그래프이다.

제21도는 제20도로부터의 자료 및 제17도 및 제18도로부터의 자료의 일부를 겹쳐 그린 그래프이다.

제22도는 결정성 물질이 탄성 물질에 안전하게 결합된 본 발명에 따르는 개선된 차단 필름의 확장 개략 단면도이다.

제23도는 결정성 물질이 탄성 물질에 끼워진 제22도와 유사한 도면이다.

제24도는 탄성 필름 내에서 작고 얇은 속이빈 구형모양의 면을 함유하는 본 발명에 따르는 개선된 차단 필름의 확장 개략 단면도이다.

제25도는 차단 필름 물질이 복합체 결정학-무정형-탄성 차단 물질로 구성되는, 본 발명에 따르는 개선된 가압 고안물의 확장 개략 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 12, 14:뒤축 패드 15:차단층

15:모(母) 열가소성 탄성 중합체필름 19, 20:필름외양표면

25:탄성 중합체 필름 26:필름의 외부층

30:탄성 중합 물질 32:혈소판 형태의 결정성 원소

50:뒤축 웨지 54:배면

56:상부면 57:하부면

58, 59:측면 62:하부면

61-66,67,68,113,138,151,153:챔버

70:망 72:밀봉 앞 말단

75:웨지 72:밀봉 앞 말단

75:웨지 76, 77, 78, 75:외부품

79, 80:시이트 81-88:용접부

92:인장성분 94, 95:표면부분

96:인장 필라멘트 98:외부덮개

99, 112:정면 말단 100:신발창 성분

102:후면 103:상부면

105:하부면 106, 107:옆면

109, 110:옆면부분 114, 139:웨브

115A, 115B:부분 125:신발창 생성물

127:새그부분 130:가장 두꺼운 부분

135, 156:앞발부분 137, 158:전이부

140, 141:주변 챔버 150:총 길이

160:접착밴드 162:섹션

165:새김눈 200:차단필름

202:주 재료 203:주재료내 성분

204,205:면

본 발명은 하중 지지 완충 고안물에 관한 것으로, 보다 특별하게는, 질소의 확산을 선택적으로 조절하며, 공기 내에 함유된 다른 가스의 조절된 확산을 허용하는 반면 슈퍼가스의 확산을 차단하는 개선된 차단 물질을 이용하는, 개선된 팽창 완충 고안물에 관한 것이다.

본 출원은 가압 가능한 덮개 및 방법으로 1988년 2월 5일 출원된 미합중국 출원 일련 번호 07/147,131 및 같은날 출원된 출원 일련 번호에 관련되며, 이들의 공개는 이미 충분히 개시된 것 처럼 본원에서 통합된다.

본 출원은 1989년 1월 19일 출원된 출원 일련 번호 07/298,899의 일부 계속이다.

본 출원은 1983년 1월 15일 특허된 미합중국 특허 제4,183,156호의 신발 제품용 신발창, 1981년 9월 1일 특허된 미합중국 제4,287,250호의 제품 및 물건용 탄성 완충 고안물 및 1982년 7월 20일 특허된 미합중국 제4,340,626호의 확산 펌핑 장치 자가-팽창 고안물을 포함하는, 이전의 미합중국 특허의 개선책이다.

미합중국 특서 '156호는 제조하는 동안 영구적으로 팽창되고 가압되는 탄성 필름 덮개 폐쇄물(바람직하게는 열 밀봉됨)로 구성된 신발 제품용 완충고안물을 기술한다. 특허 '205호는 보다 일반적이어서, 완충 생성물의 다른 유형, 즉 쇼크 흡수제, 패키징 라이너, 헬멧, 도어 및 윈도우 밀봉, 운동 매트, 매트리스, 사람 보호 패딩 등에 적용된다. 이러한 이전의 생성물은 기술된 물리적 성질을 가진 열가소성 탄성체 필름을 이용하며 기술된 바와 같이 팽창가스, 즉 슈퍼가스로 팽창되어서 비교적 고압에서 장-기간 가압화를 얻는다. 생성물의 유용한 수명을 위해 근본적으로 영구 팽창성을 얻는 방법은 이전의 미합중국 특허 '626호에서 상세히 설명된 신규 확산 펌핑 방법을 사용한다.

영구 팽창의 몇몇 형태 및 이를 위한 기술은 신발에서 사용되는 공기 완충 요소 또는 팽창된 제품의 상업적 적합성에 있어서 중요하다.

예컨대:

⑴ 모든 밸빙 시스템은 새 것일 때조차도 약간의 정도로 누출되며 더럽혀졌을때는 훨씬 큰 정도로 누출된다. 팽창된 부분의 작은 용적으로 인해, 심지어 사소한 누출 조차도 압력에서의 허용할 수 없는 손실과 동시에 완충, 탄성 및 지지력의 손실을 일으킨다.

⑵ 적절한 완충작용은, 공기 완충물 또는 팽창 제품이 상당히 정밀하게 조절되는 가압 수준, 즉 원하는 압력의 몇 파운드 내의 가압 수준을 유지시키는 것을 필요로한다.

⑶ 사용자는 일반적으로 조급하여 고안물 내에서 적절한 팽창 압력을 유지시키기 위해 필요한 시간 또는 곤란을 받아들이지 않을 것이다.

⑷ 밸빙 시스템을 가진 공기 완충물 또는 제품의 비용은 값비싸다. 사용자는 밸브의 비용 뿐 아니라 펌프 및 압력 게이지의 비용도 제공해야하고, 이들 모두는 값이 비쌀 것이다.

⑸ 공기 완충물 또는 팽창 장치는 사용자에 의해 이미 용이하게 과도로 가압되고 손상되거나 파괴될 수 있다.

⑹ 적절하지 않은 가압 또는 부족한 가압은 사용자에게 상해를 입힐 수 있다.

⑺ 펌프 및 압력 게이지는 필요할 때 사용자에게 구입가능하지 않을 수 있다.

⑻ 신발용 완충 요소 같은 작은 용적을 가지는 완충 고안물에 있어서, 용적이 매우 작고 압력이 매우 높아서, 전형적인 보우르덴(Bourden) 튜브 압력 게이지를 가지고 압력을 읽는 방법은 2 내지 5 파운드 압력을 떨어뜨릴 것이다. 그러므로, 사용자는 읽기 전에 2 내지 5 파운드 정도 과팽창시키는 것을 터득해야 한다. 이것은 특히 어린이게는 까다로운 절차일 수 있다.

⑼ 샌드위치 내에 몇몇 종류의 차단층을 포함하는 다중-층 필름 샌드위치로 구성된 기체 차단 덮개를 만드는 노력은 고 굽힘 응력 지역 내 또는 접착물에 인접한 탈적층 때문에 항상 실패한다.

이들 고안물에 있어서, 실제적인 장-기간 가압된 완충물을 만들기 위해서는, 인장 강도, 파열 저항성, 인열-강도 및 탄성의 적절한 특성 뿐 아니라 비교적 높은 순환 하중의 반복된 적용 하에서 특정의 규정된 물리적 특성, 즉 우수한 가공성, 우수한 열-밀봉 특성, 탁월한 피로 저항성을 지닌 열가소성 탄성 덮개 필름을 이용하는 것이 필요하기 때문에 확산 펌핑을 사용하는 것이 중요하다. 이러한 실제적인 이유가 필름의 차단 특성(팽창 가스의 외향 확산에 대한 저항성)에 우선하기 때문에, 슈퍼가스(류)로 팽창시키고 공기에 의한 확산 펌핑을 사용하여 고안품 한계 내에서 내부 압력을 유지시키는 것을 돕는 것이 필요하다. 우수한 차단 물질은 팽창 압력을 유지시키는데 바람직하나, 이들은 반드시 결정성 구조이어야 하기 때문에, 특히 열-밀봉성, 피로 저항성 및 탄성에 관해서는 매우 열등하고 허용할 수 없는 물리적 특성을 가진다. 따라서 이들은 이러한 적용에는 사용될 수 없다. 즉, 달리 말하면, 차단 필름 물질 선택에 있어서의 고려될 점 중 하나는 언급된 슈퍼가스 같은 비교적 큰 분자 직경의 팽창 가스는 팽창물로서 사용되고, 필름 물질은 슈퍼가스를 보유하는 반면에 질소(78%), 산소(20.9%), 이산화탄소(0.033%), 아르곤(0.934%) 및 기타 가스(네온, 헬륨, 크립톤, 크세논, 수소, 메탄, 아산화질소, 주위 공기의 약 30 ppm을 집합적으로 만듬)로 구성된 공기 내에 존재하는 것들과 같은 작은 분자 직경의 가스의 확산을 허여하는 것들이라는 사실이다.

확산 펌핑은 이전의 미합중국 특허 '626호에서 설명된다. 탄성적이며 선택적 투과성 시이트의 쌍은 접착라인을 따라서 원하는 간격으로 함께 밀봉되어 가스 또는 가스들의 혼합물로 대기압보다 높은 규정된 압력으로 팽창시킨 한개 이상의 챔버를 형성한다. 선택된 기체 또는 기체류는 투과성 시이트를 통한 챔버(들)의 외부로의 매우 낮은 확산 속도를 가지며, 주위 공기의 질소, 산소, 및 아르곤은 시이트를 통한 챔버로의 비교적 높은 확산속도를 가지므로 확산 펌핑에 의해 챔버 내 전체 압력(전위 에너지 수준)을 증가시키는데, 전체 압력은 챔버 내 가스 또는 가스류의 분압에 공기 중 질소, 산소 및 아르곤의 분압을 더한 것이다.

팽창물인 슈퍼가스로 행한 확산 펌핑은 덮개 내로 공기 중의 가스 성분의 확산에 의존하므로, 정지 상태 내부압력에 도달되기 전에 관련된 시간이 있다. 예컨대, 산소 가스는 일반적으로 몇 주 내 보다 빨리 덮개로 확산된다. 효과는 약 2.5psi로 내부압력을 증가시키는 것이다. 다음 달 동안, 질소 가스는 덮개로 확산되어, 효과는 약 12psi의 증가까지 압력을 점차로 증가시킨다.

필름의 탄성 중합체성에 기인하여 일어나며 인장 이완 또는 크립(creep)이라 불리는 것인 두 번째 효과가 있다. 압력에서 점차적인 증가는 정지 상태에 도달하기 전에 원래의 구조에 대한 덮개의 용적에서 약 20% 증가를 일으킨다. 실제 효과는 시간에 걸쳐서, 내부 압력이 약 14psi 증가하였고 덮개 배열의 용적이 확장에 의해 변했다는 것이다. 실제 문제로서, 배열에 있어서의 이러한 변화는 조절된 제조 기술에 의해 보충되어 효과적인 생성물을 제공한다. 그럼에도 불구하고, 배열에 있어서의 변화는, 거의 조절된 배열을 지닌 팽창된 생성물이 설계에서 어려운 점을 가진다.

이미 확인된 특허에서 언급된 다른 잇점에 덧붙어 완충 느낌을 제공하는 팽창된 생성물을 제공하는데에 목적이 있음을 염두해두고, 과 팽창은 완충물보다는 경질 생성물을 제조하도록 의도한다. 후에 내부 압력에 있어서의 증가를 보충하기 위한 하 팽창은 완충물로 작용하기보다는 바닥에 붙음(bottom out)인 생성물을 초래한다. 몇 달 동안 압력 증가는, 과 팽창되지 않아서 생성물을 제공하기 위해 슈퍼가스 및 공기의 혼합물로 덮개를 먼저 채움으로써, 원하는 완충 느낌을 제공하게 되는 것으로 간주된다. 그러나, 이는 인장 이완을 일으키는 부피 성장을 제거시키지는 않는다. 완충 느낌을 제공하기 위해 슈퍼가스 및 공기의 선결된 양을 혼합시키는 필요성은 제조방법을 까다롭게 하는 경향이 있다.

이전의 확산 펌핑 기술에 의해 달성된 목적은 예외적인 내구성, 신뢰성, 피로 저항성 및 주변 공기로 구성된 팽창가스의 부분압 에너지를 추출하는 긴 수명 수단을 개발하고 완전하게 하고, 다양한 생성물에서 유용한 작업을 수행하기 위해 전위 에너지를 사용하거나 전환시키는 것이다.

