KR101680417B1 - 모노필라멘트 신발 라이닝 - Google Patents

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KR101680417B1
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마틴 피스터
옌스 하이덴펠더
안드레아 귀포니
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더블유.엘.고어 앤드 어소시에이츠 게엠베하
더블유.엘.고어 앤드 어소시아티 에스.알.엘.
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Abstract

본 발명은 방수성의 수증기 투과성 신발 용품(10)을 위한 갑피 조립체(12)로서, 상기 갑피 조립체는 방수성 및 수증기 투과성의 기능성 층(22) 및 이 기능성 층(22)의 내부면에서 기능성 층(22)에 직접 부착된 내부 라이닝 층(24)을 포함하는 라미네이트(16)를 포함하고 있고, 내부 라이닝 층(24)은 모노필라멘트로 이루어진 편물 또는 직물인 것인 갑피 조립체(12)에 관한 것이다.

Description

모노필라멘트 신발 라이닝{Monofilament Footwear Lining}
본 발명은 방수성의 수증기 투과성 신발 용품용 갑피 조립체(upper assembly), 및 상기 갑피 조립체를 포함하는 방수성의 수 투과성 신발 용품에 관한 것이다.
방수성 및 통기성이 있는 신발을 제공하기 위한 공지된 연구 수단은 갑피를 내수성으로 만들기 위해 처리된 갑피 재료(즉, 가죽)의 사용을 포함한다. 갑피 재료는, 내수성을 부여하기 위해 처리되는 경우, 그의 통기성을 상실하므로, 착용자로 하여금 그 신발이 불편하도록 만들었다. 편안한 방수성 신발을 달성하려는 목표에 대한 별도의 연구 수단은 증기 투과성 및 방수성 삽입체 또는 부티(bootie)를 신발에 사용하는 것을 포함한다. 추가적 연구 수단은 방수성 및 통기성이 있는 라이너(liner) 재료를 신발 갑피의 내부로 확보하고, 라이너 재료를 방수성 개스킷 또는 안창에 실링(sealing)하는 것을 포함한다. 라이너 재료가 방수성 개스킷 또는 안창과 연결되는 부분에서 내구성의 방수성 시일(seal) 또는 연결을 제공하려는 다수의 상이한 시도들이 있었다. 이러한 시도들은 다양한 정도의 성공을 유도하였다.
신발 업계에서, 방수성 및 수증기 투과성 둘 다를 갖는 재료는 "기능성" 재료 또는 "배리어" 재료로 통상적으로 언급된다. 그러한 기능성 재료의 예는 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이츠 게엠베하(W. L. Gore and Associates GmbH, Putzbrunn, Germany)에서 상표명 고어-텍스(GORE-TEX; 등록상표)로 입수가능한 미세다공성 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막 재료가 있다. 다른 기능성 재료가 또한 개발되어 왔고, 당업계에 익히 공지되어 있다.
그러한 방수성의 통기성 신발을 만들 때 종종 야기되는 한 문제점은, 방수성의 증기 투과성 라이너 또는 부티의 삽입이 발에 맞지 않는 신발(즉, 기성화 갑피로 삽입되는 라이너로 인해 보다 덜 맞음) 및/또는 라이너 또는 부티와 신발 갑피 재료 사이의 불량한 부착을 종종 야기하는 것이다. 이는, 특히, 라이너가 주름진 모양이거나 또는 갑피로부터 떨어지기 때문에, 신발 내부의 보다 덜 바람직한 외양 및 사용시 불편함을 초래한다.
실제로 최근에 사용된 모든 신발 용품에서, 기능성 층은 사용하는 동안 신발의 내부 쪽으로 향하는 적어도 하나의 추가적 내부 라이너로 덮여 있다. 추가적 내부 라이너는 개선된 시각적 외양을 제공하고, 또한 사용시 신발 착용자에게 보다 편안함을 제공한다. 그러한 내부 라이너는 편안함을 증진시키기 위해 부드럽고 수분을 흡수할 수 있는 재료, 예를 들면 텍스타일 재료, 가죽, 또는 고분자 재료로 만들어진다. 그러한 내부 라이너는 또한 편안함을 개선하고 수분을 흡수하기 위해 종종 매우 두껍다. 전형적인 내부 라이너는 착용자의 발에 의해 생성된 수분을 흡수하기 위해 위킹(wicking) 특성을 갖는 멀티필라멘트사로 만들어진 직물, 편물 또는 부직물과 같은 모든 종류의 패브릭으로 만들어진다. 내부 라이너는 또한 가죽, 고분자 "인공 가죽", 또는 부직물로 만들어진다. 이들 내부 라이너 패브릭은 또한 종종 발포체 또는 부직층과 조합되어 두께를 증가시키고 쿠션감 및 스탠드(stand)를 제공한다. 신발 용품에서 내부 라이너로 사용되는 패브릭의 예는 명칭 "캠브렐(Cambrelle)" 하에 판매되는 부직물 재료이다. 전형적으로 내부 라이너는 두껍고 무거워서 내마모성 및 내구성을 제공한다.
다수의 신발 용품은 두 텍스타일 층 사이에 낀 기능성 층을 갖는 3층 라미네이트를 사용한다. 내부를 향한 텍스타일 층은 상기 기술된 바와 같은 라이너이다. 외부를 향한 추가적 텍스타일 층은 메쉬이다.
3층 및/또는 2층 라미네이트 형태인 신발 라이너는 대부분 갑피 조립체 내에 느슨하게 매달려 있고, 갑피 조립체의 갑피 테두리를 따라서만 고정되어 있거나, 또는 갑피 조립체의 외통(outer shell)을 형성하는 갑피 재료에 불연속적으로, 예를 들면 접착제 도트를 사용함으로써, 고정되어 있다.
US 2011/0179677 A1에는 상위 부분(superior compartment) 및 하위 부분(inferior compartment)을 포함하는 혼성 갑피 구조를 갖는 신발 용품이 개시되어 있다. 상위 부분은 (발에 가장 가까운) 최내층 및 적어도 하나의 고분자 필름층으로 구성된 라미네이트를 포함한다. 고분자 필름층은 최내층의 외부면에 부착된 증기 투과성의 방수성 고분자 필름으로 만들어진다. 한 실시양태에서, 고분자 필름층은 최내층 및 외부층 사이에 끼여있다.
사용자의 발이 신발 용품의 일반적인 사용 및 착용 동안 최내층과 접촉하게 되는 경우, 최내층은 사용자에게 편안함 및 통기성을 제공하는 경량 재료로 만들어진다. 이 재료는 멀티필라멘트사, 예컨대 레이온, 나일론, 및/또는 폴리에스터사로 만들어진 부직물, 편물 또는 직물을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 최내층은 170 g/m2 친수성 나일론, 텍스처화 폴리에스터 편물로 만들어진다.
US 2004/0216332 A1에는 갑피, 및 신발 착용자의 발 옆의 갑피 밑에 위치한 갑피층을 형성하는 텍스타일 재료 층을 지나 갑피 조립체를 갖는 방수성의 증기 투과성 신발 구조가 개시되어 있다. 멀티필라멘트사로 구성된 넓은 범위의 패브릭이 직물, 부직물 및 편물, 예를 들면 경편물을 포함하는 갑피층으로 이용될 수 있다. 경편물의 예에는 상표 이클립스(ECLIPSE) 100HTM으로 판매되는 내마모성 폴리에스터 및 나일론 조합 패브릭 및 상표 이클립스 400HTM으로 판매되는 경량 나일론 패브릭, 및 3바(three bar) 편물이 포함된다.
보다 따뜻한 기후 조건에서 사용하기 위해 고안된 신발에 있어서, 열 손실을 증가시키고 무게를 감소하기 위해 사용된 재료의 증기 투과성 및 감소된 층 두께는 극도로 중요하다. 그렇지만, 방수성 및 높은 내구성은 상기 신발의 달성가능한 증기 투과성을 전형적으로 제한하는 추가적 요건이다. 내구성의 요건은 또한 전형적으로 달성가능한 중량 감소에 대한 제한을 암시한다. 이는 예를 들면 군대, 민방위, 소방 또는 이와 유사하게 요구되는 용도를 위한 신발의 경우와 같이 혹독한 환경에서 격렬한 활동 중에 사용될 수 있는 신발의 경우에 더욱 더 적용된다.
습윤 조건에서 사용하는 동안, 일반적으로 물 또는 다른 액체의 형태로, 수분은 갑피 조립체의 갑피 테두리 부분에 걸쳐 신발의 내부로 들어오는 일이 벌어지는데, 예를 들면 강을 건널 때 또는 많은 빗속 또는 진흙땅을 걸을 때가 그렇다. 신발은 내부가 젖게 된 후에 빠르게 재건조될 수 있어야 한다. 통상적 신발이 갖는 특정 문제는 신발의 내부가 젖게 되는 경우에, 내부 라이너가 수분을 빨아들여 신발을 무겁게 하고 불편하게 하며 재건조되기 어렵게 만든다는 것이다.
