专利名称：热成形流体填充囊的方法
相关申请的交叉引用该美国专利申请是部分继续申请，要求以下美国专利申请的优先权(a)2001年11月26日向美国专利和商标局提交的专利申请序列号为09/995,003的美国专利申请，题为“热成形囊结构的方法”(ThermoformingA Bladder Structure)，以及(b)2004年2月23日提交给美国专利和商标局的专利申请序列号为10/783,028的美国专利申请，题为“结合泡沫承拉构件的流体填充囊”(Fluid-Filled Bladder Incorporating A Form TensileMember)，这些现有的美国专利申请的全部内容在此引入作为参考。
背景技术：
发明领域本发明涉及热成形用于多种用途(包括鞋类物品的鞋底)的流体填充囊的方法。
背景技术：
描述传统的运动鞋类物品包括鞋面和鞋底结构两个主要组成部分。鞋面提供对足部的覆盖物，其相对于鞋底结构妥善地容纳足和定位足部。此外，鞋面可以具有保护足部和提供透气由此使足部凉爽并排出汗液的结构。鞋底结构固定到鞋面的下表面且通常设置在足部和地面之间。除了减弱地面的反作用力(即，给予缓冲)外，鞋底结构可以提供附着摩擦力并控制可能有害的足部运动，如过度内旋。因此，鞋面和鞋底结构配合操作以提供舒适的结构，其适用于广泛的多种需移动的运动，如步行和跑步。以下将更详细地论述鞋面和鞋底结构的一般特征和构造。
运动鞋的鞋底结构通常呈层状结构，其包括增加舒适度的鞋鞋内底、由聚合物泡沫材料形成的弹性鞋底夹层以及提供耐磨损和附着摩擦力的接触地面的鞋鞋外底。用于鞋底夹层的合适的聚合物泡沫材料包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物(ethylvinylacetate)或聚氨酯，其在所施加的载荷下弹性压缩以减弱地面的反作用力并吸收能量。传统的泡沫材料是可回弹压缩的，部分归因于包含多个敞开的或封闭的小室，其界定基本上由气体代替的内部容积。即，泡沫材料包括形成在材料中的封有气体的气泡。然而，经过重复的压缩后，小室结构会劣化，从而导致泡沫的可压缩性降低。因此，在鞋的使用期限内鞋底夹层的力衰减特性和能量吸收特性可能会降低。
克服采用传统泡沫材料的缺点的一种方法公开于Rudy的美国专利US4,183,156，在此引入作为参考，其中由弹性体材料制成的可膨胀嵌入物提供缓冲。此嵌入物包括多个管形室，在鞋的整个长度，其基本纵向延伸。该室相互之间流体连通，共同延伸横跨鞋子的宽度。Rudy的美国专利US4,219,945，在此引入作为参考，公开了一种包封在泡沫材料内的膨胀嵌入物。嵌入物与包封材料的组合用作鞋底夹层。鞋面连接到包封材料的上表面，鞋鞋外底或鞋底部分固定到下表面。
这样的囊通常由一种弹性体材料制成，结构为具有一个上表面或下表面，其包围了其中的一个或更多室。通过向形成于囊中的填充入口(fillinlet)插入连接到流体压力源的一个喷嘴或针状物，室被加压，超过环境压力。在室被加压后，例如通过焊接密封填充入口，以及移去喷嘴。
这类囊已通过双膜技术制造，其中形成两分离的弹性体薄膜薄片以提供囊的整体外围形状。然后把所述薄片沿着它们各自的周边焊接在一起，以形成密封结构，以及所述薄片还在预定的内部区域处被焊接在一起，以赋予囊所期望的构造。也就是说，该内部焊接为囊提供具有在期望位置处的预定形状和尺寸的室。这类囊还已由吹塑成形技术制造，其中液化的弹性体材料置于模具中，该模具具有所期望的囊的整体形状和构造。该模具在一个位置处设有开口，通过该开口提供加压空气。加压空气相对模具的内表面推动液化的弹性体材料，并使该材料在模具内硬化，从而制造出具有期望形状和构造的囊。
另一种现有技术中适用于鞋类应用的囊公开于Rudy的美国专利US4,906,502和US5,083,361，在此引入作为参考。这种类型的囊形成为一种流体加压且膨胀的结构，此结构包括密封的外隔层，其牢固地基本上熔合在一拉伸部件的整个外表面上，此拉伸部件具有双面织物芯的构造。此拉伸部件包括通常以预设距离相互隔开的第一和第二外织物层。大概以具有许多单根纤维的多丝纱线形式的连接的纱线或落纱(drop yarn)，向内在相应织物层的邻近表面或面对的表面之间延伸。落下纱线的丝形成抑制张力(tensile)的装置并锚定于各自的织物层。制造双面织物结构的合适方法是双面经编针织法(double needle bar raschel knitting)。
Goodwin等人的美国专利US5,993,585和US6,119,371，在此引入作为参考，公开了一种使用拉伸部件的囊，但不具有位于囊的上下表面中间的周边缝合线。相反，缝合线位于接近囊的上表面。这种设计的优点包括将缝合线从侧壁挠曲最大的区域移开，以及增加了囊内部，包括连接的纱线的可视性。用于制造这种类型的囊的过程包括使用模具来形成壳，其包括下表面和侧壁。拉伸部件被放置在覆盖薄片的顶部，以及从模具移开后，该壳被放置在覆盖薄片和拉伸部件的之上。然后将组装的壳、覆盖薄片和拉伸部件移入层压复合机(lamination station)，其中射频能量将拉伸部件的相对侧与壳和覆盖薄片熔合起来，并将该壳的周边与覆盖薄片熔合起来。随后通过注入流体，囊被加压，使连接的纱线张紧。
利用双面织物芯子制造囊的已有技术方法使得囊的制造成本高且费时。比如，通常通过将一层热活性熔剂附着到芯子的外表面，使双面织物芯子固定在囊内，接着，加热囊部件使熔剂熔化，从而固定囊的芯子、外表面。实际上，将熔剂加到芯子的外表面是很费时的，并且需要额外的制造步骤，因此增加了总成本。
发明内容
本发明是一种用于形成流体填充囊的方法。所述方法包括将至少一个芯子设置在热塑性材料的第一薄片和第二薄片之间。在模具中压缩第一薄片、第二薄片和芯子，这样，模具的第一部分接触邻近芯子的第一薄片以将第一薄片连接到芯子，并且模具的第一部分接触并基本上形成第一薄片的所有侧壁区域以由所述侧壁区域形成囊的侧壁。模具的第二部分也接触邻近芯子的第二薄片，从而将第二薄片结合到芯子。另外，将第一薄片和第二薄片在芯子的外围周围压合到一起，形成第二薄片和第一薄片的侧壁之间的外围结合部。
芯子可以是泡沫元件。在有些实施方案中，形成至少部分延伸穿过泡沫元件的通道，或者形成延伸穿过泡沫元件的多个通道。聚合物泡沫材料可以是可结合到第一薄片和第二薄片的热塑性材料上的。在有些实施方案中，加热第一薄片、第二薄片和芯子以便于囊部件的结合和成形。
当囊部件在模具中的时候，可以将第一薄片的一部分形成为囊的基本上平的第一表面，且可以将第二薄片形成为囊的基本上平的第二表面，第一表面和第二表面基本平行。还可以在基本上与第二表面重合的位置形成外围结合部。
芯子还可以是织物元件。在有些实施方案中，芯子具有第一外层和第二外层，两个外层被间隔开，并由多个连接元件将两个外层连接在一起。另外，可以将囊引入鞋类物品的鞋底结构中。
所附权利要求详细指出了表征本发明的优点和新颖性特征。然而为了获得更好的对优点和新颖性特征的理解，应参考以下描述和展示了涉及本发明的各种实施方案和概念的描述性内容和附图。
附图描述结合附图阅读将能更好的理解前述发明概述和下述本发明的详细描述。
图1是结合了依据本发明的第一囊的鞋类物品的侧视图。
图2是第一囊的透视图。
图3是第一囊的侧视图。
图4是第一囊的俯视平面图。
图5A是第一囊的第一截面图，由图4中的剖面线5A-5A界定。
图5B是第一囊的第二截面图，由图4中的剖面线5B-5B界定。
图6是第一囊的承拉构件部分的透视图。
图7是依据本发明的第二囊的透视图。
图8是第二囊的侧视图。
图9是第二囊的俯视平面图。
