CN106164193B - 非金属基底上选择性地应用的粘合剂颗粒 - Google Patents

Abstract

物品的制造依赖于两个或更多个部件的结合以形成物品的某些形式，例如与鞋鞋面结合的鞋鞋底。结合可以用被应用至基底的表面的粘合剂颗粒来实现。粘合剂颗粒用控制的能源例如激光选择性地熔合至基底。激光能的选择性应用允许粘合剂颗粒的特定的几何结构形成在基底上。具有熔合的粘合剂颗粒的基底与另一个部件匹配，允许熔合的粘合剂颗粒结合第一基底和第二部件。

Description

非金属基底上选择性地应用的粘合剂颗粒

技术领域

本文中的方面涉及粘合剂应用技术，该技术使用应用至粘合剂颗粒的能量以选择性地使粘合剂颗粒熔合至基底，以用于作为粘合剂与另一个部件最终使用。

发明背景

部件可以使用多种技术被联接在一起。例如，粘合剂可以被应用至意图与另一个基底结合的第一基底(例如，材料)的至少一个表面。粘合剂通过物理结合和/或化学结合可以结合两个基底。用粘合剂结合两个基底可以用于任何工业。例如，结合两个基底扩展到例如航空、汽车、航海、工业商品、消费用商品、服装、以及鞋类工业中。

示例性鞋类物品例如鞋被描述用于背景目的。典型的鞋包括鞋面和鞋底结构。鞋底结构又可以包括鞋底夹层和鞋外底。虽然讨论了单独的鞋底夹层和鞋外底，但预期的是，鞋底结构可以被形成，使得鞋底夹层和鞋外底仅仅是共同形成的结构的区域。为了参考的目的，示例性鞋可以被分成三个大致区域或区：鞋前部区域或趾部区域、鞋中部区域、以及鞋跟区域。鞋还包括外侧面和内侧面。当呈如穿着构型时，外侧面通常沿着使用者的足部的外侧面延伸。当呈如穿着构型时，内侧面沿着使用者的足部的内侧面延伸。外侧面和内侧面不意图划定鞋的特定区。而是，它们意图代表鞋的用于以下讨论的参考目的的大致区域。例如，内侧面和外侧面可以在趾部区域附近在内包头(toe box)的各个侧面处会聚。类似地，预期的是，内侧面和外侧面还可以在靠近鞋跟区域的阿基里斯增强部(Achillesreinforcement)的各个侧面处会聚。因此，取决于鞋设计和构造，术语内侧、外侧、趾部、鞋跟以及类似术语通常指的是靠近的位置并且可以不是限制性的。

鞋类物品的鞋面部分通常被固定至鞋底结构并且界定用于接纳足部的空腔。如上文所提及，鞋底结构可以包括鞋外底和鞋底夹层。鞋外底形成鞋底结构的地面接合表面。鞋底夹层通常被定位在鞋面和鞋外底之间。鞋外底和/或鞋底夹层可以由常规材料例如橡胶、皮革或聚合物泡沫材料(例如，聚氨酯或乙烯乙酸乙烯酯)形成。鞋外底可以与鞋底夹层一体地形成，或鞋外底可以被附接至鞋底夹层的下表面。

用于构造鞋类物品的传统的制造技术可以依赖于将液体粘合剂涂刷或应用至鞋底结构的顶表面(例如，鞋底夹层部分的顶表面)和/或鞋面部分的底表面。当需要充分量的粘合剂以在鞋底结构和鞋面之间形成充分的结合时，粘合剂的此应用可能证明是有问题的，但太多的粘合剂可能添加重量、成本，并且可能在视觉上是不合意的。

发明概述

提供本概述以便以简化的形式引入在下文在详述中进一步描述的概念的精髓。本概述不意图确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图被用作帮助确定要求保护的主题的范围。

方面大体上涉及粘合剂颗粒，所述粘合剂颗粒选择性地被熔合在用于鞋类物品的部件上，使得选择性地熔合的粘合剂颗粒然后可以随后被加热，以用于使该部件与另一个部件结合。例如，将粘合剂颗粒应用至鞋类物品部件的方法可以包括：将粘合剂颗粒应用至鞋类物品部件的一部分，使得激光器选择性地将激光能应用至粘合剂颗粒和鞋类部件，以使粘合剂颗粒和鞋类部件选择性地熔合。激光能的此选择性应用以期望的几何图案形成粘合剂颗粒的熔合的部分，该期望的几何图案在结合部件和有效使用粘合剂颗粒方面均是有效的。在选择性地应用激光能之后，所应用的粘合剂颗粒的未熔合的部分从鞋类部件中被除去，以便可能用于随后再应用至另一个部件上。另外，在示例性方面中，继除去所应用的粘合剂颗粒的未熔合的部分之后，热能被应用至熔合的粘合剂颗粒，以用于使鞋类部件与第二鞋类物品部件结合。

本发明还涉及以下方面：

1)一种将粘合剂颗粒应用至非金属基底的方法，所述方法包括：将粘合剂颗粒应用至所述非金属基底的一部分；将激光能选择性地应用至所应用的粘合剂颗粒和所述非金属基底，以选择性地熔合所述粘合剂颗粒和所述非金属基底，形成熔合的粘合剂颗粒部分；在选择性地应用所述激光能之后，从所述非金属基底中除去所述所应用的粘合剂颗粒的未熔合的部分；以及继除去所述所应用的粘合剂颗粒的所述未熔合的部分之后，将热能应用至所述熔合的粘合剂颗粒部分，以用于将所述非金属基底与第二基底结合。

