专利名称：包含抗张元件的鞋类物品的制作方法
包含抗张元件的鞋类物品背景鞋类物品通常包括两个主要元件鞋面和鞋底结构。鞋面经常由多种材料元件 (例如，织物、聚合物片层、泡沫层、皮革、合成皮革)形成，该多种材料元件缝合或胶着地结合在一起以在鞋类内部形成舒适且安全地容纳脚的空腔。更具体地，鞋面形成了沿着脚的外侧面和内侧面且环绕脚的跟部区域延伸在脚的脚背和脚趾区域之上的结构。鞋面还可包括束紧系统以调整鞋类的符合度，以及允许脚进入鞋面内的空腔和从鞋面内的空腔移出。 另外，鞋面可包括在束紧系统之下延伸的鞋舌以增强鞋类的可调节性和舒适性，且鞋面可包括鞋跟稳定器。形成鞋面的多种材料元件为鞋面的不同区域提供特殊的特点。例如，织物元件可提供透气性且可吸收来自脚的湿气，泡沫层可压缩以提供舒适性，和皮革可提供耐用性和耐磨性。随着材料元件数量的增加，鞋类的总质量可成比例地增加。与运输、储存、剪裁和连接材料元件相关的时间和费用也会增加。另外，由于整合到鞋面中的材料元件的数目增加， 裁剪和缝合过程中的废料会更大程度地积聚。此外，与由较少材料元件形成的产品相比，具有较多数量的材料元件的产品会更难以回收。因此，通过减少材料元件的数量，可减少鞋类的质量和废料，同时增加制造效率和回收能力。鞋底结构固定在鞋面的下部部分以放置在脚和地面之间。例如，在运动型鞋类中， 鞋底结构包括鞋底夹层和鞋外底。鞋底夹层可由在行走、跑步，和其他步行活动期间衰减地面反作用力(即，提供缓冲)的聚合物泡沫材料形成。例如，鞋底夹层还可包括进一步减轻力、增强稳定性、或影响脚的运动的流体填充腔、板、调节器、或其他元件。鞋外底形成鞋类的地面接触元件且通常由包括纹理以提供附着摩擦力的耐用且耐磨的橡胶材料形成。鞋外底结构还可包括置于鞋面内且紧邻脚的下表面以增强鞋类舒适性的鞋垫。概述以下公开了具有鞋面和固定到鞋面的鞋底结构的鞋类物品。鞋面包括基础元件和抗张元件。基础元件具有内表面和相对的外表面，且内表面限定鞋面内的用于容纳穿着者的脚的空腔的至少一部分。抗张元件包括基底层和多条线束。基底层固定到基础元件的外表面，且基底层位于线束和基础元件的外表面之间。基底层限定暴露外表面的至少一个区域的多个边缘，且线束以接触基底层并基本上平行于基底层的方式放置至少5厘米的距
1 O还公开了制造鞋类物品的方法。该方法包括将多条线束定位在基底层和覆盖层之间。基底层可包括热塑性聚合物材料，热塑性聚合物材料被加热以将基底层接合到覆盖层。 基底层紧邻鞋类物品的鞋面的基础元件放置。另外，通过热塑性聚合物材料将基底层接合到基础元件，使得基础元件的至少一部分被暴露以形成鞋面的外表面。在所附权利要求中详细指出了本发明的新颖性特点方面的优点和特征。但是，为获得对新颖性的优点和特征的进一步理解，可参考描述并说明了与本发明有关的多种构造和概念的以下描述性内容和附图。
当结合附图阅读时，将更好地理解以上概述和以下详细说明。图1是鞋类物品的外侧面正视图。图2是鞋类物品的内侧面正视图。图3是如图2中剖面线3-3所限定的鞋类物品的横截面图。图4是鞋类物品的分解外侧面正视图。图5是鞋类物品的分解内侧面正视图。图6是用于鞋类物品的鞋面中的抗张元件的平面图。图7是如图6中所限定的抗张元件的第一部分的透视图。图8是抗张元件的第一部分的分解透视图。图9A和9B是如图7中剖面线9A和9B所限定的抗张元件的第一部分的横截面图。图10是如图6中所限定的抗张元件的第二部分的透视图。图11A-11E是用于制造抗张元件的工艺的图解透视图。图12A-12C是如图11A-11C中剖面线12A-12C所限定的用于制造抗张元件的工艺的横截面图。图13A和13B是用于制造鞋类物品的工艺的图解外侧面正视图。图14A-14E是对应于图1的外侧面正视图并示出了鞋类物品的进一步构造。图15A-15F是对应于图3的横截面图并示出了鞋类物品的进一步构造。图16A-16G是用于制造抗张元件的另一种工艺的图解透视图。详述以下讨论和附图公开了并入包括多条线束的抗张元件的鞋类物品的多种构造。公开了鞋类物品，具有适合步行或跑步的常规构造。与鞋类物品有关的概念也可应用于多种其他鞋类类型，包括例如棒球鞋、篮球鞋、交叉训练鞋、自行车运动鞋、足球鞋、网球鞋、英式足球鞋和徒步鞋。这些概念也可应用于通常认为是非运动的鞋类类型，包括礼服鞋、拖鞋、 凉鞋、和作业靴。所以，本文公开的各种概念应用于各种鞋类类型。除了鞋类，抗张线束或与抗张线束有关的概念可整合到多种其他产品中。常规的鞋类构造图1-5中示出了鞋类物品10，包括鞋底结构20和鞋面30。为参考目的，如图1和 2所示，鞋类10可被分为三个常规区域鞋前部区域11、鞋中部区域12和跟部区域13。鞋类10还包括外侧面14和内侧面15。鞋前部区域11通常包括鞋类10的对应于脚趾和连接跖骨与趾骨的关节的部分。鞋中部区域12通常包括鞋类10的对应于脚的足弓区域的部分，且跟部区域13对应于脚的后部部分，包括跟骨。外侧面14和内侧面15延伸穿过区域 11-13中的每一个且对应于鞋类10的相对侧。区域11-13和侧面14-15并不旨在精确地划定鞋类10的区域。而是，区域11-13和侧面14-15旨在表示鞋类10的大致区域以便于下述讨论。除了鞋类10，区域11-13和侧面14-15也可应用到鞋底结构20、鞋面30及其单独的元件中。鞋底结构20固定到鞋面30且当穿着鞋类10时在脚和地面之间延伸。鞋底结构 20的主要元件是鞋底夹层21、鞋外底22和鞋垫23。鞋底夹层21固定到鞋面30的下表面且可由可压缩聚合物泡沫元件(例如，聚氨酯或乙烯醋酸乙烯酯泡沫(ethylvinylacetate
