JP6299982B2 - 生地構成要素を有する発泡部材、並びに、これを製造するシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、包括的には、発泡部材の分野に関し、より詳細には、シューズソール及びその構成要素、並びに、これらを製造するシステム及び方法に関する。
本出願は、２０１２年３月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／６１０，２０６号の優先権及び利益を主張し、この米国仮特許出願の開示内容は、参照によりその全内容が本明細書に援用される。
運動靴を製造する従来の方法は、多くの場合に、シューズのソールを成形し、その後で、成形されたソール部分を予め形成されたアッパーに糊付けし、縫い合わせ、又は他の方法で付着させることを必要とする。ソールは、インソールと、ミッドソールと、接地アウトソールとのような要素を含んでもよく、これらの要素は一緒に形成されて単一のソール構造を作り出し、その可撓性は、ソールを構成するのに用いられる材料の可撓性によって制限される。可撓性が高く軽量の材料の使用は、着用者が感じるようなシューズの重量を低減するとともにシューズの可撓性を高めるのに幾らか助けになることができるが、従来の製造方法は、運動靴に必要とされる構造的な耐久性及び性能の必要な程度を維持しながらも達成することができる可撓性及び重量を制限する。
高い性能、安定性及び耐久性を依然として提供しながらも、真に軽量な構造及び高い可撓性を有する履物製品を作るための、シューズソール構成要素を製造する改良された方法が必要とされている。したがって、本発明は、生地に付着した発泡ポリマー材料を有する部材、並びに、これを作り出すシステム及び方法に関し、発泡部材は、１つの実施形態では、履物製品のソールの少なくとも一部を形成することができる。
本発明の１つの態様は、発泡ポリマー材料を少なくとも１つの生地層に付着させる方法を含む。この方法は、少なくとも１つのキャビティを含む成形型を準備することと、未発泡ポリマー材料をキャビティ内に挿入してキャビティを未発泡ポリマー材料で部分的に満たすことと、少なくとも１つの生地層をキャビティにわたって配置することと、成形型を閉じることとを含む。この方法は、キャビティ内で未発泡ポリマー材料を発泡させることを更に含み、発泡したポリマー材料は、キャビティに近接する生地層の少なくとも一部に浸透し、発泡したポリマー材料を生地層に付着させる。
１つの実施形態では、成形型は複数のキャビティを備え、複数のキャビティは、例えば、発泡したポリマー材料及び生地が履物製品のソールの少なくとも一部を形成するように配置される。未発泡ポリマー材料は、ポリマー、エラストマー及び熱可塑性物質からなる群から選択される材料を含んでもよく、例えば、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ＥＶＡ共重合体、ポリエチレン（ＰＥ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、デュポン（商標）社のサーリン（登録商標）、ブロンラバー又は熱可塑性ゴム（ＴＰＲ）のうちの少なくとも１つを含か、あるいはそれから本質的に構成されてもよい。
未発泡ポリマー材料はさらに、少なくとも１つの発泡剤を含んでもよい。１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料を発泡させることは、キャビティを、発泡剤が活性化する温度又はそれを超える温度に加熱することを含む。代替的に、未発泡ポリマー材料を発泡させることは、限定はしないが、キャビティを加熱すること、キャビティ内の圧力を変化させること、及び／又は、少なくとも１つの発泡剤をキャビティ内に導入することのうちの少なくとも１つのような任意の適切な手段を含んでもよい。
１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料の１つ又は複数の固体ペレットが少なくとも１つのキャビティのそれぞれに挿入されて、少なくとも１つのキャビティのそれぞれを未発泡ポリマー材料で部分的に満たす。代替的には、未発泡ポリマー材料は、複数の固体ペレット又は液体として、少なくとも１つのキャビティ内に挿入することができる。発泡前に、未発泡ポリマー材料は、キャビティの容積の約１６％〜１００％の容積までキャビティを満たすことができる。少なくとも１つの生地層は、１つ又は複数の不織布層、織布層及び／又は編物層を含むか又は本質的にこれらから構成することができる。
本発明の別の態様は、発泡したポリマー材料を少なくとも１つの生地層に付着させる方法を含み、少なくとも１つの第１のキャビティと、少なくとも１つの第１のキャビティと流体連通している少なくとも１つの材料射出チャネルとを備える第１の成形型を準備することと、少なくとも１つの生地層を少なくとも１つの第１のキャビティを覆うように配置することと、第１の成形型を閉じることと含む。この方法はさらに、少なくとも１つの材料射出チャネルを通して少なくとも１つの第１のキャビティ内に未発泡ポリマー材料を射出することであって、未発泡ポリマー材料が少なくとも１つの第１のキャビティに近接する生地層の少なくとも一部に浸透して、未発泡ポリマー材料を前記生地層に付着させる、未発泡ポリマー材料を射出することと、未発泡ポリマー材料を発泡させることとを含む。
１つの実施形態では、成形型は複数のキャビティを備え、複数のキャビティは、例えば、発泡したポリマー材料及び生地が履物製品のソールの少なくとも一部を形成するように配置される。未発泡ポリマー材料は、ポリマー、エラストマー及び熱可塑性物質からなる群から選択される材料を含んでもよく、例えば、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ＥＶＡ共重合体、ポリエチレン（ＰＥ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、デュポン（商標）社のサーリン（登録商標）、ブロンラバー又は熱可塑性ゴム（ＴＰＲ）のうちの少なくとも１つを含むか、あるいはそれから本質的に構成されてもよい。少なくとも１つの生地層は、不織布層、織布層又は編物層のうちの少なくとも１つを含むか、あるいはそれから本質的に構成されてもよい。
１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料を発泡させることは、生地層及び付着した未発泡ポリマー材料を第１の成形型から取り出すことと、少なくとも１つの第１のキャビティの容積よりも大きい容積を備える少なくとも１つの第２のキャビティを含む第２の成形型を準備することと、未発泡ポリマー材料が少なくとも１つの第２のキャビティ内に延びるように、生地層及び付着した未発泡ポリマー材料を第２の成形型内に配置することと、第２の成形型を閉じることと、第２のキャビティ内で未発泡ポリマー材料を発泡させることとを含む。少なくとも１つの第２のキャビティは、少なくとも１つの第１のキャビティの容積の約１．１倍〜６倍、または約１．１倍〜３又は４倍、または約１．２倍〜２倍、または１．２倍〜１．５倍の容積を備える。未発泡ポリマー材料は少なくとも１つの発泡剤を含んでもよい。第２のキャビティ内で未発泡ポリマー材料を発泡させることは、少なくとも１つの第２のキャビティを、発泡剤が活性化する温度又はそれを超える温度に加熱することを含んでもよい。さらに、発泡剤が活性化する温度未満の温度で、少なくとも１つの第１のキャビティ内に未発泡ポリマー材料を射出してもよい。
１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料を発泡させることは、未発泡ポリマー材料を射出した後で少なくとも１つの第１のキャビティを拡張することと、少なくとも１つの拡張した第１のキャビティ内で未発泡ポリマー材料を発泡させることとを含む。少なくとも１つの第１のキャビティを、例えば、その未拡張の容積の約１．１倍〜６倍、または約１．１倍〜３又は４倍、または約１．２倍〜２倍、または１．２倍〜１．５倍の容積に拡張してもよい。未発泡ポリマー材料は少なくとも１つの発泡剤を含んでもよい。拡張した第１のキャビティ内で未発泡ポリマー材料を発泡させることは、少なくとも１つの拡張した第１のキャビティを、発泡剤が活性化する温度又はそれを超える温度に加熱することを含んでもよく、一方で、発泡剤が活性化する温度未満の温度で、少なくとも１つの第１のキャビティ内に未発泡ポリマー材料を射出してもよい。
