KR20120099386A

KR20120099386A - 하이브리드 상부 구조를 갖는 방수 통기성 신발

Info

Publication number: KR20120099386A
Application number: KR1020127007960A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 더블유. 제시맨; 로버트 제이. 위너
Original assignee: 고어 엔터프라이즈 홀딩즈, 인코포레이티드
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2012-09-10
Also published as: WO2011041041A1; CN102573544B; RU2012117815A; JP6073679B2; JP6077623B2; JP2016028721A; US20110179677A1; EP2482682B1; US8296970B2; EP2482682A1; CA2773816C; KR101746244B1; JP2013505809A; CN102573544A; US20130047473A1; RU2549326C2; CA2773816A1; US8607476B2

Abstract

본 발명에 따르면, 개선된 전체 부츠 통기성과 감소된 습윤성 획득을 나타내는 신발 제품이 제공된다. 신발 제품은 상위 격실 및 하위 격실을 구비한 상부, 상위 격실과 하위 격실을 함께 결합하기 위한 기구, 보호 커버, 및 외부 밑창을 포함한다.

Description

하이브리드 상부 구조를 갖는 방수 통기성 신발 {WATERPROOF BREATHABLE FOOTWEAR HAVING HYBRID UPPER CONSTRUCTION}

방수, 통기성 신발을 얻기 위해 많은 시도가 있어 왔다. 이러한 신발을 제조하기 위한 초창기 시도들은 고무로 이루어진 밑창(sole)은 물론 상부를 방수성으로 만들도록 처리된 상부 재료(즉, 가죽)를 갖는 신발의 제조를 포함하였다. 그러나 이러한 유형의 신발 구조와 관련된 몇 가지 문제점이 제기되었다. 상부 재료는 방수성을 부여하도록 처리될 때 통기성을 상실하고, 이로 인해 착화자에게 신발이 불편해진다. 또한, 연결 영역을 방수로 만드는 효과적인 방법이 알려져 있지 않은 것과 같이, 방수 밑창과 상부 사이의 연결 영역이 누수의 주요 소스(source)가 되었다.

편안한 방수 신발을 달성하기 위한 목적에 대한 대안적인 접근법은 슈즈 안으로 방수 인서트 또는 부티(bootie)를 채용하는 것을 수반하였다. 이러한 방수 인서트는 적절한 재료로 구성된다면 슈즈가 마모되었을 때 장기간에 걸쳐 슈즈 내에 수증기가 제한적으로 축적되도록 수증기에 대해 투과성인 추가적인 장점을 가졌다. 방수 및 수증기 투과성 모두를 갖는 신발 기술의 재료는 소위 "기능성" 재료로 호칭된다. 이러한 기능성 재료의 예는 GORE-TEX® 상표명으로 메릴랜드주 엘크톤(Elkton) 소재 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트 인크.(W.L. Gore and Associates, Inc.)로부터 입수가능한 미세다공성(microporous), 확장성 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인 재료이다. 다른 기능성 재료들이 또한 개발되었으며 본 기술분야에서 잘 알려져 있다.

추가적인 접근법은 최종 공정에 의해 방수, 통기성 라이너 재료를 신발 상부에 고정하고, 라이너 재료를 방수 가스켓 또는 안창(insole)에 밀봉하는 것을 포함하였다. 라이너 재료가 방수 가스켓 또는 안창과 이어지는 영역에 내구성, 방수 시일(seal) 또는 연결부를 제공하는 많은 상이한 시도들이 있어 왔다. 이러한 시도들은 다양한 정도의 성공을 가져왔다.

이러한 방수, 통기성 신발을 형성할 때 종종 야기되는 한 가지 문제점은 라이너 또는 부티의 삽입이 잘 맞지 않는 신발(즉, 이미 크기설정된 슈즈 상부에 라이너가 삽입됨으로 인한 조임) 및/또는 그 중에서도 신발의 내부의 덜 바람직한 외관을 야기하는 라이너 또는 부티와 슈즈 상부 재료 사이의 열악한 부착(즉, 라이너가 주름지거나 상부로부터 떨어져 나감)을 종종 유발할 것이라는 점이다.

야기될 수 있는 추가적인 문제점은 습윤 상태에서 사용되는 동안 부티의 외각층과 상부 사이에 물이 포획되어 신발의 지각가능한 중량 증가를 야기할 수 있다는 점이다. 이는 특히 젖은 신발이 전도성 열 손실을 초래할 수 있는 차가운 날씨에서 착화자에게 불편함을 초래할 수 있다.

따라서, 경량이면서 높은 정도의 내구성 및 통기성을 모두 갖춘 신발에 대한 필요성이 남아 있다.

