KR20070116120A

KR20070116120A - 겔층을 가진 지지장치

Info

Publication number: KR20070116120A
Application number: KR1020077023945A
Authority: KR
Inventors: 마스시모 로시오
Original assignee: 테크노겔 이탈리아 에스.아르.엘
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-12-06
Also published as: BRPI0611466A2; CN101155533A; IL185843A0; MX2007011773A; EP1865812A1; CA2601023A1; US20070061978A1; AR057267A1; AU2006226106A1; ZA200708044B; JP2008532720A; RU2007135013A; WO2006100558A1; NO20075234L

Abstract

본 발명은 하나의 겔층(gel layer)으로 이루어진 하나의 지지장치(support apparatus)를 제공한다.

하나의 예에서, 그 겔층은 하나 이상의 추가지지층 상에 설정된다. 그 겔층은 폴리우레탄겔 등 하나의 겔로 이루어지며, 선택적으로 하나 이상의 필러(fillers)로 이루어지고, 이들의 필러는 천연재 또는 합성재이다.

그 지지장치에는 메트리스(mattresses), 의자(chairs) 및 기타 가구와, 쿠션(cushions)을 포함한다.

겔층, 지지장치, 필러, 매트리스, 경도, 탄성, 히스테리시스.

Description

겔층을 가진 지지장치 {SUPPORT APPARATUS WITH GEL LAYER}

본 발명은 일반적으로 신체지지를 위해 구성된 장치에 관한 것이다.

특히 본 발명은 쾌적감 레벨, 특히 압력경감(pressure relief) 레벨향상과, 열전달(heat transfer) 조절향상을 제공하는 장치에 관한 것이다.

다수의 장치가 사용자의 신체에 지지를 제공하는 기술에서 공지되었다.

이와 같은 장치는 일반적으로 패딩(padding) 또는 쿠셔닝(cushioning)(완충)을 하는 하나 이상의 층을 구성하여 사용자의 신체에 기능적인 지지를 제공하며 이와 같은 지지를 제공함과 동시에, 또 어느 정도의 쾌적감(comfort)을 제공한다.

동일하게, 이와 같은 장치는 또 코일스프링 등 기계적인 지지체를 구성할 수 있다.

종래기술에서 개량된 장치는 일반적으로 이와 같은 장치에서 필요로 하는 기능성 지지체를 구성하여, 쾌적감을 증대시키거나, 또는 그 지지체의 구성에 필요로 하는 재료의 용량을 감축시킨 장치에 관한 것이다.

예로서, 하나의 특허문헌(USP 6,701,556;Romano 등)에서는 압력분배 (pressure destribution)를 향상시키며, 동시에 매트리스 또는 쿠션의 전체 두께를 감축하도록 구성된 매트리스 또는 쿠션에 대하여 개시되었다.

또 다른 특허문헌(USP 6,804,848;Rose)에서는 상부매트리스의 공기에 의한 자세형성모듈(upper mattress air posturizing module)과 하나의 조절할 수 있는 공기에 의한 자세형성 수면표면(air posturizing sleep surface)을 구비한 하나의 공기지지 수면시스템(air support sleep system)에 대하여 개시되었다.

신체지지에 통상적으로 사용되는 지지장치가 기능적인 지지를 제공할 수 있으나, 안락감(restfulness) 또는 수면을 용이하게 하거나 또는 그 지지면과 접촉할 때 신체부위에 대한 가압의 최대경감(완화)을 제공하는데 유용한 쾌적감(comport)은 아직도 제공된바 없다.

겔재(gel materials)는 일반적으로 기분이 좋은 신체적인 쾌적감과 가압경감 (pressure relief)을 제공하는 것으로 공지되었다.

따라서, 폴리우레탄겔 등 겔(gels)은 일반적으로, 접촉할 때 체열을 감지할 수 있을 정도로 열을 신체에서 제거하기 때문에 신체에 대하여 "서늘한"(cool) 느낌을 갖는 것으로 생각하였다.

다음 특허문헌[US 2004/058163A1(Cansen 등);US 2003/096899A1(Pearce);US 6393640B1(Dalis);US 2005/050636A1(Setogawa)]에서는 신체의 최소 하나의 부위를 지지하는 하나의 장치가 공지되어 있는바, 그 지지장치에서는 하나 이상의 추가지지층 상에 설정되어 있는 하나의 겔층(gel layer)을 구성하였다. 그러나, 그 겔층은 경도(hardness)와 탄성(elasticity) 또는 히스테리시스(hysteresis) 특성을 구비하여 사용자의 내적 및 외적 쾌적감(subjective and objective comfort)을 제공하도록 선택된바 없다.

따라서, 사용자의 신체에 기능적인 지지를 제공하고, 또 쾌적감과 가능한 경우 치료혜택을 제공하는 신체지지에 유용한 지지장치 분야에서는 그 지지장치를 개량시킬 필요성(need)이 아직도 있다.

이와 같은 특성과, 더 바람직하며 더 효과적인 특성은 본 발명의 지지장치에 의해 충족된다.

본 발명은 신체의 최소 하나의 부위의 지지장치를 제공한다.

그 지지장치는 특정범위에서 측정할 수 있는 경도를 가진 겔(gel)로 이루어진 하나의 겔층을 구성하는 것이 바람직하다.

또 다른 예에서, 그 지지장치는 다수의 층을 구성하며, 바람직하게는 이들의 층이 최소 2종 타입의 다른 재료로 이루어지며, 그 지지장치의 하나의 층은 하나의 겔로 이루어진다.

본 발명의 지지장치는 가압매핑(pressure mapping) 향상(개량)과 가압경감(완화)(pressure relief) 제공에 효과적이며, 또 그 지지장치의 구성, 특히 그 지지장치의 겔층의 구성에 따라 조정할 수 있는 열용량(heat capacity) 등 여러 가지의 파라미터에 의해 열을 흡수하며 전달하는 열 흡수 전달능력을 제공한다.

본 발명의 하나의 예에서, 그 지지장치는 하나 이상의 추가지지층(additional support layers)상에 설정되어 있는 하나의 겔층(gel layer)을 구성한다. 본 발명의 이 예에 의해, 그 겔층은 사용자의 지지증대 압력 및 경감(완화)제공 및 사용자의 쾌적감(comport)(좋은"느낌":good"feel") 인식증대(increased perception)제공 등을 확인하는 특정의 물성을 가지는 겔(gel)을 구성한다.

그 겔층은 그 지지장치의 최 외층(outermost layer)으로 할 수 있으며, 따라서 사용자와 직접접촉된 상태로 할 수 있다.

또 다른 예에 의해, 그 지지장치는 또 그 겔층 상에 설정되어 있는 하나의 커버링(covering)을 구성할 수 있다.

그 커버링층은 그 겔층에 의해 제공한 쾌적감 및 지지를 실질적으로 감소 또는 차폐(masking)하는 구조 또는 두께로 형성하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에 의해 포함되고 한정되지 않은 커버링의 예에는 하나의 텍스타일층(textile layer), 하나의 필름층, 하나의 코팅층(coating layer) 및 하나의 발포층(foam layer)을 포함한다.

본 발명의 지지장치의 겔층에서 사용된 겔(gel)은 사용자에게 좋은"느낌" "(feel)" 또는 쾌적감의 증대를 제공할 뿐만 아니라, 사용자에게 혜택을 주는 지지증대 및 압력경감을 제공하는 범위 내에 있는 경도 및 탄성 등의 물성을 나타내도록 특정 배합을 한 것이다.

하나의 특정 예에서, 그 겔층에 사용된 겔은 측정할 수 있는 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가진다.

또 다른 예에서, 그 겔의 탄성은 히스테리시스(hysteresis)에 의해 측정할 수 있으며, 그 겔의 히스테리시스 %는 약 15%~약 18%의 범위 내에 있다.

본 발명의 지지장치에서 사용된 하나 이상의 추가지지층에는 신체지지장치의 기술분야, 특히 매트리스(mattresses)와 자리받침장치(seating apparatuses)의 기술분야에서 일반적으로 공지된 어느 타입의 지지재(support material)라도 포함할 수 있다.

예로서, 그 하나 이상의 추가지지층에는 하나 이상의 다음 층을 포함할 수 있다: 하나의 발포층 (foam layer),

하나의 스프링층(spring layer),

하나의 텍스타일층(textile layer),

하나의 가스층(gas layer),

하나의 목재층(wood layer),

하나의 금속층(matal layer),

하나의 플라스틱층.

