CN112917802A - 制造塑料部件的方法，塑料部件和鞋子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件的方法，用这样的方法制造的塑料部件例如用于鞋子的鞋底或者一部分的鞋底，和具有这样的鞋底的鞋子。根据本发明的一方面，提供一种制造塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件的方法，其包含用包含膨胀材料粒子的第一材料填充模具，并且通过施加能量来熔化该粒子表面。该能量是以至少一种电磁场的形式提供的。

Description

制造塑料部件的方法，塑料部件和鞋子
本申请是申请日为2016年2月5日、申请号为201610080827.7、发明名称为“制造塑料部件的方法，塑料部件和鞋子”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种制造塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件的方法，用这样的方法制造的塑料部件例如用于鞋子的鞋底或者一部分的鞋底，和具有这样的鞋底的鞋子。
背景技术
当今塑料部件在许多的技术和日常生活领域中起到着至关重要的作用。作为例子，可以提及航空航天工业以及汽车工业。在这些领域，塑料部件可以例如充当冲击保护元件例如缓冲器，或者它们可以用于制造面板元件，座位套，扶手等。塑料部件也可以用于包装工业，例如用于包装灵敏的和易于损坏的商品来传输。
在全部的这些示例性的应用领域中，如果该塑料部件包含尽可能小的重量，而同时具有足够的回弹性，则它是有利的。特别是涉及塑料部件用于冲击保护或者用于安全包裹商品时，塑料部件还应当包含对于冲击或击打的良好的减震和吸收性能。在本文上下文中，发泡塑料材料是现有技术已知的，例如膨胀聚苯乙烯，举例来说，获自BASF的商标名
Figure BDA0002914231100000011
或者
Figure BDA0002914231100000012
膨胀塑料材料还可以用于制造运动服饰所用的减震元件，例如用于制造运动鞋的鞋子鞋底。特别是考虑使用膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)的粒子，其是通过提供蒸汽形式的加热来熔合在一起或者通过使用粘合剂材料连接的，如DE102012206094A1和DE102011108744B1所述。使用eTPU粒子已经表现出优势，目的是为鞋子鞋底或者鞋底的部分提供低重量，良好的温度稳定性和对于鞋底在跑步过程中的变形所施加的能量的小的迟滞损耗。
另外，DE102013002519A1公开了由这样的粒子来制造运动服饰的减震元件的增加的可能性，例如依靠液体流或蒸气用该粒子填充模具。
但是，现有技术已知的方法的共同点是将基础材料加工到高品质的尺寸稳定部件经常仅仅在高到某些厚度或者某些组装密度才是可能的，这意味着能够制造的部件的可能的形状会是有限的。这归因于这样的事实，即，现有技术已知的制造方法必需将粘合剂材料或者还有热能提供到该部件内部。对于液体粘合剂材料或者通过蒸汽提供的热能来说，这唯一的可能是对于较厚部件的有限程度和/或会导致不完整性，因为在该部件中提供了“通道”或者“入口开口”来使得粘合剂或者蒸汽均匀注入模具内的基础材料。此外，特别是当使用蒸汽作为能量载体时，它表现出缺点，即，蒸汽内存储的大部分的共享能量会在模具中损失，而非供给到粒子/粒子表面。这一方面会需要长的预热期，直到模具被加热到饱和温度，和另一方面会延迟熔化部件的稳定和冷却，因为模具会具有所存储的大量的热能，其延迟了冷却。所以，该方法会是拖延的和非常能量低效的。
所以本发明的一个目标是提供制造塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件的改进的方法，其能够制造复杂形状的塑料部件，具有潜在的更大的厚度和组装密度，而不明显损害最终部件的品质。此外，制造工作量应当保持较低和制造和冷却持续期较短，并且所述方法应当另外是尽可能的能量有效的，同时不产生有毒或者环境有害的物质。
发明内容
这个目标是至少部分的通过根据权利要求1的制造方法来解决的。在一种实施方案中，提供一种制造塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件的方法。该方法包含用包含膨胀材料粒子的第一材料填充模具，并且通过施加能量来熔化该粒子表面。该能量是以至少一种电磁场的形式提供的。
使用一种或多种电磁场来为粒子提供能量能够制造具有不同厚度以及复杂几何形状的塑料部件，这是因为能量的提供不与任何种类的材料的传输例如引入粘合剂或者蒸汽相关联。可以选择该至少一种电磁场，以使得它基本均匀的透入该粒子填充的模具，并且将基本恒定量的能量提供到全部粒子，来在整个塑料部件和在部件每个深度处实现粒子表面的均匀的和恒定的熔化。或者选择该至少一种电磁场，以使得能量向排列在模具中的粒子的供给是局部变化的，如下面更详细所述的。在这种方式中，可以局部影响粒子表面熔化的性质和程度。具体的，该塑料部件内的粒子表面的熔化可以独立于该塑料部件表面处的粒子表面的熔化来进行控制。