슈퍼가스 및 탄성 비-결정학상 필름 물질을 사용하여 확산 펌핑이 만족스럽게 작동한 반면, 개선된 생성물이 바람직하다. 예컨대, 수백만 쌍의 신발이 미합중국에서 지난 10년 동안 에어 졸(AIR SOLE)로 및 나이키 슈 캄파니에 의해 시판되었다. 나이키 슈 캄파니이 제품은 한 개 이상의 이미 정의된 특허에 따라 제조되고, 일반적으로 경쟁 신발 제품 보다 실질적인 잇점을 제공하는 가스로 채워진 긴 서비스 수명 성분이 잇점을 가지는 양질의 신발로 간주된다. 우연한 파괴를 포함하여 전체 원으로부터의 실패 분율은 0.001% 이하로 생각된다. 그렇다 해도, 토의될 바와 같이 상기 특허 발명의 현재의 상업적인 변형에 있어서의 개선책이 존재한다.

근본적으로 산소 또는 이산화탄소의 확산에 비투과적인 특정 형태의 플라스틱을 사용하는 것 또한 당분야에서 공지되어 있다. 전형적으로, 이들 플라스틱은 음료 공업 또는 SARAN 또는 PVDC 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 플라스틱 병에서 사용되는 폴리카보네이트 물질이다. 폴리카보네이트 및 이와 유사한 전체적으로 비투과성인 플라스틱에 있어서의 곤란점은 비교적 낮은 피로 저항성 및 R-F 접착 형성에서 어려움에 있다. 예컨대, 이들 물질의 팽창되고 가압된 생성물은 심한 굽힘 피로를 받을 때, 일부분은 몇 분 또는 몇 시간 사용 후에 실패할 것이다. 이러한 물질을 밀봉하기 위해서는, 약간의 유동을 가져오는 융점으로 접착면 플라스틱을 가열시키는 것이 일반적으로 필요하다. 결과는, 만일 이들 물질로 불가능하다면, 선결된 배열을 유지하고 열 용융에 의한 밀착되고 우수한 접착을 얻는 것이 어렵다는 것이다. 이들 물질은 원래 극성이 아니고 일반적으로 성공적으로 R-F 접착될 수 없다.

만일 높은 피로 저항성 및 손쉬운 접착성 및 열 밀봉성 및 가류성 탄성체 물질이 사용되고, 가압 가스가 공기 또는 다른 기체, 예컨대 질소 또는 이산화탄소 또는 아르곤 또는 크세논 또는 통상적인 프레온 냉매 가스이면, 후자는 이들 물질을 통해 빠르게 확산된다. 이러한 문제는 선행 확산 펌핑 기술 및 주변 공기로부터 부분으로 산소 및 질소 가스의 역 확산의 잇점을 가진 탄성체 차단 물질의 인장 이완 특성으로부터 부분의 부피 성장이 거의 완전히 보충된다. 그러나, 만일 부분이 비교적 낮은 팽창 압력으로 가압되면, 서비스 신발과 대조적으로 패션 신발의 경우, 주변 공기의 확산 펌핑은 생성물의 초기 수명동안 허용할 수 없는 큰 압력 변이(증가)를 가져온다. 이러한 문제 및 다른 문제도 본 발명에 의해 해결된다.

따라서, 본 발명의 목적은 고안된 내부 압력에서 긴 서비스 수명을 가지고 정지 상태 내부 압력 및 배열 양 측면에서 정확하게 조절될 수 있는 팽창된 완충 고안물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 가스의 외향 흐름으로 덮개 필름의 인장이완 특성을 더욱 더 근접하게 조화시켜서 생성물의 서비스 수명 동안 더욱 일정한 팽창 압력을 유지시키는 것을 도우는 것이다.

또 다른 목적은 확산 펌핑의 초기단계(6 내지 24달) 동안 주변공기의 내향흐름을 천천히 떨어뜨려서 배열에서 점차적이고 원하지 않는 변화를 가져오거나 과 가압시킨 특정형의 장치의 경향을 감소시키는 결과를 가져오는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고정 가스로 작용하는 보다 쉽게 구입할 수 있고, 저중량이고 값싼 가스를 사용하는 것이다.

또 다른 목적은 몇몇 적용에 대해 탁월하고/거나 덜 값비싼 선택된 덮개 필름의 사용을 허여하는 것이다.

또 다른 목적은 이러한 완충 생성물에 의해 경험된 사용률에 노출되는 동안 이 서비스 수명에 대해 팽창된 특성을 유지시키고 공기 또는 질소 또는 이들이 조합으로 가압될 수 있는 용적의 실행 팽창 완충 고안물을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 질소 가스 및 슈퍼가스에 대한 개선된 차단성의 부가 특성과 함께 열가소성 탄성체 필름의 필요한 물리적 특성을 가지는 신규 덮개필름을 지닌 하중 지지 완충 고안물(압축공기 폐쇄)에 관한 것이다. 이들 필름은 덮개를 통한 질소 및 슈퍼가스와 같은 특정 고정 가스의 외향 확산 속도를 선택적으로 조절하고, 기타 가스, 즉 산소, 이산화탄소 및 언급된, 주변 공기 내에 존재하는 다른 가스와 같은 유동 가스의 가압된 장치 내로의 내향 확산 펌핑을 조절하기 위해서 배합된다.

전형적으로, 본 발명에 따라서 사용할 수 있는 차단물질은 바람직하게 원래 열가소성, 탄성 및 극성이고 가공성이어서 토의된 다양한 배열의 생성물을 형성한다. 본 발명의 차단 물질은 유용한 수명의 비교적 장기간, 예컨대 2년 이상 동안 덮개 내에서 고정가스를 함유해야만 한다. 예컨대, 2년 동안 덮개는 초기 팽창 가스 압력의 약 20% 이상을 손실해서는 안된다. 실제로 이것은 20 내지 22 psig 의 정지 상태 압력으로 초기에 팽창된 생성물은 약 16 내지 18 psig이 압력을 유지해야 한다는 것을 의미한다.

부가적으로, 차단 물질은 가요성, 비교적 연성이고 컴플런성이어야 하고, 피로 저항성을 가지며, 접착할 수 있어서 전형적으로 고주파(R-F) 접착에 의해 달성되는, 근본적으로 분자량 가교에 의해 효과적인 밀봉을 형성한다. 특히 약 5 밀 내지 약 50 밀의 필름 두께로서 실패없이 고 순환 하중을 견디는 차단 필름 물질의 능력이 특히 중요하다. 비록 차단 성질이 일반적으로 매우 우수하더라도, 원래 결정의 필름 물질은 피로 저항성을 소유하지 않는다. 차단 필름 물질의 또 다른 중요한 성질은 고 부피 제조에서 사용되는 기술에 의해 다양한 형으로 가공될 수 있어야 한다는 것이다. 당분자에 공지된 이들 기술 중에는 얼마 전 언급한 중공 성형, 사출 성형, 슬러시 성형, 진공 성형, 로토 성형, 이송 성형 및 가압형성이 있다. 이들 방법은, 면은 근본적으로 필름 특성을 가지고 단면적은 생성물의 다양한 분율에 따라 변화되나 근본적으로 전체가 필름과 유사 특성인 생성물을 야기한다.

덮개를 형성하는 차단물질의 효과적인 사용에서 중요한 상기 성질에 덧붙여, 덮개나 고정가스의 보유 및 필름을 통한 유동가스의 조절된 확산의 중요한 성질이 있다. 본 발명에 의해서, 슈퍼 가스는 고정 가스로 사용될 수 있을 뿐 아니라 질소 가스도 또한 개선된 차단층에 기인하여 고정 가스로서 사용될 수 있다. 초기 유동 가스는 차단층을 통해 비교적 빠르게 확산되는 산소, 및 공기 내에 존재하는 질소를 제외한 기타 가스이다. 고정가스인 질소가스를 위한 차단 물질을 제공하는 실제 효과가 중요하다.

예컨대, 덮개는 먼저 질소 가스 또는 질소 가스 및 한 개 이상의 슈퍼가스의 혼합물 또는 공기로 팽창될 수 있다. 만일 질소 또는 질소 및 하나 이상의 슈퍼가스의 혼합물로 채워지면, 압력 증가의 증분은 고정가스가 근본적으로 덮개 내에 보유되기 때문에 근본적으로 산소 가스의 덮개 내로의 비교적 빠른 확산에 기인하는 것이다. 이것은 효과적으로 초기 팽창 압력 보다 약 2.5 psi 이하의 압력 증가에 달하고 초기압력에 따라서, 1 내지 5%의 덮개의 비교적 적당한 부피 성장을 가져온다.

만일 공기가 팽창 가스로 사용되면, 질소가 고정가스로 보유되는 반면, 산소는 덮개의 밖으로 확산된다. 이 경우에, 덮개 밖으로 산소의 확산 및 고정가스의 보유는 초기 팽창압력에 대한 정지 상태 압력의 감소를 가져온다. 예컨대, 만일 먼저 공기로 26 psig의 압력으로 팽창되면, 차단 덮개 면의 각각의 면에서 산소가의 부분압을 평형시키기 위해 약 4psig로 떨어질 것이다. 압력이 떨어지는 것은 또한 인장이완 또는 크립에 대한 초기 정지 상태 조건을 얻게 하고, 이때 크립은 초기 압력이 더 이상 증가하지 않기 때문에 감소되거나 제거된다.

그러므로 질소 가스에 대한 차단층인 부가된 성질을 가지면서 상기된 동일한 원하는 성질을 효과적으로 가지는 차단 물질을 제공하는 것이 본 발명의 실행에서 중요하다. 이미 지적된 바와 같이, 또한 산소에 대한 차단층으로 작동하는 플라스틱 물질 또는 적충되거나 공-압출된 플라스틱 물질의 조합물은 원래 근본적으로 결정성이고 본 발명에 의해 숙고된 생성물에 대한 요구된 피로 저항성을 결여하게 하기 쉽고, 이는 비교적 장기간 동안 비교적 높은 순환 하중을 받는다.

본 발명에 따르는 원하는 차단 특성 및 다른 필요한 성질을 가지는 차단 물질은 원래 근본적으로 탄성 및 극성이고 비교적 가요성을 가지고 또한 덮개를 통해 질소가스 및 슈퍼가스의 확산을 막기 위해 충분한 결정 특성을 가지는 반면 높은 피로 저항성을 가지는 것들이다. 이들 결정성은 기계적인 결정성 차단층 또는 분자 결정성 차단층을 포함하는 임의의 몇몇 방식을 부과하여, 고정 가스의 확산을 억제하고, 몇몇 이러한 필름 및 물질의 다른 유형은 상세히 설명될 것이다.

그러므로 본 발명은 이미 언급된 선행 기술 및 선행 특허에 관한 몇몇 잇점을 가지는 것이 명백해진다.

본 발명은 수많은 다른 잇점 및 다른 목적을 가지고 포함되는 다양한 형의 고려로부터 더욱 더 명백해진다. 이러한 유형은 수반되는 도면에서 보여지고, 본 명세서의 일부분을 형성한다. 이러한 유형은 본 발명의 일반적인 원리를 예증할 목적으로 상세히 설명되나, 이러한 상세한 설명은 제한된 감각으로 받아들여지지 않는다.

지적된 것을 제외하고 본 발명의 바람직한 형을 예증하는 도면에 대한 언급에서, 제1도는 본 발명에 따르는 팽창 뒤축 패드(10)를 예증한다. 본 발명의 목적을 위한 용어 패드는 신발의 뒤축 또는 앞축 부분에 위치된 하중 지지 완충 고안물로서 정의된다. 도시된 바와 같이, 뒤축 패드는 팽창 고정 가스를 포함하는 밀봉된 덮개 형태이다. 덮개면은 유동가스(류)의 필름을 통한 확산을 허여하나 고정 가스(류)의 확산을 효율적으로 막는 차단 필름 물질로 형성된다. 이러한 형태에서, 향상된 차단성은 모재 극성, 덮개 함유 압력 형성 탄성 및 열가소성 필름 물질에 포함된 결정성 차단 물질에 의해 제공된다. 내부 압력은 몇 psig 내지 약 30 이상 psig 정도로 변화될 수 있다. 뒤축 패드는 신발제품의 포우밍된 샥라이너 내로 전체 또는 부분으로 캡슐화되거나 샥라이너 내 미리 형성된 강 내 접착되거나 신발제품의 밑창 또는 바닥창으로 전체 또는 부분으로 캡슐화된다. 물론 신발제품에서 공지된 것 처럼, 신발의 패드 및 다른 완충물 요소의 다른 위치 및 배열이 사용될 수 있다.

