用于安全鞋类的鞋外底和制造这种鞋外底的方法

摘要

本发明涉及用于安全鞋类(10)的鞋外底(1)，该鞋外底包括设计成支撑穿着者的脚的顶表面(2)、设计成与地面接触的底表面(4)和设计成连接顶表面(2)和底表面(4)的侧表面(6)。鞋外底(1)还设置有防穿孔层(8)和至少一个通风通道(12)，该通风通道设计成使鞋外底(1)的侧表面(6)和顶表面(2)流体连通。根据本发明，鞋外底(1)的特征在于，防穿孔层(8)在鞋外底(1)的鞋跟部分处布置在底表面(4)和至少一个通风通道(12)之间，并且在鞋外底(1)的鞋前部部分处靠近顶表面(2)布置。本发明还涉及用于制造这样的鞋外底(1)的方法。

说明书

本发明涉及用于安全鞋类的鞋外底。本发明还涉及用于制造这种鞋外底的方法。

安全鞋和靴广泛地应用于许多工作环境中，在这些环境中，为了保护工人的脚免受由尖锐物体引起的刺穿、障碍物的撞击和由坠落物体引起的撞击，安全鞋和靴的使用通常是强制性的。

通常，雇主会给他们的工人仅提供一双安全鞋，因此一个人经常每天全天都要使用同一双安全鞋。

因此，为工人提供能够确保他足够安全水平而不牺牲鞋的整体舒适性的鞋是很重要的。

柔性和透气性是最重要的因素，它们有助于鞋的舒适性。

设置有集成到鞋类中的防穿孔层的安全鞋在本领域中是熟知的。

防穿孔层设计成防止或限制工人意外站在钉子或其他尖锐物体上时可能造成的伤害。防穿孔层可以由不同的材料制成，但目前基于织物的解决方案是最受欢迎的，因为它们更轻、更柔性。通常，这些织物层附接到鞋面的底部，优选通过使用思创贝尔(Strobel)结构制造，使得它们在脚下方延伸。

织物防穿孔层具有与非织造材料结合的非常紧密的线组织。因此，防穿孔层具有的厚度通常大于4mm，并且不允许空气通过它们的结构。在US 6,167,639B1中公开了一种设置有织物防穿孔层的安全鞋的示例。

在US 2016/1057554中公开了一种更透气的鞋，其具有作为目标的鞋外底，该鞋外底设置有踏面层和通风鞋底夹层。鞋外底还设置有位于底部踏面和通风鞋底夹层之间的防穿孔层。

这种解决方案允许改善鞋的透气性，因为位于通风鞋底夹层下面的防穿孔层不影响鞋的透气性。

然而，这种解决方案至少有两个缺点。第一个缺点与鞋外底结构有关，该鞋外底结构设想鞋外底的各个层(踏面、防穿孔层、鞋底夹层)粘合在一起。这种缺点在US2016/1057554的优选实施例中更明显，其中防穿孔层被封闭在透明塑料覆盖物中。

事实上，为了组装鞋外底，许多胶层必须置于鞋外底的各种元件之间。例如，第一胶层必须置于踏面和透明塑料覆盖物的底部边缘之间，第二胶层必须置于透明塑料覆盖物的底部边缘和防穿孔层之间，第三胶层必须置于防穿孔层和透明塑料覆盖物的顶部边缘之间，第四胶层必须置于透明塑料覆盖物的顶部边缘和鞋底夹层之间。

上述胶层使鞋外底更加坚硬，并且组装鞋底所需的各种操作更加耗时，因此成本更高。

此外，在US2016/1057554中公开的解决方案中，防穿孔层被布置成远离鞋外底的顶表面，即远离被设计成与鞋的鞋面接触的表面。特别地，防穿孔层在鞋前部区域中远离鞋外底的弯曲点。

这种特定的布置不会影响使用者站立时鞋外底的舒适性。然而，当使用者开始行走时，为了跟随脚的行走运动，鞋外底应该能够恰当弯曲，因此，防穿孔层应该能够拉伸，并且离弯曲点的距离越大，所需的拉伸量就越大。

