KR19990087779A - 가요성 경량 보호 패드 - Google Patents

Abstract

충격력에 대해 인간의 신체 부위를 보호하기 위한 향상된 보호 패드가 개시되었다. 패드는 고밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층과 저밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층을 사용하여 형성되었다. 고밀도 층은 충격력을 흡수하고 분산하는 반면에, 저밀도 층은 인간의 신체에 대해 완충 작용을 하며, 또한 편안함을 제공한다. 패드는 인간의 신체 부위로부터 열을 배출하고 통기성을 제공하도록 패드의 두께를 통해 복수개의 구멍이 제공되며, 구멍의 표면적은 적당한 통풍을 고려하여 매우 충분하지만 패드에 부여된 보호성을 상당히 감소시킬 정도로 크지는 않다. 패드는 인간의 신체 부위가 보호되는 부위에 가요성과 안락함을 제공하기 위해서 패드의 표면을 가로질러 복수개의 스코어 라인으로써 제공되고 또한 패드의 두께를 일부 통해서 제공된다.

Description

가요성 경량 보호 패드

힙 패드, 또한 다른 보호 패드는 추락, 사고, 스포츠 및 다른 관련 사건으로부터의 충격에 기인히는 손상으로부터 인간 신체 부위를 보호하는데 사용되어 왔다. 특히, 돌발적인 추락으로서 뼈 골절이 골다공증을 가지는 사람과, 또한 발이 불안정하여 걷는데 곤란한 사람과 같은 노령자들에게서 보통 발생한다. 특히 골다공증을 갖고 있는 노령자들에 있어서, 뼈 골절은 회복하기가 매우 곤란하며, 또한 처음 발생하는 것을 방지하는 것이 매우 바람직하다.

다양한 보호 패딩과 옷이 과거에는 이용되어 왔지만, 모두 어떠한 결점을 가지고 있다. 패드가 신체의 손상당하기 쉬운 부분위에 위치되도록, 전형적인 보호 착용물은 영구적으로 옷에 고정되어 있거나, 옷내의 포켓으로 슬립하거나, 또는 가죽끈이나 피부 안전 접착제에 의해 고정되는 패드이다. 그러한 손상이 일어나기 쉬운 부위는, 특히 노령자들에게 있어서, 힙 부위이다. 노령의 추락자들중 2 내지 3 % 로 일어나는 힙 골절은 일반적으로 대퇴부의 가장 가까운 끝의 골절이다. 이러한 대퇴부 부분은 머리, 목, 더 큰 관절, 및 더 작은 관절로 이루어진다. 더 큰 관절은 힙 부위의 가장 측면쪽으로 돌출하고, 그렇게 위치되어, 추락 특히 옆길 추락으로 발생하는 힙에 대한 충격력을 무딘게 만든다.

힙 부위를 보호하기 위해서, 패드는 힙을 덮는 부위내 피복의 내면에 고정되거나, 또는 힙 부위에서 피복으로 만들어진 포켓에 위치된다. 더욱 특별하게는, 패드가 더 큰 관절위에 놓이거나, 패드를 제거하는 어떤 힘이나 에너지의 타입의 경우에, 그것을 실제로 덮지않고 더 큰 관절을 둘러싼다.

추락시 충격력을 약화시키는데 필요한 패드의 정도가 검토되어야 한다. 이것은 죽은 노령자들의 대퇴부 골절에 요구되는 힘의 측정이 낙하 하중 장치에서 실험될 때 다양하기 때문이다. 2110 뉴톤 (J.C.Lotz & W.C.Hayes.J.Bone Joint Surg.[Am], Vol.72.pp 689-700,1990) 에서부터 6020 뉴톤 (T.G.Weber, K.H.Yang,R.Woo.R.H.Fitzgerd,ASME Adv.Bioeng.BED22;pp 111-114, 1922) 까지의 측정범위는 하중의 비율에 달려있다. 게다가, 인간 신체 부위의 낙하 속도는 타일 마루와 같은 단단한 표면에서 약 2.0 내지 약 4.5 미터/초 로 변화할 수 있다. 약 2.6 미터/초의 평균 속도는 지원자들의 힙상에 낙하하는 속도를 측정하는 연구자 (S.N.Robinovitch,J.Biomech.Eng.Vol.9,PP 1391-1396, 1994) 에 의해 인용되었다. 낙하시 패드되지 않은 더 큰 관절에 전달된 힘이 또한 약 5700 뉴톤 내지 10,400 뉴톤(J.Parkari et al., J.Bone and Mineral Res.,Vol.10,No.10,pp 1437-1442,1995) 의 넓은 범위이다.

