CN116763040A - 防水且透气的鞋子 - Google Patents

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Abstract

一种防水且透气鞋子(10)，该防水且透气鞋子包括鞋帮组件(11)，该鞋帮组件裹绕在脚插入区域(A)周围并且在鞋帮组件的足底区域中与外底(12、112、212)相关联；该鞋帮组件(11)具有第一部分(14)和第二部分(15)，该第一部分在结构上类似于鞋帮，而该第二部分基本上是结构插入件且在结构上类似于用于第一部分(14)的组装内底并且至少在前脚处延伸；该第一部分(14)具有至少一个防水部分，该至少一个防水部分至少部分地由防水且透气的功能元件构成，该功能元件具有由聚合物材料制成的一件式板状结构，该一件式板状结构不可渗透水但可渗透水蒸气，并为第一部分(14)构成防水且透气鞋子(10)的鞋帮的结构层，且该功能元件的至少一个功能部分具有这样的厚度，该厚度赋予功能部分大于大约10N的穿透阻力，该穿透阻力根据ISO 20344‑2004标准的5.8.2章中提及的方法来评估。

Description

防水且透气的鞋子
本发明涉及一种防水且透气的鞋子。
目前已知地是，为了舒适，除了适合解剖学方面匹配的特性以外，鞋子须确保热量和水蒸气在鞋子内部的小气候和外部小气候之间适当地交换，这与向外耗散由于脚排汗而形成的水蒸气的能力相吻合。
脚中最容易出汗的部分是脚底。汗水使鞋子的内部环境饱和并大多数冷凝，从而滞留在内底上。
已知鞋子通过使用穿孔弹性体外底来解决内部排汗的问题，可渗透过水蒸气但不可渗透过水的隔膜密封在该外底上，以覆盖该外底的通孔。
然而，为了确保内部小气候与外部小气候之间的良好热交换，须不仅在外底处而且基本上针对整个鞋子确保对水蒸气的可渗透性以及对水的不可渗透性。
热量和水蒸气的交换不应影响鞋子对外部湿气和水的不可渗透性，或反之亦然。然而，透气鞋子通常是使用诸如皮革或同等产品之类天然材料的鞋子，然而，该天然材料在存在雨水的情形下容易吸收水，而水也可穿透过用于组装的缝合接缝。
为此，一段时间以来，已广泛地从市场上售得防水鞋子，其中，鞋帮的外部材料联接于衬里，该衬里与防水透气隔膜层压在一起。
通常用于提供这些鞋子的防水透气隔膜例如具有在以W.L.戈尔公司(W.L.Gore)的名义或以BHA技术公司(BHA Technologies)的名义下的一些专利中描述的类型。
这些防水透气隔膜通过由膨胀型聚四氟乙烯(e-PTFE)制成的薄膜构成并且是防水且透气的，这些薄膜具有通常从15微米到70微米之间变化的厚度。
它们的微结构的特征在于存在被称为节点的致密区域，这些节点通过被称为纤丝(原纤维)的细长细丝来互连。
由于服装和鞋类市场需要柔软且舒适的物品，因而需要确保隔膜并不影响物品的这些特征。
为此，使用薄隔膜来与诸如织物或皮革之类的支承和/或外观修饰材料层压在一起已变得普遍，以获得层压产品，这些层压产品具有柔性、易弯曲性、柔软度、表面滑溜度、可压缩性和可伸长性以及低的单元面积重量的特征。
然而，实际上由于它们的减小厚度，这些隔膜具有有限机械强度的特征。具体地说，所具有的厚度包括在上述范围内的隔膜具有小于5N的穿透阻力，其中，将表述“穿透阻力”理解成参照通过根据ISO 20344-2004标准中5.8.2章与安全鞋子相关的“Determination of the penetration resistance of the outsole(确定外底的穿透阻力)”中提及的方法进行的测量所限定的特征。
此外，此类隔膜还具有小于5N的撕裂强度和小于15MPa的抗拉强度，其中，将表述“撕裂强度”理解为参照通过根据EN 13571：2001标准中提及的方法进行的测量所限定的特征，而将表述“抗拉强度”理解为参照通过根据EN 12803：2000标准中提及的方法进行的测量所限定的特征。
事实上，层压件的阻抗型数值主要由于隔膜所联接于的织物或皮革的结构层的特征而产生。
将表述“结构层”理解成参照这样的层，该层能够承受刺穿、抗拉和撕裂应力以及由于鞋子使用期间施加于鞋帮的外部应力引起的挠曲和拉伸变形。
在生产具有防水透气隔膜的鞋子中，还具体地需要获得内底、隔膜、鞋帮的外层和外底之间的连结区域的有效密封，以避免从外部甚至是最微小的渗水。
目前已知地是，甚至当鞋帮组件具有置于外层和内部衬里之间的防水透气隔膜时，基本上完全没有防水性，这是因为鞋帮的外层和内部衬里通常并非由防水材料制成，且水由于所述层内的毛细作用而自由渗入并运动。
此外，各层的此种交迭不可避免地显著地降低鞋帮的各个外部材料和各个隔膜两者的原始蒸汽渗透性。
迄今为止，已知针对这些缺点的一些方案。
在这些方案中，一种方案在文献USRE34890中披露，该方案包括使用衬里，该衬里由联接于防水透气隔膜的织物构成，该织物类似于袜子闭合以完全地裹绕在脚周围。
因此，如此构建的衬里防止水穿透到鞋子内，且同时允许向外蒸汽渗透。
此外，根据所披露的同一方案，鞋底施加于袜状衬里的底部，并且鞋帮的外层的组装边沿周向地折叠并且缝合在该鞋底上。
袜状衬里具有脚插入开口并且通过两个侧向部分和下方部分的相关联来提供，且这些部分通过之字形和/或士多宝(strobel)类型的缝合接缝来连结，这些缝合接缝借助防水密封带密封。
外底则通过粘合剂粘结或者通过直接注射到鞋帮上来组装。
该方法无法避免主要由于生产工艺的复杂性引起的缺点。