따라서, 본 발명의 지지장치는 범위가 넓은 여러 가지의 지지(supports)에서 사용을 확인할 수 있다.

예로서, 본 발명의 지지장치는 신체의 하나의 부위에만, 또는 전신 (entire body)을 지지하는데 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 지지장치는 베딩(bedding) 또는 시팅(seating)등 가정용설치(home settings); 의자시트(chair seats), 의자 등받침대(chair back rests), 의자 암받침대(chair arm rests), 키보드 손목받침대(keyboard wrist rests) 등 사무실용 설치(office settings);카시트(car seats) 또는 다른 내장구성 성분(interior components) 등 운송(transportation); 베딩(bedding), 휠체어 등 의료용설치(medical settings) 및 피복(clothing), 특히 신발과, 쾌적감 또는 압력경감(완화)를 최대로 하도록 하는 다른 설치에서 사용을 확인할 수 있다.

하나의 특정 예에서, 그 지지장치는 하나의 매트리스이다.

본 발명에 의해 포함되어 있는 또 다른 지지장치의 비 한정 예에는 베개(pillows), 매트리스토퍼(mattress toppers), 신발쿠션(footwear cushions)(또는 구두안창:insole), 암패드(arm pads) 및 리스트패드(wrist pads)를 포함한다.

또 다른 예에 의해, 그 겔 이외에 그 겔층은 하나 이상의 필러(fillers) 성분으로 더 구성할 수 있다.

이와 같은 필러는 그 겔층에서 사용된 겔의 열전도율을 조절(modifying)하는데 특히 유용하다.

앞서 설명한 바와 같이, 겔(gel)은 일반적으로 사용자의 신체 등 겔과 접촉하는 물체로서 온도가 더 높은 물체에서 열을 이동시키는 상기 겔의 열전도율로부터 부분적으로 발생하는 "서늘한"(cool)느낌 (cool feel)을 받는다.

그 겔층에서 사용되는 필러는 그 겔의 열전도율을 감소시킴으로써 그 겔이 "서늘한"(cool)느낌이 덜한 사용자의 느낌을 나타내도록 하는 것이 바람직하다.

여러 가지 타입의 필러를 본 발명에 의해 사용할 수 있다.

그 필러재(filler material)는 일반적으로 그 겔, 또는 가능할 경우 그 겔의 유도체 또는 그 겔의 전구물질(즉, 폴리우레탄의 경우 이소시아네이트 및 폴리올)과 비 반응성인 것이 필요하다.

그 필러는 그 겔의 열전도율을 포함하나 한정되지 아니한 그 겔의 하나 이상의 물리적 특성에 유리하게 영향을 줄 수 있는 재료가 바람직하다.

본 발명의 하나의 특정 예에서, 그 필러재는 코르크피이스(cork pieces), 코르크분말(cork flour), 목재피이스(wood pieces), 목재칩(wood chips), 발포플레이

크(foam flakes), 텍스타일파이버(textile fibers), 텍스타일 피이스(textile pieces), 파라핀(paraffins), 중공구(hollow spheres), 합성 마이크로스피어 (synthetic microsphere),미네랄파티클(mineral particles), 글라스비드(glass beads), 가스(gasses), 활성제, 나노파티클(nano particles) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택한다.

하나의 특정 예에서는 신체의 최소 하나의 부위를 지지하는 하나의 지지장치를 제공하며, 그 지지장치는 하나 이상의 추가지지층(additional support layers)상에 설정되어 있는 하나의 충전겔층(filled gel layer)을 구성하는 것을 특징으로 한다. 그 충전겔층은 약 0.20W m^-1 ^oK^-1 이하의 열전도율을 가진다.

본 발명의 또 다른 국면에서는 특히 하나의 매트리스(mattress)를 제공한다.

하나의 예에서, 그 매트리스 하나의 발포층(foamlayer) 상에 설정되어 있는 하나의 겔층을 구성한다.

그 겔층은 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가진 하나의 겔(a gel)을 구성하는 것이 바람직하다. 하나의 바람직한 예에서, 그 겔은 하나의 폴리우레탄겔이다.

또 다른 예에 의해, 그 매트리스는 하나의 스프링층(spring layer)등 지지층(support layers)을 더 구성할 수 있고; 하나의 텍스타일층 등 하나의 커버링(covering)을 더 구성할 수 있다.

또 다른 예에서, 그 매트리스는 하나의 스프링층 상에 설정되어 있는 하나의 겔층을 구성한다.

그 겔층은 경도 약 0.5kPa~ 약 50kPa를 가진 하나의 겔을 구성한다.

하나의 특정 예에서, 그 겔은 하나의 폴리우레탄겔이다. 또 다른 예에 의해, 그 매트리스는 하나의 발포층 등 지지층(support layers)을 더 구성할 수 있고, 또 하나의 텍스타일층 등 하나의 커버링을 더 구성할 수도 있다.

본 발명의 이 국면에 의해 매트리스는 겔층 중에서 사용된 겔의 추가물성(additional physical properties)에 의해 더 특징이 있다. 예로서, 하나의 예에서, 겔층은 그 겔의 히스테리시스가 약 15%~ 약 80%로 되도록 한 탄성을 가진 하나의 겔을 구성한다.

본 발명의 또 다른 국면에 있어서, 특히 하나의 매트리스토퍼(mattress topper)를 제공한다.

하나의 예에서, 그 매트리스토퍼는 하나의 발포층 상에 설정되어 있는 하나의 겔층을 구성하며, 여기서 그 발포층은 하나의 표준 매트리스의 평균두께보다 실질적으로 더 작은 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

하나의 특정 예에서, 그 매트리스토퍼의 발포층은 약 5cm 이하의 두께를 가진다. 또 다른 예에서, 그 매트리스토퍼는 그 겔층 상에서 설정되어있는 하나의 커버링을 구성할 수 있다.

그 겔층은 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가지는 하나의 겔을 구성한다. 하나의 바람직한 예에서, 그 겔은 하나의 폴리우레탄겔이다.

본 발명의 또 하나의 국면에서는 특히 하나의 베개(pillow)를 제공한다. 하나의 예에서, 그 베개는 하나의 발포층 상에서 설정되어 있는 하나의 겔층을 구성한다. 하나의 바람직한 예에서, 그 겔층은 그 발포층의 일부분 상에서만 설정되어 있다.

그 겔층은 경도 약 0.5kPa~ 약 50kPa를 가지는 하나의 겔을 구성하는 것이 바람직하다.

하나의 바람직한 예에서, 그 겔은 하나의 폴리우레탄겔이다. 또 다른 예에서, 그 베개는 그 겔층 상에서 설정되어 있는 하나의 커버링을 구성할 수 있다.

본 발명의 개시가 충분하며 이 분야의 기술자에게 본 발명의 기술적 범위를 충분히 전하도록 설명한 본 발명의 바람직한 예에 따라 아래에서 더 구체적으로 본 발명을 기재한다.

그러나, 본 발명을 여러 가지의 다른 형태로 구체화할 수 있고, 여기서 설명한 특정 예로 한정시켜 해석할 필요가 없는 것으로 이해할 수 있다.

다음 설명에서 특정용어를 사용하고 있으나, 이들의 용어는 단지 설명목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하거나 제한하는 것은 아니다.

동일 번호는 동일구성요소를 구체적으로 설명한 것이다.

본 발명의 명세서와 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수형태 ("하나" 및"그":"a", "an" 및 "the")에는 명백한 설명이 없는 경우 복수형태를 포함한다.

본 발명은 신체상에서 지지하는데 유용한 지지장치, 특히 기능적인 것 이외에, 또 사용자의 쾌적감(comport) 증대와 압통점완화(경감)(pressure point relief)를 제공하는 지지에 유용한 지지장치를 구성한다.

그 지지장치는 사용자에게 기분 좋은"느낌"(a pleasing "feel")과, 치료혜택을 제공하는 바람직한 물리적 특성을 나타내는 하나의 겔재(gel material)를 사용하는데 그 특징이 있다.

본 발명의 지지장치에 사용되는 상기 겔은 안정성이 있고, 비 독성이며, 충격완화효과(cushining effect)를 제공함과 동시에 일정한 정도의 구조안정성과 지지를 유지하는데 일반적으로 공지된 어느 겔 이라도 구성할 수 있다.

특히, 그 겔은 여기서 더 구체적으로 설명한 바와 같이 바람직한 범위 내에 있는 경도와 탄성을 가지는 어느 겔재(gel material)라도 구성할 수 있다.

폴리우레탄겔은 특히 본 발명에 의해 유용하다.