패드의 가장 효과적인 증거가 살아있는 사람에 의한 임상 실험으로부터 얻어진다. 그러한 연구는 단단한 셸 타입 패드를 사용하여 라우리젠등 (Lancet, Vol.341,pp 11-13, 1993) 에 의해 행해져 왔다. 이러한 패드는 연구된 인구중 갑짝스런 힙 골절을 약 50% 감소시킨다는 것을 발견하였다. 이러한 강한 임상 결과에도 불구하고, 대용 힙에 장착되고 2.6 미터/초의 속도로 움직이는 무거운 진자 (35㎏) 로 충격이 가해질 때 라우리젠 패드는 비교적 낮은 완화력을 제공한다고보여져 왔다 (SN.Robinovitch,et al.,J.Biomechnical Engineering,Vol.117,pp 409-413, 1995). 이러한 실험관 시험 조건 하에서, 라우리젠 패드는 약 5770 뉴톤 내지 약 4800 뉴톤 또는 단지 약 17% 의 피크 대퇴부력 (peak femoral force) 을 감소시킨다. 라우리젠 패드에 기초로 하여 제조된 힙 보호대는 덴마크의 사바텍스 주식회사 (Sahva A/S 및 Tytex A/S 의 합자 회사) 에 의해 SAFEHIP^TM상표명으로써 상업화되었다. 단단한 폴리에틸렌 셸을 포함하는 타원 형상의 컵인 힙 보호대는 한벌의 무명 속옷으로 바늘질되었다.

이러한 임상 발견은 두가지 가설을 제안하였다. 첫 번째는, 다른 조사자들에 의래 사용된 진자 충격 시험이 심지어 그러한 시험이 상호 관계하는 다양한 패딩 시스템의 힘 감소 능력을 측정하는데 유용할 수 있지만 생체 조건내의 패드 성능과 상호 관련이 없을 수 있다. 그러한 시험에서, 패드는 고정된 위치내에 유지되는 대용 힙상에 장착되고 거대한 무게 (35㎏ 이상) 를 스윙하여 측면을 때린다. 실제 낙하에 있어서, 에너지는 어떤 면에서 다르다. 낙하에 있어서, 패드와 인간 신체의 모두가 아래쪽으로 이동하며, 사실 중력 때문에 아래쪽으로 가속되며, 또한 응답하여 움직이지 못하는 땅이나 단단한 마루와 같은 고정체를 때린다. 만약 설치된 대용 힙이 나은 낙하 에너지를 반복하기 위해서 단단한 물체로 떨어진다면, 다양한 패딩 시스템의 정렬 순서가 아마도 유사하지만, 다소 다른 퍼센트 힘 감소가 얻어진다는 의문이 있다. 제 2 가정은 진자 시험이 신체 조건내의 패드 성능과 상호 관련이 있고, 또한 심지어 비교적 낮은 피크력 감소 (약 20% 이하) 를 제공하는 패드가 추락하기 쉬운 노령 인구의 관절을 가로지르는 힙 골절을 감소하는데 효과적일 수 있다고 추측한다. 이러한 경우에 있어서, 또한 시험 방법에 무관하게, 임상 시험된 라우리젠/사바텍스 패드보다 더 많은 피크력을 감소하는 패드가 힙 골절을 방지하는데 더욱 효과적이고 더 많은 노령 인구를 보호하는데 효과적이다.

명백하게는, 감소력이 패드로부터 더 많이 얻어지면 질수록, 돌발적인 힙 골절을 더욱 감소할 수 있다. 그러나, 우리의 소비자들의 연구는 우리에게 다음과 같은 것을 가르쳐준다. 즉, 추락시 더 큰 관절에 가해진 충격력을 감소하는 것 뿐만 아니라, 패드는 착용자에게 착용감을 주기 위해서 또한 다른 장점을 제공하여야 한다. 이러한 것은 외형과 착용자의 안락함에 관계가 있고 최대 두께, 두께 프로파일, 중량, 통기성, 가요성, 및 신체에 적합성과 같은 특성을 포함한다. 종래의 패드는 이러한 면에서 많은 단점을 가지고 있다.

어떤 종래 기술의 패딩은 부피가 크고 충격으로부터의 적당한 보호용으로 제공되는데 방해가 있었다; 즉 효과적인 내충격을 목적으로 하는 많은 전형적인 종래 기술의 패드는 두께가 25.4㎜ (1인치) 이상이다. 이러한 종래 기술의 패드는 전형적으로 낮은 내충격을 제공하는데, 떨어지거나 무거운 진자로 때릴 때 대용 힙상에서 측정된 바와 같이 피크력 감소가 30% 미만인 것을 특징으로 한다. 다른 패딩은 통기를 하지 않기 때문에, 패드에 의해 덮혀진 피부에 열을 증가시킨다. 또한 다른 패딩은 단단하고 딱딱하여서, 덮혀진 신체 부위가 안락하지 못하다. 게다가, 단단한 셸 패드는 착용하고 있을 때 앉거나 잠잘 때 불편한 경향이 있다. 부드러운 포말 (foam) 패드는 충격력을 흡수하기 위해서 더 두꺼운 두께를 필요로 한다; 즉 두께가 두꺼운 패드는 부피가 크고, 덜 편안한 패드이며, 또한 증가된 열이 패드 아래에 축적된다. 모든 것이 사용자에게 상대적으로 불편함을 야기한다.

