CN102018317A - 用于鞋的防水层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于鞋的防水层。一种鞋的结构，包括限制水传输到鞋内的屏障元件。鞋可以包括与鞋底相连的鞋面，其中由鞋面和鞋底中的至少一个界定出通道，通道允许空气流通至鞋面。屏障元件可以被设置在通道内，并且可以包括在遇到水时膨胀以封闭通道的相变材料。屏障元件可以充当阀门以在遇到水时限制水通过通道流入鞋面内。屏障元件可以是包含在无纺板片内的吸水性聚合物。在干燥时，屏障元件能够允许空气流过通道并流通至鞋面内部。屏障元件可以被反复地浸湿和干燥而仍然能够起到限制水流入鞋内的作用。

Description

用于鞋的防水层

技术领域

本发明涉及鞋，并且更具体地涉及用于户外使用的鞋。

背景技术

户外鞋类产品通常被设计用于尤其是在各种不同的环境条件中提供舒适性。例如，大部分户外鞋都被设计为当暴露在潮湿或湿润条件中时例如在遇到穿着者横穿水面的情况时或者在雨中或雪中从事活动时保持脚部干燥。如果不注意的话，这样的条件可能使得水快速地浸透鞋，如果不加以控制，就有可能会造成不适、水泡和细菌生长。

很多厂商都生产防水的户外鞋以阻止水进入鞋内并防止导致上述问题。尽管这种技术在某些情况下有效，但是它可能会引起另外的问题。例如，如果穿着者踏入比鞋的高度更深的水中，水就会注入防水鞋内。水还可以通过沿着穿着者的腿向下流入鞋内而进入防水鞋中。在水进入防水鞋以后，防水部分通常还会阻止水离开鞋和干燥，由此增加穿着者的不适。而且，绝大多数防水鞋的防水部分都明显地降低了空气流通。在此情况下，防水鞋可能会导致排汗过多，并且可能会在事实上助长鞋内的湿度或排汗的累积。

尽管很多厂商均已尝试提供具有各种不同结构的防水鞋，但是仍然存有改进的空间。

发明内容

提供了一种鞋的结构，包括一种管理鞋的空气流通(循环)以及湿气和/或水渗透的系统。

在一个实施例中，鞋包括限制水传输到鞋内的屏障元件。鞋可以包括从鞋的外部通往鞋的内部的通道。在与水或其他液体接触时，屏障元件能够封闭通道的至少一部分以限制水或者其他液体从鞋的外部流向鞋的内部，由此提供防水层(隔水层)。

在另一个实施例中，鞋可以包括与鞋底相连的鞋面(上部)，其中由鞋面和鞋底中的至少一个界定出通道。通道允许空气流通至鞋面。屏障元件可以被设置在通道内，并且可以包括在潮湿时膨胀以封闭通道的相变材料。任选地，屏障元件可以充当阀门以在遇到水时限制水通过通道流入鞋面内。

而在另一个实施例中，屏障元件可以包括包含在无纺板片内的吸水性聚合物。在干燥时，屏障元件能够允许空气流过通道并流通至鞋面的内部。在潮湿时，屏障元件能够改变尺寸，并且通过这样做能够封闭通道的至少一部分以限制水流入鞋内。任选地，屏障元件可以被反复地浸湿和干燥而仍然能够在潮湿时起到限制水流入鞋内的作用。

在又一个实施例中，鞋底可以包括中底和外底。通道可以被界定在中底内，并且可以从鞋的外部延伸至鞋面的内部。屏障元件可以至少部分地被设置在通道内，并且能够在遇到水时经历相变以至少部分地封闭通道，由此限制水从鞋的外部流向鞋面的内部。

在进一步的实施例中，鞋的鞋面可以包括防水膜。防水膜可以界定出与通往鞋的外部的通道流体连通的开口。开口能够任选地被设置在与鞋底邻接的鞋面底部。屏障元件可以在干燥时使得空气能够通过通道和开口流通，而在屏障元件潮湿时限制水流过通道和开口。

而在进一步的实施例中，包括了底板和筛网的辅助元件可以被包含在屏障元件和鞋的外部之间的通道内。筛网能够阻止污垢或碎屑堵塞通道至外界环境的出口。

在更进一步的实施例中，屏障元件可以被邻近于辅助元件设置，具有至少部分地形成于其间的间隙。筛网能允许水流过筛网以接触屏障元件。屏障元件能在与流过筛网的水接触时膨胀以至少部分地封闭间隙。

在另一个进一步的实施例中，鞋可以包括与屏障元件相连的密封元件。密封元件可以被设置为邻近于通道的一部分，例如鞋底内与鞋的内部流体连通的孔。密封元件可以与孔对齐以使得在屏障元件扩张时其将孔封闭，由此限制水流入孔内并进一步流入鞋内部。

本文中的鞋结构在干燥环境中提供了改进的通风，并且也在湿润环境中提供了对于水渗透的充分阻隔。屏障元件可以被包含在向鞋的内部提供空气流的通道内。屏障元件在干燥时能够通过通道来促进鞋面的内部和鞋的外部之间的空气交换。这就为鞋提供了在一定程度上开放和透气的结构。屏障元件在潮湿时能够扩张尺寸和/或膨胀以封闭从鞋外部通往内部的通道。任选地，屏障元件能够经历物理变形以限制水流过屏障元件。相应地，这就能够限制水进入到鞋面内。

