KR101376697B1 - 인장 요소를 구비하는 신발류 물품 - Google Patents

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Abstract

신발류 물품은 밑창 구조체와, 기초 요소 및 인장 요소를 포함하는 갑피를 가질 수 있다. 인장 요소는 베이스층 및 복수의 스트랜드를 포함할 수 있고, 베이스층은 기초 요소의 외부면에 결합된다. 신발류를 제조하는 데 있어서, 베이스층 내의 열가소성 폴리머 재료는 인장 요소를 기초 요소에 접합하거나 다른 방식으로 결합하는 데 이용될 수 있다.

Description

인장 요소를 구비하는 신발류 물품{ARTICLE OF FOOTWEAR INCORPORATING A TENSILE ELEMENT}
신발류 물품(article of footwear)은 일반적으로 2개의 주요 요소, 즉 갑피(upper) 및 밑창(sole) 구조체를 포함한다. 갑피는 종종 발을 편안하고 확실하게 수용하기 위해 신발류의 내부 상에 공동(void)을 형성하기 위해 함께 재봉되거나 접착식으로 접합되는 복수의 재료 요소(예를 들어, 직물, 폴리머 시트층, 발포층, 가죽, 합성 가죽)로부터 형성된다. 더 구체적으로, 갑피는 발의 발등 및 발가락 영역 상으로, 발의 내측면(medial side) 및 외측면(lateral side)을 따라, 발의 뒤꿈치 영역 주위로 연장하는 구조체를 형성한다. 갑피는 또한 신발류의 맞춤성(fit)을 조정하고, 뿐만 아니라 갑피 내의 공동으로부터 발의 진입 및 진출을 허용하는 신발끈 시스템을 또한 구비할 수 있다. 게다가, 갑피는 신발끈 시스템 아래로 연장하여 신발류의 조정 가능성 및 편안함을 향상시키는 설포(tongue)를 포함할 수 있고, 갑피는 뒷축(heel counter)을 구비할 수 있다.
갑피를 형성하는 다양한 재료 요소는 갑피의 상이한 영역에 특정 특성을 부여한다. 예를 들어, 직물 요소가 통기성을 제공할 수 있고 발로부터 수분을 흡수할 수 있고, 발포층은 압축되어 편안함을 부여할 수 있고, 가죽은 내구성 및 내마모성을 부여할 수 있다. 재료 요소의 수가 증가함에 따라, 신발류의 전체 질량은 비례적으로 증가할 수 있다. 재료 요소를 운반, 비축, 절단 및 결합하는 것과 관련된 시간 및 비용이 또한 증가할 수 있다. 부가적으로, 절단 및 재봉 프로세스로부터의 폐기 재료는 갑피 내에 합체된 재료 요소의 수가 증가함에 따라 더 큰 정도로 누적될 수 있다. 더욱이, 많은 수의 재료 요소를 갖는 제품은 더 적은 재료 요소로부터 형성된 제품보다 재활용(recycling)이 더 어려울 수 있다. 따라서, 재료 요소의 수를 감소시킴으로써, 제조 효율 및 재활용성이 증가하면서 신발류 및 폐기물의 질량이 감소될 수 있다.
밑창 구조체는 발과 지면 사이에 위치되도록 갑피의 하부 부분에 고정된다. 운동화류에서, 예를 들어, 밑창 구조체는 중창(midsole) 및 겉창(outsole)을 포함한다. 중창은 걷기, 달리기 및 다른 보행 활동 중에 지면 반작용력을 감쇄하는(즉, 완충을 제공하는) 폴리머 발포 재료로부터 형성될 수 있다. 중창은 예를 들어 발의 힘을 감쇄하고, 안정성을 향상시키고 또는 움직임에 영향을 또한 미치는 유체 충전 챔버, 플레이트, 조절기 또는 다른 요소를 또한 포함할 수 있다. 겉창은 신발류의 지면 접촉 요소를 형성하고, 일반적으로 정지 마찰을 부여하는 표면 질감부(texturing)를 포함하는 내구성 및 내마모성 고무 재료로부터 형성된다. 밑창 구조체는 갑피 내에 그리고 발의 하부면에 근접하여 위치되어 신발류 편안함을 향상시키는 깔창(sockliner)을 또한 포함할 수 있다.
신발류 물품이 갑피 및 갑피에 고정된 밑창 구조체를 갖는 것으로서 이하에 개시된다. 갑피는 기초 요소 및 인장 요소를 포함한다. 기초 요소는 내부면 및 대향 외부면을 갖고, 내부면은 착용자의 발을 수용하기 위한 갑피 내의 공동의 적어도 일부를 형성한다. 인장 요소는 베이스층 및 복수의 스트랜드를 포함한다. 베이스층은 기초 요소의 외부면에 고정되고, 베이스층은 스트랜드와 기초 요소의 외부면 사이에 위치된다. 베이스층은 외부면의 적어도 하나의 영역을 노출하는 복수의 에지를 형성하고, 스트랜드는 적어도 5 센티미터의 거리 동안 베이스층과 접촉하고 베이스층에 실질적으로 평행하게 위치된다.
신발류 물품 제조 방법이 또한 개시된다. 방법은 베이스층과 커버층 사이에 복수의 스트랜드를 위치시키는 것을 포함한다. 베이스층은 베이스층을 커버층에 결합하도록 가열되는 열가소성 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 베이스층은 신발류 물품의 갑피의 기초 요소에 인접하여 배치된다. 부가적으로, 베이스층은 열가소성 폴리머 재료로 기초 요소에 결합되고, 기초 요소의 적어도 일부는 갑피의 외부면을 형성하도록 노출된다.
본 발명의 신규성 특징 양태의 장점 및 특징은 첨부된 청구범위에 구체적으로 지적된다. 그러나, 신규성의 장점 및 특징의 향상된 이해를 얻기 위해, 본 발명에 관련된 다양한 구성 및 개념을 설명하고 예시하는 첨부 도면 및 이하의 상세힌 설명을 참조할 수 있다.
상기 요약 설명 및 이하의 상세한 설명은 첨부 도면과 관련하여 숙독될 때 더 양호하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 신발류 물품의 외측면 입면도.
도 2는 신발류 물품의 내측면 입면도.
도 3은 도 2의 단면 라인 3-3에 의해 규정된 바와 같은 신발류 물품의 단면도.
도 4는 신발류 물품의 분해 외측면 입면도.
도 5는 신발류 물품의 분해 내측면 입면도.
도 6은 신발류 물품의 갑피에 이용되는 인장 요소의 평면도.
도 7은 도 6에 규정되어 있는 바와 같은 인장 요소의 제1 부분의 사시도.
도 8은 인장 요소의 제1 부분의 분해 사시도.
도 9a 및 도 9b는 도 7의 단면 라인 9A 및 9B에 의해 규정된 바와 같은 인장 요소의 제1 부분의 단면도.
도 10은 도 6에 규정된 바와 같은 인장 요소의 제2 부분의 사시도.
도 11a 내지 도 11e는 인장 요소를 제조하기 위한 프로세스의 개략 사시도.
도 12a 내지 도 12c는 도 11a 내지 도 11c의 단면 라인 12A-12C에 의해 규정된 바와 같은 인장 요소를 제조하기 위한 프로세스의 단면도.
도 13a 및 도 13b는 신발류 물품을 제조하기 위한 프로세스의 개략 외측면 입면도.
도 14a 내지 도 14e는 신발류 물품의 다른 구성을 도시하고 있는 도 1에 대응하는 외측면 입면도.
도 15a 내지 도 15f는 신발류 물품의 다른 구성을 도시하고 있는 도 3에 대응하는 단면도.
도 16a 내지 도 16g는 인장 요소를 제조하기 위한 다른 프로세스의 개략 사시도.
이하의 설명 및 첨부 도면은 다양한 스트랜드(strand)를 포함하는 인장 요소를 구비하는 신발류 물품의 다양한 구성을 개시하고 있다. 신발류 물품은 걷기 또는 달리기에 적합한 일반적인 구성을 갖는 것으로서 개시되어 있다. 신발류 물품과 관련된 개념은 또한 예를 들어, 야구화, 농구화, 크로스 트레이닝화(cross-training shoes), 사이클링화, 풋볼화, 테니스화, 축구화 및 하이킹 부츠를 포함하는 다양한 다른 신발류 유형에 적용될 수 있다. 개념은 또한 정장화(dress shoes), 간편화, 샌들 및 작업 부츠를 포함하는 비운동화인 것으로 일반적으로 고려되는 신발류 유형에 또한 적용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 다양한 개념은 광범위한 신발류 유형에 적용된다. 신발류에 추가하여, 인장 스트랜드 또는 인장 스트랜드와 관련된 개념이 다양한 다른 제품에 합체될 수도 있다.