우리의 소비자 연구는 나이와 물리적인 조건에 관계없이 잠재적인 착용자들이 그들의 외형에 관심을 가진다는 것을 보여준다. 바람직한 힙 패드는 두께가 약 25.4㎜ (1인치) 미만이며, 또한 더욱 바람직하게는 최대 두께가 약 19㎜ (3/4 인치) 미만이다. 두께 프로파일이 또한 중요하다. 바람직한 패드는, 패드의 끝이 보통의 천 아래에서 보여지지 않도록, 최대 두께의 영역으로부터 주변까지 테이퍼된 것이다. 주변 두께의 범위는 패드 주위로 12.77㎜ (1/2 인치) 미만의 범위가 일반적으로 바람직하다. 더욱 바람직하게는 6.35㎜ (1/4 인치) 미만의 주변 두께 범위이다.

대부분의 착용 가능한 착용자는 가느린 신체 체형과 신체가 작은 노령의 여자들이기 때문에, 패드 무게가 관심사다. 소정의 패드 무게는 각각 약 30 그램 (쌍으로 600 그램) 미만이다. 더욱 바람직한 패드 무게는 각각 200 그램 (쌍으로 400 그램) 미만이다. 가장 바람직한 패드의 무게는 각각 약 100 그램 (쌍으로 200 그램) 미만이다.

매우 짧은 기간에 닳아지는 스포츠 패드와 같지않게, 노령자들용 보호 힙 패드는 실내에서나 실외, 뜨겁거나 차가운 기후에서나, 또한 모든 습도 조건에서 종일 착용할 수 있도록 의도되었다. 전형적인 포말 패드는 신체로부터 습기나 땀을 통과하지 못하는 밀폐된 기포 포말으로 만들어진다. 게다가, 그러한 패드는 열 절연체이고 효과적으로 신체의 열을 방산하지 못한다. 이것은 패드아래에 축적된 땀이나 습기를 더욱 많게 하므로 노령 착용자들의 피부를 손상할 수 있다. 따라서, 패드는 땀의 증발 및 신체의 열을 발산하기 위해서 실질적으로 적어도 약 5% 이상의 개구 영역을 가지는 것이 바람직하고, 약 10% 이상의 개구 영역을 가지는 것이 더욱 바람직하다.

여기에 설명된 것은 신규하고, 향상된 보호 패드로써, 상대적으로 얇고, 경량인 패드에서 내충격력을 증가시킨다. 증가된 내충격력은 열의 축적에 의한 불쾌감을 방지하기 위해서 통기성을 제공하는 동안 유지된다. 부가적으로, 이러한 신규의 패드는 보호 특성에 대한 어떠한 역효과없이 보호된 인간 신체 부위에 가요성과 펀안함을 제공한다.

본 발명은 인간 신체용 보호 패딩에 관한 것이다. 본 발명은 경량이고, 충격 흡수와, 가요성, 및 통기성 있는 보호 패드에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 보호 패드의 평면도.

도 2 는 도 1 의 선 2-2 의 부분 단면도.

도 3 은 본 발명의 보호 패드의 다른 실시예의 평면도.

도 4 는 굽혀진 위치에서 패드를 도시하는 도 1 의 힙 패드의 사시도.

본 발명에 따르면, 충격에 대해 인간 신체 부위의 미리 정해진 부위를 보호하는 보호 패드를 제공하는 것으로써, 표면과 두께를 갖는 패드는 착용자의 신체로부터 떨어진 패드의 외면에 고밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층과 착용자의 신체에 대해 패드의 내면에 저밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층을 포함한다. 전형적으로, 고밀도 포말은 입방 미터당 약 128 내지 약 192 ㎏ (입방 피트당 약 8 내지 약 12 파운드) 의 밀도를 가지며 입방 미터당 약 160 ㎏ (입방 피트당 약 10 파운드) 의 밀도가 바람직하다. 저밀도 포말은 입방 미터당 약 48 내지 80 ㎏ (입방 피트당 약 3 내지 5 파운드) 의 밀도를 전형적으로 가지며 입방 미터당 약 64 ㎏ (입방 피트당 약 4 파운드) 의 밀도가 바람직하다. 층들은 상호 고정되어 충격력에 상대적으로 높은 내성과 사용자에게 상대적으로 안락함을 제공하는 상대적으로 경량 패드를 제공한다.

패드는, 충격력의 내성에 영향을 주는일 없이, 패드가 덮혀진 인간 신체 부위에 실질적으로 유동성과 안락함을 제공하기 위해서 두께를 통해 부분적으로 제공되고 외면을 가로질러 복수개의 스코어 라인 (score line) 으로써 제공된다. 패드가 덮혀진 인간의 신체 부위로부터 열의 분산과 통기성을 제공하기 위해서 패드는 표면에 두께 전체와 통해있는 복수개의 개구 영역을 가지면서, 상당한 내충격력을 유지하여야 한다.

