能真空塑形的矫正鞋垫及其制备方法与流程

本发明是一种矫正鞋垫及其制备方法，尤指一种能真空塑形且快速客制出能矫正脚掌保持在正确姿势的矫正鞋垫，以期能有效支撑起“扁平足”患者之“足弓”，避免“足弓”塌陷继续恶化的问题，且有效导正“外翻足”患者的“跟骨”外翻的问题。

背景技术：

“扁平足”并非一种疾病，而是指“足弓”较低，“足弓”就是脚内侧呈凹弧状的部分，当人们以脚执行站立、走路、跑步或跳跃等活动时，“足弓”能协助维持身体的平衡与支撑，并提供良好的避震缓冲能力，以减缓活动时脚所承受的各种压力及来自地面的反作用力，缺少了“足弓”，人们易发生脚酸、疲乏或跌倒等情事，甚至，因此造成承重轴线改变，进而导致日后发生膝关节与髋关节磨损的问题。临床上，“扁平足”可区分为两种，绝大多数“扁平足”患者在脚悬空时，“足弓”会出现，此种即属于“柔软性扁平足”，反之，若脚悬空时没有“足弓”，则属于“结构性扁平足”，先天异常的脚大多属于“结构性扁平足”。

一般而言，幼儿从刚出生到满两岁的期间，其脚掌骨大都是软骨，足部内侧有一层肥厚的脂肪垫，且韧带松弛，所以“足弓”并不明显，根据统计，两岁以下的幼儿因为肌肉韧带尚未发展成熟，几乎都是“扁平足”，但从两岁后开始，随着幼儿慢慢学习走路，逐渐运用脚趾、脚跟及脚底的力量，“足弓”的肌肉韧带会逐渐发育完成，而逐渐形成“足弓”，到了四岁时，幼儿的活动量增加，就是“足弓”快速成长的时期。根据国际知名医学期刊(Pediatrics)针对3～6岁学龄前儿童所做的大量筛检及调查，发现3～6岁儿童平均有44％的发生率，虽然，随着年龄成长，“扁平足”的发生率会下降，但是，如此高的发生率仍值得身为家长者格外重视。

然而，何谓“扁平足”？又何谓“外翻足”呢？请参阅图1，其中，图1(a)所示为“扁平足”(Flat Foot)，俗称“鸭母蹄”，泛指足底“纵足弓”低下的现象(如虚线所示)，而“横足弓”低下则另称“开张足”，百分之九十的儿童是因发育期间体重负荷所引起；图1(b)所示则为“外翻足”(Pronated Foot)，即“跟骨”外翻(如左脚上的外翻虚线所示)，“跟骨”外翻会导致身体的重力线无法均匀传导至足部，因此，会间接造成膝关节及脊椎的负担，且经常会合并膝关节外翻(X型腿)及下背疼痛的现象。

由于，1～6岁儿童的肌肉骨骼系统正值迅速发展与整合的阶段，但是，并非所有儿童肌肉骨骼系统的自我平衡机制都可以运作地很好，倘若，肌肉骨骼系统的偏差超过合理范围，应尽速寻求矫治，以免错过黄金矫正期。兹以严重“外翻足”合并“扁平足”的儿童为例，其足底韧带及肌肉因天生较不发达，而发生“扁平足”现象，此时，若“外翻足”亦超乎合理范围，非但会严重破坏下肢生物力学的平衡，令儿童的每一步都踩得不踏实，尚会因身体重量无法往下均匀分散传导，而在日后导致身体重力线发生偏移的问题，在此种情况下，即必须依各别需求，客制化量身订作一“矫正鞋”或“矫正鞋垫”，才能有效支撑起“足弓”，避免“足弓”塌陷现象继续恶化，同时，有效导正重力线偏移的问题。

