KR20100106299A

KR20100106299A - 3중 밀도 겔 힐 컵

Info

Publication number: KR20100106299A
Application number: KR1020107007023A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 브래들리 그레인저; 제이콥 마티네즈; 두안 엠. 술락
Original assignee: 스펜코 메디칼 코포레이션
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2010-10-01
Also published as: EP2197311B1; EP2197311A4; WO2009091687A2; MX2010003185A; NZ584253A; JP2011509753A; US20100212188A1; CN101854824A; EP2197311A2; CA2700571A1; CA2700571C; US8296969B2; HK1148917A1; AU2009205573A1; JP5411163B2; AU2009205573B2; WO2009091687A3; CN101854824B

Abstract

본 발명은 일체형 벽의 힐 부분으로부터 인간 발의 아치 영역의 부분의 밑에 있도록 구성되는 전방 경계부로 연장되는 길이를 갖는 대체로 뒤꿈치 형상인 기재를 포함하는 3중 밀도 힐 컵을 개시한다. 뒤꿈치 형상 기재는 발 수용 표면과 신발 측 표면을 갖는 구조적 겔 층을 포함한다. 발 수용 표면의 대체로 편평한 부분은 사용 시에 착용자의 뒤꿈치 측의 부분 및 착용자의 뒤꿈치의 후방부에 인접하여 놓이도록 구성되는 일체형 벽과, 사용 시에 착용자의 발의 바닥에 인접하여 놓일 것이고, 상기 일체형 벽은 최대 높이의 정점을 갖고, 상기 벽은 상기 정점으로부터 전방 경계부 쪽으로 높이가 아래로 테이퍼진다. 신발 측 표면은 보강 구성요소를 수용하도록 구성되는, 상기 구조적 겔에 형성된 채널을 형성하고, 보강 구성 요소는 상기 채널에서 상기 구조적 겔에 고정되고 상기 구조적 겔보다 더 조밀한 재료로 제조된다. 이는 힐 컵과 발을 지지한다. 힐 쿠션은 힐 컵의 바닥 표면 상에 구조적 겔에 의해 형성된 힐 쿠션 영역에서 상기 구조적 겔에 고정된다. 바람직한 실시예에서, 힐 쿠션은 증가된 완충과 에너지 복귀를 제공하도록 벌집 기술을 이용한다.

Description

3중 밀도 겔 힐 컵{TRIPLE DENSITY GEL HEEL CUPS}

관련 출원의 상호 참조

이 출원은 2008년 1월 16일자로 출원된 미국가특허출원 제61/021,535호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 신발 내측에 착용되는 힐 지지부 분야에 관한 것이다.

유리하게 발의 뒷꿈치 영역에 지지를 제공하고 충격을 흡수하는 3중 밀도 힐 컵(triple density heel cup) 또는 지지부("TD 힐 컵")이 개시된다. 평면도로부터, TD 힐 컵은 후방 힐 벽으로부터 전방 경계부로 연장된다. 사용 시에, 후방 힐 벽은 종골(calcaneous) 또는 비부골(os tarsi fibulare)에 의해 형성되는 착용자의 뒷꿈치의 후방부에 인접하여 놓일 것이다. 전방 경계부는 착용자의 발의 아치 영역에서 또는 그 부근에서 본질적으로 착용자의 발의 바닥에 인접하여 놓일 것이다. 착용자의 발에 양말류가 착용될 수도 있다는 것이 고려되고, 본 명세서에서 발에 대해서 언급할 때 달리 특정되지 않는다면 양말류, 양말 등이 착용된 발을 포함하는 것으로 의도된다.

TD 힐 컵은 사용 시에 착용자의 발의 바닥과 접촉할 대체로 편평한 영역을 포함한다. 힐 컵의 후방 중심에서 최대 높이를 갖는 벽 부분은 편평한 영역과 일체이고 편평한 영역으로부터 상향으로 연장된다. 벽은 힐 컵의 후방 중심에서의 벽의 최대 높이 지점으로부터, 힐 컵의 전방 경계부에서의 편평한 영역의 레벨로 또는 거의 그 레벨로 높이가 점진적으로 아래로 테이퍼진다. 힐 컵의 내측 부분은 사용 시에 착용자의 발을 수용하고 사용자의 발에 인접하여 놓이도록 구성되고, 힐 컵의 외측 부분은 사용자의 신발에 인접하여 놓이도록 구성된다. 내측 부분은 겔 재료를 포함한다. 외측 부분은 겔 재료와, 상기 겔 재료에 부착된 보강 구성요소와, 겔의 바닥 표면 상에 그리고 겔 내에 일체로 형성된 만입부 내에 삽입되는 힐 쿠션을 포함한다.