따라서, 혹독한 환경 및 상대적으로 따뜻한 기후 조건 하에서의 장기간 사용하는 경우에서도, 사용시 고도의 내구성 및 통기성이 유지되는 기계적으로 매우 내구성있는 신발에 대한 요구가 남아있다. 그러한 신발이 극도로 습윤하고 혹독한 환경에서 사용되는 경우에서도, 가볍고 매우 통기성이 있는 신발에 대한 요구도 존재한다.
본 발명에 따르면, 방수성의 수증기 투과성 신발 용품을 위한 갑피 조립체는 방수성 및 수증기 투과성의 기능성 층, 및 기능성 층의 내부면에서 기능성 층에 직접 부착된 내부 라이닝 층을 포함한 라미네이트를 포함한다. 내부 라이닝 층은 모노필라멘트로 만들어진 편물 또는 직물이다.
본원에서 사용된 바와 같이 편물은 또한 네팅, 그리드 모노필라멘트 및 브레이드를 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이 내부면은 사용자의 발 쪽으로 향한 기능성 층의 면을 일컫는다. 기능성 층은 액체 물 또는 다른 액체의 형태로, 수분이 신발의 내부로 들어가는 것을 방지하기 위한 그의 기능의 측면에서 때때로 배리어층으로도 일컫는다.
모노필라멘트는 하나의 단일 필라멘트 만으로 이루어진 필라멘트 또는 섬유를 일컫는다. 패브릭을 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 바와 같은 플라이형/트위스트형/브레이드형 원사, 또는 스레드(thread)와 대조적으로, 모노필라멘트는 트위스트형 또는 브레이드형 필라멘트의 형태의 내부 구조를 갖지 않고, 오히려 재료의 단일 스트링으로 이루어진다. 모노필라멘트가 고분자로 이루어진 한 실시양태에서, 모노필라멘트는 고분자 재료의 단일 균질(homogeneous) 스트링의 구성을 갖는다. 그러한 단일 스트링은, 예를 들면 압출에 의해, 형성될 수 있다. 이의 균질 구조 및 임의의 내부 구조의 부재로 인해, 수분, 예를 들면 수증기 및/또는 액체 물, 및/또는 임의의 다른 액체가 분자 크기로만 모노필라멘트에 의해 흡수될 수 있는데, 즉, 물 분자 또는 액체 분자의 모노필라멘트 재료의 분자 구조로의 혼입에 의해 흡수될 수 있다. 따라서 모노필라멘트의 수분 흡수 능력은 모노필라멘트가 만들어진 재료의 분자 특성에 따라 달라질 것이다. 멀티필라멘트와는 상이하게, 모노필라멘트의 물 흡수 능력을 증가시킬 수 있는 공극 또는 모세관과 같은 내부 구조는 존재하지 않는다.
상기 갑피 조립체 뿐만 아니라 상기 갑피 조립체를 사용하는 신발 용품은 경량이며 높은 수증기 투과성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 또한, 그러한 갑피 조립체를 사용하는 신발 용품은 완전 방수성이며 내구성을 가질 수 있다. 특히, 상기 신발 용품은 내부가 젖게 된 후에 빠르게 재건조되는 능력을 가질 수 있다.
특정 실시양태에서, 내부 라이닝 층은 DIN EN 29685(1991)에 기재된 바와 같은 "분데스만 시험(Bundesmann Test)"에 따르면 40% 미만의 물 흡수율(water absorption rate)을 갖는 모노필라멘트로 이루어질 수 있다. 추가적 특정 실시양태에서 DIN EN 29685(1991)에 따르면, 모노필라멘트는 30% 미만, 또는 25% 미만인 물 흡수율을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서 DIN EN 29685에 따르면, 모노필라멘트는 20% 내지 35%의 물 흡수율을 가질 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 물 흡수율은 기능성 층(예를 들면 하기 기재된 바와 같은 ePTFE 기능성 층) 및 모노필라멘트로 구성된 내부 라이닝 층으로 이루어진 라미네이트를 사용하여 측정된 바와 같은 모노필라멘트의 물 흡수율을 나타낸다. 상기 라미네이트에서 기능성 층은 내부 라이닝 층에 대한 캐리어로서 작용한다. 흡수율은 DIN EN 29685(1991)에 상세히 기재된 바와 같은 실험 장치에서 내부 라이닝 층의 면에서 측정한다.
본원에 제시된 바와 같은 갑피 조립체에 사용된 내부 라이닝 층은 내부 라이닝 층에 의해 특히 낮은 물 흡수율을 제공한다. 따라서, 착용자의 발에 의해 생성된 수분은 내부 라이닝 라이너에 의해 흡수되지 않거나 또는 달리 흡수되지만, 기능성 층에 수송된다. 내부 라이닝 층은 위사 및 경사 사이에서 루프, 메쉬 및/또는 간극(interstice)을 형성하도록 서로 얽혀있는(interlaced) 모노필라멘트로 형성된 편물 및/또는 직물 구성을 갖는다. 따라서, 내부 라이닝 층은 모노필라멘트 사이에 다수의 간극을 만든다. 모노필라멘트는 그 자체로 유의하게 수분을 흡수하지 않는다. 또한, 내부 라이닝 층에 형성된 간극은 상대적으로 클 수 있어서, 유의한 모세관 기능을 제공하지 않는다. 오히려, 수분은 기능성 층 쪽으로 내부 라이닝 층에 의해 형성된 간극을 통해 이동한다.
내부 라이닝 층은 경량일 수 있다. 일부 실시양태에서 내부 라이닝 층은 130 g/m2 이하의 직물 중량(textile weight)을 가질 수 있다. 내부 라이닝 층의 직물 중량은 100 g/m2 이하, 또는 90 g/m2 이하일 수 있다. 일부 실시양태에서, 내부 라이닝 층의 직물 중량은 40 g/m2 내지 130 g/m2의 범위일 수 있다.
또한, 내부 라이닝 층 및 기능성 층으로 이루어지고, 임의로 또한 외부 텍스타일 층을 포함하는 라미네이트는 경량일 수 있고, 따라서 매우 통기성이 높다. 일부 실시양태에서, 라미네이트는 200 g/m2 미만, 특히 170 g/m2 미만, 특히 150 g/m2 미만, 특히 170 g/m2 내지 90 g/m2의 중량을 가질 수 있다.
그러한 실시양태는 가장 경량이지만, 기능성 층을 포함하는 내구성있는 신발 라미네이트를 제공한다. 라미네이트의 통기성은 증가하는 한편, 중량은 신발 산업에서 사용되는 통상적인 기능성 층 라미네이트와 비교하여 20%까지 감소될 수 있다.
또다른 추가적 실시양태에서, 갑피 조립체는 외통을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 라미네이트는 상기 외통의 내부면에 부착될 수 있다. 한 실시예에서, 라미네이트는 불연속 접착제를 이용하여 외통에 직접 부착될 수 있다. 외통은 신발 산업에서 통상적인 통기성이 있는 갑피로 사용되는 바와 같은 임의의 재료, 예를 들면 가죽으로 만들어질 수 있다. 상기 재료는 바람직한 시각적 외양, 내마모성 등을 달성하기 위해 선택될 수 있다.
경량 및 높은 증기 투과성 이외에, 내부 라이닝 층의 특정 구성은 갑피 조립체의 내부가 젖게 된 후에 효과적인 재건조를 가능하게 한다. 특정 실시양태에서, 상기 기재된 바와 같은 기능성 층 및 내부 라이닝 층을 포함하는 라미네이트는 1시간 미만, 특히 30분 미만, 특히 20분 미만, 특히 15분 내지 45분의 완전 건조 시간을 가질 수 있다. 완전 건조 시간은 하기 기재된 시험에 따라 측정한다.
특정 실시양태에서 내부 라이닝 층은 EN-ISO 20344:2004에 기재된 바와 같이 측정된 100000 사이클 마틴데일(Martindale) 초과의 높은 습식 내마모성을 가질 수 있다. 200000 사이클 마틴데일 초과(EN-ISO 20344:2004), 300000 사이클 마틴데일 초과 또는 심지어는 400000 사이클 마틴데일 초과(EN-ISO 20344:2004)의 습식 내마모성이 달성될 수 있다. 일부 특정 실시양태에서 습식 내마모성은 300000 내지 450000 사이클 마틴데일(EN-ISO 20344:2004)일 수 있다. 신발에 사용되는 통상적인 내부 라이닝과 비교하면, 예를 들어 EN 20345에 의해 규정된 바와 같이 보호용 신발의 뒤축 라이닝에 대해서는 51200 사이클 마틴데일이 요구되는데, 내마모성이 600%, 또는 그 이상까지 개선된다.
