ВОДОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ОБУВЬ (ВАРИАНТЫ)
WATERPROOF FOOTWEAR (VERSIONS)

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к водонепроницаемой обуви (варианты).
Уровень техники
Изготовление водонепроницаемой обуви, состоящей из материалов верха, таких как кожа, относительно которой подразумевалось ранее, что она обеспечит непромокаемость, и подошвы, изготовленной из резины. Таким образом, достигали некоторой степени воздухопроницаемости. Тем не менее, с таким типом конструкции обуви возникало несколько проблем. Если материал верха изготовить действительно водонепроницаемым, то он потеряет способность пропускать воздух. Более того, область соединения между водонепроницаемой подошвой и верхом становилась основным источником протечки, так как отсутствовал эффективный способ сделать область соединения водонепроницаемой.
Альтернативный подход к получению комфортной водонепроницаемой обуви включал в себя использование в обуви водонепроницаемой вставки или вкладыша. Этот способ особенно пригоден в обуви, натягиваемой на колодку механически, как известно в области техники. Эта водонепроницаемая вставка, если выполнена из подходящего материала, обладает дополнительным преимуществом, которое заключается в том, что она проницаема для водяного пара, так что с течением времени во время ношения обуви в ней не скапливается водяной пар. В области обувной промышленности материалы, которые являются и водонепроницаемыми, и проницаемыми для водяного пара, обычно называют "функциональными" материалами. Примером таких функциональных материалов является микропористая мембрана из расширенного политетрафторэтилена, которую производит компания W.L. Gore and Associates, Inc., Элктон, штат Мэриленд, под торговой маркой GORE-TEX. Также были разработаны другие функциональные материалы, и они хорошо известны в области техники.
Следующие подходы включали в себя закрепление в процессе натягивания на колодку водонепроницаемого, воздухопроницаемого материала подкладки к внутренней части верха обуви и запаивание материала подкладки в водонепроницаемую уплотнительную прокладку или стельку. Предпринималось много различных попыток получить долговечный, водонепроницаемый шов или соединение в области, где материал подкладки соединяется с водонепроницаемой уплотнительной прокладкой или стелькой. Эти попытки завершились с различной степенью успеха.
Одна задача, которая часто возникает при формировании такой водонепроницаемой, воздухопроницаемой обуви, заключается в том, что вставка подкладки или вкладыша часто приводит к плохой подгонке обуви (т.е. из-за вставленной подкладки в обувь с верхом уже установленного размера получаем меньший размер) и/или к плохому соединению между подкладкой или вкладышем и материалом верха обуви, что, помимо прочего, приводит нежелательным явлениям внутри обуви (т.е. подкладка сминается или вылезает из верхней части).
Дополнительная задача заключается в том, что использование обычной водонепроницаемой прокладки в конструкциях обуви экономически неэффективно, так как добавляет дополнительный этап обработки для достижения водонепроницаемости.
Таким образом, продолжается поиск надежно скрепленной, водонепроницаемой, воздухопроницаемой, безпрокладочной обуви, которая является удобной в использовании и экономичной в производстве.
Раскрытие изобретения
В изобретении описана водонепроницаемая, воздухопроницаемая обувь, имеющая верх в сборе и подошву в сборе. Верх в сборе включает в себя верхний и нижний участки, причем и верхний, и нижний участок имеет внешний материал и воздухопроницаемый слой или слои, составляющие заготовку, которая включает в себя, по меньшей мере, один водонепроницаемый функциональный слой. Нижний участок верха в сборе дополнительно включает в себя нефункциональное средство сохранения формы верха в сборе. Нефункциональное средство соединено с воздухопроницаемым слоем или слоями, которые включают в себя, по меньшей мере, один водонепроницаемый функциональный слой.
Также подошва в сборе включает в себя внешнюю подошву, содержащую нижний участок внешнего материала и вставленный в нее воздухопроницаемый слой или слои верха. Дополнительно она включает в себя средство, способствующее потоку полимера через подошву в сборе, чтобы склеить подошву в сборе с нижними участками верха в сборе, чтобы получить водонепроницаемый шов.
