一种气凝胶防寒鞋底的制作方法

本实用新型涉及一种鞋底结构，具体涉及一种气凝胶防寒鞋底，属于保暖鞋靴技术领域。

背景技术：

在冬季的生产生活中，做好足部的防寒保暖是人们冬季户外活动的前提，尤其是早间和晚间。冬季施工作业很容易受到风寒袭扰，造成脚部寒凉，严重者会导致疾病的发生。而且，脚部凉，使工作人员从心理上更容易感到寒冷，这不仅影响人们身体上感觉不适，还会很大程度的影响人们正常的生产与活动。

另外，在冬季，某些户外行业工作以及户外运动中，如执勤、站岗以及露天作业等，从业人员往往经历严寒、阴冷，严重影响身体的不适。个人也会因长期暴露在户外寒冷的工作环境中加上活动量有限，使得地面的寒冷传递到脚底板，造成脚部血流量少，脚部遭受不同程度的冻伤。

现有技术多是通过增加鞋底厚度来提升鞋靴的耐寒性。因此，在不影响穿着人员行动便利的情况下，设计一种鞋底的解决方案，来改善在寒冷条件作业与活动的人员的体感，避免其受到严寒的侵袭，是需要解决的问题。

气凝胶是是迄今为止密度最小、绝热性能最好的固体材料，因此气凝胶在航空航天和工业保温领域具有广泛的应用。实际上，将气凝胶粉末复合在其他基材得到气凝胶复合材料再应用是目前比较常见的。将含有气凝胶的复合材料与传统鞋底材料结合，是一个较好的解决方案。

专利cn207544445u公开了一种防寒鞋底，其采用三种不同的橡胶材料制作鞋底，实心橡胶做为着地面结实耐用，由于空气层具有隔寒性，大底采用了发泡橡胶层和带有凹槽的高弹发泡橡胶层，使鞋底具有良好的防寒性能。该专利的缺点是：高弹发泡层凹槽与外界相通，外界的低温可以直接从凹槽向脚底传导，使得整个鞋底防寒效果大打折扣。此外，高弹发泡橡胶层的凹槽直接会受力，在使用过程中受到压力后会很容易被压缩，那么里面的空气也不存在了，防寒效果不持久。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：

(1)现有防寒鞋底大多通过增加鞋底厚度来提升防寒效果，这样使防寒鞋较笨重；

(2)现有防寒鞋底内的保暖层经长时间受力后损坏，防寒鞋的防寒效果大幅下降。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种气凝胶防寒鞋底，鞋底包括：

第一底层，第一底层的边缘设有第一隆起区，第一底层的中间设有第一凹陷区，第一凹陷区内设有第二隆起区；

第二底层，第二底层和第一底层扣合形成容纳空间，第二底层同时与第一隆起区和第二隆起区接触；

气凝胶复合材料层，气凝胶复合材料层填充在容纳空间内。

在一些实施例中，第二隆起区包括第一支撑条与第二支撑条，第一支撑条横置在鞋底的前脚掌位置，第二支撑条横置在鞋底的后脚掌位置。

在一些实施例中，第一隆起区内沿设有一圈第二凹陷区，第二凹陷区的深度大于或等于第二底层的厚度，第二底层的边缘安装在第二凹陷区。

在一些实施例中，第二凹陷区的底面与第二隆起区的顶面齐平。

在一些实施例中，气凝胶复合材料层的厚度小于或等于第二隆起区的高度。

在一些实施例中，气凝胶复合材料层厚度在0.5mm～20mm之间。

在一些实施例中，气凝胶复合材料层选用以下(a)或(b)或(c)之一：

(a)微米级或纳米级的气凝胶粉末与有机发泡材料原料相混合，一同发泡制得的含有气凝胶的发泡材料；

(b)由含气凝胶的纤维织成的面料，或者，由含气凝胶的纤维制成的非织造布；

(c)采用纳米复合工艺将气凝胶与无机材料复合而成的柔性毡材。

在一些实施例中，第一底层的材料选自聚氨酯、橡胶、皮革、pvc、eva、tpu、tpe中的一种。

在一些实施例中，还包括与第一底层的下表面贴合的第三底层，第三底层设有防滑结构。

在一些实施例中，第三底层的材料选自聚氨酯、橡胶、皮革、pvc、eva、tpu、tpe中的一种。

本实用新型的有益效果：

(1)将气凝胶复合材料应用到鞋底上，拓展了气凝胶用途；

(2)通过各层结构的设计与材料的选择，实现耐久性较好的防寒鞋底；

(3)不增加鞋底厚度，不会影响穿着体验。

附图说明

图1是本实用新型一个较佳实施例中的气凝胶防寒鞋底的整体外观示意图。

图2是本实用新型一个较佳实施例中的气凝胶防寒鞋底各层的分解示意图。

100内底层

200气凝胶复合材料层

210前部复合材料层

220中部复合材料层

230后部复合材料层

300中底层

311前部凹陷区

312中部凹陷区

313后部凹陷区

321前部支撑条

322后部支撑条

330边缘隆起区

340边沿凹陷区

400外底层

410防滑结构

具体实施方式

除非另作定义，本专利的权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。本说明书以及权利要求书中所使用的“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本专利的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“横”、“纵”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

