МОНОВОЛОКОННАЯ ПОДКЛАДКА ОБУВИ
MONO FIBRE SHOE LINING

Настоящее изобретение относится к верхней части водонепроницаемого и проницаемого для водяного пара обувного изделия, а также к водонепроницаемому и проницаемому для водяного пара обувному изделию, включающему такую верхнюю часть.
Известные подходы к изготовлению водонепроницаемой и воздухопроницаемой обуви включают использование материалов верхней части (т.е. кожи), которые обрабатывают, чтобы сделать верхнюю часть водостойкой. При обработке для придания водостойкости, материал верхней части теряет свою воздухопроницаемость, таким образом, делая обувь неудобной для ношения. Альтернативный подход к цели изготовления удобной водонепроницаемой обуви включает использование паропроницаемой и водонепроницаемой вставки или обсоюзки в обуви. Следующие подходы включают прикрепление подкладки из водонепроницаемого и воздухопроницаемого материала к внутренней поверхности верхней части обуви и герметичное присоединение материала подкладки к водонепроницаемой прокладке или стельке. Были предприняты многочисленные разнообразные попытки в создании надежной водонепроницаемой герметизации или соединения в той области, где материал подкладки присоединяется к водонепроницаемой прокладке или стельке. Эти попытки привели к успеху в различной степени.
В обувной технике материалы, которые являются одновременно водонепроницаемыми и проницаемыми для водяного пара, обычно называются терминами «функциональные материалы» или «защитные материалы». Пример такого функционального материала представляет собой микропористый растянутый политетрафторэтиленовый мембранный материал, который поставляет под товарным наименованием GORE-TEX компания W.L. Gore and Associates GmbH (Путцбрунн, Германия). Кроме того, разработаны и хорошо известны в технике и другие функциональные материалы.
Одна проблема, которая часто возникает при изготовлении такой водонепроницаемой и воздухопроницаемой обуви, заключается в том, что когда вставляют водонепроницаемую и паропроницаемую подкладку или обсоюзку, зачастую возникает неудовлетворительная подгонка обуви (т.е. подгонка ухудшается вследствие того, что подкладка вставляется в уже подобранную по размеру верхнюю часть обуви) и/или неудовлетворительное соединение между подкладкой или обсоюзкой и материалом верхней части обуви. В результате этого возникает, помимо прочего, нежелательный внешний вид внутренней поверхности обуви, и даже ее ношение становится неудобным, поскольку на подкладке образуются складки, или она отделяется от верхней части.
Практически во всех обувных изделиях, используемых в настоящее время, функциональный слой покрывает по меньшей мере одна дополнительная внутренняя подкладка, обращенная внутрь обуви во время ношения. Эта дополнительная внутренняя подкладка обеспечивает улучшение внешнего вида, а также повышает уровень удобства обуви во время ее ношения. Такие внутренние подкладки изготавливают, используя материалы, например, такие как текстильные материалы, кожа или полимерные материалы, которые являются мягкими и способными впитывать влагу для повышения удобства. Кроме того, такие внутренние подкладки очень часто имеют большую толщину для повышения степени удобства и впитывания влаги. Типичные внутренние подкладки изготавливают, используя полотно всех видов, такое тканое полотно, трикотажное полотно или нетканое полотно, которое составляют многоволоконные нити, имеющие капиллярные свойства для поглощения влаги, которую выделяют ноги при ношении обуви. Кроме того, для изготовления внутренних подкладок используется кожа, полимерная «искусственная кожа» или нетканое полотно. С этими видами полотна для внутренней подкладки также часто сочетают слой пеноматериала или нетканого материала, чтобы увеличивать толщину и обеспечивать амортизацию и устойчивость. Пример полотна, используемого в качестве внутренней подкладки в обувных изделиях, представляет собой нетканый материал, продаваемый под наименованием Cambrelle. Как правило, внутренние подкладки имеют большую толщину и массу, чтобы обеспечивать износоустойчивость и долговечность.
В некоторых обувных изделиях используют трехслойный материал, который содержит функциональный слой, расположенный между двумя текстильными слоями. Текстильный слой, обращенный внутрь, представляет собой подкладку, которая описана выше. Дополнительный текстильный слой, обращенный наружу, представляет собой сетку. Обувные подкладки в форме трехслойного и/или двухслойного материала в большинстве своем являются свободно провисающими в верхней части и прикрепленными только вдоль верхнего края верхней части, или они имеют прерывистые крепления к материалу верхней части, образуя внешнюю оболочку верхней части, например, за счет использования клейких точек.
US 2011/0179677 А1 раскрывает обувные изделия, имеющие верхнюю часть гибридной конструкции, которая включает внешнее отделение и внутреннее отделение. Внешнее отделение включает многослойный материал, который составляет наиболее внутренний слой (ближайший к ноге) и по меньшей мере один полимерный пленочный слой. Полимерный пленочный слой составляет паропроницаемая и водонепроницаемая полимерная пленка, прикрепленная к внешней стороне наиболее внутреннего слоя. Согласно одному варианту осуществления полимерный пленочный слой расположен между наиболее внутренним слоем и внешним слоем.
2
Наиболее внутренний слой составляет имеющий низкую плотность материал, который обеспечивает удобство и воздухопроницаемость при ношении, когда ступня пользователя вступает в контакт с наиболее внутренним слоем во время обычного использования и ношения обувного изделия. Данный материал может включать нетканое полотно, трикотажное полотно или тканое полотно, которое составляет многоволоконная нить, такая как вискозная, нейлоновая и/или сложнополиэфирная нить. В одном примере наиболее внутренний слой составляет текстурированный гидрофильным нейлоном сложнополиэфирный трикотажный материал, у которого поверхностная плотность составляет 170 г/м.
Патентная заявка US 2004/0216332 А1 раскрывает водонепроницаемую и паропроницаемую обувь, конструкция которой включает верхнюю часть, и слой текстильного материала, который образует верхний слой, расположенный под верхней частью, рядом со ступней пользователя обуви. В качестве верхнего слоя можно использовать широкое разнообразие полотен, изготовленных из многоволоконных нитей, в том числе тканые, нетканые и трикотажные полотна, например, основовязаное трикотажное полотно. Примеры основовязаных трикотажных полотен включают износоустойчивое полотно, которое представляет собой сочетание сложнополиэфирных и нейлоновых волокон и продается под товарным знаком ECLIPSE 100Н™, имеющее низкую плотность нейлоновое полотно, которое продается под товарным знаком ECLIPSE 400Н™, и трехгребеночное трикотажное полотно.
В случае обуви, предназначенной для использования в более теплых климатических условиях, наибольшую важность приобретают увеличение паропроницаемости используемых материалов и уменьшение толщины слоев в целях увеличения теплоотдачи и уменьшения массы. Тем не менее, высокая степень водонепроницаемости и долговечности представляет собой дополнительное требование, которое, как правило, ограничивает достижимую паропроницаемость такой обуви. Требование долговечности, как правило, также устанавливает ограничения по отношению к достижимому уменьшению массы. Это применяется в большей степени в случае обуви, предназначенной для использования в процессе физических нагрузок в суровых условиях окружающей среды, например, в случае обуви для военнослужащих, служащих гражданской обороны, пожарных или лиц, осуществляющих подобные виды деятельности.
Во время использования во влажных условиях может происходить проникновение влаги, существующей, как правило, в форме воды или других жидкостей, внутрь обуви через верхнюю краевую область верхней части, например, при пересечении рек или ходьбы в условиях высокого уровня осадков или по илистому грунту. Обувь должна быть пригодной для быстрого повторного высушивания после того, как она становится влажной изнутри. Особая проблема традиционной обуви заключается в том, что в ситуациях, в которых во внутреннюю область обуви проникает влага, внутренняя подкладка пропитывается этой влагой, и, таким образом, обувь становится тяжелой и неудобной, и затрудняется ее повторное высушивание.
