TWI798791B - 鞋物件模具 - Google Patents

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Abstract

一種鞋物件具有與鞋底直接附接的鞋幫。鞋底具有膜，所述膜在鞋底的側壁與鞋幫連接之前使所述側壁向上延伸至膜邊緣。製造鞋物件的方法包括：將膜定位在模腔之上以及然後將膜固定至模具的步驟。對膜進行加熱並然後在真空下抽吸至模腔中。膜形成模腔的襯裡。向被襯裡的模腔中注入發泡體組成物。當發泡體組成物膨脹時，發泡體組成物與定位在模腔處的鞋幫相互作用並與所述鞋幫機械地接合以容許達成機械接合，所述機械接合會使鞋底直接附接至鞋幫。然後自膜邊緣處的鞋底側壁對膜進行修整。

Description

鞋物件模具
本發明是有關於一種具有直接附接鞋底的鞋物件。
傳統上，鞋物件形成有鞋幫及鞋底，所述鞋幫與鞋底在形成鞋幫及鞋底中的每一者之後連接在一起。此製程包括對單獨的組件進行定位及對準，然後利用例如黏合劑等各種技術進行黏結。
本發明的多個方面設想到一種具有與鞋底直接附接的鞋幫的鞋物件。鞋底具有膜，所述膜在鞋底的側壁向上延伸至與鞋幫與側壁接縫之前的膜邊緣。製造鞋物件的方法包括：將膜定位在模腔之上以及然後將膜固定至模具的步驟。對膜進行加熱並然後在真空下抽吸至模腔中。膜形成模腔的襯裡。向被襯裡的模腔中注入發泡體組成物。當發泡體組成物膨脹時，發泡體組成物與定位在模腔處的鞋幫相互作用並與所述鞋幫機械地接合以容許達成機械接合，所述機械接合會使鞋底直接附接至鞋幫。然後自膜邊緣處的鞋底側壁對膜進行修整。
本發明的一種鞋物件，包括：鞋幫以及鞋底。鞋幫包括：內側面、外側面、腳趾端、後跟端及在內側面、外側面、腳趾端及後跟端之間延伸的足底區。鞋底具有內側面、外側面、腳趾端、後跟端、在內側面、外側面、腳趾端及後跟端之間延伸的面向鞋幫的表面、與面向鞋幫的表面相對的面向地面的表面、在面向地面的表面與面向鞋幫的表面之間沿著內側面延伸的內側壁、以及在面向地面的表面與面向鞋幫的表面之間沿著外側面延伸的外側壁，鞋底包含：聚合物發泡體組成物以及聚合物膜組成物。聚合物發泡體組成物形成面向鞋幫的表面的至少一部分且與鞋幫的足底區機械接合。聚合物膜組成物在內側膜邊緣處自面向地面的表面向鞋幫形成內側壁的至少一部分，且亦在外側膜邊緣處自面向地面的表面向鞋幫形成外側壁的至少一部分，其中內側壁處的面向鞋幫的表面與內側膜邊緣之間有至少1毫米，且外側壁處的面向鞋幫的表面與外側膜邊緣之間有至少1毫米。
本發明的一種製作鞋物件的方法，方法包括：將聚合物膜組成物定位在模具的模腔之上，模腔具有形成鞋類鞋底的面向地面的表面的第一模製表面以及形成鞋類鞋底的側壁的第二模製表面。將聚合物膜組成物固定在模腔之上以封閉模腔。對聚合物膜組成物施加熱能。對被聚合物膜組成物封閉的模腔抽真空，直至聚合物膜組成物的至少一部分接觸第一模製表面及第二模製表面，使聚合物膜組成物形成模腔的至少一部分的襯裡。在聚合物膜組成物成為模腔的至少一部分的襯裡的情況下，向模腔中注入將發泡成聚合物發泡體組成物的材料組成物。將鞋類鞋幫定位在模腔處，其中鞋類鞋幫被定位成使聚合物發泡體組成物與鞋類鞋幫機械地接合以形成鞋物件。自模腔移除鞋物件。以及自至少側壁對聚合物膜組成物進行修整，其中聚合物膜組成物一直延伸至側壁上的膜邊緣，膜邊緣距鞋類鞋幫至少1毫米。
本發明的一種利用共用模具製造多個不同的鞋物件的方法，方法包括：將第一聚合物膜組成物定位在模具的模腔之上，模腔具有形成鞋類鞋底的面向地面的表面的第一模製表面以及形成鞋類鞋底的側壁的第二模製表面。將第一聚合物膜組成物固定在模腔之上以封閉模腔。對被第一聚合物膜組成物封閉的模腔抽真空，直至第一聚合物膜組成物的至少一部分接觸第一模製表面及第二模製表面，使第一聚合物膜組成物形成模腔的至少一部分的第一襯裡。將第一鞋類鞋幫定位在模腔處，其中第一鞋類鞋幫被定位成使得注入的聚合物發泡體組成物與第一鞋類鞋幫機械地接合以形成第一鞋物件，第一鞋物件包含第一聚合物膜組成物、聚合物發泡體組成物及第一鞋類鞋幫。自模腔移除第一鞋物件。將第二聚合物膜組成物定位在模腔之上，其中第二聚合物膜組成物具有與第一聚合物膜組成物不同的視覺特性。將第二聚合物膜組成物固定在模腔之上以封閉模腔。對被第二聚合物膜組成物封閉的模腔抽真空，直至第二聚合物膜組成物的至少一部分接觸第一模製表面及第二模製表面，使第二聚合物膜組成物形成模腔的至少一部分的第二襯裡。將第二鞋類鞋幫定位在模腔處，其中第二鞋類鞋幫被定位成使得注入的聚合物發泡體組成物與第二鞋類鞋幫機械地接合以形成第二鞋物件，第二鞋物件包括第二聚合物膜組成物、聚合物發泡體組成物及第二鞋類鞋幫。以及自模腔移除第二鞋物件。
本發明的一種鞋物件模具，包括：內部環模具、外部環模具以及底板。內部環模具具有內部內側壁模製表面及內部外側壁模製表面。外部環模具具有外部內側壁模製表面及外部外側壁模製表面，其中內部內側壁模製表面與外部內側壁模製表面相組合而形成鞋物件模具的內側壁模製表面，且內部外側壁模製表面與外部外側壁模製表面相組合而形成鞋物件模具的外側壁模製表面。底板定位在內部內側壁模製表面與內部外側壁模製表面之間。
本發明的一種鞋物件模具，包括：模具、聚合物膜組成物固定件以及底板。模具具有內側壁模製表面及外側壁模製表面。底板定位在內側壁模製表面與外側壁模製表面之間。
提供本發明內容是為了啟發而非限制在下文中詳盡提供的方法及系統的範圍。
製造鞋物件的傳統方法包括各種製程，所述各種製程依序執行以形成鞋（例如，鞋子、釘鞋、涼鞋、拖鞋及靴子）。為了減少製造時間、製造成本及可能的缺陷，尋求消除或整合正在執行的步驟。傳統鞋製造（例如運動鞋）包括形成鞋類鞋幫（footwear upper）（以下稱「鞋幫（upper）」），即是鞋子的將鞋子固定至穿著者的腳的部分。然後將鞋幫與通常被稱為鞋底（sole）的鞋類底部單元連接。鞋底可由各種材料及/或組件（例如外底（outsole）、中底（midsole）及/或內底（insole））構成。然而，材料/組件的任何組合可結合鞋子的製造來形成及生產。
傳統的鞋子製造技術包括將所形成的鞋幫與所形成的鞋底連接。此種連接可藉由以下方式來達成：使用施加至鞋幫及鞋底的待連接的一或多個表面的黏合劑，然後使鞋幫與鞋底接觸地定位以使黏合劑將各組件耦合成為鞋物件。此種將鞋幫與鞋底連接的步驟使用了會增加時間、成本及出現缺陷的可能性的製造製程。舉例而言，若黏合劑延伸超過待連接的區域（例如，超過鞋幫的咬合線），則黏合劑可能是可見的且導致鞋子的美學特性劣化。此外，鞋底與鞋幫在連接期間可能不能正確地對準，從而導致有缺陷的鞋子。另外，連接製程將黏合劑或其他黏結材料使用在鞋中，此可能會影響成品物件的效能及感覺。此外，黏合劑或黏結材料增加了用於鞋子的規劃及生產的材料成本及額外的製造庫存。
因此，提供了直接加底（direct bottoming）（或者有時被稱為直接附接（direct attach））的概念。用於本揭露的直接加底包括在鞋幫存在的條件下形成鞋底的至少一部分（例如，發泡的中底），而使鞋底與鞋幫連接在一起。舉例而言，設想到執行模製操作，在所述模製操作中將聚合物發泡體組成物（例如，聚胺基甲酸酯（polyurethane）“PU”）注入至模腔中，其中鞋幫的足底部分（例如，腳底部分）定位在模腔處。當聚合物發泡體組成物在發泡製程期間膨脹時，聚合物組成物與鞋幫的足底區相互作用，以在聚合物發泡體組成物與鞋幫材料之間形成至少機械接合。當聚合物發泡體組成物固化時，聚合物發泡體組成物與鞋幫之間的物理接合會形成以足夠的黏結強度將所述兩者耦合在一起的黏結從而用作鞋物件。直接加底製程能夠減少製造方法中的材料及/或步驟。舉例而言，在一些方面中，聚合物發泡體組成物在其固化時與鞋幫之間的直接黏結能夠消除黏合劑的使用。此外，由於鞋底是在鞋幫存在下進行模製，因此能更佳地確保鞋底與鞋幫的對準、大小及配合。
然而，相對於傳統製造製程而言，鞋物件的直接加底確實對用於形成鞋的加工步驟進行了調整。舉例而言，由於在鞋底與鞋幫連接之前不會形成鞋底，因此鞋底的精製及加工是在鞋幫存在下進行。在形成直接附接鞋底時使用的作業工具（例如模具）可在鞋底中產生工具作業標記。工具作業標記是由於鞋底的製造而產生的非預期特徵。工具作業標記可能由工具作業部分的交叉產生（例如，內側環與外側環交叉會在工具作業部分的接面處形成線或其他特徵）。可藉由磨光、切割、拋光及其他操作來解決工具作業標記，以減少或消除工具作業標記的存在。然而，在直接加底製造中，鞋幫在鞋底的矯正步驟期間是存在的，此可能使鞋幫暴露於被損壞或產生其他缺陷的可能。
