專利名稱：用于激光蝕刻分層材料的物品和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用激光對分層材料進(jìn)行蝕刻的技術(shù)。特別地，本發(fā)明涉及一種在分層材料中形成切口以影響分層材料的物理或美學(xué)特性的技術(shù)。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用在形成鞋面的分層材料。
背景技術(shù)：
常規(guī)構(gòu)成運(yùn)動鞋的物體通常包括兩個(gè)主要部件，鞋面和鞋底結(jié)構(gòu)。鞋面被固定在鞋底結(jié)構(gòu)上并在鞋的內(nèi)部形成用于舒適安全地容納腳部的空間。該鞋底結(jié)構(gòu)位于腳和地面之間以減輕地面地反彈力且當(dāng)鞋接觸地面時(shí)吸收能量。相應(yīng)地，鞋面和鞋底結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)作用以相對于地面放置腳部并保護(hù)該腳部。
鞋面通常在腳背和腳的腳趾區(qū)域上，沿著腳的中部和側(cè)部，并環(huán)繞腳的跟部延伸。通常由踝部的孔提供鞋內(nèi)部空間的入口。一種系帶系統(tǒng)經(jīng)常被組合入鞋面上以可選擇地增加踝孔的尺寸并使得穿戴者修正鞋面的某些尺寸，特別地周長的尺寸，從而根據(jù)不同的尺寸容納腳部。此外，鞋面可以包括在系帶系統(tǒng)下延伸的舌以加強(qiáng)鞋的舒適度，且鞋面包括后腳部的鞋跟用于限制跟部的移動。
多種材料可以被用于制造鞋面。例如，運(yùn)動鞋的鞋面可以由多個(gè)包括外層，中層和內(nèi)層的多材料層形成。形成鞋面外層的材料可以基于耐磨性，彈性和氣密性來選擇。至于外層，腳趾區(qū)域和腳跟區(qū)域可以由例如皮革、合成皮革或橡膠材料形成以提供相對較高程度的耐摩性。皮革、合成皮革和橡膠材料并不一定表現(xiàn)出所要求的彈性和氣密性的程度。相應(yīng)地，鞋面外層的多個(gè)其他區(qū)域可以由合成紡織物構(gòu)成。從而鞋面的外層可由每一提供給鞋面不同屬性的多個(gè)材料部件制成。
鞋面的中間層可以由輕質(zhì)聚合泡沫材料制成以提供緩沖并保護(hù)腳不受能接觸鞋面的物體的傷害。相似地，鞋面內(nèi)層可以由潮氣吸附織物形成以緊緊環(huán)繞腳部的周邊區(qū)域以去掉汗水。在運(yùn)動鞋的某些類別中，多個(gè)層可以由粘結(jié)劑連接，且縫合可以被用于在單個(gè)層內(nèi)以連接部件或加強(qiáng)鞋面的特定區(qū)域。
基于上述的討論，常規(guī)鞋面由多個(gè)層形成，且每一層由多個(gè)材料部件形成。在制造鞋面的處理中，選擇用于每一層的特定材料和部件并將其切口至預(yù)定的形狀。大量的嘗試被用于將多個(gè)部件連接在一起，特別地，多個(gè)材料部件形成鞋面的外部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為一種類別的鞋，該鞋具有鞋面結(jié)構(gòu)和固定于鞋面上的鞋底結(jié)構(gòu)。該鞋面由具有至少一個(gè)第一層和第二層的分層材料制成。第一層形成鞋面的外部，且第一層被激光蝕刻以形成第一層的去掉部分以暴露第二層。相應(yīng)地，通過激光蝕刻將第一層的一部分由分層材料上去掉以暴露在下面的第二層部分。
第一層和第二層可以具有不同的屬性，涉及顏色，抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性、和抗拉伸性。至于顏色，例如，去掉第一層的一部分將暴露第二層的顏色，由此修正分層材料的屬性。類似地，第一層可以具有高的抗拉伸性，且第二層可以為可拉伸的。通過去掉第一層的一部分，第二層的可拉伸屬性暴露在被去掉的材料區(qū)域內(nèi)。
激光設(shè)備用于將激光引導(dǎo)在分層材料上并在分層材料內(nèi)形成延伸穿過第一層的一個(gè)切口。該切口可僅僅被用于暴露第二層的一部分?？蛇x擇地，該切口可以被用于分開第一層的兩個(gè)部分，且接著一個(gè)被分開的部分可以由第二層上脫離并去掉，由此暴露第二層的區(qū)域。在實(shí)施例中，其中分層材料具有第三層，或甚至其他的層?？梢哉{(diào)整激光的功率從而使激光可以穿過所選擇的層的數(shù)量而形成切口。
同時(shí)，本發(fā)明包括用于制造鞋類物品的方法。該方法包括提供具有至少兩個(gè)被一起固定的層的分層材料，該層包括第一層和第二層。接著通過激光在分層材料中形成一個(gè)切口，該切口延伸穿過第一層以暴露第二層。接著分層材料被組合入鞋類物品的鞋面上。
表現(xiàn)本發(fā)明新穎性的優(yōu)點(diǎn)和特征將特別地在所附的權(quán)利要求書中給出。然而，為了獲得對新穎性的優(yōu)點(diǎn)和特征的更深理解，必須參照以下描述性語句和附圖以描述和闡述多個(gè)實(shí)施例和與本發(fā)明相關(guān)的概念。


本發(fā)明的前述概要，連同以下本發(fā)明的詳細(xì)描述以及圖將得到更好的理解。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的鞋類物品的透視圖。
