CN104802463A - 鞋子中的多层化纺织品材料 - Google Patents

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Abstract

本发明描述的是鞋面，其中至少一部分所述鞋面是由多层化材料形成的。该多层化材料包括至少一个非织造纤维层，其具有单向定向的纤维和基质材料，其中该多层化材料具有弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。

Description

鞋子中的多层化纺织品材料
技术领域
本发明涉及一种用于鞋子，特别是鞋面中的材料，其具有非常低的重量和改进的拉伸强度。
背景技术
多年以来，需要开发更轻和更结实的材料，来改进许多工业领域中的品质、安全和效率，包括但不限于航天、汽车、航海、服装、体育用品、光纤、工业安全装置、军事和法律行动、和电子产品。
从二十世纪五十年代以来，在开发高性能纤维中已经取得了众多的突破，该纤维在一定的重量分数时具有数倍于钢的强度。这样的高性能纤维的例子包括但不限于聚酯纤维(例如在商品名下销售的产品)，尼龙纤维，芳酰胺纤维(例如在商品名和下销售的产品)，碳纤维，超高分子量聚乙烯(“UHMWPE”)(例如在商品名 和下销售的产品)，液晶聚合物(“LCP”)(例如在商品名下销售的产品)和(聚(对亚苯基-2，6-苯并双噁唑))(“PBO”)(例如在商品名下销售的产品)和聚萘二甲酸乙二醇酯PEN纤维(例如在商品名下销售的产品)。多年以来，这些高性能纤维已经被用于织造和非织造排列(woven and non-woven arrangements)中，来形成多层化复合材料和层合的结构。
例如WO2012/018959描述了在织造构造中使用高性能纤维的问题。具体的，该织造方法导致了纤维中的褶皱，其引起应力集中和磨损点，这明显降低了织物的强度和长期性能。
US5333568也描述了织造构造的褶皱问题，同时还描述了增强的非织造层合体，其使用了单向挤出的纤维的增强片，在其中该增强片形成了层合到聚酯膜外层上的一个或多个的单带(uni-tape)。该纤维经由弹性聚合物基质均匀的植入到所述单带中。该高性能纤维的低弹性确保了层合体在纤维定向的方向上所施加的负荷下不发生拉伸。虽然耐拉伸性对于应用例如航行来说是一个关键的参数，在这里层合体必须是挠性的(flexible)，在负荷下不变形，但是当该层合体用于需要一些材料变形来形成三维物体的方法中时，这样的耐拉伸性是有问题的。
在许多情况中，US5333568中所述的材料是用夹入到两个聚酯外层之间的两层或者四层UHMWPE纤维来制造的，其中该纤维是以不同的重量在非偏斜(0°/90°)和偏斜(0°/90°/+45°/-45°)构造中成层的。已经与UHMWPE纤维层一起使用的其他外层材料包括弹性热固性聚合物(例如氨基甲酸酯和有机硅)，热塑性体(例如尼龙)，低密度聚乙烯，聚丙烯，热塑性聚氨酯和热熔粘结剂(例如聚烯烃和聚酰胺)。
虽然具有非常低的重量和高拉伸强度，但是这些材料具有起皱、噪音、令人不快的纹理和缺乏弹性和柔软性的问题。简言之，该材料具有起皱塑料袋的外观和感觉。此外，在使用中，该材料经常缺乏接缝强度，缝合剪切强度，细丝强度，耐UV性和可拉伸性。例如图1和2显示了由US5333568中所述的材料形成的鞋子28。如这些图中所示，当将US5333568中所述的材料置于鞋楦头上来形成三维鞋面26时，所述材料不能在鞋楦头上拉伸来产生三维鞋面形状。此外，该材料必须多处切割和缝纫，来形成鞋面26所需的圆形形状。
US5935678描述了一种处于片形的层合体结构，具有第一和第二阵列(first and second arrays)的高性能、单向定向的纤维束。该第二阵列的纤维束是相对于第一阵列的纤维束以一定角度交叉布层的。聚合物膜位于第一和第二交叉布层阵列的纤维束中，来将该第一和第二阵列的纤维束结合在一起。这种设计提供了一种刚性结构，用作弹道层合体结构(a ballistic laminatestructure)，但是当该层合体用于需要一些材料变形来形成三维物体的方法中时，是有问题的。
