安全鞋的制作方法
【专利说明】安全鞋
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月13日提交的，申请号为61/779，054的美国临时专利申请的申请日的权益，该申请的内容作为参考被弓I入本申请中。
【背景技术】
[0002]—般来说，本发明涉及用于恶劣环境中的安全鞋，例如用于各种农业、食品加工、能源勘探、工业、和/或有害物质环境。
[0003]被开发成能够承受恶劣条件(如穿戴者持续暴露于水、化学品、高温或低温，或自然腐蚀物的条件中)的鞋，必须被构造成能保持穿戴者舒适的同时能承受那些条件。某些鞋遭受一种或多种上述环境的一个共同领域是(例如)在石油钻采行业中。目前，钻井平台可能处于一种环境中，其中地面或工作区域是常泥泞的，含有在钻井期间使用的化学品或腐蚀性添加剂或两者兼而有之。水力压裂(或水力压裂)是在上述条件普遍存在的钻井行业的一种习惯做法。在这样恶劣的工作条件中，鞋通常在一段短的时间内会退化或变坏，让用户经常花费不必要的成本买鞋。例如，当前市场供应的某些鞋也许只能在这样的条件下使用两⑵或三⑶周。
[0004]在诸如钻探行业所遇到的工作环境中，安全同样也是至关重要的。的确，某些标准(如那些美国试验材料学会(ASTM)、CSA或EN-1SO规定的)要求在这些行业使用的鞋符合众多安全要求。作为一个例子，任何引入到鞋中的安全部件必须成为鞋子不可或缺和不可移除的部分；换句话说，使用者一旦购买了鞋子便不能移除安全部件。当然，其他安全要求也存在。
[0005]进一步，目前用于上述环境的固体合成橡胶鞋和/或橡胶鞋往往很重，而且，因为鞋子重量和灵活性是影响人类移动效率和/或正常轮班时消耗多少能量的因素，这些因素可能是显著的。例如，沉重的和/或没有灵活性的鞋可能增加工人疲劳，相比于如果使用轻的和/或更灵活的鞋类。
[0006]制造鞋类的具体方法在行业中已知的，这其中的一种方法是使用可膨胀的聚合物材料(如聚烯烃弹性体(PE)、乙烯-醋酸乙烯(EVA)或其他材料)。简而言之，可膨胀的聚合物材料可以放入注塑模具中并形成各种鞋类部件。然而，到目前为止，伴随行业和政府对安全鞋的性能特性的监管，就如，公认的职业标准正文所概述的(例如ASTM F2413和CSA Z195),引入膨胀性鞋还未成为可能。
[0007]鉴于上述情况，需要一种可以承受恶劣的环境，同时为使用者在这种环境中提供足够的安全性的质量轻的鞋。
【发明内容】
[0008]本发明的各方面提供可以承受恶劣的环境，同时为使用者在这种环境中提供足够的安全性的鞋。
[0009]作为一个例子，本发明的第一方面包括:一种鞋系统，包括壳，该壳具有内腔和偏离壳的内表面的至少一个凹部区域，及底座，该底座具有适合保护使用者的脚免受伤害的一个或多个部件，该底座可嵌入壳的内腔中，以使底座的一个或多个部件永久地粘附在壳的至少一个凹部区域内。在这个方面的变型中，每个凹部区域也包括一组以与壳的内表面成角度布置的止动表面，并且每个部件包括适合于与壳的止动表面接合，以把部件保留在凹部区域内相应的止动表面。在一些示例中，该壳也可由抗腐蚀性材料，或者从包含聚烯烃弹性体、乙烯醋酸乙烯酯、可膨胀聚合物或适合于在在注射后的可膨胀发泡过程中交联发泡的共聚型材料的组中选择的材料组成。进一步，该底座可包括由刚性材料组成的鞋头，鞋后跟，接合至鞋头与鞋后跟的鞋内底板，和/或跖骨护具。
[0010]本发明的第二个方面是一种构造鞋的方法，包括这些步骤:(I)提供具有内腔的模具；(2)把可膨胀材料注入该内腔；(3)把该可膨胀材料从该内腔移出，以使该材料膨胀以形成鞋形的壳，该壳具有内腔和偏离壳的内表面的至少一个凹部区域，以及(4)把底座嵌入膨胀的壳的内腔，该底座具有适合于保护使用者的脚免受伤害的一个或多个部件，其中底座嵌入壳内使该一个或多个部件永久地粘附在该壳的至少一个凹部区域内。在这个方面的实施例中，把底座嵌入该膨胀的壳的内腔包括定位该一个或多个部件的止动表面，以便其干涉布置在该至少一个凹部区域邻近的止动表面。该壳也可包括对水和溶液不可渗透的材料。