특정 실시양태에서, 내부 라이닝 층은 경편, 특히 3바 경편일 수 있다. 패브릭의 두께 방향으로 세 개의 상이한 평면에 정렬된 가이드 바의 3세트를 사용하여 제조된 특정 방식의 결과로서, 3바 경편은 상대적으로 두껍고, 따라서 내마모성을 갖는다. 그러나, 상기 패브릭은 상대적으로 큰 간극 또는 메쉬를 포함하는 편물 구조를 가질 수 있다. 그러한 이유로, 모노필라멘트로 구성된 3바 경편물은 내마모성 및 높은 증기 투과성 둘 다를 갖는 것으로 밝혀졌다. 또한, 상이한 재료가 특정 특성에 따른 모노필라멘트로 사용될 수 있다. 모노필라멘트는 경편의 각각의 가이드 바와 함께 사용될 수 있다. 일부 용도에서, 3개의 가이드 바 중 하나 또는 두 개에 대해서만 모노필라멘트를 사용하는 것이 고려될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위 내에서 고려되어야 한다. 모노필라멘트 및 멀티필라멘트 둘 다를 포함하는 실시양태는 전형적으로 내부 라이닝 층이 모노필라멘트만 사용하여 만들어진 실시양태보다 열등한 재건조 특성을 가질 것이다.
또한, 내부 라이닝 층은 단일 편물일 수 있다. 단일 편물은 규칙적이고 단순한 편성 패턴, 예를 들면 메쉬의 단순한 "오른쪽/왼쪽" 패턴을 갖는다. 그러한 편물은 상대적으로 탄력적이고 신축성이 있다.
특정 실시양태에서, 내부 라이닝 층은 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 6.6과 같은 폴리아미드, 폴리에스터 및 이들의 조합으로 이루어진 군의 임의의 재료의 모노필라멘트로 구성될 수 있다. 상기 고분자 재료는 수증기, 물 또는 다른 액체에 대하여 높은 비흡수성 분자 구조를 가지며, 따라서 이들은 모노필라멘트의 형태로 제공되는 경우 상대적으로 낮은 물 흡수율을 갖게 한다.
모노필라멘트 내부 라이닝 층의 두께는 dtex 10/f1 내지 dtex 300/f1일 수 있다. 현재 바람직한 두께는 dtex 20/f1이다.
갑피 조립체의 또다른 추가적 실시양태에서, 라미네이트는 기능성 층의 외부면에 부착된 외부 텍스타일 층을 추가적으로 포함할 수 있다. 외부 텍스타일 층은 제공되는 경우, 기능성 층을 지지하고/하거나 라미네이트의 갑피 조립체 외통으로의 접착을 개선하는 메쉬의 구성을 가질 수 있다. "기능성 층의 외부면"은 사용시 발로부터 먼 쪽에 면한 기능성 층의 면을 나타낸다.
갑피 조립체의 특정 실시양태에서, 라미네이트는 발의 상부면 주변으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 라미네이트는 발의 측면 및 갑피 부분을 둘러싸면서 신발의 갑피 또는 외통의 내부면을 덮을 수 있다. 라미네이트는 또한, 반드시 그런 것은 아니지만, 예를 들면 발 밑으로 연장되는 안창의 내부면을 덮는 라이닝의 형태로 발의 밑면을 덮을 수 있다. 상기 라이닝은 전형적으로 "부티"로 일컫는 양말 같은 구성을 가질 수 있거나, 또는 갑피의 내부면, 및 내부 갑피 라이닝의 바닥 테두리에 단독으로 또는 안창과 함께 연결된 내부 안창 라이닝을 덮는 내부 갑피 라이닝의 복합적 가방 같은 구조일 수 있다.
내부 라이닝 층에 대한 모노필라멘트의 사용은 프라이머를 전혀 사용하지 않고 라미네이트를 심 실링(seam sealing)할 가능성을 제공한다. 이는 부가적 프라이머를 사용하는 일 없이 초음파 접합/용접, 열 접합/용접, 및 유사 기술을 이용하여, 예를 들면 스티치 및 실링 테이프를 사용하여 두 조각의 내부 라이닝 재료를 서로 결합하고 실링할 수 있기 때문에, 독특한 장점이다. 동일 방식으로, 모노필라멘트와 함께 또는 모노필라멘트로 이루어진 내부 라이닝 층을 각각 갖는 두 조각의 라미네이트는 프라이머와 같은 임의의 부가적 제조 기술의 적용 없이 초음파 접합/용접, 열 접합/용접 및 유사 기술을 이용하여, 예를 들면 스티치 및 실링 테이프를 사용하여 서로 심 실링할 수 있다. 모노필라멘트와 함께 또는 모노필라멘트로 이루어진 내부 라이닝 층의 이러한 특성은 신발 용품의 생산을 유의하게 단순화시키고, 따라서 생산을 특히 쉽고 편리하게 만든다.
일부 실시양태에서, 라미네이트의 내부층은 갑피 조립체의 최내층, 즉 발에 가장 가까운 층일 수 있다. 상기 구성에서, 내부층은 신발을 신은 사람의 발에 직접 접촉할 것이고 따라서 편안함을 결정할 것이다.
또다른 추가적 실시양태에서, 갑피 조립체는 외통, 및 외통의 내부면에 부착된 라미네이트를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 외통은 통상적인 신발 갑피에 사용된 바와 같은 임의의 재료로 이루어질 수 있고, 신발의 바람직한 시각적 외양 및/또는 내마모성에 따라 선택될 수 있다. "내부면"은 발 쪽으로 면한 외통의 면을 일컫는다. 한 실시양태에서, 갑피 라미네이트는 외통의 내부면의 전체 표면에 걸쳐 통기성이 있는 방식으로 외통의 내부면에 직접 부착(접합)될 수 있다.
상기 기재된 갑피 조립체는 신발 용품의 제조에서 사용될 수 있다. 상기 신발 용품은 상기 기재된 바와 같이 갑피 조립체 및 갑피 조립체와 연통하는 밑창(sole)을 포함할 수 있다. 밑창은 갑피 조립체에 접합되거나, 또는 갑피 조립체에 사출될 수 있다. 고주파 용접 또는 스티칭과 같이 조립된 밑창을 갑피 조립체에 부착하기 위한 다른 구성도 가능하다.
특정 실시양태에서, 신발 용품은 7 g/hr 이상, 특히 8.75 g/hr 이상, 특히 8 내지 9.5 g/hr의 전체 부츠 수분 증기 투과율을 갖도록 제공될 수 있다.
상기에서 다룬 실시양태에 따라 갑피 조립체를 사용하는 신발 용품의 특정 실시양태는 하기에서 다루는 동적 물 침투 시험(Dynamic Water Penetration Test)에 따른 방수성일 수 있다. 상기 신발 용품은 동적 물 침투 시험의 100000 플렉스(flex) 사이클 초과, 특히 300000 플렉스 사이클 초과가 성공적으로 수행되고, 일부 실시양태에서는 500000 플렉스 사이클 초과, 예를 들면 특정 실시양태에서는 350000 내지 1000000 플렉스 사이클이 성공적으로, 즉 물이 신발 내부로 유의적으로 들어가는 일 없이 수행될 수 있는 것으로 나타났다(ISO 20344:2011 참조).
정의 및 시험 방법
기능성 층:
용어 "기능성 재료"는 방수성 및 수증기 투과성 둘 다를 갖는 재료를 나타낸다. 상기 재료는 전형적으로 적층 구성으로 제공되고, 따라서 층 또는 시트를 형성한다. 상기 기능성 재료의 예는 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이츠 게엠베하(Putzbrunn, Germany)에서 상표명 고어-텍스(등록상표)로 입수가능한 미세다공성 발포 폴리테트라플루오로에틸렌 막 재료이다. 다른 기능성 재료가 또한 개발되었고 당업계에 익히 공지되어 있다.
기능성 재료는 기능성 재료로 이루어진 적어도 하나의 층이 적어도 하나의 부가적 층과 함께 적층되는 경우인 종종 라미네이트 형태로 제공된다. 신발 산업에서 라미네이트는 적어도 두 개의 층, 예를 들어 텍스타일 층 상에 지지된 기능성 층을 포함하는 2층 라미네이트의 형태로 구성된다. 별도로, 2개의 수증기 투과성이나 반드시 방수성일 필요는 없는 패브릭층 사이에 삽입된 기능성 층을 갖는 3층 라미네이트가 사용될 수 있다. 상기 라미네이트는 또한 기능성 층을 가죽과 같은 외통 또는 내부 라이닝 재료에 접착시키기 위해 별도의 단계에서 기능성 층의 단면 또는 양면에 도포된 불연속 접착제를 가질 수 있다.
"기능성" 재료 또는 "기능성" 층은 종종 "배리어" 재료 또는 층을 나타낸다.
편물:
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "편물"은 루프스티치로 지칭되는 루프의 연속적인 열로 변하는 적어도 하나의 원사 또는 실이 있는 구성을 갖는 임의의 패브릭 또는 텍스타일을 나타낸다. 각각의 열이 진행됨에 따라, 새로운 루프가 존재하는 루프를 통과하여 당겨진다. 능동적 루프스티치는 다른 루프가 그를 통과할 수 있을 때까지 바늘에 고정된다.