제1도에서 예시된 배치를 갖는 상당수의 뒤축 패드, 실제로 수백만쌍은 상업적으로 사용되어 왔으며 확인된 선행기술에 따라 만들어졌다. 그러나, 이들 선행 패드는 공기 가스에 대한 차단층으로 작용하지 않는 100% 탄성 중합 물질로 제작되며, 고정 가스는 하나 이상의 슈퍼가스이다. 전형적으로 선행 고안물의 덮개로 사용될 수 있는 물질, 슈퍼가스 팽창 생성물은 폴리우레탄 탄성 중합 물질, 폴리에스테르 탄성 중합체, 플루오로탄성 중합체, 폴리염화 비닐 탄성 중합체 등을 포함한다. 뛰어난 가열 밀봉 성질, 우수한 굽힘 피로 강도, 적합한 탄성률, 우수한 인장 및 인열 강도, 및 우수한 내마모성 때문에 폴리우레탄 탄성 중합 물질은 상업적인 물질로 바람직하다. 물론 이들 성질은 또한 본 발명의 개선된 차단 물질 내에도 존재한다. 기타 물질로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PET 9), 다크론(Dacron)56 등을 포함한다.

선행 기술의 슈퍼가스 팽창 생성물인 덮개 물질과는 대조적으로, 본 발명의 덮개 물질은 상당량의 결정성 물질을 포함하며 액체 및 기체에 대해 선행기술의 덮개물질에 비교하여 상당히 더 낮은 투과성을 갖는다. 혼입의 유형 및 방식을 고려하지 않고, 결정성 물질은 그것을 통해 팽창 가스가 필름을 통해 바깥쪽으로 이동함에 따라 확산되어야 하는 유동통로의 큰 부분을 효과적으로 차단한다. 사용될 수 있는 전형적인 고 결정성 물질은 폴리에스테르 물질, 나일론 물질, 폴리프로필렌 물질, 흑연, 유리, 케브라, 금속 및 사실상 임의의 결정성 물질이다. 이들 유형의 물질은 실과 같은 섬유, 필라멘트, 잘라진 섬유, 스크림 및 망사, 또는 불균일하게 분포된 미립 또는 혈소판형 결정성 물질, 다양한 유형의 짜여진 것, 직조 및 비-직조 천, 팽창가능한 직물, 수염형 등과 같은 본 발명의 생성물에 사용될 수 있는 많은 형태로 될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 물질은 무정형 흑연 천, 필라멘트 또는 수염; 운모; 아라미드 또는 케브라 천, 필라멘트 또는 수염; 예를들면 강철 또는 알루미늄과 같은 금속 천, 필라멘트 또는 수염; 나일론 또는 폴리에스테르 또는 유리 또는 PET 천, 필라멘트 또는 수염이다. 다양한 금속 및 금속 합금은 필라멘트, 분말, 혈소판, 천, 비이드 및 미소-구동의 형태로 사용될수 있다. 이러한 물질은 다른 용도를 위한 강화-플라스틱 산업에 공지되어 있다. 그러나, 많은 사용가능 물질 및 물질의 형태가 감지할 수 있을 만큼 필름 강도에 기여하지는 않으므로, 본 발명에 따른 결정성 물질을 사용하는 일차목적이 강화를 위한 것은 아님을 주목해야 한다.

제2도 및 제3도의 뒤축 패드(12) 및 (14)는 각각이 연속적으로 더 차단층인 결정형 물질을 함유한다는 것을 제외하고는 제1도의 뒤축 패드와 비슷하다. 차단층 물질의 간격띄우기 효과는 실같은 차단층(15)이 모 열가소성 탄소 중합체 필름(17) 내로 끼워진 것으로 도표로 보여주는 제4도, 제4a 및 제5 및 5a도에서 더 명백히 나타난다. 도시된 바와 같이, 물질(15)은 필름의 마주보는 양 표면(19)와 (20) 사이에 위치한다. 이 배열에 의해, 표면은 주로 그리고 전적으로 모 탄성 중합물질이므로 R-F 접착에 의해 쉽게 가열 밀봉될 수 있으며 밀봉된 덮개를 형성할 수 있다. 만일 실 같은 차단 물질이 표면 상에 존재한다면, 예비형성 시이트가 형성된다면 덮개를 밀봉하는데 있어서 약간의 어려움이 있을 것이다.

제5도의 차단 물질은 필름(17) 내의 섬유(15)의 더 가까운 간격을 갖게 되어 제4도의 차단물질(55% 결정성 섬유)에 비교하여 유동-방해가 더 된다(70% 결정성). 그러므로 유동가스의 확산 및 확산 펌핑 속도는 제4도형태에서 보다 제5도의 실시양태에서 더 낮을 것이다. 섬유 직경과 횡단면 배치도 또한 확산 속도를 조절하기 위해 변화될 수 있다. 게다가, 본 고안에 선택된 차단 물질의 유형은 확산 펌핑 속도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 확산은 흑연 스크림과 함께 폴리에스테르 스크림 보다 더 낮아질 것이다. 제4도, 제4a도, 제5도 및 제5a도의 횡단면도에서 알 수 있는 바와 같이, 필름의 바깥 표면에는 가까우나, 필름 시이트들 간에 가능한한 최선의 가열-밀봉 연결 또는 접착을 이루게끔 표면 상에 가능한 한 큰 부분의 탄성중합 물질을 갖도록 필름 표면 아래에 위치된 결정성 물질을 갖는 것이 유리하다. 결정성 섬유는 단지 한 표면으로부터만 부분적으로 돌출됨으로써 근본적으로 두-측면의 필름을 제공하는 것으로 이해된다. 그 경우에 있어서, 밀봉은 그로부터 섬유가 뻗어나가지 않는 표면의 한 측면간에 행해져야만 한다. 본 발명에 따라, 차단물질이 한-측면이 되는, 즉, 결정성 물질이 필름 내로 완전히 끼워지는 것이 바람직하다. 이것은 시이트 물질로부터 초기에 덮개를 형성할 때 필름 물질의 적당한 표면이 직면하여 접촉해야 할 필요를 제거한다.

두 개가 밀접하게 접속됨으로써 사용할 때 두가지 유형의 물질 분리가 일어나지 않도록 결정성 물질 주위에 탄성 중합 물질을 충분히 갖는 것도 또한 중요하다. 그러한 분리는 일찍이 본 발명에 대한 개발 프로그램에 있어 발생하지 않았다. 그 경우에 있어, 두가지 유형의 플라스틱의 공-압출 또는 공-적층을 사용하여 결정성 차단 물질을 탄성 중합 물질과 혼입시키는 시도가 행해졌다. 본 발명의 형태를 나타내지 않는, 제6a 및 제6b도는 그러한 접근의 불운한 결과를 예시한다. 가압 가스의 부분은 탄성중합체 필름(25)의 내부층을 통해 바깥으로 확산되며 차단 필름의 외부층(26)에 의해 봉쇄된다. 제6b도에서 보인대로, 외부층(26)에 대한 압력은 두 층이 분리되게 하여, 그 결과로(28)에 도시된 바대로, 차단층이 부풀어올라, 터지거나 큰 동맥류를 형성함으로써 파손될 것이다.

그러므로, 모 탄성 중합체 층 내로 결정성 물질을 밀접하게 잠기게 하거나 끼움으로써 접근을 향상시킬 필요가 있다. 초기에 10×10 조-직조된(각 방향에 있어 인치당 10 가닥) 나일론 망사, 기본적으로 열린 유형의 망사상에 열가소성 물질을 압출시킴으로써 MP-1790 AE 우레탄(Uniroyal사의 XPR-396)으로 상업적으로 알려진 우레탄 물질 내로 스크림을 끼운다. 그 결과는 아주 우수했다. 그러나 스크림의 탄성율이 모물질의 그것에 비해 너무 높아, 플라스틱 필름은 스크림 이상으로 연신된다. 이 결과 가열-밀봉 및 팽창 동안 복합체 필름이 주름지거나 뒤틀리게 된다. 그러한 뒤틀림의 결과, 팽창된 덮개 내에 응력이 집중되고 제품의 굽힘 피로 수명이 감소된다. 가열 밀봉 용접 부위 근처의 가장 응력이 집중된 영역 내에 피로 파열이 일어난다.

본 발명에 따른, 천, 스크림 또는 망사를 사용한 팽창 완충제품에 있어, 1) 결정성 섬유의 물리적 성질(특히 탄성율, 응력-변형 관계의 기울기 및 응력수율), 2) 결정성 원소들 자체의 배치 및 밀도, 3) 탄성 중합 물질 내의 섬유의 배열(간격 및 배향)은 본 디자인 내부 압력 수준(응력 수준)에서 최고 응력 영역에 있는 결정성 원소가 그들의 수율점을 넘는 응력을 받는 그러한 것일 것이다. 그러한 수율(탄성 범위를 넘음)은 팽창 제품의 덮개를 밀폐하는 것을 통해 하중 재료를 재분포시키고 고르게 한다. 대략 섬유의 20%가 수율점을 초과하는 응력을 받는다. 탄성 중합 물질 중 어떤 것도 수율점 이상에서 조작되지 않는다.

이미 언급된 초기 시험 이후, 완충 제품이 개발되어 성공적으로 시험되었고 기술된 디자인 특징 중 몇몇이 혼입되었다. 이 경우에 있어서, 결정성 망사는 더 작은 직경 및 낮은 데니에르 섬유로 더 단단하게 직조된다. 디자인 압력에서 팽창될 때 어떤 망사(용접 주변의 높은 응력이 가해진 영역에 인접한)는 수득되고 어떤 것은 영구적인 고정의 결과로 된다. 이 특정 제품은 아주 긴 시간(약 10년 이상)의 경과 동안 원하는 공기 압력을 보유하며 임의의 측정가능한 압력의 손실이 없다. 피로에 대한 내성은 우수하며 완충물 팽창 모양은 우수하며 못마땅한 덮개의 뒤틀림이 없다.

제7도는 탄성 중합 물질(30)이 주 탄성 중합체를 통해 근본적으로 불균일하게 분산될 혈소판 형태로 잇는 다수의 개별적인 결정성 원소(32)를 포함하는 본발명의 다른 형태를 보여준다. 이 실시양태에 있어서, 작은 편평한 혈소판은 탄성 중합체와 혼합되며 중합체는 필름의 시이트로 압출되거나 블로우잉된다. 이들 시이트는 두께 0.127㎜-1.270㎜(.005-.050 인치)로 있다. 이 공정 동안 혈소판(32)은 제7b도에 도시된 바대로 필름의 표면에 나란히 정렬됨으로써, 더 효과적으로 차단 배열을 형성하게 된다.

결정성 원소를 모 필름내로 끼워 넣기 위한 다양한 기술은 1) 스크림 또는 망사상에서 모물질을 압출시킴, 2) 결정성 섬유로 만들어진 천을 모물질로 코우팅시킴(대개 양측면 모두가 코우팅됨), 3) 모 필름의 중합체를 다양한 형태(즉, 플레이크, 실같은 섬유, 잘라진 섬유, 수염, 혈소판 등)의 차단 물질과 혼합시키고 혼합물을 필름 또는 시이트로 압출 또는 블루우잉시킴 그리고 4) 탄성 중합체를 결정성 물질과 밀접하게 블렌딩시키거나 공-중합시키는 것을 포함한다. 이들 공정 중 일부는 이미 논의되었으며, 다른 것들은 하기에서 논의될 것이다.

본 발명에 따른 팽창 고안물에 대한 조절된 확산의 적용에 있어 실제적인 한계를 탐구하는 것이 이점에서 중요하다. 이 유형의 생성물 및 실제적인 상업적 유용성을 위해서, 1) 한편에서 활성화된 확산의 최소 속도 및 2) 다른 한편에서 피로에 대한 내성, 제조 가공성, 및 가열-밀봉성과 같은 물리적 성질간의 적합하고 최적화된 균형을 갖는 것은 중요하며 필수적이다. 그러한 조화를 성취할 필요성 때문에, 모든 가스의 확산에 대해 100% 차단층을 형성할 정도의 고농도 결정성 물질을 갖는 것이 아마도 실용적이지 않을 것이다. 주요 예외는 산소이다. 질소 및 슈퍼가스를 포함한 다른 가스는 팽창된 고안물의 폐쇄 덮개를 통한 확산이 효과적으로 방해될 수 있으며, 차단 덮개 물질의 필수적인 탄성 피로에 대한 내성 특징은 여전히 유지될 수 있다.

