KR20220066349A - 플라스틱 합금 이어플러그 코어 - Google Patents

플라스틱 합금 이어플러그 코어 Download PDF

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KR20220066349A
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제이콥 에이치 엘리
로버트 씨 코핀
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

푸시-인 이어플러그가 제공된다. 푸시-인 이어플러그는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하는 기다란 코어를 포함한다. 푸시-인 이어플러그는 또한 발포성 재료를 포함하는 외부 층을 포함하고, 외부 층은 기다란 코어의 외부 표면의 적어도 일부분을 덮는다. 제2 재료는 발포성 재료의 활성화 동안 외부 층에 열 접합되도록 구성된다.

Description

플라스틱 합금 이어플러그 코어
청력 보호(hearing protective) 및 소음 감쇠(noise attenuating) 장치의 사용은 잘 알려져 있고, 다양한 유형의 장치가 고려되었다. 그러한 장치는 내이(inner ear) 내로의 음파의 통과를 물리적으로 차단하도록 사용자의 외이도(ear canal) 내로 삽입되거나 그 위에 배치되는, 발포체(foam) 또는 고무 재료로 부분적으로 또는 완전히 구성된 이어플러그(earplug) 및 반-청각 장치(semi-aural device)를 포함한다.
압축가능 또는 "롤-다운(roll-down)" 유형 이어플러그는 일반적으로 압축가능 탄성 본체 부분을 포함하고, 적합한 완속 회복(slow recovery) 발포체 재료로 제조될 수 있다. 이어플러그는 먼저 그것을 손가락 사이에서 롤링하여 본체 부분을 압축하고, 이어서 외이도 내로 본체 부분을 밀어넣고, 후속하여 본체 부분이 팽창되어 외이도를 채울 수 있게 함으로써 사용자의 외이도 내로 삽입될 수 있다.
푸시-인(push-in) 유형 이어플러그가 또한 고려되었고, 압축가능 감쇠 부분 및 감쇠 부분으로부터 연장되는 강성 부분(stiff portion)을 포함할 수 있다. 푸시-인 유형 이어플러그를 삽입하기 위해, 사용자는 강성 부분을 파지하고, 감쇠 부분을 적절한 수준의 힘으로 외이도 내로 밀어넣는다. 감쇠 부분은 그것이 외이도 내에 수용됨에 따라 압축된다. 푸시-인 이어플러그는 이어플러그가 외이도 내에 신속하고 용이하게 삽입되도록 허용할 수 있고, 삽입 전에 이어플러그의 감쇠 부분과의 접촉을 최소화함으로써 위생을 증진시킬 수 있다.
비록 푸시-인 이어플러그가 다양한 응용에서 바람직한 특성을 나타내지만, 그들은 고가일 수 있고 어려운 제조 문제를 제기할 수 있다.
푸시-인 이어플러그가 제공된다. 푸시-인 이어플러그는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하는 기다란 코어(elongate core)를 포함한다. 푸시-인 이어플러그는 또한 발포성 재료(foamable material)를 포함하는 외부 층을 포함하고, 외부 층은 기다란 코어의 외부 표면의 적어도 일부분을 덮는다. 제2 재료는 발포성 재료의 활성화 동안 외부 층에 열 접합되도록 구성된다.
도 1은 본 발명에 따른 푸시-인 이어플러그의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에서 이어플러그의 블렌딩된(blended) 중합체 코어를 예시한 푸시-인 이어플러그 코어의 현미경 사진.
도 3a 내지 도 3d는 다양한 예시적인 형상을 갖는 소리 감쇠 부분(sound attenuating portion)을 도시한, 본 발명에 따른 예시적인 푸시-인 이어플러그의 단면도.
도 4는 이어플러그를 제조하는 예시적인 방법의 중간 상태에 있는 기다란 코어 및 외부 층을 포함하는 예비-성형체(pre-form)의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 예시적인 제조 공정의 개략도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 예시적인 실시예에 사용되는 주형(mold)의 예의 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 예시적인 실시예에 사용되는 주형의 예의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 예시적인 제조 공정의 개략도.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에서 푸시-인 이어플러그를 제조하는 방법의 도면.
도 10a 및 도 10b는 예에서 논의된 바와 같은 이어플러그 및 예비성형체를 예시한 도면.
"주형"은 중공형 성형체(hollow form)를 의미하고, 이는 중공형 성형체 내에 배치된 구성요소에 형상을 부여할 수 있거나 부여하지 않을 수 있다.
"열 접합된"은 2개의 재료 또는 표면의 분자가 접합이 형성되도록 용융된 상으로 있을 때 다른 것의 재료 또는 표면 내로 확산된 상태를 의미한다. 화학 결합은 없거나, 열 접합된 재료 또는 표면 사이의 주요 접합원(primary source of bonding)을 제공하지 않는다.
"열가소성재"는 반복적으로 가열되고 재-형상화될 수 있고 냉각 시에 그의 형상을 유지할 중합체를 의미한다.
"열경화성재"는 비가역적으로 경화될 수 있는 중합체를 의미한다.
발포제(foaming agent)를 언급할 때 "비활성화된"은 발포제가 재료 내에 기체 또는 셀(cell)의 형성을 용이하게 하도록 추가로 활성화될 수 있음을 의미한다.
달리 지시되지 않는 한, 모든 조성물은 중량 백분율로 제시된다.
사용자를 위한 청력 보호를 제공하는 이어플러그 및 이어플러그를 제조하는 방법이 하기 설명에 제공된다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 이어플러그는 비교적 연질인 외부 층에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 덮인 비교적 강성인 기다란 코어를 포함한다. 외부 층은 사용자의 외이도 내로 삽입될 수 있는 압축가능 소리 감쇠 부분, 및 이어플러그를 취급하기 위해 사용자에 의해 파지될 수 있는 스템(stem) 부분을 포함한다. 그러한 이어플러그는 먼저 소리 감쇠 부분이 압축되거나 "롤 다운될" 것을 필요로 하지 않고서 외이도 내로 용이하게 삽입될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 푸시-인 이어플러그의 단면도이다. 이어플러그(100)는 제1 및 제2 단부(111, 112)와 외부 주 표면(113)을 갖는 기다란 코어(110)를 가진 푸시-인 이어플러그이다. 이어플러그(100)는 기다란 코어(110)의 외부 주 표면(113)의 적어도 일부분에 직접적으로 또는 간접적으로 접합된 외부 층(120)을 추가로 포함한다. 외부 층(120)은 예를 들어 사용자의 외이도 내로의 적어도 부분적인 삽입을 위한 소리 감쇠 부분(121), 및 소리 감쇠 부분(121)보다 작은 직경 및 큰 평균 밀도를 갖는 스템 부분(122)을 포함한다.
이어플러그(100)의 삽입 동안, 스템 부분(122) 및 기다란 코어(110)는 사용자에 의해 파지될 수 있는 손잡이로서 역할한다. 이어플러그(100), 및 특히 소리 감쇠 부분(121)은 사용자의 귀에 근접하게 이동되어 외이도 내로 삽입된다. 소리 감쇠 부분(121)은 그것이 위치됨에 따라 압축되고, 기다란 코어(110)는 삽입을 용이하게 하기에 충분한 강성을 제공한다. 사용 시에, 소리 감쇠 부분(121)은 소리의 통과를 차단하도록 실질적으로 외이도 내에 위치되고, 스템 부분(122)은 이어플러그를 제거하기 위한 손잡이를 제공하도록 외이도로부터 외향으로 연장된다.
일 실시예에서, 기다란 코어(110)는 기다란 코어(110)가 대체로 원통형 형상을 나타내도록 제1 및 제2 단부(111, 112) 사이의 어느 위치에서도 실질적으로 균일한 원형 단면을 갖는다. 원형 단면이 사용자의 귀의 부분과 접촉함으로써 불편함을 유발할 수 있는 에지를 최소화할 수 있다. 다양한 다른 예시적인 실시예에서, 기다란 코어는 삼각형, 정사각형, 또는 다른 적합한 단면을 가질 수 있거나, 이어플러그(100)의 길이를 따라 변하는 단면을 가질 수 있다. 외부 주 표면(113)은 널링되거나(knurled), 홈 형성되거나(grooved), 달리 텍스처 형성된(textured) 표면을 가질 수 있다. 그러한 표면은 강건한 접합이 생성되도록 외부 층(120) 또는 중간 층과 접촉하는 표면적을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 기다란 코어(110)는 원하는 강성을 제공하는 층 및 외부 층과의 강건한 접합을 용이하게 하거나 다른 원하는 특성을 제공하는 층과 같은 다수의 동심 층을 포함한다.
이어플러그(100)는 실질적으로 기다란 코어(110)를 직접적으로 또는 간접적으로 덮는 외부 층(120)을 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 외부 층(120)은 소리 감쇠 부분(121) 및 스템 부분(122) 둘 모두를 포함한다. 일 실시예에서, 외부 층(120)은 기다란 코어(110)의 외부 주 표면(113)을 실질적으로 둘러싸고, 기다란 코어(110)의 제1 단부(111)로부터 제2 단부(112)까지 연장된다. 일부 실시예에서, 외부 층(120)은 소리 감쇠 부분(121)의 부분이 스템 부분(122)의 부분과 접촉하도록 하는 연속된 층이다. 기다란 코어(110)의 제1 및 제2 단부(111, 112)는 적어도 부분적으로 노출될 수 있고, 기다란 코어(110)는 기다란 코어(110)의 존재를 숨기거나 드러내도록 외부 층(120)의 색상과 유사하거나 상이하게 착색될 수 있다. 소리 감쇠 부분(121)은 기다란 코어(110)의 제1 단부(111) 부근에 위치되고, 사용자의 외이도 내에 수용되도록 형상화된다. 일 실시예에서, 소리 감쇠 부분(121)은 벨(bell)-형상을 갖고, 그의 가장 넓은 지점에서 스템 부분(122)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 다양한 다른 실시예에서, 예를 들어 소리 감쇠 부분(125, 126, 127, 128)은 각각 총알-형상, 반구형-형상, 원추-형상, 버섯-형상이거나, 원하는 맞춤(fit)을 제공하거나 특정 응용에 적합하도록 달리 형상화될 수 있다.
