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专利名称:具有管状鞋底组件的鞋类物品及其制造方法
技术领域:
本发明通常涉及鞋类物品,且尤其涉及包括管状鞋底组件的鞋类物品及制造方法。
背景技术:
常规的运动鞋类物品包括两个主要元件,即鞋面和鞋底结构。鞋面提供足部的覆盖物以相对于鞋底结构舒适地容纳并稳固地定位足部。此外,鞋面可以具有保护足部并提供透气性的构型,由此使足部凉爽并排出汗液。鞋底结构固定于鞋面的下部部分,且通常位于足部和地面之间。除了削弱地面的反作用力外,鞋底结构可以,如提供附着摩擦力、控制足部运动(如,通过抵抗内旋)和赋予稳定性。因此,鞋面和鞋底结构共同作用以提供一种适于广泛的活动,诸如步行和跑步的舒适结构。
鞋底结构通常结合了常规称为鞋内底、鞋底夹层和鞋外底的多个层。鞋内底是位于鞋面内并邻近足部的足底(即,下)表面的薄的、可压缩的构件以增强鞋类物品的舒适度。鞋底夹层通常沿着鞋面的长度固定到鞋面,鞋底夹层形成了鞋底结构的中间层,且主要担当衰减地面反作用力的作用。鞋外底形成了鞋类的接地元件,且通常由包括纹理的耐用的、耐磨的材料形成以改善附着摩擦力。常规的鞋底夹层主要由诸如聚氨基甲酸
酯或乙烯醋酸乙烯酯的弹性的聚合物泡沫材料形成,该材料延伸鞋类的整个长度。鞋底夹层内的聚合物泡沫材料的特性主要取决于多个因素,包括鞋底夹层的尺寸构型和选择用于聚合物泡沫的材料的具体特征,该特征包括聚合物泡沫材料的密度。通过改变整个鞋底夹层的这些因素,可以改变相对硬度和地面反作用力衰减的程度,以满足鞋类被期望使用的活动的具体要求。除了聚合物泡沫材料夕卜,常规的鞋底夹层可以包括,如一个或多个流体填充囊和调解器。将期望提供一种减少或克服现有的已知装置所固有的一些或全部困难的鞋底组件。鉴于下面本发明的公开内容和某些实施方案的详细叙述,特有的目的和优点对本领域的技术人员,也就是对那些在本技术领域方面知识渊博和经验丰富的人来说将是明显的。概述本发明的原理可以有利地用于提供鞋类物品的鞋底组件。根据第一个方面,鞋类物品包括鞋面和固定到鞋面的鞋底组件。鞋底组件包括由至少一个任意分散的挤出式管状构件(randomlydispersedextrudedtubularmember)形成白勺塾,每一个管状构件在使用条件下是中空的,其中垫为穿用者的足部提供支撑。根据本发明的另一个方面,鞋类物品包括鞋面和固定到鞋面的鞋底组件。鞋底组件包括由多个任意分散的挤出式管状构件形成的垫,每一个管状构件在使用条件下是中空的,其中垫为穿用者的足部提供支撑。垫被设置在鞋底组件的鞋跟部分中。鞋外底固定到
鞋底组件。根据另一个方面,制造鞋底组件的一部分的方法包括下述步骤提供其中形成有凹陷的第一模具部分;将由至少一个任意分散的挤出式管状构件形成的垫挤出到凹陷中;和固化垫。
根据又一个方面,制造鞋底组件的一部分的方法包括下述步骤挤出由任意分散的挤出式管状构件形成的垫预制件(matpreform),切割垫预制件以提供管状构件的垫,该垫被成形以形成鞋类物品的鞋底组件的一部分,每一个管状构件在使用条件下是中空的,其中垫为穿用者的足部提供支撑;以及固化垫。从下面某些实施方案的详细公开内容中,将会进一步理解此处公开的这些以及额外的特征和优点。附图简述
图1是包括管状鞋底组件的鞋类物品的正视图。图2是图1的鞋类物品的管状构件的端视图。图3是用于产生图1的鞋类物品的模具组件和挤出机的***图。