또 경화 초과시간에 대하여 내성이 있고, 팽창성(expandability)을 제한시키며, 물질열화(substance degradation)(즉, 가소제 등 휘발성 처리제의 이행으로부터)에 대하여 내성인 다른 겔은 본 발명에서의 겔과 같이 유용하게 할 수 있다.

본 발명의 지지장치에서 사용되는 겔(gels)은 또 충격흡수체(shock absorbent)이며, 진동에 대하여 내성이 있는 것이 바람직하다.

폴리우레탄은 일반적으로 폴리이소시아네이트 화합물과 다 기능성 알코올 (polyfunctional alcohol)(즉, 폴리올)사이에서 화학적 반응의 생성물임을 일반적으로 이해하고 있다.

하나의 폴리우레탄 화합물을 제조하는 일반적인 반응스킴(reaction scheme)의 하나의 예를 아래에 나타낸다:

위 식에서,

R₁ 및 R₂는 직쇄 또는 분기쇄 또는 시클릭(cyclic)알킬, 알케닐, 또는 알키닐기와 여러 가지의 아릴기를 포함하나 한정되지 않은 여러 가지의 유기기이다.

물론, 상기 반응스킴은 본 발명에 의해 유용한 폴리우레탄 화합물의 제조에 대한 하나의 예로서 제공하는데 불과하며, 한정되어 있는 것은 아니다.

본 발명에 의해 사용할 수 있는 폴리우레탄겔의 추가 예는 특허문헌으로 USP 6,191,216;US공개특허출원 2004/0058163(특허출원번호 10/618,558) 및 US공개특허출원 2004/0102573(특허출원번호 10/656,778)에 개시되어 있으며, 참고로 여기서 인용한다.

본 발명에 의해 유용한 다른 타입의 겔의 예는 특허문헌으로 USP 4,404,296;USP 4,456,642; 및 US공개특허출원 2005/0186436(특허출원번호 11/058,339)에서 개시되어 있으며, 참고로 여기서 인용한다.

본 발명의 하나의 예에서, 그 지지장치의 겔층에서 사용되는 그 겔은 하나의 폴리우레탄겔로 이루어진다.

특히, 그 폴리우레탄겔은 이소시아네이트 기능성과 폴리올 성분의 기능성을 가진 원료를 사용하여 제조할 수 있으며, 여기서, 폴리올과 이소시아네이트의 기능성적(product of functionality)은 최소 5.2 이나, 최소 6.5 또는 7.5가 바람직하다.

본 발명의 바람직한 예에서, 그 겔을 제조하는 폴리올 성분에는 히드록시넘버(hydroxyl numbers) 112 이하를 가진 하나 이상의 제 1 폴리올과 히드록시넘버 112~600을 가진 하나 이상의 제 2 폴리올의 혼합물을 포함하며, 여기서 제 1 폴리올과 제 2 폴리올의 중량비는 90:10 ~ 10:90이고,

그 반응 혼합물의 이소시아네이트 특성은 15~59.91에 있으며, 이소시아네이트 기능성과 폴리올 성분의 기능성의 적(product)은 최소 6.15이다.

하나의 또 다른 특정 예에서, 본 발명에 의해 유용한 하나의 겔을 제조하는 원료에는 하나 이상의 폴리이소시아네이트와, 히드록시넘버(hydroxyl numbers) 112 이하를 가지는 하나 이상의 폴리올의 제 1 성분과 히드록시넘버 112~600을 가지는 하나 이상의 폴리올의 제 2 성분으로 이루어지는 하나의 폴리올과, 선택적으로 이소시아네이트와 히드록시기 사이에서의 반응을 위한 하나의 촉매와, 폴리우레탄 화학적 특성에서 공지되어 있는 선택적인 필러(fillers) 및/또는 첨가제를 포함하며,

여기서, 제 1 성분과 제 2 성분의 중량비가 90:10 ~ 10:90이며 그 반응 혼합물의이소시아네이트 특성은 15~59.81의 범위에 있으며, 그 폴리올 성분 중 이소시아네이트 기능성의 적(product)은 최소 6.15인 것을 특징으로 한다.

그 겔을 제조하는 폴리올 성분은 분자량 1,000~12,000과 히드록시넘버 (hydroxyl numbers) 20~112를 가진 하나 이상의 폴리올로 이루어지는 것이 바람직이며, 여기서 폴리우레탄형성 성분의 기능성적은 최소 5.2이고, 그 이소시아네이트 특성은 15~60사이에 있는 것을 특징으로 한다.

겔 제조용 이소시아네이트로서, 식 Q(NCO)_n의 이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 위 식에서, n은 2~4를 나타내며, Q는 탄소원자 6~18개를 가진 하나의 지방족 탄화수소래디컬, 탄소원자 4~15개를 가진 하나의 시클로 지방족 탄화수소래디컬,또는 탄소원자 8~15개를 가진 하나의 방향족 탄화수소래디컬을 의미한다.

그 이소시아네이트는 순수형태로, 또는 우레탄화(urethanisation), 알로파니세이션(allophanisation) 또는 비우레티세이션(biuretisation) 등 통상의 이소시아제이트 변경(modifications)형태로 사용할 수 있다.

폴리우레탄겔 등 겔(gels)은 본 발명에 의한 지지장치에서 그 겔에 의한 압박분포의 일부균형 제공에 특히 유용하다.

사용자가 패딩(padding) 상에 앉거나(sitting) 드러누울 때 등 가압에 의해 반동하여 그 가압의 축(즉, 패딩의 평면에 수직인 축)에 따라서만 변형하는 표준패딩재와 달리, 겔(gels)은 3차원 변형특성을 나타내는 경향이 있다.

즉, 그 겔은 3가지 축, 즉 겔 표면의 평면상에서 X 및 Y축과, 그 겔 표면의 평면에 수직으로 위치한 Z축에 따라 변형하여 그 가압(applied pressure)에 반동(reaction)한다.

이것은 가한 압력의 분산을 균일하게 하여, 그 가한 압력은 압박부위 (pressure points)에서 사용자가 감지하는 압력을 완화한다.

이것은 그 압박부위에서 쾌적하지 않으며, 또 손상을 받을 가능성이 있는 압력의 축적에 대하여 허용하도록 하는 표준패딩재 이상으로 바람직하다.

따라서, 그 겔은 쾌적감의 추가제공 이외에, 혈액순환증대, 정확한 자세 장려 및 욕창(또는 와창)(bed sores) 또는 다른 타입의 궤양형성(ulceration) 등 압박집중의 완화 등 건강상의 이점을 제공한다.

본 발명의 지지장치에서 유용한 겔재(gel materials)는 압박매핑(pressure mapping)을 통해 알 수 있는 이들 겔재의 압박분포최대화 능력에 특히 이점이 있다.

압박매핑은 하나의 임상용 기구(clinical tool)로서, 그 기구는 사용자와 걸상(seat) 또는 침대면 등 하나의 지지면 사이에서 발생하는 계면압(interface pressure)을 측정한다.

표준지지쿠션 및 패딩에 의한 압박맵(pressure maps)은 높은 압박영역의 국재화(localization)를 나타내는 경향이 있다. 이 압박영역은 압박을 균일하게 분호할 수 있는 능력이 없음을 나타낸다.

본 발명에 의해 유용한 겔, 특히 폴레우레탄겔과, 다른 겔은 그 압박부위(pressure points)에서 비교적 낮은 압박 눈금을 나타내는 압박맵에 의해 표시한 바와 같이, 압박부위에서 멀리 떨어져 압박을 분포시키는 겔의 능력 때문에 표준지지(standard supports)보다 더 우수하다.

본 발명에 의해 사용되는 겔(gels)은 이들의 겔이 나타내는 특성물성에 그 특징이 있다. 본 발명의 겔을 특히 특징으로 하는 두 가지의 물성에는 경도와 탄성이 있다. 이들의 겔에 의해 나타낸 이들 두 가지 물성을 최적화하여 외적 및 내적인 쾌적감과 지지 모두를 제공하는 하나의 장치를 제조한다.

즉, 어느 정도의 경도와 탄성을 가진 본 발명에 의한 겔(gels)은 앞서 설명한 바와 같이 치료혜택(즉, 외적 쾌적감)을 제공할 뿐만 아니라, 사용자에게 쾌감(good feel)(즉, 내적 쾌적감)을 제공한다.

사용자에게 치료혜택을 제공하도록 구성된 하나의 지지장치가 사용자에게 반드시 쾌적감을 느낀다고는 볼 수 없기 때문에, 외적 및 내적인 쾌적감 모두를 제공하는 능력이 특히 유용하다.