산소가 덮개를 통해 확산될 수 있다는 사실은 문제가 아니며, 사실상, 바람직하며 유일한 잇점이다. 이것은 본 발명에 있어 중요한 신규 개념이다. 예를 들면, 제품은 질소 및/또는 슈퍼가스 또는 공기의 혼합물로 팽창될 수 있다. 질소 및/또는 슈퍼가스로 팽창된 후, 주위에 있는 산소는 확산 펌핑이 메카니즘을 통해 덮개 내로 확산될 수 있다. 그러므로 산소의 부분압력이 덮개내에 이미 함유된 질소 및/또는 슈퍼가스의 부분 압력에 더해지며, 그 결과로 제품의 총 압력은 상승하게 된다. 주위에 대기압에서 산소의 부분 압력은 약 2.5 psia 이다. (14.7 psia의 해(Sea)발 수준에서 총압력으로부터). 그러므로, 덮개 내로의 산소가스의 역 확산은 압력 약 2.5 psia 로 최대 상승을 일으킬 것이다. 압력에 있어 그러한 상승은 모든 공기 중 가스 성분이 덮개 내로 확산되는, 덮개의 실질적인 인장 이완을 상쇄하는데 유용하다. 그러므로, 본 발명의 신규한 특징은 덮개의 복합체 물질이 질소 이외의 공기 내 가스에 대해 반-투과성 막이므로 완벽한 기체 차단층은 아니라는 것이다. 실질적인 잇점은, 초기 팽창 압력에 대한 압력에 있어서의 최대 증가 또는 변화가 산소의 부분 압력이기 때문에 제품 내이 최대 부피 및 치수 변화가 3% 내지 5%라는 것이다.

만일 비용이 중요한 매개변수라면, 팽창 기체는 100% 질소가 될 수 있으며 덮개 내로의 산소 가스의 역 확산과 동일한 현상이 일어날 것이다. 또한 질소더하기 산소 2.5psig 의 혼합물은 어떤 작용에 있어 유용할 수 있다. 더욱이, 100% 공기도 사용될 수 있다. 이 경우, 고안물 내의 산소의 부분 압력이 폐쇄물 내 산소의 실제적인 부분압력과 2.5 psig 간의 압력 손실 차의 증가분을 상세하기 위해 2.5 psig를 능가한다면, 초기에 고안물을 과-팽창시킬 필요가 있다.

신발류에 대한 성분, 충격-흡수제, 포장 및 선적 목적을 위한 쿠션 성분, 헬멧, 운동가의 보호 용구/심, 군인 부츠 등과 같은 팽창 탄성중합체 고안물 내에서 확산 펌핑 속도를 조절함에 있어 많은 잇점이 있다. 한가지 잇점은 생성물을 고안물 팽창 압력에서 다른 것들이 가능할 수 있는 것보다 더 긴 시간의 경과동안 유지할 수 있는 능력이다. 한 예로서, 전세계적으로 판매되는, 가장 최근에 제조된 팽창 신발류 성분은 에스테르-기재된 폴리우레탄 필름이 에테르-기재된 폴리우레탄 필름보다 슈퍼가스에 대해 더 낮은 투과성을 갖기 때문에 에스테르-기재 폴리우레탄 필름으로 만들어지고, 그럼으로써, 신발류에 있어 허용가능한 긴 사용 수명을 가지나, 에스테르-기재된 필름은 에테르-기재된 대응물보다 수분에 의해 훨씬 더 나쁜 영향(가수분해 불안정성)을 받을 수 있다는 단점을 갖는다. 현재의 신발류의 상업적인 형태에 있어, 수분에 대한 보호는 포움화된 신발창의 중간 부분 내에 팽창 성분을 봉입시킴으로써 달성된다. 이 조작은 비용이 들며, 그것은 복합체 생성물의 피로 수명을 증가시키면서, 신발창 중간 부분의 포움은 유리한 완충작용 및 팽창 제품의 에너지 회귀성질을 손상시키며 신발 중량에 크게 부가된다. 차단 필름, 예컨대, 에테르-기재된 필름에 결정 성질을 부여함으로써, 후자는 긴 사용 수명을 갖는 신발류에 사용될 수 있으며 수분에 의한 강등 문제점이 크게 제거된다.

본 발명의 개선된 차단 필름 물질의 다른 장점의 예는 냉-크랙킹문제이다. 약 -12.2℃(10℉) 이하의 주위 저온에 노출될 때 선행기술 슈퍼가스 팽창된 생성물은 탄성 중합체 필름 내에 피로 크래킹을 전개하고 편평하게 되는 경향을 가진다. 특정 필름 물질은 냉-크랙킹 문제를 감소시키도록 개선될 수 있다. 그러나, 냉온에 더 적합한 이들 필름 물질은 실온에서 가압 가스에 대해 더 투과적인 경향이 있다. 냉-크랙킹 효과를 감소시키기 위한 시도에 의해 야기되는 투과성의 손실을 회복하기 위해 결정성 성분 또는 분자 단편을 탄성중합체 필름에 혼입시킴으로써, 본 발명에 따라 투과성은 감소될 수 있고 그것은 또한 더 큰 투과성을 야기할 수도 있다.

조절 투과성 및 확산 펌핑의 실제적 잇점중 하나는 생성물의 인장이완 성질을 고정가스의 체류 및 유동가스의 확산에 기인한 압력에 있어서의 변화에 걸맞게 하는 것에 관계된다. 예를 들면, 어떤 생성물에 있어, 완충 고안물에 있어 더 부드러운 느낌을 주기 위해 더 낮은 탄성율 또느 더 얇은 게이지를 갖는 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 더 낮은 게이지 또는 더 낮은 탄성률을 가짐으로써, 고정가스가 필름을 통해 확산하는 경향이 더 커지게 된다. 그러한 손실을 완화하기 위해 고안물은 약간 과-팽창될 수 있다. 그러나, 필름의 얇기 또는 탄성율에 기인하여, 덮개는 더 두꺼운 필름 또는 더 큰 탄성율을 갖는 경우에서 보다 더 큰 정도로 확장되는 경향이 있다. 이 증가된 신장, 인장 이완 또는 크립은 배치가 원하는 것과 정확히 같지 않거나 시간이 지남에 따라 변하는 생성물을 제공한다. 결정성 물질을 필름물질에 첨가시킴으로써, 탄성율은 증가되며 또한 고정가스의 유동은 감소되고 생성물을 과팽창시킬 필요없이 형상에 있어 비교적 적은 변화를 가지면서 생성물은 팽창 압력을 유지할 수 있다.

다른 한편으로, 생성물의 성질이 덮개의 확대를 거의 적게하기 때문에 처음 3 내지 6 달 팽창 내에 과 팽창되는 경향이 있는, 이미 규정된 용도의 제11도, 제11a도, 제11b도 및 인장-유형 단위와 같은 특정 유형의 생성물이 있다. 생성물의 내부 부피가 다른 생성물이 하는 것처럼 변화할 수 없기 때문에, 탄성중합체 및 비결정성 덮개 내로의 공기의 확산이 가압을 통해 일어난다. 지속적으로 유지되는 팽창압력을 달성하면서 3 내지 12 달간 이들 생성물을 보관할 수 있는 반면, 이것은 상업적인 관점으로부터 실용적이지 않다. 만일 결정성 분자 단편이 인장 유형 제품을 형성하는데 사용되는 재료에 포함되거나 첨가된다면, 덜비싼 고정 가스가 사용될 수 있으며 저중량 및 덜비싼 덮개물질이 사용될 수 있다. 하기 표는 발명에 따라 슈퍼가스로 효과적으로 작용하는 값싼 고정가스로 두 슈퍼가스를 비교한 것이다.

슈퍼가스로 분류되지는 않을지라도, 이용가능성, 비용 및 중량의 관점에서, 그들이 뛰어난 팽창가스이기 때문에, 공기 및 질소는 상기 표에 첨가되었다. 이들 가스를 충분히 이용하기 위해, 덮개 필름의 70 중량% 이상이 결정성일 수 있다. 그러므로, 모 열가소성 물질의 중량은 비례적으로 감소된다. 그러나, 둘 모두가 유동가스로 산소 및 질소 가스의 확산을 조절하게끔 아주 적은 백분율의 결정구조 물질의 사용이 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 이해된다. 값비싼 탄성 중합물질에 결정성 물질을 첨가시킴으로써 예를 들면, 100% 탄성중합 폴리우레탄을 사용한 것보다 상당히 비용이 절감된 복합체 물질이 제조될 수 있다.

탄성중합체 및 결정성 성분 또는 단편 모두를 포함한 복합체 물질을 사용한 임의의 상기 개념을 떠올리는 우수한 방식은 결정성 원소와 함께 결합한 매트릭스로 탄성중합물질을 생각하는 것이다. 탄성중합물질은 우수한 피로에 저항성 및 탄성율, 연신, 제조 가공성 및 가열-밀봉성의 원하는 물리적 성질을 제공한다. 결정성 성분은 향상된 가스 확산 차단층을 제공한다. 이 방식에 있어, 복합체 구조물의 탄성중합체 성질은 구조물의 탄성중합체 및 결정성 원소간의 경계에 있게 된다. 그러므로 결정성 물질은 임의의 유의한 정도로 굽거나 휘지 않으며 피로 응력에 적용되지 않는다. 가열-밀봉성은 복합체의 탄성 중합체 부분 내에서 수행된다.

다음으로, 본 발명에 따른 다양한 팽창 제품을 예시하는 제8도 내지 제16f도에 대해 기술하겠다. 제3도 내지 제8e도는 덮개(53)가 초기에 형성된 성형품으로부터 후자가 제거되는 뒤축 웨지(50)를 예시한다. 웨지(50)는 상부 및 하부면(56) 및 (57)과 통합적으로 형성된 곡선을 이룬 배면(54)을 포함하며, 전자는 완충 및 굽힘성을 부가하기 위해 배면보다 더 얇을 것이다. 상부 하부 및 배면과 통합적으로 형성된 것은 측면(58) 및 (59)이며, (58a) 및 (59a)를 포함한 후자는 상부 및 하부면보다 더 두껍다. 도시된 바와 같이, 덮개의 더 두꺼운 부분은 전이영역에 의해 더 얇은 부분에 연결된다. 측면의 부분(58b) 및 (59b)은 부분(58a) 및 (59a)보다 더 얇다. 도시된 바대로, 강도 및 발배면 지지 및 안정성을 위해 배면(54)은 외부 바깥표면(54a)을 따라 약간 각을 이룬다. 완충 제품의 가시성은 또한 중요하게 고려되는 마켓팅 요인이다. 성형품으로부터 제거될 때, 웨지 앞 말단(62)은 열린다. 덮개의 물질은 상기된 바와 같이 탄성 중합체 및 결정성 물질 모두를 함유한 것으로 이해된다.

다음 조작에 있어, 제9도 내지 제9d도에서 예시된 대로, 덮개(50)는 가공되어 다중 챔버가 형성되고, 고정가스로 충전되고 밀봉된다. 제9도 및 제9a도에서 도시된 바와 같이, 챔버(61) 내지 (66)은 측면간에 뻗어있으며 측면을 따라 뻗어있는 챔버(67) 및 (68)에 연결된다(제9c도). 다양한 챔버가 R-F 용접에 의해 형성되며 인접 챔버간의 망(70)이 제공된다. 그러나, 당분야에 공지된 대로, 다른 형태의 가열 밀봉이 사용될 수 있는 것으로 이해된다. R-F 용접이 바람직하다.

또한, 어떤 경우에는 별개의 R.F. 용접단계를 제거하는 것이 바람직할 것이다(취입 성형과 함께) 이것은 성형 공정동안 망(70)을 형성하기 위해 주형의 측 영역을 안쪽으로 움직임으로써 수행된다. 그러므로, 완충 고안물의 반대편으로부터 덮개물질을 조형시키고 덮개물질이 반-용융, 점성 또는 끈적끈적할동안 함께 압축시킨다. 압력 하에서, 물질이 녹고 냉각될 때까지, 깨끗한 반-용융 끈적끈적하거나 들러붙는 내부 탄성중합체 표면은 접촉된다. 그러므로 이 공정은 이미 기술된 R.F. 용접 단계를 대신한다. 만인 열견된 표면이, 증기로서 도우 실란(Dow Silane)×16106과 같은 커플링제를 주입시킴으로써, 취입성형공정에 사용되는 가압가스 내로 프라이밍된다면, 이들 망의 신뢰도는 실제로 향상될 수 있는 것으로 알려졌다. 더욱이, 특정한 아주 심한 피로 적용에 있어 두 번째 R.F. 용접단계가 제조공정에 첨가되어 인접한 모 필름의 내구성을 능가하는 용접을 창출한다.