6foam))形成，当可压缩聚合物泡沫元件在行走、跑步或其他步行活动期间在脚和地面之间压缩时，该可压缩聚合物泡沫元件衰减地面反作用力(即，提供缓冲)。在进一步的构造中， 鞋底夹层21可包括进一步衰减力、增强稳定性或影响脚的运动的流体填充腔、板、调节器或其他元件，或者鞋底夹层21可主要由流体填充腔形成。鞋外底22固定到鞋底夹层21的下表面且可由被予以纹理以提供附着摩擦力的耐磨的橡胶材料制成。鞋垫23位于鞋面30 内且布置成在脚的下表面之下延伸。尽管用于鞋底结构20的这种构造提供了可连同鞋面 30 一起使用的鞋底结构的实例，但也可使用用于鞋底结构20的多种其他常规的或非常规的构造。因此，鞋底结构20或用于鞋面30的任何鞋底结构的结构和特征可极大地变化。鞋面30固定到鞋底结构20且包括限定鞋类10内的空腔以相对于鞋底结构20容纳和固定脚的基础元件31。更具体地，基础元件31的内表面形成鞋面30内的空腔的至少一部分。如所示，基础元件31被成形以容纳脚并沿着脚的外侧面、沿着脚的内侧面、在脚上面、围绕脚跟，且在脚下面延伸。在其他构造中，基础元件31可仅在脚的一部分上或沿着脚的一部分延伸，从而形成鞋面30内的空腔的仅一部分。通过定位在至少跟部区域13内的脚踝开口 32提供进入基础元件31内的空腔的通道。鞋带33穿过延伸穿过基础元件31的各个鞋带孔34延伸且允许穿着者改变鞋面30的尺寸以容纳脚的部分。更具体地，鞋带33 允许穿着者系紧围绕脚的鞋面30，且鞋带33允许穿着者松弛鞋面30以有利于脚进入空腔和从空腔中移出(即，通过脚踝开口 32)。另外，基础元件31可包括在鞋带33之下延伸的鞋舌(未示出)。基础元件31的各个部分可被缝合或结合在一起以形成鞋类10内的空腔的多种材料元件(例如织物、聚合物片层、泡沫层、皮革、合成皮革)中的一种或多种形成。参考图3， 基础元件31被描绘成由单一材料层形成，但也可由每一层提供不同特征的多个材料层形成。如上所提及，基础元件31沿着脚的外侧面、沿着脚的内侧面、在脚上面、围绕脚跟，且在脚下面延伸。另外，基础元件31的内表面接触脚(或穿在脚上的袜子)，而基础元件31的外表面形成鞋面30的外表面的一部分。尽管形成基础元件31的材料元件可为鞋面30提供多种特征，但抗张元件40固定到外侧面14和内侧面15的每一个上。例如，参考图3，抗张元件40固定到基础元件31的外表面。因此，通过组合基础元件31和抗张元件40形成了鞋面30的外表面的大部分。抗张元件40包括多条线束41。参考图1和2，线束41以(a)在鞋带孔34和鞋底结构20之间的大体垂直方向和(b)在外侧面14和内侧面15上的鞋前部区域11和跟部区域13之间的大体水平方向延伸。再参考图3，多条线束41位于基底层42和覆盖层43之间。然而基底层42固定到基础元件31的外表面，覆盖层43形成鞋面30的外表面的一部分。在行走、跑步或其他步行活动期间，在鞋类10的空腔内的脚往往会拉伸鞋面30。 也就是说，当处于由于脚的运动产生的张力下时，形成鞋面30的许多材料元件可以拉伸， 包括基础元件31。尽管线束41也可拉伸，线束41通常比形成鞋面30的其他材料元件(例如，基础元件31、基底层42和覆盖层43)较小程度地拉伸。因此，可对线束41中的每一条定位以在鞋面30中形成抵制特定方向的拉伸或加固力被集中的位置的结构部件。举例来说， 在鞋带孔34和鞋底结构20之间延伸的多条线束41抵制在内侧-外侧方向上的拉伸(即， 环绕鞋面30延伸的方向)。也可将这些线束41紧邻鞋带孔34且从鞋带孔34向外发散而布置以抵制由鞋带33中的张力引起的拉伸。再举例来说，在鞋前部区域11和跟部区域13 之间延伸的多条线束41抵制纵向拉伸(即，穿过区域11-13中的每一个延伸的方向)。因此，对线束41定位以形成鞋面30内的抵制拉伸的结构部件。抗张元件的构造图6中单独示出了抗张元件40。另外，在图7-10的每一个中示出了部分抗张元件 40。基本上相似的抗张元件40也可用于连接内侧面15。在鞋类10的某些构造中，抗张元件40可仅穿过外侧面14的一部分延伸(例如，局限于鞋中部区域1 或可扩展以形成外侧面14和内侧面15的大部分。也就是说，具有抗张元件40的常规构造并包括线束41和层42和43的单个元件可延伸通过外侧面14和内侧面15两者。在其他的构造中，另外的元件可接合到抗张元件40以形成外侧面14的部分。抗张元件40包括线束41、基底层42和覆盖层43，其中线束41置于层42和43之间。线束41紧邻基底层42的表面并基本上平行于基底层42的表面放置。通常，线束41 还紧邻覆盖层43的表面并基本上平行于覆盖层43的表面放置。如上讨论，线束41形成鞋面30内的抵制拉伸的结构部件。通过基本上平行于基底层42和覆盖层43的表面，线束41 抵制与层42和43的平面相对应的方向上的拉伸。