图10A是第二囊的第一截面图，由图9中的剖面线10A-10A界定。
图10B是第二囊的第二截面图，由图9中的剖面线10B-10B界定。
图11是第二囊的承拉构件部分的透视图。
图12是结合了依据本发明的第三囊的鞋类物品的侧视图。
图13是第三囊的透视图。
图14是第三囊的侧视图。
图15是第三囊的前视图。
图16是第三囊的后视图。
图17是第三囊的俯视平面图。
图18A是第三囊的第一截面图，由图17中的剖面线18A-18A界定。
图18B是第三囊的第二截面图，由图17中的剖面线18B-18B界定。
图19是第三囊的承拉构件部分的透视图。
图20是依据本发明的第四囊的透视图。
图21是第四囊的侧视图。
图22A是第四囊的第一截面图，由图21中的剖面线22A-22A界定。
图22B是第四囊的第二截面图，由图21中的剖面线22B-22B界定。
图23是第四囊的承拉构件部分的透视图。
图24是依据本发明的第五囊的透视图。
图25是第五囊的侧视图。
图26A是第五囊的第一截面图，由图25中的剖面线26A-26A界定。
图26B是第五囊的第二截面图，由图21中的剖面线26B-26B界定。
图27是依据本发明的第六囊的透视图。
图28是第六囊的侧视图。
图29A是第六囊的第一截面图，由图28中的剖面线29A-29A界定。
图29B是第六囊的第二截面图，由图28中的剖面线29B-29B界定。
图30是结合了由依据本发明的方法形成的囊的鞋类物品的侧视图。
图31A是由依据本发明的方法形成的囊的透视图。
图31B是图31A中的囊的俯视平面图。
图31C是沿图31B中的线31C-31C的截面图。
图32是依据本发明的下模具部分的分解透视图。
图33是依据本发明的上模具部分的分解透视图。
图34是下模具部分与上模具部分对齐的透视图。
图35A是沿图34中的线35-35的第一截面图，在上模具部分和下模具部分之间放置有未压缩的囊部件。
图35B是沿图34中的线35-35的第二截面图，在上模具部分和下模具部分之间放置有部分压缩的囊部件。
图35C是沿图34中的线35-35的第三截面图，在上模具部分和下模具部分之间放置有压缩的囊部件。
图36是包括四个未充气囊的结合部件的透视图。
图37A是另一实施方案的相应于图35A的第一截面图，其中包括泡沫芯子的未压缩囊部件放置在上模具部分和下模具部分之间。
图37B是所述另一实施方案的相应于图35B的第二截面图，其中包括泡沫芯子的部分压缩囊部件放置在上模具部分和下模具部分之间。
图37C是所述另一实施方案的相应于图35C的第三截面图，其中包括泡沫芯子的压缩囊部件放置在上模具部分和下模具部分之间。
发明详述以下描述和附图公开了结合依据本发明的流体填充囊的各种运动型鞋类物品。参照具有适合跑步的构型的鞋类物品，公开了与鞋类物品、尤其是流体填充囊有关的概念。然而本发明并不只限于为跑步而设计的鞋类，本发明还可以适用于许多运动型鞋类，比如包括篮球鞋、多用途训练鞋(crosstraining shoes)、步行鞋(walking shoes)、网球鞋、足球鞋和远足靴(hiking boots)。另外，本发明还可以适用于通常所认为的非运动型鞋类物品，包括礼服鞋(dress shoes)、路夫鞋(loafer)、凉鞋(sandal)和工作鞋。因此，本领域的技术人员能认识到除了以下材料所描述的和附图所显示的具体类型外，这里所公开的概念还适用于很多种鞋类。
除了鞋类物品外，流体填充囊还可以结合到多种其他产品中，比如包括用于携带背包和高尔夫球包的带子、用于足球或曲棍球的缓冲垫或自行车座。尽管流体填充囊适合于各种运动类产品，但是流体填充囊还可以被结合进各种非运动类产品，比如充气床垫和压力传感座垫(pressure-sensingseat cushion)。因此，以下根据鞋类物品公开的各种流体填充囊可以用于多种产品。
图1描述了鞋类物品10，包括鞋面20和鞋底结构30。鞋面20具有基本的常规构型，包括缝合或胶着地结合到一起的多个元件，比如布料、泡沫材料和皮革材料，形成用于稳固地和舒适地容纳足部的内部空间。鞋底结构30设置在鞋面20之下，包括两个主要组成部分，鞋底夹层31和鞋外底32。比如通过缝合或胶着地结合将鞋底夹层31固定到鞋面20的下表面，用于在鞋底结构30踩压地面时候缓冲压力和吸收能量。也就是说，鞋底夹层31被设置成在走路或跑步时为足部提供缓冲，比如。鞋外底32被固定到鞋底夹层31的下表面，并由适于接触地面的耐用、抗磨损材料形成。另外，鞋底结构30可以包括鞋内底(未显示)，鞋内底是薄的缓冲部件，位于所述空间内并邻近足部的脚底表面以提高鞋类物品10的舒适性。
鞋底夹层31主要由聚合物泡沫材料形成，比如聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylvinylacetate)，鞋底夹层包封流体填充囊40。如图1中所描述的，囊40设置在鞋底夹层31的鞋跟区域，但是也可以设置在鞋底夹层31的任何区域以获得期望程度的缓冲响应。而且，鞋底夹层31可以包封具有囊40的一般构型的多个流体填充囊。囊40可以只是部分地包封在鞋底夹层31内，或者整个都被包封在鞋底夹层31内。比如，部分囊40可以从鞋底夹层31的侧表面向外突出，或者囊40的上表面可以与鞋底夹层31的上表面重合。可替换地，鞋底夹层31可以在囊40之上延伸或完全围绕囊40延伸。因此，囊40相对于鞋类物品10的位置可以在本发明范围内显著变化。
如附图2-6所示，囊40的主要组成部分是外隔离件50和承拉构件60。隔离件50包括对囊40所容纳的加压流体基本上不可渗透的第一隔层51和第二隔层52。因此，在包括鞋10的预期寿命的期间，加压流体通常保持密封在囊40内。第一隔层51和第二隔层52沿着它们各自的周边结合在一起以形成外围结合部53，并配合形成密封室，承拉构件60和加压流体位于其中。
承拉构件60是结合到第一隔层51和第二隔层52的每一个上的泡沫材料元件。承拉构件60的上表面和下表面一般是平面的和平行的，且承拉构件60被描述成具有不包括任何孔或其它不连续面的连续构造。在本发明另外的实施方案中，承拉构件60的上表面和下表面可以是非平面的和非平行的，且各种孔可以延伸穿过或部分穿过承拉构件60。此外，形成承拉构件60的不同部分的材料的密度和可压缩性可以变化。例如，位于鞋10侧面区域的承拉构件60的一部分呈现出与位于鞋10中间区域的承拉构件60的一部分不同的密度，以便在跑步时限制脚的内旋程度。
囊40包含的加压流体引起作用在隔离件50上的向外的力且趋向于分开第一隔层51和第二隔层52或以其它方式向外压第一隔层51和第二隔层52。在没有承拉构件60的情况下，由加压流体引起的向外的力为囊40赋予了圆形的或其它膨胀构型。然而，承拉构件60结合到第一隔层51和第二隔层52的每一个上，并限制第一隔层51和第二隔层52的分离。因此，承拉构件60因流体而置于张力状态，且一般保持附图中所描绘的囊40的平面构型。
如上所述，承拉构件60结合到第一隔层51和第二隔层52的每一个上。可以采用多种结合方法以将隔离件50和承拉构件60固定在一起，以及结合方法可以至少部分由选择用于各隔离件50和承拉构件60的材料来确定。例如，当隔离件50由热塑性聚合物材料形成且承拉构件60由热固性聚合物材料形成时，可以使用粘合剂来粘合部件。然而，当隔离件50和承拉构件60中的至少一个由热塑性聚合物材料形成时，直接结合是固定隔离件50和承拉构件60的有效方式。
