KR20150042259A - 스페이서 직물 재료를 합체하는 유체 충전 챔버의 제조 방법 - Google Patents

스페이서 직물 재료를 합체하는 유체 충전 챔버의 제조 방법 Download PDF

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나이키 이노베이트 씨.브이.
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Abstract

유체 충전 챔버의 제조 방법은 스페이서 직물 재료 안정화 구조체를 얻는 것을 포함할 수도 있다. 인장 부재는 안정화 구조체가 결여되어 있는 스페이서 직물 재료의 영역으로부터 제거된다. 인장 부재는 제1 폴리머 요소와 제2 폴리머 요소 사이에 위치된다. 부가적으로, (a) 제1 층이 제1 폴리머 요소에 접합되고, (b) 제2 층이 제2 폴리머 요소에 접합되고, (c) 제1 폴리머 요소 및 제2 폴리머 요소는 인장 부재의 주연부 주위에 함께 접합된다.

Description

스페이서 직물 재료를 합체하는 유체 충전 챔버의 제조 방법 {METHODS FOR MANUFACTURING FLUID-FILLED CHAMBERS INCORPORATING SPACER TEXTILE MATERIALS}
관련 출원의 상호 참조
이 출원은 2012년 4월 10일자로 미국 특허청에 출원되었고 발명의 명칭이 "스페이서 직물 재료 및 스페이서 직물 재료를 제조하기 위한 방법(Spacer Textile Materials And Methods For Manufacturing The Spacer Textile Materials)"인 미국 특허 출원 제13/443,421호의 일부 계속 출원이고 35 U.S.C. §120 하에서 우선권을 주장하고, 이러한 이전의 미국 특허 출원은 본 명세서에 참조로서 완전히 합체되어 있다.
신발류(footwear) 물품은 2개의 주요 요소: 갑피(upper) 및 밑창(sole) 구조체를 포함한다. 갑피는 종종 발을 편안하고 확실하게 수용하기 위한 공동(void)을 신발류 내에 형성하도록 함께 봉제되고(stitched) 그리고/또는 접착식으로 접합되는 복수의 재료 요소(예를 들어, 직물, 폴리머 시트, 폴리머 발포층, 가죽, 합성 가죽)로부터 형성된다. 더 구체적으로, 갑피는 발의 발등 및 발가락 영역에 걸쳐, 발의 안쪽 측면(medial side) 및 바깥쪽 측면(lateral side)을 따라, 그리고 발의 뒤꿈치 영역 주위로 연장하는 구조체를 형성한다. 갑피는 신발의 맞음새(fit)를 조정하고, 뿐만 아니라 갑피 내의 공동으로부터 발의 진입 및 제거를 허용하기 위한 신발끈 시스템(lacing system)을 또한 구비할 수도 있다. 게다가, 갑피는 신발의 조정성 및 편안함을 향상시키기 위해 신발끈 시스템 아래로 연장하는 설포(tongue)를 포함할 수도 있고, 갑피는 발의 뒤꿈치를 안정화하기 위한 힐 카운터(heel counter)를 구비할 수도 있다.
밑창 구조체는 갑피의 하부 부분에 고정되고, 발과 지면 사이에 위치된다. 운동화에서, 예를 들어, 밑창 구조체는 종종 중창(midsole) 및 겉창(outsole)을 포함한다. 중창은 걷기(walking), 달리기(running) 및 다른 보행 활동(ambulatory activity) 중에 지면 반력을 감쇠하는(즉, 완충을 제공함) 폴리머 발포 재료로부터 형성될 수도 있다. 중창은 유체 충전 챔버, 플레이트, 조절기(moderator), 또는 예를 들어 힘을 감쇠하고, 안정성을 향상시키고, 또는 발의 운동에 영향을 미치는 다른 요소들을 또한 포함할 수도 있다. 몇몇 구성에서, 중창은 주로 유체 충전 챔버로부터 형성될 수도 있다. 겉창은 신발류의 지면 접촉 요소를 형성하고, 일반적으로 마찰력(traction)을 부여하기 위한 텍스처링(texturing)을 포함하는 내구성 있는 내마모성 고무 재료로부터 형성된다. 밑창 구조체는 갑피의 공동 내에 그리고 발의 하부면에 근접하여 위치되어 신발류 편안함을 향상시키는 깔창(sockliner)을 또한 포함할 수도 있다.
스페이서 직물 재료는 제1 층, 제2 층, 및 제1 층과 제2 층 사이로 연장하여 이들 층을 결합하는 복수의 연결 부재를 포함할 수도 있다. 연결 부재는 공간에 의해 분리되는 일련의 적어도 10개의 열을 형성할 수도 있다. 열은 공간의 폭보다 작은 폭을 갖고, 연결 부재는 공간의 폭보다 큰 폭을 갖는 적어도 하나의 안정화 열을 형성한다.
유체 충전 챔버의 제조 방법은 제1 층, 제2 층, 및 제1 층과 제2 층 사이로 연장하여 이들 층을 결합하는 복수의 연결 부재를 갖는 스페이서 직물 재료를 얻는 단계를 포함할 수도 있다. 연결 부재들은 공간들에 의해 분리된 일련의 적어도 10개의 열을 형성한다. 열들은 공간들의 폭보다 작은 폭을 갖고, 연결 부재들은 공간들의 폭보다 큰 폭을 갖는 적어도 하나의 안정화 열을 형성한다. 인장 부재가 안정화 열이 결여되어 있는 스페이서 직물 재료의 영역으로부터 제거된다. 인장 부재는 제1 폴리머 요소와 제2 폴리머 요소 사이에 위치된다. 부가적으로, (a) 제1 층이 제1 폴리머 요소에 접합되고, (b) 제2 층이 제2 폴리머 요소에 접합되고, (c) 제1 폴리머 요소와 제2 폴리머 요소가 인장 부재의 주연부 주위에 함께 접합된다.
본 발명의 양태를 특징화하는 장점 및 신규한 특징들이 첨부된 청구범위에 상세하게 지적되어 있다. 그러나, 장점 및 신규한 특징의 향상된 이해를 얻기 위해, 본 발명에 관련된 다양한 구성 및 개념을 설명하고 예시하고 있는 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조할 수도 있다.
상기 간단한 설명 및 이하의 상세한 설명은 첨부 도면과 함께 숙독될 때 더 양호하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 유체 충전 챔버를 구비하는 신발류 물품의 바깥쪽 측면 입면도이다.
도 2는 신발류 물품의 안쪽 측면의 입면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 섹션 라인 3에 의해 한정된 바와 같은, 신발류 물품의 단면도이다.
도 4는 챔버의 사시도이다.
도 5는 챔버의 분해 사시도이다.
도 6은 챔버의 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6의 섹션 라인 7A 및 7B에 의해 한정된 바와 같은, 챔버의 단면도이다.
도 8은 챔버의 측면 입면도이다.
도 9는 스페이서 직물 재료의 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 도 9의 섹션 라인 10A 및 10B에 의해 한정된 바와 같은, 스페이서 직물 재료의 단면도이다.
도 11은 챔버 내에 이용될 수도 있는 스페이서 직물 재료를 제조하기 위한 프로세스의 개략 사시도이다.
도 12a 및 도 12b는 도 11에 한정된 바와 같은, 스페이서 직물 재료의 부분의 측면 입면도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 12a 및 도 12b에 대응하고 스페이서 직물 재료의 시프트된 상태를 도시하고 있는 측면 입면도이다.
도 14a 내지 도 14c는 도 6에 대응하고 챔버의 다른 구성을 도시하고 있는 평면도이다.
도 15a 내지 도 15h는 도 10a에 대응하고 스페이서 직물 재료의 다른 구성을 도시하고 있는 단면도이다.
도 16a 내지 도 16c는 스페이서 직물 재료로부터 챔버의 인장 부재를 제거하기 위한 프로세스의 사시도이다.
도 17a 및 도 17b는 도 7b에 대응하고 챔버의 다른 구성을 도시하고 있는 단면도이다.
도 18은 챔버를 형성하기 위한 몰드의 사시도이다.
도 19a 내지 도 19c는 도 18의 섹션 라인 19에 의해 한정된 바와 같은, 챔버를 형성하기 위한 프로세스의 개략 단면도이다.
도 20은 챔버를 형성하기 위한 프로세스에 따른 챔버 및 폴리머 시트의 잔여부의 사시도이다.