本發明的多個方面設想到藉由直接加底製程形成鞋物件，所述直接加底製程限制了非預期的工具作業引起的特徵，容許在順序製造製程中進行客製化，減少材料並縮減製造製程。
具體而言，轉向圖1，其繪示根據本發明多個方面的鞋物件100。鞋物件100形成有鞋幫102，鞋幫102包括內側面106、外側面108、腳趾端110、後跟端112以及在內側面106、外側面108、腳趾端110及後跟端112之間延伸的足底區114。鞋物件亦包括鞋底104，鞋底104具有內側面116、外側面118、腳趾端120、後跟端122，及在內側面116、外側面118、腳趾端120及後跟端122之間延伸的面向鞋幫的表面123、與面向鞋幫的表面123相對的面向地面的表面124、在面向地面的表面124與面向鞋幫的表面123之間沿著內側面116延伸的內側壁126、以及在面向地面的表面124與面向鞋幫的表面123之間沿著外側面118延伸的外側壁128。鞋底104包含聚合物發泡體組成物130，聚合物發泡體組成物130形成面向鞋幫的表面123的至少一部分且與鞋幫的足底區114機械接合。鞋底亦由聚合物膜組成物132構成，聚合物膜組成物132在內側膜邊緣134處自面向地面的表面124向鞋幫102形成內側壁126的至少一部分，且亦在外側膜邊緣136處自面向地面的表面124向鞋幫102形成外側壁128的至少一部分。內側壁126處的面向鞋幫的表面123與形成內側被暴露部分135的內側膜邊緣134之間有至少1毫米，且外側壁128處的面向鞋幫的表面123與形成外側被暴露部分137的外側膜邊緣136之間有至少1毫米。在所繪示實例中，鞋物件100亦包括外底138。
如本文中將更詳細地提供，鞋底104是由聚合物發泡體組成物130形成，聚合物發泡體組成物130在鞋底104形成製程期間直接附接至鞋幫102。鞋底104亦包含聚合物膜組成物132，聚合物膜組成物132沿著側壁的部分形成鞋底的外表面。此聚合物膜組成物132有效地為鞋物件100提供各種不同的視覺特性，例如著色、紋理及圖形以及其他表面加工（finish）的變化。此外，設想到聚合物膜組成物132對聚合物發泡體組成物130提供保護屏障以免受環境之害。舉例而言，聚合物膜組成物132可使聚合物發泡體組成物130免受水解及紫外線輻射影響。此外，當聚合物膜組成物用作作業工具（例如，圖3所示模具200）與聚合物發泡體組成物130之間的襯裡時，聚合物膜組成物132會減少由製造工具形成的非預期的工具標記特徵。由聚合物膜組成物132形成的襯裡有效地在各工具作業部分之間過渡，否則會形成隨後要被加工去除的工具作業標記特徵。
被暴露區（例如內側被暴露部分135及外側被暴露部分137）為本文設想到的多個方面提供若干優點。舉例而言，被暴露區是在鞋物件100的外表面上不存在聚合物膜組成物132的區。在膜邊緣（例如內側膜邊緣134及外側膜邊緣136）處終止聚合物膜組成物132容許高效且有效地終止聚合物膜組成物132。舉例而言，被曝露區提供可對聚合物膜組成物132執行修整操作的區域（如下文圖19中最佳所見）。在膜邊緣與鞋幫之間沒有至少1毫米的被暴露區的情況下，切割工具可能無法正確地接近並自聚合物發泡體組成物整齊地切除多餘的聚合物膜組成物。此外，被暴露區為鞋物件的設計靈活性提供更多機會。在聚合物膜組成物132與鞋幫102之間具有被暴露區容許存在例如材料、紋理、顏色、反射率、圖形等視覺特性的差異。因此，由於包括被暴露區，鞋可被設計成具有各種外觀。被暴露區可圍繞整個鞋物件延伸，或者其可僅沿著一些部分（例如內側面及外側面）延伸。被暴露部分可具有恆定的帶厚度（band thickness），或者被暴露部分可具有可變的帶厚度。
聚合物發泡體組成物130可以是任何聚合物組成物。發泡體是具有開孔細胞狀（open celled）或閉孔細胞狀（closed cell）結構的聚合物組成物以及空隙（例如氣體空隙）的細胞狀結構（cellular structure）。在示例性的一個方面中，聚合物發泡體組成物是聚胺基甲酸酯（或簡稱「PU」）組成物。聚胺基甲酸酯可在固化製程期間化學發泡（chemically foamed）或機械發泡（mechanically foamed）以產生聚合物發泡體組成物。聚合物發泡體組成物可包含其他組成成分，例如著色劑及其他添加劑。儘管具體列出了聚胺基甲酸酯組成物，然而亦設想到其他聚合物組成物，例如乙烯-乙酸乙烯酯、低密度聚乙烯、丁腈橡膠、聚氯丁二烯、聚醯亞胺、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚矽氧等。然而，如將更詳細地論述，在聚合物發泡體組成物130的固化階段期間聚合物發泡體組成物130與聚合物膜組成物132之間的黏結親和力（bonding affinity）會推進製造效率。具有足夠黏結親和力的材料的示例性組合是聚胺基甲酸酯作為聚合物發泡體組成物130以及熱塑性聚胺基甲酸酯（thermoplastic polyurethane）（或簡稱「TPU」）作為聚合物膜組成物132。
聚合物膜組成物132可以是任何聚合物組成物。膜是厚度介於約50微米至約600微米範圍內的聚合物組成物的薄層。在示例性的一方面中，如下文將論述，聚合物膜組成物在插入模腔中之前（或之後）具有介於約100微米至約400微米範圍內的厚度。在此示例性範圍內，舉例而言，聚合物膜組成物132提供足夠的耐久性以用作鞋物件上的外表面，具有足夠的彈性以在製造期間形成為模腔的襯裡，且足夠厚以遮蔽否則會在聚合物發泡體組成物130中產生非預期的工具作業標記的工具作業不規則性（irregularity）。設想到其他厚度範圍且其他厚度範圍隨著所選擇的聚合物組成物而變化。在一示例性方面中，聚合物膜組成物132是熱塑性聚胺基甲酸酯組成物。此外，在一示例性方面中，聚合物膜組成物132是厚度為100微米至300微米的熱塑性聚胺基甲酸酯組成物。此外，在一示例性方面中，聚合物膜組成物132是能夠在真空下在模腔中被形成為襯裡的非多孔膜（non-porous film）。
聚合物膜組成物132可具有各種視覺特性。視覺特性包括但不限於材料、光澤、著色、反射率、紋理、圖形呈現等。如在通篇中將理解，在連續製造製程期間，聚合物膜組成物132可在各鞋子之間變化。因此，在連續生產過程期間，具有不同視覺特性的鞋子可由共同的製造製程產生而不須顯著改變製造機制。繼而，設想到可在製造製程期間提供不同的聚合物膜組成物。此種便利性及靈活性容許持續使用資本設備，同時仍提供客製化的製造選項。舉例而言，可用具有第一視覺特性的第一聚合物膜組成物生產第一鞋子，且在不停止生產的情況下後續生產的鞋子可使用具有不同視覺特性的第二聚合物膜組成物。
鞋幫102可由任何材料形成，例如基於動物的纖維（例如，羊毛、毛髮、絲綢）、基於植物的纖維及/或合成纖維。在示例性的一個方面中，鞋幫102由在足底區114中具有一或多種纖維的織物材料形成。足底區114中的纖維提供聚合物發泡體組成物130可與之相互作用並與之機械黏結的表面。舉例而言，鞋幫102可由包括一或多種紗線、絲狀纖維（filament）及/或纖維的針織（knit）、機織（woven）、編織（braided）、非機織等織物形成，所述紗線、細絲及/或纖維提供適於直接加底的表面。在一些方面中，至少足底區114中的鞋幫102包括多孔結構，所述多孔結構容許尚待固化的（例如，容許聚合物組成物圍繞及/或穿過多孔結構流動的類似流體的性質）聚合物組成物滲入及/或至少部分地包封形成織物的一些纖維元件。一旦被包封，聚合物組成物固化成固體或更具彈性的狀態（例如，固化成發泡的聚合物組成物），從而藉由與被包封的纖維元件的相互作用與鞋幫102形成機械黏結。此外，設想到在聚合物組成物固化成發泡的聚合物組成物狀態時，另外或作為另一選擇聚合物組成物與鞋幫可形成化學黏結。化學黏結被設想到，當組成物具有化學黏結親和力，例如鞋幫具有形成足底區114的至少一部分的聚胺基甲酸酯及/或熱塑性聚胺基甲酸酯組成物（例如，針織鞋幫具有內置地針織於至少足底區114中的熱塑性聚胺基甲酸酯及/或聚胺基甲酸酯紗線）且聚合物發泡體組成物130包括聚胺基甲酸酯組成物時。在此實例中，鞋幫與聚合物發泡體組成物藉由各種組成物的機械接合及/或化學接合形成直接底部黏結。