2)如项1)所述的方法，其中在应用所述粘合剂颗粒之前，将底漆应用至所述非金属基底。

3)如项1)所述的方法，其中应用所述粘合剂颗粒使用静电敷料器，所述静电敷料器使所述粘合剂颗粒静电地充电。

4)如项3)所述的方法，其中导电剂不被应用至所述非金属基底以实现所述粘合剂颗粒的静电应用。

5)如项1)所述的方法，其中所述粘合剂颗粒包括粉末状粘合剂。

6)如项5)所述的方法，其中所述粉末状粘合剂包括选自以下的至少一种：热塑性聚氨酯(“TPU”)；乙烯乙酸乙烯酯(“EVA”)；以及聚烯烃。

7)如项1)所述的方法，其中所述粘合剂颗粒的熔点在50摄氏度至130摄氏度的范围内。

8)如项1)所述的方法，其中所述粘合剂颗粒包括红外掺杂剂。

9)如项1)所述的方法，其中选择性地应用所述激光能包括在相对于所述非金属基底的期望粘合剂的位置中，将所述激光能应用至所述粘合剂颗粒的第一部分，并且在相对于所述非金属基底的不期望粘合剂的位置中，不将所述激光能应用至所述粘合剂颗粒的第二部分。

10)如项1)所述的方法，其中选择性地应用所述激光能包括在相对于所述非金属基底的第二位置的所述非金属基底的第一位置处改变由激光器应用的能量的水平。

11)如项1)所述的方法，其中选择性地应用所述激光能包括将所述激光能引导在所述非金属基底的第一位置处，并且有意地避免在所述非金属基底的第二位置处应用激光能。

12)如项1)所述的方法，其中所述选择性地应用激光能产生封闭非熔合的粘合剂颗粒区的熔合的粘合剂颗粒周边。

13)如项1)所述的方法，其中所述激光能通过二极管激光器在至少近红外光谱范围内产生。

14)如项1)所述的方法，其中继除去所述所应用的粘合剂颗粒的所述未熔合的部分之后，将交联材料应用至所述熔合的粘合剂颗粒部分。

15)如项14)所述的方法，其中所述交联材料是包封的异氰酸酯硬化剂。

16)如项14)所述的方法，其中应用所述交联材料包括应用作为基于水的分散体的所述交联材料。

17)如项14)所述的方法，其中热能的应用将具有所述交联材料的所述熔合的粘合剂颗粒部分升高至在60摄氏度和80摄氏度之间的温度范围。

18)如项1)所述的方法，其中热能的应用至少部分地：从红外能量源产生；或通过所述非金属基底传导至所述熔合的粘合剂颗粒部分。

19)如项1)所述的方法，其中热能的应用将所述熔合的粘合剂颗粒部分升高至在80摄氏度和110摄氏度之间的温度范围。

20)如项1)所述的方法，其中继将热能应用至所述熔合的粘合剂颗粒部分之后，将鞋类物品部件与所述第二基底结合。

21)如项20)所述的方法，其中所述第二基底包括熔合的粘合剂颗粒部分。

22)如项1)所述的方法，其中所述非金属基底是用于鞋类物品的部件。

23)一种非金属部件，所述部件包括：具有表面的所述部件；接触所述部件的表面的粘合剂颗粒；并且所述粘合剂颗粒形成熔合的区域和第二未熔合的区域，其中所述粘合剂颗粒与所述部件在所述熔合的区域中熔合，并且所述粘合剂颗粒与所述部件在所述未熔合的区域中不熔合，所述熔合的区域在所述部件的表面上形成封闭所述未熔合的区域的周边。

24)如项23)所述的部件，其中所述部件是鞋类物品的鞋底部分或鞋面部分中的一个。

25)如项23)所述的部件，其中所述部件由具有在所述粘合剂颗粒的熔化温度的150摄氏度内的熔化温度的材料形成。

26)如项23)所述的部件，其中所述部件由选自以下的材料形成：热固性材料；或热成形材料。

27)如项23)所述的部件，其中所述粘合剂颗粒包括选自以下的至少一种：热塑性聚氨酯(“TPU”)；乙烯乙酸乙烯酯(“EVA”)；以及聚烯烃。

28)如项26)所述的部件，其中所述粘合剂颗粒还包括红外掺杂剂。

附图说明

参考附图，在下文详细地描述本发明，其中：

图1描绘根据本文的方面的示例性工艺，其中用于鞋类物品的部件接收被应用在其上的选择性地应用的激光能以选择性地熔合粘合剂颗粒；

图2描绘根据本发明的方面的沿着图1的线2-2的横截面图；

图3描绘根据本文的方面的类似于图1的示例性工艺，其中用于鞋类物品的部件接收被应用在其上的选择性的激光能以选择性地熔合粘合剂颗粒；

图4描绘根据本文的方面的沿着图3的线4-4的横截面图；

图5描绘根据本文的方面的如集中区域(focus region)5如在图3中确定的集中视图；

图6描绘根据本文的方面的沿着图5的线6-6的横截面图；

图7图示根据本文的方面的具有熔合的粘合剂颗粒的鞋底部件，所述鞋底部件被描绘为被激活，之后与鞋面部件匹配；

图8描绘根据本文的方面的在匹配之前接收热能的鞋面部件和鞋底部件的第二实例；

图9描绘根据本文的方面的激活熔合的粘合剂颗粒用于结合鞋面部件和鞋底部件的可选择的方法；以及

图10图示根据本文的方面的用于将粘合剂颗粒应用至鞋类物品部件的方法的代表。

具体实施方式

方面大体上涉及粘合剂颗粒，所述粘合剂颗粒选择性地熔合在基底上，使得选择性地熔合的粘合剂颗粒然后可以随后被加热，以用于使该基底与另一个部件结合。例如，将粘合剂颗粒应用至基底的方法可以包括将粘合剂颗粒应用至鞋类物品部件的一部分，使得激光器选择性地将激光能应用至粘合剂颗粒和鞋类部件，以使粘合剂颗粒和鞋类部件选择性地熔合。激光能的此选择性应用以期望的几何图案形成粘合剂颗粒的熔合的部分，该期望的几何图案在结合部件/基底和有效使用粘合剂颗粒方面均是有效的。在选择性地应用激光能之后，所应用的粘合剂颗粒的未熔合的部分从基底中被除去，以便潜在用于随后再应用至另一个部件上。另外，在示例性方面中，继除去所应用的粘合剂颗粒的未熔合的部分之后，热能被应用至熔合的粘合剂颗粒，以用于使基底与第二基底结合。