US2013/0219600描述了一种多层非织造织物材料，其包含芳酰胺/聚乙烯纤维的两个或者四个非织造纤维片，用树脂和/或填料浸渍，并且以不同的角度定向，其用于制造防护服。这种成层的非织造织物层没有粘合或者胶合在一起，作为提供用于防护服的挠性材料的一种方式。虽然这种设计提供了用于防护服所必需的挠性，但是这种设计类似于US5333568中所教导的挠性设计，和因此当层合体用于需要一些材料变形来形成三维物体的方法中时，也不提供所必需的弹性。此外，因为该织物层没有粘合或者胶合在一起，因此该材料具有最小的(如果有的话)分层强度。
因此，期望提供一种非织造多层化复合材料和/或层合结构，其中每个层包含单向的高性能纤维，其提供了非常低重量的材料，具有高拉伸强度和一些弹性，以使得该结构可以用于需要一些材料变形来形成三维物体的方法中。还期望将这样的多层化材料混入鞋子中，和特别是混入鞋面中的策略性位置(strategic locations)上，来利用这样的材料的高强度和低重量。
发明内容
本专利中所用的术语“发明”、“该发明”、“这个本发明”和“本发明”目的是宽泛的指代本专利和下面的专利权利要求的全部主题。含有这些术语的表述应当理解为不限于这里所述的主题或者不用于限制下面的专利权利要求的含义或者范围。本专利所覆盖的本发明的实施方案是通过下面的权利要求来定义的，而非本发明内容。本发明内容是本发明不同的方面的高度概述，并且介绍了一些概念，其进一步描述在下面的具体实施方式中。本发明内容不打算确定所要求保护的主题的关键的或者本质的特征，也不打算孤立的用于确定所要求保护的主题的范围。该主题应当通过参考本专利的整个申请文件适当的部分、任何或者全部的附图和每个权利要求来理解。
根据本发明的某些实施方案，一种鞋面包含由多层化材料形成的至少一部分，该多层化材料包含至少三个非织造纤维层，每个纤维层包含多个单向定向的纤维，其中该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-25°到-65°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+25°到+65°的角度，和基质材料，其中该多层化材料包含弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。
在一些实施方案中，该鞋面包含由透气材料形成的第一部分，和由多层化材料形成的第二部分。
在一些实施方案中，该基质材料包含第一外层，其粘附到至少三个非织造纤维层中一层的侧面上，和第二外层，其粘附到至少三个非织造纤维层的另一层的侧面上。该第一外层和该第二外层可以由选自下面的材料形成的：热塑性聚氨酯、其他聚氨酯、有机硅(silicone)、乙烯丙烯二烯、聚氯乙烯、热塑性弹性体、聚乳酸、聚酰胺和聚乙烯。该第一外层和该第二外层中至少一层可以由热塑性聚氨酯形成的，并且包含丝网印刷体。
在一些实施方案中，该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-30°到-60°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+30°到+60°的角度。在其他实施方案中，该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-40°到-50°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+40°到+50°的角度。
根据一些实施方案，该纤维是由选自下面的材料形成的：超高分子量聚乙烯、其他聚乙烯、聚酯、尼龙、玄武岩、芳酰胺(aramid)、碳、聚合物/碳复合材料、液晶聚合物和高性能膜。
在一些实施方案中，其中基本上全部的鞋面是由多层化材料形成的。可以将该至少三个非织造纤维层刺破，来改进该多层化材料的透气性。该鞋面可以进一步包含毛细性衬层，来将湿气输送离开该多层化材料。在其他实施方案中，该鞋面可以进一步包含亲水性层，来将湿气牵引离开该多层化材料。
在某些实施方案中，后跟区域、足中区域和脚趾区域中至少一个包含多层化材料的另外的层。