하이브리드 상부 구조를 갖는 방수 통기성 신발이 설명된다. 하이브리드 구조는 상위 격실(10) 및 하위 격실(20)를 포함하는 상부를 갖는 방수, 통기성 신발 제품을 위해 제공된다. 상부의 상위 격실은 최내각층(12), 적어도 하나의 중간층(13), 및 최외각층(14)을 갖는 적층체(11)를 포함할 수 있다. 하위 격실은 최내각층(22), 적어도 하나의 중간층(23), 및 최외각층(24)을 갖는 적층체(21)를 포함할 수 있다. 상기 상위 격실의 최외각층은 하위 격실의 최외각층과 상이한 재료로 구성될 수 있다. 신발 제품은 하위 격실을 상위 격실에 연결하기 위한 연결 수단(40), 하위 격실의 상기 최외각층을 덮기 위한 통기성 보호 커버(50), 및 상기 상부와 연통하는 외부 밑창(60)을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 연결 수단은 상위 격실의 최내각층 및 하위 격실의 최내각층과 연통한다. 연결 수단이 상위 격실 및/또는 하위 격실의 외각층 및 중간층과 접촉할 수 있더라도, 일부 실시예의 경우 연결부는 상위 격실 및/또는 하위 격실의 외각층과 접촉하지 않을 수 있다. 연결 수단은 테이프, 실란트(sealant), 스티치 등, 또는 이들의 조합일 수 있다. 대안적으로, 연결 수단은 초음파 결합부, 시임 밀봉부(seam seal), 열 결합부 등, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 외부 밑창은 가스켓, 사출 성형, 시멘트, 테이프 등에 의해 상기 상부에 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 상위 격실 적층체의 최내각층은 직물, 편물, 또는 비직물 섬유(textile)로 구성될 수 있다. 상위 격실 적층체의 적어도 하나의 중간층은 적어도 하나의 필름을 포함한다. 바람직하게, 필름은 미세다공성 폴리머, 바람직하게는 미세다공성 폴리테트라플루오로에틸렌일 수 있다. 대안적으로, 필름은 플루오로폴리머, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상위 격실의 최외각층은 직물 천(fabric), 편물 천, 비직물 천, 가죽, 합성 가죽, 천공 고무, 폴리머 망(mesh), 비통기성 재료의 불연속 패턴, 또는 이들의 조합일 수 있다.

추가 실시예에서, 하위 격실의 최내각층은 직물, 편물, 또는 비직물 섬유일 수 있다. 하위 격실 적층체의 적어도 하나의 중간층은 적어도 하나의 필름을 포함한다. 바람직하게, 필름은 미세다공성 폴리머, 바람직하게는 미세다공성 폴리테트라플루오로에틸렌일 수 있다. 대안적으로, 필름은 플루오로폴리머, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 또는 이들의 조합일 수 있다. 하위 격실의 최외각층은 직물 천, 편물 천, 비직물 천, 가죽, 합성 가죽, 천공 고무, 폴리머 망, 비통기성 재료의 불연속 패턴, 또는 이들의 조합일 수 있다. 보호 커버, 바람직하게는 가죽이 하위 격실 내에 또한 포함된다.

일 실시예에서, 상위 격실의 최외각층은 하위 격실의 보호층보다 더욱 내마모성이며, 상위 격실의 최외각층은 하위 격실의 최외각층보다 더욱 내마모성이다. 종래 기술과 대조적으로 중요한 것은 이것이 사용자의 편안함을 위해 통기성이 가장 필요한 하위 격실 내에서 더 큰 통기성을 허용한다는 점이다. 또한, 이러한 구조는 상위 격실의 최외각층이 노출되는 상위 격실에서 더 큰 내마모성 및 더 작은 통기성을 허용한다. 또한, 이러한 능률적인(streamlined) 구조는 더욱 경량이며(더 적은 재료를 사용함) 사이에 물이 포획되는 재료의 층이 더 적기 때문에 추가되는 물 중량을 덜 획득하기 때문에, 종래 기술의 부티 구조에 비해 장점을 제공한다. 이와 관련하여, 종래 기술의 신발 구조는 많은 경우에 측방향 위치 관계에서 (적층체를 포함할 수 있는) 상부 및 추가적인 부티를 포함하는 반면, 일 실시예에서, 본 발명의 하이브리드 구조는 서로에 대한 상위/하위 위치 관계에서 2개의 3층 적층체를 포함하며, 여기서 상위 격실의 최외각층은 상부의 최외각층이다.

또한, 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에서, 상위 격실의 적층체는 1100 g/㎡/24시간 초과의 수증기 전달 속도(transmission rate)를 가지며, 하위 격실의 적층체는 2200 g/㎡/24시간 초과의 수증기 전달 속도를 갖는다. 추가적으로, 전체 부츠(boot)의 수증기 전달 속도는 8.75 g/시간 이상, 더욱 바람직하게는 10 g/시간 이상, 더욱 바람직하게는 12 g/시간 이상이다. 또한, 내마모성과 관련하여, 상위 격실의 적층체는 내마모성 시험에 대해 약 1500 사이클까지, 더욱 바람직하게는 2500 사이클까지 온전하게 유지되며, 하위 격실의 적층체는 내마모성 시험에 대해 약 250 사이클까지, 더욱 바람직하게는 400 사이클까지 온전하게 유지된다. 습윤성 획득 시험(wet pickup test)과 관련하여, 신발 제품은 습윤성 획득 시험을 받을 때 40g 미만의 물, 바람직하게는 30g 미만의 물, 더욱 바람직하게는 20g 미만의 물을 획득한다.

