共模制3d元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于鞋尤其是运动鞋的鞋底的支撑元件、具有这种支撑元件的鞋底和鞋以及用于制造支撑元件的方法。
【背景技术】
[0002]鞋底的设计使之能够为鞋提供多种不同性能，这些性能根据鞋的种类而可以有不同程度的表现。首先，鞋底提供保护功能。它们通过其与鞋身(shoe shaft)相比更大的硬度来保护脚以避免受到例如由穿戴者踏在其上的尖锐物体而造成的伤害。另外，鞋底通常通过加强耐磨性而防止鞋出现过度磨损。鞋底还可以提高鞋在相应地面上的抓地性。鞋底的其它功能可以是给运动过程提供一定的稳定性。另外，鞋底可以提供缓冲作用以减轻在鞋与地面接触期间出现的力。最后，鞋底还可以防止脚被污垢或喷淋水弄脏或者提供多种其它功能。
[0003]为了满足从上述例举功能中产生出的这多个要求，现有技术已知有用于制造鞋底的多种不同材料。作为这些不同材料的示例，这里应该提及乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)、热塑性聚氨脂(TPU)、橡胶、聚丙烯(PP)或聚苯乙烯(PS)。另外，鞋底的制造考虑采用膨胀材料，尤其是膨胀热塑性聚氨脂(eTPU)或膨胀聚醚-嵌段-酰胺(ePEBA)。膨胀TPU和膨胀PEBA其自身的特点在于重量轻并且弹性和缓冲性能好。
[0004]例如，W02005/066250A1描述了用膨胀热塑性聚氨脂制成的鞋底，它可以不用附加的粘接剂与鞋身连接。DE102012206094A1和EP2649896A2披露了其鞋底具有用eTPU制成的颗粒的鞋及其制造方法。
[0005]为了选择地影响鞋的性能，现有技术已知采用附加的功能元件例如加强元件或支撑元件。这种加强或支撑元件能够提高鞋底在选定区域例如脚中部的中间区域中的稳定性，并且能够例如在不平坦地形上跑动期间或在俯卧撑(over-pronating)时放松肌骨骼系统。
[0006]但是，现有技术已知的加强和支撑元件的缺点在于，它们通常是整体模制成型或者用单种基材形成。因此，该加强元件的柔性和变形性能在整个加强元件上在很大程度上已经通过基材的选择而确定。还有，能够通过这种加强元件所呈现的可能功能的数量是有限的。
[0007]因此，本发明所要解决的问题在于提供用于鞋底的支撑元件及其制造方法，用来进一步增大影响鞋底性能的可能性。这里，制造方法涉及尽可能少的制造步骤以及尽可能少的制造成本。
【发明内容】
[0008]根据本发明的一方面，该问题至少部分由用于鞋底或衬垫元件的支撑元件来解决，该支撑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过注射成型方法在连接区域中与所述第一零部件可转动和/或可滑动地连接。
[0009]支撑元件例如能够根据需要局部影响鞋底的弹性、柔性和变形性能。由于第一零部件和第二零部件的可转动和/或可滑动连接，所以与整体模制成型的支撑元件相比，可以明显提高通过采用该支撑元件来影响鞋底性能的可能性。例如，可以在鞋底的不同区域中与鞋底的抗扭刚度无关地影响鞋底的柔性。可转动和/或可滑动连接具体可以布置在鞋底的其中应该保持鞋底的更高运动能力的区域中。可转动和/或可滑动连接例如可以布置在前脚区域中，其中鞋底沿着其纵向方向包括有足够程度的柔性，以便不会影响脚在脚趾上的转动。如果在脚中部区域或脚趾区域中，鞋底最好设置为相对刚性，以防止穿戴者受伤。本发明支撑元件因此能够为鞋底提供相对刚性且稳定的区域，它们通过鞋底的柔性部分相互分开。在其两个零部件没有可转动和/或可滑动连接的一体成型支撑元件的情况下，如果可能的话，这也是难以实现的。