但是线束41在一些位置可延伸穿过基底层42 (例如，由于缝合)，在线束41穿过基底层42延伸的区域可允许拉伸，从而减少线束 41限制拉伸的整体能力。所以，线束41中的每一条通常紧邻基底层42的表面且基本上平行于基底层42的该表面放置达到至少12毫米的距离，且可紧邻基底层42的该表面且基本上平行于基底层42的该表面放置遍及至少5厘米或更大的距离。基底层42和覆盖层43被描绘为彼此同延伸的。也就是说，层42和43可具有相同的形状和尺寸，以使基底层42的边缘与覆盖层43的边缘对应且相平。在某些制造工艺中，(a)线束41定位于基底层42上，(b)覆盖层43结合到基底层42和线束41，和(c)从这种组合中剪裁抗张元件40以具有期望的形状和尺寸，从而形成基底层42和覆盖层43的共同边缘。在这一工艺中，线束41的末端也可延伸到层42和43的边缘。例如，参考图6， 线束41的末端设置于在抗张元件40的相对侧的层42和43的边缘处。再参考图10，示出了线束41的末端设置于层42和43的边缘处。因此，层42和43的边缘，以及线束41的末端，可全部布置在抗张元件40的边缘。线束41可由任何通常的一维材料形成。如关于本发明所使用的，术语“一维材料” 或其变体旨在包括呈现出长度远大于宽度和厚度的通常的长形材料。因此，用于线束41的合适材料包括由人造丝、尼龙、聚酯、聚丙烯酸物(polyacrylic)、丝、棉、碳、玻璃、芳族聚酰胺(例如对位芳族聚酰胺纤维和间位芳族聚酰胺纤维)、超高分子量聚乙烯、液晶聚合物、 铜、铝和钢形成的各种丝、纤维、纱、线、缆或绳。而丝具有不确定的长度且可单独用作线束 41，纤维具有相对短的长度且通常经历纺织或扭绞工艺以产生合适长度的线束。用于线束 41中的单独的丝可由单一材料(即，单成分丝)或由多种材料(即，双成分丝)形成。相似地，不同的丝可由不同的材料形成。举例来说，用作线束41的纱可包括每根由相同材料形成的丝，可包括每根由两种或更多种不同材料形成的丝，或可包括每根由两种或更多种不同材料形成的丝。相似的概念也适用于线、缆或绳。例如，线束41的厚度还可在从0.03 毫米至大于5毫米的范围内极大地变化。尽管一维材料会经常具有宽度和厚度基本上相等的横截面(例如，圆形或方形横截面)，某些一维材料可具有大于厚度的宽度(例如，长方形的、椭圆形的或其他的长形横截面)。尽管宽度较大，如果材料的长度远大于材料的宽度和厚度，则材料可被认为是一维的。基底层42和覆盖层43的每一个可由任何通常的二维材料制成。如关于本发明所使用的，术语“二维材料”或其变体旨在包括呈现出长度和宽度远大于厚度的大体平面材料。因此，用于基底层42和覆盖层43的合适材料包括例如多种织物、聚合物片材或织物和聚合物片材的组合。织物通常由纤维、丝或纱制成，该纤维、丝或纱例如(a)直接由纤维网通过结合、熔合、或连接来构建非纺织品和毛毡而生产，或(b)通过机器操控纱以生产出纺织织品或针织织品而形成。例如，织物可包括被布置以提供一个方向的拉伸或多个方向的拉伸的纤维，且织物可包括形成透气的且防水的屏障的涂层。聚合物片材可由聚合物材料经挤压、滚压或以其他方式形成以呈现大体平面外观。二维材料也可包括具有两层或更多层织物、聚合物片材或织物和聚合物片材的组合的被层压或以其他方式堆叠成层的材料。 除了织物和聚合物片材，其他二维材料可用于基底层42和覆盖层43。尽管二维材料可具有光滑的或通常无纹理的表面，但是某些二维材料会呈现出纹理或其他表面特征，诸如举例来说凹陷、突起、凸缘或各种形态。尽管存在表面特征，二维材料仍维持大体平面的且呈现出远大于厚度的长度和宽度。在某些构造中，网状材料或穿孔的材料可用于层42和43中之一或两者以提供更好的透气性或通气性。尽管基底层42和覆盖层43可由多种材料形成，但是将热塑性聚合物材料(例如， 热塑性聚氨酯)整合到层42和43中的一个或两者中可有助于层42和43之间的结合，以及有助于将线束41固定在层42和43之间。举例来说，基底层42可以是(a)热塑性聚合物片材，(b)包含由热塑性聚合物材料形成的丝或纤维的织物，或(c)织物和热塑性聚合物片材的组合。在任何这些构造中，加热基底层42的热塑性聚合物材料可形成与线束41和覆盖层42的结合。在其他构造中，覆盖层43可包含热塑性聚合物材料。然而，将热塑性聚合物材料整合到基底层42中的优点是也可利用热塑性聚合物材料将抗张部件40接合到基础元件31。也就是说，可利用基底层42中的热塑性聚合物材料形成(a)基底层42和覆盖层43之间的结合，(b)基底层42和线束41之间的结合，和(c)基底层42和基础元件31之间的结合。以下将更详细地讨论有关接合抗张元件40的各种元件，以及将抗张元件40接合到基础元件31的概念。多条线束41从延伸穿过基础元件31的鞋带孔34向下延伸。如图4和6中最佳示出的，抗张元件40的紧邻鞋带孔34的部分也可限定多个鞋带孔44以提供容纳鞋带33 的区域。基于以上讨论，抗张元件40通常包括至少两层42和43，且线束41位于至少两层 42和43之间。尽管线束41可穿过层42和43中的一个，但是线束41通常紧邻层42和43 的表面且基本上平行于层42和43的表面布置大于12毫米，且甚至大于5厘米。