DK173898B1

DK173898B1 - Vægtbærende polstringsanordning med forbedret spærremateriale til styring af diffusionspumpning

Info

Publication number: DK173898B1
Application number: DK199000151A
Authority: DK
Inventors: Marion Franklin Rudy
Original assignee: Rudy Marion F
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 2002-02-04
Also published as: ES2024737A6; IT9019096A0; PT92891B; DK15190D0; GB2227921A; PT92891A; US5042176A; NL9000123A; KR900011420A; CA2007626A1; CN1044897A; SE9000096D0; SE509730C2; DE4001542A1; CA2007626C; CN1094335C; DK15190A; BE1004230A5; FR2641837A1; CH682367A5

Description

i DK 173898 B1

Opfindelsen angår vægtbærende polstringsanordninger og i særdeleshed en forbedret oppustet polstringsanordning, som udnytter et forbedret spærremateriale til selektiv diffusionsstyring af kvælstof, og som udelukker diffusion 5 af supergasser, mens de muliggør en styret diffusion af andre gasser, der forefindes i luften.

Ansøgningen er beslægtet med den amerikanske ansøgning med serienummeret 07/147.131, indleveret den 5. februar 10 1988, med titlen "Trykpåvirket hylster og fremgangsmåde til dens fremstilling" og til en ansøgning med ansøgningsnummeret ..., indleveret på samme dato, og hvis indhold fremgår af førstnævnte ansøgning som fuldstændig anført i denne. Nærværende ansøgning er en afdelt 15 ansøgning af en ansøgning med serienummeret 07/298.899, indleveret den 19. januar 1989.

Nærværende ansøgning omhandler en forbedring i forhold til ansøgerens tidligere amerikanske patenter, omfattende 20 US 4,183.156 med titlen "Indlægssålkonstruktion til fodtøjsartikler" udstedt den 15. januar 1983 og US 4.287.250 med titlen "Elastomere polstringsmaterialer til produkter og genstande" udstedt den 1. september 1981 og US 4.340.626 med titlen "Diffusionspumpeapparat som en 25 selvoppustende anordning" udstedt den 20. juli 1982.

US 4.183.156 beskriver en polstringsanordning til fodtøjsartikler bestående af et elastomert filmhyl-sterlukke, der fortrinsvis er varmeforseglet, og som 30 permanent er oppustet og sat under tryk under fremstillingen. US 4.287.250 er mere generelt, og angår andre typer polstringsprodukter, såsom støddæmpere, pakningsforinger, beskyttelseshjelme, dør- og vinduestætninger, atletikmåtter, madrasser, polstringsmateriale DK 173898 B1 2 til personbeskyttelse og så videre. Disse hidtidige produkter udnytter termoplastisk elastomerfilm med de angivne fysiske egenskaber, og oppustes ved hjælp af hidtil ukendte oppustningsgasser, såkaldte "supergasser", 5 som er beskrevet i disse skrifter, for derved at opnå en længerevarende trykpåvirkning med relativt høje tryk. Fremgangsmåden til at opnå denne i alt væsentligt permanente oppustning for produktets fulde brugstid udnytter den hidtil ukendte diffusionspumpningsproces, som er 10 detaljeret beskrevet i opfinderens tidligere meddelte amerikanske patent nr. 4.340.626.

Nogle udførelsesformer for permanent oppustning og den dertil benyttede teknik er derfor vigtige i forbindelse 15 med en kommerciel accept af oppustede produkter eller luftpolstringsgenstande, som kan benyttes i fodtøj, for eksempel: (1) Ethvert ventilsystem vil lække i nogen grad, 20 selv når det er nyt, og i langt større grad, når det er snavset. På grund af den oppustede dels ringe volumen forårsager selv ganske små lækager et uacceptabelt tab i tryk, og et deraf følgende tab i polstring, elasticitet og understøtning.

25 (2) Selve polstringen kræver, at den luftfyldte pude eller det oppustede produkt bevarer et rimeligt, nøjagtigt reguleret trykniveau, for eksempel inden for få kg af det ønskede tryk.

30 (3) Brugeren er almindeligvis utålmodig og vil ikke anvende den fornødne tid eller det fornødne besvær til at sørge for vedligeholdelsen af det rette oppustningstryk i anordningen.

DK 173898 B1 3 (4) Omkostningerne ved den luftfyldte pude eller produktet med et ventilsystem synes at være for stort.

Ikke alene er der omkostningerne til ventilen, men 5 brugeren må også udstyres med en pumpe og et trykmåleudstyr, som begge vil være omkostningsforøgende.

(5) Den luftfyldte pude eller den oppustede anordning kan let gives et overtryk og derved beskadiges 10 eller ødelægges af brugeren.

(6) Forkert tryk eller for ringe tryk kan resultere i skader på brugeren.

15 (7) Pumpen og trykmåleanordningen er muligvis ikke tilgængelig for brugeren, når det kræves.

(8) I polstringsanordninger med ringe volumen, såsom polstringsanordninger til fodtøj, er voluminet så ringe 20 og trykket så højt, at fremgangsmaden til at måle trykket ved hjælp af en typisk Bourden-trykmåler vil få trykket til at falde mellem 2 og 5 pounds (0,1 til 0,4 kg/cm^). Brugeren må i så fald lære at puste op med over 2 til 5 pounds, før han foretager en aflæsning. Dette kan være en 25 problematisk fremgangsmåde, især for yngre børn. 1

Bestræbelser med henblik på at lave et gasspærrehylster, der består af et sandwichlignende arrangement med flerlagsfilm som et slags spærrelag inde 30 i det sandwichlignende arrangement, vil uvægerligt mislykkes på grund af svækkelser i lamineringen i nærheden af svejsningerne eller i områder med høje bøjningspåvirkninger.

DK 173898 B1 4 I sådanne anordninger er det vigtigt at kunne benytte diffusionspumpning til at fremstille en praktisk, langtidstrykpåvirket polstring, og det vil derfor været nødvendigt at benytte en termoplastisk elastomer-5 hylsterfilm med visse specifikke, fysiske karakteristika, såsom at filmen skal være let at fremstille, have gode varmeforseglingsegenskaber, besidde en overlegen træthedsmodstand under hyppig anvendelse med forholdvis høje, cykliske belastninger, ligesom den skal besidde en 10 passende nedbøjningsstyrke, punkteringsmodstand, overrivningsstyrke og elasticitet. Eftersom disse praktiske betragtninger har prioritet over for spærreegenskaberne (modstand mod udadrettet diffusion af oppustningsgasser) i filmen, har det været nødvendigt at 15 oppuste ved hjælp af supergas (ser) og benytte diffusionspumpning med luft for at bidrage til at opretholde det indre tryk inden for visse grænser. Gode spærrematerialer ville være ønskelige til at opretholde oppustningstrykket, men de er nødvendigvis krystallinske 20 i struktur og har derfor meget ringe og uacceptable fysiske egenskaber, især med henblik på deres evne til varmeforsegling, træthedsmodstand og elasticitet. De kan derfor ikke benyttes til disse formål. Med andre ord er en af betragtningerne med hensyn til valg af 25 spærrefilmmaterialer, at oppustningsgasser med forholdsvis stor molekylediameter, såsom de nævnte supergasser, burde kunne anvendes til oppustningen, og filmmaterialerne skulle derfor være af en art, som kunne tilbageholde supergasserne, men tillade diffusion af 30 gasser med mindre molekylediameter, såsom gasser, der forefindes i luften, hvis sammensætning udgøres af kvælstof (78¾), ilt (20,9¾), kuldioxid (0,033%), argon (0,934%) og andre luftarter (neon, helium, krypton, xenon, hydrogen, methan og kvælstofforilte), der DK 173898 B1 5 tilsammen udgør omkring 30 milliontedele af atmosfærens luft.

Diffusionspumpning er beskrevet i ansøgerens tidligere 5 amerikanske patent nr. 4.340.626, saledes som det fremgår af følgende. Et par elastomere, selektivt, permeable lag forsegles mod hinanden med ønskede intervaller langs svejsesømme, hvorved der dannes et eller flere kamre, som derefter oppustes med en gas eller en blanding af gasser 10 til et givet tryk over det atmosfæriske tryk. Den valgte eller de valgte gasser kan have meget lave diffusionshastigheder gennem de permeable lag ud mod kammerets (kamrenes) omgivende atmosfære, idet kvælstof, ilt og argon fra den omgivende atmosfære har forholdsvis 15 høje diffusionshastigheder gennem lagene ind i kamrene, hvorved der frembringes en forøgelse af det totale tryk (det potentielle energiniveau) i disse som et resultat af diffusionspumpningen, der lægger forøgelsen af partialtrykkene fra kvælstof, ilt og argon i luften til 20 partialtrykket fra gassen eller gasserne i kamrene.

Eftersom diffusion ved pumpning med supergas som oppustningsmiddel er afhængig af diffusionen af gaskomponenterne fra luften ind i hylsteret, kræves et 25 vist tidsforløb, før et stabilt, internt tryk er opnået.

For eksempel diffunderer luftarten ilt temmelig hurtigt ind i hylsteret, sædvanligvis i løbet af nogle få uger. Virkningen heraf er, at det interne tryk forøges med omkring 2,5 psi (0,17 kg/cm^). I løbet af de følgende 30 måneder vil luftarten nitrogen diffundere ind i hylsteret, og virkningen heraf vil gradvist forøge trykket med en tilvækst på ca. 12 psi (0,8 kg/cm^).

DK 173898 B1 6

En anden virkning, som opstår på grund af filmens elastomere natur, har form af en spaendingsrelaksering, der af og til også betegnes som krybning. Den gradvise forøgelse af trykket bevirker ca. 20% forøgelse af 5 voluminet af hylsteret i forhold til dets oprindelige udformning, før en stabil udformningstilstand opnas. Nettoeffekten bliver da over en bestemt tidsperiode, at det indre tryk forøges med omkring 14 psi (0,9 kg/cm2) og voluminet i hylsterets geometri ændres ved, at hylsteret 10 udvider sig. Rent praktisk kompenseres der for disse ændringer i geometrien ved gennem en reguleret fremstillingsteknik at frembringe et effektivt produkt. Ikke desto mindre har ændringen i geometri gjort udformingen af oppustede produkter vanskelig, og deres geometri må 15 derfor nøje kontrolleres.

Da det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe et oppustet produkt, som giver en polstringsfølelse ud over de andre fordele, som er omtalt i forbindelse med de 20 tidligere nævnte patenter, vil overoppustning kunne mdføre, at der frembringes et hårdt produkt i stedet for en polstring. En for ringe oppustning for at kompensere for en senere øgning af det indre tryk, vil resultere i et produkt, som kan "trædes igennem" i stedet for at 25 virke som en polstring. Forøgelsen i tryk i en periode over måneder er en mulighed, som vil resultere i en første fyldning af hylsteret med en blanding af supergas og luft for at tilvejebringe et produkt, som ikke er overoppustet, og som således starter med at give den 30 ønskede polstringsfølelse. Dette ville imidlertid ikke eliminere væksten i volumen på grund af spændingsrelaksation. Behovet for at blande forudbestemte mængder af supergas og luft for at tilvejebringe polstringsfølelsen ville herudover komplicere DK 173898 B1 7 fremstillingsprocessen. De opfyldte formål med ansøgerens tidligere diffusionspumpeteknologi har været at udvikle og perfektionere særligt holdbare, pålidelige, træthedsmodstandsdygtige og langlivede midler til at 5 udtrække radialtrykenergien fra oppustningsgasser i form af den omgivende luft, og således udnytte eller konvertere denne potentielle energi til at give en nyttig virkning i de forskellige produkter.

10 Mens diffusionspumpning under udnyttelse af supergasser og elastomert, ikke-krystallografisk filmmateriale hidtil har virket tilfredsstillende, er det imidlertid nu ønskeligt at tilvejebringe et forbedret produkt. For eksempel er der i løbet af de seneste 10 år blevet solgt 15 mange millioner par fodtøj i USA og i hele verden under varemærket "AIR SOLE" og andre varemærker af Nike Shoe Company. Disse produkter fra Nike Shoe Company er fremstillet efter et eller flere af de i det foregående omtalte patenter, og betragtes almindeligvis som fodtøj 20 af prima kvalitet, der har fordelene ved en gasfyldt komponent med lang levetid, og som tillige frembyder praktiske fordele i forhold til konkurrerende fodtøjsprodukter. Fejlhyppigheden ved alle årsager inklusive tilfældig punktering anses for at være mindre 25 end 0,001%. Uanset dette er der plads til forbedring i de gængse, kommercielle versioner af opfindelsen ifølge de ovenfor nævnte patenter, hvilket vil fremgå af det følgende, 1

Det er kendt inden for det pågældende område at benytte visse typer plastmateriale, som i alt væsentligt er uigennemtrængelige for diffusion af ilt eller kuldioxid.

Typisk er disse plastmaterialer polycarbonatmaterialer, som benyttes i plastflasker inden for drikkevare- DK 173898 B1 8 industrien, eller SARAN eller PVDC eller polyethylenæter-ephthalat (PET). Vanskeligheden roed polycarbonat og tilsvarende totalt uigennemtrængelige plastmaterialer er den forholdsvise lave træthedsmodstand og problemerne med 5 at udføre store R-F-svejsninger (R-F = radio frekvens).

Når for eksempel et oppustet og trykpåvirket produkt af disse materialer udsættes for en kraftig bøjningstræthed, vil delen fejlfunktionere efter få minutters eller timers brug. For at kunne forsegle sådanne materialer er det 10 almindeligvis nødvendigt at opvarme de overfor hinanden liggende plastmaterialer til smeltepunktet for at tilvejebringe en vis form for strømning. Resultatet er, at det er vanskeligt, om ikke umuligt ved disse materialer at fastholde en forudbestemt geometri og at 15 opnå tætte og gode svejsninger ved varmefusion. Disse materialer er ikke polære af natur, og de kan derfor almindeligvis ikke R-F-svejses med et godt resultat.

