CN116133551A - 用于模制发泡材料的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了用于形成模制泡沫物品的方法和系统。示例方法可以包括通过暴露于密封的模具内的温度循环以将闭孔泡沫的多个块软化到足以用于物理结合来模制闭孔泡沫的多个单独的块;以及形成模制泡沫物品,其中在没有粘合剂的情况下多个块结合在一起,其中在温度循环期间,模具被启封至少一次以释放气体和/或压力。在另一个示例中,方法包括将填充有发泡材料的多个块的填充的密封模具暴露于加热循环;在阈值温度下,启封填充的密封模具,直到压力降低到大气压力的阈值内;并且,在启封之后,在移除模制泡沫物品之前冷却填充的模具。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年2月5日提交的题为“Method for Molding FoamedMaterial”且指定的申请号为63/146,284的共同未决的美国专利申请的优先权,该美国专利申请通过引用以其整体并入本文。
背景
缓冲元件可以用在各种部件(例如用户穿着的各种物品或运动装备)中。在一个示例中,鞋类物品可以使用泡沫作为缓冲元件,例如在鞋跟稳定器(heel counter)或鞋垫(sock liner)中,或者在鞋底结构中,例如在鞋底夹层中。
缓冲元件可以包括泡沫材料,例如发泡材料的片(sheet)的一部分。形成这种物品的一种方法可以包括形成泡沫片,并且然后从该片切下缓冲元件。在缓冲元件从泡沫片切下之后,片的一部分可以作为废弃材料(scrap material)保留下来。
附图简述
图1示出了具有鞋面和鞋底结构的鞋类物品的示例。
图2示出了鞋类物品(包括鞋面、鞋底夹层和鞋垫)的示例的分解视图。
图3示出了图2的鞋类物品的鞋外底的底部面,该鞋类物品包括具有由发泡材料形成的多个芯(core)的芯载体。
图4示出了处理在形成服装部件之后剩余的废弃发泡材料的示例方法。
图5示出了在处理废弃发泡材料期间温度变化的示例图。
图6示出了在处理废弃发泡材料中使用的示例模具的示意图。
图7A示出了已经从其移除服装部件的发泡材料的废弃片。
图7B示出了在发泡材料的处理期间切割废弃片的方向。
图7C示出了在发泡材料的处理期间发泡材料的单独的块。
图7D示出了发泡材料的块的模制。
图7E示出了模制的发泡材料的片,在示例中,该片可以是压缩的模制的发泡材料。
图7F示出了由模制的发泡材料制备的鞋类部件。
图8示出了由废弃发泡材料形成的模制的发泡材料的片的纹理。
图9示出了用不同压力释放速率处理的示例模制泡沫物品。
图1、图2和图9大致按比例示出。
描述
本文描述了用于形成模制泡沫物品的各种方法。作为一个示例,方法可以包括将可以是废弃品的发泡材料细分(例如通过切割、切碎、撕裂等)成多个单独的块,这些块可以具有选定的尺寸范围。该方法可以包括在密封的模具中模制多个单独的块,其中模具暴露于温度循环。在示例中,密封件包围形成一个或更多个物品的一个或更多个模具,其中密封模具包括关闭模具。在温度循环期间,当达到阈值温度(其可以是模具中的发泡材料的平均温度)时,模具至少启封一次,从而释放压力和/或气体,例如释放到大气,并使模具空腔返回到接近大气压力的压力,例如压力从大气压力降低到大气压力的30%以内,从大气压力降低到大气压力的10%以内,或者从大气压力降低到大气压力的5%以内。已经发现,通过以这种方式在模制过程期间释放模具空腔内的压力,发泡材料的多个块一起形成改进的结合,并形成具有适合用作缓冲元件的特性的模制泡沫物品。
具体地,在一方面,该方法可用于形成单件式模制泡沫物品。该方法包括通过将闭孔泡沫的多个单独的块暴露于密封的模具内的温度循环而将闭孔泡沫的多个单独的块模制成单件式模制泡沫物品,该温度循环足以在不完全熔化闭孔泡沫的情况下软化多个单独的块。然后允许多个单独的块彼此物理结合。在温度循环期间,密封的模具可以至少启封一次,从而从模具释放气体和/或压力。通过在没有粘合剂的情况下使结合在一起的软化的多个单独的块物理结合来形成单件式模制泡沫物品,并且在释放之后,从模具移除单件式模制泡沫物品。在温度循环期间,多个单独的块之间的平均温度达到最低阈值温度,在该最低阈值温度下,闭孔泡沫软化到足以使多个块在没有粘合剂的情况下物理结合在一起。
作为示例,模制泡沫物品可用于服装物品、鞋类物品和/或运动装备物品中的缓冲物品。在一些情况下,用于形成模制物品的多个发泡材料的块可以是来自切割发泡片的废弃发泡材料。以这种方式,通过再利用废弃发泡材料,在一些情况下,在不添加任何粘结剂或添加剂的情况下,可以以对环境负责的方式减少浪费,同时保持模制泡沫物品的期望性能。此外,通过在温度循环期间从密封的模具释放压力,可以更好地保持缓冲性能,同时减少发泡材料的硬化和/或燃烧区域,而仍然保持块之间的良好粘合。这种方法还可以更好地保持模制泡沫物品边缘的质量,以减少后处理(post-process),例如边缘的修整等。
例如,下面的描述可以涉及用于模制泡沫(例如发泡材料的细分块)以制造物品的系统和方法,该物品包括鞋类物品、运动装备物品(例如运动衬垫或保护衬垫)、服装物品和/或其组合中的一种或更多种。如本文所述,描述了通过重新组合废弃发泡材料以形成本文所述的一种或更多种物品来回收和重复利用废弃发泡材料的方法,在一些示例中,没有任何粘合剂结合废弃发泡材料。例如,废弃发泡材料可以被细分,并且然后在模制过程中模制,该模制过程包括从模具的密封区域释放在模制过程中产生的压力和/或气体。以这种方式,重新组合的废弃发泡材料可以形成整体结合结构层或主体,该整体结合结构层或主体将一些泡沫性能保持到足够的水平,以满足另一物品(例如缓冲构件)的要求。例如,即使在模制过程之后,也可以在减少或不减少废弃发泡材料的燃烧或硬化的情况下获得重新组合的废弃发泡材料。
在阅读以下编号的方面后将更好地理解本公开,这些方面不应与权利要求混淆。在一些情况下,下面编号的方面中的任何方面可以与本公开中别处描述的方面组合,并且这样的组合意图形成本公开的一部分。
方面1.一种用于形成单件式模制泡沫物品的方法,包括:
通过将闭孔泡沫的多个单独的块暴露于密封的模具内的温度循环而将闭孔泡沫的多个单独的块模制成单件式模制泡沫物品,该温度循环足以在不完全熔化闭孔泡沫的情况下软化多个单独的块,并允许多个单独的块彼此物理结合,其中,在温度循环期间,密封的模具至少启封一次,从而从模具释放气体和/或压力;
通过在没有粘合剂的情况下使结合在一起的软化的多个单独的块物理结合来形成单件式模制泡沫物品,并且在释放之后,从模具移除单件式模制泡沫物品。
方面2.根据方面1所述的方法,其中,在温度循环期间,多个单独的块之间的平均温度达到最低阈值温度,在该最低阈值温度下,闭孔泡沫软化到足以使多个块在没有粘合剂的情况下物理结合在一起。
方面3.根据上述任一方面所述的方法,还包括细分闭孔泡沫的一个或更多个较大块,从而形成多个单独的块,其中多个单独的块的尺寸小于一个或更多个较大块的尺寸。
方面4.根据上述任一方面所述的方法,其中,通过打开模具来启封模具,并且然后在从模具移除单件式模制泡沫物品之前,在关闭模具时重新密封模具。
方面5.根据上述任一方面所述的方法,其中,至少在完成温度循环时,多个单独的块彼此接触,而在多个单独的块之间没有任何其它部件。
方面6.根据上述任一方面所述的方法,其中,在温度循环期间,闭孔泡沫的多个单独的块在体积上膨胀。
方面7.根据上述任一方面所述的方法,其中,密封的模具不含粘合剂,并且多个单独的块不含粘合剂。
方面8.根据上述任一方面所述的方法,其中,在密封的模具中包括一种以上类型的发泡材料,或者在模具中包括固体聚合物元件,或者在密封的模具中包括一种以上类型的发泡材料以及在模具中包括固体聚合物元件。
方面9.根据上述任一方面所述的方法,其中,打开密封的模具包括:在闭孔泡沫的多个单独的块的平均温度达到最低阈值温度时,稳定温度,并且然后打开密封的模具,从而形成启封的模具。
方面10.根据方面9所述的方法,还包括保持启封的模具打开,直到启封的模具内的压力降低到大气压力的阈值内,并且然后关闭启封的模具以重新密封启封的模具,形成重新密封的模具,并将模具中的闭孔泡沫的多个单独的块冷却至第二阈值温度,第二阈值温度低于最低阈值温度。
方面11.根据方面10所述的方法,其中,压力降低到大气压力的阈值内发生的速率比温度循环的加热期间的压力上升的速率快。
方面12.根据方面10所述的方法,还包括:在达到第二阈值温度时,重新打开重新密封的模具。
方面13.根据方面10-12中任一项所述的方法,其中,最低阈值温度在150℃至160℃的范围内并且第二阈值温度在20℃至35℃的范围内。
方面14.根据上述任一方面所述的方法,还包括将单件式模制泡沫物品修整成鞋类物品的缓冲元件的形状和尺寸。
方面15.根据方面3所述的方法,其中,细分闭孔泡沫的一个或更多个较大块包括将闭孔泡沫的第一片分割以形成闭孔泡沫的第二片,其中闭孔泡沫的第二片的厚度比闭孔泡沫的第一片的厚度低至少5%。
方面16.根据方面15所述的方法,还包括将闭孔泡沫的第二片竖直地切割到阈值长度。
方面17.根据方面16所述的方法,其中阈值长度在4cm至10cm的范围内。
方面18.根据方面15-17中任一项所述的方法,还包括将阈值长度的闭孔泡沫的第二片切碎成矩形棱柱形形状的块。
方面19.根据上述任一方面所述的方法,还包括通过使多个单独的块穿过一个或更多个过滤网来过滤多个单独的块,以分离出第一尺寸范围的块。
