CN103859700B - 单丝鞋衬垫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于防水又透水汽的鞋制品(10)的鞋帮组件(12)，该鞋帮组件包括层叠物(16)，该层叠物包括防水又透水汽的功能层(22)和在功能层(22)的内侧直接附连到功能层(22)的内衬垫层(24)，该内衬垫层(24)是用单丝制成的针织或纺织织物。本发明还涉及一种防水又透水汽的鞋制品。这种鞋制品可具有在它内侧变湿之后快速重新变干的能力。

Description

单丝鞋衬垫
技术领域
本发明涉及一种用于防水又透水汽的鞋制品的鞋帮组件，并涉及包括这种鞋帮组件的防水又透水汽的鞋制品。
背景技术
用于提供防水和可透气鞋的已知方法包括使用处理过的鞋帮材料（即，皮革）来使鞋帮耐水。鞋帮材料在被处理以赋予其耐水性时失去了可透气性，从而使鞋对于穿鞋者来说不舒适。实现舒适的防水鞋的目标的替代方法涉及在鞋子中使用透水汽又防水的插入件或足套。其它方法包括将防水且可透气的衬垫材料固定到鞋子鞋帮的内部，并将衬垫材料密封到防水垫圈或内底。已有多种不同的尝试以在衬垫材料与防水垫圈或内底粘结之处提供耐久的防水密封件或连接件。这些尝试取得了不同程度的成功。
在鞋类领域，防水又透水汽的材料通常被称为“功能”材料或“阻隔”材料。这种功能材料的示例是可由德国普茨布伦的W.L.戈尔联合有限公司（W.L.Gore and Associates GmbH）以商标名GORETEX(R)可购得的多微孔膨胀型聚四氟乙烯隔膜材料。在该领域中也已开发出和熟知其它功能材料。
形成这种防水透气性鞋时经常出现的一个问题是防水又透水汽的衬垫或足套的插入经常导致鞋子不合脚（即，由于衬垫插入已固定大小的鞋帮导致鞋子挤脚)和/或衬垫或足套与鞋帮材料之间的附连变差。这主要会导致鞋子内侧的外观不理想，并且甚至造成使用起来不舒适，这是因为衬垫变皱或从鞋帮脱离。
在至今所用的实际上所有鞋类应用中，在使用时，功能层被面向鞋内部的至少一个附加的内衬垫所覆盖。附加的内衬垫提供改善的外观，还向穿鞋者在使用时提供更好的舒适性。这种内衬垫由例如织物材料、皮革或聚合物材料制成，并且较软并且能吸湿气，以加强舒适性。这种内衬垫还经常较厚，以提高舒适性并吸湿气。典型的内衬垫由所有类型的织物制成，像是织物状纺织织物、针织织物或无纺织物，它们由多丝纱线制成，并具有芯吸特征，以吸收由穿鞋者产生的湿气。内衬垫还由皮革、聚合物“人造皮革”或无纺织物制成。这些内衬垫织物也经常与泡沫或无纺层结合，以增加厚度并提供缓冲性和抵抗性。将织物用作鞋制品中的内衬垫的一个示例是以商标名“Cambrelle”出售的无纺材料。通常，内衬垫较厚和较重，以提供耐磨性和耐久性。
许多鞋类应用采用三层层叠物，该三层层叠物具有嵌入到两个织物层之间的功能层。面向内部的织物层是如上所述的衬垫。面向外部的附加织物层是网材。
呈三层和/或两层层叠物形式的鞋衬垫大多松散地悬于鞋帮组件内，并仅沿鞋帮组件的鞋帮边缘固定，或者例如通过采用粘结剂点而不连续地固定到形成鞋帮组件的外壳体的鞋帮材料。
US 2011/0179677 A1公开了一种具有混合式鞋帮构造的鞋制品，该鞋帮构造包括上部和下部（compartment）。上部包括由最内层（最接近脚）和至少一个聚合物膜层构成的层叠物。聚合物膜层由附连到最内层的外侧的防水又透水汽的聚合物膜构成。在一个实施例中，聚合物膜层夹在最内层和外层之间。
最内层由轻质材料制成，该轻质材料在使用者的脚在鞋制品的正常使用和穿着过程中与最内层接触时向使用者提供舒适性和可透气性。该材料可包括由诸如人造丝、尼龙和/或聚酯纱线之类的多丝纱线制成的无纺织物、针织织物或纺织织物。在一个示例中，最内层由170g/m2的亲水尼龙、一定质地的聚酯针织物构成。
US 2004/0216332 A1公开了一种防水又透水汽的鞋构造，该鞋构造具有鞋帮组件，该鞋帮组件包括鞋帮和形成鞋帮层的织物材料层，该织物材料层位于鞋帮下方、靠近穿鞋者的脚。用多丝纱线构成的多种织物可用于鞋帮层，多种织物包括纺织织物、无纺织物和针织织物、例如经编针织物。经编针织物的示例包括以商标名ECLIPSE100HTM出售的耐磨聚酯和尼龙组合织物、以商标名ECLIPSE400HTM出售的轻质尼龙织物和三梳栉针织织物。
对于计划用于较热环境条件的鞋来说，最重要的是所用材料的透水汽性和各层厚度较小，以增加热损失和减少重量。此外，防水性和高耐久性是附加的要求，这些要求通常限制这种鞋子可实现的透水汽性。耐久性要求通常还暗示了在可实现的重量减少方面的约束。这在严苛环境中激烈活动的过程中使用鞋子的情况下更为如此，这种情况与用于军事、民防、防火或类似高要求的应用的情况一样。
在湿条件下使用的过程中，会发生通常呈水或其它液体形式的湿气例如在跨过河流或当行走在极为多雨或泥泞地面上时在鞋帮组件的鞋帮边缘区域上方进入鞋内部。鞋应能在内部变湿之后快速重新变干。传统鞋的特别问题是在鞋内部变湿的情况下内衬垫浸泡有湿气，由此使鞋变重、不舒适和难以重新变干。