本发明的这些以及其他的特征和优点将在根据附图和所附权利要求进行理解时由以下对本发明的说明而变得显而易见。

附图说明

图1是当前实施例中的鞋结构的侧视图；

图2是鞋的分解透视图；

图3是鞋的鞋底的俯视图；

图4是沿图1中的4-4线截取的鞋在干燥时的剖视图；

图5是沿图1中的4-4线截取的鞋在鞋遇到水时的第二剖视图；

图6是沿图1中的6-6线截取的鞋在干燥时的剖视图；

图7是图6中所示的鞋内的屏障元件在干燥时的特写视图；

图8是沿图1中的6-6线截取的鞋在鞋遇到水时的第二剖视图；

图9是图4中所示的鞋内的屏障元件在鞋遇到水时的特写视图；

图10是沿图1中的6-6线截取的鞋的第一替代性实施例的剖视图；

图11是沿图1中的6-6线截取的鞋的第二替代性实施例的剖视图；

图12是沿图1中的6-6线截取的鞋的第三替代性实施例的剖视图；

图13是沿图1中的6-6线截取的鞋的第四替代性实施例在干燥时的剖视图；以及

图14是沿图1中的6-6线截取的鞋的第四替代性实施例在鞋遇到水时的剖视图。

具体实施方式

I.概述

图1-9中示出了装有当前实施例中的结构并且总体上标记为10的靴子。为了公开的目的，结合四分之三鞋帮高度(three-quarter height)的靴子来介绍本实施例，但是，该结构也可以很好地适用于其他类型鞋底的鞋。通常，靴子包括与鞋底90相连的鞋面20，鞋底90可以包括外底40和中底30。中底30可以包括位于靴子10的鞋跟区域44内的后跟楔50。中底30还可以包括从鞋的外部110延伸至鞋面20的内部120的通道60。这些通道60可以在外部110和内部120之间提供流体连通。这种流体连通能够供空气流入鞋面和从鞋面流出，这相应地能够在穿着者的脚位于鞋10内时为脚提供改善的通风。

至少一个屏障元件70与通道60流体连通。屏障元件70可以由在遇到水时以某种方式经历变形或相变来关闭一条或多条通道60中的至少一部分以限制水从鞋的外部110流到鞋的内部120的多种材料构成。在干燥时，屏障元件70也允许空气在内部120和外部110之间流通，正如以下更详细介绍的那样。通常，屏障元件70在干燥时提供相对开放和透气的结构以允许对穿着者脚部有足够的通风。但是，屏障元件在潮湿时则变成实质上不透水，并且通常会关闭通道的实质部分以阻止水流过通道。

还应该注意到的是尽管屏障元件70主要被图示为在鞋的鞋底80例如在中底30内使用，但是屏障元件70也可以根据需要在外底和/或鞋面120中使用。

如本文中所用，术语“弓形区域”通常是指对应于穿着者足弓的鞋部；术语“前脚区域”通常是指弓形区域之前的对应于穿着者脚部的前脚(例如脚掌和脚趾)的脚部；而术语“后跟区域”通常是指弓形区域之后的对应于穿着者脚部的后跟的鞋部。前脚区域42、弓形区域43和后跟区域44被大致在图1中示出；但是，这些区域的轮廓可以根据鞋的结构而变化。

II.结构

参照图1-9，现将更加详细地介绍鞋10的组件，先从鞋面20开始。鞋面20通常可以是常规形式，并且可以包括鞋头(vamp)22、鞋身(quarter)24和后撑条(backstay)26。任选地，可取出的鞋垫(未示出)可以根据需要被置于鞋面20内。参照图2和图4，鞋面20包括过渡至宽容部23的下部，宽容部23也被称作外缘宽容部，该部分被朝向鞋23的中心向内折叠。鞋23可以延伸至鞋底板(未示出)或者延伸至缝合到内底25的Stroebel结构和/或织造鞋衬。内底25通常可以是挠性的，并且可以被胶合、缝合、卡合或以其他方式紧固至鞋面特别是外缘宽容部23。内底25可以由各种常规材料构成。

如图2中所示，内底25能够界定出一个或多个孔或洞26。这些孔26可以被界定在内底25的不同部分内，例如被界定在前脚区域42和后跟区域44内，或者根据需要被界定在其他的区域组合内。尽管图中所示是分离的，但是孔26也可以是从后跟区域44延伸至前脚区域42的连续的单个孔。孔26可以延伸穿过鞋面20的材料以及鞋面20中使用的任何内衬(如下所述)。

鞋底90可以沿鞋面的侧部向上延伸足够的距离以覆盖鞋底部内的孔26。足够的胶粘剂和/或粘合剂也可以被用于充当防水层以阻止水在鞋面和中底之间渗漏，在此它们被一起连接至孔26内，并在该位置造成水渗透。进一步任选地，尽管图中示出的是狭长的孔，但是孔26也可以是一系列较小的槽或孔。

如图2中所示，筛网27能够延伸跨越相应的孔26。筛网可以由帆布、尼龙、金属或聚合物丝网、或者是开孔织物或布料或者其他的合成材料形成。筛网可以是开放的透气结构以允许水分和空气以最小节流从中自由通过。筛网可以与内底25的邻近部分以各种方式连接，例如通过缝合、胶粘或以其他方式将筛网紧固至相应的孔26周围的材料。任选地，在内底25具有足够完整性的结构中，筛网可以被去除。进一步任选地，内底25可以由透气的促进流通的材料构成并且孔26和相关的筛网27均可被省略。

在图2示出的实施例中，开口26内的筛网27大体上与鞋10的后跟区域44和前脚区域42内相应的通道60对齐，以使得从鞋的外部110流向鞋的内部120的空气分别流过通道以及开口26和筛网27。

