BRPI0415772B1

BRPI0415772B1 - balão flexível cheio com fluido para um artigo de calçado e método de fabricação de um balão

Info

Publication number: BRPI0415772B1
Application number: BRPI0415772A
Authority: BR
Inventors: David Goodwin
Original assignee: Nike Innovate Cv; Nike International Ltd
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2016-07-26
Also published as: TW200526138A; CN1878484A; EP1681952A1; CN100434008C; TW201143653A; JP4344386B2; BRPI0415772A; US7386946B2; AU2004291054A1; EP1929893B1; TWI350737B; ATE418883T1; EP2277403A3; EP2277403A2; US20060225304A1; TWI357307B; WO2005048760A1; ZA200602935B; TWI365722B; DE602004018816D1

Abstract

"balão flexível cheio com fluido para um artigo de calçado". um balão cheio com fluido (40) para um artigo de calçado é revelado que inclui uma barreira externa vedada (50) e um elemento elástico (60). a barreira é substancialmente impermeável a um fluido contido pelo balão, e o elemento elástico fica localizado dentro da barreira e unido em lados opostos da barreira. o elemento elástico (60) define uma área de flexão (65) que estimula a flexão de uma primeira porção (64a) do balão com relação a uma segunda porção (63b) do balão. a área de flexão é uma área onde o elemento elástico está ausente, e a área de flexão pode ter a configuração de um espaço, abertura ou entalhe, por exemplo.

Description

"BALÃO FLEXÍVEL CHEIO COM FLUIDO PARA UM ARTIGO DE CALÇADO E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM BALÃO" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção A presente invenção se refere a um balão cheio com fluido adequado para aplicações em calçado. A invenção se refere, mais particularmente, a um balão cheio com fluido tendo um elemento elástico com áreas de flexão que melhoram a flexibilidade geral do balão.

Descrição da Técnica Antecedente Um artigo convencional de calçado atlético inclui dois elementos primários, uma parte superior e uma estrutura de sola. A parte superior provê uma cobertura para o pé que firmemente recebe e posiciona o pé com relação à estrutura da sola. Além disso, a parte superior pode ter uma configuração que protege o pé e provê a ventilação, dessa maneira esfriando o pé e removendo a transpiração. A estrutura da sola é presa em uma superfície inferior da parte superior e é geralmente posicionada entre o pé e o solo. Além de atenuar as forças de reação do solo e absorver energia (isto é, conceder amortecimento), a estrutura da sola pode prover tração e controle do movimento do pé, tal como pronação excessiva. Dessa maneira, a parte superior e a estrutura da sola operam cooperativamente para prover uma estrutura confortável que é adequada para uma ampla variedade de atividades ambulantes, tais como caminhada e corrida. Os aspectos e configuração gerais da estrutura da sola são discutidos em maiores detalhes abaixo. A estrutura da sola do calçado atlético geralmente exibe uma estrutura em camadas que inclui uma palmilha para a melhora do conforto, uma sola intermediária resiliente formada de uma espuma de polímero, e uma sola externa de contato com o solo que provê resistência à abrasão e tração. Materiais de espuma de polímero adequados para a sola intermediária incluem acetato de etil vinila ou poliuretano que comprimem resilientemente sob uma carga aplicada para atenuar as forças de reação no solo e absorver a energia. Materiais de espuma convencionais são elasticamente compressíveis, em parte, devido a inclusão de uma pluralidade de células abertas ou fechadas que definem um volume interno substancialmente deslocado pelo gás. Isto é, a espuma inclui bolhas formadas no material que envolvem o gás. Seguinte a compressões repetidas, entretanto, a estrutura da célula pode deteriorar, dessa maneira resultando em uma compressibilidade diminuída da espuma. Assim, a atenuação da força e as características de absorção de energia da sola intermediária podem diminuir através do decorrer de uso do calçado.

Uma maneira de superar as desvantagens da utilização de materiais de espuma convencionais é revelada na Patente Número U.S. 4.183.156 para Rudy, aqui incorporada por referência, na qual o amortecimento é provido por inserções infláveis formadas de materiais elastoméricos. As inserções incluem uma pluralidade de câmaras tubulares que se estendem substancialmente na longitudinal por todo o comprimento do calçado. As câmaras estão em comunicação de fluido uma com a outra e conjuntamente se estendem através da largura do cal- çado. A Patente Número U.S. 4.219.945 para Rudy, aqui incorporada por referência, revela uma inserção inflada encapsu-lada em um material de espuma. A combinação da inserção e do material de encapsulação funciona como uma sola intermediária. Uma parte superior é presa na superfície superior do material de encapsulação e uma sola externa ou elemento de rolamento é afixado na superfície inferior.

Tais balões são geralmente formados de um material elastomérico e são estruturados para ter uma parte superior ou superfície inferior que envolve uma ou mais câmaras entre elas. As câmaras são pressurizadas acima da pressão ambiente pela inserção de um bico ou agulha conectado em uma fonte de pressão de fluido em uma entrada de enchimento formada no balão. Depois que as câmaras são pressurizadas, a entrada de enchimento é vedada, por exemplo, pela soldagem, e o bico é removido.

