NL9000123A - Belastingdragende schokdempende inrichting met verbeterd gasdicht materiaal voor het regelen van het diffusiepompen. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Belastingdragende schokdempende inrichting met verbeterd gasdicht materiaal voor het regelen van het diffusiepompen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op belastingdragende, schokdempende inrichtingen en meer in het bijzonder op een verbeterde, opgeblazen, schokdempende inrichting waarbij gebruik wordt gemaakt van een verbeterd gasdicht materiaal dat op selektieve wijze de diffusie van stikstof regelt en de diffusie van supergassen uitsluit terwijl de geregelde diffusie van andere gassen die aanwezig zijn in lucht mogelijk is.

Het Amerikaanse octrooischrift nr. 4 183 156 beschrijft een schokdempende inrichting voor voetbekledingsvoorwerpen omvattende een elastomere filmomhulling, die bij voorkeur warm gelast is, en die tijdens de vervaardiging doorlopend wordt opgeblazen en onder druk gebracht. Het Amerikaanse octrooischrift nr. 4 287 250 is meer algemeen en heeft betrekking op andere typen van schokdempende produkten, dat wil zeggen schokdempers, voeringen voor verpakkingen, helmen, deur- en raamafdichtingen, gymnastiekmatten, matrassen, persoonlijke beschermende vulling, enz. Deze eerdere produkten maken gebruik van thermoplastische elastomere foelies met de beschreven fysische eigenschappen en worden opgeblazen met nieuwe vulgassen, d.w.z. "supergassen", die daarin worden beschreven, om het langdurig onder druk houden bij betrekkelijk hoge drukken te verkrijgen. De werkwijze ter verkrijging van dit in hoofdzaak permanente opblazen voor de nuttige levensduur van de produkten maakt gebruik van de nieuwe werkwijze van het diffusiepompen zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4 340 626.

Enige vorm van permanent opblazen en de techniek daarvoor zijn van belang met betrekking tot de commerciële aanvaarding van het opgeblazen produkt of de schokdempende elementen die worden toegepast in schoeisel. Bijvoorbeeld: (1) Alle klepsysternen lekken enige mate zelfs wanneer zij nieuw zijn en in een veel grotere mate wanneer ze vuil zijn. Door het kleine volume van het opgeblazen gedeelte veroorzaken zelfs zeer kleine lekken een onaanvaardbaar ' drukverlies en een gelijktijdig verlies aan schokdemping, veerkracht en ondersteuning.

(2) De juiste schokdemping vereist dat het luchtkussen of opgeblazen produkt een tamelijk nauwkeurig geregeld drukniveau kan handhaven, d.w.z. binnen enkele pounds van de gewenste druk.

(3) De gebruiker is in het algemeen ongeduldig en zal niet de vereiste tijd nemen of moeite doen om de juiste vuldruk in de inrichting te handhaven.

(4) De kosten van het luchtkussen of het produkt met een kleppensysteem kunnen duur worden. Niet alleen zijn daar de kosten van de klep aanwezig, doch de gebruiker moet worden voorzien van een pomp en een drukmeter, die beide kostbaar kunnen zijn.

(5) Het luchtkussen of de opgeblazen inrichting kunnen gemakkelijk een overdruk verkrijgen en worden beschadigd of vernietigd door de gebruiker.

(6) Het onjuist aanbrengen van druk of onderdruk kan leiden tot letsel bij de gebruiker.

(7) De pomp en drukmeter kunnen niet beschikbaar zijn voor de gebruiker indien deze noodzakelijk zijn.

(8) In luchtkusseninrichtingeh die kleine volumina bezitten, zoals schokdempingselementen voor schoeisel, is het volume zo klein en de druk zo hoog dat het proces om een druk-aflezing te verrichten met een kenmerkende Bourden-buis-drukmeter de druk zal verlagen tussen 2 en 5 pounds. De gebruiker moet derhalve leren om 2 tot 5 pounds meer in te blazen voor het verrichten van een aflezing. Dit kan een lastige procedure zijn, in het bijzonder voor jongere kinderen.

(9) Pogingen om een gasdichte omhulling bestaande uit een uit veel lagen opgebouwde filmsandwich te maken die een soort gasdichte laag omvat in de sandwich schieten onveranderlijk tekort door delaminatie naast de lasnaden of in een gebied met hoge buigspanning.

Met deze inrichtingen is het belangrijk om het diffusie-pompen toe te passen omdat het, om een praktisch, langdurig onder druk gebracht kussen te vervaardigen, noodzakelijk was om een thermoplastische elastomere omhullende foelie toe te passen die bepaalde voorgeschreven fysische karakteristieken bezit, d.w.z. goede bewerkbaarheid, goede warmte-afsluitende eigenschappen, uitstekende vermoeiingsweerstand onder het herhaald aanbrengen van betrekkelijk hoge cyclische belastingen, alsmede geschikte eigenschappen van treksterkte, breekweerstand, scheursterkte en elasticiteit. Omdat deze praktische overwegingen voor gingen voor de gasdichte eigenschappen (weerstand tegen naar buiten gerichte diffusie van opblazende gassen) van de foelie, was het noodzakelijk om op te blazen met supergas(sen) en het diffusiepompen met lucht toe te passen om de interne druk te helpen houden binnen beoogde grenzen. Goede gasdichte materialen zouden gewenst zijn voor het handhaven van de vuldruk, doch zij zijn noodzakelijkerwijze kristallijn en bezitten derhalve zeer slechte en onaanvaardbare fysische eigenschappen, in het bijzonder ten aanzien van de warmte-lasbaarheid, vermoeiïngsweerstand en elasticiteit. Daarom konden zij niet worden gebruikt voor deze toepassingen.

Met andere woorden, één van de overwegingen in de keuze van gasdichte foeliematerialen was het feit dat opblazende gassen met betrekkelijk grote molecuuldiameter zoals de genoemde supergassen werden toegepast als opblaasmiddel en de foeliematerialen waren die welke de supergassen zouden vasthouden doch de diffusie van gassen met kleinere molecuuldiameter zoals die welke aanwezig zijn in lucht waarvan de samenstelling stikstof (78%), zuurstof (20,9%), kooldioxyde (0,033%), argon (0,934%) en de andere gassen (neon, helium, crypton, xenon, waterstof, methaan en stikstofoxyde) die gezamenlijk ongeveer 30 dpm van de omgevingslucht vormen, toelaten.

Het diffusiepompen is als volgt beschreven in het Amerikaanse octrooIschrift.hr.4.340.626. Een paar elastomere, selektief doorlaatbare platen is samengelast op gewenste intervals langs lasüjnen ter vorming van één of meer kamers die later worden opgeblazen met een gas, of een mengsel van gassen, tot een voorgeschreven druk boven atmosferische druk. Het gekozen gas of de gassen bezitten zeer lage diffusie-snelheden door de doorlaatbare platen naar de buitenzijde van de kamer(s), waarbij stikstof, zuurstof en argon van de omgevingslucht betrekkelijk hoge diffusiesnelheden bezitten door de platen in de kamers, waardoor een verhoging van de totale druk wordt gevormd (mogelijk energieniveau) in de kamers, ontstaan door diffusiepompen, wat de toevoeging vormt van de partiële drukken van stikstof, zuurstof en argon van de lucht aan de partiële druk van het gas of de gassen in de kamers.

Omdat het diffusiepompen met supergas als opblaas-middel berust op de diffusie van de gasbestanddelen van lucht in de omhulling, is een tijdsperiode aanwezig voordat een continue toestand voor de inwendige druk is verkregen. Zuurstofgas diffundeert bijvoorbeeld tamelijk snel in de omhulling, gewoonlijk een kwestie van weken. Het effekt is het verhogen van de inwendige druk met ongeveer 17,24 kPa (2,5 psi). Over de daarop volgende maanden zal stikstof-gas diffunderen in de omhulling en het effekt is het geleidelijk verhogen van de druk met een toename van ongeveer 82,74 kPa (12 psi).

Er is een tweede effekt dat plaatsvindt door de elasto-r ' mere aard van de foelie en dat is trekrelaxatie of wat soms kruip genoemd wordt. De geleidelijke toename in de druk Veroorzaakt een toename van ongeveer 20% in het volume van de omhulling boven zijn oorspronkelijke configuratie voordat een configuratie met continue toestand wordt verkregen. Het netto-effekt is dat over een tijdsperiode de inwendige druk met ongeveer 96,53 kPa (14 psi) toeneemt en het volume van de vorm van de omhulling verandert door uitzetting.

In praktijk worden deze veranderingen in de vorm gecompenseerd door geregelde vervaardigingstechnieken om een doelmatig produkt te verschaffen. Niettemin heeft de verandering in de vorm het ontwerp van opgeblazen produkten, waarvan de vorm nauwkeurig moet worden geregeld, benadeeld.

In aanmerking genomen dat het oogmerk was het verschaffen van een opgeblazen produkt dat een kussengevoel verschaft, naast de andere in de eerder genoemde octrooi-schriften vermelde voordelen, had het teveel opblazen de vorming van een hard produkt in plaats van een kussen tot gevolg. Het te weinig opblazen om later te compenseren voor de toename in de inwendige druk leidde tot een produkt dat "de bodem raakt" in plaats van te werken als een kussen.

De toename in de druk over een periode van maanden was een overweging die ertoe leidde om de omhulling aanvankelijk te vullen met een mengsel van supergas en lucht om een produkt te verschaffen dat niet teveel was opgeblazen, waardoor derhalve aanvankelijk het gewenste kussengevoel werd verschaft. Dit onderving echter niet de volumetoename door de trekrelaxatie. De noodzaak om tevoren bepaalde hoeveelheden supergas en lucht te mengen om het kussengevoel te verschaffen maakte het vervaardigingsproces gecompliceerder.

De beoogde doeleinden van de bekende diffusiepomptech-nologie waren het ontwikkelen en vervolmaken van een bijzonder duurzaam, betrouwbaar, vermoeiïngsbestendig middel met lange levensduur voor het verwijderen van de partiële drukenergie van de opblazende gassen die omgevingslucht bevatte, en om deze potentiële energie toe te passen of om te zetten om nuttig werk te verrichten in verschillende produkten.

Hoewel het diffusiepompen onder toepassing van super-gassen en elastomeer niet-kristallografisch foeliemateriaal bevredigend heeft gefungeerd, is een verbeterd produkt wenselijk. Vele millioenen paren schoeisel bijvoorbeeld zijn gedurende de afgelopen tien jaren verkocht in de Verenigde Staten en over de wereld onder het handelsmerk "AIR SOLE" en andere handelsnamen door Nike Shoe Company.

Deze produkten van Nike Shoe Company zijn gevormd overeenkomstig één of meer van de hierboven genoemde octrooischriften en worden in het algemeen beschouwd als eerste klas schoeisel die de voordelen van een met gas gevulde, lange levensduur bezittend bestanddeel bezit, dat praktische voordelen biedt ten opzichte van concurrerende voetbekledingsprodukten.

Het percentage mislukkingen van alle oorzaken, omvattende het toevallig prikken, wordt geacht kleiner te zijn dan 0,001%. Zelfs dan is ruimte voor verbetering in de huidige commerciële versies van de uitvindingen van de bovenstaande octrooischriften, zoals hierna wordt besproken.

Het is eveneens in de techniek bekend om bepaalde typen kunststoffen toe te passen die in hoofdzaak ondoorlaat-baar zijn voor diffusie van zuurstof of kooldioxyde. Meer in het bijzonder zijn deze kunststoffen polycarbonaat-materialen die worden toegepast in de ' kunststofflessen van de drankindustrie of SARAN of PVAC of polyethyleenterefta-laat (PET). De moeilijkheid met polycarbonaat en dergelijke volledig ondoorlaatbare kunststoffen is de betrekkelijk lage vermoeiïngsweerstand en de moeilijkheid bij het vormen van hoogfrequent lassen. Wanneer bijvoorbeeld een opgeblazen en onder druk gebracht produkt van deze materialen wordt onderworpen aan ernstige doorbuigingsvermoeidheid, zal het deel na enkele minuten of uren gebruik in gebreke blijven. Om dergelijke materialen af te dichten, is het in het algemeen noodzakelijk om de naar elkaar gekeerde kunststoffen te verwarmen tot het smeltpunt om enige vloeiing aan te brengen. Het resultaat is dat het moeilijk, zo niet onmogelijk is met deze materialen, om een tevoren bepaalde geometrie vast te houden en stevige en goede lassen door warmtesmelten te verkrijgen. Deze materialen zijn niet polair en zij kunnen in het algemeen niet met succes hoogfrequent gelast worden.

Wanneer bijzonder vermoeidheidsbestendige en gemakkelijk lasbare en warm afdichtende en vulcaniseerbare elastomere materialen worden toegepast, en het gas voor het onder druk brengen lucht is of andere gassen zoals stikstof of kooldioxyde of argon of xenon of bekende freonkoelgassen, zullen de laatstgenoemde snel diffunderen door deze materialen. Dit probleem werd opgelost door de bekende diffusiepomptechniek en het gebruik van "supergasfsen)" met elastomere gasdichte materialen met de voordelen van omgekeerde diffusie van zuurstof en stikstofgas uit de omgevingslucht in het deel.

Over een tijdsperiode was een vrijwel volmaakte compensatie aanwezig voor de volumetoename van het deel die afkomstig was van de trekrelaxatie-eigenschappen van het elastomere gasdichte materiaal. Wanneer echter het deel onder druk moet worden gebracht tot een relatief lage vuldruk, zoals het geval is met "modeschoeisel" in tegenstelling tot "gebruiks-schoeisel" leidde het diffusiepompen van omgevingslucht tot een onaanvaardbaar grote drukverandering (toename) tijdens het begin van de levensduur van het produkt. Dit en andere problemen worden opgelost door de onderhavige uitvinding.

De uitvinding beoogt derhalve een opgeblazen schok-dempende inrichting te verschaffen die een langere gebruiksduur bezit bij de ontworpen inwendige druk en die nauwkeurig kan worden geregeld zowel ten aanzien van de inwendige druk in continue toestand als de geometrie.