由此，存在对于高度机械耐久性鞋的需求，该鞋在使用时、甚至在严苛环境下长时间使用的情况下以及在相对较热环境条件下也可保持高度耐久性和可透气性。还需要一种轻质和高度可透气的鞋，甚至在将这种鞋子用于极为湿和严苛环境中的情况下也如此。
发明内容
根据本发明，用于防水又透水汽的鞋制品的鞋帮组件包括层叠物，该层叠物包括防水又透水汽的功能层和在功能层的内侧直接附连到功能层的内衬垫层。内衬垫层是用单丝制成的针织或纺织织物。
如文中所用，针织物包括网眼织物、网格单丝和编织物。
如文中所用，内侧涉及功能层的面向使用者脚的那侧。有时，功能层鉴于其防止呈液态水或其它液体形式的湿气进入鞋子内部的功能而言也被称为阻隔层。
单丝是指仅由单根细丝制成的细丝或纤维。与这种合股/加捻/编织纱线或线不同，如通常用于生产织物那样，单丝由此不具有呈加捻的编织丝形式的内部结构，而是由单股材料制成。在单丝由聚合物制成的一个实施例中，单丝具有均质单股聚合物材料的构造。这种单股可例如通过挤出形成。由于其均质结构和没有任何内部结构，例如水蒸汽和/或液态水和/或其它任何液体的湿气可以仅在分子级上由单丝吸取，即通过将水分子或液体分子包含到单丝材料的分子结构内。因此，单丝吸取湿气的能力将取决于制成单丝的材料的分子特性。与多丝不同，不存在像空穴或毛细结构的、可增加单丝的吸水力的内部结构。
这种鞋帮组件以及使用这种鞋帮组件的鞋制品被证实是轻质和极透水汽的。于是，使用这种鞋帮组件的鞋制品可以完全防水和耐久。特别是，这种鞋制品可具有在它内侧变湿之后快速重新变干的能力。
在特定实施例中，如DIN EN 29685(1991)中所述根据“邦德斯曼（Bundesmann）试验”，内衬垫层可由具有小于40％的吸水率的单丝制成。在其它特定实施例中，根据DIN EN 29685(1991)，单丝可具有甚至小于30％或甚至小于25％的吸水率。在一些实施例中，根据DIN EN 29685，单丝可具有20％到35％的吸水率。
如文中所用，吸水率是指采用由功能层（例如，如下所述的ePTFE功能层）和由单丝制成的内衬垫层构成的层叠物来测量的单丝的吸水率。在这种层叠物中，功能层用作内衬垫层的载体。如DIN EN 29685(1991)中详细所述，在实验装置中于内衬垫层的内侧测量吸水性。
如文中所建议的那样，用于鞋帮组件的内衬垫层提供由内衬垫层产生的特别小的吸水性。因此，由穿鞋者的脚产生的湿气不被内衬垫吸收或以其它方式吸取，而是被运送到功能层。内衬垫层具有针织和/或纺织构造，该构造由彼此交错的单丝构成，以形成环、网眼和/或经线和纬线之间的间隙。由此，内衬垫层在单丝之间形成大量的间隙。单丝本身并不显著吸去湿气。同样，内衬垫层内形成的间隙可相对较大，由此不提供明显的毛细功能。相反，湿气通过由内衬垫层形成的间隙而运送到功能层。
内衬垫层可以是轻质的。在一些实施例中，内衬垫层的织物重量不超过130g/m2。内衬垫层的织物重量可以甚至不超过100g/m2，或者甚至不超过90g/m2。在一些实施例中，内衬垫层的织物重量可以在40g/m2到130g/m2的范围内。
同样，由内衬垫层和功能层构成的、可选地还包括外织物层的层叠物可以是轻质的，由此是极透气的。在一些实施例中，层叠物可具有小于200g/m2、特别是小于170g/m2、特别是小于150g/m2、特别是170g/m2到90g/m2的重量。
这种实施例提供包括功能层在内的最轻质但仍耐久的鞋层叠物。层叠物的可透气性增加，同时重量与用于鞋类行业的传统功能层层叠物相比可减少达20％。
在其它实施例中，鞋帮组件可包括外壳体。文中所述的层叠物可附连到外壳体的内侧。在一示例中，层叠物可使用不连续的粘结剂直接附连到外壳体。外壳体可由如用于鞋类行业的传统可透气鞋帮的材料、例如皮革来制成。可将这种材料选择成实现期望的外观、耐磨性等。
除了轻质和极透水汽外，内衬垫层的特定构造允许在鞋帮组件的内侧变湿之后有效地重新变干。在特定实施例中，如上所述包括功能层和内衬垫层的层叠物可具有小于1小时、特别是小于30分钟、特别是小于20分钟、特别是15分钟到45分钟的变干时间。根据下面描述的试验来测量变干时间。
在特定实施例中，如ENISO 20344:2004中所述那样测量，内衬垫层可具有大于100000次循环马丁代尔的高湿耐磨性。还可实现甚至是大于200000次循环马丁代尔(ENISO 20344:2004)、大于300000次循环或者甚至是大于400000次循环马丁代尔(ENISO 20344:2004)的湿耐磨性。在一些特定实施例中，湿耐磨性可以为300000到450000次循环马丁代尔(ENISO20344:2004)。与用于鞋的传统内衬垫相比，例如如由针对保护鞋内的后跟支撑架衬垫需要51200次循环马丁代尔的EN20345所规定那样，耐磨性可提高600％或甚至更多。