Balões desse tipo foram fabricados por uma técnica de duas películas, na qual duas folhas separadas de película elastomerica são formadas para exibir a forma periférica geral do balão. As folhas são então soldadas juntas ao longo de suas periferias respectivas para formar uma estrutura vedada, e as folhas são também soldadas juntas em áreas interiores predeterminadas para fornecer ao balão uma configuração desejada. Isto é, as soldas interiores provêem o balão com câmaras tendo uma forma e tamanho predeterminados em localizações desejadas. Tais balões também têm sido fabricados por uma técnica de moldagem a sopro, onde um material elastomérico liquefeito é colocado em um molde tendo a forma e configuração geral desejada do balão. 0 molde tem uma abertura em uma localização através da qual o ar pressurizado é provido. 0 ar pressurizado força o material elastomérico liquefeito contra as superfícies internas do molde e faz com que o material endureça no molde, dessa maneira formando um balão com a forma e configuração desejadas.

Um outro tipo de balão da técnica anterior adequado para aplicações de calçado é revelado nas Patentes Números U.S. 4.906.502 e 5.083.361, ambas para Rudy, e ambas a-qui incorporadas por referência. Esse tipo de balão é formado como uma estrutura inflada e pressurizada com fluido que compreende uma camada de barreira externa hermeticamente vedada que é fundida, com segurança, substancialmente sobre todas as superfícies externas de um elemento elástico tendo a configuração de um núcleo de tecido de parede dupla. O e-lemento elástico é compreendido de primeira e segunda camadas de tecido externas que são normalmente separadas uma da outra por uma distância predeterminada. Fios de conexão ou entrada, potencialmente na forma de fios de múltiplos filamentos tendo muitas fibras individuais, se estendem internamente entre as superfícies proximais ou de confrontação das camadas de tecido respectivas. Os filamentos dos fios de entrada formam o dispositivo de restrição elástico e são apoiados nas camadas de tecido respectivas. Um método adequado de fabricação da estrutura de tecido de parede dupla é tri-cotagem Raschel com barra de agulha dupla.

As Patentes Números U.S. 5.993.585 e 6.119.371, ambas emitidas para Goodwin e outros, e ambas aqui incorpo- radas por referência, revelam um balão utilizando um elemento elástico, mas sem uma costura periférica localizada na metade do caminho entre as superfícies superior e inferior do balão. No lugar disso, a costura está localizada adjacente â superfície superior do balão. Vantagens nesse projeto incluem a remoção da costura da área de flexão da parede lateral máxima e maior visibilidade do interior do balão, incluindo os fios de conexão. 0 processo utilizado para formar um balão desse tipo envolve a formação de um revestimento, que inclui uma superfície inferior e uma parede lateral, com um molde. Um elemento elástico é colocado no topo de uma folha de cobertura, e o revestimento, seguinte a remoção do molde, é colocado sobre a folha de cobertura e elemento e-lástico. O revestimento montado, folha de cobertura e elemento elástico são então movidos para uma estação de lamina-ção onde a energia de radiofrequência funde lados opostos do elemento elástico no revestimento e folha de cobertura e funde uma periferia do revestimento na folha de cobertura. O balão é então pressurizado inserindo um fluido de modo a colocar os fios de conexão em tensão.

Embora os benefícios do amortecimento dos balões em artigos de calçado sejam bem documentados, os balões da técnica anterior com um elemento elástico tendo a configuração de um núcleo de tecido de parede dupla são geralmente considerados como sendo relativamente inflexíveis. A presente invenção se refere, portanto, a um balão cheio com fluido mais flexível com um elemento elástico.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção é um balão cheio com fluido para um artigo de calçado que inclui uma barreira externa vedada e um elemento elástico. A barreira é substancialmente impermeável a um fluido contido pelo balão, e o elemento e-lástico está localizado dentro da barreira e unido em lados opostos da barreira. 0 elemento elástico define· uma área de flexão que estimula a flexão de uma primeira porção do balão com relação a uma segunda porção do balão. A área de flexão pode ser um espaço entre duas seções separadas do elemento elástico, com cada uma das duas seções separadas estando localizada em uma da primeira porção ou da segunda porção do balão. O espaço pode ser orientado diagonalmente com relação a um eixo longitudinal do balão, ou orientado perpendicular ao eixo longitudinal do balão. Além do mais, uma largura do espaço pode ser constante entre as duas seções separadas do elemento elástico, ou a largura do espaço pode variar entre as duas seções separadas do elemento elástico. Em algumas modalidades, a área de flexão pode ser uma pluralidade de espaços entre seções separadas do elemento elástico. Alternadamente, a área de flexão pode ser pelo menos uma abertura se estendendo através do elemento elástico, ou a área de flexão pode ser pelo menos um entalhe se estendendo para dentro de uma borda do elemento elástico.

Em um outro aspecto da invenção, o balão inclui uma barreira externa vedada e um elemento elástico. A barreira forma uma primeira superfície, uma segunda superfície oposta e uma parede lateral que se estende entre a primeira superfície e a segunda superfície. A barreira externa é substancialmente impermeável a um fluido contido pelo balão. O elemento elástico é envolvido dentro da barreira e unido em cada uma da primeira superfície e da segunda superfície. 0 elemento elástico está também presente em uma primeira á-rea do balão e ausente em uma segunda área do balão, a segunda área do balão sendo espaçada para dentro da parede lateral. Pelo menos uma da primeira superfície e da segunda superfície são substancialmente planares na primeira área, e a pelo menos uma da primeira superfície e da segunda superfície se projetam para fora na segunda área.

Ainda um outro aspecto da invenção envolve um método de fabricação do balão. 0 método inclui uma etapa de definir pelo menos uma área de flexão no elemento elástico, com porções do elemento elástico estando ausentes na área de flexão. 0 elemento elástico é então colocado entre duas folhas de polímero, e as estruturas de parede são unidas nas folhas de polímero. Uma união periférica é então formada entre as folhas do polímero e ao redor do elemento elástico para substancialmente vedar o elemento elástico dentro do balão.

