완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창 및 그 제조 방법

완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창 및 그 제조 방법 {INSOLE CAPABLE OF PROVIDING DIFFERENTIATIVE SHOCK ABSORPTION BY PART AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 신발 깔창 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 공기저장공간을 둠으로써 완충력을 부여하되 발끝, 발바닥, 발밑, 뒤꿈치 등 부위별로 완충력을 서로 다르게 부여할 수 있는 신발 깔창과, 이런 신발 깔창을 용이하게 대량 생산할 수 있는 제조 방법에 관한 것이다.

걷기 또는 달리기를 할 때 발바닥을 통해 전해지는 충격을 완화하기 위해 내부에 공기저장공간, 이른바 에어백(Air Bag) 또는 에어셀(Air Cell)을 구비한 신발용 깔창들이 개발되고 있다.

인간의 발바닥은 앞부분부터 뒷부분으로 가면서 각 부위에 따라 발끝, 발바닥, 발밑, 족궁(足弓, arch), 뒤꿈치 등 서로 다르게 불리는데, 걷기나 달리기 중 부위별로 전해지는 충격도 서로 다르다. 예컨대, 공중자세로부터 처음 지면과 착지하는 부위는 대개 뒤꿈치인데, 뒤꿈치는 발끝이나 발바닥에 비해 운동 자유도도 떨어지므로 충격에 가장 많이 노출되어 있다. 따라서 신발 깔창 중 뒤꿈치에 대응하는 부위에 더욱 많은 완충력을 부여할 필요가 생긴다.

종래 기술의 일례로서 공개특허 제10-2011-0103030호는 복수의 에어백이 형성된 신발 깔창을 개시하고 있다. 여기서 각 에어백은 한 쌍의 패드를 접착할 때 패드 사이에 내부 공간을 형성함으로써 만들어지는데, 패드 접착 시에 에어백 형성이 동시에 이루어져야 하므로 제조 과정이 간단하지 않다. 그리고, 이와 같은 공정이 대기압 하에서 진행된다면 에어백 내부를 1기압 이상으로 만드는 것도 어려우므로, 완충력을 부여하는 데에 한계가 있다. 또한 각 에어백은 독립적이므로, 어느 하나의 에어백이 압축되어도 다른 에어백에는 영향이 없으며, 어느 한 에어백이 터지면 그 에어백은 완충력을 가지지 못하므로 부위별로 서로 다른 완충효과를 부여하는 기능이 상실된다. 나아가서 발바닥의 각 부위에 따라 완충효과를 다르게 설정하기 위해서는 에어백의 크기, 위치 등을 모두 새롭게 설계해야 하며, 당연하게도 그 새롭게 설계된 형상에 맞는 새로운 금형이 필요하다. 그 밖에도 각 신발 깔창을 하나씩 개별적으로 제조하여야 하므로 제조 시간이 오래 걸리고 경제성이 떨어지는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 간단한 공정으로 제조할 수 있으면서도 발바닥의 각 부위별로 완충력을 다르게 부여할 수 있는 신발 깔창을 제공하는 것을 목적으로 한다. 아울러 각 부위별로 부여된 완충력을 변경하는 것도 용이하게 할 수 있는 신발 깔창을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 단일한 공정으로 부위별 완충력이 다른 신발 깔창을 여러 개 제조할 수 있는 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창은, 발바닥에 상당하는 형상으로 재단된 합성수지재 시트인 제1 시트와, 상기 제1 시트와 같은 형상으로 재단된 합성수지재 시트이고, 상기 제1 시트와의 사이에 접합부가 형성됨으로써 상기 제1 시트와의 사이에 공기저장공간을 형성하는 제2 시트를 포함하고, 상기 접합부는 상기 제1 시트와 제2 시트의 테두리를 따라 연장된 외부 접합선과, 상기 제1 시트와 제2 시트의 테두리 내측에 단속적으로 분산 배치된 내부 접합선으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 접합부는 고주파 융착 또는 열 융착에 의해 형성될 수 있다. 또한 상기 내부 접합선은 점 또는 대쉬 형상일 수 있다.