앞말단은 또한 R-F 접착되어 밀봉 앞 말단(72)이 형성되고 부분(72a) 및 (72b)는 트리밍된다. 보이지는 않았지만, 팽창튜브는 기술된 대로 고정가스와의 팽창을 위한 챔버(66)에 부착될 수 있으며 이어서 당분야에 공지된 대로 밀봉된다. 챔버들은 모두가 서로간에 자유로운 소통이 될 수 있어서 신발류에 사용하기 위한 팽창된 완충 뒤축 가장자리를 제공한다. 그러나, 챔버는 또한 독립적인 팸버일 수 있으며 서로 다른 압력 수준에서 가압된다. 초기팽창 후 다음 수 달 내에, 산소 가스는 주위 공기로부터 밀봉 덮개 내로 확산되어 약 2.5 psig로 압력을 증가시킨다. 초기압력 수준은 원하는 완충 수준에 의해 크게 결정될 것이다. 전형적으로, 20-30 psig의 최종의 지속 상태압력이 만족스럽다. 어떤 경우, 초기에 더 높은 또는 더 낮은 압력에서 팽창되고, 최종 지속 상태압력은 초기압력보다 약 2.5 psig 인 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 중요한 잇점 중 하나는 제9도의 고안물로부터 명백해진다. 보면, 그곳에는 확산 펌핑의 경과동안 어떠한 실제적인 덮개의 팽창도 없다. 덮개의 전체적인 치수는 원래 치수의 약 3 내지 5% 내로 남아있다. 그러므로 부품의 모양과 배치는 초기팽창으로부터 확산펌핑을 통해 그리고 생성물의 사용수명을 통한, 기간동안 꽤 일정하게 유지된다.

제10도 및 제10a도는 웨지(75)가 필수적으로 세개의 부품으로 구성되고, 세 번째 부품(78)이 기술된 유형의 필름물질일 것이며 그것이 시이트(79) 및 (80)의 부분에 열밀봉되는 것으로 기술된 뒤굽 웨지의 변이를 예시한다. 탄성중합물질의 세 번째 또는 중간 시이트(78)는 접착전에 이미 형성된 부품인 차단층원(79) 및 (80) 간에 위치된다. 이 형태에서, 용접부 (81), (81a), (82), (83), (84) 및 (85) 중 몇 명은 상부 부분상에 있는 반면, 다른 용접부 (81) (86), (87), (88)은 하부 부품상에 있다. 또한 주변 챔버가 있으며 모든 챔버는 상호연결된다. 본 발명의 이러한 특정 형태는 또한 본 발명에 따라 제조될 수 있는 비교적 복잡한 부품 및 생성물을 나타낸다. 바로 기술된 부품을 제조합함에 있어, 연속방식으로 용접부 (81a), (82), (83), (94) 및 (85)를 미리 형성하거나, 세 개의 시이트 중 단지 둘만 서로 연결되도록 적합한 위치 내에 이형제를 도입하는 것이 필요하다.

제11도 내지 제11d도는 단일 챔버를 함유하나 인장원소(92)를 혼입한 인장 유형의 뒤축 웨지(90)를 예시한 상기 형태 생성물의 장점은 상기한 선행 출원에서 자세히 기술된다. 이들 장점 이외에, 본 발명의 인장 유형 생성물은 선행 인장 유형 생성물의 장점 이상을 제공한다. 인장 성분(92)은 둘 사이에 확장하는 인장 필라멘트(96)을 가지는 첫번째, 두번째 표면 부분(94), (95)을 가진 나일론 또는 폴리에스테르일 수 있다. 사용될 수 있는 대표적인 직물은 3차원, 로크 스티치(lock stitch) 또는 짜여진 또는 이종 니들-바 라스첼 니트(double needle-bar Raschel knit) 생성품이다. 외부 덮개(98)는 여기서 기술된 개선된 차단물질 중 하나일 수 있고, 간격을 둔 표면부분(94)와 (95)는 덮개의 위와 아래에 첨부된다. 정면 말단(99)은 밀봉되고, 덮개는 언급한 것 중 하나일 수 있는 밀폐가스로 초기에 팽창된다. 인장 성분(92)은 근본적으로 평행 또는 들쑥날쑥한 관계로 팽창된 생성물의 상부와 하부면을 유지한다. 확산 펌핑시키는 동안, 산소가스는 덮개를 통해 확산되어 내부앞이 약 2.5 psig 로 증가하지만, 상부와 하부면은 평행하게 또는 들쑥날쑥하게 남는다. 이전에 기술된 본 발명 인장 생성물의 장점은 인장 완화 효과가 충분히 조절된다는 것이다. 부품의 차원 내성은 매우 안정하고, 생성물은 과다하게 팽창하지 않는다.

상기 생성물은 하중 지지 영역 내에 더 높고 더 낮은 차단층 표면을 함께 결합시킨 지지되지 않은 접착 부위의 감소 없이 100% 공기 지지를 얻을 수 있다는 점에서 기술된 다른 생성물 보다 독특하다.

상기 인장 생성물의 팽창된 크기, 모양, 기하학은 매우 정밀하게 조절되고, 일반적이지 않은 고압 즉 100 내지 200 psig로 가압될 때 조차도 상당히 확대되거나 성장할 수 없다. 마찬가지로, 확산 펌핑은 정밀하게 조절된다. 그러므로 최종 생성물은 고속 턴키(turn key) 자동 제조 공정에 쉽게 적용될 수 있다. 또한, 생성물은 선행 기술의 생성물에서 가능했던 것보다 극단적인 제조 환경에서 더욱 잘 저항할 수 있다. 게다가, 이들 인장 생성물은, 선행 기술의 생성물과 비교해서 그의 상당히 확장된 수명을 통해 쿠션잉, 순응 및 탄성의 정확하고 원하는 수준과 정도를 유지한다.

슈퍼가스 또는 질소가 초기 팽창 밀폐 가스로서 사용되었다고 가정하면, 정상상태 내부압은 초기 압력의 약 2.5 psig 이상인 수준에서 몇 달내로 도달된다. 만일 공기가 초기 팽창 가스로서 사용된다면, 초기에 토의했듯이 압력은 감소하는 경향이 있다. 중요한 사실은, 생성물은 형태 또는 치수가 뚜렷하게 변화하지 않고, 상당히 짧은 시간에 원하는 정상 상태 팽창압에 도달한다는 점이다. 이는 상업적인 관점에서 그리고 자동장치 사용을 통한 신발류제조에서 중요하다.

제12 내지 제12e도는 본 발명에 따라 주형으로부터 제거한 팽창된 신발창 성분(100) 및 총 길이를 기술한다. 후면(102)은 이미 기술했듯이, 굽고 경사져 있고, 상부면(103)과 하부면(105)보다 약간 더 두껍다. 단면을 따라 옆면(106)과 (107)부분은 제12d도에 보여지듯이 앞부분보다 더 두껍다. 게다가, 제12c도에 보여지듯이 발 안쪽의 옆면 부분(109)는 발 바깥쪽의 옆면 부분(110)보다 더 두껍다. 점점 뾰족해지는 것과는 대조적으로, 정면 말단(112)은 열려 있고, 전체 구조는 근본적으로 평면이다. 제12e도에서 보여지듯이, 개구 말단(112)은 사출성형이 사용된다면 멘드릴이 물러날 수 있도록 하기 위해 그 모양이 나팔꽃 모양으로 벌어져 있다. 그러나, 그 부분이 중공 성형되어 진다면, 이는 요구되지 않을 것이다.

제13도와 제13a도는 다수의 웨브(114)에 의해 분리된 다수의 공간이 있는 챔버(113)를 형성시키는 가열 밀봉을 포함하는 마무리 작업을 기술한다. 또한, 정면 말단도 주위가 밀봉되고, 부분(115a)와 (115b)는 잘라내어져 둥근 정면 말단을 제공한다. 그리고 나서, 덮개(envelope)는 기술한 바와 같이 초기에 밀폐가스로 팽창되고, 모든 섹션은 밀봉된다. 신발류로 조립되었을 때, 전체 신발창 성분은 옆면을 통해 보여질 수 있는 챔버 즉, 가시적인 팽창된 쿠션을 허용할 수 있다.

이들 고안물에서 각각의 분리된 챔버는 동시에 또는 임의의 다른 원하는 수준에서 가압되면서 임의의 원하는 배열로 구분될 수 있음은 이해된다. 반대로, 일부 또는 모든 챔버는 좁은 음파 벤튜리관 또는 유사한 흐름제한 통로에 의해 결합될 수 있다.

제14도 내지 제14d도는 초기에 사출 또는 중공성형에 의해 형성될 수 있는 전체 신발차 생성물(125)을 기술한다. 일반적으로 생성물은, 옆면 사이에 새그 부분이 있다는 것(제14도를 보라)과 신발창이 점점 가늘어지는 형태를 가진다는 것은 제외하고 제13도의 것과 유사하다. 새그 부분은 멘드릴이 추출을 허용하는 통로로부터 움직인다. 초기 형성 후, 생성물은 처리되어 제15도 내지 제15d에서 기술한 바와 같은 완충 고안물을 제공한다.

완성된 생성물은 팽창되고, 다양한 두께의 측면을 포함한다. 가장 두꺼운 부분(130)은 뒤축 섹션이 될 것이고, 가장 가는 부분은 앞발 부분(135)이고, 후자는 경사진 전이부(137)에 의해 연결될 것이다. 또한 여러 가지 도면은 가로로 확장하고, 주변 챔버(140) 및 (141)과 연결된 웨브(139)를 가진 다수의 챔버(138)를 기술한다.

제16도 내지 제16f도는 중공 성형 또는 진공성형 기술에 의하거나 분리되어 형성된 시트 재료로부터 형성될 수 있는 본 발명에 따르는 생성물을 기술한다. 그러나, 중공성형이 바람직한 기술이다. 형성 방법에는 무관하게, 다른 형태의 가장 가는 필름 두께와 유사한 본 발명에 따르는 상기 형태 필름의 두께는 5mils-50mils일 수 있지만, 20-25mils의 필름두께가 바람직하다.

팽창된 신발창 총 길이(150)는 뒤축 부분(155)내에 대개 세로인 챔버(153)와 대개 가로인 챔버(151) 둘 다를 포함한다. 뒤축 부분은 앞발 부분(156)보다 더 두껍고, 두 부분은 점점 가늘어지는 전이부(158)에 의해 연결될 것이다. 이미 기술했듯이, 여러 가지 챔버는 접착밴드(160)에 의해 분리된다. 몇 가지 경우에 있어서, 제16d도에 보여지듯이 접착 섹션은 비교적 짧은 섹션(162)이다. 앞발 영역 내 접착부 및 챔버의 대개 가로인 배향은 유연성을 증진시키는 반면, 뒤축 부분은 동일 형태의 유연성을 요구하지 않는다. 앞발 및 옆면의 유연성을 증진시키기 위해, 보여지듯이, 서로서로 인접한 작은 직경의 말단을 가진 끝을 자른 개구부 형태로 제공된 측면 유연성 샛길눈(notches)(165)이 존재한다. 상기 두가지 측정은 신발창 중간부분의 관성 횡단 모멘트를 감소시켜 달리면서 발끝이 떼어지는 동안 신발이 쉽게 구부려질 수 있게 한다.

본 발명이 다른 형태에서와 같이, 팽창된 생성물은 언급된 고정 가스에 대한 향상된 차단층이고 유동가스에 대한 침투성 차단층인 덮개로부터 제조된다. 다른 형태에서처럼, 중간면과 측면상에 주변 챔버가 있고, 여러 가지 챔버는 모두 연결되어 있다.

기술된 여러 가지 형태가, 챔버 사이에 고정 가스와 유동가스의 근본적인 자유 흐름을 가지는 연속 챔버를 보여주는 반면, 여러 가지 구획이 흐름의 제한된 통로와 부분적으로 연결될 수 있거나, 다른 챔버에 대해 완전히 독립적인 챔버로부터 형성될 수 있고, 다른 압력 수준으로 팽창되고, 제11도의 인장생성물 내에서와 같은 단일 챔버만을 가진 팽창된 쿠션일 수도 있다.

이들 도면에 기술된 여러 가지 생성물은 신발 제품 주로, 운동화 및 레저화의 밑창으로 사용되도록 고안된다. 상기 적용에 있어서, 이들 팽창된 생성물은 다양한 서로 다른 실시양태 중 하나에서 사용될 수 있다:

1) 적절한 밀창 포움으로 완전하게 봉입됨,

2) 발 아래에 편안함을 더하기 위해 펑평하지 않은 표면은 메워지고, 주름은 퍼지도록 단위의 윗 부분만 봉입됨,

3) 신발 바닥장의 부착을 돕기 위해 아랫 부분 위가 봉입됨,

4) 윗 부분과 아랫 부분이 봉입되지만, 장식과 마케팅을 위해 경계면은 노출됨,

5) 4항과 동일하지만, 단위면이 선택된 부분만 노출됨,

6) 성형된 신발판(Footbed)에 의해 윗 부분상에 봉입됨,

7) 어떤 봉입 포움과도 사용되지 않음

주 탄성 중합체에 결정을 첨가하는 것 이외에, 결정성은 다른 기술에 의해 부여될 수 있다. 한가지는 서로 다른 재료들을 함께 적층시키는 것이나, 성분들의 층할을 방지하기 위해 조심스럽게 행해져야만 한다. 예컨대, 적충 생성물은 산소 가스가 접착된 팩키지로 통과되는 것을 방지하기 위해 팩키징 공업에 사용되어 왔다. 이들 팩키징 적층은, 복합재료가 열등한 가열 밀봉 특성을 가지거나 피로 하중에 의해 발생되는 분해 때문에 빨리 떨어지기 때문에 본 발명을 위해서는 대개 만족스럽지 못하다.

