专利名称：制造具有附接的压缩性衬里的防水鞋类的改进方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明为鞋类领域，具体地说，涉及用于制造带有衬里、例如冬季鞋类的保温型衬里的防水鞋类的改进方法和设备以及由此形成的防水鞋类。
背景技术：
对于生产带有衬里(例如保温的)的防水鞋(例如冬季靴)的不同制造方法是已知的。这些方法包括常规的楦鞋工艺，一种用于注射成型靴主体且然后在该靴主体中插入松散的保温衬里的工艺以及对于橡胶靴的衬里层应用硫化工艺。这些每个已知的方法涉及许多单独步骤，这就增加了成本并阻碍了效率。楦鞋工艺是众所周知的古老方法，该工艺使用具有预期的靴的形状的鞋楦(last)，该鞋楦为预期的靴的三维模型。通过该方法，靴材料形成且装配在鞋楦上。旅行靴通常以这种方式制造。利用作为模型的鞋楦，将可为皮革和/或织物材料的包括用于衬里层的材料的所选材料切割成鞋面皮(piece),与防水膜层例如Gore-Tex膜组装,缝在一起，然后贴合至橡胶鞋底。硫化工艺也是众所周知的用于制造橡胶靴的方法，并且使用鞋楦。通过该方法，衬里材料被形成为适合于鞋楦上并定位覆盖该鞋楦。未硫化的(例如生的)橡胶根据样式被切割成鞋面皮，且该鞋面皮平铺并贴合至覆盖鞋楦的衬里材料。鞋面皮的定位完成之后，将该组件放入加热炉，并且承受高压以使生橡胶硫化并粘合至保温微孔衬里。这些已知方法涉及许多单独步骤或需要多个子工艺，这就增加了生产成本。因此，简单方法将构成所需的改进。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于制造带有衬里的防水鞋类产品的方法。鞋楦具有配置成相应于鞋类产品的内部表面的尺寸和形状的外部表面。所述鞋楦的外部表面的至少一部分覆盖有微孔衬里材料。第一模具提供用于注射成型鞋类产品，由此第一模具包括第一平板和第二平板以及第一壳体和第二壳体，其中各壳体具有与所述衬里覆盖的鞋楦的外部表面协作的预定配置以形成(i)预注射腔体，在所述衬里覆盖的鞋楦位于第一壳体和第二壳体之间时的所述壳体与所述衬里覆盖的鞋楦之间且在位于所述壳体的相对侧的第一平板与第二平板之间，且所述平板在用于注射成型的位置闭合；以及(ii)注射腔体，界定鞋类产品的构造，在所述平板紧紧闭合时的所述壳体和所述衬里覆盖的鞋楦之间，所述衬里覆盖的鞋楦在闭合的平板之间，且注射材料被注入所述注射腔体内，由此注射压力引起微孔衬里材料压缩，从而由所述预注射腔体重新配置为所述注射腔体。所述衬里覆盖的鞋楦位于第一壳体和第二壳体之间，且位于在所述壳体的相对侧的第一平板与第二平板之间。所述平板在用于注射成型的位置闭合，因此形成在所述壳体和所述衬里覆盖的鞋楦之间的所述预注射腔体。注射材料在压力下被注入所述预注射腔体内，由此所述预注射腔体重新配置为所述注射腔体，且注入所述注射材料直至注射腔体充满所述注射材料。所述注射材料在所述注射腔体中硬化，由此硬化的注射材料附接至所述微孔衬里材料，并形成鞋楦上的鞋类产品。打开第一模具以分离所述平板和壳体并暴露已完成的鞋类产品，并从所述鞋楦上移除所述鞋类产品。注射材料可为热塑性材料，所述热塑性材料在注射步骤前被加热，在注射时熔融，且通过冷却硬化。优选地，所述鞋楦由选自由硬化铝、钢以及不锈钢所组成的组中的硬质且耐用的材料构成。所述鞋楦的覆盖可包括在所述鞋楦上定位护套(sock)衬里。该鞋类产品可为具有由包括第一鞋底平板和第二鞋底平板以及第一鞋底壳体和第二鞋底壳体的第二模具通过注射成型制造的鞋底的另一鞋类产品的鞋帮部分。所述鞋底通过将注射材料注入鞋底腔体内而在第一鞋底壳体和第二鞋底壳体间的鞋底腔体中形成，并附接至所述鞋帮以形成另一鞋类产品。