Таким образом, по-прежнему остается потребность в имеющей высокую механическую прочность обуви, которая сохраняет высокую степень долговечности и воздухопроницаемости в процессе ношения, даже в случае продолжительного использования в суровых условиях окружающей среды и относительно теплых климатических условиях. Существует также потребность в легкой и имеющей высокую воздухопроницаемость обуви, даже в том случае, где такая обувь предназначена для использования в чрезвычайно влажных и суровых условиях окружающей среды.
Согласно настоящему изобретению верхняя часть водонепроницаемого и проницаемого для водяного пара обувного изделия содержит многослойный материал, включающий водонепроницаемый и проницаемый для водяного пара функциональный слой и внутренний подкладочный слой, непосредственно прикрепленный к функциональному слою на внутренней стороне функционального слоя. Внутренний подкладочный слой представляет собой трикотажное или тканое полотно, изготовленное из мононитей.
Термин «трикотажные изделия» при использовании в настоящем документе также включают сетки, сетчатые мононити и плетеные материалы.
Термин «внутренняя сторона при использовании в настоящем документе означает сторону функционального слоя, обращенную к ступне пользователя. Функциональный слой иногда также называется термином «защитный слой», учитывая его функцию предотвращения поступления влаги, в том числе в форме жидкой воды или других жидкостей, внутрь обуви.
Термин «мононити» означает нити или волокна, состоящие из единственной нити. Таким образом, в отличие от пряденых/крученых/плетеных нитей пряжи или комплексных нитей, которые традиционно используются для изготовления полотен, мононить не имеет внутренней структуры в форме скрученных или сплетенных нитей, но представляет собой одножильный материал. Согласно одному варианту осуществления, в котором мононить изготовлена из полимера, мононить имеет конфигурацию единой однородной жилы, состоящей из полимерного материала. Такие одножильные материалы можно изготавливать, например, путем экструзии. Вследствие своей однородной структуры и отсутствия какой-либо внутренней структуры, влага, например, водяной пар и/или жидкая вода, и/или любые другие жидкости могут впитываться мононитью только на молекулярном уровне, т.е. путем внедрения молекул воды или молекул другой жидкости в молекулярную структуру материала из мононитей. Таким образом, влагопоглощающая способность мононити будет зависеть от молекулярных характеристик материала, из которого изготовлено мононить. В отличие от многоволоконных материалов, здесь отсутствуют внутренние структуры, такие как поры или капилляры, которые могут увеличивать водопоглощающую способность мононити.
Такая верхняя часть, а также обувное изделие, содержащее такую верхнюю часть, оказывается легким и высокопроницаемым для водяного пара. Несмотря на это, обувное изделие, содержащее такую верхнюю часть, может быть полностью водонепроницаемым и долговечным. В частности, такое обувное изделие может иметь способность быстрого повторного высыхания после того, как оно становится влажным изнутри.
Согласно конкретным вариантам осуществления внутренний подкладочный слой может состоять из мононитей, у которых коэффициент водопоглощения составляет менее чем 40%, согласно испытанию по Бундесману (Bundesmann), которое описано в стандарте DIN EN 29685 (1991 г.). Согласно следующим конкретным вариантам осуществления мононити могут иметь коэффициент водопоглощения, составляющий даже менее чем 30% или даже менее чем 25%, в соответствии со стандартом DIN EN 29685 (1991 г.). Согласно некоторым вариантам осуществления мононити могут иметь коэффициент водопоглощения, составляющий от 20% до 35%, в соответствии со стандартом DIN EN 29685.
Термин «коэффициент водопоглощения», который используется в настоящем документе, означает коэффициент водопоглощения мононитей при измерении с применением многослойного материала, который составляют функциональный слой (например, функциональный слой ePTFE, который описан ниже) и внутренний подкладочный слой, состоящий из мононитей. В таком многослойном материале функциональный слой служит в качестве носителя для внутреннего подкладочного слоя. Водопоглощение измеряют на стороне внутреннего подкладочного слоя, используя экспериментальную установку, которая подробно описана в стандарте DIN EN 29685 (1991 г.).
Верхняя часть, содержащая внутренний подкладочный слой, который предлагается в настоящем изобретении, имеет особенно низкое водопоглощение за счет данного внутреннего подкладочного слоя. Таким образом, влага, выделяемая ступней пользователя, не поглощается и не впитывается другим способом внутренним подкладочным слоем, но поступает в функциональный слой. Внутренний подкладочный слой имеет трикотажную и/или тканую конфигурацию, состоящую из мононитей, которые переплетаются друг с другом, образуя петли, ячейки и/или пустоты между уточными и основными нитями. Таким образом, внутренний подкладочный слой содержит многочисленные пустоты между мононитями. Сами мононити не поглощают влагу в значительном количестве. Кроме того, пустоты, образующиеся во внутреннем подкладочном слое, могут быть относительно крупными, и, таким образом, они не обеспечивают значительную капиллярную функцию. Напротив, влага переносится через пустоты, существующие во внутреннем подкладочном слое, по направлению к функциональному слою.
2
2
2
2
2
Внутренний подкладочный слой может иметь низкую плотность. Согласно некоторым вариантам осуществления внутренний подкладочный слой может иметь поверхностную плотность, составляющую не более чем 130 г/м. Поверхностная плотность внутреннего подкладочного слоя может составлять даже не более чем 100 г/м или даже не более чем 90 г/м. Согласно некоторым вариантам осуществления поверхностная плотность внутреннего подкладочного слоя может находиться в интервале от 40 г/м до 130 г/м.
2
2
2
2
2
Кроме того, многослойный материал, состоящий из внутреннего подкладочного слоя и функционального слоя, а также опционально включающий внешний текстильный слой, может иметь низкую плотность и, таким образом, высокую воздухопроницаемость. Согласно некоторым вариантам осуществления многослойный материал может иметь поверхностную плотность, составляющую менее чем 200 г/м, в частности менее чем 170 г/м, в частности менее чем 150 г/м, в частности от 170 г/м до 90 г/м.
Такие варианты осуществления предусматривают имеющий наименьшую плотность, но, тем не менее, долговечный обувной многослойный материал, включающий функциональный слой. Этот многослойный материал имеет повышенную воздухопроницаемость, хотя его плотность может быть снижена на 20% по сравнению с содержащими традиционный функциональный слой многослойными материалами, используемыми в обувной промышленности.
Согласно следующим вариантам осуществления верхняя часть может включать внешнюю оболочку. Многослойный материал, описанный в настоящем документе, может быть прикреплен к внутренней стороне такой внешней оболочки. Согласно примеру многослойный материал может быть непосредственно прикреплен к внешней оболочке с использованием прерывистого связующего вещества. Внешнюю оболочку может составлять любой материал, который традиционно используется для воздухопроницаемой верхней части в обувной промышленности, например, кожа. Такой материал можно выбирать таким образом, чтобы обеспечивать желательный внешний вид, износоустойчивость или другие свойства.
Помимо низкой плотности и высокой паропроницаемости, определенная конфигурация внутреннего подкладочного слоя обеспечивает эффективное повторное высушивание после того, как верхняя часть становится влажной. Согласно конкретным вариантам осуществления многослойные материалы, включающие функциональный слой и внутренний подкладочный слой, как описано выше, могут иметь продолжительность высыхания, составляющую менее чем один час, в частности менее чем 30 минут, в частности 20 минут, в частности от 15 минут до 45 минут. Продолжительность высыхания измеряют, используя испытания, которые описаны ниже.