模具空间中的粒子的密度会影响该粒子的能量吸收，和因此影响所述零件的能量吸收。增加该粒子的密度会导致提高的加热。该提高的加热归因于具有低的介质损耗因子的空气。所以，使得熔化方法中所含的空气最小化增加了对于电磁场所提供的能量的吸收，因此改进了该粒子的熔化。
由于相同的原因，具有较高的粒子压缩比或者较大的裂缝间隙的模具也将产生更好的能量吸收，这归因于该粒子组装密度的增加。要指出的是这是特别优于现有技术已知的蒸汽柜模制的，在这里已知的是增加组装密度增加了周期时间，其归因于加热粒子表面的难度增加。
在这个点要明确提及的是为了清楚起见，在本申请中每种能量提供是在语言上与它的本身电磁场相关的。当谈论“至少一种电磁场”时，这因此可以表示存在着至少一种能量源，其以“它的电磁场”的形式来提供用于熔化的能量。但是，也可能的是使用多种能量源或者一种能量源可以发射不同频率的辐射等，因此在这些情况中(语言上)提及了多种电磁场。这些场在给定的空间点重叠来在这个空间点形成物理电磁场。
所述粒子可以是无规排列的。但是，该粒子或者至少一些该粒子也可以彼此对齐或者在模具内有目的排列。
所述粒子可以例如包含一种或多种下面的材料：膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)，膨胀聚酰胺(ePA)，膨胀聚醚嵌段酰胺(ePEBA)，聚交酯(PLA)，聚醚嵌段酰胺(PEBA)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和热塑性聚酯醚弹性体(TPEE)。
用于制造膨胀粒子的其他可能的聚合物可以选自聚酰胺，聚酯，聚醚酮和聚烯烃的至少一种。该聚酰胺可以是下面的至少一种：均聚酰胺，共聚酰胺，聚醚嵌段酰胺和聚邻苯酰胺。该聚醚酮可以是下面的至少一种：聚醚酮(PEK)，聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)。该聚烯烃可以是下面的至少一种：聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，烯烃共聚嵌段聚合物(OBC)，聚烯烃弹性体(POE)，聚乙烯共聚乙酸乙烯酯(EVA)，聚丁烯(PB)和聚异丁烯(PIB)。该膨胀聚合物材料包括合适的扩链剂。
此外，该聚合物可以选自下面的至少一种：聚氧亚甲基(POM)，聚偏二氯乙烯(PVCD)，聚乙烯醇(PVAL)，聚交酯(PLA)，聚四氟乙烯(PTFE)，聚偏氟乙烯(PVDF)，四氟乙烯(FEP)，乙烯-四氟乙烯(ETFE)，聚氟乙烯(PVF)，全氟烷氧基(PFA)和热塑性聚氨酯(TPU)。例如该聚合物包含聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和该扩链剂包含选自下面的至少一种：含环氧基团的聚合物材料，均苯四甲酸二酐，苯乙烯马来酸酐或者其一种或多种的组合，特别是含有反应性环氧基团的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
此外，该聚合物可以包含聚酰胺(PA)或者聚醚嵌段酰胺(PEBA)，和该扩链剂包含选自下面的至少一种：含环氧基团的聚合物材料，均苯四甲酸二酐，苯乙烯马来酸酐或者其一种或多种的组合，特别是含有反应性环氧基团的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。同样，该聚合物可以包含热塑性聚酯醚弹性体(TPEE)和该扩链剂包含选自下面的至少一种：含环氧基团的聚合物材料，均苯四甲酸二酐，苯乙烯马来酸酐或者其一种或多种的组合，特别是含有反应性环氧基团的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
通常可以使用任何聚合物材料例如半结晶聚合物(其吸收了足够程度的电磁(RF)辐射，即，具有相对高的介质损耗因子)，以使得不需要另外的传热介质。此外，通常还可以将一种或多种添加剂混入该聚合物材料中，来增加介电损耗因子。
包含来自于上述的一种或多种材料的粒子的塑料部件本身的特征在于非常良好的减震性能和良好的弹性和能量返回性，并且它们同时可以提供非常轻的重量。它们的性能也可以在很大的程度上独立于温度。因此有利的可以在模具中使用不同的膨胀粒子的混合物(或区域)，其然后可以使用此处所述的方法形成部件。
进一步可能的是该粒子包含能量吸收材料，其吸收了至少一种电磁场所提供的能量，以使得该能量吸收材料引起了粒子表面熔化。
该能量吸收材料可以用于增加所述粒子在单位时间从电磁场所吸收的能量的量的目的。这会加速塑料部件的制造和使得它是更加能量有效的。能量吸收材料也可以用于局部影响所吸收的能量的量和因此影响所述粒子表面熔合在一起的程度，如下面更进一步详细讨论的。