본 발명의 다른 양태는 상위 격실(10) 및 하위 격실(20)을 포함하는 상부를 갖는 방수 통기성 신발을 제공한다. 상부의 상위 격실은 최내각층(12), 적어도 하나의 중간층(13), 및 최외각층(14)을 갖는 적층체(11)를 포함할 수 있다. 하위 격실은 최내각층(22), 적어도 하나의 중간층(23), 및 최외각층(24)을 갖는 적층체(21)를 포함할 수 있다. 상기 상위 격실의 최외각층은 하위 격실의 최외각층과 상이한 재료로 구성될 수 있다. 신발 제품은 하위 격실을 상위 격실에 연결하기 위한 테이프, 실란트, 스티치, 초음파 결합부, 시임 밀봉부, 열 결합부 등, 하위 격실의 상기 최외각층을 덮기 위한 통기성 보호 커버(50), 및 상기 상부와 연통하는 외부 밑창(60)을 더 포함할 수 있다.

도 1은 하위 격실 및 상위 격실의 하이브리드 구조를 갖는 방수, 통기성 신발 제품의 사시도 및 단면도이다.

정의

방수 신발(waterproof footwear) - 신발은 한 장의 흡수지(blotter paper) 위에 배치된다. 신발의 내부는 (신발의 발꿈치 영역에서 안창으로부터 측정되어) 약 30㎜의 높이로 실온의 물이 채워진다. 물은 적어도 2시간 동안 신발 내에 있을 수 있다. 2시간의 끝에서, 흡수지 및 신발 상부는 물이 흡수지 또는 상부의 외부에 도달하였는지 여부를 결정하는 검사를 받는다. 흡수지 또는 상부의 외부에 물이 도달하지 않으면, 그 신발은 방수이다.

상세한 설명

본 발명은 상위 격실 및 하위 격실을 갖는 통기성, 방수 신발 제품을 제공한다. 신발 제품은 종래의 부티 스타일 신발에 비해 비교적 경량이며 물 획득 경향이 더 적다.

본 발명은 이어지는 상세한 설명 및 특정 실시예를 도시하는 도면을 참조로 설명될 것이다. 이 실시예들이 본원에 첨부된 특허청구범위에 의해 수용되는 바와 같이 변형물 및 등가물이 형태로 넓게 적용될 수 있는 본 발명의 전 범위를 대표하지 않는다는 것은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 또한, 일 실시예의 일부로 설명 또는 도시된 특징들은 추가적인 실시예를 위해 다른 실시예와 사용될 수 있다. 특허청구범위의 범위는 이러한 모든 변형물 및 등가물로 확장된다.

도 1을 참조하면, 방수 통기성 신발 제품이 제공된다. 신발은 상위 격실(10) 및 하위 격실(20)을 포함하는 상부를 포함한다. 상위 격실은 (발에 가장 가까운) 최내각층(12), 적어도 하나의 중간층(13), 및 (발에서 가장 멀고 사용 동안 외부 환경에 직접 노출되는) 최외각층(14)으로 구성된 적층체(11)를 포함한다.

상위 격실의 최내각층은 신발 제품의 통상적인 사용 및 착화 중에 사용자의 발이 최내각층과 접촉할 때 사용자에게 편안함과 통기성을 제공하는 경량 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 이러한 재료는, 예컨대 면 레이온, 나일론, 폴리에스테르 등과 같은 직물 천, 비직물 천, 또는 편물 천, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이것으로 제한되지 않는다.