所述鞋底在所述注射成型期间通过在鞋帮注射成型和冷却期间的注射材料，可附接至鞋帮。第二鞋底的注射成型可与鞋帮的注射成型同时进行。优选地，注入孔位于第一模具的外部。本发明进一步提供了一种用于制造带有衬里的防水鞋类产品的设备，其中鞋楦具有配置成相应于鞋类产品的内部表面的尺寸和形状的外部表面。第一模具提供用于注射成型鞋类产品，由此第一模具包括第一平板和第二平板以及第一壳体和第二壳体，其中各壳体具有与衬里覆盖的鞋楦的外部表面协作的预定配置以形成(i)预注射腔体，在所述衬里覆盖的鞋楦位于第一壳体和第二壳体之间时的所述壳体与所述衬里覆盖的鞋楦之间且在位于所述壳体的相对侧的第一平板与第二平板之间，且所述平板在用于注射成型的位置闭合；以及(ii)注射腔体，在所述平板紧紧闭合时的所述壳体和所述衬里覆盖的鞋楦之间，所述衬里覆盖的鞋楦在闭合的平板之间，且注射材料被注入所述注射腔体内，由此注射压力引起微孔衬里材料压缩，从而由所述预注射腔体重新配置为所述注射腔体；由此所述衬里覆盖的鞋楦包括所述鞋楦的外部表面的至少一部分覆盖有微孔衬里材料的所述鞋楦，且所述注射腔体的构造界定了鞋类产品的构造。利用该设备，鞋类产品形成如下通过在压力下将注射材料注入所述预注射腔体内，因此使所述预注射腔体重新配置为注射腔体，直至所述注射腔体充满所述注射材料，并在所述注射腔体中硬化所述注射材料。所述鞋类产品通过设备进一步提供第二模具可为另一鞋类产品的鞋帮部分，所述第二模具包括用于注射成型与所述鞋帮附接的鞋底的第一鞋底平板和第二鞋底平板以及第一鞋底壳体和第二鞋底壳体。优选地，注入孔位于第一模具的外部。本发明进一步提供一种通过前述步骤制造的鞋类产品或鞋帮以及其它鞋类产品。
以下参照下列附图，详细描述本发明。图1为说明根据本发明的位于并覆盖在鞋楦上的衬里材料层的透视图；图2为根据本发明用于制造带衬里的防水靴的注射成型机的局部平面图，该注射成型机具有用于循环注射的鞋帮模具和两个鞋底模具，在每次循环中，靴帮和鞋底附接并将之前模制的鞋底附接至在该循环期间模制的靴帮。覆盖有护套衬里的鞋楦在两个靴帮模具平板和壳体之间的位置示出，准备围绕鞋楦闭合平板，并用包括之前的注射成型鞋底的鞋底平板覆盖上述平板的末端。也示出了与上述鞋底平板接合的第二鞋底平板通过旋转平板覆盖靴帮模具，由此当鞋帮模具在同一注射成型靴帮的注射循环期间闭合且注入注射材料以形成鞋底时，第二鞋底平板闭合在盖板上。图3为根据本发明制造的具有内部附接的衬里的防水靴的透视图。
具体实施例方式本发明提供了一种用于制造带衬里的防水鞋类的改进方法和设备，以及由此形成的防水鞋类。所述方法使用注射成型工艺和鞋楦。预定的热塑性材料被选择为合适的应用并用作注射材料。如图1和2所示，鞋楦10有利地用在用于鞋类产品的鞋帮的注射模具55内，以将衬里20定位并附接至鞋帮130。鞋帮模具55包括两个壳体70和两个平板60。壳体70被设计成同时补充衬里20层的构造以及衬里的构造由于注射工艺过程期间对其施加的压力而经历的动态变化，以产生具有由模具要制造的鞋类产品(见图3)的鞋帮130的预定构造的腔体80。在鞋楦10位于鞋帮模具55内的同时，将流态的热塑性材料注入到覆盖有衬里材料(本文也称为护套衬里)20的鞋楦10上，并使其在模具内凝固(即硬化)以形成如图3所示的带衬里的防水鞋类产品120。在以流态注入鞋帮模具55后的同时，热塑性材料覆盖护套衬里20，且随着其凝固而附接至护套衬里20上。对于示例性图示的实施方式，提供了冬季靴；然而，应理解的是，本发明不限于任何特定类型的靴子，并也提供其它类型的带衬里的防水鞋类，包括雨靴和雨鞋。如图1所示，鞋楦10充当用于量取尺寸并使其适合护套衬里20的三维模型或样式。