역으로, 사용자에게 쾌적감을 느끼는 것이 반드시 사용자에게 치료혜택을 준다고는 볼 수 없다.

그러나, 특정범위 내에 있는 경도와 탄성을 가진 본 발명에 의한 겔(gels)은 외적 및 내적인 쾌적감 모두를 제공한다.

본 발명에 의한 지지장치의 겔층에서 사용되는 겔은 정도(degree)가 낮은 경도를 갖는데 그 특징이 있다.

이와 같은 경도는 특정의 압축(compression)에서 그 겔의 압축력 휨(force deflection)으로 측정할 수 있다.

겔의 경도는 어느 공지방법에 의해 측정할 수 있고, 본 발명에 의해 유용한 겔은 특정범위의 경도를 가지는 것으로 확인할 수 있다.

본 발명에 의해 특히 유용한 겔의 경도를 측정하는 하나의 방법에는 ISO(International Organization for Standardization)에 의해 지정한 바와 같이 시험방법 ISO 3386-1이 있다.

ISO 3386-1의 시험방법에 따라 하나의 방법에서는 여러 가지 재료의 압축응력 값(compression stress value)을 제공한다.

그 압축응력/변형특징은 그 재료의 하중-지지특성의 측정치에 있으며, 그 시험방법에서는 그 재료의 측정된 경도를 제공하는 압축력 휨(kPa:킬로파스칼)을 계산하는 2가지 식(formulas)을 제공한다.

특히, ISO 3386-1의 기준에 의해, 본 발명에 의한 겔은 압축하중 휨 시험(compression load defection test)에 의한 경도에 대하여 측정할 수 있다.

특히, 5cm×5cm×2.5cm의 겔 샘플에 압축력을 가하여 70%의 최대압축을 갖도록 하여, 겔 경도를 40%의 압축에서 겔에 가한 응력(kPa)으로 측정한다.

본 발명에 의해 유용한 겔은 측정할 수 있는 저 경도를 가진다. 그 겔은 90kPa이하, 더 바람직하게는 80kPa이하,더욱더 바람직하게는 70kPa, 가장 바람직하게는 60kPa이하의 측정할 수 있는 경도를 가지는 것이 바람직하다.

하나의 예로, 본 발명에서 사용되는 겔은 측정할 수 있는 경도 약 0.5kPa~약 50kPa을 가진다.

또 다른 예에 의해, 그 겔은 경도 약 1KPa~ 약 40kPa, 약 1.5kPa~ 약 30kPa, 또는 약 2kPa~약 25kPa를 가진다.

본 발명의 또 하나의 다른 예에서, 그 지지장치의 겔층에서 사용되는 겔은 특정범위내에 있는 측정할 수 있는 탄성을 갖는데 그 특징이 있다.

고체역학에서, 하중을 가함으로써 재료가 형상을 변형할 때 그 재료는 탄성작용을 하는 것을 알 수 있으며, 그 하중을 제거할 때 그 재료는 원 형상을 회복한다.

그 재료의 탄성은 강성(stiffness)과 역 비례한다.

본 발명에 의해 사용되는 겔의 탄성을 평가하는 하나의 방법은 그 겔에 의해 나타낸 히스테리시스(hysteresis)의 측정에 의한 방법이다.

히스테리시스는 물리계(physical systems)에 가한 힘을 즉시 이동하지 아니하나, 천천히 반동하거나, 이들 물리계의 원위치로 완전 복귀하지 아니하는 계(systems)(통상 물리계)의 특성이다.

그 다음으로, 히스테리시스는 그 겔 상에서 힘을 제거한 후에 원래의 형상으로 복귀하는, 하나의 겔 등 재료의 능력으로 평가할 수 있다.

히스테리시스를 측정하는 하나의 예에서는 힘(force)을 겔에 가하여, 그 힘이 겔을 압축한다.

70%의 압축에서 그 겔에 의한 압축력 휨(deflection)을 측정하며, 그 외력을 제거하여 그 겔을 감압하도록 한다.

그 다음, 압축 없이(즉, 그 힘을 제거한 후) 그 겔의 휨을 측정한다.

그 겔의 히스테리시스(%로 평가)는 그 한정된 휨에서 두 힘 값(two force values)사이의 차가 된다. 따라서, 낮은 히스테리시스 %를 나타낸 겔은 탄성이 높은 것으로 된다. 즉, 원래 형상으로 신속하고 현저하게 완전복귀를 한다.

높은 히스테리시스 %를 나타내는 겔은 탄성이 더 작은 것으로 된다. 즉, 원래형상(original shape)으로의 복귀가 더 지연되고 더 완전하지 못한 복귀로 된다.

본 발명에 의해, 그 겔층에서 사용되는 겔은 탄성이 있으나, 온도의존성이 큰 물리적 성질을 나타내지 않는 것이 바람직하다. 예로서, "메모리폼"(memory foam)으로 통상 공지되어있는 점탄성폼(viscoelastic foams)은 일반적으로 약 실온에서 글라스전이온도(Tg)를 나타낸다.

냉각 환경에서, 메모리폼 생성물(제품)은 더 경화되고 덜 탄성으로 되는 경향이 있다.

역으로, 더 가온한 환경에서는 그 메모리폼 제품이 더 연화(soften)되고 더 탄성으로 되는 경향이 있다. 따라서, 그 메모리폼 제품은 체열유동(body heat flow)에 기인하는 온도변화를 포함하여 주변 온도에 응답하여 온도변화를 한다.

본 발명에 의해 유용하며, 탄성이 높은 겔은 상기 결점의 영향을 받지 않는다. 오히려, 이들의 (gels)은 온도에 의존하지 않는 탄성(또는 % 히스테리시스)을 나타낸다. 하나의 예에서, 본 발명에서 사용되는 겔은 측정 가능한 히스테리시스 약 15%~약 80%를 가진다. 또 다른 예에 의해, 그 겔은 히스테리시스 약 20%~ 약 70%, 약 25%~ 약 60%, 또는 약 30%~약 50%를 가진다.

일반적으로 겔(gels)은 폼(foam) 등 표준쿠셔닝재(standard cushioning materials)보다 더 우수한 압력분포 특성을 나타내는 경향이 있고, 동시에 또 그 폼보다 더 큰 열전도율을 나타내는 경향이 있다.

높은 열전도율은 냉각효과를 허용할 수 있는 가온 환경 등에서 겔 특성을 바람직하게 할 수 있다. 그러나, 다른 상태에서, 사용자의 체열에 근접한 열을 유지하기 위하여 더 낮은 열전도율을 갖는 것이 더 바람직하다.

따라서, 본 발명은 본 발명에 의한 지지장치의 겔층에서 사용되는 겔이 측정할 수 있는 열전도율을 가질 수 있는 것이 바람직하다.

일반적으로 1켈빈온도당 1미터당 1와트(W m^-1 ^ok^-1)로 기재되는 열전도율(λ)은 일정한 조건(fixed conditions)하에서 열 전달하는 재료의 열전달능력에 관한 것이다. 열전도율 λ의 값이 더 낮아지면 낮아질수록 그 재료인 절연재(insulator)는 더 좋아진다. 역으로, 열전도율 λ가 더 높아지면 높아질수록 그 재료인 열전도체는 더 좋아진다.

지지장치의 하나의 대표적인 쿠션재인 폼(foam)은 좋은 절연특성을 나타내는 하나의 재료라는 것이 공지되어 있다. 예로서, 시트쿠션(seat cushions)의 사용 등 성형폼(molded foam)은 일반적으로 열전도율 λ, 약 0.04 W m^-1 ^ok^-1을 가지며, 건축 및 빌딩재에 쓰이는 폼은 일반적으로 열전도율 λ, 약 0.022 W m^-1 ^ok^-1을 가진다.

폼 등 절연성이 높은 절연재가 사용자의 사용에 관련된 지지장치에 사용될 경우, 그 폼과의 1차 접촉을 할 때 사용자의 신체에 의해 발생한 발열은 즉시 그 폼의 접촉면으로 전달된다. 시간과 함께 그 전달된 열은 그 분산용 폼을 통한 열이동 저항성이 높다는 것을 확인하였다.

사용자의 신체에서 연속적으로 발생하는 에너지(열)는 온도의 증가를 발생한다. 그 이유는 그 폼이 그 에너지를 흡수하여 그 접촉영역에서 신속하게 멀리 그 에너지를 전달(이동)할 수 없기 때문이다.

