专利名称：鞋子底部的防水密封工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防水鞋帮(Schuhschaft)的鞋底侧面(1aufsohlenseitigen)的端部区不致于透水的密封工艺，和/或者一种通过注入能固化且有防水性能的液体填充材料，制成胶合鞋的鞋底区的缓冲鞋垫的方法。
要防止鞋子不透水，其鞋帮与鞋底周边的密封是一个很大的问题，特别是既要防水又要透气的鞋尤为突出。因为它们的鞋帮外层通常是用既透气又透水的材料，如纺织品或皮革制造而成，并且这种鞋帮又设有衬里，其衬里层的功能既要防水及减缓水气的渗透，并且还要具有透气性能。
在传统的楦鞋工艺(Zwickverfahren)时，鞋底的衬底(Brandsohle)是被固定在一个鞋楦上，并沿着衬底周围对鞋帮的底部周边进行敲打，然后再粘牢在衬底上。这种方法工序多且在楦紧区会使密封出现问题。为了生产这类工艺的鞋，首先需要在衬底周围边缘(Brandsohlenumfangsrand)涂上粘合剂，然后要在三个区域并通过三个阶段进行楦紧先粘合鞋尖，然后对边部区进行粘合，最后再粘结鞋跟部位(Fersenbereich)。每个粘合过程结束之后还需要等候一段时间，直到粘合剂充分发挥粘结作用之后才能楦紧。当三个粘结阶段结束之后，由于活化作用，必须重新软化粘合剂，以便使各个粘合区之间的过渡处保持均匀，由此，才可以防止在过渡区出现没有充分粘结的部位及发生可能渗水的问题。
如在其它生产工艺一样，在这种楦鞋方法中，也会由衬里(Futter)到鞋面料(Obermaterial)特别容易造成水的通道，从而危及鞋底边过渡区。因为，在楦鞋的折叠边，经常发生粘合剂漏洞(Klebenlücken)，水可能就会从该处浸入。在楦紧边粘结好之后，为了可靠一些，在整个外围面再涂上一层粘合剂，借助该粘合层就能达到安全密封了。
作为防水而又透气的鞋的衬里，目前主要使用四种层压料，按其顺序来分，它们为衬料层；由塑料制成的泡沫层；功能层-一般由聚四氟乙烯(PTFE)通过拉伸而制成的微孔状的薄膜；以及位于功能层的背面的、由织物制成的加固层。为了使功能层通过粘合剂直到鞋衬底能达到防水粘结，在位于粘结区的功能层要使所谓的棱角边露出来，在这些棱角边上要去掉衬料层和泡沫层。因此，泡沫层应有一定公差范围，以使在去除功能层的衬料时不致于损害功能层。所有的鞋衬里皆要带有泡沫层，这样做也就是为了不使棱角边受到损害。
由于整个鞋衬里都带有泡沫层，从而也就使由塑料层压的衬里变得昂贵了。此外，涂抹粘合剂、分段粘合以及随后为了密封折叠边又要把整个周边再用粘合剂涂敷一遍等这些工序都造成了成本的增加，并且，又是手工操作，还要求有鞋楦耐用性。不难想象，这样一种制造工艺不仅仅使制鞋费用大幅度提高，而且其生产效率(即每单位时间生产出的鞋子数)与其大批量生产工艺难以适应。
这些问题其实在本发明人的DE3712901C1专利中介绍过并得以解决。在该专利方法中，是把一个加压浇注模置于楦紧的鞋帮的鞋衬底周围的底边上，该模有一个朝着楦紧的鞋帮区抬高的密封唇形装置(Dichtlippenanordnung)，该装置的外形又与衬底周围轮廓(Brandsohlenumfangskontur)相配合。借助该加压浇注模就可以把可固化的液体密封料喷注到由密封唇形装置限定的区域中。在这种粘合过程中，就不会使被包紧边(Zwickeinschlage)内部的边缘区受到粘结。在喷注时，借助该加压浇注模就能够使密封料封闭住包紧边的内部边缘区。
这种熟知的喷注法从技术上证明是相当好的，所生产的鞋子具有较高的防水性能，但是，要求厂家投资费用却较高，因为必须添置相应的喷注机。
人们常要求鞋子在其鞋底内有个缓冲垫，使在行走或跑路时起到缓冲作用。