В альтернативных вариантах осуществления средство, способствующее потоку полимера, может представлять собой разделительный материал, стельку или композицию разделительного материала/стельки. Нефункциональное средство может представлять собой пластину strobel или эластичный материал, или текстиль или может быть стянуто нитью.
Воздухопроницаемый слой или слои может дополнительно содержать один или несколько дополнительных слоев, приспособленных для того, чтобы образовывать слоистый материал с водонепроницаемым функциональным слоем или слоями.
Водонепроницаемый функциональный слой или слои может состоять из полиуретана, полиэстера, полиэфира, полиамида, полиакрила, сополиэфирный эфир, сополиэфирные амиды, политетрафторэтилен, их сочетаний и т.п.
В дополнительном варианте осуществления описаны водонепроницаемая, воздухопроницаемая обувь, имеющая верх в сборе, межподошву и внешнюю подошву. Верх в сборе включает в себя верхний и нижний участки, причем и верхний, и нижний участок имеет внешний материал и воздухопроницаемый слой или слои, составляющие заготовку, которая включает в себя, по меньшей мере, один водонепроницаемый функциональный слой. Нижний участок верха в сборе дополнительно включает в себя нефункциональное средство сохранения формы верха в сборе. Нефункциональное средство соединено с воздухопроницаемым слоем или слоями, которые включают в себя, по меньшей мере, один водонепроницаемый функциональный слой.
Межподошва содержит нижний участок из воздухопроницаемого материала с вставленным в нее верхом и средство, способствующее потоку полимера через межподошву, чтобы склеить межподошву и нижние участки верха в сборе для получения водонепроницаемого шва.
Внешняя подошва приспособлена для того, чтобы ее присоединяли к межподошве.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид в разрезе водонепроницаемой обуви, содержащей формованную стельку в качестве средства, способствующего потоку полимера.
На фиг. 2 показан вид в разрезе водонепроницаемой обуви, содержащей разделительный материал в качестве средства, способствующего потоку полимера.
На фиг. 3 показан вид в разрезе водонепроницаемой обуви, содержащей композицию разделительного материала/стельки в качестве средства, способствующего потоку полимера.
На фиг. 4 показан вид по частям водонепроницаемой обуви, содержащей формованную стельку в качестве средства, способствующего потоку полимера.
На фиг. 5 показан вид по частям водонепроницаемой обуви, содержащей разделительный материал в качестве средства, способствующего потоку полимера.
На фиг. 6 показан вид по частям водонепроницаемой обуви, содержащей композицию разделительного материала/стельки в качестве средства, способствующего потоку полимера.
На фиг. 7 показан материал подкладки.
Осуществление изобретения
Изобретение относится к водонепроницаемой обуви и способам ее изготовления. В отличие от обычной WPB обуви, натягиваемой на колодку механически, описанные в изобретении конструкции обуви являются беспрокладочными. То есть обувь согласно данному изобретению содержит функциональную подкладку, которая является беспрокладочной, или у которой функциональный материал имеется не на всей нижней части заготовки. Вместо этого в ней имеется пространство между, по меньшей мере, участком верха 10 в сборе и, по меньшей мере, участком подошвы 20 в сборе, так что средство 100, способствующее потоку полимера, способствует потоку полимера или другого клея через средство, чтобы обеспечить герметичный шов между верхом в сборе и подошвой в сборе. Дополнительно, полимер или другой клей можно использовать для создания необязательной межподошвы 240, так что внешнюю подошву можно присоединить позднее, применяя способы, известные в области техники, или его можно использовать для создания внешней подошвы полностью как части подошвы в сборе. Так как обычную прокладку или полную заготовку не используют, то это приводит к оптимизации заводского производства, включая оптимизацию материалов, рабочей силы, энергии и управления запасами, а также к повышению производительности, в частности, сокращению числа этапов производства, занимаемой площади и общего времени, затрачиваемого на производство.
