CN110769713A - 防水透气鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明为鞋类制品，其包括防水鞋面(30)材料，根据ISO(11092,14268)(2012)，所述防水鞋面(30)材料的透气性小于3mg/cm2/h。鞋面(30)材料包含至少一个通气口，在所述至少一个通气口中设置有通气组件(31)。通气组件(31)还包括防水、可渗透水蒸气的功能层(38)和多个板条(32)，所述多个板条(32)毗邻功能层(38)设置并且彼此间隔开以及与功能层(38)间隔开以使水蒸气流动通过通气组件(31)。

Description

防水透气鞋
技术领域
本发明一般涉及将透气功能引入到包含鞋面并且该鞋面由非透气性防水材料制成的鞋类制品中。具体地，本发明涉及在鞋面中的通气口，其中，在通气口中设置有通气组件，并且通气组件包括防水、可渗透水蒸气的功能层以及多个板条(slat)，所述多个板条毗邻该功能层设置且彼此间隔开且与功能层间隔开，从而使水蒸气流动通过通气组件。
背景技术
包含非透气性鞋面材料的防水鞋类制品用于各种目的，包括工作和运动。这种鞋类制品提供了免受各种要素(例如水、泥和雪)影响的保护，同时还提供了耐久性。与这种鞋类制品相关的一个问题是如果鞋面材料是防水的，则其失去了透气的能力，即，不能允许水蒸气逸出鞋类制品。在工作和运动鞋类制品中，这种低透气性是存在问题的，因为湿气被滞留在鞋类制品中，从而引起穿着者的不适。
解决这一不可透气性问题的一种方法是在鞋类制品的鞋底中包括透气部。WO01/10257教导了透气性鞋，其包括：包含鞋底的下部和与下部连接的鞋面部，该鞋面部经过成形而用于容纳穿着者的脚。鞋面部具有拱形部分并且具有内表面，该内表面适合于允许循环从中通过，以及具有外表面，该外表面具有位于鞋的鞋面部的拱形部分中的通气孔。在孔上，在鞋的鞋面部的拱形部分中，在内表面与外表面之间夹有透气防水、耐水或避水屏障。另外，优选在鞋中设置有内底。内底是位于鞋的鞋面部的拱形部分附近的拱形部分。内底的上层适于允许空气循环从中通过。内底具有底层，其具有从内底的外周边缘向内延伸的横向交叉通道。其中的至少一个通道与位于鞋的鞋面部的外表面的拱形部分中的孔相邻。所述通道具有与上层连通的开口。
此外，WO 05/065479公开了具有主动透气鞋底的鞋子，该鞋底至少由一个穿孔外底组成，其以直接或间接的方式连接到鞋子的鞋骨(shank)。所述鞋子包括主动透气、不可渗透水的薄膜形的膜。为了确保普通的日常鞋子能以有效且经济的方式主动透气而不会对其鞋底的特性产生负面影响，在外底中设置了窗口型开口，并且用至少由一个膜组成的主动透气单元将鞋底密封起来。
虽然这些专利一般教导了在原本透气性低的鞋类制品中提供透气性的方法，但是它们未将耐久性、可被动透气的特征引入到鞋类制品的鞋面中。因此，需要在保留鞋面的防水性和耐久性的同时提供透气性的鞋类。
发明内容
在一些方面，本发明涉及防水且透气的鞋类制品，其包括：由防水材料制成的鞋面，所述防水材料根据ISO 14268(2012)具有小于3mg/cm2/h的水蒸气渗透率，并且包含至少一个通气口；以及设置在所述至少一个通气口中的通气组件，其中，所述通气组件进一步包括：防水、可渗透水蒸气的功能层和多个板条，所述板条毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开。根据ASTM D8041(2016)，鞋类制品的湿气渗透率可以是至少0.4g/hr(克/小时)。鞋面材料和板条材料可以各自独立地包含聚氯乙烯、共聚酯、织造芳族聚酰胺、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚氨酯涂覆的纺织品、聚氨酯涂覆的泡沫、发泡乙烯-乙酸乙烯酯、漆革、经处理的皮革(包括经涂覆的皮革)、合成橡胶和/或天然橡胶。在一些方面，鞋面的材料是合成橡胶、天然橡胶或其组合。功能层可以包括以下中的至少一种：膨体聚四氟乙烯、聚酯、共聚醚酯、聚醚、聚酰胺、共聚醚酰胺和聚丙烯酸酯。可以将功能层的至少一侧层压至纺织品、开孔泡沫或网状泡沫。纺织品可以是编织物、织造物、非织造物或毡材。制品还可以包括毗邻鞋面的内部绝缘层。在一些方面，各板条彼此平行。板条可以附接于框架。在一些方面中，板条是偏置的。通气组件还可以包括重叠模塑件(overmold)。通气组件可以通过模制、硫化、施加热塑性衬垫或胶带、粘合剂附接于鞋面或缝到鞋面上。通气口可以包括至少两排板条。各板条可以是套叠(nested)的。板条可以在侧向方向上间隔开小于或等于1mm。板条可以与功能层间隔开至少1mm。板条可以在框架中是可调的。在板条与功能层之间可以存在清洗端口以便于洗去或除去积聚的碎屑。通气组件可以占据鞋面的总表面积的0.1％至50％。