만족스럽게 조작되는 한가지 방법은 폴리비닐 비닐리덴 염화물공중합체와 우레탄 탄성 중합체 필름의 공적층(co-lamination)이다. 상기 재료로부터 제조된 팽창된 쿠션은 허용가능한 차폐특성을 가지지만, 복합재료는 가압하에 층할된다. 만일 실란 Xl--6106-- 또는 PAPI 50 같은 중간 결합제가 사용된다면, 적측 과정동안 적절한 시간-온도 관계가 관찰되고, 결과는 향상될 수 있음이 밝혀졌다. 상기 시간과 온도 조절은 가압하에 서로 다른 재료를 함께 냉동시킬 수 있는 콜드 프레스와 결합된 가열 플래톤 프레스의 사용과 관련된다.

미립 결정질의 분리조각에 혼합시키거나 결정질의 구조요소에 탄성 재료를 결합시켜 모 탄성 중합체 필름의 결정질 함량을 증가시키기 위한 기술된 방법 이외에, 다른 접근이 있다. 상기한 한가지 접근은 분자 스케일이다. 이들 접근은 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 아크릴 공중합체, 폴리염화비닐리덴 공중합체, 폴리에스테르 공중합체 탄성체, 매우 얇은 액정으로 조밀하게 채워진 섬유 분자쇄, 폴리우레탄-나일론 블렌드 및 다른 폴리우레탄 블렌드같은 고 결정질 중합체와 모 탄성 중합체의 블렌딩 또는 공-중합과 관련된다.

다른 접근은 폴리우레탄 탄성중합체 필름재료와 조합으로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 매우 얇은 유연층위에 두께가 500Å이하인 진공 석출 유리; 조밀하게 채워진 분자쇄로 구성되는 탄성 중합체 매트릭스 내의 매우 얇은 액정 중합체 층; 우레탄과의 아크릴 중합체; 탄성 중합체 및 결정질 함금 BASF 코오퍼레이션의 엘라스톨론(Elastollon) 같은 열가소성 우레탄으로 채워진 유리; 열가소성 우레탄으로 채워지거나 강화된 섬유 유리; 열가소성 폴리우레탄과 열가소성 탄성 중합체의 경질 결정 단면의 코폴리에스테르; ⑴ 경질 유리질 결정 PET 중합체 단면과 연질 고무 중합체 단면의 교호 블록 중합체 같은 폴리에테르와 에스테르의 열가소성 공중합체, ⑵ 스티렌(결정질)/부타디엔(고무질)/스티렌(결정질) 블록 중합체와 같은 경질 유리질 결정 재료와의 조합으로 연질고무 성분을 적절한 비율로 갖는 열가소성 탄성 중합체; 에틸렌 프로필렌 고무와 결정질 폴리프로폭실렌의 블렌드를 함유하는 열가소성 폴리올레핀 탄성 중합체; 염화 폴리에틸렌(결정질)과 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)(고무질); 클로로부틸 고무(고무질)와 폴리프로필렌(결정질); 폴리에테르와 아민의 공중합체; 폴리우레탄과 나일론 같은 폴리우레탄 하이터 블렌드; ⑴폴리부타디엔, ⑵폴리이소프로펜, ⑶에틸렌 부타디엔, ⑷크라톤 디이(Kraton D)와 크라톤 지이(Kraton G)같은 에틸렌프로필렌 같은 서로 다른 탄성 중합체 중-단편과의 조합으로 스틸렌 블록 공중합체를 사용하는 것과 관련된다. 다른 재료는 폴리에스테르, 인조견사, 케블라, 아크릴재료, 다양한 형의 나일론, 폴리프로필렌, 모든 형의 폴리에스테르, 솜, 모 및 이들 혼합물을 포함한다.

게다가, 확산 펌핑을 조절하기 위한 개선된 차단 덮개를 얻기 위한 다른 접근은 탄성 공중합체 요소의 한쪽 또는 양쪽 표면 위로의 얇은 금속층의 진공 증착 또는 진공 석출의 사용과 관련된다. 상기 금속층은 효과적으로 되기 위해서는 두께(인치)의 몇 백만분의 1이 되야 한다. 금속 석출은 필름의 내부 또는 외부 표면 중 하나 일 수 있고, 내부 표면이 바람직하다. 또한, 두 개 탄성 중합체 시트사이의 적층으로서 사용될 수 있다. R.F. 결합기술 이외의 통상적인 결합 과정을 사용하여 결합되는 탄성 중합체 층 사이에서 우수한 결합이 얻어질 수 있다.

본 발명 개발 초기의 블렌드는 팽창된 생성물의 확산을 조절하기 위한 결정질 및 탄성 재료가 화합된 것이었다. 분자 블렌딩으로 결정도를 부여하려한 이들 시도는, 결과 생성물이 본 발명 실시에 중요하다고 여겨지는 몇가지 특성을 가지지 않았다는 점에 있어서 전적으로 성공적이지 못했다. 예컨대, 생성된 충분량의 폴리염화비닐과 탄성 중합체 우레탄이 블렌드는 R-F. 접착을 위한 훌륭한 유전특성과 훌륭한 피로 저항성을 가졌다. 가스의 확산 속도는 우레탄만의 것보다 더 느렸다. 팽창된 생성물은 가압 하에서 그 크기가 점점 커지고 결국 폭발하므로 인장을 완화시키거나 점점 줄여야하는 어려움이 있다. 따뜻한 기후에서는 특히 그렇다.

폴리에틸렌이 훌륭한 차단 물질이 될 것이라 여겨지지만, 이것이 폴릴우레탄과 함께 블렌딩될 때는 윤활제로서 작용했다. 미끄럼면은 폴리에틸렌과 탄성 중합체 우레탄 사이에 존재했다. 명백히, 결정질과 탄성 중합체 성분 사이에는 불출분한 가교가 있었다. 한편, 결과는 조절되지 않았고 인장 완화에서 기인한 과다한 신장이 있었다. 확산 펌핑이 압력을 유지하는데 중요한 팽창된 완충물에 유용한 재료를 제공하고 이들 문제를 방지하는데는 적어도 10%의 가교가 필요함을 후자 시험은 지시했다. 그래서, 이제 본 발명에 따라 사용될 수 있는 새로운 재료가 유용하게 되었다.

폴리우레탄은, 지난 10년동안 나이키 신발 회사(Nike Shoe Company)에 의해 제조되고, 전 세계적으로 판매된 무수한 팽창된 생성물에 사용하기 위한 탁월한 열가소성 탄성 중합체 필름으로 증명되었다. 그러므로, 그것은 PET로서 결정성 중합체와 블렌딩 또는 공중합 시키기 위해 우세하게 선택된다. 상기 폴리우레탄의 물리적 특성은 하기와 같다:

폴리우레탄은, 표준 사용온도에서 고무와 유사한 비정질 탄성 중합체재로(폴리에스테르 또는 폴리에테르)단면(80%)에 의해 가교된 단단한, 고 극성 또는 결정질 단면(20%)을 갖는 교호 블록 공중합체와의 열가소성 탄성 중합체이다. 경질 및 연질 단면은 중합체 사슬을 따라 교호된다. 경질 블록은 부탄 디올로 사슬이 연장된 2,4- 및 2,6-톨루엔 디이소시아네이트의 혼합물로 전형적으로 구성된다. 가열되었을 때, 경질 단면은 용융되고 재료는 유체가 된다. 냉각되었을 때, 단면은 재경화되고, 연질 단면은 결합되어 열가소성 고무와 유사한 고체-상태 구조를 제공한다. 이들 중합체는 상 분리 또는 용융상태에서의 구조가 보유되지 않기 때문에, 그들은 쉽게 처리된다. 연질 탄성 중합체 단면이 극성이기 때문에, 그들은 특히 R-F 유전 가열밀봉으로 꽤 쉽게 가열밀봉가능하다. 그들의 우수한 굽힘 피로 특성은 수만의 운동화 및 레저화 뿐 아니라 실험실 내 피로 기계(laboratory endurance fatigue machine)로의 수 만의 엄격한 시험으로 증명되었다.

필름의 슈퍼가스 및 질소로의 투과를 감소시키면서 상기한 근본적인 기계적 특성과 제조시 장점을 보유하기 위해서는, 중합체를 다른 극성 중합체와 블렌딩시키는 것이 필요하다. 특히 관심을 끄는 것은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)폴리에스테르와의 블렌딩이다. 이는 디메틸 테레프탈레이트를 에틸렌 글리콜과 반응시켜 제조한 축합 중합체이다. 이축연신 PET 필름은 광범위하게 적용된다. PET의 극히 낮은 흡습성 때문에, 기계적 특성은 습도에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는다. 더 큰 내충격성은 PET의 새로운 강화등급으로 유용하다. 이들 재료는 PET/탄성 중합체 합금이 기본이다. 또한 강화 PET 중합체도 유용하고, 구입가능하다.

결정질 요소와 블렌딩될 수 있거나 공중합될 수 있는 다른 열가소성 탄성 중합체 원료는 HYTREL(듀 퐁 컴퍼니의 상표)이다. 또한, 히트렐(Hytrel)은 통상적인 열가소성 수지 기술로 제조할 수 있다. 다양한 배합은 녹는점, 인장강도, 신장율, 굽힘 탄성율, 피로 저항성 및 인열강도 등의 필수적인 물리적 특성을 가진다. 히트렐은 40 내지 80%의 경질 단면과 60 내지 20%의 연질 단면을 가진다. 비록, 가수분해 불안정도가 문제가 될 수 있다 할지라도, 스티복솔(stiboxol)첨가로 허용가능한 수준까지 감소시킬 수 있다. 더욱 경질인 히트렐 배합은 탁월하게 낮은 가스 확산 속도를 가지지만, 에어-쿠션 적용에는 너무 딱딱하다. 더욱 연질인 배합(40D 쇼어(shore)듀로미터, 예컨대 히트렐 4056)은 훌륭한 굽힘 특성을 가지나 저-투과성이 부족하다. 상기 적용에서 요약된 접근을 사용하여, 결정성 중합체와 블렌딩 시키거나 공중합시켜 이를 조정할 수 있다.

또 다른 훌륭한 열가소성 원료는 RITEFLEX(샐라네즈 코오퍼레이션의 상표)이다. 듀로미터로 40D와 47D인 라이트플렉스 540과 티플렉스 547은 통상적인 사출 성형과 압출 장치로 제조될 수 있는 전형적인 재료이다. 재료는 30 내지 40%가 결정질이다. 용융 온도는 히트렐보다 약간 더 낮은, 193℃ 내지 216℃(380℃-420℉)이다.

본 발명이 덮개 원료로서 상기 적용에서 기술된 열가소성 탄성 중합체 배합에 제한되지는 않지만, 일반적인 의미에서 상기 재료를 포함함으로 이해해야만 한다. 열가소성 재료는 열가소성이거나 열경화성일 수 있다. 동일한 법칙을, 모 중합체와 블렌딩되거나 공중합되는 결정질 요소에 적용하여 확산 펌핑 속도와 투과성을 원하는 수준으로 조절할 수 있다.

본 발명과 확산 펌핑 선행기술 사이의 차이와 본 발명의 장점을 더 잘 이해하기 위해, 참고로 제17도 내지 제19도를 만들었다. 제17도의 커브A는 이상화된 제한 경우 즉, 일정 부피(덮개 재료가 연신되지 않음)을 가지고, 덮개 내에서 일정한 부분 압력을 가지는 슈퍼가스(프레온 116)로 20psi에서 팽창된 밀봉 덮개에서 일어날 수 있는 시간에 따른 압력의 경향을 기술한다. 보여지듯이 내부압은 압력이 34.7psig 수준에서 안정화될 때까지 계속 증가하다. 상기와 같은 압력 상승은 주위 환경의 공기로부터 얻은 질소가스, 제17도의 커브 C는 질소가스, 커브 D는 산소가스의 확산 펌핑에서 기인한다. 커브 A는 나타내어진 바와 같이, 커브 A는 초기 20psi 팽창에 더해진 커브 C와 D의 합이다. 예컨대, 6개월 후, 충분한 질소가스가 덮개로 확산되어 질소 가스이 부분압이 10.8psi가 될 것이다. 마찬가지로, 산소가스의 부분압은 3.1psi가 될 것이다. 이들 두가지 압력이 초기 가압에 더해진 총합은 6개월 후 커브 A에서 33.9psig값을 나타낸다.