바람직하게, 겔 재료는 TPE 겔로 또한 알려져 있는 열가소성 엘라스토머 겔을 포함한다. TPE 겔은 본 발명에 사용하기에 열가소성 특성으로 인한 더욱 큰 탄성 때문에 폴리우레탄(PU) 겔보다 바람직하다. 예컨대 PU 겔인 다른 재료는 수 분이 걸릴 수 있는 반면, TPE 겔은 성형 공정 시에 20 내지 30초 내에 경화(set up)될 수 있기 때문에 바람직하다. 재료가 경화되는데 수 분이 걸린다면, 효율적인 방법으로 사출 성형하는데 적절하지 않을 수 있고, 힐 컵의 다양한 부품들이 부분별로 성형된 후 조립될 필요가 있다. 겔에 사용되는 재료는 힐 컵이 비교적 얇게 제조되어도 강인성을 유지하도록 강인한 것이 바람직하다. 힐 컵의 얇은 특성은 정장 구두와 같은 신발의 발 공동(foot cavity) 내에 보다 작은 공간을 갖는 것으로 설계되는 신발 내에 보다 큰 발 공간을 허용하는데 바람직하다. 그러나, 힐 컵은 운동화와 같은 보다 큰 발 공동을 갖는 신발에 사용하기에도 또한 적합하다.

다양한 유형의 상용으로 입수 가능한 TPE 겔이 있는데, 이 중 2개는 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머("TPU") 겔 및 열가소성 고무 겔("TPR") 겔로 알려져 있다. TPU 겔은 TPR 겔보다 더 우수한 컬러 특성을 제공하기 때문에, 컬러 특성이 매우 중요한 경우에 TPU 겔이 선택될 수 있다. 또한, TPU는 TPR보다 더 내구성이 있고 성형하기에 용이하여서, 깔창을 제조하기 위한 공정에 또는 최종 제품에 이들 특성을 부과하는 것이 바람직한 경우의 본 발명을 실시하는데 사용하는 것이 바람직하다. TPU 겔의 단점은 TPR 겔과 같은 다른 TPE 겔에 비해 고가라는 것이다. 또한, TPR도 겔에 사용될 수도 있고, 필요한 특성을 갖는다. 다른 겔이 사용될 수 있지만, 사용되는 겔은 이하 단락에 기술된 특징을 갖는 것이 바람직하다.

바람직한 겔은 낮은 압축 경화(compression set)를 갖는다. 압축 경화는 주어진 정도의 시간과 회복 기간 동안에 특정 온도에서 정해진 정도의 백분율(%)로 압축된 후에 샘플이 나타내는 영구 경화의 양으로서 규정된다. 바람직한 실시예에서, 압축 경화는 겔 층에 있어서 <11±2%이다. 본 발명에 사용되기에 적절한 겔을 선택하기 위해, 겔은 ASTM 인터네셔널(ASTM International)의 ASTM F1614-95의 "운동화용 재료 시스템의 쇼크 완화 특성에 대한 표준 시험 방법"에 따라, 압축 경화 또는 쇼크의 측정을 위해 사용되는 시험 장치를 이용하여 시험될 수 있다. 예컨대, 엑스터 리서치(Exeter Research)로부터의 CompITS 또는 전산화된 충격 시험 시스템(Computerized Impact Testing System)은 ASTM F1614-95에 준수하여 쇼크를 시험하는 표준 기계이다.

인장 강도 및 인열 강도: 바람직한 실시예는 겔 층에 있어서 대략 1.2 MPa과 12 kN/m인 인장 강도 및 인열 강도를 갖는 것으로 밝혀졌다.

파단 연신률(Breaking Elongation Rate): 바람직한 실시예는 겔 층에 있어서 900%의 파단 연신률을 갖는 것으로 밝혀졌다.

쇼어/아스카 경도(Shore/Asker Hardness) 시험은 경도 측정을 제공한다. 가장 바람직한 실시예에서, 겔 층은 24±3 Asker C로 측정된다.

쇼어/아스카 경도는 상용으로 입수 가능한 경도계로 측정 가능하다. 시험될 재료는 강성의 편평한 표면에 위치된다. 아스카 시험기는 "C" 스케일이고 통상적으로 반구형인 적절한 인덴터(indentor) 유형을 갖는다. 아스카 시험기는 추가적인 압력 없이 시험될 재료에 위치된다. 니들이 편향되어 판독치를 제공한다.

