个性化鞋子及其制造制造技术

本发明专利技术公开了一种个性化可模制鞋，如鞋或者鞋插入件，其中，所述鞋或鞋插入件在使用时延伸穿过整个脚底，并且由刺激响应形状记忆材料进行制备，优选地为热响应形状记忆材料如乙烯‑醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚氨酯（PU）或者热塑性聚氨酯（TPU）。本发明专利技术同样提出了一种形成所述鞋的制备方法，所述方法包括将所述层加热至预定温度；使所述层变形；以及使用至少一个紧固件来操作所述层以形成所述鞋，其中，所述层的所述变形通过将脚结构放置在所述层上来进行。

Personalized shoes and their manufacture

The invention discloses a personalized mode of footwear, such as shoes or shoe inserts, wherein, the shoe or shoe insert across the foot extension in use, and by the stimulus response of shape memory materials preparation, preferably the response of shape memory materials such as ethylene acetic acid ethylene copolymer for heat (EVA) (PU), polyurethane or thermoplastic polyurethane (TPU). The invention also provides a method for preparing the formation of the shoe, the method includes the layer is heated to a predetermined temperature; the layer deformation; and the use of at least one fastener to operate the layer to form the shoes, wherein, the layer of the deformation of the the foot structure placed in the layer of.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】个性化鞋子及其制造
本专利技术广泛地涉及鞋子的设计和功能以及用于制造所述鞋子的特殊材料。
技术介绍
消费者要求他们的鞋子更舒适并且具有更多功能，使得这些特征成为鞋子设计和评估中的重要考虑因素。这两者是人体(特别是腿部，更具体地是脚部)的特性与鞋子的不同元件之间的复杂的交互的结果。在舒适度方面，适合是购买鞋子的主要决定因素。脚部与鞋子之间的不适合会损害脚部功能，并且可能会导致来自紧密配合的鞋子的过度的压力或者来自松散配合的鞋子的不必要的摩擦。例如，卡骆弛，一家美国鞋子公司正在为世界各地提供具有柔软、舒适、轻质并且防臭的质量的休闲鞋。然而，这种配合仅限于脚底部(或鞋底)与鞋底顶部之间的接触界面处。另一种被称为Vibram五指鞋的定制合适的鞋子也为用户提供了一个很好的穿戴体验。这部分地是因为这些鞋的原料具有非常高的弹性并且可弹性地变形以适合任何形状(弹性配件作为袜子)。然而，一些用户确实会经历不舒服，因为弹性材料通常可能对脚施加不适当的压力。此外，鞋面通常很薄，使得它不能提供足够的保护以防止脚部受伤。由于每个消费者都有独特的足部形状/结构并且针对鞋子具有个人偏好，从市场上找到一双舒适地适合个人脚部的鞋子并不总是容易的事情，特别是那些需要足部矫形器的消费者而言并不总是容易的事情。因此，鞋子的个性化是不断增大的需求。目前，有几种实现这一点的方法，例如增材制造以及在靴子内部使用某些聚合物材料，以使得鞋底部分可调节。然而，这些方法仍然存在许多缺点。例如，现有技术中的使用缓慢恢复的聚合物泡沫(其与弹性海绵一样柔软的)的记忆泡沫基鞋垫无法提供足够的机械支撑。例如，这种记忆泡沫的特征在于具有低刚度和刚性。此外，尽管可以通过3D打印来制造定制鞋，以更好地进行适配，但是这需要繁琐的脚部扫描过程以及甚至更昂贵的打印制造工艺。需要在个人或个人化的基础上为佩戴者提供整个脚的舒适性、功能性以及保护性，同时保持成本有效的制造过程。本专利技术寻求对目前存在的个性鞋类产品进行改进。
技术实现思路
本专利技术基于以下发现：通过使用某些形状记忆材料(SMM)(其特征在于具有形状记忆效应(SME))可以大大改善鞋类的功能，特别是刚性和柔性(与3D轮廓相关)，这是个人偏好。因此，一方面，本专利技术提供了一种可模制鞋或鞋插入件，所述可模制鞋或鞋插入件在使用时延伸穿过整个脚底，并且由刺激响应形状记忆材料来制备。在一个实施例中，刺激响应形状记忆材料是热响应形状记忆材料。在一个实施例中，SMM是形状记忆聚合物(SMP)。本专利技术人已经发现：在鞋配件中SMP的使用是可重复的并且即时的；在需要的情况下能够恢复到原始形状；提供可定制的刚性和灵活性组合；分散局部足部压力以及制造成本低廉。在另一实施例中，热响应性形状记忆聚合物保持两种形状。在一个实施例中，并且在使用期间，可模制鞋或鞋插入件最初被加热到约45°至等于或低于约80℃之间，其中，用户随后将他/她的脚插入鞋或鞋插入件中以在用户脚的轮廓的周围模制鞋或鞋插入件。可模制鞋或鞋插入件可以被加热到高温，例如大约80℃，但是通常会在大约60℃或更低的温度下被穿上，除非袜子或内衬穿在裸露的脚上。本文所使用的术语“鞋”或“鞋插入件”是指作为本专利技术主题的产品，该产品延伸到整个脚底，并且可以包括一个完整的鞋产品，该鞋产品需要或不需要任何附加材料，例如硬化不可模制的聚合物鞋底材料。因此，在某些实施例中，本专利技术提供了不需要任何附加制造步骤(诸如，外部材料缝合或外部鞋底粘附)的完整鞋类产品的优点。作为一种替代方案，该术语还包括鞋插入件，其也可以延伸整个脚底，也可以包括在例如预制鞋形状中，例如硬化的外鞋形状(例如，对于建筑工人)或者用于滑雪靴的个性化鞋插件。在某些实施例中,“鞋”或“鞋插件”还可以表示为：作为本专利技术的主题的产品，其包覆了整个脚并且还可以包含具有额外的材料或者不需要任何额外的材料的完整的鞋制品，如硬化不可模制的聚合物鞋底材料。因此，应当理解的是，词语“整个脚底”包括前脚掌、中脚掌以及后脚跟。