Согласно конкретным вариантам осуществления внутренний подкладочный слой может иметь высокую износоустойчивость во влажном состоянии, составляющую более чем 100000 циклов испытания по Мартиндейлу (Martindale) при измерении в соответствии с описанием стандарта EN-ISO 20344:2004. Можно обеспечивать износоустойчивость во влажном состоянии, составляющую более чем 200000 циклов испытания по Мартиндейлу в соответствии со стандартом EN-ISO 20344:2004, более чем 300000 циклов или даже более чем 400000 циклов испытания по Мартиндейлу в соответствии со стандартом EN-ISO 20344:2004. Согласно некоторым конкретным вариантам осуществления износоустойчивость во влажном состоянии может составлять от 300000 до 450000 циклов испытания по Мартиндейлу в соответствии со стандартом EN-ISO 20344:2004. По сравнению с традиционными внутренними подкладками, используемыми для обуви, например, согласно описанию в стандарте EN 20345, где требуется 51200 циклов испытания по Мартиндейлу для подкладки задника в защитной обуви, износоустойчивость улучшается на 600% или даже более.
Согласно конкретным вариантам осуществления внутренний подкладочный слой может представлять собой основовязаный трикотаж, в частности трехгребеночный основовязаный трикотаж. Трехгребеночный основовязаный трикотаж, в результате определенного способа его изготовления с использованием трех наборов гребенок, расположенных в трех различных плоскостях в направлении толщины полотна, является относительно толстым и, таким образом, износоустойчивым. Однако такое полотно может иметь трикотажную структуру, включающую относительно крупные пустоты или ячейки. По этой причине трехгребеночное основовязаное трикотажное полотно, изготовленное из мононитей, оказывается одновременно имеющим высокую износоустойчивость и паропроницаемость. Кроме того, можно использовать различные материалы для мононитей в зависимости от определенных характеристик. Мононити можно использовать для каждой из гребенок основовязаного трикотажа. В некоторых приложениях может оказаться целесообразным - и это находится в пределах объема настоящего изобретения - использование мононитей только для одной или двух из трех гребенок. Варианты осуществления, одновременно включающие мононитевые и многоволоконные материалы, как правило, имеют худшие характеристики повторного высыхания, чем варианты осуществления, в которых внутренний подкладочный слой изготавливают, используя исключительно мононити.
Кроме того, внутренний подкладочный слой может представлять собой гладкое трикотажное полотно. Гладкие трикотажные полотна имеют регулярный и простой трикотажный рисунок, например, простой рисунок, который образуют правые и левые ячейки. Такие трикотажные материалы являются относительно эластичными и растяжимыми.
Согласно конкретным вариантам осуществления внутренний подкладочный слой может состоять из мононитей любого материала из группы, которую составляют полиамиды, такие как полиамид 6 или полиамид 6.6, и сложные полиэфиры, а также их сочетания. Такие полимерные материалы имеют молекулярную структуру, обладающую низкой поглощающей способностью по отношению к водяному пару, воде и другим жидкостям, и, таким образом, они имеют относительно низкие коэффициенты водопоглощения, если они присутствуют в форме мононитей.
Мононить для внутреннего подкладочного слоя может иметь линейную плотность, составляющую от 10 дтекс до 300 дтекс. В настоящее время предпочтительная линейная плотность составляет 20 дтекс.
Согласно следующим вариантам осуществления многослойный материал верхней части может дополнительно включать внешний текстильный слой, прикрепленный к внешней стороне функционального слоя. Внешний текстильный слой может иметь конфигурацию сетки, поддерживающей функциональный слой и/или улучшающий крепление многослойного материала к внешней оболочке верхней части, если это применяется. Термин «внешняя сторона функционального слоя» означает сторону функционального слоя, которая обращена к ступне во время ношения.
Согласно конкретным вариантам осуществления многослойный материал верхней части может проходить вокруг внешней стороны ступни. Например, многослойный материал может покрывать внутреннюю сторону верхней части или внешнюю оболочку обуви, обертывая верхнюю и боковые части ступни. Кроме того, но не обязательно, многослойный материал может покрывать нижнюю сторону ступни, например, в форме подкладки, покрывающей внутреннюю сторону стельки, которая расположена ниже ступни. Такая подкладка может иметь подобную носку конфигурацию, которая, как правило, называется термином «обсоюзка», или может присутствовать сложная подобная пакету структура внутренней подкладки верхней части, которая покрывает внутреннюю сторону верхней части, и внутренней подкладки стельки, которая присоединяется, индивидуально или вместе со стелькой, к нижним краям внутренней подкладки верхней части.
Использование мононитей для внутреннего подкладочного слоя обеспечивает возможность шовной герметизации многослойных материалов без использования какого-либо грунтовочного материала. Это представляет собой уникальное преимущество, поскольку две части внутреннего подкладочного материала можно присоединять и прикреплять друг к другу, например, с помощью швов и герметизирующей ленты, используя ультразвуковое соединение/сваривание, термическое соединение/сваривание и аналогичные технологии, без применения дополнительного грунтовочного материала. Таким же способом две части многослойного материала, каждый из которых имеет внутренний подкладочный слой, состоящий полностью или частично из мононитей, можно соединять герметичным швом друг с другом, например, с помощью швов и герметизирующей ленты, используя ультразвуковое соединение/сваривание, термическое соединение/сваривание и аналогичные технологии, без применения каких-либо дополнительных подготовительных средств, таких как грунтовочные материалы. Эта отличительная особенность внутреннего подкладочного слоя, состоящего полностью или частично из мононитей, в значительной степени упрощает производство обувных изделий, и, таким образом, данное производство становится особенно простым и удобным.
Согласно некоторым вариантам осуществления внутренний слой многослойного материала может представлять собой наиболее внутренний слой верхней части, т.е. ближайший к ступне слой. В такой конфигурации внутренний слой будет находиться в непосредственном контакте со ступней человека, носящего обувь, и, таким образом, определять удобство.
Согласно следующим вариантам осуществления верхняя часть может дополнительно включать внешнюю оболочку, причем многослойный материал прикрепляется к внутренней стороне внешней оболочки. Такая внешняя оболочка может быть изготовлена из любого материала, который традиционно используется для верхней части обуви, и ее можно выбирать, принимая во внимание желательный внешний вид и/или износоустойчивость обуви. Термин «внутренняя сторона» означает ту сторону внешней оболочки, которая обращена к ступне. Согласно одному варианту осуществления многослойный материал верхней части может быть непосредственно прикреплен (присоединен) к внутренней стороне внешней оболочки воздухопроницаемым способом на всей площади поверхности внутренней стороны внешней оболочки.
Верхнюю часть, которая описана выше, можно использовать в конструкции обувного изделия. Такое обувное изделие может включать верхнюю часть, которая описана выше, и подошву в соединении с верхней частью. Подошва может быть приклеена к верхней части или вставлена в верхнюю часть. Кроме того, для прикрепления предварительно изготовленной подошвы к верхней части могут быть предусмотрены и другие конфигурации, такие как высокочастотная сварка или строчка.
Согласно конкретным вариантам осуществления обувное изделие может иметь скорость пропускания водяного пара, составляющую для всего обувного изделия 7 г/час или более, в частности 8,75 г/час или более, в частности от 8 до 9,5 г/час.
В конкретных вариантах осуществления обувного изделия с использованием верхней части согласно вариантам осуществления, которые представлены выше, может обеспечиваться водонепроницаемость, которую определяет динамическое испытание водопроницаемости, описанное. Было показано, что такое обувное изделие может успешно выдерживать более чем 100000 циклов изгиба, в частности более чем 300000 циклов изгиба, согласно некоторым вариантам осуществления, даже более чем 500000 циклов изгиба в динамическом испытании водопроницаемости. Например, согласно некоторым конкретным вариантам осуществления, оно способно успешно выдерживать от 350000 до 1000000 циклов изгиба, т.е. не допускать значительного поступления воды внутрь обуви (см. стандарт ISO 20344:2011).