De uitvinding beoogt voorts om de trekrelaxatie eigenschappen van de omhullende foelie nauwkeuriger in overeenstemming te brengen met de buitenwaartse stroming van gassen, waarbij het meer konstant houden van de vuldruk gedurende de gebruikstijd van het produkt wordt ondersteund.

Een ander oogmerk is het vertragen van de binnenwaartse stromingivan omgevingslucht gedurende de eerste stadia (6-24 maanden) van het diffusiepompen, waarbij de neiging van het aanbrengen van overdruk van bepaalde typen inrichtingen of het teweegbrengen van geleidelijke en ongewenste veranderingen in de geometrie wordt verminderd.

Een ander oogmerk van de uitvinding is het gebruik van gemakkelijker verkrijgbare, lichter gewicht bezittende, minder dure gassen die werken als opgesloten gas.

Een ander oogmerk is het gebruikmaken van gekozen omhullingsfoelies die beter en/of minder kostbaar zijn voor bepaalde toepassingen.

Een ander oogmerk is het verschaffen van een praktische, opgeblazen, schokdempende inrichting die onder druk gebracht kan worden met lucht of stikstof, of een combinatie daarvan, en waarbij de opblaaseigenschappen behouden blijven gedurende zijn gebruiksduur terwijl het wordt blootgesteld aan de werkcyclus die wordt ondergaan door dergelijke kussenpro-dukten.

Dé uitvinding heeft derhalve betrekking op belasting-dragende schokdempende inrichtingen (pneumatische omhullingen) met een nieuwe omhullende foelie die de vereiste fysische eigenschappen van een thermoplastische elastomere foelie bezit met het toegevoegde kenmerk van verbeterde gasdichte eigenschappen ten opzichte van stikstofgas en de supergassen. Deze foelies worden geformuleerd om op selektieve Wijze de maté van buitenwaartse diffusie van bepaalde opgesloten gassen zoals stikstof en de supergassen door de omhulling alsmede het diffusiepompen van andere gassen, d.w.z. mobiele gassen zoals zuurstof, kooldioxyde en de andere genoemde gassen en die aanwezig zijn in omgevingslucht, naar binnen in de onder druk gebrachte inrichtingen, te regelen.

Meer in het bijzonder zijn de gasdichte materialen die volgens de onderhavige uitvinding kunnen worden toegepast bij voorkeur thermoplastisch, elastomeer en polair en verwerkbaar ter vorming van produkten met de verschillende, te bespreken vormen. De gasdichte materialen volgens de onderhavige uitvinding dienen het opgesloten gas in de omhulling gedurende een betrekkelijk lange periode van nuttige levensduur te bevatten, bijvoorbeeld twee jaar of meer. Gedurende bijvoorbeeld een periode van twee jaar dient de omhulling niet meer dan ongeveer 20% van de oorspronkelijke vuldruk van het gas te verliezen. In feite betekent dit dat produkten die oorspronkelijk zijn opgeblazen tot een druk in continue toestand van 137,9-151,7 kPa (20 tot 22 psig) de druk dienen vast te houden in een traject van ongeveer 110,3-124,1 kPa (16 tot 18 psig).

Voorts dient het gasdichte materiaal buigzaam, relatief zacht en meegaand te zijn en vermoeiïngsbestendig te zijn en moet kunnen worden gelast ter vorming van doelmatige afdichtingen door in hoofdzaak een moleculaire verknoping, die meer in het bijzonder wordt verkregen door hoogfrequent (R-F) lassen. Van bijzonder belang is het vermogen van het gasdichte foeliemateriaal om hoge cyclische belasting te weerstaan zonder storingen, in het bijzonder in het . -3 traject van de filmdikte tussen ongeveer 12,7 x 10 cm -3 tot ongeveer 127,0 x 10 cm (5 mil tot ongeveer 50 mil). Foeliematerialen die kristallografisch van aard zijn bezitten niet de neiging om vermoeiïngsweerstand te bezitten, hoewel de gasdichte eigenschappen in het algemeen tamelijk goed zijn. Een andere belangrijke kwaliteit van het gasdichte foeliemateriaal is dat het moet kunnen worden bewerkt tot verschillende vormen met technieken die worden toegepast in massaproduktie. Onder deze in de techniek bekende technieken bevinden zich het blaasvormen, spuitgieten, suspen-siegieten, vacuumvormen, rotatievormen, spuitgieten met verhardende produkten, en drukvormen om slechts enkele te noemen. Deze werkwijzen leiden tot een produkt waarvan de wanden in hoofdzaak foelie-eigenschappen bezitten en waarvan de doorsnede-afmetingen in verschillende delen van het produkt kunnen worden gevarieerd, doch die in totaal in hoofdzaak foelieachtig van karakter zijn.

Naast de bovenstaande kwaliteiten die belangrijk zijn voor het doelmatiger gebruik van het gasdichte materiaal dat een omhuling vormt, bestaat de steeds belangrijke kwaliteit van geregelde diffusie van mobiele gassen door de foelie en het vasthouden van opgesloten gassen in de omhulling. Met de onderhavige uitvinding kunnen niet alleen de supergassen worden toegepast als op te sluiten gassen, doch is eveneens stikstofgas een op te sluiten gas door de verbeterde aard van de gasafdichting. Het primaire mobiele gas is zuurstof, dat betrekkelijk snel diffundeert door de gasdichte laag, en de andere in lucht aanwezige gassen behalve stikstof. Het praktische effect van het verschaffen van een gasdicht materiaal waarvoor stikstofgas een op te sluiten gas is is belangrijk.

De omhulling kan bijvoorbeeld aanvankelijk zijn opgeblazen met stikstofgas of en mengsel van stikstofgas en één of meer supergassen of lucht. Indien het gevuld is met stikstof of een mengsel van stikstof en één of meer supergassen, is de toename van de drukverhoging die welke afkomstig is van de betrekkelijke diffusie van in hoofdzaak zuurstofgas in de omhulling omdat het opgesloten gas in hoofdzaak wordt vastgehouden in de omhulling. Dit komt in feite neer op een verhoging in de druk van niet meer dan ongeveer 17,24 kPa (2,5 psig) ten opzichte van de oorspronkelijke vuldruk en leidt tot een betrekkelijk matige volumetoename van de omhulling van 1 tot 5%, afhankelijk van de oorspronkelijke druk.

Wanneer lucht wordt toegepast als vulgas, bezit zuurstof de neiging om te diffunderen uit de omhulling terwijl stikstof wordt vastgehouden als opgesloten gas. In dit geval leidt de diffusie van zuurstof uit de omhulling en het vasthouden van het opgesloten gas tot een verlaging van de druk in continue toestand ten opzichte van de oorspronkelijke vuldruk. Wanneer bijvoorbeeld oorspronkelijk is opgeblazen met lucht tot een druk van 179,26 kPa (26 psig), zal de druk afnemen tot ongeveer 27,58 kPa (4 psig) om de partiele druk Van zuurstof op elke zijde van de wand van de gasdichte omhulling te vereffenen. Het drukverlies tracht eveneens een spoedige continue toestand te bereiken met betrekking tot de rekrelaxatie of kruip doordat kruip wordt verminderd of ondervangen omdat er geen verdere toename van de inwendige druk is.

In de praktijk van de onderhavige uitvinding is het derhalve belangrijk om een gasdicht materiaal te verschaffen dat in feite dezelfde gewenste kwaliteiten bezit als hierboven is beschreven, doch die de extra kwaliteit bezit dat het gasdicht is voor stikstofgas. Zoals reeds is opgemerkt bezitten kunststofmaterialen of gelamineerde of gecoëxtrudeèrde combinaties van kunststofmaterialen die eveneens werken als barrières voor zuurstof de neiging dat zij in hoofdzaak kristallijn zijn en de voor de volgens de uitvinding beoogde produkten vereiste vermoeiïngsweerstand missen en die onderhevig zijn aan betrekkelijk hoge cyclische belastingen voor bétrekkelijk lange tijdsperioden.

Gasdichte materialen met de gewenste gasdichte eigenschappen en de andere verëiste kwaliteiten volgens de uitvinding zijn die welke in wezen elastomeer en polair zijn en die de eigenschappen bezitten dat zij betrekkelijk buigzaam zijn en een hoge vermoeiïngsweerstand bezitten, terwijl zij eveneens voldoende kristallijne kwaliteiten bezitten om diffusie van stikstofgas en de supergassen door de om- hulling te voorkomen. Deze kristallijne kwaliteiten kunnen op één der verschillende wijzen worden verleend, omvattende een mechanische kristallijne gasafdichting of een moleculaire kristallijne gasafdichting om de diffusie van de opgesloten gassen te remmen en verschillende foelies en andere typen van materialen zullen nader worden beschreven.

Het is derhalve duidelijk dat de onderhavige uitvinding verschillende voordelen bezit ten opzichte van de stand der techniek en oudere octrooischriften waarnaar eerder verwezen is.

De uitvinding bezit vele andere voordelen, en andere oogmerken, die duidelijker zullen worden uit de verschillende vormen waarin het kan worden belichaamd. Dergelijke vormen zijn weergegeven in de bijgaande tekeningen en maken deel uit van de onderhavige beschrijving. Deze vormen zullen nu nader worden beschreven ter toelichting van de algemene principes van de uitvinding, doch vanzelfsprekend moet deze nadere beschrijving niet beperkend worden opgevat.

Figuur 1 is een bovenaanzicht van een opgeblazen hielvulstuk volgens de onderhavige uitvinding voor gebruik, bijvoorbeeld, in een voorwerp van voetbekleding en omvattende een kristallijn losgeweven weefsel of gaasmateriaal dat is gevat in de oorspronkelijke elastomere foelie van de insluitende omhulling; figuur 2 is een bovenaanzicht van een zelfde inrichting als die van figuur 1, doch waarbij het gebruik van een dichter geweven kristallijn weefselmateriaal wordt getoond, figuur 3 is een bovenaanzicht van een zelfde inrichting als die van figuur 2 met een dichter geweven kristallijn weefselmateriaal; figuur 4 is een schematisch bovenaanzicht van een kristallijn draadachtig materiaal dat is gevat in de dragende insluitende foelie; figuur 4A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 4A-4A van figuur 4; figuur 5 is een bovenaanzicht van een kristallijn draadachtig materiaal met kleinere afstanden tussen de draden die zijn gevat in de dragende omhullende foelie; figuur 5A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 5A-5A van figuur 5; figuren 6A en 6B zijn doorsneden die een vroege, en niet-succesvolle, poging tonen om een gasdichte foelie te lamineren met een elastomere foelie voor een onder druk gebrachte schokdempende inrichting; figuur 7 is een schematisch bovenaanzicht dat een andere vorm van de onderhavige uitvinding toont waarbij een deèltjesvormig kristallijn materiaal is opgenomen in het dragende elastomeer materiaal; figuur 7A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 7A-7A van figuur 7; figuur 8 is een bovenaanzicht van een door vacuumvormen of blaasvormen of suspensiegieten gevormd hielvulstuk volgens de onderhavige uitvinding die het produkt toont zoals het is verwijderd uit de vorm; figuur 8A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 8A-8A van figuur 8; figuur 8B is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 8B-8B van figuur 8; figuur 8C is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 8C-8C van figuur 8; figuur 8D is een aanzicht vanaf het uiteinde, gezien langs de lijn 8D-8D van figuur 8; figuur 8E is een zijaanzicht, gezien langs de lijn 8E-8E van figuur 8; figuur 9 is een bovenaanzicht van het voltooide hielvulstuk van figuur 8 nadat het warmlassen en afknippen is voltooid; figuur 9A is een zijaanzicht, genomen langs de lijn 9A-9A van figuur 9; figuur 9B is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 9B-9B van figuur 9; figuur 9C is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 9C-9C van figuur 9; figuur 9D is een aanzicht vanaf het uiteinde, gezien langs de lijn 9D-9D van figuur 9; figuur 10 is een bovenaanzicht van een zelfde hielvul-stuk als dat van figuur 9, doch waarbij een derde foelie, is toegevoegd tijdens het warmlassen ter vorming van een driedelige vulstuk wordt getoond; figuur 10A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 10A-10A van figuur 10; figuur 11 is een bovenaanzicht van een zelfde hielvul-stuk als dat van figuur 8, met een extra rekbaar element dat is verenigd met het vulstuk vóór het uiteindelijke warmlassen van de omtrek; figuur 11A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 11A-11A van figuur 11; figuur 11B is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 11B-11B van figuur 11; figuur 11C is een vergroot, gedeeltelijke doorsnede-aanzicht van een gedeelte van het in figuur 11a weergegeven samenstel; figuur 11D is een aanzicht vanaf het uiteinde, genomen langs de lijn 11D-11D van figuur 11; figuur 12 is een bovenaanzicht van een vulstuk over de volledige lengte volgens de onderhavige uitvinding die het produkt toont zodra het is verwijderd uit de vorm; figuur 12A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 12A-12A van figuur 12; figuur 12B is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 12B-12B van figuur 12; figuur 12C is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 12C-12C van figuur 12; figuur 12D is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 12D-12D van figuur 12; figuur 12E is een aanzicht, gezien vanaf de linkerzijde van figuur 12; figuur 13 is een bovenaanzicht van het voltooide vulstuk over de volledige lengte van figuur 12 nadat het warmlassen en afknippen zijn voltooid; figuur 13A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 13A-13A van figuur 13; figuur 14 is een bovenaanzicht van het produkt volgens de onderhavige uitvinding dat kan worden vervaardigd door spuit- of blaasgieten, bijvoorbeeld, en waarin de gietvorm is gemodificeerd om de verwijdering van het deel van de doorn te ondersteunen; figuur 14A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 14A-14A van figuur 14; figuur 14B is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 14B-14B van figuur 14; figuur 14C is een aanzicht vanaf het uiteinde, gezien langs de lijn 14C-14C van figuur 14; figuur 14B is een zijaanzicht, gezien langs de lijn 14D-14D van figuur 14; figuur 15 is een bovenaanzicht van een vulstuk over de volledige lengte dat kan worden gevormd door spuit-of blaasgieten volgens de onderhavige uitvinding en waarin een variabele dikte aanwezig is tussen het hielgedeelte en hét voorvoetgedeelte en waarbij een hellend overgangsdeel aanwezig is in het schachtgebied; figuur 15A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 15A-15A van figuur 15; figuur 15B is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 15B-15B van figuur 15; figuur 15C is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 15C-15C van figuur 15; figuur 15D is een zijaanzicht, gezien langs de lijn 15D-15D van figuur 15; figuur 16 is een bovenaanzicht van een andere vorm van een volledig naar grootte gesorteerd vulstuk volgens de onderhavige uitvinding is, dat kan worden gevormd door blaasvormen of vacuumvormen of suspensiegieten en een hoog hielgedeelte en zijdelingse inkepingen voor de flexibiliteit van het zijdelings buigen, omvat; figuur 16A is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 16A-16A van figuur 16; figuur 16B is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 16B-16B van figuur 16; figuur 16c is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 16C-16C van figuür 16; figuur 16D is een doorsnede-aanzicht, genomen langs de lijn 16D-16D van figuur 16; figuur 16E is een zijaanzicht, gezien langs de lijn 16E-16E van figuur 16; figuur 16F is een perspectivisch aanzicht van de zijinkepingen die aanwezig zijn voor de zijdelingse flexibiliteit ; figuur 17 is een grafiek die het verloop van de druk in de tijd weergeeft in het geval van de bekende diffusie-pomptechniek; figuur 18 is een grafiek die het verloop van de druk toont in de tijd in het geval van het diffusiepompen volgens de onderhavige uitvinding; figuur 19 is een grafiek waarin de grafieken van de figuren 17 en 18 ter vergelijking bijeengevoegd zijn; figuur 20 is een grafiek van het verloop van de druk in de tijd van het diffusiepompen volgens de onderhavige uitvinding, waarin stikstofgas is opgesloten en zuurstofgas mobiel is; figuur 21 is een grafiek waarin de gegevens uit figuur 20 en een deel van de gegevens uit de figuren 17 en 18 bij elkaar gevoegd zijn; figuur 22 is een vergroot, schematisch doorsnede-aanzicht van een verbeterde gasdichte foelie volgens de onderhavige uitvinding, waarin het kristallijne materiaal stevig is gebonden aan het elastomeEe materiaal; figuur 23 is eenzelfde aanzicht als figuur 22, waarin het kristallijne materiaal is gevat in het elastomere materiaal; figuur 24 is een vergroot, schematisch doorsnede-aanzicht van een verbeterde gasdichte foelie volgens de onderhavige uitvinding die kleine en dunwandige holle bolletjes bevat in de elastomere foelie; en figuur 25 is een vergroot schematisch doorsnede-aanzicht van een verbeterde, onder druk gebrachte inrichting volgens de onderhavige uitvinding, waarin het gasdichte foeliemateriaal is gevormd uit een samengesteld kristallografisch-amorf-elasto-meer gasdicht materiaal.