提供袜状衬里在切割模型时需要相当大的注意力，以确保隔膜在组装期间不会破坏，并且需要极为精确地缝合各部分，以避免会妨碍密封的空间或突出以及避免使用用于密封缝合接缝的专用机器。
此外，同样在生产袜子状衬里中，难以实现借助缝合接缝但并不借助鞋楦来实现衬里的精确成形，这既是由于难以制备需以确切的精确度来切割并缝合在一起的各个部分，又是由于难以在鞋帮的外部材料和衬里之间实现正确张紧以致无需形成折缝。事实上，实际上由于在缝合衬里期间并不使用鞋楦，因而所述衬里趋于在鞋帮的预组装期间会起皱。
此外，由此提供的鞋子似乎并不完全地避免上文描述的缺点，因为该鞋子允许水能穿透过鞋帮的外部材料，从而在防水衬里和鞋帮的内表面之间产生水保留。液体的滞留产生令人不愉快的潮湿感，并且导致鞋子的重量由此增大，从而不可避免地降低用户的舒适度。此外，该鞋子可能由此需要相当长的时间来干燥。
所提出的另一方案是在EP0275644中披露的方案，根据该方案，形状类似于封围用户的脚的袜子的鞋帮由防水透气织物形成，并且在插入金属网或其它多孔保护材料层的情形下附连于外底，该外底设有可渗透过空气的开口。从上面的描述中已看出，鞋帮仅仅通过由e-PTFE制成的防水透气薄膜构成。
薄膜具有这样的特征，即在不连结于足够的织物层或皮革层的情形下，该薄膜无法用作用于鞋子的鞋帮的结构层。
而是，由与用于支承的内部结构材料和外部外观修饰材料(例如，织物或皮革)相关联的薄膜构成的层压材料制成的鞋帮不得不应对与文献USRE34890中提及的方案相同的缺点。
另一方案是授予同一申请人的文献EP2298100中公开的一种方案，该方案披露了一种透气鞋子，该透气鞋子具有外底，该外底至少与之前已知的穿孔外底相同地耐受穿透和撕裂，且同时至少同样有效地防水但允许较大的蒸汽渗透。此种鞋子包括鞋帮组件，该鞋帮组件裹绕在脚插入区域周围并且在足底区域中与外底相关联，该外底具有至少一个透气或穿孔部分。该鞋帮组件具有结构插入件，该结构插入件较佳地在结构上类似于内底且具有防水部分，该防水部分以防水的方式密封至穿孔外底，以使得防止液体朝向脚插入区域渗透。该防水部分至少部分地由防水且透气的功能元件构成，该防水且透气的功能元件具有单体式板状(片状)结构，该单体式板状结构由不可渗透液态水但可渗透水蒸汽的聚合物材料制成。该功能元件的至少一个功能部分具有这样的厚度，该厚度赋予该功能部分大于约10N的穿透阻力，该穿透阻力根据ISO 20344-2004标准的章节5.8.2中提及的方法来评估。所描述的功能元件能够承受可能穿透过外底的开口的异物对该部分的冲击和穿透，并且能够支承用户的脚，以限制在外底的开口处在脚插入区域中形成空鼓。
然而，甚至该方案似乎仍无法避免上文描述的所有缺点并且在结构上也是复杂的。
本发明的目的是提供一种完全防水且透气的鞋子，该鞋子避免目前已知的防水且透气鞋子的上文所述缺点，且防止水渗入到脚插入区域中并且在结构上也较为简单。
针对该目的，本发明的目的是提供一种完全防水且透气的鞋子，该鞋子能够比目前已知的防水且透气鞋子耗散更大量的水蒸气。
本发明的另一目的是提供一种鞋子，该鞋子通过其鞋帮并且通过其外底是完全并持久地防水且透气的，并且在该鞋子各部分的连结区域中同样有效。
本发明的又一目的是提供一种透气鞋子，该透气鞋子比目前已知的透气鞋子更轻并且同样牢固。
本发明的另一个目标是提出一种完全防水且透气的鞋子，该鞋子使用舒适并且能以相对较低的成本制造。
该目的以及下文将变得更为显而易见的这些和其它目的通过一种防水且透气的鞋子来实现，该鞋子包括鞋帮组件，该鞋帮组件裹绕在脚插入区域周围并且在该鞋子的足底区域中与外底相关联，所述鞋子的特征在于：
所述鞋帮组件具有第一部分和第二部分，该第一部分在结构上类似于鞋帮，而该第二部分基本上是结构插入件，且在结构上类似于用于所述第一部分的组装内底，并且至少在前脚处延伸，
所述第一部分具有至少一个防水部分，该至少一个防水部分至少部分地由防水且透气的功能元件构成，该功能元件具有由聚合物材料制成的单体式板状(片状)结构，该单体式板状结构不可渗透水但可渗透水蒸气，并为所述第一部分构成所述防水且透气鞋子的鞋帮的结构层，且所述功能元件的至少一个功能部分具有这样的厚度，该厚度赋予该功能部分大于大约10N的穿透阻力，该穿透阻力根据ISO 20344-2004标准的5.8.2章中提及的方法来评估。
从借助附图中非限制示例说明的、根据本发明的防水且透气鞋子的较佳的但非排它性的实施例的描述中，本发明的又一些特征和优点将会变得更加显而易见，附图中：
图1是根据本发明的防水且透气鞋子的视图；
图2和图3是根据本发明的防水且透气鞋子的两个变型的横向剖视图；
图4和5分别是鞋帮组件的仰视图和立体图；
图6、7和8分别是根据本发明的防水且透气鞋子的外底的变型的示意剖视图。
应注意，在专利审查过程中发现已知的任何内容都应理解为不要求保护，是放弃的部分。
参照附图，附图标记10总地指代根据本发明的防水且透气鞋子，该防水且透气鞋子包括鞋帮组件11，该鞋帮组件裹绕在图2和图3中示出的脚插入区域A周围。
鞋帮组件11在其足底区域中与外底12相关联，该外底较佳地具有至少一个透气或穿孔部分13。
根据本发明，防水且透气鞋子10特点在于具有下文所描述特征的组合。
例如在图4的示例中所示，鞋帮组件11具有第一部分14和第二部分15，该第一部分在结构上类似于鞋帮，而该第二部分基本上是结构插入件且在结构上类似于用于第一部分14的组装内底并且至少在前脚处延伸，
