CN101524199A - 自行充气减震垫以及包括该减震垫的鞋类 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减震垫，其包括至少一个由隔绝材料制成的腔，所述的隔绝材料由弹性体组成，所述弹性体至少对第一反应物来说至少是半渗透性的，第二反应物设置在所述至少一个腔内，其中所述第一反应物和所述第二反应物反应生成产物，并且其中所述产物通过所述阻隔材料的扩散速率小于所述第一反应物通过所述阻隔材料的扩散速率。本发明还提供了一种包括减震垫的鞋类制品，所述减震垫包括至少一个由阻隔材料制成的腔，至少第一和第二固态或液态反应物设置在所述至少一个腔内，其中所述第一反应物和所述第二反应物反应生成气态产物。

Description

自行充气减震垫以及包括该减震垫的鞋类

本申请是申请日为2004年5月27日，申请号为200480021422.1，申请名称为“自行充气减震垫以及包括该减震垫的鞋类”的中国发明专利申请的分案申请。

背景技术

长久以来研究并重新设计鞋类制品，以便提高其舒适度以及性能。在这方面，尤其是在运动鞋类方面，首要关注的是鞋类给足部提供舒适环境的能力，以及当鞋子和相应的脚部和小腿撞击地面或地板时减轻震动或者冲击感的能力。这些能力在跑步和跳跃过程中表现得尤其重要。举例来说，据估计，慢跑者的脚跟和地面接触为四或五平方英寸时，慢跑者吸收的冲击力是慢跑者体重的三到四倍。因此，一个180磅重的慢跑者可以在其脚跟着地区域产生大约720磅的冲击力。每个脚跟每英里碰撞地面大约800次，所以很容易看出，在鞋类中具有震动吸收装置的必要性。

除了需要使鞋子能够吸收强烈而反复的冲击，每个穿鞋子的人很容易明白鞋子舒适度的重要性。事实上，已知运动鞋的舒适度能够影响穿着者的心理状态，从而影响到他或她的表现、肌肉效能、能量消耗，以及运动员训练和竞争的能力。

在鞋类领域存在很多震动吸收装置来吸收脚部撞击时的震动，并提供整体的舒适感。一种常见的吸收震动的方法是利用一种可压缩的填充材料制成阻塞物。举例来说，鞋子曾被填充过棉花填充料、马毛填充料、橡胶、塑料、泡沫塑料以及类似物。在这些鞋子里，利用可压缩的填充材料的内在弹性来吸收和分散冲击力。然而，这些材料在将能量返回给鞋类穿着者的能力方面相对无效，并且在重复使用后变得压实而失去了他们的减震性能。此外，在剧烈的撞击中，除非使用相对厚的可压缩填料制成的阻塞物，这些设计会迅速充分压缩或者“达最低点”，从而导致对穿着者身体的严重冲击应力。当(将鞋子)制得更厚以避免这个问题时，这种可压缩的填充材料就变得笨重和沉重了，从而影响到鞋子的设计以及运动员的表现。此外，当填充材料很厚时，可能会遇到不稳定的问题。

在由可压缩的填充材料构造的一类减震垫(垫子，气垫，缓冲鞋垫)中，泡沫衬垫因为其重量轻和相对令人满意的减震特性在运动鞋中是优选的。尽管泡沫塑料在可压缩的填充材料组中具备优越性，但发现泡沫衬垫的多孔结构随着时间和周期性负载而退化，因而会导致孔壁的塌陷，从而相应地使衬垫的减震性能快速下降。

可加以证明的，优良的减震鞋垫是一种充气的装置。如美国专利第259,092号(1882)证明的那样，充气鞋底长久被认为是较好的减震方式。尽管有此早期成就，因为各种原因，充气减震装置在将近一个世纪内未获得商业成功。事实上，在美国专利第4,183,156号和专利第4,219,945号所描述的发明产生以前，本领域在怎样在鞋内制造充气减震垫方面缺乏在商业上成功的技术知识。在这些专利中所描述的发明，使鞋类设计以及运动鞋类市场发生了巨大变化。

