多密度鞋底元件及其制造系统和方法相关申请的交叉引用
本申请要求享有2013年3月15日提交的美国实用新型专利申请序列第13/835,859号的优先权及权益，其公开内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及鞋类领域，并且更具体地涉及具有可变密度或硬度的鞋底元件的鞋类制品，以及用于设计和制造该鞋类制品的相关系统和方法。
背景技术
许多运动引起运动员的脚和腿的各种关节的高水平的应力，这在一定时间内可导致对身体的一个或更多个关节和/或肌肉的严重疲劳和伤害(例如，膝盖和/或软骨伤害)的风险，这可降低运动员的表现水平且甚至可使得他们不可能比赛。示例的运动包括但不限于田径比赛，诸如赛跑、障碍跑等，以及需要突然变向的运动，诸如足球、橄榄球、网球、壁球、回力网球、羽毛球、美式足球、棒球、曲棍球、长曲棍球、板球和篮球。
在鞋的鞋底内提供适当水平的支承和缓冲可高度有益于降低由于运动员的脚和/或腿在此运动活动期间应力过大而引起伤害的风险。结果，鞋通常配备有支承元件，以控制和减小步态周期或切削运动(cuttingmotion)期间可能有害身体移动的效果。例如，支承元件通常并入到鞋类中，以有助于防止脚踝过于旋前或过于旋后的非期望移动。旋前是脚从脚的侧向侧(即，外侧)到脚的中间侧(即，内侧)的旋转或转动。在标准步态周期期间，脚典型地首先以脚跟的外(即，侧)部接触地面，在此之后，脚踝朝中间侧旋转，以在推出之前将重量转移至脚的中足和前足部分。旋后是脚踝从脚的中间侧至侧向侧的对应转动。过于旋前和过于旋后可导致置于运动员的脚踝和膝盖上的显著应力。大体上，防止过于旋前/旋后的鞋内的支承元件涉及相对复杂的材料布置和支承机构，其通常将显著的成本、复杂性和重量加至鞋类。
尽管已经提出了生产带有并入到其中的稳定功能的更简单且成本效益合算的鞋底单元的制造方法(例如，见美国专利第7,464,428号，其公开内容通过引用以其整体并入本文中)，但仍需要改善的鞋底元件来向鞋类制品提供受控和目标支承和缓冲，而不需要复杂和昂贵的制造方法和部分。
发明内容
本发明针对定制的鞋类(还有服装和/运动装备)及其元件，以及用于设计和制造其的相关系统及方法，其中定制元件适于向广泛范围的运动员和运动活动提供目标水平的支承和缓冲。
本发明的一个方面包括一种制造用于鞋类制品的鞋底元件的方法。该方法包括以下步骤：形成鞋底元件预成形件、将鞋底元件预成形件插入压模腔中，以及在压模腔中压制形成鞋底元件预成形件来形成整体的成品鞋底元件。整体成品鞋底元件可包括：包括第一最大密度和/或硬度的第一周边区域、包括第二最大密度和/或硬度的第二周边区域、包括第三密度和/或硬度的第三周边区域，以及包括第四最大密度和/或硬度的在第一周边区域、第二周边区域和第三周边区域的至少一部分之间延伸的中心区域。
在一个实施例中，第一周边区域包括鞋底元件的侧向侧的至少一部分，第二周边区域包括鞋底元件的中间侧区域的至少一部分，且第三周边区域包括鞋底元件的侧向脚跟区域的至少一部分。第三最大密度和/或硬度可小于第一最大密度和/或硬度或第二最大密度和/或硬度中的至少一个。鞋底元件预成形件可包括聚合材料或本质上由例如但不限于乙烯乙酸乙烯的聚合材料构成。
形成鞋底元件预成形件可包括在第一(或预成形件)模腔中发泡未发泡的聚合材料。压模腔可具有小于第一模腔的容积，其中将鞋底元件预成形件插入压模腔中的步骤需要鞋底元件预成形件的过量填充到压模腔中。
在一个实施例中，未发泡的聚合材料还包括至少一种着色材料。在发泡未发泡的聚合材料后，该着色材料可不均匀地分布遍及鞋底元件预成形件，且在某些实施例中可提供表示成品鞋底元件的不同区域中的密度和/或硬度差别的可见指示。
在一个实施例中，第一最大密度和/或硬度小于第二最大密度和/或硬度，第三最大密度和/或硬度小于第一最大密度和/或硬度和第二最大密度和/或硬度两者，且第四最大密度和/或硬度小于第一最大密度和/或硬度和第二最大密度和/或硬度中的至少一个。第一周边区域、第二周边区域、第三周边区域和/或中心区域中的至少一个可具有沿至少一个方向变化的密度和/或硬度。成品鞋底元件可适于形成鞋类制品的中底的至少脚跟部分。