[0010]在下面，描述了本发明支撑元件的其它设计可能性和可选的特征，这些可以由本领域技术人员根据需要组合以针对影响鞋底的性能而实现相应所期望的作用。
[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，其中所述两种塑料材料如此选择，从而所述连接区域不包含在这两种材料之间的化学键合或化学结合(chemical bond)。
[0012]通过这样选择第一和第二塑料材料，支撑元件可以按照这样的方式在简单的注射成型过程中制造出，从而第一和第二零部件包括可转动和/或可滑动连接，而不必为此进行随后的方法步骤，例如随后的粘接、卡扣在一起例如以搭扣配合的方式或者将第一和第二零部件组装在一起的其它不同方式。这可以明显提高可转动和/或可滑动连接的耐久性，并且简化了制造。这还意味着，不必遵守搭扣配合件所需的通常公差。这会导致更加一致的部件以及“完美配合和功能”。
[0013]这里，第一塑料材料和第二塑料材料可以在化学上不相容。这在下面将被称为“选择方案I”。
[0014]由于采用了这些不相容的塑料材料，所以在制造期间不必采取任何额外的措施来避免在这两种塑料材料之间出现胶粘、融合在一起或形成任何类型的化学键合或化学结合。例如，第一塑料材料包括聚酰胺或由它构成，而第二塑料材料可以包括聚甲醛(Ρ0Μ)或由它构成(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，其中由于这两种材料的化学不相容性，所以在连接区域中不会形成任何化学键合或化学结合。
[0015]还可能的是，第一塑料材料具有第一熔点，它明显高于第二塑料材料的第二熔点(或者反之亦然)。这在下面将被称为“选择方案II”。
[0016]然后，可以在低于第一熔点的温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。这样，由于在用第二材料二次注射成型或者包覆注射成型期间第一材料不会熔融，所以在连接区域中不会形成任何化学键合或化学结合。例如，第一塑料材料可以包括其熔点大约为260 °C的聚酰胺6.6(PA6.6)，或由它构成，在其上二次注射成型或者包覆注射成型第二塑料材料，该第二塑料材料包括其熔点大约为180°C的聚酰胺12(PA12)或由它构成(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但是优选高于180°C的温度下进行。
[0017]另外还可能的是，由于包含在第一和/或第二塑料材料中的任一种或两种中的添加剂，所以第一和第二塑料材料不会在连接区域中形成化学键合或化学结合。这在下面被称为“选择方案III”。
[0018]这能够拓宽可以分别用作第一或第二塑料材料的材料范围，同时仍然能够保证第一和第二零部件形成可转动和/或可滑动连接。第一塑料材料例如可以包括用润滑剂改性的聚酰胺，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构成(或者反之亦然)。然后可以将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剂，所以在连接区域中不会形成任何化学键合或化学结合。
[0019]在这里要注意的是，在本发明支撑元件的给定实施方案中选择方案1、11和III还能够相互组合。
[0020]例如，第一塑料材料可以包括下面材料中的一种或多种: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种或多种:聚酰胺(PA)，尤其是聚酰胺-12(PA12);聚甲醛(Ρ0Μ);聚四氟乙烯(PTFE)。