鉴于多种一维材料可被用于线束41，一种或多种二维材料可被用于层42和43。另外，当基底层42 包括热塑性聚合物材料时，加热热塑性聚合物材料可导致基底层42和鞋面30的其他元件之间的结合。结构部件常规的鞋面可由多个材料层形成，每一材料层为鞋面的不同区域提供不同特性。在使用期间，鞋面可经受极大的张力，且一层或多层材料被布置在鞋面的区域中以抵制张力。也就是说，单独的层可被整合到鞋面的特定部分中以抵制在使用鞋类期间产生的张力。举例来说，纺织织物可被整合到鞋面中以在纵向上提供拉伸抵抗力(stretch resistance) 0纺织织物可由彼此以直角交织的纱形成。如果纺织织物被整合到鞋面中以用于纵向拉伸抵抗力目的，则仅以纵向取向的纱会有助于纵向拉伸抵抗力，而以与纵向正交而取向的纱通常不会有助于纵向拉伸抵抗力。所以，对于纵向拉伸抵抗力，纺织织物中的约一半的纱是多余的。作为该实例的扩展，鞋面的不同区域所需要的拉伸抵抗力的程度可以变化。鉴于鞋面的某些区域可能需要相对高程度的拉伸抵抗力，鞋面的其他区域可能需要相对低程度的拉伸抵抗力。因为纺织织物可用于既需要高程度的拉伸抵抗力又需要低程度的拉伸抵抗力的区域中，所以在需要低程度的拉伸抵抗力的区域中纺织织物中的某些纱是多余的。在这个实例中，多余的纱增加了鞋类的总质量，却没有给鞋类增加有益的特性。 相似的概念适用于用来提供例如耐磨性、柔韧性、透气性、缓冲性和吸湿性中一种或多种的其他材料，例如皮革和聚合物片材。作为以上讨论的概述，用于由多层材料形成的常规鞋面中的材料可能具有并非极大地有助于鞋面的期望特性的多余部分。例如，关于拉伸抵抗力，层可具有提供(a)更多方向的拉伸抵抗力或(b)高于必需或期望程度的拉伸抵抗力的材料。因此，这些材料的多余部分可增加鞋类的总质量和成本，却没有产生明显的有益特性。与以上讨论的常规层状结构相比，鞋面30被构制以将多余材料的存在最小化。基础元件31提供了脚的覆盖物，但可以呈现相对低的质量。包含多条线束41的抗张元件40 被布置以在特定方向和位置提供拉伸抵抗力，并选择线束41的数量以提供所期望程度的拉伸抵抗力。因此，选择线束41的取向、位置和数量以提供适合特定目的的结构部件。为了在以下讨论中用于参考目的，图6中示出了四个线束组51-54。线束组51包括从最接近脚踝开口 31的鞋带孔34向下延伸的多条线束41。相似地，线束组52和53包括从其他鞋带孔34向下延伸的多条线束41。另外，线束组M包括在鞋前部区域11和跟部区域13之间延伸的多条线束41。在鞋带孔34和44与鞋底结构20之间延伸的多条线束41抵制可能由鞋带33中的张力引起的在内侧-外侧方向上的拉伸。更具体地，线束组51中的多条线束41共同抵制来自鞋带32的延伸穿过最接近脚踝开口 31的鞋带孔44的部分的拉伸。当远离鞋带孔 44延伸时，线束组51也向外发散，从而将来自鞋带33的力分散在鞋面30的区域上。相似的概念也适用于线束组52和53。在鞋前部区域11和跟部区域13之间延伸的多条线束41 抵制纵向拉伸。更具体地，线束组M中的多条线束41共同抵制纵向拉伸，且选择线束组M 中的线束41的数量以在区域11-13上提供特定程度的拉伸抵抗力。另外，线束组M中的线束41还横穿线束组51-53中的线束41的每条以在区域11-13上提供相对连续的拉伸抵抗力。取决于鞋类10的特定构造和鞋类10的期望用途，层42和43可以是例如不可拉伸材料、具有一方向拉伸的材料或具有两方向拉伸的材料。通常，由具有两方向拉伸的材料形成的层42和43为鞋面30提供了更好地符合脚轮廓的能力，从而增强了鞋类10的舒适性。在层42和43具有两方向拉伸的构造中，线束41与层42和43的组合有效地改变了鞋面30在特定位置的拉伸特性。关于鞋面30，线束41与具有两个方向拉伸的层42和43的组合在鞋面30中形成了具有不同拉伸特性的区段，且这些区段包括(a)其中不存在线束41而鞋面30呈现两方向拉伸的第一区段，(b)其中存在线束41但线束41彼此不交叉，且鞋面30呈现出在与线束41正交(S卩，垂直)的方向上的一方向拉伸的第二区段，和(c)其中存在线束41且线束41彼此交叉，且鞋面30基本不呈现拉伸或呈现有限拉伸的第三区段。 因此，鞋面30的特定区域的整体拉伸特性可由线束41的存在和线束41是否彼此交叉来控制。基于以上讨论，线束41可被用来形成鞋面30内的结构部件。通常，线束41抵制拉伸以限制鞋面30内的整体拉伸。线束41也可用于将力(例如，来自鞋带33的力)散布到鞋面30的不同区域上。因此，选择线束41的取向、位置和数量以提供适合特定目的的结构部件。此外，可利用线束41相对于彼此的取向和线束41是否彼此交叉，来控制鞋面30 的不同部分内的拉伸方向。制造工艺可使用多种方法制造鞋面30，包括抗张元件40。举例来说，可使用刺绣工艺来相对于基底层42定位线束41。一旦线束41被定位，覆盖层43可被结合到基底层42和线束41，从而将线束41固定在抗张元件40内。