在它仅仅分配到粒子表面的情况中，使用能量吸收材料可以进一步具有优点，即，粒子仅仅在它们的表面处熔合在一起，同时电磁场透入该粒子内部，而没有在那里明显的沉积能量，以使得在它们内部可以基本上不变的保持粒子的腔胞结构和因此保持弹性性能。
该粒子可以在填充模具之前提供有能量吸收材料。
在填充模具之前，该粒子可以例如在存储容器中存储在该能量吸收材料中和/或与该能量吸收材料互混，包覆，浸泡或者浸渍等。该能量吸收材料可以例如在供料线(其被用来用该粒子填充模具)中加入所述粒子中。这可以允许剂量添加该能量吸收材料，以便能够在填充模具过程中调整和改变能量吸收材料的量/粒子。
该能量吸收材料可以例如包含水。
水是特别廉价的，环境友好的和容易处理的，并且它具有另外的优点，即，它不参加与粒子的不期望的化学反应，该反应例如会以不想要的方式影响粒子的表面或者腔胞结构或者外观。
该能量吸收材料还可以包含金属。
金属例如金属粉末形式的金属会是有利的，因为它会从至少一种电磁场吸收特别大量的能量，同时易于处理和剂量给料。金属此外也可以在期望时用于影响塑料部件外观的目的，例如来为该塑料部件提供金属光泽。
所述能量可以例如以微波范围的辐射形式来提供，即，频率范围是300MHz-300GHz。
微波发生器是市售的，并且可以引入制造装置中，来以相对小的劳动进行本发明的方法。另外，可以将微波辐射基本上聚焦于模腔中(膨胀材料通过合适的装置装入该模腔中)，来提高该方法的能量效率。此外，微波辐射的强度和频率可以容易的改变和适于各自的要求。
该能量也可以以无线电频率范围的辐射来提供，即，频率范围是30kHz-300MHz。
无线电频率发生器也是市售的，并且可以容易的引入制造装置中。此外，无线电频率辐射也可以聚焦于制造装置分别的零件上，并且它的强度和频率可以根据要求调整。
另外可能的是该能量是以不同于上述频率范围的频率范围的辐射形式来提供的。
作为一个具体的例子，该能量可以以红外(IR)辐射形式来提供。还可以考虑使用紫外(UV)辐射。
此外可能的是该能量是通过电磁感应来提供。
在任何上述的情况中，即，经由辐射或者电磁感应提供能量时，与蒸汽柜模制相比，所述部件基本上不包含另外的水。这使得所制造的部件能够直接到进一步的加工步骤。例如在制造所述部件之后，直接是组件(例如通常是鞋底或者运动服)的进一步的制造步骤和/或连接到鞋帮(例如该进一步的制造步骤可以包括红外焊接和/或RF熔化)。
此处所述的制造方法所以有利的用于制造定制的运动服饰例如鞋子。具体的，该运动服饰可以使用此处所述的合适的制造方法来在店铺中制造。该运动服饰的定制制造方法进一步详细描述在申请人的欧洲专利申请EP2862467A1和EP2865289A1中。
电磁感应描述了依靠磁通量的瞬间变好来产生电场。因此，同样在电磁感应的情况中，能量是以瞬态变化的电磁场形式提供的。如果粒子或者它们的表面包含了含有某些导电性的材料或者涂覆了该材料，则电磁感应可以具体用于熔化粒子表面。因此，电磁感应所产生的电场可以在这种材料中产生电流，其加热了该粒子表面。这会允许选择性的和局部聚焦能量的供给。因此，可以非常精确的影响和控制所述粒子在它们表面处的熔化程度，这同样适于塑料部件内部排列的粒子。
无论使用微波范围的辐射，无线电频率范围的辐射还是电磁感应，更有利的可以例如取决于制造模具的材料的问题。优选是选择这样的选项，在其中模具吸收了来自于所用电磁场的最小可能的能量的量。当然还可能的是使用上述选项的组合。
另外可能的是供给到模具的第一部分区域中的粒子的能量大于该模具的第二部分区域。
在这种方式中，可以在塑料部件中产生不同的部分区域，它们的不同在于它们各自的厚度，硬度，透气性，挠性，弹性，感觉，外观或者涉及其他特性，其中潜在的可以使用同一基础材料，这会有利于制造。
在这个文献中，供给到粒子的能量的量优选称作所述粒子实际从电磁场吸收的能量的量。
例如可能的是用第一频率的电磁场向模具的第一部分区域中的粒子提供能量，和用第二频率的电磁场向模具的第二部分区域提供能量，其中该第二频率不同于该第一频率。
能量可以例如以比模具第二部分区域更高频率的电磁辐射供给到该模具的第一部分区域中的粒子。其中，两种它们的频率不同的辐射都可以例如来源于单个辐射源，或者可以使用分别的辐射源，其每个发射了两种频率之一的辐射。产生具有大于两种不同的频率的多种辐射也是可能的。
进一步可能的是辐射(或者不同种类的辐射)的强度在模具的不同区域中是局部变化的，并且在这种方式中，可以影响粒子表面的熔化程度。
另一方面，为了能够将一致的能量施加到不同部件厚度的零件上(在鞋底夹层的鞋子制造中，不同的部件厚度有时候被称作壁厚度)，可以改变工具的厚度。例如更高密度的材料可以更快的加热，和因此该工具可以局部调整来吸收更多的能量，来平衡低密度区域的能量吸收。这会是有利的，因为施加恒定的电磁场比施加变化的电磁场更容易。因此，通过改变材料密度，与施加变化的电磁场(例如变化的频率)相比，可以以更简单的方式来影响部件的性能。
进一步可能的是模具内能量吸收材料的平均量/粒子是变化的。
