CN109016873B - 具有注射的、嵌入的油墨的聚合物部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种物品，例如鞋类物品(12)，包括聚合物部件(10)，该聚合物部件(10)具有第一表面、第二表面以及第一表面和第二表面之间的厚度。该物品具有油墨(34)，该油墨(34)通过第一表面被注射到聚合物部件中小于厚度的预定深度处，使得油墨被嵌入在聚合物部件中，至少部分在第一表面和第二表面之间。该聚合物部件包括多个层。油墨被嵌入在多个层中的至少一个中。一种用于制造物品的方法包括通过第一表面将油墨注射到聚合物部件中并且在小于厚度的预定深度处，使得油墨被嵌入在多个层中的至少一个中并且至少部分在第一表面和第二表面之间。

Description

具有注射的、嵌入的油墨的聚合物部件及其制造方法

本申请为分案申请，母案申请的国家申请号为：201580030448.0、进入中国国家阶段日期为：2016年12月7日，发明名称为：具有注射的、嵌入的油墨的聚合物部件及其制造方法。

技术领域

本公开涉及例如用于鞋类物品的聚合物部件以及用于制造该聚合物部件的装置和方法。

背景技术

鞋类物品、运动服装、体育器材以及与体育运动相关的其它部件通常包括聚合物部件。制造商有时在聚合物部件上包括设计、标志或其它图形图像，例如通过在聚合物部件的表面上印刷图形图像或将图形图像粘附到聚合物部件上。期望的是，确保图形图像在聚合物部件的整个使用寿命期间的耐久性。

附图说明

图1是用于具有图形图像的鞋类物品的聚合物囊状元件的实施例的示意性透视图。

图2是在图1中的线2-2处截取的针将油墨注射到囊状元件的弯曲部分以形成图形图像的示意性局部剖视图。

图3是由机械臂控制的刺穿针刺穿囊状元件的图形图像的预定图案的轮廓的示意性局部透视图。

图4是一组刺穿针在轮廓的范围内刺穿图形图像的预定图案的示意性局部透视图。

图5是热成型图1的囊状元件的模具组件的示意性剖视图。

图6是夹具夹持囊状元件同时刺穿针刺穿预定图案的轮廓的示意性侧视图。

图7是夹具夹持囊状元件同时一组刺穿针刺穿预定图案的示意性侧视图。

图8是夹具夹持囊状元件同时注射针将油墨注射到囊状元件中的示意性侧视图。

图9是在转动囊状元件之后夹具夹持囊状元件并且注射针注射油墨以形成另一个图形图像的示意性侧视图。

图10是囊状元件正在被充气的示意性透视图。

图11是在图1中的线11-11处截取的针将油墨注射到囊状元件的平坦部分中以形成图形图像的示意性局部剖视图。

图12是夹具夹持囊状元件同时多根注射针将油墨注射到囊状元件中的示意性侧视图。

图13是囊状元件的一部分在注射油墨之后的示意性局部剖视图，并且示出了被油墨填充的刺穿开口并且用虚线示出了擦拭工具。

图14是用于制造图1-13的囊状元件的方法的流程图。

具体实施方式

物品——例如鞋类物品——包括聚合物部件，该聚合物部件具有第一表面、第二表面以及第一表面和第二表面之间的厚度。该物品具有油墨，该油墨通过第一表面被注射到聚合物部件中小于厚度的预定深度处，使得该油墨被嵌入在聚合物部件中，至少部分在第一表面和第二表面之间。该聚合物部件包括多个层。油墨被嵌入在多个层中的至少一个中。通过以这种方式注射的油墨，由油墨提供的图形图像是耐用的，并且当部件的外表面被磨损时不被去除。

在本教导的一个方面，该聚合物部件可以是大体上透明的材料，并且油墨可以以提供图形图像的方式被注射到聚合物部件中。在一个示例中，油墨可以是有色的，使得由油墨形成的有色的图形图像在聚合物部件中可以是可见的。在一些实施例中，使用多种颜色的油墨。

该聚合物部件的多个层之一可以是对于保持在空腔中的流体不可渗透的阻挡层(barrier layer)。该阻挡层可以被定位在聚合物部件内不小于预定深度的深度处，使得阻挡层保持对于流体不可渗透并且不受注射的油墨或注射油墨的过程影响。

