겔 층을 포함하는 장치의 제조 방법 document_id A220623109010

이용자 신체를 지지하기 위한 다수의 장치가 당업계에 알려져 있다. 이러한 장치는, 이용자 신체에 기능적인 지지를 제공하고 일정 수준의 안락함을 제공하면서도 동시에 상기 지지를 제공하는 패딩(padding) 또는 쿠션(cushioning)으로 이루어진 하나 이상의 층을 일반적으로 포함한다. 유사하게는, 상기 장치는 또한 코일 용수철과 같은 기계적인 지지물을 포함할 수도 있다. 당업계의 발전은 일반적으로 상기 장치에 필요한 기능적인 지지를 제공하면서도 안락함을 증가시키거나 또는 상기 지지를 제공하는데 필요한 물질 부피를 감소시킨 장치에 관한 것이다. 예컨대, 로만오(Romano) 등에게 허여된 미국특허 제6,701,556호는 매트리스 또는 쿠션의 전체 두께를 감소시키는 동시에 압력 분포를 개선시키도록 설계된 매트리스 또는 쿠션 구조를 개시하고 있다. 또한, 로즈(Rose)에게 허여된 미국특허 제6,804,848호는 상층 매트리스 공기 형상화 모듈(air posturizing module) 및 조절가능한 공기 형상화 수면 표면을 갖는 공기 지지 수면 시스템을 개시하고 있다. 신체 지지에 통상적으로 이용되는 장치는 기능적인 지지를 제공할 수 있는 반면, 휴식 또는 수면을 용이하게 하거나 또는 지지 표면과 접촉하는 신체 부분에 최상의 압력 완화(pressure relief)를 제공하는데 유용한 일정 수준의 안락함을 제공하지 못한다. 겔 물질은 일반적으로 우수한 물리적 안락함 및 압력 완화를 제공하는 것으로 알려져 있다. 또한, 겔은 비교적 높은 열 전도율을 나타내는 것으로도 알려져 있다. 따라서, 겔과 접촉할 때에 체열이 인지가능하게 신체로부터 제거되므로, 폴리우레탄 겔과 같은 겔이 일반적으로 신체에 "차가운" 느낌을 갖는 것으로 여겨진다. 겔 물질에 의해 제공되는 바람직한 특성의 측면에서, 겔을 포함하는 지지 장치에 대한 수요가 지속적으로 증가하는 것은 놀랍지 않다. 그러나, 비용 효과적인 동시에 효율적인 방식으로 겔 층을 포함하는 지지 장치를 제조하는 방법이 현재까지 제공되지 않았다. 유럽 특허출원 공개 제1060859호는 청구항 1의 서론의 모든 특징을 갖는 종래 기술 방법을 도 1 내지 5에 개시하고 있다. 따라서, 겔 층을 포함하며 신체 지지에 유용한 장치의 제조 방법이 당업계에서 여전히 필요하다. 상기 방법이 본 발명에 의해 제공된다. 발명의 요약 본 발명은 매트리스와 같은 지지 장치를 제조하는 다양한 방법을 제공한다. 본 발명에 따라 제조된 장치는 일반적으로 겔 층을 포함한다. 추가적인 양태에서, 상기 장치는 발포체 층과 함께 겔 층을 포함한다. 본 발명의 방법은 각종 지지 장치의 제조에 제공되며, 매트리스 제조에서 구체적인 용도를 갖는다. 한 양태에서, 본 발명은 겔 층과 커버 층(cover layer)을 포함하는, 매트리스와 같은 지지 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 주형을 제공하는 단계; 겔 물질을 상기 주형에 삽입하여 겔 층을 성형하는 단계; 및 커버 층을 상기 겔 층에 부착시키는 단계를 일반적으로 포함한다. 특정한 양태에서, 상기 주형은 진공-보조(vacuum-assist) 주형을 포함한다. 추가적인 양태에서, 상기 방법은 겔 물질을 주형에 삽입하는 단계 이전에, 이형 층(release layer)을 주형에 위치시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 양태에 따르면, 지지 장치를 제조하기 위한 본 발명의 방법은 하나 이상의 공동부(cavity)가 형성되어 있는 표면을 갖는 발포체 구성부품(piece)을 포함하는 제 1 발포체 층을 제공하는 단계; 발포체 구성부품의 표면에 있는 하나 이상의 공동부에 겔 물질을 삽입하는 단계; 및 겔 물질을 적어도 부분적으로 경화시켜서 하나 이상의 겔 층을 성형하는 단계를 포함한다. 본 발명의 상기 방법은 지지 장치의 발포체 층이 상기 장치의 한 층으로 작용할 뿐만 아니라 겔 물질에 대한 주형으로도 작용하는 것을 특히 특징으로 한다. 또한, 발포체의 공동부는 광범위한 장치의 겔/발포체 조합이 목적하는 규격 및 용도에 따라 제조될 수 있게 하는 크기, 형상 및 분포로 제조될 수 있다. 또 다른 양태에 따르면, 지지 장치를 제조하기 위한 본 발명의 방법은 겔 물질 및 발포체 물질중 하나 또는 둘다를 주조하는데 유용한 주형을 제공하는 단계; 상기 주형에 이형 층을 위치시키는 단계; 겔 물질을 수용하도록 개조된 주형의 부분에 겔 물질을 삽입하는 단계; 겔 물질을 적어도 부분적으로 경화시켜서 겔 층을 성형하는 단계; 발포체 물질을 수용하도록 개조된 주형의 부분에 발포체 물질을 삽입하는 단계; 및 발포체 물질을 경화시켜서 발포체 층을 성형하는 단계를 포함한다. 선택적으로, 겔 물질을 경화시키는 단계는 발포체 물질을 경화시키는 단계와 동시에 실시될 수 있으며, 그 결과 겔 층과 발포체 층 둘다를 동시에 성형하고, 추가로 선택적으로 동시 경화 단계 동안에 겔 층과 발포체 층을 화학적으로 결합시킬 수 있다. 