일반적인 신발류 구조체
신발류(10) 물품은 밑창 구조체(20) 및 갑피(30)를 포함하는 것으로서 도 1 내지 도 5에 도시되어 있다. 참조의 목적으로, 신발류(10)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 3개의 일반적인 구역, 즉 앞발 구역(11), 중간발 구역(12) 및 뒤꿈치 구역(13)으로 분할될 수 있다. 신발류(10)는 외측면(14) 및 내측면(15)을 또한 포함한다. 앞발 구역(11)은 일반적으로 발가락 및 척골(metatarsal)과 지골(phalange)을 연결하는 관절에 대응하는 신발류(10)의 부분을 포함한다. 중간발 구역(12)은 발의 아치 영역에 대응하는 신발류(10)의 부분을 포함하고, 뒤꿈치 구역(13)은 종골(calcaneus bone)을 포함하는 발의 후방부에 대응한다. 외측면(14) 및 내측면(15)은 구역(11 내지 13)의 각각을 통해 연장하고 신발류(10)의 대향 측면들에 대응한다. 구역(11 내지 13) 및 측면(14 내지 15)은 신발류(10)의 정밀한 영역을 경계 한정하도록 의도된 것은 아니다. 오히려, 구역(11 내지 13) 및 측면(14 내지 15)은 이하의 설명을 지원하기 위해 신발류(10)의 일반적인 영역을 표현하도록 의도된다. 신발류(10)에 추가하여, 구역(11 내지 13) 및 측면(14 내지 15)은 또한 밑창 구조체(20), 갑피(30) 및 그 개별 요소에 적용될 수도 있다.
밑창 구조체(20)는 갑피(30)에 고정되고 신발류(10)가 착용될 때 발과 지면 사이로 연장한다. 밑창 구조체(20)의 주요 요소는 중창(21), 겉창(22) 및 깔창(23)이다. 중창(21)은 갑피(30)의 하부면에 고정되고, 걷기, 달리기 또는 다른 보행 활동 중에 발과 지면 사이에서 압축될 때 지면 반작용력을 감쇄하는(즉, 완충을 제공하는) 압축성 폴리머 발포 요소(예를 들어, 폴리우레탄 또는 폴리비닐아세테이트 발포체)로부터 형성될 수 있다. 다른 구성에서, 중창(21)은 발의 힘을 감쇄하고, 안정성을 향상시키고 또는 움직임에 영향을 또한 미치는 유체 충전 챔버, 플레이트, 조절기 또는 다른 요소를 구비할 수 있고, 또는 중창(21)은 주로 유체 충전 챔버로부터 형성될 수 있다. 겉창(22)은 중창(21)의 하부면에 고정되고, 정지 마찰을 부여하기 위해 표면 질감이 형성된 내마모성 고무 재료로부터 형성될 수 있다. 깔창(23)은 갑피(30) 내에 위치되고 발의 하부면 아래로 연장되도록 위치된다. 밑창 구조체(20)의 이 구성은 갑피(30)와 관련하여 사용될 수 있는 밑창 구조체의 예를 제공하지만, 밑창 구조체(20)에 대한 다양한 다른 통상의 또는 비통상의 구성이 또한 이용될 수 있다. 따라서, 밑창 구조체(20) 또는 갑피(30)와 함께 이용되는 임의의 밑창 구조체의 구성 및 특징은 상당히 다양할 수 있다.
갑피(30)는 밑창 구조체(20)에 고정되고, 밑창 구조체(20)에 대해 발을 수용하고 고정하기 위한 신발류(10) 내의 공동을 형성하는 기초 요소(31)를 포함한다. 더 구체적으로, 기초 요소(31)의 내부면은 갑피(30) 내의 공동의 적어도 일부를 형성한다. 도시되어 있는 바와 같이, 기초 요소(31)는 발을 수용하도록 성형되고, 발의 외측면을 따라, 발의 내측면을 따라, 발 위로, 뒤꿈치 주위로, 그리고 발 아래로 연장한다. 다른 구성에서, 기초 요소(31)는 단지 발의 부분 위로 또는 발의 부분을 따라 연장되어, 이에 의해 갑피(30) 내의 공동의 부분만을 형성할 수 있다. 기초 요소(31) 내의 공동으로의 접근은 적어도 뒤꿈치 구역(13)에 위치된 발목 개구(32)에 의해 제공된다. 신발끈(33)이 기초 요소(31)를 통해 연장하는 다양한 신발끈 구멍(34)을 통해 연장되고, 발의 부분을 수용하기 위해 착용자가 갑피(30)의 치수를 수정하는 것을 허용한다. 더 구체적으로, 신발끈(33)은 착용자가 발 주위로 갑피(30)를 조이는 것을 허용하고, 신발끈(33)은 착용자가 갑피(30)를 느슨하게 하여 공동으로부터 발의 진입 및 진출[즉, 발목 개구(32)를 통한]을 용이하게 한다. 게다가, 기초 요소(31)는 신발끈(33) 아래로 연장하는 설포(도시 생략)를 포함할 수 있다.
기초 요소(31)의 다양한 부분은 신발류(10) 내에 공동을 형성하기 위해 함께 재봉되거나 접합되는 복수의 재료 요소(예를 들어, 직물, 폴리머 시트, 발포층, 가죽, 합성 가죽) 중 하나 이상으로부터 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 기초 요소(31)는 단일 재료층으로부터 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 상이한 특성을 각각 부여하는 다중 재료층으로부터 또한 형성될 수 있다. 전술된 바와 같이, 기초 요소(31)는 발의 외측면을 따라, 발의 내측면을 따라, 발 위로, 뒤꿈치 주위로, 그리고 발 아래로 연장한다. 더욱이, 기초 요소(31)의 내부면은 발(또는 발 위에 착용한 양말)에 접촉하고, 반면 기초 요소(31)의 외부면은 갑피(30)의 외부면의 적어도 일부를 형성한다. 기초 요소(31)를 형성하는 재료 요소는 갑피(30)에 다양한 특성을 부여할 수 있지만, 인장 요소(40)가 외측면(14) 및 내측면(15)의 각각에 고정된다. 도 3을 참조하면, 예를 들어 인장 요소(40)는 기초 요소(31)의 외부면에 고정된다. 갑피(30)의 외부면의 대부분은 따라서 기초 요소(31)와 인장 요소(40)의 조합에 의해 형성된다.
인장 요소(40)는 다양한 스트랜드(41)를 구비한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 스트랜드(41)는 일반적으로 (a) 신발끈 구멍(34)과 밑창 구조체(20) 사이에서 수직 방향으로 그리고 (b) 외측면(14) 및 내측면(15)의 모두에서 앞발 구역(11)과 뒤꿈치 구역(13) 사이에서 수평 방향으로 연장한다. 도 3을 또한 참조하면, 다양한 스트랜드(41)가 베이스층(42)과 커버층(43) 사이에 위치된다. 베이스층(42)은 기초 요소(31)의 외부면에 고정되는 반면, 커버층(43)은 갑피(30)의 외부면의 부분을 형성한다.
걷기, 달리기 또는 다른 보행 활동 중에, 신발류(10)의 공동 내의 발은 갑피(30)를 신장시키는 경향이 있을 수 있다. 즉, 기초 요소(31)를 포함하는 갑피(30)를 형성하는 재료 요소의 다수는 발의 이동에 의해 인장 상태로 배치될 때 신장할 수 있다. 스트랜드(41)가 또한 신장할 수 있지만, 스트랜드(41)는 일반적으로 갑피(30)를 형성하는 다른 재료 요소[예를 들어, 기초 요소(31), 베이스층(42) 및 커버층(43)]보다 적은 정도로 신장한다. 따라서, 각각의 스트랜드(41)는 특정 방향에서 신장을 보조하거나 힘이 집중되는 위치를 보강하는 갑피(30) 내의 구조적 구성 요소를 형성하도록 위치될 수 있다. 예로서, 앞발 구역(11)과 뒤꿈치 구역(13) 사이로 연장하는 다양한 스트랜드(41)는 종방향[즉, 각각의 구역(11 내지 13)을 통해 연장하는 방향]으로의 신장을 저지한다. 따라서, 스트랜드(41)는 신장을 저지하는 갑피(30) 내의 구조적 구성 요소를 형성하도록 위치된다.
인장 요소 구성
인장 요소(40)가 도 6에 개별적으로 도시되어 있다. 부가적으로, 인장 요소(40)의 부분이 도 7 내지 도 10의 각각에 도시되어 있다. 실질적으로 유사한 인장 요소(40)가 또한 내측면(15)과 연계하여 이용될 수 있다. 신발류(10)의 몇몇 구성에서, 인장 요소(40)는 단지 외측면(14)의 부분만을 통해 연장될 수 있고[예를 들어, 중간발 구역(12)에 한정됨] 또는 외측면(14) 및 내측면(15)의 대부분을 형성하도록 팽창될 수 있다. 즉, 인장 요소(40)의 일반적인 구성을 갖고 스트랜드(41) 및 층(42, 43)을 포함하는 단일 요소가 외측면(14) 및 내측면(15)의 모두를 통해 연장될 수 있다. 다른 구성에서, 부가의 요소가 인장 요소(40)에 결합되어 외측면(14)의 부분을 형성할 수 있다.