这提供这样的可能性，其是上述改变电磁场的性能来局部影响供给到粒子的能量的量(即，粒子实际吸收的能量的量)的选项的补充。例如可能的是在填充模具之前，将某些量的粒子与不同量的能量吸收材料预混，并且该不同的混合物然后根据期望的熔化程度位于模具的不同的部分区域中。或者该能量吸收材料可以在填充模具过程中例如在供料线中以剂量方式加入所述粒子，以使得填充到模具中的粒子的能量吸收材料的含量可以是变化的。
该模具可以进一步用第二材料填充，其保持了基本上不受至少一种电磁场的改变。
这可以例如是这样的材料，电磁场透过，而不被该材料在明显程度上吸收。具体的，该第二材料可以不是能量吸收材料。基本上不改变可以表示该第二材料不熔融或者开始熔融或者变得更软或者更硬。
该第二材料还可以例如包含膨胀材料粒子，特别是eTPU，ePA，ePEBA，PLA，PEBA，PET，PBT和/或TPEE粒子。其他例子已经在上面进行了描述。
因此，本发明的制造方法可以允许由单个基础材料来制造塑料部件，其包含部分区域，例如显著熔化的和/或更硬的和/或不透气的，以及部分区域，其包含疏松组装的粒子，以使得该塑料部件可以在这些区域包含较低的硬度，但是更高的透气性等。
该制造方法也可以包括在熔化后稳定该粒子发泡部件的步骤。这可以通过在熔化后将部件保持在工具中来进行，以使得该部件保持期望的零件形状。所述材料在模具中的体积越大，就越有益于稳定该部件。该稳定步骤还可以包括手段例如冷却通道，来允许控制该部件的冷却速率和因此对其进行稳定。
该制造方法也可以包括使用箔在粒子泡沫上形成皮的另外的步骤。该箔可以和外部发泡粒子熔化。在一个例子中，这可以是TPU，也可以使用其他材料，其表现出用于结合的高的极性度，例如PVC，其在极性方面是最灵敏的。
该第二材料的粒子可以是无规排列的。或者该第二材料的粒子或者至少一些粒子可以是彼此对齐的或者有目的排列在模具内。
第一材料吸收的能量的量与该第一材料和模具吸收的能量的总量之比的范围可以是1.0-0.2，或者它可以是1.0-0.5，或者它可以甚至是1.0-0.8。
在将第二材料(和潜在的甚至另外的材料)填充到模具的情况中，上面的范围可以应用于第一材料所吸收的能量的量与模具内全部材料所吸收的能量加上模具所吸收的能量的总量之比。
如已经多次提及的，本发明的制造方法可以允许将能量选择性施加到其中需要熔化粒子表面的区域中。它通过合适的选择用于模具的材料，来使得该模具仅仅吸收来自于电磁场的大量的能量，而是特别可能的。首先，这使得该制造方法是更加能量有效的。它也可以帮助防止模具明显加热，其依次可以明显缩短冷却过程。还可以避免模具的预热。上述的能量(其是第一材料的粒子吸收的)的量与能量(其是模具全部材料加上模具本身所吸收的)的总量之比表现出是实际的。
但是，一种制造体育用品的方法还可以包括加热或者预热至少部分的模具壁的步骤。在这种方式中，可以改进表面品质和可以实现粒子到模具表面的更好的填充。实现此的一种可能的方式可以通过将材料施用到模具表面来实现，其具有比模具表面材料更高的介质损耗和因此吸收了一些辐射，和因此加热而没有熔融所述材料。实现这种制造步骤的另一种方法也可以是使用工具(例如激光烧结工具，其允许更复杂的通道以及更接近于模具表面的通道)，通过将流体送到该工具周围/送过该工具来加热该模具。所述流体应当具有低的介质损耗因子。通常，加热高于部件的熔融温度将导致该部件壁熔融，这是不期望的。应当注意的是当加热模具到接近于、处于或者高于所述材料的玻璃化转变温度时应当小心，因为在高于这个值时，聚合物中材料的介质吸收明显变化，即，增加的吸收将意味着加热将快速升温超过这个温度。所以在一些情况中，应当避免将模具加热到接近于、处于或者高于所述材料的玻璃化转变温度。
本领域已知的任何模具制造方法可以用于构建用于此处所述方法的模具。
例如模具可以完全或部分的包含环氧树脂。其他模具材料也可以用于该制造方法。例如该制造方法可以包括提供PTFE，PE，PEEK或者其他材料(其在电磁场施加过程中是结构稳定的)的模具的步骤。提供这样的结构稳定的材料可以改进粒子表面熔化的步骤。
使用环氧树脂还会有利于制造具有复杂的三维几何形状的模具。此外，环氧树脂可以提供非导电性，以使得例如可以避免或降低模具或者模具零件的加热。由环氧树脂制造的模具或者模具零件也可以为电磁辐射提供基本的非吸收性。但是，如上所述，在一些情况中加热至少部分的该模具的另外的步骤会是有利的。
本发明的另一方面是提供塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件，其是用本发明方法的实施方案制造的。
本发明的另一方面涉及具有这样的减震元件的鞋子，特别是运动鞋。该鞋子可以例如是跑鞋。
通过使用本发明的制造方法来制造这样的塑料部件，可以选择性的和局部的影响所制造的塑料部件的性能，而无需制造装置复杂的安装。此外，该制造可以是能量有效的和环境友好的，并且可以在相当少的时间内完成。因此，本发明的制造方法可以适用于大规模生产，例如制造这样的鞋子，其具有使用本发明的方法所制造的鞋底或者鞋底的部分。此外，该方法可以是高度自动化的，并且不同种类的塑料部件可以用单个制造装置来制造，例如使得电磁场的频率、强度、辐射时间、聚焦和其他性能适于每个塑料部件各自的要求。