如图4中所示，筛网27可以与中底30内界定出的孔39对齐，中底30则进一步与通道60的一部分对齐并任选地构成通道60的一部分。在这样的结构中，由箭头113和115指示的气流可以在干燥状态下流入和流出鞋的内部120。

鞋10还可以包括衬垫28，本文中也被称作防水膜。衬垫28可以向下延伸并在外缘29处邻近于孔26而终止。借助这样的结构，空气能从鞋面的内部120通过孔26流通并任选地从通道60流出到鞋的外部110。衬垫还可以向上延伸至鞋面顶部，终止于适合围绕穿着者脚踝颈部的第二开口。

通常，衬垫或防水膜29限制水进入鞋面的内部。防水膜28可以由任意材料构成，但是在图示的实施例中是由不透水织物或材料构成的。用于构成防水膜的合适的材料包括以商标Gore-Tex销售的材料，可以从特拉华州纽瓦克的W.L.Gore & Associates公司购得；还有以商标SYMPATEX销售的材料，可以从德国伍珀塔尔的SympaTexTechnologies GmbH购得。任选地，防水膜可以由涂覆在鞋面内部的热塑性或粘性的连续防水层构成，或者进一步任选地由聚氨酯膜或乳胶接缝密封结构构成。无论使用了什么材料，上述的所有材料都可以被考虑用于构成本文中所用的防水膜。而且，尽管某些材料没有被认为是完全防水的，也就是抗水或通常构成防水层，但是它们也可以被用于构成鞋10的防水膜。

外底40可以由相对较硬的橡胶或其他的足够耐用或耐磨的材料制成。底部46可以包括构成外底40磨损面的外表面48，并且可以被成形为所需的后跟和边缘样式。如果需要，外表面48可以有纹理以提供从后跟到前脚的牵引。任选地，上表面47可以被成形为构成相应通道60的部分。

如图1-5中所示，鞋底90的中底30可以从后跟区域44延伸至前脚区域42，并且可以被成形为单个的、统一的和整体式的结构。中底30可以包括从鞋的外部110向内穿过中底30延伸的一条或多条通道60。如图1和2中所示，这些通道60可以在中底的外侧可见表面31中界定出开口61。开口61可以过渡至通道60的狭长部分63。

通道可以部分地由中底30以及外底40的上表面47构成。例如，通道60可以部分地由中底30界定，而通道的底壁则由外底的上表面47界定。要注意的是在当前的实施例中，外底40可以被直接粘附或胶合至中底30。当然，在其他应用中，中底和外底也可以是任选地被直接连接至鞋面20的完整的整体式结构。中底可以由多种不同的材料构成，例如聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯或任意其他的常规材料。

返回至图2，通道60可以被界定在中底30的上表面33和下表面32内。如果需要，中底30可以包括如授予Nakano的美国专利6701640中介绍的那样通常彼此交叉的多条下通道64和上通道65，在此通过引用将该专利的全部内容并入。上通道和下通道可以在开口66处交叉以协同提供竖直通过中底的流体流动路径。前脚中的多条通道60通过开口61通向外界环境。图3中示出的沿中底30的长度延伸的通道68通常可以在前脚区域和后跟区域内连接通道60。根据需要可以换用其他的通道结构。例如，鞋底90可以简单地包括端部开口的管状孔，管状孔通过外底40或者通过中底30的侧面31通向外部110，并且向上延伸至中底30的上表面33以使它们与孔26和/或鞋面的内部120流体连通。

参照图3，鞋芯垫片81可以根据需要与中底30或鞋的其他组件相连或整体模制成型。鞋芯垫片可以至少部分地被设置在鞋的弓形区域43和/或后跟区域44内，并且可以由金属、塑料或其他的常规鞋芯垫片材料构成。

参照图2，在鞋的前脚区域42内，中底30可以界定出通常沿鞋底90的长度延伸的凹槽36。这些凹槽36通常可横向于通道60中的一条或多条并且可以与之相交叉。凹槽60的深度可以略大于通道的竖直深度。凹槽可以位于鞋外部110和/或在下通道64和上通道65之间提供流体连通的开口66之间，它们共同构成了通道60的一部分。任选地，凹槽36可以位于开口61到通往鞋面内部120的孔26之间。凹槽36可以被复制在鞋的内侧和外侧或者通道60通向鞋的外部的任何位置。

图4示出了前脚区域内的凹槽36的横截面及其与通道60的交叉。通常，凹槽36适用于接纳屏障元件70。因此，它可以略大于屏障元件70以使屏障元件70能够装入其中。

参照图2，鞋底90可以包括后跟楔50。后跟楔任选地可以由与中底的密度或硬度不同的材料构成。后跟楔50可以被装入后跟区域由中底30的下表面32界定出的空腔37内。后跟楔自身可以界定出沿其横向延伸的多条子通道52。这些楔部子通道52是开放式的以使它们与鞋的后跟区域内界定出的对应通道60流体连通，通道60自身通常被界定在中底的底表面32内。

后跟楔50可以包括多个附加组件并且可以采取多种结构。例如，如图2和图3中所示，它可以包括通常从后跟楔的侧壁57伸出的侧肩55。通常，侧肩55和侧壁57这两种组件能够用于构成在后跟区域内相对于一条或多条通道60横切定向的凹槽36的一部分，正如以下更详细介绍的那样。

