CN107208335A - 通过射流挤出工艺形成的鞋类以及其他制品 - Google Patents

Abstract

在某些方面，本发明主题涉及通过射流挤出生产鞋类及其部件的构造物。本发明主题设想了使用固化为纤维的材料的射流或流制造这种构造物的新工艺，并且当材料的射流或流被收集时，材料的射流或流形成二维或三维网。该网可以具有薄膜、膜或垫的性质。在一些实施方案中，本发明主题大体上涉及由超细纤维，即具有在纳米级或微米级范围内的直径的纤维的网组成的非编织纺织物。

Description

通过射流挤出工艺形成的鞋类以及其他制品

相关申请

本申请要求2014年11月10日提交的序列号为62/077,716的美国临时申请的权益和优先权，为了所有目的，该临时申请的内容据此通过引用并入，如同在本文中完全详述一样。

背景

本文公开的发明主题大体上涉及纤维产品，例如由纤维网组成的非编织纺织物和隔热材料，该纤维网通过将流体聚合物材料强制喷射到收集纤维的基底上而形成。纤维可以是用于服装制品、鞋类制品和户外装备制品中的超细纤维，即具有在纳米级或微米级范围内的直径的纤维。

本发明主题特别涉及3D，即沿着X轴、Y轴和Z轴具有显著尺寸的非线性或平面制品，该制品的表面由纤维网的拓扑结构界定。

用于形成3D服装(包括手套和头饰)、鞋类和装备(例如，双肩包和其他搬运工具或行李箱物品)的现有技术是劳动密集且低效的。用于大规模商业生产的编织(weaving)或针织(knitting)纺织物的过程涉及昂贵且复杂的机器。通常从机器上脱离的纺织材料片经历各种处理步骤，包括切割、缝合、粘结、模制等，直到变成3D成品。

在变成诸如鞋类的成品的过程中，纺织材料必须与来自独立生产工艺的其他部件组装。不同材料的接合可能产生问题，包括接合点薄弱或易于失效的可能性。包含接缝或接合点也可能不利地影响产品的美观。

鉴于现有技术中的上述缺点，对改进的产品和工艺存在实质上的需要。

概述

本文公开的发明主题克服了现有技术中的上述和其他缺点。在某些方面，本发明主题涉及通过射流挤出(jet extrusion)生产制品例如鞋类及其部件的构造物。本发明主题设想了使用固化为纤维的材料的射流或流来制造这种构造物，并且当材料的射流或流被收集时，材料的射流或流形成二维或三维网。该网可以具有薄膜、膜或垫(mat)的性质。

在一些实施方案中，本发明主题大体上涉及由超细纤维，即具有在纳米级或微米级范围内的直径的纤维的网组成的非编织纺织物，以及涉及由这种纺织物形成的二维或三维构造物。本发明主题还涉及相关的装置以及处理成最终产品的后网形成工艺。

这些和其它的实施方案在下面的详细描述和附图中更详细地描述。

前述内容并不意在是本发明主题的实施方案和特征的穷举列表。结合附图，根据下列详细描述，本领域的技术人员能够理解其它实施方案和特征。如此文件中原始提交的或后续修改的所附权利要求据此并入本概述部分，如同直接写入一样。

附图简述

除非指出为展示现有技术，否则下面的附图示出了根据本发明主题的实施方案。

图1A-1D示出了几种已知的微孔膜的扫描电子显微镜图像和相关的显微镜观察以及材料细节。

图2示意性地示出了可包括根据本发明主题生产的防水透气材料层的复合构造物。

图3示意性地示出了用于生产根据本发明主题的构造物的离心纺丝系统。

图4A-4B示意性地示出了与离心纺丝系统或其它射流挤出系统相关联的模具的使用。

图5A-5C示意性地示出了用于收集射流挤出材料的鞋楦的使用。

图6A-6C示意性地示出了用于收集射流挤出材料的鞋楦的使用，其中结构元件集成到材料中。

图7A-7C示意性地示出了用于收集射流挤出材料以形成鞋面的鞋楦的使用，其中结构元件可移除地集成到材料中。

图8A-8B示意性地示出了用于收集射流挤出材料以形成鞋面的鞋楦的使用，其中某些功能性特征集成到材料中。

图9示意性地示出了用于收集射流挤出材料以形成鞋面的鞋楦的使用，其中某些其他功能性特征集成到材料中。

图10A-10B示意性地示出了用于收集射流挤出材料以形成鞋面的鞋楦的使用，其中鞋底单元与由材料形成的鞋面相关联。

图11A-11C示意性地示出了模具或模具的阵列，其用于通过将材料射流挤出到所示的模具或多个模具中来形成鞋底单元。

图12A-12C示意性地示出了系统设置，其用于通过将材料射流挤出到鞋面的底部并通过用于完成鞋面的某些可能的步骤来形成鞋底单元，特别是鞋垫(sock liner)。

图13示意性地示出了用于通过将材料射流挤出到模具中而形成一体式的鞋面和鞋底单元的单个模具。

图14示意性地示出了用于在通过射流挤出部分地或整体地形成的鞋上压印或形成图案的模具。

图15A-15B示意性地示出了用于在通过射流挤出部分地或整体地形成的鞋上压印或形成图案的多个模具。

图16示意性地示出了可用于本文公开的射流挤出工艺中的可调节鞋楦。

图17示意性地示出了可用于本文公开的射流挤出工艺中的多轴移动的系统。

图18示意性地示出了可用于本文公开的射流挤出工艺中的多轴移动的系统。

图18A示出了可使用本文公开的多轴或其他射流挤出系统而形成在鞋楦上的某些材料层的分解图。

图19示意性地示出了可用于本文公开的射流挤出工艺中的多轴移动的系统，在该情况下该系统设置有可调节尺寸的鞋楦。

图20示意性地示出了可用于本文公开的射流挤出工艺的系统，其用于为特定用户定制鞋类。

图21示意性地示出了用于扫描足部以用于为用户定制鞋类的足部扫描器。

图22示意性地示出了使用从图22的扫描器获取的足部扫描制成的定制鞋类物品。

详细描述

在图2-22中示出了根据本发明主题的代表性实施方案，其中相同或大致类似的特征可共用相同的参考数字。

本发明的主题大体上涉及形成二维或三维网即垫、薄膜或膜的纤维。可以使用所选择的起始成纤流体材料通过出口端口的强制喷射来生产纤维。出口端口(例如，喷嘴)配置为具有使流体材料在离开出口端口时形成细的射流的尺寸和形状。如本文所使用的，出口端口是指离开孔口加上任何相关联的通道或通路，该通道或通路供给出口端口并用于限定排出的成纤材料的射流的性质。由于诸如表面张力、流体粘度、溶剂挥发性、旋转速度等因素，所喷射的材料可以固化为纤维，该纤维可以具有明显小于出口端口的内径的直径。在这里，这种可流动材料以射流从出口端口排出，射流固化成纤维可称为“射流挤出”。

排出材料的射流被引导至收集器，即任何目标基底，排出材料聚集在其中以用于最终产品中或用作最终产品或者用作最终产品的中间体。所收集的纤维材料形成二维或三维缠结纤维的网，该网可以加工到所需的表面积和厚度，这取决于纤维继续排出到收集器上的时间量，并可以控制收集器的表面积(例如，作为收集器的移动带可以允许不限长度的材料片)。其他特性，例如网密度和孔隙率将取决于诸如纤维性质、处理温度、射流的速度和路径等因素。将网加工至所需的厚度、表面积、密度和/或孔隙率还可以包括后处理步骤，例如压缩所收集的网、用于致密化或扩张的热处理(取决于纤维的性质)、化学处理、以及使用电磁辐射(例如，诱使交联(cross-linking)的紫外线(UV)波长)的处理。

在某些实施方案中，旋转设备在成纤材料上施加离心力以引起射流挤出并从而引起纤维成形。施加在源材料上的力可以来自可能需要或可能不需要施加的电场的各种系统和技术，如在静电纺丝中。例如，美国专利号4,937,020、5,114,631、6,824,372、7,655,175、7,857,608、8,231,378、8,425,810和美国公开号20120135448教导了用于使成纤材料通过旋转设备上的出口端口强制喷出的各种设备和工艺。上述专利文献的集合包括用于生产平均直径在微米级或纳米级范围内的纤维的系统的公开内容。为了所有目的，上述专利文献以其整体并入本文。旋转系统的替代方法是基于通过出口端口非旋转压力供给成纤流体，该出口端口产生形成为纤维的流体射流。例如，美国专利号6,824,372公开了一种腔室，其通过由腔室的可移动壁产生的振荡压力变化对包含在其中的成纤流体施加射出力，为了所有的目的，该专利通过引用以其整体并入本文。

在一些实施方案中，本发明主题涉及基于超细纤维的非编织纤维性薄膜或膜的组合物，该非编织纤维性薄膜或膜用于具有预定程度的防水性、防风性和透气性的制品的构造中。本发明主题部分地涉及使用新颖的工艺生产这种制品及制品的部件。如本文所使用的，超细纤维是指具有微米级至纳米级的平均直径(或在非圆形纤维的情况下的其它主要横截面尺寸)的纤维。如本文所使用的，“微米级”是指纤维的平均直径在个位数微米至低至约1000纳米的范围内。在纺织工业中，纳米级纤维的平均直径在约100-1000纳米或更小的范围内。在某些实施方案中，超细纤维表现出至少100或更高的高纵横比(长度/直径)。可以通过本领域技术人员已知的任何方式分析超细纤维。例如，扫描电子显微镜(SEM)可用于测量给定纤维的尺寸。

值得注意的是，上述专利文献中没有一个教导了生产由所公开装置或工艺制成的防水透气材料及产品的生产。

本发明的主题特别涉及包含由射流挤出产生的超细纤维的某些制品，这些制品包括：服饰和服装，例如夹克和裤子；鞋类，例如鞋和袜子；头饰，例如软帽和带沿帽或鸭舌帽子、以及面罩；户外装备，例如睡袋及用于睡袋的壳、毯子、帐篷、防水布以及其他覆盖物；以及行李箱和包，例如软边袋、双肩包、腰包、手提箱、帆布袋、自行车信使袋及用于自行车手的其他袋子、公文包等。