方面20.根据方面19所述的方法,其中,第一尺寸范围是3mm至15mm的尺寸范围。
方面21.根据上述任一方面所述的方法,还包括在模制之前或在模制期间,在高于环境温度的高温下干燥多个单独的块,直到多个单独的块的水分含量降低到低于阈值水平。
方面22.根据上述任一方面所述的方法,其中,模制多个单独的块包括用一定数量的多个块填充模具的一个或更多个空腔,关闭填充模具的盖,通过垫圈密封填充模具,以及将密封的填充模具暴露于温度循环。
方面23.根据上述任一方面所述的方法,其中,模具中的多个块的数量是基于模制泡沫物品的体积、闭孔泡沫的比重和单件式模制泡沫物品的期望压缩比中的一个或更多个。
方面24.根据方面23所述的方法,其中,期望压缩比是基于模制泡沫物品,期望压缩比的范围为150%至250%。
方面25.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫是在形成不同于单件式模制泡沫物品的另一泡沫物品之后剩余的废弃泡沫。
方面26.根据上述任一方面所述的方法,其中,单件式模制泡沫物品是缓冲元件。
方面27.根据方面26所述的方法,其中,缓冲元件是用于服装物品、鞋类物品或运动装备物品的缓冲元件。
方面28.根据方面27所述的方法,其中,单件式模制泡沫物品是鞋类物品的部件。
方面29.根据方面28所述的方法,其中,单件式模制泡沫物品是鞋垫。
方面30.根据方面28所述的方法,其中,单件式模制泡沫物品是芯。
方面31.根据方面28所述的方法,其中,单件式模制泡沫物品是鞋底夹层或鞋底夹层部件。
方面32.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫是聚合物树脂的发泡产物。
方面33.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫是热塑性聚合物树脂的发泡且交联产物。
方面34.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫是包含热塑性塑料的热塑性树脂的发泡产物,该热塑性塑料选自以下中的一者:热塑性聚氨酯、热塑性聚酯、热塑性聚醚、热塑性聚酰胺、其热塑性共聚物或其热塑性混合物;任选地,其中闭孔泡沫是包含热塑性弹性体的热塑性树脂的发泡产物,该热塑性弹性体选自以下中的一者:热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、其热塑性共聚物弹性体或其混合物;任选地,其中热塑性弹性体包括至少一种热塑性共聚酰亚胺弹性体。
方面35.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫包括交联泡沫,任选地交联弹性体泡沫。
方面36.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫是包含聚酰胺、任选地弹性体聚酰胺的聚合物树脂的发泡产物。
方面37.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫是包含聚酰胺、任选地弹性体聚酰胺的聚合物树脂的发泡且交联产物。
方面38.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫包括交联聚酰胺。
方面39.根据方面38所述的方法,其中,聚合物树脂的聚酰胺包括聚酰胺-6、聚酰胺-11、聚酰胺6,6或其任意组合。
方面40.根据方面38或39所述的方法,其中,聚合物树脂的聚酰胺包括与聚烯烃共混或合金化的聚酰胺。
方面41.根据方面38-40中任一项所述的方法,其中,聚合物树脂的聚酰胺包括共聚酰亚胺,任选地弹性体共聚酰胺。
方面42.根据方面41所述的方法,其中,共聚酰胺包括聚醚嵌段酰胺共聚物(PEBA)。
方面43.根据方面42所述的方法,其中,PEBA包括弹性体PEBA。
方面44.根据方面42或43所述的方法,其中,PEBA包括热塑性PEBA。
方面45.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫包括化学发泡泡沫。
方面46.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫包括物理发泡泡沫。
方面47.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫包括物理发泡泡沫,其中物理发泡泡沫是使用物理发泡剂的发泡聚合物树脂的发泡产物,该物理发泡剂选自惰性气体、惰性液体、惰性超临界流体或其任意组合。
方面48.根据方面47所述的方法,其中,惰性气体、惰性液体、惰性超临界流体或其组合包括二氧化碳,或包括元素氮,或包括二氮,或包括其任意组合。
方面49.根据上述任一方面所述的方法,其中,闭孔泡沫是通过使包含聚酰胺均聚物或共聚物的聚合物树脂发泡而形成的聚酰胺闭孔泡沫,并且闭孔泡沫是使用选自惰性气体、惰性液体、惰性超临界流体或其任意组合的物理发泡剂发泡的物理发泡泡沫。
方面50.一种方法,包括:
将填充有发泡材料的多个单独的块的填充的密封模具暴露于加热循环;
在阈值温度下,启封填充的密封模具,直到压力降低到大气压力的阈值内;以及
在启封之后,在从模具移除单件式模制泡沫物品之前冷却填充的模具。
方面51.根据方面50所述的方法,其中,冷却填充的模具包括在压力降低之后重新密封填充的模具,方法还包括冷却填充的密封模具。
方面52.根据方面50或51所述的方法,其中,加热循环在高于大气压力的压力下进行。
方面53.根据方面50-52中任一项所述的方法,还包括修整单件式模制泡沫物品以形成缓冲元件。
方面54.根据方面50-53中任一项所述的方法,其中,发泡材料的多个单独的块包括在形成鞋类物品的一个或更多个部件之后剩余的废弃发泡材料的切碎块,其中发泡材料是交联的弹性体发泡材料。
方面55.根据方面50-54中任一项所述的方法,还包括:在压力降低到大气压力之后,重新密封填充的模具并冷却填充的模具,以及在达到另一个阈值温度时,启封填充的模具以移除压缩的发泡材料,该另一个阈值温度低于阈值温度。
方面56.根据方面50-55中任一项所述的方法,其中,模具包括一个或更多个空腔,空腔填充有基于缓冲元件的压缩比的一定量的切碎的发泡材料。
方面57.根据方面50-56中任一项所述的方法,其中,切碎的发泡材料包括具有一个或更多个侧面的块,该侧面的最大尺寸在1mm至50mm的范围内,或在3mm至25mm的范围内,或在8mm至15mm的范围内,并且其中压缩的发泡材料的压缩比为110%-400%,或125%-300%,或150%-250%。
方面58.根据方面50-57中任一项所述的方法,其中,发泡材料是包含聚醚嵌段酰胺共聚物(PEBA)的闭孔泡沫。
方面59.一种鞋类物品,包括:
缓冲元件,其包括单件式模制泡沫物品;
其中,单件式模制泡沫物品是根据方面1至58中任一项制成的物品。
方面60.根据方面59所述的物品,其中,制造物品是服装物品、鞋类物品、运动装备物品、服装物品的部件、鞋类物品的部件或运动装备物品的部件中的一种。
方面61.根据方面61所述的物品,其中,制造物品是鞋类物品。
方面62.根据方面59所述的物品,其中,缓冲元件是鞋垫。
方面63.根据方面59-62中任一项所述的物品,其中,单件式模制泡沫物品包括闭孔泡沫。
方面64.根据方面63所述的物品,其中,闭孔泡沫是聚合物树脂的发泡产物。
方面65.根据方面63或64所述的物品,其中,闭孔泡沫是热塑性聚合物树脂的发泡且交联产物。
方面66.根据方面63-65中任一项所述的物品,其中,闭孔泡沫是包含热塑性聚合物的热塑性聚合物树脂的发泡产物,该热塑性聚合物选自以下中的一种或更多种:热塑性聚氨酯、热塑性聚酯、热塑性聚醚、热塑性聚酰胺、其热塑性共聚物或其热塑性混合物。
方面67.根据方面63-66中任一项所述的物品,其中,闭孔泡沫包括交联泡沫。
方面68.根据方面63-67中任一项所述的物品,其中,闭孔泡沫是包含聚酰胺的聚合物树脂的发泡产物。
方面69.根据方面63-68中任一项所述的物品,其中,闭孔泡沫是包含聚酰胺的聚合物树脂的发泡且交联产物。
方面70.根据方面63-69中任一项所述的物品,其中,闭孔泡沫包括交联聚酰胺。
方面71.根据方面68-70中任一项所述的物品,其中,聚合物树脂的聚酰胺包括聚酰胺-6、聚酰胺-11、聚酰胺6,6或其任意组合。
方面72.根据方面68-71中任一项所述的物品,其中,聚合物树脂的聚酰胺包括与聚烯烃共混或合金化的聚酰胺。
方面73.根据方面68-72中任一项所述的物品,其中,聚合物树脂的聚酰胺包括共聚酰胺。
方面74.根据方面68-73中任一项所述的物品,其中,共聚酰胺包括聚醚嵌段酰胺共聚物(PEBA)。
方面75.根据方面68-74中任一项所述的物品,其中,PEBA包括弹性体PEBA。
方面76.根据方面68-75中任一项所述的物品,其中,PEBA包括热塑性PEBA。
方面77.一种制造鞋类物品的方法,该方法包括:
将鞋面附连到鞋底结构,其中,鞋底结构包括根据权利要求1至58中任一项所述的方法制造的单件式模制泡沫物品。
方面78.一种制造物品,包括:
缓冲元件,其包括模制泡沫物品,该模制泡沫物品具有在没有任何粘合剂的情况下熔合在一起的多个泡沫块。
