专利名称：鞋类中底制造方法及中底结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及鞋类中底(midsole)的制造方法，及制成的中底的结构。本发明具体涉及一种鞋类中底制造方法，这种方法在中底边侧上提供比较精细的装饰花纹。
设计鞋中底时必须考虑到各种问题。不幸的是某些考虑会引起其他问题。例如，根据用途的不同，可通过选择中底材料的适当硬度，将鞋设计为可消散一定的振动。然而中底不应太软，致使侧向稳定性损失。按先有领域中的已知方法制造中底时，通常可通过折衷办法取得适当的稳定性，并吸收振动;但是结果却损害了中底外部的装饰的美观特点。这是由传统中底制造方法造成。
具体而言，制造中底的先有技术方法，首先要求生产塑料材料的片坯，诸如开孔泡沫塑料及闭孔泡沫塑料。这些塑料片坯材料一般为常见的开孔泡沫塑料材料，诸如皱纹薄橡胶板或聚氨酯(PU)。否则，可用常见的闭孔泡沫塑料材料，包括乙烯乙酸乙烯酯(EVA)。这些开孔及闭孔泡沫材料，在颁发霍立斯特(Hollister)等人的美国专利第4，043，058号，及颁发包威曼(Bowerman)等人的美国专利第4，128，950号中有详细的讨论，该两专利本文引述以作参考。
霍立斯特等人的4，043，058号及包威曼等人的4，128，950号专利揭示的中底结构，其组成部分采用料坯结合(stockfit)。易言之，构成中底的组件，用诸如EVA或聚异戊二烯微孔橡胶等闭孔泡沫材料模塑，从闭孔泡沫材料模切，然后粘合，形成单一的中底。机塞(Giese)等人的美国专利第4，316，332号，及阿达米克(Adamik)等人的美国专利第4，302，892号公开的中底，其组件也用料坯结合法粘在一起。本文引述基塞等人的专利4，316，332号及阿达米克等人专利4，302，892号以作参考。本文还引述了颁发金(King)的美国专利第3，821，135号;颁发见(Bates)的美国专利第4，364，189号及颁发克鲁格(Krug)等人的美国专利第4，228，600号作为参考，各该专利公开用一种以上的材料制造的中底。
一旦将塑料材料的片坯制成，即切成若干块，形状与中底近似。这些中底块称为预制坯。将这些预制坯放在图2所示的半模部中。半模部10有挖空部12，形状与完成的中底相同。另一个图中未示的半模部相对于半模部10的上表面14，加垂直方向的力。箭头16示出当将预制坯放入挖空部12时，在预制坯上加压的大致方向。于是将预制坯在半模部10中压缩。在这模压过程中，预制坯的设定压缩率，在约12%至15%范围内。否则，举例而言，预制坯也可以是压模成形的最终产品的体积的105%。
模压成形主要依赖热和压力，通过减小各个孔穴中的空气和/或气体的量，以减小制成元件中的原孔穴结构的尺寸。压缩与预缩过程相似，可保持诸如EVA的材料寿命，长于不压缩的EVA预制坯。这模制方法在美国专利第4，730，402及4，876，053号中有较详细的叙述，两者都颁发给瑙顿(Norton)等人，本文引述以作参考。此外EVA与聚氨酯的模塑方法，在美国专利4，551，930，4，561，140与4，654，983号也有公开，该三专利全部颁发给格雷姆(Graham)等人，本文引述以作参考。
虽然塑料材料模压可取得优点，例如延长材料寿命，但这种压缩力也伴随有缺点。具体而言，压缩力方向与箭头16一致，基本与模具10的侧壁的内表面18平行。于是预制坯的外表面承受非常小的模向压缩力。而相反，预制坯的与模具10的内表面18对应的外表面，承受大部分垂直方向的压缩力。
因此，在中底的侧壁上，非常难以取得高清晰度装饰花纹。相反，以预制坯侧壁上仅能形成象征性的花纹，因施加在预制坯上的压力，方向不能正确正对。因此，为在中底外表面上产生精细的花纹，加压力的方向必须与中底的外表面基本垂直。
本发明的一个目的，是提供一种中底，在其外表面上有各种装饰图形设计。并且，本发明的一个目的是提出一种中底，沿其外表面有一个组成部分，在其长度上密度与硬度有变化。再者，本发明有一个目的，是提出一种制造方法，可生产有精细的装饰特点的中底的一个组成部分，其布置在中底的外表面上。
