共模制3d元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于鞋尤其是運動鞋的鞋底的支撐元件、具有這種支撐元件的鞋底和鞋以及用于制造支撐元件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鞋底的設(shè)計使之能夠為鞋提供多種不同性能，這些性能根據(jù)鞋的種類而可以有不同程度的表現(xiàn)。首先，鞋底提供保護功能。它們通過其與鞋身(shoe shaft)相比更大的硬度來保護腳以避免受到例如由穿戴者踏在其上的尖銳物體而造成的傷害。另外，鞋底通常通過加強耐磨性而防止鞋出現(xiàn)過度磨損。鞋底還可以提高鞋在相應地面上的抓地性。鞋底的其它功能可以是給運動過程提供一定的穩(wěn)定性。另外，鞋底可以提供緩沖作用以減輕在鞋與地面接觸期間出現(xiàn)的力。最后，鞋底還可以防止腳被污垢或噴淋水弄臟或者提供多種其它功能。
[0003]為了滿足從上述例舉功能中產(chǎn)生出的這多個要求，現(xiàn)有技術(shù)已知有用于制造鞋底的多種不同材料。作為這些不同材料的示例，這里應該提及乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)、熱塑性聚氨脂(TPU)、橡膠、聚丙烯(PP)或聚苯乙烯(PS)。另外，鞋底的制造考慮采用膨脹材料，尤其是膨脹熱塑性聚氨脂(eTPU)或膨脹聚醚-嵌段-酰胺(ePEBA)。膨脹TPU和膨脹PEBA其自身的特點在于重量輕并且彈性和緩沖性能好。
[0004]例如，W02005/066250A1描述了用膨脹熱塑性聚氨脂制成的鞋底，它可以不用附加的粘接劑與鞋身連接。DE102012206094A1和EP2649896A2披露了其鞋底具有用eTPU制成的顆粒的鞋及其制造方法。
[0005]為了選擇地影響鞋的性能，現(xiàn)有技術(shù)已知采用附加的功能元件例如加強元件或支撐元件。這種加強或支撐元件能夠提高鞋底在選定區(qū)域例如腳中部的中間區(qū)域中的穩(wěn)定性，并且能夠例如在不平坦地形上跑動期間或在俯臥撐(over-pronating)時放松肌骨骼系統(tǒng)。
[0006]但是，現(xiàn)有技術(shù)已知的加強和支撐元件的缺點在于，它們通常是整體模制成型或者用單種基材形成。因此，該加強元件的柔性和變形性能在整個加強元件上在很大程度上已經(jīng)通過基材的選擇而確定。還有，能夠通過這種加強元件所呈現(xiàn)的可能功能的數(shù)量是有限的。
[0007]因此，本發(fā)明所要解決的問題在于提供用于鞋底的支撐元件及其制造方法，用來進一步增大影響鞋底性能的可能性。這里，制造方法涉及盡可能少的制造步驟以及盡可能少的制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，該問題至少部分由用于鞋底或襯墊元件的支撐元件來解決，該支撐元件包括第一零部件和第二零部件，其中所述第二零部件通過注射成型方法在連接區(qū)域中與所述第一零部件可轉(zhuǎn)動和/或可滑動地連接。
[0009]支撐元件例如能夠根據(jù)需要局部影響鞋底的彈性、柔性和變形性能。由于第一零部件和第二零部件的可轉(zhuǎn)動和/或可滑動連接，所以與整體模制成型的支撐元件相比，可以明顯提高通過采用該支撐元件來影響鞋底性能的可能性。例如，可以在鞋底的不同區(qū)域中與鞋底的抗扭剛度無關(guān)地影響鞋底的柔性?？赊D(zhuǎn)動和/或可滑動連接具體可以布置在鞋底的其中應該保持鞋底的更高運動能力的區(qū)域中?？赊D(zhuǎn)動和/或可滑動連接例如可以布置在前腳區(qū)域中，其中鞋底沿著其縱向方向包括有足夠程度的柔性，以便不會影響腳在腳趾上的轉(zhuǎn)動。如果在腳中部區(qū)域或腳趾區(qū)域中，鞋底最好設(shè)置為相對剛性，以防止穿戴者受傷。本發(fā)明支撐元件因此能夠為鞋底提供相對剛性且穩(wěn)定的區(qū)域，它們通過鞋底的柔性部分相互分開。在其兩個零部件沒有可轉(zhuǎn)動和/或可滑動連接的一體成型支撐元件的情況下，如果可能的話，這也是難以實現(xiàn)的。