На фиг. 1-6 показано: верх в сборе (компоненты которого будут подробнее описаны ниже) включает в себя верхний 30 и нижний 40 участки. Каждый из этих участков включает в себя в качестве части подкладки 230, по меньшей мере, один водонепроницаемый функциональный слой 70 и, по меньшей мере, один дополнительный слой 60.
2
На фиг. 7 показан материал 230 подкладки, имеющей открытый верхний участок 140 и открытый нижний участок 150. Также показаны необязательные швы 160, где могут быть соединены друг с другом два листа материала подкладки для получения материала подкладки, который, в целом, соответствует форме верха ботинка. Куски материала подкладки могут быть соединены посредством сшивания, частичного сшивания, сварки, склеивания и т.д. Если куски сшиты друг с другом, то швы могут быть сделаны водонепроницаемыми посредством герметизации швов 160 известными уплотнительными материалами, такими как лента GORE-SEAM (которую производит компания W.L. Gore and Associates, Inc.). На швы могут быть нанесены другие герметизирующие материалы, чтобы сделать их водонепроницаемыми, если они по своей сути не являются водонепроницаемыми, благодаря сварке или склеиванию. Материал подкладки 230 включает в себя, по меньшей мере, один слой материала, который является водонепроницаемым и проницаемым для водяного пара (т.е. функционального материала), такого как воздухопроницаемая полимерная мембрана, известная как водонепроницаемый функциональный слой 70. Используемые в этом документе выражения "проницаемый для водяного пара" и "воздухопроницаемый" являются взаимозаменяемыми и означают, что коэффициент Ret проницаемости водяного пара функционального слоя меньше, чем 200 мПа W.sup. Проницаемость водяного пара тестировали с использованием модели кожи Гогенштейна. Этот способ описан в DIN EN 31092 (02/94) или ISO 11092 (19/33). Воздухопроницаемые полимерные мембраны могут являться воздухопроницаемыми благодаря наличию пор в мембране или через механизм растворения-диффузии. Воздухопроницаемые полимерные мембраны могут выбираться из следующих материалов: полиуретан, полиэстер, полиэфир, полиамид, полиакрилат, сополиэфирный эфир и сополиэфирные амиды. В аспекте изобретения водонепроницаемая, проницаемая для водяного пара мембрана представляет собой микропористый политетрафторэтилен. В еще одном аспекте изобретения, мембрана из микропористого политетрафторэтилена представляет собой мембрану из расширенного политетрафторэтилена в соответствии с патентами США №№3 953 566 и 4 187 390, выданными Гору. Такие мембраны из расширенного политетрафторэтилена можно приобрести у компании W.L. Gore and Associates, Inc., Элктон, штат Мэриленд, под торговой маркой GORE-TEX. Содержание обоих этих патентов включено в этот документ посредством ссылки.
Материал подкладки будет содержать, по меньшей мере, вышеописанный функциональный материал 70 и, по меньшей мере, один другой материал 60, нанесенный на него в качестве еще одного слоя. В этой связи, подкладка может включать в себя функциональный материал и текстильный материал (желательно воздухопроницаемый), нанесенный в качестве слоя или иным образом соединенный, по меньшей мере, с одной стороны, а зачастую, присоединенный с обеих его сторон. Наслаивание, в целом, выполняют с использованием несплошного нанесения клея. Таким образом, не оказывают существенного влияния на проницаемость для водяного пара. По меньшей мере, один другой материал может представлять собой текстильный материал. Текстильные материалы могут представлять собой сотканные, вязанные, сетчатые, нетканые, войлочные структуры и т.д. Текстильные материалы могут быть выполнены из натуральных тканей, таких как хлопок, или из синтетических тканей, таких как полиэстеры, полиамиды, полипропилены, полиолефины или их смеси. В аспекте изобретения текстильный материал наслаивают на ту сторону функционального материала, которая будет контактировать с внешним материалом верха 50. В еще одном аспекте изобретения текстильный материал наслаивают на ту сторону функционального материала, которая будет обращена внутрь обуви. В еще одном аспекте изобретения текстильный материал наслаивают на обе стороны функционального материала, выполняя, тем самым, трехслойный материал подкладки. Подходящие материалы для верх включают в себя кожу, кордюру, нейлон и т.п.
