KR20150119289A - 팁 공동을 갖는 귀마개 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

소리 감쇠체 내에 팁 공동을 갖는 청력 보호 장치, 예컨대 푸시-투-피트 귀마개 및 청력 보호 장치의 제조 방법이 본 명세서에 기술된다.

Description

팁 공동을 갖는 귀마개 및 이의 제조 방법{EARPLUG WITH TIP CAVITY AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME}
소리 감쇠체(sound attenuating body) 내에 팁 공동(tip cavity)을 갖는 청력 보호 장치, 예컨대 푸시-투-피트(push-to-fit) 귀마개 및 청력 보호 장치의 제조 방법이 본 명세서에 기술된다.
청력 보호 및 소음 감쇠(noise attenuating) 장치의 사용이 잘 알려져 있고, 다양한 유형의 장치가 고려되어 왔다. 그러한 장치는 내이(inner ear) 내로의 음파의 통과를 물리적으로 차단하도록 사용자의 외이도(ear canal) 내로 삽입되거나 그 위에 배치되는, 폼(foam) 또는 고무 재료로 부분적으로 또는 완전히 구성된 귀마개 및 반-청각 장치(semi-aural device)를 포함한다.
압축가능한 또는 "롤-다운(roll-down)" 유형 귀마개는 일반적으로 압축가능하고 탄성인 본체 부분을 포함하고, 적합한 느리게 복원되는 폼 재료로 제조될 수 있다. 귀마개는 먼저 본체 부분을 압축하기 위해 손가락들 사이에서 귀마개를 롤링하고, 이어서 외이도 내로 본체 부분을 밀어넣고, 후속하여 본체 부분이 팽창되어 외이도를 채우도록 허용함으로써 사용자의 외이도 내로 삽입될 수 있다.
푸시-투-피트 유형의 귀마개가 또한 고려되어 왔고, 압축가능한 감쇠 부분 및 감쇠 부분으로부터 연장되는 강성(stiff) 부분을 포함할 수 있다. 푸시-투-피트 유형의 귀마개를 삽입하기 위하여, 사용자는 강성 부분을 파지하고 감쇠 부분을 적절한 수준의 힘으로 외이도 내로 밀어넣는다. 감쇠 부분은 외이도 내에 수용됨에 따라 압축된다. 푸시-투-피트 귀마개는 귀마개가 외이도 내로 신속하고 용이하게 삽입되게 할 수 있고, 삽입 전에 귀마개의 감쇠 부분과의 접촉을 최소화함으로써 위생을 촉진할 수 있다.
푸시-투-피트 귀마개가 다양한 응용들에서 바람직한 특성을 나타내지만, 이들은 많은 비용이 들 수 있고 어려운 제조 난제를 제기할 수 있다.
소리 감쇠체 내에 팁 공동을 갖는 청력 보호 장치, 예컨대 푸시-투-피트 귀마개 및 청력 보호 장치의 제조 방법이 본 명세서에 기술된다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개 내의 팁 공동은, 일 이상의 실시예들에서, 귀마개가 외이도 내로 전진되고/되거나 그 내부에 머무르게 됨에 따라 소리 감쇠체의 주변 재료가 붕괴될 수 있는 체적을 제공할 수 있다. 이러한 특징은, 일 이상의 실시예들에서, 특히 보다 작은 외이도를 갖는 사용자에게 귀마개의 삽입을 더욱 용이하게 하고/하거나 편안함을 향상시킬 수 있다.
소리 감쇠체의 재료가 차지할 체적을 제공하는 것에 더하여, 귀마개에 위치된 코어(core)의 단부는 팁 공동 내로 내부-배치될(recessed) 수 있고, 이는 일 이상의 실시예들에서 소리 감쇠체가 외이도 내로 삽입되고/되거나 그 내부에 머무름에 따라 사용자가 코어의 단부를 느끼게 될 가능성을 감소시킬 수 있다. 코어의 단부가 팁 공동 내에 내부-배치되지만, 이는 일 이상의 실시예들에서 코어의 단부가 본 명세서에 기술된 바와 같이 팁 공동의 저부(bottom) 위에 위치되도록 팁 공동 내로 연장될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같이 귀마개의 팁 공동 내부에 위치된 코어의 단부는 또한, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체가 외이도 내로 전진되고/되거나 그 내부에 머무름에 따라 사용자가 코어의 단부를 느끼게 될 가능성을 감소시키는 것을 또한 도울 수 있는 비-평면형 표면을 가질 수 있다. 코어의 단부는, 일 이상의 실시예들에서, 반-구형 형상을 가질 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체의 기부(base)에서 플랜지(flange)를 한정하는 플랜지 공동이 포함될 수 있다. 플랜지는 소리 감쇠체로부터 캔틸레버형(cantilevered)일 수 있다. 플랜지가 일 단부에서만 소리 감쇠체에 연결되기 때문에, 플랜지는 귀마개가 외이도 내로 전진되고/되거나 그 내부에 머무름에 따라 내향으로 편향될 수 있다. 플랜지의 편향은, 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 귀마개의 삽입 및/또는 편안함을 향상시킬 수 있다.
일 태양에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들은, 제1 단부, 제2 단부 및 주 외측 표면(major outer surface)을 포함하고, 길이방향 축이 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 코어; 코어의 주 외측 표면에 부착된 소리 감쇠체로서, 소리 감쇠체는 팁 및 기부를 포함하고, 소리 감쇠체의 팁은 코어의 제1 단부에 근접하여 위치되고, 기부는 코어의 제1 단부보다 코어의 제2 단부에 더 가까이 위치되며, 코어는 소리 감쇠체의 적어도 일부분을 통해 연장되는, 상기 소리 감쇠체; 및 소리 감쇠체 내의 팁 공동을 포함할 수 있다. 팁 공동은 소리 감쇠체의 팁으로부터 소리 감쇠체의 기부에 최근접한 저부를 향해 연장되고, 팁 공동은 코어 단면적보다 큰 팁 공동 단면적을 포함하며, 팁 공동 단면적은 코어의 제1 단부에 위치되고 길이방향 축을 가로지르는 제1 평면에서 측정되고, 코어 단면적은 길이방향 축을 가로지르는 제2 평면에서 측정되며, 제2 평면은 팁 공동의 저부 아래에서 그리고 소리 감쇠체의 기부 위에서 소리 감쇠체를 통과한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 단면적은 코어 단면적의 1.5배 이상이다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어의 제1 단부의 적어도 일부분이 팁 공동의 저부에서 노출된다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어의 제1 단부는 팁 공동의 저부 위에 위치된다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어는 팁 공동 내에 위치되는 헤드(head)를 포함하고, 코어의 제1 단부는 헤드 상에 위치되며, 헤드의 적어도 일부분이 코어 단면적보다 큰 헤드 단면적을 포함하고, 헤드 단면적은 길이방향 축에 직교하고 팁 공동의 저부 위에 그리고 코어의 제1 단부 아래에 위치된 평면에서 측정된다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어는 팁 공동 내에 위치되는 헤드를 포함하고, 헤드는 팁 공동의 저부로부터 멀리 향하는 비-평면형 상부 표면을 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어는 팁 공동 내에 위치되는 헤드를 포함하고, 헤드는 팁 공동의 저부로부터 멀리 향하는 반구형 상부 표면을 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체는 팁과 제1 평면 사이에 위치되는 소리 감쇠체의 제2 재료의 체적으로서 정의되는 팁 체적을 포함하고, 팁 공동은 길이방향 축을 가로지르고 팁 공동의 전체 주연부 둘레에서 소리 감쇠체와 교차하는, 제1 평면으로부터 가장 먼 평면으로 정의되는 팁 공동 개구 평면과 제1 평면 사이의 팁 공동의 체적으로 정의되는 팁 공동 체적을 포함하며, 또한 팁 공동 체적은 팁 체적의 10% 이상이다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 체적은 팁 체적의 20% 이상이다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체는 평균 셀(cell) 체적을 포함하는 복수의 가스 셀들을 포함하는 발포 재료를 포함하고, 팁 공동 체적은 평균 셀 체적의 20000 배 이상이다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체는 소리 감쇠체의 기부로부터 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 플랜지 공동을 포함하고, 소리 감쇠체는 플랜지 공동 둘레에 형성되고 소리 감쇠체의 기부로부터 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 캔틸레버형 플랜지를 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체는 코어의 외측 주 표면의 적어도 일부분에 열 접합된다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어의 주 외측 표면과 소리 감쇠체 사이에 접착제가 존재하지 않는다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어는 제1 재료로 구성되고 소리 감쇠체는 제2 재료로 구성되며, 제1 재료는 제2 재료와는 상이하다. 일 이상의 실시예들에서, 제1 재료는 열가소성 재료를 포함한다. 일 이상의 실시예들에서, 제2 재료는 열경화성 중합체를 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어는 팁 공동의 저부와 코어의 제2 단부 사이의 임의의 위치에서 균일한 단면을 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 코어는 제1 단부로부터 제2 단부까지 코어를 통해 연장되는 채널을 포함한다.
제2 태양에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들은, 제1 단부, 제2 단부 및 주 외측 표면을 포함하고, 길이방향 축이 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 코어; 코어의 주 외측 표면에 부착된 소리 감쇠체로서, 소리 감쇠체는 팁 및 기부를 포함하고, 소리 감쇠체의 팁은 코어의 제1 단부에 근접하여 위치되고, 기부는 코어의 제2 단부에 더 가까이 위치되며, 코어는 소리 감쇠체의 적어도 일부분을 통해 연장되는, 상기 소리 감쇠체; 및 소리 감쇠체 내의 팁 공동을 포함할 수 있다. 팁 공동은 소리 감쇠체의 팁으로부터 소리 감쇠체의 기부에 최근접한 저부를 향해 연장되고, 팁 공동은 코어 단면적의 1.5배 이상인 팁 공동 단면적을 포함하며, 팁 공동 단면적은 코어의 제1 단부에 위치되고 길이방향 축을 가로지르는 제1 평면에서 측정되고, 코어 단면적은 길이방향 축을 가로지르는 제2 평면에서 측정되며, 제2 평면은 팁 공동의 저부 아래에서 그리고 소리 감쇠체의 기부 위에서 소리 감쇠체를 통과한다. 코어는 팁 공동 내에 위치되는 헤드를 포함하고, 코어의 제1 단부는 헤드 상에 그리고 팁 공동의 저부 표면 위에 위치되며, 헤드의 적어도 일부분이 코어 단면적보다 큰 헤드 단면적을 포함하고, 헤드 단면적은 길이방향 축에 직교하고 팁 공동의 저부 위에 그리고 코어의 제1 단부 아래에 위치된 평면에서 측정된다. 코어는 제1 재료로 제조되고, 소리 감쇠체는 제2 재료로 제조되며, 제1 재료와 제2 재료는 상이하다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체는 소리 감쇠체의 기부로부터 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 플랜지 공동을 포함하고, 소리 감쇠체는 플랜지 공동 둘레에 형성되고 소리 감쇠체의 기부로부터 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 캔틸레버형 플랜지를 포함한다.
