초고탄력 패드{Ultra-resilient pad}
관련출원의 상호참조 본 출원은 2007년 12월 28일자로 출원된 미합중국 임시출원번호 제 61/017,447 호의 우선권을 주장하며, 상기 문헌은 여기에서 참조로서 통합된다. 본 발명은 예를 들어 운동화, 평상화, 부츠, 플로어 카펫, 카펫 패드, 스포츠 플로어 등과 같은 여러 용도를 위한 압축성/탄력성 구조물에 관한 것이다. 이 구조물은 그 자체로서 최종 제품이 될 수 있고 그렇지 않으면 이 구조물은 다른 구조물의 부품이 될 수 있다. 상상해볼 수 있는 용도로는, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 자동차 부품 및 다른 복합물; 바닥재; 체육관이나 다른 경기장의 서브플로어; 프레스 패드(press pads); 방탄복이나 허리케인 윈도 보호재와 같은 벌리스틱 클로스(ballistic cloth); 야구 포수 가슴 보호대와 같은 스포츠 장비 패딩; 런너, 레이서, 스케이터, 배구 선수를 위한 무릎/팔꿈치 패드; 크리켓 정강이/무릎 패드; 축구 엉덩이 패드; 스타디움, 체육관, 경기장에서의 벽 패딩(padding); 신발 삽입재(지지대); 런닝화와 같은 운동화용 굽/신발창; 침구, 자동차 시트, 베개용 쿠션 층; 그리고 두께 압축성 및 탄력성이 요구되는 다른 산업적인 용도를 포함한다.
복합물들은 일반적으로 섬유 보강된 수지 매트릭스인데, 이는 단단하고 모든 치수에서 압축이 불가능하며, 그리고 어느정도의 유연성과 충격 흡수능력이 요구되며 거기에다가 일단 충격이 제거되면 원래의 형상으로 복귀하는 능력이 필요한 자동차 범퍼와 같은 용도에 사용된다. 필요에 따라서 움직일수 있도록 하기 위하여 내부에 수지를 갖지 않는 본 발명의 구조물을 층으로서 갖는 범퍼는 현재 사용되고 있는 종래의 구조물을 능가하는 개선점을 갖는다. 미합중국 출원번호 제 2007/0202314 호, PCT출원 공개번호 제 WO 2007/067949 호 및 미합중국 출원번호 제 2007/0194490 호는 "교차부가 없는(crossless)" 구조물들이 기판으로서 사용되는 예들이다. 본 발명은 이러한 층들의 적어도 몇몇을 대체하는 것이며, 본 발명의 층들은 두께 압축 및 스프링 백(spring back)을 가능하게 하기 위해 수지로 포화되지 않으며, 그 결과 개선된 구조물을 제공하게 된다. 본 발명은 일반적으로 성형된 고체 수지인 신발 인써트 또는 지지대 인써트로서 사용될 수 있다. 본 발명의 층을 채용하면 그것의 완충효과가 개선된다. 운동화용 신발창/굽들은 일반적으로 고체 점탄성 재료들이며, "완충효과(cushioning)"를 개선하기 위한 몇몇 시도들은 예를 들어 "공기 채널 또는 포켓들"을 형성하는 것이다. 그런데, 성형된 재료의 강성 때문에 그 완충 효과들은 제한적이다. 본 발명을 캐스트 구조물에서 층으로 통합시키면, 움직임을 가능하게 하기 위해서 "수지"가 없으며, 이는 런닝화/운동화의 완충효과를 상당히 개선하게 된다. 그러므로, 고도의 두께 회복성을 가지면서 하중 하에서 훌륭한 탄성 거동을 제공하도록 패드를 제공하기 위한 "패드-제조" 기술에 있어서 발전이 이루어졌다.
본 발명은 높은 두께 회복성을 가지면서 하중 하에서 극단적인 탄력 거동을 제공하는 독특한 구조물을 이용하는 "충격 흡수 패드"이다. 본 구조물은 소정 방향으로 탄성 매체를 이용하는데, 이는 이 매체의 탄력성에 주로 기초하여 전체 구조물이 자체적으로 붕괴될 수 있게 하여 구조물이 압력하에서 순응하게 하고, 이에 의해서 독특한 거동을 가능하게 한다.