更加独特的是，在这些专利中描述的这种减震装置很适合吸收运动过程中经受的冲击，并能有效地将能量返回给运动员。此外，这种减震装置很适合于运动过程中激烈而反复的冲击。

借助较厚的、结实的和耐用的弹性外壳能够获得具有特别长使用寿命的充气减震装置。然而，较厚的外壳降低了流体减震的好处，原因是该流体的性能被该弹性阻隔材料所掩盖。虽然可以使用非常厚的材料来形成一个更好的容积腔，但是当需要特殊形状的减震垫时，插入性外壳相对于非插入性(unobtrusive)外壳的竞争性吸引力问题就产生了。此外，流体没有固定的形状。因此，该弹性材料必须在流体上施加成形力。显然，一个厚的、结实的弹性外壳能够很容易地形成复杂的形状；然而，流体介质的表现特性会被牺牲。因此，需要薄壁外壳以便获得最大的流体减震益处。

不幸的是，薄的柔性外壳在提供充气气体的长期保持方面存在技术困难。针对充气材料的损失(或消耗)，一种可选的解决方法是提供一个带有泵单元的垫子(或减震垫)来为垫子充气和/或重新充气。美国专利第5,937,462号就描述了这种类型系统的一个实施例，其中可自行充气气垫包括一个与主支撑腔连接的活动(或可收缩的)充气腔。当该充气腔被足部挤压时，空气被挤出了该充气腔，通过单向阀门，进入了该支撑腔。虽然理论上这些类型的系统是可行的，但实际上，机械性泵送系统的复杂性造成了内在失败的可能性。

此外，与空气减震系统的非常成功的使用相关的不利之处是其依赖于对环境不友好的氟化烃气体，该气体能够提供主动扩散系统，以便将加压的减震垫维持很多年。虽然使用了极其有限的数量，但是它们的使用已经引起负面的公众感受。因此，存在消除对这些气体的依赖性的要求。进退两难的局面是，(一方面)缺少一种实现商业化非常完美的容积系统，(另一方面)一种包含环境可接受气体的减震系统至少是缓慢地失去其加压的充气气体。

本发明提供了一种用于补充充气材料并且避免上述列出的多种不利因素的有利的方法和系统。

贯穿此说明书，使用减震垫作为运动鞋类鞋底的一部分的许多参考文献将被引用；然而，应该认识到本发明的减震垫能够有利地结合入各种类型的鞋类，包括但不限于礼服鞋、靴子、便鞋等等。此外，该减震装置能够在各种类型的运动装备中提供保护，其中这些独特的减震和动力学特性能够为例如橄榄球、足球、棒球，膝盖、腿、肩膀、颈部和臂的垫、鞍座、头盔、手套、座垫等提供好处。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供了一种包括至少一个由阻隔材料制成的腔的减震垫。此阻隔材料可以由弹性体组成，该弹性体至少对于第一反应物来说是至少半渗透性的。第二反应物设置在该腔中，第一反应物和第二反应物一起反应以形成产物。此减震垫保持充气性的原因是该产物通过阻隔材料的扩散速率小于第一反应物通过阻隔材料的速率。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种包括至少一个由弹性阻隔材料制成的腔的减震垫。在该腔中提供了第一和第二反应物对。该反应物对进行反应来生成气态产物，该气态产物起着保持腔的充气性的作用。

根据本发明的又一实施例，提供了一种包括至少一个由阻隔材料制成的腔的减震垫。这种阻隔材料可以由弹性体组成，通过该弹性体的第一反应物是至少半渗透性的。第二液态或者固态反应物被置于该腔中，第一反应物和第二反应物反应，以形成气态产物。因为该气态产物通过阻隔材料的扩散速率相对较小或者(扩散)至少基本上被阻止了，所以该减震垫保持被充气。