第一部分14和第二部分15具有至少一个防水部分，该至少一个防水部分至少部分地由防水且透气的功能元件构成，该功能元件具有由聚合物材料制成的单体式板状(片状)结构，该单体式板状(片状)结构不可渗透水但可渗透水蒸气，且该功能元件的至少一个功能部分具有这样的厚度，该厚度赋予该功能部分大于大约10N的穿透阻力，该穿透阻力根据ISO 20344-2004标准的5.8.2章中提及的方法来评估。该功能元件为第一部分14构成防水且透气鞋子10的鞋帮的结构层。
第二部分15的功能元件的功能部分覆盖外底12的透气或穿孔部分13。
这两个部分以防水的方式密封，以防止液体朝向脚插入区域A渗入并且构成完全防水且透气的鞋帮组件。
在ISO 20344-2004标准的5.8.2章中提及的测试方法包括提供待测量材料的样本，并且使得该样本被钉子穿透，该钉子具有4.50±0.05mm的直径，且具有截头梢端以及所指示的形状和比例。钉子的梢端具有60HRC的最小硬度。将钉子的穿透速度设定为10±3毫米/分钟，直至梢端已完全穿透样本为止。记录由于材料的穿透而测得的最大力的数值，该数值以牛顿(N)来表述。对四个样品进行测试，并且将四个所记录数值的最小数值作为经测试材料的穿透阻力数值。
将之前提及的表述“板状(片状)”理解为这样一种结构的形状特征，该结构所具有的一个维度与另外两个维度相比大大地减小，此种维度是该结构的厚度，在任何情形下，根据将板与层压件或隔膜相区分的惯常所理解的方法，这仍然是重要的。
但是，不应理解为该形状特征本身影响插入件的弯曲或挠曲的能力。
具体地说，功能元件的功能部分的厚度基本上包括在0.1mm和3mm之间，并且较佳地是均匀的。
有利地是，单体式结构是分层且粘合的，包括由聚合物材料制成的多个功能层，这些层不可渗透液态水但可渗透水蒸气。
此外，该功能元件适宜地包括至少一个辅助层，该至少一个辅助层可渗透水蒸气并且间设于功能层之间。
具体地说，这些辅助层适宜地由根据织物状或非织造织物状构造的纤维结构材料制成。
较佳地是，此种聚合物材料选自膨胀型聚四氟乙烯(e-PTFE)、聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酯等。
更具体地说，由e-PTFE制成的功能元件能例如借助包括以下步骤的生产工艺来提供：
以糊状形式挤出的步骤，
分层步骤，
膨胀步骤，
烧结步骤。
以替代的方式，取决于用于连结多个功能层的工艺，分层步骤在膨胀步骤之前或之后发生，这些功能层不可渗透液态水但可渗透水蒸气。
膨胀步骤包括至少沿纵向方向拉动由PTFE制成的条带。
此种膨胀增大材料的孔隙度，从而进一步增大该材料的强度并且使得纤丝沿牵引方向定向。
在纵向膨胀之后，条带还能沿横向方向膨胀，并使得该条带处于例如包括在40℃和100℃之间的温度下，从而进一步增大该条带的孔隙度。
包括在0.1mm和3mm之间的厚度赋予该功能元件大于大约51200个循环的耐磨性，该耐磨性根据EN13520标准中提及的方法来确定。
根据该标准，利用马丁代尔(Martindale)机器来评估耐磨性，该耐磨性理解为在研磨织物上摩擦时由鞋帮、衬里或内底的样本表现出的表面阻抗性。
待检查材料的样本在受到恒定压力下抵靠参照研磨织物摩擦。
研磨织物和样本之间的相对运动是复杂循环型式(利萨如图)，这通过使用样本持有者的十六个椭圆形运动(循环)而产生沿所有方向的摩擦。
在评估到预设次数的循环和影响样本的损伤之后，测试中断。
研磨织物是交叉精纺的平纹织物，该平纹织物具有195±5g/m2的最小单元面积质量。
样本具有圆形形状，使得此种表面牢固地容纳在适配的支承件中，以露出645±5mm2面积的圆形扁平部分。
对四个样本执行测试，并且最后记录研磨、剥落和脱色效果，并根据以下描述的一个来对它们进行分类：没有、非常轻微、轻微、中度、严重、几乎全部、或在样本中产生了洞。
此外，功能元件的至少一个功能部分具有大于大约20Mpa的抗拉强度，该抗拉强度根据EN12803：2000标准中提及的方法评估。
根据该标准，需要至少三个样本，将这些样本取出并调节且然后插入到引伸计(较佳地设有张力和变形的图形记录仪)的夹持件上，该引伸计的分离速度是恒定的并且等于100±10mm/分钟。以MPa表述的极限抗拉强度通过所使用样本的在故障时记录的力(牛顿)和样本的最窄横截面的面积(mm2)之间的比值的平均值给出。
例如所提及地，该功能元件是防水且透气的。表述“防水且透气”通常理解为材料的这样一种特征，即不可渗透液态水与可渗透水蒸气相组合的特征。
具体地说，不可渗透水是由于在材料经受至少保持30秒的至少1巴压力时没有穿过点。
更具体地说，根据EN1734标准中描述的方法，将防水性评估为样本对水在压力下的穿透的耐受性。
根据该方法，材料样本固定，以靠近设有加压水入口的容器。该容器填充有水，以使得材料样本中指向容器内的表面经受1巴的静水压力。该状况维持30秒。
样本锁定在容器的打开端口和保持环之间，该打开端口和保持环均覆盖有由硅酮橡胶制成的密封垫圈。
用压缩空气流迫使来自水箱的水进入容器来进行加压。通过阀调节该空气，该阀带有显示所达到压力的压力计。
然后，观察样本的在容器之外的表面。
没有穿过点指示样本的防水性，没有穿过点包括在这些表面上形成直径包括在1mm和1.5mm之间的液滴。
如果需要，为了避免样本变形，将栅格固定在该样本上，该栅格具有正方形网，且该正方形网具有不超过30mm的边长，并且该栅格由合成材料制成且借助直径包括在1mm和1.2mm之间的纤丝所提供。
