用于使物品热成型的系统和方法

文档序号:1839811 发布日期:2021-11-16 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 用于使物品热成型的系统和方法 (System and method for thermoforming articles ) 是由 吉欧凡尼·亚达米 山姆·埃米斯 斯儿吉欧·卡瓦里尔 胡孟俊 约翰·赫德 詹姆士·摩立那克斯 于 2016-11-10 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种用于使物品热成型的系统和方法。方法可以包含利用负压产生系统将物品密封在成型材料中,从而将成型材料压缩到物品的外表面上。方法还可以包含将密封的物品暴露于高温,接着暴露于低温,同时维持成型材料对物品的外表面的压缩力。除了向物品的外表面施加额外的压缩力之外,还可以在进行加热和/或冷却步骤时向密封的物品施加正压,这有助于在热成型过程中从物品中去除气泡。(The present application relates to a system and method for thermoforming an article. The method may include sealing the article in the modeling material using the negative pressure generating system, thereby compressing the modeling material onto the outer surface of the article. The method may further comprise exposing the sealed article to an elevated temperature followed by a lower temperature while maintaining a compressive force of the molding material against an outer surface of the article. In addition to applying additional compressive force to the outer surface of the article, positive pressure may be applied to the sealed article as the heating and/or cooling step is performed, which aids in the removal of air bubbles from the article during thermoforming.)

用于使物品热成型的系统和方法

本申请是申请日为2016年11月10日,申请号为201680078536.2,发明名称为“用于使物品热成型的系统和方法(原名称为“穿戴物品和其制造方法”)的申请的分案申请。

技术领域

本公开是针对穿戴物品,如服装物品和/或鞋类物品。具体地说,本公开是针对包括一种或多种织物的穿戴物品,织物包含低加工温度聚合物组合物和高加工温度聚合物组合物。本公开还针对使用包含低加工温度聚合物组合物和高加工温度聚合物组合物的织物来制造穿戴物品的方法。

背景技术

传统上,某些穿戴物品,例如鞋类物品,通过切割出单独的材料片并将其组合在一起来制得。可以通过缝合和/或使用粘合剂来组合这些单独的片。然而,多个材料片的切割和组合方法造成浪费、劳动强度大并且容易出错,其中这类错误导致废弃物增加以及制造时间和能量增加。

发明内容

本发明是针对一种用于使物品热成型的系统。

本发明是针对一种用于使物品热成型的方法。

根据本发明的实施例,用于使物品热成型的系统包括:用以获得并维持高于大气压的压力的加热站;冷却站;负压产生系统,所述负压产生系统包括成型材料、密封部件和负压产生装置,其中所述负压产生系统用以通过将所述物品暴露于低于大气压的压力而将所述物品至少部分地密封在所述成型材料内,其中所述负压产生系统和所述加热站合作用以将所述物品同时暴露于:热能、在所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内时所述低于大气压的压力、以及所述高于大气压的压力;并且其中所述负压产生系统和所述冷却站合作用以将所述物品暴露于低于所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内并暴露于所述低于大气压的压力时在所述加热站中所受到的温度。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的系统中,所述成型材料展现高于约135℃的熔化温度Tm、分解温度Td或这两者。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的系统中,所述加热站包括一个或多个热元件。所述一个或多个热元件各自包括红外辐射源。所述加热站还包含用以对所述加热站的内部部分中的空气加压的空气加压装置。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的系统中,所述物品是鞋的鞋面,并且其中所述成型材料的大小设定成将整个所述鞋面密封在所述成型材料内。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的系统还包括与所述负压产生系统连接的托架,其中所述托架用以在所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内时与所述物品连接。所述托架用以在所述物品的至少一部分位于所述加热站的内部部分中时与所述加热站连接。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的系统中,所述冷却站包括正压源并且用以在所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内并暴露于所述低于大气压的压力时维持高于大气压的压力。所述物品包括鞋的鞋面,所述鞋面包括外底部分,并且其中当所述鞋面位于所述加热站的所述内部部分中时,所述外底部分突出于所述一个或多个热元件的至少一部分。

根据本发明的实施例,用于使物品热成型的方法包括:接收物品;通过将所述物品的外表面与成型材料之间的压力减小到低于大气压的压力而将所述成型材料压缩到所述物品的所述外表面上,从而形成密封的物品;将所述密封的物品在加热站中暴露于热能,同时:将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力,并且将所述加热站的至少含有所述密封的物品的部分加压到高于大气压的压力;以及在将所述密封的物品暴露于热能之后,使所述密封的物品位于冷却站中同时将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的方法中,所述成型材料展现高于约135℃的熔化温度Tm、分解温度Td或这两者。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的方法中,所述物品的至少一部分被覆盖在保护套中。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的方法中,所述物品包括鞋的鞋面,所述鞋面包括外底部分,并且其中所述方法还包含将所述鞋面放置在鞋楦头上,使得外底部分覆盖所述鞋楦头的底部部分。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的方法中,所述加热站包括封闭结构,所述封闭结构具有由第一端面和相对的第二端面以及至少一个侧壁限定的内部部分,并且其中所述第一端面用以接收所述密封的物品的至少一部分,并且其中所述封闭结构能够维持所述高于大气压的压力。所述物品包括鞋的鞋面,所述鞋面包括外底部分,并且其中所述方法还包含使所述鞋面位于所述加热站的所述内部部分中,使得所述外底部分突出于所述一个或多个热元件。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的方法中,在使所述密封的物品位于所述冷却站中之后,将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力增加到高于大气压的压力,使得所述成型材料不再被压缩到所述物品的所述外表面上。

根据本发明的实施例的用于使物品热成型的方法还包括使用托架将所述密封的物品从所述加热站转移到所述冷却站,同时将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力。

在根据本发明的实施例的用于使物品热成型的方法中,所述托架与负压产生系统连接,并且其中所述托架、所述负压产生系统和所述加热站合作用以将所述密封的物品在所述加热站的内部部分中暴露于约135℃或低于约135℃的温度,同时将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力并且同时将所述加热站的至少所述含有所述密封的物品的部分加压到所述高于大气压的压力。所述托架、所述负压产生系统和所述冷却站合作用以将所述密封的物品同时暴露于:在将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力时在所述冷却站的内部部分中约25℃或低于约25℃的温度;和高于大气压的正压。

附图说明

在附图的各图中,以举例的方式而不是以限制的方式说明一些方面。

图1A是根据本发明的各方面的鞋类物品的顶部和侧面透视图,主要展示了三个不同织物区的位置。

图1B是根据本发明的各方面,图1A的鞋类物品的底部和侧面透视图。

图1C是根据本发明的各方面,图1A的鞋类物品的替代方面的顶部和侧面透视图,主要展示了三个不同织物区的位置。

图2A是根据本发明的各方面的服装物品的侧视图,主要展示了肘部补丁。

图2B是根据本发明的各方面,图2A的服装物品的肘部补丁的近视图,主要展示了三个不同织物区。

图3是根据本发明的各方面,具有三种类型的织物区的织物的示意性绘图的平面图。

图4A到图4E描绘根据本发明的各方面,图3的织物的不同类型织物区的示范性截面。

图5A到图5J描绘根据本发明的各方面,可存在于图4A到图4E中所描绘的示范性截面的不同部分中的示范性编织结构。

图6是根据本发明的各方面,具有不同类型的纱线并且描绘交错界面的两个互连线圈横列的示意性图。

图7A是根据本发明的各方面,三个互连线圈横列的示意性图,其中中间线圈横列由不同于外部线圈横列的纱线形成。

图7B是根据本发明的各方面,图7A的互连线圈横列在暴露于热成型工艺之后的示意性图,并且展示了中间线圈横列在热成型之后被转换成非纱线材料,但两个外部线圈横列不这样。

图8是根据本发明的各方面,图7B的非纱线材料的截面的示意性图,并且展示了来自外部线圈横列中的一个的纱线的一部分被封装在非纱线材料中。

图9A是根据本发明的各方面,图7A的互连线圈横列的一部分的截面的示意性图,展示了中间线圈横列中的一个线圈和上部线圈横列中的一个线圈。

图9B是根据本发明的各方面,图9A的截面,但是是在图7A的互连线圈横列暴露于热成型工艺之后的示意性图,展示了中间线圈横列中的纱线线圈如何变形但又维持一般纱线结构。

图10A是根据本发明的各方面,一种类型纱线的三个互连线圈横列与锚定纱线呈浮线组织(float stitch)和集圈组织(tuck stitch)的示意性图。

图10B是根据本发明的各方面,图10A的互连线圈横列的示意性图,并且展示了在热成型之后,形成互连线圈横列的一种类型的纱线被转换成非纱线材料,而锚定纱线仍然以纱线存在。

图10C是根据本发明的各方面,图10B的非纱线材料的截面的示意性图,展示了被封装在非纱线材料中的锚定纱线。

图11A是根据本发明的各方面,图3的织物的织物区中的一个的一部分的示意性图,并且展示了不同类型纤维的区域。

图11B是根据本发明的各方面,图11A的部分在暴露于热成型工艺之后的示意性图,并且展示了这几种类型的纤维中的一种如何转换成非纤维材料并且其它材料的纤维被嵌入于非纤维材料内。

图11C是根据本发明的各方面,图11B的非纤维材料的截面,展示了被封装在非纤维材料中的两种其它纤维。

图12是根据本发明的各方面,包含织物材料的鞋类物品的示意性图的侧视图,并且展示了用于并入到鞋类物品中的底盘(chassis)、脚跟稳定器(heel counter)和鞋垫(sock liner)。

图13是根据本发明的各方面,图12的鞋类物品的截面,其中底盘、脚跟稳定器和鞋垫位于鞋类物品的内部。

图14是根据本发明的各方面,包含织物材料的鞋类物品的示意性图的侧视图,展示了向鞋类物品的贴地外底区(ground-facing outsole area)添加触地鞋钉(ground-engaging cleat)。

图15是根据本发明的各方面,展示了正放置在鞋楦头上的鞋类物品用鞋面的顶部和侧面透视图。

图16是根据本发明的各方面,来自图15的在鞋楦头上的鞋面的顶部和侧面透视图,展示了包裹鞋楦头的至少底部部分的鞋面。

图17是根据本发明的各方面,来自图16的在鞋楦头上的鞋面沿着切割线17-17的截面,展示了与鞋面内表面接触的鞋楦头。

图18是根据本发明的各方面,来自图16的在鞋楦头上的鞋面的顶部和侧面透视图,展示了包裹鞋面的保护套(protective sheath)。

图19是根据本发明的各方面,来自图18的盖有保护套的鞋面沿着切割线19-19的截面,展示了接触鞋面外表面的保护套。

图20A是根据本发明的各方面,来自图16的在鞋楦头上的鞋面的侧视图,展示了一个真空袋,真空袋里面放置着鞋面。

图20B是根据本发明的各方面,图20A的真空袋内的鞋面的侧视图,展示了真空袋向鞋面外表面压缩。

图21是根据本发明的各方面,具有加热区和冷却区的热成型系统的示意性图。

图22是根据本发明的各方面,具有加热站、冷却站和负压产生系统的热成型系统的示意性图。

图23是根据本发明的各方面,另一个具有加热站、冷却站和负压产生系统的热成型系统的示意性图。

图24是根据本发明的各方面,图22的热成型系统的加热站的透视图,展示了多个热元件、正压源和风扇。

图25是根据本发明的各方面,图24的加热站的俯视图。

图26是根据本发明的各方面,与图22的热成型系统有关的负压产生系统的密封部件和成型材料的透视图。

图27是根据本发明的各方面,用于使物品热成型的示范性方法的流程图。

具体实施方式

常规热成型工艺可以包含加热热塑性材料使热塑性材料熔化,接着冷却物品使已熔化的热塑性材料凝固,形成热成型物品。在某些方法中,可能难以将包括一种或多种热塑性聚合物的物品热成型成三维形状,如穿戴物品。举例来说,某些方法可能需要物品围绕一个目标形成,如位于鞋楦头上的鞋用鞋面。在这种方法中,为了较好地围绕目标形成物品,在热成型工艺过程中对物品提供外部压力可能是有利的。然而,常规热成型技术不能在整个物品、如位于鞋楦头上的鞋用鞋面上,提供在鞋面位于鞋楦头的同时使鞋面有效地热成型所需要的完全且均匀的压力。

本文所述的热成型系统和方法能够缓解以上问题中的一个或多个。在各方面中,本文所述的热成型系统能够在暴露于加热步骤和/或冷却步骤时在整个物品上提供一致且均匀的压力。在这些方面中,此在整个物品上的一致且均匀的压力可以至少部分地通过使用负压产生系统来实现,负压产生系统能够将待热成型的物品密封在成型材料内,将成型材料压缩到物品的外表面上。此外,热成型系统还能够在物品经历加热步骤和/或冷却步骤时为物品提供正压,这有助于围绕物体形成物品(例如鞋楦头上的鞋面),增强粘结,并有助于从物品中去除气泡。

本公开还包括形成用于本文所述的热成型工艺中的物品的特定材料和方法。举例来说,本公开也描述了包括织物的穿戴物品,织物包含由第一热塑性聚合物组合物(例如,纱线组合物或纤维组合物)形成的纤维、纱线或纤维和纱线,所述第一热塑性聚合物组合物包括一种或多种第一热塑性聚合物。包括一种或多种第一聚合物的第一热塑性聚合物组合物在本文中称为低加工温度聚合物组合物。本公开的织物还包含包括第二热塑性聚合物组合物的纤维、纱线或纤维和纱线,所述第二热塑性聚合物组合物包括一种或多种第二聚合物。包括一种或多种第二聚合物的第二热塑性聚合物组合物在本文中称为高加工温度聚合物组合物。如本文中所用,“低加工温度聚合物组合物”和“高加工温度聚合物组合物”是相对术语,其中低加工温度聚合物组合物展现比高加工温度聚合物组合物的蠕变松弛温度(creep relaxation temperature)Tcr、热变形温度(heat deflection temperature)Thd、维卡软化温度(Vicat softening temperature)Tvs或熔化温度Tm中的一个或多个低的熔化温度Tm。这些参数在下文中进一步详细描述。应理解,低加工温度聚合物组合物与高加工温度聚合物组合物之间的其它特性和参数可以不同,如下文详细地论述。

在某些方面中,热成型本文所述的织物可以引起低加工温度聚合物组合物熔化或变形(并且随后凝固),从而改变低加工温度聚合物组合物的结构,而高加工温度聚合物组合物则不熔化和/或不变形,由此维持其结构,如其作为纱线或纤维的结构。在这些方面中,此热成型工艺能够产生与织物的刚性较小部分整体地连接的刚性较大的结构组件(如鞋的外底部分),织物的刚性较小部分如鞋的鞋面部分,其具有包括高加工温度聚合物组合物的纤维(例如以纱线形式存在的纤维)。

因此,在一个方面中,提供一种用于使物品热成型的系统。系统包含用以获得并维持高于大气压的压力的加热站、冷却站和负压产生系统。负压产生系统包含成型材料、密封部件和负压产生装置。负压产生系统用以通过将物品暴露于低于大气压的压力而将物品至少部分地密封在成型材料内。负压产生系统和加热站合作用以将物品同时暴露于:热能;在物品被至少部分地密封在成型材料内时低于大气压的压力;以及高于大气压的压力。负压产生系统和冷却站合作用以将物品暴露于低于物品被至少部分地密封在成型材料内时在加热站中所经历的温度并暴露于低于大气压的压力。

在另一个方面中,提供一种用于使物品热成型的方法。方法包含接收物品,并通过将物品外表面与成型材料之间的压力减小到低于大气压的压力而将成型材料压缩到物品外表面上,从而形成密封的物品。方法还包含将密封的物品在加热站中暴露于热能,同时:维持物品外表面与成型材料之间的压力在低于大气压的压力;并且将含有密封的物品的加热站的至少一部分加压到高于大气压的压力。方法还包含在将密封的物品暴露于热能之后,使密封的物品位于冷却站中,同时维持物品外表面与成型材料之间的压力在低于大气压的压力。

如上文所论述,本文所述的纤维、纱线和织物可以包含低加工温度聚合物组合物的选择性并入和/或高加工温度聚合物组合物的选择性并入。在各方面中,这类低加工温度聚合物组合物可以按包括低加工温度聚合物组合物的纤维形式存在。在一些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纤维基本上不含高加工温度聚合物组合物。在其它方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纤维基本上由低加工温度聚合物组合物组成。根据本公开,这些纤维可用于形成纱线,纱线又可用于形成织物,包含编织、机织或编绕的织物。这些纤维还可以用于形成根据本公开的无纺织物(non-woven textile)。

类似地,上述高加工温度聚合物组合物可以按包括高加工温度聚合物组合物的纤维形式存在。在一些方面中,包括高加工温度聚合物组合物的纤维基本上不含低加工温度聚合物组合物。在其它方面中,包括高加工温度聚合物组合物的纤维基本上由高加工温度聚合物组合物组成。根据本公开,这些纤维可用于形成纱线,纱线又可用于形成织物,包含编织、机织或编绕的织物。这些纤维还可以用于形成根据本公开的无纺织物。

在一些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线可另外包括高加工温度聚合物组合物。举例来说,纤维可以是在纤维外表面的至少一部分上存在低加工温度聚合物组合物的双组分纤维。举例来说,低加工温度组合物和高加工温度组合物可具有并排结构(side-by-side structure),或可具有芯-鞘结构(core-and-sheathstructure),其中低加工温度组合物存在于鞘中。在某些方面中,低加工温度聚合物组合物、高加工温度聚合物组合物或这两者还可包含一种或多种在包括聚合物材料的纱线或纤维中所发现的常规添加剂。虽然以上内容可能只描述了纱线或纱线组合物的特性和参数,但是应理解,除非另有提及,否则这类特性和参数也适用于纤维或纤维组合物。

在某些方面中,纱线中的一个或多个可以是单丝纱或复丝纱。在某些方面中,纱线可以是短纤纱。在各种方面中,纱线中的一个或多个可以使用常规技术形成,包含但不限于熔融纺丝、溶液纺丝或电纺丝。

在某些方面中,本文所述的纤维可以是不同大小的纤维,包含不适合纺丝成商业纱线的纤维。本文所述的纱线包含适用于商业编织机中的纱线以及不单独地适用于商业编织机中的纱线。

在某些方面中,本文所述的纱线和/或纤维可用于提供特定功能性。举例来说,在某些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线可以经过热成型形成具有防水或抗水特性的膜。在这些方面中,可以通过在织物、包含形成织物的编织结构的外部使用包括低加工温度聚合物材料的纱线和或纤维而在物品外表面上提供膜。

如上文所论述,在某些方面中,纱线和/或纤维中的一个或多个可以例如为了美观性目的而染色。在各种方面中,纱线和/或纤维可以使用常规染色技术染色,如卷装染色(package dyeing)或原液染色(solution dyeing)。一般来说,卷装染色是对已经成型的纱线和/或纤维进行的工艺,而原液染色是在使纤维成型为纱线之前对纤维染色。在某些方面中,可以对包括高加工温度聚合物组合物的纱线或纤维染色。在某些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维可以不染色,并且可以由基本上不含颜料或染料的聚合物组合物形成,这会产生透明的或接近透明的包括低加工温度组合物的区域(例如,在热成型之后的非纱线或非纤维材料)。

在某些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约1克/旦尼尔(gram/denier)到约5克/旦尼尔的韧度。在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约1.5克/旦尼尔到约4.5克/旦尼尔的韧度。在一个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约2克/旦尼尔到约4.5克/旦尼尔的韧度。如本文中所用的“韧度”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

在各种方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约10%到约130%的伸长率。在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约20%到约130%的伸长率。在一个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约40%到约130%的伸长率。如本文中所用的术语“伸长率”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

如上文所论述,在某些方面中,可能期望利用适合在商业编织设备上使用的纱线。纱线在50℃下的独立收缩率(free-standing shrinkage)是一种能够预测适合在商业编织机上使用的纱线的特性。在某些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够在从20℃加热到50℃时展现约0%到约60%的独立收缩率。在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够在从20℃加热到50℃时展现约0%到约30%的独立收缩率。在一个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够在从20℃加热到50℃时展现约0%到约20%的独立收缩率。如本文中所用的术语“独立收缩率”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

在一个或多个方面中,纱线在70℃下的独立收缩率可以用来指示纱线暴露于某些环境条件时纱线的物理结构不发生任何实质性改变的能力。在某些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够在从20℃加热到70℃时展现约0%到约60%的独立收缩率。在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够在从20℃加热到70℃时展现约0%到约30%的独立收缩率。在一个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够在从20℃加热到70℃时展现约0%到约20%的独立收缩率。

在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约1Mpa到约500MPa的模量。在某些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约5Mpa到约150MPa的模量。在一个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约20Mpa到约130MPa的模量。在另一个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约30MPa到约120MPa的模量。在另一个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线能够展现约40MPa到约110MPa的模量。如本文中所用的术语“模量”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

在一个或多个方面中,当以板形式存在时,低加工温度聚合物组合物能够展现约1Mpa到约500MPa的模量。在某些方面中,呈板形式的低加工温度聚合物组合物能够展现约5Mpa到约150MPa的模量。在一个方面中,呈板形式的低加工温度聚合物组合物能够展现约20Mpa到约130MPa的模量。在另一个方面中,呈板形式的低加工温度聚合物组合物能够展现约30MPa到约120MPa的模量。在另一个方面中,呈板形式的低加工温度聚合物组合物能够展现约40MPa到约110MPa的模量。