일반적으로, 패드는 약 75 그램 미만이고 25.4 미만의 최대 소정의 두께를 가진다. 패드가 덮혀있는 패드의 영역 또는 패드의 전체 크기는 약 96.7 내지 322.6 ㎠ (약 15 내지 약 50 평방 인치) 의 범위일 수 있다. 개구 영역의 퍼센티지는 패드의 전체 크기에 의존하여 약 10 % 내지 약 50 % 범위일 수 있다. 일반적으로, 개구 영역의 패드의 페센티지는 최대 환풍을 제공하기 위해서 선택되지만 대용 힙 충격 시험으로 측정된 것과 같이 40% 이상의 피크력 감소를 여전히 제공한다.

그러한 패드는 옷에 영구적으로 부착되거나 또는 제거할 수 있도록 부착될 수 있다. 옷은 인간의 신체 부위로부터 떨어져 땀의 위크 (wick) 를 촉진시키는 섬유로 만드는 것이 바람직하다.

명세서가 특히 지정되고 본 발명을 분명히 청구하는 청구항으로써 종결되지만, 수반한 도면과 결합하여 취해진 아래의 설명서로부터 청구항과 동일하게 이해된다고 사료된다.

더욱 상세히 도면을 참조하면, 동일한 숫자는 도면을 통해서 동일한 구성요소를 가리키고, 보호 패드 (10) 가 본 발명의 실시예인 도 1 에 도시되었다. 보호 패드 (10) 는 상대적으로 경량이며, 또한 상대적으로 얇다 (두께는 25㎜ 미만이지만, 19㎜ 미만이 가장 바람직하다). 또한 패드는 상대적으로 유동성이 있으며 이하 자세히 설명되는 것과 같이 특별한 사용에 의존하여 필요에 따라 윤곽되어 있다. 패드 (10) 는 발산력을 위해서 패드의 두께에 고도의 개구 영역을 가지지만, 구멍 (12) 에 의해 도시된 바와 같이, 상당한 내충격을 유지한다. 이 패드 (10) 는 보호없이 경험된 충격력과 대조하여 약 40 내지 50 % 의 충격력을 효과적으로 감소한다.

패드 (10) 는 특별한 소정의 스타일과 응용을 기준으로, 직사각형 (도 3 에 도시된 것 처럼), 정사각형, 라운드형, 타원형등 다양한 형상으로 만들어질 수 있다. 패드 아래의 신체 열의 발산력과 분산용의 구멍 (12) 이 발산력과 소정의 내충격의 레벨에 의존하여 약 3.18 ㎜ 내지 약 25.4 ㎜ 의 직경 범위일 수 있다. 타원형과 정사각형등의 다른 형태의 구멍이 또한 사용될 수 있다. 구멍 (12) 에 제공된 표면적은 충분한 환풍을 제공할 수 있을 정도로 크지만, 약 40 % 미만으로 패드 (10) 의 피크력 감소 능력을 낮출 만큼은 크지않다. 구멍 (12) 에 제공된 면적은 전체 표면적의 10 내지 50% 의 범위일 수 있지만 상당한 내충격을 유지하여야 한다. 패드 (10) 는 패드의 두께를 부분적으로 잘라내어 스코어 라인 (14) 을 만드는, 그물모양이 될 수 있다. 스코어 라인 (14) 은, 도 1 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 표면적을 가로질러 전체 패드 두께의 약 1/4 내지 3/4 의 깊이로 절단되는 것이 바람직하다. 스코어 라인 (14) 은 패드의 고밀도 포말면이나 외면으로부터 패드로 몰드되거나 절단된다. 이것은 매우 가요성 패드를 만들고 형상과 크기의 넓은 범위를 편안하게 한다. 스코어 라인 (14) 에 의해 분배된 가요성이 도 4 에 도시되었다.

스코어 라인이 사용된 패턴과 공간이 변화될 수 있다. 예시된 목적을 위해서, 도 1, 3 및 도 4 는 패드의 직선 에지에 + 또는 - 45°절단되고 패드내 구멍의 중심을 통해서 작동하는 스코어 라인을 도시하였다. 스코어 라인은 패드의 직선 에지에 90°로 또한 절단될 수 있거나 에지에 + 및 - 45°와 90°사이의 어떤 각으로 절단될 수 있다. 스코어 라인은 구멍과, 구멍 사이, 또는 구멍사이의 결합을 통해있다. 스코어 라인은 도 1, 3 및 도 4 에 도시된 바와 가티 상호 평행하고 수직의 직선으로 절단될 필요는 없다. 스코어 라인은 패드의 한면으로부터 팬 형상으로된 어레이로 또한 절단될 수 있다. 또한 그들은 패드를 가로질러 곡선, 사인 곡선, 또는 지그재그로 될 수 있다. 스코어 라인 사이의 소정의 공간이 약 6.53㎜ 내지 약 50.8㎜ 이다. 더욱 바람직한 스코어 라인 사이의 공간은 약 12.77㎜ 내지 약 25.4㎜ 이다.