類似地，設想到可在聚合物發泡體組成物130與聚合物膜組成物132之間形成化學黏結以對所述兩種組成物進行連接。因此，設想到選擇具有足以抵抗分層的化學黏結親和力的聚合物發泡體組成物130及聚合物膜組成物132。具有足夠的抗分層性的材料組成物的示例性組合包括以聚胺基甲酸酯組成物作為聚合物發泡體組成物130及以熱塑性聚胺基甲酸酯組成物作為聚合物膜組成物132。也設想到其他組成物。
返回圖1，鞋物件100被繪示為運動鞋；然而，設想到任何類型的鞋物件皆可由本文提供的多個方面產生。在以下論述中著重於鞋底104及處於不同位置的鞋底104的組成物。具體而言，聚合物膜組成物132被繪示為在上方向上自面向地面的表面124向鞋幫102延伸。實際上，對於圖1至圖3中提供的特定構型，聚合物膜組成物132是橫跨面向地面的表面124延伸並形成所述表面的外部，同時繼續、不間斷地向上（superior）延伸至使內側壁126及外側壁128的連續的膜材料。因此，在此實例中，聚合物膜組成物132自膜邊緣（例如，內側膜邊緣134及外側膜邊緣136）向下（inferiorly）形成鞋底104的外表面。在一些方面中，外底138可任選地固定至鞋底104，以於其後在地面接觸區處形成鞋物件100的外表面。本文所使用的解剖學關係用語（anatomical relational terms）（例如上、下、近側（proximal）、遠側（distal）、內側（medial）、外側（lateral）等）是相對於處於站立位置的使用者上的傳統穿戴構型的鞋物件。因此，在穿戴構型中，下方向朝向傳統的地面接觸表面延伸，且上方向在更靠近穿戴者的方向上延伸。
鞋底104的被暴露區（例如內側被暴露部分135及外側被暴露部分137）是在鞋幫102與鞋底104的交叉處與膜邊緣之間延伸的至少1毫米的帶。如前所提供的被暴露區為本文提供的實例提供多種優點。舉例而言，減少鞋幫102的干擾的情況下易於修整聚合物膜組成物132，具有鞋幫102、被暴露區及聚合物膜組成物132之間的視覺特性變化的設計靈活性。被暴露區可具有在鞋幫102與膜邊緣之間延伸的任何長度。然而，在示例性方面中，被暴露區具有至少1毫米的長度。在其他示例性方面中，長度為至少1毫米且小於10毫米。在再一示例性方面中，被暴露區的長度在約2毫米與約4毫米之間。在鞋幫與膜邊緣之間延伸的被暴露區域的長度的所提供範圍提供了足以容許進行修整操作的區域，同時聚合物膜組成物132仍對聚合物發泡體組成物130提供充分的覆蓋及保護。
圖2繪示根據本發明多個方面的鞋物件100的橫截面。圖中示出鞋幫102、鞋底104及外底138。鞋底104由聚合物發泡體組成物130及聚合物膜組成物132形成。鞋底104具有具傾角的側壁，如在圖2中所見。具體而言，在此內側至外側剖視圖中，面向地面的表面124處的第一距離144大於面向鞋幫的表面123處的第二距離146。第一距離144及第二距離146是自內側面116至外側面118量測。在一示例性方面中，由於聚合物膜組成物132用作模腔的襯裡，以便相對於非襯裡構型更容易自其中釋出鞋底104，因此對於直接加底的鞋而言具傾角的側壁是可能的。
亦如圖2所示，聚合物膜組成物132在腳下延伸，從而形成鞋底104的面向地面的表面124。如將在圖7至圖16中理解，聚合物膜組成物132在腳下延伸以在模腔接受聚合物組成物之前形成模腔的襯裡，所述聚合物組成物將發泡成聚合物發泡體組成物130。在所提供的多個方面中，經由使用真空壓力透過模腔抽吸聚合物膜組成物132形成為襯裡，在特定實例中，經由形成面向地面的表面的模腔的底板抽吸聚合物膜組成物132。為了用真空有效地抽吸聚合物膜組成物132，聚合物膜組成物132是在模腔之上延伸並被向下抽吸至模腔中的連續膜，同時保持連續性以確保將膜形成至模腔表面的壓差（例如，由模腔與膜之間的真空形成的較低壓力以及在大氣壓力下膜的相對表面上的相對較高的壓力）。因此，聚合物膜組成物132自側壁橫跨面向地面的表面124延伸。
聚合物發泡體組成物130作為連續發泡體組成物自面向地面的表面124以及側壁上的聚合物膜組成物132延伸至與鞋幫102機械接合的位置處的面向鞋幫的表面123。儘管圖中未繪示，設想到一或多個插入物可包封於鞋底104中。舉例而言，如圖20將繪示，設想到插入物（例如，氣囊、穩定元件、支撐元件、發泡體元件）在聚合物發泡體組成物130插入之前可定位在具有聚合物膜組成物132作為襯裡的模腔中。插入物可在將鞋幫102定位在模具處之前定位在模腔內。作為另一選擇，設想到，插入物可定位在鞋幫102（例如足底區114）上，以在鞋幫102定位在模具處時將插入物定位至模腔中，如下文將闡述。無論插入物的初始定位如何，此被包封的插入物藉由形成鞋底104的組成物保持在鞋底104的相對位置中，且在鞋底104的此特定位置處提供不同的功能特性（例如，衝擊衰減、彈性、支撐）。
圖2所示鞋物件100示出鞋幫102的外側面108、內側面106及足底區114。在足底區114處，聚合物發泡體組成物130與鞋幫102機械接合。儘管圖中未繪示，然而在一些方面中，設想到剖視圖將繪示聚合物發泡體組成物130的至少一部分延伸至形成足底區114的材料中，從而形成機械黏結。鞋底104被繪示為具有外側被暴露部分137及內側被暴露部分135。被暴露部分在鞋幫102與相應的外側膜邊緣136及內側膜邊緣134之間延伸。自膜邊緣在向下方向上繼續，聚合物膜組成物132沿著側壁（例如內側壁126及外側壁128）向下延伸，以形成面向地面的表面124。如圖2所繪示，聚合物膜組成物132是能夠藉由真空壓力被抽吸至模腔中而成為襯裡的連續且相對非多孔的材料。外底138被繪示成在面向地面的表面124處與聚合物膜組成物132連接。提供在面向地面的表面124處在內側面與外側面之間延伸的第一距離144。提供在面向鞋幫的表面123處在內側面與外側面之間延伸的第二距離146。因為內側壁126與外側壁128在向上方向上（即，遠離面向地面的表面124朝向面向鞋幫的表面123）朝向彼此傾斜，第一距離144大於第二距離146。
圖3繪示根據本發明多個方面的在修整聚合物膜組成物之前的鞋物件100的分解圖。圖中示出鞋幫102、聚合物發泡體組成物130、聚合物膜組成物132及外底138。在此示例性方面中，鞋底104包括聚合發泡體組成物130及聚合膜組成物132。儘管繪示了外底138，然而在一些示例性方面中，外底138是可選的。設想到，聚合物膜組成物132可在一些實例中用作地面接觸表面。此外，設想到，在再一示例性方面中，在聚合物發泡體組成物130進行的模製操作期間，聚合物膜組成物132可具有與膜成為一體或形成在膜中的牽引元件（traction elements）（例如，凸耳（lugs）、踏面元件（treads））。
所繪示的聚合物膜組成物132具有修整部分133，修整部分133自在修整操作後將成為膜邊緣（例如內側膜邊緣134及外側膜邊緣136）者延伸。所繪示的外底具有多個外底孔隙140。如前所述，外底孔隙140提供導管，真空可經由所述導管自底板傳遞至模腔，以有效地將聚合物膜組成物132抽吸至模腔中。在示例性方面中，外底138包括多個孔隙，所述多個孔隙延伸穿過外底138，以使聚合物膜組成物132均勻且完全地抽吸至模腔中。
儘管在圖1至圖3中提供了形成鞋物件100的各種組件的特定大小、形狀及構型，然而其是例示性的。相反，設想到任何大小、形狀、構型及式樣可能與組件及所述組件的特徵中的任何一者或多者相關聯。舉例而言，鞋幫102及/或鞋底104可具有任何大小、形狀及構型。此外，在各個方面中，可省略或改變外底138。此外，如前所述，設想到一或多個插入物可與直接加底鞋相結合而提供。插入物可以各種方式相對定位。舉例而言，插入物可定位在外底與膜層之間。插入物可定位在膜層與發泡體材料之間。插入物可定位在發泡體材料與鞋幫之間。多個插入物可定位在各種位置及相對位置處。此外，可包括附加元件，例如鞋墊（sock liner）、內底（insole）或與鞋物件結合使用的其他組件。另外，設想到底漆、黏合劑或其他黏結補充劑可與鞋物件100的任何組件結合使用以幫助進行組裝。
圖4繪示根據本發明多個方面的具有模具200的示例性系統，模具200在橫截面中被示出用於製作鞋物件。模具200是由內部環204（下文中亦被稱為「內部環模具」）、外部環206（下文中亦被稱為「外部環模具」）及底板208構成。然而，儘管特定構型例如內部環及外部環等被繪示於有關的各圖中，然而設想到可替代地實施替代作業工具及構型。所述系統亦包括真空源230。真空源230有效地產生真空，例如相對於周圍環境條件為負壓。真空源230可藉由各種方法產生真空，例如風扇、葉輪、柯恩達（coanda）、文氏管（venturi）等。真空源230與一或多個組件（例如底板208）可操作地耦合，例如經由管件。真空源與底板208之間的可操作耦合容許在一或多個底板真空埠222處經由底板208抽真空，底板真空埠222一直延伸至形成模腔的模製表面的底板頂表面。底板真空埠222容許經由模腔202抽真空以拉入聚合物膜組成物132以形成模腔202的襯裡。