在一个或多个方面中,当包括低加工温度聚合物组合物的纱线达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度时,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(例如非纱线材料)能够展现约1Mpa到约500MPa的模量。在各方面中,当包括低加工温度聚合物组合物的纱线达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度时,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(例如非纱线材料)能够展现约5Mpa到约150MPa的模量。在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(例如非纱线材料)能够展现约20Mpa到约130MPa的模量。在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(例如非纱线材料)能够展现约30Mpa到约120MPa的模量。在一个或多个方面中,包括低加工温度聚合物组合物的纱线达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(例如非纱线材料)能够展现约40Mpa到约110MPa的模量。

在各种方面中,当包括低加工温度聚合物组合物的纱线存在于织物中并且已达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度时,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(或非纱线材料)展现约5000个循环到约500,000个循环的冷罗斯弯曲(cold ross flex)。在一个或多个方面中,当包括低加工温度聚合物组合物的纱线存在于织物中并且已达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度时,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(或非纱线材料)展现约10,000个循环到约300,000个循环的冷罗斯弯曲。在某些方面中,当包括低加工温度聚合物组合物的纱线存在于织物中并且已达到高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度并且接着达到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度时,当在约20℃和1ATM的压力下测试时,所得热成型材料(或非纱线材料)展现至少约150,000个循环的冷罗斯弯曲。如本文中所用的术语“冷罗斯弯曲”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

在某些方面中,如下文所详细论述,可以使用锚定纱线来帮助限制熔化的材料、例如低加工温度聚合物组合物在热成型工艺过程中的流动,和/或赋予热成型后的材料一定的柔性。在这些方面中,锚定纱线可以展现比低加工温度聚合物组合物,如包括低加工温度聚合物组合物的纱线或通过这种纱线热成型产生的非纱线材料的伸长率小的伸长率。举例来说,在各方面中,锚定纱线可以展现比包括低加工温度聚合物组合物的纱线或通过包括低加工温度聚合物组合物的纱线热成型产生的非纱线材料的伸长率小至少约10%的伸长率。在一个方面中,锚定纱线可以展现比包括低加工温度聚合物组合物的纱线或通过包括低加工温度聚合物组合物的纱线热成型产生的非纱线材料的伸长率小至少约25%的伸长率。在另一个方面中,锚定纱线可以展现比包括低加工温度聚合物组合物的纱线或通过包括低加工温度聚合物组合物的纱线热成型产生的非纱线材料的伸长率小至少约50%的伸长率。在另一个方面中,锚定纱线可以展现比包括低加工温度聚合物组合物的纱线或通过包括低加工温度聚合物组合物的纱线热成型产生的非纱线材料的伸长率小至少约75%的伸长率。示范性锚定纱线包含聚酰胺纱线、聚烯烃纱线和聚酯纱线,包含具有约5克/旦尼尔到约10克/旦尼尔的韧度的纱线。

锚定纱线可以由包括一种或多种聚合物的高加工温度聚合物组合物形成。锚定纱线高加工温度聚合物组合物的一种或多种聚合物可以是热塑性聚合物。在某些方面中,锚定纱线的高加工温度聚合物组合物的一种或多种聚合物可以与形成包含锚定纱线的织物中所用的第二纱线的高加工温度聚合物组合物的一种或多种聚合物相同。在其它方面中,锚定纱线的高加工温度聚合物组合物的一种或多种聚合物不同于形成包含锚定纱线的织物中所用的第二纱线的高加工温度聚合物组合物的一种或多种聚合物。

如上文所论述,在某些方面中,低加工温度聚合物组合物和高加工温度聚合物组合物具有不同特性。在各种方面中,这些不同特性使得当在低于高加工温度聚合物组合物的蠕变松弛温度、热变形温度或维卡软化温度的温度下进行热成型工艺时,低加工温度聚合物组合物能够在热成型工艺过程中熔化并流动,随后冷却并凝固成与热成型工艺前的结构不同的结构(例如,从纱线热成型为非纱线材料),而高加工温度聚合物组合物在这种工艺过程中不变形或不熔化并且能够维持其结构(例如,作为纱线)。在这些方面中,由低加工温度组合物在热成型工艺过程中形成的非纱线材料能够与未改变的结构(例如纱线或纤维)整体地连接,从而提供三维结构和/或针对穿戴物品上的特定点的其它特性。

低加工温度聚合物组合物

如上文所论述,在某些方面中,低加工温度聚合物组合物包括一种或多种第一热塑性聚合物,并且能够展现低于高加工温度聚合物组合物的热变形温度Thd、维卡软化温度Tvs、蠕变松弛温度Tcr或熔化温度Tm中的至少一个的熔化温度Tm(或熔点)。在相同或替代方面中,低加工温度聚合物组合物所能够展现的熔化温度Tm、热变形温度Thd、维卡软化温度Tvs以及蠕变松弛温度Tcr中的一个或多个低于高加工温度聚合物组合物的热变形温度Thd、维卡软化温度Tvs、蠕变松弛温度Tcr或熔化温度Tm中的一个或多个。如本文中所用的“蠕变松弛温度Tcr”、“维卡软化温度Tvs”、“热变形温度Thd”以及“熔化温度Tm”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

在某些方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约135℃或低于约135℃的熔化温度Tm(或熔点)。在一个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约125℃或低于约125℃的熔化温度Tm。在另一个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约120℃或低于约120℃的熔化温度Tm。在某些方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约80℃到约135℃的熔化温度Tm。在各种方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约90℃到约120℃的熔化温度Tm。在一个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约100℃到约120℃的熔化温度Tm

在一个或多个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约50℃或低于约50℃的玻璃化转变温度Tg。在一个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约25℃或低于约25℃的玻璃化转变温度Tg。在另一个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约0℃或低于约0℃的玻璃化转变温度Tg。在各种方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约-55℃到约55℃的玻璃化转变温度Tg。在一个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约-50℃到约0℃的玻璃化转变温度Tg。在某些方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约-30℃到约-5℃的玻璃化转变温度Tg。如本文中所用的术语“玻璃化转变温度Tg”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

在各种方面中,使用2.16千克的测试砝码,低加工温度聚合物组合物能够展现约0.1克/10分钟(min)到约60克/10min的熔体流动指数(melt flow index)。在某些方面中,使用2.16千克的测试砝码,低加工温度聚合物组合物能够展现约2克/10min到约50克/10min的熔体流动指数。在另一个方面中,使用2.16千克的测试砝码,低加工温度聚合物组合物能够展现约5克/10min到约40克/10min的熔体流动指数。在某些方面中,使用2.16千克的测试砝码,低加工温度聚合物组合物能够展现约25克/10min的熔体流动指数。如本文中所用的术语“熔体流动指数”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

在一个或多个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约8J/g到约45J/g的熔化焓。在某些方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约10J/g到约30J/g的熔化焓。在一个方面中,低加工温度聚合物组合物能够展现约15J/g到约25J/g的熔化焓。如本文中所用的术语“熔化焓”是指下文在特性分析和表征程序部分中所述的对应测试方法。

如先前所述,低加工温度聚合物组合物包括一种或多种热塑性聚合物。在各种方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种选自由聚酯、聚醚、聚酰胺、聚氨基甲酸酯以及聚烯烃组成的群组的聚合物。在各方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种选自由聚酯、聚醚、聚酰胺、聚氨基甲酸酯以及其组合组成的群组的聚合物。

在一个或多个方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种聚酯。在这些方面中,聚酯可以包含聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)。在某些方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种聚酰胺。在这些方面中,聚酰胺可以包含聚(己二酰己二胺)(尼龙6,6)、聚己内酰胺(尼龙6)、聚十二内酰胺(尼龙12)以及其组合。在各方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种聚氨基甲酸酯。

在各种方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚物。在某些方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种选自由共聚酯、共聚醚、共聚酰胺、共聚氨基甲酸酯以及其组合组成的群组的共聚物。在一个或多个方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚酯。在某些方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚醚。在各方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚酰胺。在某些方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚氨基甲酸酯。在一个方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种聚醚嵌段酰胺(polyether blockamide,PEBA)共聚物。示范性热塑性聚合物详细描述于下文中。

示范性热塑性聚合物

在各方面中,示范性热塑性聚合物包含均聚物和共聚物。在某些方面中,热塑性聚合物可以是无规共聚物。在一个方面中,热塑性聚合物可以是嵌段共聚物。举例来说,热塑性聚合物可以是这样的嵌段共聚物,它具有相对较硬的相同化学结构的聚合物单元(链段)(硬链段)的重复嵌段,和相对较软的聚合物链段(软链段)的重复嵌段。在各种方面中,在嵌段共聚物中,包含具有重复硬链段和软链段的嵌段共聚物,可以在嵌段内或在嵌段之间或在嵌段内和在嵌段之间,存在物理交联。硬链段的特定实例包含异氰酸酯链段和聚酰胺链段。软链段的特定实例包含聚醚链段和聚酯链段。如本文中所用,聚合物链段可被称为特定类型的聚合物链段,例如异氰酸酯链段、聚酰胺链段、聚醚链段、聚酯链段等。应理解,链段的化学结构衍生自所描述的化学结构。举例来说,异氰酸酯链段是包含异氰酸酯官能团的聚合单元。当提到特定化学结构的聚合物链段的嵌段时,嵌段可以含有至多10mol%的其它化学结构的链段。举例来说,如本文中所用,聚醚链段应理解为包含至多10mol%的非聚醚链段。

在各种方面中,热塑性聚合物可以包含热塑性聚氨基甲酸酯、热塑性聚酰胺、热塑性聚酯以及热塑性聚烯烃中的一种或多种。应理解,下文未特别描述的其它热塑性聚合物材料也考虑用于低加工温度聚合物组合物和/或高加工温度聚合物组合物中。

在某些方面中,热塑性聚合物可以是热塑性聚氨基甲酸酯。在各方面中,热塑性聚氨基甲酸酯可以是热塑性嵌段聚氨基甲酸酯共聚物。在这些方面中,热塑性嵌段聚氨基甲酸酯共聚物可以是具有硬链段嵌段和软链段嵌段的嵌段共聚物。在各方面中,硬链段可以包括异氰酸酯链段或由异氰酸酯链段组成。在相同或替代方面中,软链段可以包括以下或由以下组成:聚醚链段、或聚酯链段、或聚醚链段与聚酯链段的组合。在一个特定方面中,热塑性材料可以包括以下或基本上由以下组成:具有硬链段重复嵌段和软链段重复嵌段的弹性热塑性聚氨基甲酸酯。

在各方面中,热塑性聚氨基甲酸酯中的一个或多个可以通过以下产生:使一种或多种异氰酸酯与一种或多种多元醇聚合,产生如下式1中所展示的具有氨基甲酸酯键(—N(CO)O—)的共聚物链,其中异氰酸酯各自优选地每分子包含两个或超过两个异氰酸酯基(—NCO),如每分子2个、3个或4个异氰酸酯基(虽然也可以可选地包含单官能异氰酸酯,例如作为链终止单元)。

在这些实施例中,每个R1和R2独立地是脂肪族或芳香族链段。可选地,每个R2可以是亲水性链段。

除非另外指明,否则本文所述的官能团或化合物中的任一个可以是被取代或未被取代的。“被取代的”基团或化合物,如烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基、烷氧基、酯、醚或羧酸酯,是指烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基、烷氧基、酯、醚或羧酸酯基具有至少一个被非氢基(即,取代基)取代的氢基。非氢基(或取代基)的实例包含但不限于烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、醚、芳基、杂芳基、杂环烷基、羟基、氧基(或氧代)、烷氧基、酯、硫酯、酰基、羧基、氰基、硝基、氨基、酰胺基、硫以及卤基。当被取代的烷基包含超过一个非氢基时,取代基可以与同一个碳或两个或超过两个不同的碳原子结合。

另外,异氰酸酯也可以用一种或多种增链剂桥接两个或超过两个异氰酸酯来增链。这可以产生如下式2中所展示的聚氨基甲酸酯共聚物链,其中R3包含增链剂。如同每个R1和R2一样,每个R3独立地是脂肪族或芳香族链段。

基于所用特定异氰酸酯,式1和式2中的每个链段R1或第一链段可以独立地包含直链或支链C3-30链段,并且可以是脂肪族的、芳香族的,或包含脂肪族部分与芳香族部分的组合。术语“脂肪族”是指不包含具有离域π电子的环共轭环系统的饱和或不饱和有机分子。相比之下,术语“芳香族”是指具有离域π电子的环共轭环系统,其所展现的稳定性大于假设具有定域π电子的环系统。

以反应物单体的总重量计,每个链段R1可以按5重量%到85重量%、5重量%到70重量%或10重量%到50重量%的量存在。

在脂肪族实施例(来自脂肪族异氰酸酯)中,每个链段R1可以包含直链脂族基、支链脂族基、环脂族基或其组合。举例来说,每个链段R1可以包含直链或支链C3-20亚烷基链段(例如C4-15亚烷基或C6-10亚烷基)、一个或多个C3-8亚环烷基链段(例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基或环辛基)以及其组合。

适合制造聚氨基甲酸酯共聚物链的脂肪族二异氰酸酯的实例包含六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylene diisocyanate,HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate,IPDI)、亚丁基二异氰酸酯(butylene diisocyanate,BDI)、双异氰酸根合环己基甲烷(bisisocyanatocyclohexylmethane,HMDI)、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate,TMDI)、双异氰酸根合甲基环己烷(bisisocyanatomethylcyclohexane)、双异氰酸根合甲基三环癸烷(bisisocyanatomethyltricyclodecane)、降莰烷二异氰酸酯(norbornane diisocyanate,NDI)、环己烷二异氰酸酯(cyclohexane diisocyanate,CHDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate,H12MDI)、二异氰酸根合十二烷(diisocyanatododecane)、赖氨酸二异氰酸酯以及其组合。

在芳香族实施例(来自芳香族异氰酸酯)中,每个链段R1可以包含一个或多个芳族基,如苯基、萘基、四氢萘基、菲基、亚联苯基、茚满基、茚基、蒽基以及芴基。除非另外指明,否则芳族基可以是未被取代的芳族基或被取代的芳族基,并且还可以包含杂芳族基。“杂芳族”是指单环或多环(例如,稠合双环和稠合三环)芳环系统,其中一个到四个环原子选自氧、氮或硫,并且其余的环原子是碳,并且其中环系统通过任一个环原子与分子的其余部分连接。合适的杂芳基的实例包含吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、四唑基、噁唑基、异噁唑基、噻二唑基、噁二唑基、呋喃基、喹啉基、异喹啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基以及苯并噻唑基。

适合制造聚氨基甲酸酯共聚物链的芳香族二异氰酸酯的实例包含甲苯二异氰酸酯(toluene diisocyanate,TDI)、TDI与三羟甲基丙烷(trimethyloylpropane,TMP)的加合物、亚甲基二苯基二异氰酸酯(methylene diphenyl diisocyanate,MDI)、二甲苯二异氰酸酯(xylene diisocyanate,XDI)、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(tetramethylxylylenediisocyanate,TMXDI)、氢化二甲苯二异氰酸酯(hydrogenated xylene diisocyanate,HXDI)、萘1,5-二异氰酸酯(naphthalene 1,5-diisocyanate,NDI)、1,5-四氢化萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯(para-phenylene diisocyanate,PPDI)、3,3'-二甲基二苯基-4,4'-二异氰酸酯(3,3'-dimethyldiphenyl-4,4'-diisocyanate,DDDI)、4,4'-二苯甲基二异氰酸酯(4,4'-dibenzyl diisocyanate,DBDI)、4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯以及其组合。在一些实施例中,共聚物链基本上不含芳族基。

在特定方面中,聚氨基甲酸酯共聚物链由包含HMDI、TDI、MDI、H12脂族基以及其组合的二异氰酸酯产生。

在某些方面中,根据本公开,可以使用交联的(例如,保留热塑性特性的部分交联的聚氨基甲酸酯共聚物)或可能交联的聚氨基甲酸酯链。有可能使用多官能异氰酸酯产生交联的或可交联的聚氨基甲酸酯共聚物链。适合制造聚氨基甲酸酯共聚物链的三异氰酸酯的实例包含TDI、HDI和IPDI与三羟甲基丙烷(TMP)的加合物、脲二酮(即,二聚异氰酸酯)、聚合MDI以及其组合。

基于所用特定增链剂多元醇,式2中的链段R3可以包含直链或支链C2-C10链段,并且可以是例如脂族基、芳族基或聚醚。适合制造聚氨基甲酸酯共聚物链的增链剂多元醇的实例包含乙二醇、乙二醇的低级寡聚物(例如二乙二醇、三乙二醇和四乙二醇)、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙二醇的低级寡聚物(例如二丙二醇、三丙二醇和四丙二醇)、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-乙基-1,6-己二醇、1-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二羟基烷基化芳香族化合物对苯二酚和间苯二酚的双(例如,2-羟乙基)醚、二甲苯-a,a-二醇、二甲苯-a,a-二醇的双(2-羟乙基)醚以及其组合。

式1和式2中的链段R2可以包含聚醚基、聚酯基、聚碳酸酯基、脂族基或芳族基。以反应物单体的总重量计,每个链段R2可以按5重量%到85重量%、5重量%到70重量%或10重量%到50重量%的量存在。

可选地,在一些实例中,本公开的热塑性聚氨基甲酸酯可以是具有相对较大的亲水性程度的热塑性聚氨基甲酸酯。举例来说,热塑性聚氨基甲酸酯可以是这样的热塑性聚氨基甲酸酯,其中式1和式2中的链段R2包含聚醚基、聚酯基、聚碳酸酯基、脂族基或芳族基,其中脂族基或芳族基被一个或多个具有相对较大的亲水性程度的侧基(即,“亲水性”相对较大的基团)取代。“亲水性”相对较大的基团可以选自由以下组成的群组:羟基、聚醚、聚酯、聚内酯(例如聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP))、氨基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、铵(例如叔铵和季铵)、两性离子(例如甜菜碱,如聚(羧基甜菜碱)(poly(carboxybetaine),pCB);和膦酸铵,如磷脂酰胆碱)以及其组合。在此类实例中,R2的此亲水性相对较大的基团或链段可以形成聚氨基甲酸酯主链的部分,或可以作为侧基接枝到聚氨基甲酸酯主链上。在一些实例中,侧接亲水基团或链段可以通过连接基团键结到脂族基或芳族基。以反应物单体的总重量计,每个链段R2可以按5重量%到85重量%、5重量%到70重量%或10重量%到50重量%的量存在。

在一些实例中,热塑性聚氨基甲酸酯的至少一个R2链段包含聚醚链段(即,具有一个或多个醚基的链段)。合适的聚醚包含但不限于聚氧化乙烯(polyethylene oxide,PEO)、聚氧化丙烯(polypropylene oxide,PPO)、聚四氢呋喃(polytetrahydrofuran,PTHF)、聚氧化四亚甲基(polytetramethylene oxide,PTMO)以及其组合。如本文中所用的术语“烷基”是指含有一个到三十个碳原子,例如一个到二十个碳原子或一个到十个碳原子的直链和支链饱和烃基。术语Cn意指烷基具有“n个”碳原子。举例来说,C4烷基是指具有4个碳原子的烷基。C1-7烷基是指具有涵盖整个范围的碳原子数(即,1个到7个碳原子)以及所有亚组(例如1个到6个、2个到7个、1个到5个、3个到6个、1个、2个、3个、4个、5个、6个以及7个碳原子)的烷基。烷基的非限制性实例包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基(2-甲基丙基)、叔丁基(1,1-二甲基乙基)、3,3-二甲基戊基以及2-乙基己基。除非另外指明,否则烷基可以是未被取代的烷基或被取代的烷基。

在热塑性聚氨基甲酸酯的一些实施例中,至少一个R2链段包含聚酯链段。聚酯链段可以衍生自一种或多种二羧酸(例如己二酸、丁二酸、癸二酸、辛二酸、甲基己二酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、硫代二丙酸和柠康酸以及其组合)对一种或多种二元醇(例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基戊二醇-1,5、二乙二醇、1,5-戊二醇、1,5-己二醇、1,2-十二烷二醇、环己烷二甲醇以及其组合)的聚酯化。聚酯也可以衍生自聚碳酸酯预聚物,如聚(碳酸六亚甲酯)二醇(poly(hexamethylene carbonate)glycol)、聚(碳酸丙二酯)二醇(poly(propylene carbonate)glycol)、聚(碳酸四亚甲酯)二醇(poly(tetramethylene carbonate)glycol)以及聚(碳酸壬烷亚甲酯)二醇(poly(nonanemethylene carbonate)glycol)。合适的聚酯可以包含例如聚己二酸乙二酯(polyethylene adipate,PEA)、聚(己二酸1,4-丁二酯)、聚(己二酸四亚甲酯)、聚(己二酸六亚甲酯)、聚己酸内酯、聚碳酸六亚甲酯、聚(碳酸丙二酯)、聚(碳酸四亚甲酯)、聚(碳酸壬烷亚甲酯)以及其组合。

在不同的热塑性聚氨基甲酸酯中,至少一个R2链段包含聚碳酸酯链段。聚碳酸酯链段可以衍生自一种或多种二元醇(例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基戊二醇-1,5、二乙二醇、1,5-戊二醇、1,5-己二醇、1,2-十二烷二醇、环己烷二甲醇以及其组合)与碳酸乙二酯的反应。