본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창에 있어서, 상기 내부 접합선은 단위 면적당 갯수가 발바닥의 각 부위별로 서로 다르게 설정되되, 발바닥의 뒤꿈치보다 앞부분이 더 조밀하게 설정되고 발바닥의 아치에 해당하는 부분에는 배치되지 않는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창에 있어서, 상기 제1 시트 및 제2 시트 중 적어도 하나의 바깥면에 섬유재의 원단, 가죽 또는 합성피혁 중 선택된 적어도 하나가 부착 또는 합포된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 제조방법은, 합성수지재 시트인 모재 두 장을 겹치도록 배치하고 각각 발바닥에 상당하는 형상으로 된 복수의 발바닥 형상부와 상기 복수의 발바닥 형상부 중 이웃하는 발바닥 형상부 사이를 연결하는 연결가지 형상부가 일체로 된 형상의 테두리를 따라 연속적으로 접합선을 형성하여 내부 공간을 만들되, 상기 복수의 발바닥 형상부에 대응하는 내부 공간이 상기 연결가지 형상부에 대응하는 내부 공간에 의해 서로 연통되도록 접합하고, 상기 발바닥 형상부의 테두리 내측에 복수의 단속적인 접합선을 함께 형성하는 접합단계와, 상기 모재를 상기 테두리에 형성된 연속적인 접합선을 따라 재단하여 깔창 부재를 얻는 재단단계와, 상기 재단된 깔창 부재의 최선단에 위치한 연결가지 형상부를 밀봉하는 밀봉단계와, 상기 재단된 깔창 부재의 최후단에 위치한 연결가지 형상부를 통해 공기를 공급하는 공기공급단계와, 상기 재단된 깔창 부재의 각 연결가지부를 밀봉하고 절단하는 연결가지 절단단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 제조방법에 있어서, 상기 접합단계는, 상기 발바닥 형상부의 부위별로 상기 접합선의 단위면적당 갯수를 서로 다르게 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 제1 시트 및 제2 시트를 접합하되, 접합선의 배치를 달리함으로써 간단한 제조 공정으로도 완충력을 차등 부여할 수 있다. 또한, 필요하다면 접합선의 배치를 변경하는 것에 의해 부위별 완충력을 변경하는 것도 용이하게 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면 여러 개의 깔창 부재에 동시에 공기를 충진함으로써 제조시간이 단축되고 제조 비용도 절감할 수 있다. 또한 두 장의 깔창 부재를 접합한 후 외부에서 공기를 충진할 수 있으므로 정확한 공기량을 측정하여 충진할 수 있고, 또한 깔창 내부의 공기를 1기압 이상으로 충진할 수도 있다. 아울러 한번의 공정에서 제조된 복수의 신발 깔창들의 내부 공기 압력이 모두 동일하게 할 수 있어 품질 균일성이 뛰어나다.

도 1은 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 일실시예의 분해사시도,
도 2는 도 1의 실시예의 접합 후 사시도,
도 3은 도 2의 AA선에서 바라본 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 제조방법의 일실시예에 따라 재단된 깔창 부재의 평면도,
도 5는 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 제조방법의 다른 실시예에 따라 재단된 깔창 부재의 평면도,
도 6은 도 4의 깔창 부재에 공기를 충진하는 공정을 도시한 걔략도이다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 입자간 충돌을 촉진하는 공기 분사 노즐 조립체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 일실시예의 분해사시도, 도 2는 도 1의 실시예의 접합 후 사시도, 도 3은 도 2의 AA선에서 바라본 단면도이다.

제1 시트(110)는 발바닥 모양에 맞추어 재단된 합성수지재 시트(sheet)로서, 사용된 합성수지 재료 고유의 유연성과 탄력을 가지고 있다. TPU, PVC, PP, PE, TPR 등과 같은 합성수지가 제1 시트(110) 및 아래의 제2 시트(120)를 위한 재료로 선택될 수 있다.

제2 시트(120) 역시 제1 시트(110)와 같이 발바닥 모양에 맞추어 재단된 합성수지재 시트이다. 제2 시트(120)는 제1 시트(110)와 겹쳐지도록 배치되며, 제1 시트(110)와 접합되어 제1 시트(110)와의 사이에 내부 공간(C)을 형성하게 된다. 구체적인 접합 방법으로는 고주파 융착, 열 융착 등이 선택적으로 사용될 수 있다.