패브릭을 편성하는 과정에서 패브릭은 원사 또는 원사들의 루프의 맞물림에 의해 형성된다. 각각의 원사는 코스(course)라 불리는 사행 경로를 따르며, 따라서 원사의 사행 경로에 대칭적으로 루프를 형성한다. 하나의 루프가 다른 것을 통과하여 당겨질 때, 루프스티치가 형성된다. 루프스티치는 수평 방향(위편성) 또는 수직 방향(경편성)으로 형성될 수 있다. 각각의 스티치가 다음 스티치 앞에 현수되어 있는 루프스티치의 배열은 웨일(wale)이라고 지칭한다.
위편성은 루프가 단일 원사로부터 수평 방향으로 만들어지고, 루프의 맞물림이 십자형 방향으로 일어나는, 즉 웨일이 원사의 코스에 대해 수직인 패브릭 형성 방법이다. 위편직은 오직 하나의 원사를 이용하거나, 또는 복수의 원사들을 이용하여 편성될 수 있다.
경편성은 루프가 각각의 경사로부터 패브릭 길이를 따라 수직 방향으로 만들어지고, 루프의 맞물림이 세로로 긴 방향에서 일어나는 패브릭 형성 방법이다. 경편성에서, 웨일 및 코스는 평행으로 달린다. 각각의 웨일에 대해 하나의 원사가 필요하고, 따라서 원사들의 다수의 단부는 측면 방향에 위치한 개별 바늘들에 동시에 넣는다.
본원에서 사용된 바와 같은 편물은 또한 네팅, 그리드 모노필 및 브레이드를 포함한다.
직물:
직물은 직조에 의해 형성된 패브릭을 나타낸다. 직조는 경사 및 위사의 꼬임에 의한 패브릭 형성 방법이다. 위사 및 경사 둘 다는 기본적으로 직선으로 달리고, 세로 방향으로(경사 방향으로) 또는 가로 방향으로(위사 방향으로) 서로 평행하다. 직물은, 실이 탄성이지 않다면, 단지, 바이어스 방향(경사 방향과 위사 방향 사이)에서 비스듬하게 늘어난다.
부직물:
부직물은 직조되지도 편성되지도 않은 패브릭-유사 재료, 예컨대 펠트를 나타낸다. 부직물은 화학적, 기계적, 열적 또는 용제 처리에 의해 함께 결합된 섬유로 만들어진다. 부직물은, 백킹에 의해 치밀화되거나 또는 강화되지 않는다면, 전형적으로 기계적 강도가 결여된다.
기능성 층 라미네이트에 대한 RET 시험 방법:
수증기 투과성은 수증기 투과 저항(RET)에 의해 표현될 수 있다. 수증기 투과 저항(RET)은 일정한 부분압 구배 하에서 시트-유사 구조체 또는 복합체의 주어진 면적을 통과하는 잠복 증발열 플럭스를 결정하는 시트-유사 구조체 또는 복합체의 특이적 재료 특성이다. RET는 호헨슈타인 의류생리학 연구소(Bekleidungsphysiologisches Institut(Apparel Physiology Institute) e.V. Hohenstein)의 호헨슈타인 피부 모델에 의해 측정된다. 호헨슈타인 피부 모델은 ISO 11092:1993에 기술되어 있다.
동적 신발 물 침투 시험
본원에서 사용된 바와 같은 방수성은 ISO 20344:2011에 따라 수행된 동적 신발 물 침투 시험에 의해 표현될 수 있다. 이 시험 방법은 신발의 내수성 정도를 측정하는 수단을 제공하려는 것이다. 이 방법은 모든 유형의 신발, 특히 단화 및 부츠에 적용가능하다.
신발은 페더라인(즉, 밑창과 갑피 사이의 테두리) 위로 한정된 수준에서 물이 든 플렉싱 기계에 고정한다. 신발을 항속으로 구부리고, 물 침투에 대해 미리 정해진 간격으로 검사한다.
플렉싱 기계는 각각의 시험 스테이션에서 하기를 포함한다:
(i) 1분당 (60±6) 플렉스의 속도에서 (22±5)°의 각도로 신발을 구부리는 시스템; 및
(ii) 신발이 구부러지는 방식을 제어하기 위해 신발 내부에 맞는 가요성 발-모양(이 발 모양에는 물 센서가 구비될 수 있음).
신발 내부의 전체 젖은 면적은 하기 둘 중 하나에 따라 시험되는 경우 3 cm2 이하여야 한다:
·ISO 20344:2011, 5.15.1, 100 트로프 길이(MP) 이후, 또는
·ISO 20344:2011, 5.15.2, 80분(상기(i) 하에 기재된 신발을 구부리기 위한 시스템에서 80 플렉스 사이클에 따름) 이후.
내부 라이닝의 물 흡수율 측정을 위한 시험:
텍스타일 구조체의 물 흡수 특성을 측정하는 것은 DIN EN 29865(1991)에 기재된 분데스만 시험에 따른 비 시험을 이용한다.
비 유닛은 물 부피, 방울 크기 및 비 유닛에서 시험 샘플에 이르는 거리에 의해 정의된 비를 생성한다. 이 시험은 10분 동안 실행한다.
패브릭 및/또는 라미네이트의 물 흡수(시험 I)는 하기 방법에 따라 측정한다:
1. 샘플(패브릭/라미네이트)의 중량 측정;
2. 10분 동안 분데스만 비 시험 수행;
3. 15초 동안 샘플 회전;
4. 샘플의 중량 측정;
5. 분데스만 비 시험 전의 샘플과 비교하여 늘어난 중량을 %로 계산.
분데스만 비 시험에 따른 완전 건조 시간의 측정:
분데스만 비 시험(DIN EN 29685)은 하기와 같이 완전 건조 시간을 측정하는 데 이용될 수 있다:
1. 상기에 따라 분데스만 비 시험을 수행하고, 분데스만 비 시험 전의 샘플과 비교하여 분데스만 비 시험 후의 샘플에서 늘어난 중량(%)을 계산한다;
2. 조건화 방(23℃, 50% 공기 수분)에 샘플을 배치한다;
3. (분데스만 비 시험 전의 샘플의 중량(%)과 비교하여) 30분마다 샘플을 중량을 측정한다;
4. 최대 3시간까지 중량을 지속적으로 측정하거나, 또는 샘플이 분데스만 비 시험 전의 그 중량에 도달할 때까지 측정한다.
습식 내마모성 시험
습식 마모성 마틴데일 시험은 EN ISO 20344:2004, 6.12에 따라 신발 라이닝, 즉 발에 인접한 가장 안쪽 텍스타일 면의 내마모성을 확인하기 위한 시험이다. 상기 시험은, 특정된 압력 하에, 리사주(Lissajous) 도형의 형태로 순환적 평면 운동으로, 기준 연마제 상에서 순환 시험 단편을 연마하는 것을 수반한다. 연마에 대한 저항은 시험 단편을 한정된 수의 사이클로 처리함으로써 평가하는데, 그 단편은 어느 지점에서도 임의의 구멍이 보여서는 안된다.
시험은 시험 단편에 구멍이 생기거나 의도한 수의 사이클이 수행될 때까지 계속된다(하기 참조). 패브릭 샘플이 구멍을 갖고 있다면, 베이스 패브릭 내의 구멍만을 고려할 필요가 있다. 구멍은 의복 표면을 구성하는 층의 총 두께를 통과하여 연장된 경우만 구멍으로서 간주되어야 한다. 이는 육안으로 평가한다.
EN ISO 20345는 건조 및 습식 조건 하에 신발의 상이한 구성요소들의 라이닝에 대한 마모 요건을 명시에 높고 있는데, 이는 하기와 같다:
ISO 20344:2011, 6.12에 따라 시험할 때, 라이닝은 하기 횟수의 플렉스 사이클을 수행하기 전에 임의의 구멍이 발생해서는 안 된다:
뱀프 및 쿼터 라이닝의 경우:
·건조시 25600 플렉스 사이클;
·습식시 12800 플렉스 사이클.
시트 영역(seat region) 라이닝의 경우:
·건조시 51200 플렉스 사이클;
·습식시 25600 플렉스 사이클.
힐 카운터 라이닝의 경우:
·습식시 51200 플렉스 사이클.
전체 부츠 수증기 투과율 시험
각각의 샘플에 대한 전체 부츠 수증기 투과율(MVTR)은 국방부 전투용 부츠 온도 날씨 설명서에 따라 측정하였다. 그 설명서는 하기와 같다:
전체 부츠 통기성:
부츠 통기성 시험은 내부 환경과 외부 환경 사이의 수증기의 농도 차에 의해 부츠를 통과하는 수증기 투과율(MVTR)을 나타내도록 고안되어야 한다.