더 상세히 후술되는 바와 같이, 외부 층(120)은, 가열될 때, 주형을 채우도록 팽창되어, 소리 감쇠 부분(121)을 위한 다양한 형상의 생성을 허용하도록 구성된 재료로 형성된다. 외부 층(120)의 재료는 그것이 사용 동안 쉽게 파단되거나 붕괴되지 않을 수 있도록 외부 층(120)의 마손도(friability)를 제어하기 위해 선택될 수 있다. 이어플러그의 마손도는 적절한 분자량을 갖는 재료를 선택함으로써 부분적으로 제어될 수 있고, 이때 더 높은 분자량이 일반적으로 마손성이 덜한 이어플러그를 생성한다.
외부 층(120)의 밀도는 특정 응용을 위해 요구되는 바와 같은 특정된 밀도를 제공하도록 제조 동안 제어될 수 있다. 외부 층(120)은 예를 들어 외부 층(120)이 외부 층(120)의 나머지 부분보다 더욱 치밀한 일체화된 외부 스킨(outer skin)을 갖도록 두께에 따라 변하는 밀도를 나타낼 수 있다. 그러한 스킨은 소리 감쇠 부분(121) 및 스템 부분(122) 중 하나 또는 둘 모두 상에 존재할 수 있다. 대안적으로, 소리 감쇠 부분(121) 또는 스템 부분(122)은 실질적으로 균일한 밀도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 층(110)은 발포성 열가소성 탄성중합체이다. 열가소성 탄성중합체는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS), 스티렌-아이소프렌 고무(SIS), 또는 이들의 조합일 수 있다.
기다란 코어(110)는 외부 층(120)이 직접적으로 또는 간접적으로 덮을 수 있는 기재(substrate)를 제공하고, 사용자의 외이도 내로의 이어플러그(100)의 삽입을 용이하게 한다. 기다란 코어(110)는 외부 층(120)보다 큰 강직성 또는 강성을 가질 필요가 있지만, 사용자에게 편안하고 안전하기에 충분히 연질이어야 한다. 기다란 코어(110)는 이어플러그(100)가 적절한 힘으로 외이도 내로 소리 감쇠 부분(121)을 밀어넣음으로써 사용자의 귀 내에 적어도 부분적으로 사용을 위해 위치될 수 있는 충분한 강직성을 제공하여야 한다. 적절한 외부 층(120)과 조합된, 충분히 강성인 기다란 코어(110)가 소리 감쇠 부분(121)을 먼저 압축하거나 "롤 다운할" 필요 없이 이어플러그(100)가 사용자의 귀 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있게 할 것이다. 소리 감쇠 부분(121)을 먼저 압축하거나 "롤 다운할" 필요가 없는 직접 삽입은 예를 들어 귀 내의 배치 전에 소리 감쇠 부분(121)과의 접촉을 제한함으로써 위생을 증진시킨다. 기다란 코어(110)는 또한 그것이 사용을 위해 위치될 때 외이도의 윤곽에 따라 약간 변형될 수 있도록 적절한 수준의 가요성을 나타내어야 한다.
따라서, 이어플러그 설계 및 구성의 하나의 중요한 태양은 기다란 코어(110) 및 외부 층(120)을 위한 재료의 선택이다. 제조 공정 동안, 발포성 외부 층(120)은 주형의 형상에 맞춰지도록 가열 및 팽창될 것이다. 동시에, 발포성 층(120)은 또한 코어(110)에 열 접합될 것이다. 이는 열가소성 탄성중합체와의 적어도 일부 혼화성(miscibility)을 필요로 한다.
코어 재료는 발포성 오버코팅 층(overcoating layer)(120)의 팽창에 필요한 온도에서 용융되거나 변형되지 않아야 한다. 그러나, 기다란 코어(110)가 외부 층(120)과 열 접합될 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 기다란 코어(110)는 제조 동안 외부 층(120)과의 일부 블렌딩을 겪지만, 또한 그 자체의 구조적 완전성을 유지할 필요가 있다. 추가적으로, 코어 재료가 조정가능한 강성을 가져서, 이어플러그가 사용자의 귀 내로의 삽입에 충분히 강성이지만, 사용 동안 여전히 편안한 것이 바람직하다.
적합한 기다란 코어(110)를 위한 가능한 재료로서 여러 상이한 재료가 조사되었다. 폴리올레핀은 많은 적합한 열가소성 탄성중합체와 혼화성이다. 혼화성은 분리된 코어(110)와 외부 층(120)이 사슬 엉킴(chain entanglement)을 겪지 않을 것이고, 표면력(반데르발스 힘(van der Waals force))이 층을 함께 접합시키기에 충분하지 않을 것이기 때문에 중요하다. 폴리프로필렌은 그의 더 높은 내열성(heat tolerance)을 위해 선택되었다. 폴리프로필렌 코어가 너무 많은 변형을 겪었고, 성형 공정 동안 충분한 지지를 제공하지 않았다. 폴리프로필렌 코어를 광물계 충전제 재료로 충전하는 것은 추가적인 지지를 제공하였지만, 너무 강성인 코어를 생성하였다. 아크릴, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리우레탄 및 다른 것을 비롯한 다른 중합체 베이스(polymer base)가 또한 조사되었다.
제3 층이 또한 구조를 추가하기 위해 조사되었지만, 이는 제조 공정에 추가적인 단계를 추가하여, 비용 및 복잡성을 증가시킬 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 이어플러그의 블렌딩된 중합체 코어를 예시한 푸시-인 이어플러그 코어의 현미경 사진이다. 블렌딩된 코어(150)는 복수의 폴리프로필렌 도메인(domain)(160)을 지지하는 폴리아미드 매트릭스(matrix)(170)를 갖는다.
폴리프로필렌과 폴리아미드의 블렌드가 제조 공정 동안 충분한 구조를 제공하면서 또한 코어와 발포성 오버코팅 층 사이의 열 접합을 허용하는 것으로 밝혀졌다. 폴리아미드는 고온 용융 지지 스캐폴드(scaffold)로 격자 구조(170)를 형성하고, 이때 용융 온도가 대략 220℃이다. 폴리프로필렌 도메인(160)은 외부 층(120)과 코어(110) 사이의 접합을 용이하게 한다. 폴리아미드는 발포 단계 동안 고체로 유지되기에 충분히 높은 용융 온도를 가져서, 폴리프로필렌 도메인(220)과 외부 층(120) 사이의 열 접합을 허용한다.
일부 실시예에서, 코어(110)는 약 50% 이상의 폴리아미드 혼합물, 또는 약 55% 이상 또는 약 60% 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 코어(110)는 약 65% 폴리아미드 혼합물 및 약 35% 폴리프로필렌을 포함한다. 폴리아미드 혼합물은 충격 보강제(impact modifier)를 포함한다. 충격 보강제는 폴리아미드 혼합물의 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상이다. 일 실시예에서, 충격 보강제는 말레화 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)이다. 충격 보강제의 포함은 가요성을 개선시켰지만, 놀랍게도 코어 안정성의 유의한 감소를 야기하지 않았다. 충격 보강제의 포함이 열 변형 온도(heat deflection temperature)를 낮춰서, 주형 내에서 가열될 때 더 큰 변형을 야기할 것으로 예상되었다. 그러나, 본 명세서에 기술된 실시예는 제조 시에 변형 없이 순수한 폴리프로필렌 코어와 유사한 접합 품질을 갖는다. 코드-코어 당김 강도(cord-core pull strength)는 또한 충격 보강제의 추가에 의해 2 lb로부터 6 lb로 개선되었다. 코드 접합 강도는 원하지 않는/우발적인 코드 탈착을 방지하기 위해 최소값보다 높아야 한다. 코드-코어 당김 강도는 인스트론, 인크.(Instron, Inc.)(미국 매사추세츠주 노우드 소재)로부터 입수가능한 모델 5967 유니버셜 테스팅 시스템(Universal Testing System)과 같은 인장 시험 기계에서 측정된다. 코드는 하나의 클램프에 고정되는 한편, 플러그(plug)는 반대편 클램프에 고정된다. 클램프는 주어진 속도로 떨어져 이동하는 한편, 당김력은 로드 셀(load cell)로 측정된다. 시험은 힘이 급격히 하락할 때 중단된다. 피크 힘이 기록된다.
도 3a 내지 도 3d는 다양한 예시적인 형상을 갖는 소리 감쇠 부분을 도시한, 본 발명에 따른 예시적인 푸시-인 이어플러그의 단면도이다. 도 1이 푸시-인 이어플러그의 소리 감쇠 부분의 하나의 예시적인 형상을 예시하지만, 다른 실시예는 상이하게 형상화된다. 예를 들어, 소리 감쇠 부분 형상(125, 126, 127 또는 128) 중 임의의 것이 가능할 수 있다. 다른 적합한 형상이 또한 구상된다.
도 4는 이어플러그를 제조하는 하나의 방법의 중간 상태에 있는 기다란 코어 및 외부 층을 포함하는 예비-성형체의 사시도이다. 이어플러그(100)는 다수의 단계의 공정으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 이어플러그(100)는 외부 층(120)이 기다란 코어(110) 둘레에 직접적으로 또는 간접적으로 덮여, 예비-성형체(130)와 같은 예비-성형된 청력 보호 장치를 생성하지만, 아직 소리 감쇠 부분(121)을 포함하지 않은 중간 상태를 수반하는 공정으로 형성된다.