인장 요소(40)는 스트랜드(41), 베이스층(42) 및 커버층(43)을 포함하고, 스트랜드(41)는 층(42, 43) 사이에 위치되어 있다. 스트랜드(41)는 베이스층(42)의 표면에 인접하여 베이스층(42)의 표면에 실질적으로 평행하게 놓인다. 일반적으로, 스트랜드(41)는 또한 커버층(43)의 표면에 인접하여 커버층(43)의 표면에 실질적으로 평행하게 놓인다. 전술된 바와 같이, 스트랜드(41)는 신장을 저지하는 갑피(30) 내의 구조적 구성 요소를 형성한다. 베이스층(42) 및 커버층(43)의 표면에 실질적으로 평행하게 함으로써, 스트랜드(41)는 층(42, 43)의 평면과 대응하는 방향으로의 신장을 저지한다. 스트랜드(41)는 몇몇 위치에서 베이스층(42)을 통해 연장될 수 있지만(예를 들어, 재봉의 결과로서), 스트랜드(41)가 베이스층(42)을 통해 연장하는 영역은 재봉을 허용할 수 있어, 이에 의해 신장을 제한하기 위한 스트랜드(41)의 전체 능력을 감소시킨다. 그 결과, 각각의 스트랜드(41)는 일반적으로 적어도 12 밀리미터의 거리 동안 베이스층(42)의 표면에 인접하여 베이스층(42)의 표면에 실질적으로 평행하게 놓이고, 적어도 5 센티미터 이상의 거리 전체에 걸쳐 베이스층(42)의 표면에 인접하여 베이스층(42)의 표면에 실질적으로 평행하게 놓일 수 있다.
베이스층(42) 및 커버층(43)은 서로 동일 공간에 있는 것으로서 도시되어 있다. 즉, 층(42, 43)은 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있어, 베이스층(42)의 에지가 커버층(43)의 에지에 대응하고 동일면 상에 있게 된다. 몇몇 제조 프로세스에서, (a) 스트랜드(41)는 베이스층(42) 상에 위치되고, (b) 커버층(43)은 베이스층(42) 및 스트랜드(41)에 접합되고, (c) 인장 요소(40)는 원하는 형상 및 크기를 갖도록 이 조합으로부터 절단되어, 이에 의해 베이스층(42) 및 커버층(43)을 위한 공통 에지를 형성한다. 이 프로세스에서, 스트랜드(41)의 단부는 또한 층(42, 43)의 에지로 연장될 수 있다. 도 6을 참조하면, 예를 들어 스트랜드(41)의 단부는 인장 요소(40)의 대향 측면들에서 층(42, 43)의 에지에 위치된다. 또한 도 10을 참조하면, 스트랜드(41)의 단부는 층(42, 43)의 에지에 위치되어 있는 것으로서 도시되어 있다. 따라서, 층(42, 43)의 에지, 뿐만 아니라 스트랜드(41)의 단부는 모두 인장 요소(40)의 에지에 위치될 수 있다.
스트랜드(41)는 임의의 일반적으로 1차원 재료로부터 형성될 수 있다. 본 발명에 대해 이용될 때, 용어 "1차원 재료" 또는 그 변형은 폭 및 두께보 실질적으로 큰 길이를 나타내는 일반적으로 가늘고 긴 재료를 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 스트랜드(41)를 위한 적합한 재료는 레이온, 나일론, 폴리에스터, 폴리아크릴, 실크, 면, 탄소, 글래스, 아라미드(예를 들어, 파라-아라미드 파이버 및 메타-아라미드 파이버), 초고분자량 폴리에틸렌, 액정 폴리머, 구리, 알루미늄 및 강으로부터 형성된 다양한 필라먼트, 파이버, 얀(yarn), 스레드(thread), 케이블 또는 로프를 포함한다. 필라먼트는 부정 길이(indefinite length)를 갖고 스트랜드(41)로서 개별적으로 이용될 수 있는 반면에, 파이버는 비교적 짧은 길이를 갖고 일반적으로 적합한 길이의 스트랜드를 생성하기 위해 스피닝 또는 비틀림 프로세스를 경험한다. 스트랜드(41)에 이용된 개별 필라먼트는 단일 재료로부터(즉, 단성분 필라먼트) 또는 다중 재료로부터(즉, 2성분 필라먼트) 형성될 수 있다. 유사하게, 상이한 필라먼트가 상이한 재료로부터 형성될 수 있다. 예로서, 스트랜드(41)로서 이용된 얀은 공통 재료로부터 각각 형성된 필라먼트를 포함할 수 있고, 2개 이상의 상이한 재료로부터 각각 형성된 필라먼트를 포함할 수 있고, 또는 2개 이상의 상이한 재료로부터 각각 형성된 필라먼트를 포함할 수 있다. 유사한 개념이 또한 스레드, 케이블 또는 로프에 적용된다. 스트랜드(41)의 두께는 또한 예를 들어 0.03 밀리미터 내지 5 밀리미터 초과의 범위로 상당히 다양할 수 있다. 1차원 재료는 종종 폭 및 두께가 실질적으로 동일한 단면(예를 들어, 원형 또는 정사각형 단면)을 가질 수 있지만, 몇몇 1차원 재료는 두께보다 큰 폭을 가질 수 있다(예를 들어, 직사각형, 타원형 또는 다른 가늘고 긴 단면). 더 큰 폭에도 불구하고, 재료는 재료의 길이가 재료의 폭 및 두께보다 실질적으로 크면 1차원으로 고려될 수 있다.
베이스층(42) 및 커버층(43)의 각각은 임의의 일반적으로 2차원 재료로부터 형성될 수 있다. 본 발명에 대해 이용될 때, 용어 "2차원 재료" 또는 그 변형은 두께보다 실질적으로 큰 길이 및 폭을 나타내는 일반적으로 편평한 재료를 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 베이스층(42) 및 커버층(43)을 위한 적합한 재료는 예를 들어 다양한 직물, 폴리머 시트 또는 직물과 폴리머 시트의 조합을 포함한다. 직물은 일반적으로 예를 들어 (a) 부직포 직물 또는 펠트를 구성하기 위해 접합, 융착 또는 상호 체결에 의해 파이버의 웨브로부터 직접 생성된 또는 (b) 직조 또는 편직 직물을 생성하기 위해 얀의 기계적 조작을 통해 형성된 파이버, 필라먼트 또는 얀으로부터 제조된다. 직물은 1방향 신장 또는 다방향 신장을 부여하도록 배열되는 파이버를 구비할 수 있고, 직물은 예를 들어 통기성 및 방수성 배리어를 형성하는 코팅을 포함할 수 있다. 폴리머 시트는 일반적으로 편평한 외형을 나타내도록 폴리머 재료로부터 압출되고, 압연되거나 다른 방식으로 형성될 수 있다. 2차원 재료는 또한 직물, 폴리머 시트 또는 직물과 폴리머 시트의 조합의 2개 이상의 층을 포함하는 라미네이트된 또는 다른 방식으로 층상화된 재료를 포함할 수 있다. 직물 및 폴리머 시트에 추가하여, 다른 2차원 재료가 베이스층(42) 및 커버층(43)에 대해 이용될 수 있다. 2차원 재료는 평활하고 또는 일반적으로 표면 질감이 없는 표면을 가질 수 있지만, 몇몇 2차원 재료는 예를 들어 오목부, 돌기, 리브 또는 다양한 패턴과 같은 표면 질감 또는 다른 표면 특징을 나타낼 수 있다. 표면 특징의 존재에도 불구하고, 2차원 재료는 일반적으로 편평하게 유지되고 두께보다 실질적으로 큰 길이 및 폭을 나타낸다. 몇몇 구성에서, 메시 재료 또는 천공된 재료가 층(42, 43) 중 하나 또는 모두에 대해 이용되어 더 큰 통기성 또는 공기 투과성을 부여할 수 있다.