该一般工艺详细描述在2006年5月25日递交于美国专利商标局且名称为“Article Of Footwear Having An Upper With Thread Structural Elements (具有带线状结构元件的鞋面的鞋类物品)”的美国专利申请第 11/442，679号中，该在先申请通过引用方式全部并入本文。作为刺绣工艺的替代方法，可使用其他缝合工艺例如计算机缝合，以相对于基底层42定位线束41。另外可使用包括把围绕在框架上的桩周围的线束41缠绕在基底层42周围的工艺，以将线束41定位在基底层 42上。因此，可使用多种方法来相对于基底层42定位线束41。现将讨论用于形成抗张元件40的模制工艺。参考图IlA和图12A，示出了模具60， 其包括第一模具部分61和第二模具部分62。模具部分61和62中的每一个具有对向的表面，如下所述对向的表面压挤线束41与层42和43。模具部分61和62的压挤抗张元件40 的部件的表面各自包括具有不同密度和硬度的材料。更具体地，第一模具部分61包括材料 63且第二模具部分62包括材料64。比较而言，材料63相对于材料64具有较小的硬度和较小的密度，且因此材料63比材料64更易压缩。作为合适材料的示例，材料63可以是在邵氏A硬度计上硬度为15的硅酮(silicone)，而材料64可以是在邵氏A硬度计上硬度为 70的硅酮。在模具60的某些构造中，材料63可具有小于40的邵氏A硬度，而材料64可具有大于40的邵氏A硬度。在模具60的其他构造中，材料63可具有在5至20之间的邵氏A硬度，而材料64可具有在40至80之间的邵氏A硬度。也可使用多种其他材料，包括各种聚合物和泡沫，例如乙烯醋酸乙烯酯和橡胶。然而，硅酮的优点与压挤变形有关。更具体地，硅酮可经历反复的模制操作而不会由于反复压挤而形成凹陷或其他表面的不规则。除了材料63和64的密度和硬度上的差异，厚度也可以改变。例如，参考图 12A-12C，材料63相对于材料64具有更大的厚度。在材料63为在邵氏A硬度计上硬度为 15的硅酮且材料64为在邵氏A硬度计上硬度为70的硅酮的构造中，材料63可具有5毫米的厚度且材料64可具有2毫米的厚度。在模具60的其他构造中，材料63可具有在3至 10毫米或更大之间的厚度，且材料64可具有在1至4毫米之间的厚度。使用模具60来利用线束41与层42和43形成抗张元件40。起初，如图IlA和12A 所示，抗张元件40的部件位于模具部分61和62之间。为了合适布置这些部件，可使用梭式框架或其他装置。然后加热线束41与层42和43到有利于部件之间结合的温度，该温度取决于层42和43所使用的具体材料。可使用各种辐射加热器或其他装置以加热抗张元件 40的部件。在某些制造工艺中，可加热模具60以使模具60和抗张元件40的部件之间的接触将部件的温度提高到有利于结合的水平。也可使用射频加热来加热抗张元件40的部件。—旦被定位和加热，模具部分61和62朝向彼此移动且开始闭合在部件上，以使 (a)具有材料63的第一模具部分61的表面接触覆盖层42且(b)具有材料64的第二模具部分62的表面接触基底层41。然后，如图IlB和图12B所示，模具部分61和62进一步朝向彼此移动且压挤抗张元件40的部件，从而将部件结合在一起。在某些工艺中，来自模具 60的传导热可以在使抗张元件40的部件在模具部分61和62之间被压挤的同时加热抗张元件40的部件。如上所述，将热塑性聚合物材料(例如，热塑性聚氨酯)整合到层42和43中的一个或两者中可有助于层42和43之间的结合，以及有助于将线束41固定在层42和43之间。因此，可利用基底层42内的热塑性聚合物材料将抗张元件40的部件固定在一起。热塑性聚合物材料当加热时熔化或软化且当充分冷却时恢复到固体状态。基于热塑性聚合物材料的这一特性，可使用热结合工艺形成接合抗张元件40的部分的热结合部。如本文使用的，术语“热结合”或其变体被定义为两个元件之间的固定技术，其包括软化或熔化元件中的至少一个内的热塑性聚合物材料以便于在冷却时将元件的材料固定到彼此。相似地，术语“热结合部”或其变体被定义为通过包括软化或熔化元件中的至少一个内的热塑性聚合物材料以便于在冷却时将元件的材料固定到彼此的工艺来接合两个元件的结合部、连接件或结构。举例来说，热结合可包括(a)熔化或软化两个包含热塑性聚合物材料的元件以便于热塑性聚合物材料彼此混合(例如，扩散穿过热塑性聚合物材料之间的边界层)且在冷却时被固定在一起；(b)熔化或软化包含热塑性聚合物材料的元件以便于热塑性聚合物材料延伸进入或渗入线束的结构(例如，延伸在线束中的丝或纤维周围，或与线束中的丝或纤维结合)以在冷却时将元件固定在一起；(c)熔化或软化包含热塑性聚合物材料的元件以便于热塑性聚合物材料延伸进入或渗入织物元件的结构(例如，延伸在织物元件中的丝或纤维周围，或与织物元件中的丝或纤维结合)以在冷却时将元件固定在一起；和(d)熔化或软化包含热塑性聚合物材料的元件以便于热塑性聚合物材料延伸进入或渗入在另一元件(例如，聚合物泡沫或片材、板、结构装置)中形成的裂缝或空穴以在冷却时将元件固定在一起。当只有一个元件包括热塑性聚合物材料时或当两个元件都包括热塑性聚合物材料时，可发生热结合。另外，热结合通常不包括使用缝合或粘合剂，但是包括通过加热直接将元件彼此结合。