바람직하게, 상위 격실의 적어도 하나의 중간층은 필름을 포함한다. 바람직하게, 필름은 플루오로폴리머, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 및 폴리에스테르와 같은 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 적절한 폴리머는 다공성 또는 미세다공성 멤브레인 구조를 형성하도록 처리될 수 있는 수지(resin)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연신된(stretched) 다공성 구조를 형성하도록 처리될 수 있는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지가 여기에 사용되기에 적합하다. 예를 들어, PTFE 수지는 미국특허 3,953,566호, 5,814,405호, 또는 7,306,729호와 같은 특허들에서 교시된 공정에 따라 팽창될 때, 피브릴(fibril)에 의해 상호연결된 노드들을 특징으로 하는 미세다공성 멤브레인 구조를 형성하도록 연신될 수 있다. 일부 실시예에서, 팽창된 PTFE 플루오로폴리머 필름은 폴리플루오로부틸에틸렌(PFBE)의 코모노머 유닛을 갖는 미국특허 6,541,589호에 따른 PTFE 수지로부터 제조된다. 예를 들어, 미세다공성 팽창된 PTFE (ePTFE) 플루오로폴리머는 전체 폴리머 중량에 대해 약 0.05 중량% 내지 약 0.5 중량%의 PFBE 코모노머 유닛을 갖는 PTFE를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 필름은 피브릴에 의해 상호연결된 노드들을 특징으로 하는 미세구조를 갖는 ePTFE를 포함하며, 다공성 필름의 구멍들(pores)은 방수성(liquidproofness)을 제공하도록 충분히 조밀하며, 수증기 전달 및 착색제와 올레오포빅(oleophobic) 조성물의 코팅에 의한 침투와 같은 특성을 제공하도록 충분히 개방된다. 예를 들어, 일부 실시예의 경우, 다공성 멤브레인은 방수성을 제공하도록 약 400㎚ 이하의 평균 중간 유동 구멍 크기, 및 착색을 위해 약 50㎚ 초과의 평균 유동 구멍 크기를 갖는 것이 바람직하다. 이는 연신 시에 노드 및 피브릴 미세구조를 형성하기에 적합한 PTFE 수지를 합성(compounding)함으로써 달성될 수 있다. 수지는 미네랄 스피릿(mineral spirit)과 같은 지방족 탄화수소 윤활 압출 보조제와 블렌딩될 수 있다. 합성된 수지는 원통형 펠렛(pellet) 및 소정의 압출가능 형상, 바람직하게는 테이프 또는 멤브레인으로 공지된 공정에 의해 압출된 페이스트로 형성될 수 있다. 제품은 롤(roll)들 사이에서 소정의 두께로 캘린더(calendared)된 후 윤활제를 제거하기 위해 열적으로 건조될 수 있다. 건조된 제품은 피브릴에 의해 상호연결된 일련의 노드를 특징으로 하는 확장된 PTFE 구조를 형성하도록, 예컨대 미국특허 3,953,566호, 5,814,405호, 또는 7,406,729호에 따라 기계 내에서 그리고/또는 횡방향으로 연신됨으로써 확장될 수 있다. 그 다음, PTFE의 결정 용융점보다 높게, 예컨대 약 343℃ 내지 375℃ 사이에서 제품을 가열함으로써, ePTFE 제품이 비정질로 고정된다.

상위 격실의 최외각층(14)은 직물 천, 비직물 천, 가죽, 합성 가죽, 천공 고무, 폴리머 망, 비통기성 재료의 불연속 패턴 등, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상위 격실의 최외각층을 위해 사용되는 재료의 유형과 상관없이, 신발 제품의 착화자에 대한 적절한 보호를 제공하기 위해 적층체에 충분한 내마모성이 부여되어야 한다. 적층체의 적절한 내마모성은 ASTM D3886에 따라 약 1000 사이클까지, 더욱 바람직하게는 1500 사이클까지, 더욱 바람직하게는 2500 사이클까지 온전하게 유지되는 적층체를 포함한다. 상위 격실의 적층체는 바람직하게 1100 g/㎡/24시간 초과의 수증기 전달 속도를 가져야 한다.

본 기술분야에서 알려진 바와 같이, 적층체의 층은 다양한 방법을 사용하여 함께 결합될 수 있다. 이러한 한 가지 방법은 접착제를 이용하는 것이다. 적층체를 형성하기 위한 접착은 연속적 형태, 즉 전체 영역에 걸쳐 도포된 접착제로, 또는 불연속적으로, 즉 틈이 있게 도포된 접착제로 효과를 발휘할 수 있다. 연속 접착제 층이 도포되는 경우에는 수증기 투과성 접착제가 사용된다. 불연속 접착제 층을 사용하는 경우, 예컨대 분말, 점(dot), 네트(net) 또는 매트릭스 형태로 도포되는 경우, 본질적으로 수증기 투과성이 아닌 접착제를 사용하는 것이 가능하다. 분말형 접착제가 접착제 배치(laydown) 조정의 용이함 및 낮은 비용으로 인해, 분말형 접착제가 바람직할 수 있다. 이 경우, 수증기 투과성은 접착제로 덮이는 층의 일부 표면에 의해서만 유지된다.

접착제 층은 열활성가능(thermo-activatable) 접착제의 층일 수 있다. 이러한 열활성가능 접착제가 신발을 제조하는 적층체 제조를 위해 사용된다면, 적층용 접착제의 활성화는 슈즈의 내부로부터 또는 외부로부터 적용되는 가열 장치에 의해 영향을 받을 수 있다.

대안적으로, 상위 격실의 개별 층들은 본 기술분야에서 알려진 것과 같이 초음파 용접, 시임 밀봉, 열 결합 등을 사용하여 함께 적층될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 방수 통기성 신발 제품은 하위 격실을 또한 포함한다. 하위 격실은 최내각층(22), 적어도 하나의 중간층(23), 및 최외각층(24)으로 구성된 적층체(21)를 포함한다.