客制化量身订作“矫正鞋”或“矫正鞋垫”的意义在于，尽早协助儿童导正骨骼及肌肉的发育，避免日后发生无法挽回的畸型，毕竟，儿童脚部骨骼及肌肉就像树苗根部般，发生倾斜时，若能实时扶正，随着岁月增长，这棵树的根部自然就会导正回正确的位置，但是，客制化量身订作“矫正鞋”或“矫正鞋垫”不仅需等待数周，且所费不赀，动辄需数千至上万元不等，而正值发育期的儿童又必须定期更换，始具有矫正成效，因此，对部分家长而言，无疑会造成经济上的沉重负担。

据此，如何设计出一种矫正鞋垫，除令该矫正鞋垫快速且立即成形，使患者在订购后，几乎无需等待，即能立刻以低廉价格，取得一客制化量身订作的矫正鞋垫外，尚令该矫正鞋垫上所塑形出的立体矫正构形，不仅具备适度弹性，且能完全搭配患者脚掌的整体或局部构形，执行矫正，以有效矫治前述“扁平足”及“外翻足”的问题，即成为本发明在此亟欲解决的重要问题。

技术实现要素：

本发明的第一目的，是提供一种能真空塑形的矫正鞋垫，该矫正鞋垫能被置放入一鞋子内，供使用者的脚掌踩踏其上，包括一外包覆层及多个颗粒，其中，该外包覆层是由具挠性或弹性的一不透气材料制成，且其周缘被气密封合，该外包覆层设有一空气信道，该空气信道是连通该外包覆层的内外，这些颗粒能被填装在该外包覆层之内，令该外包覆层呈现一预定厚度，且能在该外包覆层之内移动，又，该外包覆层的平面构形是与脚掌的整体或局部的平面构形相匹配，在脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层上时，这些颗粒能随着脚掌的整体或局部的立体构形而位移，且该外包覆层内的空气会因脚掌整体或局部施加的重量，经由该空气信道，排出至该外包覆层之外，再对该空气信道执行抽真空作业，令这些颗粒定形在相互紧密贴靠且无法继续位移的状态后，将该空气信道气密封合，即塑形出具弹性的该矫正鞋垫。

本发明的另一目的，是前述的矫正鞋垫中，这些颗粒能够先被填装至一内包覆层中，该内包覆层是由具挠性或弹性的一透气材料制成，且其周缘被封合，之后，该内包覆层再被置入该外包覆层中，以能在最终形成该矫正鞋垫。

本发明的再一目的，是提供一种能真空塑形的矫正鞋垫的制备方法，该矫正鞋垫能被置放入一鞋子内，供使用者的脚掌踩踏其上，该制备方法包括一填装作业、一脚踏塑形作业及一抽真空作业，其中，该填装作业是在一外包覆层内填装这些颗粒，以使该外包覆层呈现一预定厚度，且使这些颗粒能在该外包覆层之内移动，又该外包覆层是由具挠性或弹性的一不透气材料制成，且其周缘被气密封合，并设有一空气信道，该空气信道是连通该外包覆层的内外；该脚踏塑形作业则是使脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层上，令这些颗粒能随着脚掌的整体或局部的立体构形而位移，且该外包覆层内的空气会因脚掌整体或局部施加的重量，经由该空气信道，排出至该外包覆层之外；该抽真空作业是使一抽气设备对该空气信道执行抽真空作业，令这些颗粒定形在相互紧密贴靠且无法继续位移的状态，以塑形出具弹性的该矫正鞋垫。