Verwezen wordt naar de tekeningen die voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding tonen, behalve zoals is opgemerkt, figuur 1 die een opgeblazen hielopvul-ling 10 volgens de onderhavige uitvinding toont.

Zoals weergegeven bezit het hielopvulling de vorm van een afgedichte omhulling die een uitzettend opgesloten gas bevat. De wand van de omhulling is gevormd uit een gasdicht foeliemateriaal dat diffusie door de foelie van het mobiele gas (gassen) toelaat doch dat diffusie van het opgesloten gas (gassen) doelmatig voorkomt. In deze vorm worden de verbeterde gasdichte kwaliteiten verkregen door een kristallijn gasdicht materiaal dat is gevat in het dragende polaire, elastomere en thermoplastische foeliemateriaal dat de druk bevattende omhulling vormt. De inwendige druk kan aanzienlijk variëren van enkele psig tot wel 30 of meer psig (10 tot 207 kPa). Deze hielopvulling kan ofwel volledig ofwel gedeeltelijk zijn ingekapseld in een geschuimde sokvoering van een voorwerp van voetbekleding, of ter plaatse verhard in een voorgevormde holte in een sokvoering of volledig of gedeeltelijk ingekapseld in het middengedeelte van de zool van een voorwerp van voetbekleding. Zoals bekend is in de voetbekledingstechniek kunnen vanzelfsprekend andere plaatsen en rangschikking van de opvulling en andere kussen-elementen van schoeisel worden toegepast.

Een groot aantal hielopvullingen, in feite millioenen paren, die de in figuur 1 weergegeven geometrie bezitten zijn in de handel toegepast en vervaardigd overeenkomstig de eerder genoemde octrooischriften. Deze bekende opvullingen werden echter vervaardigd met een 100%'s elastomeer materiaal dat niet werkte als een barrière voor luchtgassen, en het opgesloten gas was één of meer supergassen. Meer in het bijzonder omvatten de materialen die kunnen worden toegepast voor de omhulling van de bekende inrichtingen, met supergas opgeblazen produkten, die polyurethaanelastomeer materialen, polyesterelastomeren, fluorelastomeren, polyvinylchloride-elastomeren en dergelijke omvatten. Polyurethaanelastomeer-materialen verdienden de voorkeur als commercieel materiaal vanwege de uitstekende warmtelaseigenschappen, goede buig-vermoeiïngssterkte, een geschikte elasticiteitsmodulus, goede trek- en scheursterkte, en goede slijtweerstand. Vanzelfsprekend zijn deze eigenschappen eveneens aanwezig in de verbeterde afdichtingsmaterialen volgens de onderhavige uitvinding. Andere materialen zijn polyetheentereftalaatglycol (PET 9), Dacron 56 en dergelijke.

In tegenstelling tot het omhullingsmateriaal van de met supergas opgeblazen produkten van de stand der techniek omvat het omhullingsmateriaal volgens de onderhavige uitvinding een aanzienlijke hoeveelheid kristallijn materiaal en bezit een lagere permeabiliteit voor vloeistoffen en gassen in vergelijking met de bekende omhullingsmaterialen. Het kristal-lijne materiaal blokkeert in feite, ongeacht het type en wijze van opneming, een groot gedeelte van de stromingskanalen waardoor het uitzettende gas moet diffunderen wanneer het naar buiten door de foelie migreert. Kenmerkende sterk kristallijne materialen die kunnen worden toegepast zijn polyestermaterialen, nylonmaterialen, polypropeen-materialen, grafiet, glas, Kevlar, metalen en in feite elk kristallijn materiaal. Materialen van deze typen komen voor in vele vormen, die in de produkten volgens de uitvinding kunnen worden toegepast: draadvormige weefsels, filamenten, gehakte vezels, losgeweven weefsels en gaas, of gelijkmatig verdeelde deeltjesvormige of plaatjesvormige kristallijne materialen, verschillende typen gebreide, geweven, en niet-geweven weefsels, uitzetbare weefsels, haartjes, enz. Andere materialen die kunnen worden toegepast zijn: amorf grafiet-weefsel, filamenten of haartjes; mica; Aramide of Kevlar-weefsel, filamenten of haartjes; metaalweefsel, filamenten of haartjes, bijvoorbeeld staal of aluminium; nylon of polyester of glas of PET-weefsel, filamenten of haartjes. Verschillende metalen en metaallegeringen kunnen worden toegepast in de vorm van filamenten, poeder, plaatjes, weefsel, kralen en micro-bolletjes en dergelijke. Dergelijke materialen zijn bekend voor de versterkte kunststofindustrie voor andere toepassingen. Opgemerkt wordt echter dat het gebruik van de kristallijne materialen niet dient voor het primaire doel van versterking volgens de onderhavige uitvinding omdat veel van de toepasbare materialen en de vorm van de materialen niet aanzienlijk bijdraagt aan de sterkte van de foelie.

De hielopvullingen 12 en 14 van de figuren 2 en 3 zijn dezelfde als de hielopvulling van figuur 1, behalve dat ieder achtereenvolgens meer gasdicht kristallijn materiaal bevat. Het effekt van het op afstand aanbrengen van de gasdichte materialen is duidelijker weergegeven in de figuren 4, 4A, 5 en 5A waarbij een draadachtig gasafdichting 15, gevat in dé dragende thermoplastische elastomere foelie 17, schematisch is weergegeven. Zoals is weergegeven is het materiaal 15 geplaatst tussen de tegenover elkaar liggende oppervlakken 19 en 20 van de foelie. Door deze plaatsing zijn de oppervlakken in hoofdzaak en volledig dragend elastomeer materiaal en kunnen derhalve gemakkelijk warm gelast worden door hoogfrequent lassen en dergelijke ter vorming van een afgesloten omhulling. Wanneer het draadvormige gasdichte materiaal aanwezig zou zijn op het oppervlak, zouden problemen aanwezig zijn bij het afdichten van de omhulling indien deze gevormd is uit een voorgevormde plaat.

Het gasdichte materiaal van figuur 5 bezit een kleinere afstand van de vezels 15 in de foelie 17 en derhalve meer stromingsblokkering (70% kristallijn) in vergelijking met het gasdichte materiaal van figuur 4 (55% kristallijne vezels). Daarom zal de diffusiesnelheid en het diffusie-pompen van het mobiele gas lager zijn in de uitvoeringsvorm volgens figuur 5 dan in de vorm van figuur 4. De diameter van de vezels en de geometrie van de doorsnede kunnen eveneens worden veranderd om de diffusiesnelheid aan te passen. Bovendien kan het type van het gekozen gasdichte materiaal voor hét ontwerp de snelheid van diffusiepompen beïnvloeden.

De diffusie zal bijvoorbeeld lager zijn met grafietweefseis dan met polyesterweefseis. Zoals blijkt uit de dwarsdoorsnede van de figuren 4, 4A, 5 en 5A is het voordelig om het kristalli jne materiaal dicht bij het buitenoppervlak van de foelie te hebben, doch geplaatst onder de foelie-oppervlakken om een zo groot mogelijk gedeelte van het elastomere materiaal op het oppervlak te hebben om de best mogelijke warmte-lasverbinding of naad tussen de foelieplaten te verkrijgen. Vanzelfsprekend mogen de kristallijne vezels gedeeltelijk uitsteken uit slechts één oppervlak waardoor aldus een in hoofdzaak tweezijdige foelie wordt verschaft. In dat geval moet het afdichten plaatsvinden tussen één zijde van de oppervlakken waaruit de vezels niet uitsteken. Het verdient de voorkeur volgens de onderhavige uitvinding dat het gasdichte materiaal éénzijdig is, d.w.z. dat het kristallijne materiaal volledig ingebed dient te zijn in de foelie. Dit ondervangt de noodzaak om ervoor te zorgen dat het juiste oppervlak van de foeliematerialen in bekledings-kontakt is wanneer omhullingen oorspronkelijk uit plaatmaterialen worden gevormd.

Het is eveneens belangrijk om elastomeer materiaal te bezitten dat het kristallijne materiaal voldoende omgeeft zodat deze twee innig worden verbonden, waarbij scheiding van de twee soorten materiaal tijdens gebruik wordt voorkomen. Een dergelijke scheiding vond vroeg in het ontwikkelingsprogramma voor de onderhavige uitvinding plaats. In dat geval werd getracht om de kristallijne gasdichte materialen op te nemen met het elastomere materiaal onder toepassing van co-extrusie of co-laminering van de beide soorten kunststoffen. De figuren 6A en 6B, die geen uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding weergeven, tonen het ongelukkige resultaat van een dergelijke benadering. Een gedeelte van de onder druk gebrachte gassen diffundeerde naar buiten door de binnenste laag van elastomere foelie 25 en werden geblokkeerd door de buitenste laag 26 van gasdichte foelie. Druk tegen de buitenste laag 26 veroorzaakte de scheiding van de beide lagen, zoals in figuur 6B wordt getoond, waardoor de gasdichte laag op-zwol, zoals is weergegeven bij 28, naar buiten toe en tekort schoot ofwel door de vorming van barsten ofwel door de vorming van een grote zwelling.

Daarom werd het noodzakelijk om de benadering te verbeteren door het kristallijne materiaal innig te laten verzinken of in te bedden in de dragende elastomere laag. Aanvankelijk werd een los geweven weefsel ingebed in het urethaanmateriaal dat in de handel bekend is als MP-1790 AE urethaan (XPR-396 van Uniroyal, Ine.) door het thermoplastische materiaal te extruderen op een 10 x 10 grof geweven (10 strengen per inch in elke richting) nylongaas, dat in hoofdzaak een gaas van het open type is. De resultaten waren tamelijk goed. De elasticiteitsmodulus van het losgewe-. ven weefsel was echter te hoog in vergelijking met die van het oorspronkelijke materiaal, d.w.z. dat de kunststof-foelie meer werd uitgerekt dan het losgeweven weefsel.

Dit leidde tot enig rimpelen en vervorming van de samengestelde foelie tijdens het warmlassen en opblazen. Dergelijke vervormingen leiden tot spanningsconcentraties in de opgeblazen omhulling en verminderde de buigvermoeiïngslevensduur van het deel. Vermoeidheidsbreuken traden op in de gebieden die aan de hoogste spanning onderworpen waren, d.w.z. nabij de warm gelaste lasnaden.

Voor opgeblazen kussenprodukten waarbij weefsel, losgeweven weefsel of gaas volgens de onderhavige uitvinding wordt toegepast, is het belangrijk dat 1) de fysische eigenschappen van de kristallijne vezels (in het bijzonder de elasticiteitsmodulus, helling van de spannings-rekbe-trekking en produktiespanning), 2) de geometrie en dichtheid van de kristallijne elementen zelf, 3) de plaatsing (afstand en oriëntatie) van de vezels in het elastomere materiaal, zodanig zijn dat bij de beoogde inwendige drukniveaü's (spanningsniveau's) de kristallijne elementen bij de hoogste spanningsgebieden voorbij hun elasticiteitsgrens zijn belast. Een dergelijk belasten (buiten het elastische trajekt) herverdeelt en vereffent de belastingen door de insluitende omhulling van het opgeblazen produkt. Ongeveer 20% van de vezels zal worden belast boven de elasticiteitsgrens.

Geen der elastomere materialen werkt boven de elasticiteitsgrens.