在热塑性聚氨基甲酸酯的不同实例中,至少一个R2链段可以包含被一个或多个具有相对较大的亲水性程度的基团,即“亲水性”相对较大的基团取代的脂族基。一个或多个亲水性相对较大的基团可以选自由以下组成的群组:羟基、聚醚、聚酯、聚内酯(例如聚乙烯吡咯烷酮)、氨基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、铵(例如叔铵和季铵)、两性离子(例如甜菜碱,如聚(羧基甜菜碱)(pCB);和膦酸铵,如磷脂酰胆碱)以及其组合。在一些实例中,脂族基是直链并且可以包含例如C1-20亚烷基链或C1-20亚烯基链(例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十三烷基、亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基、亚戊烯基、亚己烯基、亚庚烯基、亚辛烯基、亚壬烯基、亚癸烯基、亚十一碳烯基、亚十二碳烯基、亚十三碳烯基)。术语“亚烷基”是指二价烃。术语Cn意指亚烷基具有“n个”碳原子。举例来说,C1-6亚烷基是指具有例如1个、2个、3个、4个、5个或6个碳原子的亚烷基。术语“亚烯基”是指具有至少一个双键的二价烃。

在一些情况下,至少一个R2链段包含被一个或多个亲水性相对较大的基团取代的芳族基。一个或多个亲水基可以选自由以下组成的群组:羟基、聚醚、聚酯、聚内酯(例如聚乙烯吡咯烷酮)、氨基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、铵(例如叔铵和季铵)、两性离子(例如甜菜碱,如聚(羧基甜菜碱)(pCB);和膦酸铵,如磷脂酰胆碱)以及其组合。合适的芳族基包含但不限于苯基、萘基、四氢萘基、菲基、亚联苯基、茚满基、茚基、蒽基、芴基吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、四唑基、噁唑基、异噁唑基、噻二唑基、噁二唑基、呋喃基、喹啉基、异喹啉基、苯并噁唑基、苯并咪唑基苯并噻唑基以及其组合。

在各种方面中,脂肪族和芳族基可被一个或多个亲水性相对较大的和/或带电荷的侧接基团取代。在一些方面中,侧接亲水基包含一个或多个(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或超过10个)羟基。在各种方面中,侧接亲水基包含一个或多个(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或超过10个)氨基。在一些情况下,侧接亲水基包含一个或多个(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或超过10个)羧酸酯基。举例来说,脂族基可以包含一个或多个聚丙烯酸基。在一些情况下,侧接亲水基包含一个或多个(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或超过10个)磺酸酯基。在一些情况下,侧接亲水基包含一个或多个(例如2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或超过10个)磷酸酯基。在一些实例中,侧接亲水基包含一个或多个铵基(例如叔铵和/或季铵)。在其它实例中,侧接亲水基包含一个或多个两性离子基团(例如甜菜碱,如聚(羧基甜菜碱)(pCB);和膦酸铵基,如磷脂酰胆碱基)。

在一些方面中,R2链段可以包含能够与抗衡离子结合,以离子方式交联热塑性聚合物并形成离聚物的带电荷基团。在这些方面中,举例来说,R2是具有侧接氨基、羧酸酯、磺酸酯、磷酸酯、铵或两性离子基团或其组合的脂族基或芳族基。

在不同情况下,当存在侧接亲水基时,侧接“亲水”基是至少一个聚醚基,如两个聚醚基。在其它情况下,侧接亲水基是至少一个聚酯。在不同情况下,侧接亲水基是聚内酯基(例如聚乙烯吡咯烷酮)。侧接亲水基的每个碳原子可以可选地被例如C1-6烷基取代。在这些方面中的一些中,脂族基和芳族基可以是接枝聚合物基团,其中侧基是均聚基团(例如聚醚基、聚酯基、聚乙烯吡咯烷酮基)。

在一些方面中,侧接亲水基是聚醚基(例如聚氧化乙烯基、聚乙二醇基)、聚乙烯吡咯烷酮基、聚丙烯酸基或其组合。

侧接亲水基可以通过连接基团键结到脂族基或芳族基。连接基团可以是任何能够将侧接亲水基连接到脂族基或芳族基上的双官能小分子(例如C1-20)。举例来说,连接基团可以包含如本文先前所述的二异氰酸酯基,它在与侧接亲水基和脂族基或芳族基连接时形成氨基甲酸酯键。在一些方面中,连接基团可以是如下所示的4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-diphenylmethane diisocyanate,MDI)。

在一些示范性方面中,侧接亲水基是聚氧化乙烯基并且连接基团是MDI,如下所示。

在一些情况下,使侧接亲水基官能化以使其能够可选地通过连接基团键结到脂族基或芳族基。在各种方面中,举例来说,当侧接亲水基包含烯烃基时,它能够与含巯基双官能分子(即,具有第二反应性基团的分子,第二反应性基团如羟基或氨基)发生迈克尔加成(Michael addition),产生能够与聚合物主链反应的亲水基,可选地通过连接基团,使用第二反应性基团。举例来说,当侧接亲水基是聚乙烯吡咯烷酮基时,它能够与巯基乙醇上的巯基反应产生羟基官能化的聚乙烯吡咯烷酮,如下所示。

在本文所公开的一些方面中,至少一个R2链段包含聚氧化四亚甲基基团。在其它示范性方面中,至少一个R2链段可以包含经过聚氧化乙烯基或聚乙烯吡咯烷酮基官能化的脂肪族多元醇基,如欧洲(E.P.)专利第2 462 908号中所述的多元醇。举例来说,R2链段可以衍生自多元醇(例如季戊四醇或2,2,3-三羟基丙醇)与MDI衍生化的甲氧基聚乙二醇(用于获得如式6或式7中所示的化合物)或与先前已与巯基乙醇反应的MDI衍生化的聚乙烯吡咯烷酮(用于获得如式8或式9中所示的化合物)的反应产物,如下所示。

在不同情况下,至少一个R2是聚硅氧烷。在这些情况下,R2可以衍生自式10的硅酮单体,如以引用的方式并入本文中的美国专利第5,969,076号中所公开的硅酮单体:

其中:

a是1到10或大于10(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10);

每个R4独立地是氢、C1-18烷基、C2-18烯基、芳基或聚醚;并且

每个R5独立地是C1-10亚烷基、聚醚或聚氨基甲酸酯。

在一些方面中,每个R4独立地是H、C1-10烷基、C2-10烯基、C1-6芳基、聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯基。举例来说,每个R4可以独立地选自由甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、乙烯基、丙烯基、苯基以及聚乙烯基组成的群组。

在各种方面中,每个R5独立地包含C1-10亚烷基(例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基或亚癸基)。在其它情况下,每个R5是聚醚基(例如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯基)。在不同情况下,每个R5是聚氨基甲酸酯基。

可选地,在一些方面中,聚氨基甲酸酯可以包含至少部分地交联的聚合网状结构,其所包含的共聚物链是聚氨基甲酸酯的衍生物。在这样的情况下,应理解,交联程度要使得聚氨基甲酸酯保留热塑性特性(即,交联后的热塑性聚氨基甲酸酯能够在本文所述的工艺条件下软化或熔化并再凝固)。此交联的聚合网状结构可以通过使一种或多种异氰酸酯与一种或多种聚氨基化合物、聚巯基化合物或其组合聚合来产生,如下式11和式12中所示:

其中变量如上所述。另外,异氰酸酯也可以用一种或多种聚氨基或聚硫醇增链剂桥接两个或超过两个异氰酸酯来增链,如先前关于式2的聚氨基甲酸酯所述。

在一些方面中,热塑性聚氨基甲酸酯由MDI、PTMO和1,4-丁二醇组成,如美国专利第4,523,005号中所述。

如本文所述,热塑性聚氨基甲酸酯可以通过例如聚合物上的氨基甲酸乙酯或氨基甲酸酯基之间的非极性或极性相互作用以物理方式交联(硬链段。在这些方面中,式1中的组分R1和式2中的组分R1和R3形成聚合物中常被称为“硬链段”的部分,并且组分R2形成聚合物中常被称为“软链段”的部分。在这些方面中,软链段可以共价键结到硬链段。在一些实例中,具有以物理方式交联的硬链段和软链段的热塑性聚氨基甲酸酯可以是亲水性热塑性聚氨基甲酸酯(即,包含如本文中所公开的亲水基的热塑性聚氨基甲酸酯)。

可在市面上购得的具有适合于当前用途的较大亲水性的热塑性聚氨基甲酸酯包含但不限于商品名为以下的热塑性聚氨基甲酸酯:“TECOPHILIC”,如TG-500、TG-2000、SP-80A-150、SP-93A-100、SP-60D-60(伊利诺伊州康特瑞赛德的路博润(Lubrizol,Countryside,IL));“ESTANE”(例如ALR G 500或58213;伊利诺伊州康特瑞赛德的路博润)。

在各种方面中,热塑性聚氨基甲酸酯可以是部分共价交联的,如本文先前所述。

在各种方面中,热塑性聚合物可以包括热塑性聚酰胺。热塑性聚酰胺可以是具有相同化学结构的重复聚酰胺链段的聚酰胺均聚物。或者,聚酰胺可以包括多个具有不同聚酰胺化学结构的聚酰胺链段(例如聚酰胺6链段、聚酰胺11链段、聚酰胺12链段、聚酰胺66链段等)。具有不同化学结构的聚酰胺链段可以无规排列,或可以作为重复嵌段排列。

在各方面中,热塑性聚合物可以是嵌段共聚酰胺。举例来说,嵌段共聚酰胺可以具有硬链段重复嵌段和软链段重复嵌段。硬链段可以包括聚酰胺链段,并且软链段可以包括非聚酰胺链段。热塑性聚合物可以是包括以下或由以下组成的弹性热塑性共聚酰胺:具有硬链段重复嵌段和软链段重复嵌段的嵌段共聚酰胺。在嵌段共聚物中,包含具有重复的硬链段和软链段的嵌段共聚物,可以在嵌段内或在嵌段之间或在嵌段内和在嵌段之间存在物理交联。

热塑性聚酰胺可以是共聚酰胺(即,包含聚酰胺链段和非聚酰胺链段的共聚物)。共聚酰胺的聚酰胺链段可以包括以下或由以下组成:聚酰胺6链段、聚酰胺11链段、聚酰胺12链段、聚酰胺66链段或其任何组合。共聚酰胺的聚酰胺链段可以无规排列,或可以作为重复嵌段排列。在一个特定实例中,聚酰胺链段可以包括以下或由以下组成:聚酰胺6链段、或聚酰胺12链段、或聚酰胺6链段和聚酰胺12链段。在共聚酰胺的聚酰胺链段包含聚酰胺6链段和聚酰胺12链段的实例中,链段可以无规排列。共聚酰胺的非聚酰胺链段可以包括以下或由以下组成:聚醚链段、聚酯链段、或聚醚链段和聚酯链段。共聚酰胺可以是嵌段共聚酰胺,或可以是无规共聚酰胺。热塑性共聚酰胺可以由聚酰胺寡聚物或预聚物与第二寡聚物预聚物缩聚形成嵌段共聚酰胺(即,包含聚酰胺链段的嵌段共聚物)来形成。可选地,第二预聚物可以是亲水性预聚物。

在一些方面中,热塑性聚酰胺本身或热塑性共聚酰胺的聚酰胺链段可以衍生自聚酰胺预聚物与二羧酸或其活化形式的缩合,聚酰胺预聚物如内酰胺、氨基酸和/或二氨基化合物。所得聚酰胺链段包含酰胺键(—(CO)NH—)。术语“氨基酸”是指具有至少一个氨基和至少一个羧基的分子。热塑性聚酰胺的每个聚酰胺链段可以是相同或不同的。

在一些方面中,热塑性聚酰胺或热塑性共聚酰胺的聚酰胺链段衍生自内酰胺和/或氨基酸的缩聚,并且包含具有下式13中所示结构的酰胺链段,其中R6是衍生自内酰胺或氨基酸的聚酰胺的链段。

在一些方面中,R6衍生自内酰胺。在一些情况下,R6衍生自C3-20内酰胺或C4-15内酰胺或C6-12内酰胺。举例来说,R6可以衍生自己内酰胺或十二内酰胺。在一些情况下,R6衍生自一种或多种氨基酸。在不同情况下,R6衍生自C4-25氨基酸或C5-20氨基酸或C8-15氨基酸。举例来说,R6可以衍生自12-氨基十二烷酸或11-氨基十一烷酸。

可选地,为了增加热塑性共聚酰胺的相对亲水性程度,式13可以包含聚酰胺-聚醚嵌段共聚物链段,如下所示:

其中m是3到20,并且n是1到8。在一些示范性方面中,m是4到15或6到12(例如6、7、8、9、10、11或12),并且n是1、2或3。举例来说,m可以是11或12,并且n可以是1或3。在各种方面中,热塑性聚酰胺或热塑性共聚酰胺的聚酰胺链段衍生自二氨基化合物与二羧酸或其活化形式的缩合,并且包含具有下式15中所示结构的酰胺链段,其中R7是衍生自二氨基化合物的聚酰胺的链段,R8是衍生自二羧酸化合物的链段:

在一些方面中,R7衍生自包含具有C4-15个碳原子或C5-10个碳原子或C6-9个碳原子的脂族基的二氨基化合物。在一些方面中,二氨基化合物包含芳族基,如苯基、萘基、二甲苯基和甲苯基。能够衍生出R7的合适的二氨基化合物包含但不限于六亚甲基二胺(hexamethylene diamine,HMD)、四亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺(trimethylhexamethylene diamine,TMD)、间二甲苯二胺(m-xylylene diamine,MXD)以及1,5-戊二胺(1,5-pentamine diamine)。在各种方面中,R8衍生自二羧酸或其活化形成,包含具有C4-15个碳原子或C5-12个碳原子或C6-10个碳原子的脂族基。在一些情况下,能够衍生出R8的二羧酸或其活化形包含芳族基,如苯基、萘基、二甲苯基和甲苯基。能够衍生出R8的合适的羧酸或其活化形式包含但不限于己二酸、癸二酸、对苯二甲酸和间苯二甲酸。在一些方面中,共聚物链基本上不含芳族基。

在一些方面中,热塑性聚酰胺(包含热塑性共聚酰胺)的每个聚酰胺链段独立地衍生自选自由12-氨基十二烷酸、己内酰胺、六亚甲基二胺以及己二酸组成的群组的聚酰胺预聚物。

在一些方面中,热塑性聚酰胺包括热塑性聚(醚-嵌段-酰胺)或由热塑性聚(醚-嵌段-酰胺)组成。热塑性聚(醚-嵌段-酰胺)可以由羧酸封端的聚酰胺预聚物与羟基封端的聚醚预聚物缩聚形成热塑性聚(醚-嵌段-酰胺)来形成,如式16中所示。热塑性聚(醚-嵌段-酰胺)的聚酰胺嵌段可以衍生自内酰胺、氨基酸和/或二氨基化合物与二羧酸,如先前所述。聚醚嵌段可以衍生自一种或多种选自由聚氧化乙烯(PEO)、聚氧化丙烯(PPO)、聚四氢呋喃(PTHF)、聚氧化四亚甲基(PTMO)以及其组合组成的群组的聚醚。聚醚嵌段的数均分子量可以在约400g/mol到3000g/mol的范围内。聚酰胺(polyamide,PA)嵌段的数均分子量可以在约500g/mol到5000g/mol的范围内。在具体实例中,热塑性聚(醚-嵌段-酰胺)共聚物的聚醚(polyether,PE)含量(x)可以在约0.05到约0.8的范围内(即,约5mol%到约80mol%)。

在一些实例中,热塑性聚酰胺通过例如聚合物的聚酰胺基之间的非极性或极性相互作用以物理方式交联。在热塑性聚酰胺是热塑性共聚酰胺的实例中,热塑性共聚酰胺可以通过聚酰胺基之间的相互作用,可选地通过共聚物基团之间的相互作用,以物理方式交联。当热塑性共聚酰胺通过聚酰胺基之间的相互作用以物理方式交联时,聚酰胺链段可以形成聚合物中被称为“硬链段”的部分,并且共聚物链段可以形成聚合物中被称为“软链段”的部分。举例来说,当热塑性共聚酰胺是热塑性聚(醚-嵌段-酰胺)时,聚酰胺链段形成聚合物的硬链段部分,并且聚醚链段可以形成聚合物的软链段部分。因此,在一些实例中,热塑性聚合物可以包含具有一个或多个含酰胺键的聚合物链的以物理方式交联的聚合网状结构。

在一些方面中,热塑性共聚酰胺的聚酰胺链段包含聚酰胺-11或聚酰胺-12并且聚醚链段是选自由聚氧化乙烯、聚氧化丙烯和聚氧化四亚甲基链段以及其组合组成的群组的链段。可在市面上购得的适合于当前用途的热塑性聚酰胺包含商品名为以下的热塑性聚酰胺:德克萨斯州克利尔莱克的阿科玛(Arkema,Inc.,Clear Lake,TX)的“PLATAMID”(例如,H2694)和“PEBAX”(例如“PEBAX MH1657”和“PEBAX MV1074”,以及“SERENE”涂料(明尼苏达州伊登普雷利的塞姆迪克(Sumedics,Eden Prairie,MN))。

可选地,热塑性聚酰胺可以是部分共价交联的,如本文先前所述。在这样的情况下,应理解,热塑性聚酰胺中所存在的交联程度要使得当将其以纱线或纤维形式热处理以形成本公开的鞋类物品时,部分共价交联的热塑性聚酰胺保留足够部分共价交联的热塑性聚酰胺在加工过程中软化或熔化并再凝固的热塑性特征。

在各方面中,热塑性聚合物可以包括热塑性聚酯。热塑性聚酯可以由羧酸与二醇的缩聚形成。热塑性聚酯可以是具有相同化学结构的重复聚酯链段的聚酯均聚物。或者,聚酯可以包括多个具有不同聚酯化学结构的聚酯链段(例如聚乙醇酸链段、聚乳酸链段、聚己酸内酯链段、聚羟基烷酸酯链段、聚羟基丁酸酯链段等)。具有不同化学结构的聚酯链段可以无规排列,或可以作为重复嵌段排列。

热塑性聚酯可以是共聚酯(即,包含聚酯链段和非聚酯链段的共聚物)。共聚酯可以是脂肪族共聚酯(即,聚酯链段和非聚酯链段均是脂肪族的共聚酯)。或者,共聚酯可以包含芳香族链段。共聚酯的聚酯链段可以包括以下或由以下组成:聚乙醇酸链段、聚乳酸链段、聚己酸内酯链段、聚羟基烷酸酯链段、聚羟基丁酸酯链段或其任何组合。共聚酯的聚酯链段可以无规排列,或可以作为重复嵌段排列。

举例来说,热塑性聚酯可以是这样的嵌段共聚酯,它具有相对较硬的相同化学结构的聚合物单元(链段)(硬链段)的重复嵌段,和相对较软的聚合物链段(软链段)的重复嵌段。在嵌段共聚酯中,包含具有重复的硬链段和软链段的嵌段共聚酯,可以在嵌段内或在嵌段之间或在嵌段内和在嵌段之间存在物理交联。在一个特定实例中,热塑性材料可以包括以下或基本上由以下组成:具有硬链段重复嵌段和软链段重复嵌段的弹性热塑性共聚酯。

共聚酯的非聚酯链段可以包括以下或由以下组成:聚醚链段、聚酰胺链段、或聚醚链段和聚酰胺链段。共聚酯可以是嵌段共聚酯,或可以是无规共聚酯。热塑性共聚酯可以由聚酯寡聚物或预聚物与第二寡聚物预聚物缩聚形成嵌段共聚酯来形成。可选地,第二预聚物可以是亲水性预聚物。举例来说,共聚酯可以由对苯二甲酸或萘二甲酸与乙二醇、1,4-丁二醇或1,3-丙二醇缩聚形成。共聚酯的实例包含聚己二酸乙二酯、聚丁二酸丁二酯、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚萘二甲酸乙二酯以及其组合。在一个特定实例中,共聚酰胺可以包括聚对苯二甲酸乙二酯或由聚对苯二甲酸乙二酯组成。

在一些方面中,热塑性聚合物可以包括热塑性聚烯烃或基本上由热塑性聚烯烃组成。热塑性聚烯烃可以通过所属领域的技术人员众所周知的方法(例如,使用过氧化物引发剂、热和/或光),通过自由基聚合、阳离子聚合和/或阴离子聚合形成。热塑性聚烯烃的示范性实例可以包含聚乙烯、聚丙烯以及热塑性烯烃弹性体。

高加工温度聚合物组合物

如上文所论述,低加工温度聚合物组合物和高加工温度聚合物组合物具有不同特性。举例来说,高加工温度聚合物组合物可以展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高的蠕变松弛温度Tcr、维卡软化温度Tvs、热变形温度Thd或熔化温度Tm中的至少一个。当根据本公开热成型包含低加工温度聚合物组合物和高加工温度聚合物组合物的织物时,热成型在高加工温度聚合物组合物不熔化或不变形而低加工温度聚合物组合物发生熔化的条件下进行。

在一个或多个方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约10℃的熔化温度Tm。在另一个方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约20℃的熔化温度Tm。在某些方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约40℃的熔化温度Tm

在各种方面中,高加工温度聚合物组合物展现约140℃到约500℃的熔化温度Tm。在一个或多个方面中,高加工温度聚合物组合物展现约140℃到约400℃的熔化温度Tm。在某些方面中,高加工温度聚合物组合物展现约140℃到约300℃的熔化温度Tm