然而，被阻挡在踏面和鞋底夹层之间的防穿孔层由于其在这种特定布置中的层状结构可以经受大大降低的伸长。因此，鞋外底的柔性几乎不存在。

本发明的目的是至少部分地解决与已知类型的、设置有防穿孔层的、安全鞋外底相关地被提到的问题。

特别地，本发明的目标是提供一种用于安全鞋类的鞋外底，该鞋外底能够确保改善使用者的脚的通风，而不影响鞋外底的舒适性。

此外，本发明的目标是提供一种用于安全鞋类的鞋外底，该鞋外底抗刺穿并且重量相对较轻。

此外，本发明的目标是提供一种相对容易组装的用于安全鞋类的鞋外底。

此外，本发明的目标是提供一种用于制造这种用于安全鞋类的鞋外底的方法，该方法可以容易地在工业规模上实施。

通过根据权利要求1的用于安全鞋类的鞋外底、根据权利要求15的安全鞋类和根据权利要求16的用于生产这种鞋外底的方法实现了这些和其他目的和目标。

根据本文以下提供的，通过非限制性的说明并参考附图提供的实施例的多个示例的描述，本发明的特有特征和进一步的优点将是明显的，在附图中：

-图1示出了根据本发明的鞋外底的侧视图；

-图2示出了设置有图1的鞋外底的安全鞋的侧视图；

-图3示出了图1的鞋外底的纵向截面视图；

-图4示出了沿着图3的平面IV-IV的横向截面视图；

-图4a示出了沿着图3的平面IVa-IVa的横向截面视图；

-图5示出了根据本发明的鞋外底的部件的透视图；

-图6示出了图5中的部件的纵向截面视图；

-图7-图11示出了根据本发明的方法的各个步骤的示意图。

参照附图，根据本发明的用于安全鞋类的鞋外底的示例以其整体由附图标记1表示。

下面提供的鞋外底1及其单个部件的描述涉及恰当使用的鞋外底1。

具体而言，在以下描述中，术语“前”将用于标识鞋外底的相对地更靠近脚的脚趾的一部分或其单个部件，而“后”将用于表示鞋外底的相对地更靠近鞋跟的一部分或其单个部件。类似地，“顶部”将指鞋外底的离地面相对地更远的一部分，或其单个部件，而“底部”将用于表示鞋外底的离地面相对地更近的一部分，或其单个部件。

如图2所示，鞋外底1被设计成连结到鞋面9，以获得安全鞋类10。

鞋外底1包括顶表面2、底表面4和侧表面6。

具体而言，顶表面2被设计成支撑安全鞋类10的穿着者的脚，底表面4被设计成与地面接触，而侧表面6被设计成连接顶表面2和底表面4。因此，作为侧表面，它应该意图指鞋外底的内侧表面和外侧表面两者。

如图1-图2所示，鞋外底1还设置有至少一个通风通道12，该通风通道12被设计成使侧表面6和顶表面2流体连通，优选地在鞋外底1的鞋跟部分处，即后部部分处使侧表面6和顶表面2流体连通。

优选地，鞋外底1设置有多个通风通道12。在附图中，示出了具有四个通风通道12的鞋外底1的实施例。显然，为了满足其他具体需要，通风通道12的不同布置是可能的。

一旦鞋外底1连结到鞋面9，通风通道12就允许鞋面9的底表面通风，并且因此允许穿着者的脚通风，鞋面9的底表面通常包括鞋内底。

鞋外底1还设置有防穿孔层8。优选地，防穿孔层8具有适于保护穿着者的脚的整个底部免受由尖锐物体引起的刺穿的表面区域。

根据本发明，如图3、图4和图4a所示，防穿孔层8在鞋外底1的鞋跟部分处布置在底表面4和通风通道12之间，并且在鞋外底1的鞋前部部分处靠近鞋外底1的顶表面2布置。

在下面的描述中，“在鞋外底1的鞋前部部分处靠近顶表面2”意味着，在鞋外底1的鞋前部部分处，即在鞋外底1的前部部分处，防穿孔层8的顶部部分被布置成离鞋外底1的顶表面2不超过3mm，即使它被嵌入其中。