随着上述发明又设计出一种方法，该方法通过密封料进行密封。其好处在于简单且费用低，并且/或者在鞋子底部又形成了缓冲垫。
在本申请的权利要求1中所指明的这一工艺方法即可做到这一点，并且根据权利要求2至18，该工艺还可进一步得以扩展；此外，本发明又可提供按照权利要求19制作的鞋子，而这种鞋子又能根据权利要求20至28得以进一步扩展。
为实施按照本发明的工艺方法，人们只需要使鞋底和/或者衬底设一个用于注人材料用的注料孔就行了。而且，为了注入剂料，甚至可以利用常用的注射器(Spritze)，诸如用来密封浴室接合处(Fuge)那种类型的注射器。如大批量生产鞋子也不成问题，人们可以使喷注实现自动化。由于是借助填充料进行密封的，所需要的粘合费用也就不会太高，如同在传统的工艺那样。因此，按照本发明的方法可使成本显著减少，并且会使制鞋工艺进一步改善或者可以达到全自动化生产。
按照本发明使用的聚氨酯泡沫料(Polyurethanschaum)具有较高的蠕变性，且粘结强度较高，这样，就能够使密封效果良好、可靠。该泡沫的发泡几乎不受压力影响，人们使处于液体状态的泡沫在无压力情况下即能注入到衬底与鞋底之间的空腔内，例如，使它在无压力情况下自由流淌。因此，也没有反作用力施加到衬底和/或者鞋底上，泡沫的膨胀是往空腔各个方向进行的，不会造成鞋衬底和/或鞋底的变形。基于这种特点，填充料与向其内注入填充料的空腔之间的配合公差可以有个较大的允差范围。
当注入液体的、使填充料硬化的反应混合物时，可以这样来放置鞋子，即使鞋底朝上。这样，就能使反应混合物还处在较高的蠕动液态时即能浸润到衬底周围这个主要的可能会发生问题的区域，并由此处开始了发泡过程。在这种情况围这个主要的可能会发生问题的区域，并由此处开始了发泡过程。在这种情况下，还没有产生泡沫(还未反应)的液体填充料主要是流向须要密封的区域。当与织物反面形成了一层功能层(Funktionsschicht)时，还没有泡沫化的填充料这一侧的渗透性要好于已经泡沫化的填充料一侧。因此，由没有泡沫化的填充料可以更好地防护功能层的渗水。
可以在发泡及硬化过程之前给反应混合物加入一些其它成份，确切地说，是为了使填充料得以活化。人们还可以把能导电的粒子掺入到填充料中。衬底有一个贯通它厚度的孔或者有一个由导电材料组成的带区。在与该衬底连接中，这能够使穿鞋者由脚到鞋底都带有静电电荷，因其鞋底由于搀有导电粒子同样是可以导电的。因此穿鞋者的脚也就被“接地”了。在注入填充料之前，可以在衬底与鞋底之间至少放入一个预制的嵌件(Einlegeteil)，该嵌件其后由注入的密封材料固定住。就嵌件而言，比如说可以用一块金属板以阻止钉子进入到鞋室(Schuhinnenraum)内。嵌件也可以是一个带有气垫的中间鞋底(Zwichensohle)；或者，是一个缓冲材料层；还可以是一个电池，以便为装在鞋子上的灯提供电能。这样一些嵌入件都是借助填充料把它固定在所希望的位置上。
几乎在无压力情况下能发泡的聚氨酯泡沫料，按照权利要求1的规定显示出这种泡沫料没有或者只有很小外部压力作用到它的周围。内压是有的，该内部压力能够使泡沫形成，但是，这种压力不朝外作用，或者对外只起到很小的压力影响。因此，在发泡过程中也不会使衬底与鞋底之间的空腔膨胀。好处还在于，鞋底同鞋帮的粘合仅在周围一圈进行，位于鞋底侧的鞋帮端部与鞋底是不粘结的。通过这样做法，一方面封住了折叠边(Zwickfalten)，另一方面填充料又被注入到鞋帮的鞋面料层中，从而在鞋帮区域可消除水的流动性。
处于包紧边内沿范围之内的鞋底中部区，至少备有一个朝鞋衬底开口的空腔，这一做法是特别有好处的。该空腔内注满了填充料，因为填充料比鞋底材料轻些，所以通过这样一种措施也使鞋子的总重量得以减轻。