但是在某些情况下，可使用缝合或粘合剂来辅助热结合部或通过热结合来接合元件。尽管可使用热结合工艺形成将基底层42接合到覆盖层43和线束41的热结合部， 但热结合部的构造至少部分地取决于抗张元件40的部件。作为第一个示例，当覆盖层43 为织物时，则基底层42的热塑性聚合物材料可环绕覆盖层43中的丝延伸或与之结合以在冷却时将部件固定在一起。作为第二个示例，当覆盖层43为由热塑性聚合物材料形成的聚合物片材时，则聚合物材料可彼此混合以在冷却时将部件固定在一起。但是，如果覆盖层43 的热塑性聚合物材料具有明显高于基底层42的热塑性聚合物材料熔点的熔点，则基底层 42的热塑性聚合物材料可延伸进入覆盖层43的结构、裂缝或空穴中以在冷却时将部件固定在一起。作为第三个示例，线束41可由具有多个单独的丝或纤维的线形成，且基底层42 的热塑性聚合物材料可环绕丝或纤维延伸或与其结合以在冷却时将部件固定在一起。作为第四个示例，线束41可形成为具有单丝的构造，且基底层42的热塑性聚合物材料可环绕丝延伸或与之结合以在冷却时将部件固定在一起。但是，如果丝至少部分地由热塑性聚合物材料形成，则聚合物材料可彼此混合以在冷却时将部件固定在一起。因此，即使当部件由多种范围的材料形成或具有多种结构中的一种时，可使用热结合部将抗张元件40的部件接合在一起。如上所提及，材料63相对于材料64具有较小的硬度、较小的密度和较大的厚度， 且因此材料63比材料64更易压缩。再次参考图IlB和图12B，覆盖层43在线束41的区域伸入材料63，而基底层42仍维持基本上是平的。由于材料63和64之间不同的压缩率，材料63在存在线束41的区域中压缩。在这个阶段，基底层42伸入材料64的深度小于覆盖层43伸入材料63的深度。模具60的压挤力，连同被压挤部件的升高的温度(a)将层42 和43彼此结合，(b)可将线束41结合到层42和43之一，和(c)模制材料元件40以使基底层42仍维持基本上是平的且覆盖层43在线束41的区域中向外突起。材料63和64的不同压缩率(由于硬度、密度和厚度的不同)确保覆盖层43比基底层42在线束41的区域中更大程度地向外突起。在某些构造中，材料63和64的相对压缩率可允许基底层42在线束41的区域中以某种程度向外突起。在其他构造中，材料63和 64可以是基本相同的以使层42和43在线束41的区域相同程度地向外突起。当完成结合和成形时，如图IlC和图12C所示，打开模具60且取出抗张元件40并允许抗张元件40冷却。在工艺的这一阶段，由于层42和43的形状使抗张元件40具有大体长方形的外观。为合适地对用于鞋类10的抗张元件40成形，去除层42和43的多余部分。例如，参考图11D，将抗张元件40放置在表面65上，且激光设备66切穿层42和43以及线束41，以给抗张元件40提供如图IlE中所示的特定形状。作为激光设备66的替代，可使用模具切割或剪刀切割工艺以去除层42和43的多余部分。如上讨论，层42和43可具有相同的形状和尺寸，以使基底层42的边缘与覆盖层 43的边缘相对应并齐平。另外，线束41的末端可定位于层42和43的边缘上。通过以上讨论的制造工艺，可将层42和43的边缘，以及线束41的末端全部定位在抗张元件40的边缘。一经形成抗张元件40，抗张元件40可与基础元件31接合，从而将抗张元件40整合到鞋类10中。参考图13A，抗张元件40紧邻外侧面14放置。如上讨论，基底层42可包含热塑性聚合物材料，热塑性聚合物材料与基础元件31形成结合部(即，热结合部)。因此，可加热抗张元件40以提高基底层42的温度。如图1 所示，一经接触基础元件31，基底层42的热塑性聚合物材料与基础元件31形成结合部，从而将抗张元件40与基础元件31 接合。因此，基底层42的热塑性聚合物材料可与基础元件31结合以基本上完成鞋类10的制造。作为替代，可使用缝合或粘合工艺将抗张元件40与基础元件31接合。可在抗张元件40与基础元件31接触之前，加热基底层42内的热塑性聚合物材料。例如，可使用辐射加热器加热基底层42。在某些工艺中，可将加热器定位在鞋面20的空腔内，且热可传导穿过基础元件31以促使抗张元件40与基础元件31之间的热结合部的形成。
抗张元件40与基础元件31两者形成鞋面30的部分外表面。考虑到抗张元件40 的面积小于基础元件31的面积，基础元件31的外表面的区域暴露在抗张元件40的边缘之外。如上讨论，抗张元件40的部分可由聚合物材料或聚合物片材形成，而基础元件31可由织物材料形成。考虑到聚合物片材通常不如织物透气，鞋面30的包括抗张元件40的区域可具有比暴露基础元件31的区域更小的透气性。因此，使用抗张元件40的优点是鞋面30 的区域仍是透气的以加大穿着鞋类10时汗或热空气可从鞋面30排出的程度。进一步的构造图1和图2中的线束41的取向、位置和数量旨在提供用于鞋类10的合适构造的实例。在鞋类10的其他构造中，抗张元件40和鞋类10的各种形状可极大地变化。参考图 14A，示出了另一种构造，其中三个单独的抗张元件40包括在鞋带孔34和鞋底结构20之间垂直延伸的多条线束。例如，与图1相比，不存在穿过区域11-13的每一个纵向延伸的线束 41。