在圖4中所示且下文中圖11至圖12進一步所示可選的構型中，真空源230（或單獨的真空源）可在膜被抽吸至模腔202中之前以固定聚合物膜組成物132的方式與模具200可操作地耦合。在此實例中，真空源230與內部環204可操作地耦合，以在內部環真空埠224處提供真空，此將在圖11至圖12處更詳細地論述。
圖4所示系統亦包括熱源228。熱源228有效地加熱聚合物膜組成物132，以幫助聚合物膜組成物132藉由真空而被抽吸至模腔202中。熱源228可以是任何熱源，例如輻射熱源。熱源228可藉由電阻元件、紅外輻射（例如，近紅外輻射及/或遠紅外輻射）及/或類似元件來提供作用。舉例而言，如圖13中所示，熱源228可靠近聚合物膜組成物132定位，並對聚合物膜組成物132施加閃熱能，以將聚合物膜組成物132的溫度升至高於周圍環境溫度。在一些實例中，所述溫度升至高於周圍環境溫度但低於聚合物膜組成物132的熔融溫度的溫度。溫度的升高容許聚合物膜組成物132在其被抽吸至模腔202中時更容易順應模腔202。在抽吸時聚合物膜組成物132更容易順應容許聚合物膜組成物132符合模具表面的形貌，且使聚合物膜組成物132的折痕及其他變形最小化。此外，對聚合物膜組成物132施加熱能可減少用於以聚合物膜組成物132對模腔202進行襯裡的真空量。
如將結合圖7至圖14論述，設想到各種構型及技術以用於在將聚合物膜組成物132真空抽吸至模腔202中期間將聚合物膜組成物132固定至模具200。
圖4所示系統亦繪示了機器人臂236。機器人臂236表示任何傳送機構（例如，多軸機器人、X-Y平面移動支架）。機器人臂有效地操縱圖4所示系統中的一或多個工具及/或一或多個組件。舉例而言，在示例性方面中，機器人臂可有效地將聚合物膜組成物132自膜源238定位在模具200上。機器人臂可適配有爪、真空拾取工具、黏合工具、鉤及/或類似元件，以固定聚合物膜組成物132、移動聚合物膜組成物132、然後將聚合物膜組成物132定位在模具200處，以被抽吸至模腔202中。另外或作為另一選擇，機器人臂236有效地將熱源228定位在相對於聚合物膜組成物132的適當位置處，以對聚合物膜組成物132進行加熱。此外，聚合物膜組成物132（或其變型）可有效地將鞋幫102相對於模具200定位以進行直接加底操作。
膜源238可以是具有不同特性的膜的庫存，例如聚合物膜組成物132。不同的特性可包括不同的視覺特性，例如顏色、紋理、反射率等。膜源238亦可包括具有不同物理屬性的膜庫存。舉例而言，不同的組成物、不同的厚度、不同的大小。舉例而言，膜源238可包括大小適合於所製造的鞋的大小或式樣的各種大小的聚合物膜組成物。
材料源234是聚合物發泡體組成物130的來源。材料源234可由各種組成物構成，所述各種組成物在由注射器232注入至模腔202中時進行混合並相互作用。材料源234可包括多個源，例如用於形成聚合物發泡體組成物130的不同元素的單獨源。
視覺系統256被提出為如圖4所示的系統。視覺系統256有效地拍攝模具以及一或多個組件的一個影像或多個影像（例如，視訊）。視覺系統256可用於確保組件相對於作業工具或相對於其他組件的放置。舉例而言，視覺系統256可有效地幫助由機器人臂236執行的拾取及放置操作。此外，視覺系統256可有效地識別作業工具並因此識別適當的製程及/或組件以進行加工。另外，視覺系統256可用於評價品質度量且根據判定結果調整製程參數或製程。
返回模具200，模腔202中存在各種模具表面。舉例而言，第一模製表面210由底板208的頂表面形成。第二模製表面212由各模製表面的組合形成。舉例而言，內部環204的內側壁214及外部環206的內側壁216可形成第二模製表面212。在不同的作業工具構型中，第二模製表面由作業工具的形成鞋底側壁的部分形成。在外側面上，內部環204的外側壁218及外部環206的外側壁220形成模具200的模製表面側壁。內部環204包括頂表面226。頂表面226是在聚合物膜組成物132被抽吸至模腔中以形成模腔的襯裡時支撐聚合物膜組成物132的表面。在一示例性方面中，頂表面226是內部環真空埠224的位置。在圖9至圖10所示方面中，內部環頂表面226是用於將壓縮環246定位在形成於內部環頂表面226中的唇緣周圍，以在將聚合物膜組成物132抽吸至模腔202中之前經由壓縮配合將聚合物膜組成物132固定至模具的表面。此外，如圖7及圖8將繪示，內部環頂表面226為一或多個模具固定件提供固定位置，以使一或多個模具固定件延伸穿過膜孔隙以將聚合物膜組成物132固定至模具200。
提供底板致動器258以使底板208相對於待製造的鞋物件在上下方向上線性地移動。底板致動器258可以是液壓致動器、氣動致動器、電動致動器等。底板致動器258依據正在執行的製程、正在製造的物件及/或所使用的材料有效地將底板定位在不同的垂直位置處。舉例而言，由於一些聚合物組成物具有不同的發泡反應、從而具有不同的體積變化，因此底板208相對於鞋幫102的位置的不同高度可能是期望的且因此由底板致動器258來調整。另外，設想到底板208在注入聚合物發泡體組成物130之前定位在第一高度處，然後在注入聚合物發泡體組成物130之後升高至更靠近鞋幫102的第二高度。舉例而言，在注入之後底板208的此種變化可作為一種有效的機制，以使經由模具來供應材料的注入過程乾淨及/或提供足夠的容積以在各種注射壓力下將材料注入達模腔的長度，而不使鞋幫102干擾注射流。
圖4所示系統亦包括環致動器，例如內側環致動器260及外側環致動器262。內側環致動器260及外側環致動器262可以是任何致動器，例如液壓致動器、氣動致動器、電動致動器等。環致動器在製造製程期間有效地定位相應的模具環部分。舉例而言且如圖16及圖17所示，內側環致動器260及外側環致動器262有效地將相應的外部環固定在鞋幫102周圍。內側環致動器260及外側環致動器262移動模具的相應的外部環以用楦製鞋幫102的足底部分封閉模腔。當注入的聚合物發泡體組成物130在發泡期間膨脹時，模具200將聚合物發泡體組成物形成為與鞋幫102機械接合的淨尺寸形狀（net-sized, shape），此乃因在內側環致動器260及外側環致動器262將外部環移動成與鞋幫102接觸之後，聚合物發泡體組成物130被封閉在模腔中。
設想到模具200包括內部環204及可選地包括外部環206。此外，如下文將更詳細論述的，設想到一或多個聚合物膜組成物固定件。膜固定件包括但不限於針、壓縮環、磁性環或板及/或真空埠。應理解，內部環204與外部環206相組合或單獨地可形成模具200。當如圖4所示組合時，外部環206與內部環204可滑動地接合，以將外側壁220及內側壁216定位在適當的位置，從而固定鞋幫並形成鞋側壁的被暴露區。外部環206的此種移動因此在適當的位置處呈現為模製表面，且外部環206固定楦製鞋幫並圍繞楦製鞋幫形成密封以用於注入聚合物發泡體組成物。在省略外部環206的方面中，設想到模具仍可利用各種技術固定楦製鞋幫並圍繞楦製鞋幫進行密封，例如能夠圍繞定位在模腔中的鞋幫閉合的分開的內部環，如本文中關於外部環所論述的。
下文中在圖7至圖14B中將詳細論述各種膜固定件。然而，一般而言，各種膜固定件構型有效地將聚合物膜組成物固定在模腔之上以容許聚合物膜組成物被抽吸至模腔中、然後形成模腔的襯裡。因此，設想到包括膜固定件的元件的位置變化。
經在圖4中繪示了特定組件，然而應理解，可以省略任何組件。此外，設想到可在系統中使用任何數目的所列組件。此外，圖4所示組件是示例性的且並非進行限制。
圖5繪示根據本發明方面的模具200，模具200具有外部環206、內部環204及被暴露的底板208。圖5中的模具200呈為了進行直接加底製程而準備的構型，如將在下圖中例示性地依序示出。
圖6繪示根據本發明一方面的模具200，其中外底138放置在內部環204內的底板208上。在此實例中，外底孔隙140與底板真空埠222對準，從而容許導管，其中真空可經由所述導管到達並影響聚合物膜組成物132。設想到將可對外底138施加黏合劑或其他黏結劑，以有助於外底138與聚合物膜組成物132之間的黏結。在將聚合物膜組成物132形成為被真空固定為外底138的襯裡之前，可在此步驟處施加黏合劑或黏結劑。此種真空固定可有助於對外底138與聚合物膜組成物132進行黏結。