제3 태양에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 제조 방법의 일 이상의 실시예들은 제1 재료를 포함하고 제1 단부, 제2 단부 및 주 외측 표면을 포함하며 길이방향 축이 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 코어의 주 외측 표면의 적어도 일부분을 비활성화된 발포제(unactivated foaming agent)를 포함하는 제2 재료로 덮는 단계; 코어의 제1 단부 및 제2 재료의 적어도 일부분을 주형(mold) 공동 내로 삽입하는 단계; 및 주형 공동 내에서 비활성화된 발포제를 활성화시켜 코어의 주 외측 표면에 부착된 소리 감쇠체를 주형 공동 내에서 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 소리 감쇠체는 코어의 제1 단부에 근접하여 위치되는 팁, 및 코어의 제1 단부보다 코어의 제2 단부에 더 가까이 위치되는 기부; 및 소리 감쇠체 내의 팁 공동을 포함하고, 팁 공동은 소리 감쇠체의 팁으로부터 소리 감쇠체의 기부에 최근접한 저부를 향해 연장되고, 팁 공동은 코어 단면적보다 큰 팁 공동 단면적을 포함하며, 팁 공동 단면적은 코어의 제1 단부에 위치되고 길이방향 축을 가로지르는 제1 평면에서 측정되고, 코어 단면적은 길이방향 축을 가로지르는 제2 평면에서 측정되며, 제2 평면은 팁 공동의 저부 아래에서 그리고 소리 감쇠체의 기부 위에서 소리 감쇠체를 통과한다.
일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 방법은 주형 공동 내에서 코어의 제1 단부를 변형시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 방법은 주형 공동 내로 연장되는 보스(boss)를 포함할 수 있고, 보스는 코어의 제1 단부가 주형 공동 내로 삽입될 때 코어의 제1 단부와 접촉하도록 위치된다. 일 이상의 실시예들에서, 이 방법은 보스를 사용하여 코어의 제1 단부를 변형시키는 단계를 포함할 수 있다.
용어
"주형"은 중공형 성형체(hollow form)를 의미하고, 이는 중공형 성형체 내에 배치된 구성요소에 형상을 부여하거나 부여하지 않을 수 있다.
"열 접합된"은 2개의 재료들 또는 표면들의 분자들이 용융된 상으로 있을 때 다른 것의 재료 또는 표면 내로 확산되어 접합부가 형성되게 하는 상태를 의미한다. 화학적 접합은 없거나, 열 접합된 재료들 또는 표면들 사이의 접합의 주 공급원을 제공하지 않는다.
"열가소성 재료"는 반복적으로 가열되고 재-형상화될 수 있으며 냉각 시에 그의 형상을 유지할 중합체를 의미한다.
"열경화성 재료"는 비가역적으로 경화될 수 있는 중합체를 의미한다.
발포제를 언급할 때의 "비활성화된"은 재료 내에서의 가스 또는 셀의 형성을 용이하게 하도록 발포제가 추가로 활성화될 수 있음을 의미한다.
단어들 "바람직한" 및 "바람직하게"는 소정의 상황들 하에서 소정의 이점들을 제공할 수 있는 본 명세서에 기술된 실시예들을 지칭한다. 그러나, 다른 실시예들이 동일하거나 다른 상황 하에서 또한 바람직할 수도 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 실시예의 언급은 다른 실시예가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시예를 배제하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수형은 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 단수형의 부품은 하나 이상의 부품들과 당업자에게 공지된 균등물을 포함할 수 있다. 또한, 용어 "및/또는"은 열거된 요소 중 하나 또는 전부, 또는 열거된 요소의 임의의 둘 이상의 조합을 의미한다.
용어 "포함하다" 및 이의 변형은 이러한 용어들이 수반된 기술 내용에 나타내는 제한적인 의미를 갖지 않는다는 것을 알게 된다. 더욱이, 단수형 용어, "적어도 하나" 및 "하나 이상"은 본 명세서에서 서로 바꾸어서 사용된다.
좌측, 우측, 전방, 후방, 상측, 하측, 측면, 위, 아래, 수평, 수직 등과 같은 상대적인 용어가 본 명세서에서 사용될 수 있으며, 만일 그렇다면, 특정 도면에서 관찰된 조망으로부터 기인된다. 이들 용어는 단지 설명을 단순화하기 위하여 사용되지만 임의의 방식으로 본 발명의 범주를 한정하기 위한 것은 아니다.
상기 요약은 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개 및 귀마개의 제조 방법의 각각의 실시예 또는 모든 구현예를 기술하고자 하는 것은 아니다. 오히려, 본 발명의 더 완전한 이해는 다음의 예시적인 실시예의 내용 및 특허청구범위를 첨부 도면에 비추어 참조함으로써 명백해지고 이해될 것이다.
도 1은 본 명세서에 기술된 바와 같은 팁 공동을 포함하는 푸시-투-피트 귀마개의 일 예시적인 실시예의 사시도.
도 2는 팁 공동을 포함하는 귀마개의 단부로부터 취해진, 도 1의 귀마개의 단부도.
도 3은 도 2에서 선 3-3을 따라 취해진, 도 1의 귀마개의 단면도.
도 4 내지 도 6은 본 명세서에 기술된 바와 같은 푸시-투-피트 귀마개의 대안의 예시적인 실시예들의 단면도.
도 7은 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 제조 방법의 일 예시적인 실시예의 중간 상태에서 코어 및 외측 층을 포함하는 예비-성형체(pre-form)의 일 예시적인 실시예의 사시도.
도 8은 본 명세서에 기술된 바와 같은 제조 공정의 일 예시적인 실시예의 개략도.
도 9 및 도 10은 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개를 제조하기 위한 주형을 사용하는 방법의 일 예시적인 실시예의 단면도.
예시적인 실시예의 하기의 설명에서, 실시예의 일부를 이루며 구체적인 실시예가 예로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시예가 이용될 수 있고 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 구조적 변화가 행해질 수 있음을 이해해야 한다.
사용자를 위한 청력 보호를 제공하는 귀마개 및 귀마개의 제조 방법이 본 명세서에 기술된다. 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는 비교적 연성인 외측 층에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 덮인 비교적 강성인 코어를 포함한다. 외측 층은 사용자의 외이도 내로 삽입될 수 있는 압축가능한 소리 감쇠체를 형성한다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는 또한, 일 이상의 실시예들에서, 코어에 걸쳐서 비교적 연성인 외측 층을 포함할 수 있는 스템(stem) 부분을 포함하는데, 이때 스템 부분은 예컨대 삽입 및 제거 동안에 귀마개를 취급하는 데 사용된다. 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는, 먼저 소리 감쇠체가 압축되거나 "롤-다운"되는 것을 필요로 함이 없이, 외이도 내로 삽입될 수 있다.
귀마개의 제조 방법의 일 이상의 실시예들이 또한 본 명세서에 기술된다. 일 이상의 실시예들에서, 이 방법은 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 제조의 어려움 및/또는 비용을 감소시킬 수 있다. 이 방법은, 일 이상의 실시예들에서, 코어와 같은 기재(substrate)를 비활성화된 발포제를 포함하는 외측 층으로 덮는 단계, 및 외측 층의 적어도 일부분이 요구되는 형상으로 팽창되도록 발포제를 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 명세서에 기술된 바와 같은 푸시-투-피트 귀마개(100)의 일 예시적인 실시예를 도시한다. 귀마개(100)는 제1 재료로 제조되고 제1 단부(111) 및 제2 단부(112)를 갖는 기다란 코어(110)를 포함한다. 귀마개(100)는 제2 재료로 제조되고 기다란 코어(110)의 주 외측 표면의 적어도 일부분에 직접적으로 또는 간접적으로 접합된 외측 층을 추가로 포함한다. 제2 재료의 외측 층은, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120)를 형성하는 데 사용될 수 있고, 소리 감쇠체(120)로부터 연장되는 스템 부분(124)의 외측 층(125)을 형성하는 데 또한 사용될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)는 소리 감쇠체(120)의 적어도 일부분을 통해 연장되는 것으로 기술될 수 있다.
소리 감쇠체(120)는 외이도 내로의 소리의 통과를 감쇠시키기 위하여 사용자의 외이도 내로 적어도 부분적으로 삽입되도록 구성된다. 반드시 필요하지는 않지만, 스템 부분(124)은 일 이상의 실시예들에서 소리 감쇠체(120)보다 작은 직경을 가질 수 있다. 외이도 내로의 귀마개(100)의 삽입 동안에, 스템 부분(124)은 사용자에 의해 파지될 수 있는 손잡이로서 역할한다. 귀마개(100), 및 구체적으로 소리 감쇠체(120)는 사용자의 귀에 근접하게 이동되어 외이도 내로 삽입된다. 소리 감쇠체(120)는 위치됨에 따라 압축되고, 기다란 코어(110)는 삽입을 용이하게 하기에 충분한 강성을 제공한다. 사용 시에, 소리 감쇠체(120)는 소리의 통과를 차단하도록 실질적으로 외이도 내에 위치되고, 스템 부분(124)은 귀마개를 제거하기 위한 손잡이를 제공하도록 외이도로부터 외향으로 연장된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 귀마개(100)와 같은, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120)는 팁(121) 및 기부(122)를 포함한다. 소리 감쇠체(120)의 팁(121)은 코어(110)의 제1 단부(111)에 근접하게 위치된다. 소리 감쇠체(120)의 기부(122)는 코어(110)의 제2 단부(112)에 더 가까이 위치된다. 코어(110)는, (도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은) 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120)의 적어도 일부분을 통해 연장될 수 있다.