图2示出了用于形成在诸如上述那些最终产品中使用的复合结构1的层的可能的组件。组件包括位于第二层或中间层3上方的上部第一层2。中间层位于第三下部层4上方。在这些层中的任一层中，该层可以是连续的材料层或不连续层。在不连续层中，这些层可以被表征为具有空隙(void)、开口、通道等的互连材料，或者其可以被表征为断开的材料，例如点的阵列。例如，图2中的下部层3被看作是具有方形空隙的互连材料网。该层可以表示这种材料的分立片或通过诸如丝网印刷(screen printing)的沉积技术施加的图案。

在用于被称为“3L”构造或复合物的外衣的防水透气应用中，第一层2是由硬壳材料组成的外层。示例性材料包括尼龙、聚酯和羊毛。层2或其它层可以是编织织物、非编织织物或针织织物。层3是由例如PTFE或聚氨酯制成的微孔膜。层4是由合成或天然纤维或混合物形成的纺织物制成的衬里层。示例材料包括尼龙、聚酯和羊毛。层4可以是编织织物、非编织织物或针织织物。在该示例中，微孔膜是允许水蒸气5穿过但阻挡液相水6的防水透气膜。

如上所述，可以使用本文所述的任何离心纺丝(forcespinning)或其他射流挤出技术来产生层3。层3或层4可以是基底，在这种技术期间，层3材料收集在该基底上。可以在线上工艺(inline process)中添加第三层。

当三层构造中的层3是不连续层或沉积薄膜层，例如丝网印刷层时，该组件可以被称为“2.5L”复合物。如果复合物仅基于中间层3和外层或内层的层压构造，则该构造可被称为“2L”复合物。应当理解，复合构造的前述形式通常用于外衣。然而，任何数量的其它层可以包括在复合组件中。

本领域的技术人员将理解，上述多层构造的原理可以应用于任何多层产品。例如，鞋类通常具有多层构造。可以使用本文公开的射流挤出技术来形成所有不同的层。例如，通过从相同或不同的出口端口选择性地施加不同的材料，这些层可以在相同的射流挤出装置中顺序地形成。

可选地，可以在分开的工艺和系统中分立地形成一个或更多个层。复合组件中的分立的层可以使用各种已知的或待被发现的手段中的任一种结合在一起，这些手段包括已知的手段，例如热(熔合)结合、超声波焊接、化学结合(层材料与材料层直接结合或通过中间粘合剂结合)、以及缝合或其他形式的机械紧固。

在某些实施方案中，射流挤出纤维网直接形成在基底上，该基底为最终产品的部件，例如用于鞋类、夹克或手套物品的材料层。下面更详细地讨论该概念。

在某些实施方案中，纤维收集到其上的基底是立体式模具(阳模具或阴模具)，即赋予所需三维形状的基底，以用作或用于最终产品或其部件中。模具可以包括或包含最终产品的其他部件。纤维可以收集在与模具相关联的其它部件上。或者，纤维可以基本上与其他部件隔开。

例如，模具可以是用于鞋8的鞋楦7或其他模。(图4A-4B)。纤维收集到其上的模具可以是空的，或者其可以具有代表鞋内衬的材料层，该材料层可以结合或以其他方式组装到所覆盖的纤维网格。鞋楦可以具有与鞋楦的底表面相关联的鞋底单元，例如鞋外底、鞋底夹层和/或鞋垫，所述底表面在托盘(tray)或其他支撑件的表面上定向，使得鞋底单元通常与纤维隔开并且不收集纤维。然而，在一些应用中，鞋底单元的一部分可以用于收集纤维。例如，周边边缘可以暴露于纤维，以允许收集纤维用于直接结合到暴露的边缘，以形成鞋底单元与鞋的鞋面的一体式组件。模具可以在收集过程期间是静止的或旋转。

在其他示例中，模具可以被配置为服饰或服装物品，例如：夹克壳、裤子、或其部分(例如，袖子或裤腿)；帽子；户外装备制品。图4B示出了离心纺丝系统中用于手套的模具或模。从上述内容可以理解，本发明主题允许形成由超细纤维组成的膜或薄膜，该膜或薄膜具有三维构型并且在所模制的构造上是无缝的。在一些但不一定所有的实施方案中，超细纤维(包括纳米级的超细纤维)根据外衣行业标准形成为防水、防风和/或透气层的3D膜或薄膜。

如上所述，使用旋转力将可流动的成纤材料以射流或流从出口端口喷出特别适合用于本发明主题中。这种技术可以在下文中被称作“离心纺丝”。

与现有技术相比，该离心纺丝使用少量的电并生产出更长的纤维(多达1米或更长)。较长的纤维允许更结实且更耐用的网。该离心纺丝还允许相同直径的纳米纤维的高度一致性和可控的沉积，并且该离心纺丝可以不需要任何的水且可以不涉及有毒化学蒸气的产生。该离心纺丝工艺具有相对很少的浪费。其也适于与许多各种不同的成纤材料一起使用。

成网/离心纺丝工艺概述：

本领域技术人员通过各种已知的教导(例如以上列出的一些专利文献)以及通过商用装备供应商(例如美国德克萨斯州麦卡伦市FibeRio技术公司，该公司供应离心纺丝装备线(见http://fiberiotech.com/products/forcespinning-products/)对用于离心纺丝的工艺和装备是已知的。因此，不必要对离心纺丝进行详细描述，且在本文中仅提供简要描述。

离心纺丝是使用离心力来拉长纤维以挤出超细纤维的工艺。这产生了粘结的非编织的纤维网格垫。纤维交叉点产生接触点。这产生纤维间孔隙率(inter-fiber porosity)，并且在纤维相对长的情况下，还产生纤维内孔隙率(intra-fiber porosity)。纤维触点和纤维形态影响孔隙的大小。因为网格结构，这些孔隙(垂直地、水平地和对角地)存在于多个平面中。

在静电纺丝中，静电纺丝膜的表面积随着纤维直径的增加而增加。在静电纺丝膜中，已经记录了小至500nm的孔隙尺寸。水蒸气分子约0.4nm，而水分子(液体)约为500,000nm。这允许蒸气通过静电纺丝膜而不允许液体形式的水通过。使用离心纺丝技术可以获得相同的纤维直径和孔隙率。因此，这种相似性为可以由静电纺丝改造成的纤维形态和纤维直径提供很大的多样性，但避免了静电纺丝技术的缺点。此外，离心纺丝被认为能够产生可以是相应的静电纺丝纤维的长度的三倍或更多倍的纤维。这种差异允许最终制品更加耐用。

参考图3-4B，示出了离心纺丝系统10，其用于生产超细纤维并将超细纤维收集成粘结网，例如薄膜或垫。该系统包括喷丝头12，该喷丝头12流体地联接到可形成为纤维的流体或可流动材料(“成纤材料”)的源。材料源可以是用于连续供给喷丝头的储器14。喷丝头本身可包括随喷丝头一起旋转的材料储器。

可流动材料可以是熔融材料或材料溶液。喷丝头机械地联接到马达(未示出)，马达使喷丝头以圆周运动旋转。在某些实施方案中，旋转元件在约500RPM至约100,000RPM的范围内旋转。在某些实施方案中，材料被喷出期间的旋转为至少5,000RPM。在其它实施方案中，其为至少10,000RP M。在其它实施方案中，其为至少为25,000RPM。在其它实施方案中，其为至少为50,000RPM。在旋转期间，将所选择的材料(例如聚合物熔体或聚合物溶液)作为材料的射流15从喷丝头上的一个或更多个出口端口16喷射到周围空气中。当聚合物射流从出口端口射离时，向外的径向离心力使聚合物射流向外延伸，并且由于依赖旋转型惯性(rotation-dependent ine rtia)，射流沿着弯曲的轨迹行进。所挤出的聚合物射流的延伸被认为对在从喷嘴到收集器的距离上减小射流的直径是重要的。喷出的材料被预期为在其到达收集器时固化为超细纤维。该系统包括用于以期望的方式收集纤维的收集器18。例如，纤维可以从喷丝头被喷出到布置在喷丝头下方的表面上，或被喷出到喷丝头上的出口端口的对面的壁上。收集表面可以是静止的或可移动的。为了形成纤维性材料的片或垫20，该表面可以是平坦表面。该平坦表面可以是静止的或可移动的。

可移动的平坦表面可以是连续的带系统的一部分，该连续的带系统将纤维性材料供给到辊中或其他处理系统中。另一个处理系统可以是线上层压或材料沉积系统，其用于将其他材料层压在或沉积在片状材料上，该片状材料使用离心纺丝系统或用于生产超细纤维的片状材料的其他系统来生产。在其他实施方案中，平坦表面可以支撑其他材料层，纤维沉积在该材料层上。例如，纤维所沉积的材料层可以是用于最终产品(例如服装物品)的复合层组件的内层或外层。

在某些实施方案中，收集表面是3D物体，诸如最终产品的模具或3D部件。图4A-4B示出了用于最终产品的3D物体7、8的示例，该最终物品是鞋或手套。

为了将纤维引导到期望的收集表面(“收集器”)，纤维引导系统可以制成为离心纺丝系统的一部分。例如，引导系统可以配置为从期望的收集器的上方提供空气和/或从期望的收集器的下方提供真空以将纤维引导至收集器。

当超细纤维彼此叠置时，在交叉点处形成接触点，并且纤维组分以相交或缠结的纤维网或其他期望的形式结合在一起。如果需要接触点的任何网粘结，则可以通过施加热(热结合)、热和压力、和/或化学结合来实现。离心纺丝系统可以包括用于实现这种结合的加热元件、压力施加器和化学结合单元。

在本发明主题下，可以使用喷丝头孔口尺寸、孔口几何形状和构型来对多个纤维层的沉积物进一步施加离心纺丝。例如，纤维可以制成环、未塌陷的环(即，基本上是被压缩成椭圆形中心处空心的环形纤维)或扁平带状物。

此外，在离心纺丝系统中可以包括不同的喷丝头，导致不同的纤维直径或共混物。例如，系统中的多个喷丝头可以在纺丝过程中产生纤维共混物。喷丝头还可以配置有可以产生皮芯(core-sheath)结构的出口端口。或者，具有多个出口端口(每个出口端口联接到不同的可流动的成纤材料的储器)的单个喷丝头可以产生共混物。