Hvis stærkt træthedsmodstandsdygtige og umiddelbart 20 svejselige og varmeforseglende og vulkaniserbare elastomere materialer benyttes, og hvis den trykfrembringende gas er luft eller andre luftarter, såsom kvælstof eller kuldioxid, argon eller xenon eller konventionelle freonkølegasser, vil disse luftarter diffundere hurtigt 25 gennem de nævnte materialer. Dette problem er blevet løst ved den hidtil kendte diffusionspumpningsteknik, og brugen af "supergas(ser)” med elastomere spærrematerialer og med de deraf følgende fordele ved modsat rettet diffusion af ilt og kvælstof fra den omgivende luft ind i 30 delen. I løbet af en vis tid er der derefter opstået en næsten fuldstændig kompensation for volumenvæksten i den pågældende del som et resultat af spændingsrelaksationsegenskaberne i det elastomere spærremateriale. Hvis delen imidlertid blev sat. under tryk med DK 173898 B1 9 et forholdsvis lavt inflationstryk, som tilfældet har været med "modefodtøj" i modsætning til "nyttefodtøj", har diffusionspumpning af den omgivende luft resulteret i en uacceptabel stor trykvariation (forøgelse) i 5 begyndelsen af produktets levetid. Dette og andre problemer er løst ved hjælp af den nærværende opfindelse.

Det er derfor et formål med opfindelsen at tilvejebringe en oppustelig polstringsanordning, som har længere 10 brugstid ved det angivne interne tryk, og som kan kontrolleres nøje både med hensyn til stabil, indre tryktilstand og geometri.

Det er yderligere et formål med opfindelsen at 15 tilvejebringe en mere snæver overensstemmelse mellem spændingsrelaksationsegenskaberne i hylsterfilmen og den udadrettede gasstrøm, og derved hjælpe til at opretholde et mere konstant oppustningstryk gennem hele produktets levetid.

20

Det er et andet formål med opfindelsen at dæmpe den indadrettede strømning af omgivende luft i de tidligere stadier (6 til 24 måneder) af diffusionspumpningen og derved reducere tendensen til at sætte visse typer af 25 anordninger under overtryk eller frembringe gradvise eller uønskede ændringer i geometrien.

Det er yderligere et formål med opfindelsen at benytte mere lettilgængelige, lavvægtige og mindre kostbare 30 gasser, som kan funktionere som indespærret gas.

Det er yderligere et formål at muliggøre brugen af særligt udvalgte hylsterfilm, som er overlegen og/eller mindre kostbar til visse anvendelser.

DK 173898 B1 10

Det er endnu et formål med opfindelsen at tilvejebringe en praktisk, oppustelig polstringsanordning, som kan sættes under tryk ved hjælp af luft eller kvælstof eller 5 en kombination heraf og opretholde de oppustede karakteristika under hele produktets levetid samtidig med, at det udsættes for den arbejdscyklus, som erfarringsmæssigt gælder for sådanne polstringsprodukter.

10 Nærværende opfindelse angår derfor vægtbærende polstringsanordninger (pneumatiske hylstre) med en hidtil ukendt hylsterfilm, som besidder de krævede fysiske egenskaber for termoplastisk elastomerfilm yderligere tilføjet særlige træk i form af forbedrede spærreegen-15 skaber overfor kvælstofgasser og supergasser. Disse film er fremstillet således, at de giver en selektiv styring af hastigheden af den udadrettede diffusion af visse indespærrede gasser, såsom kvælstof og supergasser, gennem hylsteret samt af diffusionspumpning af andre 20 gasser, for eksempel mobile gasser, såsom ilt, kuldioxid og lignende, og som forefindes i den omgivende luft, ind i de under tryk værende anordninger.

Typisk vil spærrematerialer ifølge opfindelsen for-25 trinsvis være termoplastiske, elastomere og polære af natur og være egnet til at fremstille produkter med de forskellige geometrier, som vil blive omtalt. Spærrematerialerne ifølge opfindelsen kan tilbageholde den indespærrede gas i hylsteret i en relativ lang 30 brugsperiode, for eksempel 2 ar eller mere. For eksempel bør hylstre over en periode på 2 år ikke miste mere end ca. 20% af det oprindeligt oppustede gastryk. Effektivt betyder dette, at produkter, der indledningsvis oppustes til en stabil tryktilstand på 20 til 22 psig (0,14 - 0,15 DK 173898 B1 11 kg/cm2 overtryk) , skal kunne bevare et tryk i størrelsesordenen 16 til 18 psig (0,11 - 0,12 kg/cm2 overtryk).

5 Herudover skal spærrematerialet være fleksibelt, relativt blødt og eftergiveligt og være træthedsmodstandsdygtigt og i stand til at kunne svejses, således at det kan danne effektive forseglinger i alt væsentligt ved hjælp af en molekylær tværbinding, typisk opnået gennem radiofrekvens 10 (R-F)-svejsning. Særligt vigtig er spærrefilmsmaterialets egenskab til at modstå høje cykliske belastninger uden funktioneringsfejl især for en filmtykkelse af størrelsesordenen mellem ca. 5 mils til ca. 50 mils (0,1 - l,3mm). Filmmaterialer, som er af krystallografisk 15 natur, har tilbøjelighed til ikke at besidde nogen træthedsmodstand, skønt spærrekvaliteterne almindeligvis er ganske gode. En anden vigtig egenskab ved spærrefilmmaterialet er, at det må kunne fremstilles i forskellige former ved hjælp af tekniske fremgangsmåder, 20 som benyttes til masseproduktion. Disse i sig selv kendte, tekniske metoder omfatter blandt andet sprøjtestøbning, injektionsstøbning, hulstøbning, vakuumstøbning, rotationsstøbning, overføringsstøbning og trykstøbning for kun at omtale nogle få. Disse processer 25 giver et produkt, hvis vægge i alt væsentligt har de krævede filmegenskaber, og hvis tværsnitdimensioner kan variere i forskellige dele i produktet, men som generelt er filmagtige af type. 1

Udover de ovenfor nævnte egenskaber, som er vigtige for den effektive udnyttelse af spærrematerialet, der udgør et hylster, er den allervigtigste egenskab en reguleret diffusion af mobile gasser gennem filmen og tilbageholdelse af de indespærrede gasser i hylsteret.

DK 173898 B1 12

Ifølge nærværende opfindelse er ikke alene supergasser anvendelige som indespærrede gasser, men også kvælstof kan anvendes som indespærret gas på grund af spærrelagets forbedrede natur. Den foretrukne, mobile gas er ilt, som 5 diffunderer relativt hurtigt gennem spærrelaget, og de øvrige gasser, som forefindes i atmosfærisk luft undtagen kvælstof. Den praktiske betydning af at fremstille et spærremateriale for kvælstof som indespærret gas er væsentlig.

10

Hylsteret kan for eksempel indledningsvist oppustes med kvælstof eller en blanding af kvælstof og en eller flere af supergasserne eller luft. Ved fyldning med kvælstof eller en blanding af kvælstof og en eller flere 15 supergasser skyldes trykforøgelsen den forholdsvis hurtige diffusion især af ilt ind i hylsteret, samtidig med at den indespærrede gas i alt væsentligt tilbageholdes i hylsteret. Dette bidrager effektivt til en trykforøgelse på ca. 2,5 psi (0,17 kg/cm2) i forhold 20 til det indledningsvise oppustningstryk og resulterer i en forholdsvis beskeden volumenvækst af hylsteret på mellem 1 og 5%, afhængig af initialtrykket.

Hvis luft benyttes som indblæsningsgas, har ilten 25 tilbøjelighed til at diffundere ud af hylsteret, mens kvælstoffet holdes tilbage som indespærret gas. I dette tilfælde medfører diffusionen af ilt ud af hylsteret og tilbageholdelsen af den indespærrede gas en sænkning af den stabile tryktilstand i forhold til initial-30 indblæsningstrykket. For eksempel vil trykfaldet, hvis der indledningsvis indblæses luft med et tryk på 26 psig (1,8 kg/cm2 overtryk), være på omkring 4 psig (0,28 kg/cm2 overtryk) for at afbalancere partialtrykket af ilt på hver side af spærrehylstervæggen. Trykfaldet søger DK 173898 B1 13 også at skabe en tidlig, stabil tilstand i forhold til spændingsrelaksation eller krybning, idet krybningen reduceres eller elimineres, fordi der ikke sker nogen yderligere forøgelse af det interne tryk.

5

Det er således af betydning ved praktiseringen af nærværende opfindelse at tilvejebringe et spærre-materiale, som effektivt har de samme, ønskede kvaliteter, som er beskrevet i det foregående, men som 10 derudover har den egenskab at danne en spærre over for kvælstof. Som allerede nævnt vil plastmaterialer eller laminerede eller koekstruderede kombinationer af plastmaterialer, der også virker som spærringer over for ilt, ofte være i alt væsentligt krystallinske af natur og 15 være tilbøjelige til at mangle den træthedsmodstand, der kræves til produkter, som denne opfindelse tilsigter, og som er udsat for relativt høje cykliske belastninger i forholdvis lange perioder. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Spærrematerialer, som har de ønskede spærreegenskaber og 2 andre krævede egenskaber ifølge opfindelsen, er sådanne 3 som basisk er elastomere og polylære af natur, og som 4 besidder sådanne egenskaber, at de er forholdsvis 5 bøjelige og har en høj træthedsmodstand samtidig med, at 6 de også har tilstrækkelige krystallinske egenskaber til 7 at hindre diffusion af kvælstof og supergasser gennem 8 hylsteret. Disse krystallinske egenskaber kan være 9 bibragt på en ud af mange måder og omfatte en mekanisk, 10 krystallinsk spærring eller en molekylær, krystallinsk 11 spærring for at hæmme diffusionen af de indespærrede gasser, og flere sådanne film og andre typer materiale vil blive beskrevet detaljeret i det følgende.

DK 173898 B1 14

Det fremgår af foranstående, at nærværende opfindelse har adskillige fordele i forhold til den hidtil kendte teknik og hidtil kendte patenter, som der er henvist til overfor.

5

Opfindelsen har mange andre fordele og andre formål, som vil fremgå mere klart af de forskellige udførelsesformer for opfindelsen. Sådanne udførelsesformer er vist i de vedføjede tegninger og udgør en del af nærværende 10 beskrivelse. Disse udførelsesformer vil herefter blive beskrevet i detaljer for derved at illustrere de generelle principper ved opfindelsen, men det er underforstået, at en sådan detaljeret beskrivelse ikke må opfattes i begrænsende øjemed.