圖7繪示根據本發明多個方面的用於將聚合物膜組成物132固定至模具以被抽吸至模腔中從而形成襯裡的第一構型。在此第一構型中，多個模具固定件250如圖8的橫截面中最佳所見的延伸穿過聚合物膜組成物132的膜孔隙248。當聚合物膜組成物132被抽吸至模腔中時，由模具固定件250進行的此種機械接合將聚合物膜組成物132錨固至模具200。在不進行錨固的情況下，無論錨固件構型的類型如何，聚合物膜組成物132可能被拉出模具的頂表面且使得真空密封被破壞，此將消除真空將聚合物膜組成物132牽拉至模腔中成為襯裡的有效性。
圖8繪示根據本發明多個方面的在藉由真空抽吸以形成襯裡之後沿圖7的線8-8的橫截面。聚合物膜組成物132自頂表面226沿著外側壁218、橫跨底板208上的外底138延伸至內側壁214且向上延伸至內側面上的內部環頂表面226。聚合物膜組成物132可在預定義的位置處形成有膜孔隙248，基於多個膜孔隙248之間的已知距離，以確保跨模腔的一致的張力。作為另一選擇，膜孔隙248可藉由模具固定件250形成。舉例而言，模具固定件250可在操作者所選擇的位置處刺穿聚合物膜組成物132。以此種方式，可在進行固定時調整使聚合物膜組成物132在其橫跨模腔延伸時產生的張力量，以適應材料、大小、式樣等的變化。此外，設想到一些膜孔隙248可以是預成形的，且其他膜孔隙248藉由與其各自的模具固定件250接觸而形成。
模具固定件250可以是針、鉤或自模具200的一部分延伸的任何其他突起，聚合物膜組成物132靠近（例如，接觸、接近）模具200的所述部分且所述部分位於模腔外部252。模具固定件250可與模具200一體地形成，或者其可在執行初始作業工具的生產之後添加。舉例而言，可將一或多個針插入模具200中以用作模具固定件250。
圖8繪示內部環204與外部環206相互作用。當聚合物膜組成物132自內部環側壁（例如內側壁216）轉向頂表面226時，然後在內側壁216處由外部環206形成鞋底側壁模製表面。此內側壁216在鞋底104上形成內側被暴露部分135。類似地，外側壁220形成鞋底104的外側被暴露部分137。在示例性方面中，在內部環204界定支撐由聚合物膜組成物132形成的襯裡的模具表面且外部環界定被暴露部分的模具表面的情況下，可在遠離鞋幫102的側壁上形成膜邊緣。
應理解，可調整外部環側壁表面的尺寸以改變鞋底104側壁上的被暴露部分的寬度。舉例而言，若預期更大的被暴露部分，則可增大外部環側壁的大小。相反，若預期被暴露部分的大小要減小，則減小外部環側壁的大小。
圖9繪示根據本發明多個方面的藉由壓縮將聚合物膜組成物132簡易地固定至模具。具體而言，形成壓縮環246以圍繞頂表面226的周邊元件（例如所示唇緣）壓縮聚合物膜組成物132。壓縮環246由例如鋼、鋁、聚四氟乙烯等材料形成。由於各方面設想到加熱聚合物膜組成物132，因此壓縮環246由耐受溫度超過200攝氏度的熱循環的材料形成。壓縮環246不僅應耐受超過200攝氏度的溫度，且壓縮環246亦不應隨著重複的熱循環而劣化或變形。壓縮環246的大小被設計成環繞頂表面226，同時亦將聚合物膜組成物132抓取並保持在適當的位置。因此，在整個製造循環中保持一致的壓縮環246的適當的大小設計確保聚合物膜組成物132的持續固定。
由於壓縮環246在所提供的方面中圍繞周邊延伸，因此聚合物膜組成物132的固定在模腔周圍是均勻的。固定不均勻可導致聚合物膜組成物132在其被抽吸至模腔中成為襯裡時出現折痕或其他變形。此外，可在固定之前對聚合物膜組成物132提供預期量的張力或鬆垂。舉例而言，預定量的聚合物膜組成物132可在放置壓縮環246之前延伸至模腔中。在固定之前模腔中的過量聚合物膜組成物132可能限制聚合物膜組成物132形成模腔的襯裡所需的伸長量。
圖10繪示根據本發明方面的在聚合物膜組成物132向下抽吸成模腔202的襯裡之後的圖9的橫截面。壓縮環246在頂表面226處壓縮內部環204之間的聚合物膜組成物132。當聚合物膜組成物132自側壁（例如外側壁218）過渡至頂表面226時，修整部分133由聚合物膜組成物132形成。修整部分133是聚合物膜組成物132的未與聚合物發泡體組成物130連接的部分，且將在下文中如圖19所示被修整。
圖11繪示根據本發明多個方面的在模腔之上的額外的聚合物膜組成物132固定件選項。在此實例中，在聚合物膜組成物132被抽吸至模腔202中以形成襯裡之前，在模腔202外部對聚合物膜組成物132施加真空壓力。一系列孔隙延伸穿過內部環作為真空埠224。真空孔隙是用於施加真空的導管，其有助於將聚合物膜組成物132固定至頂表面226。
圖12繪示根據本發明多個方面的在聚合物膜組成物132被向下抽吸而成為模腔202的襯裡之後的圖11的橫截面。在此實例中，設想到聚合物膜組成物132定位在模腔之上且同時或隨後經由真空埠224抽真空，真空埠224藉由真空在聚合物膜組成物132的頂表面226處產生固定力。一旦聚合物膜組成物132藉由真空埠224被固定至模具200，底板真空埠222即可經由其抽真空以將聚合物膜組成物132伸長並拉入模腔中從而形成襯裡。在將聚合物膜組成物132拉下以形成襯裡時，藉由來自真空埠224的持續真空將聚合物膜組成物132固定在頂表面處。
真空埠可被定位成圍繞模腔周邊延伸的多個埠。真空埠224可每1毫米、2毫米、3毫米、4毫米、5毫米、6毫米、7毫米、8毫米、9毫米或大於9毫米而間隔開。依據真空埠224的大小、真空壓力的大小、材料特性及模腔大小而定，可對真空埠的定位及間隔進行調整。此外，設想到真空埠224在具有較長側壁表面的模腔區處更靠近地定位。當較長的側壁拉力可能發生較大的伸長時，設想到更強的固定件。舉例而言，在後跟區中具有自面向地面的表面至面向鞋幫的表面較在腳趾區中厚的聚合物發泡體組成物，例如靠近後跟區的模腔的周邊具有比在腳趾區的周邊中更高的真空埠224的集中度。
本文的方面設想到經由真空埠224產生的可變真空固定力。如下文中關於圖13至圖14中提供的磁性固定技術亦將論述的，可變真空固定力可確保藉由以下方式來限制聚合物膜組成物132的非預期的伸長：在將聚合物膜組成物132抽吸至模腔中而成為襯裡期間容許聚合物膜組成物132沿內部環204可預期地滑動。舉例而言，用於固定聚合物膜組成物132的一或多個真空埠可降低在操作的不同製程中施加的真空壓力。在實例中，當加熱聚合物膜組成物132時，由真空埠224產生第一固定力。至少部分地藉由真空將聚合物膜組成物132抽吸至模腔中，由真空埠224產生第二固定力。第二固定力小於第一固定力，以容許聚合物膜組成物132沿內部環204滑動。此種滑動容許形成模腔的襯裡，同時亦防止聚合物膜組成物過度伸長，所述過度伸長會影響聚合物膜組成物的視覺特性。受影響的視覺特性的實例包括但不限於聚合物膜組成物132上的圖形或文字元素的扭曲或其他變形。另一實例包括因過度伸長而淡化或以其他方式減輕的聚合物膜組成物132上的立體紋理。如此一來，各方面設想到容許聚合物膜組成物的至少一部分相對於模具可預期的滑動以限制非預期的視覺特性效應。
圖13繪示根據本發明多個方面的利用磁性環251與內部環204之間的磁性吸引將聚合物膜組成物132固定至模具的第四示例性技術。磁性吸引可藉由磁力的任何組合產生，例如併入磁性環251中的磁體253、併入內部環204中的磁體255（如下文中在圖14A中所見）、磁化磁性環251及/或磁化內部環204。此外，磁性吸引可以是磁性材料及/或因應於電性輸入而產生磁力的電磁系統。
磁性環251可以是任何形狀。在示例性方面中，如圖所示的磁性環251是環狀結構，其有效地至少覆蓋界定模腔202的內部環204的邊緣。舉例而言，磁性環可具有自內周邊（例如，中央孔隙）至外周邊的為5毫米、10毫米、15毫米、20毫米、25毫米及大於25毫米的寬度。寬度越大，對於不同大小的模具及不同式樣的模具而言，磁性環251可能更通用。因此，通用磁性環251的構型使磁性環251的變型的數目受到限制以提高效率並減少作業工具庫存。然而，設想到在示例性方面中，磁性環251包括至少一個孔隙，所述至少一個孔隙容許空氣通過磁性環251，例如在模腔202之上的中央區中。此孔隙容許當聚合物膜組成物132被抽吸至模腔202中以形成襯裡時，壓力等於聚合物膜組成物132的頂表面上的周圍環境壓力。延伸穿過磁性環251的孔隙容許當經由底板208抽真空時，在整個聚合物膜組成物132上形成壓差，如在圖14A中所見。