如图2和图6中所示，鞋底90可以包括屏障元件70。这些屏障元件70可以如图所示被设置在后跟区域和前脚区域中或者可以根据特定的鞋以及要使用鞋进行的活动而被设置在后跟区域、前脚区域和弓形区域的任意组合中。屏障元件70可以由在干燥时允许空气流过和/或绕其流动但是在潮湿时限制水从中流过和/或绕其流动的任意材料或成分构成。任选地，屏障元件可以由在干燥时为第一尺寸并且通常被设置为缩减模式的材料或成分构成。但是在遇到水或其他液体时，屏障元件会膨胀和/或增大尺寸至膨胀模式。在放入紧密配合的区域中时，屏障元件能够充分膨胀以封闭它和紧邻表面之间的间隙或区域从而限制水或液体在屏障元件和这些表面之间通过。在膨胀模式下，屏障元件任选地还可以封闭内部通路以限制水流过元件。如本文中所用，限制水或液体的流动通常是指可以完全或部分地阻止水围绕和/或通过某结构或空间流动。

换句话说，屏障元件70的结构能够使得在它与水相接触时，包含在其中的吸水性材料(下文中介绍)随着其吸收液体而增大尺寸，并且通常充当阀门以在鞋遇到水时限制水通过通道流入鞋面内。例如，吸水性材料能够经历体积的改变并增大或膨胀。这就能使得屏障元件的整体尺寸增大。由于屏障元件被紧靠邻接的组件放置，在它和邻接组件之间具有相对较小的间隙，而膨胀促使屏障元件突出并进一步伸入到这些间隙内，因此通常会使得间隙封闭。由于间隙构成了通道的一部分，因此就能够阻止通道内的水通过间隙运动。

进一步或者替代地，屏障元件可以被构造为使得在干燥时，空气能够通过屏障元件从第一表面直接流通至屏障元件另一侧的相对的第二表面。在遇到液体例如水时，吸水性聚合物如上所述地膨胀。这种膨胀造成吸水性聚合物和在其中嵌入吸水性聚合物的织物或其他材料之间的通路关闭。相应地，小通路的关闭也会进一步限制水流过屏障元件70。

屏障元件70可以包括无纺材料，其包含在遇到水时尺寸会膨胀的吸水性聚合物。一种这样的材料被称为遇水可膨胀的无纺布，可以从日本大阪枚方市的Kyowa橡胶公司获得。如图7的无纺材料特写视图中所示，材料通常可以包括多层紧密封装的彼此相连的纤维71，例如毡，在纤维中和/或纤维上包含并混有吸水性聚合物72。纤维可以是设置为网的织物形式，可以是单层或多层，并且可以包括任意数量的织造或无纺纤维网，包括但不限于纺粘成网、气流成网和/或水刺纤维网。而且，织物可以由一种或多种纤维制成。网可以含有棉纱、再生纤维素纤维、聚酯纤维或熔喷聚丙烯纤维以及其他材料，例如木浆、木纤维素纤维和/或轻度粘合的熔喷合成纤维。

适用于鞋10的吸水性聚合物或材料包括能够吸收几倍于自身重量的水或水成液体的超吸收性聚合物。一些合适的超吸收性聚合物可以包括在底板织网或织物上加热和干燥时通过金属离子或有机交联剂交联的含羧基聚合物。可以利用合适的生产工艺将超吸收性聚合物与纤维、织网或织物连接或粘合，例如授予Manning的美国专利5071681和授予Suzuki的美国专利5451219中提供的生产工艺，这两项专利的全部内容通过引用的方式并入文本。

如图2中所示，屏障元件可以被设置在板片或条带内以装到凹槽36中并任选地横穿多条通道60以使得不必在每一条单独的通道中都放置多个单独的屏障元件70。但是如果需要，屏障元件也可以被构造为多个单独的部件并且被设置为装在每一条单独的通道60内。

尽管如图中所示被设置为相对接近于通道60的开口61，但是屏障元件70也可以被进一步向内设置在通道内。而且，通道60自身可以包括多种互连结构。通常，如本文中所用，通道可以包括任意数量的连接元件，它们通常提供流体的集流和/或在鞋的外部110和鞋面的内部120之间的液体连通。

如图2、3和7中所示，后跟区域中的屏障元件70通常可以被设置为紧靠后跟楔50。任选地，后跟楔50可以构成中底30的凹槽36的至少一部分。例如，后跟区域中邻接后跟楔50的凹槽36可以由后跟楔侧肩55和后跟楔侧壁57界定。另外，凹槽36还可以由中底空腔37的一部分以及辅助元件80界定。一般来说，除了辅助元件80之外，后跟内的凹槽36可以由多个组件例如中底空腔37的最下部、后跟楔的侧壁57以及后跟楔的下肩55所界定。当然，如果需要的话，凹槽36也可以只由一个组件或者由所包括的这些组件中选中的几个组件来界定。

鞋可以包括至少部分地位于鞋的通道60、前脚区域、弓形区域和/或后跟区域内的多个辅助元件80。辅助元件80可以被至少部分地设置在由中底界定的凹槽36内并横穿由中底界定出的一条或多条通道60的至少一部分。如图2、6和7中所示，辅助元件80可以包括界定出一个或多个洞或孔84的底板82。洞84通常可以与鞋的前脚和后跟区域内的通道60对齐。辅助元件80还可以包括设置在孔24内的筛网86。筛网60通常可以延伸跨越整个开口或者开口的至少一部分。该筛网可以是以上介绍的任意类型的筛网。

通常，筛网86与通道60内的屏障元件80对齐。在鞋遇到水时，筛网具有足够的尺寸以允许水从中流过而接触屏障元件并引发屏障元件的物理变形，其中屏障元件膨胀以限制水通过和/或围绕其流动。