在某些方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约10℃的蠕变松弛温度Tcr。在一个或多个方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约30℃的蠕变松弛温度Tcr。在一个方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约50℃的蠕变松弛温度Tcr

在某些方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约10℃的维卡软化温度Tvs。在一个或多个方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约30℃的维卡软化温度Tvs。在一个方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约50℃的维卡软化温度Tvs

在某些方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约10℃的热变形温度Thd。在各种方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约30℃的热变形温度Thd。在一个方面中,高加工温度聚合物组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高至少约50℃的热变形温度Thd

如上所陈述,高加工温度聚合物组合物包括一种或多种第二热塑性聚合物。高加工温度聚合物组合物的一种或多种第二热塑性聚合物可以是如上所述的热塑性聚合物作为示范性热塑性聚合物,应理解,根据熔化温度Tm,一种或多种第二热塑性聚合物不同于低加工温度聚合物组合物的一种或多种第一热塑性聚合物。高加工温度聚合物组合物包含一种或多种第二热塑性聚合物,其具有足够高的熔化温度Tm,以足够高的浓度存在于组合物中,使得高加工温度聚合物组合物的蠕变松弛温度Tcr、热变形温度Thd或维卡软化温度Tvs高于低熔化温度聚合物组合物的熔化温度Tm。在一个方面中,一种或多种第二热塑性聚合物可以包含一种或多种选自由聚酯、聚醚、聚酰胺、聚氨基甲酸酯以及聚烯烃组成的群组的聚合物。在某些方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种选自由热塑性聚酯、聚醚、聚酰胺以及其组合组成的群组的热塑性聚合物。在各方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种选自由热塑性聚酯、聚酰胺以及其组合组成的群组的热塑性聚合物。

在各种方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种热塑性聚酯。在这些方面中,热塑性聚酯可以包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。在某些方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种热塑性聚酰胺。在这些方面中,热塑性聚酰胺可以包含聚(己二酰己二胺)(尼龙6,6)、聚己内酰胺(尼龙6)、聚十二内酰胺(尼龙12)以及其组合。在一个方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种热塑性聚氨基甲酸酯。

在各种方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚物。在各方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种选自由共聚酯、共聚醚、共聚酰胺、共聚氨基甲酸酯以及其组合组成的群组的共聚物。在一个方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚酯。在某些方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚醚。在各方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚酰胺。在各种方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种共聚氨基甲酸酯。在一个方面中,热塑性聚合物可以包含一种或多种聚醚嵌段酰胺(PEBA)共聚物。在各方面中,共聚物可以包含相对较硬的聚合物链段与相对较软的聚合物链段共聚。

锚定纱线组合物

如上文所论述,锚定纱线可用于帮助限制熔化的材料、例如低加工温度聚合物组合物在热成型工艺过程中的流动,和/或赋予热成型后的材料一定的柔性。在这些方面中,锚定纱线在热成型工艺过程中不熔化或不变形。因此,在某些方面中,锚定纱线可以包括含有一种或多种第三热塑性聚合物的锚定纱线组合物,使得锚定纱线组合物展现比低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm高的蠕变松弛温度Tcr、维卡软化温度Tvs、热变形温度Thd或熔化温度Tm中的至少一个。在某些方面中,锚定纱线组合物可以具有与上文关于高加工温度聚合物组合物所论述的这些特性有关的特定范围。在某些方面中,锚定纱线可以由高加工温度聚合物组合物形成,并且由此可以包括上文关于高加工温度聚合物组合物所论述的热塑性聚合物中的任一种。

穿戴物品和织物的示范性方面

如上文所论述,某些方面是针对一种或多种包含纤维和/或纱线的织物,其包括低加工温度聚合物组合物和高加工温度聚合物组合物。在各方面中,这类织物可以形成穿戴物品的至少一部分。

现在转而参看附图,具体参看图1A和图1B,描绘了鞋类物品100作为一个示范性穿戴物品。虽然图1A和图1B描绘了鞋类物品100,但是应理解,本公开也涵盖其它穿戴物品。本公开所涵盖的穿戴物品的非限制性列表包含鞋类、衬衫、裤子、短袜、夹克或其它外衣、保护设备、帽子以及内衣,例如文胸。

图1A和图1B的鞋类物品100一般可以包含贴地外底110、踝领区(ankle collararea)112、外侧中足区(lateral midfoot area)114a和内侧中足区(medial midfootarea)114b、鞋头套区(toe box area)116以及鞋跟区(heel area)118。此外,鞋类物品100可以包含多个鞋眼120、鞋面区122、鞋舌区124以及鞋喉区126。

图1A和图1B中所描绘的鞋类物品100可以包含至少一个至少部分地形成鞋类物品100的一部分的织物102。鞋类物品100的织物102可以包含至少三个单独的织物区,例如织物区104、织物区106和织物区108,其定义鞋类物品100的特定功能区。在某些方面中,这些特定功能区至少部分地与特定织物介质以不同的量、技术和组合到这些织物区中的定向并入有关(在图1A和图1B中展示为织物区104、织物区106和织物区108)。应理解,虽然织物102包含三个特定功能区,但是也涵盖多于三个功能区。

在某些方面中,织物区104可以展现适用作鞋类物品100的贴地外底110的刚性或半刚性功能性。因此,在某些方面中,织物区104可以定位成包含鞋类物品100的贴地外底110的至少一部分。在某些方面中,在热成型之后将低加工温度聚合物组合物定向并入织物102的织物区104中能够至少部分地提供适用作贴地外底110的刚性或半刚性功能性。如本文中所用的“热成型”是指一种工艺,该工艺可以包含低加工温度聚合物组合物和/或一种或多种热塑性聚合物的熔化和/或变形以及熔化和/或变形后的材料的后续冷却以形成板或膜,所述板或膜可以是刚性的或半刚性的。热成型工艺在下文详细论述。

此外,在各方面中,另一个织物区,例如织物区108,能够展现柔性和/或柔软性以适应穿戴者的移动。在某些方面中,织物区108可以包含鞋类物品100的踝领区112、鞋舌区124和/或鞋喉区126。在各种方面中,织物区108可以包含高加工温度聚合物组合物。

在某些方面中,另一个织物,例如织物区106,可以位于织物区104与织物区108之间。在某些方面中,织物区106可以包含在鞋类物品100上的外侧中足区114a和/或内侧中足区114b的至少一部分。在某些方面中,织物区106可以包含织物区104的低加工温度聚合物组合物与织物区108的高加工温度聚合物组合物的组合。在这些方面中,织物区106中所存在的此织物介质组合使得织物区106能够在织物区104的刚性或半刚性功能性与织物区108的柔性柔软功能性之间起到过渡作用,实现了织物102从刚性到柔性的更加平缓的过渡。

此外,在这些方面中,织物区106相比于织物区104能够展现较低程度的刚性或半刚性,但相比于织物区108能够展现较高程度的刚性或半刚性。此外,在相同或替代方面中,织物区106相比于织物区108能够展现较低程度的柔性,但相比于织物区104能够展现较高程度的柔性。

或者或另外,三个织物区104、106和108可以至少部分地位于如外侧中足区114a和/或内侧中足区114b的中足区内。

在某些方面中,在织物区106中,织物区104中所存在的低加工温度聚合物组合物与织物区108中所存在的高加工温度聚合物组合物的组合在暴露于热成型工艺时,能够赋予鞋类物品100一种或多种结构特性,如外侧中足区114a和/或内侧中足区114b中的半刚性支撑,和/或赋予鞋类物品100的一个或多个部分三维形状或结构。

在某些方面中,如在图1A中可以看到,织物区106从织物区104朝向鞋眼120延伸。在这些方面中,包括低加工温度聚合物组合物的织物介质与包括高加工温度聚合物组合物的织物介质的组合能够实现将从鞋眼120或其它鞋带机构传递过来的力转移到外侧中足区114a和/或内侧中足区114b中所存在的此织物介质组合中。在某些方面中,关于从鞋眼120传递过来的力的成功转移,织物区104和/或织物区104中所存在的低加工温度聚合物组合物可以终止于距离鞋眼120至少约0.5cm、约1.0cm或约2.0cm的距离处的区域128,和/或当织物102是在商业编织机上形成的编织织物时,终止于在鞋眼120下方至少约3针、至少约4针或至少约5针的距离处的区域128。在这些方面中,存在于邻近鞋眼120的织物区108中的高加工温度聚合物组合物的柔性和柔软特征有助于将从鞋眼120传递过来的力转移到织物区106和/或外侧中足区114a和/或内侧中足区114b中所存在的低加工温度聚合物组合物。

在图1A和图1B中所描绘的方面中,织物区106位于鞋头套区116和鞋跟区118中。在这些方面中,因为由热成型后的材料所提供的刚性,所以低加工温度聚合物组合物与高加工温度聚合物组合物的组合能够提供结构和/或支撑。此外,热成型后的材料能够在鞋头套区116和/或鞋跟区118中提供耐磨性。在替代方面中,为了提高刚性或提高耐磨性,织物区104可以形成鞋头套区116和/或鞋跟区118的至少一部分,因为织物区104包含比织物区106多的量的低加工温度聚合物组合物,或低加工温度聚合物组合物另外定位(例如外编织表面)。

图1C描绘替代方面的鞋类物品100a。在这些方面中,鞋类物品100a一般可以包含至少三种类型的织物区:织物区104a、织物区106a和织物区108a。在某些方面中,织物区104a、织物区106a和织物区108a可以具有分别与上文关于图1A所论述的鞋类物品100的织物区104、织物区106和织物区108相同的特性和参数。

在图1C中所描绘的方面中,织物区104a的部分,例如部分104b和部分104c,可以从外底区向上穿过中足区115a并且朝向多个鞋眼120a延伸。在这些方面中,从外底区穿过中足区115a延伸到多个鞋眼120a的部分104b和部分104c所提供的刚性或半刚性功能性能够提高中足区115a中的穿戴者稳定性。此外,在各方面中,由多个鞋眼120a中的一个或多个施加的力可以至少部分地被转移到延伸穿过中足区115a的刚性或半刚性部分104b和部分104c上,并且进入外底区中所存在的刚性或半刚性织物区104a中,使得对穿戴者的支撑和穿戴者舒适性提高。

在某些方面中,热成型后的材料除了为穿戴物品的一个或多个区域提供结构、刚性、强度和/或支撑之外,热成型后的材料还能够提供防水或抗水表面。

图2A和图2B描绘了衬衫200作为一个示范性服装物品。图2A和图2B中所描绘的衬衫200包含至少一种织物202,其至少部分地形成衬衫200的一部分。如最佳在图2B中所见,织物202可以包含三个单独的织物区:204、206a到206d以及208,其可以鉴定衬衫200的特定功能区。在某些方面中,这些特定功能区至少部分地与特定织物介质以不同的量和组合到这些织物区204、206a到206d以及208中的定向并入有关。

在某些方面中,织物区204可以包含加固区(reinforced area),如外饰面膜(exterior-facing film)或补丁210,其可以例如为衬衫200的肘部区域212提供耐磨性。在这些方面中,将低加工温度聚合物组合物定向整体并入织物区204中可以至少部分地形成补丁210,当织物202是热成型时,则是通过使低加工温度聚合物组合物熔化或变形并且随后使熔化的材料冷却并凝固来形成补丁210。

在各种方面中,织物区208能够展现类似于常规衬衫材料的柔性和/或柔软性。在这些方面中,织物区208可以包含或仅包含高加工温度聚合物组合物。此外,在某些方面中,织物区206可以在织物202中至少部分地提供从织物区204中所存在的刚性或半刚性补丁210到织物区208中所存在的柔性柔软的部分的过渡。在这些方面中,织物区206a到织物区206d可以包含织物区204中所存在的低加工温度聚合物组合物与织物区208中所存在的高加工温度聚合物组合物的组合。虽然图2A和图2B中没有展示,但是织物区206b到织物区206d还提供了到柔性柔软的材料的过渡,如织物区208中所存在的柔性柔软的材料。

在某些方面中,如上文关于图1A和图1B所论述的织物102的织物区106,来自织物区204的低加工温度聚合物组合物与织物区208中所存在的高加工温度聚合物组合物的此组合可以提供从补丁210到衬衫200的织物区208中所存在的柔性柔软的部分的无缝或整体过渡。

虽然图2A和图2B中关于织物区204、织物区206a到织物区206d以及织物区208的此示范性说明是指服装物品,如衬衫200的肘部区域,但是应理解,织物区204、织物区206a到织物区206d以及织物区208以及相关特性适用于衬衫或其它服装物品的其它区域,如服装物品的膝盖、大腿、臀部、胸部和/或下背区,或需要加固的区域,如靠近扣接件的区域,扣接件例如拉链、钮扣、搭扣、拉索等。

现在转而参看图3,提供了示意性织物300的平面图。应理解,织物300可以是所属领域的技术人员已知的任何类型的织物。适用于本文所公开的穿戴物品和方法的织物的非限制性列表包含编织织物、机织织物、无纺织物以及编绕织物。

类似于图1A和图1B的织物102以及图2A和图2B的织物202,图3的织物300包含三种类型的织物区。举例来说,织物300包含:可以包含包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线的织物区302、可以包含高加工温度聚合物组合物的织物区306a和织物区306b以及可以包含包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线与包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线的组合的织物区304a和织物区304b。在图3的织物300中,织物区304a和织物区304b可位于织物区302的任一侧,而织物区306a和织物区306b可分别位于织物区304和织物区304b的相对侧。

在某些方面中,包括织物区302中所存在的低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线在暴露于热成型工艺时,能够赋予织物300可用于形成穿戴物品的结构或功能特性。举例来说,织物区302可以表示图1A和图1B的织物102的织物区104,其形成贴地外底110的至少一部分。在各方面中,包括织物区306a和织物区306b中所存在的高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线能够赋予织物300如图1A和图1B中所描绘的鞋类物品100的织物区108柔性或柔软性。此外,在各种方面中,织物区304a和织物区304b可以包含包括织物区302中所存在的低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线与包括织物区306a和织物区306b中所存在的高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线的组合,从而为特定穿戴物品提供结构支撑和三维结构。此外,如上文所论述,在某些方面中,织物区304a和织物区304b中包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线与包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线的此组合可以在织物区302中的刚性热成型后的材料与织物区306a和织物区306b中的柔性柔软的高加工温度聚合物组合物之间提供整体过渡。

在一个或多个方面中,织物区304a和织物区304b可以包含多个分区(subzone),如织物区304a的分区305a、分区305b、分区305c和分区305d,这些分区可以包含包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线与包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线的不同组合和/或不同定位。在某些方面中,分区305a可以包含包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线,但不包含织物区306a和/或织物区306b中所存在的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在相同或替代方面中,分区305d可以包含包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线,但不包含织物区302中所存在的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。

应理解,虽然本文中只进一步描述了织物区304a的分区,但是这类描述也适用于织物区304b中所存在的分区。此外,应理解,如果在某些描述中,只进一步论述了织物区304a和/或织物区306a,那么这类描述也分别适用于织物区304b和织物区306b。

在某些方面中,根据包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线和包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线在织物区302、织物区304a和织物区306a中的相对定位,织物300可以在这些织物区302、304a、306a中具有不同浓度的低加工温度聚合物组合物和/或高加工温度聚合物组合物。

如本文中所用,术语“浓度”是指在特定体积中的簇集或聚集。因此,术语浓度包含测量指定体积(例如cm3)中的材料的量(例如,重量,以克为单位)。举例来说,在编织织物中,织物的单编织层的第一部分通过具有比相同大小的第二部分还多的第一纱线组织(例如编织组织、集圈组织和/或浮线组织)而具有相比于织物的第二部分来说增加的第一纱线浓度。在另一个实例中,在无纺织物中,如果用比相同大小的第二部分还多的第一纤维(例如,重量,以克为单位)来形成织物,那么该织物的第一部分可以具有增加的第一纤维浓度。

在各方面中,相比于织物区304a和/或织物区306a,织物区302可以包含增加的浓度的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。举例来说,在这些方面中,织物区302可以比织物区304a和/或织物区306a多具有至少5重量%的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在另一个方面中,织物区302可以比织物区304a和/或织物区306a多具有至少10重量%的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在一个方面中,织物区302可以比织物区304a和/或织物区306a多具有至少25重量%的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。

在相同或替代方面中,相比于织物区306a,织物区304a可以包含增加的浓度的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。举例来说,在这些方面中,织物区304a可以比织物区306a多具有至少5重量%的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在另一个方面中,织物区304a可以比织物区306a多具有至少10重量%的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在一个方面中,织物区304a可以比织物区306a多具有至少25重量%的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。

在各种方面中,相比于织物区302和织物区304a,织物区306a可以包含增加的浓度的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。举例来说,在这些方面中,织物区306a可以比织物区302和/或织物区304a多具有至少5重量%的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在另一个方面中,织物区306a可以比织物区302和/或织物区304a多具有至少10重量%的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在一个方面中,织物区306a可以比织物区302和/或织物区304a多具有至少25重量%的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。

在某些方面中,相比于织物区302,织物区304a可以包含增加的浓度的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。举例来说,在这些方面中,织物区304a可以比织物区302多具有至少5重量%的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在另一个方面中,织物区304a可以比织物区302多具有至少10重量%的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。在一个方面中,织物区304a可以比织物区302多具有至少25重量%的包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。

图4A到图4D示意性地描绘织物300的织物区302、织物区304a和织物区306a的示范性截面。一般来说,图4A描绘织物区306a的示范性截面并且进一步说明了织物区306a的此部分如何在某些方面中包含包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线,但不包含包括织物区302中所存在的低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。图4B描绘织物区302的示范性截面并且也说明了织物区302的此部分如何在各种方面中包含包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线,但是不包含包括织物区306a中所存在的高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线。图4C和图4D描绘织物区304a的两个示范性截面,并且进一步说明在织物区304a的这些示范性部分中,包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线与包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线是如何存在的。

现在将从织物300是编织织物的角度来描述图4A到图4D中所描绘的截面。下面详细论述各种用于形成编织织物的工艺和可以使用的纱线类型。预期可以实施多种编织技术来获得所述结果。举例来说,在一些方面中,可以用双反面组织(purl stitch)取代“编织组织(knit stitch)”来获得具有不同美观性和/或纹理的类似结果。本文中为了简单起见,将论述“编织组织”,虽然预期可以取代功能等同物。类似地,可以在特定方面中论述“集圈组织”,但是预期也可以实施替代缝合技术来获得类似结果。虽然描绘并论述了相对较简单的编织结构,但是众多经编和纬编结构通过例如横编(flat knitting)、宽管圆编(wide tubecircular knitting)、窄管圆编提花机(narrow tube circular knit jacquard)、单针圆编提花机(single knit circular knit jacquard)、双针圆编提花机(double knitcircular knit jacquard)、双针拉舍尔针织法(double needle bar raschel)、经编提花机(warp knit jacquard)以及经编织物(tricot)形成。

应理解,图4A到图4D中所描绘的截面是示意性的并且每个截面被组织成不同部分以突出可能存在的潜在编织结构。首先描述可能存在于这些截面的不同部分中的潜在编织结构。

图5A到图5J描绘图4A到图4D中所描绘的截面的不同部分中可能存在的示范性潜在编织结构。图5A描绘由后针床504形成的编织组织(或有时称为平针组织(Jerseystitch))结构502。应理解,根据传统的组织示意图,与后针床504有关的一行小圆圈表示后针床504的针(例如针505)。此外,这也适用于前针床,例如图5B中所描绘的前针床508;也就是说,与前针床508有关的一行小圆圈表示前针床508中的针(例如针507)。

图5B描绘由前针床508形成的编织结构506。图5C描绘浮线组织与集圈组织结构510,具有由前针床512和后针床514形成的集圈组织。图5D描绘另一个浮线组织与集圈组织结构516,具有由前针床518和后针床520形成的集圈组织。图5E描绘浮线组织结构522。图5F描绘编织组织与集圈组织结构524,具有由后针床528形成的编织组织524a和由前针床526形成的集圈组织524b。图5G描绘编织组织与浮线组织结构530,具有在前针床532上形成的编织组织。图5H描绘编织组织与浮线组织结构534,具有在后针床536上形成的编织组织。图5I描绘集圈组织与浮线组织结构538,具有由前针床540形成的集圈组织。图5J描绘集圈组织与浮线组织结构542,具有在后针床544上形成的集圈组织。

现在返回织物300的截面4A到截面4D。一般来说,因为编织织物的主要结构,所以所描绘的截面4A到截面4D在结构上是类似的。举例来说,在各方面中,存在一种管状编织结构,其包含主要由后针床形成的编织结构(如图5A中所描绘的编织结构502)和主要在前针床上形成的编织结构(如图5B中所描绘的编织结构506)。此外,在这些方面中,此管状编织结构通过一个或多个集圈组织与浮线组织结构连接,具有由后针床和前针床形成的集圈组织(如分别在图5C和图5D中所描绘的集圈组织与浮线组织结构510和集圈组织与浮线组织结构516)。

此连接好的管状编织结构在所描绘的截面4A到截面4D中按突出的三横行示意性地描绘。举例来说,图4A描绘图3的织物区306a的截面402,其包含高加工温度聚合物组合物。

图4A的截面402示意性地描绘顶部部分404、中间部分406和底部部分408。顶部部分404和底部部分408表示用于形成管状编织结构的编织结构,而中间部分406表示用于将管状编织结构连接在一起的集圈组织与浮线组织结构。因此,在某些方面中,顶部部分404可以包含分别在图5A和图5F中所描绘的编织结构502和编织组织与集圈组织结构524中的一个或多个。底部部分408可以包含图5B中所描绘的编织结构506。中间部分406可以包含分别在图5C和图5D中所描绘的浮线组织与集圈组织结构510和浮线组织与集圈组织结构516中的一个或多个。