도 4에 도시된 중간 상태에서, 예비-성형체(130)의 외부 층(120)은 비활성화된 발포제를 포함한다. 일 실시예에서, 비활성화된 발포제는 예를 들어 열 또는 다른 활성화원(activation source)에 노출될 때 팽창되는 탄화수소 또는 다른 적절한 기체를 캡슐화하는 쉘(shell)을 포함하는 열가소성 구체(thermoplastic sphere)를 포함하는 팽창가능 구체 발포제를 포함한다. 열가소성 쉘의 팽창은 외부 층(120)의 재료의 체적을 증가시키고 밀도를 감소시킨다. 비활성화된 발포제는 또한 자급식(self-contained)이거나 달리 팽창가능 구체에 의해 수용되지 않은 팽창가능 재료를 포함하는 화학적 발포제일 수 있다. 그러한 발포제의 활성화는 팽창가능 재료가 팽창되게 하여, 외부 층의 재료 내에 공극(void) 또는 간극(gap)을 생성한다. 일 실시예에서, 예비-성형체(130)의 외부 층(120)은 비활성화된 팽창가능 구체 발포제 및 비활성화된 화학적 발포제를 포함한다. 외부 층(120) 내에 존재하는 발포제 또는 발포제들의 활성화, 및 외부 층(120)의 관련된 팽창은 원하는 형상, 밀도, 경도, 및 다른 원하는 특성을 나타내는 소리 감쇠 부분(121) 및 스템 부분(122)을 갖는 이어플러그(100)를 제공하도록 제어될 수 있다.
팽창가능 구체 발포제 및 화학적 발포제 둘 모두의 존재는 외부 층(120)이 활성화 동안 적절하게 형성될 수 있도록 하는 데 충분한 구조 및 팽창을 제공하면서, 그렇지 않고 팽창가능 구체 발포제만이 사용되었던 경우에 생성할 수준으로부터 외부 층(120)의 경도를 감소시키는 것을 보조할 수 있다. 화학적 발포제에 의해 발생된 기체의 일부 또는 전부는 기체의 일부 또는 전부가 활성화 후에 외부 층 내에 존재하지 않도록 활성화 동안 배출될 수 있다. 팽창가능 구체 발포제의 일부 또는 전부는 최종 이어플러그가 열가소성 구체를 포함할 수 있도록 최종 이어플러그의 외부 층 내에 남아 있을 수 있다. 일 실시예에서, 이어플러그(100)의 외부 층(120)은 발포제 또는 발포제의 남은 부분을 1 중량% 내지 5 중량%로 포함하고, 대략 3 중량%로 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 중간 상태에서, 예비-성형체(130)는 이어플러그(100)의 원하는 길이로 절단될 수 있거나, 많은 이어플러그의 후속 형성에 충분한 연장된 길이로 절단될 수 있거나, 도 8을 참조하여 후술되는 바와 같이 절단 전에 외부 층(120)의 활성화가 발생하도록 절단되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 연장된 길이를 갖는 예비-성형체(130)는 발포제의 후속 처리 및 활성화를 위한 취급을 용이하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 예비-성형체(130)는 원하는 수량의 이어플러그(100)를 생성하도록 후속하여 절단되고 활성화될 수 있는 연장된 길이로 절단된다. 연장된 예비-성형체(130)는 운송 또는 취급이 용이하도록 감기거나(coiled) 달리 형상화될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 하나의 제조 공정의 개략도이다. 본 발명은 이어플러그를 제조하는 방법을 추가로 제공한다. 방법은 비활성화된 발포제를 포함하는 외부 층으로 블렌딩된 중합체 기다란 코어와 같은 기재를 덮는 단계, 및 외부 층의 적어도 일부분이 원하는 형상으로 팽창되도록 발포제를 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 도 1과 관련하여 기술된 이어플러그(100)와 같은, 개인 보호 장비를 제조하는 방법을 제공한다. 하나의 방법은 외부 층으로 기재를 덮는 단계, 및 외부 층의 적어도 일부분이 팽창되도록 외부 층의 적어도 일부분에 열을 인가하는 단계를 포함한다. 외부 층의 팽창은 외부 층의 재료 내에 존재하는 발포제의 활성화에 기인하여 발생하고, 팽창 전에 주형 내에 외부 층의 적어도 일부분을 위치시킴으로써 제어될 수 있다. 외부 층의 부분은 외부 층이 팽창됨에 따라 주형의 형상에 의해 구속될 수 있거나, 발포제의 활성화를 제한하도록 열로부터 차폐된다.
본 명세서에 기술된 방법은 이어플러그를 제조하는 데에 뿐만 아니라, 다른 유형의 청력 보호 장치 및 다른 개인 보호 장비를 위한 구성요소, 및 다른 응용에 적합한 다른 성형되거나 형성된 부품을 제조하는 데에도 적합하다. 예를 들어, 본 방법은 원하는 형상 및 밀도를 제공하도록 발포될 수 있는 호흡기 보호 장치(respiratory protection device)의 안면피스(facepiece)를 위한 시일(seal)을 제조하기 위한 공정을 제공한다. 다른 예시적인 응용은 이어 머프(ear muff), 호흡 장치, 안경류(eyewear), 다른 개인 보호 장비, 그러한 개인 보호 장비의 구성요소, 및 다른 응용의 제조를 포함한다.
본 발명에 따른 푸시-인 이어플러그를 제조하는 하나의 방법은 비활성화된 발포제를 포함하는 외부 층으로 직접적으로 또는 간접적으로 블렌딩된 기다란 코어를 덮는 단계, 및 블렌딩된 기다란 코어에 직접적으로 또는 간접적으로 접합된 소리 감쇠 부분 및 스템 부분을 형성하도록 외부 층의 적어도 일부분의 발포제를 활성화하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 블렌딩된 기다란 코어는 폴리올레핀을 포함한다. 일 실시예에서, 블렌딩된 기다란 코어는 충격 보강제를 포함한다. 일 실시예에서, 블렌딩된 기다란 코어는 약 50% 이상의 폴리아미드, 또는 약 60% 이상의 폴리아미드, 또는 약 65% 이상의 폴리아미드를 포함한다. 일 실시예에서, 블렌딩된 코어는 10% 이상의 접합 성분, 또는 약 15% 이상의 접합 성분, 또는 약 20% 이상의 접합 성분, 또는 약 25% 이상의 접합 성분, 또는 약 25% 이상의 접합 성분, 또는 약 30% 이상의 접합 성분, 또는 약 35% 이상의 접합 성분을 포함한다. 일 실시예에서, 접합 성분은 폴리프로필렌이다.
일 실시예에서, 폴리아미드 혼합물은 10% 이상의 충격 보강제, 또는 15% 이상의 충격 보강제, 또는 20% 이상의 충격 보강제, 또는 25% 이상의 충격 보강제를 포함한다. 일 실시예에서, 충격 보강제는 SEBS이다.
도 5는 본 발명에 따른 이어플러그(200)를 제조하는 하나의 방법의 개략도를 도시한다. 연장된 블렌딩된 기다란 코어(210)가 제1 재료를 제1 다이(die)(240)를 통해 압출하고 제1 재료를 적절한 직경으로 인발함으로써 형성된다. 블렌딩된 기다란 코어는 중실형(solid)일 수 있거나, 기다란 코어(210)의 전부 또는 일부분을 통해 연장되는 종방향 채널을 포함할 수 있고, 상이한 특성을 갖는 하나 이상의 동심 층을 포함할 수 있다. 압출 후에, 블렌딩된 기다란 코어는 그것이 제조 공정의 후속 단계에서 안정하게 유지되도록 냉각될 수 있다. 온도 변화의 크기는 사용되는 재료 및 최종 제품의 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서, 기다란 코어(210)는 그것이 외부 층(220)의 활성화 또는 경화 온도보다 낮은, 제2 다이(250)에 의해 덮이기 전의 지점에서의 온도를 나타내도록 필요한 대로 냉각된다. 덮이기 전에, 블렌딩된 기다란 코어(210)는 연장된 길이를 갖고, 이어플러그를 위한 원하는 길이로 아직 절단되지 않는다.
도 5에 도시된 실시예에서, 블렌딩된 기다란 코어(210)는 제2 다이(250)에 의해, 발포성 재료를 포함하는 외부 층(220)으로 직접적으로 또는 간접적으로 덮인다. 제2 다이(250)는 당업계에 알려진 것과 같은 공압출 다이(co-extrusion die) 또는 다른 적합한 다이일 수 있다. 일 실시예에서, 발포성 재료는 열가소성재 및 하나 이상의 비활성화된 발포제를 포함한다. 외부 층(220)은 비활성화된 발포제의 활성화 온도보다 낮은 온도로 유지되면서 블렌딩된 기다란 코어(210)에 적용된다. 일 실시예에서, 외부 층은 100℃ 내지 205℃, 120℃ 내지 190℃, 또는 약 170℃의 활성화 온도를 갖는 발포제 및 SEBS를 포함한다. 다른 적합한 재료는 가소화된 폴리비닐 클로라이드, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM) 고무, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부틸 고무, 천연 고무, 다른 열가소성재, 열경화성 중합체, 및 당업계에 알려진 것과 같은 다른 적합한 재료를 포함한다. 외부 층(220)이 고무 또는 열경화성 중합체를 갖는 제2 재료를 포함하는 실시예에서, 외부 층(220)은 고무 또는 열경화성 중합체의 가황 또는 경화 온도보다 낮은 온도로 적용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 외부 층(220)은 열 또는 다른 적합한 활성화 또는 경화 공정으로 후속하여 각각 활성화 및 경화될 수 있는 비활성화된 발포제 및 비경화된 또는 부분적으로 경화된 고무 또는 열경화성 중합체를 포함할 수 있다.