优选地，该减震垫包括多个腔。可选地，该多个腔中至少几个是互相连通的。可替代地，几个腔可以是基本上分开的，但是包括一个气体连接通道。

根据几个实施例，第一反应物可以是气体、液体、固体或其混合物。当该第一反应物被预期从外部环境进入腔内时，优选为液体或者气体。该第二反应物最典型的为液体或者固体。

典型的充气产物包括二氧化碳、氧气和氮气。通常，将减震垫的至少一个腔加压到高于约14.7磅/平方英寸(psi.)的表压。

本发明还涉及包括上述减震垫的鞋类制品，以及在鞋类制品中给减震垫充气的方法。

附图说明

本发明包括所示出和描述的新颖的部分、结构、布置、组合以及改进。被合并入并构成本说明书的一部分的附图，用于说明本发明，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1为结合本发明的一个实施例的鞋的侧视图。

图2为示出示例性鞋类实施例的未组装部件的透视图。

图3为气体输送设备的示意图。

图4为根据本发明构造成的减震垫的示意图。

图5为气体输送系统的示意图。

具体实施方式

现参照本发明的优选具体实施方式，结合附图说明本发明的实施例。虽然将结合优选的实施例来描述本发明，但是应该理解其目的不是将本发明限制于这些实施例。相反，其目的是覆盖所有的修改、等同替换和改进，这些修改、等同替换和改进均应包含在所附的权利要求所确定的本发明的精神和范围内。

现在参照图1，提供了一种包括减震装置的鞋类制品10。该鞋类包括鞋面1，一般由皮革、尼龙、或本领域技术人员已知的其它材料或其它的材料组合制成。鞋面1由本领域技术人员可以接受的任何方式形成，例如，但不限于，用整块布料制作(boardlasting)或者将零布料缝合(stitchlasting)。在本文中示出的鞋面适用于运动鞋类，然而，便鞋鞋面和靴子鞋面同样适合于与本发明的鞋底构造相组合。通过胶合和/或缝合，或者本领域技术人员熟知的其它技术，将鞋底3固定到鞋面上。优选的鞋底3包括鞋底夹层部分5和与地面接触的鞋外底部分7。鞋外底部分7通常由胎面或者饰钉(或突出物)9构成，以便促进与地面或地板表面良好的摩擦接合。鞋底夹层11是由泡沫塑料13组成，该泡沫塑料13将包含有减震装置15的介质封装，可通过观察孔17看到。

图2表示处于分解状态的制造前阶段的单个鞋部件。在此实施例中，衬里21放置在鞋面23里。随后鞋面搁置在固定于鞋底夹层29之内的包含液体的多腔减震垫25和27之上。该包含液体的减震垫优选用泡沫塑料封装，以作为鞋底夹层29的组成部分。鞋外底31接合到鞋底夹层上，所得物品就牢固地接合或连接到鞋子上。

该减震垫可由任何柔性材料形成，该材料对于至少一种气体的扩散来说至少是部分障碍物。该减震垫优选由柔性聚合材料组成。示例性的材料包括：聚氨酯、聚酯、含氟弹性体、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、氯磺化聚乙烯、聚乙烯/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯丁(二烯)橡胶、丁腈橡胶、低密度聚乙烯、加合橡胶，硫化橡胶、甲基橡胶、可硫化橡胶、聚乙烯醇、热塑性橡胶。其他适合的材料描述在美国专利第4,906,502、5,083,361、4,936,029、5042,176以及5,713,141号中，将它们以引用方式结合在本文中作为参考。此外，这些列举的材料并非用于限定。事实上，如以下更加详尽描述的那样，本发明的一个优点是减少了对形成特殊阻隔物的材料的必要依赖。

同样的，本发明对于鞋的类型或其所用的减震垫的设计并没有限制。示例性的系统包括那些在美国专利第3,005,272、3,685,176、3,760,056、4,183,156、4,217,705、4,219,945、4,271,706、4,287,250、4,297,797、4,340,626、4,370,754、4,471,538、4,486,901、4,506,460、4,724,627、4,779,359、4,817,304、4,829,682、4,864,737、4,864,738、4,874,640、4,906,502、4,936,029、5,036,603、5,042,176、5,083,361、5,097,607、5,155,937、5,228,217、5,235,715、5,245,766、5,283,963、5,315,769、5,422,186、6,127,010以及6,158,149号中所教导的那些，将它们中的每一个以引用方式结合于此作为参考。