本发明的另一个方面包括一种用于鞋类制品的鞋底元件。鞋底元件包括具有第一最大密度和/或硬度的第一周边区域、具有第二最大密度和/或硬度的第二周边区域、具有第三最大密度和/或硬度的第三周边区域，以及具有第四最大密度和/或硬度且在第一周边区域、第二周边区域和第三周边区域的至少一部分之间延伸的中心区域。第一周边区域、第二周边区域、第三周边区域和中心区域中的每一个可形成为整体构造(即，作为由单个材料或单个材料组而形成为一个的单个一体零件)。
在一个实施例中，第一周边区域包括鞋底元件的侧向侧的至少一部分，第二周边区域包括鞋底元件的中间侧区域的至少一部分，且第三周边区域包括鞋底元件的侧向脚跟区域的至少一部分。第三最大密度和/或硬度可小于第一最大密度和/或硬度或第二最大密度和/或硬度中的至少一个。整体构造可由诸如但不限于乙烯乙酸乙烯的聚合材料形成。在一个实施例中，聚合材料包括至少一种着色材料，其可提供表示鞋底元件的不同区域中的密度和/或硬度的差别的可见指示。
在一个实施例中，第一最大密度和/或硬度小于第二最大密度和/或硬度，第三最大密度和/或硬度小于第一最大密度和/或硬度和第二最大密度和/或硬度两者，且第四最大密度和/或硬度小于第一最大密度和/或硬度和第二最大密度和/或硬度中的至少一个。第一周边区域、第二周边区域、第三周边区域和/或中心区域中的至少一个可包括沿至少一个方向变化的密度和/或硬度。鞋底元件可适于形成鞋类制品的中底的至少脚跟部分。
本发明的另一个方面包括用于鞋类制品的鞋底元件，鞋底元件包括第一鞋底构件和第二鞋底构件。第一鞋底构件可包括第一材料或本质上由第一材料构成，第一鞋底构件具有上表面和下表面，第一鞋底元件的上表面形成鞋底元件的上表面的至少第一部分。第二鞋底构件可包括第二材料或本质上由第二材料构成，第二鞋底构件具有上表面和下表面，且第二构件的上表面的至少第一部分适于匹配第一鞋底构件的下表面的至少一部分。第二构件可包括具有第一最大密度和/或硬度的第一区域，以及具有不同于第一最大密度和/或硬度的第二最大密度和/或硬度的第二区域。
在一个实施例中，第二鞋底构件的第一区域包括至少一个侧向延伸部，其围绕第一鞋底构件的侧向侧的至少一部分向上延伸，且具有适于延伸至与第一鞋底元件的上表面的相同高度的上表面，以形成鞋底元件的上表面的第二部分。第二区域可包括至少一个中间延伸部，其围绕第一鞋底构件的中间侧的至少一部分向上延伸，且具有适于延伸至与第一鞋底元件的上表面的相同高度的上表面，以形成鞋底元件的上表面的第二部分。在一个实施例中，第二鞋底构件还包括脚跟区域，其包括不同于第一最大密度和/或硬度和第二密度和/或硬度中的至少一个的第三最大密度和/或硬度。
连同本文公开的本发明的优点和特征的这些及其它目的将通过参照以下描述、附图和权利要求变得更加显而易见。此外，将理解的是，本文所述的各种实施例的特征不是互斥的，且可以以各种组合和置换存在。
附图说明
在附图中，相似的参考标号大体上表示遍及不同视图的相同部分。另外，附图不一定按比例，重点改为大体上放在示出本发明的原理上，在以下描述中，本发明的各种实施例参照以下附图描述，在附图中：
图1A为按照本发明的一个实施例的用于形成鞋底元件预成形件的预成形件模腔的示意图；
图1B为形成在图1A的预成形件模腔中的鞋底元件预成形件的示意图；
图1C为通过图1A的预成形件模腔形成的鞋底元件预成形件；
图1D为按照本发明的一个实施例的插入压模腔中的图1C的鞋底元件预成形件的示意图；
图1E为在插入图1D的压模腔中之后的鞋底元件预成形件的示意图；
图1F为压制形成在图1D的压模腔中的鞋底元件的示意图；
图1G为图1F的成品鞋底元件的示意图；
图2A为按照本发明的一个实施例的用于鞋底的脚跟和中足区域的鞋底元件的顶视图；
图2B为穿过区段C-C的图2A的鞋底元件的截面侧视图；
图2C为穿过区段A-A的图2A的鞋底元件的截面端视图；
图2D为图2A的鞋底元件的底视图；
图3为按照本发明的一个实施例的压制模制之前和之后的用于鞋的鞋底元件的示意性端视图；
图4A为按照本发明的一个实施例的在压制模制之前具有穿过其分布的着色元素的用于鞋的鞋底元件的示意性端视图；
图4B为压制模制之后的图4A的鞋底元件的示意性侧视图；
图5为按照本发明的一个实施例的鞋类制品的鞋底元件的顶视图；
图6A为按照本发明的一个实施例的鞋类制品的另一个鞋底元件的顶视图；
图6B为压制模制之前和之后的图6A的鞋底元件的中间侧视图；
图6C为压制模制之前和之后的图6A的鞋底元件的侧向侧视图；
图7A为按照本发明的一个实施例的用于并入多密度中底元件的鞋类制品的中底的顶视图；
图7B为穿过区段D-D的图7A的鞋底元件的截面侧视图；以及