填充料也可作为衬底与鞋底之间的缓冲垫用。至于是否是防水鞋，则无关紧要。就防水鞋而言，填充料是可以对已防水的密封材料起到附加防水作用的。这种鞋垫的优点为不需要按其不同的鞋子尺寸和形状生产并库存各种相应的鞋垫(Polsterungseinlegeteile)了。
按照本发明的工艺，不仅适合于借助楦鞋法制造的鞋，而且还在其它方面带来诸多好处使鞋帮与衬底连接区内的鞋面与衬里之间、衬里与衬底之间都能达到良好的密封，并且/或者又可以制造出一个可靠的、出色的鞋垫(Polsterung)。
如果采用楦鞋法制鞋，更能体现出本工艺的优点-能够切割掉处在鞋底侧端部的衬里，该衬里少则与面料一样长，或者一般超出面料约3mm。还有，可以水材料挤压到面料与衬里之间的端部区域。
按照本发明的生产防水鞋的方法的最佳实施例有以下一些工艺步骤一方面把一个鞋衬底固定到一个鞋楦(Leisten)上，另一方面把面料和衬里彼此缝合在上面的鞋帮末端。在它们鞋底侧的端部，切割掉面料及与面料长度相等的、或者一般伸出面料约3mm的衬里的超出部分。在鞋楦包紧区(Zwickeinschlegbereich)，把鞋面料与衬里彼此粘牢。然后，再把面料以及被粘住的衬里所处于的包紧区绷紧在鞋底上。包紧的自由端部区通常留有约0.5cm的间隙。借助该间隙使带有注料孔的鞋底与位于鞋底侧的鞋帮末端相粘结。然后使鞋底朝上，通过贯通鞋衬底与鞋底之间的注料孔把填充料注入进去。最后再用一个密封塞子把注料孔封住。
为了注入可以固化的材料，在鞋衬底开注料孔的应用技术已早为大家所熟知。在US-A-2607061中也可以看到这种工艺的应用。为了使鞋跟粘牢在鞋子上，在此种方法中，是通过衬底料孔把粘合剂注入到高鞋跟的轴向中间槽沟内。
现借助实施方式详细说明本发明。其附图为
图1是按照本发明鞋的纵剖面图。
图2是由下往上看的衬底和鞋帮楦紧区(Zwickbereich)的视图，其中，鞋帮是由面料及衬里层(Futterlaminat)组成。
图1是按照本发明的鞋子11的主要结构形状的横剖面图。鞋子有鞋帮13、鞋衬底15、鞋底17、注入孔19以及一个处于衬底15与鞋底17之间的密封料21。按照本发明，密封料21是由填充料而形成的，并且按本发明它还可以附加地起到缓冲鞋垫的作用。鞋帮13是由面料23及衬里层25组成。衬里层25有一个防水并能减缓水渗透的功能层，该功能层主要由拉伸过的、并且由此而变成微小透气孔的聚四氟乙烯材料制成；在朝面料13方向的一侧，有一个由纺织加固材料制成的背面，而在反面有一塑料压制的衬里层。衬里25的各个层次在图中未表示出来。在鞋子11的足趾区及脚后跟区并位于面料23及衬里层25之间，分别有一前护罩27及后护罩29，它们由能加固鞋子强度的材料制成。
图1为采用楦鞋法制成的鞋子。为了达到制鞋目的，要把鞋帮13的靠鞋底17一侧的楦鞋区31绕着衬底15外周范围进行敲打或者楦紧，并且借助粘合剂35同衬底15周围区33粘结住。在楦鞋区31的自由端，要切割掉面料23以及切除掉与面料一样长的衬里层，如鞋子的前护罩区所表示那样；或者切除掉一般按规定超出面料约3mm的多余部分的衬里，如图1中后护罩区所示那样。
鞋底17在与鞋帮13的鞋底侧的端部的面料粘合时，位于楦鞋区31的端部区37没有粘合剂，粘合剂只处在用来粘贴鞋底17的楦鞋区。在图1和图2中，用位于鞋底区中的很小的交叉线象征性地表示粘合剂41。实际上，粘合剂41也就位于鞋底区中的很小的交叉线象征性地表示粘合剂41。实际上，粘合剂41也就是位于鞋底17与鞋帮13之间。在弯曲区(Ausballbereich)39内，由密封材料21把中间空腔注满，该中间空腔(Zwichenraum)是位于没有与鞋帮13粘结的鞋底17的中间区(Mittenbereich)与没有由包紧边盖住的衬底15的中间区之间。