图4B描绘包含包括低加工温度聚合物组合物的纱线的织物区302的截面410。截面410包含顶部部分412、中间部分414和底部部分416,其可以包含上文关于图4A的截面402的顶部部分404、中间部分406和底部部分408所鉴别的相同的编织结构。

在某些方面中,可能需要增加织物区302中的低加工温度聚合物组合物以便为热成型后的织物区302提供所期望的厚度和刚性,例如形成鞋类物品的贴地外底。在这些方面中,相对于其它织物区,例如织物区304a和/或织物区306a,织物区302可以包含重复的组织(stitches)以提高包括低加工温度聚合物组合物的纱线的浓度。在某些方面中,重复的组织可以例如通过在截面410的顶部部分412、中间部分414和底部部分416中的任一个或所有部分中包含多个组织结构来提供。在一个实例中,可以在截面410的中间部分414中提供多个重叠的集圈组织与浮线组织结构(如图5C、图5D、图5I和图5J中所描绘的结构)。

在某些方面中,在织物300中包含大量包括低加工温度聚合物组合物的纱线的区域,例如织物区302中,可以在织物300中提供锚定纱线413来帮助限制熔化的低加工温度聚合物组合物的流动和/或为热成型后的材料提供一定的柔性。在图4B中所描绘的截面410中,将锚定纱线413描绘为存在于顶部部分412与底部部分416之间的中间部分414中。在这些方面中,锚定纱线413的此定位可以引起在织物300的热成型之后,锚定纱线413被低加工温度聚合物组合物包埋或封装。

虽然图4B中将锚定纱线413描绘为是直线,但是应理解,这是锚定纱线413的示意性图,并且不意味着指定任何特定类型的编织结构。举例来说,锚定纱线413可以按许多不同类型的编织结构存在于织物300中,如图5E和图5G到图5J中所描绘的结构中的一个或多个。在某些方面中,锚定纱线413的组织选择可取决于锚定纱线413在其中延伸的材料的所期望的抗伸长性。举例来说,相比于在集圈组织或编织组织之间仅浮2针或3针的锚定纱线组织,在集圈组织或编织组织之间浮五针的锚定纱线组织将为锚定纱线413在其中延伸的材料提供较大的抗伸展性。在此实例中,浮线长度之间的不同抗伸长性是非直线部分(例如组织线圈)的结果,非直线部分比直线部分还倾向于伸长,这导致抗伸长量不同。

在某些方面中,当锚定纱线413作为图5G到图5J中所描绘的编织结构中的一个或多个存在时,锚定纱线413作为浮线组织沿着包括低加工温度聚合物组合物的纱线的至少两个、至少三个、至少四个或至少五个相邻的线圈延伸,因为包括低加工温度聚合物组合物的纱线也以图5A和图5B的编织结构中的一个或多个形式存在。另外在某些方面中,锚定纱线413可以作为浮线组织沿着包括低加工温度聚合物组合物的纱线的至少两个、至少三个、至少四个或至少五个相邻的线圈延伸并且也可以与包括低加工温度聚合物组合物的纱线一起形成集圈组织和/或编织组织的至少一部分。在这些方面中,集圈组织或编织组织之间的一段至少部分地由包括低加工温度聚合物组合物的纱线和锚定纱线形成,锚定纱线413可以沿着包括低加工温度聚合物组合物的纱线的至少两个、至少三个、至少四个或至少五个相邻的线圈延伸。在相同或替代方面中,锚定纱线413可以按间隔一定量的线圈缝合,例如集圈组织或编织组织,间隔量由常见针床的针数表示,在用于形成织物300的至少一部分的编织机的规格的50%以内或25%以内。

图4C和图4D描绘织物区304a以及织物区302与织物区306a的部分的截面。举例来说,图4C的截面418包含对应于织物区302的部分422和对应于织物区306a的部分420。部分424a、部分424b、部分424c和部分424d分别对应于织物300的织物区304a的分区305a、分区305b、分区305c和分区305d。图4C到图4E的截面是示意性地简化的;然而,预期截面的一个或多个区域和/或部分可以包含若干不同配置和不同浓度的纤维和/或纱线。举例来说,中间部分428中的部分424c可以包括:包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线和包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线,但是配置/浓度不同,如在中间部分428的部分424b和/或部分424d中所发现。换句话说,不同构造技术通过组合、包含、连接、沉积或施加纤维和/或纱线的方法(例如组织选择)的变化实现部分水平和/或织物区水平的纤维和/或纱线浓度的变化,从而实现了指定部分和织物区中的纤维和/或纱线的组合。

图4C的截面418包含上文分别关于图4A和图4B的截面402和截面410所论述的相同类型的一般管状编织结构。因此,截面418包含顶部部分426、中间部分428和底部部分430。顶部部分426、中间部分428和底部部分430可以包含上文分别关于图4A的截面402的顶部部分404、中间部分406和底部部分408所论述的相同的编织结构。

在图4C的截面418中,部分422和部分424a包含用包括低加工温度聚合物组合物的纱线制成的编织结构,而部分420、部分424d和部分424c包含用包括高加工温度聚合物组合物的纱线制成的编织结构。然而,如上文所提供的,预期可以在不同部分中实施基于不同缝合技术的纤维和/或纱线的组合以实现从一种主要材料到另一种主要材料的过渡。

部分424b包含由包括高加工温度聚合物组合物的纱线制成的管状编织结构;然而,由前针床和后针床形成的编织结构(具有包括高加工温度聚合物组合物的纱线)通过浮线组织和集圈组织(或类似的有效组织)用包括低加工温度聚合物组合物的纱线连接。此部分424b说明在熔化和凝固时,低加工温度聚合物组合物如何在织物300经历热成型之后,通过热成型后的材料板或膜以物理方式将两个外编织层连接在一起。在这些方面中,具有已热成型并且通过整体热成型材料连接的此类型的管状编织结构的穿戴物品主要包含在通过热成型膜连接在一起的织物的相对外表面上的典型的编织纱线层。这种结构可用于为穿戴物品提供防水/抗水性或其它防风雨性,同时仍然保持典型的编织物品美观性和手感。

与图4C的截面418一样,图4D的截面432包含对应于织物区302的部分436和对应于织物区306a的部分434。部分438a、部分438b、部分438c和部分438d分别对应于织物300的织物区304a的分区305a、分区305b、分区305c和分区305d。

图4D的截面432的顶部区440、中间区442和底部区444可以包含分别与上文关于图4A的截面402的顶部部分404、中间部分406和底部部分408所论述的相同的编织结构,以便提供相同类型的一般管状结构。

在一个示范性方面中,图4D的截面432的部分434和部分438d所包含的编织结构包含包括高加工温度聚合物组合物的纱线,而部分436、部分438a和部分438b包含用包括低加工温度聚合物组合物的纱线制成的编织结构。然而,如上文另外所提供的,预期可以使用主要的但不是排它性的材料选择。举例来说,在部分438b中,可在中间区442中存在包括高加工温度聚合物组合物的纱线来帮助材料的过渡。部分438b中包括高加工温度聚合物组合物的纱线的浓度可小于同一个中间区442的部分438c中所存在的浓度。举例来说,部分438b可具有比同一个中间区442的部分438c中所存在的少至少5重量%、少10重量%或少25重量%的包括高加工温度聚合物组合物的纱线。

部分438c包含具有包括低加工温度聚合物组合物的纱线的管状结构,其通过浮线组织和集圈组织用包括高加工温度聚合物组合物的纱线连接。在这些方面中,在热成型之后,此部分438c可以在熔化并冷却后的已热成型的材料板中封装包括高加工温度聚合物组合物的纱线。在某些方面中,这种结构能够为本来刚性的热成型后的材料提供一定的柔性。

举例来说,图4E描绘了除了向包含包括低加工温度聚合物组合物的纱线的区域的至少一部分中添加锚定纱线448之外,与图4D的截面432相同的截面446。在某些方面中,锚定纱线448可以具有上文关于图4B的锚定纱线413所论述的特性中的任一种或所有。举例来说,可以使用图5E和图5G到图5J中所描绘的编织结构中的一个或多个将锚定纱线并入织物中。

如图4E中可以看出,锚定纱线448从截面446中对应于织物区302的部分450延伸,并且进入对应于织物区304a的分区305a和分区305b的部分452a和部分452b。此外,在这些方面中,图4E说明至少在织物的与锚定纱线448相同的部分中,还存在包括低加工温度聚合物组合物的纱线(例如,作为具有图5A和图5B中所存在的编织结构中的一个或多个的纱线)。因此,在某些方面中,锚定纱线448可以作为浮线组织沿着包括低加工温度聚合物组合物的纱线的至少两个、至少三个、至少四个或至少五个相邻的线圈延伸。另外在某些方面中,锚定纱线448可以作为浮线组织沿着包括低加工温度聚合物组合物的纱线的至少两个、至少三个、至少四个或至少五个相邻的线圈延伸并且也可以与包括低加工温度聚合物组合物的纱线一起形成集圈组织和/或编织组织的至少一部分。在这些方面中,在至少部分地由包括低加工温度聚合物组合物的纱线和锚定纱线448形成的集圈组织或编织组织之间,锚定纱线448可以沿着包括低加工温度聚合物组合物的纱线的至少两个、至少三个、至少四个或至少五个相邻的线圈延伸。在相同或替代方面中,锚定纱线448可以按针数间隔一定量的线圈缝合,例如集圈组织或编织组织,该量在用于形成织物300的至少一部分的编织机的规格的50%以内或25%以内。

如上文所论述,在一个或多个方面中,锚定纱线448可以从织物区302延伸到织物区304a中并朝向织物区306a延伸。在这些方面中,锚定纱线448可以不从织物区302延伸到织物区304a中并朝向织物区306a延伸,只要包括低加工温度聚合物组合物的纱线延伸到织物区304a中并朝向织物区306a延伸即可,因为不太需要在热成型过程中限制流动和/或不太需要为热成型后的材料提供柔性,因为在织物区304a中还存在来自织物区306a的包括高加工温度聚合物组合物的纱线。

举例来说,在图4E的截面446中,锚定纱线从部分450(对应于织物区302的部分)延伸并且进入部分452b(对应于织物300的分区305b)。此外,截面446说明截面446的顶部部分456和底部部分460显示,包括低加工温度聚合物组合物的纱线从部分450延伸并且进入部分452c,朝向部分454(对应于织物区306a),这在相同方向上超过了锚定纱线448的延伸。然而,在中间部分458中,在部分452c和部分452d中,存在包括高加工温度聚合物组合物的纱线,其能够为热成型后的织物提供柔性和/或在热成型过程中限制流动。

如上文所论述,在某些方面中,当织物300是编织织物时,图4A到图4E中所描绘的织物的截面被描绘为具有顶部部分、底部部分和中间部分,其中顶部部分和底部部分可以形成具有顶部和底部编织层的管状编织结构(并且其中存在于中间部分中的集圈组织或其它连接组织还可以形成管状或一般编织结构的一部分)。在这些方面中,顶部和底部外编织层各自可以包含多个互连的线圈横列。

此外,如图3的织物300中可以看出,在织物区304a中,分区305a到分区305d具有至少一个交错界面,例如交错界面306。交错界面,例如交错界面306,在织物300的分区之间沿着织物的宽度w提供交错的或非直线的过渡。在这些方面中,当织物300热成型时,这些交错界面在织物区302中由低加工温度聚合物组合物形成的刚性区域与织物区306a中由包括高加工温度聚合物组合物的纱线形成的柔性柔软区域之间提供进一步改良的整体过渡。在各方面中,此至少部分地由交错界面提供的改良的整体过渡能够提高热成型织物300的耐久性或抗撕裂性,与在整体刚性材料与柔性材料之间具有直线突然过渡的类似织物相反。

在织物300是编织织物的方面中,交错界面306能够描绘顶部或底部外编织层上的纱线的不同线圈横列可以如何具有不同量的包括低加工温度聚合物组合物的纱线和/或包括高加工温度聚合物组合物的纱线的线圈(或一般组织选择)。因为织物可以具有多层(例如,顶层、中间层和底层),所以交错界面可以按层的任何组合形式呈现并且不限于表面暴露或描绘。相反,如本文所提供的和如所预期的,从形成织物的第一主要材料(例如包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线)到第二主要材料(例如包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线)的过渡,所述过渡可以仅发生在中间层或发生在中间层与一个或多个外层的组合。应理解,出于编织层的以下论述的目的,假定当图3的织物300是编织织物时,织物300的视图描绘顶层。此外,上述说明同样适用于底部编织层。

图6示意性地描绘织物300的顶层的一个示范性部分600,展示了交错界面306的一部分。如图6的部分600中可以看出,线圈的第一线圈横列602与线圈的第二线圈横列604互连。应理解,虽然图6中只描绘了两个互连的线圈横列,但是在织物300的顶部编织层中可以有超过两个线圈横列互连。如本文中所用的“互连”在提到互连的线圈横列时是指第一线圈横列中的线圈的至少一部分如何系到第二线圈横列中的线圈的至少一部分上。图6中描绘了互连的线圈横列的一个示范性方面,其中来自第二线圈横列604的单独的线圈与来自第一线圈横列602的单独的线圈互相套结。如本文中所用,“互相套结”是指来自一个线圈横列的线圈如何环绕另一个线圈横列的线圈,如编织组织,并且也指一个线圈如何穿过所述线圈拉出纱线的另一部分(或穿过所述线圈并环绕形成所述线圈的纱线)以便形成第二个线圈,如在钩织工艺中。

如织物300的部分600中可以看出,第一线圈横列602和第二线圈横列604均包含两种类型的纱线:可以包括高加工温度聚合物组合物的第一纱线606和可以包括低加工温度聚合物组合物的第二纱线608。虽然部分600中只描绘了两个线圈横列,但是应理解,织物300的顶部编织层可以包含任何数目的线圈横列。在各方面中,织物300的顶部编织层中所存在的线圈横列各自可以包含两种或超过两种类型的纱线,如图6中所描绘的。

如图6中可以看出,每个线圈横列,例如第一线圈横列602和第二线圈横列604,可以从织物区302延伸到织物区306a(在各方面中,线圈横列各自可以从织物区306a延伸到织物区306b)。在某些方面中,如图6中可以看出,第一线圈横列602和第二线圈横列604中的第二纱线608可以从织物区302延伸到织物区304a中。在相同或替代方面中,第一纱线606可以从织物区304a延伸到织物区306a中。应理解,虽然织物300的示意性部分600将每个线圈描绘为仅具有单纱,但是可以在一个或多个线圈存在超过一个纱线(例如,另一个纱线可以与图6的部分600的线圈形成集圈组织),如图4A到图4E的截面中所描绘的。

如上文所论述,织物300的外编织层的部分600展示了交错界面306的至少一部分。在某些方面中,交错界面306(和任何其它交错界面)可以通过相同类型的纱线按多个从一个区域(或分区)延伸不同距离到下一个区域或分区中的线圈横列形成。举例来说,如图6中可以看出,在第一线圈横列602中,第二纱线608从织物区302延伸到织物区304a中并且朝向织物区306a,比第二纱线从织物区302延伸到织物区304a中并且朝向织物区306a延伸得还远。在这些方面中,第二纱线608进入织物区304a中的延伸距离的不同造成第一线圈横列602和第二线圈横列604各自的第二纱线608的线圈的量不同,这会改变指定区域/分区的纱线的浓度。因此,在这些方面中,在织物区304a内,在第一凸纹609处,第二线圈横列604中的第二纱线608的线圈可以与第一线圈横列602中的第二纱线608的线圈互相套结,而在第二凸纹610处,第一线圈横列602的第二纱线608可以与第二线圈横列604中的第一纱线606的线圈互相套结。在相同或替代方面中,在织物区304a内,在第三凸纹612处,第一线圈横列602中的第一纱线606可以与第二线圈横列604中的第一纱线606互相套结。

在一个或多个方面中,交错界面,例如交错界面306,可引起织物300中的多个线圈横列的相邻线圈横列具有不同数目的包括低加工温度聚合物组合物的纱线和包括高加工温度聚合物组合物的纱线的线圈。举例来说,如图6中所描绘的织物300的上部编织层的部分600中可以看出,在织物区304a的至少一部分中,第一线圈横列602与第二线圈横列604具有不同数目的第一纱线606和/或第二纱线608的线圈。此外,在相同或替代方面中,在织物区304a的至少一部分内,相邻凸纹可以具有一个或多个不同纱线的线圈。举例来说,如图6中的织物300的上部编织层的部分600中所展示,第二凸纹610包含第一纱线606和第二纱线608的线圈,而第三凸纹612包含第一纱线606的线圈。

如上文所论述,本文所述的可以包含包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线的织物能够热成型以赋予穿戴物品一定特性的结构。此外,如上文所论述,热成型工艺能够引起织物中所存在的低加工温度聚合物组合物的至少一部分熔化或变形,并且随后凝固。

图7A示意性地描绘热成型工艺前图3的织物300的上部编织层的织物区304a的部分700。部分700包含具有包括高加工温度聚合物组合物的第一纱线708的第一线圈横列702和第二线圈横列704。所述部分还包含包括低加工温度聚合物组合物的第二纱线710的第三线圈横列706。在此方面中,第二纱线710的线圈的第三线圈横列706可以与具有第一纱线708的第一线圈横列702和第二线圈横列704互连,例如互相套结。

图7B描绘暴露于热成型工艺后的部分700。如通过比较图7A和图7B可以看出,包括低加工温度聚合物组合物的第二纱线710从纱线材料热成型为非纱线材料712。在某些方面中,热成型工艺的加热步骤至少部分地引起第二纱线710中的低加工温度聚合物组合物熔化和流动,然后到热成型工艺完成时接着凝固成非纱线材料712。

在各方面中,如图7A和图7B中可以看出,热成型工艺还转换了图3的织物300的上层编织层的部分700的编织结构的至少一部分。举例来说,图7A中所描绘的第一线圈横列702、第二线圈横列704和第三线圈横列706发生转换,使得部分700不再包含包括低加工温度聚合物组合物的纱线和包括高加工温度聚合物组合物的纱线的互连线圈横列,这至少部分是因为第三线圈横列706中的第二纱线710转换成了非纱线材料712。如图7B中可以看出,虽然热成型工艺会消除图3的织物300的上部编织层的部分700中的互连线圈,但是其余的第一线圈横列702和第二线圈横列704可以通过非纱线材料712连接。在这些方面中,图3的织物300的上部编织层的此部分700可以固定第一线圈横列702和第二线圈横列704彼此的位置,与热成型前第一线圈横列702和第二线圈横列704通过第三线圈横列706互连时相反。此外,在这些方面中,第一线圈横列702的线圈的顶部部分714仍然可以自由地与纱线的其它线圈横列互连,从而调节由织物区304a所提供的刚性和/或三维形式的水平。

图8描绘图3的织物300的上部编织层的部分700沿着图7B中所展示的切割线8的截面。如图8中可以看出,第一纱线708的至少一部分可被封装在非纱线材料712内。取决于热成型工艺过程中所用的条件,非纱线材料712能够围绕包括高加工温度聚合物组合物的第一纱线708的第一线圈横列702和第二线圈横列704的线圈的至少一部分凝固成类似于膜的结构。

如图7B和图8中所描绘的方面中可以看出,包括高加工温度聚合物组合物的第一纱线708在暴露于热成型工艺之后不熔化或不变形。此外,在某些方面中,第一纱线708可以含有在暴露于热成型工艺之后不浸出的染料716(被描绘为第一纱线708内的斑纹(speckling))。举例来说,如图7B和图8中可以看出,没有明显的染料716从第一纱线708浸出到非纱线材料712的相邻区域中,例如相邻区域718。在某些方面中,染料716的至少约80重量%、至少约90重量%、至少约95重量%或至少99重量%保留在第一纱线708内或保留在图3的织物300的上部编织层的热成型后的部分700内。在相同或替代方面中,在热成型之后,没有明显的染料浸出到任何与最终穿戴物品有关的额外材料中,在所述最终穿戴物品中并入有图3的织物300的上部编织层的部分700。

图9A和图9B描绘这样一个方面,其中图3的织物300的上部编织层的部分700暴露于热成型工艺,但是仅引起第二纱线710中的低加工温度聚合物组合物的变形,没有消除图7A的互连的第一线圈横列702、第二线圈横列704和第三线圈横列706的至少一部分。如本文中所用,“变形(deform)”和“变形(deforming)”在编织织物的热成型工艺的情况下是指改变纱线的结构,使得纱线不以基本上消除织物的编织结构(例如,消除一个或多个互连的线圈或互相套结的线圈横列)的方式熔化和流动。

图9A描绘在热成型工艺之前图3的织物300的上部编织层的部分700沿着切割线9A-9A的截面,并且图9B描绘在热成型工艺之后的同一个截面。如图9B中可以看出,在暴露于热成型工艺之后,第三线圈横列706中的第二纱线710具有改变的纱线结构710a,而第一纱线708的结构未发生改变。在此方面中,第三线圈横列706中的第二纱线710保持与图3的织物300的上部编织层的部分700的第一线圈横列702和第二线圈横列704以及整个编织结构互相套结。