베이스층(42) 및 커버층(43)은 다양한 재료로부터 형성될 수 있지만, 열가소성 폴리머 재료(예를 들어, 열가소성 폴리우레탄)를 층(42, 43) 중 하나 또는 모두 내에 합체하는 것은 층(42, 43) 사이의 접합, 뿐만 아니라 층(42, 43) 사이의 스트랜드(41)의 고정을 용이하게 할 수 있다. 예로서, 베이스층(42)은 (a) 열가소성 폴리머 시트, (b) 열가소성 폴리머 재료로부터 형성된 필라먼트 또는 파이버를 포함하는 직물, 또는 (c) 직물과 열가소성 폴리머 시트의 조합일 수 있다. 임의의 이들 구성에서, 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료를 가열하는 것은 스트랜드(41) 및 커버층(42)의 모두와의 접합부를 형성할 수 있다. 다른 구성에서, 커버층(43)은 열가소성 폴리머 재료를 합체할 수 있다. 그러나, 베이스층(42) 내에 열가소성 폴리머 재료를 합체하는 장점은 열가소성 폴리머 재료가 또한 인장 요소(40)를 기초 요소(31)에 결합하는 데 이용될 수 있다는 것이다. 즉, 베이스층(42) 내의 열가소성 폴리머 재료는 (a) 베이스층(42)과 커버층(43) 사이, (b) 베이스층(42)과 스트랜드(41) 사이 및 (c) 베이스층(42)과 기초 요소(31) 사이에 접합부를 형성하는 데 이용될 수 있다. 인장 요소(40)의 다양한 요소를 결합하는 것, 뿐만 아니라 인장 요소(40)를 기초 요소(31)에 결합하는 것에 관한 개념이 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
다양한 스트랜드(41)는 기초 요소(31)를 통해 연장하는 신발끈 구멍(34)으로부터 하향으로 연장된다. 신발끈 구멍(34)에 인접한 인장 요소(40)의 부분은 또한 다양한 신발끈 구멍(44)을 형성할 수 있어, 도 4 및 도 6에 가장 양호하게 도시된 바와 같이 신발끈(33)을 수용하는 영역을 제공한다.
상기 설명에 기초하여, 인장 요소(40)는 일반적으로 스트랜드(41)가 그 사이에 위치된 적어도 2개의 층(42, 43)을 포함한다. 스트랜드(41)는 층(42, 43) 중 하나를 통해 통과할 수 있지만, 스트랜드(41)는 일반적으로 12 밀리미터 초과, 심지어 5 센티미터 초과 만큼 층(42, 43)의 표면에 인접하여 표면층(42, 43)에 실질적으로 평행하게 놓인다. 다양한 1차원 재료가 스트랜드(41)에 대해 사용될 수 있는 반면에, 하나 이상의 2차원 재료가 층(42, 43)에 대해 사용될 수 있다. 더욱이, 베이스층(42)이 열가소성 폴리머 재료를 포함할 때, 열가소성 폴리머 재료의 가열은 베이스층(42)과 갑피(30)의 다른 요소 사이의 접합을 야기할 수 있다.
구조적 구성 요소
통상의 갑피는 갑피의 다양한 영역에 상이한 특성을 각각 부여하는 다중 재료층으로부터 형성될 수 있다. 사용 중에, 갑피는 상당한 인장력을 경험할 수 있고, 재료의 하나 이상의 층은 인장력을 저지하기 위해 갑피의 영역에 위치된다. 즉, 개별층은 신발류의 사용 중에 상승하는 인장력을 저지하기 위해 갑피의 특정 부분 내에 합체될 수 있다. 예로서, 직조 직물이 갑피 내에 합체될 수 있어 종방향에서 신장 저항을 부여한다. 직조 직물은 서로에 대해 직각으로 인터위빙(interweaving)되는 얀으로부터 형성된다. 직조 직물이 종방향 신장 저항의 목적으로 갑피 내에 합체되면, 단지 종방향으로 배향된 얀은 종방향 신장 저항에 기여할 수 있고, 종방향에 직교하여 배향된 얀은 일반적으로 종방향 신장 저항에 기여하지 않을 수 있다. 따라서, 직조 직물 내의 대략 1/2의 얀은 종방향 신장 저항에 여분이다. 이 예의 확장으로서, 갑피의 상이한 영역에 요구된 신장 저항의 정도는 다양할 수 있다. 갑피의 몇몇 영역은 비교적 높은 신장 저항의 정도를 필요로 할 수 있는 반면, 갑피의 다른 영역은 비교적 낮은 신장 저항의 정도를 필요로 할 수 있다. 직조 직물은 높은 및 낮은 신장 저항의 정도의 모두를 필요로 하는 영역에 이용될 수 있기 때문에, 직조 직물 내의 얀의 일부는 낮은 신장 저항의 정도를 필요로 하는 영역에서 여분이다. 이 예에서, 여분의 얀은 신발류에 유리한 특성을 추가하지 않고 신발류의 전체 질량에 추가된다. 유사한 개념이 예를 들어 내마모성, 가요성, 공기 투과성, 완충 및 수분 전달(moisture-wicking) 중 하나 이상에 대해 이용되는 가죽 및 폴리머 시트와 같은 다른 재료에 적용된다.
상기 설명의 요약으로서, 다중 재료층으로부터 형성된 통상의 갑피 내에 이용된 재료는 갑피의 원하는 특성에 상당히 기여하지는 않는 여분의 부분을 가질 수 있다. 신장 저항과 관련하여, 예를 들어 층은 (a) 필요한 것 또는 요구되는 것보다 많은 신장 저항의 방향 또는 (b) 많은 신장 저항의 정도를 부여하는 재료를 가질 수 있다. 따라서, 이들 재료의 여분의 부분은 중요한 유리한 특성에 기여하지 않고 신발류의 전체 질량 및 비용을 추가할 수 있다.
전술된 통상의 층상화 구성과 대조적으로, 갑피(30)는 여분의 재료의 존재를 최소화하도록 구성된다. 기초 요소(31)는 발을 위한 덮개를 제공하지만, 비교적 낮은 질량을 나타낼 수 있다. 다양한 스트랜드(41)를 포함하는 인장 요소(40)가 특정 방향 및 위치에서 신장 저항을 제공하도록 위치되고, 스트랜드(41)의 수는 원하는 신장 저항의 정도를 부여하도록 선택된다. 따라서, 스트랜드(41)의 배향, 위치 및 품질은 특정 목적에 적합된 구조적 구성 요소를 제공하도록 선택된다.
이하의 설명에서 참조를 목적으로, 4개의 스트랜드 그룹(51 내지 54)이 도 6에 식별되어 있다. 스트랜드 그룹(51)은 발목 개구(31)에 가장 근접한 신발끈 구멍(34)으로부터 하향으로 연장하는 다양한 스트랜드(41)를 포함한다. 유사하게, 스트랜드 그룹(52, 53)은 다른 신발끈 구멍(34)으로부터 하향으로 연장하는 다양한 스트랜드(41)를 포함한다. 부가적으로, 스트랜드 그룹(54)은 앞발 구역(11)과 뒤꿈치 구역(13) 사이로 연장하는 다양한 스트랜드(41)를 포함한다.
신발끈 구멍(34, 44)과 밑창 구조체(20) 사이로 연장하는 다양한 스트랜드(41)는 내측면-외측면 방향에서의 신장을 저지하는 데, 이는 신발끈(33) 내의 인장에 기인할 수 있다. 더 구체적으로, 스트랜드 그룹(51) 내의 다양한 스트랜드(41)는 발목 개구(31)에 가장 근접한 신발끈 구멍(44)을 통해 연장하는 신발끈(32)의 부분으로부터 신장을 협동적으로 저지한다. 스트랜드 그룹(51)은 또한 신발끈 구멍(44)으로부터 이격하여 연장할 때 외향으로 방사되어, 이에 의해 신발끈(33)으로부터 갑피(30)의 영역 상으로 힘을 분배한다. 유사한 개념이 또한 스트랜드 그룹(52, 53)에 적용된다. 앞발 구역(11)과 뒤꿈치 구역(13) 사이로 연장하는 다양한 스트랜드(41)는 종방향에서의 신장을 저지한다. 더 구체적으로, 스트랜드 그룹(54) 내의 다양한 스트랜드(41)는 종방향에서의 신장을 협동적으로 저지하고, 스트랜드 그룹(54) 내의 스트랜드(41)의 수는 구역(11 내지 13)을 통해 특정 신장 저항의 정도를 제공하도록 선택된다. 부가적으로, 스트랜드 그룹(54) 내의 스트랜드(41)는 또한 스트랜드 그룹(51 내지 53) 내의 스트랜드(41)의 각각 상에서 교차하여 구역(11 내지 13)을 통해 비교적 연속적인 신장 저항을 부여한다.
신발류(10)의 특정 구성 및 신발류(10)의 의도된 사용에 따라, 층(42, 43)은 예를 들어 비신장 재료, 일방향 신장을 갖는 재료 또는 2방향 신장을 갖는 재료일 수 있다. 일반적으로, 2방향 신장을 갖는 재료로부터 층(42, 43)을 형성하는 것은 발의 윤곽과 합치하는 더 큰 능력을 갑피(30)에 제공하여, 이에 의해 신발류(10)의 편안함을 향상시킨다. 층(42, 43)이 2방향 신장을 갖는 구성에서, 층(42, 43)을 갖는 스트랜드(41)의 조합은 특정 위치에서 갑피(30)의 신장 특징을 효과적으로 변경한다. 갑피(30)에 대해, 2차원 신장을 갖는 층(42, 43)과 스트랜드(41)의 조합은 상이한 신장 특징을 갖는 구역을 갑피(30) 내에 형성하고, 구역은 (a) 어떠한 스트랜드(41)도 존재하지 않고 갑피(30)가 2차원 신장을 나타내는 제1 구역, (b) 스트랜드(41)가 존재하고 서로 교차하지 않고, 갑피(30)가 스트랜드(41)에 직교하는(즉, 수직인) 방향에서 일방향 신장을 나타내는 제2 구역, 및 (c) 스트랜드(41)가 존재하고 서로 교차하고, 갑피(30)가 실질적으로 어떠한 신장도 나타내지 않거나 제한된 신장을 나타내는 제3 구역을 포함한다. 따라서, 갑피(30)의 특정 영역의 전체 신장 특징은 스트랜드(41)의 존재 및 스트랜드(41)가 서로 교차하는지 여부에 의해 제어될 수 있다.