本发明通常涉及在该减震垫内产生化学反应，该反应产生充气物质，该充气物质被形成该减震垫的阻隔材料至少部分地保留。优选的充气物质为泡沫和气体。部分地保留反映了一个事实，即该气体产物至少暂时容纳在减震垫里，为其提供加压，使该减震垫能提供典型的充气减震装置的减震性能。因此，该充气气体优选以一定速率生成，该速率足以补偿充气物质通过阻隔材料的损失。以这种方式，该减震垫能够在延长的时间段内有效地保持充气。值得注意的是，产生该充气气体的反应能够用于为减震垫充分充气或者作为维持充气，其中该减震垫在最初制造期间是通过其他方法来首次充气，而产生气体的反应用于维持所需的加压。此外，本发明将逐渐并自动增加减震垫的部分压力，从而为该减震垫加压，甚至增加到环境压力以上。

产生该充气气体的反应通常能够用几种方式来完成。例如，第一反应物能够在该减震垫中提供，而第二反应物能够通过扩散进入该减震垫而获得。第二反应物优选从那些在鞋子正常使用过程中自然遇到的化合物中选择，如水和氧气就是非常好的例子。可替代地，该第一和第二反应物均可以在减震垫里提供。在此情况下，自然发生的扩散剂能够用作反应引发剂或者速率控制剂。

可以通过几种不同的方法，甚至未在本说明书中提到的方法来产生用于维持该腔内有效压力范围的充气物质。能够在密闭的聚合物腔中产生气体或者泡沫的方法是可行的。通常来说，产生的充气物质的可行的选择可以是任何物质。为了方便起见，正如对环境友好的以及以前在鞋类减震系统使用过的这些化合物，氮气、氧气或者二氧化碳的产生可作为非常好的选择。例如，氮气能够由包括尿素，硝酸钾，硫酸铵，硝酸钠，亚硝酸钠，氨，氯化铵，UDMH，硝酸，硝酸铵等化合物中产生。又如，氧气能够从过硼酸钠和不包含氯的漂白剂中产生。再如，二氧化碳能够从乙酰水杨酸(acetylsalsilic acid)和碳酸氢钠中产生。

本发明的目的是在一至三年的时间内将压力维持在，例如，高于0到25PSIG之间。示例性的系统包括：升华、发酵、有机反应物的单分子分解、生物分子的分解和分子重组、以及化学反应。

升华系统利用固相直接到气相之间的相转变作为气体来源。现成的例子如萘(普通樟脑球)。生物/有机材料的发酵也能够产生气体。有机反应物的单分子分解在许多实际应用中是一种产生气体的非常常见的方法，其产生的气体通常不是氮气就是二氧化碳。分解的引发可以借助升温、施加电流(引起温度升高或者电化学反应)、添加其他能够加速分解的化学试剂，或者仅仅是物质“正常的”时间依赖型分解，通常被视为在环境温度发生的温度依赖型过程。用于聚合反应和其它反应的自由基引发剂包括那些产生氮气或者二氧化碳气体的引发剂。常见的实例是含氮的化合物，如偶氮二异丁腈，其具有化学通式：X-N＝N-X。这些材料的分解能够释放两类自由基和氮气。

此外，可以添加促进分解加速从而使分解反应能够在低温下进行的试剂。一个常见的实例是向过氧化(二)苯甲酰中添加少量的芳香族叔胺(例如二甲基苯胺)以产生自由基和二氧化碳气体。可以提供触发系统以便控制试剂的添加，从而控制气体产生的速率。