还应当理解的是，“整个脚”包括前脚、中脚和足跟。为了提供用户的舒适性所需的刚性和柔韧性，本专利技术考虑到鞋或鞋插入件的表面覆盖至少延伸以覆盖脚跟(或踝关节)的起始处，其可以覆盖或者可以不覆盖实际踝关节。然后，将其与已知的鞋或鞋插入件产品进行对比，所述已知鞋或鞋插入件产品例如仅覆盖脚底或部分覆盖后足和前脚，但是使得上部中足的全部或一部分被暴露和/或未被支撑。合适的刚性和柔性的组合是可以通过遵从许多的标准聚合物/聚合物泡沫合成/加工方法而改变SMM的组成、加工方法/参数还有/或者孔隙率而得到的。在一个实施例中，SMM是选自乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氨酯(PU)或热塑性聚氨酯(TPU)或者上述项的组合的SMP。基于作为本专利技术基石的形状记忆效应(SME)的原理，形状记忆聚合物(SMP)(包括它们的复合材料/混合物并且以固体或泡沫来构造)，包括许多转变温度约45℃至约80℃或以下的(玻璃化转变或熔化/结晶)聚合材料及其复合材料/可在本申请中应用，诸如，EVA或PU泡沫、PU、TPU或PU/TPU混合物等。然而，应当理解的是，当可模制鞋或鞋插入件最初被加热到高达约80℃(并且高于约45℃)时，裸脚插入时表面的温度将在约60℃或以下，这是对于终端用户而言舒适的温度。附图说明图1-第一实施例的描述。(1)人脚；(2)形状记忆聚合物材料；(3)普通鞋。图2-第二实施例的描述。(1)人脚；(2)形状记忆聚合物材料；(3)普通鞋。图3-第三实施例的描述。(1)人脚；(2)形状记忆聚合材料。图4-第四实施例的描述，(1)人脚；(2)形状记忆聚合物材料；(4)外鞋底。图5-根据一个实施例的舒适配合鞋的基本概念(I)以及该实施例的概念验证(II)。图6-EVA泡沫片的横截面(a)和SEM下的放大视图(b)。图7-EVA泡沫的DSC曲线。插入图：加热时玻璃化转变范围的放大视图。图8-单轴拉伸试验样品的尺寸(单位：mm)。图9-完整的SME周期的说明。图10-在三种不同温度下单轴拉伸至最大应变的30％的情况下的典型应力-应变关系，随后被冷却至室温然后卸载。图11-三种不同温度下单轴拉伸至最大应变的80％的情况下的典型应力-应变关系，随后被冷却至室温然后被卸载。图12-具有预拉伸的样品/不具有预拉伸的样品在室温下循环拉伸的典型应力-应变关系。图13-三种不同温度下单轴压缩至最大应变的30％的情况下的应力-应变关系，随后被冷却至室温然后被卸载。图14-三种不同温度下单轴压缩至最大应变的80％的情况下的应力-应变关系，随后被冷却至室温然后被卸载。图15-通过在具有预压缩的样品/不具有预压缩的样品在室温下通过循环压缩测试所获得的应力-应变关系。图16-形状固定率随编制温度的变化。图17-形状恢复率随编制温度的变化。图18-EVA泡沫在室温下的不同时间段夹持之后的形状恢复。图19-EVA泡沫在压缩至0.329MPa/0.1645MPa然后在卸载前保持所施加的压缩应力24小时的情况下的应力-应变关系(a)，以及相应的应变/应力与时间关系(b)。图20-分别具有0.329MPa和0.1645MPa的不同压缩应力的样品中的恢复率的演变。图21-本专利技术的实施例的图示(第五实施例)。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可模制鞋或鞋插入件，所述可模制鞋或鞋插入件在使用时延伸穿过整个脚底，并且由刺激响应形状记忆材料(SMM)进行制备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.17 SG 10201502071W1.一种可模制鞋或鞋插入件，所述可模制鞋或鞋插入件在使用时延伸穿过整个脚底，并且由刺激响应形状记忆材料(SMM)进行制备。2.根据权利要求1所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述刺激响应形状记忆材料是热响应形状记忆材料(SMM)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述SMM是形状记忆聚合物(SMP)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述刺激响应形状记忆材料最初被加热至约45℃与约80℃或者低于约80℃之间。5.根据权利要求4所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，在使用时所述材料的表面温度不超过60℃。6.根据权利要求1至5中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述刺激响应记忆材料选乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氨酯(PU)或者热塑性聚氨酯(TPU)，或上述项的组合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述刺激响应形状记忆材料的特征在于具有基于0.001GPa至0.5GPa的杨氏模量的刚度和/或弹性。8.根据权利要求1至7中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述刺激响应形状记忆材料的特征在于能够在至少40％的形状固定率下保持临时形状。9.根据权利要求1至8中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述刺激响应形状记忆材料的特征在于具有至少40％的形状恢复率的形状恢复能力。10.根据权利要求2至9中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述SMM具有约1mm至3mm的厚度。11.根据权利要求2至9中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述SMM具有约2mm至15mm的厚度。12.根据权利要求1至9中任一项所述的可模制鞋或鞋插入件，其中，所述刺激响应形状记忆...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄为民，王韬喜，
申请(专利权)人：南京力聪新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32