TWI679947B - 鞋類物品及其形成的方法 - Google Patents

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Abstract

將例如運動鞋鞋底等底部單元與鞋面接合是藉由二次成 型製程來達成。中底芯體可被形成為直接接附至鞋面的腳底部分。中底芯體的所述形成可藉由例如敞開式澆注成型或注入成型來達成。外殼可包覆中底芯體且亦以機械方式嚙合鞋面以將底部單元與鞋面進一步接合。外殼及中底芯體可由例如聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物及/或矽酮系材料等彈性聚合物形成。

Description

鞋類物品及其形成的方法
[相關申請案的交叉參考]本申請案主張標題為「二次成型的直接接附鞋底(Overmold Direct Attach Sole)」且於2016年12月05日提出申請的美國臨時申請案第62/430,220號的權利。前述申請案全部併入本案供參考。
各態樣提供將例如鞋底等底部單元直接接附至鞋類物品的方法及系統。
例如運動鞋等鞋類物品傳統上是由鞋面及底部單元形成。鞋面與底部單元傳統上使用結合黏著劑而接合於一起。然而，使用黏著劑使製造製程增加額外步驟，若結合不充分，則所述黏著劑可能向鞋類中引入失效(failure)，且可能使用一或多種底膠(primer)來確保各材料之間的結合。因此，使用黏著劑來接合鞋面與底部單元可能增加製造成本及潛在的品質問題。
本發明的態樣提供藉由直接接附技術將底部單元與鞋面接合的物品及方法，其中所述底部單元是由中底芯體及外殼構成。中底芯體可被形成為例如在鞋面的腳底部分處以機械方式嚙合所述鞋面(例如，直接接附)。外殼對中底芯體進行二次成型並延伸至鞋面的至少一部分上。外殼包覆中底芯體並為所述中底芯體提供外表面。外殼亦以機械方式嚙合(例如，直接接附)鞋面以在底部單元與所述鞋面之間形成物理結合。中底芯體及外殼可由例如聚氨酯(polyurethane，PU)、熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane，TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物、矽酮系材料及其他彈性聚合物等各種材料形成。中底芯體及外殼可藉由例如敞開式澆注成型及/或注入成型等各種技術形成。
提供此發明內容是為了闡明而並非限制此後以完整的細節提供的方法及系統的範圍。
6-6、14B-14B‧‧‧切割線
102、104、106‧‧‧步驟
200‧‧‧入楦的鞋面
202‧‧‧鞋楦
204‧‧‧鞋面
206、306‧‧‧腳趾端
208、308‧‧‧腳跟端
210‧‧‧腳底部分
302、1104‧‧‧中底芯體
304、1112‧‧‧面向腳表面
310‧‧‧面向地表面
502、1106‧‧‧外殼
504‧‧‧地面接觸表面
506、508、706‧‧‧部分
510‧‧‧咬合線
600、1200‧‧‧剖視圖
602‧‧‧橫向側
604‧‧‧近中側
700‧‧‧多部件模具
702、704‧‧‧環
708‧‧‧表面
900、1000、1400‧‧‧系統
902、1002‧‧‧入楦站
904‧‧‧澆注站
905‧‧‧澆注工具
906‧‧‧注入成型站
907‧‧‧注入成型工具
1004‧‧‧成型站
1005‧‧‧第一工具
1007‧‧‧第二工具
1100‧‧‧鞋類物品
1102‧‧‧鞋面
1110‧‧‧內側表面
1114‧‧‧外表面
1300‧‧‧仰視圖
1302‧‧‧視窗
1402‧‧‧旋轉料架
1404‧‧‧環形模具
1406‧‧‧芯體站
1408‧‧‧站
1410‧‧‧芯體底板
1412‧‧‧外殼底板
1413、1414‧‧‧制動器
1416‧‧‧第一澆口
1418‧‧‧第二澆口
1420‧‧‧空腔
1422、1426‧‧‧底部成型表面
1423‧‧‧側壁
1424‧‧‧側壁成型表面
本文中參照附圖來詳細地闡述本發明，在附圖中：圖1繪示根據本發明態樣的用於形成鞋類物品的示例性流程圖。
圖2繪示根據本發明態樣的示例性入楦的鞋面。
圖3繪示根據本發明態樣的出於說明目的而獨立於入楦的鞋面之外的示例性中底芯體。
圖4繪示根據本發明態樣的直接接附有圖3所示中底芯體的 圖2所示入楦的鞋面。
圖5繪示根據本發明態樣的包覆中底芯體且以機械方式嚙合圖4所示鞋面的外殼。
圖6繪示根據本發明態樣的沿切割線6-6的圖5所示鞋類物品的剖視圖。
圖7繪示根據本發明態樣的用於在鞋面上形成外殼及/或中底芯體的示例性工具。
圖8繪示根據本發明態樣出於說明目的而被移除一部分的圖7所示示例性工具。
圖9繪示根據本發明態樣的用於形成鞋類物品的示例性系統。
圖10繪示根據本發明態樣的用於形成鞋類物品的替代性示例性系統。
圖11繪示根據本發明態樣的具有直接接附底部的鞋類物品的分解圖。
圖12繪示根據本發明態樣的具有直接接附底部的鞋類物品的剖視圖。
圖13繪示根據本發明態樣的具有直接接附底部的鞋類物品的仰視圖。
圖14A繪示根據本發明態樣的對鞋類物品直接接附底部的製程。
圖14B繪示根據本發明態樣的處於以剖視形式顯示的環形模 具中以直接接附鞋類物品的底部的鞋類鞋面。
圖14C繪示根據本發明態樣的用於在來自圖14B的鞋類物品上形成芯體的芯體模具。
圖14D繪示根據本發明態樣的用於在來自圖14C的鞋類物品上形成外殼的外殼模具。
圖14E繪示根據本發明態樣的具有直接接附底部的圖14D所示鞋類物品。