为了制造按照本发明形状的鞋子，有以下工序在从鞋底17上脱下的鞋帮13的上端区，使其面料23与衬里层25彼此缝合。位于鞋帮13的鞋底侧的端部上，切割掉与面料23等长的衬里层25，或者切掉超出面料23大约3mm的规定余量。衬里层25与面料粘结是在楦紧区或者是在包紧边31宽度约为2cm范围内进行的。此时，包紧边31的内端区不得粘结。把由皮革或人造革、或棉制品制成的鞋衬底15固定在鞋楦上。然后，绕着鞋楦敲打鞋帮13的整个鞋底一侧的端部，并且借助常用的制鞋粘合胶35绷紧到衬底15上。也可用另一楦鞋工艺来代替通过胶粘合的方法，在此种方法中，至少要在脚后跟部位用钉子把鞋帮固定在衬底上。
在鞋帮13绷紧之后，对包紧边31区的面料23进行去毛工作。通过打磨，尽量将在包紧边31，特别是鞋尖及后跟部位等可能出现的皱纹均匀平整。然后，再用常用的鞋底粘合胶41(取决于鞋底材质)涂抹到包紧边，但是在包紧边31的端部区要留有约0.5cm无胶区。此外，还要在留有适当宽度的鞋底17的边缘区涂上鞋底胶41。因此，处于包紧边31的内缘区内的弯曲区39不会被粘住的。
鞋底17开有一个用作填充料注料口19的孔，该孔一般开在关节(Gelenk)区，即在足前端的配合面与后脚跟之间的区域上。该孔也可开在鞋底17和/或者衬底15其它所喜爱的位置上。注入孔的位置无多大关系，因为使密封料21固化的反应混合物具有较高的蠕动性，故有充分时间填满衬底15与鞋底17之间的整个空腔。在完成鞋子11的整制准备工作之后，从注料孔19开始注入密封料21，该材料要注满弯曲区39，注料时通常是把鞋底朝上置放。注料结束之后，封住注料口19，例如，可借助一个图中没有表示出来的密封塞来塞住该注料口。注料口19也可以在反应混合物注入之前先用一个阀门行程挡块(Ventilstopfen)封住，该挡块通常可使液体的反应混合物从其中注入。然后，再用固化的密封料从里侧密封住该注料口。
由于处于液体状态的密封料具有较高的蠕动性，所以它能够流向包紧边31的各个未粘结的折叠处及缝隙，并且还有一部分流到面料结构处，从而使这些区域都能具有防水密封作用。
图1中表示两种可能的结构方式位于鞋尖区的一种结构形式和另一种处于脚后跟区的结构形式。在前一种形式中，处于包紧边31区的面料23和等长的衬里层25皆被切除掉；而后一种形式中，位于包紧区31的衬里25有一段超出面料23的余量。
在图2结构方式中，位于包紧边31区，衬里层25超出面料23。
根据本发明的工艺方法制鞋，具有下列几个主要的优点—生产流程简单，可以达到自动化生产；—制造工艺能很好地满足大批量生产条件；—本工艺方法对鞋生产者不需要化费较大的投资；—在不必增加生产时间的条件下，不会降低生产能力；—比已有的生产工艺更能降低成本；—由于填充区注满了填充料或密封料，使整个鞋子提高了耐冲击性；—本工艺方法适用于已缝制好的各种款式及强度的鞋子。
在本发明的一个有利的实施方式中，聚氨酯泡沫含有多元醇，特别是含有聚醚多元醇，或者聚酯类多元醇，多元醇的OH基数为86。并且含有异氰酸酯，其氰酸根(NCO)含量为20.7％。多元醇与异氰酸酯的重量混合比为100∶30。
不过，OH基数，NCO含量以及混合比，也可以按照权利要求1，3，6和/或者7所规定的范围配制。
权利要求