보강 구성요소는 겔보다 더욱 강성 밀도인 재료이고, 상기 겔 층에 대해 힐 컵의 신발측 표면에 부착된다. 바람직한 실시예에서, 보강 구성요소는 벽의 상부 근처에 힐 직립 벽의 후방부를 가로질러 연장된다. 이후, 보강 구성요소는 힐 컵의 기부쪽으로 하향으로 만곡된 후 힐 컵의 측부를 따라 그리고 힐 컵의 전방 경계부로 전방으로 연장된다.

보강 구성요소는 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 열가소성 가황물(TPV), 또는 열가소성 고무(TPR)과 유사한 특징을 갖는 임의의 재료로 제조될 수도 있다. 바람직하게는, 보강 구성요소는 TPR로 제조된다. 바람직하게는, 보강 구성요소의 경도는 약 70±3 ASKER이다.

바람직한 실시예에서의 힐 쿠션은 힐의 뚱뚱한 영역에 대응하도록 설계되는 폭넓은 기부를 갖도록 형성되고, 힐 컵의 겔 재료로 형성되는 힐 개구에 대응하는 U자형으로 일반적으로 테이퍼진다. 전술된 형상은 뒷꿈치를 감싸고(cradling) 완충(cushioning)하는데 효과적이다.

바람직한 실시예에서, 압축 경화는 힐 쿠션에 있어서 <11±2%이다. 본 발명에 사용되기에 적절한 겔을 선택하기 위해, 겔은 ASTM 인터네셔널의 ASTM F1614-95의 "운동화용 재료 시스템의 쇼크 완화 특성에 대한 표준 시험 방법"에 따라, 압축 경화 또는 쇼크의 측정을 위해 사용되는 시험 장치를 이용하여 시험될 수 있다. 예컨대, 엑스터 리서치(Exeter Research)로부터의 CompITS 또는 전산화된 충격 시험 시스템(Computerized Impact Testing System)은 ASTM F1614-95에 준수하여 쇼크를 시험하는 표준 기계이다.

인장 강도 및 인열 강도: 바람직한 실시예는 힐 쿠션에 있어서 대략 1.0 MPa과 10.6 kN/m인 인장 강도 및 인열 강도를 갖는 것으로 밝혀졌다.

파단 연신률: 바람직한 실시예는 힐 쿠션에 있어서 950%의 파단 연신률을 갖는 것으로 밝혀졌다.

쇼어/아스카 경도 시험은 경도 측정을 제공한다. 가장 바람직한 실시예에서, 힐 쿠션은 20±3 Asker C로 측정된다.

바람직하게, 힐 쿠션은 TPR 겔로 또한 알려져 있는 열가소성 고무 겔을 포함한다. 다른 겔이 사용될 수 있지만, 사용되는 겔은 이하 특징들을 갖는 것이 바람직하다.

힐 쿠션의 신발 표면은 개선된 완충 특성을 나타내는 영역을 구비할 수도 있다. 바람직한 실시예는 겔 층의 일부가 벌집 패턴으로 성형되는 벌집 기술을 합체한다. 벌집 패턴은 일시적으로 변형한 후 원래 구조로 복귀함으로써 힘을 편향시키는 것으로 알려져 있다. [피셔, 에어로브레이킹 및 충격 감쇠(Fisher, Aerobraking and Impact Attenuation), 1995년에 인용된] 어빈 인더스트리즈(Irvin Industries), 1978년의 "회복 시스템 가이드(Recovery Systems Guide)"를 참조할 것. 벌집 패턴으로 성형될 겔 층의 일부는 본 발명의 힐의 고충격 구역이다.

가장 바람직한 실시예에서, 기부 층의 경도는 24±3 Asker C로 측정되고, 패드 층은 20±3 Asker C로 측정되고, 보강 구성요소는 70±3 Asker C로 측정된다.

힐 컵의 전체 두께, 높이, 길이 및 폭은 신발 크기의 범위 또는 다양한 신발 크기에 적합할 수 있는 사용된 힐 컵의 크기에 따라 변할 수 있다. 제품은 많은 크기로 제조될 수 있다. 제품의 가장 많은 실시예에서, 전체 두께는 힐 영역의 후방부의 정점에서 약 20㎜ 내지 약 27㎜일 수 있고, 바람직하게는 약 23.5㎜ 내지 26.5㎜일 수 있다. 길이는 약 88㎜ 내지 약 108㎜이고 바람직하게는 약 90㎜ 내지 약 106.5㎜이고, 폭은 힐 영역의 후방부 근처에서 약 60㎜ 내지 약 75㎜이고 바람직하게는 약 63㎜ 내지 약 72.5㎜이고, 전방 경계부의 근처에서 약 53㎜ 내지 약 65㎜이고 바람직하게는 약 55.5㎜ 내지 약 63㎜이다. 다양한 신발을 위한 크기를 계산하는데 사용하는 폭/높이 비율이 있는가?