特别地，在鞋外底设置有位于底表面4处的单独的踏面的情况下，“在鞋外底1的鞋前部部分处靠近顶表面2”应意味着，防穿孔层在鞋外底的鞋前部部分处不与鞋外底的踏面的顶表面接触。

从下面的描述中将清楚地看出，防穿孔层8在鞋外底1的鞋跟部分和鞋前部部分处的上述布置一方面允许获得更加柔性的鞋外底，并且另一方面允许安全鞋10的鞋外底1和鞋面9之间的空气流通增强。

事实上，防穿孔层8在鞋外底1的鞋前部部分处定位成非常靠近顶表面2，即使防穿孔层8没有经历伸长，其也能够跟随穿着者的行走运动。换句话说，鞋外底1的鞋前部即使设置有附加层，也可以恰当地弯曲而不妨碍穿着者。

事实上，防穿孔层8在鞋前部部分处靠近鞋外底的弯曲点。

同时，在鞋外底1的鞋跟部分处位于通风通道12下方的防穿孔层8不作为鞋外底1的侧表面6和顶表面2之间的空气流通的屏障。

有利地，如附图中示意性示出的，在鞋外底1的鞋前部部分处，防穿孔层8的顶部部分可以至少部分地与鞋外底1的顶表面2重合。换句话说，在该实施例中，鞋面9的鞋内底直接地位于防穿孔层8上。

参照图3、图4和图4a，鞋外底1优选地包括踏面3和鞋底夹层5，踏面3位于鞋外底1的底表面4处，且鞋底夹层5占据由鞋外底1的顶表面2和侧表面6限定的容积。

优选地，踏面3由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯橡胶(SBS橡胶)或苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR橡胶)或热塑性聚氨酯(TPU)制成。鞋底夹层5又优选地由聚合物泡沫材料制成，例如由膨胀聚氨酯(PU)或乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)制成。

有利地，凸起部27可以设置在踏面的顶表面和防穿孔层8的底表面之间。

优选地，凸起部27设置在踏面3的后部部分处和/或前部部分处。所述凸起部27适于在鞋外底1的组装期间有利于踏面3与鞋底夹层5或与鞋外底1的其他部件的对准。

有利地，位于踏面3的前部部分处的凸起部27适于在鞋外底的鞋前部部分处保持踏面3的顶表面和防穿孔层8被间隔开，即不接触。优选地，凸起部27从踏面的顶表面突出，与踏面成一体。

在设置有踏面3和鞋底夹层5的鞋外底1中，通风通道12优选地设置在鞋底夹层5的鞋跟部分处。

每个通风通道12将设置在侧表面6处的开口13连接到设置在顶表面2处的开口14(参见图4a，其中为了清楚起见，下面描述的附加层18已经被去除)。

优选地，每个通风通道12包括横向通道15和垂直通道17。横向通道15连接设置在鞋外底1的侧表面6处的相对的开口13。垂直通道17又从横向通道15延伸到鞋外底1的顶表面2的开口14。

有利地，横向通道15和垂直通道17在靠近鞋外底1的顶表面2处相交，因此在靠近鞋面9的底部部分处相交。

优选地，鞋外底1由柔性材料制成，并且因此在行走运动期间，横向通道15和垂直通道17在使用者的脚的压力下能够收缩和膨胀，从而允许改善其中的空气流通。如上所述，这种空气流通不受鞋外底1内存在的防穿孔层8的影响，并允许使用者的脚通风。

有利地，如图3和图6所示，设置在鞋外底1的顶表面2处的开口14可以被附加保护层18覆盖。

优选地，该附加保护层18由保护性网状材料制成。这种保护性网状材料允许空气通过，同时它防止可能穿透到通风通道12内部的小物体在行走运动期间可能对鞋类鞋面9的底部部分的损坏。

