CN116669584A - 用工程木材制作的鞋类物品 - Google Patents

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Abstract

一种鞋类物品，包括鞋帮和鞋底结构，该鞋底结构限定前足区域、中足区域和足跟区域。该鞋底结构包括致密木材，并包括上部中底缓冲构件；下部中底缓冲构件；外底，该外底与该下部中底缓冲构件的底表面连接；以及板，该板位于该上部中底缓冲构件和该下部中底缓冲构件之间。

Description

用工程木材制作的鞋类物品
技术领域
本公开总体上涉及一种鞋类物品，其中包括致密木材。
背景技术
许多传统的鞋子或其他鞋类物品通常包括鞋帮和附接到鞋帮下端的鞋底。传统的鞋子还包括内部空间，即，由鞋帮和鞋底的内表面形成的空间或空腔，在将鞋子固定到脚上之前，该空间或空腔容纳使用者的脚。鞋底附接到鞋帮的下表面或边界，并位于鞋帮和地面之间。因此，在穿着鞋子时，鞋底通常为使用者提供稳定性和缓冲。在某些情况下，鞋底可以包括多个部件，例如外底、中底和内底。外底可能向鞋底的底表面提供附着摩擦力，中底可附接到外底的内表面，并可向鞋底提供缓冲或增加稳定性。例如，鞋底可以包括一种特定的泡沫材料，该泡沫材料可能增加沿着鞋底的一个或多个期望位置处的稳定性，或者一种当使用者跑步、行走或从事其他活动时可能减少脚或腿上的压力或冲击能量的泡沫材料。鞋底还可以包括嵌入鞋底的附加部件，例如板，以增加鞋底的整体硬度并减少使用期间的能量损失。
鞋帮通常从鞋底向上延伸，并限定了完全或部分地包住脚的内腔。在大多数情况下，鞋帮在脚背和脚趾区域上延伸，并跨过脚的内侧和外侧。许多鞋类物品还可以包括鞋舌，该鞋舌延伸穿过脚背区域，以桥接鞋帮的内侧和外侧边缘之间的间隙，该间隙限定了进入空腔的开口。鞋舌还可以设置在系带系统的下方并且在鞋帮的内侧和外侧之间，以允许调节鞋子的松紧度。鞋舌可进一步由使用者操纵，以允许脚从内部空间或空腔进入或离开。此外，系带系统可允许使用者调整鞋帮或鞋底的某些尺寸，从而允许鞋帮适应具有不同尺寸和形状的多种脚型。
鞋帮可包括多种材料，其可基于鞋子的一种或多种预期用途来选择。鞋帮还可以包括由多种材料组成的部分，这些材料特定于鞋帮的特定区域。例如，在鞋帮的前部或临近脚跟区域可能需要增加稳定性，以便提供更高程度的阻力或刚性。相反，鞋子的其他部分可以包括柔软的机织纺织品，以提供具有抗拉伸性、柔韧性、透气性或吸湿性的区域。
然而，虽然许多目前可用的鞋子具有与上述特性有关的不同特征，但许多鞋子及其鞋底结构可以进一步优化，以向使用者的脚提供有针对性的支撑，以在跑步、行走或从事剧烈运动活动时帮助保持稳定性。此外，许多鞋子及其鞋底结构可以进一步优化，以向使用者的脚提供有针对性的支撑，以减少能量耗散，从而提高使用者在身体活动(例如跑步)期间的效率。
因此，期望鞋类物品具有在整个脚部区域提供这种效果的特征。现有技术的这些和其他缺陷在以下公开中概述。
发明内容
如本文所述，鞋类物品可以具有各种构造。鞋类物品可包括致密木材，并具有鞋帮和鞋底结构。鞋底结构可以限定前足区域、中足区域和足跟区域。此外，鞋底结构可包括上部中底缓冲构件、下部中底缓冲构件以及与下部中底缓冲构件的底表面连接的外底。鞋底结构还可以包括定位在上部中底缓冲构件和下部缓冲构件之间的板。鞋底结构的一部分或全部可以包括致密木材。
在一些实施例中，板可以包括弯曲部分和平坦部分。在一些实施例中，弯曲部分可包括前弯曲部分和后弯曲部分，该前弯曲部分延伸穿过至少鞋类物品的前足区域，该后弯曲部分延伸穿过鞋类物品的中足区域以及鞋类物品的足跟区域的至少一部分。在另外的实施例中，板可以由致密木材构造。此外，前弯曲部分可包括第一段部分和第二段部分，在第一段部分和第二段部分之间具有裂口。
在另外的实施例中，鞋底结构还可以包括在鞋类物品的足跟区域中的足跟支撑结构，并且该足跟支撑结构可以由热塑性聚氨酯构造。在一些实施例中，上部中底缓冲构件和下部缓冲构件均为泡沫材料。例如，在特定实施例中，泡沫材料由从乙烯-乙酸乙烯酯、热塑性聚氨酯、热塑性弹性体及其混合物组成的组中选择的材料形成。在另外的实施例中，泡沫材料在超临界发泡过程或物理发泡过程中形成，其可以包括氮气、二氧化碳、超临界氮气或超临界二氧化碳。
在特定实施例中，前弯曲部分相对于参考平面成介于约5度至约45度之间的角度，后弯曲部分相对于该参考平面成介于约3度至约45度之间的角度，并且平坦部分相对于该参考平面成介于约0度至约5度之间的角度。
在一些实施例中，致密木材的密度在约1.4g/cc和约1.6g/cc之间。在一些实施例中，致密木板被脱木质素，并且相对于脱木质素前的天然木材的木质素含量，至少30％的木质素已被去除。在一些实施例中，致密木板已经经过化学处理，以提高疏水性、耐候性、耐腐蚀性或阻燃性。
在另外的实施例中，致密木材通过以下工序制成，包括：使包括木质素和纤维素的天然木材与钠基化学溶液接触一定时间并在足以形成脱木质素木材的条件下；以及压缩脱木质素木材直到厚度减少至少40％。在特定实施例中，钠基化学溶液包括：NaOH，NaOH/Na2S，NaHS03+S02+H20，NaHSCb，NaHS03+Na2S03，NaOH+Na2S03，Na2S03，NaOH+AQ，NaOH/Na2S+AQ，NaHS03+S02+H20+AQ，NaOH+Na2S03+AQ，NaHS03+AQ，NaHS03+Na2S03+AQ，Na2S03+AQ，NaOH+Na2S+Na2Sn，Na2S03+NaOH+CH3OH+AQ，C2H5OH+NaOH，NaCIO，NaC102+乙酸，或其组合，其中n是整数，并且AQ是蒽醌。在特定实施例中，脱木质素木材在0.5MPa和10MPa之间的压强下压缩。在特定实施例中，脱木质素木材在约100°F和约250°F之间的温度下压缩。
在一些实施例中，致密木材是通过天然木材的粘弹性热压缩制成的。
在本公开的另一实施例中，提供了一种包括鞋帮和鞋底结构的鞋类物品。在该实施例中，鞋底结构包括包含致密木材的底板，该底板包括一个或多个突出部分。在一些实施例中，一个或多个突出部分中的每一个附接有钉状件。在特定实施例中，钉状件由金属、橡胶或热塑性材料制成。
在本公开的另一实施例中，提供了一种包括鞋帮和鞋底结构的鞋类物品。在该实施例中，鞋底结构可以限定前足区域、中足区域和足跟区域。并且鞋底结构可以包括中底缓冲构件、与中底缓冲构件的底表面连接的外底以及致密木板。该板还可以包括脚趾部分、拱形部分和后段。此外，在这些实施例中，脚趾部分和拱形部分位于中底缓冲构件和外底之间，并且后段位于中底缓冲构件上方。
在一些实施例中，中底缓冲构件包括孔，并且在后段和拱形部分之间的板的一部分在中底缓冲构件的孔之间延伸。鞋底结构还可可以包括足跟缓冲构件和足跟支撑领(collar)。在另外的实施例中，板可包括前弯曲部分、中间弯曲部分、后弯曲部分和平坦部分。前弯曲部分、中间弯曲部分、后弯曲部分和平坦部分可以各自相对于参考平面成角度。
在又一实施例中，本公开提供了一种鞋类物品，该鞋类物品具有鞋帮和与鞋帮连接的鞋底结构。在该实施例中，鞋底结构还可以限定前足区域、中足区域和足跟区域。鞋底结构还可以包括上部中底缓冲构件、下部中底缓冲构件、在下部中底缓冲构件的底表面之间连接的外底以及包括致密木材的板，该板定位在上部中底缓冲构件和下部中底缓冲构件之间。在这些实施例中，上部中底缓冲构件和下部中底缓冲构件是使用超临界气体形成的泡沫材料，并且板包括碳纤维。
在又一个实施例中，本公开提供了一种鞋类物品，该鞋类物品具有包含致密木材的鞋帮和与鞋帮连接的鞋底结构。
本文所述的鞋类物品的其他方面，包括其特征和优点，在审视本文的附图和具体实施方式之后，对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。因此，鞋类物品的所有这些方面都旨在包括在具体实施方式和本发明内容中。
附图说明
图1是配置为左鞋的鞋类物品的透视图，该左鞋包括鞋帮和鞋底结构，如本文所述；
图2是图1的鞋子的外侧视图；
图3是图1的鞋子的内侧视图；
图4是图1的鞋子的俯视图；
图5是图1的鞋子的俯视平面图，鞋帮被移除并且其上覆盖有使用者的足部骨骼结构；
图6是图1的鞋子的底部透视图；
图7是图1的鞋子的底部平面图；
图8是图1的鞋底结构的分解图，其中该鞋底结构包括外底、中底主体、板、足跟支撑件和足跟支撑领；
图9是图8的板的透视图；
图10是图8的板的俯视图；
图11是图8的板的仰视图；
图12是图8的板的外侧视图；
图13是图8的板的俯视平面图，其上覆盖有使用者的足部骨骼结构；
图14是图8的中底主体的透视图；
图15是图8的中底主体的底部透视图；
图16是图8的中底主体的仰视图；
图17是图8的中底主体的外侧视图，其内部结构以虚线示出；
图18是沿图7的线18-18截取的图7的鞋底结构的横截面图；
图19是根据本公开第二实施例的另一鞋底结构的分解顶部透视图；
图20是图19的鞋底结构的分解底部透视图；
图21是根据本公开第三实施例的又一鞋底结构的分解底部透视图；
图22是根据本公开第四实施例的又一鞋底结构的分解底部透视图；
图23是根据本公开第五实施例的又一鞋底结构的分解顶部透视图，该鞋底结构具有外底、下部中底缓冲构件、上部中底缓冲构件、足跟支撑件和板；
图24是根据本公开第六实施例的又一鞋底结构的分解顶部透视图，该鞋底结构具有外底、中底和板；
图25是图24的鞋底结构的局部视图，其中板相对于中底处于第一状态；
图26是图24的鞋底结构的局部视图，其中板相对于中底处于第二状态；
图27是用于鞋底结构的板的另一实施例的俯视图；
图28是具有图27的板的鞋底结构的鞋类物品的外侧视图；
图29是图28的鞋底的俯视图，其内部部件以虚线示出；
图30是沿图29的线30-30截取的图28的鞋底结构的横截面图；
图31是沿图29的线31-31截取的图28的鞋底结构的横截面图；
图32是沿图29的线32-32截取的图28的鞋底结构的横截面图；
图33是沿图29的线33-33截取的图28的鞋底结构的横截面图；
图34是沿图29的线34-34截取的图28的鞋底结构的横截面图；以及
图35是沿图29的线35-35截取的图28的鞋底结构的横截面图。
图36是用于鞋类物品的另一鞋底结构的透视图；
图37是图36的鞋底结构的分解透视图；
图38是图36的鞋底结构的分解底部透视图；
图39是用于鞋类物品的另一鞋底结构的仰视图；
图40是图39的鞋底结构的外侧视图；
图41是图39的鞋底结构的内侧视图；
图42是图39的鞋底结构的前视图；
图43是图39的鞋底结构的后视图；
图44是图39的鞋底结构的底部内侧透视图；
图45是图39的鞋底结构的底部外侧透视图；
图46示出了从天然木材生产致密木材的一个实施例的总体示意图；
图47A示出了致密木材层压件的分解图；
图47B示出了致密木材的层压单元的透视图；
图47C示出了致密木材层压件的透视图；
图48示出了图8的板的另一实施例的透视图；
图49是配置为护胫的体育用品结构的前透视图，该护胫包括前表面和后表面；
图50是图49的护胫的后透视图；
图51是沿图50的线51-51截取的图49的护胫的横截面侧视图；
图52是另一护胫的前透视图；
图53是图52的护胫的后透视图；以及
图54是沿图53的线54-54截取的图52的护胫的横截面侧视图。
具体实施方式
以下讨论和附图公开了具有鞋帮和鞋底结构的鞋子的各种实施例或构造。尽管实施例是参考运动鞋公开的，如跑步鞋、网球鞋、篮球鞋等，但与鞋的实施例相关的概念可能应用于广泛的鞋类和鞋类样式，例如，包括交叉训练鞋、足球鞋、高尔夫球鞋、登山鞋、登山靴、滑雪和滑雪板靴、足球鞋和防滑钉鞋、步行鞋和田径鞋。鞋子的概念也可能应用于被认为是非运动的鞋类物品，包括正装鞋、凉鞋、休闲鞋、拖鞋和高跟鞋。
如本文所使用的术语“大约”是指可能发生的数量变化，例如，通过用于鞋类物品或可能包括本文公开的实施例的其他制造物品的典型测量和制造程序；通过这些程序中的意外错误；通过用于制造组合物或混合物的成分的制造、来源或纯度的差异或者实施方法的差异；以及类似情况。在整个公开中，术语“大约(about)”和“近似(approximately)”是指该术语后面的数值的±5％的范围。
本公开涉及鞋类物品或鞋类物品的特定部件，例如鞋帮或鞋底或鞋底结构，包括致密木材或至少部分由致密木板形成。
如本文所用，“致密木材”或“致密木板”可以互换使用，指的是与未经类似加工的木板相比，强度、韧性和密度有所提高的加工木材。在一些实施例中，致密木板的密度在约1.1g/cm3和约1.9g/cm3之间。在一些实施例中，致密木板具有约1.5g/cm3的密度。
本领域已知并描述了由天然木材形成致密木材的合适方法。例如，参见WO2019/055789，WO2018/191181，和Song等人“Processing bulk natural wood into a high-performance structural material(将大块天然木材加工成高性能结构材料)”，《自然》，2018，554:224-228)，它们中的每一个都通过引用并入本文，如同其全部内容在本文提出。
在本公开的一些实施例中，致密木板是通过涉及第一步骤的工序制成的，该第一步骤是将大块天然木材与钠基化学溶液接触一定时间，并在足以从天然木材中去除木质素和半纤维素的条件下，形成脱木质素木材。钠基化学溶液可以包括用于制浆或纸浆漂白的化学品，例如，但不限于，NaOH，NaOH/Na2S，NaHS03+S02+H20，NaHSCb，NaHS03+Na2S03，NaOH+Na2S03，Na2S03，NaOH+AQ，NaOH/Na2S+AQ，NaHS03+S02+H20+AQ，NaOH+Na2S03+AQ，NaHS03+AQ，NaHS03+Na2S03+AQ，Na2S03+AQ，NaOH+Na2S+Na2Sn，Na2S03+NaOH+CH3OH+AQ，CH3OH，C2H5OH，C2H5OH+NaOH，C4H9OH，HCOOH，CH3COOH，CH3OH+HCOOH，C4H8O2，NH3.H2O，p-TsOH，H2O2，NaCIO，NaC102+乙酸，C102以及Cl2，其中n是整数，并且AQ是蒽醌。
如本文所用，“天然木材”是指纤维素纳米纤维嵌入木质素和半纤维素的交联基质中的复合物，如自然界中发现的和由植物生产的。用于本文所述的脱木质素和致密化过程的天然木材可以是任何类型的软木或硬木，包括但不限于：椴木、橡木、杨木、白蜡木、桤木、白杨木、巴尔杉木、山毛榉木、桦木、樱桃木、胡桃木、栗木、黄檀木、榆木、山核桃木、枫木、栎木、紫檀木、李木、核桃木、柳木、黄杨木、秃柏木、西洋杉木、柏木、花旗松、枞木、铁杉木、落叶松木、松木、红木、云杉木、落叶松木、刺柏木和紫杉木。在一些实施例中，用在致密木材中的天然木材是回收的或废弃的木材。