在一实施例中，聚合物部件的多个层可以包括限定第一表面的第一层和限定第二表面的第二层。阻挡层可以在第一层和第二层之间。第一层的厚度至少与注射油墨的预定深度一样大。因此，油墨不被注射到阻挡层中，并且用于注射油墨的针不刺穿或损害阻挡层。在一个实施例中，第一层和第二层是热塑性聚氨酯，并且阻挡层是乙烯和乙烯醇的共聚物。

该聚合物部件可以是鞋类物品的部件，但不限于此。例如，该聚合物部件可以是鞋类物品的囊状元件，例如密封由壁的第二表面界定的内部空腔的囊状元件。例如，囊状元件可以是将流体保持在内部空腔中的填充流体的囊状元件。如本文所使用的，保持在囊状元件的内部空腔中的“流体”是气体，例如氮气或空气。同样地，“填充流体的囊状元件”是被气体(例如氮气或空气)填充的囊状元件。可选择地，该聚合物部件可以是鞋类物品的不同部件。

该聚合物部件可以具有从第一表面延伸并且部分穿过聚合物部件的刺穿孔。该刺穿孔可以被油墨至少部分填充。该刺穿孔可以通过注射油墨的注射针、通过在由注射针注射油墨之前刺穿聚合物部件的刺穿针、或通过两者来形成。因此，该刺穿孔从第一表面延伸并且部分穿过聚合物部件。例如，在具有阻挡层的实施例中，该刺穿孔不延伸到阻挡层。该刺穿孔被注射的油墨至少部分填充。油墨可以在刺穿孔内完全干燥并且不延伸到第一表面，或者可以在注射时最初从刺穿孔向外延伸到第一表面上，并且被从第一表面擦拭掉。

该聚合物部件可以被注射到聚合物部件的弯曲部分中、聚合物部件的大体上平坦部分中或两者中。在一些实施例中，一个或多个附加图形图像可以通过将油墨注射到聚合物部件的不同区域中来提供，使得油墨被嵌入在聚合物部件中的一定深度处，在聚合物部件的不同区域中，该深度至少部分在聚合物部件的第一表面和第二表面之间延伸。

鞋类物品可以包括聚合物囊状元件，该聚合物囊状元件具有含弯曲的外表面的第一层、含弯曲的内表面的第二层以及在第一层和第二层之间的至少一个阻挡层。该聚合物囊状元件密封由弯曲的内表面界定的内部空腔。该阻挡层对于包含在空腔内的流体是不可渗透的。油墨被注射到第一层中弯曲的外表面和阻挡层之间的预定深度处，不延伸到阻挡层，使得油墨在聚合物部件中提供图形图像并且使得阻挡层的不可渗透性不受油墨的注射影响。在一个实施例中，阻挡层是具有聚氨酯和包括乙烯和乙烯醇的共聚物的层的交替层的层压膜(laminate membrane)。在一个非限制性示例中，该聚合物部件具有不小于0.065英寸的厚度，并且油墨的深度为至少0.015英寸。

一种制造物品的方法包括将油墨注射到聚合物部件中，该聚合物部件包括多个层并且具有第一表面、第二表面以及第一表面和第二表面之间的厚度。该注射是通过第一表面并且在小于厚度的预定深度处，使得油墨被嵌入在多个层中的至少一个中并且至少部分在第一表面和第二表面之间。

该方法可以进一步包括将至少一根针插入到聚合物部件中，使得针不会完全穿透通过该部件。然后通过至少一根针将油墨注射到聚合物部件中到聚合物部件的至少一部分中。该油墨可以被嵌入在多个层中的至少一个中作为部件的那部分中的图形图像。

可选地，针的插入速率可以是以可控或预定速率。针的插入可以是以针相对于聚合物部件的可控或预定压力。此外，来自针的油墨的流速可以是以可控或预定速率。

该方法可以包括在聚合物部件中刺穿预定图案，并且然后在刺穿预定图案之后插入用于注射油墨的至少一根针。例如，用于注射油墨的至少一根针可以被插入在刺穿的预定图案内。在另一非限制性示例中，至少一根针可以具有第一直径，并且在插入至少一根针之前预定图案的刺穿可以经由具有大于第一直径的第二直径的至少一个第二针。可选择地，用于注射油墨的至少一根针可以被用于在注射油墨时或其他时候刺穿聚合物部件并且根据预定图案或其它刺穿聚合物部件。聚合物部件中的刺穿开口中的至少一个被油墨完全或部分填充。该方法可以包括擦拭掉聚合物部件的表面之外的任何油墨，使得剩余的油墨仅在刺穿的开口中。