패드는 두 개의 다른 포말 재료로 만든다. 외부 충격 층 (16) 은 굳은 고밀도 재료이고, 바람직하게는 Voltek L 1000 폴리에틸렌 포말 (미국 마사추세츠주 01843 에 소재하는 로렌스 볼텍 주식회사) 인 밀폐-기포 폴리머 포말이다. 내부층 (18) 은 부드러운 저밀도 완충 재료이고, 바람직하게는 센티넬 (Sentinel) MC3800 폴리에틸렌 포말 (미국 마사추세츠주 02601 에 소재하는 센티넬 제조 주식회사) 인 밀폐-기포 폴리머 포말이다. 외부층 (16) 은 최대 충격 흡수제를 제공하는 것이 가능하고 충격하에 있을 때 패드가 바닥에 닿는 (bottoming out) 것을 방지할 수 있을 정도로 단단하지만, 내부층 (18) 은 안락하고 인간 신체의 다양한 부위에 안락하도록 하는데 필요로하는 가요성의 정도를 제공하는 것이다. 최종 결과는 최대 유효성과 안락함의 조화이다. 패드 (10) 는 두층을 상호 적층하여 만든 후 형상 롤과 스키빙 블레이드 (skiving blade) 를 사용하여 기계적으로 패드를 연마하여 패드를 형상한다. 다르게는, 패드는 열과 압력하에서 두층을 가열하고 그들을 상호 압축하여 만들어 질 수 있다. 그러한 제조법은 기술 분야의 기술자들에게 공지되었다.

패드 재료는 밀폐-기포 포말이고, 바람직하게는 폴리올레핀 밀폐-기포 포말이지만, 유사한 특성의 다른 재료가 또한 사용될 수 있다. 적당한 폴리올레핀 밀폐-기포 포말은 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 직선의 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 중간 밀도 폴리에틸렌 (MDPE), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머 (EVA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트 코폴리머 (EMA), 에틸렌 이오노머, 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 코폴리머로부터 유도된다. 폴리올레핀 재료가 물이나 땀을 흡수하지 않으며, 또한 미생물의 성장을 지지하지 않으며, 또한 인간의 피부에 비자극적이며 비민감하기 때문에 이러한 폴리올레핀 재료가 바람직하다. 적당한 다른 재료는 천연고무, 부틸 고무, 폴리이소플렌, 폴리부탄디엔, 폴리노르보르넨 (polynorbornene), 스틸렌-부타디엔, 네오프렌, 니트릴 고무, 및 동족 고무 재료, 폴리우레탄 포말, 또한 가소화된 폴리비닐클로라이드 (PVC) 포말에서 유도된 고무 포말을 포함할 수 있다. 비록 폴리우레탄 또는 고무 포말등의 다른 재료가 내충격에 바람직하지만, 인간의 피부와 직접 또는 간접 접촉하는데 사용되는 패드용 재료를 선택하는데 신중을 기해야 한다. 기술 분야의 기술자들에게 공지된, 각각의 특별한 등급이 불안감을 사용자에게 유도하고 사용자의 건강에 해로운 물이나 땀의 흡수를 방해하고, 미생물 성장을 방지하며, 또한 피부 자극화와 민감화를 방지하도록 처방될 수 있다.

외부층 (16) 은 입방 미터당 약 128 내지 약 192 ㎏ (입방 피트당 약 8 내지 약 12 파운드) 의 밀도를 가지며, 입방 미터당 약 160 ㎏ (입방 피트당 약 10 파운드) 의 밀도가 바람직하며, 또한 내부층 (18) 은 입방 미터당 약 48 내지 약 80 ㎏ (입방 피트당 약 3 내지 5 파운드) 의 밀도를 가지며, 입방 미터당 약 64 ㎏ (입방 피트당 약 4 파운드) 의 밀도가 바람직하다. 각각의 층이 밀도 범위의 최고값으로 만들어질 때, 최대의 내충격이 나타난다. 각각의 층이 밀도 범위의 최저값으로 만들어질 때, 최대의 안락함이 나타난다. 소정의 값이 하나의 패드내에서 상당한 안락함과 내충격의 조화를 유도한다. 부가하면, 전체 패드 두께의 50% 이상의 두께의 상부 또는 외부 고밀도층이 패드의 수행을 최대로 한다.

힙 패드를 입을때의 안락함은 옷의 디자인으로써 향상될 수 있다. 섬유 옷은, 특히 공기 유동 개구와 패드가 결합할 때, 발산력을 향상시킬 수 있다. 피부로부터 자연 습기의 위킹 (wicking) 을 멀리하도록 하는 섬유는 온도 조절과 안락함을 증진시킨다. 미국 노스 캘리포니아주 윈스톤 세일럼에 거주하는 콜빌 (Colville) 주식회사에 의해 제조된 "커튼 위크 (cottonwick)" 이러한 목적용으로 특히 효과적이다. 습기를 섬유로 위크 (wick) 하는 중합체된 실리콘 코팅으로써 단일한 나이트 루우프 (knit loop) 를 가진다. 나이트 루우프는 콘 형상으로된 모세관을 형성하고 실리콘 코팅은 섬유의 표면으로부터 멀리 떨어져 콘으로 향하게 한다.