在本申请内使用，术语“直接结合”，或其派生词被定义为一种在隔离件50和承拉构件60之间的固定技术，其涉及熔化或软化隔离件50和承拉构件60中的至少一个，以使冷却时，隔离件50和承拉构件60的材料彼此之间被固定。一般来说，直接结合可涉及隔离件50和承拉构件60都熔化或软化，以使材料扩散穿过隔离件50和承拉构件60之间的边界层，并在冷却时被固定在一起。直接结合还可涉及隔离件50和承拉构件60中只有一个熔化或软化，从而熔化的材料延伸进由其它材料形成的缝隙或空腔内，由此以便冷却时，使部件固定在一起。因此，在隔离件50和承拉构件60间的直接结合一般并不涉及使用粘合剂。相反，隔离件50和承拉构件60直接相互结合。
多种热塑性聚合物材料可以用于隔离件50，包括聚氨酯、聚酯、聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯。用于隔离件50的另一种合适的材料是由热塑性聚氨酯和乙烯-乙烯醇共聚物的交替层形成的膜，这公开在Mitchell等人的美国专利US5,713,141和US5,952,065中，此专利在此引入作为参考。还可使用对此材料的改变，其中中间层由乙烯-乙烯醇共聚物形成，邻近中间层的两层由热塑性聚氨酯形成，以及外层由乙烯-乙烯醇共聚物和热塑性聚氨酯的再研磨材料形成。隔离件50还可以由含有阻气性材料或弹性材料的交替层的柔韧性微层膜形成，Bonk等人的美国专利US6,082,025和US6,127,026对此做了公开，两个专利在此引入作为参考。此外，可以使用多种热塑性氨基甲酸乙酯(urethane)，例如，Dow化学公司的产品PELLETHANE；BASF公司的产品ELASOLLAN；B.F.Goodrich公司的产品ESTANE，所有这些都是酯基或醚基的。还可以采用其它基于聚酯、聚醚、聚己酸内酯和聚碳酸酯大粒凝胶的热塑性氨基甲酸乙酯，以及还可以使用多类阻氮材料(nitrogen blocking material)。另外的合适材料在Rudy的US4,183,156和US4,219,945的美国专利中公开，其在此引入作为参考。此外，合适的材料包括含有晶体材料的热塑性膜，Rudy的US4,936,029和US5,042,176的美国专利对此做了公开，该专利在此引入作为参考；以及含有聚酯多元醇的聚氨酯，其在Bonk等人的US6,013,340、US6,203,868和US6,321,465的美国专利中对此做了公开，也在此引入作为参考。
热塑性和热固性聚合物材料都可以用于隔离件50。使用热塑性聚合物材料相比使用热固性聚合物材料用于隔离件50的优势在于，第一隔层51和第二隔层52可以通过在外围结合部53的位置处应用加热而结合在一起。此外，第一隔层51和第二隔层52可以被加热并缝合以符合隔离件50的期望的形状。第一隔层51形成囊40的上表面，而第二隔层52形成囊40的下表面和侧壁的大部分。这种构型使外围结合部53邻近上表面并促进经由侧壁的可见度。可选择地，外围结合部53可以被设置在邻近下表面或位于上表面和下表面之间的位置。因此，外围结合部53可以延伸贯穿侧壁，以使第一隔层51和第二隔层52形成侧壁的基本相等的部分。因此，在本发明的范围内，隔离件50的特定构型和外围结合部53的位置可以显著变化。
多种泡沫材料适用于承拉构件60。当有粘合剂的情况下或当直接结合涉及熔化或软化隔离件50以使熔化的材料延伸进由承拉构件60的泡沫材料小室形成的空腔内时，可以使用热固性聚合物泡沫，包括聚氨酯或乙烯醋酸乙烯酯共聚物。当隔离件50和承拉构件60都由热塑性聚合物泡沫材料形成时，可以熔化或软化形成这两个部件的材料，以使该材料扩散穿过隔离件50和承拉构件60之间的边界层，并在冷却时被固定在一起。因此，直接结合可发生在隔离件50和承拉构件60之间，而不管承拉构件60是由热固性还是热塑性聚合物泡沫材料形成。热塑性聚合物泡沫材料还呈现出比热固性聚合物泡沫材料大的撕裂性能和剪切性能的优点，以及热塑性聚合物泡沫材料是可以再利用或可回收的。
关于热塑性聚合物泡沫材料，一种合适的材料由SMARTLITE商标所归属的Huntsman International，L.L.C.制造。合适样式的这种热塑性聚氨酯泡沫材料具有每立方厘米0.65克的密度和肖氏硬度A标尺上的57硬度值。在本发明的另外的实施方案中，可使用具有每立方厘米0.50克的密度和肖氏硬度A标尺上的85硬度值的热塑性聚氨酯泡沫材料。因此，合适的聚合物泡沫材料的密度和硬度在本发明的范围内可以显著变化。另一种合适的材料是由Trexel，Incorporated开发的工艺制造成的，并在市场上以MUCELL商标销售。该工艺涉及将超临界流体，如二氧化碳或氮注入热塑性聚氨酯中。接着通过相当大且快速的压力降，在热塑性聚氨酯内形成大量的成核位置。孔的受控增长通过在压力降后监测压力和温度来实现，以及热塑性聚氨酯被注入模具内以形成承拉构件60。
囊40容纳的流体可以是Rudy的US4,340,626的美国专利公开的任何气体，如六氟乙烷和六氟化硫，该专利在此引入作为参考。此外，流体可以包括加压的八氟丙烷(otcafluorapropane)、氮气和空气。流体的压力范围例如可以从表压为0到每平方英寸50磅。
参考附图1，囊40至少部分被鞋底夹层31的聚合物泡沫材料包封。走路、跑步或其他步行运动时，鞋底夹层31和囊40在脚的脚后跟和地面之间被压缩，由此减弱了地面的反作用力并吸收能量(例如，给予缓冲)。如上所述，承拉构件60被结合到第一隔层51和第二隔层52中的每一个且被加压的流体置于张力状态。由于囊40在脚后跟和足部之间被压缩，因此，囊40被压缩且承拉构件60的张力被减缓。一旦去除由脚和地面引起的压缩力，由流体产生的向外的力使承拉构件60恢复张力状态。
囊40a被描绘在附图7-11中且具有如上所述的囊40的一般构型。因此，囊40a包括外隔离件50a和承拉构件60a。隔离构件50a包括第一隔层51a和第二隔层52a，其基本上对囊40a包含的加压流体不可渗透。第一隔层52a和第二隔层52a沿着其各自的外围被结合在一起以形成外围结合部，并配合形成密封的室，承拉构件60a和加压流体位于其中。
承拉构件60a是泡沫材料构件，其结合到第一隔层51a和第二隔层52a中的每一个。承拉构件60a的上表面和下表面一般是平面的和平行的。与囊40相比，更具体地说与承拉构件60相比，承拉构件60a界定了5个横向延伸穿过承拉构件60a的通道62a。在本发明的另外的实施方案中，承拉构件60a的上表面和下表面可以是非平面的和非平行的，以及各通道62a可以纵向或既横向又纵向延伸穿过承拉构件60a。
囊40a容纳的加压流体导致了作用在隔离件50a上的向外的力且趋向于分开第一隔层51a和第二隔层52a或以其它方式向外压第一隔层51a和第二隔层52a。承拉构件60a因流体而被置于张力状态且保持在附图中所描绘的囊40a的一般平面的构型。与囊40一样，直接结合可以是固定隔离件50a和承拉构件60a的有效方式。
附图12描述了鞋类10b，其包括鞋面20b和鞋底结构30b。鞋面20b具有基本上传统的结构且包括多个组成部分，如织物、泡沫材料和皮革材料，其被缝合或胶着地结合在一起以形成用于稳固且舒适地容纳足的内部空腔。鞋底结构30b设置在鞋面20b之下且包括两个主要组成部分，鞋底夹层31b和鞋外底32b。鞋底夹层31b如通过缝合或胶着地结合被固定到鞋面20b的下表面，且当鞋底结构30b踩压地面时起削弱力和吸收能量的作用。
鞋底夹层31b包括囊40b，该囊位于鞋类10b的脚后跟区域。囊40b的第一表面被固定到鞋面20b的下表面，囊40b的相对的第二表面被固定到鞋外底32b。因此，与囊40相比，囊40b可以与形成鞋底夹层31b的其它部分的聚合物泡沫材料分开(即，未被包封)。然而，在另外的构型中，囊40b可以被包封在形成鞋底夹层31b的聚合物泡沫材料内，或者囊40b可以延伸穿过鞋底夹层31b的纵向长度以支撑整个足部长度。