当前的应用是使用更加激烈的化学物来生产大量的通常为氮气的气体，以满足突然的需求。很好的实例是自动安全气囊。通常试剂为叠氮化钠(NaN₃)，其反应(实质为引发)是通过电流来生产氮气。典型的配方是70％的NaN₃，28％的MoS₂加上2％的S。这些系统通常是很激烈的，但是可以适用于提供更逐步和受控释放的氮气。此外，可以选择在反应中不那么剧烈的其它不同的有机叠氮化物，并可以缓冲那些反应，以便用于长期缓慢反应。

生物分子分解也是一种产生气体的可行方法。这些反应可以在两类物质之间发生。例如，通过碳酸氢钠，(或碳酸钠，NaHCO₃)与产生酸的一类物质HX之间的反应来产生二氧化碳，可非常有效地释放CO₂。该酸性物质可以是强酸(例如：HCl)，中等强度的有机酸(例如，醋酸)。事实上，也能够使用其它能够通过缓慢分解来产生酸的物质。

通过亚硝酸钠(NaNO₂)与氯化铵(NH₄Cl)(或者其他的铵盐)之间的反应来产生氮气也是一种可行的选择。此反应机制的好处是能够提供一种控制该反应的方法，该控制是通过缓冲调节H+催化反应和温度来进行的，以便获得N₂生成的长期受控反应。当然，还有其他的亚硝酸盐和硝酸盐化合物能够以与NaNO₂同样的方式反应，以便形成N₂，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。

通常，优选的是将该反应组分集中在减震垫的封装中。如果需要水，可以通过将普通水渗透进入该减震垫或者借助一些设计好的内在贮水源通过渗透出其容器或者通过一些诱导水流的物理方法来提供水。

一个或多个反应物(包括水)的微囊可用于反应的控制。一种控制模式是通过包囊的物理破裂释放封装的试剂，以便使该试剂接触共反应试剂来产生气体。可根据需要使该破裂过程发生：通过设计柱塞和砧，在该砧上布置有封装材料。当该容器里的压力低于某一数值，附着在该容器顶部的柱塞上的重量能够导致其撞击附着在容器底面的砧上的封装材料。

另一控制方式是借助渗透通过包囊壁的方式。液体形式或者溶液形式的试剂，以已知的可预测的速率扩散到封闭在包囊里的多孔容器内的其它反应成份的混合物中。可选的方法是使水扩散入包含固态试剂的包囊内，溶解该试剂，随后该试剂扩散出包囊并进入反应混合物中。同样的，试剂溶液也可以扩散进入含有固态共反应试剂的包囊，来引发包囊内的反应。生成的气体可扩散出该包囊或者导致包囊壁的破裂，使其所有的内容物释放入周围的混合物或溶液。无论如何，当液体扩散入包囊时，该液体使包囊膨胀或扩张，从而增加了物质输入和输出包囊的速率。这种普通的方法常用于药物递送(受控释放)，如阿司匹林的受控释放。

以氮气为例，据信以月为单位维持约80cm³体积的减震垫的适当减震垫加压需要产生约0.006克氮气。利用反应NaNO₂+NH₄CI→N₂+2H₂O+NaCl，大约每月需要4.9×10^-4摩尔的N₂。因此，可预见每年需要约5.9×10^-3摩尔的N₂，意味着为一双鞋子提供5年减震使用期应当产生29.4×10^-3摩尔的N₂。这相当于每年需要大约0.41克NaNO₂，0.031克NH₄Cl，产生大约0.21克H₂O。因此这可用于预知五年提供的试剂需要2.03克NaNO₂(0.94cm³)以及1.58克NH₄Cl(1.03cm³)以及产生1.06克的水。这些计算从体积的观点出发表明了该系统的可行性。此外可能需要保持水的受控存在，以便防止反应进展太快以及给减压垫过度充气从而缩短该系统的总寿命。商购的干燥材料表明大约需要8.83克，产生约3cm³体积。这产生了约5cm³的总系统体积。