１つの実施形態では、圧力下で少なくとも１つの第１のキャビティ内に未発泡ポリマー材料を射出し、未発泡ポリマー材料を発泡させることは、第１の成形型を開いて少なくとも１つの第１のキャビティ内の圧力の少なくとも一部を解放することを含む。圧力を解放することは、未発泡ポリマー材料がキャビティの１つ又は複数の壁によって制限されることなく自由に発泡及び膨張するように、キャビティを含む第１の成形型部分を第２の成形型部分から分離することを含むか、あるいは本質的にこれから構成されるか、若しくは、キャビティの少なくとも１つの壁を後退させながらキャビティを周囲の雰囲気に開いて、発泡したポリマー材料の膨張を制御してもよい。
１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料を発泡させることは、少なくとも１つの後退可能な壁を有する少なくとも１つのキャビティを備える成形型を準備することと、少なくとも１つの後退可能な壁を後退させることによって、少なくとも１つのキャビティを拡張させて、未発泡ポリマー材料を発泡させることとを含み、未発泡ポリマー材料は、少なくとも１つの後退可能な壁の後退時に溶液から出るようになっている少なくとも１つの発泡剤を含む。この実施形態では、発泡剤は、例えば、少なくとも１つの材料射出チャネルの上流の温度及び圧力制御混合装置内で、超臨界流体として未発泡ポリマー材料内に導入することができる。
本発明の別の態様は、発泡したポリマー材料を少なくとも１つの生地層に付着させる方法を含む。この方法は、少なくとも１つのベースキャビティによって接続される複数の細長いキャビティと、少なくとも１つのベースキャビティ及び／又は細長いキャビティのうちの少なくとも１つと流体連通する少なくとも１つの材料射出チャネルとを含む成形型を準備することを含む。この方法は、未発泡ポリマー材料を、少なくとも１つの材料射出チャネルを通して射出して、少なくとも１つのベースキャビティ及び複数の細長いキャビティを満たすことと、未発泡ポリマー材料を発泡させることによって、少なくとも１つのベース部分から延びる複数の細長い延長部を含む発泡したポリマー構成要素を形成することと、発泡したポリマー構成要素を成形型から取り出すことと、接着剤を細長い延長部の遠位端に配置することと、細長い延長部の遠位端を少なくとも１つの生地層に接着することと、ベース部分を細長い延長部から取り外すことによって、細長い延長部を少なくとも１つの生地層に結合したままにすることとを更に含む。
１つの実施形態では、複数のキャビティは、細長い延長部及び生地が履物製品のソールの少なくとも一部を形成するように配置される。未発泡ポリマー材料は、少なくとも１つの発泡剤を含んでもよく、未発泡ポリマー材料を発泡させることは、未発泡ポリマー材料を加熱すること、及び／又は、未発泡ポリマー材料にかかる圧力を変化させることのうちの少なくとも一方を含むことができる。
本発明の別の態様は、アッパー及びソールを備える履物製品を含み、ソールは、生地層に浸透するか、そうでなければ生地層に付着した、発泡したポリマー材料の複数の別個の細長い要素を含む。
これらの目的及び他の目的は、本明細書において開示される本発明の利点及び特徴とともに、以下の説明、添付図面、及び特許請求の範囲を参照することによってより明らかになるであろう。さらに、本明細書において説明される様々な実施形態の特徴は、互いに相容れないものではなく、様々な組み合わせ及び並べ替えで存在できることが理解されるべきである。
図面において、同様の参照符号は、概して、種々の図全体を通じて同じ部分を指す。また、図面は、必ずしも一律の縮尺ではなく、その代わり、概して、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。以下の説明では、以下の図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。
本明細書において記載される本発明は、例えば、履物において用いられる、少なくとも１つの生地のベース層にポリマー発泡製品を付着させるシステム及び方法、並びに、それによって形成された結果として生じる構成要素に関する。本明細書において記載されるシステム及び方法は、限定はしないが、履物のソール又はその構成要素のような構成要素を作るのに用いることができる。１つの例示的な実施形態では、本明細書において記載されるシステム及び方法は、ベース生地層に付着される複数の個別のポリマー発泡要素を含むシューズソール構成要素を作るのに用いることができ、生地層はシューズを作るためにシューズアッパーに取り付けられ、すなわち、シューズ自体のアッパー、又はアッパーの一部を形成する。
種々の実施形態では、本明細書において記載される方法及びシステムは、任意の数の製品において用いられる生地に付着されたポリマー材料を有する部材を作るのに用いることができる。例えば、そのような部材は、履物製品のソール又はソールの一部を形成することができるか、及び／又は、履物製品のアッパーの少なくとも一部を形成することができる。ポリマー材料が付着された生地は、着用者の上半身及び／又は下半身の衣類を形成するのに用いることもでき、ポリマー材料は、例えば、衣類に一体的に取り付けられる保護カバー及び詰め物を提供する上で有用である。例えば、本発明の幾つかの実施形態では、衣類又はスポーツ用アクセサリーの発泡保護要素を提供するといった複数の目的で発泡及び生地部材を製造するように成形型を構成することができる。ポリマー材料が付着される生地は、限定はしないが、保護用のスポーツアクセサリー（例えば肘パッド、脛パッド、ヘッドプロテクター等）、スーツケース及び他のキャリーバッグ等のような製品において用いることもできる。
ポリマー材料は、ポリマー、エラストマー及び／又は熱可塑性物質を含むか若しくは本質的にこれらから構成することができる。例えば、ポリマー材料は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ＥＶＡ共重合体、ポリエチレン（ＰＥ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、デュポン（商標）社のサーリン（登録商標）、ブロンラバー又は熱可塑性ゴム（ＴＰＲ）とすることができる。１つの例示的な実施形態では、ポリマー材料は接地ＥＶＡ（すなわち、シューズソールの接地面として用いられることを可能にするために適切な性能、摩耗及び耐久性特徴を提供するように特に配合されたＥＶＡ）である。
発泡剤は通常、ポリマー材料を発泡させる手段を提供するように、発泡前に未発泡ポリマー材料に導入される。発泡剤は、任意の所望の発泡剤レベルでポリマー材料混合物に導入することができる。所望の発泡剤レベルは、特定のプロセスに依存し、一般に、ポリマー材料及び発泡剤の約１５質量％未満であるが、特定の実施形態ではより高いレベルの発泡剤を用いることができる。多くの実施形態では、発泡剤レベルは約３％未満であり、幾つかの実施形態では約１％未満である。１つの例示的な実施形態では、発泡剤レベルは０．１％〜２％であるか又は０．３％〜０．９％であり、若しくはより詳細には０．４％〜０．７５％である。代替的な実施形態では、発泡剤レベルは、ポリマー材料及び発泡剤の混合物の約０．１質量％未満であるか又は更に低いものとすることができる。
発泡剤は、限定はしないが、窒素、二酸化炭素、炭化水素（例えばプロパン）、クロロフルオロカーボン、希ガス及び／又はそれらの混合物のような、当業者に公知の任意の適切なタイプの化学的発泡剤又は物理的発泡剤を含むか若しくは本質的にこれらから構成することができる。例示的な発泡剤は、米国特許出願公開第２０１２／０３２９８９２号明細書に記載されており、その開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。１つの例示的な実施形態では、発泡剤は、窒素を含むか又は本質的に窒素から構成される。発泡剤は、気体、液体又は超臨界流体（ＳＣＦ）のような任意の流動性の物理的状態で供給することができる。代替的には、発泡剤はペレット化固体の形態で供給することができる。１つの実施形態によると、発泡剤供給源は、押出機への射出時に超臨界流体状態である発泡剤（例えば窒素）を提供する。１つの実施形態では、液体形態の化学発泡剤（例えばアゾジカルボンアミド又は改質アゾジカルボンアミド）を、ポリマー材料と混合し、その後、その活性化温度に、又はその活性化温度を超える温度に加熱することによって活性化することができる。