이하의 상세한 설명 및 첨부 도면은 유체 충전 챔버의 다양한 구성 및 챔버를 제조하기 위한 방법을 개시하고 있다. 챔버는 달리기에 적합한 구성을 갖는 신발류를 참조하여 개시되어 있지만, 챔버와 연계된 개념은 예를 들어, 농구화, 크로스-트레이닝화(cross-training shoes), 풋볼화, 골프화, 하이킹화 및 부츠, 스키 및 스노보딩 부츠, 축구화, 테니스화 및 워킹화를 포함하는 광범위한 운동화 스타일에 적용될 수도 있다. 챔버와 연계된 개념들은 구두, 단화(loafer), 샌들 및 작업 부츠를 포함하는 비-운동화인 것으로 일반적으로 고려되는 신발류 스타일과 함께 또한 이용될 수도 있다. 신발류에 추가하여, 챔버는 헬멧, 글로브 및 풋볼 및 하키와 같은 스포츠용 보호 패딩을 포함하는 다른 유형의 의복 및 운동 장비에 적용될 수도 있다. 유사한 챔버가 또한 가정용 상품 및 산업용 제품에 이용된 쿠션 및 다른 압축성 구조체 내에 적용될 수도 있다. 부가적으로, 상세한 설명 및 도면은 스페이서 직물 재료의 다양한 구성을 개시하고 있다. 스페이서 직물 재료의 부분들은 챔버 내에 합체되어 있는 것으로서 개시되어 있지만, 스페이서 직물 재료는 다양한 다른 제품과 함께 또는 다양한 다른 목적으로 이용될 수도 있다.
일반적인 신발류 구조
신발류(10) 물품은 갑피(20) 및 밑창 구조체(30)를 포함하는 것으로서 도 1 내지 도 3에 도시되어 있다. 갑피(20)는 착용자의 발을 위한 편안하고 확실한 커버링을 제공한다. 이와 같이, 발은 신발류(10) 내에 발을 효율적으로 고정하기 위해 갑피(30) 내에 위치될 수도 있다. 밑창 구조체(30)는 갑피(20)의 하부 영역에 고정되고 갑피(20)와 지면 사이로 연장한다. 발이 갑피(20) 내에 위치될 때, 밑창 구조체(30)는 발 아래로 연장하여 예를 들어, 지면 반력을 감쇠하고(즉, 발을 완충함), 마찰력을 제공하고, 안정성을 향상시키고, 발의 운동에 영향을 미친다.
이하의 설명에서 참조의 목적으로, 신발류(10)는 3개의 일반적인 영역: 앞발 영역(11), 중간발 영역(12) 및 뒤꿈치 영역(13)으로 분할될 수도 있다. 앞발 영역(11)은 일반적으로 척골(metatarsal)을 지골(phalange)과 연결하는 관절과 발가락에 대응하는 신발류(10)의 부분을 포함한다. 중간발 영역(12)은 일반적으로 발의 아치 영역에 대응하는 신발류(10)의 부분을 포함한다. 뒤꿈치 영역(13)은 일반적으로 종골뼈(calcaneus bone)를 포함하는 발의 후위부에 대응한다. 신발류(10)는 각각의 영역(11 내지 13)을 통해 연장하고 신발류(10)의 대향 측면들에 대응하는 바깥쪽 측면(14) 및 안쪽 측면(15)을 또한 포함한다. 더 구체적으로, 바깥쪽 측면(14)은 발의 바깥쪽 영역(즉, 다른쪽 발과는 반대쪽으로 향한 표면)에 대응하고, 안쪽 측면(15)은 발의 안쪽 영역(즉, 다른쪽 발을 향한 표면)에 대응한다. 영역(11 내지 13) 및 측면(14 내지 15)은 신발류(10)의 정확한 영역을 구획하도록 의도된 것은 아니다. 오히려, 영역(11 내지 13) 및 측면(14 내지 15)은 이하의 설명에서 도움을 위해 신발류(10)의 일반적인 영역을 표현하도록 의도된다. 신발류(10)에 추가하여, 영역(11 내지 13) 및 측면(14 내지 15)은 또한 갑피(20), 밑창 구조체(30) 및 그 개별 요소에 적용될 수도 있다.
갑피(20)는 함께 봉제되고, 접합되거나 또는 다른 방식으로 결합되어 밑창 구조체(30)에 대해 발을 수용하여 고정하기 위한 구조체를 제공하는 다양한 요소(예를 들어, 직물, 폴리머 시트층, 폴리머 발포층, 가죽, 합성 가죽)로부터 형성된 실질적으로 통상의 구성을 갖는 것으로서 도시되어 있다. 갑피(20)의 다양한 요소는 발을 수용하도록 의도된 발의 형상을 갖는 일반적으로 신발류(10)의 중공 영역인 공동(21)을 형성한다. 이와 같이, 갑피(20)는 발의 바깥쪽 측면을 따라, 발의 안쪽 측면을 따라, 발 위로, 발의 뒤꿈치 주위로, 그리고 발 아래로 연장한다. 공동(21)으로의 액세스는 적어도 뒤꿈치 영역(13)에 위치된 발목 개구(22)에 의해 제공된다. 신발끈(23)이 다양한 신발끈 구멍(24)을 통해 연장하고, 착용자가 갑피(20)의 치수를 수정하는 것을 허용하여 발의 비율을 수용한다. 더 구체적으로, 신발끈(23)은 착용자가 발 주위로 갑피(20)를 조이는 것을 허용하고, 신발끈(23)은 착용자가가 갑피(20)를 느슨하게 하는 것을 허용하여 공동(21)으로부터 발의 진입 및 제거[즉, 발목 개구(22)를 통한]를 용이하게 한다. 신발끈 구멍(24)의 대안으로서, 갑피(20)는 루프(loop), 아일릿(eyelet), 후크(hook) 및 D-링과 같은 다른 신발끈-수용 요소를 포함할 수도 있다. 게다가, 갑피(20)는 공동(21)과 신발끈(23) 사이로 연장하여 신발류(10)의 편안함 및 조정성을 향상시키는 설포(25)를 포함한다. 몇몇 구성에서, 갑피(20)는 보강 부재, 미관 특징부, 뒤꿈치 영역(13)에서 뒤꿈치 이동을 제한하는 힐 카운터, 앞발 영역(11) 내에 위치된 내마모성 발가락 가드, 또는 제조업자를 식별하는 지표(indicia)(예를 들어, 상표명)와 같은 다른 요소를 구비할 수도 있다. 이에 따라, 갑피(20)는 발을 수용하여 고정하기 위한 구조체를 형성하는 다양한 요소로부터 형성된다.
밑창 구조체(30)의 주 요소는 중창(31), 유체 충전 챔버(32), 겉창(33) 및 깔창(34)이다. 중창(31)은 챔버(32)를 캡슐화하는, 폴리우레탄 또는 에틸비닐아세테이트와 같은 폴리머 발포재로부터 형성될 수도 있다. 폴리머 발포재 및 챔버(32)에 추가하여, 중창(31)은 예를 들어, 플레이트, 조절기, 내구 요소 또는 운동 제어 부재를 포함하는 신발류(10)의 편안함, 성능, 또는 지면 반력 감쇠 특성을 향상시키는 하나 이상의 부가의 신발류 요소를 구비할 수도 있다. 몇몇 구성에서는 결여되어 있지만, 겉창(33)은 중창(31)의 하부면에 고정되고, 지면에 결합하기 위한 내구성 있는 내마모성 표면을 제공하는 고무 재료로부터 형성될 수도 있다. 게다가, 겉창(33)은 신발류(10)와 지면 사이의 트렉션(즉, 마찰) 특성을 향상시키도록 텍스처링될 수도 있다. 깔창(34)은 공동(21) 내에 그리고 발의 하부면에 인접하여 위치되어 신발류(10)의 편안함을 향상시키는 압축성 부재이다.
챔버 구성
챔버(32)는 신발류 용례에 적합한 구성을 갖는 것으로서 도 4 내지 도 8에 개별적으로 도시되어 있다. 신발류(10) 내에 합체될 때, 챔버(32)는 중창(31)의 주계(perimeter) 내에 적합하는 형상을 갖고 대부분의 뒤꿈치 영역(13)을 통해 연장한다. 챔버(32)는 또한 바깥쪽 측면(14)으로부터 안쪽 측면(15)으로 연장한다. 중창(31)의 폴리머 발포재는 챔버(32) 주위로 완전히 연장하는 것으로서 도시되어 있지만, 중창(31)의 폴리머 발포재는 챔버(32)의 부분을 노출시킬 수도 있다. 예를 들어, 챔버(32)는 신발류(10)의 몇몇 구성에서 (a) 중창(31)의 측벽 또는 (b) 중창(31)의 상부 또는 하부면의 부분을 형성할 수도 있다. 발이 갑피(20) 내에 위치될 때, 챔버(32)는 밑창 구조체(30)가 달리기 및 걷기와 같은 다양한 보행 활동 중에 발과 지면 사이에서 압축될 때 발생되는 지면 반력을 감쇠시키기 위해 발의 실질적으로 모든 뒤꿈치 아래에 연장한다. 챔버(32)가 상이한 형상 또는 구조를 갖는 다른 구성에서, 챔버(32)는 발의 다른 영역 아래로 연장할 수도 있고 또는 밑창 구조체(30)의 길이 전체에 걸쳐 연장할 수도 있다.