15

Figur 1 viser et plant billede af et oppustet hælunderlag ifølge opfindelsen til brug for eksempel i en fodtøjsartikel og indbefattende et krystallinsk faconlærred eller maskemateriale indstøbt i en 20 moderelastomerfilm i et omsluttende hylster, figur 2 viser et plant billede af anordningen svarende til den i figur 1 viste, men illustrerende brugen af et faconlærred af krystallinsk materiale med mere tætte 25 åbninger, figur 3 er et plant billede af en anordning svarende til den i figur 2 viste og med et faconlærred af krystallinsk materiale med en endnu mindre åbning, 30 figur 4 er et plant, skematisk diagram af krystallinsk, trådagtigt materiale indstøbt i en moderhylsterfilm, figur 4A er et lodret snit efter linjen 4A-4A på figur 4, DK 173898 B1 15 figur 5 er et plant billede af et krystallinsk, trådagtigt materiale med lille åbning mellem trådene og indstøbt i en moderhylsterfilm, 5 figur 5A er et lodret snit efter linjen 5A-5A på figur 5, figur 6A og figur 6B er snit, som viser et tidligt, ikke-vellykket forsøg på at laminere en spærrefilm på en 10 elastomerfilm til en trykpåvirket polstringsanordning, figur 7 er et diagrammatisk, plant billede, der viser en anden form for opfindelsen, og som indbefatter et granuleret, krystallinsk materiale anbragt i et 15 moderelastomermateriale, figur 7A er et snit efter linjen 7A-7A i figur 7, figur 8 er et plant billede af et vakuumdannet eller 20 sprøjtestøbt eller hulstøbt hælunderlag ifølge opfindelsen visende produktet, efter at det er taget ud af støbeformen, figur 8A er et snit efter linjen 8A-8A i figur 8, 25 figur 8B er et snit efter linjen 8B-8B i figur 8, figur 8C er et snit efter linjen 8C-8C i figur 8, 30 figur 8D er et endebillede langs linjen 8D-8D på figur 8, figur 8E er et sidebillede langs linjen 8E-8E på figur 8, DK 173898 B1 16 figur 9 er et plant billede af et færdigt hælunderlag ifølge figur 8, efter varmeforsegling og trimning er blevet fuldendt, 5 figur 9A er et snit efter linjen 9A-9A på figur 9, figur 9B er et snit efter linjen 9B-9B på figur 9, figur 9C er et snit efter linjen 9C-9C på figur 9, 10 figur 9D er et endebillede langs linjen 9D-9D på figur 9, figur 10 er et plant billede af et hælunderlag svarende til det på figur 9 viste, men illustrerende tilføjelsen 15 af en tredje film under varmeforsegling for at danne et trepartsunderlag, figur 10A er et snit efter linjen 10A-10A på figur 10, 20 figur 11 er et plant billede af et hælunderlag svarende til det på figur 8 viste med tilføjelse af et bøjningselement samlet med underlaget forud for en endelig omkredsvarmeforsegling, 25 figur 11A er et snit efter linjen 11A-11A på figur 11, figur 11B er et snit efter linjen 11B-11B på figur 11, figur 11C er et forstørret delsnit af den del af det 30 samlede hele, som er vist på figur 11A, figur 1ID er et endebillede langs linjen 11D-11D på figur 11, DK 173898 B1 17 figur 12 er et plant billede af et underlag i fuld længde ifølge opfindelsen og visende produktet, når det er fjernet fra støbeformen, 5 figur 12A er et snit efter linjen 12A-12A på figur 12, figur 12B er et snit efter linjen 12B-12B på figur 12, figur 12C er et snit efter linjen 12C-12C på figur 12, 10 figur 12D er et snit efter linjen 12D-12D på figur 12, figur 12D er et billede af figur 12 set fra venstre, « 15 figur 13 er et plant billede af den færdige, fulde længde af et underlag ifølge figur 12, efter at varmeforsegling og trimning er blevet foretaget, figur 13A er et snit efter linjen 13A-13A på figur 13, 20 figur 14 er et plant billede af et produkt ifølge opfindelsen, og som for eksempel er fremstillet ved injektions- eller sprøjtestøbning, og hvor støbeformen er blevet tilpasset til at kunne medvirke ved fjernelsen af 25 den pågældende del fra spindelen, figur 14A er et snit efter linjen 14A-14A på figur 14, figur 14B er et snit efter linjen 14B-14B på figur 14, I 30 figur 140 er et endebillede efter linjen 14C-14C på figur 14, 9 DK 173898 B1 18 figur 14D er et sidebillede af figur 14 efter linjen 14D-14D, figur 15 er et plant billede af et underlag i fuld 5 længde, og som er fremstillet ved injektions- eller sprøjtestøbning ifølge opfindelsen, og i hvilket der er en variabel tykkelse mellem hældelen og forfodsdelen, og som indbefatter en hældende overgangssektion i svangområdet, 10 figur 15A er et snit efter linjen 15A-15A på figur 15, figur 15B er et snit efter linjen 15B-15B på figur 15, 15 figur 15C er et snit efter linjen 15C-15C på figur 15, figur 15D er et sidebillede af figur 15 set langs linjen 15D-15D, 1 2 3 4 5 6 figur 16D er et snit efter linjen 16D-16D på figur 16, figur 16 er plant billede af en anden udformning af et 2 underlag i fuld længde ifølge opfindelsen, og som er 3 dannet ved blæsestøbning eller vakuumstøbning eller 4 hulstøbning, og som indbefatter en høj hældel og 5 sideindsnit for at give en breddebøjningsfleksibilitet, 6 figur 16A er et snit efter linjen 16A-16A på figur 16, figur 16B er et snit efter linjen 16B-16B pa figur 16, 30 figur 16C er et snit efter linjen 16C-16C på figur 16, DK 173898 B1 19 figur 16E er et sidebillede af figur 16 langs linjen 16E-16E, figur 16F er et perspektivisk billede af sideindsnittene, 5 der er lavet for at skabe lateral fleksibilitet, figur 17 er en grafik, der viser trykudviklingen i forhold til tiden ved diffusionspumpning ifølge den hidtil kendte teknik, 10 figur 18 er en grafik, der viser trykudviklingen i forhold til tiden ved diffusionspumpning ifølge opfindelsen, 15 figur 19 er en grafik, der viser grafikkerne 17 og 18 anbragt over hinanden til sammenligning, figur 20 er en grafik visende trykudviklingen i forhold til tiden ved diffusionspumpning ifølge opfindelsen, hvor 20 kvælstof er den indespærrede gasart og ilt den mobile gasart, figur 21 er en grafik, hvor data fra figur 20 er lagt over en del af dataene fra figurerne 17 og 18, 25 figur 22 er et forstørret, diagrammatisk snit af en forbedret spærrefilm ifølge opfindelsen, og hvor det krystallinske materiale er bundet fast til det elastomere materiale, 30 figur 23 er et billede svarende til figur 22, og hvor det krystallinske materiale er indstøbt i det elastomere materiale, DK 173898 B1 20 figur 24 er et forstørret diagrammatisk snit af en forbedret spærrefilm ifølge opfindelsen og indeholdende små, tyndvæggede celler inde i den elastomere film, og 5 figur 25 viser et forstørret, diagrammatisk snit af en forbedret, trykpåvirket anordning ifølge opfindelsen, og hvor spærrefilmmaterialet udgøres af et komposit, krystallografisk-amorft-elastomert spærremateriale.

10 Idet der henvises til tegningerne, som med mindre andet er nævnt angiver foretrukne udførelsesformer for opfindelsen, illustrerer figur 1 et oppustet hælunderlag 10 ifølge opfindelsen. Udtrykket "underlag" defineres i denne forbindelse som en vægtbærende polstringsanordning 15 anbragt i hæl- eller forfodsområderne i fodtøjet. Som vist har hælunderlaget form af et forseglet hylster, der indeholder en oppustet, indespærret luftart. Hylstervæggen udgøres af et spærrefilmmateriale, som tillader diffusion gennem filmen af den mobile luftart/de 20 mobile luftarter, men som effektivt hindrer diffusion af den indespærrede luftart/de indespærrede luftarter. I denne udførelsesform er der herved tilvejebragt de forbedrede spærreegenskaber ved hjælp af et krystallinsk spærremateriale, som er indstøbt i det oprindelige 25 polære, elastomere og termoplastiske filmmateriale, der udgør det under tryk værende hylster. Det indre tryk kan variere inden for vide grænser fra nogle få psig (hundre-dedelekg/cm^ overtryk) op til 30 psig eller mere (0,2 kg/cm^ overtryk). Dette hælunderlag kan enten være helt 30 eller delvist indkapslet i en sokkeforing af skummateriale i en fodtøjsartikel eller indstøbt i en foruddannet hulhed inde i en sokkeforing eller være helt eller delvis indkapslet i mellemsålen eller ydersålen på en fodtøjsartikel. Selvfølgelig kan andre anbringelser og DK 173898 B1 21 lejringer af underlaget og andre polstringselexnenter for fodtøj benyttes, således som kendt fra hidtidige fodtøj styper.

5 Et betydeligt antal hælunderlag, faktisk millioner af par, med den på figur 1 viste geometri er blevet anvendt kommercielt og er blevet fremstillet som angivet i de tidligere omtalte patenter. Disse hidtil kendte underlag er imidlertid blevet fremstillet af et 100% elastomert 10 materiale, som ikke har fungeret som spærring for luftarter og den indespærrede luftart har været en eller flere supergasser. Typisk har materialerne, som er blevet benyttet til hylstre i de hidtil kendte anordninger i form af supergasoppustede produkter omfattet 15 polyurethanelastomermaterialer, polyesterelastomerer, fluorelastomerer, polyvinylchloridelastomerer og lignende. Polyurethanelastomere materialer har været foretrukket som det kommercielle materiale på grund af dets overlegne varmeforseglingsegenskaber, gode 20 udmattelsesstyrke, et hensigtsmæssigt elasticitetsmodulus, god nedbøjnings- og overrivningsstyrke og gode slidmodstandsegenskaber. Selvfølgelig forefindes disse egenskaber også i de forbedrede spærrematerialer ifølge nærværende opfindelse. Andre materialer omfatter 25 polyethylenterephthalatglycol (PET 9), Dacron 56 og lignende.

Modsat hylstermaterialet til supergasoppustede produkter af den hidtil kendte art omfatter hylstermaterialet 30 ifølge nærværende opfindelse en betydelig mængde krystallinsk materiale og har en væsentlig lavere permeabilitet over for fluider og luftarter sammenlignet med hidtil kendte hylstermaterialer. Uanset hvilken type og hvilken måde der benyttes i indbygningen, blokerer det DK 173898 B1 22 krystallinske materiale effektivt for en stor del af strømningspassagerne, hvorved oppustningsluftarten må diffundere, når den siver ud gennem filmen. Typiske højkrystallinske materialer, som benyttes er poly-5 estermateriale, nylonmateriale, propylenmaterialer, grafit, glas, Kevlar, metaller og faktisk ethvert krystallinsk materiale. Materialer af disse arter fremstår i mange former, som kan benyttes i produkter ifølge nærværende opfindelse: Trådagtige fibre, fila- 10 menter, opskarne fibre, faconlærred og net eller ensartet fordelte granulerede eller pladedannede krystallinske materialer, forskellige typer knyttet, vævet eller ikke-vævet klæde, udvidelige stoffer, børsteagtige stoffer og lignende. Andre anvendelige materialer er klæde, filament 15 eller børstestoffer af amorft grafit, mica, klæde filamenter eller børstestoffer af Aramid eller Kevlar, metallisk klædefilament eller børstestof, for eksempel stål eller aluminium, nylon eller polyester eller glas eller PET-klædefilamenter eller -børstematerialer.

20 Forskellige metaller og metallegeringer kan anvendes i form af filamenter, pulver, pladedannet materiale, klæde, blærer, mikrokugler og lignende. Sådanne materialer er velkendte i industrien som forstærkede plastmaterialer eller til andre anvendelser. Det bør imidlertid bemærkes, 25 at anvendelsen af krystallinske materialer ikke primært skyldes forstærkningsformål ifølge nærværende opfindelse, eftersom mange af de anvendelige materialer og materialernes udformning ikke i nævneværdig grad bidrager til at styrke filmen.

30 Hælunderlagene 12 og 14 på figurerne 2 og 3 svarer til hælunderlaget på figur 1 med undtagelse af, at de hver successivt indeholder flere krystallinske spærrematerialer. Virkningen af spærrematerialernes DK 173898 B1 23 åbning er vist tydeligere på figurerne 4, 4A, 5 og 5A, hvor en trådagtig spærring 15 diagrammatisk er vist indstøbt i den oprindelige termoplastiske, elastomere film 17. Som vist er materialet 15 anbragt mellem overfor 5 hinanden anbragte flader 19 og 20 på filmen. Herved kommer overfladerne til i princippet og fuldstændigt at bestå af det oprindelige elastomere materiale og kan derved nemt varmeforsegles ved R-F-svejsning og lignende metoder, således at der dannes et forseglet hylster. Hvis 10 det trådagtige spærremateriale derimod fandtes på overfladen, ville der opstå vanskeligheder ved at forsegle hylsteret, når det udgøres af et forud tildannet ark.

15 Det på figur 5 viste spærremateriale har en mindre åbning mellem fibrene 15 i filmen 17 og således en større strømningsblokering (70S krystallin) sammenlignet med det på figur 4 viste spærremateriale (55% krystallinfibre). Diffusionshastigheden og diffusionspumpningen af mobile 20 luftarter vil derfor være lavere i den på figur 5 viste udførelsesform end på udførelsesformen ifølge figur 4. Fibrenes diameter og tværsnitsgeometri kan også ændres med henblik på at justere diffusionshastigheden.

Herudover kan den valgte type spærremateriale til den 25 pågældende udformning påvirke diffusionspumpehastigheden.

For eksempel vil diffusionen være ringere med gra-fitfaconlærred end med polyesterfaconlærred. Som det fremgår af tværsnittene ifølge figurerne 4, 4A, 5 og 5A er det fordelagtigt at have det krystallinske materiale 30 anbragt tæt ved filmens ydre overflade, men anbragt neden under filmoverfladerne, således at der fås en så stor portion som muligt elastomert materiale på overfladen til at opnå den bedst mulige varmeforseglingslukning eller svejsning mellem filmarkene. Det vil forstås, at de DK 173898 B1 24 krystallinske fibre delvis rager ud fra kun én overflade, og derved i alt væsentligt tilgodeser en tosidet film. I så fald må forseglingen foretages mellem de overflader, fra hvilken fibrene ikke rager ud. Ifølge opfindelsen 5 foretrækkes det, at spærrematerialet er ensidigt, det vil sige, at det krystallinske materiale skal være indstøbt fuldstændigt i filmen. Det eliminerer behovet for forud at sikre sig, at selve overfladen på filmmaterialet er i anlægskontakt, når der indledningsvist udformes hylstre 10 af arkmaterialerne.

Det er også vigtigt at sørge for, at det elastomere materiale omgiver det krystallinske materiale tilstrækkeligt, således at de to materialer forbindes 15 intimt, hvorved der undgås adskillelse mellem de to materialetyper under brug. En sådan adskillelse opstod tidligt under udviklingsprogrammet for nærværende opfindelse. Et forsøg blev da gjort for at inkorporere krystallinske spærrematerialer i det elastomere materiale 20 ved koekstrution eller kolamination af de to typer plastmaterialer. Figurerne 6A og 6B, som ikke viser udførelsesformer for nærværende opfindelse, illustrerer det uheldige resultat af en sådan fremgangsmåde. En del af de under tryk værende luftarter diffunderede udad 25 gennem det indre lag af elastomerfilm 25 og blev blokeret af spærrefilmens ydre lag 26. Tryk mod yderlaget 26 fik de to lag til at skilles ad som vist på figur 6B med det resultat, at spærrelaget bulnede ud som vist ved 28, hvorved der opstod funktioneringsfej1, enten ved at 30 materialet bristede eller ved at det dannede en stor udbulning.

Det blev derfor nødvendigt at forbedre denne fremgangsmåde ved at optage eller indstøbe det DK 173898 B1 25 krystallinske materiale i nær forbindelse med det oprindelige elastomere lag. Indledningsvist blev et faconlærred indstøbt i urethanmateriale, kendt kommercielt som MP-1790 AE urethan (XPR-396 fra firmaet 5 Uniroyal, Inc.) ved at ekstrudere det termoplastiske materiale til en 10 x 10 bane vævet (10 tråde pr. tomme i hver retning) nylonet, i princippet en åben nettype. Resultaterne var ganske gode. Imidlertid var elasticitetmodulet for faconlærredet for høj i forhold 10 til elasticitetmodulet i det oprindelige materiale, det vil sige, at plastfilmen blev strakt mere end lærredet.

Dette resulterede i en vis rynkning og forvridning af den sammensatte film under varmeforseglingen og oppustningen. Sådanne forvridninger resulterede i 15 belastningskoncentrationer inde i det oppustede hylster og reducerede bøjningsnedslidningslevetiden for den pågældende del. Nedslidningsbrud indtraf i de stærkest belastede områder, det vil sige nær varmeforseglings-svejsningerne.

20

For oppustede polstringsprodukter, der anvender klæde, faconlærred eller net ifølge nærværende opfindelse er det vigtigt, at 1) de fysiske egenskaber i de krystallinske fibre (især elasticitetmodul, hældning af 25 arbejdskurveforhold og flydespænding), 2) geometri og tæthed i selve de krystallinske elementer, samt 3) anbringelse (mellemrum og orientering) af fibrene i det elastomere materiale er således, at de krystallinske elementer i de stærkest belastede områder ved de angivne 30 indre trykniveauer (belastningsniveauer) belastes udover deres flydegrænse. Sådanne flydninger (udover elasticitetområdet) omfordeler og udjævner belastningerne over hele det omsluttende hylster på det oppustede produkt. Ca. 20% af fibrene kan belastes ud over DK 173898 B1 26 flydegrænsen. Ingen af de elastomere materialer vil kunne funktionere ud over flydegrænsen.