方面还提供鞋类物品的部件例如鞋底部分。部件包括表面例如鞋底夹层足部支撑表面或鞋底夹层侧壁内部表面。部件被改装，例如被形成或设置大小以形成鞋类物品的至少一部分。部件还具有与部件表面呈接触关系的粘合剂颗粒。粘合剂颗粒形成熔合的区域和第二未熔合的区域两者。熔合的区域是将激光能选择性地应用至粘合剂颗粒以熔合粘合剂颗粒的结果，这将熔合的区域在部件表面上形成为特定的几何图案。未熔合的区域是热能例如激光能不被充分地应用并且因此不熔合的粘合剂颗粒的一部分。粘合剂颗粒与部件在熔合的区域中熔合，并且粘合剂颗粒与部件在未熔合的区域中不熔合。未熔合的区域大体上以部件表面上的熔合的区域为界线。在示例性方面中，通过熔合的区域形成的几何图案大体上围绕未熔合的区域形成周边，从而允许足够的表面部分具有熔合的区域，而不需要全部表面具有熔合的区域。换句话说，通过选择性地应用激光能，形成环绕粘合剂颗粒的未熔合的区域的熔合的区域是可能的。

图1描绘根据本文的方面的示例性工艺100，其中用于鞋类物品的部件102接收被应用在其上的选择性的激光能110，以选择性地熔合粘合剂颗粒202。鞋类物品是意图与使用者的足部相关而穿着的物品。鞋类物品的实例包括但不限于靴、鞋、凉鞋及类似物。因此，预期的是，本文提供的方面可以应用于任何鞋类物品例如鞋。虽然鞋类物品在整个本描述中被讨论，但应用于鞋类物品的概念事实上是示例性的，意图在某些方面应用在鞋类制造之外。如在背景中所提供的，鞋类物品可以由许多部件例如单独的构件和构件的组件形成。例如，鞋底可以是鞋底夹层和鞋外底的组合。类似地，鞋面可以是形成鞋面的材料的组合。因此，提及“部件”预期单独的构件以及构件的组件两者。在示例性方面中，部件是鞋类物品的鞋底夹层部分。另外，在示例性方面中，部件是鞋类物品的鞋面部分。在此理解下，图1-6主要地描绘鞋底部分以用于例证性目的。然而，预期的是，其他部件例如鞋面反而可以应用于本文提供的并且参考图1-6具体讨论的多个概念。

在此示例性方面中，部件102是具有表面104的鞋底部分。表面104是部件102的足部支撑表面，其通常被描述为相对于重力的方向是大体上水平的。换句话说，表面104对于抵抗粘合剂颗粒由于重力的移动是有效的。表面104的此定向相比之下是非水平的表面，例如将在下文图7和8中讨论的鞋底夹层侧壁。

示出沉积构件106，其将粘合剂颗粒202沉积或应用至表面104上。沉积构件106事实上是示例性的，并且预期应用粘合剂颗粒202的任何方式。在示例性方面中，例如，气动敷料器(pneumatic applicator)比如空气动力喷雾器可以应用粘合剂颗粒，使得粘合剂颗粒以相对均匀的方式应用至非水平的表面。沉积构件106被意图解释，当沉积构件横穿表面104或以其它方式相对于表面104移动时，例如在鞋跟至趾部方向上、趾部至鞋跟方向上、外侧至内侧方向上、内侧至外侧方向上、或在特定的沉积通路中，沉积构件可以应用粘合剂颗粒202。另外，在示出的实施例中，沉积构件106被描绘为将粘合剂颗粒202沉积跨越表面104的实质宽度；然而，预期的是，应用粘合剂颗粒可以呈更集中或更聚集的应用，例如将在下文图3处被描绘的。

在示例性方面中，预期的是，沉积构件例如静电粉末敷料器当用静电电荷充电时，可以沉积粘合剂颗粒。用静电荷的此应用可以允许非水平的应用并且保持粘合剂颗粒，直到粘合剂颗粒的随后的选择性熔合发生。另外，预期的是，静电荷减少不被保持在表面上的粘合剂颗粒的量，这导致制造效率。在示例性方面中，预期的是，导电流体或传统地形成接地接收器(grounded receptor)的其他材料不被应用或以其它方式使用在部件上，该接地接收器用于待被吸引的静电地充电的粘合剂颗粒。反而，部件例如鞋鞋底部分可以由以下材料形成，该材料固有地用作吸引并且保持静电地充电的粘合剂颗粒的充分地面。同样地，制造工艺的效率可以实现，因为不需要应用和固化导电流体的单独步骤，在适当选定的部件材料(例如，用于形成鞋底夹层的泡沫材料)和静电地充电的粘合剂颗粒之间仍然实现充分吸引。

在示例性方面中，本文提供的粘合剂颗粒可以是粉末状材料。例如，预期的是，粘合剂颗粒包括热塑性聚氨酯(“TPU”)；乙烯乙酸乙烯酯(“EVA”)；或聚烯烃材料。在示例性方面中，粘合剂颗粒可以具有在4和140、20和100、或70和90之间的筛孔大小。还预期的是，粘合剂颗粒具有在从50摄氏度至130摄氏度的范围内的熔化温度，因为在示例性方面中，那是其中选定的鞋类物品部件可以接收粘合剂颗粒并且被熔合的操作温度。更特别地，预期的是，在示例性方面中，熔化温度是60摄氏度至90摄氏度或60摄氏度至80摄氏度，以实现本文提供的概念的期望的可制造性。选择粘合剂颗粒可以取决于期望的结合强度、部件材料、和/或部件将被结合至的第二鞋类物品部件材料。