该至少三个非织造纤维层中至少一层中的纤维是在高耐久性或者限制拉伸方向上对齐的。
根据一些实施方案，一种鞋子包含鞋面和结合到该鞋面上的鞋底，其中该鞋面和鞋底中至少一个的一部分包含多层化材料，其包含：至少一种非织造纤维层，该纤维层包含多个单向定向的纤维，和基质材料，其中该多层化材料包含弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。
在一些实施方案中，一种鞋子包含鞋面和结合到该鞋面上的鞋底，其中该鞋面和鞋底中至少一个的一部分包含多层化材料，其包含：非织造纤维层，每个纤维层包含多个单向定向的纤维，其中该非织造纤维层中的一层中的纤维相对于该非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-25°到-65°的角度，其中该多层化材料包含弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。
在一些实施方案中，该基质材料包含第一外层，其粘附到该非织造纤维层中的一层的侧面上，和第二外层，其粘附到该非织造纤维层的另一层的侧面上。该第一外层和该第二外层可以由选自下面的材料形成的：热塑性聚氨酯、其他聚氨酯、有机硅、乙烯丙烯二烯、聚氯乙烯、热塑性弹性体、聚乳酸、聚酰胺和聚乙烯。该第一外层和该第二外层中至少一层可以由热塑性聚氨酯形成的，并且包含丝网印刷体。
在一些实施方案中，该非织造纤维层第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-30°到-60°的角度。在其他实施方案中，该非织造纤维层第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-40°到-50°的角度。
根据一些实施方案，该纤维是由选自下面的材料形成的：超高分子量聚乙烯、其他聚乙烯、聚酯、尼龙、玄武岩、芳酰胺、碳、聚合物/碳复合材料、液晶聚合物和高性能膜。
在一些实施方案中，基本上全部的鞋面是由多层化材料形成的。根据一些实施方案，该多层化材料形成了鞋底中的底板。在某些实施方案中，后跟区域、足中区域和脚趾区域中的至少一个包含多层化材料的另外的层。
该至少三个非织造纤维层中至少一层中的纤维可以在高耐久性或者限制拉伸方向上对齐。
附图说明
在下面的具体实施方式中，参考下图来描述了本发明的实施方案：
图1是由常规的多层化纺织品材料所形成的鞋子的侧视图，其具有0°/90°构造的两个纤维层和两个聚酯外层。
图2是图1的鞋子的立体图。
图3是根据本发明的某些实施方案，形成多层化纺织品材料(在纤维层之间具有-40°/0°/40°构造)的方法的一个实施例的分解的俯视图。
图4是根据本发明的某些实施方案，形成多层化纺织品材料(在纤维层之间具有-50°/0°/50°构造)的方法的一个实施例的分解的俯视图。
图5是根据本发明的某些实施方案，形成多层化纺织品材料(在纤维层之间具有-40°/0°/40°构造)的方法的分解的俯视图。
图6是根据本发明的某些实施方案，形成多层化纺织品材料(在纤维层之间具有-50°/0°/50°构造)的方法的分解的俯视图。
图7a-7c是根据本发明的某些实施方案，多层化纺织品材料的左视图、右视图和正视图，其是在三维模具上拉伸的。
图8是根据本发明的某些实施方案，用多层化纺织品形成的鞋子的立体图。
图9是根据本发明的某些实施方案，用混入到鞋面的某些部分中的多层化纺织品形成的鞋子的侧视图。
图10是图9的鞋子的立体图。
图11是根据本发明的某些实施方案，用混入到鞋面的某些部分中的多层化纺织品形成的鞋子的侧视图。
图12是图11的鞋子的立体图。
图13是根据本发明的某些实施方案，用混入到鞋底的某些部分中的多层化纺织品形成的鞋子的仰视图。
图14是根据本发明的某些实施方案，用混入到鞋面的某些部分中的多层化纺织品形成的鞋子的侧视图。
图15是图14的鞋子的立体图。
具体实施方式
本发明的实施方案的主题在此进行了具体性描述，来满足法定要求，但是本说明书并不必然打算限制权利要求的范围。所要求保护的主题可以体现为其他方式，可以包括不同的元件或者步骤，和可以与其他现有的或者将来的技术一起使用。本说明书不应当解释为暗示了不同的步骤或元件之中或之间的任何具体的次序或者排列，除非明确描述了单个步骤的次序或者元件的排列之外。