圖2-7為鞋類物品的多個(gè)橫截面圖，如圖1中線段2-7中所分別限定的。
圖8-17為根據(jù)本發(fā)明方法的激光設(shè)備和分層材料的多個(gè)概要透視圖。
具體實(shí)施例方式
以下的論述和附圖公開了一種根據(jù)本發(fā)明的激光蝕刻分層材料的方法。該激光蝕刻方法被用于在分層材料中形成一個(gè)切口。該切口延伸穿過分層材料的外層，并且該切口可以延伸穿過一個(gè)或多個(gè)分層材料的下方層。該切口僅僅被用于去除材料和暴露在下的層?？蛇x擇地，作為切口結(jié)果的被分割的材料可以被去掉以暴露下方層。通過暴露下方層，下方層的屬性被展示且分層材料的整體屬性被修正。
以下公開的方法可以被用于多個(gè)分層材料，包括層壓材料。如在本文中所使用的，分層材料表現(xiàn)出一個(gè)或多個(gè)屬性，該屬性至少通過材料厚度的一部分而發(fā)生變化。相應(yīng)地，分層材料的表面部分可以相比分層材料的內(nèi)部分具有不同的屬性。即，分層材料的屬性相對于材料的深度而發(fā)生變化。屬性隨著深度變化的方式也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，屬性可以在整個(gè)深度上逐漸地變化以提供屬性梯度。換句話說，在材料的整個(gè)深度上具有逐漸增加的密度的材料被認(rèn)為是分層材料。此外，在分層材料內(nèi)，屬性可以在分散的層上變化。例如第一層可以具有一致的綠色，且第二層具有一致的黃色，從而分層材料具有不同屬性的分散層。如本文中所使用的，具有不同屬性分散層的分層材料可以被稱為層壓層。
本發(fā)明的方法以適合用于多個(gè)分層材料，且產(chǎn)生的激光蝕刻的分層材料可以被組合入不同種類的產(chǎn)品中。然而，用于舉例的目的，以下的論述公開了以一種鞋面形式的激光蝕刻方法。相應(yīng)地，該激光蝕刻方法可以被用于形成鞋面。本發(fā)明不限定于鞋面，然而還可以用于寬范圍的其他產(chǎn)品。
鞋類物品10在圖1中被描述且具有用于體育運(yùn)動過程中鞋的通用設(shè)置。鞋10的主要部件為鞋底結(jié)構(gòu)20和鞋面30。鞋底結(jié)構(gòu)20可具有常規(guī)的設(shè)置并被描述為包括鞋底夾層21和鞋外底33。鞋底夾層21為鞋10的重要的沖擊減弱和功率吸收部件，且可以由聚合泡沫形成，例如乙烯基乙酸鹽或酯(ethylvinylacetate)和聚亞安酯泡沫。鞋外底22被粘結(jié)固定在鞋底夾層21的較低表面上且提供鞋10的主要地面-接觸部件。因此，鞋外底22由耐久的、耐摩的材料例如碳黑橡膠化合物形成且可以包括紋理以加強(qiáng)摩擦。鞋底結(jié)構(gòu)20也可包括位于鞋面30內(nèi)的鞋內(nèi)底23以加強(qiáng)鞋10的舒適度。
鞋面30以常規(guī)的方式被固定在鞋底結(jié)構(gòu)20上且形成中空的結(jié)構(gòu)和空間以舒適并安全的容納腳部。該材料形成鞋面30被配置以在腳的中部和側(cè)部30、腳的腳背區(qū)域和腳的腳趾區(qū)域上延伸。而且，該材料形成鞋面30被配置為沿腳的腳跟區(qū)域周圍延伸。在鞋面30的腳背區(qū)域可以形成多個(gè)縫隙，且系帶可以穿過該縫隙延伸以協(xié)助調(diào)整鞋10的舒適度。由半剛性聚合材料制成的腳跟部鞋底后跟(counter)(例如)也可以位于腳跟區(qū)域內(nèi)以確保腳跟相對于鞋面30被正確地放置。
基于以上的論述，鞋面30具有常規(guī)鞋面的一般結(jié)構(gòu)。然而與常規(guī)的鞋面相比，鞋面30主要具有被可選擇地激光蝕刻的多個(gè)層的分層材料40。即，多種切口形成于分層材料40中以暴露分層材料40的下面層。通過暴露下面層，分層材料40的屬性且由此鞋面30的屬性被可選擇地修正。相應(yīng)地，形成于分層材料內(nèi)的切口可以被用于鞋面30的特定部分以可選擇地改變分層材料40的屬性。分層材料40能夠被激光蝕刻所改變的潛在屬性包括例如顏色、抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性和抗拉伸性。分層材料40在本文中被描述和論述為具有層配置，且分層材料40由此可以為層壓材料。然而分層材料40具有逐漸變化的屬性。
形成分層材料40的層數(shù)量可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)明顯地變化，例如可以在2至10層的范圍內(nèi)。為了論述的目的，分層材料40在圖中和在本文中被描述和論述為包括第一層41、第二層42和第三層43。層41-43被如此設(shè)置從而使第一層41形成分層材料40的外層，層42和43形成分層材料40的下面層，且第二層42位于第一層41和第三層43之間。相對于鞋面30，第一層41被放置在鞋面30的外部，且第三層43被放置在鞋面30的內(nèi)部并臨近于鞋面30內(nèi)的空間。三個(gè)層41-43的使用僅僅被用于闡釋，并不被用于限制本發(fā)明的范圍。