类似地，可以通过在旋转设备上提供各种选定直径的不同出口端口来控制纤维特性。本发明主题考虑了在约1微米至约1000微米之间的出口端口直径的范围。如果期望相对高直径的纤维，还考虑了更大的直径。通向出口端口的通道或通路通常具有直的路径。它们可以长达1-3毫米。

在给定的系统中，出口端口的直径和/或形状或尺寸可以是均匀的，或者它们可以变化。在一些实施方案中，出口端口形成为具有朝向端口减小的锥度的预定长度的喷嘴。出口端口及相关联的通路或通道可以使用已知的微铣削技术(micromilling technique)或待被发现的技术形成。已知的技术包括机械铣削、化学蚀刻、激光钻孔和烧蚀。

除了超细纤维之外，根据本发明主题的离心纺丝系统可以用于产生标准纺织物尺寸(例如，50-150旦尼尔)的纤维。

这些超细纤维或其它纤维可以包括功能性颗粒，例如但不限于抗菌剂(antimicrobial)、金属、阻燃剂和陶瓷。可以将这些材料与成纤材料一起引入喷丝头中。它们可以例如通过氢键、离子键或范德华力共价键合。可以在材料混合物中包含催化剂以促进任何这种键合。

在任何情况下，对于上述最终产品，纤维垫(范围从不同的纤维尺寸，材料或混合物)可以层叠在一起以产生整个服装复合物，或者在3D物体的情况下，产生整个最终产品，例如，鞋复合物和手套。可以梳理所收集的纤维以用于纺丝成纱线。该纱线可以用于例如服装、鞋类和装备的最终产品中，以利用纳米级纤维可展现的独特特性。可以通过熔融温度来选择成纤材料，以在离心纺丝后热固化最后的最终产品时为其提供不同的结构刚度。这对于诸如手套和鞋面(相对于诸如外衣的其他最终产品，手套和鞋面需要相对更多的耐用性)的3D结构来说可能是特别重要的。

本发明主题考虑使用离心纺丝来产生用于2L、2.5L和3L防水/透气产品的纳米纤维膜。在纺成膜后，膜可以或可以不涂覆有保护性薄膜，以保护孔隙免受污染。根据膜的最终用途，纤维可以可选择地与疏油性成分一起挤出以保护膜免受灰尘和油的污染，或者可以在纺成膜之后施加类似的疏油性涂层。使用疏油性涂层来涂覆将不会覆盖膜中的孔隙或不利地影响透气性或通气性，但仍然将改变纳米纤维表面，以免吸引灰尘和油并从而防止污染。

可以将膜直接纺到所选择的最终材料的面织物上，或者可以将膜纺到接触纸上并然后层压到所选择的最终材料的面织物上。直接沉积在织物或材料上或者层压在材料上的膜还可以用于软壳构造中。纳米纤维的直径影响膜的孔隙尺寸。纤维的横截面形态和纤维厚度影响纤维的表面积。增加纤维的表面积可以减小孔隙尺寸。减小纤维直径是增加表面积/体积比的一种方式。因此，纤维直径是控制厚度、耐用性和水分转移的一种方式。厚度影响膜的重量。总的来说，这些因素影响纳米纤维膜的透气性和耐用性。根据本发明主题的纳米纤维直径可以是纳米级范围内的任何数值。适用于本文所述的应用的范围被认为是约100nm至约1000nm。孔隙尺寸影响通气性。因此，对于使用上述尺寸范围内的纳米纤维的大多数应用而言，可以控制膜的通气性。用于软壳和防水透气应用的成纤材料包括PFTE分散液、聚氨酯、尼龙、聚酯、生物基材料(例如这种纤维素材料)、蚕丝蛋白和其他待发现的成纤材料，包括从天然原料和合成原料衍生的其他聚合物。

在本发明主题的某些实施方案中，可流动的成纤材料可以是两种或更多种聚合物和/或两种或更多种共聚物的混合物。在其它实施方案中，成纤材料聚合物可以是一种或更多种聚合物和或更多种共聚物的混合物。在其它实施方案中，成纤材料可以是一种或更多种合成聚合物和一种或更多种天然存在的聚合物的混合物。

在根据本发明主题的一些实施方案中，将成纤材料作为聚合物溶液(即溶解在适当溶液中的聚合物)供给到储器中。在该实施方案中，该方法还可以包括在将聚合物供给到储器之前将聚合物溶解在溶剂中。在其它实施方案中，将聚合物作为聚合物熔体供给到储器中。在这种实施方案中，储器在适于熔化聚合物的温度下加热，例如在约100℃至约300℃的温度下加热。

在根据本发明主题的一些实施方案中，形成多个微米、亚微米或纳米尺寸的聚合物纤维。该多个微米、亚微米或纳米尺寸的聚合物纤维可以具有相同的直径或不同的直径。

在根据本发明主题的一些实施方案中，本发明的方法得到微米、亚微米或纳米尺寸的制造物。例如，相信有可能制造出具有约15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000纳米，或2、5、10、20、30、40或约50微米的直径(或对于非圆形形状而言类似的横截面尺寸)聚合物纤维。介于所述直径之间的尺寸和范围也是本发明主题的一部分。

使用本发明的方法和设备形成的聚合物纤维可以基于相对于前述纤维直径为至少100、500、1000、5000或更高的纵横比而具有一定的长度范围。在一个实施方案中，聚合物纤维的长度至少部分地取决于设备旋转或摆动的时间长短和/或供给到系统中的聚合物的量。例如，可认为聚合物纤维可以形成为具有至少0.5微米的长度、包括在约0.5微米至10米的范围内的长度或更长。另外，可以使用任何合适的仪器将聚合物纤维切割成期望的长度。介于所述长度之间的尺寸和范围也是本发明主题的一部分。

如本文所使用的，术语“纤维”和“长丝(filament)”可以互换使用，其中术语“长丝”通常是指具有高纵横比的“纤维”类别，例如可以围绕期望的物体缠绕的相对长的或具有连续长度的纤维。此外，合成纤维通常生产为长的连续的长丝。相比之下，“短纤维(staple fiber)”通常是指天然纤维，其往往相对较短，这是因为它们通常都长成这样。长的合成长丝可以切成短的短纤维。总而言之，长丝是纤维，但是纤维可以具有不同的长度(短的或长的或连续的)。

在一些实施方案中，根据本发明主题的方法形成的聚合物纤维还与试剂接触或暴露于试剂，以减小或增加聚合物纤维中每单位表面积的孔隙的尺寸、或孔隙的数量。例如，可以使用已知的用于增加或减少聚合物中的交联或使非共价键变性的各种已知的化学试剂。非化学试剂可以包括加热和电磁辐射。

本发明主题特别适于生产具有防水和透气保护以及防风保护的最终产品。已经通过静电纺丝生产了用于防水和透湿的其他纳米纤维网。类似的尺寸被认为通过射流挤出可能得到，但具有比通过静电纺丝所可能得到的更长的纤维长度。这些尺寸为1000nm或更少。网预期具有一定范围的织物重量，并且重约5g/m²至约25g/m²，厚度为约10微米至约50微米(参见，例如韩国专利文献号20090129063A)。对于用于防水/透气应用的离心纺出的微孔膜而言，PTFE是合适的成纤材料的示例。合适的PTFE纤维直径可以在约100nm至约1000nm的范围内。网的厚度范围是可能的。膜厚度的合适厚度可以为约7微米至约50微米。网中的孔隙尺寸的范围是可能的。适于防水/透气应用的孔隙尺寸包括约250nm或更大。

各种材料(合成的、天然的、生物基植物、生物基发酵的)和织物/基底类型(针织物、编织物和非编织物)被考虑为用于最终产品中。可以使用如本文讨论的方法和装置产生的超细纤维的非限制性示例包括天然和合成聚合物、聚合物共混物和其他成纤材料。聚合物和其它成纤材料可以包括生物材料(例如，可生物降解和可生物吸收的材料、基于植物的生物聚合物、生物基发酵聚合物)、金属、金属合金、陶瓷、复合材料和碳超细纤维。使用本文所讨论的方法和装置制成的特定超细纤维的非限制性示例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)、聚乳酸(PLA)、尼龙、铋和β-内酰胺超细纤维。

超细纤维收集物可以包括如上所述的多种材料的共混物。超细纤维还可以包括孔(例如，腔或多腔)或孔隙。多腔超细纤维可以通过设计例如具有同心开口的一个或更多个出口端口来实现。在某些实施方案中，这种开口可以包括分开的开口(即，具有一个或更多个分隔件使得制成两个或更多个开口的开口)。可以利用这些特征来获得特定的物理特性。例如，纤维可以生产为用作隔热层，或用作弹性(回弹性)或非弹性力衰减器。

在某些实施方案中，本公开的纤维网可以包括弹性纤维，例如弹力纤维、聚氨酯和聚丙烯酸酯基聚合物，以赋予根据本发明主题制成的非编织织物拉伸性。

鞋类构造物

在某些实施方案中，本文的发明主题涉及由鞋面和/或鞋底单元组成的鞋类物品。通常由鞋底单元提供的功能(例如，附着摩擦力或缓冲)可以以大多数任何方式(鞋底单元的一些区域可以提供某些功能，而其他的区域可以提供其他的功能)分布在鞋底单元上。通常，鞋底单元具有多个层，其中在运动和户外鞋类中常见的是鞋底夹层层和鞋外底层。与鞋底单元相关联的鞋面可以是围绕足部的完整外壳，或者该鞋面可以是部分外壳，诸如一组凉鞋带。

鞋底单元、鞋面或两者的组合可以分为鞋前部段、鞋中部段和鞋跟(或鞋后跟)段。鞋底、鞋面或两者的组合还包括外侧半部和内侧半部。

如本文所使用的，“鞋类”是指用于支撑足部并接合地面的任何物品，并且包括鞋、凉鞋、靴子、拖鞋、套鞋、运动鞋和其他鞋类制品。“缓冲元件”是指基本的冲击吸收、能量返还和/或保护性足底材料或结构，其旨在通过提供力的衰减、消散、减震(dampening)或能量返还(弹簧)来对足部着地力做出反应，缓冲元件通常包括在体育和运动鞋上。传统上，缓冲元件由置于足部和地面之间的鞋中的击吸收和保护性材料(诸如例如，EVA或聚氨酯)的一致且均匀的层组成。然而，在相对较近的几年中，已经有一种趋势是将不同的缓冲材料和结构定制地置于足部下面。如今，常见的缓冲元件可以基于EVA或聚氨酯泡沫、泡沫或凝胶的粘弹性体(visco-elastomer)、流体填充囊、机械弹簧或弹性可折叠的机械结构、流体(例如，空气)弹簧、或前述的任何组合。