在特定实施例中，内衬垫层可以是经编针织物、特别是三梳栉经编针织物。由于采用沿织物的厚度方向设置在三个不同平面内的三组导纱梳栉来制造的特定方式，三梳栉经编针织物相对较厚，并由此耐磨。然而，这种织物可以是包括相对较大间隙或网孔的针织结构。出于这种原因，用单丝制成的三梳栉经编针织物被证实为耐磨的和极透水汽的。此外，根据特定的特征，不同材料可用于单丝。单丝可用于经编针织物的各把导纱梳栉。在一些应用中，将单丝仅用于三把导纱梳栉中一把或两把可被考虑并且将被考虑到本发明的范围内。包括单丝和多丝的实施例的再干特性通常比仅使用单丝来制成内衬垫层的实施例差。
此外，内衬垫层可以是单个针织织物。单个针织织物具有规则和简单的针织图案，例如网孔的简单的“右/左”图案。这种针织物相对弹性并且可伸展。
在特定实施例中，内衬垫层可由包括像聚酰胺6或聚酰胺6.6的聚酰胺和聚酯及其组合的任何材料组的单丝构成。这种聚合物材料相对于水蒸汽、水或其它液体具有高度不吸收的分子结构，由此如果以单丝形式来提供则它们允许相对较小的吸水率。
单丝内衬垫层的厚度可从dtex（分特）10/f1到dtex300/f1。目前较佳的厚度是dtex20/f1。
在鞋帮组件的其它实施例中，层叠物还可包括附连到功能层的外侧的外织物层。外织物层可具有网眼构造，该网眼支承功能层，和/或改善层叠物粘附到鞋帮组件的外壳体（如果设置的话）。“功能层的外侧”是指功能层的在使用时背向脚的那侧。
在鞋帮组件的特定实施例中，层叠物可绕脚的鞋帮侧延伸。例如，层叠物可覆盖裹绕在脚的鞋帮部分和侧面的鞋的鞋帮或外壳体的内侧。层叠物还可以但不一定必须覆盖脚的底面，例如呈覆盖在脚的下方延伸的内底的内侧的衬垫的形式。这种衬垫可具有通常被称为“足套”的短袜状构造，或者可以是像覆盖鞋帮的内侧的内鞋帮衬垫和内底衬垫的复合包状结构，该内底衬垫单独地或者与内底一起连接到内鞋帮衬垫的底部边缘。
将单丝用于内衬垫层提供了在不使用引物的情况下缝合密封层叠物的可能性。这是独特的益处，因为两片内衬垫材料可彼此粘结和密封，例如使用缝合和密封带，使用超声波粘结/焊接、热粘结/焊接等技术，而不使用附加的引物。以相同方式，分别具有用或由单丝构成的内衬垫层的两片层叠物可相对彼此缝合密封，例如使用缝合和密封带，使用超声波粘结/焊接、热粘结/焊接等技术，而不应用像引物的任何附加的预备技术。用或由单丝构成内衬垫层的该特征显著简化了鞋制品的生产，由此使生产特别简单和方便。
然而，在一些实施例中，层叠物的内层可以是鞋帮组件的最内层、即最接近脚的那层。在这种构造中，内层将与穿该鞋的人的脚直接接触，并由此决定了舒适性。
在其它实施例中，鞋帮组件还可包括外壳体，层叠物附连到外壳体的内侧。这种外壳体可由如用于传统鞋帮的任何材料制成，并且可根据鞋的期望的外观和/或耐磨性来选择。“内侧”是指外壳体的面向脚的那侧。在一个实施例中，鞋帮层叠物可以可透气方式在外壳体的内侧的整个表面上直接附连（粘结）到外壳体的内侧。
上述鞋帮组件可用于鞋制品的构造。这种鞋制品可包括如上所述的鞋帮组件和与鞋帮组件连通的鞋底。鞋底可胶结到鞋帮组件或者注射到鞋帮组件。也可设想用于将预制鞋底附连到鞋帮组件的其它构造、像是高频焊接或缝合。
在特定实施例中，可提供具有7克/小时或更大、特别是8.75克/小时或更大、特别是8到9.5克/小时的全靴湿气渗透速率的鞋制品。
使用根据上述实施例的鞋帮组件的鞋制品的特定实施例根据如下提出的动态渗水试验可以是防水的。已表明这种鞋制品可成功完成动态渗水试验的多于100000次挠曲循环、特别是多于300000次挠曲循环、在一些实施例中甚至多于500000次挠曲循环。例如在一些实施例中，可以成功完成350000–100000次挠曲循环，即，没有水明显进入鞋子内部（参见ISO20344:2011）。
定义和试验方法
功能层：
术语“功能材料”涉及防水又透水汽的材料。这种材料通常以层叠状构造设置，由此形成各层或各片。这种功能材料的示例是可由德国普茨布伦的W.L.戈尔联合有限公司以商标名GORETEX(R)可购得的多微孔膨胀型聚四氟乙烯隔膜材料。在该领域中也已开发出和熟知其它功能材料。
功能材料经常以层叠物的形式来设置，其中，由功能材料构成的至少一层与至少一个附加层层叠在一起。鞋类行业内的层叠物由至少两层构成，例如呈包括支承于织物层上的功能层在内的两层层叠物的形式。或者，可使用三层层叠物，该三层层叠物具有夹在可透水汽但不一定防水的两个织物层之间的功能层。这种层叠物还可具有在一侧或两侧涂覆于功能层的不连续粘合剂，以在单独的步骤中将功能层粘附到外壳体或像皮革的内衬垫材料。
“功能”材料或“功能”层经常被称为“阻隔”材料或层。
针织织物：
如文中所用，术语“针织织物”涉及具有如下构造的任何织物或织品，即，该构造具有转入连续各排环的至少一根纱线或线，这被称为环缝。当每一排前进时，新的环被拉过已有的环。活动的环缝保持在针上，直至另一环可穿过它们。
在针织过程中，通过使各环纱线或各纱线的相互缠结来形成织物。每根纱线遵循被称为横列的曲折路径，由此关于纱线的曲折路径对称地形成环。当将一个环拉过另一个环时，形成环缝。环缝可沿水平方向（纬编）或垂直方向（经编）形成。每一针悬在下一针前面的环缝顺序被称为纵行。
纬编是形成织物的一种方法，其中，各环以水平方式由单根纱线制成，并且沿交叉方向进行各环的相互缠结，即，纵行垂直于纱线的横列。纬编可以是采用仅一根纱线或采用多根纱线的针织。