Efter det ovennævnte, indledende forsøg blev et 5 polstringsprodukt udviklet og med held afprøvet og indgik med nogle af de nævnte træk. I dette tilfælde havde det krystallinske net en tættere vævning med mindre diameter og mindre fiberdenier. Når genstanden blev oppustet til et angivet tryk, nåede nettet (i stærkt belastede områder 10 rundt om svejsningerne) flydegrænsen og resulterede i en permanent formforandring. Dette specielle produkt opretholdte det ønskede oppustningstryk i en overordentlig lang periode (mere end ca. 10 år) og havde ikke noget måleligt tryktab. Nedslidningsmodstanden var 15 god, og polstringens oppustede form var udmærket og uden påfaldende forvridninger af hylsteret.

Figur 7 viser en anden udførelsesform for opfindelsen, hvor det elastomere materiale indbefatter et antal 20 individuelle, krystallinske elementer 32 i form af små, pladeformede elementer i det væsentlige ensartet fordelt i den oprindelige elastomermasse. I denne udformning er de små, pladeformede dele blandet med den elastomere polymer, og ekstruderet eller sprøjtet sammen med pol-25 ymeren ind i filmarkene. Disse ark har en tykkelse af størrelsesordenen 0,005'' til 0,050'' (0,l-l,2mm). Ved denne proces anbringes de små pladeagtige elementer 32 parallelt med filmens overflade, som vist på figur 7B, hvorved de mere effektivt udgør spærreanordningen.

30

De forskellige teknikker til at indstøbe et krystallinsk element i den oprindelige film omfatter: 1) ekstrudering af det oprindelige materiale på et faconlærred eller et net, 2) coating af stoffet lavet af krystallinske fibre DK 173898 B1 27 j med det oprindelige materiale (normalt coates begge sider), 3) blanding af polymeren af den oprindelige film med forskellige former for spærremateriale (for eksempel flager, trådagtige fibre, opskårne fibre, 5 børstematerialer, pladelignende elementer og så videre) og ekstrudering eller sprøjtning af blandingen ind i en film eller et ark og 4) enten en indgående blanding eller en kopolymerisering af den elastomere polymer med det krystallinske materiale. Nogle af disse fremgangsmåder er 10 allerede blevet omtalt, andre vil blive omtalt i det følgende.

Det er her vigtigt at undersøge de praktiske grænser for anvendelsen af reguleret diffusion i oppustede 15 anordninger ifølge opfindelsen. Med produkter af denne type og til en praktisk kommerciel udnyttelse er det vigtigt og væsentligt at skabe en passende og optimeret balance mellem: 1) minimumshastigheden af den aktiverede diffusion på den ene side og 2) sådanne fysiske 20 egenskaber, som nedslidningsmodstand, fremstillingsegnethed og varmeforseglingsegnethed på den ånde side. Af hensyn til nødvendigheden for at opnå et sådant kompromis er det ikke praktisk at tilvejebringe en så høj koncentration af krystallinske materialer, så der 25 dannes en 100% spærring mod diffusion af alle luftarter.

Den største undtagelse er ilt. Andre luftarter omfattende kvælstof og supergasser kan effektivt hindres i at diffundere gennem hylstervæggen på de oppustede anordninger, og stadig bevare de meget væsentlige 30 elastiske nedslidningsmodstandskarakteristika for hyl-sterspærrematerialet.

Det faktum, at ilt kan diffundere gennem hylsteret, er ikke et problem og er i virkeligheden en ønskelig og DK 173898 B1 28 hidtil ukendt fordel. Dette er en væsentlig og særlig ny koncept for opfindelsen. For eksempel kan produktet oppustes ved hjælp af en blanding af kvælstof og/eller supergas eller luft. Efter oppustningen med kvælstof 5 og/eller supergas kan ilten fra den omgivende atmosfære diffundere ind i hylsteret ved hjælp af diffusionspumpemekanismen. Herved føjes partialtrykket fra ilt til partialtrykket fra kvælstof, som allerede er opnået inde i hylsteret med det resultat, at det totale 10 tryk i produktet stiger. Partialtrykket for ilt i den omgivende atmosfære er ca. 2,5 psia (0,17 kg/cm2 absolut) (af et totalt tryk ved normal 0 på 14,7 psia (0,1 kg/cm2 absolut)). Således vil den modsatrettede diffusion af ilt ind i hylsteret bevirke en maksimal trykstigning på ca.

15 2,5 psia (0,17 kg/cm2 absolut). En sådan trykstigning er nyttig for at kunne opveje den væsentlige del af spændingsrelaksationen i hylsteret (med en resulterende forøgelse af det indre volumen af hylsteret), hvorved alle gaskomponenterne fra luften diffunderer ind i 20 hylsteret. Det er således et hidtil ukendt træk ved nærværende opfindelse, at hylsterets sammensatte materiale kommer til at udgøre en semipermeabel membran for alle de andre luftarter i atmosfærisk luft end kvælstof, og at den derfor ikke udgør en fuldstændig 25 gasspærring. Den praktiske fordel herved er, at den maksimale volumetriske og dimensionale ændring i produktet ligger mellem 3 og 5®, fordi den maksimale forøgelse eller ændring i trykket i forhold til det indledende oppustningstryk er partialtrykket af ilt.

30

Hvis omkostningerne er af afgørende betydning, kan oppustningsgassen bestå af 100% kvælstof, hvorved det samme fænomen med modsatrettet diffusion af ilt ind i hylsteret vil indtræffe. Også en blanding af kvælstof DK 173898 B1 29 samt 2,5 psia (0,17 kg/cm2 absolut) ilt kan være nyttig i forbindelse med nogle anvendelser. Herudover kan 100% luft anvendes. I dette tilfælde er det nødvendigt indledningsvist at overoppuste anordningen, hvis 5 deltrykket af ilt i anordningen overskrider 2,5 psia (0,17 kg/cm2 absolut) for at modvirke forøgelsen i forskellen i form af et tryktab mellem det aktuelle partialtryk af ilt i hylsteret og 2,5 psia (0,17 kg/cm2 absolut).

10

Der er mange fordele ved at kunne styre diffusionspumpehastigheden i oppustede, elastomere anordninger, såsom fodtøjskomponenter, støddæmpere, polstringselementer til emballage og transportformål, 15 beskyttelseshjelme,beskyttende sportsudstyr/beskyttelses-indlæg, militærstøvler og så videre. En fordel er evnen til at bevare produktet med et givet oppustningstryk i længere perioder, end det ellers ville være muligt. Som et eksempel tjener, at det meste af de for tiden 20 fremstillede, oppustede fodtøjskomponenter, som sælges over hele verden, laves af esterbaseret polyurethanfilm, fordi dette har en lavere permeabilitet over for supergas end æterbaserede polyurethanfilm, og derfor har en acceptabel lang brugstid i fodtøj. Esterbaseret film har 25 imidlertid den ulempe, at den på en langt mere uønsket måde kan påvirkes af fugt (hydrolyse ustabilitet) end den æterbaserede modpart. I den gængse kommercielle form for fodbeklædning opnås beskyttelse mod fugt ved at indkapsle den oppustede komponent i en skummellemlægssål. Denne 30 udførelsesform er omkostningskrævende og skummet i mellemsålen har med nedslidningen af det sammensatte produkt en tilbøjelighed til at forrringe de fordelagtige polstrings- og energireturneringsegenskaber i det oppustede produkt, og forøger i høj grad skoens vægt. Ved DK 173898 B1 30 at tilføre en krystallinsk egenskab til spærrefilmen, for eksempel den æterbaserede film, kan denne benyttes i fodtøj med lang brugstid samtidig med, at fugtforringelsesproblemet i høj grad elimineres.

5

Et andet eksempel på fordelene ved det forbedrede spærrefilmmateriale ifølge opfindelsen er "koldrevne"-problemet. De hidtil kendte, med supergas oppustede produkter har, når de udsættes for lave temperaturer i 10 den omgivende atmosfære på under 10°F (-25°C) tilbø jelighed til at udvikle træthedsrevner i den elastomere film og blive flade. Særlige filmmaterialer kan udvikles til at reducere koldrevneproblemet. Disse filmmaterialer er imidlertid mere egnede til kolde temperaturer og har 15 tilbøjelighed til at blive mere permeable over for luftarter under tryk ved indendørs temperatur.

Permeabilitet kan ifølge opfindelsen reduceres ved at inkorporere krystallinske komponenter eller molekylære segmenter i den elastomere film for at modvirke det 20 opståede permeabilitetstab ved at søge at reducere virkningerne af koldrevning, og hvilket også vil resultere i en større gaspermeabilitet.

En af de praktiske fordele ved at kunne styre 25 permeabilitet og diffusionspumpning ligger i at kunne få spændingsrelaksationsegenskaberne i produktet til at svare til ændringerne i tryk forårsaget af tilbageholdelsen af den indespærrede gas og diffusionen af den mobile gas. I nogle produkter er det for eksempel • 30 ønskeligt at benytte en film enten med et lavere elasticitetsmodul eller med en ringere tykkelse for at give en blødere følelse i forbindelse med polstringsanordningen. Hed en ringere tykkelse eller et lavere modul er der for den indespærrede gas' vedkommende j: DK 173898 B1 31 en større tilbøjelighed til at diffundere gennem filmen.

For at kompensere for et sådant tab kan anordningen overoppustes en smule. På grund af den ringe tykkelse eller modulet i filmen har hylsteret imidlertid 5 tilbøjelighed til at udvide sig i en større udstrækning end tilfældet er med tykkere film eller film med et højere modul. Den øgede vækst, spændingsrelaksation eller krybning giver et produkt, hvis geometri ikke helt er den ønskede, eller som ændrer sig med tiden. Ved at føje 10 krystallinsk materiale til filmmaterialet, øges elasticitetmodulet, ligesom strømningen af den indespærrede gas reduceres samtidig med at produktet bliver i stand til at opretholde et oppustningstryk med en forholdsvis ringe ændring af formen uden 15 nødvendigheden af at overoppuste produktet.

På den anden side er der visse typer produkter, såsom brudtypeenheder, se figurerne 11, 11A og 11B i forbindelse med den tidligere omtalte anvendelse, som har 20 en tilbøjelighed til at blive overoppustet under de første 3 til 6 måneder af oppustningen, eftersom disse dele er af en sådan art, at der sker en meget ringe udvidelse af hylsteret. Da produktets indre volumen ikke kan ændre sig som ved andre produkter, bevirker 25 diffusionen af luft ind i det elastomere og ikke- krystallinske hylster et overtryk. Selvom man kunne oplagre disse produkter i 3 til 12 måneder for at opnå en stabil oppustningstryktilstand, er dette udfra et kommercielt synspunkt ikke praktisk. Hvis krystallinske, 30 molekylære segmenter inkluderes i eller føjes til det benyttede materiale for at tilvejebringe produkter med den fornødne brudbelastning, kan mindre kostbare, indespærrede gasser og letvægts- og mindre kostbare hylstermaterialer anvendes. Nedenstående tabel sammenligner DK 173898 B1 32 to supergasser med mindre kostbare, indespærrede gasser, der ifølge opfindelsen virker lige så godt som supergasser.

5 En kubikfod gas eller damp ved 25 psig og 70°F giver følgende:

Pounds/feet3 Dollars 10 af damp pr.

eller gas pound ved 25 psig ___ og 7Q°f_ _ 15 Hexafluoroethan 1,00 lb $7,19 (Supergas)

Sulfurhexafluorid 1,05 lb $5,90 (Supergas)

Kvælstof 0,19 lb $0,09 20 Luft 0,20 lb 0

Selvom luft og kvælstof ikke er klassificeret som supergasser, er de blevet medtaget i ovenstående tabel, fordi de på grund af deres lette tilgængelighed, ringe 25 omkostninger og vægt er udmærkede oppustningsemner. For helt at kunne udnytte disse luftarter, kan op mod 70¾ af hylsterfilmens vægt være krystallinsk. Vægten af det oprindelige, termoplastiske materiale kan derfor reduceres i forhold hertil. Det er imidlertid klart, at * 30 anvendelsen af meget små procentdele krystallografisk materiale ligger inden for rammerne af nærværende opfindelse hvad angår reguleringen af diffusionen af både ilt og kvælstof, som begge er mobile luftarter. Tilføjelsen af krystallinsk materiale til de kostbare, j;

V

5 u DK 173898 B1 33 elastomere materialer kan tilvejebringe et sammensat materiale med betydelige besparelser i omkostninger ved for eksempel at benytte 100% elastomer polyurethan.

5 En god måde at praktisere nogle af de ovennævnte koncepter på er at benytte et kompositmateriale, som består af både elastomere og krystallinske komponenter eller segmenter og herved at anvende det elastomere materiale som den matrix, der sammenbinder de krystal-10 linske elementer. Det elastomere materiale giver en god træthedsmodstand samt de ønskede fysiske egenskaber med hensyn til elasticitetmodul, strækkeevne, fremstil- lingsegnethed og varmeforseglingsegnethed. De krystallinske komponenter giver en forbedret gasdiffusion-15 spærring. På denne måde bevares de elastomere egenskaber i kompositstrukturen op til grænseområderne mellem de elastomere og krystallinske elementer i strukturen. De krystallinske materialer vil således ikke vige ud og nedbøjes i nogen væsentlig grad og bliver ikke gjort til 20 genstand for træthedspåvirkninger. Varmeforseglingsegen- skaberne opfyldes inden for sammen-sætningens elastomere del.