1.一种使防水鞋帮(13)的位于鞋底侧处防止透水的密封工艺，和/或者，通过注入可以固化的并能防水、且可以制成鞋垫的液体填充料(21)，从而在经过粘合的鞋底(17)的鞋子(11)底部形成一个缓冲鞋垫的一种制鞋工艺，其特征在于，a)所使用的填充料是一种几乎在无压力作用下能够发泡的聚氨酯泡沫，它在液态时具有较高的蠕变性，并且有很高的粘结力，聚氨酯泡沫是通过多元醇和异氰酸酯聚合而成，多元醇的OH基数约为60-280，异氰酸酯的氰酸根(NCO)含量约在15-25范围；b)鞋底(17)和/或衬底(15)在至少由鞋帮(13)的端部限制区之内的某一位置上设有一个注入孔(19)；以及c)还处于液态的填充料(21)通过位于衬底(15)与鞋底(17)之间的至少一个注入孔(19)注入进去，由于填充料具有较高的蠕动性，由孔中注入的填充料能够流动到鞋帮(13)的位于鞋底侧的端部区。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，所采用的聚氨酯泡沫为聚醚和/或聚酯类的聚氨脂泡沫。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，用于聚氨脂泡沫的多元醇，其OH基数范围大约在70-250之间，以及，所使用的异氰酸酯的NCO含量约在16-23范围。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，采用OH基数为86的多元醇和NCO含量为20.7的异氰酸酯来聚合成聚氨酯泡沫。
5.按照权利要求4的任一项的方法，其特征在于，要使用并没有凝固的聚氨酯泡沫。
6.按照权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，所使用的多元醇与异氰酸酯的重量混合比在约100∶20至约100∶100之间。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，多无醇与异氰酸酯的重量混合比在100∶25至约100∶50。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于，所使用的多元醇与异氰酸酯的重量混合比为约100∶33。
9.按照权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于，鞋底(7)只可在周围区与鞋帮(13)粘结，而鞋帮(13)的鞋底侧的端部区不可与鞋底(17)粘结。
10.按照权利要求1至9中任一项的方法，其特征在于，衬底(15)只在周围区与鞋帮(13)粘结，而位于鞋帮(13)的鞋底侧端部区不与衬底(15)粘结。
11.按照权利要求1至10中任一项的方法，其特征在于，注入孔(19)在填充料(21)注入之后，必须用密封塞封住。
12.按照权利要求1至11中任一项的方法，其特征在于，鞋底(17)至少有一个位于包紧边(31)内部的中间区并朝衬底(15)开口的空腔，该空腔将通过注入液体填充料将其填满。
13.按照权利要求1至12中任一项的方法，其特征在于，在注入液体填充料(21)之前，位于衬底(15)与鞋底(17)之间至少插入一个预制的嵌件，该嵌件可由注入的填充料(21)固定住。
14.按照权利要求1至12中任一项的方法，其特征在于，鞋帮(13)是由一透气而又透水的鞋面料(23)和一具有防水并能使水蒸气渗透的功能层的衬里(25)组成；位于鞋底侧端部上、至少与鞋面料(23)长度相同的衬里(25)，或者超出面料(23)长度部分，都要被切除掉。
15.按照权利要求14的方法，其特征在于，面料(23)和衬里(25)在它们鞋底侧端部区彼此不连结，这样填充料(21)在注入过程中，就能够渗入到面料(23)与衬里(25)之间的端部区域。
16.按照权利要求1至15中任一项的方法，其特征在于，可把导电粒子置入到填充料(21)中；衬底(15)可以开个孔，或者使衬底设有一个由导电材料构成的区间。