经编是一种织物形成方法，其中，各环以垂直方式沿织物的长度由每根经线制成，并且沿纵长方向进行各环的相互缠结。在经编时，纵行和横列平行延伸。每个纵行需要一根纱线，由此将纱线的许多端部同时馈送到沿侧向放置的各个针。
如文中所用，针织物包括网眼织物、网格单丝和编织物。
纺织织物：
纺织织物是指通过编织形成的织物。编织是通过经线和纬线的交织来形成织物的过程。经线和纬线沿纵长方向（经向）或横向（纬向）基本上平直并彼此平行地延伸。纺织织物仅沿偏斜方向（在经向和纬向之间）沿对角线伸展，除非线是弹性的。
无纺纤维：
无纺织物是指诸如毛毡之类的既不是纺织也不是针织的织物状材料。无纺织物由通过化学处理、机械处理、热处理或溶剂处理来粘结起来的纤维制成。除非通过背衬加强或者致密化，否则无纺织物通常缺少机械强度。
用于功能层的层叠物的RET试验方法：
水蒸汽可透过性可用水蒸汽传输阻力（RET）来表示。水蒸汽传输阻力（RET）是片状结构或复合物的特定材料特性，该水蒸汽传输阻力确定在恒定的局部压力梯度下通过片状结构或复合物的给定区域的潜在蒸发热通量。根据海恩斯坦（Hohenstein）的服装生理学研究所的海恩斯坦（Hohenstein）皮肤模型来测量RET。在ISO 11092:1993中描述了该海恩斯坦（Hohenstein）皮肤模型。
动态鞋渗水试验
如文中所用，可用根据ISO 20344:2011来实施的动态鞋渗水试验来表示防水性。该试验方法意在提供一种评估鞋子的耐水程度的手段。该方法可应用于所有类型的鞋、特别是鞋子和靴子。
将鞋子固定到挠性机器内，该机器具有处于高于帮脚线（即，鞋底和鞋帮之间的边缘）的定义高度的水。以恒定速率使鞋挠曲，并以预定的间隔检查鞋的渗水性。
挠曲机器在每个试验工位包括：
(i)用于以每分钟(60±6)次挠曲的速率使鞋挠曲(22±5)°的角度的系统；以及
(ii)挠性脚模，将该脚模装入鞋子内，以控制鞋子挠曲的方式（该脚模可设有水传感器）。
当根据如下来试验时，鞋子内部的总湿润区域不应大于3平方厘米：
·ISO 20344:2011,5.15.1，在100个槽长度（MP）之后，或者
·ISO 20344:2011,5.15.2，在80分钟之后（对应于用于使所述鞋在上述(i)条件下挠曲的系统上的80次挠曲循环）。
用于确定内衬垫的吸水率的试验：
根据DIN EN 29865(1991)中所述的邦德斯曼（Bundesmann）试验，采用降雨试验来确定织物结构的吸水特性。
降雨单元形成由水量、雨滴尺寸和降雨单元与试验试样的间距来限定的降雨。试验进行10分钟。
根据下述方法来测量织物和/或层叠物的吸水性（试验I）：
1.确定试样的重量（织物/层叠物）；
2.进行邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验10分钟；
3.旋转试样15秒；
4.确定试样的重量；
5.计算相对于在邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验之前的试样的重量增加％。
根据邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验确定变干时间：
邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验（DIN EN29685）可用于如下确定变干时间：
1.根据a)上述实施邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验，并且相对于邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验之前的试样计算邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验之后的试样的重量增加％。
2.将试样放入一定条件的室内（23℃，50%空气湿度）；
3.每30分钟测量试样的重量（相对于邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验之前的试样重量，以％计）；
4.继续测量重量直到最多3小时，或者直到试样到达它在邦德斯曼（Bundesmann）降雨试验之前的重量为止。
湿耐磨性试验
湿马丁代尔磨损试验是根据EN ISO 20344:2004,6.12检查鞋衬垫、即与脚相邻的最内侧织物侧的的耐磨性的试验。这种试验涉及在规定压力下在参考磨蚀物上以利萨如图形形式的循环平面运动来磨蚀圆形试验件。通过使试验件经受定义数目的循环来评价耐磨性，此时，试验件不应具有任何孔。
继续该试验直至在试验件内形成孔或者进行了计划数目的循环（参见下文）。如果织物试样具有孔，仅有必要考虑基底织物内的孔。当孔穿过构成磨损面的层的全厚延伸时，孔才应仅被认为是孔。这通过裸眼来评价。
EN ISO 20345如下规定在干和湿条件下用于鞋的不同部件的衬垫的耐磨要求：