겔 재료, 힐 쿠션 및 보강 구성요소는 사출 성형 공정을 통해 바람직하게 형성되어 서로 고정된다. 바람직하게는, 힐 컵을 제조하는데 사용되는 주형은 양측 외형(two sided contour)을 갖는다. 이는 주형이 사출 성형 공정 동안에 변경될 필요가 없도록 더욱 신속한 조립을 가능하게 한다. 겔 재료는 주형의 일 측부에서 성형되고, 보강 구성요소 및 힐 쿠션은 주형의 대향 측부에서 성형된다. 표준 사출 성형 조립 라인 공정이 바람직하게 이용되지만, 본원에 개시된 특성을 갖는 구조를 생성하는 당해 기술분야에 공지된 임의의 성형 공정이 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 3중 밀도 힐 컵이다. 제1 밀도는 구조체의 겔의 것이다. 제2 밀도는 힐 쿠션의 TPR 겔의 것이다. 제3 밀도는 보강 구성요소의 것이다. 깔창의 3중 밀도는 이하의 장점을 제공한다: 힐 영역에서의 이중 밀도 겔 층은 힐에 대한 주 응력의 영역에서 완충과 편안함을 증가시킨다. 힐 쿠션을 포함하는 TPR 컴포트(comfort) 겔은 우수한 에너지 복귀 및 완충을 제공하고 바람직하게는 44±4% 에너지 복귀 범위에 있다. 본 발명의 기부 층을 포함하는 TPR 또는 TPU 겔은 에너지 복귀 공정을 돕는 기능을 한다. 보강 구성요소는 뒤꿈치와 힐 컵을 지지한다.

도 1은 바람직한 실시예의 평면도이다.
도 2는 바람직한 실시예의 저면도이다.
도 3은 바람직한 실시예의 사시도이다.
도 4는 바람직한 실시예의 분해도이다.
도 5는 도 2의 5-5를 따라 취해진 바람직한 실시예의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예(1)를 도시하는 도면을 이제 참조하면, 도 1은 힐 컵의 상부(발 측)의 도면을 도시한다. 도 1을 참조하면, 구조적 겔 층(1)은 편평한 영역(2), 전방 경계부(3), 및 정점(5)에 도달하는 일체형의 상향 연장 벽(4)을 갖는다. 사용 시에, 정점(5)은 착용자의 뒤꿈치의 후방부의 중점에 본질적으로 인접할 것이다.

힐 컵의 바닥(신발 측)의 도면은 도 2에 가장 잘 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 또한 보강 구성요소(6)는 전방 경계부(3)로 연장되고 각 측부를 따라 구조적 겔 층(1)의 바닥(신발) 측에 고정된다. 복수의 벌집 구조 영역(8)을 바람직하게 포함하는 힐 쿠션(7)이 도 2에 또한 도시된다. 힐 쿠션(7)은 힐 컵의 바닥 측에 있는 겔 내의 만입부에 고정되는 것으로 도시되어 있다.

도 3의 저면 사시도를 참조하면, 구조적 겔 층(1) 및 보강 구성요소(6) 뿐만 아니라, 힐 쿠션(7), 상향 연장 벽(4), 전방 경계부(3) 및 후방 힐 단부(11)가 도시되어 있다.

도 4의 분해도를 이제 참조하면, 구조적 겔 층(1)에 의해 형성되는 만입된 힐 쿠션 영역(9) 및 채널(10)이 도시되어 있다. 힐 쿠션(7)은 힐 쿠션 영역(9) 내로 끼워 맞춰지고 힐 컵의 바닥에서의 대체로 평면인 표면의 일부를 형성하도록 하는 형상을 갖는다. 채널(10)은 대체로 연속적인 신발 측 표면이 돌출부를 저해하지 않으면서 형성되도록 보강 구성요소(6)를 수용하도록 구성된다. 채널(10) 및 보강 구성요소(6)는 상향 연장 벽(4)의 뒤꿈치 형상 곡률을 본질적으로 따른다. 보강 구성요소(6)는 착용자의 발의 뒤꿈치의 후방부의 형상에 합치하는 안정화 구조를 제공한다. 이에 따라, 보강 구성요소(6)는 뒤꿈치 수용 영역의 후방부로부터 전방 경계부(3)로의 구조적 겔 층에 그리고 뒤꿈치에 안정성을 제공한다.