챔버(32)의 주 요소는 배리어(40) 및 인장 부재(50)이다. 배리어(40)는 제1 또는 상부 배리어부(41), 대향하는 제2 또는 하부 배리어부(42), 및 챔버(32)의 주연부 주위로 그리고 배리어부들(41, 42) 사이로 연장하는 측벽 배리어부(43)를 규정하는 폴리머 재료로부터 형성된다. 게다가, 배리어부(41 내지 43)는 (a) 챔버(32)의 외부를 형성하고, (b) 가압 유체와 인장 부재(50)의 모두를 수용하는 내부 공동(44)을 규정하고, (c) 챔버(32) 내에 가압 유체를 유지하기 위한 내구성 있는 밀봉된 구조체를 제공한다. 인장 부재(50)는 내부 공동(44) 내에 위치되고, 제1 또는 상부층(51), 대향하는 제2 또는 하부층(52), 및 층들(51, 52) 사이로 연장하고 다양한 실질적으로 평행한 열로 배열된 복수의 연결 부재(53)를 포함한다. 상부층(51)은 상부 배리어부(41)의 내부면에 고정되는 반면에, 하부층(52)은 하부 배리어부(42)의 내부면에 고정된다. 인장 부재를 포함하는 챔버들의 예는 (a) 2008년 5월 20일 미국 특허청에 출원되었고 발명의 명칭이 "직물 인장 부재를 갖는 유체 충전 챔버(Fluid-Filled Chamber With A Textile Tensile Member)"인 미국 특허 출원 제12/123,612호 (b) 2008년 5월 20일 미국 특허청에 출원되었고 발명의 명칭이 "인장 부재를 갖는 윤곽 형성된 유체 충전 챔버(Contoured Fluid-Filled Chamber With A Tensile Member)"인 미국 특허 출원 제12/123,646호; 및 (c) 토마스(Thomas) 등의 미국 특허 제7,070,845호에 개시되어 있고, 이들 문헌들의 각각은 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다.
인장 부재(50)는 스페이서 직물 재료로부터 형성된다. 이하에 더 상세히 설명될 제조 프로세스는 적어도 하나의 얀(yarn)으로부터 인장 부재(50)를 형성하도록 이용될 수도 있다. 즉, 제조 프로세스는 하나 이상의 얀을 편직(knit)하거나 다른 방식으로 조작하여 (a) 편직된 요소의 구성을 갖는 층(51, 52)을 형성하고, (b) 층(51, 52) 사이로 연결 부재(53)를 연장하고, (c) 층들(51, 52)의 각각에 연결 부재(53)를 결합한다. 따라서, 각각의 연결 부재(53)는 층들(51, 52) 사이로 연장하여 이들 층을 결합하는 하나 이상의 얀의 섹션 또는 세그먼트일 수도 있다.
연결 부재(53)는 도 5, 도 7b 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 다양한 공간(54)에 의해 분리된 일련의 열을 형성한다. 공간(54)의 존재는 공간이 없는 연속적인 연결 부재를 이용하는 다른 인장 부재에 비교하여, 증가된 압축성, 더 가벼운 중량, 및 더 효율적인 제조를 갖는 인장 부재(50)를 제공한다. 연결 부재(53)에 의해 형성된 열은 실질적으로 서로 평행하고 서로로부터 등간격이다. 즉, 연결 부재(53)에 의해 형성된 2개의 인접한 열들 사이의 거리는 연결 부재(53)에 의해 형성된 2개의 다른 인접한 열들 사이의 거리와 동일할 수도 있다. 따라서, 일반적으로, 연결 부재(53)에 의해 형성된 열은 실질적으로 서로 평행하고, 인장 부재(50)를 가로질러 실질적으로 동일한 거리로 분배된다.
챔버(32)를 위한 제조 프로세스는 일반적으로 (a) 배리어부(41 내지 43)를 형성하는 한 쌍의 폴리머 시트를 인장 부재(50)의 대향측에[즉, 층(51, 52)에] 고정하는 것과, (b) 폴리머 시트의 주연부를 결합하고 측벽 배리어부(43) 주위로 연장하는 주연 접합부(45)를 형성하는 것을 수반한다. 배리어부(41 내지 43)를 형성하는 폴리머 시트 중 하나 또는 모두는 또한 프로세스 중에 열성형되고, 몰딩되고(molded) 또는 성형될(shaped) 수도 있다. 가압 유체가 이어서 입구(46)를 통해 내부 공동(44) 내에 주입되고, 입구는 이어서 밀폐된다. 유체는 배리어부(41, 42)를 분리하는 경향이 있는 배리어(40)에 외력을 인가한다. 그러나, 인장 부재(50)는 가압될 때 챔버의 의도된 형상(예를 들어, 일반적으로 평면형 형상)을 유지하기 위해 각각의 배리어부(41, 42)에 고정된다. 더 구체적으로, 연결 부재(53)는 내부 공동을 가로질러 연장되고 가압 유체의 외향력에 의해 배리어(40) 상에 인장 상태로 배치되어, 이에 의해 배리어(40)가 외향으로 팽창하거나 팽윤하는 것을 방지한다. 주연 접합부(45)는 폴리머 시트들을 결합하여 유체가 누설하는 것을 방지하는 밀봉부를 형성하는 반면에, 인장 부재(50)는 배리어(40)가 유체의 압력에 기인하여 외향으로 팽창하거나 다른 방식으로 넓어지는 것을 방지한다. 즉, 인장 부재(50)는 배리어부(41, 42)의 팽창을 효과적으로 제한하여 챔버(32)의 의도된 형상을 유지한다. 챔버(32)는 일반적으로 평면형 형상을 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 전술되어 있고 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 출원 제12/123,612호 및 제12/123,646호에 개시되어 있는 바와 같이, 챔버(32)[즉, 배리어부(41, 42)]는 또한 윤곽 형성될 수도 있다.
인장 부재(50)와 배리어(40) 사이의 접합을 용이하게 하기 위해, 폴리머 접합층은 각각의 층(51, 52)에 도포될 수도 있다. 가열될 때, 접합층은 연화하고, 용융하거나 또는 다른 방식으로 상태를 변경하기 시작하여, 배리어부(41, 42)와의 접촉은 상호 얽히거나 또는 서로 다른 방식으로 결합하도록 각각의 배리어(40) 및 접합층으로부터 재료를 유도하게 된다. 냉각시에, 접합층은 배리어(40)와 영구적으로 결합하여, 이에 의해 배리어(40)와 인장 부재(50)를 결합한다. 몇몇 구성에서, 전술되어 있고 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는 미국 특허 제7,070,845호에 개시되어 있는 바와 같이, 열가소성 스레드(thread) 또는 스트립이 배리어(40)와의 접합을 용이하게 하기 위해 층(51, 52) 내에 존재할 수도 있다. 접착제가 또한 배리어(40)와 인장 부재(50)를 고정하는 것을 보조하는 데 이용될 수도 있다.
광범위한 폴리머 재료가 배리어(40)를 위해 이용될 수도 있다. 배리어(40)를 위한 재료를 선택시에, 재료의 가공 특성(예를 들어, 인장 강도, 연신 특성, 피로 특징, 및 동탄성 계수) 및 배리어(40)에 의해 수납된 유체의 확산을 방지하기 위한 재료의 능력이 고려될 수도 있다. 열가소성 우레탄으로 형성될 때, 예를 들어 배리어(40)는 대략 1.0 밀리미터의 두께를 가질 수도 있지만, 두께는 예를 들어 0.2 내지 4.0 밀리미터 이상의 범위일 수도 있다. 열가소성 우레탄에 추가하여, 배리어(40)를 위해 적합할 수도 있는 폴리머 재료의 예는 폴리우레탄, 폴리에스터, 폴리에스터 폴리우레탄, 및 폴리에테르 폴리우레탄을 포함한다. 배리어(40)는 또한 미첼(Mitchell) 등의 미국 특허 제5,713,141호 및 제5,952,065호에 개시되어 있는 바와 같이, 열가소성 폴리우레탄 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체의 교번적인 층들을 포함하는 재료로부터 형성될 수도 있다. 이 재료의 변형예가 또한 이용될 수도 있는 데, 여기서 층들은 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 열가소성 폴리우레탄, 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 및 열가소성 폴리우레탄의 재연마 재료를 포함한다. 배리어(40)를 위한 다른 적합한 재료는 봉크(Bonk) 등의 미국 특허 제6,082,025호 및 제6,127,026호에 개시되어 있는 바와 같이, 가스 배리어 재료와 탄성중합 재료의 교번적인 층들을 포함하는 가요성 마이크로층 멤브레인이다. 다른 적합한 재료들이 루디(Rudy)의 미국 특허 제4,183,156호 및 제4,219,945호에 개시되어 있다. 다른 적합한 재료는 루디 등의 미국 특허 제4,936,029호 및 제5,042,176호에 개시되어 있는 바와 같이, 결정질 재료를 포함하는 열가소성 필름과, 봉크 등의 미국 특허 제6,013,340호; 제6,203,868호; 및 제6,321,465호에 개시되어 있는 바와 같이, 폴리에스터 폴리올을 포함하는 폴리우레탄을 포함한다.