Определения и методы исследования
Функциональный слой
Термин «функциональные материалы» означает материалы, которые являются одновременно водонепроницаемыми и проницаемыми для водяного пара. Такие материалы, как правило, изготавливают в многослойной конфигурации, и, таким образом, их образуют слои или листы. Пример такого функционального материала представляет собой микропористый растянутый политетрафторэтиленовый мембранный материал, который поставляет под товарным наименованием GORE-TEX компания W.L. Gore and Associates GmbH (Путцбрунн, Германия). Кроме того, разработаны и хорошо известны в технике и другие функциональные материалы.
Функциональные материалы зачастую изготавливают в форме многослойных материалов, у которых по меньшей мере один слой, состоящий из функционального материала, ламинирован вместе по меньшей мере с одним дополнительным слоем. Многослойные материалы, используемые в обувной промышленности, содержат по меньшей мере два слоя и присутствуют, например, в форме двухслойного материала, включающего функциональный слой, нанесенный на текстильный слой. В качестве альтернативы, можно использовать трехслойные материалы, у которых функциональный слой расположен между двумя полотняными слоями, проницаемыми для водяного пара, но не обязательно водонепроницаемыми. Такие многослойные материалы могут также содержать прерывистое связующее вещество, нанесенное на функциональный слой с одной или обеих сторон для прикрепления функционального слоя к внешней оболочке или к внутреннему подкладочному материалу, такому как кожа, на отдельной стадии.
Термины «функциональные материалы» или «функциональные слои» часто заменяют термины «защитные материалы» или «защитные слои».
Трикотажное полотно
При использовании в настоящем документе термин «трикотажное полотно» означает любой полотняный или текстильный материал, имеющий конфигурацию, в которой по меньшей мере одна нить или жила заворачивается в последовательный ряд петель, называемых «обметочные стежки». Во время изготовления каждого ряда новую петлю протягивают через существующую петлю. Активные обметочные стежки удерживаются на игле до тех пор, пока через них может быть протянута другая петля.
В процессе изготовления трикотажное полотно образуется путем переплетения петель из одной нити или нескольких нитей. Для каждой нити предназначен извилистый путь, так называемый ряд, и, таким образом, образующиеся петли расположены симметрично относительно извилистому пути нити. Когда одна петля протягивается через другую, образуется обметочный стежок. Обметочные стежки можно изготавливать в горизонтальном (уточный трикотаж) или вертикальном направлении (основовязаный трикотаж). Последовательность обметочных стежков, в которой каждый стежок подвешен перед следующим, называется термином «петельный столбик».
Уточный трикотаж представляет собой способ изготовления полотна, в котором петли изготавливают в горизонтальном направлении из одиночной нити, и переплетение петель происходит в поперечном направлении, т.е. петельные столбики являются перпендикулярными ходу нити. Уточный трикотаж может представлять собой трикотаж с использованием только одной нити или с использованием множества нитей.
Основовязаный трикотаж представляет собой способ изготовления полотна, в котором петли изготавливают в вертикальном направлении, соответствующем длине полотна, из каждой основной нити, причем переплетение петель происходит в продольном направлении. В случае основовязаного трикотажа петельные столбики и ряды проходят параллельно. Требуется одна нить для каждого петельного столбика, и, таким образом, многочисленные концы нитей поступают одновременно на отдельные иглы, расположенные в боковом направлении.
Трикотажные материалы, которые используются в настоящем документе, также включают сетки, сетчатые мононити и плетеные материалы.
Тканое полотно
Тканое полотно означает полотно, изготовленное путем ткачества. Ткачество представляет собой способ изготовления полотна путем переплетения основных и уточных нитей. Как основные, так и уточные нити проходят, в основном, прямо и параллельно по отношению друг к другу в продольном (основном) или поперечном (уточном) направлениях. Тканое полотно вытягивается только диагонально в направлениях смещения (между основным и уточным направлениями), если нити не являются эластичными.
Нетканое полотно
Нетканое полотно означает подобный полотну материал, такой как войлок, который не представляет собой ни тканый, ни трикотажный материал. Нетканое полотно изготавливают, используя волокна, соединенные друг с другом посредством химической, механический или тепловой обработки, или с помощью растворителя. Нетканое полотно, если его не уплотняют и не армируют посредством подкладки, как правило, имеет недостаточную механическую прочность.
Метод испытания имеющего функциональный слой многослойного материала для определения сопротивления проникновению водяного
пара (RET)
Проницаемость по отношению к водяному пару можно выражать как сопротивление проникновению водяного пара (RET). Сопротивление проникновению водяного пара (RET) представляет собой специфическое свойство материалов, имеющих слоистые структуры, или композитных материалов, которое определяет поток скрытой теплоты испарения через данную площадь слоистой структуры или композитного материала при постоянном градиенте парциального давления. Значение RET измеряют, используя модель кожи, которую разработал Институт физиологии швейных изделий Хохенштайна (Bekleidungsphysiologisches Institut e.V. Hohenstein). Модель кожи института Хохенштайна описана в стандарте ISO 11092:1993.
Динамическое испытание проникновения воды в обувь
Водонепроницаемость для использовании в настоящем изобретении можно определять, используя динамическое испытание проникновения воды в обувь, которое осуществляют согласно стандарту ISO 20344:2011. Данный способ испытания предназначен в качестве средства оценки степени водостойкости обуви. Данный способ можно применять для обуви всех типов, в частности, таких как туфли и ботинки.
Обувь закрепляют на сгибающем устройстве, наполненном водой до определенного уровня выше граничной линии (т.е. линии между подошвой и верхней частью). Обувь сгибают при постоянной скорости и проверяют с заданными интервалами в отношении проникновения воды.
На каждой испытательной станции сгибающее устройство включает:
(i) систему для сгибания обуви под углом (22±5)° при скорости (60±6) изгибов в минуту; и
(ii) гибкую модель в форме ступни, которую помещают внутрь обуви для регулирования способа изгиба обуви изгибов (на эту модель в форме ступни можно устанавливать датчики воды).
2
Суммарная площадь намокания внутри обуви должна составлять не более чем 3 см при испытании в соответствии с любым из следующих стандартов:
- ISO 20344:2011, раздел 5.15.1, после 100 длин ванны (MP),
или
- ISO 20344:2011, раздел 5.15.2, после 80 минут (соответствует 80 циклам сгибания в системе для сгибания обуви, описанной выше в пункте (i)).
Испытание для определения коэффициента водопоглощения внутренней подкладки
Определение свойств водопоглощения текстильных структур осуществляют, используя испытание на устойчивость к воздействию дождя согласно испытанию по Бундесману, как описано в стандарте DIN EN 29865 (1991 г.).
Дождевальная установка производит дождь, который определяют объем воды, размер капель и расстояние от дождевальной установки до испытываемых образцов. Испытание осуществляют в течение 10 минут.
Водопоглощение (испытание I) полотна и/или многослойного материала измеряют, выполняя следующие операции:
1. Определение массы образца (полотно/многослойный материал);
2. Осуществление испытания по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя в течение 10 минут;
3. Центрифугирование образца в течение 15 секунд;
4. Определение массы образца;
5. Вычисление увеличения массы образца в процентах по отношению к массе образца перед испытанием по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя.
Определение продолжительности высыхания с использованием испытания по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя
Испытание по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя согласно стандарту DIN EN 29685 можно использовать для определения продолжительности высыхания, выполняя следующие операции:
1. Осуществление испытания по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя согласно приведенному выше пункту (а) и вычисление увеличения массы образца (в процентах) после испытания по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя по отношению к массе образца перед испытанием по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя;
2. Выдерживание образца в кондиционируемом помещении при температуре 23°C и относительной влажности воздуха 50%;
3. Измерение массы образца каждые 30 минут и вычисление ее увеличения (в процентах) по отношению к массе образца перед испытанием по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя;
4. Продолжение измерения массы в течение не более чем 3 часов или до тех пор, пока масса образца не сравняется с его массой перед испытанием по Бундесману на устойчивость к воздействию дождя.