本发明的实施方案提供了具有低重量，高拉伸强度和某些弹性的纺织品材料，用于需要一些材料变形来形成三维物体的方法中。虽然所讨论的纺织品材料具有三个纤维层和两个外层，但是它们绝不限于此。而是，该纺织品材料的实施方案可以包括实现具有期望的性能的三维物体所需的或者所期望的任何合适数目的纤维和/或其他层。
图3-6显示了多层化纺织品材料10的实施方案。在这些实施方案中，材料10包含第一外层12，单向定向的纤维第一层(即，非织造纤维层)14，相对于第一纤维层14以第一角度定向的单向定向的纤维第二层(即，非织造纤维层)16，相对于第一纤维层14以第二角度定向的单向定向的纤维第三层(即，非织造纤维层)18，和第二外层20。
虽然图3-6所示的实施方案显示了材料10包括三个纤维层，但是材料10可以包括任何合适的层组合，包括但不限于一个非织造纤维层14，16或者18，以任意非织造纤维层组合，彼此以任何合适的角度定向的两个非织造纤维层，或者大于三个非织造纤维层。
根据某些实施方案，第一和第二外层12，20(即，基质材料)是由热塑性聚氨酯(“TPU”)形成的。TPU提供了良好的弹性性能，其允许当负荷以任何方向(其不与纤维定向的方向对齐)施加时，拉伸材料10。TPU材料所提供的拉伸量随着负荷施加方向和纤维定向方向之间的角度的增加而增加。换言之，当负荷施加方向与纤维定向方向之间仅仅是几度时，材料10将少量拉伸，但是拉伸量将随着负荷施加方向和纤维定向方向之间的角度变宽而增加。其他外层材料可以包括聚氨酯(“PU”)，有机硅，乙烯丙烯二烯(“EPDM”)，聚氯乙烯(“PVC”)，热塑性弹性体(“TPE”)，聚乳酸(“PLA”)，聚酰胺(“PA”)和聚乙烯(“PE”)，或者其他合适的材料。第一和第二外层12，20可以由相同或者不同的材料形成，来实现期望的性能。
在一些实施方案中，第一，第二和第三纤维层14，16，18中的纤维是由UHMWPE形成的。在某些实施方案中，UHMWPE纤维的强度可以高到钢的15倍，但是比材料如芳酰胺轻40％。UHMWPE纤维具有非常小的弹性，并且非常难以断裂。其他纤维材料可以包括聚酯纤维(例如在商品名下销售的产品)，尼龙纤维，天然纤维例如玄武岩，芳酰胺纤维(例如在商品名和下销售的产品)，碳纤维，高性能膜(例如聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)膜和在商品名下销售的产品)，聚合物/碳复合材料(例如单壁碳纳米管(“SWCNT”)或者石墨烯)，并且可以包括但不限于聚乙烯醇/碳和/或聚丙烯腈/碳的组合，液晶聚合物(“LCP”)(例如在商品名下销售的产品)和(聚(对亚苯基-2，6-苯并双噁唑))(“PBO”)(例如在商品名下销售的产品)，聚乙烯(例如在商品名和下销售的产品)和PEN纤维(例如在商品名下销售的产品)，或者其他合适的材料。该第一，第二和第三纤维层14，16，18可以由相同或者不同的材料形成，来实现期望的性能。
在某些实施方案中，每个的单个纤维层内的纤维可以由具有相同性能的相同材料形成。在其他实施方案中，一个或多个的单纤维层可以包括由至少两种不同的材料形成的纤维。该纤维可以排列在单个纤维层内，来产生区域或者以某些次序来改变单个纤维层的材料性能。
在某些实施方案中，该纤维的厚度小于1纤度(denier)。材料10的撕裂强度受到纤维层14，16，18之间的交叉点的密度或数目的影响。更高的交叉点密度可以通过较小直径的纤维和/或增加给定区域中的细丝的数目来实现。但是，本领域技术人员将理解不同的纤维厚度和浓度可以用于不同的纤维层14，16，18中，来实现期望的性能。
每个纤维层14，16，18可以如下来形成：用树脂涂覆每个纤维，并且将该树脂包覆的纤维平行牵引穿过模具，以使得该纤维侧面结合来形成单向带。关于形成每个纤维层14，16，18的一种可能性的另外的说明可以在美国专利No.5333568和美国专利No.5470632中找到，其每个专利的内容在此通过引用并入本文。