该功能元件适宜地具有至少等于9mg/cm2h的水蒸气渗透性。表述“水蒸气渗透性”理解为由于部分压力梯度而通过材料的蒸汽量。
ISO 20344-2004标准的6.6章中与安全鞋子相关的“Determination of watervapor permeability(确定水蒸气渗透性)”描述一种测试方法，该测试方法包括固定正测试的材料样本，以靠近瓶子的开口，该瓶子包含特定量的固体干燥剂、即硅胶。
瓶子在经调节的环境中经受强烈的空气流。
使得瓶子转动，以搅动固体干燥剂并且优化该固体干燥剂对容纳在瓶子中的空气的干燥。
在测试阶段之前和之后对瓶子进行称重，以确定已通过该材料并被固体干燥剂吸收的湿气质量。
然后基于测得的湿气质量、瓶子开口面积和测试时间计算水蒸汽渗透性，以毫克每平方厘米每小时[mg/cm2/h]表述。
此外，功能元件的至少一个功能部分适宜地具有至少等于10N的抗撕裂性，该抗撕裂性根据EN13571：2001标准中提及的方法确定。被理解为在样本中传播撕裂所需的平均力的抗撕裂性借助可调节测力计来测量，该测力计以100mm/分钟的横向分量的恒定速度作用在样本上。测试正考虑材料的六个样本，其中三个具有平行于纵向方向的凹口，该纵向方向也称为CAL并且限定为材料的挤压方向，而其中三个具有沿横向方向的凹口，该横向方向也称为PAL并且垂直于纵向方向。
具有裤状形状特征的样本扁平地设置在测力计的夹持件之间，以使得凹口垂直于牵引方向并且经受牵引直到其撕裂为止。
记录并绘制牵引力相对于位移的数值。
将抗撕裂性(以牛顿表述)计算为两个算术平均值TSCAL和TSPAL的算术平均值，这两个算术平均值TSCAL和TSPAL分别是在CAL和PAL测试中记录的牵引力的算术平均值。
在图2和3中，以在前脚处剖取的横向剖视图来示出根据本发明的防水且透气鞋子10。
这两个附图示出防水且透气鞋子10的两个可能变型，该防水且透气鞋子的鞋帮由于存在鞋帮衬里16而不同。
在图2所示的表征较佳方案的第一情形中，鞋帮仅仅借助一层第一部分14提供，该层第一部分整个由防水且透气功能元件构成。因此，该功能元件构成鞋子10的鞋帮。
在图3的第二情形中，透气鞋帮衬里16联接于在结构上类似于鞋帮的第一部分14，并且设置成在脚插入区域A内部给所述第一部分14安衬里，以形成防水且透气鞋子10的鞋帮组件17。
鞋帮衬里16有利地通过点胶合和/或借助缝合接缝与第一部分14相关联，以基本上并不影响该第一部分的防水性和透气性。
针对两个方案，根据称为“AGO楦制”的构造，第一部分14的下边缘14a构成折叠在第二部分15下方的组装边沿，以可选地避免粗加工操作，从而保存第一部分14的功能元件。
具体地说，在第二情形中清晰可见地是，下边缘14a从鞋帮衬里16的下部襟翼16a突出，以形成组装边沿。
根据这些需求，第一部分14能设有较佳地由尼龙制成的加强网，该加强网覆盖该第一部分的指向脚插入区域A的表面，并且通过点胶合粘结于该第一部分而与该第一部分构成一件式组件。
第一部分14可进一步包括外部网，该外部网构成鞋帮的外层，而鞋帮的结构元件保持防水且透气的功能元件。
功能元件具有抗撕裂性，以使得第一部分14具有合适强度的缝合接缝18，该缝合接缝连结诸如鞋面、鞋舌以及鞋腰(鞋眼片)之类构成鞋子鞋帮的各个部分，这些部分通过从功能元件的片材或卷材模切而提供。
缝合接缝18通常借助热粘防水带在指向脚插入区域A的侧上是防水的，该热粘防水带在第一部分14的组装期间暴露于热量并且经受按压，从而粘合至功能元件并且在缝合接缝处对该功能元件进行密封。
作为替代，缝合接缝18能借助由不可渗透水的材料制成的插入件、通过高频率焊接或者通过密封粘合剂粘结而适宜地在指向鞋子的外侧的那侧上是防水的。
根据一替代的型式，在已防水的鞋帮部分处，可避免使用功能元件，然而仍确保功能元件和防水材料(例如两者的交迭和密封是大约5÷10mm)或者通过不可渗透水的带进行防水的缝合接缝之间的防水密封。
图4和图5分别以仰视图示出根据本发明的鞋帮组件11的示例，该附图还清楚地示出第二部分15，第一部分14的下边缘14a在前脚和缝合接缝18处折叠并胶合在该第二部分上，该缝合接缝特别是将在外底下方并且相对于外底周向地折叠并缝合的两个下边缘14a相连结的缝合接缝18。
为了加强鞋子的鞋头，可将由防水材料制成的鞋头盖例如通过点胶合施加于鞋帮，尤其是如果此种材料是透气或穿孔的，则确保该鞋头的蒸汽渗透性。
如果鞋头盖由施加在鞋帮之外的插入件构成，则无需使用功能元件的一部分交迭在此种防水鞋头盖上，只要例如通过利用粘合剂将两种材料重叠并密封粘结大约5÷10mm或者利用由不可渗透水的带进行防水的缝合接缝来确保防水密封即可。
作为替代，可选地在功能元件定形以提供鞋帮之前，鞋头盖能通过将塑性材料模制在由功能元件构成的支承件上来提供。
如果鞋头盖施加在鞋帮内部，则在鞋头盖处存在防水且透气的功能元件是必须的。
类似地，可施加鞋后跟。
第一部分14也能通过在挤出糊状形式的功能元件时引入着色材料来着色，或者能通过采用由聚合物材料制成的装饰元件来进行装饰，该聚合物材料较佳地选自聚氨酯、聚氯乙烯等等。装饰元件适宜地通过高频率焊接或者通过丝网印刷或者通过粘合剂粘结来连结于功能元件。作为替代，可选地在功能元件定形以构成鞋帮之前，这些装饰元件能直接地以塑性材料模制在功能元件上而形成。