본 발명의 패드는 예를 들면 패드를 포켓속에 바느질하여 옷에 영구적으로 부착되게 하여 제거되지 않을 수 있다. 그러한 옷에 사용된 패드는 옷과 함께 한번 이상의 손세탁이 필요하며, 또한 바람직하게는 기계 세탁이 필요하다. 세탁후, 옷과 패드는 건조되어야 한다. 실온의 공기에서 라인 건조와 가열된 공기에 의한 기계 건조의 양자는 섬유 옷과 패드를 통해 공기의 흐름을 증진하는 패드내의 개구 영역에 의해 촉진된다. 다른게는, 옷이 지퍼, 스냅, 후크 및 파일 패스너등에 의해 열려지고 다시 닫혀질 수 있는 포켓을 가질 수 있다. 이것은 패드가 옷으로부터 제거되도록 하여, 원한다면 옷과 분리하여 세탁될 수 있다.

아래의 실시예는 본 발명을 설명한 것이지만 발명의 한계는 아니다.

실시예 1. 가공된 포말 적층 패드

다층 패드는 9.52㎜ 두께 시트로부터 입방 미터당 64㎏의 밀도를 갖는 한조각의 MC3800 폴리에틸렌 포말 (미국 마사추세츠주 02601 히안니스에 소재하는 센티넬 제조 주식회사) 을 우선 다이 절단하여 구성되어져서 도 1 에 도시된 바와 같이 조각이 상호 반대하고 상호 평행하는 두 개의 직선면과 상호 반대의 곡선면을 가진다. 조각 주위에 이격된 12.77㎜ 의 직경의 12 개 구멍이 동시에 다이 절단된다. 직선면 사이의 거리는 약 127㎜ 이고 조각의 중심을 통해 측정된 곡선면 사이의 거리는 약 139.7㎜ 이다. 이러한 제 1 패드는 피부와 접촉하거나 패드의 사용면이다.

직경이 약 114.3㎜ 인 원형의 제 2 조각이 입방 미터당 약 160 파운드의 밀도를 갖는 Minicell L 1000 폴리에틸렌 포말 (미국 마사츄세츠주 01843 로렌스에 고주하는 볼텍 주식회사에서 제조됨) 을 9.52㎜ 로 다이 절단된다. 이러한 조각은 동시에 다이 절단된 12 개의 12.77㎜ 직경 구멍을 가지고 제 1 포말 조각에서처럼, 동일한 공간 배열을 가진다. 이 제 2 조각은 사용자의 신체로부터 떨어져 있는 패드의 외면이다.

제 2 포말 조각은 이중면으로된 접착 테이프인 3M #343 (미국 미네소타주 55144 성 파울에 소재하는 3M 주식회사에서 제조됨) 과 상호 적층되어 각 조각내의 12 개 구멍이 상호 정렬된다. 적층된 어셈블리는 그후 모든 방향으로 부드러운 테이퍼 면을 패드에 제공하고 돔이나 곡선 단면으로 적층하기 위해서 컵 형상의 연마 휠을 사용하여 패드의 볼록면이나 최외각 면에 잔류하는 L1000 포말으로써 기계적으로 가공된다. 이는 도 2 에 개략적으로 도시되었다. 마무리된 패드는 약 15 그램이고 약 12% 의 개구부를 가진다. 최대 두께는 패드의 주변에 약 6.35㎜ 미만으로 테이퍼하는 패드의 중심 영역에서 약 19㎜ 이다.

단단한 표면에서의 충격에 대한 패드의 큐션 능력은 다른 구성요소와 마찬가지로 폴리올레핀 및 밀폐된 네오프렌 기포 포말로 이루어지고, 또한 낙하시 인간 힙의 부드러운 티슈 반응과 골반 반응과 비슷하도록 디자인된 대용 힙에서 측정된다 (단단한 표면에 대하여 패드의 충격 완충력이 대용 힙에서 측정된다.) 대용 힙은 약 37.5㎝ 에서 낙하되어 수평 강판과 충격하는 속도는 초당 약 2.7 미터이다. 대용 힙은 대략 35㎏ 이고 대용 대퇴부와 대용 관절부를 포함한다. 대용 힙이 강판에 낙하될 때, A 5000 파운드 하중 셀 (미국 캘리포니아주 산타 바바라에 소재하는 GRC Instruments 제품번호 제 8496-01) 이 더 큰 대용 관절에 전달된 힘을 측정한다. 패드되지 않은 대용 힙이 낙하하여 강판의 충격이 약 6000 뉴턴일 때 힘은 대용 관절부에서 측정한다.