그러나, 제17도의 커브 A는, 커브 C와 D가 관련되었을 때 선행 기술의 확산 펌핑을 기술하는 편리한 방법을 제공하는 이상화된 경우이다. 팽창된 하중 고안물의 확산 펌핑에 대한 실제적인 경우는 제17도의 커브 B에 기술된다. 후자 커브는, 폴리우레탄 필름을 사용하고 F 116 슈퍼가스로 가압된 실제 에어졸의 경우인 특허, '250호의 제13도와 특허 '626호의 제9도의 커브 A와 동일하다. 실제 고안물 커브 B와 이상화된 커브 A를 비교하면, 커브 B에서의 압력이 이상화된 경우보다 상당히 더 낮다는 것을 알수 있다. 압력차는 필름의 인장 완화 또는 그들의 연신 및 슈퍼가스 일부의 외부로의 확산 손실에서 기인한다. 보여지듯이, 커브 B는 산소와 질소가스가 팽창초기 4 내지 6 개월 동안 내부로 확산 펌핑될 때 상당히 빠르게 증가한다.

제18도는 본 발명에 따른 생산물에 대한 시간에 따른 압력 경향을 나타낸다. 커브 E, F, G와 H는 각각 제17도의 커브 A, B, C와 D에 상응한다. 커브 E는 본 발명에 따라 이상화된 경우이다. (일정 부피와 슈퍼가스의 일정한 내부 부분압)커브 G는 고안물로 확산 펌핑되는 질소 가스의 부분압이고, 커브 H는 고안물로 확산 펌핑되는 산소 가스의 부분압이다. 커브 G와 H를 커브 C 및 D와 비교하면, 산소와 질소 가스의 내부 확산이 본 발명에 따른 개선된 차단 필름의 경우에 더욱 천천히 일어남을 알 수 있다. 예컨대, 6개월 후, 질소가스의 부분압은 3.1psi 이고 산소가스의 부분압은 2.9psi정도이다. 산소는 질소보다 더 급속하게 확산 펌핑된다. 20psi의 초기 팽창압에 더해졌을 때 이들 부분압은 커브 E의 총 압력 26psi가 된다.

또한, 본 발명의 하중 지지 고안물에 대한 실제 데이터인 커브F가 이상화된 커브 E보다 압력이 더 낮음을 볼 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르는 실제 커브와 이상화된 커브의 차는 제17도의 데이터에서 얻은 값 이하이다. 이는, 본 발명의 개선된 차단 필름 재료가 보통 느린 슈퍼가스의 외부확산을 한층 더 감소시키고 본 발명의 개선된 필름 재료가 인장완화를 감소시키기 때문이다. 그 결과, 본 발명에 따른 생산물의 팽창된 부피가 시간이 지남에 따라 비교적 일정하게 유지된다. 커브 E와 F사이의 차이는, 슈퍼가스압의 손실이 장기간 동안 매우 적기 때문에 필름의 인장 완화에서 주로 기인한다.

제19도는 제17도와 제18도로부터의 데이터를 첨가하고, 기간을 2½에서 14년으로 확장하여 본 발명에 따르는 개선된 압력 유지를 기술한다. 커브 B와 F를 비교해 보면 산소와 질소가스(커브 C와 D)가 봉입물내로 빠르게 확산 펌핑되기 때문에 압력이 실제로 꽤 빨리 증가하는 시간인 처음 4개월 후에는 커브 B의 압력은 오히려 심하게 감소하기 시작함을 알수 있다. 시간이 경과함에 따라, 압력은 계속 감소해서 2½년 후에는 초기 팽창 압력인 20psi로 감소한다. 4년후, 압력은 17psi로 감소하고, 이후 계속 감소한다.

대조적으로, 본 발명을 나타내는 커브 F는 압력이 결코 감소하지 않으나, 사실, 7년 후 압력이 정상 상태 일정값 28psg가 될 때까지 계속 조금씩 증가한다. 실제의 두가지 하중지지 고안물에 대한 커브 B와 F로부터의 데이터는 본 발명의 장점을 더욱 효과적으로 나타내기 위해 표로 만들어질 수 있고, 이는 하기와 같다:

이들 데이터는 장기간의 가압에서 본 발명에 따라 얻을 수 있는 개선을 보여준다. 그래프에서 보여주었듯이, F 116, 공기 및 질소 가스를 사용하는 장기간의 시험을 새롭고 독특한 장기간의 결과를 확인시켜 준다. 그러므로, 허용가능한 가압은 더 적은 양의 그리고 덜 비싼 슈퍼가스로 얻을 수 있고, 제한 경우에는 공기 또는 질소로의 팽창으로 얻을 수 있다.

제19도의 커브 F는 산소가스가 유동가스(1년간 총 부분압이 3.1psi에 도달함)이고 질소가 반-이동가스(12년간 총 부분압이 11.6psi에 도달함)인 본 발명의 개선된 차단 물질의 경우를 나타낸다. 커브 F에서 지시되었듯이, 본 발명에 따르는 덮개 내에 매우 장기간의 영구적인 팽창을 얻는 것이 가능하다. 그러나, 한가지 발생할 수 있는 문제는 2년 후에 압력이 초기 팽창 압력 보다 7psi 더 높은 (약 ⅓ 더 높은)27psi까지 오른다. 이는 공기와 슈퍼가스혼합물로의 초기 팽창으로 또는 더 적은 양의 슈퍼가스 중 하나 즉, 더욱 빨리 확산하는 것으로의 팽창으로 완화될 수 있다.

본 발명에 따르는 더 좋고, 바람직한 용액은 100% 질소 가스로 초기에 팽창된다. 제20도의 커브K는 100%질소 가스로 초기에 가압된 본 발명에 따르는 생성물에 대한 압력-시간 관계를 나타낸다. 커브 I는 봉입물로의 이동 산소 가스 부분압의 역전 확산을 보여주고, 커브 J는 봉입물내의 질소가스 부분압을 보여준다. 커브 K는 커브 I와 J의 총합이다. 보여지듯이, 커브 K의 압력 위로 솟은 부분은 초기 팽창압이 단지 10%이고, 이는 꽤 허용가능하다. 또한, 시간이 약 5½년 경과할 때까지 초기 압력은 초기 팽창압 20psi이하로 떨어지기 시작하지 않는다. 이는 탁월한 장기간의 영구적인 팽창이라 여겨지고, 구입가능하고 비싸지 않고 무해한 가스인 질소 가스로 팽창시켜 얻을 수 있다.

제21도는 앞선 그래프에서 이미 기술한 세가지 형의 확산 펌핑의 복합이다. 커브 B는 슈퍼가스로 이전에 확산 펌핑된 것이다. 커브 F는, 슈퍼가스와 이동 산소 및 밀폐 질소 가스를 사용하여 본 발명에 따라 확산 펌핑된 것이다. 커브 K는 커브 F와 동일한 것이나, 슈퍼가스 대신에 순수한 질소가스를 사용하는 초기 팽창은 20psig이다.

제22도 내지 제24도는 기술한 확산 현상을 더 잘 이해하도록 하기 위해 본 발명에 따르는 다양한 구조를 기술한다. 제22도에서, 보여진 결정질 성분은 약 1000배로 되어 보여지고, 이는 개선된 차폐층의 탄성 중합체 재료에 결합된다. 기술된 형에서, 결정성 물질은 접착제, 기계적인 또는 분자 접착에 의해 탄성 중합체 물질에 강하게 결합되어 있는 결정질 망 또는 섬유직물 물질일 수 있다. 작은 화살은 팽창매의 흐름(활성 확산)또는 차단 물질을 통한 주위 공기의 역전 확산을 기술한다. 활성 확산에서, 팽창 가스는 차폐 필름의 외부 표면 위에서 응축되고 나서, 액체 상태 내 필름을 통해 이동하여 필름의 반대면 위에 나타나고 나서, 가스로서 재-증발된다. 제22도에서 지시했듯이, 결정질 성분은 차단 덮개를 통한 팽창매의 이동 및 공기의 내부 역전 확산에 대한 봉쇄 또는 흐름 제한을 효과적으로 형성한다. 이는 팽창매가 결정성 물질을 둘러싸고 있는 탄성 중합체 물질을 통해 계속 움직이듯이, 결정성 물질의 표면 위로 충돌하여 결정질 성분 주위에 흐름이 쏠려서 결정질 성분 인접 부분 사이의 좁은 통로내에 흐름이 모이거나 빈틈없이 꽉 차도록 그려진 굽은 화살로 개략적으로 기술된다.

제22도에 기술된 형에서, 차단 필름 단면도의 많은 부분은 결정성 재료로 채워지고, 이는 근본적으로 팽창매의 흐름이 없도록 한다. 이는 탄성재료가 근본적으로 슈퍼가스 확산에 대한 상당히 훌륭한 차단층이라는 사실과 겸비되어, 그 결과 확산 펌핑의 조절을 위한 매우 효과적인 매카니즘이 결과되어, 실질적으로 더 긴 시간동안 훨씬 더 정밀하고 안정된 팽창압을 얻을 수 있고, 그 결과 훨씬 개선되고 우수한 생성물을 얻을 수 있다.

제23도에서 기술된 형태는, 결정질 성분이 제22도에서처럼 단단하게 거기 부착되기보다는, 훌륭한 기계적 또는 화학적 결합을 얻는데 필요한 온도, 압력 및 시간을 포함하는 적절한 결합 또는 커플링 과정의 사용을 통해 탄성 물질 내에 단지 포함되는 것은 제외하고 제22도의 것과 유사하다. 제23에서 기술된 바와 같은 훌륭한 결합이 얻어지지 않는다면, 결정질 성분 또는 구조 주위에 기공이 존재한다. 이들 기공은, 설명을 위해 기술한 이상화된 결정질 성분 주위에 동심 고리 또는 공간으로서 제23도에 기술된다. 팽창매의 이동을 지시하는 화살은 기공으로 움직이는 것처럼 보이고, 기공에 의해 생긴 최소의 저항 통로를 통해 매우 쉽고 빠르게 선택적으로 이동된다. 제22도에서와 비교하여 더 긴 길이의 화살은 결정성 재료의 인접 부분 사이의 좁은 통로에서 흐름이 모이고 구속되는 것이 감소되어 팽창매의 이동이 상대적으로 쉽게 되었음을 지시한다. 그래서, 확산 펌핑 조절을 위해 효과적인 복합 구조를 생성시켜 탄성 물질과 결정성 물질 또는 성분 사이에 훌륭한 결합을 얻는 것이 중요하다. 또한, 허용 가능하고, 장기간의 굽힘으로 강도 및 수명을 얻는 것도 중요하다.

제24도에서 기술한 형태는 50 내지 200미크론 또는 그 이상으로 랜덤한 직경을 가진, 얇은 벽이 있고, 속이 빈 유리 구모양의 마이크로-비이드 형태인 결정질 성분을 포함한다. 상기와 같은 다양한 직경을 가진 비이드는 균일한 직경을 가진 것이 사용될 수 있음에도 불구하고, 가격에 있어 더욱 효과적이다. 제22도와 제23도에서와 같이, 개선된 차단 복합 물질을 통한 팽창매의 이동은 화살로 그려진다. 상기 도면은 약 100,000배 확대되었다. 무디고, 찌그러진 화살은 흐름이 비이드 표면위에 충돌하여 비이드 주위인 인접 비이드 사이의 흐름 제한 통로로 쏠림을 지시한다. 또한 결정질 비이드는 크기가 크고, 속이 비어 있기 보다는 고체일 수 있고, 유리 이외의 결정성 물질로부터 제조될 수 있음은 이해된다.

제25도에서 후자는 개선된 차단 필름(200)이 가압되어질 덮개를 형성하는데 사용되는 본 발명의 한가지 형태를 기술한다. 상기 형태에서의 차단 필름은 주 재료(202)가 차단 필름이 매우 찌그러지고, 신장되거나 평평하게 될 수 있는 경질 결정성 단편 또는 성분(203)존재로 결정도가 증가된 비결정 탄성 물질인 복합 결정성 비결정-탄성 중합체 차단 재료 형태이다. 이들 경질 결성성 단편 또는 성분은 주재료를 통해 균일하게 바람직하게 분포된다. 이는 적절한 가교 및 그래프팅 또는 다른중합 기술로 얻을 수 있다. 결정이 형성되고 있는 동안 재료를 연신시키거나 압축시켜 찌그러짐을 얻을 수 있다. 찌그러짐을 주재료 내 성분(203)의 결정 구조를 효과적으로 압축시켜, 접착 에너지 밀도를 증가시키고, 상기 결정질 성분은 찌그러지지 않은 것보다 결정질 확산 차단 성분으로서 훨씬 더 효과적이다. 면(204)은 덮개의 내부면이고, 면(205)은 덮개의 외부면 또는 주위 공기면이다.