用在本文所述的致密木板中的天然木材可以基于其硬度进行选择。本领域已知并描述了测量硬度的方法，包括但不限于：测量木材样品的凹陷和耐磨性(例如，Janka硬度标尺)或测量木材样品的压痕硬度(例如，Brinell硬度标尺)。下表1包括可用在本文所述致密木材中的几种天然木材样品的Janka标度硬度。
表1：天然木材的Janka标度硬度
天然木材 Janka标度硬度
巴尔衫木 100
松木 480
铁杉木 500
枞木 660
西洋杉木 900
美国樱桃木 950
黑胡桃木 1010
黄桦木 1260
红橡木 1290
山毛榉木 1300
白蜡木 1320
白橡木 1360
硬枫木 1450
非洲萨佩莱木 1500
山核桃木 1820
桑托斯桃花心木 2200
巴西樱桃木 2820
重蚁木 3684
如本文所用，“脱木质素木材”是指其中至少一部分或基本上全部木质素已被去除的木材。在一些实施例中，脱木质素木材是其中至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％或至少90％的木质素已经被去除的木材。在一些实施例中，致密木材由脱木质素木材制成，其中至少30％的木质素已经被去除。在一些实施例中，致密木材由脱木质素木材制成，其中至少40％的木质素已经被去除。去除的木质素的百分比是相对于在任何化学脱木质素过程之前的天然木材中的木质素含量而测量的。
去除“基本上所有的木质素”是指从天然木材中去除至少90％的木质素。在一些实施例中，至少90％、至少95％、至少98％或至少99％的木质素已从天然木材中去除，以形成脱木质素木材。如本文所用，“基本上不含木质素”是指相对于天然木材，其中至少98％的木质素已被去除的木材产品。
在一些实施例中，脱木质素木材还具有减少的半纤维素含量。在一些实施例中，在脱木质素木材的形成过程中，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％或至少99％的半纤维素已从天然木材中去除。如本文所用，“基本上不含半纤维素”是指相对于天然木材，其中至少98％的半纤维素已被去除的木材产品。
在不希望受任何特定理论或方法约束的情况下，去除天然木材的木质素和半纤维素成分会导致脱木质素木材比天然木材更多孔，刚性更低，这是因为其独特的组成主要是具有开放内腔的纤维素纳米纤维。脱木质素木材的压缩在剩余的纤维素纳米纤维之间形成氢键，从而改善致密木材的机械特性。
在脱木质素形成脱木质素木材之后，通过压制脱木质素木材以压实脱木质素木材的细胞来形成致密木材。脱木质素木材在约0.5MPa和约10MPa之间的压强下被压制。在一些实施例中，脱木质素木材在被压制时在约100°F和约250°F之间的温度下被加热。在一些实施例中，脱木质素木材在被压制时在约150°F和约220°F之间的温度下被加热。
在一些实施例中，与脱木质素和致密化之前的天然木材在同一轴线上的厚度相比，致密木材沿压缩轴线的厚度减少了至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％。
在一些实施例中，脱木质素木材形成透明木材，而不是被压制以形成致密木材。如本文所用，“透明木材”是指由聚合物材料和保存的自然对齐的纳米级纤维素纤维组成的复合物。如上文有关脱木质素和形成致密木材的描述，在脱木质素后，天然纤维素纤维在其天然存在的方向上保持完整。在将聚合物材料引入脱木质素木材产品中，由脱木质素过程留下的间隙和空间被透明的聚合物材料取代，并且天然存在的纤维素纤维的方向和结构被保留，从而形成透明的木质材料。合适的聚合物材料包括但不限于：热固性聚合物、热塑性聚合物、纤维素基聚合物、环氧树脂、聚合物纳米胶、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(Methyl Methacrylate)，PMMA)、聚乙烯醇(Poly(Vinyl Alcohol)，PVA)和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)。本领域已知并描述了由天然木材形成透明木材的合适方法。例如，参见WO2017/136714和Zhu等人“Highly anisotropic,highly transparent wood composites(高各向异性、高透明度木质复合物)”，《先进材料》，2016，28(26):5181-5187)，其中每一项都通过引用并入本文，如同其全部内容在本文提出。可以设想，在本文所述的任何实施例中，透明木材可以用来补充或替代致密木材。
在一些实施例中，粘弹性热压缩(Viscoelastic Thermal Compression，VTC)被用于使天然木材致密，而不脱木质素。本领域已知并描述了对天然木材进行VTC加工以形成致密木材的方法。例如，参见库特纳(Kutner)等人(“The mechanical properties ofdensified VTC wood relevant for structural composites(与结构复合物相关的致密VTC木材的机械特性)”，《Holz als Roh-und Werkstoff》，第66卷，第439–446页，2008)，美国专利第7,404,422号以及美国专利第5,415,943号，其中每一项的全部内容都通过引用并入本文。
在脱木质素木材的压缩过程中或在天然木材的VTC过程中，木材可以成形为所需的形状。例如，木材能够被压缩并加热，以形成如图9所示的板170形状的弯曲变形的致密木板。在另一个示例中，木材能够被压缩并加热，以形成如图39所示的鞋底板1002形状的具有一系列突出部分的板。适用在本公开的鞋类物品中的致密木板可以采用适于纳入到本文所述的鞋类物品中的任何形状或构造。在一些实施例中，致密木板的形状包括脊、凹槽、肋条或其他结构，以在纳入到鞋类物品中时提供支撑和加固。致密木板的形状和构造并不旨在局限于本文所示的那些形状和构造。
在一些实施例中，致密木板是由两层或多层脱木质素或天然木材合并的层压件。在一些实施例中，通过布置至少两层脱木质素或天然木材，并将该至少两层木材压缩在一起，来制成致密木板层压件。在一些实施例中，致密木板层压件是在两层或多层致密木材被压缩后，通过粘合它们而制成的。在一些实施例中，致密木板层压件包括至少两层、至少三层、至少四层、至少五层或至少六层。
如图47A至图47C所示，致密木材层压件1100内的层1102a、1102b可以平行布置，使得纤维素微纤维内腔1104a、1104b定向为垂直于相邻层1102a、1102b。在图47A中，第一层1102a具有以第一方向定向的纤维素微纤维内腔1104a，该纤维素微纤维内腔1104a垂直于第二层1102b中的纤维素微纤维内腔1104b。第一层1102a和第二层1102b可以被组合以形成层压单元1106，并且多个层压单元可以被连接以形成致密木材层压件1100。可替代地，致密木板层压件内的层可以被布置为使得一层的纤维素微纤维内腔平行于相邻层的纤维素微纤维内腔(未示出)。在一些实施例中，用热塑性材料(例如，热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑烯烃等)或一种或多种纤维(例如，碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、天然纤维和聚合物纤维)或其组合来代替致密木材层压件的一层或多层，以形成复合物。
在一些实施例中，脱木质素木材在压制或VTC加工之前被预处理，或者脱木质素木材在压制或VTC加工的同时被处理。对脱木质素木材、天然木材或致密木材的处理可赋予额外的有益特性，例如增强的疏水性、耐候性、耐腐蚀性(例如，耐盐水性)和阻燃性。在一些实施例中，脱木质素或致密木材可以用化学品进行预处理或处理，以提供改善的疏水性能，包括但不限于：环氧树脂、硅油、聚氨酯、石蜡乳液、乙酸酐、十八烷基三氯硅烷(Octadecyltrichloro Silane，OTS)、1H，1H，2H，2H-全氟十二烷基三乙氧基硅烷、氟树脂、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)、甲基丙烯酰氧基甲基三甲基硅烷(methacryloxymethyltrimethyl-silane，MSi)、多面体低聚硅氧烷(PolyhedralOligomeric Silsesquioxane，POSS)、甲基硅酸钾(Potassium Methyl Siliconate，PMS)、十二烷基(三甲氧基)硅烷(Dodecyl(trimethoxy)Silane，DTMS)、六甲基二硅氧烷，二甲基二氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二烯丙基二甲基氯化铵(polyDADMAC)、3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(MPS)、疏水性硬脂酸、两亲性氟化三嵌段叠氮化物共聚物、聚偏氟乙烯和氟化硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷和十二烷基硫酸钠。在一些实施例中，脱木质素或致密木材可以用化学品进行预处理或处理，以提高耐候性和耐腐蚀性，包括但不限于：二甲基二硫代氨基甲酸铜(cupramate，CDDC)、氨溶铜季铵盐(Ammoniacal Copper Quaternary，ACQ)、铬化砷酸铜(ChromatedCopper Arsenate，CCA)、氨化砷酸铜锌(Ammoniacal Copper Zinc Arsenate，ACZA)、环烷酸铜、酸性铬酸铜、柠檬酸铜、唑铜，8-羟基喹啉酸铜、五氯苯酚、环烷酸锌、环烷酸铜、杂酚油、二氧化钛、丙环唑、戊环唑、环康唑、硼酸、硼砂、有机碘化物(iodide，IPBC)和Na2B80i34H2O。在一些实施例中，脱木质素或致密木材可以用化学品进行预处理或处理，以提供特定的颜色、阴影或色调，例如，但不限于：油漆、染色剂或清漆。
在一些实施例中，当纳入到鞋类物品中时，致密木板的厚度在约0.5mm和约5mm之间。在一些实施例中，致密木板的厚度在约0.5mm和约3.0mm之间，或在约0.75mm和约3mm之间，或在约0.5mm和约2.0mm之间，或在约0.7mm和约1.0mm之间。在一些实施例中，致密木板的厚度约为1mm。纳入鞋类物品的致密木材可以有均匀或不均匀的厚度。
致密木板可以纳入到鞋帮部分(例如，外表面、鞋舌、孔眼、史特博板(strobelboard)等)或鞋底部分(例如，外底、板、防滑钉板、中底等)的一部分中，或者可以形成鞋帮部分或鞋底部分的整体。图1至图45中示出了鞋帮部分和鞋底部分以及适合与本文所述的致密木板或部分一起使用的鞋类物品的各种实施例，其中，鞋帮部分包括外表面、鞋舌、孔眼和史特博板，以及鞋底部分包括板、外底、防滑钉板和中底，。图1至图45中所示的实施例并不旨在限制本公开的范围，并且本领域技术人员将认识到，致密木板可以被纳入到本文所述的鞋类物品上和鞋类物品内的各种位置中。
除了致密木材之外或作为致密木材的替代物，鞋帮可以包括针织部件、编织织物、无纺织物、皮革、网状物、仿麂皮、致密木板或上述一种或多种材料的组合。针织部件可以通过纱线针织制成，编织织物可以通过纱线编织制成，而无纺织物可以通过制造单一的无纺织网制成。针织织物包括通过经编、纬编、横编、圆编或其他合适的针织操作形成的织物。例如，针织织物可以具有平纹针织结构、网状针织结构或罗纹针织结构。编织织物包括但不限于通过多种编织形式中的任何一种形成的织物，例如平纹织法、斜纹织法、缎纹织法、多宾织法、提花织法、双层织法或双布织法。例如，无纺织物包括通过气铺或纺铺方法制成的织物。鞋帮可以包含多种材料，例如第一纱线、第二纱线或第三纱线，这些材料可以具有不同的特性或不同的视觉特征。
图1至图7示出了配置为鞋子100的鞋类物品的示例性实施例，鞋子100包括鞋帮102和鞋底结构104。如本文将进一步讨论的，鞋帮102附接到鞋底结构104，并且与鞋底结构104一起限定内部空腔106(参见图1和图4)，使用者的脚可以插入该内部空腔106中。作为参考，鞋类物品100包括前足区域108、中足区域110和足跟区域112(参见图4和图5)。前足区域108通常与鞋类物品100包裹足部的部分相对应，包括脚趾、脚掌以及连接跖骨与脚趾或趾骨的关节。中足区域110靠近并邻接前足区域108，并且通常与鞋类物品100包裹足弓以及脚桥的部分相对应。足跟区域112靠近并邻接中足区域110，并且通常与鞋类物品100包裹足部后部的部分相对应，包括足跟、跟骨、脚踝或跟腱。
虽然仅示出了单个鞋子100，即，穿在使用者左脚上的鞋子，但是应当理解的是，本文公开的概念可应用于一双鞋(未示出)，其中包括左鞋和右鞋，其尺寸和形状可以分别容纳使用者的左脚和右脚。然而，为了便于公开，将参考单个鞋子来描述本公开的各个方面，但是以下参考鞋类物品100的公开可同时应用于左鞋和右鞋。然而，在一些实施例中，除了左/右构造之外，左鞋和右鞋之间可能存在差异。此外，在一些实施例中，左鞋可以包括右脚鞋不包括的一个或多个额外的元素，或者反之亦然。
仍然参考图1至图7，鞋帮102被示出为设置在鞋底结构104上方并与鞋底结构104连接。鞋帮102可以传统地由多种元素形成，例如纺织品、聚合物泡沫、聚合物片材、皮革、合成皮革或致密木材，这些元素通过在接缝处粘合或缝合而连接。在一些实施例中，鞋类物品100的鞋帮102由针织结构或针织部件形成。在各种实施例中，针织部件可以包含各种类型的纱线，这些纱线可以为鞋帮提供不同的特性。例如，鞋帮网格层可以是经编的，而网格衬底层可以包括圆编。在一些实施例中，鞋类物品100的鞋帮102包括一个或多个致密木板。
在一些实施例中，鞋帮102的多个层被热压在一起，以便将鞋帮102的多个层粘合在一起。例如，组成鞋帮102的多个层可以在单一温度下一次性热压在一起。鞋帮102可以通过strobel缝合(未示出)进一步附接到strobel板114(参见图4)。在鞋帮102的制造过程中，定位销(未示出)可用于与鞋帮102内的各种孔(未示出)对准。在一些实施例中，鞋帮102的多个层可以是防水的或半防水的，并且可以包括多层网状或其他材料。构成鞋帮102的材料可以包括内网层、热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)膜和外网层。在一些实施例中，TPU皮可以沿着鞋帮的另一表面应用。