在另一些方面中，本发明涉及鞋类制品，其包括：由防水材料制成的鞋面，所述防水材料根据ISO 14268(2012)具有小于3mg/cm2/h的水蒸气渗透率，并且包含至少一个通气口；以及设置在所述至少一个通气口中的通气组件，其中，所述通气组件还包括：防水、可渗透水蒸气的功能层和多个板条，所述板条毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开，以及用于洗去碎屑的清洗端口。根据ASTM D8041(2016)，所述鞋类制品的湿气渗透率为至少0.4g/hr。鞋面材料和板条材料可以各自独立地包含聚氯乙烯、共聚酯、织造芳族聚酰胺、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚氨酯涂覆的纺织品、聚氨酯涂覆的泡沫、发泡乙烯-乙酸乙烯酯、漆革、经处理的皮革、合成橡胶和/或天然橡胶。在一些方面，鞋面的材料是合成橡胶、天然橡胶或其组合。功能层可以包括以下中的至少一种：膨体聚四氟乙烯、聚酯、共聚醚酯、聚醚、聚酰胺、共聚醚酰胺和聚丙烯酸酯。可以将功能层的至少一侧层压至纺织品、开孔泡沫或网状泡沫。纺织品可以是编织物、织造物、非织造物或毡材。制品还可以包括毗邻鞋面的内部绝缘层。在一些方面，各板条彼此平行。板条可以附接于框架。在一些方面中，板条是偏置的。通气组件还可以包括重叠模塑件。通气组件可以通过模制、硫化、施加热塑性衬垫或胶带、粘合剂附接于鞋面或缝到鞋面上。各板条可以是套叠的。板条可以在侧向方向上间隔开小于或等于1mm。板条可以在框架中是可调的。通气组件可以占据鞋面的总表面积的0.1％至50％。
在另一些方面中，本发明涉及防水且透气的橡胶靴，其包括：由天然或合成橡胶制成的鞋面，所述天然或合成橡胶根据ISO 14268(2012)具有小于3mg/cm2/h的水蒸气渗透率，并且包括至少两个通气口，其中，至少一个通气口设置在鞋面的鞋头区域中，并且至少一个通气口相对于鞋头设置在鞋面材料的上部中；设置在所述至少两个通气口中的每个通气口内的通气组件，其中，每个通气组件包括：包含ePTFE的防水、可渗透水蒸气的功能层；多个板条，其毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开，其中，设置在鞋面的上部中的所述至少一个通气组件包括清洗端口。根据ASTM D8041(2016)，所述靴的湿气渗透率为至少0.4g/hr。鞋面材料和板条材料可以各自独立地包含聚氯乙烯、共聚酯、织造芳族聚酰胺、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚氨酯涂覆的纺织品、聚氨酯涂覆的泡沫、发泡乙烯-乙酸乙烯酯、漆革、经处理的皮革、合成橡胶和/或天然橡胶。在一些方面，鞋面的材料是合成橡胶、天然橡胶或其组合。根据ISO 11092(1993)，功能层的水蒸气渗透率返回数(numberRet)小于150m2 x Pa x W-1。功能层可以包括以下中的至少一种：膨体聚四氟乙烯、聚酯、共聚醚酯、聚醚、聚酰胺、共聚醚酰胺和聚丙烯酸酯。可以将功能层的至少一侧层压至纺织品、开孔泡沫或网状泡沫。纺织品可以是编织物、织造物、非织造物或毡材。制品还可以包括毗邻鞋面的内部绝缘层。在一些方面，各板条彼此平行。板条可以附接于框架。在一些方面中，板条是偏置的。通气组件还可以包括重叠模塑件。通气组件可以通过模制、硫化、施加热塑性衬垫或胶带、粘合剂附接于鞋面或缝到鞋面上。通气口可以包括至少两排板条。板条可以在侧向方向上间隔开小于或等于1mm。板条可以在框架中是可调的。通气组件可以占据鞋面的总表面积的0.1％至50％。
在另一个方面中，本发明涉及一种防水鞋类制品，其包括由防水材料制成的鞋面，所述防水材料根据ISO 14268(2012)具有小于3mg/cm2/h的水蒸气渗透率，并且包含至少一个通气口；以及设置在所述至少一个通气口中的通气组件，其中，所述通气组件还包括：包含聚氨酯的防水功能层和多个板条，所述多个板条毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开。鞋面材料和板条材料可以各自独立地包含聚氯乙烯、共聚酯、织造芳族聚酰胺、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚氨酯涂覆的纺织品、聚氨酯涂覆的泡沫、发泡乙烯-乙酸乙烯酯、漆革、经处理的皮革、合成橡胶和/或天然橡胶。在一些方面，鞋面的材料是合成橡胶、天然橡胶或其组合。可以将功能层的至少一侧层压至纺织品、开孔泡沫或网状泡沫。纺织品可以是编织物、织造物、非织造物或毡材。制品还可以包括毗邻鞋面的内部绝缘层。在一些方面，各板条彼此平行。板条可以附接于框架。在一些方面中，板条是偏置的。通气组件还可以包括重叠模塑件。通气组件可以通过模制、硫化、施加热塑性衬垫或胶带、粘合剂附接于鞋面或缝到鞋面上。通气口可以包括至少两排板条。板条可以在侧向方向上间隔开小于或等于1mm。板条可以在框架中是可调的。通气组件可以占据鞋面的总表面积的0.1％至50％。