方面79.根据权利要求77所述的物品,其中,模制泡沫物品是根据权利要求1至58中任一项所述的方法制成的物品,或者包括根据权利要求59至76中任一项所述的特征中的一种或更多种。
图1中示出了鞋类物品的示例。鞋类物品可以包括连接到鞋底结构的鞋面。鞋底结构包括鞋底夹层和鞋外底中的一个或更多个。鞋类物品的鞋底结构、鞋垫和鞋面的部件在图2中的分解视图中描绘,以示出鞋类物品部件的顺序和几何形状。鞋底结构可以包括鞋外底,如图3所示,鞋外底具有芯载体和鞋外底的芯中的缓冲元件。
鞋类并且特别是运动鞋类可以包括鞋面和鞋底结构。当鞋面覆盖足部并相对于鞋底结构牢固地定位足部时,鞋底结构位于足部的下方并在足部和地面之间提供屏障。鞋垫可以位于鞋底结构上,作为穿着者的足部和鞋类物品的鞋底之间的界面,使得穿着者可以舒适地参与活动,诸如行走和跑步。
如本文所述,鞋类的一个或更多个部件和/或其部分可以包括由本文所述的过程形成的泡沫物品。在示例中,泡沫物品可以是缓冲元件。
鞋底结构可以由一个或更多个堆叠的层(包括鞋底夹层和鞋外底)形成。鞋内底可以是位于鞋面中的最顶层,并且被构造成邻近舒适地与穿着者的足部接合的鞋垫。鞋垫可以是缓冲的,并且由发泡材料制成,以向穿着者的足部提供支撑和舒适性。在示例中,鞋垫可以使用本文所述的过程由废弃或其他发泡材料块模制而成。鞋底夹层可以沿着鞋面的长度固定到鞋面,并在鞋内底和鞋外底之间形成鞋底结构的中间层。鞋底夹层可以由泡沫片形成。鞋底夹层赋予穿着者的足部减震、稳定性和运动控制。鞋外底是鞋底结构的最底层,并且由于其位于鞋底夹层之下而接触地面。鞋外底可以由耐用、坚固的材料形成,该材料适于具有纹理以提供对鞋类的附着摩擦力。鞋外底可以包括在下面释放缓冲部件的切口,其中缓冲部件可由本文所述的模制过程形成。在一个示例中,芯载体保持内部结构,如本文所述,该内部结构可以包括重新组合的废弃发泡材料,以为鞋类提供支撑和缓冲。示例层用于说明的目的,并且该示例层中的一个或更多个可以包括多个部件和/或层,或者被分成连续和/或不连续的部分。此外,可以省略各种层。
如上所述,泡沫块(其可以是或者可以不是由于形成鞋类的各种部件中的一个或更多个而被废弃的,例如在鞋底夹层已经形成之后剩余的片的一部分)可以从其他制造过程中再利用,以形成鞋类的缓冲元件和/或其他元件(例如鞋垫和/或芯载体内的缓冲元件)。在一个示例中,可以使用关于图4描述的方法。所执行的处理步骤可以实现废弃发泡材料的再利用,如图7A-图7F中示意性所示。在废弃发泡材料的再利用期间,废弃发泡材料在模具中重新形成,并且温度在加热和冷却循环中变化,如图5的图所示。图6中示意性地示出了在处理废弃发泡材料中使用的示例模具。图8示出了由废弃发泡材料形成的模制发泡材料的片的纹理,并且图9示出了用不同压力释放速率处理的示例模制泡沫物品。
在一个示例中,鞋底夹层可以由闭孔泡沫的片形成。在另一个实施例中,鞋类部件(例如鞋底夹层)可以通过直接使树脂预成型件发泡并随后将发泡的树脂预成型件模制成鞋类部件的形状来制造。
如本文所述,闭孔泡沫块可以根据本文所述的过程重新模制,以形成缓冲元件。如本文所述,闭孔泡沫被理解为聚合物树脂的发泡产物。聚合物树脂可以包括聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚醚、其任何共聚物或其任何混合物。聚合物树脂(包括树脂中存在的所有聚合物材料)的聚合物组分可以基本上由聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚醚、其任何共聚物或其任何混合物组成。例如,按重量计至少95%的聚合物树脂可以由聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚醚、其任何共聚物或其任何混合物构成。
闭孔泡沫可以是热塑性树脂的发泡且交联产物。热塑性树脂可以包括热塑性聚酰胺、热塑性聚氨酯、热塑性聚酯、热塑性聚醚、其热塑性共聚物或其热塑性混合物。在一个示例中,闭孔泡沫是弹性体闭孔泡沫。
聚合物树脂可以是包含聚酰胺均聚物或聚酰胺共聚物的聚酰胺树脂。聚合物树脂的聚酰胺可以包括聚酰胺-6、聚酰胺-11、聚酰胺6,6或其任意组合。聚合物树脂的聚酰胺可以包括聚酰胺-聚烯烃共聚物,或者与聚烯烃共混或合金化的聚酰胺。聚合物树脂的聚酰胺可以包括共聚酰胺。共聚酰胺可以包括聚醚嵌段酰胺共聚物(PEBA)。PEBA可以包括弹性体PEBA和/或热塑性PEBA。PEBA是一种具有聚酰胺和聚醚主链嵌段两者的共聚物。
在另一示例中,聚合物树脂可以包括乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、橡胶或硅树脂。此外,本文所述的闭孔泡沫可以通过压缩模制、注射模制、开放式浇注或铸造等或其组合来形成。
在一个示例中,聚合物树脂可以形成为片或物品,并且片或物品然后可以被处理以使聚合物树脂发泡,从而形成具有闭孔泡沫结构的泡沫。用于形成闭孔泡沫结构的示例方法可以包括:使聚合物树脂在高于大气压力的第一压力下经受至少一种惰性液体、气体或超临界流体,以便将惰性液体、气体或超临界流体驱动到聚合物树脂中,将聚合物树脂的温度升高到其软化点或高于其软化点,并且然后将压力降低到高于大气压力但低于第一压力的第二压力,其中惰性液体、气体或超临界流体在软化的聚合物树脂中形成气泡并使软化的聚合物树脂的体积膨胀,从而形成闭孔泡沫结构。惰性液体、气体或超临界流体可以包括元素氮、二氮、二氧化碳或其任意组合。然后可以将聚合物树脂冷却到低于其软化点以固化聚合物树脂,保留其闭孔泡沫结构。
取决于聚合物树脂的性质,聚合物树脂可以在膨胀之前、膨胀期间或膨胀之后至少部分交联。在一些情况下,交联水平可以足以增加聚合物树脂的强度或允许聚合物树脂保持泡沫结构,同时仍然允许交联的发泡材料保持足够的热塑性性质,以允许所得的发泡材料在模制时充分软化以结合到自身。交联可以通过使用交联剂(例如异氰尿酸三烯丙酯(TALC)或氰尿酸三烯丙酯(TAC)或者通过由光化辐射(例如紫外光、热辐射、电子束辐射或γ辐射))照射来产生。
聚合物树脂的膨胀可以在单个步骤中进行,或者可以在多于一个步骤中进行。例如,可以在气体压力下将部分膨胀的聚合物树脂再加热到等于或高于其软化点的温度,并且然后可以降低压力,同时保持温度处于或高于聚合物树脂的软化点,以便进一步膨胀聚合物树脂以产生闭孔泡沫。所获得的泡沫可以使用诸如切割、焊接、热成型和粘合剂结合的技术制造成各种期望的形状(诸如片、带、块和棒)。可替代地,聚合物树脂可以直接膨胀成期望的形状,例如,通过在模具中膨胀浸渍的聚合物树脂。
在海平面上,大气压力约为760毫米汞柱。然而,随着天气条件和海拔的变化,大气压力可能会变化。
当从泡沫(例如泡沫片)上切割部件时,泡沫的很大一部分可能作为废弃材料而残留。为了减少环境废物,希望再利用这种废弃材料来形成其他有用的部件。然而,通常难以重新组合废弃材料并获得期望的性质(例如均匀性、干净的边缘、整个材料的一致性等)。本文的发明人已经认识到处理废弃材料的现有方法的这些和许多其他问题。
具体地,由于废弃材料(例如热塑性弹性体)的特性,也许不太可能有效地研磨废弃材料并直接将其重新模制以形成零件。此外,某些处理(诸如高温)可能导致原始发泡材料的废弃材料特性(诸如收缩、抗压强度、硬化、燃烧等)的退化。此外,为了减少挥发性有机化合物和/或允许废弃材料的进一步再处理,可能不希望在废弃材料发泡材料的处理期间添加粘结剂或类似添加剂。
上述一个或更多个问题可以至少部分地通过本文公开的方法中的一个或更多个方法解决,这些方法包括用于形成服装物品的方法,该方法包括:形成泡沫(例如闭孔泡沫)的块,例如通过细分从形成第一服装部件中剩余的废弃发泡材料;通过在具有密封件的模具内暴露于温度循环来模制细分的废弃发泡材料;以及,在温度循环期间,至少打开模具一次以释放气体和/或压力。温度循环可以包括加热模具和/或模具中的废弃发泡材料的块,直到废弃发泡材料的块的平均温度达到最低温度,在该最低温度下,废弃发泡材料的块充分软化以能够与邻近的、相接触的废弃发泡材料的块物理结合。该结合可以包括在没有任何粘合剂的情况下(例如在没有任何挥发性有机化合物粘合剂的情况下)并且在加热时接触或在定位于模具中时接触的邻近的废弃发泡材料块之间没有任何其他部件的情况下形成的结合。在释放压力和/或冷却时,模制物品可以从模具移除。
在一个示例中,用于再利用在形成鞋底夹层之后剩余的废弃发泡材料的方法可以包括通过例如适当地切碎和过滤来确定废弃发泡材料的尺寸。然后可以干燥废弃发泡材料的切碎块以去除任何水分,并且然后可以将废弃发泡材料的干燥块装载到模具的空腔。模具可以基于要形成的废弃发泡材料的压缩比来设计(例如空腔的深度),该压缩比又可以是基于要制造的零件。然后模具可以被关闭、密封并在增加的压力下暴露于温度循环。当废弃发泡材料达到阈值温度时,模具可被打开以释放任何残余气体。然后模具可以被重新密封和冷却。一旦冷却,则压缩的发泡材料可以从模具移除,并根据特定元件(例如鞋垫和芯载体)的尺寸进行修整。可以对形成的材料进行一系列表征试验,以确定压缩的发泡材料的物理性质,并将该物理性质与通常用于特定元件的材料标准进行比较。