可选地，附加保护层18可以由防水/透气膜组成。例如，如果穿着者站在水坑中，这种膜防止水通过通风通道12渗入鞋10的鞋面9内。同时，该膜也是透气的，允许水蒸气通过，从而保持由通风通道12提供的透气性。

在附图中未示出的另一实施例中，附加保护层18可以包括保护性网状材料和防水/透气膜，防水/透气膜优选位于保护性网状材料的顶部上。

根据本发明的一个实施例，鞋外底1包括鞋跟插入件11，如图1、图2、图3、图4a和图6所示，其实施为与鞋外底的其他部分分离的元件。

可选地，鞋跟插入件11可以与防穿孔层8成一体。在这种情况下，鞋跟插入件11被直接地注射到防穿孔层8的顶表面之上，从而获得单一物品。

在这两种情况下，鞋跟插入件11被设计成定位在鞋外底1或鞋底夹层5的顶表面2处，并且优选地，其在解剖学上成形为包围穿着者的脚跟。

鞋跟插入件11的顶表面优选地设计成邻接鞋面9的鞋内底。

有利地，如图6中清楚示出的，在鞋跟插入件11与防穿孔层8分离的情况下，鞋跟插入件11的底表面可以设置有凸起部25，当鞋跟插入件11与鞋外底的其他部件配合时，凸起部25适于帮助鞋跟插入件11的对准。优选地，凸起部25是圆形的。

优选地，鞋外底1的通风通道12设置到鞋跟插入件11中。在这种情况下，开口13和14因此设置在鞋跟插入件11的侧表面和顶表面处。

鞋跟插入件11优选由聚合物材料制成，该聚合物材料可以有利地不同于鞋外底1或鞋底夹层5的其余部分的材料。优选地，鞋跟插入件11由比鞋外底的其余部分的材料更坚硬的材料制成，例如尼龙、聚氨酯或热塑性聚氨酯(TPU)。

同样在这种情况下，保证了鞋外底的透气性得以改善。事实上，由于鞋跟插入件11更加坚硬的事实，因此可以在其中布置具有更大横截面的通风通道12，而没有鞋跟和通风通道在脚的压力下塌陷的风险。

如图5和图6所示，鞋跟插入件11的顶部部分可以设置有周边座16，用于容纳附加保护层18。

如预期的那样，鞋外底1设置有防穿孔层8。

这种防穿孔层8优选地由织造和非织造织物形成。优选地，防穿孔层8由合成纤维或聚合纤维如聚芳酰胺纤维形成。

有利地，鞋外底1包括单个防穿孔层8，单个防穿孔层8具有的形状和尺寸大体上对应于鞋面9的鞋内底的形状和尺寸。

防穿孔层8优选地具有被包括在2mm和5mm之间的厚度。

在鞋外底包括鞋底夹层、鞋跟插入件和单独的踏面的实施例中，优选地，防穿孔层8的后部部分(即位于底表面4和通风通道12之间的部分)夹在鞋跟插入件11和踏面3之间，以便完全地嵌入鞋底夹层5的材料中。以这种方式，可以在鞋外底的鞋跟部分处提供改善的缓冲效果。

优选地，如图3、图4a、图9和图10所示，防穿孔层8在其后部部分处设置有间隔元件20。间隔元件20至少部分地覆盖防穿孔层8的顶部部分，并被设计成与鞋跟插入件11的底部部分接触。

如图9中清楚示出的，间隔元件20可以设置有空腔26，该空腔26被设计成与鞋跟插入件11的凸起部25接合。有利地，空腔26适于帮助间隔元件20与鞋跟插入件11的正确对准。

可选地，间隔元件20的上表面可以设置有突起(在附图中未示出)。有利地，在这种情况下，鞋跟插入件11将在其底表面处设置有对应的空腔，以帮助间隔元件20与鞋跟插入件11正确对准。