장치:
a. 외부 시험 환경 제어 시스템은 시험 기간 내내 23(±1)℃ 및 50%±2% 상대 습도를 유지할 수 있어야 한다.
b. 중량 척도는 (±0.01) 그램의 정확도로 물이 채워진 부츠의 중량을 측정할 수 있어야 한다.
c. 물 보유 백은 부츠 안에 삽입되어 내부 윤곽에 맞을 수 있도록 가요성이 있어야 하고; 그 백은 접힌 부분이 공기 간극을 생성하지 않을 정도로 충분히 얇아야 하고; 그 백은 시험할 신발 제품보다 훨씬 높은 MVTR을 가져야 하고; 그 백은 액체 물이 아닌 수증기만이 신발 제품의 내부에 접촉할 수 있도록 방수성이어야 한다.
d. 부츠의 내부 히터는 액체 물의 온도를 부츠 안에서 일정하게 35(±1)℃로 제어할 수 있어야 한다.
e. 부츠 플러그는 액체 물 및 수증기 둘 다에 대하여 불투과성이어야 한다.
절차:
a. 부츠를 시험 환경에 배치한다.
b. 물 보유 백을 부츠 개방부에 넣고, 내부 창(inside sole)으로부터 측정된 12.5 cm(5 in)의 높이까지 물을 채운다.
c. 물 히터를 넣고, 부츠 플러그로 그 개방부를 실링한다.
d. 부츠 안의 물을 35℃로 가열한다.
e. 부츠 샘플을 계량하고 Wi로서 기록한다.
f. 계량 후 최소 6시간 동안 부츠 내의 온도를 유지한다.
g. 6시간 후에 부츠 샘플을 다시 계량한다. 중량을 Wf로서, 시험 기간을 Td로서 기록한다.
h. 하기 방정식으로부터 그램/시간 단위로 전체 부츠 MVTR을 계산한다:
MVTR=(Wi-Wf)/Td
검사 방법:
각각의 부츠는 상기 기재된 방법에 따라 시험되어야 한다. 통기성 기준을 만족하기 위해 시험된 5개의 부츠로부터 전체 부츠 MVTR 평균은 3.5 그램/시간 보다 커야 한다.
본 발명에 따른 갑피 조립체 뿐만 아니라 그러한 갑피 조립체를 사용하는 신발 용품은 경량이며 높은 수증기 투과성을 갖는다는 것이 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고, 그러한 갑피 조립체를 사용하는 신발 용품은 충분히 방수이며 내구성이 있을 수 있다. 특히, 그러한 신발 용품은 내부가 젖게 된 후에 빠르게 재건조되는 능력을 가질 수 있다.
본 발명의 특정 실시양태는 하기 상세한 설명에서 예를 들어 설명되고 도면을 참조하여 설명된다. 상기 도면은 간단히 설명하면 다음과 같다:
도 1은 방수성의 증기 투과성 신발 용품의 투시도 및 횡단면도이다.
도 2는 도 1에 제시된 신발 용품의 도식 횡단면도이다.
도 3a,b는 두 개의 대향하는 "우측면" 및 "좌측면"으로부터 모노필라멘트로 이루어진 3바 경편 형태의 내부 라이너를 제시하는 도식도이다.
도 4는 모노필라멘트로 이루어진 직물 형태의 내부 라이너를 제시하는 도식도이다.
도면들은 특정 실시양태들을 예시한다. 당업자라면 이들 실시양태는 본원에 첨부된 특허청구범위에 의해 포함될 수 있는 바와 같은 변형예 및 균등물의 형태로 널리 적용가능한 본 발명의 모든 영역을 나타내지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 한 실시양태의 일부로서 기재되거나 예시된 특징이 다른 실시양태와 함께 이용되어 또다른 추가적 실시양태를 생성할 수 있다. 특허청구범위의 영역은 그러한 모든 변형예 및 실시양태로 확장되는 것으로 한다.
도 1은 방수성의 통기성 신발 용품(10)을 제시한다. 신발 용품(10)은 갑피 조립체(12) 및 밑창(18)을 포함한다. 도 1에서 밑창(18)은 고분자 재료, 예를 들면 폴리우레탄으로 만들어진다. 단일체 밑창(18)의 형태로 제시되어 있으나, 밑창(18)은 편안함 또는 안정화 특성을 증진시키기 위해서 중창, 겉창, 또는 추가적 층과 같은 다양한 밑창 층 또는 부재로 이루어진 복합 구조를 가질 수 있다. 밑창(18)은 가죽으로 이루어진 겉창도 포함할 수 있다. 밑창(18)은, 예를 들면 접합 또는 직접 사출 성형에 의해, 갑피 조립체(12)에 결합되어있는 조립식 밑창 조립체일 수 있다. 대안으로, 밑창(18)은, 고분자 재료, 예를 들어 겉창을 형성하는 고분자 재료를 갑피 조립체(12)로 직접 사출 성형함으로써, 형성될 수 있다.
도 2에 제시된 바와 같이, 갑피 조립체(12)는 외통(14), 갑피 라미네이트(16) 및 안창(28)을 포함한다. 갑피 라미네이트(16)는 (발에 가장 가까운) 내부 라이닝 층(24), 기능성 층(22), 및 (발에서 가장 먼) 외부 텍스타일 층(26)으로 구성된다. 외부 텍스타일 층(26)은 외통(14)의 내부면에 직접적으로 배치된다. 일부 실시양태에서, 외부 텍스타일 층(26)은 가죽과 같이 전형적인 신발 갑피 재료로 만들어질 수 있다. 그러한 경우에서, 별도의 외통(14)이 제공될 필요가 없다. 기능성 층(22)은 그 기능들 중 하나의 기능, 즉 종종 수분(물 또는 다른 액체)이 들어가는 것을 방지하는 기능의 측면에서, "배리어층"으로서 언급된다.
외통(14)은 신발 갑피에 사용되는 임의의 증기 투과성 재료, 예를 들면 가죽, 및/또는 탄탄한 증기 투과성 패브릭 재료로 이루어질 수 있다. 예로서, 외통(14)은 직물, 편물, 부직물, 가죽, 합성 가죽, 다공 고무, 고분자 메쉬, 불연속 패턴의 통기성이 없는 재료 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 외통(14)은 또한, 가죽, 직물, 편물, 합성 가죽, 다공 고무, 고분자 메쉬, 불연속 패턴의 통기성이 없는 재료, 부직물 등, 또는 이들의 조합(이들에 국한되지 않음)을 포함하는 다양한 재료로 구성된 보호용 덮개를 포함할 수도 있다. 보호용 덮개에 사용되는 재료 유형에 상관 없이, 신발 용품의 정상적 사용 동안 갑피 라미네이트(16)를 보호하기에 충분한 내구성을 가지며, 신발 내에서 편안함을 유지하기에 충분히 통기성이 있어야 한다. 외통(14)에 이용된 재료 유형은, 예컨대 충분한 내마모성을 갑피 조립체(12)에 제공하기 위해, 신발 용품의 착용자에게 적절한 보호를 제공하기 위해 선택될 것이다. 보호용 덮개는 선택적이며 외통(14)이 그 자체로 갑피 라미네이트(16) 및 착용자의 발을 충분히 보호하기 위해 제공되는 경우 생략될 수 있다.
기능성 층(22)은 필름을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 필름은 고분자 재료, 예컨대 불소고분자, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 및 폴리에스터를 포함할 수 있다. 적당한 고분자는 다공성 또는 미세다공성 막 구조를 형성하기 위해 가공될 수 있는 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 신장된 다공성 구조를 형성하기 위해 가공될 수 있는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지가 본 발명의 이용에 적당하다. 예를 들어, PTFE 수지는, US 3,953,566, U.S. 5,814,405, 또는 US 7,306,729에서와 같은 특허에 교시된 방법에 따라 발포되는 경우, 피브릴에 의해 상호연결된 노드를 특징으로 하는 미세다공성 막 구조를 형성하도록 신장될 수 있다. 일부 실시양태에서, 발포 PTFE 불소고분자 필름은 폴리플루오로부틸에틸렌(PFBE)의 코모노머 단위를 갖는 U.S. 특허 제6,541,589호에 따른 PTFE 수지로 만든다. 예를 들어, 미세다공성 발포 PTFE(ePTFE) 불소고분자는 전체 고분자 중량 기준으로 PFBE의 코모노머 단위 약 0.05 중량% 내지 약 0.5 중량%를 갖는 PTFE를 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 필름은 피브릴에 의해 상호연결된 노드를 특징으로 하는 미세구조를 갖는 ePTFE를 포함하며, 여기서 다공성 필름의 기공은 방액성(liquidproofness)을 제공하도록 충분히 밀집하고, 염료 및 소유성(oleophobic) 조성물의 코팅에 의해 수증기 투과 및/또는 침투와 같은 특성을 제공하도록 충분히 개공된다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 다공성 막은 내수성을 제공하기 위해 약 400 nm 이하의 평균 중앙값 유동 기공 크기, 및 칼러리제이션(colorization)을 위해 약 50 nm 초과의 중앙값 유동 기공 크기를 갖는 것이 바람직하다. 이는 신장시 노드 및 피브릴 미세구조를 생성하기에 적합한 PTFE 수지를 배합함으로써 달성될 수 있다. 그 수지는 지방족 탄화수소 윤활 압출 보조제, 예컨대 미네랄 스피리트와 혼합될 수 있다. 그 배합된 수지는 바람직한 압출가능 형태, 바람직하게는 테입 또는 막으로 공지된 절차에 의해 압출된 원통형 펠릿 및 페이스트로 형성될 수 있다. 용품은 롤들 사이에서 바람직한 두께로 캘린더링 처리된 후, 윤활제를 제거하기 위해 열 건조될 수 있다. 건조된 용품은, 예를 들어, U.S. 특허 제3,953,566호, 제5,814,405호, 또는 제7,406,729호의 교시에 따라, 기계 방향 및/또는 가로 방향으로 신장됨으로써 발포되어 피브릴에 의해 상호연결되어 있는 일련의 노드를 특징으로 하는 발포 PTFE 구조를 생성하게 된다. 이어서 ePTFE 용품은, 예를 들어 약 343℃-375℃ 사이의 PTFE의 결정 융점 이상으로 용품을 가열함으로써 정형없이 고정된다.
ePTFE는 US 4 194 041에 기술된 바와 같이 친수성 재료, 특히 폴리우레탄의 필름에 의해 덮일 수 있다.