본 발명의 일 실시 예는 운동화, 런닝화, 평상화, 부츠 등에서 사용하기 위한 초고탄력 패드이다. 본 구조물은 종방향으로 기능성 실들을 포함하는 직물 또는 부직물이 될 것이며, 상기 기능성 실들은 교차방향으로 탄력 매체 층의 위와 아래에 층화된다. 교차방향으로 사용된 탄력 매체는 폴리우레탄, 고무 또는 라이크라(Lycra®) 또는 소정의 변형가능한 재료가 될 것이며, 이는 구조물이 압축될 수 있고 리바운드(rebound) 또는 "스프링 백(spring back)"될 수 있게 하기 위해서 충분한 탄성과 강도를 갖는다. 전체 구조물은 상기 "기본 직물"의 추가적인 처리를 가능하게 하기 위해서 구조물을 함께 결속하도록 "바인더 피크(binder pick)"나 아니면 구조물 내로 직조되는 다른 실을 이용하여 함께 "바운드"될 수 있다. 접착제, 용접기술 또는 레이저 결합과 같은 다른 수단들이 이러한 결합기능을 위해서 이용될 수 있다. 일 실시 예에 따른 본 발명은 플로어 카펫, 스포츠 플로어, 플로어 커버링 등에서 사용하기 위한 초고탄력 카펫 패드이다. 본 구조물은 종방향으로 기능성 실들을 포함하는 직물 또는 부직물이 될 것이며, 상기 기능성 실들은 날실방향으로 탄력 매체층의 위와 아래에 층화된다. 날실방향으로 사용된 탄력 매체는 폴리우레탄, 고무 또는 라이크라(Lycra®) 또는 소정의 변형가능한 재료가 될 것이며, 이는 구조물이 압축될 수 있고 리바운드(rebound) 또는 "스프링 백(spring back)"될 수 있게 하기 위해서 충분한 탄성과 강도를 갖는다. 전체 구조물은 상기 "기본 직물"의 추가적인 처리를 가능하게 하기 위해서 구조물을 함께 결속하도록 "바인더 피크(binder pick)"나 아니면 구조물 내로 직조되는 다른 실을 이용하여 함께 "바운드"될 수 있다. 접착제, 용접기술 또는 레이저 결합과 같은 다른 수단들이 이러한 결합기능을 위해서 이용될 수 있다. 본 발명의 목적은 메모리 폼, 겔, 스프링 장치등에 걸쳐서 개선된 회복 특성들을 갖는 구조물을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 신발과 발에 대하여 개선된 지지를 제공하기 위해서 패드에 걸쳐서 매끄럽고 균등한 표면을 형성하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 카펫/스포츠 플로어/플로어 재료의 개선된 지지를 제공하는 "평면형"의 교차부가 없는 구조물의 실들을 형성하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 재료의 스트레이트 압축에 반대로서 구조물 내에서 탄성 재료의 완전한 회복을 이용함으로써 회복/완충(dampening) 특성들의 훌륭한 보유를 제공하는 것이다. 이것은 탄성 재료의 선택들 사이에서 지지를 제공하는 구조물에 의해 달성되며, 이는 재료의 "과응력(overstressing)"을 회피하고 그 재료를 "살아있는(alive)" 상태로 유지하여 그 결과 긴 수명을 부여하게 된다. 본 발명의 다른 목적은 습기 손상, 또는 압축 및 부수적인 회복에 기인하는 자체 세척효과에 기인하여 소정 응용에 있어서 물 보유에 따른 문제점들에 대한 훌륭한 저항성을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 구조물에서 경량으로 상당한 완충 능력을 가능하게 하는 훌륭한 압축 회복 대 중량비를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 압축 위상 동안에 땀이나 다른 습기가 증발 및/또는 제거되도록 허용하는 충격 흡수 구조물의 훌륭한 "통기 능력"을 제공한다. 본 발명의 양호한 이해를 위해서, 본 발명은 그것의 사용에 의해서 달성되는 장점들 및 특별한 목적들은 첨부도면들을 참조한 본 발명의 비-제한적인 실시 예들에 의해서 설명된다. 따라서, 압축가능한 탄력 패드가 개시되는데, 패드는 다수의 날실들과 다수의 평행한 슈트 실들을 구비하고 슈트 실들이나 날실들의 하나 또는 모두가 보조 탄성중합체 재료로 이루어진 구조물을 포함한다. 