[0010]在下面，描述了本發(fā)明支撐元件的其它設(shè)計可能性和可選的特征，這些可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要組合以針對影響鞋底的性能而實現(xiàn)相應所期望的作用。
[0011]第一零部件可以包括第一塑料材料，而第二零部件可以包括第二塑料材料，其中所述兩種塑料材料如此選擇，從而所述連接區(qū)域不包含在這兩種材料之間的化學鍵合或化學結(jié)合(chemical bond)。
[0012]通過這樣選擇第一和第二塑料材料，支撐元件可以按照這樣的方式在簡單的注射成型過程中制造出，從而第一和第二零部件包括可轉(zhuǎn)動和/或可滑動連接，而不必為此進行隨后的方法步驟，例如隨后的粘接、卡扣在一起例如以搭扣配合的方式或者將第一和第二零部件組裝在一起的其它不同方式。這可以明顯提高可轉(zhuǎn)動和/或可滑動連接的耐久性，并且簡化了制造。這還意味著，不必遵守搭扣配合件所需的通常公差。這會導致更加一致的部件以及“完美配合和功能”。
[0013]這里，第一塑料材料和第二塑料材料可以在化學上不相容。這在下面將被稱為“選擇方案I”。
[0014]由于采用了這些不相容的塑料材料，所以在制造期間不必采取任何額外的措施來避免在這兩種塑料材料之間出現(xiàn)膠粘、融合在一起或形成任何類型的化學鍵合或化學結(jié)合。例如，第一塑料材料包括聚酰胺或由它構(gòu)成，而第二塑料材料可以包括聚甲醛(Ρ0Μ)或由它構(gòu)成(或者反之亦然)。Ρ0Μ可以二次注射成型或者包覆注射成型(overinjected)在聚酰胺上，其中由于這兩種材料的化學不相容性，所以在連接區(qū)域中不會形成任何化學鍵合或化學結(jié)合。
[0015]還可能的是，第一塑料材料具有第一熔點，它明顯高于第二塑料材料的第二熔點(或者反之亦然)。這在下面將被稱為“選擇方案II”。
[0016]然后，可以在低于第一熔點的溫度下用第二塑料材料二次注射成型或者包覆注射成型在第一塑料材料上。這樣，由于在用第二材料二次注射成型或者包覆注射成型期間第一材料不會熔融，所以在連接區(qū)域中不會形成任何化學鍵合或化學結(jié)合。例如，第一塑料材料可以包括其熔點大約為260 °C的聚酰胺6.6(PA6.6)，或由它構(gòu)成，在其上二次注射成型或者包覆注射成型第二塑料材料，該第二塑料材料包括其熔點大約為180°C的聚酰胺12(PA12)或由它構(gòu)成(或者反之亦然)，其中二次注射成型或者包覆注射成型在低于260°C但是優(yōu)選高于180°C的溫度下進行。
[0017]另外還可能的是，由于包含在第一和/或第二塑料材料中的任一種或兩種中的添加劑，所以第一和第二塑料材料不會在連接區(qū)域中形成化學鍵合或化學結(jié)合。這在下面被稱為“選擇方案III”。
[0018]這能夠拓寬可以分別用作第一或第二塑料材料的材料范圍，同時仍然能夠保證第一和第二零部件形成可轉(zhuǎn)動和/或可滑動連接。第一塑料材料例如可以包括用潤滑劑改性的聚酰胺，例如用聚四氟乙烯(PTFE)改性的聚酰胺，而第二塑料材料可以包括未改性的聚酰胺或由它構(gòu)成(或者反之亦然)。然后可以將第二塑料材料二次注射成型或者包覆注射成型在第一塑料材料上，其中由于添加在第一塑料材料中的添加劑，所以在連接區(qū)域中不會形成任何化學鍵合或化學結(jié)合。
[0019]在這里要注意的是，在本發(fā)明支撐元件的給定實施方案中選擇方案1、11和III還能夠相互組合。
[0020]例如，第一塑料材料可以包括下面材料中的一種或多種:聚酰胺(PA)，尤其是聚酰胺-6.6 (PA6.6);聚四氟乙烯。
[0021]第二塑料材料可以包括以下材料中的一種或多種:聚酰胺(PA)，尤其是聚酰胺-12(PA12);聚甲醛(Ρ0Μ);聚四氟乙烯(PTFE)。
[0022]這些材料都適用于制造支撐元件，因為它們?nèi)菀准庸げ⑶伊畠r，而且能夠滿足這些支撐元件在其柔性和彈性性能方面的通常要求。這里，第一塑料材料和第二塑料材料的選擇可以按照這樣的方式進行，從而如上所述，在注射成型期間，在連接區(qū)域中在第一和第二塑料材料之間不會形成任何化學鍵合或化學結(jié)合。