在某些方面中,此改变的纱线结构710a可引起第二纱线710与另一个纱线,例如第一纱线708(或与第二纱线710的另一部分)的机械连接或物理结合。在某些方面中,在热成型工艺过程中,将第二纱线710暴露于高于低加工温度聚合物组合物的玻璃化转变温度Tg,但不高于低加工温度聚合物组合物的熔化温度的温度。在这些方面中,当第二纱线710暴露于此类高温时,第二纱线会软化并变得柔软,但不熔化,使得纱线围绕相邻纱线、例如第一纱线708的至少一部分略微成型,并且在冷却之后,此改变的纱线结构可以机械方式锁定在适当位置,与相邻纱线以物理方式结合。

图10A到图10C描绘在热成型之前和之后图3的织物300的上部编织层的织物区302的部分1000。图10A描绘包含低加工温度聚合物组合物的纱线的三个线圈横列1010、1012、1014。图10A另外描绘以浮线组织1016a和集圈组织1016b延伸的锚定纱线1016的存在。

图10B描绘在暴露于热成型工艺之后相同的图3的织物300的上部编织层的织物区302的部分1000。如图10B中可以看出,纱线的互相套结的线圈横列1010、线圈横列1012和线圈横列1014已被转换成非纱线材料1018。此外,如图10B和图10C中可以看出,图10C是沿着图10B的切割线10C的截面,锚定纱线1016维持其纱线结构并且现在被封装在非纱线材料1018内。应理解,虽然在图10B中,锚定纱线1016被描绘为封装在非纱线材料1018内,但是还可以设想,锚定纱线1016可以至少部分地嵌入于非纱线材料1018内,使得锚定纱线1016的至少一部分未完全覆盖在非纱线材料1018中。

如上文所论述的,在某些方面中,本文所述的织物可以包含编织织物,例如如图4A到图10C中所描绘的编织织物的部分。鞋类物品的编织鞋面是一种示范性编织织物。在这些方面中,鞋类物品的编织鞋面的至少一部分,并且在一些方面中基本上整个鞋面,可以由编织织物形成。编织织物可以另外或替代地形成鞋类物品的另一元件,如中底或贴地外底。编织织物可以具有形成鞋面内表面(例如,面向鞋类物品的空间)的第一侧面和形成鞋面外表面的第二侧面。包含编织织物的鞋面可以基本上包围空间,以便当鞋类物品处于使用中时基本上包住人的脚。编织织物的第一侧面和第二侧面可以展现不同特征(例如,第一侧面可以提供耐磨性和舒适性,而第二侧面可以具有相对较大的刚性并且提供抗水性)。

在各方面中,在编织工艺过程中,编织织物可以作为整体单片式元件形成,编织工艺如纬编工艺(例如采用横编机(flat knitting machine)或圆编机(circular knittingmachine))、经编工艺或任何其它合适的编织工艺。也就是说,编织工艺可以基本上形成编织织物的编织结构,而不需要显著的编织后工艺或步骤。或者,编织织物的两个或超过两个部分可以单独形成,然后再连接。在一些实施例中,编织织物可以在编织工艺之后成型,从而形成并保持所期望的鞋面形状(例如,通过使用脚形鞋楦头)。成型工艺可以包含通过缝合、通过使用粘合剂或通过另一种合适的连接工艺,在接缝处连接编织织物与另一个物体(例如士多宝(strobel))和/或连接编织组件的一个部分与编织组件的另一个部分。

用编织织物形成鞋面可以提供具有有利特征的鞋面,所述有利特征包含但不限于特定程度的弹性(例如,以杨氏模量(Young's modulus)来表示)、透气性、弯曲性、强度、吸湿性、重量以及耐磨性。这些特征可以通过以下实现:通过选择特定的单层或多层编织结构(例如罗纹编织结构(ribbed knit structure)、单面平纹编织结构(single jersey knitstructure)或双面平纹编织结构(double jersey knit structure))、通过改变编织结构的大小和张力、通过使用一个或多个由特定材料(例如聚酯材料、单丝材料或弹性材料,如斯潘德克斯弹性纤维(spandex))形成的纱线、通过选择特定大小(例如旦尼尔)的纱线或其组合。

编织织物还可以通过并入以特定模式排列的具有不同颜色或其它视觉特性的纱线来提供所期望的美观性特征。纱线和/或编织织物的编织结构在不同位置可以是不同的,使得编织组件具有两个或超过两个具有不同特性的部分(例如,形成鞋面的鞋喉区的部分可以是相对较有弹性的,而另一个部分可以是相对非弹性的)。在一些方面中,编织织物可以并入一种或多种具有响应于刺激(例如温度、湿气、电流、磁场或光)而改变的特性的材料。

在一些方面中,编织织物可以包含一个或多个在编织工艺期间或之后至少部分地嵌入或以其它方式插入编织织物的编织结构内的纱线或股线,本文中称为“拉伸股线(tensile strands)”。拉伸股线可以是基本上非弹性的,因此基本上具有固定长度。拉伸股线可以延伸穿过编织织物的多个线圈横列或穿过编织织物内的通道并且可以限制编织织物在至少一个方向上的伸展。举例来说,拉伸股线可以大致从鞋面的咬合线(biteline)延伸到鞋面的鞋喉区,以限制鞋面的横向(lateral direction)伸展。拉伸股线可以形成一个或多个鞋带孔用于接收鞋带和/或可以在编织织物的编织结构中所形成的鞋带孔的至少一部分周围延伸。

在替代方面中,本文所述的织物可以包含无纺织物。本文所述的无纺织物可以通过任何常规方法产生,如用于将纤维搭接在一起的任何常规机械方法、化学方法或热方法,包含针缠结(needle entangling)和水力缠结(water entangling)。

图11A到图11C描绘图3的织物300是无纺织物并且经历热成型工艺的方面。图11A是图3的织物300的织物区304a的部分1100的示意性描绘。如图11A中可以看出,部分包含包括高加工温度聚合物组合物的第一纤维1116的第一分组1110、第一纤维1116的第二分组1112以及包括低加工温度聚合物组合物的第二纤维1118的第三分组1114。应理解,织物300的部分1100是示意性的并且第一纤维1116和第二纤维1118在织物中的放置和间距可以不同。

虽然图11A到图11C中未描绘,但是在织物300是无纺织物的方面中,不同纤维的不同部分之间的一个或多个界面还可以包含一个或多个交错界面,例如交错界面306。在这些方面中,交错界面306可以描绘具有不同浓度的包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或包括高加工温度聚合物组合物的纤维的区域或分区之间的过渡如何不沿着图3的织物300的宽度w以直线方式发生。

现在返回图11A到图11C并且尤其是图11C,在热成型工艺引起第二纤维1118中的低加工温度聚合物组合物熔化并流动的方面中,第二纤维1118已被转换成非纤维材料1120,而第一纤维1116未被转换并且因此保持呈纤维形式。在这些方面中,非纤维材料1120可以将第一纤维1116的第一分组1110与第一纤维1116的第二分组1112连一起。图11C展示了沿着切割线11C的截面,其展示了在某些方面中,第一纤维1116的至少一部分是怎样被封装在非纤维材料1120内的。在各方面中,预期第一纤维1116的至少一部分可以至少部分地嵌入非纤维材料1120内,使得第一纤维1116不完全被非纤维材料1120封装。

虽然附图中未描绘,但是在某些方面中,在暴露于热成型工艺之后,第二纤维1118可以不熔化并且不流动,但是反而可以变形并改变形状。图9A和图9B中描绘了纤维或纱线的这种变形。类似于上文关于图9A和图9B所论述的纤维或纱线的变形,在某些方面中,第二纤维可以变形并且在另一个第一或第二纤维(或相同纤维)上成型并与所述纤维以机械方式连接或以物理方式结合。

预热成型工艺和热成型工艺

如上文所论述,在某些方面中,上述织物,例如图3的织物300,可以形成穿戴物品、如鞋类物品的至少一部分。在这些方面中,织物可以形成鞋类物品的鞋面,其中鞋面包含贴地外底部分。

在某些方面中,织物可以与额外材料组合形成鞋类物品的鞋面。举例来说,在一个或多个方面中,织物可以与踝领内衬、踝领泡沫材料、鞋面内衬或鞋面泡沫层中的一个或多个组合或成层。在某些方面中,这些额外材料中的一种或多种可在织物热成型之前例如通过编织、缝合或粘合而固定到织物上。

在某些方面中,为了给至少部分地由本文所述的织物形成的鞋类物品的穿戴者提供额外的舒适性和/或支撑,可以提供内部支撑装置或底盘。图12和图13描绘包含底盘1210的鞋类物品1200。鞋类物品1200包含形成具有贴地外底部分1216的鞋面1214的织物1212。在某些方面中,如最佳在图13中可以看出,图13描绘鞋类物品1200的截面,底盘1210位于鞋类物品1200的内部部分1218中并且接触织物1212的内表面1220。在某些方面中,底盘1210可以包含聚合物材料,如高加工温度聚合物材料,例如聚醚嵌段酰胺,它能够在本文所述的热成型工艺过程中不熔化或不变形。

在各种方面中,关于穿戴者的鞋跟支撑,可使脚跟稳定器1222位于鞋类物品的内部部分1218上。在各方面中,类似于底盘1210,脚跟稳定器1222可以包含聚合物材料,如高加工温度聚合物材料,例如聚醚嵌段酰胺,它能够在暴露于热成型工艺时不熔化或不变形。

在某些方面中,可使鞋垫1224位于鞋类物品1200的内部部分1218中的底盘1210的顶部。在这些方面中,鞋垫1224可以包含常规鞋垫材料,如一个或多个泡沫材料层或记忆泡沫层和一个织物层。应理解,虽然底盘1210、脚跟稳定器1222和鞋垫1224被描绘为是用于形成鞋类物品的鞋面的额外材料,但是还可以添加其它材料,如板、趾帽(toe caps)和/或沿着侧面的结构。

在各种方面中,在热成型之前,脚跟稳定器1222和底盘1210可以位于鞋类物品1200的内部部分1218中。在某些方面中,鞋垫可以在热成型工艺完成之后施加。

在某些方面中,如图14中所描绘的方面,可向鞋类物品1400施加触地鞋钉1410。在各方面中,鞋类物品1400可以包含与上文关于图12和图13所述的鞋类物品1200相同的特征。如图14中可以看出,可向鞋类物品1400的贴地外底区1412施加触地鞋钉1410以提供增加的稳定性和牵引力。在各方面中,可在热成型工艺完成之后向贴地外底区1412施加触地鞋钉1410。在其它方面中,可作为热成型工艺的一部分向贴地外底区1412施加触地鞋钉1410。

在各种方面中,在鞋类物品热成型之前,织物和上述额外材料中的任一种可以编绕、机织、编织或预成型成一般靴类形状的具有贴地外底部分的鞋面,如图15的鞋面1500中所描绘的。在这些方面中,鞋面1500还可以包含位于鞋面1500的内部1510上的底盘或脚跟稳定器,如上文关于图12所论述的底盘1210和脚跟稳定器1222。

为了制备用于热成型工艺的鞋面1500,将鞋面1500放置在鞋楦头1520上,使得鞋楦头1520进入鞋面1500的内部1510。在某些方面中,鞋楦头1520可以由聚合物材料形成,如高加工温度聚合物组合物。在一个特定方面中,鞋楦头1520可以由具有高于250℃或高于300℃的熔化温度Tm或降解温度的聚合物材料形成,例如硅酮聚合物。鞋楦头1520可以由其它类型的材料制成,只要这种材料不在热成型工艺过程中变形或熔化或不以其它方式不利地影响鞋面的热成型即可。图16描绘位于鞋楦头1520上的鞋面1500。如图16中可以看出,鞋面1500环绕鞋楦头1520以覆盖鞋楦头1520的底部部分1522、鞋楦头1520的前足部分1524以及鞋楦头1520的鞋跟部分1526。在这些方面中,鞋面的贴地外底部分1512覆盖鞋楦头1520的底部部分1522。虽然鞋面1500在图15和图16中被展示为具有环绕并覆盖鞋楦头1520的底部部分1522、前足部分1524以及鞋跟部分1526的类似于袜子的结构,但是在其它方面中,鞋面1500可以仅部分环绕鞋楦头1520。类似地,在其它方面中,鞋面1500可以仅覆盖鞋楦头1520的底部部分1522、仅覆盖鞋楦头1520的前足部分1524、仅覆盖鞋楦头1520的鞋跟部分1526或其组合。在其它方面中,鞋面1500可以仅覆盖鞋楦头1520的底部部分1522的一部分、鞋楦头1520的前足部分1524的一部分、鞋楦头1520的鞋跟部分1526的一部分或其组合。

图17展示位于鞋楦头1520上的鞋面1500沿着切割线17的截面。截面1700显示,鞋楦头1520接触鞋面1500的内表面1540。截面1700还显示,在鞋面1500中存在两种类型的材料。举例来说,截面1700显示形成鞋面1500的织物的三种类型的织物区。如图17中可以看出,与鞋面的贴地外底部分1512有关的织物区1710覆盖鞋楦头1520的底部部分1522。在这些方面中,当鞋面是形成编织鞋面的编织织物时,包括低加工温度聚合物组合物的纱线的至少一部分覆盖鞋楦头1520的底部部分1522的至少一部分。

此外,织物区1714覆盖鞋楦头1520的前足部分1524,而织物区1712覆盖鞋楦头的中足区1528。在某些方面中,织物区1710、织物区1712和织物区1714可以具有上文分别关于图3的织物区302、织物区304a、织物区306a所论述的特性中的任一种或所有。

在某些方面中,在热成型工艺过程中,低加工温度聚合物组合物会熔化并流动。在各种方面中,可能期望限制熔化的低加工温度聚合物组合物的流动。在这些方面中,可以在位于鞋楦头上的鞋面上施加保护套。举例来说,如图18和图19中可以看出,保护套1800位于鞋面1500上,而鞋面1500又位于鞋楦头1520上。在某些方面中,保护套1800可以由聚合物材料形成,如高加工温度聚合物组合物。在一个特定方面中,保护套1800可以由具有高于250℃或高于300℃的熔化温度Tm或降解温度的弹性聚合物材料形成,例如硅酮聚合物。保护套1800可以由其它类型的材料制成,只要这种材料不在热成型工艺过程中变形或熔化或不以其它方式不利地影响鞋面的热成型即可。在各方面中,保护套1800可以对鞋面1500的外表面1530施加压缩力,这有助于限制熔化的低加工温度聚合物组合物的流动。此外,在这些方面中,可以对鞋楦头1520、位于鞋楦头上的鞋面1500以及位于鞋面1500上的保护套的组合抽真空。举例来说,可以在保护套1800的外部压缩处于真空下的袋以对保护套1800施加压缩力,从而确保护套1800与鞋面1500的外表面1530直接接触。真空袋在下文还详细地论述。

在某些方面中,保护套1800可用来在鞋面1500的外表面上提供图案或标记。举例来说,保护套1800的内表面1810可以包含标记或图案,其在热成型工艺过程中可被压花或压印到鞋面1500的外表面1530上,这是因为鞋面1500中的低加工温度聚合物组合物熔化并冷却,而且保护套1800(和可选地真空袋)对鞋面1500施加了压缩力。在这些方面中,因为保护套1800可以覆盖整个鞋面1500,所以保护套1800有可能将图案压花或压印到包含低加工温度聚合物组合物的鞋面1500的外表面1530的任何部分上。

在某些方面中,相比于在除了不使用保护套1800之外类似的条件下热成型的相同鞋面,保护套1800单独使用和在真空中使用时能够有效地减少在热成型工艺过程中滞留在低加工温度聚合物材料中的气泡的数量。

在图15到图19中所描绘的方面中,鞋楦头1520由刚性材料形成。此外,在这些方面中,当鞋楦头1520由刚性材料制成时,通过保护套1800(和/或真空袋)施加的压缩力在鞋面1500的内表面1540与外表面1530之间产生力或压力差(因为刚性鞋楦头1520至少部分地抵抗此压缩力,导致鞋面1500受到压缩力)。在这些方面中,此压力差可以至少部分地提供限制熔化的低加工温度聚合物组合物的流动所需要的环境和/或为鞋面1500的外表面1530提供压花或图案化。

在某些方面中,当由刚性材料形成时,鞋面1500可以位于鞋楦头1520上并且鞋面1500(存在或不存在保护套1800)的外表面1530可以暴露于高于大气压的压力以产生此压力差。在另一个方面中,鞋面1500可以位于鞋楦头1520上并且可以在鞋面1500的内表面1540与鞋楦头1520之间施加负压以将鞋面1500压缩到刚性鞋楦头1520上。

在各方面中,鞋面1500的内表面1540与外表面1530之间的压力差也有助于在热成型工艺过程中形成鞋类物品的三维结构。也就是说,在这些方面中,随着低加工温度聚合物组合物熔化,熔化的材料和鞋面1500被压到刚性鞋楦头1520上,当其冷却时,导致鞋面1500呈现鞋楦头1520的形状。

在替代方面中,鞋面1500的内表面1540与外表面1530之间的此力或压力差可以按另一种方式实现。举例来说,在某些方面中,鞋楦头1520可以是可膨胀的鞋楦头1520,其可以对鞋面1500的内表面1540施加向外的力。在这些方面中,为了实现压力差,可以使鞋面1500的外表面1530接触一些类型的材料,这些材料将至少部分地抵抗由鞋楦头1520的膨胀所施加的向外的力。

如上文所论述,可以在存在或不存在保护套1800的情况下对位于鞋楦头1520上的鞋面1500施加真空袋。图20A描绘位于鞋楦头1520上、真空袋2010内的鞋面1500。如本文中所用的术语“真空袋”是指任何能够压缩到物体外表面上的材料。

在图20A中所描绘的方面中,真空袋2010可以包含用于减小真空袋2010的内部压力的阀2012。举例来说,可减小鞋面1500的外表面1530(或鞋面1500上的保护套1800的外表面)与真空袋2010的内部2014之间的压力,从而将真空袋压缩到鞋面1500的外表面1530(或鞋面1500上的保护套1800的外表面)上。图20B描绘被压缩到鞋面1500的外表面1530(或鞋面1500上的保护套1800的外表面)上的真空袋2010。如上文所论述,将真空袋2010压缩到鞋面1500上可以至少部分地提供上文关于图15到图19所论述的压力差。

图21描绘热成型系统2100。图21的热成型系统2100可以包含位于鞋楦头1520上的鞋面1500,并且真空袋2010被压缩到鞋面1500上,如上文关于图20A和图20B所论述。

如上文所论述,热成型工艺包含将纺织材料、例如鞋面1500的温度提高到能够引起鞋面1500中所存在的低加工温度聚合物组合物的至少一部分熔化并流动或变形的温度。此外,热成型工艺包含随后降低鞋面1500的温度以使熔化的低加工温度聚合物组合物凝固成所期望的形状,如鞋类物品。

热成型系统2100包含可以被配置成加热整个鞋面1500的加热区2110。在各方面中,加热区2110将整个鞋面1500加热到高于鞋面1500中所存在的低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度。

在各方面中,加热整个鞋面1500可以提供更加有效的流线型热成型工艺。举例来说,因为选择了包括低加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线和包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线并将其定向于鞋面的特定区域,所以没必要只对鞋面的一部分热成型(例如通过遮盖鞋面的一部分或只对鞋面的一部分施加热量),因为高加工温度聚合物组合物能够抵挡在能够使低加工温度聚合物组合物热成型的条件下发生任何变形或熔化。

如上文所论述,期望热成型工艺不会使包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线发生变形或改变。在这些方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500加热到低于高加工温度聚合物组合物或包括高加工温度聚合物组合物的纤维和/或纱线的蠕变松弛温度Tcr、热变形温度Thd或维卡软化温度Tvs中的至少一个的温度。

在一个或多个方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500的温度提高到约90℃到约240℃的温度。在各方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500的温度提高到约90℃到约200℃的温度。在一个方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500的温度提高到约110℃到约180℃的温度。

在某些方面中,可以提高整个鞋面1500的温度,持续约10秒到约5分钟。在各方面中,可以提高整个鞋面1500的温度,持续约30秒到约5分钟。在一个方面中,可以提高整个鞋面1500的温度,持续约30秒到约3分钟。

在一个或多个方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500暴露于约90℃到约240℃的温度。在各方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500暴露于约90℃到约200℃的温度。在一个方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500暴露于约110℃到约180℃的温度。

在某些方面中,整个鞋面1500可以暴露于上文所论述的加热区2110温度或范围中的一个或多个中,持续约10秒到约5分钟。在各方面中,整个鞋面1500可以暴露于上文所论述的加热区2110温度或范围中的一个或多个中,持续约30秒到约5分钟。在一个方面中,整个鞋面1500可以暴露于上文所论述的加热区2110温度或范围中的一个或多个中,持续约30秒到约3分钟。

在某些方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500暴露于约50kPa到约300kPa的压力。在各方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500暴露于约50kPa到约250kPa的压力。在一个方面中,加热区2110可以将整个鞋面1500暴露于大致约100kPa到约300kPa的压力。

在某些方面中,在进行冷却步骤之前,整个鞋面1500可以在以上条件下在加热区2110中连续暴露两次。

在各种方面中,在提高整个鞋面1500的温度之后,将整个鞋面1500的温度降低到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度,其持续时间足够低加工温度聚合物组合物凝固。举例来说,加热区2110可以使用常规加热器提供热量,如对流加热和/或红外加热。此外,在某些方面中,整个鞋面1500可以通过以下暴露于加热区2110:通过将整个鞋面1500移到加热区2110中或通过将加热区2110移到鞋面1500所在之处,然后在加热步骤之后移掉加热区2110。鞋面1500和/或加热区2110的移动可以是自动化的或半自动化的,使用常规传送系统。