Der henvises herefter til figurerne 8-16F, som 25 illustrerer forskellige, oppustede produkter ifølge opfindelsen. Figurerne 8-8E viser en hælkile 50, efter at den er udtaget af støbeformen, i hvilken hylsteret 53 indledningsvis dannes. Kilen 50 har en krum bagvæg 54 dannet i ét med over- og undersiderne 56 og 57, som er 30 tyndere end bagvæggen af hensyn til ekstra polstring og fleksibilitet. Udformet i ét med over-, under- og bagside er sidevæggene 58 og 59, der har dele 58a og 59a, som er tykkere end over- og undersiderne. Som vist er de tykkere dele af hylsteret sammenføjet med de tyndere dele ved DK 173898 B1 34 overgangssektioner. Delene 58b og 59b i sidevæggene er tyndere end delene 58a og 59a. Som vist danner bagvæggen 54 en svag vinkel langs en ydre omkredsoverflade 54a til forstærkning og bagfodsunderstøtning og stabilitet.

5 Synligheden af polstringsproduktet er også vigtig af hensyn til markedsføringen. Ved udtagningen fra støbeformen er forkanten 62 af kilen åben. Det vil ses, at hylsterets materiale består af både elastomere og krystallinske materialer som tidligere beskrevet.

10

Under den næste operation, der er vist på figurerne 9-9D, bliver hylsteret 50 yderligere bearbejdet, således at der dannes et antal kamre, som fyldes med en indespærret luftart og forsegles. Som vist på figurerne 9 og 9A 15 strækker kamrene 61-66 sig mellem sidevæggene, og er forbundet med kamrene 67 og 68 (se figur 9C), som strækker sig langs med sidevæggene. De forskellige kamre laves ved hjælp af R-F-svejsning, således at der dannes et væv 70 mellem kamre, der støder op til hinanden. Det 20 er imidlertid underforstået, at andre former for varmeforsegling af den hidtil kendte art kan anvendes. R-F-svejsning foretrækkes dog.

I nogle tilfælde er det ønskeligt (som i tilfældet med 25 sprøjtestøbning) at eliminere de særskilte R-F- svejsetrin. Dette opnås ved at få sidesektionerne af støbeformen til at bevæge sig indad under støbeprocessen til dannelse af vævene 70. Hylstermaterialet fra overfor hinanden modstående sider i polstringsanordningen formes 30 og presses således sammen, mens hylstermaterialet er halvstøbt, viskøst eller klæbrigt. De rene, halvstøbte eller klæbrige, indre elastomere overflader holdes i kontakt med hinanden under tryk indtil materialerne er smeltet sammen og afkølede. Denne fremgangsmåde kan DK 173898 B1 35 derfor erstatte det tidligere beskrevne R-F-svejsetrin.

Man har fundet, at pålideligheden i disse svejsninger kan forbedres væsentligt, hvis overfladerne, der skal samles, forud er blevet grundet, for eksempel ved at indsprøjte 5 et sammenklæbningsstof, såsom Dow Silane X 16106 i dampform i den trykgivende gas, som benyttes ved sprøjtestøbningsfremgangsmåden. Herudover kan der til visse, meget slidkrævende anvendelser tilføjes et andet R-F-svejsetrin i fremstillingsproceduren for at lave en 10 svejsning, som er bedre end holdbarheden i tilstødende, oprindelige filmlag.

Forsiden svejses også ved R-F-svejsning, således at der dannes en forseglet forende 72, hvorefter delene 72a og 15 72b trimmes tilsvarende. Et ikke-vist oppustningsrør kan anbringes i kammeret 66 til oppustning ved hjælp af en gas, der skal indespærres, således som tidligere beskrevet, og derefter forsegles på kendt måde. Kamrene kan alle være i fluidforbindelse for at tilvejebringe en 20 oppustet, polstret hælkile til anvendelse i fodtøj.

Kamrene kan imidlertid også være indbyrdes uafhængige kamre sat under tryk ved forskellige trykniveauer. I de næste få måneder efter en indledende oppustning vil ilt diffundere fra den omgivende luft ind i det forseglede 25 hylster og derved forøge trykket/trykkene med ca. 2,5 psi (0, 17 kg/cm2). Det indledende trykniveau bestemmes i stor udstrækning af det ønskede polstringsniveau. Typisk vil en endelig, stabil tryktilstand på mellem 20 og 30 psig (0,14-0,21 kg/cm2) være tilfredsstillende. I nogle 30 tilfælde kan det være ønskeligt indledningsvist at oppuste til et lidt større tryk, således at den endelige, stabile tryktilstand bliver ca. 2,5 psi (0,17 kg/cm2) over initialtrykket.

DK 173898 B1 36

En af de vigtige fordele ved nærværende opfindelse vil fremgå af anordningen ifølge figur 9, Som tidligere angivet sker der ingen væsentlig udvidelse af hylsteret i perioden med diffusionspumpning. De ydre dimensioner af 5 hylsteret vil ligge inden for omkring 3 til 5¾ af de oprindelige dimensioner. Formen og geometrien af den pågældende del forbliver således nogenlunde konstant under perioden med den indledende oppustning ved diffusionspumpningen, og under produktets påfølgende 10 levetid.

Figurerne 10 og 10A viser en variation af den beskrevne hælkile ved, at kilen 75 i alt væsentligt udgøres af 3 dele, hvor den tredje del 78 er et filmmateriale af den 15 ovenfor beskrevne art, og som varmeforsegles til dele af arkene 79 og 80. Det tredje eller mellemliggende ark 78 af elastomert materiale er anbragt mellem spærreenhederne 79 og 80 i den tidligere dannede del forud for svejsningen. I denne udformning er nogle af svejsningerne 81, 20 81a, 82, 83, 84 og 85 foretaget i den øvre del, mens andre svejsninger 81, 86, 87 og 88 er foretaget i den nedre del. Kilen har også et kammer langs omkredsen, og alle kamrene er indbyrdes forbundne. Denne særlige udførelsesform for opfindelsen angiver også de forholdvis 25 komplekse dele og produkter, som kan fremstilles ifølge opfindelsen. For at kunne fremstille de netop beskrevne dele er det nødvendigt enten at udføre svejsningerne 81a, 82, 83, 84 og 85 på en fortløbende måde, eller at indføre et slippestof passende på passende steder, således at kun 30 to af de tre ark vil blive føjet sammen.

Figurerne 11 til 11D viser en nedbøjningstype på en hælkile 90, som har et enkelt kammer, men som indeholder nedbøjningselementer 92. Fordelen ved denne type af DK 173898 B1 37 produktet er detaljeret beskrevet i de tidligere kendte ansøgninger/ som der er henvist til ovenfor. Udover disse fordele frembyder nedbøjningstypeproduktet ifølge opfindelsen følgende fordele over for og i forhold til de 5 hidtil kendte produkter af nedbøjningstypen.

Nedbøjningselementet 92 kan være af nylon eller polyester og har en første og en anden overfladedel 94, 95 med nedbøjningsfilamenter 96, som strækker sig mellem de to overflader. Foretrukne stoffer, som kan anvendes, er 10 tredimensionale, lykkestrikkede eller vævede eller dobbeltnålespærrede Raschel strikkeprodukter. Det ydre hylster 98 kan være fremstillet af et hvilket som helst af de ovenfor beskrevne, forbedrede spærrematerialer, og de med maskeåbninger forsynede overfladedele 94 og 95 15 fastgøres til over- og undersiden af hylsteret. Forkanten 99 forsegles og hylsteret oppustes indledningsvist med en luftart, der skal indespærres, og som kan være en hvilken som helst af de tidligere omtalte luftarter. Nedbøjningselementerne 92 fastholder over- og 20 undersiderne på det oppustede produkt i et i det væsentlige parallelt eller kontureret forhold. Under diffusionspumpningen diffunderer ilt gennem hylsteret, hvorved det indre tryk øges med omkring 2,5 psi (0,17 kg/cm^), men over- og undersiderne forbliver parallelle 25 eller konturerede. Fordelen ved nedbøjningsproduktet ifølge opfindelsen i forhold til det tidligere beskrevne er, at virkningen af nedbøjningsrelaksationen kan kontrolleres i vid udstrækning. Delens dimensionale tolerancer er meget stabile, og genstanden kan ikke 30 overoppustes.

Dette produkt er hidtil ukendt i forhold til tidligere beskrevne produkter ved, at det yder en 100% pneumatisk understøtning uden forvridning af ikke-understøttende DK 173898 B1 38 svejsninger, som sammenføjer de øvre og de nedre spærreoverflader i de vægtunderstøttende områder.

Den oppustede størrelse, form og geometri i dette 5 nedbøjningsprodukt reguleres meget nøjagtigt og kan ikke vokse eller udvide sig signifikant, selv når det sættes under usædvanligt høje tryk, det vil sige 100 til 200 psig (7-14 kg/cm2 overtryk). På samme måde reguleres diffusionspumpningen nøjagtigt. Det færdige produkt kan 10 derfor let tilpasses højhastigheds "turn key" automatiserede fremstillingsprocedurer. Produktet er også i stand til at modstå ekstreme fremstillingsvilkår langt bedre, end det har været muligt med produkter af den hidtil kendte art. Endelig bevarer dette nedbøjnings-15 produkt det nøjagtige og ønskede niveau og den nøjagtige og ønskede grad af polstring, komplians og eftergivelighed gennem dets signifikant forlængede levetid sammenlignet med hidtil kendte produkter.

20 En stabil, indre tryktilstand nås i løbet af få måneder og ved et højt niveau, som er ca. 2,5 psi (0,17 kg/cm2) over initialtrykket under forudsætning af, at supergas eller kvælstof benyttes som den indledningsvis oppustende gas, der skal indespærres. Hvis luft benyttes som den 25 indledningsvise oppustende gas, har trykket tilbøjelighed til at falde, således som tidligere omtalt. Det er vigtigt, at produktet ikke signifikant skifter udformning eller dimension, og at det opnår den ønskede stabile oppustningstryktilstand på en forholdsvis kort tid. Det 30 sidste er vigtig ved fremstillingen af fodtøj på kommerciel basis og under brug af automatiseret udstyr.

Figurerne 12 til 12E viser et i fuld længde oppustet sålelement 100 ifølge nærværende opfindelse, når DK 173898 B1 39 elementet er udtaget af støbeformen. Bagvæggen 102 er kurveformet og hældende, således som allerede beskrevet, og noget tykkere end over- og undersiderne 103 og 105.

Dele af sidevæggene 106 og 107 langs midtersektionen er 5 tykkere end den forreste del, som vist på figur 12D. Endvidere er sidevæggen 109 ved fodens inderside tykkere end sidevægsdelen 110 ved fodens yderside, således som vist på figur 12C. Forenden 112 er åben, og den samlede struktur er væsentlig mere plan og ikke tilspidset. Den 10 åbne ende 112, som er vist på figur 12E, har en klokkeformet åbning, der tillader udtrækning af en spindel, hvis injektionsstøbning benyttes. Hvis delen sprøjtestøbes, kræves dette ikke.

15 Figurerne 13 og 13A viser de afsluttende operationer, som indbefatter varmeforsegling til at danne et antal kamre 113 med indbyrdes mellemrum adskilt af et antal væv 114. Forenden forsegles langs en omkreds, og dele 115a og 115b klippes bort, således at der skabes en afrundet forende.

20 Hylsteret oppustes indledningsvist med en gas, der skal indespærres således, som tidligere beskrevet, og fyldningsdelen forsegles. Når sålen indgår i fodtøj, gør det samledes sålelement det muligt at se kamrene gennem sidevæggen, det vil sige en synligt oppustet polstring.

25

Man vil forstå, at disse anordninger kan opdeles i afdelinger efter et hvilket som helst ønsket arrangement med hvert enkelt kammer sat under tryk med samme eller et hvilket som helst andet, ønsket trykniveau. Omvendt kan 30 nogle eller alle kamrene forbindes med snævre, soniske venturi- eller lignende strømningsindsnævrende passager.

Figurerne 14 til 14D viser et helsålsprodukt 125, som indledningsvist kan være dannet ved injektions- eller DK 173898 B1 40 sprøjtestøbning. Generelt svarer produktet til det på figur 13 viste med undtagelse af, at det har en nedsænket del 127 mellem sidevæggene (se figur 14A) og en tilspidset konfiguration. Nedsænkningsdelen kan fjernes 5 for at muliggøre udtrækning af spindelen. Efter den indledningsvise tildannelse bearbejdes produktet derpå videre, således at der tilvejebringes en polstringsanordning som vist på figurerne 15 til 15D.

10 Det færdige produkt oppustes og får en variabel tykkelsesprofil, hvor den tykkeste del 130 er hældelen og den tyndeste del forfodsdelen 135, og hvor delene indbyrdes er forbundne ved en hældende overgangsdel 137. Tegningerne viser også et antal kamre 138 med væv 139, 15 som strækker sig på tværs, og som er forbundet med kamre 140 og 141 langs omkredsen.

Figurerne 16 til 16F viser et produkt ifølge opfindelsen, og som kan være dannet ved hjælp af sprøjtestøbnings-20 eller vakuumstøbningsteknik eller ved hjælp af særskilt tildannede arkmaterialer. Sprøjtestøbning er imidlertid den foretrukne teknik. Filmtykkelsen ved denne udformning af opfindelsen kan, uanset hvorledes filmen er tildannet, ligesom ved den tyndeste filmtykkelse i andre udformnin-25 ger variere fra 5 mils til 50 mils (0,1-1,2mm), idet filmtykkelser af størrelsesordenen 20 til 25 mils (0,12-0,15mm) foretrækkes. Den oppustede sål 150 i fuld længde har både generelt tværgående kamre 150 og generelt langsgående kamre 153 i hældelen 155. Hældelen er tykkere 30 end forfodsdelen 156 og de to dele er forbundet med hinanden ved hjælp af en tilspidsende overgangssektion 158. Som beskrevet i det foregående er de forskellige kamre indbyrdes adskilt ved svejsebånd 160. I nogle tilfælde er svejsesektioner forholdsvis korte sektioner DK 173898 B1 41 162, se figur 16D. Den generelt tværgående orientering af svejsningerne og kamrene i forfodsomradet vil fremme fleksibiliteten, hvorimod hældelen ikke kræver den samme type fleksibilitet. For at fremme fleksibiliteten for 5 forfoden og i siden er der anbragt sidevægs bøjningsudskæringer 165 i form af indskårne åbninger, hvis indre diameterender er anbragt vendende mod hinanden således som vist. Begge de ovenfor omtalte forholdsregler mindsker tværsnitsenertimomentet i midtersålen, således 10 at skoen bliver let at bøje under tåafsætningsfasen under løb.