图4是图3的模具组件和挤出机的一部分的正视图、部分截面图。图5是用于生产图1的鞋类物品的模具组件和挤出机的可选择的实施方案的***图。图6是用于将垫预制件挤出到移动带52上的挤出机的***图。图7是从图6的垫预制件切割的且使用在图1的鞋类物品中的管状构件的垫的***图。图8是与模具组件一起使用来生产图1的鞋类物品的具有多个模头的挤出机的正视图、部分截面图。图9是用于生产图1的鞋类物品的挤出机的可选择的实施方案的头的平面图。图
10是沿线10-10取的图1的垫的截面图。上面提到的附图未必按比例绘制,并且应该理解为提供了本发明的特定实施方案的代表,且本质上仅仅是所涉及原理的概念和示例。图中所描绘的包括管状鞋底组件的鞋类物品的某些特征相对于其他特征已经被放大或变形,以便于解释和理解。在图中,对于各种可选择的实施方案中所显示的相似的或相同的部件和特征,使用相同的参考数字。此处公开的包括管状鞋底组件的鞋类物品将具有部分地由他们被期望使用的场合和环境来确定的构型和部件。某些优选实施方案的详细描述下面的讨论和附图公开了根据本发明各方面的鞋类物品10。鞋类10以适用于体育运动,尤其是适用于跑步的构型描绘在附图中并论述在下文中。然而,有关鞋类10公开的概念可以应用于为各种其他体育运动而专门设计的鞋类类型,体育运动包括,如篮球、棒球、足球、英式足球、步行和远足,而且,还可以应用于各种非运动鞋类型,包括礼服鞋、路夫鞋、凉鞋和工作靴。因此,相关领域的技术人员应认识到,此处所公开的概念可以适用于各种鞋类型,且不限于下文所论述的以及附图所描绘的具体的实施方案。鞋类10被描述在图1中,且包括鞋面12和鞋底组件14。为了参考的目的,鞋类10可分成三个大致的区域鞋前部区域16、鞋中部区域18和鞋跟部区域20,如图1所定义的。鞋前部区域16通常包括鞋类10的对应于脚趾和连接跖骨与趾骨的关节的部分。鞋中
部区域18通常包括鞋类10的对应于足部的足弓区域的部分,而鞋跟部区域20对应于足部的后部部分,包括跟骨。鞋类10还包括内侧面22和相对的外侧面24。内侧面22和外侧面24延伸穿过区域16-20中的每一个,且对应于鞋类10的相对的侧面。
区域16-20和侧面22-24并不旨在精确地划分鞋类10的区域。相反,区域16_20和侧面22-24旨在表示鞋类10的大致的各区域,这为下面的论述过程提供了参考框架。虽然区域16-20和侧面22-24通常应用于鞋类10,但是提到区域16-20和侧面22-24也可以专门应用于鞋面12、鞋底组件14或鞋面12或鞋底组件14内的单独部件或部分,或鞋类10的任何其他部件。除非另作说明,或以其他方式从上下文清楚地看出,在此使用的指向性术语,如向后地、向前地、向内地、向下地、向上地等,指的是相对于鞋类10自身的方向。图1中显示的鞋类10大体上水平设置,当被穿用者穿上时,它就被设置在水平面上。然而,应该理解鞋类10不一定限于这个方向。因此,在图1阐释的实施方案中,向后地是指朝向鞋跟部部分20也就是说,朝向如图1所示的左面。自然地,向前地是指朝向鞋前部部分16,也就是说,朝向如图1所示的右面,而向下地是朝向如图1所示的页面底部。向内地是朝向鞋类10的中心,而向外地是朝向鞋类10的外部周缘。鞋面12由被缝制或胶着地结合在一起的各种材料元件形成,以形成舒适地容纳