取决于粘合剂将被结合至的材料，预期的是，多个温度范围可以在粘合剂熔化温度和粘合剂被应用至的材料的熔点之间存在。例如，在粘合剂熔化和基底(例如粘合剂被熔化至其上的部件)之间的范围可以小于160摄氏度。例如，如果基底是可以具有在120摄氏度和220摄氏度之间的熔点的TPU或Pebax(即，聚醚嵌段酰胺共聚物)并且粘合剂具有在60摄氏度和80摄氏度之间的熔化温度。类似地，在示例性方面中，在提出的范围下，基底和粘合剂的熔化温度之间的差异可以如40摄氏度一样低。

预期另外的基底材料。例如，为热固性材料的基底将在给定的温度下燃烧，而不是在给定的温度下熔化。实例可以包括橡胶(例如，具有硫或过氧化物固化的交联的热固性橡胶)、交联的聚烯烃泡沫(例如，EVA、基于丁烷的嵌段共聚物、基于辛烷的共聚物、其混合物)、热固性聚氨酯泡沫(例如，聚酯、聚醚、聚己酸内酯)、或热固性聚氨酯弹性体(例如，聚酯、聚醚、聚己酸内酯)。还预期的是，这些材料中的每种可以具有不同的硬度。例如，热固性橡胶和热固性聚氨酯弹性体可以具有55邵氏A至75邵氏A的硬度范围。而且，预期的是，这些基底材料可以具有密度范围。在示例性方面中，例如，交联的聚烯烃可以具有小于0.35g/cc的密度并且热固性聚氨酯泡沫可以具有小于0.40g/cc的密度。虽然列出特定的材料并且还指示特定的特性，但应理解，它们事实上是示例性的并且不限于本文提供的方面的应用。

继将粘合剂颗粒202沉积或应用至表面104(或任何表面)上之后，从激光器108选择性地应用激光能以将粘合剂颗粒的温度升高至至少粘合剂颗粒的熔化温度。激光器108可以是任何类型的激光器，只要粘合剂颗粒、部件、以及激光器的频率/功率是相容的，以导致粘合剂颗粒和部件的熔合。例如，具有200瓦特等级的CO2激光器可以在多个设置值下被使用，该设置值基于被覆盖的表面积、粘合剂颗粒的类型、以及形成部件的材料来调整。速度、功率、频率、填充间隙(fill gap)、以及摆动可以全部基于有效用于选择性地应用激光能的示例性系统来调整。另外，预期的是，激光器可以是在近红外(“NIR”)光谱中例如约980nm产生能量的二极管激光器。选择在NIR光谱中的激光器可以允许选择性并且优选相对于另一种材料加热一种材料。例如，预期的是，在NIR光谱中有效的掺杂剂可以包含在粘合剂颗粒中，以增强如通过掺杂的粘合剂颗粒感知的来自给定的激光能的热能产生。此掺杂剂可以允许能量的增加的吸收并且按需要区分部件和粘合剂颗粒的加热，以实现不同的熔化温度以完成熔合/结合。在示例性方面中，预期的是，激光器可以在800nm至2,000nm频率范围内操作以实现激光能的期望的应用。

激光器功率的选择性应用可以通过以期望的位置顺序特定地定位激光能110(例如激光束)以产生特定的几何形式例如在图1中大体上描绘的哈希图案(hash pattern)来实现。总的来说，选择性应用激光能与将热能一般应用至粘合剂颗粒不同，而是将粘合剂颗粒的仅某些部分暴露于激光能。换句话说，选择性地应用激光能允许特定的几何构型在较大集合的沉积的粘合剂颗粒内形成为熔合的部分。此特定的几何构型可以优化位置、数量，并且当粘合剂颗粒被用作与另一个部件的结合剂时产生粘合剂颗粒的效果。

选择性地应用激光能的实施例可以包括引导激光能以在鞋底夹层侧壁上形成周边，使得粘合剂颗粒被熔合在鞋底夹层侧壁上以在鞋面上形成接近咬线(bite line)的合适的结合层。换句话说，预期的是，激光能可以被选择性地应用以形成周边(其不一定延伸鞋底夹层的整个周边)，例如50毫米至3厘米宽的结构，这对于将鞋底夹层的侧壁结合至鞋面是有效的。除了实质周边之外或以实质周边的可选物，还预期通过将激光能选择性地应用至鞋底夹层的足部支撑表面形成的几何结构。几何结构可以被形成为使得未熔合的粘合剂颗粒的部分大体上以熔合的粘合剂颗粒为界(例如，在边缘上围绕)。有界的几何构型的非限制性实例包括如将在下文中讨论的通过约束未熔合的区域204的熔合的区域206形成的所描绘的哈希构型。在选择性应用激光能下，还预期其他几何结构，例如有机结构和重复图案。选择性地应用的激光能所形成的结构是基于输入和指令形成的结构，该输入和指令通过计算系统提供以将特定的激光能应用至限定的第一位置，同时有意地避免将激光能应用至在部件上的第二位置。

将激光能选择性应用至粘合剂颗粒可以被用于产生熔合的和未熔合的粘合剂粉末区的许多几何结构。例如，预期的是，在激光器行进的线性方向(或任何运动路径)上，在行进的连续方向上的第一部分可以与激光能熔合，行进的线性方向的随后的部分不通过激光器来熔合(例如不充分的或没有激光能被应用)，并且最终沿着行进的相同线性方向的粘合剂颗粒的另一部分通过选择性应用激光能来熔合。同样地，将激光能选择性应用至粘合剂粉末有效用于形成熔合的和未熔合的粘合剂粉末的区域，该熔合的和未熔合的粘合剂粉末产生具有结合至其的粘合剂的区域和不具有结合至其的粘合剂的区域，该结果在没有选择性应用激光能的情况下不能被实现。

