TWI607125B - 藉由噴射擠出法形成之鞋類及其他物件 - Google Patents

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瑪利 艾倫 史密斯
馬克 威廉 麥克米蘭
威廉 卡司
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Description

藉由噴射擠出法形成之鞋類及其他物件 【相關申請案】
本申請案主張2014年11月10日申請的美國臨時申請案第62/077,716號之權益及優先權，出於所有目的該申請案的內容特此以引用之方式併入，如同在全文中敍述一般。
本文所揭示之本發明主題通常係關於纖維產品，諸如由藉由將流體聚合物材料強迫噴出於收集纖維之基材上而形成的纖維網狀物組成的非編織紡織物及絕熱材料。纖維可為用於服裝、鞋類及戶外裝備之物件的超細纖維，亦即具有奈米級或微米級範圍之直徑的纖維。
本發明主題特定言之係關於其表面藉由纖維網狀物之拓撲結構所界定的沿X、Y及Z軸具有顯著尺寸的3D(亦即，非線性或平面)物件。
用於形成3D服裝(包括手套及頭飾)鞋類及裝備(例如，背包及其他攜載物或行李物品)之先前技術技巧為勞動密集型且低效的。用於大量商業生產的編織或針織紡織物之方法涉及昂貴且複雜的機器。自機器上分離的紡織物材料片通常經歷各種處理步驟，包括切割、縫合、黏合、模製等，沿著該方式變成3D最終產品。
在變成最終產品(諸如鞋類)中，紡織物材料必須裝配有來自獨立生產方法之其他組件。不同材料之接合可產生問題，包括接合點脆弱或易發生故障的可能性。包括縫隙及接合點亦可不利地影響產品的美觀性。
鑒於先前技術中之前述缺點，實質上需要經改良產品及方法。
本文所揭示之本發明主題克服先前技術中之前述及其他缺點。在某些態樣中，本發明主題係關於藉由噴射擠出生產諸如鞋類及其組件之物件的構造。本發明主題涵蓋使用材料之射流或串流製造此等構造，該等材料固化為纖維且當其收集時形成二維或三維網狀物。該等網狀物可具有薄膜、隔膜或墊片之性質。
在一些實施例中，本發明主題通常係關於由超細纖維(亦即，具有在奈米級或微米級範圍中之直徑的纖維)之網狀物組成的非編織紡織物，及由此等紡織物形成的兩維或三維構造。本發明主題亦係關於相關設備及處理成最終產品之後網狀物形成物。
以下實施方式及諸圖中更詳細描述此等及其他實施例。
前述內容不意欲為本發明主題之實施例及特徵之詳盡清單。熟習此項技術者能夠自以下實施方式結合圖式瞭解其他實施例及特徵。如此文獻中最初提交或如隨後修正之所附申請專利範圍在此併入此發明內容部分中，如同直接寫入一般。
根據本發明主題之代表性實施例展示於圖2至圖22中，其中相同或一般類似特徵可共用共同參考數字。
本發明主題通常係關於形成為二維或三維網狀物(亦即，墊片、薄膜或隔膜)的纖維。纖維可使用所選擇開始纖維形成流體材料經由出口埠的強迫噴出而生產。出口埠(例如，噴嘴)經組態有用以引起流體材料之精細噴射自出口埠形成於出口上的大小及形狀。如本文所使用，出口埠意味著出口加上饋入出口埠並用來界定纖維形成材料之排出噴射性質的任何相關聯通道或過道。歸因於諸如表面張力、流體黏度、溶劑揮發性、旋轉速度及其他之因素，噴出材料可固化為可具有顯著小於出口埠之內徑的直徑的纖維。本文中，當噴射時固化為纖維的可流動材料之自出口埠的此排出可被稱作「噴射擠出」。
排出材料之噴射係針對收集器，亦即任何目標基材，其中其經收集用於最終產品或用作最終產品或至最終產品的中間產品。所收集纖維材料形成可經加工至所要表面積及厚度的二維或三維纏結纖維之網狀物，此取決於纖維持續排出於收集器上的時間量及對於收集器之表面積的控制(例如，作為收集器之移動傳動帶可允許無限長度之材料片)。其他性質(諸如，網狀物密度及孔隙率)將取決於如纖維之性質、處理溫度、速度及噴射路徑等的此等因素。網狀物至所要厚度、表面積、密度及/或孔隙率的加工亦可包括後處理步驟，諸如所收集網狀物之壓縮、用於緊密化或膨脹(取決於纖維性質)之熱處理、化學處理，及使用電磁輻射(例如， 誘使交聯的UV波長)之處理。
在某些實施例中，旋轉器件賦予離心力於纖維形成材料上以引起噴射擠出且因此帶來纖維形成。賦予源材料上之力可來自可或可不需要施加電場(如在電紡絲中)的各種系統及技術。舉例而言，美國專利第4,937,020、5,114,631、6,824,372、7,655,175、7,857,608、8,231,378、8,425,810號及美國公開案第20120135448號教示用於纖維形成材料經由旋轉器件上之出口埠之強迫噴出的各種器件及方法。專利文獻之前述集合包括用於生產具有在微米級或奈米級範圍中的平均直徑之纖維的系統之揭露內容。前述專利文獻出於所有目的特此以其全文併入。旋轉系統之替代方法係基於纖維形成流體經由產生形成為纖維的流體之噴射的出口埠的非旋轉壓力饋入。舉例而言，美國專利第6,824,372號(其出於所有目的特此以引用之方式全部併入)揭示經由藉由腔室之可移動壁產生的振盪壓力變化對其中所含之纖維形成流體賦予噴出力的腔室。
在一些實施例中，本發明主題係關於基於用於構造具有預定程度的防水性、防風性及透氣性的物件的超細纖維的非編織纖維薄膜或隔膜的組合物。本發明主題部分針對使用新穎的方法生產此等物件及物件之組件。如本文所使用，超細纖維意味著具有在微米級至奈米級中之平均直徑(或在非圓形纖維之狀況下，其他主要橫截面尺寸)的纖維。如本文所使用，「微米級」意味著具有在單數位微米至低至約1000奈米之範圍內之平均直徑的纖維。在紡織行業中，奈米級纖維具有在約100至1000奈米或更小範圍內的平均直徑。在某些實施例中，超細纖維展現至少100或更高的高縱橫比(長度/直徑)。可經由熟習此項技術者已知的任何手段來分析超細 纖維。舉例而言，掃描電子顯微術(Scanning Electron Microscopy；SEM)可用於量測給定纖維之尺寸。
值得注意的是，前述專利文獻中無一者教示由所揭示設備或方法製成的防水可透氣材料及產品的生產。
本發明主題特定言之係關於併入藉由噴射擠出產生的超細纖維的某些物件，該等物件由衣服及服裝(例如，夾克及褲)；鞋類(例如，鞋及短襪)；頭飾(例如，軟帽及有簷或帽檐式帽子，及面罩)；戶外裝備(例如，睡袋及睡袋殼、毯子、帳篷、篷布及其他覆蓋物)；及行李及封裝(例如，軟邊袋、背包、腰包、手提箱、帆布袋、自行車信使袋及用於自行車手之其他袋、公文包等)組成。
圖2展示用以形成用於最終產品(諸如，上文所提及彼等最終產品)之複合結構1的層之可能總成的實例。總成包括位於第二或中間層3上方的上部第一層2。中間層位於第三下部層4上方。在該等層中的任一者中，層可為連續材料層或不連續層。在不連續層中，層可表徵為具有空隙、開口、通道等之互連材料，或其可表徵為斷開材料，諸如點之陣列。舉例而言，圖2中之下部層3被視為具有方形空隙的材料之互連網狀物。彼層可表示此等材料之離散薄片或藉由沈積技術(諸如網板印刷)施加的圖案。
在用於稱為「3L」構造或複合物之外套的一些防水可透氣應用中，第一層2為由硬殼材料組成的外層。實例材料包括耐綸、聚酯及羊毛。層2或其他層可為編織織物、非編織織物或針織織物。舉例而言，層3為由PTFE或聚胺基甲酸酯製成的微孔隔膜。層4為由由合成或天然纖 維或摻合物形成之紡織物製成的襯墊層。實例材料包括耐綸、聚酯及羊毛。層4可為編織織物、非編織織物或針織織物。在此實例中，微孔隔膜為允許水蒸氣5通過但阻擋液相水6的防水可透氣隔膜。
如上文所指示，可使用本文中所描述的任何壓力紡絲或其他噴射擠出技術產生層3。層3或層4可為在此等技術期間上面收集層3材料的基材。可在直列方法中添加第三層。
在三層構造中的層3為不連續層或薄沈積薄膜層(例如，網板印刷層)之情況下，總成可被稱作「2.5L」複合物。若複合物僅是基於中間層3及外層或內層之層壓構造，則構造可被稱作「2L」複合物。應理解複合構造之前述形式典型用於外套。然而，任何數目個其他層可包括於複合總成中。
熟習此項技術者將瞭解多層構造之前述原理可適用於任何多層產品。舉例而言，鞋類常常具有多層構造。不同層可全部使用本文所揭示之噴射擠出技術而形成。舉例而言，層可藉由選擇性地應用來自相同或不同出口埠之不同材料而順序地形成於相同噴射擠出設備中。
替代性地，一或多個層可在獨立方法及系統中離散地形成。複合總成中之離散層可使用各種已知或待發現手段(包括諸如熱(融合)黏合、超聲波焊接、化學黏合(層材料至層材料的直接黏合，或經由中間黏著劑)，及縫合及其他形式機械緊固的已知手段)中的任一者而黏合在一起。
在某些實施例中，噴射擠壓纖維之網狀物直接形成於為最終產品之組件的基材上，例如用於鞋類、夾克或手套之物品的材料層。下文 更詳細地論述此概念。