三个纤维层14，16，18是在(-40°/0°/40°)和(-50°/0°/50°)的范围内以规则的图案排列的，如图3-6所示。换言之，在图3和5所示的实施例中，第二纤维层16与第一纤维层14相邻布置，以使得第二纤维层16中的纤维相对于第一纤维层14中的纤维形成-40°的角度，和第三纤维层18与第一纤维层14的对侧相邻布置，以使得第三纤维层18中的纤维相对于第一纤维层14中的纤维形成+40°的角度。在某些实施方案中，材料10中至少三个纤维层的排列可以是(-25°到-65°)/0°/(+25°到+65°)的任何范围，可以是(-30°到-60°)/0°/(+30°到+60°)的任何范围，可以是(-35°到-55°)/0°/(+35°到+55°)的任何范围，或者可以是(-40°到-50°)/0°/(+40°到+50°)的任何范围。此外，这些范围内的纤维层的定向可以是对称的，例如图3-6所示的(-40°/0°/40°)和(-50°/0°/50°)实施方案，但是也可以具有这样的实施方案，这里这些范围内的纤维层的定向可以是非对称的，例如(43°/0°/-50°)或者其他非对称变化。类似的范围可以用于在材料10中排列两个纤维层或者四个或更多个纤维层。
测试了其他图案例如(-90°/0°/45°)的非对称图案，但是没有提供适当量的拉伸来允许材料10形成三维物体，而无皱纹或者折叠。纤维上的树脂涂层(其将纤维粘合来形成每个纤维层14，16，18的单向带)也可以用热和/或压力活化，来将纤维层14，16，18彼此粘结。
如图3-6所示，外层12，20(即，基质材料)被置于三个纤维层14，16，18的上面和下面。除了热和/或压力之外，粘结剂也可以用于将外层12，20粘合到纤维层16和18上。所形成的材料10是二维复合片。
在其中外层12，20是由TPU形成的实施方案中，所形成的材料10具有良好的外观和感觉，并且外层12，20提供了这样的表面，其能够容易的连接到其他元件上，例如其他TPU层和/或其他TPU元件。例如在鞋子的情况中，材料10能够容易的连接到鞋后跟、鞋底夹层(midsoles)或者TPU箔上。
下面说明了根据某些示例性实施方案的材料10的特性。但是，它们仅仅是例子，作为本领域技术人员将理解的，会存在着下表中没有示出的材料10的其他组合和/或性能。
上表中所述的值代表了由材料10的两种实施方案的单个测试样品所实现的测试结果。用于这些实施方案的另外的样品的测试结果会产生这样的值，其高于或者低于上表所示的那些值。
作为对比，在-90°/0°/45°聚酯外层和-90°/0°/45°TPU外层中所显示的弹性的量在0°方向和90°方向二者上是大致相同的，并且拉伸强度的量在0°方向和90°方向二者上也是相同的。因此，在上表所述的材料10的实施方案中，在0°方向与90°方向所表现的弹性和拉伸强度之间的差值(difference)是材料性能随着纤维层之间的角度的变化而变化的指示，其将通过这里所述的材料10的不同的实施方案来显示。
虽然上表中的值不代表用材料10的不同的实施方案能够获得的结果的全部范围，但是该结果显示了在90°方向上弹性增加的量级没有导致在90°方向上拉伸强度损失的相应量级。实际上，在90°方向上弹性的增加是90度方向上拉伸强度损失的大约两倍。这种令人惊讶的结果证实了弹性和拉伸强度不是互逆的和线性相关的，而是显示了弹性可以最大化，而无需过度牺牲材料10的拉伸强度性能。
使用由TPU形成的外层12，20还提供了能够容易的进行印刷或者着色的表面，如图8所示。因为材料10典型的具有半透明外观，因此印刷物可以施用到材料10的将形成内侧的一侧上，并且该印刷物将是通过材料10可见的。结果，材料10本身将充当涂层，来保护该印刷物。在其他实施方案中，该印刷物可以施用到材料10的将形成外侧的一侧上，并且另外的涂层可以施用来保护所述印刷物。到TPU表面上的印刷可以用已知的方法来完成，包括但不限于丝网印刷。
在其他实施方案中，如图5-6所示，另外的印刷的或者着色的织造层22可以包括在材料10中。层22可以形成外层，其粘附到外层12，20中任一层上，或者可以置于层12，14，16，18，20中的任何层之间。