筛网86可以是约束泥浆以及其他固体或碎屑通过开口61进入到鞋底90内并进一步朝鞋10的内部120进入到通道60内的筛网形式。筛网任选地可以由构成底板82的材料模制成型。底板82通常可以是模制塑料或复合材料或被直接模制在筛网86上以连接筛网和底板的其他基底。任选地，筛网可以被粘接、胶合或以其他方式紧固至底板。当然，如果需要的话，底板82和筛网86也可以是简单地彼此相邻放置的完全独立的元件。

如图2和4中所示，屏障元件70可邻近于底板82放置，并且通常邻近于辅助元件80。这些组件都可被设置为使得它们彼此并排地装入凹槽36内。这些组件还可以通过局部粘接或其他连接工艺被彼此连接。在局部粘接时，组件仍然能够使空气在它们之间相对自由地流动。因此，局部粘接并不会围绕各自的通道形成不透气的粘接屏障层。当然，在使用了可透水或可透气的胶水时，或者在屏障元件是非常多孔、允许足够的空气从中流过的情况下，可以使用连续的粘接条。如果该结构并未使用辅助元件80，那么屏障元件70可以被直接地局部粘接至中底或通过其他紧固件或胶粘或粘合设备连接至中底30。替代地，屏障元件70和/或辅助元件80可以被松散地设置在由中底界定的凹槽36内，并在将外底40与中底30相连接时简单地通过将其夹紧在凹槽内而固定于此。

如图4和7中所示，屏障元件70可以被设置在凹槽内以使得在屏障元件80和中底30和/或辅助元件80和/或后跟楔50的其余部分之间形成间隙77和78。通常，屏障元件80与鞋10的其他组件之间的间隙可以是尺寸可变的。例如，在屏障元件70相对干燥时，也就是说，最近一直没有接触到水或湿气时，间隙77和78达到其最大尺寸。在屏障元件70遇到水时，它会膨胀并任选地改变尺寸以使间隙77和78达到其最小尺寸。在多数情况下，间隙的最小尺寸足够小以使水不能轻易地从中通过或流过。

间隙77和78通常可以构成通道60的一部分。在干燥时，通过与通道60的其他部分协作，间隙使空气能够从鞋的外部或外界环境110流通到鞋面的内部120。尽管图中示出的不同间隙77和78是相对开放的，但是考虑到屏障元件的某些实施例的结构，屏障元件70的纤维71(在被包含时)仍然能够伸入间隙中，并且在某些情况下触及相邻的组件例如辅助元件、后跟楔或其他的中底组件。尽管使纤维71或其他结构伸入到其中，但这些间隔77和78对于本公开来说仍然被认为是间隙。

III.操作和制造

现在将介绍鞋10的当前实施例的操作。通常，鞋10适用于提供一种管理空气流通以及渗入鞋内的湿气和/或水的系统。如图1-3中所示，通道60通向外部110。尽管通道由各种不同的组件和隔室构成，但是通道均与鞋面120的内部流体连通。但是，通道也与一个或多个屏障元件70流体连通。屏障元件70可被至少部分地设置在通道60内。在通常的干燥环境中，此时鞋的外部通常如图4和7中所示是干燥的，屏障元件70可被设置为使得空气能够通过位于鞋的屏障层和其他组件之间的间隙77和78而通过屏障层70以及围绕屏障层自由行进。空气可以进入鞋内和从鞋中流出以对鞋的内部120中的穿着者的脚提供改善的流通。

例如，如图6和7中所示，空气如各个箭头所示流过通道60。屏障元件70允许空气通过屏障元件附近的间隙77和78而直接通过屏障元件和/或围绕屏障元件流入和流出内部120。

后跟区域44中的鞋的结构也可以被设置为使其增强空气流通。如图6中所示，当使用者在中底30的顶板34上施力时，例如在穿着者的脚后跟沿箭头158的方向撞击踵板34时，踵板34就会略微变形为如虚线所示。相应地，这就会使得空气从鞋的内部120以及中底的腔室35和/或后跟楔50中排出。在穿着者继续其行程并且脚后跟沿箭头156的方向离开踵板34时，空气就会围绕和/或通过屏障元件70被快速吸入鞋的内部120。这就能够提供增加的空气流通。通常，在屏障元件干燥时，它是相对“开放”的。因此，空气能够相对轻易地通过和/或围绕它在通道内流动，从而提供高度的通风。在处于这种相对干燥的形式时，屏障元件通常被称作以其缩减模式设置。

屏障元件70在遇到液体例如水变湿时经历相变或变形。结果，屏障元件70用于限制水流入鞋面的内部120。相应地，这就能够提供高效的防水层。通常，在屏障元件变湿时，其中的吸水性聚合物或其他材料吸水并开始物理膨胀。随着膨胀继续，屏障元件的内部通路变为基本被关闭和/或收缩。屏障元件70还会抵靠鞋的其他组件膨胀以有效地关闭间隙77、78或之前邻近于屏障元件以允许空气通过或者围绕屏障元件流通的其他间隙。通过收缩或关闭屏障元件附近的内部通路和间隙，屏障元件对流过通道60并流入鞋内部120的水提供了屏障。在包括防水膜28的地方，膜还对鞋底90上方的鞋面20提供了防水。

根据用于构造屏障元件70的特定材料，屏障元件可以或者可以不阻止全部的液体和/或水通过它或围绕它流动并流入鞋的内部。任选地，它至少要限制水的流动以使鞋的内部120不会由于水完全通过通道60流入内部120而明显变湿。