本发明的又一目的，是前述的矫正鞋垫尚会经过加热作业，以使相邻的这些颗粒能熔接成一体，进而形成该矫正鞋垫。

附图说明

图1(a)为“扁平足”的示意图；

图1(b)则为左脚“外翻足”的示意图；

图2是本发明的矫正鞋垫未被塑形前的局部剖面示意图；

图3是本发明的矫正鞋垫已被塑形后的局部剖面示意图；

图4是本发明的另一实施例未被塑形前的局部剖面示意图；

图5是本发明的矫正鞋垫在“加热作业”后的局部剖面示意图；

图6是本发明的制备方法流程图；及

图7是颗粒及接合材料的混合示意图。

【附图标记说明】

矫正鞋垫 10、30

内包覆层 11

颗粒 12、32

外包覆层 13、33

空气信道 131、331

支撑治具 20

定形凹槽 21

透气组件 34

接合材料 37

黏着材料 371

吸附材料 373

步骤 401～404

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种能真空塑形的矫正鞋垫及其制备方法，在一实施例中，请参阅图2所示，该矫正鞋垫10能被置放入一鞋子(图中未示出)内，供使用者的脚掌踩踏其上，该矫正鞋垫10包括一内包覆层11、多个颗粒12及一外包覆层13，其中，该内包覆层11是由具挠性或弹性的一透气材料制成，其周缘被封合，以在其内形成一第一容纳空间；在此特别一提的是，本发明所述的“透气材料”，是指其结构上具有透气孔径，因此，该“透气材料”能够为透气织物、透气塑化膜、透气塑化层或是其它具有透气孔径的材料，此外，该“透气材料”能够根据业者的需求，而为局部或全部透气，例如：该“透气材料”能由两种以上的材料组成(如：一部分为聚丙烯(Polypropylene，简称PP)，另一部分为发泡聚胺酯(Polyurethane，简称PU))。另，这些颗粒12分别是由一弹性材料制成，且被填装在该内包覆层11的第一容纳空间内，以令该内包覆层11能呈现一预定厚度，且维持在一柔软状态，各该颗粒12的粒径是大于该内包覆层11的透气孔径，因此，这些颗粒12仅能在该内包覆层11的第一容纳空间内移动，而不致位移至该内包覆层11之外；该外包覆层13是由具挠性或弹性的一不透气材料(如：不透气塑化膜或不透气塑化层)制成，其亦可由两种以上的材料所组成，且其周缘被气密封合，以在其内形成一第二容纳空间，该第二容纳空间是用以容纳该内包覆层11，令该外包覆层13包覆在该内包覆层11之外，该外包覆层13上设有一空气信道131，该空气信道131是连通该外包覆层13的内外。

请参阅图2所示，该内包覆层11及外包覆层13的平面构形与脚掌的整体或局部(如：对应于趾骨、中足骨或足跟骨的局部部位)的平面构形相匹配，因此，在脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层13上的情形下，这些颗粒12能随着脚掌的整体或局部的立体构形而位移，同时，该外包覆层13连同该内包覆层11内的空气会因脚掌施加的重量，经由该空气信道131，排出至该外包覆层13之外，然后，利用一抽气装置(图中未示出)，透过该空气信道131，对该第二容纳空间及该第一容纳空间进行抽气时，会导致该外包覆层13向内变形，进而挤压该内包覆层11及其内填装的这些颗粒12，令这些颗粒12相互紧密贴靠在一起，直到这些颗粒12定形在无法继续位移的状态后，将该空气信道131气密封合，即能快速且客制化地塑形出一硬实但具弹性的矫正鞋垫10(如图3所示)，如此，该矫正鞋垫10能矫正脚掌始终保持在正确姿势的立体构形。

此外，请继续参阅图2所示，为减轻该矫正鞋垫10的整体重量，以有效降低该矫正鞋垫10对脚掌造成的负担，这些颗粒12可选择由塑性发泡材料制成的多孔状颗粒，如此，在这些颗粒12相互紧密贴靠，使得该矫正鞋垫10的顶面随着脚掌轮廓被塑形成能矫正脚掌保持在正确姿势的立体构形时，该矫正鞋垫10顶面的立体构形将对脚掌产生稳定的矫正及支撑效果，另，因该矫正鞋垫10具备弹性(其弹性依这些颗粒12的材料及密度而定)，故尚能吸收及减缓地面对脚部的冲击。