间隔元件20的厚度对应于防穿孔层8和鞋跟插入件11之间的设定距离。

间隔元件20不延伸防穿孔层8的整个长度，因为根据本发明，防穿孔层8的前部部分需要靠近鞋外底1的顶表面2，以确保对鞋外底1的柔性的改善。

间隔元件20可以是完全实心的。可选地，间隔元件20可以在中间是中空的，以便仅覆盖防穿孔层8的周边部分。在另一个实施例中，除了空腔26之外，间隔元件20还可以设置有另外的装置，例如凹痕或凹口，其能够帮助间隔元件20与鞋底夹层5和鞋跟插入件11的对准和结合。

间隔元件20的顶部部分可以适当成形，以便有助于将鞋跟插入件11定位在其顶部上(见图9)。

如预期的那样，本发明还涉及制造鞋外底1的方法。

该方法参考了鞋外底1的实施例，其中通风通道12设置在鞋跟插入件11中。

所述方法包括以下步骤：

-第一注射阶段，其包括在第一模具中将聚合物材料注射到防穿孔层8的后部部分之上，以获得由防穿孔层8和设置有通风通道12的鞋跟插入件11形成的第一组件22(见图7)；

-第二注射阶段，其包括在第二模具中将聚合物材料注射到先前形成的并装载到第二模具中的第一组件22的底部部分处，以获得鞋外底1，其中防穿孔层8在鞋外底1的鞋跟部分处布置在底表面4和通风通道12之间，并且在鞋外底的鞋前部部分处靠近顶表面2布置(见图8)。

用于第一注射阶段和第二注射阶段的模具包括空腔和盖子，并且因为它们是已知类型的，而没有被示出。

通风通道12代表可防止第一组件22从第一模具中顶出(ejected)的底切特征。有利地，通风通道12可以以已知的方式通过设置在模具的空腔或盖子中的滑动插入件来获得。

第一注射阶段的聚合物材料可以与第二注射阶段中使用的聚合物材料相同。可选地，可以使用两种不同的聚合物材料。

优选地，第二注射阶段通过将第二模具以颠倒的构型(即，空腔在盖的顶部上)装载在模制机上来执行。

以这种方式，有利地，在第一注射阶段获得的第一组件22可以通过使其与用作基部的盖子直接接触而定位在模具内部。特别地，通过给基部提供对准参考标记，可以更容易地将防穿孔层8定位在基部上。同时，通过将防穿孔层8的鞋前部部分定位成与基部直接接触，可以阻挡它，从而确保在第二注射阶段期间由聚合物材料施加的压力不会将组件22从其正确位置移开。

在本发明的第一实施例中，第一注射阶段可以在两个独立的步骤中进行，这两个步骤可以同时或在不同的时刻进行。

在第一步骤中，防穿孔层8被装载到另一个模具中，用于在其后部部分中用聚合物材料包覆注射，以获得由防穿孔层8和间隔元件20形成的第二组件24(见图9)。

在第二步骤中，通过在不同的模具中注射聚合物材料而单独地获得鞋跟插入件11。

因此，在该实施例中，第一组件22通过将鞋跟插入件11放置在第二组件24的顶部上而获得。

很明显，在该实施例中，第一组件22不是单个元件，而是由两个不同的元件构成，即鞋跟插入件11和第二组件24，第二组件24依次由间隔元件20和防穿孔层8形成。第一组件22的不同元件将在相继的第二注射阶段被连结。

之后，第一组件22，即第二组件24和鞋跟插入件11，将被装载到第二模具中，以便执行上述的第二注射阶段。显然，鞋跟插入件11与第一组件22不是一体的，可以作为单独的插入件装载到模具内。

可选地，在第二步骤中，鞋跟插入件11可以直接地注射到第二组件24上。

优选地，如上所述，间隔元件20和鞋跟插入件11可以设置有对准特征，即间隔元件20的空腔26和鞋跟插入件11的凸起部25，这有利于在第一组件22的组装期间的间隔元件20和鞋跟插入件11的相互定位(见图9和图10)。