在某些實施例中，上面收集纖維的基材為體積模具(陽或陰型)，亦即賦予用作最終產品或其組件或用於最終產品或其組件的所要三維形狀之基材。模具可包含或包括最終產品之其他組件。纖維可收集於與模具相關聯的其他組件上。或，其可實質上與其他組件分離。
舉例而言，模具可為楦7或用於鞋8之其他模(圖4A至圖4B)。上面收集纖維的模具可為裸露的或其可具有表示鞋之內部襯墊的材料層，該材料層變得黏合或以其他方式裝配至覆疊纖維網路。楦可具有與楦之底部表面相關聯的鞋底單元(例如，外底、中底及/或鞋墊)，其底部表面經定向於托盤或其他支撐物之表面上以使得鞋底單元通常與纖維分離並不收集纖維。然而，在一些應用中，鞋底單元的一部分可預期用於纖維收集。舉例而言，周邊邊緣可曝露於纖維，從而允許纖維收集以用於直接黏合至曝露邊緣以形成鞋底單元與鞋之鞋面的整合總成。模具可在收集過程期間靜態或旋轉。
在其他實例中，模具可經組態為衣服或服裝物品，例如，夾克殼、褲或其部分(例如，袖子或褲腿)；帽子；戶外裝備之物品。圖4B展示壓力紡絲系統中之手套的模具或模。自前述內容，可理解本發明主題允許形成由具有三維組態及在模製組態上無縫的超細纖維組成的隔膜或薄膜。在一些但未必所有實施例中，超細纖維(包括在奈米級下之纖維)形成為根據外套工業標準之防水、防風及/或可透氣層的3D隔膜或薄膜。
如上文所指示，用以自出口埠噴出可流動纖維形成材料作為射流或串流之旋轉力的使用尤其適合用於本發明主題。此技術可在下文中 稱為「壓力紡絲」。
與先前技術相反，壓力紡絲使用少量電，並生產很長纖維(直至1公尺或更大)。更長纖維允許更強且更耐用網狀物。壓力紡絲亦允許相同直徑之奈米纖維的高度一致且受控沈積，且可不需要任何水，且可不涉及有毒化學蒸氣的產生。壓力紡絲方法具有相對非常少的浪費。其亦適合用於廣泛範圍之纖維形成材料。
網狀物形成/壓力紡絲方法概述：
用於壓力紡絲的方法及裝備借助各種已知教示內容(諸如，上文所列的專利文獻中之一些)亦借助商業裝備供應商(諸如美國德克薩斯麥卡倫FibeRio技術公司，其供應壓力紡絲裝備線(參見http：//fiberiotech.eom/products/forcespinning-products/))為熟習此項技術者所已知。因此，壓力紡絲之詳細描述係不必要的，且本文將僅提供簡要說明。
壓力紡絲為使用離心力拉長纖維以擠壓超精細纖維的方法。此方法產生纖維網路之黏性非編織墊片。纖維交叉產生接觸點。此情況產生纖維間孔隙率，且在相對長纖維的狀況下亦產生纖維內孔隙率。纖維接觸及纖維形態影響孔隙的大小。由於網路結構，此等孔隙存在於多個平面(垂直地、水平地，及對角地)中。
在電紡絲中，靜電紡絲隔膜的表面積隨增加之纖維直徑而增加。在靜電紡絲隔膜中，已記錄如500奈米一般小的孔隙大小。水蒸氣分子大致為0.4奈米，且水分子(液體)大致為500,000奈米。此情況允許蒸氣而非液態形式之水通過靜電紡絲隔膜。使用壓力紡絲技術可達到相同纖維直徑及孔隙率。因此，此類似性提供大多樣性給可源自電紡絲的纖維形 態及纖維直徑，但避免電紡絲技術之缺點。此外，壓力紡絲咸信能夠產生可為對應靜電紡絲纖維之長度的三倍或三倍以上的纖維。此差異允許最終物件更具耐用性。
參看圖3至圖4B，壓力紡絲系統10經展示用於生產超細纖維並將其收集成黏性網狀物，諸如薄膜或墊片。系統包括流體耦接至可形成纖維的流體或可流動材料('纖維形成材料')之源的紡絲頭12。材料源可為連續地饋入紡絲頭之儲集器14。紡絲頭自身可包括與紡絲頭一起旋轉的材料儲集器。
可流動材料可為熔融材料或材料之溶液。紡絲頭機械耦接至以圓形運動旋轉紡絲頭之馬達(未圖示)。在某些實施例中，旋轉元件在約500RPM至約100,000RPM範圍內旋轉。在某些實施例中，在其期間噴出材料之旋轉為至少5,000RPM。在其他實施例中，旋轉為至少10,000RPM。在其他實施例中，旋轉為至少25,000RPM。在其他實施例中，旋轉為至少50,000RPM。在旋轉期間，所選材料(例如，聚合物熔體或聚合物溶液)以材料射流15自紡絲頭上之一或多個出口埠16噴出至周圍大氣中。向外徑向離心力在聚合物射流投射遠離出口埠時延伸聚合物射流，且射流歸因於旋轉依賴慣性沿捲曲軌跡行進。咸信擠出之聚合物射流之延伸在減小跨越自噴嘴至收集器之距離的噴射直徑中為重要的。預期噴出材料在其達到收集器之時間處固化成超細纖維。系統包括用於以所需方式收集纖維之收集器18。舉例而言，纖維可自紡絲頭噴出至安置於紡絲頭下方之表面上或在紡絲頭上之出口埠對面的壁上。收集表面可為靜態或可移動的。為形成纖維材料之薄片或墊片20，表面可為平坦表面。平坦表面可為靜態或可移動的。
可移動平坦表面可為將纖維材料饋入捲筒或其他處理系統中之連續傳動帶系統之一部分。另一處理系統可為用於將其他材料層壓或沈積至使用壓力紡絲系統或用於生產超細纖維之片化材料的其他系統產生之薄片材料上之直列式層壓或材料沈積系統。在其他實施例中，平坦表面可支撐其上沈積纖維之另一材料層。舉例而言，其上沈積纖維之材料層可為最終產品(諸如服裝物品)之層的複合總成之內層或外層。
在某些實施例中，收集表面為最終產品之3D物件(諸如模具)或3D組件。圖4A至圖4B展示為鞋或手套的最終產品之3D物件7、8的實例。
為導引纖維至所需收集表面(「收集器」)，纖維導引系統可構成壓力紡絲系統之一部分。舉例而言，定向系統可經組態以自所需收集器上方提供空氣及/或自其下方提供真空以將纖維導引至收集器。
當超細纖維放在彼此之上時，接觸點係在相交處形成，且纖維組分以相交或纏結纖維之網狀物或其他所要形式黏合在一起。若需要接觸點之任何網狀黏合，則其可經由施加熱量(熱黏合)、熱量與壓力及/或化學黏合來完成。壓力紡絲系統可包括加熱元件、壓力施加器及用於實現該黏合之化學黏合單元。
根據本發明主題，壓力紡絲可進一步適用於使用紡絲頭孔口大小、孔口幾何結構及組態之組合沈積多個纖維層。舉例而言，纖維可製成為圓、未坍塌圓(即，基本上在中心中中空的壓縮成橢圓的圓形纖維)，或平坦絲帶。
另外，不同紡絲頭可包括於壓力紡絲系統中，從而導致不同 纖維直徑或摻合物。舉例而言，系統中之多個紡絲頭可在紡絲期間產生纖維摻合物。紡絲頭亦可經組態具有可產生芯鞘結構之出口埠。替代性地，具有多個出口埠(每一者耦接至不同可流動纖維形成材料之儲集器)之單一紡絲頭可產生摻合物。
類似地，纖維性質可藉由在旋轉器件上提供具有不同所選直徑之不同出口埠來控制。本發明主題涵蓋在約1微米至約1000微米之間的一系列出口埠直徑。若需要相對較高直徑纖維，則亦涵蓋較大直徑。通向出口埠之通道或過道通常將具有直管。其可長達1至3毫米。
在給定系統中，出口埠之直徑及/或形狀或尺寸可為均勻的或其可改變。在一些實施例中，出口埠形成為具有朝向埠之減小錐度之預定長度噴嘴。出口埠及相關過道或通道可使用已知微銑削技術或待發現之技術形成。已知技術包括機械銑削、化學蝕刻、雷射鑽孔及切除。
除超細纖維之外，根據本發明主題之壓力紡絲系統可用於產生標準紡織物大小(例如，50至150丹尼爾)之纖維。
此等超細纖維或其他纖維可包括功能性顆粒，諸如(但不限於)抗菌劑、金屬、阻燃劑及陶瓷。此等材料可連同纖維形成材料一起引入紡絲頭中。其可藉由(例如)氫鍵、離子鍵或凡得瓦爾力與該材料共價黏合。催化劑可包括於材料混合物中以促進任何此黏合。
在任何情況下，對於上文所提及之最終產品，纖維墊片(範圍介於不同纖維大小，材料或摻合物)可分層在一起以產生整個衣服複合物或在3D物體之情況下產生整個最終產品，例如鞋複合物及手套。所收集之纖維可經梳理以紡絲成紗。紗可用於(例如)服裝、鞋類及設備最終產 品中以利用可藉由奈米級纖維展現之獨特性質。纖維形成材料可藉由熔融溫度選擇以在壓力紡絲之後熱固化時提供最後最終產品之不同結構剛性。此情況對於需要比其他最終產品(諸如外套)相對更耐用之3D結構(諸如手套及鞋面)可為尤其重要的。
本發明主題涵蓋使用壓力紡絲以產生用於2L、2.5L及3L防水/可透氣產品的奈米纖維隔膜。在紡絲隔膜之後，其可或可不塗佈有保護孔隙以免受污染的保護膜。視隔膜最終用途而定，纖維可視情況經疏油性組分擠壓以保護隔膜免受污垢及油之污染，或可在隔膜紡絲之後塗覆類似疏油性塗層。塗佈有疏油性塗層將不覆蓋隔膜中之孔隙或不利地影響透氣性或空氣滲透率，但仍將改性奈米纖維表面以便不吸引污垢及油且因此防止污染。