상위 격실과 유사하게, 하위 격실의 최내각층은 신발 제품의 통상적인 사용 및 착화 중에 사용자의 발이 최내각층과 접촉할 때 사용자에게 편안함과 통기성을 제공하는 경량 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 이러한 재료는, 예컨대 면 레이온, 나일론, 폴리에스테르 등과 같은 직물 천, 비직물 천, 또는 편물 천, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 이것으로 제한되지 않는다.

또한, 상위 격실과 유사하게, 하위 격실 적층체는 적어도 하나의 필름으로 구성된 적어도 하나의 중간층을 포함한다. 하위 격실의 필름은 상위 격실에 대해 위에서 설명된 것과 동일한 재료를 사용한다.

추가적으로, 상위 격실과 유사하게, 하위 격실은 외각층을 포함한다. 외각층은 상위 격실의 외각층에 사용되는 전술한 임의의 재료를 포함할 수 있지만, 외각층에 사용되는 특정 성분 또는 성분들은 상위 격실 적층체와 비교하여 하위 격실 적층체에 더 적은 내마모성을 부여하도록 선택되어야 한다. 이와 관련하여, 하위 격실 적층체의 적절한 내마모성은 ASTM D3886에 따라 약 200 사이클까지, 더욱 바람직하게는 400 사이클까지 온전하게 유지되는 적층체를 포함한다. 하위 격실의 적층체는 바람직하게 2200 g/㎡/24시간 초과의 수증기 전달 속도를 가져야 한다.

또한, 상위 격실에 대해 전술한 바와 같이, 하위 격실의 적층체의 층들은 본 기술분야에서 알려진 다양한 방법을 사용하여 함께 결합될 수 있다.

하위 격실은 하위 격실 적층체를 위한 보호 커버(50)를 또한 포함한다. 보호 커버는 가죽, 직물 천, 편물 천, 합성 가죽, 천공 고무, 폴리머 망, 비통기성 재료의 불연속 패턴, 비직물 천 등 또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 재료로 구성될 수 있으며, 이것으로 제한되지 않는다. 보호 커버를 위해 사용되는 재료의 유형과 상관없이, 신발의 통상적인 사용 동안 하위 격실 적층체를 보호하기 위한 충분한 내구성 및 슈즈 내에서 편안함을 유지하기에 충분한 통기성이 있는 것이어야 한다.

다시 도 1을 참조하면, 하위 격실을 상위 격실에 연결하기 위해 연결 수단이 사용된다. 연결 수단은 본 기술분야에서 알려진 임의의 적절한 방법일 수 있다. 예를 들어, 테이프, 실란트, 스티치 등, 또는 이들의 조합. 대안적으로, 연결 수단은 초음파 결합부, 시임 밀봉부, 열 결합부 등, 또는 이들의 조합일 수 있다.

방수 통기성 신발 제품은 외부 밑창을 또한 포함한다. 외부 밑창은 신발의 방수성에 악영향을 주지 않는 본 기술분야에서 알려진 임의의 적절한 방법에 의해 상부에 결합될 수 있다. 이러한 방법은 가스켓, 사출 성형, 시멘트 등의 사용을 포함하며, 이것으로 제한되지 않는다.

시험 방법

수증기 전달 속도 시험(MVTR)

각 샘플에 대한 수증기 전달 속도는, 샘플 수증기 전달(WVP)이 장치 수증기 전달(WVPapp)에 기초하여 다음의 변환식을 사용하여 MVTR 수증기 전달 속도(MVTR)로 변환된 것을 제외하고, ISO 15496에 따라 결정되었다.

MVTR = (델타 P 값 * 24) / ((1 / WVP) + (1 + WVPapp 값)))

추가적으로, 표준은 85 내지 95㎜의 컵 직경을 명시하고 있지만, 64㎜ 컵 직경이 사용되었다. 또한, 염화나트륨은 아세트산칼륨으로 대체되었다.

내마모성 시험

내마모성은 다음의 사항을 제외하고 ASTM D3886, 텍스타일 패브릭의 내마모성에 대한 표준 시험 방법(Standard Test Method for Abrasion Resistance of Textile Fabrics)을 사용하여 측정되었다. 전기 접촉은 사용되지 않았다. 노턴(Norton) P320J 연마지가 0 금강사(Emery) 대신 사용되었다.

전체 부츠 수증기 전달 속도 시험

각 샘플에 대한 전체 부츠 수증기 전달 속도가 국방성 전투용 사계절용 부츠 사양(Department of Defense Army Combat Boot Temperate Weather Specification)에 따라 결정되었다. 사양은 다음과 같다.

4.5.4 전체 부츠 통기성. 부츠 통기성 시험은 내부 환경과 외부 환경 사이의 수증기 농도 차이에 의해 부츠를 통한 수증기 전달 속도(MVTR)를 지시하도록 설계되어야 한다.