如附图13-19所示，囊40b的主要组成部分是外隔离件50b和承拉构件60b。隔离件50b包括对囊40b所容纳的加压流体基本上不可渗透的第一隔层51b和第二隔层52b。囊40b包含的加压流体导致作用在隔离件50b上的向外的力且趋向于分开第一隔层51b和第二隔层52b或以其它方式向外压第一隔层51b和第二隔层52b。然而，承拉构件60b被结合到第一隔层51b和第二隔层52b中的每一个，且被加压流体置于张力状态，由此限制了隔离件50b的向外移动。
第一隔层51b和第二隔层52b沿着其各自的外围被结合在一起以形成外围结合部53b，并配合形成密封的室，承拉构件60b和加压流体位于其中。用于隔离件50b的合适的材料包括以上关于隔离件50所述的材料中的任何一种。承拉构件60b是结合到隔离件50b的聚合物泡沫材料构件。虽然粘合剂结合可以被用来固定隔离件50b和承拉构件60b，但是当隔离件50b和承拉构件60b都由热塑性聚合物形成的话，直接结合法也可以是合适的。因此，承拉构件60b的聚合物泡沫材料可以是由SMARTLITE商标所归属的Huntsman International，L.L.C.制造的热塑性聚氨酯泡沫材料，或者是由Trexel，Incorporated开发的工艺制造的，且以商标MUCELL在市场上销售的材料。其它合适的材料，无论是热塑性还是热固性都可以被用于承拉构件60b。
如上所述，承拉构件60具有一种构型，其中结合到隔离件50的表面既是平面的又是平行的。与之相比，承拉构件60b包括具有凹状构型的上表面，以及承拉构件60b包括一般是平面的下表面。上表面的凹状构型提供了具有凹状上部区域的囊40b，其与鞋面20b相连并形成了用于妥善地放置穿鞋者的脚后跟的凹陷区。类似地，平面的下表面提供具有大体平面构型的囊40b，其与鞋外底32b相连并形成接触地面的表面。用于承拉构件60b的表面的各种轮廓可以显著不同于上述的构型。例如，下表面中可以在鞋10的后侧向角落处引入一斜面，或者两个表面可以是平面。
虽然承拉构件60在隔离件50的相对侧之间连续延伸，但是承拉构件60b包括延伸穿过聚合物泡沫材料的多个相交的通道61b和62b。通道61b从承拉构件60b的前部到承拉构件60b的后部纵向延伸。类似地，通道62b在承拉构件60b的两侧之间横向延伸。通道61b和62b增加了承拉构件60b的可压缩性，并降低了囊40b的总重量。虽然承拉构件60b被描绘成具有四个通道61b和六个通道62b，但是设想任何数目的通道61b和62b都落入本发明的范围内。此外，通道61b和62b可以仅部分延伸穿过承拉构件60b，而不是完全延伸穿过承拉构件60b。
通道61b和62b去除了部分承拉构件60b并形成了在承拉构件60b的上部和下部之间延伸的多个柱63b。柱63b的尺寸可以显著变化，这取决于通道61b和62b的数量和尺寸。柱的尺寸对囊40b的可压缩性有影响，且因此，相关领域的技术人员可以权衡多种因素，如流体的压力和柱63b的尺寸以改变或另外选择合适的可压缩性。影响囊40b的可压缩性的其它因素可包括聚合物泡沫材料的密度和囊40b的厚度。囊40b内的加压流体使承拉构件60b处于张力状态。虽然承拉构件60b的上部和下部呈张力状态，但是大部分张力被导入柱63b。该张力趋向于拉伸或以其它方式延伸柱63b。因此，柱63b的尺寸也可以被选择以限制柱63b的延伸程度。
如图15和16所示，通道61b完全沿承拉构件40b的纵向长度延伸且具有大体呈长方形的形状。类似地，通道62b完全延伸穿过承拉构件60b的横向宽度并具有大体呈椭圆形的形状，这如图14所示。虽然这些形状是用于通道61b和62b的合适形状，但是通道61b和62b的形状可以变化以包括圆形、三角形、六角形或其它规则或非规则的构型。通道61b和62b还被描绘成具有贯穿承拉构件60b的长度和宽度的恒定形状，但可以具有非恒定的、变化的形状或变化的尺寸。因此，通道61b和62b的构型可以改变以为承拉构件60b的不同部分赋予不同的可压缩性或不同的性能。例如，通道61b和62b在承拉构件60b的后侧向部分可以具有较大的尺寸以降低在后侧向角落内的鞋底结构30b的整体可压缩性。
承拉构件60b的上表面和下表面被结合到隔离件50b。然而，承拉构件60b的侧表面可以保持为不结合到隔离件50b。囊40b的侧壁可以因囊40b内的流体压力而膨胀或以其他方式向外凸出。在一些实施方案中，承拉构件60b的侧表面可以整体或部分地结合到隔离件50b。
承拉构件60b可以通过注射成型工艺形成，其中聚合物泡沫材料被注入具有空腔的模具内，其具有承拉构件60b的大体形状。多种可移动的杆可以在与通道61b和62b的位置相对应的位置延伸穿过空腔。在至少部分固化聚合物泡沫材料的情况下，杆可以被移走，且模具可以被打开以允许移走承拉构件60b。
参考附图20-23，绘制出另一囊40c，其包括外隔离件50c和承拉构件60c。如先前的实施方案，隔离件50c包括对囊40c所容纳的加压流体基本上不可渗透的第一隔层51c和第二隔层52c。囊40c容纳的加压流体导致了作用在隔离件50c上的向外的力且趋向于分开第一隔层51c和第二隔层52c或以其它方式向外压第一隔层51c和第二隔层52c。然而，承拉构件60c被结合到第一隔层51c和第二隔层52c中的每一个，且被加压流体置于张力状态，由此限制了隔离件50c的向外移动。
第一隔层51c和第二隔层52c沿着其各自的外围被结合在一起以形成外围结合部53c，并配合形成密封的室，承拉构件60c和加压流体位于其中。用于隔离件50c的合适的材料包括关于隔离件50上述的材料中的任何一种。承拉构件60c是结合到隔离件50c的聚合物泡沫材料构件。虽然粘合剂结合可以被用来固定隔离件50c和承拉构件60c，但是当隔离件50c和承拉构件60c都由热塑性聚合物形成的话，直接结合也可以是合适的。因此，承拉构件60c的聚合物泡沫材料可以是由SMARTLITE商标所归属的Huntsman International，L.L.C.制造的热塑性聚氨酯泡沫材料，或者也可以是的通过在MUCELL商标下的、组成公司且上市的Trexel提出的工艺所制造的材料。其它合适的材料，无论热塑性还是热固性都可以被用于承拉构件60c。
承拉构件60c包括具有凹状构型的上表面，以及承拉构件60c包括大体是平面的下表面。上表面的凹状构型提供了具有凹状上部区域的囊40c，其与鞋面相连并形成了用于妥善地放置穿鞋者的脚后跟的凹陷区。类似地，平面的下表面提供具有大体平面构型的囊40c，其与鞋外底相连并形成接触地面的表面。然而，用于承拉构件60c的表面的多种轮廓可以显著不同于上述的构型。
承拉构件60c包括多个通道61c和62c，其延伸穿过或者至少部分延伸进聚合物泡沫材料并行成了在承拉构件60c的上部和下部之间延伸的柱63c。通道61c在承拉构件60c的侧面之间横向延伸。通道62c延伸进后部的聚合物泡沫材料中并形成径向构型。也就是说，通道62c在承拉构件60c的半圆形后部周围延伸进聚合物泡沫材料中，以及通道62c与最后部的通道61c相交。与承拉构件60b相比，承拉构件60c并没有被描绘成具有纵向延伸的通道，但在其它实施方案中可以具有纵向通道。通道61c和62c增加承拉构件60c的可压缩性而降低囊40c的总重量。