因为纤维层14，16，18典型的不具有任何透气性，因此可以包括纤维层14，16，18的穿孔，优选纤维间的穿孔，来改进所述材料的透气性。在其他实施方案中，可以包括毛细性衬层来将湿气传输离开材料10到不由材料10形成的其他区域，例如到透气的网孔区，其可以与材料10相邻布置，如图7a-7c和9-10所示。在仍然的其他实施方案中，材料10可以包括亲水性层，其设计来将汗水或者其他湿气牵引离开材料10。材料10可以包括这些实施方案之一、全部或者任意组合来改进材料10的透气性。
在某些实施方案中，材料10然后在某些构造中拉伸，来形成三维物体。例如，如图7a-7c所示，材料10通过拉伸变形来符合三维模具124的形状。在这些实施方案中，模具124是鞋楦头，其用于形成用于鞋子128的鞋面126。但是，本领域技术人员将理解材料10可以用于符合任何三维模具124，这里需要材料10的某些变形来用于使得材料10符合模具124，并且具有光滑的外观。
图8显示了通过在三维模具124上拉伸材料10，来变形材料10而形成的最终的三维产品。虽然图8所示的产品是鞋子128，但是本领域技术人员将理解上述的材料10可以与任何三维模具124一起使用来将材料10拉伸和变形成合适的三维物体。如图8所示，并且与图1-2相比，材料10具有光滑的表面外观，而无需将材料10切割或者缝合来实现所需的三维形状。
在这些实施方案中，材料10另外的层可以加入来稳定鞋面126的足中区域130和后跟区域132。
在某些实施方案中，胜于形成材料10的整个鞋面126，该材料10可以混入到鞋面126的策略性位置上，来利用材料10的高强度和低重量。此外，材料10内的纤维的方向性可以用于实现鞋面126中的特别性能。例如一种或多种纤维方向可以与高耐久性或者限制拉伸方向对齐，来实现期望的性能。
例如单向纤维材料10可以与其他材料如网、皮革或者合成材料组合，并且可以置于这些其他材料的顶上和/或与之相邻。其中使用单向纤维材料10的区域或者层也可以用于其他目的，除了提供轻量材料之外。例如材料10可以用于为鞋子128提供耐久性，稳定性，限制拉伸和形成三维形状。
此外，不同的单向纤维材料10可以用于鞋子128上，例如用于某些区域中，这里仅仅存在一个单向纤维层，以使得该材料的拉伸局限于仅仅一个确定方向上。例如具有较低拉伸的材料(例如-90°/0°/45°)可以与这里所述的材料10的实施方案在鞋子128的彼此相邻的区域中组合。
在鞋子228的某些实施方案中，如图9-10所示，将材料10混入到鞋面226的足中区域230和后跟区域232中，同时鞋面226的前足区域234是由透气材料238形成的。通过将材料10策略性的布置在需要较高强度的区域中和在其中强度不关键的区域中使用透气材料238，鞋面226利用了材料10的高强度和低重量性能，这里那些性能的重要性更高，同时还保持了高透气鞋子。如图9-10所示，两种材料10，238与在材料10和透气材料238二者上的匹配印刷细目相混合，其产生了无缝外观。透气材料238可以包括但不限于网，聚酯，聚酰胺和氨纶纤维(spandex)/弹性纤维(elastane)。
作为将材料10策略性混入鞋子328的鞋面326中的实施方案另外的例子，图11-12显示了将材料10用于鞋面326的前足区域334和足中区域330。在这些实施方案中，材料10另外的单独层可以加入来稳定足中区域330和脚趾区域336。
在策略性位置中使用材料10不限于鞋面。例如如图13所示，材料10可以用于形成鞋子328的鞋底342中的扭力杆或者底板340。使用材料10，以使得当底部单元弯曲时，纤维在张力中工作。材料10的高强度和轻度允许将该纺织品产品用于代替塑料所常规形成的部件。
除了上面讨论的鞋子128的机械方面之外，材料10可以用于任何机械应用，其典型的用于控制鞋底342(包括底板)的拉伸和弯曲行为。在这样的应用中使用材料10的益处是能够实现前足和足中独立的移动，其同时限制了弯曲行为。简言之，不同于大多数常规应用，材料10被配置来限制某些不期望的移动，同时允许其他令人期望的移动。因此，在鞋底342中策略性的使用材料10增加了稳定性，而不增加重量。
在仍然其他的实施方案中，材料10可以混入到由其他材料形成的鞋面426的部分上，并且用于增强系带444。在这些实施方案中，材料10本身以一定角度折叠，来实现该纤维多个优选的方向。