第二部分15、即在结构上类似于组装内底的结构插入件也较佳地整个由功能元件构成。因此，同样在该情形中，防水部分与整个第二部分15重合，该第二部分通过从防水且透气的功能元件的片材或卷材模切来提供。
可选地是，第二部分15能适宜地在外底、足底弓和后跟处用选自皮革、塑性材料和金属材料的材料制成的芯部(shank)来加强，从而为鞋子提供更好的支承和更大的抗扭转性。
在替代的方案中，在结构上类似于组装内底的第二部分15包括至少部分地由功能元件构成的至少一个防水且透气部分和由选自聚氨酯或聚乙烯或聚氯乙烯等等的材料制成的至少一个其它防水部分。第二部分15能在足底弓和脚跟处借助由选自皮革、塑性材料和金属材料的材料制成的芯部加强。根据该方案，防水部分的功能元件构成第二部分15的在前脚处的部分，并且通过防水密封粘合剂粘结或者借助防水缝合接缝连结于剩余部分。
在任何情形中，由于功能元件的抗撕裂性，第二部分还能够允许缝合接缝的足够密封。
在另一和较佳方案中，第二部分15联接于由穿孔刚性聚合物材料或毛毡或织物制成的透气或穿孔加强层19，该透气或穿孔加强层覆盖该第二部分的指向脚插入区域A的表面，例如附图中以横向剖视图所示。透气或穿孔加强层19通过点胶合或者借助高频率工艺或共同模制来连结于第二部分15，从而不会影响该第二部分的透气性并且与该第二部分形成下部组件20。
此外，第二部分15还有利地设有网21，该网也能清楚地在附图中在横向剖视图中可见，并且覆盖该第二部分的指向外底12的表面，从而与该第二部分并且与透气或穿孔加强层19形成下部组件20。
根据第一部分14与第二部分15的可能组件，在结构上类似于鞋帮的第一部分能利用下边缘14a周向地连结于在结构上类似于组装内底的第二部分。此种边缘事实上经折叠和胶合，以根据称为“AGO楦制”的构造在第二部分15的周向边缘下方提供密封，从而形成裹绕在脚插入区域A周围的防水且透气鞋帮组件11，且外底12通过粘合剂粘结或通过直接注射到鞋帮上来连结于该鞋帮组件。
第一部分14和第二部分15在组装边沿处的密封连结借助聚氨酯类型的粘合剂来提供。
为了进一步加强由第一部分14的下边缘14a构成的组装边沿、由此加强第一部分14和第二部分15之间的连结区域处的组装边沿，可将诸如由合成材料制成的较佳地是弹性防水热粘带(未示出)之类的防水加强元件直接地施加于该组装边沿。
作为替代，第一部分14能在其端部处借助较佳地具有士多宝类型的缝合接缝与第二部分15的周向边缘相关联，该第二部分在结构上类似于组装内底。
由于功能元件的撕裂强度，第一部分14和第二部分15能够确保缝合接缝在该第一部分和第二部分的相应边缘处的足够密封。
士多宝(strobel)类型的缝合接缝适宜地借助防水热粘带来防水，该防水热粘带在应用时经受热量和按压而粘合至缝合接缝处的各部分，以形成裹绕在脚插入区域A周围的防水且透气鞋帮组件，且外底12通过粘合剂粘结或者通过直接注射到鞋帮上来连结于鞋帮组件。
作为替代，能通过使用诸如硅酮和聚氨酯粘合剂之类的粘合剂和密封剂和由高熔融热塑性粘合剂或高熔融密封剂制成的膜来执行对鞋帮组件11的密封。
如图4中所示，根据鞋帮组件11的另一可能实施例，第一部分14的下边缘14a在前脚处周向地并且密封地连结于第二部分15。特别是，下边缘14a折叠并胶合在前脚处，以在第二部分15的周向边缘下方、至少根据称为“AGO楦制”的构造周向地提供密封。
两个部分之间的密封连结借助粘合剂的施加而产生，该粘合剂较佳地具有热塑性、聚氨酯基类型、氯丁橡胶基类型或者其它同等类型。
下边缘14a的与脚的中心和后下方部分相关联的剩余部分以管状方式与下方和后方部分中的缝合接缝18相缝合。
缝合接缝18适宜地借助防水热粘带来防水，该防水热粘带在组装时暴露于热量和按压而粘合至第二部分15，以在缝合接缝18处密封该第二部分。这样，设有防水且透气的鞋帮组件，该鞋帮组件裹绕在脚插入区域A周围，且外底12通过粘合剂粘结或者通过直接注射到鞋帮上来连结于该鞋帮组件。
图6、7和8示出根据本发明的防水且透气鞋子10的外底12、112和212的三个变型，该外底与这里示意地示出的鞋帮组件11相关联。
根据第一变型，具有与前述附图所示相同类型的外底12设置在一件聚合物材料中，该聚合物材料较佳地是硫化橡胶或热塑性材料或聚氨酯或乙烯醋酸乙烯酯(EVA)，且透气或穿孔部分13示意地具有开口13a，该开口穿过外底12的厚度。作为替代，此种开口能由多个通孔构成。
在图7和图8中示出的变型中，外底包括上部部件和下部部件。
仅仅出于简化起见，参照图7描述该类型。
如图所示，外底112有利地包括上部部件112a和下部部件112b，该上部部件用于与鞋帮组件11相关联，而该下部部件设有鞋底面，且该上部部件和下部部件两者均由聚合物材料制成。
具体地说，下部部件112b较佳地由硫化橡胶或热塑性材料或聚氨酯制成，而上部部件112a较佳地由乙烯乙酸乙烯酯或膨胀型聚氨酯制成。
即使外底12以多个部分来设置，该外底仍例如通过粘合剂粘结沿着周向于第二部分15和第一部分14的下边缘14a的带连结于鞋帮组件11。由于鞋帮组件11是完全地防水且透气的，因而无需对外底12进行防水密封地连结。
如果功能元件仅仅构成第二部分15的一部分且透气或穿孔部分13具有仅仅限制于外底12的对应界限区域的延伸部，该外底利用与第二部分15的密封在透气或穿孔部分13处连结于鞋帮组件11，该密封适宜地至少周向于功能元件设置。第二部分15的剩余部分是防水且透气的。
作为替代，外底12能以一件式或者至少以其上部部件、通过直接注射在鞋帮组件11上来提供。