상기 설명에 기초하여, 스트랜드(41)는 갑피(30) 내에 구조적 구성 요소를 형성하는 데 이용될 수 있다. 일반적으로, 스트랜드(41)는 갑피(30) 내의 전체 신장을 제한하기 위해 신장을 저지한다. 스트랜드(41)는 또한 갑피(30)의 상이한 영역에 힘[예를 들어, 신발끈(33)으로부터의 힘]을 분배하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 스트랜드(41)의 배향, 위치 및 양은 특정 목적에 적합된 구조적 구성 요소를 제공하도록 선택된다. 더욱이, 서로에 대한 스트랜드(41)의 배향 및 스트랜드(41)가 서로 교차하는지 여부는 갑피(30)의 상이한 부분에서 신장의 방향을 제어하는 데 이용될 수 있다.
제조 프로세스
다양한 방법이 인장 요소(40)를 포함하여, 갑피(30)를 제조하는 데 이용될 수 있다. 예로서, 자수 프로세스가 베이스층(42)에 대해 스트랜드(41)를 배치하는 데 이용될 수 있다. 일단 스트랜드(41)가 위치되면, 커버층(43)은 베이스층(42)과 스트랜드(41)에 접합될 수 있어, 이에 의해 인장 요소(40) 내에 스트랜드(41)를 고정한다. 이 일반적인 프로세스는 2006년 5월 25일자로 미국 특허 상무청에 출원된 발명의 명칭이 "스레드 구조적 요소를 갖는 갑피를 구비하는 신발류 물품(Article Of Footwear Having An Upper With Thread Structural Elements)인 미국 특허 출원 제11/442,679호에 상세히 설명되어 있고, 이러한 종래의 출원은 본 명세서에 참조로서 완전히 포함되어 있다. 자수 프로세스의 대안으로서, 컴퓨터 재봉과 같은 다른 재봉 프로세스가 베이스층(42)에 대해 스트랜드(41)를 배치하는 데 이용될 수 있다. 부가적으로, 베이스층(42) 주위의 프레임 상에서 페그(peg) 주위에 스트랜드(41)를 권취하는 것을 수반하는 프로세스가 베이스층(42) 상에 스트랜드(41)를 배치하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 다양한 방법이 베이스층(42)에 대해 스트랜드(41)를 배치하는 데 이용될 수 있다.
인장 요소(40)를 형성하는 데 이용될 수 있는 성형 프로세스가 이제 설명될 것이다. 도 11a 및 도 12a를 참조하면, 몰드(60)가 제1 몰드부(61) 및 제2 몰드부(62)를 포함하는 것으로서 도시되어 있다. 각각의 몰드부(61, 62)는 이하에 설명되는 바와 같이 스트랜드(41) 및 층(42, 43)을 압축하는 대향면을 갖는다. 인장 요소(40)의 구성 요소를 압축하는 몰드부(61, 62)의 표면은 각각 상이한 밀도 및 경도를 갖는 재료를 포함한다. 더 구체적으로, 제1 몰드부(61)는 재료(63)를 포함하고, 제2 몰드부(62)는 재료(64)를 포함한다. 비교해보면, 재료(63)는 재료(64)보다 더 작은 경도 및 더 작은 밀도를 갖고, 그 결과 재료(63)는 재료(64)보다 더 용이하게 압축된다. 적합한 재료의 예로서, 재료(63)는 쇼어 A 경도 스케일로 15의 경도를 갖는 실리콘일 수 있고, 반면 재료(64)는 쇼어 A 경도 스케일로 70의 경도를 갖는 실리콘일 수 있다. 몰드(60)의 몇몇 구성에서, 재료(63)는 0 미만의 쇼어 A 경도를 가질 수 있고, 반면 재료(64)는 40 초과의 쇼어 A 경도를 가질 수 있다. 몰드(60)의 다른 구성에서, 재료(63)는 5 내지 20의 쇼어 A 경도를 가질 수 있고, 반면 재료(64)는 40 내지 80의 쇼어 A 경도를 가질 수 있다. 에틸렌비닐아세테이트 및 고무와 같은 다양한 폴리머 및 발포체를 포함하는 다양한 다른 재료가 또한 이용될 수 있다. 그러나, 실리콘의 장점은 압축 경화에 관련한다. 더 구체적으로, 실리콘은 반복된 압축에 기인하는 만입부(indentation) 또는 다른 표면 불규칙부를 형성하지 않고 반복적인 성형 작업을 경험할 수 있다.
재료(63, 64)의 밀도 및 경도의 차이에 추가하여, 두께는 또한 다양할 수 있다. 도 12a 내지 도 12c를 참조하여, 예를 들어 재료(63)는 재료(64)보다 큰 두께를 갖는다. 재료(63)가 쇼어 A 경도 스케일로 15의 경도를 갖는 실리콘이고 재료(64)가 쇼어 A 경도 스케일로 70의 경도를 갖는 실리콘인 구성에서, 재료(63)는 5 밀리미터의 두께를 가질 수 있고, 재료(64)는 2 밀리미터의 두께를 가질 수 있다. 몰드(60)의 다른 구성에서, 재료(63)는 3 내지 10 밀리미터 이상의 두께를 가질 수 있고, 재료(64)는 1 내지 4 밀리미터의 두께를 가질 수 있다.
몰드(60)는 스트랜드(41) 및 층(42, 43)으로부터 인장 요소(40)를 형성하는 데 이용된다. 초기에, 인장 요소(40)의 구성 요소는 도 11a 및 도 12a에 도시되어 있는 바와 같이 몰드부(61, 62) 사이에 위치된다. 구성 요소를 적절하게 위치시키기 위해, 셔틀 프레임 또는 다른 장치가 이용될 수 있다. 스트랜드(41) 및 층(42, 43)은 이어서 층(42, 43)에 대해 이용된 특정 재료에 따라, 구성 요소들 사이의 접합을 용이하게 하는 온도로 가열된다. 다양한 복사 히터 또는 다른 장치가 인장 요소(40)의 구성 요소를 가열하는 데 이용될 수 있다. 몇몇 제조 프로세스에서, 몰드(60)와 인장 요소(40)의 구성 요소 사이의 접촉이 접합을 용이하게 하는 레벨로 구성 요소의 온도를 상승시키도록 몰드(60)가 가열될 수 있다. 무선 주파수 가열이 또한 재료 요소(40)의 구성 요소를 가열하는 데 이용될 수 있다.
일단 위치되고 가열되면, 몰드부(61, 62)는 서로를 향해 병진하고, 구성 요소 상에서 폐쇄되기 시작하여 (a) 재료(63)를 갖는 제1 몰드부(61)의 표면이 커버층(42)에 접촉하게 되고 (b) 재료(64)를 갖는 제2 몰드부(62)의 표면이 베이스층(41)에 접촉하게 된다. 몰드부(61, 62)는 이어서 도 11b 및 도 12b에 도시되어 있는 바와 같이 서로를 향해 더 병진하고 인장 요소(40)의 구성 요소를 압축하여, 이에 의해 구성 요소를 함께 접합한다. 몇몇 프로세스에서, 몰드(60)로부터의 전도열은 몰드부(61, 62) 사이에 압축되면서 인장 요소(40)의 구성 요소를 가열할 수 있다.