Na de eerder genoemde vroege proef werd een kussen-produkt ontwikkeld en succesvol beproefd en enkele der genoemde ontwerpkenmerken opgenomen. Het kristallijne gaas bijvoorbeeld was een dichter weefsel met kleinere diameter en lage denier-bezittende vezels. Na opblazen tot de beoogde druk gaf iets van het gaas mee (naast de sterk belaste gebieden rond de lasnaden) en werd enige permanente plaatsing verkregen. Dit bijzondere produkt behield de gewenste luchtdruk gedurende een bijzonder lange tijdsperiode (meer dan ongeveer 10 jaren) en had geen meetbare druk verloren.

De vermoeii'ngsweerstand was goed en de opgeblazen vorm van het kussen was uitstekend en zonder ongewenste vervormingen van de omhulling.

Figuur 7 toont een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, waarin het elastomere materiaal 30 een groot aantal afzonderlijke kristallijne elementen 32 in de vorm van plaatjes omvat die hoofdzakelijk gelijkmatig verdeeld zijn door het ontvangende elastomeer. In deze uitvoeringsvorm zijn de kleine vlakke plaatjes gemengd met het elastomere polymeer en geëxtrudeerd of geblazen met het polymeer tot foelieplaten. Deze platen bezitten een dikte van 0,005-0,050 inch (0,0125-0,125 cm). Tijdens dit proces richten de plaatjes 32 zich evenwijdig aan het oppervlak van de foelie zoals is weergegeven in figuur 7B, waardoor een gasafdichtende plaatsing doelmatiger wordt gevormd.

De verschillende technieken voor het inbedden van een kristallijn element in de dragerfoelie omvatten: 1) het extruderen van het dragermateriaal op een losgeweven weefsel of gaas; 2) het bekleden van weefsel dat is vervaardigd uit kristallijne vezels met dragermateriaal (gewoonlijk worden beide zijden bekleed), 3) het mengen van het polymeer van de dragerfoelie met verschillende vormen van gasdicht materiaal (d.w.z. vlokken, draadvormige vezels, gehakte vezels, draadjes, plaatjes, enz.) en het mengsel te extruderen of te blazen tot een foelie of plaat en 4) het elastomere polymeer innig te mengen of te copolymeriseren met het kristallijne materiaal. Enkele van deze procedures zijn reeds besproken, anderen zullen hierna worden besproken.

Het is op dit punt belangrijk om de praktische grenzen voor de toepassingen van geregelde diffusie voor opgeblazen inrichtingen volgens de onderhavige uitvinding te onderzoeken. Met produkten van dit type en voor praktisch commercieel gebruik is het belangrijk en essentieel om een geschikt en geoptimaliseerd evenwicht te hebben tussen: 1) de minimale snelheid van geaktiveerde diffusie enerzijds en 2) fysische eigenschappen zoals vermoeiïngsweerstand, bewerkingsvermogen tijdens de vervaardiging, en warmtelasbaarheid anderzijds. Vanwege de noodzaak om een dergelijk compromis te verkrijgen is het waarschijnlijk niet praktisch om een zodanig .hoge concentratie van kristallijne materialen te hebben dat een 100% gasafdichting tegen diffusie van alle gassen wordt gevormd. De belangrijkste uitzondering is zuurstof. Andere gassen, waaronder stikstof en de supergassen, kunnen doelmatig worden verhinderd te diffunderen door de omvattende omhulling van de opgeblazen inrichtingen, en handhaven toch de essentiele elastische vermoeii'ngsweerstandskarakteristieken van het gasdichte omhullingsmateriaal.

Het feit dat zuurstof kan diffunderen door de omhulling is geen probleem, en is in feite een gewenst en uniek voordeel. Dit is een belangrijk nieuw concept voor deze uitvinding.

Het produkt kan bijvoorbeeld worden opgeblazen met een mengsel van stikstof en/of supergas of lucht. Na het opblazen met stikstof en/of supergas, kan zuurstof uit het omringende milieu diffunderen in de omhulling door het mechanisme I van diffusiepompen. De partiële druk van zuurstof wordt derhalve toegevoegd aan de partiële drukken van stikstof en/of supergas die reeds aanwezig zijn in de omhulling, waardoor de totale druk van het produkt toeneemt. De partiële druk van zuurstof in de omringende atmosfeer bedraagt, ongeveer 2,5 psia (17,24 kPa) (van een totale druk op zeeniveau van 14,7 psia (101,35 kPa)). De omgekeerde diffusie van zuurstofgas in de omhulling zal derhalve een maximale toename in de druk van ongeveer 2,5 psia (17,24 kPa) veroorzaken.

Een dergelijke toename in de druk is nuttig voor het compenseren van de aanzienlijke trekrelaxatie van de omhulling (met de verkregen toename in het inwendige volume van de omhulling) waarbij alle gasbestanddelen van lucht diffunderen in de omhulling. Een nieuw kenmerk van de onderhavige uitvin-", ding is derhalve, dat het samengestelde materiaal van de omhulling een semi-permeabel membraan is voor de gassen in lucht, anders dan stikstof, en is derhalve niet een volledige gasafdichting. Het praktische voordeel is dat de maximale volurnetrische en dimensionele verandering in het produkt ligt tussen 3% en 5% omdat de maximale toename of verandering in de druk ten opzichte van de oorspronkelijke vuldruk de partiële zuurstofdruk is.

Wanneer de kosten van het hoogste belang zijn, kan het vulgas 100% stikstof zijn en zal hetzelfde verschijnsel van omgekeerde diffusie van zuurstofgas in de omhulling optreden. Een mengsel van stikstof plus 2,5 psia zuurstof (17,24 kPa) kan eveneens nuttig zijn in enkele toepassingen. Bovendien kan 100% lucht worden toegepast. In dit geval is het noodzakelijk om de inrichting aanvankelijk teveel op te blazen wanneer de partiële druk van zuurstof in de inrichting groter is dan 2,5 psia (17,24 kPa) om de toename van het verschil, een drukverlies tussen de werkelijke partiële druk van zuurstof in de omhulling en 2,5 psia (17,24 kPa), te compenseren.

Er zijn vele voordelen in het regelen van de snelheid van diffusiepompen in de opgeblazen elastomere inrichtingen zoals bestanddelen voor voetbekleding, schokdempers, schok-dempende élementen voor verpakkingen en verschepingsdoel-einden, helmen, beschermende inrichting/opvulling voor gymnastiek, militaire schoenen. Een voordeel is het vermogen om het produkt op de beoogde vuldruk te houden gedurende langere tijdsperioden dan anders mogelijk zou zijn. Als voorbeeld worden de momenteel meest vervaardigde opgeblazen schoeiselbestanddelen, die over de hele wereld worden verkocht, vervaardigd uit op ester gebaseerde polyurethaanfoelie omdat het een lagere permeabiliteit bezit ten opzichte van supergas dan op ether gebaseerde polyurethaanfoelie en derhalve een aanvaardbaar lange gebruiksduur bezit in schoeisel. Op ester gebaseerde foelie bezit echter het nadeel dat het veel nadeliger kan worden aangetast door vocht (hydrolyse-instabiliteit) dan de op ether gebaseerde tegenhanger. In de huidige commerciële vorm van voetbekleding wordt bescherming tegen vocht verkregen door het opgeblazen bestanddeel in een geschuimde middenzool in te kapselen.

Deze bewerking is kostbaar en het schuim van de middenzool, hoewel het de vermoeiïngslevensduur van het samengestelde produkt vergroot, bezit de neiging dat het afbreuk doet aan de gunstige schokdempende en energieterugkeereigen-schappen van het opgeblazen produkt en draagt aanzienlijk bij aan het gewicht van de schoen. Door een kristallijne eigenschap te verlenen aan de gasdichte foelie, bijvoorbeeld, de op ether gebaseerde foelie, kan deze laatste worden toegepast in voetbekleding dat een lange gebruiksduur bezit en is het vochtafbraakprobleem grotendeels ondervangen.

Een ander voorbeeld van de voordelen van het verbeterde gasdichte foeliemateriaal volgens de onderhavige uitvinding is het probleem van het "koud kraken". De bekende met supergas opgeblazen produkten bezitten bij blootstellen aan lage omgevingstemperaturen van minder dan ongeveer 10°F (-12°C) de neiging om vermoeidheidsbreuken te vormen in de elastomere foelie en worden vlak. Speciale foelie-materialen kunnen worden ontwikkeld om het probleem van het koud-kraken te verminderen. Deze foeliematerialen die geschikter zijn voor koude temperatuur bezitten echter de neiging dat zij doorlaatbaarder worden voor het onder druk gebrachte gas bij kamertemperatuur. De permeabiliteit kan worden verminderd, overeenkomstig de onderhavige uitvinding, door kristallijne componenten of molecuulseg-menten op te nemen in de elastomere foelie om het verlies aan permeabiliteit te herstellen, dat is veroorzaakt door de effekten van koud-kraken te trachten te verminderen, en die eveneens kunnen leiden tot een grotere gaspermea-biliteit.

Eén van de praktische voordelen van het regelen van de permeabiliteit en het diffusiepompen heeft betrekking op het passend maken van de trekrelaxatie-eigenschappen van het produkt met de drukveranderingen door het vasthouden van het ingesloten gas en de diffusie van het mobiele gas.

In enkele produkten is het bijvoorbeeld gewenst om een foelie toe te passen met ofwel een lagere elasticiteits-modulus ofwel een kleinere breedte om een zachter gevoel aan de schokdempende inrichting te verlenen. Met een lagere breedte of lagere modulus, is een grotere neiging aanwezig voor het opgesloten gas om door de foelie te diffunderen.

Om een dergelijk verlies te compenseren kan de inrichting enigszins teveel zijn opgeblazen. Door de dunheid of modulus van de foelie bezit de omhulling echter de neiging om in grotere mate te vergroten dan het geval zou zijn met dikkere foelies of die met een hogere modulus. Deze toenemende groei, trekrelaxatie of kruip, verschaft een produkt waarvan de geometrie niet geheel die is welke gewenst is of die in de tijd verandert. Door een kristallijn materiaal toe te voegen aan het foeliemateriaal wordt de elasticiteitsmodulus verhoogd en eveneens de stroming van het opgesloten gas verminderd en kan het produkt de vuldruk handhaven met een betrekkelijk kleine verandering in de configuratie zonder de noodzaak om het produkt teveel op te blazen.

Anderzijds zijn er bepaalde typen produkten, zoals eenheden van het trektype, zie de figuren 11, 11A en 11B van de eerder genoemde aanvrage, die een overdruk vormen in de eerste 3-6 maanden van het opblazen omdat de aard van het deel zodanig is dat er zeer weinig vergroting van de omhulling plaatsvindt. Omdat het inwendige volume van het produkt niet kan veranderen zoals andere produkten doen, veroorzaakt de diffusie van lucht in de elastomere en niet-kristallijne omhulling de vorming van overdruk.

Hoewel men deze produkten 3-12 maanden kan opslaan om een vuldruk in continue toestand te verkrijgen, is dit uit commercieel oogpunt niet praktisch. Wanneer kristallijne molecuulsegmenten zijn opgenomen of toegevoegd aan het materiaal dat wordt toegepast voor de vorming van de produkten van het trektype, kunnen minder dure op te sluiten gassen worden toegepast en kunnen lichtgewicht en minder dure omhullingsmaterialen worden toegepast. De volgende tabel vergelijkt twee supergassen met minder dure op te sluiten gassen die in feite werken als supergassen volgens de onderhavige uitvinding.

3 Eén cubieke voet gas of damp (28,3 dm ) bij 25 psig (172,4 kPa) en 40°F (4,4°C).

LBS/FT2 DOLLARS

DAMP PER

OF GAS LB

BIJ 25 PSIG

(172,4 kPa) en 7 0°F (21°C)

Hexafluorethaan $l,00/lb $7.19/lb (Supergas)

Zwavelhexafluoride $1.05/lb $5.90/lb (Supergas)

Stikstof $0,19/lb $0.09/lb

Lucht $0.20/lb nul

Hoewel niet ingedeeld als supergassen zijn lucht en stikstof toegevoegd aan de bovenstaande tabel omdat, in verband met de beschikbaarheid, kosten en gewicht, zij uitstekende candidaten voor het opblazen zijn. Om deze gassen volledig toe te passen, kan boven 70 gew.% van de omhullende foelie kristallijn zijn. Het gewicht van het dragende thermoplastische materiaal kan derhalve evenredig worden verminderd. Het is echter duidelijk dat het gebruik van zeer kleine percentages kristallografisch materiaal is omvat in het kader van de onderhavige uitvinding, om de diffusie van zowel zuurstof als stikstofgas te regelen omdat beide mobiele gassen zijn. Het toevoegen van kristallijne materialen aan de kostbare elastomere materialen kan een samengesteld materiaal verschaffen met aanzienlijke kostenbesparingen ten opzichte van die waarbij bijvoorbeeld 100% elastomeer polyurethaan wordt toegepast.

Een goede manier om enkele der bovenstaande concepten van het gebruik van een samengesteld materiaal omvattende zowel elastomere als kristallijne componenten of segmenten aanschouwelijk te maken is te veronderstellen dat het elastomere materiaal de matrix vormt die de kristallijne elementen samenbindt. Het elastomere materiaal verschaft goede vermoeidhéidsweerstand en de gewenste fysische eigenschappen van elasticiteitsmodulus, rek, verwerkingsvermogen voor de 'vervaardiging en warmtelasbaarheid. De kristalli jne bestanddelen verschaffen de verbeterde gasdiffusie-afdichting. Op deze wijze komen de elastomere eigenschappen van de samengestelde struktuur tot de grenzen tussen elastomere en kristallijne elementen van de struktuur. De kristallijne materialen behoeven derhalve niet in aanzienlijke mate om te buigen en te buigen en zijn niet onderhevig aan vermoeidheidsspanningen. De warmtelasbaarheid wordt verkregen in het elastomere gedeelte van de samenstelling.