As vantagens e os aspectos da inovação que caracterizam a presente invenção são evidenciados com particularidade nas reivindicações anexas. Para obter um melhor entendimento das vantagens e aspectos da inovação, entretanto, pode ser feito referência â matéria descritiva seguinte e desenhos acompanhantes que descrevem e ilustram várias modalidades e conceitos relacionados com a invenção.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS O Sumário precedente da invenção, bem como a Descrição Detalhada seguinte da Invenção, serão entendidos melhor quando lidos em conjunto com os desenhos acompanhantes. A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de um artigo de calçado incorporando um primeiro balão de acordo com a presente invenção. A Figura 2 é uma vista em perspectiva do primeiro balão. A Figura 3 ê uma vista plana superior do primeiro balão. A Figura 4A ê uma primeira vista transversal do primeiro balão, como definida pela linha de corte 4A-4A na Figura 3. A Figura 4B é uma segunda vista transversal do primeiro balão, como definida pela linha de corte 4B-4B na Figura 3. A Figura 5 é uma vista plana superior de um segundo balão de acordo com a presente invenção. A Figura 6 é uma vista plana superior de um terceiro balão de acordo com a presente invenção. A Figura 7 é uma vista plana superior de um quarto balão de acordo com a presente invenção. A Figura 8 é uma vista plana superior de um quinto balão de acordo com a presente invenção. A Figura 9 é uma vista plana superior de um sexto balão de acordo com a presente invenção. A Figura 10 é uma vista plana superior de um séti- mo balão de acordo com a presente invenção. A Figura 11 é uma vista plana superior de um oitavo balão de acordo com a presente invenção. A Figura 12 é uma vista plana superior de um nono balão de acordo com a presente invenção. A Figura 13 é uma vista plana superior de um décimo balão de acordo com a presente invenção. A Figura 14 é uma vista plana superior de um décimo primeiro balão de acordo com a presente invenção. A Figura 15 ê uma vista plana superior de um décimo segundo balão de acordo com a presente invenção. A Figura 16 é uma vista plana superior de um décimo terceiro balão de acordo com a presente invenção. A Figura 17 é uma vista plana superior de um décimo quarto balão de acordo com a presente invenção. A Figura 18A é uma vista transversal do segundo balão, como definido pela linha de corte 18A-18A na Figura 5 A Figura 18B é uma vista transversal do quarto balão, como definido pela linha de corte 18B-18B na Figura 7. A Figura 18C é uma vista transversal do sétimo balão, como definido pela linha de corte 18C-18C na Figura 10.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A discussão seguinte e as figuras acompanhantes revelam um artigo de calçado atlético incorporando um balão cheio com fluido de acordo com a presente invenção. Os conceitos relacionados com o calçado, e mais particularmente o balão cheio com fluido, são revelados com referência ao cal- çado tendo uma configuração que é adequada para corrida. A invenção não é somente limitada ao calçado projetado para corrida, entretanto, e pode ser aplicada a uma ampla faixa de estilos de calçado atlético, incluindo tênis de basquetebol, tênis de treinamento variado, sapatos de caminhada, tênis, chuteiras e botas de caminhada, por exemplo. Além disso, a invenção pode também ser aplicada a estilos de calçado que são geralmente considerados como não atléticos, incluindo sapatos sociais, sapatos mocassim, sandálias e botas de trabalho. Dessa maneira, alguém versado na técnica relevante verificará que os conceitos revelados aqui se aplicam a uma ampla variedade de estilos de calçado, além do estilo específico discutido no material seguinte e representado nas figuras acompanhantes.

Um artigo de calçado 10 é representado na Figura 1 e inclui uma parte superior 20 e uma estrutura de sola 30. A parte superior 20 tem uma configuração substancialmente convencional e inclui uma pluralidade de elementos, tais como têxteis, espuma e materiais de couro, que são costurados ou unidos de maneira adesiva para formar um vazio interior para receber o pé com segurança e conforto. A estrutura de sola 30 é posicionada abaixo da parte superior 20 e inclui dois elementos primários, uma sola intermediária 31 e uma sola externa 32. A sola intermediária 31 é presa em uma superfície inferior da parte superior 20, através de costura ou u-nião adesiva por exemplo, e opera para atenuar as forças e absorver a energia quando a estrutura de sola 30 bate no solo. Isto é, a sola intermediária 31 é estruturada para pro- ver o pé com amortecimento durante a caminhada ou corrida, por exemplo. A sola externa 32 é presa em uma superfície inferior da sola intermediária 31 e é formada de um material durável resistente ao desgaste que é adequado para contatar o solo. Além disso, a estrutura de sola 30 pode incluir uma palmilha (não representada), que é um elemento de amortecimento fino, localizada dentro do vazio e adjacente à superfície plantar do pé para melhorar o conforto do calçado 10. A sola intermediária 31 é primariamente formada de um material de espuma de polímero, tais como poliuretano ou acetato de etil vinila, que encapsula um balão cheio com fluido 40. Como representado na Figura 1, o balão 40 fica posicionado em uma região de salto da sola intermediária 31, mas pode ser posicionado em qualquer região da sola intermediária 31 para obter o grau desejado de resposta de amortecimento. Além do mais, a sola intermediária 31 pode encapsu-lar múltiplos balões cheios com fluido tendo a configuração geral do balão 40. 0 balão 40 pode ser somente parcialmente encapsulado dentro da sola intermediária 31 ou inteiramente encapsulado dentro da sola intermediária 31. Por exemplo, porções do balão 40 podem se projetar para fora de uma superfície lateral da sola intermediária 31, ou uma superfície superior do balão 40 pode coincidir com uma superfície superior da sola intermediária 31. Alternadamente, a sola intermediária 31 pode se estender sobre e inteiramente ao redor do balão 40. Dessa maneira, a posição do balão 40 com relação ao calçado 10 pode variar significativamente dentro do escopo da invenção.