每一層41-43由具有不同屬性的材料制成。不同的屬性可包括例如抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性和抗拉伸性。然而，為了方便以下的論述，不同的屬性涉及顏色。因此，例如分層材料40可以如此形成從而第一層41為綠色、第二層42為黃色且第三層43為紅色。切口可以形成在層41-42內(nèi)以改變切口區(qū)域內(nèi)分層材料40的顏色。例如，一個(gè)切口可以形成在第一層41內(nèi)以去掉第一層42的一部分并顯露第二層的黃色。類似地，切口可以形成于層41和42內(nèi)以去掉層41和42的一部分并顯露第三層43的紅色。可選擇地，切口可以被用于分離第一層41的各部分，且被分離的部分可以被去掉以暴露下面的層。因此，事實(shí)上，切口可以被用于從層41和42上去掉材料，由此顯露與層42和43相關(guān)的顏色。相應(yīng)地，由層41和42上去掉的材料暴露了層42和43下面的材料且也暴露了下面材料的相應(yīng)屬性。
多個(gè)切口44a-44g在鞋面30的腳趾區(qū)域內(nèi)形成，如圖2和3的橫截面所描述。切口44a-44g表示了被激光蝕刻而去掉以暴露層42和43的下面部分的分層材料40部分。切口44a-44g的深度如此變化從而第二層42或第三層43中的任一個(gè)被暴露。更加特定地是，切口44a-44c具有延伸穿過第一層41的深度，從而暴露第二層42的黃色。類似地，切口44d-44g具有穿過第一層41和第二層42的深度，從而暴露第三層43的紅色。
一般來說，切口44a-44g通過將激光引導(dǎo)至分層材料40上以去掉與切口44a-44g相對應(yīng)的分層材料部分而形成，如以下將更加詳細(xì)地描述的。從而切口44a-44g的寬度可以近似地與激光的寬度相對應(yīng)。可選擇地，激光的多次通過可以被用于形成具有更大寬度的切口44a-44g。切口44a-44g被描述為具有相對較直的配置。然而在本發(fā)明的范圍內(nèi)，切口44a-44g表現(xiàn)出(例如)直線或曲線的配置。
使用通用的方法在分層材料40內(nèi)形成切口，通過該切口層42和43的下面部分被暴露。第一層41和第二層42的多個(gè)區(qū)域，如圖1所示，可以被去掉。參考圖4，描述了一種圖1所限定的并穿過鞋10的橫截面。第一層41的區(qū)域由分層材料40上被去掉以暴露第二層42的下面部分，由此，暴露第二層42的黃色。鑒于切口44a-44g具有線性的配置，第一層41被去掉的區(qū)域具有明顯大于切口44a-44g寬度的區(qū)域。
第一層41被去掉的區(qū)域在第一層41內(nèi)通過激光蝕刻一個(gè)切口形成。切口將第一層41的部分分離，該部分成為由第一層41剩余部分的被去掉的區(qū)域。接著第一層41被分離的部分從第二層41上分離并被去掉，從而暴露第二層的黃色。該處理有效地形成第一層41的去掉區(qū)域，如圖4的橫截面中所描述的。該通用的處理在以下將得到更加詳細(xì)地描述。
與圖4相關(guān)的所論述的去掉區(qū)域結(jié)構(gòu)僅包括第一層41的一部分。在第一層41內(nèi)形成被去掉區(qū)域的相同通用處理也可以使用以在第二層42內(nèi)形成被去掉的區(qū)域，從而暴露第三層43的紅色。參考圖5，描述了圖1中所限定且穿過鞋10的另一橫截面。第一層41的區(qū)域從分層材料40上被去掉以暴露第二層42的下面部分。此外，第二層42的區(qū)域也可以被去掉以暴露第三層43的下面部分。第一層41被去掉的區(qū)域暴露了第二層42和第二層42的黃色。類似地，第二層42被去掉的區(qū)域暴露了第三層43和第三層43的紅色。形成第一層41被去掉區(qū)域的第一層41的邊緣與形成第二層42被去掉區(qū)域的第二層42的邊緣間隔設(shè)置。因此，由于第一層41和第二層42的被去掉的區(qū)域，分層材料40表現(xiàn)出階梯狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。
第一層41和第二層42的被去掉區(qū)域通過在第一層41激光蝕刻第一切口且接著在第二層42內(nèi)激光蝕刻第二切口來形成。第一切口分離了第一層41的部分，該部分成為來自第一層41剩余部分的被去掉區(qū)域。接著第一層41的分離部分由第二層41上分開并被去掉，由此，暴露第二層42的黃色。隨后，第二切口被用于分離第二層42的部分，該部分成為來自第二層42剩余物的被去掉區(qū)域。接著第二層42的被分離區(qū)域由第三層43上被分離并被去掉，從而暴露第三層43的黃色。該處理有效地形成第一層41和第二層42的去掉區(qū)域，如圖5橫截面中所描述的。該通用處理在以下將更加詳細(xì)地描述。
由于兩個(gè)形成在第一層41和第二層42內(nèi)分離的切口，圖5中所描述的被去掉區(qū)域的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出階梯狀的結(jié)構(gòu)。激光可以被用于形成延伸穿過第一層41和第二層42的單個(gè)切口。參考圖6，描述了穿過鞋10的如圖1所限定的另一橫截面。第一層41的區(qū)域從分層材料40中去掉，且第二層的類似尺寸的區(qū)域也由分層材料40中去掉。從而形成被去掉區(qū)域的第一層41的邊緣與形成被去掉區(qū)域的第二層42的邊緣一致。因此，僅僅暴露第三層43的紅色。