블렌딩된 기다란 코어(210)에 초기에 적용될 때 외부 층(220) 내의 발포제의 중량 백분율은 사용되는 열가소성재 또는 다른 재료의 유형 및 소리 감쇠 부분(221)의 원하는 최종 형상, 밀도, 경도 또는 다른 특성에 기초하여 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 외부 층(220)은 90% 내지 99.5%의 SEBS 및 10% 내지 0.5%의 적절한 비활성화된 발포제, 또는 대략 93%의 SEBS 및 7%의 비활성화된 팽창가능 구체 발포제, 예컨대 둘 모두 스웨덴 선츠발 소재의 에카 케미칼스 에이비(Eka Chemicals AB)로부터 입수가능한 엑스판셀(EXPANCEL) 930 DU 120, 엑스판셀 920 DU 120의 초기 조성을 갖는다.
다른 실시예에서, 외부 층(220)은 비활성화된 화학적 발포제, 예컨대 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 비들 소이어 코프.(Biddle Sawyer Corp.)로부터 입수가능한 옥시비스 벤젠 술포닐 하이드라자이드(OBSH)를 포함하는 초기 조성을 갖는다. OBSH 발포제와 같은 화학적 발포제의 존재는 유일한 발포제로서 엑스판셀과 같은 팽창가능 구체 발포제를 포함하는 외부 층으로 형성된 소리 감쇠 부분보다 낮은 경도 값을 갖는 소리 감쇠 부분을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 외부 층(220)은 비활성화된 팽창가능 구체 발포제 및 비활성화된 화학적 발포제를 포함한다. 팽창가능 구체 발포제 및 화학적 발포제 둘 모두의 존재는 외부 층이 적절하게 형성될 수 있도록 하는 데 충분한 그리고 화학적 발포제만으로는 존재하지 않을 수 있는 구조를 제공하면서, 그렇지 않고 팽창가능 구체 발포제만이 사용되었던 경우에 생성할 수준으로부터 외부 층의 경도를 감소시키는 것을 보조할 수 있다. 따라서, 화학적 발포제와 팽창가능 구체 발포제의 조합은 외이도 내로의 삽입을 위해서와 같은, 원하는 응용에 적절한 경도 수준을 갖는 외부 층을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 초기에 적용될 때 외부 층(220)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 팽창가능 구체 발포제, 또는 대략 2 중량%의 비활성화된 팽창가능 구체 발포제를 포함할 수 있다. 외부 층(220)은 또한 다른 적합한 발포제, 또는 엑스판셀 발포제, OBSH 발포제, 및 다른 적합한 발포제의 다양한 조합을 포함할 수 있다. 외부 층(220)은 원하는 색상을 부여하기 위한 안료, 산화방지제, UV 안정제, 및 당업계에 알려진 것과 같은 압출 및 주형 이형(release)을 보조하는 오일 또는 왁스를 추가로 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 외부 층(220)은 블렌딩된 기다란 코어(210) 위에 덮일 때 용융된 상태에 있다. 그 결과, 외부 층(220) 및 기다란 코어(210), 또는 하나 이상의 중간 층의 분자는 서로의 재료 또는 표면 내로 확산되는 것으로 여겨지며, 열 접합이 형성된다. 재료 또는 표면이 냉각되고 고화될 때, 외부 층(220)은 기다란 코어(210)에 직접적으로 또는 간접적으로 열 접합되어 유지된다. 일 실시예에서, 기다란 코어(210)와 외부 층(220) 사이의 주요 접합원이 열 접합이도록 유의한 화학 결합은 없다. 다른 예시적인 실시예에서, 외부 층(220)은 기다란 코어(210) 위에 덮일 때 기다란 코어(210) 또는 하나 이상의 중간 층과 접촉하지만, 외부 층(220)과 기다란 코어(210) 또는 하나 이상의 중간 층 사이에 유의한 접합은 형성되지 않는다. 외부 층(220)의 활성화 및/또는 경화 시에, 열 접합이 외부 층(220)과 기다란 코어(210) 사이에 직접적으로 또는 간접적으로 형성될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 기다란 코어(210)는 제2 다이(250)에 대한 대안으로서 또는 그에 더하여 당업계에 알려진 것과 같은 라미네이팅(laminating), 성형, 분무, 침지, 또는 다른 적합한 공정에 의해 외부 층(220) 또는 하나 이상의 중간 층으로 덮일 수 있다. 그러한 단계는 기다란 코어(210)가 원하는 길이로 절단되기 전 또는 후에 발생할 수 있다. 사용되는 공정에 관계없이, 외부 층(220)의 온도는 발포제(들)가 덮는 공정 동안 비활성화되어 유지되도록 발포제(들)의 활성화 온도보다 낮게 유지되어야 한다. EPDM 고무 또는 열경화성 중합체와 같은, 비경화된 또는 부분적으로 경화된 재료가 외부 층(220)에 포함되는 경우, 외부 층(220)의 온도는 재료의 경화 온도보다 낮게 유지되어야 한다.
일 실시예에서, 외부 층(220)에 의해 덮인 블렌딩된 기다란 코어(210)는 커터(cutter)(260)에 의해 원하는 이어플러그의 길이로 절단된다. 결과는 블렌딩된 기다란 코어(210) 및 외부 층(220)을 갖는 예비-성형체(230)이며, 여기서 외부 층(220)은 소리 감쇠 부분(221) 및 스템 부분(222)을 갖는 이어플러그를 생성하기 위해 후속하여 활성화될 수 있는 비활성화된 발포제를 포함한다.
커터(260)는 이어플러그(200)의 원하는 길이로, 또는 많은 이어플러그의 후속 형성에 충분한 연장된 길이로 예비-성형체(230)를 절단할 수 있다. 일 실시예에서, 예비-성형체(230)는 원하는 수량의 이어플러그(200)를 생성하도록 후속하여 절단되고 활성화되거나 그 반대로 될 수 있는 연장된 길이로 절단된다. 연장된 예비-성형체(230)는 취급 또는 운송의 용이함을 위해 감기거나 달리 형상화될 수 있다.
일 실시예에서, 외부 층(220) 내에 존재하는 비활성화된 발포제는 탄화수소 또는 다른 팽창가능 재료를 캡슐화하는 열가소성 구체를 포함한다. 적절한 양의 열의 인가가 열가소성 쉘 및 탄화수소를 팽창되게 한다. 다른 예시적인 실시예에서, 발포제는, 단독으로 또는 팽창가능 구체 발포제와 조합되어, 자급식이거나 달리 캡슐화되지 않은, 그리고 열 또는 다른 활성화원에 노출될 때 기체를 생성하는 팽창가능 재료를 포함한다. 억제되지 않은 채로 유지되는 경우, 발포제(들)의 활성화는 외부 층(220) 내에 셀을 생성하여, 궁극적으로 외부 층(220)의 체적을 증가시키고 밀도를 감소시킨다. 외부 층(220)의 팽창은 외부 층(220)의 두께 및 조성, 열, 촉매, 또는 다른 활성화원의 선택적 인가에 의해, 그리고/또는 발포제가 활성화됨에 따라 외부 층(220)의 팽창을 제한하도록 주형 내에 예비-성형체(230)의 적어도 일부분을 배치함으로써 제어될 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 예시적인 방법에서, 주형(270)은 외부 층(220)의 팽창을 제어하는 데 사용된다. 주형(270)은 예비-성형체(230)의 일부분을 수용하는 스템 부분의 형태인 제1 공동(cavity)(271)을 포함한다. 예비-성형체(230)는 주형(270) 내에 배치되기 전에 원하는 이어플러그(200)의 길이로 절단될 수 있다. 대안적으로, 예비-성형체(230)는 연장된 길이를 가질 수 있고, 주형(270) 내로 삽입된 후에 일정 길이로 절단될 수 있다. 주형(270) 내로의 삽입 후에 예비-성형체(230)를 절단하는 것은 취급 및 삽입을 용이하게 할 수 있다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 적어도 외부 층(220) 내에 존재하는 발포제의 활성화 온도로 외부 층(220)의 온도를 상승시키고 외부 층(220)이 팽창되게 하도록 열이 예비-성형체(230)의 노출된 부분에 인가된다. 제1 공동(271) 내에 위치된 이어플러그(200)의 부분은 발포제의 활성화가 제한되도록 열로부터 효과적으로 차폐될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 제1 공동(271)은 외부 층(220)을 구속하고, 그렇지 않을 경우 더 큰 체적 및 덜 치밀한 외부 층을 생성할 발포제의 활성화에 의해 유발되는 팽창을 실질적으로 억제한다. 블렌딩된 기다란 코어(210) 및 외부 층(220)은 후속하여 냉각되고, 주형(270)으로부터 방출된다. 완성된 이어플러그(200)는 자유롭게 팽창될 수 있는 노출된 외부 층에 의해 형성된 소리 감쇠 부분(221), 및 발포제의 활성화 동안 주형(270) 내에서 부분적으로 구속되었던 스템 부분(222)을 포함한다. 주형의 구속 및/또는 발포제의 제한된 활성화에 기인하여, 스템 부분(222)은 소리 감쇠 부분(221)의 그것보다 큰 평균 밀도 및/또는 큰 경도를 가질 수 있다.