通道61c和62c被构建以选择性地增加或改变承拉构件60c在不同区域的可压缩性。参考附图21，在承拉构件60c的前区域的通道61c呈垂直向。但是接着，通道61c向后延伸时，其逐渐变斜或其他形式的非垂直向。此外，各柱63c也趋向于变得在前区域比在后区域更不垂直。相比较而言，垂直的柱63c一般比非垂直的柱或斜向柱提供更大的支撑。因此，通道63c的方向可以被用来影响或以其它方式设定囊40c在不同区域的可压缩性。而且，通道62c还可以呈现非垂直的方向以进一步增加囊40c在后部区域的可压缩性。
承拉构件60c的上表面和下表面被结合到隔离件50c。然而承拉构件60c的侧表面可以保持为不结合到隔离件50c。囊40c的侧壁可以因囊40c内的流体压力而膨胀或以其他方式向外凸出。在一些实施方案中，承拉构件60c的侧表面可以整体或部分地结合到隔离件50c。
参考附图24-26B，囊40d被描绘成包括外隔离件50d和多个承拉构件60d。隔离构件50d包括第一隔层51d和第二隔层52d，其基本上对囊40d包含的加压流体不可渗透。第一隔层52d和第二隔层52d沿着其各自的外围被结合在一起以形成外围结合部53d，并配合形成密封的室，承拉构件60d和加压流体位于其中。
承拉构件60d是多个可以具有柱状构型的分离的泡沫材料构件，其被结合到第一隔层51d和第二隔层52d的每一个。承拉构件60d被描绘成具有大体统一的尺寸，但在本发明的范围内可以具有不同的尺寸，如高度和厚度。承拉构件60d的上表面和下表面是大体平面的和平行的，但也可以具有为囊40d提供的一形状的轮廓。
囊40d容纳的加压流体导致了作用在隔离件50d上的向外的力，且趋向于分开第一隔层51d和第二隔层52d或以其它方式向外压第一隔层51d和第二隔层52d。承拉构件60d每一个因流体而被置于张力状态，且保持在附图中所描绘的囊40d的大体平面的构型。至于囊40，直接结合法是固定隔离件50d和承拉构件60d的有效方式。
如上所述，附图27-29A中描绘了囊40e，且其具有如上所述的囊40的大体构型。因此，囊40e包括外隔离件50e和承拉构件60e。隔离构件50e包括第一隔层51e和第二隔层52e，其对囊40e包含的加压流体基本上不可渗透。第一隔层52e和第二隔层52e沿着其各自的外围被结合在一起以形成外围结合部53e，并配合形成密封的室，承拉构件60e和加压流体位于其中。
承拉构件60e是泡沫材料构件，其结合到第一隔层51e和第二隔层52e中的每一个。承拉构件60e的上表面和下表面是大体平面的和平行的，但也可被构造成曲面的。与囊40相比，更具体地说与承拉构件60相比，承拉构件60e界定了多个垂直延伸穿过承拉构件60e的通道61e。
囊40e容纳的加压流体导致作用在隔离件50e上的向外的力，且趋向于分开第一隔层51e和第二隔层52e或以其它方式向外压第一隔层51e和第二隔层52e。承拉构件60e因流体被置于张力状态，且保持在附图中所描绘的囊40e的大体平面的构型。如囊40，直接结合可以是固定隔离件50e和承拉构件60e的有效方式。
图30描述了一种鞋类物品100，具有鞋面100和鞋底结构120。鞋面100被设置成容纳穿鞋者的足部。提供位于足部和地面之间的耐用、吸震介质的鞋底结构120主要由鞋底夹层122和鞋外底124形成。依据以下所公开的方法形成的囊200被固定到鞋底夹层122的鞋跟区域且在鞋外底124之上。如图30所描述的，鞋类物品100是运动鞋。然而，囊200可以用于其他类型的鞋类物品，包括礼服鞋、直排轮滑鞋(in-line skates)和靴子。
图31A至图31C所描述的囊200具有外部包封元件210、内部芯子220、一对连接层232和234、流体240和进口250。外部包封元件210由连接在一起形成外围结合部216的第一薄片212和第二薄片214形成。形成薄片212和214的材料可以是以上所述的用于隔离件50的各种材料中的任何一种。第一薄片212的合适厚度范围是30至60密耳，优选的厚度是50密耳，第二薄片214的合适厚度范围是20至45密耳，优选厚度是30密耳。对于薄片212和214也可以使用其他合适的厚度。如图31A至图31C所展示的，第一薄片212和第二薄片214由以下详细描述的依据本发明的方法整体形成在芯子220的周围。形成第一薄片212的材料可以被设置成通过侧壁213可以看见芯子220。因此，第一薄片212可以是透明的、半透明的、光亮的或有色的以有助于芯子220的可见性。
芯子220可以由双面织物元件形成，该双面织物元件包括通常以预定的距离彼此间隔开的第一外部层222和第二外部层224。尽管芯子的厚度可以变化，但是适合于鞋类物品应用的厚度范围是8至15毫米，一个合适的范围是大约14.5至15毫米。由包括多根丝的漏纱组成的连接元件226在外部层222和224之间延伸。漏纱丝(Drop yarn filament)形成张力限制元件，并被锚固到外部层222和224。制造芯子220的一种方法是双面经编针织(double needle bar Rschel knitting)。外部层222和224可由膨化变形纱(air-bulked yarn)形成或其他方式的变形丝(texturized yarn)形成，比如，假捻变形丝(false twist texturized yarn)，尤其是尼龙6、6和尼龙6的组合。连接元件226可以由类似的材料形成。
包括连接元件226的多根纱线可以被布置成由间隙227分隔开的带子。与利用不断开的连接纱线的双面织物形成的芯子相比，间隙227的使用可以为芯子提供增强的可压缩性。从侧壁213看时，连接部件226和间隙227还可以提供吸引人的外观。在双面经编针织时，通过在经(纵)向上以一定的预先确定的针数省略连接的纱线，形成间隙227。三针向里、三针向外的编织产生合适的具有连接部件226的织物，其中连接部件226被间隙227分隔开。可以利用其他的向里的针和向外的针的编织图案(knitting pattern of needles in and needles out)，比如，两针向里两针向外、四针向里两针向外、两针向里四针向外，或其任意组合。同样，通过省略经向的针数或选择性地连续编织或不编织，可以形成纵向方向和横向方向的间隙。
为了便于将第一外部层222结合到第一薄片212，在第一外部层222和第一薄片212之间设置第一连接层232。类似地，第二连接层234被设置在第二外部层224和第二薄片214之间。由与薄片212和214相同的热塑性材料形成的连接层232和234被施用到外部层222和224上，以使连接层232和234渗透每个连接层232和234的一部分而没有胶着到连接部件226上。可以通过在250华氏温度的压机(press)的上部热压板(platen)和下部热压板之间以5psi压缩材料大约5秒钟来实现将连接层232和234连接到外部层222和224。Rudy的’361专利详细论述了这种方法以及用于将连接材料应用到织物层的其他合适方法。
囊200包含流体240，比如氮气。其他合适的气体，包括六氟乙烷(hexafluorethane)(比如，氟里昂，F-116)、六氟化硫(sulphurhexafluoride)、空气、以及以上描述的适合于囊40或囊40a至40e包含的各种气体。