이 구조물은 날실 방향이나 슈트 방향으로 진행하는 평행한 실들의 제 1 층, 상기 제 1 층의 일측에 있는 평행한 실들의 제 2 층, 그리고 탄성중합체 실들과 상기 제 1 층과 같이 상기 제 2 층에 대향하여 평행하고 상기 제 1 층의 방향과 동일한 방향으로 진행하는 제 3 층을 포함하며, 상기 제 2 층의 실들은 상기 제 1 층의 날실방향이나 슈트방향으로 진행한다. 제 3 층의 평행한 실들은 이들이 제 1 층의 평행한 실들 사이에 조성된 공간 사이에 위치하도록 정렬된다. 구조물은 바인더 실을 더 포함할 수 있다. 패드에 있어서 제 3 층에 있는 실들의 수는 제 1 층에 있는 실들의 수보다 작을 수 있다. 제 2 층의 실들은 제 1 층 및 제 3 층의 실들에 대하여 직교할 수 있다. 제 2 층은 제 1 층과 제 3 층의 90도 각도보다 작은 각도, 예를 들어 45도 각도를 이룰 수 있다. 패드의 구조물은 제 2 층과 동일한 방향으로 평행하고 탄성중합체 재료로 이루어진 실들의 제 4 층 및 제 1 층과 동일한 방향으로 평행하고 상기 제 1 층과 동일한 두께방향으로 동일한 수직 평면에서 정렬되는 실들의 제 5 층을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 압축가능한 탄력 패드가 개시되어 있는데, 이 패드는 다수의 날실들과 다수의 슈트 실들을 구비한 구조물을 포함하며, 이때 소정 개수의 상기 슈트 실들과 상기 날실들이 직조 구조물을 형성하도록 섞어 짜이며, 소정 개수의 실들은 보조 탄성중합체 재료로 이루어진다. 패드는 바인더 실을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 패드는 2~8-쉐드 패턴(shed pattern)을 포함할 수 있다. 여기에서 설명한 각각의 실시 예에 있어서 탄성중합체 재료는 원하는 질의 압축성과 탄력성을 제공하기 위해서 소정의 날실과 슈트 실들 내로 통합될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 소정 개수의 층들이 소정 개수의 탄성중합체 실들을 포함할 수 있다. 탄성중합체 재료를 포함하는 탄성중합체 실은 단섬사, 다섬사, 겹쳐 꼬은 단섬사, 감싼 실, 뜨개실, 코바늘로 걸어 짠 루프 실, 꼬은 실, 다성분 실 및 짠 실로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 탄성중합체 실은 폴리우레탄, 고무 및 라이크라(Lycra®)로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 탄성중합체 실은 원형, 비-원형, 정사각형, 직사각형, 타원형 및 다각형과 같은 다른 기하학적 구성들의 단면을 갖는 실들로부터 선택될 수 있다. 여기에서의 설명과 실시 예에 있어서, 패드의 구조물은 적층된 구조물을 포함할 수 있다. 적층된 구조물은 사이에 탄성중합체 층을 갖는 2개의 직조 층들을 포함할 수 있다. 적층된 구조물은 층들 사이에 짜여진 바인더 실을 또한 포함할 수 있다. 여기에서의 설명과 실시 예에 있어서, 패드의 구조물은 바인더 실과 탄성중합체 실이 동일방향으로 있는 구조물을 또한 포함할 수 있다 탄성중합체 실과 바인더 실의 방향은 날실방향이다. 그러한 구조물은 이중 층 구성 내부에 있는 탄성중합체 실들의 층을 포함할 수 있다. 패드에 있어서, 구조물은 조악한 날실로 구성된 탄성중합체 실들 및 상기 탄성중합체 실 보다 작은 날실로 구성된 바인더 실을 포함할 수 있다. 그 구조물은 날실에서 탄성중합체 실을 포함하며, 슈트 실들은 탄성중합체 실들 위로 위치하고, 바인더 실들은 탄성중합체 실들보다 작다. 여기에서의 설명과 실시 예에 있어서, 패드의 구조물은 탄성중합체 실들의 위로 짜이고 2개 층 바인더로 변하는 4개의 단부들을 포함하며, 4개의 단부들은 탄성중합체 실들의 층 아래로 직조되어 2번째 반복마다 2개 층 바인더 위로 진행한다. 패드의 구조물은 탄성중합체 실과 기능성 실을 탄성중합체 실과 동일방향 및 엇갈리는 방향으로 구비하는 단일층을 포함하며, 이때 탄성중합체 실은 기능성 실보다 크다. 여기에서의 설명과 실시 예에 있어서, 패드에서, 이 구조물은 최종 제품이 될 수 있고 그렇지 않으면 이 구조물은 다른 구조물의 부품이 될 수 있다. 