本实用新型的不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本实用新型也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征a、b、c，另一个实施例包含特征b、d，那么本实用新型也应视为包括含有a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

本实用新型涉及一种含气凝防寒胶鞋底结构，其特点是在现有鞋底技术上增加含气凝胶材料层，提升鞋底的防寒效果，大大提升冬季鞋靴以及在寒冷条件作业的工作鞋靴的防寒效果。为了解决上述技术问题，本实用新型通过加入气凝胶复合材料在鞋底中，在不增加鞋底厚度的情况下大大提升防寒效果，同时对鞋底空间设计，提升防寒效果的耐久性。

本实用新型提供了一种气凝胶防寒鞋底，包含内底层、保暖层、中底层以及外底层。其中的中底层与外底层可以是由同一种材料一体成型的，也可以由同一种材料分别制作后再固定在一起，还可以是由两种不同的材料分别制作后固定在一起。气凝胶防寒鞋底的各层通过胶粘或缝制的方式固定在一起。保暖层采用气凝胶复合材料。

内底层是处在鞋底的最上层，主要起到防护气凝胶复合材料层的作用，其厚度小于等于中底层边缘凹槽的厚度。

气凝胶复合材料层厚度在0.5mm～20mm之间，其处于鞋底的中间层位置。气凝胶复合材料层采用已知材料，是由含有气凝胶粉末的复合材料组成的片材结构，包括但不限于以下几种之一：

(a)微米级或纳米级的气凝胶粉末与有机发泡材料原料相混合。一同发泡制得含有气凝胶的发泡材料。代表材料：1.疏博(上海)纳米科技有限公司的蓝奇热s.kistler气凝胶复合材料；2.纳诺科技有限公司生产的气凝胶面料。

(b)由含气凝胶的纤维织成的面料或含气凝胶的纤维制成的非织造布。代表材料：深圳中凝科技有限公司的ag-t气凝胶纺织品。

(c)采用纳米复合工艺将气凝胶与无机材料复合而成的一种柔性毡材。代表材料：1.纳诺科技有限公司生产的气凝胶绝热毡；2.深圳中凝科技有限公司的ag-f系列气凝胶毡；3.广东埃力生高新科技有限公司生产的气凝胶毡。

中底层主要起到减震的作用，此外依靠自身的厚度也可起到隔绝地面的低温向脚底的传导。中底层含有若干个凹槽，凹槽数量大于等于1个，凹槽深度大于中底层的厚度，气凝胶复合材料置于凹槽当中。每个凹槽的边缘为主要受力的区域，这样做的优点是避免气凝胶复合材料层直接受力，影响防寒效果。中底层的材料选自聚氨酯、橡胶、皮革、pvc、eva、tpu、tpe中的一种。本专利申请中，pvc是指：聚氯乙烯。eva是指：乙烯-乙酸乙烯共聚物。tpu是指：热塑性聚氨酯弹性体。tpe是指：热塑性弹性体。

外底层是整个鞋底的直接接触地面的一层，具有较好的耐磨性。若外底层采用与中底层不同的材料，那么要求外底层材料的密度大于或等于中底层材料的密度。同时，外底层靠近地面的一面带有适合深度的纹路或压花处理，用来增加在光滑地面行走时的摩擦力。外底层材质选自聚氨酯、橡胶、皮革、pvc、eva、tpu、tpe中的一种。

实施例1

本实施例提供的气凝胶防寒鞋底如图1和图2所示。图1是防寒鞋底的整体外观示意图，图2是鞋底各层的分解示意图。

防寒鞋底由内底层100、气凝胶复合材料层200、中底层300、外底层400组成，各层通过胶粘方式连在一起。内底层100处在鞋底的最上层，气凝胶复合材料层200位于内底层100之下，中底层300的主体位于气凝胶复合材料层200之下，外底层400位于中底层300之下。