필요하지는 않지만, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들은 소리 감쇠체(120)의 기부(122)가 소리 감쇠체(120)의 팁(121)보다 더 폭넓은 소리 감쇠체(120)를 포함할 수 있다. 이 설명에 사용되는 바와 같은 폭은 코어(110)의 제1 단부(111) 및 제2 단부(112)를 통해 연장되는 길이방향 축(11)을 가로지르는 치수로 측정된다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120)는 소리 감쇠체(120)의 기부(122)로부터 팁(121)을 향해 연장되는 플랜지(125)를 포함할 수 있다. 플랜지(125)는 소리 감쇠체(120) 내에 형성된 플랜지 공동(126)에 의해 형성될 수 있는데, 이때 플랜지 공동(126)은 플랜지 공동(126)의 상부 단부에 위치된 저부(127)를 갖는다. 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120)는 소리 감쇠체(120)의 기부(122)로부터 소리 감쇠체(120)의 팁(121)을 향해 연장되는 플랜지 공동(126)을 포함하는 것으로 기술될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 플랜지 공동(126)은 코어(110)의 제2 단부(112)를 향해 하향으로, 또는 대안적으로 소리 감쇠체(120)의 팁(121)으로부터 멀리 개방되는 것으로 기술될 수 있다. 플랜지(125)는 길이방향 축(11)에 직교로 배향된 평면 아래에 위치되고 플랜지 공동(126)의 저부(127)의 적어도 일부분과 교차하는 소리 감쇠체(120)의 부분으로서 정의될 수 있다. 결과적으로, 플랜지(125)는 본질적으로 소리 감쇠체(120)로부터 캔틸레버형으로 된다. 플랜지(125)가 일단부에서만 소리 감쇠체(120)에 연결되기 때문에, 플랜지(125)는 귀마개(100)가 외이도 내로 전진되고/되거나 그 내부에 머무름에 따라 내향으로 편향될 수 있다. 플랜지(125)의 그러한 편향은, 일 이상의 실시예들에서, 귀마개(100)의 삽입 및/또는 편안함을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체는 소리 감쇠체(120)의 팁(121)으로부터 소리 감쇠체(120)의 기부에 더 가까이 위치되는 저부(131)를 향해 연장되는 팁 공동(130)을 포함한다. 팁 공동(130)은, 일 이상의 실시예들에서, 귀마개(100)가 외이도 내로 전진되고/되거나 그 내부에 머무름에 따라 소리 감쇠체(120)의 주변 재료가 붕괴될 수 있는 체적을 제공할 수 있다.
더욱이, 코어(110)의 제1 단부(111)는 팁 공동(130) 내에 내부-배치되는데, 이는 일 이상의 실시예들에서 소리 감쇠체(120)가 외이도 내로 삽입되고/되거나 그 내부에 머무름에 따라 사용자가 코어의 단부(111)를 느끼게 될 가능성을 감소시킬 수 있다. 제1 단부(111)가 팁 공동(130) 내에 내부-배치되지만, 코어(110)의 제1 단부(111)는 코어(110)의 제1 단부(111)가 팁 공동(130)의 저부(131) 위에 위치되도록 팁 공동(130) 내로 연장될 수 있다(여기서, 본 명세서에 사용되는 바와 같은 "위에"는 제1 단부(111)가 팁 공동(130)의 저부(131)보다 소리 감쇠체(120)의 팁(121)에 더 가까운 것을 의미한다).
팁 공동의 저부(131) 위에 위치되도록 팁 공동(130) 내로 연장되는 것을 특징을 하는 것에 더하여, 코어(110)의 제1 단부(111)는, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120)의 팁(121) 아래에 위치되도록 팁 공동(130) 내에 내부-배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 코어의 제1 단부(111)는, 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 개구 평면(103) 아래에 위치되는 것으로 기술될 수 있다. 팁 공동 개구 평면(103)은 팁 공동(130)의 전체 주연부 둘레에서 소리 감쇠체(120)와 교차하는(그리고 길이방향 축(11)을 가로지르는), 제1 평면(101) 위에 있고 이로부터 가장 먼 평면으로 정의된다. 팁 공동 개구 평면(103)과 관련하여 사용되는 바와 같이, "위에"는 팁 공동 개구 평면(103)이 제1 평면(101)보다 팁 공동(130)의 저부(131)로부터 더 멀리 위치되는 것을 의미한다. 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)의 제1 단부(111)는 팁 공동 개구 평면(103) 아래로 1 밀리미터(mm) 이상에 위치될 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 코어(110)의 제1 단부(111)의 전부 또는 일부분은 팁 공동(130) 내부에서 노출될 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 코어(110)의 제1 단부(111)는 소리 감쇠체(120)를 형성하기 위해 사용되는 재료의 층에 의해 부분적으로 또는 완전히 덮일 수 있다.
코어(110)의 제1 단부(111) 및 팁 공동(130)의 예시적인 실시예가 (예컨대, 도 2에서 보여지는 바와 같이) 원형 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 본 명세서에 기술되는 바와 같은 귀마개에 사용된 코어의 제1 단부 및/또는 팁 공동은 예컨대 육각형, 오각형, 팔각형, 삼각형, 정사각형 등의 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체 내의 팁 공동은 다양한 상이한 방식들로 특징지어질 수 있다. 도 3을 참조하면, 팁 공동(130)은 코어(110)의 제1 단부(111)에 위치된 제1 평면(101)에서 측정되는 바와 같은 팁 공동 단면적을 갖는 것으로 기술될 수 있다. 제1 평면(101)은 길이방향 축(11)을 가로질러 배향된다. 팁 공동(130)의 도시된 실시예가 원형이기 때문에, 이는 본질적으로 제1 평면(101)에서 보여지는 바와 같은 팁 공동(130)의 단면적을 또한 도시하는 도 2에 도시된 바와 같은 직경(D TC )을 갖는 것으로 또한 기술될 수 있다.
또한, 제1 평면(101)에서 보여지는 바와 같은 팁 공동 단면적은 팁 공동(130)의 저부(131) 아래에 그리고 소리 감쇠체(120)의 기부(122) 위에 위치되는 제2 평면(102)에서 측정되는 바와 같은 코어 단면적에 비교될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "아래에"는 제2 평면(102)이 소리 감쇠체(120)의 기부(122) 및 팁 공동(130)의 저부(131)에 더 가깝게 위치된다는 것을 의미한다. 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는, 제2 평면(102)에서 측정된 코어 단면적보다 큰, 제1 평면(101)에서 측정된 팁 공동 단면적을 갖는 것으로 기술될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 단면적은 코어 단면적의 1.5배 이상일 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예에서, 팁 공동 단면적은 코어 단면적의 두(2)배 이상일 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 코어(110)의 제1 단부(111)에 위치된 제1 평면(101)에서 측정된 바와 같은 팁 공동 단면적은 5 ㎟ 내지 25 ㎟의 범위, 예컨대 대략 12 ㎟일 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동(130)의 저부(131) 아래에 그리고 소리 감쇠체(120)의 기부(122) 위에 위치된 제2 평면(102)에서 측정된 코어 단면적은 1 ㎟ 내지 10 ㎟의 범위, 예컨대 대략 5 ㎟일 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 코어(110)는 헤드(114)를 포함할 수 있는데, 이때 코어(110)의 제1 단부(111)는 헤드 상에 위치된다. 헤드(114)는 팁 공동의 저부(131)에서 또는 그 위에서 팁 공동(130) 내에 위치되는 것으로 기술될 수 있다. 코어(110)의 헤드(114)는, 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)의 헤드(114)와 제2 단부(112) 사이에 위치된 코어(110)의 부분보다 폭넓을 수 있다(이때, 코어(110)의 그 부분은, 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동(130)의 저부(131) 아래에 위치된다). 일 이상의 실시예들에서, 헤드(114)는 팁 공동(130)의 형성 동안에 변형되는 코어(110)를 구성하는 제1 재료로 형성될 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 헤드(114)의 적어도 일부분은 코어 단면적과 같고/같거나 그보다 큰 헤드 단면적을 갖는 것으로 기술될 수 있다. 도 3에 도시된 예시적인 실시예에서, 헤드(114)는 코어 단면적보다 큰 헤드 단면적을 갖는다. 헤드 단면적은 길이방향 축(11)에 직교하는 평면에서 측정되는데, 이때 이 평면은 팁 공동(130)의 저부(131) 위에 그리고 코어(110)의 제1 단부(111) 아래에(즉, 도 3에 도시된 것과 같은 평면(101) 아래에) 위치된다. 전술된 바와 같이, 코어 단면적은 팁 공동(130)의 저부(131) 아래에 그리고 소리 감쇠체(120)의 기부(122) 위에 위치된 제2 평면(102)에서 측정된다.
팁 공동(130) 내에 내부-배치된 코어(110)의 제1 단부(111)를 갖는 것에 더하여, 코어(110)는 또한, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120)가 외이도 내로 전진되고/되거나 그 내부에 머무름에 따라 코어(110)의 제1 단부(111)를 사용자가 느끼게 될 가능성을 감소시키는 것을 또한 도울 수 있는 비-평면형 상부 표면을 갖는 헤드(114)를 구비한다. 헤드(114)의 상부 표면은 팁 공동(130)의 저부(131)로부터 멀리 향하는 헤드(114)의 그 표면이다. 코어(110)의 헤드(114)의 상부 표면은, 일 이상의 실시예들에서, 도 3에 도시된 예시적인 실시예에 도시된 바와 같은 반-구형 형상을 가질 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체의 일 이상의 실시예들이 특징으로 하는 다른 방식은 체적에 의한다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 팁 공동을 갖는 소리 감쇠체(120)의 팁 체적은, 전술된 바와 같이 길이방향 축(11)을 가로질러 배향되고 코어(110)의 제1 단부(111)에 위치되는 제1 평면(101)과 소리 감쇠체(120)의 팁(121) 사이에 위치되는 소리 감쇠체(120)의 재료의 체적으로서 정의될 수 있다. 소리 감쇠체(120)의 팁 공동(130)은 또한 제1 평면(101)과 팁 공동 개구 평면(103) 사이의 팁 공동(130)의 체적으로서 정의되는 팁 공동 체적을 갖는 것으로 기술될 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 팁 체적은 0.02 ㎤ 이상 또는, 대안적으로 0.04 ㎤ 이상일 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 체적은 0.2 ㎤ 이하 또는, 대안적으로 0.1 ㎤ 이하일 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 체적은 0.005 ㎤ 이상 또는, 대안적으로 0.01 ㎤ 이상일 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 체적은 0.04 ㎤ 이하 또는, 대안적으로 0.02 ㎤ 이하일 수 있다.