도 7a 및 도 7b의 예시적인 실시예에서, 주형(370)은 예비-성형체(330)의 외부 층(320)의 팽창을 제어하는 데 사용된다. 주형(370)은 예비-성형체(330)의 일부분을 수용하는 스템 부분의 형태인 제1 공동(371)을 포함한다. 주형(370)은 소리 감쇠 부분의 형태인 제2 공동(372)을 추가로 포함한다. 예비-성형체(330)가 초기에 주형(370) 내에 배치될 때, 간극(375)이 예비-성형체(330)와 제2 공동(372)의 주연부 사이에 존재한다. 일부 실시예에서, 작은 간극(376)이 예비-성형체(330)와 제1 공동(371)의 주연부 사이에 존재할 수 있다. 열 또는 다른 적합한 활성화원의 인가 시에, 외부 층(320)의 일부분이 팽창되어 간극(375)을 채우고, 제2 공동(372)의 형상에 실질적으로 정합된다. 제1 공동(371) 내에 위치된 이어플러그(300)의 부분은 발포제의 활성화가 제한되도록 열로부터 효과적으로 차폐될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 그렇지 않을 경우 발포제의 활성화 동안 발생할 외부 층(220)의 팽창이 제1 공동(371)에 의해 구속된다. 추가로, 열의 인가가 외부 층(320)을 연화시키고 발포제가 활성화됨에 따라, 외부 층(320)은 팽창되어 제1 공동(371)을 채울 수 있고, 제1 공동(371) 내의 초기의 외부 층(320)의 일부는 제2 공동(372) 내로 유동하여 간극(375)을 채울 수 있다. 일 실시예에서, 주형(370)은 임의의 용융된 재료의 통과를 방지하면서 과량의 기체가 배출되도록 허용하는 작은 기체 통기구를 포함한다.
일 실시예에서, 주형(370)은 제1 공동(371)이 활성화 공정의 일부 또는 전부 동안 제2 공동(372) 위로 배향되도록 배향된다. 그러한 배향은 재료가 활성화 동안 제1 공동(371)으로부터 제2 공동(372) 내로 유동하는 것을 허용할 수 있다. 추가로, 제1 공동(371)이 제2 공동(372) 위로 배향되는 배향은 소리 감쇠 부분(321) 상의 일체화된 스킨의 형성을 용이하게 할 수 있는데, 이는 발포제의 활성화 동안 형성된 셀 또는 간극이 공동(372)의 하부 표면으로부터 상향으로 그리고 멀어지게 이동하는 경향이 있을 수 있기 때문이다.
이어플러그(300)는 후속하여 냉각되고, 주형(370)으로부터 방출된다. 완성된 이어플러그(300)는 주형(370)의 제2 공동(372)의 형상을 갖는 소리 감쇠 부분(321), 및 주형(370)의 제1 공동(371)의 형상을 갖는 스템 부분(322)을 포함한다. 제1 공동(371)의 구속 및/또는 제1 공동(371)의 영역 내의 발포제의 제한된 활성화에 기인하여, 스템 부분(322)은 소리 감쇠 부분(321)의 그것보다 큰 평균 밀도 및/또는 경도를 가질 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 예시적인 실시예에서, 이어플러그(300)는 대략 15 mm 내지 40 mm, 또는 약 25.5 mm의 종방향으로의 총 길이(l)를 갖는 예비-성형체(330)로부터 형성된다. 외부 층(320)은 대략 2.5 mm 내지 6.5 mm, 또는 약 4.5 mm의 외경(d1)을 갖고, 기다란 코어(310)는 대략 1.5 mm 내지 3.5 mm, 또는 약 2.5 mm의 외경(d3)을 갖는다. 전술된 외부 층(320)의 활성화 후에, 도 7b에 도시된 바와 같이, 최종 이어플러그(300)는 대략 15 mm 내지 40 mm, 또는 대략 25.5 mm의 종방향으로의 총 길이(L)를 갖고, 소리 감쇠 부분(321)은 대략 8 mm 내지 16 mm, 또는 대략 12.5 mm의 그의 가장 넓은 지점에서의 외경(D1)을 갖고, 스템 부분(322)은 대략 3 mm 내지 10 mm, 또는 대략 6.5 mm의 직경(D2)을 갖고, 기다란 코어(310)는 대략 1.5 mm 내지 3.5 mm, 또는 대략 2.5 mm의 외경(D3)을 갖는다. 예비-성형체(330) 및 완성된 이어플러그(300)의 치수는 외부 층(320) 및 기다란 코어(310)의 재료에 기초하여, 그리고 특정 응용을 위한 원하는 특성을 갖는 최종 이어플러그(300)를 형성하기 위해 요구되는 대로 달라질 수 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시되지 않지만, 일부 실시예에서, 이어플러그의 제1 단부로부터 이어플러그의 제2 단부까지 부분적으로 또는 완전하게 연장되는 채널이 또한 존재할 수 있다는 것이 또한 명백히 고려된다.
도 8은 본 발명에 따른 예시적인 제조 공정의 개략도이다. 개략도(400)의 구성요소는 축척에 맞춰 도시된 것은 아니다.
제1 재료(402)가 압출된 기다란 코어(415)를 출력하는 제1 압출기(410)에 제공된다. 기다란 코어(415)는, 제2 재료(422)와 함께, 예비성형체(425)를 출력하는 제2 압출기(422)에 제공된다. 예비성형체(425)는 제2 재료로부터 형성된 오버층(overlayer)을 가진 기다란 코어를 포함한다. 제2 재료(422)는 발포성 재료를 포함할 수 있다.
예비성형체(425)는 주형(450) 내에서 주형 공동(452)에 제공된다. 열(454) 또는 다른 활성화 메커니즘이 인가되어, 발포성 오버 층이 주형 공동(452) 내에서 팽창되고 주형 공동의 형상에 정합되게 한다. 일단 활성화 공정이 완료되면, 푸시-인 이어플러그(460)는 주형(450)으로부터 제거된다.
압출기(410, 420)는 재료(402, 422)를 적절한 직경으로 인발하도록 구성될 수 있다. 압출기(410, 420) 중 어느 하나가 또한 압출된 재료를 인-이어 플러그(in-ear plug)를 위한 원하는 길이로 절단하도록 구성된 절단 메커니즘을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 절단 메커니즘(도시되지 않음)은 예비성형체(425)가 주형(450)에 제공되기 전에 이루어지는 별개의 작업이다.
압출기가 코어(415) 및 예비성형체(425)를 형성하기 위한 메커니즘으로 예시되지만, 코어(415)는 당업계에 알려진 라미네이팅, 성형, 분무, 침지 또는 임의의 다른 적합한 공정을 사용하여 외부 층에 의해 덮일 수 있는 것으로 또한 구상된다.
블렌딩된 기다란 코어(415) 및 코팅된 코어는 압출 및/또는 절단 작업 사이에서 냉각될 수 있다. 예비성형체(425) 전체가 주형 공동(452) 내에 배치되는 실시예가 도 8에 예시된다. 그러나, 일부 실시예에서, 예비성형체(425)의 일부분, 예를 들어 소리-감쇠 부분만이 주형 내에 배치된다. 일 실시예에서, 발포제는 열 또는 다른 활성화원에 의해 활성화되어, 예비성형체(425)의 외부 층이 팽창되게 한다. 외부 층이 비경화된 또는 부분적으로 경화된 재료를 포함하는 일부 실시예에서, 열 또는 다른 활성화원의 인가는 또한 외부 층이 경화되게 한다. 일 실시예에서, 주형 공동(452)은 스템 부분의 형태인 제1 공동 및 소리 감쇠 부분의 형태인 제2 공동을 포함한다. 열 또는 다른 적합한 활성화원의 인가 시에, 외부 층의 일부분이 팽창되어 제2 공동을 채우고 제2 공동의 형상에 실질적으로 정합되는 한편, 제1 공동 내에 위치된 부분은 발포제의 활성화가 제한되도록 열로부터 효과적으로 차폐된다. 대안적으로 또는 추가로, 그렇지 않을 경우 발포제의 활성화 동안 발생할 외부 층의 팽창이 제1 공동의 형상에 의해 실질적으로 구속된다. 일 실시예에서, 주형(450)은 임의의 용융된 재료의 통과를 방지하면서 과량의 기체가 배출되도록 허용하는 작은 기체 통기구를 포함한다.
다른 예시적인 실시예에서, 예비성형체(425)의 일부분만이 주형 공동 내에 위치된다. 주형 공동은 스템의 형태일 수 있어서, 예비성형체(425)의 일부분의 팽창이 실질적으로 구속되어 스템을 형성하는 한편, 예비성형체의 나머지 부분은 자유롭게 팽창되어 소리 감쇠 부분을 형성할 수 있다. 대안적으로, 주형 공동은 소리 감쇠 부분의 형태일 수 있어서, 예비성형체의 일부분의 팽창이 구속되고 선택적으로 활성화되어 소리 감쇠 부분을 형성하는 한편, 예비성형체(425)의 나머지 부분은 활성화되지 않거나 단지 부분적으로 활성화되어 스템을 형성한다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에서 푸시-인 이어플러그를 제조하는 방법이다. 방법(500)은 본 명세서에 기술된 인-이어 플러그 중 임의의 것을 형성하는 데 유용할 수 있다. 방법(500)은 도 8과 관련하여 기술된 개략도와 유사한 시스템을 사용하여, 또는 다른 적합한 시스템을 사용하여 수행될 수 있다.