当根据ISO 20344:2011,6.12来试验时，衬垫不应在进行了如下数目的挠曲循环之前形成任何孔：
对于鞋面和边缘部分衬垫：
·当干时进行25600次挠曲循环；
·当湿时进行12800次挠曲循环。
对于座区域衬垫：
·当干时进行51200次挠曲循环；
·当湿时进行25600次挠曲循环。
对于后跟支撑架衬垫：
·当湿时进行51200次挠曲循环。
全靴湿蒸汽透水汽试验
根据国防军队战斗靴部门温和气候说明书（Department of DefenseArmy Combat Boot Temperate Weather Specifications）确定各样品的全靴湿气渗透速率(MVTR)。说明书如下：
全靴透气性：
应将靴透气性试验设计成通过靴内部和外部环境之间的湿气浓度差来表述湿气渗透速率（MVTR)。
设备：
a.外部试验环境控制系统在整个试验期间应能保持23(±1)℃和50%±2%的相对湿度。
b.确定充有水的靴重的重量标度应能精确到（±0.01)克。
c.保水袋应该是柔性的，这样它可以插入靴中并与内部轮廓相适应；它必须足够薄，以使折叠不产生空气间隙；它的MVTR必须比要试验的鞋产品高得多；并且它必须是防水的，这样仅仅是湿气而非液态水与鞋产品内部接触。
d.靴内加热器应该能均勻地控制靴内的液态水温度为35(±1)℃。
e.靴塞应该不透液态水、也不透水蒸汽。
过程：
a.将靴放置在试验环境中。
b.将保水袋插入靴开口处，用水填充至12.5厘米（5英寸)的高度（从鞋底内侧测量）。
c.插入水加热器并用靴塞密封开口。
d.将靴中的水加热至35℃。
e.对靴样品称重并记录为Wi。
f.称重之后保持靴内温度至少6小时。
g.6小时之后，再次对靴样品称重。记录重量为Wf，试验时间为Td。
h.用以下方程式计算全靴MVTR，以克/小时计：
MVTR=(Wi-Wf)/Td
检测方法：
根据上述方法来试验各个靴。从所试验的5个靴得到的平均全靴MVTR大于3.5克/小时，满足透气性标准。
附图说明
借助示例并考虑附图来在下述详细说明中描述本发明的特定实施例。附图示出：
图1是防水又透水汽的鞋制品的立体图和剖视图。
图2是图1中所示的鞋制品的示意剖视图。
图3a,b是示出从其两个相对的“右侧”和“左侧”由单丝构成的三梳栉经编针织物形式的内衬垫的示意图。
图4是示出由单丝构成的织物形式的内衬垫的示意图。
具体实施方式
附图示出某些实施例。对本领域技术人员显而易见的是这些实施方式不代表本发明的全部范围，如所附权利要求概括的那样本发明可以以变化和等同的形式广泛地应用。此外，作为一个实施方式的部分描述或示出的特征可以用于另一实施方式，从而再得到一种实施方式。权利要求的范围应延伸到所有的这种变化形式和实施方式。
图1示出防水又透气的鞋制品10。鞋制品10包括鞋帮12和鞋底18。在图1中，鞋底18由例如聚氨酯的聚合物材料制成。尽管以单体鞋底18的形式示出，但鞋底18可具有由各种鞋底层或元件、像是中底、外底或其它层构成的复合结构，以改善舒适性或稳定性特征。鞋底18可甚至包括由皮革制成的外底。鞋底18可以是预制的鞋底组件，该鞋底组件例如通过粘结或直接注塑模制来粘结于鞋帮组件12。或者，可通过将例如形成外底的聚合物材料的聚合物材料的直接注塑模制到鞋帮组件12来形成鞋底18。
如图2中所示，鞋帮组件12包括外壳体14、鞋帮层叠物16和内底28。鞋帮层叠物16由内衬垫层24（最接近脚）、功能层22和外织物层26（最远离脚）构成。外织物层26直接设置到外壳体14的内侧。在一些实施例中，外织物层26可由像皮革的典型鞋帮材料制成。在这种情况下，无须设置分离的外壳体14。功能层22鉴于其功能、即防止湿气（水或其它液体）进入而经常被称为“阻隔层”。
外壳体14可由像皮革的用于鞋帮的任何可透水汽材料和/或牢固的可透水汽织物材料制成。在示例中，外壳体14可包括纺织织物、针织织物、无纺织物、皮革、合成皮革、穿孔橡胶、聚合物丝网、不透气材料的不连续图案等或其组合。外壳体14还可包括保护性覆盖物，该保护性覆盖物由各种材料构成，包括但不局限于，皮革、纺织织物、针织织物、合成皮革、穿孔橡胶、聚合物网材、不连续图案的不透气材料、无纺织物等，或它们的组合。无论用于保护性覆盖物的材料是哪种类型，它应具有足够的耐久性，从而在所述鞋制品的正常使用中保护鞋帮层叠物16，并且足够透气以保持鞋内的舒适感。将用于外壳体14的材料类似选择成向鞋帮组件12提供足够的耐磨性，以向鞋制品的穿鞋者提供足够的保护。保护性覆盖物是可选的，并且可以在外壳体14本身提供鞋帮层叠物16和穿鞋者的脚部的足够保护的情况下省去。
功能层22可包括膜。期望是，膜可包括诸如含氟聚合物、聚烯烃、聚氨酯和聚酯之类的聚合物材料。合适的聚合物可以包括能进行加工形成多孔或多微孔膜结构的树脂。例如，可以进行加工以形成拉伸的多孔结构的聚四氟乙烯(PTFE)树脂适用于本发明。例如，PTFE树脂可拉伸形成多微孔膜结构，当按照例如美国专利第3,953,566，5,814,405或7,306,729号所介绍的方法使其膨胀时，所述多微孔膜结构的特征是具有通过原纤维互连的结点。在一些实施方式中，膨胀型PTFE含氟聚合物薄膜由根据美国专利第6,541,589号的PTFE树脂制成，该PTFE树脂具有聚氟丁基乙烯（PFBE）的共聚单体单元。例如，微孔膨胀型PTFE（ePTFE）含氟聚合物可包含具有约0.05重量%-约0.5重量%的PFBE共聚单体单元（基于聚合物总重）的PTFE。