発泡剤は、特定の条件が満たされるまで安定した状態のままであるように未発泡ポリマー材料に溶解されるか又はそうでなければ混合され、特定の条件が満たされた時点で、活性化し、溶液から出て、分解され、気化し、又はそうでなければ発泡を開始して、複数のマイクロセルのサイトの核をなし、それによって未発泡ポリマー材料を発泡させる。発泡剤は、設定温度に達するか及び／又は設定圧力に達すると、活性化し／溶液から出て、未発泡ポリマー材料を発泡させるように選択することができる。例えば、１つの実施形態では、発泡剤は、約１００℃〜約１６０℃、より詳細には約１００℃〜１２０℃、例えば約１１０℃の温度で活性化する。代替的な実施形態では、発泡剤は、より高いか又はより低い温度で活性化し／溶液から出るように選択することができる。
１つの実施形態では、発泡剤が溶解している未発泡ポリマー材料は高圧で保持することができ、（例えば未発泡ポリマー材料が保持される成形型キャビティを拡張させるか又は開くことによって）未発泡ポリマー材料が保持されている圧力が低下すると発泡剤が活性化する。例えば、発泡剤（例えば超臨界流体発泡剤）が混合されている未発泡ポリマー材料を、上流の混合及び射出システム内、並びに、混合及び射出システムと成形型キャビティとを接続する１つ又は複数の射出チャネル内で高い温度及び圧力に保持することができ、材料が射出チャネルを出て成形型キャビティに入ると、又はその直後に、発泡が自動的に開始する。
本発明において用いられる生地は、任意の適切な編物、織布、不織布、そうでなければ、構成された単層又は多層の生地を含むか若しくは本質的にこれらから構成することができる。生地は、限定はしないが、綿、ウール、絹、レーヨン、ポリエステル及び／又はナイロンを含む天然及び／又は人工の材料から形成することができる。種々の実施形態では、生地は、トリコット生地、３次元メッシュ生地、又は、縫い合わせられるか、結合されるか、溶接されるか、そんでなければ付着される複数の別個の生地の層とすることができる。１つの実施形態では、生地は、膨張するポリマー材料が発泡中に入り込むことができる開口を提供するように穿孔される、成形された、ロール巻きにされた、又は別の方法で形成された材料シートを含むか若しくは本質的にこれらから構成することができる。
発泡したポリマー材料を少なくとも１つの生地の層に付着させる例示的なシステム及び方法が図１Ａ〜図１Ｆに示されている。システム１００は、キャビティ１１５を内部に有する第１の成形型部分１１０を含む成形型１０５を備えている。成形型１０５は、キャビティ１１５を周囲の雰囲気からシール（又は部分的にシール）するようにキャビティ１１５を覆うことができる第２の成形型部分１２０も備えている。第２の成形型部分１２０は、第１の成形型部分１１０から取り外し可能であるか、又は第１の成形型部分１１０に回動可能に、若しくは別の方法で移動可能に取り付けることができる。１つの実施形態では、第１の成形型部分１１０は、第２の成形型部分１２０を受け入れるとともに、第２の成形型部分１２０が適所に位置して保持されると、キャビティ１１５の完全な又は不完全な（例えばガス抜きされた）シールを確実にするために、１つ又は複数の隆起した壁１２５を含むことができる。第２の成形型部分１２０を、任意の適切な機械的、空気圧式、油圧式及び／又は電磁的なクランプシステムによって第１の成形型部分１１０にクランプ、ねじ留め、又は別の方法で取り外し可能に保持して、成形プロセス中にキャビティ１１５内の適切なシールが維持されることを確実にすることができる。代替的な実施形態では、成形型は、任意の適切な方法で嵌まり合い、及び／又は任意の適切な方法で方向付けることができる付加的な及び／又は異なって形作られる成形型部分を有することができる。
代替的な実施形態では、第２の成形型部分１２０は、第１の成形型部分１１０に加えて又は第１の成形型部分１１０の代わりに、１つ又は複数の隆起した壁１２５を含むことができ、及び／又は、付加的な別個の成形型構成要素を用いてキャビティ１１５のシールを完成させることができる。更なる代替的な実施形態では、隆起した壁１２５は必要とされず、第２の成形型部分１２０は、図２Ａ〜図２Ｆに示されるように、隆起した壁１２５をいずれも必要とすることなく、十分なキャビティ１１５のシールを確実にするほど十分な力で第１の成形型部分１１０に対して適所に保持される。
１つの実施形態では、キャビティ１１５は、閉じられ及び／又はシールされると、周囲の雰囲気から完全に又は実質的に完全にシールされる。代替的な実施形態では、キャビティ１１５は、閉じられ及び／又はシールされると、生地１３５の少なくとも一部を通して、成形型１０５内に配置される１つ又は複数のスペーサー要素を通して、及び／又は、第１の成形型部分１１０及び第２の成形型部分１２０の少なくとも一方の内部に埋め込まれる少なくとも１つの別個のガス抜き通路を通して、周囲の雰囲気にガス抜きされる。
キャビティ１１５は、図１Ｂに示されるように、ある容積の未発泡ポリマー材料１３０（例えば、ある容積の未発泡ＥＶＡ）を受け入れるようになっている。未発泡ポリマー材料１３０は、固体形態又は液体形態でキャビティ１１５内に挿入することができる。例えば、未発泡ポリマー材料１３０は、材料のカレンダーシートからダイカットされる材料の単一のペレット、又は、別個の成形型において必要な形状に射出成形される材料のペレットとすることができる。代替的には、未発泡ポリマー材料１３０は、材料の複数の小さいペレットとしてキャビティ１１５内に挿入することができる。未発泡ポリマー材料１３０は、手でキャビティ１１５内に挿入することができるか、又は、ホッパー内に保持して、発泡前にホッパーからキャビティ１１５内に手動で又は自動的に放出することができる。
未発泡ポリマー材料１３０のペレットは、キャビティ１１５の断面形状と同様の断面形状を有するか、又は異なる断面形状を有することができ、キャビティ１１５の全幅を延びるか又はキャビティ１１５の幅よりも小さい幅を有することができる。キャビティ１１５の幅と実質的に同じ幅を有することの結果として、未発泡ポリマー材料１３０は、発泡時に、１つの方向にのみ（すなわちキャビティ１１５の細長い長さに沿って）膨張する。キャビティの幅よりも小さい幅を有することの結果として、未発泡ポリマー材料１３０は、発泡時に３次元に膨張し、一方で、可能性としては、ポリマー材料とキャビティの壁との間でキャビティの１つ又は複数の面に沿ってガス抜きが生じることも可能にする。
未発泡ポリマー材料１３０が発泡中に膨張する十分な余地を提供するために、キャビティ１１５内に挿入される未発泡ポリマー材料１３０の容積は、キャビティ１１５自体の容積よりも小さい。例えば、未発泡ポリマー材料１３０の容積は、キャビティ１１５の容積の約１６％、又は約２５％、又は約３３％、又は約５０％、又は約６７％、又は約８３％、又は約９１％（又は更により大きい）とすることができ、例えば、キャビティ１１５の容積の約４０％〜１００％、又はキャビティ１１５の容積の約５０％〜８０％、又はキャビティ１１５の容積の約６０％〜８０％、例えばキャビティ１３０の容積の約８０％以上である。未発泡ポリマー材料１３０によって満たされるキャビティ１１５の容積を制御することは、発泡後の材料の密度を制御することを可能にし、キャビティ１１５内のより少ない量の未発泡ポリマー材料１３０は、より低い密度の発泡要素を作る。代替的な実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０の容積は、キャビティ１１５の容積の約４０％よりも小さくすることができる。１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０は、発泡前に、キャビティ１１５の全体又は実質的に全体を満たし、発泡中の材料の膨張が生地１３５内への膨張に限定される。