图4和5中示出了鞋操作的更具体示例。在图4中，鞋处于水还没有接触到屏障元件70的干燥环境中。因此，空气继续围绕屏障元件70流通。但是，如图5中所示，在鞋10在其外部110遇到水或液体时，水就会前进至通道60内并遇到和接触屏障元件70。屏障元件70扩张和膨胀以至少部分地封闭先前在屏障元件70周围的间隙77、78。屏障元件70的内部通路也被至少部分地封闭。相应地，屏障元件充当防水层以限制水通过通道60流入鞋的内部120。

参照图6和8，主要示出了后跟内的防水层的操作。同样，图6示出了在干燥环境中空气在内部110和外部120之间自由运动以及流入和流出。如图8中所示，在鞋10遇到水时，屏障元件70从其缩减模式扩张或膨胀尺寸至其膨胀模式。这样，它就关闭通道60以使得限制水通过通道60从外部110流动至内部120。在屏障元件遭遇水时，它保持其变形状态以使它得以继续限制水通过通道60进入鞋的内部120。

在鞋10脱离潮湿环境之后，也就是说它不再与水接触，屏障元件70即可开始晾干(变干燥)。在晾干期间，它从其膨胀模式变形返回其缩减模式并且在这样做时减小尺寸。这相应地就使得屏障元件周围的各种间隙77、78重新打开成空气流通结构。另外，在包含内部通路的地方，通常穿过屏障元件70延伸的内部通路也重新打开以使空气也能够开始通过屏障元件流通。用这种方式，屏障元件就能够使自身恢复以在其干燥后重新提供空气流通。但是，在它再次变湿或遇到水时，它还可以再次限制水从鞋10的外界环境110流入内部120。

现在将参照图1-4来介绍鞋的制造。通常，使用常规工艺和装置来制造鞋面20。例如，可以切割所需的鞋面材料(未示出)以成形鞋面20。鞋面20的多个元件例如鞋头22、鞋身24和后撑条26被组装和缝合在一起。任选的防水膜或衬垫28可以通过不会破坏膜或衬垫在所需区域内的不透水能力的粘合剂或缝合方式而被固定在鞋面内。衬垫28还可以被装配至鞋面以使得在完成的鞋10中它向下延伸足够的距离从而使随后加入的中底30终止于衬垫最下部的上方。

外缘宽容部23可以是被缝合或以其他方式连接至内底28的Stroebel结构。内底28可以预先制成为包括孔26以及孔内相应的筛网27。外底40、中底30和后跟楔50可以被制成为包括上述的特征。这些组件可以由以上介绍过的相应材料注模或灌模成型(porer molded)。

在中底制造好以后，即可为其装备设置在相应凹槽36内的屏障元件70的条带。如果使用的话，包括底板84和筛网86的辅助元件80也可以被包含在凹槽36内，通常位于屏障元件和通道60的开口61之间。如果需要，辅助元件80可以被粘接在凹槽内。屏障元件70还可以在凹槽36内被局部粘接至中底和/或辅助元件80，通常被设置为横向于鞋底80内的一条或多条通道60。

借助屏障元件70，以及在包含有置于凹槽内的辅助元件80的地方，外底40即可被粘接至中底30。这样，如图所示的外底40即可完成中底30下侧的通道60。借助彼此连接的中底和外底，鞋底80即可被粘接或胶合至鞋面20。

通过与鞋面相连的鞋底80，完成的鞋10即可接受各种常规的完成(精整)操作。例如，中底30和外底40及其他部分即可被修剪和定形。鞋面20可以根据需要被清理、擦亮和处理。

IV.第一替代性实施例

图10中示出了鞋的第一替代性实施例。这种鞋类似于以上介绍的实施例，只有几处例外。例如，鞋底280通常并不包括后跟楔。替代的是，它包括具有邻近于辅助元件280设置的托盘式或u形屏障元件270的结构。辅助元件280可以包括如上所述的筛网以避免碎屑进入鞋内。鞋底280还可以界定出多组通道260和266。通道260包括在中底230的侧壁231内界定出的开口261。鞋底280还可以包括较大的延伸穿过外底240以及一部分中底230的第二通道266。屏障元件270面对通道266的下部可以邻近于包含在辅助元件280内的筛网286。任选地，筛网286可以是完全独立的元件。实际上，筛网286可以根据需要与屏障元件270的一部分相连。

这种结构以类似于上述实施例中的方式操作，其中空气如箭头所示通过通道260和266以从外部110流入和从内部120流出。同样，如上所述，屏障元件能够使空气直接通过元件和/或围绕元件和鞋的其他组件之间的间隙流动。在变湿时，屏障元件操作以限制通过通道266和260的流动，并且通常用于阻止水流入鞋的内部120。

V.第二替代性实施例

图11中示出了鞋310的第二替代性实施例。该实施例类似于以上介绍的实施例，只有几处例外。例如，不再具有通过中底330的外部侧壁331开口的通道，该结构可以包括通过外底340和中底330的下部通向外界环境的大通道366。类似于上述的第一替代性实施例，屏障元件370可以被设置为邻近于辅助元件380。筛网386可以被设置为紧邻屏障元件以阻止污垢和碎屑进入屏障元件和/或鞋的内部120。屏障元件370可以是大体平面结构，形式为延伸跨越通道366的加宽条带或板片。在干燥时，屏障元件允许空气行进通过通道366以从鞋的外部110流入和从内部120流出。在变湿时，屏障元件370以与以上实施例中相同的方式操作，通常可以限制液体例如水围绕和/或通过屏障元件流动。相应地，这就提供了防水层以保持鞋的内部120相对干燥。