第一層41被去掉的區(qū)域和第二層42的被去掉區(qū)域通過激光蝕刻延伸穿過第一層41和第二層42的單個(gè)切口來形成。第一層41和第二層42在切口范圍內(nèi)的部分接著由第三層43上分離并被去掉，從而暴露第三層的紅色。該處理有效的形成第一層41和第二層42被去掉區(qū)域，如圖6橫截面中所描述的。該通用處理在以下將得到更加詳細(xì)地描述。
圖1中所限定的并穿過鞋10的另一橫截面如圖7所描述，其中第一層41和第二層42的區(qū)域被去掉。然而與圖6所相反的，第二層42的一部分被保持固定在第三層43上。第一層41的被去掉區(qū)域通過激光蝕刻延伸穿過第一層41的一個(gè)切口而形成，且接著切口內(nèi)的第一層41的部分從第二層42上分離。接著具有相同尺寸的一個(gè)切口在第二層42內(nèi)形成，另一同心切口也形成于第二層42內(nèi)。接著位于兩個(gè)切口之間的第二層42的區(qū)域從第三層43分離，由此暴露第三層43的紅色且將第二層42的一部分留在第三層43被暴露部分的頂部。
圖4-7描述了4種用于第一層41和第二層42被去掉區(qū)域的可能配置。例如，僅僅第一層的部分被去掉，兩個(gè)層的部分被去掉以形成階梯狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)層的部分被去掉從而層的邊緣一致，和兩個(gè)層的部分被去掉從而將一個(gè)去掉層的部分留在被去掉區(qū)域內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到用于被去掉材料的多個(gè)其他配置也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在將更加詳細(xì)地描述把材料由分層材料40上去掉的方法。一般地，激光被用于在分層材料40內(nèi)形成切口。切口可以具有僅僅延伸穿過第一層41或同時(shí)延伸穿過第一層41和第二層42的深度。為了形成被去掉材料的直線，如參考圖2和3的切口44a-44g中所公開的，激光僅僅被用于形成預(yù)定深度的切口，為了形成所去除材料的區(qū)域，如參考圖4-7所公開的，切口內(nèi)的分層材料40部分可以由下面層來分離。
參考圖8，描述了分層材料40部分和激光設(shè)備50。分層材料40包括第一層41、第二層42和第三層43，如上所述。激光設(shè)備50具有生成可變化強(qiáng)度的激光束的能力，該激光束能夠在分層材料40內(nèi)形成預(yù)定深度的一個(gè)切口。更具體地，激光設(shè)備50可以調(diào)整激光束51的功率以形成穿過第一層41或同時(shí)延伸穿過第一層41和第二層42的一個(gè)切口。除了調(diào)節(jié)激光束51的功率以變化切口的深度之外，激光束的聚焦以及激光束51的速度相對于分層材料40可以變化。合適的激光設(shè)備50的例子可以為常規(guī)CO2或Nd:YAG激光設(shè)備中的任一個(gè)，如Costion的美國專利US5,990,444和US6,140,602中所公開的。
激光設(shè)備50可以將激光束51引導(dǎo)至分層材料40上以在分層材料40中形成一個(gè)切口45a，如圖9中所示。接著，激光設(shè)備50可以相對于分層材料40移動激光束51使得切口延伸穿過分層材料40所要求的部分，如圖10中所示。切口45a具有僅僅能夠穿過第一層41的深度，由此暴露第二層42。參考圖11，然而，切口45b也可以形成于分層材料40中且具有能夠穿過第一層41和第二層42的深度以暴露第三層43。因此，激光設(shè)備50可以被設(shè)置以在分層材料40中形成多個(gè)深度的切口。此外，激光設(shè)備50可以被用于形成具有變化深度的切口。例如，切口45a的第一部分僅僅可延伸穿過第一層41，而切口45a的第二部分可以同時(shí)延伸穿過第一層41和第二層42。為了形成具有多種深度的切口，激光束51的功率、聚焦和/或速度可以在形成切口45a時(shí)變化。
決定切口45a深度的因素包括激光設(shè)備50的功率輸出，激光束51的聚焦，激光束51相對于分層40的速度，和形成分層材料40的具體材料。對于經(jīng)常被組合入鞋面的材料例如合成皮革、皮革、聚合薄片和聚合紡品，激光束51的功率一般在例如0.25至0.5瓦特的范圍內(nèi)。如果激光束具有相對較窄的聚焦，激光束的功率51可以被減少從而激光束51的每單位區(qū)域內(nèi)具有更大的能量。類似地，如果激光束51具有相對較寬的聚焦，則激光束的功率可以被增加至激光束51的每單元區(qū)域內(nèi)具有較少的能量。激光束51的速度也影響切口45a的深度。如果激光束51被引導(dǎo)至分層材料40的特定部分相對較短的時(shí)間，則切口45a的深度將相對較淺。然而，如果激光束51被引導(dǎo)至分層材料40的特定部分相對較長的時(shí)間，那么切口45a的深度將更大。激光束51相對于分層材料40的速度通常是激光束51引導(dǎo)向分層材料40的特定部分的時(shí)間周期的決定因數(shù)。最后，層41-43的復(fù)合物影響了切口45a的深度。鑒于材料例如皮革、合成皮革和聚合紡品可能需要相對較小的功率以形成切口45a，其他材料例如高強(qiáng)度聚合體和金屬需要更大的功率以形成相同深度的切口45a。因此，在確定激光束合適的功率、聚焦和/或速度時(shí)要考慮許多因素以形成預(yù)定深度的切口45a。