Som andre former for denne opfindelse er det oppustede produkt fremstillet af et hylster, som udgør en forbedret 15 spærring for de indespærrede gasser og en permeabel spærring for de mobile gasser. I nogle udformninger er der tillige et kammer langs omkredsen på midten og ved siderne, og de forskellige kamre kan alle være indbyrdes forbundne.

20

Mens de forskellige illustrerede udførelsesformer viser indbyrdes forbundne kamre med en i det væsentlige fri strømning af de indespærrede og de mobile gasser mellem kamrene, vil det forstås, at produktets forskellige 25 afsnit, der tildels kan være indbyrdes forbundne ved hjælp af strømningsbegrænsende passager, også kan være udformet med kamre, som er fuldstændigt uafhængigt af de øvrige kamre, og som derfor kan være oppustet til forskellige trykniveauer, eller have oppustede 30 polstringer, der kun består af et enkelt kammer, således som i nedbøjningsproduktet vist på figur 11.

De forskellige produkter, som er beskrevet i forbindelse med disse figurer, er beregnet til at blive benyttet som DK 173898 B1 42 midtersåler i fodtøjsartikler, især i sports- og fritidssko. Ved en sådan anvendelse kan de oppustede produkter benyttes i en hvilken som helst af flere forskellige udformninger: 1) helt indkapslet i en 5 hensigtsmæssig midtersål af skumstof, 2) indkapslet kun i topdelen af enheden for at udfylde og udglatte ujævne overflader, og derved øge komforten under foden, 3) indkapslet i bunddelen for at medvirke til fastgøring af ydersålen, 4) indkapslet i top- og bunddelene, men med 10 omkredssiderne udækkede af kosmetiske og marketingsmæssige årsager, 5) som for 4) men kun visende særlige dele af enhedens sider, 6) indkapslet i topdelen af et støbt "fodleje" og 7) anvendt uden skumindkapsling overhovedet.

15

Udover tilføjelsen af krystallinske materialer til en grundelastomer kan de krystallinske egenskaber tilføres ved hjælp af andre teknikker. En af disse er at laminere forskellige materialer sammen, men dette må gøres 20 omhyggeligt for at hindre delaminering af komponenterne. Eksempelvis benyttes laminerede produkter i emballageindustrien for at hindre passage af ilt ind i en forseglet pakning. Disse pakningslaminater er normalt ikke tilfredsstillende i forbindelse med nærværende 25 opfindelse, eftersom kombinationerne har ringe varmeforseglingsegenskaber eller hurtigt får funktioneringsfejl på grund af revnedannelse forårsaget af træthedsbelastning. 1

En fremgangsmåde, som har virket tilfredsstillende er sammenlaminering af en polyvinyl-vinyliden-chlorid-copolymer og en urethanelastomerfilm. De oppustede polstringer, som er fremstillet af sådanne materialer, har acceptable spærreegenskaber, men kombinationen kan DK 173898 B1 43 delaminere under tryk. Det har vist sig, at hvis der anvendes et mellemliggende klæbestof, såsom silane XI 6106 eller PAPI 50, og hvis de korrekte tidstemperaturforhold iagttages under lamineringspro-5 cessen, vil man opnå bedre resultater. En sådan tids- og temperaturstyring involverer brugen af en opvarmet pladepresse sammenkoblet med en koldpresse, som kan fryse de forskellige materialer sammen under tryk.

10 Udover de beskrevne metoder til at forege det krystallinske indhold af den oprindelige elastomere film ved iblanding af et granuleret, krystallinsk materiale eller ved at samle elastomert materiale til strukturelle elementer af krystallinsk materiale findes der andre 15 metoder. En tidligere omtalt metode er molekyl vægtmetoden. Denne metode involverer blanding eller kopolymerisering af den oprindelige elastomere polymer med høj krystalline polymerer, som for eksempel polyethylen-terephthalat (PET), aeryle kopolymerer, 20 polyvinylidenchloridkopolymerer, polyesterkopolymer- elastomerer, ultratynd, flydende krystal, tætpakkede fibrøse molekylkæder, polyurethan-nylonblandinger og andre polyurethanblandinger. 1 2 3 4 5 6

Andre fremgangsmåder involverer brugen af: vakuumudfældet 2 glas, mindre end 500 Angstrom tykt og anbragt på et 3 ultratyndt, fleksibelt lag af polyethylen-terephthalat 4 (PET) i kombination med et polyurethanelastomert 5 filmmateriale, et ultratyndt, flydende krystalpolymerlag 6 inden for den elastomere matrix og bestående af tætpakkede fibrøse molekylekæder, alkryle polymerer med urethaner, elastomerer og krystallinske legeringer, glasfyldte termoplastiske urethaner såsom "Elastollon" fra BASF Corp., fiberglasfyldte eller forstærkede DK 173898 B1 44 termoplastiske urethaner, kopolyestere af hårde, krystallinske segmenter fra termoplastiske polyurethaner og termoplastiske elastomerer, termoplastiske elastomerer • med passende dele bløde gummikomponenter i forbindelse 5 med hårde, klassificerede, krystallografiske materialer såsom (1) termoplastiske kopolymerer af polyætere og estere, for eksempel alternerende blokpolymerer af bløde, gummiagtige polymersegmenter med hårde, glasagtige krystallinske PET-polymere segmenter, (2) styren 10 {krystallin)/butadin (gummiagtig)/styrene (krystallinske) blokpolymerer, termoplastiske polyolefinelastomerer med blandinger af ethylen-propylengummi med krystallinsk polypropoxylen, chloreret polyethylen (krystallinsk) og ethylenvinylacetatcopolymer (EVA) (gummiagtig), 15 chlorbutylgummi (gummiagtig) og polypropylen (krystallinsk) , copolymerer af polyætere og aminer, polyurethanhyperblandinger, såsom polyurethaner og nyloner, styrenblokkopolymerer i kombination med forskellige elastomere midtersegmenter, såsom (1) 20 polybutadin, (2) polyisopropen, (3) ethylenbutadin, samt (4) ethylenpropylen, såsom Kraton D og Kraton G. Andre materialer indbefatter polyestere, rayon, Kevlar, acrylmaterialer, nyloner af forskellige typer, propylener, polyestere af alle typer, bomuld, uld og 25 blandinger heraf.

Herudover er en anden metode til at få et forbedret spærrehylster til regulering af diffusionspumpningen brugen af vakuummetalisering eller vakuumudfældning af et 30 tyndt metallag på en eller begge overflader af det elastomere element. Et sådant metallisk lag behøver kun at være af en tykkelse på få milliontedele af en tomme (svarende til nogle få μ) for at være effektiv. Metalaflejringen kan anbringes enten på den ydre eller DK 173898 B1 45 den indre overflade af filmen, dog med den indre overflade som den foretrukne. Laget kan også anvendes som et laminat mellem to elastomere ark. En god sammenklæbning kan opnås mellem sammenhørende elastomere 5 lag under anvendelse af konventionelle sammenklæbnings-processer ud over R-F-sammenklæbningsteknikker.

Tidligt under udviklingen af nærværende opfindelse blev der lavet blandinger af krystallinske og elastomere 10 materialer til at regulere diffusionen i et oppustet produkt. Disse forsøg på at fremme de krystallinske egenskaber ved molekylære blandinger var dog ikke helt vellykkede, idet de resulterende produkter ikke besad alle de egenskaber, som blev ansete for vigtige til 15 praktisering af opfindelsen. For eksempel gav blandinger af polyvinylchlorid og elastomer urethan tråde, som havde gode dielektriske egenskaber til R-F-svejsning og god træthedsmodstand. Diffusionshastigheden for gasserne var mindre end for urethan alene. Problemet var imidlertid 20 nedbøjningsrelaksationen eller krybningen, idet de oppustede produkter gradvist havde tendens til at vokse i størrelse under tryk for til sidst at eksplodere. Dette gjaldt især i varmere klima. 1 2 3 4 5 6

Polyethylen blev anset for at være et godt 2 spærremateriale, men det optrådte som smøremiddel, når 3 det blev blandet med polyurethan, Glideflader opstod 4 mellem polyethylenen og den elastomere urethan.

5

Tilsyneladende var der en utilstrækkelig krydsbinding 6 mellem de krystallinske og elastomere komponenter. Resultatet var igen en ukontrolleret og voldsom forlængelse af produktet på grund af nedbøjnings-relaksation. Senere forsøg viste, at i det mindste en 10% krydsbinding var nødvendigt for at afhjælpe disse DK 173898 B1 46 problemer og for at tilvejebringe materialer, som var anvendelige i oppustede polstringer, hvor diffusionspumpning er vigtig for at opretholde trykket.

Nye materialer er derfor nu til rådighed og benyttes 5 ifølge opfindelsen.

Polyurethan har vist sig at være en udmærket termoplastisk elastomerfilm, der anvendes i millionvis af oppustede produkter, fremstillet og solgt verden over af 10 Nike Shoe Company i de sidste 10 år. Polyurethan er derfor et udmærket valg til blanding eller kopolymerisering med krystallinsk polymer, såsom PET. De fysiske egenskaber ved denne polyurethan er følgende:

15 Durometer 80A til 100A

Nedbøjningsstyrke, psi 7.000 til 10.000

Brudforlængelse 350

Elasticitetmodul ved 100% forlængelse (psi) 2.000 til 3.000 20 Overrivningsstyrke (pounds pr. inch)2) 500

Taber slid^ 4

Dielektrisk varmeforsegling Udmærket Bøjningstræthedsmodstand Udmærket 25 1. Taber ASTM D-1044 CS17 Wheel, 1000 g's belastning, 5000 cycles.

2. ASTM D-1044.

Polyurethan er en termoplastisk elastomer med 30 alternerende blokkopolymerer med segmenter (20%) af et hårdt, højpolært eller krystallinsk materiale sammenkædet med segmenter (80%) af amorfe, elastomere materialer (polyestre eller polyætere), som er gummiagtigt ved normale arbejdstemperaturer. De hårde og bløde segmenter DK 173898 B1 47 alternerer langs en polymerkæde. De hårde blokke består typisk af en blanding af 2,4- og 2,6- toluendiisocyanat, i kædeforlængelse med butandiol. Ved opvarmning smelter de hårde segmenter og materialet bliver flydende. Ved 5 afkøling hærdner segmenterne igen og danner kæde med de bløde segmenter, således at der opstår en permanent tilstandsstruktur svarende til termoplastisk gummi. Da disse polymerer ikke bevarer faseseperationen eller strukturen ved smeltning, er de lette at bearbejde 10 videre. Da de bløde elastomersegmenter ofte er polære, er de umiddelbart anvendelige til varmeforsegling især i forbindelse med R-F-dielektrisk varmeforsegling. Deres overlegne bøjningstræthedsegenskaber er blevet demonstreret under utallige krævende forsøg i 15 laboratorimaskiner til afprøvning af modstandskraft og træthed, såvel som i millionvis af par af sports- og fritidssko.

For at bevare de ovenfor omtalte, væsentlige mekaniske 20 egenskaber og fremstillingsfordele samtidig med, at man reducerer permeabiliteten i film overfor supergas og kvælstof, er det nødvendigt at blande polymererne med andre polære polymerer. Af særlig interesse er blandinger med polyethylenterephthalat (PET) polyester. Det er en 25 kondenseringspolymer fremstillet ved at reagere dimethylterephthalat med ethylenglycol. Biaksialt orienteret PET-film finder udstrakt anvendelse. På grund af den særligt lave fugtighedsabsorption hos PET er de mekaniske egenskaber faktisk upåvirkede af fugtighed.

30 Større slagstyrke kan opnas med særlig hærdnet PET.

Sådanne materialer er baseret på PET/elastomerlegeringer. Forstærkede PET-polymerer kan ligeledes anvendes og har vist sig hensigtsmæssige.

DK 173898 B1 48

Et andet termoplastisk, elastomert modermateriale, som kan blandes eller kopolymeriseres med krystallinske elementer er "HYTREL" (varemærke fra firmaet Du Pont Company). Hytrel kan ligeledes viderebearbejdes ved hjælp 5 af konventionelle, termoplastiske teknikker. Flere udformninger besidder de krævede, fysiske egenskaber med hensyn til smeltepunkt, nedbøjningsstyrke, forlængelse, bøjningsmoduler, træthedsmodstand og overrivningsstyrke.

Hytrel indeholder 40 til 80% hårde segmenter og 60 til 10 20% bløde segmenter. Skønt hydrolytisk ustabilitet kan være et problem, er den reduceret til acceptable niveauer ved tilføjelse af Stiboxol. De hårdere Hytrel-udformninger har udmærkede, lave gasdiffusionshastigheder, men er ofte for stive til 15 luftpolstringsanvendelser. De blødere udformninger (40D shore durometer, som for eksempel Hytrel 4056) har gode bøjningsegenskaber, men savner lavpermeabili tetegenskaber. Ved anvendelse af fremgangsmåderne ifølge nærværende ansøgning kan dette afhjælpes ved iblanding af 20 eller kopolymerisering med krystallinske polymerer.

Et andet velegnet, termoplastisk modermateriale er "RITEFLEX" (varenavn fra firmaet Cellanese Corp.). Riteflex 540 og Tieflex 547 med en durometerværdi på 40D 25 og 47D er typiske materialer, som kan viderebearbejdes ved hjælp af konventionel injektionsstøbning og ekstruderingsudstyr. Materialerne er 30 til 40% krystalline. Smeltetemperaturerne er noget lavere end for Hytrel og ligger i området 380 til 420°F (180-220°C).