챔버(32) 내의 유체는 0 내지 350 킬로파스칼(즉, 대략 51 제곱인치당 파운드)로 가압될 수도 있다. 공기와 질소에 추가하여, 유체는 옥타플루오라프로판을 포함할 수도 있고, 또는 헥사플루오로에탄 및 황 헥사 플로우라이드와 같은, 루디의 미국 특허 제4,340,626호에 개시되어 있는 임의의 가스일 수도 있다. 몇몇 구성에서, 챔버(32)는 착용자가 유체의 압력을 조정하는 것을 허용하는 밸브 또는 다른 구조체를 구비할 수도 있다.
스페이서 직물 재료
스페이서 직물 재료(60)(예를 들어, 스페이서 메시 재료 또는 스페이서-편직 직물 재료)가 도 9, 도 10a 및 도 10b에 도시되어 있다. 스페이서 직물 재료(60)는 인장 부재(50)를 형성하는 데 이용된다. 더 구체적으로, 인장 부재(50)의 형상을 갖는 요소는 스페이서 직물 재료(60)로부터 절단되거나 다른 방식으로 제거되어 인장 부재(50)를 형성할 수도 있다. 일반적으로, 따라서, 스페이서 직물 재료(60)의 부분은 인장 부재(50)에 유사한 구성을 갖는다. 스페이서 직물 재료(60)는 제1 층(61), 제1 층(61)과 적어도 부분적으로 동일 공간에 있는 제2 층(62), 및 층들(61, 62) 사이로 연장하여 이들을 결합하는 복수의 연결 부재(63)를 포함한다. 연결 부재(63)는 다양한 공간(64)에 의해 분리된 일련의 열을 형성하도록 배열된다. 연결 부재(63)에 의해 형성된 열은 서로 실질적으로 평행하고, 인장 부재(60)를 가로질러 실질적으로 동일한 거리에 분포된다. 공간(64)은 연결 부재(63)가 결여되어 있는 스페이서 직물 재료(60) 내의 영역, 통상적으로 연결 부재(63)에 의해 형성된 열들 사이의 영역이다. 스페이서 직물 재료(60)는 또한 층(61, 62)의 에지인 한 쌍의 대향 에지(65)를 또한 규정한다. 각각의 에지(65)는 연결 부재(63)에 의해 형성된 열에 실질적으로 평행하다.
인장 부재(50)는 스페이서 직물 재료(60)로부터 절단되거나 다른 방식으로 제거될 수도 있지만, 도 7b와 도 10 사이의 비교는 (a) 연결 부재(53)가 도 7b에서 직선형이고, (b) 연결 부재(63)가 도 10a에서 파형 또는 다른 비선형이라는 것을 드러낼 것이다. 전술된 바와 같이, 연결 부재(53)는 챔버(32)의 내부 공동을 가로질러 연장하고, 가압 유체의 외향력에 의해 배리어(40) 상에 인장 상태로 배치된다. 따라서, 연결 부재(53) 내의 장력은 도 7b에 도시되어 있는 직선형 구조를 부여한다. 어떠한 상당한 장력도 스페이서 직물 재료(60)에 배치되지 않으면, 연결 부재(63)는 느슨해지고, 부분적으로 붕괴되거나, 또는 다른 방식으로 비-긴장되어 도 10a에 도시되어 있는 파형 또는 다른 비선형 구조를 부여한다.
스페이스 직물(60)의 장점은 2개의 안정화 구조체(66)의 존재에 관련된다. 안정화 구조체(66)는 다양한 구성을 가질 수도 있지만, 이하에 설명되는 바와 같이, 안정화 구조체(66)는 비교적 높은 집중도의 연결 부재(63)를 갖는 스페이서 직물(60)의 영역으로서 도 9, 도 10a 및 도 10b에 도시되어 있다. 위치의 예로서, 도 9 및 도 10a는 에지(65)에 인접하여 위치된 것으로서 안정화 구조체(66)를 도시하고 있다. 스페이스 직물 재료(60)의 중앙 영역에 위치된 연결 부재(63)에 의해 형성된 다양한 열과 비교하여, 안정화 구조체(66)는 더 큰 폭 및 더 큰 집중도 또는 밀도의 연결 부재(63)를 갖는다. 몇몇 구성에서, 따라서, 안정화 구조체(66)는 더 큰 폭 및 더 큰 집중도를 갖는 연결 부재(63)의 열일 수도 있다. 일반적으로, 2개의 안정화 구조체(66)는 서로 적절한 정렬로 층(61, 62)을 유지하고, 그렇지 않으면 층(61, 62)을 시프트할 수 있는 힘에 저항한다. 안정화 구조체(66)가 층(61, 62)의 적절한 정렬을 유지하는 방식이 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
이하의 설명에서 참조의 목적으로, 스페이서 직물 재료(60)의 길이, 높이, 및 폭에 대응하는 다양한 방향이 이제 규정될 것이다. 길이방향(67a), 높이방향(67b) 및 폭방향(67c)을 규정하는 다양한 축이 도 9에 도시되어 있다. 길이 방향(67a)은 일반적으로 스페이서 직물 재료(60)의 길이와 대응하고, (a) 층(61, 62)에 평행하고, (b) 연결 부재(63)에 의해 형성된 다양한 열에 평행한 방향으로 연장한다. 이와 같이, 연결 부재(63)에 의해 형성된 각각의 열은 길이방향(67a)을 따라 연장하도록 배향된다. 높이방향(67b)은 일반적으로 스페이서 직물 재료(60)의 높이에 대응하고, 층(61, 62)에 수직인 방향으로 연장한다. 이와 같이, 개별 연결 부재(63)는 높이방향(67b)을 따라 연장한다. 안정화 구조체(66)의 존재에 기인하여, 각각의 개별 연결 부재(63)가 제1 층(61) 및 제2 층(62)에 결합되어 있는 영역은 높이방향(67b)으로 정렬된다. 폭방향(67c)은 일반적으로 스페이서 직물 재료(60)의 폭에 대응하고, (a) 층(61, 62)에 평행하고 (b) 연결 부재(63)에 의해 형성된 다양한 열에 수직인 방향으로 연장한다. 이와 같이, 폭방향(67c)은 에지(65) 사이로 연장하는 방향으로 배향된다.
도 10a의 단면도는 높이방향(67b) 및 폭방향(67c)을 따라 연장하는 스페이서 직물 재료(60)의 섹션을 도시하고 있다. 그 결과, 도 10a는 스페이서 직물 재료(60)의 높이 및 폭의 단면도를 도시하고 있다. 부가적으로, 연결 부재(63) 및 연결 부재(63) 사이에 위치된 다양한 공간(64)에 의해 형성된 다양한 열의 폭이 도시되어 있다. 더 구체적으로, 도 10a는 다수의 열 폭(68a), 공간 폭(68b), 및 안정화 폭(68c)을 도시하고 있다. 열 폭(68a)은 다양한 연결 부재(63)에 의해 형성된 개별의 열의 폭을 표현하고 있다. 공간 폭(68b)은 연결 부재(63)에 의해 형성된 2개의 인접한 열들 사이의 개별 공간(64)의 폭을 표현하고 있다. 각각의 공간 폭(68b)과 연계된 거리는 상당히 다양할 수도 있지만, 공간 폭(68b)은 일반적으로 열 폭(68a)보다 큰 거리이다. 안정화 폭(68c)은 각각의 안정화 구조체(66)의 폭을 표현하고 있다. 각각의 안정화 폭(68c)과 연계된 거리는 상당히 다양할 수도 있지만, 안정화 폭(68c)은 일반적으로 열 폭(68a) 및 공간 폭(68b)보다 큰 거리이다. 일반적으로, 따라서, 안정화 구조체(66)의 폭들은 공간(64)의 폭들보다 크고, 공간(64)의 폭들은 연결 부재(63)에 의해 형성된 열들의 폭들보다 크다. 이 다양한 폭들 사이의 관계는 스페이서 직물 재료(60)에 적합한 구조를 제공하지만, 폭들 사이의 다른 관계는 스페이서 직물 재료의 다른 구성에 대해 적합할 수도 있다.