以这种方式,在制造某些鞋类物品元件之后剩余的废弃发泡材料可以被回收,并且更有效地用于制造另一种鞋类物品(或者甚至相同的鞋类物品)的其他元件,从而减少来自鞋类物品制造过程的浪费。通过使用上述用于形成压缩的发泡材料的处理方法,可以在不使用添加剂或粘结剂的情况下形成期望压缩比和厚度的材料。在温度循环下模制细分的废弃发泡材料并释放高于阈值温度的残余气体的技术效果是,最终的压缩的发泡材料的物理性质不会显著退化,并且可以有效地用于形成鞋类物品元件(例如鞋垫和芯载体)。压缩的发泡材料还可用于其它应用(例如头盔、服装、运动装备和其它可能需要泡沫衬垫的此类物体)中。
已经发现,当使用惰性液体、气体或超临界流体作为物理发泡剂来膨胀模制泡沫(包括弹性体泡沫)时,一旦泡沫的平均温度达到阈值温度,释放模具中存在的残余气体或压力是特别有益的。在不受理论约束的情况下,据信,当泡沫的温度在模制过程期间升高时,存在于泡沫中的残余物理发泡剂可能从泡沫中迁移出来,并且可能影响泡沫块彼此结合并符合模具形状的能力。释放模具中存在的压力允许任何残留的物理发泡剂形成气体并从模具释放,特别是当模具内的压力迅速释放到接近大气压力的压力时。
现在转向图1,鞋类物品100可以包括鞋面102和鞋底结构104。提供一组基准轴101,指示了y轴、x轴和z轴。鞋面102可以布置在鞋底结构104上方,并且适于允许足部通过开口106插入到鞋类物品100的空腔中。足部通过鞋面102保持在鞋类物品100中的适当位置,并且可以直接接触鞋面102的内表面。为了提供足部与鞋面102的舒适接合,鞋面102可以由柔性合成材料(例如聚酯、尼龙、合成皮革)或天然材料(例如皮革)构成。鞋类物品100还可以包括在鞋类物品的空腔内沿着鞋面102的内表面布置的鞋垫,该鞋垫还可以通过缝合附接到鞋面102。
鞋面102可以与系带系统108相适应,系带系统108包括一组鞋带,当穿着鞋类物品100时,该组鞋带沿着鞋面102的邻近足部的足背的区域穿过鞋面102中的孔。在其他示例中,鞋面102可以具有钩环紧固附件来代替系带系统108,或者既不具有系带系统108也不具有钩环紧固附件。系带系统108可用于使鞋面102围绕足部收紧并增强足部在鞋类物品100内的固定。
鞋面102可以沿着底部边缘110固定到鞋底结构104。鞋底结构104可以包括沿着鞋类物品的足床位于鞋类物品100的空腔内的鞋内底、鞋底夹层112和鞋外底114。鞋底夹层112直接邻近鞋外底114并位于鞋外底114上方,使得鞋底夹层112和鞋外底114处于面共享式接触(face-sharing contact),共享的面与x-z平面共面。鞋垫可以沿着鞋类物品100的足床位于鞋内底上方(并且与鞋内底成面共享式接触)。在一些示例中,鞋底夹层112的沿着y轴限定的厚度可以根据在相对于足部的某些区域处增加减震的期望而变化。例如,如果鞋类物品100适于长距离跑步,则足部的足跟下的区域可以比足部的拓球(ball)下的区域厚。此外,鞋底夹层112的硬度(firmness)可以沿着鞋底夹层112不均匀,以在鞋底夹层112的期望区域中提供稳定性或缓冲。
鞋外底114可具有上部面116,上部面116被设定轮廓以与鞋底夹层112的底部面118相匹配。鞋外底114的底部面120可以被纹理化以向鞋类物品100提供附着摩擦力。鞋外底114可由比鞋底夹层112可压缩性更小且更耐用的材料(例如碳橡胶或吹制橡胶)形成。
鞋类物品202的部件在图2的分解视图200中示出。鞋类物品202具有鞋尖区域(toeregion)203和鞋跟区域205,并且包括具有系带系统206和开口208的鞋面204以及包含鞋底夹层216和鞋外底226的鞋底结构214。缓冲构件220可以位于鞋底夹层216和鞋外底226之间。鞋面204可以具有附接的鞋垫,该鞋垫内衬在鞋面204的内部,或者可以直接缝合到为鞋面204提供底表面的缝合足床。此外,鞋垫232可以位于鞋面204的下方和鞋底夹层216的上方,鞋底夹层216被设定轮廓以与足部的形状相匹配。在一个示例中,鞋垫232可以由与鞋底夹层216相同的材料(例如发泡材料)形成。此外,鞋内底可以在鞋类物品202的内部空腔的底部处布置在鞋垫232或缝合足床的下方,并且可以由EVA形成。鞋垫232可以是可移除的或固定(粘接)到鞋类物品202的鞋内底。在某些鞋类物品中,鞋内底和鞋垫232可以是相同的元件。
鞋底结构214可以成形为与鞋面204的底部边缘222的外部几何形状相匹配。鞋底夹层216可具有包围鞋底夹层216的周界的至少一部分的凸起边缘218,该凸起边缘218在鞋底夹层216的上表面上方延伸。鞋底夹层216的沿着x轴限定的宽度可以比鞋面204和鞋内底的宽度宽,使得鞋面204的底部边缘222可以配合在鞋底夹层216的凸起边缘218内并被该凸起边缘218包围。缓冲构件220的沿着x轴限定的宽度可以比鞋面204的宽度宽,使得鞋底夹层216的底部边缘217可以配合在鞋底夹层216的凸起边缘218内并该凸起边缘218包围。
图2中的鞋外底226的部分可以与鞋底夹层216和缓冲构件220类似地成形,但是鞋外底226可以替代地包括固定到鞋底夹层216的底表面的区域的多个部分。鞋外底226可以适于在鞋底结构214的期望区域中(例如在足部的拓球下面)提供附着摩擦力。如沿y轴所限定的,鞋外底226可以比鞋底夹层216薄。鞋外底226可以被设定轮廓以与鞋底夹层216的形状相匹配,并且鞋外底226包括带纹理的底部面228。
在一些示例中,鞋外底226可以形成为芯载体,并且可以包括填充有一个或更多个泡沫芯的开口,泡沫芯可以是本文所述的缓冲元件。泡沫芯虽然具有与鞋垫232不同的形状,但可以由与用于形成鞋类物品的鞋垫232、鞋底夹层216和缓冲元件相同的发泡材料形成。
图3示出了示例鞋类物品的示例鞋外底的仰视图。示例鞋底300包括鞋外底226的底部面228。鞋外底226中的缓冲元件324可以被称为“芯”,并且缓冲元件324可以被承载在形成于鞋底中(例如在鞋外底226中或者在鞋外底226和鞋底夹层之间,或者在鞋底的其他区域中)的“载体”中。在一个示例中,芯324可以包括或者是位于鞋底夹层和鞋外底226之间的缓冲元件(例如图2中的缓冲构件220)。在另一示例中,不同的芯324可以位于鞋外底226的上表面(与底部面228相对)上。在一个示例中,芯可以延伸贯穿鞋外底226和/或其一部分的长度和宽度。
造型的且详细设计的底部面228可由弹性体聚合物制成。底部面228的一部分302可以包括多个切除区域304、305和306,以暴露单个芯324的区域。在该示例中,已经示出了四个切除区域304、305、306和307,然而,可以存在任何数量的切除区域,并且切除区域可以具有各种形状和尺寸。切除区域中的三个切除区域304、305和306是彼此平行的矩形槽,而第四切除区域307是三角形的。切除区域可以例如沿着y轴延伸穿过鞋外底226。所有切除区域可以具有延伸穿过鞋外底226的相等深度,或者每个槽可以具有不同的深度。通过在底部面中包括切除区域,可以减少鞋外底226的相对较重的材料,并且鞋类物品可以制得更轻。此外,缓冲元件324的可见性使得鞋类物品具有美学吸引力。
鞋类的鞋底夹层和其他部件可以通过制造方法(例如压缩模制、注射模制、开放式浇注和铸造等)由发泡材料的片制造。一旦鞋底夹层由泡沫片形成,则片的一部分可以作为废弃材料而保留,该废弃材料具有与所形成的鞋底夹层的性质相同的性质。
图7A示出了发泡材料的片704的示意图700,其中已经移除服装部件(诸如鞋底夹层708)。当鞋底夹层708已经形成(例如通过切割)并分离时,模具702的空腔706保留在片704中。由于保留带有空腔706的片704的形状,因此可能不会从片704中切出其他鞋底夹层,从而使片成为废弃发泡材料。然而,丢弃大量的废弃发泡材料可能对环境有害,并且希望再利用该废弃发泡材料。
图4阐述了用于再利用在形成服装部件(诸如鞋类物品的鞋底夹层)之后剩余的废弃发泡材料的示例方法400。在形成鞋类物品的鞋底夹层之后剩余的废弃发泡材料可用于形成同一鞋类物品或一个或更多个其他鞋类物品的其他缓冲部件(例如鞋垫和芯)。废弃发泡材料可以是闭孔泡沫,该闭孔泡沫可以是包含聚酰胺、聚氨酯、聚酯、聚醚、热塑性共聚物或热塑性混合物的热塑性树脂的发泡且交联产物。聚合物树脂的聚酰胺可以包括与聚烯烃或共聚酰胺共混或合金化的聚酰胺。共聚酰胺可以包含PEBA,PEBA可以包括弹性体PEBA和/或热塑性PEBA。闭孔聚酰胺泡沫可以通过以下步骤来制备:在升高的压力和高于聚酰胺树脂的软化点的温度下使聚酰胺树脂经受惰性气体,并在温度保持在高于聚酰胺树脂的软化点的同时降低压力,从而导致聚酰胺树脂的膨胀。方法400阐述了废弃发泡材料的有效处理,同时保持原始泡沫的低能量损失和高弹性。
图4被示出为具有各种动作,其中各种动作可以是可选的。图4总体上图示了包括细分闭孔泡沫以形成多个块的方法400,该方法400可以包括动作402-408中的一个或更多个,或者其他细分动作。此外,方法400可以包括通过暴露于模具内的温度循环来模制多个块,并形成模制泡沫物品,其中,在温度循环期间,模具被打开至少一次以释放气体和/或压力。模制可以包括动作414-426,例如,或者可替代地其他模制动作。
现在转向图4的示例动作,在402处,任选地,废弃泡沫片可以被分割成具有期望的均匀厚度的片。废弃泡沫片可以具有两个较宽的(前和后)表面和两个较窄的侧表面。例如,原始泡沫片的厚度可以是10mm-40mm(较窄的侧表面的尺寸)。在一个示例中,表面外皮(skin)可以存在于每个较宽的表面上,并且侧面外皮可以存在于每个较窄的表面上。