在附图中所示的或者上述的部件的不同的排列，以及没有显示或者描述的部件和步骤也是可能的。类似的，一些特征和子组合是有用的，并且可以使用，而无需参考其他特征和子组合。本发明的实施方案已经出于说明性而非限制性目的进行了描述，并且可选择的实施方案将对于本专利的读者变得显而易见。因此，本发明不限于上述的或者附图所示的实施方案，并且可以进行不同的实施方案和改变，而不脱离下面的权利要求的范围。

Claims (34)

1.一种鞋面，其包含由多层化材料形成的至少一部分，该材料包含：
(a)至少三个非织造纤维层，每个纤维层包含多个单向定向的纤维，其中该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-25°到-65°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+25°到+65°的角度；和
(b)基质材料；
其中该多层化材料包含弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。
2.根据权利要求1所述的鞋面，其中该基质材料包含第一外层，其粘附到至少三个非织造纤维层中一层的侧面上，和第二外层，其粘附到至少三个非织造纤维层的另一层的侧面上。
3.根据权利要求2所述的鞋面，其中该第一外层和第二外层是由选自下面的材料形成的：热塑性聚氨酯、其他聚氨酯、有机硅、乙烯丙烯二烯、聚氯乙烯、热塑性弹性体、聚乳酸、聚酰胺和聚乙烯。
4.根据权利要求2所述的鞋面，其中该第一外层和该第二外层中至少一层是由热塑性聚氨酯形成的，并且包含丝网印刷体。
5.根据权利要求1所述的鞋面，其中该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-30°到-60°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+30°到+60°的角度。
6.根据权利要求1所述的鞋面，其中该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-40°到-50°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+40°到+50°的角度。
7.根据权利要求1所述的鞋面，其中该纤维是由选自下面的材料形成的：超高分子量聚乙烯、其他聚乙烯、聚酯、尼龙、玄武岩、芳酰胺、碳、聚合物/碳复合材料、液晶聚合物和高性能膜。
8.根据权利要求1所述的鞋面，其中全部的鞋面是由多层化材料形成的。
9.根据权利要求8所述的鞋面，其中将该至少三个非织造纤维层刺破，来改进该多层化材料的透气性。
10.根据权利要求8所述的鞋面，其进一步包含毛细性衬层，来将湿气输送离开该多层化材料。
11.根据权利要求8所述的鞋面，其中该多层化材料进一步包含亲水性层，来将湿气牵引离开该多层化材料。
12.根据权利要求1所述的鞋面，其中后跟区域、足中区域和脚趾区域中至少一个包含多层化材料的另外的层。
13.根据权利要求1所述的鞋面，其中该至少三个非织造纤维层中至少一层中的纤维是在高耐久性或者限制拉伸方向上对齐的。
14.一种鞋面，其包含：
(a)由透气材料形成的第一部分；
(b)由多层化材料形成的第二部分，该材料包含：
(i)至少三个非织造纤维层，每个纤维层包含多个单向定向的纤维，其中该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-25°到-65°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+25°到+65°的角度；和
(ii)基质材料；
其中该多层化材料包含弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。
15.根据权利要求14所述的鞋面，其中该基质材料包含第一外层，其粘附到至少三个非织造纤维层中一层的侧面上，和第二外层，其粘附到至少三个非织造纤维层中的另一层的侧面上。