Os elementos primários do balão 40, como representado nas Figuras 2-4B, são uma barreira externa 50 e um elemento. elástico 60. A barreira 50 pode ser formada de um material de polímero e inclui uma primeira camada de barreira 51 e uma segunda camada de barreira 52 que são substancial-mente impermeáveis a um fluido pressurizado contido pelo balão 40. A primeira camada de barreira 51 e a segunda camada de barreira 52 são unidas ao redor de suas periferias respectivas para formar uma união periférica 53 e cooperativamente formam uma câmara vedada, na qual o elemento elástico 60 é posicionado. Enquanto a primeira camada de barreira 51 forma a superfície superior do balão 40, a segunda camada de barreira 52 forma ambas a superfície inferior e a parede lateral do balão 40. Essa configuração posiciona a união periférica 53 adjacente à superfície superior e estimula a visibilidade através da parede lateral. Alternadamente, a união periférica 53 pode ser posicionada adjacente à superfície inferior ou em uma localização que fica entre a superfície superior e a superfície inferior. A união periférica 53, portanto, pode se estender através da parede lateral tal que ambas a primeira camada de barreira 51 e a segunda camada de barreira 52 formam uma porção da parede lateral. Dessa maneira, a configuração específica da barreira 50 pode variar significativamente dentro do escopo da presente invenção. O elemento elástico 60 pode ser formado como uma estrutura têxtil que inclui uma primeira parede 61, uma segunda parede 62 e uma pluralidade de elementos de conexão 63 apoiados em cada uma da primeira parede 61 e segunda parede 62. A primeira parede 61 é espaçada para longe da segunda parede 62, e elementos de conexão 63 se estendem entre a primeira parede 61 e a segunda parede 62 para reter um espaçamento substancialmente constante entre as paredes 61 e 62. Como discutido em maiores detalhes abaixo, a primeira parede 61 é unida na primeira camada de barreira 51, e a segunda parede 62 é unida na segunda camada de barreira 52. Nessa configuração, o fluido pressurizado dentro da câmara formada pela barreira 50 coloca uma força para fora sobre as camadas de barreira 51 e 52 e tende a mover as camadas de barreira 51 e 52 para longe uma da outra. A força para fora suprida pelo fluido pressurizado, entretanto, estende os elementos de conexão 63 e coloca os elementos de conexão 63 em tensão, o que restringe o movimento adicional para fora das camadas de barreira 51 e 52. Dessa maneira, o elemento elástico 60 é unido nas superfícies interiores do balão 40 e limita o grau para o qual as camadas de barreira 51 e 52 podem se separar com a pressurização do balão 40.

Uma variedade de técnicas pode ser utilizada para unir o elemento elástico 60 em cada uma da primeira camada de barreira 51 e segunda camada de barreira 52. Por exemplo, uma camada de agente de fusão termicamente ativado pode ser aplicada na primeira parede 61 e segunda parede 62. O agente de fusão pode ser uma folha de material termoplástico, tal como poliuretano termoplástico, que é aquecida e pressionada para contato com a primeira parede 61 e segunda parede 62 antes de colocar o elemento elástico 60 entre as camadas de barreira 51 e 52. Os vários elementos do balão 40 são então aquecidos e comprimidos tal que o agente de fusão se une com as camadas de barreira 51 e 52, dessa maneira unindo o ele-mento elástico 60 na barreira 50. Alternadamente, uma pluralidade de filamentos de fusão pode ser integrada na primeira parede 61 e segunda parede 62, como revelado no Pedido de Patente Número U.S. 10/642.262, que foi depositado na Repartição de Patentes e Marcas de Indústria e de Comércio dos U.S. em 18 de agosto de 2003. Os filamentos de fusão são formados de um material que fundirá, unirá ou de outra forma ficará preso nas camadas de barreira 51 e 52 quando os vários componentes do balão 40 são aquecidos e comprimidos. Materiais adequados para os filamentos de fusão incluem, portanto, poliuretano termoplástico ou qualquer um dos materiais que são discutidos acima como sendo adequados para as camadas de barreira 51 e 52. Os filamentos de fusão podem ser tecidos ou de outra forma mecanicamente manipulados nas paredes 61 e 62 durante o processo de fabricação para o elemento elástico 60, ou os filamentos de fusão podem ser sub-seqúentemente incorporados nas paredes 61 e 62. O elemento elástico 60 inclui um par de seções discretas 64a e 64b que são separadas por uma área de flexão 65. Com referência à Figura 3, a área de flexão 65 se estende através de uma porção interior do balão 40 e forma uma separação entre as seções 64a e 64b. Uma vantagem da área de flexão 65 é que o balão 40 tende a flexionar ou de outra forma curvar ao longo da linha definida pela área de flexão 65. Isto é, a área de flexão 65 forma uma área do balão 40 que é mais flexível do que outras áreas do balão 65. Na cur- vatura, portanto, a porção do balão 40 que inclui a seção 64a flexionará com relação â porção do balão 40 que inclui a seção 64b. Em contraste com os balões revelados nas Patentes Números U.S. 5.993.585 e 6.119.371 para Goodwin e outros, portanto, o balão 40 inclui um elemento elástico não contínuo 60 que define a área de flexão 65, que se estende através de uma porção interior do balão 40.