귀마개 내의 소리 감쇠체의 팁 체적 및 팁 공동 체적을 본 명세서에 기술된 바와 같이 정의하면, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 소리 감쇠체의 일 이상의 실시예들에서의 팁 공동의 팁 공동 체적은 팁 공동을 둘러싸는 재료의 팁 체적보다 적거나, 이와 동일하거나, 심지어 더 클 수 있다. 팁 공동 체적과 팁 체적 사이의 실제 관계는, 일 이상의 실시예들에서, 외이도 내로의 귀마개의 삽입 및/또는 외이도 내에서의 귀마개의 머무름 동안에 향상된 편안함과 같은 이익을 제공하도록 선택될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 체적은 팁 체적의 10% 이상일 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 팁 공동 체적은 팁 체적의 20% 이상, 또는 심지어 30% 이상일 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 체적은 팁 체적의 90% 이하일 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예에서, 팁 공동 체적은 팁 체적의 70% 이하, 또는 심지어 50% 이하일 수 있다.
본 명세서에 기술되는 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에 사용되는 코어는 재료의 외측 층이 상부에 제공될 수 있는 기재를 제공할 수 있고, 일 이상의 실시예들에서, 사용자의 외이도 내로의 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 삽입을 용이하게 할 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 예시적인 실시예에서, 코어(110)는 소리 감쇠체(120)(및 도시된 실시예에서의 스템 부분(124)의 외측 층(125))를 형성하는 데 사용되는 제2 재료보다 더 큰 강도 또는 강성을 나타내지만, 사용자에 대해 편안하고 안전하도록 충분히 부드러운 제1 재료로 제조된다. 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)의 제1 재료는 스템 부분(124)의 외측 층(125) 및 소리 감쇠체(120)를 형성하는 데 사용되는 재료와는 상이할 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 코어(110)의 제1 재료는 화학적으로 동일한 재료일 수 있지만, (예컨대, 밀도, 경도 등에 의해서) 제1 재료와 제2 재료 사이에 상이한 강성을 초래하는 방식으로 형성 또는 제공될 수 있다.
스템 부분(124)의 외측 층(125)을 형성하는 재료보다 더 강성인 코어(110)를 스템 부분(124) 내에 포함시키는 것은, 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 귀마개가 적절한 힘으로 외이도 내로 소리 감쇠체(120)를 밀어넣음으로써 적어도 부분적으로 사용자의 귀 내에서 사용되게 위치될 수 있도록 충분한 강성을 갖는 스템 부분(124)을 제공할 수 있다. 즉, 귀마개(100)가 소리 감쇠체(120)를 먼저 압축하거나 "롤 다운"할 필요 없이 적어도 부분적으로 사용자의 귀 내에서 사용되게 위치될 수 있도록, 소리 감쇠체(120)를 형성하는 데 사용되는 재료의 외측 층(125) 및 코어(110)에 의해 충분히 강성인 스템 부분(124)이 제공될 수 있다. 소리 감쇠체(120)를 먼저 압축하거나 "롤 다운"할 필요 없는 직접적인 삽입은, 예를 들어 귀 내에 배치하기 전에 소리 감쇠체(120)와의 접촉을 제한함으로써 위생을 촉진할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)는 또한 사용을 위해 위치될 때 외이도의 윤곽을 따르기 위해 약간 변형될 수 있도록 적절한 수준의 가요성을 나타낼 수 있다.
긴 코어(110)는, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(120) 및 도시된 실시예에서의 스템 부분(124)의 외측 층(125)을 형성하는 데 사용되는 재료에 적절하게 접합될 수 있고, 달리 적합하게 되는 하나 이상의 재료들로부터 제조될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)는 미국 매사추세츠주 루넌버그 소재의 에스앤드이 스페셜티 폴리머즈, 엘엘씨.(S&E Specialty Polymers, LLC.)로부터 입수가능한 터프프렌(TUFPRENE)과 같은 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)과 폴리프로필렌의 블렌드로부터 제조될 수 있다. 다른 잠재적으로 적합한 재료는 엑손 모빌 코포레이션(Exxon Mobile Corporation)으로부터 입수가능한 산토프렌(SANTOPRENE) 101-90, 및 귀마개(100)의 감쇠체(120)가 사용자의 외이도 내로 용이하게 삽입될 수 있도록 하는 적절한 강성을 나타내는 다른 재료를 포함한다.
긴 코어(110)는, 일 이상의 실시예들에서, 규정된 경도를 갖는 일 이상의 재료들로 제조될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 코어(110)의 적어도 일부분의 경도는 50 내지 100 쇼어(Shore) A, 또는 70 내지 90 쇼어 A, 또는 약 80 쇼어 A이다. 요구되는 경도는 기다란 코어(110)가 요구되는 강성을 나타내도록 기다란 코어(110)의 치수에 의존할 수 있다.
일 이상의 예시적인 실시예들에서, 코어(110)는 기다란 코어(110)가 대체로 원통형 형상을 나타내도록 제1 단부(111)와 제2 단부(112) 사이의 임의의 위치에서 크기가 실질적으로 균일한 원형 단면을 갖는다. 원형 단면은 사용자의 귀의 부분들과 접촉함으로써 불편함을 유발할 수 있는 에지를 최소화할 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개에 사용되는 기다란 코어는 오각형, 육각형, 팔각형, 삼각형, 정사각형, 또는 임의의 적합한 단면을 가질 수 있고/있거나 귀마개(100)의 길이를 따라 변하는 단면 크기를 가질 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개에 사용되는 코어의 주 외측 표면은 깔쭈기 형성되거나 홈 형성되거나 달리 텍스처 형성된 표면을 가질 수 있다. 그러한 표면은 코어에 접합되는 다른 재료의 능력을 향상시킬 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 하나 이상의 중간 층들이 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체를 형성하는 데 사용되는 재료와 코어 외측 표면 사이에 제공될 수 있다. 코어(110)의 예시적인 실시예가 단일 재료만을 포함하지만, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개에 사용되는 코어의 하나 이상의 대안적인 실시예들은 다수의 층들(동심일 수 있거나 동심이 아닐 수 있음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 요구되는 강성을 제공하기 위해 하나 이상의 층들이 사용될 수 있고, 외측 층과의 강건한 접합을 용이하게 하거나 하나 이상의 다른 요구되는 특성들을 제공하기 위하여 하나 이상의 층들이 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 예시적인 실시예에서 도시된 바와 같은 소리 감쇠체(120)의 특정 형상은 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개를 위한 잠재적으로 적합한 형상의 단지 일례이다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개를 위해 사용될 수 있는 수많은 대안적인 형상들 중 단지 몇몇의 예들이 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 귀마개(200)에 대하여, 소리 감쇠체(120)는 총알 형상을 갖는 것으로 기술될 수 있고, 또한 코어(210)의 제1 단부(211)가 팁 공동(230) 내부에 내부-배치된 상태에서 소리 감쇠체(220)의 팁(221)에 위치된 팁 공동(230)을 포함한다.
귀마개(200)와 연결되어 도시된 다른 변형예는, 코어(210)가 제1 단부(211)와 제2 단부(212) 사이에서 코어(210)를 통해 연장되는 채널(213)을 포함하는 것이다(여기서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 귀마개(100)의 코어(110)는 중실임). 귀마개를 통과하는 채널을 포함하는 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는 통신 시스템의 수신기의 구성요소들이 귀마개에 부착될 수 있도록 제조될 수 있다. 대안적으로 또는 더하여, (예컨대, 채널(213)과 같은) 채널은 요구되는 형상을 갖는 감쇠 곡선부를 제공하도록 하나 이상의 필터들 또는 다른 수동형(passive) 청각 요소들을 수용할 수 있다. 예를 들어, 채널(213) 내에 위치된 필터는 폭발, 총성 등에 의해 생성되는 높은 수준의 충격의 비선형 감쇠를 유발할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 하나 이상의 실시예들에서 제공된 채널은 또한 제1 및 제2 귀마개들이 결합될 수 있도록, 또는 헤드밴드의 단부들이 반-청각 청력 보호기에 부착될 수 있도록 코드(cord)가 부착될 수 있는 리세스(recess)를 제공할 수 있다.
귀마개(300)의 다른 예시적인 실시예가 도 5에 보여진다. 귀마개(300)는 팁 공동(330)이 내부에 제공되는 팁(321)을 갖는 소리 감쇠체(320)를 포함한다. 기부(322)가 소리 감쇠체(320)의 팁(321)의 반대편에 위치된다. 귀마개(300)는 또한 소리 감쇠체(320)를 통해 연장되는 코어(310)를 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 또 다른 예시적인 실시예가 도 6에 도시되어 있는데, 여기서 귀마개(400)는 팁(421) 및 기부(422)를 갖는 소리 감쇠체(420)를 포함한다. 팁 공동(430)이 소리 감쇠체(420) 내에 형성된다. 귀마개(400)는 채널(413)을 포함하는 코어(410)를 또한 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체를 형성하는 데 사용되는 제2 재료는, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체(및 일 이상의 실시예들에서의 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 스템 부분의 외측 층)를 구성하는 재료 내부에 형성되거나 수용된 복수의 셀들을 포함하는 다공질(cellular) 재료로 형성될 수 있다. 이들 셀은 (예컨대, 공기와 같은) 가스를 수용하고 임의의 적합한 공정에 의해 형성될 수 있는데, 그 공정의 일부 예들이 본 명세서에 기술된다. 도 6을 참조하면, 셀들 중 하나가 도면 부호 426에 의해 식별된다.
일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체에 형성된 가스 셀들은 도 3을 참조하여 본 명세서에 기술된 바와 같은 팁 공동 체적에 관련될 수 있는 평균 셀 체적을 가질 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동 체적은 평균 셀 체적의 20,000배 이상인 것으로 기술될 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 팁 공동 체적은 평균 셀 체적의 45,000배 이상인 것으로 기술될 수 있다.
소리 감쇠체 및 일 이상의 실시예들에서의 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 스템 부분의 외측 층을 형성하는 데 사용되는 제2 재료는, 사용자의 외이도 내에 편안하게 위치될 수 있는 연성이고 유연한 폼, 고무, 중합체, 또는 다른 적합한 재료일 수 있다. 일 이상의 예시적인 실시예들에서, 제2 재료는 미국 로드아일랜드주 포터킷 소재의 텍노어 아펙스(Teknor Apex)로부터 입수가능한 몬프렌(MONPRENE) MP1900과 같은 SEBS일 수 있다. 다른 적합한 재료는 가소화된 폴리비닐 클로라이드, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM) 고무, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부틸 고무, 천연 고무, 다른 열가소성 재료, 열경화성 중합체, 및 적절한 경도 범위를 나타내도록 제형화될 수 있는 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 재료를 포함한다.