然而，反应动力学会导致气体生成明显的过量。据此，产生的压力会超出减震垫的结构和性能的限制。因此，该溶液可以在足够的浓度下使用(从而也减少了占用的体积)，在该浓度下处于固相的一种或多种试剂与溶液中的该试剂保持平衡。因而，当反应发生时，消耗溶液中的试剂，然后固相试剂会溶解并且替代其消耗。这强加给该反应的时间依赖过程，使气体生成速率平坦。可替换地，可以将一种或多种试剂封装在对该试剂具有受控渗透性的膜中。因此，此试剂将扩散出包囊以便与共反应试剂结合，从而产生气体。该共反应试剂也可以扩散到包囊内来进行同样的合成反应以生成气体。可替换地，该反应也可以通过利用pH、缓冲物质、或其他的反应调节剂来控制。类似地，基于溶液的反应过程的情况下，水的受控引入也能够用来控制反应速率。

有利的是，水通过典型的腔阻隔材料(如聚氨酯)的湿气渗透率(MVTR)，可用来控制该系统中的含水量。此外，通过适当调节聚氨酯材料，该腔能够适合来自该腔的水蒸气通过以及防止水分压聚集，否则其导致N₂生成反应失控。正如本领域技术人员已知的，聚氨酯能够调整成包括或多或少的交联结构，此结构能够增加或减少H₂O的渗透速率。

图3示出了一个用于在增加的时间段内获得受控生成的氮气的可能设备41。外部容器43对于所有的反应物、产品、水和气体来说是不可渗透的。在实施中，贮水单元45中的水通过膜49，以一定的预定速率，渗透入反应混合物腔47。膜49用于控制水进入反应混合物腔47的渗透速率。当渗透的水达到所需的浓度时，它将会溶解一些反应混合物，从而导致两反应物的离子化。随后反应会按照额定方案发生来生产氮气以及其他的产物。

外膜50对于气体(和水)来说是可渗透的，以便作为氮气从反应腔中逃逸到减震垫周围的媒介。该气体最终会通过外膜50进入减震垫环境。极少量的水会通过外膜50逃逸，原因是反应混合物腔47中的水在离子化的反应物和盐类产物的溶解中将会被强烈络合；水的热力学活度将是很低的。

据信一些来自反应混合物腔47中的离子将会渗透入该贮水单元。然而，其不太可能在贮水单元45内发生形成N₂的反应。N₂也会渗透入该贮水单元，直到N₂的浓度(更确切地说是热力学活度)在反应混合物腔47中与在贮水单元45中相同为止。如果贮水单元45中含有氯化钠的初始浓度，那么这会有助于缓和水的热力学活度(因此，有助于控制水的渗透速率)，以及有助于阻止反应进行时氯化钠从反应混合物腔47移动到贮水单元45中。

可替换地，该反应物可以放在管子或两个同心球内，其具有独立的部分分别包含反应物和干燥剂。这两部分能够通过多孔膜来分离，该管子的顶部或者球体的外壳也可以是多孔膜。该多孔膜允许气体自由通过但是限制固体通过。在两种情况下该布置能够迫使气体在进入或离开反应物部分时流经干燥剂部分。该管子结构的底部上的侧壁对于气体和液体来说是不可渗透的。只有顶部，在干燥剂上面，是多孔的，其对于周边环境是开放的。通常认为对此系统而言，使用该反应物和固体产物NaCl的饱和水溶液是有利的。

另一可替换的气体产生方法是通过碳酸盐和酸的反应生成CO₂气体。酸可以为强酸，例如盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)或者磷酸(H₃PO₄)，或中等强度的有机酸如醋酸(CH₃COOH)，或者弱(固体)有机酸例如柠檬酸(HOC{CH₂CO₂H}₂)或L-抗坏血酸(维生素C，C₆H₈O₆)。固体酸可能需要水(或其他的液体介质)的存在来促使反应进行。本质上，水会缓慢地与碳酸盐反应，其速率取决于作为催化剂的微量酸(H⁺)的存在。所有上述的酸可以以HX表示。