VI.第三替代性实施例

图12主要示出了鞋410的第三替代性实施例，其类似于以上的实施例，只有几处例外。例如，中底430和鞋底480总体上可以界定出从侧壁431向内延伸的通道460。这些通道431可以与鞋410的内部120流体连通。腔室435可以根据需要构成通道460的一部分。屏障元件470可以被设置在侧壁431内。这些屏障元件可以是特定结构并且可以具有所需几何形状的横截面，例如圆形、正方形、椭圆形或其他的多边形截面，其通常与在其中放置屏障元件的通道460的部分的截面几何形状相符。筛网486可以被嵌入通常位于通道开口461和屏障元件470之间的中底的材料内。屏障元件还可以包括扩大的内部通路471。加入的通路471通常可以增加从鞋流入和流出的空气以及空气流通。间隙477可以围绕屏障元件470的外缘形成。屏障元件470可以用粘合剂479被局部粘接在通道460内。

空气可以通过其内部通道471直接流过屏障元件470和/或通过间隙477围绕屏障元件流入鞋的内部120和从鞋的内部120流出。但是，在遇到水时，屏障元件470可以充当阀门并从缩减模式膨胀为膨胀模式，在膨胀模式下其封闭邻近于元件470的间隙477以及延伸穿过元件470的内部通路471。相应地，水就被限制通过或围绕间隙流动。实际上，屏障元件至少部分地封闭通道以阻止水从鞋的外部110流入内部120。如果需要，后跟扣状物或其他衬垫(未示出)可以被设置在腔室435内。但是，任选地，衬垫可以被定尺寸为使其不能完全关闭中底的上板434中的开口439和通道460之间的流体连通。

VII.第四替代性实施例

图13和14主要示出了鞋510的第四替代性实施例。该实施例类似于以上的实施例，只有几处例外。例如，屏障元件570的操作和结构与以上的实施例有所不同。该实施例包括与腔室535流体连通的通道560，腔室535进一步与鞋底590内通向鞋510的内部120的开口539连通。如图所示，鞋底590包括在中底530内界定出的腔室535。该腔室535与通道560流体连通。一个或多个筛网586被设置在通道和/或腔室535内。屏障元件570可以由以上实施例中所述的相同材料构成。与这些屏障元件570相连的是密封元件505。密封元件505可以由橡胶、聚合物、尼龙、EVA、PVC或多种其他的材料构成。

密封元件505通常与通往鞋内部120的孔539对齐。密封元件505通常包括延伸跨越单个屏障元件570的一部分的底板506。底板505可以与相应的屏障元件570以各种方式相连，例如通过胶合、粘接、缝合或其他紧固机构相连。该底板可以进一步任选地包括向上伸向开口539的引导元件507，该开口与相应的密封元件505对齐。通常，引导元件507可以操作用于使底板506相对于开口509居中。当然，如果需要，也可以从所述结构中省略引导元件507。

尽管图中示出了多个单独的密封元件505(如图所示有三个密封元件)，但是可以将多个密封元件组合在一起作为一个密封元件，并且可以延伸跨越多个通往鞋510内部120的开口539。而且，尽管图中示出了三个独立的屏障元件570，但是屏障元件570也可以被组合为单个屏障元件571(以虚线示出)，其中将相应的密封元件505与单个屏障元件571相连。

鞋底590可以包括在辅助元件580内界定出的辅助开口583。这些辅助开口583通常通向通过鞋底590的下部并且特别是中底530和外底540的下部而界定出的大通道566。

参照图13，各个屏障元件570中的每一个都可以与辅助元件580相连并由底座590固定就位和/或截留。当然，屏障元件也可以被胶合、粘接或以其他方式在其底部紧固至底座589，或者通常是紧固至辅助元件580面向腔室535的表面。

在操作中，类似于以上的实施例，屏障元件570通常使空气能够通过通道560、通过鞋底590内的开口539行进，流入鞋110的内部120或从中流出。例如，空气可以从外部110通过通道560流入隔室535内，通过开口539以及通过筛网527流入鞋面的内部120。空气也可以沿相反方向流动。通常，开口539以及腔室535可以被认为是通道560的一部分，因为这些元件全部都彼此流体连通。任选地，空气还可以通过下通道566、通过开口583、腔室535、开口539、通过筛网527而流入内部120或从中流出。

如图13中所示，在干燥时，屏障元件370处于缩减模式。因此，空气可以流过密封元件505并通过各自的通道560和566流入鞋的内部120或从中流出。但是，在屏障元件遇到液体或水时它们会膨胀。因此，每一个独立的屏障元件570增大尺寸，这就使得屏障元件将密封元件505压向通往鞋面520的内部120的各个孔539周围的区域。膨胀继续，直到屏障元件570将密封元件505压迫为与邻近于孔539的表面538密封接合为止。在包括有引导元件505时，引导元件通常引导密封元件，将底板与孔539对齐以使底板接合表面538以密封孔。因此，利用相应的密封元件505来密封孔539，水就被加以限制，并且在某些情况下被完全阻止通过孔539进入内部120。当然，用于屏障元件和密封元件的其他结构组合和变形也可以代替图13和14中示出的内容。

一般来说，屏障元件经历相变，其相应地促使屏障元件膨胀，推动密封元件505与表面538形成密封接触，由此有效地封闭通往内部120的通道560。这就在例如像图14中所示的鞋遇到水时限制了水从外部110流动至鞋面520的内部120。