일 이상의 실시예들에서, 코어 및 소리 감쇠체를 구성하기 위해 사용되는 재료들은, 소리 감쇠체를 위해 (직접적으로 또는 간접적으로) 사용되는 재료와 코어 사이의 접합의 주 공급원이 열 접합이 되도록 선택될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 코어를 소리 감쇠체에 접합하기 위해 추가적인 접착제가 요구되지 않고, 결과적으로 코어와 소리 감쇠체 사이에 접착제가 존재하지 않는다. 본 명세서에서 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체는 제2 재료로 구성되는 것으로 기술될 수 있지만, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체는 (예컨대, 동심으로 배열될 수 있는) 동일 또는 상이한 재료들의 다수의 층들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 외이도와 접촉하기 위한 요구되는 특성을 제공하기 위해 제1 층이 사용될 수 있고, 코어와의 강건한 접합을 용이하게 하기 위하여 제2 층이 사용될 수 있으면서, 다른 요구되는 특성들을 제공하기 위해 하나 이상의 추가적인 층들이 사용될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체에 사용되는 제2 재료는 사용 동안에 쉽게 파손되거나 분해되지 않을 수 있도록 소리 감쇠체의 외측 표면의 마손도(friability)를 제어하기 위하여 선택될 수 있다. 귀마개의 마손도는 적절한 분자량을 갖는 재료를 선택함으로써 부분적으로 제어될 수 있는데, 이때 보다 높은 분자량은 대체로 덜 마손성인 귀마개를 생성한다. 예시적인 실시예에서, 외측 층(142)은 ASTM D6474 - 99에 따른 것과 같은, 당업계에 알려진 바와 같은 겔 투과 크로마토그래피(gel permeation chromatography) 분석에 의해 측정될 때, 100,000 달톤(Dalton) 내지 200,000 달톤의 분자량을 갖는 SEBS를 포함한다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개에 사용되는 소리 감쇠체에 사용되는 제2 재료의 외측 층의 밀도는, 일 이상의 실시예들에서, 특정 응용에 대하여 요구되는 바와 같은 규정된 밀도를 제공하기 위하여 제조 동안에 제어될 수 있다. 제2 재료는, 일 이상의 실시예들에서, 예를 들어 소리 감쇠체에 사용되는 제2 재료가 코어에 더 가까이 위치된 제2 재료보다 더 치밀한 일체형 외측 스킨을 갖도록 두께별로 변하는 밀도를 나타낼 수 있다. 그러한 스킨은 소리 감쇠체 및 스템 부분(여기서, 스템 부분은 예를 들어 소리 감쇠체에 사용되는 제2 재료의 층을 포함함) 중 하나 또는 둘 모두에 존재할 수 있다. 대안적으로, 소리 감쇠체 및/또는 스템 부분의 외측 층을 구성하는 데 사용되는 제2 재료는 실질적으로 균일한 밀도를 가질 수 있다.
스템 부분이 소리 감쇠체에 사용되는 제2 재료의 층을 포함하는 일 이상의 실시예들에서, 그리고 소리 감쇠체 및/또는 스템 부분의 외측 층에서의 일체형 외측 스킨 또는 가변 밀도의 존재와는 상관 없이, 소리 감쇠체의 제2 재료는 제1 평균 밀도(ρ1)를 가질 수 있고, 스템 부분의 외측 층의 제2 재료는 제2 평균 밀도(ρ2)를 가질 수 있다. 제1 및 제2 평균 밀도(ρ1, ρ2)들은 소리 감쇠체 또는 스템 부분의 외측 층의 각각의 위치에서의 밀도를 평균함으로써 구해질 수 있다. 이론에 의해 구애됨이 없이, 평균 밀도는 외력을 받을 때 소리 감쇠체 또는 스템 부분의 외측 층이 압축하거나 달리 순응하는 능력의 지시를 제공하는 것으로 여겨진다. 소리 감쇠체의 제1 평균 밀도(ρ1)는, 일 이상의 실시예들에서, 소리 감쇠체가 요구되는 소리 감쇠 수준을 제공하면서 사용자의 외이도에 순응함으로써 편안한 맞춤을 제공할 수 있도록 선택될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 예컨대 발포된 SEBS를 포함하는 소리 감쇠체 내의 제2 재료의 제1 평균 밀도(ρ1)는, 100 ㎏/㎥ 내지 180 ㎏/㎥, 또는 110 ㎏/㎥ 내지 160 ㎏/㎥이거나, 약 125 ㎏/㎥일 수 있다. 스템 부분의 외측 층에서의 제2 재료의 제2 평균 밀도(ρ2)는 제1 평균 밀도(ρ1)보다 클 수 있고, 다양한 예시적인 실시예들에서 200 ㎏/㎥ 내지 300 ㎏/㎥, 225 ㎏/㎥ 내지 275 ㎏/㎥이거나, 약 250 ㎏/㎥일 수 있다. 따라서, 다양한 예시적인 실시예들에서, 외측 층(120)의 스템 부분(124)의 제2 평균 밀도(ρ2)는 소리 감쇠체의 제2 재료의 제1 평균 밀도(ρ1)의 1.2, 1.5, 2배 이상 더 크다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들은 다수의 단계 공정으로 형성될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 귀마개는 코어가 제2 재료의 외측 층으로 (직접적으로 또는 간접적으로) 덮인 중간 상태를 수반하는 공정으로 형성되어, 예비-성형체로서 지칭될 수 있지만 아직 소리 감쇠체를 포함하지 않는 예비-성형된 청력 보호 장치를 생성할 수 있다. 예비-성형체의 일 예시적인 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 예비-성형체(140)는 코어(110) 위에 위치된 외측 층(142)을 포함한다. 일 이상의 실시예들에서, 예비-성형체(140)의 외측 층(142)은 비활성화된 발포제를 포함한다. 일 이상의 실시예들에서, 비활성화된 발포제는 예를 들어 열 또는 다른 활성화 공급원에 노출될 때 팽창하는 탄화수소 또는 다른 적합한 가스를 봉지하는 쉘(shell)을 포함하는 열가소성 구체를 포함하는 팽창가능한 구체 발포제를 포함한다. 열가소성 쉘의 팽창은 외측 층(142)의 재료의 증가된 체적 및 감소된 밀도를 초래한다. 비활성화된 발포제는 또한 자급식(self-contained)이거나 달리 팽창가능한 구체에 의해 수용되지 않은 팽창가능한 재료를 포함하는 화학적 발포제일 수 있다. 그러한 발포제의 활성화는 팽창가능한 재료가 팽창되게 하여 외측 층의 재료 내에 공극(void) 또는 간극(gap)을 생성한다.
일 이상의 실시예들에서, 예비-성형체(140)의 외측 층(142)은 비활성화된 팽창가능한 구체 발포제 및 비활성화된 화학적 발포제를 포함한다. 발포제 또는 외측 층(142) 내에 존재하는 발포제 또는 발포제들의 활성화 및 외측 층(142)의 관련 팽창은 요구되는 형상, 밀도, 경도 및 다른 요구되는 특성들을 나타내는 스템 부분의 외측 층 및 소리 감쇠체를 갖는 귀마개를 제공하도록 제어될 수 있다. 팽창가능한 구체 발포제 및 화학적 발포제 둘 모두의 존재는, 활성화 동안에 외측 층이 적절하게 형성될 수 있도록 하기에 충분한 구조 및 팽창을 제공하는 것을 도우면서, 그렇지 않다면 팽창가능한 구체 발포제만이 사용되었던 경우에 생성될 수준으로부터 외측 층의 경도를 감소시킬 수 있다. 화학적 발포제에 의해 발생된 가스의 일부 또는 전부는 가스의 일부 또는 전부가 활성화 후에 외측 층에 존재하지 않도록 활성화 동안 빠져 나갈 수 있다. 팽창가능한 구체 발포제의 일부 또는 전부는 최종 귀마개가 열가소성 구체를 포함할 수 있도록 최종 귀마개의 외측 층 내에 남아 있을 수 있다. 일 이상의 예시적인 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체 및 스템 부분의 외측 층을 형성하는 외측 층(142)에 사용된 재료는 1 중량% 내지 5 중량%를 포함할 수 있고, 대략 3 중량%의 발포제 또는 소리 감쇠체 및 스템 부분의 외측 층으로 형성된 후의 나머지의 발포제를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 중간 상태에서, 예비-성형체(140)는 예비-성형체(140)로부터 형성될 귀마개의 요구되는 길이와 대략 동등한 길이를 가질 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 예비-성형체(140)는 2개 이상의 귀마개들의 후속적인 형성을 위해 충분한 연장된 길이를 가질 수 있다. 연장된 길이를 갖는 예비-성형체(140)는 발포제의 후속 처리 및 활성화를 위한 취급을 용이하게 할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 예비-성형체(140)는 요구되는 개수의 귀마개를 생산하도록 후속하여 절단되고 활성화될 수 있는 연장된 길이로 절단된다. 연장된 예비-성형체(140)는 운송 또는 취급이 용이하도록 감기거나(coiled) 달리 형상화될 수 있다.
개인 보호 장비, 예를 들어 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개를 제조하는 방법은 코어를 외측 층으로 덮는 단계, 및 외측 층의 적어도 일부분에 열을 가하여 외측 층의 적어도 일부분이 소리 감쇠체 및 일 이상의 실시예들에서의 스템 부분의 외측 층을 형성하도록 팽창되게 하는 단계를 포함할 수 있다. 외측 층의 팽창은, 일 이상의 실시예들에서, 외측 층의 재료 내에 존재하는 발포제의 활성화에 기인하여 일어날 수 있고, 팽창 이전에 주형 내에 외측 층의 적어도 일부분을 위치시킴으로써 제어될 수 있다. 외측 층의 부분들은 외측 층이 팽창함에 따라 주형의 형상에 의해 구속될 수 있거나, 발포제의 활성화를 제한하도록 열로부터 차폐된다.
본 명세서에서 기술된 바와 같은 귀마개를 제조하는 공정의 일 예시적인 실시예의 개략도가 도 8에 도시되어 있다. 도시된 공정에서, 연장된 코어(110)가 제1 재료를 제1 다이(150)를 통해 압출하고 제1 재료를 적절한 직경으로 인발함으로써 형성된다. 전술된 바와 같이, 코어는 중실일 수 있거나, 코어(110)의 전체 또는 일부분을 통해 연장되는 길이방향 채널을 포함할 수 있고, 상이한 특성들을 갖는 하나 이상의 동심 층들을 포함할 수 있다. 제1 재료는 제조 공정의 후속 단계들에서 안정하게 유지되도록 냉각될 수 있다. 온도 변화의 크기는 사용되는 재료 및 최종 제품의 요구되는 특성에 좌우될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 기다란 코어(110)는, 제2 다이(152)에 의해 덮이기 전의 지점에서, 외측 층(142)에 대해 사용되는 제2 재료의 활성화 또는 경화 온도보다 낮은 온도를 나타내도록 필요한 대로 냉각된다. 외측 층(142)의 제2 재료에 의해 덮이기 전에, 기다란 코어(110)는 연장된 길이를 갖고 귀마개에 대해 요구되는 길이로 아직 절단되지 않는다.