例如，聚合物弹簧单元已经被置于鞋底单元接收器中的部分中，特别地置于鞋跟部分，并且在一些情况下置于鞋前部部分中。机械聚合物弹簧可以由注射的热塑性塑料(例如，Hytrel聚合物、PEBAX和TPU)以及本领域已知的其它弹性聚合物、热固性塑料和金属材料单独地或组合地形成。例如，参见美国专利号5,461,800，该专利通过引用以其整体并入本文。美国专利号5,461,800公开了一种无泡沫鞋底夹层单元，其包括上板和下板，该上板和下板将由弹性聚合物形成的横向圆柱形单元夹在中间。例如，还参见美国专利号4,910,884、美国专利号6,625,905和美国专利号5,337,492。还考虑了其他的机械弹簧形式，例如板簧结构。

根据本发明主题的鞋底单元可以包括与前述缓冲元件中的任一个一致的缓冲元件。下面讨论通过离心纺丝来形成鞋底单元的新方法。所考虑到的用于鞋底组件和任何相关联的缓冲元件的传统制造方法单独地或组合地包括模制、注射模制、直接注射模制、一次模制、复合模制、嵌件模制、共模制单独的材料、或本领域已知的其他技术。所考虑到的制造和组装方法单独地或组合地包括粘合剂、结合试剂、焊接、机械结合、模制或其他材料的模切、或将形状互锁。层压结构在本发明的范围内。

为减震元件形式(如本文所定义的)的缓冲元件也可以被包含到本文公开的鞋底单元和/或鞋底单元接收器中。“减震”通常是指某些材料减少振荡、振动或波动的幅度的能力。在鞋类中，由于撞击产生的冲击可在鞋底系统内产生压缩波或其他振动。所考虑的减震材料包括粘弹性体。在某些情况下，纯弹性体材料可以用作减震器；然而其可能不能在弹簧单元上提供如粘弹性体一样期望的减震特性。用于粘弹性减震器的示例性材料包括任意数量的聚合物，这些聚合物包括通过常规模制实践或通过薄膜制造的呈泡沫或凝胶形式的聚氨酯和聚乙烯。其它合适的粘弹性体对本领域技术人员而言是已知的。所考虑到的用于粘弹性体的制造方法单独地或组合地包括模制、注射模制、直接注射模制、一次模制、复合模制、嵌件模制、共模制单独的材料、或本领域已知的其他技术。考虑到的制造或组装方法单独地或组合地包括粘合剂、结合试剂、焊接、机械结合、或本领域技术人员已知的其他机械或化学紧固手段。层压减震结构在本发明的范围内。

用于鞋底单元的鞋外底或附着摩擦力表面可以包括橡胶、皮革、防滑钉、长钉、大头钉、金属或其他刚性材料的腰铁(shank)、毛毡、EVA、泡沫、和其他缓冲技术、以及前述的组合。根据本文的教导，可用于鞋底单元的大多数聚合物材料可以被离心纺出或以其他方式被射流挤出。

下面的讨论将集中在生产具有各种特征的鞋类物品，例如上述的鞋类物品，但是所讨论的使用离心纺丝或其他射流挤出技术来形成鞋类的一般原理可以应用于各种其他制造的物体。

分层的3D物体

本发明主题考虑到在多层构造中，每层可以用于不同的功能性目的。图5A-5C示出了支撑多个材料层L₁-L₃的鞋楦7，每个材料层通过射流挤出工艺(例如，离心纺丝)形成。各层可以具有相同或不同的特性。例如，第一层可以是舒适的内衬，第二层可以是防水/透气膜层，且第三层可以是耐用的外层。下面更详细地讨论分层类型。尽管示出了三层，但是任何给定的物体可以具有多于或少于三个层，并且每层可以对应于下面讨论的功能中的任一个。可以使用本文所述的离心纺丝或其他射流挤出技术来顺序地形成每个层类型。

舒适层类型为使用者的身体表面提供舒适感。例如，舒适层可以是可舒适地紧贴使用者的皮肤的柔软的、柔韧的、不粗糙的材料。

水分管理层有助于将水分输送远离身体或其他基底表面。例如，水分管理层可以是亲水性或吸收性材料，其吸收水分或以其他方式将水分输送远离使用者的身体。用于水分管理的另一个部分是织物层，该织物层通过射流挤出形成，并且构造为宽松的间隔网状物或构造有空隙、凹穴(pocket)、挡板或气流通道的阵列。

抗菌层类型可以包括为单独的层或与另一层集成。银或诸如硝酸银的银盐，或其它银基化合物是抗菌的并且可以以颗粒或纤维形式包含在纺织物层中。其他抗菌剂例如可以基于铜或有机硅烷。

如上面详细讨论的，防水/透气膜层类型选择性地允许水蒸气从膜的面向身体的一侧输送出，同时阻止或显着阻碍液相水进入膜的相对侧。

热管理层类型有助于控制保温或散热。例如，聚酯纤维的块(bat)可以有助于在用于保温的块的一侧上保持热量。鞋楦可以具有用于形成凹部、空隙、凹穴、挡板、通道等的表面纹理或结构性图案或覆盖物，这些凹部、空隙、凹穴、挡板、通道等具有深度和形状，并且有益于促进空气转移以用于冷却或捕获用于隔热的空气。可以通过下面讨论的用于其他结构性插入件的技术来移除覆盖物。该层还可以具有适于用作隔热体的密度。

结构层类型有助于为多层构造物提供耐用的、耐磨的、保护性填充物或结构元件。例如，该层可以是比其它层更致密且更坚韧的提供耐用性、耐磨性和/或保护性的材料。

电子层类型体现了电子特征，诸如，电子元件(例如，导体)、微处理器、存储器、电子设备(例如，微处理器)、逻辑电路、光电元件或设备、光纤纤维、固态光发射器等。

外层类型是可叠加于一个或更多个其它层上面的最外层。其可用于提供耐用性和耐候性或透湿性(proofness)。其还可以支持美学和装饰，例如纹理、图形、颜色和刻纹。

上述功能层中的任一个可以是将功能一起结合到单个层中的独立的层或单个层。

可以加热鞋楦或其他模以引起喷射的可熔材料的熔合。熔合可以是在给定的层的上，或者影响不同层或插入件元件的相互结合。材料在鞋楦或其他模上的后处理可以包括射频焊接、材料压缩、将射流挤出材料的段化学结合在一起或将该射流挤出的材料的段化学结合到射流挤出之后所添加的元件(例如，在射流挤出材料的后形成物上喷涂粘合剂层)；铣削射流挤出材料；热模制或结合；将模上的部分缝合在一起或缝合到射流挤出之后所添加的元件；将材料与机械紧固件机械结合等。

在一些实施方案中，不同的材料层可以由不结合或不粘合在一起的材料形成，使得相邻或邻接的层相对于彼此是可移动的或可分离的。可以局部化这种分层以产生例如凹穴、翼部(flap)或鞋舌。模具或其他模上的区域可以在射流挤出工艺期间被物理地遮盖，以在遮盖物体或材料被移除之后，在物品中界定局部化特征，例如凹穴、翼部和鞋舌。为了保持层的分离，在射流挤出第二层之前，可以在第一层上施加不粘涂层。

集成的结构元件和特征

在射流挤出工艺期间，各种鞋类部件可以集成到另一个部件中，例如鞋面和/或鞋底单元。例如，观察图6A-6C，可以集成到鞋面22或鞋底单元24中的各种结构元件或零件包括套头(toe box)26、鞋面功能性结构27(例如，加强带)、鞋跟杯28、鞋跟稳定器29、以及矫正和足部稳定元件，例如足弓支撑件、外侧和内侧稳定结构、或腰铁。这些结构元件或零件可以置于离心纺丝或其他射流挤出装置中，并且材料可以被纺到这些结构元件或零件上。这些结构元件或零件也可以在相同或不同的射流挤出操作中形成。

结构元件和插入件可以置于模具或模上，并且被捕获在任意给定的喷射材料的层或喷射的材料的多个层中、上或之间。例如，加强织带、系带管、系带或张紧带或线束系带孔眼、鞋跟稳定器、套头等可以由喷射的材料捕获。在附图中可以看到一些这样的示例。例如，图6A-6C示出了在用于形成鞋面的鞋楦上形成的结构层L1的示例。如本领域中通常已知的，鞋楦7包括鞋前部部分、鞋中部部分和鞋跟部部分。各种结构元件可以布置在层L1上。可以在结构元件和层L1的一些或全部上施加第二材料层，以完成鞋面22。结构元件可以被捕获在层之间。在鞋楦上形成鞋面之后，鞋楦的底侧可以与鞋底单元24相关联。(也参见图10A-10B)。

观察图7A-7C，射流挤出材料的至少一个层L₁形成在管30上，管30置于鞋楦上(或者置于已经形成在靴子上的或以其他方式布置在鞋楦上的材料层上)。管可以以任何期望的定向布置，例如横向于(大体上垂直或正交于)或水平于鞋楦的纵向轴线。一旦在管上形成了材料层，可以将管移除，以在材料中留下通道130。可选地，管可以留在原位。例如，其可以为系带或张紧绳提供路线和护套。

如果管30布置在第一材料层上，则通道完全闭合。如果管抵靠着裸露的鞋楦放置，则通道具有开口端侧。可选地，在将层材料射流挤出在管上之后，管可以留在原位。通道或管可以用于容纳并引导用于鞋面的加强系带。系带通道可以在鞋舌区域上方具有传统路线，或沿着侧边、在足部下方和/或围绕鞋跟区域延伸。值得注意的是，通道或管可以以任何定向布置在鞋面和/或相关联的鞋底单元上。例如，通道或管可以在鞋底下方和鞋面上方设定路线以产生更完全包围足部的系带或张紧系统。同样地，通道或管可以围绕鞋面的鞋跟区域或围绕高帮鞋面或靴子鞋面的踝部区域设定路线。