例如鞋、涼鞋、防滑鞋(cleat)等鞋類物品是由一或多個組件構成。在本文中所提供的實例中，鞋類鞋面與底部單元可形成鞋類。鞋類鞋面(或簡稱為鞋面)是鞋類的固定腳的組件。鞋面自底部單元延伸並將所述底部單元固定至穿著者的腳。鞋面可由例如皮革、針織物(knit)、機織物(woven)、編織物(braided)、氈製物(felted)、非機織物(non-woven)等各種材料形成。相似地，鞋面可由單一材料或各種材料製成。鞋面可為連續材料、不連續材料、剪裁與車縫的組合(cut-and-sew combination)、剪裁與黏著的組合(cut-and-adhere combination)等。因此，在本文中預期鞋面可由各種材料(例如，有機材料、非有機材料)形成及/或藉由各種技術形成。
底部單元大體位於穿著者的腳與地之間。底部單元可被稱為鞋底。底部單元可由一或多個分立的組件形成。舉例而言， 如將在本文中提供，預期底部單元是由中底芯體及包覆的外殼構成。中底芯體可處於具有相對高的能量返還(energy return)的相對軟的材料狀態，且外殼可處於提供相對良好的抓地力、耐磨性(abrasion resistance)、耐紫外光降解性(resistance to ultraviolet light degradation)、耐水解性(resistance to hydrolysis)、耐狹縫撕裂性(resistance to slit tear)等的材料狀態。在此實例中，中底芯體與外殼的組合為實作於鞋類物品中提供有效的底部單元構造。底部單元的組件可由如以下將論述的各種材料形成。該些材料包括但不限於聚合物系材料(例如，聚氨酯(「PU」)、熱塑性聚氨酯(「TPU」)、矽酮、乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl acetate,EVA)、橡膠及其他適合用作底部單元的材料。
傳統的鞋類製造可能使用各種黏著劑來使底部單元接附鞋面。然而，由於形成底部單元的材料與形成鞋面的材料可能具有不同的組成物及特性，因此對於所述材料中的一種材料而言有效的黏著劑可能不會對另一種材料有效。因此，可能依賴於特殊添加劑、底膠、表面處理等來接合不相容的材料，進而使得底部單元能夠黏附至鞋面。添加補充材料及/或製程可能增加接合鞋面與底部單元的成本及時間。本發明的態樣預期不使用傳統的黏著劑及底膠、而是依賴於如以下將提供的直接接附方法來接合鞋面與底部單元。
如將在通篇中更詳細地論述，至少在示例性態樣中，底部單元與鞋面的直接接附是藉由以外殼對中底芯體單元及鞋面進 行二次成型的製造製程來達成。經二次成型的外殼以機械方式嚙合鞋面以形成耦合(例如，接合)。舉例而言，可向維持鞋面與中底芯體的相對定位且亦對外殼材料提供成型表面的工具中引入類似流體狀態材料(例如，高於玻璃轉變溫度(glass transition temperature)的聚氨酯、高於玻璃轉變溫度的熱塑性聚氨酯及/或矽酮)。當類似流體狀態材料轉變成固化狀態(例如，非類似流體狀態)時，外殼材料以機械方式與鞋面相互作用來進行物理(及/或化學)結合。舉例而言，鞋面可包括多個纖維及/或開孔，類似液體狀態材料通過並嵌入所述多個纖維及/或開孔，使得當所述類似液體狀態材料固化時，外殼材料與鞋面發生交纏/纏繞/包覆以物理地結合所述兩者而不使用黏著劑。直接接附是用於表達不使用黏著劑來接合組件的用語。舉例而言，對兩個組件進行二次成型是一種直接接附組件的方法，乃因二次成型材料充當接合材料。
相似地，二次成型製程將中底芯體包覆於外殼材料內。因此，經包覆的中底芯體藉由至少外殼材料與鞋面的結合而與所述鞋面耦合。亦預期在引入外殼材料之前，中底芯體可暫時地或永久地與鞋面接合。舉例而言，中底芯體自身可被形成為以機械方式(及/或以化學方式)與鞋面結合。舉例而言，中底芯體亦可由在與鞋面進行物理相互作用且因此以機械方式嚙合所述鞋面的同時成型的類似液體材料形成。在示例性態樣中，中底芯體被直接澆注成型或注入成型至鞋面進而使得與所述鞋面進行機械相互作用以物理地結合所述兩個組件。作為另一選擇，預期中底芯體 被形成(例如，預先形成，例如泡沫組件或氣囊)且接著與一或多種黏著劑一同被引入至鞋面以將所述中底芯體維持在相對於入楦的鞋面而言的所期望的相對位置中以進行外殼形成製程。在此實例中，對中底芯體及鞋面進行二次成型的外殼形成會補充所述中底芯體與所述鞋面之間的原本可能不充分的結合。
此外，如以下將更詳細地論述，形成中底芯體的材料與形成外殼的材料可為具有不同特性(例如，發泡與緻密)的相似材料、具有相似特性(例如，發泡與發泡)的相似材料，或者各所述材料可為不同的(例如，矽酮系與聚氨酯系)。
本發明的示例性態樣預期一種包括對鞋類鞋面進行入楦的形成鞋類物品的方法。對鞋類鞋面進行入楦包括使鞋面圍繞製鞋匠的鞋楦(以下亦稱為「鞋楦」)延伸以在尺寸上將所述鞋面造形成由所述鞋楦所界定的形狀。所述方法繼續將中底芯體形成至鞋類鞋面的至少腳底部分。中底芯體藉由所述形成而直接接附至鞋類鞋面。所述方法亦包括將外殼同時形成至鞋類鞋面的一部分與中底芯體。外殼包覆中底芯體而在所述中底芯體上形成外表面。外殼的所述形成可藉由使所述外殼成型於入楦的鞋面的一部分(例如，位於咬合線區下面)及中底芯體周圍的成型製程(例如，澆築、注入)來達成。
本發明的另一示例性態樣預期一種包括具有腳底部分的鞋面的鞋類物品。所述鞋類亦包括中底芯體，所述中底芯體在腳底部分處直接接附至鞋面，使得所述中底芯體以機械方式嚙合 鞋面(例如，所述鞋面的元件延伸至所述中底芯體中)。所述鞋類物品亦包括外殼，所述外殼包覆中底芯體且以機械方式嚙合鞋面。外殼形成鞋類物品的地面接觸表面(例如，鞋的底部)。
轉到附圖、特別是圖1，其繪示一種形成將底部單元直接接附至鞋面的鞋類物品的方法。所述方法開始於方塊102，方塊102表示對鞋類鞋面進行入楦。如前面所提供，對鞋類鞋面進行入楦包括將鞋面定位成至少部分地圍繞鞋楦。所述入楦製程可依據鞋面構形、形成所述鞋面的材料等來改變。然而，入楦一般包括將鞋楦插入至由鞋面形成的內部空腔中。當鞋類被製成時，內部空腔有時稱為接納腳的空腔。鞋楦提供一種外形，鞋面在被接附底部單元(例如，鞋底、鞋板(plate)、防滑條))之前繞著所述外形進行造形。所述鞋楦可由包括聚合物系材料、金屬系材料、有機材料等在內的各種材料形成。