在第二外底变型112中，该外底设有大贯通开口113并且适宜地包括用于支承第二部分15的元件22，从而对照出该外底在贯通开口113a处的中空。
实质上，支承元件22间设于第二部分15和外底112的透气或穿孔部分113之间。该支承元件是透气或穿孔的并且由耐水解的材料制成，该材料较佳地选自尼龙纤维网、由金属材料、毛毡制成的纤维网等等。
在外底112或至少上部部件112a直接注射到鞋帮组件11上的情形下，支承元件22适宜地在注射构成外底112的聚合物材料之前、由粘合剂至少周向地粘结在第二部分15上。作为替代，支承元件22能插入到模具内用于提供外底，以使得该支承元件与鞋帮组件11的连结仅仅借助所注射聚合物材料的粘合而发生，而无需使用粘合剂。
图8中示出的第三外底变型212包括透气或弥漫性穿孔填料元件23，该填料元件位于第二部分15的功能元件下方。
同样在该情形中，外底212由上部部件212a和下部部件212b构成。
填料元件23基本上构成上部部件212a的一部分，并且适合于防止构成外底212的聚合物材料注射而能够损坏第二部分15以及由此功能元件。
较佳地是，使用由聚酯毡制成的填料元件23。如果填料元件由诸如微孔橡胶或乙烯乙酸乙烯酯(通常出于舒适且相比毛毡更具弹性的目的而使用)之类的不可透气材料制成，则此种不可透气材料被穿孔，且因此，可在下部部件212b和填料元件23之间设置屏障元件，该屏障元件相对较薄且有利地由透气毛毡或网制成，并且适合于防止在鞋子使用期间吸收的任何泥土或其它物质能够穿透并滞留在填料元件23的各孔内。
从已经描述和示出的内容中，根据本发明的防水且透气鞋子的操作是显而易见的。
具体地说，显而易见的是，该防水且透气鞋子能够避免已知鞋子的缺点，因为鞋帮组件11较佳地在该鞋帮组件的所有部分中且甚至在该鞋帮组件的连结区域中是完美防水的，以防止水从外部渗入，但并不妨碍蒸汽渗透且实际上借助与外部交换的更大表面而增大水蒸气的耗散。
事实上，该防水且透气鞋子10能够确保热量和水蒸气通过外底和鞋帮两者在内部小气候和外部小气候之间适当地交换，而不会由此影响该鞋子的防水性和抗撕裂性。
此外，根据本发明的防水且透气鞋子10相对轻质，尤其是与鞋子的鞋帮由多个重叠的层构成的鞋子相比的话，因为本发明能借助由功能元件构成的单个鞋帮层来提供。
鞋子的轻质和结构简化并不影响鞋子的耐受性，该耐受性并不是由层压于功能元件的支承层的存在(通常在一致类型的鞋子中发生)与否来确定，而是通过这里使用的功能元件的固有特征来确定。
事实证明，特征在于之前所指示的特定厚度的此种类型的功能元件具有如下特征：耐穿透性、耐磨性、拉伸强度、撕裂强度、防水性和水蒸气可渗透性，这使得该功能元件尤为适合于提供这样一种防水且透气的鞋子，该鞋子即在鞋子的组装期间针对楦制期间经受的应力是耐用的，又在此种鞋子的使用期间是耐用的。
由功能元件实现的拉伸强度数值能够构成鞋帮的结构层，这些拉伸强度数值相对于利用背景技术中存在的薄膜所获得的数值较高。术语“结构”理解为承受在鞋帮的工作和组装期间(例如，用于将边缘14a组装到第二部分15下方的操作，这须利用称为前帮机的机器或者利用用于将边缘14a拉动并伸展到周向边缘下方的合适工具手动地执行)产生的拉伸应力和撕裂应力。由于功能元件的拉伸强度和撕裂强度，第一部分14对由于组件夹持件引起的应力具有足够的抵抗力。
除了由于该鞋子的总体防水性和透气性且还由于该鞋子的轻质而使用舒适以外，鞋子能够以相对较低的成本制造。
应注意的是，借助所描述的外底类型也实现了若干优点。
在外底112设有支承元件22的情形中，通过增大贯通开口113a的尺寸且由此减小构成该鞋子的聚合物材料的质量来致使鞋子甚至更轻。支承元件22事实上适宜地设置在贯通开口113a处，以在鞋子的使用期间收缩(对照出)第二部分15在贯通开口113a中的空鼓(中空)。
外底212的填料元件23可用于防止构成外底的聚合物材料注射而能够损坏第二部分15的功能元件，从而抑制该第二部分的透气性。
此外，填料元件的使用允许保持功能元件与外底的鞋底面隔开，以保护该功能元件免受由于通过贯通开口进入外底而可能损坏该功能元件的尖锐异物的影响，并且还允许由于出汗产生的水蒸气分子经由整个表面而非仅仅在外底的贯通开口处离开。
通常，填料元件的使用在相当大厚度的外底中是尤为有利的，因为该填料元件允许减小穿过外底的下部部件的孔或贯通开口的通道的深度，以防止这些通道将可能进入这些通道的异物保持在其中。
此外，包含这些通道的深度允许限制从外底的模具突出的销的高度并且适合于形成该外底的孔。这样，经模制的外底更易于从模具脱模，且销经受较小应力，因此，降低销破裂的风险。
另一优点在于，填料元件的使用允许获得整体上甚至更轻的鞋子，因为此种填料比该填料所替代的外底的一部分中的聚合物材料具有较低的重量。
实践中，已发现地是，本发明通过提供一种鞋子来实现期望的目的和目标，该鞋子相对于目前已知的鞋子更有效地防水且透气，并且基本上在该鞋子的整个结构上具有这些特征，同时更轻且更简单但同等强固。
这样构思的本发明可以有大量的改良和变化，所有这些改良和变化都包括在所附权利要求的范围之内；所有这些细节都可以用其他技术等效的元素代替。
实际上，根据本领域的要求和情况，所用的材料可以是任何材料，只要其适应于特定的应用，以及视情况而定的形状和尺寸即可。
本申请要求意大利专利申请第102015000041242(UB2015A002773)号的优先权，在此以参见的方式引入其内容。