바람직한 실시예에서, 스코링 마크(12; scoring mark)는 보강 구성요소(6) 내에 제공된다. 스코링 마크는 깔창에 강도를 제공하는데 효과적이고, 힐 컵이 이동되는 것을 방지하도록 돕는다.

힐 쿠션(7)은 힐 쿠션 영역(9) 내에 위치되고, 바람직하게 벌집 구조 완충 기술(8)을 합체한다. 이 영역은 사용자의 발의 뒤꿈치에 위치되는 무게에 개선된 완충을 제공한다.

바람직하게는, 힐 컵의 도 3에 도시된 바와 같은 후방 힐 단부(11)는 전방 경계부 영역보다 더 두껍다. 이는 도 4에 가장 잘 도시된다. 일반적으로, 힐 컵의 전방 영역에 신발 내의 더 작은 공간이 있을 것이고, 힐 쿠션이 위치되는 영역에서 완충을 증가시킬 필요성이 더 크다.

도 5는 도 2의 선 5-5로부터의 힐 컵의 단면도를 도시한다. 구조적 겔 층(1), 채널(10) 및 보강 구성요소(6), 일체형의 상향 연장 벽(4), 일체형의 상향 연장 벽의 정점(5), 힐 쿠션 영역(7) 및 편평한 영역(2)이 도시되어 있다.

바람직한 제조 공정에서, 크래들(cradle) 및 힐 패드 조립체는 개별로 사출 성형된다. 일단 생성되면, 크래들 및 힐 패드는 기부 주형 내에 위치되는데, 여기서 기부 겔이 사출되고 크래들 및 힐 패드를 본 발명에 부착한다.

Claims

3중 밀도 힐 컵이며,
힐 후방 벽으로부터 전방 경계부로 연장되는 길이를 갖는 대체로 뒤꿈치 형상인 기재와, 보강 구성요소와, 힐 쿠션을 포함하고,
사용 시에 전방 경계부는 인간의 발의 아치 영역의 일부의 밑에 있도록 구성되고,
상기 뒤꿈치 형상의 기재는 발 수용 표면과 신발 측 표면을 갖는 구조적 겔 층을 포함하고,
상기 발 수용 표면은 사용 시에 착용자의 발의 바닥의 밑에 있도록 구성되는 편평한 영역과, 사용 시에 착용자의 뒤꿈치의 측부의 일부와 착용자의 뒤꿈치의 후방부에 인접하여 놓이도록 구성되는 상향 연장 일체형 벽을 갖고,
상기 일체형 벽은 최대 높이의 정점을 갖고, 상기 정점으로부터 상기 전방 경계부쪽으로 높이가 아래로 테이퍼지고,
상기 신발 측 표면은 보강 구성요소를 수용하도록 구성되는 상기 구조적 겔 내에 형성된 채널을 형성하고,
보강 구성요소는 상기 채널에서 상기 구조적 겔에 고정되고,
상기 보강 구성요소는 상기 구조적 겔보다 더 조밀한 재료를 포함하고, 힐의 후방부 영역에서 상기 일체형 벽에 상보적인 곡률을 갖고, 상기 전방 경계부쪽으로 힐 컵의 측부/바닥 경계의 라인을 따르도록 하강하고,
상기 신발 측 표면은 힐 쿠션 영역을 더 형성하고,
힐 쿠션이 상기 힐 쿠션 영역에서 상기 구조적 겔에 고정되는
3중 밀도 힐 컵.
제1항에 있어서,
상기 힐 쿠션은 제2 밀도 겔을 포함하는
3중 밀도 힐 컵.
제6항에 있어서,
상기 제2 밀도 겔은 벌집 패턴을 일체로 형성하는
3중 밀도 힐 컵.
제1항에 있어서,
상기 구조적 겔 구성요소는 TPU 또는 TPR 겔을 포함하는
3중 밀도 힐 컵.
제1항에 있어서,
상기 보강 구성요소는 TPU 또는 TPR 겔을 포함하는
3중 밀도 힐 컵.
제10항에 있어서,
상기 보강 구성요소는 스코링 마크를 더 포함하는
3중 밀도 힐 컵.