전술된 바와 같이, 층(42, 43) 중 하나 또는 모두 내에 열가소성 폴리머 재료(예를 들어, 열가소성 폴리우레탄)를 합체하는 것은 층(42, 43) 사이의 접합, 뿐만 아니라 층(42, 43) 사이의 스트랜드(41)의 고정을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 베이스층(42) 내의 열가소성 폴리머 재료는 인장 요소(40)의 구성 요소를 함께 고정하는 데 이용될 수 있다. 열가소성 폴리머 재료는 가열될 때 용융되거나 연화되고 충분히 냉각될 때 고체 상태로 복귀한다. 열가소어 폴리머 재료의 이 특성에 기초하여, 열접합 프로세스가 인장 요소(40)의 부분을 결합하는 열접합부를 형성하는 데 이용될 수 있다. 본 명세서에 이용될 때, 용어 "열접합" 또는 그 변형은 요소의 재료가 냉각될 때 서로 고정되도록 요소 중 적어도 하나 내의 열가소성 폴리머 재료의 연화 또는 용융을 수반하는 2개의 요소 사이의 고정 기술로서 정의된다. 유사하게, 용어 "열접합부" 또는 그 변형은 요소의 재료가 냉각될 때 서로 고정되도록 요소 중 적어도 하나 내의 열가소성 폴리머 재료의 연화 또는 용융을 수반하는 프로세스를 통해 2개의 요소를 결합하는 접합부, 연결부 또는 구조체로서 정의된다. 예로서, 열접합은 (a) 열가소성 폴리머 재료가 서로 섞이고(예를 들어, 열가소성 폴리머 재료 사이의 경계층을 가로질러 확산함) 냉각될 때 함께 고정되게 하는 열가소성 폴리머 재료를 구비하는 2개의 요소의 용융 또는 연화, (b) 열가소성 폴리머 재료가 스트랜드의 구조체 내로 연장하거나 침윤하여(예를 들어, 스트랜드 내의 필라먼트 또는 파이버 주위로 연장하거나 이들과 접합됨) 냉각될 때 요소를 함께 고정하게 하는 열가소성 폴리머 재료를 구비하는 요소의 용융 또는 연화, (c) 열가소성 폴리머 재료가 직물 요소의 구조체 내로 연장하거나 침윤하여(예를 들어, 직물 요소 내의 필라먼트 또는 파이버 주위로 연장하거나 이들과 접합됨) 냉각될 때 요소를 함께 고정하게 하는 열가소성 폴리머 재료를 구비하는 요소의 용융 또는 연화, 및 (d) 열가소성 폴리머 재료가 다른 요소(예를 들어, 폴리머 발포체 또는 시트, 플레이트, 구조적 장치) 내에 형성된 틈 또는 캐비티 내로 연장하거나 침윤하여 냉각될 때 요소를 함께 고정하게 하는 열가소성 폴리머 재료를 구비하는 요소의 용융 또는 연화를 수반할 수 있다. 열접합은 단지 하나의 요소만이 열가소성 폴리머 재료를 포함할 때 또는 양 요소가 열가소성 폴리머 재료를 포함할 때 발생할 수 있다. 부가적으로, 열접합은 일반적으로 재봉 또는 접착제의 사용을 수반하지 않지만, 열로 요소를 서로 직접 접합하는 것을 수빈한다. 그러나, 몇몇 상황에서, 재봉 또는 접착제가 열접합을 통한 요소의 결합부 또는 열접합부를 보충하는 데 이용될 수 있다.
열접합 프로세스는 커버층(43) 및 스트랜드(41)에 베이스층(42)을 결합하는 열접합부를 형성하는 데 이용될 수 있고, 열접합부의 구성은 적어도 부분적으로 인장 요소(40)의 구성 요소에 의존한다. 제1 예로서, 커버층(43)이 직물일 때, 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료는 냉각될 때 구성 요소를 함께 고정하기 위해 커버층(43) 내의 필라먼트 주위로 연장하거나 필라먼트와 접합될 수 있다. 제2 예로서, 커버층(43)이 열가소성 폴리머 재료로부터 형성된 폴리머 시트일 때, 폴리머 재료는 서로 섞일 수 있어 냉각될 때 구성 요소를 함께 고정할 수 있다. 그러나, 커버층(43)의 열가소성 폴리머 재료가 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료보다 상당히 높은 용융점을 가지면, 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료는 커버층(43)의 구조체, 틈 또는 캐비티 내로 연장되어 냉각될 때 구성 요소를 함께 고정할 수 있다. 제3 예로서, 스트랜드(41)는 복수의 개별 필라먼트 또는 파이버를 갖는 스레드로부터 형성될 수 있고, 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료는 필라먼트 또는 파이버 주위로 연장되거나 이들과 접합될 수 있어 냉각될 때 구성 요소를 함께 고정한다. 제4 예로서, 스트랜드(41)는 단일 필라먼트의 구성을 갖도록 형성될 수 있어, 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료는 필라먼트 주위로 연장되거나 필라먼트와 접합될 수 있어 냉각될 때 구성 요소를 함께 고정한다. 그러나, 필라먼트가 적어도 부분적으로 열가소성 폴리머 재료로부터 형성되면, 폴리머 재료는 서로 섞일 수 있어 냉각될 때 구성 요소를 함께 고정한다. 따라서, 열접합부가 구성 요소가 다양한 범위의 재료로부터 형성되거나 다양한 구조체 중 하나를 가질 때에도 인장 요소(40)의 구성 요소를 결합하는 데 이용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 재료(63)는 재료(64)보다 더 작은 경도, 더 작은 밀도 및 더 큰 두께를 갖고, 그 결과 재료(63)는 재료(64)보다 더 용이하게 압축된다. 도 11b 및 도 12b를 재차 참조하면, 커버츠(43)은 스트랜드(41)의 영역 내의 재료(63) 내로 돌출하고, 반면에 베이스층(42)은 실질적으로 평면형으로 유지된다. 재료(63, 64) 사이의 상이한 압축성에 기인하여, 재료(63)는 스트랜드(41)가 존재하는 영역에서 압축된다. 이 스테이지에서, 베이스층(42)이 재료(64) 내로 돌출되는 깊이는 커버층(43)이 재료(63) 내로 돌출되는 깊이보다 작다. 몰드(60)의 압축력은, 압축된 구성 요소의 상승된 온도와 결합하여, (a) 층(42, 43)을 서로 접합하고, (b) 층(42, 43) 중 하나에 스트랜드(41)를 접합할 수 있고, (c) 재료 요소(40)를 성형하여 베이스층(42)이 실질적으로 평면형으로 유지되고 커버층(43)이 스트랜드(41)의 영역에서 외향으로 돌출하게 한다.
재료(63, 64)의 상이한 압축성(경도, 밀도 및 두께의 차이에 기인하는)은 커버층(43)이 스트랜드(41)의 영역에서 베이스층(42)보다 큰 정도로 외향으로 돌출하는 것을 보장한다. 몇몇 구성에서, 재료(63, 64)의 상대 압축성은 베이스층(42)이 스트랜드(41)의 영역에서 소정 정도로 외향으로 돌출될 수 있게 한다. 다른 구성에서, 재료(63, 64)는 실질적으로 동일할 수 있어 층(42, 43)이 스트랜드(41)의 영역에서 동일한 정도로 외향으로 돌출되게 된다.
접합 및 성형이 완료될 때, 몰드(60)는 개방되고 인장 요소(40)는 도 11c 및 도 12c에 도시되어 있는 바와 같이 제거되어 냉각되도록 허용된다. 프로세스의 이 스테이지에서, 인장 요소(40)는 층(42, 43)의 형상에 기인하여 일반적으로 직사각형 외관을 갖는다. 신발류(10)를 위한 인장 요소(40)를 적절하게 성형하기 위해, 층(42, 43)의 과잉 부분이 제거된다. 도 11d를 참조하면, 예를 들어 인장 요소(40)가 표면(65) 상에 배치되고, 레이저 장치(66)는 층(42, 43) 뿐만 아니라 스트랜드(41)를 통해 절단되어 도 11e에 도시되어 있는 바와 같이 특정 형상을 인장 요소(40)에 부여한다. 레이저 장치(66)의 대안으로서, 다이 절단 또는 가위 절단 프로세스가 층(42, 43)의 과잉 부분을 제거하는 데 이용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 층(42, 43)은 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있어, 베이스층(42)의 에지는 커버층(43)의 에지와 대응하고 동일면 상에 있게 된다. 부가적으로, 스트랜드(41)의 단부는 층(42, 43)의 에지에 배치될 수 있다. 전술된 제조 프로세스를 통해, 층(42, 43)의 에지, 뿐만 아니라 스트랜드(41)의 단부는 모두 인장 요소(40)의 에지에 위치될 수 있다.
일단 인장 요소(40)가 형성되면, 인장 요소(40)는 기초 요소(31)와 함께 결합될 수 있어, 이에 의해 인장 요소(40)를 신발류(10) 내에 합체한다. 도 13a를 참조하면, 인장 요소(40)는 외측면(14)에 인접하여 위치된다. 전술된 바와 같이, 베이스층(42)은 기초 요소(31)와의 접합부(즉, 열접합부)를 형성하는 열가소성 폴리머 재료를 구비할 수 있다. 따라서, 인장 요소(40)는 베이스층(42)의 온도를 상승시키기 위해 가열될 수 있다. 기초 요소(31)와의 접촉시에, 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료는 기초 요소(31)와의 접합부를 형성하여, 이에 의해 도 13b에 도시되어 있는 바와 같이 기초 요소(31)와 인장 요소(40)를 결합한다. 따라서, 베이스층(42)의 열가소성 폴리머 재료는 기초 요소(31)와 접합될 수 있어 신발류(10)의 제조를 실질적으로 완료한다. 대안으로서, 재봉 또는 접착 프로세스가 인장 요소(40)와 기초 요소(31)를 결합하는 데 사용될 수 있다.