囊200的整个制造过程通常包括以下步骤准备、加热、结合和充气。在制造过程的各步骤之间，可以利用往返机构(shuttle mechanism)或其他传输机构来传送囊200的零件。往返机构可以包括往返机架(shuttle frame)、用于将囊零件固定到往返机架上的各种夹具，以及用于防止薄片212和214在加热步骤中过早接触的分隔物。在可替换的实施方案中，分隔物由防止接触的具有2至5psi的流体层代替。总之，在准备步骤期间，囊200的零件被组织、组装和固定到往返机架上。一旦准备好，囊零件就被传送到烘箱里加热预定的一段时间，以便达到期望的温度。接着，往返机构将零件传送到模具300中，在模具300中，将薄片212牢固地结合到芯子220。接着，在大约相应于第二薄片214的高度，薄片212和214被彼此结合以形成外围结合部216。在结合之后，零件从往返机构中移除，冷却并被充气到预期的压力。
准备步骤和连接步骤的一部分都可以在模具300的区域中发生。这样，可以在模具300的区域内布置和固定囊零件，然后将囊零件传送到烘箱中加热。在加热后，材料退出烘箱并返回模具300的区域以用于结合。这种配置的优点在于一个人就可以监督准备、加热和结合步骤。而且，当结合完成时，往返机架被准确定位以用于下一循环，从而提高过程的效率。以下材料详述了本发明的具体制造方法。
制造过程由将芯子220预定位(pre-tacking)到第一薄片212开始。这可以通过将芯子220定位到第一薄片212上并在热压机的压板之间压缩芯子220和第一薄片212来实现，这样第一薄片212与连接层232结合在一起。如下详述的，预定位确保将芯子220适当地定位到第一薄片212上以用于模制过程。注意，如上所述的，连接层234是预先施用到外部层224上的，而不是预定位到第二薄片214上的。
当预定位完成时，第一薄片212、芯子220，以及第二薄片214被定位到往返机架上，以使芯子220就位于薄片212和214之间。为了防止薄片212和214之间接触，分隔物位于薄片212和214之间。也可以将充气针定位在薄片212和214之间。可以闭合位于往返机架上的夹具以便确保薄片212，214和芯子220以及充气针牢固地定位。
接着，往返机架将囊200的零件传送到烘箱中，该烘箱可以是用于热成形的任何能够将热塑性材料加热到适当温度的常规烘箱。典型的烘箱包括均匀升高薄片212和214的温度的石英型辐射式加热器(quartz typeradiant heater)。由于以下显而易见的原因，第一薄片212的厚度可以比第二薄片214的厚度大。为了确保同等受热，可以相应地调节相应于第一薄片212的加热元件的相对输出值和相应于第二薄片214的加热元件的相对输出值。
薄片212和214所加热到的温度取决于所使用的具体材料。应将材料加热到超过软化温度，但是低于熔点的温度，以确保适当的结合。如上所提到的，薄片212和214可以由多种材料形成。第一合适材料包括热塑性聚氨酯和乙烯-乙烯醇共聚物的交替层，其具有350到360度华氏温度的熔化温度。因此，第一材料应被加热到的温度是300到320度华氏温度之间。第二合适材料是由包括气体阻隔材料和弹性体材料的交替层的柔性微层薄膜形成的，比如，热塑性聚氨酯，它的熔化温度在范围350到360度华氏温度之间。然而，第二材料被加热的合适温度在320到335度华氏温度之间。加热后，往返机架将零件传送出烘箱，并将零件定位到模具300的下模具部分310和上模具部分350之间。
图32至图34描述了模具300，其具有这样的构型，其中可以同时制造四个囊200。本制造方法可以用于同时制造任何数量的囊200而并不限制于所描述的数量。下模具部分310单独描述在图32中以及与上模具部分350一起描述在图34至图35C中，下模具部分310包括下部板320和下部插入物330。空腔321形成在下部板320的上表面上，并且恰当地选定空腔321的尺寸以容纳下部插入物330。空腔321的下表面包括一个或更多个真空口326。除了空腔321，下部板320的上表面包括从空腔321延伸的浅的、半圆形的通道324以及沿着通道324的两边且在空腔321的周围延伸的凸出的隆起物325。
下部插入物330由轴肩螺钉322固定在空腔321内，并放置到两个模具弹簧(die spring)323上，以使未施加向下的力时，下部插入物330的一部分可以保持在下部板320的上表面之上的位置。然而，当施加向下的力后，模具弹簧323压缩，下部插入物330回缩到空腔321内。下部插入物330的上表面包括限定下部插入物330的边缘的外围凹陷部分331。向下延伸并穿过下部插入物330的一连串的孔332形成在外围凹陷部分331上，从而使外围凹陷部分331与空腔321流体连通。如以下将要描述的，外围凹陷部分331主要起形成侧壁213的作用。因此，外围凹陷部分331的特征，包括形成外围凹陷部分331的表面的弧的长度，应被选择为能提供使外围结合部216基本上位于第二薄片214的平面上的侧壁高度。
单独描述在图33中以及与下模具部分310一起描述在图34至图35C中的上模具部分350，被设计成相应于下模具部分310的各种元件。上模具部分350包括上部板360和上部插入物370。上部板360包括空腔361、相应于下部板310的通道324的通道362、以及位于空腔361和通道362附近的隆起物363。用螺丝钉364将上部插入物370固定到空腔361，以使上部插入物370的下表面与隆起物363重合。注意，上部插入物370相对于上部板360是静止的。与下部板320相似，上部板360包括真空口365。
当模具300闭合时，下模具部分310和上模具部分350的相应部分就定位在彼此靠近的位置。比如，下部插入物330和上部插入物370将被定位成部分下部插入物330正好位于上部插入物370的相应部分的下方。同样地，隆起物325和363被定位以使由通道324和362形成的柱形空间位于板320和360之间。
如果使用了往返机架，往返机架恰当地将第一薄片212、第二薄片214、芯子220以及连接层230定位在模具300的各部分之间，如图35A所示的。注意，在图35A中，连接部件226被描述成未伸展的状态。下部模具部分310和上部模具部分350开始在零件之上闭合，这样，下部插入部330在第一外部层222预定位到第一薄片212的区域接触第一薄片212，上部插入物370在第二外部层224的区域接触第二薄片214，从而压缩插入物330和370之间的零件，如图35B所描述的。插入物330和370的压缩力，连同压缩零件的升高的温度永久性地分别将连接层232和234结合到薄片212和214。以这种方式，芯子被有效地结合到薄片212和214。
在结合芯子之后，通过将空气由真空口326和365排出，可以在，如在外围凹陷部分331内以及在插入物330和370的外围周围内形成范围在28到29.5英寸汞柱的真空。应注意，外围凹陷部分331包括孔332。当通过从真空口326抽吸空气，抽空空腔321时，外围凹陷部分331内的空气穿过孔332并进入空腔321内。另外，通过穿过下部插入物330和空腔321的侧面之间的间隙，排出下部插入物330的外周附近的空气。用类似的方法形成上部插入物370的外围周围的真空。
形成真空的目的是牵拉薄片212和214使其接触模具300的各个部分。这能保证薄片212和214依据模具300的轮廓恰当地成形。如上所述，外围凹陷部分331主要起形成侧壁213的作用，并且被设置以使侧壁213具有足够的高度以将外围结合部216定位在第二薄片214的平面上。如果侧壁213没有被适当的形成，那么外围结合部216可能也不会恰当地定位。注意，第一薄片212可以伸展以便延伸进外围凹陷部分331并形成侧壁213。如以上注意到的，薄片212和214的初始厚度之间的差异可以补偿第一薄片212被伸展和拉伸进外围凹陷部分331时可能出现的第一薄片212的变薄现象。