Испытание износоустойчивости во влажном состоянии
Испытание износоустойчивости во влажном состоянии по Мартиндейлу представляет собой испытание, в котором определяют износоустойчивость обувной подкладки, т.е. наиболее внутреннего текстильного слоя, прилегающего к ступне, согласно стандарту EN ISO 20344:2004, раздел 6.12. Такое испытание включает истирание образцов шлифовальным кругом, используя стандартный истирающий материал, при определенном давлении и циклическом плоском движении в форме фигуры Лиссажу. Износоустойчивость исследуют, подвергая испытываемый образец определяемому числу циклов, при котором в нем не обнаруживаются никакие отверстия.
Испытание продолжают до тех пор, пока в испытываемом образце не образуется отверстие, или пока не будет выполнено заданное число циклов (см. ниже). Если в образце полотна появляется отверстие, необходимо учитывать только отверстия в основном полотне. Отверстие следует учитывать в качестве отверстия только в том случае, когда оно проходит через всю толщину слоя, составляющего поверхность износа. Это оценивают невооруженным глазом.
Стандарт EN ISO 20345 определяет требования к износоустойчивости подкладок различных компонентов обуви в сухом и влажном состояниях следующим образом.
При испытании в соответствии со стандартом ISO 20344:2011 (раздел 6.12) в подкладке не должны обнаруживаться никакие отверстия, прежде чем не будет выполнено следующее число циклов изгиба:
для подкладки передней части и берцовой части:
- 25600 циклов изгиба в сухом состоянии;
- 12800 циклов изгиба во влажном состоянии.
Для подкладки пяточной области:
- 51200 циклов изгиба в сухом состоянии;
- 25600 циклов изгиба во влажном состоянии.
Для подкладки задней части:
- 51200 циклов изгиба во влажном состоянии.
Испытание скорости пропускания водяного пара всего обувного изделия
Скорость пропускания водяного пара (MVTR) всего обувного изделия для каждого образца определяли в соответствии с техническими условиями Министерства обороны США для обуви военнослужащих в условиях умеренного климата. Данные технические условия заключаются в следующем:
Воздухопроницаемость всего обувного изделия
Испытание воздухопроницаемости обуви предназначено для определения скорости пропускания водяного пара (MVTR) обуви посредством разности концентраций водяного пара внутри обуви и в окружающей среде.
Устройство:
a. Внешняя система регулирования среды испытаний, способная в процессе испытаний поддерживать температуру (23+/-1)°C и относительную влажность воздуха (50+/-2)%.
b. Весы, пригодные для определения массы пропитанной водой обуви с точностью, составляющей +/-0,01 г.
c. Гибкий водяной контейнер, пригодный для вставки в обувь и способный принимать ее внутренние контуры; он должен быть достаточно тонким, чтобы его складки не создавали воздушных пустот; он должен иметь более высокое значение MVTR, чем испытываемое обувное изделие; и он должен быть водонепроницаемым в такой степени, чтобы с внутренней поверхностью обувного изделия вступал в контакт только водяной пар, а не жидкая вода.
d. Внутренний нагреватель для обуви, способный регулировать однородную температуру жидкой воды в обуви на уровне (35+/-1)°C.
e. Обувная заглушка, непроницаемая по отношению к жидкой воде и водяному пару.
Процедура:
a. Поместить обувь в среду для испытаний.
b. Вставить водяной контейнер в отверстие обуви и заполнить его водой до уровня 12,5 см (5 дюймов) при измерении от внутренней поверхности подошвы.
c. Вставить водяной нагреватель и закрыть отверстие обуви с
помощью заглушки.
d. Нагревать воду в обуви до 35°C.
e. Взвесить образец обуви и записать его массу Wi.
f. Поддерживать температуру в обуви после взвешивания в течение по меньшей мере 6 часов.
g. После 6 часов повторно взвесить образец обуви. Записать его массу Wf и продолжительность испытания Td.
h. Вычислить для всего обувного изделия значение MVTR (г/час), используя приведенное ниже уравнение:
MVTR=(Wi-Wf)/Td
Способ проверки
Каждое обувное изделие испытывают в соответствии со способом, описанным выше. Среднее значение MVTR всего обувного изделия для исследуемой обуви должно составлять более чем 3,5 г/час для соблюдения стандарта воздухопроницаемости.
Подробное описание
Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения представлены в качестве примера в следующем подробном описании со ссылками на чертежи. Данные чертежи включают следующие:
Фиг. 1 - вид в перспективе поперечного сечения водонепроницаемого и паропроницаемого обувного изделия.
Фиг. 2 - схематический вид поперечного сечения обувного изделия, проиллюстрированного на фиг. 1.
Фиг. 3а и b - схематические виды, иллюстрирующие внутреннюю подкладку в форме трехгребеночного основовязаного трикотажа, изготовленного из мононитей, с двух противоположных сторон (справа и слева).
Фиг. 4 - схематический вид, иллюстрирующий внутреннюю подкладку в форме тканого материала, изготовленного из мононитей.
Данные чертежи иллюстрируют некоторые варианты осуществления. Для специалистов в данной области техники должно быть очевидным, что эти варианты осуществления не представляют собой полный объем настоящего изобретения, которое является широко применимым в форме своих вариантов и эквивалентов, как может быть представлено в формуле изобретения, прилагаемой к настоящему описанию. Кроме того, отличительные особенности, которые описаны или проиллюстрированы в качестве части одного варианта осуществления, можно использовать в сочетании с другим вариантом осуществления, получая еще один вариант осуществления. Предусмотрено, что объем формулы настоящего изобретения включает все такие видоизменения и варианты осуществления.
Фиг. 1 представляет водонепроницаемое и воздухопроницаемое обувное изделие 10. Обувное изделие 10 включает верхнюю часть 12 и подошву 18. На фиг. 1 подошва 18 изготовлена из полимерного материала, такого как, например, полиуретан. Хотя подошва 18 представлена в монолитной форме, подошва 18 может иметь сложную структуру, которую составляют разнообразные слои или элементы подошвы, такие как межподошва, подметка, или дополнительные слои, которые повышают уровень удобства или характеристики устойчивости. Подошва 18 может даже включать подметку, изготовленную из кожи. Подошва 18 может представлять собой предварительно изготовленную нижнюю часть, которую присоединяют к верхней части 12, используя, например, приклеивание или непосредственное инжекционное формование. В качестве альтернативы, подошву 18 можно изготавливать, используя непосредственное инжекционное формование полимерного материала, например, полимерного материала, составляющего подметку, для прикрепления к верхней части 12.
Как представлено на фиг. 2, верхняя часть 12 включает внешнюю оболочку 14, многослойный материал 16 верхней части и стельку 28. Многослойный материал 16 верхней части состоит из внутреннего подкладочного слоя 24 (ближайшего к ступне), функционального слоя 22 и внешнего текстильного слоя 26 (наиболее удаленного от ступни). Внешний текстильный слой 26 расположен непосредственно на внутренней стороне внешней оболочки 14. Согласно некоторым вариантам осуществления внешний текстильный слой 26 может быть выполнен из типичных материалов верхней части обуви, таких как кожа. В таких случаях не потребуется изготовление никакой внешней оболочки 14. Функциональный слой 22 часто называют термином «защитный слой», принимая во внимание одну из его функций, а именно предотвращение поступления влаги (воды или других жидкостей).