方塊104使得將中底芯體形成至鞋類鞋面的腳底部分。鞋面的腳底部分是入楦的鞋面的通常接附至底部單元的內部(例如，底部)部分。以下，所述腳底部分被作為腳底部分210而繪示於圖2中。中底芯體，例如圖3所示中底芯體300，可由各種材料形成。舉例而言，預期中底芯體可由聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、矽酮系材料等形成。在示例性態樣中，中底芯體由向鞋類物品提供用於在底部單元中使用的充分的能量返還的材料形成。中底芯體的特性可包括具有小於0.25克/平方公分(g/cm2)的密度的材料。中底芯體亦可具有大於60%的彈性回彈 (resilience rebound)(例如，掉落於所述材料上的物體返回至掉落高度的至少60%)。中底芯體亦可具有小於20%的壓縮形變(compression set)，其中壓縮形變是在移除壓縮力之後保持在材料中的變形。已知存在用於測試與例如預期用於中底芯體的彈性材料等彈性材料相關聯的該些因素的不同方法。
所述形成中底芯體預期包括各種形成技術。舉例而言，預期將中底芯體成型至入楦的鞋面。所述成型製程可包括敞開式澆注成型製程。所述成型操作亦可包括注入成型操作。所述成型操作利用以下工具配置方案：在所述工具配置方案中，上面入楦有鞋面的鞋楦被定位於所述工具中，使得用於形成中底芯體的材料在其中沈積以形成所述中底芯體。舉例而言，在中底芯體的敞開式澆注中，入楦的鞋面可被定位成使得所述入楦的鞋面的腳底部分定位於旨在被中底芯體材料填充的空腔位置中。藉由將腳底部分定位於成型容積內，中底芯體材料圍繞入楦的鞋面腳底部分形成且以機械方式嚙合所述入楦的鞋面腳底部分以直接接附中底芯體及鞋面(如以下圖4中所繪示)。預期亦對注入成型使用相似的配置方案，在所述注入成型中，鞋面的腳底部分被暴露至注入成型工具的成型容積(如以下將在圖14C中繪示)。
在又一實例中，中底芯體可藉由其中在入楦的鞋面及芯體周圍形成外殼的直接接附操作來獨立地形成。舉例而言，可在其他位置或操作中形成芯體且接著在直接接附外殼之前將所述芯體引入至所述製程中。舉例而言，所述芯體可為實質上不透氣的 充氣囊袋。舉例而言，氣囊及其他囊袋是鞋類行業中已知的。可對本文中所提供態樣使用氣囊來作為芯體或所述芯體的一部分。氣囊可接著被二次成型並被直接接附至鞋面的外殼包覆或覆蓋。在此實例中，外殼可充當將氣囊與鞋面固定的結合劑。因此，儘管發泡材料可充當芯體，然而亦預期其他材料及結構(例如，氣囊)可作為另一選擇而充當芯體。
形成中底芯體的材料可為任何適合的材料。在示例性態樣中，向亦含有鞋面的模具中引入液態(例如，未固化)聚合物。所述聚合物被固化成中底芯體的形狀、同時以機械方式嚙合鞋面以達成直接接附結合，所述直接接附結合是因所述形成製程而非形成後黏著(post-forming adhesion)而造成。作為另一選擇，預期向其中固定有鞋面的工具引入顆粒物(例如，聚合物系粉末及/或珠粒)。所述顆粒材料例如藉由施加熱量或在所述顆粒物之間形成結合的活化劑(activating agent)而被形成為芯體，所述結合使得形成直接接附至鞋面的所述芯體。
中底芯體亦可被形成為各種狀態。舉例而言，預期中底芯體被形成為發泡聚氨酯、發泡熱塑性聚氨酯、發泡乙烯-醋酸乙烯共聚物、或發泡矽酮系材料。所述泡沫可在形成製程期間藉由包括發泡劑來生成。在示例性態樣中，所述泡沫亦可藉由各種傳統上已知的製程來形成，使得所述製程容許直接接附至鞋面。
圖1所示方塊106繪示將外殼形成至鞋類鞋面的一部分及中底芯體。如前面所提供，預期外殼被二次成型以包覆(或如 以下圖13中所繪示實質上包覆)中底芯體且如以下圖5中所繪示以機械方式嚙合鞋面。外殼可藉由成型製程來形成。舉例而言，預期接附有中底芯體的入楦的鞋面被定位於注入成型工具內，所述注入成型工具將所述鞋面及中底芯體定位於相對於模具而言的適當的相對位置中，使得外殼被形成為包覆所述中底芯體且以機械方式嚙合所述鞋面。此種工具可為來自方塊104中所使用的工具的第二工具，其可為相同的工具，或者可為對所述工具的局部使用(例如，圖14A至圖14E)。
外殼可由例如彈性聚合物等各種材料形成。實例包括但不限於聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、矽酮系材料等。外殼可由與中底芯體相同或不同的材料形成。在示例性態樣中，中底芯體由發泡聚氨酯形成且外殼由非發泡聚氨酯(或具有較形成所述芯體的聚氨酯大的密度的至少一聚氨酯)形成。作為另一選擇，中底芯體可由矽酮系泡沫形成且外殼可由聚氨酯形成。再者，預期芯體可由發泡矽酮形成且外殼由矽酮(或具有較形成所述芯體的矽酮大的密度的至少矽酮)形成。
再者，預期外殼由具有更佳的地面摩擦係數(例如，抓地力)、更佳的耐磨性、更佳的耐水解性、更佳的耐紫外光降解(例如，變色、材料失效)性及/或具有較中底芯體高的密度的材料形成。外殼材料可具有小於0.5立方公分的耐磨性。耐磨性可藉由各種方法來測試，所述各種方法例如為但不限於ISO 23794：2003或ASTM D1630(2016)。外殼亦可具有大於2.5千克/公分(kg/cm) 的狹縫撕裂。撕裂強度可藉由各種方法來確定，所述各種方法例如為但不限於ASTM D3574(2016)或ASTM D624(2016)。