足部并相对于鞋底组件14固定足部的位置的内部空腔。多种材料适合于鞋面12,包括通常用于鞋类的鞋面的材料。因此,鞋面12可以由,如皮革、合成皮革、天然的或合成的织物、聚合物薄片、聚合物泡沫、网眼织物、毡、非织造聚合物或橡胶材料的组合形成。鞋面12的内部可以具有用于提高鞋类10的舒适度的泡沫元件,且内表面可以包括用于从直接围绕足部的区域排出过多水分的吸汗织物。鞋底组件14可以通过粘合剂或任何其他合适的紧固方式固定到鞋面22。通常设置在穿用者的足部和地面之间的鞋底组件14提供了地面反作用力的衰减(S卩,赋予缓冲)、附着摩擦力,并可以控制足部运动,如内旋。与常规的鞋类物品一样,鞋底组件14包括位于鞋面12内的鞋内底(未显示)、鞋底夹层26和鞋外底28。鞋底夹层26连接到鞋面12,并主要起到鞋类10的衰减振动和吸收能量的作用。用于鞋底夹层26的合适的材料是用在鞋类的鞋底夹层中的任意一种常规聚合物泡沫,包括乙烯醋酸乙烯酯和聚氨基甲酸酯泡沫。鞋外底28固定到鞋底夹层26的下表面以提供耐磨性。此外,鞋外底28可以被赋予纹理以增强鞋类10与地面之间的附着摩擦力(如,摩擦)性能。用于鞋外底28的合适的材料包括用在鞋类的鞋外底中的任意一种常规橡胶材料,如碳黑橡胶化合物。鉴于本公开内容的益处,用于鞋外底28的其他合适的材料对本领域的技术人员来说将是易于明显的。鞋底夹层
26包括由至少一个中空的管状构件32形成的垫30,该垫30起到鞋类10的缓冲元件的作用。垫30的管状构件32优选由任意的非织造样式形成。在某些实施方案中,管状构件32可以按照受控的非织造样式形成。在某些实施方案中,管状构件32由热塑性弹性体形成。例如,管状构件32可以由热塑性聚氨基甲酸酯(TPU)、TPU合金、弹性尼龙、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)或“SBS”、聚(苯乙烯-乙烯_丁二烯_苯乙烯)或“SEBS”、苯乙烯嵌段共聚物弹性体、酰***醚嵌段共聚物、聚烯烃弹性体等形成。垫30可以由单个管状构件32或多个管状构件32形成。每一个管状构件32在使用条件下是中空的,其中鞋底夹层26的垫30为穿用者的足部提供支撑。也就是说,管状构件32单独由通过它们中空的管状结构所赋予的结构强度为穿用者的足部提供支撑,以及由单个管状构件32或多个管状构件32的重叠的非织造结构的组合结构支撑为穿用者的足部提供支撑。管状构件32在它们的芯内是不含为穿用者的足部提供支撑的任何物质的。如图1所示,垫30仅设置在鞋底夹层26的鞋跟部分20中。应理解,垫30可以位于鞋底夹层26的区域16-20中的任一个中或位于鞋底夹层26的区域16-20的任意组合中。因而,垫30可以沿着鞋类10的完整长度或只沿着鞋类10的一部分延伸。此外,应理解,多个垫30可以位于鞋底夹层26内的任意位置处。在某些实施方案中,如图
1所示,垫30的至少一部分和其管状构件32从鞋类10的外部是可见的。应理解,在某些实施方案中,垫30和管状构件32从鞋类10的外部是不可见的,且隐藏在鞋底组件14内。正如图2可见,管状构件32可以是具有直径D(此处显示为内径)和壁厚T的基本上圆柱形的。应理解,可以改变直径D或壁厚T或两者。在某些实施方案中,直径D可以从约Imm到约Icm的范围。在某些实施方案中,壁厚T可以从约10μm到约Imm的范围。应理解,管状构件32的厚度和直径D可以从一种鞋类物品10到另一种鞋类物品10是变化的,且它们也可以在单个鞋类物品10中发生变化。例如,垫30可以被设计成使壁厚T沿着鞋底夹层26的外侧部分24是更大的,以便沿着外侧部分24提供更大的支撑。而且,鞋跟部分20中的壁厚T可以更大,以便提供更大的支撑来吸收鞋跟触地带来的冲击。因而,应理解,管状构件32的任何部分可以具有比管状构件32的任何其他部分大或小的壁厚T和/或直径D。