根据该方法，可以注射多种颜色的油墨以形成单个或多个图形图像，并且可以例如通过同一根针顺序地注射多种颜色或例如通过不同的针在聚合物部件的不同部分处同时注射多种颜色。

在聚合物部件是囊状元件的实施例中，该方法可以包括在插入至少一根针之前或之后通过流体(例如空气或氮气)对囊状元件充气。

该方法可以包括确定在注射油墨之后预定油墨干燥时间已经过去，例如经由控制器的计时器。该方法可以包括在预定油墨干燥时间已经过去之后移动聚合物部件。然后，在移动聚合物部件之后，可以通过相同或不同的针将油墨注射到聚合物部件中聚合物部件的不同区域处。

该方法可以包括在注射油墨时将聚合物部件夹持在夹具中。然后，控制器确定在注射油墨之后预定油墨干燥时间是否已经过去。仅在预定油墨干燥时间已经过去之后，才将聚合物部件从夹具中移除。

该方法可以包括热成型聚合物部件，例如在聚合物部件是用于鞋类物品的囊状元件的实施例中，在这种情况下，囊状元件可以在模具组件中热成型。根据该方法，通过控制器可以确定，在热成型囊状元件之后预定冷却时间是否已经过去。然后，在预定冷却时间已经过去之后，可以将热成型的囊状元件从模具组件中移除。至少一根针可以被插入在囊状元件中，并且例如当囊状元件被放置在夹具中时，通过至少一根针来注射油墨。

一种用于在聚合物部件上形成图形图像的装置可以包括支撑框架。被配置为夹持聚合物部件的夹具可以被连接到支撑框架。针由支撑框架可操作地支撑并且可移动以刺穿聚合物部件并且将油墨注射到聚合物部件中。当聚合物部件被夹持在夹具中时，油墨被注射到预定深度处以在聚合物部件上形成图形图像。附加针可以由框架可操作地支撑并且可移动以刺穿聚合物部件并且当聚合物部件被夹持在夹具中时将油墨注射到聚合物部件中以在聚合物部件上形成附加图形图像。

该装置可以包括控制器和可操作地连接到该控制器和针的至少一个致动器。该控制器可以具有存储算法，该存储算法建立针插入到聚合物部件中的插入速率和针插入到聚合物部件的插入压力中的至少一个。控制器的存储算法可以包括针刺穿聚合物部件的预定图案。

该装置可以包括可操作地连接到针的油墨源，油墨从油墨源被供应到针。流量阀(flow valve)可以是可操作的以调节来自油墨源通过针的油墨的流速。流量阀可以由控制器来控制。

“一(a/an)”、“该”、“至少一个”和“一个或多个”可以互换使用以表明该项目中的至少一个存在；除非上下文另有明确说明，否则多个这样的项目可以存在。本说明书(包括所附权利要求书)中的参数(例如，数量或条件)的所有数值应该被理解为在所有情况下被术语“约”修饰，而无论“约”是否实际出现在数值之前。“约”表明所述数值允许一些轻微的不精确(其中一些接近精确值；近似或合理地接近该值；差不多)。如果由“约”提供的不精确性在本领域中不被理解为该普通含义，则本文所使用的“约”表明至少可以由测量和使用这样的参数的普通方法引起的变化。此外，范围的公开应被理解为具体公开了该范围内的所有值和进一步划分的范围。

术语“包含”、“包括”和“具有”是包括性的，并且因此详细说明所述特征、步骤、操作、元件或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、步骤、操作、元件或部件的存在或添加。当可能时，可以改变步骤、过程和操作的顺序，并且可以采用附加或替代步骤。如本说明书中所使用的，术语“或”包括相关所列项目中的任何一个和所有组合。术语“任何一个”应被理解为包括所引用项目的任何可能的组合，包括所引用项目中的“任何一个”。术语“任何一个”应被理解为包括所附权利要求的所引用的权利要求的任何可能的组合，包括所引用的权利要求中的“任何一个”。