16.根据权利要求15所述的鞋面，其中该第一外层和该第二外层是由选自下面的材料形成的：热塑性聚氨酯、其他聚氨酯、有机硅、乙烯丙烯二烯、聚氯乙烯、热塑性弹性体、聚乳酸、聚酰胺和聚乙烯。
17.根据权利要求15所述的鞋面，其中该第一外层和该第二外层中至少一层是由热塑性聚氨酯形成的，并且包含丝网印刷体。
18.根据权利要求14所述的鞋面，其中该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-30°到-60°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+30°到+60°的角度。
19.根据权利要求14所述的鞋面，其中该至少三个非织造纤维层的第一层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-40°到-50°的角度，和该至少三个非织造纤维层的第二层中的纤维相对于该至少三个非织造纤维层的另一层中的纤维形成了+40°到+50°的角度。
20.根据权利要求14所述的鞋面，其中该纤维是由选自下面的材料形成的：超高分子量聚乙烯、其他聚乙烯、聚酯、尼龙、玄武岩、芳酰胺、碳、聚合物/碳复合材料、液晶聚合物和高性能膜。
21.根据权利要求14所述的鞋面，其中后跟区域、足中区域和脚趾区域中至少一个包含多层化材料的另外的层。
22.根据权利要求14的鞋面，其中该三个非织造纤维层中至少一层中的纤维是在高耐久性或者限制拉伸方向上对齐的。
23.一种鞋子，其包含：
(a)鞋面；和
(b)结合到该鞋面上的鞋底；
其中该鞋面和鞋底中至少一个的一部分包含多层化材料，其包含：
(i)至少一个非织造纤维层，该纤维层包含多个单向定向的纤维；和
(ii)基质材料；
其中该多层化材料包含弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。
24.一种鞋子，其包含：
(a)鞋面；和
(b)结合到该鞋面上的鞋底；
其中该鞋面和鞋底中至少一个的一部分包含多层化材料，其包含：
(i)非织造纤维层，每个纤维层包含多个单向定向的纤维，其中该非织造纤维层中的一层中的纤维相对于该非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-25°到-65°的角度；和
(ii)基质材料；
其中该多层化材料包含弹性性能，其允许当在三维模具上拉伸时，使得该多层化材料变形。
25.根据权利要求24所述的鞋子，其中该基质材料包含第一外层，其粘附到该非织造纤维层中一层的侧面上，和第二外层，其粘附到该非织造纤维层的另一层的侧面上。
26.根据权利要求25所述的鞋子，其中该第一外层和该第二外层是由选自下面的材料形成的：热塑性聚氨酯、其他聚氨酯、有机硅、乙烯丙烯二烯、聚氯乙烯、热塑性弹性体、聚乳酸、聚酰胺和聚乙烯。
27.根据权利要求25所述的鞋子，其中该第一外层和该第二外层中至少一个是由热塑性聚氨酯形成的，并且包含丝网印刷体。
28.根据权利要求24所述的鞋子，其中该非织造纤维层中的一层中的纤维相对于该非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-30°到-60°的角度。
29.根据权利要求24所述的鞋子，其中该非织造纤维层中的一层中的纤维相对于该非织造纤维层的另一层中的纤维形成了-40°到-50°的角度。
30.根据权利要求24所述的鞋子，其中该纤维是由选自下面的材料形成的：超高分子量聚乙烯、其他聚乙烯、聚酯、尼龙、玄武岩、芳酰胺、碳、聚合物/碳复合材料、液晶聚合物和高性能膜。
31.根据权利要求24所述的鞋子，其中全部的鞋面是由该多层化材料形成的。
32.根据权利要求24所述的鞋子，其中后跟区域、足中区域和脚趾区域中至少一个包含多层化材料的另外的层。
33.根据权利要求24所述的鞋子，其中该非织造纤维层中至少一层中的纤维是在高耐久性或者限制拉伸方向上对齐的。
34.根据权利要求24所述的鞋子，其中该多层化材料形成了鞋底中的底板。
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