在一个实施方式中，所述薄膜包含ePTFE，该ePTFE具有特征为原纤维互连的结点的微结构，其中多孔薄膜的孔足够紧密，从而提供防液性，同时足够开放，从而提供例如湿气渗透性和/或渗透着色剂和疏油性组合物的涂层的性质。例如，在一些实施方式中，对于多孔膜理想的是其平均中等流量孔径小于或等于约400纳米，从而提供耐水性，并且中流量孔径大于约50纳米以进行着色。这可以通过在伸展时化合适于产生结点和纤维微结构的PTFE树脂来完成。所述树脂与脂肪烃润滑剂挤出助剂、诸如矿物油精掺混。配混的树脂可以成形为圆柱形颗粒，通过已知方法进行糊料挤出，形成所需的可挤出形状，优选形成带或膜。所述制品可在辊间压延成所需厚度，然后热干燥，以除去润滑剂。干燥制品按照例如美国专利第3,953,566,5,814,405或7,406,729号的内容，通过沿纵向和/或横向拉伸进行膨胀，产生膨胀型PTFE结构，其特征是一系列通过原纤维互连的结点。然后，通过在高于PTFE的晶体熔点的温度下，例如在约343℃-375℃之间的温度下加热ePTFE制品，使该制品发生非晶态闭塞。
ePTFE可被亲水材料膜、特别是如US 4 194 041中所述的聚氨酯覆盖。
鞋帮层叠物16具有三层层叠物的构造，该三层层叠物具有形成该三层层叠物的中间层的功能层22。
鞋帮层叠物16的外织物层26面向外壳体14的内侧。外织物层由针织织物制成。
鞋帮层叠物16还包括设置在功能层22的内侧上的内衬垫层26。因此，内衬垫层26是鞋帮组件的最内层、即使用时最接近穿鞋者的脚的那层。在这种位置，内衬垫层26直接暴露于由穿鞋者的脚部形成的任何汗水。
内衬垫层24期望是由轻质材料制成，该轻质材料在使用者的脚在鞋制品的正常使用和穿着过程中与最内层接触时向使用者提供舒适性和可透气性。这种材料可包括但不限于针织织物（参见图3a/3b）或者纺织织物（参见图4）。
内衬垫层24由至少一根单丝32、即由仅单根细丝构成的至少一个细丝或纤维制成。通常，合股/加捻/编织纱线或线用于生产织物。与这种合股/加捻/编织纱线或线不同，单丝制成为均质的材料，并因此不具有加捻或编织丝形式的内部结构。相反，单丝具有单股材料的构造。例如在由聚合物制成的单丝的情况下，这种单丝可通过挤出薄细丝或股形式的聚合物材料来制成。这种单丝具有单股均质聚合物材料的构造。
由于均质结构和没有单丝的任何内部结构，仅通过将水或液体分子包含到形成单丝的材料的分子结构内就可以由单丝来吸水或其它液体。由此，吸水率或吸液体率将通过形成单丝的材料的分子构造来决定，但不通过像空穴或毛细结构的细丝内部结构来加强，这些内部结构否则会增加细丝的吸水能力或吸液体能力。
采用由合适材料形成的至少一个单丝32，可设有具有相对较小的吸水能力的内衬垫层24。在所示实施例中，至少一个单丝32由聚酰胺制成，聚酰胺是已知的聚合物材料，以具有相对较小的吸引力以吸取水分子。
通过提供处于具有形成于至少一根单丝32之间的相对较大间隙的构造中的内衬垫层24来甚至加强不具有吸水或吸液体的吸引力的内衬垫层24的特性。通过如图3a/3b中所示的针织织物或通过如图4中所示的纺织织物来提供这种构造。特别是，如图3a/3b中所示处于单针织三梳栉经编构造的内衬垫层24被证实结合了相对较小的吸水能力或吸液体能力与高耐久性。
此外，具有如上所述和图3a/3b和4中所示的构造的内衬垫是轻质的，并由此还是极透水汽的。将这种织物用作鞋制品中的内衬垫层不影响舒适性，因为汗水被有效地运送到功能层，并且经由功能层运送到外部。
图3a和3b以放大示意图示出单针织的三梳栉经编针织物。这种织物已被证实是用于形成内衬垫层24的极为合适的材料。图3a以朝向其“右”材料侧的图示出单针织的三梳栉经编针织物，而图3b以朝向其“左”材料侧的图示出相同的单针织的三梳栉经编针织物。可以清楚看到由多根单丝纱线（在图3a/3b中，示例性地表示纱线32a,32b,32c,32d）制成的经编结构。各纱线是由聚酰胺6制成的单丝纱线。
三梳栉构造的经编鞋子衬垫织物在织物的厚度尺寸方面具有三维特征，该织物在织物的技术背衬处具有细长横向针背垫纱的搭接图案，该背衬在使用时相对于鞋子的内部接纳脚区域面向内定向。在针织机上采用三把导纱梳栉来制成三梳栉经编针织物。在单丝纱线的规定馈送时，三把导纱梳栉实施搭接运动。这产生三层纱线、特别是像PA 6 22f1的单丝，这些纱线彼此交叠并且彼此连接。在一个示例中，会获得下述搭接图案（其中，L1=导纱梳栉1的搭接图案；L2=导纱梳栉2的搭接图案；L3=导纱梳栉3的搭接图案）：L1:1-0/1-2//PA622f1;L2:2-3/1-0//PA622f1;L3:2-3/1-0//PA622f1.