즉, 그 폼과의 접촉에 의해 유지되는 초기온열(initial warmth)이 쾌적한 레벨로 할 수 있으나, 최종 열 구성에서는 사용자에게 쾌적하지 않은 레벨로 유도한다.

여기서 설명한 바와 같이, 폴리우레탄겔 및 이와 유사한 겔은 서로 다른 열특성을 나타내어, 일반적으로 폼(foam)과 대비하여 좋은 열전도체라고 생각할 수 있다.

예로서, 하나의 폴리우레탄겔은 열전도율 λ로서 약 0.20W m^-1 ^ok^-1또는 그 이상을 가질 수 있다.

폴리우레탄겔(gels)는 또 일반적으로 폼(foam)보다 더 큰 밀도를 가진다. 예로서, 폴리우레탄겔을 일반적으로 밀도 약 600~약 1.100kg/m³을 가지나, 시트쿠션용 발포폼(expanded foam)은 일반적으로 밀도 약 30~약 85kg/m³의 범위를 가질 수 있다.

또, 폴리우레탄겔은 통상적으로 높은 열용량(thermal capacity)을 가진다.

그 재료를 통한 열전달을 할 수 있는 열전달 능력증대, 단위면적당 더 높은 재료질량 및 그 재료온도를 증가시키는데 필요한 높은 에너지량을 조합함으로써, 열교환 타입에 따라 사용자에서 겔 초과시간(gel overtime)까지 현저한 차이가 발생한다.

따라서, 본 발명에 의해 사용되는 겔(gels)의 열교환용량(heat exchage capacity)은 또 사용자가 매트리스, 베개(pollow), 받침지지장치(seating apparatus) 등 하나의 지지장치에서 요구되고 평가하는 쾌적"감"(good"feel")에 기 여 한다.

따라서, 그 겔층의 존재는 그 겔의 압력 분포량만이 아니라 그 겔의 열전도율과 신체에서 열을 이탈시켜 이동하도록 하는 그 대응하는 열이동능력으로 인하여 쾌적감을 증대하도록 하여, 불쾌한 느낌(discomfort)으로 유도할 수 있는 다수의 지지장치와 관련된 최종 열 형성을 회피하도록 한다.

본 발명에 의한 유용한 겔(gels)은 하나 이상의 필러를 첨가함으로써 변동시킨 이들 겔의 열전도율 λ값을 가지는 것이 바람직하다.

충전겔(filled gels)은 본 발명에 의해 유용한 것이다. 그 이유는 이들의 충전겔이 지지장치에 사용되어 앞서 설명한 바와 같이 쾌적감과 압력분포의 증대를 제공하며, 동시에 또 사용자의 신체에서 열을 이탈하고 열 이탈운동을 완화하는 더 낮은 열전도율을 가진다.

그 겔의 열전도율 λ의 이와 같은 저하는 그 겔의 "냉각"(coolness)을 감소한다. 이것은 또 온열의 느낌을 필요로 하는 사용자에 대한 지지장치의 내적 쾌적감을 증대시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 하나의 예에서, 그 지지장치의 겔층에서 사용된 겔은 또 하나 이상의 필러를 구성한다.

그 필러재는 그 겔과 혼합할 수 있는 어느 재료라도 가능하며, 그 겔의 열전도율 λ를 변경하는데 효과적이다.

하나의 특정 예에서, 그 필러재는 그 겔의 냉각감지를 감축하는 열전도율을 나타내는 최소 값으로 그 겔의 열전도율 λ값을 저하하는데 효과적이다.

또 다른 예에서, 그 필러재는 그 겔에서 온열감지가 있도록 그 겔의 열전도율 λ값을 저하하는데 효과가 있다.

따라서, 고체에서 액체에 이르기까지 여러 가지의 재료의 타입이 본 발명에 의한 겔층에서 사용되는 그 겔의 필러로서 사용할 수 있다.

본 발명의 하나의 예에서, 그 필러는 하나의 고형재로 구성한다. 그 고형재는 하나의 미립재(particulate material)로 구성하는 것이 바람직하다.

그 미립재의 평균크기는 그 충전겔이 사용되도록 하는 지지장치에 따라 변동될 수 있고, 또 그 충전겔에서 필요로 하는 열전도율 λ값에 따라 변동할 수 있다.

하나의 예에서, 그 필러는 거친 입자로 구성할 수 있다.

또 다른 예에서, 그 필러는 나노입자로 구성할 수 있다.

본 발명의 하나의 특정 예에서, 그 필러재는 평균직경 약 0.05mm~약 15mm을 가진 미립(particulates)을 구성한다.

또 다른 예에서, 그 미립은 평균직경 약 0.10mm~약 10mm, 약 0.10mm~약 5mm, 또는 약 0.10~약 1mm을 가진다.

본 발명의 또 다른 예에서, 그 필러재는 마이크로스피어(microspheres)등 중공재(hollow material)로 구성되어 있다. 이와 같은 중공재는 그 재료의 기원 (origin)에서 볼 때 천연재 또는 합성재가 있으나, 합성제조재인 것이 일반적이다.

예로서, 그 재료는 합성 마이크로스피어로 구성할 수 있다. 이와 같은 마이크로스피어는 폴리올레핀, 특히 아크릴로니트릴코폴리머 또는 폴리비닐클로리드 등 폴리머재로부터 형성하는 것이 바람직하다.

상기 합성 마이크로스피어 이외에, 여러 가지 기하학적 형상을 가진 다른 타입의 중공재를 이 충전겔중에서 사용할 수도 있다. 예로서, 일반적으로 특성에 있어 구상중공재[또, 기구형상(balloon-like)으로 기재할 수도 있음]이외에, 그 중공재는 또 튜브형상, 4각 형상 또는 다른 기하학적 형상으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 예에서, 그 필러는 하나의 액체, 특히 하나의 유기질 액으로 구성한다. 그 액체는 그 겔층에서 사용되는 겔과, 그 겔(폴리우레탄겔의 경우 이소시아네이트와 폴리올 등)의 제조시에 출발재, 중간물질 및 부산물에 대해서 화학적으로 불활성인 것이 바람직하다.

따라서, 그 액체필러는 일반적으로 가소제(오일, 수지 및 탄화수소화합물 유도체를 포함함), 탄화수소화합물 및 연료(fuels), 알킬벤젠 및 액상에스테르 등의 재료로부터 선택하는 것이 바람직하다.

더 구체적으로 말하면, 그 액체재료에는 무정형 또는 반결정성파라핀, 나프틴오일 또는 수지, 중질 및 경질연료, 알킬벤젠, 에스테르(바람직하게는 다가알코올과 일 염기성 카르복실산의 생성물), 알킬폴리방향족 화합물 및 식물유와 이들 액체의 배합물을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 하나의 예에 의해, 그 필러에는 1종 이상의 가스(gasses)를 포함할 수 있다. 예로서, 그 필러는 주위공기(ambient air)로 함유할 수 있다. 다른 예에서, 그 필러재로서 사용되는 가스에는 실질적으로 질소가스 등 순수가스 또는 아르곤가스 등 또 다른 불활성 가스로 함유할 수 있다. 그 가스에는 또 카본디옥사이드(CO₂)가스 등 가스상 화합물을 함유할 수 있다.

또 다른 본 발명의 예에서, 그 필러에는 하나 이상의 활성제를 함유할 수 있다.

여기서 사용된 바와 같이, 활성제는 사용자에게 치료혜택을 제공할 수 있는 첨가제를 말한다. 예로서, 그 활성제에는 비타민, 미네랄(minerals), 정유 (essential oils), 향료 등을 포함할 수 있다.

그 필러에는 일반적으로 천연재 또는 합성재로 함유할 수 있다. 예로서, 그 필러는 코르크(cork), 목재(wood), 스폰지(sponge), 천연섬유(natural fibers)(즉, 면, 양모 등), 광물(minerals)[즉, 마이크(mica) 또는 다른실리케이트, 또는 알루미네이트 등 다른 금속산화물], 경석(pumice) 및 글라스(glass)(파이버, 비드 등 포함)를 함유할 수 있다.

본 발명에서 필러로서 유용한 합성재의 예로는 합성섬유, 합성 마이크로스피어(microspheres) 및 여러 가지의 다른 합성재를 포함한다.