图8为按照本发明的一个实施例的并入图7A和7B的中底的鞋的侧视图。
具体实施方式
本文所述的发明涉及用于形成例如用于在鞋类中使用的具有不同物理性质(例如，硬度和/或密度)的区域的聚合发泡制品的系统及方法。本文所述的系统及方法可用于生产构件，诸如但不限于用于鞋类的鞋底或其构件。更具体而言，本文所述的系统及方法可用于生产多密度和/或硬度的发泡部分，其可形成鞋的内底、中底和/或外底，或形成整体结合到鞋的内底、中底和/或外底中的鞋底元件(例如，通过粘合和/或机械附接到另一中底元件上)。
用于构件内的不同区域的所关心的不同物理性质包括材料密度和材料硬度。材料密度，即，每单位体积的材料的质量，提供材料密度多大的指示，其中较密的材料大体上更大的支承和较小柔性和缓冲，而较低的密度提供较小阻力，且因此较高水平的缓冲和柔性。硬度，且更具体是压痕硬度(即，样品对由于来自尖锐物体的恒定压缩负载引起的材料变形的阻力的量度)提供了材料的变形阻力的指示，其中较高硬度的材料提供更大支承和较小柔性和缓冲，而较低硬度的材料提供较小阻力，且因此较高水平的缓冲和柔性。本文所述的方法及系统将提供具有多硬度和多密度区域的鞋底构件，其中较高硬度区域对应于较高密度区域。
在各种实施例中，本文所述的方法及系统可用于生产用于任何数目的产品的多密度/硬度部分。例如，此部分可形成鞋类制品的鞋底或鞋底部分，和/或形成鞋类制品的鞋面的至少一部分。多密度/硬度部分还可整体结合到用于穿着者的上身和/或下身的衣服中，其中聚合材料在例如提供整体结合到衣服中的保护性覆盖面和衬层中是有用的。例如，在一些实施例中，多密度/硬度部分可布置成以便向衣服或运动附件提供发泡的保护性元件。多密度/硬度部分还可用于诸如但不限于保护性运动附件(例如，护肘、护腿、头盔等)、行李箱和其它携带的袋等的产品。
本发明的一个实施例涉及一种制造用于并入到鞋类制品的中底中的多密度、多硬度鞋底元件(例如，多密度"块状"元件)的方法。本方法包括以下步骤：形成鞋底元件预成形件、将鞋底元件预成形件插入压模腔中，以及在压模腔内压制形成鞋底元件预成形件来形成具有包括不同密度和硬度的多个区域的整体结构的成品鞋底元件。
鞋底元件预成形件可由任何适合的技术制成，且例如可由模制方法制成，诸如但不限于膨胀模制、冲切、泡沫材料的造型，和/或压缩模制。例如，鞋底元件预成形件可通过提供包括至少一个腔的预成形件模具、将未发泡的聚合材料插入腔中以部分地向腔填充未发泡的聚合材料，以及密封模具来制造。然后，未发泡的聚合材料可由预成形件模具发泡来形成取决于预成形件模腔的形状和容积、插入腔中的未发泡的聚合材料的体积和/或发泡的聚合材料的性质而具有任何所需形状、尺寸和材料性质(例如，密度)的预成形件元件。
聚合材料可包括聚合物、弹性体和/或热塑性塑料或基本上由它们构成。例如，聚合物材料可为乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、EVA共聚物、聚乙烯(PE)、氯化聚乙烯(CPE)、聚氨基甲酸酯(PU)、热塑性聚氨基甲酸酯(TPU)、DuPont?Surlyn?、海绵胶或热塑性橡胶(TPR)。在一个示例实施例中，聚合材料为接触地面的EVA(即，具体提供适合的性能、穿着和耐用特征以允许其用作鞋底的地面接触表面而配制的EVA)。
在各种实施例中，发泡剂可在发泡之前引入未发泡的聚合材料中，以便提供聚合材料发泡的手段。发泡剂可以以任何适当的发泡剂水平引入未发泡的聚合材料混合物中。发泡剂可包括本领域的普通技术人员已知的任何适当类型的物理或化学发泡剂，或基本上由它们构成，诸如但不限于氮、二氧化碳、碳氢化合物(例如，丙烷)、含氯氟烃、惰性气体和/或它们的混合物。在一个示例实施例中，发泡剂包括氮或基本上由氮构成。发泡剂可以以任何可流动的物理状态(例如气体、液体或超临界流体(SCF))供应。备选地，发泡剂可以以颗粒固体的形式供应。根据一个实施例，发泡剂源提供发泡剂(例如，氮)，其在注射到挤压机中来将材料挤入预成形件模具中时处于超临界流体状态。在一个实施例中，液态形式的化学发泡剂(例如，偶氮二甲酰胺或改性偶氮二甲酰胺)可与未发泡的聚合材料混合，且随后通过加热至处于或高于其活化温度的温度来活化。
发泡剂可溶解或以其它方式混合到未发泡的聚合材料中，使得其保留稳定状态直到满足特定条件，此时其活化，离开溶液、分解、汽化或以其它方式开始发泡来集结多个微室场所，且由此使未发泡的聚合材料发泡。例如，当达到设置温度时和/或当达到设置压力时，发泡剂可选择成活化/出自溶液和发泡未发泡的聚合材料。