激光設(shè)備50可以包括用于激光束51的發(fā)射器，該激光束51鄰近于分層材料40移動并在分層材料40上形成切口。即，多個(gè)切口的形狀可以通過相對于分層材料40移動激光設(shè)備50來控制?？蛇x擇地，激光束41可以由一個(gè)或多個(gè)可移動或可旋轉(zhuǎn)的鏡子反射，且分層材料40中切口的形狀可以通過鏡子的移動來控制。
激光束51對分層材料40的選擇區(qū)域加熱并通過燃燒或焚化分層材料的選定區(qū)域來形成切口45a和45b。為了防止分層材料40的其他區(qū)域意外地燃燒，切口45a和45b可以在不燃燒流體中形成，例如二氧化碳或氮?dú)狻＜?，激光設(shè)備50可以被設(shè)置為當(dāng)激光束形成切口45a和45b時(shí)發(fā)射不燃燒流體。
上述公開的鞋10包括多個(gè)切口44a-44g的論述，該切口形成于鞋面30內(nèi)。用于形成切口45a至45b的一般技術(shù)也可以被用于形成切口44a-44g。在將分層材料40組合入鞋10中之前，分層材料40可以設(shè)置在平面內(nèi)，如圖8所示。接著激光設(shè)備50可以被用于形成三個(gè)相應(yīng)于切口44a-44c位置的平行切口，其被公開為具有僅僅延伸穿過第一層41的深度。因此，切口44a-44c可以通過制造三個(gè)與切口45a相類似的平行切口。接著激光設(shè)備50被用于形成與直線44d的位置對應(yīng)的切口，其被公開為具有同時(shí)穿過第一層41和第二層42的深度。因此，線44d可以通過制造與切口45b相類似的切口而形成。借助相類似的處理，切口可以相應(yīng)于切口44e-44g的位置而形成。
激光設(shè)備50可以被用于去掉第一層41或第二層42中的任一個(gè)的區(qū)域。參考圖12，激光束51被描述為雕刻一個(gè)一般的圓形切口46a，該切口僅僅延伸穿過第一層41并將第一層41的分段為兩個(gè)部分。將第一層41粘結(jié)在第二層42上的材料可以為在該處理中在這個(gè)階段時(shí)未充分硬化的粘結(jié)劑，或?qū)⒌谝粚?1粘結(jié)至第二層42的材料例如可以具有有限的強(qiáng)度。因此，分層材料40的層41-43可以僅僅被稍微地粘結(jié)(例如，層41-43之間的粘結(jié)劑并沒有充分地硬化)從而層41-43在較小的環(huán)境沖力下脫離。在任何情況下，在切口46a范圍內(nèi)的第一層41的部分可以從第二層42上脫離，如圖13所示。接著額外的熱量和壓力可以被施加在層41-43上以充分地硬化粘結(jié)劑或加強(qiáng)層41-43之間的粘結(jié)。該通用處理形成了與圖4相關(guān)的所論述的去掉區(qū)域。通過以同時(shí)延伸穿過第一層41和第二層42的深度，可以形成與圖6相關(guān)的上述配置。
接著，激光設(shè)備50可以被用于形成另一通用的延伸穿過第二層42的圓形切口46b，如圖14所示。在切口46b范圍內(nèi)的第二層42部分可以由第三層43上脫離，如圖15所示，以形成去掉材料的另一區(qū)域。因此，該通用處理可以被用于形成與圖5相關(guān)的上述去掉區(qū)域。
圖12-15與去掉層的部分的方法相關(guān)，且該部分被一個(gè)或多個(gè)切口所限定。切口外被分離的層的部分可以被去掉。參考圖16，激光設(shè)備50已經(jīng)在第一層41中形成一個(gè)切口47，該切口將第一層41的兩個(gè)部分分離。位于切口47外側(cè)的第一層41的部分可以被脫離，如圖17中所示，從而位于切口47內(nèi)部的第一層41部分保持固定在第二層42上。通過使用該通用處理，圖7中所描述的第二層42的剩余部分可以被形成。
將第一層41粘結(jié)至第二層42的材料可以為未充分硬化的粘結(jié)劑(如上所述)且分層材料40的層41-43可以僅僅稍微地粘結(jié)從而層41-43可以在切口形成之后脫離。一旦最后的圖案被完成，則分層材料40將同時(shí)經(jīng)過加熱和加壓以充分的融化層41-43。相應(yīng)地，可以施加熱和壓力以充分地硬化粘結(jié)層41-43的材料。
參考圖8-11討論的相關(guān)的上述一般考慮在去掉材料的區(qū)域時(shí)可以使用。相應(yīng)地，決定切口46a、46b和47的因素包括激光設(shè)備50的功率輸出、激光束51的寬度、激光束51相對于分層材料40的速度和形成分層材料40的具體材料。此外，激光設(shè)備50可以被配置為在激光束51形成切口46a、46b和47時(shí)發(fā)射不燃燒的流體，從而防止分層材料40的過度燃燒。