이러한 발명의 패드와 대조적으로, 힙 보호기는 SAFEHIP^TM제품 (덴마크, 사바텍스 주식회사) 으로부터 제거되며, 또한 대용 힙에 장착되고 힙의 외부 피부를 덮는 스트레치 섬유에 의해 더 큰 대용 관절부에 위치되어 있다. 패드된 대용 힙이 낙하하고 강판에 대한 충격이 초당 2.7 미터일 때, 대용 관절부에서 측정된 피크력은 패드되지 않은 대용 힙으로 측정된 것 보다 약 30% 미만이다.

이러한 실시예의 패드는 대용 힙에 장착되고 힙의 외부 피부를 덮는 스트레치 섬유에 의해 더 큰 대용 관절부에 위치되어 있다. 패드된 대용 힙이 낙하하고 강판의 충격이 초당 2.7 미터일 때, 대용 관절부에서 측정된 피크력은 패드되지 않은 대용 힙으로 측정된 것 보다 약 44% 미만이다.

실시예 2. 스코어 라인으로써 가공된 포말 적층 패드

실시예 1 에 설명된 것과 동일한 패드가 구성된다. 그 후 이 패드는 Exacto 칼을 사용하여 패드의 L1000 면으로부터 스코어된다. 스코어 라인은 패드의 직선에 + 및 - 45°로 기울어져 있으며 전체 패드 두께를 통한 길의 약 3/4 를 절단한다. 최종 패드는 매우 가요성이 있고 다중 방향으로 분절한다. 피크력이 대용 힙 낙하 시험기에서 평가될 때, 대용 관절부에서 측정된 피크력은 패드되지 않은 대용 힙에서 측정된 것 보다 약 43% 작다. 따라서, 스코어 라인은 패드의 힙 감소 능력에 사실상 영향을 주지 못한다.

실시예 3. 압축 몰드된 패드

9.52㎜ 두께 MC3800 포말의 A 152.4㎜ × 152.4㎜ 조각이 더 큰 시트로부터 절단된다. 원형이고 101.6㎜ 의 직경과 15.8㎜ 의 두께를 갖는 제 2 포말 조각은 L1000 포말의 시트로부터 절단된다. L1000 은 3M#343 접착 테이프로써 MC3800 에 적층되어 두 개 조각의 중심이 정렬된다.

적층은 대류 오븐에 위치되고 3 분 동안 350 ℉ 로 가열된다. 그 후 적층은 오븐으로부터 제거되고 알루미늄 압축 몰드의 테이블사이에 즉각 위치된다. 몰드가 폐쇄될 때, 몰드는 약 19㎜ 의 패드의 중심 영역내에 최대 두께를 제공하도록 디자인된 초승달 형상의 공극, 두 개 포말간의 부드러운 변화, 및 테이퍼된 단면을 만든다. 적층은 평방 인치당 1900 파운드의 압력에서 30 초 동안 압축된다. 몰드로부터 적층이 제거될 때, 통상적인 다이가 도 1 에 도시되고 실시예 1 및 2 에서 처럼 12 개의 12.77㎜ 직경을 갖는 구멍의 동일한 공간 배열뿐만 아니라 패드의 최종 형상으로 패드를 다이 절단하는데 사용된다. 최종 패드는 약 21 그램이다. 초당 2.7 미터의 충격 속도에서 대용 힙 낙하 시험기에서 시험될 때, 대용 관절부에서 측정된 피크력은 패드되지 않은 대용 힙에서 측정된 것 보다 약 40 % 작다.

패드가 기계적인 세척과 건조에 안정한지를 결정하기 위해서, 몇 개의 패드가 노르웨이 헤비 듀티 (Norge Heavy Duty) 세척기에 위치되고 리퀴드 타이드 (Liquid Tide) 세제를 사용하여 3 표준 세척 사이클을 성취한다. 물의 온도는 이러한 기계에서 약 120℉ 인 고온으로 설정된다. 3 표준 사이클에 따르면, 패드는 시얼스 켄모어 드라이어 (Sears Kenmore Dryer) 에 위치되고 2 시간동안 약 180 ℉ 온도에서 건조되어, 건조하는데 필요한 실제 시간이 더 길어진다. 설명된바와 같이 세척 및 건조후, 패드는 악화된 징조가 보이지 않는다.

실시예 4. 스코어 라인으로써 압축 몰드된 패드

실시예 3 에 설명된 것과 동일한 패드가 구성된다. 그 후 이 패드는 Exacto 칼을 사용하여 패드의 L1000 면으로부터 스코어된다. 스코어 라인은 실시예 2 에 설명된 것과 같은 동일한 패턴으로 위치되고 패드를 통한 길의 약 3/4 를 절단한다. 피크력이 대용 힙 낙하 시험기에서 측정될 때, 대용 관절부에서 측정된 피크력은 패드되지 않은 대용 힙에서 측정된 것 보다 약 43% 작다.