在一个实施例中，带有溶解在其中的发泡剂的未发泡的聚合材料可保持在升高压力下，其中发泡剂在未发泡的聚合材料保持下的压力下降时活化(例如，通过膨胀或打开("开裂")未发泡的聚合材料保持在其中的模腔)。例如，带有在其中混合的发泡剂的未发泡的聚合材料(例如，超临界流体发泡剂)可保持在上游混合和注射系统内和使混合和注射系统与模腔(或腔)连接的一个或更多个注射通道中的升高温度和压力下，其中发泡在材料流出(多个)注射通道和进入模腔(或多个腔)中时或之后不久自动地开始。
备选地，带有嵌入的发泡剂的未发泡的聚合材料插入预成形件的模腔中(例如，以液态形式或固体颗粒形式)。此后，模腔闭合且加热至足以活化发泡剂的温度和/或压力，此后未发泡的材料可发泡(例如，通过"裂开"模具或通过在模具中取回可取回的壁)。在备选实施例中，可使用用于由未发泡的聚合材料形成发泡预成形件的任何适合的技术。
一旦创建发泡的聚合物材料预成形件，预成形件可插入压模腔中以经历压制形成模制来创建成品零件。压模的结构和动作可仔细选择来向预成形件的某些区域提供较大程度的压缩，且向预成形件的其它区域提供较少程度的压缩，以产生具有不同区域中的不同密度的成品零件。压制形成模具可包括向下压入压制形成模腔中以减小腔内的容积并压缩位于其中的发泡聚合材料预成形件的一个或更多个壁。壁可致动来通过任何适合的机械、气动、液压、电磁和/或其它适合的机构压缩预成形件。
图1A至1G中示出了制造多密度零件的示例方法。在该实施例中，预成形件模具100设有形成模腔110的第一模具部分105，以及用于覆盖腔110以密封(或部分地密封)腔110来隔离周围大气的第二模具部分115。第二模具部分115可与第一模具部分105分开，或可枢转地或以其它方式可移动地附接至第一模具部分105。第二模具部分115可通过任何适合的机械、气动、液压和/或电磁夹持系统夹持、螺接或以其它方式可分离地保持至第一模具部分105，以确保在模制过程期间维持腔110内的适合的密封。在备选的实施例中，模具100可具有附加的和/或不同地成形的模具部分，其可以以任何适合的方式匹配在一起和/或以任何适合的方式定向。
如图1B中所示，腔110适于收纳一定体积的未发泡的聚合材料120(例如，一定体积的未发泡的EVA)。未发泡的聚合材料120可以以固体或液体形式插入腔110中。例如，未发泡的聚合材料120可以以液体形式穿过一个或更多个注射端口125注射到腔110中。备选地，未发泡的聚合材料120可插入腔110中作为多个小颗粒的未发泡材料(例如，发泡剂封装在其中)，其随后在腔110内加热和熔化成液体，以便活化发泡剂且发泡未发泡的聚合材料120。未发泡的聚合材料120的颗粒可用手插入腔110中，或在发泡之前保持在料斗中且从料斗人工地或自动地释放到腔110中。
一旦未发泡的聚合材料120已插入模腔110中，则模具100可通过任何适合的发泡方法(例如，通过膨胀或裂开模具)引起聚合材料的发泡，以产生发泡的聚合预成形件130。预成形件然后被压模来产生成品的多密度的零件。如图1B和1C中所示，预成形件130可非对称地形成带有第一延伸部135、第二延伸部140和底座部分145。第一延伸部135从底座部分145延伸比第二延伸部140更远，且因此包含比第二延伸部140更大的材料体积。在各种实施例中，取决于形成的特定成品零件和成品零件所需的特定密度分布，预成形件130可具有任何尺寸和形状，且可包括任何数目和/或形状的延伸部、凸起、腔和/或其它适合的形状要素。
所得的发泡的预成形件130然后可插入第二模具150(即，压制形成模具)以用于压制形成成品零件。压制形成模具150可包括形成压制形成模腔的第一模具部分155，以及用于覆盖腔160以密封(或部分地密封)腔160来隔离周围大气的第二模具部分165。在一个实施例中，第二模具150可形成密封或基本密封的压制形成模腔160。在备选的实施例中，第二模具150形成压制形成模腔160，其穿过一个或更多个通风孔或通过不同模具构件之间的一个或更多个空间或裂缝排出至周围大气。在各种实施例中，第二模具150可热控制(例如，按需要加热和/或冷却)来有助于成品零件180的压制和固化。