본 발명의 하나의 특정 예에서, 그 필러는 코르크피이스(cork pieces), 코르크분말(cork flour), 목재피이스(wood pieces), 목재칩(wood chips), 폼플레이크(foam flakes), 텍스타일파이버(textile fibers), 텍스타일피이스(textile pieces), 파라핀(paraffins), 중공구(hollow spheres), 합성 마이크로스피어(microspheres), 미네랄파티클(mineral particles), 글라스비드(glass beads), 가스(gasses), 활성제(active agents), 나노파티클(nano particles) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택한다.

그 겔 중에서 존재한 필러의 함량은 그 충전겔이 사용되도록 하는 지지장치에 따라 변동할 수 있고, 또 그 충전겔 중에서 바람직한 열전도율 λ값에 따라 변동할 수 있다.

본 발명의 하나의 예에서, 그 필러는 용량기준으로 하여, 그 충전겔 중 약 5%~ 약 90%로 이루어진다.

하나의 또 다른 예에서, 그 필러는 용량기준으로 하여 그 충전겔 중 약 10%~ 약 90%로 이루어진다.

하나의 또 다른 예에서, 그 필러는 용량기준으로 하여 그 충전겔 중 약 20%~약 80%로 이루어진다.

더 나아가서 다른 하나의 예에서, 그 필러는 용량기준으로 하여 그 충전겔 중 약 25%~ 약 75%로 이루어진다.

그 충전겔 중에서 사용되는 필러의 타입과 그 충전겔 중에서 필러의 함량에 따라, 그 충전겔의 열전도율 λ값은 그 필러가 없는 겔의 열전도율 λ값에서 변동시킬 수 있다.

그 충전겔 중에서 필러가 존재함으로써 그 충전겔은 열전도율 λ값의 저하를 나타낸다.

즉, 그 충전겔은 필러가 없는 겔의 열전도율보다 더 낮은 열전도율을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 하나의 예에서, 그 충전겔은 약 0.20 W m^-1 ^oK^-1이하의 열전도율을 가진다. 또 다른 예에서, 그 충전겔은 약 0.15 W m^-1 ^oK^-1이하의 열전도율을 가진다.

하나의 또 다른 예에서, 그 충전겔은 약 0.10 W m^-1 ^oK^-1이하의 열전도율을 가진다. 본 발명의 하나의 특정 예에서, 그 충전겔은 약 0.08 W m^-1 ^oK^-1이하 또는 이와 동일한 열전도율을 가진다.

본 발명의 지지장치는 그 겔층(하나 이상의 필러를 포함할 수 있거나, 포함하지않을 수도 있다.)이외에, 그 겔층 상에서 설정되어 있는 하나 이상의 추가지지층을 더 구성할 수 있다. 그 추가지지층에는 사용자의 신체의 최소한부위에 지지를 제공하는데 유용한 바와 같이 이 기술에서 일반적으로 인식되어 있는 어느 타입의 재료를 포함할 수 있다.

예로서, 그 추가지지층은 하나의 발포층으로 구성할 수 있다. 그 발포층은 쿠션효과 또는 지지효과의 제공에 일반적으로 유용한 여러 가지 예 중 어느 하나를 얻을 수 있다.

또, 그 추가지지층은 스프링(springs)으로 구성할 수 있고, 그 스프링은 사용자의 신체에 지지제공에 유용한 것으로 인식되었다.

그 스프링층은 효과적인 지지제공과 동시에, 또 사용자의 쾌적감(comfort) 제공에 있어 이 기술분야에서 공지된 어느 예를 얻을 수 있다.

예로서, 그 스프링층은 최소 부분적으로 서로 접속되어 있는 일련의 스프링을 구성할 수 있다. 또, 그 스프링층은 각각의 코일(coils)로 존재하는 일련의 스프링을 구성할 수 있다. 또, 스프링층의 추가 예는 본 발명에 의해 포함되며, 본 발명은 위에서 제공한 예에 한정되어 있는 것이 아니다.

예로서, 본 발명은 또 그 추가지지층이 가스(공기 등), 쿠션재, 또는 패딩(paddings), 텍스타일층을 포함하며, 또 목재, 금속 또는 경질플라스틱 등 구조체형성재를 포함하여 지지제공에 공지되어 있는 다른 재료를 구성하는 지지장치를 포함한다.

본 발명의 하나의 예에서, 그 지지장치는 하나의 겔층과, 하나의 발포재 (foam material)로 된 최소 하나의 추가지지층으로 구성한다.

본 발명의 또 다른 예에서, 그 지지장치는 하나의 겔층과, 스프링으로 된 최소 하나의 추가지지층으로 구성한다.

본 발명의 하나의 또 다른 예에서, 그 지지장치는 하나의 겔층과, 스프링으로 된 최소 하나의 추가지지층과, 하나의 발포재로 된 최소 하나의 추가지지층으로 구성한다.

본 발명의 하나의 특정 예에서, 하나 이상의 추가지지층은 그 겔층 상에 설정시켜 위치하며, 그 겔층 상에 설정된 추가지지층 등이 존재하지 않도록 한다.

그 추가지지층과 겔층은 일체로 되게 부착시킬 수 있고, 또 분리체(separate body)로 할 수 있다.

일체로 되게 부착하는 것은 하나 또는 다중 층을 최소 부분적으로 손상하지 않도록 하며 2개 층이 분리하지 않도록 하는 수단에 의해 이들 층이 서로 간에 부착되는 것을 의미한다.

예로서, 이들의 층이 접착(gluing), 스태플링(stapling), 봉제(sewing), 용접(welding) 등에 의해 일체로 되게 부착시킬 수 있다.

또 이들의 층은 화학적 결합을 통해 일체로 되게 부착시킬 수 있다. 예로서, 그 겔층이 하나의 폴리우레탄겔로 구성되고, 그 추가지지층이 하나의 폴리우레탄폼으로 구성될 경우, 두 개의 층은 겔 또는 폼이 경화(curing)(또는 숙성:maturation)전에 유리이소시아네이트기를 가진다.

따라서, 하나의 층이 동시에 다른층과 인접하여 경화하도록 할 때, 그 겔과 폼사이에 화학적 결합이 발생할 수 있다.

발포지지층(foam support layers)은 위에서 설명한 바와 같이 결합(bonding)의 용이성만이 아니라, 제공한 여러 가지의 조합으로 인하여, 하나의 겔층과의 결합에 특히 유용하다.

예로서, 하나의 예에서, 회선상 폼(convoluted foam)을 사용할 수 있다. 또 다른 예에서, 그 폼은 그 겔층의 전부 또는 부분을 수용하는 (receiving) 하나 이상의 캐비티(cavity)를 가진다. 이와 같은 캐비티가 존재할 경우, 이들의 캐비티는 그 폼의 "상부"(top)면, 그 폼의 "저부"(bottom)면 또는 그 폼의 모든 상 하부면 상에 존재한다.

본 발명의 특정 예에서, 추가지지층이 하나의 발포층을 구성할 경우, 그 발포층이 특정의 두께로 형성하는 것이 특히 유용하다. 예로서, 그 지지장치가 비교적 크고 그 발포층이 매트리스 등 그 지지장치의 실질적인 양의 구조체를 제공할 경우. 그 발포층이 실질적인 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

예로서, 하나의 예에서, 그 추가지지층은 두께가 최소 약 5cm인 하나의 발포층을 구성한다.

또 다른 예에서, 그 발포층은 두께가 최소 약 6cm, 최소 약 7cm, 최소 약 8cm, 최소 약 9cm 및 최소 약 10cm인 것을 가진다.

본 발명의 다른 예에서, 그 추가지지층은 위에서 설명한 것보다 더 작은 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 예로서, 그 지지장치가 하나의 슈우인서트(shoe insert)인 경우 그 지지장치는 최저두께를 갖는 것이 바람직하다.

동일하게, 그 지지장치가 하나의 매트리스토퍼(mattress topper)인 경우, 그 추가지지층은 그 매트리스토퍼의 전체 프로파일(overall profile)에 추가 (addition)를 회피하기 위한 최소두께를 갖는 것이 바람직하다.

예로서, 하나의 예에서, 그 추가지지층은 약 5cm이하의 두께를 가지는 하나의 발포층 또는 하나의 텍스타일층인 것이 바람직하다.

또 다른 예에서, 그 추가지지층은 두께 약 4cm 이하, 약 3cm 이하 및 약 2cm이하인 것을 가지는 것이 바람직하다.

위에서 설명한 바와 같이, 상기 겔층과 상기 추가지지층 또는 층들(layers) 이외에, 본 발명의 지지장치는 또 겔층 상에 설정되어 있는 하나의 커버링 (covering)의 추가를 포함한다. 그 커버링은 일반적으로, 본 발명에 의해 포함되는 지지장치의 여러 가지 타입의 커버링(covering)에서 통상의 사용되는 어느 타입의 재료라도 구성할 수 있다. 이와 같은 커버링에는 천연(natural) 또는 합성재를 포함한다.