附图说明
参考所附的非限制性附图能更好地理解本发明，其中：
图1是根据本发明一些实施方式所述的鞋类制品的透视图。
图2是根据本发明一些实施方式所述的通气框架和板条的透视图。
图3是根据本发明一些实施方式所述的通气框架和板条的透视图。
图4是根据本发明一些实施方式所述的通气组件的透视图。
图5是根据本发明一些实施方式所述的通气组件的分解图。
图6是根据本发明一些实施方式所述的偏置的板条的透视图。
图7是根据本发明一些实施方式所述的另外的偏置的板条的透视图。
图8是根据本发明一些实施方式所述的板条的透视图。
图9是根据本发明一些实施方式所述的鞋类制品的透视图。
图10是根据本发明一些实施方式所述的鞋类制品的透气性根据通气组件的表面积而变化的图。
具体实施方式
本发明涉及提供防水性和透气性的鞋类制品。本发明将通气组件包含到由防水材料制成的鞋面中的通气口中。根据ISO 14268(2012)，鞋面材料的透气率小于3mg/cm2/h，出于本说明书的目的，其被认为是非透气性材料。使用非透气性鞋面材料具有多个益处，包括易于清洁、耐久、有保护性和控制气味。然而，由于穿着者因非透气性而感到不适，因此降低了鞋类制品的有用性。因此，需要保持鞋面材料具有上述期望的益处，但对使用者的舒适性有所提高。这可通过包含通气组件来实现，所述通气组件包括防水、可渗透水蒸气的功能层和多个板条。所述多个板条毗邻功能层设置，但是不与功能层接触。通过将板条包含到通气组件中，建立了物理屏障以保护功能层不被刺穿或磨损，同时允许空气流到达功能层。板条与功能层之间的空间还便于清洗通气组件中的碎屑。相比于标准的格栅，板条降低了碎屑堵塞通气组件的可能性，并且便于清洗通气组件中的碎屑。通气组件还有利地保持了鞋类制品的耐久性，但是通过将透气性引入到鞋面中而扩展了性能。通气组件允许将被动透气引入到鞋面中，例如，不需要鞋类制品移动或使用来使通气组件将透气性引入到鞋面中或整个鞋类制品中。
由于鞋面中结合了透气组件，因此本发明的鞋类制品具有改进的透气性，同时保持了非透气性鞋面所提供的耐久性和防水性。在一些方面中，根据ASTMD8041(2016)，所述鞋类制品的的透气率为至少0.4克/小时，例如至少0.6g/h或至少0.8g/h。就范围而言，根据ASTM D8041(2016)，所述鞋类制品的透气率为0.4g/h至10g/h，例如0.6g/h至8g/h或0.8g/h至6g/h。如本文所述，鞋类制品可以包括一个或多个通气组件，其中，所述通气组件占鞋面的表面积的0.1％至50％，例如1％至40％或3至35％。应理解，当使用多个通气组件时，该百分比是指总的表面积。需要最小表面积来提供透气性，并且当通气组件很小且表面积小于鞋面表面的0.1％时，透气率可能未得到显著提高。此外，为了保持鞋类制品的结构完整性，当通气组件过大并且表面积大于鞋面的50％时，其会不利地影响强度。此外，通气组件的表面越大，则暴露于刺穿的程度越大，因此需要更多的密封。将表面积进一步增加超过50％不会为改进透气性提供减少的收益。
鞋类制品可以是鞋或靴，其由于至少用于鞋面层的材料而不透气。例如，漆革或以其他方式加工的皮革鞋具有降低的透气率。此外，户外靴，例如工作靴、橡胶靴、防护靴、野外靴(“威灵顿”式靴)、滑雪靴、摩托车靴、冰鞋和滑轮可能含有透气性低的鞋面材料。可以主要基于鞋类制品的最终用途来选择透气组件设计。例如，与花样滑冰鞋相比，打猎靴或野外靴可能会遭受更多的磨损或碎屑，因此对通气组件进行了相应的设计。这些最终用途和外观影响通气组件的数目以及通气组件的放置，同时也影响功能层的暴露表面积。
可以先制造鞋类制品然后再进行改造以包含通气组件，或者在鞋面的制造过程中，在将鞋面附接于鞋类制品的鞋底之前，或者在附接之后但在进一步的精加工步骤之前，可以将通气组件整合到鞋类制品中。