As porções do balão 40 que correspondem com as seções 64a e 64b são efetivamente formadas de sete camadas de material: primeira camada de barreira 51, o agente de fusão adjacente â primeira camada de barreira 51, primeira parede 61, elementos de conexão 63, segunda parede 62, o agente de fusão adjacente à segunda camada de barreira 52 e segunda camada de barreira 52. De modo a que essas porções flexionem, cada uma das sete camadas de material {com a exceção potencial dos elementos de conexão 63) deve esticar ou comprimir em resposta a uma força de curvatura. Em contraste, a porção do balão 40 que corresponde com a área de flexão 65 é efetivamente formada de duas camadas de material: primeira camada de barreira 51 e a segunda camada de barreira 52. De modo a que essa porção flexione, somente as camadas de barreira 51 e 52 devem esticar ou comprimir em resposta â força de curvatura. Dessa maneira, a porção do balão 40 que corresponde com a área de flexão 65 exibirá maior flexibilidade devido ao número diminuído de materiais presentes na área de flexão 65. A área de flexão 65 é representada na Figura 3 como tendo uma espessura constante e se estendendo perpendicu- lar a um eixo longitudinal 66. Em modalidades adicionais da invenção, a configuração da área de flexão 65 pode variar significativamente. Por exemplo, a área de flexão 65 é representada como tendo uma espessura variada ou cônica na Figura 5. Essa configuração particular pode ser utilizada onde graus diferentes de flexibilidade são desejados em lados o-postos do balão 40, ou onde um espectro de graus diferentes de flexibilidade é desejado através da largura do balão 40. Alternadamente, a área de flexão 65 pode ser orientada diagonalmente com relação ao eixo longitudinal 66, como representado na Figura 6. Durante a corrida, a porção lateral-traseira do calçado 10 geralmente faz o contato inicial com o solo, e a porção lateral-traseira experimenta maiores graus de força de impacto do que outras porções do calçado 10. A orientação diagonal da área de flexão 65 pode ser utilizada, portanto, para formar uma linha de flexão entre a porção do balão 40 que está posicionada na porção lateral-traseira e outras porções do balão 40.

Enquanto a área de flexão 65 é representada na Figura 3 como sendo um espaço único entre duas seções 64a e 64b do elemento elástico 60, a área de flexão 65 pode ser uma pluralidade de áreas de flexão 65 que formam espaços entre várias seções separadas do elemento elástico 60, como representado na Figura 7. Essa configuração provê o balão 40 com um maior número de linhas de flexão e tem o potencial de melhorar a flexibilidade geral do balão 40. Além disso, essa configuração pode exibir uma diminuição substancial na massa do balão 40 devido às porções removidas do elemento elástico 60 que estão associadas com os vários espaços formados pela área de flexão 65. Os vários espaços formados pela área de flexão 65 podem ser substancialmente paralelos entre si, mas podem também ter uma configuração não paralela, como representado na Figura 8. Nessa configuração, a área de flexão 65 pode formar uma linha de flexão em formato de T e dividir o elemento elástico 60 em três seções discretas. A área de flexão 65 é discutida acima como segre-gando ou de outra forma formando seções discretas do elemento elástico 60. A porção do balão 40 que corresponde com a área de flexão 65 exibe geralmente maior flexibilidade devido ao número diminuído de materiais presentes na área de flexão 65. A mesma vantagem pode ser obtida, entretanto, formando a área de flexão 65 para ser uma abertura alongada que se estende através de uma porção interior do balão 40, como representado na Figura 9. A área de flexão 65 pode também exibir a forma de uma pluralidade de aberturas que se estendem através do elemento elástico 60, como representado na Figura 10. Nessa configuração, a área de flexão 65 forma uma linha de flexão que se estende através do balão 40, e o grau de flexibilidade concedido pela área de flexão 65 será geralmente dependente do número e diâmetro das aberturas formadas pela área de flexão 65. Como representado na Figura 11, o diâmetro das aberturas formadas pela área de flexão 65 pode também diminuir através do balão 40 onde graus diferentes de flexibilidade são desejados através da largura do balão 40.

Além dos espaços e aberturas, a área de flexão 65 pode também ser um entalhe que se estende para dentro de uma borda do elemento elástico 60, como representado na Figura 12. Nessa configuração, o elemento elástico 60 permanece um elemento único, e o grau de flexibilidade no balão 4 0 pode ser variado formando um ou mais entalhes em localizações específicas. Por exemplo, a área de flexão 65 pode ser uma série de entalhes que se estendem ao longo de qualquer lado do elemento elástico 60, como representado na Figura 13. A modalidade da Figura 6 orientou a área de flexão 65 diagonalmente com relação ao eixo longitudinal 66 para formar uma linha de flexão entre a porção do balão 40 que está posicionada na porção lateral-traseira e outras porções do balão 40. Uma configuração similar pode ser formada através do uso de aberturas ou um entalhe, como representado nas Figuras 14 e 15, respectivamente. Dessa maneira, espaços, entalhes e aberturas podem ser freqüentemente trocados para conceder linhas de flexão que servem a finalidades similares. 0 grau de flexão que é provido pelos espaços, entalhes e aberturas, entretanto, pode depender de vários fatores. Por exemplo, as dimensões específicas selecionadas para o espaço, entalhe ou abertura podem ser utilizadas para variar o grau de flexão.