另，为使该矫正鞋垫10的顶面被更精准地塑形成能矫正脚掌保持在正确姿势的一立体构形，请继续参阅图2所示，本发明还包括一支撑治具20，该支撑治具20的底面能平置在一平面上，该支撑治具20的顶面凹设有一定形凹槽21，该定形凹槽21的底面是与鞋内底面相匹配，该定形凹槽21的平面构形是与该外包覆层13的平面构形相匹配，该定形凹槽21的深度至少等于该内包覆层11的预定厚度，以使该外包覆层13及内包覆层11能被容纳于该定形凹槽21内，如此，请继续参阅图3所示，当脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层13上时，这些颗粒12将会随着正确姿势下的脚掌整体或局部立体构形，在该内包覆层11内位移，此时，该外包覆层13连同该内包覆层11内的空气将会因该定形凹槽21的支撑及限制所产生的反作用力，而经由该空气信道131，排出至该外包覆层13之外，俟完成抽真空作业及封合空气信道131后，这些颗粒12将会使该矫正鞋垫10的顶面更精准地被调校定形成能矫正脚掌保持在正确姿势的立体构形，此外，尚会因该定形凹槽21的支撑及限制作用，使得该矫正鞋垫10除顶面外的其它构形能更精准地与鞋子内足床的构形相匹配，以便该矫正鞋垫10能被顺利地安装至鞋子内的足床上；在本发明的其它实施例中，该外包覆层13及内包覆层11亦能被放置于一震动装置上，以借由该震动装置的震动效果，加快颗粒12的位移程度，或者，业者亦能够将该震动装置与支撑治具20相结合。

在本发明的另一实施例中，请参阅图4所示，该矫正鞋垫30包括一外包覆层33及多个颗粒32，其中，该外包覆层33是由具挠性或弹性的一不透气材料制成，且其周缘被气密封合，该外包覆层33设有一空气信道331，该空气信道331是连通该外包覆层33的内外；这些颗粒32是被填装在该外包覆层33之内，令该外包覆层33呈现一预定厚度，且能在该外包覆层33之内移动；由于，该外包覆层33的平面构形与脚掌的整体或局部的平面构形相匹配，在脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层33上的情形下，这些颗粒32能随着脚掌的整体或局部的立体构形而位移，且该外包覆层33内的空气会因脚掌整体或局部施加的重量，经由该空气信道331，排出至该外包覆层33之外，然后，对该空气信道331执行抽真空作业，令这些颗粒32定形在相互紧密贴靠且无法继续位移的状态后，将该空气信道气331密封合，即塑形出具弹性的该矫正鞋垫30。请继续参阅图4所示，该实施例中，为避免在执行抽真空作业时这些颗粒32可能被抽出，该矫正鞋垫30还包括一透气组件34，该透气组件34是一透气织物或一透气塑化膜，且是安装在该外包覆层33上对应于该空气信道331的位置，该透气组件34的透气孔径是小于各该颗粒32的粒径。如此，在脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层33上的情形下，该外包覆层33内的空气会因脚掌整体或局部施加的重量，依序经由该透气组件34及该空气信道331，排出至该外包覆层33外，俟完成抽真空程序，令这些颗粒32定形且将该空气信道气331密封后，即塑形出具弹性的该矫正鞋垫30。

再者，为使矫正鞋垫10能长时间保持其塑形后的态样，业者尚能够在前述矫正鞋垫10的制作过程中，进行加热作业，兹说明如后，请参阅图2、5及6所示，当该内包覆层11连同这些颗粒12被填装至该外包覆层13内(即，图6的步骤(401)“填装作业”)后，由于该内包覆层11与外包覆层13的平面构形与脚掌的整体或局部(如：对应于趾骨、中足骨或足跟骨之局部部位)的平面构形相匹配，因此，在脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层13上时，这些颗粒12会随着脚掌的整体或局部的立体构形而位移，同时，该外包覆层13与内包覆层11内的空气会因脚掌施加的重量，经由该空气信道131而排出至该外包覆层13之外(即，图6的步骤(402)“脚踏塑形作业”)，之后，将抽气装置连接至该空气信道131，以经由该空气信道131，对该第二容纳空间及第一容纳空间进行抽气(即，图6的步骤(403)“抽真空作业”)，此时，随着空气被排出至外包覆层13，该外包覆层13亦会向内变形，进而挤压该内包覆层11及其内填装的这些颗粒12，令这些颗粒12相互紧密贴靠在一起，直到这些颗粒12定形在无法继续位移的状态后，将该空气信道131气密封闭，以形成一初始鞋垫(即，图3的态样)。