隔膜可直接紡絲至最終材料之所選面織物上，或隔膜可紡絲至接觸紙上且隨後層壓至最終材料之所選面織物上。直接沈積於織物或材料上或層壓在材料上之隔膜亦可用於軟殼構造中。奈米纖維之直徑影響隔膜之孔隙大小。纖維之截面形態及纖維厚度影響纖維之表面積。增加纖維表面積可減小孔隙大小。減小纖維直徑為增加表面積/體積比之方式。因此，纖維直徑為控制厚度、耐用性及水蒸氣轉移之方式。厚度影響隔膜重量。共同地，此等因素影響奈米纖維隔膜之透氣性及耐用性。根據本發明主題之奈米纖維直徑可在奈米級範圍中的任何地方。本文中所描述的應用的合適範圍咸信為約100奈米至約1000奈米。孔隙大小影響空氣滲透率。因此，對於大多數應用而言，隔膜之空氣滲透率可使用前述大小範圍內之奈米纖維控制。用於軟殼及防水可透氣應用的纖維形成材料包括PFTE分散劑、聚 胺基甲酸酯、耐綸、聚酯、生物類材料(例如，此等纖維素材料、絲蛋白質)及待發現之其他纖維形成材料(包括源自天然及合成源之其他聚合物)。
在本發明主題之某些實施例中，可流動纖維形成材料可為兩種或兩種以上聚合物及/或兩種或兩種以上共聚物的混合物。在其他實施例中，纖維形成材料聚合物可為一或多種聚合物及/或多種共聚物之混合物。在其他實施例中，纖維形成材料可為一或多種合成聚合物與一或多種天然存在的聚合物之混合物。
在根據本發明主題之一些實施例中，纖維形成材料饋入儲集器中作為聚合物溶液，亦即，溶解於適當溶液中之聚合物。在此實施例中，方法可進一步包含在聚合物饋入儲集器中之前將聚合物溶解於溶劑中。在其他實施例中，聚合物饋入儲集器中作為聚合物熔體。在此實施例中，儲集器在適用於熔融聚合物之溫度下加熱，例如在約100℃至約300℃之溫度下加熱。
在根據本發明主題之一些實施例中，形成多個微米、次微米或奈米尺寸之聚合纖維。多個微米、次微米或奈米尺寸之聚合纖維可具有相同直徑或不同直徑。
在根據本發明主題之一些實施例中，本發明之方法帶來微米、次微米或奈米尺寸的製造。舉例而言，咸信可能製造具有直徑(或非圓形形狀下之類似截面尺寸)為以下各者之聚合纖維：約15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、 410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000奈米或2、5、10、20、30、40或約50微米。所述直徑之中間大小及範圍亦為本發明主題之一部分。
使用本發明之方法及器件形成的聚合纖維可具有基於至少100、500、1000、5000之縱橫比或相對於前述纖維直徑更高縱橫比的長度範圍。在一個實施例中，聚合纖維之長度至少部分依賴於器件旋轉或振盪之時間長度及/或饋入系統中之聚合物的量。舉例而言，咸信聚合纖維可形成為具有至少0.5微米之長度，包括在約0.5微米至10公尺或更大範圍內之長度。另外，聚合纖維可使用任何合適的儀器切割至所要長度。所述長度之中間大小及範圍亦為本發明主題之一部分。
如本文所使用，術語「纖維」及「長絲」可互換地使用，其中術語「長絲」通常係指高縱橫比之「纖維」的類別，例如可圍繞所要物件纏繞之相對較長或連續長度的纖維。此外，合成纖維一般以長的連續長絲形式生產。相比之下，「切斷纖維(staple fiber)」通常係指天然纖維，其往往相對較短，因為此為其通常生長之方式。長合成長絲可切成短切斷纖維。總之，長絲為纖維，但纖維可呈不同長度(切斷或長或連續)。
在一些實施例中，根據本發明主題之方法形成的聚合纖維進一步與試劑接觸或曝露於試劑以減小或增加聚合纖維中每一表面單位面積的孔隙之大小，或孔隙之數目。舉例而言，可使用各種已知化學試劑，已 知該等試劑用以增加或減少聚合物或變性非共價鍵中的交聯。非化學試劑可包括熱及電磁輻射。
本發明主題特定言之適合於生產具有防水及可透氣防護以及風力防護的最終產品。用於防水及濕氣透氣性的其他奈米纖維網狀物已經由電紡絲生產。類似尺寸咸信可能藉由噴射擠出產生，但與經由電紡絲之可能性相比具有更大纖維長度。此等尺寸為1000奈米或更小。網狀物預期具有約5至約25克/平方米的一系列織物重量及稱重，具有約10至約50微米之厚度(參見，例如韓國專利文獻第20090129063 A號)。對於用於防水/可透氣應用的壓力紡絲微孔隔膜，PTFE為合適纖維形成材料之實例。合適之PTFE纖維直徑可介於約100奈米至約1000奈米之範圍內。網狀物之一系列厚度係可能的。隔膜厚度之合適厚度可自約7微米至約50微米。網狀物的一系列孔隙大小係可能的。用於防水/可透氣應用的合適之孔隙大小包括約250奈米或更大。
多種材料(合成、天然、生物類植物、生物類醱酵)及織物/基材類型(針織物、編織物及非編織物)預期用於最終產品。可使用如本文中所論述之方法及設備產生的超細纖維之非限制性實例包括天然及合成聚合物、聚合物摻合物及其他纖維形成材料。聚合物及其他纖維形成材料可包括生物材料(例如，可生物降解且可生物再吸收之材料、植物類生物聚合物、生物類醱酵聚合物)、金屬、金屬合金、陶瓷、複合物及碳超細纖維。使用如本文中所論述之方法及設備製成的特定超細纖維之非限制性實例包括聚四氟乙烯(PTFE)聚丙烯(PP)、聚胺基甲酸酯(PU)、聚乳酸(PLA)、耐綸、鉍及β內醯胺超細纖維。
超細纖維收集物可包括多個材料之摻合，如上文所指示。超細纖維亦可包括孔(例如，管腔或多管腔)或孔隙。多管腔超細纖維可藉由設計(例如)具有同心開口之一或多個出口埠而實現。在某些實施例中，此等開口可包含分隔開口(亦即，擁有一或多個隔板使得製成兩個或兩個以上較小開口之開口)。此等特徵可用於獲得特定物理性質。舉例而言，纖維可經生產用作熱絕緣，或用作彈性(回彈性)或無彈性力衰減器。
在某些實施例中，本發明之纖維網狀物可包括彈性纖維(諸如氨綸、聚胺基甲酸酯及聚丙烯酸酯類聚合物)以將伸縮性賦予給根據本發明主題製成之非編織紡織物。
鞋類構造
在某些實施例中，本文中之本發明主題係關於由鞋面及/或鞋底單元組成的鞋類物品。一般由鞋底單元提供的功能(諸如，牽引或緩衝)可以多數任何方式跨越鞋底單元分佈-鞋底單元之一些區域可提供某些功能且其他區域可提供其他功能。鞋底單元常常具有多個層，其中中底及外底層在體育及戶外鞋類中共用。與鞋底單元相關聯的鞋面可為圍繞腳之完整外殼或其可為諸如一組鞋帶之部分外殼。
鞋底單元、鞋面或兩者之組合可分解成前腳區段、中腳區段，及後腳(或腳跟)區段。鞋底、鞋面或兩者之組合進一步包括側向一半及內側一半。
如本文所使用，「鞋類」係指用於支撐腳並嚙合地面的任何物品且涵蓋鞋、涼鞋、靴子、拖鞋、套鞋、運動鞋及其他鞋類物件。「緩衝元件」係指意欲藉由提供力衰減、耗散、抑制或能量返回(彈開)對腳撞 擊力作出反應的基本衝擊吸收、能量返回及/或保護性腳下材料或結構，其通常包含於體育運動及運動鞋上。傳統上，緩衝元件由置於腳與地面之間的鞋中的衝擊吸收及保護材料(諸如，EVA或聚胺基甲酸酯)之一致且均勻層組成。然而，在相對最近數年中已有朝不同緩衝材料及結構定製放置於腳下的趨勢。現如今，共用緩衝元件可基於EVA或聚胺基甲酸酯泡沫、泡沫或凝膠之黏彈性體、流體填充球囊、機械彈簧或彈性可收縮機械結構、流體(例如，空氣)彈簧或前述任何組合。
舉例而言，聚合物彈簧單元已置於鞋底單元接納器中之部分(特定言之腳跟部分，且在一些狀況下為前腳部分)中。機械聚合物彈簧可由注入之熱塑性塑膠(諸如，聚酯彈性體聚合物、PEBAX及TPU)以及其他彈性聚合物、熱固性塑膠及此項技術中已知之金屬材料單獨或組合地形成。舉例而言，參見美國專利第5,461,800號，其特此以引用之方式全部併入。美國專利第5,461,800號揭示無泡沫中底單元，包含包夾由彈性聚合物形成之橫向圓柱形單元的上部及下部板。又，舉例而言，參見美國專利第4,910,884、6,625,905及5,337,492號。亦預期其他形式機械彈簧，諸如片彈簧結構。
根據本發明主題之鞋底單元可包括根據前述緩衝元件中之任一者的緩衝元件。下文論述藉由壓力紡絲形成鞋底單元之新穎方法。用於鞋底總成及任何相關聯緩衝元件的預期傳統製造方法單獨或組合地包括模製、射出成形、直接射出成形、一次性模製、複合模製、***模製、共同模製獨立材料，或此項技術中已知之其他技術。預期製造或裝配方法單獨或組合地包括黏著劑、黏合劑、焊接、機械黏合、模製或其他材料之刀 模切割，或連鎖成形。層壓結構係在本發明之範疇內。
抑制元件(其為緩衝元件(如本文所定義)之形式)亦可併入至鞋底單元及/或本文所揭示之鞋底單元接納器中。「抑制」一般係指某些材料減小振盪、振動或波之振幅的能力。在鞋類中，來自撞擊的衝擊可產生鞋底系統內之壓縮波或其他振動。預期抑制材料包括黏彈性體。在一些情況下，普通彈性體材料可用作抑制器；然而，其可不會如黏彈性體一樣在彈簧單元上提供需要的抑制品質。黏彈性抑制器之實例材料包括藉由習知模製實踐或藉由薄膜製造的任何數目個聚合物，包括呈泡沫或凝膠形式之聚胺基甲酸酯及聚乙烯。其他合適之黏彈性體為熟習此項技術者已知。用於黏彈性體之預期製造方法單獨或組合地包括模製、射出成形、直接射出成形、一次性模製、複合模製、***模製、共同模製獨立材料，或此項技術中已知之其他技術。預期製造或裝配方法單獨或組合地包括黏著劑、黏合劑、焊接、機械黏合，或在此項技術中的人所知曉的其他機械或化學緊固手段。層壓抑制器結構係在本發明之範疇內。