实施例

以下所提供的实施例的目的是进一步描述本发明，而不是试图限制所附的权利要求中限定的本发明的范围。

实施例1(化学反应说明)

进行简单的实验来检验一个反应的特性。

将0.5克NH₄Cl和0.6克NaNO₂放在总体积为8.7ml的含有H₂O的容器里，以便形成每种盐的1M的溶液。在混合过程中或者在室温下放置一小时后，没有明显的表明氮气生成的气泡。此反应加热到约80℃时，气泡才会出现。

为了使反应加速，利用相同浓度的盐溶液以及溶液体积重复本反应，但是加入了醋酸。在室温下，几滴醋酸就可以产生一些气泡。当加入更多的酸(3ml)时，可以适度地产生气体。利用相同的条件重复该实验，只是通过排水量测量气体产生的量。氮气的实际产量总共大约为93ml。

实施例2(化学反应说明)

在密封的压力腔内进行反应，该腔装有压力计，此反应和先前试验一样使用8.7ml 1M的NH₄Cl溶液以及1M的NaNO₂溶液(参考下表中的“块”)。将此装置放入100℃的烘箱中。随着时间推移，压力增加，直到大约5小时后，压力为42psi。此样品腔的体积大约为60ml。

实施例3(活性小球的制造)

制作等摩尔浓度的反应物的混合物，以便使每个小球含有3×10^-3mol(0.03mol)的每种反应剂。

重量/每个小球：

亚硝酸钠(NaNO₂)        0.207克

氯化铵(NH₄Cl)          0.161克

总量                   0.368克

实施例4

进行十三组实验，其中金属化聚烯烃袋充满下表所示的反应物块。水被包含在多孔纸的形式中，此多孔纸将水分吸收在其中。将该袋子封闭，然后观察，如下表所示。

本发明公开的减震垫所要面对的另一个障碍是通常使用的鞋类减压垫设计的结果。尤其是目前许多液体充气鞋垫为多个腔，腔之间没有连通。为了保证本发明中每个腔的充气，气体源必须加入到每个腔。这可能是不切实际的。另一种解决方法是利用单元(或小腔)之间的扩散或者限制性的连通通路。这些通路不允许相连的腔之间快速的压力均衡，原因是经常需要使相邻的腔保持在不同的压力下，但是也允许气体从包含气体生成系统的腔到不具有气体生成系统的腔的缓慢扩散。这些通路可以由针孔通道(例如0.0000004英寸到0.01英寸)单向压力阀门控制，或者优选由嵌入焊接点的线提供，该线位于形成腔的弹体材料内并伸展在腔之间。这些线提供了扩散的通道。有利的是，这些线的直径以及其是否为实心或空心是可以改变的特性，从而适合腔之间的扩散速率。因此，两个相邻的高压腔可以使用大直径的线或者中空的线，以便进行相对快速的扩散，而邻近的高压和低压腔之间可以使用实心的小直径的连接线，以便仅允许限制性的再充气速率。

图4示出了以这种方式设计的减震垫的实施例，其中减震垫51包括多个腔52-55。这些腔中的每个都可以用氮气进行初始充气(例如，通过孔)，以达到所需的压力，例如0到35psig，并且腔之间的连通被封闭。腔52、53和54为高压腔(如15psig)，腔55为相对的低压腔(如5psig)。再充气装置57设置在鞋跟腔52中。装置57按照前面所述运行，以便生成充气气体并保持减震垫所需的加压。大直径线(如0.00004英寸到0.001英寸)59和61设置在腔52和53以及腔52和54之间，小心地将该线(纤维)嵌入弹体材料中，以便在腔之间形成密封，还具有延伸进每个腔的末端。相对小直径的线63(如0.0000004英寸到0.00004英寸)设置在腔52和55之间。

上述的腔充气连通系统的类型也能够有利地用在充气装置的设计中。此外，可以制造提供可控速率的反应的充气装置。现参照图5，级联气体生成系统71示于减震垫73中，该减震垫具有例如10-25psig的压力。