选择性应用激光能可以通过与激光器机械地联接的计算机控制的运动机构例如X-Y传动定位系统(gantry system)来完成。另外，预期的是，选择性应用激光能可以用镜式电流计(mirror galvanometer)来完成，以将激光能有效地引导在特定的位置处，以实现选择性地形成的熔合的粘合剂颗粒区域。不考虑实施用于特定地引导激光能束的系统，预期的是，具有体现在计算机可读介质上的计算机可执行指令的计算系统有效用于控制引导机构，以基于预定义的指令有效地且选择性地熔合粘合剂颗粒，该预定义的指令是关于位置、功率、速度、摆动、频率、以及与引导机构和激光器有关的其他可调整的因子。

如在本文的方面中所预期的，特定引导激光能连同控制功率、速度、摆动、以及频率一起，提供选择性地应用热熔化粘合剂的能力，这优于应用热熔化粘合剂的可选择的方法。例如，某些系统可以依赖于将导电液体应用至待被结合的部件和被静电地牵引至导电液体的带电荷的热熔化的粘合剂颗粒，这不能实现有效的机会来选择性地定位粘合剂颗粒，而是通过操纵将导电液体应用至部件上，这可能不允许特定的几何结构由粘合剂颗粒形成，也不允许发生得到的结构的控制的期望的水平。将涂层应用在基底上的可选择的方法将扫描激光束用于基底的表面上，以将基底加热至充分的温度，该温度随后使热熔化粘合剂熔化，而不具有激光能与热熔化粘合剂的直接相互作用。此实例预期使用来自激光器的能量将基底表面加热至充分的温度，使得当粉末状材料被沉积在基底上时，粉末状材料熔化，而不直接接收激光能。同样地，基底被加热至以下温度，该温度充分用于从残余的热能将粉末的稍后的沉积物熔化在基底上。加热基底和缺乏粘合剂颗粒的选择性熔合未能提供用于制造鞋类物品(例如，在示例性方面中，将粘合剂颗粒选择性地熔合至非金属基底)所需要的期望的效率。

如在图1中所描绘的，继沉积粘合剂颗粒之后，激光器108和选择性地引导的激光能110将粘合剂颗粒的部分熔合在一起并且在此实例中与部件102熔合在一起。虽然所引导的激光能110被描绘为在图1中的均匀的激光应用，但事实上激光能110可以是具有几何特性(例如，大小、形状)的集中束，该几何特性有效用于熔合适当量的粘合剂颗粒。得到的熔合的区域206延伸穿过部件102的一个或更多个表面，形成最终可以是使部件102与另一个部件结合的结合结构。因为激光能110被选择性地应用，所以没有通过激光能110将温度增加至熔化温度的粘合剂颗粒的一部分保持未熔合的(例如，通过升高至至少熔化温度的熔合工艺还没有与邻近的颗粒结合的颗粒构型)构型，如由未熔合的区域204代表的。在此实例中，未熔合的区域204被约束在熔合的区域206之间；然而，在可选择的方面中，未熔合的区域204可以不被熔合的区域约束。

图2描绘根据本发明的方面的沿着图1的线2-2的横截面图。部件102被描绘成从鞋跟末端朝向趾部末端延伸。沉积构件106被描绘成将粘合剂颗粒202沉积为自由流动的粉末200，当沉积构件106从鞋跟末端朝向趾部末端横穿部件102时，所述自由流动的粉末200通过重力、压力、或在静电粘合的帮助下来沉积。沉积的粘合剂颗粒202的厚度可以是任何厚度，例如1毫米至3毫米的厚度。预期的是，沉积的材料的厚度可以在材料被应用至其上的部件的不同位置处变化。厚度上的此差异可以实现粘合剂颗粒的不同的最终结合特性以实现功能优点。

激光器108在部件102上的特定位置处发射激光能110以在该位置处选择性地熔合粘合剂颗粒，同时在不被激光能热地靶向的位置处将粘合剂颗粒留在未熔合的状态。同样地，熔合的区域206类似于未熔合的区域204在粘合剂颗粒内被描绘。

如先前所讨论的，预期的是，熔合的和未熔合的粘合剂颗粒的任何几何结构可以由引起粘合剂颗粒的熔合的激光能的选择性应用形成。另外，如将在图3和图4中所描绘的，预期的是，各种应用技术、装置、以及方法可以用于选择性地熔合和应用粘合剂颗粒。还如先前所讨论的，预期的是，在示例性方面中，静电应用技术可以被实施以宽泛地应用或以选择性地应用粘合剂颗粒。

图3描绘根据本文的方面的类似于图1的示例性工艺，其中用于鞋类物品的部件102接收被应用在其上的选择性的激光能110，以选择性地熔合自由流动的粉末200，所述自由流动的粉末200还可以被称为粘合剂颗粒200。然而，在图3中，激光器109与沉积构件107协调运动，使得应用粘合剂颗粒和选择性应用激光能是接近同时发生的工艺，作为本文提供的方面的可选择的选项。

激光能110有效用于将粘合剂颗粒200熔合至部件102，使得在其之间形成物理结合和/或化学结合。此工艺确保用于将两个或更多个部件结合在一起的粘合剂在合适的位置中且以最优的几何结构应用。如将在下文所讨论的，熔合的粘合剂颗粒可以随后被加热或以其它方式被激活以再次将粘合剂颗粒升高至至少熔化温度，使得当粘合剂颗粒与第一部件和第二部件接触固化时，粘合剂颗粒被熔合至其上的部件与第二部件功能性地结合。

图4描绘根据本文的方面的沿着图3的线4-4的横截面图。当粘合剂颗粒200被应用至表面104时，来自激光器109的激光能110将粘合剂颗粒选择性地熔合在一起并且熔合至部件102，产生熔合的粘合剂颗粒的期望的几何结构，例如熔合的区域206。因为激光能被选择性地应用，所以粘合剂颗粒的部分保持未熔合，以便随后从表面104除去，例如未熔合的区域204。