虽然图2所示的管状构件30的实施方案具有基本上圆形的横截面,但是应理解,管状构件30可以具有任何期望的轮廓。因而,管状构件可以是椭圆形的、长方形的,或具有任何其他规则的或不规则的多边形形状。在某些实施方案中,垫30可以是从鞋类10上可拆装的,这允许当垫30的缓冲性能削弱时,穿用者替换垫30。图3-4阐释了制造垫30
的一种方法。模具36的第一部分34包括大体足形的凹陷38。具有模头48的挤出机46将管状构件32挤出到凹陷38中。挤出机46被构建成在图1中所看到的X方向和Y方向上移动,以便将凹陷38填充至期望的水平,由此形成具有期望厚度和密度的垫30。正如图1所阐释的实施方案中看到的,垫30被形成为延伸遍布鞋类10的鞋前部区域16、鞋中部区域18和鞋跟部区域20。在某些实施方案中,当材料被挤出时,其是足够热的,使得可以在管状构件32的接触点之间形成粘附。因而,所选择的管状构件的至少一部分被粘附到该所选择的管状构件和另一个管状构件中的至少一个。通过沿着X方向和Y方向移动模头48,可以产生垫30的受控厚度的样式,由此确保鞋底夹层26在鞋底夹层26的任何期望的部分中具有期望的轮廓或高度。因而,垫30在其鞋前部区域16、鞋中部区域18和鞋跟部区域20中的任一个中可以具有不同的高度。一旦当垫30具有期望的轮廓,那么就固化和修整(如果需要的话)。然后,垫30可以按已知的方式粘着地固定到鞋面12和鞋外底28,以形成鞋类20。在某些实施方案中,模具36包括其上形成有大体足形的突起40的第二部分37。当模具36的第一部34和第二部分37匹配在一起时,突起40被接纳在第一部分34的凹陷38中,由此当垫30固化时,有助于将垫30形成为期望的轮廓。一个或多个突起42可以形成在模具36的第一部分34、第二部分
37的其中一个或两个上,每一个突起42可以被接纳在形成于第一部分34或第二部分37上的相应的凹陷44中,由此有助于帮助模具36的第一部分和第二部分相对于彼此对齐。应理解,第一部分34中的凹陷可以具有任何形状。正如在图3中看到的,凹陷38是大体足形的,这产生大体足形的垫。在其他实施方案中,凹陷可以被成形以形成鞋底组件14的鞋跟部部分,正如图1中看到的。因而,可以理解,这些凹陷可以呈任何期望的形状,以便产生将被设置在鞋底组件14的期望位置处的具有任何期望形状的相应的垫。在图4所阐释的实施方案中,在将管状构件32挤出到凹陷38中之前,将鞋外底28设置在凹陷38的底部。具有由弹性体形成的鞋外底28允许在挤出过程中,在管状构件32与鞋外底28之间形成熔胶粘结,由此确保鞋外底28足够牢固地固定到鞋底夹层26。管状构件30可以在其相对端处被密封以便在其内容纳流体,如空气,由此除了由弹性的管状构件30的结构本身提供的粘-弹性缓冲之外,还提供气动缓冲作用。另外,管状构件30可以在沿着其长度的一个或多个内部位置处被密封,由此提供具有多个管状部分的管状构件。图5阐释了形成垫30的另一种方法,其中挤出机46处于固定位置,且模具34位于可移动的X-Y台50上。在此实施方案中,当挤出机模头48将管状构件32挤出到凹陷38中时,通过操纵X-Y台50来在X方向和Y方向上移动模具34,以便形成遍布模具