用於鞋底單元之外底或牽引表面可包括橡膠、皮革、夾板、長釘、大頭釘、金屬或其他剛性材料之柄、氈、EVA、泡沫，及其他緩衝技術，及前述組合。可用於鞋底單元中的大多數所有聚合物材料可經壓力紡絲或以其他方式根據本文中的教示而噴射擠出。
以下論述將集中於具有各種特徵的鞋類之生產物品(諸如，上述物品)，但用於使用壓力紡絲或其他噴射擠出技術形成鞋類而論述的一般原理可應用於多種其他製造物件。
分層3D物件
本發明主題涵蓋在多層構造中每一層可提供不同功能目的。圖5A至圖5C展示支撐多個材料層L1至L3之鞋楦7，每一層經由噴射擠出法(諸如，壓力紡絲)而形成。該等層可具有相同或不同性質。舉例而言，第一層可為舒適襯墊，第二層可為防水/可透氣隔膜層，且第三層可為耐用外層。在下文中更詳細地論述分層類型。儘管展示三個層，但任何給定物件可具有比三個層更多或更少的層且每一層可對應於下文論述的功能性中之任一者。每一層類型可使用壓力紡絲或本文中所描述的其他噴射擠出技術而順序地形成。
舒適層類型提供抵靠著使用者身體表面之舒適性。舉例而言，舒適層可為抵靠著使用者皮膚舒適的軟可彎曲防磨損材料。
濕氣管理層促進濕氣遠離身體或其他基材表面的輸送。舉例而言，濕氣管理層可為芯吸或以其他方式遠離使用者身體輸送濕氣的親水性或吸收性材料。用於濕氣管理之另一選項為藉由噴射擠出形成並經組態為鬆弛間隔網或具有空隙、凹穴、擋板或氣流通道的陣列的織物層。
抗菌劑層類型可作為獨立層而包括或與另一層一體式形成。銀或銀鹽(諸如硝酸銀或其他銀類化合物)為抗菌劑且可以顆粒或纖維形式併入紡織物層中。其他抗菌劑可基於(例如)銅或有機矽烷。
如上文詳細論述的防水/可透氣隔膜層類型選擇性地允許水蒸氣自面向隔膜側面之身體輸送同時阻擋或顯著阻礙液相水進入隔膜之相對側面。
熱管理層類型有助於控制熱保持或耗散。舉例而言，聚酯纖維之棒可有助於在用於熱保持之棒的一側上保持熱量。楦可具有用於形成 凹陷、空隙、凹穴、擋板、通道等的表面紋理或結構圖案或覆蓋物，凹陷、空隙、凹穴、擋板、通道等具有深度及外形並有助於促進空氣傳遞以用於冷卻或用於捕獲用於隔熱之空氣。覆蓋物可經由下文針對其他結構插件論述的技術移除。層亦可具有適合於用作隔熱之密度。
結構層類型有助於提供耐用性、耐磨性、保護填補或結構元件至多層構造。舉例而言，層可為與其他層相比更稠密且更韌性的材料，從而提供耐用性、耐磨性及/或防護。
電層類型體現電子特徵，諸如電子元件(例如，導體)、微處理器、記憶體、電子器件(例如，微處理器)、邏輯電路、光伏打元件或器件、光纖纖維、固態光發射器等。
外層類型為可覆蓋在一或多個其他層上面的最外層。其可用以提供耐用性及耐候性或防候性。其亦可支援美觀性及裝飾，例如紋理、圖形、色彩及刻紋。
上述功能層中的任一者可為將功能共同組合至單層中的獨立層或單層。
楦或其他模可經加熱以引起噴射可熔材料的融合。融合可跨越給定層或影響不同層或***元件之相互黏合。楦或其他模上的材料之後處理可包括RF焊接、材料壓縮、噴射擠出材料區段之共同化學黏合或在噴射擠出之後將噴射擠出材料區段化學黏合至添加元件(例如，將黏著劑層噴射於噴射擠出材料後形成物上)；銑削噴射擠出材料；熱模製或黏合；將模上之部分縫合在一起或將模上之部分縫合至在噴射擠出之後添加的元件；將材料與機械緊固件機械黏合，等。
在一些實施例中，不同材料層可由未黏合或黏附在一起的材料形成，以使得相鄰或鄰接層相對於彼此可移動或可分離。此分層可經定位以產生(例如)凹穴、翼片或舌片。在模具或其他模上的區域可在噴射擠出法期間以物理方式遮蔽以在遮蔽物件或材料被移除後界定在物品中之定位特徵(諸如凹穴、翼片及舌片)。為維持層之分隔，非黏著塗層可在噴射擠出第二層之前塗覆在第一層上方。
整合結構元件及特徵
各種鞋類組件可在噴射擠出法期間整合至另一組件中，例如鞋面及/或鞋底單元。舉例而言，觀察圖6A至圖6C，可整合至鞋面22或鞋底單元24中的各種結構元件或部件包括以下各者中的任何一或多者：套頭26、鞋面功能結構27(例如，加強帶)、腳跟杯28、腳跟穩定器29，及矯正及腳穩定元件，諸如足弓墊、側向或內側穩定性結構或柄。此等結構元件或部件可置放至壓力紡絲或其他噴射擠出設備中且材料可經壓力紡絲於其上。其亦可形成於相同或不同噴射擠出操作中。
結構元件及插件可置放於模具或模上並捕獲於噴射材料之任一給定層或任何層中、上或之間。舉例而言，加強網狀物、系帶管、系帶或張緊綁帶或保護帶系帶孔眼、腳跟穩定器、套頭等可藉由噴射材料捕獲。在該等圖中見到一些此等實例。舉例而言，圖6A至圖6C展示形成於用於形成鞋面之楦上之結構層L1的實例。如此項技術中通常已知，楦7包括前腳部分、中腳部分及後腳部分。各種結構元件可安置於層L1上方。第二材料層塗覆於結構元件及層L1之一些或所有上方以完成鞋面22。結構元件可在該等層之間捕獲。在鞋面形成於楦上之後，楦之底面可與鞋底單元 24相關聯。(亦參見圖10A至圖10B)。
觀察圖7A至圖7C，噴射擠出材料之至少一個層L1形成於置放於楦上的管30(或已經形成於楦上或以其他方式安置於楦上的材料層)上方。管可以任何所要定向配置，例如橫切(通常垂直或豎直)於楦之縱軸，水平於楦之縱軸。在材料層形成於管上方後，管可被移除，從而在材料中留下通道130。替代性地，其可留在適當的位置。舉例而言，其可為系帶或張緊線纜提供路由及鞘套。
若管30安置在第一材料層上方，則通道完全封閉。若管抵靠著裸露的楦置放，則通道具有開放式側面。替代性地，在層材料經噴射擠出於管上方之後管可留在適當的位置。通道或管可用於容納及路由鞋面之加強件之系帶。系帶通道可具有在舌部區域上方的傳統路由或沿側面，在腳下及/或圍繞腳跟區域延伸。值得注意的是，通道或管可以任何定向配置於鞋面及/或相關聯鞋底單元上。舉例而言，其可在鞋底下方及鞋面之上路由以產生更完全圍繞腳的系帶或張緊系統。同樣，通道或管可圍繞鞋面之腳跟區域或圍繞高幫或靴鞋面之腳踝區域路由。
諸如公/母搭扣緊固件之緊固機構可形成於層中。在一些狀況下，諸如管或其他模之元件可在層形成之後移除以在分層中留下管狀或其他空隙以用於系帶系統或通風目的或在層形成之後用作用以接納另一材料或物件的腔室或空間。舉例而言，圖7A至圖7C展示安置於楦7上方的管30或安置於楦上方的材料層L1。材料層L2經噴射於管及楦的總成之上以整體或部分地形成鞋面22。管30可各具有可經握緊以在形成鞋面之後移除管的擴展部分30A。移除在鞋面材料中留下對應於管形狀之通道130。
通道、空隙、凹穴及其他開口空間亦可藉由將可溶、可熔、可洗或可揮發模安置於楦、模具或其他模上或其中而形成於分層中或形成於多層之間。(下文中，任何此可移除式元件(無論是否為材料之所界定層的離散結構)被簡稱作「可溶」元件或材料或類似者)。可溶材料包括可溶於水溶液中的鹽組合物、可溶蠟或藉由(例如)熱量(或輻射，例如IR、UV或超音波輻射)或有機溶劑可溶的其他有機模。模可具有任何所要形狀。可溶模可為固體體積模(諸如立方體、圓柱或複合模)或更多二維模，諸如圓盤、網狀物、綁帶、薄管、長絲、顆粒等。雖然前述論述係關於鞋類，但相同原理可用於產生壓力紡絲或另外用於服裝、背包、袋、睡袋、帳篷及大範圍其他產品的噴射擠出構造。
用以產生結構特徵之可溶材料
可溶模之使用可產生正壓力紡絲之物件中的機械特徵。為了說明一些可能性，對應於鞋腰的第一材料層可形成於楦或其他模上。接著，可溶材料沿第一層之至少邊緣置放以遮蔽邊緣。對應於鞋面的第二材料層(其毗連鞋腰)接著形成於第一層與可溶材料之複合物的邊緣部分上方。當可溶材料溶解時，鞋面及鞋腰不在遮蔽曾經所在之處以物理方式連接。因此，彼等部分相對於彼此自由肢接。下文論述的圖12B說明可使用可溶材料在鞋面中界定的肢接舌部32的前述概念。
肢接部件
壓力紡絲及其他噴射擠出技術可用以產生在一體式物件中的肢接部件。舉例而言，楦或其他模具可具有內建或另外相關聯的切線或***區段以產生彎曲線、活動鉸鏈、角撐板等。舉例而言，圖8A至圖8B 展示具有用於裝有角撐板之舌片35的輪廓的鞋楦107，舌片可用於藉由將一或多個材料層噴射擠出於楦上方而製造的一體式鞋面結構中。沿舌片之每一側向邊緣的角撐板35允許與鞋面本體成一體式但可擴展打開以允許使用者之腳容易進入或退出的舌片。