Vervolgens moet de aandacht worden gericht op de figuren 8 t/m 16P die verschillende opgeblazen produkten volgens de onderhavige uitvinding tonen. De figuren 8 tot 8E tonen een hielwig 50 nadat deze is verwijderd uit een vorm waarin de omhulling 53 eerst is gevormd. De wig 50 omvat een gekromde achterwand 54 die als één geheel is gevormd met top- en bodemwanden 56 en 57, waarbij de laatste dunner is dan de achterwand voor de toegevoegde schokdemping en buigzaamheid. Integraal met de top, bodem en achterwanden zijn zijwanden 58 en 59 gevormd, waarbij de laatsten delen 58a en 59a omvatten, die dikker zijn dan de top en bodemwanden. Zoals is getoond, worden de dikkere delen van de omhulling verbonden met de dunnere delen door overgangs-secties. Delen 58b en 59b van de zijwanden zijn dunner dan de delen 58a en 59a. Zoals is weergegeven is de achterwand 54 enigszins omgebogen langs het buitenste randoppervlak 54a daarvan voor sterkte en steun en stabiliteit van de achtervoet. Zichtbaarheid van het schokdempende produkt is eveneens een belangrijke marktoverweging. Na verwijdering uit de vorm is het vooreinde 62 van de wig open. Uiteraard bevat het materiaal van de omhulling zowel elastomere als kristallijne materialen, zoals is beschreven.

In de daarop volgende bewerking, toegelicht in de figuren 9 tot 9D, wordt de omhulling 50 bewerkt onder vorming van meerdere kamers, gevuld met een op te sluiten gas en afgesloten. Zoals is weergegeven in figuur 9 en 9A strekken de kamers 61-66 zich uit tussen de zijwanden en worden verbonden met kamers 67 en 68 (zie figuur 9C) die zich uitstrekt langs de zijwanden. De verschillende kamers worden gevormd door hoogfrequent lassen ter vorming van verbindingsstukken 70 tussen de naburige kamers. Het is echter duidelijk dat andere vormen van warmlassen kunnen worden toegepast, zoals in de techniek bekend is. Het hoogfrequent lassen verdient de voorkeur.

In enkele gevallen is het eveneens gewenst (zoals met "blaasvormen") om de afzonderlijke hoogfrequente lastrap te verwijderen. Dit wordt verkregen door de zijdelen van de vorm tijdens de gietprocedure binnenwaarts te bewegen onder vorming van de verbindingsstukken 70. Het omhullings-materiaal van tegenoverliggende zijden van de schokdempende inrichting wordt aldus gevormd en samengedrukt terwijl het omhullingsmateriaal half-gesmolten, viskeus of kleverig is. De schone, half-gesmolten, kleverige of plakkerige inwendige elastomere oppervlakken worden in aanraking gehouden, onder druk, tot de materialen samensmelten en afkoelen. Deze procedure vervangt derhalve de eerder beschreven hoogfrequente lastrap. Gevonden is dat de betrouwbaarheid van deze lasnaden aanzienlijk kan worden verbeterd wanneer de te verbinden oppervlakken worden geprepareerd, zoals door het injecteren van een "koppelingsmiddel" zoals Dow Silane X 16106 in de vorm van een damp, in het persgas, dat wordt toegepast in de blaasgietprocedure. Voorts kan voor bepaalde zeer ernstige vermoeiïngstoepassingen een tweede hoogfrequente lastrap worden toegevoegd aan de ver-vaardigingsprocedure om een lasnaad te vormen die de duurzaamheid van de naburige dragerfoelie te boven gaat.

Het vooruiteinde is eveneens hoogfrequent gelast ter vorming van een afgesloten voorzijde-uiteinde 72 en delen 72a en 72b worden afgeknipt. Een niet-weergegeven blaaspijp kan worden bevestigd aan kamer 66 om op te blazen met een op te sluiten gas, zoals is beschreven, en daarna afgedicht, zoals in de techniek bekend is. De kamers kunnen allen in vloeiende verbinding staan met elkaar om een opgeblazen, kussenvormige hielwig voor gebruik in voetbekleding te verschaffen. De kamers kunnen echter eveneens onafhankelijke kamers zijn die op verschillende drukniveau's onder druk worden gebracht. In de paar maanden na het oorspronkelijk opblazen zal zuurstofgas diffunderen uit omgevingslucht in de afgesloten omhulling onder verhoging van de druk(ken) met ongeveer 17,24 kPa (2,5 psij. Het oorspronkelijke drukniveau zal grotendeels worden bepaald door het gewenste schokdempingsniveau. Meer in het bijzonder is een uiteindelijke druk in continue toestand tussen 20 en 30 psig (137-207 kPa) bevredigend. In enkele gevallen kan het gewenst zijn om eerst tot een grotere of lagere druk op te blazen, waarbij de uiteindelijke druk van de stabiele toestand ongeveer 2,5 psi (17,24 kPa) bedraagt boven de oorspronkelijke druk.

Eén der belangrijke voordelen van de onderhavige uitvinding blijkt uit de inrichting van figuur 9. Zoals opgemerkt, vindt geen aanzienlijke uitzetting van de omhulling plaats over de periode van het diffusiepompen. De totale afmetingen van de omhulling blijven binnen ongeveer 3-5% van de oorspronkelijke afmetingen. De vorm en geometrie van het deel blijven derhalve in hoofdzaak constant over de periode vanaf het oorspronkelijke opblazen, tijdens het diffusiepompen en tijdens de nuttige levensduur van het produkt.

De figuren 10 en 10A tonen een verandering van de beschreven hielwiggen doordat wig 75 in hoofdzaak is gevormd uit drie delen, waarbij het derde deel 78 een foeliemateriaal is van het beschreven type dat warmgelast is aan delen van de platen 79 en 80. De derde of tussenliggende plaat 78 van elastomeer materiaal is geplaatst tussen de gasdichte delen 79 en 80 van het eerder gevormde deel voorafgaande aan het lasnaden. In deze uitvoeringsvorm bevinden enkele lasnaden 81, 81A, 82, 83, 84 en 85 zich op het bovenste gedeelte, terwijl andere lassen 81, 86, 87, 88 zich op het onderste gedeelte bevinden. Aldus is een omtrekskamer aanwezig en zijn alle kamers onderling verbonden. Deze bijzondere vorm van de uitvinding toont eveneens de betrekkelijk complexe delen en produkten die kunnen worden vervaardigd volgens de onderhavige uitvinding. Voor de vorming van het juist beschreven deel is het noodzakelijk om de lasnaden 81A, 82, 83, 84 en 85 ofwel achtereenvolgens voor te vormen, ofwel een lossingsmiddel in te brengen in de geschikte plaatsen zodat slechts twee van de drie platen zich met elkaar zullen verbinden.

Figuren 11 t/m 11D tonen een hielwig 90 van het trek-type, die een enkele kamer bevat, doch waarin een trekelement 92 is opgenomen. De voordelen van dit type produkt zijn nader beschreven in de oudere aanvrage waarnaar hierboven is verwezen. Naast deze voordelen biedt het produkt van het trektype volgens de uitvinding voordelen ten opzichte van en boven het bekende produkt van het trektype. Het trekelement 92 kan van nylon of polyester zijn dat een eerste en tweede oppervlaktegedeelte 94, 95 met rekbare filamenten 96 die zich daartussen uitstrekken, bezitten. Typerende weefsels die kunnen worden toegepast zijn driedimensionale, met verknoopt stiksel of geweven, of met dubbele naaldpen Raschel geweven produkten. De buitenste omhulling 98 kan van elk der hier beschreven verbeterde gasdichte materialen zijn en de op afstand geplaatste opper-vlaktedelen 94 en 95 zijn aan de top en bodemwand van de omhulling bevestigd. Het vooruiteinde 99 is afgesloten en de omhulling wordt aanvankelijk opgeblazen met een op te sluiten gas dat elk der genoemden kan zijn. De rekbare elementen 92 houden de top en bodemwanden van het opgeblazen produkt in hoofdzaak evenwijdig of in het gevormde verband.

Tijdens het diffusiepompen diffundeert zuurstofgas door de omhulling onder verhoging van de inwendige druk met ongeveer 2,5 psi (17,24 kPa), doch de top en bodemwanden blijven evenwijdig of in reliëf. Het voordeel dat het rekbare produkt volgens de onderhavige uitvinding bezit boven dat welke eerder is beschreven is dat het effekt van trek-relaxatie grotendeels is geregeld. De dimensionele toleranties van het deel zijn zeer stabiel en het produkt wordt niet teveel opgeblazen.

Dit produkt is uitzonderlijk ten opzichte van de andere beschreven produkten doordat het 100% pneumatische ondersteuning verkrijgt zonder vermindering van niet-dragende lasnaden die de bovenste en onderste gasdichte oppervlakken in de belastingondersteunende gebieden verbinden.

De opgeblazen afmeting, vorm en geometrie van dit rekbare produkt is zeer nauwkeurig geregeld, en het kan niet aanzienlijk groeien of vergroten, zelfs wanneer het tot ongebruikelijk hogè drukken onder druk wordt gebracht, d.w.z. 100-200 psig (689,5 kPa tot 1378,9 kPa). Evenzo wordt het diffusiepompen nauwkeurig geregeld. Het gerede produkt kan daarom gemakkelijk worden aangepast voor "draai-sleutel" geautomatiseerde vervaardigingsprocedures met hoge snelheid. Het produkt is eveneens in staat om extreme vervaardigingsomstandigheden veel beter te weerstaan dan mogelijk was met de bekende produkten. Voorts behoudt dit rekbare produkt het nauwkeurige en gewenste niveau en de graad van schokdemping, buigzaamheid en betrouwbaarheid gedurende zijn beduidend langere levensduur, in vergelijking met de bekende produkten.

De inwendige druk van de stabiele toestand wordt bereikt binnen enkele maanden en op een niveau dat ongeveer 2,5 psi (17,24 kPa) boven de oorspronkelijke druk ligt, aannemende dat supergas of stikstof wordt toegepast als oorspronkelijk ingeblazen op te sluiten gas. Wanneer lucht wordt toegepast als het oorspronkelijke vulgas, bezit de druk de neiging om af te nemen, zoals eerder is besproken.

Het belangrijke feit is dat het produkt zijn configuratie of afmeting niet aanzienlijk verandert en de gewenste op-blaasdruk van de stabiele toestand bereikt in een betrek kelijk korte tijd. Het laatste is belangrijk bij de vervaardiging van voetbekleding op commerciële basis en door het gebruik van geautomatiseerde inrichtingen.

De figuren 12 t/m 12E tonen een opgeblazen zoolelement 100 over de volledige lengte, overeenkomstig de onderhavige uitvinding, wanneer deze is verwijderd uit de vorm. De achterwand 102 is gekromd en helt, zoals reeds is beschreven en is enigszins dikker dan de top en bodemwanden 103 en 105. Delen van de zijwanden 106 en 107 langs het middengedeelte zijn dikker dan het voorste gedeelte, zoals is weergegeven in figuur 12D. Bovendien is het zijwandgedeelte 109 op de binnenzijde van de voet dikker dan het zijwand-gedeelte 110 bij de buitenzijde van de voet, zoals blijkt in figuur 12C. Het vooreinde 112 is open en de gehele struk-tuur is in hoofdzaak vlak, in tegenstelling tot het taps toelopend zijn. Het open einde 112, zoals weergegeven in 12E bezit de vorm van een klokopening om het wegtrekken van een doorn mogelijk te maken wanneer het spuitgieten wordt toegepast. Wanneer het deel echter door blaasvormen wordt gevormd zal dit niet vereist zijn.

De figuren 13 en 13a tonen de afwerkingsbewerkingen die het warmlassen omvatten ter vorming van een groot aantal op afstand geplaatste kamers 113 die gescheiden zijn door een groot aantal verbindingsstukken 114. Het voorste uiteinde is eveneens langs de omtrek afgesloten en de delen 115a en 115b zijn weggehaald om een afgerond voorste uiteinde te verschaffen. De omhulling is daarna eerst opgeblazen met een op te sluiten gas, zoals beschreven is en het gevulde gedeelte is afgesloten. Na samenvoegen tot voetbekleding, kan het volledige zoolelement het toelaten dat de kamers door de zijwand worden gezien, d.w.z. een zichtbaar opgeblazen kussen.

Het is duidelijk dat deze inrichtingen in elke gewenste plaatsing in aparte ruimtes kunnen worden verdeeld, waarbij elke aparte kamer onder druk wordt gebracht op hetzelfde of op elk verschillend, gewenst onder druk aangebracht drukniveau. Omgekeerd kunnen enkele of alle kamers zijn verbonden door smalle sonische venturi of soortgelijke stromingsvernauwingsdoorgangen.

De figuren 14 t/m 14D tonen een complete zool 125 die oorspronkelijk kan zijn gevormd door spuitgieten of blaasgieten. In het algemeen is het produkt hetzelfde als dat van figuur 13, behalve dat een verzakkingsgedeelte 127 tussen de zijwanden aanwezig is (zie figuur 14A) en de zool bezit een taps toelopende configuratie. Het verzakkingsgedeelte trekt weg om verwijdering van de doorn mogelijk te maken. Het produkt wordt, na de eerste vorming, daarna bewerkt om een schokdempingsinrichting te verschaffen, i zoals is weergegeven in de figuren 15 t/m 15D.

Het gerede produkt wordt opgeblazen en omvat een profiel met variabele dikte, waarbij het dikste gedeelte 130 zich bevindt in het hielgedeelte, waarbij het dunste aanwezig is in het voorvoetgedeelte 135, waarbij de laatste is verbonden met een hellend overgangsgedeelte 137. De verschillende tekeningen tonen eveneens een groot aantal kamers 138 waarin de verbindingsstukken 139 zich dwars uitstrekken en in verbinding staan met omtrekskamers 140 en 141.

De figuren 16 t/m 16F tonen een produkt volgens de onderhavige uitvinding dat kan worden gevormd door blaasgieten of door vacuumvörmen of uit afzonderlijk gevormde plaatmaterialen. Het blaasgieten is echter de voorkeurstechniek. De foeliedikte in deze vorm van de uitvinding kan, ongeacht de wijze van vormen, evenals de dunste ' -3 foeliedikte van de andere vormen, van 12,7 x 10 tot 127,0 x 10 - cm bedragen, doch filmdikten in het trajekt _3 _3 van 50,8 x 10 tot 63,5 x 10 cm verdienen de voorkeur.