As várias modalidades discutidas acima provêem e-xemplos da maneira na qual a área de flexão 65 pode ser utilizada para formar uma linha de flexão no balão 40. Conceitos similares podem ser utilizados, entretanto, para aumentar a flexibilidade geral do balão 40. Com referência à Figura 16, a área de flexão 65 forma uma pluralidade de aber- turas que são distribuídas por todo o elemento elástico 60, e essa distribuição pode operar para aumentar a flexibilidade por todo o balão 40. As várias modalidades discutidas a-cima também incluem somente um de um espaço, abertura ou entalhe. Combinações de espaços, aberturas e entalhes são também consideradas como dentro do escopo da presente invenção, como representado na Figura 17.

Muitos balões da técnica anterior que não incorporam um elemento elástico exibem superfícies exteriores contornadas devido a uma pluralidade de pontos de conexão onde porções opostas da barreira do polímero são presas entre si. Muitos balões elásticos da técnica anterior, entretanto, não exibem superfícies exteriores significativamente contornadas devido à presença dò elemento elástico. Dessa maneira, os balões elásticos da técnica anterior exibem superfícies exteriores relativamente planares. Nas áreas do balão 40 onde o elemento elástico 60 está presente, as superfícies exteriores são relativamente planares, como representado nas seções transversais das Figuras 18A-18C. Nas áreas do balão 40 que correspondem com a área de flexão 65, entretanto, a superfície exterior se curva ou se projeta para fora, também como representado nas seções transversais das Figuras 18A-18C. A presença ou ausência de porções do elemento elástico 60 pode ser utilizada, portanto, para formar as superfícies exteriores do balão 40 com uma configuração contornada específica . A barreira de formação do material 50 pode ser um material de polímero, tal como um elastômero termoplástico.

Mais especificamente, um material adequado para a barreira 50 é uma película formada de camadas alternadas de poliure-tano termoplãstico e copolímero de etileno-ãlcool vinílico, como revelado nas Patentes Números U.S. 5.713.141 e 5.952.065 para Mitchell e outros, aqui incorporadas por referência. Uma variação sobre esse material onde a camada central é formada de copolímero de etileno-álcool vinílico; as duas camadas adjacentes à camada central são formadas de poliuretano termoplãstico; e as camadas externas são formadas de um material de rerretificar de poliuretano termoplás-tico e copolímero de etileno-álcool vinílico pode também ser utilizado. Um outro material adequado para a barreira 50 é uma membrana de microcamada flexível que inclui camadas alternadas de um material de barreira ao gás e um material e-lastomérico, como revelado nas Patentes Números U.S. 6.082.025 e 6.127.026 para Bonk e outros, ambas aqui incorporadas por referência. Outros materiais ou películas adequados de elastômero termoplãstico incluem poliuretano, po-liéster, poliuretano de poliéster, poliuretano de poliéter, tal como película de poliuretano à base de éster fundido ou extrusado. Materiais adequados adicionais são revelados nas Patentes Números U.S. 4.183.156 e 4.219.945 para Rudy, aqui incorporadas por referência. Além disso, numerosos uretanos termoplásticos podem ser utilizados, tais como PELLETHANE, um produto de Dow Chemical Company; ELASTOLLAN, um produto de BASF Corporation e ESTANE, um produto de B.F. Goodrich Company, todos os quais são com base em éster ou éter. Ainda outros uretanos termoplásticos com base em poliésteres, po- liéteres, policaprolactona e macrogeis de policarbonato podem ser utilizados, e vários materiais de bloqueio de nitrogênio podem também ser utilizados. Materiais adequados adicionais incluem películas termoplãsticas contendo um material cristalino, como revelado nas Patentes Números U.S. 4.936.029 e 5.042.176 para Rudy, aqui incorporadas por referência e poliuretano incluindo um poliol de poliéster, como revelado nas Patentes Números U.S. 6.013.340, 6.203.868 e 6.321.465 para Bonk e outros, também aqui incorporadas por referência. 0 fluido contido pelo balão 40 pode ser qualquer um dos gases revelados na Patente Número U.S. 4.340.626 para Rudy, aqui incorporada por referência, tais como hexafluore-tano e hexafluoreto de enxofre, por exemplo. Além disso, o fluido pode incluir octafluor propano pressurizado, nitrogênio e ar. A pressão do fluido pode variar de uma pressão de medida de zero a quarenta libras por polegada quadrada (2,812 kg/cm2) , por exemplo.

Uma pluralidade de métodos de fabricação pode ser utilizada para o elemento elástico 60, incluindo um processo de tricotagem Raschel com barra de agulha dupla. Cada uma da primeira parede 61, segunda parede 62 e elementos de conexão 63 podem ser formados de fio encorpado com ar ou de outra forma texturado, tal como fio texturado de torção falsa tendo uma combinação de náilon 6.6 e náilon 6, por exemplo. Embora a espessura do elemento elástico 60, que é medida quando os elementos de conexão 63 estão em um estado elástico entre a primeira parede 61 e a segunda parede 62, possa variar significativamente dentro do escopo da presente inven- ção, uma espessura que ê adequada para aplicações de calçado pode variar de 8 a 15 milímetros.