[0023]而且，在用在襯墊元件或鞋的鞋底(參見下面)尤其是用在中底(鞋底夾層)或部分中底中時，這種支撐元件能夠具有復雜的結(jié)構(gòu)，而不會鎖緊到襯墊元件或鞋底中。支撐元件與襯墊元件或鞋底的材料接觸的材料可以與襯墊元件或鞋底的材料不相容，從而支撐元件由襯墊元件或鞋底包圍或部分包圍，但是不會粘接或結(jié)合在其上。具體地說，不會形成任何化學鍵合或化學結(jié)合。這例如對于使得支撐元件能夠隨著襯墊元件或鞋底的材料一起運動而言是有利的。因此可以優(yōu)化支撐元件和襯墊元件或鞋底的相互作用。支撐元件能夠針對襯墊元件或鞋底的拉伸、扭轉(zhuǎn)和壓縮運動作出反應。因此，支撐元件能夠控制并且優(yōu)化襯墊元件或鞋底的運動。
[0024]在一些實施方案中，襯墊元件在其在鞋底內(nèi)的位置方面能夠變化。例如，它能夠在其水平或垂直方向上側(cè)向運動或翻轉(zhuǎn)以改變包括有襯墊元件的鞋底的性能。
[0025]支撐元件也可以嵌入在襯墊元件或鞋底內(nèi)，并且具有面對著襯墊元件或鞋底的一個表面的調(diào)整裝置。因此，該元件可以由穿戴者單獨調(diào)整。
[0026]在這方面，由顆粒泡沫(參見下面)制成的襯墊元件和鞋底尤其為這種嵌入的支撐元件提供另一個好處?？梢詫⒅卧胖迷谟糜谛纬梢r墊元件或鞋底的模具中，它至少部分包圍著支撐元件(也參見下面)。在該過程中所使用的顆?？梢宰鳛楣腆w膨脹顆粒插入到模具中。然后只是將這些顆粒的表面熔融以便形成顆粒泡沫以及因此形成襯墊元件或鞋底。因此，在制造期間在模具內(nèi)不會存在任何液體材料，否則液體材料會流入到支撐元件中并且在其位置上鎖定支撐元件，或者會通過阻斷可動連接而阻止或限制在某些位置中的運動等。因此，可以嵌入具有非常復雜的結(jié)構(gòu)的支撐元件。
[0027]還可以想到的是，支撐元件包括至少一個鎖緊方向，在該鎖緊方向上，與在另一個方向上相比，第一零部件相對于第二零部件的移動受到更強的限制。該另一個方向在下面被規(guī)定為自由方向。
[0028]這樣，例如可以影響鞋底的性能，從而在鎖緊方向上的材料壓縮、材料拉伸或剪切運動與自由方向相比減小，并且因此與在自由方向上相比，鞋底在鎖緊方向上分別表現(xiàn)出剛性更大或更牢固。這里，該自由方向例如可以垂直于鎖緊方向，或者它可以與之傾斜。尤其可以想到的是，在鎖緊方向上的移動情況下的可剪切性或可壓縮性一開始包括第一較小的值，而只是對于高于特定閾值的移動而言包括第二較大的值。這樣，鞋底的過度剪切可以得到避免或限制，以便例如避免由于腳的過度不穩(wěn)定而造成的傷害。
[0029]還可能的是，支撐元件包括至少一個鎖緊軸線，與圍繞著另一個軸線的轉(zhuǎn)動相比，圍繞著該鎖緊軸線，第一零部件的轉(zhuǎn)動受到更強的限制。該另一個軸線在下面將被規(guī)定為自由軸線。
[0030]這樣帶來的效果在于，鞋底圍繞著鎖緊軸線的抗扭剛度大于圍繞著自由軸線的抗扭剛度。這里還可能的是，對于圍繞著鎖緊軸線的扭轉(zhuǎn)而言，抗扭剛度一開始包括第一較小的值，而只是對于高于特定閾值角度的扭轉(zhuǎn)而言包括第二較大的值。這樣，鞋底圍繞著鎖緊軸線的過度扭轉(zhuǎn)可以得到避免或限制，否則這會導致受傷。
[0031]在該情況下，例如自由軸線也可以垂直于鎖緊軸線，或者它可以與之傾斜。具體地說，鎖緊軸線可以沿著從鞋底的后跟到腳尖的方向取向，從而鞋底相對于該縱向軸線的抗扭剛度高于鞋底相對于從鞋底的中部到側(cè)面的自由橫向軸線的抗扭剛度?；蛘?，可以是相反的情況，即鎖緊軸線沿著中間-側(cè)面方向延伸。
[0032]具體地說，自由(橫向)軸線在從鞋底的中間側(cè)到鞋底的側(cè)面的腳趾連接部下面延伸，而鎖緊軸線從腳后跟延伸至腳尖。這能夠提供在腳趾連接部的區(qū)域中足夠柔性的鞋底，從而使得腳能夠進行自然轉(zhuǎn)動，同時圍繞著其縱向軸線包括有足夠高的抗扭剛度以防止穿戴者腳踝扭轉(zhuǎn)或腳脫出