Внешняя оболочка 14 может быть выполнена из любого паропроницаемого материала, используемого для верхней части обуви, например, кожи, и/или прочного паропроницаемого полотняного материала. Согласно примерам внешняя оболочка 14 может включать тканое полотно, трикотажное полотно, нетканое полотно, кожу, синтетическую кожу, перфорированный каучук, полимерную сетку, прерывистый рисунок из воздухонепроницаемого материала, аналогичные материалы, а также их сочетания. Внешняя оболочка 14 может также включать защитное покрытие, которое состоит из разнообразных материалов, в том числе, но не ограничиваясь этим, кожи, тканого полотна, трикотажного полотна, синтетической кожи, перфорированного каучука, полимерной сетки, прерывистого рисунка из воздухонепроницаемого материала, аналогичных материалов, а также их сочетаний. Независимо от типа материала, используемого для защитного покрытия, он должен иметь достаточную долговечность, чтобы защищать многослойный материал 16 верхней части во время обычного ношения обувного изделия, и воздухопроницаемость, чтобы сохранять удобство при ношении обуви. Тип материала, используемого для внешней оболочки 14 выбирают таким образом, чтобы обеспечивать достаточную износоустойчивость верхней части 12 и обеспечивать надлежащую защиту для пользователя обувного изделия. Защитное покрытие является опциональным, и его можно не использовать в том случае, когда внешняя оболочка 14 сама обеспечивает достаточную защиту многослойного материала 16 верхней части и ступни пользователя.
Функциональный слой 22 может включать пленку. Желательная пленка может включать полимерные материалы, такие как фторполимеры, полиолефины, полиуретаны и сложные полиэфиры. Подходящие полимеры могут включать смолы, которые можно перерабатывать, образуя пористые или микропористые мембранные структуры. Например, смолы из политетрафторэтилена (PTFE) можно перерабатывать, образуя растянутые пористые структуры, которые являются подходящими для использования в настоящем изобретении. Например, смолы PTFE можно растягивать, образуя микропористые мембранные структуры, которые характеризуются узлами, соединенными друг с другом фибриллами, при расширении способом согласно описаниям в патентах, таких как US 3953566, US 5814405 или US 7306729. Согласно некоторым вариантам осуществления растянутые фторполимерные пленки PTFE изготавливают согласно патенту US 654158 9, используя смолы PTFE, содержащие сомономерные звенья полифторбутилэтилена (PFBE). Например, микропористые растянутые фторполимеры PTFE (ePTFE) могут включать PTFE, содержащий от приблизительно 0,05 масс. % до приблизительно 0,5 масс. % сомономерных звеньев PFBE по отношению к суммарной массе полимера.
Согласно одному варианту осуществления пленка включает ePTFE, имеющий микроструктуру, которую отличают узлы, соединенные друг с другом фибриллами, причем поры пористой пленки являются достаточно узкими, чтобы обеспечивать непроницаемость по отношению к жидкостям, и достаточно открытыми, чтобы обеспечивать другие свойства, такие как пропускание водяного пара и/или проникновение из покрытий красителей и олеофобных композиций. Например, согласно некоторым вариантам осуществления оказывается желательным, чтобы пористые мембраны имели медианный размер сквозных пор, составляющий менее чем или равный приблизительно 400 нм, чтобы обеспечивать водостойкость, причем данный медианный размер сквозных пор должен составлять более чем приблизительно 50 нм для окрашивания. Это можно обеспечивать путем приготовления смолы PTFE, которая является подходящей для получения включающей узлы и фибриллы микроструктуры при растяжения. С данной смолой можно смешивать алифатические углеводородные смазочные экструзионные добавки, такие как уайт-спирит. Из содержащей добавки смолы можно изготавливать цилиндрические гранулы и пасты, экструдируемые с помощью известных процедур в желательные экструдированные формы, предпочтительно, ленты или мембраны. Изделие можно каландрировать между валиками, получая желательную толщину, а затем термически высушивать для удаления смазочного материала. Высушенное изделие растягивают путем растяжения в машинном и/или поперечном направлениях, например, согласно описаниям в патентах US 3953566, 5814405 или 7406729 для получения растянутой структуры PTFE, которую отличает ряд узлов, соединенных друг с другом фибриллами. Изделие из ePTFE затем подвергают аморфной фиксации путем нагревания изделия выше температуры плавления кристаллического PTFE, например, при температуре, составляющей приблизительно от 343°C до 375°C.
Поверх ePTFE можно наносить пленку из гидрофильного материала, в частности полиуретана, как описано в патенте US 4194041.
Многослойный материал 16 верхней части имеет конфигурацию трехслойного материала, причем функциональный слой 22 образует средний слой такого трехслойного материала.
Внешний текстильный слой 26 многослойного материала 16 верхней части обращен к внутренней стороне внешней оболочки 14. Внешний текстильный слой изготовлен из трикотажного полотна.
Многослойный материал 16 верхней части дополнительно включает внутренний подкладочный слой 26, расположенный на внутренней стороне функционального слоя 22. Таким образом, внутренний подкладочный слой 26 представляет собой наиболее внутренний слой верхней части, т.е. слой, ближайший к ступне пользователя при ношении. В таком положении внутренний подкладочный слой 26 непосредственно подвергается воздействию пота, выделяемого ступней пользователя.
Внутренний подкладочный слой 24 желательно изготавливать из имеющего низкую плотность материала, который обеспечивает удобство и воздухопроницаемость при ношении, когда ступня пользователя вступает в контакт с внутренним подкладочным слоем 24 во время обычного использования и ношения обувного изделия 10. Такие материалы могут включать, но не ограничиваясь этим, трикотажное полотно (см. фиг. 3a/3b) или тканое полотно (см. фиг. 4).
Внутренний подкладочный слой 24 составляет по меньшей мере одно мононить 32, т.е. он состоит по меньшей мере из мононити или нити, изготовленной из мононити.
Сложенные/скрученные/сплетенные волокна или нити традиционно используют для изготовления полотен. В отличие от таких сложенных/скрученных/сплетенных волокон или нитей, мононить представляет собой однородную массу материала, и, таким образом, в нем отсутствует внутренняя структура в форме скрученных или сплетенных волокон. Напротив, мононить имеет конфигурацию одножильного материала. Например, в случае мононити, изготовленного из полимера, такое мононить можно изготавливать путем экструзии полимерного материала в форме тонкой нити или жилы. Такое мононить будет иметь конфигурацию одиночной однородной жилы полимерного материала.
Вследствие однородной структуры мононити и благодаря отсутствию у него какой-либо внутренней структуры, поглощение воды или других жидкостей мононитью становится возможным исключительно посредством внедрения молекул воды или другой жидкости в молекулярную структуру материала, из которого изготовлено данное мононить. Коэффициент водопоглощения или коэффициент поглощения другой жидкости, таким образом, будет определяться молекулярной конфигурацией материала, из которого изготовлено мононить, но он не будет увеличиваться за счет внутренних структур волокна, таких как пустоты или капилляры, которые в случае своего присутствия могли бы увеличивать способность водопоглощения или способность поглощения другой жидкости волокном.
Используя по меньшей мере один вид мононити 32, состоящей из подходящего материала, можно изготавливать внутренний подкладочный слой 24, который имеет относительно низкую способность водопоглощения. Согласно представленному варианту осуществления по меньшей мере одно мононить 32 изготовлена из полиамида, который представляет собой полимерный материал, известный своей относительно низкой способностью поглощать молекулы воды.
Свойство внутреннего подкладочного слоя 24, выраженное в отсутствии способности поглощать воду или другие жидкости, может быть дополнительно усилено за счет изготовления внутреннего подкладочного слоя 24 в конфигурации, имеющей относительно крупные пустоты, образованные между мононитями 32 по меньшей мере одного вида. Такую конфигурацию может обеспечивать трикотажное полотно, как представлено на фиг. 3a/3b, или тканое полотно, как представлено на фиг. 4. В конкретном внутреннем подкладочном слое 24, имеющем конфигурацию гладкого трикотажного трехгребеночного основовязаного трикотажа, как представлено на фиг.3a/3b, продемонстрировано сочетание характеристик относительно низкой способности поглощения воды или другой жидкости и высокой долговечности.