图5描绘根据本文的方面的如集中区5如在图3中确定的集中视图。特别地，熔合的区域206代表舱口状几何结构(hatch-like geometric structure)，其有效用于至少部分地环绕未熔合的区域204。因为选择性应用激光允许粘合剂颗粒的某些部分保持未熔合，同时熔合其他区域，未熔合的部分可以再循环用于稍后应用至部件。而且，因为应用粘合剂颗粒可以在添加剂或其他化学品下进行，以在熔合之前提供暂时的结合，所以那些另外的剂和/或化学品不影响未熔合的粘合剂颗粒的可再循环性。

图6描绘根据本文的方面的沿着图5的线6-6的横截面图。在此实例中，粘合剂颗粒的未熔合的部分已经被除去以暴露熔合的区域206。同样地，粘合剂颗粒被熔合至部件102，使得粘合剂颗粒在表面104上形成联接的几何结构。熔合的粘合剂颗粒的几何结构可以延伸高于表面104定义的高度，例如1-3mm。另外，宽度或其他几何构型可以被调整以提供不同水平的粘合剂颗粒以在部件之间实现期望的结合水平。

如先前所提供的，在第一部件例如鞋底上的熔合的粘合剂颗粒被用于该部件与另一个部件例如鞋鞋面的随后结合。因此，选择性应用激光能允许产生粘合剂颗粒的选择性定位，以便最终用于将两个或更多个部件结合。虽然粘合剂颗粒已经作为可以经过多个状态变化(例如固体至液体至固体至液体)的热成形类型材料被讨论，但在某些方面中，可以期望的是，添加剂(例如交联剂)以产生热固性材料(例如反应性热熔化粘合剂)。

然而，如果其中粘合剂颗粒被加热以用于形成几何结构的目的，之后应用第二部件的工艺被实施，如果交联剂被引入，之后此初始应用激光能，则粘合剂颗粒将不适合于将来加热以实现两个部件之间的结合。因此，在示例性方面中，如果交联剂将被引入热塑性材料，则在形成粘合剂颗粒几何结构之后引入交联剂。交联剂的实例可以包括包封的异佛尔酮二异氰酸酯(“IPDI”)三聚体。交联剂可以作为基于水的分散体来应用，所述基于水的分散体在熔合的粘合剂颗粒上在低于该剂的激活温度的温度下被干燥。因此，在已经被交联剂处理的熔合的粘合剂颗粒被加热高于激活温度和融化温度之后，交联可以开始并且耐热性将受部件和粘合剂颗粒之间的结合边沿(bonding margin)影响。还预期的是，局部的表面改变(例如增加的表面积、孔隙度、粗糙度)可以被引入以允许将交联剂(例如硬化剂)更均匀地分布到熔合的粘合剂颗粒中。

图7-9示出用于随后激活熔合的粘合剂颗粒以用于使部件(例如鞋鞋底)与第二部件(例如鞋鞋面)结合的目的的非限制性实施例。一个或更多个部件(例如鞋底部件、粘合剂颗粒层)的横截面在图7-9中示出，以用于讨论和示例性目的。

第一通常的技术将在图7和图8中被示出，其中预期的是，例如通过红外光的闪激活(flash activation)可以被用于将熔合的粘合剂颗粒升高至实质的温度(例如熔化温度)。在该点下，将待被结合的部件匹配在一起(例如，在充分的压力下联合在一起)，直到粘合剂颗粒已经重结晶。将在下文图9中示出的第二预期的激活技术预期，首先使待被结合的部件匹配并且然后将熔合的粘合剂颗粒加热至充分的温度，此后保持压力，直到温度可以恢复降到低于粘合剂颗粒的结晶温度。

特定地转向图7，根据本文的方面，具有熔合的粘合剂颗粒708的鞋底部件704被描绘成被激活，之后与鞋面部件702匹配。如先前所讨论的，预期的是，热能提供源可以被用于将熔合的粘合剂颗粒的温度增加至实现以下的充分的温度，当鞋底部件704和鞋面部件702匹配并且在压力下保持直到熔合的粘合剂颗粒重结晶时，熔合的粘合剂颗粒可以用作鞋底部件704和鞋面部件702之间的粘合剂。

热能源可以是任何合适的能源。在示例性方面中，热能源可以是红外发射器710，该红外发射器710以足以在熔合的粘合剂颗粒708处产生热能的频率发射能量。虽然单红外发射器710被描绘，但应理解，任何数目、组合、类型、样式、频率等等可以被实施以实现适合于本文提供的方面的热能源。在此实例中，在水平表面和侧壁内部表面706两者处是在鞋底部件704上的熔合的粘合剂颗粒708被激活之后，鞋底部件704和鞋面702用力712和/或力711匹配在一起。在示例性方面中，部件可以保持在压缩的关系中持续充分的时间，以允许熔合的粘合剂颗粒冷却和重结晶从而形成鞋底部件704和鞋面部件702之间的结合。因为部件在熔合的粘合剂颗粒激活之后接触，所以在示例性方面中，熔合的粘合剂颗粒可以被选择以具有较慢的重结晶速率，允许部件进入匹配构型，之后重结晶。

在图7的实例中，熔合的粘合剂颗粒708仅提供在一个部件鞋底部件704上。鞋面部件702不含熔合的粘合剂颗粒，之后被放置成匹配构型。因此，在此实例中，在鞋底部件704和鞋面部件702之间的结合取决于鞋底部件704的熔合的粘合剂颗粒708。在此实例中，鞋面部件702的底表面703与鞋底部件704接触，允许熔合的粘合剂颗粒708将部件结合在一起。