상기 설명에 기초하여, 열 폭(68a)과 연계된 거리는 공간 폭(68b)과 연계된 거리보다 일반적으로 작고, 공간 폭(68b)과 연계된 거리는 안정화 폭(68c)과 연계된 거리보다 일반적으로 작다. 전술된 바와 같이, 공간(54)의 존재는, 공간이 없는 연속적인 연결 부재를 이용하는 다른 인장 부재에 비교하여, 증가된 압축성, 더 가벼운 중량, 및 더 효율적인 제조를 인장 부재(50)에 제공한다. 인장 부재(50)가 스페이서 직물 재료(60)로부터 형성되면, 공간(64)의 존재는 공간 없이 연속적인 연결 부재를 이용하는 다른 스페이서 직물 재료에 비교하여, 증가된 압축성, 더 가벼운 중량, 및 더 효율적 제조를 스페이서 직물 재료(60)의 부분에 제공한다. 더욱이, 열 폭(68a)보다 크도록 공간 폭(68b)을 형성함으로써, 더 큰 압축성 및 더 가벼운 중량이 스페이서 직물 재료(60)에 부여된다. 또한, 전술된 바와 같이, 스페이서 직물(60)의 장점은 층(61, 62)의 적절한 정렬을 유지하는 안정화 구조체(66)의 존재에 관련된다. 비교적 크도록[예를 들어, 공간 폭(68b)보다 큼] 안정화 폭(68c)을 형성함으로써, 층(61, 62)의 정렬을 유지하기 위한 각각의 안정화 구조체(66)의 능력이 향상된다.
스페이서 직물 재료(60)의 몇몇 구성에서, 연결 부재(63)에 의해 형성된 열은 단일의 연결 부재(63)에 의해 형성된 폭을 가져, 이에 의해 얀의 단일 섹션의 폭을 갖는다. 그러나, 안정화 구조체(66)의 폭은 다수의 연결 부재(63)를 포함할 수도 있다. 몇몇 구성에서, 연결 부재(63)에 의해 형성된 열은 5개 미만의 연결 부재(63) 또는 얀 섹션에 의해 형성된 폭을 갖고, 안정화 구조체(66)는 적어도 5개의 연결 부재(63) 또는 얀 섹션에 의해 형성된 폭을 갖는다. 이와 같이, 안정화 구조체(66)는 층(61, 62)의 오정렬에 저항하는 충분한 폭을 갖는다. 몇몇 구성에서, 안정화 구조체(66)의 폭은 연결 부재(63)에 의해 형성된 각각의 열의 폭의 적어도 5배 또는 10배일 수도 있어 또한 층(61, 62)의 오정렬에 저항하는 충분한 폭을 부여한다.
스페이서 직물 재료(60)를 제조하기 위한 일반적인 프로세스가 도 11에 도시되어 있다. 프로세스에서, 하나 이상의 얀(71)이 통상의 편직 장치(72) 내로 공급되는 데, 이 편직 장치는 얀(71)을 기계적으로 조작하여 각각의 층(61, 62) 및 연결 부재(63)를 형성한다. 이와 같이, 층(61, 62)은 편직된 층일 수도 있고, 연결 부재(63)는 층(61, 62) 사이로 연장하는 적어도 하나의 얀의 섹션일 수도 있다. 더욱이, 프로세스는 공간(64), 에지(65) 및 안정화 구조체(66)를 형성한다. 일단 형성되면, 스페이서 직물 재료(60)는 편직 장치(72)를 나오고, 롤(73) 상에 수집된다. 충분한 길이의 스페이서 직물 재료(60)가 수집된 후에, 롤(73)은 챔버(32)의 제조업자에 선적되거나 다른 방식으로 수송될 수도 있고, 챔버(32)의 인장 부재(50)를 형성하도록 다른 방식으로 이용될 수도 있고, 또는 다른 목적으로 사용될 수도 있다. 항상 수행되는 것은 아니지만, 스페이서 직물 재료(60)는 롤(73) 상에 수집되기 전에 다양한 마감 작업[예를 들어, 염색, 플리싱(fleecing)]을 받게 될 수도 있다.
스페이서 직물 재료(60)가 편직 장치(72)에 의해 형성될 때, 층(61, 62)은 서로 적절하게 정렬된다. 즉, 특정 연결 부재(63)가 제1 층(61)에 결합되어 있는 제1 층(61) 상의 점은, 도 12a에 도시되어 있는 바와 같이, 그 특정 연결 부재(63)가 제2 층(62)에 결합되어 있는 제2 층(62) 상의 점과 정렬된다. 달리 말하면, 층(61, 62)은 시프트되거나 오정렬되지 않는다. 다양한 연결 부재(63)는 직선형이 아닐 수도 있고 파형 또는 주름형 구성을 나타낼 수도 있지만, 층(61, 62) 상의 점들은 정렬된다. 스페이서 직물 재료(60)가 롤(73) 상에 수집될 때, 연결 부재(63)는 굽혀지고, 분쇄되거나, 심지어 더 큰 정도로 무너질 수도 있지만, 도 12b에 도시되어 있는 바와 같이, 특정 연결 부재(63)가 제1 층(61)에 결합되어 있는 제1 층(61) 상의 점은 그 특정 연결 부재(63)가 제2 층(62)에 결합되어 있는 제2 층(62) 상의 점과 정렬되어 유지된다. 이와 같이, 층(61, 62)은 롤(73) 상에 수집되는 결과로서 서로 시프트되지 않거나 오정렬되지 않는다. 부가적으로, 인장 부재(50)가 스페이서 직물 재료(60)로부터 절단되거나 다른 방식으로 제거될 때, 층(51, 52)은 서로 정렬되어 유지된다.
스페이서 직물 재료(60)의 제조 후에 층(61, 62)을 정렬 상태로 유지하는 것을 돕는 하나의 인자는 스페이서 직물 재료(60) 내의 안정화 구조체(66)의 존재에 관련된다. 일반적으로, 안정화 구조체(66)는 서로 적절한 정렬 상태로 층(61, 62)을 유지하고, 그렇지 않으면 층(61, 62)을 시프트하게 될 힘에 저항한다. 더 구체적으로, 안정화 구조체(66) 내의 연결 부재(63)의 밀도는 서로에 대해 층(61, 62)을 시프트하는 능력을 제한한다. 안정화 구조체(66)의 결여시에, 층(61, 62)은 도 13a 및 도 13b에 도시되어 있는 방식으로 시프트할 수도 있다. 더 구체적으로, 특정 연결 부재(63)가 제1 층(61)에 결합되어 있는 제1 층(61) 상의 점은, 안정화 구조체(66) 중 하나 이상이 스페이서 직물 재료(60) 내에 합체되지 않을 때, 그 특정 연결 부재(63)가 제2 층(62)에 결합되어 있는 제2 층(62) 상의 점과 오정렬되거나 시프트될 수도 있다. 안정화 구조체(66)는 전술된 다양한 마무리 작업 중에 층(61, 62)의 정렬을 유지할 수도 있다는 것이 또한 주목되어야 한다. 이에 따라, 안정화 구조체(66)는 도 13a 및 도 13b의 예들에서와 같이, 층(61, 62)이 시프트하는 것을 허용하기보다는, 도 12a 및 도 12b(뿐만 아니라, 도 10a 및 도 10b)의 비-시프트된 구성을 부여한다.
층(61, 62)이 시프트하는 정도를 제한하는 것의 장점은 챔버(32)의 최종 구성에 관련된다. 층(61, 62) 사이의 정렬을 유지함으로써, 챔버(32)는 시프트된 또는 오정렬된 스페이서 직물 재료를 갖는 이들 챔버들보다 더 일관성을 갖고 형성된다. 예를 들어, 인장 부재(50)의 층(51, 52)이 시프트되어 있으면, 이하에 더 상세히 설명되는 도 17a에서와 같이, 챔버(32)의 형상은 약간 왜곡될 수도 있다. 더욱이, 층(51, 52)의 시프트는 각각의 배리어부(41 내지 43)에 대한 인장 부재(50)의 중앙-위치 설정의 어려움을 증가시킬 수도 있는 데, 이는 (a) 챔버(32)의 형상을 더 왜곡할 수도 있고, (b) 제조 효율을 감소시킬 수도 있다.
다른 구성
전술된 챔버(32) 및 스페이서 직물 재료(60)의 구조는 신발류(10)에 사용을 위한 적합한 구성의 예를 제공하도록 의도된다. 챔버(32) 및 스페이서 직물 재료(60)의 다양한 다른 구성이 또한 이용될 수도 있다. 도 14a를 참조하면, 챔버(32)는 밑창 구조체(30) 전체에 걸쳐 그리고 각각의 영역(11 내지 13)을 통해 연장하여, 이에 의해 실질적으로 발 전체 아래로 연장할 수 있는 형상을 갖는 것으로서 도시되어 있다. 도 14b는 로브가 있는 구성(lobed configuration)을 갖는 것으로서 챔버(32)를 도시하고 있고, 반면에 도 14c의 구성은 앞발 영역(11)에 사용을 위해 적합할 수도 있다. 이에 따라, 챔버(32) 또는 유사한 구조를 갖는 다른 챔버는 다양한 형상을 가질 수도 있고, 신발류(10)의 다양한 영역에 위치될 수도 있다.