在某些方面中,在加热整个鞋面1500之后,将整个鞋面1500冷却到低于低加工温度聚合物组合物的熔化温度Tm的温度。在这些方面中,整个鞋面1500可以通过移动到冷却区2112或通过冷却区2112移动鞋面1500而在冷却区2112中暴露于降低的温度下。冷却区2112可以将整个鞋面1500暴露于约0kPa的压力。

在一个或多个方面中,整个鞋面1500当处于冷却区2112中时,可以暴露于约-25℃到约25℃的温度。在各方面中,整个鞋面1500当处于冷却区2112中时,可以暴露于约-10℃到约25℃的温度。在一个方面中,整个鞋面1500当处于冷却区2112中时,可以暴露于大致约-10℃到约10℃的温度。

在某些方面中,整个鞋面1500可以暴露于上文所论述的冷却区2112温度或范围中的一个或多个中,持续约10秒到约5分钟。在各方面中,整个鞋面1500可以暴露于上文所论述的冷却区2112温度或范围中的一个或多个中,持续约10秒到约3分钟。在一个方面中,整个鞋面1500可以暴露于上文所论述的冷却区2112温度或范围中的一个或多个中,持续约10秒到约2.5分钟。

在某些方面中,在鞋面1500已如上所述冷却之后,可以去除真空袋2010和保护套1800。在这些方面中,现在可以向鞋面1500施加任何额外组件,如图14的触地鞋钉1410。

图22描绘用于使物品热成型的热成型系统2200的另一个方面。在各方面中,热成型系统2200可以包含加热站2210、冷却站2212和负压产生系统2214。在某些方面中,热成型系统2200还可以包含托架2216。

在某些方面中,热成型系统2200用以将物品、如上文关于图15到图19所论述的鞋面1500暴露于热成型工艺,同时将物品至少部分地密封在成型材料或真空袋内。如本文所论述,物品至少部分地密封在成型材料或真空袋内是指成型材料或真空袋被压缩到物品的外表面上。将物品密封在成型材料或真空袋内在上文关于图20A和图20B有详细论述。应理解,将成型材料或真空袋压缩到物品的外表面上还包含将成型材料或真空袋压缩到位于物品外表面上的保护套上,如上文关于图18到图19所论述的。

在各方面中,为了将物品、例如鞋面1500密封在成型材料2220或真空袋内,可以将鞋面1500插入成型材料2220或真空袋中或至少部分地由其覆盖,并且可将鞋面1500的外表面1530与成型材料2220或真空袋之间的压力减小到低于大气压的压力。在这些方面中,此减小的压力能够将成型材料2220或真空袋压缩到物品的外表面上。在某些方面中,可以将成型材料2220或真空袋压缩到物品、如鞋面1500的整个外表面上。在这些方面中,除了鞋面1500的中足区和鞋领区之外,这还能对鞋面1500的外底部分提供压缩力。另外在这些方面中,这种在整个鞋面1500上的全面压缩力能够提供使鞋面1500随着鞋面1500经历加热步骤和冷却步骤而成型或形成为鞋所需要的力,在加热步骤中,物品的一部分(例如含有包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维的部分)熔化或变形,在冷却步骤中,物品的熔化或变形的部分冷却并凝固,由此形成热成型物品,如鞋。在某些方面中,可以在将成型材料2220或真空袋压缩到鞋面1500上之前,通过使用保护套覆盖物品来增强此压缩力,如上文关于图18和图19所述的。关于物品热成型过程中可以采用的力和压力差的还详细的论述在上文关于图15到图19有论述。

在某些方面中,可以采用负压产生系统2214将鞋面1500的外表面1530与成型材料2220或真空袋之间的压力减小到低于大气压的压力。在某些方面中,负压产生系统2214能够将鞋面1500的外表面1530与成型材料2220或真空袋之间的压力减小到约0.093MPa(700mm Hg)或小于约0.093MPa的压力。在一个或多个方面中,负压产生系统2214能够将鞋面1500的外表面1530与成型材料2220或真空袋之间的压力减小到约0.091MPa(680mm Hg)或小于约0.091MPa的压力。

在各种方面中,负压产生系统2214能够在约10秒或小于10秒内将鞋面1500的外表面1530与成型材料2220或真空袋之间的压力减小到低于大气压的压力。在各方面中,负压产生系统2214能够在约5秒或小于5秒内将鞋面1500的外表面1530与成型材料2220或真空袋之间的压力减小到低于大气压的压力。在一个方面中,负压产生系统2214能够在约3秒内将鞋面1500的外表面1530与成型材料2220或真空袋之间的压力减小到低于大气压的压力。

在某些方面中,负压产生系统2214可以包含负压产生装置2224、成型材料2220或真空袋以及密封部件2218。在这些方面中,一般来说,可以将物品放置在成型材料2220或真空袋内,并且可以例如通过密封部件2218将其密封,并且为了将成型材料2220压缩到物品的外表面上,可减小物品的外表面与成型材料2220之间的压力。此外,在这些方面中,负压产生装置2224可以例如通过管2226与密封部件2218连接或直接与成型材料2220连接以提供减压。在某些方面中,负压产生装置2224可以包含任何可在市面上购得的真空泵或其它可在市面上购得的能够减小材料内部压力的装置。成型材料2220和密封部件2218将在下文中关于图26详细论述。应理解,负压产生系统2214就是能够用来将成型材料、例如成型材料2218压缩到物品、例如鞋面1500的外表面上的系统的一个实例。

如上文所论述,热成型系统2200包含加热站2210和冷却站2212,其用以将物品、例如鞋面1500在热成型工艺的不同步骤的过程中暴露于不同温度。在这些方面中,热成型系统2200可以使物品、例如鞋面1500在加热站2210与冷却站2212之间移动,或者,可以将加热站2210和冷却站2212移动到鞋面1500,或两种都行。此外,如上文所论述,将鞋面1500暴露于不同热成型工艺步骤,例如加热和冷却,同时至少部分地密封在成型材料2220或真空袋内。虽然热成型工艺可以关于使例如鞋面1500的物品在加热站2210与冷却站2212之间移动来描述,但是所属领域的技术人员应理解,可以施加本文所述的工艺和系统的相关部分,以便移动加热站2210和冷却站2212来接收固定物品,例如鞋面1500。

如上文所论述,热成型系统2200可以使物品、例如鞋面1500暴露于加热步骤和单独的冷却步骤,同时至少部分地密封在成型材料2220内,成型材料2220在鞋面1500的外表面上提供连续压缩力。在这些方面中,可以将负压产生系统2214连接到热成型系统2200的一个或多个其它部分,使得鞋面1500能够在被加热站2210和/或冷却站2212接收的同时仍被密封在成型材料2220内。

在某些方面中,可以使负压产生系统2214的至少一部分与托架2216连接,托架2216可以被配置成用于使密封的鞋面1500在加热站2210与冷却站2212之间移动。举例来说,可以使负压产生系统2214的密封部件2218与托架2216连接。在这些方面中,密封部件2218和托架2216可以按所属领域的技术人员已知的任何方式彼此连接。

在各种方面中,密封部件2218和托架2216可以合作,使鞋面1500在被密封在成型材料2220或真空袋中的同时在加热站2210与冷却站2212之间移动。举例来说,在某些方面中,托架可以通过已被插入到物品中的鞋楦头1520连接到鞋面1500,如上文关于图15到图17所述。在这些方面中,鞋楦头支撑件1521可以从鞋楦头1520向外延伸并被插入到托架2216的一部分中,用于将入楦鞋面1500固定到托架2216上。

在各种方面中,在入楦物品、例如位于鞋楦头1520上的鞋面1500连接到托架2216上之后,可以在将成型材料2220密封到物品上之前,将密封部件2218与托架2216连接。图26描绘密封部件2218的一个示范性方面。在这些方面中,密封部件2218可以包含用于使密封部件2218能够接收鞋面1500并连接到托架2216上的贯穿开口2221。举例来说,在这些方面中,可以将密封部件2218放置在托架2216之上,使得鞋面1500延伸穿过贯穿开口2221。

在某些方面中,可以使密封部件2218与成型材料2220或真空袋连接。在某些方面中,如图26中可以看出,成型材料2220的一部分可以位于密封部件2218的顶部部分2218a与底部部分2218b之间并延伸到贯穿开口2221中并向外延伸远离密封部件2218,以便形成袋形。在这些方面中,密封部件2218还可以包含阀2219或其它用于例如通过管2226连接到负压产生装置2224的连接部件。在这些方面中,成型材料2220和密封部件2218的此配置可以实现在将密封部件2218放置在鞋面1500上并连接到托架2216时,将鞋面1500密封在成型材料2220中。举例来说,如图22中可以看出,可以在整个鞋面1500和鞋楦头1520的一部分以及密封部件2218的一部分上压缩成型材料2220。

成型材料2220可以由任何类型的能够压缩到鞋面1500的外表面1530上并且不会在本文所述的加热和/或冷却步骤过程中熔化或变形的材料制成。在各方面中,在本文所述的加热和冷却条件下,成型材料2220基本上不会改变施加到鞋面1500的外表面1530上的压缩力。在各方面中,成型材料2220可以展现高于约135℃的分解温度Td、熔化温度Tm、蠕变松弛温度Tcr、热变形温度Thd或维卡软化温度Tvs中的至少一个。分解温度Td是指材料发生热分解反应,将材料化学分解成构成元素或较简单的分子时的温度。在各方面中,热分解可以通过炭化和/或燃烧的痕迹或通过热重分析来检测。在某些方面中,成型材料2220可以展现高于约135℃的分解温度Td、熔化温度Tm或这两者。在相同或替代方面中,成型材料2220可以展现高于约150℃的分解温度Td、熔化温度Tm或这两者。在各种方面中,成型材料2220可以具有降低的、极小的或不具有透气性,以便成型材料在暴露于低于大气压的压力时能够压缩到鞋面1500的外表面1530上。

应理解,负压产生系统2214和托架2216的特定配置仅是示范性的并且可以采用其它配置或组件来实现物品、例如鞋面1500在至少部分地被密封在成型材料中的同时在加热站2210与冷却站2212之间移动。

如上文所论述,在某些方面中,热成型系统2200可以改变密封的鞋面1500在加热站2210与冷却站2212之间的位置。举例来说,如图22中所描绘,在某些方面中,托架2216可以连接到轨道2222,托架2216可以沿着轨道2222移动。在这些方面中,托架2216和轨道2222可以按所属领域的技术人员已知的任何方式彼此可移动地连接。应理解,托架2216和轨道2222仅是物品、例如鞋面1500可以如何在加热站2210和冷却站2212之间来回移动的一个示范性方面。

在某些方面中,在物品、例如鞋面1500如上文所论述般被密封在成型材料2220内并连接到托架2218上之后,托架2216可以将鞋面1500转移到加热站2210。在这些方面中,加热站2210可以移动着将鞋面1500接收到加热站2210的内部部分中。举例来说,如图22中所描绘,加热站2210可以沿着轨道2228上下移动。在某些方面中,在将鞋面1500接收到加热站2210的内部部分中之后,加热站2210的端面2210b可以与密封部件2218和/或托架2216合作性地相互作用,以便在加热站2210内部的至少一部分内提供密封的内部环境,这能够实现较有效的加热过程。

在某些方面中,在加热站2210的内部部分中,物品,例如鞋面1500,可以暴露于足以引起物品的至少一部分熔化并流动或变形的温度(和/或使其达到此温度)。在这些方面中,鞋面1500的这个部分可以包含包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维。在各方面中,上文关于图21的热成型系统2100的加热区2110所论述的加热参数,如温度范围和时间,可适用于热成型系统2200的加热站2210。

在一个或多个方面中,可以基于在物品形成过程中所用材料的类型至少部分地限制加热参数。举例来说,在某些方面中,由高加工温度聚合物组合物形成的纱线或纤维可以包含染料,使得当这种纱线或纤维暴露于高温,例如接近纱线或纤维卷装染色时的温度时,染料会开始浸出到周围其它没被染色的纱线或纤维中。在这些方面中,可能期望将物品暴露于不会发生这种染料浸出的高温。在此方面中,物品,例如鞋面1500,可以在加热站2210内暴露于约135℃或低于约135℃的高温。

在某些方面中,当物品是鞋的鞋面、如鞋面1500时,鞋面1500的外底部分可以位于加热站2210的内部部分中突出。举例来说,如图22中可以看出,鞋面1500位于托架2216上,使得贴地外底部分1512与托架2216相对,使得贴地外底部分1512(其可以包含比鞋面的其它部分还多的在热成型工艺中熔化的纱线或纤维)比鞋面1500的其它部分还接近位于加热站2210的端面2210a上的一个或多个热元件。在各方面中,鞋面1500在加热站2210内的此定位还能够实现整个鞋面1500在位于加热站2210内时无阻碍或不接触热成型系统2200的其它部分,如托架2216或密封部件2218。加热站2210和相关热元件在下文还详细地论述。

在各种方面中,在物品正被加热并且物品的一部分熔化或变形时,在这个过程中会产生气泡,气泡会减小结构完整性和/或降低热成型物品的美学质量。在某些方面中,由负压产生系统2214产生的减压可能不足以在物品进行加热步骤时促进从物品去除气泡。在这些方面中,可以对加热站2210的内部部分加压,这能够促进或帮助在物品进行加热步骤时从物品的外表面去除这种气泡。在某些方面中,对加热站2210的内部部分加压还可以在物品的外表面上提供额外的压缩力。

在某些方面中,可以使用任何常规系统对加热站2210的内部的至少一部分加压,如通过将空气、例如热空气推到密封的内部环境中。在一个或多个方面中,加热站2210的内部环境或内部部分可以加压到约0.6MPa(约6kg/cm2)的压力。在某些方面中,加热站2210的内部环境或内部部分可以加压到约0.4MPa(约4kg/cm2)的压力。在一个方面中,加热站2210的内部环境或内部部分可以加压到约0.1MPa(约1kg/cm2)到约0.6MPa(约6kg/cm2)的压力。

在某些方面中,在将鞋面1500接收到加热站2210的内部部分中并暴露于如上文所论述的高温之后,可以通过托架2216将鞋面1500转移到冷却站2212。在这些方面中,为了接收鞋面1500并为待暴露于降低的温度的鞋面1500提供密封的内部部分,冷却站2212可以沿着轨道2229向上和/或向下移动。上文关于图21的热成型系统2100的冷却区2112所论述的冷却参数,如温度和时间,可适用于冷却站2212。在某些方面中,冷却区2112可以利用任何常规冷却系统或工艺,如气刀强制空气冷却,将空气引导到物品上,从而从物品转移走热能。在相同或替代方面中,系统可以利用冷却室,例如使用制冷剂来冷却可以接收物品的冷却站2212的内部部分。

在某些方面中,为了维持对鞋面1500的外表面1530的额外压缩力或为了促进从鞋面1500去除气泡,冷却区2212可以对冷却站2212的内部部分进行加压。在这些方面中,上文关于对加热站2210的内部部分进行加压所论述的参数可适用于对冷却站2212的内部部分进行加压。

应理解,可以在热成型系统2200中提供额外的加热站和冷却站以例如实现较高的处理量(throughput)。举例来说,在一个方面中,冷却物品所需的时间可以比加热另一个物品所需的时间要久,因此为了提高处理量,可以将物品暴露于第一冷却站持续第一个时间块,然后传送到另一个冷却站,持续第二个时间块,而另一个刚离开加热站的物品可以接收到第一冷却站中。

在某些方面中,在物品完成冷却步骤之后,一旦不再需要对物品外表面的压缩力,就可以从物品去除成型材料2220。在这些方面中,为了释放成型材料2220对物品的压缩,可以将物品外表面与成型材料之间的压力增加回到大气压(例如,可以去除真空压力)。在相同或替代方面中,物品表面与成型材料之间的压力可以增加到高于大气压的压力,以便促进从物品外表面去除成型材料2220。在某些方面中,物品表面与成型材料之间的压力的此增加可以由负压产生装置2224提供。

图23描绘热成型系统2300的另一个示范性方面。如图23中所描绘的方面中可以看出,热成型系统2300可以包含加热站2310、冷却站2312、负压产生系统2314以及托架2316。

在某些方面中,一般来说,热成型系统2300起类似于图22的热成型系统2200的作用。举例来说,在各方面中,物品,例如可位于鞋楦头1520上的鞋面1500,在被接收到加热站2310和冷却站2312中之前以某种方式至少部分地被密封在成型材料2320内,该方式使得物品能够在被密封在成型材料2320内的同时进行热成型工艺的加热和冷却步骤,被密封在成型材料2320内能对物品外表面提供压缩力。

在这些方面中,负压产生系统2314可以起类似于上文关于图22的负压产生系统2214所述的作用,并且可以包含类似的功能组件。举例来说,负压产生系统2314可以包含通过管2328或管道与密封部件2318连接的负压产生装置2326。在各方面中,密封部件2318以某种方式连接到成型材料2320,这种方式能够提供密封环境以减小物品外表面、例如鞋面1500的外表面1530与成型材料2320之间的压力,使得成型材料对物品外表面提供压缩力。

在某些方面中,密封部件2318可以连接到托架2316以便使密封的物品在加热站2310与冷却站2312之间移动。在图23中所描绘的方面中,托架2316可以包含用于连接托架2316与轨道2321的托架连接部件2324和托架连接部件2322,通过托架连接部件2324和托架连接部件2322,托架2316可以沿着轨道2321穿行。在某些方面中,托架连接部件2324和托架连接部件2322可以使物品延伸到加热站2310的内部部分2310a中并且进入冷却站2312的内部部分2312a。在相同或替代方面中,轨道2321可以向下移动以将物品传送到加热站2310和冷却站2312。应理解,托架2316、托架连接部件2322和托架连接部件2324以及轨道2321仅是可以用于将密封的物品传送到加热站2310和冷却站2312的一个示范性方面并且其它传送系统在本发明的范围内。

在某些方面中,类似于图22的热成型系统2200,当位于加热站2310的内部部分2310a或冷却站2312的内部部分2312a中时,托架2318和加热站2310可用以为物品提供封闭的环境。举例来说,在某些方面中,托架2316的形状和大小用以密封加热站2310的开口2311,物品通过开口2311进入。

在某些方面中,加热站2310和冷却站2312可以将物品暴露于与上文关于图22的相应的加热站2210和冷却站2212所论述的相同的温度和时间参数。在相同或替代方面中,加热站2310和冷却站2312可以在加热或冷却物品的同时提供增加的压力环境,如上文关于图22的热成型系统2200所论述。

此外,在某些方面中,在热成型工艺的加热和冷却步骤完成之后,当采用热成型系统2300时,可以在物品外表面与成型材料2320之间提供增加的压力,以便促进从物品外表面释放成型材料2320。

现在转而参看图24和图25,进一步详细地描绘了图22的热成型系统2200的加热站2210。应理解,虽然图24和图25可以描绘图22的热成型系统2200的加热站2210的不同特征,但是这些特征中的任一个或全部可存在于图23的热成型系统2300的加热站2310中。

在某些方面中,加热站2210可以包含位于相对的端面2210a与端面2210b之间的一个或多个侧壁2210c,形成部分封闭的结构2211。在某些方面中,加热站2210的大小设定成接收物品,如鞋的鞋面1500。在某些方面中,如上文所论述,端面2210b可以用以将物品、例如鞋面1500接收到内部部分2210d中并且将加热站2210连接到托架2216或密封部件2218的至少一部分。应理解,加热站2210的这些一般特性也适用于冷却站2212。

如上文所论述,加热站2210可以包含一个或多个用以为加热站2210的内部部分提供高温的热元件。举例来说,图24和图25中所描绘的加热站2210可以包含位于加热站2210的内部部分2210d中的多个热元件2420。在某些方面中,热元件2420可以包含任何类型的可在市面上购得热元件,只要这些热元件能够按本文所述的方式提高加热站2212的内部部分2210d中的温度即可。在某些方面中,热元件2420用以在约40秒到60秒内将加热站2212的内部部分2210d加热到至少200℃或至少250℃。在某些方面中,多个热元件2420可以包含一个或多个红外辐射源。在一个或多个方面中,多个热元件2420可以包含约10个、约14个或约19个单独的红外辐射源或其它热元件。在一个方面中,一个或多个红外辐射源可以包含一个或多个红外灯。

在某些方面中,多个热元件2420可以独立地控制或可以限定在各区域中以实现分区控制。在这些方面中,这能够实现均匀的温度分布和/或可以提供众多的组合,使加热站2210的内部部分2210d中的温度单独地、分区地或共同地渐升。在各方面中,控制热元件可以包含打开和/或关闭热元件一次或超过一次,和/或可以包含控制当热元件打开时所产生的热能的量。

在某些方面中,多个热元件2420,例如一个或多个红外辐射源,其大小设定成覆盖物品、例如鞋面1500的整个最大维度(例如长度)。在这些方面中,多个热元件2420、例如一个或多个红外辐射源中的一个或每一个可以往前延伸约300mm到约400mm的距离。应理解,图24和图25中所描绘的多个热元件2420仅是示意性的并且可以表示或可以不表示热元件2420中的一个或多个的实际类型或形状。