磁性環251可由任何材料構造而成。類似於壓縮環246，磁性環251由例如鋼、其他含鐵金屬、鋁、聚四氟乙烯、其他聚合物等材料形成。由於各方面設想到加熱聚合物膜組成物132，因此磁性環251由耐受溫度超過200攝氏度的熱循環的材料形成。依據磁性吸引構型而定，磁性環251可由含鐵材料形成或至少包含含鐵材料。舉例而言，若將永久磁體、電磁體或其他磁力源與內部環204合併，則磁性環251可以是被吸引至內部環204內的磁力源的被動組件。另外或作為另一選擇，磁性環251可包括磁力源，例如永久磁體、電磁體或其他磁力源。無論磁力源及位置如何，設想到利用磁性環251與內部環204之間的磁性吸引在磁性環251與圍繞模腔202的周邊的內部環204之間產生壓縮力。
如圖13所示，多個磁體253圍繞磁性環251的圓周且在外周邊與中心孔隙之間的磁性環的寬度內定位。磁體中的每一者可在磁性環251內具有共同的極性定向，以容許存在不同的定位及對模具的標準化吸引。作為另一選擇，設想到每一磁體253的極性定向可為不同的，以提供磁性環251相對於下伏模具的自對準特性。若例如所述多個磁體253等磁體併入在磁性環251內，則可以使用任何數目的磁體。舉例而言，可併入4、6、8、10、12、14個或任何數目的磁體。另外，設想到在對磁性環251中的磁體進行定位時可實施均勻間隔或不規則間隔。各磁體253之間的均勻間隔可有助於圍繞周邊提供均勻壓縮。可利用磁體253的不規則定位來在特定位置（例如被壓縮的聚合物膜組成物132更易於伸長之處）達成更大的磁性壓縮力。如圖14B將繪示，亦設想到在一些方面中，可以自磁性環省略磁體。由於磁性環可被構造成具有含鐵金屬，因此磁力源（例如，永久磁體或電磁體）自身可位於模具中且藉由對含有含鐵金屬的磁性環的磁性吸引而在聚合物膜組成物132上產生壓縮力。
圖14A繪示根據本發明多個方面的使用圖13所示磁性環251的膜固定的剖視圖。類似於先前結合圖10及圖12論述的多個方面，在真空抽吸至至少由內部環204及底板208形成的模腔中期間固定聚合物膜組成物132。在內部環204的頂表面226處，磁性環251壓縮聚合物膜組成物132。壓縮力是藉由磁性吸引而產生。由於內部環204中的相反磁體255與磁性環251的磁體253的吸引極性，可產生磁性吸引。或者如前所述，內部環204以及磁性環251中的一或多者可被吸引至磁力源。舉例而言，內部環204及/或磁性環251可包含被吸引至相反磁力源的含鐵材料（或其他磁性吸引材料）。
磁體255可定位在模具的任何位置處，但在所示實例中，磁體255在頂表面226處併入。磁體255的定位可與磁性環251的磁體253的定位對準。磁體255與磁體253的此種協調及對準容許有效地利用磁體255與磁體253之間的磁能勢（magnetic energy potential）。
類似於圖11至圖12的真空壓力固定技術，設想到圖13至圖15的磁固定技術可用作可變固定。若至少部分地藉由電磁源產生磁性壓縮，則可在製程期間調整由電磁源產生的力。舉例而言，設想到磁性環251可在加熱聚合物膜組成物132之前將聚合物膜組成物132固定至模具。在加熱製程期間，在磁性環251與模具之間產生第一壓縮。在真空抽吸製程期間，可在磁性環251與模具之間產生第二壓縮。第一壓縮可大於第二壓縮以容許聚合物膜組成物132不僅在真空抽吸期間伸長，而且亦在磁性環251與模具之間可滑動地移動。選擇性地調整施加至聚合物膜組成物132的壓縮力的定時及/或定位可有效地限制聚合物膜組成物132的非預期變形。實例包括具有在表面上可見的圖形或其他元素（文字）的聚合物膜組成物，使得不規則的或過度伸長會扭曲聚合物膜組成物的視覺印象。另一實例包括具有立體紋理的聚合物膜組成物。立體紋理化的聚合物膜組成物的過度伸長可減少並扭曲立體紋理。因此，各方面設想到藉由調整所產生的磁力（例如由電磁體產生的力）來減小磁性環251與模具之間的壓縮力。在此實例中，對壓縮進行調整容許聚合物膜組成物132的可預期滑動及有限的伸長。
磁性環251技術的示例性使用包括將聚合物膜組成物132定位在模腔202之上。然後將磁性環251定位在聚合物膜組成物132之上且靠近模具。磁性環251與模具之間的磁性吸引使得將聚合物膜組成物132壓縮在模具與磁性環251之間，從而固定聚合物膜組成物132以便被抽吸至模腔202中。在聚合物膜組成物132被抽吸至模腔202中之後，可自聚合物膜組成物132移除磁性環251。然後可將鞋幫定位在模具處以進行直接加底操作。
圖14B在橫截面中繪示根據本發明多個方面的磁性環251的替代構型。具體而言，圖14B的磁性環251由例如鋼等含鐵金屬構成。可自例如鋼片材等材料切割磁性環。磁性環可在第一方面中具有1毫米至4毫米的厚度，且在第二方面中具有2毫米至3毫米的厚度。含鐵磁性環在模具（例如內部環204）處被一或多個磁力源（例如永久磁體、電磁體）吸引。磁力源可埋入內部環204的頂表面中。磁性環251可以是任何形狀。在示例性方面中，磁性環251具有外周邊，所述外周邊在內部環204的頂表面處至少具有與模腔一樣的大小及形狀以延伸至模腔外部。換言之，磁性環251的大小及形狀足以在內部環204的頂表面處壓縮聚合物膜組成物132。
圖15繪示根據本發明各方面的對聚合物膜組成物132進行加熱的熱源228。舉例而言，在藉由任何方法（例如在圖9至圖14中提供的所述方法）將聚合物膜組成物132固定至模具之後且在施加真空以將聚合物膜組成物132抽吸至模腔中之前，熱源228可加熱聚合物膜組成物132。一旦被加熱，聚合物膜組成物132更容易藉由經由模腔抽真空而伸長。此外，由於由熱源228進行的加熱，聚合物膜組成物132可更加順應於模具表面，從而使聚合物膜組成物132自模具表面獲取更高的細節解析度並模製成鞋底104。
圖16繪示根據本發明多個方面的向下抽吸至模腔中以形成模腔的襯裡的聚合物膜組成物132。儘管圖中繪示了膜孔隙248，然而應理解可實施任何固定技術，且所示技術並非進行限制。在藉由經由底板抽真空向下抽吸聚合物膜組成物132的情況下，內側膜邊緣134及外側膜邊緣136被暴露且呈現出將執行修整以產生修整部分133的位置。在此步驟中，可將真空保持預定的時間段，以確保聚合物膜組成物132與模具表面之間的可接受的接觸。作為另一選擇，一旦聚合物膜組成物132達到較在開始施加真空以將聚合物膜組成物132向下抽吸而成為襯裡時的溫度低的預定義溫度，即可停止真空。另外，可藉由後續處理步驟（例如注入聚合物發泡體組成物）保持真空。
圖17繪示根據本發明多個方面的在通常被稱為楦製的步驟中將鞋幫102施加至鞋楦240的步驟。鞋楦240是為鞋幫102提供所界定形狀的工具，使得在直接加底製程之後，鞋幫102由於與彈性鞋底的接合而至少部分地保持類似的形狀。在此實例中突出地示出了足底區114。所論述的足底區114將在隨後的直接加底製程期間形成鞋底的接合表面。
圖18繪示根據本發明多個方面的楦製鞋幫102相對於模具200定位。外部環206由圖4中提供的致動器分離。狹縫外部環構型容許按照預期將鞋幫102定位在模具200中，以將足底區暴露於模腔從而進行直接加底。
圖19繪示根據本發明多個方面的呈閉合構型以用於對楦製鞋幫102直接加底的外部環206。當呈閉合構型時，外部環206壓縮楦製鞋幫以在自待直接加底的鞋底與鞋幫102的過渡處形成密封。注射器232定位在模具處以將組成物注入模腔中，所述組成物將發泡並成為本文所述的聚合物發泡體組成物130。儘管圖中未繪示，然而設想到在注射器232注入聚合物發泡體組成物130之後，底板升高以阻塞聚合物發泡體組成物130所通過的以到達模腔的通道。此種阻塞會密封模腔以將膨脹的聚合物發泡體組成物130容置在由模具200及被固定的鞋幫102界定的模腔內。如同先前所提出，在聚合物發泡體組成物130在與聚合物膜組成物132接觸的模腔中固化時，聚合物發泡體組成物130與聚合物膜組成物132可機械地及/或化學地黏結。
圖20繪示根據本發明多個方面的在圖19所示直接加底操作之後鞋物件100的地面接觸表面。圖中繪示在被修整之前的聚合物膜組成物132的修整部分133。圖中亦繪示經由外底138的外底孔隙140被暴露的聚合物膜組成物132。