또, 이와 같은 커버링에는 패딩(padding)을 포함할 수 있다. 예로서, 그 지지장치가 하나의 매트리스인 경우, 그 커버링은 하나의 패딩(padding)을 한 매트리스토퍼이다.

또, 어느 타입의 가구용직물재(upholstering naterial)는 본 발명의 커버(cover)로서 사용할 수 있다.

따라서, 그 겔층의 존재가 본 발명의 지지장치의 커버링 사용에 허용할 수 있는 여러 가지 타입의 커버를 결코 제한하는 것은 아니다.

더 나아가서, 다른 타입의 커버링도 본 발명에 포함한다. 예로서, 그 커버링은 하나의 폴리우레탄필름 등 하나의 필름, 건조상태 또는 경화상태에서 비 반응성 또는 비 점착성인 하나의 폴리머 등 하나의 코팅 또는 하나의 폼(foam)으로 구성할 수 있다.

본 발명의 어느 예에서, 상기 추가지지층을 가진 것과 같이 그 커버링층은 특정의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

일반적으로 그 커버링층은 그 겔층의 치료혜택과, 쾌적감의 차폐(masking)를 회피하기 위한 최소 두께를 가질 필요가 있다.

예로서, 하나의 예에서, 그 커버링은 하나의 발포층(foam layers)을 구성한다. 이 예에 의해, 그 발포층은 약 5cm 이하의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

또 다른 예에서, 그 커버링은 두께 약 4cm 이하, 약 3cm 이하, 약 2cm 이하인 것을 갖는 것이 바람직하다.

그 겔층의 존재가 본 발명에 의해 포함되는 지지장치의 범위를 결코 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명의 지지장치에는 매트리스(mattresses), 의자(chairs), 소파(sofas), 눕는 의자(recliners), 휠체어(wheelchairs), 베개(pillows), 가구 쿠션(furniture cushions), 사무용 기구(office equipment), 자동차용 부품 (automobile pants), 매트리스토퍼(matteress toppers) 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 하나의 특정 예에서, 그 지지장치는 하나의 베드매트리스(bed matterss)로 구성한다.

본 발명의 또 다른 예에서, 그 지지장치는 하나의 자리받침장치(seating apparatus)로 구성한다.

본 발명의 하나의 다른 예에서, 그 지지장치는 하나의 베개를 구성한다. 하나의 또 다른 예에서, 그 지지장치는 하나의 매트리스토퍼(mattress topper)를 구성한다.

하나의 발포층(foam layers) 등 최소 하나의 추가지지층 상에 설정되어 있는 하나의 겔층과 하나의 스프링층을 구성하는 본 발명의 지지장치는 본 발명의 다수의 국면에서 편익 또는 혜택(benefit)을 도출한다.

위에서 설명한 바와 같이, 상기 겔층은 지지장치를 사용할 수 있는 여러 가지의 단일체에 대한 압박매핑(pressure mapping)의 향상을 제공한다(즉, 그 겔은 압박부위에서 압박의 분포를 향상시킨다.).

또, 그 겔은 하나의 절연재로서 일반적으로 작용하며, 사용자의 열을 포착(trapping)하는 폼(foam) 등 공지의 지지재 이외에 서로 다른 파라미터로 열을 흡수하여 전달하는 능력을 가진다. 그러나, 본 발명의 지지장치에서 그 겔층은 또 하나 이상의 필러를 구성할 수 있고, 사용자의 신체에서의 열 흐름 감지가 쾌적감을 최적화하도록 사전에 특정시킨 열전도율 λ값을 가진 시방서(설계 명세서)에 따라 제조할 수 있다.

즉, 그 충전겔층은 폼(foam) 등 열 포착(heat trap)으로 작용하는 것 이외에 사용자가 종종 원하는 온열감지를 제공할 수 있다.

또, 그 충전겔층이 그 폼 또는 스프링 등 다른 층과 조합하여 사용될 때, 그 겔층의 여러 가지의 혜택(편익)은 비교적 두께가 엷은 겔층만으로 제공할 수 있고, 동시에 그 지지장치의 대부분은 하나 이상의 통상의 재료로 구성할 수 있다.

본 발명은 다음 실시예에 의해 더 구체적으로 설명한다. 이들의 실시예는 본 발명을 더 구체적으로 설명한 것이며, 구성을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

겔의 기계적 성질의 측정

본 발명에 의해 유용한 다수의 폴리우레탄겔의 기계적 성질은 여기서 설명한 시험방법을 사용하여 측정하였다. 여러 가지의 겔 샘플은 경도와 히스테리시스에 의해 평가하였으며, 그 평가결과를 다음 표1에서 나타낸다.

각각의 겔 샘플에 대하여, 샘플의 형상(shape), 선택적인 필러재, 대표적인 용도, 경도(40%의 압축에서 압축력 휨(force deflection)으로 측정함) 및 % 히스테리시스를 나타낸다.

샘플의 형상에 있어서, "규칙적"(regular)이라는 용어는 폭 5cm×길이 2.5cm×두께 2.5cm의 하나의 샘플을 나타낸다.

"실린더"(cylinder)라는 용어는 직경 5cm와 두께 3cm의 하나의 실린더형상 샘플을 나타낸다.

"탑"(tower)라는 용어는 샘플의 상부(top)에서 돌출되어 있는 4각형 돌기를 가진 폭 5cm×길이 2cm×두께 1.7mm의 샘플을 나타내며, 그 돌기 각각은 폭 2cm×길이 2cm×두께 0.8cm이다.

각각의 샘플에 대하여 나타낸 용도는 예시에 불과하며, 한정되어 있는 것은 아니다. 샘플 ID 12는 본 발명에 의해 유용하지 않은 하나의 겔의 대비 예로 나타내며, 그 겔의 경도는 바람직한 범위 밖에 있다.

여기서 설명한 본 발명의 여러 가지 변경과 다른 예들은 위에서 설명한 기술적 구성을 가진 상기 발명에 속하는 기술분야의 기술자에 의해 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기서 개시된 특정 예에 한정되어 있는 것이 아니며, 그 변형과 다른 예는 첨부 청구범위 내에서 포함된다는 것을 알 수 있다.

특정용어가 여기서 사용되고 있으나, 이들의 용어는 일반적으로 설명한 의미로만 사용한 것이며, 한정을 목적으로 한 것이 아니다.

Claims

신체의 최소한부위를 지지하며 하나 이상의 추가지지층 상에 설정하는 하나의 겔층(gel layer)으로 이루어진 지지장치에 있어서, 그 겔층은 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가진 하나의 겔(gel)로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 겔은 히스테리시스(hysteresis) 약 15%~약 80%를 나타냄을 특징으로 하는 지지장치.
제 2항에 있어서,

상기 겔은 히스테리시스 약 25%~약 60%를 나타냄을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 겔은 경도 약 1.5kPa~약 30kPa를 가짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 하나 또는 그 이상의 추가지지층은 하나의 발포층(foam layer), 하나의 스프링층(spring layer), 하나의 텍스타일층(textile layer), 하나의 가스층(gas layer), 하나의 목재층(wood layer), 하나의 금속층(metal layer), 하나의 플라스 틱층(plastic layer) 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 겔층 상에 설정하는 하나의 커버링(covering)을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 6항에 있어서,

상기 커버링은 하나의 텍스타일층, 하나의 필름층, 하나의 코팅층 및 하나의 발포층으로 이루어진 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 지지장치는 하나의 매트리스(mattress), 하나의 자리받침(seating)장치, 하나의 베개(pillow), 하나의 매트리스토퍼(mattress topper), 하나의 신발쿠션(footwear cushion), 하나의 암패드(arm pad) 및 하나의 손목받침대(wrist rest)로 이루어진 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 겔층 상에 위치 설정한 추가지지층이 없는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 겔층은 하나의 폴리우레탄겔로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 지지장치는 하나의 발포층(foam layer) 상에 설정되어 있는 하나의 겔층으로 이루어진 하나의 매트리스이며,

상기 겔층은 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가지며 히스테리시스 약 15%~약 80%를 나타내는 하나의 폴리우레탄겔로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치
제 1항에 있어서,