本发明针对一种制造鞋类中底的方法，和完成的中底的结构。理想的中底有一个用第一种塑料制作的芯部，和用第二种塑料材料制作的周缘围圈。围圈有外周表面，至少构成中底的一个外周表面的一个部分。一种理想方法的特点，可以是有若干步骤，包括生产第二塑料材料的片坯;在基本与片坯外表面垂直的方向上，在片坯上加压力，用片坯模切出围圈;将围圈围绕形状与中底形状相似的模具的内周缘放置，在模中注入第一塑料材料。最好使第一塑料材料在原位置经过预定的时间定形，于是中底完全成形。
由于在制造过程中施加压力的方向，中底制造的理想方法可提供中底外表面花纹的高清晰度。理想的中底至少外表面有一个部分构成围圈。将围圈放在中底的外表面上时，加在围圈上的压力，全部在与中底外周缘基本垂直的方向上。因此，由于相对于先有领域的中底制造方法，本发明的压力释加的方向有所改变，故可取得清晰得多的图案。并且，图案沿围圈的长度，形成不同的密度和硬度。这样便使沿中底外周缘的横向稳定性可作细微的调节。
并且，一种理想实施方案提供一种运动鞋的中底，有一个开孔泡沫材料制作的芯部，至少一个部分由闭孔泡沫材料制作的围圈部分围绕。开孔泡沫材料有第一硬度，闭孔泡沫材料有第二硬度，可大于，等于或小于第一硬度。在理想方案的结构中，围圈有一个外缘表面，至少形成中底外表面的一个部分。
本发明的上述以及其他的特点与优点，从下文的详细叙述便可了解，叙述对照了各附图。
图1为鞋侧的前视图，示出按理想方法制造的中底;
图2为制造先有技术中的中底使用的模具的透视图;
图3为按理想方法制造外周围圈使用的模具的透视图;
图4为按理想方法制造的外周围圈的透视图;
图5为放在用于形成一体的中底的模具中的围圈的透视图;
图6为沿图1中线6-6的剖视图。
参看附图，图中用同号表示相同元件。图1示出运动鞋20，有中底22按本发明制造。鞋帮24用虚线表示，其与中底22固定。中底22的外周缘上可有各种装饰特点。例如，可将中底22模制来形成若干水平线条26围绕一个椭圆窗口28。一个外底固定在中底22的底表面30上，典型有底面花纹，构成设计随具体育项目而定。
至于图6与图1的结合，示出按理想实施方案制造的中底22剖面。中底22有外周缘部，即围圈32，最好用闭孔泡沫制造，诸如用乙烯乙酸乙烯酯(EVA)。中底22的外表面34最好用闭孔泡沫塑料制造，因为闭孔泡沫材料，结构由泡孔的闭合网络形成，泡孔间无间隙。因此，闭孔泡沫可防水。
中底22还有内芯部36，最好用诸如聚氨酯(PU)之类的开孔泡沫材料制造。开孔泡沫材料有孔的开放网络结构形式，如海绵。因此，假如布置在中底22的外表面34上，开孔泡沫材料可能起到不利的吸水作用。
理想的围圈32有外周表面38，形成至少中底22外表面34的一部分。例如，在围圈32上设若干水平装饰条纹26，图1所示最清晰，中底22至少构成外表面34的一个部分。虽然图6所示之围圈32，其全外周表面38构成中底22的外表面34，可将围圈32放在中底22上，从而仅外表面38的一部分，在中底22的外表面34上暴露。在这种中底结构中，围圈外表面38的其他部分，被掩盖在中底22的外表面34的下面。围圈还有一个内周缘表面40，至少一部分与芯部36接触。最好在围圈32的内周缘表面40上布置粘合剂。
构成围圈32及芯部36的塑料材料，最好为具有不同密度的材料。例如，围圈32可用乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，而芯部36可用聚氨酯(PU)制作。举例而言，用EVA制造的围圈32密度可在0.10g/cc到0.40g/cc(ASTM D297)之间(ASTM美国材料试验学会标准号)，最好在0.15至0.25g/cc之间。用PU制造的芯部36，举例而言，密度可在0.15g/cc至0.40g/cc(ASTM-D297)之间最好在0.22g/cc与0.28g/cc之间。并且，构成中底的两种塑料材料最好为具有不同硬度的材料。用EVA制造的围圈32的硬度，举例而言，可在35 Asker C和90 Asker C(ASTM-D2240)之间，最好在55 Asker C与70 Asker C之间。举例而言，用PU制造的芯部36，硬度可在40 Asker C与65 Asker C(ASTM-D2240)之间，最好可在45 Asker C与55 Asker C之间。聚氨酯泡沫可如日本花王石碱公司所生产，国际标准组织ISO B2990DW的多元醇608U。