在分割过程中,泡沫片可以沿着其厚度分割成两个或更多个片,每个片具有期望的厚度。在一个示例中,期望的厚度可以在10mm至40mm的范围内。在另一个示例中,期望的厚度为10mm,其中误差范围为2mm。也可以使用其他尺寸,并且泡沫片可以具有各种形状。具有10mm的厚度的泡沫片在较宽的表面上可能具有较少数量的空隙和孔。相对于未被分割的泡沫片,分割的泡沫片可以包括较小体积的发泡材料。具有致密边缘的泡沫片的平坦表面对于这种泡沫的外观吸引力是期望的。此外,当泡沫片首先被分割到期望的厚度时,有利于泡沫片的进一步处理(例如切碎)。在分割过程期间,较宽的表面上的表面表皮可以被去除,而较窄的侧面上的表皮可以被保留。在分割之后,每个泡沫片可以具有期望的厚度,而其长度没有任何变化。作为示例,步骤402是可选的,并且可以在不执行该步骤的情况下而继续处理废弃发泡材料。
一旦泡沫片已经被分割,在404处,任选地,每个分割开的废弃泡沫片可以沿着较宽的表面被竖直地切割,以形成与原始泡沫片相比具有更短长度的片。通过竖直地切割分割开的泡沫片,将更容易随后处理泡沫片。此外,将泡沫片切割成预定的尺寸减少了随后由这些泡沫片形成的切碎立方体的变化,并且所形成的立方体也将具有更少的空隙和孔。竖直切割可以在具有多个刀片的单个机器中作为单个过程来执行,或者竖直切割可以用不同的机器作为一系列步骤来执行,这些机器在刀片的构型上具有变化。
图7B示出了在形成被再利用的服装部件(例如鞋底夹层)之后剩余的废弃泡沫片714的示意图710。可以首先沿着x-z平面分割(切割)废弃泡沫片714,以将废弃泡沫片的厚度“T”减小到期望的厚度。然后可以沿着x-y平面进一步切割废弃泡沫片714,以减小废弃泡沫片的长度“L”。在切割废弃泡沫片714之后,废弃泡沫片的厚度可以在8mm至15mm的范围内,并且废弃泡沫片的长度可以在4cm至10cm的范围内。
回到图4,在406处,泡沫片可以被切碎以形成矩形棱柱形状的块(例如立方体或其它体积)。切碎可用于在25-400%的相对范围(作为相对边长范围的示例)内形成在每个维度上基本上具有相同尺寸的块。此外,块可以形成为具有六条边,或者多于或少于六条边。边的面可以具有各种形状,并且在示例中边缘可以是圆形的。
泡沫片可以被装载到切碎机器上,在切碎机器上,刀片被配置成将片切碎成小立方体。泡沫片可以在两台或更多台机器上切碎,每台机器的刀片以不同的频率操作。在一个示例中,每个体积可以具有8mm-15mm(每个维度上的目标尺寸)的边。在另一个示例中,每个体积可以具有10mm的边。通过将泡沫片切割成期望尺寸的体积,可以改进随后的模制过程,并且所得的零件可以表现出均匀性以及期望的刚度和较低的收缩率。图7C示出了由废弃泡沫片714处理的切碎的泡沫块735的示意图730。每个切碎的泡沫块735可以是平均边长在8mm至15mm范围内的体积。
在408处,任选地,可以基于尺寸过滤和分离切碎的块。切碎的块可以穿过一系列不同尺寸的过滤网以过滤和分离切碎的块。切碎的块可以首先穿过具有第一网目尺寸的第一过滤器。例如,第一网目尺寸可以是15mm×15mm。尺寸(长方体的边)大于上限阈值的切碎的块可以收集在盒子中,并转移回到具有第一网目尺寸的第一过滤器,以进一步将块的尺寸减小到低于上限阈值尺寸。在一个示例中,上限阈值尺寸可以是15mm。小于上限阈值尺寸的切碎的块可以被收集在单独的隔室中,并且然后这些块穿过具有第二网目尺寸的第二过滤器。例如,第二网目尺寸可以是8mm×8mm。然后,在通过第二过滤器过滤后收集的立方体可以穿过具有第三网目尺寸的第三过滤器,以消除小于下限阈值尺寸的灰尘和颗粒。作为示例,下限阈值尺寸可以是3mm。可以收集尺寸在上限阈值尺寸和下限阈值尺寸之间的所有立方体以用于进一步处理。在一个示例中,可以不进行切碎的块的过滤和分离,并且将全部量的切碎的发泡材料用于模制过程。
多个体积可以自动包装到包装袋中。包装袋可以装载在框架上,并且然后用阈值重量的切碎的块填充。例如,每个包装袋可以填充有2公斤的切碎的块。
在410处,可以任选地干燥切碎的块以去除留在发泡材料中的任何所需水分。发泡材料本质上可以是亲水性的,并且由于切碎的块的大表面积,在切碎的块的储存期间可能会有大量的水分摄入。发泡材料中的水分可能不是所希望的,因为它可能导致成品表面凹凸不平,并且还可能增加收缩率。切碎的块可以被装载到干燥机器中,干燥机器可以被预热到阈值温度和/或降低到低于阈值湿度的湿度。在一个示例中,阈值温度可以在60℃至80℃的范围内。在另一个示例中,阈值温度可以在80℃至150℃的范围内。
切碎的块可以在干燥机器内在高温下干燥持续多天。作为示例,干燥可以持续六到十天。在完成干燥后,发泡材料的水分含量可以被测量并被验证为低于阈值水分含量。例如,可以基于发泡材料在干燥时期内的重量变化来估计水分含量。在一个示例中,阈值水分含量可以在2%至5%的范围内。在另一个示例中,阈值水分含量可以在1%至8%或0%至4%的范围内。
在412处,切碎的块可以被称重并填充到模具的空腔中以被压缩成片。在一个示例中,切碎的块可以装载在模具空腔中。然后可以将模具装载到压缩模制机器中,该压缩模制机器能够在对模具施加压力的同时加热模具。基于要由压缩的发泡材料制造的鞋类物品元件,压缩的发泡材料的压缩比(C/R)可以从100%至300%、或者从150%至250%变化。C/R可以是基于所制造的鞋类物品元件的设计和轮廓,其中一些元件比其他元件薄。例如,对于鞋垫,期望的C/R可以从200%至240%,而对于芯鞋底夹层,C/R可以从160%至200%。C/R可以定义为在施加压力或温度之前由发泡材料填充的体积相对于在施加压力或温度期间填充的体积(以百分比表示)。
要装载到模具的空腔上的切碎的泡沫块的重量可以作为所制造的鞋类物品元件的体积、泡沫的比重和期望的C/R的函数来估计。由于废弃发泡材料的比重较低,因此切碎的块的体积和表面积可能较高,这可能会导致脱模后的飞边(flash)。在估计要装载到模具中的切碎的泡沫块的重量期间,可以考虑由于飞边造成的材料损失(例如5%-10%)。
图6示出了在压缩和模制废弃发泡材料中使用的示例模具600的示意图。模具可以包括通过铰链624联接的下板604和顶板(本文也称为盖)606。在模具的打开位置,顶板606可以不与下板604接触,并且当在模具的关闭位置中时,顶板606可以与下板604成面共享式接触。顶板606和下板604中的每一个可以是方形形状的并且具有相等的尺寸。在一个示例中,顶板606和下板604的尺寸都可以是440mm×440mm。顶板606和下板604可以不包括任何孔,使得在模制过程期间,来自模具内的气体不会逸出。在模制过程期间残余气体的不受控制的逸出可能会导致最终零件收缩和皱缩。模具可以由金属、聚合物和其他传导性材料制成。
下板604可以包括一个或更多个空腔,在空腔中可以填充要模制的材料。在这个示例中,模具可以包括第一空腔608和第二空腔610。第一空腔608可以成形为用于左脚鞋类物品的鞋垫的形式,而第二空腔610可以成形为用于右脚鞋类物品的鞋垫的形式,左脚鞋类物品和右脚鞋类物品属于同一双鞋(具有相同的鞋类物品尺寸)。第一空腔608和第二空腔610中的每一个的深度可以相等。在一个示例中,每个空腔的深度可以是最终零件(例如本示例中的鞋垫)的厚度的三倍。通过增加空腔的深度,可以减少在温度循环期间填充材料从模具中的溢出。
顶板606可以包括对应于每个空腔的一个或更多个突起。在该示例中,顶板可以包括第一突起612和第二突起614。第一突起612可以对应于第一空腔608,并且在将顶板606放置在下板604上时,第一突起可以配合到第一空腔608中,而在突起的壁(沿着平面表面)和空腔之间没有显著的间隔。换句话说,第一突起612可以根据第一空腔608成形和设定尺寸,使得在关闭模具时,第一突起612可以均匀地对填充到第一空腔608中的材料施加压力。第一突起612的高度可以等于或高于第一空腔608的深度。类似地,第二突起614可以对应于第二空腔610,并且在将顶板606放置在下板604上时,第二突起614可以配合到第二空腔610中,而在第二突起614的壁和第二空腔610之间没有显著的间隔。换句话说,第二突起614可以根据第二空腔610成形和设定尺寸,使得在关闭模具时,第二突起614可以均匀地对填充到第二空腔610中的材料施加压力。第二突起614的高度可以等于或高于第二空腔610的深度。
第一空腔608和第二空腔610中的每一个可以填充有要模制的材料。作为示例,切碎的发泡材料616和618可分别用于填充第一空腔608和第二空腔610。在一个示例中,空腔可以包括标记,空腔可以被填充直到该标记。模具中的每个空腔可以填充有相同或相似的材料,因为材料暴露于相同的温度循环和压力下以用于处理。空腔和突起可以不被纹理化以便于材料随模具的自由流动。
垫圈622可以围绕下板604的周界定位。在关闭模具的盖时,例如在将顶板606放置在下板604上时,垫圈622可以密封模具并限制和/或完全阻挡模具内部和模具外部之间的流体连通。垫圈622可以靠近空腔放置以改善密封。此外,热电偶可以紧密靠近空腔放置(例如放置在第一空腔608和第二空腔610之间的空间中)。容纳在空腔中的材料可以通过使电流流过形成于模具中的通道中的配线来加热。
回到图4,一旦切碎的材料已经填充模具中的空腔,则在414处,可以关闭模具和通过一个或更多个垫圈(例如图6的垫圈622)密封模具。为了关闭模具,模具的顶板可以放置在模具的包括填充空腔的下板上。模具可在密封时暴露于热循环。垫圈可以提供模具的密封,该垫圈在温度循环期间抑制模具内部的材料从模具中渗出。模具的盖的关闭可能会对填充模具的空腔的材料施加压力。通过使用垫圈来密封模具,模具内的压力可以在循环加热期间增加,并在循环冷却期间降低。