패드는 신발; 신; 운동화; 부츠; 플로어링(flooring); 카펫; 카펫 패드; 스포츠 플로어; 자동차 부품; 복합물; 서브플로어; 체육관 서브플로어; 스포츠 경기장 서브플로어; 프레스 패드; 벌리스틱 클로스(ballistic cloth); 방탄복; 허리케인 윈도 보호재; 패딩; 스포츠 장비 패딩; 야구 포수 가슴 보호대; 무릎/팔꿈치 패드; 엉덩이 패드; 벽 패딩; 신발 인써트 및 지지대; 운동화용 굽/신발창; 침구용 쿠션층 및 자동차 시트를 포함한 제품들의 그룹으로부터 선택되는 제품에 포함되거나 그 제품이 될 수 있다. 이 구조물은 표면이 교환가능하게 하는 재료를 포함할 수 있으며, 이 재료는 코바늘로 걸어짠 루프 실이 될 수 있다. 여기에서의 설명과 실시 예에 있어서, 구조물의 층들은 탄성재료로 이루어진 다수의 인접 층들을 포함할 수 있다. 명세서 상에서 용어 "포함하는(comprising)" 및 "포함한다(comprises)"는 "구비하는(including)" 및 "구비한다(includes)"의 의미를 가질 수 있거나 또는 미국 특허법에서 용어 "포함하는(comprising)" 및 "포함한다(comprises)"에 공통적으로 주어지는 의미를 가질 수 있다. 용어 "필수적으로 구성하는(consisting essentially of)" 또는 "필수적으로 구성하다(consists essentially of)" 가 특허청구범위에 사용되면 미국 특허법에서 이들에 대해 기술하고 있는 의미를 갖는다. 본 발명의 다른 양태들은 다음의 명세서에서 또는 그로부터(본 발명의 영역 내에서) 설명된다.
본 발명에 따르면, 운동화, 평상화, 부츠, 플로어 카펫, 카펫 패드, 스포츠 플로어, 자동차 부품 및 다른 복합물; 바닥재; 체육관이나 다른 경기장의 서브플로어; 프레스 패드(press pads); 방탄복이나 허리케인 윈도 보호재와 같은 벌리스틱 클로스(ballistic cloth); 야구 포수 가슴 보호대와 같은 스포츠 장비 패딩; 런너, 레이서, 스케이터, 배구 선수를 위한 무릎/팔꿈치 패드; 크리켓 정강이/무릎 패드; 축구 엉덩이 패드; 스타디움, 체육관, 경기장에서의 벽 패딩(padding); 신발 삽입재(지지대); 런닝화와 같은 운동화용 굽/신발창; 침구, 자동차 시트, 등과 같은 여러 용도를 위한 압축성/탄력성 구조물을 제공할 수 있다.
본 발명의 보다 양호한 이해를 제공하기 위해서 포함된 첨부 도면들은 본 명세서에 통합되어 일부를 구성한다. 명세서와 함께 여기에서 제공되는 도면들은 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 수행한다. 첨부 도면에서:
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 초고탄력 신발 패드를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초고탄력 신발 패드를 신발에 설치한 상태를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 직조 구조물을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조물의 형성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조물의 형성에서 다른 단계를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 구조물의 형성에서 다른 단계를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 직조 구조물을 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다른 구조물을 나타낸 도면이다.
도 9는 탄성중합체 재료로 이루어진 다중 성분 권선 실을 포함하는 본 발명의 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 10A와 10B는 직물의 적층된 구조물의 실시 예들을 나타낸 도면이다.
도 11은 날실 바인더를 포함하는 5개 층 압축성 탄력 직물을 구비한 본 발명의 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 날실들의 직조물을 포함하는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.