可以在层中形成诸如公/母扣紧固件的紧固机构。在一些情况下，可以在形成层之后移除元件(诸如管或其它模)，以在分层中留下用于系带系统或通风目的管状或其他空隙，或者作为在层形成之后接纳另外的材料或物体的空腔或空间。例如，图7A-7C示出了布置在鞋楦7或材料层L1上的管30，该材料层L₁布置在鞋楦上。材料层L2整体地或部分地喷射在管和鞋楦的组件上，以形成鞋面22。管30可以各自具有可被抓住的延伸部分30A，以在形成鞋面之后移除管。该移除在鞋面材料中留下对应于管的形状的通道130。

还可以通过将可溶解、可熔化、可洗或可挥发的模置于鞋楦、模具或其他模之上或之中而在分层中或层之间形成通道、空隙、凹穴和其他开放空间。(在下文中，任何这种可移除元件，无论是不是界定材料层的分立结构，都简称为“可溶解”元件或材料或类似物)。可溶解材料包括可溶于水溶液的盐组合物、可溶解的蜡或通过例如热(或照射，例如，红外线(IR)、紫外线或超声辐射)或有机溶剂可溶解的其他有机模(organic form)。模可具有任何期望的形状。可溶解模可以是固体立体式模(例如，立方体模、圆柱体模或复合模)或更多的二维模，例如盘、网、带、细管、长丝、微粒等。尽管上述讨论涉及鞋类，但相同的原理可以用于产生用于服装、背包、袋、睡袋、帐篷和其他各种产品的离心纺出的或以其他方式射流挤出的构造物。

用于产生结构特征的可溶解材料

使用可溶解模可以在被纺出的物体中产生机械特征。为了说明一些可能性，可以在鞋楦或其他模上形成对应于鞋腰(shoe quarter)的第一材料层。然后沿着至少第一层的边缘放置可溶解材料以遮盖边缘。然后在第一层和可溶解材料的复合物的边缘部分上形成对应于鞋头(vamp)的第二材料层，鞋头邻接鞋腰。当可溶解材料溶解时，鞋头和鞋腰不在曾经遮盖的地方物理地连接。因此，这些部分相对于彼此自由地铰接。下面讨论的图12示出了可使用可溶解材料界定在鞋面中的铰接鞋舌32的前述概念。

铰接零件

离心纺丝和其他射流挤出技术可以用于在一体式物体中产生铰接零件。例如，鞋楦或其他模具可以具有内置的或以其他方式相关联的切割线或爆炸段，以产生弯曲线、活动铰链、角撑板等。例如，图8A-8B示出了具有用于装有角撑板的鞋舌35的轮廓的鞋楦107，鞋舌35可以用于通过在鞋楦上射流挤出一个或更多个材料层而制成的一体式鞋面结构中。沿着鞋舌的每个侧向边缘的角撑板35允许与鞋面主体一体化但可扩张打开以允许使用者的足部容易进出的鞋舌。

观察图9，鞋楦207具有用于套头126、鞋面加强结构127、鞋跟稳定器129和鞋口131的内置形状。作为另一个示例，鞋楦可以具有围绕其外顶部周边的凹口131，使得离心纺出的材料收集在该凹口中以产生干净的结构化的鞋口。类似地，鞋楦可以具有围绕其外顶部周边的脊，以在喷射到鞋楦上的材料中产生对应的结构。脊的外壁和/或内壁可以从鞋楦的主体向内和/或向外偏移，以围绕鞋面的顶部的周边产生鞋口结构或鞋领结构(cuffstructure)。可以在鞋楦上形成对应于其他结构的其他形状。

鞋底单元和鞋垫

使用离心纺丝或其他射流挤出方法制成的独立的鞋底单元和鞋垫可使用本文公开的发明原理。图11A示出了具有对应于鞋底单元构型的空腔40的模具38。图11B示出了具有多个模具(例如模具30)的组件138的垂直或水平系统。图11C示出了多个模具的阵列的水平布置。喷丝头12可以与模具相关联，使得通过模具或模具组件和/或喷丝头的旋转或其它相对运动将材料喷射到模具中。

在一些可能的实施方案中，鞋楦或其它模具包括在其底部上的呈鞋底单元形状的空腔或与该空腔相关联，以用于接纳形成鞋底单元的射流挤出材料。图12示出了完全入楦的鞋面22，该鞋面22在其底部上具有空腔(未示出)。喷丝头12布置在空腔下方并将射流材料15喷射到空腔中以填充空腔并形成鞋垫或其它鞋底单元。鞋面可进一步处理。例如，图12B示出了鞋面22的正视图和透视图。可以在一个或更多个区域中将可溶解材料层42以期望的图案施加到鞋模。在图12B中，材料可以邻近鞋舌32的预期边缘放置。当材料42溶解时，形成边缘并且鞋舌是自由的。

作为另一个示例，可溶解材料可以被放置以界定鞋面或正形成的鞋面的下部部分中的鞋底单元集成区域(由图12中的交叉阴影线指示)。该区域具有对应于图12C中所示的鞋底单元24的上边缘轮廓的轮廓。然后可以将图12C中所示的鞋底单元施加到鞋面和鞋垫的组件上。

对于通过射流挤出形成的任何鞋底单元，可以将坚韧的聚氨酯或热塑性聚氨酯(TPU)纤维纺到相关的空腔中以形成鞋底单元。鞋底单元可以以多个层形成以反映鞋底夹层和鞋外底功能。每个层可以具有不同的材料或不同的材料特性。通过改变材料类型、厚度、密度和结构，鞋前部区、鞋中部区和鞋跟区可以具有不同的特性。例如，考虑到支撑或防内旋功能，鞋底单元可以在一侧上具有较软或较坚固的材料。鞋前部区和/或鞋跟区可以由提供较高附着摩擦力的材料形成。与鞋垫相关的以上讨论也适用于鞋底单元的构造。例如，可以用聚合物材料灌注鞋底单元，该聚合物材料固化以产生耐用的、有弹性的、柔软的和减震的灌注网。

诸如结构元件的插入件可以置于鞋外底模具中，正如在用于任何物体的任何其他模具中可以做的那样。例如，用于运动或户外鞋的防滑钉或长钉的插座可以在模具中并且环绕由保留的离心纺出的或其他喷射的材料填充的区域。或者实际的防滑钉或长钉可以在模具中。如上所述，用于鞋类的其它插入件可以包括腰铁、金属或塑料弹簧、缓冲垫或其他力消散物体、微电子器(例如，力传感器、加速度计、微处理器、压电元件、电池、电容器等)。

鞋垫具有类似于鞋底单元的功能需求，并且可以通过将支撑性、缓冲性材料射流挤出到鞋面中或鞋楦的底部上或射流挤出到中空鞋楦(下面讨论)中来形成。该材料还可以被层压以具有类似于用于鞋垫的常规泡沫聚合物(例如EVA或PU泡沫)的密度、孔隙率、海绵质和/或弹性。

可以在层中形成用于鞋底单元或鞋垫的弹性的弹簧结构，以用于缓冲、力减震或能量反还。该层可以具有用于力消散和力减震的粘弹特性。这种弹簧或力消散特征对于鞋类或保护元件(例如，独立的或服饰集成的膝部、肘部或肩部保护器)将是有用的。

鞋底单元还可以是使用调整的分层(tuned layering)离心纺出的或以其他方式射流挤出的，使得不同的层具有不同的密度并且提供多密度鞋中底或鞋垫。鞋底单元还可以使用调整分区(tuned zoning)离心纺出以其他方式射流挤出，使得从鞋底单元或鞋垫的前部至后部反弹力由高至低。

具有灌注材料的网

在一些实施方案中，多孔或海绵状结构被射流挤出成具有允许其他材料渗透或插入的开口孔隙率，该其他材料将用于调整结构的整体材料特性。(在下文中，通过离心纺出的或其他射流挤出的网的多孔网络以任何方式被捕获或以其他方式渗入的大体上均匀分布的材料可以被称为“灌注”材料，并且所处理的网称为“灌注网”。)灌注网中的可调整属性包括缓冲、刚度、隔热、耐磨性、纹理、触感、阻燃性、防水性，水分输送、颜色和感兴趣的其他特性。

在一些可能的实施方案中，离心纺出的材料网具有纺织物或3D间隔网状结构，该纺织物或3D间隔网状结构用具有橡胶、塑料、泡沫或海绵一致性的聚合物材料灌注。例如，可以离心纺出具有3D间隔网状物的性质的多孔网。这样的网可以通过控制离心纺丝的条件来形成，使得相对高直径的纤维被喷射且收集为低密度的网。可以将诸如氨基甲酸乙酯材料的不熔材料添加到多孔纤维结构中，以产生具有回弹性、能量反还和减震的整体纤维泡沫结构。在任何物体形成期间或离心纺丝之后，除了液体不熔物之外，可以将纳米颗粒或任何其他合适的颗粒吹入、喷入或倒入网中，并且这样处理的网也应被认为是“灌注网”。颗粒包括硅藻土、珍珠岩、塑料和橡胶、砂、陶瓷、金属和纤维素材料和其他生物材料。

离心纺出的或其他射流挤出的片状材料还可以具有用作片料的注入材料，该片料可被模切或以其他方式形成特定物体。例如，不仅具有灌注的网构造的鞋垫可以直接由离心纺丝工艺形成。

用于鞋类的先进制造和模制系统

图13-14示出了离心纺丝和模制系统，其中基本上整个鞋可在自动制造工艺中制造而无需任何明显的手工劳作。在该系统中，提供具有可分离的半部138A、138B的模具。模具中的体积140表示鞋类物品。体积的一部分表示鞋面形状122，并且另一部分表示鞋底单元形状124。喷丝头12将一层或更多层相同或不同的材料喷射到模具中以涂覆内表面。微型喷丝头足够小，使得其可以进入模具中的内部空隙或其他选定的区域并在模具或模表面上递送期望的材料施加。微型喷丝头可以是可移动的，使得其可以移动到模具或其它模的期望区域，如下面更详细地讨论的。模具包括用于鞋底单元的空腔。鞋底单元可在鞋面分层之前或之后通过离心纺丝首先形成。结合喷丝头的选择性移动，喷射的材料可以变化以实现材料在模具空腔中的选择性施加，例如，鞋面材料在鞋面区域中的选择性施加和鞋底单元材料在鞋底单元区域中的选择性施加。