De over de volledige lengte opgeblazen zool 150 omvat zowel in hoofdzaak dwarskamers 151 en in hoofdzaak langs-kamers 153 in het hieldeel 155. Het hieldeel is dikker dan het voorvoetgedeelte 156, waarbij de twee delen zijn verbonden door een taps toelopend overgangsgedeelte 158.

Zoals reeds is beschreven worden de verschillende kamers gescheiden door lasstroken 160. In enkele gevallen zijn de lasdelen betrekkelijk korte delen 162, zie figuur 16D.

De algemene dwarsorientatie van de lasnaden en kamers in het voorvoetgedeelte bevordert de buigzaamheid, terwijl het hielgedeelte niet hetzelfde type buigzaamheid vereist.

Om de voorvoet en zijdelingse buigzaamheid te bevorderen, zijn zijwandbuigingsinkepingen 165 aangebracht in de vorm van afgeknotte openingen met uiteinden met kleine diameter naast elkaar zoals is weergegeven. De beide bovenstaande maten verminderen het traagheidsmoment van de dwarsdoorsnede van de middenzool waardoor de schoen gemakkelijk buigt tijdens het rennen waarbij de tenen niet raken.

Evenals de andere vormen van de onderhavige uitvinding wordt het opgeblazen produkt vervaardigd uit een omhulling die een verbeterde barrière voor opgesloten gassen en een doorlaatbare barrière voor de genoemde mobiele gassen vormt. Zoals in de andere vormen, is een omtrekskamer aanwezig in het midden- en zijgedeelte en zijn de verschillende kamers alle onderling verbonden.

Hoewel de verschillende getoonde vormen met elkaar in verbinding staande kamers tonen met in hoofdzaak vrije stroming van het ingesloten gas en het mobiele gas tussen de kamers, is het duidelijk dat de verschillende afdelingen gedeeltelijk kunnen worden verbonden met stromingsbeperkende doorgangen, of dat het produkt kan zijn gevormd uit kamers die volledig onafhankelijk zijn van andere kamers, die zijn opgeblazen tot verschillende drukniveau's en opgeblazen kussens die uitsluitend een enkele kamer bevatten zoals in het rekbare produkt van figuur 11.

De in deze figuren beschreven verschillende produkten zijn ontworpen om te worden toegepast als middenzolen van voetbekledingsvoorwerpen, in de eerste plaats atletiekschoenen en vrijetijdsschoenen. In een dergelijke toepassing kunnen deze opgeblazen produkten worden toegepast in één der verschillende uitvoeringsvormen: 1) volledig ingekapseld in een geschikt middenzoolschuim, 2) uitsluitend ingekapseld bij het topgedeelte van de eenheid om de ongelijkmatige oppervlakken op te vullen en glad te strijken voor extra comfort onder de voet, 3) ingekapseld op het bodemgedeelte om bevestiging aan de buitenzooi te ondersteunen, 4) ingekapseld op de top en bodemdelen doch blootgesteld bij de omtreks-zijden voor cosmetische en verkoopredenen, 5) hetzelfde als item 4) doch slechts gekozen delen van de zijden van de eenheid blootstellend, 6) ingekapseld op het topgedeelte door een gevormd "voetbed", 7) toegepast zonder welk inkapselend schuim dan ook.

Naast het toevoegen van kristallijne materialen aan een opnemend elastomeer, kunnen kristallijne eigenschappen worden verleend met andere technieken. Een is het lamineren van verschillende materialen, doch dit moet zorgvuldig worden verricht om delaminatie van de bestanddelen te voorkom , men. Gelamineerde produkten bijvoorbeeld zijn toegepast in de verpakkingsindustrie om de doorgang van zuurstofgas in een afgesloten verpakking te voorkomen. Deze verpakkings-laminaten zijn in het algemeen niet bevredigend voor de onderhavige uitvinding omdat de samengestelde produkten slechte warmte-adichtingskwaliteiten bezitten of snel in gebreke blijven door breuken die zijn gevormd door vermoeid-heidsbelasting.

Eén proces dat bevredigend heeft gewerkt was de co-laminatie van polyvinylvinylideenchloridecopolymeer en een urethaanelastomeerfoelie. De opgeblazen kussens, gevormd uit een dergelijk materiaal, bezaten aanvaardbare gasdichte eigenschappen, doch het samengestelde geheel delamineerde onder druk. Gevonden werd dat wanneer een tussenliggend bindingsmiddel zoals siliconen Q161Q6 of ΡΆΡΙ 50 werd toegepast, de juiste tijd-temperatuurbetrekking werd waargenomen tijdens het lamineren, de resultaten konden worden verbeterd. Een dergelijke tijd en temperatuurregeling omvatte het gebruik van een verwarmde platenpers, gekoppeld met een koude pers die de verschillende materialen samen kan vriezen onder druk.

Naast de beschreven methoden voor het verhogen van het kristallijne gehalte van de dragende elastomeer foelie door bijmengen in afzonderlijke delen van deeltjesvormig kristallijn materiaal of door het elastomere materiaal te verbinden met struktuurelementen van kristallijn materiaal, zijn andere benaderingen aanwezig. Eén benadering, die hierboven genoemd is, is op moleculaire schaal. Deze benadering omvat het mengen of copolymeriseren van het dragende elastomere polymeer met sterk kristallijne polymeren zoals polyetheentereftalaat (PET), acrylcopolymeren, poly-vinylideenchloridecopolymeren, polyestercopolymeerelasto- meren, ultradunne vloeibare kristal dichtgepakte vezelige molecuulketens, polyurethaan-nylonmengsels en andere poly-urethaanmengsels bijvoorbeeld.

Andere benaderingen omvatten het gebruik van: vacuumafgezet glas, met een dikte kleiner dan 500 δ, op een ultra-dunne buigzame laag van polyetheentereftalaat (PET), in combinatie met een polyurethaan elastomeer foeliemateriaal; ultra-dunne vloeibare kristal polymeerlaag (lagen) in de elastomeer-matrix, bestaande uit dichtgepakte vezelige molecuulketens; acrylpolymeren met urethanen; elastomere en kristallijne legeringen, met glas gevulde thermoplastische urethanen zoals "Elastollon" van BASF Corp.; met glasvezel gevulde of versterkte thermoplastische urethanen, copolyesters van de harde kristallijne segmenten van thermoplastische polyurethanen en thermoplastische elastomeren; thermoplastische elastomeren die geschikte hoeveelheden van zachte rubberachtige bestanddelen bevatten in combinatie met harde glasachtige kristallografische materialen zoals 1) thermoplastische copolymeren van polyethers en esters zoals alternerende blokpolymeren van zachte rubberachtige polymeer-segmenten met harde glasachtige kristallijne PET-polymeer-segmenten, 2) styreen (kristallijn)/butadieen (rubberach-tig)/styreen (kristallijn) blokpolymeren; thermoplastische polyalkeenelastomeren, omvattende mengsels van etheen-propeenrubber met kristallijne polypropoxyleen; gechloreerde polyethyleen (kristallijn) en ethyleenvinylacetaatcopolymeer (EVA) (rubberachtig); chloorbutylrubber (rubberachtig) en polypropyleen (kristallijn); copolymeren van polyethers en aminen; polyurethaanhypermengsels zoals polyurethanen en nylon; styreenblokcopolymeren in combinatie met verschillende elastomere middensegmenten, zoals 1) polybutadieen, 2) polyisopropenen, 3) ethyleenbutadienen, 4) ethyleenpropylenen zoals Kraton D en Kraton G. Andere materialen zijn polyesters, rayon, Kevlar, acrylmaterialen, nylons van de verschillende typen, polypropyleen, polyesters van alle typen, katoen, wol en mengsels daarvan.

Daarnaast is een andere benadering voor het verkrijgen van een verbeterde gasdichte omhulling voor het regelen van het diffusiepompen het gebruik van vacuummetallisatie of vacuumafzetting van een dunne metaallaag'op één of beide oppervlakken van het elastomere element. Een dergelijke metaallaag behoeft slechts enkele millioensten van een inch dik te zijn om doelmatig te zijn. De metaalafzetting kan aanwezig zijn op ofwel het buiten ofwel het binnenopper-vlak van de foelie, waarbij het binnenoppervlak de voorkeur verdient. Het kan eveneens worden toegepast als laminaat tussen twee elastomere platen. Goede bindingen kunnen worden verkregen tussen bij elkaar passende elastomere lagen onder toepassing van bekende bindingsprocessen, die anders zijn dan de hoogfrequente bindingstechnieken.

In het begin van de ontwikkeling van de onderhavige uitvinding werden mengsels samengesteld van kristallijne en elastomere materialen voor het regelen van de diffusie van een opgeblazen produkt. Deze pogingen om kristalliniteit te verlenen door moleculair mengen waren niet geheel succesvol doordat de verkregen produkten niet enkele der eigenschappen bezaten die belangrijk werden geacht voor de praktijk van de uitvinding. Mengsels bijvoorbeeld van polyvinylchloride en elastomeer urethaan verschafte foelies die goede diëlec-trische eigenschappen voor het hoogfrequent lassen en goede vermoeilngsweerstand bezaten. De diffusiesnelheden van de gassen was lager dan die van uitsluitend urethaan. De moeilijkheid was trekrelaxatie of kruip doordat de opgeblazen produkten geleidelijk in afmeting onder druk wilden toenemen en eventueel exploderen. Dit was in het bijzonder het geval in warme klimaten.

Polyetheeri werd geacht een goed gasdicht materiaal te zijn, doch het werkte als smeermiddel bij mengen met polyurethaan. Slipvlakken waren aanwezig tussen het polyethyleen en het elastomere urethaan. Klaarblijkelijk was een onvoldoende verknoping aanwezig tussen de kristallijne en elastomere componenten. Het resultaat was opnieuw een ongeregelde en overmatige rek door trekrelaxatie. Latere proeven gaven aan dat tenminste 10% verknoping noodzakelijk was om deze problemen te voorkomen en om materialen te verschaffen die kunnen worden toegepast in opgeblazen kussens waarbij het diffusiepompen belangrijk is om de druk te handhaven. Nieuwe materialen zijn derhalve nu beschikbaar die kunnen worden toegepast overeenkomstig de onderhavige uitvinding.

Polyurethaan is een uitstekende thermoplastische elastomere foelie gebleken voor gebruik in honderden milliöenen opgeblazen produkten die zijn vervaardigd en wereldwijd verkocht door Nike Shoe Company gedurende de afgelopen tien jaren. Daarom is het een uitstekende keuze voor het mengen of copolymeriseren met een kristallijn polymeer zoals PET. De fysische eigenschappen van dit polyurethaan zijn als volgt:

Durometer 80A tot 100A

Treksterkte, psi 7000 tot 10.000

Rek bij breuk 350

Elasticiteitsmodulus bij 100% rek (psi) 2000 tot 3000 2

Scheursterkte (lbs per inch) 500

Taber-af sli jting·*· 4

Diëlectrische warmte-las uitstekend

Buig-vermoeiïngsweerstand uitstekend 1. Taber ASTM D-1044 CS17 wiel, 1000 gram belasting, 5000 cycli.

2. ASTM D-1044.

Polyurethaan is een thermoplastisch elastomeer met alternerende blokcopolymeren die segmenten bevatten (20%) van een hard, sterk polair of kristallijn materiaal dat is verbonden met segmenten (80%) van amorfe elastomere materialen (polyesters of polyethers) die rubberachtig zijn bij normale gebruikstemperaturen. De harde en zachte segmenten alterneren langs de polymeerketen. De harde blokken bestaan meer in het bijzonder uit een mengsel van 2,4-en 2,6-tolueendiisocyanaat, dat is onderworpen aan ketenverlenging met butaandiol. Bij verwarming smelten de harde segmenten en wordt het materiaal vloeiend. Bij afkoeling verharden de segmenten opnieuw en binden de zachte segmenten onder vorming van een vaste toestandstruktuur die lijkt op thermoplastische rubber. Omdat deze polymeren geen fase-scheiding of struktuur in de smelt behouden, worden zij gemakkelijk bewerkt. Omdat de zachte elastomeersegmenten polair zijn, zijn zij tamelijk gemakkelijk warmtelasbaar, in het bijzonder met hoogfrequente diëlectrische warmtelassen. Hun uitstekende buig-vermoeiïngseigenschappen zijn getoond in tientallen duizenden zware proeven met laboratorium-uithoudingsvermoeiïngsmachines alsmede in tientallen millioenen paren atletiek en vrije-tijdsschoenen.

Om de bovenvermelde essentiële mechanische eigenschappen en vervaardigingsvoordelen te behouden, terwijl de permeabiliteit van de foelie voor supergas en stikstof wordt verminderd, is het noodzakelijk om de polymeren te mengen met andere polaire polymeren. Van bijzonder belang zijn mengsels met polyethyleentereftalaat (PET) polyester. Het is een condensatiepolymeer dat wordt gevormd door dimethyl-tereftalaat te laten reageren met ethyleenglycol. Biaxiaal gerichte PET-foelie vindt uitgebreide toepassing. Door de bijzonder lage vochtabsorptie van PET, worden de mechanische eigenschappen in feite niet aangetast door vocht.

Een grotere schokweerstand is verkrijgbaar met nieuwe sterker gemaakte soorten van PET. Deze materialen zijn gebaseerd op PET/elastomeerlegeringen. Versterkte PET-polymeren zijn eveneens verkrijgbaar en nuttig.

Een andere thermoplastische elastomeergrondstof die kan worden gemengd of gecopolymeriseerd met kristallijne elementen is "Hytrel" (handelsnaam van de Du Pont Company). Hytrel kan eveneens worden bewerkt volgens bekende thermoplastische technieken. Verschillende formuleringen bezitten de vereiste fysische eigenschappen van smeltpunt, treksterkte, rek, buigmodulus, vermoeiïngsweerstand en scheur-sterkte. Hytrel bezit 40-80% harde segmenten en 60-20 zachte segmenten. Hoewel de hydrolytische instabiliteit een probleem kan zijn kan het worden gereduceerd tot aanvaardbare niveau's door de toevoeging van Stiboxol. De hardere Hytrel-formulering gen bezitten uitstekende lage gasdiffusiesnelheden doch zijn stijf voor luchtkussentoepassingen. De zachtere formuleringen (4GD shore durometer, Hytrel 4056 bijvoorbeeld) bezitten goede buigeigenschappen doch missen de lage perme-abiliteitseigenschappen. Gebruikmakende van.de in deze aanvrage uiteengezette benaderingen kan dit worden gecorrigeerd door te mengen of te copolymeriseren met kristal11jne polymeren.