觀察圖9，楦207具有針對套頭126、鞋面加強結構127、腳跟穩定器129、舌片132及鞋口131的內建式形狀。作為另一實例，楦可具有圍繞其外頂周邊的凹口131使得壓力紡絲材料收集在凹口中以產生乾淨結構化鞋口。類似地，楦可具有圍繞其外頂周邊的脊以在噴射於楦上的材料中產生對應結構。脊之向外壁及/或向內壁可自楦本體向內及/或向外偏移以產生圍繞鞋面頂部之周邊的鞋口或封套結構。其他形狀可形成於楦上以對應於其他結構。
鞋底單元及鞋墊
使用壓力紡絲或其他噴射擠出方法製造的獨立鞋底單元及鞋墊使用本文所揭示之本發明原理係可能的。圖11A展示具有對應於鞋底單元組態的空腔40之模具38。圖11B說明具有諸如模具30之多個模具之總成138的垂直或水平系統。圖11C展示多個模具之陣列的水平配置。紡絲頭12可與模具相關聯以使得材料藉由模具或模具總成及/或紡絲頭之旋轉或其他相對移動而噴出至模具中。
在一些可能實施例中，楦或其他模具包括在其底部上的呈鞋底單元之形狀以用於接納形成鞋底單元之噴射擠出材料的空腔或與該空腔相關聯。圖12展示其底部上具有空腔(未圖示)的完全楦鞋面22。紡絲頭12安置於空腔下方並將噴射材料15噴出至空腔中以填充其並形成鞋墊或其 他鞋底單元。鞋面可經進一步處理。舉例而言，圖12B展示鞋面22之正視圖及透視圖。可溶材料42之層可在一或多個區域中以所要圖案塗覆於鞋模。在圖12B中，材料可相鄰舌片32之預期邊緣而置放。當材料42溶解時，形成邊緣且舌片釋放。
作為另一實例，可溶材料可經置放以界定在鞋面或正形成的鞋面之下部部分中的鞋底單元整合區域(由圖12中之交叉影線所指示)。該區域具有對應於圖12C中所展示之鞋底單元24之鞋面邊緣輪廓的輪廓。圖12C中所展示之鞋底單元可接著施加於鞋面與鞋墊之總成上方。
對於由噴射擠出形成的任何鞋底單元，堅固的聚胺基甲酸酯或熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)纖維可經壓力紡絲至相關空腔中以形成鞋底單元。鞋底單元可形成於多個層中以反映中底及外底功能。每一層可具有不同材料或不同材料性質。前腳、中腳及後腳區域可藉由不同材料類型、厚度、密度及結構而具有不同性質。舉例而言，鞋底單元可在一側具有較軟或堅硬材料以考慮支撐或防內轉功能。前腳及/或後腳區域可由提供較高牽引的材料形成。上文關於鞋墊之論述亦適用於鞋底單元的構造。舉例而言，鞋底單元可利用固化以產生耐用、有彈性、柔軟及抑制之灌注網狀物的聚合物材料灌注。
插件(諸如結構元件)可置放於外底模具中，正如可在用於任何物件之任何其他模具中進行一般。舉例而言，用於運動或戶外鞋夾板或長釘的插孔可在藉由保持壓力紡絲或其他噴射材料填充的模具及環繞區域中。或實際夾板或長釘可在模具中。如上文所指示，用於鞋類之其他插件可包括柄、金屬或塑膠彈簧、襯墊或其他力耗散物件、微電子器件(諸 如，力感測器、加速度計、微處理器、壓電元件、電池、電容器等)。
鞋墊具有類似於鞋底單元之功能要求且可藉由噴射擠出支撐性柔軟材料至鞋面中或楦之底部上或至空楦(下文論述)中而形成。材料可經分層以具有類似於用於鞋墊之習知發泡聚合物(諸如，EVA或PU泡沫)的密度、孔隙率、海綿質及/或彈性。
用於鞋底單元或鞋墊的有彈性彈簧結構可形成於層中以用於緩衝、力抑制或能量返回。層可具有黏彈性性質以用於力耗散及抑制。此等彈簧或力耗散特徵將適用於鞋類或保護元件(例如，獨立或衣服整合膝蓋、肘部或肩部保護器)。
鞋底單元亦可使用經調整分層而壓力紡絲或以其他方式噴射擠出，使得不同層具有不同密度並提供多密度中底或鞋墊。鞋底單元亦可使用經調整分區而壓力紡絲或以其他方式噴射擠出，使得存在自鞋底單元或鞋墊之前面至背面的高至低反彈。
具有灌注材料之網狀物
在一些實施例中，多孔或海綿狀結構經噴射擠出具有允許將用以調整結構之總體材料性質的其他材料之滲入或***的開口孔隙率。(下文中，以任何方式經由壓力紡絲或其他噴射擠出網狀物之多孔網路以通常均一分佈被捕獲或另外滲入的材料可被稱作「灌注」材料且經處理網狀物被稱作「灌注網狀物」。)灌注網狀物中之可調屬性包括緩衝、硬度、熱絕緣、耐磨性、紋理、觸感性、阻燃性、防水性、濕氣輸送、色彩及所關注的其他性質。
在一些可能實施例中，材料之壓力紡絲網狀物具有以具有橡 膠、塑膠、泡沫或海綿一致性之聚合物材料灌注的紡織物或3D間隔網狀結構。舉例而言，具有3D間隔網之性質的多孔網狀物可經壓力紡絲。此網狀物可藉由控制壓力紡絲條件而形成使得相對高直徑纖維經噴射並收集為低密度網狀物。諸如胺基甲酸酯材料之不熔材料可添加至多孔纖維結構以產生具有回彈性、能量返回及抑制的總體纖維泡沫結構。除不熔液體以外，奈米粒子或任何其他合適之顆粒可在任何物件之形成期間或在壓力紡絲之後鼓吹於網狀物中，噴射於其中或倒入於其中，且此等經處理網狀物亦應視為「灌注網狀物」。顆粒包括矽藻土、珍珠岩、塑膠及橡膠、砂、陶瓷、金屬，及纖維素材料及其他生物材料。
壓力紡絲或其他噴射擠出薄片材料亦可具有用作可經模切或另外形成為特別物件之片料的灌注材料。舉例而言，不僅具有灌注網狀構造之鞋墊可直接自壓力紡絲方法形成。
用於鞋類的高級製造及模製系統
圖13至圖14說明壓力紡絲及模具系統，其中整個鞋基本上可在沒有任何明顯手動勞動的情況下在自動製造方法中製造。在系統中，提供具有可分離的半邊138A、138B的模具。模具中之體積140表示鞋類物品。體積之一部分表示鞋面形狀122且另一部分表示鞋底單元形狀124。紡絲頭12噴射相同或不同材料之一或多個層至模具中以塗佈內表面。微型紡絲頭足夠小，使得其可進入模具中之內部空隙或其他所選區域並在模具或模表面上傳遞材料之所要塗覆。微型紡絲頭可係可移動的，使得其可移動至模具或其他模之所要區域，如下文更詳細地論述。模具包括用於鞋底單元之空腔。鞋底單元可在鞋面分層之前或在其之後首先藉由壓力紡絲而形 成。結合紡絲頭的選擇性移動，噴射材料可經改變以實現材料在模具空腔中的選擇性塗覆，例如鞋面區域中之鞋面材料及鞋底單元區域中之鞋底單元材料。
參看圖14，壓印模具可用於利用經組態成模具238之空隙240的細節壓印鞋類8或其組件之物品。圖15A展示用於詳述或形成鞋類構造中之特徵的類似配置。在此狀況下，楦7具有安置於楦上方之至少一個材料層L1。模具238詳述構造的側面。模具338具有套頭的形狀並形成具有對應套頭的層之腳趾區域。圖15B展示具有藉由模具形成的某些細節之最終鞋面。
藉由噴射擠出形成的構造中之任一者可經加熱以將材料黏合、黏附或凍結在一起。模具或模可經加熱以提供所需要熱量。
在高級製造方法之另一實施例中，多個模具載入至單個壓力紡絲腔室中以用於同時生產多個元件。
用於本發明主題之實施例中之任一者的壓力紡絲腔室可包括噴嘴之陣列以用於在壓力紡絲步驟之前、期間或之後，引入任何數目個組合物。舉例而言，潤滑劑、染料、著色劑、黏著劑、防水劑、阻燃劑、織物軟化劑等可藉由一或多個噴射噴嘴引入以在腔室中塗佈或處理壓力紡絲構造。
參看圖16至圖20，楦7、107、207、模具、模或壓力紡絲腔室中之其他物件可相對於紡絲頭112而配置或配置於經組態用於沿X、Y及/或Z軸相對移動物件及/或圍繞此等軸中之任何一或多者旋轉該物件的設備113上。藉由提供此移動，壓力紡絲可優先塗覆材料至物件之所要區域。 此操作可結合對材料之噴射的選擇性控制。舉例而言，噴射材料可更大量地塗覆於某些區域上或其可突發塗覆以避免某些區域。除移動物件以外，用於壓力紡絲的紡絲頭可經配置以沿任一或多個所要軸相對於物件移動。紡絲頭可圍繞腔室在處於隔開關係的位置定位以用於選擇性定向物件，例如頂部、底部、前面、後面及/或側面位置。每一紡絲頭可分離地經組態具有(例如)所要噴嘴或經組態以噴射不同材料或視需要選擇性地打開及關閉。作為實例，用於鞋的楦或模具可置放於腔室中使得在外底形成方法期間對應於鞋面之頂面面向紡絲頭。在形成鞋面後，模具或楦可旋轉使得紡絲頭面向底部鞋底單元側面。紡絲頭可接著將鞋底單元材料噴射於模具或楦上。類似地，模具或楦可為固定的且具有面向用於噴射鞋面材料之第一紡絲頭的頂面及面向用於噴射鞋底單元材料之第二紡絲頭的底面。
與紡絲頭112及/或設備113相關聯的機械手臂可用於影響楦或其他模及/或紡絲頭的任何預期移動。圖18A指示前述方法及系統可如何用以在楦上沈積多個層L1、L2、L3、L4及L5。L1可為抵靠著腳的舒適襯墊。L2可為絕熱層。L3可為防水/可透氣隔膜層。L4可為加強層。且L5可為耐用外層。圖19說明在多軸可移動設備113上的可調整大小的楦107，其可與可移動或不可移動紡絲頭(未圖示)一起使用。圖20說明對應於預期使用者腳的掃描之定製楦207。圖21至圖22說明用於掃描使用者腳以用於製造此楦的掃描器。
形狀記憶構造