제1 시트(110)와 제2 시트(120) 사이에 형성되는 접합부는 외부 접합선(200)과 내부 접합선(210)으로 나누어 볼 수 있는데, 외부 접합선(200)이란 제1 시트(110) 및 제2 시트(120)의 외곽 테두리를 따라 접합되어 연속된 선 형태로 나타나는 부분을 가리키며, 내부 접합선(210)이란 이 외부 접합선(200)의 내측, 즉 제1 시트(110) 및 제2 시트(120)의 편면 내측에 단속적인 선, 예컨대 대쉬(dash) 형태로 나타나는 부분을 가리킨다. 외부 접합선(200)은 제1 시트(110)와 제2 시트(120) 사이에 내부 공간(C)을 형성하여 외부에 대해 밀봉시키는 역할을 한다. 내부 접합선(210)은 제1 시트(110)와 제2 시트(120)의 내측에 형성되어 추후 내부 공간(C)에 공기가 충진되었을 때 제1 시트(110)와 제2 시트(120)가 서로 멀어지는 것을 억제하는 역할을 한다. 이때 내부 접합선(210)의 단위면적당 갯수는 임의로 설정할 수 있는데, 도 2에서는 특히 발바닥의 앞부분에 조밀하게 배치되어 있고 뒤꿈치 쪽에는 듬성하게 배치된 것으로 예시하고 있다. 내부 접합선(210)이 조밀하게 배치되어 있으면 도 3에 나타낸 바와 같이 내부 공간(C)이 보다 작게 구획되므로 제1 시트(110) 및 제2 시트(120)의 부푸는 정도가 상대적으로 작아지며, 따라서 완충력도 상대적으로 적게 가진다. 내부 접합선(210)이 듬성하게 배치되어 있으면 반대의 효과를 가진다. 도 3에 보인 바와 같이, 같은 부위에서라도 내부 접합선(210) 사이의 폭방향 간격을 좁게 또는 넓게 적용함으로써 그 결과로 형성되는 내부 공간(C)의 크기를 작거나 크게 결정할 수도 있다. 한편, 발바닥의 아치(arch) 부위에 해당하는 부분에는 한 쌍의 개구부(220a)를 가진, 대쉬보다 긴 선의 형태로 된 내부 접합선(220)이 형성되어 있으며 그 내측에는 따로 접합선을 형성하지 않고 있는데, 이로써 아치 부위에 해당하는 부분이 다른 부분에 비해 더욱 부풀어 오를 수 있고, 따라서 아치 부위를 안정적으로 지지할 수 있다. 여기서 개구부(220a)는 다른 부위에 대응하는 부분과 내부적인 연통로를 확보하기 위한 것으로, 이러한 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서는 도시한 것과 다른 위치에 다른 갯수로 형성되더라도 무방하다.

요컨대, 이와 같이 내부 접합선(210)의 배치를 부위별로 다르게 설정함으로 부위별로 차등되는 완충력을 제공하도록 할 수 있는 것이다. 특히 도 2에 도시된 예에서는 뒤꿈치 쪽에 접합선의 배치를 듬성하게 함으로써 뒤꿈치에 대해 보다 높은 완충력을 제공할 수 있다.

이상, 도 2 및 도 3에서 설명의 편의를 위해 다소 과장되게 예시하고는 있으나, 실제로는 접합선의 선폭이 도시된 것보다 좁아질 수 있으며, 대쉬 형태가 아니라 점 또는 원 등과 같은 다른 형태일 수도 있다.