본 발명은, 일실시 예에 따르면, 높은 두께 회복성을 가지면서 보통의 압력 하중 하에서 극단적인 탄력 거동을 제공하는 독특한 구조물을 이용하는 "충격 흡수 패드"이다. 이 구조물(10)은 직물 또는 부직물의 일방향으로 탄성 매체를 이용하는데, 이는 이러한 매체와 기본 직물 구조물의 탄력성에 기초하여 압력에 순응하고 다음에는 동일한 최초 형태와 두께로 실질적으로 회복되도록 전체 구조물로 하여금 자체적으로 "붕괴(collapse)"될 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시 예는 도 1에 도시되어 있는데, 이는 스포츠화, 런닝화, 평상화, 부츠 등과 같은 신발에서 사용하기 위한 신발 패드(10)이다. 도 2는 신발 패드(10)를 신발류, 예를 들어 신발내로 설치하는 것을 나타낸 도면이다.. 도 3은 본 발명의 일 예에 따른 구조물의 평면도로서 직물을 위에서 본 도면이고, 이때 상기 구조물은 기본 직물로서 언급된다.. 도 3은 탄성 매체(40)의 위와 아래에서 횡방향으로 층화된 기능성 실들(20,30)의 사용을 일방향으로, 예를 들어 직물의 종방향으로 나타낸 도면이다.. 기능성 실들은 해당 기술분야의 숙련된 당업자들에게 잘 알려진 바와 같이 소정 형식의 실들(단일 단섬사들, 다섬사들, 짜여진 다섬사들 등)이나 결합된 구조물들(꼬이거나 겹쳐 꼬거나 짠 소정 개수의 재료나 직물들, 복합물 등)을 포함할 수 있다. 탄성 매체(40)는 폴리우레탄, 고무 또는 라이크라(Lycra®) 또는 소정의 변형가능한 재료가 될 것이며, 이는 구조물이 압축될 수 있고 리바운드(rebound) 또는 "스프링 백(spring back)"될 수 있게 하기 위해서 충분한 탄성과 강도를 갖는다. 구조물(10)은 90도 방식으로 제조될 것이며, 종방향 및 교차방향사들을 스위칭한다. 실들/재료들/밴드들/코드들(20,30)은 투과성을 허용하기 위해서 개방 영역을 갖는 평면형 구조물을 형성하도록 종방향 섹션들이 서로 간섭됨이 없이 거의 완벽하게 압축될 수 있도록 하기 위해 전체 구조물(10)에서 오프셋됨을 알 수 있다. 전체 구조물(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 "바인더 피크들(binder picks)"(50) 그렇지 않으면 "기본 직물"의 추가적인 처리를 가능하게 하기 위해서 함께 결속하도록 구조물 내로 직조되는 다른 실을 이용하여 함께 "바운드"될 수 있다. 접착제, 용접기술 또는 레이저 결합과 같은 다른 수단들이 구조적 층들을 함께 고정시키는 이러한 기능에 이용될 수 있다. 종방향 실들은 해당 기술분야의 숙련된 당업자들에게 잘 알려진 바와 같이 본래적으로 단일의 실(단일 단섬사들, 다섬사들, 짜여진 다섬사들 등)이나 결합된 구조물들(꼬이거나 겹쳐 꼬거나 짠 소정 개수의 재료나 직물들, 복합물 등)이 될 수 있다. 이들은 유체에 대하여 투과성 또는 비투과성이 될 수 있다. 이들은 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리올레핀, 금속, 고무, 라이크라(Lycra®) 등 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 길이방향 또는 축방향으로 탄성중합체로서 한정된 실은 설명된 모든 실시 예들에 대하여 필요하다. 실은 두께 방향을 통해서 탄성중합체가 될 수 있다. 실은 응용에 적합한 소정 형태를 가질 수 있고, 예를 들어 단섬사, 겹쳐 꼰 단섬사 또는 다섬사, 다른 재료의 싸여진 실들 등이 될 수 있다. 이는 겹쳐 꼬이거나 꼬이거나 짜거나 땋을 수 있다. 도시된 바와 같이 정사각형이나 직사각형을 포함한 원형 또는 비-원형 단면형상을 가질 수 있다. 양호한 탄성중합체 재료들의 예들은 폴리우레탄, 고무 또는 상표명 라이크라(Lycra®)로 판매중인 것이다. 상기 내용은 여기에서 언급된 모든 실들에 적용된다. 직물은 필요한 경우에 매끄러운 표면을 만들기 위해서 섬유들과 함께 바느질될 수 있으며, 폼, 코팅 또는 미립자들로 피복될 수 있다. 다른 폼들은 멤브레인, 실 어레이를 포함하거나, 아니면 다른 실 직물이 직물에 적층될 수 있다. 