在一些实施例中，鞋帮102的一个或多个层包括致密木材。在一些实施例中，外表面130的一部分或整个外表面130由致密木材形成。在一些实施例中，strobel板114的一部分或整个strobel板114由致密木材形成。
关于构成鞋帮102的一种或多种材料，特定类型的纱线将赋予针织部件某一区域的特定特性，可以至少部分地取决于形成纱线的各种长丝和纤维的材料。例如，棉花可能为针织材料提供柔软的效果、生物可降解性或自然美感。弹性纤维和拉伸聚酯纤维可能各自提供具有所需弹性和恢复性的针织部件。人造纤维可能提供高光泽和吸湿材料，羊毛可以提供具有增强吸湿性的材料，尼龙可以是耐磨的耐用材料，以及聚酯纤维可能提供疏水的耐用材料。
针织部件的其他方面也可能不同，以影响针织部件的特性并提供所需的属性。例如，形成针织部件的纱线可以包括单丝纱线或多丝纱线，或者纱线可以包括各自由两种或多种不同材料形成的细丝。此外，可使用特定的针织工艺形成针织部件，以赋予针织部件的某一区域特定的特性。因此，可以同时选择形成纱线的材料和纱线的其他方面，以赋予鞋帮102的特定区域不同特性。
在一些实施例中，针织结构的弹性可以基于比较针织结构在第一、非拉伸状态下的宽度或长度与该针织结构在横向方向上被施加力之后其在第二、拉伸状态下的宽度或长度来测量。
在一些实施例中，鞋帮102可以包括额外的结构元素，或者额外的结构元素可以围绕鞋帮102或者连接到鞋帮102。例如，足跟垫可以设置在鞋子100的足跟区域112内的足跟端116处，以向使用者的足跟提供额外的支撑。在一些实施例中，部分或整个的足跟垫可以由致密木材形成。在一些情况下，其他元素，例如塑料材料、致密木质材料、标识、商标等，也可以使用胶水或热成型工艺应用并固定到外表面。在一些实施例中，与鞋帮相关联的特性(例如，缝合类型、纱线类型)或与不同缝合类型或纱线类型相关联的特性(例如弹性、美学外观、厚度、透气性或耐磨性)可能不同。
仍然参考图1至图7，鞋类物品100还包括收紧系统118，该收紧系统118包括系带120和多个孔眼122。在该实施例中，系带120延伸穿过多个孔眼122。在一些实施例中，孔眼由致密木材形成。在一些实施例中，收紧系统118可以包括弹性带。收紧系统118可以允许使用者修改鞋帮102的尺寸，例如，根据穿戴者的需要在脚周围收紧或放松鞋帮102的部分。收紧系统118还可以包括带(未示出)，该带沿着鞋帮118的中心延伸并且包括一个或多个环，系带120可以被引导穿过该环。在其他实施例中，收紧系统118可以是钩环紧固系统，例如例如，在一些实施例中，收紧系统118可以包括一个或多个钩环紧固带。在另外的实施例中，收紧系统118可以是本领域已知的另一种无鞋带紧固系统。在另外的实施例中，收紧系统118可以包括不同的手动系带系统、旋转闭合装置或自动系带系统，例如，于2018年5月31日提交的美国专利申请第15/780,368号和于2019年4月23日提交的美国专利申请第16/392,470号中描述的系带系统，这两份申请的全部内容通过引用并入本文。在一些实施例中，孔眼122的部分或全部可以由致密木材形成。
参考图2和图3，鞋类物品100还限定了外侧124和内侧126，外侧124在图2中示出，内侧126在图3中示出。系带120从外侧124延伸到内侧126。当使用者穿着鞋子时，外侧124对应于鞋类物品100的面向外部的部分，而内侧126对应于鞋类物品100的面向内部的部分。因此，左鞋和右鞋具有相对的外侧和内侧，使得当使用者穿着鞋子时，内侧彼此最靠近，而外侧被定义为当穿着鞋子时彼此最远的一侧。如将在下面更详细地讨论的，内侧126和外侧124在鞋类物品100的相对的远端处彼此邻接。
参考图4和图5，鞋帮102沿外侧124和内侧126延伸，并穿过前足区域108、中足区域110和足跟区域112，以容纳并包围使用者的脚。当完全组装时，鞋帮102还包括内表面128和外表面130。内表面126朝内，并且通常限定内部空腔106，鞋帮102的外表面130朝外，并且通常限定鞋帮102的外周或边界。内表面128和外表面130可以包括上面公开的鞋帮层的部分。鞋帮102还包括开口132，开口132至少部分地位于鞋类物品100的足跟区域112中，开口132提供通向内部空腔106的通道(例如，参见图4)，并且脚可以通过该通道插入和取出。在一些实施例中，鞋帮102还可以包括脚背区域134，脚背区域134从足跟区域112的开口132穿过与脚的脚背相对应的区域，到邻近前足区域108的区域。脚背区域134可以包括与本实施例设置的鞋舌136类似的区域。在一些实施例中，鞋帮102不包括鞋舌136，即，鞋帮102是无鞋舌的。在一些实施例中，鞋舌136的部分或全部由致密木材形成。
特别参考图5，内侧126和外侧124沿鞋类物品100的纵向中心平面或轴线150彼此邻接。如本文将进一步讨论的，纵向中心平面或轴线150可以划定鞋类物品100的内侧126和外侧128之间的中心、中间轴线。换句话说，纵向平面或轴线150可以在鞋类物品100的足跟端116和鞋类物品100的脚趾端152之间延伸，并且可以连续地限定鞋类物品100的内底的中部、鞋底结构104或鞋帮102，即，纵向平面或轴线150可以是穿过足跟区域112的足跟端116延伸到前足区域108的脚趾端152的笔直轴线。
前足区域108、中足区域110、足跟区域112、内侧126和外侧124旨在限定鞋类物品100的边界或区域。为此，前足区域108、中足区域110、足跟区域112、内侧126和外侧124通常表征鞋类物品100的部分。本公开的某些方面可以指与前足区域108、中足区域110、足跟区域112、内侧126或外侧124中的一个或多个共延的部分或元素。此外，鞋帮102和鞋底结构104均可被表征为具有在前足区域108、中足区域110、足跟区域112内或沿着内侧126或外侧124的部分。因此，鞋帮102和鞋底结构104，或者鞋帮102和鞋底结构104的单独部分，可以包括其在前足区域108、中足区域110、足跟区域112内或者沿着内侧126或外侧124设置的部分。
仍然参考图5，详细示出了前足区域108、中足区域110、足跟区域112、内侧126和外侧124。前足区域108从鞋类物品100的脚趾端152延伸到最宽部分154。最宽部分154是沿着第一线156定义或测量的，该第一线156相对于纵向轴线150垂直，该纵向轴线150从脚趾端152的远端部分延伸到与脚趾端152相对的足跟端116的远端部分。中足区域110从鞋类物品100的最宽部分154延伸到最薄部分158。鞋类物品100的最薄部分158被定义为沿垂直于纵向轴线150的第二线160测量的鞋类物品100的最薄部分。足跟区域112从鞋类物品100的最薄部分160延伸到足跟端116。
应当理解的是，鉴于上述描述，许多修改对于本领域技术人员来说可能是显而易见的，并且其单个部件可以被纳入到许多鞋类物品中。相应地，鞋类物品100及其部件的各个方面可以参考鞋类物品100的常规区域或部分进行描述，并理解如本文所述的前足区域108、中足区域110、足跟区域112、内侧126或外侧124的边界可以在鞋类物品之间变化。然而，鞋类物品100及其独立部件的各个方面也可以参考鞋类物品100的确切区域或部分进行描述，并且本文所附权利要求的范围可以包括与本文讨论的前足区域108、中足区域110、足跟区域112、内侧126或外侧124的这些边界相关联的限制。
仍然参考图5，内侧126从远端脚趾端152处开始，并且沿着前足区域108向外弯曲，朝向中足区域110。在第一线156处，内侧126朝着中心纵向轴线150向内弯曲。内侧126从第一线156(即最宽部分154)向第二线160(即最薄部分158)延伸，在穿过第一线156时进入中足区域110。在到达第二线160之后，内侧126向外弯曲，远离纵向中心轴线150，在该点处，内侧126延伸到足跟区域112中，即，在穿过第二线160时。然后，内侧126向外弯曲，然后向内朝足跟端116弯曲，并终止于内侧126与纵向中心轴线150交汇的点处。
仍然参考图5，外侧124也从远端脚趾端152处开始，并且沿着前足区域108向外弯曲，朝向中足区域110。外侧124到达第一线156，在该点处，外侧124朝着纵向中心轴线150向内弯曲。外侧124从第一线156(即最宽部分154)向第二线160(即最薄部分158)延伸，在穿过第一线156时进入中足区域110。在到达第二线160之后，外侧124向外弯曲，远离纵向中心轴线150，在该点处，外侧124延伸到足跟区域112中，即，在穿过第二线160时。然后，外侧124向外弯曲，然后向内朝足跟端116弯曲，并终止于外侧124与纵向中心轴线150交汇的点处。
再次参考图2和图3，鞋底结构104包括外底或外底区域162、中底或中底区域164以及内底或内底区域(未示出)。在一些实施例中，鞋底结构104包括内底，然而，在所描述的实施例中，内底是插入到strobel板114顶部的足部空腔中的单独元件。外底162、中底164和内底或其任何部件可以包括前足区域108、中足区域110或足跟区域112内的部分。此外，外底162、中底164和内底或其任何部件可以包括外侧124或内侧126上的部分。外底162、中底164和鞋底结构104的任何其他部分可以通过粘合剂(未示出)彼此附接。鞋帮102进一步通过粘合剂或缝合附接到鞋底结构。
在一些实施例中，鞋类物品100包括内底，该内底包含致密木材。部分或全部的内底可以由致密木材制成。在一些实施例中，内底的致密木材加入了铝，并具有抗微生物或抗气味特性。
在一些情况下，外底162可以被定义为鞋底结构104的一部分，该部分在穿着鞋类物品100时至少部分地接触外部表面，例如地面。内底可以被定义为鞋底结构104的一部分，该部分在穿着鞋类物品时至少部分地接触使用者的脚。最后，中底164可以被定义为鞋底结构104的至少一部分，该部分从外底向鞋帮102延伸，或者以其他方式在外底162和内底区域之间延伸并将外底162与内底区域连接。
特别参考图8，图8是鞋类物品100的鞋底结构104的分解图。鞋底结构104可以包括外底162、板170、足跟缓冲构件172、足跟支撑领174和中底缓冲构件176。在该实施例中，中底缓冲构件176包括孔178(参见图14和图15)，板170的后段179(参见图9至图13)可以插入穿过该孔178，这将在本文中进一步讨论。尽管在本实施例中外底162、板170、足跟缓冲构件172、足跟领174和中底缓冲构件176是独立的部件，但是在替代实施例中，这些部件或其部分可以与其他部件成为一体。例如，在一些实施例中，足跟缓冲构件172和足跟支撑领174可以是一体的或单件的。
如图8和图18所示，图18是鞋底结构104的横截面图。外底162可以定义鞋底结构104的底端或表面，横跨足跟区域112、中底区域110和前足区域108。此外，如本文先前所讨论的，外底162可以是鞋底结构104的地面接合部分，并且可以与其内底相对。外底162可以由一种或多种材料形成，以赋予鞋底结构104耐用性、耐磨性(wear-resistance)、抗磨性(abrasion resistance)或附着摩擦力。在一些实施例中，例如，外底162可以由橡胶形成。
在该实施例中，鞋底结构104还可以包括足跟缓冲构件172，该足跟缓冲构件172可以在足跟区域112中并且部分地在中足区域110中定位在邻近外底162并在外底162的上方。换句话说，足跟缓冲构件172可以与外底162相邻，并且可以从鞋底结构104的足跟端116延伸，穿过足跟区域112，并且部分地穿过中足区域110。足跟缓冲构件172还可以包括由外侧尖头182和内侧尖头184限定的切口部分180。足跟缓冲构件172可以由乙烯-醋酸乙烯(Ethylene-vinyl Acetate，EVA)、其共聚物或类似类型的材料构成。例如，在一些实施例中，足跟缓冲构件172可以是EVA固体海绵(“EVA-Solid-Sponge，ESS”)材料、EVA泡沫(例如，ProFoam LiteTM、IGNITE Foam)、聚氨酯、聚醚、烯烃嵌段共聚物、热塑性材料(例如，热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性聚烯烃等)或超临界泡沫。足跟缓冲构件172可以是单一的聚合物材料，或者可以是材料的混合物，例如EVA共聚物、热塑性聚氨酯、聚醚嵌段酰胺(Polyether Block Amide，PEBA)共聚物和/或烯烃嵌段共聚物。
在足跟缓冲构件172由超临界发泡工艺形成的实施例中，超临界泡沫可以包括微孔泡沫或颗粒泡沫，例如TPU、EVA、或其混合物，其制造过程是在高压釜、注射成型设备或任何充分加热/加压的容器中进行的，该容器能够处理超临界流体(例如，CO2、N2或其混合物)与优选是熔融材料(例如，TPU、EVA、聚烯烃弹性体或其混合物)的混合。在示例性过程中，将超临界流体和熔融材料的溶液泵送到加压容器中，之后释放容器内的压力，使得超临界流体的分子迅速转化为气体，以在材料内形成小口袋，并使材料膨胀成泡沫，该泡沫可用作足跟缓冲构件172。在另外的实施例中，足跟缓冲构件172可以使用本领域已知的替代方法形成，包括使用膨胀机、注射机、颗粒膨胀工艺、冷发泡工艺、压缩成型技术、模切或其任何组合。例如，足跟缓冲构件172可以使用涉及初始发泡步骤的工艺形成，在该初始发泡步骤中，超临界气体用于使材料发泡，然后压缩成型或模切成特定形状。然而，在特定实施例中，设置足跟缓冲构件172是为了减小压力或增加鞋底结构104的部分(例如，足跟区域112)的强度。因此，在这些实施例中，足跟缓冲构件172具有比中底缓冲构件176更大的刚度(例如，拉伸强度或弯曲强度)。
足跟缓冲构件172可以包括在约0.05克/立方厘米(g/cm3)和约0.30g/cm3之间，或者在约0.10g/cm3和约0.20g/cm3之间的密度。在另外的实施例中，足跟缓冲构件172可以具有介于约十(10)邵氏A级(Shore A)至约五十(50)邵氏A级之间的硬度。在另外的实施例中，足跟缓冲构件172可以是包裹多个珠粒的囊状物，例如由热塑性聚氨酯、热塑性弹性体或超临界泡沫形成的多个球形或椭圆形的珠粒或颗粒。此外，珠粒或颗粒可以是均匀形状、非均匀形状，或者是均匀形状和非均匀形状的组合，例如，多个球形和椭圆形的珠粒或颗粒。更进一步地，可以设想珠粒或颗粒可以采取任何几何形状。例如，足跟缓冲构件172可以限定内部空隙(未示出)，该内部空隙接收加压流体或多个椭圆形或球形珠粒，例如在2015年12月7日提交的PCT公开号WO2017/097315中描述的填充有多个塑料体的中空空间，该PCT的全部内容通过引用并入本文。