外殼可被形成為使得所有或實質上整個中底芯體被包覆於所述外殼內。包覆包括以外殼材料包圍中底芯體被暴露出的表面(例如，尚未直接接附或接觸鞋面的表面)。中底的包覆被繪示於以下圖6所示剖視圖中。由於中底芯體被外殼材料包覆，因此中底芯體材料可不限於包括特定因素(例如，耐紫外光性(UV resistance)、多孔性(porosity)、耐磨性)以在暴露至鞋類物品的外表面所通常經受的外部條件(例如，環境氣象及條件)的同時有效。如此一來，本文中所提供的多組件底部單元可優於在常用操作中由常用材料形成的傳統庫存鞋底，所述傳統庫存鞋底在即便內部部分不暴露至外部因素時亦不利於在所述內部部分處達成亦將適合於外部使用的特性。
然而，如以下將更詳細地論述，預期可在外殼中形成一或多個視窗以將中底芯體的一或多個部分暴露至外部。舉例而言，一或多個開孔可延伸穿過外殼側壁(例如，所述外殼的自地面接觸表面延伸至鞋面的部分)，使得中底芯體能夠具有可見性。此種可見性可使得能夠確認中底芯體狀態(例如，被壓縮、膨脹)或者可提供所期望美感。此外，預期一或多個開孔可延伸穿過外殼的地面接觸表面以在處於已穿著構形(as-worn configuration)中時將中底芯體的一部分暴露至接近地的外部。
在本文中所預期的態樣中，中底芯體可由發泡矽酮組成 物形成且外殼可由矽酮組成物(例如，具有較矽酮中底芯體大的密度的矽酮組成物)形成。以相同材料形成中底芯體與外殼可在所述中底芯體與所述外殼之間得到更大的結合親和力(bonding affinity)(例如矽酮中底芯體與矽酮外殼的情形)。此與例如在不接受額外表面處理的條件下和矽酮外殼具有較低結合親和力的乙烯-醋酸乙烯共聚物中底芯體形成對比。另外，矽酮系中底芯體及外殼可具有降低的工具成本，乃因使矽酮系材料成型的溫度可低於例如乙烯-醋酸乙烯共聚物等其他材料。舉例而言，儘管其他聚合物材料可能在額外的熱條件下成型(此可能因應對熱暴露(thermal exposure)的增加而提高工具成本)，然而矽酮成型可為無熱量(即，來自周圍條件的額外的熱能)操作。此外，對於矽酮而言，在形成中底芯體及/或外殼期間工具所經受的壓力可小於例如乙烯-醋酸乙烯共聚物等其他材料的情形。因此，在矽酮組件的形成中可使用較廉價的工具。對於包含以下所論述通用模具環的態樣，若中底芯體與外殼二者均是由具有相似加工參數及形成參數的材料形成，則可針對該些通用參數而非更嚴格的加工材料參數來設計及構造工具。
圖2繪示根據本發明態樣的示例性入楦的鞋面200。鞋楦202被插入至由具有腳趾端206及相對的腳跟端208的鞋面204形成的內部容積中。腳底部分210亦被繪示出。與傳統鞋類物品相同，入楦的鞋面200亦具有近中側(medial side)及相對的橫向側(lateral side)。鞋面204被以一般形式繪製出且應理解，本文 中所提供的鞋面可具有任意構形且包括本發明的圖中所未具體繪示的任意數目的組件。舉例而言，預期鞋面204可(但未必)由鞋舌、腳前段開口(forefoot opening)、腳踝領(ankle collar)、系帶系統(lacing system)、一或多個開孔、腳趾套頭(toe box)、腳跟穩定器(heel counter)等構成。
圖3繪示根據本發明態樣的中底芯體302。中底芯體302被繪示於傳統底部單元構形中；然而，預期中底芯體可由兩個或更多個分立的元件構成。分立的元件可適合於特定位置及/或特性。舉例而言，在示例性態樣中，鞋類物品的腳趾區中的一部分可具有與腳跟區中的一部分不同的彈性或其他特性以提供所界定重量特性或能量返還結果。如所繪示，中底芯體具有面向腳表面304。當處於傳統的已穿著構形中時，面向腳表面304朝鞋面中的接納空腔定向。中底芯體302具有與面向腳表面304相對的面向地表面310。中底芯體302具有腳趾端306及相對的腳跟端308。中底芯體302亦具有近中側及相對的橫向側。儘管中底芯體302被繪示成具有傳統的鞋底狀構形，然而如前面所提供，預期所述中底芯體可為任何形狀、大小及/或經連接或分立元件的組合。此外，預期中底芯體可由一或多個被流體填充的空腔(例如具有較周圍壓力大的壓力的氣體)構成。
圖4繪示根據本發明態樣的被入楦於鞋楦202上的鞋面204，中底芯體302以機械方式嚙合鞋面204。在此實例中，腳底部分210和面向腳表面304介接。在示例性態樣中，鞋面204與 中底芯體302之間的介面不具有傳統的黏著劑或底膠。相反，預期藉由鞋面204的材料(例如，纖維)與形成中底芯體302的材料的嚙合會形成機械結合。如前面所論述，預期中底芯體302可藉由例如敞開式澆注成型等形成，入楦的鞋面204被定位成使得形成中底芯體302的材料與鞋面204相互作用以得到機械相互作用(例如，形成中底芯體302的材料交纏鞋面204的一些部分)。作為另一選擇，在示例性態樣中，可使用黏著劑來至少暫時地結合中底芯體302與鞋面204直至可藉由外殼而執行二次成型。
圖5繪示根據本發明態樣的藉由外殼502來進行二次成型的形成製程中的後續步驟。外殼502在經包覆中底芯體302形成外表面。外殼502因此可為鞋類物品形成地面接觸表面504。外殼502的一部分506覆蓋中底芯體直至到達位於腳底部分210處的中底芯體302與鞋面204之間的交界。在腳底部分210上方，外殼502在部分508處嚙合並覆蓋鞋面204。外殼延伸到達咬合線510而形成鞋類物品的外表面，咬合線510表示自外殼502至鞋面204的過渡。
圖6繪示根據本發明態樣的沿圖5所示切割線6-6截取的剖視圖600。剖視圖600繪示被入楦於鞋楦202周圍的鞋面204。中底芯體302在腳底部分210處直接接附至鞋面204。外殼502環繞並包圍中底芯體302。外殼502形成底部單元的外表面，例如地面接觸表面504。外殼502對鞋面204的一部分及中底芯體302二者進行二次成型直至到達咬合線510。在此實例中，在示例性態 樣中，外殼502圍繞鞋類物品延伸並沿腳趾端、近中側604、腳跟端及橫向側602形成所述鞋類物品的周界。儘管圖6繪示近中側604與橫向側602之間存在對稱，然而預期咬合線510可沿所述周界定位於鞋面204上的任意位置處以提供美感及/或功能性結果。亦預期咬合線510圍繞鞋類物品形成連續周界。在示例性態樣中，所述連續周界提供結構連續性以將底部單元與鞋面結合來抵抗剝落或其他潛在失效情況。