内衬垫层24的织物重量可以在50g/m2和130g/m2之间。在一些实施例中，内衬垫层的织物重量不超过130g/m2。
特别是如果由机械上耐久的材料制成，内衬垫层可以非常薄，并且设置成像由耐撕聚合物的合适的针织或织物的、机械耐久的构造。在一些实施例中，内衬垫层24的厚度可以小于1.5毫米，或甚至小于1毫米。尤其，内衬垫层可具有1-0.5毫米范围内、特别是在0.8毫米左右的厚度。采用这种内衬垫层24，可以提供轻质并且由此高度透水汽的但也耐久的鞋帮组件12。尽管它设有防水又透水汽的功能层22，但具有这种鞋帮组件12的鞋制品10可用于较热环境条件下，例如在沙漠或热带地区内。特别是与这种鞋制品10一起使用，鞋帮组件12可设有高度透水汽构造的功能层22。
在鞋制品10中如上所述采用内衬垫层24的特定优点在于这种鞋制品可以具有在它内侧变湿之后快速再干的能力。内衬垫层24或与其附连的功能层22都不吸收大量的水或其它液体。由此，这种水或其它液体可简单地通过上下翻转鞋制品10，通过晃动并风干和/或通过可能的加热来相对快速和有效地解吸。
鞋帮层叠物16的各层可使用多种方法来粘结在一起。一种这样的方法包括采用粘结剂。可借助以连续形式涂覆到整个区域上的粘结剂或者借助不连续地、即带有间隙地涂覆的粘结剂来完成粘结以形成鞋帮层叠物16。在施加连续的粘结剂层的情况下使用透水汽粘结剂。对于使用例如以粉末、点、网或矩阵形式施加的不连续的粘结剂层，可以使用本来就不透水汽的粘结剂。粉末状的粘结剂由于其低成本和便于调节粘结剂安置是期望的。在此情况下，通过仅使层的表面的一部分覆盖有粘结剂来保持透水汽性。
粘结剂层可以是可热激活的粘结剂层。如果将该可热激活的粘结剂用于制造生产鞋的层叠物16，则可以通过从鞋子的内部或外部施加的加热装置来完成层叠粘结剂的激活。
或者，鞋帮层叠物16的各层可以使用超声粘结、缝合密封或热粘结等层叠在一起。类似地，鞋帮层叠物16和外壳体14可如上所述采用粘结剂或者采用超声粘结、缝合密封、热粘结等来层叠在一起。
示例1
制成具有如下三层构造的鞋帮层叠物16：
a)由无纺聚酯制成的外织物层26
b)防水又透水汽的多微孔ePTFE功能层22；以及
c)由聚酰胺(100%PA6)单丝制成的内衬垫层24，在三梳栉经编针织物构造中，该构造具有100%单dtex22/f1的纱线、0.29毫米的厚度以及57g/m2的重量。
这种层叠物附加地设有
d)通过粉末散布到外织物层上形成的聚氨酯粘结层，由此在外织物层上形成不连续的粘结剂图案。
采用不连续的热熔合粘结剂来将三层a),b)和c)层叠在一起。在单独的步骤中，粘结剂层d)形成于外织物层上。
包括粘结剂层d)的鞋帮层叠物16的厚度是0.49毫米。鞋帮层叠物的重量为144g/m2。
根据上述海恩斯坦（Hohenstein）皮肤模型方法，鞋帮层叠物具有约4.5m2Pa/W的RET。
采用上述耐磨性试验来试验鞋帮层叠物16的耐磨性。层叠物完成了300000次循环马丁代尔（ENISO20344:2004）的湿磨损率要求。
根据上述方法还试验鞋帮层叠物16的吸水率和再干时间。在下表1中列出结果。
表1：与参照例1和2相比的根据示例1的鞋制品和鞋帮层叠物的特性
为了制备鞋帮组件12，将鞋帮层叠物16粘结于由皮革/织物组合制成的外壳体14。通过将鞋帮层叠物16和外壳体14装到热铝制鞋楦上并采用硅橡胶成型机或360°隔膜压力机将各层的堆叠压制在一起来获得粘附。将外壳体14和鞋帮层叠物16设置成鞋帮层叠物16的粘结层与外壳体14的内侧直接接触。将鞋楦的温度设定成在压制过程中激活粘结剂层。
当组装到鞋楦上时，鞋帮层叠物16的下边缘超过外壳体14的下边缘3到6毫米。
为了制备鞋制品10的鞋帮组件12，将在上述过程中获得的包括外壳体14和鞋帮层叠物16在内的层叠物装到鞋楦上。在示例中，鞋楦具有靴子的形状。将内底板28通过钉状物、带或粘结剂点附连到鞋楦底面。通过将外壳体14和鞋帮层叠物16粘结在一起来形成的堆叠体裹绕到鞋楦周围，并且将外壳体/鞋帮层叠物堆叠体拉到鞋楦区域上。采用楦制机，然后将外壳体/鞋帮层叠物堆叠体的脚趾区域采用通过楦制机自动涂敷的热熔融粘结剂而附连到内底板28。然后，第二楦制机用于完成鞋帮组件12的侧部和后跟区域的楦制。
在完成楦制操作之后，在鞋帮组件的底面上可看到鞋帮层叠物16的超出外壳体14的下边缘的下边缘。
为了完成鞋制品10的制造，根据下述构造中的任一个来施加鞋底单元10：(i)胶结的鞋底，通过将预制的外底胶结到鞋帮组件12的底部，或者(ii)注射的鞋底，通过将鞋底材料直接注射到鞋帮组件12的底部。
(i)胶结的构造：
采用施加到鞋帮组件12的底部的整个表面上的热熔PU粘结剂来密封鞋帮组件12的底部，然后，用液压系统压力机来压制，以确保完美的热熔合粘附。超出的衬垫被完全密封，从而形成鞋底部的防水性。
然后在闪热活化器中加热施加有粘接剂的预制的外底和鞋帮组件12的底部，这是本领域的标准操作。然后将预制的外底附连到鞋帮组件12的底部，并且在鞋底压力机中压制到鞋帮组件12的底部上。鞋底压力机构造成在标准设备中用于鞋底附连。允许完成的鞋制品10冷却，并且从鞋制品10移去鞋楦，如WO00/44252中所述。
(ii)注射的构造：
如上所述，将鞋帮组件12装到鞋楦上，并且通过内底28来在底部内闭合。将楦制的鞋帮组件12放置于直接注射机的模具内。将该模具闭合到鞋帮组件12周围，以使鞋帮组件的底部形成模具的顶面。将热液体PU材料注射到模具内，以填充模具并密封鞋帮组件12的底面，由此相对于鞋帮层叠物16的超出部分形成密封，并形成外底18。使聚氨酯渗透到超出的鞋帮层叠物16的结构内形成完好的鞋底部的防水性。
然后，根据用于上述全靴防水性的试验（“动态鞋渗水试验”）来试验通过上述胶结的构造获得的以及通过上述注射的构造获得的鞋制品的防水性。该鞋制品通过了该试验。
根据如上所述的试验方法来试验全靴湿蒸汽透水汽试验。由此，具有胶结的鞋底构造的鞋制品10以及具有注射的鞋底构造的鞋制品10示出大于8.5g/h的全靴湿蒸汽透水汽率。
对比例1
如下制成具有三层构造的鞋帮层叠物16：
a)由两梳栉聚酰胺针织物制成的外织物层26；
b)防水又透水汽的多微孔ePTFE功能层22；以及
c)由70％聚酰胺6和30％聚酯多丝的三梳栉针织物构成的内衬垫层24具有0.5毫米的厚度和140g/m2的重量。
采用不连续的粘结剂图案来将三层层叠在一起。层叠物16的厚度为0.72毫米。层叠物的重量为240g/m2。
根据上述海恩斯坦（Hohenstein）皮肤模型方法，层叠物的RET约为6m2Pa/W。
采用上述耐磨性试验来试验层叠物的耐磨性。测量层叠物以实现51000循环马丁代尔（ENISO20344:2004）的湿磨损率要求。
根据上述方法还试验层叠物的吸水率和再干时间。在表1中列出结果。
对比例2
如下制成具有四层构造的鞋帮层叠物16：
a)由两梳栉聚酯针织制成的外织物层26；
b)如US4194041中所述的防水又透水汽的多微孔ePTFE/亲水PU功能层22；并且包括
c)包括第一层的内衬垫层24，该第一层由72％聚酰胺（PA）、28％聚酯（PES）的经编构造的多丝制成。内衬垫层24还包括第二无纺隔热层，该隔热层由采用粉末粘结剂附连到第一层的外侧的100％聚酯（PES）制成。
采用不连续的粘结剂图案将三层层叠在一起。该层叠物16的厚度为2.2毫米。层叠物的重量为344g/m2。
根据上述海恩斯坦（Hohenstein）皮肤模型方法，层叠物的RET约为15m2Pa/W。
采用上述耐磨性试验来试验层叠物的耐磨性。层叠物实现50000循环马丁代尔（ENISO20344:2004）的湿磨损率。
根据上述还试验层叠物的吸水率和再干时间。在表1中列出结果。

Claims (36)