Een weer ander goed thermoplastisch basismateriaal is "Riteflex" (handelsnaam van de Cellanese Corp.). Riteflex 540 en Tieflex 547, met durometers van 40D en 47D, zijn kenmerkende kandidaten die kunnen worden bewerkt in bekende spuitgiet en extrusie-inrichtingen. De materialen zijn 30-40% kristallijn. De smelttemperaturen zijn enigszins lager dan van de Hytrels, en bevinden zich in het traject van 193-215°C.

Uiteraard is de onderhavige uitvinding niet beperkt tot de in deze aanvrage besproken thermoplastische elastomeer-formuleringen als basisomhullingsmaterialen, doch omvat dergelijke materialen in algemene zin. De thermoplastische materialen kunnen ofwel thermoplastisch ofwel thermo-hardend zijn. Dezelfde generalisatie geldt voor de sterker kristallijne elementen die worden gemengd of gecopolymeriseerd met het basispolymeer om de gewenste regeling van snelheden van diffusiepompen en permeabiliteit te verkrijgen.

Om de verschillen tusen de onderhavige uitvinding en de bekende diffusiepomptechniek en de voordelen van de onderhavige uitvinding beter te begrijpen wordt verwezen naar de figuren 17-19. Kromme A van figuur 17 toont het drukverloop in de tijd dat zal plaatsvinden in een geïdealiseerd grensgeval, d.w.z. een afgesloten omhulling die een konstant volume bezit (het omhullingsmateriaal rekt niet) en dat wordt opgeblazen op 137,9 kPa met een supergas (Freon 116) dat een constante partiële druk bezit binnen de omhulling. Zoals blijkt blijft de inwendige druk toenemen tot stabilisatie bij een drukniveau van 239,2 kPa. Deze druktoename is het gevolg van het diffusiepompen van stikstofgas, kromme C van figuur 17 en van zuurstofgas, kromme D van die figuur, uit de omringende lucht. Kromme A is de som van de krommen C en D, toegevoegd aan de oorspronkelijke 137,9 kPa vuldruk zoals is weergegeven met kromme A. Na bijvoorbeeld 6 maanden zal voldoende stikstofgas zijn gediffundeerd in de omhulling om een partiële druk van stikstofgas van 74,5 kPa te vormen. Evenzo zal de partiële druk van zuurstofgas 21,4 kPa bedragen. De som van deze twee drukken, toegevoegd aan de oorspronkelijk aangebrachte druk geeft de waarde van 233,7 kPa van kromme A na 6 maanden.

Kromme A van figuur 17 is echter een geïdealiseerd geval dat een geschikte wijze van beschrijven van de bekende diffusiepomptechniek, gerelateerd aan de krommen C en D verschaft. Een reëel geval van het diffusiepompen van een opgeblazen belastingdragende inrichting is weergegeven in kromme B van figuur 17. De laatste kromme is gelijk aan kromme A van figuur 9 van het Amerikaanse octrooischrift nr. 4 340 626 en figuur 13 van het Amerikaanse octrooischrift nr. 4 287 250, dat het geval is van een reële LUCHTZOOL onder toepassing van polyurethaanfoelie en onder druk gebracht met F 116 supergas. Door vergelijking van de geïdealiseerde kromme A met de werkelijke inrichting, kromme B, blijkt dat de druk in kromme B aanzienlijk lager is dan het geïdealiseerde geval. Het drukverschil is te wijten aan rekrelaxatie van de foelie, of het strekken daarvan, en het buitenwaartse diffusieverlies van iets van het supergas. Zoals blijkt neemt kromme B tamelijk snel toe wanneer het zuurstof en stikstofgas door diffusie binnenwaarts worden gepompt tijdens de eerste 4 tot 6 maanden van het opzwellen.

Figuur 18 toont gegevens, opnieuw als drukverloop tegen de tijd voor produkten overeenkomstig de onderhavige uitvinding. Krommen E, F, G en H komen respektievelijk overeen met de krommen A, B, c en D van figuur 17. Kromme E is een geïdealiseerd geval volgens de onderhavige uitvinding (constant volume en constante supergas inwendige partiële druk). Kromme G is de partiële druk van stikstofgas dat door diffusie is gepompt in de inrichting, terwijl kromme H de zuurstofgas partiële druk is die door diffusie is gepompt in de inrichting. Door vergelijking van de krommen G en H met de krommen C en D, blijkt dat met de verbeterde gasdichte foelie volgens de onderhavige uitvinding de binnenwaartse diffusie van zuurstof en stikstofgas langzamer plaatsvindt. Na bijvoorbeeld 6 maanden is de partiële druk van stikstofgas slechts 21,4 kPa, terwijl die van zuurstof 20,9 kPa bedraagt. Het diffusiepompen van zuurstof vindt sneller plaats dan van stikstof. Deze partiële drukken geven bij toevoeging aan de oorspronkelijke opblaasdruk van 137,9 kPa de totale druk van 179,3 kPa van kromme E.

Opnieuw blijkt dat kromme F, die de werkelijke gegevens voor een belastingdragende inrichting volgens de uitvinding is, een lagere druk bezit dan de geïdealiseerde kromme E. Het verschil echter tussen de werkelijke en geïdealiseerde krommen volgens de onderhavige uitvinding is minder dan de gegevens van figuur 17. Dit komt omdat het verbeterde gasdichte foeliemateriaal volgens de uitvinding de gewoonlijk langzame buitenwaartse diffusie van supergas verder vermindert en het verbeterde foeliemateriaal volgens de onderhavige uitvinding bezit een lagere rekrelaxatie. Het resultaat is dat het opgeblazen volume van produkten volgens de onderhavige uitvinding relatief constant blijft gedurende de tijd. De verschillen tussen de krommen E en F zijn primair te wijten aan rekrelaxatie van de foelie omdat verlies van de supergasdruk zeer gering is over een lange tijdsduur.

In figuur 19 zijn de gegevens uit de figuren 17 en 18 boven elkaar geplaatst en is de schaal van 2,5 jaar tot 14 jaren uitgebreid om het verbeterde handhaven van de druk volgens de onderhavige uitvinding te tonen. Door vergelijking van de krommen B en F blijkt dat de druk van kromme B tamelijk ingrijpend begint af te nemen na de eerste 4 maanden, gedurende welke tijd de druk in feite tamelijk snel was toegenomen door het snelle diffusiepompen van zuurstof en stikstofgassen (krommen C en D) in de omhulling. Naarmate de tijd verstrijkt blijft de druk afnemen, zodat na 2,5 jaar de druk is teruggevallen tot de oorspronkelijke vuldruk van 137,9 kPa. Na 4 jaren is de druk afgenomen tot 117,2 kPa en blijft afnemen.

Daarentegen vertoonde kromme F, die de uitvinding weergeeft, nooit een drukverlies, doch bezit in feite een doorlopende geleidelijke druktoename tot de drukniveau's van de continue toestand met constante waarde van 193,1 kPa na ongeveer 7 jaren. De gegevens uit de krommen B en F voor de werkelijke twee belastingsdragende inrichtingen kunnen worden opgesomd om doelmatiger de voordelen van de onderhavige uitvinding als volgt te tonen.

Tijd Kromme B Kromme F Verbeteringspercentage (kPa) (kPa) 1 jaar 157,2 180,6 15% 2 jaren 144,8 186,8 29% 3 jaren 125,5 188,2 50% 5 jaren 100,0 189,6 90% 7 jaren 82,7 191,0 130%

Deze gegevens tonen de verbetering van het langdurig onder druk zetten, die kan worden verkregen volgens de onderhavige uitvinding. Lange termijnproeven bevestigen de nieuwe en unieke lange termijnresultaten onder toepassing van F 116, lucht en stikstofgas, zoals weergegeven in de grafieken. Het aanvaardbaar onder druk brengen kan derhalve worden verkregen met minder, minder dure supergassen, of in het grensgeval, het opblazen met lucht of stikstof.

Kromme F van figuur 19 toont het geval van het verbeterde gasdichte materiaal volgens de uitvinding waarbij zuurstofgas het mobiele gas is, waarbij een volledige partiële druk van 21,4 kPa wordt bereikt in 1 jaar, en stikstof het half-mobiele gas is, dat een volledige partiële druk van 80,0 kPa in 12 jaren bereikt. Zoals is weergegeven in kromme F is het mogelijk om zeer langdurige permanente opzwelling te verkrijgen binnen de omhulling overeenkomstig de uitvinding. Eén mogelijk nadeel is echter dat de druk toeneemt tot 186,2 kPa na een aantal jaren, wat 48,3 kPa hoger is (ongeveer 1/3 hoger) dan de oorspronkelijke vuldruk. Dit kan worden verminderd door aanvankelijk op te blazen met een mengsel van lucht en supergas, of door opblazen met één der mindere supergassen, d.w.z. één die sneller diffundeert .

Een betere oplossing die de voorkeur verdient volgens de uitvinding is om eerst op te blazen met 100% stikstofgas. Kromme K van figuur 20 toont de druk-temperatuurbetrek-king voor een produkt volgens de uitvinding dat aanvankelijk onder druk is gebracht met 100% stikstofgas. Kromme I toont de omgekeerde diffusie van de partiële druk van het mobiele zuurstofgas in de omhulling terwijl kromme J de partiële druk van het stikstofgas in de omhulling is. Kromme K is de som van de krommen I en J. Zoals blijkt is de "te ver gaande" druk van kromme K slechts 10% van de oorspronkelijke vuldruk, wat tamelijk aanvaardbaar is. De oorspronkelijke druk begint eveneens niet af te nemen onder de oorspronkelijke vuldruk van 137,9 kPa tot ongeveer 5,5 jaar zijn verstreken.

Dit wordt beschouwd als een uitstekende lange termijn perma*» nente uitzetting en wordt verkregen door het opblazen met een beschikbaar, goedkoop en onschadelijk gas, stikstofgas.

Figuur 21 is een samenstelling van de drie typen diffusiepompen die reeds in de voorgaande grafieken zijn beschreven. Kromme B is het oudere diffusiepompen met een supergas. Kromme F is het diffusiepompen volgens de uitvinding, onder toepassing van supergas en mobiele zuurstof en ingesloten stikstof. Kromme K is hetzelfde als kromme F, doch het oorspronkelijke opblazen is tot 137,9 kPa onder toepassing van zuiver stikstofgas in plaats van supergas.

De figuren 22 t/m 24 tonen verschillende strukturen volgens de onderhavige uitvinding om de beschreven diffusieverschijnselen beter te begrijpen. In figuur 22 zijn de kristal-lijne elementen ongeveer 1000 maal vergroot weergegeven en zijn stevig verbonden met het elastomere materiaal ter verbetering van de gasdichte laag. In de getoonde vorm kan het kristallijne materiaal kristallijn gaas of vezelig weefselmateriaal zijn dat stevig is verbonden met het elastomere materiaal door een hechtmiddel, mechanische of moleculaire bevestiging. De kleine pijlen tonen de stroming (geaktiveerde diffusie) van het opblazende medium of omgekeerde diffusie van omgevingslucht door het gasdichte materiaal. In de geaktiveerde diffusie condenseren de uitzettende gassen eerst op de buitenoppervlakken van de gasdichte foelie, migreren daarna door de foelie in vloeibare toestand en komen tevoorschijn op de tegenoverliggende zijde van de foelie en verdampen daarna opnieuw als gas.

Zoals is weergegeven in figuur 22 vormen de kristallijne elementen in feite een blokkering of stromings-beperking voor de beweging van het opblazende medium door de gasdichte omhulling en de binnenwaartse omgekeerde diffusie van lucht. Dit wordt schematisch weergegeven met de gebogen pijlen die de oppervlakken van het kristallijne materiaal treffen/ waarbij de stroming wordt afgebogen rond de kristallijne elementen en vervolgens de stroom persen of wringen in de smalle doorgangen tussen naburige delen van de kristallijne elementen, wanneer het opblazende medium zich voortbeweegt door het elastomere materiaal dat het kristal-'.' lijne materiaal omgeeft.

In de in figuur 22 weergegeven vorm wordt een groot gedeelte van de doorsnede van de gasdichte foelie ingenomen door het kristallijne materiaal, dat in hoofdzaak een stroming van nul van het opblazende medium toelaat. Dit, gecombineerd met het feit dat het elastomere materiaal in wezen een tamelijk goede gasafdichting vormt voor supergasdiffusie, leidt tot een zeer doelmatig mechanisme voor het regelen van het diffusiepompen, zodat veel nauwkeuriger en stabiele vuldrukken worden verkregen* over een aanzienlijk grotere tijdsperiode waarbij een verbeterd en beter produkt wordt verkregen.

De in figuur 23 weergegeven vorm is dezelfde als die van figuur 22, behalve dat de kristallijne elementen slechts zijn gevat in het elastomere materiaal, in plaats van dat zij daaraan stevig zijn bevestigd, zoals in figuur 22, door het gebruik van geschikte bindings- of koppelingspro-cedures omvattende temperatuur, druk en tijd die noodzakelijk is om goede mechanische of chemische binding te verkrijgen. Wanneer een goede binding niet wordt verkregen, zoal® toegelicht in figuur 23, ontstaan holle ruimten rond de kristallijne elementen of struktuur. Deze holle ruimten zijn in figuur 23 weergegeven als concentrische ringen of ruimten rond de geïdealiseerde kristallijne elementen die ter toelichting zijn weergegeven. De pijlen, die de beweging van het opblazende medium tonen, zijn weergegeven en komen in de holle ruimten en verplaatsen zich zorgvuldig zeer gemakkelijk en snel over de weg van de minste weerstand die wordt gevormd door de holle ruimten. De langere lengte van de pijlen, in vergelijking met figuur 22, is bedoeld om het relatieve gemak van het transport van het opblazende medium met het verminderde persen en beperkende stroming bij de smalle doorgangen tussen naburige delen van het kristallijne materiaal aan te geven. Het is derhalve belangrijk om een doelmatige samengestelde struktuur te vormen voor de regeling van het diffusiepompen om een goede binding te verkrijgen tussen het elastomere materiaal en het kristallijne materiaal of elementen. Dit is eveneens belangrijk voor het verkrijgen van een aanvaardbare, lange termijn buigingsvermoeiïngssterkte en levensduur.