鞋类制品包括鞋底和鞋面。鞋面包括通气口，并且在通气口中有通气组件。鞋面和鞋底均是防水的并具有低的水蒸气渗透率，例如是非透气性的。如本文进一步所述，水蒸气渗透率是透气性的量度，并且其可与“透气率”互换使用。因此，出于本发明的目的，水蒸气渗透率低的鞋面材料被认为是非透气性的。然而，鞋底不含有透气组件或其他穿孔，因此也被认为是非透气性的。出于多种原因，在鞋底中避免具有这些通气组件或穿孔。第一，由于鞋类制品的鞋底比鞋面的结构更加复杂，因此在鞋底中设置通气组件更加昂贵并且劳动强度更大。第二，由于鞋底频繁地与地面接触，除非包含保护性材料，否则通气组件会被碎屑堵塞。第三，同样是由于鞋底频繁地与地面接触，除非包含保护性材料，否则通气组件的功能层会被碎屑刺穿。最后，鞋底中的通气组件会干扰鞋类制品的附着摩擦力。
允许逸出通气组件并最终逸出鞋类制品的水蒸气的量由功能层的水蒸气透过率(MVTR)控制，MVTR也是透气性和水蒸气渗透率的量度。如本文所述，在透气组件中提供的功能层不是衬里或内靴。不同于可以在鞋面材料后面包含层压衬里的其他鞋类制品，本申请的鞋类制品包括通气组件，其具有暴露于环境的功能层，这是出于水蒸气渗透性的目的。由于板条的构造，功能层可以至少部分地被板条覆盖，但是板条不直接接触功能性。具体来说，通气组件的功能层暴露于环境，以允许湿气逸出从而避免湿气被鞋面材料滞留。通过间隔开，在功能层与环境之间包含多个板条允许水蒸气从鞋类制品中逸出，同时该多个板条还起到保护功能层不被刺穿或磨损的作用。在一些方面中，通过使用偏置的板条，可以改进功能层的保护。
对鞋类制品的鞋面材料进行选择以起到以下几个作用：尤其是耐久、保护和易清洁等等。然而，为了实现这一目的，材料缺少透气性，这降低了穿着者的舒适感。在一些方面中，非透气性鞋面的材料可以是聚氯乙烯、共聚酯、织造芳族聚酰胺、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚氨酯涂覆的纺织品、聚氨酯涂覆的泡沫、发泡乙烯-乙酸乙烯酯、漆革、经处理的皮革、合成橡胶和/或天然橡胶。在一个实施方式中，非透气性鞋面可以是合成橡胶和/或天然橡胶。此外，在鞋面中可以使用这些材料的组合。无论材料是何种类型，鞋面的材料是非透气性的，例如，根据ISO 14268(2012)，其水蒸气渗透率小于3mg/cm2/h。
鞋类制品包括一个或多个防水透气组件，例如至少两个透气组件，至少三个透气组件或至少四个透气组件。不具体限制透气组件的数目。透气组件的厚度可以与鞋面材料以及鞋面材料中的任何任选的衬里层或绝缘物的厚度匹配。与鞋面(及任何任选的层)的厚度相同的透气组件可以使穿着者的舒适度提高，因为透气组件不延伸超过鞋面并对穿着者造成摩擦。此外，使透气组件不延伸超过鞋面的外表面在美学上可以更加美观。然而，在一些方面中，透气组件可以延伸超过鞋面的表面，例如超过鞋面的表面达0.1mm至50mm。在这些方面中，透气组件可以具有渐缩的形状，使得通气组件的边缘与鞋面齐平，而通气组件的中心从鞋面突出。
根据鞋面的最终用途，通气组件的厚度可以是5-125mm。可以基于通气组件的所需的表面积和暴露于水蒸气的功能层的所需的表面积来选择通气组件的尺寸和形状。通气组件的表面积可以与暴露的功能层的表面积不同，因为功能层可以结合到框架或重叠模塑件，这减小了功能层的暴露表面积。如本文所述，框架可以由与板条相同的材料形成，但是并非必须要如此。在一些方面中，框架可以由与鞋面相同的材料制成，而板条可以由不同的材料制成。框架可以附接于鞋面以形成不透水的密封，例如，为了保持防水的鞋类制品。在一些方面中，框架可以包含开口和孔。当通气组件通过注塑(例如针对弹性体橡胶)附接于鞋面时，可以包括这些开口和孔，因为这些开口和孔将允许材料流动通过开口和孔以形成机械连接。熔融的注塑材料重新流过框架表面，由此形成防水密封。在其他方面中，例如，当通气组件通过硫化而附接于鞋面时，框架不需要包括这些开口或孔。通气组件可以根据其他方法来附接，例如，施加热塑性衬垫或胶带、粘合剂或者缝到鞋面上。无论何种方法，透气组件必须以在鞋面与透气组件之间形成防水密封的方式附接于鞋面。
在一些方面中，不包括框架，板条可以直接集成到鞋面材料中。通气组件是防水的。通气组件的功能层是可渗透水蒸气的，这有利地增加了鞋类制品的总透气率并保持了防水性。
当包含重叠模塑件时，将重叠模塑件放置在板条与功能层之间。重叠模塑件可以由与板条相同或不同的材料形成。
板条可以由与鞋面相同的材料制成，从而便于更容易地制造鞋类制品。这还可以使透气组件看上去更美观。如本文所述，这些材料可以是是聚氯乙烯、共聚酯、织造芳族聚酰胺、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚氨酯涂覆的纺织品、聚氨酯涂覆的泡沫、发泡乙烯-乙酸乙烯酯、漆革、经处理的皮革、合成橡胶和/或天然橡胶。此外，在鞋面中可以使用这些材料的组合。无论材料是何种类型，鞋面中的材料是非透气性的，例如，根据ISO 14268(2012)，其透气性小于3mg/cm2/h。在其他方面中，板条具有与鞋面不同的材料。出于多种原因，包括期望更牢固的材料，更硬的材料或挠性更强的材料，板条可以是与鞋面不同的材料。例如，可以由硬度为60D或95A的热塑性聚氨酯来形成板条。板条的厚度可以是0.1-100mm。