在示例性態樣中，外殼502可在鞋面204上形成功能性區。舉例而言，在示例性態樣中，腳趾套頭可以外殼502材料來形成以提供增強的耐磨性及/或滲透性阻隔。相似地，在示例性態樣中，預期外殼502可在腳跟端處形成腳跟穩定器狀元件以補充鞋類物品的結構性元件。在各態樣中，預期存在用於使外殼502延伸超過鞋面204的僅底部單元耦合位置的額外功能性區域。
如將在圖7及圖8處更詳細地闡述，用於形成中底芯體及/或外殼的工具可包括一或多個模具元件。舉例而言，圖7繪示根據本發明態樣的用於在入楦的鞋面及中底芯體上形成外殼的多部件模具(multi-part mold)700。鞋楦202亦被繪示成多部件模具700的整體組成部分。舉例而言，各別部分，環702及環704，可被配置用於鞋楦202，以在相對於鞋楦202及固定於鞋楦202上的鞋面而言的所期望的位置處形成外殼。在此實例中，環702及環704可形成用於形成外殼的一部分(例如所述外殼的側壁部分)的成型表面。此外，環702及環704亦可充當用於對中底芯 體與鞋面進行成型(或以另一種方式形成或固定)的前一操作的工具的一部分。
圖8繪示根據本發明態樣的被移除環704的多部件模具700。多部件模具更由具有表面708的一部分706構成。部分706可稱為多部件模具中的底板。表面708可包括成型圖案以在外殼的地面接觸表面上形成抓地元件(例如，紋路(tread))。另外，依據鞋類物品的構形，可補充多部件模具700的一或多個部分以在二次成型結果中達成變化。舉例而言，通用鞋楦及鞋面可藉由調整所使用的中底芯體(例如，大小、材料配置方案)及/或調整由外殼底板形成的外殼特性(例如，材料、大小、形狀、位置)而形成有不同底部單元。該些改變可藉由替代多部件模具700的一或多個部分來達成。
圖9繪示根據本文中態樣的用於形成鞋類物品的示例性系統900。系統900是由入楦站902構成。鞋面在入楦站902處入楦於鞋楦上。入楦的鞋面接著被轉移至澆注站904。在此示例性系統中，澆注站接納澆注工具905，入楦的鞋面固定至澆注工具905中。澆注站904使得能夠利用澆注工具905、藉由敞開式澆注製程來形成直接接附至鞋面的中底芯體。在結合入楦的鞋面形成中底芯體之後，所述組合被自澆注站904及澆注工具905轉移至注入成型站906。注入成型站906接納注入成型工具907。具有直接接附的中底芯體的入楦的鞋面被定位於注入成型工具中以在所述入楦的鞋面上形成外殼。例如聚氨酯等材料可被注入至注入成型工 具907中以形成外殼。外殼可因此由環繞且因此包覆中底芯體的液體材料(例如未固化的聚氨酯)形成。液體材料亦可對鞋面進行二次成型直至達到咬合線。以液體材料對鞋面進行二次成型使得所述液體材料能夠例如在固化之前經由鞋面的滲透空隙或表面以機械方式嚙合所述鞋面。一旦固化或以另一種方式硬化，則外殼材料與鞋面形成結合(例如藉由機械相互作用而形成物理結合)而使得底部單元能夠直接接附至所述鞋面。
圖10繪示根據本文中態樣的用於形成鞋類物品的替代性示例性系統1000。系統1000具有入楦站1002，例如圖9所示入楦站902。入楦的鞋面接著被轉移至成型站1004。在示例性態樣中，成型站1004可為用於形成中底芯體且亦用於形成外殼的通用站。舉例而言，通用機器可能夠結合改變的工具來形成中底芯體與外殼二者。舉例而言，可使用第一工具1005來形成中底芯體。第一工具可為敞開式澆注工具、注入成型工具等。可隨後引入第二工具1007以在成型站1004處形成外殼。第二工具1007可為任意類型的工具，例如注入成型工具或澆注工具。
圖9所示系統900及圖10所示系統1000是示例性的且並非限制性的。預期可存在其他站且在特定站處可存在其他組件。此外，預期可在給定站處實作替代性工具。此外，儘管在給定站處列出具體製程(例如，圖9所示澆注站904處的澆注)，然而可在所述站處執行替代性製程或額外製程(例如，注入成型)。
圖11繪示具有中底芯體1104及外殼1106的鞋類物品 1100(例如，鞋)的分解圖。中底芯體1104及外殼1106形成底部單元。如本文中所提供，底部單元可為鞋底、鞋板、抓地表面等。底部單元充當鞋類物品的地面接觸表面。鞋面1102亦被繪示出。底部單元直接接附至鞋面1102。亦如本文中所提供，直接接附是在不存在用於可相容材料的底膠或黏著劑的條件下將底部單元與鞋面1102接合。在一些實例中，直接接附可包括使用底膠或其他表面處理(例如，電漿處理)來幫助將鞋面與底部單元接合。顧名思義，直接接附是在不使用以接合為唯一目的的材料(即，黏著劑)的條件下將底部單元直接接附至鞋面。以接合為唯一目的的材料與例如外殼1106形成對比，外殼1106不僅將外部單元與鞋面1102接合，而且外殼1106亦提供地面接觸材料、中底芯體1104的包覆材料、衝擊減弱材料及/或類似材料的功能性目的。
在一些態樣中，中底芯體1104直接接附至鞋面1102。中底芯體1104的直接接附可藉由將中底芯體1104成型至鞋面1102上的成型操作(例如，注入或澆注)來達成。以下將結合圖14C來論述示例性成型操作。
在替代性態樣中，預期預先形成中底芯體1104。舉例而言，中底芯體1104可被形成為氣囊或先行成型的發泡製品。在此實例中，預期在形成外殼1106之前，中底芯體1104可永久地接附、暫時地接附、或完全不接附至鞋面1102。舉例而言，可在面向腳表面1112處向中底芯體1104施加具有充分結合能力的黏著劑以和鞋面1102的外表面1114的面向地部分接合。作為另一選 擇，預期可在面向腳表面1112和面向地部分之間使用用於暫時定位但不具有足以達成永久結合的黏著能力的接觸黏性黏著劑(tack adhesive)以在外殼形成操作期間相對於鞋面1102來定位中底芯體1104。另外，用於形成外殼1106的工具可包括能夠在外殼形成製程期間將中底芯體1104定位於相對於鞋面1102而言的適宜的位置中以防止使用黏著劑的空腔或其他特徵。在所有實例中，預期無論是否利用黏著劑來永久地或暫時地接合中底芯體1104與鞋面1102，由外殼1106對中底芯體1104進行包覆均會將底部單元直接接附至鞋面1102。外殼1106在外殼1106的內側表面1110處直接接附至鞋面1102的外表面。