附图说明
本发明可能的实施方案在下面的说明书中参考下图来进一步描述：
图1a-i：本发明制造方法的实施方案的图示；
图2a-c：根据一种示例性制造方法所制造的塑料部件的例子。
具体实施方式
本发明方法可能的实施方案是在下面的详细说明中描述的，主要涉及用于运动服饰的减震元件，特别是鞋子的鞋底。但是，要强调的是本发明不局限于这些实施方案。相反，它还可以用于汽车工业的塑料部件，例如用于制造缓冲器，挡泥板，面板元件，座位套或扶手，用于航空航天工业的塑料部件，用于包装工业的塑料部件，用于体育装备的塑料部件等。
进一步可以提及这样的事实，其在本发明下面的唯一的实施方案可以更详细的描述。但是，本领域技术人员将理解参考这些具体实施方案所述的任选的方法步骤和可能的改变也可以以本发明范围内的不同的方式进行改变或者彼此组合，和如果它们看起来不是必需的，则所述方法的单个步骤或者任选的特征也可以省略。为了避免赘述，因此参考在前述部分中的解释，其也适用于下面的详细说明。
图1a-i显示了本发明的用于制造塑料部件的方法100的实施方案。它们是图示的，因此图1a-i中所示的比例不必需匹配方法100真实应用中的实际比例。而是图1a-i用于为本领域技术人员显示本发明范围的目的，包括方法100的潜在设计选项和改变，以及根据给定的需求组改变方法100的不同的可能性。
方法100包含用包含膨胀材料粒子120的第一材料填充模具110的步骤，如图1a所示。
模具110可以例如包含两个或更多个模具零件112，113，其可以相对于彼此移动。模具110包含腔室115，其具有对应于要制造的塑料部件的形状。
模具110或者模具零件112，113可以例如包含环氧树脂。使用环氧树脂来制造模具110或者模具零件112，113可以允许提供模具110，其包含具有非常复杂的三维几何形状的腔室115。因此，用本发明的制造方法100也可以制造复杂形状的塑料部件。但是，其他模具材料也可以用于方法100。例如方法100可以包括提供PTFE，PE，PEEK或者其他材料(其在电磁场施加过程中是结构稳定的)的模具110的步骤。
用包含膨胀材料粒子120的第一材料填充模具110可以例如经由供料线118来进行，其是经由入口与模具110的腔室115相连的。还可能的是通过多个供料线和入口来进行该填充。可选择的或者另外，该填充也可以通过模具110的可移动的模具零件112，113来进行，其初始时是彼此移动远离的，来在模具零件112，113之间产生一个或多个开口，通过其进行填充(这个选项在附图中没有明示)。在模具110填充完成后，该可移动模具零件112，113可以移动到一起和/或入口可以关闭，以使得腔室115形成封闭的模制室。图1b显示了用具有膨胀材料粒子120的第一材料填充的封闭的模具110。
粒子120可以是无规排列的。但是，粒子120或者至少一些粒子120也可以彼此对齐或者有目的排列在模具110中。
粒子120可以例如包含一种或多种下面的材料：膨胀热塑性聚氨酯(eTPU)，膨胀聚酰胺(ePA)和/或膨胀聚醚嵌段酰胺(ePEBA)。可以使用的其他材料包括PLA，PEBA，PET，PBT和TPEE。该第一材料可以仅仅包含一种粒子120。但是，还可能的是填充模具110的第一材料包含了不同种类的粒子120的混合物。例如，粒子120的不同可以在于它们的材料，形状，尺寸，颜色，密度和/或其组合，以及它们各自的膨胀材料。
还可能的是粒子120包含能量吸收材料，其吸收了至少一种电磁场所提供的能量(如下进一步所述)和其因此导致粒子120表面熔化。这种能量吸收材料可以例如在填充模具110之前，加入到粒子120中。例如粒子120可以在填充模具110之前，通过将它们存储在所述材料中或者将它们与所述材料混合，来为它们提供能量吸收材料。还可能的是将能量吸收材料在模具110填充过程中加入粒子120中，如图1a所示，例如依靠供料线118的料斗119来加入。
在最简单的情况中，向粒子120提供了恒定量的能量吸收材料。即，能量吸收材料的量对于全部粒子120是基本相同的。其中，“基本相同的”可以表示：允许用于添加能量吸收材料的方法和粒子120尺寸的变化。因此在这种情况中，能量吸收材料在具有粒子120的第一材料中可以存在着基本上均匀的分布。
但是，还可能的是模具110内基于每个粒子120的能量吸收材料的加入量是可以变化的。这可以例如如下来实现：在填充模具110之前，制备粒子120和能量吸收材料的混合物，其每个包含不同含量的能量吸收材料，并且使用其，模具110随后根据所期望的模具110内能量吸收材料的分布来填充。或者，因此在填充模具110过程中通过料斗119加入的能量吸收材料的量是变化的。
依靠不同量的能量吸收材料，可以局部影响通过电磁场供给到粒子120的能量的量(以至少一种电磁场形式供给能量的步骤将进一步在下面讨论)，即，粒子实际吸收的量。例如，粒子从电磁场所吸收的能量的量可以是与给定的粒子120包含的能量吸收材料的量成比例的。粒子120吸收的能量的量可以依次影响粒子120的表面如何强的与它相邻粒子的表面熔合。例如粒子120的表面可以与相邻粒子的表面越强的熔合在一起，则越多的能量供给到和被粒子120所吸收。