本领域普通技术人员将认识到的是，例如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等术语被用于附图的描述，并且不表示对如由权利要求限定的本发明的范围的限制。

当结合附图考虑时，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点从用于执行本公开的构思的最佳模式的以下详细描述中将是显而易见的。

参考附图，其中贯穿几个视图，相同的附图标记指代相同的部件，图1是用于鞋类物品12的聚合物部件10的实施例的透视图。如本文进一步详细说明的，聚合物部件10具有壁13，油墨通过针被注射到该壁13中，使得油墨被嵌入在壁13内。油墨形成图形图像15，该图形图像15是耐磨损和耗损的，因为它被嵌入在壁13内而不是被施加到壁13的外表面上。如本文所使用的，“壁”是聚合物部件的任何实心部分，并且由第一和第二相对表面界定。壁的形状不需要是平面或平坦的。

更具体地，在所示的实施例中，聚合物部件10是填充流体的囊状元件，并且在本文中被称为此。填充流体的囊状元件10被配置为全长(full-length)囊状元件，因为它具有被配置为位于对应于囊状元件10的尺寸的人脚的相应部分下方的脚跟部分14、足中部分16和前脚部分18。囊状元件10可以由鞋类物品12的一个或多个中底或外底层支撑并且被固定到该鞋类物品12的一个或多个中底或外底层。在其它实施例中，聚合物部件可以是鞋类物品的另一个聚合物部件(例如应用于鞋面的插入物或板)、缓冲部件或服装物品的其它聚合物部件、承载袋的缓冲带或运动器材(例如运动球)的聚合物部件。

囊状元件10在图5所示的模具组件20中由上片22和下片24热成型。一旦热成型，片22、24就在外围凸缘26处彼此结合以在其间形成填充流体的内部空腔28。囊状元件10可以由可以弹性地保持流体(例如氮气、空气或另一种气体)的多种聚合物材料形成。用于囊状元件10的聚合物材料的示例包括热塑性聚氨酯、聚氨酯、聚酯、聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯。此外，囊状元件10可以由包括聚合物材料的不同材料的层形成。在一个实施例中，囊状元件10由具有一个或多个热塑性聚氨酯层和一个或多个乙烯和乙烯醇的共聚物(EVOH)的阻挡层的薄膜形成，该阻挡层对于包含在其中的加压流体是不可渗透的，如在美国专利号为6,082,025的专利中所公开的，该专利的全部内容通过引用并入本文。囊状元件10还可以由包括热塑性聚氨酯和乙烯-乙烯醇共聚物的交替层的材料形成，如在米切尔(Mitchell)等人的美国专利号为5,713,141和5,952,065的专利中所公开的，上述专利的全部内容通过引用并入本文。可选择地，多个层可以包括乙烯-乙烯醇共聚物、热塑性聚氨酯、以及乙烯-乙烯醇共聚物和热塑性聚氨酯的再研磨材料。囊状元件10还可以是柔性微层膜(flexiblemicrolayer membrane)，该柔性微层膜包括气体阻挡材料和弹性体材料的交替层，如在邦克(Bonk)等人的美国专利号为6,082,025和6,127,026的专利中所公开的，上述专利的全部内容通过引用并入本文。在鲁迪(Rudy)的美国专利号为4,183,156和4,219,945的专利中公开了用于囊状元件10的其它合适的材料，上述专利的全部内容通过引用并入本文。用于囊状元件10的其它合适的材料包括含有结晶材料的热塑性膜(如在鲁迪(Rudy)的美国专利号为4,936,029和5,042,176的专利中所公开的)和包括聚酯多元醇的聚氨酯(如在邦克等人的美国专利号为6,013,340、6,203,868和6,321,465的专利中所公开的)，上述专利的全部内容通过引用并入本文。在选择用于囊状元件10的材料时，可以考虑工程性质，例如抗拉强度(tensile strengh)、拉伸性能(stretch property)、疲劳特性、动态模量和损耗因数(loss tangent)。可以选择用于形成囊状元件10的材料片的厚度以提供这些特性。