갑피 라미네이트(16)은 3층 라미네이트의 구성을 가지며, 여기서 기능성 층(22)는 그러한 3층 라미네이트의 중간층을 형성한다.
갑피 라미네이트(16)의 외부 텍스타일 층(26)은 외통(14)의 내부면을 향하여 접한다. 외부 텍스타일 층은 편물로 구성된다.
갑피 라미네이트(16)은 기능성 층(22)의 내부면에 제공된 내부 라이닝 층(26)을 추가적으로 포함한다. 따라서, 내부 라이닝 층(26)은 갑피 조립체의 최내층이며, 즉 사용시 착용자의 발에 가장 가까운 층이다. 그러한 위치에서, 내부 라이닝 층(26)은 착용자의 발에 의해 생성된 임의의 땀에 직접적으로 노출된다.
내부 라이닝 층(24)은, 바람직하게는, 신발 용품(10)의 정상적인 사용 및 착용 동안 사용자의 발이 내부 라이닝 층(24)와 접촉하게 되는 경우, 사용자에게 편안함 및 통기성을 제공하는 경량 재료로 만들어진다. 그러한 재료는, 편물(도 3a/3b 참조), 또는 직물(도 4 참조)(이에 국한되지 않음)을 포함할 수 있다.
내부 라이닝 층(24)은 적어도 하나의 모노필라멘트(32), 즉 하나의 단일 필라멘트로만 이루어진 적어도 하나의 필라멘트 또는 섬유로부터 만들어진다. 통상적으로, 플라이형/트위스트형/브레이드형 원사, 또는 스레드가 패브릭을 제조하기 위해 사용된다. 그러한 플라이형/트위스트형/브레이드형 원사, 또는 스레드와 대조적으로, 모노필라멘트는 재료의 균질 단편으로서 구성되며, 따라서 트위스트형 또는 브레이드형 필라멘트의 형태로 내부 구조를 갖지 않는다. 오히려, 모노필라멘트는 재료의 단일 스트링의 구성을 갖는다. 예를 들면 고분자로 이루어진 모노필라멘트의 경우, 그러한 모노필라멘트는 얇은 필라멘트 또는 스트링의 형태로 고분자 재료를 압출시킴으로써 만들 수 있다. 그러한 모노필라멘트는 고분자 재료의 단일 균질 스트링의 구성을 가질 것이다.
모노필라멘트의 균질 구조로 인해 그리고 임의의 내부 구조의 부재로 인해, 모노필라멘트에 의한 물 또는 다른 액체의 흡수는 물 또는 액체 분자가 모노필라멘트를 형성하는 재료의 분자 구조 내로 혼입됨으로써 오직 가능할 것이다. 따라서 물 흡수율 또는 액체 흡수율은 모노필라멘트가 형성되는 재료의 분자 구성에 의해 결정될 것이나, 필라멘트의 물 흡수 능력 또는 액체 흡수 능력을 달리 증가시킬 수 있는 공극 또는 모세관과 같은, 필라멘트의 내부 구조에 의해 증진되지 않는다.
적당한 재료로 만든 적어도 하나의 모노필라멘트(32)를 이용하면, 상대적으로 낮은 물 흡수 능력을 갖는 내부 라이닝 층(24)이 제공될 수 있다. 제시된 실시양태에서, 적어도 하나의 모노필라멘트(32)가 물 분자를 흡수하는 상대적으로 낮은 친화력을 갖는 것으로 알려진 고분자 재료인 폴리아미드로 이루어진다.
물 또는 액체를 흡수하는 친화력을 갖지 않는 내부 라이닝 층(24)의 특성은 내부 라이닝 층(24)은 적어도 하나의 모노필라멘트(32) 사이에서 형성된 상대적으로 큰 간극을 갖는 구성으로 제공됨으로써 증진될 수 있다. 그러한 구성은 도 3a/3b에 제시된 바와 같은 편물, 또는 도 4에 제시된 바와 같은 직물에 의해 제공될 수 있다. 특히 3a/3b에 제시된 바와 같은 단일 편성 3바 경편의 구성인 내부 라이닝 층(24)은 높은 내구성을 갖는 상대적으로 낮은 물 또는 액체 흡수 능력의 특성들을 조합한 것으로 입증되었다.
추가적으로, 상기 기재된 구성 및 도 3a/3b 및 4에 제시된 구성을 갖는 내부 라이닝은 경량이며, 따라서 또한 높은 증기 투과성을 갖는다. 신발 용품에서 내부 라이닝 층으로 상기 패브릭을 이용하는 것은 편안함을 감소시키지 않는데, 이는 땀이 기능성 층으로 효율적으로 이동되고, 기능성 층을 통해 외부로 이동되기 때문이다.
도 3a 및 3b는 확대된 도식도로 단일 편성된 3바 경편물을 제시한다. 이러한 패브릭은 내부 라이닝 층(24)를 형성하기 위한 매우 적합한 재료인 것으로 판명된다. 도 3a는 재료의 오른쪽 측면을 향하는 단일 편성된 3바 경편물을 제시하고, 한편 도 3b는 재료의 왼쪽 측면을 향하는 동일한 단일 편성된 3바 경편물을 제시한다. 복수의 모노필라멘트사(도 3a/3b에서 원사 32a, 32b, 32c, 32d가 예로 지정됨)로 만든 경편 구조가 명확하게 제시되어 있다. 각각의 원사는 폴리아미드 6으로 만든 모노필라멘트사이다.
3바 구조의 경편 신발 라이너 패브릭은, 사용시, 신발의 내부 발-수용 부분에 향해 내향으로 접하도록 배향되는 패브릭의 기술적 백에서 연장된 코스방식의 언더랩의 래핑 패턴과 함께, 패브릭의 두께 차원에서 3차원적 특성을 갖는다. 3바 경편은 편성 기계 상의 3개의 가이드 바를 이용하여 제조된다. 3개의 가이드 바는 모노필라멘트사의 특이적 공급에서 래핑 운동을 수행한다. 이는 서로 중복되며 상호연결된 3층의 원사, 특히 PA 6 22f1와 같은 모노필라멘트사를 유도한다. 한 예에서 하기 래핑 패턴을 결과로 얻을 수 있다(L1 = 가이드 바 1의 래핑 패턴; L2 = 가이드 바 2의 래핑 패턴; L3 = 가이드 바 3의 래핑 패턴): L1: 1-0/1-2//PA 6 22f1; L2: 2-3/1-0// PA 6 22f1; L3: 2-3/1-0// PA 6 22f1.
내부 라이닝 층(24)의 직물 중량은 50 g/m2 내지 130 g/m2일 수 있다. 일부 실시양태에서 내부 라이닝 층의 직물 중량은 130 g/m2 이하이다.
내부 라이닝 층은, 특히, 기계적으로 내구성있는 재료로 만들어지고, 내인열성 고분자로 이루어진 적당한 편물 또는 직물과 같은 기계적으로 내구성있는 구성으로 제공된 경우, 매우 얇을 수 있다. 일부 실시양태에서, 내부 라이닝 층(24)의 두께는 1.5 mm 미만, 또는 1 mm 미만일 수 있다. 특히, 내부 라이닝 층은 1 내지 0.5 mm의 범위, 특히 약 0.8 mm의 두께를 가질 수 있다. 상기 라이닝 층(24)를 이용하면, 경량이고 높은 증기 투과성을 가지나 내구성있는 신발 갑피 조립체(12)가 제공될 수 있다. 이러한 갑피 조립체(12)를 갖는 신발 용품(10)은 방수성 및 수증기 투과성의 기능성 층(22)가 제공됨에도 불구하고 따뜻한 기후 조건, 예를 들면 사막 또는 열대 지역에서 사용될 수 있다. 특히 상기 신발 용품(10)의 용도를 위해, 갑피 조립체(12)에는 높은 증기 투과성 구성의 기능성 층(22)이 제공될 수 있다.