继续参考图8和图18，足跟支撑领174可以邻近并定位在足跟缓冲构件172的顶部，且邻近并定位在中底缓冲构件176的下方。在特定实施例中，足跟支撑领174可以具有模仿足跟缓冲构件172的外周壁186的形状。例如，在该特定实施例中，足跟支撑领174模仿足跟缓冲构件172的外周壁186，并且通常为U形或马蹄形。此外，如图18所示，足跟支撑领174的外部边缘188可以向后延伸一段距离，超过足跟缓冲构件172的后端190和中底缓冲构件176的后端192。足跟支撑领174可以由热塑性材料形成，例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等。此外，在特定实施例中，足跟支撑领174可以具有介于约十(10)邵氏A级至约九十(90)邵氏A级之间的硬度。在一些实施例中，足跟支撑领174的硬度或刚度值可以大于足跟缓冲构件176的硬度或刚度值。
鞋底结构104通常还包括中底缓冲构件176，该中底缓冲构件176可以在前足区域108中与外底162相邻并在外底162的顶部，并且在鞋类物品100的足跟区域112中与足跟缓冲构件172相邻并在足跟缓冲构件172的顶部。鞋底结构104还可以包括凹陷部分194、196(参见图15和图16)，凹陷部分194、196与板170和足跟缓冲构件172的至少一部分连通、嵌入或封装，如本文将进一步讨论的。更进一步地，如本文将进一步讨论的，中底缓冲构件176可以包括孔178，板170的一部分可以延伸穿过该孔178，使得板170的部分(例如其后段179)在足跟区域112中在中底缓冲构件176的垂直上方(见图18)，并且板170的部分，例如其拱形段200和/或脚趾段202(参见图10和图12)，在鞋类物品100的中足区域110和/或前足区域108中在中底缓冲构件176的垂直下方(参见图18)。在该实施例中，中底缓冲构件176还可以包括在足跟区域112中的凹陷部分196(参见图14)，该凹陷部分196与板170的后段179配合并限定板170的后段179的形状和尺寸。例如，在该特定实施例中，顶表面206(其可以是strobel板114)可以包括凹陷部分196。
参考图14至图16，中底缓冲构件176可以包括顶表面206，该顶表面206可以是strobel板114，以及在足跟区域112内具有模仿板170的后段179的凹陷部分196。中底缓冲构件176还可以包括底表面207，该底表面207具有在鞋类物品100的前足区域108和中足区域110内的凹陷部分194，该凹陷部分194模仿板170的脚趾段202和拱形段200。此外，孔178靠近凹陷部分196的前端208，即，凹陷部分196最靠近鞋类物品100的脚趾端152的一端，并且靠近凹陷部分194的后端209，即，凹陷部分194最靠近鞋类物品100的足跟端116的一端。
在一些实施例中，侧壁可以部分地围绕中底缓冲构件176的周边的一部分，以限定有助于支撑和保持脚的空腔。例如，在该特定实施例中，中底缓冲构件176可以包括侧壁，该侧壁围绕鞋类物品100的足跟区域112和至少部分的中足区域110形成边缘，该边缘在使用鞋类物品100期间起到抱着并支撑脚的作用。
中底缓冲构件176可以由EVA、其共聚物或类似类型的材料构成。例如，在一些实施例中，中底缓冲构件176可以是ESS材料、EVA泡沫(例如，ProFoam LiteTM,IGNITEFoam)、聚氨酯、聚醚、烯烃嵌段共聚物、热塑性材料(例如，热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性聚烯烃等)，或超临界泡沫。类似于足跟缓冲构件172，中底缓冲构件176可以是单一的聚合物材料，或者可以是材料的混合物，例如EVA共聚物、热塑性聚氨酯、聚酯嵌段酰胺(PEBA)共聚物和/或烯烃嵌段共聚物。此外，中底缓冲构件176也可以由超临界发泡工艺形成，该超临界发泡工艺使用超临界气体(例如CO2、N2或其混合物)来发泡材料，例如EVA、TPU、TPE或其混合物。在这样的实施例中，中底缓冲构件176可以使用在高压釜、注射成型设备或任何充分加热/加压的容器中进行的工艺来制造，该容器能够处理超临界流体(例如，CO2、N2或其混合物)与优选是熔融材料(例如，TPU、EVA、聚烯烃弹性体或其混合物)的混合。例如，在示例性过程中，将超临界流体的溶液与熔融材料混合。该混合物被泵送或注射到加压容器中，之后容器内的压力被释放，使得超临界流体的分子迅速转化为气体，以在材料内形成小口袋，并使材料膨胀成泡沫，该泡沫可用作中底缓冲构件176。在另外的实施例中，中底缓冲构件176可以使用本领域已知的替代方法形成，包括使用膨胀机、注射机、颗粒膨胀工艺、冷发泡工艺、压缩成型技术、模切或其任何组合。在特定实施例中，中底缓冲构件176可以使用涉及初始发泡步骤和第二步骤的工艺来形成。在初始发泡步骤期间，超临界气体用于使材料发泡。在第二步骤期间，该发泡后的材料被压缩成型或模切成特定形状。例如，中底缓冲构件176可以使用以下工艺来形成，该工艺涉及初始发泡步骤和第二步骤。该初始发泡步骤使用超临界流体使材料发泡，然后第二步骤压缩成型该发泡材料，以分别在中底缓冲构件176的顶表面206上形成凹陷表面196以及在中底缓冲构件176的底表面207上形成凹陷表面194。
在特定实施例中，设置中底缓冲构件176以向鞋底结构104递送充足的缓冲。中底缓冲构件176的密度可以在约0.05g/cm3至约0.20g/cm3之间，或者在约0.10g/cm3至约0.20g/cm3之间的范围内。在另外的实施例中，中底缓冲构件176可以具有介于约十(10)邵氏A级至约五十(50)邵氏A级之间的硬度。在另外的实施例中，中底缓冲构件176可以是包裹多个珠粒的囊状物，例如由热塑性聚氨酯、热塑性弹性体或超临界泡沫形成的多个球形或椭圆形珠粒或颗粒。例如，中底缓冲构件176可以限定内部空隙(未示出)，该内部空隙接收加压流体或多个珠粒，例如在2015年12月7日提交的PCT公开号WO2017/097315中描述的填充有多个塑料体的中空空间，并且如上所述。
返回参考图8和图18，鞋底结构104还可以包括定位在其中的板170或多个板。在特定实施例中，板170可邻近并定位在鞋类物品100的前足区域108中的外底162和中底缓冲构件176之间，使得板170在前足区域108中在中底缓冲构件176的垂直下方和/或在鞋类物品100的中足区域110中在中底缓冲构件176的垂直下方。此外，如前所述，中底缓冲构件176包括凹陷部分194，板170可以装配或安置在凹陷部分194中，使得中底缓冲构件176至少部分地包围板170。板170也延伸穿过孔178，并且更具体地，板170的后段179延伸穿过孔178。因此，在该实施例中，后段179的至少一部分定位在中底缓冲构件176上方。此外，中底缓冲构件176的凹陷部分196可以部分地包围板170的后段179。在该特定实施例中，中底缓冲构件176的凹陷部分196完全围绕并包裹后段179，使得板170的顶表面274与中底缓冲构件176的顶表面206齐平(见图18)。
图9至图13示出了可以纳入鞋类物品100的鞋板或板170。图9提供了板170的顶部透视图，图10提供了板170的俯视图，图11提供了板170的仰视图，图12提供了板170的侧立面图，以及图13提供了板170的另一俯视图，其上覆盖有左脚的骨骼结构。
板170可以由后段179、拱形段200和脚趾段202限定。参考图10和图18，后段179可以在纳入到鞋类物品100中时延伸穿过鞋类物品100的至少足跟区域112，并且可以与板170定位在脚的后部附近的部分相对应，该部分包括足跟或跟骨、脚踝或跟腱。板170的拱形段200靠近并邻接后段179，并且与板170定位在鞋类物品100的中足区域110附近的部分相对应，该部分包裹足弓以及脚桥。板170的脚趾段202靠近并邻接拱形段200，并且与板170定位在鞋类物品100的前足区域108附近的部分相对应，该部分包裹足部，包括脚趾、脚掌以及连接跖骨与脚趾或趾骨的关节(即，跖趾关节)。
如图9至图13所示，板170的脚趾段202还可以包括裂口210，该裂口210将脚趾段202分叉为位于板170外侧的第一脚趾段部分212和位于板170内侧的第二脚趾段部分214。在该实施例中，裂口210可以由第一脚趾段部分212的内壁216和第二脚趾段部分212的内壁218限定，并且通常可以是大致弯曲的或抛物线形的。如图13所示，第一脚趾段部分212可以支撑第四和第五脚趾或趾骨，第二脚趾段部分214可以支撑第一和第二脚趾或趾骨，这将在本文进一步讨论。在替代实施例中，第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214和裂口210的尺寸可以变化。因此，第一脚趾段部分212和/或第二脚趾段部分214可以单独地支撑任何一个脚趾或趾骨，这将在下文中讨论。
如图10最佳所示，板170还可以由第一端220和第二端222限定，第一端220是第二脚趾段部分214的远端，第二端222是后段179的远端。在该实施例中，板170还可以包括第三端224，该第三端224可以是第一脚趾段部分212的远端。在这些实施例中，板170的长度L1可以由第一端220和第二端222之间的距离限定，并且可以等于或小于中底缓冲构件176的长度。板170还可以包括在第一端220和第二端222之间延伸的外侧226和内侧228。外侧226和内侧228之间的距离还可以限定板170的宽度，例如宽度W1，其可以在板170的第一端220和第二端222之间变化。
仍然参考图10，内侧228从第一端220处开始，并且沿着脚趾段202朝向拱形段200向外弯曲。在拱形段200附近，内侧228朝向后段179向内弯曲，在该点处，内侧228朝向第二端222线性延伸。外侧226从第三端224处开始，并且沿着脚趾段202朝向拱形段200向外弯曲。在拱形段200附近，外侧226朝向后段179向内弯曲，在该点处，外侧226朝向第二端222线性延伸。
参考图12，板170还可以由弯曲部分250和平坦区域252限定，弯曲部分250延伸穿过鞋类物品100的前足区域108和中足区域110，并且平坦区域252延伸穿过鞋类物品100的足跟区域112到达第二端222。平坦区域252基本上是平坦的，使得当板170定位在鞋类物品100内时，平坦部分252与地面或参考平面254(参见图12)大约在10度或5度水平范围内。平坦区域252也可以处于相对于参考平面254的高度H1处。在一些实施例中，高度H1的范围可以在大约1毫米和大约50毫米之间。在其他实施例中，高度H1的范围可以在约5毫米和约35毫米之间，或者在约10毫米和约20毫米之间。
继续参考图12，弯曲部分250可以包括一个或多个曲率半径。例如，在该实施例中，弯曲部分250包括每个都具有曲率半径的前弯曲部分256、中间弯曲部分258和后弯曲部分260。前弯曲部分256可以在第一端220和顶点262之间延伸，在该实施例中，顶点262是沿着板170的位置，在该位置板170与参考平面254相切。中间弯曲部分258可以与前弯曲部分256相邻，并且可以在顶点262和过渡点264之间延伸，过渡点264被定义为沿着板的位置，在该位置处板170相对于参考平面254的角度发生改变。例如，在该实施例中，弯曲部分250相对于参考平面254的角度在过渡点264处增加。后弯曲部分260与中间弯曲部分258相邻，并且从过渡点264延伸到板170的平坦区域252。
仍然参考图12，前弯曲部分256、中间弯曲部分258和后弯曲部分260中的每一个可以分别由长度L2、L3、L4和角度A1、A2、A3限定。长度L2是沿着参考平面254在顶点262和板170的前端220之间测量的，长度L3是沿着参考平面254在顶点262与过渡点264之间测量的，并且长度L4是沿着参考平面254在过渡点264与板170的后段179的前端266之间测量的。如图12进一步所示，后段179或平坦部分252可以具有长度L5，该长度L5是从其前端266到第二端222测量的。在一些实施例中，长度L2可以是板170的总长度L1的大约百分之十(10％)、20％、30％或40％；长度L3可以是板170的总长度L1的大约10％、20％、30％、40％、50％或60％；长度L4可以是板170的总长度L1的大约10％、20％、30％、40％、50％或60％；并且平坦部分179的长度L5可以是板170的总长度L1的大约10％、20％、30％或40％。在可替代实施例中，弯曲部分250可以不包括过渡点264，使得板170仅包括从顶点262延伸到板170的前端220的前部256和从顶点262延伸到后段179的前端266的后部(未示出)。在这样的实施例中，后部的长度可以大约等于长度L3和长度L4的总和。
如上所述，板170的前弯曲部分256、中间弯曲部分258和后弯曲部分260也可以分别由角度A1、A2、A3限定。前弯曲部分256的角度A1可以被定义为前部256从顶点262朝向前端220延伸的角度。或者换句话说，角度A1可以被定义为参考平面254和线性平面268之间的角度，线性平面268在顶点262和前端220之间延伸。角度A1可以是介于约3度和约45度之间、或介于约5度和约20度之间、或者介于约10度和约20度之间的值。
类似地，中间弯曲部分258的角度A2可以被定义为中间弯曲部分258从顶点262延伸并朝向板170的后段179的角度。或者换句话说，角度A2可以被定义为参考平面254和第二线性平面270之间的角度，第二线性平面270在顶点262和过渡点264之间延伸。角度A2可以是介于约3度和约45度之间、或介于约5度和约20度之间、或者介于约10度和约20度之间的值。在一些实施例中，中间弯曲部分258的角度A2和前弯曲部分268的角度A1基本上彼此相等。
后弯曲部分260的角度A3可以被定义为后弯曲部分260朝向后段179延伸的角度，并且可以被定义为参考平面254和第三线性平面272之间的角度，第三线性平面272在过渡点264和板170的后段179的前端266之间延伸。角度A3可以是介于约5度和约70度之间、或介于约20度和约50度之间、或者介于约30度和约50度之间的值。在一些实施例中，后弯曲部分260的角度A3大于中间弯曲部分258的角度A2和前弯曲部分256的角度A1。