间隔开的板条可以彼此平行。在其他方面中，各板条可以是不平行的，例如，垂直或成任何其他角度。板条无需全部具相同的尺寸或形状。在一些方面中，透气组件包括至少2排套叠的板条排，例如至少3排套叠的板条排，至少4排套叠的板条排或更多。板条可以任何期望的截面形状布置，包括正方形、矩形、梯形、圆形、椭圆形、三角形、星形或其他多边形。在另一些方面中，板条可以是偏置的，这意味着各板条在不同的平面中并且不是在彼此的正上方上或重叠。在包含一排板条的构造中，各板条可以彼此成某角度，因此是套叠的。在具有堆叠的排的构造中，板条被定位成使得板条彼此成某角度，从而使功能层出于水蒸气渗透性而暴露于环境，但是至少部分被板条阻挡以保护功能层不受碎屑和磨损影响。
在一些方面中，通气组件包括两个层面的偏置的不相交的板条排。而板条是以同心形状布置的。通气组件还可以包括以圆形形状包围板条的框架，并且所述框架还在多个位置中穿过该形状的半径。在这样的方面中，框架可以为通气组件提供支承，同时相比于仅具有一排板条或具有平行板条的通气组件，其还提高了对功能层的保护。
在另一些方面中，板条是可调节的。例如，板条可以从打开位置调节到关闭位置，包括局部位置。可调性能够使穿着者在需要时关闭通气口，例如用于在寒冷条件下增加保暖性，在狩猎应用时提高气味控制，以及在滑雪应用中提高免受冲击的保护。可以用手调节板条，或者可以有杠杆或便于使用者调节板条的其他装置。板条还可以在通气组件中旋转，从而允许改变板条相对于鞋类制品的角度。
板条可以间隔开小于或等于1mm，例如小于或等于0.8mm，或者小于或等于0.6mm。板条可以在侧向方向上间隔开。如本文中所使用的，“侧向方向”是指沿着鞋面的外表面的方向。这种间隔使得具有水蒸气渗透性，同时对功能层提供保护。板条可以与功能层间隔开至少1mm。在一些方面中，当板条偏置的情况下，从顶视图来看，顶平面中的板条与下平面中的板条之间具有至少0.25mm的间距。
通气组件还可以在板条与功能层之间包括清洗端口。清洗端口允许洗去或除去可能积聚在各板条之间的泥、冰或其他碎屑。这些碎屑的积聚可堵塞或以其他方式阻挡板条，进而降低通气组件的透气性。清洗端口可以包含在框架中，并且可以具有比各板条之间的开口更大的表面积或与所述开口不同的形状。在一些方面中，清洗端口可以垂直于板条的方向设立。在其他方面中，清洗端口可以平行于板条的方向设立。清洗端口可以被放置在板条与框架之间，或者可以被设置在各板条中。在一些方面中，通气组件包括不止一个清洗开口，例如包括两个清洗端口。
根据通气组件在鞋类制品中的尺寸和放置情况，不包含清洗商品，而是可以使框架的内边缘成倒角，例如成角度，以能够从通气组件轻松地清洗出碎屑。
通气组件还包括功能层。功能层可以是水蒸气渗透率返回数(number Ret)小于150m2 Pa W-1的任何类型的层。根据海恩斯坦皮肤模型(Hohenstein skin model)来测试水蒸气渗透率。该测试模型见述于DIN EN 31092(02/94)或ISO 11092(1993)。此外，功能层是防水的。如果功能层确保进水压为至少1x104 Pa，则其被认为是防水的。功能层材料优选地确保进水压超过1.x105Pa。根据以下测试方法来测量进水压：将20+2℃的蒸馏水施加于100cm2的功能层样品并且增加压力。水的压力增加为60+3cm H2O/分钟。进口压则对应于水首先出现在样品另一侧上时的压力。1981年的ISO标准0811规定了该程序的细节。
功能层可以包括膜或其他的材料层或层压件。在一些方面中，功能层包括以下中的至少一种：膨体聚四氟乙烯、聚酯、聚氨酯、膨体聚乙烯、共聚醚酯、聚醚、聚酰胺、共聚醚酰胺和聚丙烯酸酯。也可以使用其他合适的热塑性和弹性体膜。可以出于与通气组件的相容性来选择功能层材料。例如，热塑性聚氨酯框架或重叠模塑件可以是相容的并且与聚氨酯膜一起获得了优良的化学和机械结合。
在本发明的一个方面中，防水、可渗透水蒸气的膜可以由含氟聚合物制成，特别是由微孔膨体聚四氟乙烯(ePTFE)制成。该微孔聚四氟乙烯膜是如US3953566和US4187390中所教导的膨体聚四氟乙烯，所述文献通过引用全文纳入本文。这样的膨体聚四氟乙烯膜存在于商品名为GORE-织物的W.L.戈尔联合有限公司(W.L.Gore and Associates,Inc)的织物中。可渗透水蒸气的防水膜可以由聚氨酯涂覆的微孔膨体聚四氟乙烯膜组成，其主要根据转让给马里兰州埃克顿的W.L.戈尔联合有限公司的US4194041和US4942214的教导来制造，所述文献通过引用全文纳入本文。在一些方面中，所述膜可以具有单层构造，或者可以具有更加复杂的构造，例如多层构造。