베이스층(42) 내의 열가소성 폴리머 재료는 인장 요소(40)와 기초 요소(31) 사이의 접촉에 앞서 가열될 수 있다. 예를 들어, 복사 히터가 베이스층(42)을 가열하는 데 이용될 수 있다. 몇몇 프로세스에서, 히터는 갑피(20) 내의 공동 내에 배치될 수 있고, 열이 기초 요소(31)를 통해 전도될 수 있어 인장 요소(40)와 기초 요소(31) 사이의 열접합부의 형성을 유도한다.
인장 요소(40) 및 기초 요소(31)의 모두는 갑피(30)의 외부면의 부분을 형성한다. 인장 요소(40)의 영역이 기초 요소(31)의 영역보다 작으면, 기초 요소(31)의 외부면의 영역은 인장 요소(40)의 에지를 넘어 노출된다. 전술된 바와 같이, 인장 요소(40)의 부분은 폴리머 재료 또는 폴리머 시트로부터 형성될 수 있고, 반면 기초 요소(31)는 직물 재료로부터 형성될 수 있다. 폴리머 시트가 일반적으로 직물보다 공기에 덜 투과성이면, 인장 요소(40)를 포함하는 갑피(30)의 영역은 기초 요소(31)가 노출되는 영역보다 낮은 투과성을 가질 수 있다. 따라서, 인장 요소(40)를 이용하는 장점은, 신발류(10)가 착용될 때 발한 또는 가열된 공기가 갑피(30)를 나올 수 있는 정도를 향상시키도록 갑피(30)의 영역이 투과성을 유지한다는 것이다.
다른 구성
도 1 및 도 2의 스트랜드(41)의 배향, 위치 및 양은 신발류(10)를 위한 적합한 구성의 예를 제공하도록 의도되어 있다. 신발류(10)의 다른 구성에서, 인장 요소(40) 및 신발류(10)의 다양한 양태는 상당히 다양할 수 있다. 도 14a를 참조하면, 다른 구성이 도시되어 있고, 여기서 3개의 개별 인장 요소(40)는 신발끈 구멍(34)과 밑창 구조체(20) 사이로 수직으로 연장하는 다양한 스트랜드를 포함한다. 도 1과 비교하여, 예를 들어 각각의 구역(11 내지 13)을 통해 종방향으로 연장하는 스트랜드(41)가 없다. 인장 요소(40)는 신발끈 구멍(34)과 밑창 구조체(20) 사이의 전체 거리를 통해 연장할 수 있지만, 다양한 인장 요소(40)는 또한 도 14b에 도시되어 있는 바와 같이 단지 거리의 일부만을 통해 연장할 수도 있다. 인장 요소(40)는 또한 도 14c에 도시되어 있는 바와 같이 스트랜드(41)가 단지 종방향으로만 연장하는 구성 또는 도 14d에 도시되어 있는 바와 같이 신발류(10)의 종방향 길이의 일부만을 통해 연장되는 구성을 가질 수 있다. 다른 구성에서, 부가의 스트랜드(41)가 도 14e에 도시되어 있는 바와 같이 뒤꿈치 구역(13)에 배치될 수 있어, 착용자의 뒤꿈치를 안정화하는 뒷축 또는 다른 장치를 효과적으로 형성할 수 있다. 스트랜드(41)의 특정 구성 및 인장 요소(40)의 다른 양태는 따라서 상당히 다양할 수 있다.
기초 요소(31)는 단일 재료층으로부터 형성되는 것으로서 도 3에 도시되어 있다. 그러나, 도 15a를 참조하면, 기초 요소(31)는 3개의 층을 포함한다. 예로서, 내부층 및 외부층은 직물일 수 있고, 반면에 중앙층은 편안함 향상 폴리머 발포 재료일 수 있다. 자수 프로세스가 스트랜드(41)를 배치하는 데 이용될 때, 스트랜드(41)의 2개의 세트는 도 15b에 도시되어 있는 바와 같이 베이스층(42)의 대향 측면들에 위치될 수 있다. 부가의 층(45)이 또한 도 15c에 도시되어 있는 바와 같이 스트랜드(41)의 제2 세트와 기초 요소(31) 사이로 연장될 수 있다. 베이스층(42)에서와 같이, 층(45)은 인장 요소(40)와 기초 요소(31) 사이의 접합을 포함하는 열가소성 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 일반적으로, 도 15c에 도시되어 있는 구성은 발명의 명칭이 "폴리머 연결층을 갖는 복합 요소(Composite Element With A Polymer Connecting Layer)"인 2008년 7월 25일자로 미국 특허 상무청에 출원된 미국 특허 출원 제12/180,235호에 개시된 구조와 유사할 수 있고, 이러한 출원은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. 도 15d를 참조하면, 인장 요소(40)는 기초 요소(31)의 내부면과 결합되는 것으로서 도시되어 있다. 다른 구성에서, 도 15e에 도시되어 있는 바와 같이 커버층(43)이 없을 수 있고, 도 15f에 도시되어 있는 바와 같이 베이스층(42)이 없을 수도 있다.
다른 제조 프로세스
인장 요소(40)를 형성하고 인장 요소(40)를 기초 요소(31)에 고정하기 위한 다른 제조 프로세스가 이제 도 16a 내지 도 16g와 관련하여 설명될 것이다. 도 16a를 참조하면, 스트랜드(41)를 위한 구성에 대한 변형예가 층(42, 43) 사이에 위치되어 있는 것으로서 도시되어 있다. 전술된 바와 같이, 자수 프로세스를 포함하는 다양한 방법이 스트랜드(41)를 배치하는 데 이용될 수 있다. 레이저 장치(66) 또는 다른 절단 장치가 이어서 다양한 영역(46)을 절제하거나 제거하는 데 이용될 수 있다. 즉, 레이저 장치(66)가 층(42, 43)을 절단하여 구멍 또는 층(42, 43)이 없는 다른 구역을 형성할 수 있다.
일단 영역(46)이 층(42, 43)으로부터 제거되면, 인장 요소(40) 및 기초 요소(31)의 부분이 몰드(60) 내에[즉, 몰드부(61, 62) 사이에] 위치된다. 전술된 다양한 방법에서, 인장 요소(40)는 기초 요소(31)를 신발류(10) 내에 합체한 후에 기초 요소(31)에 고정된다. 그러나, 이 방법에서, 인장 요소(40)는 기초 요소(31)를 신발류(10) 내에 합체하기 전에 기초 요소(31)(또는 기초 요소의 부분 또는 층)에 고정된다. 일단 위치되면, 몰드부(61, 63)는 인장 요소(40) 및 기초 요소(31)를 포함하여, 이에 의해 도 16d에 도시되어 있는 바와 같이 인장 요소(40)와 기초 요소(31)를 접합한다. 몰드(60)의 개방시에, 접합된 인장 요소(40) 및 기초 요소(31)는 도 16e에 도시되어 있는 바와 같이 제거될 수 있다. 기초 요소(31)는 인장 요소(40)에 형성된 다양한 영역(46)을 통해 가시화된다는 것을 주목하라.
인장 요소(40)와 기초 요소(31)의 조합은 이어서 플래튼(65) 상에 배치될 수 있고, 레이저 장치(66)가 이어서 도 16f에 도시되어 있는 바와 같이 베이스층(42), 커버층(43) 및 기초 요소(31)의 각각을 절단하여 인장 요소(40)와 기초 요소(31)의 조합을 적절하게 성형하는 데 사용된다. 즉, 레이저 장치(66)는 인장 요소(40)와 기초 요소(31)의 과잉의 부분을 제거하여 도 16g에 도시되어 있는 형상을 부여하는 데 이용된다. 인장 요소(40)와 기초 요소(31)의 이 조합은 이어서 신발류(10) 내에 합체될 수 있다.
본 발명이 다양한 구성을 참조하여 상기에 그리고 첨부 도면에 개시되어 있다. 그러나, 개시 내용에 의해 공급되는 목적은 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아니라, 본 발명에 관련된 다양한 특징 및 개념의 예를 제공하는 것이다. 당 기술 분야의 숙련자는 무수히 많은 변형 및 수정이 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 전술된 구성에 이루어질 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
10: 신발류 11: 앞발 구역
12: 중간발 구역 13: 뒤꿈치 구역
14: 외측면 15: 내측면
20: 밑창 구조체 21: 중창
22: 겉창 23: 깔창
30: 갑피 31: 기초 요소
32: 발목 개구 33: 신발끈
34: 신발끈 구멍 40: 인장 요소
41: 스트랜드 42: 베이스층
43: 커버층 44: 신발끈 구멍
51, 52, 53, 54: 스트랜드 그룹 60: 몰드
61: 제1 몰드부 62: 제2 몰드부
63, 64: 재료 66: 레이저 장치

Claims (25)

  1. 갑피 및 상기 갑피에 고정된 밑창 구조체를 갖는 신발류 물품으로서, 상기 갑피는,
    내부면 및 대향하는 외부면을 갖는 기초 요소로서, 상기 내부면은 착용자의 발을 수용하기 위한 상기 갑피 내의 공동의 적어도 일부를 형성하는 것인, 기초 요소; 및
    (a) 상기 외부면에 고정되고, 상기 외부면의 적어도 하나의 영역을 노출시키는 복수의 에지를 형성하는 베이스층, (b) 열가소성 폴리머 재료로 상기 베이스층에 결합되는 커버층, 및 (c) 상기 베이스층과 접촉하도록 배치되고, 상기 커버층과 상기 베이스층 사이에 위치하며, 적어도 5 센티미터의 거리 동안 상기 베이스층에 실질적으로 평행한 복수의 스트랜드를 포함하는 인장 요소
    를 포함하는 신발류 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스층은 적어도 부분적으로 열가소성 폴리머 재료로부터 형성되는 것인 신발류 물품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 베이스층은 열가소성 폴리머 재료로 상기 기초 요소에 결합되는 것인 신발류 물품.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 커버층은 복수의 에지를 형성하고, 상기 커버층의 에지는 상기 베이스층의 에지에 위치하는 것인 신발류 물품.