图48示出了板1200的另一种构造。板1200的特征与关于板170所示和描述的特征相同，用相同的附图标记表示。板1200可以由后段179、拱形段200和脚趾段202限定。板1200还可以包括靠近板1200的第一端220并由内壁1204限定的孔1202。该孔可以是圆形或长方形的，并且可以完全包含在脚趾段202内，完全包含在拱形段200内，或者可以从脚趾段202延伸到拱形段200中。
如本文所述，板170可以由致密木材或者致密木板形成，该致密木材或者致密木板由化学处理天然木材以去除其中的木质素或半纤维素而形成，或者由压缩天然木材而形成。在一些实施例中，板170可以由致密木材和热塑性材料(例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等)的复合物形成。。在一些实施例中，板170可以由致密木材和一种或多种纤维(例如碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、天然纤维和聚合物纤维，或其组合)的复合物形成。在这些实施例中，致密木材和/或纤维可以通过缝合或粘合剂固定或粘合到基材或热塑性材料上，例如热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃或热塑性弹性体。在其他实施例中，板170可以由单向带形成，该单向带包括碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、聚合物纤维等。在其他实施例中，板170可以由具有至少一层致密木材的复合物形成。
在一些实施例中，板170的一种或多种材料可以具有由杨氏模量定义的刚度(例如，拉伸强度)。例如，在特定的实施例中，形成板170的一种或多种材料可以具有至少约25吉帕(GPa)、至少约40GPa、或至少约70GPa、或至少约85GPa、或至少约200GPa的杨氏模量。在另外的实施例中，形成板170的一种或多种材料可以具有介于约25GPa和约200GPa之间、或介于约25GPa和约80GPa之间、或介于约25GPa和约70GPa之间、或介于约50GPa和约75GPa之间的杨氏模量。
在一些实施例中，部分或整个的板170是由杨氏模量在约10GPa和约70GPa之间、在约12GPa和约60GPa之间、在约18GPa和约58GPa之间、在约25GPa和约55GPa之间、或者在约35GPa和约50GPa之间的致密木材形成。在一些实施例中，部分或整个的板170是由杨氏模量为至少10.0GPa、至少12.0GPa、至少15.0GPa、至少20.0GPa、至少25.0GPa、至少30.0GPa、至少40.0GPa、至少50.0GPa或至少55.0GPa的致密木材形成。
在一些实施例中，板170及其刚度可以针对特定使用者进行选择和设计。例如，板170的刚度可以基于使用者的特定肌肉力量、肌腱柔韧性或关节柔韧性来选择。在另外的实施例中，板170的刚度可以变化，使得板170的一部分与板170的另一部分相比更硬。例如，在使用者俯身的情况下，板170在其内侧的第二脚趾段部分214可以比板170的第一脚趾段部分212、拱形部分200(或者单独地，内侧弯曲部分258和/或后弯曲部分260)和后段179更硬。在其他实施例中，在鞋类物品100的拱形或中足区域110中需要额外支撑时，板170的拱形段200(或者单独地，内侧弯曲部分258和/或后弯曲部分260)可以比板170的脚趾段202和后段179更硬。实质上，可以设想，第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214、拱形段200(或者单独地，内侧弯曲部分258和/或后弯曲部分260)以及后段179可以各自具有上述范围内的单独刚度和大于或小于板170的其他段的刚度的单独刚度。在替代实施例中，板170的刚度在第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214、拱形段200和后段179之间可以是均匀和恒定的。
在一些实施例中，板170的刚度可以通过增加或减少其中致密木材的层数来改变。在一些实施例中，板170的某些区域可以包括更多的致密木材层，以增加刚度。在一些实施例中，板170的刚度可以通过将致密木材与一种或多种额外材料相结合来改变，以达到所需的刚度。
板170还可以包括介于约0.5毫米(mm)和约3.0mm之间、或者介于约0.5mm和约2.0mm之间、或介于约0.7mm和约1.0mm之间的均匀厚度或基本上均匀的厚度。在其他实施例中，板170可以具有不均匀的厚度或在板170上变化的厚度。例如，类似于板170的刚度，第一脚趾段部分212的厚度可以与第二脚趾段部分214、拱形段200(或者单独地，中间弯曲部分258和/或后弯曲部分260)和/或后段179的厚度不同；第二脚趾段部分214可以具有与第一脚趾段部分214、拱形段200和/或后段179的厚度不同的厚度；拱形段200可以具有与第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214和/或后段179的厚度不同的厚度；或者后段179可以具有与第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214和/或拱形段200的厚度不同的厚度。实质上，当形成板170时，第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214、拱形段200或后段179的厚度可以单独选择。在特定的实施例中，板170的厚度及其区域可以针对特定的使用者及其特定的肌肉力量、肌腱柔韧性或关节柔韧性来选择。在这些实施例中，板170的厚度及其分段179、200、212、214的单独厚度范围可以介于约0.5mm和约3.0mm之间，或介于约0.5mm和约2.0mm之间，或介于约0.7mm和约1.0mm之间。
特别参考图13，第一脚趾段部分212可以定位成靠近并支撑第四远端趾骨和/或第四近端趾骨300以及第五远端趾骨和/或第五近端趾骨302。因此，可以调整第一脚趾段部分212的特性，以向使用者足部的那些特定区域提供最佳或所需数量的支撑、弹性或弹簧力。此外，第二脚趾段部分214可以定位成靠近并支撑第一远端趾骨和/或第一近端趾骨304以及第二远端趾骨和/或第二近端趾骨306。因此，可以调整第一脚趾段部分212的特性，以向使用者足部的那些特定区域提供最佳或所需数量的支撑、弹性或弹簧力。拱形段200可以定位成靠近并支撑第一跖骨308、第二跖骨310、第三跖骨312、第四跖骨314和/或第五跖骨316，以及使用者足部的骰骨318、舟骨320和/或楔状骨322，例如外侧楔状骨、中部或中间楔状骨和或内侧楔状骨。因此，可以调整拱形段200的特性，以向使用者足部的那些特定区域提供最佳或所需数量的支撑、弹性或弹簧力。最后，后段179可以靠近并支撑使用者足部的足跟或跟骨324，因此，可以调整后段179的特性，以向使用者足部的那些特定区域提供最佳或所需数量的支撑、弹性或弹簧力。例如，如果跑步者前足着地，即跑步者将其冲击的重量放在脚趾和脚掌上(例如，远端趾骨和/或近端趾骨300-306)，则当跑步时，使用者的大部分重量和力可能被施加到板170的第一脚趾段部分212和第二脚趾段部分214。因此，第一脚趾段部分212和第二脚趾段部分214可以被设计为提供必要的刚度，以在跑步时支撑使用者的足部，从而减少能量耗散。此外，在该实施例中，板170的拱形段200和后段179可以由轻质材料构成，因为施加到这些区域的重量或力最小，并且因此，对于前足着地的跑步者来说，这些特定区域需要的支撑较少。可替代地，如果跑步者足跟着地或中足着地，则第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214、拱形段200和后段179可以由刚性材料构成，以在使用者的整个步幅和与地面接触期间为其足部提供支撑。
在其他实施例中，如本文将进一步讨论的，板170的尺寸和形状可以改变，以向穿戴者的足部提供所需的支撑和结构。例如，在该特定实施例中，第一脚趾段部分212可以具有宽度W2(参见图10)。宽度W2可以被定义为板170的外侧226和板170的第三远端224上的裂口210的内壁216、218之间的距离。此外，第二脚趾段部分214可以具有宽度W3，该宽度W3被定义为板170的内侧228和裂口210的内壁218之间的距离。此外，裂口210可以具有宽度W4，该宽度W4被定义为第一脚趾段部分212和第二脚趾段部分214之间的距离。在一些实施例中，如本文将进一步讨论的(例如，参见图19和图20)，裂口210的宽度W4可以增加，而第一脚趾段部分212和第二脚趾段部分214的相应宽度可以减小。
在一些实施例中，宽度W2、W3可以各自在约2.5毫米(mm)和约100mm之间，或在约5mm和约50mm之间，或者在约10mm和约30mm之间，或在约15mm和约30mm之间，或在约20mm和约30mm之间，或大约25mm。此外，裂口210的宽度W4可以在约2.5mm和约100mm之间，或约5mm和约50mm之间，或约10mm和约30mm之间，或约15mm和约30mm之间，或约20mm和约30mm之间，或约30mm和约70mm之间，或约30mm和约50mm之间，或约35mm和约45mm之间。
图19和图20提供了根据本公开的第二实施例的鞋底结构400。在该实施例中，鞋底结构400包括外底402、中底缓冲构件404和板406。此外，尽管图19和图20仅示出了鞋底结构400，但是本领域技术人员应当理解，鞋底结构400可以连接到鞋帮，例如鞋帮102，以形成鞋类物品。因此，鞋帮102与鞋底结构400结合的方面是可预料到的，并且鞋帮102可以附接到鞋底结构400，并且可以与鞋底结构400一起限定内部空腔，脚可以插入到该内部空腔中。
鞋底结构400的构造基本上类似于鞋底结构104，不同之处在于，鞋底结构400不包括足跟缓冲构件172和足跟支撑领174，而是包括外底402、中底缓冲构件404和板406，该板406具有第一脚趾段部分408和第二脚趾段部分410。
如上所述，第一脚趾段部分212的宽度W2、第二脚趾段部分214的宽度W3和裂口210的宽度W4可以变化，并且取决于鞋底结构104所需的期望支撑。例如，如果在鞋底结构104的外侧124上需要相对较小的支撑，并且在鞋底结构104的内侧126上需要相对较小的支撑，则第一脚趾段部分212的宽度W2和第二脚趾段部分214的宽度W3可以减小，而裂口210的宽度W4可以增大。例如，特别参考图10和图20，第一脚趾段部分408的宽度小于第一脚趾段部分212的宽度W2，第二脚趾段部分410的宽度小于第二脚趾段部分410的宽度W3，并且裂口412的宽度大于裂口210的宽度W4。
图21提供了根据本公开的第三实施例的鞋底结构450，该鞋底结构450包括中底缓冲构件452、板454和外底456。尽管图21仅示出了鞋底结构450，但是应当理解，鞋底结构450可以连接到鞋帮，例如鞋帮102，以形成鞋类物品。因此，鞋帮102与鞋底结构450结合的方面是可预料到的，并且鞋帮102可以附接到鞋底结构450，并且可以与鞋底结构450一起限定内部空腔，使用者的脚可以插入到该内部空腔中。
在该实施例中，中底缓冲构件452可以在前足区域、中底区域和足跟区域中邻近外底456并且在外底456的顶部。中底缓冲构件452还可以包括与板454相连的凹陷部分458。换句话说，中底缓冲构件452的凹陷部分458可以嵌入、封装或包围板170的至少一部分。因此，中底缓冲构件452的凹陷部分458也可以限定板170的形状和尺寸。
如前所述，鞋底结构450还可以包括定位在其中的板454。在特定实施例中，板454可以在鞋类物品的前足区域中邻近并定位在外底456和中底缓冲构件452之间，使得板454在前足区域中位于中底缓冲构件452的垂直下方和/或在鞋类物品的中足区域中位于中底缓冲构件452的垂直下方。换句话说，板454可以在前足区域和/或中足区域中定位在中底缓冲构件452和外底456之间。此外，在该特定实施例中，凹陷部分458在前足区域中的深度小于凹陷部分458在鞋底结构450的足跟区域中的深度。因此，当组装时，板454在鞋底结构450的前足区域中定位在凹陷部分458内，但从凹陷部分458延伸出来，使得外底456在前足区域中与板454接合或接触。然而，由于凹陷部分458的深度大于板454在足跟区域的厚度，在该实施例中，中底缓冲构件452完全包围板454，并且当组装时在板454和外底456之间存在间隙(未示出)。
在该实施例中，板454也可以由后段460、拱形段462和脚趾段464限定。后段460在并入其中时可延伸穿过鞋底结构450的足跟区域的至少一部分，并且可与板454的定位在足部后部附近的部分相对应，包括足跟或跟骨、脚踝或跟腱。板454的拱形部分462靠近并邻接后段460，并且与板454的定位在鞋类物品的中足区域附近的部分相对应，该部分包围足弓以及脚桥。板的脚趾段464靠近并邻接拱形段462，并且与足部的部分相对应，包括脚趾、脚掌以及连接跖骨与脚趾或趾骨的关节(即，跖趾关节)。
板454的脚趾段464还可以包括裂口466，该裂口466将脚趾段464分叉为位于该板外侧的第一脚趾段部分468和位于板454内侧的第二脚趾段部分470。
仍然参考图21，拱形部分462也可以是弯曲的或弓形的，使得当板454定位在鞋底结构450中时，脚趾段464具有低于板454的拱形部分462和/或后段460的相对位置。换句话说，当组装时，与板454的后段460相比，板454的脚趾段464更靠近外底456，并且与板454的脚趾段464相比，板454的后段460更靠近内底或中底缓冲构件452的顶表面(未示出)。在这些实施例中，拱形部分462朝向相对平坦的后段460向上弯曲。在特定实施例中，后段460基本上是平坦的，使得当板454定位在鞋底结构450内时，后段460与地面或参考平面大约在10度或5度水平范围内。然而，与鞋底结构104、400不同，中底缓冲构件452不包括板454的一部分延伸穿过的孔。因此，板454没有任何部分在中底缓冲构件452上方。相反，在该实施例中，板454的整个长度在中底缓冲构件452下方，并且定位在中底缓冲构件452和外底456之间。