이러한 탄성중합체 실들을 포함하는 구조물은 충분한 정도의 압축성을 갖도록 구성되어야만 하며, 구조물이 리바운드 또는 "스프링 백"할 수 있도록 충분한 탄성과 강도를 가져야만 한다. 구조물의 압축과 리바운딩은 다음의 잇점들을 갖는다: 1.) 메모리 폼, 겔, 스프링 장치 등에 걸쳐서 개선된 회복 특성들 2.) 예를 들어 평면형상을 가지며 실들의 교차부가 없는(예를 들어 신발과 발의 개선된 지지를 가능하게 하도록) 구조 물품에서 매끄럽고 균등한 표면 특성들 3.) 구조물 내에서 탄성 재료의 "완전한" 회복(재료의 직선형 압축에 반대하여)에 기인한 회수/완충 특성들의 훌륭한 보유 이것은 탄성 재료의 섹션들 사이에 지지부를 제공하는 구조물에 기인하는데; 이것은 재료의 "과응력"을 회피하고 "살아있는" 상태로 유지시킨다(예를 들어 오랜 수명). 4.) 압축과 회복의 자체-클리닝 효과에 기인하는 물 보유에 따른 습기 손상 또는 문제점에 대한 훌륭한 저항성 5.) 경량으로 상당한 완충능력을 갖게 하는 훌륭한 압축 회복 대 중량비 6.) 발한을 허용하고 다른 습기가 증발 및/또는 압축시 제거될 수 있게 하는 충격 흡수 구조물의 훌륭한 "통기성능" 구조물(10)은 평평한 무한직물로서 직조되거나 또는 해당 기술분야의 당업자에게 공지된 다른 방식에 따라서 직조될 수 있다. 상기 종방향 층들(만일 다른 방향으로 배향되면 교차방향 층들)의 인덱싱은 구조물의 이격이 실들의 서로에 대한 균등한 압축을 허용해야만 하기 때문에 임계적일 수 있으며, 그러므로 구조물의 전체 길이와 폭에 걸쳐서 균등한 거동을 허용하게 된다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 실들을 서로에 대해 수직하게 부수적으로 위치시키고 최종 구조물을 만들기 위해서 적절한 인덱싱을 수행함으로써, 구조물은 직조없이 만들어질 수 있음을 알 수 있다. 이 실들은 접착제, 용접 기술들(예를 들어 레이저 및/또는 초음파)에 의해서 또는 다른 용접 및/또는 아교접합 기술들을 이용하여 제위치에 고정될 수 있다. 다수의 층들은 두꺼운, 심지어 더욱 압축가능한 구조물을 만들기 위해서 서로에 대하여 수직하거나 각을 이루는 방식으로 적층될 수 있다. 본 발명은, 일 실시 예에 따르면, 하중하에서 높은 캘리퍼 회복으로서 극단적인 탄성 거동을 제공하는 독특한 구조물(60)을 이용하는 "카펫 패드"이다. 이 구조물(60)은, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 직물의 일방향으로 탄성 매체(140)를 이용하는데, 이는 매체(140)의 탄력성에 주로 기초하여 전체 구조물이 자체적으로 "붕괴"될 수 있게 허용하며, 그 결과 기본 직물 구조물은 압력하에서 독특한 거동을 할 수 있게 된다. 도 7은 본 발명에 따른 기본 직물로서 언급되는 구조물의 평면도이며, 직물의 위에서 본 도면이다. 실들(120,130)은 예를 들어 직물의 종방향인 일방향으로 사용되고, 횡방향으로 탄성 매체(140)의 위와 아래에 적층된다. 탄성 매체(140)는 폴리우레탄, 고무 또는 라이크라(Lycra®) 또는 구조물이 리바운드 또는 "스프링 백"할 수 있도록 충분한 탄성과 강도를 갖는 소정의 변형가능한 재료일 것이다. 구조물(60)은 90도 각도로 종방향 실과 날실이 스위칭하는 방식으로 제조될 것이다. 투과성을 허용하기 위해서 개방 영역을 갖는 평면형 구조물을 형성하도록 종방향 구간들을 서로에 대한 간섭없이 전체적으로 간결하게 하기 위해 실들/밴드들/코드들(120,130)이 전체 구조물(60)에서 오프셋됨을 알 수 있다. 전체 구조물(60)은 도 7에 도시된 바와 같이 "바인더 피크들"(150) 그렇지 않으면 "기본 직물"의 추가적인 처리를 가능하게 하기 위해서 함께 결속하도록 구조물 내로 직조되는 다른 실을 이용하여 함께 "바운드"될 수 있다. 접착제, 용접기술 또는 레이저 결합과 같은 다른 수단들이 이러한 기능을 위해서 이용될 수 있다. 종방향 실들은 본래적으로 단일층이 되거나(단일 단섬사, 다섬사, 특정한 결을 낸 다섬사 등과 같이) 또는 결합된 구조물들(꼬인, 겹쳐 꼬은, 짠 등)이 될 수 있다. 