参考图14，压印模具可用于使用配置在模具238的空隙240内的细节部来压印鞋类物品8或其部件。图15A示出了用于在鞋类构造物中细节设计或形成特征的类似布置。在该情况下，鞋楦7具有布置在鞋楦上的至少一个材料层L1。模具238细节设计了构造物的一侧。模具338具有套头形状并且形成具有对应的套头的层的鞋尖区域。图15B示出了具有由模具形成的某些细节部的成品鞋面。

通过射流挤出形成的任何构造物都可以被加热以将材料结合、粘附或凝结在一起。模具或模可以是可加热的以提供所需的热量。

在先进制造工艺的另一个实施方案中，将多个模具装载到单个离心纺丝腔室中，以同时生产多个元件。

用于本发明主题的实施方案中的任一个的离心纺丝腔室可以包括喷嘴的阵列，以用于在离心纺丝步骤之前、期间或之后引入任何数量的组合物。例如，可以通过一个或更多个喷嘴来引入润滑剂、染料、着色剂、粘合剂、防水剂、阻燃剂，织物柔软剂等，以在腔室中涂覆或处理离心纺出的构造物。

参见图16-20，鞋楦7、107、207、模具、模或离心纺丝腔室中的其他物体可以相对于喷丝头112布置或布置在装置113上，装置113配置为用于使物体沿着X、Y和/或Z轴相对移动，和/或用于使物体围绕这些轴中的任一个或更多个旋转。通过提供这种移动，离心纺丝可以优先地将材料施加到物体的期望区域。这可以结合对材料喷射的选择性控制。例如，喷射的材料可以较大量地施加在某些区域上，或者其可以突发地施加以避开某些区域。除了物体移动之外，用于离心纺丝的喷丝头可以布置成沿着任一个或更多个期望轴相对于物体移动。喷丝头可以围绕腔室以间隔的关系定位，以用于选择性把物体例如顶部、底部、前部、后部和/或侧边位置作为目标。每个喷丝头可以根据需要单独地配置有例如期望的喷嘴，或配置为喷射不同的材料，或配置为选择性地打开和关闭。作为示例，用于鞋的鞋楦或模具可以置于腔室中，使得在鞋外底形成过程期间，对应于鞋面的顶侧面朝喷丝头。一旦鞋面形成，模具或鞋楦可以旋转，使得喷丝头面向底部、鞋底单元侧。然后，喷丝头可以将鞋底单元材料喷射在模具或鞋楦上。类似地，模具或鞋楦可以是静止的并且具有顶侧和底侧，顶侧面朝用于喷射鞋面材料的第一喷丝头，底侧面朝用于喷射鞋底单元材料的第二喷丝头。

与喷丝头112和/或装置113相关联的机械臂可以用于实现鞋楦或其他模和/或喷丝头的任何所设想的移动。图18A示出了前述工艺和系统是如何可以用于将多层L₁、L₂、L₃、L₄和L₅沉积在鞋楦上的。L₁可以是用于紧靠足部的舒适衬里。L₂可以是隔热层。L₃可以是防水/透气膜层。L₄可以是加强层。而L₅可以是耐用的外层。图19示出了在多轴可移动装置113上的可调整大小的鞋楦107，该鞋楦107可以与可移动或不可移动的喷丝头(未示出)一起使用。图20示出了对应于预期使用者的足部的扫描轮廓的定制的鞋楦207。图21-22示出了用于扫描使用者的足部以制造这种鞋楦的扫描器。

形状记忆构造物

可以使用离心纺丝和其他射流挤出技术来制造形状记忆构造物。该构造物可以具有基于基础聚合物材料的属性和所形成的网的性质的功能特性。形状聚合物材料是已知的。例如，适用于衣服和鞋类的形状记忆聚合物在US20120000251中公开，其全部内容通过引用并入本文。来自‘251申请的一些相关公开内容如下。

形状记忆聚合物不同于常规聚合物，因为形状记忆聚合物具有物理交联或化学交联的结构以在高温下支撑形状记忆聚合物，并且在诸如环境温度附近或以上的低温处的热转变温度用作形状转换点。在形状记忆聚合物变形之后，其能够在加热至高于热转变温度时恢复到其原始形状。形状转换点可以是玻璃化转变温度(Tg)或熔化转变温度(Tm)。根据用作热转变温度的热转变类型，形状记忆聚合物分为Tm型形状记忆聚合物和Tg型形状记忆聚合物。

形状记忆纤维可以感应环境温度，并通过形状变化来响应温度变化。这样能够产生具有响应于环境和人体温度的自调节结构和性能的智能服装和配件。因此，形状记忆纤维可以用于不同种类的服装和配件中，以实现智能穿戴功能。具有智能穿戴功能的形状记忆服装和配件包括：低压形状记忆内衣和配件，高压形状记忆服装和配件、以及具有动态美学设计的形状记忆服装和配件。

形状记忆纤维由形状记忆聚合物制成。形状记忆纤维用于制备用于服装、鞋类、装备和任何其他纺织物应用的纺织物。以下描述将通过参考服装来说明形状记忆聚合物的特性，但是本发明主题的将形状记忆材料离心纺丝成网和物体的方法不限于服装。

低压形状记忆构造物

由形状记忆纤维制成的服装可以改善纺织物的舒适感。这可以归因于形状记忆纤维至临时形状的固定性，这减少了对穿戴者的大部分压迫感。具有人体热转变温度的由形状记忆纤维制成的内衣和配件变得柔软和柔韧，以适应穿戴者的轮廓。例如，由形状记忆纤维制成的袜子顶部可以提供舒适感，而在腿部的皮肤上不产生凹入痕迹。由形状记忆纤维和纱线制成的腰带可以根据穿戴者的腰围的变化来调整腰带的长度。由形状记忆纤维制成的低压服装和配件将不会像由弹性纤维或线制成的那些产品一样对人体的血液循环产生任何影响。

与由弹性纤维(氨纶纤维)和其他纤维制成的织物相比，在垂直压力测试中由形状记忆纤维制成的织物具有施加于皮肤的相对低的垂直张力。相比之下，由弹性纤维(线)制成的服装和配件对穿戴者施加显著的压力，这是因为弹性纤维不具有形状固定性。因此，由形状记忆纤维制成的织物可以改善纺织物产品的舒适感，特别是对于与穿戴者的皮肤紧密接触的内衣和配件，例如贴身服饰、袜子、腰带、长袜、丝袜、裤子和紧身裤。

用于低压服装和配件的形状记忆纤维的转换温度在5℃至30℃的范围内，并且断裂伸长率在50％至600％的范围内。通过热拉伸和热恢复率测得，形状记忆纤维的形状固定率在10％至50％的范围内，并且形状恢复率高于90％。用于低压形状记忆服装和其它构造物的形状记忆纤维也具有一定程度的弹性，其中通过冷拉伸和冷恢复的恢复率高于20％。因此，低压服装可以很好地贴合人体的轮廓。具有舒适感的低压形状记忆服装可以仅由形状记忆纤维制成或由形状记忆纤维与天然或合成纤维的共混物制成。

高压形状记忆构造物

用于高压服装和其他构造物的形状记忆纤维网经受拉拔。拉伸温度在20℃至150℃的范围内，拉伸比(drawing ratio)为0.5至5.0。由形状记忆体制成的高压服装和其他物体在被加热之后可以收缩成具有非常小尺寸的形状，该形状被称为稳定形状。通过加热，高压服装和其他物体可以变软并扩大成比穿戴者的身体或应用高压形状记忆构造物的其它物体的尺寸更大的尺寸。可以通过将服装或其他构造物冷却至低温来临时地固定扩大的形状。因此，高压服装和其他结构易于穿戴或贴合。然后，通过加热，压力服装和其他构造物具有收缩和恢复到其稳定形状的趋势。因此，压力服装和其他构造物可以很好地贴合穿戴者或其他应用物体，并且在皮肤或其他物体上施加合适的压力。还可以通过使用例如吹风机或热水将高压服装和构造物加热，使其可以从穿戴者或物体容易地移除，在这之后高压服装和构造物再次变软。高压形状记忆服装和其他构造物可以重复使用。

压力服装和其他构造物由离心纺丝形状记忆纤维单独地制成或由离心纺丝形状记忆纤维与普通纤维一起制成，该离心纺丝形状记忆纤维或普通纤维可以从离心纺丝装置中的单独的喷嘴喷出。在任何形式(例如纺织物片或服装)中的网的预拉伸和结构确定了服装或其他构造物的原来的初始尺寸。通过(例如在热水中或通过使用吹风机)加热服装或其他物体使其自由收缩可以获得服装的最小尺寸。穿戴者的身体部位或其他应用物体的尺寸应该在从约原来的初始尺寸到最小尺寸的范围内。通过适当的形状记忆聚合物的选择、预拉伸和服装及其他构造物的结构设计，可以在穿戴者或其他应用物体上选择性地施加可调节的压力。

用于高压形状记忆服装和其它构造物的形状记忆纤维的热转变温度可以在20℃至60℃的范围内。通过热拉伸和热恢复率测得，形状记忆纤维的形状固定率在30％至100％的范围内，形状恢复率在75％至100％的范围内。形状记忆纤维的断裂伸长率应在20％至500％的范围内。以下是代表性参数，并且本发明的主题不一定限于那些参数。高压服装或配件包括压力袜子、长袜、紧身裤和其他压力服装，但不限于这些。

具有动态设计的形状记忆构造物

形状记忆纤维、纱线和织物可用于美学或功能设计。与用于动态美学设计的形状记忆金属合金线相比，形状记忆聚合物纤维可以给出与例如常规衣服织物类似的外观和感觉；并具有与人体的更好的相容性。此外，与形状记忆金属合金线相比，形状记忆纤维便宜得多。形状记忆织物由于其良好的形状固定性而比氨纶和聚酯纤维具有用于3D纺织物的更好的能力。

例如，在形状记忆织物中，形状记忆纤维可广泛地且松散地形成非编织纺织物，以便为形状记忆效应的发生提供足够的空间。当环境温度升高时，发生收缩(形状恢复)。因此，具有形状记忆纤维的织物可以由于温度变化而表现出动态的功能或美学设计。通过使用形状记忆织物可以实现许多功能设计或美学设计特征。例如，热膨胀可以允许织物更好地通风。更开放的网也可以改变服装的质地和美学属性。