圖21繪示根據本發明多個方面的聚合物膜組成物132的修整操作。切割工具242有效地切割聚合物膜組成物132以使修整部分133自鞋底分離。切割工具242可以是任何切割工具，例如刀片、熱線（hot wire）、雷射等。在示例性方面中，切割工具是搖擺切割器（oscillating cutter），其抵靠待修整的表面並在物件移動經過切割部分時切割材料。隨著修整部分133被移除，切割的位置形成膜邊緣，例如示例性方面中的外側膜邊緣136。在外側膜邊緣136下方，在向下方向上的是形成鞋底的外表面的聚合物膜組成物132。在外側膜邊緣136上方，在向上方向上的是外側被暴露部分137。
修整操作在聚合物膜組成物132與聚合物發泡體組成物130之間產生清晰且明確的過渡。因此，避免了塗料或印刷操作以在各材料之間提供精確的過渡。
圖22繪示根據本發明多個方面的在對鞋幫102進行直接加底之前插入插入物142的替代操作。在此實例中，聚合物膜組成物132已在模腔中形成為襯裡且在注入聚合物發泡體組成物130之前；將插入物142定位在模腔中。在此實例中，提供了一種氣囊以有助於衝擊衰減及鞋底的功能；然而，上文所提供的插入物可具有各種材料及功能。此外，插入物可定位在模腔內的各種位置處，例如拱形區、球區及組合區。此外，如前所述，設想到可將任何數目的任何組合功能的插入物插入模腔中，以便在直接加底製程期間被包括在內。
儘管插入物142被繪示成在將鞋幫102定位在模具處之前放置至模腔中，然而設想到作為另一選擇，插入物142可與鞋幫102一起定位在模具處。舉例而言，插入物142可暫時地或永久地固定至鞋幫102，使得當鞋幫102定位在模具處時，插入物142亦定位在模具處。在各方面中，一些插入物在注入聚合物發泡體組成物之前被放置在模腔中時可能會干擾聚合物發泡體組成物的注射流。類似地，一些插入物（例如氣囊或發泡體組件）可在注入的發泡體組成物上浮動，且因此在聚合物發泡體組成物凝固之前進行重新定位。因此，各方面設想到在插入插入物142之前將聚合物發泡體組成物注入被襯裡的模腔中。插入可以與鞋幫102的定位結合，或者其可以是單獨的插置步驟。
圖23繪示表示根據本發明多個方面的製造鞋物件的方法2300的流程圖。在方塊2302中，將膜（例如圖1的聚合物膜組成物132）定位在模腔（例如圖4的模腔202）之上。膜的定位可由人操作者或自動機器（例如機器人臂）達成。定位可以僅僅是放置，或者其可以是在整個模腔中為膜提供預定的張力或鬆垂的對準。參照圖7、圖9及圖11，提供放置膜的實例。
在方塊2304中，將膜固定在模腔之上。上文至少結合圖7至圖14論述了用於固定膜的示例性技術。
在方塊2306中，對膜施加熱能。熱能可以是紅外能量的形式，其有效地將膜加熱至低於膜的玻璃轉變溫度的升高的溫度。升高的溫度容許在抽吸至模腔中的製程期間膜的充分伸長。
在方塊2308中，經由模腔抽真空以用膜形成模腔的襯裡。由於膜在方塊2304中被固定，因此真空會藉由膜的相對的側上的壓差而使膜變形。此壓差容許膜被抽吸至模腔中並順應模具表面。
在方塊2310中，向被襯裡的模腔中注入材料組成物（例如圖1的聚合物發泡體組成物130）。由於模腔是密封的環境，因此材料膨脹並形成至模具表面。除了形成至模具表面之外，材料與定位在模腔處的鞋幫的材料機械地接合並摻雜，如方塊2312所列。應理解，在注入材料之前，鞋幫可定位在模腔處。因此，在各方面中，可改變方塊2310及方塊2312的次序。無論操作次序如何，發泡的材料與鞋幫摻雜並相互作用，結果在鞋幫與現在形成的鞋底之間形成黏結。此種黏結是在一些方面中不再使用黏合劑將鞋幫與鞋底連接的直接加底操作。繼而，鞋底本身的形成會形成鞋底與鞋幫的連接。
在方塊2314中，自模腔移除在前面的方塊中形成的鞋物件。在一些方面中，模具可以分開或以其他方式打開，以容許自模具移除鞋物件。
在方塊2316中，自鞋底對膜進行修整，使得在鞋底側壁上在膜與鞋幫之間形成被暴露部分（發泡材料的未在膜中覆蓋的一部分）。此被暴露部分可以是至少1毫米。在示例性方面中，被暴露部分可具有1毫米至10毫米的範圍。被暴露部分可介於約2毫米至6毫米的範圍內。無論如何，被暴露部分提供用於進行修整操作的區域，而不存在來自鞋幫的干擾。此外，被暴露區沿側壁提供美學區分（aesthetic differentiator），同時仍容許膜沿側壁提供上文論述的功能優點。
可以理解，本文提供的形成鞋物件的方法有助於定製製造。舉例而言，設想到在連續製造製程中生產具有不同特性的不同鞋物件。舉例而言，第一鞋物件可具有第一視覺特性，且緊隨其後製造的鞋物件具有不同的視覺特性。此可以藉由插入替代膜同時保持其他參數恆定不變來達成。替代膜可具有不同的顏色、紋理、圖形等。此外，設想到相較於緊隨其後的鞋物件而言，可在第一鞋物件上使用不同的聚合物發泡體組成物。舉例而言，可在注射時將不同的添加劑（例如著色劑）與聚合物發泡體組成物結合。此與傳統的鞋製造不同，傳統的鞋製造保持待連接的鞋幫與鞋底二者的庫存。利用所設想的直接加底操作，鞋底在連接時製造。因此，可根據需要定製所製造的鞋底，而不保持不同鞋底的庫存。除了可以定製的視覺特性之外，鞋底的功能可藉由包括本文所提供的一或多個插入物來定製。
此外，由於例如聚合物膜組成物等膜有效地處置由模具及其他工具形成的工具作業標記，因此可使用可互換的模具組件。傳統上，可互換的模具部分由於自模具表面至可互換的組件表面的過渡而在成形物件中產生工具作業標記，從而可在所述過渡處產生線。在本文設想的方法中，膜藉由使模具表面與可互換的組件表面之間的表面過渡標準化來處置可能的工具作業標記。此種標準化容許可互換的部分在共同的模具中進行交換以定製成形鞋底。可互換的組件可以是產生標誌、圖形、紋理等的隆起（例如，模製物件中的正空間）或凹陷（例如，模製物件中的負空間）。因此，連續操作的製造線可藉由選擇膜、發泡體、模具中的可互換的組件及/或類似者來生產不同的鞋物件。
在不背離本揭露的精神及範圍的條件下，所繪示的各種組件以及未示出的組件可具有諸多不同的佈置。已闡述了本揭露的各實施例，其中意圖是例示性的而非限制性的。對於熟習此項技術者而言，不背離本發明範圍的替代實施例將變得顯而易見。熟習此項技術者可在不背離本揭露範圍的條件下開發出實施前述改良的替代方式。
應理解，某些特徵及子組合具有實用性，且可在無需參照其他特徵及子組合的情況下加以採用，並且是在申請專利範圍的範圍內設想出。並非各圖中所列出的所有步驟均需要以所述的特定次序來實施。
如本文所用且結合以下所列申請專利範圍請求項，術語「申請專利範圍中的任一項」或所述術語的相似變型旨在被解釋成申請專利範圍所述的特徵可以任何組合方式進行組合。舉例而言，示例性申請專利範圍第4項可指示申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的方法/設備，此旨在被解釋成申請專利範圍第1項所述的特徵與申請專利範圍第4項所述的特徵可加以組合，申請專利範圍第2項所述的元件與申請專利範圍第4項所述的元件可加以組合，申請專利範圍第3項所述的元件與申請專利範圍第4項所述的元件可加以組合，申請專利範圍第1項所述的元件、申請專利範圍第2項所述的元件、及申請專利範圍第4項所述的元件可加以組合，申請專利範圍第2項所述的元件、申請專利範圍第3項所述的元件、及申請專利範圍第4項所述的元件可加以組合，申請專利範圍第1項所述的元件、申請專利範圍第2項所述的元件、申請專利範圍第3項所述的元件、及申請專利範圍第4項所述的元件可加以組合，及/或其他變型。此外，術語「申請專利範圍中的任一項」或所述術語的相似變型旨在包括「申請專利範圍各請求項中的任一者」或此術語的其他變型，如以上所提供的實例中的某些所指示。
8-8:線 100:鞋物件 102:鞋幫 104:鞋底 106、116:內側面 108、118:外側面 110、120:腳趾端 112、122:後跟端 114:足底區 123:面向鞋幫的表面 124:面向地面的表面 126、214、216:內側壁 128、218、220:外側壁 130:聚合物發泡體組成物 132:聚合物膜組成物 133:修整部分 134:內側膜邊緣 135:內側被暴露部分 136:外側膜邊緣 137:外側被暴露部分 138:外底 140:外底孔隙 142:插入物 144:第一距離 146:第二距離 200:模具 202:模腔 204:內部環 206:外部環 208:底板 210:第一模製表面 212:第二模製表面 222:底板真空埠 224:內部環真空埠 226:頂表面 228:熱源 230:真空源 232:注射器 234:材料源 236:機器人臂 238:膜源 240:鞋楦 242:切割工具 246:壓縮環 248:膜孔隙 250:模具固定件 251:磁性環 252:模腔外部 253、255:磁體 256:視覺系統 258:底板致動器 260:內側環致動器 262:外側環致動器 2300:方法 2302、2304、2306、2308、2310、2312、2314、2316:步驟