尽管抗张元件40可穿过鞋带孔34和鞋底结构20之间的全部距离延伸，如图14B所示， 多个抗张元件40也可穿过仅该距离的一部分延伸。抗张元件40也可具有如图14C所示的其中线束41仅纵向延伸的构造，或具有如图IlD所示的其中线束41延伸穿过鞋类10纵向长度的仅一部分的构造。在进一步的构造中，如图14E所示，另外的线束41可定位在跟部区域13中以有效地形成稳定穿着者的脚跟的鞋跟稳定器或其他装置。因此，线束41的具体构造和抗张元件40的其他形状可极大地变化。图3中示出了基础元件31，其由单层材料形成。但是，参考图15A，基础元件31包括三层。举例来说，内层和外层可以是织物，而中心层可以是增强舒适度的聚合物泡沫材料。当使用刺绣工艺定位线束41时，如图15B所示，可将两组线束41定位在基底层42的相对侧上。如图15C所示，额外层45也可在第二组线束41和基础元件31之间延伸。与基底层42相同，层45可包括热塑性聚合物材料，热塑性聚合物材料促使抗张元件40和基础元件31之间的结合。通常，图15C中所示的构造可类似于题目为“Composite Element With A Polymer Connecting Layer (带有聚合物连接层的复合元件)”且在2008年7月25日递交于美国专利商标局的美国专利申请第12/180，235号中公开的结构，该申请通过引用并入本文。参考图15D，示出了抗张元件40，其与基础元件31的内表面接合。在进一步的构造中，如图15E所示，可不存在覆盖层43，或如图15F所示，可不存在基底层42。进一步的制造工艺现将结合图16A-16G讨论用于形成抗张元件40和将抗张元件40固定到基础元件 31的进一步的制造工艺。参考图16A，示出了线束41的构造的变体，其定位在层42和43 之间。如上讨论，可使用多种方法定位线束41，包括刺绣工艺。然后可使用激光设备66或另一种切割装置来切除或去除多个区域46。也就是说，激光设备66可切割穿过层42和43 以形成不存在层42和43的孔或其他区域。一旦从层42和43中去除区域46，基础元件31的一部分和抗张元件40被定位在模具60内(即，模具部分61和62之间)。在以上讨论的多种方法中，可在将基础元件31 整合到鞋类10中以后将抗张元件40固定到基础元件31。然而，在本方法中，在将基础元件31整合到鞋类10中之前将抗张元件40固定到基础元件31 (或基础元件的一部分或一层)。一旦被放置，如图16D所示，模具部分61和63压挤抗张元件40和基础元件31，从而将抗张元件40和基础元件31结合在一起。打开模具60时，如图16E所示，可取出结合后
14的抗张元件40和基础元件31。注意基础元件31是透过形成在抗张元件40内的多个区域 46可见的。如图16F所示，然后可将抗张元件40和基础元件31的组合放置在平板65上且然后使用激光设备66切割穿过基底层42、覆盖层43和基础元件31中的每一个以合适地成形抗张元件40和基础元件31的组合。也就是说，使用激光设备66去除抗张元件40和基础元件31的多余部分以赋予图16G中所示的形状。然后可将抗张元件40和基础元件31的这种组合整合到鞋类10中。参考各种构造，以上并在附图中公开了本发明。然而，本公开内容用于的目的是提供与本发明有关的各种特征和概念的示例，而不限制本发明的范围。相关领域技术人员将认识到，在不偏离本发明的如所附权利要求所限定的范围内，可以对上述构造做出各种改变和修改。
权利要求
1.一种鞋类物品，其具有鞋面和固定到所述鞋面的鞋底结构，所述鞋面包括基础元件，其具有内表面和相对的外表面，所述内表面限定所述鞋面内的用于容纳穿着者的脚的空腔的至少一部分；和抗张元件，其包括基底层和多条线束，所述基底层固定到所述外表面，所述基底层位于所述线束和所述外表面之间，且所述基底层限定暴露了所述外表面的至少一个区域的多个边缘，所述线束以接触所述基底层并基本上平行于所述基底层的方式放置至少5厘米的距1 O
2.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中所述基底层至少部分地由热塑性聚合物材料形成。
3.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中所述基底层通过所述热塑性聚合物材料接合到所述基础元件。
4.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中所述基底层通过所述热塑性聚合物材料接合到覆盖层，所述线束位于所述覆盖层和所述基底层之间。
5.根据权利要求3所述的鞋类物品，其中所述覆盖层限定多个边缘，所述覆盖层的边缘设置于所述基底层的边缘处。
6.根据权利要求2所述的鞋类物品，其中所述基底层是以下中的一种(a)浸渍有所述热塑性聚合物材料的织物和(b)所述热塑性聚合物材料的层。
7.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中所述线束的至少一部分的末端设置于所述基底层的边缘处。
8.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中所述基础元件具有层状结构，所述层状结构的至少第一层形成所述内表面，且所述层状结构的至少第二层形成所述外表面，所述基底层固定到所述第二层。