为了提供用于牵拉薄片212和214使其接触模具300的各部分的第二种方法，芯子220的内部区域可以被压缩至大约60psi。在这个方法的准备阶段，注射针位于薄片212和214之间。有利地是，注射针可以被定位以使当模具300闭合时，通道324和362能包封注射针。气体可以从注射针喷出，以使薄片212和214能啮合通道324和362的表面，从而形成薄片212和214之间的充气导管。于是，气体可以通过充气导管，从而进入并压缩芯子220的区域。结合真空条件，内部压力确保薄片212和214能接触模具300的各部分，如图35C所描述的。
当模具300进一步闭合时，隆起物325和363将第一薄片212结合到第二薄片214，从而形成外围结合部216。此外，连接通道324和362的部分隆起物325和363形成薄片212和214之间的结合部，该结合部形成上述充气导管。
贯穿结合操作的各阶段，如上所述的，下部插入物330的位置相对于空腔231而改变。最初，下部插入物330的上表面延伸到隆起物325之上，如图34A所描述的。在将连接层232和234分别结合到薄片212和214的结合操作中，下部插入物330部分地回缩进空腔321。因此，模具弹簧323部分变位并向上压，从而使薄片212和214、芯子220，以及连接层230处于受压状态，如图35B所描述的。接着，模具300继续闭合，下部插入物330完全回缩到空腔321内，如图35C所描述的。在这个位置，由于薄片212和214在隆起物325和363之间的压缩，形成外围结合部216。如以上所提到的，侧壁213也是在这个阶段通过将第一薄片212拉伸进外围凹陷部分331内而形成的。
当结合完成时，打开模具300，移除如图36所展示的结合部件400，并允许其冷却。尽管加热后薄片212和214的温度在300和320华氏温度之间，一旦从模具中移除，冷却使温度降低到140和150华氏温度之间。在进一步的冷却过后，可以通过充气针和充气导管将流体240注射进芯子220的区域。参照图36，充气导管被描述成260。接着，通过进一步结合第一薄片212和第二薄片214，密封进口250。接着，去除第一薄片212和第二薄片214的多余部分，从而形成囊200。作为可替换的方法，可以颠倒充气和去除多余材料的顺序。作为过程的最后一步，可以常规方法将囊200结合进鞋类物品的鞋底中。
以上材料公开了分别包括泡沫承拉构件60和60a-60e的各种流体填充囊40和40a-40e，这些泡沫承拉构件能有效地形成囊40和40a-40e的芯子。类似地，以上材料也公开了一种热成形包括织物芯子220的囊200的方法。热成形囊200的一般方法可以用于热成形囊40和囊40a-40e中的任何一种。换句话说，可以利用热成形方法以热成形具有泡沫芯子的囊。
参照图37A-图37C，将描述热成形带有泡沫芯子的囊的一般方法。作为举例，图37A-图37C描述适用于囊40a的方法。然而，相关领域的技术人员应认识到，该方法可用于囊40和囊40a-40e中的任何一种。如果使用了往返机架，往返机架恰当地将第一隔层51a、第二隔层52a，以及承拉构件60a定位在模具300的各部分之间，如图35A所描述的。下部模具部分310和上部模具部分350开始在各零件上闭合，以使下部插入物330在承拉构件60a的区域接触第二隔层52a，上部插入物370在承拉构件60a的区域接触第一隔层51a，从而压缩插入物330和370之间的零件，如图37B所描述的。插入物330和370的压缩力，连同压缩零件的升高的温度永久性地将承拉构件60a分别结合到层51a和层52a。
在将承拉构件60a结合到层51a和52a之后，通过将空气由真空口326和365排出，可以在，如在外围凹陷部分331内以及在插入物330和370的外围周围形成范围在28到29.5英寸汞柱的真空。应注意，外围凹陷部分331包括孔332。当通过从真空口326抽吸空气，抽空空腔321时，外围凹陷部分331内的空气穿过孔332进入空腔321。另外，通过穿过下部插入物330和空腔321的侧面之间的间隙，排出下部插入物330的外围周围的空气。用类似的方法形成上部插入物370的外围周围的真空。
形成真空的目的是牵拉层51a和52a使其接触模具300的各部分。这能保证层51a和52a依据模具300的轮廓恰当地成形。如上所述，外围凹陷部分331主要起形成侧壁231的作用，并且应设置成囊40a的侧壁具有足够的高度以使外围结合部216位于第二隔层52a的平面上。如果囊40a的侧壁没有被适当的形成，那么外围结合部216可能也不会恰当地定位。注意，第二隔层52a可以伸展以便延伸进外围凹陷部分331并形成囊40a的侧壁。层51a和52a的初始厚度之间的差异可以补偿第二隔层51a被伸展和拉伸进外围凹陷部分331时可能出现的第一隔层52a的变薄现象。
为了提供用于牵拉层51a和52a使其接触模具300的各部分的第二种方法，承拉构件60a的内部区域可以被压缩至大约60psi。在这个方法的准备阶段，注射针可以定位在层51a和52a之间。有利地是，注射针可以定位成当模具300闭合时，通道324和362能包封注射针。气体可以从注射针喷出，以使层51a和52a能啮合通道324和362的表面，从而形成层51a和52a之间的充气导管。于是，气体可以通过充气导管，从而进入并压缩承拉构件60a的区域。结合真空条件，内部压力确保层51a和52a能接触模具300的各部分，如图37C所描述的。
当模具300进一步闭合时，隆起物325和363将第一隔层51a结合到第二隔层52a，从而形成外围结合部216。此外，连接通道324和362的部分隆起物325和363形成层51a和52a的其他区域之间的结合部以形成充气导管。
贯穿连接操作的各阶段，如上所述的，下部插入物330的位置相对于空腔321而改变。最初，下部插入物330的上表面延伸到隆起物325之上，如图37A所描述的。在将连接层232和234分别结合到薄片212和214的结合操作中，下部插入物330部分地回缩进空腔321。因此，模具弹簧323部分变位并向上压，从而使层51a和52a、承拉构件60a，以及连接层230处于受压状态，如图37B所描述的。接着，模具300继续闭合，下部插入物330完全后退到空腔321内，如图37C所描述的。在这个位置，由于层5 1a和52a在隆起物325和363之间的压缩，形成外围结合部216。如以上所提到的，囊40a的侧壁也是在这个阶段通过将第二阻隔层52a拉伸进外围凹陷部分331内而形成的。
当结合完成时，打开模具300，移除囊40a以及层51a和52a的多余部分，并允许其冷却。尽管加热后层51a和52a的温度在300和320华氏温度之间，从模具中移除后，冷却使温度降低到140和150华氏温度之间。在进一步的冷却过后，可以通过注射针和充气导管将流体注射进承拉构件60a的区域。接着，去除第一阻隔层51a和第二阻隔层52a的多余部分，从而形成囊40a。作为可替换的方法，可以颠倒充气和去除多余材料的顺序。作为过程的最后一步，可以常规方法将囊40a结合进鞋类物品的鞋底中。