30

Man vil forstå, at nærværende opfindelse ikke er begrænset til de termoplastiske elastomerudformninger, der er nævnt i denne ansøgning som moderhylstermaterialer, men generelt omfatter sådanne DK 173898 B1 49 materialer. De termoplastiske materialer kan enten være termoplastiske eller termohærdende. Den samme generalisering gælder for mere høj krystallinske elementer, som er blandet eller kopolymeriserede med moderpolymeren for at 5 opnå en ønsket regulering af diffusionspumpehastigheden og permeabiliteten.

For bedre at kunne forstå forskellene mellem nærværende opfindelse og den hidtil kendte pumpningsteknik samt 10 fordelene ved nærværende opfindelse henvises til figurerne 17-19. Kurven A på figur 17 viser trykudviklingen i tid, som ville finde sted i et idealiseret, begrænsende tilfælde, det vil sige i et forseglet hylster, som har et konstant volumen 15 (hylstermaterialet strækker sig ikke), og som er oppustet ved 20 psi (0,14 kg/cm2) med supergas (Freon 116), der yder et konstant partialtryk inde i hylsteret. Som det vil ses, fortsætter det indre tryk imidlertid med at stige, indtil det stabiliseres ved et trykniveau på 34,7 20 psig (0,24 kg/cm2 overtryk). Dette skyldes diffusionspumpningen med kvælstof, kurven C på figur 17, og med ilt, kurven D på samme figur, fra den omgivende atmosfære. Kurven A er summen af kurverne C og D lagt til den oprindelige 20 psi (0,14 kg/cm2) oppustning. Efter 6 25 måneder vil for eksempel en tilstrækkelig mængde kvælstof være diffunderet ind i hylsteret til at skabe et kvælstofdeltryk på 10,8 psi (0,7 kg/cm2). Tilsvarende vil trykket af ilt være 3,1 psi (0,21 kg/cm2). Summen af disse to tryk lagt til initialtrykket giver 33,9 psig 30 (2,4 kg/cm2 overtryk) som værdi for kurven A efter 6 måneder.

Kurven A på figur 17 er imidlertid et idealiseret tilfælde, som i forbindelse med kurverne C og D angiver DK 173898 B1 50 en hensigtsmæssig måde at beskrive den hidtil kendte teknik ved diffusionspumpning på. Et aktuelt tilfælde med diffusionspumpning i en oppustet, vægtbærende anordning er vist ved kurven B på figur 17. Denne kurve er identisk 5 med kurven A på figur 9 i US patent nr. 4.340.626 og på figur 13 i US patent nr. 4.287.250, som beskriver tilfældet med en aktuel AIR SOLE, i hvilken der benyttes polyurethanfilm og opnåelse af det ønskede tryk med F 116 supergas. Ved sammenligning af den idealiserede kurve A 10 med den aktuelle anordning vist som kurven B ses det, at trykket ifølge kurven B er væsentligt lavere end i det idealiserede tilfælde. Trykforskellen skyldes filmens spændingsrelaksation eller filmens strækning og det udadrettede diffusionstab af noget af supergassen. Det 15 vil ses, at kurven B stiger ret hurtigt, når ilt og kvælstof diffusionspumpes indad under de første 4 til 6 måneder af oppustningen.

Figur 18 viser en trykudvikling i forhold til tid for 20 produkter ifølge nærværende opfindelse. Kurverne E, F, G og H svarer til henholdsvis kurverne A, B, C og D på figur 17. Kurven E er et idealiseret tilfælde ifølge opfindelsen (konstant volumen og konstant, internt deltryk ved hjælp af supergas). Kurven G er kvælstof-25 deltrykket ved diffusionspumpning ind i anordningen, mens kurven H er iltdeltrykket, ligeledes ved diffusionspumpning ind i anordningen. Ved sammenligning af kurverne G og H med kurverne C og D vil det ses, at indadrettet diffusion af ilt og kvælstof ved den for-30 bedrede spærrefilm ifølge opfindelsen sker langsommere.

For eksempel er deltrykket af kvælstof efter 6 måneder kun 3,1 psi (0,21 kg/cra2), mens det for ilt er 2,9 psi (0,20 kg/cm2}. Ilt diffusionspumpes hurtigere end kvælstof. Når disse deltryk derpå lægges til de 20 psi DK 173898 B1 51 (1,4 kg/cm2) initialindblæsningstryk fås et totalt tryk på 26 psi (1,8 kg/cm2), således som vist med kurven E.

Igen vil man se, at kurven F, som er de aktuelle data for 5 en vægtbærende anordning ifølge opfindelsen, er lavere med hensyn til tryk end den idealiserede kurve E. Forskellen mellem den aktuelle og den idealiserede kurve ifølge opfindelsen er imidlertid mindre end den, der kan udlæses af figur 17. Dette skyldes, at det forbedrede 10 spærrefilmmateriale ifølge opfindelsen yderligere reducerer den normalt langsomme, udadrettede supergasdiffusion, og at det forbedrede filmmateriale ifølge opfindelsen reducerer spændingsrelaksationen. Resultatet er, at det oppustede volumen i produktet 15 ifølge opfindelsen forbliver forholdsvis konstant med hensyn til tid. Forskellen mellem kurverne E og F skyldes primært spændingsrelaksationen i filmen, fordi tryktabet i supergas er meget beskedet set over et længere tidsrum. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Figur 19 overlejrer data fra figurerne 17 og 18 og 2 udvider perioden fra 2h år til 14 år for at illustrere 3 den forbedrede opretholdelse af trykket ifølge 4 opfindelsen. Ved at sammenligne kurverne B og F ses det, 5 at trykket ifølge kurven B starter med at falde ret vold- 6 somt efter de første 4 måneder, samtidig med at trykket 7 ifølge kurven F reelt er steget ret hurtigt på grund af 8 den hurtige diffusionspumpning af ilt og kvælstof 9 (kurverne C og D) ind i hylsteret. Efterhånden som tiden 10 går, fortsætter trykket med at falde, således at trykket 11 efter 2h år er blevet formindsket til 20 psi (0,14 kg/cm2) initialt oppustningstryk. Efter 4 år er trykket faldet til 17 psig (1,2 kg/cm2 overtryk) og fortsætter med at falde.

DK 173898 B1 52 I modsætning hertil afspejler kurven F, der repræsenterer den nærværnde opfindelse, aldrig tryktab, men viser faktisk en kontinuert gradvis trykstigning, indtil trykket udjævnes ved en stabil, konstant tilstand på en 5 værdi af 28 psig (1,9 kg/cm2) efter ca. 7 år. Data for kurverne B og F for de aktuelle to vægtbærende anordninger kan sættes op i en tabel for mere effektivt at vise fordelene ved nærværende opfindelse således: 10 Tid Kurve B Kurve F Procent _(psi)_(psi)_Forbedring 1 år 22,8 26,2 15% 2 år 21,0 27,1 29~.

15 3 år 18, 2 27,3 50% 5 år 14,5 27,5 90% 7 år 12,0 27,7 130%

Disse data angiver den forbedring i langtidsopretholdelse 20 af tryk, som kan opnås ifølge opfindelsen. Langtidsforsøg bekræfter de nye og enestående langtidsresultater ved at anvende F116, luft og kvælstof, således som vist på grafikkerne. En acceptabel trykvirkning kan derfor opnås med mindre og billigere supergasser eller, i det 25 begrænsende tilfælde, ved oppustning med luft eller kvælstof.

Kurven F på figur 19 viser det tilfælde, hvor der med et forbedret spærremateriale ifølge opfindelsen er anvendt 30 ilt som den mobile gas, og hvor man opnår et fuldt partialt tryk på 3,1 psi (0,21 kg/cm2) i løbet af 1 ar, samt kvælstof som den semimobile gasart, hvor man opnar et fuldt partialtryk på 11,6 psi (0,8 kg/cm2) i løbet af 12 år. Som vist ved hjælp af kurven F er det muligt at DK 173898 B1 53 opnå en langtidspermanent oppustning i et hylster ifølge opfindelsen. Det indebærer dog også den ulempe, at trykket kan stige til 27 psi (0,19 kg/cm2) efter et par år, hvilket er 7 psi (0,4 kg/cm2) eller ca. 1/3 højere 5 end initialoppustningstrykket. Dette kan afhjælpes ved en initialoppustning med en blanding af luft og supergas eller ved at foretage oppustning med en af de mindre supergasser, for eksempel en, der diffunderer hurtigere.

10 En bedr.e og foretrukken løsning ifølge opfindelsen er indledningsvist at oppuste med 100% kvælstof. Kurven K på figur 20 viser tryk-tidsforholdet for et produkt ifølge opfindelsen, og som indledningsvist er sat under tryk ved hjælp af 100% kvælstof. Kurven I viser den modsatrettede 15 diffusion af partialtrykket fra den mobile ilt ind i hylsteret, mens kurven J er partialtrykket af kvælstof inde i hylsteret. Kurven K er summen af kurverne I og J.

Det vil ses, at tryk-"overskuddetM fra kurven K kun er 10% af det indledningsvise oppustningstryk, hvilket er 20 ganske acceptabelt. Initialtrykket starter heller ikke med at falde til under 20 psi (1,4 kg/cm2) før efter ca.

5¾ års forløb. Dette må anses for at være en udmærket, langtidspermanent oppustning opnået ved at indblæse en lettilgængelig, billig og uskadelig gas, nemlig kvælstof, 25

Figur 21 viser en sammensætning af de tre typer diffusionspumpning, som allerede er beskrevet i forbindelse med de foregående grafikker. Kurven B angiver den hidtidige diffusionspumpning med en supergas. Kurven 30 F viser en diffusionspumpning ifølge opfindelsen under anvendelse af supergas og mobil ilt og tilbageholdt kvælstof. Kurven K viser det samme som kurven F, men den indledningsvise oppustning er på 20 psig (1,4 kg/cm2 DK 173898 B1 54 overtryk) med anvendelse af rent kvælstof i stedet for supergas.

Figurerne 22 til 24 viser forskellige strukturer ifølge 5 opfindelsen til lettelse af forståelsen af det beskrevne diffusionsfænomen. På figur 22 er de krystallinske elementer vist forstørret ca. 1000 gange og fastknyttede til det elastomere materiale i det forbedrede spærrelag.

I den viste form kan det krystallinske materiale være et 10 krystallinsk net eller fibrøst stofmateriale fastknyttet til det elastomere materiale ved hjælp af en adhæsiv mekanisk eller molekylær fastgørelse. De små pile viser strømningen (aktiveret diffusion) af det indblæste medium eller den modsatrettede diffusion af atmosfærisk luft 15 gennem spærrematerialet. Ved aktiveret diffusion kondenserer indblæsningsgasserne først på de ydre overflader på spærrefilmen og vandrer derpå gennem filmen i flydende form for at komme ud på den modsatte side af filmen og fordamper derpå som en luftart. Som vist på figur 22 20 udgør de krystallinske elementer en effektiv blokering eller strømningsbegrænsning af bevægelsen af det indblæste medium gennem spærrehylsteret og af den indadgående, modsatrettede luftdiffusion. Dette illustreres diagrammatisk ved bøjede pile, som rammer ind 25 i overfladerne på det krystallinske materiale og derved afbøjer strømningen rundt om de krystallinske elementer, og derefter presser eller klemmer stømningen gennem de snævre passager mellem hosliggende dele af de krystallinske elementer, når oppustningsmediet fortsætter 30 med at bevæge sig gennem det elastomere materiale, der omgiver det krystallinske materiale.

I den på figur 22 viste udformning er en så stor del af den i tværsnit viste spærrefilm optaget af krystallinsk i ) DK 173898 B1 55 materiale, at der i alt væsentligt ikke foregår nogen egentlig gennemstrømning af et indblæsningsmedium. Dette kombineret med, at det elastomere materiale i sig selv udgør en rimelig god spærring mod supergasdiffusion, 5 resulterer i en meget effektiv mekanisme til at regulere diffusionspumpningen, således at man derved opnår mere præcise og stabile oppustningstryk over en væsentlig større tidsperiode, og derved tilvejebringer et langt bedre og mere overlegent produkt.

10

Den på figur 23 viste udformning svarer til den på figur 22 viste med undtagelse af, at de krystallinske elementer i det elastomere materiale i stedet for at være fast knyttet til dette som vist på figur 22, er indstøbte i 15 det gennem anvendelse af hensigtsmæssige bindings- eller koblingsprocedurer indbefattende temperatur, tryk og tid, som er nødvendige for at opnå en god mekanisk eller kemisk binding. Hvis der ikke opnas en god binding, vil der, således som vist på figur 23, opstå hulrum rundt om 20 de krystallinske elementer eller strukturen. Disse hulrum er vist på figuren som koncentriske ringe eller mellemrum rundt om de idealiserede, krystallinske elementer, som er afbildet for at lette forståelsen. Pilene, som indikerer bevægelsen af indpustningsmediet, er vist således, at de 25 bevæger sig ind i hulrummene og selektivt bliver nemt og hurtigt transporteret videre ad den vej, der giver mindst modstand, og som er skabt ved hjælp af hulrummene. Den større længde af pilene i sammenligning med figur 22 har til formål at indikere den sammenlignede, lette 30 transportvej for indpustningsmediets vedkommende overfor en reduceret sammenpresning og strømningsbegrænsning i de snævre passager mellem hosliggende dele af det krystallinske materiale. Det er derfor af betydning ved fremstillingen af effektive kompositstrukturer til DK 173898 B1 56 regulering af diffusionspumpning at opnå en god binding mellem det elastomere materiale og det krystallinske materiale eller de krystallinske elementer. Dette er også af betydning for at få en acceptabel, 5 langtidstræthedsstyrke og en lang brugstid.