鞋楦10由硬质金属制成，通常为高耐久性的硬化铝或钢。鞋楦10的外部表面配置成反映(即相应于)由鞋帮模具55制造的鞋类制品的内部表面的尺寸和形状。对预定的较厚的微孔衬里材料量取尺寸、切割并缝合以匹配鞋楦10的外部表面的尺寸、形状和构造，并紧紧固定在鞋楦10上以形成护套衬里20。例如，可选择护套衬里20对图3所示的冬季靴提供保温。当衬里鞋面皮30被缝合在一起时，产生的护套衬里20定位于鞋楦10上以覆盖鞋楦10，如图1和2中所示。术语“微孔”表示材料包括大量的孔且具有压缩-膨胀性质，以便于将注射材料注入至模具腔体内的过程期间在压力下引起衬里材料压缩，然后在从模具移除模制的靴并取下鞋楦后膨胀。在图示的实施方式的实施例中，台湾台南Nam Liong股份有限公司(Nam LiongEnterprises Co. Ltd. of Tainan)制造的包括30%的聚氯丁二烯和70%的丁苯橡胶的WS-2H级氯丁橡胶微孔材料被选择用作衬里材料。这是一种发泡合成橡胶产品(即含有气孔)，且由于其相对良好的保温特性而被选择为冬季靴的图示应用。其它合适的微孔材料的实例是发泡共混物，比如聚氨酯或EVA (乙烯-乙酸乙烯酯)类的共混物。对于图示的实施例，所选择的衬里材料具有相对较厚的3_厚度，但本领域技术人员应理解的是，待选择的厚度将根据用于待成型的具体鞋类产品以及待使用的具体模制材料的设计选择的各应用而改变。为了模制靴帮130，使用鞋楦夹具40将带有护套衬里120的鞋楦10附接至鞋帮模具55，由此将带有护套衬里120的鞋楦10定位于鞋帮模具55的两套平板60和壳体70之间的腔体80内，如图2所示。平板60和壳体70由硬质金属制成，比如高耐性的硬化铝或钢。准确测量壳体70以考虑护套衬里20在注射成型工艺期间被压缩时的厚度。鞋帮模具55设计的关键原则是在模具55的内部表面与具有承担(account for)护套衬里20在其随后承受热塑性材料注入腔体80的压力时的不均匀压缩的构造的护套衬里20之间提供也称为预注射腔体的腔体80。这是因为在伴随其施加于护套衬里20的附带压力的热塑性材料注入后，腔体(也称为注射腔体)的最终构造是逐渐被热塑性材料占据，且界定了通过该工艺制得的鞋类产品的构造。因此，鞋帮模具55、护套衬里20以及腔体80必须被设计成一起承担在护套衬里20区域上的护套衬里20的不均匀压缩因素。因此，鞋楦10和护套衬里20的组合在模具壳体70以及平板60闭合的位置以新方式一起操作以形成腔体，该腔体需要以相似于无衬里材料的常规模具芯的方式制造预期的鞋类制品。对于注射工艺，鞋帮的平板60、105以及鞋底模具55、115紧紧闭合且密封，由此带有护套衬里20的鞋楦10定位于鞋帮平板60和壳体70之间以形成鞋帮腔体80，该鞋帮腔体80通过注射成型机50以常规方式被注入熔融的热塑性材料。在常规注射成型工艺的情况下，鞋帮模具55包括两个壳体70以及两个平板60，当闭合时，提供了鞋帮腔体80，该鞋帮腔体80在压力下被注入加热的熔融注射材料。模具55还包括从开口延伸至腔体80的用于将注射材料压力注入至腔体80以完全充满腔体80的通路的通道(未示出)，由此热塑性材料粘合至护套衬里20。对于示例的实施方式，鞋类产品的鞋底140也在同一注射循环期间通过注射成型机50注射成型。鞋底模具115包括壳体100以及两个平板105、110，如图2所示。为了提供加工效率，图示的示例性注射成型机50包括同时连接至可旋转的平板105的两个鞋底模具壳体100。在注射成型机50的每次注射循环后，平板105旋转180度，由此空的壳体100与盖板100相对地定位并连接至注射成型机的桌90，且另一个刚完成鞋底注射的壳体100从盖板110离开且与鞋帮模具70排成一条直线。