功能层可以包括分别层压至膜的第一侧和/或第二侧的支承层、背衬层或覆盖层，或者可以分别包括另外的涂层或填料。如下所述，支承层、背衬层和/或盖板层可以是纺织品层。在具体的层压件实施方式中，第一膜和第二膜将被直接层压到中间的纺织品层，即，不***任何另外的层。中间的纺织品层于是可以发挥增强层的功能。如本文所用的层压一般是指两个或更多个层彼此叠加，通常通过使用合适的粘合剂或其他结合方式来进行。
在一些方面中，可以将功能层的至少一侧层压至纺织品、开孔泡沫或网状泡沫。纺织品可以是编织物、织造物、非织造物或毡材。术语“织造”可以包括由纬纱和经纱或纤丝制成的任何纺织品结构。术语“针织”应广义地来理解，特别是包括任何形式的经纱针织物和圆形针织物，但也涵盖任何其他构造，其中纺织品结构通过包裹一种或多种纱线或纤丝(如形成环)而产生。因此，本文所用的编织物还可以覆盖可以被称为编织结构的构造。纺织品层可以由天然或合成纤维制成，特别是由聚酯、聚酰胺或其混合物制成。例如，可以使用尼龙经编针织物。当将功能层的一侧层压到纺织品或泡沫时，纺织品或泡沫可以位于靴的内表面上，以使其接触穿着者，由此防止功能层与穿着者摩擦。在一些方面中，可以在开孔的发泡聚氨酯结构上安装防水材料薄层。只要通气组件仍满足本文所述的至少0.4g/h的透气率，则可将功能层的两侧层压到纺织品。
鞋类制品还可以包括常规的鞋类部件，例如衬里和/或毗邻鞋面的内部绝缘层。当包含这些部件时，通气组件也被设置成穿过这些材料，即，衬里将具有孔以允许透气组件穿透鞋类制品的整个壁。当包含绝缘层时，本发明的鞋类制品的透气率相比于不包含这种内绝缘层的鞋类制品可能有所下降。例如，具有绝缘层并且包含通气组件的鞋类制品的透气率可以是至少0.4g/h，例如0.6g/h、0.8g/h或1.0g/h，而不绝缘的鞋类制品可被设计成具有至少1.6g/h的透气率，例如至少1.8g/h或至少2.0g/h的透气率。鞋类制品还可以具有抗微生物处理或用于气味控制的其他已知的方式。虽然这些处理可以用于鞋类制品，但是它们不应用于通气组件。
在一些方面中，所述鞋类制品是防水且透气的橡胶靴，其包括：由天然或合成橡胶制成的鞋面，根据ISO 14268(2012)，所述天然或合成橡胶的水蒸气渗透率小于3mg/cm2/h，并且包括至少两个通气口。至少一个通气口设置在鞋面的鞋头区域中，并且至少一个通气口相对于鞋头设置在鞋面材料的上部中。所述橡胶靴包括设置在所述至少两个通气口中的每个通气口内的通气组件，其中，每个通气组件包括防水、可渗透水蒸气的功能层以及多个板条，所述多个板条毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开，以使水蒸气流动通过通气组件。设置在鞋面的上部中的所述至少一个通气组件包括清洗端口。设置在鞋面材料的鞋头部分中的所述至少一个通气组件无需包括清洗端口，取而代之的是，其可以包括具有倒角边缘的框架。
在一些方面中，所述鞋类制品是防水的鞋类制品，其包括由防水材料制成的鞋面，根据ISO 14268(2012)，所述防水材料的水蒸气渗透率小于3mg/cm2/h，并且包括至少一个通气口。所述鞋类制品包括设置在所述至少一个通气口中的通气组件，其中，通气组件还包括含聚氨酯的防水功能层以及多个板条，所述多个板条毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开。含聚氨酯的防水功能层的透气性可以变化，并且可以是非透气性的而仅是为了美观目的存在。
如图1所示，鞋类制品10包含鞋底20和鞋面30。鞋面30包括通气口，并且在通气口中有通气组件31。
图2示出了通气组件31，其包括板条32，所述板条32是间隔开的并且安装于框架33。间隔开的板条可以彼此平行。在其他方面(未示出)中，各板条可以是不平行的，例如，垂直或成任何其他角度。
图3示出了如图2的通气组件，但是框架33包括开口34和孔35。如本文所述，当通气组件通过注塑固定于鞋面时，在框架中可以包括开口和孔。当通气组件被包含到鞋面中时，这些开口和孔将不再看得见。
如图4所示，板条无需全部具有相同的尺寸。板条32’与板条32”具有不同的尺寸和形状。此外，如图4所示，通气组件31可以包括重叠模塑件36。重叠模塑件36被放置在板条与功能层(未示出)之间。重叠模塑件36可以由与板条相同或不同的材料形成。通气组件还可以在板条与功能层之间包括清洗端口37。
图5是图4的通气组件的分解图。通气组件31包括板条32、框架33、重叠模塑件36、清洗端口37和功能层38。