形狀記憶構造可使用壓力紡絲及其他噴射擠出技術而製造。構造可具有基於基質聚合物材料之屬性及所形成網狀物之特性的功能 性質。已知形狀聚合物材料。舉例而言，適合用於衣服及鞋類的形狀記憶聚合物係揭示於US 20120000251中，其特此以引用之方式全部併入。來自'251申請案之一些相關揭示內容如下。
形狀記憶聚合物不同於習知聚合物，此係由於其具有以物理方式交聯或以化學方式交聯之結構以在高溫下支撐形狀記憶聚合物，且在諸如環境溫度周圍或其之上的低溫下的熱轉移溫度充當形狀切換器。在變形形狀記憶聚合物之後，其能夠在加熱至熱轉移溫度之上後恢復至其最初形狀。形狀切換器可為玻璃轉變(Tg)或熔融轉變(Tm)溫度。根據用作熱轉移溫度之熱轉變類型，形狀記憶聚合物屬於Tm類型形狀記憶聚合物及Tg類型形狀記憶聚合物。
形狀記憶纖維可感測環境溫度並藉由形狀變化對溫度變化作出回應。此使得能夠產生回應於環境及人體溫度而具有自我調整結構及效能之智慧型衣服及附件。因此，形狀記憶纖維可用於不同種類之衣服及附件以實現智慧型穿戴功能性。具有智慧型穿戴功能性之形狀記憶衣服及附件包括：低壓形狀記憶貼身衣及附件、高壓形狀記憶衣服及附件，及具有動態美觀性設計之形狀記憶衣服及附件。
形狀記憶纖維係由形狀記憶聚合物製成。形狀記憶纖維用以製備用於衣服、鞋類、裝備之紡織物，及紡織物之任何其他應用。以下描述將參考衣服說明形狀記憶聚合物的性質，但本發明主題之將形狀記憶材料壓力紡絲成網狀物及物件的方法並不限於衣服。
低壓形狀記憶構造
由形狀記憶纖維製成的衣服可改良紡織物產品之舒適感 覺。此可歸因於形狀記憶纖維至暫時形狀的固定性，此情況減輕穿戴者的大部分壓力感覺。由形狀記憶纖維製成的貼身衣及附件在人體熱轉移溫度情況下變得軟且可撓以適應穿戴者之輪廓。舉例而言，由形狀記憶纖維製成的短襪頂部可給予舒適感覺而不在腿皮膚上產生凹口標記。由形狀記憶纖維及紗製成的腰帶可根據穿戴者的腰部之變化調整其長度。由形狀記憶纖維製成的低壓衣服及附件如由彈性纖維或線製成的彼等產品一般將對人體之血液循環沒有任何影響。
由形狀記憶纖維製成的織物與由彈性纖維(彈力布纖維)及其他纖維製成的織物相比在垂直壓力測試中具有相對低的施加於皮膚上之垂直張力。對比而言，由彈性纖維(線)製成的衣服及附件對穿戴者施加顯著壓力，此係由於彈性纖維不具有形狀固定性。由形狀記憶纖維製成的織物因此可改良尤其用於與穿戴者皮膚緊密接觸的貼身衣及附件(諸如內衣、短襪、腰帶、長襪、針織襪、褲及裏腿)的紡織物產品之舒適感覺。
用於低壓衣服及附件的形狀記憶纖維之切換溫度在5℃至30℃之範圍內，且斷裂伸長率在50%至600%之範圍內。形狀記憶纖維之形狀固定性在10%至50%之範圍內，且藉由熱牽拉及熱恢復測試的形狀恢復率在90%以上。用於低壓形狀記憶衣服及其他構造的形狀記憶纖維藉由冷牽拉及冷恢復而亦具有一具有20%以上恢復率的某一彈性程度。因此，低壓衣服可非常適合於人體輪廓。低壓形狀記憶及具有舒適感覺衣服可由形狀記憶纖維單獨製造或在形狀記憶纖維與天然或合成纖維的摻合物中製造。
高壓形狀記憶構造
用於高壓衣服及其他構造之形狀記憶網狀物經歷牽拉。牽拉溫度在0.5至5.0之牽拉比情況下係在20℃至150℃之範圍內。由形狀記憶製成的高壓衣服及其他物件在加熱之後可收縮至具有極小大小的形狀，其被稱作穩定形狀。藉由加熱，高壓衣服及其他物件可經軟化並放大成比穿戴者身體或高壓形狀記憶構造應用於的其他物件之大小大的大小。放大形狀可藉由將衣服或其他構造冷卻至低溫而暫時固定。因此，高壓衣服及其他構造易於穿戴或配戴。接著，藉由加熱，壓力衣服及其他構造具有收縮並恢復至其穩定形狀的傾向。因此，壓力衣服及其他構造可很好適合於穿戴者或其他應用的物件並施加合適壓力於皮膚或其他物件上。高壓衣服及構造亦可藉由使用(例如)頭髮乾燥器或熱水加熱其而容易地自穿戴者或物件移除，在加熱後其再次變軟。可反覆地使用高壓形狀記憶衣服及其他構造。
壓力衣服及其他構造係藉由單獨或與一般纖維一起的壓力紡絲形狀記憶纖維製造，該等纖維可自壓力紡絲設備中之獨立噴嘴噴射。呈任何形式的網狀物之預先牽拉及結構(例如，紡織物薄片或衣服)判定衣服或其他構造的最初初始大小。衣服的最小大小可藉由例如在熱水中加熱衣服或其他物件或藉由使用頭髮乾燥藉由自由收縮而獲得。穿戴者的身體部位或其他應用物件的大小應範圍介於約最初初始大小至最小大小內。經由適當形狀記憶聚合物選擇、預先牽拉及衣服及其他構造結構設計，可選擇性調整的壓力可施加於穿戴者或其他應用物件上。
用於高壓形狀記憶衣服及其他構造的形狀記憶纖維之熱轉移溫度可在20℃至60℃之範圍內。藉由熱牽拉及熱恢復測試，形狀記憶纖 維具有在30%至100%範圍內的形狀固定率，在75%至100%範圍內的形狀恢復率。形狀記憶纖維之斷裂伸長率應在20%至500%之範圍內。以下為代表參數且本發明主題不一定限於彼等參數。高壓衣服或附件包括壓力短襪、長襪、裏腿及其他壓力衣服但不限於此等。
具有動態設計的形狀記憶構造
形狀記憶纖維、紗及織物可用於美觀性或功能設計。與用於動態美觀性設計之形狀記憶金屬合金線相比，形狀記憶聚合纖維可給予類似於(例如)習知衣服織物之外觀及感覺；且具有與人體之較好相容性。此外，形狀記憶纖維比形狀記憶金屬合金線便宜很多。形狀記憶織物歸因於其良好形狀固定性與彈力布及聚酯纖維相比具有用於3D紡織物的較好能力。
舉例而言，在形狀記憶織物中，形狀記憶纖維可寬敞地及鬆散地形成為非編織紡織物網狀物以便為出現的形狀記憶效果提供足夠空間。收縮(形狀恢復)出現在環境溫度增加時。因此，具有形狀記憶纖維之織物可歸因於不同溫度展示動態功能或美觀性設計。許多功能或美觀性設計特徵可藉由使用形狀記憶織物而實現。舉例而言，熱膨脹可允許織物之較好排氣。更多開口網狀物亦可改變衣服的紋理及美觀性屬性。
對於具有動態設計的形狀記憶衣服及其他構造，取決於所要效果而使用不同種類之形狀記憶纖維。動態設計可為動態起皺恢復或樣式改變，但不限於此等。對於動態起皺恢復衣服及其他構造，藉由熱牽拉及熱恢復所測試，形狀記憶纖維之形狀記憶固定性應在95%以上且形狀恢復率在90%以上。作為合適之牽拉參數，預先拉伸比在0.5至5.0之範圍內。 方法之處理溫度在20℃至150℃之範圍內。藉由熱牽拉及熱恢復測試，所獲得的形狀記憶纖維之形狀恢復率在70%至100%之範圍內；且形狀固定性在70%至100%之範圍內。用於動態美觀性設計的形狀記憶纖維之熱轉移溫度係在20℃至65℃之範圍內。如在別處，前述參數為說明性的且本發明主題並不一定由其限制。
用於實現所描述功能的形狀記憶纖維可由形狀記憶聚胺基甲酸酯製成。形狀記憶聚胺基甲酸酯可自三種起始物質合成：長鏈多元醇、二異氰酸酯及增鏈劑。二異氰酸酯及增鏈劑形成硬區段且長鏈多元醇形成軟區段。
取決於形狀記憶衣服及其他構造的所要性質，用以製造形狀記憶纖維之形狀記憶聚胺基甲酸酯為兩個類型：Tm類型形狀記憶聚胺基甲酸酯及Tg類型形狀記憶聚胺基甲酸酯。用於Tg類型形狀記憶聚胺基甲酸酯之多元醇係在表1中列表。用於Tm類型形狀記憶聚胺基甲酸酯之多元醇係在表2中列表。用於形狀記憶聚胺基甲酸酯之二異氰酸酯係在表3中展示。用於形狀記憶聚胺基甲酸酯之分子增量劑係在表4中呈現。替代性地，化學品可為多元醇、共同多元醇、混合二異氰酸酯、改性二異氰酸酯或混合分子增量劑的混合物。
形狀記憶聚胺基甲酸酯可藉由本體聚合或溶液聚合而合成。在本體聚合方法中，可使用一步聚合或兩步聚合方法。在一步聚合方法中，所有化學品同時添加至反應器。在兩步聚合方法中，多元醇首先在兩個末端處以異氰酸酯部分封端；且接著以小大小二醇或二胺擴展。在溶液聚合中，在合成期間使用溶劑。合適之溶劑可選自由以下各者組成的群組：N,N-二甲基甲醯胺、二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、甲基亞碸或其混合物。
形狀記憶聚胺基甲酸酯接著經處理以產生形狀記憶纖維。根據本發明主題，紡絲技術為本文中所揭示或預期的壓力紡絲或任何其他噴射擠出技術。
在濕式紡絲中，形狀記憶聚胺基甲酸酯之固體濃度經調整至20wt%至40wt%及5Pa‧S至約200Pa‧S的黏度。紡絲溶液必要時經加熱並維持在某一溫度處。形狀記憶纖維自紡絲頭向外擠出並在凝集浴槽中沈澱。接著，形狀記憶網狀物必要時經歷熱處理及後牽拉。
在乾式紡絲中，形狀記憶聚胺基甲酸酯之固體濃度在25wt%至40wt%之範圍內。聚合物溶液經由紡絲頭擠出。熱空氣可用於汽化溶劑。
在熔融紡絲中，形狀記憶聚合物經熔融且經由纖維紡絲頭擠出並藉由冷卻固化。形狀記憶纖維亦可經由多組件紡絲而製備以用於更特殊性質。在多組件紡絲中，可使用兩個或兩個以上聚合物熔融，其中的至少一者可為形狀記憶聚胺基甲酸酯。所製備的形狀記憶纖維可呈圓柱形纖維、中空纖維或任何異常纖維形式。