优选地，同样在该实施例中，第二注射阶段是通过将第二模具以颠倒的构型(即，空腔在作为基部的盖子的顶部上)装载在模制机上来执行的。

在不同的实施例中，可以在执行第二注射阶段之前，在第二模具内装载单独的踏面3以及第一组件22。

在该实施例中，第一组件22可以由彼此成一体的防穿孔层8和鞋跟插入件11形成，或者由第二组件24和单独的鞋跟插入件11形成。

特别地，第一组件22可以装载在模具的空腔上，而踏面3可以固定到盖子。同样在这种情况下，优选地，第二模具以颠倒的构型(即空腔在盖子的顶部上)装载在模制机上。

在图11中，其参照第一组件22由第二组件24和单独的鞋跟插入件11形成的实施例，示意性地示出了踏面3和第一组件22之间的相互定位。

优选地，在该实施例中，踏面3在其上部部分处设置有凸起部27，凸起部27设计成邻接防穿孔层8的底表面。有利地，当模具以颠倒的构型装载在模制机上时，踏面3的上部部分上的凸起部27的存在防止踏面3直接位于防穿孔层8的顶部上，并因此在踏面3和层8之间产生间隙，注射材料可以容易地流入该间隙中以组装鞋外底的各个部分。如果没有这个特征，注射材料可能流到踏面3的错误面上(即鞋外底的底表面之上)的风险将会增加，从而导致产品不良。

通过进行如上所述的第二注射阶段，可以获得一种鞋外底，其中防穿孔层至少在后部部分处被嵌入鞋底夹层的中间内。

因此，通过第二次注射，可以将鞋外底1的不同部分(鞋跟插入件11、间隔元件20、防穿孔层8和踏面3)连结起来。

在另一个实施例中，在鞋外底1设置有单独的踏面3的情况下，第二注射阶段可以在第二模具中进行，该第二模具被设计成允许将聚合物材料直接地注射到鞋外底要附连到其上的安全鞋10的鞋面9上。

在这种情况下，不再需要以颠倒的构型将第二模具装载到模制机上。

第二个模具将由基部、两个侧环和模具楦构成。这种类型的模具因为在本领域中是熟知的，所以并未在所附的附图中示出。

踏面3和第一组件22装载在基部上。第一组件22定位在踏面3的顶部上，踏面3可以有利地设置有从踏面3的顶表面突出的凸起部27，凸起部27适于有利于第一组件22和踏面3之间的相互定位，并且适于在鞋前部部分处保持踏面3的顶表面和防穿孔层8被间隔开，即不接触。此外，凸起部27的设置有利于材料在模具内以及踏面3和防穿孔层8之间的流动。

两个侧环被设计成邻接基部(踏面和第一组件22被装载在该基部上)和模具楦(鞋的鞋面9安装在模具楦上)，从而限定模具腔，聚合物材料被注射到模具腔中。

执行基部和模具楦之间的相互定位，以保证防穿孔层在鞋外底的鞋前部部分处靠近安装在模具楦上的鞋面9的底表面。

这样，可以将鞋外底1直接施加到安全鞋上，而不需要进一步的步骤。

此时，利用根据本发明的鞋外底1和方法可如何实现预定目的是清楚的。

事实上，根据本发明的鞋外底设置有通风通道，该通风通道能够确保对穿着者的脚的通风的改善，而不影响鞋外底的舒适性和提供给穿着者的防刺穿保护水平。

此外，如上所述的防穿孔层在鞋外底内的布置不影响鞋外底的美观和重量。

此外，本发明的方法允许获得鞋外底，而不需要在鞋外底的各种元件之间放置胶层。通过注射阶段，可以同时连结所有的鞋外底元件，例如鞋跟插入件、防穿孔层和踏面。

此外，根据本发明的方法可以容易地实施，因为它使用普通的模制技术。

关于鞋外底1和上述方法的实施例，为了满足特定的要求，本领域技术人员可以对所描述的元件进行修改和/或用等同的元件替换所描述的元件，而不脱离所附权利要求的范围。