关于图3，简示模塑围圈32的方法使用的部件。第一模具42有两个半部42a，42b。每一半模部42a，42b有若干在表面44上的轮廓线，可同时模塑若干围圈32。第一半模部42有在表面44上的轮廓线，其与围圈32外表面38上的形状相似。举例而言，在围圈32模制的轮廓，可能包括水平线26，从图1及4中也可见。水平线26只是可在中底22的外表面34上设置的各种装饰条纹的一例。用第一模具42的第一半部42a模塑的围圈32的外表面38放在中底22上时，最终方向向外。但是如上解说，第一半模部42a产生的围圈，可能仅一部分在中底22的外表面34上暴露。
第一模具42的第二半模部42b，轮廓线与围圈32的内表面40的最终形状相似。因此，用第一模具42的第二半模部42b制作轮廓线的围圈32的内表面40，当放在中底22上时，朝向里面。围圈32的向里的部分最后至少一部分与芯部36接触。
围圈32的模塑操作，最好用两种方法之一完成，两方法都可对照图3解说。按照第一方法，一个平片坯46，用常见材料，诸如EVA泡沫材料，制造方法为熟悉本领域技术者常用。然后将片坯46放在输送炉中，通过加压空气对流，将表面加热到120℃至150℃之间，最好在130℃与140℃之间。或者，可从片坯46上模切形状与围圈32近似的预制坯，然后通过加压空气对流加热，表面温度达120℃到150℃，最好在130℃到140℃之间。然后将加热后的片坯46，或加热后的预制坯放在半模部42a，42b之间，然后将两半模部激冷到10℃到30℃之间，最好在15℃到20℃之间。然后将半模部42a，42b压向片坯46的表面。力的方向基本与片坯46的外表面48垂直，举例而言，方向如箭头50，52所示。换言之，加在片坯46或预制坯外表面48上的力，方向基本垂直于片坯46的外表面48。
因将半模部42a，42b激冷，在将片坯46夹置过程的同时，使片坯46或预制坯激冷，在围圈32上形成压印。约半分至2分钟后，将半模部42a，42b从片坯46上撤除。于是在片坯46或预制坯上形成若干周缘围圈的压印。然后可从片坯46上模切围圈32，并在上面进行以后的各切割步骤，诸如增加椭圆窗孔28等，如图1及图4所示。
围圈32的第二个理想制造方法，与第一方法相似，至少在首先产生EVA或某些等同的塑料材料的片坯46的方法如此。与第一方法相似，半模部42a，42b在片坯46的外表面48上加压，压力方向基本与片坯46的外表面48垂直，换言之，将半模部42a，42b在基本与片坯46的外表面48垂直的方向上移动。举例而言，加压方向如箭头50，52所示。但是，根据第二理想制造方法，片坯46不在输送炉中预热。而在室温下，将与围圈32最终形状近似的预制坯从片坯46上模切。否则，按照第二理想方法，可用片坯46取代用预制坯的步骤。
然后将半模部42a，42b的温度控制在30℃以下。然后，将预制条片或片坯46放在半模部42a，42b之间，用80至120kg/cm2的夹紧压力加压，最好压力约为100kg/cm2。半模部42a，42b的成形表面44与完成的围圈32的外表面38及内表面40的形状相同。夹紧时，半模部42a，42b被加热至120℃至150℃，最好在130℃至140℃之间，历时3至7分钟，最好约5分钟在半模部42a，42b之间仍保持上述压力时，将半模部42a，42b激冷，达到10℃至30℃之间，最好在15℃至20℃之间。在模中激冷时间在5至15分钟之间，最好约10分钟。最后，将半模部42a，42b分开，将围圈32上的毛刺修剪，或者从片坯46上模切围圈32。制造围圈32的第二方向的循环时间比第一方法长些。
将围圈32从片坯46上模切后，用诸如图4所示的第一或第二方法进行制造。其他的装饰，诸如椭圆窗孔28等，可在模切操作的同时或以后，沿围圈32的纵向长度完成。
参看图5，示出用于制造本发明中底使用的第二模具54。第二模具54有挖空部56，基本与完成的中底22的最终形状相同。挖空部56有垂直伸展的侧壁，形成第二模具54的内周表面58。将按本发明制造的围圈32准备好，在围圈32的内表面40上施粘合剂60以增强围圈32与芯部36的粘合力。然后至少沿第二模具54的内周表面58的一部分放置围圈32，如图5所示。这时，可又将其它组件在第二模54中的正确的相应位置上放置。例如，可将一个气袋插入件放在第二模具54中，正对椭圆窗孔28。