在一个实施例中，如图1D中所示，预成形件130可具有至少一个尺寸(例如，宽度和/或高度)大于预成形件130置于其中的压制形成模腔160的尺寸。结果，预成形件130必须压入(即，"过量填充")到腔160中，使得预成形件130在压制形成之前以压缩状态保持在腔160内。该过量填充可有益于在将发泡材料压缩成成品零件180之后控制和支承局部密度变化的创建。在备选的实施例中，预成形件130可成形和确定大小为基本准确适应到压制形成模腔160中，而不需要过量填充，或可在一个实施例中具有至少一个尺寸小于压制形成模腔160的尺寸(使得预成形件130带有预成形件130与腔160的至少一个壁之间的空间适应在腔160内)。
如图1E和1F中所示，一旦预成形件130置于腔160内，模具150闭合，且压缩预成形件来形成成品零件180。模具150可通过迫使第一模具部分155通过任何适合的机械、气动、液压和/或电磁机构与第二模具部分165接触来闭合。
在一个实施例中，如图1F中所示，第一模具部分155和第二模具部分165成形且确定尺寸为形成压制形成模腔160，其具有不同于预成形件模腔110的形状。结果，在闭合压制形成模具150时，预成形件130的不同区域取决于预成形件130的部分与预成形件置入其中的压制形成模腔160的区域之间的体积差而经历不同水平的压缩。例如，在图1E和1F中所示的实施例中，压制形成模腔160与第一延伸腔部分170(预成形件130的较长第一延伸部135置于其中)对称地成形，第一延伸腔部分170具有与第二延伸腔部分175(预成形件130的较短第二延伸部140置于其中)基本相同的尺寸和形状。结果，在闭合模具150后，第一延伸部135将经历比第二延伸部140更大水平的压缩，由此形成具有比第二延伸部140的密度和硬度更大的密度和硬度的第一延伸部135的成品零件180。在图1E和1F的实施例中，底座部分145压缩大于第二延伸部140但小于第一延伸部135的量，由此形成具有在两个延伸部之间的中间密度和硬度的底座区域。
在各种实施例中，取决于预成形件130和压制形成模腔160的特定几何形状和成品零件的特定密度要求，压制形成模腔160可构造成将任何压缩分布施加至预成形件130的任何适合的区域。在备选的实施例中，压制形成模腔160可构造成在整个预成形件130上生成相同水平的压缩，由此形成具有均匀密度分布的成品零件。
在一个实施例中，聚合材料120包括非均匀地(即，例如，非均匀地分布为网状或斑纹结构或作为离散的点或线的分布)分布在未发泡的聚合材料120内的一个或更多个着色元素。例如，这可通过以着色染料、颜料或油漆涂布未发泡的聚合材料120的一个或更多个颗粒，使得未发泡的材料120的内部或颗粒具有第一颜色，而颗粒的外表面具有第二颜色。一旦该涂漆/涂布的聚合材料120发泡，则着色材料非均匀地分布遍及发泡预成形件130(即，在预成形件130的表面处可见且分布遍及预成形件130内部)。备选地，着色材料(例如，燃料、油漆等)的非均匀分布可通过在未发泡的聚合材料120内混合着色材料的颗粒来产生，使得着色颗粒与聚合材料120发泡且非均匀地分布遍及所得的发泡预成形件。
当预成形件130在压制形成期间压缩时，分布遍及预成形件130的着色元素也将压缩，其中成品零件180的更密集填塞的区域具有更密集填塞的着色元素。结果，着色元素可提供成品零件180的各种区域的压缩(且因此密度)的水平的指示。成品零件180的密度分布中的变化的可见指示在图1F和1G中示出，其中第一延伸部135内的较大着色(即，较大密度的着色元素)指示该部分中的发泡材料的较高密度，且其中第二延伸部140内的较少着色(即，着色元素的较低密度)指示该部分中的发泡材料的较低密度。底座部分145内的中间着色指示该区域内的中间密度分布。
使用着色元素来提供成品零件180的密度的指示可出于许多原因而是有益的。例如，密度分布的可见指示提供了成品零件180正确地形成且包括所需的密度剖面的快速且简单的确认。由(多个)着色元素产生的密度分布的可见指示还可提供具有不同密度剖面的类似地成形的零件之间(例如，在两个相同地成形的中底构件之间，一个带有定位在侧向侧中的高密度区域(侧向布置的插入件)，以及一个带有中间侧中的高密度区域(中间布置的插入件))的清楚区分。例如，这可在将中底构件的选择的一个出于特定目的而组装到特定鞋中时是有用的。此外，当着色元素分布遍及成品180零件(而非仅涂布到成品零件的外表面上)时，密度分布将仍可见，即使该零件被切割、刮除或以其它方式后处理。着色元素还可对并入成品零件180的产品产生独特且吸引人的视觉方面。