이들은 유체에 대하여 투과성 또는 비투과성이 될 수 있다. 이들은 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리올레핀, 금속, 고무, 라이크라(Lycra®) 등 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 직물은 필요한 경우에 직물의 매끄러운 표면을 만들기 위해서 섬유들과 함께 바느질될 수 있고, 및/또는 폼, 코팅 또는 라텍스 코팅, 또는 미립자들로 피복될 수 있다. 탄성중합체 층을 포함하는 구조물은 구조물로 하여금 압축되고 리바운드 또는 "스프링 백"할 수 있도록 하여야만 한다. 구조물의 리바운딩은 다음과 같은 잇점을 갖는다: 1.) 메모리 폼, 겔, 스프링 장치 등에 걸쳐서 개선된 회복 특성들 2.) 평면형상과 실들의 교차부가 없는(예를 들어 카펫/스포츠 플로어/플로어 재료의 개선된 지지를 가능하게 하도록) 구조물에 기인하는 매끄럽고 균등한 표면 특성들 3.) 구조물 내에서 탄성 재료의 "완전한" 회복에 기인하는 회복/완충(dampening) 특성들의 훌륭한 보유이것은 탄성 재료의 섹션들 사이에서 지지를 제공하는 구조물에 의해 달성되며, 이는 재료의 "과응력(overstressing)"을 회피하고 그 재료를 "살아있는(alive)" 상태로 유지한다. 이것은 그중에서도 긴 유효수명을 제공한다. 4.) 압축의 자체-클리닝 효과에 기인하는 물 보유에 따른 습기 손상 또는 문제점에 대한 훌륭한 저항성 구조물(60)은 평평한 무한 직물로 직조되거나 또는 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 알려진 다른 방식을 따를 수 있다. 상기 종방향 층들(또는 만일 다른 방향으로 배향되면 교차방향 층들)의 인덱싱은 구조물의 이격이 실들의 서로에 대한 균등한 압축을 허용해야만 하기 때문에 임계적일 수 있으며, 그러므로 구조물의 전체 길이와 폭에 걸쳐서 균등한 거동을 허용하게 된다 상기 실들을 서로에 대해 수직하거나 각도를 이루도록 부수적으로 위치시키고 최종 구조물을 만들기 위해서 적절한 인덱싱을 수행함으로써, 구조물은 직조없이 만들어질 수 있음을 알 수 있다. 이 실들은 접착제, 용접 기술들(예를 들어 레이저 및/또는 초음파)에 의해서 또는 다른 용접 및/또는 아교접합 기술들을 이용하여 제위치에 고정될 수 있다. 다수의 층들은 두꺼운, 심지어 더욱 압축가능한 구조물을 만들기 위해서 서로에 대하여 수직하거나 각을 이루는 방식으로 적층될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 직물의 층들은 다른 직조 반복이나 쉐드 패턴의 믹싱에 의해서 형성될 것이다. 직조 패턴이 반복되기 전에 교차한 다수의 실들은 쉐드(shed) 또는 하니스(harness)로서 알려진다. 이러한 이해를 통해서, 평직은 예를 들어 날실 위치들을 변화시키기 위해서 직기에 있는 2개의 쉐드들을 이용하고, 2개 쉐드 직조패턴으로 일컬어질 수 있다. 따라서 직물은 2, 4, 6, 8 쉐드 패턴 등으로 이루어질 수 있다. 도 8은 0.35 mm 슈트 실을 갖는 2-쉐드 패턴을 나타낸 도면이며, 이 도면은 탄성중합체 실(40)과 바인더 실(50)에 대하여 2개의 다른 밀도들을 보여준다. 탄성중합체 실(18)을 이용하여 예를 들어 5-층 직물에 대한 2-쉐드 표면을 직조하기 위해서, 16 하니스(16/4=4, 4/2=2 쉐드) 패턴이 사용될 수 있다. 다른 예에 있어서, 2-층 4/8-쉐드 직조는 슈트로서 4겹 라이크라(Lycra®) 실을 가질 수 있다. 구조물의 다른 실시 예들에 대한 설명을 통해서 도 9는 2층 구성을 갖는 다중층 직물에 대하여 탄성중합체 재료(40)를 포함하는 다성분 권선 실이 도시하고 있다. 도 10A와 10B에는 직물의 적층된 구조물의 실시 예들이 도시되어 있다. 도 10A는 탄성중합체 실(40) 및 2개 직물들 사이에서 적층된 기능성 실들(20,30)을 갖는 기본 구조물이 도시되어 있다. 도 10B는 직조 "교차부가 없는(crossless)" 베이스(base)를 나타낸 도면이다. 베이스는 바인더 실(50) 뿐만아니라 탄성중합체 실(40)과 기능성 실들(20,30)을 나타낸다. 