囊状元件10是弹性的，并且提供缓冲和柔性，缓冲和柔性可以例如通过选择加压水平来调节。拉伸元件和/或加强结构可以与囊状元件10集成以提供所需的响应性，例如在鲁迪(Rudy)等人的美国专利号为4,906,502和斯威格特(Swigart)等人的美国专利号为8,061,060的专利中所公开的，上述专利的全部内容通过引用并入本文。

图2示出了形成壁13的下片24的一部分。片24在图2中相对于在图1中转动约90度用于定位以接收油墨34的注射。下片24具有多个层。为了说明的目的，壁13被示为三层囊状元件，该三层囊状元件具有热塑性聚氨酯的第一层30、热塑性聚氨酯的第二层32和在第一层30和第二层32之间的阻挡层33。第一层30可以被称为外层，因为其具有作为囊状元件10的外表面的第一表面40，并且第二层32可以被称为内层，因为其具有作为囊状元件的内表面的第二表面42。外表面40被暴露在囊状元件10上，并且内表面42界定内部空腔28。片22具有类似的层30、32、33。

阻挡层33包括乙烯-乙烯醇共聚物，该乙烯-乙烯醇共聚物对于腔28内的流体是不可渗透的，使得流体不能通过阻挡层33并且被保持在空腔28内。在一个实施例中，阻挡层33可以是具有热塑性聚氨酯和乙烯-乙烯醇共聚物的层的交替层的层压膜。

图2示出了通过针36注射油墨34。如图所示，油墨34以提供图1的图形图像15的方式被注射到壁13的第一区域38中。如图所示，第一区域38也被称为囊状元件10的弯曲部分38。可选择地或此外，油墨34可以被注射到囊状元件10的平坦部分38A中，如图11所示，形成图形图像15A。在弯曲部分38和平坦部分38A处注射的油墨34可以是相同的颜色或不同的颜色。同一根针36可以被用于以顺序方式在多个部分(例如两个部分38、38A)处注射油墨34，或者不同的针36可以被用于在不同的部分38、38A处注射油墨34，在后一种情况下，在部分38、38A处注射油墨可以顺序地或同时地进行。如果使用多个油墨注射针36，则它们可以是单个针36或者类似于图4中的针44的一组针36。图12示出了多个单个针36在部分38、38A处同时注射油墨。

再次参考图1和2，两个片22、24的层30、32、33是大体上透明的材料。如本文所使用的，当部件足够透明以允许至少一些光穿过从而允许通过其的可见性时，部件是“大体上透明的”。大体上透明的物品可以是半透明的，并且可以是透明的或可以具有浅色。然而，油墨34是有色的。因此，第一区域38和图形图像15将显得有色。区域38A和图形图像15A也将是有色的，如关于图9和图10讨论的图形图像115那样。如本文所使用的，有色油墨包括黑色油墨、白色油墨和所有其他颜色的油墨。可以使用一根或多根针36以顺序地方式将不同颜色的油墨注射到片24中以形成第一图像15，或者可以使用多根针36以同时的方式将不同颜色的油墨注射到片24中。

油墨34被嵌入在外层30内，并且不是简单地被施加到外表面40上。在所示的实施例中，片24外表面40和内表面42之间的厚度T至少为0.065英寸，尽管在其他实施例中，可以使用其他厚度范围。针36通过外表面40被插入到外层30中不大于第一层30的厚度D3的预定深度D处。在一个实施例中，预定深度D为0.015英寸，尽管在其他实施例中，可以应用其他深度范围。阻挡层33被定位在聚合物部件10内，使得其在深度D3处开始。换句话说，阻挡层33邻接第一层30，并且第一层30和阻挡层33的界面是在深度D3处。因为针36仅被插入到预定深度D处，所以阻挡层33不受针36、通过针36注射的油墨34或注射油墨34的过程影响或损害。阻挡层33因此保持对于保持在空腔28中的流体不可渗透。