1.一种用于防水又透水汽的鞋制品(10)的鞋帮组件(12)，所述鞋帮组件绕脚的鞋帮侧延伸并且包括层叠物(16)，所述层叠物包括防水又透水汽的功能层(22)和在功能层(22)的内侧直接附连到所述功能层(22)的内衬垫层(24)；
其特征在于，内衬垫层(24)是用单丝制成的针织织物，所述单丝具有根据DIN EN 29865(1991)小于40％的吸水率；所述内衬垫层(24)具有大于100000次循环马丁代尔(ENISO 20344:2004)的湿耐磨性；并且所述层叠物(16)具有小于1小时的变干时间。
2.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)用单丝制成，所述单丝具有根据DIN EN 29685(1991)小于30％的吸水率。
3.如权利要求2所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)用单丝制成，所述单丝具有根据DIN EN 29865(1991)小于25％的吸水率。
4.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)用单丝制成，所述单丝具有DIN EN 29685为20％到35％的吸水率。
5.如权利要求1-4中任一项所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)具有不大于130g/m2的织物重量。
6.如权利要求5所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)具有不大于100g/m2的织物重量。
7.如权利要求6所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)具有不大于90g/m2的织物重量。
8.如权利要求4所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)具有50g/m2到130g/m2的织物重量。
9.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)具有小于200g/m2的重量。
10.如前述权利要求9所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)具有小于170g/m2的重量。
11.如前述权利要求10所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)具有小于150g/m2的重量。
12.如前述权利要求9所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)具有30g/m2到170g/m2的重量。
13.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，还包括外壳体(14)，所述层叠物(16)附连到所述外壳体(14)的内侧。
14.如权利要求13所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)使用不连续的粘结剂直接附连到外壳体(14)。
15.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)具有小于30分钟的变干时间。
16.如权利要求15所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)具有小于20分钟的变干时间。
17.如权利要求15所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)具有15分钟到45分钟的变干时间。
18.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)具有具有大于300000次循环马丁代尔(ENISO 20344:2004)的湿耐磨性。
19.如权利要求18所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)具有大于40000次循环马丁代尔(ENISO 20344:2004)的湿耐磨性。
20.如权利要求18所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)具有300000到450000次循环马丁代尔(ENISO 20344:2004)的湿耐磨性。
21.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)是经编针织物。
22.如权利要求21所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)是三梳栉经编针织物。
23.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)是单针织织物。
24.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述内衬垫层(24)由包括聚酰胺、聚酯及其组合的任何组制成。
25.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述聚酰胺为聚酰胺6和/或聚酰胺6.6。
26.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述功能层(22)是由膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)制成的多孔隔膜。
27.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)还包括外织物层(26)，所述外织物层附连到所述功能层(22)的外侧。
28.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)至少在所述内衬垫层(24)侧上是不使用引物而能缝合密封的。
29.如权利要求1所述的鞋帮组件(12)，其特征在于，所述层叠物(16)的所述内衬垫层(24)是所述鞋帮组件(12)的最内层。
30.一种防水又透水汽的鞋制品(10)，所述鞋制品包括如前述权利要求中任一项所述的鞋帮组件以及与所述鞋帮组件(12)连通的鞋底(18)。
31.如权利要求30所述的制品(10)，其特征在于，所述制品具有7克/小时或更大的全靴湿气渗透速率。
32.如权利要求30所述的制品(10)，其特征在于，所述制品具有8.75克/小时或更大的全靴湿气渗透速率。
33.如权利要求30所述的制品(10)，其特征在于，所述制品具有8到9.5克/小时的全靴湿气渗透速率。
34.如权利要求31-33中任一项所述的制品(10)，其特征在于，所述制品构造成当如在IS0 20344:2011 5.15.2“动态鞋渗水试验”中所述的试验中经受100000次挠曲时不具有任何渗水性。
35.如权利要求31-33中任一项所述的制品(10)，其特征在于，所述制品构造成当如在IS0 IS0 20344:2011 5.15.2“动态鞋渗水试验”中所述的试验中经受300000次挠曲时不具有任何渗水性。
36.如权利要求31-33中任一项所述的制品(10)，其特征在于，所述制品构造成当如在IS0 IS0 IS0 20344:2011 5.15.2“动态鞋渗水试验”中所述的试验中经受500000次挠曲时不具有任何渗水性。
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