탄성중합체 실이 짠 실이나 코바늘로 걸어짠 실이 될 수 있는 다른 실시 예들을 또한 고려하였다. 코바늘로 걸어짠 실을 포함하는 실시 예에 있어서, 직물은 예를 들어 쉽게 부착하고 응력 패드들과 구조물에 기인하여 닳은 직물 표면들을 교체하기에 적합하다. 다른 예에 있어서, 직물은 교환가능한 표면들을 가질 수 있고, 그러므로 다른 표면들이 다른 스포츠들에 대하여 바람직한 스포츠 플로어와 같은 다른 용도로 동일 직물이 사용될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 도 11은 날실 바인더(50)를 포함하는 5개 층 압축성 탄력 직물을 나타낸 도면이다. 날실방향으로 진행하는 탄성중합체 실(40)을 포함하는 어레이(116)는 제 1 어레이(112)와 제 3 어레이(122) 사이에 위치한다.. 탄성중합체 실(40)을 포함하는 제 4 층(126)은 수직한 평면에서 제 2 층(16)의 평행한 탄성중합체 실들로부터 교호하는 공간에 있도록 위치한 실들을 갖는다. 제 5 층(128)의 실들(20)은 동일한 수직 평면에서 제 1 층(112)의 실(20)이다.. 도면들에 도시된 바와 같이, 각각의 날실 방향 바인더 실(50)은 제 1 및 제 5 층들에서 3개의 평행한 실들의 위 아래로 교대로 직조되고, 로딩 플로트(floats)가 제 1 층(112)과 제 5 층(128)의 실(20)의 각각에 의해서 만들어지도록 슈트 방향으로 이격된다.. 도시된 바와 같이, 탄성중합체 실들은 이중 층 직조 구성 내부에 위치하는데, 이는 무한 직조를 위한 16개 하니스로서 또는 평직을 위한 8개 하니스로서 사용될 수 있다. 일 실시 예에 따라서 직조한 직물은 단일 단섬사 날실들 또는 4겹 실들이나 다른 실 타입들을 사용할 수 있다. 2개의 다른 날실들을 사용하는 것도 가능하며, 조악한 날실은 탄성중합체 실(40) 및 바인더 실(50)을 위한 짧고 작은 날실을 포함한다. 도 11에 도시된 바와 같은 직물 구조물은 2개의 별도 날실 빔들을 이용하여 사용되었다. 그런데, 2개의 날실들은 바람직하지 않고, 직물/구조물은 작은 바인더 실을 탄성중합체 날실들을 이용하여 포함하고 크로스오버 실들이 탄성중합체 날실들 위로 직조되도록 구성될 수 있다. 도 12는 날실들의 직조물을 포함하는 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 여기에서 도시된 바와 같이 실(20)의 4개 단부에서 제 1 층(112)은 탄성중합체 실(40)의 층들(116, 122, 126)을 직조하고 매번 2회째 반복에서 2개 층 바인더로 바뀌며, 실(20)의 4개 단부들은 층들(116, 122, 126) 아래로 직조되고 매 2번째 반복에서 2개 층 바인더로 바뀐다. 각각의 층은 탄성중합체 실로 구성될 필요는 없다. 실들은 원하는 압축성의 정도에 의존하거나 의존하지 않는다. 도 13은 다른 실시 예를 나타낸다. 도 13 A, 13C 및 13D는 압축되지 않은 상태를 보여주는 반면에, 도 13B와 13E는 압축된 상태를 보여준다. 이 도면들에 있어서, 단일 층은 여기에서 탄성중합체 슈트(40)로 도시된 탄성중합체 실(40)을 포함하며, 탄성중합체 실(40)과 같은 방향으로 엇갈리는 기능성 실들(60)을 포함한다. 탄성 중합체 실(40)은 기능성 실(60) 보다 크다.. 도시된 바와 같이, 탄성중합체 실(40)과 기능성 실들(60)은 슈트방향으로 놓일 수 있고; 직물 층은 날실 방향으로 큰 탄성중합체 실들(40), 예를 들어 다축 직물을 포함하기에 적합할 수 있다. 도시된 것들, 그중에서도 도 14D와 14E에서의 비교는 심지어 단일 층 구성에서도 압축가능하고 탄력이 있는 것을 제공한다. 슈트와 날실 텐션을 조작함으로써, 탄성중합체 층들을 가로지르는 직선형 날실들이 달성될 수 있다. 본 발명의 변형은 본 명세서를 통해서 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백하며, 첨부된 특허청구범위의 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 이루어진다. |