На фиг. показано средство сохранения формы 80 верха 10 в сборе. Это средство, в целом, имеет форму нижней части ноги, и его присоединяют к водонепроницаемым, воздухопроницаемым функциональным слоям с помощью любого подходящего способа, известного в области техники, включая, например, сшивание. Средство сохранения формы верха в сборе может представлять собой любой подходящий материал, который можно прикрепить к водонепроницаемым, воздухопроницаемым функциональным слоям у открытого нижнего участка 150, при этом оно является достаточно стойким к сжатию, чтобы сохранять форму верха в сборе для получения заготовки. Средство сохранения формы верха в сборе может включать в себя, например, тканый или нетканый материал и, например, может представлять собой пластину strobel, эластичный материал или текстиль. Например, оно может быть выполнено из полиэстера, нейлона, полиакрила, полиолефина, полиуретана, поливинила, хлопка, ацетата, вискозы, олефина, акрила, шерсти, спандекса, металла и т.д. По причинам, которые станут очевидными, нежелательно, чтобы средство сохранения формы верха в сборе было водонепроницаемым или даже водоотталкивающим. Средство сохранения формы верха в сборе может быть прикреплено к нижнему участку воздухопроницаемых слоев любым подходящим средством. Например, средство сохранения формы верха в сборе может быть прикреплено к нижнему участку материала подкладки 230 путем сшивания, частичного сшивания, скрепления скобками, сварки, ультразвуковой сварки и т.д. После прикрепления средства сохранения формы верха в сборе к нижнему участку материала подкладки 230 получают заготовку, которая выполнена так, чтобы она могла принять ногу владельца.
Как вариант, средство сохранения формы 80 верхней части 10 в сборе может включать в себя стянутую нитью подкладку. То есть оно может быть составлено из полосок материала, сдерживающих верх в сборе без необходимости дополнительного материала.
Когда заготовка готова, выполняют процесс натягивания на колодку. В частности, обувную колодку, как известно в области техники, вставляют в заготовку через открытый верхний участок 140, чтобы придать заготовке точную форму обувной колодки.
Обычно, в процессах натягивания на колодку существующего уровня техники на данный момент, когда обувную колодку вставляют в заготовку, водонепроницаемый прокладочный материал присоединяют к участку нижней поверхности заготовки в качестве части подошвы в сборе.
Тем не менее, неожиданно было открыто, что присоединение водонепроницаемого прокладочного материала необязательно.
В этой связи, средство 100, способствующее потоку полимера через подошву в сборе, чтобы склеить подошву 20 в сборе с нижними участками верха 40 в сборе для получения водонепроницаемого шва, расположено у нижней части заготовки для последующего соединения. В одном варианте осуществления средство может представлять собой разделительный материал, например, разделительную сетку 110, вырезанную, по существу, в той же форме, что и нижняя часть колодки. В другом варианте осуществления средство может представлять собой композицию 130 разделительного материала/стельки, по существу, той же формы, что и нижняя часть колодки (т.е. нижняя часть ноги). Можно использовать любое другое средство, если оно достаточно стойко к сжатию, чтобы сохранять протоки во время процесса инжекции, и достаточно жесткое и изогнутое, чтобы упростить придание верху формы колодки. В другом варианте осуществления средство может представлять собой саму формованную стельку 120. Во всех вариантах осуществления разделительный материал, стелька и/или композиция разделительного материала/стельки могут иметь одно или несколько отверстий для способствования потоку клеящего материала через подошву в сборе, чтобы создать водонепроницаемый шов. Отверстия могут представлять собой сквозные отверстия, каналы и т.п.