承上，请继续参阅图2、5及6所示，该初始鞋垫能被置放至一加热装置(图中未示出)中，以对该初始鞋垫进行加热(即，图6的步骤(404)“加热作业”)，其中，这些颗粒为热塑形弹性材料(如：TPU、TPEE、SEBS…等)制成，且其熔点会低于该内包覆层11与外包覆层13两者的熔点，或至少低于该外包覆层13的熔点，意即，当这些颗粒12呈熔融状态时，至少该外包覆层13能保持其完整性而不会呈熔融状态。又，加热装置的加热温度是高于或等于这些颗粒12的熔点，但低于该内包覆层11与外包覆层13两者的熔点，或至少低于该外包覆层13的熔点，因此，这些颗粒12会呈熔融状并相互黏结成一体(如图5所示)，以塑形出具弹性的该矫正鞋垫10，如此，该矫正鞋垫10不仅能始终保持在正确姿势的立体构形，且本身会呈现硬实但具弹性的态样，此外，在长时间的使用下，若该外包覆层13或内包覆层11发生破损时，由于这些颗粒12已黏结成一体，因此，该矫正鞋垫10仍能保持在原有的正确姿势的立体构形，以有效延长该矫正鞋垫10的使用寿命。在此特别声明，本发明的加热装置的热源能够为红外线、热气体、微波、超音波、高周波或紫外线…等，只要该加热装置能够使这些颗粒12的表面或整体因高温而熔融，以相互黏结成一体，即为本发明所述的加热装置。

在此特别一提的是，请继续参阅图2、5及6所示，在步骤(403)“抽真空作业”中，当这些颗粒12定形在无法继续位移的状态(如图3所示)后，工作人员能将该空气信道131气密封闭，但是，申请人发现，在后续步骤(404)“加热作业”中，由于颗粒12的熔融，使得其内的气体或水气散出，将会造成这些颗粒12的熔接质量不佳，影响矫正鞋垫10的质量，因此，在本发明的其它实施例中，工作人员在执行“抽真空作业”后，即直接对初始鞋垫进行加热作业，同时，尚会持续执行“抽真空作业”，直至相邻的这些颗粒12熔融并相互黏结成一体后，再将该空气信道131气密封闭，如此，即可有效保障该矫正鞋垫10的质量；此外，由于这些颗粒12经加热作业后，已熔接成一体，而无法自该空气信道131掉落出来，因此，业者亦可省略将空气信道131气密封闭的步骤。

请继续参阅图2、5及6所示，当该矫正鞋垫10完成后，业者尚能够在该矫正鞋垫10上黏贴缓冲层、止滑层或其它组件，令该矫正鞋垫10被放入鞋子后，能够提供使用者更为良好的使用经验，或者，业者亦能够先行去除该矫正鞋垫10的外包覆层13与内包覆层11，或仅单单去除外包覆层13后，再黏贴缓冲层、止滑层或其它组件，以减少该矫正鞋垫10的整体厚度，意即，借由本发明的矫正鞋垫的制备方法，所形成的矫正鞋垫的最简单态样，能够为仅由颗粒12所形成。此外，在本发明的其它实施例中，该外包覆层13亦能够由部分硬质结构(如：PP)结合不透气塑化膜所形成，以使该不透气塑化膜能随着抽气而变形，且该硬质结构则能作为止滑层或支撑层，意即，在使用上，使用者的脚掌是踩踏至该不透气塑化膜上，而该硬质结构则是会与鞋内的底面相接触。另，虽然本发明的附图中，该矫正鞋垫10的构形均绘示成整个脚掌的样式，但在本发明的其它实施例中，若使用者欲矫正的脚掌部位系属于局部部位，则业者能够根据前述需求，调整该内包覆层11与外包覆层13的态样，使得最后形成的矫正鞋垫10的构形，仅与脚掌的局部部位(如：对应于趾骨、中足骨或足跟骨的局部部位)的平面构形相匹配。