图13示出了第一层30具有由针36和/或针44的插入而形成的多个刺穿孔41。刺穿孔41仅延伸到预定深度D处，使得刺穿孔不延伸超过深度D3。注射的油墨34填充刺穿孔41。在油墨干燥之后，油墨34不存在于表面40上。这可能是由于油墨34一旦干燥就略微向内收缩到孔41中。另外，如果在将油墨34注射到开口41中之后，一些油墨34在表面40上，则用虚线示出的擦拭工具43可以移动遍及表面40，如箭头A1所示，以在油墨34干燥之前从表面40吸收和擦拭任何多余的油墨34。油墨34因此被包含在层30的刺穿孔41中。因为当油墨34干燥时油墨34被相对深地嵌入在层30内，所以图形图像15应该是非常耐用的，因为即使区域38中的外表面40被磨损，它也应该保持。

图3-7示出了在如图2、8、9、11和12所示的用针36注射油墨34之前制造囊状元件10的可选准备步骤。具体地，图3示出了在刺穿大致与图1的图形图像15的边界一致的轮廓46的过程中的刺穿针44。刺穿针44在本文中也被称为第二针。刺穿针44具有直径D2，该直径D2大于图2的注射针36的直径D1。在其它实施例中，刺穿针44可以具有比注射针36更小的直径或与注射针36相同尺寸的直径。刺穿轮廓46是整个预定刺穿图案48的一部分，如图4所示，刺穿轮廓46可以在注射油墨34之前在壁13中刺穿。在图4中，一组50刺穿针44被用于完成轮廓46内预定图案48的刺穿。相比于使用仅一个刺穿针44，使用这组50刺穿针44有助于最小化形成预定刺穿图案48所需的时间。然而，可替代地，预定刺穿图案48可以由单个针44形成，例如用于形成刺穿轮廓46的图3的相同的刺穿针44。用针44或一组50针44预先刺穿预定图案48可以减少针36的所需插入力，特别是如果针44或一组针的直径D2大于针36的直径D1。可选择地，可以根据预定图案通过针36注射油墨以形成图形图像15，而无需预定图案的任何预先刺穿。

图3示出了用于在聚合物部件(例如囊状元件10)上形成图形图像的装置51的一部分。针44由针壳体52支撑，该针壳体52由机械臂54夹持。该机械臂54可由致动器移动，并且针44可通过由壳体52支撑的致动器59单独移动。两个致动器56、59在电子控制器58的控制下根据形成刺穿轮廓46的一系列运动的存储算法和可控的针插入深度以及可选地可控的插入速率和插入力(或插入压力)来移动。致动器56由框架57支撑。致动器56、59可以被电力地、液压地或气动地致动以根据存储算法来垂直、水平和可旋转地移动。例如，致动器59可以是电磁线圈，该电磁线圈以一种方式通电以移动连接到针44的电枢，或者致动器59可以是电动转子。任何合适的机器人系统可以被用于以可控的方式移动针44，并且机械臂54、致动器56、59和控制器58仅是这样的系统的一个示例。可选地，能够感测表示针44的插入压力的参数的传感器45(例如力传感器)可以由壳体52支撑，并且与致动器59和针44可操作地通信以感测插入压力。传感器45还被可操作地连接到控制器58，并且将传感器信号发送到控制器58。如果信号表明插入压力太大，则控制器58通过调节由致动器59施加到针44的力来调节插入压力。可选择地，代替以这种方式通过反馈到控制器58的插入压力来控制，致动器59可以被简单地控制以施加与针44的预定插入压力相关的预定向下力。

图4示出了替代装置151，其具有由机械臂154夹持的针壳体152支撑的一组50刺穿针44。关于图3所示和所描述的致动器59，包括传感器45，由壳体152支撑。机械臂154可通过致动器156移动，并且针44可通过致动器59在电子控制器158的控制下根据形成刺穿轮廓46内的预定刺穿图案48的剩余刺穿孔的一系列运动的存储算法单独移动。致动器59、156可以被电力地、液压地或气动地致动以根据控制针插入深度的存储算法以及可选地可控插入速率和插入力(或插入压力)来垂直地、水平地和可旋转地移动。致动器156由框架57支撑。任何合适的机器人系统可以被用于移动一组50针44，并且机械臂154、致动器59、156和控制器158仅是这样的系统的一个示例。