한편, 도시하지는 않았으나 제1 시트(110) 및 제2 시트(120) 중 어느 하나 또는 둘 모두에서 그 외측면, 즉 내부 공간(C)을 바라보는 면의 반대편 면에 섬유재의 원단, 가죽 또는 합성피혁 등을 부착 또는 합포할 수 있다. 이로써 사용자로 하여금 완충 효과 뿐만 아니라 질감, 감촉 또는 땀 흡수나 보온효과와 같이 일반적인 신발 깔창이 제공할 수 있는 특성을 함께 제공할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 내부 공간(C)은 외부 접합선(200)에 의해 외부에 대해 밀봉되고 있으며, 내부 접합선(210)은 부분적으로 제1 시트(110) 및 제2 시트(120)의 부풀음을 억제하기만 할 뿐 별도의 분리된 공간을 구획하지는 않는다. 따라서 본 발명에 따른 신발 깔창은 하나의 에어셀(air cell) 만으로 구성되어 있으며, 외부에서 공기를 주입하는 경우 하나의 주입구만 확보하면 깔창 전체에 걸쳐 공기를 주입할 수 있게 된다. 이는 앞서 설명한 종래기술에서와 같이 복수의 독립적인 에어백을 구비한 깔창에 비해 제조가 용이할 것이라는 점을 암시하고 있다. 실제로 본 발명에 따른 신발 깔창은 아래에서 설명하는 제조 방법에 의해 매우 용이하게 제조할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 제조 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 제조방법의 일실시예에 따라 재단된 깔창 부재의 평면도이다.

먼저, 합성수지재 시트를 두 장 겹쳐두고, 각각 사람의 발바닥에 상당하는 형상으로 된 부분인 복수의 발바닥 형상부(100, 100')와, 각 발바닥 형상부(100, 100')를 연결하는 연결가지 형상부(310, 320, 310', 320')로 이루어진 형상의 테두리를 따라 연속적으로 접합선을 형성하여 두 장의 시트 사이에 내부 공간을 형성한다(접합단계). 이때 각 발바닥 형상부(100, 100')에 해당하는 내부 공간들은 각 연결가지 형상부(310, 320, 310', 320')에 의해 서로 연통되도록 접합하여야 한다. 구체적인 접합 방식으로는, 앞서와 같이 고주파 융착, 열 융착 등을 선택적으로 활용할 수 있다. 한편, 이 접합단계에서 접합되는 테두리의 내측, 즉 발바닥 형상부의 내측면에도 함께 접합선을 형성하되, 이때의 접합선은 단속적이 되도록 한다. 여기서 최외곽의 테두리를 이루는 연속적인 접합선은 앞서 설명한 본 발명에 따른 완충력의 부위별 차등 부여가 가능한 신발 깔창의 실시예 중 외부 접합선(200)에 해당하며, 발바닥 형상부의 내측면에 형성되는 단속적인 접합선은 내부 접합선(210)에 해당한다. 따라서 접합단계에서 발바닥 형상부의 부위별로 내부 접합선(210)에 해당하는 접합선의 단위면적당 갯수나 배치를 서로 다르게 설정함으로써, 발바닥의 부위에 따라 서로 다른 수준의 완충력을 제공할 수 있다.

여기서 발바닥 형상부(100)는 제조 공정이 완료되었을 때 앞서 설명한 본 발명에 따른 신발 깔창과 동일한 것이 되므로, 동일한 도면부호로 설명한다. 도 4에서는 발바닥 형상부(100, 100')가 길이방향으로 일렬로 배열되어 있고, 이들 발바닥 형상부(100, 100')를 연결하는 연결가지 형상부(310, 320, 310', 320')가 하나의 발바닥 형상부에 대해 두 개씩 구비되되, 발끝과 뒤꿈치에 상당하는 각 부위에 하나씩 구비된 것으로 예시되어 있다. 예컨대, 도 4에서 가장 좌측의 첫 번째 발바닥 형상부(100)는 도면방향을 기준으로 좌측의 발끝 부분에 하나의 연결가지 형상부(310)가 있고, 우측의 뒤꿈치 끝부분에 다른 하나의 연결가지 형상부(320)가 있는데, 이 두 번째 연결가지 형상부(320)는 그 다음번, 즉 두 번째 발바닥 형상부(100')의 발끝 부분에 위치하는 연결가지 형상부(310')를 겸하는 식으로 서로 잇대어져 있다. 물론 두 번째 발바닥 형상부(100')의 뒤꿈치 쪽 연결가지 형상부(320')는 이어지는 세 번째 발바닥 형상부의 발끝 부분의 연결가지 형상부를 겸하게 된다.