Кроме того, внутренняя подкладка, имеющая конфигурацию, которая описана выше и представлена на фиг. 3a/3b и 4, имеет низкую плотность и, таким образом, также высокую паропроницаемость. Использование такого полотна в качестве внутреннего подкладочного слоя в обувном изделии не ухудшает удобство, поскольку пот эффективно переносится в функциональный слой и выводится по направлению к поверхности через этот функциональный слой.
Фиг. 3a и 3b представляют в увеличенном схематическом изображении гладкое трехгребеночное основовязаное трикотажное полотно. Такое полотно представляет собой в высокой степени подходящий материал для изготовления внутреннего подкладочного слоя 24. Фиг. 3a представляет гладкое трехгребеночное основовязаное трикотажное полотно, в виде на «правую» сторону материала, в то время как фиг. 3b представляет то же самое гладкое трехгребеночное основовязаное трикотажное полотно, в виде на «левую» сторону материала. Четко видна основовязаная трикотажная структура, изготовленная из множества мононитевых нитей (на фиг. 3a/3b в качестве примера представлены нити 32а, 32b, 32c, 32d). Каждая пряжа представляет собой мононитевую пряжу, изготовленную из полиамида 6.
Трехгребеночное основовязаное трикотажное полотно для обувной подкладки имеет трехмерную структуру в направлении толщины полотна с расположением внахлест удлиненных протяжек в направлении петельного ряда на технической изнанке полотна, которая при использовании должна быть обращена к внутренней принимающей ступню поверхности обуви. Трехгребеночный основовязаный трикотаж изготавливают, используя три гребенки на вязальной машине. Эти три гребенки выполняют перекрывающиеся движения при определенной подаче мононитевой пряжи. В результате этого получаются три слоя нитей, например, мононитевая пряжа, такая как РА 6 22f1, перекрывающихся друг с другом и присоединяющихся друг к другу. Согласно одному примеру может получиться следующее расположение внахлест (где L1 представляет собой расположение внахлест гребенки 1; L2 представляет собой расположение внахлест гребенки 2; L3 представляет собой расположение внахлест гребенки 3): L1: 1-0/1-2//РА6 22f1; L2: 2-3/1-0//РА6 22f1; L3: 2-3/1-0//РА6 22f1.
2
2
2
Поверхностная плотность внутреннего подкладочного слоя 24 может составлять от 50 г/м до 130 г/м. Согласно некоторым вариантам осуществления поверхностная плотность внутреннего подкладочного слоя составляет не более чем 130 г/м.
Внутренний подкладочный слой может быть очень тонким, особенно в том случае, если он изготовлен из механически прочного материала и присутствует в механически прочной конфигурации, такой как подходящий трикотажный или тканый материал, изготовленный из износоустойчивого полимера. Согласно некоторым вариантам осуществления толщина внутреннего подкладочного слоя 24 может составлять менее чем 1,5 мм или даже менее чем 1 мм. В частности, внутренний подкладочный слой может иметь толщину, составляющую от 0,5 до 1 мм, в частности приблизительно 0,8 мм. Используя такие подкладочные слои 24, имеющие низкую плотность и, таким образом, высокую паропроницаемость, но, тем не менее, долговечные, можно изготавливать верхние части 12 обуви. Обувное изделие 10, имеющее такую верхнюю часть 12, можно использовать в теплых климатических условиях, например, в пустынных или тропических регионах, несмотря на то, что оно содержит водонепроницаемый и проницаемый для водяного пара функциональный слой 22. В частности, для использования в таком обувном изделии 10 верхняя часть 12 может содержать функциональный слой 22, имеющий конфигурацию с высокой паропроницаемостью.
Особенное преимущество использования в обувном изделии 10 внутреннего подкладочного слоя 24, который описан выше, заключается в том, что данное обувное изделие может иметь способность быстрого повторного высушивания после того, как оно становится влажным на внутренней поверхности. Ни внутренний подкладочный слой 24, ни прикрепленный к нему функциональный слой 22 не поглощают в значительных количествах воду или другие жидкости. Таким образом, эту воду или другую жидкость можно удалять относительно быстро и эффективно путем простого переворачивания обувного изделия 10 вверх подошвой, путем встряхивания и высушивания на воздухе и/или, возможно, путем нагревания.
Слои многослойного материала 16 верхней части можно присоединять друг к другу, используя разнообразные способы. Один такой способ включает применение связующих веществ. Соединение для изготовления многослойного материала 16 верхней части можно осуществлять, используя связующее вещество, которое наносят непрерывным образом, т.е. на всю площадь поверхности, или связующее вещество, которое наносят прерывистым образом, т.е. с промежутками. Проницаемое для водяного пара связующее вещество используют в случае непрерывного нанесения слоя связующего вещества. Для использования прерывистого слоя связующего вещества, например, наносимого в виде порошка, точечным, сетчатым или матричным способом, можно применять связующее вещество, которое не обладает свойством проницаемости в отношении водяного пара. Порошкообразное связующее вещество может оказаться желательным вследствие своей низкой стоимости и простоты нанесения слоев такого связующего вещества. В этом случае проницаемость по отношению к водяному пару сохраняется только в части поверхности, которая покрыта слоем связующего вещества.
Слой связующего вещества может представлять собой слой термически активируемого связующего вещества. Если данное термически активируемое связующее вещество используют для изготовления многослойного материала 16, из которого производят обувь, активацию слоя связующего вещества можно осуществлять с помощью нагревательного устройства, помещаемого внутрь или снаружи обуви.
В качестве альтернативы, отдельные слои многослойного материала 16 верхней части можно ламинировать друг с другом, используя ультразвуковое соединение, шовное соединение, термическое соединение и т.п. Аналогичным образом, многослойный материал 16 верхней части и внешнюю оболочку 14 можно ламинировать друг с другом, используя связующее вещество, как описано выше, или, в качестве альтернативы, можно использовать ультразвуковое соединение, шовное соединение, термическое соединение и т.п.
Пример 1
Изготавливали многослойный материал 16 верхней части, имеющий трехслойную конфигурацию, которую составляли следующие слои:
a) внешний текстильный слой 26, изготовленный из нетканого сложного полиэфира;
b) водонепроницаемый паропроницаемый микропористый функциональный слой ePTFE 22; и
2
c) внутренний подкладочный слой 24, изготовленный из полиамидных (100% РА6) мононитей в конфигурации трехгребеночного основовязаного трикотажного полотна, пряжей, содержащей 100% мононити с линейной плотностью 22 дтекс и имеющего толщину 0,29 мм и поверхностную плотность 57 г/м.
В данный многослойный материал дополнительно вводили:
d) слой полиуретанового связующего вещества, полученный путем нанесения порошка на внешний текстильный слой и получения, таким образом, прерывистого рисунка связующего вещества на внешнем текстильном слое.
Три слоя (a), (b) и (c) совместно ламинировали, используя прерывистое термоплавкое связующее вещество. На отдельной стадии слой связующего вещества (d) наносили на внешний текстильный слой.
2
Толщина многослойного материала 16 верхней части, включающего слой связующего вещества (d), составляла 0,49 мм. Поверхностная плотность верхней части многослойного материала составляла 144 г/м.
2
При определении описанным выше способом согласно модели кожи Хохенштайна многослойный материал верхней части имел значение RET, составляющее приблизительно 4,5 м·Па/Вт.
Многослойный материал 16 верхней части также испытывали на износоустойчивость, осуществляя описанное выше испытание износоустойчивости. Многослойный материал соответствовал требованию износоустойчивости во влажном состоянии, представляющее собой 300000 циклов испытания по Мартиндейлу в соответствии со стандартом EN-ISO 20344:2004.
Многослойный материал 16 верхней части также испытывали, определяя коэффициент водопоглощения и продолжительность повторного высыхания согласно описанным выше способам. Результаты представлены ниже в таблице 1.