未発泡ポリマー材料１３０がキャビティ１１５内に挿入されると、図１Ｃ及び図１Ｄに示されるように、生地１３５がキャビティ１１５を覆うように配置され、第２の成形型部分１２０がキャビティ１１５及び生地１３５を覆うように固定され、キャビティ１１５を、キャビティ１１５に晒される生地１３５の一部によってシールする。生地１３５は、任意の適切なサイズ、形状、及び材料であってもよく、キャビティ１１５のサイズ及び特定の部材に必要とされる生地の量に応じて、任意の適切な割合の生地１３５がキャビティ１１５に晒される。１つの実施形態では、生地１３５は、標準的な形状及びサイズとすることができ（例えば、標準的な形状又はサイズの成形型１０５内に嵌まるようになっている正方形又は矩形形状）、生地は、ポリマー材料の発泡及び付着後に切り取られ、完成した部材を形成する。代替的には、生地は、成形型１０５内に配置する前にその完成サイズ及び／又は形状（例えば、シューズソールの形状）に切り取ることができる。１つの実施形態では、成形型１０５は、ポリマー材料１３０の発泡の前後に生地を成形型１０５内で切り取るために、１つ又は複数の切り取り要素又は縁を含むことができる。
生地１３５がキャビティ１１５の上方に位置して成形型１０５が閉じられると、成形型１０５を用いて未発泡ポリマー材料１３０を発泡させることができる。これは、例えば、未発泡ポリマー材料１３０中に懸濁している発泡剤が活性化されて発泡プロセスを開始する温度又はそれよりも高い温度に成形型を加熱することによって達成することができる。成形型は、限定はしないが、成形型を炉（例えばプレス炉）内に配置すること、及び／又は、加熱された及び／又は冷却された流体又はガスを、成形型１０５内の又は成形型１０５の隣の１つ又は複数の加熱チャネルに通すことのような、任意の適切な温度調節方法によって加熱及び／又は冷却することができる。代替的には、未発泡ポリマー材料は、別個の発泡剤をキャビティ１１５内に射出して未発泡ポリマー材料１３０又は未発泡ポリマー材料１３０に埋め込まれている発泡剤と反応させることによって発泡させることができる。
１つの実施形態では、第１の成形型部分１１０及び／又は第２の成形型部分１２０の一方又は両方の壁は、キャビティ１１５の周りでシールを維持するように生地に対して押圧し、キャビティ１１５を越えて周囲の生地内に未発泡ポリマー材料１３０が流れ出ることを防止するために１つ又は複数の隆起したガスケット要素を含むことができる。代替的な実施形態では、別個のガスケット要素（例えば、高耐熱性ＥＶＡ、ゴム、シリコーン又は別の適切な材料から形成されるガスケット要素）を、第１の成形型部分１１０及び／又は第２の成形型部分１２０上のガスケット要素の代わりに又はガスケット要素に加えて用いることができる。
１つの実施形態では、ガスケット要素を用いて、未発泡ポリマー材料１３０の射出中及び／又は発泡中にキャビティ１１５のガス抜き（すなわち、キャビティ１１５からガスを逃がすこと）を可能にするように離間機能も提供しながらも、部分的なシールを提供することができる。別の実施形態では、ガス抜きを提供するスペーサー要素は、生地１３５と第２の成形型部分１２０との間に配置されるメッシュ（例えば、ゴム、生地又は金属のメッシュ）の形態をとることができる。
未発泡ポリマー材料１３０が発泡することによって膨張し、キャビティ１１５を満たすとともにキャビティに近接する生地１３５に入り込む。この結果、材料が、生地１３５にしっかりと付着される発泡した細長い要素１４０を形成して、発泡した材料及び生地の部材を形成する。発泡材料は、発泡中に、生地１３５の繊維間の隙間、及び／又は生地１３５内の穿孔若しくは他の開口内に膨張し、その後、発泡した材料が冷却されて固まるにつれて生地１３５内でしっかりと固まることによって、生地１３５に入り込む。
１つの実施形態では、成形型１０５は、生地１３５が上方に配置される複数の別個のキャビティ１１５を備えている。複数のキャビティ１１５を有する成形型１０５を用いて部材を製造する例示的な方法が図３Ａ〜図３Ｆに示されている。この実施形態では、キャビティ１１５は、各キャビティ１１５内での未発泡ポリマー材料１３０の発泡時に、生地１３５のシートから延びる複数の別個の発泡した細長い要素１４０を含む完成した部材が作られるように、任意の適切な形状とすることができ、任意の適切なパターンで配置することができる。キャビティ１１５は、製造される特定の部材と、各細長い要素１４０に必要とされる特定の材料密度とに応じて、全てが同じ断面形状及びサイズ、及び／又は同じ深さであるか、又は、異なる容積及び形状とすることができる。
種々の実施形態では、キャビティ１１５は、任意の適切な容積とすることができ、任意の適切な断面形状を有することができる。例えば、キャビティ１１５は、実質的に円形、楕円形、三角形、正方形、矩形又は多角形（例えば五角形、六角形、七角形、八角形又はより多くの頂点の多角形）の断面を有する発泡した要素を作ることができるか、又は、より複雑な断面形状を有する発泡した要素を形成することができる（例えば、複雑な直線の及び／又は湾曲した断面を形成するか、文字及び／又は数字を形成するか、若しくは任意の他の適切な形状を形成する）。
１つの実施形態では、キャビティ１１５の側壁１５０は、直線的にすることができ、近位壁１６０（すなわち、生地１３５が当たって配置される壁）に対して直角に、又は、近位壁１６０に対して鋭角に延びることができる（近位壁１６０から離れるように延びるにつれてキャビティ１１５を広げるか又は狭める）。代替的には、キャビティ１１５の側壁１５０は、任意の適切な方法で湾曲することができるか、又は、湾曲した側壁部分及び直線的な側壁部分の両方を含む。キャビティ１１５の遠位壁１５５は、平面的であり、近位壁１６０に対して平行に又はある角度で延びることができるか、若しくは、代替的には、任意の適切な方法で湾曲することができる。同様に、キャビティ１１５の近位壁１６０は、平面的であり、遠位壁１５５に対して平行に又はある角度で延びることができるか、若しくは、代替的には、任意の適切な方法で湾曲することができる。
キャビティ１１５の側壁１５０、近位壁１６０及び／又は遠位壁１５５には、パターン、図又は他の適切なテクスチャー及び／又は粗さを組み込むことができる。例えば、生地及びポリマー材料の複数の発泡した延長部が履物製品のソール又はソールの一部を提供するのに用いられる実施形態では、内部でポリマー材料が発泡するキャビティ１１５の遠位壁１５５にテクスチャー加工を施して、細長い要素１４０にテクスチャー加工された遠位面を提供し、それによって、結果として生じるシューズに粗い接地面を設けることができる。
１つの実施形態では、内部でポリマー材料が発泡するキャビティ１１５の遠位壁１５５は突起を含み、それによって、ソールにグリップ機能を提供し、及び／又はゴム製のアウトソール要素若しくは他の適切な固定具を受け入れるのに用いることができる（突起と反対の形状を有する）キャビティを有する細長い要素１４０を作ることができる。
本発明の１つの実施形態は、未発泡ポリマー材料を生地上に射出成形することと、その後、未発泡ポリマー材料を発泡させて完成した部材を形成することとを含む。そのような部材を形成する例示的な方法が図４Ａ〜図４Ｇに示されている。この実施形態では、第１の成形型部分２１０と、複数のキャビティ１１５と、第２の成形型部分２２０とを有する第１の成形型２０５に、複数のキャビティ１１５と流体連通する１つ又は複数の材料射出チャネル２２５が設けられている。流体射出チャネルは、図４Ａ〜図４Ｃに示されるように第１の成形型部分２１０内に、又は図８Ａ及び図８Ｂに示されるように第２の成形型部分２２０に埋め込むことができる。代替的には、流体射出チャネル２２５は、第１の成形型部分２１０と第２の成形型部分２２０との間に位置することができるか、又は任意の他の適切な成形型部分に位置することができる。
この場合も同様に、生地１３５は、図４Ｂに示されるように、成形型を閉じると生地１３５の部分がキャビティ１１５に晒されるように、第１の成形型２０５内に位置することができる。成形型が閉じると、未発泡ポリマー材料１３０を、材料射出チャネル２２５を通してキャビティ１１５のそれぞれに射出し、キャビティ１１５を満たし、生地１３５に浸透させ／入り込ませ、それによって生地１３５に付着させることができる。
１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０は、１つ又は複数の発泡剤を含むことができ、発泡剤の活性化時に材料が発泡することを可能にする。未発泡ポリマー材料１３０の尚早の発泡を防止するために、未発泡ポリマー材料１３０を、材料の溶融温度を上回るが発泡剤の活性化温度を下回る温度でキャビティ１１５内に射出することができる。１つの実施形態では、材料の温度を発泡剤の活性化温度未満に保持することに加えて、又はその代わりに、材料を、発泡剤の活性化を防止するのに十分な圧力でキャビティ１１５内に射出し、保持することができる。