스페이서 직물 재료(60)의 다른 구성은 또한 챔버(32) 및 다양한 다른 제품에 사용을 위해 적합하면서, 층(61, 62) 사이에 정렬을 부여하도록 이용될 수도 있다. 도 15a를 참조하면, 예를 들어, 스페이서 직물 재료(60)는 연결 부재(63)에 의해 형성된 더 많은 수의 열을 가져, 공간(64)의 수의 증가를 야기한다. 더욱이, 열 폭(68a) 및 안정화 폭(68c)은 동일하게 유지되지만, 공간 폭(68b)은 감소된다. 역 구성이 도 15b에 도시되어 있는 데, 여기서 스페이서 직물 재료(60)는 연결 부재(63)에 의해 형성된 더 적은 수의 열을 가져, 공간(64)의 수의 감소를 야기한다. 더욱이, 열 폭(68a) 및 안정화 폭(68c)은 동일하게 유지되지만, 공간 폭(68b)은 증가된다. 전술된 각각의 구성에서, 연결 부재(63)에 의해 형성된 열은 단일의 연결 부재(63)에 의해 형성된 폭을 갖고, 이에 의해 얀의 단일의 섹션의 폭을 갖는다. 그러나, 연결 부재(63)에 의해 형성된 열은 얀의 다수의 섹션으로부터 형성될 수도 있다. 예를 들어, 열은 도 15c에서 2개의 연결 부재(63)에 의해 그리고 도 15d에서는 4개의 연결 부재(63)에 의해 형성된다.
전술된 각각의 구성에서, 안정화 구조체(66)는 에지(65)에 인접하여 위치되고 에지(65)를 따라 연장하고, 이에 의해 스페이서 직물 재료(60)의 주연부에 위치된다. 그러나, 도 15e를 참조하면, 부가의 안정화 구조체(66)가 스페이서 직물 재료(60)의 중앙 영역에 위치되고, 이에 이해 에지들(65) 사이에 중심 설정된다. 다른 변형예로서, 도 15f는 각각의 에지(65)에 인접한 2개의 안정화 구조체(66) 사이로 연장하여 이들을 분리하는 것으로서 공간(64)을 도시하고 있다. 이와 같이, 하나의 공간(64)에 의해 분리된 2개의 안정화 구조체(66)가 에지(65) 중 하나에 인접하여 위치되어 있고, 다른 공간(64)에 의해 분리된 2개의 안정화 구조체(66)는 에지(65)의 다른 것에 인접하여 위치된다.
더 큰 집중도 또는 밀도의 연결 부재(63)를 갖도록 안정화 구조체(66)를 형성하는 것은 층(61, 62)이 스페이서 직물 재료(60)의 제조 후에 정렬되어 유지되는 것을 보장하는 일 방법이다. 도 15g를 참조하면, 예를 들어, 안정화 구조체(66)는 층(61, 62)을 효과적으로 결합하는 결합 스트랜드(strand)(69)를 포함한다. 더 구체적으로, 결합 스트랜드(69)는 층(61, 62)을 함께 견인하여 층(61, 62)을 안정화 구조체(66) 내에서 서로에 대해 효과적으로 고정하는 봉제사일 수도 있다. 따라서, 층(61, 62)을 서로에 대해 봉제하거나 다른 방식으로 고정하는 것은 연결 부재(63)의 더 큰 집중도 또는 밀도를 보충하고 층(61, 62)이 정렬되는 것을 보장하도록 이용될 수도 있다. 결합 스트랜드(69)는 예를 들어, 나일론, 폴리에스터, 엘라스탄(elastane)(즉, 스판덱스), 면 또는 실크로부터 형성된 임의의 필라먼트, 얀 또는 스레드일 수도 있다. 유사한 결과가 층(61, 62)의 이동을 제한할 수도 있는 접착제, 스테이플 또는 다른 구조체의 사용을 통해 얻어질 수도 있다. 결합 스트랜드(69)는 안정화 구조체(66) 내의 연결 부재(63)의 사용을 보충할 수도 있지만, 결합 스트랜드(69)는 도 15h에 도시되어 있는 바와 같이, 안정화 구조체(66)로서 단독으로 사용될 수도 있다.
상기 설명에 기초하여, 각각의 챔버(32), 스페이서 직물 재료(60), 및 안정화 구조체(66)는 다양한 구성을 가질 수도 있다. 이들 구성의 각각은 개별적으로 설명되어 있지만, 상기에 제시된 다수의 개념들은 챔버(32), 스페이서 직물 재료(60), 및 안정화 구조체(66)가 특정 목적 또는 제품을 위해 최적화되는 것을 보장하도록 특정 특성 또는 다른 것을 부여하도록 조합될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 안정화 구조체(66)는 스페이서 직물 재료(60) 내의 층(61, 62)의 적절한 정렬을 유지한다. 그러나, 더 큰 집중도 또는 밀도의 연결 부재(63)를 갖도록 안정화 구조체(66)를 형성하는 것은 층(61, 62)이 스페이서 직물 재료(60)의 제조 후에 정렬되어 유지되는 것을 보장하는 일 방법이라는 것이 강조되어야 한다. 더욱이, 결합 스트랜드(69), 접착제 또는 스테이플의 사용은 또한 단지 예일 뿐이고, 다른 구조체 또는 방법이 또한 이용될 수도 있다.
제조 프로세스
다양한 프로세스가 챔버(32)를 형성하는 데 이용될 수도 있지만, 적합한 프로세스의 예가 이제 설명될 것이다. 전술된 바와 같이, 인장 부재(50)의 형상을 갖는 요소는 스페이서 직물 재료(60)로부터 절단되거나 다른 방식으로 절단되어 인장 부재(50)를 형성할 수도 있다. 초기 단계로서, 다양한 정합 구멍(74)이 도 16a에 도시되어 있는 바와 같이, 스페이서 직물 재료(60)의 요소 내에 형성될 수도 있다. 이하에 설명될 정합 구멍(74)의 장점은, 인장 부재(50)가 제거되도록 의도되어 있는 스페이서 직물 재료(60)의 부분이 정밀도를 갖고 위치될 수도 있다는 것이다. 본 예에서, 정합 구멍(74)은 안정화 구조체(66)에 인접한 공간(64) 내에 위치되지만, 다른 위치들이 이용될 수도 있다. 참조를 위해, 도 16b는 정합 구멍(74)의 위치에 기초하여, 다양한 인장 부재(50)가 제거될 영역을 표현하는 다양한 점선 윤곽을 도시하고 있다. 정합 구멍(74)은 적합한 시스템을 제공하지만, 다른 유형의 정합 시스템이 또한 이용될 수도 있다. 정합 구멍(74)의 형성 후에, 다이 절단 장치 또는 다른 절단 장치(예를 들어, 레이저 절단기, 하이드로젯 절단기)가 도 16c에 도시되어 있는 바와 같이, 스페이서 직물 재료(60)로부터 다양한 인장 부재(50)를 제거하는 데 이용될 수도 있다.
인장 부재(50)는 안정화 구조체(66) 사이에 위치된 스페이서 직물 재료(60)의 영역으로부터 제거된다. 더 일반적으로, 안정화 구조체(66)가 결여되어 있는 스페이서 직물 재료(60)의 영역이 인장 부재(50)에 대해 이용된다. 인장 부재(50)를 제거하기 위한 충분한 영역을 갖는 스페이서 직물 재료(60)를 형성하기 위해, 연결 부재(63)에 의해 형성된 일련의 적어도 10개의 열이 2개의 안정화 구조체(66) 사이에 위치된다. 몇몇 구성에서, 20개, 30개, 50개 또는 100개의 열이 2개의 안정화 구조체(66) 사이에 형성될 수도 있다. 도 15e에 유사한 구성에서, 안정화 구조체(66)가 에지(65)로부터 내향으로 이격되어 있는 경우에, 적어도 10개의 열이 에지(65)에서 각각의 안정화 구조체(66)와 중앙-위치 설정된 안정화 구조체(66) 사이에 형성될 수도 있다. 인장 부재(50)를 제거하기 위한 충분한 영역을 제공하는 것에 추가하여, 2개의 안정화 구조체(66) 사이에 일련의 적어도 10개의 열을 갖는 것의 장점은 안정화 구조체(66)를 형성하는 스페이서 직물 재료(60)의 영역에 의해 발생될 수도 있는 폐기 재료의 양을 최소화하는 것이다. 몇몇 구성에서, 안정화 구조체(66)는 인장 부재(50)를 제거하기 위한 충분한 영역을 제공하기 위해 적어도 10 센티미터의 거리만큼 분리될 수도 있다. 안정화 구조체(66)가 적어도 30 센티미터만큼 분리될 때, 폐기 재료가 또한 최소화될 수도 있다.