上述的論述公開了一種鞋10，該鞋10具有由分層材料40所構(gòu)成的鞋面30。分層材料40的多個(gè)部分被去掉以暴露分層材料40的下面層。被去掉的部分可以采取分層材料40內(nèi)的切口或被去掉的區(qū)域的形式?？偟膩碚f，被去掉的部分可以用激光設(shè)備50來形成。相應(yīng)地，激光設(shè)備50被用于引導(dǎo)激光束51至分層材料40上并在分層材料內(nèi)形成切口。而該切口可以延伸穿過分層材料40的一層或延伸穿過分層材料40的多個(gè)層。
基于以上論述，分層材料40的部分可以被去掉以在特定的區(qū)域修正鞋面30的顏色。然而顯示多種顏色僅僅為借助于去掉第一層41和/或第二層42所修正的鞋面30的諸多屬性中的一個(gè)實(shí)例。進(jìn)一步可以被修正的屬性包括例如抗磨損性、耐久度、氣密度、彈性和抗拉伸度。
分層材料40還可以如此形成從而第一層41為合成皮革材料，第二層42為尼龍紡品材料，且第三層43為彈性蛋白酶/聚合混合紡織材料。為便于下面的討論，將對材料形成層41-43的有關(guān)彈性、氣密性和抗拉伸性進(jìn)行討論。合成皮革材料通常表現(xiàn)出低的彈性、低的氣密性和高的抗拉伸性。尼龍紡織材料通常表現(xiàn)出高的彈性、高的氣密性和高的抗拉伸性。類似地，混合紡織材料表現(xiàn)出高的彈性、高的氣密性和低的抗拉伸性。盡管每一這些材料適合用于鞋面30，這些材料中都不特別地適合鞋面30的每一部分。
如以上發(fā)明背景技術(shù)部分所論述的，一般鞋面可以通過連接多個(gè)材料部件而形成，其中每一材料部件可提供給鞋面不同的屬性。然而，形成鞋面的該處理，需要相當(dāng)多的努力以將多個(gè)部件連接在一起。通過形成分層材料40以具有每一材料，且接著可選擇地去掉所選擇的材料部分，鞋面30的不同部分可以表現(xiàn)出剩余材料的屬性。例如，如果在鞋10的腳趾區(qū)域需要彈性，將制作多個(gè)穿過第一層41的切口。通過僅僅在合成皮革材料制造切口，第二層42的尼龍紡織材料和第三層43的混合紡織材料得以保留且每一材料表現(xiàn)出高的彈性。因此，腳趾區(qū)域的彈性可以通過去掉第一層41的部分而得到加強(qiáng)。
鞋面30也受益于具有允許氣體和水由鞋10的內(nèi)部脫離的區(qū)域。因此，第一層41的區(qū)域可以在鞋面30的中部和側(cè)部去掉以允許氣體經(jīng)過鞋面30流出。因此，通過去掉合成紡織材料區(qū)域，可以利用第二層42和第三層43的高氣密性。
鞋面30的特定區(qū)域可以受益于在彈性力作用下可以拉伸的材料。由拉伸抵抗材料所形成的第一層41和第二層42，一般并不明顯地拉伸。然而，由混合材料所構(gòu)成的第三層43表現(xiàn)出低的抗拉伸性。為了獲得低的抗拉伸性，由E.I.duPont de Nemours公司商標(biāo)為LYCRA下所生成的彈性蛋白酶纖維可以被組合入材料。因此，第一層41和第二層42的部分可以被去掉以利用第三層43的低抗拉伸性的優(yōu)點(diǎn)。
基于上述論述，材料可以由分層材料40上去掉以在鞋面30的特定部分內(nèi)加強(qiáng)鞋面30的屬性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，層41和43由多個(gè)材料形成。通過形成切口或去掉層41-42的區(qū)域，可以使用多個(gè)材料的有益屬性。因此，可以由激光蝕刻改變的分層材料40的屬性包括例如顏色、抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性和抗拉伸性。
上述材料公開了從單側(cè)激光蝕刻材料40的概念。即，一般方法涉及將激光設(shè)備放置在包括第一層41的分層材料40的側(cè)面，并接著僅僅由該側(cè)形成一個(gè)切口。作為該通用方法的一種替代方案，使用兩束激光以在分層材料40的相對側(cè)形成切口。因此，第一激光設(shè)備50被用于在第一層41中形成切口且第二激光設(shè)備50被用于在第三層43中形成切口。按照該方法，分層材料的相對側(cè)上的層的部分可以被去掉。
例如當(dāng)激光蝕刻處理被用于衣物和鞋類應(yīng)用的紡織材料上時(shí)，保持整體的氣密性會更有利。經(jīng)常在層41-43中使用粘結(jié)劑材料以將層41-43固定在一起。如果在每一層41-43之間使用單一的粘結(jié)劑層，然后所產(chǎn)生結(jié)構(gòu)的氣密性將減少。為了保持相對較高程度的氣密性，粘結(jié)劑材料可以作為粘結(jié)點(diǎn)的矩陣而使用，該粘結(jié)點(diǎn)矩陣一起保證層41-43固定在一起，同時(shí)允許氣體通過層41-43?？蛇x擇地，可以使用分散線的粘結(jié)劑或其他圖案的粘結(jié)劑。
多個(gè)材料適合用于分層材料40。如上所述，分層材料40具有三個(gè)可獨(dú)立形成的分散層41-43且最后被粘結(jié)在一起。合適的分層材料40的另一個(gè)例子為天然皮革。全-革天然皮革一般包括真皮和表皮。真皮為濃密粗糙的提供顯著耐磨性和耐久性的外部。表皮位于真皮下且隨著深度遠(yuǎn)離真皮，密度逐漸地降低。與真皮相比，表皮通常顯著地更厚。某些天然皮革也可以具有在真皮上延伸的噴涂層以提供額外的層。分層材料也可以為經(jīng)矯正的全-革皮革，該皮革具有經(jīng)磨光的一致外觀。另一用于分層材料40的合適材料為合成皮革，該合成皮革由具有聚亞安酯層的非紡織品所形成，例如由日本的Kurary有限公司所生成的商標(biāo)為CLARINO的產(chǎn)品。另一用于分層材料40的合適材料為粘結(jié)于結(jié)構(gòu)類似于天然山羊皮的泡沫層。該材料包括被緊密盤繞成束的極其微小的纖維(例如0.01至0.02但尼爾)，如日本的Toray工業(yè)公司所生成的商標(biāo)為ECSAINE的產(chǎn)品。