图7D示出了通过切割废弃泡沫片而获得的图7C中的切碎的泡沫块735的压缩模制的另一示意性示例740。如上所述,基于要由压缩的发泡材料制成的最终产品的期望尺寸(例如厚度),可以将称量的量的切碎的泡沫块748装填到模具741的空腔745中,该模具741可以具有包围空腔745的密封件(例如,包围空腔745的双线)。一旦切碎的泡沫块748被填充到模具741的下板746内的空腔745中,上板744就可以被放置在下板746上,使得上板744上的突起742与空腔745对准并压缩填充空腔745的切碎的泡沫块748。
在密封时,模具可以暴露于热循环,热循环可以是温度循环的第一部分。在一个示例中,模具可以通过使电流流过集成到模具结构中并位于目标位置(例如靠近空腔)的线圈来加热。在另一个示例中,可以通过将模具暴露于加热环境(例如通过将模具放置在加热的烘箱中)来加热模具。模具的加热可导致装载到空腔中的切碎的发泡材料的相变。模具可以以恒定或可变的速率加热到阈值温度。在一个示例中,可以基于插入到模具中并放置在包含切碎的发泡材料的空腔附近的热电偶来跟踪切碎的发泡材料的平均温度。在另一个示例中,切碎的发泡材料的温度可以基于模具和切碎的发泡材料的初始温度、加热速率以及模具和切碎的发泡材料的材料性能(例如比热)来建模。
在418处,该方法包括确定切碎的发泡材料的温度是否已经增加到上限(第一)阈值温度。上限阈值温度可以在150℃至160℃的范围内。如果确定还没有达到上限阈值温度,则在420处,例程可以在移动到下一步骤之前等待模具达到上限阈值温度。
如果在422处确定达到了上限阈值温度,则在阈值稳定周期之后,打开模具,例如抬起模具的盖以允许残余气体从模具内释放。例如,一旦确定达到上限阈值温度,就可以在三到四分钟的稳定周期后打开盖。由于排气,模具内的压力可以降低到大气压力的阈值内。在一个示例中,大气压力的阈值可以高于大气压力。在另一示例中,大气压力的阈值可以是大气压力。压力从模具内释放(排放)的速率可能会影响模制发泡材料的纹理。较高的压力释放速率可以便于发泡材料的块之间的良好粘合,并避免发泡材料的块的收缩。通过打开模具的盖进行排气,压力可以以相对于通过模具中的一个或更多个孔的压力释放更高的速率释放。
在该排气步骤期间释放的残余气体可以是由于PEBA的发泡材料的初始形成而残留在发泡材料中的残余发泡剂。在一个示例中,模具的盖可以保持打开,直到压力降低到阈值压力(例如大气压力)。在另一个示例中,盖可以保持打开持续预定的持续时间以释放气体。
通过以较低的速率释放压力和残余气体,改善了各个块之间的粘合和/或模制泡沫物品的精加工。压力释放和/或脱气允许模制泡沫物品以产品的边缘(周界)均匀且修整凸缘整齐的方式形成。在一个示例中,如果压力以较低的速率释放,则泡沫块可能会在模制期间结合,但随后收缩,并且模制泡沫物品的外边缘可能会变得有些凹陷而不是保持平坦,这进而可能在另一个部件被放置成与模制泡沫物品接触或结合到模制泡沫物品时产生间隙。
图9示出了通过图4中阐述的方法400由相同泡沫形成的两个模制泡沫物品的图像900。在形成第一发泡物品902时,以第一速率对在模具的空腔内达到阈值温度的发泡材料进行压力释放,并且在形成第二发泡物品904时,以第二速率对在模具的空腔内达到阈值温度的发泡材料进行压力释放,第二速率高于第一速率。通过将第一发泡物品902的表面光洁度和周界与第二发泡物品904的表面光洁度和周界进行比较,可以推断,通过以更高的速率释放压力,可以改善模制泡沫物品的表面光洁度。由于较慢的压力释放,第一发泡物品902的表面已经收缩并且是凹陷的,而不是平坦的。
回到图4,一旦气体被释放,则在424处,模具的盖可以被关闭并且模具可以被重新密封。可以开始冷却循环以冷却在模具空腔中形成的压缩的发泡材料。在另一个示例中,额外的加热可以持续一段时间,然后移除热并开始冷却。在示例中,冷却可以包括简单地移除或停止加热。在另一个示例中,主动冷却可以与冷却介质(例如经过模具外部的冷却气流)一起使用。
在一个示例中,在气体从模具释放之后,发泡材料可以被冷却至20℃至35℃的温度范围。在一个示例中,可以通过暂停通过模具的电流(热供应)和/或将模具从加热环境(例如烘箱)移除来冷却发泡材料。在另一个示例中,可以通过使冷却剂(例如水)主动地流过模具内和/或周围的通道来冷却模具。
在426处,一旦发泡材料的温度达到期望的较低(第二)阈值温度,模具就可以被打开并且压缩的发泡材料可以从模具内移除。较低阈值温度可以在20℃至35℃的范围内。然而,可以使用其它较低阈值温度(例如在25℃至30℃的范围内)。
图5示出了温度循环期间温度变化的示例图500。在示例中,温度表示模具中的泡沫块之间的平均温度。在一个示例中,发泡材料的温度可以基于插入到模具中并放置在包含发泡材料的模具的空腔附近的热电偶来估计。在另一个示例中,发泡材料的温度可以作为模具的估计初始温度和模具的估计热输入速率的函数来建模,并且进一步基于模具的材料和发泡材料的比热系数来建模。x轴表示时间(以秒为单位),并且y轴表示温度(以℃为单位)。温度的变化由线502示出,其中温度可以是模具中发泡材料的平均温度。
当模具被加热时,发泡材料的温度可逐渐增加到第一阈值温度T1。在该示例中,在时间t1达到第一阈值温度T1。在达到第一阈值温度T1之后,温度可以在从时间t1到t2的阈值持续时间内稳定。
在时间t2,模具的盖可以被打开以脱气并从模具内释放任何残余气体。从时间t2到t3,模具保持打开,并且模具的打开导致温度下降。一旦残余气体已经被释放,模具内的压力就可达到大气压力。在气体释放之后,在时间t3,模具可以被重新密封。重新密封模具导致剩余热被截留在模具内,这导致温度升高,从而导致线502中的“凸起(bump)”。模具的主动加热可以任选地持续直到时间t3。
作为时间的函数的温度变化速率示出为在图5中按比例绘制,并且如图所示,时间t2和t3之间的温度下降速率为每秒0.1-10、0.5-1.5或0.9-1.1华氏度,包括端点。
在时间t3之后,模具可以不再被主动加热,并且如果模具存在于加热环境中(例如烘箱中),则模具可以从加热环境移除。一旦停止对模具的加热,发泡材料的温度就可以在t4处降低到第二阈值温度T2,其中第二阈值温度T2低于第一阈值温度T1。当材料温度降低到第二阈值温度T2时,可以打开模具的盖并且可以从模具的空腔内移除压缩的发泡材料。
假设模具的空腔可以形成为正在制造的鞋类物品部件的形状和尺寸,则压缩的发泡材料可以基本上形成为鞋类物品部件。然而,压缩的发泡材料的边缘可能不光滑。在一个示例中,压缩的发泡材料可以在形成为感兴趣的结构之前用紫外(UV)光预处理。在另一个示例中,压缩的发泡材料可以不通过UV光或任何其他辐射来预处理。以这种方式,在不添加任何粘合剂或添加剂的情况下,可以加热和冷却发泡材料的切碎的块以形成整体层。尽管提供了具体的温度和压力值以图示本文所述的方法,但是可能发生变化。例如,各种数值可以是近似的,并且在5%的范围内变化。
图7E示出了在高温下压缩模制接着释放残余气体并暴露于冷却循环之后从模具移除的压缩模制泡沫片760的示例。压缩材料可以是在其中形成该压缩材料的模具的空腔的形状。
图8示出了在暴露于温度循环后打开模具之后获得的压缩的发泡材料的片800的示例。片800可以包括在不存在任何粘合剂或粘结剂的情况下熔融在一起的废弃发泡材料的切碎的发泡材料802。切碎的发泡材料802的边界804可以在片800中可见。片800的表面可以是光滑的,沿着片800的周界没有任何收缩。通过在压缩模制之前将发泡材料切碎成较小的块,可以减少片800的表面上的孔和空隙,从而提高表面密度和外观吸引力。
回到图4,在428处,在一个示例中,压缩的发泡材料可以基于材料的应用而被修整。修整可以通过刀片、热切割或使用聚焦光源(例如激光)来执行。在一个示例中,如果压缩的发泡材料形成为用于鞋垫,则压缩的发泡材料可以通过鞋垫形状的刀片进行修整。在另一个示例中,如果压缩的发泡材料形成为用于容纳在鞋底夹层和鞋外底之间的缓冲元件,则压缩的发泡材料可以通过刀片以缓冲元件的形状进行修整。在又一示例中,如果压缩的发泡材料形成为用于芯载体,则压缩的发泡材料可以通过刀片以芯载体的形状进行修整。除了制成鞋类物品部件之外,这种压缩的发泡材料还可用于其他应用中,包括用于头盔、服装、防弹衣、座椅等中。压缩的发泡材料的修整可以不进行,并且压缩的发泡材料可以直接用作缓冲物品。然而,如上所述,在一些示例中,在温度循环期间对模具的启封和再密封的适当控制可以使切碎的泡沫块能够形成不需要任何修整的物品,从而节省劳动力和/或处理时间。
图7F示出了由压缩的模制发泡材料752制备的示例鞋类部件780。图7E中的片760可以通过刀片以鞋类部件的形状和形式被修整/切割/冲压出来。在这个示例中,鞋垫被示出为由压缩的模制发泡材料形成。以这种方式,图7A-图7F提供了在形成一件服装之后剩余的废弃发泡材料的再利用期间执行的示意性处理步骤。如上述方法中所述的,在形成第一服装部件之后剩余的废弃发泡材料可以在模具中被压缩,并且来自模具的压缩的模制发泡材料可以形成不同于第一服装部件的第二服装部件的部件。