如图6所示，通气组件包括偏置的板条，这些板条在不同的平面中并且不是在彼此的正上方上或重叠。
图7示出了图6的放大图，并且显示板条32是偏置的且还具有不同的形状和长度32’和32”。
图8所示的通气组件包括两排偏置的不相交的板条排。而板条32是以同心形状布置的。图8中的通气组件还示出了框架33，其以圆形形状包围板条，并且还在多个位置中穿过该形状的半径。在这样的方面中，框架可以为通气组件提供支承，同时相比于仅具有一排板条或具有平行板条的通气组件，其还提高了对功能层的保护。
图8示出了鞋类制品10，其包含鞋底20和鞋面30。鞋面30包括通气口，并且在通气口中有第一通气组件31和第二通气组件31’。
实施例
全靴水蒸气透过率测试
根据国防部军队战斗靴温和气候规范(Department of Defense Army CombatBoot Temperate Weather Specifications)确定每个样品的全靴水蒸气透过率。所述规范如下：
全靴透气性
应设计靴透气性测试以显示由内外环境之间的湿气浓度差异所确定的通过测试样品的水蒸气透过率(MVTR)。
设备
a.外部测试环境控制***应该能够在整个测试期间维持23(±1)℃和50％±2％的相对湿度。
b.重量秤应该能够将填有水的测试样品的重量确定至(±0.01)克的精确度。
c.盛水袋应该是挠性的，以使其可***到测试样品中并顺应内部轮廓；其必须足够薄以使得折叠不会产生空气间隙；其必须具有比待测试的鞋类产品高得多的MVTR；并且其必须是防水的，以使得仅有湿气而不是液态水接触鞋类产品的内部。
d.用于测试样品的内部加热器应该能够将测试样品中的液态水的温度均匀控制在35(±1)℃。
e.测试样品鞋领周围的密封方法应该不会渗透液态水和水蒸气。
操作程序
a.将样品置于测试环境中并适应至少12小时。
b.将加热装置***盛水袋中，并且随后将整个组件放到测试样品开口中，并用水填充至从内部鞋底开始测量的5cm高度。
c.使用塑料膜围绕鞋顶部对鞋领周围的开口进行密封，并使用包装带在上面封住。
d.将测试样品中的水加热至35℃。
e.对测试样品称重并记录为Wi。
f.使得测试样品中的温度在称重后保持最少4小时。
g.在最少4小时后，对测试样品进行重新称重。将重量记录为Wf，并且将测试时间记录为Td。
h.根据以下公式计算以克/小时表示的测试样品的MVTR：MVTR＝(Wi–Wf)/Td。
该测试是根据ASTM D8041(2016)进行的。
鞋类制品离心防水性测试
各鞋类制品的防水性可以通过使用第5,329,807号美国专利中描述的离心机测试来确定，所述文献通过引用全文纳入本文。离心测试进行30分钟。如果在30分钟后没有看到渗漏，则鞋类制品被认为是防水的。
鞋面和功能层防水性测试
如果符合DIN EN 343(2010)规定的要求，即，根据EN 20 811(1992)，相对于静水压力的耐液态水性测试得到了8000Pa或者更高的耐液态水性Wp，则鞋面和功能层被认为具有防水特性。
鞋面材料透气性测试
根据14268(2012)测试四种不同鞋面材料的水蒸气渗透率。这些测试的结果示于下表1。
Figure BDA0002317879420000131
如上所示，经过处理的纺织品和全粒面革材料的水蒸气渗透率是非透气性的，例如，根据ISO 14268(2012)，其水蒸气渗透率小于3mg/cm2/h。
比较例A
将上述鞋面d)形成为橡胶靴。该橡胶靴还具有橡胶鞋底。当根据ASTM D8041(2016)测试时，橡胶靴的透气率为0g/h。
实施例1
对鞋面d)进行改造以包括通气口，在该通气口中设置通气组件，所述通气组件包括功能层和成排的板条。将通气组件密封到鞋面以形成防水密封。通气组件包含29.4平方英寸(约189.7平方厘米)的总透气性表面积。如本文所述测试靴的防水性，发现其是防水的。如本文所述根据ASTM D8041测试该靴的MVTR，其透气率为4.7-4.8g/hr。
由于橡胶靴的初始透气性(不具有透气组件)为0g/h，因此本发明的橡胶靴的透气性等于通气组件的透气性。
实施例2
准备具有相同材料和形状的五个通气组件，不同之处仅在于所暴露的功能层的表面积不同。以防水的方式将每个通气组件附接于橡胶鞋面，并且如比较例A那样将橡胶鞋面形成为具有橡胶鞋底的靴。然后根据ASTM D8041测试每个鞋类制品的MVTR并且绘制所暴露的功能层的表面积与MVTR的关系图。结果示于图8。图8中的第一个数据点：0g/h MVTR和0表面积反映了比较例A中记录的结果，其不包括通气组件。
图10的结果示出了MVTR与功能层的暴露的表面积之间的关系是线性的：表面积越大，MVTR越大。