챔버(32)의 장점은 배리어부(41, 42)에 의해 형성된 대향 표면들의 평면형 구성에 관련된다. 도 7b를 재차 참조하면, 예를 들어, 배리어부(41, 42)에 의해 형성된 표면은 인장 부재(50)의 영역에서 평면형이다. 특히, 배리어부(41, 42)에 의해 형성된 표면은 또한 인장 부재(50)의 주연부 주위에서[즉, 인장 부재(50)의 에지와 주연 접합부(45) 사이에서] 평면형이다. 이 특징부(즉, 평면형 표면)는 연결 부재(53)가 층(51, 52)의 에지에 근접하여 위치되기 때문에 발생하고, 이에 의해 배리어(40)가 주연부 내에서 외향으로 팽창하거나 팽윤하는 것을 방지한다. 연결 부재(53)의 위치에 있어서의 이 정밀도는 (a) 안정화 구조체(66)의 존재에 기인하는 층(51, 52)의 정렬 및 (b) 정합 구멍(74) 또는 다른 정합 시스템에 기인하는 스페이서 직물 재료(60)로부터 인장 부재(50)의 제거에 있어서의 정밀도 중 하나 또는 모두로부터 발생한다는 것이 주목되어야 한다.
예시의 목적으로, 챔버(32)는 층(51, 52)이 시프트되거나 오정렬되어 있는 인장 부재(50)를 갖는 것으로서 도 17a에 도시되어 있다. 다른 예로서, 도 17b는 연결 부재(53)가 층(51, 52)의 에지로부터 내향으로 이격되어 있는 구성을 도시하고 있다. 이들 시나리오의 모두에서, 배리어(40)는 챔버(32)의 주연부에서 팽윤부 또는 외향 돌출 영역을 형성한다. 도시되어 있지는 않지만, (a) 시프트되거나 오정렬된 층(51, 52) 및 (b) 층(51, 52)의 에지로부터 내향으로 이격되는 연결 부재(53)의 조합이 또한 팽윤부 또는 외향 돌출 영역을 형성할 수도 있다. 팽윤부 또는 외향 돌출 영역은 챔버(32)를 위한 부정적인 속성인 것으로서 본 명세서에 일반적으로 설명되어 있지만, 이들 팽윤부 또는 외향 돌출 영역은 챔버(32)에 장점을 부여할 수도 있다. 예를 들어, 도 17a의 상향 및 외향 돌출 영역은 발의 아치를 지지하기 위해 신발류(10) 내에 위치될 수도 있다. 다른 예로서, 도 17b의 챔버(32)의 구성은 신발류(10) 내에 위치될 수도 있어, 발이 외향 돌출 영역들 사이에 위치되어, 이에 의해 발의 하부 영역 주위를 효과적으로 감싸게 된다.
챔버(32)를 형성하기 위한 열성형 프로세스에 이용될 수도 있는 몰드(80)가 상부 몰드부(81) 및 하부 몰드부(82)를 포함하는 것으로서 도 18에 도시되어 있다. 몰드부(81, 82)는 챔버(32)의 일반적인 윤곽을 갖는 몰드(80) 내에 캐비티(83)를 협동하여 형성한다. 이하에 설명되는 바와 같이, 몰드(80)는 (a) 한 쌍의 폴리머 층(47)을 열성형하거나 다른 방식으로 성형하여 배리어(40)를 형성하고, (b) 인장 부재(50)를 폴리머층(47)[즉, 배리어(40)]에 접합하고, (c) 폴리머층(47)을 서로 접합하여 주연 접합부(45)를 형성한다.
챔버(32)를 형성할 때에, 폴리머층(47)은 구성 요소들 사이의 접합을 용이하게 하는 온도로 가열된다. 인장 부재(50) 및 폴리머층(47)을 위해 이용된 특정 재료에 따라, 적합한 온도는 섭씨 120 내지 200도(화씨 248 내지 392도) 이상의 범위일 수도 있다. 예로서, 열가소성 폴리우레탄 및 에틸렌-비닐 알코올 공중합체의 교번적인 층을 갖는 재료가 섭씨 149 내지 188도(화씨 300 내지 370도)의 범위의 온도로 가열되어 접합을 용이하게 할 수도 있다. 다양한 복사 히터 또는 다른 장치가 챔버(32)의 구성 요소들[즉, 폴리머층(47) 및 인장 부재(50)]을 가열하는 데 이용될 수도 있다. 몇몇 제조 프로세스에서, 몰드(80)는 몰드(80)와 챔버(32)의 구성 요소들 사이의 접촉이 구성 요소들의 온도를 접합을 용이하게 하는 레벨로 상승시키도록 가열될 수도 있다.
가열 후에, 챔버(32)의 구성 요소들은 도 19a에 도시되어 있는 바와 같이, 몰드부(81, 82) 사이에 위치된다. 구성 요소들을 적절하게 위치시키기 위해, 셔틀 프레임 또는 다른 장치가 이용될 수도 있다. 일단 위치되면, 몰드부(81, 82)는 서로를 향해 병진 이동하고 구성 요소들을 폐쇄하기 시작하여, 도 19b에 도시되어 있는 바와 같이, (a) 하부 몰드부(82) 내의 리지(84)가 상부 몰드부(81)의 하부면에 접근하게 되고, (b) 폴리머층(47)이 캐비티(83) 내로 연장하도록 인장 부재(50)에 접촉하게 된다. 이에 따라, 구성 요소들은 몰드(80)에 대해 위치 설정되고, 초기 성형 및 위치 설정이 발생하게 된다.
도 19b에 도시되어 있는 스테이지에서, 공기가 몰드부(81, 82) 내의 다양한 진공 포트를 통해 폴리머층(47) 주위의 영역으로부터 부분적으로 진공배기될(evacuated) 수도 있다. 공기를 진공배기하는 목적은 폴리머층(47)을 몰드(80)의 다양한 윤곽과 접촉하게 견인하기 위한 것이다. 이는 폴리머층(47)이 몰드(80)의 윤곽에 따라 적절하게 성형되는 것을 보장한다. 폴리머층(47)은 인장 부재(50) 주위로 그리고 몰드(80) 내로 연장하기 위해 신장할 수도 있다는 것을 주목하라. 챔버(32) 내의 배리어(40)의 두께와 비교하여, 폴리머층(47)은 몰딩에 앞서 더 큰 두께를 나타낼 수도 있다. 폴리머층(47)의 원래 두께와 배리어(40)의 최종 두께 사이의 이 차이는 열성형 프로세스의 스테이지 중에 발생하는 신장의 결과로서 발생할 수도 있다.
폴리머층(47)을 몰드(80)의 다양한 윤곽과 접촉하게 견인하기 위한 제2 수단을 제공하기 위해, 폴리머층(47)과 기단 인장 부재(50) 사이의 영역은 가압될 수도 있다. 이 방법의 준비 스테이지 중에, 주입 니들이 폴리머층(47) 사이에 위치될 수도 있고, 주입 니들은 몰드(80)가 폐쇄될 때 리지(84)가 주입 니들을 봉입하도록 위치될 수도 있다. 가스가 이어서 주입 니들로부터 배출될 수도 있어 폴리머층(47)이 리지(84)가 결합하게 되어, 이에 의해 폴리머층(47) 사이에 팽창 도관(48)(도 20 참조)을 형성한다. 가스는 이어서 팽창 도관(48)을 통해 통과할 수도 있어, 이에 의해 인장 부재(50)에 기단측인 영역에 진입하여 가압한다. 진공과 조합하여, 내부 압력은 폴리머층(47)이 몰드(80)의 다양한 표면에 접촉하는 것을 보장한다.
몰드(80)가 더 폐쇄됨에 따라, 도 19c에 도시되어 있는 바와 같이, 리지(84)가 폴리머층(47)을 서로에 대해 접합하여, 이에 의해 주연 접합부(45)를 형성한다. 전술된 바와 같이, 보충층 또는 열가소성 스레드는 인장 부재(50)와 배리어(40) 사이의 접합을 용이하게 하기 위해 인장 부재(50)의 층(51, 52) 내에 합체될 수도 있다. 몰드(80)에 의해 구성 요소들 상에 인가된 압력은 보충층 또는 열가소성 스레드가 인장 부재(50)와 폴리머층(47) 사이에 접합부를 형성하는 것을 보장한다. 더욱이, 캐비티(83)로부터 이격하여 연장하는 리지(84)의 부분은 폴리머층(47)의 다른 영역들 사이에 접합부를 형성하여 팽창 도관(48)을 형성한다.