直接接附亦可包括外殼1106與中底芯體1104的直接接附。舉例而言，預期可在形成外殼1106的材料與形成中底芯體1104的材料之間形成機械及/或化學結合以形成一體化的底部單元。儘管一些材料(例如，乙烯-醋酸乙烯共聚物)可能並不具有在不使用黏著劑的條件下與形成鞋類物品的其他材料接合的天然且獨立的親和力，然而預期一或多個表面處理或構造使得能夠發生直接接附。舉例而言，預期電漿處理或其他表面處理可使第一材料準備好與第二材料接合並因此與第二材料直接接附。
圖12繪示根據本發明態樣的來自圖11的鞋類物品1100的剖視圖1200。所述剖視圖示出由中底芯體1104及外殼1106構成的底部單元與鞋面1102的相互作用。具體而言，外殼1106對中底芯體1104進行二次成型並包覆中底芯體1104。另外，外殼 1106對鞋面1102的至少一部分進行二次成型，使得內側表面1110在外表面1114處嚙合鞋面1102並與鞋面1102接合。
儘管圖中並未以所表示的比例進行繪示，然而預期形成外殼1106的外殼材料的轉移延伸至鞋面1102中並以機械方式嚙合鞋面1102。舉例而言，成型操作可以具有足以穿透及/或滲透形成鞋面1102的材料的至少一部分的流動性及速度的液體狀態注入形成外殼1106的材料以形成直接接附結合。在一些實例中，亦預期在中底芯體1104與鞋面1102之間的過渡處存在相似的材料混存。此外，預期對於用於形成中底芯體1104及外殼1106的一些材料而言，材料過渡可發生在中底芯體1104與外殼1106之間。
圖13繪示根據本發明態樣的來自圖11及圖12的鞋類物品的仰視圖1300。在此非限制性態樣中，預期在外殼1106中可形成有一或多個視窗1302。視窗可為延伸穿過外殼以暴露出下伏材料(例如中底芯體1104)的開孔。視窗1302使得能夠自外部接近中底芯體1104。此種接近使得能夠對材料進行目視檢查、達成所期望美感(例如，材料顏色對比)、減少用於形成外殼1106的材料等。預期視窗可為任意大小、形狀、位置及/或數量。如前面所論述，預期所述視窗可為地面接觸表面及/或側壁。此外，在示例性態樣中，預期所述視窗可在中底芯體1104中暴露出視窗(例如，空隙、開孔)而使得能夠經由底部單元來檢查或接近鞋面1102。
圖14A示出根據本發明態樣的用於將底部單元與鞋面直接接附的示例性系統1400。在此實例中，系統1400是由具有執 行例如成型操作等各種操作的各種站的旋轉料架(carousel)1402構成。應理解，系統1400是說明性的且並非約束性的。提供系統1400是為了方便論述底部單元向鞋面的直接接附且並非旨在進行限制。
環形模具1404被繪示成固定鞋面1102。如前面參照圖2至圖8所論述，鞋面1102可被入楦且環形模具1404可固定於入楦的鞋面周圍，使得所述入楦的鞋面的一部分變為成型表面，中底芯體及/或外殼被形成至所述成型表面上。環形模具1404與鞋面1102的相對位置將繪示於作為沿切割線14B-14B截取的環形模具1404的剖視圖的圖14B至圖14E中。如可理解，預期環形模具1404可由位於切割線14B-14B的第一側上的第一環形部分及位於切割線14B-14B的第二側上的第二環形部分構成。在示例性態樣中，所述兩個環形模具部分可沿此線分離以容納入楦的鞋面並固定於所述入楦的鞋面周圍。
在示例性態樣中，環形模具1404藉由旋轉料架1402而前進至芯體站1406，中底芯體在芯體站1406中形成並直接接附至鞋面1102。中底芯體可藉由將由制動器1413(例如，氣動制動器、電動制動器、液壓制動器)而定位的芯體底板1410插入至環形模具1404的空腔中(如最佳見於以下圖14C中)來形成。芯體底板1410的大小被確定成在環形模具1404內將中底芯體形成至鞋面1102的底表面上。如將更詳細地論述，可將芯體底板1410局部地插入至環形模具1404中且可在芯體底板1410與鞋面1102之間形 成的空腔中向所述環形模具中注入材料(例如，聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、矽酮)。在藉由制動器1413注入芯體材料之後，芯體底板1410可接著進一步插入(例如，抬高)至環形模具1404中。芯體底板1410可相對於鞋面1102定位於環形模具1404內，使得由芯體底板1410及鞋面1102界定的空間的容積界定中底芯體模具的大小及形狀。
系統1400可接著使具有鞋面1102及中底芯體的環形模具1404前進至另一站，例如用於將外殼形成於中底芯體之上且將外殼形成至鞋面1102上的站1408。外殼底板1412的大小被確定成且被造形成接納於環形模具1404中(如最佳見於以下圖14D中)以形成外殼。外殼底板1412可藉由制動器1414(例如，氣動制動器、電動制動器、液壓制動器)而致動至環形模具1404內的位置中。當將外殼底板1412定位於環形模具1404中時，外殼底板1412與具有中底芯體的鞋面1102之間的相對位置界定將形成的外殼。在將外殼底板1412至少局部地插入至環形模具1404中之後，系統1400注入外殼材料而形成直接接附至至少鞋面1102的外殼。
預期系統1400可包括其他組件，例如注入機、澆注機、材料儲存庫、壓力罐、冷卻站、加熱站等。此外，預期一些站可用於澆注成型且一些站可用於注入成型。根據本發明的態樣，預期各站以任意次序進行的任意組合將底部單元直接接附至鞋面。