盡管以上公開了激光蝕刻方法在鞋類方面的應(yīng)用，該方法也可以被用于多種其他消費(fèi)者產(chǎn)品。例如，本發(fā)明可以被用于衣物，例如襯衫，褲子，短褲或外套，以在所選區(qū)域加強(qiáng)屬性。此外，該方法可以被用于多種類型的體育用品。相應(yīng)地，本發(fā)明并不限定于鞋類應(yīng)用，但是可以被應(yīng)用于寬范圍的產(chǎn)品。
參照多個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明在上述圖中得到公開。然而該公開的目的為了提供多個(gè)特征和與本發(fā)明相關(guān)的概念的例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍的情況下，可以對上述實(shí)施例做多種改變。
權(quán)利要求
1.一種鞋類物品，其具有鞋面和固定于鞋面的鞋底結(jié)構(gòu)，該鞋面包括具有至少第一層和第二層的分層材料，該第一層形成鞋面的外部，且第一層被激光蝕刻以形成暴露第二層的第一層的去掉部分。
2.如權(quán)利要求1的鞋類物品，其中該第一層和第二層具有不同的屬性。
3.如權(quán)利要求2的鞋類物品，其中不同的屬性是從顏色、抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性和抗拉伸性所構(gòu)成的組中選出的。
4.如權(quán)利要求1的鞋類物品，其中該第一層的去掉部分為在第一層中的一個(gè)切口。
5.如權(quán)利要求1的鞋類物品，其中第一層的去掉部分是第一層被去掉的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1的鞋類物品，其中該分層材料包括第三層，該第二層位于第一層和第三層之間。
7.如權(quán)利要求6的鞋類物品，其中該第二層被激光蝕刻以形成暴露該第三層的第二層的被去掉部分，而第二層的被去掉的部分至少部分地與第一層的去掉部分共同延伸。
8.如權(quán)利要求7的鞋類物品，其中該第一層的去掉部分和第二層的去掉部分為延伸穿過第一層和第二層的一個(gè)切口。
9.如權(quán)利要求7的鞋類物品，其中該第一層的去掉部分和第二層的去掉部分為第一層和第二層的被去掉的共同延伸的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9的鞋類物品，其中該第一層的去掉部分的邊緣遠(yuǎn)離第二層的去掉部分的邊緣以形成階梯狀結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求9的鞋類物品，其中該第一層的去掉部分的邊緣與第二層的去掉部分的邊緣相一致。
12.一種制造鞋類物品的方法，該方法包括步驟提供具有至少兩個(gè)被固定在一起的層的分層材料，該兩個(gè)層包括第一層和第二層；在分層材料中用激光形成切口，該切口延伸穿過第一層以暴露第二層；以及將分層材料組合入鞋類物品的鞋面。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中形成切口的步驟包括將第一層的第一部分與第一層的第二部分分離。
14.如權(quán)利要求13的方法，進(jìn)一步包括將第一層的第一部分脫離以暴露第二層的下面部分的步驟。
15.如權(quán)利要求12的方法，其中提供分層材料的步驟包括選擇分層材料以具有第三層，而該第二層位于第一層和第三層之間。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中形成切口的步驟包括穿過第二層延伸的切口以同時(shí)暴露第三層。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中形成切口的步驟包括將第一和第二層的第一部分與第一和第二層的第二部分分離。
18.如權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括將第一和第二層的第一部分去掉以暴露第三層的下面部分的步驟。
19.如權(quán)利要求15的方法，其中形成切口的步驟包括將第一層的第一部分和第一層的第二部分相分離。
20.如權(quán)利要求19的方法，進(jìn)一步包括將第一層的第一部分去掉以暴露第二層的下面部分的步驟。
21.如權(quán)利要求20的方法，進(jìn)一步包括形成另一個(gè)僅僅延伸穿過第二層的切口以將第二層的第一部分與第二層的第二部分分離，以及將第二層的第一部分去掉從而暴露第三層的下面部分。
22.如權(quán)利要求12的方法，其中提供分層材料的步驟包括選擇第一層和第二層以具有不同的屬性。