이와 같은 발바닥 형상부의 배치는 반드시 도 4에 예시한 바와 같을 필요는 없으며, 재료 절감 등의 요구에 따라 다양하게 변형할 수 있다. 예컨대, 도 5에는 각 발바닥 형상부(100, 100')가 폭방향을 나란히 배열되어 있으며, 그 사이에 연결가지 형상부(310, 320, 310', 320')가 배치된 예를 도시하고 있다. 도 4의 예는 물론 도 5의 예와 같은 형태라면, 회전식 접합기 및 재단기 등을 통해 연속적으로 접합 및 재단해 내는 것이 가능하므로 대량생산에도 적합하다.

접합단계가 완료된 상태에서, 최외곽의 연속적인 접합선을 따라 재단한다(재단단계). 이때 재단된 부재를 이하에서는 '깔창 부재'라 한다. 깔창 부재는 당연하게도 각각 발바닥에 상당하는 형상으로 된 부분인 복수의 발바닥 형상부(100, 100')와, 각 발바닥 형상부(100, 100')를 연결하는 연결가지 형상부(310, 320, 310', 320')를 포함하게 된다. 깔창 부재의 내부 공간에는 차후 공기가 충진되어야 하므로, 재단에 의해 최외곽의 접합선이 완전히 제거되는 일은 없어야 한다.

한편, 접합단계와 재단단계는 기술적으로 당연히 그 순서에 따라 진행되어야 하는 것은 아니며, 필요에 따라 그 순서를 서로 바꾸거나 동시에 진행하는 것도 가능하다. 예컨대, 재단단계를 먼저 진행할 수도 있는데, 이 경우에는 발바닥 형상부 및 연결가지 형상부가 연속적으로 이어져 있는 형태를 모재로부터 재단하여 깔창 부재를 얻은 후, 이 깔창 부재의 테두리를 따라 접합함으로써 접합단계를 진행할 수 있는 것이다. 충분한 설비만 갖추어진다면, 접합하면서 동시에 재단하는 것도 가능하다.

접합단계와 재단단계가 완료되면, 도 6에 도시한 바와 같이, 깔창 부재의 일렬로 배열된 발바닥 형상부 중 최선단의 발바닥 형상부(100)의 발끝 부분에 있는 연결가지 형상부(310)을 밀봉하여 밀봉부(S)를 형성한다(밀봉단계).

그런 다음, 일렬로 배열된 발바닥 형상부의 최후단의 연결가지 형상부에 공기 압축기를 연결하여 공기를 공급한다(공기공급단계). 그러면 종국에 모든 발바닥 형상부에 공기가 충진되게 된다. 공기공급단계에서는 미리 결정된 정확한 양의 공기를 주입할 수도 있으며, 필요하다면 각 발바닥 형상부의 내부 압력이 1기압 이상이 되도록 공기를 충진하는 것도 가능하다. 각 발바닥 형상부가 연결가지 형상부에 의해 서로 연통되어 있으므로, 한번의 공기 충진 작업으로 복수의 발바닥 형상부에 공기를 충진할 수 있는데, 이는 신발 깔창 하나씩에 대해 개별적으로 공기를 충진하는 것에 비해 월등한 공정상 이점을 제공한다. 또한, 공기 충진이 완료된 후 각 발바닥 형상부의 내부 압력이 모두 동일하게 되는데, 이는 곧 완제품의 품질 균일성이 높다는 것을 의미한다.

공기공급단계가 완료되면 이미 밀봉부(S)가 형성된 연결가지 형상부(310)을 제외한 각 연결가지 형상부(320, 310', 320')를 밀봉한 뒤, 이들을 절단한다(연결가지 절단단계). 그러면 복수의 발바닥 형상부(100, 100')가 남게 된다. 이후 절단된 자투리를 제거하거나 외곽선을 다듬는 등의 통상적인 후가공을 거치면 이들 복수의 발바닥 형상부(100, 100')는 곧 앞서 설명한 본 발명에 따른 신발 깔창이 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.