一旦将必要的元件放入第二模具54中后，可将中底22模塑成一个完整的单元。首先，将一种诸如热固型弹性体聚氨酯(PU)的塑料在第二模54开启时注入第二模54。然后将第二模54合拢夹紧，预热到45℃与65℃之间，最好在50℃与55℃之间。第二模具54保持合拢夹紧状态经历一段8分钟至16分钟的停驻时间，最好约12分钟。于是在注入热固型塑料后，使之在原地固化。然后打开第二模具54，便得到具有第二塑料材料的围圈32和第一塑料材料的芯部36的一体的中底22。
按中底22的理想制造方法，在模制过程中在围圈32上的加压方式已相对于先有技术改变。具体而言，在围圈32上产生有轮廓线的外表面38的全部压力的方向基本与中底22的外表面垂直。因此，作中底侧壁暴露的围圈32的外表面38可比用先有技术制造方法制作的中底取得更清晰的图案。这是因为先有技术的中底制造方法仅在基本与中底22的外表面34平行的方向上释加模塑压力。由于按理想方法制造的中底22，在第二模54中浇注芯部36后，在第二模具54上不加垂直方向的力，故围圈32保持在第一模具42的模压阶段中取得的全部装饰图案。
因此，理想方法为沿相对于中底外表面基本垂直的方向在围圈32中施加模塑压力。举例而言，参看图6，加在中底22外表面34上的压力基本与外表面34垂直。理想方法中的压力方向，举例如箭头62所示。先有技术的中底制造方法不能沿中底22的外表面34取得清晰的装饰轮廓，因为先有技术的中底制造方法释加的压力基本与中底22的外表面34平行。
本方法设置分别的模塑步骤，在围圈32上释加相对于装饰图案的垂直力，故可免却先有技术中的竖直方向压力。正因为先有领域的模制技术的加竖直方向压力，故难以以中底22的外表面34上取得精细的图案。此外，现在可理解本发明提供一种中底22，其侧壁伸到鞋的上帮口。这样在需要提高横向稳定性时有利。
按本发明理想方法制造的中底22，除提供美学上的优点外，围圈32的结构提供沿其长度方向不同程度的横向支持。具体而言，围圈32用第一模具42压制，沿其长度有不同的密度和硬度。因此，通过沿围圈32控制局部密度及硬度的布局，便可对横向稳定性作较严密的控制。因此，可对中底22作微调来沿围圈32的长度方向提供不同程度的横向稳定性。换言之，也就是可能围绕鞋的周围，取得不同程度的横向支撑。
用在基本垂直的方向上，向中底22的外表面34加压的模具，也属于在中底22的外表面34上制造装饰细部的理想方法的范围。也就是，将中底22放在一个模具中，而不是像有技术在中底22的上部加垂直力，而按图6中箭头62所示的方向，在中底22的外表面34上加水平力。因此，由于压力相对于中底22的外表面34垂直，故可取得细致的装饰图形。
在发明背景段落中提及的全部美国专利，本文引述作为参考。
对本发明已相对于理想实施方案详述如上。然而这些实施例仅作举例，无意以之限制本发明。熟悉本领域技术者易于理解，本发明如文后的权利要求书界定的范围内易作各种变化及修改。
权利要求
1.制造鞋类中底的一种方法，该中底有第一种塑料材料制作的芯部，和用第二种塑料材料制作的周缘围圈，该围圈有一个外表面，其中至少有该中底外周表面的一个部分，该方法包括下列步骤用第一模具模塑的该围圈；将该围圈放在第二模具中；在该第二模具中注入该第一种塑料材料。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在该第二模具中注料后，使该第一塑料材料在原地凝固的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是该第二模具有内周缘表面，在将该围圈放入该第二模具的步骤中，包括将该围圈基本沿该第二模具的内周缘表面放置的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是该芯部有外周缘表面，该方法包括，将该围圈粘附在该芯部该外周缘表面的至少一个部分上的步骤。
5.如权利要求5所述的方法，其特征是该围圈有内周缘表面，至少沿其一个部分上有粘合剂，该粘合剂可提高该围圈在该芯部上的粘着力。
6.如权利要求1所述的方法，其特征是该围圈有内周缘表面，该方法包括使该第一塑料材料与该围圈的该内周缘表面的至少一部分接触的步骤。
7.如权利要求1所述的方法，其特征是包括产生该第二塑料材料的片坯料，该围圈用该片坯模塑的步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其特征是包括在用片坯模塑围圈后，从该片坯上切出该围圈的方法。