23.如權(quán)利要求22的方法，其中提供分層材料的步驟包括從由顏色、抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性和抗拉伸性所構(gòu)成的組中選擇不同的屬性。
24.如權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括將熱量和壓力施加在分層材料上以將層粘結(jié)在一起的步驟。
25.一種用于修正鞋類物品鞋面的屬性的方法，該方法包括步驟提供具有至少固定在一起的兩個(gè)層的分層材料，該層包括外層和下面的層，該外層具有第一屬性，和下面的層具有第二屬性；將外層的第一部分使用激光去掉從而外層的第二部分仍然固定在下面層上，且分層材料表現(xiàn)出在外層的第二部分仍然固定在下面層的區(qū)域內(nèi)的第一屬性，和從分層材料上被去掉的外層的第一部分區(qū)域內(nèi)的第二屬性；以及將分層材料組合入鞋類物品的鞋面。
26.如權(quán)利要求25的方法，其中該第一屬性和第二屬性是從顏色、抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性和抗拉伸性所構(gòu)成的組中選擇的。
27.如權(quán)利要求25的方法，其中提供分層材料的步驟包括選擇具有第二下面層的分層材料，該下面層位于外層和第二下面層之間。
28.如權(quán)利要求27的方法，其中去掉外層的第一部分的步驟包括去掉第二層的相應(yīng)部分以暴露第二下面層和第二下面層的第三屬性。
29.如權(quán)利要求25的方法，進(jìn)一步包括將熱和壓力施加在分層材料以將這些層粘結(jié)在一起的步驟。
30.一種激光蝕刻的方法，該方法包括步驟提供具有固定在一起的第一層和第二層的分層材料的步驟；使用激光在分層材料中形成第一切口，該第一切口延伸穿過第一層以暴露第二層，且第一切口形成被第一切口分離的第一層的第一部分和第一層的第二部分，以及從分層材料上去掉第一層的第一部分從而使第一層的第二部分仍然固定在第二層上。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中形成第一切口的步驟包括將第一層的第一部分定位于第一切口范圍的外面。
32.如權(quán)利要求30的方法，其中形成第一切口的步驟包括將第一層的第一部分定位于第一切口范圍的內(nèi)部。
33.如權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括使用激光在分層材料內(nèi)形成第二切口的步驟，該第二切口延伸穿過第二層以暴露第三層，且第二切口將第二層的兩個(gè)部分分離。
34.如權(quán)利要求33的方法，進(jìn)一步包括將第二層的兩個(gè)部分中的一個(gè)去掉的步驟。
35.如權(quán)利要求33的方法，其中形成第二切口的步驟包括將第二切口定位在第一切口的范圍內(nèi)。
36.如權(quán)利要求30的方法，其中提供分層材料的步驟包括選擇第一層和第二層以具有不同的屬性。
37.如權(quán)利要求36的方法，其中提供分層材料的步驟包括從由顏色、抗磨損性、耐久度、氣密性、彈性和抗拉伸性所構(gòu)成的組中選擇不同的屬性。
38.如權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括將熱和壓力施加在分層材料上的步驟以將第一層和第二層粘結(jié)在一起。
39.一種用于制造鞋類物品的方法，該方法包括步驟提供分層材料，該分層材料在分層材料的表面具有第一屬性，而在分層材料內(nèi)部具有第二屬性；使用激光在分層材料中形成切口，該切口延伸穿過分層材料以暴露內(nèi)部部分；和將分層材料組合入鞋類物品的鞋面。
40.如權(quán)利要求39的方法，其中該提供該分層材料的步驟包括選擇具有至少第一層和第二層的分層材料，該第一層形成表面而第二層形成內(nèi)部部分。
41.如權(quán)利要求40的方法，其中形成切口的步驟包括將第一層的第一部分和第一層的第二部分分離。
42.如權(quán)利要求41的方法，進(jìn)一步包括將第一層的第一部分去掉以暴露第二層的下面部分的步驟。
43.如權(quán)利要求42的方法，進(jìn)一步包括形成另一僅僅延伸穿過第二層的切口以將第二層的第一部分與第二層的第二部分分離的步驟，和去掉第二層的第一部分以暴露第三層的下面部分的步驟。
44.如權(quán)利要求40的方法，其中提供分層材料的步驟包括選擇具有不同屬性的第一層和第二層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用激光蝕刻分層材料(40)的方法。該方法包括提供具有至少兩個(gè)固定在一起的層的分層材料，該層包括第一層(41)和第二層(42)，然后通過激光(51)在分層材料中形成一個(gè)切口，該切口延伸穿過第一層以暴露第二層。然后將該分層材料組合入例如鞋類物品的鞋面上。通過暴露第二層的部分，第二層的屬性可以在第一層的被去掉區(qū)域中暴露。
文檔編號B44C1/22GK1812732SQ200480018505
公開日2006年8月2日 申請日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者詹姆士·麥屈特 申請人:耐克國際有限公司