在本发明的再一实施例中，前述图4的矫正鞋垫30的态样，亦能够适用于图6的制备方法中，此外，业者尚能够调整矫正鞋垫30的结构，兹说明如后，请继续参阅图4、6及7所示，在步骤(401)“填装作业”中，多个颗粒32及接合材料37能先被均匀混合，使得该接合材料37能均匀地附着在各该颗粒32的表面，其中，该接合材料37能呈粉末状、液态膏状…等，且其包括黏着材料(Binder)(如：TPU热熔胶、EVA热熔胶…等)371及/或吸附材料(Absorbent)(如：红外线吸收材料、电磁波吸收材料…等)373，该黏着材料371与吸附材料373能如图7般，附着在颗粒32的表面上，或是完全包覆于颗粒32的表面，又，该接合材料37的熔点是低于或等于该颗粒32的熔点，之后，将这些颗粒32连同其上的接合材料37直接填装至外包覆层33内，以使该外包覆层33呈现一预定厚度，且维持在一柔软状态，又，该外包覆层33的熔点高于该接合材料37的熔点，且该透气组件34的透气孔径是小于各该颗粒32与接合材料37的粒径，以使这些颗粒32与接合材料37仅能在该外包覆层33内位移。

请继续参阅图4、6及7所示，在步骤(402)“脚踏塑形作业”中，当用户的脚掌的整体或局部以正确姿势踩踏在该外包覆层33上时，这些颗粒32与接合材料37会随着脚掌的整体或局部的立体构形而位移，同时，该外包覆层33内的空气会因脚掌施加的重量，依序经由该透气组件34及空气信道331而排出至该外包覆层33之外，此外，业者亦可将该外包覆层33置入支撑治具20所凹设的定形凹槽21中，以精准地塑形成能矫正脚掌保持在正确姿势的一立体构形，之后，在步骤(403)“抽真空作业”中，以抽气装置对该外包覆层33内进行抽气，此时，这些颗粒32与接合材料37会受到该透气组件34的阻挡，而不会移动至该外包覆层33之外，直至这些颗粒32与接合材料37定形在相互紧密贴靠且无法继续位移的状态后，便将该空气信道331气密封闭，以形成一初始鞋垫，然后，在步骤(404)“加热作业”中，以加热装置对该初始鞋垫加热，且加热温度仅会使该接合材料37熔融，以令相邻之这些颗粒32相互黏结成一体，进而塑形出具弹性的矫正鞋垫30。

在此特别一提的是，请继续参阅图4、6及7所示，在其它实施例中，业者能够将该透气组件34设置在抽气装置上，使得该抽气装置对外包覆层33进行抽气时，这些颗粒32与接合材料37仍能保留于外包覆层33内，而不会被吸取至抽气装置中，此外，在该再一实施例中，由于该透气组件34最后会被封合至外包覆层33内，因此，其熔点能够高于或低于接合材料37或颗粒32，另，在该再一实施例中，业者在塑形出具弹性的矫正鞋垫30后，亦可去除该外包覆层33，例如：该外包覆层33为一真空袋的态样，且主要作用仅为能使内部的颗粒32塑形成预定形状，则业者能够在最后去除该外包覆层33，意即，借由本发明的矫正鞋垫的制备方法，所形成的矫正鞋垫的最后态样，能够仅由颗粒32与接合材料37所形成。

再者，在本发明的其它实施例中，当该外包覆层系为真空袋的态样，且最后需被去除时，业者能够将颗粒填装至内包覆层中，且该内包覆层能由部分硬质结构结合透气材料所形成，如此，最后所形成的矫正鞋垫的态样中，前述硬质结构即可作为止滑层或支撑层。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。