例如图1c显示了这样的情况，在其中模具120是用粒子120的三层122，123和124填充的，其中该三层122，123和124每个包含不同量的能量吸收材料/粒子120。在这里所示的情况中，底层122包含最大量的能量吸收材料/粒子120，顶层124是最小量。如前所述，能量吸收材料的量/粒子120也可以通过不同的方式在模具110内变化，目的是调整各自粒子120的表面局部期望的熔化程度。
该能量吸收材料可以例如含有水或者是包含水的，或者它可以包含这样的材料，其包含金属，例如金属粉末如铁屑。该能量吸收材料的选择可以取决于导致粒子120表面熔化的能量的供给方式。
谈及此，方法100包含通过提供能量来熔化粒子120表面的另外的步骤，其中该能量是以至少一种电磁场130，140的形式来提供的。
该能量可以例如是以电磁辐射130形式提供的，如图1d所示。其中辐射130可以从辐射源131发射。
辐射130可以例如是微波范围内的辐射130，即，频率范围是300MHz-300GHz的辐射。辐射130也可以是无线电频率范围的辐射，即，频率范围是30kHz-300MHz的辐射。
另外可能的是能量是以这样的辐射130形式提供的，该辐射的频率范围不同于刚刚提及的频率范围。作为具体的例子，该能量可以以红外(IR)辐射130的形式提供。还可以考虑使用紫外(UV)辐射130。
如果辐射130是微波范围的辐射，则水会非常适于作为能量吸收材料，因为用微波辐射照射水导致水加热。同样对于无线电频率范围或者红外范围的辐射130来说，水可以被认为是能量吸收材料。
如图1e的例子所示，该能量可以进一步通过电磁感应来提供。为此目的，例如感应发生器141(多个感应发生器也是可能的)产生了电磁场140，其包含经时变化的磁通量。当使用电磁感应时，粒子120优选包含能量吸收材料，其具有某些电导率，例如金属粉末如铁屑。因此，经时变化的磁通量会在这种导电材料中产生涡电流，其加热了该材料和因此导致粒子120表面熔化。
在图1d和1e所示的实施方案中，向模具110的全部的部分区域提供了大约相同量的电磁场130，140形式的能量。但是必须要记住的是供给到粒子120来熔化表面的能量的量(即，它们实际吸收的能量的量)不仅首先取决于可以利用的电磁场130，140的能量的量，而且取决于粒子120实际上从电磁场130，140吸取的可利用的能量的百分比。如上面已经解释的，这可以例如通过向粒子120提供能量吸收材料或者通过改变它在模具110不同的部分区域中的剂量来控制。
可选择的或者另外，还可能的是首先依靠改变通过电磁场可用于模具的不同的部分区域的能量的量来影响供给到粒子120的能量的量。
例如图1f和1g显示了实施方案，其中与第二部分区域155相比，更多的能量可用于模具110的第一部分区域150。这是以下来实现的：将第一部分区域150用频率f1的电磁辐射130照射，和将第二部分区域155用频率f2的电磁辐射135照射，其中频率f1高于频率f2。频率f1和f2都例如选自上述频率范围(微波，无线电波，红外，UV)或者选自一种或多种不同的频率范围。结果，与辐射135传输入模具110的第二部分区域155相比，辐射130将更多的能量“传输”入模具110的第一部分区域150。如图1f所示，可能的是两种辐射130和135都是从单个辐射源131发射的。为此目的，辐射源131可以例如包含用于双倍所述频率的装置。但是如图1g所示，也可能两种辐射130和135的每个是从各自分别的辐射源131和136发射的。
但是，依靠改变频率来影响可利用的能量的量并非唯一可能。图1h例如显示了一种实施方案，其中可用于模具110的部分区域150和155的能量的量是经由进入这些区域的辐射130和135的强度来控制的。这里，强度表示每单位面积和单位时间的电磁辐射的入射的能量的量。通常，它是与入射辐射的振幅的平方成比例的。
虽然在图1h所示的实施方案中，两种辐射130和135都具有相同的频率f1，并且辐射130的强度I1高于辐射135的强度I2，但是对本领域技术人员来说很显然在其他实施方案中，强度的变化可以与频率的变化相结合，并且通常还可以使用大于两种的不同种类的辐射。
进一步可以提及这样的事实，即，同样对于产生具有不同强度的两种或者更多种辐射130，135来说，可以使用单个辐射源。但是在图1h中，具有更高强度I1的辐射130是由辐射源131发射的，具有较低强度I2的辐射135是由分别的辐射源136发射的。
另外在图1f-h所示的实施方案中，第一辐射130仅仅照射第一部分区域150，第二辐射135仅仅照射第二部分区域155。但是在不同的实施方案中(未示出)，还可能的是第一电磁场例如来自于源136的场135，为整个模具110提供了基础量的能量作为基础场，并且通过用来自于外部辐射源的辐射例如用来自于源131的辐射130照射这个部分区域，实现了可用于模具110的一个部分区域的能量的增加，例如可用于部分区域150的能量的增加。换言之，模具110的单个部分区域可以通过另外的电磁场来提供另外的能量，例如处于辐射或者电磁感应的形式。