如上文结合图1至图21所讨论的，脚趾段，例如板170、406、454的脚趾段202、464可以被修改以改变对鞋底结构104、400、450的支撑，并且通过延伸来改变提供给使用者足部的前足区域的支撑。类似地，在替代实施例中，后段，例如板170、406、454的后段179、460可以被修改以改变或优化提供给鞋底结构104、400、450的足跟区域的支撑。换句话说，板170、406、454的后段可以被修改以增加或减少对使用者足部的足跟区域的支撑。例如，图22和图23示出了鞋底结构500(参见图22)和鞋底结构600(参见图23)的额外实施例，其中板的后段被修改以向鞋类物品的足跟区域提供优化的支撑。
参考图22，鞋底结构500可以包括中底缓冲构件502、板504、足跟缓冲构件506和外底508。关于图23，鞋底结构600可以包括上部中底缓冲构件602、板604、下部中底缓冲构件606、足跟支撑领608和外底610。在这些实施例中，与先前的实施例类似，尽管图22和图23仅示出了鞋底结构500、600，但是应当理解，鞋底结构500、600可以连接到鞋帮，例如鞋帮102，以形成鞋类物品。
继续参考图22和图23，鞋底结构500包括具有裂口510和第二裂口516的板504，鞋底结构600包括具有裂口610和第二裂口616的板604。裂口510将脚趾段分叉为位于板504外侧的第一脚趾段部分512和位于板504内侧的第二脚趾段部分514；以及第二裂口516将后段分叉为位于板504外侧的第一后段部分518和位于板504内侧的第二后段部分520。裂口610将脚趾段分叉为位于板604外侧的第一脚趾段部分612和位于板604内侧的第二脚趾段部分614；以及第二裂口616将后段分叉为位于板604外侧的第一后段部分618和位于板604内侧的第二后段部分620。在这些实施例中，第二裂口516、616可以由内壁522、622限定，内壁522、622通常可以是弯曲的或抛物线形的。在一些实施例中，第一后段部分518、618和/或第二后段部分520、620的尺寸可以支撑鞋底结构500、600的足跟区域。
此外，与鞋底结构104的板170类似，板504、604可以包括平坦部分和弯曲部分，该弯曲部分具有前弯曲部分、中间弯曲部分和/或后弯曲部分。例如，如图23所示，板604可以包括平坦部分624和弯曲部分，该弯曲部分具有前弯曲部分626、中间弯曲部分628和后弯曲部分630。下部中底缓冲构件606还可以包括支撑表面632，该支撑表面632从下部中底缓冲构件606的顶表面634向上突出。在该实施例中，支撑表面632与平坦部分624、后弯曲部分630和中间弯曲部分628的下表面接触或接合。
图24至图26提供了根据本公开的另一方面的另一鞋底结构700，其包括中底缓冲构件702、板704和外底706。在该特定实施例中，板704包括基部708以及内侧臂710和外侧臂712。此外，中底缓冲构件702可以包括孔714，基部708可以延伸穿过该孔714。例如，如图25和图26所示，基部708可以折叠在其自身上并插入穿过孔714。一旦基部708被插入穿过孔714，基部708就可以被定位在凹部716内。
图27示出了根据本公开的另一实施例的板800的俯视图，板800可以以与本文先前讨论的板170类似的方式来表征和限定。此外，图28至图35示出了鞋类物品802或其鞋底结构804，其包括板800。根据本公开的又一方面，鞋类物品802或其鞋底结构804还可以包括上部中底缓冲构件806、足跟支撑领808、板800、下部中底缓冲构件810、外底812和鞋帮813。与本文先前所讨论的实施例类似，板800可由后段814(参见图30)、拱形段816(参见图30)和脚趾段818(参见图30)限定。继续参考图30，后段814可以在纳入到鞋类物品802中时延伸穿过至少鞋类物品802的足跟区域，并且可以与板800定位在足部后部附近的部分相对应，如本文先前所讨论的。板800的拱形段816靠近并邻接后段814，并且与板800定位在鞋类物品802的中足区域附近的部分相对应，该部分包围足弓以及脚桥。板800的脚趾段818靠近并邻接拱形段816，并且与板800定位在鞋类物品802的前足区域附近的部分相对应。
类似于板170，板800的脚趾段818也可以包括裂口820，裂口820将脚趾段818分叉为位于板800外侧的第一脚趾段部分822和位于板800内侧的第二脚趾段部分824。第一脚趾段部分822、第二脚趾段部分824和裂口820可以具有与第一脚趾段部分212、第二脚趾段部分214和裂口210类似的特性。例如，第一脚趾段822、第二脚趾段824和裂口820可以具有宽度，这些宽度分别等于如本文先前所讨论的宽度W2、W3和W4。如图27中最佳所示，板800还可以由第一端826、第二端828和第三端830限定。该第一端826是第二脚趾段部分824的远端，该第二端828是后段814的远端；以及该第三端830可以是第一脚趾段部分822的远端。板800的长度L6可以由第一端826和第二端828之间的距离限定，并且可以等于或小于鞋类物品的中底(例如上部中底缓冲体806)的长度。板800还可以包括在第一端826和第二端828之间延伸的外侧832和内侧834。外侧832和内侧834之间的距离也可以限定板800的宽度W5，该宽度可以在板800的第一端826和第二端828之间变化。
仍然参考图27，内侧834从第一端826处开始，并且沿着脚趾段818朝向拱形段816向外弯曲。在拱形段816附近，内侧834朝向后段814向内弯曲，在该点处，内侧834再次向外弯曲。外侧832从第三端830处开始，并且沿着脚趾段818朝向拱形段816向外弯曲。在拱形段816附近，外侧832朝向后段814向内弯曲，在该点处，外侧832再次向外弯曲。
参考图30，板800还可以包括弯曲部分816和平坦区域814。弯曲部分816延伸穿过鞋类物品802的前足区域和中足区域，平坦区域814穿过鞋类物品802的足跟区域延伸至第二端828。平坦区域814基本上是平坦的，使得当板800被定位在鞋类物品802内时，平坦区域814与地面大约在10度或5度水平范围内。
类似于板170，脚趾段部分818和弯曲部分816可以包括一个或多个曲率半径。例如，在该实施例中，弯曲部分816可以与后弯曲部分256的角度相似，而脚趾段部分818可以与内侧弯曲部分256和/或后弯曲部分260的角度相似。脚趾段部分818和弯曲部分816的每一个可以分别由长度(例如长度L7或L8)和角度(例如角度A1、A2和/或A3)限定，如本文先前所讨论的。后段814也可以由类似于长度L5的长度L9来限定。
如本文先前所讨论的，部分或整个的板800，或板170、406、454、504、604、704，可以由致密木材形成。在一些实施例中，板800或板170、406、454、504、604、704可以由致密木材和热塑性材料(例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等)的复合物形成。然而，在特定的实施例中，板800或板170、406、454、504、604、704可以由致密木材与纤维(例如，碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维和聚合物纤维)的复合物或者一层或多层的致密木材与纤维或其组合来形成。在这些实施例中，致密木材和/或纤维可以通过缝合或粘合剂固定或粘合到基材或热塑性材料，例如热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃或热塑性弹性体。在其他实施例中，板800或板170、406、454、504、604、704可以由单向带形成，该单向带包括致密木材、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、聚合物纤维等。
在一些实施例中，板800或板170、406、454、504、604、704的一种或多种材料可以具有由杨氏模量定义的刚度(例如，拉伸强度)。例如，在特定的实施例中，形成板800或板170、406、454、504、604、704的一种或多种材料可以具有至少约25吉帕(GPa)、至少约40GPa、或至少约70GPa、或至少约85GPa、或至少约200GPa的杨氏模量。在另外的实施例中，形成板800的一种或多种材料可以具有介于约25GPa和约200GPa之间、或介于约25GPa和约80GPa之间、或介于约25GPa和约70GPa之间、或介于约50GPa和约75GPa之间的杨氏模量。在一些实施例中，板800或板170、406、454、504、604、704及其刚度可以针对特定使用者进行选择和设计。例如，板800或板170、406、454、504、604、704的刚度可以基于使用者的特定肌肉力量、肌腱柔韧性或关节柔韧性来选择。在另外的实施例中，板800或板170、406、454、504、604、704的刚度可以变化，使得板800或板170、406、454、504、604、704的一部分与其另一部分相比更硬，如本文先前所讨论的。在一些实施例中，部分或整个的板800，或板170、406、454、504、604、704，是由杨氏模量至少为至少10.0GPa、至少12.0GPa、至少15.0GPa、至少20.0GPa、至少25.0GPa、至少30.0GPa、至少40.0GPa、至少50.0GPa或至少55.0GPa的致密木材形成。
板800或板170、406、454、504、604、704还可以包括介于约0.5毫米(mm)和约3.0mm之间、或者介于约0.5mm和约2.0mm之间、或介于约0.7mm和约1.0mm之间的均匀厚度或基本上均匀的厚度。在其他实施例中，板800或板170、406、454、504、604、704可以具有不均匀的厚度或在板800或板170、406、454、504、604、704上变化的厚度。
参见图30至图35，板800可以邻近并定位在上部中底缓冲构件806和下部中底缓冲构件810之间。上部中底缓冲构件806可以包括凹陷部分，板800可以装配或安置在该凹陷部分中，使得上部中底缓冲构件806至少部分地包围板800。下部缓冲构件810的部分也可以延伸到上部缓冲构件806的凹陷部分中(例如，参见图34)。
上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可以由EVA、TPU、TPE、其组合或类似类型的材料构成。例如，在一些实施例中，上部缓冲构件806和/或下部缓冲构件810可以是ESS材料、EVA泡沫(例如，ProFoam LiteTM,IGNITE Foam)、聚氨酯、聚醚、烯烃嵌段共聚物、热塑性材料(例如，热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性聚烯烃等)，或超临界泡沫。上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可以是单一的聚合物材料，或者可以是材料的混合物，例如EVA共聚物、热塑性聚氨酯、聚酯嵌段酰胺(PEBA)共聚物和/或烯烃嵌段共聚物。此外，上部缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810也可以由超临界发泡工艺形成，该超临界发泡工艺使用超临界气体(例如CO2、N2或其混合物)来发泡材料，例如EVA、TPU、TPE或其混合物。在这样的实施例中，上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可以使用在高压釜、注射成型设备或任何充分加热/加压的容器中进行的工艺来制造，该容器能够处理超临界流体(例如，CO2、N2或其混合物)与优选是熔融材料(例如，TPU、EVA、聚烯烃弹性体或其混合物)的混合。例如，在示例性过程中，将超临界流体的溶液与熔融材料混合。该混合物被泵送或注射到加压容器中，之后容器内的压力被释放，使得超临界流体的分子迅速转化为气体，以在材料内形成小口袋，并使材料膨胀成泡沫，该泡沫可用作上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810。在另外的实施例中，上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可以使用本领域已知的替代方法形成，包括使用膨胀机、注射机、颗粒膨胀工艺、冷发泡工艺、压缩成型技术、模切或其任何组合。在特定实施例中，上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可以使用涉及初始发泡步骤和第二步骤的工艺来形成。在初始发泡步骤期间，超临界气体用于使材料发泡，在第二步骤期间，该发泡后的材料被压缩成型或模切成特定形状。例如，上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可以使用一种工艺形成，该工艺涉及初始发泡步骤和第二步骤，初始发泡步骤使用超临界流体使材料发泡，然后第二步骤压缩成型该发泡后的材料，以形成上部中底缓冲构件806的凹陷表面。
在另外的实施例中，上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可为包裹多个珠粒或颗粒的囊状物，该珠粒或颗粒由热塑性聚氨酯、热塑性弹性体或超临界泡沫形成。例如，上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810可以限定内部空隙(未示出)，该内部空隙接收加压流体或多个珠粒或颗粒，例如在2015年12月7日提交的PCT公开号WO2017/097315中描述的填充有多个塑料体的中空空间，并且如上所述。
与鞋底结构104的足跟支撑领174类似，鞋底结构804也可以包括足跟支撑领808。足跟支撑领808可以由热塑性材料形成，例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等。此外，在特定实施例中，足跟支撑领808可以具有介于约十(10)邵氏A级至约九十(90)邵氏A级之间的硬度。在一些实施例中，足跟支撑领808的硬度或刚度值可以大于上部中底缓冲构件806和/或下部中底缓冲构件810的硬度或刚度值。
图36至图38示出了用于鞋类物品的另一鞋底结构900。在该实施例中，鞋底结构900包括外底902、板904、足跟缓冲构件906、足跟支撑领908和中底缓冲构件910。