4.5.4.1 장치.

a. 외부 시험 환경 제어 시스템은 시험기간 동안 23(±1)℃ 및 50%±2% 상대 습도를 유지할 수 있어야 한다.

b. 중량 측정기(scale)는 (±0.01) 그램의 정확도로 물이 채워진 부츠의 중량을 결정할 수 있어야 한다.

c. 물 보유 백(bag)은 부츠 내에 삽입되어 내부 윤곽에 따를 수 있도록 가요성이어야 하며, 접힘부가 공기 틈을 형성하지 않도록 충분히 얇아야 하고, 시험대상 신발 제품보다 상당히 높은 MVTR을 가져야 하며, 액상의 물이 아니라 수증기만이 신발 제품의 내부와 접촉하도록 방수되어야 한다.

d. 부츠를 위한 내부 히터는 액상의 물의 온도를 부츠 내에서 균일하게 35(±1)℃로 제어할 수 있어야 한다.

e. 부츠 플러그는 액상의 물 및 수증기 모두에 대해 불침투성이어야 한다.

4.5.4.2 절차.

a. 부츠를 시험 환경에 둔다.

b. 유지 백을 부츠 개구에 삽입하고 안창으로부터 측정하여 12.5㎝ (5인치)의 높이로 물을 채운다.

c. 물 히터를 삽입하고 부츠 플러그로 개구를 밀봉한다.

d. 부츠 내의 물을 35℃로 가열한다.

e. 부츠 샘플의 중량을 측정하여 Wi로 기록한다.

f. 중량 측정 후 최소 6시간 동안 부츠 내의 온도를 유지시킨다.

g. 6시간 후, 부츠 샘플의 중량을 재측정한다. 중량을 Wf로, 시험 기간을 Td로 기록한다.

h. 다음 식으로부터 전체 부츠 MVTR을 그램/시간으로 산출한다.

MVTR = (Wi - Wf) / Td

4.5.4.3 검사 방법. 각 부츠는 4.5.4.2절에 기재된 방법에 따라 시험되어야 한다. 통기성 표준을 만족시키기 위해, 시험된 5개의 부츠로부터 평균 전체 부츠 MVTR은 3.5 그램/시간보다 커야 한다.

습윤성 획득 시험

부츠의 습윤성 획득(wet pickup)은 다음과 같이 결정되었다. 남자 사이즈 9의 부츠가 사용되었고, 좌측 및 우측 부츠 각각의 중량이 기록되었다. 다음, 피험자는 12"의 플렉시글라스(plexiglass) 벽을 구비한 1.22m (48 인치) 폭, 9.14m (30 피트) 길이의 맞춤형 트로프(trough) 내에서 보행하였다. 실온의 물이 트로프 전체에 걸쳐 5.08㎝ (2") 깊이로 채워졌다. 피험자는 트로프 내에서 30분간 보행한 다음, 트로프 외부에서 [9.14m (30 피트) 길이의] 고무 매트 위를 15분간 보행하였다.

그 다음, 부츠의 중량이 측정되었다. 습윤성 획득은 이전 중량과 트로프을 통한 보행 후의 이후 중량 사이의 차이로 규정되었다.

예 1

부츠는 하위 격실 및 상위 격실을 포함하여 상부 적층체 재료로 제조되었다. 상위 격실의 적층체는 a) 249.5g (8.8 온스) 1000D 나일론 위브(weave), b) 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인, c) 170.1g (6 온스) 친수성 나일론, 조직화된 폴리에스테르 편물, d) 천을 함께 유지하기 위한 고온 용융 접착제(메릴랜드주 엘크톤 소재 고어 앤드 어소시에이트로부터 입수가능한 부재 번호 EXQD102120AZ: EXQD102120AZ)를 갖는 3층 적층체이다. 하위 격실의 적층체는 a) 42.5g (1.5 온스) 나일론 트리콧 편물, b) 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인, c) 170.1g (6 온스) 친수성 나일론, 조직화된 폴리에스테르 편물, d) 천을 함께 유지하기 위한 고온 용융 접착제(메릴랜드주 엘크톤 소재 고어 앤드 어소시에이트로부터 입수가능한 부재 번호 EAAM120108AZ: EAAM120108AZ)를 갖는 3층 적층체이다.

상위 격실과 하위 격실 모두의 적층체들이 전술한 MVTR 시험 방법을 사용하여 시험되었다. 상위 격실의 적층체는 1600 g/㎡/24시간의 MVTR을 가졌으며, 하위 격실의 적층체는 3200 g/㎡/24시간의 MVTR을 가졌다.

상위 격실과 하위 격실 모두의 적층체들이 전술한 내마모성 시험을 사용하여 내마모성에 대해 또한 시험되었다. 하위 격실 적층체는 350 내지 400 사이클을 통해 마모를 보였으며, 상위 격실의 적층체는 2400 내지 2550 사이클을 통해 마모를 보였다.