신발 용품(10)에서 상기 기재된 바와 같은 내부 라이닝 층(24)를 사용하는 특정 이점은 그러한 신발 용품이 그 내부가 젖은 후에 빠르게 재건조되는 능력을 가질 수 있다는 점이다. 내부 라이닝 층(24)도 이에 부착된 기능성 층(22)도 유의한 양의 물 또는 다른 액체를 흡수하지 않는다. 따라서, 상기 물 또는 다른 액체는 신발 용품(10)을 단순히 거꾸로 뒤집기, 흔들기 및 공기 건조, 및/또는 가능한 가열에 의해 상대적으로 빠르고 효과적으로 탈수될 수 있다.
갑피 라미네이트(16)의 층들은 다양한 방법을 이용하여 함께 접합될 수 있다. 그러한 방법 중 하나에는 접착제를 이용하는 것이 포함된다. 갑피 라미네이트(16)을 형성하기 위한 접착은 연속 형태로, 즉, 전체 영역에 걸쳐 도포되는 접착제, 또는 불연속적으로, 즉, 간격이 있게 도포되는 접착제로 실시할 수 있다. 물-증기-투과성 접착제는 도포되는 연속적 접착제 층의 경우에 사용된다. 예를 들어, 분말, 도트, 네트 또는 매트릭스 형태로 도포되는, 불연속 접착제 층을 사용하는 경우, 본질적으로 물-증기-투과성이 아닌 접착제를 이용할 수 있다. 분말 접착제는 낮은 비용 및 접착제 도포 조정의 용이성 때문에 바람직할 수 있다. 이 경우에, 수증기 투과성은 접착제로 덮이는 층의 표면의 일부만이 유지된다.
접착제 층은 열-활성화 가능한 접착제의 층일 수 있다. 이 열-활성화 가능한 접착제가 신발이 제조되는 라미네이트(16)의 제조를 위해 이용되는 경우, 적층 접착제의 활성화는 신발의 내부로부터 적용되거나 신발의 외부로부터 적용되는 가열 장치에 의해 영향을 받을 수 있다.
별도로, 갑피 라미네이트(16)의 개별 층들은 초음파 결합, 심 실링, 열 결합 등을 이용하여 함께 적층화될 수 있다. 유사하게, 갑피 라미네이트(16) 및 외통(14)는 상기 기재된 바와 같은 접착제를 이용하거나, 또는 별도로 초음파 결합, 심 실링, 열 결합 등을 이용하여 함께 적층화될 수 있다.
실시예 1
갑피 라미네이트(16)은 하기와 같은 3층 구성을 보유하였다:
a) 부직물 폴리에스터로 이루어진 외부 텍스타일 층(26);
b) 방수성, 증기 투과성 및 미세다공성의 ePTFE 기능성 층(22); 및
c) 100 % Mono dtex22/f1의 원사, 0.29 mm의 두께, 및 57 g/m2의 중량을 갖는 3바 경편물의 구성인 폴리아미드(100 % PA 6) 모노필라멘트로 이루어진 내부 라이닝 층(24).
상기 라미네이트에는 하기 d)를 추가적으로 제공하였다:
d) 외부 텍스타일 층에 분말을 포하하여 외부 텍스타일 층 상에 불연속 접착제 패턴을 형성함으로써 형성된 폴리우레탄 접착제 층.
3층 a), b) 및 c)를 불연속 핫멜트 접착제를 사용하여 함께 적층화하였다. 별도의 단계에서, 접착제 층 d)을 외부 텍스타일 층 상에 형성시켰다.
접착제 층 d)을 포함하는 갑피 라미네이트(16)의 두께는 0.49 mm였다. 갑피 라미네이트의 중량은 144 g/m2였다.
상기 기재된 호헨슈타인 피부 모델 방법에 따라, 갑피 라미네이트는 약 4.5 m2 Pa/W의 RET를 보유하였다.
갑피 라미네이트(16)은 또한 상기 기재된 내마모성 시험을 이용하여 내마모성에 대해 시험하였다. 그 라미네이트는 300000 사이클 마틴데일(EN-ISO 20344:2004)의 습식 마모율 요건으로 수행하였다.
갑피 라미네이트(16)은 또한 상기 기재된 방법에 따라 물 흡수율 및 재건조 시간에 대해 시험하였다. 결과는 하기 표 1에 열거하였다.
비교예 1 및 비교예 2와 비교한, 실시예 1에 따른 갑피 라미네이트 및 신발 용품의 특성:
특성 실시예 1 비교예 1 비교예 2
갑피 라미네이트(16)의
구성 		불연속 접착제 층을 갖는 3층
라미네이트 		접착제 층이 없는
3층
라미네이트 		4층
라미네이트
외부 텍스타일 층의
구성		 폴리아미드의 2바 편물(PA) 폴리아미드의 2바 편물(PA) 폴리아미드의 2바 편물(PA)
기능성 층(22)의
구성		 ePTFE ePTFE ePTFE/PU
내부 라이닝 층(24)의
구성		 모노필라멘트의 3바 경편 멀티필라멘트의 3바 경편 2층-열 결합된
부직물
내부 라이닝 층(24)의
재료		 100% PA6 70% PA6 + 30% PES(폴리에스터) 100% PA /
100% PES
내부 라이닝 층(24)의
두께 [mm]		 0.29 mm 0.5 1.94
갑피 라미네이트(16)의
두께 [mm]		 0.49 0.72 2.2
갑피 라미네이트(16)의
RET [m2Pa/W]		 4.5 6 15
내부 라이닝 층(24)의
직물 중량 [g/m2]		 57 140 275
갑피 라미네이트(16)의
직물 중량 [g/m2]		 144 240 344
갑피 라미네이트(16)의
습식 마모 [min. 사이클 마틴데일 EN-ISO 20344:2004]		 300000 51200 50000
갑피 라미네이트(16)에 포함되는 경우 내부 라이닝 층(26)의 물 흡수율 [%] 28 42 87
갑피 라미네이트(16)의
재건조 시간 [min] 		30 60 180
전체 부츠 수분 침투율
[g/h]		 >8.5 g/h 5.6 g/h 4.8 g/h

갑피 조립체(12)의 제조를 위해, 갑피 라미네이트(16)은 가죽/텍스타일 조합으로 이루어진 외통(14)에 결합시켰다. 접착은 갑피 라미네이트(16) 및 외통(14)를 고온 알루미늄 라스트에 피팅하고, 실리콘 고무 형태 또는 360℃ 막 프레스를 이용하여 층들로 된 스택을 함께 프레싱함으로써 달성하였다. 외통(14) 및 갑피 라미네이트(16)의 배열은 갑피 라미네이트(16)의 접착제 층이 외통(14)의 내부와 직접 접촉하도록 하였다. 라스트의 온도는 프레싱 가공 동안 접착제 층을 활성화시키도록 설정하였다.
라스트 상에서 조립할 때, 갑피 라미네이트(16)의 하부 테두리는 외통(14)의 하부 테두리를 3 내지 6 mm 초과하였다.
신발 용품(10)의 갑피 조립체(12)를 제조하기 위해, 상기 기재된 절차에서 얻어진, 즉 외통(14) 및 갑피 라미네이트(16)을 포함하는 라미네이트를 라스트에 피팅하였다. 실시예에서, 라스트는 부츠의 형태를 지녔다. 안창 보드(28)은 스테이플, 테입 또는 접착제 도트에 의해 라스트의 밑면에 부착하였다. 함께 결합된 외통(14) 및 갑피 라미네이트(16)에 의해 형성된 스택은 라스트 주위로 피팅되었고, 외통/갑피 라미네이트 스택은 라스트의 발가락 영역에 걸쳐 당겨졌다. 이어서 라스팅 기계를 이용하여, 외통/갑피 라미네이트 스택의 발가락 영역을 라스팅 기계에 의해 자동적으로 도포되는 핫멜트 접착제를 사용하여 안창 보드(28)에 부착하였다. 그 후에 2차 라스팅 기계를 사용하여 갑피 조립체(12)의 측면 및 힐 부분의 라스팅을 완성하였다.
라스팅 작업이 끝난 후에, 외통(14)의 하부 테두리로부터 초과된 갑피 라미네이트(16)의 하부 테두리는 갑피 조립체(12)의 바닥면에서 볼 수 있었다.
신발 용품(10)의 제조를 완성하기 위해, 밑창 유닛(18)을 임의의 하기 구성에 따라 적용하였다: (i) 조립식 겉창을 갑피 조립체(12)의 바닥에 접합시킴으로써 접합된 밑창, 또는(ii) 밑창 재료를 갑피 조립체(12)의 밑면에 직접 사출함으로써 사출된 밑창.
(i) 접합 구성:
갑피 조립체(12)의 밑면을 갑피 조립체(12) 밑면의 전체 표면에 도포되는 Hot Melt PU 접착제를 사용하여 밀봉한 후, 핫멜트의 완전한 접착을 보장하도록 유압계 프레스로 압착하였다. 초과된 라이닝은 신발 밑면의 방수성이 형성되도록 완전 실링하였다.