На фиг. 7 показан вид в перспективе заготовки 170. Как можно увидеть на фиг. 3 и 6, композиция разделительного материала/стельки присоединена и приклеена к участку нижней поверхности заготовки. В одном варианте осуществления разделительный материал расположен сверху стельки и непосредственно соединен с нижней частью заготовки. В другом варианте осуществления порядок изменен на противоположный. В других вариантах осуществления, как обсуждалось выше, формованная стелька или сам разделительный материал могут быть присоединены к нижнему участку заготовки. Независимо от конструкции или расположения разделительный материал и стелька могут быть выполнены из любого подходящего материала, обладающего достаточной жесткостью. Неограничивающие примеры включают в себя полимерные материалы и ткани. Средство 100, способствующее потоку полимера, может быть приклеено к нижней поверхности заготовки с использованием подходящего клеящего материала. Неограничивающие примеры подходящих клеящих материалов включают в себя полиуретан и ПВХ, но можно использовать любое расширяемое и пенящееся вещество, пригодное для формирования шва.
Независимо от типа используемого клея он должен быть текучим до такой степени, чтобы протечь через отверстия в средстве 100, способствующем потоку полимера, чтобы, по меньшей мере, в основном, заполнить эти отверстия полимером и склеить между собой подошву в сборе и нижние участки верха в сборе.
После этого верх 10 в сборе тянут вниз, закрепляют (или иным способом присоединяют к нижней части средства 100, способствующего потоку полимера) и перегибают, чтобы зафиксировать форму верха ботинка в соответствии с колодкой. Разделительный материал располагают для того, чтобы удерживать стельку от полного контакта с нижней частью заготовки, так чтобы клей мог полностью заклеить нижнюю часть заготовки после того, как его ввели в отверстия.
Затем, через отверстия вводят формовочный состав, как известно в области техники, используя обычные способы, известные в области техники, например, инжекционное формование, литье и т.д.
Затем, если требуется, могут быть выполнены обычные этапы, чтобы присоединить подходящий материал внешней подошвы или внешней подошвы/межподошвы к нижней поверхности обуви.
Для полноты, на фиг. 1-3 приведены виды в разрезе обуви в соответствии с изобретением, причем обычная внешняя подошва обозначена через 220. Внешняя подошва 220 может быть выполнена из любого подходящего материала, например, такого как полиуретан, природный каучук, синтетические резины, кожа, искусственная кожа, поливинилхлорид, этиленвинилацетат и т.д. и их сочетания.
Обычные способы включают в себя инжекцию или заливку полимерного материала с использованием обычного инжекционного формования для получения внешней подошвы или межподошвы. Как вариант, после инжекции или заливки полимерных материалов, внешняя подошва может быть закреплена или иным способом присоединена (пришита, частично пришита, присоединена скобами, припаяна и т.д.) к нижней части конструкции обуви.
Под "водонепроницаемой обувью" понимают следующее. Обувь размещают на куске промокательной бумаги. Внутрь обуви наливают воду комнатной температуры до высоты примерно на 30 мм ниже верхней линии функционального материала (отмеряемых от стельки в области пятки обуви). Воду оставляют в обуви, по меньшей мере, на два часа. В конце двухчасового периода проверяют промокательную бумагу и верх обуви на предмет того, достигла ли вода промокательной бумаги или не выступила ли наружу верха. Если вода не достигла промокательной бумаги или внешней части верха обуви, то обувь считают водонепроницаемой.
Упоминаемые в этом документе "водонепроницаемый, проницаемый для водяных паров функциональный слой" и "водонепроницаемый прокладочный материал" являются "водонепроницаемыми", если при использовании их для получения обуви в соответствии с изобретением, получают "водонепроницаемую" согласно вышеприведенному определению обувь.