在该实施例中，板904可以包括下基部912，该下基部912具有角度在大约10度和45度之间或在大约20度和大约30度之间的斜坡。换句话说，相对于水平面，板904的下基部912在朝向鞋底结构900的足跟区域延伸时向上倾斜。该板还可以包括拱形的、弯曲的或C形的后部914，该后部914将下基部912连接到向上延伸的凸缘916。如图36所示，中底缓冲构件910还可以包括向上延伸的侧壁918，并且当组装鞋底结构900时，向上延伸的凸缘916可以环绕侧壁918。此外，一旦鞋底结构900被组装，足跟支撑领908就可以包裹板904的凸缘916。因此，在这些实施例中，板904的一部分可以在沿鞋底结构900的特定位置处同时定位在中底缓冲构件910的上方和下方。例如，在鞋底结构900的足跟区域附近，板904的基部912定位在中底缓冲构件910的下方，并且板904的凸缘916定位在中底缓冲构件910的上方。
如本文先前所讨论的，部分或整个的板904可以由致密木材形成。在一些实施例中，板904可以由致密木材和热塑性材料(例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等)的复合物形成。实质上，板904可以由与本文之前讨论的板170、406、454、504、604、704、800类似的材料构成，并且具有类似的特性。
中底缓冲构件910可由与中底缓冲构件176类似的材料构成。例如，中底缓冲构件可以由EVA、TPU、TPE、其组合或类似类型的材料构成或组成。此外，如本文先前所述，中底缓冲构件910也可以由超临界发泡工艺形成，该超临界发泡工艺使用超临界气体(例如CO2、N2或其混合物)来发泡材料，例如EVA、TPU、TPE或其混合物。在另外的实施例中，中底缓冲构件910可为包裹多个珠粒的囊状物，例如由热塑性聚氨酯、热塑性弹性体或超临界泡沫形成的多个球形或椭圆形珠粒或颗粒。例如，中底缓冲构件910可以限定内部空隙(未示出)，该内部空隙接收加压流体或多个椭圆形或球形珠粒，例如，如本文先前所述的填充有多个塑料体的中空空间。
在该实施例中，鞋底结构900还可以包括足跟缓冲构件906，该足跟缓冲构件906可以在足跟区域中并且部分地在中足区域中定位在外底902附近并位于外底902的顶部。换句话说，足跟缓冲构件906可以与外底902相邻，并且可以从鞋底结构900的足跟端延伸，穿过足跟区域，并且部分地穿过中足区域。足跟缓冲构件906可以由乙烯-醋酸乙烯(EVA)、其共聚物或类似类型的材料构成。例如，在一些实施例中，足跟缓冲构件906可以是EVA固体海绵(“ESS”)材料、EVA泡沫(例如，ProFoam LiteTM、IGNITE Foam)、聚氨酯、聚醚、烯烃嵌段共聚物、热塑性材料(例如，热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性聚烯烃等)或超临界泡沫。足跟缓冲构件906可以是单一的聚合物材料，或者可以是材料的混合物，例如EVA共聚物、热塑性聚氨酯、聚醚嵌段酰胺(PEBA)共聚物和/或烯烃嵌段共聚物。在另外的实施例中，足跟缓冲构件906可为包裹多个珠粒或颗粒的囊状物，例如由热塑性聚氨酯、热塑性弹性体或超临界泡沫形成的多个球形、椭圆形或其他形状的珠粒或颗粒。例如，足跟缓冲构件906可以限定内部空隙(未示出)，该内部空隙接收加压流体或多个椭圆形、球形或其他形状的珠粒或颗粒，如本文先前所述。
与足跟支撑领174类似，鞋底结构900还可以包括位于中底缓冲构件900上方的足跟支撑领908。足跟支撑领908可以由热塑性材料形成，例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等。
图39至图45提供了根据本公开的另一实施例的鞋底结构1000。尽管图39至图45仅示出了鞋底结构1000，但是本领域技术人员应当理解，鞋底结构1000的顶表面1014可以连接到鞋帮，例如鞋帮102，以形成鞋类物品。因此，鞋帮102与鞋底结构1000结合的方面是可预料到的，并且鞋帮102可以附接到鞋底结构1000，并且可以与鞋底结构1000一起限定内部空腔，脚可以插入到该内部空腔中。
在图39至图45所示的实施例中，鞋底结构1000包括鞋底板1002，鞋底板1002包括顶表面1014、底表面1016，并且包括从底表面1016向下延伸的一个或多个突出部分1004、1010。鞋底板1002的突出部分1004、1010被配置为将钉状件1006、1012可逆地或不可逆地附接到其上。当使用者穿戴时，附接到鞋底板的钉状件1006、1012被确认为与地面接合并部分插入地面中。鞋底板1002可以包括额外的结构特征，例如，脊1008或挠性凹槽1018、1020，以支撑或改变鞋底板1002的结构、柔韧性或刚性。虽然仅示出了单个鞋底结构1000，即，用于穿在使用者右脚上的鞋类物品的鞋底结构，但是应当理解的是，本文公开的概念可应用于一双鞋(未示出)，其中包括左鞋和右鞋，其尺寸和形状可以分别容纳使用者的左脚和右脚。然而，为了便于公开，将参考单个鞋来描述本公开的各方面，但是本文中参考鞋底结构1000的公开内容可同时适用于左鞋和右鞋。
突出部分1004、110和钉状件1006、1012的许多形状和构造在本领域中是已知的，并且可以针对穿戴者、地面或鞋类物品将被使用的活动类型进行优化。在一些实施例中，鞋底板1002包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少12个、至少15个、至少18个、至少20个、至少25个、至少30个或至少40个突出部分1006、1012以及附接于其上的钉状件。在一些实施例中，钉状件1006、1012可以是圆柱形、圆锥形、棱柱形或叶片形。同样，钉状件可以由任何合适的材料形成，包括但不限于：橡胶、金属或热塑性材料，例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等。钉状件1006、1012可以通过本领域已知的任何手段(包括但不限于粘合剂或互锁螺纹)通过突出部分1004、1010附接到鞋底板1002。
在一些实施例中，鞋底板1002可以被配置为使得突出部分本身(未示出)起到钉状件的作用，并且被配置为与地面接合并部分插入到地面中。鞋底板1002可以包括至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少12个、至少15个、至少18个、至少20个、至少25个、至少30个或至少40个突出部分，这些突出部分被配置为在不附接单独的钉状件的情况下直接与地面接合。
如本文所述，鞋底板1002可以由致密木材或者致密木板形成。该致密木材或者致密木板由化学处理天然木材以去除其中的木质素或半纤维素而形成，或者由压缩天然木材而形成。在一些实施例中，鞋底板1002可以由致密木材和热塑性材料，(例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等)的复合物形成。在一些实施例中，鞋底板1002可以由致密木材和一种或多种纤维(例如碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、天然纤维和聚合物纤维，或其组合)的复合物形成。在这些实施例中，致密木材和/或纤维可以通过缝合或粘合剂固定或粘合到基材或热塑性材料上，例如热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃或热塑性弹性体。在其他实施例中，鞋底板1002可以由单向带形成，该单向带包括致密木材、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、聚合物纤维等。在其他实施例中，鞋底板1002可以由具有至少一层的致密木材的复合物形成。
在一些实施例中，鞋底板1002的一种或多种材料可以具有由杨氏模量定义的刚度(例如，拉伸强度)。例如，在特定的实施例中，形成鞋底板1002的一种或多种材料可以具有至少约25吉帕(GPa)、至少约40GPa、或至少约70GPa、或至少约85GPa、或至少约200GPa的杨氏模量。在另外的实施例中，形成板170的一种或多种材料可以具有介于约25GPa和约200GPa之间、或介于约25GPa和约80GPa之间、或介于约25GPa和约70GPa之间、或介于约50GPa和约75GPa之间的杨氏模量。
在一些实施例中，部分或整个的鞋底板1002是由杨氏模量在约10GPa和约70GPa之间、在约12GPa和约60GPa之间、在约18GPa和约58GPa之间、在约25GPa和约55GPa之间、或者在约35GPa和约50GPa之间的致密木材形成。在一些实施例中，部分或整个的板170是由杨氏模量为至少10GPa、至少12GPa、至少15GPa、至少20GPa、至少25GPa、至少30GPa、至少40GPa、至少50GPa或至少55GPa的致密木材形成。
在一些实施例中，鞋底板1002及其刚度可以针对特定使用者进行选择和设计。例如，鞋底板1002的刚度可以基于使用者的特定肌肉力量、肌腱柔韧性或关节柔韧性来选择。在另外的实施例中，鞋底板1002的刚度可以变化，使得鞋底板1002的一部分与鞋底板1002的另一部分相比更硬。在替代实施例中，鞋底板1002的刚度可以是均匀且恒定的。
在一些实施例中，鞋底板1002的刚度可以通过增加或减少其中的致密木材的层数来改变。在一些实施例中，鞋底板1002的某些区域可以包括更多层的致密木材，以增加刚度。在一些实施例中，鞋底板1002的刚度可以通过将致密木材与一种或多种额外材料相结合来改变，以实现所需的刚度。
鞋底板1002还可以包括介于约0.5毫米(mm)和约3.0mm之间、或者介于约0.5mm和约2.0mm之间、或介于约0.7mm和约1.0mm之间的均匀厚度或基本上均匀的厚度。在其他实施例中，鞋底板1002可以具有不均匀的厚度或在鞋底板1002上变化的厚度。
致密木材也可用于鞋类以外的体育用品结构中。可以包括致密木材的结构的一些非限制性示例包括：垫子、护板、手套、防滑钉鞋的钉状件和钉子、球杆、球拍、球棒、饮料瓶、滑雪板和滑雪单板、滑雪杆/棒、移动设备保护罩、手表、头盔、其他头饰、滑板、冰鞋、门柱、标枪、自行车框架、自行车踏板/座椅和水上运动鳍。
例如，护胫(例如足球运动员/曲棍球运动员所佩戴的护胫)可以包括致密木材。作为另一个示例，手套(尤其是加强手套)可以包括致密木材。在一个实施例中，加强手套具有包括致密木材的手指支撑件或“手指安全”器件。
现在参考图49，示出了护胫1300的前视图。护胫1300具有前表面1302、后表面1304、顶部边缘1306、底部边缘1308、第一横向边缘1310和第二横向边缘1312。前表面1302和后表面1304限定了护胫1300的厚度。顶部边缘1306和底部边缘1308限定了护胫1300的高度。第一横向边缘1310和第二横向边缘1312限定了护胫1300的宽度。
前表面1302和后表面1304可以限定曲线，使得护胫1300的形状基本上呈凸形。由前表面1302和后表面1304限定的曲线的斜率可以随着该曲线沿护胫1300的宽度行进而改变。附加地或替代地，曲线的斜率可以随着该曲线沿护胫1300的高度行进而改变。在图49所示的实施例中，由前表面1302和后表面1304限定的曲线的斜率在靠近外侧边缘1310和1312处比靠近护胫1300的宽度的中心处更大。在一些实施例中，曲线可以在靠近护胫的中心处具有更大的斜率。在一些实施例中，曲线在护胫的长度或宽度上可以是一致的。
再次参考图49，护胫1300在靠近顶部边缘1306处的宽度大于在靠近底部边缘1308处的宽度。此外，护胫1300在顶部边缘1306和底部边缘1308之间大约一半处的宽度小于护胫1300靠近顶部边缘1306的宽度，但基本上与护胫1300靠近底部边缘1308的宽度相同。在一些实施例中，护胫在宽度上的变化可以在护胫的高度上基本一致。在一些实施例中，护胫的宽度可以在护胫的高度上改变，尽管靠近顶端的宽度与靠近底端的宽度大致相同。在一些实施例中，护胫的宽度可以沿护胫的整个高度基本一致。
护胫1300可以具有适用于人类胫骨的任意高度和宽度。在一些实施例中，护胫的高度、宽度和形状被选择为与人类胫骨互补，使得护胫在佩戴时不会干扰人类踝关节和/或人类膝关节的自然运作。在一些实施例中，由前表面和后表面限定的护胫的凸形曲率可以与人类胫骨的曲率基本相同。
再次参考图49，护胫1300在其前表面1302上具有挠性凹槽1314。护胫1300在由挠性凹槽1314占据的空间中的厚度小于护胫未被挠性凹槽1314占据的整个部分的厚度。挠性凹槽1314为护胫1300提供了更容易弯曲的能力。有益的是，这可以允许护胫1300更适配佩戴者的胫骨。附加地，挠性凹槽1314可以允许护胫1300在张力或压缩下弹性变形，这可能有利地允许护胫1300更好地吸收冲击、耗散能量和/或在使用期间根据需要改变形状。挠性凹槽1314可以通过任何合适的工艺制成。例如，挠性凹槽1314可以在前表面1302被制造出来后被雕刻到前表面1302中。可替代地，挠性凹槽1314可以与护胫1300的其余部分同时形成，例如通过成型工艺。将挠性凹槽1314设置在护胫1300的前表面1302上可能具有美学价值，因为在使用过程中可以看到挠性凹槽1314。
如本文所论述的，护胫1300可以包括致密木材或致密木板，该致密木材或致密木板由化学处理天然木材以去除其中的木质素或半纤维素而形成，或者该致密木材或致密木板由压缩天然木材而形成。在一些实施例中，护胫1300可以包括致密木材和热塑性材料(例如热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、热塑性烯烃等)组成的复合物。在一些实施例中，护胫1300可以包括致密木材和一种或多种纤维(例如碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、天然纤维和聚合物纤维，或其组合)组成的复合物。在这些实施例中，致密木材和/或纤维可以通过缝合或粘合剂固定或粘合到基材或热塑性材料上，例如热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃或热塑性弹性体。在其他实施例中，护胫1300可以包括单向带，该单向带包括碳纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、玻璃纤维、聚合物纤维等。在其他实施例中，护胫1300可以包括具有至少一层致密木材的复合物。在一些实施例中，护胫可以具有两层或多层，其中一层或同时多层包括致密木材。在一些实施例中，护胫可以具有三层或多层，其中一层或同时多层包括致密木材。在一个实施例中，护胫可以具有两层，其中一层包括致密木材，另一层包括非致密木材的材料。在另一实施例中，护胫可以具有三层，其中一层包括致密木材，而另外两层包括非致密木材的材料。在一些实施例中，护胫1300的至少后表面1304包括加入铝且具有抗菌或除臭的特性的材料。在一个实施例中，致密木材可以加入铝。