本发明的一个实施例包括用于使用本文所述的方法形成的鞋类制品(诸如但不限于运动鞋、走路鞋或矫形鞋)的鞋底构件。例如，鞋底构件可形成鞋的中底或其部分。在一个实施例中，鞋底构件可成形和构造成形成中底的脚跟、中足和/或前足部分的至少一部分，且/或可构造成在中底的中间侧向和/或中心区域的任何适当部分上延伸。图2A至2D中示出了用于鞋的中底的示例中底构件200。
中底构件200包括中间侧部分205、侧向侧部分210、脚跟部分215和中心部分220，且适于在鞋的脚跟区域225和中足区域230的至少一部分中向穿着者提供缓冲和支承。中间侧部分205和侧向侧部分210形成延伸部，其从底座部分220向上延伸以沿脚的中间侧和侧向侧向穿着者的脚提供周边支承。在一个实施例中，脚跟部分215还可从中心/底座部分220向上延伸，以向穿着者的脚跟提供周边支承。例如，该周边支承可有益于控制穿着者的旋前或旋后，且/或向穿着者的脚的各种区域(例如，脚跟、脚弓和/或跖腱膜)提供受控的支承。
中底构件200包括顶表面235，其成形和构造成与完全组装的鞋底中置于中底构件200上方的第二中底构件(例如，缓冲元件)匹配。在备选的实施例中，中底构件200的顶表面235可成形为直接地提供成品鞋底的上表面，而不需要其上的一个或更多个附加的缓冲元件。中底构件200还包括底表面240，其可提供用于鞋的地面接触表面，和/或可与定位在中底下方单独的外底接触来向鞋提供地面接触表面。在一个实施例中，底表面240包括一个或更多个缺口或腔245以用于与一个或更多个外底元件匹配。在一个实施例中，中底构件200的底表面240和/或表顶面可包括柔性凹口或其它缺口或切沟。
中底构件200内的密度的变化可通过形成具有均匀密度的预成形件并随后有选择地压制形成预成形件以产生具有不同区域中的不同密度的成品零件来创建。中底构件预成形件250和成品零件255的示例截面轮廓在图3中显示。在该实施例中，中间侧部分260被压缩第一量(如由箭头270所指示的)，而侧向侧部分265被压缩第二、较少的量(如由箭头275所指示的)。中心部分280被压缩还要更少的量(如由箭头285所指示)。如图所示，中间侧部分260中的预成形件250成形使得中间侧部分260经历来自多个角度(包括从下方)的压缩，而侧向侧部分265仅经历来自顶部和侧部的压缩，且中心部分280仅沿竖直方向被压缩。在备选的实施例中，预成形件250和成品零件255的各种部分的形状和大小可取决于各个部分中所需的压缩程度而具有任何适合的大小和形状，以产生具有任何期望的密度分布的成品零件255。
在某些实施例中，中底构件200的一个或更多个区域可在该区域内压缩一定范围的值，由此提供该区域内的变化的密度分布。例如，如图3中所示，中心部分280在其中间侧上比在其侧向侧上经历更大的压缩程度，由此横跨中心部分280的宽度产生密度变化。在备选的实施例中，一个或更多个区域可构造成具有遍及该区域的相对恒定或准确恒定的密度。
如上文所述，着色元素可分布遍及预成形件，以便在压制形成之后产生成品零件的密度分布的可见指示。具有穿过其间非均匀地分布的着色材料290的示例中底构件预成形件250在图4A中示出，带有结果的在图4B中所示的成品零件255(即，在压制形成之后)中的着色材料290分布的变化。如图所示，最高密度部分(中间侧部分260)具有着色材料290的更密集的分布，且因此比较低密度的侧向侧部分265或最低密度的中心部分280看起来更多颜色。在各种实施例中，着色材料290或多种材料可选择成在提供零件的结构的聚合发泡材料与用于提供密度分布的可见指示的着色材料之间提供任何适合的粗略或精细的对比。
图5中可看到具有不同密度的多个区域的示例中底构件300。在该实施例中，中底构件包括包绕中心底座区域310的升高的周边部分305。升高的周边部分305包括中间侧区域315，其从鞋底的中足部分中的中底构件300的前缘320延伸至鞋底的脚跟处的中底构件300的后部325。侧向脚跟部分330从中底构件300的后部325围绕侧向侧部分335延伸，该部分335沿中底构件300的侧向侧从侧向脚跟部分330延伸至中底构件300的前缘320。在图5的实施例中，中间侧区域315比侧向侧部分335进一步向前(朝前足)延伸。在备选的实施例中，中间侧区域315和侧向侧区域335可延伸相同距离，或侧向侧部分335可进一步向前延伸。在各种实施例中，中底构件300的前缘320可定位在沿鞋的长度的任何距离处，且例如可定位在脚跟内、中足与脚跟之间、中足内，中足与前足之间、或前足内。在一个实施例中，中底构件300可延伸鞋的全长。在另一个实施例中，中底构件300可定位在鞋的脚跟、中足和/或前足的任何部分内，且可覆盖那些区域内的鞋的中间、侧向和中心部分的任何适合的部分。