这能够使注射成型机50在一个注射循环期间内同时模制靴帮130以及靴底140，且连接同一注射循环期间内模制的靴帮130和在之前的循环期间内模制的靴底140。如果鞋底和鞋帮将同时模制且连接，由于液态注射材料将在鞋底和鞋帮之间流动，所以之前模制的鞋底在鞋帮的模制期间连接至鞋帮，且同时模制另一个鞋底，从而准备连接至下一个模制的鞋帮。参照附图2，当鞋帮平板60闭合时，与盖板110相对的鞋底壳体100紧紧闭合在盖板110上以在他们之间形成腔体(未示出)，该腔体在鞋帮腔体80注入用于鞋帮的注射材料的同一注射循环期间内被注入注射材料。同时，另一个填充有之前的注射循环期间制造的模制鞋底的鞋底壳体100紧紧地闭合在与护套衬里20底部成一条直线的鞋帮模具55的末端上。在模制鞋帮的同时，将之前制造的模制鞋底附接至鞋帮。在热塑性材料注入至形成在鞋底壳体100和盖板110之间的鞋帮腔体80和鞋底腔体后，将其冷却且硬化，因此形成模制靴。当充分冷却后，打开(分离)该模具的平板60、105、110，且鞋楦夹具40保持连接至鞋帮模具55的同时，注射成型机50的操作者从鞋楦10移除完成的具有附接的衬里120的防水鞋类。鞋帮模具55设计为对注入腔体80内的注射材料提供全面覆盖。这样，该设计是考虑到护套衬里20的微孔材料在其注射成型期间暴露于高压、高温以及高应力时的不均匀反应而构思。例如，示例性的3mm厚的护套衬里20将在模具闭合的边缘比模具的中间多压缩0. 075mm。壳体70的表面设计为通过形成与护套衬里20在壳体70的相邻表面上的压缩因素相关的腔体80的更大(更小)空间，承担护套衬里20在注射成型期间将经历的动态压缩变化。模具的注入孔(未示出)提供为来自注射成型机50的注射器(未示出)的熔融注射材料的通道。对于图示的实施方式，注入孔非常规地放置在鞋帮壳体70的外部，而不是在常规注射成型工艺中隐藏在鞋底模具115上，以提供注射材料的更好流动以及鞋帮模具腔体80的填充。如果替代为以常规方式注入鞋帮模具55，该靴的鞋头区域的顶部具有合缝线，且取决于应用，这会由于审美因素而可能不会令人满意。这也可降低耐用性因为合缝线在靴使用时可能会更易于开裂。对于常规的模具，对于注入孔将选择的具体位置和配置(例如尺寸和形状)也影响了注射材料与护套衬里接触的时机。如果对于注射材料流动并到达腔体末端的空间不充分，在由注射成型工艺施加的非常高的压力和高温的数秒内，注射材料将变得堵塞，且流动中的延迟将引起其过早硬化，而不会填充腔体，并阻塞注射成型机的注射器。此外，鞋帮模具55设计成以便于生产无注射材料的溢出物，该溢出物在模具闭合后未将模具平板的边缘充分地密封在一起时产生。对于本领域技术人员而言，图示的实施方式的细节可改变为仔细考虑后的权益手段，仅由于在优选实施方式内的包含物而并不视为发明所必不可少的。相反，本发明由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种用于制造注射成型的防水鞋类产品的方法，所述防水鞋类产品包括附接至所述防水鞋类产品的压缩性衬里材料，从而所述压缩性衬里材料在所述鞋类产品的注射成型期间附接至所述鞋类产品，所述方法包括 (a)提供鞋楦，所述鞋楦具有相应于所述鞋类产品的内部表面的外部表面； (b)用在压力下压缩的压缩性微孔衬里材料覆盖所述鞋楦的所述外部表面的至少一部分； (C)提供第一模具，所述第一模具配置用于将熔融的注射材料注入注射腔体内以形成所述鞋类产品，其中，所述第一模具包括第一平板和第二平板以及第一壳体和第二壳体，每个所述壳体具有设计用于承担所述注射成型期间的所述压缩性微孔衬里材料的动态不均匀压缩的预定配置，所述壳体的所述预定配置设计用于形成(i)在所述注射成型之前，在所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦位于所述第一壳体和所述第二壳体之间时的所述壳体与所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦之间且在所述壳体的相对侧的所述第一平板与所述第二平板之间的预注射腔体，且所述平板处于注射成型的闭合位置；以及(ii)在所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦位于具有在闭合位置的所述平板的所述模具中，且注入所述熔融的注射材料时，在所述壳体和所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦之间的动态形成的注射腔体，其中所述注射腔体的配置通过在所述熔融的注射材料注入期间施加的压力而动态形成，所述压力使所述压缩性微孔衬里材料压缩，从而重新配置所述预注射腔体以形成所述注射腔体； (d)在所述第一壳体与所述第二壳体之间且在位于所述壳体的相对侧的所述第一平板和所述第二平板之间定位所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦，并在用于注射成型的位置闭合所述平板，在所述壳体和所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦之间形成所述预注射腔体； (e)在压力下将所述熔融的注射材料注入所述预注射腔体内以形成所述注射腔体并用熔融的注射材料充满所述注射腔体； (f)硬化所述注入的注射材料，从而所述硬化的注射材料附接至所述微孔衬里材料，所述硬化的注射材料以及附接的微孔衬里材料一起形成所述鞋类产品； (g)打开所述第一模具以暴露所述鞋类产品；以及 (h)从所述鞋楦上移除所述鞋类产品。
2.根据权利要求1所述的方法，所述熔融的注射材料包括在所述注射步骤前加热而熔融的热塑性材料；且所述熔融的注射材料通过冷却所述熔融的注射材料而硬化。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述鞋楦由选自由硬化铝、钢和不锈钢所组成的组中的硬质且耐用的材料构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，所述压缩性微孔衬里材料形成在所述鞋楦上的压缩性护套。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述鞋类产品是包括所述鞋帮和鞋底的另一鞋类产品的鞋帮部分，所述方法进一步包括 (a)提供第二模具，所述第二模具配置用于注射成型鞋底并将所述鞋底附接至由所述第一模具形成的所述鞋帮，所述第二模具包括第一鞋底平板和第二鞋底平板以及所述第一鞋底平板与第二鞋底平板之间的第一鞋底壳体和第二鞋底壳体； (b)在所述第一鞋底壳体和第二鞋底壳体之间形成的鞋底腔体中注射成型鞋底；以及 (C)使所述鞋底附接至所述鞋帮。
6.根据权利要求5所述的方法，所述鞋底基于所述鞋帮的所述熔融的注射材料的所述冷却而附接至所述鞋帮。