Den på figur 24 viste udformning omfatter krystallinske elementer, i form af tyndvæggede, hule, glaskugleagtige mikrokorn med tilfældige diametre i området fra 50 til 10 200 mikron eller mere. Korn med sådanne forskellige diametre er ikke mere omkostningskrævende end korn med ensartede diametre, selvom sidstnævnte helst bør anvendes. Som vist på figurerne 22 og 23 er transporten af et indblæsningsmedium gennem det sammensatte, 15 forbedrede spærremateriale angivet ved pile. Dette er vist med ca. 100.000 ganges forstørrelse. De afstumpede og forvredne pile angiver strømningen, der rammer overfladen af kornene og derved bliver afbøjet rundt om kornene og ind i de strømningsbegrænsende passager mellem 20 hosliggende korn. Det vil forstås, at de krystallinske korn også kan være større, massive i stedet for hule samt lavet af andet krystallinsk materiale end glas.

Figur 25 viser yderligere en udformning af opfindelsen, 25 og hvor en forbedret spærrefilm 200 er anvendt til at danne hylsteret, der skal sættes under tryk. I denne udformning udgøres spærrefilmen af et sammensat krystallografisk-amorft-elastomert spærremateriale, i hvilket grundmaterialet 202 er et amorft elastomert 30 materiale, hvis krystallinske egenskaber forøges ved tilstedeværelsen af hårde, krystallinske segmenter eller elementer 203, som kan være stærkt forvredne, forlængede eller udfladede. Disse hårde krystallinske segmenter eller elementer er fortrinsvis ensartet fordelt over hele DK 173898 B1 57 grundmaterialet. Dette opnås ved en hensigtsmæssig krydsbinding og overføring eller ved andre polymerisationsteknikker. Forvridningen fås ved at strække eller komprimere materialet samtidig med, at kry-5 stallerne er under dannelse. Forvridningen understreger effektivt krystalstrukturen i elementerne 203 i grundmaterialet, hvorved der kan konstateres en forøgelse af den kohesive energidensitet, samt at de således behandlede, krystallinske elementer bliver en langt mere 10 effektiv krystallinsk diffusionsspærring end de krystallinske elementer, som ikke er blevet forvredet.

Siden 204 er den indre væg af hylsteret, og siden 205 er den ydre side eller hylstersiden ud mod den omgivende atmosfære.

15 I denne udformning er spærrematerialet gennemtrængeligt for mobile luftarter, halvgennemtrængeligt til udvælgelse af indespærrede luftarter og i alt væsentligt uigennemtrængeligt for supergasser. Det viste 20 størrelsesforhold er det, man vil se under et elektronmikroskop. Også her angiver pilene strømningen af mobile luftarter gennem spærrefilmen. I denne udformning udgøres grundmaterialet af bløde, elastomere segmenter eller områder, mens de krystallinske segmenter eller områder 25 udgøres af hårdt krystallinsk materiale.

For en fagmand vil det herefter være indlysende, at produkterne ifølge nærværnede opfindelse kan anvendes i forbindelse med en stor mængde forskellige genstande, 30 skønt beskrivelsen har fokuseret på fodtøj. For eksempel kan produkterne ifølge opfindelsen anvendes i beskyttelseshjelme til sportsbrug, militærbrug, byggepladser inden for industrien, til motorcykelbrug, til cykelbrug eller i andre hjelme, i sadler eller siddepuder, i DK 173898 B1 58 handsker eller andet beskyttelsesudstyr, i tastninger til døre, vinduer, fly, rumfartøjer, i industien og til forsegling af oliekilder, i madrasser og puder, i emballageprodukter, i flydeanordniger af forskellige 5 typer, til håndtag og håndgreb på tennisketchere, trykluftbor, maskinsave og i stødmonterede eller stødproducerende anordninger af forskellige typer samt i en hvilken som helst af de mange forskellige anordninger eller til de mange forskellige brug, som er indlysende 10 for en fagmand, der beskæftiger sig med energiabsorberende eller energigenvindingsanordninger, samt i polstrende eller fjedrende anordninger, således som det fremgår af ovennævnte, detaljerede del af beskrivelsen.

15

Claims

1. Vægtbærende polstringsanordning, som er sat under tryk ved hjælp af en luftart, kendetegnet ved: 5 et forseglet hylster, som har mindst et kammer, der er dannet af i det mindste med indbyrdes mellemrum anbragte vægdele af et filmagtigt materiale, 10 at det filmagtige materiale er et plastagtigt, polært og elastomert materiale og besidder gasdiffusionsegenskaber svarende til et delvist krystallinsk filmmateriale, at hylsteret indledningsvist sættes under et tryk af en 15 forud fastsat størrelse ved hjælp af i det mindste én indespærret luftart, overfor hvilket det filmagtige materiale virker som spærring til at retardere diffusion af den indespærrede luftart gennem materialet, 20 at filmmaterialet er karakterisktisk ved sin evne til at tilbageholde den indespærrede gas og derved holde anordningen i det mindste delvist under tryk, og at muliggøre diffusion gennem materialet af en mobil luftart, og 25 ved at det indre tryk i hylsteret udgøres af summen af partialtrykkene fra de mobile og de indespærrede luftarter. 1

2. Vægtbærende trykpolstringsanorodning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indespærrede luftart er kvælstof. DK 173898 B1

3. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indespærrede gas indbefatter mindst én supergas. 5 4. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de krystallinske egenskaber er tilvejebragt ved hjælp af et krystallinsk materiale i det filmagtige materiale. 10 5. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et fibrøst materiale.

6. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 4, 15 kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et krystallinsk, pladedannet materiale.

7. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det filmagtige materiale er 20 en elastomer polyurethanpolymer.

8. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at polstringsanordningen er en fodtøjskomponent. 25

9. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at polstringsanordningen er et hælunderlag. 1

10. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at polstringsanordningen er en sålkomponent i fuld længde. DK 173898 B1

11. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 8, kendetegnet ved, at polstringsanordningen har en længde, som er mindre end fodtøjslængden. 5 12. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et høj krystallinsk faconlærred.

13. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 8, 10 kendetegnet ved, at polstringsanordningen i det mindste delvist er indkapslet i skum.

14. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det forseglede hylster er 15 dannet af mindst to ark filmmateriale.

15. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et metal eller en metallegering udvalgt fra gruppen, 20 der består af filamenter, pudder, små pladeelementer, klæde, korn og mikrokugler.

16. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale 25 er et stikkestingsmateriale. 1 2 3 4 Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det forseglede hylster er sammensat af et antal separat forseglede kamre. 30 2 Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, 3 kendetegnet ved, at det forseglede hylster er 4 sammensat af mindst to indbyrdes forbundne kamre. DK 173898 B1

19. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav l, kendetegnet ved, at hylsterets indvendige tryk er større end det atmosfæriske tryk. 5 20. Vægtbærende polstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hylsteret har mindst én søm langs omkredsen.

21. Vægtbærende trykpolstringsanording ifølge krav 1, 10 kendetegnet ved, at de krystallinske egenskaber tilvejebringes ved hjælp af et krystallinsk materiale, der indgår i mindst én overflade af filmmaterialet.

22. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 21, 15 kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et tyndt metallag.

23. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale 20 er et krystallinsk polymermateriale.

24. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det filmagtige materiale er en blanding af polymermaterialer, af hvilke mindst ét er 25 et krystallinsk materiale.

25. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de krystallinske egenskaber er tilvejebragt ved hjælp af et polyethylenæterephthalat 30 polymermateriale. 1 Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det filmagtige materiale er DK 173898 B1 sammensat i det mindste delvist af en thermoplastisk elastomer.

27. Vægtbærende trykpolstringsanording ifølge krav 1/ 5 kendetegnet ved, at det filmagtige materiale består i det mindste delvist af en termoplastisk polyesterelastomer.

28. Vægtbærende trykpolstringsanording ifølge krav 1, 10 kendetegnet ved, at den mobile luftart indbefatter mindst én anden luftartskomponent end kvælstof.

29. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, 15 kendetegnet ved, at den indespærrede luftart består af luft eller kvælstof eller supergas, og at den mobile luftart er ilt.

30. Vægtbærende trykpolstringsanordning ifølge krav 1, 20 kendetegnet ved, at den indespærrede luftart er kvælstof og den mobile luftart er ilt.

31. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, af en luftart trykpåvirket og fjedrende polstringsanordning 25 omfattende følgende trin: fremstilling af et hylster, der har mindst ét kammer, der udgøres af i det mindste med mellemrum anbragte vægdele af et filmagtigt materiale, at det filmagtige materiale er plastmateriale og elastomert og har et delvist krystallinsk materiales gasdiffusionsegenskaber, 30 DK 173898 B1 at hylsteret indledningsvist sættes under et tryk af en given størrelse ved hjælp af i det mindste én luftart, overfor hvilken filmmaterialet virker som spærring til at sinke diffusionen af den pågældende luftart gennem 5 materialet, at filmmaterialet er karakteristisk ved sin egenskab til at tilbageholde nævnte ene luftart for at holde anordningen i det mindste delvist under tryk, og at 10 tillade diffusion gennem materialet af en mobil luftart, at hylsteret forsegles, således at det indeholder nævnte ene luftart, og 15 at det forseglede hylster udsættes for den omgivende atmosfære, hvorved en mobil luftart i den omgivende atmosfære diffunderer ind i det forseglede hylster, således at hylsterets interne tryk udgøres af summen af partialtrykkene af den pågældende ene luftart og den 20 mobile luftart.

32. Fremgangsmåde til at fremstille en vaegtbærende, gastrykpåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at den pågældende 25 luftart er kvælstof.

33. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at den pågældende 30 luftart er en supergas. 1 Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge ! DK 173898 B1 krav 31, kendetegnet ved, at hylsteret er fremstillet af plant, arklignende materiale.

35. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, 5 gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at hylsteret er fremstillet ifølge en af følgende metoder eller en kombination af disse: Sprøjtestøbning, injektions støbning, hulstøbning, vakuumformning, rotationsstøbning, 10 overføringsstøbning og/eller trykformning.

36. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at hylsteret er 15 fremstillet af termoplastisk materiale.

37. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at hylsteret er 20 lavet af termohærdet materiale.

38. Fremgangsmåde til fremstilling af en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge krav 31, kendetegnet ved, at hylsteret er 25 fremstillet ved sammensvejsning i det mindste af en del af dets vægge, og at væggenes indre overflader er behandlet med et grundestof forud for svejsningen. 30

39. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at polstringsanordningen udgør en del af en fodtøjsartikel. DK 173898 B1

40. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge krav 31, kendetegnet ved, at den mobile luftart 5 indbefatter mindst én luftartskomponent, som ikke er kvælstof.

41. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge 10 krav 31, kendetegnet ved, at den pågældende luftart er en indespærret luftart, som indeholder luft eller kvælstof eller supergas eller en blanding af disse, og ved at den mobile luftart er ilt.

42. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge krav 31, kendetegnet ved, at trinnet til indledningsvist at sætte anordningen uder tryk indbefatter, at den sættes under et internt tryk, som er 20 større en det atmosfæriske tryk.

43. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge krav 31, kendetegnet ved, at 25 gasdiffusionsegenskaberne fra et delvist krystallinsk materiale tilvejebringes ved hjælp af et krystallinsk materiale, som er indeholdt i det pågældende filraagtige materiale. 1 2 3 4

44. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, 2 gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge 3 krav 43, kendetegnet ved, at det krystallinske 4 materiale er et fibrøst materiale. DK 173898 B1

45. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge krav 44, kendetegnet ved, at det fibrøse materiale er et stikkestingsmateriale. 5

46. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanording ifølge krav 43, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et krystallinsk, pladedannet materiale. 10

47. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 43, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et stærkt, krystallinsk faconlærred. 15

48. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 43, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et metal eller en metallegering udvalgt fra 20 gruppen, der består af filamenter, pulver, sma pladedele, klæde, korn og mikrokugler.

49. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge 25 krav 31, kendetegnet ved, at trinet til dannelsen af et hylster indbefatter dannelsen af et antal seperate kamre i hylsteret, og at hvert af disse kamre derefter sættes under tryk og 30 forsegles. 1 2 3 Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, 2 gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge 3 krav 31, kendetegnet ved, at de krystallinske DK 173898 B1 egenskaber tilvejebringes ved hjælp af et krystallinsk materiale fastgjort til mindst en af overfladerne af filmmaterialet.

51. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 50, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et tyndt metallag.

52. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 50, kendetegnet ved, at det krystallinske materiale er et krystallinsk, polymert materiale.

53. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at det filmagtige materiale er en blanding af polymere materialer, af hvilke mindst ét er et krystallinsk materiale. 20

54. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at de krystallinske egenskaber er tilvejebragt ved hjælp af et polyethylen- 25 æterephthalatpolymert materiale.

55. Fremgangsmåde til at fremstille en vægtbærende, gastrykspåvirket og fjedrende polstringsanordning ifølge krav 31, kendetegnet ved, at det filmagtige 30 materiale er et polyurethanmateriale. 1 Vægtbærende, gastrykspåvirket polstringsanordning omfattende DK 173898 B1 et forseglet hylster med mindst et kammer, der er dannet ved hjælp af i det mindste med mellemrum anbragte vægdele af et filmagtigt materiale, 5 hvilket filmagtige materiale er en kombination af krystallografisk-amorft-elastomert spærremateriale, og hvilket hylster indledningsvist sættes under et tryk af en forud fastsat værdi ved hjælp af mindst én luftart, 10 overfor hvilken det filmagtige materiale virker som en spærring til at sinke en diffusion af en indespærret luftart gennem materialet, kendetegnet ved, at filmmaterialet er karakteristisk ved at have hårde, krystallinske, segmenter inde i det nævnte 15 elastomermateriale for derved at forøge de således aktiverede diffusionsspærringskarakteristika i spærrematerialet ved at kunne tilbageholde mindst én luftart og til at holde anordningen mindst delvist under tryk og til at muliggøre diffusion gennem materialet af en mobil 20 luftart, og at det interne tryk i hylsteret udgøres af summen af partialtrykkene fra mindst én af de nævnte, indespærrede luftarter og nævnte øvrige indespærrede luftarter. 25

57. Vægtbærende, gastrykspåvirket polstringsanord-ning ifølge krav 56, kendetegnet ved, at hårde krystallinske segmenter eller elementer er forspændte på en sådan måde, at de forøger de aktiverede 30 diffusionsspærringskarakteristika i det pågældende spærremateriale.