도 8에 도시된 실시예에서, 기다란 코어(110)는 제2 다이(152)에 의해, 제2 재료를 포함하는 외측 층(142)으로 직접적으로 또는 간접적으로 덮인다. 제2 다이(152)는 당업계에 알려진 바와 같은 공-압출 다이(co-extrusion die) 또는 다른 적합한 다이일 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 제2 재료는 열가소성 재료 및 일 이상의 비활성화된 발포제들을 포함한다. 외측 층(142)은 비활성화된 발포제의 활성화 온도 미만의 온도에서 유지되면서 기다란 코어(110)에 적용된다. 일 이상의 실시예들에서, 제2 재료는 SEBS 및 100℃ 내지 205℃, 120℃ 내지 190℃, 또는 약 170℃의 활성화 온도를 갖는 발포제를 포함한다. 다른 적합한 재료는 가소화된 폴리비닐 클로라이드, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM) 고무, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부틸 고무, 천연 고무, 다른 열가소성 재료, 열경화성 중합체, 및 당업계에 알려진 바와 같은 다른 적합한 재료를 포함할 수 있다. 외측 층(142)이 고무 또는 열경화성 중합체를 갖는 제2 재료를 포함하는 실시예에서, 외측 층(142)은 고무 또는 열경화성 중합체의 가황 또는 경화 온도 미만의 온도에서 적용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 외측 층(142)은 비활성화된 발포제, 및 열 또는 다른 적합한 활성화 또는 경화 공정을 이용하여 후속적으로 각각 활성화 및 경화될 수 있는 미경화되거나 부분적으로 경화된 고무 또는 열경화성 중합체를 포함할 수 있다.
기다란 코어(110)에 초기에 적용될 때 외측 층(142) 내의 발포제의 중량 백분율은 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체의 요구되는 최종 형상, 밀도, 경도 또는 다른 특성 및 사용되는 열가소성 재료 또는 다른 재료의 유형에 기초하여 선택될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 외측 층(142)은 90% 내지 99.5%의 SEBS 및 10% 내지 0.5%의 적절한 비활성화된 발포제, 또는 대략 93%의 SEBS 및 스웨덴 선즈발 소재의 에카 케미칼스 에이비(Eka Chemicals AB)로부터 둘 모두 입수가능한 엑스판셀(EXPANCEL) 930 DU 120, 엑스판셀 920 DU 120과 같은 7%의 비활성화된 팽창가능한 구체 발포제로 된 초기 조성을 갖는다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 외측 층(142)은 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 비들 소이어 코포레이션(Biddle Sawyer Corp.)로부터 입수가능한 옥시비스 벤젠 설포닐 하이드라지드(OBSH)와 같은 비활성화된 화학적 발포제를 포함하는 초기 조성을 갖는다. OBSH 발포제와 같은 화학적 발포제의 존재는 유일한 발포제로서 엑스판셀과 같은 팽창가능한 구체 발포제를 포함하는 외측 층으로 형성된 소리 감쇠체보다 낮은 경도 값을 갖는 소리 감쇠체를 생성할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 외측 층(142)은 비활성화된 팽창가능한 구체 발포제 및 비활성화된 화학적 발포제를 포함한다. 팽창가능한 구체 발포제 및 화학적 발포제 둘 모두의 존재는, 외측 층이 적절하게 형성될 수 있도록 하는 그리고 화학적 발포제만으로는 존재하지 않을 수 있는 충분한 구조를 제공하는 것을 도우면서, 그렇지 않다면 팽창가능한 구체 발포제만이 사용되었던 경우에 생성될 수준으로부터 외측 층의 경도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 화학적 발포제와 팽창가능한 구체 발포제의 조합은 요구되는 응용을 위한, 예를 들어 외이도 내로의 삽입을 위한 적절한 경도 수준을 갖는 외측 층을 생성할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 초기에 적용될 때의 외측 층(142)은 대략 0.5 중량% 내지 3 중량%의 비활성화된 화학적 발포제, 또는 대략 2 중량%의 비활성화된 화학적 발포제, 및 대략 0.5 중량% 내지 9.5 중량%의 비활성화된 팽창가능한 구체 발포제, 또는 대략 2 중량%의 비활성화된 팽창가능한 구체 발포제를 포함할 수 있다. 외측 층(142)은 또한 다른 적합한 발포제, 또는 엑스판셀 발포제, OBSH 발포제 및 다른 적합한 발포제의 다양한 조합을 포함할 수 있다. 외측 층(142)은 요구되는 색상을 부여하기 위한 안료, 산화방지제, UV 안정제, 및 당업계에 알려진 바와 같은 압출 및 주형 이형(release)을 돕는 오일 또는 왁스를 추가로 포함할 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 외측 층(142)은 코어(110) 위에 덮일 때 용융된 상태에 있다. 그 결과, 외측 층(142) 및 코어(110), 또는 하나 이상의 중간 층들의 분자들은 서로의 재료 또는 표면 내로 확산되는 것으로 여겨지며, 열 접합이 형성된다. 재료 또는 표면이 냉각되고 응고될 때, 외측 층(142)은 코어(110)에 직접적으로 또는 간접적으로 열 접합되어 유지된다. 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)와 외측 층(142) 사이의 접합의 주 공급원이 열 접합이도록, 유의한 화학적 접합이 존재하지 않는다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 외측 층(142)은 코어(110) 위에 덮일 때 코어(110) 또는 하나 이상의 중간 층과 접촉하지만, 외측 층(142)과 코어(110) 또는 하나 이상의 중간 층들 사이에 유의한 접합은 형성되지 않는다. 외측 층(142)의 활성화 및/또는 경화 시에, 열 접합이 외측 층(142)과 코어(110) 사이에 직접적으로 또는 간접적으로 형성될 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 코어(110)는 제2 다이(250)에 대한 대안으로서 또는 그에 더하여, 당업계에 알려진 바와 같은 라미네이팅(laminating), 성형, 분무(spraying), 침지(dipping), 또는 다른 적합한 공정에 의해 외측 층(142) 또는 일 이상의 중간 층들로 덮일 수 있다. 그러한 단계들은 코어(110)가 요구되는 길이로 절단되기 전 또는 후에 일어날 수 있다. 사용되는 공정에 관계없이, 외측 층(142)의 온도는 덮는 공정 동안에 발포제(들)가 비활성화된 상태로 유지되도록 발포제(들)의 활성화 온도 미만으로 유지되어야 한다. EPDM 고무 또는 열경화성 중합체와 같은, 미경화되거나 부분적으로 경화된 재료가 외측 층(142)에 포함되는 경우, 외측 층(142)의 온도는 재료의 경화 온도 미만으로 유지되어야 한다.
일 이상의 실시예들에서, 외측 층(142)에 의해 덮인 코어(110)는 커터(154)에 의해 요구되는 귀마개의 길이로 절단된다. 결과물은 코어(110) 및 외측 층(142)을 갖는 예비-성형체(140)이고, 여기서 외측 층(142)은 예비-성형체(140)의 외측 층(142)에 의해 형성되는 스템 부분의 외측 층 및 소리 감쇠체를 갖는 귀마개를 생성하도록 후속적으로 활성화될 수 있는 비활성화된 발포제를 포함한다(예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 귀마개(100)의 소리 감쇠체(120) 및 스템 부분(124) 참조).
커터(154)는 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 요구되는 길이로, 또는 2개 이상의 귀마개들의 후속적인 형성을 위해 충분한 연장된 길이로 예비-성형체(140)를 절단할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 예비-성형체(140)는 요구되는 양의 귀마개들을 산출하기 위하여 후속적으로 절단 및 활성화되거나 그 역으로도 될 수 있는 연장된 길이로 절단된다. 연장된 예비-성형체(140)는 취급 또는 운송의 용이함을 위해 감기거나 달리 형상화될 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 외측 층(142)에 존재하는 비활성화된 발포제는 탄화수소 또는 다른 팽창가능한 재료를 봉지하는 열가소성 구체들을 포함한다. 적절한 양의 열의 인가는 열가소성 쉘 및 탄화수소가 팽창되게 한다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 발포제는, 단독으로 또는 팽창가능한 구체 발포제와 조합하여, 자급식(self-contained)이거나 달리 봉지되지 않은 그리고 열 또는 다른 활성화 공급원에 노출된 때 가스를 생성하는 팽창가능한 재료를 포함한다. 억제되지 않은 채로 유지되는 경우, 발포제(들)의 활성화는 외측 층(142) 내에 셀들을 생성하여, 궁극적으로 외측 층(142)의 체적을 증가시키고 밀도를 감소시킨다. 외측 층(142)의 팽창은 외측 층(142)의 두께 및 조성, 열, 촉매 또는 다른 활성화 공급원의 선택적 인가에 의해, 그리고/또는 발포제가 활성화됨에 따라 외측 층(142)의 팽창을 제한하도록 주형 내에 예비-성형체(140)의 적어도 일부분을 배치함으로써 제어될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들을 제조하는 데 사용될 수 있는 주형 조립체의 일 예시적인 실시예가 도 9 및 도 10에 도시되어 있다. 주형 조립체는 스템 부분(170) 및 소리 감쇠체 부분(180)을 포함한다. 스템 부분(170) 및 소리 감쇠체 부분(180)은 스템 공동(171) 및 소리 감쇠체 공동(182)을 각각 포함한다. 스템 공동(171) 및 소리 감쇠체 공동(182)은, 일 이상의 실시예들에서 코어(110) 및 외측 층(142)을 포함하는 예비-성형체의 외측 층의 팽창을 제어하는 데 사용된다. 스템 공동(171)은 예비-성형체의 일부분을 수용하는 스템 부분의 형태이다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 주형 조립체의 예시적인 실시예와 같은 주형 조립체에 사용되는 예비-성형체는, 일 이상의 실시예들에서, 주형 조립체 내에 배치되기 전에 요구되는 귀마개의 길이로 절단될 수 있다.