실시예 5. 직사각형 압축 몰드된 패드

보통 폭이 127.0㎜ 이고 길이가 177.8㎜ 이며 두께가 9.52㎜ 인 MC3800 포말이 도 3 에 도시된 바와 같이 15 개의 25.4㎜ 직경의 구멍을 가지고 더 큰 시트로부터 절단된다. 127.0㎜ × 177.8㎜ 이고 직경이 25.4㎜ 인 15 개의 구멍을 갖는 포말의 제 2 조각이 L1000 포말의 두께가 15.8㎜ 인 시트로부터 절단된다. 두 개의 포말 조각이 3M#343 접착 테이프를 사용하여 정렬된 15개의 구멍과 함께 적층된다.

적층은 대류 오븐에 위치되고 3 분 동안 350 ℉ 에서 가열된다. 그 후 적층은 오븐으로부터 제거되고 상부나 오목 테이블에 면하는 L1000 측면과 하부 또는 볼록 테이블에 면하는 MC3800 측면과 알루미늄 압축 몰드의 테이블사이에 즉각 위치된다. 몰드가 폐쇄될 때, 몰드는 약 19㎜ 의 패드의 중심 영역내에 최대 두께를 제공하도록 디자인된 초승달 형상의 공극과, 또한 패드 주변의 주위로 6.35㎜ 미만으로 테이퍼된 에지를 만든다. 적층은 평방 인치당 1900 파운드의 압력에서 30 초 동안 압축된다. 피크력이 초당 2.7 미터의 충격 속도에서 대용 힙 낙하 시험기에서 시험될 때, 대용 관절부에서 측정된 피크력은 패드되지 않은 대용 힙에서 측정된 것 보다 약 46 % 작다.

실시예 6. 높은 개구부와 스코어 라인을 갖는 직사각형 패드

실시예 5 에 설명된 것과 동일한 패드가 구성된다. 그 후 이 패드는 Exacto 칼을 사용하여 패드의 L1000 면으로부터 스코어된다. 스코어 라인은 도 3 에 도시된 바와 같이 동일 패턴내에 위치되고 패드를 통한 길의 약 3/4 를 절단한다. 피크력이 대용 힙 낙하 시험기에서 평가될 때, 대용 괄절부에서 측정된 피크력은 패드되지 않은 대용 힙에서 측정된 것 보다 약 45% 작다. 다시말해, 스코어 라인의 존재는 패드의 능력을 감소시키는 힘에 상당한 영향을 주지 않는다.

본 발명의 실시예가 명세서에 예시되고 설명되었지만 본 발명의 정신과 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경과 변화가 될 수 있다는 것을 기술 분야의 기술자들에게는 명백하고 본 발명의 범위내의 그러한 변경은 첨부된 모든 청구항을 커버할 수 있다.

Claims (7)

1. 표면과 두께를 가지며 충격에 대하여 인간 신체의 미리 정해진 부위를 보호하기 위한 보호 패드에 있어서, 상기 패드는 비교적 고밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층과 비교적 저밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층으로 이루어지며, 상기 층들이 비교적 높은 내충격력과 사용자에게 안락함을 제공하는 비교적 경량 패드를 제공하기 위해 함께 고정되는 것을 특징으로 하는 경량 보호 패드.
2. 표면과 두께를가지며 충격에 대하여 인간 신체의 미리 정해진 부위를 보호하기 위한 보호 패드에 있어서, 상기 패드는 패드에 의해 덮혀지는 인간 신체 부위에 실질적으로 유연하고 안락함을 제공하기 위해서 표면을 가로지르고 두께를 일부 통하는 복수개의 스코어 라인을 갖는 것을 특징으로 하는 경량 보호 패드.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 패드는 상당한 내충격력을 유지하면서 패드에 의해 덮혀지는 인간 신체 부위에 실질적으로 유연하고 안락함을 제공하기 위해서 표면을 가로지르고 두께를 일부 통하는 복수개의 스코어 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 보호 패드.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 패드가 바람직하게 입방 미터당 약 128 내지 약 192 ㎏ 의 밀도를 가지는 고밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층과, 또한 바람직하게 입방 미터당 약 48 내지 80 ㎏ 의 밀도를 가지는 저밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층을 더 포함하며, 상기 층들은 비교적 높은 내충격력과 사용자에게 안락함을 제공하는 비교적 경량 패드를 제공하기 위해 함께 고정되는 것을 특징으로 하는 경량 보호 패드.
5. 제 1 항 내지 제 4 항에 있어서, 고밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층의 밀도가 가장 바람직하게는 입방 미터당 160 ㎏ 이며, 또한 저밀도 밀폐-기포 폴리머 포말층의 밀도가 가장 바람직하게는 입방 미터당 64 ㎏ 인 것을 특징으로 하는 경량 보호 패드.
6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상당한 내충격력을 유지하면서 인간 신체 부위로부터 열의 분산과 통기성을 제공하기 위해서 완전히 두께를 통하는 표면상의 복수개의 개구 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 보호 패드.
7. 제 1 항 내지 제 6 항에 있어서, 상기 패드에 부착된 옷을 더 포함하며, 상기 옷은 신체로부터 떨어져 땀의 위킹을 촉진시키는 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량 보호 패드.