【附图说明】
[0011]通过参考下面的详细说明可以实现对本发明的主题的更全面理解，其中详细描述参照附图，其中:
图1A-C是根据本发明的一个实施例的一种鞋系统的截面图。
[0012]图2A-C是根据图1A-C中鞋系统的一种变型的截面图。
[0013]图3A-C是根据图1A-2C中鞋系统的另一种变型的截面图。
[0014]图4A-C是根据图1A-3C中鞋系统的另一种变型的壳的截面图。
[0015]图5A-B是根据图1A-4C中鞋系统的另一种变型的壳和底座的截面图。
【具体实施方式】
[0016]为了表述清楚，在对本发明的某些特征的描述中将会使用特定的术语。但是，本发明并不倾向于受在此使用的任何特定术语限制，应当理解为，每个特定术语包括所有以类似的方式完成类似目的的所有技术等同物。
[0017]参考图1A-C，该图示出的鞋10由许多部件组成，S卩外壳20和嵌入并固定在外壳20内的组装底座50。图1A-B详细示出外壳20和组装底座50，其中后者本身可以包括许多部件，具体是:(I)安全套头或鞋头52 ; (2)抗刺穿鞋内底板66 ; (3)扩散冲击板76 ;和
(4)鞋跟86。如下述的另外的实施例所提出的其他部件也可以形成底座50的一部分。尽管如此，在每一个实施例中，底座50可以被嵌入并固定在壳20中，以便使用者不能移除底座50。以这种方式，鞋10可以为使用者在某些危险或者恶劣的环境中(例如在钻探行业中)提供安全。
[0018]如图1B所不，在一个实施例中，底座50可包括鞋头52，鞋头52具有内表面和外表面54、56，鞋头52可布置在使用者前脚区域以保护使用者的脚趾避免由于受到撞击或其他事故而受伤。事实上，鞋头52可以由刚性材料形成，例如硬的聚合物，金属，或者其他材料，并包括覆盖在使用者的脚趾上的部分58。鞋头52也可包括下凸部62，在这个实施例中，该下凸部在其内表面54处与鞋内底板66连接，如下所述。最后，鞋头52可包括用于在外壳20内与某些止动表面接合的止动表面60、64。
[0019]仍然参考图1B，底座50可包括，如上面提到的，在某些情况下能抗刺穿的鞋内底板66。鞋内底板66可以具有内表面和外表面68、70和端部72、74，其各自在它们的外表面70处与鞋头52和鞋跟86连接。
[0020]鞋跟86同样可以包括内表面和外表面88、90，和用于与鞋内底板66接合的下凸部92。鞋跟86也可为底座50在该部分提供刚性，使得当使用者把脚穿入鞋10时，后跟区域具有稳定性。如鞋盖52—样，鞋后跟86也具有用于与相应的止动表面在壳20内接合的止动表面94、96。
[0021]在这个实施例中(图1B)，底座50进一步包括覆盖在鞋内底板66上面的冲击扩散板76。必要时，冲击扩散板76可以采用鞋用纸板类型的材料(tuck board-type material)(例如标准的鞋用纤维，或者缠合而成的无纺布或编织类的材料，具有或不具有硬化剂)，这种材料本质是刚性的，因此可以吸收施加于鞋底板66的任何冲击或者力。在可替代的实施例中，冲击扩散板76可为Clark等人在专利USPN 6，205，683中描述的任何冲击扩散板，该专利被Timberland公司持有，其公开的内容通过引用引入本文中。上述的各部件通过下述方式形成底座50可嵌入于壳20的实施例。
[0022]如图1A所示，壳20可包括典型鞋类的几个共有的方面，例如鞋外底22，上部(upper) 24，和后跟26，前脚28和脚背30部分。在一个实施例中，壳20还对某些物质，例如水，泥，或其他溶液或腐蚀物品，是不