对于具有动态设计的形状记忆服装和其他构造物而言，根据期望的效果使用不同种类的形状记忆纤维。动态设计可以是动态折痕恢复或风格改变，但不限于这些。对于动态折痕恢复的服装和其他构造物，通过热拉伸和热恢复率测得，形状记忆纤维的形状记忆固定率应在95％以上并且形状恢复率在90％以上。作为合适的拉伸参数，预拉伸比在0.5至5.0的范围内。过程的处理温度在20℃至150℃的范围内。获得的形状记忆纤维的形状恢复率在70％至100％的范围内；并且通过热拉伸和热恢复率测得，形状固定率在70％至100％的范围内。用于动态美学设计的形状记忆纤维的热转变温度在20℃至65℃的范围内。如在别处，上述参数是说明性的，并且本发明主题不一定受限于它们。

用于实现所述功能的形状记忆纤维可以由形状记忆聚氨酯制成。形状记忆聚氨酯可以由以下三种起始材料合成：长链多元醇、二异氰酸酯和扩链剂。二异氰酸酯和扩链剂形成硬链段，且长链多元醇形成软链段。

根据形状记忆服装和其他构造物的所需特性，用于制造形状记忆纤维的形状记忆聚氨酯有两种类型：T_m型形状记忆聚氨酯和T_g型形状记忆聚氨酯。T_g型形状记忆聚氨酯的多元醇列于表1中。T_m型形状记忆聚氨酯的多元醇列于表2中。用于形状记忆聚氨酯的二异氰酸酯在表3中示出。用于形状记忆聚氨酯的分子扩链剂呈现于表4中。可选地，化学物质可以是多元醇、共多元醇、混合二异氰酸酯、改性二异氰酸酯或混合分子扩链剂的混合物。

表1

表2

表3

表4

形状记忆聚氨酯可以通过本体聚合或溶液聚合来合成。在本体聚合过程中，可以使用一步聚合或两步聚合方法。在一步聚合过程中，所有的化学物质同时添加到反应器中。在两步聚合过程中，多元醇首先在两端用异氰酸酯基团封端；且然后用小尺寸的二醇或二胺延长。在溶液聚合中，在合成过程期间使用溶剂。合适的溶剂可以选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、甲基亚砜或其混合物。

然后处理形状记忆聚氨酯以产生形状记忆纤维。根据本发明主题，纺丝技术是本文所公开或设想的离心纺丝或其他射流挤出技术。

在湿式纺丝中，形状记忆聚氨酯的固体浓度调节为20wt％至40wt％，且粘度为5Pa·S至约200Pa·S。如果需要，纺丝溶液被加热并保持在一定温度下。形状记忆纤维从喷丝头挤出并在凝固浴中沉淀。然后，如果需要，形状记忆纤维网经受热处理和后拉伸。

在干式纺丝中，形状记忆聚氨酯的固体浓度在25wt％至40wt％的范围内。聚合物溶液通过喷丝头挤出。可以使用热空气来蒸发溶剂。

在熔融纺丝中，形状记忆聚合物通过纤维喷丝头熔化并挤出，并通过冷却固化。形状记忆纤维也可以通过多部件纺丝制备以用于更特殊的特性。在多部件纺丝中，可以使用两个或更多个聚合物熔体，其中至少一个可以是形状记忆聚氨酯。制备的形状记忆纤维可以是圆柱形纤维、中空纤维或任何异常纤维的形式。

US8,726,414公开了包括具有纺织物的区的服装制品，该纺织物具有通过物理刺激(例如水的存在或温度改变)而改变或以其他方式修改的结构，以改进纺织物的特性，该专利的全部内容通过引用并入本文。这些区可以沿着服装的中心背部区域和侧部区域，并且纺织物在暴露于水时可以增加透气性。这些区也可以在躯干的上部区域和下背部区域中，并且纺织物在暴露于水时可以增加质地。在一些实施方案中，在纺织物中形成狭缝。可以使用形状记忆聚合物来实现功能性变化，并且所公开的服饰可以通过形状记忆聚合物的离心纺丝形成。类似地，通过引用并入本文的US8,187,984公开了一种纺织织物，该纺织织物包括具有一个或多个区域的光滑表面，该一个或多个区域具有响应于温度变化而呈现热膨胀或收缩、响应于环境条件而调节纺织织物的隔热特性的涂层材料。可以使用形状记忆聚合物来实现功能性变化，并且所公开的织物可以通过形状记忆聚合物的离心纺丝形成。

可调节模具以及其他模

本发明的主题设想了在可调节模和模具上的离心纺丝和其它射流挤出工艺。可调节模(例如，改变尺寸、形状的模或模块化的模)的使用通过减少生产一系列尺寸和风格所需的不同模的数量而允许更有效地生产物体。

在图16中示出了可膨胀囊107形式的可调节鞋楦。通过膨胀或收缩囊，可以制成例如不同尺寸的鞋或部件。囊可以是选择性可膨胀的，使得沿着不同的轴或区域在鞋楦的尺寸上存在各向异性变化。囊可以由可加压的弹性体(例如天然或合成橡胶)、或其他加压的或可弹性膨胀的材料或结构制成。在囊之上或之中的区域可以选择性地配置有在压力下具有不同的膨胀率并允许期望的膨胀模式的材料。

可膨胀或以其他方式可调节的鞋楦或其他模或模具还允许定制特征以详尽使用者的细节，例如给定使用者的3D扫描的足部的细节。可调节鞋楦在鞋或其他制造领域中是众所周知的。以下是可以适用于本文公开的离心纺丝和其它射流挤出技术的代表性实例。US20130291317(其全部内容通过引用并入本文)公开了一种可调节鞋楦，该可调节鞋楦插入到包括预备件的制品中，使得可调节鞋楦的可调节部分的位置可以根据制品的尺寸改变。在一些实施方案中，可调节鞋楦包括可根据制品的尺寸填充流体的可膨胀构件，并且可以用于调节制品的尺寸。其他实施方案不包括可可膨胀构件。可调节鞋楦可以包括用于调节可调节部分的调节组件。调节组件可以包括楔形构件，该楔形构件可以可移动地接合其他鞋楦零件以改变尺寸和形状。

US7,980,007(其全部内容通过引用并入本文)公开了一种用于将运动鞋定制适配到个别穿戴者的系统，该系统包括足部测量设备、可调节足部模和红外激活腔室。对于每个长度尺寸宽度单一的鞋具有至少一部分由可热延展材料制成的鞋面，以定制适配宽度。足部测量数据用于计算长度尺寸、宽度尺寸和定制调节系数的值。在计算长度尺寸后，将适当设定尺寸的鞋和鞋楦组装在一起并经受红外辐射，直到热可延展材料变成塑料。然后根据调节系数对鞋楦进行调整，以提供定制宽度尺寸。在进一步热处理以设定鞋面并冷却后，鞋完成。以这种方式，如果在零售环境中使用鞋，则将鞋在几分钟内定制适配于穿戴者。

除了可膨胀鞋楦外，鞋楦可以具有真空成形壳的性质。还设想了3D打印鞋楦。其可以被打印到特定用途或选定人群的特定解剖结构。

完成-后离心纺丝步骤

在离心纺丝或其他射流挤出技术之后可以进行各种步骤。例如，通过离心纺丝形成的片材或3D构造物可以置于模具之上或之中以给出期望的形状。材料可以通过热、压力、可固化材料的UV固化、用树脂或其它可凝结材料涂覆而模制成设定的形状。例如，热塑性材料网可以热模制成期望的形状。网材料可用作用于形成复合材料的叠层(layup)并通过用可凝结树脂处理而模制成期望的形状。以这种方式，可以形成先进的复合材料，而不会有编织的缺点，并具有离心纺丝的所有优点。

重新调节尺寸

在一些实施方案中，本发明主题涉及可膨胀后形成至多个尺寸的单尺寸物体的形成。例如，鞋类物品(例如，鞋面或具有鞋底单元的完整的鞋)可以由热塑性、可热固或其它可热成形材料形成。一旦形成，其可以置于将物品改变至较大期望尺寸的可膨胀或可调节鞋楦或其他模具上。因此，通过离心纺丝形成的单尺寸物品可以重新调节尺寸或重新定形为定制的尺寸或形状。除了模具之外，重新调节尺寸或重新定形还可以在使用者的足部、或解剖结构的其他适用区域、或解剖结构的复制物(例如，鞋楦或模具，其基于对使用者的解剖结构的扫描并包括完整的解剖结构或选择的细节，而不仅仅是常规鞋楦中对足部的复刻)上进行。

可以通过改变喷丝头喷嘴的距离来实现构造物中的颜色变化，这将导致着色材料的浓度或密度变化，越接近喷嘴，喷雾越浓并因此颜色越浓，越远离喷嘴，喷雾越疏散并且颜色越浅。类似地，可以通过改变或使用例如喷丝头喷嘴距离、喷嘴孔径、占空比、溅射来实现不同的纹理。此外，为了喷射有色材料，透明材料也可以用作离心纺出层上的外涂层。

其他完成步骤

网的其他后处理步骤可以包括切割、修整边缘形成、染色、压印、图像印刷等。为了提供耐用性，可以将相对较高的耐磨材料离心纺在以其他方式施加在脆弱的产品区域上，例如离心纺在或以其它方式施加在鞋类中的鞋尖和/或鞋跟周围。

前述实施方案并不意味着用于从离心纺丝装置产生并捕获连续纤维的方法学的穷举。从本文的教导，本领域技术人员可以使用离心纺丝来生产并收集连续的纤维，以用于编织或针织物品中的任何应用或使用连续纤维的任何其他应用。

定义(如通常在户外和纺织工业的文献中所描述的)：

防水/透气(复合织物)：如由不同的标准定义的纺织(针织或编织)复合物，其经受一定压力的水渗透，但其也是透气的，如由不同标准所测量的允许水分穿过复合材料。该复合物可以包含1个纺织物层和防水透气膜(定义为2层防水透气复合物)，或防水透气膜可夹在2个纺织物层之间(定义为3层防水透气复合物)。在2.5层防水透气复合物的情况下，膜通常具有施加在与外纺织物侧相对的膜表面上的印记。该印记可以是颜色、设计和/或包括任何图案的功能性颗粒。纺织物层可以是任何纤维类型(天然的、合成的、生物基的、可生物降解的)或任何纤维类型的共混物的编织或针织结构。所有接缝均使用接缝胶带密封，以确保防水性。