단계(510)에서, 코어가 압출된다. 일부 실시예에서, 코어(510)는 약 50% 이상의 폴리아미드 혼합물, 또는 약 55% 이상 또는 약 60% 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 코어(110)는 약 65% 폴리아미드 혼합물 및 약 35% 폴리프로필렌을 포함한다. 폴리아미드 혼합물은 충격 보강제를 포함한다. 충격 보강제는 폴리아미드 혼합물의 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상이다. 단계(520)에서, 오버코트 층이 코어 위로 압출된다. 일 실시예에서, 오버코트 층은 기다란 코어를 실질적으로 덮는다. 오버코트 층은 가열될 때 팽창되어 주형 공동을 채우도록 구성된 재료로 형성된다. 재료는 그것이 사용 동안 쉽게 파단되지 않고 붕괴되지 않도록 외부 층의 마손도를 제어하기 위해 선택될 수 있다. 이어플러그의 마손도는 적절한 분자량을 갖는 재료를 선택함으로써 부분적으로 제어될 수 있고, 이때 더 높은 분자량이 일반적으로 마손성이 덜한 이어플러그를 생성한다. 일부 실시예에서, 오버코트 층은 발포성 열가소성 탄성중합체이다. 열가소성 탄성중합체는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS), 스티렌-아이소프렌 고무(SIS), 또는 이들의 조합일 수 있다.
단계(530)에서, 소리 감쇠 부분이 형성된다. 이는 블록(532)에 나타낸 바와 같이, 코팅된 코어를 적당한 크기로 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 소리 감쇠 부분은 블록(534)에 나타낸 바와 같이, 코팅된 코어의 적어도 일부분을 주형 내에 배치함으로써 형성될 수 있다. 주형은 예를 들어 도 3a 내지 도 3d에 예시된 형상뿐만 아니라 다른 적합한 형상과 같은, 소리 감쇠 부분의 원하는 형상을 가진 공동을 포함할 수 있다. 소리 감쇠 부분의 형성은 블록(536)에 나타낸 바와 같이, 오버코트 층을 열로 활성화하는 단계를 포함할 수 있다. 블록(538)에 나타낸 바와 같이, 다른 처리 단계가 또한 적용될 수 있다. 예를 들어, 외부 층은 일부 경화를 겪을 수 있다.
본 명세서에 기술된 이어플러그 및 이어플러그를 제조하는 방법은 여러 이점을 제공한다. 본 명세서에 기술된 이어플러그는 사용자의 외이도 내에 편안하게 위치되어 원하는 수준의 청력 보호를 제공할 수 있고, 더 강성인 기다란 코어의 존재는 삽입 전에 소리 감쇠 부분을 롤 다운할 필요성을 제거함으로써 위생을 증진시킨다. 본 명세서에 기술된 방법은 이어플러그가 효율적으로 제조될 수 있게 한다. 본 명세서에 기술된 바와 같이 기다란 코어에 직접적으로 또는 간접적으로 접합된 외부 층을 갖는 이어플러그가 많은 종래의 푸시-인 유형 이어플러그에서 요구되는 소리 감쇠 구성요소에 강직성 구성요소를 결합시키는 추가적인 단계의 비용 및 복잡성을 제거한다. 기다란 코어 및 외부 층은 추가적인 접착제 또는 추가적인 조립 단계에 대한 필요 없이 열 접합될 수 있다.
지금까지 본 발명이 그의 여러 실시예를 참조하여 기술되었다. 전술한 상세한 설명 및 예는 단지 명확한 이해를 위해 제시되었다. 이로부터의 어떠한 불필요한 제한도 없음이 이해되어야 한다. 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 기술된 실시예에서 많은 변화가 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 본 명세서에 기술된 정확한 상세 사항과 구조가 아니라, 오히려 청구범위의 표현으로 기술된 구조 및 이 구조의 균등물에 의해 제한되어야 한다. 위의 실시예 중 임의의 것과 관련하여 기술된 임의의 특징 또는 특성이 개별적으로 또는 임의의 다른 특징 또는 특성과 조합되어 포함될 수 있고, 단지 명확함을 위해 위의 순서 및 조합으로 제시된다.
실시예
실시예 1은 푸시-인 이어플러그이다. 푸시-인 이어플러그는 제1 재료 및 제2 재료를 갖는 기다란 코어를 갖는다. 푸시-인 이어플러그는 또한 발포성 재료를 포함하는 외부 층을 갖고, 외부 층은 기다란 코어의 외부 표면의 적어도 일부분을 덮는다. 제2 재료는 발포성 재료의 활성화 동안 외부 층에 열 접합되도록 구성된다.
실시예 2는 실시예 1의 특징을 포함하지만, 발포성 재료는, 활성화될 때 외부 층의 체적을 증가시키는 발포제를 포함한다.
실시예 3은 실시예 2의 특징을 포함하지만, 발포제는 비활성화된 팽창가능 구체 발포제를 포함한다.
실시예 4는 실시예 2의 특징을 포함하지만, 발포제는 비활성화된 화학적 발포제를 포함한다.
실시예 5는 실시예 2 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 발포제는 열 활성화된다.
실시예 6은 실시예 5의 특징을 포함하지만, 발포제는 제2 재료와의 열 접합을 허용하는 온도에서 열 활성화된다.
실시예 7은 실시예 6의 특징을 포함하지만, 온도는 제1 재료의 용융 온도보다 낮다.
실시예 8은 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 기다란 코어는 제1 강성을 갖고, 외부 층은 제2 강성을 갖고, 제1 강성은 제2 강성보다 크다.
실시예 9는 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 폴리아미드이다.
실시예 10은 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제2 재료는 폴리프로필렌이다.
실시예 11은 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기다란 코어의 약 50 중량% 이상이다.
실시예 12는 실시예 11의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기다란 코어의 약 60 중량% 이상이다.
실시예 13은 실시예 12의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기다란 코어의 65 중량% 이상이다.
실시예 14는 실시예 9 내지 실시예 13 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 또한 충격 보강제를 포함한다.
실시예 15는 실시예 14의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 10% 이상으로 포함된다.
실시예 16은 실시예 15의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 15% 이상으로 포함된다.
실시예 17은 실시예 16의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 20% 이상으로 포함된다.
실시예 18은 실시예 17의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 25% 이상으로 포함된다.
실시예 19는 실시예 14 내지 실시예 18 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌을 포함한다.
실시예 20은 실시예 1 내지 실시예 19 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료와 제2 재료는 공압출된다.
실시예 21은 실시예 1 내지 실시예 20 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 기다란 코어 위로 압출된다.
실시예 22는 물품이다. 물품은 기재를 갖는다. 기재는 제1 재료와 제2 재료의 압출된 혼합물을 포함한다. 물품은 또한 제3 재료를 포함하는 외부 층을 포함한다. 외부 층은 기재의 외부 표면을 적어도 부분적으로 덮는다. 제3 재료는 활성화가능 발포제를 포함한다. 활성화가능 발포제는 활성화 동안 제2 재료와의 열 접합을 겪는다.
실시예 23은 실시예 22의 특징을 포함하지만, 물품은 이어플러그이다.
실시예 24는 실시예 22 또는 실시예 23의 특징을 포함하지만, 발포제는 활성화 동안 팽창되도록 구성된다.
실시예 25는 실시예 24의 특징을 포함하지만, 발포제는 활성화 동안 주형의 형상을 취하기 위해 팽창되도록 구성된다.
실시예 26은 실시예 22 내지 실시예 25 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 폴리아미드를 포함하고, 제2 재료는 폴리올레핀을 포함한다.
실시예 27은 실시예 26의 특징을 포함하지만, 폴리올레핀은 폴리프로필렌이다.
실시예 28은 실시예 22 내지 실시예 27 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 압출된 혼합물의 약 50% 이상이다.
실시예 29는 실시예 22 내지 실시예 28 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 압출된 혼합물의 약 60% 이상이다.
실시예 30은 실시예 22 내지 실시예 29 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 압출된 혼합물의 약 65% 이상이다.
실시예 31은 실시예 22 내지 실시예 30 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 또한 충격 보강제를 포함한다.
실시예 32는 실시예 31의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 10% 이상이다.
실시예 33은 실시예 31의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 15% 이상이다.
실시예 34는 실시예 31의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 20% 이상이다.
실시예 35는 실시예 31의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 25% 이상이다.
실시예 36은 실시예 31 내지 실시예 35 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌이다.
실시예 37은 실시예 22 내지 실시예 36 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제3 재료는 기재 위로 압출된다.
실시예 38은 실시예 22 내지 실시예 37 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 청력 보호 장치의 일부분을 형성한다.
실시예 39는 실시예 22 내지 실시예 38 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 안면피스 시일의 일부분을 형성한다.
실시예 40은 실시예 22 내지 실시예 39 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 호흡기 보호 장치의 일부분을 형성한다.
실시예 41은 실시예 22 내지 실시예 40 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 이어 머프의 일부분을 형성한다.
실시예 42는 실시예 22 내지 실시예 41 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 안경류 물품의 일부분을 형성한다.
실시예 43은 물품을 제조하는 방법이다. 방법은 외부 층으로 기재를 덮음으로써, 제1 단부 부분 및 제1 단부 부분 반대편의 제2 단부 부분을 가진 예비성형체를 형성하는 단계를 포함한다. 기재는 제2 재료와 함께 공압출된 제1 재료를 포함한다. 외부 층은 제3 재료를 포함하고, 제3 재료는 제1 단부 부분으로부터 제2 단부 부분까지 적어도 부분적으로 연장된다. 방법은 또한 제1 주형 공동 내에 제1 단부 부분을 그리고 제2 주형 공동 내에 제2 단부 부분을 위치시키는 단계를 포함하고, 제1 주형 공동은 가장 넓은 지점에서 제2 주형 공동의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 방법은 또한 제2 단부 부분의 외부 층의 적어도 일부분에 열을 인가하여, 외부 층의 적어도 일부분이 팽창되어 제2 주형 공동의 형상에 정합되고 외부 층이 기재에 열 접합되게 하고, 제1 단부 부분이 스템을 형성하고 제2 단부 부분이 소리-감쇠 부분을 형성하게 하는 단계를 포함한다.