圖14B繪示根據本發明態樣的其中固定有鞋面1102的環形模具1404的剖視圖。環形模具1404中存在空腔1420以接納 一或多個底板(例如，圖14A所示的芯體底板1410、外殼底板1412二者)。在空腔1420內亦藉由環形模具1404而形成有內部的側壁1423。內部的側壁1423可充當用於定位底板(例如，芯體底板1410)的引導件或者其可充當用於其他底板(例如，外殼底板1412)的成型表面。因此，環形模具1404固定鞋面1102以形成鞋面成型表面(例如，鞋面1102的面向地表面)並充當成型表面及/或用於其他成型部分的引導表面。
材料可經由各種機構進入至空腔1420中。舉例而言，繪示出使得材料自外部插入至空腔中的第一澆口1416及第二澆口1418。應理解，各所述澆口可定位於任意位置且具有任意大小。此外，儘管繪示出兩個澆口，然而對於本發明的態樣而言單一澆口亦是有效的。另外，儘管所述澆口被繪示成位於底部單元的腳跟端處，然而預期所述澆口可位於腳趾端、近中側、橫向側等處。
在示例性態樣中，就第一澆口1416及第二澆口1418而言，預期第一澆口1416是用於中底芯體或外殼中的一者的澆口且第二澆口1418是用於中底芯體或外殼中的另一者的澆口。由於可使用不同的材料(或共同的基礎材料的不同組成物)，因此可對所述不同的材料利用不同的澆口結構(例如，大小、位置、長度、形狀)。相似地，預期僅單一澆口(例如第一澆口1416)可合併至環形模具1404中且中底芯體材料與外殼材料二者藉由共用澆口而注入至空腔1420中。
儘管結合圖14A至圖14E論述注入，然而預期可對一或 多個部分使用澆注及/或可插入預先形成的部分。因此，各態樣預期對直接接附底部單元的不同部分使用混合形成製程。
圖14C繪示根據本發明態樣的被插入至環形模具1404中以形成中底芯體的具有底部成型表面1422及側壁成型表面1424的芯體底板1410。由於鞋面1102固定於環形模具1404內，因此芯體底板1410被插入至空腔1420中以形成封閉容積。例如聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、或矽酮系材料等材料可經由第一澆口1416注入至底部成型表面1422上。所注入材料可包括發泡劑，在經由第一澆口1416進行注入之後，所述發泡劑開始對材料執行發泡製程。在將材料注入至空腔1420中之後，芯體底板1410可移動成更接近鞋面1102(即，在圖14C中朝上)直至達成相對於鞋面1102而言的所期望的偏置距離。所述材料可基於芯體底板1410及鞋面1102的相對位置而膨脹並發泡成網形狀。此外，在移動芯體底板1410之後，可有意地阻塞第一澆口1416。第一澆口1416的此種有意的阻塞自外部密封成型空腔以達成所期望的中底芯體形成。
在圖14C中所提供的非限制性實例中且與將在圖14D中論述的實例形成對比，圖14C中的底板、芯體底板1410具有用於中底芯體的整體式側壁成型表面。藉由此種方式，中底芯體可具有較將由環形模具1404側壁提供的佔用面積小的佔用面積(例如，較小的寬度及長度)。因此，預期芯體底板使所形成的中底芯體的側壁相對於將藉由通用環形模具形成的外殼的側壁凹陷。由 於在芯體底板上具有第一側壁成型表面以形成芯體的側壁並且具有環形側壁(或外殼底板上的第二側壁構形)，因此可使用通用環形模具來達成藉由外殼對中底芯體進行包覆，此可降低工具成本並提高生成效率。
圖14D繪示根據本發明態樣的所具有的底部成型表面1426被插入至環形模具1404中以形成中底芯體的外殼底板1412。中底芯體1104已被先行直接接附至鞋面1102(例如，如圖14C中所繪示)且外殼將形成於中底芯體1104之上及鞋面1102上。材料(例如，聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、矽酮)可經由第一澆口1416注入至空腔1420中且在底部成型表面1426處注入至外殼底板1412上。在示例性態樣中，外殼底板1412可接著進一步插入至空腔1420中而更接近中底芯體1104(即，在圖14D中朝上)以形成由底部成型表面1426、中底芯體1104、鞋面1102及環形模具1404的側壁1423形成的成型容積。在自空腔1420移除外殼底板1412之前，外殼底板1412可被維持直至外殼材料已固化或以另一種方式得到充分定型。
如在圖14C中所突出顯示且在圖12所示剖視圖中所繪示，在芯體底板1410中具有側壁成型表面1424防止中底芯體材料在鞋面1102處延伸至環形模具的側壁1423。因此，如見於圖12中，外殼材料可包覆中底芯體1104並在外表面1114上直接接附至鞋面1102。
圖14E繪示根據本發明態樣的具有直接接附底部的圖8 至圖14D所示鞋類物品。具體而言，在圖14E中可見，自圖14D中的外殼底板1412形成的外殼1106具有環形模具、鞋面1102及界定外殼1106的外殼底板。
基於前述內容，預期可以各種方式對各種材料加以組合以形成底部單元。以下提供用於底部單元的所預期材料組合的非限制性列表。應理解，可在用於不同組件的不同材料的不同組合中使用注入成型及澆注來形成底部單元。
第一態樣：聚氨酯芯體及聚氨酯外殼。
第二態樣：熱塑性聚氨酯芯體及聚氨酯外殼。
第三態樣：乙烯-醋酸乙烯共聚物芯體及聚氨酯外殼。
第四態樣：矽酮芯體及聚氨酯外殼。
第五態樣：聚氨酯芯體及熱塑性聚氨酯外殼。
第六態樣：熱塑性聚氨酯芯體及熱塑性聚氨酯外殼。
第七態樣：乙烯-醋酸乙烯共聚物芯體及熱塑性聚氨酯外殼。
第八態樣：矽酮芯體及熱塑性聚氨酯外殼。
第九態樣：聚氨酯芯體及乙烯-醋酸乙烯共聚物外殼。
第十態樣：熱塑性聚氨酯芯體及乙烯-醋酸乙烯共聚物外殼。
第十一態樣：乙烯-醋酸乙烯共聚物芯體及乙烯-醋酸乙烯共聚物外殼。