  6. 제2항에 있어서, 상기 베이스층은 (a) 열가소성 폴리머 재료로 함침된 직물 및 (b) 열가소성 폴리머 재료의 시트 중 하나인 것인 신발류 물품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스트랜드의 적어도 일부의 단부는 상기 베이스층의 에지에 위치되는 것인 신발류 물품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기초 요소는 층상 구조체를 갖고, 적어도 상기 층상 구조체의 제1 층은 상기 내부면을 형성하고, 적어도 상기 층상 구조체의 제2 층은 상기 외부면을 형성하고, 상기 베이스층은 상기 제2 층에 고정되는 것인 신발류 물품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 스트랜드의 그룹이 상기 갑피의 신발끈 영역과 상기 밑창 구조체가 상기 갑피에 결합되는 영역 사이로 연장되는 것인 신발류 물품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스트랜드의 다른 그룹이 상기 갑피의 뒤꿈치 구역과 앞발 구역 사이로 연장되는 것인 신발류 물품.
  11. 갑피 및 상기 갑피에 고정된 밑창 구조체를 갖는 신발류 물품으로서, 상기 갑피는,
    내부면 및 대향하는 외부면을 갖는 기초 요소로서, 상기 내부면은 착용자의 발을 수용하기 위한 상기 갑피 내의 공동의 적어도 일부를 형성하는 것인 기초 요소; 및
    상기 외부면에 고정되며, (a) 복수의 베이스층 에지를 형성하는 베이스층, (b) 상기 베이스층과 동일 공간에 있으며, 상기 베이스층 에지에 위치하는 복수의 커버층 에지를 형성하는 커버층, 및 (c) 상기 베이스층과 상기 커버층 사이에 위치하는 복수의 스트랜드로서, 상기 스트랜드는 적어도 5 센티미터의 거리 동안 상기 베이스층에 실질적으로 평행하고, 상기 스트랜드의 적어도 일부의 단부는 상기 베이스층 및 상기 커버층의 에지들에 위치하는 것인 복수의 스트랜드를 포함하는 인장 요소
    를 포함하고, 상기 외부면의 영역은 상기 인장 요소를 넘어 연장하고 상기 갑피의 노출된 표면의 부분을 형성하는 것인 신발류 물품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 베이스층은, (a) 상기 인장 요소를 상기 기초 요소의 외부면에 결합하고 (b) 상기 커버층을 상기 베이스층에 결합하는 열가소성 폴리머 재료로부터 적어도 부분적으로 형성되는 것인 신발류 물품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 베이스층은 (a) 열가소성 폴리머 재료로 함침된 직물 및 (b) 열가소성 폴리머 재료의 시트 중 하나인 것인 신발류 물품.
  14. 제11항에 있어서, 상기 기초 요소는 층상 구조체를 갖고, 적어도 상기 층상 구조체의 제1 층은 상기 내부면을 형성하고, 적어도 상기 층상 구조체의 제2 층은 상기 외부면을 형성하고, 상기 베이스층은 상기 제2 층에 고정되는 것인 신발류 물품.
  15. 제11항에 있어서, 상기 스트랜드의 제1 그룹이 상기 갑피의 신발끈 영역과 상기 밑창 구조체가 상기 갑피에 결합되는 영역 사이로 연장되고, 상기 스트랜드의 제2 그룹이 상기 갑피의 뒤꿈치 구역과 앞발 구역 사이로 연장되고, 상기 스트랜드의 제1 그룹은 상기 스트랜드의 제2 그룹과 교차하는 것인 신발류 물품.
  16. 갑피 및 상기 갑피에 고정된 밑창 구조체를 갖는 신발류 물품으로서, 상기 갑피는,
    내부면 및 대향하는 외부면을 갖는 기초 요소로서, 상기 내부면은 착용자의 발을 수용하기 위한 상기 갑피 내의 공동의 적어도 일부를 형성하는 것인 기초 요소; 및
    (a) 상기 외부면에 고정된 열가소성 폴리머 재료를 포함하고, 에지를 형성하는 베이스층, (b) 열가소성 폴리머 재료로 상기 베이스층에 결합되며, 상기 베이스층 에지에 위치하는 에지를 형성하는 커버층, 및 (c) 상기 베이스층과 상기 커버층 사이에 위치하는 복수의 스트랜드로서, 상기 스트랜드는 적어도 5 센티미터의 거리 동안 상기 베이스층에 실질적으로 평행하고, 상기 스트랜드의 적어도 일부의 단부는 상기 베이스층 및 상기 커버층의 에지에 위치하는 것인 복수의 스트랜드를 포함하는 인장 요소
    를 포함하고, 상기 인장 요소의 영역은 상기 기초 요소의 외부면의 영역보다 작고, 상기 기초 요소의 외부면의 부분은 상기 갑피의 노출된 표면을 형성하는 것인 신발류 물품.
  17. 제16항에 있어서, 상기 베이스층은 (a) 열가소성 폴리머 재료로 함침된 직물 및 (b) 열가소성 폴리머 재료의 시트 중 하나인 것인 신발류 물품.
  18. 제16항에 있어서, 상기 기초 요소는 층상 구조체를 갖고, 적어도 상기 층상 구조체의 제1 층은 상기 내부면을 형성하고, 적어도 상기 층상 구조체의 제2 층은 상기 외부면을 형성하고, 상기 베이스층은 상기 제2 층에 고정되는 것인 신발류 물품.
  19. 제16항에 있어서, 상기 스트랜드의 제1 그룹이 상기 갑피의 신발끈 영역과 상기 밑창 구조체가 상기 갑피에 결합되는 영역 사이로 연장되고, 상기 스트랜드의 제2 그룹이 상기 갑피의 뒤꿈치 구역과 앞발 구역 사이로 연장되고, 상기 스트랜드의 제1 그룹은 상기 스트랜드의 제2 그룹과 교차하는 것인 신발류 물품.
  20. 신발류 물품 제조 방법으로서,
    베이스층과 커버층 사이에 복수의 스트랜드를 위치시키는 단계로서, 적어도 상기 베이스층은 열가소성 폴리머 재료를 포함하는 것인 위치 단계;
    상기 커버층을 상기 베이스층에 결합하도록 상기 열가소성 폴리머 재료를 가열하는 단계;
    상기 베이스층을 신발류 물품의 갑피의 기초 요소에 인접하여 배치하는 단계; 및
    열가소성 폴리머 재료로 상기 베이스층을 상기 기초 요소에 결합하는 단계로서, 상기 기초 요소의 적어도 일부는 상기 갑피의 외부면을 형성하도록 노출되는 것인, 결합하는 단계
    를 포함하는 신발류 물품 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 가열 단계는 상기 스트랜드를 상기 베이스층에 결합하는 것을 포함하는 것인 신발류 물품 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 배치 단계는 상기 갑피의 신발끈 영역과 밑창 구조체가 상기 갑피에 결합되는 영역 사이로 연장하도록 상기 스트랜드의 제1 그룹을 배향하는 것과, 상기 갑피의 뒤꿈치 구역과 앞발 구역 사이로 연장하도록 상기 스트랜드의 제2 그룹을 배향하는 것을 포함하는 것인 신발류 물품 제조 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 결합 단계는 적어도 상기 기초 요소 및 상기 커버층으로부터 상기 갑피의 외부면을 형성하는 것을 포함하는 것인 신발류 물품 제조 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 결합 단계는 열가소성 폴리머 재료를 가열하는 것을 포함하는 것인 신발류 물품 제조 방법.
  25. 제20항에 있어서, 상기 베이스층, 상기 커버층 및 상기 스트랜드를 다듬질하여, (a) 상기 베이스층이 상기 커버층과 동일 공간에 있게 되고, (b) 상기 스트랜드의 적어도 일부의 단부가 상기 베이스층 및 상기 커버층의 에지로서 위치되게 하는 단계를 더 포함하는 신발류 물품 제조 방법.
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