실시예 44는 실시예 43의 특징을 포함하지만, 제3 재료는 비활성화된 팽창가능 구체 발포제를 포함한다.
실시예 45는 실시예 43 또는 실시예 44의 특징을 포함하지만, 열을 인가하는 단계는 외부 층의 부분에 100℃ 내지 205℃의 온도를 가하는 단계를 포함한다.
실시예 46은 실시예 43 내지 실시예 45 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 열 접합은 제3 재료에 대한 제2 재료의 접합을 포함한다.
실시예 47은 실시예 43 내지 실시예 46 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제3 재료는 비활성화된 화학적 발포제를 포함한다.
실시예 48은 실시예 43 내지 실시예 47 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 폴리아미드를 포함한다.
실시예 49는 실시예 43 내지 실시예 48 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 충격 보강제를 포함한다.
실시예 50은 실시예 43 내지 실시예 49 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제2 재료는 폴리프로필렌을 포함한다.
실시예 51은 실시예 43 내지 실시예 50 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기재 내에서 스캐폴드 구조를 포함하고, 제2 재료는 스캐폴드 구조 내에서 적어도 일부의 이산된 도메인을 포함한다.
실시예 52는 실시예 43 내지 실시예 51 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기재의 50% 이상으로 포함된다.
실시예 53은 실시예 43 내지 실시예 52 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기재의 60% 이상으로 포함된다.
실시예 54는 실시예 43 내지 실시예 53 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기재의 약 65% 이상으로 포함된다.
실시예 55는 실시예 49 내지 실시예 54 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 10% 이상으로 포함된다.
실시예 56은 실시예 49 내지 실시예 54 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 15% 이상으로 포함된다.
실시예 57은 실시예 49 내지 실시예 54 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 20% 이상으로 포함된다.
실시예 58은 실시예 49 내지 실시예 54 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 25% 이상으로 포함된다.
실시예 59는 실시예 43 내지 실시예 58 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 청력 보호 장치의 일부분을 형성한다.
실시예 60은 실시예 43 내지 실시예 58 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 안면피스 시일의 일부분을 형성한다.
실시예 61은 실시예 43 내지 실시예 58 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 호흡기 보호 장치의 일부분을 형성한다.
실시예 62는 실시예 43 내지 실시예 58 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 이어 머프의 일부분을 형성한다.
실시예 63은 실시예 43 내지 실시예 58 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 외부 층은 안경류 물품의 일부분을 형성한다.
실시예 64는 물품을 제조하는 방법이다. 방법은 제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 갖는 예비성형체를 제조하기 위해 외부 층으로 기재를 덮는 단계를 포함한다. 기재는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하고 외부 층은 제3 재료를 포함하고, 제3 재료는 활성화 온도를 갖는 발포제를 포함한다. 제3 재료는 활성화 온도보다 낮은 온도를 갖는다. 방법은 또한 주형의 제1 공동 내에 예비성형체의 제1 단부 부분을 그리고 주형의 제2 공동 내에 제2 단부 부분을 위치시키는 단계를 포함하고, 제1 주형 공동은 가장 넓은 지점에서 제2 주형 공동의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 방법은 또한 제2 단부 부분의 온도를 적어도 발포제의 활성화 온도로 증가시켜 제2 단부 부분 내의 발포제를 활성화하여, 제2 단부 부분을 소리-감쇠 부분으로 형성하는 단계를 포함한다.
실시예 65는 실시예 64의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 폴리아미드이다.
실시예 66은 실시예 64 또는 실시예 65의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 충격 보강제를 포함한다.
실시예 67은 실시예 66의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 10% 이상으로 포함된다.
실시예 68은 실시예 66의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 15% 이상으로 포함된다.
실시예 69는 실시예 66의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 20% 이상으로 포함된다.
실시예 70은 실시예 66의 특징을 포함하지만, 충격 보강제는 제1 재료의 약 25% 이상으로 포함된다.
실시예 71은 실시예 64 내지 실시예 70 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료와 제2 재료는 공압출된다.
실시예 72는 실시예 64 내지 실시예 71 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기재의 약 50% 이상이다.
실시예 73은 실시예 64 내지 실시예 72 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기재의 약 60% 이상이다.
실시예 74는 실시예 64 내지 실시예 73 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제1 재료는 기재의 약 65% 이상이다.
실시예 75는 실시예 64 내지 실시예 74 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 기재를 덮는 단계는 제3 재료를 기재 위로 압출하는 단계를 포함한다.
실시예 76은 실시예 64 내지 실시예 75 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제2 재료는 폴리올레핀이다.
실시예 77은 실시예 64 내지 실시예 75 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 제2 재료는 폴리프로필렌이다.
실시예 78은 실시예 64 내지 실시예 77 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 발포제를 활성화하는 단계는 제2 단부 부분이 팽창되게 하여 제2 공동의 형상에 정합되게 한다.
실시예 79는 실시예 64 내지 실시예 78 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 활성화 온도는 제1 재료의 융점보다 낮다.
실시예 80은 실시예 64 내지 실시예 79 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 활성화 온도는 제2 재료와 제3 재료 사이의 열 접합에 충분하게 높다.
실시예 81은 실시예 64 내지 실시예 80 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 활성화 온도는 100℃ 내지 205℃이다.
실시예 82는 실시예 64 내지 실시예 81 중 어느 한 실시예의 특징을 포함하지만, 발포제의 활성화 동안 제1 공동을 제2 공동 위에 위치시키는 단계를 또한 포함한다.
예
코어 시험 방법
코어 접합 시험
외부 발포체 재료와 코어 사이의 접합은 발포체 성형 공정 후에 코어의 외양으로부터 시각적으로 평가된다. 특히, 발포체는 성형 후에 코어에 물리적으로 부착되어야 한다. 도 10a에서 우측의 이미지는 양호한 발포체 접합을 입증한다. 이러한 이미지에서, 외부 발포체 재료가 코어로부터 찢어질 때 발포체의 일부가 코어에 접착되어 유지된다. 이는 파괴 모드가 발포체의 응집 파괴(cohesive failure)인 것을 나타낸다. 좌측의 이미지는 성형 후에 유사하게 형상화된 코어를 보여준다. 이러한 경우, 발포체가 찢어질 때, 코어에 결합되어 유지되는 발포체는 없다. 이는 허용가능하지 않은 파괴로 간주된다.
코어 기계적 안정성 시험
코어의 기계적 안정성은 또한 어느 정도 정성적으로 평가된다. 코어의 직경 및 길이의 측정은 성형 전에 이루어진다. 캘리퍼(caliper)를 사용하여 평가될 때, 코어의 전체 길이 또는 직경이 성형 후에 5% 초과만큼 변화할 때 파괴가 발생한다.
코어 가요성 시험
가요성은 코어에 사용되는 재료의 휨 탄성계수(flexural modulus)와 관련되고, 성형 공정에 의해 영향을 받는 것으로 여겨지지 않는다. 그러나, 고도로 강직성인 재료는 최종 사용자에게 불편할 수 있고, 따라서 본 출원에 대해 배제될 수 있다.
예
도 10b에서 좌측에 도시된 1 인치 원통형 예비성형체를, 폴리프로필렌 코어 위에 발포성 재료를 압출하고, 이어서 결과적인 오버코트 압출물을 1 인치 길이로 절단함으로써 제조하였다. 상이한 코어 재료를 평가하기 위해, 폴리프로필렌을 예비-성형체의 중간에서 밀어내었고 대안적인 코어 재료의 유사한 크기의 피스로 대체하였다. 대안적인 코어 재료는 상업적 공급처로부터 로드-스톡(rod-stock)으로 입수한 다음에 일정 길이로 절단하였거나 펠릿(pellet) 형태로 입수한 다음에 압출하고 일정 길이로 절단하였다. 매우 긴 유리 섬유를 함유한 폴리프로필렌 코어를 대략 1 인치 길이의 예비성형체의 압축 성형을 통해 얻었다.
대안적인 코어 재료가 제위치에 있게 되면, 예비성형체를 5분 동안 375F에서 주형 내에 배치하고, 이어서 냉각시켜 이어플러그(도 2에서 우측에 도시된 예)를 생성하였다. 이어서, 발포체를 코어 재료로부터 찢었고, 코어의 접합 및 변형을 전술된 바와 같이 평가하였다. 시험된 다양한 재료에 대한 결과가 표 1에 제시된다.
[표 1]
Figure pct00001

Claims (82)

  1. 푸시-인 이어플러그(push-in earplug)로서,
    제1 재료 및 제2 재료를 포함하는 기다란 코어(elongate core); 및
    발포성 재료(foamable material)를 포함하고 상기 기다란 코어의 외부 표면의 적어도 일부분을 덮는 외부 층을 포함하고,
    상기 제2 재료는 상기 발포성 재료의 활성화 동안 상기 외부 층에 열 접합되도록 구성되는, 푸시-인 이어플러그.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발포성 재료는, 활성화될 때 외부 층의 체적을 증가시키는 발포제(foaming agent)를 포함하는, 푸시-인 이어플러그.
  3. 제2항에 있어서, 상기 발포제는 비활성화된 팽창가능 구체(unactivated expandable sphere) 발포제를 포함하는, 푸시-인 이어플러그.
  4. 제2항에 있어서, 상기 발포제는 비활성화된 화학적 발포제를 포함하는, 푸시-인 이어플러그.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제는 열 활성화되는, 푸시-인 이어플러그.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발포제는 상기 제2 재료와의 열 접합을 허용하는 온도에서 열 활성화되는, 푸시-인 이어플러그.