접합이 완료될 때, 몰드(80)는 개방되고 챔버(32)와 폴리머층(47)의 잉여부가 제거되고 냉각이 허용되어, 도 20에 도시되어 있는 구성을 생성한다. 유체가 팽창 니들 및 팽창 도관(48)을 통해 챔버(32) 내로 주입될 수도 있다. 게다가, 밀봉 프로세스는 가압 후에 챔버(32)에 인접한 팽창 도관(48)을 밀봉하여, 이에 의해 입구(46)를 형성하는 데 이용된다. 폴리머층(47)의 잉여부가 이어서 제거되어, 이에 의해 챔버(32)의 제조를 완료한다. 대안으로서, 팽창의 순서 및 잉여 재료의 제거는 역전될 수도 있다. 프로세스에서 최종 단계로서, 챔버(32)는 테스트되고 이어서 신발류(10)의 중창(31) 내로 합체될 수도 있다.
전술된 바와 같이, 챔버(32)의 장점은 배리어부(41, 42)에 의해 형성된 대향 표면들의 평면형 구성에 관련된다. 전술된 프로세스 중에, 인장 부재(50)는 안정화 구조체(66)를 포함하는 스페이서 직물 재료(60)의 더 큰 요소로부터 제거된다. 인장 부재(50)는 안정화 구조체(66)를 포함하는 스페이서 직물 재료(60)의 부분으로부터 분리되지만, 층(51, 52)은 챔버(32)를 형성하는 프로세스 전체에 걸쳐 적절하게 정렬되어 유지된다. 더욱이, 챔버(32)의 이 유리한 구성은 (a) 안정화 구조체(66)의 존재에 기인하는 층(51, 52)의 정렬 및 (b) 정합 구멍(74) 또는 다른 정합 시스템에 기인하는 스페이서 직물 재료(60)로부터 인장 부재(50)의 제거에 있어서의 정밀도 중 하나 또는 모두로부터 발생한다.
본 발명이 다양한 구성을 참조하여 상기에 그리고 첨부 도면에 개시되었다. 그러나, 본 개시 내용에 의해 제공된 목적은 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아니라, 본 발명에 관련된 다양한 특징들 및 개념들의 예를 제공하는 것이다. 당 기술 분야의 숙련자는 수많은 변형 및 수정이 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같이, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 전술된 구성에 이루어질 수도 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 유체 충전 챔버의 제조 방법으로서,
    제1 층, 제2 층, 및 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이로 연장하여 이들 층을 결합하는 복수의 연결 부재를 갖는 스페이서 직물 재료를 얻는 단계로서, 상기 연결 부재들은 공간들에 의해 분리된 적어도 10개의 열의 세트를 형성하고, 상기 열들은 상기 공간들의 폭보다 작은 폭을 갖고, 상기 연결 부재들은 상기 공간들의 폭보다 큰 폭을 갖는 적어도 하나의 안정화 열을 형성하는 것인, 스페이서 직물 재료를 얻는 단계;
    상기 안정화 열이 결여되어 있는 상기 스페이서 직물 재료의 영역으로부터 인장 부재를 제거하는 단계;
    상기 인장 부재를 제1 폴리머 요소와 제2 폴리머 요소 사이에 위치 설정하는 단계; 및
    (a) 상기 제1 층을 상기 제1 폴리머 요소에, (b) 상기 제2 층을 상기 제2 폴리머 요소에, 그리고 (c) 상기 제1 폴리머 요소와 상기 제2 폴리머 요소를 상기 인장 부재의 주연부 주위에 함께 접합하는 단계
    를 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인장 부재의 에지에 대해 상기 인장 부재의 열을 위치 설정하기 위해 정합 시스템(registration system)을 이용하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정합 시스템을 이용하는 단계는 상기 스페이서 직물 재료 내에 구멍을 형성하는 것을 포함하는 것인 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인장 부재를 제거하는 단계에 앞서 상기 스페이서 직물 재료 내에 구멍을 형성하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 챔버 내의 내부 공동을 가압하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 챔버를 신발류의 물품 내에 합체하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 각각에 접합층을 고정하는 단계를 더 포함하고, 상기 접합 단계는 상기 접합층을 상기 제1 폴리머 요소 및 상기 제2 폴리머 요소에 결합하여 (a) 상기 제1 층을 상기 제1 폴리머 요소에, (b) 상기 제2 층을 상기 제2 폴리머 요소에 접합하는 것을 포함하는 것인 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  8. 유체 충전 챔버의 제조 방법으로서,
    제1 층, 제2 층, 및 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이로 연장하여 이들 층을 결합하는 복수의 연결 부재를 갖는 스페이서 직물 재료를 얻는 단계로서, 상기 연결 부재들은 공간들에 의해 분리된 복수의 열을 형성하고, 상기 열들은 제1 열, 적어도 10개의 제2 열, 및 제3 열을 포함하고, 상기 10개의 제2 열은 상기 제1 열과 상기 제3 열 사이의 영역에 위치되고, 상기 제1 열의 폭과 상기 제2 열의 폭은 각각의 상기 10개의 제2 열의 폭의 적어도 5배인 것인, 스페이서 직물 재료를 얻는 단계;
    상기 제1 열과 상기 제2 열 사이의 영역으로부터 인장 부재를 제거하는 단계;
    상기 인장 부재를 제1 폴리머 요소와 제2 폴리머 요소 사이에 위치 설정하는 단계; 및
    (a) 상기 제1 층을 상기 제1 폴리머 요소에, (b) 상기 제2 층을 상기 제2 폴리머 요소에, 그리고 (c) 상기 제1 폴리머 요소와 상기 제2 폴리머 요소를 상기 인장 부재의 주연부 주위에 함께 접합하는 단계
    를 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 인장 부재의 에지에 대해 상기 인장 부재의 열을 위치 설정하기 위해 정합 시스템을 이용하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 정합 시스템을 이용하는 단계는 상기 스페이서 직물 재료 내에 구멍을 형성하는 것을 포함하는 것인 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 인장 부재를 제거하는 단계에 앞서 상기 스페이서 직물 재료 내에 구멍을 형성하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 챔버 내의 내부 공동을 가압하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 챔버를 신발류의 물품 내에 합체하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 각각에 접합층을 고정하는 단계를 더 포함하고, 상기 접합 단계는 상기 접합층을 상기 제1 폴리머 요소 및 상기 제2 폴리머 요소에 결합하여 (a) 상기 제1 층을 상기 제1 폴리머 요소에, (b) 상기 제2 층을 상기 제2 폴리머 요소에 접합하는 것을 포함하는 것인 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  15. 유체 충전 챔버의 제조 방법으로서,
    제1 층, 제2 층, 및 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이로 연장하여 이들 층을 결합하는 복수의 연결 부재를 갖는 스페이서 직물 재료를 얻는 단계로서, 상기 연결 부재들은 공간들에 의해 분리된 복수의 열을 형성하고, 상기 스페이서 직물 재료는 상기 제1 층을 상기 제2 층과 정렬하는 안정화 구조체를 포함하는 것인, 스페이서 직물 재료를 얻는 단계;
    상기 안정화 구조체가 결여되어 있는 상기 스페이서 직물 재료의 영역으로부터 인장 부재를 제거하는 단계;
    상기 인장 부재를 제1 폴리머 요소와 제2 폴리머 요소 사이에 위치 설정하는 단계; 및
    (a) 상기 제1 층을 상기 제1 폴리머 요소에, (b) 상기 제2 층을 상기 제2 폴리머 요소에, 그리고 (c) 상기 제1 폴리머 요소와 상기 제2 폴리머 요소를 상기 인장 부재의 주연부 주위에 함께 접합하는 단계
    를 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  16. 제8항에 있어서, 상기 스페이서 직물 재료를 얻는 단계는, (a) 상기 연결 부재의 재료와는 상이한 수축율을 갖는 재료, (b) 상기 제1 층을 상기 제2 층에 속박하는 스레드, 및 (c) 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이로 연장하여 이들 층을 결합하고 상기 공간들 중 적어도 하나 내에 위치되는 안정화 부재 중 하나가 되도록 상기 안정화 구조체를 선택하는 것을 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 인장 부재의 에지에 대해 상기 인장 부재를 위치 설정하기 위해 정합 시스템을 이용하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 챔버 내의 내부 공동을 가압하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 챔버를 신발류의 물품 내에 합체하는 단계를 더 포함하는 유체 충전 챔버의 제조 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 각각에 접합층을 고정하는 단계를 더 포함하고, 상기 접합 단계는 상기 접합층을 상기 제1 폴리머 요소 및 상기 제2 폴리머 요소에 결합하여 (a) 상기 제1 층을 상기 제1 폴리머 요소에, (b) 상기 제2 층을 상기 제2 폴리머 요소에 접합하는 것을 포함하는 것인 유체 충전 챔버의 제조 방법.
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