외측 층(142)의 온도를 적어도 외측 층(142)에 존재하는 발포제의 활성화 온도까지 상승시켜서 외측 층(142)이 도 10에 도시된 바와 같이 팽창되게 하기 위하여 열이 주형 조립체 내에 위치된 예비-성형체에 인가된다. 일 이상의 실시예들에서, 예비-성형체의 외측 층(142)과 스템 공동(171)의 내부 표면 사이에 간극(176)이 존재할 수 있다. 열 또는 다른 적합한 활성화 공급원의 인가 시에, 외측 층(142)의 일부분이 팽창되어 간극(176)을 채우고, 스템 공동(171)의 형상에 실질적으로 합치된다. 일 이상의 실시예들에서, 스템 공동(171) 내에 위치된 귀마개의 스템 부분은 발포제의 활성화가 제한되도록 열로부터 효과적으로 차폐될 수 있다. 대안적으로 또는 더하여, 스템 공동(171)은 외측 층(142)을 구속하고, 그렇지 않다면 스템 공동(170) 내에서 코어(110)의 일부분에 걸쳐 더 큰 체적 및 덜 치밀한 외측 층을 초래할 발포제의 활성화에 의해 유발되는 팽창을 실질적으로 억제한다. 주형의 구속 및/또는 발포제의 제한된 활성화에 기인하여, 귀마개의 스템 부분(예컨대, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 귀마개(100)의 스템 부분(124) 참조)은 동일 귀마개의 소리 감쇠체 부분의 것보다 더 큰 평균 밀도 및/또는 더 큰 경도를 가질 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 예시적인 주형 조립체는 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체의 형상을 제공하기 위해 사용되는 소리 감쇠체 공동(182)을 포함한다. 예비-성형체의 일부분이 초기에 소리 감쇠체 공동(182) 내에 배치될 때, 소리 감쇠체 공동(182)의 예비-성형체의 일부분은 공동(182)의 전부를 차지하지 않는다. 외측 층(142) 내의 재료가 가열됨에 따라, 이는 연화될 수 있고 외측 층(142) 내의 발포제는 활성화되어, 외측 층의 재료가 소리 감쇠체 공동(182)을 충전하도록 팽창되게 한다. 일 이상의 실시예들에서, 스템 공동(171) 내에 위치된 외측 층(142)의 일부분 내의 재료의 일부는 소리 감쇠체 공동(182) 내로 유동할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 주형 조립체는 외측 층(142) 내의 재료가 팽창됨에 따라 임의의 용융된 재료의 통과를 방지하면서 과잉의 가스가 빠져나가게 하는 하나 이상의 작은 가스 통기구들을 포함할 수 있다.
일 이상의 실시예들에서, 주형 조립체는 스템 공동(171)이 소리 감쇠체 공동(182) 위에 위치되도록 배향될 수 있다. 그러한 배향에서, 팽창 공정 동안에 스템 공동(171)으로부터 소리 감쇠체 공동(182) 내로의 재료의 임의의 유동이 향상될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 그러한 배향은, 발포제의 활성화 동안에 형성된 셀 또는 간극이 소리 감쇠체 공동(182)의 하부 표면으로부터 멀리 그리고 상향으로 이동하는 경향이 있을 수 있기 때문에, 주형 조립체를 사용하여 형성된 귀마개의 소리 감쇠체 상에서의 일체형 스킨의 형성을 용이하게 할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체의 외측 형상을 형성하는 것에 더하여, 소리 감쇠체 공동(182)은 또한 소리 감쇠체 공동(182)의 개구를 향해 상향으로 연장되는, 즉 주형 조립체의 스템 공동(171)을 향해 연장되는 보스(184)를 포함한다. 보스(184)는 공동(182)의 저부(181)로부터 상향 연장되는 것으로 기술될 수 있다. 보스(184)는, 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체 내에 팁 공동을 형성하기 위해 사용된다. 보스(184)는, 일 이상의 실시예들에서 예비-성형체의 코어(110)의 단부(111)를 수용하고, 일 이상의 실시예들에서 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개에서 제조의 공정의 일부로서 그 단부(111)를 변형시키도록 위치되는 만입부(depression)(185)를 포함할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 코어(110)의 단부(111)의 변형은 본 명세서에 기술된 바와 같은 헤드(114)를 생성할 수 있다. 코어(110)의 단부(111)의 그 변형은, 일 이상의 실시예들에서, 보스(184)의 만입부(185)에 의한 열 및/또는 압력의 인가에 의해 유발될 수 있다.
재료가 스템 공동(171) 및 소리 감쇠체 공동(182)의 전부를 차지하도록 하는 외측 층(142)의 팽창 후에, 이렇게 형성된 귀마개는 냉각되고 주형 조립체로부터 배출될 수 있다. 이렇게 형성된 귀마개는 소리 감쇠체 공동(182)의 형상을 갖는 소리 감쇠체(120) 및 스템 공동(171)의 형상을 갖는 스템 부분(124)을 포함한다. 스템 공동(171)의 구속 및/또는 스템 공동(171)의 영역 내의 발포제의 제한된 활성화에 기인하여, (예비-성형체의 외측 층(142)으로부터 형성된) 스템 부분(124)의 외측 층 내의 재료는 소리 감쇠체(120)를 형성하는 재료보다 더 큰 평균 밀도 및/또는 경도를 가질 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 실시예들에서, 귀마개는 대략 15 mm 내지 40 mm, 예컨대 약 25.5 mm의 길이방향 축에 따른 전체 길이를 갖는 예비-성형체로부터 형성될 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 예비-성형체의 외측 층(142)은 대략 2.5 mm 내지 7.5 mm, 예컨대 약 5.5 mm의 외경을 가질 수 있다. 예비-성형체의 일 이상의 실시예들에서, 코어는 대략 1.5 mm 내지 3.5 mm, 예컨대, 약 2.5 mm의 외경을 가질 수 있다. 코어가 코어를 통해 형성된 채널을 갖는 이들 실시예에서, 채널은 대략 1.0 mm 내지 2.0 mm, 예컨대 약 1.5 mm의 직경을 가질 수 있다.
전술된 바와 같은 예비-성형체의 외측 층(142)의 활성화 후에, 이렇게 제조된 귀마개는 대략 15 mm 내지 40 mm, 예컨대 대략 25.5 mm의 소리 감쇠체(120)의 팁과 스템 부분(124)의 반대편 단부 사이에서 길이방향 축을 따라 측정된 전체 길이(L)를 가질 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 소리 감쇠체(120)는 가장 넓은 지점에서 대략 8 mm 내지 16 mm, 예컨대 대략 12.5 mm의 외경(귀마개의 길이방향 축을 가로질러 측정됨)을 가질 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 스템 부분(124)은 대략 3 mm 내지 10 mm, 예컨대 대략 6.5 mm의 직경(귀마개의 길이방향 축을 가로질러 측정됨)을 가질 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 코어는 대략 1.5 mm 내지 3.5 mm, 예컨대 대략 2.5 mm의 외경(귀마개의 길이방향 축을 가로질러 그리고 탭 공동의 저부 아래에서 측정됨)을 가질 수 있다. 코어 내에 제공된다면, 채널은 대략 1.0 mm 내지 2.0 mm, 예컨대 대략 1.5 mm의 직경(귀마개의 길이방향 축을 가로질러 측정됨)을 가질 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개를 제조하기 위해 사용되는 예비-성형체 및 귀마개 자체의 치수는 소리 감쇠체 및/또는 코어를 형성하기 위해 사용되는 재료에 기초하여 변할 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나 이상에 의해 제조될 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는 또한 본 명세서에 기술된 방법의 변형예 및 다른 방법에 따라 제조될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는 발포제가 활성화됨에 따라 외측 층으로 상대적으로 더 강성인 기다란 코어를 덮거나, 이전에 발포된 외측 층으로 상대적으로 더 강성인 기다란 코어를 덮음으로써 제조될 수 있다. 발포된 외측 층은 팁 공동이 내부에 위치된 소리 감쇠체 및 스템 부분을 갖는 외측 층을 형성하기 위하여 후속적으로 절단, 압축, 치밀화 또는 달리 형상화될 수 있다.
본 명세서에 기술된 귀마개의 예시적인 실시예가 스템 부분의 적어도 외측 층에 또한 사용되고 이와 일체로 형성되는 재료로 제조되는 소리 감쇠체를 포함하지만, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개의 일 이상의 대안적인 실시예들은 임의의 적합한 기술로 제조될 수 있다. 일 이상의 대안적인 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개는 완전한 귀마개를 형성하기 위해 나중에 서로 조립 및/또는 부착되는 복수의 단편(piece)들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 소리 감쇠체 및 스템 부분은 별개로 구성되고 나서, 임의의 적합한 기술 또는 부착물들의 조합, 예컨대 용접(음파, 열, 화학적 등), 접착제, 억지 끼워맞춤, 기계적 연결(나사 연결, 기계적 체결구 등)에 의해 함께 조립 및 부착될 수 있다.
2012년 7월 12일자로 출원되고 발명의 명칭이 "귀마개의 제조 방법(Method of Making an Earplug)"인 미국 특허 출원 제13/547,189호는 푸시-투-피트 귀마개와 같은 개인 보호 장비의 제조 방법 및 본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개를 제조하기 위해 부분적으로 그리고/또는 일부 수정에 의해 사용될 수 있는 이들 방법에 사용되는 재료를 기술하고 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개 및 귀마개의 제조 방법은, 일 이상의 실시예들에서, 하나 이상의 이점들을 제공할 수 있다. 일 이상의 실시예들에서, 본 명세서에 기술된 귀마개는 요구되는 청력 보호 수준을 제공하기 위하여 사용자의 외이도 내에 편안하게 위치될 수 있고, 귀마개 내의 보다 강성인 기다란 코어의 존재는 삽입 전에 소리 감쇠체를 롤 다운할 필요성을 없앰으로써 위생을 촉진하고/하거나 삽입 시간을 감소시킬 수 있다. 팁 공동의 존재는, 일 이상의 실시예들에서, 팁 공동을 둘러싸는 소리 감쇠체의 일 이상의 부분들이 삽입 시에 내향으로 붕괴되게 하여서, 가능하게는 사용자의 외이도에 합치되는 본 명세서에 기술된 귀마개의 능력을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 귀마개 및 귀마개의 제조 방법의 예시적인 실시예들이 논의되고, 일부 가능한 변형예들이 참고되었다. 본 발명에서의 이들 및 다른 변형 및 수정이 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이며, 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예로 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 전술된 실시예로 제한되는 것이 아니라, 하기의 특허청구범위 및 그의 임의의 등가물에 개시된 한정에 의해 한정될 것이다. 본 발명은 또한 본 명세서에서 필요한 것으로 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 없이 적합하게 실시될 수 있다.