  7. 제6항에 있어서, 상기 온도는 상기 제1 재료의 용융 온도보다 낮은, 푸시-인 이어플러그.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기다란 코어는 제1 강성(stiffness)을 갖고, 상기 외부 층은 제2 강성을 갖고, 상기 제1 강성은 상기 제2 강성보다 큰, 푸시-인 이어플러그.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 폴리아미드를 포함하는, 푸시-인 이어플러그.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 재료는 폴리프로필렌을 포함하는, 푸시-인 이어플러그.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기다란 코어의 약 50 중량% 이상인, 푸시-인 이어플러그.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기다란 코어의 약 60 중량% 이상인, 푸시-인 이어플러그.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기다란 코어의 65 중량% 이상인, 푸시-인 이어플러그.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 또한 충격 보강제(impact modifier)를 포함하는, 푸시-인 이어플러그.
  15. 제14항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 10% 이상으로 포함되는, 푸시-인 이어플러그.
  16. 제15항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 15% 이상으로 포함되는, 푸시-인 이어플러그.
  17. 제16항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 20% 이상으로 포함되는, 푸시-인 이어플러그.
  18. 제17항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 25% 이상으로 포함되는, 푸시-인 이어플러그.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 보강제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌을 포함하는, 푸시-인 이어플러그.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료와 제2 재료는 공압출되는(co-extruded), 푸시-인 이어플러그.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 상기 기다란 코어 위로 압출되는, 푸시-인 이어플러그.
  22. 물품으로서,
    제1 재료와 제2 재료의 압출된 혼합물을 포함하는 기재(substrate); 및
    제3 재료를 포함하고 상기 기재의 외부 표면을 적어도 부분적으로 덮는 외부 층을 포함하고,
    상기 제3 재료는 활성화가능 발포제를 포함하고, 상기 활성화가능 발포제는 활성화 동안 상기 제2 재료와의 열 접합을 겪는, 물품.
  23. 제22항에 있어서, 상기 물품은 이어플러그인, 물품.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 발포제는 활성화 동안 팽창되도록 구성되는, 물품.
  25. 제24항에 있어서, 상기 발포제는 활성화 동안 주형(mold)의 형상을 취하기 위해 팽창되도록 구성되는, 물품.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 폴리아미드를 포함하고, 상기 제2 재료는 폴리올레핀을 포함하는, 물품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 폴리올레핀은 폴리프로필렌인, 물품.
  28. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 압출된 혼합물의 약 50% 이상인, 물품.
  29. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 압출된 혼합물의 약 60% 이상인, 물품.
  30. 제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 압출된 혼합물의 약 65% 이상인, 물품.
  31. 제22항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 또한 충격 보강제를 포함하는, 물품.
  32. 제31항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 10% 이상인, 물품.
  33. 제31항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 15% 이상인, 물품.
  34. 제31항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 20% 이상인, 물품.
  35. 제31항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 25% 이상인, 물품.
  36. 제31항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 보강제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌인, 물품.
  37. 제22항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 재료는 상기 기재 위로 압출되는, 물품.
  38. 제22항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 청력 보호 장치(hearing protection device)의 일부분을 형성하는, 물품.
  39. 제22항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 안면피스 시일(facepiece seal)의 일부분을 형성하는, 물품.
  40. 제22항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 호흡기 보호 장치(respiratory protection device)의 일부분을 형성하는, 물품.
  41. 제22항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 이어 머프(ear muff)의 일부분을 형성하는, 물품.
  42. 제22항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 안경류 물품(eyewear article)의 일부분을 형성하는, 물품.
  43. 물품을 제조하는 방법으로서,
    외부 층으로 기재를 덮음으로써, 제1 단부 부분 및 상기 제1 단부 부분 반대편의 제2 단부 부분을 가진 예비성형체(preform)를 형성하는 단계로서, 상기 기재는 제2 재료와 함께 공압출된 제1 재료를 포함하고, 상기 외부 층은 제3 재료를 포함하고, 상기 제3 재료는 상기 제1 단부 부분으로부터 상기 제2 단부 부분까지 적어도 부분적으로 연장되는, 단계;
    제1 주형 공동(mold cavity) 내에 상기 제1 단부 부분을 그리고 제2 주형 공동 내에 상기 제2 단부 부분을 위치시키는 단계로서, 상기 제1 주형 공동은 가장 넓은 지점에서 상기 제2 주형 공동의 직경보다 작은 직경을 갖는, 단계; 및
    상기 제2 단부 부분의 외부 층의 적어도 일부분에 열을 인가하여, 상기 외부 층의 적어도 일부분이 팽창되어 상기 제2 주형 공동의 형상에 정합되고 상기 외부 층이 상기 기재에 열 접합되게 하고, 상기 제1 단부 부분이 스템(stem)을 형성하고 상기 제2 단부 부분이 소리-감쇠 부분(sound-attenuating portion)을 형성하게 하는 단계를 포함하는, 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 제3 재료는 비활성화된 팽창가능 구체 발포제를 포함하는, 방법.
  45. 제43항 또는 제44항에 있어서, 열을 인가하는 단계는 상기 외부 층의 부분에 100℃ 내지 205℃의 온도를 가하는 단계를 포함하는, 방법.
  46. 제43항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 열 접합은 상기 제3 재료에 대한 상기 제2 재료의 접합을 포함하는, 방법.
  47. 제43항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 재료는 비활성화된 화학적 발포제를 포함하는, 방법.
  48. 제43항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 폴리아미드를 포함하는, 방법.
  49. 제43항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 충격 보강제를 포함하는, 방법.
  50. 제43항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 재료는 폴리프로필렌을 포함하는, 방법.
  51. 제43항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기재 내에서 스캐폴드 구조(scaffold structure)를 포함하고, 상기 제2 재료는 상기 스캐폴드 구조 내에서 적어도 일부의 이산된 도메인(discrete domain)을 포함하는, 방법.
  52. 제43항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기재의 약 50% 이상으로 포함되는, 방법.
  53. 제43항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기재의 약 60% 이상으로 포함되는, 방법.
  54. 제43항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기재의 약 65% 이상으로 포함되는, 방법.
  55. 제49항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 10% 이상으로 포함되는, 방법.
  56. 제49항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 15% 이상으로 포함되는, 방법.
  57. 제49항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 20% 이상으로 포함되는, 방법.
  58. 제49항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 25% 이상으로 포함되는, 방법.
  59. 제43항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 청력 보호 장치의 일부분을 형성하는, 방법.
  60. 제43항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 안면피스 시일의 일부분을 형성하는, 방법.
  61. 제43항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 호흡기 보호 장치의 일부분을 형성하는, 방법.
  62. 제43항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 이어 머프의 일부분을 형성하는, 방법.
  63. 제43항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 층은 안경류 물품의 일부분을 형성하는, 방법.
  64. 물품을 제조하는 방법으로서,
    제1 단부 부분 및 제2 단부 부분을 갖는 예비성형체를 제조하기 위해 외부 층으로 기재를 덮는 단계로서, 상기 기재는 제1 재료 및 제2 재료를 포함하고 상기 외부 층은 제3 재료를 포함하고, 상기 제3 재료는 활성화 온도를 갖는 발포제를 포함하고, 상기 제3 재료는 상기 활성화 온도보다 낮은 온도를 갖는, 단계;
    주형의 제1 공동 내에 상기 예비성형체의 제1 단부 부분을 그리고 상기 주형의 제2 공동 내에 상기 제2 단부 부분을 위치시키는 단계로서, 상기 제1 주형 공동은 가장 넓은 지점에서 상기 제2 주형 공동의 직경보다 작은 직경을 갖는, 단계; 및
    상기 제2 단부 부분의 온도를 적어도 상기 발포제의 활성화 온도로 증가시켜 상기 제2 단부 부분 내의 상기 발포제를 활성화하여, 상기 제2 단부 부분을 소리-감쇠 부분으로 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  65. 제64항에 있어서, 상기 제1 재료는 폴리아미드를 포함하는, 방법.
  66. 제64항 또는 제65항에 있어서, 상기 제1 재료는 충격 보강제를 포함하는, 방법.
  67. 제66항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 10% 이상으로 포함되는, 방법.
  68. 제66항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 15% 이상으로 포함되는, 방법.
  69. 제66항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 20% 이상으로 포함되는, 방법.
  70. 제66항에 있어서, 상기 충격 보강제는 상기 제1 재료의 약 25% 이상으로 포함되는, 방법.
  71. 제64항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료와 제2 재료는 공압출되는, 방법.
  72. 제64항 내지 제71항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기재의 약 50% 이상인, 방법.
  73. 제64항 내지 제72항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기재의 약 60% 이상인, 방법.
  74. 제64항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 재료는 상기 기재의 약 65% 이상인, 방법.
  75. 제64항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 기재를 덮는 단계는 상기 제3 재료를 상기 기재 위로 압출하는 단계를 포함하는, 방법.
  76. 제64항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 재료는 폴리올레핀인, 방법.
  77. 제64항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 재료는 폴리프로필렌인, 방법.
  78. 제64항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제를 활성화하는 단계는 상기 제2 단부 부분이 팽창되게 하여 상기 제2 공동의 형상에 정합되게 하는, 방법.
  79. 제64항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성화 온도는 상기 제1 재료의 융점보다 낮은, 방법.
  80. 제64항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성화 온도는 상기 제2 재료와 상기 제3 재료 사이의 열 접합에 충분하게 높은, 방법.
  81. 제64항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성화 온도는 100℃ 내지 205℃인, 방법.
  82. 제64항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제의 활성화 동안 상기 제1 공동을 상기 제2 공동 위에 위치시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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