内底层100的形状简单，像是一个鞋垫，整个内底层100各处的厚度一致，其厚度为3mm。内底层100采用聚氨酯发泡材质。

中底层300的形状较为复杂，其形状类似一艘“船”，边缘隆起，中部凹陷。中底层300采用聚氨酯发泡材质，厚度1cm。中底层300的中部设有凹陷区，凹陷区的深度为3mm。凹陷区内又有凸起的两个支撑条，其中一个支撑条位于脚掌部位，另一个支撑条位于脚跟部位，支撑条的高度都是3mm。如图2所示，前部支撑条321和后部支撑条322将凹陷区分成三块，分别是：前部凹陷区311、中部凹陷区312和后部凹陷区313。中底层300的边缘是一圈边缘隆起区330，边缘隆起区330的内沿向下凹陷，形成一圈边沿凹陷区340。

边沿凹陷区340的曲线形状与内底层100的外边缘契合。前部支撑条321与后部支撑条322的顶面与边沿凹陷区340的底面齐平。这样，当内底层100盖在中底层300上时，内底层100的边缘部分恰好嵌在中底层300的边沿凹陷区340。并且，内底层100的下表面与边沿凹陷区340的底面、前部支撑条321的顶以及后部支撑条322的顶面接触。此时，前部凹陷区311、中部凹陷区312和后部凹陷区313实际上各自形成了一个封闭的空腔。

气凝胶复合材料层200填充在上述空腔内，气凝胶复合材料层厚度为3mm，采用微米级或纳米级的气凝胶粉末与有机发泡材料原料相混合，一同发泡制得的含有气凝胶的发泡材料。优选地，采用疏博(上海)纳米科技有限公司的蓝奇热s.kistler气凝胶复合材料。

气凝胶复合材料层200的厚度等于前部支撑条321(后部支撑条322)的高度。如图2所示，气凝胶复合材料层200由前部复合材料层210、中部复合材料层220、后部复合材料层230组成，它们分别填充在前部凹陷区311、中部凹陷区312、后部凹陷区313，且与前部支撑条321与后部支撑条322齐平，然后盖上内底层100并固定，由此形成一个防寒鞋底。内底层100被踩踏时，因为有前部支撑条321与后部支撑条322的支撑分担，气凝胶复合材料层200不会受到全部压力，能够长期保持其形状和保暖性能。

外底层400为橡胶材质，厚度5mm。外底层400的底部含有若干防滑结构410。

本实施例提供的含气凝胶复合材料的防寒鞋底保留了传统不同材料鞋底自身的各自优点，同时大幅提升了鞋底的防寒性能。使用此鞋底做成的鞋靴，可有效提升在严寒条件的穿着舒适性。

实施例2

实施例2提供的气凝胶防寒鞋底由上底层、下底层以及气凝胶复合材料层组成。气凝胶复合材料层位于上底层和下底层之间，各层通过缝制方式连在一起。

与实施例1中的防寒鞋底相比，实施例2中防寒鞋底主要特征在于：

(1)下底层中部凹陷区内隆起区的形状；

(2)与之匹配的气凝胶复合材料层的形状；

(3)下底层直接接触地面。

实施例2中上底层的形状与实施例1中的内底层一致，其厚度为3mm。上底层采用皮革制成，舒适透气。

下底层的边缘隆起，中部凹陷。下底层采用tpu材质，厚度1.5cm。下底层的中部设有凹陷区，凹陷区的深度为3mm。凹陷区内有若干个凸起的圆形支撑块。这些支撑块的一部分集中分布在脚掌区，另一部分集中分布在脚跟区。圆形支撑块与实施例1中的支撑条作用类似，为了支撑分担压力。压力主要来自脚掌和脚跟，这些区域的支撑块避免压力直接传到至气凝胶复合材料层。下底层的底表面设有防滑结构。采用本实施例的防寒鞋底制成的鞋，适合在室内穿。

气凝胶复合材料层厚度3mm之间，采用纳米复合工艺将气凝胶与无机材料复合而成的柔性毡材。优选地，采用深圳中凝科技有限公司的ag-f系列气凝胶毡。气凝胶毡的成本低于蓝奇热s.kistler气凝胶复合材料。

气凝胶复合材料层上设有多个圆孔，孔径和数量与上述凹陷区内圆形支撑块匹配。这样，气凝胶复合材料层是一个整体不易晃动，不会像实施例1中那样分割为多块。气凝胶复合材料层嵌入下底层的中部凹陷区内，每个圆孔套在对应的圆形支撑块上，增强了气凝胶复合材料层的稳定性。最后，在气凝胶复合材料层上覆盖上底层并缝合，由此得到防寒鞋底。

本实施例提供的含气凝胶复合材料的防寒鞋底结构简单，采用技术成熟的气凝胶毡作为保暖层，仅比普通的防寒鞋底成本略高，但大大提升了鞋底的防寒性能。使用此鞋底做成的鞋靴，可有效提升在室内活动的脚部保暖性。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。