未発泡ポリマー材料１３０がキャビティ１１５内に射出されると、第１の成形型２０５内の材料を、生地１３５に付着したままで、未発泡ポリマー材料１３０を固めるように冷却することができ、その後、未発泡の生地／ポリマー材料の部材２４０を、図４Ｄに示されるように第１の成形型２０５から取り出すことができる。種々の実施形態では、本明細書において記載される成形型は、（限定はしないが、加熱及び／又は冷却された流体若しくは液体を通す加熱及び冷却チャネルのような）任意の適切な加熱及び／又は冷却システムを備えることができる。冷却は、第１の成形型２０５内で行うことができるか、又は第１の成形型２０５の外で行うことができる（例えば、任意の成形型の外での空冷又は温度が制御された炉内での冷却）。
１つの実施形態では、未発泡の生地／ポリマー材料の部材２４０を次に、第１の成形型２０５内のキャビティ１１５と同じ構成で配置されるが第１の成形型２０５内のキャビティ１１５よりも大きい容積を有するキャビティ２５０を有する第２の成形型２４５内に配置する。第２の成形型２４５内のキャビティ２５０は、第１の成形型２０５内の対応するキャビティ１１５と同じか又は異なる形状を有することができる。第２の成形型２４５は、キャビティ２５０が位置する第１の成形型部分２５５と、キャビティ２５０を覆うように閉じる第２の成形型部分２６０とを備えることもできる。第１の成形型のキャビティ１１５の容積よりも大きい容積（したがって、未発泡の生地／ポリマー材料の部材２４０上の未発泡の細長い延長部の容積よりも大きい容積）を有するキャビティ２５０を設けることによって、未発泡ポリマー材料１３０中の発泡剤の活性化時に未発泡ポリマー材料１３０が内部で膨張することができる規定の容積が提供される。
未発泡ポリマー材料１３０の発泡は、１つの実施形態では、発泡剤の活性化温度又はそれを上回る温度までキャビティ２５０を加熱することによって達成することができる。そのような温度に達すると、発泡剤が活性化され、それによって、未発泡ポリマー材料１３０が発泡するとともにこの材料が膨張し、第２の成形型のキャビティ２５０の容積を満たす。図４Ｆに示されるように発泡が生じると、第２の成形型２４５を冷却することができ、生地１３５のシートから延びる複数の別個の発泡した細長い要素１４０を有する完成した部材を、図４Ｇに示されるように、第２の成形型２４５から取り出すことができる。冷却は、第２の成形型２４５内で行うことができるか、又は第２の成形型２４５の外で行うことができる（例えば、任意の成形型の外での空冷又は温度制御された炉における冷却）。
第２の成形型のキャビティ２５０の容積は、必要な寸法、密度、及び他の構造的なパラメーターを有する部材を作るのに必要な材料の膨張レベルを確実にするために、任意の適切なサイズ及び／又は形状とすることができる。例えば、種々の実施形態では、第２の成形型のキャビティ２５０の容積は、第１の成形型のキャビティ１１５の容積の約１００％〜６００％であるか、又は第１の成形型のキャビティ１１５の容積の約１１０％〜３００％若しくは４００％であるか、又は第１の成形型のキャビティ１１５の容積の約１１０％〜１５０％であるか、又は第１の成形型のキャビティ１１５の容積の約１２０％〜２００％であるか、又は第１の成形型のキャビティ１１５の容積の約１２０％〜１５０％とすることができる。
図５Ａ〜図５Ｇに示されるような１つの実施形態では、第２の成形型２４５は、第１の成形型のキャビティ１１５の容積と同じ形状及び容積、又は実質的に同じ形状及び容積（したがって、未発泡の生地／ポリマー材料の部材２４０上の未発泡の細長い延長部と同じ形状及び容積）を有するキャビティ２５０を有することができる。この実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０が膨張する余地がないため、第２の成形型２４５内のキャビティ２５０を、材料中の発泡剤の活性化温度又はそれを超える温度に加熱することでは、材料が成形型内で発泡しない。この実施形態では、第１の成形型部分２５５及び第２の成形型部分２６０が図５Ｆに示されるように離れ、それによってキャビティ２５０内の圧力を解放するとともに、発泡するポリマー材料が膨張することができる余地を提供すると、ポリマー材料の発泡及び膨張が生じる。この実施形態では、発泡中のポリマー材料の膨張は、第１の成形型部分２５５内のキャビティ２５０の壁によって制限されず、それによって、材料が３次元に膨張し、生地１３５のシートから延びる複数の別個の発泡した細長い要素１４０を有する完成した部材を作ることを可能にする。
１つの実施形態では、１つ又は複数の圧力解放チャネルを、第１の成形型のキャビティ２５０と流体連通して位置することができ、（未発泡ポリマー材料１３０の部分の発泡を開始するための）キャビティ２５０の圧抜きを、圧力解放チャネルを開くことによって、例えば、弁システムを開くか、又はキャビティ２５０内の要素（例えば可動遠位壁）を移動させて圧力解放チャネルの開放に晒すことで達成することができ、それによって加圧されたキャビティ２５０を周囲の雰囲気状態に晒す。
種々の実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０を形成するのに用いられるキャビティ１１５は、任意の適切な形状を有する部材を作るように構成することができる。図６Ａ〜図６Ｇに示されるような１つの実施形態では、キャビティ１１５は、傾斜した側壁セクション１１７及び鉛直な側壁セクション１１９を含み、それによって、傾斜部分１３２及び鉛直部分１３４を有する未発泡ポリマー材料部分１３０を形成する。キャビティ１１５の他の非限定的な例示的な形状が図１２Ａ〜図１２Ｄに示されている。
１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０の部分は、各未発泡ポリマー材料１３０の部分の全体的な容積が同等の第２の成形型のキャビティ２５０の容積よりも小さいままで、未発泡ポリマー材料１３０の部分の少なくとも１つの寸法を第２の成形型キャビティ２５０の同等の寸法よりも大きくすることができるようなサイズにすることができる。例えば、図６Ｅの実施形態は、未発泡ポリマー材料１３０の部分が配置される第２の成形型のキャビティ２５０の長さよりも長い長さを有する未発泡ポリマー材料１３０の部分を示している。その結果、第２の成形型２４５が閉じると、未発泡ポリマー材料１３０の部分は、第２の成形型のキャビティ２５０の容積よりも小さい容積を依然として有しながら、未発泡ポリマー材料１３０の部分の遠位端が第２の成形型のキャビティ２５０の底壁に対して押し付けられるような圧力下で第２の成形型のキャビティ２５０内に詰め込まれる。これは、幾つかの実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０が、必要な形状、容積及び密度を有する完成した部材を作るために必要な方法で及び必要な方向に発泡及び膨張することを確実にする上で有益であり得る。
図６Ａ〜図６Ｇの方法は、例えば、発泡中に生地１３５内に埋め込まれる未発泡ポリマー材料１３０の部分の膨張を生地１３５が制限する（又は実質的に防止する）実施形態において有益であり得る。生地の上方に、生地１３５内の未発泡ポリマー材料１３０の部分の直径よりも小さい直径にテーパー状になる未発泡ポリマー材料１３０の部分の断面積を有することによって、発泡中の材料の膨張を、生地内及び生地１３５の上方の発泡した材料１４０の断面積が必要な設計パラメーターを満たすことを確実にするように制御することができる。例えば、図６Ｂの傾斜した側壁セクション１１７及び鉛直な側壁セクション１１９は、完成した部材が、（図６Ｇに示されるような）生地１３５に埋め込まれている部分及び生地１３５から延びる細長い部分の両方において一定の断面積を有する発泡した細長い要素１４０を有するように構成されている。種々の代替的な実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０の部分は、任意の適切な直線的又は湾曲したテーパー状（内方又は外方）、及び／又は、その長さ又はその一部に沿う断面の任意の他の適切な変化を有する完成した発泡した細長い要素１４０を作るように形作ることができる。