图5-10按图14的流程图中所说明的一种示例制造方法200的顺序示出了各种过程。该方法200开始于步骤202，在模具组件20中热成型聚合物部件10。在所示的实施例中，聚合物部件是由上片22和下片24热成型的囊状元件10。模具组件20具有第一模具工具60和第二模具工具62，该第一模具工具60和第二模具工具62被配置为闭合在一起以形成模具型腔63，该模具型腔63允许原始平坦的片材22、24热成型以形成囊状元件10的形状。在本教导的范围内，可以使用其他模具型腔。在预定冷却时间已经过去之后，如在步骤204通过由可操作地连接到模具组件20的控制器的算法访问的计时器确定的，在步骤206，将热成型的囊状元件10从模具组件20中移除。可选地，在步骤207，在刺穿和/或油墨插入之前，囊状元件10的内部空腔28可以通过流体部分地或完全地充气。可选择地，囊状元件10的充气可以在油墨注射过程之后发生。在注射油墨之前对囊状元件10充气使得囊状元件10的外表面40在形成图形图像15之前处于其最终预期形状，包括任何曲率。然而，如果囊状元件10被完全充气，则可能需要更大的针插入力来将针36和44插入到外层30中。在油墨插入之后对囊状元件10进行一些或全部充气可以实现针36或44的较小插入力。

在热成型之后，囊状元件10准备可选的预注射刺穿和油墨注射。在步骤208，将囊状元件10放置在图6所示的装置51的夹具64中。夹具64使用夹子或其他机构来夹持囊状元件10，从而保持囊状元件10与刺穿组件(包括刺穿针44、针壳体52和机械臂54)之间的正确位置关系。夹具64相对于框架57固定。然后开始可选步骤210，在可选步骤210，在囊状元件10的壁13中刺穿预定图案48。步骤210可以包括子步骤212，在子步骤212，通过第一刺穿针44在不大于深度D3的预定深度处以及以可选地可控插入速率和插入力(或插入压力)刺穿预定图案48的轮廓46。图7示出了具有执行步骤210的一组50针44的替代装置151。

在子步骤214，预定图案48的各个不同部分可以被顺序地或同时地刺穿。在子步骤216，如果顺序地刺穿多个部分，则刺穿针44、夹具64或两者可以在各个不同部分的刺穿孔之间移动，以使刺穿针44和囊状元件10适当对齐。例如，示例预定图案48的各个不同部分的刺穿可以是示例预定图案48的“A”、“B”和“C”。如果多根针44或一组针44以与关于图12中的针36和壳体352所说明的方式类似的方式通过不同的壳体被支撑在框架57上，则可以同时执行预定图案的多个部分的刺穿或者甚至不同图形图像的不同预定图案的刺穿。

如图8所示，囊状元件10然后被保持在用于在囊状元件10上形成图形图像的装置351中。装置351可以包括与包括油墨注射针36的油墨注射组件300对齐的相同或不同的夹具64以及针壳体352，该针壳体352被配置为允许油墨从油墨源360供应到针36。机械臂354由控制器358来控制，该控制器358根据预定算法来移动致动器356，并且针36可在电子控制器358的控制下通过致动器59单独移动以在步骤218以可控的、针插入深度D以及可选地可控预定插入速率和插入力(或插入压力)将针36插入到壁13中。图2的预定深度D确保在步骤220针36将油墨34注射到外层30中而不损坏阻挡层33。步骤220中油墨的注射可以是以可控和/或预定油墨流速进行。例如，图12示出了装置351A，该装置351A进一步包括在油墨供应管道68内的流量阀66。该流量阀66可以将油墨34的流速调节成预定流速，或者可以控制流速，例如在控制器358的控制下。可选地，在步骤218，可以同时控制多个油墨注射组件300，以形成多个图形图像，例如图形图像15和图形图像15A。可以使用多个油墨源360、360A，使得可以向针36供应相同或不同颜色的油墨。如果需要的话，在步骤221，可以擦拭掉外表面40上的任何多余油墨34，以确保表面40没有油墨34，如关于图13所讨论的。