Os elementos de conexão 63 podem ter um denier por filamento de aproximadamente 1 a 20, com uma faixa adequada sendo entre 2 e 5. Os filamentos elásticos individuais que compreendem os elementos de conexão 63 podem exibir uma resistência de tração de aproximadamente 2 a 10 gramas por denier e o número de filamentos elásticos por fio pode variar de aproximadamente 1 a 100, com uma faixa adequada sendo entre 40 e 60. Em geral, existem aproximadamente 1 a 8 fios por tufo ou cordão e o elemento elástico 60 pode ser tricotado com aproximadamente 200 a 1000 tufos ou cordões por polegada quadrada de tecido, com uma faixa adequada sendo entre 400 e 500 cordões por polegada quadrada. A densidade de volume do tecido, portanto, fica na faixa de cerca de 20.000 a 300.000 fibras por polegada quadrada-denier.

Os elementos de conexão 63 podem ser dispostos em fileiras que são separadas por vãos. O uso de vãos provê o elemento elástico 60 com compressibilidade maior em comparação com os elementos elásticos formados de tecidos de parede dupla que utilizam fios de conexão contínuos. Os vãos podem ser formados durante o processo de tricotagem Raschel com barra de agulha dupla omitindo os fios de conexão em certas agulhas predeterminadas na direção da urdidura. A tricotagem com três agulhas dentro e três agulhas fora produz um tecido adequado com fileiras de elementos de conexão 63 sendo separadas por vãos. Outros padrões de tricotagem de agulhas dentro e agulhas fora podem também ser usados, tal como duas dentro e duas fora, quatro dentro e duas fora, duas dentro e quatro fora ou qualquer combinação do mesmo. Também, os vãos podem ser formados em ambas uma direção longitudinal e transversal omitindo as agulhas na direção da urdidura ou seletivamente tricotando ou não tricotando em cursos consecutivos. 0 elemento elástico 60, como representado na Figura 4A, tem vãos relativamente grandes entre os elementos de conexão 63. Alternativamente, os vãos podem ser menores ou os elementos de conexão 63 podem se estender por todo o elemento elástico 60.

Uma variedade de métodos de fabricação pode ser utilizada para produzir o balão 40, incluindo um processo de termoformação como revelado no .Pedido de Patente U.S. Número 09/995.003, que foi depositado na Repartição de Patentes e de Marcas de Indústria e de Comércio em 26 de novembro de 2001. Durante um estágio preliminar do método de fabricação, o elemento elástico 60 é temporariamente preso em uma da camada de barreira 51 e a camada de barreira 52 é colocada sobre o elemento elástico 60, dessa maneira localizando o elemento elástico 60 entre as camadas de barreira 51 e 52. Uma agulha de inflação e um espaçador são também colocados entre as camadas de barreira 51 e 52 e os vários componentes são presos no lugar usando grampos em uma armação de lançadeira. Os componentes são então aquecidos em um forno por um período de tempo predeterminado. O forno amolece as folhas termo-plásticas das camadas de barreira 51 e 52, tal que a união pode ocorrer nas etapas futuras.

Seguinte ao aquecimento, os componentes são posi- cionados em um molde que inclui duas porções opostas. 0 molde comprime os componentes, dessa maneira unindo o elemento elástico 60 nas camadas de barreira 51 e 52 (isto é, unindo o agente de fusão nas camadas de barreira 51 e 52), e também unindo as camadas de barreira 51 e 52 entre si através do processo de soldagem de contato térmico dependente do tempo. Vácuo parcial pode ser aplicado nas superfícies externas das camadas de barreira 51 e 52 e um gás pode ser injetado dentro da área ao redor do elemento elástico 60 para facilitar puxar as camadas de barreira 51 e 52 contra as superfícies do molde. Depois que a união está completa, o molde é aberto e os componentes são removidos e podem resfriar. Como um estágio final, o balão 40 é pressurizado com o fluido através de um conduto de inflação e o conduto de inflação é vedado. A presente invenção é revelada acima e nos desenhos acompanhantes com referência a uma variedade de modalidades. A finalidade servida pela revelação, entretanto, é prover um exemplo dos vários aspectos e conceitos relacionados com a invenção, não para limitar o escopo da invenção. Alguém versado na técnica relevante reconhecerá que numerosas variações e modificações podem ser feitas nas modalidades descritas acima sem se afastar do escopo da presente invenção, como definido pelas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Balão cheio com fluido (40) para um artigo de calçado (10), o balão (40) compreendendo: uma barreira externa vedada (50) que é impermeável ao fluido contido pelo balão (40); um elemento elástico (60) localizado dentro da barreira (50) e unido em lados opostos da barreira (50), especificamente uma primeira e uma segunda camadas de barreira (51, 52), o elemento elástico (60) incluindo ainda um par de estruturas de parede espaçadas (61, 62) unidas por uma plu- ralidade de elementos de conexão (63); o balão (40) sendo CARACTERIZADO pelo fato de que: o elemento elástico define uma área de flexão (65) na qual os as paredes (61, 62) e os elementos de conexão estão ausentes; sendo a área de flexão (65) um espaço entre duas seções separadas (64a, 64b) do elemento elástico (60), a primeira seção (64a) e a segunda seção (64b) estando localizadas dentro da primeira porção e da segunda porção do balão (40), respectivamente; e em que na área de flexão (65) os lados opostos da barreira externa vedada (50) são desunidos um do outro no espaço, e sendo que a área de flexão (65) estimula a flexão de uma primeira porção do balão (40) com relação a uma segunda porção do balão (40).

2. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é orientado diagonalmente com relação a um eixo longitudinal do balão (40).

3. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é orientado perpendicular a um eixo longitudinal do balão (40) .

4. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a largura do espaço é constante entre as duas seções separadas (64a, 64b) do elemento elástico (60).

5. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a largura do espaço varia entre as duas seções separadas (64a, 64b) do elemento elástico (60).

6. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão é uma pluralidade de espaços entre seções separadas (64a, 64b) do elemento elástico (60).

7. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade dos espaços são paralelos entre si.

8. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) é pelo menos uma abertura que se estende através do elemento elástico (60).

9. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma abertura é uma série de aberturas.

10. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos duas das aberturas na série de aberturas têm áreas diferentes .

11. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) é pelo menos um entalhe que se estende para dentro de uma borda do elemento elástico (60).

12. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um entalhe é uma série de entalhes.

13. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um entalhe é uma série de entalhes que se estendem ao longo de lados opostos do elemento elástico (60).

14. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento elástico (60) é formado de um material têxtil.

15. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a barreira é formada de uma primeira camada (51) e uma segunda camada (52) do material de polímero que são unidas ao redor de uma periferia do elemento elástico (60).

16. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o balão (40) é incorporado em uma estrutura de sola do calçado (10).

17. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o balão (40) é pelo menos parcialmente encapsulado por um material de espuma de polímero.

18. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é orientado diagonalmente com relação a um eixo longitudinal do balão (40).

19. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira porção é posicionada em uma região traseira-lateral do calçado (10) .

20. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é orientado perpendicular a um eixo longitudinal do balão (40) .

21. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) é uma pluralidade de espaços entre seções separadas do elemento elástico (60).

22. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) é pelo menos uma abertura que se estende através do elemento elástico (60).

23. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma abertura é uma série de aberturas.

24. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) é pelo menos um entalhe que se estende para den- tro de uma borda do elemento elástico (60).

25. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um entalhe é uma série de entalhes que se estendem ao longo de lados opostos do elemento elástico (60).

26. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que onde pelo menos uma dentre a primeira camada de barreira (51) e a segunda camada de barreira (52) é planar nas primeira e segunda seções (64a, 64b), e a pelo menos uma dentre a primeira camada de barreira (51) e a segunda camada de barreira (52) se projeta para fora na área de flexão (65).

27. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento elástico inclui um par de estruturas de parede espaçadas (61, 62) unidas por uma pluralidade de elementos de conexão (63) .

28. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que as estruturas de parede (61, 62) são unidas à primeira camada de barreira (51) e à segunda camada de barreira (52) nas primeira e segunda seções (64a, 64b).

29. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) exibe maior flexibilidade do que as primeira e segunda seções (64a, 64b) para estimular a flexão do balão (40) .

30. Balão cheio com fluido, de acordo com a rei- vindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço forma uma linha de flexão entre duas porções do balão (40).

31. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que o espaço é orientado diagonalmente com relação a um eixo longitudinal do balão (40).

32. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que o balão (40) é incorporado no calçado (10), tal que uma das duas seções separadas (64a, 64b) do elemento elástico (60) está localizada em uma porção traseira-lateral do calçado (10).

33. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) inclui pelo menos uma abertura que se estende através do elemento elástico (60).

34. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a área de flexão (65) é pelo menos um entalhe que se estende para dentro de uma borda do elemento elástico (60).

35. Balão cheio com fluido (40), de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que o balão (40) é incorporado em uma estrutura de sola do calçado.

36. Método de fabricação de um balão cheio com fluido (40) para um artigo de calçado (10), o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: definir pelo menos uma área de flexão (65) em um elemento elástico (60) que inclui um par de estruturas de parede espaçadas (61, 62) unidas por uma pluralidade de ele- mentos de conexão (63), a área de flexão (65) sendo um espaço entre duas seções separadas do elemento elástico (60), as estruturas de parede (61, 62) e os elementos de conexão (63) estando ausentes na área de flexão (65); colocar o elemento elástico (60) entre duas folhas de polímero; unir as estruturas de parede (61, 62) nas folhas de polímero e formar uma união periférica (53) entre as folhas de polímero e ao redor do elemento elástico (60) para vedar o elemento elástico (60) dentro do balão (40).

37. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de definir adicionalmente inclui orientar o espaço perpendicularmente com relação a um eixo longitudinal do balão (40).

38. Método, de acordo com a reivindicação 36 CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de definir adicionalmente inclui orientar o espaço diagonalmente com relação a um eixo longitudinal do balão (40).

39. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente inclui uma etapa de incorporar o balão (40) no calçado (10) tal que uma das duas seções separadas do elemento elástico (60) fica posicionada em uma região traseira-lateral do calçado (10).

40. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de definir inclui formar a área de flexão (65) para ser uma pluralidade de espaços entre seções separadas do elemento elástico (60).

41. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de definir inclui formar a área de flexão (65) para ser pelo menos uma abertura que se estende através do elemento elástico (60).

42. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de definir inclui formar a área de flexão (65) para ser pelo menos um entalhe que se estende para dentro de uma borda do elemento elástico (60) .

43. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente inclui a etapa de pelo menos parcialmente encapsular o balão (40) dentro de um material de espuma de polímero de uma sola intermediária (31) e incorporar o material da espuma de polímero e o balão (40) no calçado (10).

44. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente inclui a etapa de pressurizar o balão (40) para colocar pelo menos uma porção do elemento elástico (60) em tensão.