図６Ａ〜図６Ｇの実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０は、図６Ｆに示されるように、第２の成形型のキャビティ２５０の「割れ」、そうでなければ圧抜きによって発泡する。代替的な実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０を発泡させる任意の適切な手段を使用することができる。
更なる実施形態では、第２の成形型２４５は、１つ又は複数の拡張可能な壁２６５を有するキャビティ２５０を備えることができ、拡張可能な壁２６５は、図７Ａ〜図７Ｈに示されるように、未発泡ポリマー材料１３０の発泡を制御及び誘導することを可能にして、発泡した細長い要素１４０が必要な形状及び容積に一致することを確実にする。この実施形態では、拡張可能な壁２６５は、発泡剤が活性化される状態にあり発泡が望ましくなるまで、適所にロックすることができ、その時点で、（手動で又は自動的に）ロックを解除することができ、それによって、キャビティ２５０内の圧力を解放するとともに、キャビティ２５０内のポリマー材料の発泡及び膨張が図７Ｆ及び図７Ｇに示されるように生じることを可能にする。
１つの実施形態では、拡張可能な壁２６５の後退を、図７Ｅに示されるように、ベース２７５に取り付けられているばね要素２７０によって制御することができる。代替的な実施形態では、拡張可能な壁２６５の後退は、任意の適切な機械的、電磁的、空気圧式、油圧式、又は他の後退機構によって制御することができる。１つの実施形態では、拡張可能な壁２６５は適所にロックされず、むしろ好ましくは、１つ又は複数のばね要素２７０によってキャビティ２５０に向かって偏らされ、発泡剤が活性化されると（例えばキャビティ２５０の温度が発泡剤の活性化温度に達するか又は超えると）ポリマー材料の発泡及び膨張が自動的に開始するようにする。
１つの実施形態では、成形型キャビティの任意の１つ又は複数の位置にポリマー材料を射出するように流体射出チャネルを位置させることができ、生地から離れたキャビティの部分、又は生地に近接するキャビティの部分にポリマー材料を射出するように位置することができる。図８Ａに示されるような１つの実施形態では、流体射出チャネル２２５は、生地１３５を通してキャビティ２５０内にポリマー材料を射出するように配置することができる。代替的な実施形態では、流体射出チャネル２２５からは、生地１３５を貫通してキャビティ２５０内に入るように、細長い延長部２８０（例えば針）が延びることができる。
図９Ａ〜図９Ｅに示されるような１つの実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０を生地１３５に射出成形することと、射出成形後にポリマー材料を発泡させることとの両方に単一の成形型３０５を用いることができる。この実施形態では、成形型３０５は、第１の成形型部分３１０及び第２の成形型部分３２０を備え、複数のキャビティ１１５が第１の成形型部分３１０内に位置している。第１の成形型部分３１０は、図９Ｃに示されるように、手動で又は自動機構によって拡張することができる１つ又は複数の拡張可能な壁２６５を更に備えている。動作時に、拡張可能な壁２６５が図９Ａ及び図９Ｂに示されるようにキャビティ１１５の容積を第１の容積に制限するように位置すると、未発泡ポリマー材料１３０を、１つ又は複数の流体射出チャネル２２５を通してキャビティ１１５内に射出することができる。これは、例えば、キャビティ１１５がポリマー材料中の発泡剤の活性化温度未満の第１の温度まで加熱されると生じることができる。
未発泡ポリマー材料１３０がキャビティ１１５内に射出されて生地１３５に付着すると、キャビティ１１５を、発泡剤の活性化温度又はそれを越える第２の温度に加熱することができる。活性化温度に達する前に、拡張可能な壁２６５を後退させて、完成した部材に必要とされる容積及び形状を画定するようにキャビティ１１５の容積を増大させることができる。したがって、発泡剤が活性化されると、ポリマー材料が発泡して膨張し、生地１３５のシートから延びる複数の別個の発泡した細長い要素１４０を有する完成した部材を作る。
代替的な実施形態では、未発泡ポリマー材料１３０を射出し、ポリマー材料を発泡剤の活性化温度又はそれを超える温度に加熱した後に、第１の成形型部分３１０全体を後退させることができる。図１０Ａ〜図１０Ｅに示されるようなこの実施形態では、第１の成形型部分３１０の後退と、したがってポリマー材料を制限するキャビティ１１５の後退とは、材料が発泡し３次元に膨張して、完成した発泡部材を形成することを可能にする。
図１１Ａ〜図１１Ｅは、生地１３５から延びるテーパー状の輪郭を有する未発泡ポリマー材料１３０の部分を作るようにテーパー状になっているキャビティ１１５を用いた同様のプロセスを示しており、テーパー状の形状によって、完成した発泡した細長い要素１４０が必要な断面の輪郭（例えば図１１Ｅの一定の断面の輪郭）を有することを確実にする。
生地１３５及び未発泡材料１３０の種々の形状が図１２Ａ〜図１２Ｄに示されており、これらの形状は、本明細書において記載される方法及びシステムのいずれかに従ってキャビティ１１５内で作られる。図１２Ａは、例えば、未発泡ポリマー材料１３０の部分及び生地１３５の部分を示しており、生地１３５及び未発泡ポリマー材料１３０の両方が凹状の形状を有し、この凹状の構造は、発泡時に凹状の構造の上端及び下端において実質的に平坦な表面を形成するように真っ直ぐになるようになっている。種々の実施形態では、生地１３５の部分は、平坦であるか、又は任意の適切な湾曲若しくは他の構造を有することができ、一方で、未発泡ポリマー材料１３０は、生地１３５から任意の適切な一定の角度又は可変の角度で延びることができる。図１２Ｂは、湾曲した延長部として生地１３５の部分から延びる未発泡ポリマー材料１３０の部分を示している。種々の実施形態では、任意の適切な一定の湾曲又は可変の湾曲を、細長い延長部又はその一部において用いることができる。図１２Ｃは、テーパー状セクション１４２及び段状セクション１４４を有して生地１３５の部分から延びる未発泡ポリマー材料１３０の部分を示している。代替的な実施形態では、テーパー状、段状及び／又は湾曲した要素の任意の数及び／又は組み合わせを用いることができる。図１２Ｄは、その遠位端にキャビティ１４６を有する、生地１３５の部分から延びるテーパー状の未発泡ポリマー材料１３０の部分を示している。遠位端への１つ又は複数のキャビティの位置決めは、特定の実施形態では、湾曲した又は別の形状の遠位部分を有する発泡部材を作る上で有用であり得る。キャビティは任意の適切なサイズ及び形状とすることができる。
更なる代替的な実施形態では、拡張可能な壁２６５は、１つ又は複数のばね要素２７０によってばね荷重をかけられるか、又は別の方法で、好ましくは第１の位置に偏らせることができ、拡張可能な壁２６５が図１３Ａ〜図１３Ｅに示されるように拡張中に自動的に後退することを可能にする。この実施形態では、発泡中の材料の膨張を、完成した部材が必要な幾何学的形状及び密度のパラメーターを満たすことを確実にするように制御することができる。
本発明の１つの実施形態は、ポリマー材料及び発泡剤のある容積の混合物を、１つ又は複数の流体射出チャネル２２５を通して、内部に生地１３５を有する拡張可能なキャビティ内に射出することと、キャビティを拡張させて発泡部材を形成することとを含む。図１４Ａ〜図１４Ｄに示されるようなこの実施形態では、発泡剤（例えば超臨界流体発泡剤）が溶解している未発泡ポリマー材料１３０を、高い温度及び圧力で流体射出チャネル２２５を通してキャビティ１１５内に射出する。流体射出チャネル２２５を出てキャビティ１１５に入ると、発泡剤が溶液から出てポリマー材料が発泡するとともに膨張する。種々の実施形態では、拡張可能な壁２６５は、ポリマー材料がキャビティ１１５内に射出されるとすぐに後退することができるか、又は後退前に第１の時間の間、未拡張位置に保持することができる。加えて、拡張可能な壁２６５が後退する速度は、ポリマー材料が膨張して最終的な発泡した幾何学的形状になることを制御する上で助けとなるように制御することができる。
ポリマー材料及び発泡剤を混合し、未発泡ポリマー材料及び発泡剤をキャビティ内に射出し、キャビティを後退させて完成した部材を形成することに用いられる例示的な射出成形システムが、米国特許出願公開第２０１２−０１９６１１５号明細書（米国特許出願第１３／３６０，２２９号）に記載されており、その開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。