上文中已经概括性地并且结合具体实施方式描述了本申请的发明。尽管已经以认为包括了某些优选实施方式来阐述了本发明，但是可以选择本领域技术人员已知的多种替代性实施方式，其属于一般公开内容的范围内。除了下述权利要求书的陈述以外，本发明不以其他方式受限制。

Claims (17)

1.一种防水且透气的鞋类制品，其包括：
由防水材料制成的鞋面，根据ISO 14268(2012)，所述防水材料的水蒸气渗透率小于3mg/cm2/h，并且包括至少一个通气口；和
设置在所述至少一个通气口中的通气组件，其中，所述通气组件包括：
防水、水蒸气可渗透的功能层，和
多个板条，其毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开。
2.如权利要求1所述的制品，其中，根据ASTM D8041(2016)，所述鞋类制品的湿气渗透率为至少0.4g/hr。
3.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中，鞋面材料和板条材料各自独立地包含：聚氯乙烯、共聚酯、织造芳族聚酰胺、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚氨酯涂覆的纺织品、聚氨酯涂覆的泡沫、发泡乙烯-乙酸乙烯酯、漆革、经处理的皮革、合成橡胶和/或天然橡胶。
4.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，功能层包括以下中的至少一种：膨体聚四氟乙烯、聚酯、共聚醚酯、聚醚、聚氨酯、膨体聚乙烯、聚酰胺、共聚醚酰胺和聚丙烯酸酯。
5.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，功能层的至少一侧层压至纺织品、开孔泡沫或网状泡沫。
6.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述制品还包括毗邻鞋面的内部绝缘/绝热层。
7.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述板条是偏置的。
8.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述板条附接于框架。
9.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述板条是套叠的。
10.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述通气组件还包括重叠模塑件。
11.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，通气组件通过模制、硫化、施加热塑性衬垫或胶带、粘合剂附接于鞋面或被缝到鞋面上。
12.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，各板条在侧向方向上间隔开小于或等于1mm。
13.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述板条在框架中是可调的。
14.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述通气组件包括清洗端口。
15.如前述权利要求中任一项所述的制品，其中，所述至少一个通气组件占鞋面的总表面积的0.1％至50％。
16.一种防水且透气的橡胶靴，其包括：
由天然和/或合成橡胶制成的鞋面，根据ISO 14268(2012)，所述天然或合成橡胶的水蒸气渗透率小于3mg/cm2/h，并且包括至少两个通气口，
其中，至少一个通气口设置在鞋头区域中，并且至少一个通气口相对于鞋头设置在鞋面材料的上部中；以及
设置在所述至少两个通气口中的每个通气口内的通气组件，其中，每个通气组件包括：包含ePTFE的防水、可渗透水蒸气的功能层；多个板条，其毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开，其中，设置在鞋面的上部中的所述至少一个通气组件包括清洗端口。
17.一种防水的鞋类制品，其包括：由防水材料制成的鞋面，根据ISO 14268(2012)，所述防水材料的水蒸气渗透率小于3mg/cm2/h，并且包括至少一个通气口；和
设置在所述至少一个通气口中的通气组件，其中，所述通气组件还包括：
含聚氨酯的防水功能层，和
多个板条，其毗邻功能层设置并且彼此间隔开以及与功能层间隔开。
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