본 발명의 신발 제품을 준비함에 있어서, 상위 격실의 적층체들은 부츠의 상부를 형성하기 위해 하위 격실 적층체의 보호 가죽 커버와 함께 결합되었다. 상위 격실 및 하위 격실은 상부에서의 방수성을 확보하기 위해 스티치 시임처리되고 열가소성 접착 테이프(메릴랜드주 엘크톤 소재, 고어 앤드 어소시에이트로부터 입수가능한 고어 심 TM 테이프)를 사용하여 함께 결합되었다.

안창 보드는 스테이플에 의해 신발틀(last)에 부착되었다. 상부 적층체는 신발틀 주위에 래핑(wrapped)되었고, 상부는 발가락 영역으로 당겨졌다. 다음, 신발틀 기계를 사용하여, 발가락 영역이 신발틀 기계에 의해 자동으로 도포되는 고온 용융 접착제를 사용하여 안창 보드에 부착되었다. 다음, 제2 신발틀 장치가 사용되어 신발 제품의 측부 및 뒤꿈치 영역의 틀작업(lasting)이 완료되었다. 다음, 폴리우레탄 폴리머 수지가 틀작업 마진에 도포되었다.

그 다음, 부츠는 고온 플레이트 및 성형된 실리콘 고무 몰드를 포함하는 고온 몰드 안으로 가압되었다. 실리콘 고무 몰드의 형상은 부츠 저부의 형상과 정합되었다. 고온 플레이트는 실리콘 고무 몰드의 표면 상에서 70 내지 100℃의 온도 분포를 야기하도록 157℃로 가열되었다. 한 장의 이형지(release paper)가 고온 몰드의 저부 상에 배치되었으며, 부츠는 밑창 프레스(sole press) 안에 배치되었다. 밑창 프레스의 유압 시스템은 40㎏/c㎡으로 설정되었다. 밑창 프레스가 작동되었고, 그로 인해 부츠가 고온 몰드 안으로 60초간 프레싱되었다. 다음, 부츠가 몰드로부터 제거되고, 이형지가 부츠의 저부로부터 제거되었다. 부츠의 저부 형상의 가스켓은 플래쉬 액티베이터(flash activator) 내에서 가열된 다음 부츠의 저부 상에 배치되었다. 다음, 부츠는 고온 몰드 안으로 다시 배치되었으며, 밑창 프레스가 60초간 작동되었다. 다음, 본 기술분야에서의 표준과 같이, 준비된 밑창 및 가스켓처리된 부츠가 플래쉬 액티베이터 내에서 가열되었다. 밑창은 부츠의 저부 상에 배치되었고, 그 다음 밑창 프레스 내에서 부츠 상으로 프레싱되었다. 밑창 프레스는 밑창 부착을 위해 사용되는 표준 설정으로 구성되었다. 밑창 프레스의 유압 시스템은 10㎏/c㎡으로 설정되었으며, 15초간 작동되었다. 부츠가 냉각되었으며, 신발틀이 부츠로부터 제거되었다.

그 다음, 부츠는 전술한 방수성 시험에 따라 방수성이 시험되었다. 부츠는 시험을 통과하였다.

예 2

본 발명에 따라 제조된 표준 20.32㎝ (8인치) 부츠가 전술한 습윤성 획득 시험을 받았다. 추가적으로, 표준 부티 구조를 사용한 방수[일리노이주 벨레빌(Belleville) 소재, 벨레빌 슈 매뉴팩추어링 컴파니(Belleville Shoe Manufacturing Company)로부터 입수가능한 상품명 Belleville 790] 및 비방수(일리노이주 벨레빌 소재 벨레빌 매뉴팩추어링 컴파니로부터 입수가능한 상품명 Belleville DST105R) 20.32㎝ (8인치) 부츠가 시험되었다. 그 결과가 아래에 도시된다.

위의 차트에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 부츠는 방수 부티 및 비방수 하절기용 부츠로 제조된 부츠보다 실질적으로 물을 덜 획득하였다.

예 3

본 발명에 따라 제조된 표준 20.32㎝ (8인치) 부츠 5개의 4세트(총 20개)가 전술한 전체 부츠 수증기 전달 시험을 받았다. 추가적으로, 표준 부티 구조로 제조된 표준 20.32㎝ (8인치) 부츠(일리노이주 벨레빌 소재 벨레빌 슈 메뉴팩추어링 컴파니로부터 입수가능한 상품명 Belleville 790) 5개의 4세트(총 20개)가 시험되었다. 또한, 표준 부티 구조로 제조된 추가적인 표준 20.32㎝ (8인치) 방수 부츠[미시간주 록포드(Rockford) 소재 울버린 월드와이드, 인크.(Wolverine Worldwide, Inc.)로부터 입수가능한 상품명 Bates ICB] 5개의 4세트(총 20개)가 시험되었다. 각 세트의 평균값이 측정되었다. 그 결과는 아래에 나열된다.