본 명세서에 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 참고로 본 문서 내에 전체적으로 포함된다. 본 문서와 임의의 그러한 포함된 문서 내의 개시 사항 사이에 상충 또는 모순이 존재하는 경우에, 이 문서가 우선할 것이다.

Claims (24)

  1. 귀마개(earplug)로서,
    제1 단부, 제2 단부 및 주 외측 표면(major outer surface)을 포함하고, 길이방향 축이 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 연장되는 코어(core);
    상기 코어의 주 외측 표면에 부착된 소리 감쇠체(sound attenuating body)로서, 상기 소리 감쇠체는 팁(tip) 및 기부(base)를 포함하고, 상기 소리 감쇠체의 팁은 상기 코어의 제1 단부에 근접하여 위치되고, 상기 기부는 상기 코어의 제1 단부보다 상기 코어의 제2 단부에 더 가까이 위치되며, 상기 코어는 상기 소리 감쇠체의 적어도 일부분을 통해 연장되는, 상기 소리 감쇠체; 및
    상기 소리 감쇠체 내의 팁 공동(tip cavity)을 포함하고, 상기 팁 공동은 상기 소리 감쇠체의 팁으로부터 상기 소리 감쇠체의 기부에 최근접한 저부(bottom)를 향해 연장되고, 상기 팁 공동은 코어 단면적보다 큰 팁 공동 단면적을 포함하며, 상기 팁 공동 단면적은 상기 코어의 제1 단부에 위치되고 상기 길이방향 축을 가로지르는 제1 평면에서 측정되고, 상기 코어 단면적은 상기 길이방향 축을 가로지르는 제2 평면에서 측정되며, 상기 제2 평면은 상기 팁 공동의 저부 아래에서 그리고 상기 소리 감쇠체의 기부 위에서 상기 소리 감쇠체를 통과하는, 귀마개.
  2. 제1항에 있어서, 상기 팁 공동 단면적은 상기 코어 단면적의 1.5배 이상인, 귀마개.
  3. 제1항에 있어서, 상기 코어의 제1 단부의 적어도 일부분이 상기 팁 공동의 저부에서 노출되는, 귀마개.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코어의 제1 단부는 상기 팁 공동의 저부 위에 위치되는, 귀마개.
  5. 제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 팁 공동 내에 위치되는 헤드(head)를 포함하고, 상기 코어의 제1 단부는 상기 헤드 상에 위치되며, 상기 헤드의 적어도 일부분이 상기 코어 단면적보다 큰 헤드 단면적을 포함하고, 상기 헤드 단면적은 상기 길이방향 축에 직교하고 상기 팁 공동의 저부 위에 그리고 상기 코어의 제1 단부 아래에 위치된 평면에서 측정되는, 귀마개.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 팁 공동 내에 위치되는 헤드를 포함하고, 상기 헤드는 상기 팁 공동의 저부로부터 멀리 향하는 비-평면형 상부 표면을 포함하는, 귀마개.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 팁 공동 내에 위치되는 헤드를 포함하고, 상기 헤드는 상기 팁 공동의 상기 저부로부터 멀리 향하는 반구형 상부 표면을 포함하는, 귀마개.
  8. 제1항에 있어서, 상기 소리 감쇠체는 상기 팁과 상기 제1 평면 사이에 위치되는 상기 소리 감쇠체의 제2 재료의 체적으로서 정의되는 팁 체적을 포함하고, 상기 팁 공동은 상기 길이방향 축을 가로지르고 상기 팁 공동의 전체 주연부 둘레에서 상기 소리 감쇠체와 교차하는, 상기 제1 평면으로부터 가장 먼 평면으로 정의되는 팁 공동 개구 평면과 상기 제1 평면 사이의 상기 팁 공동의 체적으로 정의되는 팁 공동 체적을 포함하며, 또한 상기 팁 공동 체적은 상기 팁 체적의 10% 이상인, 귀마개.
  9. 제8항에 있어서, 상기 팁 공동 체적은 상기 팁 체적의 20% 이상인, 귀마개.
  10. 제1항에 있어서, 상기 소리 감쇠체는 평균 셀(cell) 체적을 포함하는 복수의 가스 셀들을 포함하는 발포 재료를 포함하고, 상기 팁 공동 체적은 상기 평균 셀 체적의 20000 배 이상인, 귀마개.
  11. 제1항에 있어서, 상기 소리 감쇠체는 상기 소리 감쇠체의 기부로부터 상기 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 플랜지 공동을 포함하고, 상기 소리 감쇠체는 상기 플랜지 공동 둘레에 형성되고 상기 소리 감쇠체의 기부로부터 상기 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 캔틸레버형 플랜지(cantilevered flange)를 포함하는, 귀마개.
  12. 제1항에 있어서, 상기 소리 감쇠체는 상기 코어의 주 외측 표면의 적어도 일부분에 열 접합되는, 귀마개.
  13. 제1항에 있어서, 상기 코어의 주 외측 표면과 상기 소리 감쇠체 사이에 접착제가 존재하지 않는, 귀마개.
  14. 제1항에 있어서, 상기 코어는 제1 재료로 구성되고, 상기 소리 감쇠체는 제2 재료로 구성되며, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와는 상이한, 귀마개.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 재료는 열가소성 재료를 포함하는, 귀마개.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제2 재료는 열경화성 중합체를 포함하는, 귀마개.
  17. 제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 팁 공동의 저부와 상기 코어의 제2 단부 사이의 임의의 위치에서 균일한 단면을 포함하는, 귀마개.
  18. 제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 상기 코어를 통해 연장되는 채널을 포함하는, 귀마개.
  19. 귀마개로서,
    제1 단부, 제2 단부 및 주 외측 표면을 포함하고, 길이방향 축이 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 연장되는 코어;
    상기 코어의 주 외측 표면에 부착된 소리 감쇠체로서, 상기 소리 감쇠체는 팁 및 기부를 포함하고, 상기 소리 감쇠체의 팁은 상기 코어의 제1 단부에 근접하여 위치되고, 상기 기부는 상기 코어의 제2 단부에 더 가까이 위치되며, 상기 코어는 상기 소리 감쇠체의 적어도 일부분을 통해 연장되는, 상기 소리 감쇠체; 및
    상기 소리 감쇠체 내의 팁 공동을 포함하고, 상기 팁 공동은 상기 소리 감쇠체의 팁으로부터 상기 소리 감쇠체의 기부에 최근접한 저부를 향해 연장되고, 상기 팁 공동은 코어 단면적의 1.5배 이상인 팁 공동 단면적을 포함하며, 상기 팁 공동 단면적은 상기 코어의 제1 단부에 위치되고 상기 길이방향 축을 가로지르는 제1 평면에서 측정되고, 상기 코어 단면적은 상기 길이방향 축을 가로지르는 제2 평면에서 측정되며, 상기 제2 평면은 상기 팁 공동의 저부 아래에서 그리고 상기 소리 감쇠체의 기부 위에서 소리 감쇠체를 통과하고,
    상기 코어는 상기 팁 공동 내에 위치되는 헤드를 포함하고, 상기 코어의 제1 단부는 상기 헤드 상에 그리고 상기 팁 공동의 저부 표면 위에 위치되며, 상기 헤드의 적어도 일부분이 상기 코어 단면적보다 큰 헤드 단면적을 포함하고, 상기 헤드 단면적은 상기 길이방향 축에 직교하고 상기 팁 공동의 저부 위에 그리고 상기 코어의 제1 단부 아래에 위치된 평면에서 측정되며,
    상기 코어는 제1 재료로 제조되고, 상기 소리 감쇠체는 제2 재료로 제조되며, 상기 제1 재료와 상기 제2 재료는 상이한, 귀마개.
  20. 제19항에 있어서, 상기 소리 감쇠체는 상기 소리 감쇠체의 기부로부터 상기 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 플랜지 공동을 포함하고, 상기 소리 감쇠체는 상기 플랜지 공동 둘레에 형성되고 상기 소리 감쇠체의 기부로부터 상기 소리 감쇠체의 팁을 향해 연장되는 캔틸레버형 플랜지를 포함하는, 귀마개.
  21. 귀마개의 제조 방법으로서,
    제1 재료를 포함하고 제1 단부, 제2 단부 및 주 외측 표면을 포함하며 길이방향 축이 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 연장되는 코어의 주 외측 표면의 적어도 일부분을, 비활성화된 발포제(unactivated foaming agent)를 포함하는 제2 재료로 덮는 단계;
    상기 코어의 제1 단부 및 상기 제2 재료의 적어도 일부분을 주형(mold) 공동 내로 삽입하는 단계; 및
    상기 주형 공동 내에서 상기 비활성화된 발포제를 활성화시켜 상기 코어의 주 외측 표면에 부착된 소리 감쇠체를 상기 주형 공동 내에서 형성하는 단계를 포함하고, 상기 소리 감쇠체는,
    상기 코어의 제1 단부에 근접하여 위치되는 팁, 및 상기 코어의 제1 단부보다 상기 코어의 제2 단부에 더 가까이 위치되는 기부; 및
    상기 소리 감쇠체 내의 팁 공동을 포함하고, 상기 팁 공동은 상기 소리 감쇠체의 팁으로부터 상기 소리 감쇠체의 기부에 최근접한 저부를 향해 연장되고, 상기 팁 공동은 코어 단면적보다 큰 팁 공동 단면적을 포함하며, 상기 팁 공동 단면적은 상기 코어의 제1 단부에 위치되고 상기 길이방향 축을 가로지르는 제1 평면에서 측정되고, 상기 코어 단면적은 상기 길이방향 축을 가로지르는 제2 평면에서 측정되며, 상기 제2 평면은 상기 팁 공동의 저부 아래에서 그리고 상기 소리 감쇠체의 기부 위에서 상기 소리 감쇠체를 통과하는, 귀마개의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 주형 공동 내에서 상기 코어의 제1 단부를 변형시키는 단계를 추가로 포함하는, 귀마개의 제조 방법.
  23. 제21항에 있어서, 보스(boss)가 상기 주형 공동 내로 연장되고, 상기 보스는 상기 코어의 제1 단부가 상기 주형 공동 내로 삽입될 때 상기 코어의 제1 단부와 접촉하도록 위치되는, 귀마개의 제조 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 보스를 사용하여 상기 코어의 제1 단부를 변형시키는 단계를 추가로 포함하는, 귀마개의 제조 방법.
KR1020157025147A 2013-02-15 2014-01-30 팁 공동을 갖는 귀마개 및 이의 제조 방법 KR102120347B1 (ko)

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