이어서, 접착제가 도포되어 있는, 갑피 조립체(12)의 조립식 겉창 및 밑면은, 당업계 표준인 섬광 활성화 장치에서 가열하였다. 이어서 조립식 겉창을 갑피 조립체(12)의 바닥에 부착하고 밑창 프레스에서 갑피 조립체의 바닥에 압착하였다. 밑창 프레스는 밑창 부착을 위해 사용되는 표준 장치에서 구성하였다. 마무리된 신발 용품(10)을 냉각시키고, WO 00/44252에 기술된 바와 같이 라스트를 신발 용품(10)으로부터 제거하였다.
(ii) 사출 구성:
상기 기재된 바와 같이, 갑피 조립체(12)를 라스트에 피팅하고, 안창(28)에 의해 바닥에 밀착하였다. 라스팅한 갑피 조립체(12)는 직접 사출 성형기의 몰드에 배치하였다. 몰드는 갑피 조립체의 바닥이 몰드의 상단면을 형성하도록 갑피 조립체(12) 주위로 밀착하였다. 고온 액체 PU 재료는, 몰드를 채우고 갑피 조립체(12)의 바닥면을 실링함으로써, 갑피 라미네이트(16)의 초과된 부분과 함께 시일을 형성하고 겉창(18)을 형성하도록 몰드 내로 주입하였다. 폴리우레탄이 초과 갑피 라미네이트(16)의 구조 내로 침투하는 것은 신발 바닥의 완전한 방수성을 결과로 유도하였다.
이어서, 상기 기재된 접합 구성에 의해 얻을 수 있을 뿐만 아니라 상기 사출 구성에 의해서도 얻어지는 신발 용품은 상기 기재된 전체 부츠 방수성에 대한 시험("동적 신발 물 침투 시험")에 따라 방수성에 대해 시험하였다. 신발 용품은 이 시험을 합격하였다.
전체 부츠 수증기 투과율은 상기 기재된 바와 같은 시험 방법에 따라 시험하였다. 결과로서, 접합 밑창 구성을 갖는 신발 용품(10)뿐만 아니라 사출 밑창 구성을 갖는 신발 용품(10)은 8.5 g/h 초과의 전체 부츠 수증기 투과율을 나타내었다.
비교 예 1
갑피 라미네이트(16)은 하기와 같은 3층 구성을 갖도록 제조하였다:
a) 폴리아미드의 2바 편물로 이루어진 외부 텍스타일 층(26);
b) 방수성, 증기 투과성 및 미세다공성의 ePTFE 기능성 층(22); 및
c) 두께 0.5 mm, 및 중량 140 g/m2인, 70% 폴리아미드 6 및 30% 폴리에스터 멀티필라멘트의 3바 편물로 이루어진 내부 라이닝 층(24).
3개의 층을 불연속 접착제 패턴을 이용하여 함께 적층시켰다. 라미네이트(16)의 두께는 0.72 mm였다. 라미네이트의 중량은 240 g/m2였다.
라미네이트의 RET는 상기 기재된 호헨슈타인 피부 모델 방법에 따라 약 6 m2Pa/W였다.
라미네이트는 또한 상기 기재된 내마모성 시험을 이용하여 내마모성에 대해 시험하였다. 라미네이트는 51000 사이클 마틴데일(EN-ISO 20344:2004)의 습식 마모율 요건을 수행하여 측정하였다.
라미네이트는 또한 상기 기재된 방법에 따라 물 흡수율 및 재건조 시간에 대해 시험하였다. 결과는 표 1에 열거하였다.
비교 예 2
갑피 라미네이트(16)은 다음과 같이 4층 구성을 갖도록 제조하였다:
a) 폴리아미드의 2바 편물로 이루어진 외부 텍스타일 층(26);
b) US 4 194 041에 기술된 바와 같은 방수성, 증기 투과성 및 미세다공성의 ePTFE/친수성 PU 기능성 층(22); 및
c) 72% 폴리아미드(PA), 28% 폴리에스터(PES) 경편의 구성인 멀티필라멘트로 이루어진 제1층을 포함하는 내부 라이닝 층(24). 내부 라이닝 층(24)은 분말 접착제를 이용하여 제1층의 외부면에 부착된 100% 폴리에스터(PES)로 이루어진 제2 부직물 절연층을 포함한다.
3개의 층을 불연속 접착제 패턴을 이용하여 함께 적층하였다. 라미네이트(16)의 두께는 2.2 mm였다. 라미네이트의 중량은 344 g/m2였다.
라미네이트의 RET는 상기 기재된 호헨슈타인 피부 모델 방법에 따라 약 15 m2Pa/W였다.
라미네이트는 또한 상기 기재된 내마모성 시험을 이용하여 내마모성에 대해 시험하였다. 라미네이트는 50000 사이클 마틴데일의 습식 마모율(EN-ISO 20344:2004)을 수행하였다.
라미네이트는 또한 상기 기재된 시험에 따라 물 흡수율 및 재건조 시간에 대해 시험하였다. 결과는 표 1에 열거하였다.

Claims (28)

  1. 방수성 및 수증기 투과성의 기능성 층(22), 및 기능성 층(22)의 내부면 상에서 기능성 층(22)에 직접 부착된 내부 라이닝 층(24)을 포함하는 라미네이트(16)를 포함하고 있는 방수성의 수증기 투과성 신발 용품(10)을 위한 갑피 조립체(12)(upper assembly)로서, 내부 라이닝 층(24)은 모노필라멘트로 이루어진 편물 또는 직물인 것을 특징으로 하는 갑피 조립체(12).
  2. 제1항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)은 DIN EN 29865(1991)에 따른 40% 미만의 물 흡수율(water absorption rate)을 갖는 모노필라멘트로 이루어진 것인 갑피 조립체(12).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)은 130 g/m2 이하의 직물 중량(textile weight)을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라미네이트(16)는 200g/m2 미만의 중량을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외통(14), 및 외통(14)의 내부면에 부착된 라미네이트(16)를 추가로 포함하는 갑피 조립체(12).
  6. 제5항에 있어서, 라미네이트(16)는 불연속 접착제를 이용하여 외통(14)에 직접 부착된 것인 갑피 조립체(12).
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라미네이트(16)는 1시간 미만의 완전 건조 시간을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)은 100000 초과 사이클 마틴데일(EN-ISO 20344:2004)의 습식 내마모성을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)이 경편인 갑피 조립체(12).
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)이 단일 편물인 갑피 조립체(12).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)은 폴리아미드, 폴리에스터, 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중 임의의 것으로 제조되는 것인 갑피 조립체(12).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기능성 층(22)은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)으로 제조된 다공성 막을 포함하는 것인 갑피 조립체(12).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라미네이트(16)는 기능성 층(22)의 외부면에 부착된 외부 텍스타일 층(26)을 추가로 포함하는 것인 갑피 조립체(12).
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라미네이트(16)는 발의 상부면 주위로 연장되는 것인 갑피 조립체(12).
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라미네이트(16)는 적어도 내부 라이닝 층(24)의 면에서 프라이머의 사용 없이 심 실링 가능한(seam sealable) 것인 갑피 조립체(12).
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 라미네이트(16)의 내부층(24)이 갑피 조립체(12)의 최내층인 갑피 조립체(12).
  17. 제1항 또는 제2항에 따른 갑피 조립체(12) 및 이 갑피 조립체(12)와 연통하는 밑창(18)을 포함하는 방수성의 수증기 투과성 신발 용품(10).
  18. 제17항에 있어서, 물품은 7 g/hr 이상의 전체 부츠 수증기 투과율을 갖는 것인 신발 용품(10).
  19. 제18항에 있어서, IS0 20344:2011 5.15.2 "동적 신발 물 침투 시험(플렉스 시험)"에 기재된 바와 같은 시험에서 100000 플렉스로 수행되는 경우 임의의 물 침투가 나타나지 않도록 구성되는 신발 용품(10).
  20. 제2항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)은 DIN EN 29685(1991)에 따른 30% 미만의 물 흡수율(water absorption rate)을 갖는 모노필라멘트로 이루어진 것인 갑피 조립체(12).
  21. 제3항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)은 100 g/m2 이하의 직물 중량(textile weight)을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  22. 제4항에 있어서, 라미네이트(16)는 170 g/m2 미만의 중량을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  23. 제7항에 있어서, 라미네이트(16)는 30분 미만의 완전 건조 시간을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  24. 제8항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)은 300000 초과 사이클 마틴데일(EN-ISO 20344:2004)의 습식 내마모성을 갖는 것인 갑피 조립체(12).
  25. 제9항에 있어서, 내부 라이닝 층(24)이 3바 경편인 갑피 조립체(12).
  26. 제18항에 있어서, 물품은 8.75 g/hr 이상의 전체 부츠 수증기 투과율을 갖는 것인 신발 용품(10).
  27. 제19항에 있어서, IS0 20344:2011 5.15.2 "동적 신발 물 침투 시험(플렉스 시험)"에 기재된 바와 같은 시험에서 300000 플렉스로 수행되는 경우 임의의 물 침투가 나타나지 않도록 구성되는 신발 용품(10).
  28. 제11항에 있어서, 폴리아미드는 폴리아미드 6 및/또는 폴리아미드 6.6인 갑피 조립체(12).
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