9.如权利要求7所述的方法，其特征是该第一模具有与该围圈基本相同的形状，模塑该围圈的步骤进一步包括，用该第一模具对该片坯的一部分加压的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其特征是当将该围圈放在该中底上时，该第一模具的该压力基本相对于该中底的该外周缘表面垂直。
11.如权利要求9所述的方法，其特征是该第一模具有一个成形表面，该围圈取得的轮廓表面形状与第一模具的成形表面形状相同。
12.如权利要求11所述的方法，其特征是该轮廓线表面沿该围圈的长度形成不同的密度。
13.如权利要求11所述的方法，其特征是该轮廓线表面沿该围圈的长度形成不同的硬度。
14.如权利要求9所述的方法，其特征该片坯有外表面，对该片坯加压的步骤包括，将该第一模具沿基本与该片坯的该外表面垂直的方向移动，从而在该片坯上形成模塑的外表面，该片坯的该模塑外表面至少还构成该中底的该外周缘表面的一部分。
15.如权利要求9所述的方法，其特征是该片坯有一个外表面，压缩该片坯的步骤，包括用该第一模具沿基本垂直于该片坯的该外表面的方向，在该片坯的一部分上释加压力，从而在该片坯上形成模塑的外表面，该片坯的该模塑外表面，至少构成该中底的该外周缘表面的一部分。
16.如权利要求7所述的方法，其特征是该第一模具的形状基本与该围圈相同，该片坯有一个外表面，该围圈的模塑工序还包括用该第一模具压缩该片坯一部分的步骤，该片坯上的该模塑的外表面，至少构成该中底的该外周缘表面的一个部分。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于是该片坯的压缩工序中，还包括将该模具沿与该片坯的该外表面基本垂直的方向移动的步骤。
18.如权利要求16所述的方法，其特征是该片坯压缩工序，还包括沿基本垂直于该片坯的该外表面的方向，在该片坯上释加压力的步骤。
19.如权利要求1所述的方法，其特征是该第一塑料材料有第一硬度，该第二塑料材料有第二硬度，该第二硬度大于该第一硬度。
20.如权利要求1所述的方法，其特征是该第二塑料材料为闭孔泡沫塑料，该第一塑料材料为开孔泡沫塑料。
21.一种制造鞋中底塑料周缘围圈件的方法，该围圈有一个外表面，构成该中底的外表面的至少一个部分，该方法包括步骤如下制造塑料材料的片坯;用模具对该片坯加压，形成该片坯的一个有轮廓线的外表面，其中该片坯的有轮廓线的该外表面包括该围圈的该外表面，该围圈的该有轮廓线的外表面构成该中底的该外周缘表面的至少一个部分。
22.如权利要求21所述的方法，其特征是该片坯有一个外表面，在该片坯的加压步骤中，还包括将该模具沿基本垂直于该片坯的该外表面的方向移动的步骤。
23.如权利要求21所述的方法，其特征是该片坯有一个外表面，该片坯的加压步骤，还包括沿基本垂直于该片坯的外表面的方向，对该片坯加压的步骤。
24.如权利要求21所述的方法，其特征是当将围圈放在该中底上时，用于在该围圈上产生该有轮廓线的外表面的该压力是指向基本垂直于该中底的该外表面而释加的。
25.如权利要求21所述的方法，其特征是该有轮廓线的表面，沿该围圈的长度形成不同密度。
26.如权利要求21所述的方法，其特征在于是该有轮廓线的表面沿该围圈的长度，形成各不同硬度。
27.一种运动鞋中底，具有开孔泡沫材料制的芯部，其至少一部分被闭孔泡沫材料制造的围圈包围，该开孔泡沫材料有第一硬度，该闭孔泡沫材料有第二硬度，其中该围圈有一个外表面，其形成至少该中底的该外表面的一部分。
28.如权利要求27所述的运动鞋中底，其特征是该第一硬度大于该第二硬度。
29.如权利要求27所述的运动鞋中底，其特征是该第二硬度大于该第一硬度。
全文摘要
本发明涉及鞋中底的制造方法，及制成的中底的结构。中底包括第一塑料材料制作的芯部，和第二塑料材料制作的周缘围圈。围圈有一个外周缘面其包括中底的外周缘面的至少一部分。方法的步骤包括沿基本与片坯外表面垂直的方面，在片坯上加压，将第一塑料材料制的片坯模塑成周缘围圈；将围圈围绕形状与中底相似的模具的内周缘表面放置；在模具中注入第一塑料材料。
文档编号A43B13/14GK1067610SQ9210073
公开日1993年1月6日 申请日期1992年2月3日 优先权日1991年6月10日
发明者S·M·文森特, D·L·瓦特斯 申请人:耐克国际有限公司