US 8,726,414(其特此以引用之方式全部併入)揭示包括具有具有一變化或以其他方式藉由實體刺激(諸如，水的存在或溫度改變)改性以改性紡織物之性質的結構的紡織物之區域的服裝物件。區域可沿服裝之中心背面區域及側面區域，且紡織物當曝露於水時空氣滲透率可增加。區域亦可在軀幹之鞋面區域中且在下背區域中，且紡織物當曝露於水時紋理可增加。在一些實施例中，狹縫形成於紡織物中。可使用形狀記憶聚合物實現功能變化，且所揭示服裝可經由形狀記憶聚合物之壓力紡絲而形成。類似地，US 8,187,984(其特此以引用之方式併入)揭示包括具有具有回應於溫度改變而展現熱膨脹或收縮、回應於環境條件而調整紡織物織物之隔熱效能的塗佈材料的一或多個區之光滑表面的紡織物織物。可使用形狀記憶聚合物實現功能變化，且所揭示織物可經由形狀記憶聚合物之壓 力紡絲而形成。
可調整的模具及其他模
本發明主題涵蓋對可調整模及模具的壓力紡絲及其他噴射擠出法。可調整模(例如，大小、形狀改變或模塊化的模)之使用藉由減少生產一系列大小或樣式所需要的不同模之數目而允許物件的更有效生產。
呈可膨脹球囊107形式的可調整楦展示於圖16中。藉由膨脹或收縮球囊，可製造(例如)不同大小鞋或組件。球囊可選擇性地可膨脹使得存在楦大小沿不同軸及區域的各向異性變化。球囊可由可加壓彈性體(諸如，天然或合成橡膠)或其他可加壓及彈性可膨脹材料或結構製成。球囊上或中的區域可選擇性地經組態具有在壓力下具有不同膨脹速率並允許所要膨脹性圖案的材料。
可膨脹或以其他方式可調整的楦或其他模或模具亦允許特徵定製成最終使用者規格，例如給定使用者3D經掃描腳的細節。可調整的楦為鞋及其他製造技術中所熟知。以下為可經調適用於本文所揭示之壓力紡絲及其他噴射擠出技術的代表實例。US 20130291317(其特此以引用之方式全部併入)揭示可***至包括供應品之物件中使得可調整楦之可調整部分的位置可根據物件的大小改變的可調整楦。在一些實施例中，可調整的楦包括可根據物件之大小以流體填充，且可用於調整物件之大小的可充氣構件。其他實施例不包括可充氣構件。可調整楦可包括用於調整可調整部分的調整總成。調整總成可包括可移動嚙合其他楦部件以改變大小及形狀的楔構件。
US 7,980,007(其特此以引用之方式全部併入)揭示用於定製適配運動鞋至個別穿戴者的系統，其包括腳量測器件、可調整腳模及紅外線啟動腔室。每一長度大小之單一寬度的鞋具有由待定製適配於寬度的熱展性材料製成的鞋面之至少一部分。腳量測資料用以計算長度大小、寬度大小及數個定製調整因素。在計算長度大小之後，適當大小鞋及楦經裝配在一起並經歷紅外線輻射直至熱展性材料變為塑膠為止。接著根據調整因素對楦進行調整以提供定製寬度大小。在進一步熱處理以設定鞋面及冷卻之後，鞋完成。以此方式，若用於零售設置，則鞋在幾分鐘內經定製適配至穿戴者。
除可膨脹楦以外，楦可具有真空形成殼之性質。亦預期經3D印刷楦。其可經印刷至特別使用或所選人口統計群組之特定解剖結構。
完成-後壓力紡絲步驟
各種步驟可在壓力紡絲或其他噴射擠出技術之後進行。舉例而言，經由壓力紡絲形成的薄片或3D構造可置放於模具上或模具中從而得到所要形狀。材料可藉由熱量、壓力、可固化材料之UV固化、利用樹脂或其他可設定材料之塗佈而模製成設定形狀。舉例而言，熱塑性塑膠材料之網狀物可經熱模製成所要形狀。網狀物材料可用作用於形成複合材料的疊層並藉由利用可設定樹脂處理網狀物而模製成所要形狀。以此方式，高級複合材料可在沒有編織缺點及所有壓力紡絲之優點的情況下形成。
重新調整大小
在一些實施例中，本發明主題針對可膨脹後形成為多個大小的單一大小物品的形成。舉例而言，鞋類物品(例如，鞋面或具有鞋底單 元之整個鞋)可由熱塑性塑膠、熱固性台或其他熱成型材料形成。在形成後，其可置放於可膨脹或可調整楦或將物品改變成較大所要大小的其他模具上。藉此，經由壓力紡絲形成的單一大小物品可重新調整大小或再成形至定製大小或形狀。除模具以外，重新調整大小或再成形可在於使用者腳或解剖結構之其他適用區域或解剖結構之可複製區域(例如，基於掃描使用者解剖結構並包括全部解剖或選擇細節的楦或模具，不僅如習知楦中之腳的傳真)上同時進行。
構造中之色彩變化可藉由改變紡絲頭噴嘴之距離而實現，改變紡絲頭噴嘴之距離將導致改變著色材料之濃度或密度，至噴嘴愈近，噴射及因此色彩更密集，噴射更遠、更擴展及色彩不大密集。類似地，不同紋理可藉由改變或使用(例如)紡絲頭噴嘴距離、噴嘴孔隙、工作循環、濺鍍而實現。另外，為噴射著色材料，透明材料亦可用作壓力紡絲層上之外塗層。
其他完成步驟
網狀物之其他後處理步驟可包括切割、整平邊緣形成、染色、壓印、圖形印刷等。為提供耐用性，相對高磨損材料可例如圍繞鞋類中之腳趾及/或腳跟經壓力紡絲或以其他方式施加至脆弱產品區域。
前述實施例不意謂為用以自壓力紡絲設備產生並捕獲連續纖維的方法之詳盡清單。自本文中的教示，熟習此項技術者可使用壓力紡絲以生產並收集連續纖維以用於編織或針織製品中之任何應用或使用連續纖維之任何其他應用。
定義(如文獻中一般針對戶外與紡織物行業所描述)：防水/可透氣(複合織物)：如由不同標準所定義耐受一定壓力之水滲透之紡織物(針織或編織)複合材料，但其亦可透氣，如藉由允許濕氣穿過複合材料的不同標準所量測。該複合材料可含有1個紡織物層及防水可透氣隔膜(定義為2層防水可透氣複合材料)，或防水可透氣隔膜可包夾在2個紡織物層之間(定義為3層防水可透氣複合材料)。在2.5層防水可透氣複合材料之情況下，隔膜通常具有塗覆於與外紡織物側相對之隔膜表面上之印記。此印記可為色彩、設計及/或包括呈任何圖案之功能性粒子。紡織物層可為任何纖維類型(天然、合成、生物類、可生物降解的)之編織或針織結構或任何纖維類型之摻合物。使用接縫帶密封所有縫隙以確保防水性。
防水/可透氣隔膜：根據所選標準為(1)防水及(2)可吸入濕氣之可撓性材料。隔膜可為親水性、疏水性、單片或微孔的。雙組分隔膜組合兩個層，例如GORE-TEX ePTFE隔膜及另一材料層。
空氣滲透率：紡織物、隔膜或複合材料允許空氣穿透材料之能力；以每分鐘立方呎CFM量測。
濕蒸氣透氣性/蒸氣滲透率：指紡織物、防水/可透氣隔膜或複合材料允許濕氣(液體或水蒸氣)通過材料的能力。
硬殼(2L、2.5L、3L)：由實現較高程度之防風性的多個層2、2.5或3L組成之防水可透氣複合材料。外層通常為更多材料，諸如耐綸織物。典型織物收縮為防破裂的。
軟殼：具有高抗水性，然而專注於擋風之紡織物複合材料。擋風可使用防水可透氣隔膜(包夾在兩個紡織物層之間)或使用黏著劑或 膠將兩個紡織物或基材貼附在一起來達到。膠不為空氣可滲透的，且因此計量複合材料之空氣滲透。紡織物織物通常為較軟編織與針織織物，因此稱為軟殼。藉由操縱各紡織物複合材料之設計特徵，空氣滲透率可在0至100%擋風之範圍內。
奈米纖維：定義為直徑在100奈米與1000奈米之間之纖維。奈米纖維提供奈米級水準下之高表面積及獨特性質。
非編織：由藉由除編織法以外的某方法，諸如化學、加熱、機械或溶劑方法黏合在一起的纖維製成之織物類材料。將纖維纏結，從而產生網狀結構。纏結產生纖維之間的孔隙，從而提供一定程度之空氣滲透性。
熟習此項技術者將認識到，在為解釋本發明主題之性質而已描述且說明之部分及動作之細節、材料及配置中許多修改及變化為可能的，且該等修改及變化不脫離教示及其中含有之申請專利範圍的精神及範疇。
出於所有目的，本文中所引用之所有專利及非專利文獻在此以全文引用的方式併入。
1‧‧‧複合結構
2‧‧‧上部第一層
3‧‧‧第二或中間層
4‧‧‧第三下部層
5‧‧‧水蒸氣
6‧‧‧液相水
7‧‧‧楦
8‧‧‧鞋
10‧‧‧壓力紡絲系統
12‧‧‧紡絲頭
14‧‧‧儲集器
15‧‧‧材料射流
16‧‧‧一或多個出口埠
18‧‧‧收集器
20‧‧‧薄片或墊片
22‧‧‧鞋面
24‧‧‧鞋底單元
26‧‧‧套頭
27‧‧‧鞋面功能結構
28‧‧‧腳跟杯
29‧‧‧腳跟穩定器
30‧‧‧管
30A‧‧‧擴展部分
32‧‧‧肢接舌部
35‧‧‧裝有角撐板之舌片/角撐板
38‧‧‧模具
40‧‧‧空腔
42‧‧‧可溶材料
107‧‧‧鞋楦/可膨脹球囊
112‧‧‧紡絲頭
113‧‧‧多軸可移動設備
122‧‧‧鞋面形狀
124‧‧‧鞋底單元形狀
126‧‧‧套頭
127‧‧‧鞋面加強結構
129‧‧‧腳跟穩定器
130‧‧‧通道
131‧‧‧鞋口/凹口
132‧‧‧舌片
138‧‧‧總成
138A‧‧‧可分離的半邊
138B‧‧‧可分離的半邊
140‧‧‧體積
207‧‧‧定製楦
238‧‧‧模具
240‧‧‧空隙
338‧‧‧模具
L1-L5‧‧‧材料層