防水/透气膜：根据所选标准的柔性材料，该柔性材料是(1)防水的且(2)可透湿的。膜可以是亲水的、疏水的、单片式的或微孔式的。双组分膜结合了两层，例如GORE-TEXePTFE膜和另一个材料层。

透气性：纺织物、膜或复合物允许空气穿透材料的能力；以立方英尺每分钟(CFM)测量。

湿蒸气透气性/蒸气渗透性：是指纺织物、防水/透气膜或复合物允许水分(液体或水蒸气)穿过材料的能力。

硬壳(2L、2.5L、3L)：由多个层2L、2.5L或3L组成的防水透气复合物，其可实现高度防风性。外层通常是更多的材料，例如尼龙织物。典型的织物压缩物是格子布(ripstop)。

软壳：具有高耐水性但是专用于挡风的纺织复合物。挡风可以使用防水透气膜(夹在两个纺织物层之间)或使用粘合剂或胶水以将2个纺织物或基底固定在一起而得到。胶水是不透气的，且因此计量复合材料中的透气率。纺织织物通常是较软的编织和针织织物，因此称为软壳。通过操纵每种纺织复合物的设计特征，透气率可以在0至100％挡风之间。

纳米纤维：定义为直径在100-1000纳米之间的纤维。纳米纤维提供在纳米级水平下的高的表面积和独特特性。

非编织物：由通过除了编织工艺以外的诸如化学、加热、机械或溶剂的一些工艺结合在一起的纤维形成的织物状材料。将纤维缠结，以产生网结构。缠结在纤维之间产生孔隙，以提供一定程度的透气性。

本领域的技术人员应认识，为了解释本发明主题的本质而描述和说明的零件的细节、材料和布置以及行为中的许多修改和变化是可能的，并且这样的修改和变化没有脱离其中所包含的教导和权利要求的精神和范围。

为了所有目的，本文引用的任何专利和非专利文献在此通过引用以其整体并入本文。

Claims (58)

1.一种使用离心纺丝或其他射流挤出形成制品的方法，包括将聚合物从射流挤出装置的出口流注到模具或其他模(例如，鞋楦)之上或之中，所述模具或其他模代表鞋类制品、服装制品、或户外装备制品、或前述制品中的任一个的部件；以及继续进行流注直到所述聚合物的网布置在所述模具或其他模上作为非编织纤维网。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具或其他模包括阴模具或其它模。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具或其它模代表包括鞋类物品或其部件的制品。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具或其他模包括插入件，所述插入件包括(i)所述制品的结构部件，其将在所述挤出后与所述材料网成一体，和/或(ii)可移除或可溶解的元件，其形状在移除或溶解之后在所述材料网中留下所选形状的三维压痕，并且所述方法包括在流注所述聚合物之前将所述元件布置在所述模具或其他模上的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括将所述聚合物整体地或部分地流注在所述结构部件或所述元件上的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述结构部件或所述元件被集成在所述网材料的层之间。

7.根据权利要求4所述的方法，其中所述结构部件或所述元件在流注所述聚合物之后整体地或部分地暴露在所述材料网的外表面上。

8.根据权利要求4所述的方法，其中所述结构部件或所述元件包括鞋跟杯、鞋跟稳定器、套头、足弓支撑件、矫正元件、外侧或内侧稳定结构、腰铁、管(或杆)、支撑或可张紧带或织带、美观元件(例如，模制标识)，所述部件整体地或部分地集成到所述材料网中。

9.根据权利要求4所述的方法，其中所述结构部件或所述元件包括可移除元件，所述可移除元件包括管、遮盖材料、矫正结构、带或构造成网格或其他图案的结构，并且所述方法还包括移除所述部件的步骤。

10.根据权利要求4所述的方法，其中所述元件包括(i)可溶于水溶液中的可溶解材料，可溶解的蜡，和/或(ii)有机材料，其通过热(或照射，例如，IR、UV或超声辐射)或通过有机溶剂是可溶解的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述可溶解材料具有期望的立体式模，例如立方体模、圆柱体模或复合模，或更多的二维模，例如盘、网、带、杆、管、长丝、微粒等。

12.根据权利要求4所述的方法，还包括移除、修整或溶解与所述模具或其他模相关联的可移除或可溶解的元件。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述模具或其他模配置有生产铰接零件的形状。

14.根据权利要求4所述的方法，其中所述方法包括在所述模具或其他模上遮盖选定的所述模具和/或网材料以产生铰接零件的步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述遮盖材料被移除或溶解。

16.根据权利要求15所述的方法，其中通过移除或溶解形成活动铰链，以允许所述零件的移动。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料网包括形状记忆聚合物。

18.根据权利要求1所述的方法，还包括重复所述射流挤出过程以产生相同或不同的网材料(例如，不同组成或纤维尺寸或形状)的多个层，所述多个层具有相同或不同的网厚度、密度和/或孔隙率。

19.根据权利要求18所述的方法，其中形成两个或更多个层。

20.根据权利要求18所述的方法，其中形成三个或更多个层。

21.根据权利要求19所述的方法，其中形成两个不同的层，所述两个不同的层中的每个选自以下的组：防水/透气膜层类型；热管理层类型；结构层；电子层类型；和外层类型。

22.根据权利要求20所述的方法，其中形成三个不同的层，所述三个不同的层中的每个选自以下的组：防水/透气膜层类型；热管理层类型；结构层；电子层类型；和外层类型。

23.根据权利要求1所述的方法，其中使用热或以其他方式处理所述网，以引起纤维在网材料的层内、在层之间、和/或与任何插入件元件熔合或熔融结合。

24.根据权利要求3所述的方法，其中所述制品包括与所述鞋楦的底表面相关联的鞋底单元，例如鞋外底、鞋底夹层和/或鞋垫，所述鞋楦的底表面在托盘或其他支撑件的表面上定向，使得所述鞋底单元通常与形成网的所述纤维隔开并且不收集所述纤维。

25.根据权利要求3所述的方法，其中所述制品包括用于鞋类物品的鞋面。

26.根据权利要求24所述的方法，其中所述鞋底单元具有不同材料特性的多个层和/或不同材料特性的多个邻接区(例如，鞋跟部、鞋中部、鞋前部)。

27.根据权利要求24所述的方法，其中至少一层包括缓冲层，并且至少一层包括鞋外底层。

28.根据权利要求1所述的方法，其中在所述射流挤出过程期间，所述制品的至少周边边缘暴露于纤维，允许收集纤维用于直接结合到所暴露的边缘，以形成部件与所述网的一体式组件。

29.根据权利要求1所述的方法，其中所述制品包括鞋底单元和一体形成的鞋面。

30.根据权利要求3所述的方法，其中所述模具或其他模在收集形成所述网的所述纤维期间旋转。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述旋转发生在3个或更多个轴上。

32.根据权利要求3或30所述的方法，其中可移动喷丝头在所述模具或其它模上方移动。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述可移动喷丝头包括在机械臂上。

34.根据权利要求32所述的方法，其中所述模具或其他模包括阴模具或其它模。

35.根据权利要求34所述的方法，其中喷丝头用于将聚合物材料射流挤出到界定所述阴模具或其他模的空隙的表面上。

36.根据权利要求1所述的方法，还包括将材料灌注到网材料层中以产生灌注网。

37.根据权利要求36所述的方法，其中灌注的材料被选择以为制品提供以下中的一个或更多个属性：缓冲、刚度、隔热性、耐磨性、纹理、触感、阻燃性、防水性、水分运输和/或颜色。

38.根据权利要求1所述的方法，其中所述网包括超细纤维。

39.根据本文权利要求3所述的方法，其中所述网包括防水透气膜。

40.根据本文权利要求1所述的方法，其中所述多个模具或其它模同时经受所述射流挤出。

41.一种构造物，构成由射流挤出材料的网制成的鞋类物品或其部件。

42.根据权利要求41所述的构造物，还包括(i)结构部件，其在所述挤出之后与所述材料的网成一体，和/或(ii)在所述网中选定形状的三维压痕。

43.根据权利要求42所述的构造物，其中所述结构部件或所述元件被所述网部分地覆盖。

44.根据权利要求42所述的构造物，其中所述结构部件或所述元件被集成在所述网的层之间。

45.根据权利要求42所述的构造物，其中所述结构部件或所述元件包括鞋跟杯、鞋跟稳定器、套头、足弓支撑件、矫正元件、外侧或内侧稳定结构、腰铁、管(或杆)、支撑或可张紧带或织带、美观元件(例如，模制标识)，所述部件整体地或部分地集成到所述网中。

46.根据权利要求41所述的构造物，其中铰接零件形成在所述网中。

47.根据权利要求41所述的构造物，活动铰链形成在所述网中。

48.根据权利要求41所述的构造物，其中所述材料的网包括形状记忆聚合物。

49.根据权利要求41所述的构造物，其中所述网包括相同或不同的网材料(例如，不同组成或纤维尺寸或形状)的多个层，所述多个层具有相同或不同的网厚度、密度和/或孔隙率。

50.根据权利要求49所述的构造物，其中所述层包括至少两个不同的层，所述至少两个不同的层中的每个选自以下的组：防水/透气膜层类型；热管理层类型；结构层；电子层类型；和外层类型。

51.根据权利要求41所述的构造物，其中所述网使用热或以其他方式处理，以引起纤维在网材料的层内、在层之间、和/或与任何插入件元件熔合或熔融结合。

52.根据权利要求41所述的构造物，其中所述构造物包括鞋底单元。

53.根据权利要求52所述的构造物，其中所述鞋底单元包括所述网材料的多个层，并且至少一层包括缓冲层，并且至少一层包括鞋外底层。

54.根据权利要求41所述的构造物，其中所述构造物包括鞋面。

55.根据权利要求41所述的构造物，其中所述构造物包括在所述材料的网中的呈一体式构造的鞋面和鞋底单元。

56.根据权利要求41所述的构造物，其中所述网被灌注有选定的非纤维材料。

57.根据权利要求56所述的构造物，其中灌注的材料被选择以为制品提供以下中的一个或更多个属性：缓冲、刚度、隔热性、耐磨性、纹理、触感、阻燃性、防水性、水分运输和/或颜色。

58.根据权利要求42所述的构造物，其中所述网包括超细纤维。