Для изготовления верхней части 12 многослойный материал 16 верхней части присоединяли к внешней оболочке 14, изготовленной из сочетания кожи и текстильного материала. Адгезию осуществляли путем надевания многослойного материала 16 верхней части и внешней оболочки 14 на горячую алюминиевую колодку и сжатия уложенных слоев друг с другом с помощью кремнийорганической каучуковой формы или 360° мембранного пресса. Расположение внешней оболочки 14 и многослойного материала 16 верхней части было таким, что слой связующего вещества многослойного материала 16 верхней части находился в непосредственном контакте с внутренней поверхностью внешней оболочки 14. Температуру колодки устанавливали таким образом, чтобы активировать слой связующего вещества во время процесса сжатия.
После соединения на колодке нижний край многослойного материала 16 верхней части выступал за пределы нижнего края внешней оболочки 14 на расстояние от 3 до 6 мм.
Для изготовления верхней части 12 обувного изделия 10 многослойный материал, полученный согласно описанной выше процедуре, т.е. включающий внешнюю оболочку 14 и многослойный материал 16 верхней части, надевали на колодку. В данном примере колодка имела форму ботинка. Картонную стельку 28 прикрепляли к нижней стороне колодки, используя скобки, ленту или точки связующего вещества. Укладку, которую составляли соединенные друг с другом внешняя оболочка 14 и многослойный материал 16, обертывали вокруг колодки, и эту укладку внешней оболочки и многослойного материала верхней части натягивали на пальцевую область колодки. Используя затяжную машину, пальцевую область укладки внешней оболочки и многослойного материала верхней части затем прикрепляли к картонной стельке 28, используя термоплавкое связующее вещество, которое наносили автоматически с помощью затяжной машины. Вторую затяжную машину затем использовали для завершения соединения боковой и пяточной областей верхней части 12.
После завершения операций натягивания на колодку нижний край многослойного материала 16 верхней части, выступающий за пределы нижнего края внешней оболочки 14, был заметен на нижней стороне верхней части 12.
Для завершения изготовления обувного изделия 10 деталь подошвы 18 прикрепляли, используя одну из следующих конструкций: (i) приклеенная подошва, когда предварительно изготовленную подошву приклеивают снизу к верхней части 12, или (ii) инжекционная подошва, когда осуществляют непосредственное инжекционное формование материала подошвы под верхней частью 12.
(i) Склеенная конструкция
Нижнюю поверхность верхней части 12 герметизировали, используя термоплавкое полиуретановое (PU) связующее вещество, наносимое на всю нижнюю поверхность верхней части 12, и затем сжимали с помощью системы гидравлического пресса, чтобы обеспечивать идеальную адгезию термоплавкого вещества. Выступающую подкладку полностью герметизировали, обеспечивая водонепроницаемость нижней части обуви.
Предварительно изготовленную подошву соединяли с нижней поверхностью верхней части 12 с помощью нанесенного связующего вещества, а затем быстро нагревали в активаторе стандартным способом, принятым в технике. После этого предварительно изготовленную подошву прикрепляли к нижней поверхности верхней части 12 и прижимали снизу к верхней части 12, используя подошвенный пресс. Подошвенный пресс имел стандартную конфигурацию, используемую для прикрепления подошвы. Готовое обувное изделие 10 оставляли для охлаждения, а затем колодку извлекали из обувного изделия 10, как описано в WO 00/44252.
(ii) Инжекционная конструкция
Верхнюю часть 12 надевали на колодку и закрывали снизу с помощью стельки 28, как описано выше. Надетую на колодку верхнюю часть 12 помещали в форму машины прямого инжекционного формования. Форму закрывали вокруг верхней части 12 таким образом, что нижняя поверхность верхней части образовывала верхнюю сторону формы. Горячий жидкий полиуретановый материал вводили в форму таким образом, чтобы заполнить форму и герметизировать нижнюю сторону верхней части 12, и в результате этого обеспечивалась герметизация выступающей частью многослойного материала 16 верхней части, и получалась подошва 18. Проникновение полиуретана в структуру выступающего многослойного материала 16 верхней части обеспечивало полную водонепроницаемость нижней части обуви.
Обувное изделие, изготовленное путем склеивания описанной выше конструкции, а также изготовленное путем инжекционного формования описанной выше конструкции, затем испытывали на водонепроницаемость согласно описанному выше испытанию водонепроницаемости всего обувного изделия («Динамическое испытание проникновения воды в обувь»). Обувное изделие проходило данное испытание.
Для всего обувного изделия скорость пропускания водяного пара определяли, используя способ испытания, который описан выше. В результате оказалось, что обувное изделие 10, имеющее конструкцию с приклеенной подошвой, а также обувное изделие 10, имеющее конструкцию с полученной инжекционным формованием подошвой имеет для всего обувного изделия скорость пропускания водяного пара, составляющую более 8,5 г/час.
Сравнительный пример 1
Изготавливали многослойный материал 16 верхней части, имеющий трехслойную конфигурацию, которую составляли следующие слои:
a) внешний текстильный слой 26, изготовленный из двухгребеночного полиамидного трикотажа;
b) водонепроницаемый паропроницаемый микропористый функциональный слой ePTFE 22; и
2
c) внутренний подкладочный слой 24, изготовленный из трехгребеночного мононитевого трикотажа, содержащего 7 0% полиамида 6 и 30% сложного полиэфира, и имеющий толщину 0,5 мм и поверхностную плотность 140 г/м.
2
Три слоя совместно ламинировали с использованием прерывистого рисунка связующего вещества. Толщина многослойного материала 16 составляла 0,72 мм. Поверхностная плотность многослойного материала составляла 240 г/м.
2
При измерении описанным выше способом согласно модели кожи Хохенштайна значение RET многослойного материала составляло приблизительно 6 м·Па/Вт.
Многослойный материал также испытывали на износоустойчивость, осуществляя описанное выше испытание износоустойчивости. Многослойный материал испытывали на выполнение требования износоустойчивости во влажном состоянии, представляющее собой 51000 циклов испытания по Мартиндейлу в соответствии со стандартом EN-ISO 20344:2004.
Многослойный материал также испытывали, определяя коэффициент водопоглощения и продолжительность повторного высыхания согласно способам, описанным выше. Результаты представлены в таблице 1.
Сравнительный пример 2
Изготавливали многослойный материал 16 верхней части, имеющий трехслойную конфигурацию, которую составляли следующие слои:
a) внешний текстильный слой 26, изготовленный из двухгребеночного полиамидного трикотажа;
b) водонепроницаемый паропроницаемый функциональный слой 22, содержащий микропористый ePTFE и гидрофильный полиуретан, согласно описанию в патенте US 4194041; и
c) внутренний подкладочный слой 24, включающий первый слой, изготовленный из многоволоконных нитей в конфигурации основовязаного трикотажа, содержащего 72% полиамида (РА) и 28% сложного полиэфира (PES). Внутренний подкладочный слой 24 включает также второй нетканый изоляционный слой, состоящий на 100% из сложного полиэфира (PES) и прикрепленный к внешней стороне первого слоя с использованием порошкообразного связующего вещества.
2
Три слоя совместно ламинировали с использованием прерывистого рисунка связующего вещества. Толщина многослойного материала 16 составляла 2,2 мм. Поверхностная плотность многослойного материала составляла 344 г/м.
2
При измерении описанным выше способом согласно модели кожи Хохенштайна значение RET многослойного материала составляло приблизительно 15 м·Па/Вт.
Многослойный материал также испытывали, чтобы определить износоустойчивость, используя испытание износоустойчивости, описанное выше. Многослойный материал во влажном состоянии выдерживал 50000 циклов испытания износоустойчивости по Мартиндейлу в соответствии со стандартом EN-ISO 20344:2004.
Многослойный материал также испытывали, чтобы определить коэффициент водопоглощения и продолжительность повторного высыхания, используя испытания, описанные выше. Результаты представлены в таблице 1.