压缩的模制发泡材料可以被表征以确定发泡材料的物理性能,并且然后与最初用于制成鞋类物品鞋底夹层的原始发泡材料进行比较。例如,作为示例,基于一系列表征试验,可以确定模制(压缩)的发泡材料的C/R可以在150%至300%的范围内,并且更具体地在175%至250%的范围内,并且甚至更具体地在190%至210%的范围内。作为示例,在这些范围内的模制(压缩)的发泡材料可以表现出0.5g/cm3至0.3g/cm3、0.1g/cm3至0.2g/cm3或0.12g/cm3至0.14g/cm3范围内的比重。此外,作为示例,在这些范围内的模制(压缩)的发泡材料可以提供最大60-95%、70-85%或78-82%的压缩形变。此外,作为示例,在这些范围内的模制(压缩)的发泡材料可以提供0.1-5%、0.5-1.5%或1%的收缩率。在这些范围内的模制(压缩)的发泡材料也可以提供压缩偏转(C/D)曲线,在25%压缩时为3-20kgf、5-15kgf或9-14kgf,并且在50%压缩时为20-40kgf、25-35kgf或27-33kgf。此外,在这些范围内的模制(压缩)的发泡材料可以提供5-35、10-20或16-18的峰值G(冲击期间的最大重力),和/或冲击期间的10-40%、15-30%或24-26%的能量损失。
已经在本文并且参考附图描述了本公开的多个方面,下面提供了附图中描述或图示的本公开的附加和补充描述。
本公开提供了形成模制泡沫物品(特别是单件式模制泡沫物品)的方法。模制步骤包括将闭孔泡沫的多个单独的块模制成单件式模制泡沫物品。这可以通过将多个单独的块暴露于密封的模具内的温度循环来实现,该温度循环足以在不完全熔化闭孔泡沫的情况下软化多个单独的块,并允许多个单独的块彼此物理结合。在温度循环期间,密封的模具至少启封一次,从而从模具释放气体和/或压力。此外,在温度循环期间,多个单独的块之间的平均温度达到最低阈值温度,在该最低阈值温度下,闭孔泡沫软化到足以使多个块在没有粘合剂的情况下物理结合在一起。至少在完成温度循环时,多个单独的块彼此接触,而多个单独的块之间没有任何其他部件。在温度循环期间,闭孔泡沫的多个单独的块可以在体积上膨胀。
可以通过在没有粘合剂的情况下使结合在一起的软化的多个单独的块物理结合来形成单件式模制泡沫物品,并且在释放之后,从模具移除单件式模制泡沫物品。可以通过打开模具来启封模具,并且然后在从模具移除单件式模制泡沫物品之前在关闭模具时重新密封模具。打开密封的模具包括:在闭孔泡沫的多个单独的块的平均温度达到最低阈值温度时,稳定温度,并且然后打开密封的模具,从而形成启封的模具。此外,方法还可以包括保持启封的模具打开,直到启封的模具内的压力降低到大气压力的阈值内,并且然后关闭启封的模具以重新密封启封的模具,形成重新密封的模具,并将模具中的闭孔泡沫的多个单独的块冷却至第二阈值温度。第二阈值温度低于最低阈值温度。在达到第二阈值温度时,重新密封的模具可以被重新打开。最低阈值温度在150℃至160℃的范围内并且第二阈值温度在20℃至35℃的范围内。压力降低到大气压力的阈值内发生的速率比温度循环的加热期间的压力上升的速率快。
单件式模制泡沫物品可以被修整成鞋类物品的缓冲元件的形状和尺寸。
该方法还包括细分闭孔泡沫的一个或更多个较大块,从而形成多个单独的块。多个单独的块的尺寸可以小于一个或更多个较大块的尺寸。闭孔泡沫的一个或更多个较大块的细分可以包括将闭孔泡沫的第一片分割以形成闭孔泡沫的第二片。闭孔泡沫的第二片的厚度比闭孔泡沫的第一片的厚度低至少5%。闭孔泡沫的第二片可以被竖直地切割到阈值长度。阈值长度可以在4cm至10cm的范围内。该方法可以包括将阈值长度的闭孔泡沫的第二片切碎成矩形棱柱形形状的块。
模具中的多个块的数量是基于模制泡沫物品的体积、闭孔泡沫的比重和单件式模制泡沫物品的期望压缩比中的一个或更多个。期望压缩比是基于模制泡沫物品,期望压缩比的范围为150%至250%。
在一方面,密封的模具不含粘合剂和/或多个单独的块不含粘合剂。
方法还可以包括通过使多个单独的块穿过一个或更多个过滤网来过滤多个单独的块,以分离出第一尺寸范围的块。第一尺寸范围可以在3mm至15mm的尺寸范围内。
方法还可以包括在模制之前或在模制期间,在高于环境温度的高温下干燥多个单独的块,直到多个单独的块的水分含量降低到低于阈值水平。
模制多个单独的块可以包括用一定数量的多个块填充模具的一个或更多个空腔,关闭填充模具的盖,通过垫圈密封填充模具,以及将密封的填充模具暴露于温度循环。
在另一方面,本公开提供了包括将填充有发泡材料的多个单独的块的填充的密封模具暴露于加热循环的方法。在阈值温度下,启封填充的密封模具,直到压力降低到大气压力的阈值内。在启封之后,在从模具移除单件式模制泡沫物品之前冷却填充的模具。冷却填充的模具可以包括在压力降低之后重新密封填充的模具,方法还包括冷却填充的密封模具。加热循环可以在高于大气压力下进行。
方法还包括:在压力降低到大气压力之后,重新密封填充的模具并冷却填充的模具,以及在达到另一个阈值温度时,启封填充的模具以移除压缩的发泡材料,该另一个阈值温度低于阈值温度。
模具可以包括一个或更多个空腔,空腔填充有基于缓冲元件的压缩比的一定量的切碎的发泡材料。切碎的发泡材料包括具有一个或更多个侧面的块,侧面的最大尺寸在1mm至50mm的范围内,或在3mm至25mm的范围内,或在8mm至15mm的范围内,并且其中压缩的发泡材料的压缩比为110-400%,或125-300%,或150%-250%。
本公开还包括制造物品,例如包括单件式模制泡沫物品的缓冲元件,其中单件式模制泡沫物品是根据上述或本文所述的任何方法制成的物品。制造物品是服装物品、鞋类物品、运动装备物品、服装物品的部件、鞋类物品的部件或运动装备物品的部件中的一种。
比重试验规程
使用以下试验规程确定模制之前或之后的发泡材料(即,在经受如本文所述的模制过程之前的多个块的发泡材料,以及使用如本文所述的模制过程制备的模制泡沫物品的发泡材料)的比重。制备发泡材料的三个试验样本,每个试验样本具有大约2.5立方厘米(大约1立方英寸)的尺寸,并且每个试验样本仅包括发泡材料。如果将从其移除样本的物品的尺寸足以这样做,则从发泡材料的三个不同区域切下尺寸大约为2.5厘米×2.5厘米×2.5厘米的三个样本。可替代地,如果将从其移除样本的物品的尺寸不足以允许从单个物品切割发泡材料的三个样本,则可以从三个不同物品中的每一个切割单个样本。如果物品的尺寸太不规则而不允许制备立方体样品,则选择样本的尺寸以允许制备要从单个物品制备的总体积大约为2.5立方厘米的发泡材料样本。通过量具测量样本的初始尺寸(包括样本的长度、宽度和高度),并且使用天平确定样本的重量。发泡材料的每个样本的比重(S.G.)使用以下公式确定:
压缩形变试验规程
发泡材料在模制之前或之后的静态压缩形变使用以下标准试验规程来确定。制备发泡材料的五个圆柱形试验样本,每个试验样本具有大约2.5cm(约1英寸)的直径和大约20mm的高度。如果要从其移除样本的单个物品的尺寸不足允许制备20mm高的样本,则可以堆叠两个或更多个样本(每个样本具有大约2.5cm的直径和至少5mm的厚度),以实现大约20mm的堆叠高度。如果单个物品的尺寸不足以允许制备直径大约为2.5cm的单个样本,则模制发泡材料的多个部分可以彼此相邻布置,以产生总直径大约为2.5cm的复合样品。样本至少在试验前一天制备,并在进行试验前在要执行试验的实验室进行至少8小时的适应。在试验之前,使用量具测量每个样本的初始厚度(预压缩)。在试验期间,样本在具有平坦平行面的两个金属板之间在压缩装置中被压缩到样本原始厚度的50%的高度。在压缩装置中,金属板可以通过螺钉保持在一起,并且可以使用标准厚度的平环来确保金属板保持在正确的高度,以基于压缩前样本的总厚度将样本压缩50%。将压缩后的样本置于50℃下的预热烘箱中持续6小时的持续时间。当在烘箱中时,压缩装置被侧向放置,使得样本的压缩不受重力的影响。在烘箱内6小时之后,从烘箱取出压缩装置,并且分开压缩装置的板(例如,通过松开将板保持在一起的螺钉),并取出保持在板之间的压缩样本。将压缩后的样本冷却到室温(例如从20℃至24℃)持续至少30分钟,并使用量具测量压缩后的样本的最终厚度(压缩后)。使用以下公式计算静态压缩形变:
收缩试验规程
使用以下标准试验规程在模制之前或之后确定发泡材料的收缩率。制备发泡材料的五个样本,发泡材料的尺寸与将用于最终产品(例如鞋底夹层或鞋垫)中的发泡材料的尺寸大致相同。使用量具测量每个样本的初始长度(最长尺寸)。然后将样本置于预热到70℃的烘箱内,并且样本在烘箱中加热持续40分钟。40分钟后,然后将样本从烘箱中取出并且将样本在室温(例如从20℃至24℃)下冷却持续30分钟。使用量具再次测量每个样本的最终长度(加热后)。使用以下公式确定每个样本的长度的收缩百分比:
压缩-偏转试验规程
使用以下试验规程在模制之前或之后确定发泡材料的压缩-偏转(C/D)曲线。制备五个圆柱形发泡材料样本,每个样本具有至少20mm的厚度和大约40mm的直径。如果样本从缓冲元件上移除,则样本的厚度应与实际缓冲元件的厚度相对应,而无需刮削或切割。样本至少在试验前一天制备,并在进行试验前在要执行试验的实验室进行至少8小时的适应。每个样本的初始厚度通过量具测量。然后将每个样本置于冲击试验机(例如Instron系统(Instron,Norwood,MA,USA))的平坦压缩压板之间。十字头(crosshead)速度设置为10mm/min。基于每个样本的高度(以毫米为单位),计算导致样本压缩25%和50%所需的压缩毫米数。样本在十字头下方在非偏转的下压板上居中,并且十字头缓慢下降,直到上压板刚好与样本的顶部接触。然后将样本预加载到10.5千克的力,并将拉伸测量归零。然后,对于25%和50%压缩中的每一个,在十字头设置为10mm/min的情况下,在样本上进行试验,并记录每个点的力值。对于每个样本25%压缩和50%压缩而确定的压缩/偏转力以千克力(kgf)记录。除了确定发泡材料的样本实现25%和50%偏转所需的力之外,该试验规程还可用于确定样本的应力-应变曲线。然后,应力-应变曲线可依次用于计算样本的各种缓冲特性(例如峰值G和/或能量损失)。标准软件可用于执行这些计算。