在任何权利要求中所提及的技术特征后都跟有附图标记，包含这些附图标记仅仅是为了增加权利要求书的可理解性，因此，这些附图标记对于借助这些附图标记识别的各元件的解释并没有任何限制作用。

Claims (32)

1.一种防水且透气鞋子(10)，所述防水且透气鞋子包括鞋帮组件(11)，所述鞋帮组件裹绕在脚插入区域(A)周围并且在所述鞋帮组件的足底区域中与外底(12、112、212)相关联，所述防水且透气鞋子(10)的特征在于：
所述鞋帮组件(11)具有第一部分(14)和第二部分(15)，所述第一部分在结构上类似于鞋帮，而所述第二部分基本上是结构插入件，且在结构上类似于用于所述第一部分(14)的组装内底，并且至少在前脚处延伸，
所述第一部分(14)具有至少一个防水部分，所述至少一个防水部分至少部分地由防水且透气的功能元件构成，所述功能元件具有由聚合物材料制成的单体式板状或片状结构，所述单体式板状或片状结构不可渗透水但可渗透水蒸气，并为所述第一部分(14)构成所述防水且透气鞋子(10)的鞋帮的结构层，且所述功能元件的至少一个功能部分具有这样的厚度，所述厚度赋予所述功能部分大于大约10N的穿透阻力，所述穿透阻力根据ISO 20344-2004标准的5.8.2章中提及的方法来评估；
所述功能元件的功能部分的厚度基本上包括在0.1mm和3mm之间，并且较佳地是均匀的。
2.如权利要求1所述的防水且透气鞋子(10)，其特征在于，所述外底(12、112、212)具有至少一个透气或穿孔部分(13、113、213)，而所述第二部分(15)具有至少一个防水部分，所述至少一个防水部分至少部分地由防水且透气的功能元件构成，所述功能元件具有由聚合物材料制成的一件式板状结构，所述一件式板状结构不可渗透水但可渗透水蒸气，且所述功能元件的至少一个功能部分具有这样的厚度，所述厚度赋予所述功能部分大于大约10N的穿透阻力，所述穿透阻力根据ISO20344-2004标准的5.8.2章中提及的方法来评估，所述功能部分覆盖所述外底(12、112、212)的所述至少一个透气或穿孔部分(13、113、213)，且所述第一部分(14)和所述第二部分(15)以防水方式密封。
3.如权利要求1和2中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述功能元件的至少一个功能部分具有大于大约20Mpa的抗拉强度，所述抗拉强度根据EN12803：2000标准中提及的方法评估。
4.如权利要求1和2中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述功能元件的至少一个功能部分具有至少等于10N的撕裂强度，所述撕裂强度根据EN1 3571：2001标准中提及的方法确定。
5.如权利要求1所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第一部分(14)包括外部网，所述外部网构成所述鞋帮的外层。
6.如权利要求1所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第一部分(14)设有加强网，所述加强网覆盖所述第一部分的指向所述脚插入区域(A)的表面。
7.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述一件式结构是分层且粘合的，包括由聚合物材料制成的多个功能层，所述多个功能层不可渗透液态水但可渗透水蒸气。
8.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述聚合物材料选自膨胀型聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。
9.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第一部分(14)整个由所述功能元件构成。
10.如权利要求9所述的防水且透气鞋子(10)，其特征在于，所述第一部分(14)具有下边缘(14a)，所述下边缘构成折叠到所述第二部分(15)下方的组装边沿。
11.如权利要求1所述的防水且透气鞋子，其特征在于，在结构上类似于鞋帮的所述第一部分(14)联接于透气鞋帮衬里(16)，所述透气鞋帮衬里设置成在所述脚插入区域(A)内部给所述第一部分(14)安衬里，以形成所述防水且透气鞋子(10)的鞋帮组件(17)。
12.如权利要求11所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第一部分(14)的下边缘(14a)从所述鞋帮衬里(16)的下部襟翼(16a)突出，从而产生折叠到所述第二部分(15)下方的组装边沿。
13.如权利要求11所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述鞋帮衬里(16)通过点胶合粘结于和/或缝合至所述第一部分(14)。
14.如权利要求2所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第二部分(15)整个由所述功能元件构成。
15.如权利要求2所述的防水且透气鞋子，其特征在于，在结构上类似于组装内底的所述第二部分(15)包括至少部分地由所述功能元件构成的至少一个所述防水部分和由选自聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯等等的材料制成的至少一个防水部分。