부츠 WBMVTR 범위 (g/h)

위의 표에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 부츠는 표준 방수 부티 구조로 제조된 부츠보다 높은 평균 전체 수증기 전달 시험 결과를 나타냈다.

Claims

방수, 통기성 신발 제품이며,
상위 격실 및 하위 격실을 포함하는 상부로서, 상기 상위 격실이 최내각층, 적어도 하나의 중간층, 및 최외각층을 포함하는 적층체를 포함하고, 상기 하위 격실이 최내각층, 적어도 하나의 중간층, 및 최외각층을 포함하는 적층체를 포함하며, 상기 상위 격실의 상기 최외각층이 상기 하위 격실의 상기 최외각층과 상이한 재료를 포함하는, 상부와,
상기 하위 격실을 상기 상위 격실에 연결하기 위한 연결 수단과,
상기 하위 격실의 상기 적층체의 상기 최외각층을 덮기 위한 통기성 보호 커버와,
상기 상부와 연통하는 외부 밑창을 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
연결 수단은 상위 격실 및 하위 격실의 최내각층들과 연통하는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
연결 수단은 테이프, 실란트, 스티치 등인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
연결 수단은 초음파 용접부, 시임 밀봉부, 열 결합부 등인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상위 격실 적층체의 최내각층은 직물, 편물, 또는 비직물 섬유를 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상위 격실 적층체의 적어도 하나의 중간층은 적어도 하나의 필름을 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.
제6항에 있어서,
적어도 하나의 필름은 플루오로폴리머, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 또는 이들의 조합인
방수, 통기성 신발 제품.
제6항에 있어서,
적어도 하나의 필름은 미세다공성 폴리머인
방수, 통기성 신발 제품.
제8항에 있어서,
적어도 하나의 필름은 미세다공성 폴리테트라플루오로에틸렌인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상위 격실 적층체의 최외각층은 직물 천, 비직물 천, 편물 천, 가죽, 합성 가죽, 천공 고무, 폴리머 망, 비통기성 재료의 불연속 패턴 등, 또는 이들의 조합을 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
하위 격실 적층체의 최내각층은 직물, 편물, 또는 비직물 섬유를 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
하위 격실 적층체의 적어도 하나의 중간층은 적어도 하나의 필름을 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.
제12항에 있어서,
적어도 하나의 필름은 플루오로폴리머, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 또는 이들의 조합인
방수, 통기성 신발 제품.
제12항에 있어서,
적어도 하나의 필름은 미세다공성 폴리머인
방수, 통기성 신발 제품.
제14항에 있어서,
적어도 하나의 미세다공성 폴리머는 미세다공성 폴리테트라플루오로에틸렌인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
하위 격실 적층체의 최외각층은 직물 천, 편물 천, 비직물 천, 가죽, 합성 가죽, 천공 고무, 폴리머 망, 비통기성 재료의 불연속 패턴 등, 또는 이들의 조합을 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상위 격실의 최외각층은 하위 격실의 보호층보다 더욱 내마모성인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상위 격실의 적층체의 최외각층은 하위 격실의 적층체의 최외각층보다 더욱 내마모성인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상위 격실의 적층체는 1100g/㎡/24시간 초과의 수증기 전달 속도를 갖는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
하위 격실의 적층체는 2200g/㎡/24시간 초과의 수증기 전달 속도를 갖는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
전체 부츠 수증기 전달 속도가 8.75g/hr 이상인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
외부 밑창은 가스켓, 사출 성형, 시멘트 등에 의해 상기 상부에 결합되는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상기 제품은 물 획득 시험을 받을 때 40 그램 미만의 물을 획득하는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상기 보호 커버는 가죽인
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
상위 격실의 적층체는 내마모성 시험에서 약 1500 사이클까지 온전하게 유지되는
방수, 통기성 신발 제품.
제1항에 있어서,
하위 격실의 적층체는 내마모성 시험에서 약 250 사이클까지 온전하게 유지되는
방수, 통기성 신발 제품.
방수, 통기성 신발 제품이며,
상위 격실 및 하위 격실을 포함하는 상부로서, 상기 상위 격실이 최내각층, 적어도 하나의 중간층, 및 최외각층을 포함하는 적층체를 포함하고, 상기 하위 격실이 최내각층, 적어도 하나의 중간층, 및 최외각층을 포함하는 적층체를 포함하며, 상기 상위 격실의 상기 최외각층이 상기 하위 격실의 상기 최외각층과 상이한 재료를 포함하는, 상부와,
상기 하위 격실을 상기 상위 격실에 결합하기 위한 테이프, 실란트, 스티치, 초음파 결합부, 시임 밀봉부, 열 결합부 등과,
상기 하위 격실의 상기 적층체의 상기 최외각층을 덮기 위한 통기성 보호 커버와,
상기 상부와 연통하는 외부 밑창을 포함하는
방수, 통기성 신발 제품.