系统71由弹性材料制成，该材料形成多个单元(小腔)75a-h。单元75a-c部分填充了固态试剂77，例如先前实施例中的反应物块。单元75a-c优选由半渗透性的阻隔材料制成，如聚氨酯，其允许水以及产生的氮气通过。单元75d-h优选由通常非渗透性的材料制成，如在美国专利6,251,305中描述的材料，将其以引用方式结合于此作为参考。在这方面，单元75d-h能够与水隔离，否则其将引发氮气生成反应。这样，单元75d-h中的试剂77作为储备而被保存。单元75a最初由提供的足够量的水来引发氮气生成反应。该水能够被有意地注射入该单元中或者我们能够依赖水通过单元壁的自然扩散。该单元内即使仅存在少量的水也能够引发试剂77的反应。

理想地，压力在单元75a内以受控速率增大到高压，例如高于减震垫73的初始充气压力，并且持续保持高压5到6个月，此时该单元消耗完试剂，从而压力下降。在这段时间内，作为主动扩散的结果，产生的氮气将透过单元75a的壁，为减震垫73提供充气气体。此外，氮气和水蒸气能够从单元75a输送入75b中。该过程通过在单元75a和75b以及75b和75c之间设置共用壁76而被促进。此外，由单元75a内的反应产生的多余的水蒸气能够透过单元75a的壁，从而在减震垫73内加入了水蒸气。该水蒸气依次透过单元75b和75c的壁，使氮气生成过程在这些单元内开始。

同样，一些来自减震垫73的水蒸气进入单元75b的壁。因此，随之氮气压力在单元75b中增大。单元75b内的氮气压力的增加和单元75a内压力的下降之间可能会存在一些时间重叠。重要的是该过程再建了该过程本身，遍及单元列75a-c。至于被保存用于储备的单元75d-h，使用上述小直径的线(或纤维)79来连通从单元75d到75e的水蒸气，从而引发氮气生成反应。对于单元75f-h该过程重复进行。值得注意的是单元75e-h的每一个均装有氮气逃逸装置，例如针孔开口、纤维通道或者阀门81，以便允许氮气逸出到减震垫73中。以这种方式，提供了氮气生成反应的长期控制。

正如以上所讨论的，该系统表明了使用MVTR的优势，该优势在于能够控制N₂的产生速率。此外，可以预期MVTR将有助于控制在任何特定单元中过量水蒸气的产生。而且任何单元内的高水蒸气含量将会自然的向外扩散到减震垫73内低湿度的地方。

因此，很显然，根据本发明，提供了一种鞋类制品，其可以充分获得上述优势。虽然结合其特定实施例描述了本发明，但是很明显，根据前述的内容，多种替换、更改和变化对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，凡在本发明的精神和宽的保护范围之内所作的任何修改、等同替换、变化等均应包含在本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种包括减震垫的鞋类制品，所述减震垫包括至少一个由阻隔材料制成的腔，其特征在于，至少第一和第二固体或液体反应物被置于所述至少一个腔内，其中所述第一反应物和所述第二反应物相互作用，以形成充气物质。

2.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中所述阻隔材料包括弹性体。

3.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中所述减震垫包括所述腔的泡沫封装。

4.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中所述减震垫包括多个腔。

5.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中所述多个腔中至少几个是相互连通的。

6.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中将所述至少一个腔加压到大于14.7psi.的表压。

7.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中所述充气物质至少部分通过所述至少一个腔保持。

8.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中所述充气物质是选自由氧气、氮气和二氧化碳构成的组。

9.根据权利要求1所述的鞋类制品，其中所述第一反应物包括催化剂或者增溶剂，以便促进所述充气物质的形成。

10.一种保持鞋类制品的减震垫充气的方法，包括在所述鞋类制品中形成至少一个由弹性体材料制成的密封腔，在所述至少一个腔内使第一反应物和第二反应物结合，以便使所述第一反应物和第二反应物生成充气物质。

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