17.按照权利要求14至16中任一项的方法，其特征在于，包括如下工序(a)把衬底(15)固定在鞋楦上；(b)使位于上面鞋帮端部的鞋面料(23)和衬里(25)彼此缝合；(c)将位于鞋底侧端部的面料(23)及衬里(25)切割成等长，或者将伸出面料(23)大约3mm的衬里(25)的多余部分切割掉；(d)在楦鞋包紧边区域使面料(23)与衬里(25)相互粘合；(e)把面料(23)与粘合过的衬里(25)的包紧边区往衬底(15)上拉紧；(f)鞋底(17)开一个填料注入孔(9)；(g)除了包紧边(31)的空着端部区之外，把鞋底(17)与鞋帮(13)的鞋底侧端部进行粘合；(h)通过注入孔(19)使填充料(21)注入到衬底(15)与鞋底(17)之间。
18.按照权利要求1至17中任一项的方法，其特征在于，填充料(21)注入鞋子(11)时，其鞋底要朝上置放。
19.一种包括有鞋帮(13)、衬底(15)、鞋底(17)以及注满在衬底(15)与鞋底(17)之间的填充料(21)的鞋子，其鞋帮(13)的鞋底侧端部区具有防水渗透的密封作用，和/或形成了鞋子(11)的鞋底侧的衬垫，其特征在于，鞋帮(13)与鞋底(17)是用胶粘结的，鞋底(17)和/或者衬底(15)开有至少一个用于注入填充料(21)的注入孔(19)，并且填充料(21)为一种聚氨酯泡沫，它含有作为交联组份的多元醇和异氰酸酯，多元醇的OH基数在大约60至280范围，异氰酸酯的NCO含量为约15至25之间。
20.按照权利要求19的鞋子，其特征在于，鞋子(11)有一防水鞋帮(13)及一个防水鞋底(17)，并且鞋帮(13)的鞋底侧端部区用填充料密封住，鞋帮(13)同鞋底(17)粘结方式是这样的位于鞋帮(13)的鞋底侧端部区没有粘附鞋底(17)用的粘合剂。
21.按照权利要求19或20的鞋子，其特征在于，可考虑采用聚酯类的聚氨酯泡沫，和/或者一种聚醚类的聚氨酯泡沫作为填充料。
22.按照权利要求19至21中任一项的鞋子，其特征在于，聚氨酯泡沫所含的多元醇的OH基数为约70至250，所含的异氰酸酯的NCO含量为约16至23。
23.按照权利要求22的鞋子，其特征在于，聚氨酯泡沫所含的多元醇的OH基数为86，异氰酸酯的NCO含量为20.7。
24.按照权利要求19至23中任一项的鞋子，其特征在于，填充料为一种抗静电聚氨酯泡沫。
25.按照权利要求19至24中任一项的鞋子，其特征在于，聚氨酯泡沫所含有的多元醇和异氰酸酯的重量混合比范围为约100∶20至100∶100。
26.按照权利要求25的鞋子，其特征在于，聚氨酯泡沫所含的多元醇和异氰酸酯的重量混合比范围为约100∶25至100∶50。
27.按照权利要求26的鞋子，其特征在于，聚氨酯泡沫所含的多元醇和异氰酸酯的混合比为100∶33。
28.按照权利要求19至27中任一项的鞋子，其特征在于，鞋底(17)在其位于衬底周围之内的中间区(39)至少有一个朝衬底(15)开口的空腔，该空腔中注满有填充料(21)。
全文摘要
本发明公开一种通过注入可固化的、防水的、和/或具有缓冲垫作用的液体填充料(21)，使防水鞋帮(13)的鞋底侧端部区具有防止水渗透功能的密封工艺，和/或制成带有粘结鞋底(17)的鞋子(11)的底部鞋垫功能的方法。鞋底(17)设有一个填充料(21)的注入孔(19)。鞋底(17)仅在周围区域与鞋帮(13)粘结，而鞋帮(13)的鞋底侧端部区不粘结。从位于衬底(15)与鞋底(17)之间的注料孔(19)注入填充料(21)。由于填充料具有较高的蠕动性，从该孔中注入的填充料可以一直浸入到鞋帮(13)的鞋底侧端部区。可采用几乎与压力无关的、在液体状态下具有较高蠕动性以及具有较强粘结力的发泡的聚氨酯泡沫作为填充料。
文档编号A43B7/00GK1160337SQ95195576
公开日1997年9月24日 申请日期1995年10月11日 优先权日1994年10月12日
发明者马克斯·劳赫 申请人:W·L·戈尔及同仁有限公司