De in figuur 24 weergegeven vorm omvat kristallijne elementen in de vorm van dunwandige, holle glazen bolvormige microkralen met willekeurige diameters van 50-200 micron of meer. Kralen met dergelijke verschillende diameters zijn ten aanzien van de kosten doeltreffender dan die met uniforme diameters, hoewel deze laatsten kunnen worden toegepast. Zoals in de figuren 22 en 23 is het transport van het opblazende medium door het samengestelde verbeterde gasdichte materiaal weergegeven met pijlen. De vergroting van dit aanzicht bedraagt ongeveer 100.000 keer. De afgestompte en vervormde pijlen geven de stroming aan die het oppervlak van de kralen treft en aldus worden afgebogen rond de kralen in de stromingsbeperkende doorgangen tussen naburige kralen. Vanzelfsprekend kunnen de kristallijne kralen eveneens een grotere afmeting, vast in plaats van hol, zijn en zijn vervaardigd uit kristallijn materiaal dat anders is dan glas.

Met betrekking tot figuur 25 toont deze een vorm van de uitvinding waarin een verbeterde gasdichte foelie 200 wordt toegepast ter vorming van een onder druk te brengen omhulling. In deze vorm bezit de gasdichte foelie de vorm van een samengesteld kristallografisch-amorf-elastomeer gasdicht materiaal waarin het dragermateriaal 202 een amorf elastomeer materiaal is waarvan de kristalliniteit is verhoogd door de aanwezigheid van harde kristallijne segmenten of elementen 203 die sterk vervormd, verlengd of uitgevlakt kunnen zijn. Deze harde kristallijne segmenten of elementen zijn bij voorkeur uniform verdeeld door het dragermateriaal. Dit kan worden verkregen door geschikte verknoping of enting of andere polymerisatietechnieken. De vervorming kan worden verkregen door het materiaal te rekken of samen te persen terwijl de kristallen worden gevormd. De vervorming rekt namelijk de kristalstruktuur van de elementen 203 in het dragermateriaal uit waardoor een verhoging van de samenhangende energiedichtheid aanwezig is en de kristallijne elementen veel minder doelmatig zijn als kristallijne elementen dan die welke niet vervormd zijn. Zijde 204 is de binnenwand van de omhulling en zijde 205 is de buitenzijde of zijde van de omgevingslucht van de omhulling.

In deze vorm is het gasdichte materiaal doorlaatbaar voor mobiele gassen, halfdoorlaatbaar voor gekozen op te vullen gassen en in hoofdzaak ondoorlaatbaar voor super-gassen. De weergegeven schaal is die welke zou worden gezien onder een electronenmicroscoop.

Ook hier geven de pijlen de stroming van het mobiele gas door de gasdichte foelie weer. In deze vorm omvatte het dragermateriaal zachte elastomere segmenten of gebieden, terwijl de kristallijne segmenten of gebieden van een hard kristallijn materiaal zijn.

Zoals de deskundige nu duidelijk zal zijn, kunnen de produkten volgens de uitvinding worden toegepast in een groot aantal produkten, hoewel de beschrijving is gericht op voetbekleding. De produkten volgens de uitvinding kunnen bijvoorbeeld worden toegepast in helmen voor atleten, militairen, de bouw, industrie, motorfiets, fiets of andere helmen; in zadels en zitkussens; in handschoenen of beschermende inrichtingen; in afsluitingen voor deuren, ramen, luchtvaartuig, ruimtevoertuig, industriële en olieveldafdichtingen; matrassen en kussens; verpakkingsprodukten; flotatie-inrichtingen van verschillende typen; handvaten en hand-vatgrepen voor tennisrackets, handhamerboor, pneumatische zagen; schokabsorberende of schokproducerende inrichtingen van verschillende typen; en elk der verschillende inrichtingen of toepassingen die voor de deskundige die bekend is met energie-absorberende en energie-terugvoerende inrichtingen, duidelijk zijn en schokdempende en veerkrachtige inrichtingen, zoals duidelijk is uit bovenstaande nadere beschrijving.

Claims (57)

1. Een belastingdragende, met gas onder druk gebrachte, schokdempende inrichting, omvattende: een afgesloten omhulling die tenminste één kamer bezit die is gevormd door tenminste op afstand geplaatste wanddelen van een foelie-achtig materiaal; waarbij het foelie-achtige materiaal plastisch en polair en elastomeer is en gasdiffusie-eigenschappen van een gedeeltelijk kristallijn foeliemateriaal bezit; waarbij de omhulling aanvankelijk onder druk is gebracht tot een tevoren bepaalde druk met tenminste een op te sluiten gas ten opzichte waarvan het foelieachtige materiaal werkt als een gasafdiching om de diffusie van het opgesloten gas daar doorheen te vertragen, met het kenmerk, dat het foeliemateriaal het vermogen bezit om het opgesloten gas vast te houden om de inrichting tenminste gedeeltelijk onder druk te houden en diffusie daar doorheen van een mobiel gas toe te staan; en de inwendige druk van de omhulling de som van de partiële drukken van het mobiele en ingesloten gas is.

2. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het opgesloten gas stikstof is.

3. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het opgesloten gas tenminste een supergas omvat.

4. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de kristallijne eigenschappen worden verkregen door een kristallijn materiaal dat aanwezig is in het foelie-achtige materiaal.

5. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok- dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 4, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een vezelig materiaal is.

6. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals ontschreven in conclusie 4, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een kristallijn, plaatjesachtig materiaal is.

7. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het foelie-achtige materiaal een elastomeer polyurethaanpolymeer is.

8. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de schokdempende inrichting bestanddeel voor voetbekleding is.

9. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 8, met het kenmerk, dat de schokdempende inrichting een hielvulling is.

10. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 8, met het kenmerk, dat de schokdempende inrichting een zool-bestanddeel voor de volledige lengte is.

11. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 8, met het kenmerk, dat de schokdempende inrichting een lengte bezit die kleiner is dan de lengte van de voetbekleding.

12. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 4, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een sterk kristallijn losgeweven weefsel is.

13. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 8, met het kenmerk, dat de schokdempende inrichting tenminste gedeeltelijk met schuim omhuld is.

14. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de afgesloten omhulling is gevormd uit tenminste twee platen van foeliemateriaal.

15. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een metaal of metaallegering is in een vorm die wordt gekozen uit de groep, bestaande uit filamenten, poeder, plaatjes, weefsel, kralen en microbolletjes.

16. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 4, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een materiaal met verknoopt stiksel is.

17. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de afgesloten omhulling bestaat uit een groot aantal afzonderlijke afgesloten kamers.

18. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de afgesloten omhulling bestaat uit tenminste twee onderling verbonden kamers.

19. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de inwendige druk van de omhulling boven atmosferische druk ligt.

20. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de omhulling tenminste één omtreksnaad bevat.

21. Be1astingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de kristallijne eigenschappen worden verkregen door een kristallijn materiaal dat met tenminste één oppervlak is verbonden aan het foeliemateriaal.

22. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting, zoals Omschreven in conclusie 21, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een dunne metaallaag is.

23. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 4, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een kristallijn polymeermateriaal is.

24. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het foelieachtige materiaal een mengsel van pQlymeermaterialen is waarvan tenminste één een kristallijn materiaal is.

25. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat de kristallijne eigenschappen worden verkregen door een polyethyleentereftalaatpolymeermateriaal.

26. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het foelieachtige materiaal tenminste gedeeltelijk bestaat uit een thermoplastisch elastomeer.

27. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het foelieachtige materiaal tenminste gedeeltelijk bestaat uit een thermoplastisch polyester elastomeer.

28. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het mobiele gas tenminste één gasbestanddeel van lucht, anders dan stikstof, omvat.

29. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting, zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het opgesloten gas lucht of stikstof of supergas, en het mobiele gas zuurstof omvat.

30. Belastingdragende, onder druk gebrachte, schok-dempende inrichting, zoals omschreven in conclusie 1, met het kenmerk, dat het opgesloten gas stikstof en het mobiele gas zuurstof omvat.

31. Werkwijze voor het vervaardigen van een belastingdragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige schokdempende inrichting, waarbij men een omhulling die tenminste één kamer, gevormd door tenminste op afstand geplaatste wanddelen van een foelieachtig materiaal, vormt; waarbij het foelieachtige materiaal plastisch en elastomeer is en gasdiffusie-eigenschappen van een gedeeltelijk kristallijn materiaal bezit; de omhulling eerst onder druk brengt tot een tevoren bepaalde druk met tenminste een gas, ten opzichte waarvan het foelieachtige materiaal werkt als gasafdichting, om de diffusie van het ene gas daar doorheen te vertragen; waarbij het foeliemateriaal wordt gekenmerkt door het vermogen om dit ene gas vast te houden om de inrichting tenminste gedeeltelijk onder druk te houden en diffusie daar doorheen van een mobiel gas toe te staan; de omhulling afsluit om het ene gas vast te houden; en de afgesloten omhulling blootstelt aan omgevingslucht waarbij een mobiel gas in deze omgevingslucht diffundeert in de afgesloten omhulling zodanig dat de inwendige druk van de omhulling de som is van de partiële drukken van het ene gas en het mobiele gas.

32. Werkwijze voor vervaardiging van een belasting-dragende met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat het ene gas stikstof is.

33. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat het ene gas een supergas is.

34. Werkwijze ter vervaardiging van een belastingdragen-de, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de omhulling is gevormd uit vlak plaatvormig materiaal.

35. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de omhulling is gevormd door blaas-vormen, spuitgieten, suspensiegieten, vacuumvormen, rotatie-gieten, spuitgieten met verhardende produkten, drukgieten, of combinaties daarvan.

36. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de omhulling is gevormd uit een thermoplastisch materiaal.

37. Werkwijze ter vervaardiging van een belastingdragen-de, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de omhulling is gevormd uit een thermo-hardend materiaal.

38. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting- dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de omhulling is gevormd door tenminste een gedeelte van de wanden daarvan samen te lassen, en waarbij de binnenoppervlakken van de wanden worden behandeld met een grondmiddel voorafgaande aan het lassen.

39. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met hét kenmèrk, dat de schokdempende inrichting is samengevoegd tot een voorwerp van voetbekleding.

40. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat het mobiele gas tenminste één gasbestanddeel van lucht, anders dan stikstof, bevat.

41. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat het ene gas een opgesloten gas is dat lucht of stikstof of supergas of mengsels daarvan omvat en waarbij het mobiele gas zuurstof is.

42. Werkwijze ter vervaardiging van belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat het eerst onder druk brengen het onder druk brengen tot een inwendige druk boven atmosferische druk omvat.

43. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de gasdiffusie-eigenschappen van een gedeeltelijk kristallijn materiaal worden verkregen door een kristallijn materiaal dat aanwezig is in het foelie achtige materiaal.

44. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschréven in conclusie 43, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een vezelig materiaal is.

45. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 44, met het kenmerk, dat het vezelige materiaal een materiaal met verknoopt stiksel is.

46. Werkwijze ter vervaardiging van een belastingdragende met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 43, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een kristallijn plaatjesvormig materiaal is.

47. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 43, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een sterk kristallijn losgeweven weefsel is.

48. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting, zoals omschreven in conclusie 43, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een metaal of metaallegering is in een vorm die is gekozen uit de groep, bestaande uit filamenten, poeder, plaatjes, weefsel, kralen en microbolletjes.

49. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de trap waarbij men een omhulling aanbrengt de vorming omvat van een groot aantal afzonderlijke kamers in de omhulling, en men elk der kamers onder druk brengt en deze daarna afsluit.

50. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de kristallijne eigenschappen worden verkregen door een kristallijn materiaal dat is verbonden met tenminste één oppervlak van het foelie-materiaal.

51. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 50, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een dunne metaallaag is.

52. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 50, met het kenmerk, dat het kristallijne materiaal een kristallijn polymeer materiaal is.

53. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat het foelieachtige materiaal een mengsel is van polymeermaterialen waarvan tenminste één een kristallijn materiaal is.

54. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat de kristallijne eigenschappen worden verkregen door een polyethyleentereftalaatpolymeer-materiaal.

55. Werkwijze ter vervaardiging van een belasting-dragende, met gas onder druk gebrachte en veerkrachtige, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 31, met het kenmerk, dat het foelieachtige materiaal een polyurethaanmateriaal is.

56. Belastingdragende, met gas onder druk gebrachte, schokdempende inrichting omvattende: een afgesloten omhulling die tenminste één kamer bezit die is gevormd door tenminste op afstand geplaatste wanddelen van een foelieachtig materiaal; waarbij het foelieachtige materiaal een samengesteld kristallografisch-amorf-elastomeer gasdicht materiaal is; waarbij de omhulling aanvankelijk onder druk is gebracht tot een tevoren bepaalde druk met tenminste één gas, ten opzichte waarvan het foelieachtige materiaal werkt als gasdicht materiaal om de diffusie van een daardoor opgesloten gas te vertragen, met het kenmerk, dat het foeliemateriaal harde kristallijne segmenten of elementen in het elastomere materiaal bézit om de geaktiveerde diffusiekarakteristieken van het gasdichte materiaal te verbeteren door het vermogen om tenminste één gas vast te houden en de inrichting tenminste gedeeltelijk onder druk te houden en diffusie daardoorheen van een mobiel gas toe te staan, en waarbij de inwendige druk van de omhulling de som is van de partiële drukken van tenminste één gas en het opgesloten gas.

57. Belastingdragende, met gas onder druk gebrachte, schokdempende inrichting zoals omschreven in conclusie 56, met het kenmerk, dat de harde kristallijne Segmenten of elementen worden vervormd om de geaktiveerde diffusiekarakteristieken van het gasdichte materiaal te verhogen.