在图5的实施例中，周边区域中的每一个(即，中间侧区域315、侧向脚跟部分330和侧向侧部分335)可具有不同的最大密度，其中密度在这些区域中的每一个内恒定或变化。此外，中心底座区域310可具有等于或基本等于一个周边区域的密度的最大密度，或具有与周边区域中的每一个不同的最大密度。另外，中心底座区域310的密度可横跨其整个范围恒定或横跨其面积变化。
在一个实施例中，中间侧区域315内的最大密度大于中底构件300的任何其它区域内的最大密度。例如，这可有益于向穿着者的脚的中间侧提供支承以控制旋前。在一个实施例中，侧向脚跟部分330内的最大密度可低于其它周边的区域的密度。例如，这可有益于在步态周期内的初始步伐期间向穿着者的脚提供更柔性的缓冲(其中脚的侧向脚跟通常是跑步或步行运动期间脚与地面之间的第一接触点)。
在备选的实施例中，取决于特定的鞋所需的中底构件300的特定性能特征，中底构件300的周边部分305可分成任何数目的周边区段，带有各个区段内的不同密度剖面。例如，周边部分305可构造为具有一个设置密度的单个区段或具有目标区域中的局部最大和最小密度的平稳变化的密度剖面的单个区段。备选地，周边区段305可包括带有各个区段之间的阶梯或平稳过渡密度的任何数目的离散区段。例如，周边区段305可构造成包括一个或更多个中间侧部分、一个或更多个侧向侧部分，和/或一个或更多个脚跟部分(例如，一个或更多个中间脚跟部分和一个或更多个侧向脚跟部分)。这些区域之间的过渡可定位在沿周边305的任何适合的位置处。
类似地，中心底座部分310可构造为具有一个设置密度的单个区段，或具有目标区域中的局部最大和最小密度内的平稳变化的密度剖面的单个区段。备选地，中心底座部分310可包括带有各个区段之间的阶梯或平稳过渡密度的任何数目的离散区段。
用于中底构件300的示例硬度分布在图6A到6C中示出，带有对应于较高密度的区域的较高硬度的区域。图6A示出了中底构件300的平面视图，其中指示了以Asker-C硬度单位突出的中底构件300的各种区域中的材料硬度。图6B和6C中分别示出了中底构件300的中间侧和侧向侧的侧视图，其中预成形件350的形状用于形成指示的成品零件300的可变密度/硬度分布。如图所示，中底构件300具有带有横跨其长度平稳变化的硬度和密度的中间侧区域315，带有中足区域中的第一局部最大值355(以支承穿着者的脚弓)和中间脚跟区域中的第二局部最大值360。中间侧区域315围绕中间脚跟部分延伸至中底构件300的后部325(即，脚跟的后部)，且过渡(或混合)到侧向脚跟部分330，侧向脚跟部分330具有低于带有局部最小值365的中间侧区域315的密度和硬度。侧向脚跟部分330然后混合到侧向侧部分335中，侧向侧部分335具有大于局部最大值370处的侧向脚跟部分330的最大密度和硬度。侧向侧部分335内的最大密度和硬度小于中间侧区域315的最大密度和硬度。
如图所示，中心底座区域310具有中足区域内的局部最大密度和硬度375(即，接近前缘且定位在穿着者的脚弓下方)，其中中心底座区域310的脚跟区域具有较低的密度和硬度(以提供穿着者的脚跟下方的更大缓冲)。
在各种实施例中，中底构件300的各种区域的最大和最小硬度和密度可大于或小于所示的(取决于压制形成过程期间使用的聚合材料和施加的压缩水平)，且例如，硬度可在40到80AskerC硬度之间的范围，或更具体在50到70AskerC硬度。此外，选择性压制形成(通过预成形件的形状变化和/或压制形成期间不同区域中施加的压力)可用于遍及中底构件300产生硬度和密度的任何适合的平稳变化和/或阶梯变化。
在一个实施例中，中底构件300可与一个或更多个附加中足构件匹配来形成鞋的整个中底。图7A到8中示出了包括两个构件的中底405的鞋400的示例鞋底。在该实施例中，中底构件300形成鞋400的脚跟410和中足415内的中底405的下部。上中底构件425与中底构件300的中心底座区域310的上表面430匹配，其中上中底构件425延伸到鞋400的前足420中以形成中底405的前足部分。中底435的上表面由上中底构件440的上表面形成，且在中间和侧向中足/脚跟区域、中间侧区域315的上表面和侧向侧区域335的周边区域中。在某些实施例中，上中底构件425可由比中底构件300更软或密度更低的材料(例如，较软的EVA泡沫)形成，且因此可向置于其上的穿着者的脚提供较软的更大缓冲的表面，而中底构件300的周边区域可在侧向和/或中间侧上向脚提供附加支承。