冲击试验规程
发泡材料样本在模制之前或之后的缓冲特性或物品(例如整件鞋类物品或鞋类物品的部件,包括缓冲元件,例如鞋底夹层或鞋垫)的缓冲特性使用以下试验规程来确定。制备四个样本用于试验。如果试验是在从发泡材料的较大块切割的发泡材料样本上或在泡沫基板上进行的,则样本被制备为具有至少为10mm的最小厚度以及大约为80mm的最小长度和宽度。如果要在整件鞋类物品上进行试验,则将鞋面从鞋底结构移除,并且将整个鞋底结构用作样本。如果要在鞋底夹层上进行试验,则移除鞋面和鞋外底,并将整个鞋底夹层用作样本。对于鞋类形状的样本(例如,整件鞋类物品样本、整件鞋底夹层样本、鞋垫样本等),通过以下步骤来确定用于试验的冲击位置:使用量具测量样本的从鞋跟的边缘到鞋尖的最远点的长度,计算长度的15%和长度的70%,并确定样本的中部的距鞋跟的边缘15%的点(冲击位置A)和样本的中部的距鞋跟的边缘70%的点(冲击位置B)。如果样本是鞋垫,则使用的总长度是其中使用鞋垫的鞋类物品的内部长度,而不是鞋垫本身的长度。样本至少在试验前一天制备,并在进行试验前在要执行试验的实验室进行至少8小时的适应。为了进行试验,样本被夹在动态冲击试验装置内,使得每个冲击位置都在样本的中部内的平坦区域上。将冲击试验装置调整为将7.8kg的质量落到样本上持续10个预处理循环,接着是10个测量循环,并记录每次冲击期间冲击器锤头(impactor tup)的载荷和位移。收集每个冲击位置的载荷和位移数据,并使用标准软件为样本创建载荷-偏转曲线,并计算峰值G(冲击时最大减速度的度量)、最大穿透、达到峰值的时间(从冲击到最大载荷)和能量损失百分比,其中能量损失是冲击期间损失的能量(以百分比表示),能量损失通过确定输入能量和输出能量之间的百分比差来计算。峰值G是缓冲效果有多“软”或“硬”的度量,其中较低的峰值G值表示较软的缓冲,并且较高的峰值G表示较硬的缓冲。能量损失是基于冲击时耗散的能量的量的缓冲响应性的度量。较低的能量损失表示更大响应的缓冲,而较高的能量损失表示较低响应的缓冲。
以下权利要求特别指出了被认为是新颖和不明显的某些组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应理解为包括并入一个或更多个此类要素,既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来被要求保护。这些权利要求,无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相等或不同,也被认为包括在本公开的主题内。
应当注意,比率、浓度、量和其他数值数据可以在本文中以范围格式表示。应当理解,这样的范围格式为了方便和简洁而被使用,并且因此,应当以灵活的方式被解释为不仅包括明确叙述为范围的限值的数值,而且还包括在该范围内涵盖的所有单独的数值或子范围,如同每个数值和子范围被明确地叙述。为了说明,“约0.1百分比至约5百分比”的浓度范围应被解释为不仅包括明确叙述的约0.1重量百分比至约5重量百分比的浓度,而且还包括指示范围内的各个浓度(例如,1百分比、2百分比、3百分比和4百分比)和子范围(例如,0.5百分比、1.1百分比、2.2百分比、3.3百分比和4.4百分比)。术语“约”可以包括根据数值的有效数字的传统舍入。此外,短语“约‘x’至‘y’”包括“约‘x’至约‘y’”。
可以对上文描述的实施方案进行许多变型和修改。所有这样的修改和变型在本文中都意图被包括在本公开内容的范围内,并且由所附的权利要求保护。
Claims (20)
1.一种用于形成用于鞋类物品的缓冲元件的方法,包括:
通过将闭孔泡沫的多个单独的块暴露于密封的模具内的温度循环而将所述闭孔泡沫的所述多个单独的块模制成单件式模制泡沫物品,所述温度循环足以在不完全熔化所述闭孔泡沫的情况下软化所述多个单独的块,并允许所述多个单独的块彼此物理结合,其中,在所述温度循环期间,所述密封的模具至少启封一次,从而从所述模具释放气体和/或压力;
通过在没有粘合剂的情况下使结合在一起的软化的多个单独的块物理结合来形成单件式模制泡沫物品,并且在释放之后,从所述模具移除所述单件式模制泡沫物品;
其中,所述单件式模制泡沫物品是用于鞋类物品的缓冲元件。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述温度循环期间,所述多个单独的块之间的平均温度达到最低阈值温度,在所述最低阈值温度下,所述闭孔泡沫软化到足以使所述多个块在没有粘合剂的情况下物理结合在一起。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,通过打开所述模具来启封所述模具,并且然后在从所述模具移除所述单件式模制泡沫物品之前,在关闭所述模具时重新密封所述模具。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,打开所述密封的模具包括:在所述闭孔泡沫的所述多个单独的块的平均温度达到最低阈值温度时,稳定温度,并且然后打开所述密封的模具,从而形成启封的模具。
5.根据权利要求4所述的方法,还包括保持所述启封的模具打开,直到所述启封的模具内的压力降低到大气压力的阈值内,并且然后关闭所述启封的模具以重新密封所述启封的模具,形成重新密封的模具,并将所述模具中的所述闭孔泡沫的所述多个单独的块冷却至第二阈值温度,所述第二阈值温度低于所述最低阈值温度。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,压力降低到大气压力的阈值内发生的速率比所述温度循环的加热期间的压力上升的速率快。
7.根据权利要求5或6所述的方法,还包括:在达到所述第二阈值温度时,重新打开所述重新密封的模具。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法,其中,所述最低阈值温度在150℃至160℃的范围内并且所述第二阈值温度在20℃至35℃的范围内。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,其中,模制所述多个单独的块包括用一定数量的所述多个块填充所述模具的一个或更多个空腔,关闭填充模具的盖,通过垫圈密封填充模具,以及将密封的填充模具暴露于所述温度循环。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其中,所述闭孔泡沫是在形成不同于所述单件式模制泡沫物品的另一泡沫物品之后剩余的废弃泡沫。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,其中,鞋类物品的部件是鞋垫。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,其中,鞋类物品的部件是鞋底夹层或鞋底夹层部件。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法,其中,所述闭孔泡沫是包含热塑性弹性体的热塑性树脂的发泡产物,所述热塑性弹性体选自以下中的一种:热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、其热塑性共聚物或其热塑性混合物。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述闭孔泡沫是包含热塑性共聚酰胺的热塑性树脂的发泡且交联产物。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法,其中,所述闭孔泡沫包括交联泡沫。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法,其中,所述闭孔泡沫包括交联聚酰胺弹性体。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法,其中,所述交联聚酰胺弹性体是交联共聚酰胺弹性体。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法,其中,所述闭孔泡沫的多个单独的块包括闭孔交联弹性体泡沫的多个单独的块,并且所述交联弹性体泡沫在所述温度循环期间软化但不完全熔化。
19.一种鞋类物品的部件,包括:
根据权利要求1中任一项制成的用于鞋类物品的缓冲元件。
20.一种鞋类物品,包括:
包括根据权利要求1至18中任一项制成的用于鞋类物品的缓冲元件的部件。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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