除非指出為展示先前技術，否則以下諸圖展示根據本發明主題之實施例。
圖1A至圖1D展示若干已知微孔隔膜之掃描電子顯微鏡影像及相關聯顯微術及材料細節。
圖2示意性說明可包括根據本發明主題生產的防水可透氣材料層之複合構造。
圖3示意性說明根據本發明主題之用於生產構造的壓力紡絲系統。
圖4A至圖4B示意性地說明結合壓力紡絲系統或其他噴射擠出系統的模具使用。
圖5A至圖5C示意性地說明用於收集噴射擠壓材料之鞋楦的使用。
圖6A至圖6A示意性地說明用於收集噴射擠壓材料之鞋楦的使用，其中結構元件整合至材料中。
圖7A至圖7C示意性地說明用於收集噴射擠壓材料以形成鞋面的鞋楦的使用，其中結構元件可移除地整合至材料中。
圖8A至圖8B示意性地說明用於收集噴射擠壓材料以形成鞋面之鞋楦的使用，其中某些功能特徵整合至材料中。
圖9示意性地說明用於收集噴射擠壓材料以形成鞋面之鞋楦的使用，其中某些其他功能特徵整合至材料中。
圖10A至圖10B示意性地說明用於收集噴射擠壓材料以形成鞋面之鞋楦的使用，其中鞋底單元與由材料形成之鞋面相關聯。
圖11A至圖11C示意性地說明用於藉由將材料噴射擠出至所展示之該或該等模具中而形成鞋底單元的模具及模具陣列。
圖12A至圖12C示意性地說明用於藉由將材料噴射擠出至鞋面之底部中及用於完成鞋面的某些可能步驟而形成鞋底單元(特定言之，短襪襯墊)的系統設備。
圖13示意性說明用於經由將材料噴射擠出至模具中而形成整合鞋面及鞋底單元的單一模具。
圖14示意性說明用於在藉由噴射擠出完整或部分形成的鞋上壓印或形成圖案的模具。
圖15A至圖15B示意性說明用於在藉由噴射擠出完整或部分形成的鞋上壓印或形成圖案的模具。
圖16示意性說明可用於本文所揭示之噴射擠出法中的可調整楦。
圖17示意性說明可用於本文所揭示之噴射擠出法中的用於多軸移動的系統。
圖18示意性說明可用於本文所揭示之噴射擠出法中的用於多軸移動的系統。
圖18A展示可使用本文所揭示之多軸或其他噴射擠出系統形成於楦上之某些材料層的分解圖。
圖19示意性說明可用於本文所揭示之噴射擠出法中的用於多軸移動之系統，在此狀況下系統裝備有可調整大小之楦。
圖20示意性說明可用於本文所揭示之噴射擠出法中以用於為特定使用者定製鞋類的系統。
圖21示意性說明用於掃描腳以用於定製使用者之鞋類的的腳掃描器。
圖22示意性說明使用獲自圖22之掃描器的腳掃描製成的定製鞋類物 品。
10‧‧‧壓力紡絲系統
12‧‧‧紡絲頭
14‧‧‧儲集器
15‧‧‧材料射流/噴射材料
16‧‧‧出口埠
18‧‧‧收集器
20‧‧‧墊片

Claims (20)

  1. 一種使用噴射擠出形成物件的方法，其包含自噴射擠出設備之出口將第一纖維形成材料串流傳輸於表示鞋類、服裝或戶外裝備之物件或前述中的任一者之組件的包含至少部分非平面模的3D模具或其他模上方或其中，直到纏結纖維之第一網狀物在第一層中安置抵靠著該模具或其他模，及繼續串流傳輸該第一纖維形成材料或來自相同或不同出口的第二纖維形成材料，直至纏結纖維之第二網狀物在第二層中安置於該纖維之第一網狀物上或鄰近該纖維之第一網狀物，該第二層在一或多種纖維形成材料、纖維直徑、纖維形狀、網狀物孔隙率、網狀物密度或網狀物厚度等方面不同於該第一層，且其中該第一網狀物之纖維由於噴射擠出的結果而與該第二網狀物之纖維相交或纏結。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該模具或其他模表示包含鞋類或其組件之物品的物件且其中該第一網狀物作為鞋類鞋面的至少一區段及該第二網狀物作為鞋底單元的一區段。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該模具或其他模包括插件，該插件包含：(i)該物件之結構組件，其待在該噴射擠出之後與材料之該第一或第二網狀物整合；及/或(ii)可移除式或可溶元件，其形狀在移除或溶解之後保留所選形狀之三維壓印於材料之該網狀物中，且該方法包括在該纖維形成材料之串流傳輸之前將該元件安置於該模具或其他模上的步驟，且之後將該纖維形成材料整體或部分串流傳輸於該結構組件或該元件上。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該方法包括在該模具或其他模上 遮蔽所選模具及/或網狀物材料以產生肢接部件的步驟。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該遮蔽材料經移除或溶解。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中活動鉸鏈係經由該移除或溶解而形成以允許該等部件的移動。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等不同的網狀物係基於選自防水/可透氣隔膜層類型；熱管理層類型；結構層；電層類型；及外層類型之群的不同選擇。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中藉由噴射擠出纖維形成材料於該第一或第二網狀物上形成不同於各該第一及第二網狀物的第三網狀物，其中的每一網狀物係選自防水/可透氣隔膜層類型；熱管理層類型；結構層；電層類型；及外層類型之群的不同選擇。
  9. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該物件包含用於鞋類之物品的鞋面。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該物件包含鞋底單元，其含有該等第一及第二網狀物，該等網狀物係鄰接不同材料性質之後腳、中腳及/或前腳區域。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該物件包含鞋底單元，其中至少一個網狀物包含緩衝層且該第二網狀物包含置於該第一網狀物上的外底層。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該模包含物件之至少一周邊邊緣，且該邊緣曝露於在該噴射擠出法期間形成的纖維，從而允許該等纖維在該邊緣收集且作為該第一或第二網狀物從該邊緣延伸，且黏合該所 收集的纖維至該曝露邊緣以形成具有該第一或第二網狀物的邊緣之整合總成。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一或第二網狀物包含超細纖維。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中超細纖維網狀物包含防水可透氣隔膜。
  15. 一種構造，其包含鞋類或其組件之物品，其藉由噴射擠出纖維形成材料而形成，該物品包含非編織纏結聚合物纖維的第一及第二網狀物，該等網狀物至少部分安置在3D、非平面模中，該纖維的第一網狀物在第一層中，且該纖維的第二網狀物在第二層中，該纖維的第二網狀物安置在該纖維的第一網狀物上或鄰接該纖維的第一網狀物，該等第一及第二網狀物在一或多種纖維形成材料、纖維直徑、纖維形狀、網狀物孔隙率、網狀物密度或網狀物厚度等方面不同，且其中該第一網狀物之纖維與該第二網狀物之纖維纏結。
  16. 如申請專利範圍第15項之構造，其進一步包含與該第一網狀物及/或該第二網狀物整合的結構組件，其中該結構組件或該元件包含腳跟杯、腳跟穩定器、套頭、足弓墊、矯正元件、側向或內側穩定性結構、柄、管(或桿)、支撐或可張緊綁帶或織帶、美觀性元件、整體或部分整合至該第一及/或第二網狀物的組件。
  17. 如申請專利範圍第15項之構造，其中該第一網狀物包含鞋底單元的區段且該第二網狀物包含鞋面的區段。
  18. 如申請專利範圍第15項之構造，其中該構造包含鞋底單元，該第一網 狀物包含緩衝層且該第二層包含外底層。
  19. 如申請專利範圍第15項之構造，其中該構造包含鞋面。
  20. 一種鞋類、服裝或戶外裝備之物件，或前述中的任一者之組件，該物件包含非編織纏結聚合物纖維的第一及第二網狀物，該等網狀物至少部分安置在3D、非平面模中，該纖維的第一網狀物在第一層中，且該纖維的第二網狀物在第二層中，該纖維的第二網狀物安置在該纖維的第一網狀物上或鄰接該纖維的第一網狀物，該等第一及第二網狀物在一或多種纖維形成材料、纖維直徑、纖維形狀、網狀物孔隙率、網狀物密度或網狀物厚度等方面不同，且其中該第一網狀物之纖維與該第二網狀物之纖維纏結，該等層經安置以界定凹穴、翼片、擋板、通道或物件中的其他空隙。
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