本文中參照附圖來詳細地闡述本發明，在附圖中： 圖1繪示根據本發明多個方面的鞋物件。 圖2繪示根據本發明多個方面的圖1的鞋物件的橫截面。 圖3繪示根據本發明多個方面的圖1的鞋物件的分解圖。 圖4繪示根據本發明多個方面的製造圖1的鞋物件的示例性系統。 圖5繪示根據本發明多個方面的用於形成圖1的鞋物件的模具。 圖6繪示根據本發明多個方面的具有外底定位在其中的圖5的模具。 圖7繪示根據本發明多個方面的膜被固定至圖5所示模具的第一替代實例。 圖8繪示根據本發明多個方面的在將膜抽吸至模腔中成為襯裡之後，膜被固定至圖7的模具的第一實例的剖視圖。 圖9繪示根據本發明多個方面的膜被固定至圖5所示模具的第二替代實例。 圖10繪示根據本發明多個方面的在將膜抽吸至模腔中成為襯裡之後，膜被固定至圖9的模具的第二實例的剖視圖。 圖11繪示根據本發明多個方面的膜被固定至圖5所示模具的第三替代實例。 圖12繪示根據本發明多個方面的在將膜抽吸至模腔中成為襯裡之後，膜被固定至圖11的模具的第三實例的剖視圖。 圖13繪示根據本發明多個方面的膜被固定至圖5所示模具的第四替代實例。 圖14A繪示根據本發明多個方面的在將膜抽吸至模腔中成為襯裡之後，膜被固定至圖13的模具的第四實例的剖視圖。 圖14B繪示根據本發明多個方面的在將膜抽吸至模腔中成為襯裡之後，磁性環的另一剖視圖。 圖15繪示根據本發明多個方面的對膜進行加熱的加熱器。 圖16繪示根據本發明多個方面的被抽吸至模腔中以形成襯裡的膜。 圖17繪示根據本發明多個方面的楦製鞋幫（lasted upper）。 圖18繪示根據本發明多個方面的定位在圖16所示模具處的圖17所示楦製鞋幫。 圖19繪示根據本發明多個方面的圖18所示模具及鞋幫處於閉合構型，其中聚合物發泡體組成物被注入用於直接加底製程（direct bottoming process）。 圖20繪示根據本發明多個方面的在圖19處形成的鞋物件具有一部分的膜要被修整。 圖21繪示根據本發明多個方面的圖20的鞋物件的修整操作。 圖22繪示根據本發明多個方面的的替代及任選的製程，在對鞋幫直接加底之前將插入物插入模腔中。 圖23繪示示出根據本發明多個方面的一種製造鞋物件的示例性方法的流程圖。
200:模具
202:模腔
204:內部環
206:外部環
208:底板
210:第一模製表面
212:第二模製表面
214、216:內側壁
218、220:外側壁
222:底板真空埠
224:內部環真空埠
226:頂表面
228:熱源
230:真空源
232:注射器
234:材料源
236:機器人臂
238:膜源
256:視覺系統
258:底板致動器
260:內側環致動器
262:外側環致動器

Claims (36)

  1. 一種鞋物件模具，包括：內部環模具，具有內部內側壁模製表面及內部外側壁模製表面；外部環模具，具有外部內側壁模製表面及外部外側壁模製表面，其中所述內部內側壁模製表面與所述外部內側壁模製表面相組合而形成所述鞋物件模具的內側壁模製表面，且所述內部外側壁模製表面與所述外部外側壁模製表面相組合而形成所述鞋物件模具的外側壁模製表面；以及底板，定位在所述內部內側壁模製表面與所述內部外側壁模製表面之間。
  2. 如請求項1所述的鞋物件模具，更包括聚合物膜組成物固定件。
  3. 如請求項2所述的鞋物件模具，其中所述聚合物膜組成物固定件包括自所述內部環模具延伸的多個突起。
  4. 如請求項2所述的鞋物件模具，其中所述聚合物膜組成物固定件包括位於所述內部環模具的頂表面處的真空埠。
  5. 如請求項4所述的鞋物件模具，其中至少一真空埠位於所述內部環模具的內側面處的所述頂表面上，至少一真空埠位於所述內部環模具的外側面處的所述頂表面上，至少一真空埠位於所述內部環模具的腳趾端處的所述頂表面上，且至少一真空埠位於所述內部環模具的後跟端處的所述頂表面上。
  6. 如請求項1至請求項3中任一項所述的鞋物件模具，其中所述底板包括穿過所述底板延伸至底板頂表面的真空埠。
  7. 如請求項6所述的鞋物件模具，更包括位於所述內部環模具的頂表面處的真空埠。
  8. 如請求項7所述的鞋物件模具，其中所述內部環模具的所述頂表面處的所述真空埠與真空源可操作地耦合，且延伸穿過所述底板的所述真空埠與所述真空源可操作地耦合。
  9. 如請求項8所述的鞋物件模具，其中所述內部環模具的所述頂表面處的所述真空埠能夠與延伸穿過所述底板的所述真空埠獨立地操作。
  10. 如請求項2所述的鞋物件模具，其中所述聚合物膜組成物固定件包括位於所述內部環模具的頂表面處的磁體。
  11. 如請求項10所述的鞋物件模具，其中所述磁體是電磁體。
  12. 如請求項10所述的鞋物件模具，其中所述磁體是永久磁體。
  13. 如請求項2所述的鞋物件模具，其中所述聚合物膜組成物固定件包括壓縮環。
  14. 如請求項13所述的鞋物件模具，其中所述內部環模具包括位於頂表面處的唇緣，且所述壓縮環被配置成配合在所述唇緣周圍。
  15. 如請求項1至請求項5中任一項所述的鞋物件模 具，更包磁性環。
  16. 如請求項15所述的鞋物件模具，其中所述磁性環及所述內部環模具中的至少一者包括磁體。
  17. 如請求項15所述的鞋物件模具，其中所述磁性環包括第一磁體，且所述內部環模具包括第二磁體，其中所述第一磁體及所述第二磁體將所述磁性環磁性地吸引至所述內部環模具。
  18. 如請求項1至請求項5中任一項所述的鞋物件模具，其中當所述內部內側壁模製表面及所述內部外側壁模製表面自所述底板離開朝向內部環模具頂表面延伸時，所述內部內側壁模製表面與所述內部外側壁模製表面會聚在一起。
  19. 如請求項1至請求項5中任一項所述的鞋物件模具，更包括耦合至所述外部環模具的第一半的第一致動器及耦合至所述外部環模具的第二半的第二致動器。
  20. 一種鞋物件模具，包括：模具，具有內側壁模製表面及外側壁模製表面；聚合物膜組成物固定件；以及底板，定位在所述內側壁模製表面與所述外側壁模製表面之間。
  21. 如請求項20所述的鞋物件模具，其中所述聚合物膜組成物固定件包括自所述模具延伸的多個突起。
  22. 如請求項20所述的鞋物件模具，其中所述聚合 物膜組成物固定件包括位於所述模具的頂表面處的真空埠。
  23. 如請求項22所述的鞋物件模具，其中至少一真空埠位於所述模具的內側面處的所述頂表面上，至少一真空埠位於所述模具的外側面處的所述頂表面上，至少一真空埠位於所述模具的腳趾端處的所述頂表面上，且至少一真空埠位於所述模具的後跟端處的所述頂表面上。
  24. 如請求項20所述的鞋物件模具，其中所述底板包括穿過所述底板延伸至底板頂表面的真空埠。
  25. 如請求項24所述的鞋物件模具，更包括位於所述模具的頂表面處的真空埠。
  26. 如請求項25所述的鞋物件模具，其中所述模具的所述頂表面處的所述真空埠與真空源可操作地耦合，且延伸穿過所述底板的所述真空埠與所述真空源可操作地耦合。
  27. 如請求項26所述的鞋物件模具，其中所述模具的所述頂表面處的所述真空埠能夠與延伸穿過所述底板的所述真空埠獨立地操作。
  28. 如請求項20所述的鞋物件模具，其中所述聚合物膜組成物固定件包括位於所述模具的頂表面處的磁體。
  29. 如請求項28所述的鞋物件模具，其中所述磁體是電磁體。
  30. 如請求項28所述的鞋物件模具，其中所述磁體是永久磁體。
  31. 如請求項20所述的鞋物件模具，其中所述聚合物膜組成物固定件包括壓縮環。
  32. 如請求項31所述的鞋物件模具，其中所述模具包括位於頂表面處的唇緣，且所述壓縮環被配置成配合在所述唇緣周圍。
  33. 如請求項20所述的鞋物件模具，更包括磁性環。
  34. 如請求項33所述的鞋物件模具，其中所述磁性環及所述模具中的至少一者包括磁體。
  35. 如請求項33所述的鞋物件模具，其中所述磁性環包括第一磁體，且所述模具包括第二磁體，其中所述第一磁體及所述第二磁體將所述磁性環磁性地吸引至所述模具。
  36. 如請求項20所述的鞋物件模具，其中當所述內側壁模製表面及所述外側壁模製表面自所述底板離開朝向模具頂表面延伸時，所述內側壁模製表面與所述外側壁模製表面會聚在一起。
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