図１５Ａ〜図１５Ｄに示されるような本発明の１つの実施形態は、生地１３５のシートから延びる複数の別個の未発泡の細長い要素３４０を有する完成した部材を成形することを含む。この実施形態では、発泡剤が溶解していないポリマー材料３５０を、１つ又は複数の流体射出チャネル２２５を通して、生地１３５の一部を内部に保持するキャビティ１１５内に射出することができる。ポリマー材料３５０は生地に付着して、生地１３５に付着し／入り込んだ後でポリマー材料を発泡させる必要なく完成した部材を作る。この方法は、例えば、より耐久性が高くより長く摩耗に耐える部材を作るためにより高い密度を有する部材を作る上で有利であり得る。
本発明の別の実施形態は、発泡した材料のシートに細長い延長部を形成することによって複数の発泡した細長い延長部を生地に付着させ、延長部の遠位端を生地のシートに糊付けするか又は別の方法で結合し、その後、細長い延長部を接合している発泡シートの一部を取り除く方法を含む。そのような方法の例が図１６Ａ〜図１６Ｇに示されている。この実施形態では、成形型４００は、図１６Ａに示されるように、少なくとも１つのベースキャビティ４１０によって接続された複数の細長いキャビティ４０５を備え、少なくとも１つの材料射出チャネル２２５が、細長いキャビティ４０５に近接するベースキャビティ４１０と流体連通している。代替的な実施形態では、材料射出チャネル２２５は、ベースキャビティ４１０及び／又は細長いキャビティ４０５の任意の部分に接続することができる。
動作時に、未発泡ポリマー材料１３０は、材料射出チャネル２２５を通して射出されて、ベースキャビティ４１０及び複数の細長いキャビティ４０５を満たす。その後、未発泡ポリマー材料を、本明細書において記載される発泡方法のいずれかによって発泡させることができる。未発泡ポリマー材料を発泡させることによって、図１６Ｄに示されるように、複数の細長い延長部４４０が突出するベースシート４３５を含む発泡部材４３０が作られる。この部材は、成形型４００から取り出すことができ、その後、接着剤４５０又は他の適切な結合材料を細長い延長部４４０の遠位端４４５に塗布する。細長い延長部４４０の遠位端４４５を次に、手動で、又は適切な自動押圧機構によって生地１３５に対して押圧し、細長い延長部４４０を生地１３５にしっかりと固定させる。接着剤４５０が固まると、ベースシート４３５を取り除くことができ、それによって、別個の細長い延長部４４０を少なくとも１つの生地１３５に結合したままにする。
ベースシート４３５は、細長い延長部４４０から切り取るか又は単に引っ張ることによって細長い延長部４４０から分離することができる。１つの実施形態では、ベースシート４３５は、分離及び除去を容易にするために、ベースシート４３５と細長い延長部４４０との間の接合部において穿孔を有して成形される。
１つの実施形態では、図１６Ｄに示される発泡部材４３０を、ベースシート４３５がそこから突出している複数の細長い延長部４４０を有する状態で、細長い延長部４４０を生地層に付着させてベースシート４３５を取り除く必要なく、（細長い延長部４４０が下に延びた状態でベースシート４３５をアッパーに結合することによって）シューズのアッパーに固定するか、縫い合わせるか、又は別の方法で直接的に付着させ、シューズソールを形成することができる。
代替的な実施形態では、ベースシート４３５は、複数の個別の細長い接合要素（例えば、複数の細長い延長部４４０を一緒に接合する材料の細い糸）として形成することができる。これらの細長い接合要素は、細長い延長部４４０から切り取ることによって又は引っ張ることによって取り除くことができるか、若しくは、例えば生地１３５を捩ること又は別の方法で操作することによって単に破断して外れて落ちることができる。
１つの実施形態では、第１の成形型部分及び第２の成形型部分の両方の内部にキャビティを形成することができる。これらのキャビティは、互いに直接対向して位置するか又は一致しない構成で配置することができる。両方の成形型部分にキャビティを有することによって、生地が間に位置した状態で、生地の両側から延びる細長い発泡した又は未発泡の延長部を有する部材を成形することを可能にする。
１つの実施形態では、成形型のキャビティを、キャビティの２つ以上の側（例えばキャビティの上部及び底部）に位置可能な生地とともに用いることができ、それによって、２つ以上の別個の生地部分間に延びるとともに付着される１つ又は複数の細長い要素を有する完成した部材を製造することを可能にする。
上述した方法において用いられる例示的な成形型部分５００が図１７Ａ及び図１７Ｂに示されている。この実施形態では、成形型部分５００は、履物製品のソールの形状で配置されている複数の別個のキャビティ５０５を備えている。キャビティ５０５は、六角形の断面又はその一部をそれぞれ有し、複数の断面直径のうちの１つを有している。代替的な実施形態では、キャビティ５０５は全て同じ断面直径を有することができる。図１７Ａ及び図１７Ｂの実施形態では、各キャビティ５０５は同じ深さを有し、このキャビティの深さが結果として生じる細長い延長部の深さを画定する。代替的な実施形態では、キャビティ５０５は可変の深さとすることができ、例えば、複数のキャビティ５０５によって形成される形状（この場合はシューズソール）の１つ又は複数の縁の周りにより浅いキャビティを有している。例えば、１つの実施形態は、シューズソールの前／つま先部分、及び／又は、シューズソールの後／踵部分に、より浅いキャビティを有することができ、中間の足領域には、より深いキャビティを有することができる。別の実施形態では、キャビティの深さは、より薄い前足部領域及びより厚い踵領域を有するソール要素を作るように構成することができ、それによって、踵から前足部まで任意の必要な距離の降下を伴うソールを作る。
成形型を構成する成形型部分５００及び他の成形型部分は、限定はしないが、金属（例えばアルミニウム）、粘土、３−Ｄ印刷材料、又は成形目的で用いられるのに適切な熱特性及び構造特性を有する任意の他の材料のような任意の適切な材料から製造することができる。
キャビティ５０５は、細長い要素及び生地から形成されるシューズソールの特定の所望の特徴に応じて、任意の適切な距離だけ離間することができる。例えば、キャビティ５０５は、キャビティによって形成される細長い要素が生地上で離間して高い可撓性を有するシューズソールを提供することを確実にするように十分に離して配置することができる（すなわち、細長い要素は、標準的な走行時の歩調の全体的な動きの間、細長い要素又はポッドが離れたままであり、接触する任意の地面と別個に自由に相互作用するように離間している）。代替的には、細長い要素又はポッドのうちの少なくとも幾つかは、走行時の歩調の接地段階中に当たって接地中に離れたままでシューズソールに更なる安定性を提供し、したがって、走行時の歩調の非接地部分の間に高い可撓性を提供するように、近接して離間することができる。１つの実施形態では、１つ又は複数の細長い要素の側壁は、隣接する細長い要素の側壁と相互作用するように形作ることができ、例えば、異なる方向への可撓性の変化を可能にする（例えば、長手方向へのより高い可撓性及び横方向へのより低い可撓性を可能にすること、及び／又は、完成した部材の異なる領域における異なるレベルの可撓性を可能にすることによって）。
１つの実施形態では、成形型部分５００の上面５１０（すなわち、キャビティ５０５が延びる表面）は、平面的であるか又は実質的に平面的であるものとすることができる。代替的な実施形態では、成形型部分５００の上面５１０は、複雑な表面の輪郭を有する発泡及び生地部材を作るように湾曲するか、そうでなければ角度を付けることができる。
本明細書において記載される方法から製造される履物製品の例示的なソール５２０が図１８に示されている。ソールは、生地５３０のベース層から延びる複数の細長い要素、すなわちポッド５２５を備えている。この実施形態では、複数のポッド５２５が、ポッド５２５の遠位端すなわち底部に付着される接地パッド５３５を有している。これらの接地パッド５３５は、ゴム、接地ＥＶＡ、又は任意の他の適切な材料から形成することができる。接地パッド５３５は、ポッド５２５の生地５３０への成形後にポッド５２５に接着することができる。代替的には、接地パッド５３５は、発泡したポッド５２５を生地に成形する前に複数のキャビティの遠位端内に配置することができ、接地パッド５３５はその後、成形プロセス中に発泡材料と一体的に成形される。