再次可以提及这样的事实，即，实际上供给到和被粒子120吸收的能量的量通常还取决于另外的因素，特别是潜在加入的能量吸收材料的量和粒子120本身的膨胀材料的吸收能力。
再次要强调的是本发明方法100的优点可以是与具有粒子120的第一材料相比，模具110仅仅吸收有限量的能量。例如使用环氧树脂来制造模具110已经表现出优势。环氧树脂可以加工成具有复杂形状的腔室115的模具110，并且它可以包含对于电磁场低的吸收能力。还可以使用本领域已知的用于制造具有低吸收能力的模具的其他方法。
具有粒子120的第一材料所吸收的能量的量除以第一材料和模具110所吸收的能量的总量的比率范围可以是1.0-0.2，或者是1.0-0.5，或者甚至更好是1.0-0.8。这个比率的精确值通常将取决于多种因素如用于制造模具110的材料，它的质量和所用电磁场的种类。这个比率越高，用于熔化粒子120的能量的量越高和在模具110中“损耗”的能量的量越低。
另一实施方案显示在图1i中，其中该模具110进一步填充了第二材料160，其保持了基本上不被所用的电磁场140改变。“基本上不变”可以表示第二材料160所吸收的能量的量不足以熔融或者开始熔融该第二材料160或者不足以软化或者硬化它。
虽然在图1i所示的实施方案中，能量是经由电磁感应140提供的，但是可以提及这样的事实，即，依靠不同的电磁场，例如经由电磁辐射如辐射130或者135来提供能量时，下面的解释也是适用的。为了简要起见，在下面参考场140。
该第二材料160可以例如它本身包含对于所用电磁场140的低的吸收能力。具体的，第二材料160可以没有能量吸收材料或者包含比具有粒子120的第一材料更低含量的能量吸收材料。该第二材料160可以例如还包含膨胀材料的粒子如eTPU，ePA和/或ePEBA，但是不具有或者具有较少的能量吸收材料。
该第二材料的粒子可以是无规排列的。或者第二材料的粒子或者至少一些粒子可以彼此对齐或者有目的排列在模具110内。
该第二材料160还可以包含不同的发泡的或者未发泡的塑料材料。该第二材料160可以例如包含发泡的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。
任选的，该模具还可以用另外的材料填充，特别是用这样的另外的材料填充，该材料也保持基本上不为电磁场140所改变。例如在图1i所示的实施方案中，模具110是用第三材料165填充的，其保持了基本上不为电磁场140所改变。该第三材料165可以例如是橡胶。关于这样的另外的材料，类似的可以适用对于第二材料160所进行的考虑。
在图1i所示的实施方案中，具有粒子120的第一材料，第二材料160和第三材料165是以成层方式排列的。但是，本领域技术人员将理解该第一材料、第二材料160和潜在的另外的材料也可以以多种不同的排列在模具110中排列。因此，本发明方法100能够制造许多不同形状的塑料部件。
模具110的形状和将具有粒子120的第一材料作为中间层布置在具有第二材料160的顶层(例如发泡EVA)和具有第三材料165的底层(例如橡胶)之间(如图1i所示)可以特别适于制造运动服饰的减震元件，例如鞋子鞋底或者其部分。以这种方式制造的鞋子鞋底然后可以进一步加工成鞋子例如运动鞋。
最后，再次提及这样的事实，即，当进行方法100时，此处所讨论的选项和设计可能性可以彼此任意组合，并且此处明确讨论的实施方案仅仅提供了一些具体例子来便于理解本发明。但是，本发明方法100可以不限于此处明确所述的实施方案。
图2a-c显示了示例性塑料部件201-203，其可以根据此处所述的方法来制造。其中，塑料部件201包含ePEBA粒子，而塑料部件202-203每个包含eTPU粒子。
要注意的是如图2a-c所示，塑料部件201-203的一些边缘已经切割，以使得并非全部的边缘具有塑料部件在模具中熔化所产生的表面结构。
下面提供了另外的实施方案来便于理解本发明：
1.制造塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件的方法，其包含：
a.用第一材料填充模具，该第一材料包含膨胀材料的粒子；和
b.通过提供能量熔化该粒子的表面，
c.其中该能量是以至少一种电磁场的形式提供的。
2.根据前述实施方案1的方法，其中该粒子包含一种或多种下面的材料：膨胀热塑性聚氨酯，eTPU；膨胀聚酰胺，ePA；膨胀聚醚嵌段酰胺；ePEBA。
3.根据前述实施方案1-2任一项的方法，其中该粒子进一步包含能量吸收材料，其吸收了该至少一种电磁场所提供的能量，以使得该能量吸收材料导致所述粒子的表面熔化。
4.根据前述实施方案3的方法，其中在填充模具之前，向该粒子提供该能量吸收材料。
5.根据前述实施方案3-4任一项的方法，其中该能量吸收材料包含水。
6.根据前述实施方案3-5任一项的方法，其中该能量吸收材料包含金属。
7.根据前述实施方案1-6任一项的方法，其中该能量是以微波范围300MHz-300GHz的辐射的形式提供的。