在一个实施例中，中底构件300和上中底构件425由胶接系统(例如，粘性的粘合剂)粘合在一起，诸如但不限于氨基甲酸乙酯、硅树脂或EVA基胶接系统等。在备选的实施例中，中底构件300和上中底构件425可通过任何适合的化学和/或机械机构连接，或可在模制过程共同模制成整体的中底400。在另一个备选的实施例中，中底构件300和上中底构件425可不粘合在一起，而是可相符合地匹配在一起，而不需要单独的粘合材料，其中在一个实施例中，上中底构件425可能从中底构件300移除。
在一个实施例中，一个或更多个外底元件450(例如，地面接触橡胶)可粘合或以其它方式附连到中底405的下表面上，以形成鞋400的地面接触表面。在另一个实施例中，中底构件300和上中底构件425可由地面接触EVA形成，由此允许了中底405的底面起到地面接触表面的作用，而不需要附加的外底元件。在一个实施例中，中底435的上表面可用作脚接触表面，其直接地接触穿着者的脚。在备选实施例中，一个或更多个附加元件，例如，内底和/或斯托贝尔板(strobelboard)可定位在中底435的上表面与穿着者的脚之间。
在备选的实施例中，中底405可形成为具有构造于其中的可变密度分布的单个整体构件。在另一个备选的实施例中，中底可包括三个或更多个单独的元件，其例如带有脚跟、中足和/或前足区段(带有连结这些构件的缓冲元件)内的单独的可变密度构件，以提供鞋底的不同区域内的单独的受控支承和缓冲。在另一个备选的实施例中，中底405可包括中间和侧向侧中的可变密度构件，或具有仅在鞋底的中间侧、侧向侧或脚跟中的一个中的可变密度构件。
在一个实施例中，本文所述的方法可用于产生用于鞋类制品的可变密度的内底，其中内底可构造成带有任何适合的密度分布，以向脚的不同区域提供适当水平的支承和缓冲。备选地，本文所述的方法可用于生产用于定位在鞋的内部的一部分(例如，脚跟、中足和/或前足区域中)内的可变密度插入件，以提供用于向穿着者提供目标支承和/或缓冲的可移除的插入件。在各种实施例中，插入件可定位在鞋的中底内，或定位在鞋的中底上方作为内底构件或置于内底上方的单独元件。
在一个实施例中，可变密度中底构件可定位在鞋的前足内。例如，这可有利于产生侧向前足区域中的楔形元件，这可有益于支承运动员的切削类型(cutting-type)的移动。在各种实施例中，任何侧向和/或中间楔形元件可使用本文所述的方法形成。
鞋400包括具有脚开口465的鞋面460和包括鞋带470的紧固机构。在备选的实施例中，鞋400可具有任何适合形式的闭合机构，和/或为任何适合形式(例如，靴子、运动鞋、工作鞋、拖鞋、平底鞋、高跟鞋等)。
在一个实施例中，用于鞋且例如诸如训练鞋或防滑鞋的运动鞋的鞋底元件可包括形成为延伸穿过鞋的多个区域(例如，在中间中足、脚跟和侧向中足区域内)的周边部分的可变密度/硬度构件。在一个实施例中，(多个)可变密度周边元件可延伸到鞋底的前足区域中，且在一个实施例中可形成围绕鞋底的整个周边延伸的闭合周边。在一个实施例中，可变密度/硬度周边元件可形成带有在鞋底的底部区域中延伸的底座区域，带有置于底座区域上方且由周边区域包绕的缓冲元件(例如，上中底构件)。在另一个实施例中，(多个)可变密度/硬度周边元件没有底座区域，其中鞋底的整个中心区域由一个或更多个分离的缓冲元件/上中底构件形成。缓冲元件可延伸至与周边区域相同的高度，或延伸越过周边区域的顶面。在楔子实施例中，楔子可从可变密度/硬度的周边元件从底座区域的底部和/或从缓冲元件/上中底构件的底部延伸。备选地，带有附接到其上(和/或与其整体形成)的一个或更多个楔子的一个或更多个板可附接到可变密度/硬度周边元件的底面、底座区域和/或缓冲元件/上中底构件上。
应当理解的是，备选的实施例和/或在实施例、或备选的实施例的构成中使用的材料，适用于本文所述的所有其它实施例。
本发明以其它特定形式体现，而不会脱离其精神或实质特征。因此，前述实施例认作是在所有方面都是示范性的，而非限制本文所述的发明。本发明的范围因此由所附权利要求指示，而非由前述描述指示，并且在权利要求的等同意义和范围内的所有变化都旨在包含在其中。