9.根据权利要求1所述的鞋类物品，其中一组所述线束在所述鞋面的鞋带区域和其中所述鞋底结构接合到所述鞋面的区域之间延伸。
10.根据权利要求9所述的鞋类物品，其中另一组所述线束在所述鞋面的跟部区域和鞋前部区域之间延伸。
11.一种鞋类物品，其具有鞋面和固定到所述鞋面的鞋底结构，所述鞋面包括基础元件，其具有内表面和相对的外表面，所述内表面限定所述鞋面内的用于容纳穿着者的脚的空腔的至少一部分；和抗张元件，其被固定到所述外表面，所述抗张元件包括(a)基底层，其限定多个基底层边缘；(b)覆盖层，其与所述基底层是同延伸的，所述覆盖层限定设置于所述基底层边缘处的多个覆盖层边缘，和(c)多条线束，其布置在所述基底层和所述覆盖层之间，所述线束基本上平行于所述基底层而延伸至少5厘米的距离，且所述线束的至少一部分的末端设置于所述基底层的边缘和所述覆盖层的边缘处，其中所述外表面的区域延伸超过所述抗张元件且形成所述鞋面的部分的暴露表面。
12.根据权利要求11所述的鞋类物品，其中所述基底层至少部分地由热塑性聚合物材料形成，所述热塑性聚合物材料(a)将所述抗张元件接合到所述基础元件的所述外表面且(b)将所述覆盖层接合到所述基底层。
13.根据权利要求12所述的鞋类物品，其中所述基底层是以下中的一种(a)浸渍有所述热塑性聚合物材料的织物和(b)所述热塑性聚合物材料的层。
14.根据权利要求11所述的鞋类物品，其中所述基础元件具有层状结构，所述层状结构的至少第一层形成所述内表面，且所述层状结构的至少第二层形成所述外表面，所述基底层固定到所述第二层。
15.根据权利要求11所述的鞋类物品，其中第一组线束在所述鞋面的鞋带区域和其中所述鞋底结构接合到所述鞋面的区域之间延伸，且第二组线束在所述鞋面的跟部区域和鞋前部区域之间延伸，所述第一组线束与所述第二组线束交叉。
16.一种鞋类物品，其具有鞋面和固定到所述鞋面的鞋底结构，所述鞋面包括基础元件，其具有内表面和相对的外表面，所述内表面限定所述鞋面内的用于容纳穿着者的脚的空腔的至少一部分；和抗张元件，其具有(a)基底层，其包括热塑性聚合物材料且固定到所述外表面，所述基底层限定边缘，(b)覆盖层，其通过所述热塑性聚合物材料接合到所述基底层，所述覆盖层限定设置于所述基底层的边缘处的边缘，和(c)多条线束，其布置在所述基底层和所述覆盖层之间，所述线束基本上平行于所述基底层而延伸至少5厘米的距离，且所述线束的至少一部分的末端设置于所述基底层的边缘和所述覆盖层的边缘处，其中所述抗张元件的面积小于所述基础元件的所述外表面的面积，且所述基础元件的部分所述外表面形成所述鞋面的暴露表面。
17.根据权利要求16所述的鞋类物品，其中所述基底层是以下中的一种(a)浸渍有所述热塑性聚合物材料的织物和(b)所述热塑性聚合物材料的层。
18.根据权利要求16所述的鞋类物品，其中所述基础元件具有层状结构，所述层状结构的至少第一层形成所述内表面，且所述层状结构的至少第二层形成所述外表面，所述基底层固定到所述第二层。
19.根据权利要求16所述的鞋类物品，其中第一组线束在所述鞋面的鞋带区域和其中所述鞋底结构接合到所述鞋面的区域之间延伸，且第二组线束在所述鞋面的跟部区域和鞋前部区域之间延伸，所述第一组线束与所述第二组线束交叉。
20.一种制造鞋类物品的方法，所述方法包括将多条线束定位在基底层和覆盖层之间，至少所述基底层包括热塑性聚合物材料；加热所述热塑性聚合物材料以将所述覆盖层接合到所述基底层；紧邻鞋类物品的鞋面的基础元件放置所述基底层；和通过所述热塑性聚合物材料将所述基底层接合到所述基础元件，所述基础元件的至少一部分被暴露以形成所述鞋面的外表面。
21.根据权利要求20所述的方法，其中加热步骤包括将所述线束接合到所述基底层。
22.根据权利要求20所述的方法，其中放置步骤包括将第一组线束定向成在所述鞋面的鞋带区域和其中鞋底结构接合到所述鞋面的区域之间延伸，并将第二组线束定向成在所述鞋面的跟部区域和鞋前部区域之间延伸。
23.根据权利要求20所述的方法，其中接合步骤包括由至少所述基础元件和所述覆盖层形成所述鞋面的所述外表面。
24.根据权利要求20所述的方法，其中接合步骤包括加热所述热塑性聚合物材料。
25.根据权利要求20所述的方法，还包括步骤修剪所述基底层、所述覆盖层和所述线束，使得(a)所述基底层与所述覆盖层是同延伸的，且(b)所述线束的至少一部分的末端设置于所述基底层和所述覆盖层的边缘处。
全文摘要
一种鞋类物品可具有鞋底结构和包括基础元件和抗张元件的鞋面。抗张元件可包括基底层和多条线束，且基底层接合到基础元件的外表面。在制造鞋类的过程中，可利用基底层中的热塑性聚合物材料将抗张元件结合或以其他方式接合到基础元件。
文档编号A43B23/02GK102548442SQ201080037167
公开日2012年7月4日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年8月24日
发明者利亚·M·上里, 詹姆士·C·默彻特 申请人:耐克国际有限公司