第十二態樣：矽酮芯體及乙烯-醋酸乙烯共聚物外殼。
第十三態樣：聚氨酯芯體及矽酮外殼。
第十四態樣：熱塑性聚氨酯芯體及矽酮外殼。
第十五態樣：乙烯-醋酸乙烯共聚物芯體及矽酮外殼。
第十六態樣：矽酮芯體及矽酮外殼。
自前述內容可見，本發明很好地適於得到以上所闡述的所有目的及目標以及顯而易見的且為所述結構固有的其他優點。
應理解，一些特徵及子組合具有實用性且可在不參照其他特徵及子組合的情況下使用。此涵蓋於申請專利範圍的範圍內。
儘管將具體元件及步驟彼此結合來論述，但應理解，預期本文中所提供的任何元件及/或步驟均可與任何其他元件及/或步驟進行組合而無論是否明確提及，同時仍處於本文中所提供的範圍內。由於在不背離本揭露的範圍的條件下，可對本揭露作出諸多可能的實施例，因此應理解，本文中所述或附圖中所示的所有內容均應被解釋為說明性的而並非具有限制意義。

Claims (20)

  1. 一種形成鞋類物品的方法，所述方法包括：對鞋類鞋面進行入楦；將中底芯體形成至所述鞋類鞋面的腳底部分，其中所述中底芯體藉由所述形成而直接接附至所述鞋類鞋面；以及將外殼同時形成至所述鞋類鞋面的一部分及所述中底芯體，其中所述外殼包覆所述中底芯體的至少一部分而在所述中底芯體上形成外表面，且其中所述外殼從所述腳底部分延伸經過所述中底芯體、延伸到所述鞋類鞋面的所述部分上並且延伸到達咬合線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，更包括：在形成所述中底芯體之前，將入楦的所述鞋類鞋面插入至第一工具中。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的形成鞋類物品的方法，更包括：在形成所述外殼之前，將入楦的所述鞋類鞋面及所述中底芯體自所述第一工具轉移至第二工具。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的形成鞋類物品的方法，更包括：在形成所述外殼時，將入楦的所述鞋類鞋面維持於所述第一工具中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中形成所述中底芯體包括澆注材料來形成所述中底芯體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中形成所述中底芯體包括將材料注入至工具中以形成所述中底芯體。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中將所述中底芯體形成至所述鞋類鞋面的所述至少腳底部分包括：所述中底芯體以機械方式嚙合所述鞋類鞋面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中所述中底芯體直接接附至所述鞋類鞋面而不使用黏著劑。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中所述中底芯體是由選自聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物及矽酮中的至少一者構成。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中所述中底芯體具有較所述外殼低的密度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中所述中底芯體是由第一材料構成且所述外殼是由第二材料構成，其中所述第一材料具有較所述第二材料高的彈性。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中形成所述外殼包括澆注材料來形成所述外殼。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中形成所述外殼包括將形成所述外殼的材料注入至工具中。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中所述外殼由選自聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物及矽酮中的至少一者構成。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的形成鞋類物品的方法，其中所述外殼具有較所述中底芯體大的耐磨性。
  16. 一種鞋類物品，包括：鞋面，具有腳底部分；中底芯體，在所述腳底部分處與所述鞋面相鄰；以及外殼，所述外殼包覆所述中底芯體且以機械方式嚙合所述鞋面，其中所述外殼形成所述鞋類物品的地面接觸表面，且其中所述外殼從所述腳底部分延伸經過所述中底芯體、延伸到所述鞋面的部分上並且延伸到達咬合線。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的鞋類物品，其中所述中底芯體是由選自聚氨酯、熱塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物及矽酮中的至少一者構成。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的鞋類物品，其中所述中底芯體具有較所述外殼低的密度。
  19. 如申請專利範圍第16項所述的鞋類物品，其中所述中底芯體是由第一材料構成且所述外殼是由第二材料構成，其中所述第一材料具有較所述第二材料高的彈性。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的鞋類物品，其中所述中底芯體具有小於0.25克/立方公分的密度。
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