在此实例中还描绘，熔合的粘合剂颗粒708沿鞋底704的非水平侧壁706向上延伸。因此，不同于粉末状材料的平面应用，方面预期用于熔合的粘合剂颗粒的多表面应用。通过在侧壁706上提供粘合剂颗粒，鞋底部件704可以与鞋面部件结合直到咬线，鞋底侧壁顶边缘和鞋面702之间的交叉。因此，在示例性方面中，随后的粘合剂应用或另外的结合技术可以通过允许熔合的粘合剂颗粒延伸穿过水平表面和非水平表面两者而在制造鞋类物品中避免。

图8描绘根据本文方面的在匹配之前接收热能的鞋面部件702和鞋底部件704的第二实例。在图8的示出的实例中，鞋面部件702具有被应用于其上的熔合的粘合剂颗粒层705。熔合的颗粒层705可以由与形成熔合的颗粒层708的粘合剂颗粒类似的粘合剂颗粒形成，熔合的颗粒层708应用至鞋底部件704。虽然单红外发射器710被描绘，但应理解，任何数目、组合、类型、样式、频率等等可以被实施以实现适合于本文提供的方面的热能源。

预期的是，以各个角度发射能量的多种热能源可以被实施，以实现跨越各个粘合剂颗粒部分的相对均匀的热能产生。预期的是，使熔合的粘合剂颗粒定位于鞋面部件702和鞋底部件704两者上，可以提供例如形成一个或更多个部件的某些材料、部件之间更一致且更完全的结合。然而，在具有不同的材料和/或部件的某些方面中，单独应用粘合剂颗粒可以足以实现期望的结合。

图9描绘根据本文的方面的激活熔合的粘合剂颗粒用于结合鞋面部件702和鞋底部件704的可选择的方法。在此实例中，部件在压力(例如压力711和压力712)下匹配在一起，之后重新激活(例如趋于非结晶状态)熔合的粘合剂颗粒。在此实例中，热诱导元件例如热可变的鞋楦714然后可以加热部件例如鞋面部件702中的一个或更多个。然后，部件的加热引起熔合的粘合剂颗粒708温度升高到足以使部件结合。热可变的鞋楦714可以使用许多不同的机构来加热。例如，能量供应构件716可以提供热液体或电流，以用于帕尔帖设备(peltier device)、内部诱导设备、电阻加热设备、聚酰胺加热设备、及类似设备。通过能量供应构件716或在能量供应构件716中产生的热足以将粘合剂颗粒的温度升高至允许部件结合的熔化温度。

图10示出根据本文的方面的将粘合剂颗粒应用至鞋类物品部件的方法1000的代表。在方框1002处，粘合剂颗粒被应用至部件。如先前所讨论的，预期的是，颗粒可以通过重力、压力、静电粘合、或任何合适的手段来沉积。不同于依赖于导电剂实现静电粘合的某些应用技术，在示例性方面中，导电剂可以不被应用至部件。在示例性方面中，代替依赖于导电剂，由其形成部件的材料用作底层(ground)，该底层足以实现期望程度的静电粘合，以便进行最终的熔合操作。还预期的是，底漆可以被应用至部件以实现粘合剂颗粒和部件之间的较强的结合。在示例性方面中，底漆可以是紫外激活的底漆，其产生粘合剂颗粒可以被熔合至其上的充分结合的表面。

如先前所讨论的，预期的是，粘合剂颗粒可以是干燥的或液体材料。在示例性方面中，粘合剂颗粒至少部分地是粉末状粘合剂，例如TPU、EVA、或聚烯烃材料。粘合剂颗粒还可以包括掺杂剂，该掺杂剂允许变化地响应于一个或更多个能源。例如，红外掺杂剂可以被包括在帮助热响应于红外能源的粘合剂颗粒中。粘合剂颗粒可以具有在50摄氏度和130摄氏度的范围内的熔化温度。在示例性方面中，还预期的是，熔化温度在60摄氏度至90摄氏度的范围内。

在方框1004处，激光能选择性地应用至粘合剂颗粒。受激光能影响的粘合剂颗粒的温度增加到足以与下面的部件熔合和结合。在示例性方面中，充分的温度是在粘合剂颗粒的熔化温度处或高于粘合剂颗粒的熔化温度。熔合的粘合剂颗粒形成几何结构、熔合的区域，所述熔合的区域被选择以在期望的位置处产生适当数量的粘合剂颗粒，以在两个部件之间实现期望的结合。例如，预期的是，通过选择性应用激光能，熔合的粘合剂颗粒的带可以围绕内部侧壁延伸，直到接近顶边缘以在咬线处将鞋底牢固地结合至鞋面。类似地，鞋底的足部支撑表面可以具有几何图案例如有界的结构，所述几何图案提供粘合剂颗粒的一致的或相对均匀的分布，而不需要粘合剂颗粒的完全表面覆盖。在此实例中，预期的是，精确应用粘合剂颗粒可以通过选择性应用激光能来实现，使得取决于某些部件大小、样式、以及形状，实现预先确定的量和覆盖率的熔合的粘合剂颗粒。

选择性应用激光能可以包括在第一位置中应用激光能以及在第二位置中省略激光能。省略可以通过阻挡激光能或消除激光器的电源来完成。在示例性方面中，无论激光能在何处被提供，熔合粘合剂颗粒可以发生，并且无论激光在何处被应用，粘合剂颗粒保持为自由流动的颗粒。类似地，预期的是，激光器的频率、速度、或功率水平可以被调整，以改变粘合剂颗粒是否实现熔化温度(例如，熔合)或在给定的位置中不熔化。

在方框1006处，未熔合的粘合剂颗粒从部件中被除去。未熔合的粘合剂颗粒是不被升高至足以与至少下面的部件熔合的温度持续充分的时间的粘合剂颗粒。未熔合的材料可以通过重力、压缩流体、真空、或其他除去技术来除去。在示例性方面中，因为交联剂在应用激光能之前不被使用，所以未熔合的材料可以被再循环用于随后的操作。