추가적인 양태에서, 상기 방법은 겔 물질을 주형에 삽입하는 단계 이전에 주형에 이형 층을 위치시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 발포체 층과 겔 층을 포함하는 지지 장치를 제조하는 다른 방법을 제공한다. 상기 양태에 따르면, 상기 방법은 적어도 부분적으로 회선형(convoluted)인 표면을 갖는 발포체 구성부품을 포함하는 제 1 발포체 층을 제공하는 단계; 및 상기 발포체 층의 회선형 표면에 겔 물질을 적용하여, 발포체 층에 부착된 겔 층을 성형하는 단계를 포함한다. 추가적인 양태에서, 상기 방법은 커버 층을 상기 장치에 부착시키는 단계를 포함할 수 있다. 특정한 양태에서, 상기 커버 층은 제 2 발포체 층을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 방법에 따르면, 겔 층에 이용되는 겔 물질은, 경화된 형태에서 잠재적인 사용자에게 비독성이고 유익하고 안락한 물리적인 특성을 제공하는 임의의 겔 물질일 수 있다. 특히, 겔 물질은, 사용자에게 증가된 지지 및 압력 완화를 제공하고 또한 증가된 안락감(즉, 좋은 "느낌")을 제공하는 것으로 밝혀진 특정한 물리적인 특성을 갖는 겔을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법에 따라 제조된 지지 장치에서, 겔 층은 장치의 최외각 층일 수 있고, 따라서 사용자와 직접 접촉할 수 있다. 추가적인 양태에 따르면, 상기 장치는 겔 층을 덮는 커버재(covering)를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 커버재 층은 겔 층에 의해 제공되는 안락함과 지지를 실질적으로 감소시키거나 방해하는 구조 또는 두께가 아니다. 본 발명에 의해 포함되는 커버재의 비제한적인 예는 직물 층, 필름 층, 코팅 층 및 발포체 층을 포함한다. 전술한 예시적인 양태에 기재된 겔 및 발포체 층 이외에, 본 발명의 방법은 하나 이상의 추가적인 지지 층을 포함하는 지지 장치의 제조 방법을 추가로 포함한다. 이들 추가적인 지지 층은 신체 지지 장치 업계, 특히 매트리스 및 착석(seating) 장치 업계에 일반적으로 알려진 임의의 유형의 지지 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 추가적인 지지 층은 발포체 층, 용수철 층, 직물 층, 기체 층, 목재 층, 금속 층 및 플라스틱 층중 하나 이상을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 따라 제조된 장치는 광범위한 지지물에서 용도를 갖는다. 예컨대, 본 발명에 따라 제조된 장치는 전신 또는 신체 일부만을 지지하기 위해 이용될 수 있다. 그 때문에, 상기 장치는 침구류 또는 좌석류와 같은 가정용 용품에서, 의자 시트, 의자 등받이, 의자 팔걸이, 키보드 손목보호대 등과 같은 사무실 용품에서, 차 시트 또는 기타 인테리어 구성요소와 같은 차량 용품에서, 침구류, 휠체어 및 의류, 특히 신발류와 같은 의료 용품 뿐만 아니라 안락함 또는 압력 완화가 최대화되어야 하는 기타 용품에서 용도를 갖는다. 하나의 특정한 양태에서, 본 발명의 방법은 매트리스 제조에서 이용된다. 본 발명의 방법에 따라 제조되는 추가적인 지지 장치의 비제한적인 예는 착석 장치, 베개, 매트리스 토퍼(topper), 신발 쿠션(또는 깔창), 암 패드 및 손목 패드를 포함한다. 또 다른 양태에 따르면, 겔 이외에 겔 층은 일정 함량의 하나 이상의 충전재 를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 충전재는 겔 층에 이용된 겔의 열 전도율을 변경시키는데 특히 유용하다. 전술된 바와 같이, 겔은 사용자 신체와 같이 겔과 접촉하는 보온재 객체로부터 열을 제거시키므로 겔의 열 전도율로부터 부분적으로 발생하는 "차가운" 느낌을 전형적으로 특징으로 한다. 겔 층에 이용되는 충전재는 바람직하게는 겔의 열 전도율을 감소시킬 수 있고, 그 결과 겔이 사용자에게 덜 "차가운" 느낌을 나타내게 할 수 있다. 다양한 유형의 충전재가 본 발명의 방법에 의해 이용될 수 있다. 충전재 물질은 일반적으로 겔, 겔의 가능한 유도체 또는 그의 전구체(예: 폴리우레탄 겔의 경우에는 이소시안에이트 및 폴리올)와 비반응성이어야 한다. 바람직하게는, 상기 충전재는 겔의 열 전도율을 비롯한(그러나, 이에 한정되는 것은 아니다) 겔의 물리적인 특징 하나 이상에 유리하게 영향을 줄 수 있는 물질이다. 본 발명의 하나의 특정한 양태에서, 충전재 물질은 코르크 구성부품, 코르크 분, 목재 구성부품, 목재 칩, 발포체 박편, 직물 섬유, 직물 구성부품, 파라핀, 중공구(hollow sphere), 합성 미세구(microsphere), 광물 입자, 유리 비즈, 기체, 활성제, 나노입자 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.