在注射油墨34之后，在步骤222，控制器358确定预定油墨干燥时间是否已经过去。该确定可以通过在区域38处完成注射油墨之后在将针36最终从壁13中抽出之后控制器358启动计时器来进行。可选地，如果在囊状元件10上需要多于一个图形图像，则在步骤222的预定时间已经过去之后，在步骤224可以移动囊状元件10。这可以包括将囊状元件10重新定位在与图9所示的相同或不同的夹具164中，使得如果预定图案的刺穿在注射油墨之前进行，则囊状元件10的不同区域70可以被油墨注射针36、刺穿针44或一组50刺穿针44接近。然后，在步骤226，可以在区域70处在不大于深度D3处并且可选地以可控插入速率和插入力(或插入压力)刺穿另一预定图案，如关于步骤212和214所讨论的。然后，在步骤228，可以将油墨注射针36插入到囊状元件10中的区域70处，并且在步骤230可以通过针36将油墨34以预定深度D以及可选地以可控插入速率、插入力(或插入压力)和油墨流速注射到囊状元件10中，如关于步骤218和220所讨论的。

图9示出了针36将油墨注射到囊状元件10的壁中区域70处以形成图10的附加图形图像115。图形图像115是在囊状元件10大致与图形图像15相对的外侧上，图形图像15是在内侧上。如本文所使用的，用于鞋类物品的部件的外侧，例如囊状元件10的外侧，是与鞋类物品的穿着者的脚的外部区域相对应的一侧(即，靠近穿着者的第五个脚趾的一侧)。第五个脚趾通常被称为小脚趾。用于鞋类物品的部件的内侧是与穿着鞋类物品的脚的内侧区域相对应的一侧(即，靠近穿着者的脚的大拇指的一侧)。大拇指通常被称为大脚趾。

在步骤232，然后确定预定油墨干燥时间是否已经过去。该确定可以根据算法在区域70处完成注射油墨之后在将针36从囊状元件10中抽出之后通过控制器358启动计时器按照控制器358的存储算法来进行。然后，在步骤234，将囊状元件10从夹具64中移除。如本文所公开的，可选地，在步骤207，囊状元件10的充气可以在油墨注射步骤220、230之后发生。图10示出了正在通过加压空气或其他气体的源72对囊状元件10充气，加压空气或其他气体的源72通过管74与囊状元件10流体连通，管74在热成型步骤202中作为囊状元件10的一部分形成。然后可以修剪并堵塞管74以保持充气的囊状元件10的加压。

虽然已经详细描述了用于执行本公开的最佳模式，但是熟悉本公开所涉及的领域的技术人员将认识到的是，用于实践本公开的各种替代设计和实施例包括在所附权利要求的范围内。意图是，在上述说明书中包含的或在附图中示出的所有内容应被解释为仅是说明性的而不是限制性的。

Claims (10)

1.一种制造物品的方法，包括：

将至少一根针插入到聚合物部件中，所述聚合物部件包括多个层并且具有一定厚度；其中所述插入是插入到小于所述厚度使得所述至少一根针不完全穿透通过所述聚合物部件的深度；

通过所述插入的至少一根针将油墨注射到所述聚合物部件的至少一部分中使得所述油墨嵌入在所述层中的至少一个中作为所述聚合物部件的所述部分中的图形图像；

通过控制器确定在所述注射之后预定油墨干燥时间是否已经过去；

只要所述预定油墨干燥时间已经过去，就移动所述聚合物部件；以及

在移动所述聚合物部件之后，在所述聚合物部件的不同区域处，通过所述至少一根针将油墨注射到所述聚合物部件中。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在模具组件中将所述聚合物部件热成型为用于鞋类物品的囊状元件；

通过控制器确定在热成型所述囊状元件之后预定冷却时间是否已经过去；

只要所述预定冷却时间已经过去，就将所述热成型的囊状元件从所述模具组件中移除；以及

其中所述插入所述至少一根针是在将所述热成型的囊状元件从所述模具组件中移除之后。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

用流体对所述聚合物部件充气。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述充气在将油墨注射到所述聚合物部件的至少一部分中之前。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述充气是在将油墨注射到所述聚合物部件的至少一部分中之后。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述插入是以可控或预定的插入速率插入所述至少一根针。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述插入是以针对所述聚合物部件的可控或预定压力插入所述至少一根针。

8.根据权利要求1所述的方法，其中以预定图案将油墨注射到所述聚合物部件的至少一部分中。

9.根据权利要求1所述的方法，其中将油墨注射到所述聚合物部件的至少一部分中包括顺序地注射多种颜色的油墨。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述注射期间将所述聚合物部件夹持在夹具中，并且

只要所述预定油墨干燥时间已经过去，就将所述聚合物部件从所述夹具中移除。

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