在方框1008处，热能被应用至粘合剂颗粒的熔合的区域。在示例性方面中，热能可以通过能量发射器例如红外光源来提供，或热能可以通过导电构件例如热调节的鞋楦来提供。热能的此应用充分地升高熔合的粘合剂颗粒的温度，以实现允许粘合剂颗粒用作两个部件之间的结合剂的熔化温度状态转变。还预期的是，交联剂可以被引入以产生热固性材料，使得热的随后应用不太可能产生两个部件之间的结合的损失。在示例性方面中，在包含交联剂的实例中，温度可以在60摄氏度和80摄氏度的范围内升高。在还另一示例性方面中，在其中还没有特定地添加交联剂的实例中，粘合剂颗粒的温度可以被升高至在80摄氏度和110摄氏度之间的温度范围。使用交联剂可以取决于粘合剂颗粒被熔合至其上的基底的特性。例如，如果基底的物理特性或化学特性受用于非交联添加的粘合剂颗粒的示例性加热的较高的温度范围影响，则例如可以实施交联地交织的粘合剂颗粒的较低的温度范围。

方框1010代表再循环粘合剂颗粒的未熔合的部分以用于随后应用至另一个鞋类物品部件的任选的步骤。如先前所提供的，预期的是，当粘合剂颗粒是热成形材料时，粘合剂颗粒在随后的操作中是可使用的，所述热成形材料可以达到熔化温度，以与一个或更多个部件熔合或结合。虽然图10中的特定的实例涉及鞋类物品，但预期的是，该方法步骤可适用于如本文提供的和下文讨论的其他领域、物品和工业。

虽然本文着重于与鞋类物品有关的实施方式提供示例性方面，但应理解，特定性特征和一般性概念可以被应用于多种实施方式。例如，汽车、航空、光学工业、重工业、电子制造、航海应用、通信及类似应用可以全部利用本文提供的概念。同样地，预期的是，在某些方面中涉及鞋类物品的示出的实例可以不是限制性的，而事实上仅仅是示例性的。

从前述将看出，本发明是很好适于实现上文陈述的所有目标和目的连同对于结构是明显的并且固有的其他优点的发明。

应理解，某些特征和子组合具有实用性并且可以被采用，而不参考其他特征和子组合。这是权利要求的范围所涵盖的并且在权利要求的范围内。

因为许多可能的实施方案可以由本发明作出而不背离其范围，因此应理解，本文陈述的或附图中示出的所有内容应被解释为说明性的并且不具有限制性意义。

Claims (22)

1.一种将粘合剂颗粒应用至非金属基底的方法，所述方法包括：将粘合剂颗粒应用至所述非金属基底的一部分；将激光能选择性地应用至所应用的粘合剂颗粒和所述非金属基底，以选择性地熔合所述粘合剂颗粒和所述非金属基底，形成熔合的粘合剂颗粒部分；在选择性地应用所述激光能之后，从所述非金属基底中除去所述所应用的粘合剂颗粒的未熔合的部分；以及继除去所述所应用的粘合剂颗粒的所述未熔合的部分之后，将热能应用至所述熔合的粘合剂颗粒部分，以用于将所述非金属基底与第二基底结合。

2.如权利要求1所述的方法，其中在应用所述粘合剂颗粒之前，将底漆应用至所述非金属基底。

3.如权利要求1所述的方法，其中应用所述粘合剂颗粒使用静电敷料器，所述静电敷料器使所述粘合剂颗粒静电地充电。

4.如权利要求3所述的方法，其中导电剂不被应用至所述非金属基底以实现所述粘合剂颗粒的静电应用。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂颗粒包括粉末状粘合剂。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述粉末状粘合剂包括选自以下的至少一种：热塑性聚氨酯(“TPU”)；乙烯乙酸乙烯酯(“EVA”)；以及聚烯烃。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂颗粒的熔点在50摄氏度至130摄氏度的范围内。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂颗粒包括红外掺杂剂。

9.如权利要求1所述的方法，其中选择性地应用所述激光能包括在相对于所述非金属基底的期望粘合剂的位置中，将所述激光能应用至所述粘合剂颗粒的第一部分，并且在相对于所述非金属基底的不期望粘合剂的位置中，不将所述激光能应用至所述粘合剂颗粒的第二部分。

10.如权利要求1所述的方法，其中选择性地应用所述激光能包括在相对于所述非金属基底的第二位置的所述非金属基底的第一位置处改变由激光器应用的能量的水平。

11.如权利要求1所述的方法，其中选择性地应用所述激光能包括将所述激光能引导在所述非金属基底的第一位置处，并且有意地避免在所述非金属基底的第二位置处应用激光能。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述选择性地应用激光能产生封闭非熔合的粘合剂颗粒区的熔合的粘合剂颗粒周边。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述激光能通过二极管激光器在至少近红外光谱范围内产生。

14.如权利要求1所述的方法，其中继除去所述所应用的粘合剂颗粒的所述未熔合的部分之后，将交联材料应用至所述熔合的粘合剂颗粒部分。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述交联材料是包封的异氰酸酯硬化剂。

16.如权利要求14所述的方法，其中应用所述交联材料包括应用作为基于水的分散体的所述交联材料。

17.如权利要求14所述的方法，其中热能的应用将具有所述交联材料的所述熔合的粘合剂颗粒部分升高至在60摄氏度和80摄氏度之间的温度范围。

18.如权利要求1所述的方法，其中热能的应用至少部分地：从红外能量源产生；或通过所述非金属基底传导至所述熔合的粘合剂颗粒部分。

19.如权利要求1所述的方法，其中热能的应用将所述熔合的粘合剂颗粒部分升高至在80摄氏度和110摄氏度之间的温度范围。

20.如权利要求1所述的方法，其中继将热能应用至所述熔合的粘合剂颗粒部分之后，将鞋类物品部件与所述第二基底结合。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述第二基底包括熔合的粘合剂颗粒部分。

22.如权利要求1所述的方法，其中所述非金属基底是用于鞋类物品的部件。