在一些实施例中，护胫1300的一种或多种材料可以具有由杨氏模量定义的刚度(例如，拉伸强度)。例如，在特定的实施例中，形成护胫1300的一种或多种材料(例如致密木材)可以具有至少约25吉帕(GPa)、至少约40GPa、或至少约70GPa、或至少约85GPa、或至少约200GPa的杨氏模量。在另外的实施例中，形成护胫1300的一种或多种材料可以具有介于约25GPa和约200GPa之间、或介于约25GPa和约80GPa之间、或介于约25GPa和约70GPa之间、或介于约50GPa和约75GPa之间的杨氏模量。在一些实施例中，部分或整个的护胫1300是由杨氏模量在约10GPa和约70GPa之间、在约12GPa和约60GPa之间、在约18GPa和约58GPa之间、在约25GPa和约55GPa之间、或者在约35GPa和约50GPa之间的致密木材形成。在一些实施例中，部分或整个的护胫1300是由杨氏模量为至少10.0GPa、至少12.0GPa、至少15.0GPa、至少20.0GPa、至少25.0GPa、至少30.0GPa、至少40.0GPa、至少50.0GPa或至少55.0GPa的致密木材形成。
在一些实施例中，护胫1300的刚度可以通过增加或减少其中的致密木材的层数来改变。在一些实施例中，护胫1300的某些区域可以包括更多层的致密木材，以增加刚度。在一些实施例中，护胫1300的刚度可以通过将致密木材与一种或多种额外材料相结合来改变，以达到所需的刚度。
护胫1300还可以包括介于约0.5毫米(mm)和约3.0mm之间、或者介于约0.5mm和约2.0mm之间、或介于约0.7mm和约1.0mm之间的均匀厚度或基本上均匀的厚度。在其他实施例中，护胫1300可以具有不均匀的厚度或在护胫1300上变化的厚度。例如，当形成护胫1300时，护胫1300的靠近第一外侧边缘1310、第二外侧边缘1312的(一个或多个)部分的厚度以及介于这些部分之间的区域(靠近护胫1300宽度的中心)可以单独选择。在特定实施例中，护胫1300在护胫1300宽度的中间附近的厚度可以大于在第一外侧边缘1310或第二外侧边缘1312附近的厚度。
现在转到图50，示出了先前在图49中示出的护胫1300的后视图。护胫1300的后表面1304具有与图49中所示的前表面1302基本相同的凸形、高度和宽度。在一个实施例中，后表面1304可以包括与前表面1302相同的材料。在一个实施例中，后表面1304和前表面1302都可以包括致密木材。在替代实施例中，后表面1304可以包括与用于制造前表面1302的(一种或多种)材料不同的材料。在一个实施例中，至少后表面1304包括加入铝的致密木材，并且具有抗菌或防臭特性。在一个实施例中，后表面1304可以包括缓冲材料，例如泡沫、编织织物、无纺织物和/或聚合物材料。在一个实施例中，后表面1304可能包括含有铝的缓冲材料，并且具有抗菌或防臭特性。在图50所示的实施例中，后表面1304上不存在挠性凹槽。
转到图51，示出了先前在图49和图50中示出的护胫1300的横截面侧视图。图51示出了护胫1300具有两层，即，内层1316和外层1318。内层1316具有内表面1320和外表面1322。外层1318具有内表面1324和外表面1326。内层1316的内表面1320可以是与后表面1304相同的表面。可替代地，额外的层或涂层可以设置在内层1316的内表面1320上，使得内表面1320和后表面1304是不同的表面。类似地，外层1318的外表面1326可以与前表面1302相同。
外层1318直接接触内层1316。在图51所示的实施例中，内层1316和外层1318基本上沿着护胫1300的整个长度和整个宽度彼此直接接触。在替代实施例中，内层和外层沿着护胫的部分长度直接彼此接触，而不是沿着护胫的整个长度。在另一实施例中，内层和外层沿着护胫的部分宽度直接彼此接触，而不是沿着护胫的整个宽度。
内层1316和外层1318可以包括相同的材料(一种或多种)。可替代地，内层1316和外层1318可以包括不同的材料(一种或多种)。在一个实施例中，内层1316和外层1318中的一个或两个包括致密木材。在一些实施例中，内层1316和/或外层1318包括具有纹理或方向的材料(一种或多种)。在一些实施例中，内层1316和/或外层1318包括具有纹理或方向的致密木材。在图51中，内层1316和外层1318的纹理由斜线标记表示。在一个实施例中，内层1316和/或外层1318包括具有纹理或方向的致密木材，内层1316和外层1318被定位成使得它们的纹理/方向不平行对齐。在一个实施例中，内层1316和/或外层1318包括具有纹理或方向的致密木材，内层1316和外层1318被定位成使得它们的纹理/方向彼此垂直对齐。在一个实施例中，内层1316和/或外层1318包括具有纹理或方向的致密木材，内层1316和外层1318被定位成使得它们的纹理/方向以彼此既不平行也不垂直的角度对齐。在一个实施例中，内层1316和/或外层1318包括具有纹理或方向的致密木材，内层1316和外层1318被定位成使得它们的纹理/方向彼此平行对齐。
在一个实施例中，护胫1300包括两层，内层1316和外层1318。其中内层1316包括缓冲材料，例如泡沫、织物或聚合物材料，而外层1318包括致密木材。在一个实施例中，护胫具有包括缓冲材料的内层、包括致密木材的外层以及设置在该内层和该外层之间的一个或多个附加层。在一个实施例中，护胫具有包括缓冲材料的内层、包括致密木材的外层、以及设置在该内层和该外层的任一侧上的一个或多个附加层。还可以设想的是，一些实施例可以包括本文所述的两个或多个实施例的组合。在一个实施例中，内层1316可以包括缓冲材料，该缓冲材料加入铝和/或具有抗菌或防臭特性的其他材料。
在一个实施例中，护胫可以仅包括单层，其中该单层包括致密木材。致密木材层可以具有适合用作护胫的任何尺寸。致密木材还可以混合和/或涂覆有一种或多种添加剂。例如，在一个实施例中，致密木材可以具有聚合物涂层，该聚合物涂层有助于排斥流体或减少对致密木材的损伤。在一个实施例中，可用一种或多种填料增强致密木材，以使其特性适应所需的应用。还可以设想的是，一些实施例可以包括本文所述的两个或多个实施例的组合。
图52和图53示出了护胫1400的实施例，该护胫1400与图49-图51中示出的护胫1300类似，不同之处在于护胫1400具有在其后表面1404上设置的挠性凹槽1414，并且不具有任何在其前表面1402上设置的挠性凹槽。有利的是，在后表面1404而不是前表面1402上设置挠性凹槽1414可能允许前表面1402在其整个表面区域上是光滑的。这可以使前表面1402更易于装饰。这也可以使前表面1402更能够接受某些类型的添加剂，这些添加剂可能更难与有纹理的表面结合。这也可以使前表面1402更容易清洁。同时，将挠性凹槽1414设置在后表面1404上可能为护胫1400提供与护胫1300基本上相同的柔韧性和弹性变形能力，如上文参考图49所述。附加地，在图53所示的实施例中，挠性凹槽1414具有与挠性凹槽1314基本不同的尺寸和基本不同的布局。在其他实施例中，挠性凹槽可以具有适用于特定实施例或特定功能的任何尺寸和任何布局。
在一个实施例中，本公开的护胫可以具有设置在其前表面以及后表面上的挠性凹槽。在替代实施例中，护胫可以在其前表面和其后表面上都不设置任何挠性凹槽。在一个实施例中，挠性凹槽的至少一部分可以包括开口，该开口横向穿过护胫的深度。换句话说，挠性凹槽的一部分可以形成连续的孔，该连续的孔穿过前表面、外层、内层和后表面中的每一个。
本领域技术人员将认识到，本公开的实施例可以形成其他类型的垫子/防护件的一部分或全部。例如，一些实施例可以形成肘垫、膝垫、腕垫、踝垫、头盔、胸垫和/或大腿垫的一部分或全部。附加地，一些实施例可以形成手套或一副手套。特定实施例可以形成具有手指支撑件或“手指安全”构件的手套或一副手套。
参考图54，示出了护胫1400的横截面侧视图。图54示出了护胫1400具有两层，即内层1416和外层1418。后表面1404限定了内层1416的内部界限。前表面1402限定了外层1418的外部界限。外层1418直接接触内层1416。层1416和1418类似于层1316和1318。内层1416和外层1418可以包括相同的材料(一种或多种)。可替代地，内层1416和外层1418可以包括不同的材料(一种或多种)。在一个实施例中，内层1416和外层1418中的一个或两个包括致密木材。在一些实施例中，内层1416和/或外层1418可以包括具有纹理或方向的(一种或多种)材料。在一些实施例中，内层1416和/或外层1418可以包括具有纹理或方向的致密木材。
本文描述的任何实施例都可以被修改，以结合不同实施例包括所公开的任何结构或方法。类似地，在一些实施例中，可以根据已知的方法替代或添加除上述公开的材料或构造技术之外的材料或构造技术。此外，本公开不限于具体所示类型的鞋类物品。更进一步地，本文公开的任何实施例的鞋类物品的各方面可以被修改为与任何类型的鞋类、服装或其他运动装备配合使用。
如前所述，本领域技术人员将理解到，尽管以上已经结合特定实施例和示例描述了本公开，但本公开不一定如此受限，并且许多其他实施例、示例、用途、修改以及对这些实施例、示例、用途的偏离都旨在被本文所附权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种鞋类物品，包括：
鞋帮；以及
鞋底结构，所述鞋底结构与所述鞋帮连接，所述鞋底结构限定前足区域、中足区域和足跟区域，所述鞋底结构包括致密木材。
2.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述鞋底结构包括：
上部中底缓冲构件；
下部中底缓冲构件；
外底，所述外底与所述下部中底缓冲构件的底表面连接；以及
包括致密木材的板，所述板位于所述上部中底缓冲构件和所述下部中底缓冲构件之间。
3.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，所述板包括平坦部分和弯曲部分，所述弯曲部分包括前弯曲部分和后弯曲部分，其中，所述前弯曲部分延伸穿过至少所述鞋类物品的所述前足区域；所述后弯曲部分延伸穿过所述鞋类物品的所述中足区域以及所述鞋类物品的所述足跟区域的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的鞋类物品，其中，所述前弯曲部分包括第一段部分和第二段部分，在所述第一段部分和所述第二段部分之间具有裂口。
5.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，所述鞋底结构还包括在所述鞋类物品的足跟区域中的足跟支撑结构。
6.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，所述上部中底缓冲构件和所述下部中底缓冲构件为泡沫材料。
7.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中，所述前弯曲部分的最小宽度大于所述后弯曲部分的最小宽度，并且其中所述平坦部分的最小宽度大于所述后弯曲部分的最小宽度。
8.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述致密木板的密度在约1.4g/cc和约1.6g/cc之间。
9.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述致密木板被脱木质素，并且相对于脱木质素前的天然木材的木质素含量，至少30％的木质素已被去除。
10.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述致密木材通过以下工序制成，包括：
使包括木质素和纤维素的天然木材与钠基化学溶液接触一定时间并在足以形成脱木质素木材的条件下；以及
压缩所述脱木质素木材直到厚度减少至少40％。
11.根据权利要求10所述的鞋类物品，其中，所述钠基化学溶液包括：NaOH，NaOH/Na2S，NaHS03+S02+H20，NaHSCb，NaHS03+Na2S03，NaOH+Na2S03，Na2S03，NaOH+AQ，NaOH/Na2S+AQ，NaHS03+S02+H20+AQ，NaOH+Na2S03+AQ，NaHS03+AQ，NaHS03+Na2S03+AQ，Na2S03+AQ，NaOH+Na2S+Na2Sn，Na2S03+NaOH+CH3OH+AQ，C2H5OH+NaOH，NaCIO，NaC102+乙酸，或其组合，其中n是整数，并且AQ是蒽醌。
12.根据权利要求10所述的鞋类物品，其中，所述脱木质素木材在0.5MPa和10MPa之间的压强下压缩。
13.根据权利要求10所述的鞋类物品，其中，所述脱木质素木材在约100°F和约250°F之间的温度下压缩。
14.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述致密木材是通过天然木材的粘弹性热压缩制成的。
15.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述致密木板已经经过化学处理，以提高疏水性、耐候性、耐腐蚀性或阻燃性。
16.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中，所述鞋底结构包括：
包括致密木材的底板，所述底板包括一个或多个突出部分。
17.根据权利要求16所述的鞋类物品，其中，所述一个或多个突出部分中的每一个附接有钉状件。
18.根据权利要求17所述的鞋类物品，其中，所述钉状件由金属、橡胶或热塑性材料制成。
19.一种鞋类物品，包括：
鞋帮；以及
鞋底结构，所述鞋底结构与所述鞋帮连接，所述鞋底结构限定前足区域、中足区域和足跟区域，并且所述鞋底结构包括：
中底缓冲构件；
外底，所述外底与所述中底缓冲构件的底表面连接；以及
板，
其中，所述板由致密木材形成，并包括脚趾部分、拱形部分和后段；并且
其中，所述脚趾部分和所述拱形部分位于所述中底缓冲构件和所述外底之间，并且所述后段位于所述中底缓冲构件上方。
20.一种鞋类物品，包括：
鞋帮，所述鞋帮包括致密木材；以及
鞋底结构，所述鞋底结构与所述鞋帮连接。
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