16.如权利要求15所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述防水部分的所述功能元件构成所述第二部分(15)的在前脚处的部分，并且通过防水密封粘合剂粘结或者借助防水接缝连结于由聚氨酯或聚乙烯或聚氯丁烯等制成的剩余防水部分。
17.如权利要求2所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第二部分(15)联接于透气或穿孔加强层(19)，所述透气或穿孔加强层覆盖所述第二部分的指向所述脚插入区域(A)的表面，以形成所述防水且透气鞋子(10)的下部组件(20)，透气或穿孔加强层(19)通过点胶合或者借助高频率工艺或共同模制来连结于第二部分(15)，从而不会影响该第二部分的透气性并且与该第二部分形成下部组件(20)。
18.如权利要求2所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第二部分(15)连接于网(21)，所述网覆盖所述第二部分的指向所述外底(12、112、212)的表面，以形成所述防水且透气鞋子(10)的下部组件(20)。
19.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，在结构上类似于组装内底的所述第二部分(15)在足底弓和脚跟处通过由选自皮革、塑性材料和金属材料的材料制成的芯部来加强。
20.如权利要求10和12中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，在结构上类似于鞋帮的所述第一部分(14)利用所述第一部分的下边缘(14a)周向地连结于在结构上类似于组装内底的所述第二部分(15)，所述下边缘在所述第二部分(15)的周向边缘下方折叠并胶合，以根据称为“AGO楦制”的构造形成密封。
21.如权利要求20所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述下边缘(14a)的剩余部分以管状的方式缝合在下部和后部中心部分中。
22.如权利要求20所述的防水且透气鞋子，其特征在于，密封联接借助聚氨酯类型的粘合剂来提供。
23.如权利要求20所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述防水且透气鞋子在所述第一部分(14)连结于所述第二部分(15)的区域处包括防水加强热粘带，所述防水加强热粘带由合成和弹性材料制成。
24.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述第一部分(14)在其端部处借助具有士多宝类型的缝合接缝与所述第二部分(15)的周向边缘相关联，所述第二部分在结构上类似于组装内底。
25.如权利要求24所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述防水且透气鞋子包括防水热粘带，所述防水热粘带粘合于用于将所述第一部分(14)以士多宝类型缝合到所述第二部分(15)的周向边缘的区域。
26.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述外底(12)设置成一件式并且由聚合物材料制成。
27.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述外底(112、212)包括至少一个上部部件(112a、212a)和至少一个下部部件(112b、212b)，所述至少一个上部部件用于与所述鞋帮组件(11)相关联，而所述至少一个下部部件设有鞋底面。
28.如权利要求26和27中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述外底(12、112、212)通过粘合剂粘结沿着相对于所述第二部分(15)以及所述第一部分(14)的下边缘的周向带连结于所述鞋帮组件(11)。
29.如权利要求27所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述外底(112)包括用于支承所述第二部分(15)的至少一个支承元件(22)，所述至少一个支承元件由耐水解且透气或穿孔的材料制成，并且间设于所述第二部分(15)和所述外底(112)的所述透气或穿孔部分(113)之间。
30.如权利要求29所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述支承元件(22)由选自由尼龙制成的网、金属材料、毛毡等等的材料制成。
31.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，所述外底(212)包括至少一个透气或弥漫性穿孔填料元件(23)，所述填料元件位于所述第二部分(15)的所述功能元件下方。
32.如前述权利要求中的一项或多项所述的防水且透气鞋子，其特征在于，由防水材料制成的鞋头盖施加于鞋帮、鞋帮内部或鞋后跟，此种材料是透气或穿孔的，以确保该鞋头的蒸汽渗透性。
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