7.根据权利要求6所述的方法，所述第二模具配置成通过与所述鞋帮的所述注射成型同时进行的注射成型形成第二鞋底。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，用于注入所述注射材料的注入孔位于所述第一模具的外部。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述压缩性微孔衬里材料包括发泡合成橡胶。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述压缩性微孔衬里材料相对于通过所述第一模具形成的所述冷却的注射材料具有相对较厚的厚度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述压缩性微孔衬里材料具有3_的厚度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述微孔材料包括氯丁橡胶，所述氯丁橡胶包括聚氯丁二烯。
13.一种用于通过注射成型使用鞋楦制造防水鞋类产品的设备，所述防水鞋类产品包括附接的压缩性衬里材料，其中所述压缩性衬里材料在所述注射成型步骤期间附接，所述鞋楦具有相应于所述鞋类产品内部表面的外部表面，所述设备包括配置用于将熔融的注射材料注入注射腔体内以形成所述鞋类产品的第一模具，其中所述第一模具包括第一平板和第二平板以及第一壳体和第二壳体，每个所述壳体具有设计用于承担所述注射成型期间的所述压缩性微孔衬里材料的动态不均匀压缩的预定配置，所述壳体的所述预定配置设计用于形成(i)在所述注射成型之前，在所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦位于所述第一壳体和所述第二壳体之间时的所述壳体与所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦之间且在所述壳体的相对侧的所述第一平板与所述第二平板之间的预注射腔体，且所述平板处于注射成型的闭合位置；以及(ii)在所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦位于具有在闭合位置的所述平板的所述模具中，且注入所述熔融的注射材料时，在所述壳体和所述压缩性衬里材料覆盖的鞋楦之间的动态形成的注射腔体，其中所述注射腔体的配置通过在所述熔融的注射材料注入期间施加的压力而动态形成，所述压力使所述压缩性微孔衬里材料压缩，从而重新配置所述预注射腔体以形成所述注射腔体。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述第一模具配置为形成作为另一鞋类产品的鞋帮部分的鞋类产品，且所述设备进一步包括用于注射成型与所述第一模具形成的所述鞋帮附接的鞋底的第二模具，所述第二模具包括第一鞋底平板和第二鞋底平板以及第一鞋底壳体和第二鞋底壳体。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其中，注入孔位于所述第一模具的外部。
全文摘要
本发明提供一种用于制造带有衬里的防水鞋类产品的方法和设备、以及由此形成的鞋类产品。具有配置成相应于鞋类产品内部表面的尺寸和形状的外部表面的鞋楦覆盖有微孔衬里材料。注射模具包括具有与衬里覆盖的鞋楦的外部表面协作的预定配置的壳体以形成(i)预注射腔体，在模具用于注射成型的位置时的壳体与衬里覆盖的鞋楦之间；以及(ii)注射腔体，界定鞋类产品的构造，在壳体和衬里覆盖的鞋楦之间，当注射材料被注入至注射腔体内时，从而注射压力引起微孔衬里材料以重新配置预注射腔体。用壳体之间的衬里覆盖的鞋楦闭合的模具并在压力下注入注射材料直至注射腔体充满注射材料。注射材料硬化并附接至微孔衬里材料以形成鞋楦上的鞋类产品。打开模具并从鞋楦上移除鞋类产品。
文档编号B29C45/26GK103057034SQ20121028893
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月14日 优先权日2011年10月19日
发明者戈登·库克, 约瑟夫·毕柴 申请人:詹福特有限公司