以上说明是对本发明当前实施例的说明。可以进行各种变形和修改而并不背离由所附权利要求定义的本发明的精神和更加宽泛的方面，权利要求应该根据专利法包括其等价原则在内的法条进行解释。对以单数形式涉及的权利要求中的任何元件，例如使用了冠词“一”、“一个”、“该”或“所述”，都不应被理解为将元件限制为单数。

Claims (22)

1.一种鞋，包括：

鞋面，鞋面包括将穿着者的脚放入其中的内部；

与鞋面相连的鞋底，鞋底界定出从鞋的外部延伸并且与鞋面的内部流体连通的通道，通道适用于允许空气从鞋的外部行进至鞋面的内部；以及

至少部分地被设置在通道内的屏障元件，屏障元件是包含在遇到水时扩张尺寸的吸水性聚合物的无纺织物，

其中屏障元件在遇到水时经历相变以至少部分地封闭通道，由此限制水从鞋的外部流向鞋面的内部。

2.如权利要求1所述的鞋，其中鞋底包括中底和外底，通道被至少部分地界定在中底内而不是外底内。

3.如权利要求2所述的鞋，其中中底界定出与通道流体连通的腔室。

4.如权利要求3所述的鞋，其中中底在腔室上方界定出孔，孔与鞋面的内部流体连通，孔和腔室形成通道的一部分。

5.如权利要求4所述的鞋，其中鞋面包括防水膜以限制水进入鞋面的内部，防水膜终止于孔的附近以使空气能够从鞋面的内部流通通过孔。

6.如权利要求1所述的鞋，包括界定在鞋底内并横向于通道的凹槽，其中屏障元件被设置在凹槽内并横向于通道。

7.如权利要求1所述的鞋，包括与鞋面相连的防水膜，防水膜界定出位于鞋面顶部的第一孔和邻近于鞋底的第二孔，第二孔与通道流体连通以使空气能够通过通道和孔流入鞋面的内部。

8.如权利要求1所述的鞋，其中屏障元件被设置为邻近于辅助元件，辅助元件横向于通道，当屏障元件干燥时辅助元件和屏障元件在其间界定出间隙，屏障元件适用于在屏障元件被水浸湿时膨胀到间隙内以封闭间隙的至少一部分并限制水通过间隙进入鞋面的内部。

9.如权利要求1所述的鞋，包括与屏障元件相连的密封元件，密封元件被设置为邻近于由鞋底界定出的孔，孔构成了通道的一部分，屏障元件在其中推动密封元件与鞋底相接合以限制水通过孔流动。

10.一种鞋，包括：

鞋面，鞋面包括将穿着者的脚放入其中的内部；

与鞋面相连的鞋底；

由鞋面和鞋底中的至少一个界定出的通道，通道从鞋的外部延伸并且与鞋面的内部流体连通；以及

与通道流体连通的屏障元件，屏障元件包括在遇到水时膨胀以至少部分地封闭通道的相变材料，由此限制水从鞋的外部流向鞋面的内部，从而在鞋的外部遇到水时使鞋面的内部保持相对干燥。

11.如权利要求10所述的鞋，其中鞋底包括中底和外底，通道由中底和外底界定。

12.如权利要求10所述的鞋，包括跨越通道延伸的筛网，其中屏障元件被设置在筛网和鞋面的内部之间。

13.如权利要求12所述的鞋，其中筛网被包含在底板内，屏障元件被设置为邻近于底板和筛网中的至少一个，在屏障元件与底板和筛网中的至少一个之间至少部分地形成间隙，其中筛网允许水流过筛网以接触屏障元件，屏障元件在与流过筛网的水接触时膨胀以至少部分地封闭间隙。

14.如权利要求10所述的鞋，包括防水膜，防水膜界定出邻近于鞋底的与通道流体连通的开口，空气能够从鞋的外部流过该开口。

15.一种鞋，包括与鞋底相连的鞋面，由鞋面和鞋底中的至少一个界定出通道，通道允许空气通过通道流通至鞋面，通道包括设置在其中的遇到水时膨胀的相变材料，其中相变材料充当阀门以在鞋遇到水时限制水通过通道流入鞋面内。

16.如权利要求15所述的鞋，其中鞋底包括多条通道，相变材料是包含吸水性聚合物的吸水性无纺布条带的形式，其中条带被设置为横向跨越多条通道。

17.如权利要求15所述的鞋，包括与相变材料相连的密封元件，其中密封元件在鞋干燥时被设置为邻近于通道的一部分，屏障元件在鞋遇到水时使密封元件运动以与鞋底、通道和鞋面中的至少一个相接合，从而密封通道并限制水通过通道流入鞋面内。

18.如权利要求15所述的鞋，其中鞋底界定出通道，鞋面包括防水膜，其中防水膜界定出与通道流体连通的开口，开口适用于允许空气从鞋底进入鞋面。

19.如权利要求18所述的鞋，其中鞋底界定出横向于通道的凹槽，屏障元件是条带的形式，其中条带被设置在凹槽内并使屏障元件横向于通道。

20.如权利要求19所述的鞋，包括被设置在屏障元件和鞋的外部之间的筛网。

21.如权利要求15所述的鞋，其中鞋底包括具有外部可见侧的中底，通道被界定在中底内并且包括界定在外部可见侧中的开口，其中屏障元件被远离通道内的开口设置。

22.如权利要求15所述的鞋，其中相变材料是包含在无纺板片内的吸水聚合物。

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