[0022]这些材料都适用于制造支撑元件，因为它们容易加工并且廉价，而且能够满足这些支撑元件在其柔性和弹性性能方面的通常要求。这里，第一塑料材料和第二塑料材料的选择可以按照这样的方式进行，从而如上所述，在注射成型期间，在连接区域中在第一和第二塑料材料之间不会形成任何化学键合或化学结合。
[0023]而且，在用在衬垫元件或鞋的鞋底(参见下面)尤其是用在中底(鞋底夹层)或部分中底中时，这种支撑元件能够具有复杂的结构，而不会锁紧到衬垫元件或鞋底中。支撑元件与衬垫元件或鞋底的材料接触的材料可以与衬垫元件或鞋底的材料不相容，从而支撑元件由衬垫元件或鞋底包围或部分包围，但是不会粘接或结合在其上。具体地说，不会形成任何化学键合或化学结合。这例如对于使得支撑元件能够随着衬垫元件或鞋底的材料一起运动而言是有利的。因此可以优化支撑元件和衬垫元件或鞋底的相互作用。支撑元件能够针对衬垫元件或鞋底的拉伸、扭转和压缩运动作出反应。因此，支撑元件能够控制并且优化衬垫元件或鞋底的运动。
[0024]在一些实施方案中，衬垫元件在其在鞋底内的位置方面能够变化。例如，它能够在其水平或垂直方向上侧向运动或翻转以改变包括有衬垫元件的鞋底的性能。
[0025]支撑元件也可以嵌入在衬垫元件或鞋底内，并且具有面对着衬垫元件或鞋底的一个表面的调整装置。因此，该元件可以由穿戴者单独调整。
[0026]在这方面，由颗粒泡沫(参见下面)制成的衬垫元件和鞋底尤其为这种嵌入的支撑元件提供另一个好处。可以将支撑元件放置在用于形成衬垫元件或鞋底的模具中，它至少部分包围着支撑元件(也参见下面)。在该过程中所使用的颗粒可以作为固体膨胀颗粒插入到模具中。然后只是将这些颗粒的表面熔融以便形成颗粒泡沫以及因此形成衬垫元件或鞋底。因此，在制造期间在模具内不会存在任何液体材料，否则液体材料会流入到支撑元件中并且在其位置上锁定支撑元件，或者会通过阻断可动连接而阻止或限制在某些位置中的运动等。因此，可以嵌入具有非常复杂的结构的支撑元件。
[0027]还可以想到的是，支撑元件包括至少一个锁紧方向，在该锁紧方向上，与在另一个方向上相比，第一零部件相对于第二零部件的移动受到更强的限制。该另一个方向在下面被规定为自由方向。
[0028]这样，例如可以影响鞋底的性能，从而在锁紧方向上的材料压缩、材料拉伸或剪切运动与自由方向相比减小，并且因此与在自由方向上相比，鞋底在锁紧方向上分别表现出刚性更大或更牢固。这里，该自由方向例如可以垂直于锁紧方向，或者它可以与之倾斜。尤其可以想到的是，在锁紧方向上的移动情况下的可剪切性或可压缩性一开始包括第一较小的值，而只是对于高于特定阈值的移动而言包括第二较大的值。这样，鞋底的过度剪切可以得到避免或限制，以便例如避免由于脚的过度不稳定而造成的伤害。
[0029]还可能的是，支撑元件包括至少一个锁紧轴线，与围绕着另一个轴线的转动相比，围绕着该锁紧轴线，第一零部件的转动受到更强的限制。该另一个轴线在下面将被规定为自由轴线。
[0030]这样带来的效果在于，鞋底围绕着锁紧轴线的抗扭刚度大于围绕着自由轴线的抗扭刚度。这里还可能的是，对于围绕着锁紧轴线的扭转而言，抗扭刚度一开始包括第一较小的值，而只是对于高于特定阈值角度的扭转而言包括第二较大的值。这样，鞋底围绕着锁紧轴线的过度扭转可以得到避免或限制，否则这会导致受伤。
[0031]在该情况下，例如自由轴线也可以垂直于锁紧轴线，或者它可以与之倾斜。具体地说，锁紧轴线可以沿着从鞋底的后跟到脚尖的方向取向，从而鞋底相对于该纵向轴线的抗扭刚度高于鞋底相对于从鞋底的中部到侧面的自由横向轴线的抗扭刚度。或者，可以是相反的情况，即锁紧轴线沿着中间-侧面方向延伸。
[0032]具体地说，自由(横向)轴线在从鞋底的中间侧到鞋底的侧面的脚趾连接部下面延伸，而锁紧轴线从脚后跟延伸至脚尖。这能够提供在脚趾连接部的区域中足够柔性的鞋底，从而使得脚能够进行自然转动，同时围绕着其纵向轴线包括有足够高的抗扭刚度以防止穿戴者脚踝扭转或脚脱出