生地層６１５に付着された複数のポッド６１０を含むソール６０５を有する例示的な履物製品６００が図１９Ａ及び図１９Ｂに示されている。生地６１５は、限定はしないが、縫い合わせ、固定、又は別の方法の接着、及び／又はテープ固定のような任意の適切な手段によってアッパー６２０に付着させることができる。代替的な実施形態では、ポッド６１０が付着される生地は、靴下状の足カバーのソール部分であり、それによって、生地及びポッド６１５が、必要とされるソール又はアッパーの付加的な要素を必要とすることなく履物製品全体を形成することを可能にする。
図１９Ａ及び図１９Ｂの実施形態では、履物製品６００のアッパー６２０又はその一部は、ある程度の伸縮性を備え、履物製品６００を足に解放可能に保持する紐システム又は他の締結システムを必要とすることなく、アッパーを着用者の足に形状フィットさせることを可能にする。代替的な実施形態では、紐システム、面ファスナーシステム又は他の適切な締結システムを用いて、履物製品６００を足に保持することができる。紐システム６２５を有する履物製品６００が図２０Ａ及び図２０Ｂに示されている。
図２１Ａ〜図２１Ｃは、履物製品（例えば運動靴）の別の例示的なソールの発泡したポッド７０５の構成を示している。この実施形態では、発泡したポッド７０５は、前足部領域７２０及び踵領域７２５に位置する接続されたポッド要素７１５の構成を有する複数の別個のポッド要素７１０を備えている。接続されたポッド要素７１５は、ベース部分７４０によって接続される複数の発泡した細長い要素７３０を備え、ベース部分７４０は、本明細書において記載される方法のいずれかに従って、発泡した細長い要素７３０と一体的に形成することができる。種々の実施形態では、接続されたポッド要素７１５及び／又は別個のポッド要素７１０の任意の適切な配置及び位置を、シューズの特定の性能の要件に応じて用いることができる。
本発明の１つの実施形態は、任意の他の成形方法から別個に形成される第２の部分とともに、生地／ポッド構成から形成される第１の部分を有するソールを有するシューズを含むことができる。例えば、シューズは、生地／ポッドのソール部分が位置できる、前足部及び／又は足の中央の１つ又は複数のキャビティを用いて、従来の射出成形法又は圧縮成形法から形成されるソールを含むことができる。そのような構成は、より従来的な感覚及び機能を有するが、生地／ポッドインサートによって提供される高い可撓性及び感覚の領域を有するソールを可能にする。
代替的な実施形態、及び／又は実施形態若しくは代替的な実施形態の構築に用いられる材料は、本明細書において説明した他の全ての実施形態に適用可能であることが理解されるべきである。本発明は、本発明の趣旨又は本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具現化することができる。したがって、上記の実施形態は、全ての点において、本明細書において説明した本発明を限定するものではなく例示とみなされるべきである。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び均等の範囲に入る全ての変更は、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
Claims (16)
- 発泡したポリマー材料を少なくとも１つの生地層に付着させる方法であって、
少なくとも１つの第１のキャビティと、該少なくとも１つの第１のキャビティと流体連通している少なくとも１つの材料射出チャネルとを備える第１の成形型を準備することと、
少なくとも１つの生地層を前記少なくとも１つの第１のキャビティを覆うように配置することと、
前記第１の成形型を閉じることと、
前記少なくとも１つの材料射出チャネルを通して前記少なくとも１つの第１のキャビティ内に未発泡ポリマー材料を射出することであって、前記未発泡ポリマー材料が前記少なくとも１つの第１のキャビティに近接する前記生地層の少なくとも一部に浸透して、前記未発泡ポリマー材料を前記生地層に付着させる、未発泡ポリマー材料を射出することと、
前記未発泡ポリマー材料を発泡させて、該発泡したポリマー材料を前記少なくとも１つの生地層内に固着させること
を含む方法。 - 前記第１の成形型は複数のキャビティを備える、請求項１に記載の方法。
- 前記発泡したポリマー材料及び生地が履物製品のソールの少なくとも一部を形成するように、前記複数のキャビティを配置する、請求項２に記載の方法。
- 前記未発泡ポリマー材料は、ポリマー、エラストマー及び熱可塑性物質からなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記未発泡ポリマー材料は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ＥＶＡ共重合体、ポリエチレン（ＰＥ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、アイオノマー樹脂、ブロンラバー又は熱可塑性ゴム（ＴＰＲ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの生地層は、不織布層、織布層又は編物層のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記未発泡ポリマー材料を発泡させることは、
前記生地層及び前記付着した未発泡ポリマー材料を前記第１の成形型から取り出すことと、
前記少なくとも１つの第１のキャビティの容積よりも大きい容積を備える前記少なくとも１つの第２のキャビティを含む第２の成形型を準備することと、
前記未発泡ポリマー材料が前記少なくとも１つの第２のキャビティ内に延びるように、前記生地層及び前記付着した未発泡ポリマー材料を第２の成形型内に配置することと、
前記第２の成形型を閉じることと、
前記第２のキャビティ内で前記未発泡ポリマー材料を発泡させることと
を含む、請求項１に記載の方法。 - 前記少なくとも１つの第２のキャビティは、前記少なくとも１つの第１のキャビティの容積の１．１倍〜６倍の容積を備える、請求項７に記載の方法。
- 前記未発泡ポリマー材料は少なくとも１つの発泡剤を含み、前記第２のキャビティ内で前記未発泡ポリマー材料を発泡させることは、前記少なくとも１つの第２のキャビティを、前記発泡剤が活性化する温度又はそれを超える温度に加熱することを含む、請求項７に記載の方法。
- 前記発泡剤が活性化する温度未満の温度で、前記少なくとも１つの第１のキャビティ内に未発泡ポリマー材料を射出する、請求項９に記載の方法。
- 前記未発泡ポリマー材料を発泡させることは、
前記未発泡ポリマー材料を射出した後で前記少なくとも１つの第１のキャビティを拡張することと、
前記少なくとも１つの拡張した第１のキャビティ内で前記未発泡ポリマー材料を発泡させることと
を含む、請求項１に記載の方法。 - 前記少なくとも１つの第１のキャビティを、その未拡張の容積の１．１倍〜６倍の容積に拡張する、請求項１１に記載の方法。
- 前記未発泡ポリマー材料は少なくとも１つの発泡剤を含み、前記拡張した第１のキャビティ内で前記未発泡ポリマー材料を発泡させることは、前記少なくとも１つの拡張した第１のキャビティを、前記発泡剤が活性化する温度又はそれを超える温度に加熱することを含む、請求項１１に記載の方法。
- 前記発泡剤が活性化する温度未満の温度で、前記少なくとも１つの第１のキャビティ内に未発泡ポリマー材料を射出する、請求項１３に記載の方法。
- 前記未発泡ポリマー材料を発泡させることは、
少なくとも１つの後退可能な壁を有する少なくとも１つのキャビティを備える成形型を準備することと、
前記少なくとも１つの後退可能な壁を後退させることによって、前記少なくとも１つのキャビティを拡張させて、前記未発泡ポリマー材料を発泡させることと
を含む、請求項１に記載の方法。 - 前記未発泡ポリマー材料は、前記少なくとも１つの後退可能な壁の後退時に前記未発泡ポリマー材料の発泡を開始させる少なくとも１つの発泡剤を含む、請求項１５に記載の方法。
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