상기 겔의 경도는 ISO 3386-1의 방법에 의해 측정하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 경도는 40% 압축(compression)에서 상기 겔의 5cm×5cm×2.5cm 샘플의 압축력 휨(force deflection)을 나타냄을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 겔층은 상기 하나 이상의 추가지지층 중 최소 하나에 일체로 되게 부착 됨을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 하나 이상의 추가지지층은 하나의 발포층으로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 15항에 있어서,

상기 발포층의 발포는 회선상의 발포(convoluted foam)인 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 15항에 있어서,

상기 발포층은 상기 겔층을 수용하는(receiving) 하나 이상의 캐비티 (cavity)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 15항에 있어서,

상기 겔층과 상기 발포층은 동시에 화학적 결합을 하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 15항에 있어서,

상기 발포층은 두께 최소 약 5cm의 두께를 가지며, 상기 지지장치는 상기 겔 층 상에 설정되는 최소 하나의 커버링을 더 구성하고, 상기 커버링은 하나의 텍스타일층, 하나의 필름층, 하나의 코팅층 및 하나의 발포층으로 이루어진 그룹에서 선택되며, 최소 하나의 상기 커버링은 약 5cm 이하의 두께를 가짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 지지장치는 하나의 발포층 상에 설정되는 하나의 겔층으로 이루어진 하나의 매트리스토퍼(mattress topper)이며, 상기 겔층은 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가지며 히스테리시스 약 15%~약 80%를 나타내는 하나의 폴리우레탄겔로 이루어지고, 상기 발포층은 약 5cm 이하의 두께를 가짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 1항에 있어서,

상기 겔은 하나 이상의 필러(filler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 21항에 있어서,

상기 하나 이상의 필러는 코르크피이스(cork pieces), 코르크분말(cork flour), 목재피이스(wood pieces), 목재칩(wood chips), 폼플레이크(foam flakes), 텍스타일파이버(textile fibers), 텍스타일피이스(textile pieces), 파리핀, 중공구(hollow spheres), 합성 마이크로스피어(microspheres), 미네랄파티클(mineral particles), 글라스비드(glass beads), 가스(gasses), 활성제, 나노파티클(nano particles) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 지지장치.
제 21항에 있어서,

상기 하나 이상의 필러로 충전(filling)한 상기 겔은 약 0.20

W m^-1 ^oK^-1이하의 열전도율을 가짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 23항에 있어서,

상기 하나 이상의 필러로 충전한 상기 겔은 약 0.10 W m^-1 ^oK^-1이하의 열전도율을 가짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 23항에 있어서,

상기 하나 이상의 필러는 용량을 기준으로 하여 상기 겔 중 약 5%~약 95%로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
신체의 최소 하나의 부위를 지지하는 지지장치에 있어서, 하나 이상의 추가지지층 상에 설정하는 하나의 충전겔층(filled gel layer)으로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 충전겔층은 코르크피이스(cork pieces), 코르크분말(cork flour), 목재피이스(wood pieces), 목재칩(wood chips), 폼플레이크(foam flakes), 텍스타일파이버(textile fibers), 텍스타일피이스(textile pieces), 파리핀, 중공구(hollos spheres), 합성 마이크로스피어(microspheres), 미네랄파티클(mineral particles), 글라스비드(glass beads), 가스(gasses), 활성제, 나노파티클(nano particles) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택한 하나 이상의 필러로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 하나 이상의 필러는 평균직경 약 0.05mm~약 15mm를 가진 미립물질(particulate matter)로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 충전겔층은 상기 하나 이상의 필러가 없는 겔의 열전도율보다 더 작은 열전도율을 나타냄을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 충전겔층은 열전도율 약 0.20 W m^-1 ^oK^-1이하를 가짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 30항에 있어서,

상기 충전겔층은 열전도율 약 0.10W m^-1 ^oK^-1이하를 가짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 하나 이상의 필러는 용량기준으로 하여 상기 겔 중 약 5%~약 95%로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 32항에 있어서,

상기 하나 이상의 필러는 용량기준으로 하여 상기 겔 중 약 20%~약 90%로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 충전겔층은 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가진 겔로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 충전겔층은 히스테리스 약 15%~약 80%를 나타내는 겔로 이루어짐을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 하나 이상의 추가지지층은 하나의 발포층, 하나의 스프링층, 하나의 텍스타일층, 하나의 가스층, 하나의 목재층, 하나의 금속층, 하나의 플라스틱층 및 이들의 조합물로 이루어진 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서,

상기 충전겔층 상에 설정되어 있는 하나의 커버링(covering)을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 37항에 있어서,

상기 커버링은 하나의 텍스타일층, 하나의 필름층, 하나의 코팅층 및 하나의 발포층으로 이루어진 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 지지장치.
제 26항에 있어서, 상기 지지장치는 하나의 매트리스(mattress), 하나의 자리받침장치, 하나의 베개(pillow), 하나의 매트리스토퍼(mattress topper), 하나의 신발쿠션(footwear cushion), 하나의 암패드(arm pad) 및 하나의 손목받침대(wrist rest)로 이루어진 그룹에서 선택함을 특징으로 하는 지지장치.
하나의 발포층(foam layer) 상에 설정하는 하나의 겔층으로 이루어진 매트리스에 있어서,

상기 겔층은 ISO 3386-1의 방법에 의해 측정한 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가진 겔로 이루어짐을 특징으로 하는 매트리스.
제 40항에 있어서,

상기 겔은 히스테리시스 약 15%~약 80%를 나타냄을 특징으로 하는 매트리스.
제 40항에 있어서,

하나 이상의 스프링층(spring layers)을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제 40항에 있어서,

상기 겔층 상에 설정되어 있는 하나의 커버링을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 매트리스.
하나의 스프링층 상에 설정되어 있는 하나의 겔층으로 이루어진 매트리스에 있어서,

상기 겔층을 ISO 3386-1의 방법에 의해 측정한 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가진 하나의 겔(gel)로 이루어짐을 특징으로 하는 매트리스.
제 44항에 있어서,

상기 겔은 히스테리시스 약 15%~약 80%를 나타냄을 특징으로 하는 매트리스.
제 44항에 있어서,

하나 이상의 발포층(foam layers)을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 매트리스.
제 44항에 있어서,

상기 겔층 상에 설정되어 있는 하나의 커버링을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 매트리스.
하나의 발포층 상에 설정되어 있는 하나의 겔층으로 이루어진 매트리스토퍼

(mattress topper)에 있어서, 상기 겔층은 ISO 3386-1의 방법에 의해 측정된 경도 약 0.5kPa~액 50kPa를 가진 하나의 겔(gel)로 이루어지며,

상기 발포층은 약 5cm 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 매트리스 토퍼.
제48항에 있어서,

상기 겔은 히스테리시스 약 15%~약 80%를 나타냄을 특징으로 하는 매트리스토퍼.
제 48항에 있어서,

상기 겔층 상에서 설정되어 있는 하나의 커버링을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 매트리스토퍼.
하나의 발포층 상에 설정되어 있는 하나의 겔층으로 이루어진 베개(pillow)에 있어서,

상기 겔층은 ISO 3386-1의 방법에 의해 측정한 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가진 하나의 겔로 이루어짐을 특징으로 하는 베개(pillow).
제51항에 있어서,

상기 겔은 히스테리시스 약 15%~약 80%를 나타냄을 특징으로 하는 베개(pillow).
제 51항에 있어서,

상기 겔층 상에 설정되어 있는 하나의 커버링을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 베개(pillow).
신체의 최소 하나의 부위를 지지하는 지지장치에 있어서,

ISO 3386-1의 방법에 의해 측정한 경도 약 0.5kPa~약 50kPa를 가지며, 히스테리시스 약 15%~약 80%를 나타내는 하나의 겔로 이루어진 하나의 겔층(gel layer)을 구성하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 54항에 있어서,

상기 겔층 상에 설정되어 있는 하나 이상의 추가지지층을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 54항에 있어서,

상기 겔층 상에 설정되어 있는 하나의 커버링을 더 구성하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 54항에 있어서,

상기 지지장치는 하나의 매트리스, 하나의 매트리스토퍼 및 하나의 베개(pillow)로 이루어진 그룹에서 선택하는 것을 특징으로 하는 지지장치.
제 54항에 있어서,

상기 겔층은 코르크피이스, 코르크분말, 목재피이스, 목재칩(wood chips), 폼플레이크, 텍스타일파이버, 텍스타일피이스, 파라핀, 중공구(hollow spheres), 합성 마이크로스피어, 미네랄파티클, 글라스비드, 가스, 활성제, 나노파티클 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 필러를 더 구성하는 것을 특징으로 하는 지지장치.