상기 형태에서, 차폐 재료는 이동 가스로 침투 가능하고, 선택된 밀폐가스로 반-침투가능하고, 슈퍼가스로는 근본적으로 침투되지 않는다. 기술된 스케일은 전자 현미경하에서 보여질 수 있는 것이다. 또한, 화살은 차폐 필름을 통한 이동 가스의 흐름을 지시한다. 상기 형태에서, 결정질 단편 또는 영역이 경질 결정성 재료인 반면 주재료는 연질 탄성 중합체 단편 또는 영역으로 구성된다.

이제, 당분야의 기술자에게는 명백해지듯이, 상세한 설명은 신발류에 초점이 맞춰졌지만, 본 발명의 생성물은 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따르는 생성물은, 운동용, 군인용, 건축용, 산업용, 모터 사이클용, 자전거용 또는 다른 용도의 헬멧으로; 안장 및 의자 쿠션으로; 장갑 또는 보호기어로; 꾼, 창문, 항공기, 우주선, 산업용 밀봉 및 유전 밀봉으로; 매트리스와 베개로; 팩키징 생성물로; 다양한 형의 띄운 장치; 테니스 라켓; 소형 착암기, 전기톱의 핸들 및 핸들 손잡이; 다양한 형의 충격 마운팅 또는 충격 생성 장치에 사용될 수 있고; 상기 자세한 설명으로부터 명백해질, 에너지 흡수 및 에너지 회수 장치 및 쿠션닝 그리고 탄력있는 장치에 친숙한 당분야의 기술자들에게 명백한 다양한 장치 또는 사용중 하나에서 사용될 수 있다.

Claims (57)

1. 필름 유사 물질로 이격된 면에 의하여 형성되는 챔버 수단을 갖는 밀봉된 덮개로 구성되고; 이때, 상기 필름 유사 물질은 플라스틱 및 극성 및 탄성체이며 부분적으로 결정성 필름 물질의 가스 확산성을 가지며; 상기 덮개는 고정 가스에 의해 선결된 압력까지 초기에 가압되며 이에 관하여 상기 필름 유사 물질은 이를 통한 고정 가스의 확산을 지연시키는 차단층으로서의 작용하며; 상기 필름 물질은 부분적으로 가압된 완충 고안물을 유지시키기 위해 상기 고정 가스를 보유하고 이를 통한 유동 가스의 확산을 허용하는 능력을 특징으로 하고; 상기 덮개의 내부 압력은 유동 가스와 고정 가스의 분압의 합인, 하중지지 가스로 가압된 완충 고안물.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정 가스가 질소 가스인 하중 지지 가압 완충 고안물.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정 가스가 슈퍼가스를 포함하는 하중 지지 가압 완충 고안물.
4. 제1항에 있어서, 상기 결정성이 상기 필름 유사 물질 내에 함유된 결정성 물질에 의해 제공되는 하중 지지 가압 완충 고안물.
5. 제4항에 있어서, 상기 결정성 물질이 섬유 물질인 하중 지지 가압 완충 고안물.
6. 제4항에 있어서, 상기 결정성 물질이 결정성 혈소판형 물질인 하중 지지 가압 완충 고안물.
7. 제1항에 있어서, 상기 필름 유사 물질이 탄성체 폴리우레탄 중합체인 하중 지지 가압 완충 고안물.
8. 제1항에 있어서, 완충 고안물이 신발의 한 구성 요소인 하중 지지 가압 완충 고안물.
9. 제8항에 있어서, 상기 완충 고안물이 뒤축 패드인 하중 지지 가압 완충 고안물.
10. 제8항에 있어서, 상기 완충 고안물이 완전한 길이의 신바닥 구성 요소인 하중 지지 가압 완충 고안물.
11. 제8항에 있어서, 상기 완충 고안물이 신발의 길이보다 짧은 길이인 하중 지지 가압 완충 고안물.
12. 제4항에 있어서, 상기 결정성 물질이 고도의 결정성 스크림인 하중 지지 가압 완충 고안물.
13. 제8항에 있어서, 상기 완충 고안물이 부분적으로 또는 완전히 봉입된 포움인 하중 지지 가압 완충 고안물.
14. 제1항에 있어서, 상기 밀봉된 덮개가 필름 물질 시이트로 형성되는 하중 지지 가압 완충 고안물.
15. 제1항에 있어서, 상기 결정성 물질이 필라멘트, 분말, 혈소판형, 클로드(cloth), 비이드 및 미소-구형으로 구성된 군으로부터 선택된 형태의 금속 또는 금속 합금인하중 지지 가압 완충 고안물.
16. 제4항에 있어서, 상기 결정성 물질이 겹박 음질(lock stitched)된 물질인 하중 지지 가압 완충 고안물.
17. 제1항에 있어서, 상기 밀봉된 덮개가 다수의 별도로 밀봉된 챔버로 구성되는 하중 지지 가압 완충 고안물.
18. 제1항에 있어서, 상기 밀봉된 덮개가 서로 연결된 챔버로 구성되는 하중 지지 가압 완충 고안물.
19. 제1항에 있어서, 상기 덮개의 내부 압력이 대기압보다 높은 하중 지지 가압 완충 고안물.
20. 제1항에 있어서, 상기 덮개가 주변 솔기를 포함하는 하중 지지 가압 완충 고안물.
21. 제1항에 있어서, 상기 결정성이 상기 필름 물질의 표면에 연결된 결정성 물질에 의해 제공되는 하중 지지 가압 완충 고안물.
22. 제21항에 있어서, 상기 결정성 물질이 얇은 금속층인 하중 지지 가압 완충 고안물.
23. 제4항에 있어서, 상기 결정성 물질이 결정성 중합체 물질인 하중 지지 가압 완충 고안물.
24. 제1항에 있어서, 상기 필름 유사 물질이 결정성 물질을 포함하는 중합체 물질의 혼합물인 하중 지지 가압 완충 고안물.
25. 제1항에 있어서, 상기 결정성이 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체 물질에 의해 제공되는 하중 지지 가압 완충 고안물.
26. 제1항에 있어서, 필름 유사 물질이 열가소성 탄성중합체를 포함하는 하중 지지 가압 완충 고안물.
27. 제1항에 있어서, 상기 필름 유사 물질이 열가소성 폴리에스테르 탄성체를 포함하는 하중 지지 가압 완충 고안물.
28. 제1항에 있어서, 상기 유동 가스가 질소 가스 이외에 공기 중의 다른 가스 성분을 포함하는 하중 지지 가압 완충 고안물.
29. 제1항에 있어서, 고정 가스가 공기 또는 질소 또는 슈퍼가스를 포함하고 유동가스가 산소를 포함하는 하중 지지 가압 완충 고안물.
30. 제1항에 있어서, 고정 가스가 질소이고 유동가스가 산소를 포함하는 하중 지지 가압 완충 고안물.
31. 필름 유사 물질로 이격된 면에 의하여 형성되는 챔버 수단을 갖는 덮개를 제공하는 단계; 이때, 필름 유사 물질은 플라스틱 및 탄성체이며 부분적으로 결정성 물질의 가스 확산성을 가지며; 상기 필름 유사 물질이 이를 통한 가스의 확산을 지연시키기 위한 차단층으로서 작용하도록 하는 하나의 가스에 의하여 선결된 압력까지 상기 덮개를 초기 가압시키는 단계; 이때 필름 물질은 부분적으로 가압된 고안물을 유지시키는 상기 하나의 가스를 보유하는 동시에 이를 통한 유동 가스의 확산을 허용하는 능력을 특징으로 하며; 상기 덮개를 상기 하나의 가스를 함유하도록 밀봉하는 단계; 및 상기 밀봉된 덮개를 주위 공기에 노출시킴에 의하여 주위 공기 내의 유동 가스가 상기 밀봉된 덮개 내로 확산됨으로써 상기 덮개의 내부 압력이 상기 하나의 가스 및 유동 가스의 분압의 총합이 되도록 하는 단계로 이루어지는, 하중 지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 하나의 가스가 질소 가스인, 하중 지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
33. 제31항에 있어서, 상기 하나의 가스가 슈퍼가스인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
34. 제31항에 있어서, 상기 덮개가 편평한 시이트 유사 물질로부터 제공되는, 하중 지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
35. 제31항에 있어서, 상기 덮개가 중공성형, 사출성형, 슬러시성형, 진공성형, 로토 성형, 이송성형 및 가압성형 중 임의의 하나에 의하거나 이를 겸용하여 형성되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
36. 제31항에 있어서, 상기 덮개가 열가소성 물질로 형성되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
37. 제31항에 있어서, 상기 덮개가 열경화성 물질로 형성되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
38. 제31항에 있어서, 상기 덮개가 이들의 면을 함께 접착시킴으로써 형성되고, 면의 내부 표면이 상기 접착에 앞서 하도제로 처리되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
39. 제31항에 있어서, 상기 완충 고안물이 신발 제품에 조립되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
40. 제31항에 있어서, 상기 유동 가스가 질소 가스 이외에 공기 중의 다른 가스 성분을 포함하는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
41. 제31항에 있어서, 상기 하나의 가스가 공기 또는 질소 또는 슈퍼가스 또는 이들의 혼합물을 포함하는 고정 가스이고 상기 유동 가스가 산소인, 하중 지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
42. 제31항에 있어서, 초기 가압 단계가 대기압보다 높은 내부 압력으로 가압하는것을 포함하는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
43. 제31항에 있어서, 부분적으로 결정성인 물질의 상기 가스 확산성이 상기 필름 유사 물질 내에 함유된 결정성 물질에 의해 제공되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
44. 제43항에 있어서, 상기 결정성 물질이 섬유 물질인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
45. 제44항에 있어서, 상기 섬유 물질이 겹박음질된 물질인, 하중 지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
46. 제43항에 있어서, 상기 결정성 물질이 결정성 혈소판형 물질인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
47. 제43항에 있어서, 상기 결정성 물질이 고도로 결정성인 스크림인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
48. 8.제43항에 있어서, 상기 결정성 물질이 필라멘트, 분말, 혈소판형, 클로드, 비이드 및 미소-구형으로 구성된 군으로부터 선택된 형태의 금속 또는 금속합금인, 하중 지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
49. 제31항에 있어서, 덮개를 제공하는 상기 단계가 상기 덮개 내에서의 다수의 분리된 챔버의 형성을 포함하고; 상기 챔버의 각각을 가압한 다음 챔버를 밀봉하는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
50. 제31항에 있어서, 상기 결정성이 필름 물질의 표면에 연결된 결정성 물질에 의해 제공되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
51. 제50항에 있어서, 상기 결정성 물질이 얇은 금속층인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
52. 제50항에 있어서, 상기 결정성 물질이 결정성 중합체 물질인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
53. 제31항에 있어서, 상기 필름 유사 물질이 결정성 물질을 포함하는 중합체 물질의 혼합물인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
54. 제31항에 있어서, 상기 결정성이 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체 물질에 의해 제공되는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
55. 제31항에 있어서, 상기 필름 유사 물질이 폴리우레탄 물질인, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.
56. 필름 유사 물질로 이격된 면에 의하여 형성되는 챔버 수단을 갖는 밀봉된 덮개로 구성되며; 이때, 상기 필름 유사 물질은 복합 결정학상-무정형-탄성체 차단 물질이며; 상기 덮개는 하나의 가스에 의해 선결된 압력까지 초기에 가압되고 이에 관하여 상기 필름 유사 물질은 이를 통한 고정 가스의 확산을 지연시키는 차단층으로서 작용하며; 상기 필름 물질은 상기 탄성체 물질 내에 경질 결정성 분절 또는 구성요소를 가짐에 의해, 상기 하나의 가스를 보유하고 부분적으로 가압된 고안물을 유지시키며 이를 통한 유동 가스의 확산을 허용함으로써 상기 차단 물질의 활성화된 확산 특성을 개선시키는데에 특징이 있으며; 상기 덮개의 내부 압력은 상기 하나의 및 상기 고정 가스의 분압의 합인, 하중 지지 가스로 가압된 완충 고안물.
57. 제56항에 있어서, 상기 경질 결정성 분절 또는 구성 요소가 상기 차단 물질의 활성화된 확산 차단 특성을 향상시키도록 뒤틀리는, 하중지지 가스로 가압된 탄력있는 완충 고안물의 제조 방법.

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