参考多种实施方，以上公开了本发明及其附图。然而，公开的目的在于提供涉及本发明的各种特征和概念的实施例，而不是在于限制本发明的范围。相关领域的技术人员应认识到，可以对上述实施方案做出多许多变化和修改而并不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于形成流体填充囊的方法，所述方法包括以下步骤将至少一个芯子设置在热塑性材料的第一薄片和第二薄片之间；以及将所述第一薄片结合到所述芯子，将所述第二薄片结合到所述芯子，以及通过在模具中压缩所述第一薄片、所述第二薄片和所述芯子，在所述芯子的外围周围将所述第一薄片和所述第二薄片结合在一起，以使a)所述模具的第一部分接触邻近所述芯子的所述第一薄片以将所述第一薄片结合到所述芯子，所述模具的第一部分接触并基本上成形所述第一薄片的所有侧壁区域以由所述侧壁区域形成所述囊的侧壁，b)所述模具的第二部分接触邻近所述芯子的所述第二薄片，从而将所述第二薄片结合到所述芯子，以及c)将所述第一薄片和所述第二薄片在所述芯子的外围周围压合在一起以形成所述第二薄片和所述第一薄片的所述侧壁区域之间的外围结合部。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤将所述芯子选定为泡沫元件。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括步骤形成至少部分延伸穿过所述泡沫元件的通道。
4.如权利要求2所述的方法，进一步包括步骤形成延伸穿过所述泡沫元件的多个通道。
5.如权利要求2所述的方法，进一步包括步骤选择可以结合到所述第一薄片和所述第二薄片的热塑性材料的聚合物泡沫材料。
6.如权利要求2所述的方法，进一步包括步骤将聚合物泡沫材料选为所述第一薄片和所述第二薄片的热塑性材料。
7.如权利要求2所述的方法，其中所述结合步骤包括将所述芯子直接结合到所述第一薄片和所述第二薄片。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤加热所述第一薄片、所述第二薄片和所述芯子。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述结合步骤包括将所述第一薄片的一部分形成为所述囊的基本上平的第一表面，以及将所述第二薄片形成为所述囊的基本上平的第二表面，所述第一表面和所述第二表面基本上平行。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述结合步骤包括在与所述第二表面基本重合的位置形成所述外围结合部。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述结合步骤包括在所述第一薄片和所述第二薄片的外部表面附近形成部分真空，所述部分真空牵拉所述第一薄片靠住所述模具的所述第一部分，牵拉所述第二薄片靠住所述模具的所述第二部分。
12.如权利要求1所述的方法，其中将芯子设置在所述第一薄片和所述第二薄片之间的所述步骤包括将所述芯子附着到所述第一薄片上。
13.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤将所述囊结合到一鞋类物品的鞋底结构中。
14.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤将所述芯子选定为织物元件。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤将所述芯子选定为具有第一外部层和第二外部层，所述外部层被多个连接部件间隔开以及连接在一起。
16.一种用于形成流体填充囊的方法，所述方法包括以下步骤将由聚合物泡沫材料形成的芯子设置在热塑性材料的第一薄片和第二薄片之间；以及将所述第一薄片结合到所述芯子，将所述第二薄片结合到所述芯子，以及通过在模具的第一部分和第二部分之间压缩所述第一薄片、所述第二薄片和所述芯子，在所述芯子的外围周围将所述第一薄片和所述第二薄片结合在一起，以使a)所述模具的所述第一部分接触邻近所述芯子的所述第一薄片，从而将所述第一薄片结合到所述芯子，b)所述模具的所述第一部分将所述第一薄片的第一部分形成为所述囊的基本上平的第一表面，所述模具的所述第一部分接触并基本上成形所述第一薄片的第二部分的全部以将所述第一薄片的所述第二部分形成为所述囊的侧壁，c)所述模具的所述第二部分接触邻近所述芯子的所述第二薄片，从而将所述第二薄片结合到所述芯子，d)所述模具的所述第二部分将所述第二薄片形成为所述囊的基本上平的第二表面，所述第二表面基本上平行于所述第一表面，以及e)将所述第一薄片和所述第二薄片在所述芯子的外围周围压合在一起以形成所述第二薄片和所述第一薄片的所述第二部分之间的外围结合部，所述外围结合部被定位在基本上与所述第二表面重合的位置。
17.如权利要求16所述的方法，进一步包括步骤形成至少部分延伸穿过所述泡沫元件的通道。
18.如权利要求16所述的方法，进一步包括步骤形成延伸穿过所述泡沫元件的多个通道。
19.如权利要求16所述的方法，进一步包括步骤选择可以结合到所述第一薄片和所述第二薄片的热塑性材料的聚合物泡沫材料。
20.如权利要求16所述的方法，进一步包括步骤将聚合物泡沫材料选为所述第一薄片和所述第二薄片的热塑性材料。
21.如权利要求16所述的方法，其中所述结合步骤包括将所述芯子直接结合到所述第一薄片和所述第二薄片。
22.如权利要求16所述的方法，进一步包括步骤加热所述第一薄片、所述第二薄片和所述芯子。
23.如权利要求16所述的方法，进一步包括步骤将所述囊结合到一鞋类物品的鞋底结构中。
24.一种用于制造结合了囊的鞋类物品的方法，所述方法包括以下步骤将至少一个芯子设置在热塑性材料的第一薄片和第二薄片之间，由聚合物泡沫材料形成的所述芯子界定至少部分延伸穿过所述泡沫材料的多个通道；将所述第一薄片结合到所述芯子，将所述第二薄片结合到所述芯子，以及通过在模具中压缩所述第一薄片、所述第二薄片和所述芯子，在所述芯子的外围周围将所述第一薄片和所述第二薄片结合在一起，以及将加压流体注入所述第一薄片和所述第二薄片之间的空间内，以使a)所述模具的第一部分接触邻近所述芯子的第一薄片，所述加压流体将所述第一薄片压靠住所述模具的所述第一部分以将所述第一薄片结合到所述芯子，并且所述模具的所述第一部分接触并基本上成形所述第一薄片的全部侧壁区域以由所述侧壁区域形成所述囊的侧壁，所述侧壁区域位于所述芯子的外围周围，b)所述模具的第二部分接触邻近所述芯子的所述第二薄片，且所述加压流体将所述第二薄片压靠住所述模具的所述第二部分以将所述第二薄片结合到所述芯子，以及c)将所述第一薄片和所述第二薄片在所述芯子的外围周围压合在一起以形成所述第二薄片和所述第一薄片的所述侧壁区域之间的外围结合部；给所述囊加压；以及在所述鞋类物品的鞋底结构中，至少部分地包封所述囊。
25.如权利要求24所述的方法，进一步包括步骤选择可以结合到所述第一薄片和所述第二薄片的热塑性材料的聚合物泡沫材料。
26.如权利要求24所述的方法，进一步包括步骤将所述聚合物泡沫材料选定为所述第一薄片和所述第二薄片的热塑性材料。
27.如权利要求24所述的方法，其中所述结合步骤包括将所述芯子直接结合到所述第一薄片和所述第二薄片。
28.如权利要求24所述的方法，进一步包括步骤加热所述第一薄片、所述第二薄片和所述芯子。
全文摘要
公开了一种用于形成流体填充囊的方法。该方法包括将芯子设置在热塑性材料的第一薄片和第二薄片之间。在模具中压缩第一薄片、第二薄片和芯子，这样，模具的第一部分接触第一薄片以将第一薄片结合到芯子，并且模具的第一部分接触并形成第一薄片的基本上全部的侧壁以由该侧壁区域形成囊的侧壁。模具的第二部分也接触第二薄片以将第二薄片结合到芯子。另外，将第一薄片和第二薄片在芯子的外围周围，压合在一起以形成第二薄片和侧壁之间的外围结合部。
文档编号A43B13/18GK101072520SQ200580042053
公开日2007年11月14日 申请日期2005年12月16日 优先权日2004年12月30日
发明者兹维·兰普鲍特, 艾瑞克·史蒂芬·斯金勒 申请人:耐克国际有限公司