8.根据前述实施方案1-7任一项的方法，其中该能量是以无线电频率范围30kHz-300MHz的辐射形式提供的。
9.根据前述实施方案1-8任一项的方法，其中该能量是通过电磁感应提供的。
10.根据前述实施方案1-9任一项的方法，其中在模具的第一部分区域中提供到所述粒子的能量大于该模具的第二部分区域。
11.根据前述实施方案1-10任一项的方法，其中能量在模具的第一部分区域中是以第一频率(f1)的电磁场供给到所述粒子的，和在模具的第二部分区域中是以第二频率(f2)的电磁场供给的，其中该第二频率(f2)不同于该第一频率(f1)。
12.根据前述实施方案3-11任一项的方法，其中模具中能量吸收材料的平均量/粒子是变化的。
13.根据前述实施方案1-12任一项的方法，其中该模具进一步填充有第二材料，其保持了基本上不被至少一种电磁场改变。
14.根据前述实施方案13的方法，其中该第二材料还包含膨胀材料粒子，特别是eTPU，ePA和/或ePEBA的粒子。
15.根据前述实施方案1-14任一项的方法，其中第一材料所吸收的能量的量与该第一材料和模具所吸收的能量的总量之比的范围是1.0-0.2，优选是1.0-0.5，和特别优选是1.0-0.8。
16.根据前述实施方案1-15任一项的方法，其中该模具包含环氧树脂。
17.塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件，其是用根据前述实施方案1-16任一项的方法制造的。
18.鞋子，特别是运动鞋，其具有根据实施方案17的减震元件。
19.根据实施方案18的鞋子，其中该鞋子是跑鞋。

Claims (15)

1.制造塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件的方法(100)，其包含：
a.用第一材料填充模具(110)，该第一材料包含膨胀材料的粒子(120)；和
b.通过提供能量熔化该粒子(120)的表面，
c.其中该能量是以至少一种电磁场(130；135；140)的形式提供的，
所述方法还包含：在填充模具之前或者在填充模具过程中，将一定量的粒子与不同量的能量吸收材料混合，不同的混合物根据期望的熔化程度位于模具的不同的部分区域中，
其中，所述能量吸收材料吸收了该至少一种电磁场(130；135；140)所提供的能量，以使得该能量吸收材料导致所述粒子(120)的表面熔化。
2.根据权利要求1的方法(100)，其中该粒子(120)包含一种或多种下面的材料：膨胀热塑性聚氨酯eTPU；膨胀聚酰胺ePA；膨胀聚醚嵌段酰胺；ePEBA；聚交酯PLA；聚醚嵌段酰胺PEBA；聚对苯二甲酸乙二醇酯PET；聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT；热塑性聚酯醚弹性体TPEE。
3.根据权利要求2的方法(100)，其中，所述材料包括扩链剂。
4.根据权利要求1的方法(100)，其中，所述模具是用三层粒子填充的，该三层中的每一层包含不同量的能量吸收材料/粒子。
5.根据权利要求1的方法(100)，其中该能量吸收材料包含水。
6.根据权利要求1的方法(100)，其中该能量吸收材料包含金属。
7.根据权利要求1-6任一项的方法(100)，其中该能量是以微波范围300MHz-300GHz的辐射(130；135)形式提供的。
8.根据权利要求1-6任一项的方法(100)，其中该能量是通过电磁感应(140)提供的。
9.根据权利要求1的方法(100)，其中在模具(110)的第一部分区域(150)中提供到所述粒子(120)的能量大于该模具(110)的第二部分区域(155)。
10.根据权利要求1的方法(100)，其中能量在模具(110)的第一部分区域(150)中是以第一频率(f1)的电磁场(130)供给到所述粒子(120)的，和在模具(110)的第二部分区域(155)中是以第二频率(f2)的电磁场(135)供给到所述粒子(120)的，其中该第二频率(f2)不同于该第一频率(f1)。
11.根据权利要求1的方法(100)，其中该模具(110)进一步填充有第二材料(160；165)，其保持了基本上不被所述至少一种电磁场(130；135；140)改变。
12.根据权利要求11的方法(100)，其中，该模具(110)进一步填充有第三材料，其保持了基本上不为电磁场所改变，具有粒子的第一材料，第二材料，和第三材料是以成层方式排列的。
13.根据权利要求1的方法(100)，其中第一材料所吸收的能量的量与该第一材料和模具(110)所吸收的能量的总量之比的范围是1.0-0.2，优选是1.0-0.5，和特别优选是1.0-0.8。
14.塑料部件，特别是用于运动服饰的减震元件，其是用根据权利要求1-13任一项的方法(100)所制造的。
15.鞋子，特别是运动鞋，其具有根据权利要求14的减震元件。
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