在一个或多个方面中,多个热元件2420,例如一个或多个红外辐射源,可位于端面2210a和端面2210b、一个或多个侧壁2210c或其组合中的一个或多个。举例来说,如图24和图25中所描绘的方面中可以看出,将单独的热元件2422、热元件2423、热元件2424、热元件2425和热元件2426放置在加热站2210内单独的壁或端面上。在这些方面中,使单独的热元件(或热元件区域)位于加热站2210内不同的壁或端面上能够实现施加到物品、例如鞋面1500的热量的均匀分布。举例来说,在这些方面中,使热元件位于一个或多个侧壁2210c和一个或多个端面2210a、端面2210b上能够实现整个物品的360度加热。在各方面中,物品的所有外表面或侧面可以直接面向一个或多个热元件(例如,当热元件位于加热站2210的每个侧壁和一个或多个端面上时),从而实现热能在物品上的均匀分布。在附图中未描绘的一个方面中,多个热元件2420可各自位于加热站2210的端面2210a上。

在某些方面中,多个热元件2420例如在加热站2210的一个或多个侧壁2210c或一个或多个端面2210a和端面2210b上的特定定位,单独地或与单独地、共同地或分区地控制(例如打开或关闭)多个热元件2420的能力相组合,可以实现物品不同部分上的热能的均匀分布或热能的目标分布。举例来说,在某些方面中,物品,例如鞋面1500,可以在鞋面的不同位置包含不同浓度的和/或不同类型的材料(例如包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维和包括高加工温度聚合物组合物的纱线或纤维),当暴露于热能时,这会引起这些不同材料(和/或不同浓度的材料)按不同速率传导热能。在此方面中,将物品连续地暴露于持续的热能会造成具有一种类型或一种浓度的材料的某些区域过热,而将物品的具有另一种类型或另一种浓度的材料的另一个区域加热到所期望的温度。在各方面中,单独地、分区地或共同地打开和/或关闭热元件(一次或超过一次)可以降低物品或物品的一部分过热的可能性。

在某些方面中,除了测定物品的内部部分或相对表面的温度之外,还可以在物品的一个或多个区域测定在加热站2210中暴露于热能的物品的表面温度。在这些方面中,这些温度可用于制作特定物品的加热分布图,使得虽然物品在加热步骤过程中位于加热站2210内,但是可以打开和/或关闭某些(或所有)热元件(一次或超过一次),如位于端面2210a上的热元件的区域,以便为位置最靠近端面2210a上的热元件的物品的全部或一部分提供所期望的量的热能。

在一个示范性方面中,如鞋面1500的物品可以包含贴地外底部分,其所具有的包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维的浓度大于鞋面1500的其它部分,如踝领区。在此方面中,鞋面1500的包含较高浓度的包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维的贴地外底部分可能需要额外的或比鞋面1500的具有较低浓度的包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维的另一部分少的热能。在此方面中,热元件可以打开和/或关闭一次或反复地打开和/或关闭,并且为了补偿鞋面1500的不同部分的不同材料的不同导热特性,单独地或分区地打开和/或关闭热元件,从而使得鞋面1500的一部分不会过热和/或将鞋面的不同部分加热到所期望的温度。

在某些方面中,如上文所论述,可能需要向加热站2210的内部部分2210d中提供流动的空气以使热能或热量均匀地分布在其中。在一个这种方面中,空气循环装置2410,例如对流风扇或其它空气循环系统,可以位于一个或多个侧壁2210c或端面2210a或端面2210b中的至少一个上,以在加热站2210的内部部分2210d中提供空气循环。应理解,虽然在图24和图25中将对流风扇示意性地描绘为一个示范性空气循环装置2410,但是可以采用其它空气循环系统。

如上文所论述,在某些方面中,加热站2210可以在内部部分2210d中提供增加的压力,例如促进从被加热的物品去除气泡。举例来说,在这些方面中,孔2412可以位于一个或多个侧壁2210c中的至少一个或端面2210a或端面2210b中的一个或多个上以提供用于向内部部分2210d中提供空气、例如热空气以增加其中的压力的管道。在一个方面中,用于增加加热站中的压力的空气可以展现约100℃的温度。在附图中未描绘的某些方面中,可以采用空气循环装置2410提供这种空气来增加其中的压力。在此方面中,空气循环装置2410可以不同时提供对流空气循环和用于给内部部分2210d加压的空气。

在某些方面中,例如一个或多个红外辐射源的多个热元件2420、空气循环装置2410以及加热站2210的内部部分2210d中的增加的压力以及成型材料2220的压缩力的使用可以提供热量在整个物品、例如整个鞋面1500上的均匀分布,同时还在整个物品、例如整个鞋面1500上施加均匀分布的压缩力。

在某些方面中,加热站2210可以首先单独地或与对流组合利用热元件来分布热能,并且在持续一段时间之后,给加热站2210加压以促进从被加热的物品去除气泡。在这些方面中,当对加热站2210加压时,可以不采用对流或空气循环。

图27描绘用于使物品热成型的方法2700的一个方面。方法2700可以包含步骤2710:接收物品。在某些方面中,物品可以包含上文关于图15到图19所论述的鞋面1500。在一个或多个方面中,鞋面可以包含定向并入:1)上文所述的包括低加工温度聚合物组合物的纱线或纤维;和/或2)上文所述的包括高加工温度聚合物组合物的纱线或纤维。

此外,如上文所论述,鞋面1500可位于鞋楦头、例如鞋楦头1520上,并且还可以包含位于鞋面1500上方的保护套,例如保护套1800。

步骤2720包含将成型材料、例如成型材料2220压缩到物品的外表面、例如鞋面1500的外表面1530上,形成密封的物品,如上文关于图22的热成型系统2200所论述。在这些方面中,如上文所论述,在物品进行热成型工艺的加热和冷却步骤时,成型材料2220对物品外表面的压缩力可以帮助使物品成型。

在一个或多个方面中,步骤2730可以包含将密封的物品暴露于热能。在这些方面中,密封的物品可以在上文关于图22的热成型系统2200或图23的热成型系统2300所论述的参数中的任一个下暴露于热能。在各方面中,可以将密封的物品暴露于热能,同时维持物品外表面与成型材料之间的压力在低于大气压的压力,并且同时将含有密封的物品的加热站的至少一部分加压到高于大气压的压力。在这些方面中,通过在步骤2730的加热过程中将物品外表面与成型材料之间的压力维持在低于大气压的压力,当物品的一部分、例如包括低加工温度聚合物组合物的纤维或纱线熔化或变形时,物品外表面上的压缩力得以维持,从而限制熔化后的材料的流动和/或促进物品的成型或形成。在某些方面中,可以使用加热站2210以及图22的热成型系统2200的其它组件将密封的物品暴露于热能,其它组件例如托架2216和负压产生系统2214(或加热站2310和图23的热成型系统2300的其它组件)。

如上文所论述,在某些方面中,可以对用于将密封的物品暴露于热能的加热站的内部部分中的空气进行循环,从而为物品提供均匀的热分配。

在各种方面中,步骤2740可以包含在将密封的物品暴露于热能之后,使密封的物品位于冷却站中。在这些方面中,可以采用图22的冷却站2212(或图23的冷却站2312),包含对应的冷却参数。在某些方面中,如上文所论述,密封的物品可以位于冷却站中,同时维持物品外表面与成型材料之间的压力在低于大气压的压力。在这些方面中,通过在步骤2740的冷却过程中将物品外表面与成型材料之间的压力维持在低于大气压的压力,物品外表面上的压缩力得以维持,这使得在先前的加热步骤过程中熔化或变形的物品的任何部分(如鞋面1500的部分)冷却并凝固成所期望的形状,例如至少部分地由鞋楦头1520提供的形状。在某些方面中,可以借助于图22的热成型系统2200的其它组件,如托架2216和负压产生系统2214,使密封的物品位于冷却站2212中(或冷却站2312和图23的热成型系统2300的其它组件)。

在某些方面中,如上文关于图22的冷却站2212所论述,可以提高加热站、如加热站2212的内部部分中的压力,例如以促进物品中的气泡的去除。

定义

除非另外说明,否则如本文中所用的以下术语具有以下所提供的含义:

术语“织物”是指机织、无纺或针织的材料集合,并且包含热成型前和热成型后的织物。

术语“聚合物”是指具有一种或多种单体物种的聚合分子,并且包含均聚物和共聚物。术语“共聚物”是指具有两种或超过两种单体物种的聚合物,并且包含三元共聚物(即,具有三种单体物种的共聚物)。

在提到“一个”化合物”时是指一个或多个化合物分子,而不是限于单个化合物分子。此外,一个或多个分子可以相同或可以不同,只要其在化合物的类别内即可。因此,举例来说,“聚酰胺”应解释为包含一个或多个聚酰胺聚合物分子,其中聚合物分子可以相同或可以不同(例如,不同分子量和/或异构体)。

术语“至少一个”和“一个或多个”要素可互换地使用,并且与包含单个要素和多个要素具有相同含义,并且也可以由在要素末尾的后缀“(s)”表示。举例来说,“至少一种聚酰胺”、“一种或多种聚酰胺”以及“聚酰胺(polyamide(s))”可互换使用并且具有相同含义。

术语“接收”,如“接收鞋类物品的鞋面”,当在权利要求书中叙述时,并不打算要求所接收物件的任何特定递送或接收。相反地,术语“接收”只是出于清楚和方便阅读起见,用于叙述将在权利要求的后续元件中提到的物件。

因为所属领域的技术人员已知的预期的变化(例如测量的局限和变化性),所以在本文中关于可测量的值和范围使用术语“约”和“基本上”。

除非另外说明,否则本文中提到的温度是基于大气压(即一个大气压)。

特性分析和表征程序

本文所述的部分和载体材料的不同特性和特征通过如下所述的不同测试程序来评估:

蠕变松弛温度Tcr测定方法

蠕变松弛温度Tcr根据美国专利第5,866,058号中所述的示范性技术测定。蠕变松弛温度Tcr计算为是测试材料的应力松弛模量相对于测试材料在材料的凝固温度下的应力松弛模量是10%时的温度,其中应力松弛模量根据ASTM E328-02测量。凝固温度被定义为是在向测试材料施加应力之后约300秒,应力松弛模量几乎无变化或蠕变几乎无变化的温度,这可以通过绘制应力松弛模量(以Pa为单位)随温度(以℃为单位)而变的曲线来观察。

维卡软化温度Tvs测定方法

维卡软化温度Tvs根据ASTM D1525-09塑料维卡软化温度的标准测试方法中详述的测试方法来测定,优选使用载荷A和速率A。

热变形温度Thd测定方法

热变形温度Thd根据ASTM D648-16塑料在弯曲载荷下在沿边位置的变形温度的标准测试方法中详述的测试方法,使用0.455MPa外加应力来测定。

熔化温度Tm和玻璃化转变温度Tg的测定方法

使用可在市面上购得的差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimeter,“DSC”),如TA Instruments DSC Q2000,测定熔化温度Tm和玻璃化转变温度Tg

在此方法中,将10克到15克样品放置到DSC铝盘中,然后用压边机(crimperpress)铅封。DSC被配置成以20℃/分钟的加热速率从-100℃扫描到225℃,在225℃下保持2分钟,然后以-10℃/分钟的速率冷却到25℃。然后使用用于测定玻璃化转变温度Tg和熔化温度Tm的标准技术分析由此扫描产生的DSC曲线。

熔体流动指数测定方法

熔体流动指数根据ASTM D1238-13热塑性塑料的熔体流动速率的标准测试方法中详述的测试方法,通过挤压式塑性计,使用其中所述的程序A来测定。

冷罗斯弯曲测定方法

冷罗斯弯曲测试根据以下测试方法进行。此测试的目的是为了评估在冷环境中在反复弯曲60度下样品的抗开裂性。将测试材料的热成型板的大小设定成贴合弯曲测试机的内部。每种材料都按五个独立样品形式测试。

弯曲测试机能够以100+/-5个循环/分钟的速率将样品弯曲到60度。机器的心轴直径是10毫米。适合此测试的机器是Emerson AR-6、Satra STM 141F、Gotech GT-7006以及Shin II Scientific SI-LTCO(大盛科技(DaeSung Scientific))。

根据所用弯曲机器的特定参数,将样品插入机器中。将机器放置在设定为-6℃的冷冻机中用于测试。打开电动机开始弯曲并计数弯曲循环,直到样品开裂。样品的开裂意指材料表面物理上裂开。实际上不穿透表面的明显褶皱线不是开裂。测量样品,直到样品已经开裂,但还没有断成两段。

模量测定方法

材料的热成型板的模量根据ASTM D412-98硫化橡胶和热塑性橡胶和热塑性弹性体张力标准测试方法中详述的测试方法测定,但作如下修改。样品尺寸是ASTMD412-98冲模C,并且所用样品厚度是2.0毫米+/-0.5毫米。所用夹具类型是具有金属锯齿状夹持面的气动夹具。所用夹持距离是75毫米。所用加载速率是500毫米/分钟。通过获取初始线性区域中应力(MPa)对比应变的斜率来计算模量(初始)。

纱线的模量根据EN ISO 2062(纺织品-卷装纱(Textiles-Yarns fromPackages))-使用等速伸长(Constant Rate of Extension,CRE)测试仪测定单根纱线断裂强力(Single-End Breaking Force)和断裂伸长率(Elongation at Break)中详述的测试方法测定,但作如下修改。所用样品长度是600毫米。所用设备是英斯特朗(Instron)与高铁(Gotech)固定装置。所用夹持距离是250毫米。预加载量设定成5克并且所用加载速率是250毫米/分钟。为了避免使用已被损坏的纱线,扔掉纱线的第一米。通过获取初始线性区域中应力(MPa)对比应变的斜率来计算模量(初始)。

韧度和伸长率的测定方法

纱线的韧度和伸长率可以根据EN ISO 2062使用等速伸长测试仪测定单根纱线断裂强力和断裂伸长率中详述的测试方法,以设定为5克的预加载量进行测定。

收缩率测定方法

纤维和/或纱线的独立收缩率可以通过以下方法测定。将样品纤维或纱线切割成约30毫米的长度,在接近室温(例如20℃)下具有最低张力。将切好的样品放置在50℃或70℃烘箱中持续90秒。从烘箱中移出样品并测量。使用样品的烘箱前测量值和烘箱后测量值,通过烘箱后测量值除以烘箱前测量值,再乘以100来计算收缩百分比。

熔化焓测定方法

熔化焓通过以下方法测定。称量5mg到10mg的纤维或纱线样品来测定样品质量,将其放置到DSC铝盘中,然后使用压边机密封DSC盘的盖子。DSC被配置成以20℃/分钟的加热速率从-100℃扫描到225℃,在225℃下保持2分钟,然后以-10℃/分钟的速率冷却到室温(例如25℃)。通过对熔化吸热峰的面积进行积分并通过样品质量归一化来计算熔化焓。

实例

在以下实例中进一步具体地描述本公开,以下实例打算只是举例说明,因为所属领域的技术人员清楚本发明的范围内的许多修改和变化。

实例1:评估适用作低加工温度聚合物组合物的组分的可在市面上购得聚合物材

在此实例中,评估二十五种可在市面上购得的聚合物作为低加工温度聚合物组合物的组分的适合性。以纱线和/或树脂形式评估聚合物样品来测定这些样品的熔化温度Tm、它们在冷罗斯弯曲(CRF)测试下能承受多少个循环、其呈纱线形式的收缩率以及其在热成型之后的物理外观。结果提供在下表1中。

表1:评估可在市面上购得的聚合物材料

虽然这些可在市面上购得的材料中的大部分具有在小于约125℃的所期望的范围内的熔化温度Tm,但是绝大部分材料不具有使其适用于鞋类物品和服装物品的理想的特性平衡。举例来说,许多材料在热成型时具有黄色色调或是不透明的。一些材料在被挤出以形成纱线时,产生了具有不可接受地高的收缩程度的纱线。此外,许多材料在低温条件下变得有些脆,并且因此无法使用冷罗斯弯曲测试方法承受超过150,000个测试循环,使得材料对于一些鞋类应用来说是不合需要的。

关于材料在低温条件下变脆是不可接受的应用,发现来自阿科玛的Platamid H2694/Pebax 4023 SA是能够在所期望的水平下通过冷罗斯弯曲(CRF)测试的一种测试聚合物。这种材料展现了在本文所述的低加工温度聚合物组合物中使用所期望的所有其它有利的聚合物特性,如有利的熔化温度Tm,并且在热成型时保持透明。

可以根据以下编号条款描述本公开。

条款1.一种用于使物品热成型的系统,所述系统包括:用以获得并维持高于大气压的压力的加热站;冷却站;负压产生系统,所述负压产生系统包括成型材料、密封部件和负压产生装置,其中所述负压产生系统用以通过将所述物品暴露于低于大气压的压力而将所述物品至少部分地密封在所述成型材料内,其中所述负压产生系统和所述加热站合作用以将所述物品同时暴露于:热能、在所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内时所述低于大气压的压力、以及所述高于大气压的压力;并且其中所述负压产生系统和所述冷却站合作用以将所述物品暴露于低于所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内并暴露于所述低于大气压的压力时在所述加热站中所受到的温度。

条款2.根据条款1所述的用于使物品热成型的系统,其中所述成型材料展现高于约135℃的熔化温度Tm、分解温度Td或这两者。

条款3.根据条款1和2中任一项所述的用于使物品热成型的系统,其中所述加热站包括一个或多个热元件。

条款4.根据条款3所述的用于使物品热成型的系统,其中所述一个或多个热元件各自包括红外辐射源。

条款5.根据条款1到4中任一项所述的用于使物品热成型的系统,其中所述加热站还包含用以对所述加热站的内部部分中的空气加压的空气加压装置。

条款6.根据条款1到5中任一项所述的用于使物品热成型的系统,其中所述物品是鞋的鞋面,并且其中所述成型材料的大小设定成将整个鞋面密封在所述成型材料内。

条款7.根据条款1到6中任一项所述的用于使物品热成型的系统,还包括与所述负压产生系统连接的托架,其中所述托架用以在所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内时与所述物品连接。

条款8.根据条款7所述的用于使物品热成型的系统,其中所述托架用以在所述物品的至少一部分位于所述加热站的内部部分中时与所述加热站连接。

条款9.根据条款1到8中任一项所述的用于使物品热成型的系统,其中所述冷却站包括正压源并且用以在所述物品被至少部分地密封在所述成型材料内并暴露于所述低于大气压的压力时维持高于大气压的压力。

条款10.根据条款1到9中任一项所述的用于使物品热成型的系统,其中所述物品包括鞋的鞋面,所述鞋面包括外底部分,并且其中当所述鞋面位于所述加热站的所述内部部分中时,所述外底部分突出于所述一个或多个热元件的至少一部分。

条款11.一种用于使物品热成型的方法,所述方法包括:接收物品;通过将所述物品的外表面与成型材料之间的压力减小到低于大气压的压力而将所述成型材料压缩到所述物品的所述外表面上,从而形成密封的物品;将所述密封的物品在加热站中暴露于热能,同时:将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力,并且将所述加热站的至少含有所述密封的物品的部分加压到高于大气压的压力;以及在将所述密封的物品暴露于热能之后,使所述密封的物品位于冷却站中同时将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力。

条款12.根据条款11所述的用于使物品热成型的方法,其中所述成型材料展现高于约135℃的熔化温度Tm、分解温度Td或这两者。

条款13.根据条款11和12中任一项所述的用于使物品热成型的方法,其中所述物品的至少一部分被覆盖在保护套中。

条款14.根据条款11到13中任一项所述的用于使物品热成型的方法,其中所述物品包括鞋的鞋面,所述鞋面包括外底部分,并且其中所述方法还包含将所述鞋面放置在鞋楦头上,使得外底部分覆盖所述鞋楦头的底部部分。

条款15.根据条款11到14中任一项所述的用于使物品热成型的方法,其中所述加热站包括封闭结构,所述封闭结构具有由第一和第二相对端面以及至少一个侧壁限定的内部部分,并且其中第一端面用以接收所述密封的物品的至少一部分,并且其中所述封闭结构能够维持所述高于大气压的压力。

条款16.根据条款11到15中任一项所述的用于使物品热成型的方法,其中所述物品包括鞋的鞋面,所述鞋面包括外底部分,并且其中所述方法还包含使所述鞋面位于所述加热站的所述内部部分中,使得所述外底部分突出于所述一个或多个热元件。

条款17.根据条款11到16中任一项所述的用于使物品热成型的方法,在使所述密封的物品位于所述冷却站中之后,将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力增加到高于大气压的压力,使得所述成型材料不再被压缩到所述物品的所述外表面上。

条款18.根据条款11到17中任一项所述的用于使物品热成型的方法,还包括使用托架将所述密封的物品从所述加热站转移到所述冷却站,同时将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力。

条款19.根据条款18所述的用于使物品热成型的方法,其中所述托架与负压产生系统连接,并且其中所述托架、所述负压产生系统和所述加热站合作用以将所述密封的物品在所述加热站的内部部分中暴露于约135℃或低于约135℃的温度,同时将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力并且同时将所述加热站的至少所述含有所述密封的物品的部分加压到所述高于大气压的压力。

条款20.根据条款18或19所述的用于使物品热成型的方法,其中所述托架、所述负压产生系统和所述冷却站合作用以将所述密封的物品同时暴露于:在将所述物品的所述外表面与所述成型材料之间的压力维持在所述低于大气压的压力时在所述冷却站的内部部分中约25℃或低于约25℃的温度;和高于大气压的正压。

虽然已参考优选方面描述本公开,但是所属领域的技术人员应认识到,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可在形式和细节上作出改变。

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